DE10118206A1

DE10118206A1 - Anwendungsspezifisches, ereignisgestütztes Halbleiterprüfsystem

Info

Publication number: DE10118206A1
Application number: DE10118206A
Authority: DE
Inventors: Shigeru Sugamori
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2000-04-12
Filing date: 2001-04-11
Publication date: 2001-10-25
Also published as: CN1323990A; CN1228643C; TW508449B; JP2001349927A; US6331770B1; KR20010098515A; KR100502127B1; JP4115101B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Halbleiterprüfsystem zum Prüfen von Halbleiter-Bauteilen, insbesondere ein Halbleiterprüfsystem mit einer Mehrzahl unterschiedlicher Arten von Prüfgerätmodulen in einer Prüfgerät-Zentraleinheit und einem Messmodul, das allein für einen Bauteilprüfling in einer Prüfgerät-Halterung bestimmt ist, wodurch ein geringpreisiges und anwendungsspezifisches Prüfsystem geschaffen wurde. Das Halbleiterprüfsystem enthält zwei oder mehrere Prüfgeräte-Module mit unterschiedlichen Leistungsmerkmalen, einer Prüfgerät-Zentraleinheit zur Aufnahme einer Kombination von wenigstens zwei Prüfgerätmodulen, einer Prüfgerät-Halterung, die auf der Prüfgerät-Zentraleinheit zur elektrischen Verbindung der Prüfgerätmodule mit einem Bauteilprüfling angeordnet ist, ein Messmodul, das in der Prüfgerät-Halterung vorgesehen ist, um Signale zwischen dem Bauteilprüfling und dem Prüfgerätmodul in Abhängigkeit von der Funktion des Bauteilprüflings umzuwandeln, und einen Hauptrechner zur Steuerung einer Gesamttätigkeit des Prüfsystems durch Kommunikation mit den Prüfgerätmodulen mittels eines Prüfgerätbusses.

Description

Die Erfindung betrifft ein Halbleiterprüfsystem zum Prüfen von integrierten Halbleiter-Schaltkreisen, wie etwa von hochintegrierten Schaltkreisen (LSI), und ins besondere ein geringpreisiges Halbleiterprüfsystem, das ausschliesslich anwendungsspezifisch gestaltet ist und einen ereignisgestützten Prüfaufbau aufweist. Das er eignisgestützte Halbleiterprüfsystem der vorliegenden Erfindung wird durch eine freie Kombination einer Mehr zahl von Prüfgerätmodulen gebildet, die gleiche oder unterschiedliche Fähigkeiten und ein anwendungsspezifi sches Messmodul besitzen, wobei jedes der Prüfgerätmo dule unabhängig voneinander arbeitet, wodurch ein ge ringpreisiges Prüfsystem geschaffen wird. Das Messmodul kann in eine Prüfgerät-Halterung des Prüfsystems in stalliert werden.

Fig. 1 ist eine Schemadarstellung eines auch IC-Prüfge rät genannten Halbleiterprüfsystems, wie es aus dem Stand der Technik zum Prüfen eines integrierten Halb leiter-Schaltkreises (nachfolgend "Bauteilprüfling" oder "DUT" genannt) bekannt ist.

Im Beispiel gemäß Fig. 1 ist ein Prüfprozessor als Son derrechner ausgebildet, der innerhalb des Halbleiter prüfsystems zur Steuerung des Prüfsystems mittels eines Prüfgerätbusses vorgesehen ist. Auf der Grundlage von Musterdaten aus dem Prüfprozessor 11 liefert ein Mu stergenerator 12 Zeitsteuerungsdaten und Wellenformen an einen Zeitsteuerungsgenerator 13 bzw. einen Wellen formatierer 14. Ein Prüfmuster wird vom Wellenformatie rer 14 mit Hilfe der Wellenformen aus dem Mustergenera tor 12 und mit Hilfe der Zeitsteuerungsdaten aus dem Zeitsteuerungsgenerator 13 erzeugt. Das Prüfmuster wird einem Bauteilprüfling (DUT) 19 durch eine Pin-Ansteue rung 15 zugeführt.

Ein Antwort-Ausgangssignal des DUT 19 wird in Abhängig keit vom Prüfmuster erzeugt. Das Ausgangssignal wird in ein Schaltsignal mit Hilfe eines analogen Komparators 16 unter Bezugnahme auf einen vorgegebenen Volt-Schwel lenwert umgewandelt. Das Schaltsignal wird mit dem er warteten Wertdaten aus dem Mustergenerator 12 mit Hilfe eines Schalt- (Muster-) Komparators 17 verglichen. Das Ergebnis des Schaltvergleichs wird in einem Fehlerspei cher 18 abgespeichert, der dem DUT 19 zugewiesen ist. Die Pin-Ansteuerung 15, der analoge Komparator 16 und (nicht dargestellte) Schalter zum Austauschen der Pins des Bauteilprüflings sind in einer Pin-Elektronik 20 vorgesehen.

Die oben bezeichnete Schaltkreisart ist bei jedem Prüf gerätepin des Halbleiterprüfsystems vorgesehen. Da ein großformatiges Halbleiterprüfsystem eine große Anzahl von Prüfgerätepins aufweist, so etwa zwischen 256 Prüf gerätepins und bis zu 1.048 Prüfgerätepins, und da die gleiche Anzahl von Schaltkreisarten, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, enthalten ist, wird ein derzeitiges Halbleiterprüfsystem zu einem sehr großen System. Fig. 2 zeigt ein Beispiel für eine äußere Gestalt eines der artigen Halbleiterprüfsystems. Das Halbleiterprüfsystem weist im wesentlichen eine Zentraleinheit 22, einen Prüfkopf 24 und eine Arbeitsstation 26 auf.

Die Arbeitsstation 26 ist ein Rechner, der beispiels weise mit einer Benutzer-Graphikschnittstelle (GUI) versehen ist, um als Schnittstelle zwischen dem Prüfsy stem und dem Anwender zu wirken. Der Einsatz des Prüf systems, die Erstellung von Prüfprogrammen und die Aus führung der Prüfprogramme werden mit Hilfe der Arbeits station 26 bewirkt. Die Zentraleinheit 22 enthält eine große Anzahl von Prüfgerätepins, die - wie in Fig. 1 gezeigt - jeweils den Prüfprozessor 11, den Musterge nerator 12, den Zeitsteuerungsgenerator 13, den Wellen formatierer 14 und den Komparator 17 enthalten.

Der Prüfkopf 24 enthält eine große Anzahl von gedruck ten Schaltkreis-Leiterplatten, die jeweils die in Fig. 1 dargestellte Pin-Elektronik 20 aufweisen. Der Prüf kopf 24 ist beispielsweise von zylindrischer Gestalt, in der die gedruckten Schaltkreis-Leiterplatten, die die Pin-Elektronik bilden, radial aufgereiht sind. Auf einer oberen Oberfläche des Prüfkopfes 24 wird ein Bau teilprüfling 19 in einen Prüf-Stecksockel eingesteckt, die in etwa in der Mitte eines Performance-Boards 28 vorgesehen ist.

Zwischen der Pin-Elektronik und dem Performance-Board 28 ist eine Pin- (Prüfgerät-) Halterung 27 vorgesehen, die einen Kontakt zur Übermittlung von elektrischen Si gnalen bildet. Die Pin-Halterung 27 enthält eine große Anzahl von Kontakteinrichtungen, wie etwa Pogo-Pins, zur elektrischen Verbindung der Pin-Elektronik mit dem Performance-Board. Der Bauteilprüfling 19 erhält ein Prüfmuster-Signal von der Pin-Elektronik und erzeugt ein Antwort-Ausgangssignal.

Bei herkömmlichen Halbleiterprüfsystemen werden, um ein Prüfmuster zu erzeugen, das an einen Bauteilprüfling angelegt werden soll, Prüfdaten verwendet, die mit ei nem sogenannten zyklusgestützten Format definiert wer den. Im zyklusgestützten Format wird jede Variable im Prüfmuster relativ zu jedem Prüfzyklus (d. h. relativ zu jeder Prüfrate) des Halbleiterprüfsystems definiert. Genauer gesagt, der Prüfzyklus (die Prüfrate), die Wel lenform (Art der Wellenform und Zeitsteuerungsflanken) und Vektordaten in den Prüfdaten spezifizieren das Prüfmuster in einem speziellen Prüfzyklus.

Im Entwicklungsstadium des Bauteilprüflings werden, un ter CAD-Bedingungen, die Entwicklungsabschlußdaten mit Hilfe eines Schalt-Simulationsverfahrens über eine Prüfbank abgeschätzt. Dennoch werden die Entwicklungs abschlußdaten, die auf diese Weise über eine Prüfbank erlangt werden, in einem ereignisgestützten Format de finiert. Im ereignisgestützten Format wird der Zeit punkt jeder Veränderung (d. h. jedes Ereignis) im spe ziellen Prüfmuster, so etwa ein Wechsel vom Logikzu stand "0" zu "1" bzw. von "1" zu "0", mit Bezug auf eine Zeitspanne beschrieben. Die Zeitspanne wird bei spielsweise in Bezug auf die absolute Zeitdauer ab ei nem vorbestimmten Bezugspunkt oder aber in Bezug auf die relative Zeitdauer zwischen zwei aufeinanderfolgen den Ereignissen ausgedrückt.

Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat einen Ver gleich zwischen der Prüfmuster-Bildung unter Verwendung der Prüfdaten in einem zyklusgestützten Format und der Prüfmuster-Bildung unter Verwendung der Prüfdaten in einem ereignisgestützten Format in der US-Patentanmel dung 09/340,371 vorgenommen. Der Erfinder der vorlie genden Erfindung hat ferner ein ereignisgestütztes Prüfsystem als neuartiges Halbleiterprüfsystem vorge stellt. Einzelheiten des Aufbaus und der Funktion die ses ereignisgestützten Prüfsystems sind in der US-Pa tentanmeldung 09/406,300 der Anmelderin dargelegt.

Wie vorstehend beschrieben, ist im Halbleiterprüfsystem eine große Anzahl von gedruckten Schaltkreisen und ähn liches vorgesehen, die der Anzahl der Prüfgerätepins entspricht oder diese gar übersteigt, was zu einem sehr großen Gesamtsystem führt. Bei herkömmlichen Halblei terprüfsystemen sind die gedruckten Schaltkreis-Leiter platten u. ä. untereinander identisch.

Bei einem Hochgeschwindigkeits-Prüfsystem mit hoher Auflösung, etwa bei einem Prüfsystem mit einer Prüf- Frequenz von 500 MHz und einer Zeitsteuerungsgenauig keit von 80 Pikosekunden, haben die gedruckten Schalt kreis-Leiterplatten für alle Prüfgerätepins identische Eigenschaften, so daß sie jeweils mit der genannten Prüf-Frequenz und Zeitsteuerungsgenauigkeit arbeiten können. Auf diese Weise wird ein herkömmliches Halblei terprüfsystem unausweichlich zu einem hochpreisigen Sy stem. Darüber hinaus kann das Prüfsystem, da die iden tische Schaltkreisstruktur an jedem Prüfgerätepin Ver wendung findet, nur beschränkte Prüfungen durchführen.

Ein Beispiel eines Bauteilprüflings enthält einen be stimmten Halbleiter-Bauteil, der sowohl analoge als auch digitale Funktionen erfüllt. Ein typisches Bei spiel hierfür ist ein Audio-Schaltkreis oder ein CD- Schaltkreis, der einen Analog-Digital-Wandler (AD-Wand ler), einen Digital-Analog-Wandler (DA-Wandler) und einen Schaltkreis zur Verarbeitung digitaler Signale umfasst. Darüber hinaus gibt es einen bestimmten Halb leiter-Bauteil, der einen inneren Schaltkreis selbst prüfen kann, also der einen internen Selbsttest (BIST) durchführen kann.

Herkömmliche Halbleiterprüfsystem sind so gestaltet, daß lediglich eine Art von Funktionstests gleichzeitig durchgeführt werden kann. Deshalb muß, um den oben er wähnten integrierten Mischsignal-Schaltkreis zu prüfen, jeder Funktionsblock gesondert und seriell geprüft wer den. So muß etwa zunächst der AD-Wandler geprüft wer den, danach der DA-Wandler und alsdann der Schaltkreis zur Verarbeitung digitaler Signale. Weiterhin muß beim Prüfen eines Bauteils mit BIST-Funktion die Überprüfung der BIST-Funktion gesondert von allen anderen Prüfungen durchgeführt werden.

Selbst in dem Fall, in dem ein lediglich aus Logik- Schaltkreisen bestehendes Bauteil geprüft werden soll, ist es fast immer ausreichend, nicht alle der Pins des Bauteilprüflings mit der höchsten Leistung des Halblei terprüfsystems zu prüfen. So arbeiten beispielsweise bei einem typischen Logik-LSI-Bauteilprüfling mit vielen hundert Uns lediglich einige Pins mit hoher Ge schwindigkeit und lediglich diese Pins benötigen das Hochgeschwindigkeitsprüfsignal, während die anderen Pins mit erheblich geringerer Geschwindigkeit arbeiten und lediglich langsame Prüfsignale benötigen.

Da das herkömmliche Halbleiterprüfsystem keine unter schiedlichen Prüfungen parallel zur gleichen Zeit durchführen kann, weist es den Nachteil auf, daß es eine lange Prüfdauer in Anspruch nimmt, um die Mischsi gnal-Bauteilprüfung oder die Bauteilprüfung mit BIST- Funktion abzuschließen. Darüber hinaus ist die Hochlei stungseigenschaft, die lediglich für eine kleine Anzahl von Pins des Bauteilprüflings erforderlich ist, in al len Prüfgerätepins vorgesehen, was die hohen Kosten des Prüfsystems bedingt.

Einer der Gründe dafür, daß das herkömmliche Halblei terprüfsystem die oben erwähnte identische Schaltkreis form in allen Prüfgerätepins installiert, und im Ergeb nis nicht in der Lage ist, zwei oder mehrere unter schiedliche Prüfungen gleichzeitig durchzuführen, liegt darin, daß das Prüfsystem das Prüfmuster nur durch Ver wendung der zyklusgestützten Prüfdaten erzeugen kann. Durch das Erzeugen des Prüfmusters auf der zyklusge stützten Grundlage besteht eine Neigung zur Komplizie rung von Software und Hardware. Es ist daher praktisch unmöglich, unterschiedliche Schaltkreisarten und zuge hörige Software im Prüfsystem einzusetzen, da dies das Prüfsystem noch aufwendiger machen würde.

Um das vorstehende näher zu erklären, sei ein kurzer Vergleich zwischen dem Prüfmuster, das die Prüfdaten in zyklusgestützten Format verwendet, und dem Prüfmuster, das die Prüfdaten in ereignisgestützten Format verwen det, unter Hinweis auf die Wellenformen in Fig. 3 ange stellt. Ein genauerer Vergleich ist in der oben erwähn ten US-Patentanmeldung der Anmelderin enthalten.

Das Beispiel gemäß Fig. 3 zeigt den Fall, bei dem ein Prüfmuster auf der Grundlage von Daten erzeugt wird, die von der Logik-Simulation in der Entwicklungsphase des hochintegrierten Schaltkreises (LSI) stammen. Die gewonnenen Daten werden in einer Speicherauszugsdatei 37 gespeichert. Der Output der Speicherauszugsdatei 37 wird mit Daten im ereignisgestützten Format gebildet, die die Änderungen im Input und Output des entworfenen LSI-Bauteils widerspiegeln und Beschreibungen 38 zei gen, die in Fig. 3 rechts unten zum Ausdruck etwa der Wellenformen 31 dargestellt sind.

In diesem Beispiel wird angenommen, daß die Prüfmuster, wie sie von den Wellenformen 31 dargestellt sind, durch Verwendung derartiger Beschreibungen gebildet werden. Die Wellenformen 31 spiegeln Prüfmuster wider, die an Pins (Prüfgerätepins oder Prüfkanäle) Sa bzw. Sb er zeugt werden. Die Ereignisdaten, die die Wellenformen beschreiben, werden aus Setflanken San, Sbn und deren jeweiligen Zeitsteuerungsdaten (beispielsweise den je weiligen Zeitabstand zu einem Bezugspunkt), sowie Rück setzflanken Ran, Rbn und deren jeweilige Zeitsteue rungsdaten gebildet.

Zur Herstellung eines Prüfmusters zur Verwendung in ei nem herkömmlichen zyklusgestützten Halbleiterprüfsystem müssen die Prüfdaten in Prüfzyklen (Prüfgerätgeschwindigkeit), Wellenformen (Wellenformtypen und deren Flankenzeitsteuerung) sowie Vektoren aufgeteilt werden. Ein Beispiel für eine der artige Beschreibung ist in Fig. 3, Mitte und links, dargestellt. Im zyklusgestützten Prüfmuster, wie es durch Wellenformen 33 im linken Teil von Fig. 3 darge stellt ist, wird ein Prüfmuster in die einzelnen Prüf zyklen (TS1, TS2 und TS3) aufgespalten, um die Wellen formen und die jeweilige Zeitsteuerung (d. h. die Verzö gerungszeit) für jeden Prüfzyklus zu bilden.

Ein Beispiel von Datenbeschreibungen für derartige Wel lenformen, Zeitsteuerungen und Prüfzyklen ist in den Zeitsteuerungsdaten (Prüfplan) 36 dargestellt. Ein Bei spiel der Logikzustände "1", "0", oder "Z" der jeweili gen Wellenform ist in Vektordaten (Musterdaten) 35 dar gestellt. Beispielsweise wird bei den Zeitsteuerungsda ten 36 der Prüfzyklus mit "rate" beschrieben, um die Zeitintervalle zwischen den Prüfzyklen zu beschreiben, und die Wellenform wird mit RZ (Rückkehr zu Null), NRZ (keine Rückkehr zu Null) und XOR (ausschließlich ODER). Darüber hinaus ist die Zeitsteuerung einer jeden Wel lenform durch eine Verzögerungszeit ab einer vorbe stimmten Flanke des zugehörigen Prüfzyklus definiert.

Da das herkömmliche Halbleiterprüfsystem ein Prüfmuster im zyklusgestützten Verfahren erzeugt, weist die Hard ware im Mustergenerator, im Zeitsteuerungsgenerator und Wellenformatierer eine gewisse Kompliziertheit auf. Folglich wird auch die in dieser Hardware zu verwen dende Software kompliziert. Darüber hinaus, da alle der Prüfgerätepins (wie Sa und Sb im obigen Beispiel) durch den herkömmlichen Prüfzyklus definiert werden, ist es nicht möglich, Prüfmuster unterschiedlicher Zyklen zwi schen den Prüfgerätepins gleichzeitig zu erzeugen.

Deshalb werden im herkömmlichen Halbleiterprüfsystem die gleichen Schaltkreisarten in allen Prüfgerätepins verwendet. Es ist nicht möglich, gedruckte Schaltkreis- Leiterplatten mit unterschiedlichem Schaltkreisaufbau zu verwenden. Folglich ist es nicht möglich, unter schiedliche Prüfungen, wie etwa analoge Blockprüfungen und digitale Blockprüfungen, gleichzeitig und parallel zueinander durchzuführen. Darüber hinaus erfordert ein Hochgeschwindigkeits-Prüfsystem auch eine langsame Hardware-Art, womit die Hochgeschwindigkeit in einem derartigen Prüfsystem auch nicht gerade gefördert wird.

Demgegenüber ist es zur Erzeugung eines ereignisge stützten Prüfmusters lediglich nötig, Setz- bzw. Rück setzdaten sowie zugehörige in einem Ereignisspeicher gespeicherte Zeitsteuerungsdaten abzulesen, was sehr einfach strukturierte Hardware und Software erfordert. Darüber hinaus kann jeder Prüfgerätepin ereignisbezogen unabhängig arbeiten. Der Prüfzyklus und verschiedene hierauf bezogene Daten sind insoweit ohne Relevanz. Die Prüfmuster unterschiedlicher Funktionen und Frequenzbe reiche können somit gleichzeitig erzeugt werden.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben, wie be reits erwähnt, das ereignisgestützte Halbleiterprüfsy stem vorgeschlagen. Beim ereignisgestützten Prüfsystem ist es, da die eingesetzte Hardware sowie die zugehö rige Software einfach hinsichtlich Aufbau und Inhalt gehalten sind, möglich, ein Gesamtprüfsystem zu schaf fen, bei dem unterschiedliche Hardware und Software un ter den darin eingesetzten Prüfgerätepins eingesetzt werden. Darüber hinaus können, da jeder der Prüfgerä tepins unabhängig von den anderen arbeitet, zwei oder mehrere Prüfungen parallel zueinander durchgeführt wer den, die sich hinsichtlich Funktion und Frequenz von einander unterscheiden. Darüber hinaus kann ein anwen dungsspezifisches und geringpreisiges ereignisgestütz tes Prüfsystem leicht eingerichtet werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Halbleiterprüfsystem zu schaffen, das dadurch anwen dungsspezifisch ist, daß Prüfgerätmodule unterschiedli cher Eigenschaften vorgesehen sind, die Prüfgerätepins entsprechen, sowie dadurch daß ferner ein Messmodul vorgesehen ist, das dem anwendungsspezifischen Einsatz in einer Prüfgerät-Halterung dient.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein geringpreisiges Halbleiterprüfsystem zu schaffen, das ein Halbleiterbauteil mit analogen und digitalen Funktionen prüfen kann, wobei die analogen und digita len Funktionen dadurch parallel und zur gleichen Zeit geprüft werden können, daß Prüfgerätmodule unterschied licher Eigenschaften, die Prüfgerätepins entsprechen, und ein analoges Messmodul in einer Prüfgerät-Halterung eingebaut sind.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein geringpreisiges Halbleiterprüfsystem zu schaffen, das ein Halbleiterbauteil mit einer BIST-Funktion (also mit einer internen Selbsttest-Funktion) und andere Lo gikfunktionen prüfen kann, wobei die BIST-Funktion und Logikfunktionen dadurch parallel und zur gleichen Zeit geprüft werden können, daß Prüfgerätmodule unterschied licher Eigenschaften, die Prüfgerätepins entsprechen, und ein analoges Messmodul in einer Prüfgerät-Halterung eingebaut sind.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung ein Halblei terprüfsystem mit Prüfgerätmodulen unterschiedlicher Eigenschaften, die Prüfgerätepins entsprechen, zu schaffen, bei dem die Schnittstellen-Spezifikation zwi schen der Prüfgerät-Zentraleinheit und den Prüfgerätmo dulen standardisiert sind, um die Prüfgerätmodule un terschiedlicher Anschlussbelegungen und Leistungsmerk male frei in der Zentraleinheit unterzubringen.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Halblei terprüfsystem zu schaffen, bei dem eine Mehrzahl von Prüfgerätmodulen unterschiedlicher Eigenschaften frei untergebracht werden können, wodurch das Halbleiter prüfsystem Prüfungen an einer Mehrzahl unterschiedli cher Bauteilarten oder Funktionsblocks gleichzeitig durchführen kann.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung ein Halblei terprüfsystem zu schaffen, das einen Halbleiter-Bau teilprüfling zu geringen Kosten prüfen kann und dessen Möglichkeiten in Abhängigkeit zukünftiger Bedürfnisse verbessert werden können.

Das erfindungsgemäße Halbleiterprüfsystem enthält zwei oder mehrere Prüfgerätmodule, die hinsichtlich ihrer Leistungsmerkmale identisch oder unterschiedlich sind, eine Prüfsystem-Zentraleinheit zur Unterbringung von zwei oder mehreren Prüfgerätmodulen, eine Prüfgerät- Halterung, die auf der Prüfsystem-Zentraleinheit zur elektrischen Verbindung der Prüfgerätmodule mit einem Bauteilprüfling vorgesehen ist, ein Messmodul, das in der Prüfgerät-Halterung zur Umwandlung von Signalen zwischen dem Bauteilprüfling und dem Prüfgerätmodul in Abhängigkeit einer bestimmten Funktion des Bauteilprüf lings vorgesehen ist, und einen Hauptrechner zur Steue rung einer Gesamttätigkeit des Prüfsystems durch Kommu nikation mit den Prüfgerätmodulen im Prüfsystem mittels eines Prüfgerätbusses.

Beim erfindungsgemäßen Halbleiterprüfsystem ist ein auf die konkrete Prüfanwendung zugeschnittenes Messmodul in der Prüfgerät-Halterung vorgesehen, das eine elektri sche Verbindung zwischen den Prüfgerätmodulen und dem Bauteilprüfling herstellt. Die Prüfgerät-Halterung wird in Abhängigkeit von dem Prüfobjekt ausgetauscht. Jedes der Prüfgerätmodule enthält eine Mehrzahl von Ereignis- Prüfgerät-Leiterplatten. Unter der Steuerung des Haupt rechners liefert jede Prüfgerät-Leiterplatte ein Prüf muster an einen entsprechenden Pin des Bauteilprüflings und bewertet anschließend ein Ergebnis-Ausgangssignal des Bauteilprüflings.

Bei dem erfindungsgemäßen ereignisgestützten Prüfsystem wird das Messmodul für einen spezifischen Prüfzweck in der Prüfgerät-Halterung (Pin-Halterung) installiert, wodurch der Aufbau der im Prüfsystem installierten Prüfgerätmodule vereinfacht wird. Durch das Ersetzen von für spezifische Anwendungen vorbereitete Prüfgerät- Halterungen in Abhängigkeit von der Art des Bauteil prüflings oder des Prüfgegenstands kann ein anwendungs spezifisches Halbleiterprüfsystem mit einfacher Struk tur und zu geringen Kosten erzielt werden.

Beim erfindungsgemäßen Halbleiterprüfsystem können, da der Einsatz eines Prüfgerätepins unabhängig von dem ei nes anderen Prüfgerätepins ist, unterschiedliche Bau teile oder unterschiedliche Bauteil-Blöcke von einer Gruppe von Prüfgerätepins und anderen Gruppen von Prüf gerätepins geprüft werden. Durch Verwendung der anwen dungsspezifischen Prüfgerät-Halterungen können somit ein analoger Schaltkreis und ein digitaler Schaltkreis im Bauteilprüfling parallel zur gleichen Zeit geprüft werden. In ähnlicher Weise kann ein Bauteilprüfling mit BIST-Funktion leicht unter Verwendung einer Prüfgerät- Halterung mit einem Modul geprüft werden, das als BIST- Schnittstelle arbeitet.

Wie bereits erwähnt, wird beim erfindungsgemäßen Halb leiterprüfsystem das Prüfgerätmodul (Prüfgerät-Leiter platte) durch eine Ereignis-Konfiguration konfiguriert, wobei alle für die Prüfung erforderlichen Informationen in einem ereignisgestützten Format vorbereitet werden. Da es nicht nötig ist, das Bewertungssignal oder den Mustergenerator einzuschließen, kann jeder Prüfgerä tepin im ereignisgestützten Prüfsystem unabhängig von den anderen Prüfgerätepins arbeiten. Deshalb können un terschiedliche Prüfungsarten, wie etwa die Prüfung von analogen Schaltkreisen und von digitalen Schaltkreisen, gleichzeitig durchgeführt werden.

Da das erfindungsgemäße Prüfsystem auf modularer Basis konfiguriert wird, kann ein einfaches und geringprei siges Prüfsystem in Abhängigkeit von der Art des Bau teilprüflings oder der Prüfzwecke geschaffen werden. Wegen des ereignisgestützten Aufbaus kann die Hardware des ereignisgestützten Prüfsystems erheblich reduziert werden, wobei die Software zur Steuerung der Prüfgerät module erheblich vereinfacht werden kann. Deshalb kann auch die Gesamtgröße des ereignisgestützten Prüfsystems reduziert werden, was zu einer weiteren Kosteneinspa rung, zu einer Reduzierung des für das Prüfsystem benö tigten Raumbedarfs sowie der damit in Verbindung ste henden Kosten führt.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine Schemadarstellung zur Illustration eines Grundaufbaus eines herkömmlichen Halbleiterprüf systems (LSI-Prüfgerät);

Fig. 2 eine Schemadarstellung zur Illustration der äu ßeren Gestalt eines herkömmlichen Halbleiter prüfsystems;

Fig. 3 eine Schemadarstellung zum Vergleich eines Be schreibungsbeispiels zur Erzeugung eines zyklus gestützten Prüfmusters in einem herkömmlichen Halbleiterprüfsystem mit einem Beschreibungsbei spiel eines ereignisgestützten Prüfmusters im erfindungsgemäßen Halbleiterprüfsystem;

Fig. 4 eine Schemadarstellung zur Illustration eines Prüfsystemaufbaus zur Prüfung eines Mischsignal- IC (also eines Mischsignal-Schaltkreises) durch ein erfindungsgemäßes, anwendungsspezifisches Prüfsystem;

Fig. 5 eine Schemadarstellung zur Illustration eines Schaltkreisaufbaus in einem ereignisgestützten Prüfgerät in einer Ereignis-Prüfgerät-Leiter platte, die in einem erfindungsgemäßen Prüfge rätmodul eingebaut ist;

Fig. 6 eine Schemadarstellung zur Illustration eines Halbleiterprüfsystems mit Prüfgerätepins, die durch Einbau einer Mehrzahl von erfindungsgemä ßen Prüfgerätmodulen in unterschiedliche Lei stungsgruppen gruppiert sind;

Fig. 7A eine Schemadarstellung zur Illustration eines Halbleiterprüfsystems, das zur Prüfung eines Mischsignal-Bauteils ausgelegt ist, und

Fig. 7B eine Schemadarstellung zur Illustration eines Halbleiterprüfsystems, das zur Prüfung eines Bauteils mit BIST-Funktion ausgelegt ist;

Fig. 8 eine Schemadarstellung zur Illustration der in neren Gestalt eines Mischsignal-IC, das mit ei ner analogen Funktion und einer digitalen Funk tion gemischt ausgestattet ist, und zur Darstel lung eines Prüfverfahrens zum gleichzeitigen Prüfen derart unterschiedlicher Funktionen im Mischsignal-Bauteilprüfling durch das erfin dungsgemäße Halbleiterprüfsystem;

Fig. 9A eine Schemadarstellung zur Illustration eines Prüfverfahrens zum Prüfen des Mischsignal-Bau teils durch ein herkömmliches Halbleiterprüfsy stem und

Fig. 9B eine Schemadarstellung zur Illustration eines Prüfverfahrens zum Prüfen des Mischsignal-Bau teils durch ein erfindungsgemäßes Halbleiter prüfsystem;

Fig. 10 eine Schemadarstellung zur Illustration der äu ßeren Gestalt eines Beispiels eines erfindungs gemäßen Halbleiterprüfsystems.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sei nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 4 bis 10 erläu tert. Fig. 4 ist eine Schemadarstellung zur Illustra tion der Grundaufbaus des erfindungsgemäßen Halbleiter prüfsystems zur Prüfung eines Analog-Digital-Mischsi gnal-Schaltkreises ("Mischsignal-IC" oder "Mischsignal- Bauteil"). Der Grundaufbau des Halbleiterprüfsystems zur Prüfung eines Bauteils mit BIST-Funktion ist im we sentlichen mit dem in Fig. 4 dargestellten Grundaufbau identisch, wobei allerdings in diesem Fall ein für BIST-Prüfungen bestimmtes Messmodul Verwendung zu fin den hat.

Heim erfindungsgemäßen Halbleiterprüfsystem ist ein Prüfkopf (bzw. eine Prüfgerät-Zentraleinheit) so ge staltet, daß ein oder mehrere modulare Prüfgeräte (nachfolgend "Prüfgerätmodule" genannt) wahlweise darin installiert werden können. Die zu installierenden Prüf gerätmodule können in Abhängigkeit von der Anzahl der gewünschten Prüfgerätepins mehrere gleichartige Prüfge rätmodule sein oder aber eine Kombination von unter schiedlichen Prüfgerätmodulen, wie etwa eine Kombina tion aus einem Hochgeschwindigkeitsmodul HSM und einem Niedriggeschwindigkeitsmodul LSM.

Wie nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 6 und 7 er läutert werden wird, ist jedes Prüfgerätmodul mit einer Mehrzahl von Ereignis-Prüfgerät-Leiterplatten 43 verse hen, beispielsweise mit acht Leiterplatten. Darüber hinaus umfaßt jede Ereignis-Prüfgerät-Leiterplatte eine Mehrzahl von Ereignis-Prüfgeräten 66, die einer ent sprechenden Anzahl von Prüfgerätepins entsprechen, also beispielsweise 32 Ereignis-Prüfgeräten bei 32 Prüfgerä tepins. Deshalb deckt im Beispiel gemäß Fig. 4 eine Er eignis-Prüfgerät-Leiterplatte 43 ₁ einen analogen Teil der Bauteilprüfung ab, während andere Ereignis-Prüfge rät-Leiterplatten 43 einen digitalen Teil der Bauteil prüfung abdecken.

Beim Prüfsystem gemäß Fig. 4 werden die Mehrzahl der Ereignis-Prüfgerät-Leiterplatten 43 von einem als Hauptrechner des Prüfsystems dienenden Prüfgerät- Steuerelement 41 mittels eines Systembusses 64 gesteu ert. Wie bereits erwähnt, können beispielsweise acht Ereignis-Prüfgerät-Leiterplatten 43 in einem einzigen Prüfgerätmodul installiert werden. Obgleich nicht in Fig. 4 dargestellt, wird ein erfindungsgemäßes Prüfsystem typischerweise mit Hilfe von zwei oder mehreren derar tiger Prüfgerätmodule aufgebaut, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist.

In dem in Fig. 4 dargestellten Beispiel legt eine Er eignis-Prüfgerät-Leiterplatte 43 ein Prüfmuster (Prüfsignal) an einen Bauteilprüfling (DUT) 19 an, und untersucht alsdann ein auf das Prüfmuster gegebenes Antwortsignal des Bauteilprüflings. Zum Prüfen der ana logen Funktion des Bauteilprüflings 19 kann ein analo ges Mess- (Test-) Modul 48 im Prüfsystem vorgesehen sein. Ein derartiges analoges Messmodul 48 enthält, beispielsweise, einen DA-Wandler, einen AD-Konverter sowie einen Filter. Wie zu einem späteren Zeitpunkt er läutert werden wird, ist das analoge Messmodul 48 in einer Prüfgerät-Halterung (Pin-Halterung) des Prüfsy stems installiert.

Jede Ereignis-Prüfgerät-Leiterplatte 43 enthält bei spielsweise Ereignis-Prüfgeräte 66 ₁ bis 66 ₃₂ für 32 Kanäle, eine Schnittstelle 53, eine Zentraleinheit 67 und einen Speicher 68. Jedes Ereignis-Prüfgerät 66 ent spricht einem Prüfgerät-Pin. Innerhalb der gleichen Prüfgerät-Leiterplatte weist es auch den gleichen inne ren Aufbau auf. In diesem Beispiel umfaßt das Ereignis- Prüfgerät 66 einen Ereignisspeicher 60, eine Ereignis- Ausführeinheit 47, eine Pin-Ansteue rung/Komparatoreinheit 61 und einen Prüfergebnisspei cher 57.

Der Ereignisspeicher 60 speichert Ereignisdaten zur Er zeugung eines Prüfmusters. Die Ereignis-Ausführeinheit 47 erzeugt das Prüfmuster auf der Grundlage der Ereig nisdaten des Ereignisspeichers 60. Das Prüfmuster wird dem Bauteilprüfling 19 über die Pin-Ansteue rung/Komparatoreinheit 61 zugeführt. In dem Fall, in dem ein Eingangspin des Bauteilprüflings 19 ein analo ger Input ist, wandelt das oben erwähnte analoge Messmodul 48 durch den darin angeordneten DA-Wandler das Prüfmuster in ein analoges Signal um. Auf diese Weise wird das analoge Prüfsignal dem Bauteilprüfling 19 zugeführt. Ein Ausgangssignal des Bauteilprüflings 19 wird mit einem erwarteten Signal durch die Pin-An steuerung/Komparatoreinheit 61 verglichen. Das Ergebnis dieses Vergleichs wird im Prüfergebnisspeicher 57 abge speichert. In dem Fall, in dem ein Ausgangssignal des Bauteilprüflings 19 ein analoges Signal ist, wird, so fern dies nötig sein sollte, ein solches analoges Si gnal durch den AD-Wandler im analogen Messmodul 48 in ein digitales Signal umgewandelt.

Fig. 5 zeigt eine genauere Schemadarstellung zur Illu stration eines Beispiels eines Schaltkreisaufbaus in einem Ereignis-Prüfgerät 66 in einer Ereignis-Prüfge rät-Leiterplatte 43. Weiterführende Detailangaben zum Ereignis-Prüfsystem finden sich in der oben erwähnten US Patentanmeldung 09/406,300 sowie in der US-Patentan meldung 09/259,401 der Anmelderin. In Fig. 5 sind mit in Fig. 4 dargestellten Blöcke identische Blöcke auch mit identischen Bezugszeichen versehen.

Die Schnittstelle 53 und die Zentraleinheit 67 werden mit dem als Hauptrechner des Prüfsystems dienenden Prüfgerät-Steuerelement 41 durch den Systembus 64 ver bunden. Die Schnittstelle 53 wird beispielsweise dazu genutzt, Daten von dem Prüfgerät-Steuerelement 41 an ein nicht dargestelltes Register in der Ereignis-Prüf gerät-Leiterplatte zu übermitteln, um das Ereignis- Prüfgerät den Eingangs-/Ausgangs-Pins des Bauteilprüf lings zuzuweisen. Wenn der Hauptrechner 41 beispiels weise eine Gruppenzuordnungsadresse an den Systembus 64 sendet, so interpretiert die Schnittstelle diese Grup penzuordnungsadresse. Sie gestattet es ferner, die Da ten des Hauptrechners 41 in einem Register in der spe zifischen Ereignis-Prüfgerät-Leiterplatte zu speichern.

Die Zentraleinheit 67 ist beispielsweise in jeder Er eignis-Prüfgerät-Leiterplatte 43 vorgesehen. Sie steu ert darüber hinaus die Arbeitsgänge in der Ereignis- Prüfgerät-Leiterplatte 43, wobei hierzu das Erzeugen von Ereignissen (Prüfmustern) ebenso gehört wie die Be urteilung der Ausgangssignale des Bauteilprüflings und die Aufnahme von Fehlerdaten. Die Zentraleinheit 67 kann an jeder Prüfgerät-Leiterplatte oder an jeder soundsovielten Prüfgerät-Leiterplatte vorgesehen sind. Die Zentraleinheit 67 ist darüber hinaus nicht immer unerläßlich in der Ereignis-Prüfgerät-Leiterplatte 43 vorgesehen. Ihre Steuerungsfunktion kann auch unmittel bar vom Prüfgerät-Steuerelement 41 gegenüber den Ereig nis-Prüfgerät-Leiterplatten wahrgenommen werden.

Eine Adressfolge-Steuereinheit 58 wird, beispielsweise, im einfachsten Fall von einem Programm-Zähler gebildet. Die Adressfolge-Steuereinheit 58 steuert die Zuführung von Adressen, die an den Fehlerdatenspeicher 57 und den Ereignisspeicher 60 geliefert werden. Die Ereignis- Zeitsteuerungsdaten werden dem Ereignisspeicher 60 von dem Hauptrechner in Form eines Prüfprogramms übermit telt und dort abgespeichert.

Der Ereignisspeicher 60 speichert, wie oben erwähnt, die Ereignis-Zeitsteuerungsdaten, welche die Zeitsteue rung der einzelnen Ereignisse (d. h. den Zeitpunkt, an dem sich der Logikzustand von "1" zu "0" bzw. von "0" zu "1" ändert) festlegen. Die Ereignis-Zeitsteuerungs daten werden dabei beispielsweise in zwei Gruppen ge speichert, von denen eine die Daten umfaßt, die ein ganzzahliges Vielfaches eines Referenztaktzyklus ange ben, und die andere Gruppe aus den Daten besteht, die Bruchteile des Referenztaktzyklus wiedergeben. Vor der Speicherung im Ereignisspeicher 60 werden die Eregnis- Zeitsteuerungsdaten vorzugsweise komprimiert.

Die Schemadarstellung gemäß Fig. 5 zeigt eine detail liertere Darstellung eines Beispiels für den Aufbau ei nes in der Ereignis-Prüfgerät-Leiterplatte 43 angeord neten ereignisgestützten Prüfgeräts 66, während sich eine genauere Beschreibung des ereignisgestützten Prüf systems der bereits erwähnten US-Patentanmeldung Nr. 09/406,300 sowie der US-Patentanmeldung Nr. 09/259,401 derselben Anmelderin entnehmen läßt. Blöcke, die zu den in Fig. 4 gezeigten identisch sind, sind in Fig. 5 auch mit denselben Bezugsziffern gekenn zeichnet.

Die Schnittstelle 53 und die Zentraleinheit 67 sind über den Systembus 64 mit der (in Fig. 4 gezeigten) Prüfgerät-Steuereinheit bzw. dem Hauptrechner 41 ver bunden. Die Schnittstelle 53 wird beispielsweise zur Übertragung von Daten von der Prüfgerät-Steuereinheit 41 an ein (nicht dargestelltes) Register in der Ereig nis-Prüfgerät-Leiterplatte eingesetzt, um das Ereignis- Prüfgerät den Eingabe-/Ausgabepins des Bauteilprüflings zuzuordnen. Wenn der Hauptrechner 41 hierfür bei spielsweise eine Gruppenzuordnungsadresse an den Systembus 64 sendet, so interpretiert die Schnittstelle 53 die Gruppenzuordnungsadresse und ermöglicht es da durch, die Daten vom Hauptrechner im Register der spe zifizierten Ereignis-Prüfgerät-Leiterplatte zu spei chern.

In jeder Ereignis-Prüfgerät-Leiterplatte 43 kann eine Zentraleinheit 67 vorgesehen sein, die die Operationen der Ereignis-Prüfgerät-Leiterplatte 43, einschließlich der Erzeugung von Ereignissen (Prüfmustern), der Bewer tung von Ausgangssignalen vom Bauteilprüfling und der Beschaffung von Fehlerdaten steuert. Dabei kann für jede Prüfgerät-Leiterplatte eine gesonderte Zentralein heit 67 oder auch eine Zentraleinheit 67 für mehrere Prüfgerät-Leiterplatten vorgesehen werden. Im übrigen muß auch nicht unbedingt eine Zentraleinheit 67 in der Ereignis-Prüfgerät-Leiterplatte 43 vorhanden sein, weil dieselben Steuerfunktionen für die Ereignis-Prüfgerät- Leiterplatten auch direkt durch die Prüfgerät- Steuereinheit 41 erfüllt werden können.

Bei der Adressfolge-Steuereinheit 58 handelt es sich beispielsweise im einfachsten Fall um einen Programm- Zähler. Die Adressfolge-Steuereinheit 58 steuert die Zuführung von Adressen zum Fehlerdatenspeicher 57 und zum Ereignisspeicher 60. Die Ereignis-Zeitsteuerungsda ten werden vom Hauptrechner als Prüfprogramm an den Ereignisspeicher 60 übertragen und dort gespeichert.

Wie erwähnt, speichert der Ereignisspeicher 60 die Er eignis-Zeitsteuerungsdaten, welche die Zeitsteuerung der einzelnen Ereignisse (d. h. den Zeitpunkt, an dem sich der Logikzustand von "1" zu "0" bzw. von "0" zu "1" ändert) festlegen. Die Ereignis-Zeitsteuerungsdaten werden dabei beispielsweise in zwei Gruppen gespei chert, von denen eine die Daten umfaßt, die ein ganz zahliges Vielfaches eines Referenztaktzyklus angeben, und die andere Gruppe aus den Daten besteht, die Bruch teile des Referenztaktzyklus wiedergeben. Vor der Spei cherung im Ereignisspeicher 60 werden die Ereignis- Zeitsteuerungsdaten vorzugsweise komprimiert.

Beim Beispiel gemäß Fig. 5 wird die in Fig. 4 gezeigte Ereignis-Ausführeinheit 47 durch eine Dekomprimierungs einheit 62, eine Zeitsteuerungzähl- und Skalierlogik 63 und einen Ereignisgenerator 64 gebildet. Die Dekompri mierungseinheit 62 dient zur Dekomprimierung (bzw. Wie derherstellung) der aus dem Ereignisspeicher 60 stam menden komprimierten Zeitsteuerungsdaten. Die Zeit steuerungszähl- und Skalierlogik 63 erzeugt Zeitlängen- Daten für jedes Ereignis, indem sie die Ereignis-Zeit steuerungsdaten summiert bzw. modifiziert. Die Zeitlän gen-Daten geben dabei die Zeitsteuerung jedes Ereignis ses in Form einer Zeitlänge (d. h. einer Verzögerungs zeit) gegenüber einem festgelegten Referenzpunkt an.

Schließlich erzeugt der Ereignisgenerator 64 ein Prüf muster auf der Grundlage der Zeitlängen-Daten und führt das Prüfmuster dem Bauteilprüfling (DUT) 19 durch die Pin-Ansteuerung/Komparatoreinheit 61 zu. Mit Hilfe die ser Anordnung wird ein bestimmter Pin des Bauteil prüflings (DUT) 19 durch Bewertung seiner Antwortaus gangssignale geprüft. Wie sich Fig. 4 entnehmen läßt, besteht die Pin-Ansteuerung/Komparatoreinheit 61 haupt sächlich aus einer Pin-Ansteuerung, die den jeweiligen Bauteilpin zur Zuführung des Prüfmusters ansteuert, und einem Komparator, der ein Spannungsniveau eines durch das Prüfmuster hervorgerufenen Ausgangssignals des Bau teilpins bestimmt und das Ausgangssignal mit den SOLL- Logikdaten vergleicht.

Bei diesem kurz beschriebenen Ereignisprüfgerät werden das dem Bauteilprüfling zugeführte Eingabesignal und das mit dem Ausgangssignal des Bauteils zu verglei chende SOLL-Signal auf der Grundlage von Daten erzeugt, die im ereignisgestützten Format vorliegen. Beim ereig nisgestützten Format werden Informationen über die Zeitpunkte, an denen sich das Eingabesignal und das SOLL-Signal verändern, durch Aktionsinformationen (in Form von Setz- und/oder Rücksetzinformationen) und Zeitinformationen (über die Zeitlänge ab einem bestimm ten Zeitpunkt) wiedergegeben.

Wie bereits erwähnt, wird beim herkömmlichen Halblei terprüfsystem ein zyklusgestütztes Verfahren eingesetzt, für das eine geringere Speicherkapazität benötigt wird, als dies bei einer ereignisgestützten Struktur der Fall ist. Beim zyklusgestützten Prüfsystem werden die Zeit informationen des Eingabesignals und des SOLL-Signals aus Zyklusinformationen (Geschwindigkeitssignal) und Informationen zur Verzögerungszeit gebildet. Die Akti onsinformationen des Eingabesignals und des SOLL-Si gnals werden aus Daten über den Wellenform-Modus sowie Musterdaten erzeugt. Bei dieser Anordnung können die Informationen über die Verzögerungszeit nur durch eine begrenzte Datenmenge gebildet werden. Zudem muß das Prüfprogramm zu einer flexiblen Erzeugung der Musterda ten viele Schleifen, Verzweigungen und/oder Unterpro gramme umfassen, so daß bei einem herkömmlichen Prüfsy stem komplexe Strukturen und Operationsvorgänge benö tigt werden.

Beim ereignisgestützten Prüfsystem kann hingegen auf die komplexen Strukturen und Operationsvorgänge her kömmlicher zyklusgestützter Prüfsysteme verzichtet wer den, wodurch sich die Anzahl der Prüfpins auf einfache Weise erhöhen und/oder die Integration von Prüfpins mit unterschiedlicher Leistung im selben Prüfsystem pro blemlos durchführen läßt. Obwohl beim ereignisgestützten Prüfsystem eine große Speicherkapazität benötigt wird, stellt eine entsprechende Erhöhung der Speicherkapazi tät doch kein wesentliches Problem dar, da heutzutage ohnehin laufend Speicher mit immer höherer Speicher dichte zu immer geringeren Kosten angeboten werden.

Wie bereits erwähnt, können beim ereignisgestützten Prüfsystem alle Prüfpins bzw. alle Prüfpin-Gruppen un abhängig voneinander eine Prüfoperation durchführen. Wenn also mehrere unterschiedliche Arten von Prüfungen durchzuführen sind, wie dies etwa beim Prüfen einer in tegrierten Systemchip-Schaltung mit mehreren, etwa in Form eines Logikbausteins und eines Speicherbausteins vorliegenden Funktionsblöcken (Hausteinen) der Fall ist, so lassen sich diese unterschiedlichen Arten von Prüfungen gleichzeitig parallel vornehmen. Zudem können die Start- und Endzeitsteuerung derartiger unterschied licher Arten von Prüfungen unabhängig voneinander er folgen.

Das Schemadiagramm gemäß Fig. 6 zeigt den Aufbau eines Halbleiterprüfsystems aus mehreren Prüfgerätmodulen ge mäß der vorliegenden Erfindung, wobei das Prüfsystem Prüfpins umfaßt, die gemäß ihrer unterschiedlichen Lei stung gruppiert sind.

Dabei wird ein Prüfkopf 124 mit einer Anzahl von Prüf gerätmodulen versehen, die beispielsweise von der An zahl der Pins einer mit dem Prüfkopf verbundenen Prüf gerät-Halterung 127 und vom Typ des zu prüfenden Bau teils sowie der Anzahl der Pins des Bauteilprüflings abhängt. Wie später noch näher erläutert wird, ist die Spezifikation der Schnittstelle (d. h. des Anschlußele ments) zwischen der Prüfgerät-Halterung 127 und dem Prüfgerätmodul standardisiert, so daß jedes Prüfge rätmodul an jeder beliebigen Position im Prüfkopf (bzw. der System-Zentraleinheit) installiert werden kann.

Die Prüfgerät-Halterung 127 umfaßt eine große Anzahl von elastischen Anschlußelementen, wie etwa Pogo-Pins, zur elektrischen und mechanischen Verbindung der Prüf gerätmodule mit einem Performance-Board 128. Der Bau teilprüfling 19 wird in einen Prüf-Stecksockel am Per formance-Board 128 eingesteckt und hierdurch elektrisch mit dem Halbleiterprüfsystem verbunden. In der Prüfge rät-Halterung 127 ist ein in den Fig. 7A und 7B gezeig tes, speziell auf die geplante Prüfung ausgelegtes Funktionsmodul (beispielsweise in Form eines Reparatur moduls 48 zur Speicherreparatur) installiert, was sich allerdings Fig. 6 nicht entnehmen läßt. Gemäß der vor liegenden Erfindung ist demgemäß die Prüfgerät-Halte rung 127, beispielsweise unter Berücksichtigung des zu prüfenden Bauteil-Typs, speziell für die jeweilige Prüfanwendung konstruiert.

An der Prüfgerät-Halterung 127 wird ein Performance- Board 128 vorgesehen. Ein Bauteilprüfling (DUT) 19 wird nun beispielsweise in einen Prüfsockel am Performance- Board 128 eingeschoben und so mit dem Halbleiterprüfsy stem elektrisch verbunden. Wie bereits erwähnt, ist in der Prüfgerät-Halterung ein analoges Messmodul 48 gemäß Fig. 4 angeordnet, das allerdings in ähnlicher Weise wie der Bauteilprüfling (DUT) 19 am Performance-Board 128 gehaltert werden kann.

Jedes Prüfgerätmodul 125 weist eine vorbestimmte Anzahl von Pin-Gruppen auf. So sind in einem Hochgeschwindig keitsmodul HSM beispielsweise gedruckte Schaltkreis- Leiterplatten für 128 Prüfpins (Prüfkanäle) angeordnet, während ein Niedriggeschwindigkeitsmodul LSM gedruckte Schaltkreis-Leiterplatten für 256 Prüfpins aufweist. Diese Zahlenangaben dienen hier im übrigen nur als Bei spiel, so daß auch andere Pinzahlen möglich sind.

Wie bereits erwähnt, umfaßt jede gedruckte Schaltkreis- Leiterplatte des Prüfgerätmoduls ereignisgestützte Prüf geräte, die jeweils Prüfmuster erzeugen und diese dem entsprechenden Pin des Bauteilprüflings 19 durch das Performance-Board 128 zuführen. Durch das Prüfmuster hervorgerufene Ausgangssignale des Bauteilprüflings 19 werden durch den Performance-Board 128 an die Ereignis- Prüfgerät-Leiterplatte im Prüfgerätmodul weitergelei tet, die sie mit den SOLL-Signalen vergleicht und so feststellt, ob der Bauteilprüfling einwandfrei arbeitet oder nicht.

Jedes Prüfgerätmodul verfügt über eine Schnittstelle (Anschlusselement) 126. Das Anschlusselement 126 ent spricht dabei der standardisierten Spezifikation der Prüfgerät-Halterung 127, wobei in der standardisierten Spezifikation der Prüfgerät-Halterung 127 beispiels weise der Aufbau der Anschlusspins, die Impedanz der Pins, die Entfernung zwischen den Pins (d. h. der Pinab stand) und die jeweilige relative Ausrichtung der Pins zueinander für den geplanten Prüfkopf festgelegt sind. Durch Einsatz einer mit der standardisierten Spezifika tion übereinstimmenden Schnittstelle 126 (bzw. eines entsprechenden Anschlusselements) bei allen Prüfgerät modulen lassen sich beliebige Prüfsysteme mit einer un terschiedlichen Kombination von Prüfgerätmodulen her stellen.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung erhält man ein im Hinblick auf Kosten und Leistung optimales Prüfsystem, das an den jeweiligen Bauteilprüfling angepasst ist. Außerdem läßt sich die Leistung des Prüfsystems ggf. noch weiter verbessern, indem man eines oder mehrere der Prüfmodule ersetzt, wodurch sich die gesamte Le bensdauer des Systems erhöhen läßt. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Prüfsystem eine Vielzahl von Prüf modulen umfassen, deren Leistung sich jeweils unter scheidet, so daß sich direkt durch Einsatz entsprechen der Prüfmodule ein Prüfsystem mit der gewünschten Lei stung herstellen läßt, wobei es auf einfache und di rekte Weise möglich ist, die Prüfsystemleistung zu ver bessern.

Die Schemadarstellung gemäß Fig. 7A zeigt ein Beispiel eines Halbleiterprüfsystems, das zur Prüfung eines Mischsignal-Bauteils ausgelegt ist. Die Schemadarstel lung gemäß Fig. 7B zeigt ein Beispiel eines Halbleiter prüfsystems, das zur Prüfung eines Bauteils mit BIST- Funktion ausgelegt ist. Aus Gründen der zeichnerischen Vereinfachung wurde die in Fig. 6 dargestellte Schnitt stelle 126 hier nicht wiedergegeben. Darüber hinaus wurden die Prüfgerätmodule 125 hier einfach mit TM be zeichnet, obwohl es sich dabei je nach dem Ziel der Prüfung sowohl um gleichartige als auch um unterschied liche Module handeln kann.

Das in Fig. 7A gezeigte Halbleiterprüfsystem ist so ge staltet, daß es der Prüfung eines Bauteilprüflings mit analogem Schaltkreis dient. Folglich sind analoge Mess- (Prüfgerät-) Module 132 und 133 in der Prüfgerät-Halte rung 127 vorgesehen. Wenn ein spezieller Eingangspin des Bauteilprüflings (DUT) 19 ein analoger Signalpin ist, dann wird ein Prüfsignal des Prüfgerätmoduls 125 in ein analoges Signal durch das analoge Mess- (Prüf-) Modul 133 mit einem DA-Wandler umgewandelt. Auf diese Weise wird das analoge Prüfsignal dem speziellen Ein gangspin des Bauteilprüflings 19 zugeführt. Wenn ein spezieller Ausgangspin des Bauteilprüflings 19 ein ana loger Signalpin ist, dann wird darüber hinaus das Aus gangssignal des Ausgangspins in ein digitales Signal durch das analoge Mess- (Prüf-) Modul 132 mit AD-Wand ler umgewandelt. Auf diese Weise wird das digitale Aus gangssignal dem Prüfgerätmodul 125 zugeführt.

Wie vorstehend beschrieben, ist die Anwendung der Prüf gerät-Halterung im erfindungsgemäßen Prüfsystem auf ein spezifisches Prüfobjekt beschränkt. Deshalb können die Prüfgerätmodule 125 vollständig von den analogen Funk tionen getrennt und so gestaltet werden, daß sie allein mit digitalen Signalen arbeiten. Auf diese Weise lassen sich die Gesamtkosten des Prüfsystems in erheblichem Umfang reduzieren. Darüber hinaus kann der Schnittstel lenaufbau zwischen den Prüfgerätmodulen und den Prüfge rät-Halterungen vereinfachen.

Ein anderes Beispiel eines analogen Messmoduls umfaßt eine Audio-Signalquelle, ein Audio-Digitalisiergerät, eine Video-Signalquelle, ein Video-Digitalisiergerät und zugehörige Schaltkreise wie Filter. Darüber hinaus kann eine Kartenschnittstelle, wie etwa eine IC Karte (intelligente Karte mit Mikroprozessor und Speicher chip), in der Prüfgerät-Halterung 127 installiert wer den. Bei einer solchen Anordnung kann ein IC-Karten prüfling mit der Kartenschnittstelle verbunden und ge testet werden, ohne daß das Performance-Board 128 be troffen wäre.

Das Halbleiterprüfsystem nach Fig. 7B ist zur Prüfung von Bauteilprüflingen mit BIST-Funktion (also mit in terner Selbsttest-Funktion) ausgelegt. Ein IC-Bauteil mit BIST-Funktion enthält eine BIST-Steuerung, die die Schnittstelle zwischen dem Prüfsystem und dem inneren Schaltkreis des Bauteils während der Prüfung bildet. Wie durch IEEE St. 1149.1 "Standard Test Access Port and Boundary-Scan Architecture" definiert, stehen die BIST-Steuerung und das Prüfsystem über eine Schnitt stellen-Pin-Gruppe, die beispielsweise aus fünf Pins besteht, miteinander in Verbindung.

Diese Schnittstellen-Pin-Gruppe muß mit Hochgeschwin digkeit arbeiten können. Im Beispiel gemäß Fig. 7B, ist ein BIST-Modul 134 mit der Schnittstellen-Pin-Gruppe in der Prüfgerät-Halterung 127 vorgesehen. Dadurch kann ein anwendungsspezifisches Prüfsystem zu geringen Ko sten geschaffen werden, das ein IC-Bauteil mit BIST- Funktion prüfen kann.

Fig. 8 ist eine Schemadarstellung eines Grundkonzepts zur parallelen Durchführung verschiedener Prüfungen an einem Mischsignal-Bauteil 19 mit analogen und digitalen Funktionen mit Hilfe des erfindungsgemäßen Halbleiter prüfsystems. In diesem Beispiel enthält das Mischsi gnal-Bauteil 19 einen AD-Wandler-Schaltkreis, einen Lo gik-Schaltkreis und einen DA-Wandler-Schaltkreis. Das erfindungsgemäße Halbleiterprüfsystem kann, wie bereits erwähnt, für jede Gruppe einer bestimmten Anzahl von Prüfgerätepins unabhängig von der anderen Gruppe Prü fungen durchführen. Deshalb können diese Schaltkreise parallel zur gleichen Zeit geprüft werden, indem die Gruppen der Prüfgerätepins diesen Schaltkreisen im Mischsignal-Bauteil zugewiesen sind.

Fig. 9A ist eine Schemadarstellung zur Illustration ei nes Prüfverfahrens zum Prüfen des Mischsignal-Bauteils mit einem herkömmlichen Halbleiterprüfsystem und Fig. 9B ist eine Schemadarstellung zur Illustration eines Prüfverfahrens zum Prüfen des Mischsignal-Bauteils mit einem erfindungsgemäßen Halbleiterprüfsystem. Beim Prü fen des Mischsignal-IC mit analogen und digitalen Schaltkreisen gemäß Fig. 8 mit einem herkömmlichen Halbleiterprüfsystem muß der Prüfvorgang in serieller Abfolge erfolgen, so daß erst ein Prüfvorgang abge schlossen werden muß, bevor mit dem nächsten begonnen werden kann. Deshalb ist die zur vollständigen Prüfung erforderliche Gesamtzeit die Summe aller in Fig. 9A dargestellten Prüfungszeiten.

Demgegenüber kann beim Prüfen des Mischsignal-IC gemäß Fig. 8 mit einem erfindungsgemäßen Halbleiterprüfsystem der AD-Wandler-Schaltkreis, der Logik-Schaltkreis und der DA-Wandler-Schaltkreis parallel zur gleichen Zeit geprüft werden, wie dies in Fig. 9B dargestellt ist. Auf diese Weise kann die vorliegende Erfindung die Ge samtprüfdauer erheblich reduzieren. Da es allgemein üb lich ist, das Testergebnis des AD-Wandler-Schaltkreises oder des DA-Wandler-Schaltkreises mit vorbestimmten Formeln zu beurteilen, ist eine Rechenzeit nach jedem der AD- und DA-Schaltkreis-Prüfungen in den Fig. 9A und 9B angegeben.

Ein Beispiel für die äußere Gestalt des erfindungsgemä ßen Halbleiterprüfsystems läßt sich der Schemadarstel lung gemäß Fig. 10 entnehmen. Wie Fig. 10 zeigt, ist hierbei ein Hauptrechner (bzw. eine Systemzentralein heit) 41 beispielsweise in Form eines eine Benutzer- Graphikschnittstelle (GUI) umfassenden Arbeitsplatzes vorgesehen. Der Hauptrechner 41 dient dabei als Benut zerschnittstelle sowie als Steuerelement zur Steuerung der Gesamtoperation des Prüfsystems. Der Hauptrechner 41 und die interne Hardware des Prüfsystems sind durch den (in den Fig. 4 und 5 gezeigten) Systembus 64 mit einander verbunden.

Beim erfindungsgemäßen ereignisgestützten Prüfsystem wird weder ein Mustergenerator noch ein Zeitsteuerungs generator benötigt, wie dies beim herkömmlichen, nach dem zyklusgestützten Konzept aufgebauten Prüfsystem der Fall ist. Es ist daher möglich, die physikalischen Ab messungen des gesamten Prüfsystems durch Installation aller modularen ereignisgestützten Prüfgeräte im Prüf kopf (bzw. in der Prüfgerät-Zentraleinheit) 124 erheb lich zu reduzieren.

Wie bereits erwähnt, installiert beim erfindungsgemäßen ereignisgestützten Halbleiterprüfsystem die Prüfgerät- Halterung (Pin-Halterung) die Mess- (Prüf-) Module, die spezifischen Anwendungen dienen, wodurch die in das Prüfsystem einzufügenden Prüfgerät-Module vereinfacht werden. Durch das Austauschen der im Hinblick auf spe zifische Anwendungen vorbereiteten Prüfgerät-Halterun gen wird es leicht möglich, ein Halbleiterprüfsystem auf einfache Art und Weise und mit geringen Kosten zu schaffen.

Beim erfindungsgemäßen ereignisgestützten Halbleiter prüfsystem kann jeder Prüfpin unabhängig von den ande ren Prüfpins operieren. Durch Zuordnung von Gruppen von Prüfpins zu unterschiedlichen Bauteilprüflingen oder Gruppenprüflingen können zwei oder mehrere unterschied liche Bauteile oder Gruppen gleichzeitig geprüft wer den. Deshalb können nach dem erfindungsgemäßen ereig nisgestützten Prüfsystem ein analoger Schaltkreis und ein digitaler Schaltkreis in einem Mischsignal-Bauteil parallel zur gleichen Zeit geprüft werden. Darüber hin aus kann das erfindungsgemäße Prüfsystem das IC-Bauteil mit BIST-Funktion beurteilen, indem die Prüfgerät-Hal terung mit BIST-Modul Verwendung findet, die als BIST- Schnittstelle arbeitet.

Wie vorstehend beschrieben, wird beim erfindungsgemäßen Halbleiterprüfsystem das Prüfgerätmodul mit einem er eignisgestützten Aufbau konfiguriert, wobei alle zur Prüfung erforderlichen Informationen im ereignisge stützten Format vorbereitet werden. Deshalb können auch unterschiedliche Prüfungen, wie etwa analoge Schalt kreis-Prüfungen und digitale Schaltkreis-Prüfungen gleichzeitig durchgeführt werden.

Aufgrund des modularen Aufbaus des erfindungsgemäßen Halbleiterprüfsystems läßt sich ein gewünschtes Prüfsy stem je nach Art des zu prüfenden Bauteils und dem Prüfzweck beliebig ausbilden. Zudem läßt sich hier die Hardware des Prüfsystems drastisch reduzieren, während sich die Software des Prüfsystems erheblich vereinfa chen läßt. Dementsprechend ist es auch möglich, Prüfge rätmodule mit unterschiedlichen Funktionen und Lei stungsmerkmalen zusammen in demselben Prüfsystem anzu ordnen. Zudem läßt sich, wie dies aus Fig. 6 ersicht lich ist, der gesamte physikalische Umfang des ereig nisgestützten Prüfsystems erheblich verringern, was zu einer weiteren Kostenreduzierung sowie einer Verringe rung der benötigten Aufstellfläche und damit verbunde ner Kosten führt.

Claims

1. Halbleiterprüfsystem, enthaltend:

- zwei oder mehrere Prüfgerätmodule, die hinsicht lich ihrer Leistungsmerkmale identisch oder un terschiedlich sind;
- eine Prüfsystem-Zentraleinheit zur Unterbringung einer zufälligen Kombination von Prüfgerätmodu len;
- eine Prüfgerät-Halterung, die auf der Prüfsy stem-Zentraleinheit zur elektrischen Verbindung der Prüfgerätmodule mit einem Bauteilprüfling vorgesehen ist;
- ein Messmodul, das in der Prüfgerät-Halterung zur Umwandlung von Signalen zwischen dem Bau teilprüfling und dem Prüfgerätmodul in Abhängig keit einer Funktion des Bauteilprüflings vorge sehen ist;
- einen Hauptrechner zur Steuerung einer Gesamttä tigkeit des Prüfsystems durch Kommunikation mit den Prüfgerätmodulen im Prüfsystem mittels eines Prüfgerätbusses.

2. Halbleiterprüfsystem nach Anspruch 1, wobei eine Mehrzahl von Prüfgerät-Halterungen vorgesehen ist, die in Abhängigkeit der Bauteilprüflinge Messmodule unterschiedlichen Typs installieren, und wobei die in Abhängigkeit der Bauteilprüflinge ausgewählte Prüfgerät-Halterung während des Prüfvorgangs im Prüfsystem installiert wird.

3. Halbleiterprüfsystem nach Anspruch 1, wobei das Messmodul eine Funktion zur Umwandlung zwischen ei nem analogen Signal und einem digitalen Signal um fasst, soweit es sich bei dem Bauteilprüfling um eine integrierte Schaltung mit analog und digital gemischten Signalen handelt.

4. Halbleiterprüfsystem nach Anspruch 1, wobei das Messmodul mit einem BIST-Steuerungsgerät (Steuerungsgerät mit internem Selbsttest) im Bau teilprüfling zusammenwirken kann, sofern der Bau teilprüfling eine BIST-Funktion aufweist.

5. Halbleiterprüfsystem nach Anspruch 1, wobei die Spe zifikation der Prüfgerät-Halterung und des Prüfge rätmoduls standardisiert ist.

6. Halbleiterprüfsystem nach Anspruch 1, wobei die Prüfgerät-Halterung einen Performance-Board auf weist, der einen Mechanismus zur Halterung des Bau teilprüflings auf diesem Performance-Board sowie einen Verbindungsmechanismus zur elektrischen Ver bindung des Performance-Board und den Prüfgerätmodu len enthält.

7. Halbleiterprüfsystem nach Anspruch 1, wobei eine An zahl von Prüfgerätepins veränderbar dem Prüfgerätmo dul zugewiesen ist.

8. Halbleiterprüfsystem nach Anspruch 1, wobei eine An zahl von Prüfgerätepins veränderbar dem Prüfgerätmo dul zugewiesen ist, und wobei diese Zuweisung der Prüfgerätepins und deren Veränderung durch Adressda ten des Hauptrechners gesteuert wird.

9. Halbleiterprüfsystem nach Anspruch 1, wobei jedes der Prüfgerätmodule eine Mehrzahl von Ereignis-Prüf gerät-Leiterplatten enthält, die einer vorbestimmten Anzahl von Prüfgerätepins zugewiesen sind.

10. Halbleiterprüfsystem nach Anspruch 1, wobei jedes der Prüfgerätmodule eine innere Steuereinrichtung enthält, die, in Abhängigkeit von vom Hauptrechner erhaltenen Befehlen, ein Prüfmuster des Prüfgerätmo duls erzeugt und ein Ausgangssignal des Bauteilprüf lings auswertet.

11. Halbleiterprüfsystem nach Anspruch 9, wobei jedes der Prüfgerätmodule eine Mehrzahl von Ereignis-Prüf gerät-Leiterplatten enthält, die jeweils eine innere Steuereinrichtung aufweisen, die, in Abhängigkeit von vom Hauptrechner erhaltenen Befehlen, ein Prüf muster des Prüfgerätmoduls erzeugt und ein Ausgangs signal des Bauteilprüflings auswertet.

12. Halbleiterprüfsystem nach Anspruch 1, wobei jeder der Prüfgerätmodule eine Mehrzahl von Ereignis-Prüf gerät-Leiterplatten enthält, die einem Prüfgerätepin zugeordnet sind, wobei jede der Ereignis-Prüfgerät- Leiterplatten enthält:

- eine Steuereinrichtung, die, in Abhängigkeit von vom Hauptrechner erhaltenen Befehlen, ein Prüf muster des Prüfgerätmoduls erzeugt und ein Aus gangssignal des Bauteilprüflings auswertet,
- einen Ereignisspeicher, der Zeitsteuerungsdaten eines jeden Ereignisses speichert;
- eine Adressfolge-Steuereinheit, die unter der Steuerung der Steuereinrichtung Adressdaten an den Ereignisspeicher liefert;
- eine Einrichtung zur Erzeugung eines Prüfmusters in Abhängigkeit der Zeitsteuerungsdaten des Er eignisspeichers; und
- eine Pin-Ansteuerung/Komparator zur Übermittlung des Prüfmusters an einen entsprechenden Pin des Bauteilprüflings und zum Erhalt eines Antwort- Ausgangssignals des Bauteilprüflings.