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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Halbleiterprüfsystem zum Prüfen von
Halbleiterbauteilen und dabei insbesondere ein Halbleiterprüfsystem, das
Störungsnachweismittel
umfaßt,
welche zur genauen Bewertung der Leistung eines Halbleiterbauteilprüflings Störungen in
einem Ausgangssignal des Bauteilprüflings ermitteln.
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Beim
Prüfen
von Halbleiterbauteilen, wie etwa integrierten Schaltungen oder
hochintegrierten Schaltungen mit Hilfe eines Halbleiterprüfsystems, beispielsweise
eines Prüfgeräts für integrierte
Schaltungen, werden einem zu prüfenden
integrierten Halbleiterschaltungsbauteil an dessen entsprechenden
Pins von einem Prüfgerät für integrierte
Schaltungen erzeugte Prüfsignale
bzw. Prüfmuster
mit einer bestimmten Prüfzeitsteuerung
zugeführt.
Das Prüfgerät für integrierte
Schaltungen empfängt
vom integrierten Schaltungsbauteilprüfling in Antwort auf die Prüfsignale
erzeugte Ausgangssignale. Die Ausgangssignale werden sodann abgetastet,
d.h. mit Hilfe von Strobe-Signalen mit einer bestimmten Zeitsteuerung
abgefragt, um sie mit SOLL-Werten zu vergleichen und so zu bestimmen,
ob das integrierte Schaltungsbauteil einwandfrei funktioniert.
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Herkömmlicherweise
wird die Zeitsteuerung der Prüfsignale
und Strobe-Signale relativ zu einer Prüfgerätgeschwindigkeit oder einem
Prüfgerätzyklus
des Halbleiterprüfsystems
festgelegt, wobei ein entsprechendes Prüfsystem gelegentlich als zyklusgestütztes Prüfsystem
bezeichnet wird. Bei einem anderen Typ von Prüfsystem, dem sogenannten ereignisgestützten Prüfsystem,
werden die gewünschten
Prüfsignale
und Strobe-Signale direkt für
jeden Pin unter Verwendung von aus einem Ereignisspeicher stammenden
Ereignisdaten gebildet. Die vorliegende Erfindung läßt sich
sowohl bei einem zyklusgestützten
als auch bei einem ereignisgestützten Prüfsystem
einsetzen.
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1A zeigt ein Blockschaltbild
eines Beispiels für
den Aufbau eines herkömmlichen
zyklusgestützten
Halbleiterprüfsystems.
Derartige Prüfsysteme
sind beispielsweise in der
DE
199 33 792 A1 und in der JP 11-311657 A gezeigt.
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Bei
diesem Beispiel wird als Prüfprozessor 11 ein
Prozessor verwendet, der speziell zur Steuerung der Operation des
Prüfsystems über einen
Prüfgerätbus im
Halbleiterprüfsystem
vorgesehen ist. Auf der Grundlage von durch den Prüfprozessor 11 bereitgestellten
Musterdaten liefert ein Mustergenerator 12 Zeitsteuerungsdaten
und Wellenformdaten an einen Zeitsteuerungsgenerator 13 bzw.
einen Wellenformatierer 14. Der Wellenformatierer 14 erzeugt
mit Hilfe der vom Mustergenerator 12 kommenden Wellenformdaten
und der vom Zeitsteuerungsgenerator 13 gelieferten Zeitsteuerungsdaten
ein Prüfmuster, das
durch eine in einer Pin-Elektronik 20 angeordnete
Pin-Ansteuerung 15 einem Bauteilprüfling (DUT) 19 zugeführt wird.
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Ein
durch das Prüfmuster
hervorgerufenes Antwortsignal vom Bauteilprüfling DUT 19 wird
mit Hilfe eines in der Pin-Elektronik 20 angeordneten analogen
Komparators 16 in bezug zu einem vorbestimmten Schwellen-Spannungsniveau
in ein Logiksignal umgewandelt. Das Logiksignal wird durch einen
Logikkomparator 17 mit vom Mustergenerator 12 bereitgestellten
SOLL-Wert-Daten verglichen und das Ergebnis des Logikvergleichs
wird in einem Fehlerspeicher 18 entsprechend der Adresse
des Bauteilprüflings 19 abgespeichert.
Die Pin-Ansteuerung 15, der analoge Komparator 16 und
(nicht dargestellte) Umschal ter zum Wechsel der Pins des Bauteilprüflings sind
in der bereits erwähnten
Pin-Elektronik 20 angeordnet.
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Ein
Beispiel für
den Aufbau eines ereignisgestützten
Prüfsystems
läßt sich
dem Blockschaltbild gemäß 1B entnehmen.
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Die
DE 100 16 611 A1 (nachveröffentlicht) betrifft
ein derartiges Prüfsystem.
In einem ereignisgestützten
Prüfsystem
wird auf das Auftreten von Ereignissen Bezug genommen, bei denen
es sich um jedwede Veränderung
im Logikzustand von Signalen für
die Prüfung
eines Halbleiterbauteilprüflings
handelt. Diese Veränderungen
betreffen beispielsweise das Ansteigen bzw. Abfallen von Prüfsignalflanken oder
Zeitsteuerungsflanken von Strobe-Signalen. Die jeweilige Zeitsteuerung
der Ereignisse wird dabei unter Bezugnahme auf einen Zeitabstand
zu einem Referenzzeitpunkt angegeben, bei. dem es sich üblicherweise
um die Steuerzeit des vorhergehenden Ereignisses handelt. Alternativ
hierzu kann als Referenzzeitpunkt aber auch ein festgelegter, allen
Ereignissen gemeinsamer Startzeitpunkt dienen.
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Da
die Zeitsteuerungsdaten im Zeitsteuerungsspeicher (Ereignisspeicher)
bei einem ereignisgestützten
Halbleiterprüfsystem
keine komplexen Informationen über
Wellenform, Vektor, Verzögerung usw.
für jeden
einzelnen Prüfzyklus
umfassen muß, läßt sich
hier die Angabe der Zeitsteuerungsdaten erheblich vereinfachen.
Wie bereits erwähnt,
werden bei einem ereignisgestützten
Prüfsystem üblicherweise
die in einem Ereignisspeicher für
jedes Ereignis gespeicherten Zeitsteuerungsdaten (d.h. die Ereignisdaten)
durch einen Zeitabstand zwischen dem gegenwärtigen Ereignis und dem zuletzt
erfolgten Ereignis ausgedrückt.
Da ein solcher (auch als Deltazeit bezeichneter) Zeitabstand zwischen
aufeinanderfolgenden Ereignissen, im Gegensatz zu einem (eine Absolutzeit
darstellenden) Zeitabstand zu einem festgelegten Startzeitpunkt,
nur gering ist, kann auch der Umfang der Daten im Speicher entsprechend
klein sein, wodurch sich die benötigte
Speicherkapazität verringern
läßt.
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Bei
dem in 1B dargestellten
Beispiel enthält
das ereignisgestützte
Prüfsystem
einen Hauptrechner 42 und eine Busschnittstelle 43,
die beide mit einem Systembus 44 verbunden sind, einen
internen Bus 45, eine Adreßfolge-Steuereinheit 48,
einen Fehlerspeicher 47, einen aus einem Ereigniszählspeicher 50 und
einem Ereignisfeinabstimmungsspeicher 51 gebildeten Ereignisspeicher,
eine Ereignissummier- und Skalierlogik 52, einen Ereignisgenerator 24 und
eine Pin-Elektronik 26. Das ereignisgestützte Prüfsystem
dient zur Bewertung eines Halbleiterbauteilprüflings (DUT) 28, der
mit der Pin-Elektronik 26 verbunden ist.
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Als
Hauptrechner 42 dient beispielsweise ein mit einem UNIX-,
Window-NT- oder Linux-Betriebssystem ausgestatteter Arbeitsplatz.
Der Hauptrechner 42 fungiert als Benutzerschnittstelle,
wodurch es einem Benutzer möglich
ist, die Start- und Endbefehle für
die Prüfung
einzugeben, ein Prüfprogamm
und andere Prüfbedingungen
zu laden oder Prüfergebnisanalysen
im Hauptrechner durchzuführen.
Der Hauptrechner 42 ist über den Systembus 44 und
die Busschnittstelle 43 mit einem Hardware-Prüfsystem und
zudem vorzugsweise zum Absenden bzw. Empfangen von Prüfinformationen
von anderen Prüfsystemen
oder Rechnernetzen mit einem Datenübertragungsnetzwerk verbunden,
was jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt ist.
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Bei
dem internen Bus 45 handelt es sich um einen Bus im Hardware-Prüfsystem,
der üblicherweise
mit den meisten Funktionsblöcken,
wie etwa der Adreßfolge-Steuerlogik 48,
dem Fehlerspeicher 47, der Ereignissummier- und Skalierlogik 52 und
dem Ereignisgenerator 24 verbunden ist. Als Adreßfolge-Steuerlogik 48 wird
beispielsweise ein nur dem Hardware-Prüfsystem zur Verfügung stehender
Prüfgerätprozessor
verwendet, auf den der Benutzer keinen Zugriff hat. Die Adreßfolge-Steuerlogik 48 liefert auf
der Grundlage der vom Hauptrechner 42 vorgegebenen Bedingungen
bzw. des Prüfprogramms
entsprechende Befehle an andere Funktionsblöcke des Prüfsystems. Der Fehlerspeicher 47 speichert
Prüfergebnisse,
wobei es sich beispielsweise um Fehlerinformationen über den
Bauteilprüfling 28 handelt,
an den durch die Adreßfolge-Steuerlogik 48 vorgegebenen
Adressen ab. Die im Fehlerspeicher 47 gespeicherten Informationen
werden bei der Fehleranalyse des Bauteilprüflings verwendet.
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Die
Adreßfolge-Steuerlogik 48 liefert
dem Ereigniszählspeicher 50 und
dem Ereignisfeinabstimmungspeicher 51 Adreßdaten,
wie sich dies 1B entnehmen
läßt. Bei
einem tatsächlich
vorhandenen Prüfsystem
ist eine Vielzahl von aus einem Ereigniszählspeicher und einem Ereignisfeinabstimmungsspeicher
bestehenden Bauteilgruppen vorgesehen, von denen jede einem Prüfpin des
Prüfsystems
zugeordnet sein kann. Der Ereigniszählspeicher und der Feinabstimmungsspeicher
speichern die Zeitsteuerungsdaten für jedes Prüfsignal-Ereignis bzw. Strobe-Signalereignis,
wobei im Ereigniszählspeicher 50 die
Zeitsteuerungsdaten gespeichert werden, die einem ganzzahligen Vielfachen
des Referenztakts entsprechen (ganzzahliger Datenteil), während im
Ereignis-Feinabstimmungspeicher 51 Zeitsteuerungsdaten
gespeichert sind, welche einen Bruchteil des Referenztakts darstellen
(Bruch-Datenteil). Im Rahmen der vorliegenden Erfindung entsprechen
die Zeitsteuerungsdaten für
jedes Ereignis einem Zeitabstand (d.h. einer Verzögerungszeit
bzw. Deltazeit) zum vorhergehenden Ereignis.
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Die
Ereignissummier- und Skalierlogik 52 dient zur Erzeugung
von. Daten, die eine Gesamtzeitsteuerung der einzelnen Ereignisse
auf der Grundlage der vom Ereigniszählspeicher 50 und
dem Ereignisfeinabstimmungsspeicher 51 kommenden Delta-Zeitsteuerungsdaten
wiedergeben. Im wesentlichen werden derartige Gesamtzeitsteuerungsdaten durch
Summierung des ganzzahligen Datenteils und des Bruch-Datenteils
erzeugt. Im Verlauf der Summierung der Zeitsteuerungsdaten wird
in der Ereignissummier- und Skalierlogik 52 im übrigen auch
eine Übertrag-Operation
der Bruchteildaten (d.h. eine Verschiebung zum ganzzahligen Datenteil)
vorgenommen. Zudem läßt sich
eine Modifizierung der Gesamtzeitsteuerung vornehmen, indem während der Erzeugung
der Gesamtzeitsteuerung die Zeitsteuerungsdaten mit Hilfe eines
Skalierfaktors entsprechend modifiziert werden.
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Der
Ereignisgenerator 24 dient dazu, die Ereignisse auf der
Grundlage der von der Ereignissummier- und Skalierlogik 52 gelieferten
Gesamtzeitsteuerungsdaten tatsächlich
zu erzeugen. Die auf diese Weise erzeugten Ereignisse (d.h. Prüfsignale
und Strobe-Signale) werden dem Bauteilprüfling DUT 28 durch
die Pin-Elektronik 26 zugeführt. Die Pin-Elektronik 26 besteht
im wesentlichen aus einer großen Anzahl
von Baueinheiten, die jeweils eine Pin-Ansteuerung und einen Komparator
sowie Umschalter enthalten und der Herstellung von Eingabe- und
Ausgabebeziehungen zum Bauteilprüfling
DUT 28 dienen.
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Das
Blockschaltbild gemäß 2 zeigt eine detailliertere
Darstellung des Aufbaus einer eine Pin-Ansteuerung 35 und
einen analogen Komparator 36 umfassenden Pin-Elektronik 26.
Die Schaltanordnung und die Operation der Pin-Elektronik 20 des
in 1A gezeigten zyklusgestützten Halbleiterprüfsystems
stimmen dabei mit der hier erläuterten
Anordnung und Operation überein.
Der Ereignisgenerator 24 erzeugt Steuer-Ereignisse, die
durch die Pin-Ansteuerung 35 einem Eingangspin des Bauteilprüflings DUT 28 als
Prüfsignal
(Prüfmuster)
zugeführt
werden. Zudem erzeugt der Ereignisgenerator 24 ein Abtast-Ereignis,
das zum Abtasten eines Ausgangssignals des Bauteilprüflings DUT 28 dem
analogen Komparator 36 als Strobe-Signal zugeführt wird.
Das Ausgangssignal des analogen Komparators 36 wird durch
einen Musterkomparator 38 mit den SOLL-Daten vom Ereignisgenerator 24 verglichen.
Falls beide nicht übereinstimmen,
wird ein Fehlersignal an den in 1B gezeigten
Fehlerspeicher 47 gesandt.
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3A zeigt ein Beispiel für ein Schaltschema
eines Halbleiterbauteilprüflings,
während
die 3B bis 3D Wellenformen wiedergeben,
welche bei dem Schaltschema gemäß 3A auftreten. Wird ein Signal
gemäß 3B einem Eingang I1 und ein
Taktsignal gemäß 3C einem Eingang I2 zugeführt, so
erzeugt das Bauteil gemäß 3A ein Ausgangssignal gemäß 3D. Wie bereits unter Bezugnahme
auf 2 erwähnt wurde,
wird das in 3D gezeigte
Ausgangssignal an Strobe-Punkten abgetastet, um festzustellen, ob
es mit dem SOLL-Ausgangssignal übereinstimmt.
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Eine
entsprechende Situation läßt sich
den 4A bis 4D entnehmen, wobei in den 4A bis 4C das Eingangs-, das Takt- bzw. das
Ausgangssignal des Bauteilprüflings
dargestellt ist. Das in 4C gezeigte
Ausgangssignal wird dabei durch in 4D gezeigten
Strobe-Signale an Zeitpunkten abgefragt, die in der Zeichnung durch
Pfeile angedeutet sind. Wenn das Ausgangssignal an allen Strobe-Punkten mit
dem (simulierten) SOLL-Ausgangssignal übereinstimmt, so gilt der Bauteilprüfling als
zufriedenstellend, d.h. er hat die Prüfung mit diesem Prüfmuster bestanden.
Bei einer tatsächlich
durchgeführten
Bauteilprüfung
wird die jeweilige Zeitsteuerung der Strobe-Signale üblicherweise
so eingestellt, daß die
Strobe-Punkte direkt nach einem Übergang
im simulierten Ausgangssignal liegen, wie sich dies dem Beispiel
gemäß 4D entnehmen läßt.
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Die 5A bis 5C zeigen eine Situation, in der ein
fehlerhaftes Bauteil bei Empfang desselben, in den vorhergehenden
Beispielen verwendeten Prüfmusters
ein anderes Ausgangssignal erzeugt. Dabei zeigt 5A ein simuliertes (SOLL-)Ausgangssignal,
während 5B ein tatsächliches
Ausgangssignal des Bauteilprüflings
wiedergibt. Das Ausgangssignal gemäß 5B ist insofern fehlerhaft, als hier
Störungen
an den grau schattierten Bereichen der Wellenform vorhanden sind.
Allerdings liefert die Prüfung
bei der in 5C gezeigten
Zeitsteuerung der Strobe-Signale das Ergebnis "bestanden", weil an keinem der Prüfpunkte
ein Fehler auftritt. Somit wird hier der Fehler erst dann entdeckt, wenn
ein Hersteller das Prüfprogramm
modifiziert, um die Störungen
im Ausgangssignal zu ermitteln, bzw. wenn das Bauteil durch den
Kunden eingesetzt wird. Dieses Vorgehen ist allerdings sowohl für den Bauteilhersteller
als auch für
den Kunden kostspielig.
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US 5212443 A betrifft
einen Ereignissequenzer für
ein automatisches Prüfgerät, um ein
als Prüfintervall
bezeichnetes Prüfereignis
zu erzeugen.
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US 5498985 A betrifft
eine Glitch-Triggerschaltung zur Erfassung von Glitch-Störungen auf
einem zu untersuchenden Signal.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Halbleiterprüfystem zu
beschreiben, das für
die genaue Bewertung eines Ausgangssignals eines Halbleiterbauteilprüflings in
der Lage ist, eine Störung
im Ausgangssignal des Bauteilprüflings
nachzuweisen. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und
3 gelöst.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Halbleiterprüfsystem, das ein Störungsnachweismittel
umfaßt,
welches für
die genaue Bewertung der Funktionalität und der Signalqualität des Bauteilprüflings Störungen im
Ausgangssignal des Bauteilprüflings ermittelt.
Das Störungsnachweismittel
enthält
einen Flankenzähler,
der die Anzahl der Flanken im Ausgangssignal zählt, die sodann mit der Flankenzahl
im SOLL-Ausgangssignal verglichen wird. Ist die Anzahl der Flanken
dabei größer als
die im SOLL-Ausgangssignal, so geht man davon aus, daß das Ausgangssignal
vom Bauteilprüfling
eine Störung
aufweist.
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Das
erfindungsgemäße Halbleiterprüfsystem zum
Prüfen
eines Halbleiterbauteils enthält
einen Ereignisspeicher zur Speicherung von Ereignisdaten für Ereignisse,
bei denen es sich um jedwede Veränderungen
in geplanten Signalen handelt, welche zur Prüfung eines Halbleiterbauteilprüflings (DUT)
erzeugt werden sollen, einen Ereignisgenerator, der die geplanten
Signale, bei denen es sich um Prüfmuster, Strobe-Signale
und SOLL-Muster handelt, auf der Grundlage der vom Ereignisspeicher
stammenden Ereignisdaten erzeugt, eine Pin-Elektronik, die zwischen
dem Ereignisgenerator und dem Bauteilprüfling vorgesehen ist und zur Übertragung
des Prüfmusters
vom Ereignisgenerator zum Bauteilprüfling und zum Empfang eines
Ausgangssignals des Bauteilprüflings
sowie zur Abtastung des Ausgangssignals mit der Zeitsteuerung der
vom Ereignisgenerator gelieferten Strobe-Signale dient, einen Musterkomparator,
der durch die Pin-Elektronik gelieferte Abtast-Ausgangsdaten mit
den SOLL-Mustern vergleicht und bei einer Nichtübereinstimmung ein Fehlersignal
erzeugt, und eine Störungsnachweiseinheit, die
das Ausgangssignal vom Bauteilprüfling
empfängt
und durch Zählen
der Anzahl der Flanken im Ausgangssignal sowie Durchführung eines
Vergleichs mit einer SOLL-Flankenzahl
eine Störung
im Ausgangssignal ermittelt.
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Das
erfindungsgemäße Halbleiterprüfsystem umfaßt für die genaue
Bewertung eines Bauteilprüflings
eine Störungsnachweiseinheit
zur effektiven Ermittlung von Störungen
im Ausgangssignal des Bauteilprüflings.
Die Störungsnachweiseinheit
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
ermöglicht
es dem Prüfsystem,
unerwartete Übergänge im Bauteilprüflings-Ausgangssignal
zu entdecken, wobei hierfür
im Prüfsystem
nur eine geringfügige
Menge zusätzlicher Hardware
vorgesehen werden muß.
Zudem verstärkt die
Störungsnachweiseinheit
die Genauigkeit der Fehlerermittlung, ohne daß hierfür die Erzeugung umfangreicher
Prüfmuster
oder eine Verlängerung der
Bauteil-Prüfzeit
nötig wären.
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Die
vorliegende Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die
beigefügte
Zeichnung näher
erläutert.
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In
der Zeichnung zeigen
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1A ein
schematisches Blockschaltbild des grundlegenden Aufbaus eines zyklusgestützten Prüfsystems,
bei dem die vorliegende Erfindung angewendet werden kann;
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1B ein
schematisches Blockschaltbild des grundlegenden Aufbaus eines ereignisgestützten Prüfsystems,
bei dem die vorliegende Erfindung angewendet werden kann;
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2 ein
detaillierteres Blockschaltbild des Aufbaus der in den 1A und 1B gezeigten Pin-Elektronik
sowie der zugehörigen
Steuerereignisse (Prüfmuster)
und Abtastereignisse (Strobe-Signal) zur Prüfung eines Halbleiterbauteils;
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3A ein
Schaltschema eines Beispiels für den
Halbleiterbauteilprüfling;
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3B bis 3D Zeitsteuerungsgraphiken zur
Darstellung von Wellenformen der Eingangs- und Ausgangssignale des in 3A gezeigten
Bauteilprüflings;
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4A bis 4C Zeitsteuerungsgraphiken zur
Darstellung von Wellenformen der Eingangs- und Ausgangssignale des in 3A gezeigten
Bauteilprüflings;
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4D eine
Zeitsteuerungsgraphik eines Beispiels für die jeweilige Zeitsteuerung
der das in 4C gezeigte Ausgangssignal des
Bauteilprüflings
abtastenden Strobe-Signale;
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5A bis 5C Zeitsteuerungsgraphiken zur
Darstellung einer Beziehung zwischen einem SOLL-Ausgangssignal,
einem eine Störung
aufweisenden tatsächlichen
Ausgangssignal eines Bauteilprüflings
und einem Beispiel für
die jeweilige Zeitsteuerung der Strobe-Signale;
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6A ein
Schaltschema eines Beispiels für einen
Halbleiterbauteilprüfling;
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6B und 6C Zeitsteuerungsgraphiken
zur Darstellung von Wellenformen der Eingangs- und Ausgangssignale des in 6A gezeigten
Bauteilprüflings;
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6D eine
Zeitsteuerungsgraphik zur Darstellung der jeweiligen Zeitsteuerung
der Strobe-Signale;
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7 ein
Blockschaltbild eines Beispiels für den Aufbau einer erfindungsgemäßen, in
einem Halbleiterprüfsystem
einzusetzenden Störungsnachweiseinheit;
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8 ein
Blockschaltbild eines detaillierteren Beispiels für den Schaltungsaufbau
der erfindungsgemäßen Störungsnachweiseinheit;
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9 ein
Schaltschema eines Beispiels für den
Aufbau eines Flankenzählers
der in 8 gezeigten erfindungsgemäßen Störungsnachweiseinheit;
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10A bis 10C Zeitsteuerungsgraphiken
zur Darstellung einer Beziehung zwischen einem SOLL-Ausgangssignal,
einem tatsächlichen,
eine Störung
aufweisenden Ausgangssignal des Bauteilprüflings und der jeweiligen Zeitsteuerung
von Mehrfach-Strobe-Signalen gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
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11A bis 11C Zeitsteuerungsgraphiken
zur Darstellung einer Beziehung zwischen einem SOLL-Ausgangssignal,
einem tatsächlichen,
eine Störung
aufweisenden Aus gangssignal des Bauteilprüflings und der jeweiligen Zeitsteuerung
eines kontinuierlichen Strobe-Signals gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Im
folgenden wird das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung näher
erläutert.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Halbleiterprüfsystem,
das für
die genaue Bewertung der Funktionalität und Signalqualität eines
Bauteilprüflings
ein Störungsnachweismittel
zur Ermittlung von Störungen
im Ausgangssignal des Bauteilprüflings umfaßt. Gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung handelt es sich bei den Störungsnachweismitteln um eine
Störungsnachweiseinheit
(bzw. -schaltung) mit einem Flankenzähler zum Zählen der Anzahl der Flanken
im Ausgangssignal, die sodann mit der Anzahl der Flanken im SOLL-Ausgangssignal
verglichen wird. Ist die Anzahl der Flanken dabei größer als
die der Flanken im SOLL-Ausgangssignal, so geht man davon aus, daß das vom
Bauteilprüfling kommende
Ausgangssignal eine Störung
aufweist. Gemäß einem
anderen Aspekt umfassen die Störungsnachweismittel
Mittel zur Erzeugung einer großen
Anzahl von Strobe-Signalen innerhalb eines Zyklus des Bauteilprüflings-Ausgangssignals
oder zur Erzeugung eines kontinuierlichen Strobe-Signals, dessen
Zeitsteuerung (Phase) sich innerhalb eines Ausgangssignalzyklus
kontinuierlich verändert.
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Es
wird im folgenden davon ausgegangen, daß ein Schaltschema gemäß 6A mit
Hilfe eines Halbleiterprüfsystems
durch Zuführung
von Eingangsprüfsignalen
gemäß 6B geprüft wird. 6B läßt sich
auch das (simulierte) SOLL-Ausgangssignal entnehmen, das in diesem
Fall "0" lautet. Bei diesem
Beispiel ist ein tatsächliches
Ausgangssignal des Bauteilprüflings
dann korrekt, wenn es ebenfalls "0" entspricht, wie
sich dies der linken Seite in 6C entnehmen
läßt. Erfolgt
allerdings im Ausgangssignal des zu prüfenden Schaltschemas ein Wechsel
zu einem hohen Niveau "1", ohne daß sich die
Eingangssignale verändern,
wie dies in 6C rechts gezeigt ist, so ist
das Bauteil fehlerhaft. Durch den Strobe-Punkt T1 in 6D läßt sich diese
anomale Veränderung
im Ausgangssignal, bei der es sich um eine Störung handelt, nicht erfassen, während sich
durch den Strobe-Punkt T2 dieser Fehler im Ausgangssignal feststellen
läßt.
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Gemäß dem ersten
Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt das Halbleiterprüfsystem
eine Störungsnachweiseinheit
(bzw. -schaltung). Ein Beispiel für den Aufbau einer Störungsnachweiseinheit
zur Verwendung im Halbleiterprüfsystem
läßt sich 7 entnehmen.
Gemäß diesem
Beispiel ist eine Störungsnachweiseinheit 53 zwischen
der ihr das Ausgangssignal des Bauteilprüflings zuführenden Pin-Elektronik 26 und
dem das (simulierte) SOLL-Ausgangssignal
liefernden Ereignisgenerator 24 angeordnet. Wird im Ausgangssignal
des Bauteilprüflings
eine Störung
ermittelt, so erzeugt die Störungsnachweiseinheit 53 ein
Nachweissignal.
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Die
Störungsnachweiseinheit 53 enthält einen
Logikkomparator 55, eine Flankenzähleinheit 56 und eine
Flankenzähleinheit 58.
Die Flankenzähleinheit 58 zählt die
Anzahl der Flanken im Ausgangssignal des Bauteilprüflings,
während
die Flankenzähleinheit 56 die
Anzahl der Flanken im vom Ereignisgenerator (Mustergenerator) 24 gelieferten
(simulierten) SOLL-Ausgangssignal zählt. Die Anzahl der von der
Flankenzähleinheiten 58 gezähl ten Flanken
wird durch den Logikkomparator 55 mit der durch die Flankenzähleinheit 56 gezählten verglichen.
Ist die Anzahl der durch die Flankenzähleinheit 58 gezählten Flanken
dabei größer als
die durch die Flankenzähleinheit 56 ermittelte
Anzahl, so bedeutet dies, daß im
Bauteilprüflings-Ausgangssignal
eine Störung vorhanden
ist. Der Logikkomparator 55 erzeugt sodann ein Störungsnachweissignal,
das beispielsweise dem Hauptrechner des Prüfsystems zugeführt wird.
Bei der in 7 gezeigten Anordnung kann auf die
Flankenzähleinheit 56 verzichtet
werden, sofern das Prüfsystem
die Anzahl der Flanken im SOLL-Ausgangssignal direkt angeben kann.
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8 zeigt
eine detailliertere Darstellung eines Beispiels für die Schaltanordnung
der Störungsnachweiseinheit 53 gemäß 7,
wobei es sich im wesentlichen um eine Kombination aus der Flankenzähleinheit 58 gemäß 7 und
dem Logikkomparator 55 handelt. Die Flankenzähleinheit 58 umfaßt analoge
Komparatoren 62 und 64, Puffer 63 und 65, Flankenzähler 67 und 68,
einen Multiplexer 71 und einen Eingangssignaldecodierer 72.
Die Flankenzähleinheit 58 zählt die
Anzahl der Flanken eines Eingangssignals (bei dem es sich um das
Ausgangssignal des Bauteilprüflings
handelt). Je nach Aufbau des Prüfsystems
kann hier, wie erwähnt,
im übrigen
zusätzlich
noch die Flankenzähleinheit 56 gemäß 7 zum
Zählen
der Anzahl der Flanken des SOLL-Signals vorgesehen sein, was sich
jedoch der Zeichnung nicht entnehmen läßt. Die Flankenzähleinheit 56 weist
dabei dieselbe Anordnung auf wie die Flankenzähleinheit 58.
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Der
analoge Komparator 62 wird beispielsweise durch eine Schmitt-Triggerschaltung
gebildet und mit einer Schwellenspannung V0H beaufschlagt, um
den Logikzustand "1" in einem (durch
das Ausgangssignal des Bauteilprüflings
gebildeten) Eingangssignal festzustellen. Das Ausgangssignal des analogen
Komparators 62 wird dem Flankenzähler 67 zugeführt. In
entsprechender Weise besteht der analoge Komparator 64 beispielsweise
aus einer Schmitt-Triggerschaltung, die mit einer Schwellenspannung
V0L beaufschlagt wird, um den Logikzustand "0" im Eingangssignal zu ermitteln. Das
Ausgangssignal des analogen Komparators 64 wird dabei dem
Flankenzähler 68 zugeführt.
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Somit
zählt der
Flankenzähler 67 die
Anzahl der ansteigenden Flanken des Eingangssignals, während der
Flankenzähler 68 die
Anzahl der abfallenden Flanken des Eingangssignals ermittelt. Der Multiplexer 71 wählt entweder
die Zähldaten
des Flankenzählers 67 oder
die des Flankenzählers 68 aus
und führt
die ausgewählten
Zähldaten
dem Logikkomparator 55 zum Vergleich mit der SOLL-Flankenzahl
zu. Der Eingangssignaldecodierer 72 dient zur Bestimmung,
ob der Wert des Eingangssignals "0", "1", oder "Z" lautet.
Diese Information wird an den beispielsweise in den 1 und 2 dargestellten Fehlerspeicher
weitergeleitet, wenn der Logikkomparator 55 anzeigt, daß das Ausgangssignal
des Bauteilprüflings
DUT eine Störung
aufweist. Die Daten im Fehlerspeicher werden nach der Prüfung zur
Fehleranalyse eingesetzt.
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9 zeigt
ein Beispiel für
den Aufbau des in 8 gezeigten Flankenzählers 67 bzw. 68.
Bei diesem Beispiel wurde der Flankenzähler unter Verwendung einer
sequentiell arbeitenden Zähleranordnung ausgebildet.
Diese Anordnung ermöglicht
es einem Zähler,
Hochfrequenzstörungen
unter Einsatz eines minimalen Logikbereichs zu ermitteln. Ein weiterer Vorteil
des Einsatzes eines sequentiell arbeitenden Zählers liegt in der geringen
Last auf das Eingangssignal (Bauteilausgangssignal). Das Beispiel
gemäß 9 zeigt
einen sequentiell arbeitenden 32-Bit-Zähler, bei dem 32 flankengesteuerte
Flipflops bzw. Komplementflipflops in Serie geschaltet sind. Alle
Ausgangssignale dieser Flipflops sind miteinander durch eine ODER-Verknüpfungen
verbunden.
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Die
in 7 gezeigte erfindungsgemäße Störungsnachweiseinheit 53 löst die der
Erfindung zugrundeliegende Aufgabe in der im folgenden erklärten Weise.
Es wird davon ausgegangen, daß die Anzahl
der ansteigenden Flanken im Bauteilausgangssignal eines als fehlerfrei
bekannten Bauteils zwei beträgt.
Nach einem Prüfmusterdurchlauf
liest das Prüfsystem
die im Flankenzähler 67 gezählten Daten
und vergleicht die Ergebnisse mit den SOLL-Daten. Bei diesem Beispiel
zeigt nun der Zählwert
im Flankenzähler 67 vier
Flanken und damit das Vorhandensein einer Störung an, was den Benutzer veranlaßt, weitere
Untersuchungen vorzunehmen.
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Wie
sich den obigen Ausführungen
entnehmen läßt, ermöglicht es
die Störungsnachweiseinheit gemäß der vorliegenden
Erfindung einem Prüfsystem,
unerwartete Übergänge im Ausgangssignal
des Bauteilprüflings
zu entdecken, wobei hierfür
nur eine geringe Menge zusätzlicher
Hardware im Prüfsystem vorgesehen
werden muß.
Die Störungsnachweiseinheit
verbessert zudem die Fehlerermittlungs-Genauigkeit, ohne daß hierfür eine Erzeugung
umfangreicher Prüfmuster
oder eine Verlängerung
der Bauteilprüfzeit
nötig wären.
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Das
zweite erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel
zum Störungsnachweis
läßt sich
den Zeitsteuerungsgraphiken gemäß den 10A bis 10C und 11A bis 11C entnehmen.
Der erste Ansatz besteht dabei in der Verwendung vieler Strobe-Signale
innerhalb eines Zyklus des Bauteilausgangssignals, wie dies in den 10A bis 10C gezeigt
ist. Bei diesem Beispiel läßt sich 10A ein (simuliertes) SOLL-Ausgangssignal, 10B ein tatsächliches,
eine Störung
aufweisendes Bauteilprüflings-Ausgangssignal
und 10C ein Beispiel für die jeweilige
Zeitsteuerung der erfindungsgemäßen Mehrfach-Strobe-Signale
entnehmen. Der Benutzer kann dabei beim Einstellen der Prüfbedingungen
die jeweilige Zeitsteuerung und die Auflösung (d.h. den Zeitabstand
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Strobe-Signalen) der Strobe-Signale
festsetzen.
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Der
zweite Ansatz besteht in der Verwendung von kontinuierlichen Strobe-Signalen
innerhalb eines Bauteilausgangssignal-Zyklus, wie sich dies den 11A bis 11C entnehmen
läßt. Bei
diesem Beispiel zeigt 11A ein
(simuliertes) SOLL-Ausgangssignal, 11B ein
tatsächliches, eine
Störung
aufweisendes Ausgangssignal des Bauteilprüflings und 11C ein Beispiel für das erfindungsgemäße kontinuierliche
Strobe-Signal. Das kontinuierliche Strobe-Signal wird durch kontinuierliche
Erhöhung
eines Zeitabstands zu einem vorhergehenden Strobe-Punkt erzielt,
indem man eine entsprechende Programmierung der Ereigniszeitsteuerungsdaten
im Ereignisspeicher vornimmt oder indem der Ereignisgenerator entsprechend
operiert. Der Benutzer kann dabei einen Bereich innerhalb eines
Zyklus des Bauteilausgangssignals angeben, in dem eine kontinuierliche
Abtastung des Ausgangssignals erfolgen soll. Das kontinuierliche Strobe-Signal kann
für eine
bestimmte Zeitlänge,
etwa zwischen E1 und E2 oder zwischen E3 und E4 in 11C aktiviert werden.
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Beim
zweiten Ausführungsbeispiel
lassen sich Störungen
durch erfindungsgemäße Mehrfach-Strobe-Signale
oder erfindungsgemäße kontinuierliche
Strobe-Signale genau nachweisen. Das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung läßt sich
effektiv zur Ermittlung von Störungen im
Ausgangssignal des Bauteilprüflings
einsetzen, ohne daß hierfür eine zusätzliche
Hardware im Prüfsystem
vorgesehen werden müßte.
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Die
Störungsnachweiseinheit
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ermöglicht
es einem Prüfsystem,
unerwartete Übergänge im Ausgangssignal
des Bauteilprüflings zu
ermitteln, wobei hierfür
nur eine geringe Menge an zusätzlicher
Hardware im Prüfsystem
vorgesehen werden muß.
Zudem verbessert die Störungsnachweiseinheit
die Fehlerermittlungs-Genauigkeit, ohne daß hierfür umfangreiche Prüfmuster
erzeugt oder die Bauteilprüfzeit
verlängert
werden müßte. Beim zweiten
Ausführungsbeispiel
lassen sich Störungen durch
erfindungsgemäße Mehrfach-Strobe-Signale oder
erfindungsgemäße kontinuierliche
Strobe-Signale genau ermitteln. Das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung läßt sich
effektiv zur Ermittlung von Störungen
im Ausgangssignal des Bauteilprüflings
einsetzen, ohne daß hierfür eine zusätzliche
Hardware im Prüfsystem
vorgesehen werden müßte.