JP2009290032A - Evaluation analysis system and probe card - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、評価解析システム及びプローブカードに関し、特に、システムLSIなどの半導体装置の不具合解析に用いる微弱発光解析装置などの解析装置において、半導体デバイスの信頼性評価試験を行う信頼性評価試験装置を備えたシステム、及びこのような評価解析システムで用いられるプローブカードに関するものである。 The present invention relates to an evaluation analysis system and a probe card, and more particularly to a reliability evaluation test apparatus for performing a reliability evaluation test of a semiconductor device in an analysis apparatus such as a weak light emission analysis apparatus used for failure analysis of a semiconductor device such as a system LSI. And a probe card used in such an evaluation analysis system.
半導体装置は、ウェハ形成工程とパッケージ形成工程とを経て形成されている。 The semiconductor device is formed through a wafer forming process and a package forming process.
このウェハ形成工程は、おおまかには、成膜、露光、エッチング等の処理工程の繰り返しで成り立っている。これらの処理を行う工程では、非常に微細な異物(ゴミ)が発生しないクリーンルームにて、シリコンウェハに対する種々の処理が行われる。しかしながら、これらの工程では、その処理に起因してシリコンくずや人為的なゴミなどが発生し、これらが該工程での処理中にウェハへ付着することとがある。 This wafer forming process is roughly composed of repetition of processing steps such as film formation, exposure, and etching. In the process of performing these processes, various processes are performed on the silicon wafer in a clean room where very fine foreign matter (dust) is not generated. However, in these steps, silicon scraps and artificial dust are generated due to the processing, and these may adhere to the wafer during the processing in the step.
半導体装置を構成する半導体素子や配線は、1um以下の単位で加工形成されており、これらウェハに付着した異物(ゴミ)は、メタル配線間のショート、Via高抵抗接続(つまり上層配線と下層配線とを接続するコンタクトホールの高抵抗化)、短絡などによるI/O端子破壊、あるいは静電破壊などの不具合の発生原因ともなる。 Semiconductor elements and wirings constituting the semiconductor device are processed and formed in units of 1 μm or less, and foreign matters (dust) adhering to the wafer are short-circuited between metal wirings, Via high resistance connection (that is, upper layer wiring and lower layer wiring). The contact hole connecting the terminal and the I / O terminal due to a short circuit or electrostatic breakdown.
そこで、従来から半導体装置についてはその信頼性評価試験を行っており、図6(a)は、従来の信頼性評価試験装置の概略構成を示す図である。 Therefore, a reliability evaluation test is conventionally performed on a semiconductor device, and FIG. 6A is a diagram illustrating a schematic configuration of a conventional reliability evaluation test apparatus.
図6(a)に示す信頼性評価装置10は、LSI半導体デバイス12への信号の入力、及び該半導体デバイス12からの信号の取出しを行うためのプローブ針13aを有するプローブカード(図示せず)と、信頼性評価信号を生成する信号発生装置11とを有している。信号発生装置11には、信号配線13を介して該プローブ針13aが接続されており、該装置11で生成された信頼性評価信号がプローブ針13aを介して半導体デバイス12に入力され、該半導体デバイス12で発生した信号がプローブ針13aを介して信号生成装置11に供給されるようになっている。
A
このような信頼性評価装置10では、例えばラッチアップに対する信頼性を評価する場合、信号発生装置11では、ラッチアップを誘発させる信頼性評価信号を生成し、この信号を上記プローブ針13aを介して半導体デバイス12に印加する。この状態で、リーク電流などに基づいて半導体デバイスの評価が行われる。
In such a
この信頼性評価の結果、半導体デバイスの不良が検出された場合は、さらに、不良原因の解析を行う。 As a result of the reliability evaluation, when a defect of the semiconductor device is detected, the cause of the defect is further analyzed.
図6(b)は、半導体デバイスの不良原因を解析する解析装置の概略構成を示す図である。 FIG. 6B is a diagram illustrating a schematic configuration of an analysis apparatus that analyzes a cause of a defect in a semiconductor device.
この解析装置20は、ラッチアップなどを誘発させる信頼性評価信号を半導体デバイス22に印加するためのプローブ針23aを有するプローブカード(図示せず)と、半導体デバイス22を載置するための透明部材からなるステージ21と、該ステージ21の上側に配置されたプローブ針23aを半導体デバイスに対して位置合わせするための顕微鏡25と、該ステージ21の下側に配置され、半導体デバイスの裏面側を撮影する裏面カメラ24とを有している。また、この解析装置20は、上記プローブ針23aおよび信号配線23を介して接続され、上記半導体デバイス22に電源電圧を供給する電源部(図示せず)と、裏面カメラ24で得られた画像データに基づいて半導体デバイスの不良個所を解析して特定する解析処理部(図示せず)とを有している。
The
このような解析装置20は、ステージ21上に載置した半導体デバイス22に対して、位置合わせ用顕微鏡25を用いてプローブ針23の位置合わが行われた後、プローブ針23aを介して半導体デバイス22に電源電圧を印加し、この状態で、裏面カメラ24により半導体デバイスの裏面側の画像を撮像する。この撮像により得られた画像に発光点が現れている場合、例えば、その発光点ではラッチアップ又はリーク電流などが発生して電流が集中していると判定することができる。
In such an
また、このような半導体デバイスの発光点により不良原因を解析する方法として、エミッション顕微鏡(微弱発光解析)装置などが用いられる。 An emission microscope (weak light emission analysis) apparatus or the like is used as a method for analyzing the cause of failure by the light emission point of such a semiconductor device.
このようなエミッション顕微鏡を用いた半導体装置の不良解析方法は、例えば、特許文献1や特許文献2、また非特許文献1に開示されている。 Such a semiconductor device failure analysis method using an emission microscope is disclosed in, for example, Patent Document 1, Patent Document 2, and Non-Patent Document 1.
このエミッション顕微鏡は、半導体デバイス内部の異常箇所に電界が集中したときに生じるホットキャリアに起因する極微弱光や、ラッチアップなどに起因する赤外域の極微弱光を高感度で撮像する顕微鏡である。 This emission microscope is a microscope that captures, with high sensitivity, extremely weak light caused by hot carriers generated when an electric field is concentrated at an abnormal location inside a semiconductor device, and extremely weak light in the infrared region caused by latch-up. .
このエミッション顕微鏡では、超高感度カメラによって、半導体デバイスに流れる微弱な電流が、微弱発光像として感知される。つまり、エミッション顕微鏡では、微弱発光像と、光学顕微鏡により得られる像(光学顕微鏡像)とを同一の高感度カメラで撮影し、外部制御モニターにて2つの像を重ね合わせることによって、微小なリーク電流箇所や、配線の断線、ショート箇所を特定することが可能である。 In this emission microscope, a weak current flowing through a semiconductor device is detected as a weak luminescence image by an ultra-sensitive camera. In other words, in an emission microscope, a weak emission image and an image obtained by an optical microscope (an optical microscope image) are taken with the same high-sensitivity camera, and two images are superimposed on an external control monitor, thereby causing a minute leak. It is possible to specify the current location, the disconnection of the wiring, and the short location.
最近の技術では、微細化プロセスの発展及び駆動電圧の低電圧化に伴い、金属配線の多層化が進み、これによりメタル層が厚くなり、ウェハ上面からは、トランジスタのゲートポリシリコンや配線メタルのパターンが見えなくなってきているのが現状である。このため、トランジスタが構築されているレイヤーでの発光画像を確認することができない。 In recent technology, with the development of miniaturization process and lowering of drive voltage, the metal wiring has become multi-layered, which increases the thickness of the metal layer. From the upper surface of the wafer, the gate polysilicon of the transistor and the wiring metal The current situation is that the pattern has disappeared. For this reason, the light emission image in the layer in which the transistor is constructed cannot be confirmed.
そこで、最近では、ウェハの裏面側から、赤外線レーザー照射し、半導体装置における発光像をウエハ裏面側から捕らえることにより、半導体装置の不具合を解析するウェハ裏面からの不具合解析が主流となってきている。
しかしながら、こういった解析装置(微弱発光装置)は、半導体装置に実際に不具合が生じた際に、初めて、不具合の発生した半導体装置に対して使用するものである。 However, such an analysis device (weak light emitting device) is used for a semiconductor device in which a defect occurs for the first time when a defect actually occurs in the semiconductor device.
つまり、半導体装置に電流リークなどの不具合が生じた場合、まずは、不具合の症状(誤動作など)、さらに不具合の再現性を、解析装置以外の信頼性評価試験装置などにより確認することになる。 That is, when a defect such as current leakage occurs in the semiconductor device, first, the symptom of the defect (malfunction or the like) and the reproducibility of the defect are confirmed by a reliability evaluation test apparatus other than the analysis apparatus.
そして、その確認した半導体装置の状態を保持したまま、該半導体装置を解析装置に持っていき、該解析装置では、該半導体装置の不具合を再現した状態で、半導体装置の解析、例えば、不良発生箇所などを特定する解析を実施する。 Then, the semiconductor device is brought to the analysis device while maintaining the confirmed state of the semiconductor device, and the analysis device reproduces the defect of the semiconductor device, for example, the failure of the semiconductor device is generated. Perform analysis to identify the location.
ところが、半導体装置の解析装置では、信頼性評価試験装置とは、半導体装置に対して信号の入出力を行うための治具(例えばプローブカード)までの配線の長さなどが異なるといった様々な要因で、配線抵抗値などが異なることとなる。このため、半導体装置の解析装置では、配線抵抗値などの変化によるリーク電流値などが信頼性評価試験装置におけるものとは異なることとなり、これが原因で、信頼性評価試験装置で生じていた不具合を再現できないといったことになる。 However, a semiconductor device analyzer is different from the reliability evaluation test device in various factors such as the length of wiring to a jig (eg, probe card) for inputting / outputting signals to / from the semiconductor device. Therefore, the wiring resistance value and the like are different. For this reason, in the analysis apparatus for semiconductor devices, the leakage current value due to changes in the wiring resistance value and the like is different from that in the reliability evaluation test apparatus, and this causes a problem that has occurred in the reliability evaluation test apparatus. It cannot be reproduced.
このように解析装置で、信頼性評価試験装置で生じていた半導体データの不具合箇所が再現できないということは、解析装置で不具合の解析を正しくできないということであり、信頼性評価試験装置で見つけた半導体装置の不具合を正しく解析することができないといった課題がある。 As described above, the failure of the semiconductor data that has occurred in the reliability evaluation test device cannot be reproduced by the analysis device, which means that the failure analysis cannot be correctly performed by the analysis device. There is a problem that the failure of the semiconductor device cannot be analyzed correctly.
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、半導体装置の信頼性評価試験で見つけた不具合を、半導体装置の不具合解析の際に確実に再現することができ、これにより、信頼性評価試験で見つけた半導体装置の不具合を正しく解析することができる評価試験システムおよびこのような評価試験システムに用いるプローブカードを得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and the defects found in the reliability evaluation test of the semiconductor device can be reliably reproduced during the failure analysis of the semiconductor device. An object of the present invention is to obtain an evaluation test system capable of correctly analyzing a failure of a semiconductor device found in a reliability evaluation test and a probe card used in such an evaluation test system.
本発明に係る評価解析システムは、半導体デバイスの信頼性評価試験を行うとともに、該信頼性評価試験中に生じた半導体デバイスの異常部位を解析する評価解析システムであって、該半導体デバイスに印加する信頼性評価信号を発生する信頼性評価試験装置と、該半導体デバイスへの該信頼性評価信号の印加により生じた半導体デバイスの異常部位を解析する解析装置と、該半導体デバイスと電気的に接続されるよう構成され、該信頼性評価信号を該半導体デバイスに印加し、かつ該半導体デバイスで発生した信号を取り出すための接続治具とを備えたものであり、そのことにより上記目的が達成される。 An evaluation analysis system according to the present invention is an evaluation analysis system that performs a reliability evaluation test of a semiconductor device and analyzes an abnormal portion of the semiconductor device that has occurred during the reliability evaluation test, and is applied to the semiconductor device A reliability evaluation test apparatus for generating a reliability evaluation signal; an analysis apparatus for analyzing an abnormal portion of the semiconductor device caused by application of the reliability evaluation signal to the semiconductor device; and the semiconductor device electrically connected And a connection jig for applying the reliability evaluation signal to the semiconductor device and taking out a signal generated in the semiconductor device, thereby achieving the above object. .
本発明は、上記評価解析システムにおいて、前記半導体デバイスは、半導体ウエハの各チップ領域に形成された、ボンディングワイヤが接続される電極パッドを有するチップ状態デバイスであり、前記接続治具は、該チップ状態デバイスの電極パッドに接触させるための接触針を有し、該接触針と該電極パッドとの接触により、該チップ状態デバイスと電気的に接続されるプローブカードであることが好ましい。 The present invention provides the evaluation analysis system, wherein the semiconductor device is a chip state device having an electrode pad to which a bonding wire is connected, which is formed in each chip region of a semiconductor wafer. Preferably, the probe card has a contact needle for making contact with the electrode pad of the state device, and is electrically connected to the chip state device by contact between the contact needle and the electrode pad.
本発明は、上記評価解析システムにおいて、前記半導体デバイスは、半導体ウエハから切り出された半導体チップをパッケージに実装してなる、外部端子を有するパッケージ状態デバイスであり、前記接続治具は、該パッケージ状態デバイスを載置するためのデバイス載置部と、該デバイス載置部に配置された、該パッケージ状態デバイスの外部端子に接触させるための接触片とを有し、該接触片と該外部端子との接触により、該パッケージ状態デバイスと電気的に接続されるパッケージソケットであることが好ましい。 The present invention provides the evaluation analysis system, wherein the semiconductor device is a package state device having an external terminal formed by mounting a semiconductor chip cut out from a semiconductor wafer in a package, and the connection jig includes the package state. A device mounting portion for mounting a device; and a contact piece disposed on the device mounting portion for contacting an external terminal of the packaged device, the contact piece and the external terminal It is preferable that the package socket be electrically connected to the package state device by contact with the package state device.
本発明は、上記評価解析システムにおいて、前記パッケージ状態デバイスは、前記半導体チップを樹脂封止してなる樹脂モールドパッケージであることが好ましい。 In the evaluation analysis system according to the present invention, the package state device is preferably a resin mold package formed by resin-sealing the semiconductor chip.
本発明は、上記評価解析システムにおいて、前記信頼性評価試験の対象となる半導体デバイスは、半導体ウエハの各チップ領域に形成された、ボンディングワイヤが接続される電極パッドを有するチップ状態デバイス、および半導体ウエハから切り出された半導体チップをパッケージに実装してなる、外部端子を有するパッケージ状態デバイスのいずれかのタイプの半導体デバイスであり、前記接続治具は、該チップ状態デバイスと電気的接続をとるためのプロービング部と、該パッケージ状態デバイスと電気的接続をとるためのソケット部とを有することが好ましい。 According to the present invention, in the evaluation analysis system, the semiconductor device to be subjected to the reliability evaluation test includes a chip state device having an electrode pad to which a bonding wire is connected, and a semiconductor formed in each chip region of the semiconductor wafer. A semiconductor device of any type of a package state device having an external terminal formed by mounting a semiconductor chip cut out from a wafer in a package, and the connection jig is to make electrical connection with the chip state device. It is preferable to have a probing portion and a socket portion for making electrical connection with the package state device.
本発明は、上記評価解析システムにおいて、前記プロービング部は、該チップ状態デバイスの電極パッドに接触させるための接触針を有し、該接触針と該電極パッドとの接触により、該チップ状態デバイスと電気的に接続され、前記ソケット部は、該パッケージ状態デバイスを載置するためのデバイス載置部と、該デバイス載置部に配置された、該パッケージ状態デバイスの外部端子に接触させるための接触片とを有し、該接触片と該外部端子との接触により、該パッケージ状態デバイスと電気的に接続されることが好ましい。 According to the present invention, in the evaluation analysis system, the probing unit includes a contact needle for contacting the electrode pad of the chip state device, and the tip state device and the electrode pad are brought into contact with the chip state device. Electrically connected, the socket portion is a device placement portion for placing the package state device, and a contact disposed on the device placement portion for contacting an external terminal of the package state device It is preferable that the device is electrically connected to the package state device by contact between the contact piece and the external terminal.
本発明は、上記評価解析システムにおいて、前記接続治具は、第1及び第2の開口を有するカード基板上に、複数のプローブ針をその先端が該第1の開口内に位置するよう配置して前記プロービング部を構成し、かつ、該カード基板上に該第2の開口を囲むよう、前記パッケージが装着されるパッケージ装着部を配置して前記ソケット部を構成したものであることが好ましい。 According to the present invention, in the above-described evaluation analysis system, the connection jig arranges a plurality of probe needles on a card substrate having first and second openings so that tips of the probe needles are located in the first opening. It is preferable that the socket portion is configured by disposing a package mounting portion on which the package is mounted so as to configure the probing portion and surround the second opening on the card substrate.
本発明は、上記評価解析システムにおいて、前記接続治具の裏面側に配置された裏面カメラを備え、該裏面カメラは、前記チップ状態デバイスの裏面を、該チップ状態デバイスを支持する透明支持基板を介して撮影し、前記パッケージ状態デバイスを、前記カード基板の第2の開口を介して撮影することが好ましい。 In the evaluation analysis system, the present invention includes a back camera disposed on the back side of the connection jig, and the back camera includes a transparent support substrate that supports the chip state device on the back surface of the chip state device. Preferably, the package state device is photographed through the second opening of the card substrate.
本発明は、上記評価解析システムにおいて、前記接続治具の裏面側に配置され、レーザ光を出力するレーザ光源を備え、該レーザ光源は、前記チップ状態デバイスの裏面に、該チップ状態デバイスを支持する透明支持基板を介してレーザ光を照射し、前記パッケージ状態デバイスの裏面に、前記カード基板の第2の開口を介してレーザ光を照射することが好ましい。 In the evaluation analysis system, the present invention includes a laser light source that is disposed on the back surface side of the connection jig and outputs laser light, and the laser light source supports the chip state device on the back surface of the chip state device. It is preferable to irradiate a laser beam through the transparent support substrate and to irradiate the back surface of the package state device through the second opening of the card substrate.
本発明は、上記評価解析システムにおいて、前記接続治具の表面側に配置され、前記プローブ針の先端を、前記チップ状態デバイスの電極パッドに位置合わせするための位置合わせ顕微鏡を備え、該位置合わせ顕微鏡は、前記カード基板の第1の開口を介して該チップ状態デバイスの表面の拡大像を形成することが好ましい。 In the evaluation analysis system, the present invention includes an alignment microscope that is disposed on the surface side of the connection jig and aligns the tip of the probe needle with the electrode pad of the chip state device. The microscope preferably forms an enlarged image of the surface of the chip state device through the first opening of the card substrate.
本発明は、上記評価解析システムにおいて、前記該接続治具が、そのプロービング部のプローブ針が前記チップ状態デバイスの電極パッドに接触しない非接触位置から、そのプロービング部のプローブ針が前記チップ状態デバイスの電極パッドに接触する接触位置まで移動するよう、該接続治具をスライド自在に支持する支持機構を有することが好ましい。 In the evaluation analysis system according to the present invention, the connection jig is configured such that the probe needle of the probing part is connected to the tip state device from a non-contact position where the probe needle of the probing part does not contact the electrode pad of the tip state device. It is preferable to have a support mechanism that slidably supports the connection jig so as to move to a contact position that contacts the electrode pad.
本発明は、上記評価解析システムにおいて、前記信頼性評価試験装置は、静電耐圧に対する信頼性評価試験を行うための静電耐圧評価信号を生成することが好ましい。 In the evaluation analysis system according to the aspect of the invention, it is preferable that the reliability evaluation test apparatus generates an electrostatic withstand voltage evaluation signal for performing a reliability evaluation test with respect to electrostatic withstand voltage.
本発明は、上記評価解析システムにおいて、前記信頼性評価試験装置は、ラッチアップに対する信頼性評価試験を行うためのラッチアップ評価信号を生成することが好ましい。 In the evaluation analysis system according to the aspect of the invention, it is preferable that the reliability evaluation test apparatus generates a latch-up evaluation signal for performing a reliability evaluation test for latch-up.
本発明は、上記評価解析システムにおいて、前記信頼性評価試験装置は、電磁波ノイズに対する信頼性評価試験を行うための電磁波耐性評価信号を生成することが好ましい。 In the evaluation analysis system according to the aspect of the invention, it is preferable that the reliability evaluation test apparatus generates an electromagnetic wave resistance evaluation signal for performing a reliability evaluation test against electromagnetic noise.
本発明は、上記評価解析システムにおいて、前記解析装置は、前記半導体デバイスのリーク電流に基づいて、前記信頼性評価試験信号の印加された半導体デバイスの異常部位を解析することが好ましい。 In the evaluation analysis system according to the aspect of the invention, it is preferable that the analysis apparatus analyzes an abnormal portion of the semiconductor device to which the reliability evaluation test signal is applied based on a leakage current of the semiconductor device.
本発明は、上記評価解析システムにおいて、前記解析装置は、前記半導体デバイスの裏面上あるいは表面上で現われる発光像に基づいて、前記信頼性評価試験信号の印加された半導体デバイスの異常部位を解析することが好ましい。 In the evaluation analysis system according to the present invention, the analysis apparatus analyzes an abnormal portion of the semiconductor device to which the reliability evaluation test signal is applied based on a light emission image appearing on the back surface or the front surface of the semiconductor device. It is preferable.
本発明は、上記評価解析システムにおいて、前記解析装置は、前記半導体デバイスに対する裏面微弱発光解析を行うことが好ましい。 In the evaluation analysis system according to the aspect of the invention, it is preferable that the analysis apparatus performs a backside weak light emission analysis on the semiconductor device.
本発明は、上記評価解析システムにおいて、前記解析装置は、前記信頼性評価試験信号を印加する前の半導体デバイスの発光像を示す画像データと、該信頼性評価試験信号を印加した後の半導体デバイスの発光像を示す画像データとを記憶する記憶装置と、該信頼性評価試験信号を印加する前の半導体デバイスの発光像を示す画像データと、該信頼性評価試験信号を印加した後の半導体デバイスの発光像を示す画像データとを比較するデータ比較装置とを有することが好ましい。 According to the present invention, in the evaluation analysis system, the analysis apparatus includes image data indicating a light emission image of the semiconductor device before applying the reliability evaluation test signal, and a semiconductor device after applying the reliability evaluation test signal. A storage device that stores image data indicating a light emission image of the semiconductor device, image data indicating a light emission image of the semiconductor device before application of the reliability evaluation test signal, and a semiconductor device after application of the reliability evaluation test signal It is preferable to have a data comparison device that compares the image data indicating the light emission image.
本発明は、上記評価解析システムにおいて、前記解析装置は、前記半導体デバイスの裏面を撮像する裏面カメラを有し、前記半導体デバイスの発光像を示す画像データを該裏面カメラにより取得することが好ましい。 In the evaluation analysis system according to the aspect of the invention, it is preferable that the analysis apparatus includes a back camera that captures a back surface of the semiconductor device, and acquires image data indicating a light emission image of the semiconductor device by the back camera.
本発明は、上記評価解析システムにおいて、前記信頼性評価試験信号を前記半導体デバイスに印加する前に、該裏面カメラにより該半導体デバイスの裏面の微弱発光画像を撮像し、該裏面カメラにより撮像して得られた画像データを、前記記憶装置に格納することが好ましい。 According to the present invention, in the evaluation analysis system, before the reliability evaluation test signal is applied to the semiconductor device, a weak emission image of the back surface of the semiconductor device is captured by the back camera, and is captured by the back camera. The obtained image data is preferably stored in the storage device.
本発明は、上記評価解析システムにおいて、前記信頼性評価試験信号を前記半導体デバイスに印加した後に前記裏面カメラにより撮像した半導体デバイスの裏面の微弱発光画像を、前記記録装置に記録されている、前記信頼性評価試験信号を前記半導体デバイスに印加する前に該裏面カメラにより撮像した半導体デバイスの裏面の微弱発光画像と比較することが好ましい。 In the evaluation analysis system, the present invention records the weak emission image of the back surface of the semiconductor device captured by the back camera after applying the reliability evaluation test signal to the semiconductor device, and is recorded in the recording device, Before applying the reliability evaluation test signal to the semiconductor device, it is preferable to compare it with a weak emission image of the back surface of the semiconductor device taken by the back camera.
本発明は、上記評価解析システムにおいて、前記解析装置は、画像データに基づいて画像を表示する画像出力装置と、前記裏面カメラにより前記半導体デバイスの裏面を撮像して得られた画像データを、該画像出力装置に出力するか否かを判定する画像出力判定装置とを有することが好ましい。 In the evaluation analysis system, the analysis apparatus includes an image output device that displays an image based on image data, and image data obtained by imaging the back surface of the semiconductor device with the back camera. It is preferable to have an image output determination device that determines whether or not to output to the image output device.
本発明は、上記評価解析システムにおいて、前記画像出力判定装置は、前記信頼性評価試験信号を前記半導体デバイスに印加した後の該半導体デバイスの特性値が、前記信頼性評価試験信号を前記半導体デバイスに印加する前に設定されている基準値より大きいとき、前記画像出力装置に表示される画像の表示状態を、該発光像に基づいて該半導体データの異常部位の解析が行われるよう切り替えることが好ましい。 According to the present invention, in the evaluation analysis system, the image output determination device has a characteristic value of the semiconductor device after the reliability evaluation test signal is applied to the semiconductor device, and the reliability evaluation test signal is converted to the semiconductor device. Switching the display state of the image displayed on the image output device so that the abnormal portion of the semiconductor data is analyzed based on the emission image when the reference value is larger than a reference value set before application to preferable.
本発明は、上記評価解析システムにおいて、前記解析装置は、前記半導体デバイスのリーク電流およびその発光像に基づいて、前記信頼性評価試験信号が印加された半導体デバイスの異常部位を解析することが好ましい。 In the evaluation analysis system according to the aspect of the invention, it is preferable that the analysis apparatus analyzes an abnormal portion of the semiconductor device to which the reliability evaluation test signal is applied based on a leakage current of the semiconductor device and a light emission image thereof. .
本発明に係るプローブカードは、半導体デバイスとの間で信号の授受を行うためのプローブカードであって、半導体ウエハの各チップ領域に形成された、ボンディングワイヤが接続される電極パッドを有するチップ状態デバイスとの電気的接続をとるためのプロービング部と、半導体ウエハから切り出された半導体チップをパッケージに実装してなる、外部端子を有するパッケージ状態デバイスとの電気的接続をとるためのパッケージソケット部を備えており、そのことにより上記目的が達成される。 A probe card according to the present invention is a probe card for exchanging signals with a semiconductor device, and is a chip state having electrode pads formed in each chip region of a semiconductor wafer to which bonding wires are connected A probing section for electrical connection with the device, and a package socket section for electrical connection with a package state device having external terminals formed by mounting a semiconductor chip cut out from the semiconductor wafer in the package So that the above object is achieved.
本発明は、上記プローブカードにおいて、前記プロービング部は、前記チップ状態デバイスの複数の電極パッドに対応して設けられ、該各電極パッドに接触させる複数のプローブ針を有し、該プローブ針により、該チップ状態デバイスに対して信号を直接入出力することが好ましい。 In the probe card according to the present invention, the probing portion is provided corresponding to a plurality of electrode pads of the chip state device, and has a plurality of probe needles that are brought into contact with the electrode pads. It is preferable to directly input and output signals to the chip state device.
本発明は、上記プローブカードにおいて、前記パッケージソケット部は、前記パッケージ状態デバイスが装着されるパッケージ装着部と、該パッケージ装着部に配置された、該パッケージ状態デバイスの外部端子に接触させるための接触片とを有し、該接触片を介して該パッケージ状態デバイスに電気信号を印加するものであることが好ましい。 According to the present invention, in the probe card, the package socket unit includes a package mounting unit on which the package state device is mounted, and a contact disposed on the package mounting unit for contacting an external terminal of the package state device. It is preferable that an electrical signal is applied to the package state device via the contact piece.
本発明は、上記プローブカードにおいて、前記プロービング部は、第1および第2の開口を有するカード基板上に該第1の開口内に先端が位置するよう配置され、該チップ状態デバイスの電極パッドに接触させるための複数のプローブ針を有し、該プローブ針を介して該チップ状態デバイスに電気信号を印加する接続部分であり、前記パッケージソケット部は、該カード基板上に該第2の開口を囲むよう配置され、前記パッケージ状態デバイスが装着されるパッケージ装着部と、該パッケージ装着部に配置された、該パッケージ状態デバイスの外部端子に接触させるための接触片とを有し、該接触片を介して該パッケージ状態デバイスに電気信号を印加する接続部分であることが好ましい。 According to the present invention, in the probe card, the probing portion is disposed on a card substrate having first and second openings so that a tip is located in the first opening, and the probe pad is used as an electrode pad of the chip state device. A connecting portion that has a plurality of probe needles for contact and applies an electrical signal to the chip state device via the probe needle, and the package socket portion has the second opening on the card substrate. A package mounting portion disposed so as to surround and to which the package state device is mounted; and a contact piece disposed on the package mounting portion for contacting an external terminal of the package state device. It is preferable that the connection portion applies an electrical signal to the package state device.
本発明は、上記プローブカードにおいて、前記プロービング部は、前記カード基板の上側に配置されたレーザ光源から出射される解析用レーザ光が、該カード基板の下側に配置された前記チップ状態デバイスの上面に照射されるよう、該カード基板の第1の開口を配置したものであることが好ましい。 According to the present invention, in the probe card, the probing unit is configured so that the laser beam for analysis emitted from the laser light source disposed on the upper side of the card substrate is the chip state device disposed on the lower side of the card substrate. It is preferable that the first opening of the card substrate is disposed so that the upper surface is irradiated.
本発明は、上記プローブカードにおいて、前記パッケージソケット部は、前記カード基板の下側に配置されたレーザ光源から出射される解析用レーザ光が、該カード基板の上側に配置された前記パッケージ状態デバイスの下面に照射されるよう、該カード基板の第2の開口を配置したものであることが好ましい。 According to the present invention, in the probe card, the package socket unit is configured such that the analysis laser beam emitted from a laser light source disposed on the lower side of the card substrate is disposed on the upper side of the card substrate. It is preferable that the second opening of the card substrate is arranged so that the lower surface of the card substrate is irradiated.
以下、本発明の作用について説明する。 The operation of the present invention will be described below.
本発明においては、半導体デバイスに印加する信頼性評価信号を発生する信頼性評価試験装置と、該半導体デバイスへの該信頼性評価信号の印加により生じた半導体デバイスの異常部位を解析する解析装置とを備え、該信頼性評価試験装置および解析装置を、共通の接続治具により半導体デバイスと電気的に接続するようにしたので、半導体デバイスの信頼性評価試験を行う場合と、半導体デバイスの解析を行う場合とで、同一の接続治具を用いて半導体デバイスに、信頼性評価試験(ESD/ラッチアップ)用信号を印加することができる。これにより、半導体装置の信頼性評価試験で見つけた不具合を、半導体デバイス(半導体装置)の不具合解析の際に確実に再現することができ、この結果、信頼性評価試験で見つけた半導体装置の不具合を正しく解析することができる。 In the present invention, a reliability evaluation test apparatus for generating a reliability evaluation signal to be applied to a semiconductor device, and an analysis apparatus for analyzing an abnormal part of the semiconductor device caused by the application of the reliability evaluation signal to the semiconductor device; The reliability evaluation test apparatus and the analysis apparatus are electrically connected to the semiconductor device with a common connection jig, so that the reliability evaluation test of the semiconductor device is performed and the analysis of the semiconductor device is performed. In some cases, a signal for reliability evaluation test (ESD / latch-up) can be applied to the semiconductor device using the same connection jig. As a result, the defects found in the reliability evaluation test of the semiconductor device can be reliably reproduced during the failure analysis of the semiconductor device (semiconductor device). As a result, the defect of the semiconductor device found in the reliability evaluation test Can be analyzed correctly.
また、本発明においては、前記接続治具を、該チップ状態デバイスと電気的接続をとるためのプロービング部と、該パッケージ状態デバイスと電気的接続をとるためのソケット部とを有する構成としたので、前記信頼性評価試験の対象となる半導体デバイスが、半導体ウエハの各チップ領域に形成された、ボンディングワイヤが接続される電極パッドを有するチップ状態デバイス、および半導体ウエハから切り出された半導体チップをパッケージに実装してなる、外部端子を有するパッケージ状態デバイスのいずれのタイプの半導体デバイスであっても、信頼性評価試験で見つけた半導体デバイスの不具合を正しく解析することができる。 Further, in the present invention, the connection jig has a configuration including a probing portion for making electrical connection with the chip state device and a socket portion for making electrical connection with the package state device. A semiconductor device to be subjected to the reliability evaluation test includes a chip state device having an electrode pad connected to a bonding wire formed in each chip region of the semiconductor wafer, and a semiconductor chip cut out from the semiconductor wafer. It is possible to correctly analyze a defect of a semiconductor device found in a reliability evaluation test, regardless of which type of semiconductor device is a packaged state device having external terminals.
また、この発明においては、前記接続治具を、第1及び第2の開口を有するカード基板上に、複数のプローブ針をその先端が該第1の開口内に位置するよう配置して前記プロービング部を構成し、かつ、該カード基板上に該第2の開口を囲むよう、前記パッケージが装着されるパッケージ装着部を配置して前記ソケット部を構成した構造としているので、該カード基板の表面側あるいは裏面側に半導体デバイスを撮像するカメラを配置することで、チップ状態デバイスの表面あるいは裏面の画像を撮像したり、パッケージ状態デバイスの表面あるいは裏面の画像を撮像したりすることができる。また、前記カード基板の表面側あるいは裏面側に、レーザ光を出力するレーザ光源を配置することにより、前記チップ状態デバイスの表面あるいは裏面に、また前記パッケージ状態デバイスの表面あるいは裏面にレーザ光を照射することができ、これにより半導体デバイスの表面側あるいは裏面側の発光像をカメラにより検出しやすくなる。 According to the present invention, the probing is performed by arranging the connecting jig on a card substrate having first and second openings so that a plurality of probe needles are positioned in the first opening. And the socket portion is configured by disposing a package mounting portion on which the package is mounted so as to surround the second opening on the card substrate. By arranging a camera for imaging the semiconductor device on the side or the back side, it is possible to take an image of the front or back surface of the chip state device or to take an image of the front or back surface of the package state device. Further, by arranging a laser light source for outputting laser light on the front surface side or back surface side of the card substrate, laser light is irradiated on the front surface or back surface of the chip state device or on the front surface or back surface of the package state device. This makes it easier to detect a light emission image on the front surface side or the back surface side of the semiconductor device with a camera.
また、この発明においては、上記評価解析システムにおいて、前記接続治具の表面側に配置され、前記プローブ針の先端を、前記チップ状態デバイスの電極パッドに位置合わせするための位置合わせ顕微鏡を備えたので、プローブ針とチップ状態デバイスの電極パッドとの位置合わせを正確にかつ簡単に行うことができる。 In the present invention, the evaluation analysis system further includes an alignment microscope that is arranged on the surface side of the connection jig and aligns the tip of the probe needle with the electrode pad of the chip state device. Therefore, alignment between the probe needle and the electrode pad of the chip state device can be performed accurately and easily.
また、本発明においては、上記該接続治具が、そのプロービング部のプローブ針が前記チップ状態デバイスの電極パッドに接触しない非接触位置から、そのプロービング部のプローブ針が前記チップ状態デバイスの電極パッドに接触する接触位置まで移動するよう、該接続治具をスライド自在に支持する支持機構を備えているので、接続治具と半導体デバイスとの接触を簡単に行うことができる。 Further, in the present invention, the connecting jig is configured such that the probe needle of the probing part is connected to the electrode pad of the chip state device from a non-contact position where the probe needle of the probing part does not contact the electrode pad of the chip state device. Since the support mechanism for slidably supporting the connection jig is provided so as to move to the contact position where the connection jig is in contact with the semiconductor device, the contact between the connection jig and the semiconductor device can be easily performed.
本発明においては、上記信頼性評価試験装置にて、静電耐圧に対する信頼性評価試験を行うための静電耐圧評価信号を生成することにより、半導体デバイスに対する静電耐圧評価試験および静電破壊による故障(不具合発生)の解析を行うことができる。 In the present invention, the reliability evaluation test apparatus generates an electrostatic withstand voltage evaluation signal for performing a reliability evaluation test with respect to electrostatic withstand voltage. Failure (defect occurrence) can be analyzed.
本発明においては、上記信頼性評価試験装置にて、ラッチアップに対する信頼性評価試験を行うためのラッチアップ評価信号を生成することにより、半導体デバイスに対するラッチアップ耐性評価試験およびラッチアップによる故障(不具合発生)の解析を行うことができる。 In the present invention, by generating a latch-up evaluation signal for performing a reliability evaluation test for latch-up in the reliability evaluation test apparatus, a latch-up resistance evaluation test for a semiconductor device and a failure due to latch-up (problem) Analysis).
本発明においては、上記信頼性評価試験装置にて、電磁波ノイズに対する信頼性評価試験を行うための電磁波耐性評価信号を生成することで、半導体デバイスに対する電磁波耐性評価試験および電磁波ノイズによる故障(不具合発生)の解析を行うことができる。 In the present invention, the above-described reliability evaluation test apparatus generates an electromagnetic wave resistance evaluation signal for performing a reliability evaluation test for electromagnetic wave noise, so that an electromagnetic wave resistance evaluation test for a semiconductor device and a failure due to electromagnetic noise (problem occurrence) ) Analysis can be performed.
本発明においては、上記半導体デバイスの裏面上あるいは表面上で現われる発光像に基づいて、前記信頼性評価試験信号の印加された半導体デバイスの異常部位を解析するので、信頼性評価試験前の半導体デバイスの発光像と、信頼性評価試験後の半導体デバイスの発光像との比較により、不具合箇所の簡単に特定することができる。 In the present invention, since the abnormal portion of the semiconductor device to which the reliability evaluation test signal is applied is analyzed based on the light emission image appearing on the back surface or the front surface of the semiconductor device, the semiconductor device before the reliability evaluation test is analyzed. The defect portion can be easily identified by comparing the light emission image of the semiconductor device with the light emission image of the semiconductor device after the reliability evaluation test.
本発明においては、画像データに基づいて画像を表示する画像出力装置と、前記裏面カメラにより前記半導体デバイスの裏面を撮像して得られた画像データを、該画像出力装置に出力するか否かを判定する画像出力判定装置とを備えたので、画像出力装置には不具合のある半導体デバイスの発光像のみを表示するようにして、不具合解析に要する時間や作業を削減することができる。 In the present invention, an image output device that displays an image based on image data, and whether to output image data obtained by imaging the back surface of the semiconductor device by the back camera to the image output device. Since the image output determination device for determination is provided, only the light emission image of the defective semiconductor device is displayed on the image output device, so that time and work required for failure analysis can be reduced.
本発明においては、前記信頼性評価試験を行った半導体デバイスのうちの不具合発生の恐れの高いものについては、前記画像出力装置に表示される発光像の表示状態を、該半導体データの異常部位の解析が行われるよう切り替えるので、効率よく半導体デバイスの不具合を解析することができる。 In the present invention, the semiconductor device that has been subjected to the reliability evaluation test and has a high risk of occurrence of a failure is displayed with a display state of a luminescent image displayed on the image output device as an abnormal portion of the semiconductor data. Since switching is performed so that the analysis is performed, it is possible to efficiently analyze the defect of the semiconductor device.
この発明においては、前記半導体デバイスのリーク電流およびその発光像に基づいて、前記信頼性評価試験信号が印加された半導体デバイスの異常部位を解析するので、より精度よく半導体デバイスの不良解析を行うことができる。 In this invention, since the abnormal part of the semiconductor device to which the reliability evaluation test signal is applied is analyzed based on the leakage current of the semiconductor device and its emission image, the failure analysis of the semiconductor device is performed with higher accuracy. Can do.
以上のように、本発明によれば、元々別々の装置であった信頼性評価試験装置と解析装置とを1つのシステム内に備え、これらの信頼性評価試験装置と解析装置とで、半導体デバイスとの電気的接続をとるための接続治具を共通化したので、解析装置で、信頼性評価試験装置で生じていた半導体データの不具合箇所が再現できないということはなくなる。この結果、半導体装置の信頼性評価試験で見つけた不具合を、半導体装置の不具合解析の際に確実に再現することができ、引いては、信頼性評価試験で見つけた半導体装置の不具合を正しく解析することができる。 As described above, according to the present invention, the reliability evaluation test apparatus and the analysis apparatus that were originally separate apparatuses are provided in one system, and the reliability evaluation test apparatus and the analysis apparatus include a semiconductor device. Since the connection jig for making the electrical connection to is made common, it is no longer possible that the analysis device cannot reproduce the defective portion of the semiconductor data that has occurred in the reliability evaluation test device. As a result, the defects found in the reliability evaluation test of the semiconductor device can be reliably reproduced during the failure analysis of the semiconductor device, and the semiconductor device failure found in the reliability evaluation test is correctly analyzed. can do.
また、本発明によれば、プローブカードを、半導体ウエハの各チップ領域に形成された、ボンディングワイヤが接続される電極パッドを有するチップ状態デバイスとの電気的接続をとるためのプロービング部と、半導体ウエハから切り出された半導体チップをパッケージに実装してなる、外部端子を有するパッケージ状態デバイスとの電気的接続をとるためのパッケージソケット部とを有する構成としたので、前記信頼性評価試験の対象となる半導体デバイスがチップ状態デバイスおよびパッケージ状態デバイスのいずれのタイプの半導体デバイスであっても、電気的接触をとることが可能となる。このため、このプローブカードを、信頼性評価試験装置と解析装置とで共用する、半導体デバイスとの電気的接続をとるための接続治具として用いることにより、信頼性評価試験で見つけた半導体デバイスの不具合を正しく解析することが可能となる。 In addition, according to the present invention, a probe card is connected to a chip state device having an electrode pad to which a bonding wire is connected, which is formed in each chip region of a semiconductor wafer, and a semiconductor. Since the semiconductor chip cut out from the wafer is mounted on a package and has a package socket portion for electrical connection with a package state device having external terminals, the reliability evaluation test target Regardless of whether the resulting semiconductor device is a chip state device or a package state device, electrical contact can be made. For this reason, by using this probe card as a connection jig for making electrical connection with the semiconductor device shared by the reliability evaluation test apparatus and the analysis apparatus, the semiconductor device found in the reliability evaluation test is used. It becomes possible to correctly analyze the defect.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施形態1)
図1は本発明の実施形態1による評価解析システムの概略構成を示す図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an evaluation analysis system according to Embodiment 1 of the present invention.
この実施形態1の評価解析システム100は、半導体デバイスの信頼性評価試験を行うとともに、該信頼性評価試験中に生じた半導体デバイスの異常部位を解析する評価解析システムである。
The
この評価解析システム100は、信頼性評価試験信号(以下、信頼性テスト信号ともいう。)を発生する信頼性評価試験装置100aと、該信頼性テスト信号の印加後の半導体デバイス内で発生した内部信号に基づいて、該半導体デバイスを解析するデバイス解析装置100bと、該半導体デバイスと電気的に接続するよう構成され、該信頼性テスト信号を該半導体デバイス112に印加し、該半導体デバイスで発生した信号を取り出すための接続器具(プローブカード)120とを備えている。また、評価解析システム100は、上記プローブカード120と信頼性評価試験装置100aとを接続する信号経路にデバイス解析装置100bを接続するスイッチ部111を有している。
The
ここで、プローブカード120は、半導体ウエハの各チップ領域に形成された、ボンディングワイヤが接続される電極パッド112aを有するチップ状態デバイス112と、該半導体ウエハから切り出された半導体チップをパッケージに実装してなる、外部端子129aを有するパッケージ状態デバイス129のいずれにも適用可能なプローブカードである。
Here, the
図2は、この実施形態1の評価解析システム100におけるプローブカードを説明する斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view for explaining a probe card in the
このプローブカード120は、カード基板121上に形成され、該チップ状態デバイスの電極パッド(ボンディングパッド)112aに接触させるプローブ針122を有するプロービング部120aと、該カード基板121上に配置され、該パッケージ状態デバイス129を電気的に接続されるよう装着するパッケージソケット部120bとを有している。
The
ここで、上記カード基板121は、第1の開口122aおよび第2の開口128aを有している。プローブカード部120aは、該カード基板121上に該第1の開口122a内に先端が位置するよう配置され、該チップ状態デバイスの電極パッド112aに接触させるための複数のプローブ針122を有している。パッケージソケット部120bは、該カード基板121上に該第2の開口128aを囲むよう配置され、パッケージ状態デバイス129が装着されるパッケージ装着部128と、該パッケージ装着部128の内側面に配置された、該パッケージ状態デバイスの外部端子129aに接触させるための接触片128bとを有し、該接触片128bを介して、パッケージ状態デバイス129に電気信号を印加する端子構造となっている。また、該プローブカード121は、該カード基板121に一端側に配置され、プローブカード121と外部の装置とを接続するたカード側入出力部123を有しており、このカード側入出力部123には、上記プロービング部120aの各プローブ針122、及び各プローブ針122に対応する接触片128bが、該基板上にプリントされた配線層により電気的に接続されている。
Here, the
また、図3は、この実施形態1の評価解析システム100をさらに詳しく説明する模式図であり、特に、信頼性評価試験装置100a及びデバイス解析装置100bの具体的構成を示している。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the
上記評価解析システム100は、上記ステージ140aの裏面側に配置され、前記プローブ針を接触させたチップ状態デバイス112の裏面側にレーザ光Lが照射されるよう、あるいは、前記パッケージソケットに装着したパッケージ状態デバイス129の裏面側にレーザ光Lが照射されるよう、レーザ光を出射する光照射部(レーザ光源)108を有している。なお、この光照射部108は、前記プローブ針を接触させたチップ状態デバイスの表面側にレーザ光Lが照射されるよう、あるいは、前記パッケージソケットに装着したパッケージ状態デバイスの表面側にレーザ光Lが照射されるよう、上記プローブカードの上方側に配置してもよい。
The
ここで、上記信頼性評価試験装置100aは、信頼性評価試験信号として、ラッチアップに対する信頼性評価を行うためのラッチアップ評価信号を生成するラッチアップ評価部102aと、信頼性評価試験信号として、静電耐圧に対する信頼性評価を行うための静電耐圧評価信号を生成する静電耐圧評価部102bとを含む信号発生部102を有している。但し、該テスト信号発生部100aは、ラッチアップ評価部102aと静電耐圧評価部102bのいずれか一方のみを有するものであってもよい。また、信号発生部102は、電磁波ノイズに対する信頼性評価試験を行うための電磁波耐性評価試験信号を発生する耐性評価部を有するものでもよい。
Here, the reliability
また、上記デバイス解析部100bは、半導体デバイス112あるいは129のリーク電流に基づいて、信頼性テスト信号の印加後の半導体デバイスの状態を解析し、かつ前記半導体デバイスの発光像に基づいて、前記信頼性テスト信号の印加後の半導体デバイスの不具合を解析するものである。つまり、デバイス解析部110bは、前記半導体デバイスのリーク電流およびその発光像に基づいて、前記信頼性テスト信号の印加後の半導体デバイスの不具合を解析するものである。ここで、発光像に基づいた解析は、裏面微弱発光解析である。
The
さらに、前記デバイス解析部100bは、前記信頼性テスト信号を印加する前の半導体デバイスの画像データと、該信頼性テスト信号を印加した後の半導体デバイスの画像データとを記憶する記憶装置103と、前記信頼性テスト信号を印加する前の半導体デバイスの画像データと、該信頼性テスト信号を印加した後の半導体デバイスの画像データとを比較するデータ比較部104とを有している。また、前記デバイス解析装置100bは、前記半導体デバイスの裏面を撮像する撮像カメラ部106と、該撮像カメラ106からの画像データに基づいて撮像画像を表示する画像出力装置101と、該撮像カメラ106から画像出力装置101への映像データの流れを監視するとともに、画像出力装置101での画像表示を制御する画像出力判定装置105とを有している。また、デバイス解析部100bは、半導体デバイス112あるいは129へのテスト信号を出力するとともに、該半導体デバイスからのテスト信号に対する出力信号に基づいて半導体デバイスの不具合をテストするLSIテスタ110を有している。
Further, the
また、評価解析システム100は、前記プローブカードの表面側に配置され、前記プローブ針の先端を、前記チップ状態デバイスの電極パッドに位置合わせするための位置合わせ顕微鏡107を備え、該位置合わせ顕微鏡107は、前記カード基板の第1の開口を介して該チップ状態デバイスの表面の拡大像を形成するものである。
The
また、評価解析システム100は、前記プローブカードが、そのプロービング部のプローブ針が前記チップ状態デバイスの電極パッドに接触しない非接触位置から、そのプロービング部のプローブ針が前記チップ状態デバイスの電極パッドに接触する接触位置まで移動するよう、該プローブカードをスライド自在に支持する支持機構140を有している。
In addition, the
また、画像出力装置101、記憶装置103、画像出力判定部105、データ比較部104、およびLSIテスタ110は、1つのデータバスを介して接続されており、このデータバスは、プローブカード120とは、制御信号Scにより開閉するスイッチ111を介して接続されている。また、上記信号発生部120は、上記プローブカード120と直接接続されている。ここで、スイッチ111は、信号発生部120からの信頼性評価試験信号が、プローブカード以外の他の回路部分に印加されないよう開閉されるものである。
The
次に、動作について説明する。 Next, the operation will be described.
図4は、本実施形態1の評価解析システムを用いて半導体デバイスの評価解析を行う手順を説明する図である。 FIG. 4 is a diagram illustrating a procedure for performing an evaluation analysis of a semiconductor device using the evaluation analysis system of the first embodiment.
まず、この解析処理の開始Psと同時に、評価解析の対象(サンプル)である半導体デバイスが、チップ状態であるかパッケージ状態(PKG状態)であるかの判定が行われる(手順P1)。 First, at the same time as the start Ps of the analysis process, it is determined whether the semiconductor device that is the object of evaluation analysis (sample) is in a chip state or a package state (PKG state) (procedure P1).
次に、この判定の結果、半導体デバイスが、ウエハの各チップ領域に作り込まれている状態のデバイス(チップ状態デバイス)であるとき、プローブカード120のプロービング部120aにより、プローブカードと半導体デバイス112との電気的コンタクトがとられる(手順P2a)。これにより、信頼性評価試験装置100aおよび解析装置100bは、サンプルである半導体デバイス112に対してテスト信号を印加したり、該半導体デバイス112からその内部信号を取り出すことが可能な状態となる。
Next, as a result of this determination, when the semiconductor device is a device (chip state device) in a state of being built in each chip region of the wafer, the probe card and the
続いて、信頼性評価試験装置100aは、例えば、ラッチアップを誘発させるラッチアップ用信号などの信頼性評価テスト信号を半導体デバイスに印加する前に、該半導体デバイスにおける所定の電極パッド間のリーク電流を測定する(手順P3)。
Subsequently, the reliability
さらに、測定した評価前の電流値が磁気ディスクなどの記憶装置103に保存される(手順P4)。このとき、リーク電流値だけでなく、半導体デバイスの発光画像のデータも記憶装置内部に保存される。また、データ比較部104には、基準となる信頼性評価しきい値が予め入力される。
Further, the measured current value before evaluation is stored in the
その後、信頼性評価試験装置100aは、デバイス解析装置100bにて裏面カメラ106で半導体デバイスの裏面を撮像しながら、信頼性評価信号を半導体デバイス112に印加する(手順P5)。信頼性評価試験装置から信頼性試験評価信号、例えばESD(静電耐圧)評価信号あるいはラッチアップ評価信号等が、半導体デバイスへプローブカードを通して入力される。
Thereafter, the reliability
その入力後、半導体デバイスの裏面側の発光像と、半導体デバイスに流れる電流値とが記憶装置に格納される。つまり、該信頼性評価信号の印加後(評価後)に得られたリーク電流などの電流値D1や発光像の画像データが磁気ディスクなどの記憶装置103に保存される(手順P6)。
After the input, the light emission image on the back surface side of the semiconductor device and the current value flowing through the semiconductor device are stored in the storage device. That is, the current value D1 such as the leakage current and the image data of the light emission image obtained after application of the reliability evaluation signal (after evaluation) are stored in the
その後、データ比較部104は、記憶装置103に格納されている評価前の電流値と評価後の電流値とを比較する(手順P7)。この電流値の比較の結果、両電流値の差分値が、一定の閾値より小さいときは、評価を完了する(手順Pe)。このとき、評価の完了前に、裏面カメラにより撮影された半導体デバイスの画像を画像出力装置101に表示して、発光箇所がないか確認するようにしてもよい(手順P8a)。
Thereafter, the
一方、上記電流値の比較の結果、両電流値の差分値が一定の閾値以上であるときは、デバイス解析装置100bは、半導体デバイスに動作電流を供給し、この状態で、裏面カメラ106で撮影した発光像を、画像出力装置101に表示させる(手順P8)。この画像出力装置101に表示された発光像により半導体デバイスを解析して故障箇所を特定する(手順P9)。さらに、この解析結果は、半導体デバイスの設計にフィードバックされる(手順P10)。
On the other hand, as a result of the comparison of the current values, when the difference value between the two current values is greater than or equal to a certain threshold value, the
このようにして、1つのサンプルの評価解析が完了すると、次のサンプルに対して評価解析が行われる。 When the evaluation analysis of one sample is completed in this way, the evaluation analysis is performed on the next sample.
なお、上記手順P1で、半導体デバイスがパッケージ状態デバイスであると判定されたときは、プローブカードのパッケージソケット部120bに半導体パッケージを搭載して、上記チップ状態デバイスと同様、上記の手順P2〜P10により、該半導体デバイスの評価解析が行われる。
When it is determined in step P1 that the semiconductor device is a package state device, the semiconductor package is mounted on the
図5は、上記図4に示すデータ比較処理を詳しく説明する図である。 FIG. 5 is a diagram for explaining the data comparison process shown in FIG. 4 in detail.
このデータ比較処理では、データ比較部104は、評価前データDaと評価後データDbとを比較する。ここで、評価前データDaは、信頼性評価試験信号を半導体デバイスに印加する前の半導体デバイスのリーク電流値や発光像のデータであり、例えば、評価前のリーク電流値である評価前電流値Da1と、評価前の発光像の画像データである評価信号入力前画像データDa2とを含んでいる。また、評価後データDbは、信頼性評価試験信号を半導体デバイスに印加した後の半導体デバイスのリーク電流値や発光像のデータであり、例えば、評価後のリーク電流値である評価後電流値Db1と、評価後の発光像の画像データである評価信号入力後画像データDb2とを含んでいる。また、上記データ比較処理では、半導体デバイスに関して予め決められているリーク電流値などの信頼性評価しきい値Dthが用いられる。
In this data comparison process, the
以下、具体的な比較処理について説明する。 Hereinafter, specific comparison processing will be described.
まず、データ比較部104では、信頼性評価試験信号である外部信号の入力前(評価前)の発光像および電流値と、外部信号の入力後(評価後)の発光像および電流値とがそれぞれ比較され、あらかじめ入力していた信頼性評価しきい値Dthに基づいて、リーク電流値および発光画像が異常であるか否かの判定が行われる。
First, in the
例えば、評価前電流値Da1と評価後電流値Db1とが比較され、その差分値が所定の基準値より大きいか否かの第1の判定が行われる。その後、該差分値が所定の基準値より大きくない場合は、評価後リーク電流が少ない(電流値正常)と判定される。この場合は、リーク電流値が表示され(手順P74a)、さらに、発光画像が画像出力判定部105により画像出力装置101に表示される(手順P74b)。その後、評価が完了する(手順Pe)。
For example, the pre-evaluation current value Da1 and the post-evaluation current value Db1 are compared, and a first determination is made as to whether or not the difference value is greater than a predetermined reference value. Thereafter, when the difference value is not larger than the predetermined reference value, it is determined that the leakage current after evaluation is small (normal current value). In this case, the leak current value is displayed (procedure P74a), and the light emission image is displayed on the
一方、評価前電流値Da1と評価後電流値Db1とが比較され、その差分値が所定の基準値より大きいか否かの第1の判定が行われ、該差分値が所定の基準値より大きい場合は、評価後電流値Db1が評価しきい値Dthより大きいか否かの第2の判定が行われる。この評価後電流値Db1が評価しきい値Dthより大きい場合、このデータ比較部では、電流値に異常があると判断される。このように、評価後リーク電流が大きい(電流値異常)と判定された場合は、デバイス解析装置100b内にて半導体デバイスの解析が行われる(手順P72)。具体的には、解析装置内部では、評価前の発光像が画像出力装置101に表示され(手順P75a)、さらに、この評価前の発光像に評価後の発光像が重ね合わせられる(手順P75b)。これにより、評価後に新たに現われた発光像の位置を特定することで、リーク電流の増大した箇所を見つけることができる。
On the other hand, the pre-evaluation current value Da1 and the post-evaluation current value Db1 are compared, a first determination is made as to whether or not the difference value is greater than a predetermined reference value, and the difference value is greater than the predetermined reference value. In this case, a second determination is made as to whether or not the post-evaluation current value Db1 is greater than the evaluation threshold value Dth. When the post-evaluation current value Db1 is larger than the evaluation threshold value Dth, the data comparison unit determines that the current value is abnormal. As described above, when it is determined that the leakage current after evaluation is large (abnormal current value), the semiconductor device is analyzed in the
その後、リーク電流値が表示され(手順P76a)、さらに、発光画像が画像表示制御部105により画像出力部101に表示される(手順P76b)。
Thereafter, the leakage current value is displayed (procedure P76a), and the light emission image is displayed on the
なお、上記電流値はしきい値に関係なく表示するようにしてもよい。 The current value may be displayed regardless of the threshold value.
以下、このような構成の実施形態1による評価解析システムの効果について説明する。 Hereinafter, the effect of the evaluation analysis system according to the first embodiment having such a configuration will be described.
最近の半導体デバイスは、微細化プロセスが主流になってきており、メタル配線の多層化が進み、チップ表面からは解析が困難となってきている。また、信頼性試験評価や解析装置などは、全く別の装置であり解析装置などは、半導体デバイス不具合が発生してから解析装置を使用するといったことをしており、タイムリーな結果は得られない。 In recent semiconductor devices, the miniaturization process has become mainstream, the metal wiring has become multi-layered, and analysis from the chip surface has become difficult. In addition, the reliability test evaluation and analysis device are completely different devices, and the analysis device uses the analysis device after a semiconductor device failure occurs, and timely results are obtained. Absent.
また、半導体デバイスの信頼性評価試験装置と解析装置とは、全く別の装置であるため、信頼性評価試験時に発生した不良(リーク電流不良など)を、解析装置で再現しようとすると、半導体デバイスへ信号を与える配線の長さなどの装置環境の違いに依存して、不具合の再現確実性が低いといった課題があった。 In addition, since the reliability evaluation test apparatus and the analysis apparatus for semiconductor devices are completely different apparatuses, if an attempt is made to reproduce a failure (leakage current failure, etc.) that occurred during the reliability evaluation test with the analysis apparatus, the semiconductor device Depending on the difference in the device environment such as the length of the wiring that gives the signal to the device, there is a problem that the reliability of the failure is low.
本発明では、上記実施形態1で説明したように、1つのシステム内で、半導体デバイスの信頼性評価試験および解析が可能な構成を構築し、評価前と評価後の画像データ、電流値を比較することによって、信頼性評価試験時と解析時とで、半導体デバイスとの電気的な接続をとるための構成、例えば、プローブカードと各装置との間の配線長などが同一となり、信頼性評価試験時に現われた不具合が解析時に再現できないといったことをなくすことができ、これにより開発期間や解析時間を短縮することができるといった効果が得られる。言い換えると、この実施形態1では、同一のシステム内で信頼性評価試験を実施しながら、その試験中に導体デバイスの不具合が生じた際には、その不具合の解析も可能となり、信頼性評価・解析にかかる時間を大幅に低減させることができる。 In the present invention, as described in Embodiment 1 above, a configuration capable of performing a reliability evaluation test and analysis of a semiconductor device in one system is constructed, and image data and current values before and after evaluation are compared. By doing so, the configuration for making electrical connection with the semiconductor device during the reliability evaluation test and the analysis, for example, the wiring length between the probe card and each device becomes the same, and the reliability evaluation It is possible to eliminate the problem that defects appearing at the time of testing cannot be reproduced at the time of analysis, thereby obtaining the effect of shortening the development period and analysis time. In other words, in the first embodiment, when a failure of the conductor device occurs during the test while performing the reliability evaluation test in the same system, the failure can be analyzed. The time required for analysis can be greatly reduced.
このように本実施形態1では、半導体デバイスに印加する信頼性評価信号を発生する信頼性評価試験装置100aと、該半導体デバイスへの該信頼性評価信号の印加により生じた半導体デバイスの異常部位を解析する解析装置100bとを備え、該信頼性評価試験装置および解析装置を、共通の接続治具(プローブカード)120により半導体デバイスと電気的に接続するようにしたので、半導体デバイスの信頼性評価試験を行う場合と、半導体デバイスの解析を行う場合とで、同一の接続治具を用いて半導体デバイスに、信頼性評価試験(ESD/ラッチアップ)用信号を印加することができる。これにより、半導体装置の信頼性評価試験で見つけた不具合を、半導体デバイス(半導体装置)の不具合解析の際に確実に再現することができ、この結果、信頼性評価試験で見つけた半導体装置の不具合を正しく解析することができる。
As described above, in the first embodiment, the reliability
以下、本実施形態におけるさらなる効果について説明する。 Hereinafter, further effects in the present embodiment will be described.
本実施形態1では、前記接続治具を、該チップ状態デバイス112と電気的接続をとるためのプロービング部120aと、該パッケージ状態デバイス129と電気的接続をとるためのソケット部120bとを有する構成としたので、前記信頼性評価試験の対象となる半導体デバイスが、半導体ウエハの各チップ領域に形成された、ボンディングワイヤが接続される電極パッドを有するチップ状態デバイス、および半導体ウエハから切り出された半導体チップをパッケージに実装してなる、外部端子を有するパッケージ状態デバイスのいずれのタイプの半導体デバイスであっても、信頼性評価試験で見つけた半導体デバイスの不具合を正しく解析することができる。
In the first embodiment, the connection jig includes a probing
また、本実施形態1では、前記接続治具(プローブカード)120を、第1及び第2の開口120aおよび120bを有するカード基板121上に、複数のプローブ針122をその先端が該第1の開口内に位置するよう配置して前記プロービング部120aを構成し、かつ、該カード基板上に該第2の開口を囲むよう、前記パッケージが装着されるパッケージ装着部128を配置して前記ソケット部120bを構成した構造としているので、該カード基板の表面側あるいは裏面側に半導体デバイスを撮像するカメラを配置することで、チップ状態デバイスの表面あるいは裏面の画像を撮像したり、パッケージ状態デバイスの表面あるいは裏面の画像を撮像したりすることができる。また、前記カード基板の表面側あるいは裏面側に、レーザ光を出力するレーザ光源を配置することにより、前記チップ状態デバイスの表面あるいは裏面に、また前記パッケージ状態デバイスの表面あるいは裏面にレーザ光を照射することができ、これにより半導体デバイスの表面側あるいは裏面側の発光像をカメラにより検出しやすくなる。
In the first embodiment, the connecting jig (probe card) 120 is placed on the
また、試験対象の半導体デバイスがモールドパッケージ品(パッケージ状態デバイス)といった場合も、モールドパッケージを搭載できるソケットには、ソケット下面、プローブカード基板がくり貫かれた状態で、パッケージデバイス品を搭載できるようにしているので、モールドパッケージ品においても裏面微弱発光解析が可能となる。また、プローブカードの上記支持機構140に対する取り付け位置を前後にずらして調整することで、パッケージ状態デバイスの下面の発光像を、プローブカードの下側に配置した顕微鏡によっても撮影できるようになる。
In addition, when the semiconductor device to be tested is a mold package product (package state device), the package device product can be mounted on the socket on which the mold package can be mounted with the bottom surface of the socket and the probe card substrate cut out. Therefore, the backside weak light emission analysis can be performed even in the mold package product. Further, by adjusting the mounting position of the probe card with respect to the
また、本実施形態1では、上記評価解析システム100において、前記接続治具の表面側に配置され、前記プローブ針の先端を、前記チップ状態デバイスの電極パッドに位置合わせするための位置合わせ顕微鏡107を備えたので、プローブ針とチップ状態デバイスの電極パッドとの位置合わせを正確にかつ簡単に行うことができる。
In the first embodiment, in the
また、本実施形態1では、上記接続治具が、そのプロービング部のプローブ針が前記チップ状態デバイスの電極パッドに接触しない非接触位置から、そのプロービング部のプローブ針が前記チップ状態デバイスの電極パッドに接触する接触位置まで移動するよう、該接続治具をスライド自在に支持する支持機構140を備えているので、接続治具と半導体デバイスとの接触を簡単に行うことができる。
Further, in the first embodiment, the probe of the probing part is connected to the electrode pad of the chip state device from a non-contact position where the probe needle of the probing part does not contact the electrode pad of the chip state device. Since the
また、本実施形態1では、上記信頼性評価試験装置100aにて、静電耐圧に対する信頼性評価試験を行うための静電耐圧評価信号を生成することにより、半導体デバイスに対する静電耐圧評価試験および静電破壊による故障(不具合発生)の解析を行うことができる。
In the first embodiment, the reliability
また、本実施形態1では、上記信頼性評価試験装置100aにて、ラッチアップに対する信頼性評価試験を行うためのラッチアップ評価信号を生成することにより、半導体デバイスに対するラッチアップ耐性評価試験およびラッチアップによる故障(不具合発生)の解析を行うことができる。
In the first embodiment, the reliability
また、本実施形態1では、上記信頼性評価試験装置100aにて、電磁波ノイズに対する信頼性評価試験を行うための電磁波耐性評価信号を生成することで、半導体デバイスに対する電磁波耐性評価試験および電磁波ノイズによる故障(不具合発生)の解析を行うことができる。
In the first embodiment, the reliability
また、本実施形態1では、上記半導体デバイスの裏面上あるいは表面上で現われる発光像に基づいて、前記信頼性評価試験信号の印加された半導体デバイスの異常部位を解析するので、信頼性評価試験前の半導体デバイスの発光像と、信頼性評価試験後の半導体デバイスの発光像との比較により、不具合箇所の簡単に特定することができる。 Further, in the first embodiment, since the abnormal part of the semiconductor device to which the reliability evaluation test signal is applied is analyzed based on the light emission image appearing on the back surface or the front surface of the semiconductor device, before the reliability evaluation test, By comparing the luminescent image of the semiconductor device with the luminescent image of the semiconductor device after the reliability evaluation test, it is possible to easily identify the defective portion.
また、本実施形態1では、画像データに基づいて画像を表示する画像出力装置101と、前記裏面カメラにより前記半導体デバイスの裏面を撮像して得られた画像データを、該画像出力装置に出力するか否かを判定する画像出力判定装置105とを備えたので、画像出力装置101には不具合のある半導体デバイスの発光像のみを表示するようにして、不具合解析に要する時間や作業を削減することができる。
In the first embodiment, the
また、本実施形態1では、前記信頼性評価試験を行った半導体デバイスのうちの不具合発生の恐れの高いものについては、前記画像出力装置101に表示される発光像の表示状態を、該半導体データの異常部位の解析が行われるよう切り替えることで、効率よく半導体デバイスの不具合を解析することができる。
In the first embodiment, the semiconductor device that has been subjected to the reliability evaluation test and has a high risk of occurrence of a defect is displayed with the display state of the luminescent image displayed on the
また、本実施形態1では、前記半導体デバイスのリーク電流およびその発光像に基づいて、前記信頼性評価試験信号が印加された半導体デバイスの異常部位を解析するので、より精度よく半導体デバイスの不良解析を行うことができる。 Further, in the first embodiment, since the abnormal part of the semiconductor device to which the reliability evaluation test signal is applied is analyzed based on the leakage current of the semiconductor device and the light emission image thereof, the failure analysis of the semiconductor device can be performed with higher accuracy. It can be performed.
また、上記実施形態では、信頼性評価試験装置に加えてLSIテスタを備えているので、信頼性評価試験に該LSIテスタを用いることもできる。 In the above embodiment, since the LSI tester is provided in addition to the reliability evaluation test apparatus, the LSI tester can also be used for the reliability evaluation test.
例えば、LSIテスタから半導体デバイスに動作確認用テストパターンを印加し、半導体デバイスからの出力信号パターンを判定する。このとき、テストパターンの先頭データから、出力信号パターンにエラー箇所が見つかったところまでのデータを繰り返し半導体デバイスに印加する。このようにテストパターンの先頭データからエラー発生位置のデータまでを繰り返し半導体デバイスに印加することで、半導体デバイスにおける誤動作が連続して生ずることとなり、これにより半導体デバイスの発光画像が確認可能となる。このようにして現われた発光画像を、半導体デバイスの正常な発光画像と比較することで、不具合解析を行うことも可能となる。 For example, an operation test pattern is applied from an LSI tester to a semiconductor device, and an output signal pattern from the semiconductor device is determined. At this time, data from the head data of the test pattern to the place where the error part is found in the output signal pattern is repeatedly applied to the semiconductor device. In this way, by repeatedly applying the test pattern head data to the error occurrence position data to the semiconductor device, malfunctions in the semiconductor device occur continuously, whereby the emission image of the semiconductor device can be confirmed. It is also possible to perform a failure analysis by comparing the light emission image that appears in this way with a normal light emission image of the semiconductor device.
なお、上記実施形態1では、評価解析システムとして、上記信頼性評価試験装置に加えてLSIテスタを備えたものを示しているが、上記評価解析システムは、信頼性評価試験装置に代えてLSIテスタを備えたものでもよい。 In the first embodiment, the evaluation analysis system includes an LSI tester in addition to the reliability evaluation test apparatus. However, the evaluation analysis system is an LSI tester instead of the reliability evaluation test apparatus. May be provided.
また、上記実施形態1では、接続治具としてのプローブカードは、プロービング部とソケット部の両方を備えているが、プローブカードは、プロービング部とソケット部のいずれか一方のみを有するものであってもよい。 In the first embodiment, the probe card as the connection jig includes both the probing part and the socket part. However, the probe card has only one of the probing part and the socket part. Also good.
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。 As mentioned above, although this invention has been illustrated using preferable embodiment of this invention, this invention should not be limited and limited to this embodiment. It is understood that the scope of the present invention should be construed only by the claims. It is understood that those skilled in the art can implement an equivalent range from the description of specific preferred embodiments of the present invention based on the description of the present invention and common general technical knowledge. It is understood that the patent documents cited in the present specification should be incorporated by reference into the present specification in the same manner as the content itself is specifically described in the present specification.
本発明は、システムLSIなどの半導体装置の信頼性評価試験を行う装置や半導体装置の不具合解析に用いる微弱発光解析装置などの解析装置の分野において、半導体装置の信頼性評価試験で見つけた不具合を、半導体装置の不具合解析の際に確実に再現することができ、信頼性評価試験で見つけた半導体装置の不具合を正しく解析することができる評価試験システム、およびこのような評価解析システムで用いるプローブカードを提供するものであり、半導体デバイスの開発期間や解析時間を短縮することができるものである。 The present invention relates to a defect found in a reliability evaluation test of a semiconductor device in the field of a device for performing a reliability evaluation test of a semiconductor device such as a system LSI or an analysis device such as a weak light emission analysis device used for failure analysis of a semiconductor device. , An evaluation test system that can be reliably reproduced in the failure analysis of the semiconductor device and can correctly analyze the failure of the semiconductor device found in the reliability evaluation test, and a probe card used in such an evaluation analysis system The development period and analysis time of a semiconductor device can be shortened.
100 評価解析システム
100a 信頼性評価試験装置
100b デバイス解析装置
101 画像出力装置
102 信頼性評価信号発生装置
103 記憶装置
104 データ比較部
105 画像出力判定部
106 裏面カメラ
107 位置合わせ用顕微鏡
108 レーザ光源
110 LSIテスタ
111 スイッチ
112 チップ状態デバイス
120 プローブカード
120a プロービング部
120b パッケージソケット部
120c ウエハステージ
121 カード基板
122a 第1の開口
128 パッケージ載置部
128a 第2の開口
128b 接触片
129 パッケージ状態デバイス
129a 外部端子
140 カード支持機構
DESCRIPTION OF
Claims (30)
該半導体デバイスに印加する信頼性評価信号を発生する信頼性評価試験装置と、
該半導体デバイスへの該信頼性評価信号の印加により生じた半導体デバイスの異常部位を解析する解析装置と、
該半導体デバイスと電気的に接続されるよう構成され、該信頼性評価信号を該半導体デバイスに印加し、かつ該半導体デバイスで発生した信号を取り出すための接続治具とを備えた評価解析システム。 An evaluation analysis system for performing a reliability evaluation test of a semiconductor device and analyzing an abnormal part of the semiconductor device generated during the reliability evaluation test,
A reliability evaluation test apparatus for generating a reliability evaluation signal to be applied to the semiconductor device;
An analysis apparatus for analyzing an abnormal portion of the semiconductor device caused by application of the reliability evaluation signal to the semiconductor device;
An evaluation analysis system comprising a connection jig configured to be electrically connected to the semiconductor device, for applying the reliability evaluation signal to the semiconductor device, and for extracting a signal generated in the semiconductor device.
前記接続治具は、
該チップ状態デバイスの電極パッドに接触させるための接触針を有し、該接触針と該電極パッドとの接触により、該チップ状態デバイスと電気的に接続されるプローブカードである請求項1に記載の評価解析システム。 The semiconductor device is a chip state device having electrode pads to which bonding wires are connected, formed in each chip region of a semiconductor wafer,
The connecting jig is
2. The probe card according to claim 1, further comprising a contact needle for contacting the electrode pad of the chip state device, wherein the probe card is electrically connected to the chip state device by contact between the contact needle and the electrode pad. Evaluation analysis system.
前記接続治具は、
該パッケージ状態デバイスを載置するためのデバイス載置部と、該デバイス載置部に配置された、該パッケージ状態デバイスの外部端子に接触させるための接触片とを有し、該接触片と該外部端子との接触により、該パッケージ状態デバイスと電気的に接続されるパッケージソケットである請求項1に記載の評価解析システム。 The semiconductor device is a package state device having an external terminal formed by mounting a semiconductor chip cut out from a semiconductor wafer in a package,
The connecting jig is
A device mounting portion for mounting the package state device; and a contact piece disposed on the device mounting portion for contacting an external terminal of the package state device. The evaluation analysis system according to claim 1 which is a package socket electrically connected to said package state device by contact with an external terminal.
前記接続治具は、
該チップ状態デバイスと電気的接続をとるためのプロービング部と、
該パッケージ状態デバイスと電気的接続をとるためのソケット部とを有する請求項1に記載の評価解析システム。 The semiconductor device to be subjected to the reliability evaluation test includes a chip state device formed in each chip region of the semiconductor wafer and having an electrode pad to which a bonding wire is connected, and a semiconductor chip cut out from the semiconductor wafer in a package. It is a semiconductor device of any type of packaged state device having external terminals,
The connecting jig is
A probing section for making electrical connection with the chip state device;
The evaluation analysis system according to claim 1, further comprising a socket portion for establishing electrical connection with the package state device.
前記ソケット部は、該パッケージ状態デバイスを載置するためのデバイス載置部と、該デバイス載置部に配置された、該パッケージ状態デバイスの外部端子に接触させるための接触片とを有し、該接触片と該外部端子との接触により、該パッケージ状態デバイスと電気的に接続される請求項5に記載の評価解析システム。 The probing part has a contact needle for making contact with the electrode pad of the chip state device, and is electrically connected to the chip state device by contact between the contact needle and the electrode pad;
The socket portion includes a device placement portion for placing the package state device, and a contact piece disposed on the device placement portion for contacting an external terminal of the package state device, The evaluation analysis system according to claim 5, wherein the evaluation analysis system is electrically connected to the package state device by contact between the contact piece and the external terminal.
第1及び第2の開口を有するカード基板上に、複数のプローブ針をその先端が該第1の開口内に位置するよう配置して前記プロービング部を構成し、かつ、該カード基板上に該第2の開口を囲むよう、前記パッケージが装着されるパッケージ装着部を配置して前記ソケット部を構成したものである請求項6に記載の評価解析システム。 The connecting jig is
A plurality of probe needles are arranged on a card substrate having first and second openings so that tips of the probe needles are located in the first opening to constitute the probing section, and The evaluation analysis system according to claim 6, wherein the socket portion is configured by arranging a package mounting portion on which the package is mounted so as to surround the second opening.
該裏面カメラは、前記チップ状態デバイスの裏面を、該チップ状態デバイスを支持する透明支持基板を介して撮影し、前記パッケージ状態デバイスを、前記カード基板の第2の開口を介して撮影する請求項7に記載の評価解析システム。 A rear camera disposed on the back side of the connecting jig;
The back camera is configured to photograph the back surface of the chip state device through a transparent support substrate that supports the chip state device, and photograph the package state device through a second opening of the card substrate. The evaluation analysis system according to 7.
該レーザ光源は、前記チップ状態デバイスの裏面に、該チップ状態デバイスを支持する透明支持基板を介してレーザ光を照射し、前記パッケージ状態デバイスの裏面に、前記カード基板の第2の開口を介してレーザ光を照射する請求項8に記載の評価解析システム。 A laser light source arranged on the back side of the connecting jig and outputting a laser beam;
The laser light source irradiates the back surface of the chip state device with laser light through a transparent support substrate that supports the chip state device, and the back surface of the package state device through the second opening of the card substrate. 9. The evaluation analysis system according to claim 8, wherein the laser beam is irradiated.
該位置合わせ顕微鏡は、前記カード基板の第1の開口を介して該チップ状態デバイスの表面の拡大像を形成する請求項9に記載の評価解析システム。 An alignment microscope disposed on the surface side of the connection jig, for aligning the tip of the probe needle with the electrode pad of the chip state device;
The evaluation analysis system according to claim 9, wherein the alignment microscope forms an enlarged image of the surface of the chip state device through the first opening of the card substrate.
前記信頼性評価試験信号を印加する前の半導体デバイスの発光像を示す画像データと、該信頼性評価試験信号を印加した後の半導体デバイスの発光像を示す画像データとを記憶する記憶装置と、
該信頼性評価試験信号を印加する前の半導体デバイスの発光像を示す画像データと、該信頼性評価試験信号を印加した後の半導体デバイスの発光像を示す画像データとを比較するデータ比較装置とを有する請求項17に記載の評価解析システム。 The analysis device includes:
A storage device for storing image data indicating a light emission image of the semiconductor device before applying the reliability evaluation test signal, and image data indicating a light emission image of the semiconductor device after applying the reliability evaluation test signal;
A data comparison device for comparing image data indicating a light emission image of a semiconductor device before application of the reliability evaluation test signal and image data indicating a light emission image of the semiconductor device after application of the reliability evaluation test signal; The evaluation analysis system according to claim 17.
前記半導体デバイスの裏面を撮像する裏面カメラを有し、前記半導体デバイスの発光像を示す画像データを該裏面カメラにより取得する請求項18に記載の評価解析システム。 The analysis device includes:
The evaluation analysis system according to claim 18, further comprising a rear surface camera that captures an image of the rear surface of the semiconductor device, wherein image data indicating a light emission image of the semiconductor device is acquired by the rear surface camera.
画像データに基づいて画像を表示する画像出力装置と、
前記裏面カメラにより前記半導体デバイスの裏面を撮像して得られた画像データを、該画像出力装置に出力するか否かを判定する画像出力判定装置とを有する請求項19に記載の評価解析システム。 The analysis device includes:
An image output device for displaying an image based on image data;
The evaluation analysis system according to claim 19, further comprising: an image output determination device that determines whether or not image data obtained by imaging the back surface of the semiconductor device with the back camera is output to the image output device.
前記信頼性評価試験信号を前記半導体デバイスに印加した後の該半導体デバイスの特性値が、前記信頼性評価試験信号を前記半導体デバイスに印加する前に設定されている基準値より大きいとき、前記画像出力装置に表示される画像の表示状態を、該発光像に基づいて該半導体データの異常部位の解析が行われるよう切り替える請求項22に記載の評価解析システム。 The image output determination device includes:
When the characteristic value of the semiconductor device after applying the reliability evaluation test signal to the semiconductor device is larger than a reference value set before applying the reliability evaluation test signal to the semiconductor device, the image 23. The evaluation analysis system according to claim 22, wherein the display state of an image displayed on the output device is switched so that an abnormal part of the semiconductor data is analyzed based on the light emission image.
半導体ウエハの各チップ領域に形成された、ボンディングワイヤが接続される電極パッドを有するチップ状態デバイスとの電気的接続をとるためのプロービング部と、
半導体ウエハから切り出された半導体チップをパッケージに実装してなる、外部端子を有するパッケージ状態デバイスとの電気的接続をとるためのパッケージソケット部を備えたプローブカード。 A probe card for exchanging signals with a semiconductor device,
A probing unit for making electrical connection with a chip state device having an electrode pad to which a bonding wire is connected, formed in each chip region of the semiconductor wafer;
A probe card having a package socket portion for electrically connecting to a package state device having an external terminal, which is formed by mounting a semiconductor chip cut out from a semiconductor wafer in a package.
前記チップ状態デバイスの複数の電極パッドに対応して設けられ、該各電極パッドに接触させる複数のプローブ針を有し、該プローブ針により、該チップ状態デバイスに対して信号を直接入出力する請求項25に記載のプローブカード。 The probing section is
A plurality of probe needles provided corresponding to the plurality of electrode pads of the chip state device and in contact with the electrode pads, wherein signals are directly input / output to / from the chip state device by the probe needles. Item 26. The probe card according to Item 25.
前記パッケージ状態デバイスが装着されるパッケージ装着部と、
該パッケージ装着部に配置された、該パッケージ状態デバイスの外部端子に接触させるための接触片とを有し、
該接触片を介して該パッケージ状態デバイスに電気信号を印加するものである請求項25に記載のプローブカード。 The package socket part is
A package mounting portion on which the package state device is mounted;
A contact piece disposed on the package mounting portion for contacting an external terminal of the package state device;
The probe card according to claim 25, wherein an electric signal is applied to the package state device through the contact piece.
前記パッケージソケット部は、該カード基板上に該第2の開口を囲むよう配置され、前記パッケージ状態デバイスが装着されるパッケージ装着部と、該パッケージ装着部に配置された、該パッケージ状態デバイスの外部端子に接触させるための接触片とを有し、該接触片を介して該パッケージ状態デバイスに電気信号を印加する接続部分である請求項25に記載のプローブカード。 The probing unit is disposed on a card substrate having first and second openings so that a tip is located in the first opening, and a plurality of probe needles for contacting the electrode pads of the chip state device are provided. A connecting portion for applying an electrical signal to the tip state device through the probe needle,
The package socket portion is disposed on the card substrate so as to surround the second opening, and a package mounting portion on which the package state device is mounted, and an outside of the package state device disposed on the package mounting portion. 26. The probe card according to claim 25, wherein the probe card is a connection portion that has a contact piece for contacting a terminal and applies an electrical signal to the package state device through the contact piece.
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