JP2005321292A - Cdm discharge distribution observation apparatus and method - Google Patents
Cdm discharge distribution observation apparatus and method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005321292A JP2005321292A JP2004139390A JP2004139390A JP2005321292A JP 2005321292 A JP2005321292 A JP 2005321292A JP 2004139390 A JP2004139390 A JP 2004139390A JP 2004139390 A JP2004139390 A JP 2004139390A JP 2005321292 A JP2005321292 A JP 2005321292A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- probe
- discharge
- waveform
- measured
- charge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 31
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 108
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 28
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 20
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 11
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims description 5
- 230000010365 information processing Effects 0.000 claims 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 17
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- MZCHBOYMVBQHQC-UHFFFAOYSA-N n-(4-chloro-2-methylphenyl)-n'-methylmethanimidamide Chemical compound CN=CNC1=CC=C(Cl)C=C1C MZCHBOYMVBQHQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000005404 monopole Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、CDM放電分布観測装置およびCDM放電分布観測方法に関し、特にLSIにCDM放電を行った際に、チップ上を流れる電流分布を観測できるようにした装置とその方法に関するものである。 The present invention relates to a CDM discharge distribution observation apparatus and a CDM discharge distribution observation method, and more particularly to an apparatus and method for observing the distribution of current flowing on a chip when CDM discharge is performed on an LSI.
LSIに致命的なダメージを与えるものに静電気破壊がある。例えば、搬送の際に用いる吸着器からLSIが離れる際に、LSIに剥離帯電が生じ、この状態で、LSIのピンが金属などに触れた瞬間に、その金属との間に立ち上りが1nsec以下と高速な過大電流が流れ、LSIを破壊する。あるいは、静電気を帯びた人間が触れることによりLSIが帯電し、放電時に高速な過大電流が流れることにより破壊する。この種の靜電破壊は、パッケージ表面に帯電した電荷に誘導されたチップ内の電荷が放電することによって起こされる。この靜電破壊現象をモデル化した試験方法としてCDM(charged device model)が一般的に採用されている(例えば、特許文献1、2参照)。より実際に近い状態でCDM耐量を評価するモデルは、パッケージ表面に電荷を与えるFiCDM(free injection CDM)と呼ばれる方法であるが、より簡便にCDM耐量評価するのにはチップ内部に初期電荷を与え、そこから放電させるDCDM(direct CDM)が用いられる。
One of the things that causes fatal damage to LSI is electrostatic breakdown. For example, when the LSI is separated from the adsorber used for transportation, peeling electrification occurs in the LSI, and in this state, at the moment when the LSI pin touches the metal or the like, the rise between the LSI and the metal is 1 nsec or less. High-speed excessive current flows, destroying LSI. Alternatively, the LSI is charged when touched by a person who is charged with static electricity, and is destroyed when a high-speed overcurrent flows during discharging. This type of electrostatic breakdown is caused by discharge of charges in the chip induced by charges charged on the package surface. CDM (charged device model) is generally employed as a test method that models this phenomenon of electrostatic breakdown (see, for example,
図8は、従来のDCDM耐量を評価する方法を示す斜視図である。静電破壊試験を行うには、スイッチSWをa側に切り換えておき、半導体集積回路ICのピンに試験機の接触子Tを接触させる。これにより、高圧電源Vが抵抗Rを介してICに供給され、ICの浮遊容量Cに電荷が充電される。次に、スイッチSWをb側に切り換えて、チップ内に充電された電荷を放電させることで回路に放電電流によるストレスを与える。そして、ストレス後に回路が正常動作するかを検査する。
従来のCDM試験は、放電ストレス印加によって放電破壊が生じるか否かを評価するものであったので、破壊原因である放電電流がLSI内をどのような経路を経由した結果であるのかを把握することはできない。すなわち、CDMによる破壊メカニズムを解析する場合、チップ内の電流経路が重要な意味を持つにも拘わらず、従来の試験方法では、チップ内の電流経路を推定することはできなかった。
また、CDM試験によって静電破壊が発生するデバイスについては、配線幅の変更や配線経路の変更などの対策を講じなければならないことになるが、従来のCDM試験方法では、デバイスのどの個所に対策を施さなければならないのかの判断が困難であり、更には静電破壊対策の前後でデバイス内部にどのような電流変化が生じたのかを知ることができなかったため、採られた破壊対策が有効であるか否かの評価が困難であった。
更に、従来のCDM試験装置において、LSIチップ内部の電流経路を把握するために、単純に例えば電流検出用の磁界検出手段をLSIチップ上に配置しても放電電流波形を例えばオシロスコープにおいて波形観測することができない。その理由は次の通りである。CDM試験を行う場合には、初期電荷を与えるために電圧を印加してから放電を行う必要があるが、一般にLSIなどの小さなデバイスを被測定物にする場合、印加して定常状態になるまでにmsec以下の時間で安定するため、電荷の漏洩を防ぐためあまり時間を開けずに数msec後には放電させる。このため、オシロスコープなどの波形観測装置をトリガー待ち状態にセットして、それから充電および放電を行い、ピックアップされた磁界センサの出力をトリガーに測定器に取り込もうとすると、充電時の波形を取り込むことになり、所望の放電時の波形観測ができないのである。
本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解決することであって、その目的は、第1に、CDM試験装置を用いて被測定物内部の放電電流経路を把握できるようにすることであり、第2に、充電電流の干渉を受けることなく放電電流のみを認識できるようにすることであって、このことによりCDM破壊メカニズムの解析に役に立つLSIチップ上での放電分布が確実かつ容易に測定できるようにしようとするものである。
Since the conventional CDM test is for evaluating whether or not the discharge breakdown is caused by the application of the discharge stress, it is understood what path the discharge current that is the cause of the breakdown passes through the LSI. It is not possible. That is, when analyzing the destruction mechanism by CDM, the current path in the chip cannot be estimated by the conventional test method, although the current path in the chip has an important meaning.
In addition, for devices in which electrostatic breakdown occurs due to the CDM test, measures such as a change in wiring width and a change in wiring route must be taken. In the conventional CDM test method, a countermeasure is taken at any part of the device. It is difficult to determine whether the current must be applied, and since it was impossible to know what current change occurred inside the device before and after the electrostatic breakdown countermeasures, the countermeasures against the destruction were effective. It was difficult to evaluate whether there was.
Further, in the conventional CDM test apparatus, in order to grasp the current path inside the LSI chip, the discharge current waveform is observed with an oscilloscope, for example, even if a magnetic field detection means for current detection is simply arranged on the LSI chip. I can't. The reason is as follows. When performing a CDM test, it is necessary to discharge after applying a voltage in order to give an initial charge. In general, when a small device such as an LSI is used as an object to be measured, it is applied until a steady state is obtained. In order to prevent the leakage of electric charges, the discharge is performed after several milliseconds without taking much time. For this reason, if a waveform observation device such as an oscilloscope is set in the trigger wait state, then charging and discharging are performed, and if the output of the picked-up magnetic field sensor is taken into the measuring instrument as a trigger, the waveform at the time of charging is taken in. Therefore, the waveform at the desired discharge cannot be observed.
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and the purpose of the present invention is to first enable the grasp of the discharge current path inside the object to be measured using a CDM test apparatus. Secondly, it is possible to recognize only the discharge current without receiving the interference of the charge current, and this ensures reliable and easy discharge distribution on the LSI chip useful for analysis of the CDM destruction mechanism. It is intended to be able to measure.
上記の目的を達成するため、本発明によれば、被測定物の近傍に配置されて被測定物により形成される電界、磁界またはその両方を検出する第1のプローブと、被測定物と前記第1のプローブとの相対位置を微小に変化させることのできるマニピュレータと、被測定物の所定の場所に対して充電/放電を行う第2のプローブと、前記第2のプローブの充電と放電を切り換える充放電スイッチを有する充放電制御部と、前記第1のプローブにより検出された信号の波形を観測する波形観測器と、放電が行われたことを検知する放電検出部と、を備え、前記放電検出部の出力信号を前記波形観測器に測定のタイミングを与えるトリガー信号とすることを特徴とするCDM放電分布観測装置、が提供される。
そして、好ましくは、前記放電検出部が、充放電スイッチと接地点を結ぶ放電経路を流れる電流を検出する該放電経路に直列に挿入された低抵抗、または、充放電スイッチと接地点を結ぶ放電経路が発生する磁界を検出する磁界センサ、若しくは、該放電経路が発生する磁界を検出するカップリングトランスを備えている。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a first probe that is disposed in the vicinity of a measurement object and detects an electric field, a magnetic field, or both formed by the measurement object, the measurement object, and the measurement object A manipulator capable of minutely changing the relative position with the first probe, a second probe for charging / discharging a predetermined location of the object to be measured, and charging and discharging of the second probe. A charge / discharge control unit having a charge / discharge switch for switching, a waveform observer for observing a waveform of a signal detected by the first probe, and a discharge detection unit for detecting that discharge has been performed, There is provided a CDM discharge distribution observation apparatus characterized in that an output signal of a discharge detector is used as a trigger signal for giving measurement timing to the waveform observer.
Preferably, the discharge detection unit detects a current flowing through a discharge path connecting the charge / discharge switch and the ground point, or a low resistance inserted in series in the discharge path, or a discharge connecting the charge / discharge switch and the ground point. A magnetic field sensor for detecting the magnetic field generated by the path or a coupling transformer for detecting the magnetic field generated by the discharge path is provided.
また、上記の目的を達成するため、本発明によれば、被測定物の近傍に配置されて被測定物により形成される電界、磁界またはその両方を検出する第1のプローブと、被測定物と前記第1のプローブとの相対位置を微小に変化させることのできるマニピュレータと、被測定物の所定の場所に対して充電/放電を行う第2のプローブと、前記第2のプローブの充電と放電を切り換える充放電スイッチを有する充放電制御部と、前記第1のプローブにより検出された信号の波形を観測する波形観測器と、を備え、前記充放電制御部における前記充放電スイッチの放電への切り替え信号を前記波形観測器に測定のタイミングを与えるトリガー信号とすることを特徴とするCDM放電分布観測装置、が提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a first probe that is arranged in the vicinity of a measured object and detects an electric field, a magnetic field, or both formed by the measured object, and the measured object A manipulator capable of minutely changing the relative position between the first probe and the first probe; a second probe for charging / discharging a predetermined location of the object to be measured; and charging the second probe A charge / discharge control unit having a charge / discharge switch for switching discharge; and a waveform observer for observing the waveform of the signal detected by the first probe; to the discharge of the charge / discharge switch in the charge / discharge control unit A CDM discharge distribution observation apparatus is provided in which the switching signal is a trigger signal that gives the waveform observer a measurement timing.
また、上記の目的を達成するため、本発明によれば、被測定物の近傍に配置されて被測定物により形成される電界、磁界またはその両方を検出する第1のプローブと、被測定物と前記第1のプローブとの相対位置を微小に変化させることのできるマニピュレータと、被測定物の所定の場所に対して充電/放電を行う第2のプローブと、前記第2のプローブの充電と放電を切り換える充放電スイッチを有する充放電制御部と、前記第1のプローブにより検出された信号の波形を観測する波形観測器と、を備え、充電の完了後に前記波形観測器がトリガー待ちにセットされ、前記波形観測器において自己トリガーにより波形観測が行われることを特徴とするCDM放電分布観測装置、が提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a first probe that is arranged in the vicinity of a measured object and detects an electric field, a magnetic field, or both formed by the measured object, and the measured object A manipulator capable of minutely changing the relative position between the first probe and the first probe; a second probe for charging / discharging a predetermined location of the object to be measured; and charging the second probe A charge / discharge control unit having a charge / discharge switch for switching discharge, and a waveform observer for observing a waveform of a signal detected by the first probe, wherein the waveform observer is set to wait for a trigger after charging is completed. The CDM discharge distribution observation apparatus is characterized in that waveform observation is performed by self-triggering in the waveform observer.
また、上記の目的を達成するため、本発明によれば、被測定物の近傍に配置されて被測定物により形成される電界、磁界またはその両方を検出する第1のプローブと、被測定物と前記第1のプローブとの相対位置を微小に変化させることのできるマニピュレータと、被測定物の所定の場所に対して充電/放電を行う第2のプローブと、前記第2のプローブの充電と放電を切り換える充放電スイッチを有する充放電制御部と、前記第1のプローブにより検出された信号の波形を観測する波形観測器と、を備えたCDM放電分布観測装置において、充電回路には時定数回路が備えられていることにより充電が徐々に行われ、前記波形観測器において自己トリガーにより波形観測が行われることを特徴とするCDM放電分布観測装置、が提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a first probe that is arranged in the vicinity of a measured object and detects an electric field, a magnetic field, or both formed by the measured object, and the measured object A manipulator capable of minutely changing the relative position between the first probe and the first probe; a second probe for charging / discharging a predetermined location of the object to be measured; and charging the second probe In a CDM discharge distribution observation apparatus comprising a charge / discharge control unit having a charge / discharge switch for switching discharge and a waveform observer for observing the waveform of a signal detected by the first probe, the charging circuit has a time constant. Provided is a CDM discharge distribution observation apparatus characterized in that charging is performed gradually by providing a circuit, and waveform observation is performed by self-triggering in the waveform observer.
また、上記の目的を達成するため、本発明によれば、被測定物の所定の場所に第2のプローブに備えられた充電回路により充電電荷を与えこれを第2のプローブに備えられた放電回路により急速に放電する際に被測定物内部に流れる電流を第1のプローブで検出してその信号波形を波形観測器により観測するCDM放電分布観測方法であって、被測定物への充電に先立って波形観測器をトリガー待ちの状態にセットし、前記放電回路を流れる放電電流の検出信号を前記波形観測器の波形信号取り込みのトリガー信号とすることを特徴とするCDM放電分布観測方法、が提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a charge is provided to a predetermined location of the object to be measured by a charging circuit provided in the second probe, and this is discharged to the second probe. A method for observing a CDM discharge distribution in which a current flowing inside a device under test when it is rapidly discharged by a circuit is detected by a first probe and a signal waveform thereof is observed by a waveform observer, for charging the device under test A CDM discharge distribution observing method characterized in that a waveform observer is set in a trigger waiting state in advance, and a detection signal of a discharge current flowing through the discharge circuit is used as a trigger signal for taking in a waveform signal of the waveform observer. Provided.
また、上記の目的を達成するため、本発明によれば、被測定物の所定の場所に第2のプローブに備えられた充電回路により充電電荷を与えこれを第2のプローブに備えられた放電回路により急速に放電する際に被測定物内部に流れる電流を第1のプローブで検出してその信号波形を波形観測器により観測するCDM放電分布観測方法であって、被測定物への充電に先立って波形観測器をトリガー待ちの状態にセットし、前記第2のプローブに放電電流を流すように切り換える信号を前記波形観測器の波形信号取り込みのトリガー信号とすることを特徴とするCDM放電分布観測方法、が提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a charge is provided to a predetermined location of the object to be measured by a charging circuit provided in the second probe, and this is discharged to the second probe. A method for observing a CDM discharge distribution in which a current flowing inside a device under test when it is rapidly discharged by a circuit is detected by a first probe and a signal waveform thereof is observed by a waveform observer, for charging the device under test The CDM discharge distribution is characterized in that the waveform monitor is set in a trigger waiting state in advance and a signal for switching the second probe to flow a discharge current is used as a trigger signal for capturing the waveform signal of the waveform monitor. An observation method is provided.
また、上記の目的を達成するため、本発明によれば、被測定物の所定の場所に第2のプローブに備えられた充電回路により充電電荷を与えこれを第2のプローブに備えられた放電回路により急速に放電する際に被測定物内部に流れる電流を第1のプローブで検出してその信号波形を波形観測器により観測するCDM放電分布観測方法であって、被測定物への充電が完了した後に波形観測器をトリガー待ちの状態にセットし、前記波形観測器が自己トリガーにより波形信号取り込みを行うことを特徴とするCDM放電分布観測方法、が提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a charge is provided to a predetermined location of the object to be measured by a charging circuit provided in the second probe, and this is discharged to the second probe. A CDM discharge distribution observing method in which a current flowing inside a device under test when it is rapidly discharged by a circuit is detected by a first probe and its signal waveform is observed by a waveform observer, wherein the device under test is charged A CDM discharge distribution observation method is provided, wherein after completion, the waveform observer is set in a trigger waiting state, and the waveform observer takes a waveform signal by self-triggering.
本発明においては、例えば放電経路の放電電流の検出信号をトリガー信号として、被測定物(LSI)内部の電流信号の波形観測装置への取り込みを行うので、充電時の電流から識別された放電時の内部電流を認識することができる。したがって、本発明によれば、LSI内部でのCDM放電時の電流集中箇所がわかり、静電破壊箇所の推定が可能になり、容易に破壊対策を立てることが可能になる。また、例えば、対策前後の電流分布の違いを認識できるようになるため、対策が有効であったか否かの検証を容易に実施することが可能になる。 In the present invention, for example, the detection signal of the discharge current in the discharge path is used as a trigger signal, and the current signal inside the device under test (LSI) is taken into the waveform observation device. Can recognize the internal current. Therefore, according to the present invention, the location of current concentration at the time of CDM discharge inside the LSI can be known, the location of electrostatic breakdown can be estimated, and countermeasures against breakdown can be easily taken. In addition, for example, since it becomes possible to recognize the difference in current distribution before and after the countermeasure, it is possible to easily verify whether or not the countermeasure is effective.
次に、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
図1(a)は、本発明の第1の実施の形態の基本的構成を示す概略図であり、図1(b)は、CDM試験の被測定物であるLSIチップの試験状態を示す側面図である。図1(b)に示すように、LSIチップ11はプリント基板10上に搭載されており、プリント基板10はこれを水平面内で移動させることができるXYテーブル9上に載置されている。LSIチップ11上には、LSIチップ11の配線を流れる電流によって形成される磁界を検出することができる微小なループ状の検出子1aをその先端部に有する検出プローブ1が配置され、また、LSIチップ11上のパッド11aには、充放電プローブ2の接触子2aが接触している。なお、LSIチップ11はパッケージングされたものが開封されたものであってもよい。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1A is a schematic diagram showing a basic configuration of the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a side view showing a test state of an LSI chip which is an object to be measured in a CDM test. FIG. As shown in FIG. 1B, the
検出プローブ1は、図示が省略されたマニピュレータによりXYZ方向に高精度に移動できるように配備されている。また、検出プローブ1はオシロスコープ3に接続されており、その検出子1aによって検出された信号は後述するトリガー信号によりオシロスコープ3に取り込まれる。オシロスコープ3は、本波形観測装置の全体の動作を統括するパーソナルコンピュータ4に接続されており、オシロスコープ3によって観測されたデータは、パーソナルコンピュータ4に転送される。パーソナルコンピュータ4にはLSIチップ11の各部の電流を記憶することのできるデータ記憶部4aが備えられている。
充放電プローブ2は、充放電制御部6の放電スイッチSW1と、放電電流検出部7の抵抗R1を介して接地点に接続され、また充電スイッチSW2を介して高圧電源8に接続されている。充放電制御部6の放電スイッチSW1と充電スイッチSW2とはマイコンなどによって構成されるスイッチ操作部6aによって開閉が切り換えられるスイッチであって、互いに排他的に動作する。充電スイッチSW2が閉成されているとき、高圧電源8がLSIチップ11のパッド11aに接続され、LSIチップが充電される。放電スイッチSW1が閉成されるとLSIチップ11に帯電していた電荷は低抵抗(例えば1Ω)の抵抗R1を介して放電される。抵抗R1は放電電流検出部7を構成しており、抵抗R1の両端において検出された電流信号はオシロスコープ3に伝達されトリガー信号として用いられる。パーソナルコンピュータ4は、マニピュレータ(図示なし)、充放電制御部6やオシロスコープ3などとGPIB(general purpose interface bus)に適合する通信ケーブルなどによりに接続されている。また、CDM放電波形は一般に非常に高速であるので、測定系ケーブルの電気長を考慮する必要がある。すなわち、検出プローブ1の先端部の検出子1aの位置からオシロスコープまでの電気長と放電電流検出部7からオシロスコープ3までの電気長を概略そろえておく必要がある。そうしないと、オシロスコープにおいてトリガーと波形観測の同時性が保たれなくなる可能性があるためである。
The
The charge /
図2は、図1に示されたCDM放電分布観測装置を用いた測定の手順を示す流れ図である。測定に先だって、LSIチップ11が搭載されたプリント基板10を、XYテーブル9上に載置し、充放電プローブ2の接触子2aをLSIチップ11の例えばグランド端子であるパッド11aに接触させる。このとき、放電スイッチSW1が閉成され、充電スイッチSW2が開成されている。ステップS101において、図外マニピュレータが操作され、検出プローブ1がLSIチップ11の測定起点上に位置決めされる。次に、ステップS102において、オシロスコープ3がトリガー待ちの状態にセットされる。そして、ステップS103において、充電スイッチSW2が閉成されてLSIチップ11が充電され、続いて、ステップS104において放電スイッチSW1が閉成されて放電が行われる。この放電電流は抵抗R1によって検出され、この検出信号はオシロスコープに伝達され、オシロスコープは、ステップS105において、この信号をトリガーとして検出プローブ1の検出信号の取り込みを行い、その積分値を計算し積分波形を表示する。その積分データは、ステップS106において、パーソナルコンピュータ4に吸い上げられ、ステップS107において、波形上のピーク検出が行われ、ステップS108において、このピーク値がその点における電流値としてデータ記憶部4aに保存される。その後、ステップS109において、予定された全ての測定点についての測定が完了したか否かがチェックされ、完了していない場合には、ステップS110に移り、マニピュレータを操作して検出プローブ1を次の測定点上に移動させてから、ステップS102に戻る。ステップS109において、予定された全ての測定点についての測定が完了したことが判明した場合には、CDM放電分布の観測を終了する。
FIG. 2 is a flowchart showing a measurement procedure using the CDM discharge distribution observation apparatus shown in FIG. Prior to the measurement, the printed
その後、必要に応じて、マニピュレータにより放電プローブ2をLSIチップ11の他のパッド上に移動させて、上記と同様の測定を行う。
検出プローブ1に、ループ面がチップ主面と垂直で互いに交差する2つの検出子を設け、それぞれの検出子の出力を独立に取り込んで電流値のみならず電流の方向をも検出できるようにしてもよい。更に、ループ面が水平な検出子を設けて磁界を3次元的に認識できるようにしてもよい。あるいは、検出子を複数個設ける手段に代えて検出子を回転させることができるようにしてもよい。また、上述の実施の形態では、検出子を磁界を検出できるループセンサによって構成していたが、EO(electro-optical)プローブやモノポールアンテナを用いて電界を検出できるようにしてもよく、あるいは磁界と電界の双方を検出できるようにしてもよい。
また、上述した実施の形態では、検出プローブ1をLSIチップ上の測定点に位置づけるのに検出プローブ1をこれに付設されたマニピュレータにより移動させていたが、XYテーブル側を移動させるようにしてもよい。あるいは、両者を移動させるようにしてもよい。また、プリント基板が載置されるテーブルとして3次元方向に移動できるものを用いてもよい。
Thereafter, if necessary, the
The
In the above-described embodiment, the
図3(a)、(b)は、図1に示した第1の実施の形態の変更例を示す回路図である。図3(a)に示す変更例では、放電電流検出部7に放電電流路の電流を検出するループコイル型の磁界センサ7aが設けられている。スイッチ操作部6aによりスイッチSW1が閉成されると放電電流が流れ、その電流の磁界センサ7aによる検出信号がオシロスコープ3にトリガー信号として伝達される。
図3(b)に示す変更例では、放電電流検出部7に放電電流路の電流を検出するループコイル型のカップリングトランス7bが設けられている。動作は図3(a)に示す例の場合と同様であるが、本変更例の場合、放電路に挿入されるインダクタンス成分が大きすぎると放電経路中のインピーダンスが大きくなり、放電電流そのものに大きな影響を与える恐れがあるので、放電経路全体のインピーダンスを考慮してカップリングトランスを選ぶ必要がある。
FIGS. 3A and 3B are circuit diagrams showing a modification of the first embodiment shown in FIG. In the modification shown in FIG. 3A, the discharge current detector 7 is provided with a loop coil type magnetic field sensor 7a for detecting the current in the discharge current path. When the switch SW1 is closed by the
In the modification shown in FIG. 3B, the discharge current detector 7 is provided with a loop coil type coupling transformer 7b for detecting the current in the discharge current path. The operation is the same as in the example shown in FIG. 3A. However, in the case of this modified example, if the inductance component inserted in the discharge path is too large, the impedance in the discharge path increases, and the discharge current itself is large. Since there is a risk of influence, it is necessary to select a coupling transformer in consideration of the impedance of the entire discharge path.
図4は、本発明の第2の実施の形態の基本的構成を示す概略図である。図4において、図1に示した第1の実施の形態の部分と同等の部分には、同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。本実施の形態においては、充放電制御部6に、マイコン6bと、マイコン6bによって制御されスイッチSW1、SW2の開閉を操作するドライバ6cとが備えられており、そしてマイコン6bによるドライバ6cへのディジタル制御信号がオシロスコープ3へも伝達されており、オシロスコープ3のトリガー信号として用いられている。本実施の形態では、マイコン6bから出力される制御信号が“H”であるときスイッチSW1が閉成(SW2は開成)され、制御信号が“L”であるときスイッチSW1が開成(SW2は閉成)される。そして、制御信号の“H”への立ち上りエッジがオシロスコープ3の信号取り込みのトリガー信号として用いられる。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the basic configuration of the second exemplary embodiment of the present invention. 4, parts that are the same as the parts of the first embodiment shown in FIG. 1 are given the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted. In the present embodiment, the charge /
図5は、本発明の第3の実施の形態の基本的構成を示す概略図である。図5において、図4に示した第2の実施の形態の部分と同等の部分には、同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。本実施の形態においては、充放電制御部6のマイコン6bからオシロスコープ3をトリガー待ち状態にするコマンドを直接オシロスコープ3宛に伝達される。そして、実際のトリガーは、検出プローブ1の検出信号が適当なレベルに立ち上がったときに行われる(すなわち、自己トリガー)。
図6は、図5に示されたCDM放電分布観測装置を用いた測定の手順を示す流れ図である。測定に先だって、LSIチップ11が搭載されたプリント基板10が、XYテーブル9上に載置され、充放電プローブ2の接触子2aがLSIチップ11の例えばグランド端子であるパッド11aに接触せしめられる。このとき、マイコン6bのドライバ6cへの制御信号が“H”状態にあり、放電スイッチSW1が閉成され、充電スイッチSW2が開成されている。ステップS201において、図外マニピュレータが操作され、検出プローブ1がLSIチップ11の測定起点上に位置決めされる。次に、ステップS202において、マイコン6bの制御信号が“L”に切り換えられ、充電スイッチSW2が閉成されてLSIチップ11が充電される。十分の時間が経過してLSIチップでの電圧が安定した後、ステップS203において、マイコン6bからオシロスコープ3宛にトリガー待ち状態とするコマンドが発せられ、オシロスコープはトリガー待ち状態となる。続いて、ステップS204において放電スイッチSW1が閉成されて放電が行われる。すると、ステップS205において、オシロスコープは自己トリガーにより検出プローブ1の検出信号の取り込みを行い、その積分値を計算し積分波形を表示する。その積分データは、ステップS206において、パーソナルコンピュータ4に吸い上げられ、ステップS207において、波形上のピーク検出が行われ、ステップS208において、このピーク値がその点における電流値としてデータ記憶部4aに保存される。その後、ステップS209において、予定された全ての測定点についての測定が完了したか否かがチェックされ、完了していない場合には、ステップS210に移り、マニピュレータを操作して検出プローブ1を次の測定点上に移動させてから、ステップS202に戻る。ステップS209において、予定された全ての測定点についての測定が完了したことが判明した場合には、CDM放電分布の観測を終了する。
その後、必要に応じて、マニピュレータにより放電プローブ2をLSIチップ11の他のパッド上に移動させて、上記と同様の測定を行う。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the basic configuration of the third embodiment of the present invention. In FIG. 5, parts that are the same as the parts of the second embodiment shown in FIG. 4 are given the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted. In the present embodiment, a command for placing the
FIG. 6 is a flowchart showing a measurement procedure using the CDM discharge distribution observation apparatus shown in FIG. Prior to the measurement, the printed
Thereafter, if necessary, the manipulator moves the
図7は、本発明の第4の実施の形態の基本的構成を示す概略図である。図7において、図5に示した第3の実施の形態の部分と同等の部分には、同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。本実施の形態においては、充放電制御部6に、LSIチップ11を充電する充電スイッチSW2の外に、抵抗R2とキャパシタC2とから構成される積分回路を充電するための充電スイッチSW3が備えられている。充電スイッチSW2とSW3は同期して閉成されるが、充電回路に時定数回路が備えられているためにLSIチップへの充電は時間をかけて徐々に行われる。
上述した第1〜第3の実施の形態では、検出プローブ1の検出子として磁界プローブの外、電界プローブや電磁界プローブなどを使うことができるが、本実施の形態においてはループ型の磁界プローブを用いてその固有の特性を利用する。即ち、ループプローブの受信周波数特性が、高周波になるにつれて感度が高くなる性質を利用するもので、充電時ゆっくり電圧を上昇させることにより受信感度の高い周波数成分のパワーを抑える方法である。積分回路の時定数の値は全体の系の中で設定する必要がある。たとえば、LSIチップのサイズが数ミリ角の場合、CDM放電波形の周波数成分はMHzオーダ以上が支配的となり、ループセンサの実用周波数特性も同程度の領域を持つものが使用される。そこで、時定数を数百kHz以下に設定しておけば、充電時のパワースペクトルがループセンサの実用帯域外となり、CDM放電波形のレベルとの間に容易にトリガーレベルを設定できるようになる。
このように、充電時ののパワースペクトルが検出プローブの帯域外となるような緩やかな速度で充電が行われるとき、オシロスコープのトリガー待ち状態へのセットの工程を省略しても放電時の波形観測が可能になる。
FIG. 7 is a schematic diagram showing the basic configuration of the fourth exemplary embodiment of the present invention. In FIG. 7, parts that are the same as the parts of the third embodiment shown in FIG. 5 are given the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted. In the present embodiment, the charge /
In the first to third embodiments described above, an electric field probe or an electromagnetic field probe can be used as the detector of the
In this way, when charging is performed at such a slow rate that the power spectrum at the time of charging is out of the band of the detection probe, the waveform observation at the time of discharging can be performed even if the process of setting to the oscilloscope trigger waiting state is omitted. Is possible.
1 検出プローブ
1a 検出子
2 充放電プローブ
2a 接触子
3 オシロスコープ
4 パーソナルコンピュータ
4a データ記憶部
6 充放電制御部
6a スイッチ操作部
6b マイコン
6c ドライバ
7 放電電流検出部
7a 磁界センサ
7b カップリングトランス
8 高圧電源
9 XYテーブル
10 プリント基板
11 LSIチップ
11a パッド
DESCRIPTION OF
Claims (17)
17. A CDM discharge distribution observation method, comprising: performing the observation according to claim 16 and moving a charge / discharge location to the object to be measured by the second probe to perform similar waveform observation.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004139390A JP4296419B2 (en) | 2004-05-10 | 2004-05-10 | CDM discharge distribution observation apparatus and observation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004139390A JP4296419B2 (en) | 2004-05-10 | 2004-05-10 | CDM discharge distribution observation apparatus and observation method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005321292A true JP2005321292A (en) | 2005-11-17 |
| JP4296419B2 JP4296419B2 (en) | 2009-07-15 |
Family
ID=35468695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004139390A Expired - Fee Related JP4296419B2 (en) | 2004-05-10 | 2004-05-10 | CDM discharge distribution observation apparatus and observation method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4296419B2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009131230A1 (en) * | 2008-04-21 | 2009-10-29 | オー・エイチ・ティー株式会社 | Circuit inspection device and method for inspecting circuit |
| KR101114617B1 (en) | 2009-09-02 | 2012-03-05 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Monitoring apparatus of neutralization apparatus, monitoring method of neutralization apparatus, and computer readable recording medium having a program for monitoring neutralization apparatus recorded |
| TWI481882B (en) * | 2013-04-12 | 2015-04-21 | Giga Byte Tech Co Ltd | Eletrical circuit board testing system and testing method thereof |
| JP2016017873A (en) * | 2014-07-09 | 2016-02-01 | 早田 裕 | Discharge current measuring device |
| CN119716247A (en) * | 2023-09-26 | 2025-03-28 | 麦峤里(上海)半导体科技有限责任公司 | Soft breakdown circuit structure and method for measuring silicon wafer to be measured by four-probe measuring instrument |
-
2004
- 2004-05-10 JP JP2004139390A patent/JP4296419B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009131230A1 (en) * | 2008-04-21 | 2009-10-29 | オー・エイチ・ティー株式会社 | Circuit inspection device and method for inspecting circuit |
| JP5327551B2 (en) * | 2008-04-21 | 2013-10-30 | オー・エイチ・ティー株式会社 | Circuit inspection apparatus and circuit inspection method thereof |
| KR101114617B1 (en) | 2009-09-02 | 2012-03-05 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Monitoring apparatus of neutralization apparatus, monitoring method of neutralization apparatus, and computer readable recording medium having a program for monitoring neutralization apparatus recorded |
| TWI481882B (en) * | 2013-04-12 | 2015-04-21 | Giga Byte Tech Co Ltd | Eletrical circuit board testing system and testing method thereof |
| JP2016017873A (en) * | 2014-07-09 | 2016-02-01 | 早田 裕 | Discharge current measuring device |
| CN119716247A (en) * | 2023-09-26 | 2025-03-28 | 麦峤里(上海)半导体科技有限责任公司 | Soft breakdown circuit structure and method for measuring silicon wafer to be measured by four-probe measuring instrument |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4296419B2 (en) | 2009-07-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7710131B1 (en) | Non-contact circuit analyzer | |
| US6242923B1 (en) | Method for detecting power plane-to-power plane shorts and I/O net-to power plane shorts in modules and printed circuit boards | |
| EP0575061B1 (en) | Method of testing continuity of a connection between an IC and a PCB | |
| JP4296419B2 (en) | CDM discharge distribution observation apparatus and observation method | |
| US6529019B1 (en) | Multiple axis magnetic test for open integrated circuit pins | |
| US6512362B1 (en) | Method and device for charging integrated circuits and structures with a pulsed heavy current | |
| US20250110163A1 (en) | Transient Scanning Data Visualization Systems and Methods | |
| CN201331567Y (en) | Detection device | |
| JP4329087B2 (en) | Method and apparatus for electrostatic breakdown testing of semiconductor devices | |
| Boyer et al. | Evaluation of the near-field injection method at integrated circuit level | |
| JP2003028921A (en) | Method and device for electrostatic breakdown test | |
| CN206756972U (en) | A kind of Kelvin's connecting fault detects circuit | |
| KR101516755B1 (en) | Disturbance test apparatus | |
| Scholz et al. | On-wafer Human Metal Model measurements for system-level ESD analysis | |
| TWI580980B (en) | Method for measuring power length of semiconductor test device, method for calibrating conductive region of wafer | |
| JP2627992B2 (en) | Electrostatic breakdown test equipment for semiconductor devices | |
| Tamminen | System level ESD discharges with electrical products | |
| CN207764365U (en) | Inductor off position detection device | |
| Groos et al. | Sub-Nanosecond Transient Analysis of SiC MOSFET Switching:" Sensor Gap TLP" as a Versatile Characterization Method with Very High Temporal Resolution | |
| EP1632783A1 (en) | Magnetic sensor for detecting location of short circuit between lead wires of high-density micro-patterns | |
| JP3003306U (en) | Electrostatic breakdown test equipment | |
| TWI724721B (en) | Electronic component testing device and probe | |
| Tamminen et al. | ESD sensitivity of 01005 chip resistors and capacitors | |
| Colvin | ISTFA best paper: FemtoFarad/TeraOhm endpoint detection for microsurgery of integrated circuit devices | |
| US11761983B2 (en) | Probe card integrated with a hall sensor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070423 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080904 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080918 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081215 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090212 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090318 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090331 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120424 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120424 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130424 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130424 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140424 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |