集成電路測試方法和采用該測試方法的集成電路測試裝置的制作方法

專利名稱：集成電路測試方法和采用該測試方法的集成電路測試裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及IC(集成電路)測試方法、和采用該方法的IC測試裝置，能夠在對半導體集成電路構成的存儲器等半導體器件進行功能測試和直流測試的情況下，在短時間內進行功能測試和直流測試項目的漏電測試。
背景技術：
以往，在對存儲器等半導體器件進行測試的IC測試裝置中，進行功能測試和直流測試，將在兩個測試中都判定為正常的IC判定為合格品，其中功能測試用于判定半導體器件的功能是否正常工作，而直流測試用于判定半導體器件的各端子是否具有預定的直流特性。
圖3示出IC測試裝置的概略結構。圖中TES是表示賦予IC測試裝置整體的符號。IC測試裝置TES的內部大體分類為主控制器MAIN、功能測試裝置100和直流測試裝置200。
主控制器MAIN由計算機系統構成，通過總線BUS來控制功能測試裝置100和直流測試裝置200。功能測試裝置100由圖案發生器102、定時發生器104和功能測試單元106A、106B……106N構成。
功能測試單元106A～106N對應于被測試IC 300的各端子來設置，對開關S11～S1n進行開關控制，能夠將功能測試單元106A～106N控制為與被測試IC 300的各端子連接和斷開的狀態。
即，功能測試是如下進行的，即，將開關S11～S1n控制為開的狀態，將功能測試單元106A～106N連接到被測試IC 300的各端子，向被測試IC 300的各端子施加測試圖案信號，以此來進行功能測試。
另一方面，對被測試IC 300的端子準備了1臺至數臺直流測試裝置200(在圖3的例子中示出準備了一臺直流測試裝置200的情況)，通過將切換開關S21～S2n依次逐個控制為開，而將直流測試裝置200依次連接到被測試IC300的各端子，依次測試該特定端子的直流特性。此外，400表示控制這些開關S11～S1n和S21～S2n的控制器。
圖4示出一個功能測試單元106A的內部結構，說明功能測試的概要。功能測試單元106A(其他功能測試單元也為相同的結構)由波形格式器11、驅動器12、電壓比較器13、邏輯比較器14、故障分析存儲器15構成。
波形格式器11接收圖案發生器102提供的測試圖案數據，生成具有實際波形的測試圖案信號。定時發生器104向波形格式器11提供規定測試圖案信號的上升定時和下降定時的定時信號。
波形格式器11輸出的測試圖案信號由驅動器12整形為具有規定邏輯值的振幅的波形，通過開關S11提供給被測試IC 300的規定端子，將數據存儲到被測試IC 300。這里，在該端子是I/O端子(輸入兼輸出端子)的情況下，在輸入測試圖案信號時，被測試IC 300的各端子被控制為輸入模式，在完成寫入操作的時刻切換到輸出模式。在切換到輸出模式的定時，讀出存儲在被測試IC 300中的內容，經電壓比較器13輸入到邏輯比較器14。此外，在電壓比較器13讀取被測試IC 300輸出的數據時，驅動器12的輸出端子被設定為高阻抗模式。
電壓比較器13比較判定從被測試IC 300讀出的信號的邏輯是否保持正規的電壓值。即，判定L(低)邏輯和H(高)邏輯是否在例如0.8伏以下和2.4伏以上，在具有正常的邏輯值電壓的情況下，將該邏輯值輸入到邏輯比較器14。
在邏輯比較器14中，輸入來自圖案發生器102的期望值，將該期望值與從電壓比較器13輸入的邏輯值進行比較，檢測不一致的發生。在發生不一致的情況下，認為寫入地址的存儲器單元存在故障，存儲到故障解析存儲器14的該地址，測試完成后從該故障解析存儲器15讀出故障單元數進行計數，判定是否有可能補救。
圖5示出直流測試裝置200的結構的一例。圖示的結構示出直流測試裝置200在電壓施加電流測定模式操作的情況下的結構。向運算放大器16的正相輸入端子施加電壓VL或VH，該電壓VL或VH具有應該從DA(數模)變換器17施加到被測試IC 300的端子的邏輯值。
在運算放大器16的輸出端子和電流輸出端子TI之間連接有電流檢測用電阻R1，在電流輸出端子TI和感知點SEN之間連接有開關Sn2，在電流輸出端子TI和電壓檢測端子TV之間連接有保護電阻R3，將電壓檢測端子TV通過開關Sn1連接到感知點SEN。感知點SEN通過切換開關S21連接到被測試IC 300的端子。將運算放大器16的反相輸入端子連接到電壓檢測端子TV。
與電流檢測電阻器R1并聯連接的開關Sb表示切換電流測定量程的量程切換開關。通過將該開關Sb控制為接通，連接電阻值小、即測定大電流(在被測試IC 300的輸出模式中的電流)的電阻器R2，切換到大電流測定量程。
根據該直流測試裝置200的結構，通過將開關Sa1、Sa2和切換開關S21控制為接通狀態，向被測試IC 300的端子施加從DA變換器17向運算放大器16的正相輸入端子施加的電壓VL或VH。
即，運算放大器16使正相輸入端子和反相輸入端子的電壓變為相等，從而如果向運算放大器16的正相輸入端子施加例如VL，則使反相輸入端子的電壓(與電壓檢測端子TV的電壓相同)也變為VL，以此來控制輸出電壓。因此，向被測試IC 300的端子施加電壓VL或VH。
被測試IC 300在該直流測試模式中，各端子Pi被設定為圖6所示的輸入模式。通過在向端子Pi施加VL(施加L邏輯的電壓)或VH(施加H邏輯的電壓)的狀態下測定流過電流檢測電阻器R1的電流，可以測定連接到端子Pi的有源元件Q1和Q2的各漏電流IRek1和IRek2。18表示用于取出在電流檢測電阻器R1上產生的電壓的減法電路，19表示將該減法電路18求出的電壓進行AD變換、輸出數字值的AD變換器。
在測定上述漏電流IRek1、IRek2的情況下，切換開關被接通，測定在相對電阻值高的大約100kΩ的電流檢測電阻器R1上產生的電壓，測定流過被測試IC 300的各輸入端子的漏電流IRek1和IRek2。保護電阻器R3由相對電阻值小(大約幾十Ω)的電阻值的電阻器構成，在實際工作中，即使與開關Sa1和Sa2同時被控制為斷開狀態，也能保護運算放大器16，確保對運算放大器16的反相輸入端子的閉反饋環，使得運算放大器16不會到達飽和狀態。
通過以上說明，應該可以理解IC測試裝置中的功能測試和直流測試的概要。這里，以往上述功能測試和直流測試以完全不同的定時來實施。即，在實施其中某一個測試后再實施另一個測試。特別是在直流測試中，需要對切換開關S21、S22……S2n進行切換控制、和對圖3所示的開關S11～S1n進行切換控制。其情形使用圖7來說明。
在實施功能測試的情況下，將圖3所示的開關Sa1和Sa2以及切換開關S21～S2n全部切換到斷開狀態，直流測試裝置200從被測試IC 300的端子分離，開關S11～S1n全部被控制為接通狀態，來實施功能測試。即，直流測試裝置200的輸出阻抗比較低，大約為幾Ω，因此在功能測試中，直流測試裝置200作為功能測試裝置100的負載被電連接后，使從功能測試裝置100向被測試IC提供的測試圖案信號的波形惡化，不能進行正常的功能測試。
因此，將切換開關S21～S2n的全部、以及開關Sa1、Sa2控制為斷開狀態，將直流測試裝置200控制為不連接到被測試IC 300的任何一個端子，來實施功能測試。
另一方面，在實施直流測試的情況下，首先將開關S11～S1n全部控制為接通狀態，將功能測試單元106A～106N連接到被測試IC 300的全部端子上。在該狀態下，向被測試IC 300施加進行直流測試所需的初始化圖案。
即，在要進行直流測試的端子是I/O端子的情況下，從功能測試裝置100輸入將該端子的模式設定為輸入模式所需的初始化圖案(參照圖7)。在要進行直流測試的端子被設定為輸入模式的狀態下進行控制，將功能測試單元106A～106N全部從被測試IC 300的要進行直流測試的端子分離。
在該狀態下，將切換開關S21控制為接通，實施直流測試。直流測試是如下進行的，即，在將H邏輯和L邏輯的各邏輯值施加到被測試IC 300的端子的狀態下，測定流過端子的漏電流IRek1和IRek2(參照圖6)，如果該漏電流值在預定值以下，則判定為合格，如果在預定值以上，則判定為不合格。
由于這樣對各端子實施直流測試，所以為了對每個要測試的端子施加初始化圖案，需要將開關S11～S1n控制為接通、斷開的時間TSW1、和對切換開關S21～S2n進行切換控制的時間TSW2相加所得的時間TPi(參照圖7D)。施加初始化圖案的時間TSW1、和對切換開關S21～S2n進行切換控制的時間TSW2相當于對開關(繼電器)進行切換的時間(幾ms)，即使測定電流的時間TIM(圖7E)比較短，加上此時間后的時間TP1也變為比較長的時間。因此，如果以此對每個端子進行開關S11～S1n和切換開關S21～S2n的切換控制，則直流測試所需的時間變長。以此，在測試大量IC的情況下，成為大的障礙。
本發明的目的是提出一種能夠縮短IC的測試時間、在短時間內測試大量IC的IC測試方法、和使用該方法的IC測試裝置。
發明概述在本發明中，將直流測試裝置經電阻器連接到被測試IC的端子，通過該電阻器的連接，從功能測試裝置來看，直流測試裝置不會形成大的負載，從而在功能測試中也可維持將直流測試裝置連接到被測試IC的端子的狀態。
提出一種IC測試方法，根據該結構，在功能測試中可以將功能測試裝置的驅動器的輸出端子控制為高阻抗模式，從而可以實行直流測試，而在實行直流測試的過程中，也無需分離功能測試裝置所需的開關控制，在功能測試中，實行直流測試項目中的漏電測試。
因此，根據本發明的IC測試方法，與功能測試結束同時，直流測試項目的漏電測試也完成了，可以不必特別花費時間來實行漏電測試。其結果，可以大幅度縮短測試所需的時間。
在本發明中，還提出使用上述IC測試方法的IC測試裝置。
本發明的IC測試裝置包括功能測試裝置，通過能夠將輸出端子的狀態設定為高阻抗模式的驅動器，向被測試IC的各端子施加測試圖案信號，對被測試IC實行功能測試；直流測試裝置，在向被測試IC的各端子施加規定電壓的狀態下，測定流過被測試IC的各端子的漏電流；電阻，連接在該直流測試裝置的感知點和被測試IC的端子之間；第1控制部件，使得在所述功能測試裝置實行功能測試的過程中，向所述直流測試裝置的感知點輸出規定電壓；第2控制部件，在該第1控制部件的控制操作完成的時刻，將所述功能測試裝置的驅動器的輸出端子控制為高阻抗模式；和電流測定部件，在驅動器的輸出端子被控制為高阻抗模式的狀態下，測定流過所述被測試IC的端子的漏電流。
根據本發明的IC測試裝置，在實行功能測試的過程中自不待言，在實行直流測試的過程中也不必將功能測試裝置和直流測試裝置互相分離。因此不用引入開關切換所需的時間，在實行功能測試的過程中即可實行直流測試。
其結果，即使在實行功能測試的過程中實行直流測試，也可將功能測試和直流測試混合進行，該混合測試所需的時間不會比本來只進行功能測試所需的時間大幅度延長，可以在短時間內完成功能測試和漏電測試。
附圖的簡單說明

圖1是表示采用本發明IC測試方法的IC測試裝置的一實施例的方框圖。
圖2是說明本發明IC測試方法的時序圖。
圖3是說明以往IC測試裝置的概要的方框圖。
圖4是說明圖3所示IC測試裝置中使用的功能測試裝置的結構的方框圖。
圖5是說明圖3所示IC測試裝置中使用的直流測試裝置的結構的連接圖。
圖6是說明實行直流測試項目中的漏電測試的情況下被測試IC的端子的情形的連接圖。
圖7是說明以往直流測試的情形的時序圖。
實施發明的最佳形態為了更詳細地說明本發明，下面根據附圖對其進行說明。
圖1是根據本發明提出的IC測試方法來測試被測試IC 300的IC測試裝置的實施例。圖中，100表示功能測試裝置，200表示直流測試裝置，這與圖3說明的內容相同。此外，在進行功能測試的情況下，將開關S11～S1n全部控制為接通狀態，將全部功能測試單元106A～106N連接到被測試IC 300的各端子。
直流測試裝置200將切換開關S21～S2n依次逐個控制為接通狀態，將直流測試裝置200選擇性地連接到被測試IC 300的各端子，對各端子逐個進行直流測試。實際上，其結構是設置多個直流測試裝置200，減少接受測試的端子數目，從而在短時間內完成直流測試，而這里是假設以1臺直流測試裝置200實施直流測試裝置200來進行說明的。
本發明的IC測試裝置的特征在于，在直流測試裝置200中，在電壓測試端子TV和感知點SEN之間與開關S2串聯連接電阻器R4。
即，在直流測試裝置200中，與電流輸出端子TI和電壓檢測端子TV之間連接的保護電阻器R3并聯連接第1開關S1，在電壓檢測端子TV和感知點SEN之間串聯連接第2開關S2和電阻器R4。此外，在電流輸出端子TI和感知點SEN之間連接第3開關S3。
在實行功能測試的情況下，將第1開關S1和第2開關S2設定為接通狀態，將第3開關S3設定為斷開狀態。在該狀態下，在感知點SEN和電流輸出端子TI及電壓檢測端子TV之間串聯連接電阻器R4。因此，從連接有直流測試裝置200的功能測試單元看直流測試裝置200的阻抗可以看作電阻器R4的電阻值。通過將電阻器R4的電阻值選定為大約10kΩ，可以將從功能測試單元106A～106N看到的直流測試裝置200的阻抗看作大約10kΩ。
連接各功能測試單元106A～106N和被測試IC 300之間的信號傳輸線路一般被匹配為50Ω的特征阻抗。因此，即使在功能測試單元106A～106N的各輸出端連接10kΩ的負載(直流測試裝置200)，線路的阻抗也不會大幅度變動，從功能測試單元106A～106N向被測試IC 300提供的測試圖案信號的波形也不會因為直流測試裝置200的連接而被擾亂。即，即使在功能測試中將直流測試裝置200連接到被測試IC 300中的某一個的狀態下，施加到連接有直流測試裝置200的端子的測試圖案信號的波形也不會被擾亂，可以正常實行功能測試。
通過以上的說明，應該理解，在直流測試裝置200被連接到功能測試單元的狀態下可以實行功能測試。
在本發明中，還提出一種方法，在功能測試的實行過程中，在功能測試單元106A～106N被連接到被測試IC 300的各端子的狀態下，實行直流測試(漏電測試)。
即，提出一種方法，不用將開關S11～S1n控制為斷開狀態，即可測定流過被測試IC 300的端子的漏電流。作為該方法，在向直流測試裝置200要測定漏電流的端子施加規定電壓(施加H邏輯或L邏輯的電壓)的定時，將連接到該端子的功能測試單元的驅動器12的輸出狀態控制為高阻抗模式，在驅動器12被控制為高阻抗模式的狀態下，直流測試裝置200測定流過被測試IC 300的端子的漏電流。
為此，在實行功能測試的過程中，主控制器MAIN向直流測試裝置200施加產生規定電壓(H邏輯或L邏輯)的命令信號。具體地說，向DA變換器17施加用于產生規定電壓的數字值。DA變換器17對該數字值進行DA變換，輸出電壓VL或VH，向構成直流測試裝置200的運算放大器16的正相輸入端子施加該電壓VL或VH。
運算放大器16進行操作，使得電壓檢測端子TV的電壓等于施加到正相輸入端子的電壓。其結果，在電壓檢測端子TV上產生與從DA變換器17施加的電壓VL或VH相等的電壓，該電壓通過第2開關S2和電阻器R4被施加到感知點SEN，通過切換開關S21～S2n中的某一個被提供給被測試IC 300的端子。
在功能測試的實行過程中，如圖2B和C所示，將開關S11～S1n和開關S1、S2、S4全部設定為接通狀態。實行直流漏電測試的定時的選取方法例如有下述方法。在讀入主控制器MAIN的測試程序的功能測試程序中，如圖2A所示，預先設定直流測試用的定時(分配給該定時的時間是測試一個端子所需的時間)，在直流測試定時，產生控制信號HIP，將各功能測試單元106A～106N的全部驅動器12、或連接到要進行直流測試的端子的驅動器12控制為高阻抗模式(參照圖2D)，在將驅動器12控制為高阻抗狀態的同時，向直流測試裝置200施加電壓產生命令，使直流測試裝置200產生規定電壓，在施加該電壓的狀態下測定漏電流。
如果將在功能測試中插入直流測試的定時設定為向被測試IC 300寫入測試圖案信號之后的定時，則被測試IC 300的各端子在寫入時被設定為輸入模式，因此可以原樣實行直流測試。
對一個端子實行漏電測試后再進行功能測試。在實行功能測試的過程中，實行切換開關S21～S2n的切換(參照圖2E)，將直流測試裝置200連接到其他端子。在該連接完成后的任意定時位置，設置直流測試的定時，進行下一個端子的漏電測試。
這樣，通過在功能測試的實行過程中完成切換開關S21～S2n的切換，可以將在功能測試的實行過程中插入的漏電測試所需的時間限制在極短的時間內，即使并行實行功能測試和直流測試，整個所需的時間也不會比只進行功能測試所需的時間大幅度延長。
這里，就直流測試裝置200的電流測定電路進行簡單說明。在本實施例中，將測定微小電流(漏電流)用的高電阻值(大約100kΩ)的電阻器R1、和測定大電流(被測試IC 300的輸出電流)用的小電阻值(大約100Ω)的電阻器R2串聯連接，表示省略圖5所示的量程切換開關Sb的情況。即，與微小電流測定電阻器R1并聯連接二極管D1和D2，在測定大電流時，使這些二極管D1和D2變為接通狀態，使二極管D1和D2旁路大電流，在此狀態下，用減法電路18B檢測在電阻器R2上產生的電壓，將該電壓通過開關S5施加到AD變換器19進行AD變換，輸入例如主控制器MAIN。
另一方面，在測定微小電流時，在電阻器R1上只產生大約幾10mV的電壓。因此，二極管D1或D2被維持在斷開狀態。從而可以通過測定在電阻器R1上產生的電壓，來測定流過被測試IC 300的端子的漏電流。即，在電阻器R1上產生的電壓被減法電路18A取出，將該取出的電壓通過開關S4施加到AD變換器19，在AD變換器中進行AD變換，輸入到主控制器MAIN，與基準值進行比較，以判定是否合格。
在測定被測試IC 300處于輸出模式時的電流的大電流測定模式中，開關S11～S1n被控制為斷開，功能測試裝置100從被測試IC 300分離，變為只有直流測試裝置200被連接到被測試IC 300的狀態，接著在直流測試裝置200中，將第1開關S1斷開，將第2、第3開關S2、S3接通，將開關S4斷開，將開關S5接通，在此狀態下實行直流測試。
產業上的利用領域如上所述，根據本發明的IC測試方法，在實行功能測試的過程中進行響應慢、完成操作花費時間的開關S21～S2n的切換，在功能測試的途中，將驅動器12控制為高阻抗模式，進行直流測試(漏電測試)，由于采用了這種測試方法，在功能測試所需的時間加上直流測試所需的純粹時間(不包含開關切換所需的時間)所得的時間內，可以完成功能測試和漏電測試。其結果，可以大幅度縮短整個測試時間。其結果，可以在例如IC制造商必須在短時間內測試大量IC的情況下發揮其效果。
權利要求
1.一種IC測試方法，用于下述IC測試裝置中，該IC測試裝置包括功能測試裝置，通過能夠將輸出端子的狀態設定為高阻抗模式的驅動器，向被測試IC的各端子施加測試圖案信號，對被測試IC進行功能測試；和直流測試裝置，在向被測試IC的各端子施加規定電壓的狀態下，測定流過被測試IC的各端子的電流，其特征在于，在所述功能測試裝置對所述被測試IC實行功能測試的過程中，將所述直流測試裝置的感知點經電阻連接到所述被測試IC的端子，在所述直流測試裝置的輸出電壓被設定為規定電壓的狀態下，將所述功能測試裝置的驅動器控制為高阻抗模式，在該狀態下，由所述直流測試裝置測定流過所述被測試IC的端子的漏電流，在功能測試的實行過程中測定直流測試項目中的漏電流測定。
2.一種IC測試裝置，其特征在于，包括A、功能測試裝置，通過能夠將輸出端子的狀態設定為高阻抗模式的驅動器，向被測試IC的各端子施加測試圖案信號，對被測試IC實行功能測試；B、直流測試裝置，在向被測試IC的各端子施加規定電壓的狀態下，測定流過被測試IC的各端子的漏電流；C、電阻，連接在該直流測試裝置的感知點和被測試IC的端子之間；D、第1控制部件，使得在所述功能測試裝置實行功能測試的過程中，向所述直流測試裝置的感知點輸出規定電壓；E、第2控制部件，在該第1控制部件的控制操作完成的時刻，將所述功能測試裝置的驅動器的輸出端子控制為高阻抗狀態；和F、電流測定部件，在驅動器的輸出端子被控制為高阻抗模式的狀態下，在所述直流測試裝置中實行測定流過所述被測試IC的端子的漏電流的操作。
3.如權利要求2所述的IC測試裝置，其特征在于，所述直流測試裝置包括運算放大器，向正相輸入端子施加規定電壓，向輸出端子輸出規定電壓，將該輸出電壓通過電流檢測電阻器輸出到感知點，將該感知點的電壓反饋到反相輸入端子；和電流測定部件，測定在所述電流檢測電阻器上產生的電壓，從而測定流過被測試IC的端子的漏電流值；將所述感知點經電阻器連接到被測試IC的端子。
4.如權利要求2所述的IC測試裝置，其特征在于，所述直流測試裝置包括運算放大器，具有正相輸入端子和反相輸入端子；電流檢測電阻器，一端連接到該運算放大器的輸出端子，另一端連接到電流輸出端子；第1開關，將輸出到電流輸出端子的電壓施加到電壓檢測端子；保護電阻器，連接在所述電流輸出端子和電壓檢測端子之間；反饋電路，將所述電壓檢測端子的電壓反饋到所述運算放大器的反相輸入端子；將所述電壓檢測端子的電壓通過感知點施加到被測試IC的端子的第2開關和電阻器構成的串聯電路；第3開關，連接在所述電流輸出端子和所述感知點之間；和電流測定部件，測定在所述電流檢測電阻器上產生的電壓，從而測定流過所述被測試IC的端子的電流；在功能測試中，在測定流過所述被測試IC的端子的漏電流的模式中，將所述第1開關和第2開關設定為接通狀態，使得從所述功能測試裝置看直流測試裝置的阻抗因為所述電阻器而呈高阻抗，而在非功能測試時進行的直流測試模式中，將所述第1開關控制為斷開，將第2開關和第3開關控制為接通狀態，將所述電流輸出端子直接連接到所述感知點和被測試IC的端子。
全文摘要
在實行功能測試和直流測試的IC測試裝置中,在直流測試裝置的輸出端連接高電阻的電阻器,通過該電阻器的連接,即使在將直流測試裝置連接到功能測試裝置的狀態下,也能正常操作功能測試裝置,從而在功能測試的實行過程中插入直流測試,并行實行功能測試和直流測試,將直流測試裝置中開關切換這樣花費時間的控制在功能測試中實行,使開關切換時間不添加到測試所需的時間上,從而縮短測試時間。
文檔編號G01R31/319GK1244925SQ97181433
公開日2000年2月16日 申請日期1997年11月20日 優先權日1997年11月20日
發明者橋本好弘 申請人:株式會社愛德萬測試