CN1825129A - 用于半导体测试的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半导体测试系统，包括：输入器；显示器；多个测试单元；存储器，其中存储了指定所述测试单元的操作过程的多个应用和与所述应用相关的多个分类；和控制器，其具有以下功能：显示所述分类，将与基于来自所述输入器的输入选择的分类相关的应用显示在所述显示器上，和执行由所述输入器从所显示的应用中选择的所述应用，并控制所述测试单元等。

Description

用于半导体测试的方法和装置

技术领域

本发明涉及半导体测试系统和用于控制该系统的方法，具体而言涉及包括多个测试单元和指定测试单元操作过程的多个应用在内的测试系统、以及用于控制该系统的方法。

背景技术

半导体测试系统包括多个测试单元以及用于控制这些单元并执行预定测试的控制器，多个测试单元用于产生对作为被测试器件的半导体器件的输入信号并测试输出信号。即使在使用相同测试单元时，通过改变与被测试器件的连接和操作过程，也可以执行多种测试。例如，当要使用四个测试单元，即一个电流表、一个电压表和两个电源来测试被测试器件的FET时，通过将电源连接在栅极和源极之间以及漏极和源极之间、将电压表连接到栅极、并将电流表连接到漏极，可以测试FET的栅极电压和漏极电流的属性。而且，可以通过将电压表从栅极移动到漏极来测量FET的接通电阻(漏极电压和漏极电流的属性)。也可以通过将从电源施加的信号转换为交流信号并改变频率来测试FET的交流特性。

这样，通过改变与被测试器件的连接，测试单元可以响应各种测试。为了有效地使用测试单元用于多种测试，需要用于操作彼此协同的多个测试单元并进行所期望测试的控制器，例如JP(公开)2000-88919中提及的技术。控制器通常由利用软件来执行测试单元操作过程的信息处理设备构成，以容易地改变测试过程。在本说明书中这样的软件被称为应用。通常是这样的情况，即多个应用存储在测试系统中。

由于被测试器件的类型和测试项目的多样化，应用的数量大大增加，且各个测试单元的功能也增加了。因此，如果操作者将要从存储在测试系统存储器中的应用和测试单元的功能中选择适于测试目的的应用并设定执行这些应用所需的参数，则对测试系统的详细知识和经验是必须的。因此，存在对这样的测试系统的需求，可以由不熟悉测量系统的操作者用其实现简单高速的测试。

发明内容

一种半导体测试系统包括：输入器；显示器；多个测试单元；存储器，其中存储了指定所述测试单元的操作过程的多个应用和与所述应用相关的多个分类；以及控制器，其具有以下功能：显示所述分类，将与基于来自所述输入器的输入选择的分类相关的应用显示在所述显示器上，和执行由所述输入器从所显示的应用中选择的所述应用，以及控制所述测试单元和类似功能。

可选地，一种半导体测试系统包括：输入器；显示器；多个测试单元；存储器，其中存储了指定所述测试单元的操作过程的多个应用和执行这些应用所需并与所述应用相关的参数项；以及控制器，其具有以下功能：将执行由所述输入器选择的应用所需的所述参数项显示在所述显示器上，和在已经基于由所述输入器输入的参数而确定的执行条件下执行所述应用，并控制所述测试单元。

另一个实施例包括一种半导体测试系统，其特征在于其包括：输入器；显示器；多个测试单元；存储器，其中存储了指定所述测试单元的操作过程的多个应用；以及控制器，其具有(a)执行所述应用的功能，(b)将所执行的应用、参数或应用条件或这两者、以及所述应用的部分或全部执行结果的组合存储在所述存储器中的功能，和(c)将所述组合的列表显示在所述显示器上的功能。

所期望的应用可以从与分类相关的应用列表中选择；因此，操作者可以迅速容易地选择所期望的应用。而且，显示了执行应用所需的参数项；因此，操作者可以迅速容易地设定所需参数。此外，已经执行的应用、参数或执行条件、以及应用结果的组合可以被调取；因此，可以迅速容易地安排用于进行相同类型测试的设置。

附图说明

图1是本发明工作示例的测试系统的图。

图2是本发明工作示例的测试系统的监视器屏幕。

图3是在本发明工作示例中被测试器件和测试单元的连接图。

图4是本发明工作示例的用于测试系统的操作流程图。

图5是本发明工作示例的测试系统的测试单元的视图。

具体实施方式

现在将在参考附图的同时描述本发明的工作示例。

图1是本发明的测试系统10的示意性表示。测试系统10包括多个测试单元20、21和22、键盘13和鼠标17形式的输入器、监视器14形式的显示器、硬盘15形式的存储器、以及连接到这些部件的控制设备12。在测试时，测试系统10连接到被测试器件11。

被测试器件11是晶体管、集成电路、光学传感器、TFT阵列或其他半导体器件。控制设备12包括MPU、DSP或其他计算机，并具有执行应用和控制测试系统操作的功能。测试单元20、21和22不仅包括电流表、电压表或其他测量设备，还包括将被测试器件11设定到测试条件所需的设备，例如信号发生器、标准电源、温度控制设备和类似装备。而且，本说明书的测试系统10包括作为输入器的键盘13和鼠标17，但输入器不限于这些，而也可以包括开关、触摸面板、触摸垫、按钮开关、旋钮、轨迹球和其他指点设备，以及通过网络从外部接收控制信号的设备和类似设备。类似地，显示器不限于在工作示例中给出的监视器14，而可以包括灯和将显示细节通过网络传输到外部设备的设备。除了工作示例中的硬盘15之外，存储器还可以是ROM、RAM、闪存或其他存储器，或者以下之一或其组合：软盘、CD、DVD或其上可以记录数字信息的另一记录介质。

在上述结构元件中，键盘13、鼠标17和监视器14必须在物理上是一个单元或彼此靠近布置，但是测试单元20、21和22、控制设备12以及硬盘15不必在物理上彼此靠近布置，且这些部件中的每个都可以通过网络连接。

库60存储在硬盘15中。库60包括互相关联的以下部件：多个应用30、40和50，应用的主要任务领域的列表31、41和51，以及执行所需的参数数据32、42和53。应用30、40和50可以是软件，其中用于测试单元20、21和22的操作过程已经被直接解释或操作过程可以在参考存储在硬盘15中的其他应用时被解释。

任务领域31、41和51是属于应用操作者的任务领域，例如配线、结型FET、MOS-FET、TFT阵列等。在本工作示例中，任务领域用作分类使得可以迅速容易地选择所期望的应用，但是分类不限于任务领域，而可以是被测试器件所属的技术领域或操作者所属的商业系统以及类似分类。而且，可以有一个应用所属的多个分类。例如，用于测试FET临界电压的应用可以属于三个任务领域：结型FET、MOS-FET和TFT阵列。这是因为所关注的应用是由属于这些任务领域中任一个的操作者所需的应用。

执行应用所需的参数项、用于应用30、40和50的参数的缺省值、以及用于这些应用的执行条件(例如显示在监视器14上的用于测试电路的电路图数据)存储在参数数据32、42和53中。

现在将简洁地描述上述参数项。当通过传统测试系统输入测试单元的操作条件时，操作者基于每个测试单元的结构设定操作条件，例如“测试单元20的输出电压”。当使用这样的用于设定条件的方法时，操作者必须理解测试单元的内容。因此，具有极少经验的操作者和不具有测试单元知识的操作者就难以设定参数。通过本发明的测试系统10，操作者可以不考虑测试单元的内容就设定参数，因为基于被测试器件的结构给出执行应用所需的参数项，例如“栅极电压”或“漏极电压”。

应该注意的是，参数项包括与基于上述被测试器件结构的参数相关的项，以及连接到被测试器件的测试单元的名字和与测试过程相关的参数(例如测试重复的次数)。

现在将使用CMOS-FET的临界电压的测量作为示例，在参考附图的同时描述测试系统10的操作。图2是监视器14的显示屏幕，图3是FET 16或被测试器件11与测试单元20、21、22和23的连接，且图4是测试系统10的操作流程图。

首先，操作者使用鼠标17从显示在分类选择区域100上的分类点击CMOS。结果，控制设备12选择CMOS分类(步骤300)，存储在库60中的任务领域31、41和51的过滤操作被执行，且属于所选择技术领域的应用被选出。通过在监视器14的应用选择区域101中的应用列表来显示所选择的应用(步骤301)。接着，操作者使用鼠标17从应用选择区域101点击所期望的应用，即临界电压测试测量(Vth)。结果，控制设备12选择用于临界电压测量的应用(步骤302)，从库60读取对应的参数数据32，并在参数设定区域103中显示连接电路图和参数项(步骤303)。操作者在参考所显示的电路图的同时连接FET 16和测试单元20、21、22和23(步骤304)。

应该注意的是，无论该应用是仅为具有足够知识和经验的操作者所期望的或者该应用是由操作者自己创建的，都可以在参数显示区域103中不显示电路图的状态下仅显示执行该应用所需参数项的列表。而且，如果用于执行应用的参数和高频使用的参数事先已知，则通过将用于每个关注参数的缺省值存储在参数数据中并与参数项一起显示所关注的参数，操作者可以迅速容易地设定参数。

将在参考图3和5的同时描述本工作示例中FET 16与测试单元20、21、22和23的连接。测试系统10对图5(a)和(b)所示的两种测试单元中的每种都有两个。测试单元20和21是串联连接的电流计250和可变电压源251，该可变电压源251一端接地。测试单元22和23包括一端接地的恒压源260。

通过本工作示例中的测试(FET临界电压的测量)，测试单元20连接到FET 16的栅极端子110，测试单元21连接到漏极端子111，测试单元22连接到基极端子112，且测试单元23连接到源电极113。

测试单元20具有电流表250和可变电压源251，但是执行应用20所需的功能仅是作为可变电压源200的功能。因此，在参数设定区域103的电路图中，此单元表示为可变电压源。而且，仅以栅极端子111连接到的单元的名字和可变电压源的参数项(起始电压、结束电压、电压改变量)来显示参数项。如上所述，基于被测试器件11的结构(例如起始栅极电压“Vg start”、结束栅极电压“Vg stop”等)给定参数项，而不基于测试单元20的结构(例如“测试单元20的起始电压”或“测试单元20的结束电源”)给定参数项。

类似地，测试单元21也具有电流表250和可变电压源251，但是执行应用30所需的功能是电流表210和恒压电源211；因此，在参数设定区域103的电路图中，它们显示为电流表和恒流电源。而且，漏极端子111所连接到的单元的名字和恒压电源的参数项(电源、最大电流)是在参数项下仅有的显示项。参数项被给定为基于FET 16或被测试器件11的结构而连接到该端子的测试单元的名字“drain”、“Vd”和“ID Max”。

连接到基极端子112和源极端子113的单元22和23利用单元的未改变的功能作为恒压电源260。参数项被给定为基于FET 16或被测试器件11的结构而连接到每个端子的单元的名字，即“Substrate”和“Source”以及“Vsub”。

应该注意的是，施加到源极端子的电压不给定为参数项，这是因为由应用30设定了固定值。这样，可以预定的用于设定参数的值在应用内被预先设定为常数并对用户隐藏；因此，用户可以迅速地设定所需参数而不用考虑设定这些预先设定的参数。

现在我们将回到测试系统10的操作的描述。一旦FET 16与测试单元20、21、22和23的连接已经完成(步骤304)，操作者就根据监视器14上显示的参数项，使用键盘13输入所需参数。控制设备12从键盘13接收参数(步骤305)，参数被传输到应用30，并执行应用30。

当执行应用30时，控制设备12通过预定的转换规则将已经传输的参数转换为测试单元内部的设定值(步骤306)。例如，在测试单元20的情况下，为了获得0V的电压，施加到测试单元20内的DA转换器上的设定值被设定为0且分辨度(与DA转换器的一级对应的电压)被设定为10mV；因此，输入参数(0V的起始电压、2V的结束电压和10mv的电压改变量)被转换为设定值(0的起始电压、200的结束电压、1的电压改变量)。当参数和设定值相同时，并不特别需要转化器，且因此输入参数被处理为设定值。应该注意的是，在本应用中，由操作者输入的物理量和其他值称作“参数”，而测试单元的内部设定值或被转换的内部设定值和应用的执行条件称作“设定值”。

接下来，控制设备12开始测试FET 16(步骤307)。控制设备12首先根据应用30将设定值传输到测试单元20、21、22和23并将条件设定为用于测量的初始条件。然后单元20的栅极电压以10mV的增量升高且由单元21的电流表210测量流动到漏极电极的电流。当栅极电压-漏极电流属性的测量完成时，控制设备12根据应用30来显示栅极电压-漏极电流属性图，并且分析测试结果及找到和显示临界电压(步骤308)。

测试结果自动地与应用名字和参数的组合(设置)相关地存储在硬盘15中，且此列表显示在数据区域102中。这样，操作者不需要手工存储文件，且可以进行有效的测试。这样，应用的“名字”意味着将一个应用与另一个应用区别开的信息，诸如应用文件名或赋予应用的编号。可以从列表调取和选择所存储的测试结果。

而且，测试系统10还可将数据区域102中显示的列表限制为只有与预定应用名字相关的测试结果。此外，也可以将测试结果与进行测试时的时间或对被测试器件的注解记录相关地存储在硬盘15中，并在数据区域102显示的列表中仅显示与预定测试时间或预定被测试器件相关联的测试结果。结果，操作者可以更容易地管理大量测试结果并分析对比测试等。

此外，通过测试系统10，输入参数可以与应用名字相结合存储在硬盘15中。所存储应用名字和参数的组合的列表显示在监视器14的可用设置区域104中。用户可以利用从列表选择组合的一个操作来调取所期望的应用和参数的组合。这样，当测试以相同参数多次执行时，省略了为每次测试设定参数的过程，而可以快速地执行测试。

使用控制设备12用于执行上述控制的操作过程与测试单元20、21、22和23的应用一起写在程序中。指定控制方法的程序存储在作为存储器的硬盘15中。

已经在参考具体工作示例的同时详细描述了本发明的技术概念，但是显而易见的是本发明领域内的技术人员可以改造和修改这些细节，只要这些改变不偏离权利要求的关键点和范围。

Claims (12)

1.一种半导体测试系统，包括：

输入器，

显示器，

多个测试单元，

存储器，其中存储了指定所述测试单元的操作过程的多个应用和与所述多个应用相关的多个分类，和

控制器，用于执行所述应用和控制所述测试单元，其中所述控制器包括：基于来自所述输入器的输入选择一个或多个分类；选择与所述分类相关的所述应用并将所选择的应用显示在所述显示器上；基于来自所述输入器的输入而从所显示的应用中选择所要执行的所述应用；和使用所述测试单元执行测试。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述分类由任务领域来归类。

3.一种半导体测试系统，包括：

输入器，

显示器，

多个测试单元，

存储器，其中存储了指定所述测试单元的操作过程的多个应用和所述应用的执行所需的与所述应用相关的参数项，和

控制器，用于执行所述应用和控制所述测试单元，其中所述控制器包括：(a)基于来自所述输入器的输入而从所述应用中选择所要执行的应用；(b)在所述显示器上显示执行由步骤(a)选择的所述应用所需的所述参数项；和(c)基于来自所述输入器的参数输入，确定所述应用的执行条件；以及使用所述测试单元执行测试。

4.如权利要求3所述的系统，其中通过步骤(b)，基于被测试器件的结构而在所述显示器上显示所述参数项。

5.如权利要求3所述的系统，其中通过步骤(b)，预先设定的参数与所述参数项一起显示。

6.一种半导体测试系统，包括：

输入器，

显示器，

多个测试单元，

存储器，其中存储了指定所述测试单元的操作过程的多个应用，和

控制器，用于执行所述应用和控制所述测试单元，其中所述控制器包括：(a)基于来自所述输入器的输入而从所述应用中选择所要执行的应用；(b)基于已经从所述输入器输入的参数确定所述应用的执行条件；(c)使用所述测试单元执行测试；(d)将由步骤(b)输入的所述参数或所述执行条件或这两者、由步骤(c)获得的执行所述应用的部分或全部结果、以及在步骤(a)中选择的应用名字的组合存储在所述存储器中；和(e)在所述显示器上显示所述组合的列表。

7.如权利要求6所述的系统，其中步骤(e)后跟着(f)评估是否所述组合中的部分或全部与预定条件一致；和(g)仅将一致的所述组合的所述列表显示在所述显示器上。

8.一种用于运行控制半导体测试系统的方法的程序，其中所述半导体测试系统包括：输入器、显示器、多个测试单元、存储器和用于执行所述程序的控制器，在所述存储器中存储了指定所述测试单元的操作过程的多个应用和与所述多个应用相关的多个分类，其中所述程序包括：

基于来自所述输入器的输入选择一个或多个分类；

选择与所述分类相关的所述应用并将所选择的应用显示在所述显示器上：

基于来自所述输入器的输入而从所显示的应用中选择所要执行的所述应用；和

使用所述测试单元执行测试。

9.一种计算机可读的记录介质，其上记录了用于运行控制半导体测试系统的方法的程序，其中所述半导体测试系统包括：输入器、显示器、多个测试单元、存储器和用于执行所述程序的控制器，在所述存储器中存储了指定所述测试单元的操作过程的多个应用和与所述多个应用相关的多个分类，并且其中所述程序包括：

基于来自所述输入器的输入选择一个或多个分类；

选择与所述分类相关的所述应用并将所选择的应用显示在所述显示器上；

基于来自所述输入器的输入而从所显示的应用中选择所要执行的所述应用；和

使用所述测试单元执行测试。

10.一种半导体测试系统，包括：

输入器，

显示器，

多个测试单元，

存储器，其中存储了指定所述测试单元的操作过程的多个应用和与所述应用相关的多个分类，和

控制器，其具有以下功能：显示所述分类，将与基于来自所述输入器的输入而已经选择的分类相关的应用显示在所述显示器上，和执行由所述输入器从所显示的应用中选择的所述应用。

11.一种半导体测试系统，包括：

输入器，

显示器，

多个测试单元，

存储器，其中存储了指定所述测试单元的操作过程的多个应用和执行所述应用所需的与所述应用相关的参数项，和

控制器，其具有以下功能：将执行由所述输入器选择的所述应用所需的所述参数项显示在所述显示器上，和在基于由所述输入器输入的参数已经确定的执行条件下执行所述应用，以及控制所述测试单元。

12.一种半导体测试系统，其包括控制设备，所述控制设备包括：

输入器，

显示器，

多个测试单元，和存储器，其中存储了指定所述测试单元的操作过程的多个应用，所述控制设备还包括：

(a)用于执行所述应用的功能；

(b)用于将已经执行的所述应用的名字、参数或应用条件或这两者、以及所述应用的部分或全部执行结果的这三者的组合存储在所述存储器中的功能；和

(c)用于将所述组合的列表显示在所述显示器上的功能。

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