JPH0951024A - 集積回路試験装置 - Google Patents

集積回路試験装置

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JPH0951024A
JPH0951024A JP7203336A JP20333695A JPH0951024A JP H0951024 A JPH0951024 A JP H0951024A JP 7203336 A JP7203336 A JP 7203336A JP 20333695 A JP20333695 A JP 20333695A JP H0951024 A JPH0951024 A JP H0951024A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】チップまたはウェハ上の集積回路を少ないハー
ドウェア構成で高精度に測定する集積回路試験装置を提
供する。 【構成】LSIテスタ(51)の機能の一部または全部
を半導体チップまたはウェハ(72)上に設け、これを
接触材(73)を介して被測定集積回路(74)に電気
的に接触させる。半導体チップまたはウェハ(72)
は、被測定集積回路(74)との相対位置を検出する位
置合わせパッドおよび位置合わせ検出回路を備える。 【効果】試験のために必要な信号をLSIテスタから引
き出す必要がなく、ハードウェアが簡略化される。ま
た、シリコン・テスタ内に接触材または被測定集積回路
の所定の基準パッドと電気的に導通するか否かを判定す
る位置合せパッドを有するので、これによりシリコン・
テスタと被測定集積回路との相対位置を電気的に合わせ
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は集積回路試験装置に関
し、特に、チップまたはウェハの状態で集積回路の動作
を評価するための集積回路試験装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体チップやウェハ上の集積回路を評
価するため、従来の集積回路試験装置は、必要とされる
チップ数および入出力数分の電源、クロック信号、アド
レス信号および入力データを被測定チップまたはウェハ
に供給し、そのチップまたはウェハの出力を判定回路に
より判定するLSIテスタが知られている。
【0003】このLSIテスタに関する公知技術は、例
えば、特開昭62−243335号公報、特開平2−5
6947号公報および特開平2−239641号公報の
それぞれに開示されている。また、このような測定のた
めに、被測定チップまたはウェハに試験用の回路を設け
たものも公知である。
【0004】以下に、このLSIテスタの一例として記
憶素子を測定するメモリ・テスタを例に説明する。
【0005】図8は従来のメモリ・テスタによる被測定
ウェハの測定例を示す。従来のメモリ・テスタは100
MHzで動作するメモリ・テスタ本体51とメモリ・テ
スタ測定ステーション52とを備え、メモリ・テスタ測
定ステーション52にはドライバ・コンパレータ62と
信号ケーブル57が設けられる。被測定ウェハ55はウ
ェハプローバ53上の真空チャク台56に載せられプロ
ーブ・カード54を介して測定される。
【0006】メモリ・テスタによる51被測定ウェハ5
5の測定の際、測定に先達ち、ウェハープローバー53
上の真空チャク台に載せた被測定ウェハ55と、ウェハ
ープローバー53の上面に取り付けられたプローブカー
ド54との接触をとるためその相対位置合せが行われ
る。
【0007】この相対位置合せ方法を模式的に表わした
図7を参照すると、まず被測定ウェハ102を可動支持
治具101上に載せ、ウェハー上の任意のチップの位置
合せマーク106を例えば、レーザー発光可能な位置合
せ装置105を用いてその検出位置座標(X1,Y1)
を検出する。次に、上述の位置合せ装置105を用い
て、基準となるウェハー位置検出パターン104上の位
置合せマーク106′を基準座標(X0,Y0)を検出
する。
【0008】この上記検出位置座標(X1,Y1)と基
準座標(X0,Y0)のX方向の差ΔX=X1−X0お
よびY方向の差ΔY=Y1−Y0を検出しこの差103
が実質的になくなるように可動支持治具を移動して被測
定ウェハ106とウェハ位置検出パターン104の相対
位置合せを行う。
【0009】ブローブーカード(図示してない)も同様
にウェハ位置検出パターン104とその相対位置合せを
行い、図8に示すプローバー53に取り付けたプローブ
カード54と被測定ウェハ55の相対位置合せが行わ
れ、その後電源、信号が印加され導通試験がされて被測
定ウェハーの電気的測定が行われる。
【0010】図9はメモリ・テスタの測定系のブロック
構成を示す。メモリ・テスタ本体51は内には中央処理
装置61を備え、メモリ・テスタ測定ステーション52
内にはドライバ・コンパレータ62を備える。被測定メ
モリ63は信号線64、65および66を介してドライ
バ・コンパレータ62に接続される。ドライバ・コンパ
レータ62は、反転RAS信号および反転CAS信号と
して高精度かつ高速のクロックを信号線64、65を介
して被測定メモリ63に供給し、信号線66を介して試
験データを供給する。ドライバ・コンパレータ62はま
た、被測定メモリ63から信号線66に出力されたデー
タを高精度に判定する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のLSI
テスタでは、被測定集積回路のチップ数および入出力数
に応じてクロック信号、アドレス信号、データその他を
高精度かつ高速に供給および測定する必要があるため、
装置が複雑になり、その制御が困難になるという課題が
あった。例えば、入出力が8ビットの16M−DRAM
を100MHzで16個並列測定することのできるメモ
リ・テスタの制御は技術的に高度になってしまう問題が
あった。
【0012】しかも、被測定ウェハとプローブカードと
の相対位置合せにはそれぞれの位置合せ用のマークを各
々検出し、さらにレーザー発光装置を用いてその位置合
せ作業を行わねばならず、例えば、被測定ウェハーの取
り替え時の作業効率が悪く、さらにレーザー光の光軸を
安定に保つ保守作業の効率も悪イ欠点があった。
【0013】本発明は、このような課題を解決し、チッ
プまたはウェハ上の集積回路を少ないハードウェア構成
で高精度に測定することのできる集積回路試験装置を提
供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の集積回路試験装
置は、基板(チップまたはウェハ)上に形成された被測
定集積回路にその回路が動作するために必要な電源およ
び信号を入力してその出力を測定する試験手段を備えた
集積回路試験装置において、被測定集積回路に接触材を
介して電気的に接触可能な半導体チップまたはウェハを
備え、前記半導体チップまたはウェハは、前記半導体チ
ップまたはウェハの所定の位置に配置され、前記接触材
または前記被測定集積回路の所定の基準パッドと電気的
に導通するか否かを判定する位置合せパッドを有する構
成である。
【0015】また、本発明の集積回路試験装置の前記半
導体チップまたはウェハは、前記位置合せパッドが前記
接触材または前記被測定集積回路の所定の基準パッドと
電気的に導通するか否かを検出する位置合せ検出回路を
有する構成でとすることもできる。
【0016】以下の説明では、半導体としてシリコンを
用いた技術を想定し、試験手段の少なくとも一部が形成
された半導体チップまたはウェハを「シリコン・テス
タ」という。
【0017】このシリコン・テスタには、被測定集積回
路の1個のチップに対する1ビット分のデータからmチ
ップ(mは正の整数)のそれぞれに対してnビット(n
は正の整数)のデータを生成する手段、1枚のウェハに
形成された被測定集積回路をa個のブロック(aは正の
整数)に分割し、そのひとつのブロックを選択して測定
する手段、被測定集積回路のひとつのチップを選択して
測定する手段などを設けることができる。
【0018】
【作用】LSIテスタの機能の一部または全部を半導体
チップまたはウェハ上に設けてシリコン・テスタとし、
これを接触材を介して被測定集積回路に電気的に接触さ
せる。これにより、試験のために必要な信号をすべてL
SIテスタから信号線を介して引き出す必要がなくな
る。特に、多チップ並列で多入出力用の高精度かつ高速
のドライバとコンパレータの機能をシリコン・テスタに
内蔵することで、LSIテスタのハードウェアを簡略化
できる。また、シリコン・テスタ内に接触材または被測
定集積回路の所定の基準パッドと電気的に導通するか否
かを判定する位置合せパッドを有するので、これにより
シリコン・テスタと被測定集積回路との相対位置を電気
的に合わせる。
【0019】
【実施例】図1は本発明の第一の実施例の集積回路試験
装置のシリコン・テスタの構成を示す図であり、ウェハ
・レベルでの実施例を示す。
【0020】図1および図3のそれぞれを参照すると、
この実施例のシリコン・テスタ11は、多チップ/ビッ
ト化制御回路31、ブロックン選択デコーダ32、チッ
プ選択デコーダ33、p倍速制御回路34、P倍速アル
ゴリズム回路35、自己過電流保護回路36、チップ内
テスト回路38、フェイルメモリ回路39、電流制御回
路40、コンパレータ回路41およびオンチップコンデ
ンサ42のそれぞれからなる測定回路12ならびにパッ
ド43ならびに位置合わせ用回路13ならびに位置合わ
せパッド22,23,24,25を備える。
【0021】さらに、位置合わせ用回路13は位置合わ
せ検出回路2,3,4,5を有している。また、図2を
参照すると、位置合わせ検出回路(2〜5)は、位置合
わせパッド(22〜25)の相対位置に対応する座標値
(X0,X1,Y0,Y1)を入力とするNAND14
と、NAND14の出力を受けるMOSトランジスタ1
7と、NAND14の出力の反転を受けるMOSトラン
ジスタ16とを有している。
【0022】再び図3を参照すると、多チップ/ビット
化制御回路31は、メモリ・テスタから供給される1チ
ップの1ビット(または1入出力)分のデータから、デ
コーダ回路および入出力とアドレス用の排他的論理和回
路を用いて、mチップ(mは正の整数)、nビット(n
は正の整数)のデータを生成する。ブロック選択デコー
ダ32は、そのシリコン・テスタがウェハ・レベルで測
定するとき、その被測定ウェハをa個のブロック(aは
正の整数)に分割し、測定対象としてそのひとつのブロ
ックを選択する。チップ選択デコーダ33は、ウェハ・
レベルで測定するとき、被測定ウェハの任意のチップを
選択する。p倍速制御回路34は、メモリ・テスタから
供給されるクロック周波数を位相同期ループを用いてp
倍(pは2以上の整数)にする。p倍速アルゴリズム回
路35は、p倍速制御回路34が動作するとき、アップ
/ダウン・カウンタとラッチ回路とにより、メモリ・テ
スタからは供給されないp倍速動作の第2サイクル以降
のテスト・パターンを発生する。自己過電流保護回路3
6は、定格を超える過電流が流れるチップに対し、リセ
ット機能を有するフリップフロップを用いて、電流供給
を停止する。位置合わせ用回路37は、シリコン・テス
タのパッドと被測定チップのパッドとの位置合わせを行
うことができるように、被測定チップの任意のパッドに
対して配置されたb個(bは正の整数)パッドに、信号
切替回路を介してメモリ・テスタからの直流信号を供給
する。チップ内テスト回路38は、被測定チップの一部
の機能に相当するダミー・チップ回路を内蔵し、そのダ
ミー・チップ回路を測定することで、そのメモリ・テス
タの動作を自己診断する。フェイルメモリ回路39は、
被測定チップの測定結果が不良の場合に、その不良内容
をフリップ・フロップ回路により保持する。電流制御回
路40は、ウェハ・レベルで被測定ウェハを多チップ並
列測定する場合に、メモリ・テスタからのクロック周波
数を分周回路により1/c(cは2以上の整数)に分周
して低速化するか、またはその被測定ウェハを任意のブ
ロックに分割して順次そのブロックを選択することによ
り、電流を制御する。コンパレータ回路41は、被測定
チップの測定結果を判定する。オンチップコンデンサ4
2は被測定チップとの間のバイパスコンデンサとして動
作する。
【0023】以上の各回路はすべてシリコン・テスタ上
に備えられる必要はなく、例えばチップ単位で測定する
場合にはそのいくつかの回路は省略可能である。
【0024】図4は図3に示したシリコン・テスタの動
作を説明するタイミング図である。メモリ・テスタから
の40ns(時刻t1〜t5)の測定周期のうち時刻t
1〜t2の10nsの間に各信号がセットされると、p
倍速制御回路34およびp倍速アルゴリズム回路35
は、位相同期ループ、アップ/ダウン・カウンタおよび
ラッチ回路により、時刻t1〜t2の各波形をコピー
し、時刻t2〜t3、時刻t3〜t4、時刻t4〜t5
でコピー波形を生成して出力する。時刻t1〜t2はマ
ーキングのインクリメントのリード「H」の部分であ
り、時刻t2〜t3のライト「L」、時刻t3〜t4の
アドレス〔A+1〕番地のリード「H」、および時刻t
4〜t5のライト「L」の各信号の「L」レベルと
「H」レベルとの間の変更およびアドレスの変更はp倍
速アルゴリズム回路35により行われ、各信号の「H」
レベルから「L」レベルまたは「L」レベルから「H」
レベルへの遷移点の時刻の設定はp倍速制御回路34に
より行われる。
【0025】図5は本発明の一実施例のシリコン・テス
タを応用した集積回路試験装置を示す図であり、ウェハ
・レベルでの実施例を示す。この場合には、被測定ウェ
ハ74にその回路が動作するために必要な電源および信
号を入力してその出力を測定するため、25MHzで動
作するメモリ・テスタ51と、1I/Oのみのドライバ
ー62と、信号線ケーブル57と、シリコン・テスタ・
ウェハ72とを備える。 さらに、シリコン・テスタ・
ウェハ72および被測定ウェハ74はそれぞれ別々の測
定治具71に取り付けられ、接触材としての圧電性導電
ゴム73を介して互いに電気的に接続される。シリコン
・テスタ・ウェハ74には試験のための一部または全部
の機能が設けられる。
【0026】次に、この一実施例の動作について説明す
る。この場合には、測定するチップ数が1個ではなく、
被測定ウェハ54の全チップのうちの一部、例えば96
チップ中の16チップとなる。
【0027】この場合、メモリ・テスタ51からシリコ
ン・テスタ・ウェハ72には、1チップの1入力分の信
号が供給される。シリコン・テスタ・ウェハ72では、
多チップ/ビット化制御回路のラッチ回路の排他的論理
和回路とにより16チップ分の8入力データを生成し、
ブロック選択デコーダにより96チップを6ブロックに
分割してその1ブロックの16チップを選択して各信号
を供給する。
【0028】まず被測定ウェハ74が良品の16M−D
RAMチップの場合を例に説明する。この場合、シリコ
ン・テスタ・チップ72から試験のための信号が圧電性
導電ゴム73を介して被測定ウェハ74に供給される。
被測定チップの出力は圧電性導電ゴム73を介してシリ
コン・テスタ・チップ72に伝達され、コンパレータ回
路により良品判定され、信号線ケーブル57を介してメ
モリ・テスタ51に伝達される。
【0029】被測定ウェハ74がマーキング不良の16
M−DRAMチップである場合にも同様に、シリコン・
テスタ・チップ72から試験のための信号が圧電性導電
ゴム53を介して被測定ウェハ54に供給され、被測定
チップの出力が圧電性導電ゴム73を介してシリコン・
テスタ・チップ72に伝達される。このとき、シリコン
・テスタ・チップ72内のコンパレータ回路では、例え
ば期待値が「H」レベルであるところに「L」レベルの
出力が到来するので、その被測定チップが不良品である
と判定し、不良信号が信号線57を介してメモリ・テス
タ51に伝達される。また、その不良結果がフェイル・
メモリ回路にも保持される。
【0030】被測定ウェハ54にスタンバイ時に過電流
が流れる不良がある場合には、そのチップをセットして
電源を印加した時点で、自己過電流保護回路が動作す
る。これにより被測定チップへの電流供給が停止し、ス
タンバイ電流不良品であることがメモリ・テスタに伝達
される。
【0031】次に、再び図1を参照してシリコン・テス
タ・チップ11と被測定ウェハとの相対位置合せについ
て説明する。この場合シリコン・テスタ・チップ11の
位置合せマーク(22〜25)の相対位置に図5に示め
す圧電性導電ゴム73の突起78を合せ込で、シリコン
・テスタ・チップ11と被測定ウェハとの相対位置合せ
を行う。位置合せマーク(22〜25)の信号は配線
(26〜29)により、位置合せ検出回路(2〜5)に
伝達される。
【0032】まず、位置合せ検出回路2は、圧電性導電
ゴム73の突起78と位置合せマーク22とが接触する
と圧電性導電ゴム73の突起78に与えられる電位(例
えば、2ボルト)をMOSトランジスタ16を介してそ
の出力OUTに出力する。また、圧電性導電ゴム73の
突起78と位置合せマーク22とが非接触の場合は、M
OSトランジスタ16がオフし、圧電性導電ゴム73の
突起78に与えられる電位(例えば、2ボルト)の替り
にMOSトランジスタ17を介してその出力OUTに0
ボルト電位を出力する。
【0033】同様に、位置合せ検出回路3は、圧電性導
電ゴム73の突起78と位置合せマーク23とが接触す
ると圧電性導電ゴム73の突起78に与えられる電位
(例えば、2ボルト)を出力する。また、圧電性導電ゴ
ム73の突起78と位置合せマーク23とが非接触の場
合は、圧電性導電ゴム73の突起78に与えられる電位
(例えば、2ボルト)の替りに0ボルト電位を出力す
る。位置合せ検出回路4は、圧電性導電ゴム73の突起
78と位置合せマーク24とが接触すると圧電性導電ゴ
ム73の突起78に与えられる電位(例えば、2ボル
ト)を出力する。また、圧電性導電ゴム73の突起78
と位置合せマーク24とが非接触の場合は、圧電性導電
ゴム73の突起78に与えられる電位(例えば、2ボル
ト)の替りに0ボルト電位を出力する。位置合せ検出回
路5は、圧電性導電ゴム73の突起78と位置合せマー
ク25とが接触すると圧電性導電ゴム73の突起78に
与えられる電位(例えば、2ボルト)を出力する。ま
た、圧電性導電ゴム73の突起78と位置合せマーク2
5とが非接触の場合は、圧電性導電ゴム73の突起78
に与えられる電位(例えば、2ボルト)の替りに0ボル
ト電位を出力する。
【0034】またさらに、これら位置合せ検出回路(2
〜5)の出力の選択は、シリコン・テスタ・チップ11
の位置合せマーク(22〜25)の相対位置に対応する
座標(X0,Y0)および(X1,Y1)に対応した入
力レベルがNAND回路14に入力されてデコードする
ことにって行われる。
【0035】シリコン・テスタ・チップ11と被測定ウ
ェハとの相対位置合せの判定は、圧電性導電ゴム73の
突起78が位置合せマーク(22〜25)のいずれとも
接触しない状態、すなわち、位置合せ検出回路(2〜
5)のすべてが、その出力に0ボルトを検出したとき、
シリコン・テスタ・チップ11と被測定ウェハとの相対
位置合せが完全であると判定する(図6(a))。
【0036】また、図6(b)に示めすように、圧電性
導電ゴム73の突起78が位置合せマーク(22〜2
5)のすべてに接触する状態、すなわち、位置合せ検出
回路(2〜5)のすべてが、その出力に2ボルトを検出
したとき、シリコン・テスタ・チップ11と被測定ウェ
ハとの相対位置合せが完全であると判定する判定基準を
設定できるのは言までもない。
【0037】図3および図4に示したシリコン・テスタ
はウェハ・レベルでの測定を目的としたものであるが、
チップ単位の測定用に修正することも可能である。
【0038】以上の説明では被測定集積回路がDRAM
チップまたはDRAMチップが形成されたウェハの場合
について説明したが、それ以外の集積回路の測定にも本
発明を同様に実施できる。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の集積回路
試験装置は、LSIテスタの機能の少なくとも一部を、
被測定集積回路に接触材を介して電気的に接触可能な半
導体チップまたはウェハからなるシリコン・テスタに設
ける。また、シリコン・テスタ内に接触材または被測定
集積回路の所定の基準パッドと電気的に導通するか否か
を判定する位置合せパッドを有するので、これによりシ
リコン・テスタと被測定集積回路との相対位置を電気的
に合わせることができ、シリコン・テスタ測定系のチェ
クまたは測定精度の確認をLSIのテストに先だって行
うので、LSIテスタの多チップ並列かつ多入出力用の
高精度かつ高速の測定が可能となる。
【0040】本発明では、ドライバおよびコンパレータ
の機能をシリコン・テスタで行うことで、LSIテスタ
本体には1個の1入出力ハードウェアを備えればよく、
しかも25MHz動作で精度良く、機能を簡略化したメ
モリ・テスタを用いて従来と同等の測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の集積回路試験装置の構成を
示す図。
【図2】本発明の一実施例の集積回路試験装置の位置合
わせ回路の構成を示す図。
【図3】シリコン・テスタの構成例を示す図。
【図4】シリコン・テスタの動作を説明するタイミング
図。
【図5】本発明の一実施例の集積回路試験装置の応用の
構成を示す図。
【図6】本発明の一実施例の集積回路試験装置の位置合
わせ基準パッドを示す図。
【図7】従来のメモリ・テスタによる測定例を示す図。
【図8】従来のメモリ・テスタによる他の測定例を示す
図。
【図9】メモリ・テスタの測定系のブロック構成を示す
図。
【符号の説明】
1,51 メモリ・テスタ 2,3,4,5 位置合わせ検出回路 7,57 信号線ケーブル 11 シリコン・テスタ・ウェハ 12 測定回路 13 位置合わせ用回路 21 位置合わせパッド群 22,23,24,25 位置合わせパッド 26,27,28,29 信号線 31 多チップ/ビット化制御回路 32 ブロックン選択デコーダ 33 チップ選択デコーダ 34 p倍速制御回路 35 p倍速アルゴリズム回路 36 自己過電流保護回路 37 位置合わせ用回路 38 チップ内テスト回路 39 フェイルメモリ回路 40 電流制御回路 41 コンパレータ回路 42 オンチップコンデンサ 43 パッド 52 メモリ・テスタ測定ステーション 53 ウェハプローバ 54 プローブ・カード 55 被測定ウェハ 56 真空チャク台56 61 中央処理装置 62 ドライバ・コンパレータ 63 被測定メモリ 64,65,66 信号線 71 固定治具 72 シリコン・テスタ・ウェハ 73,78 圧電性導電ゴム 74 被測定ウェハ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に形成された被測定集積回路にそ
    の回路が動作するために必要な電源および信号を入力し
    てその出力を測定する試験手段を備えた集積回路試験装
    置において、前記被測定集積回路に接触材を介して電気
    的に接触可能で前記試験手段の少なくとも一部が形成さ
    れた半導体チップまたはウェハを備え、 前記半導体チップまたはウェハは、前記半導体チップま
    たはウェハの所定の位置に配置され、前記接触材または
    前記被測定集積回路の所定の基準パッドと電気的に導通
    するか否かを判定する位置合せパッドを有することを特
    徴とする集積回路試験装置。
  2. 【請求項2】 前記半導体チップまたはウェハは、前記
    位置合せパッドが前記接触材または前記被測定集積回路
    の所定の基準パッドと電気的に導通するか否かを検出す
    る位置合せ検出回路を有することを特徴とする請求項1
    記載の集積回路試験装置。
  3. 【請求項3】 前記被測定集積回路は1枚のウェハに複
    数のチップを含み、前記半導体チップまたはウェハに
    は、被測定集積回路の1個のチップに対する1ビット分
    のデータからmチップ(mは正の整数)のそれぞれに対
    してnビット(nは正の整数)のデータを生成する手段
    が設けられた請求項1または2記載の集積回路試験装
    置。
  4. 【請求項4】 前記半導体チップまたはウェハには、1
    枚のウェハに形成された被測定集積回路をa個のブロッ
    ク(aは正の整数)に分割し、そのひとつのブロックを
    選択して測定する手段が設けられた請求項1または2記
    載の集積回路試験装置。
  5. 【請求項5】 前記被測定集積回路は1枚のウェハに複
    数のチップを含み、前記半導体チップまたはウェハに
    は、被測定集積回路のひとつのチップを選択して測定す
    る手段が設けられた請求項1または2記載の集積回路試
    験装置。
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