DE102004047633B4

DE102004047633B4 - Auf Umkehrung basierte Stimuluserzeugnis für die Bauteilprüfung

Info

Publication number: DE102004047633B4
Application number: DE102004047633.0A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Ohnewald; Eric Swartzendruber; Kai Eichorn
Original assignee: Advanced Micro Devices Inc
Current assignee: Advanced Micro Devices Inc
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2014-06-26
Anticipated expiration: 2024-10-01
Also published as: US20060069969A1; DE102004047633A1

Abstract

Bauteilprüfvorrichtung zum Prüfen eines Halbleiterbauelements, mit einem Stimulusgenerator (210), der ausgebildet ist, Stimulusdaten zu erzeugen, die dem Halbleiterbauelement zuzuführen sind; und einer Ergebnisbewertungseinrichtung (220), die angeschlossen ist, um Ausgangsdaten von dem Halbleiterbauelement in Reaktion auf die erzeugten Stimulusdaten, die dem Halbleiterbauelement zugeführt werden, zu empfangen, wobei die Ergebnisbewertungseinrichtung ferner ausgebildet ist, die Ausgangsdaten zu bewerten, um einen korrekten Betrieb des Halbleiterbauelements zu verifizieren, wobei die Bauteilprüfvorrichtung ferner eine Rückabbildungseinheit aufweist, die ausgebildet ist, Daten des Halbleiterbauelementausgangsdatenraums auf Stimulusdaten abzubilden und auf Grundlage der Abbildungsergebnisse einen Satz von Stimulusdaten für die weitere Prüfung zu bestimmen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Prüfsysteme für Halbleiterbauelemente und betrifft insbesondere die Erzeugung von Stimulusdaten, die dem Halbleiterbauteil zuzuführen sind.
Halbleiterbauelemente werden für gewöhnlich einer intensiven Prüf- und Verifizierungsphase in einer Halbleiterumgebung unterzogen, um die korrekte Betriebsweise des Bauteils sicherzustellen. Mit ständig ansteigender Schaltungskomplexität in äußerst integrierten elektronischen Systemen und Schaltungschips und damit auch ansteigender Komplexität der zu testenden Digitalschaltung erweist sich die funktionelle Verifizierung häufig als ein Engpass des gesamten Herstellungsprozesses. Aus diesem Grunde wurden automatische Prüfsysteme entwickelt, um den Vorgang des Bauteiletestens zu automatisieren.
1 zeigt die Komponenten eines konventionellen automatisierten Systems 110, das mit dem Bauteil (oder dem Schaltungsentwurf) 100, das zu testen ist (DUT), verbunden ist. Das Prüfsystem 110 weist einen Stimulusgenerator 120 auf, um Stimuli zu erzeugen und diese dem Bauteil 100 zuzuführen. in Reaktion auf die Stimuli erzeugt das Bauteil 100 Ausgangsdaten, die der Ergebnisbewertungseinrichtung 130 des Prüfsystems 110 zugeleitet werden. Die Ergebnisbewertungseinrichtung 130 bewertet die Ausgangsdaten, um die korrekte Funktion des Bauteils 100 zu verifizieren oder um Fehlfunktionen während des Betriebs zu erkennen.
Zum Bewerten der Ausgangsdaten hat die Ergebnisbewertungseinrichtung 130 des Prüfsystems 110 Zugriff auf einige Referenzdaten. Diese Referenzdaten können bereits in der Ergebnisbewertungseinrichtung 130 selbst vorhanden sein, oder können von dem Stimulusgenerator 120 oder einem anderen Referenzsystem innerhalb oder außerhalb des Prüfsystems 110 bereitgestellt werden. Im Allgemeinen führt die Ergebnisbewertungseinrichtung 130 einen Vergleich zwischen den Ausgangsdaten des Bauelements 100 und den Referenzdaten aus, um die korrekte Funktion des Bauelements 100 zu verifizieren.
Konventionelle Prüfanlagen verwenden spezifische, vordefinierte Stimulusmuster oder bieten die Funktion einer allgemeinen Erzeugung von Zufallsstimulusdaten. Die deterministische Lösung ist geeignet, um spezielle Prüfverfahren für einzelne Funktionen auszuführen. Im Gegensatz dazu ermöglicht es die Zufallslösung, ein Bauelement in breiter Weise hinsichtlich aller funktionaler Aspekte zu prüfen, ohne dass es erforderlich ist, diese Aspekte anfänglich zu spezifizieren. Die Verifizierung eines zu testenden Bauelements kann jedoch ein zeitaufwendiger Vorgang sein.
Es sind eine Reihe von Strategien bekannt, um das Prüfen vielseitiger zu gestalten. Beispielsweise können Prüfabläufe für die funktionelle Verifizierung in einer von Rahmenbedingungen abhängigen Weise erzeugt werden. Ferner können funktionale Analysen automatisch nicht abgedeckte Bereiche in den Prüfverfahren erkennen. Ein weiterer konventioneller Ansatz besteht darin, die Zufallsstimulusdaten mit unterschiedlichen Zufallsverteilungen zu erzeugen. Andere Strategien gestatten es, einen direkten Zufallstest als eine Gruppe von Zufallsprüfungen auszuführen, die versuchen, einen Bereich des Prüfraumes durch Beschränken der Zufälligkeit auf einen Wertebereich abzudecken. Zielgerichtete Prüfabläufe sind normalerweise vollständig spezifiziert, können jedoch auch eine Beschränkung der Zufälligkeit von Prüfparametern ermöglichen. Dennoch sind zufällige Prüfungen insgesamt nicht spezifiziert.
Eine weitere konventionelle Lösung für die Verifizierung ist die Verifizierung, die sich aus dem Bestreben nach Abdeckung ergibt. Sobald ein Verifizierungsplan definiert ist, wird ein Modell zur Abdeckung definiert, das sowohl eine funktionelle Abdeckung als auch eine Abdeckung der Kodierung verwendet. Eine funktionelle Abdeckung wird als primäre Messtechnik verwendet, und die Ergebnisse der Kodierungsabdeckung werden dann analysiert, um Auslassungen in dem Modell mit der funktionalen Abdeckung zu erkennen.
Ein noch weiterer Ansatz ist die zweckgerichtete Verifizierung, um Unterschiede zu erkennen zwischen der Absicht des Entwurfsingenieurs und der Struktur, die in der Sourcekodierung des Entwurfsingenieurs beschrieben ist. Der Verfahrensablauf beinhaltet eine (ausgedrückte oder implizierte) Absichtserkennungsphase, eine Phase zur Erkennung einer Lücke in der Absicht und eine Absichtsverletzungsphase. Unter Anwendung dieser Technik kann die Stimulusabdeckung für einen vorgegebenen Schaltungsentwurf maximiert werden. Um dies zu erreichen, wird eine ausgiebige Analyse aller möglichen Eignungskombinationen ausgeführt und es wird Sorge getragen, dass die Ergebnisse für alle Entwurfsstimuli gültig sind.
Alle diese konventionellen Techniken lösen nicht vollständig das Problem des Engpasses. D. h., die Bauteilprüfung (einschließlich der Simulation und der Verifizierung) wird dennoch häufig als ineffizient erachtet auf Grund des merklichen Anteils der für den Vorgang aufzuwendenden Zeit. Wenn andererseits die Prüfung zu früh beendet wird, sind die Testergebnisse nicht mehr zuverlässig und es fehlt ihnen die Genauigkeit.
Aus der US 4,608,647 ist eine Technik zur Bestimmung eines Rauschleistungsverhältnisses bekannt. In ein Testspektrum wird ein Einschnitt eingefügt. Das Ergebnis wird in die zeitliche Domäne übertragen und an eine zu untersuchende Einheit geliefert. Das von der Einheit empfangene Ausgangssignal wird in die Frequenzdomäne zurücküberführt und das Rauschleistungsverhältnis als Verhältnis der Einschnitttiefen des gewünschten und gemessenen Spektrums berechnet.
Überblick über die Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bauteilprüfvorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, die die Effizienz, Zuverlässigkeit und Genauigkeit verbessern können.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
In einer Ausführungsform wird eine Bauteilprüfvorrichtung zum Prüfen eines Halbleiterbauelements bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst einen Stimulusgenerator, der ausgebildet ist, Stimulusdaten zu erzeugen, die dem Halbleiterbauelement zuzuführen sind. Die Vorrichtung umfasst ferner eine Ergebnisbewertungseinrichtung, die so angeschlossen ist, um Ausgangsdaten von dem Halbleiterbauelement in Reaktion auf die erzeugten Stimulusdaten, die dem Halbleiterbauelement zugeführt werden, zu empfangen, wobei die Ergebnisbewertungseinrichtung ausgebildet ist, die Ausgangsdaten zu bewerten, um eine korrekte Funktion des Halbleiterbauelements zu verifizieren. Die Vorrichtung umfasst ferner eine Rückabbildungseinheit, die ausgebildet ist, Daten in dem Datenraum der Ausgangsdaten des Halbleiterbauelements auf Stimulusdaten abzubilden und einen Satz aus Stimulusdaten für die weitere Prüfung zu bestimmen.
In einer weiteren Ausführungsform wird ein Halbleiterprüfverfahren zum Prüfen eines Halbleiterbauelements bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Erzeugen von Stimulusdaten, das Zuführen der erzeugten Stimulusdaten zu dem Halbleiterbauelement und das Bewerten von Ausgangsdaten des Halbleiterbauelements, um die korrekte Funktion des Halbleiterbauelements zu verifizieren. Das Verfahren umfasst ferner das Abbilden von Daten in dem Ausgangsdatenraum der Ausgangsdaten des Halbleiterbauelements auf Stimulusdaten und das Bestimmen eines Satzes von Stimulusdaten für die weitere Prüfung auf der Grundlage der Abbildungsergebnisse.
Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform besitzt ein computerlesbares Medium darin gespeicherte Instruktionen, die, wenn sie von einem Prozessor ausgeführt werden, den Prozessor veranlassen, ein Halbleiterbauelement zu prüfen, indem Daten des Ausgangsdatenraums der Ausgangsdaten des Halbleiterbauelements zurück auf die Stimulusdaten abgebildet werden, und indem ein reduzierter Satz an Stimulusdaten für die weitere Prüfung bestimmt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile gehen aus der folgenden detaillierteren Beschreibung der Erfindung hervor, wie sie auch in den begleitenden Zeichnungen dargestellt ist, wobei:
1 eine Blockansicht ist, die ein konventionelles Bauteilprüfsystem zeigt;
2 eine Blockansicht ist, die eine Bauteilprüfvorrichtung gemäß einer Ausführungsform zeigt, die mit einem Halbleiterbauelement gekoppelt ist;
3 eine Darstellung ist, die die Lösung mittels Abbildung einer Ausführungsform zeigt;
4 ein Flussdiagramm ist, das einen Bauteilprüfvorgang gemäß einer Ausführungsform darstellt;
5 eine Darstellung ist, die die Lösung mittels Abbildung einer weiteren Ausführungsform zeigt;
6 ein Flussdiagramm ist, das einen Bauteilprüfvorgang gemäß einer weiteren Ausführungsform zeigt;
7 eine Blockansicht ist, die ein Beispiel einer Abbildungsfunktion darstellt, die in einer Ausführungsform verwendet werden kann;
8 eine Blockansicht ist, die eine Rückabbildungsfunktion zeigt, die der Abbildungsfunktion aus 7 entspricht;
9 eine Blockansicht ist, die ein weiteres Beispiel einer Abbildungsfunktion zeigt, die in einer Ausführungsform verwendbar ist; und
10 eine Blockansicht ist, die eine Rückabbildungsfunktion zeigt, die der Abbildungs funktion aus 9 entspricht.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die anschaulichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nunmehr mit Bezug zu den Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Elemente und Strukturen mit den gleichen Bezugszeichen belegt sind.
Es sei nun auf die Figuren verwiesen und darin insbesondere auf 2, wobei eine Bauteilprüfvorrichtung 200 gemäß einer Ausführungsform gezeigt ist. Die Bauteilprüfvorrichtung ist mit einem Halbleiterbauelement 100 verbunden. Um das Bauelement 100 zu prüfen, liefert ein Stimulusgenerator 210 der Bauteilprüfvorrichtung 200 Stimulusdaten an das Bauelement 100, und eine Ergebnisbewertungseinrichtung 220 der Bauteilprüfvorrichtung 200 empfängt Ausgangsdaten von dem Bauelement 100. Die Ergebnisbewertungseinrichtung 220 bewertet die Ausgangsdaten, um zu bestimmen, ob das Halbleiterbauelement 100 korrekt funktioniert. Wie zuvor mit Bezug zu 1 beschrieben ist, kann die Bewertung der Ergebnisbewertungseinrichtung 220 auf (internen oder externen) Referenzdaten beruhen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Halbleiterbauelement 100 ein digitaler integrierter Schaltungschip. In einer weiteren Ausführungsform kann das Halbleiterbauelement 100 eine oder mehrere einzelne möglicherweise separate Schaltungen auf einem Chip sein. In weiteren Ausführungsformen kann das Halbleiterbauelement 100 analoge Schaltungen enthalten, die auch geprüft werden können.
Die von dem Stimulusgenerator 210 erzeugten Stimulusdaten können dem Halbleiterbauelement 100 als digitale Signalformen zugeführt werden. In anderen Ausführungsformen kann eine beliebige andere Art von Stimulussignalen verwendet werden, um die erzeugten Stimuli dem Halbleiterbauelement 100 zu übermitteln.
Wie aus 2 ersichtlich ist, umfasst die Bauteilprüfvorrichtung 200 ferner eine Rückkopplungseinheit 230, die mit der Ergebnisbewertungseinrichtung 220 verbunden ist, um Ausgangsdaten des Bauelements oder andere Daten, die die Prüfergebnisse beschreiben, zu empfangen. Die Rückkopplungseinheit 230 ist ferner mit dem Stimulusgenerator 210 verbunden, um das Erzeugen der Stimuli zu steuern. Dies wird detaillierter im Folgenden beschrieben.
Es ist anzumerken, dass in anderen Ausführungsformen die Rückkopplungseinheit 230 innerhalb der Ergebnisbewertungseinrichtung 220 oder innerhalb des Stimulusgenerators 210 vorgesehen sein kann. In weiteren Ausführungsformen können einige Teile der Rückkopplungseinheit 230 innerhalb oder außerhalb einer oder mehrerer anderer Komponenten vorgesehen sein.
Wie in 2 gezeigt ist, umfasst die Rückkopplungseinheit 230 eine Extraktionseinrichtung 240 zum Extrahieren einer Teilmenge bzw. eines Teilsatzes von Ergebnisdaten, eine Rückabbildungseinrichtung 250 und eine Bewertungseinrichtung 260 zur Bewertung von Stimulusdatenteilmengen. Die Ergebnisdatenteilmenganextraktionseinrichtung 240 dient als eine einen Ergebnisdatensatzbestimmungseinheit und bestimmt einen Satz (oder Teilsatz- bzw. Teilmange) von Halbleiterausgangsdaten in dem verfügbaren Ergebnisdatenraum. Wie aus der detaillierteren folgenden Beschreibung mit Bezug zu 3 hervorgeht, wird in den Ausführungsformen von der Tatsache Gebrauch gemacht, dass Halbleiterbauelemente 100 für gewöhnlich keine Ausgangsdaten im gesamten Ergebnisdatenraum erzeugen. Daher bewertet die Einrichtung 240, in welchem Teil des Ergebnisdatenraumes die Ausgangsdaten zu finden sind.
Diese Information wird dann an die Rückabbildungseinrichtung 250 geleitet, die diese Teilmenge bzw. diesen Teilsatz der Halbleiterausgangsdaten in den verfügbaren Stimulusdatenraum abbildet. Die Rückabbildungseinrichtung 250 liefert dann eine Information für jenen Teil des Stimulusdatenraumes, von dem man erwartet, dass er zulässige Ergebnisse erzeugt, und leitet diese Information an die Stimulusdatenteilmengenbewertungseinrichtung 260. Die Stimulusdatenteilmengenbewertungseinrichtung verwendet diese Information, um den Stimulusgenerator 210 so zu steuern, um Stimulusdaten entsprechend dem Teil des verfügbaren Stimulusdatenraumes zu erzeugen, in den der Satz der Halbleiterbauelementsausgangsdaten abgebildet wurde.
Somit wird in den Ausführungsformen das Erzeugen von Stimulusdaten vermieden, von denen man erwarten kann, dass diese keine zulässigen Ergebnisse erzeugen. Diese Erwartung basiert auf einer Rückkopplung aus den verwendeten Teilen des Ergebnisdatenraumes in den Stimulusdatenraum.
In 3 ist die Vorgehensweise mit der Rückkopplung gemäß den Ausführungsformen detaillierter dargestellt. Auf der linken Seite der Fig. repräsentiert X die Menge bzw. den Satz möglicher Stimulusdaten, d. h. den verfügbaren Stimulusdatenraum. Daten aus diesem Datenraum werden dann dem Bauelement zugeführt, und das Bauelement gibt Ergebnisdaten Y' aus. Wie aus der rechten Seite der Fig. deutlich wird, können die Ausgangsdaten Y' in einem Teil des gesamten Ergebnisdatenraums Y angeordnet sein.
Wenn das Verhalten des Halbleiterbauelements durch eine Funktion F beschrieben wird, kann das Abbilden der Stimulusdatenmenge X auf die Ergebnisdatenmenge Y' mittels des Halbleiterbauelements beschrieben werden als Y' = F(X). Es kann dann eine Umkehrfunktion F' (oder F^–1) der Abbildungsfunktion F bei der Rückkopplung verwendet werden. D. h., der tatsächlich verwendete Teil Y' des Ergebnisdatenraumes Y wird als Wertebereich der Umkehrfunktion F' verwendet, um jenen Teil X' des verfügbaren Stimulusdatenraumes X zu bestimmen, der die Ausgangsdaten innerhalb von Y' ergibt. Die Rückkopplung kann dann durch eine Rückabbildung gemäß X' = F'(Y') repräsentiert werden.
Sobald der reduzierte Stimulusdatenraum X' bestimmt ist, können Stimulus-Daten in diesem Bereich erzeugt und für das Prüfen verwendet werden. Der Betrieb des Halbleiterbauelements kann dann durch Y' = F(X') beschrieben werden. Somit wird vermieden, dass Stimulusdaten erzeugt werden, die in X aber nicht in X' liegen. Durch das Konzentrieren auf den tatsächlich verwendeten Teil der Datenräume können der Zeitaufwand für die Simulation/Verifizierung deutlich reduziert werden, wodurch die Effizienz, Zuverlässigkeit und die Genauigkeit verbessert werden.
Ferner ist anzumerken, dass jene Ausführungsformen, die die Umkehrfunktion F' der Abbildungsfunktion F des Bauteils für das Bereitstellen der Rückkopplung verwenden, in konsequenter Weise Information über das Verhalten des Bauelements ausnutzen. Dies liegt daran, dass die Umkehrfunktion F' sich von Bauteil zu Bauteil unterscheiden kann. Des weiteren ist anzumerken, dass selbst für ein einzelnes Bauelement, mehr als eine Abbildungsfunktion F abhängig von der speziellen getesteten Anwendung verwendet werden kann. Da dies dann ferner zu unterschiedlichen Umkehrfunktionen F' für unterschiedliche Anwendungen führen kann, können die Ausführungsformen eine anwendungsspezifische Stimuluserzeugung bereitstellen, wodurch die Gesamteffizienz des gesamten Prüfsystems noch weiter verbessert wird.
Hinsichtlich der Rückabbildung sei angemerkt, dass ein beliebiges Verfahren für die Rückabbildung abgebildet werden kann, etwa ein beliebiges Schema für eine Rückwärtstransformation oder eine inverse Modellierung.
Der Ergebnisdatenteilsatz Y' kann ein Satz aus Halbleiterbauelementausgangsdaten sein. Dieser Satz kann einen oder mehreren der folgenden Werte darstellen: einen gewissen Datenwert innerhalb des Datenraums Y, einen Satz aus gewissen Datenwerten, einen gewissen Bereich von Datenwerten und eine gewisse Verteilung von Werten. Es sollte beachtet werden, dass Y und Y' mehrdimensional sein können und die Dimension von Y' kann sich von der Dimension von Y unterscheiden. Ferner kann es Ausnahmen in dem Datenraum geben, beispielsweise Bereichsüberläufe. Des weiteren ist zu beachten, dass Y' in einer Ausführungsform eine kompakte Menge sein kann, aber auch eine Reihe separater Teile des Datenraums enthalten kann.
In 4 ist ein beispielhafter Bauteilprüfprozess gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Im Schritt 400 wird der vollständige Bereich an Stimulusdaten auf das Halbleiterbauelement 100 angewendet. In einer Ausführungsform wird der Bereich der Stimulusdaten, der im Schritt 400 angewendet wird, auf der Grundlage von Referenzdaten bestimmt, die von einem internen oder externen Referenzsystem bereitgestellt werden.
Im Schritt 410 wird der Bereich Y' der resultierenden Daten bestimmt. Dieser Bereich wird dann zurück auf den Stimulusdatenraum im Schritt 420 abgebildet, um X' zu bestimmen. Auf diese anfängliche Prüfphase folgend wird eine iterative Prozedur ausgeführt, um das Bauelement effizient zu prüfen. In jedem Iterationsschritt werden Stimulusdaten innerhalb des zurück abgebildeten Datenraumes im Schritt 430 auf das Bauelement angewendet, und die Ergebnisse werden bewertet, um eine korrekte Funktion des Bauelements zu verifizieren (Schritt 440). Es wird dann im Schritt 450 bestimmt, ob die Iteration fortzusetzen ist.
Obwohl die vorhergehenden Ausführungsformen so beschrieben sind, um den Stimulusgenerator in einer ersten Bauteilprüfphase so zu steuern, um unbeschränkte Stimulusdaten zu erzeugen und in einer zweiten Phase, um Stimulusdaten lediglich innerhalb von X' zu erzeugen, sollte beachtet werden, dass in anderen Ausführungsformen, die erste Phase nicht verwendet wird. In diesen Ausführungsformen wird Information über die Teilmenge Y' willkürlich ausgewählt und dem System zugeführt. In diesen Ausführungsformen ist Y' eine Teilmenge, die beliebige gewünschte Ergebnisdaten enthalten kann, die im Brennpunkt der Untersuchung während der Simulation/Verifizierung liegen können. D. h., Y' würde dann nicht den Teil des Ergebnisdatenraumes repräsentieren, in welchem das Halbleiterbauelement zulässige Ausgangsdaten erzeugt, sondern wäre dann eine beliebige interessierende Teilmenge.
Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform kann die Rückabbildungstechnik angewendet werden, um bewusst einen Teil des Stimulusdatenraumes auszuwählen, von dem man annehmen kann, dass dieser unzulässige Ergebnisse erzeugt. D. h., die Rückkopplung wird verwendet, um X' aus Y' zu bestimmen, die Stimulusdaten werden aber dann außerhalb von X' (aber innerhalb von X) erzeugt. In einer weiteren Ausführungsform können Stimulusdaten sowohl innerhalb als auch außerhalb von X' erzeugt werden. Es ist zu beachten, dass das bewusste Erzeugen unzulässiger Ergebnisse hilfreich sein kann in Robustheits- und Stabilitätsprüfungen.
In weiteren Ausführungsformen kann X' nicht nur durch Rückabbildung von Y' unter Anwendung der Umkehrfunktion F' berechnet werden. Vielmehr kann das Ergebnis der Rückabbildung von Y' durch eine Kombination mit anderen X-Daten in dem verfügbaren Stimulusdatenraum verbessert werden. Diese Kombination kann mit einzelnen willkürlichen Stimulusdatenwerten und/oder mit einer beliebigen anderen Teilmenge aus X stattfinden. Diese anderen Teilmengen können von der Rückabbildung anderer Teilmengen Y' des Ergebnisdatenraumes abgeleitet werden. Ferner können für unterschiedliche Rückabbildungen von Teilmengen unterschiedliche Unterfunktionen verwendet werden.
Obwohl die obigen Ausführungsformen Techniken beschreiben, in denen die Halbleiterbauelementeausgangdaten über eine Rückabbildungsroutine zurückgespeist werden, ist zu bemerken, dass es weitere Ausführungsformen gibt, die von der Rückabbildung Gebrauch machen, ohne dass eine direkte Rückkopplung vorhanden ist. Eine diese Ausführungsformen wird nun mit Bezug zu den 5 und 6 beschrieben.
Wie aus 5 ersichtlich ist, sind es nicht die Halbleiterbauelementeausgangsdaten Y'_DUT, die als Eingangswerte für die Rückabbildung verwendet werden, sondern es ist eine beliebige gewünschte Datenmenge Y'. Dennoch wird das Ergebnis der Rückabbildung, d. h. die Teilmenge X', als Wertebereich bzw. Eingabe sowohl für das Halbleiterbauelement als auch für das Referenzmodell verwendet. Das Halbleiterbauelement erzeugt dann Daten gemäß Y'_DUT = F(X'), während die Ausgabe des Referenzmodells beschrieben werden kann als Y'_ref = R_ref(X'). Es ist zu beachten, dass in dieser Ausführungsform keine Iteration von Verfahrensschritten erforderlich ist.
Die Qualität der Stimulusdaten und des Rückabbildungsverfahrens kann in den Blöcken 500 und 510 (in Software oder Hardware) bewertet werden, indem Y'_ref mit Y'_DUT und Y' verglichen wird. Das Ergebnis dieser Qualitätsprüfungen kann verwendet werden, um den Rückabbildungsalgorithmus zu verfeinern. Dies kann in iterativer Weise erfolgen, muss aber nicht auf diese Weise erfolgen.
6 zeigt ein Flussdiagramm, das einen weiteren Bauteilprüfprozess gemäß einer Ausführungsform darstellt, wobei im Schritt 600 der erwartete und/oder der volle Bereich der resultierenden Daten Y' auf die Stimulusdaten X' mittels der Rückabbildung F' angewendet werden. Anschließend wird der Bereich der resultierenden Referenzdaten Y'_ref im Schritt 610 bestimmt, wobei das Rückabbildungsergebnis Y' und die Referenzmodellfunktion F_ref verwendet werden. Die resultierenden Daten Y' und die Referenzmodellausgangsdaten Y'_ref werden dann im Schritt 620 im Block 510 verglichen, um zu bestimmen, ob der Rückabbildungsalgorithmus verfeinert werden muss. Wenn dies so ist, wird die Rückabbildung im Schritt 650 entsprechend angepasst und der Prozess kehrt zum Schritt 600 zurück. Wenn nicht, d. h. wenn Y' im Wesentlichen gleich Y'_ref ist, kann die eigentliche Bauteilprüfung ausgeführt werden.
Dafür wird der Bereich der resultierenden Bauteildaten Y'_DUT im Schritt 630 bestimmt, wobei das Rückabbildungsergebnis X' verwendet wird. Wenn die Halbleiterbauteilausgangsdaten Y'_DUT im Wesentlichen gleich Y'_ref sind, kann angenommen werden, dass das Halbleiterbauelement korrekt funktioniert, und die Bauteilprüfung kann fortgesetzt werden. Wenn es jedoch eine Diskrepanz zwischen Y'_DUT und Y'_ref gibt, kann ein Fehlerbericht im Schritt 660 erzeugt werden. Die Prüfung kann dann fortgesetzt werden, um weitere Fehler zu finden, oder diese kann unterbrochen werden. Zu beachten ist, dass die Ausführungsform aus 6 keine Iteration in den Schritten 630, 640 und 660 ausführt.
In jeder der obigen Ausführungsformen kann die Abbildungsfunktion F und die Rückabbildungsfunktion F' auf der funktionellen algorithmischen Beschreibung des Halbleiterbauelements basieren, wie sie bei der Bauteilentwicklungs- und der Herstellungsphase spezifiziert ist. Die Rückabbildungsfunktion F' wird dann als Umkehrfunktion der Abbildungsfunktion definiert. Dies kann durch Verwenden einer mathematisch definierten Umkehrfunktion, oder durch das Anordnen von Hardware- oder Softwarekomponenten in invertierter Anordnung unter Verwendung komplementärer Komponenten erfolgen, um das gleiche oder ein ähnliche Ergebnis zu erreichen.
Ein Beispiel einer Abbildungsfunktion und einer Rückabbildungsfunktion ist in 7 bzw. 8 gezeigt. Offensichtlich ist die Reihenfolge der Komponenten umgekehrt und die Komponenten sind durch komplementäre Komponenten ersetzt, etwa Addierer durch Subtrahierer und Schiebeelemente durch Zurückschiebeelemente. Zu beachten ist in der folgenden Ausführungsform, dass ein Eingangsparameter sowohl der Abbildungsfunktion als auch der Rückabbildungsfunktion gleich ist. In weiteren Ausführungsformen können jedoch Eingangsparameter der Abbildungsfunktion invertiert werden, wenn diese auf die Rückabbildungsfunktion angewendet werden.
Ein weiteres Beispiel einer Abbildungsfunktion und einer Rückabbildungsfunktion ist in 9 bzw. 10 gezeigt. In dieser Ausführungsform wird eine schnelle Fourier-Transformation (FFT) und deren Umkehrtransformation verwendet.
Im Hinblick auf die oben beschriebenen Ausführungsformen ist anzumerken, dass eine Verbesserung gegenüber konventionellen Techniken erreicht wird, da die Ausführungsformen nicht auf die Verwendung einer Umkehrung des logischen Verhaltens beschränkt sind. Vielmehr ist die Bildung der Umkehrung eines Referenzmodells nicht auf Metriken für die logische Abdeckung begrenzt.
Obwohl die Erfindung in Bezug auf die physikalischen Ausführungsformen beschrieben ist, die dafür beispielhaft sind, erkennt der Fachmann, dass diverse Modifizierungen, Variationen und Verbesserungen der vorliegenden Erfindung im Lichte der obigen technischen Lehre und im Bereich der angefügten Patentansprüche durchgeführt werden können, ohne von dem Grundgedanken und beabsichtigten Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise können beliebige Merkmale, die im Zusammenhang mit einer speziellen Ausführungsform beschrieben sind, in gleicher Weise in anderen Ausführungsformen verwendet werden.
Ferner wurden jene Bereiche, von denen angenommen wird, dass der Fachmann damit vertraut ist, hierin nicht beschrieben, um die erläuterte Erfindung nicht unnötig zu verdunkeln. Daher ist es selbstverständlich, dass die Erfindung nicht durch die speziellen anschaulichen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern lediglich durch den Schutzbereich der angefügten Patentansprüche.

Claims

Bauteilprüfvorrichtung zum Prüfen eines Halbleiterbauelements, mit einem Stimulusgenerator (210), der ausgebildet ist, Stimulusdaten zu erzeugen, die dem Halbleiterbauelement zuzuführen sind; und einer Ergebnisbewertungseinrichtung (220), die angeschlossen ist, um Ausgangsdaten von dem Halbleiterbauelement in Reaktion auf die erzeugten Stimulusdaten, die dem Halbleiterbauelement zugeführt werden, zu empfangen, wobei die Ergebnisbewertungseinrichtung ferner ausgebildet ist, die Ausgangsdaten zu bewerten, um einen korrekten Betrieb des Halbleiterbauelements zu verifizieren, wobei die Bauteilprüfvorrichtung ferner eine Rückabbildungseinheit aufweist, die ausgebildet ist, Daten des Halbleiterbauelementausgangsdatenraums auf Stimulusdaten abzubilden und auf Grundlage der Abbildungsergebnisse einen Satz von Stimulusdaten für die weitere Prüfung zu bestimmen.
Bauteilprüfvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Rückabbildungseinheit in einer Rückkopplungseinheit (230) der Bauteilprüfvorrichtung enthalten ist, und wobei die Daten des Halbleiterbauelementausgangsdatenraumes Halbleiterbauelementausgangsdaten sind.
Bauteilprüfvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Stimulusgenerator ferner ausgebildet ist, die Stimulusdatenerzeugung auf den vorbestimmten Satz an Stimulusdaten einzuschränken.
Bauteilprüfvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Stimulusgenerator ferner ausgebildet ist, weitere Stimulusdaten mit dem Satz aus Stimulusdaten zu kombinieren.
Bauteilprüfvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Stimulusgenerator ferner ausgebildet ist, einen weiteren Satz aus Stimulusdaten mit dem vorbestimmten Satz aus Stimulusdaten zu kombinieren.
Bauteilprüfvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die abgebildeten Daten eine der folgenden Daten sind: ein einzelner Datenpunkt, der einen einzelnen Datenwert repräsentiert, ein Satz aus einzelnen Datenpunkten, wovon jeder einen einzelnen Datenwert repräsentiert, Daten innerhalb eines spezifizierten Bereichs aus Datenwerten und eine spezifische Verteilung von Datenwerten.
Bauteilprüfvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Rückabbildungseinheit ausgebildet ist, Ausnahmen in dem Datenweg zu berücksichtigen.
Bauteilprüfvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Rückabbildungseinheit ausgebildet ist, die Daten in dem Halbleiterbauelementausgangsdatenraum auf Stimulusdaten abzubilden, indem eine funktionale Beschreibung der Daten erzeugt wird und eine Rückabbildungsfunktion auf die funktionale Beschreibung angewendet wird, um eine funktionale Beschreibung von Stimulusdaten zu erhalten, wobei die Rückabbildungseinheit ferner ausgebildet ist, den Satz aus Stimulusdaten für die weitere Prüfung zu bestimmen, indem Stimulusdatenpunkte bestimmt werden, die mit der erhaltenen funktionalen Beschreibung von Stimulusdaten verträglich ist.
Bauteilprüfvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Rückabbildungsfunktion eine Umkehrfunktion einer Abbildungsfunktion ist, die näherungsweise das Verhalten des Halbleiterbauelements beschreibt.
Bauteilprüfvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Rückabbildungsfunktion eine ausgewählte Funktion aus mehreren vordefinierten Funktionen ist.
Bauteilprüfvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Rückabbildungsfunktion an das Halbleiterbauelement angepasst ist, indem mindestens ein funktionaler Parameter justiert ist.
Bauteilprüfvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Bauteilprüfvorrichtung ferner eine Ergebnisdatenmengebestimmungseinheit (240) umfasst, die ausgebildet ist, einen Satz aus Halbleiterbauelementausgangsdaten in dem verfügbaren Ergebnisdatenraum zu bestimmen; wobei die Rückabbildungseinheit ausgebildet ist, den Satz aus Halbleiterbauelementausgangsdaten in den verfügbaren Stimulusdatenraum abzubilden; und wobei die Bauteilprüfvorrichtung ferner eine Stimulusdatensatzbewertungseinrichtung (260) aufweist, die ausgebildet ist, den Stimulusgenerator so zu steuern, um Stimulusdaten entsprechend jenem Teil des verfügbaren Stimulusdatenraumes zu erzeugen, in welchen der Satz aus Halbleiterbauelementausgangsdaten abgebildet wurde.
Bauteilprüfvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Stimulusgenerator in einer ersten Bauteilprüfphase so gesteuert ist, um unbeschränkte Stimulusdaten zu erzeugen, und in einer zweiten Bauteilprüfphase, die sich an einen Datenabbildungsprozess in der Rückabbildungseinheit anschließt, gesteuert ist, um Stimulusdaten lediglich innerhalb des Satzes aus Stimulusdaten zu erzeugen.
Bauteilprüfvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Rückabbildungseinheit ausgebildet ist, den Satz aus Stimulusdaten für die weitere Prüfung so zu bestimmen, um das Halbleiterbauelement zu veranlassen, unzulässige Ausgangsdaten zu erzeugen.
Bauteilprüfvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Stimulusgenerator gesteuert ist, um Stimulusdaten für die weitere Prüfung außerhalb des Satzes der Stimulusdaten zu erzeugen.
Bauteilprüfvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Rückabbildungseinheit in einer ersten Phase so betrieben wird, um Daten des Halbleiterbauelementausgangsdatenraumes auf Stimulusdaten abzubilden und um einen Satz aus Stimulusdaten für die weitere Prüfung zu bestimmen, und wobei die Bauteilprüfung in einer zweiten Phase ausgeführt wird, wobei die bestimmten Stimulusdaten verwendet werden.
Bauteilprüfvorrichtung nach Anspruch 16, wobei eine iterative Verfeinerungsprozedur (600, 610, 620, 650) in der ersten Phase ausgeführt wird, um die Datenrückabbildung zu optimieren.
Bauteilprüfvorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Bauteilprüfung in der zweiten Phase in einer nichtiterativen Weise ausgeführt wird.
Bauteilprüfvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Daten in dem Halbleiterbauelementausgangsdatenraum vordefiniert sind.
Bauteilprüfverfahren zum Prüfen eines Halbleiterbauelements, wobei das Verfahren umfasst: Erzeugen von Stimulusdaten; Zuführen der erzeugten Stimulusdaten zu dem Halbleiterbauelement; und Bewerten von Ausgangsdaten des Halbleiterbauelements, um eine korrekte Funktion des Halbleiterbauelements zu verifizieren; wobei das Verfahren ferner die Durchführung einer Rückabbildung umfasst, indem Daten des Halbleiterbauelementausgangsdatenraums auf Stimulusdaten abgebildet und ein Satz von Stimulusdaten auf der Grundlage des Abbildungsergebnisses für die weitere Prüfung bestimmt werden.
Bauteilprüfverfahren nach Anspruch 20, wobei die Daten des Halbleiterbauelementausgangsdatenraums Halbleiterbauelementausgangsdaten sind.
Bauteilprüfverfahren nach Anspruch 20, wobei das Erzeugen von Stimulusdaten umfasst: Beschränken des Bereichs möglicher Stimulusdaten auf den Satz an Stimulusdaten.
Bautenprüfverfahren nach Anspruch 22, wobei das Erzeugen von Stimulusdaten umfasst: Kombinieren weiterer Stimulusdaten mit dem Satz an Stimulusdaten.
Bauteilprüfverfahren nach Anspruch 22, wobei Erzeugen von Stimulusdaten umfasst: Kombinieren eines weiteren Satzes an Stimulusdaten mit dem bestimmten Satz an Stimulusdaten.
Bauteilprüfverfahren nach Anspruch 20, wobei die abgebildeten Daten eine der folgenden Daten sind: ein einzelner Datenpunkt, der einen einzelnen Datenwert repräsentiert, ein Satz individueller Datenpunkte, wovon jeder einen einzelnen Datenwert repräsentiert, Daten innerhalb eines spezifizierten Bereiches von Datenwerten und eine spezifische Verteilung von Datenwerten.
Bauteilprüfverfahren nach Anspruch 20, wobei die Abbildung so gestaltet ist, um Ausnahmen in dem Datenweg zu und/oder von dem Halbleiterbauelement zu berücksichtigen.
Bauteilprüfverfahren nach Anspruch 20, wobei das Abbilden von Daten des Halbleiterbauelementausgangsdatenraums auf Stimulusdaten umfasst: Erzeugen einer funktionalen Beschreibung der Daten; und Anwenden einer Rückabbildungsfunktion auf die funktionale Beschreibung, um eine funktionale Beschreibung von Stimulusdaten zu erhalten, wobei Bestimmen eines Satzes von Stimulusdaten für die weitere Prüfung umfasst: Bestimmen von Stimulusdatenpunkten, die mit der erhaltenen funktionalen Beschreibung von Stimulusdaten verträglich sind.
Bauteilprüfverfahren nach Anspruch 27, wobei die Rückabbildungsfunktion eine Umkehrfunktion einer Abbildungsfunktion ist, die näherungsweise das Verhalten des Halbleiterbauelements beschreibt.
Bauteilprüfverfahren nach Anspruch 27, wobei die Rückabbildungsfunktion eine ausgewählte Funktion mehrerer vordefinierter Funktionen ist.
Bauteilprüfverfahren nach Anspruch 27, wobei die Rückabbildungsfunktion an das Halbleiterbauelement durch Einstellen mindestens eines funktionellen Parameters angepasst wird.
Bauteilprüfverfahren nach Anspruch 20, wobei das Abbilden von Daten des Halbleiterbauelementausgangsdatenraumes auf Stimulusdaten umfasst: Bestimmen eines Satzes an Daten in den verfügbaren Ergebnisdatenraum; Abbilden des Satzes an Daten in den verfügbaren Stimulusdatenraum; und Steuern der Erzeugung von Stimulusdaten entsprechend jenem Teil des verfügbaren Stimulusdatenraumes, in den der Satz an Daten abgebildet wurde.
Bauteilprüfverfahren nach Anspruch 20, wobei die Stimulusdatenerzeugung in einer ersten Bauteilprüfphase so gesteuert wird, um unbeschränkte Stimulusdaten zu erzeugen, und in einer zweiten Bauteilprüfphase, die sich an den Datenabbildungsprozess anschließt, so gesteuert wird, um Stimulusdaten lediglich innerhalb des Satzes an Stimulusdaten zu erzeugen.
Bauteilprüfverfahren nach Anspruch 20, wobei der Satz an Stimulusdaten so bestimmt wird, um das Halbleiterbauelement zu veranlassen, unzulässige Ausgangsdaten zu erzeugen.
Bauteilprüfverfahren nach Anspruch 20, wobei die Stimulusdaten für die weitere Prüfung außerhalb des Satzes an Stimulusdaten erzeugt werden.
Bauteilprüfverfahren nach Anspruch 20, wobei das Abbilden von Daten des Halbleiterbauelementausgangsdatenraumes auf Stimulusdaten und das Bestimmen eines Satzes an Stimulusdaten in einer ersten Phase ausgeführt wird, und wobei die Bauteilprüfung in einer zweiten Phase ausgeführt wird, wobei die bestimmten Stimulusdaten verwendet werden.
Bauteilprüfverfahren nach Anspruch 35, wobei eine iterative Verfeinerungsprozedur (600, 610, 620, 650) in der ersten Phase ausgeführt wird, um die Abbildung von Daten des Halbleiterbauelementausgangsdatenraumes auf Stimulusdaten zu optimieren.
Bauteilprüfverfahren nach Anspruch 36, wobei die Bauteilprüfung in der zweiten Phase in einer nicht iterativen Weise ausgeführt wird.
Bauteilprüfverfahren nach Anspruch 20, wobei die Daten in dem Halbleiterbauelementausgangsdatenraum vordefiniert sind.
Computerlesbares Medium mit darin gespeicherten Instruktionen, die, wenn sie von einem Prozessor ausgeführt werden, den Prozessor veranlassen, ein Halbleiterbauelement gemäß dem Bauteilprüfverfahren nach Anspruch 20 zu prüfen.