專利名稱：半導(dǎo)體測試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)壓縮的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測試半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體測試系統(tǒng)，具體地說，涉及一種包括方法和結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體測試系統(tǒng)，該方法和結(jié)構(gòu)以能夠基本上減少數(shù)據(jù)失效(failure)存儲(chǔ)器容量同時(shí)不減少測試結(jié)果中任何信息的方式，在數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)測試結(jié)果。
在用半導(dǎo)體測試系統(tǒng)，如集成電路(IC)測試器，測試諸如集成電路(IC)和大規(guī)模集成電路(LSI)之類的半導(dǎo)體器件時(shí)，以預(yù)定的測試時(shí)間給被測半導(dǎo)體IC器件提供由IC測試器在其適當(dāng)?shù)尼樕袭a(chǎn)生的測試信號(hào)或測試模式(pattem)。響應(yīng)測試信號(hào)，IC測試器接收來自被測IC器件的輸出信號(hào)。利用具有預(yù)定計(jì)時(shí)的選通信號(hào)來選通或采集輸出信號(hào)，以與預(yù)定的門限電壓相比較，并進(jìn)一步與希望的數(shù)據(jù)比較，以確定IC器件是否具有正常的功能。
傳統(tǒng)地，相對于半導(dǎo)體測試系統(tǒng)的測試器速度(rate)或測試器周期來確定測試信號(hào)和選通信號(hào)的計(jì)時(shí)。有時(shí)將這樣的測試系統(tǒng)稱為基于周期的測試系統(tǒng)，其中用于產(chǎn)生測試信號(hào)和選通信號(hào)的測試數(shù)據(jù)包括波形數(shù)據(jù)、計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)和向量，相對于每個(gè)測試周期確定這些數(shù)據(jù)。盡管基于周期的測試系統(tǒng)能夠節(jié)省測試系統(tǒng)中的存儲(chǔ)容量，但是測試針的測試數(shù)據(jù)的描述和測試數(shù)據(jù)的分配十分復(fù)雜，導(dǎo)致需要復(fù)雜的硬件和軟件。
另一種類型的測試系統(tǒng)被稱為基于事件的測試系統(tǒng)，其中希望的測試信號(hào)和選通信號(hào)由來自事件存儲(chǔ)器的事件數(shù)據(jù)直接在每個(gè)針上產(chǎn)生。在基于事件的測試系統(tǒng)中，采用了事件這一概念，它是用于測試被測半導(dǎo)體器件的信號(hào)中邏輯狀態(tài)的任何變化。例如，這樣的變化是測試信號(hào)的上升沿和下降沿或選通信號(hào)的計(jì)時(shí)沿。盡管基于事件的測試系統(tǒng)可以需要較大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，但顯然數(shù)據(jù)描述和數(shù)據(jù)處理比基于周期的測試系統(tǒng)要簡單。因此，基于事件的測試系統(tǒng)更適合于未來的每個(gè)針結(jié)構(gòu)的測試系統(tǒng)，每個(gè)針結(jié)構(gòu)中的每個(gè)針可自由分配和獨(dú)立操作。
本發(fā)明最好應(yīng)用于基于事件的測試系統(tǒng)，下面主要針對基于事件的測試系統(tǒng)描述本發(fā)明。然而，應(yīng)當(dāng)清楚，本發(fā)明并不限于基于事件的系統(tǒng)，其基本概念是可應(yīng)用于任何類型的半導(dǎo)體測試系統(tǒng)。
圖1是表示半導(dǎo)體測試系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)的示意圖。該結(jié)構(gòu)與上述說明的基于周期的測試系統(tǒng)和基于事件的測試系統(tǒng)基本相同。圖1的測試系統(tǒng)包括主機(jī)(host computer)12，模式存儲(chǔ)器13，事件控制器(波形格式器)14，針電子裝置15，數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器(DFM)16，地址發(fā)生器17和模式比較器18。圖1的半導(dǎo)體測試系統(tǒng)用于評價(jià)被測半導(dǎo)體器件(DUT)19，該器件典型地是連接到針電子裝置15的存儲(chǔ)器IC，如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和瞬時(shí)存儲(chǔ)器，邏輯IC，如微處理器和數(shù)字信號(hào)處理器，或系統(tǒng)IC，如基于芯片的系統(tǒng)IC。
主機(jī)12的例子是具有UNIX操作系統(tǒng)的工作站。主機(jī)12用作用戶接口，以使用戶能夠命令測試開始和停止，裝載測試程序和各種不同的測試環(huán)境，或進(jìn)行測試結(jié)果分析。主機(jī)12通過系統(tǒng)總線(未示出)與硬件測試系統(tǒng)連接。
模式存儲(chǔ)器13存儲(chǔ)諸如用于產(chǎn)生測試信號(hào)(測試模式)和選通信號(hào)的事件計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)和事件類型數(shù)據(jù)之類的模式數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器(DFM)16存儲(chǔ)諸如來自模式比較器18的DUT19失效數(shù)據(jù)之類的測試結(jié)果。地址發(fā)生器17提供地址數(shù)據(jù)以在測試操作期間訪問模式存儲(chǔ)器13和DFM16。
事件控制器14接受來自模式存儲(chǔ)器13的模式數(shù)據(jù)，以基于由模式數(shù)據(jù)重復(fù)產(chǎn)生的事件而產(chǎn)生測試信號(hào)和選通信號(hào)。這樣產(chǎn)生的測試信號(hào)和選通信號(hào)通過針電子裝置15提供給DUT19。針電子裝置15基本上由大量的元件構(gòu)成，每個(gè)元件包括驅(qū)動(dòng)器和模擬量比較器以及開關(guān)，以相對于DUT19建立輸入和輸出之間的關(guān)系。
利用模擬量比較器，根據(jù)預(yù)定的門限電壓電平，在針電子裝置15內(nèi)，將由測試模式引起的來自DUT19的相應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成邏輯信號(hào)。由模式比較器18將所得到的邏輯信號(hào)(DUT輸出數(shù)據(jù))與來自事件控制器14的希望的輸出數(shù)據(jù)相比較。根據(jù)檢測到的DUT輸出數(shù)據(jù)和希望的輸出數(shù)據(jù)之間的差別，將誤差表示(error indication)存儲(chǔ)在對應(yīng)于模式存儲(chǔ)器14的地址的DFM(數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器)16中。誤差數(shù)據(jù)(失效數(shù)據(jù))可以表示在選通點(diǎn)的器件輸出針的實(shí)際值，或它可以是表示合格或失效的單個(gè)比特。
測試工程師和設(shè)計(jì)工程師使用DFM16中的失效數(shù)據(jù)來分析器件的設(shè)計(jì)和功能的正確性。通常，DFM16的容量(capacity)等同于模式存儲(chǔ)器13的容量。在器件測試期間，利用來自地址發(fā)生器17的相同地址數(shù)據(jù)來訪問模式存儲(chǔ)器13和DFM16。這樣，在器件測試之后的失效分析階段，對DFM16中的失效數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描，從而，在引起DUT輸出失效的模式存儲(chǔ)器13中產(chǎn)生模式數(shù)據(jù)(測試信號(hào))的位置。
圖2表示模式存儲(chǔ)器13和DFM(數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器)16之間一對一的關(guān)系。例如，如果在DFM16的位置“2”檢測到失效，則它表示在模式存儲(chǔ)器的“模式2”產(chǎn)生了失效。這樣，模式存儲(chǔ)器13和DFM16的存儲(chǔ)器位置是一一對應(yīng)的。這樣傳統(tǒng)技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成是很昂貴的，因?yàn)樗枰c模式存儲(chǔ)器相同容量的DFM存儲(chǔ)器。
圖3是示意圖，表示用傳統(tǒng)方法解決該問題的一個(gè)例子。在該例子中，測試系統(tǒng)使用了其容量小于模式存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器(DFM)，當(dāng)測試模式比DFM容量長時(shí)，不得不將來自模式存儲(chǔ)器的測試模式分成多個(gè)小塊，以便每個(gè)測試模式塊的大小等于或小于DFM的容量。在圖3中，由于DFM具有N個(gè)位置(地址)的容量，不得不單獨(dú)產(chǎn)生多個(gè)測試模式塊，其中，每個(gè)測試模式塊與模式存儲(chǔ)器的N個(gè)位置對應(yīng)。
實(shí)際上，在測試程序的第一次執(zhí)行中，產(chǎn)生從模式存儲(chǔ)器位置1-N的測試模式，同時(shí)DFM在1-N存儲(chǔ)器位置中收集測試結(jié)果。如果在DFM中檢測到失效，則可以進(jìn)行失效分析。如果沒有失效，則測試?yán)^續(xù)到與N存儲(chǔ)器位置對應(yīng)的下一個(gè)測試模式塊。這樣，在測試程序的第二次執(zhí)行中，產(chǎn)生從N+1到2N的測試模式，同時(shí)DFM在1-N個(gè)位置中收集測試結(jié)果。在該方法中，對測試程序的每次執(zhí)行，都將DFM地址變換到模式存儲(chǔ)器的N位置。顯然，這樣傳統(tǒng)的解決方法的不利之處在于當(dāng)需要失效存儲(chǔ)器分析時(shí)，它增加了測試半導(dǎo)體器件的時(shí)間。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種半導(dǎo)體測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有存儲(chǔ)失效信息的裝置，用于在數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器(DFM)中存儲(chǔ)被測半導(dǎo)體器件的失效信息，該數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器(DFM)的存儲(chǔ)器容量基本上小于模式存儲(chǔ)器。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種半導(dǎo)體測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠在第一次測試運(yùn)行中以預(yù)定壓縮比存儲(chǔ)有關(guān)被測半導(dǎo)體器件的失效數(shù)據(jù)，搜索失效數(shù)據(jù)，并且在特定的測試模式范圍，引導(dǎo)第二次測試運(yùn)行而沒有壓縮，該測試模式范圍與在第一次測試運(yùn)行中在數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器中檢測到的失效數(shù)據(jù)對應(yīng)。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種半導(dǎo)體測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠相對于由來自模式存儲(chǔ)器的模式數(shù)據(jù)產(chǎn)生的多個(gè)事件、以預(yù)定的壓縮比存儲(chǔ)有關(guān)被測半導(dǎo)體器件的失效數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種半導(dǎo)體測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠相對于由來自模式存儲(chǔ)器的模式數(shù)據(jù)產(chǎn)生的測試模式時(shí)間長度、以預(yù)定的壓縮比存儲(chǔ)有關(guān)被測半導(dǎo)體器件的失效數(shù)據(jù)。
本發(fā)明是一種半導(dǎo)體測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)合了壓縮數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器(DFM)的結(jié)構(gòu)和方法，當(dāng)以選通信號(hào)的計(jì)時(shí)，向DUT提供測試信號(hào)并且評估DUT的輸出，由此測試被測半導(dǎo)體器件(DUT)時(shí)，所述的數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器將失效數(shù)據(jù)收集于其中。當(dāng)DUT的輸出數(shù)據(jù)與希望的數(shù)據(jù)不匹配時(shí)，在DFM中存儲(chǔ)失效數(shù)據(jù)。通過使用唯一的壓縮方法，DFM的大小能夠小于模式存儲(chǔ)器的容量，該模式存儲(chǔ)器存儲(chǔ)模式數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生測試信號(hào)。
在本發(fā)明中，半導(dǎo)體測試系統(tǒng)包括模式存儲(chǔ)器，用于將模式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于其中，以產(chǎn)生測試模式，這種測試模式供給DUT，以便對DUT進(jìn)行測試；評估DUT輸出信號(hào)的裝置，將輸出信號(hào)與希望的信號(hào)相比較，當(dāng)兩者不匹配時(shí)產(chǎn)生失效數(shù)據(jù)，由此評估DUT的輸出信號(hào)；數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)由輸出信號(hào)和希望信號(hào)之間的不匹配所引起的失效數(shù)據(jù)；以及壓縮裝置，用于在第一次測試操作中將模式存儲(chǔ)器的多個(gè)地址分配給數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器的一個(gè)地址、以便將對模式存儲(chǔ)器的每組多個(gè)地址發(fā)生的失效數(shù)據(jù)以預(yù)定的壓縮比存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器的相應(yīng)地址中，并用于僅對在數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器中檢測到失效數(shù)據(jù)的一組模式存儲(chǔ)器的多個(gè)地址執(zhí)行第二次測試操作，而沒有模式存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器之間的地址壓縮。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，由來自模式存儲(chǔ)器的模式數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器的地址所產(chǎn)生的多個(gè)事件來確定模式存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器之間的壓縮比。提供一種裝置來統(tǒng)計(jì)測試系統(tǒng)所產(chǎn)生的多個(gè)事件，同時(shí)在該期間累計(jì)失效數(shù)據(jù)。當(dāng)事件數(shù)達(dá)到壓縮比規(guī)定的量時(shí)，將累計(jì)的失效數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器，并存儲(chǔ)在規(guī)定的位置。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，由來自模式存儲(chǔ)器的模式數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器的地址所產(chǎn)生的測試模式的時(shí)間長度來確定模式存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器之間的壓縮比。提供一種裝置，以檢測基于來自模式存儲(chǔ)器的模式數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的測試模式的時(shí)間長度，同時(shí)在該周期期間累計(jì)失效數(shù)據(jù)。當(dāng)測試模式的時(shí)間長度達(dá)到壓縮比規(guī)定的量時(shí)，將累計(jì)的失效數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器，并存儲(chǔ)在規(guī)定的位置。
根據(jù)本發(fā)明，半導(dǎo)體測試系統(tǒng)能夠通過使用壓縮方法將被測器件的失效信息收集在小容量的數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器(DFM)中。一方面，以事件壓縮方法在DFM中獲得失效數(shù)據(jù)，在該方法中，將由來自模式存儲(chǔ)器的模式數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的規(guī)定數(shù)量的事件分配給DFM的一個(gè)地址。另一個(gè)方面，以時(shí)間壓縮方法在DFM中收集失效數(shù)據(jù)，在該方法中，將由來自模式存儲(chǔ)器的模式數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的測試模式的規(guī)定時(shí)間長度分配給DFM的一個(gè)地址。在壓縮模式中檢測到失效的情況下，以若干測試模式或以模式的時(shí)間長度對測試模式的范圍進(jìn)行第二次測試，而沒有壓縮，即，壓縮比是“1”，以便測試系統(tǒng)能夠以與測試信號(hào)一一對應(yīng)的關(guān)系收集失效數(shù)據(jù)。
下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，附圖中圖1是表示包括模式存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器的半導(dǎo)體測試系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)的示意方框圖。
圖2是表示傳統(tǒng)技術(shù)中模式存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器之間關(guān)系的示意圖。
圖3表示當(dāng)使用減少存儲(chǔ)器容量的數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器時(shí)傳統(tǒng)技術(shù)中模式存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器操作例子的示意圖。
圖4A和4B表示在使用事件壓縮方法的本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例中模式存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器之間關(guān)系的一個(gè)例子的示意圖。圖4A表示在第一次測試操作中模式存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器之間的關(guān)系，圖4B表示在測試系統(tǒng)的第二次操作中兩者之間的關(guān)系。
圖5表示用于在小存儲(chǔ)器容量的數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器中收集失效數(shù)據(jù)的本發(fā)明的半導(dǎo)體測試系統(tǒng)中一個(gè)結(jié)構(gòu)例子的示意方框圖。
圖6表示在本發(fā)明的半導(dǎo)體測試系統(tǒng)中使用的圖5方框圖中的DFM(數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器)控制邏輯和事件追蹤器結(jié)構(gòu)例子的方框圖。
圖7A和7B表示在使用時(shí)間壓縮方法的本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例中模式存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器之間關(guān)系的一個(gè)例子的示意圖。圖7A表示在第一次測試操作中模式存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器兩者之間的關(guān)系，圖7B表示在測試系統(tǒng)的第二次操作中兩者之間的關(guān)系。
圖8表示在本發(fā)明半導(dǎo)體測試系統(tǒng)的第二個(gè)實(shí)施例中使用的DFM(數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器)控制邏輯和事件追蹤器結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的方框圖。
圖9表示具有在本發(fā)明半導(dǎo)體測試系統(tǒng)中使用的第一實(shí)施例事件壓縮功能和第二實(shí)施例時(shí)間壓縮功能的DFM(數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器)控制邏輯和事件追蹤器的結(jié)構(gòu)例子的方框圖。
圖4A和圖4B是示意圖，表示關(guān)于事件壓縮方法的本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例。圖4A表示在第一次測試操作中模式存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器(DFM)之間關(guān)系的一個(gè)例子，圖4B表示在測試系統(tǒng)第二次操作中模式存儲(chǔ)器和DFM之間的關(guān)系。
在第一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)由測試系統(tǒng)產(chǎn)生的多個(gè)事件(測試模式的邊緣)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮。這樣的事件是基于模式存儲(chǔ)器中的模式數(shù)據(jù)產(chǎn)生的。在圖4A的例子中，在第一次測試操作中與每百個(gè)(100)事件對應(yīng)的失效信息積聚在DFM的一個(gè)位置。這樣，該例子中的壓縮比是“100”。在圖4B的第二次測試操作中，僅僅再檢查表示在第一次測試操作中，在DFM中檢測到失效的100個(gè)事件的區(qū)域，而不進(jìn)行壓縮。
具體地說，在圖4A中，DFM的存儲(chǔ)器位置(地址)“1”分配給在事件1-99內(nèi)檢測的失效數(shù)據(jù)，DFM的存儲(chǔ)器位置“2”分配給對應(yīng)于事件100-199的失效數(shù)據(jù)，DFM存儲(chǔ)器位置“3”分配給事件200-299的失效數(shù)據(jù)，等等。在該方式中，每個(gè)100事件的任何失效都作為DFM的一個(gè)位置的一次失效存儲(chǔ)。由于該例子表示壓縮比為100，因此，比模式存儲(chǔ)器小100倍的存儲(chǔ)器能夠用于DFM。
在該例子中，假定在第一次測試操作中在DFM位置“2”檢測到失效。在該階段，由于DFM中的失效數(shù)據(jù)僅僅表示在事件100-199區(qū)域存在失效，不知道那個(gè)特定的事件產(chǎn)生了失效。因此，為了失效和產(chǎn)生失效的事件之間的準(zhǔn)確關(guān)系，對沒有壓縮(即，模式存儲(chǔ)器和DFM之間的壓縮比是“1”)的事件100-199進(jìn)行第二次測試。這樣，對于從事件100到199的100個(gè)事件，將DFM存儲(chǔ)器位置1-100確定為一對一的關(guān)系，如圖4B所示，以檢測具體事件的失效。
圖5表示為實(shí)現(xiàn)上述功能在圖5所示的半導(dǎo)體測試系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子。在該例子中，半導(dǎo)體測試系統(tǒng)包括事件追蹤器23和在事件控制器13與DFM16之間的DFM(數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器)控制邏輯器(1ogic)25。事件追蹤器23控制在DFM中存儲(chǔ)失效數(shù)據(jù)的整個(gè)操作。事件追蹤器23檢測由事件控制器13接收到的多個(gè)事件。DFM控制邏輯器25在事件追蹤器23的控制下、基于檢測的多個(gè)事件和規(guī)定的壓縮比控制DFM16的存取。
圖6表示在本發(fā)明的第一實(shí)施例中使用的DFM控制邏輯器25的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子。事件追蹤器23接收由事件控制器23產(chǎn)生的事件，并控制DFM控制邏輯器25。事件追蹤器23也接收比較結(jié)果，如來自模式比較器18(圖1)的失效數(shù)據(jù)。在該例子中，DFM控制邏輯器25包括失效累計(jì)器(FA)31和32，多路轉(zhuǎn)換器34,DFM控制器35，下計(jì)數(shù)器36，和CR(壓縮比)寄存器38。在該例子中，兩個(gè)失效累計(jì)器(FA)31和32用于交替存儲(chǔ)(設(shè)定)經(jīng)過事件追蹤器23、來自模式比較器的失效數(shù)據(jù)。DFM控制邏輯器25控制DFM16的存取，以便當(dāng)所統(tǒng)計(jì)的多個(gè)事件到達(dá)由CR寄存器38中的壓縮比所規(guī)定的數(shù)量時(shí)，有選擇地在DFM16中存儲(chǔ)FA 31和FA 32中累計(jì)的失效數(shù)據(jù)。
在圖6的設(shè)置中，CR寄存器38提供壓縮比給下計(jì)數(shù)器36，如圖4A所示的“100”。通過來自事件追蹤器23的裝載指令將壓縮比“100”裝入下計(jì)數(shù)器36中，并通過經(jīng)事件追蹤器23接收的事件向下計(jì)數(shù)預(yù)定的值“100”。當(dāng)下計(jì)數(shù)器36的計(jì)數(shù)值到達(dá)零時(shí)，即通過圖1或5的事件控制器發(fā)生了100個(gè)事件時(shí)，事件追蹤器23向DFM控制器35發(fā)出控制信號(hào)，以便DFM的地址數(shù)據(jù)加1。同時(shí)，經(jīng)過多路轉(zhuǎn)換器34所累計(jì)的失效數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在DFM16規(guī)定的地址中。
在該例子中，兩個(gè)失效累計(jì)器(FA)31和32用于精確地收集其中的失效數(shù)據(jù)，同時(shí)將所累計(jì)的失效數(shù)據(jù)傳送到DFM。因此，在一個(gè)累計(jì)器能夠滿足這樣的一個(gè)操作的情況下，只要一個(gè)累計(jì)器就足夠了。當(dāng)使用上述的兩個(gè)失效累計(jì)器(FA)時(shí)，事件追蹤器23向多路轉(zhuǎn)換器34提供選擇信號(hào)，以選擇一個(gè)失效累計(jì)器FA來向DFM16傳送數(shù)據(jù)。所選擇的累計(jì)器FA清除其內(nèi)容(復(fù)位)，而另一個(gè)失效累計(jì)器FA為另一組100個(gè)事件累計(jì)其中的失效數(shù)據(jù)。通過重復(fù)這樣的過程，以規(guī)定的壓縮比，如圖4A所示的“100”，獲得失效數(shù)據(jù)。
當(dāng)在第一次測試操作之后，對于諸如圖4A所示的第二組100個(gè)事件之類的一組100個(gè)事件來說，在DFM16中檢測到失效時(shí)，僅僅對沒有壓縮(即，壓縮比是“1”，如圖4B所示)的第二組100個(gè)事件進(jìn)行第二次測試操作。因此，在第二次測試操作中，CR寄存器38向下計(jì)數(shù)器36提供壓縮比“1”，以便DFM16的地址數(shù)據(jù)在每個(gè)事件發(fā)生時(shí)增加，在每個(gè)事件發(fā)生時(shí)失效數(shù)據(jù)被傳送到DFM。這樣，將失效數(shù)據(jù)以與測試系統(tǒng)發(fā)生的事件一對一關(guān)系的地址存儲(chǔ)在DFM中。
上述事件壓縮方法對共享相同數(shù)量事件的數(shù)據(jù)針(測試器針或測試通道)是有效的。如本領(lǐng)域所公知的那樣，半導(dǎo)體測試系統(tǒng)具有大量的數(shù)據(jù)針，如幾百個(gè)針，以測試具有大量器件引線的半導(dǎo)體器件。每個(gè)數(shù)據(jù)針都具有如圖1所示的結(jié)構(gòu)，以便每個(gè)數(shù)據(jù)針能夠提供相應(yīng)器件引線的測試模式。由于要應(yīng)用到器件引線的測試模式不總是相同的，因此，數(shù)據(jù)針中的事件數(shù)可以不同。在這樣的情況下，上面提到的事件壓縮方法在收集于DFM中的失效數(shù)據(jù)中可能包括誤差。
因此，本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例是要解決在第一個(gè)實(shí)施例的事件壓縮方法中存在的問題。第二個(gè)實(shí)施例是關(guān)于時(shí)間壓縮方法的，其中將測試模式分成多個(gè)組，每組具有規(guī)定的相同時(shí)間長度。數(shù)據(jù)針中的一個(gè)公共參數(shù)是測試時(shí)間。不管每個(gè)數(shù)據(jù)針中事件的多少，屬于相同組的所有數(shù)據(jù)針同時(shí)啟動(dòng)和停止。因此，在本發(fā)明的時(shí)間壓縮方法中，在第一次測試操作中，將在測試模式規(guī)定時(shí)間長度期間的失效數(shù)據(jù)分配到DFM的一個(gè)存儲(chǔ)位置。然后，在第二次測試操作中，僅再測試已經(jīng)導(dǎo)致在DFM中存儲(chǔ)失效數(shù)據(jù)的測試模式的時(shí)間長度，而沒有壓縮。
這個(gè)例子如圖7A和7B所示，與圖4A和4B的例子類似。在圖7A和7B中，代替多個(gè)事件，將測試模式的時(shí)間長度分成多個(gè)組，每組具有相同的時(shí)間長度。例如，在圖7A中，來自模式存儲(chǔ)器的測試模式被分成幾個(gè)測試模式，每個(gè)測試模式的模式時(shí)間長度是100毫秒(ms)。將每100ms的測試模式分配給DFM的一個(gè)位置(地址)。
因此，在第一次測試操作中，每100ms測試模式的失效數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在DFM16所分配的位置(地址)。例如，在測試模式的0-99ms期間檢測的失效數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在位置“0”，在測試模式的100-199ms期間檢測的失效數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在位置“1”，在測試模式的200-299ms期間檢測的失效數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在位置“2”，等等。通過重復(fù)這樣的過程，在第一次測試操作中在DFM中存儲(chǔ)整個(gè)模式長度失效數(shù)據(jù)。
如果在DFM的任何位置檢測到失效數(shù)據(jù)，那么，在第二次測試操作中，僅僅再對對應(yīng)于失效數(shù)據(jù)的模式長度進(jìn)行測試，而沒有壓縮。圖7B表示測試模式的時(shí)間長度和DFM地址之間的關(guān)系。在該例子中，將每個(gè)DFM的地址分配給1ms模式長度，即，沒有壓縮或壓縮比是“1”。因此，通過研究在第二次測試操作中獲得的失效數(shù)據(jù)，就能夠進(jìn)行更精確的失效分析。
圖8表示在本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例中使用的DFM控制邏輯器252的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的例子。除了時(shí)間計(jì)數(shù)器42外，圖8的結(jié)構(gòu)與圖6的結(jié)構(gòu)幾乎相同。即，代替圖6的下計(jì)數(shù)器36，提供時(shí)間計(jì)數(shù)器42以檢測測試模式的時(shí)間長度。事件追蹤器23在第一次和第二次測試操作中控制將失效數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在DFM中的整個(gè)操作。
CR寄存器38向通過計(jì)數(shù)時(shí)間脈沖檢測測試模式時(shí)間長度的時(shí)間計(jì)數(shù)器42提供壓縮比。當(dāng)通過監(jiān)視時(shí)間計(jì)數(shù)器42的計(jì)數(shù)值達(dá)到壓縮比所規(guī)定的時(shí)間長度時(shí)，事件追蹤器23向DFM控制器35發(fā)出控制信號(hào)。DFM控制器35增加DFM16的地址數(shù)據(jù)，通過多路轉(zhuǎn)換器34將失效累計(jì)器(FA)31或32的數(shù)據(jù)寫入DFM16中。
圖9是DFM(數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器)控制邏輯結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的方框圖，其中，具有本發(fā)明半導(dǎo)體測試系統(tǒng)中使用的第一實(shí)施例的事件壓縮和第二實(shí)施例的時(shí)間壓縮。圖9包括對事件數(shù)量計(jì)數(shù)的下計(jì)數(shù)器36和測量測試模式時(shí)間長度的時(shí)間計(jì)數(shù)器42。圖9的例子進(jìn)一步包括選擇事件壓縮模式或時(shí)間壓縮模式的模式寄存器47。
最好，圖9的例子包括誤差計(jì)數(shù)器43，用于對如第二次測試操作中的失效數(shù)據(jù)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)誤差數(shù)達(dá)到預(yù)定的水平時(shí)，該誤差計(jì)數(shù)器43用于終止整個(gè)測試過程以節(jié)省在測試故障器件中的測試時(shí)間，這是非常有用的。圖9的例子進(jìn)一步包括停止寄存器45和開始寄存器46，以規(guī)定測試模式所需要的范圍。
根據(jù)本發(fā)明，通過使用壓縮方法，半導(dǎo)體測試系統(tǒng)能夠?qū)⒈粶y器件的失效信息收集在小容量的數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器(DFM)中。一方面，以事件壓縮方法將失效數(shù)據(jù)收集在DFM中，在該方法中，將由來自模式存儲(chǔ)器的模式數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的規(guī)定的多個(gè)事件分配給DFM的一個(gè)地址。另一方面，以時(shí)間壓縮方法將失效數(shù)據(jù)收集在DFM中，在該方法中將由來自模式存儲(chǔ)器的模式數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的測試模式規(guī)定的長度分配給DFM的一個(gè)地址。在以壓縮模式檢測到失效的情況下，在若干測試模式或模式時(shí)間長度的測試模式范圍內(nèi)進(jìn)行第二次測試，而不進(jìn)行壓縮，以便測試系統(tǒng)能夠以與測試信號(hào)一對一的關(guān)系收集失效數(shù)據(jù)。
盡管以上僅特別說明和描述了優(yōu)選實(shí)施例，但是顯然，根據(jù)上述教導(dǎo)，能夠?qū)Ρ景l(fā)明作出不同的修改和變化，而不會(huì)脫離本發(fā)明的精神和所附權(quán)利要求所確定的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于測試被測半導(dǎo)體器件(DUT)的半導(dǎo)體測試系統(tǒng)，包括模式存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)模式數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生測試模式，該測試模式供給DUT，以便測試DUT；評估DUT輸出信號(hào)的裝置，將輸出信號(hào)與所希望的信號(hào)相比較，當(dāng)兩者不匹配時(shí)產(chǎn)生失效數(shù)據(jù)，由此評估DUT輸出信號(hào)；數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)由輸出信號(hào)和希望信號(hào)之間的不匹配引起的失效數(shù)據(jù)；和壓縮裝置，用于在第一次測試操作中將模式存儲(chǔ)器的多個(gè)地址分配給數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器的一個(gè)地址，以便以預(yù)定的壓縮比將對模式存儲(chǔ)器的每組多個(gè)地址發(fā)生的失效數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器的相應(yīng)地址中，并用于僅對在數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器中檢測到失效數(shù)據(jù)的一組模式存儲(chǔ)器的多個(gè)地址執(zhí)行第二次測試操作，而沒有模式存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器之間的地址壓縮。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體測試系統(tǒng)，其中，模式存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器之間的壓縮比由來自模式存儲(chǔ)器的模式數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器的地址產(chǎn)生的多個(gè)事件確定。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體測試系統(tǒng)，其中，模式存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器之間的壓縮比由來自模式存儲(chǔ)器的模式數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器的地址產(chǎn)生的測試模式的時(shí)間長度確定。
4.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體測試系統(tǒng)，其中，壓縮裝置包括寄存器，用于表示每組測試模式的多個(gè)事件和數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器地址之間的壓縮比；失效累計(jì)器，用于累計(jì)在由壓縮比規(guī)定的多個(gè)事件期間產(chǎn)生的失效數(shù)據(jù)；下計(jì)數(shù)器，用于每當(dāng)收到根據(jù)模式存儲(chǔ)器的模式數(shù)據(jù)產(chǎn)生的事件時(shí)，對從寄存器收到的規(guī)定數(shù)量的事件進(jìn)行向下計(jì)數(shù)；數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)控制器，用于產(chǎn)生數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器的地址數(shù)據(jù)，并控制數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器的讀和寫操作；和事件追蹤器，用于通過向失效累計(jì)器提供失效數(shù)據(jù)，控制在數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)失效數(shù)據(jù)的整個(gè)操作，監(jiān)視下計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)，當(dāng)每次下計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)達(dá)到壓縮比規(guī)定多個(gè)事件時(shí)，引導(dǎo)失效數(shù)據(jù)存儲(chǔ)控制器在數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)來自失效累計(jì)器的失效數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體測試系統(tǒng)，其中，失效累計(jì)器由兩個(gè)累計(jì)器構(gòu)成，以交替存儲(chǔ)每組規(guī)定多個(gè)事件的失效數(shù)據(jù)，并且其中，壓縮裝置進(jìn)一步包括多路轉(zhuǎn)換器，用于基于事件追蹤器的選擇信號(hào)來選擇一個(gè)累計(jì)器向數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器發(fā)送失效數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體測試系統(tǒng)，其中，壓縮裝置包括寄存器，用于表示每組測試模式的時(shí)間長度和數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器地址之間的壓縮比；失效累計(jì)器，用于累計(jì)由壓縮比規(guī)定的每組測試模式的時(shí)間長度期間產(chǎn)生的失效數(shù)據(jù)；時(shí)間計(jì)數(shù)器，用于根據(jù)所收到的來自寄存器的規(guī)定壓縮比，通過每次對多個(gè)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，來檢測測試模式的時(shí)間長度；數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)控制器，用于產(chǎn)生數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器的地址數(shù)據(jù)，并控制數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器的讀和寫操作；和事件追蹤器，用于通過向失效累計(jì)器提供失效數(shù)據(jù)，控制在數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)失效數(shù)據(jù)的整個(gè)操作，監(jiān)視時(shí)間計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)，每當(dāng)時(shí)間計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)達(dá)到寄存器的壓縮比所規(guī)定的測試模式時(shí)間長度時(shí)，引導(dǎo)失效數(shù)據(jù)存儲(chǔ)控制器在數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)來自失效累計(jì)器的失效數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體測試系統(tǒng)，其中，失效累計(jì)器由兩個(gè)累計(jì)器構(gòu)成，以交替存儲(chǔ)每組測試模式規(guī)定的時(shí)間長度的失效數(shù)據(jù)，并且其中，壓縮裝置進(jìn)一步包括多路轉(zhuǎn)換器，用于基于事件追蹤器的選擇信號(hào)來選擇一個(gè)累計(jì)器向數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器發(fā)送失效數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體測試系統(tǒng)，其中，壓縮裝置包括寄存器，用于表示多個(gè)事件或每組測試模式的時(shí)間長度與數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器地址之間的壓縮比；失效累計(jì)器，用于累計(jì)壓縮比規(guī)定的多個(gè)事件或測試模式的時(shí)間長度期間產(chǎn)生的失效數(shù)據(jù)；下計(jì)數(shù)器，用于每當(dāng)收到根據(jù)模式存儲(chǔ)器的模式數(shù)據(jù)產(chǎn)生的事件時(shí)，對從寄存器收到的規(guī)定數(shù)量的事件進(jìn)行向下計(jì)數(shù)；時(shí)間計(jì)數(shù)器，用于根據(jù)所收到的來自寄存器的規(guī)定時(shí)間長度，通過每次對多個(gè)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，來檢測測試模式的時(shí)間長度；模式寄存器，用于表示選擇的壓縮模式，既可以是多個(gè)事件壓縮又可以是是時(shí)間長度壓縮；數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)控制器，用于產(chǎn)生數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器的地址數(shù)據(jù)，并控制數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器的讀和寫操作；和事件追蹤器，用于通過向失效累計(jì)器提供失效數(shù)據(jù)，控制在數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)失效數(shù)據(jù)的整個(gè)操作，基于選擇的模式，監(jiān)視下計(jì)數(shù)器或時(shí)間計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)，每當(dāng)下計(jì)數(shù)器或時(shí)間計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)達(dá)到寄存器規(guī)定的量時(shí)，引導(dǎo)失效數(shù)據(jù)存儲(chǔ)控制器在數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)來自失效累計(jì)器的失效數(shù)據(jù)。
9.一種存儲(chǔ)在測試被測半導(dǎo)體器件(DUT)時(shí)檢測的失效數(shù)據(jù)的方法，包括下列步驟讀取存儲(chǔ)在模式存儲(chǔ)器中的模式數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生測試模式，該測試模式供給DUT，以便對DUT進(jìn)行測試；通過將DUT的輸出信號(hào)與期望的信號(hào)相比較，評估DUT的輸出信號(hào)，當(dāng)兩者不匹配時(shí)產(chǎn)生失效數(shù)據(jù)；提供數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)由輸出信號(hào)和期望信號(hào)之間的不匹配引起的失效數(shù)據(jù)；和在第一次測試操作中將模式存儲(chǔ)器的多個(gè)地址分配給數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器的一個(gè)地址，以便將對模式存儲(chǔ)器的每組多個(gè)地址發(fā)生的失效數(shù)據(jù)以預(yù)定的壓縮比存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器的相應(yīng)地址中；和僅對檢測到失效數(shù)據(jù)的模式存儲(chǔ)器的一組多個(gè)地址進(jìn)行第二次測試操作，而沒有模式存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器之間的壓縮。
全文摘要
一種半導(dǎo)體測試系統(tǒng),包括:模式存儲(chǔ)器;評估DUT輸出信號(hào)的裝置;數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器;和壓縮裝置,用于在第一次測試操作中將模式存儲(chǔ)器的多個(gè)地址分配給數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器的一個(gè)地址,以便將每組多個(gè)地址發(fā)生的失效數(shù)據(jù)以預(yù)定的壓縮比存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器的相應(yīng)地址中,并用于僅對檢測到失效數(shù)據(jù)的一組模式存儲(chǔ)器的多個(gè)地址執(zhí)行第二次測試操作,第二次測試操作時(shí)沒有地址壓縮。因此,使失效數(shù)據(jù)能夠存儲(chǔ)在小存儲(chǔ)容量的數(shù)據(jù)失效存儲(chǔ)器中。
文檔編號(hào)G11C29/56GK1320823SQ0111051
公開日2001年11月7日 申請日期2001年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月8日
發(fā)明者安東尼·勒, 羅基特·拉尤斯曼, 詹姆斯·阿蘭·特恩奎斯特, 菅森茂 申請人:株式會(huì)社鼎新