JP2002544489A - 伝送路損失補償を備えたドライバ - Google Patents
伝送路損失補償を備えたドライバInfo
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Abstract
Description
置に関し、更に特定すれば、半導体デバイスを検査する半導体テスタにおいて用
い、損失補償回路を有するドライバに関する。発明の背景 自動試験装置は、半導体デバイスの製造プロセスにおいて重要な役割を担うこ
とが多い。この装置は、多くの場合「テスタ」と呼ばれており、ウエハ・レベル
およびパッケージ・レベルにおいてデバイスの動作環境をシミュレートするもの
である。種々の条件の下で各半導体デバイスの動作性を検証することによって、
製造業者は、高い歩留まりを実現し、その結果信頼性向上を顧客に対して実現す
ることができる。これが、半導体製造業者にとって収益向上につながることは、
予期できないことではない。
を実行するコンピュータ・ワークステーションを含む。このソフトウエアは、半
導体デバイスを駆動する試験ベクトル即ち波形の信号パラメータを制御する。典
型的に、パターン発生器が波形を生成し、一般にピン電子機器(pin ele
ctronics)と呼ばれている電子回路に信号を導出する。
DUT(非試験デバイス)の1つ以上のピンとの間で信号を導く。ピン電子機器
は、いくつかのテスタ機能を実行し、一般に、パターン発生器およびDUT間の
信号インターフェースとして動作する。重要度が高い機能の1つに、伝送経路に
沿って(DUT)のピンまで波形を駆動(ドライブ)することが含まれる。
ドライバは、集積回路内で用いられるバッファ増幅器10を含み、該増幅器は高
クランプ12および低クランプ14をそれぞれ含む。これらは高VH電圧レベル
および低VL電圧レベルをそれぞれ生成する。スイッチ16が、試験コントロー
ラによって制御される、予めプログラムされたタイミング方式にしたがって、電
圧クランプ間でバッファ出力を選択的に結合する。各クランプ間の切り換えによ
って、実質的に方形波状の信号18を形成し、信号経路20に沿ってDUT(図
示せず)に伝達する。
タイミング精度に関係するものがある。ギガヘルツ範囲に近い周波数では、ドラ
イバ出力から駆動される信号は、伝送路に沿ったインピーダンス不整合によって
生ずる損失を受けることが多い。図2は、影響を受けた波形を示し、22が元の
エッジ立ち上がり時間であり、24が表皮効果インピーンダンスおよび誘電損失
による劣化を受けた後の立ち上がり時間である。高周波試験は、DUTを適切に
検査するために正確なタイミング・パラメータを必要とするので、エッジの立ち
上がり時間およびパルス形状、したがってタイミング精度に影響を及ぼす損失は
、半導体製造業者には容認できない場合が多い。
全性を最大限高めるために、半導体テスタ・チャネルにおいて用いるドライバが
求められているが、これまで実現することはできなかった。本発明のドライバは
、この要望を満たすものである。発明の概要 本発明のドライバは、予備補償回路を用いて波形を発生し、損失性伝送路に沿
って伝搬した後に、最初にプログラムされた信号の形態が得られるようにする。
これによって、DUTの入力ピンにおいて、比較的高い周波数で伝搬するエッジ
のタイミングを高精度化することが可能となる。
での損失性伝送路に沿って、決定論的波形(deterministic wa
veform)を印加するドライバを備えている。このドライバは、出力ノード
にほぼ方形波状の信号を生成する信号発生器と、出力ノードに結合され、方形波
信号を変形し、予測される損失性経路に沿った損失を予め補償するインジェクタ
(注入器)とを含む。
ために、半導体テスタに用いるチャネル・カードを備える。チャネル・カードは
、フォーマッタと、被試験デバイスに結合された入力およびフォーマッタに接続
する出力を有する比較器とを含む。チャネル・カードは、更に、フォーマッタに
結合された入力と、損失性伝送路を介して被試験デバイスに接続された出力とを
有する。ドライバは、ほぼ方形波状の信号を出力ノードに生成する信号発生器と
、出力ノードに結合され方形波を変形して、予測される損失性経路に沿った損失
を予め補償する注入器とを含む。
験デバイスまで駆動波形を印加する方法を備える。この方法は、第1クランプ信
号レベルを確立するステップと、ドライバ出力を第1クランプ信号レベルに切り
換えるステップと、出力ノードにエネルギを注入して第1クランプ信号レベルを
変更し、損失性信号路に沿ったクランプ信号に対する損失を補償するステップと
を含む。
ら明白となるであろう。発明の詳細な説明 これより図3を参照すると、全体として30で示す本発明の一実施形態による
テスタは、試験ヘッド40に結合されている試験コントローラ32を含む。試験
ヘッドは、複数のピン電子部品チャネル・カード42を含み、これらはドライバ
50を用いて、ロードボード(loadboard)48上に実装されている各
DUT45に試験波形を印加する。ドライバは、エッジ・タイミングの精度が非
常に高い高周波信号をDUTに送出する、予備補償回路60(図4)を含む。
御するコンピュータ・ワークステーション(図示せず)を含む。パターン発生器
は、好ましくは、アルゴリズムによって得た試験信号を生成してDUTに印加し
、パターン・バス36に沿って信号を供給(給電)する。パターン・バスは、試
験ヘッド40に結合する複数の並列パターン・ソースを形成するように広がって
いる。また、試験コントローラは、エラー・プロセッサ38も含み、テスタが捕
捉した信号を分析して、試験結果を判定する。
つ以上の信号経路またはチャネルを規定する。カードは、回路ボード(図示せず
)を備え、フォーマッタ44、1つまたは複数のドライバ50、および1つまた
は複数の比較器(コンパレータ)46の機能を実行する特定用途集積回路(AS
ICS)が実装されている。チャネル・カードは、プローブ(ウエハ・レベル試
験のため。図示せず)またはロードボード48への接続部(パッケージ化したデ
バイスの試験のため)を含む、損失性伝送路47を介して、DUT45のピンに
インターフェースする。
続、そして更に重要なことに、表皮効果および誘電損として知られている現象が
全て、試験波形が伝送路47に沿って伝搬する際に、信号の損失の一因となるこ
とを確認した。
によるドライバは、AB級デバイスとして動作するように構成されたバッファ増
幅器52を備えている。当技術分野では公知であるが、AB級ドライバは、「プ
ッシュ・プル」動作の一形態を採用しているが、完全にはオフにならない。ドラ
イバ出力は、ある量の電流を常時生成しデバイスをアクティブに保持する状態を
維持する。
および低電圧クランプ56をそれぞれ用い、高電圧レベルVHおよび低電圧レベ
ルVLをそれぞれ生成する。スイッチ58が、試験信号の所望の波形パラメータ
に応じて、これらクランプ間でドライバ出力を選択的に結合する。高電圧クラン
プおよび低電圧クランプを交互に発生することにより、スイッチはほぼ方形波状
の信号を生成する。
好ましくは電流注入器60の形態で、予備補償回路を組み込んでいる。注入器は
、抵抗R1およびコンデンサC1によって規定される直列接続外部RC回路網、
ならびにドライバ出力およびRC回路網間に配置された注入バッファ増幅器62
を備えるフィードバック経路を含む。注入器の出力は、加算ノード(SUM)6
4に結合し、信号発生器が生成する方形波信号および注入信号を加算し、予備補
償波形66を形成する。
よびデータ情報(メモリ・デバイスのために)を複数のチャネル・カード42に
供給する。すると、チャネル・カード42はパターンをフォーマット化し、DU
Tに印加するために容認可能な信号を形成する。ドライバ50は、フォーマット
化ベクトル信号に応答して、最初に電圧クランプ54および56をそれぞれ切り
替えることによって、ほぼ方形波状の信号を発生する。
びC1によって規定されるRC回路を活性化する。瞬時電流が生成され、加算ノ
ード64に注入され、その後の波形の先端および後端の立ち上がりおよび立ち下
がり時間を変更する。図5は、結果としてドライバの出力において発生する波形
70を示す。
れた信号を劣化させる。信号がDUTピンに到達するときには、損失のために波
形は、元来プログラムされた方形波形状に類似した信号72(図4)に変形する
。ドライバにおける予備補償がなければ、DUTにおいて受け取られる信号は、
74に示すものと同様となるであろう(図5の破線)。
渡時定数を変更するだけで予備補償量を調節する手段を備えると便利である。注
入信号の期間、即ち、時定数は、R1およびC1の積に比例し、一方注入信号の
大きさはR1の値と逆に変化する。
に重要なのは、DUTピンが受け取る波形エッジのタイミング精度およびパルス
形状における劇的な改善を達成するためにドライバが用いる予備補償機能である
。これによって、半導体製造業者が求める必要精度要件を維持しつつ、テスタの
許容動作周波数パラメータの拡大を可能にする。
したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形態および詳細におい
て種々の変更が可能であることは、当業者には理解されよう。例えば、本発明は
AB級ドライバに関してこれまで説明してきたが、本発明は他の等級のドライバ
にも同様に適用可能であることは理解されよう。
略図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 損失性伝送路に沿って被試験デバイスに決定論的波形を印加
するドライバであって、 出力ノードにほぼ方形波状の信号を生成する信号発生器と、 前記出力ノードに結合され、前記方形波信号を変形し、前記損失性経路に沿っ
た予測される損失を予め補償する注入器と、 を含むドライバ。 - 【請求項2】 請求項1記載のドライバにおいて、前記信号発生器が、 第1信号レベルを設定する第1クランプ回路と、 第2信号レベルを発生する第2クランプ回路と、 前記第1および第2クランプ回路に結合され、前記第1および第2信号レベル
を前記出力ノードに選択的に通過させるように動作する出力スイッチと、 を備えるドライバ。 - 【請求項3】 請求項1記載のドライバにおいて、前記注入器が、 前記出力ノードに結合されている出力サンプラと、 前記出力サンプラに結合され、前記出力サンプラによってサンプリングされた
信号に基づいて、補償信号を発生するRC回路網と、 を備えるドライバ。 - 【請求項4】 請求項3記載のドライバにおいて、前記補償信号が、前記ほ
ぼ方形波状の信号の一部を変形する注入電流から成るドライバ。 - 【請求項5】 半導体テスタにおいて用い、被試験デバイスとの間で信号を
駆動および捕捉するチャネル・カードであって、 フォーマッタと、 前記被試験デバイスに結合された入力、および前記フォーマッタに給電する出
力を有する比較器と、 前記フォーマッタに結合された入力、および損失性伝送路を介して前記被試験
デバイスに接続された出力を有するドライバと、 を含み、前記ドライバが、 出力ノードにほぼ方形波状の信号を生成する信号発生器と、 前記出力ノードに結合され、前記方形波信号を変形し、前記損失性経路に沿っ
た予測される損失を予め補償する注入器と、 を含むチャネル・カード。 - 【請求項6】 請求項5記載のチャネル・カードにおいて、前記信号発生器
が、 第1信号レベルを設定する第1クランプ回路と、 第2信号レベルを発生する第2クランプ回路と、 前記第1および第2クランプ回路に結合され、前記第1および第2信号レベル
を前記出力ノードに選択的に通過させるように動作する出力スイッチと、 を備えるチャネル・カード。 - 【請求項7】 請求項5記載のチャネル・カードにおいて、前記注入器が、 前記出力ノードに結合される出力サンプラと、 前記出力サンプラに結合され、前記出力サンプラによってサンプリングされた
信号に基づいて、補償信号を発生するRC回路網と、 を備えるチャネル・カード。 - 【請求項8】 ドライバ出力から損失性信号経路に沿って被試験デバイスに
駆動波形を印加する方法であって、 第1クランプ信号レベルを確立するステップと、 前記ドライバ出力を前記第1クランプ信号レベルに切り換えるステップと、 前記出力ノードにエネルギを注入し、前記第1クランプ信号レベルを変更し、
前記損失性信号経路に沿った前記クランプ信号レベルに対する損失を補償するス
テップと、 を含む方法。 - 【請求項9】 請求項8記載の方法において、前記注入するステップが、 前記ドライバ出力において前記信号をサンプリングするステップと、 前記出力ノードにおいて、前記サンプリング・ステップにおいてサンプリング
された信号に応じたレベルで、前記エネルギを供給するするステップと、 を含む方法。
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