Beim
Prüfen
von als integrierte Schaltungen ausgeführten Halbleiterbauelementen
durch ein Halbleiter-Prüfsystem
in der Art einer Prüfvorrichtung für integrierte
Schaltungen werden einem zu prüfenden,
als integrierte Schaltung ausgeführten
Halbleiterbauelement zu vorgegebenen Testzeitpunkten an geeigneten
Anschlußstiften
Prüfsignale
zugeführt. Die
Prüfvorrichtung
für integrierte
Schaltungen empfängt
in Reaktion auf die Prüfsignale
erzeugte Ausgangssignale vom geprüften als integrierte Schaltung ausgeführten Bauelement.
Die (analogen) Ausgangssignale werden durch Analogvergleicher mit vorgegebenen
Schwellenspannungen verglichen, um ihre Logikzustände zu bestimmen.
Die Logikzustände
in der Ausgabe der Analogvergleicher sind die zu vorgegebenen Zeitpunkten
durch Strobe-Signale abgetasteten Zustände, die mit erwarteten Logikdaten
zu vergleichen sind, um zu bestimmen, ob das als integrierte Schaltung
ausgeführte
Bauelement richtig arbeitet oder nicht.
Die
vorliegende Erfindung betrifft einen solchen Analogvergleicher und
eine solche Strobe-Schaltung (zusammen als "Vergleicher" bezeichnet) zum Beurteilen von Ausgangssignalen
des geprüften
Halbleiterbauelements. Ein Beispiel des Vergleichers in der herkömmlichen
Technologie ist im Blockdia gramm aus 5 dargestellt.
Die Vergleicherschaltung aus 5 besteht
hauptsächlich
aus Analogvergleichern und Strobe-(Detektor)-Schaltungen. Dem Vergleicher
aus 5 folgt ein Logikvergleicher
(nicht dargestellt), um zu bestimmen, ob die Ausgangssignale des
Vergleichers mit den erwarteten Logikzuständen (den erwarteten Werten) übereinstimmen.
In 5 beinhaltet der Vergleicher
Analogvergleicher 10 und 20, einen Hochpegel-Zeit-Detektor 50,
einen Fenster-Zeit-Detektor 70,
einen Niedrigpegel-Zeit-Detektor, einen Hochimpedanz- (HIZ) -Detektor 80 sowie
Wähler 91 und 92.
Der HIZ-Detektor 80 beinhaltet
einen Hochpegel-HIZ-Detektor sowie einen Niedrigpegel-HIZ-Detektor.
Den Analogvergleichern 10 und 20 wird an entsprechenden
Eingangsanschlüssen
ein Ausgangssignal Si des geprüften
Halbleiterbauelements- (DUT) zugeführt.
Dem
Analogvergleicher 10 wird auch eine hohe Schwellenspannung
VOH zugeführt,
um zu bestimmen, ob das Ausgangssignal Si des DUT höher ist
als die Schwellenspannung VOH, also eine logische "1" oder ein "hoher Pegel". Wenn das Ausgangssignal Si des DUT
demgemäß niedriger
ist als die Schwellenspannung VOH, erzeugt der Analogvergleicher 10 ein
Fehlersignal FHi. Dem Analogvergleicher 20 wird auch eine
niedrige Schwellenspannung VOL zugeführt, um zu bestimmen, ob das
Ausgangssignal Si des DUT niedriger ist als die niedrige Schwellenspannung
VOL, also eine logische "0" oder ein "niedriger Pegel". Wenn das Ausgangssignal
Si des DUT demgemäß höher ist
als die Schwellenspannung VOL, erzeugt der Analogvergleicher 20 ein Fehlersignal
FLi. Wie in 5 dargestellt
ist, sind die Ausgänge
der Analogvergleicher 10 und 20 jeweils an den
Hochpegel-Zeit-Detektor 50, den Fenster-Zeit-Detektor 70,
den Niedrigpegel-Zeit-Detektor und den Hochimpedanz-(HIZ)-Detektor 80 angeschlossen.
Der
Hochpegel-Zeit-Detektor 50 dient zum Erkennen, ob zum Zeitpunkt
des Auftretens des Strobe-Signals STB1 ein Fehler auf dem hohen
Pegel auftritt. Demgemäß wird das
Fehlersignal FHi vom Analogvergleicher 10 zum Zeitpunkt
des Auftretens der Flanke des Strobe-Signals STB1, das dem Wähler 91 zugeführt wird,
festgehalten. Der Niedrigpegel-Zeit-Detektor 60 dient zum
Erkennen, ob zum Zeitpunkt des Auftretens des Strobe-Signals STB2 ein
Fehler auf dem niedrigen Pegel auftritt. Das Fehlersignal FLi vom
Analogvergleicher 20 wird demgemäß durch den Zeitpunkt des Auftretens
der Flanke des Strobe-Signals STB1 festgehalten und dem Wähler 92 zugeführt.
Der
Fenster-Zeit-Detektor 70 dient zum Erkennen, ob während eines
durch die Strobe-Signale STB1 und STB2 definierten Fensterzeitraums
(Zeitbereichs) irgendwelche Fehler oder Störimpulse auftreten. Der Fenster-Zeit-Detektor 70 ist
wirksam, wenn ein Fenster-Strobe-Modus-Befehl "Fenstermodus" aktiv ist. Ein Störimpuls ist allgemein ein sehr kurzer
unerwünschter
Spannungsstoß mit
hoher Amplitude, der in einem elektrischen System unregelmäßig wiederkehrt.
Wenn innerhalb des Fensterzeitraums irgendwelche Fehler oder Störimpulse
auf dem hohen Pegel erkannt werden, wird am Ausgang des Detektors 70,
der an den Wähler 91 angeschlossen
ist, ein Hoch-Störimpuls-Erkennungssignal 70f1 erzeugt.
Wenn innerhalb des Fensterzeitraums irgendwelche Fehler oder Störimpulse
auf dem niedrigen Pegel erkannt werden, wird am Ausgang des Detektors 70,
der an den Wähler 92 angeschlossen
ist, ein Niedrig-Störimpuls-Erkennungssignal 70f2 erzeugt.
Der
Hochimpedanz-(HIZ)-Detektor 80 dient zum Bestimmen, ob
sich der betreffende Anschlußstift
des DUT zum Zeitpunkt des Auftretens der Strobe-Signale STB1 und
STB2 in einem Zustand hoher Impedanz befindet. Der HIZ-Detektor 80 ist
wirksam, wenn ein Hochimpedanz-Modus-Befehl "HIZ-Modus" aktiv ist. Viele Halbleiterbauelemente
sind dafür
ausgelegt, für
bestimmte ihrer Anschlußstifte
einen Zustand hoher Impedanz einstellen zu können, wenn diese Anschlußstifte
beispielsweise nicht als E/A(I/0)-Anschlußstifte arbeiten. Das Halbleiterbauelement
ist so ausgelegt, daß das
Ausgangssignal Si des Anschlußstifts
bei einem solchen Zustand hoher Impedanz eines Anschlußstifts
innerhalb des Spannungsbereichs bleibt, der zwischen der hohen Schwellenspannung
VOH und der niedrigen Schwellenspannung VOL liegt.
Wenn
sich der betreffende Anschlußstift
des DUT in richtiger Weise im Modus hoher Impedanz befindet, erzeugen
die Analogvergleicher 10 und 20 somit die Fehlersignale
FHi und FLi. Wenn sich die Ausgabe des Analogvergleichers 10 zum
Zeitpunkt des Auftretens des Strobe-Signals STB1 oder STB2 vom Fehlersignal
FHi unterscheidet, wenn das Ausgangssignal Si also höher ist
als die hohe Schwellenspannung VOH, wird durch den Hochimpedanz-(HIZ)-Detektor
ein Fehlersignal erfaßt.
Das Fehlersignal wird dem Wähler 91 zugeführt. Wenn sich
die Ausgabe des Analogvergleichers 10 in ähnlicher
Weise zum Zeitpunkt des Auftretens des Strobe-Signals STB1 oder
STB2 vom Fehlersignal FLi unterscheidet, wenn das Ausgangssignal
Si also niedriger ist als die niedrige Schwellenspannung VOL, wird
durch den Niederimpedanz-(HIZ)-Detektor ein Fehlersignal erfaßt. Das
Fehlersignal wird dem Wähler 92 zugeführt.
Die
Wähler 91 und 92 führen einem
Logikvergleicher (nicht dargestellt) selektiv Fehlersignale FHo
und FLo zu, wobei diese Fehlersignale in dem Logikvergleicher mit
Daten erwarteter Werte verglichen werden, die durch einen Prüfmustergenerator im
Halbleiter-Prüfsystem
erzeugt werden. Die Wähler 91 und 92 sind
voreingestellt, um die Ausgangssignale des Hochpegel-Zeit-Detektors 50 bzw.
des Niedrigpegel-Zeit-Detektors 60 zu übertragen, wenn ihnen die Modusbefehle
nicht gegeben sind. Wenn die Wähler 91 und 92 an
ihren Wählsignaleingängen den Modusbefehl "Fenstermodus" oder "HIZ-Modus" empfangen, wählt der
Wähler 91 bzw. 92 die
entsprechende Ausgabe FHo oder FLo vom Fenster-Zeit-Detektor 70 oder
vom HIZ-Detektor 80.
Es
gibt beim vorhergehend erwähnten
herkömmlichen
Vergleicher eine Beschränkung
beim Erkennen des Fehlers oder Störimpulses im Modus hoher Impedanz.
Diese Beschränkung
wird im folgenden mit Bezug auf die 4A–4F erklärt. Der Hochimpedanz-Modus-Befehl "HIZ-Modus" aus 4A wird an den HIZ-Detektor 80 übergeben.
Wie oben erwähnt
wurde, kann der HIZ-Detektor 80 im Modus hoher Impedanz
Störimpulse
oder andere Fehler erkennen, die zum Zeitpunkt der Strobe-Signale
STB1 und STB2 auftreten. Die anderen Fehler bedeuten in diesem Fall,
daß der
Spannungspegel im Ausgangssignal Si den durch die Schwellenspannungen
VOH und VOL definierten Spannungsbereich für einen längeren Zeitraum als die Störimpulse überschreitet.
Demgemäß können der
Störimpuls
(eine Spannung, die höher
ist als die auf dem hohen Pegel liegende Schwellenspannung VOH)
im Ausgangssignal Si des in 4B dargestellten
DUT oder andere Fehler erkannt werden, indem sie zum Zeitpunkt des Auftretens
des Strobe-Signals STB1 festgehalten werden. In ähnlicher Weise können der
Störimpuls (eine
Spannung, die niedriger ist als die niedrige Schwellenspannung VOL)
des Ausgangssignals Si in 4C oder
andere Fehler erkannt werden, indem sie zum Zeitpunkt des Auftretens
des Strobe-Signals STB2
festgehalten werden.
Die
in den 4D–4F dargestellten Störimpulse
oder andere Fehler können
jedoch bei der herkömmlichen
Technologie nicht erkannt werden, weil sie nicht zu den Zeitpunkten
der Strobe-Signale STB1 oder STB2 auftreten. Die in 4E dargestellte Spannungswellenform im
Ausgangssignal Si gibt einen Fehler im Zustand hoher Impedanz an,
da der Spannungspegel höher
ist als die Schwellenspannung VOH. Ein solcher bei hoher Impedanz
auftretender Fehler kann nicht erkannt werden, weil der HIZ-Detektor 80 durch
die Zeitpunkte des Auftretens des Strobe-Signals STB1 oder STB2
nicht in der Lage ist, den Fehler festzuhalten. In ähnlicher
Weise kann der HIZ-Detektor 80 die Störimpulse aus den 4D und 4F nicht festhalten.
Um
die Störimpulse
oder andere Fehler im Modus hoher Impedanz des DUT zu erkennen,
müssen
die Zeitpunkte des Auftretens der Strobe-Signale STB1 und STB2 fortlaufend
geändert
werden, um während
des Modus hoher Impedanz eine gewünschte Zeitdauer abzudecken.
Bei einem solchen Verfahren des Abtastens der Strobe-Signale ist
eine lange Zeit erforderlich, um während der gewünschten Zeitdauer
vollständig
zu prüfen,
was insbesondere dann der Fall ist, wenn die zu untersuchende Zeitdauer
groß ist.
Wenn die zu untersuchende Zeitdauer beispielsweise 100 ms (Mikrosekunden)
beträgt
und wenn jeder Schritt zum Abtasten des Strobe-Signals 50 ns (Nanosekunden)
beträgt,
ist es erforderlich, die Zeitpunkte des Auftretens des Strobe-Signals
zweitausend (2000)mal zu ändern.
Daher
benötigt
der herkömmliche
Vergleicher aus 5 eine
recht lange Zeit, um den Zustand hoher Impedanz des Ausgangsanschlußstifts
des DUT vollständig
zu beurteilen, was zu einem verschlechterten Durchsatz beim Prüfen von
Halbleiterbauelementen führt.
Falls ein Störimpuls
unregelmäßig auftritt, ist es weiterhin praktisch unmöglich, diesen
Störimpuls
zu erkennen.
EP-A-0
340 137 offenbart ein Verfahren zum Prüfen von drei Zustandstreibern.
Dabei werden zwei Analogvergleicher verwendet, einer zum Vergleichen des
Einganssignals mit einer hohen Schwellwertspannung, und einem weiteren
Vergleicher zum Vergleichen des Einganssignals mit einer niedrigen Schwellenspannung.
Durch diese Anordnung unter Verwendung zweier Analogvergleicher
scheint es möglich
zu sein, einen Fehler in einem Hochimpedanzzustand des zu prüfenden Halbleiterbausteins zu
erfassen. Dieses Dokument enthält
jedoch keinen Hinweis darauf, ein Fenster (einen durch zwei Strobe-Signale
definierten Zeitbereich) derart zu verwenden, daß jedwede Fehler innerhalb
des Fensters in einem Hochimpedanzzustand des zu prüfenden Bausteins
erfaßt
werden könnten.
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine in einem
Halbleiter-Prüfsystem
zu verwendende Vergleicherschaltung bereitzustellen, die in der
Lage ist, das Ausgangssignal eines zu prüfenden Halbleiterbauelements
unter Verwendung eines Hochimpedanzdetektors und eines Fenster-Hochimpedanzdetektors
vollständig
zu prüfen, wenn
sich der Ausgang des zu prüfenden
Bausteins in einem Modus hoher Impedanz befindet.
Die
Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Die
Unteransprüche
geben vorteilhafte Ausgestaltungen an.
Bei
der vorliegenden Erfindung weist eine Vergleicherschaltung einen
Fenster-Hochimpedanzdetektor
auf, der jegliche Störimpulse
oder Fehler in der Ausgabe des DUT erkennt, wenn sich das DUT im
Zustand hoher Impedanz befindet. Der Fenster-Hochimpedanzdetektor ist in der Lage,
solche Störimpulse
oder Fehler sofort zu erkennen, die zu irgendeiner Zeit während eines
durch Strobe-Signale festgelegten Zeitbereichs (Fensterzeitraums)
auftreten.
Bei
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist der im Halbleiter-Prüfsystem
zum Prüfen
eines Halbleiterbauelements (DUT) verwendete Vergleicher einen ersten
Analogvergleicher zum Empfangen eines Ausgangssignals des DUT und zum
Vergleichen des Ausgangssignals mit einer hohen Schwellenspannung,
einen zweiten Analogvergleicher zum Empfangen des Ausgangssignals
des DUT und zum Vergleichen des Ausgangssignals mit einer niedrigen
Schwellenspannung sowie eine Einrichtung zum Erkennen einer Abweichung
von einem Zustand hoher Impedanz des DUT während eines ganzen festgelegten
Zeitbereichs und zum Erzeugen eines Fehlersignals auf, wenn die
Abweichung erkannt wird, wobei die Abweichung vom Zustand hoher
Impedanz als eine Spannung des Ausgangssignals definiert ist, die
einen Bereich zwischen der hohen Schwellenspannung und der niedrigen
Schwellenspannung überschreitet.
Bei
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist die Vergleicherschaltung in einem
Halbleiter-Prüfsystem
zum Prüfen
eines Halbleiterbauelements (DUT) einen ersten Analogvergleicher
zum Empfangen eines Ausgangssignals des DUT und zum Vergleichen
des Ausgangssignals mit einer hohen Schwellenspannung, einen zweiten Analogvergleicher
zum Empfangen des Ausgangssignals des DUT und zum Vergleichen des
Ausgangssignals mit einer niedrigen Schwellenspannung, einen an
den ersten Analogvergleicher angeschlossenen Hochpegel-Zeit-Detektor zum
Erkennen eines Fehlersignals vom ersten Analogvergleicher, wenn das
Ausgangssignal des DUT zu einem Zeitpunkt des Auftretens eines ersten
Strobe-Signals niedriger ist als die hohe Schwellenspannung, einen
an den zweiten Analogvergleicher angeschlossenen Niedrigpegel-Zeit-Detektor zum Erkennen
eines Fehlersignals vom zweiten Analogvergleicher, wenn das Ausgangssignal
des DUT zu einem Zeitpunkt des Auftretens eines zweiten Strobe-Signals
höher ist
als die niedrige Schwellenspannung, einen an den ersten und den
zweiten Analogvergleicher angeschlossenen Fenster-Zeit-Detektor zum
Erkennen eines Fehlersignals von den Vergleichern während eines
durch das erste und das zweite Strobe-Signal definierten Zeitbereichs,
einen an den ersten und den zweiten Analogvergleicher angeschlossenen
Hochimpedanzdetektor zum Erkennen eines Hochimpedanz-Fehlersignals von
den Vergleichern zu einem Zeitpunkt des Auftretens des ersten oder
des zweiten Strobe-Signals sowie einen an den ersten und den zweiten
Analogvergleicher angeschlossenen Fenster-Hochimpedanzdetektor zum
Erkennen einer Abweichung von einem Zustand hoher Impedanz des DUT
während eines
durch das erste und das zweite Strobe-Signal festgelegten Zeitbereichs
auf.
Der
Fenster-Hochimpedanzdetektor weist ein SR-Flipflop, dem das erste
und das zweite Strobe-Signal zugeführt wird, um den durch das
erste und das zweite Strobe-Signal definierten festgelegten Zeitbereich
zu erzeugen, ein erstes D-Flipflop zum Festhalten eines die Abweichung
vom Zustand hoher Impedanz angebenden Fehlersignals auf der Grundlage
eines Ausgangssignals vom ersten Analogsignal, einen zweiten D-Flipflop zum Festhalten
eines die Abweichung vom Zustand hoher Impedanz angebenden Fehlersignals
auf der Grundlage eines Ausgangssignals vom zweiten Analogsignal,
eine an den ersten Analogvergleicher angeschlossene erste Gattereinrichtung
zum Zuführen
des Ausgangssignals des ersten Analogvergleichers zum ersten D-Flipflop innerhalb
des festgelegten Zeitbereichs sowie eine an den zweiten Analogvergleicher
angeschlossene zweite Gattereinrichtung zum Zuführen des Ausgangssignals des
zweiten Analogvergleichers zum zweiten D-Flipflop innerhalb des
festgelegten Zeitbereichs auf.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist die Vergleicherschaltung für ein Halbleiter-Prüfsystem
in der Lage, das Ausgangssignal eines geprüften Halbleiterbauelements
im Modus hoher Impedanz vollständig
zu prüfen.
Die Vergleicherschaltung ist während
des ganzen durch Strobe-Signale festgelegten Zeitbereichs (Fensters)
in der Lage, im Ausgangssignal des geprüften Halbleiterbauelements
auftretende Störimpulse
oder Fehler sofort zu erkennen. Die Vergleicherschaltung gemäß der vorliegenden
Erfindung ist in der Lage, das Ausgangssignal des geprüften Halbleiterbauelements
im Zustand hoher Impedanz vollständig
und schnell zu prüfen,
indem sie sofort jegliche Abweichungen vom Zustand hoher Impedanz
oder jegliche Störimpulse
innerhalb des festgelegten Zeitbereichs erkennt.
Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
1 ein
Blockdiagramm zur Darstellung einer Grundstruktur der in einem Halbleiter-Prüfsystem zu
verwendenden Vergleicherschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 einen
Schaltplan zur Darstellung eines Beispiels einer Struktur des in
der Vergleicherschaltung gemäß der vorliegenden
Erfindung zu verwendenden Fenster-Hochimpedanzdetektors; die 3A–3E Zeitablaufdiagramme
zur Darstellung einer Arbeitsweise der Vergleicherschaltung gemäß der vorliegenden
Erfindung mit dem Fenster-Hochimpedanzdetektor aus 2;
die 4A–4F Zeitablaufdiagramme
zur Darstellung einer Arbeitsweise der Vergleicherschaltung nach
der herkömm lichen
Technologie, wobei bestimmte Störimpulse
nicht erkennbar sind;
5 ein
Blockdiagramm zur Darstellung eines Beispiels der Grundstruktur
der in einem Halbleiter-Prüfsystem
verwendeten Vergleicherschaltung nach der herkömmlichen Technologie;
6 ein
Schaltplan zur Darstellung eines weiteren Beispiels der Struktur
des in der Vergleicherschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung
zu verwendenden Fenster-Hochimpedanzdetektors.
Ein
Blockdiagramm aus 1 zeigt eine Grundstruktur der
Vergleicherschaltung gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die Vergleicherschaltung aus 1 beinhaltet
Analogvergleicher 10 und 20, einen Hochpegel-Zeit-Detektor 50,
einen Fenster-Zeit-Detektor 70,
einen Niedrigpegel-Zeit-Detektor, einen Hochimpedanz-(HIZ)-Detektor 80,
einen Fenster-Hochimpedanz-(HIZ)-Detektor 30 sowie Wähler 91 und 92.
Der HIZ-Detektor 80 beinhaltet einen Hochpegel-HIZ-Detektor
und einen Niedrigpegel-HIZ-Detektor. Die Analogvergleicher 10 und 20 empfangen,
ein Ausgangssignal Si des geprüften Halbleiterbauelements
(DUT). Bei dieser Anordnung. hält
der Fenster-Hochimpedanz-(HIZ)-Detektor 30 jegliche
Störimpulse
oder Fehler im Zustand hoher Impedanz des DUT zu irgendeinem Zeitpunkt
während
eines durch die Strobe-Signale STB1 und STB2 festgelegten Zeitbereichs
(Fensterzeitraums) fest.
Dem
Analogvergleicher 10 wird eine hohe Schwellenspannung VOH
zugeführt,
um festzustellen, ob das Ausgangssignal Si des DUT höher ist
als die Schwellenspannung VOH, also eine logische "1" oder ein "hoher Pegel". Wenn das Ausgangssignal Si des DUT
demgemäß niedriger
ist als die Schwellenspannung VOH, erzeugt der Analogvergleicher 10 ein
Fehlersignal FHi. Dem Analogvergleicher 10 wird eine niedrige
Schwellenspannung VOL zugeführt, um
zu bestimmen, ob das Ausgangssignal Si des DUT niedriger ist als
die niedrige Schwellenspannung VOL, also eine logische "0" oder ein "niedriger Pegel". Wenn das Ausgangssignal Si des DUT
demgemäß höher ist
als die Schwellen spannung VOL, erzeugt der Analogvergleicher 20 ein
Fehlersignal FLi. Wie in 1 dargestellt ist, sind die
Ausgänge
der Analogvergleicher 10 und 20 jeweils an den
Hochpegel-Zeit-Detektor 50,
den Fenster-Zeit-Detektor 70, den Niedrigpegel-Zeit-Detektor,
den Hochimpedanz-(HIZ)-Detektor 80 und den Fenster-Hochimpedanz-(HIZ)-Detektor 30 angeschlossen.
Der
Hochpegel-Zeit-Detektor 50 dient zum Erkennen, ob zum Zeitpunkt
des Auftretens des Strobe-Signals STB1 ein Fehler eines hohen Spannungspegels
auftritt. Wenn ein solcher Fehler gefunden wird, wird das Fehlersignal
FHi vom Analogvergleicher 10 durch den Zeitpunkt des Auftretens
der Flanke des Strobe-Signals STB1, das dem Wähler 91 zugeführt wird,
festgehalten. Der Niedrigpegel-Zeit-Detektor 60 dient zum
Bestimmen, ob zum Zeitpunkt des Auftretens des Strobe-Signals STB2
ein Fehler eines niedrigen Spannungspegels auftritt. Wenn ein solcher
Fehler gefunden wird, wird das Fehlersignal FLi vom Analogvergleicher 20 durch
den Zeitpunkt des Auftretens der Flanke des Strobe-Signals STB1 festgehalten
und dem Wähler 92 zugeführt.
Der
Fenster-Zeit-Detektor 70 dient zum Bestimmen, ob während eines
durch die Strobe-Signale STB1 und STB2 definierten Fensterzeitraums
irgendwelche Fehler oder Störimpulse
auftreten. Der Fenster-Zeit-Detektor 70 ist wirksam, wenn
ein Fenster-Strobe-Modus-Befehl "Fenstermodus" aktiv ist. Wenn
irgendwelche auf dem hohen Pegel auftretende Fehler oder Störimpulse
erkannt werden, wird am Ausgang des Detektors 70 ein Hoch-Störimpuls-Erkennungssignal 70f1 erzeugt,
das dem Wähler 91 zugeführt wird.
Wenn irgendwelche auf dem niedrigen Pegel auftretende Fehler oder
Störimpulse
erkannt werden, wird am Ausgang des Detektors 70 ein Niedrig-Störimpuls-Erkennungssignal 70f2 erzeugt,
das dem Wähler 92 zugeführt wird.
Der
Hochimpedanz-(HIZ)-Detektor 80 dient zum Bestimmen, ob
sich der betreffende Anschlußstift
des DUT zum Zeitpunkt des Auftretens der Strobe-Signale STB1 und
STB2 in einem Zustand hoher Impedanz befindet. Der HIZ-Detektor 80 ist wirksam, wenn
ein Hochimpedanz-Modus-Befehl "HIZ-Modus" aktiv ist. Wie oben
mit Bezug auf die herkömmliche Technologie
erwähnt
wurde, ist das DUT so ausgelegt, daß das Ausgangssignal Si des
Anschlußstifts im
Zustand hoher Impedanz des Anschlußstifts innerhalb des Spannungsbereichs
zwischen der hohen Schwellenspannung VOH und der niedrigen Schwellenspannung
VOL bleibt.
Wenn
sich der betreffende Anschlußstift
des DUT daher in richtiger Weise im Modus hoher Impedanz befindet,
erzeugen die Analogvergleicher 10 und 20 die Fehlersignale
FHi und FLi. Wenn sich die Ausgabe des Analogvergleichers 10 zum
Zeitpunkt des Auftretens des Strobe-Signals STB1 oder STB2 vom Fehlersignal
FHi unterscheidet, wenn das Ausgangssignal Si also höher ist
als die hohe Schwellenspannung VOH, wird durch den Hochimpedanz-HIZ-Detektor
ein Fehlersignal erfaßt.
Das Fehlersignal wird dem Wähler 91 zugeführt. Wenn
sich die Ausgabe des Analogvergleichers 10 zum Zeitpunkt.
des Auftretens des Strobe-Signals STB1 oder STB2 vom Fehlersignal
FLi unterscheidet, wenn das Ausgangssignal Si also niedriger ist
als die niedrige Schwellenspannung VOL, wird durch den Niederimpedanz-HIZ-Detektor
ein Fehlersignal erfaßt.
Das Fehlersignal wird dem Wähler 92 zugeführt.
Der
Fenster-HIZ-Detektor 30 dient zum Bestimmen, ob sich der
betreffende Anschlußstift
des DUT während
eines durch die Strobe-Signale STB1 und STB2 festgelegten Zeitbereichs
(Fensterzeitraum) in einem Zustand hoher Impedanz befindet. Während des
festgelegten Zeitbereichs erkennt der Fenster-HIZ-Detektor 30 jegliche Spannungen
(Störimpulse
oder Ausfälle
des Zustands hoher Impedanz) außerhalb
des durch die hohe Schwellenspannung VOH und die niedrige Schwellenspannung
VOL definierten Spannungsbereichs. Demgemäß hält der Fenster-HIZ-Detektor 30 einen
solchen Störimpuls oder
einen solchen Ausfall in dem Moment, in dem ein solcher Störimpuls
oder ein solcher Ausfall des Zustands hoher Impedanz innerhalb des
angegebenen Zeitbereichs auftritt, fest und führt dem Wähler 92 das festgehaltene
Fehlersignal 30f zu.
Die
Wähler 91 und 92 führen einem
Logikvergleicher (nicht dargestellt) selektiv Fehlersignale FHo
und FLo zu, wobei die Fehlersignale in dem Logikvergleicher mit
Daten erwarteter Werte verglichen werden, die durch einen Prüfmustergenerator
im Halbleiter-Prüfsystem
erzeugt werden. Die Wähler 91 und 92 sind
voreingestellt, um die Ausgangssignale des Hochpegel-Zeit-Detektors 50 bzw.
des Niedrigpegel-Zeit-Detektors 60 zu übertragen, wenn ihnen die Modusbefehle
nicht gegeben sind. Wenn die Wähler 91 und 92 an
ihren Signaleingängen
den Modusbefehl "Fenstermodus" oder "HIZ-Modus" empfangen, sendet
der Wähler 91 bzw. 92 die
entsprechende Ausgabe FHo oder FLo vom Fenster-Zeit-Detektor 70 oder
vom HIZ-Detektor 80.
Der
Wähler 92 ist
weiter an den Ausgang des Fenster-HIZ-Detektors 30 angeschlossen,
um die aus den Ausgaben des Fenster-Zeit-Detektors 70, des
HIZ-Detektors 80 oder des Fenster-HIZ-Detektors 30 ausgewählte Fehlerausgabe
FLo zu liefern. Wenn beispielsweise die beiden Modusbefehle "Fenstermodus" und "HIZ-Modus" aktiv sind, überträgt der Wähler 92 die
Ausgabe des Fenster-HIZ-Detektors 30. Folglich kann der
Störimpuls oder
ein anderer Fehler im Zustand hoher Impedanz des DUT ohne Berücksichtigung
der Zeitpunkte des Auftretens der Strobe-Signale STB1 und STB2 sofort erkannt
werden.
Ein
Beispiel der Struktur des in der Vergleicherschaltung der vorliegenden
Erfindung zu verwendenden Fenster-HIZ-Detektors 30 ist
im Schaltplan aus 2 dargestellt. Der Fenster-HIZ-Detektor 30 beinhaltet
D-Flipflops 31 und 32, NAND-Gatter 33 und 34,
ein ODER-Gatter 35, Inverter 37 und 38 sowie
einen SR-Flipflop 39. Das ODER-Gatter 35 erzeugt
das Fehlersignal 30f, wenn es das festgehaltene Fehlersignal 31f vom
D-Flipflop 31 oder das festgehaltene Fehlersignal 32f vom
D-Flipflop 32 empfängt.
Den D-Flipflops 31 und 32 werden an den Setzanschlüssen S auf
hohem Pegel liegende Eingaben zugeführt.
Wie
mit Bezug auf die 2 und 3A–3E erklärt wird,
arbeitet der Fenster-HIZ-Detektor 30 folgendermaßen. Wenn
der Hochimpedanzbefehl "HIZ-Modus" beispielsweise, wie
in 3A dargestellt ist, aktiv ist, wird die Ausgabe
des Detektors 30 durch den Wähler 92 ausgewählt. Das
SR-Flipflop 39 wird durch das Strobe-Signal STB1 gesetzt
und durch das Strobe-Signal STB2 zurückgesetzt. Demgemäß weist
das Ausgangssignal 39w des SR-Flipflops 39 einen
durch die Strobe-Signale STB1 und STB2 festgelegten Zeitbereich (Fensterzeitraum)
auf, wie in 3B dargestellt ist. Das Fenstersignal 39w löscht die
Flipflops 31 und 32 durch ihre Anfangsflanke,
so daß die
Flipflops 31 und 32 zu Beginn des Fensterzeitraums
keine Fehlerausgaben erzeugen, wie in 3E dargestellt
ist.
Der
Ausgang des Analogvergleichers 10 ist über den Inverter 37 an
einen Eingang des NAND-Gatters 33 angeschlossen. Dem anderen
Eingang des NAND-Gatters 33 wird das Fenstersignal 39w zugeführt. Der
Ausgang des NAND-Gatters 33 ist an den Rücksetzanschluß des D-Flipflops 31 angeschlossen.
Wenn demgemäß ein Fehlersignal
FHi vom Analogvergleicher 10 zu irgendeinem Zeitpunkt, zu
dem das Fenstersignal 39w aktiv ist, vom NAND-Gatter 33 empfangen
wird, wird der D-Flipflop 31 sofort zurückgesetzt. Insbesondere wird
das Fehlersignal durch den Fenster-HIZ-Detektor 30 festgehalten,
wodurch ein Fehlersignal 31f erzeugt wird.
In ähnlicher
Weise ist der Ausgang des Analogvergleichers 20 über den
Inverter 38 an einen Eingang des NAND-Gatters 34 angeschlossen. Dem
anderen Eingang des NAND-Gatters 34 wird
das Fenstersignal 39w zugeführt. Der Ausgang des NAND-Gatters 34 ist
an den Rücksetzanschluß des D-Flipflops 32 angeschlossen.
Wenn demgemäß ein Fehlersignal
FLi vom Analogvergleicher 20 zu irgendeinem Zeitpunkt,
zu dem das Fenstersignal 39w aktiv ist, durch das NAND-Gatter 34 empfangen
wird, wird der D-Flipflop 32 sofort zurückgesetzt. Insbesondere wird
das Fehlersignal durch den Fenster-HIZ-Detektor 30 festgehalten, wodurch
ein Fehlersignal 32f erzeugt wird.
Falls
das Ausgangssignal des DUT beispielsweise innerhalb des Fensterzeitraums
(des durch die Strobe-Signale STB1 und STB2 definierten Zeitbereichs)
einen Störimpuls
aufweist, wie in 3C dargestellt ist, ändert der
Vergleicher 10 den Zustand der Ausgabe FHi, wie in 3D dargestellt ist.
Wie oben erwähnt
wurde, sollte die Ausgangsspannung des betreffenden Anschlußstifts
im Modus hoher Impedanz des DUT innerhalb des durch den hohen Schwellenwert
VOH und den niedrigen Schwellenwert VOL festgelegten Spannungsbereichs
liegen. Demgemäß überschreitet
der Störimpuls
aus 3C im Modus hoher Impedanz den Spannungsbereich
und wird als ein Ausfall des DUT angesehen. Wegen dieses Störimpulses
wechselt die Ausgabe FHi des Analogvergleichers 10 zum niedrigen
Pegel, wie in 3D dargestellt ist, was den
D-Flipflop 31 zurücksetzt.
Daher hält
der D-Flipflop 31 den Fehler fest und erzeugt ein Fehlersignal 31f,
wie in 3E dargestellt ist.
Das
ODER-Gatter 35 erzeugt das Fehlersignal 30f, wenn
es das festgehaltene Fehlersignal 31f vom D-Flipflop 31 oder
das festgehaltene Fehlersignal 32f vom D-Flipflop 32 empfängt. Der
Wähler 92 aus 1 wählt das
Fehlersignal 30f aus, wenn der Wähler 92 beispielsweise
den HIZ-Befehl "HIZ-Modus" und den Fensterbefehl "Fenstermodus" als ein Wählsignal
empfängt.
Das ausgewählte
Fehlersignal 30f wird einem Logikvergleicher (nicht dargestellt) zugeführt, um
mit den vom Halbleiter-Prüfsystem
erzeugten erwarteten Logikdaten verglichen zu werden.
2 ist
ein Schaltplan zur Darstellung eines weiteren Beispiels des Fenster-HIZ-Detektors
in der Vergleicherschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Der Fenster-HIZ-Detektor 130 aus 6 ist
dafür ausgelegt,
sowohl als der Fenster-Zeit-Detektor 70 als auch als der
Fenster-HIZ-Detektor 30 zu arbeiten, die in 1 dargestellt
sind. In diesem Beispiel sind die Inverter 37 und 38 aus 2 durch
Exklusiv-ODER-Schaltungen 37b und 38b ersetzt.
Den Exklusiv-ODER-Schaltungen 37b und 38b wird
der Hochimpedanzbefehl "HIZ-Modus" zugeführt, wie
in 3A dargestellt ist, wenn er als der Fenster-HIZ-Detektor 30 arbeitet.
Der Hochimpedanzbefehl "HIZ-Modus" ist inaktiv, wenn
der Detektor 130 als der Fenster-Zeit-Detektor 70 arbeitet.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist die Vergleicherschaltung für ein Halbleiter-Prüfsystem
in der Lage, das Ausgangssignal eines geprüften Halbleiterbauelements
im Modus hoher Impedanz vollständig
zu prüfen.
Die Vergleicherschaltung kann das Auftreten von Störimpulsen
oder Fehlern im Ausgangssignal des geprüften Halbleiterbauelements während des
ganzen durch Strobe-Signale festgelegten Zeitbereichs (Fensters)
sofort erkennen. Die Vergleicherschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung
ist in der Lage, das Ausgangssignal des geprüften Halbleiterbauelements,
das sich im Zustand hoher Impedanz befindet, vollständig und
schnell zu prüfen,
indem sie sofort irgendwelche Abweichungen vom Zustand hoher Impedanz
oder irgendwelche Störimpulse
innerhalb des festgelegten Zeitbereichs erkennt.