WO2006120853A1

WO2006120853A1 - 試験装置、試験方法、および半導体デバイス

Info

Publication number: WO2006120853A1
Application number: PCT/JP2006/308285
Authority: WO
Inventors: Yasushi Shouji
Original assignee: Advantest Corporation
Priority date: 2005-05-09
Filing date: 2006-04-20
Publication date: 2006-11-16
Also published as: JP4157144B2; TW200702676A; TWI398647B; JPWO2006120853A1

Abstract

　半導体デバイスを試験するための試験信号を半導体デバイスに供給する試験信号供給部と、複数の出力端子のそれぞれから、出力電圧または出力電流を入力する信号入力部と、複数の出力端子のうち基準となる基準出力端子とは異なる差分測定対象出力端子に対応して設けられ、基準出力端子から入力した出力電圧または出力電流と、当該差分測定対象出力端子から入力した出力電圧または出力電流との差分値を検出する差分検出器と、差分測定対象出力端子から検出された差分値に基づいて、差分測定対象出力端子から出力される出力電圧または出力電流のばらつきが予め定められた基準範囲内であるか否かを判定する判定部とを備える試験装置を提供する。

Description

明細書

試験装置、試験方法、および半導体デバイス

技術分野

[0001] 本発明は、試験装置、試験方法、および半導体デバイスに関する。特に本発明は

、複数の出力端子のそれぞれから、入力データに応じた出力電圧または出力電流を出力する半導体デバイスを試験する試験装置および試験方法と、当該試験装置を診断回路として組み込んだ半導体デバイスとに関する。また、本出願は、下記の日本出願に関連する。文献の参照による組み込みが認められる指定国については、下記の出願に記載された内容を参照により本出願に組み込み、本出願の一部とする。

1.特願 2005— 136075 出願日 2005年 05月 09日

背景技術

[0002] 近年、半導体試験装置は、多様な半導体デバイスの試験に用いられて、る。このような試験対象の半導体デバイス（DUT: Device Under Test)の一つとして、ディスプレイ用のパネルを駆動するドライバ ICが挙げられる（非特許文献 1参照。 ) o

[0003] 例えば液晶パネルは、各画素がマトリクス状に配列されており、画素毎に画素電極が設けられる。ドライバ ICは、画素毎に指定された階調データに応じた画素駆動電圧を当該画素の画素電極に印加する。これにより、ドライバ ICは、当該画素内の液晶の偏光度を変化させて透過率を変化させ、画素の輝度を制御する。

[0004] より具体的には、液晶パネルの各画素は、行単位で画素駆動電圧の入力がイネ一ブルにされる。ドライバ ICは、複数の出力端子のそれぞれから、当該出力端子に対応する列上の各画素に対して画素駆動電圧を並列に供給する。これにより、画素駆動電圧の入力がイネ一ブルにされた行上の複数の画素に、複数の出力端子から出力された複数の画素駆動電圧がそれぞれ供給され、各画素の輝度が設定される。

[0005] ここで、同一の階調データに対してドライバ ICが複数の出力端子力も出力する画素駆動電圧に誤差があると、表示される画像に色むらが生じる。したがって、ドライバ IC の試験においては、試験装置は、同一の階調データに対して複数の出力端子から出力する複数の画素駆動電圧のばらつきが大きいドライバ ICを不良品と判定する。 [0006] このような半導体デバイスの試験において、試験装置は、複数の出力端子から出力される出力電圧をそれぞれ測定器により測定し、測定値のばらつきを判定していた。非特許文献 1 :堀浩雄、鈴木幸治編、「カラー液晶ディスプレイ」、初版、共立出版株式会社、 2001年 6月 25日、 p. 229- 252

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] 人間の目は画素の輝度の差を感度良く検出するので、同一の階調データに対して許容される画素駆動電圧のばらつきは非常に小さい。一例として、 1024階調の階調データを最大 20Vの画素駆動電圧で表示する場合、 1階調当たりの電圧差は 20m Vとなる。これに対し、画素駆動電圧のばらつきは、例えば lmVの範囲内に抑えることが求められる。

[0008] 上述した従来の試験装置においては、複数の出力端子力出力される複数の画素駆動電圧を測定器により直接測定する。したがって、各測定器は、最小輝度から最大輝度までの広い範囲で電圧を測定することが求められ、画素駆動電圧のばらつきを十分に検出できる精度で測定するのが困難であった。上記の例においては、 16ビットもの ADコンバータを用いたとしても、分解能は約 320 V ( = 20V/2¹⁶)となり、 lmVの範囲内のばらつきを精度良く検出することができない。

[0009] この問題を解消するため、試験装置により基準電圧を発生し、それぞれの画素駆動電圧から基準電圧を減じた差分電圧を測定することも考えられる。これにより、階調データの変更に応じて基準電圧を変更して！/ヽけば、差分電圧を測定する測定器は、 1階調力ゝら数階調分程度の電圧の範囲を測定可能であればよぐ測定電圧の分解能を高めることができる。しかしながら、基準電圧のセットリングに時間を要するので、試験時間が長くなつてしまう。

[0010] そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる試験装置、試験方法、および半導体デバイスを提供することを目的とする。この目的は請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。

課題を解決するための手段 [0011] 本発明の第 1の形態によると、複数の出力端子のそれぞれから、入力データに応じた出力電圧または出力電流を出力する半導体デバイスを試験する試験装置であつて、前記半導体デバイスを試験するための試験信号を前記半導体デバイスに供給する試験信号供給部と、前記複数の出力端子のそれぞれから、前記出力電圧または前記出力電流を入力する信号入力部と、前記複数の出力端子のうち基準となる基準出力端子とは異なる差分測定対象出力端子に対応して設けられ、前記基準出力端子から入力した前記出力電圧または前記出力電流と、当該差分測定対象出力端子力入力した前記出力電圧または前記出力電流との差分値を検出する差分検出器と、前記差分測定対象出力端子力検出された前記差分値に基づいて、前記差分測定対象出力端子から出力される前記出力電圧または前記出力電流のばらつきが予め定められた基準範囲内である力否かを判定する判定部とを備える試験装置を提供する。

[0012] 前記差分検出器は、 2以上の前記差分測定対象出力端子のそれぞれに対応して 2 以上設けられ、前記判定部は、前記 2以上の差分測定対象出力端子から同一の前記入力データに応じた前記出力電圧または前記出力電流を出力させたことに対応して、当該 2以上の差分測定対象出力端子力検出された 2以上の前記差分値に基づいて、前記 2以上の差分測定対象出力端子から出力される前記出力電圧または前記出力電流のばらつきが予め定められた基準範囲内であるか否かを判定してもよい。

[0013] 前記半導体デバイスは、複数の画素に対応して前記複数の出力端子を有し、それぞれの前記画素に対して指定された前記入力データに応じた出力電圧または出力電流を画素駆動電圧または画素駆動電流として出力する画像表示用デバイスであり、前記判定部は、前記 2以上の差分測定対象出力端子から同一の前記入力データに応じた前記画素駆動電圧または前記画素駆動電流を出力させたことに対応して当該 2以上の差分測定対象出力端子力検出された 2以上の前記差分値に基づいて、前記 2以上の差分測定対象出力端子から出力される前記画素駆動電圧または前記画素駆動電流のばらつきが予め定められた範囲内であるか否かを判定してもよい [0014] 前記基準出力端子から入力した前記出力電圧または前記出力電流を、基準電圧または基準電流として測定する基準値測定部を更に備え、前記判定部は、前記基準電圧または前記基準電流と、前記 2以上の差分値とに基づいて、当該半導体デバイスの良否を判定してもよい。

[0015] 前記差分検出器は、前記基準値測定部による前記基準電圧または前記基準電流の測定分解能より大きい分解能で、前記出力電圧または前記出力電流の差分値を検出してもよい。

[0016] より大きい入力データに応じてより大きい前記出力電圧または前記出力電流を出力する第 1の前記基準出力端子力入力した第 1の前記基準電圧または第 1の前記基準電流を測定する第 1の前記基準値測定部と、より大きい入力データに応じてより小さい前記出力電圧または前記出力電流を出力する第 1の前記基準出力端子から入力した第 2の前記基準電圧または第 2の前記基準電流を測定する第 2の前記基準値測定部と、より大きい入力データに応じてより大きい前記出力電圧または前記出力電流を出力する前記出力端子のうち前記第 1基準出力端子とは異なる 2以上の第 1 差分測定対象出力端子のそれぞれに対応して設けられ、前記第 1基準出力端子から入力した前記出力電圧または前記出力電流と、当該第 1差分測定対象出力端子力入力した前記出力電圧または前記出力電流との差分値を検出する 2以上の第 1 の前記差分検出器と、より大きい入力データに応じてより小さい前記出力電圧または前記出力電流を出力する前記出力端子のうち前記第 2基準出力端子とは異なる 2以上の第 2差分測定対象出力端子のそれぞれに対応して設けられ、前記第 2基準出力端子から入力した前記出力電圧または前記出力電流と、当該第 2差分測定対象出力端子力入力した前記出力電圧または前記出力電流との差分値を検出する 2以上の第 2の前記差分検出器とを備え、前記判定部は、前記 2以上の第 1差分測定対象出力端子および前記 2以上の第 2差分測定対象出力端子から同一の前記入力データに応じた前記出力電圧または前記出力電流を出力させたことに対応して、前記 2以上の第 1差分検出器および前記 2以上の第 2差分検出器がそれぞれ出力する前記差分値と、前記第 1基準電圧または前記第 1基準電流と、前記第 2基準電圧または前記第 2基準電流とに基づいて、当該半導体デバイスの良否を判定してもよい。 [0017] 前記複数の出力端子のうち、いずれを前記基準出力端子とするかを選択し、選択した前記基準出力端子以外の 2以上の前記出力端子を前記 2以上の差分測定対象出力端子とする出力端子選択部を更に備えてもよい。

[0018] 前記複数の出力端子を分割した第 1のグループに属する 2以上の第 1の前記差分測定対象出力端子のそれぞれに対応して設けられ、前記第 1のグループに属する第 1の前記基準出力端子力入力した前記出力電圧または前記出力電流と、当該第 1 差分測定対象出力端子から入力した前記出力電圧または前記出力電流との第 1差分値を検出する 2以上の第 1の前記差分検出器と、前記複数の出力端子を分割した第 2のグループに属する 2以上の第 2の前記差分測定対象出力端子のそれぞれに対応して設けられ、前記第 2のグループに属する第 2の前記基準出力端子力入力した前記出力電圧または前記出力電流と、当該第 2差分測定対象出力端子から入力した前記出力電圧または前記出力電流との第 2差分値を検出する 2以上の第 2の前記差分検出器と、前記第 1基準出力端子から入力した前記出力電圧または前記出力電流と、前記第 2基準出力端子力入力した前記出力電圧または前記出力電流との第 3差分値を検出する第 3差分検出器とを更に備え、前記判定部は、前記複数の出力端子から同一の前記入力データに応じた前記出力電圧または前記出力電流を出力させたことに対応して、前記 2以上の第 1差分検出器により検出された 2以上の前記第 1差分値と、前記 2以上の第 2差分検出器により検出された 2以上の前記第 2差分値と、前記第 3差分検出器により検出された前記第 3差分値とに基づいて、前記複数の出力端子力出力される前記出力電圧または前記出力電流のばらつきが予め定められた基準範囲内である力否かを判定してもよい。

[0019] 本発明の第 2の形態によると、複数の出力端子のそれぞれから、入力データに応じた出力電圧または出力電流を出力する半導体デバイスを試験する試験方法であつて、前記半導体デバイスを試験するための試験信号を前記半導体デバイスに供給する試験信号供給段階と、前記複数の出力端子のそれぞれから、前記出力電圧または前記出力電流を入力する信号入力段階と、前記複数の出力端子のうち基準となる基準出力端子とは異なる 2以上の差分測定対象出力端子のそれぞれに対応して、前記基準出力端子から入力した前記出力電圧または前記出力電流と、当該差分測定対象出力端子から入力した前記出力電圧または前記出力電流との差分値を検出する差分検出段階と、前記 2以上の差分測定対象出力端子から同一の前記入力データに応じた前記出力電圧または前記出力電流を出力させたことに対応して、当該 2以上の差分測定対象出力端子から検出された 2以上の前記差分値に基づいて、前記 2以上の差分測定対象出力端子力出力される前記出力電圧または前記出力電流のばらつきが予め定められた基準範囲内であるか否かを判定する判定段階とを備える試験方法を提供する。

[0020] 本発明の第 3の形態によると、複数の出力端子のそれぞれから、入力データに応じた出力電圧または出力電流を出力する主回路と、前記回路を診断する診断回路とを備え、前記診断回路は、前記複数の出力端子のそれぞれから、前記出力電圧または前記出力電流を入力する信号入力部と、前記複数の出力端子のうち基準となる基準出力端子とは異なる差分測定対象出力端子に対応して設けられ、前記基準出力端子から入力した前記出力電圧または前記出力電流と、当該差分測定対象出力端子力入力した前記出力電圧または前記出力電流との差分値を検出する差分検出器と、前記差分測定対象出力端子力検出された前記差分値に基づいて、前記差分測定対象出力端子から出力される前記出力電圧または前記出力電流のばらつきが予め定められた基準範囲内である力否かを判定する判定部とを有する半導体デバイスを提供する。

[0021] なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなぐこれらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

発明の効果

[0022] 本発明によれば、複数の出力端子力も入力データに応じた出力電圧または出力電流を出力する半導体デバイスを効率良く試験することができる。

図面の簡単な説明

[0023] [図 1]本発明の実施形態に係る試験装置 10の構成を示す。

[図 2]本発明の実施形態に係る信号入力部 160、測定部 170、および判定部 180の構成を示す。

[図 3]本発明の実施形態に係る試験装置 10の動作を示す。 [図 4]本発明の実施形態に係る試験装置 10が測定する出力電圧のばらつきの一例を示す。

[図 5]本発明の実施形態の第 1変形例に係る信号入力部 160、測定部 170、および判定部 180の構成を示す。

[図 6]本発明の実施形態の第 2変形例に係る信号入力部 160、測定部 170、および判定部 180の構成を示す。

[図 7]本発明の実施形態の第 3変形例に係る信号入力部 160、測定部 170、および判定部 180の構成を示す。

[図 8]本発明の実施形態の第 4変形例に係る半導体デバイス 800の構成を示す。符号の説明

10 試験装置

100 DUT

110 試験信号供給部

120 タイミング発生器

130 パターン発生器

140 波形成形器

150 ドライノ

160 信号入力部

170 測定部

180 判定部

200 増幅器

200a〜b 増幅器

210 差分検出器

210a〜b 差分検出器

220 差分演算器

220a〜b 差分演算器

230 差分測定部

230a〜b 差分測定部 240 基準値測定部

240a〜b 基準値測定部

250 フイノレタ

250a〜b フイノレタ

260 出力端子選択部

710 差分検出器

720 差分演算器

730 差分測定部

750 フイノレタ

800 半導体デバイス

810 主回路

820 診断回路

発明を実施するための最良の形態

[0025] 以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範隨こかかる発明を限定するものではなぐまた実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

[0026] 図 1は、本実施形態に係る試験装置 10の構成を示す。試験装置 10は、 DUT100

(Device Under Test:被試験デバイス）を試験する。本実施形態に係る試験装置 10の試験対象となる DUTIOOは、複数の出力端子のそれぞれから、当該出力端子に対して指定された入力データに応じた出力電圧を出力する半導体デバイスである。 DUTIOOの一例としては、液晶パネル等を駆動する画像表示用デバイスが挙げられる。このような DUT100は、複数の画素に対応して複数の出力端子を有し、それぞれの画素に対して指定された入力データに応じた出力電圧を画素駆動電圧として出力する。これにより、 DUTIOOは、各画素に対して指定された階調データに応じた階調電圧を当該画素に供給し、当該画素の輝度を設定することができる。

[0027] 試験装置 10は、 DUTIOOを試験するための試験パターンに基づく試験信号を D UT100に入力し、試験信号に応じて DUTIOOが出力する出力信号に基づいて DU T100の良否を判定する。試験装置 10は、試験信号供給部 110と、信号入力部 160 と、測定部 170と、判定部 180とを備える。

[0028] 試験信号供給部 110は、 DUT100を試験するための試験信号を DUT100に供給する。この試験信号の一部は、制御用の信号として DUT100に供給される。また、この試験信号の他の一部は、階調データ等の入力データとして、 DUT100のデータ用の入力端子に供給される。試験信号供給部 110は、タイミング発生器 120と、バターン発生器 130と、波形成形器 140と、ドライバ 150とを有する。

[0029] タイミング発生器 120は、パターン発生器 130から指定されるタイミングデータに基づいて、試験装置 10の動作の基準となる基準クロックを生成する。また、タイミング発生器 120は、パターン発生器 130からの指示に応じて試験プログラムの各実行サイクルを示す周期クロックを発生し、ノターン発生器 130へ供給する。また、タイミング発生器 120は、試験周期毎に、試験パターンに基づく試験信号を DUT100に供給するタイミングを生成する。

[0030] パターン発生器 130は、試験装置 10の利用者により指定された試験プログラムのシーケンスを実行し、周期クロックにより指定される試験周期毎に DUT100に供給する試験パターンを生成する。また、パターン発生器 130は、 DUT100から出力される出力電圧の期待値を生成し、判定部 180へ供給する。

[0031] 波形成形器 140は、パターン発生器 130から試験パターンを受け取って成形し、タイミング発生器 120から受け取ったタイミングに基づく試験信号を出力する波形フォ一マッタである。すなわち例えば、波形成形器 140は、試験パターンにより指定された波形の信号を、タイミング発生器 120により指定されたタイミングでドライバ 150へ出力する。ドライバ 150は、波形成形器 140から受け取った試験信号を DUT100へ供給する。

[0032] 信号入力部 160は、複数の出力端子のそれぞれから、 DUT100が出力する出力電圧を入力する。 DUT100が画像表示用デバイスである場合、この出力電圧は、当該出力端子に対応する画素に対する画素駆動電圧である。測定部 170は、複数の出力端子力も入力した複数の出力電圧をそれぞれ測定する。判定部 180は、測定部 170の測定結果に基づいて、 DUT100の良否を判定する。

[0033] 図 2は、本実施形態に係る信号入力部 160、測定部 170および判定部 180の構成を示す。信号入力部 160は、複数の出力端子のそれぞれに対応して設けられた増幅器 200を有する。各増幅器 200は、それぞれの出力端子から入力した出力電圧を、後段回路を十分に動作させることができるように増幅して出力する。

[0034] 測定部 170は、複数の出力端子の出力電圧を増幅器 200を介して入力して電圧値を測定する。本実施形態に係る測定部 170は、 DUT100の出力電圧を精度良く測定するために、複数の出力端子の少なくとも 1つを基準とする基準出力端子とし、複数の出力端子のうち基準となる基準出力端子とは異なる出力端子を差分測定対象出力端子とする。そして、測定部 170は、各差分測定対象出力端子の出力電圧を直接測定する代わりに、基準出力端子の出力電圧との差分電圧を測定する。

[0035] 測定部 170は、 1または複数の差分検出器 210と、基準値測定部 240とを有する。

差分検出器 210は、差分測定対象出力端子のそれぞれに対応して設けられ、基準出力端子力入力した出力電圧と、当該差分測定対象出力端子力入力した出力電圧との差分値を検出する。

[0036] それぞれの差分検出器 210は、差分演算器 220と、差分測定部 230とを含む。差分演算器 220は、基準出力端子から入力した出力電圧である基準電圧と、対応する差分測定対象出力端子から入力した出力電圧との差分電圧を出力する。本実施形態に係る差分演算器 220は、各差分測定対象出力端子の出力電圧から基準電圧を減じた差分電圧を出力する。差分測定部 230は、対応する差分演算器 220が出力した差分電圧を測定することにより、各差分測定対象出力端子の出力電圧と基準電圧との差分値を検出する。

[0037] 基準値測定部 240は、 DUT100の基準出力端子力も入力した出力電圧を、基準電圧として測定する。判定部 180は、基準値測定部 240により測定された電圧値、および 2以上の差分検出器 210のそれぞれにより測定された差分値を入力し、複数の出力端子から出力される出力電圧が正常な値の範囲内であるか否かを判定する。そして、判定部 180は、この判定結果に基づいて、 DUT100の良否を判定する。

[0038] 図 3は、本実施形態に係る試験装置 10の動作を示す。

試験装置 10は、 DUT100に対して指定することができる各入力データ値について、 S310力ら S340の処理を行う（S300、 S350)。ここで試験装置 ΙΟίま、当該入力デ一タ値を最小値力も順次インクリメントしていき、または、最大値力も順次デクリメントして、く等により、全ての入力データ値にっ、て S310から S340の処理を行ってよ!、。

[0039] 次に、試験信号供給部 110は、試験対象となる入力データを DUT100に設定する

(S310)。本実施形態に係る試験信号供給部 110は、 2以上の差分測定対象出力端子に対して同一の入力データを供給し、 2以上の差分測定対象出力端子力同一の入力データに応じた出力電圧を出力させる。また、試験信号供給部 110は、基準端子に対しても同一の入力データを供給し、差分測定対象出力端子と同一の入力データに応じた基準電圧を出力させる。

[0040] 次に、基準値測定部 240は、 DUT100の基準出力端子力も入力した出力電圧を、基準電圧として測定する（S320)。次に、それぞれの差分検出器 210は、基準出力端子から入力した基準電圧と、各差分測定対象出力端子から入力した出力電圧との差分値を差分演算器 220により求め、当該差分値を差分測定部 230により測定する (S330)。ここで差分演算器 220は、各差分測定対象出力端子から入力した出力電圧と、基準電圧との差分電圧を、例えば 100倍等に増幅して当該差分値として出力してもよい。これにより、測定可能な電圧の分解能が比較的低い差分測定部 230を用いても、必要な精度で差分電圧を測定することができる。

[0041] 次に、判定部 180は、測定部 170の測定結果に基づいて、当該入力データについて複数の出力端子から出力された出力電圧のばらつきの良否を判定する（S340)。すなわち、判定部 180は、 S310において同一の入力データを供給したことに応じて、 2以上の差分測定対象出力端子力検出された 2以上の差分値に基づいて、 2以上の差分測定対象出力端子力出力される出力電圧のばらつきが予め定められた基準範囲内であるか否かを判定する。更に判定部 180は、基準値測定部 240が測定した基準電圧と、これらの 2以上の差分値とに基づいて、試験対象の全ての出力端子が当該入力データに対応して定められた基準範囲内の電圧を出力しているか否かを判断する。そして、判定部 180は、この判断に基づいて、 DUT100の良否を判定する。

[0042] 各入力データ値に対して上記の S320から S340の処理を行うことにより、試験装置 10は、試験対象となる全ての入力データ値に対して DUT100の各出力端子が基準範囲内の電圧を出力するかどうかを試験することができる。そして判定部 180は、上記の処理を終えると、試験装置 10の使用者に対して試験結果を出力する。すなわち例えば、判定部 180は、少なくとも 1つの入力データ値に対し、各出力端子が出力した出力電圧のばらつきが基準範囲外である場合に、当該 DUT100を不良と判断してよい。また、判定部 180は、少なくとも 1つの入力データ値に対し、少なくとも 1つの出力端子が出力した電圧が、入力データ値に対応して定められる上限および下限電圧の範囲外であった場合に、当該 DUT100を不良と判定してよい。

[0043] 図 4は、画像表示用デバイスを試験した場合において、試験装置 10が測定する出力電圧のばらつきの一例を示す。図 4において、横軸は各出力端子に対応し、一例として各出力端子を当該出力端子に対応する画素の列位置順に配列したものである。縦軸は、各出力端子の出力電圧を示す。

[0044] 基準値測定部 240は、基準出力端子が出力する基準出力電圧を測定する。これにより、例えば基準出力端子が列位置 0の画素に対応する出力端子である場合、出力端子 0の出力電圧が得られる。それぞれの差分検出器 210は、対応する出力端子が出力する出力電圧と、基準出力電圧との差分電圧を検出する。ここで、基準電圧は基準値測定部 240により測定されているから、判定部 180は、差分電圧に基準電圧を加える等の処理により、基準電圧および差分電圧に基づいて各出力端子の出力電圧を求めることができる。

[0045] 上記の処理により、試験対象の全出力端子の出力電圧を得ることができる。これらの値に基づいて、判定部 180は、同一の階調データに対して出力される出力電圧の平均値である階調平均値、出力電圧の分布範囲、および出力電圧のばらつきの偏差等を求める。そして、判定部 180は、これらの値に基づいて、当該階調データに対して DUT100が出力する出力電圧の良否を判定する。

[0046] このようにして、判定部 180は、 2以上の差分測定対象出力端子から同一の入力データに応じて出力された画素駆動電圧を 2以上の差分検出器 210により検出した結果に基づいて、 2以上の差分測定対象出力端子から出力される画素駆動電圧のばらつきが予め定められた範囲内である力否かを判定することができる。

[0047] 以上に示したように、本実施形態に係る試験装置 10によれば、予め定められた基準出力端子について最小輝度力最大輝度までの範囲で出力電圧を測定し、他の出力端子については基準出力端子の出力電圧との差分電圧を測定することで、試験対象の全出力端子の出力電圧を得ることができる。ここで、同一の入力データに応じた出力電圧を測定する場合、差分電圧の取り得る電圧値の範囲は小さいので、差分検出器 210は、比較的出力ビット数が少ない ADコンバータを用いても、高い分解能で差分電圧を測定することができる。したがって、差分検出器 210が基準値測定部 240による基準電圧の測定分解能より大きい分解能で出力電圧の差分値を検出することにより、判定部 180は、各出力電圧の微少なばらつきを精度良く検出することができる。

[0048] 一方、階調データに応じた出力電圧の絶対値は、画素毎のばらつきと比較して多少大きな誤差が許容される。したがって、基準値測定部 240は、差分測定部 230と比較して測定可能な電圧の分解能が低くてもよい。また、本実施形態に係る試験装置 1 0によれば、 DUT100の出力端子の数と比較して基準値測定部 240の数は十分少なヽので、最小輝度から最大輝度までの範囲を高!ヽ分解能で測定可能な基準値測定部 240を用いたとしても試験装置 10のコスト増加を抑えることができる。

[0049] なお、本実施形態においては、入力データに応じた出力電圧を出力する DUT10 0を例として説明した力これに代えて DUT100は入力データに応じた出力電流を出力するものであってもよい。この場合、差分演算器 220は各差分測定対象出力端子の出力電流と基準電流との差分電流を差分値として求め、差分測定部 230は当該差分電流を測定する。また、基準値測定部 240は、基準電流を測定する。このような DUT100は、例えば画素駆動電流に応じた輝度で発光する画素を有する有機 E Lディスプレイ等の画像表示用デバイスが挙げられる。

[0050] また、 DUT100は画像表示用のデバイスに限らず、例えば複数の ADコンバータを有する半導体デバイス等であってもよヽ。

[0051] 図 5は、本実施形態の第 1変形例に係る信号入力部 160、測定部 170、および判定部 180の構成を示す。本変形例に係る試験装置 10は、図 1とほぼ同様の機能および構成をとる。また、図 5において図 2と同一の符号を付した部材は、図 2と同様の機能および構成を有する。このため、図 1から図 4に示した試験装置 10との相違点を除き、以下説明を省略する。

[0052] 本変形例において、 DUT100は、各画素に正の階調電圧および負の階調電圧を交互に印加することにより、液晶の劣化を防ぐ画像表示用デバイスである。このような DUT100を試験するために、試験装置 10は、同一の極性の電圧を出力する出力端子の組毎に、 1または複数の差分検出器 210、および基準値測定部 240の組を有する。

[0053] より具体的には、画素駆動電圧を出力するあるサイクルに着目すると、 DUT100は、より大きい入力データに応じてより大きい出力電圧を出力する正極性の複数の第 1 出力端子と、より大きい入力データに応じてより小さい出力電圧を出力する負極性の複数の第 2出力端子とを有する。ここで次のサイクルには、 DUT100は、第 1出力端子を負極性に、第 2出力端子を正極性に入れ替える。

[0054] 信号入力部 160は、複数の第 1出力端子のそれぞれに対応して設けられた増幅器 200aと、複数の第 2出力端子のそれぞれに対応して設けられた増幅器 200bとを有する。増幅器 200aおよび増幅器 200bは、図 2に示した増幅器 200に対応する。測定部 170は、複数の第 1出力端子の組について出力電圧を測定するための 2以上の差分検出器 210aおよび基準値測定部 240aの組と、複数の第 2出力端子の組について出力電圧を測定するための 2以上の差分検出器 210bおよび基準値測定部 24 Obの組とを有する。差分検出器 210aおよび差分検出器 21 Obは図 2に示した差分検出器 210に対応し、基準値測定部 240aおよび基準値測定部 240bは図 2に示した基準値測定部 240に対応する。

[0055] 基準値測定部 240aは、複数の第 1出力端子のうち基準となる第 1基準出力端子から入力した第 1基準電圧を測定する。基準値測定部 240bは、複数の第 2出力端子のうち基準となる第 2基準出力端子力入力した第 2基準電圧を測定する。差分検出器 210aは、複数の第 1出力端子のうち第 1基準出力端子とは異なる 2以上の第 1差分測定対象出力端子のそれぞれに対応して設けられる。差分検出器 210aは、第 1 基準出力端子から入力した出力電圧と、対応する第 1差分測定対象出力端子から入力した出力電圧との差分値を検出する。差分検出器 210aは、図 2の差分演算器 22 0に対応する差分演算器 220aと、図 2の差分測定部 230に対応する差分測定部 23 Oaとを含む。また、差分検出器 210aは、差分演算器 220aの出力と差分測定部 230 aの入力との間に接続され、差分演算器 220aが出力する差分電圧を安定化して差分測定部 230aに供給するフィルタ 250aを更に含んでもよい。

[0056] 差分検出器 210bは、複数の第 2出力端子のうち第 2基準出力端子とは異なる 2以上の第 2差分測定対象出力端子のそれぞれに対応して設けられる。差分検出器 21 Obは、第 2基準出力端子から入力した出力電圧と、対応する第 2差分測定対象出力端子から入力した出力電圧との差分値を検出する。また、差分検出器 210bは、差分検出器 210aと同様に、差分演算器 220bの出力と差分測定部 230bの入力との間に接続され、差分演算器 220bが出力する差分電圧を安定化して差分測定部 230bに供給するフィルタ 250bを更に含んでもよい。

[0057] 判定部 180は、測定部 170の測定結果に基づいて、 DUT100の良否を判定する。

より具体的には、図 3の S310において、試験信号供給部 110により、 2以上の第 1差分測定対象出力端子および 2以上の第 2差分測定対象出力端子から同一の入力データに応じた出力電圧を出力させる。そして、判定部 180は、 2以上の差分検出器 2 10aおよび 2以上の差分検出器 210bがそれぞれ出力する差分値と、第 1基準電圧と、第 2基準電圧とに基づいて、当該 DUT100の良否を判定する。ここで、判定部 180 は、複数の第 1出力端子の出力電圧と、複数の第 2出力端子の出力電圧を反転させた電圧とを用いて、出力端子の出力電圧のばらつきを判定してよい。これに代えて、判定部 180は、複数の第 1出力端子の出力電圧のばらつきと、複数の第 2出力端子の出力電圧のばらつきとを個別に判定して、 DUT100の良否を判断してもよい。

[0058] 本変形例に係る試験装置 10によれば、極性反転機能を有する DUT100の出力電圧に基づいて、 DUT100の良否を適切に判定することができる。また、フィルタ 250 ( 250a, 250b)を設けることにより、差分演算器 220 (220a、 220b)が出力する差分電圧に対するノイズの影響を低減することができる。ここで、出力端子の出力電圧は入力データに応じて大きく変化するので、基準出力端子の基準値測定部 240 (240a 、 240b)の間にフィルタ 250を設けると、当該フィルタ 250の出力が安定ィ匕するまでに時間がかかってしまう。これに対し、差分演算器 220が出力する差分電圧は、出力端子の出力電圧と比較し非常に狭い範囲の電圧値をとる。このため、フィルタ 250は、当該差分電圧を低域通過させた場合においても、短い時間で出力を定常状態にすることができる。

[0059] 図 6は、本実施形態の第 2変形例に係る信号入力部 160、測定部 170、および判定部 180の構成を示す。図 6において、図 1から図 5と同一の符号を付した部材は、図 1から図 5とほぼ同様の機能および構成をとるので、以下相違点を除き説明を省略する。本変形例に係る測定部 170は、図 2に示した測定部 170の各構成要素に加え、信号入力部 160内の各増幅器 200の出力と、基準値測定部 240および各差分検出器 210との間の接続を切り換える出力端子選択部 260を更に有する。出力端子選択部 260は、複数の出力端子のうちいずれを基準出力端子とするかを、試験装置 10 の使用者または試験装置 10上で実行される試験プログラム等の指示に応じて選択し、選択した基準出力端子に対応する増幅器 200を基準値測定部 240に接続する。そして、選択した基準出力端子以外の 2以上の出力端子を 2以上の差分測定対象出力端子とし、各差分測定対象出力端子を各差分検出器 210に接続する。

[0060] 本変形例に係る試験装置 10によれば、 DUT100の基準出力端子を切り替えることができる。これにより、試験装置 10は、例えば 2以上の出力端子を順次基準出力端子として測定した結果に基づいて DUT100の良否を判定することができる。また、試験装置 10は、複数の出力端子の出力電圧を基準値測定部 240により順次測定し、例えば最小の出力電圧を出力する出力端子を基準出力端子とする等の処理を行つてもよい。

[0061] 図 7は、本実施形態の第 3変形例に係る信号入力部 160、測定部 170、および判定部 180の構成を示す。図 7において、図 1から図 6と同一の符号を付した部材は、図 1から図 6とほぼ同様の機能および構成をとるので、以下相違点を除き説明を省略する。本変形例に係る試験装置 10は、複数の出力端子を分割した第 1のグループおよび第 2のグループのそれぞれについて、当該グループ内の少なくとも 1つの出力端子を当該グループ内で用いる基準出力端子とする。そして、第 1のグループの基準出力端子の出力電圧と、第 2のグループの基準出力端子の出力電圧との差分電圧を差分検出器 710により検出し、この結果を用いて各出力端子のばらつきを得る。

[0062] 本変形例に係る測定部 170は、 2以上の差分検出器 210aと、 2以上の差分検出器 210bと、基準値測定部 240と、差分検出器 710とを有する。差分検出器 210aは、複数の出力端子を分割した第 1のグループに属する 2以上の第 1差分測定対象出力端子のそれぞれに対応して設けられ、図 5に示した差分検出器 210と同様の機能および構成をとる。差分検出器 210aは、第 1のグループに属する第 1基準出力端子から入力した出力電圧と、対応する第 1差分測定対象出力端子から入力した出力電圧との差分値である第 1差分値を検出する。

[0063] 差分検出器 210bは、複数の出力端子を分割した第 2のグループに属する 2以上の第 2の差分測定対象出力端子のそれぞれに対応して設けられ、図 5に示した差分検出器 210と同様の機能および構成をとる。差分検出器 210bは、第 2のグループに属する第 2基準出力端子から入力した出力電圧と、対応する第 2差分測定対象出力端子から入力した出力電圧との差分値である第 2差分値を検出する。

[0064] 差分検出器 710は、第 1基準出力端子から入力した出力電圧と、第 2基準出力端子から入力した出力電圧との差分値である第 3差分値を検出する。差分検出器 710 は、差分演算器 220、差分測定部 230、およびフィルタ 250と同様の機能および構成をとる差分演算器 720、差分測定部 730、およびフィルタ 750を含む。

[0065] 判定部 180は、測定部 170の測定結果に基づいて、 DUT100の良否を判定する。

より具体的には、図 3の S310において、試験信号供給部 110により、複数の出力端子から同一の入力データに応じた出力電圧または出力電流を出力させる。そして、判定部 180は、この出力に対応して 1または複数の差分検出器 210aにより検出された 1または複数の第 1差分値と、 1または複数の差分検出器 210bにより検出された 1 または複数の第 2差分値と、差分検出器 710により検出された第 3差分値とに基づいて、複数の出力端子力出力される出力電圧または出力電流のばらつきが予め定められた基準範囲内である力否かを判定する。ここで、判定部 180は、差分検出器 710 により測定された第 3差分値に、基準値測定部 240により測定された第 1基準出力電圧を加えて、第 2基準出力電圧を求める。そして判定部 180は、第 1のグループに属する各差分測定対象出力端子について測定された第 1差分値に第 1基準出力電圧を加えて、当該差分測定対象出力端子の出力電圧を求める。また、第 2のグループに属する各差分測定対象出力端子について測定された第 2差分値に第 2基準出力電圧を加えて、当該差分測定対象出力端子の出力電圧を求めることができる。

[0066] 本変形例に係る試験装置 10によれば、複数の出力端子を 2以上のグループに分割してそれぞれに基準出力端子を設けた場合においても、基準出力端子同士の差分電圧を測定することにより各出力端子の出力電圧のばらつきを得ることができる。

[0067] 図 8は、本実施形態の第 4変形例に係る半導体デバイス 800の構成を示す。半導体デバイス 800は、図 2、図 5、図 6、または図 7に記載した信号入力部 160、測定部 170、および判定部 180を有する診断回路 820を BIST(Built— In Self Test)回路として内蔵する。図 8において、図 1から図 7と同一の符号を付した部材は、図 1から図 7と略同様の構成および機能を有するので、以下相違点を除き説明を省略する

[0068] 半導体デバイス 800は、主回路 810と、診断回路 820とを備える。主回路 810は、複数の出力端子のそれぞれから、入力データに応じた出力電圧または出力電流を出力する。主回路 810は、一例として、液晶パネル等のドライバ回路であってよい。本変形例において主回路 810は、複数の出力端子のそれぞれから出力した出力電圧または出力電流を、半導体デバイス 800の複数の外部出力端子を介して半導体デバイス 800の外部へ出力する。これに代えて主回路 810は、これらの出力電圧または出力電流を半導体デバイス 800の外部へ直接出力せず、半導体デバイス 800 内の他の回路に対して出力してもよ、。

[0069] 診断回路 820は、信号入力部 160、測定部 170、および判定部 180を有し、主回路 810を診断することにより半導体デバイス 800の診断試験を行う。信号入力部 160 は、主回路 810の複数の出力端子のそれぞれから、出力電圧または出力電流を入力する。本変形例において、信号入力部 160は、半導体デバイス 800の診断試験を行う場合に主回路 810のそれぞれの出力端子に接続されて、それぞれの出力端子力も出力電圧または出力電流を入力してもよい。これにより、主回路 810の通常動作時において診断回路 820を主回路 810から切り離すことができ、出力電圧および出力電流の精度を高めると共に通常動作時における半導体デバイス 800の消費電流を低減することができる。

[0070] 測定部 170は、半導体デバイス 800の診断試験時において、主回路 810の複数の出力端子の出力電圧または出力電流を測定する。判定部 180は、測定部 170による測定結果に基づいて、複数の出力端子の出力電圧または出力電流が予め定められた基準範囲内である力否かを判定する。ここで、判定部 180は、判定結果を半導体デバイス 800の端子を介して出力してもよい。また、判定部 180は、半導体デバイス 8 00のスキャンチェインに接続されたフリップフロップ等に判定結果を格納してもよい。この場合、半導体デバイス 800は、外部からのスキャンアウト動作に応じて判定結果を外部の LSI等へ出力する。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。

Claims

請求の範囲

[1] 複数の出力端子のそれぞれから、入力データに応じた出力電圧または出力電流を出力する半導体デバイスを試験する試験装置であって、

前記半導体デバイスを試験するための試験信号を前記半導体デバイスに供給する試験信号供給部と、

前記複数の出力端子のそれぞれから、前記出力電圧または前記出力電流を入力する信号入力部と、

前記複数の出力端子のうち基準となる基準出力端子とは異なる差分測定対象出力端子に対応して設けられ、前記基準出力端子から入力した前記出力電圧または前記出力電流と、当該差分測定対象出力端子力入力した前記出力電圧または前記出力電流との差分値を検出する差分検出器と、

前記差分測定対象出力端子から検出された前記差分値に基づ、て、前記差分測定対象出力端子から出力される前記出力電圧または前記出力電流のばらつきが予め定められた基準範囲内であるか否かを判定する判定部と

を備える試験装置。

[2] 前記差分検出器は、 2以上の前記差分測定対象出力端子のそれぞれに対応して 2 以上設けられ、

前記判定部は、前記 2以上の差分測定対象出力端子から同一の前記入力データに応じた前記出力電圧または前記出力電流を出力させたことに対応して、当該 2以上の差分測定対象出力端子力検出された 2以上の前記差分値に基づいて、前記 2以上の差分測定対象出力端子力出力される前記出力電圧または前記出力電流のばらつきが予め定められた基準範囲内であるか否かを判定する

請求項 1に記載の試験装置。

[3] 前記半導体デバイスは、複数の画素に対応して前記複数の出力端子を有し、それぞれの前記画素に対して指定された前記入力データに応じた出力電圧または出力電流を画素駆動電圧または画素駆動電流として出力する画像表示用デバイスであり前記判定部は、前記 2以上の差分測定対象出力端子から同一の前記入力データに応じた前記画素駆動電圧または前記画素駆動電流を出力させたことに対応して当該 2以上の差分測定対象出力端子力検出された 2以上の前記差分値に基づいて、前記 2以上の差分測定対象出力端子から出力される前記画素駆動電圧または前記画素駆動電流のばらつきが予め定められた範囲内であるか否かを判定する請求項 2に記載の試験装置。

[4] 前記基準出力端子から入力した前記出力電圧または前記出力電流を、基準電圧または基準電流として測定する基準値測定部を更に備え、

前記判定部は、前記基準電圧または前記基準電流と、前記 2以上の差分値とに基づいて、当該半導体デバイスの良否を判定する

請求項 2に記載の試験装置。

[5] 前記差分検出器は、前記基準値測定部による前記基準電圧または前記基準電流の測定分解能より大きい分解能で、前記出力電圧または前記出力電流の差分値を検出する請求項 4に記載の試験装置。

[6] より大きい入力データに応じてより大きい前記出力電圧または前記出力電流を出力する第 1の前記基準出力端子力入力した第 1の前記基準電圧または第 1の前記基準電流を測定する第 1の前記基準値測定部と、

より大きい入力データに応じてより小さい前記出力電圧または前記出力電流を出力する第 1の前記基準出力端子から入力した第 2の前記基準電圧または第 2の前記基準電流を測定する第 2の前記基準値測定部と、

より大きい入力データに応じてより大きい前記出力電圧または前記出力電流を出力する前記出力端子のうち前記第 1基準出力端子とは異なる 2以上の第 1差分測定対象出力端子のそれぞれに対応して設けられ、前記第 1基準出力端子から入力した前記出力電圧または前記出力電流と、当該第 1差分測定対象出力端子から入力した前記出力電圧または前記出力電流との差分値を検出する 2以上の第 1の前記差分検出器と、

より大きい入力データに応じてより小さい前記出力電圧または前記出力電流を出力する前記出力端子のうち前記第 2基準出力端子とは異なる 2以上の第 2差分測定対象出力端子のそれぞれに対応して設けられ、前記第 2基準出力端子から入力した前記出力電圧または前記出力電流と、当該第 2差分測定対象出力端子力入力した前記出力電圧または前記出力電流との差分値を検出する 2以上の第 2の前記差分検出器と

を備え、

前記判定部は、前記 2以上の第 1差分測定対象出力端子および前記 2以上の第 2 差分測定対象出力端子から同一の前記入力データに応じた前記出力電圧または前記出力電流を出力させたことに対応して、前記 2以上の第 1差分検出器および前記 2 以上の第 2差分検出器がそれぞれ出力する前記差分値と、前記第 1基準電圧または前記第 1基準電流と、前記第 2基準電圧または前記第 2基準電流とに基づいて、当該半導体デバイスの良否を判定する

請求項 5に記載の試験装置。

[7] 前記複数の出力端子のうち、いずれを前記基準出力端子とするかを選択し、選択した前記基準出力端子以外の 2以上の前記出力端子を前記 2以上の差分測定対象出力端子とする出力端子選択部を更に備える請求項 2に記載の試験装置。

[8] 前記複数の出力端子を分割した第 1のグループに属する 2以上の第 1の前記差分測定対象出力端子のそれぞれに対応して設けられ、前記第 1のグループに属する第 1の前記基準出力端子力入力した前記出力電圧または前記出力電流と、当該第 1 差分測定対象出力端子から入力した前記出力電圧または前記出力電流との第 1差分値を検出する 2以上の第 1の前記差分検出器と、

前記複数の出力端子を分割した第 2のグループに属する 2以上の第 2の前記差分測定対象出力端子のそれぞれに対応して設けられ、前記第 2のグループに属する第 2の前記基準出力端子力入力した前記出力電圧または前記出力電流と、当該第 2 差分測定対象出力端子から入力した前記出力電圧または前記出力電流との第 2差分値を検出する 2以上の第 2の前記差分検出器と、

前記第 1基準出力端子から入力した前記出力電圧または前記出力電流と、前記第 2基準出力端子力入力した前記出力電圧または前記出力電流との第 3差分値を検出する第 3差分検出器と

を更に備え、前記判定部は、前記複数の出力端子力同一の前記入力データに応じた前記出力電圧または前記出力電流を出力させたことに対応して、前記 2以上の第 1差分検出器により検出された 2以上の前記第 1差分値と、前記 2以上の第 2差分検出器により検出された 2以上の前記第 2差分値と、前記第 3差分検出器により検出された前記第 3差分値とに基づいて、前記複数の出力端子力出力される前記出力電圧または前記出力電流のばらつきが予め定められた基準範囲内であるか否かを判定する請求項 2に記載の試験装置。

[9] 複数の出力端子のそれぞれから、入力データに応じた出力電圧または出力電流を出力する半導体デバイスを試験する試験方法であって、

前記半導体デバイスを試験するための試験信号を前記半導体デバイスに供給する試験信号供給段階と、

前記複数の出力端子のそれぞれから、前記出力電圧または前記出力電流を入力する信号入力段階と、

前記複数の出力端子のうち基準となる基準出力端子とは異なる 2以上の差分測定対象出力端子のそれぞれに対応して、前記基準出力端子から入力した前記出力電圧または前記出力電流と、当該差分測定対象出力端子から入力した前記出力電圧または前記出力電流との差分値を検出する差分検出段階と、

前記 2以上の差分測定対象出力端子力同一の前記入力データに応じた前記出力電圧または前記出力電流を出力させたことに対応して、当該 2以上の差分測定対象出力端子から検出された 2以上の前記差分値に基づいて、前記 2以上の差分測定対象出力端子から出力される前記出力電圧または前記出力電流のばらつきが予め定められた基準範囲内であるか否かを判定する判定段階と

を備える試験方法。

[10] 複数の出力端子のそれぞれから、入力データに応じた出力電圧または出力電流を出力する主回路と、

前記主回路を診断する診断回路と

を備え、

前記診断回路は、前記複数の出力端子のそれぞれから、前記出力電圧または前記出力電流を入力する信号入力部と、

を有する半導体デバイス。