半導體器件、半導體器件的測試方法和探針卡的制作方法

專利名稱：半導體器件、半導體器件的測試方法和探針卡的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種諸如液晶驅動用IC等的具有多個輸入輸出端子的半導體器件，特別涉及一種適合利用多個被測器件同時測試法進行測試的半導體器件。
背景技術：
近年來，隨著圖像顯示裝置的技術提高，精致的CG(電腦圖形)圖像、充滿現場感的高清晰的自然圖像等的顯示已經成為可能。但是，人們越來越要求能夠進一步實現高灰階、高清晰圖像的顯示。
另外，除了日常應用之外，圖像顯示裝置還應用在車載設備、醫療器械等各種領域，所以對包括可靠性在內的產品品質提出了更高的要求。也日益要求作為液晶顯示裝置的液晶面板進一步實現高清晰的圖像顯示，這就使得該液晶面板所搭載的液晶驅動器LSI不斷地向多輸出化、多灰階化方向發展。
為了進行上述灰度顯示，液晶驅動器的各輸出分別內置DA轉換器，輸出灰階電壓。以下，對其動作進行具體的說明。首先，用圖12表示一般液晶驅動器的結構。
在圖12所示的液晶驅動器中，依次取樣各液晶系統輸出所對應的輸入數據(6位/1輸出)，取入并鎖存與輸出數相應的數據，然后通過電平轉換器將其輸入至DA轉換器。由于該液晶顯示器的結構眾所周知，在此就省略對其動作的具體說明。
在DA轉換器中，對每一輸出選擇灰階，通過各輸出具有的運算放大器輸出由基準電壓發生電路(階梯電阻)所生成的各灰階電平(Gradation Level)。在圖13中表示被用作上述基準電壓發生電路的階梯電阻。一般而言，可以通過對該階梯電阻進行電阻劃分來生成各灰階所需的灰階電平。
關于上述的輸入數據，6位DA轉換器可顯示64灰階，8位DA轉換器可顯示256灰階，10位DA轉換器可顯示1024灰階。
隨著液晶驅動器用LSI的多灰階化，為了確保其品質，在對液晶驅動器進行測試時，必須實施高精度測試。即，需要更精確測定從DA轉換器輸出的灰階電壓值是否均為正確的電壓值，以及由各DA轉換器輸出的灰階電壓值是否彼此相等。
如果被測器件DUT(Device Under Test)的電源電壓相同，那么，當輸出端子的性能從64灰階提高到256灰階時，測試精度就必須是原來精度的4倍。
以下，以液晶驅動器用LSI為被測器件DUT來說明測試方法的一個示例。假設上述被測器件DUT是這樣一種液晶驅動器用LSI，即具有m個輸出端子，在各輸出端子中內置用于選擇并輸出n個電壓電平的n灰階DA轉換器。
圖14是表示利用高精度電壓計實施的灰階測試方法(系統結構)的概略圖。該系統由被測器件DUT和半導體測試裝置(測試器)構成。
上述半導體測試裝置對被測器件DUT輸入預定的輸入信號，并且判斷來自DUT的輸出信號是否良好。在上述的系統結構中，利用半導體測試(測試器)將預定的輸入信號提供給被測器件DUT即液晶驅動器，從而使得輸出第1灰階電平。
然后，使用半導體測試裝置(測試器)內置的高精度模擬電壓測定器依次測定每一輸出的第1灰階的灰階電壓值，直到第m個輸出為止，并且將測試結果依次存儲到半導體測試裝置(測試器)內置的存儲器中。
按照與n灰階相應的次數反復執行上述操作，最終把所有輸出和所有灰階所對應的數據存儲至存儲器。其結果，將存儲n(灰階數)×m(輸出數)個數據。
利用在半導體測試裝置(測試器)中內置的運算裝置對存儲在存儲器中的數據進行預定的運算，并對各輸出端子的各灰階電壓值的誤差以及各輸出端子之間灰階電壓值的偏差(均等性)進行測試。
在進行上述液晶驅動器的測試時，隨著灰階數的增加，需要更精確地測定灰階電壓值。
由上述可知，作為上述方式的液晶驅動器的基本測試項目，下述測試比較重要并且比較關鍵，即對于每一灰階，各輸出端子的電壓值是否在所期望的范圍內；以及各端子之間的偏差是否在所期望的范圍內。
另外，作為上述測試項目的補充測試項目，還進行基本動作的功能測試、動作裕度(Operation Margin)、消耗電流、延遲時間等AC特性測試、微量漏電測試等。
上述測試用于對液晶驅動器的缺陷進行測試。另外，通過暴露潛在的缺陷因素從而提高屏幕精度也是必不可少的。如上所述，液晶驅動器除了應用于日常器械之外，還應用在車載、醫療器械等各種領域，所以對包括可靠性在內的品質要求非常嚴格。
為了響應對器件高功能、高品質的要求，需要進行老化測試以暴露潛在的缺陷。目前，對液晶驅動器的老化測試是在封裝狀態或者晶圓狀態下實施的。
以下，具體說明對晶圓狀態下的液晶驅動器進行老化測試的示例。
如上所述，液晶驅動器依次對各液晶系統輸出所對應的輸入數據(6位/1輸出)進行取樣，取入并鎖存與輸出數對應的數據，然后通過電平轉換器將其輸入DA轉換器。在DA轉換器中，對每一輸出選擇灰階電平，通過每一輸出各自具有的運算放大器輸出由基準電壓發生電路(階梯電阻)生成的各灰階電平。
在老化測試中，在比通常情況超負載的狀態(所期望的電壓條件，高溫環境下等)下進行上述動作，從而激活全部電路。通過進行預定時間的老化測試，由此能夠暴露各芯片中的潛在缺陷因素。
在進行老化測試時，除了用于設定灰階電平的輸入數據、電源和GND之外，還需要狀態監視器用的輸出端子。例如，8位(256灰階)驅動器需要52個信號輸入端子。
在實施了上述老化測試之后，實施上述缺陷檢測測試。通過上述測試流程的測試，能夠應對具有高品質要求的器件。
在實施上述缺陷檢測測試時，可以采取各種措施來縮短測試時間。但是，在通過激活內部從而暴露潛在的缺陷因素的老化測試中，被測器件的激活時間十分重要，即使采取各種措施也難以縮短各器件的激活時間，將造成測試能力降低并導致成本提高。
同時對多個器件進行老化測試的方法對縮短老化測試時間和降低成本來說是較為有效的途徑。但是，如上所述，近年來隨著液晶驅動器多輸出化、多灰階化的不斷發展，其輸入輸出端子(特別是輸入端子)較多，所以，很難對多個器件進行測試。
即，關于以液晶驅動器為代表的具有多個輸入輸出端子和電源端子的半導體器件，由于其端子數較多，所以在同時測試多個器件時，使用半導體測試裝置的測試用信號端子(以下，稱之為“PE”PinElectronics)。因此，同時測試的器件個數受限于測試裝置的PE數。
另外，在對晶圓上的半導體器件進行測試時采用晶圓探針卡(WPC)，該晶圓探針卡用于電連接半導體測試裝置的PE和被測半導體器件的電極端子。但是，如果在上述電極端子上連接多個探針，會導致探針的物理安裝空間不足，就難以實現可同時測試多個器件的WPC。因此，半導體器件的端子數越多就越難以同時進行多個測試。以下參照圖15和圖16對其進行說明。
圖15(a)、15(b)表示在對現有的液晶驅動器100實施常規功能單項測試的探針卡110的結構。在圖15(a)、15(b)中，探針卡110和液晶驅動器100連接在一起。圖15(a)是俯視圖，圖15(b)是側視圖。
探針卡110具有輸入端子側探針111、輸出端子側探針112、探針卡基板113和探針固定底座114。在對液晶驅動器100進行測試時，用于控制液晶驅動器100的輸入端子側探針111和用于對液晶實施電壓驅動的輸出端子側探針112與外部測試器進行電連接，然后對液晶驅動器100實施動作測試。
用于使液晶驅動器100進行動作所需的信號全部從外部輸入，因此，所使用的探針卡需要具備與所有輸入端子對應的探針。如果要使液晶驅動器100具有和圖1所示的驅動器部10相同的結構，則共計需要52根與所有輸入端子對應的探針，即CK(1根)、SP(1根)、DATA(48根)、REV(1根)、LS(1根)。這些輸入端子側探針111被設置于液晶驅動器100的長邊側(圖中的左側)。
另外，輸出端子側探針112也同樣被設置在液晶驅動器100的長邊側，但是，被設置在與輸入端子側相對的另一長邊側(圖中的右側)。在現有技術中，主流液晶驅動器具有384～720個輸出端子，根據各種面板的用途來選擇最佳的輸出數。
探針111和探針112通過探針固定底座114固定在探針卡基板113上，探針111及探針112的前端和液晶驅動器100的輸入焊盤彼此接觸從而實現電連接。如上所述，利用具有探針111和探針112的探針卡110，使得探針111和探針112接觸所有的器件規格的輸入輸出端子，由此，對液晶驅動器100的輸入端子和輸出端子進行測試。
如上述接觸狀態所示，在同時測試多個器件時，所需的探針數量為一個液晶驅動器所需的全部探針數與DUT(被測器件)數相乘所得的數值，由于物理安裝空間問題以及探針固定方法等的限制，在常規測試時，在接觸DUT的狀態下要同時進行多個測試比較困難。
另外，如果液晶驅動器100的測試是老化測試，可以如圖16所示那樣，僅使輸入端子側探針111接觸液晶驅動器100。即，老化動作的目的是，作為一般公知的技術，向DUT施加動作應力，盡早暴露進行性缺陷形態。所以，在進行老化測試時，只要能夠控制作為DUT的液晶驅動器100的動作即可，因此，可以僅設定輸入端子側探針111。但是，即使是具有52個輸入端子側探針111的探針卡110，也難以同時對多個器件實施老化測試。
在日本國專利申請公開特開平4-218936號公報(
公開日1992年8月10日，以下稱為專利文獻1)中，揭示了一種為了減少用于控制老化動作的輸入端子數而編入了老化測試電路的液晶驅動器用半導體器件。圖17是表示專利文獻1所揭示的液晶驅動器用半導體器件的圖。
上述專利文獻1的液晶驅動器被構成為下述，即向NTEST端子輸入測試信號，將液晶驅動器設定為測試模式，然后，由CR振蕩電路120進行自振蕩，老化控制電路130根據該自振蕩時鐘生成測試用信號。由此，可無需從外部對多個邏輯輸入端子賦予測試用控制信號就能實施老化測試。
但是，在上述專利文獻1的液晶驅動器中存在下述問題，即由于根據自振蕩生成的時鐘信號來設定液晶驅動器的內部狀態，因此，不能在任意的定時將其設定為任意的狀態，并且，由于頻率固定，所以不能在任意的狀態下實施用于確保高品質的IDDQ測試。上述的任意狀態是指，例如，將存儲器單元設定為“1”或“0”，可通過在各狀態下實施IDDQ測試來確保高品質。此外，可通過將相鄰位設定為反轉位并實施IDDQ測試來進一步確保高品質。
上述專利文獻1的液晶驅動器的目的在于簡化老化測試所需的裝置結構而不在于同時測試多個被測器件。實際上，上述液晶驅動器不能同時測試多個被測器件。以下，對其原因進行說明。
在要同時測試多個上述專利文獻1所揭示的液晶驅動器時，即使向各驅動器輸入的輸入信號的定時一致，但是，由于其后各驅動器中的動作是根據自振蕩產生的時鐘信號進行的，所以各驅動器的輸出信號的定時也不會彼此一致。在實施多個被測器件同時測試時，需要使各驅動器的輸出信號的定時相互一致，所以，不能對上述專利文獻1的液晶驅動器實施多個器件同時測試。
如上所述，由于液晶驅動器等的半導體器件除了現有的游戲機、便攜式電子設備之外還應用在汽車、醫療器械等對可靠性要求較高的領域，所以，為了確保高品質，必須實施需要較長測試時間的老化測試。但是，如上所述，根據現有技術不能對多個被測器件同時進行老化測試，因此，導致測試工序所需時間變長，從而難以在出貨日期、產品質量、產品價格等各方面滿足客戶的需求。

發明內容
本發明是鑒于上述問題而進行開發的，其目的在于提供一種能夠簡單并且高質量地實施多個被測器件同時測試的半導體器件。
為了實現上述目的，本發明的半導體器件的特征在于具有主動作部以及在對該主動作部進行品質判斷測試時生成要被提供給該主動作部的測試信號的測試信號生成部，其中，上述測試信號生成部能夠根據從外部輸入的測試啟動信號和時鐘信號生成上述測試信號。另外，上述的主動作部是用于實現上述半導體器件的本來的功能(常規使用時的功能)的功能部分。
根據上述結構，在將上述半導體器件作為被測器件(DUT)進行品質判斷測試時，由測試信號生成部生成該品質判斷測試所需的測試信號。由于上述測試信號生成部能夠根據從外部輸入的測試啟動信號和時鐘信號生成上述測試信號，所以，當上述主動作部進行動作需要較多的輸入信號時，可以大幅度減少測試用的輸入信號。因此，能夠解決諸如在多個被測器件同時測試時難以對探針進行配置的問題。另外，由于上述測試信號生成部可根據從外部輸入的時鐘信號進行動作，所以，DUT的信號輸入和信號輸出可較容易地實現同步，并且，在多個被測器件同時測試時各DUT的信號輸出也能較容易地實現同步。如果DUT的信號輸入和信號輸出能夠較容易地實現同步，就能較容易地對測試時的DUT的動作實施控制，也可以實現優良的品質判斷測試。
另外，為了解決上述課題，本發明提供一種半導體器件的測試方法，該半導體器件具有主動作部以及在對該主動作部進行品質判斷測試時生成要被提供給該主動作部的測試信號的測試信號生成部，該測試方法的特征在于從外部向上述測試信號生成部輸入測試啟動信號和時鐘信號，上述測試信號生成部根據上述測試啟動信號和時鐘信號生成上述測試信號，對上述主動作部進行品質判斷測試。
本發明的探針卡用于對半導體器件進行品質判斷測試，該半導體器件具有主動作部以及在對上述主動作部進行品質判斷測試時生成要被提供給上述主動作部的測試信號的測試信號生成部，該探針卡的特征在于上述測試信號生成部能夠根據從外部輸入的測試啟動信號和時鐘信號生成上述測試信號，具有用于接觸上述測試啟動信號的端子焊盤和上述時鐘信號的端子焊盤的探針；對上述探針進行配置使得從上述半導體器件的焊盤配置面的法線方向觀察時不相互重合。
作為上述結構，例如，可以對上述探針進行配置使得從上述半導體器件的焊盤配置面的法線方向觀察時相互平行。
根據上述結構，在同時測試多個被測器件時，將向半導體器件輸入測試用控制信號的探針配置成從上面觀察時不相互重合的結構，這樣能夠有效地抑制探針卡所具備的多個探針之間的相互干擾。
本發明的其他目的、特征和優點在以下的描述中會變得十分明了。此外，以下參照附圖來明確本發明的優點。


圖1表示本發明的實施方式，是表示液晶驅動器的要部結構的框圖。
圖2是表示上述液晶驅動器中的測試電路的結構的圖。
圖3(a)、圖3(b)是表示上述液晶驅動器的測試用晶圓探針卡的圖，圖3(a)是俯視圖，圖3(b)是側視圖。
圖4是表示用于同時測試16個上述液晶驅動器的探針卡的圖。
圖5(a)～圖5(d)是表示用于同時測試16個被測器件的晶圓探針卡的探針結構的圖，其中，圖5(a)是多層探針固定結構的側視圖，圖5(b)是多層探針固定結構的俯視圖，圖5(c)是平面探針固定結構的側視圖，圖5(d)是平面探針固定結構的俯視圖。
圖6是表示本發明的液晶驅動器的測試用端子的配置變形例的平面圖。
圖7是表示用于同時測試16個上述液晶驅動器的晶圓探針卡的圖。
圖8是表示在自我老化測試時上述液晶驅動器的輸出電平的狀態的圖。
圖9是表示在控制老化測試時上述液晶驅動器的輸出電平的狀態的圖。
圖10是表示TESTCK信號的頻率和驅動器輸出的頻率的關系的圖。
圖11是表示上述液晶驅動器的測試控制信號和由老化控制電路生成的老化生成信號的變化的關系的圖。
圖12是表示現有技術的液晶驅動器的要部結構的框圖。
圖13是表示被用作基準電壓發生電路的階梯電阻的圖。
圖14是表示使用高精度電壓計的灰階測試方法(系統結構)的概略圖。
圖15(a)和圖15(b)是表示用于測試現有技術的液晶驅動器的晶圓探針卡的圖，其中，圖15(a)是俯視圖，圖15(b)是側視圖。
圖16是表示用于測試現有技術的液晶驅動器的晶圓探針卡的圖。
圖17是表示現有技術的液晶驅動器所包括的測試電路的結構的圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖來說明本發明的一實施方式。在本發明的實施方式中，以液晶驅動器作為本發明的半導體器件來進行說明，但在本發明中可適用的半導體器件的種類并沒有特別的限制。另外，在以下說明的半導體器件測試中舉例說明了老化測試，但本發明并不限于此，本發明也適用于除此之外的動作測試(品質判斷測試)。
圖1是表示本實施方式的液晶驅動器1的概要結構的圖。該液晶驅動器1的特征為在驅動部10中追加了測試電路20。驅動部10由移位寄存器、取樣存儲器、保持存儲器、電平轉換器、DA轉換器和輸出放大器等構成。這種結構和眾所周知的液晶驅動器的結構并沒有不同之處，故在此省略其詳細說明。
驅動部10在接受時鐘信號CK、啟動脈沖信號SP、極性控制信號REV、掃描控制信號LS等的各種控制信號和顯示信號RGB后進行動作。因此，驅動部10需要較多的信號輸入端子，例如，假設上述顯示信號RGB的各色均具有8位信號，驅動部10就需要52個輸入。
如上所述，如果要在對液晶驅動器實施動作測試時從外部輸入較多信號，則用于輸入測試信號的PE數過多而難以同時測試多個被測器件。
因此，通過在液晶驅動器1中設置測試電路20，就能夠以較少的輸入信號進行測試。如圖2所示，測試電路20具有時鐘振蕩電路(CR振蕩電路)21、老化控制電路(BIC)22和控制信號選擇電路23。另外，測試電路20接受經由3個測試器輸入的TESTEN、TESTCK和NTEST，可對驅動部10進行動作測試。另外，液晶驅動器1可以執行下述兩種測試，即與專利文獻1相同的老化測試(以下，稱為自我老化)以及適于同時測試多個被測器件的老化測試(以下，稱為控制老化)。
TESTEN表示同時測試啟動信號和該信號的輸入端子，在執行控制老化測試時TESTEN信號成為高電平(High)。TESTCK表示測試時鐘信號和該信號的輸入端子，是在執行控制老化測試時的外部時鐘信號。NTEST表示用于使時鐘振蕩電路21進行振蕩或停止振蕩的信號，并且還表示該信號的輸入端子(這里，當NTEST為低電平(Low)時，時鐘振蕩電路21進行振蕩)。在下述表1中，表示TESTEN信號、TESTCK信號和NTEST的高電平/低電平與液晶驅動器1的動作的關系。
表1

首先，當TESTEN信號和NTEST信號均為低電平時，實施自我老化測試。此時，由于NTEST信號為低電平，因此，時鐘振蕩電路21進行振蕩，并向老化控制電路22輸出自振蕩時鐘。在進行自我老化測試時，測試用的時鐘信號是由時鐘振蕩電路21生成的，所以沒有必要從外部輸入TESTCK信號。
老化控制電路22生成測試用控制信號，并通過控制信號選擇電路23向驅動部10輸出該測試用控制信號。由老化控制電路22生成的測試用控制信號包括時鐘信號CK、啟動脈沖信號SP、極性控制信號REV、掃描控制信號LS等的各種控制信號和顯示信號RGB。可在驅動部10被輸入上述測試用控制信號后實施測試。另外，對老化控制電路22進行邏輯設計使得在被輸入時鐘信號后生成所期望的測試用控制信號。
當TESTEN信號和NTEST信號均為高電平時，進行控制老化動作。此時，由于NTEST信號為高電平，所以，時鐘振蕩電路21停止振蕩，從外部(測試器)輸入TESTCK信號。老化控制電路22根據TESTCK信號生成測試用控制信號，并通過控制信號選擇電路23向驅動部10輸出該測試用控制信號。
進而，在液晶驅動器進行常規動作時(被搭載于液晶顯示裝置中并實際使用時)，TESTEN信號固定為低電平，NTEST信號固定為高電平，也不輸入TESTCK信號。此時，用于使驅動部10進行動作的信號從邏輯輸入端子通過控制信號選擇電路23被輸入給驅動部10。上述邏輯輸入端子是常規的信號輸入端子，對每一位控制信號(時鐘信號CK、啟動脈沖信號SP、極性控制信號REV、掃描控制信號LS等的各種控制信號)和每一位顯示信號RGB分配一個上述邏輯輸入端子。
控制信號選擇電路23選擇將老化控制電路22生成的測試用控制信號輸出給驅動部10或者將由邏輯輸入端子輸入的動作用信號輸出給驅動部10。即，在自我老化測試時或控制老化測試時，控制信號選擇電路23向驅動部10輸出由老化控制電路22生成的測試用控制信號；在液晶驅動器1的常規動作時，控制信號選擇電路23向驅動部10輸入由邏輯輸入端子輸入的動作用信號。控制信號選擇電路23根據TESTEN信號和NTEST信號進行信號選擇。
老化控制電路22在控制老化測試時根據由外部輸入的TESTCK信號進行動作，在自我老化測試時根據由時鐘振蕩電路21生成的內部時鐘進行動作。因此，在最靠近老化控制電路22的前方位置設置多路轉換器24，以使得根據TESTEN信號選擇向老化控制電路22發送的時鐘信號。
在將液晶驅動器1作為DUT的控制老化測試中，使用由外部輸入的TESTCK信號作為測試用的時鐘。因此，DUT的信號輸入和信號輸出很容易實現同步。并且，在進行多個被測器件同時測試時，各DUT的信號輸出也能容易地實現同步。
本實施方式的液晶驅動器1的優點之一在于，在進行老化測試時所需的信號輸入數減少，由此，探針卡的PE數減少，從而可實現多個被測器件的同時測試。以下，參照附圖對其進行詳細的說明。
圖3是表示用于將上述液晶驅動器1作為DUT進行測試的探針卡30的圖，其中，圖3(a)為俯視圖，圖3(b)為側視圖。探針卡30包括輸入端子側探針31、探針卡基板32、探針固定底座33。在對DUT進行測試時，用于控制液晶驅動器1的輸入端子側探針和外部測試器電連接，對DUT實施動作測試。另外，在探針卡基板32設置有開口部，以使得探針和DUT的輸入焊盤之間容易實現對準。
在本發明的具有測試電路20的液晶驅動器1中，由于測試電路20本身具有控制DUT的功能，因此，只需設定三個與TESTEN、TESTCK、NTEST這3個端子對應的輸入端子側探針31即可。
如圖3所示，在DUT的長邊側，在確保距離“A”的狀態下配置3個輸入端子側探針31。對DUT的焊盤布圖進行設計以確保上述距離“A”。距離“A”是指，相鄰的輸入端子側探針31之間的距離。
另外，在液晶驅動器1中，除了TESTEN、TESTCK、NTEST這3個端子用的焊盤之外，還形成有常規動作模式時的控制信號端子用焊盤。如果TESTEN、TESTCK、NTEST用的各焊盤設置在形成液晶驅動器1的半導體芯片的預定的同一邊上，并且，在任意兩個相鄰的焊盤之間也設置至少一個常規動作模式時的控制信號端子用焊盤，就能夠很容易地確保上述距離“A”。
圖4是表示在接觸半導體晶圓上的4個(橫向)×4個(縱向)共計16個DUT#1～#16的條件下同時對多個被測器件進行老化測試的圖。
在將液晶驅動器1作為DUT進行老化測試時，一個DUT所需的控制端子數為3個，要同時接觸16個DUT就需要具備共計48根探針31。在圖4中，從探針卡基板32的左側對圖左側的8個DUT(#1～#8)提供探針，從探針卡基板32的右側對圖右側的8個DUT(#9～#16)提供探針。
另外，中央2列的DUT(#5～#12)所對應的探針31被固定在探針固定底座上并且其針腳和外側2列的DUT(#1～#4，#13～#16)所對應的探針31的針腳錯開。即，對中央2列的DUT(#5～#12)所對應的探針31和外側2列的DUT(#1～#4、#13～#16)所對應的探針31進行配置，使得從上面(即，DUT的焊盤配置面的法線方向)觀察時中央2列的DUT(#5～#12)所對應的探針31和外側2列的DUT(#1～#4、#13～#16)所對應的探針31不相互重合。圖3中的DUT的焊盤之間的距離“A”是用于充分確保上述情況下的錯開量的距離。
如上所述，在同時測試多個被測器件時，將向DUT輸入測試用控制信號的探針配置成從上面觀察時不相互重合的結構，這樣能夠有效地抑制探針卡所具備的多個探針之間的相互干擾。以下，參照圖5對其進行說明。其中，圖5(a)是表示探針被配置成從上面觀察時相互重合的結構的側視圖；圖5(b)是表示探針被配置成從上面觀察時相互重合的結構的俯視圖；圖5(c)是表示探針被配置成從上面觀察時不相互重合的結構的側視圖；圖5(d)是表示探針被配置成從上面觀察時不相互重合的結構的俯視圖。在以下的說明中，將探針配置成從上面觀察時相互重合的結構稱作多層探針固定結構，將探針配置成從上面觀察時不相互重合的結構稱作平面探針固定結構。
通過比較圖5(b)和圖5(d)可知較之于從上面觀察時探針相互重合的多層探針固定結構，探針不相互重合的平面探針固定結構能夠確保更大的探針間距，從而能夠抑制探針之間的干擾。另一方面，通過比較圖5(a)和圖5(c)可知如果要增大多層探針固定結構中的探針間距，將導致探針卡厚度和面積的增加。
另外，作為避免在同時測試多個被測器件時探針31重合的結構，除了圖4所示使探針的針腳錯開的結構以外，還可以是其它的結構。以下，參照圖6和圖7進行說明。
圖6是表示DUT中的測試用端子(輸入焊盤)的配置的圖。如圖6所示，DUT的特征在于具有兩組測試用端子。這兩組端子被并列設置在DUT芯片的長邊方向上，各端子通過DUT的內部配線連接。通過探測其中任意1組端子就能夠對上述DUT進行測試。在圖6中例舉了具有兩組測試用端子的DUT，但DUT也可以具有3組以上的測試用端子。
圖7表示在半導體晶圓上配置4個(縱向)×4個(橫向)圖6所示的上述DUT的狀態下實施多個被測器件同時老化測試的情況。在圖7中，對16個DUT賦予序號#1～#16。
根據圖7所示的配置，利用芯片下側的端子組對中央2列的DUT(#5～#12)進行測試，利用芯片上側的端子組對外側2列的DUT(#1～#4、#13～#16)進行測試。根據這種結構，能夠平行地配置探針卡的所有探針。由此，較之于圖4所示的斜向配置一部分探針的探針卡，圖7所示的探針卡比較容易制造。另外，可避免探針之間的間隔變窄，并且，由于非斜向配置探針，因此，探針長度變短，翹曲也得以減小，從而可減少探針之間發生短路的危險性。
另外，由于上述圖3至圖7中所示的探針卡被假定用于進行老化測試，所以例舉了僅僅具有輸入側探針的探針卡。但是，根據測試的內容，本發明的探針卡還可具有輸出側探針。這里，液晶驅動器一般具有384～720個輸出端子，要多于輸入端子。但是，與輸入側端子不同之處在于，無需對所有的輸出側端子進行探測。因此，即使在既探測輸入側端子又探測輸出側端子的情況下，通過對任選的少數輸出端子進行探測，也能實現多個被測器件同時測試。
如上所述，即使只對輸入側端子進行探測也能夠進行老化測試。但是，在只通過探測輸入側端子來進行老化測試時，為了發現在老化測試后暴露了進行性缺陷的器件，還需要進一步實施測試，所以，實際上，優選在也探測輸出側端子的狀態下實施老化測試。在一邊探測輸入側端子和輸出側端子一邊實施多個被測器件同時測試時，需要使各DUT的輸出同步，所以，適于采用上述控制老化測試。
另外，在探針卡同時具有輸入側探針和輸出側探針的情況下，例如，可以考慮將輸入側探針設置于DUT的短邊方向的一側，將輸出側探針設置于DUT的短邊方向的另一側。
此外，本實施方式的液晶驅動器1的其它優點在于由于上述控制老化測試能夠比較容易地使DUT的信號輸入和信號輸出實現同步，因此，在測試時對DUT的動作控制變得簡單，從而可實現高質量的測試。以下，參照附圖進行詳細的說明。
圖8表示自我老化測試時的液晶驅動器1的輸出電壓狀態。由于液晶驅動器1是點反轉型的液晶驅動器，所以，如圖8所示，奇數端子的輸出電壓的輸出極性和偶數端子的輸出電壓的輸出極性反轉。
圖8的輸出電壓值只能是灰階輸出電平(Gradation Output Level)VH0或VL0，隨著時間的經過，輸出電壓在電平VH0的電壓值和電平VL0的電壓值之間不斷反復變化。在自我老化測試時，不能選擇輸出其他的灰階電平。另外，關于時間的經過，由于對液晶驅動器的控制CK信號是由CR振蕩電路通過自振蕩所生成的，所以，不能任意地控制液晶驅動器的輸出電壓反轉的反復速度。
另外，此時，液晶驅動器的動作是由CR振蕩電路的自振蕩所生成的控制CK信號控制的，所以，也不能任意地使老化動作停止。因此，在進行自我老化測試的老化動作時要監視諸如輸出電壓值等的液晶驅動器的動作狀態時，由于老化動作和測試不能實現同步，所以，無法進行監視(測試)。
接著，圖9表示在進行控制老化測試時液晶驅動器1的輸出電壓狀態的一個示例。
圖9表示液晶驅動器1的輸出電壓狀態變化與TESTCK輸入(次數)的時間變化之間的關系的圖，上圖中的波形表示奇數端子輸出的輸出電壓狀態變化，下圖中的波形表示偶數端子輸出的輸出電壓狀態變化。奇數輸出端子和偶數輸出端子總是在極性反轉的狀態下確定各自的輸出狀態。
在控制老化測試的測試動作中，可以對灰階電平選擇、輸出反轉的反復次數、動作時間、動作速度等進行控制。例如，在圖9的輸出示例的灰階選擇1的期間內，由老化控制電路生成的輸入RGB數據相當于灰階輸出電平VH0和VL0。并且，當進一步輸入TESTCK(次數)時，進入灰階選擇2的期間，由老化控制電路生成的輸入RGB數據發生變化而相當于VH255和VL255。只需預先對上述測試動作中的灰階輸出電平的變化進行邏輯設計，使得根據對老化控制電路輸入時鐘的次數進行變化。
另外，可以通過改變TESTCK信號的頻率來變更頻率(動作速度)。圖10表示TESTCK信號的頻率和驅動器輸出的頻率的關系。
在控制老化測試的測試動作時的頻率(動作速度)變化期間內的TESTCK輸入速度低于灰階選擇1期間和灰階選擇2期間。可根據TESTCK輸入信號的頻率來改變DUT的輸出電壓變化速度。
這里，TESTCK信號數和每次液晶輸出變化的關系被設定為與一般的液晶驅動器LSI同步。即，根據DUT的液晶驅動輸出端子數來確定取入的灰階數據數，因此，根據取入的灰階數據數來確定TESTCK信號數。
即，如上述輸出狀態保持期間那樣，如果在輸入由老化控制電路生成的LS信號以后停止TESTCK信號，就能夠監視(測試判斷)DUT的輸出電壓值，此外，還能夠在任意期間(例如，DATA取入期間等)進行IDDQ測試。
例如，通過將老化控制電路生成的信號設定為所期望的狀態，將TESTCK信號固定在高電平狀態或低電平狀態，從而可以測定靜止時的電源電流。另外，在測定上述靜止時的電源電流后，將該狀態保持預定的時間，之后，再次測定靜止時的電源電流。根據上述兩個靜止時的電源電流之差的大小對半導體器件的質量優劣進行判斷。
圖11是表示本發明的液晶驅動器的測試控制信號和由老化控制電路生成的老化生成信號的變化的關系的圖。
在圖11中，按照時序表示在圖2表示的老化控制電路圖中老化控制電路與自TESTCK端子輸入的CK信號同步生成并輸入DUT的信號和DUT的輸出狀態。圖中所示的老化生成信號SPIN、DATA、LS、REV信號和DUT輸出SPOUT、LCDOUT完全和一般液晶驅動器LSI的動作相同。TESTCK信號相當于一般液晶驅動器動作的CK信號。根據本發明，能夠從外部控制TESTCK信號，所以可實時地監視DUT的動作。
另外，可以對上述液晶驅動器1實施兩種老化測試，即自我老化測試和控制老化測試。為此，液晶驅動器1具有用于自我老化測試的時鐘振蕩電路21和NTEST端子。但是，能夠進行控制老化測試是上述液晶驅動器1的特征要素，即使是僅能進行控制老化測試的液晶驅動器也被包含在本發明的范圍之內。在只能進行控制老化測試的液晶驅動器中，可以省去時鐘振蕩電路和NTEST端子。
如上所述，本發明的半導體器件的特征在于，具有主動作部以及在對上述主動作部進行品質判斷測試時生成要被提供給上述主動作部的測試信號的測試信號生成部，上述測試信號生成部可根據從外部輸入的測試啟動信號和時鐘信號生成上述測試信號。
根據上述結構，在將上述半導體器件作為被測器件(DUT)進行品質判斷測試時，由測試信號生成部生成該品質判斷測試所需的測試信號。由于上述測試信號生成部能夠根據從外部輸入的測試啟動信號和時鐘信號生成上述測試信號，所以，當上述主動作部進行動作需要較多的輸入信號時，可以大幅度減少測試用的輸入信號。因此，能夠解決諸如在多個被測器件同時測試時難以對探針進行配置的問題。
另外，由于上述測試信號生成部可根據從外部輸入的時鐘信號進行動作，所以，DUT的信號輸入和信號輸出能夠較容易地實現同步，并且，在多個被測器件同時測試時各DUT的輸出也能夠較容易地實現同步。如果DUT的信號輸入和信號輸出能夠較容易地實現同步，就能較容易地對測試時的DUT的動作實施控制，也可以實現優良的品質判斷測試。
上述半導體器件優選的是，具有生成時鐘信號的時鐘生成部，上述測試信號生成部能夠根據上述時鐘生成部生成的時鐘信號生成上述測試信號。
根據上述結構，可以對上述半導體器件實施基于外部時鐘的品質判斷測試和基于上述時鐘生成部生成的內部時鐘的品質判斷測試。在基于內部時鐘的品質判斷測試中，僅通過施加電源和老化啟動信號(NTEST)就能夠使電路激活(動作)。
另外，上述半導體器件優選的是，沿半導體元件的長邊配置有上述測試啟動信號的端子焊盤和上述時鐘信號的端子焊盤。進一步優選的是，對上述測試啟動信號的端子焊盤和上述時鐘信號的端子焊盤進行配置，并且在兩者之間存在常規動作模式用控制信號端子焊盤。
這里，優選的是，在進行半導體器件的布圖設計時，在上述測試啟動信號的端子焊盤和上述時鐘信號的端子焊盤之間保持某種程度的距離。根據上述結構，特別是在用于同時測試多個被測器件的探針卡上更容易對探針進行配置。另外，在半導體器件中，除了上述測試啟動信號的端子焊盤和上述時鐘信號的端子焊盤以外，還形成有常規動作模式用的其它控制信號端子焊盤。
根據上述結構，能夠較容易地在確保某種程度的距離的狀態下配置上述測試啟動信號的端子焊盤和上述時鐘信號的端子焊盤。
此外，上述半導體器件優選的是，具有多組上述測試啟動信號的端子焊盤和上述時鐘信號的端子焊盤，并由半導體器件的內部配線連接所對應的端子焊盤。
根據上述結構，在多個被測器件同時測試時所采用的探針卡中，如果相鄰的半導體器件所使用的端子焊盤不同，就能夠避免探針之間的接觸，從而可以較容易地對探針進行配置。
另外，本發明可適用于例如上述半導體器件是液晶驅動器等的具有多個輸出端子的半導體器件的情況。
為了解決上述課題，本發明提供一種半導體器件的測試方法，其中，該半導體器件具有主動作部以及在對上述主動作部進行品質判斷測試時生成要被提供給上述主動作部的測試信號的測試信號生成部，該測試方法的特征在于從外部向上述測試信號生成部輸入測試啟動信號和時鐘信號，上述測試信號生成部根據上述測試啟動信號和時鐘信號生成上述測試信號，對上述主動作部進行品質判斷測試。此外，上述半導體器件的測試方法優選的是，通過測定靜止時的電源電流來進行上述品質判斷測試。
另外，上述半導體器件的測試方法優選的是，同時對多個上述半導體器件進行品質判斷測試。
本發明的探針卡是一種用于對半導體器件進行品質判斷測試的探針卡，其中，該半導體器件具有主動作部以及在對上述主動作部進行品質判斷測試時生成要被提供給上述主動作部的測試信號的測試信號生成部，該探針卡的特征在于上述半導體器件的上述測試信號生成部能夠根據從外部輸入的測試啟動信號和時鐘信號生成上述測試信號；具有用于接觸上述測試啟動信號的端子焊盤和時鐘信號的端子焊盤的探針；對上述探針進行配置使得從上述半導體器件的焊盤配置面的法線方向觀察時不相互重合。
作為上述結構，例如，可以對上述探針進行配置使得從上述半導體器件的焊盤配置面的法線方向觀察時相互平行。
根據上述結構，在同時測試多個被測器件時，將向半導體器件輸入測試用控制信號的探針配置成從上面觀察時不相互重合的結構，這樣能夠有效地抑制探針卡所具備的多個探針之間的相互干擾。
以上，對本發明進行了詳細的說明，上述具體實施方式
或實施例僅僅是揭示本發明的技術內容的示例，本發明并不限于上述具體示例，不應對本發明進行狹義的解釋，可在本發明的精神和權利要求的范圍內進行各種變更來實施之。
權利要求
1.一種半導體器件，其特征在于具有主動作部以及在對該主動作部進行品質判斷測試時生成要被提供給該主動作部的測試信號的測試信號生成部，其中，上述測試信號生成部能夠根據從外部輸入的測試啟動信號和時鐘信號生成上述測試信號。
2.根據權利要求1所述的半導體器件，其特征在于具有生成時鐘信號的時鐘生成部；上述測試信號生成部能夠根據由上述時鐘生成部生成的時鐘信號生成上述測試信號。
3.根據權利要求1所述的半導體器件，其特征在于沿著半導體元件的長邊設置有上述測試啟動信號的端子焊盤和上述時鐘信號的端子焊盤。
4.根據權利要求3所述的半導體器件，其特征在于對上述測試啟動信號的端子焊盤和上述時鐘信號的端子焊盤進行配置使得在兩者之間存在常規動作模式控制信號端子焊盤。
5.根據權利要求3所述的半導體器件，其特征在于具有多組上述測試啟動信號的端子焊盤和上述時鐘信號的端子焊盤，并通過半導體器件的內部配線連接對應的各端子焊盤。
6.根據權利要求1至5中的任一項所述的半導體器件，其特征在于該半導體器件具有多個輸出端子。
7.根據權利要求6所述的半導體器件，其特征在于該半導體器件是液晶驅動器。
8.一種半導體器件的測試方法，該半導體器件具有主動作部以及在對該主動作部進行品質判斷測試時生成要被提供給該主動作部的測試信號的測試信號生成部，該測試方法的特征在于從外部向上述測試信號生成部輸入測試啟動信號和時鐘信號，上述測試信號生成部根據上述測試啟動信號和時鐘信號生成上述測試信號，對上述主動作部進行品質判斷測試。
9.根據權利要求8所述的半導體器件的測試方法，其特征在于通過測定靜止時的電源電流來實施上述品質判斷測試。
10.根據權利要求8或9所述的半導體器件的測試方法，其特征在于可同時對多個上述半導體器件實施品質判斷測試。
11.一種探針卡，用于對半導體器件進行品質判斷測試，該半導體器件具有主動作部以及在對上述主動作部進行品質判斷測試時生成要被提供給上述主動作部的測試信號的測試信號生成部，該探針卡的特征在于上述測試信號生成部能夠根據從外部輸入的測試啟動信號和時鐘信號生成上述測試信號，具有用于接觸上述測試啟動信號的端子焊盤和上述時鐘信號的端子焊盤的探針；對上述探針進行配置使得從上述半導體器件的焊盤配置面的法線方向觀察時不相互重合。
12.根據權利要求11所述的探針卡，其特征在于對上述探針進行配置使得從上述半導體器件的焊盤配置面的法線方向觀察時相互平行。
全文摘要
本發明提供一種半導體器件。在對驅動部進行動作測試時，由測試電路生成要提供給驅動部的測試信號。在測試電路中，老化控制電路能夠根據從外部提供的時鐘信號TESTCK生成上述測試信號。
文檔編號G01R1/04GK101093244SQ20071011220
公開日2007年12月26日 申請日期2007年6月21日 優先權日2006年6月22日
發明者內田練, 森雅美 申請人:夏普株式會社