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半導体の抵抗異常検出装置

国内特許コード P160013115
整理番号 S2016-0181-N0
掲載日 2016年7月14日
出願番号 特願2015-247449
公開番号 特開2017-112310
出願日 平成27年12月18日(2015.12.18)
公開日 平成29年6月22日(2017.6.22)
発明者
  • 佐藤 伸吾
出願人
  • 学校法人 関西大学
発明の名称 半導体の抵抗異常検出装置
発明の概要 【課題】周辺回路の簡素化を図ることができる半導体の抵抗異常検出装置を提供する。
【解決手段】検査対象となる複数の抵抗素子2が直列接続されてなる半導体素子3の多数を配置して構成される装置であって、多数の半導体素子3のうちの特定の半導体素子を選択して半導体素子に電流を流すための選択スイッチ4,5と、各抵抗素子の抵抗値を測定するための測定スイッチ6と、選択スイッチ4,5で選択された半導体素子が良又は不良であるかを評価する半導体素子評価手段と、半導体素子評価手段で不良であると評価された半導体素子3を構成する複数の抵抗素子2を測定スイッチで測定した結果に基づいて良又は不良であるかを評価する抵抗素子評価手段と、を備えている。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


近年、トランジスタや配線の寸法縮小により、チップ間とチップ内の双方に対して、微細シリコンCMOS素子における電気特性の変動が重要となっている。そのため、アドレス指定可能なテストアレイ構造を使うことが、ばらつきを特徴付ける点から不可欠になっている。テストアレイ構造は、歩留り管理からもまた重要である。テストアレイ構造は、配線構造の開放/短絡や半不良を検出して場所を同定するためにも使用される。



前述の電気特性の変動となる原因として、完全開放状態ではない異常高抵抗を示す抵抗素子の欠陥である前記半不良が特に問題視される。この半不良は、検出が難しいが、製品信頼性のために非常に重要である。というのも、半不良は製品動作をした後に完全不良に変化する可能性があるためである。そのため、プロセス開発の早い段階から半不良は、注意深く管理されなければならない。



前記半不良を検出する検出装置が既に発表されている。この検出装置は、配線Viaでの半不良を検出するためのアドレス指定可能なテストアレイ構造になっている。このアレイ構造は、測定効率を向上させるために二重入れ子アレイ構造になっており、図5(a),(b)に示している。図5(a)では、X、Y方向のそれぞれに配置された5to32ビット変換主デコーダ100により選択される多数の単位ブロック101が、マトリクス状(格子状)に配置されている。また、前記各単位ブロック101は、図5(b)に示すように、X、Y方向のそれぞれに配置された3to8ビット変換副デコーダ102により選択される8×8(=64)個の単位セル103がマトリクス状(格子状)に配置されている。



前記構成の単位ブロック101と単位セル103とは、異なる2つのモード、つまり直列接続素子測定モードと単位素子測定モードとを切り替えて検出動作する。まず、直列接続素子測定モードで検出動作させることになるが、その直列接続素子測定モードで検出動作するためには、図6に示すように、1つの単位ブロック101を構成する32個の単位セル103が直列に接続され、1つの単位ブロック101に対して2つのチェーン回路104,104を作り、それら2つのチェーン回路104,104のそれぞれに電流を流して、検出動作させることになる。全ての単位ブロック101の検出動作後に、特定の単位ブロック101に半不良の単位セル103があると検出された場合には、単位素子測定モードに切り替えて、前記検出された単位セル103を含む32個全てのセル103に電流を流して半不良の単位セルを検出する(例えば、非特許文献1参照)。

産業上の利用分野


本発明は、製造される製品である半導体の検査において異常高抵抗を示すが断線には陥っていない半不良(「ソフトオープン不良」ともいう)を検出するための半導体の抵抗異常検出装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
検査対象となる複数の抵抗素子が直列接続されてなる半導体素子の多数を配置して構成される半導体の抵抗異常を検出する装置であって、前記多数の半導体素子のうちの特定の半導体素子を選択し該選択された半導体素子に電流を流すべく、該各半導体素子の両端に接続される選択スイッチと、前記各抵抗素子の抵抗値を測定すべく、該各抵抗素子の一端側及び他端側に接続される測定スイッチと、前記選択スイッチで選択された半導体素子が良又は不良であるかを評価する半導体素子評価手段と、該半導体素子評価手段で不良であると評価された半導体素子を構成する複数の抵抗素子のそれぞれを前記測定スイッチで測定した結果に基づいて良又は不良であるかを評価する抵抗素子評価手段と、を備えていることを特徴とする半導体の抵抗異常検出装置。

【請求項2】
前記半導体素子評価手段が、前記全ての半導体素子の抵抗値を求め、それら全ての抵抗値の平均値に対して所定範囲から外れる抵抗値の半導体素子を抽出して不良であると評価する手段であることを特徴とする請求項1に記載の半導体の抵抗異常検出装置。

【請求項3】
前記抵抗素子評価手段が、前記不良であると評価された半導体素子を構成する全ての抵抗素子の抵抗値を求め、それら全ての抵抗値の平均値に対して所定範囲から外れる抵抗値の抵抗素子を抽出して不良であると評価する手段であることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体の抵抗異常検出装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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