JPWO2003040739A1 - 半導体デバイス試験装置 - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は同時に複数の被試験半導体デバイスを試験する場合において、各被試験半導体デバイス毎に異なる内容の個別データを同時に書き込むことを可能とした半導体デバイス試験装置に関する。
背景技術
フラッシュメモリ等と呼ばれている不揮発性メモリは各メモリ毎に、例えば製造者名、製品の型番、製造番号などの個別データを記憶させて製品として出荷される。個別データを記憶させるタイミングとしては半導体デバイスが製造ラインから検査ラインに移され、検査の途中で書き込みを行なう場合が多い。
図2に個別データの書き込みを可能とした従来の半導体デバイス試験装置の概略の構成を示す。半導体デバイスの中の特にメモリの試験は被試験メモリに所定の試験パターンを記憶させ、この記憶した試験パターンを読み出し、読み出したデータと期待値とを比較し、不一致が検出されると、その不一致が発生したアドレスのメモリセルに不良セルが存在すると判定する。不揮発性メモリの場合も同様の方法で試験が行なわれる。
図2に示す半導体デバイス試験装置では被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnに試験パターンを書き込む部分の構成のみを示している。つまり、タイミングデータ発生器11は被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnに印加する試験パターン信号の立上りのタイミング及び立下りのタイミングをユーザが予め自由に設定して記憶しており、このタイミングデータをタイミング発生部15に送り込み、このタイミング発生部15において、タイミングデータとパターンデータ発生器12から送られてくるパターンデータの論理値に従って、テストサイクルの初期位相位置から所定の遅延時間が与えられたタイミングに設定されたセットパルスSPとリセットパルスRPとを生成する。
タイミング発生部15から出力されたセットパルスSPとリセットパルスRPは分岐部J1とJ2で被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnの数に対応して分岐され、各分岐された経路に設けた位相合わせのための可変遅延素子17を通じて波形発生部18A〜18Nに印加される。
波形発生部18A〜18NはそれぞれS−Rフリップフロップによって構成され、そのセット端子SにセットパルスSPを印加し、試験パターン信号の立上りのタイミングを制御する。また、S−Rフリップフロップのリセット端子RにはリセットパルスRPを印加し、試験パターン信号の立下りのタイミングを制御する。尚、波形制御部15Aは波形発生部18A〜18Nで発生する試験パターン信号の波形を例えばNRZ波形にするか、或はRZ波形にするか、他の波形モードにするかを制御する制御部である。波形モードの設定は試験開始に先立って予め波形制御部15Aに設定される。
波形発生部18A〜18Nで発生した試験パターン信号はドライバ19A〜19Nを通じて被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnの各ピンに印加される。図2では被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnの各一つのピンに試験パターン信号を印加する構成を示している。従って、現実にはこの図2に示す構成が被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnのピン数分設けられることになる。
ここで、タイミング発生部15の構成について補足説明する。タイミング発生部15はパターンデータ発生器12から送られてくるパターンデータと設定された波形モードに従ってセット信号SETとリセット信号RSTとを生成する波形制御部15Aと、タイミングデータ発生器11から送られてくるタイミングデータの中の基準クロックREFCLKの周期の整数倍に相当する遅延時間を発生する整数遅延発生部15Bと、タイミングデータ発生器11から送られてくるタイミングデータの中の基準クロックREFCLKの周期に満たない端数に相当する遅延データを生成する端数遅延データ発生部15Cと、この端数遅延データ発生部15Cが生成した端数遅延データに従ってセットパルスSPに端数遅延時間を与える一対の端数遅延発生部15D,15Eとによって構成される。
端数遅延データ発生部15Cは整数遅延発生部15Bで整数分の遅延時間が経過したタイミングで端数遅延データ発生部15Cに起動信号と端数遅延データを印加し、この起動信号に同期して波形制御部15Aが出力するセット信号SETが試験パターン信号の立上げを指示する例えば「1」論理であった場合は端数遅延発生部15Dに立上りのタイミングを規定する端数遅延データを送り込む。
また、波形制御部15Aから出力されているリセット信号RSTが試験パターン信号の立下げを指示する「1」論理であった場合には、立下り側の端数遅延発生部15Eに端数遅延データを送り込む。
このようにして、試験パターン信号の立上り側のタイミング及び立下り側のタイミングが規定され、この試験パターン信号が全ての被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnの各ピンに共通に印加される。
次に、各被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnに個別データを書き込む動作について説明する。各被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnに書き込む個別データは個別データ記憶部13に格納されている。個別データを書き込む場合にはマルチプレクサ14はB側に切替えられ、パターンデータに代わって個別データがタイミング発生部15に入力される。
各被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnに印加する個別データは各入力ピンに関しては1ビットのデータ列で構成され、この1ビットのデータ列が複数の入力ピンに対して複数列用意されて文字、記号を表わす並列データとされる。この並列データの「1」論理と「0」論理の組合せに従ってパターンデータと同様に波形発生部18A〜18Nにセットパルス及びリセットパルスが印加され、各波形発生部18A〜18Nで「1」論理或は「0」論理の波形を生成し、被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnの各ピンに文字を表わすコード或は記号を表わすコードが印加され各被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnに書き込みが行なわれる。
この書き込みに当って従来は全ての被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnの中の1個にライトイネーブル信号/WEを印加し、そのライトイネーブル信号/WEが印加された被試験半導体デバイスにこの被試験半導体デバイスに該当する個別データ(メーカ名、デバイス名、シリアルNO.等)を書き込む。この書き込み動作を被試験半導体デバイス毎に1個ずつ実行している。
上述したように、従来の半導体デバイス試験装置は分岐部J1とJ2で被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnに印加する試験パターン信号を分配しているから、全ての被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnには各瞬時についてみれば同一の試験パターン信号しか供給することができない。
各被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnのそれぞれに個別データ記憶部13に用意した個別データを別々に書き込むためには、被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnのそれぞれのライトイネーブル端子TWにライトイネーブル信号/WEを別々に印加し、個別データ記憶部13に用意した個別データを、各被試験半導体デバイス毎に読み出し、その個別データをライトイネーブル信号/WEによって選択された被試験半導体デバイスに対して書き込みを行なうことになる。
従って、複数の被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnに対して、一個ずつ個別データの書き込みを行なわなくてはならないことになる。個別データを被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnのそれぞれに対して一個ずつ書き込みを行なう場合は、その書き込みに要する時間Tは1つの半導体デバイスに対する書き込み時間tに被試験半導体デバイスの数Nを乗じた時間T=t×Nとなる。従って、Nの数が大きいほど、個別データを書き込む時間は長くなる。現状ではN=64の場合が多い。
この欠点を解消する一つの方法として、特開2002−83499が知られている。この特許文献に開示された方法は図3に示すように個別データ記憶部13と、マルチプレクサ14と、波形制御部15Aと、整数遅延発生部15Bと、端数遅延データ発生部15Cとで構成されるタイミング発生部15の全てを被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnの数Nとピン数Kを乗じたM=N・Kだけ用意することである。
このように構成すれば、マルチプレクサ14を切り替えることにより、個別データ記憶部13を選択すれば、各個別データ記憶部13から被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnに個別データを一度に印加することができる。
然し乍ら、この図3に示した構成によれば個別データ記憶部13とマルチプレクサ14と、タイミング発生部15の数Mは被試験半導体デバイスの数Nと各被試験半導体デバイスのピン数Kを乗じた数M=N・Kとなり、装置の回路規模が肥大化する欠点がある。因みにN=64、K=20とした場合、M=1280となる。また、回路規模の肥大化に伴って消費電力も増加し、また発熱量が大きくなることから冷却手段も用意する必要があり、この点でもコスト高となる不都合が生じる。
この発明は回路規模が極端に肥大化することを回避しながら、各被試験半導体デバイスに対して一度に個別データを書き込むことができる半導体デバイス試験装置を提供することを目的としている。
発明の開示
この発明は被試験半導体デバイスに印加すべき試験パターンの論理値を規定する試験パターンデータを出力するパターンデータ発生器と、
被試験半導体デバイスに印加する試験パターン信号の立上り及び立下りのタイミングを規定するためのタイミングデータを出力するタイミングデータ発生器と、
被試験半導体デバイスの数をN、各被試験半導体デバイスのピン数をKとした場合、ピン数Kに対応した数だけ設けられ、タイミングデータ発生器から出力されたタイミングデータの中の基準クロックの周期の整数倍の遅延時間を発生し、被試験半導体デバイスの各ピンに印加する試験パターン信号に基準クロックの周期の整数倍の遅延時間を与えるK個の整数遅延発生部と、
このK個の整数遅延発生部のそれぞれに対応して設けられ、整数発生部が発生する遅延時間が経過した時点で整数遅延発生部から起動信号が与えられ、この起動信号に同期して試験パターン信号の立上り及び立下りの端数遅延データを出力するK個の端数遅延データ発生部と、
このK個の端数遅延データ発生部のそれぞれに対して被試験半導体デバイスの数Nに対応した数ずつ設けられ、端数遅延データ発生部が出力する端数データに従って発生するタイミングパルスを試験パターンデータ発生器が出力する試験パターンデータと、設定された波形モードに従って各被試験半導体デバイスの各同一属性のピンにセットパルス及びリセットパルスとして出力する波形制御部と、
この波形制御部が出力するセットパルス及びリセットパルスにより試験パターン信号を生成する波形発生部と、波形制御部のそれぞれに対応して設けられ、被試験デバイスのそれぞれに書き込むべき個別データを格納した個別データ記憶部と、この個別データ記憶部に記憶した個別データとパターンデータ発生器が出力する試験パターンデータの何れか一方を波形制御部に印加するマルチプレクサとによって構成され、整数遅延発生部と端数遅延発生部とから成るペアは被試験半導体デバイスのピン数K個だけ設ければよい。K個の端数遅延発生部で発生したタイミングパルスを被試験半導体デバイスの数Nに対応した数の波形制御部に分配し、この波形制御部で発生するセットパルス及びリセットパルスにより各被試験半導体デバイスの同一属性のピンに印加する試験パターン信号を生成する。各波形制御部に試験パターンデータに代えて個別データを印加すれば複数の被試験半導体デバイスに対して一度に仕様の異なる個別データを書き込むことができる。
発明を実施するための最良の形態
この発明の実施の形態を、図1に示す実施例を参照して説明する。図1において、図2及び図3と対応する部分に同一符号を付けてある。
この発明ではタイミング発生部15において、整数遅延発生部15Bと端数遅延データ発生部15Cとから成るペアを被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnのピン数分だけ設けると共に、個別データ記憶部13と、マルチプレクサ14と、波形制御部15A及び端数遅延発生部15D,15Eを被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnの数Nとピン数Kとの積N・Kだけ設けた構成を特徴とするものである。図1に示す実施例では各DUT1〜DUTnの代表ピンに試験パターン信号及び個別データを印加するためのタイミング発生器だけを示す。現実にはこのタイミング発生器15が被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnの数Nだけ設けられる。
この発明の構成によれば全ての被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnの各ピンに与えるパターン信号及び個別データの立上り及び立下りのタイミングはピンの属性に対応して設けられた整数遅延発生部15Bと端数遅延データ発生部15Cにより共通に制御され、各被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnの同一ピンに同一のタイミングでパターン信号及び個別データが印加される。
これと共に、個別データ記憶部13と、マルチプレクサ14と、波形制御部15A及び端数遅延発生部15D,15Eは各被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnの各ピンに対応して設けられる。従って個別データ記憶部13にはこの実施例では被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnの各ピン毎に書き込むべき1ビットの個別データ列が格納されることになる。この1ビットの個別データ列が、一度に全ての被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnの全てのピンに別々に印加される。この結果として各被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnの全てに別々の個別データを一度に書き込むことができる。
図3に示した従来技術と比較すると、図3に示した従来技術では整数遅延発生部15B及び端数遅延データ発生部15Cを含めて、タイミング発生部15を被試験半導体デバイスDUT1〜DUTnの数Nとピン数Kの積N・Kだけ設ける構成であるため、整数遅延発生部15Bと端数遅延データ発生部15Cの数は本発明と比較して(N−1)・Kだけ多く必要となる。これにより図3に示した構成はコストが掛る欠点があることが分る。
産業上の利用可能性
以上のように、この発明による半導体デバイス試験装置は各デバイス毎に個別データを書き込む必要がある、例えば不揮発メモリの試験に用いて有効である。
【図面の簡単な説明】
図1は、この発明の実施例を説明する図である。
図2は、従来例を説明する図である。
図3は、従来例の他の例を説明する図である。
Claims (1)
- 被試験半導体デバイスに印加すべき試験パターンの論理値を規定する試験パターンデータを出力するパターンデータ発生器と、
被試験半導体デバイスに印加する試験パターン信号の立上り及び立下りのタイミングを規定するためのタイミングデータを出力するタイミングデータ発生器と、
被試験半導体デバイスの数をN、各被試験半導体デバイスのピン数をKとした場合、ピン数Kに対応した数だけ設けられ、上記タイミングデータ発生器から出力されたタイミングデータの中の基準クロックの周期の整数倍の遅延時間を発生し、被試験半導体デバイスの各ピンに印加する試験パターン信号に上記基準クロックの周期の整数倍の遅延時間を与えるK個の整数遅延発生部と、
このK個の整数遅延発生部のそれぞれに対応して設けられ、上記整数発生部が発生する遅延時間が経過した時点で上記整数遅延発生部から起動信号が与えられ、この起動信号に同期して試験パターン信号の立上り及び立下りの端数遅延データを出力するK個の端数遅延データ発生部と、
上記K個の端数遅延データ発生部のそれぞれに対して被試験半導体デバイスの数Nに対応した数ずつ設けられ、上記端数遅延データ発生部が出力する端数データに従って発生するタイミングパルスを上記試験パターンデータ発生器が出力する試験パターンデータと、設定された波形モードに従って各被試験半導体デバイスの各同一属性のピンにセットパルス及びリセットパルスとして出力する波形制御部と、
この波形制御部が出力するセットパルス及びリセットパルスにより試験パターン信号を生成する波形発生部と、
上記波形制御部のそれぞれに対応して設けられ、上記被試験デバイスのそれぞれに書き込むべき個別データを格納した個別データ記憶部と、
この個別データ記憶部に記憶した個別データと上記パターンデータ発生器が出力する試験パターンデータの何れか一方を上記波形制御部に印加するマルチプレクサと、
によって構成したことを特徴とする半導体デバイス試験装置。
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