故障检测半导体测试系统技术方案

半导体测试系统，检测并评估被测器件，包括：事件存储器，存贮事件的定时数据；事件发生器，产生测试模式、选通信号和期望模式；引线电子设备，设置在发生器和ＤＵＴ之间，从事件发生器发送测试模式到ＤＵＴ，并接收ＤＵＴ的输出信号，及对输出信号取样；模式比较器，比较引线电子设备的取样输出数据与期望模式，失配时产生故障信号；故障检测单元，接收ＤＵＴ的输出信号，统计输出信号中的边缘数并与边缘的期望值比较测定在输出信号中的故障。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于测试半导体器件的半导体测试系统，尤其是涉及一种具有故障检测装置的半导体测试系统，用于在被测的半导体器件的输出信号中检验故障，以准确地评估被测器件的性能。通过半导体测试系统，例如半导体IC测试仪，检测半导体器件，如IC和LSI时，被测的半导体IC器件提供测试信号或测试模式，该测试信号或测试模式在预定的测试定时下，由IC测试仪在它适当的引线(pin)处产生。IC测试仪接收来自被测IC器件相应于测试信号的输出信号。输出信号通过具有预定定时的选通信号被选通或取样，并与期望数据进行比较，从而评估IC器件性能是否正常。通常，测试信号和选通信号的定时是相对于测试仪速率或半导体测试系统的测试仪周期确定。这样的测试系统有时被称作基于周期的测试系统。测试系统的另一种类型被称作基于事件的测试系统，其中期望测试信号和选通信号通过从直接位于每个引线座上的事件存储器处产生。本专利技术适用于基于周期的测试系统和基于事件的测试系统。传统的基于周期的测试系统的结构例子由附图说明图1A的框图示出。在这个例子中，测试信息处理机11是设置在半导体测试系统内部的专用处理机，通过测试仪总线控制测试系统的操作。在来自测试信息处理机11的模式数据基础上，模式发生器12分别提供定时数据和波形数据到定时信号发生器13以及波形格式化器14。波形格式化器14利用来自模式发生器12的波形数据和来自定时信号发生器13的定时数据产生测试模式。测试模式通过驱动器15提供给被测器件(DUT)19，该驱动器15位于引线电子设备20中。位于引线电子设备20之中的模拟比较器16参考预定阈值电压电平，将来自DUT19的由测试模式产生的响应信号转换为逻辑信号。逻辑信号由逻辑比较器17与来自模式发生器12的期望值数据进行比较。逻辑比较的结果被保存在故障存储器18中相应于DUT 19的地址。如上所述，用于转换被测器件的引线的驱动器15，模拟比较器16以及开关(未示出)被设置在引线电子设备20中。基于事件的测试系统的结构的例子示出在图1B的框图中。基于事件的测试系统中，利用事件的概念，其中，事件指的是用于测试被测半导体器件的信号中的逻辑状态的任何变化。例如，这种变化是测试信号的上升边缘和下降边缘或选通信号的定时边缘。事件的定时相对于基准时间点的时间差异来确定。一般地，这种基准时间点就是前一个事件的定时。换句话说，这种基准时间点是对所有的事件通用的固定的起始时间。基于事件的测试系统之中，因为定时数据位于定时存储器(事件存储器)之中，不需要包括复杂的信息，如波形、矢量、延迟等等，所以在每个以及全部的测试周期中，定时数据的描绘可以显著地简单化。基于事件的测试系统中，如上所述，一般地，用于每个事件的定时(事件)数据存储在事件存储器中，并通过当前事件和上一事件之间的时间差异表示。因为这种在相邻的事件(时间增量)之间的时间差异小，而与固定起始点(绝对时间)的时间差异不同，在存储器中的数据大小同样可以小，结果就导致存储量的减少。在图1B的例子中，基于事件的测试系统包括主机42和总线接口43，两者连接到系统总线44，内部总线45，地址控制逻辑电路48，故障存储器47，事件存储器由事件计数存储器50和事件微调存储器51，事件合成和比例逻辑电路52，事件发生器24，和引线电子设备26组成。基于事件的测试系统评估被测半导体器件(DUT)28，该器件连接到引线电子设备26。主机42的一个实例是在其中具有UNIX，Window NT或Linux操作系统的工作站。主机42起用户接口的作用，以使用户指示测试的起停操作，加载测试程序和其它测试条件，或在主机中执行试验结果分析。主机42通过系统总线44和总线接口43与硬件测试系统接口。尽管未示出，主机42更适宜连接到通信网络，以发送或接收来自其它测试系统或计算机网络的试验数据。内部总线45是在硬件检测系统中的总线，并通常连接到功能块的大部分，例如地址控制逻辑电路48，故障存储器47，事件合成和比例逻辑电路52，和事件发生器24。地址控制逻辑电路48的一个实例是测试仪信息处理机，该信息处理机是硬件检测系统专用的，不允许用户使用。地址控制逻辑电路48根据来自主机42的测试程序和条件向测试系统中的其它功能块提供指令。故障存储器47存贮测试结果，例如DUT 28的故障信息，并由地址控制逻辑电路48定义其地址。存储在故障存储器47中的信息用于被测器件的失效分析步骤。地址控制逻辑电路48提供地址数据到事件记数存储器50和事件微调存储器51，如图1B所示。在实际测试系统中，提供多个事件计数存储器和事件微调存储器，其中每个部件可以对应于测试系统的一个测试引线。事件记数和微调存储器存储用于测试信号和选通信号的每个事件的定时数据。事件记数存储器50存贮定时数据，该定时数据是基准钟(整数部分)的整数倍数，并且事件微调存储器51存贮定时数据，该定时数据是基准钟(分数部分)的分数。本专利技术的上下文中，用于每个事件的定时数据由与当前事件的时间差异(延迟时间或时间增量)表示。事件合成和比例逻辑电路52将根据来自事件记数存储器50和事件微调存储器51的误差定时数据产生显示多个事件总定时的数据。基本上，这种总定时数据是通过合成整数倍数数据和分数的数据产生。在合成定时数据的处理期间，消除分数的数据(偏移量到整数倍数)的操作同样在事件合成和比例逻辑电路52中执行。更进一步讲，在产生总定时的处理过程期间，定时数据可以通过比例系数改变，因而据此修改总定时。事件发生器24实际上根据来自事件合成和比例逻辑电路52的总定时数据产生事件。由此产生的事件(测试信号和选通信号)是通过引线电子设备26提供到DUT 28。基本上，引线电子设备26由很多元件形成，其中每一个包括驱动器和比较器以及开关，以建立相对DUT 28的输入输出关系。图2示出在具有驱动器35和模拟比较器36的引线电子设备26中的更加详细结构框图。图1A的基于周期的测试系统中的引线电子设备20的电路排列与操作与此引线电子设备相同。事件发生器24产生驱动事件，该驱动事件通过驱动器35作为测试信号(测试模式)被提供到DUT 28的一个输入引脚。事件发生器24进一步产生取样事件，该取样事件作为用于被测器件28的输出信号的选通信号被提供到模拟比较器36。模拟比较器36的输出信号由模式比较器38与来自事件发生器24的期望数据进行比较。假如在两个(信号)之间存在失配，故障信号被发送到图1B中的故障存储器47。图3A示出被测半导体器件的电路图的一个实例，以及图3B-3D示出图3A的电路图的信号波形。当图3B的信号被提供到输入I1以及图3C的时钟被提供到输入I2时，图3A的器件产生图3D的输出信号。如上参照图2所述，图3D的输出信号在选通脉冲点取样以确定其是否与期望输出信号匹配。这个情况在图4A-4D中示出。被测器件的输入，时钟与输出信号分别在图4A-4C中示出。图4C的输出信号由图4D的选通信号在箭头所示的定时处被取样。假如输出信号与在所有选通脉冲点的期望(摸拟)输出信号匹配，被测器件被认为合格的，并提供当前测试模式。在一个实际的器件测试中，作为图4D的实例，在模拟的输出信号的转换之后，选通脉冲定时通常迅速达到到选通点。图5A-5C示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测试半导体器件的半导体测试系统，包括：事件存储器，用于存贮事件数据，该事件数据与要产生的预期信号中的事件有关，该预期信号用于测试被测半导体器件（ＤＵＴ）；事件发生器，用于产生预期信号，该预期信号是基于来自事件存储器的事件数据 的测试模式，选通信号和期望模式；引线电子设备，设置在事件发生器和ＤＵＴ之间，用于从事件发生器向ＤＵＴ发送测试模式，并且接收ＤＵＴ的输出信号，以及由来自事件发生器的选通信号的定时对输出信号取样；模式比较器，用于比较引线电子设备的取样输 出数据与期望模式，并且当其中存在有失配时，产生故障信号；以及故障检测单元，用于接收来自ＤＵＴ的输出信号，并且通过统计在输出信号中的边缘数以及与边缘的期望值进行比较来测定在输出信号中的故障。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼勒，罗基特拉尤斯曼，詹姆斯艾伦特恩奎斯特，菅森茂，
申请(专利权)人：株式会社鼎新，
类型：发明
国别省市：JP[日本]