JP2007205813A - 半導体試験装置用デバイス電源システムおよび電圧補正データ生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 余分な電流を消費することなく試験対象の半導体デバイスの電源電圧の変動を抑えることのできる半導体試験装置用デバイス電源システムおよび電圧補正データ生成方法を提供する。
【解決手段】 半導体装置用デバイス電源システム１は、試験データの指定に基づいて試験対象半導体デバイス１００へ与えるテストパターンを生成するテストパターン生成装置２と、テストパターン生成装置２により生成されたテストパターンによる試験の実行に伴って試験対象半導体デバイス１００に生じると予想される電源電圧の変動を抑制する補正電圧を生成する補正電圧生成装置３Ａと、試験データに基づいて生成した所定電圧に、補正電圧生成装置３Ａにより生成された補正電圧を加算して、試験対象半導体デバイス１００に与える電源電圧を生成するデバイス電源ユニット４と、を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体試験装置用デバイス電源システムおよび電圧補正データ生成方法に関する。

一般に、半導体試験装置では、試験対象のデバイスに対してデバイス電源ユニットにより所定の電源電圧を供給する。ところが、近年、ＬＳＩの低電圧化あるいは消費電力の増大化が進むに連れ、半導体試験装置による試験中に試験対象のＬＳＩの電源電圧が変動し、ＬＳＩの試験が正確にできないことがある。これは、試験対象のＬＳＩに大きな電流変動があると、デバイス電源ユニットと試験対象のＬＳＩとを結ぶ電源ケーブルを流れる電流も変動し、この電源ケーブルのインダクタンスにより大きな逆起電力が発生することによる。

そこで、このような電源ケーブルのインダクタンスによる電圧の変動を避けるため、試験対象のＬＳＩに大きな電流変動があっても、デバイス電源ユニットの出力電流を一定にし、試験対象のＬＳＩの電源電圧に変動を生じさせないようにした半導体試験装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この半導体試験装置では、試験対象のＬＳＩと並列に負荷電流補正手段を設け、試験対象のＬＳＩに流れる電流が大きいときは負荷電流補正手段に流れる電流を少なくし、試験対象のＬＳＩに流れる電流が小さいときは負荷電流補正手段に流れる電流を多くすることによって、デバイス電源ユニットの出力電流を一定にしようとしている。

しかし、上述の方法では、デバイス電源ユニットは、試験対象のＬＳＩの最大動作電流以上の電流を常に流し続ける必要があり、デバイス電源ユニットの消費電力が増大するという問題が発生する。また、試験対象のＬＳＩに流れる電流が小さい期間が長いときは、ＬＳＩの試験に直接関係しない負荷電流補正手段に電流を流す期間が長くなり、いわば、ＬＳＩの試験にとっては余分な電流を多く消費するという問題が発生する。
特開２００１−４６９２号公報 （第４ページ、図１）

そこで、本発明の目的は、余分な電流を消費することなく試験対象の半導体デバイスの電源電圧の変動を抑えることのできる半導体試験装置用デバイス電源システムおよび電圧補正データ生成方法を提供することにある。

本発明の一態様によれば、試験データに基づいて試験対象の半導体デバイスへ与えるテストパターンを生成するテストパターン生成装置と、前記テストパターンによる試験の進行に従って前記試験対象の半導体デバイスに生じると予想される電源電圧の変動を抑制する補正電圧を生成する補正電圧生成装置と、前記試験データの指定に基づいて生成した所定電圧に、前記テストパターンによる試験の進行に同期して前記補正電圧生成装置により生成された前記補正電圧を加算し、前記試験対象の半導体デバイスに電源電圧として与えるデバイス電源ユニットとを有すること特徴とする半導体試験装置用デバイス電源システムが提供される。

また、本発明の一態様によれば、試験データによる試験対象半導体デバイスの論理シミュレーションを実行し、試験経過時間に対する前記試験対象半導体デバイスの消費電流変動予想データを生成するステップと、前記消費電流変動予想データを解析して、半導体試験装置用デバイス電源システムのデバイス電源ユニットから供給される前記試験対象半導体デバイスの電源電圧の変動を推定し、電源電圧変動データを生成するステップと、前記電源電圧変動データと前記試験データにより指定された所定電圧との差分を抽出し、前記所定電圧に対する変化電圧データを生成するステップと、前記抽出された変化電圧を抑制する補正電圧を生成するステップと、前記補正電圧をアナログ−デジタル変換し、電圧補正データとして出力するステップとを有することを特徴とする電圧補正データ生成方法が提供される。

本発明によれば、試験対象の半導体デバイスに生じると予想される電源電圧の変動を打ち消すように試験対象の半導体デバイスの電源電圧を補正するので、余分な電流を消費することなく試験対象の半導体デバイスの電源電圧の変動を抑制することができる。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る半導体装置用デバイス電源システムの構成の例を示すブロック図である。

本実施例の半導体装置用デバイス電源システム１は、入力された試験データの指定に基づいて試験対象半導体デバイス１００へ与えるテストパターンを生成するテストパターン生成装置２と、テストパターン生成装置２により生成されたテストパターンによる試験の実行に伴って試験対象半導体デバイス１００に生じると予想される電源電圧の変動を抑制する補正電圧を生成する補正電圧生成装置３Ａと、入力された試験データに基づいて生成した所定電圧に、補正電圧生成装置３Ａにより生成された補正電圧を加算して、試験対象半導体デバイス１００に与える電源電圧を生成するデバイス電源ユニット４と、を有する。

補正電圧生成装置３Ａは、与えられたテストパターンに対する試験対象半導体デバイス１００の消費電流の変化を予想して予め作成された電圧補正データを格納する電圧補正データ記憶部３１と、テストパターンのパターン変化のタイミングに同期してテストパターン生成装置２から出力される同期信号に同期して電圧補正データ記憶部３１から電圧補正データを読み出すよう、電圧補正データ記憶部３１からのデータ読み出しタイミングを制御するデータ読み出し制御部３２と、電圧補正データ記憶部３１から読み出された電圧補正データをデジタル−アナログ変換して補正電圧を出力するＤＡ（デジタル−アナログ）変換器３３と、を備える。

デバイス電源ユニット４は、入力された試験データが指定する所定電圧を生成する所定電圧生成部４１と、所定電圧生成部４１により生成された所定電圧に、補正電圧生成装置３Ａにより生成された補正電圧を加算し、試験対象半導体デバイス１００に与える電源電圧を生成する電圧加算部４２と、を備える。

次に、補正電圧生成装置３Ａで用いる電圧補正データの生成方法について説明する。

本実施例で用いる電圧補正データは、試験対象半導体デバイス１００の論理シミュレーション実行時に得られる消費電流の変動予想データを解析することにより生成する。そこで、図２に、電圧補正データを生成するためのシステムの構成の例を機能ブロック図として示す。

論理シミュレータ５１は、試験対象半導体デバイス１００の回路記述データ５２と試験データから生成されるシミュレーション用のテストパターン５３とを用いて論理シミュレーションを実行しながら、テストパターンの変化点ごとの回路内の各ゲートのスイッチング状態の変化に基づいて試験対象半導体デバイス１００の消費電流を計算し、消費電流変動予想データ５４を生成する。

過渡解析部５５は、デバイス電源ユニット４と試験対象半導体デバイス１００間の電源系の等価回路モデル５６を用いた回路動作シミュレーションなどにより消費電流変動予想データ５４を解析し、試験対象半導体デバイス１００の電源端子における電圧の変動を算出し、電圧変動データ５７を生成する。

電圧補正データ生成部５８は、電源電圧変動データ５７と試験データにより指定される所定電圧との差分値を抽出して変化電圧データを生成した後、その変化電圧データの正負を反転させた逆相の変化電圧データを生成し、さらにその逆相の変化電圧データをアナログ−デジタル変換して電圧補正データ５９を出力する。

図３は、図２に示したシステムを用いて電圧補正データを生成する手順を示すフロー図である。以下、図３に示すフローに従って、電圧補正データを生成する手順を説明する。

（ステップＳ０１）まず、論理シミュレータ５１により、試験対象半導体デバイス１００の回路記述データ５２と試験データから生成されるシミュレーション用のテストパターン５３とを用いた論理シミュレーションを実行し、試験対象半導体デバイス１００の消費電流変動予想データ５４を生成する。

（ステップＳ０２）次に、過渡解析部５５により、消費電流変動予想データ５４の解析を行い、試験対象半導体デバイス１００の電源端子における電圧変動データ５７を生成する。

（ステップＳ０３）次に、電圧補正データ生成部５８により、電源電圧変動データ５７と試験データにより指定される所定電圧との差分値を抽出し、変化電圧データを生成する。

（ステップＳ０４）引き続き、電圧補正データ生成部５８により、変化電圧データの正負を反転させた逆相の変化電圧データを生成する。

（ステップＳ０５）さらに、逆相の変化電圧データをアナログ−デジタル変換して電圧補正データ５９を生成する。ここで、電圧補正データ５９において、逆相の変化電圧データは、テストパターンの変化の発生順を示す変化点番号順に配列される。

このようにして生成した電圧補正データ５９を、電圧補正データ記憶部３１に格納しておく。

図４は、半導体装置用デバイス電源システム１の動作の例を示す波形図である。

テストパターン生成装置２は、テストパターンを生成しながら、その変化点ごとに同期信号を出力する。この同期信号を受けて、読み出し制御部３２は、電圧補正データ記憶部３１から電圧補正データを読み出すよう読み出し信号を出力する。このとき、電圧補正データ記憶部３１には、テストパターンの変化点番号順に電圧補正データが格納されているので、読み出し制御部３２から読み出し信号の入力ごとに、電圧補正データ記憶部３１からテストパターンの変化点番号順に電圧補正データを読み出すようにする。

電圧補正データ記憶部３１から読み出された電圧補正データはＤＡ変換器３３によりデジタル−アナログ変換され、補正電圧として補正電圧生成装置３Ａから出力される。したがって、補正電圧生成装置３Ａからは、テストパターンの変化点に同期して補正電圧が出力される。

補正電圧生成装置３Ａから出力された補正電圧は、所定電圧生成部２１から出力される所定電圧と電圧加算部４２により加算される。電圧加算部４２の出力電圧は、試験対象半導体デバイス１００へ電源電圧として与えられる。

この電圧加算部４２の出力電圧に対して、試験対象半導体デバイス１００の電源端子では、テストパターンの変化点における消費電流の変動のため、電圧変動が生じる。

ところが、この電圧変動は、補正電圧生成装置３Ａから出力される補正電圧と正負逆位相である。したがって、この電圧変動は、補正電圧生成装置３Ａから出力される補正電圧によって打ち消される形となる。そのため、試験対象半導体デバイス１００の電源端子における電源電圧には、電圧変動がほとんど生じない。

このような本実施例によれば、試験対象の半導体デバイスに生じると予想される電源電圧の変動をシミュレーションにより予め求めておき、その電源変動を打ち消すように試験対象の半導体デバイスへ与える電源電圧を補正する。そのため、余分な電流を消費することなく、試験対象の半導体デバイスの電源電圧の変動を抑えることができる。

一般に、半導体デバイスの電流特性は、製造のばらつきなどにより、デバイスごとに異なる。そこで、本実施例の半導体装置用デバイス電源システムでは、デバイスごとに異なる電流特性に合わせて補正電圧出力値を調整することのできる補正電圧生成装置を用いる。本実施例の半導体装置用デバイス電源システムの全体構成は実施例１と同じであるので、ここではその説明を割愛する。

図５は、本発明の実施例２に係る半導体装置用デバイス電源システムで用いる補正電圧生成装置の構成の例を示すブロック図である。

本実施例の補正電圧生成装置３Ｂは、図１に示した補正電圧生成装置３Ａに、補正係数データ算出部３４と、ゲイン調整部３５と、を追加したものである。そこで、図１に示したブロックと同一の機能を有するブロックには図１と同一の符号を付し、ここではその説明を省略する。

補正係数算出部３４は、試験対象の半導体デバイスの個体ごとに実行される電源電流試験により測定された、半導体デバイス個体の電源電流測定値と、その半導体デバイスの電源電流標準値との比を算出し、その比を電圧補正データに対するその個体の補正係数として出力する。

ゲイン調整部３５は、補正係数算出部３４から出力された補正係数によりＤＡ変換器３３から出力される補正電圧のゲインを調整する。これにより、本実施例の補正電圧生成装置３Ｂから出力される補正電圧は、試験対象の半導体デバイスの個体ごとの電流特性に応じて、その振幅が調整される。

このような本実施例によれば、試験対象の半導体デバイスの個体ごとの電源電流特性に応じて、補正電圧生成装置から出力する補正電圧の大きさを調整することができる。そのため、試験対象の半導体デバイスの電源電流特性にばらつきがあっても、電源電圧の変動を少なくすることができる。

本発明の実施例１に係る半導体装置用デバイス電源システムの構成の例を示すブロック図。 本発明の実施例１に係る補正電圧生成装置で用いる電圧補正データの生成処理を行うための機能構成の例を示すブロック図。 本発明の実施例１に係る補正電圧生成装置で用いる電圧補正データを生成する手順の例を示すフロー図。 本発明の実施例１に係る半導体装置用デバイス電源システムの動作の例を示す波形図。 本発明の実施例２に係る補正電圧生成装置の構成の例を示すブロック図。

符号の説明

１ 半導体装置用デバイス電源システム
２ テストパターン生成装置
３Ａ、３Ｂ 補正電圧生成装置
３１ 電圧補正データ記憶部
３２ 読み出し制御部
３３ ＤＡ変換器
３４ 補正係数算出部
３５ ゲイン調整部
４ デバイス電源ユニット
４１ 所定電圧生成部
４２ 電圧加算部
５１ 論理シミュレータ
５５ 過渡解析部
５８ 電圧補正データ生成部

Claims (5)

1. 試験データに基づいて試験対象の半導体デバイスへ与えるテストパターンを生成するテストパターン生成装置と、
   前記テストパターンによる試験の進行に従って前記試験対象の半導体デバイスに生じると予想される電源電圧の変動を抑制する補正電圧を生成する補正電圧生成装置と、
   前記試験データの指定に基づいて生成した所定電圧に、前記テストパターンによる試験の進行に同期して前記補正電圧生成装置により生成された前記補正電圧を加算し、前記試験対象の半導体デバイスに電源電圧として与えるデバイス電源ユニットと
   を有すること特徴とする半導体試験装置用デバイス電源システム。
2. 前記補正電圧生成装置は、
   前記試験データに対する前記試験対象の半導体デバイスの消費電流の変化を予想して予め作成された電圧補正データを格納する電圧補正データ記憶手段と、
   前記テストパターン生成装置により生成された前記テストパターンのパターン変化のタイミングに同期して前記電圧補正データ記憶手段から前記電圧補正データを読み出すよう読み出しタイミングを制御するデータ読み出し制御手段と、
   前記電圧補正データ記憶手段から読み出された前記電圧補正データをデジタル−アナログ変換して補正電圧を出力するデジタル−アナログ変換手段と
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の半導体試験装置用デバイス電源システム。
3. 前記補正電圧生成装置は、
   前記試験対象の半導体デバイスの個体ごとの電流特性に応じて補正係数を算出する補正係数算出手段と、
   前記補正係数算出手段により算出された補正係数により前記デジタル−アナログ変換手段から出力される補正電圧のゲインを調整するゲイン調整手段と
   をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の半導体試験装置用デバイス電源システム。
4. 試験データによる試験対象半導体デバイスの論理シミュレーションを実行し、試験経過時間に対する前記試験対象半導体デバイスの消費電流変動予想データを生成するステップと、
   前記消費電流変動予想データを解析して、半導体試験装置用デバイス電源システムのデバイス電源ユニットから供給される前記試験対象半導体デバイスの電源電圧の変動を推定し、電源電圧変動データを生成するステップと、
   前記電源電圧変動データと前記試験データにより指定された所定電圧との差分を抽出し、前記所定電圧に対する変化電圧データを生成するステップと、
   前記抽出された変化電圧を抑制する補正電圧を生成するステップと、
   前記補正電圧をアナログ−デジタル変換し、電圧補正データとして出力するステップと
   を有することを特徴とする電圧補正データ生成方法。
5. 前記試験対象半導体デバイスの個体ごとの電源電流試験を行なうステップと、
   前記電源電流試験により測定された前記個体ごとの電源電流測定値と、前記試験対象半導体デバイスの電源電流標準値との比を算出し、前記電圧補正データを前記個体ごとに補正する補正係数とするステップと
   をさらに有することを特徴とする請求項４に記載の電圧補正データ生成方法。

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