(57)【要約】【課題】診断ボードを使用せずに短時間でタイミング精度診断をすることが可能な半導体試験装置を実現する。【解決手段】校正プログラム中で予め設定された仮想ポイントに試験で用いる信号の変化点を規定するタイミングを合わせるように校正を行い、得られたシステムタイミング校正データを用いてタイミングの校正を行う半導体試験装置において、システムタイミング校正データが更新された後に被試験デバイスのピン端でのタイミング校正を実行して得られるタイミングの補正値である第１のユーザータイミングデータと、被試験デバイスのピン端でのタイミング校正を実行する度に得られるタイミングの補正値である第２のユーザータイミングデータを生成するタイミング校正部と、第１のユーザータイミングデータと第２のユーザータイミングデータの差分が予め設定された範囲に入っているか否かを判定するデータ差分判定部とを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
校正プログラム中で予め設定された仮想ポイントに試験で用いる信号の変化点を規定するタイミングを合わせるように校正を行い、得られたシステムタイミング校正データを用いてタイミングの校正を行う半導体試験装置において、
前記システムタイミング校正データが更新された後に被試験デバイスのピン端でのタイミング校正を実行して得られるタイミングの補正値である第１のユーザータイミングデータと、被試験デバイスのピン端でのタイミング校正を実行する度に得られるタイミングの補正値である第２のユーザータイミングデータを生成するタイミング校正部と、
前記第１のユーザータイミングデータと前記第２のユーザータイミングデータの差分が予め設定された範囲に入っているか否かを判定するデータ差分判定部と
を有することを特徴とする半導体試験装置。
【請求項２】
校正プログラム中で予め設定された仮想ポイントに試験で用いる信号の変化点を規定するタイミングを合わせるように校正を行い、得られたシステムタイミング校正データと、被試験デバイスのピン端までの時間長である線長データを用いてタイミングの校正を行う半導体試験装置において、
前記システムタイミング校正データが更新された後に被試験デバイスのピン端でのタイミング校正を実行して得られるタイミングの補正値である第１のユーザータイミングデータと、被試験デバイスのピン端でのタイミング校正を実行する度に得られるタイミングの補正値である第２のユーザータイミングデータを生成するタイミング校正部と、
前記システムタイミング校正データ、前記線長データ、前記第１のユーザータイミングデータおよび前記第２のユーザータイミングデータの各データがこの順序で生成されているか否かを判定する校正順序判定部と、
この校正順序判定部で前記各データが前記順序で生成されていた場合に、前記第１のユーザータイミングデータと前記第２のユーザータイミングデータの差分が予め設定された範囲に入っているか否かを判定するデータ差分判定部と
を有することを特徴とする半導体試験装置。
【請求項３】
前記予め設定された範囲は、半導体試験装置の仕様で規定されている値からマージンを差し引いた値の範囲であることを特徴とする請求項１または２記載の半導体試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、校正プログラム中で予め設定された仮想ポイントに試験で用いる信号の変化点を規定するタイミングを合わせるように校正を行い、得られたシステムタイミング校正データを用いてタイミングの校正を行う半導体試験装置に関し、詳しくは、診断ボードを使用せずに短時間でタイミング精度診断をすることが可能な半導体試験装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスは動作速度の高速化が進んでおり、これに伴って、半導体試験装置も試験で用いる信号の変化点を規定するタイミングに高精度なものが要求されてきている。半導体試験装置のタイミングには、被試験デバイス（以下、ＤＵＴ（Device Under Test）という）に印加する信号波形のエッジタイミング、ＤＵＴからの信号と期待値を比較判定する際に用いるストローブ信号のタイミングがある。これらのタイミングは、ＤＵＴの試験を行う前に校正される。
【０００３】
図４は従来の半導体試験装置の一実施例の構成図である。この図では、校正および診断を実行する部分の構成例を示す。
図４において、テストヘッド１は、複数のピンエレクトロニクスカード１０を有し、ピンエレクトロニクスカード１０は信号出力部１１および信号判定部１２を有している。なお、半導体試験装置の種類によっては、信号出力部１１のみを有するピンエレクトロニクスカードや信号判定部１２のみを有するピンエレクトロニクスカードが実装される場合があるが、説明を簡単にするために、ここでは、信号出力部１１および信号判定部１２の両方を有しているピンエレクトロニクスカード１０を例として説明する。また、ＤＵＴ１００は被試験デバイスである。
【０００４】
信号出力部１１は、主に、タイミング発生部、波形生成部およびドライバから構成される。タイミング発生部（図示せず）は、ＤＵＴ１００に入力される入力信号のエッジを決める際に使用されるエッジタイミング信号と、ＤＵＴ１００から出力される出力信号の電圧レベルと期待値データの一致または不一致を判定する際に使用される判定タイミング信号をそれぞれ発生する。
【０００５】
波形生成部（図示せず）は、予め設定されている波形フォーマットとパターン発生部（図示せず）から出力されたパターンデータおよびタイミング発生部（図示せず）から出力されたエッジタイミング信号をそれぞれ用いてＤＵＴ１００に入力する入力信号の波形を生成して出力する。そして、ドライバ（図示せず）は、波形生成部（図示せず）からの出力信号をレベル変換してＤＵＴ１００へ出力する。
【０００６】
信号判定部１２は、主に、コンパレータおよび判定部から構成される。コンパレータ（図示せず）は、ＤＵＴ１００から出力される出力信号の電位と比較電圧を比較し、ＤＵＴ１００からの出力信号がハイレベル、ローレベル、ハイインピーダンスのいずれかであることを示す比較結果信号を出力する。判定部（図示せず）は、パターン発生部（図示せず）からの期待値データとコンパレータ（図示せず）からの比較結果信号をタイミング発生部（図示せず）からの判定タイミング信号のタイミングで比較し、一致（パス）または不一致（フェイル）を判定し、判定結果信号を出力する。
【０００７】
ベースユニット２は、テストヘッド１にコネクタ等で接続され、ピンエレクトロニクスカード１０の信号出力部１１からの信号をＤＵＴ１００へ中継し、ＤＵＴ１００からの信号をピンエレクトロニクスカード１０の信号判定部１２へ中継する。
【０００８】
プローブカード３は、ベースユニット２にコネクタ等で接続され、ベースユニット２で中継されたピンエレクトロニクスカード１０の信号出力部１１からの信号をＤＵＴ１００へプローブ針を介して中継し、プローブ針を介してＤＵＴ１００からの信号をベースユニット２を経由してピンエレクトロニクスカード１０の信号判定部１２へ中継する。
【０００９】
次に、図４に示すような半導体試験装置のタイミングの校正および診断について説明する。図５は、従来の半導体試験装置の校正および診断を実行する部分の一例を示した構成図である。
【００１０】
図５において、半導体試験装置２０は、システム校正部２１、システム診断実行部２２、線長測定部２３、タイミング校正部２４およびデバイス測定部２５を有する。システム校正部２１は、半導体試験装置２０におけるＤＣレベルの校正（以下、ＤＣ校正という）やタイミングの校正（以下、システムタイミング校正という）を行い、校正の結果得られたタイミングの補正値であるシステムタイミング校正データ（Ａ）を生成する。ここでのタイミングの校正は、校正プログラム中で予め設定された仮想ポイントにタイミングを合わせるように校正が行われる。
【００１１】
システム診断実行部２２は、システム校正部２１が行ったＤＣ校正でＤＣレベルが予め定められている仕様の範囲に入っているか否かを診断する。線長測定部２３は、テストヘッド１にベースユニット２およびプローブカード３を装着した状態でＤＵＴ点までの線長（時間長）をＴＤＲ（Time Domain Refrectometry）法を用いて測定し、線長データ（Ｂ）を生成する。ここで、ＤＵＴ点とは、ＤＵＴのピン端（ウェハ状態ではパッドを意味する）をいう。ＤＵＴがウェハ状態の場合には、プローブカード３のプローブ針の先端をＤＵＴのピン端に接触させて試験を行うため、プローブカード３のプローブ針の先端をＤＵＴのピン端と考えて良い。
【００１２】
タイミング校正部２４は、テストプログラム実行時にＤＵＴ点でのタイミングの校正を行い、校正の結果得られたタイミングの補正値であるユーザタイミングデータ（Ｃ）を生成する。具体的には、システム校正部２１が生成したシステムタイミング校正データに線長測定部２３が生成した線長データを反映させ、ＤＵＴ点にタイミングを合わせるように校正が行われる。デバイス測定部２５は、テストプログラムに従って、ＤＵＴ１００のテストを実行する。
【００１３】
このような半導体試験装置２０のタイミングの校正および診断の動作を図６を用いて説明する。図６は半導体試験装置２０のタイミングの校正および診断の動作を示すフローチャートである。
【００１４】
まず、システム校正部２１は、半導体試験装置２０のＤＣ校正およびシステムタイミング校正を行う（Ｓ００１）。この時、校正の結果得られたタイミングの補正値であるシステムタイミング校正データ（Ａ）を生成する。
【００１５】
システム診断実行部２２は、ステップＳ００１でシステム校正部２１が行ったＤＣ校正において、ＤＣレベルが予め定められている仕様の範囲に入っているか否かを診断する（Ｓ００２）。ここでは、タイミングが予め定められている仕様の範囲に入っているか否かを診断するタイミング精度診断は行われない。これは、タイミング精度診断を実行するためには、専用の診断ボードをベースユニット２に装着する必要があるためである。
【００１６】
半導体試験装置２０のユーザは、テストヘッド１にベースユニット２およびプローブカード３を装着する（Ｓ００３）。線長測定部２３は、ＤＵＴ点までの線長（時間長）をＴＤＲ法を用いて測定し、線長データ（Ｂ）を生成する（Ｓ００４）。
【００１７】
そして、テストプログラムが実行されると、タイミング校正部２４は、ＤＵＴ点でのタイミングの校正を行い、ユーザタイミングデータ（Ｃ）を生成する（Ｓ００５）。デバイス測定部２５は、テストプログラムに従って、ＤＵＴ１００のテストを実行する（Ｓ００６）。
【００１８】
ＤＵＴ１００の試験終了後に、半導体試験装置２０のユーザは、テストヘッド１からベースユニット２およびプローブカード３を分離し、次のデバイスの試験に備える（Ｓ００７）。
【００１９】
このように、テストプログラム実行時にＤＵＴ点でのタイミングの校正を行うことにより、タイミング精度が良い状態でデバイスの試験を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開２００８−２０３０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかし、図５および図６に示す従来例では、ＤＵＴ点でのタイミング精度診断を実行するには専用の診断ボードをベースユニットに装着する必要があり、他の診断と連続して実行したい場合には、ユーザが診断ボードの着脱をしなければならず、手間がかかる上に時間がかかるという問題があった。
【００２２】
そこで本発明の目的は、診断ボードを使用せずに短時間でタイミング精度診断をすることが可能な半導体試験装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
請求項１記載の発明は、
校正プログラム中で予め設定された仮想ポイントに試験で用いる信号の変化点を規定するタイミングを合わせるように校正を行い、得られたシステムタイミング校正データを用いてタイミングの校正を行う半導体試験装置において、
前記システムタイミング校正データが更新された後に被試験デバイスのピン端でのタイミング校正を実行して得られるタイミングの補正値である第１のユーザータイミングデータと、被試験デバイスのピン端でのタイミング校正を実行する度に得られるタイミングの補正値である第２のユーザータイミングデータを生成するタイミング校正部と、
前記第１のユーザータイミングデータと前記第２のユーザータイミングデータの差分が予め設定された範囲に入っているか否かを判定するデータ差分判定部と
を有することを特徴とするものである。
請求項２記載の発明は、
校正プログラム中で予め設定された仮想ポイントに試験で用いる信号の変化点を規定するタイミングを合わせるように校正を行い、得られたシステムタイミング校正データと、被試験デバイスのピン端までの時間長である線長データを用いてタイミングの校正を行う半導体試験装置において、
前記システムタイミング校正データが更新された後に被試験デバイスのピン端でのタイミング校正を実行して得られるタイミングの補正値である第１のユーザータイミングデータと、被試験デバイスのピン端でのタイミング校正を実行する度に得られるタイミングの補正値である第２のユーザータイミングデータを生成するタイミング校正部と、
前記システムタイミング校正データ、前記線長データ、前記第１のユーザータイミングデータおよび前記第２のユーザータイミングデータの各データがこの順序で生成されているか否かを判定する校正順序判定部と、
この校正順序判定部で前記各データが前記順序で生成されていた場合に、前記第１のユーザータイミングデータと前記第２のユーザータイミングデータの差分が予め設定された範囲に入っているか否かを判定するデータ差分判定部と
を有することを特徴とするものである。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、
前記予め設定された範囲は、半導体試験装置の仕様で規定されている値からマージンを差し引いた値の範囲であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、以下のような効果がある。
校正プログラム中で予め設定された仮想ポイントに試験で用いる信号の変化点を規定するタイミングを合わせるように校正を行い、得られたシステムタイミング校正データを用いてタイミングの校正を行う半導体試験装置において、システムタイミング校正データが更新された後に被試験デバイスのピン端でのタイミング校正を実行して得られるタイミングの補正値である第１のユーザータイミングデータと、被試験デバイスのピン端でのタイミング校正を実行する度に得られるタイミングの補正値である第２のユーザータイミングデータを生成するタイミング校正部と、第１のユーザータイミングデータと第２のユーザータイミングデータの差分が予め設定された範囲に入っているか否かを判定するデータ差分判定部とを有することにより、診断ボードを装着する必要がなくなると共に他の診断と連続して実行することができるので、短時間でタイミング精度診断をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の半導体試験装置の一実施例の構成図である。
【図２】半導体試験装置のタイミングの校正および診断の動作を示すフローチャートである。
【図３】タイミング精度診断の動作を示すフローチャートである。
【図４】従来の半導体試験装置のテストヘッド部分の一例を示した構成図である。
【図５】従来の半導体試験装置の一実施例の構成図である。
【図６】半導体試験装置のタイミングの校正および診断の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
本発明の半導体試験装置のテストヘッド部分の一例を示した構成図は図４に示す構成と同じであるため、説明を省略する。図１は、本発明の半導体試験装置の一実施例の構成図である。この図では、校正および診断を実行する部分の構成例を示す。ここで、図５と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。
【００２７】
図１において、従来例の図５に示す構成と異なる点は、タイミング校正部３１とシステム診断実行部３２の処理が異なることである。図１において、半導体試験装置３０は、システム校正部２１、線長測定部２３、デバイス測定部２５、タイミング校正部３１およびシステム診断実行部３２を有する。システム診断実行部３２は、校正順序判定部３３およびデータ差分判定部３４を有する。
【００２８】
システム校正部２１は、半導体試験装置３０におけるＤＣ校正やシステムタイミング校正を行い、システムタイミング校正の結果得られたタイミングの補正値であるシステムタイミング校正データ（Ａ）を生成する。ここでのシステムタイミング校正は、校正プログラム中で予め設定された仮想ポイントにタイミングを合わせるように校正が行われる。
【００２９】
ＤＣ校正は、ピンエレクトロニクスカード１０の信号出力部１１のドライバの出力信号レベルの校正やピンエレクトロニクスカード１０の信号判定部１２のコンパレータの比較電圧レベルの校正等を行う。また、システムタイミング校正は、ＤＵＴ１００に入力される入力信号のエッジを決める際に使用されるエッジタイミング信号のタイミングの校正やＤＵＴ１００から出力される出力信号の電圧レベルと期待値データの一致または不一致を判定する際に使用される判定タイミング信号のタイミングの校正を行う。
【００３０】
タイミング校正部３１は、システムタイミング校正データ（Ａ）が更新された後にＤＵＴ点でのタイミング校正を実行して得られるタイミングの補正値であるユーザータイミングデータ（Ｄ）と、ＤＵＴ点でのタイミング校正を実行する度に得られるタイミングの補正値であるユーザータイミングデータ（Ｅ）を生成する。
【００３１】
具体的には、システム校正部２１が生成したシステムタイミング校正データ（Ａ）に線長測定部２３が生成した線長データ（Ｂ）を反映させてタイミング発生部（図示せず）のタイミングバーニア（可変遅延回路）を調整する。
【００３２】
校正順序判定部３３は、システム校正部２１で生成されたシステムタイミング校正データ（Ａ）、線長測定部２３で生成された線長データ（Ｂ）、タイミング校正部３１で生成されたユーザータイミングデータ（Ｄ）およびユーザータイミングデータ（Ｅ）の各データが、（Ａ）→（Ｂ）→（Ｄ）→（Ｅ）の順序で生成されているか否かを判定する。
【００３３】
データ差分判定部３４は、校正順序判定部３３で各データが（Ａ）→（Ｂ）→（Ｄ）→（Ｅ）の順序で生成されていた場合に、ユーザータイミングデータ（Ｄ）とユーザータイミングデータ（Ｅ）の差分が予め設定された範囲に入っているか否かを判定する。
【００３４】
このような半導体試験装置３０のタイミングの校正および診断の動作を図２を用いて説明する。図２は半導体試験装置３０のタイミングの校正および診断の動作を示すフローチャートである。
【００３５】
まず、システム校正部２１は、半導体試験装置３０のＤＣ校正およびシステムタイミング校正を行う（Ｓ１０１）。この時、校正の結果得られたタイミングの補正値であるシステムタイミング校正データ（Ａ）を生成する。
【００３６】
校正順序判定部３３は、システム校正部２１で生成されたシステムタイミング校正データ（Ａ）、線長測定部２３で生成された線長データ（Ｂ）、タイミング校正部３１で生成されたユーザータイミングデータ（Ｄ）およびユーザータイミングデータ（Ｅ）の各データが揃っていることを確認する。
【００３７】
もし、各データが揃っていない場合には、従来と同様にタイミング精度診断なしのシステム診断を実行する。一方、各データが揃っている場合には、タイミング精度診断ありのシステム診断を実行する（Ｓ１０２）。タイミング精度診断ありのシステム診断の詳細動作については後述する。
【００３８】
半導体試験装置２０のユーザは、テストヘッド１にベースユニット２およびプローブカード３を装着する（Ｓ１０３）。線長測定部２３は、ＤＵＴ点までの線長（時間長）をＴＤＲ法を用いて測定し、線長データ（Ｂ）を生成する（Ｓ１０４）。
【００３９】
そして、テストプログラムが実行されると、タイミング校正部３１は、ＤＵＴ点でのタイミングの校正を行う。この時、システム校正部２１によってタイミング校正が行われていた場合、すなわち、システムタイミング校正データ（Ａ）が更新されていた場合には、タイミング校正部３１は、ユーザータイミングデータ（Ｄ）およびユーザータイミングデータ（Ｅ）の両方を生成する（Ｓ１０５）。この場合、ユーザータイミングデータ（Ｄ）とユーザータイミングデータ（Ｅ）は、同じものとなる。
【００４０】
一方、システム校正部２１によってタイミング校正が行われていなかった場合、すなわち、システムタイミング校正データ（Ａ）が更新されていなかった場合には、タイミング校正部３１は、ユーザータイミングデータ（Ｅ）のみを生成する（Ｓ１０５）。デバイス測定部２５は、テストプログラムに従って、ＤＵＴ１００のテストを実行する（Ｓ１０６）。
【００４１】
ＤＵＴ１００の試験終了後に、半導体試験装置２０のユーザは、テストヘッド１からベースユニット２およびプローブカード３を分離し、次のデバイスの試験に備える（Ｓ１０７）。
【００４２】
システム診断で行われるタイミング精度診断の動作を図３を用いて説明する。図３はタイミング精度診断の動作を示すフローチャートである。
【００４３】
まず、タイミング精度診断が開始されると、校正順序判定部３３は、システム校正部２１で生成されたシステムタイミング校正データ（Ａ）、線長測定部２３で生成された線長データ（Ｂ）、タイミング校正部３１で生成されたユーザータイミングデータ（Ｄ）およびユーザータイミングデータ（Ｅ）の各データを読み込み、各データが揃っていることを確認する（Ｓ２０１）。
【００４４】
各データには、データが生成された日時を示す情報（以下、日時データという）が埋め込まれている。校正順序判定部３３は、各データに埋め込まれている日時データを抽出し、（Ａ）→（Ｂ）→（Ｄ）→（Ｅ）の順序で生成されているか否かを判定する（Ｓ２０２）。もし、各データが規定された順序で生成されていなかった場合には、校正順序判定部３３は、ＥＲＲＯＲの判定を出力してタイミング精度診断を終了する。
【００４５】
一方、各データが規定された順序で生成されていた場合には、データ差分判定部３４は、ユーザータイミングデータ（Ｄ）とユーザータイミングデータ（Ｅ）の差分が予め設定された範囲に入っているか否かを判定する（Ｓ２０３）。予め設定された範囲、すなわち、判定の基準となる範囲は、例えば、半導体試験装置３０の仕様で規定されている値からマージンを差し引いた値の範囲が用いられる。
【００４６】
もし、ユーザータイミングデータ（Ｄ）とユーザータイミングデータ（Ｅ）の差分が予め設定された範囲に入っていない場合には、データ差分判定部３４は、ＦＡＩＬの判定を出力してタイミング精度診断を終了する。一方、ユーザータイミングデータ（Ｄ）とユーザータイミングデータ（Ｅ）の差分が予め設定された範囲に入っている場合には、データ差分判定部３４は、ＰＡＳＳの判定を出力してタイミング精度診断を終了する。
【００４７】
このように、タイミング校正部３１が、システムタイミング校正データ（Ａ）が更新されていた場合にユーザータイミングデータ（Ｄ）およびユーザータイミングデータ（Ｅ）の両方を生成し、システムタイミング校正データ（Ａ）が更新されていなかった場合にユーザータイミングデータ（Ｅ）のみを生成する。そして、データ差分判定部３４が、ユーザータイミングデータ（Ｄ）とユーザータイミングデータ（Ｅ）の差分を取り、予め設定された範囲に入っているか否かを判定することにより、診断ボードを装着する必要がなくなると共に他の診断と連続して実行することができるので、短時間でタイミング精度診断をすることができる。
【符号の説明】
【００４８】
２１  システム校正部
２３  線長測定部
２５  デバイス測定部
３０  半導体試験装置
３１  タイミング校正部
３２  システム診断実行部
３３  校正順序判定部
３４  データ差分判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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