JP3398755B2 - Icテスタの電流測定装置 - Google Patents

Icテスタの電流測定装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被試験用半導体
(以下DUTと称する)特にCMOS・ICの電源電流
測定の良否判定を簡単にかつ高速に行うICテスタの電
流測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ICをテストシステムでテストするため
には、個々のICの機能、性能に合わせたテストプログ
ラムが必要で、このテストプログラムはいかなる組み合
わせ、使用条件においても所定の機能・性能が、100
%保証できることが要求される。しかし、現実にはこれ
ら100%を目指せば、テスト時間は膨大なものとな
り、経済的に引き合わない。そのため、不良検出率とテ
スト時間との妥協点を見いだし、テストされている。I
Cの規模が大きくなるに従って、テストプログラムは作
成とデバッグの時間が膨大になり、コンピュータを用い
た設計(CAD)によって作成されることが多い。
【0003】最近のCMOS・ICでは高集積化が進
み、チップ内ゲート数が大規模化してDUTの良否判定
用のCADによるテスト・パターンでは、1と0の単一
縮退故障を欠陥の対象としているため、DUTの短絡故
障や開放故障の発見を困難にしている。
【0004】DUTの静止電源電流(CMOS・ICの
静止電源電流を以下Iddqと称する)Iddqを測定
することが、短絡故障と開放故障を発見する有効な手段
であることは以前より知られていた。グランドと電源に
着目してDUTのIddqとダイナミック電源電流(以
下Iddpと称する)とを電圧印加電流測定回路(例え
ば、特願平6−156699号公報参照)においてテス
ト・パターンと同期して電源電流を測定し、比較部に設
定したハイ/ロウ比較値を基準にして正常、異常を判定
し故障検出率を高めて、出荷後のDUTの不良率を低減
させている。
【0005】DUTの静止電源電流を測定するIddq
測定回路とダイナミック電源電流を測定するIddp測
定回路の電流測定値を比較判定して記憶するICテスタ
の電流測定装置のブロック図について説明する。図4に
ICテスタの電流測定装置のブロック図を、タイミング
チャートを図5に示す。電圧印加電流測定回路10と比
較部30と測定値判定値メモリ回路40によって構成さ
れ、DUTの入出力ピンに対するインタフェースとして
使用しているピンエレクトロニク部20よりDUTの各
ピンは規定の電圧やテスト・パターンが与えられ、DU
Tの電源電流は電圧印加電流測定回路10から供給され
る。電圧印加電流測定回路10はIddp測定回路13
とIddq測定回路14で測定され、測定レンジ測定の
切替え回路15はテスト・プログラムで切替えられ測定
された電流測定値は比較部30と測定値判定値メモリ回
路40に入力される。
【0006】上記の電流測定値はテスト周期毎に比較部
30に設定された基準値と比較される、比較部30には
ハイ側/ロウ側の比較値を設定して電流測定値と比較を
する。 比較設定値を基準にロウ側はロウ側比較値32
にハイ側はハイ側比較値34に設定されロウ側比較器3
1とハイ側比較器33によって判定され、測定値判定値
メモリ回路40に記録される。ロウ側判定値とハイ側判
定値は測定値判定値メモリ回路40に記録される。
【0007】比較設定値を基準に例えば10マイクロア
ンペアを設定値とすると10マイクロアペア以下が全て
正常と判定したならば、DUTの回路が断線して電流が
流れない状態を正常と判定することを避けねばならない
ためハイ側比較値34とハイ側比較器33はハイ側をロ
ウ側比較値32とロウ側比較器31はロウ側を担当し
て、電流が0で有るならば異常と判定する機能を有し
て、アドレス毎に正常と異常を正確に判定している。
【0008】Iddq測定回路やIddp測定回路の電
流測定値は例えば、各周期毎の静止電源電流(Idd
q)は小さな100マイクロアンペア以下の電流が流
れ、ダイナミック電源電流(Iddp)は数100ミリ
アンペアが流れる。DUTのIddqとIddpの電流
値は桁違いに異なるため、一個のDUTを測定するため
には、ハイ/ロウ比較値の基準値の設定を変え、設定回
数だけテストを行うことになる、それはIddqを測定
して、その後Iddpを測定するので2回以上テストを
行うことになる。
【0009】図5のタイミングチャートを説明する。I
ddqを比較する場合には、ハイ/ロウ比較値の基準値
の設定を行って、アドレス毎にIddqを比較する、例
えばアドレスcのときはレンジが異なるのでIddpの
比較は行わないテスト・パターンを作製する必要があっ
た。同じIddqの測定であってもレンジが異なれば例
えばアドレスeは判定を行わないテスト・パターンを作
製する必要があった。次にIddpの測定を行う場合
は、Iddpのハイ/ロウ比較値の基準値の設定を行っ
て、アドレス毎にIddpを比較する、Iddqの比較
を行わない箇所は判定を行わないテスト・パターンを作
製する必要があった。
【0010】大規模LSIのテストパターンは人間では
予測仕切れない、どのレベルが正常で有るかを把握する
ことが大変困難である。それは従来からのテストパター
ンの期待値の組み合わせの数は数十万とか百万とかの組
み合わせとなるためCADから持ってきた。その所要時
間は例えばテスト周期が10マイクロセカンドでテスト
・パターンが10万パターンの場合は、10マイクロセ
カンド×10万パターン=1秒間を必要とし、大規模L
SIを量産する上で検査工数の問題となった。
【0011】測定レンジが異なるアドレスでは測定しな
いというマスクを設け、いずれか都合の良い区分より測
定を行ったので、少なくとも2回測定しなくてはならな
かった、これは大規模LSIを量産する上で検査工数の
問題となった。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上記の説明のように、
IddqとIddpはレンジを切替えないと測定出来な
いため、少なくとも2回測定するので測定時間が膨大と
なり、多量のDUTをテストする場合の障害となってい
る。昨今は益々DUTの集積度が向上して、大規模な集
積回路となり、その良否判定基準値はCADを使用しシ
ュミレーション等によって得られた基準値に頼る以外に
手段がなく、その基準値設定に膨大な工数を必要とし
た。
【0013】本発明の目的は、大きな電流を測定するI
ddp測定回路と、小さな電流を測定するIddq測定
回路において、前記両測定回路の何れかに切替えをする
ことなく何れかの電流を測定して判定可能とする電圧印
加電流測定回路を実現し、また、ロウ/ハイ比較値を外
部からの設定は当然のことながら、良品デバイスからも
簡単に読み込めて基準値に一定の値を補正加算して設定
できるICテスタの電流測定装置を提供しようとするも
のである。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のICテスタの電流測定装置は、大きな電流
を測定するIddp測定回路と、小さな電流を測定する
Iddq測定回路をリアルタイムに加算してダイナミッ
クレンジを拡大するための手段としての加算器と、その
出力を基準値メモリ回路と測定値メモリ回路を設けて、
別々に保存を可能とする手段として基準値測定値選択回
路を設けた。
【0015】良否判定の基準値を良品デバイスの電流測
定値やシュミレーション等で得られた値を外部から入力
された値で予め設定でき保存する手段として基準値メモ
リ回路をもうけた。その基準値メモリ回路からの出力に
一定の値を補正加算可能な手段として、ロウ側定量加算
回路とハイ側定量加算回路を設け、良否判定結果を保存
して後から読みだせる手段として判定値メモリ回路を設
けた。
【0016】
【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の形態を実
施例と共に詳細に説明する。
【0017】
【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図1はICテスタの電流測定装置のブロック図で、図2
はタイミングチャートを示す。DUTの入出力ピンに対
するインタフェースとして使用しているピンエレクトロ
ニクス部200よりDUTの各ピンは規定の電圧やテス
ト・パターンが与えられ、DUTの電源電流は電圧印加
電流測定回路100から供給される。大きい電源電流を
測定するIddp測定回路130で測定した電源電流I
ddpと小さい電源電流を測定するIddq測定回路1
40で測定した電源電流Iddqをリアルタイムに加算
(IddpをBとして、IddqをAとしてA+Bを行
う)してダイナミックレンジを拡大する加算器70と、
その出力を基準値メモリ回路71と測定値メモリ回路7
2に入力する、レジスタからなる基準値測定選択回路7
3によって基準値メモリ回路71と測定値メモリ回路7
2に別々に保存させる。
【0018】比較基準値を外部からの設定値や良品判定
の基準となる良品デバイスの電源電流測定結果を基準値
として取り込み、保存を行うことのできる機能を有した
基準値メモリ回路71を設けた。基準値メモリ回路71
の出力に一定の値を加算し比較値として用いるため基準
値に補正加算可能な機能を有したロウ側定量値加算回路
74とハイ側定量値加算回路75を設けた。従来からな
るロウ側比較器310とハイ側比較器330による比較
判定結果を判定値メモリ回路50に入力する。良否判定
結果を保存できて、あとから読みだせる判定値メモリ回
路50を設けた。
【0019】図2(A)のタイミングチャートは良品の
基準となるCMOSデバイスの電源電流を図1の基準値
メモリ回路71に設定して、一定値をロウ側/ハイ側定
量加算回路74、75で加算し、基準値を設定した例で
ある。良品の基準となるCMOSデバイスの電源電流を
基準に一定の値を加算し比較基準に一定の補正がされた
基準値を示している。図2(A)のハイ比較値、ロウ比
較値は次式で求める。 ハイ比較値=良品の電流測定値×1.0+オフセット値 ロウ比較値=良品の電流測定値×0+(マイナス・オフ
セット値)
【0020】図3にロウ側/ハイ側定量加算回路74、
75のブロック図を示す。基準値メモリ回路71からの
判定基準値に一定量の加算補正を行うロウ側定量値加算
回路74とハイ側定量値加算回路75の構成を説明す
る。ロウ側定量加算回路74は基準値メモリ回路71の
出力と、外部より係数を入力して保存するレジスタ74
1の出力とを入力して演算する演算回路743の出力と、
外部より固定値を入力して保存するレジスタ742の出
力とを入力して加算する加算回路744より構成され、
加算回路744で加算した出力を次段の測定結果と基準
値とを比較判定するロウ側比較器310に入力する。ハ
イ側定量加算回路75は基準値メモリ回路71の出力
と、外部より係数を入力して保存するレジスタ751
出力とを入力して演算する演算回路753の出力と、 外
部より固定値を入力して保存するレジスタ752の出力
とを入力して加算する加算回路754より構成され、加
算回路754で加算した出力を次段の測定結果と基準値
とを比較判定するハイ側比較器330に入力する。アド
レス毎の電源電流の比較基準値は基準値メモリ回路71
からの出力にロウ側/ハイ側定量加算回路74、75で
一定の値を加算された基準値とする。基準値は次式で求
める。 基準値=固定値+基準値×係数
【0021】図2(B)のタイミングチャートは上記判
定値を基準にアドレス毎に電源電流値を判定する。例え
ばアドレス11のIddqは基準値より下方に測定値が
あり良品と判定、アドレス13のIddpは基準値より
下方に測定値があり良品と判定、アドレス14のIdd
qは基準値より上方にあるので異常と判定する。
【0022】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、下記に記載されるような効果を奏する。I
ddqとIddpの測定レンジを測定の切り換える必要
がなくなったので、測定時間が半減した。シュミレーシ
ヨン結果から得られた良品判定値を基準値として基準値
メモリ回路に記録できる他、良品と判明しているデバイ
スの電源電流値を良品判定値用基準値として使用できる
ようになったので判定基準値を作製する膨大な工数を省
略することができた。従って、本発明は非常に有用であ
り、その技術的効果もさることながら、経済的効果も非
常に大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるICテスタの電流測定
装置のブロック図である。
【図2】本発明の一実施例によるICテスタの電流測定
装置のタイミングチャートである。
【図3】本発明の一実施例によるICテスタの電流測定
装置のロウ側/ハイ側定量値加算回路部分のブロック図
である。
【図4】従来の技術によるICテスタの電流測定装置の
ブロック図である。
【図5】従来の技術によるICテスタの電流測定装置の
タイミングチャートである。
【符号の説明】
10、100 電圧印加電流測定回路 13、130 Iddp測定回路 14、140 Iddq測定回路 15 切替え回路 20、200 ピンエレクトロニクス部 30 比較部 31、310 ロウ側比較器 32 ロウ側比較値 33、330 ハイ側比較器 34 ハイ側比較値 40 測定値判定値メモリ回路 50 判定値メモリ回路 70 加算器 71 基準値メモリ回路 72 測定値メモリ回路 73 基準値測定値選択回路 74 ロウ側定量値加算回路 75 ハイ側定量値加算回路 741、751 レジスタ 742、752 演算回路 743、753 レジスタ 744、754 加算回路

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ピンエレクトロニクス部(200)より
    DUTの各ピンに規定の電圧やテスト・パターンが与え
    られ、DUTの電源電流は電圧印加電流測定回路(10
    0)から供給され、大きなダイナミック電源電流を測定
    するIddp測定回路(130)と小さな静止電源電流
    を測定するIddq測定回路(140)を有した電圧印
    加電流測定回路(100)と測定結果と基準値とを比較
    判定するロウ側比較器(310)とハイ側比較器(33
    0)とを有したICテスタの電流測定装置において、 Iddp測定値とIddq測定値を加算してダイナミ
    ックレンジを拡大した加算測定値を出力する加算器(7
    0)と、 外部からの基準値入力や良品デバイスの測定値を基準値
    として保存する基準値メモリ回路(71)と、 加算測定値を保存する測定値メモリ回路(72)と、 基準値メモリ回路(71)からの判定基準値に一定量の
    加算補正をしたロウ比較値を求めるロウ側定量値加算回
    路(74)と、基準値メモリ回路(71)からの判定基準値に一定量の
    加算補正をしたハイ比較値を求める ハイ側定量値加算回
    路(75)と、測定値メモリ回路(72)から読み出した加算測定値と
    ロウ比較値とを比較して判定した比較判定結果を出力す
    るロウ側比較器(310)と、 測定値メモリ回路(72)から読み出した加算測定値と
    ハイ比較値とを比較して判定した比較判定結果を出力す
    るハイ側比較器(330)と、 ハイ側比較器(330)とロウ側比較器(310)から
    比較判定結果を保存る判定値メモリ回路(50)
    と、 を具備することを特徴とするICテスタの電流測定装
    置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のロウ側定量値加算回路
    、 外部より係数を入力して保存する第1レジスタ(741)
    と、第1 レジスタ(741)の出力と、基準値メモリ回路
    (71)の出力とを受け て乗算する第1演算回路(74
    3)と、 外部より固定値を入力して保存する第2レジスタ(74
    2)の出力と、第1演算回路(743)の出力とを受けて
    加算したロウ比較値を出力する第1加算回路(744)
    と、 を具備したICテスタの電流測定装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のハイ側定量値加算回路
    、 外部より係数を入力して保存する第3レジスタ(75
    1)と、第3 レジスタ(751)の出力と、基準値メモリ回路
    (71)の出力とを受けて乗算する第2演算回路(75
    3)と、 外部より固定値を入力して保存する第4レジスタ(75
    2)の出力と、第2演算回路(753)の出力とを受けて
    加算したハイ比較値を出力する第2加算回路(754)
    と、 を具備したICテスタの電流測定装置。
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