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Die
Erfindung betrifft eine in eine Haltevorrichtung einer Testereinrichtung
einsetzbare Kalibriervorrichtung zum Kalibrieren einer programmierbaren
Testereinrichtung zum Testen von Einrichtungen mit elektrischen
Schaltkreisen. Dabei verfügt
die Testeinrichtung über
Testerkanäle
zum Einkoppeln von Signalen an die zu testende Einrichtung.
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Elektronische
Schaltkreise, welche beispielsweise als integrierte Schaltungen
in Chips oder Elektronikbausteinen eingesetzt sind, müssen vor der
Auslieferung an den Kunden geprüft
werden. Dazu werden Testereinrichtungen eingesetzt, die an die zu
testenden Schaltkreise, bzw. die zu testende Einrichtung mit den
elektronischen Schaltkreisen, vordefinierte Signalfolgen einkoppeln,
und die entsprechende Reaktion der zu testenden Einrichtungen registrieren
und auswerten.
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Bei
Speichertestern, die zum Beispiel Speicherchips auf ihre Funktionalität prüfen, werden
im Wesentlichen steigende und fallende Signalflanken mit einer bestimmten
zeitlichen Abfolge an einen zu testenden Speicherchip geführt und
entsprechende Signale aus dem Speicherchip ausgekoppelt und analysiert.
Eine derartige Testeranordnung verfügt in der Regel über eine
Anzahl von bidirektionalen Testerkanälen, die über entsprechende Adaptersockel an
das zu testende Bauelement, hier der entsprechende Speicherchip,
geführt
sind. Unter einem Testerkanal wird im Folgenden das Mittel verstanden,
mit dem Testsignale an das Bauelement herangeführt werden und bei bidirektionaler
Ausführung
auch Signale von dem Bauelement zum Tester gelangen.
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Um
insbesondere moderne, schnelle Speicherchips testen zu können, ist
eine Synchronisation der vielen unterschiedlichen Testerkanäle, mittels
derer Signalflanken in die zu testende Einrichtung eingekoppelt
werden, sehr wichtig. Um beispielsweise Speicherzugriffe zu prüfen, sind
an eine bestimmte Anzahl von Datenanschlüssen eines zu testenden Speicherchips
zeitgleich steigende und fallende Signalflanken anzulegen. Damit
die jeweiligen Testsignalflanken zeitgleich an dem zu testenden
Bauelement eintreffen, müssen
bei der Testsignal- bzw. Testsignalflankenerzeugung
die Signallaufzeiten durch Kabelverbindungen, Testsockel, Laufzeiten
bis hin zu den Verbindungselementen zu den Anschlusspins des zu
testenden Bauelementes bei er testerseitigen Festlegung der Zeitpunkte,
zu denen jeweilige Signalflanken erzeugt werden, berücksichtigt
werden.
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Die 4 zeigt beispielsweise eine
Anordnung zum Testen von elektronischen Bauelementen. Dabei ist
eine programmierbare Testereinrichtung vorgesehen, die eine Testerhaupteinheit
TMF (= tester main frame) aufweist, zum Erzeugen von Testsignalen,
die über
Testerkanäle
TKN und Halte- und Kontaktiermittel TK, HFM, DSA, S an ein zu testendes
Bauelement DUT (= device under test) geführt werden.
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Dabei
ist bei allgemein bekannten Testeranordnungen das zu testende Bauelement
DUT in einen Sockel S eingesetzt, welcher wiederum auf einem Bauelementesockeladapter
DSA (= device socket adapter) lagert. Die Verbindung zwischen dem eigentlichen
Testkopf TK, welcher die Treiberelektronik und Komparatoren für die einzelnen
Testerkanäle TKN
aufweist, und dem Bauelementesockeladapter DSA geschieht durch ein
sogenanntes HiFix HFM, welches eine Verkabelung K bereithält. Um möglichst den
gesamten Signalweg zwischen der Testerhaupteinheit TMF bzw. dem
Testkopf TK und dem zu testenden Bauelement DUT bei der Kalibrierung
der Testerkanäle
TKN zu berücksichtigen
sind in der Vergangenheit verschiedene Lösungen vorgeschlagen worden.
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Bei
einer Vorgehensweise nach der sogenannten Autokalibrierung AutoCal
wird auf den Testkopf TK eine hier nicht dargestellte Kalibriereinheit mit
Treibern und Komparatoren für
jeden Testerkanal aufgesetzt. Dann kann durch Vergleich der eintreffenden
Signale an einer derartigen Kalibriereinheit zumindest der Signallaufzeitunterschied
zwischen Testerkanälen
TKM in dem Testkopf TK selbst ermittelt werden und durch Programmierung
der Testerhaupteinheit diese Unterschiede kompensiert werden. Bei einem
Vorgehen nach AutoCal können
Einflüsse durch
die Verkabelung K in dem HiFix HFM, welches bei dem eigentlichen
Speichertest benötigt
wird, jedoch nicht berücksichtigt
werden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das Andocken der
Kalibriereinheit an den Testkopf TK zeitaufwendig ist und so einen
anschießenden
Testerlauf verzögert.
Ferner liefert AutoCal nur eine geringe Genauigkeit für die Kalibrierung.
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Bei
einer Kalibrierung nach SBCal müssen die
Bauelementesockeladapter DSA durch gefertigte Kalibriersockeladapter
CSA ersetzt werden, die Gruppen von Testerkanälen TKN bzw. Kabel K des HiFix
miteinander kurzschließen.
So kann durch geeignete Programmierung PRG der Testerhaupteinheit
TMF die Signallaufzeit durch Senden von Signalflanken in das HiFix
HFM und Erfassen des entsprechenden Signals an dem zugeordneten
kurzgeschlossenen Testerkanal eine Laufzeit bis hin zum Bauelementesockeladapter
erfasst werden und durch geeignete Programmierung kompensiert werden.
In der
DE 100 56 882
A1 ist eine ähnliche
Vorgehensweise beschrieben für
Halbleiterbauelemente, die mit einer Nadelkarte kontaktiert werden.
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Durch
SBCal wird zwar eine Kalibrierung bis hin zur HiFix-Ebene erreicht, der
Kalibrieraufwand durch das Entfernen der Bauelementesockeladaptersockel
und der zu testenden Bauelemente ist jedoch hoch. Auch Einflüsse auf
die Signallaufzeiten innerhalb der Sockel S und den Bauelementesockeladapter
DSA können
hier nicht berücksichtigt
werden.
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Beim
sogenannten HiCal werden die Sockel S von den Bauelementesockeladaptern
DSA entfernt und die entsprechenden Kontakte zwischen Bauelementesockeladapter
DSA und Sockel S mit einem Roboter abgegriffen. Dieser externe Roboter
misst somit Signale, wie sie bei einem Testverfahren in den Sockel
S eingekoppelt würden.
Durch das externe Auswerten in einem Roboter kann die Testerhaupteinheit
TMF wiederum manuell derart programmiert werden, dass in die Testerkanäle TKN eingekoppelte Signale
zeitgleich zumindest am Bauelementesockeladapter DSA eintreffen.
Allerdings bleiben auch bei HiCal die Einflüsse der Sockel S auf die Signallaufzeiten
unberücksichtigt.
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Gemäß der
DE 101 41 025 A1 wird
eine Kalibriervorrichtung in die entsprechende Testereinrichtung
eingebracht, wobei die Kalibriervorrichtung dieselbe Geometrie wie
zu testende Bauelemente aufweist. Anschließend führt die Testereinrichtung Kalibrierverfahren
durch.
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Die
bereits bekannten Möglichkeiten
zur Kalibrierung der Testerkanäle
weisen somit eine Reihe von Nachteilen auf. Gegenüber der
Durchführung des
Testverfahrens an dem zu testenden Bauelement müssen während der Kalibrierung die
Signalwege verändert
werden. Für
die bekannten Kalibrierungsmethoden ist zusätzliche Testerhardware erforderlich.
Im Vergleich zum eigentlichen Testdurchlauf der Bauelemente muss
der Aufbau zur Kalibrierung verändert
werden, was zeitaufwendig ist.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine einsetzbare
Kalibriervorrichtung für eine
programmierbare Testereinrichtung zu schaffen, die während der
Kalibrierung dieselben Signalpfade nutzt wie während eines Testverfahrens
für Einrichtungen
mit elektronischen Schaltkreisen in einer jeweiligen Produktionsumgebung.
Die Vorrichtung ist bevorzugt ohne Umbauten an einer Testeranordnung einsetzbar
und soll eine hohe Kalibriergenauigkeit liefern.
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Diese
Aufgabe wird durch eine einsetzbare Kalibriervorrichtung mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Demgemäß ist eine
einsetzbare Kalibriervorrichtung für eine programmierbare Testereinrichtung zum
Testen mindestens einer Einrichtung mit elektronischen Schaltkreisen
vorgesehen, wobei die Testereinrichtung eine Haltevorrichtung und
Kontaktiermittel für
die zu testende Einrichtung aufweist und Testerkanäle zum Einkoppeln
von Signalen an die zu testende Einrichtung hat. Die erfindungsgemäße einsetzbare
Kalibriervorrichtung weist auf:
- – mindestens
eine Kalibriereinheit, welche mit einem zu kalibrierenden Testerkanal
verbunden ist, zum Erfassen einer von der Testereinrichtung zu einem
Sendezeitpunkt gesendeten Kalibriersignalflanke eines Kalibriersignals
und einer von der Testereinrichtung über einen weiteren Testerkanal zu
einem Referenzzeitpunkt gesendeten Referenzsignalflanke eines Referenzsignals,
zum Vergleichen der Zeitpunkte des Eintreffens der beiden Signalflanken
und zum Ausgeben eines Vergleichsergebnisses;
- – eine
Steuereinheit zum Auswerten der Vergleichsergebnisse und zum Programmieren
des jeweiligen Sendezeitpunktes derart, dass die Zeitpunkte des
Eintreffens der Kalibriersignalflanke und der Referenzsignalflanke
zum Kompensieren von Signallaufzeitdifferenzen im Wesentlichen gleich
sind.
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Dabei
hat die Kalibriervorrichtung dieselbe Form und Anschlüsse, wie
die zu testende Einrichtung und ist in die Haltevorrichtung anstelle
der zu testenden Einrichtung passgenau einsetzbar.
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Eine
der Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, die Messung bzw.
Erfassung von Signalen zur Kalibrierung der Testerkanäle direkt
an der Haltevorrichtung und den Kontaktiermitteln für die zu testende
Einrichtung zu ermöglichen.
Die erfindungsgemäße einsetzbare
Kalibriervorrichtung ist dazu so ausgestaltet, dass sie praktisch
dieselbe Form wie das jeweilige zu testende Bauelement bzw. die
zu testende Einrichtung aufweist. Dadurch kann die Kalibriervorrichtung
quasi als Dummy-Einrichtung, beispielsweise in die Sockel des Testers,
eingesetzt werden. Dadurch wird der gesamte Signalpfad vom Testkopf
bis zu der zu testenden Einrichtung mit elektronischen Schaltkreisen
bei der Kalibrierung berücksichtigt
und so eine höchste
Genauigkeit erreicht. Eine weitere erfinderische Idee besteht in
der Nutzung eines der Testerkanäle
als Referenzkanal, über den
ein Referenzsignal mit Referenzsig nalflanken an die Kalibriervorrichtung
geführt
ist und durch das rückgekoppelte
Programmieren der Testereinrichtung mittels der Steuereinheit eine
Synchronisation der eintreffenden Kalibriersignalflanken mit der
Referenzsignalflanke erreicht wird.
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Bevorzugt
ist die Kalibriervorrichtung als ein integrierter Schaltkreis ausgebildet.
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Vorteilhafterweise
ist die Kalibriervorrichtung in dem gleichen Gehäusetyp ausgeführt, wie
die entsprechende zu testende Einrichtung. So ist eine besonders
einfache und schnelle Kalibrierung vor der Durchführung des
eigentlichen Testverfahrens möglich,
ohne zusätzliche
Umbaumaßnahmen
an der gesamten Testanordnung.
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In
einer alternativen Ausführung
sind die Kalibriervorrichtung und die zu testende Einrichtung auf einem
Halbleiterwafer ausgebildet, wobei der jeweilige Halbleiterwafer
elektronische Schaltungen aufweist. Da die erfindungsgemäße Kalibriervorrichtung jeweils
der zu testenden Einrichtung nachempfunden ist, ermöglicht diese
Ausführungsform
auch eine Kalibrierung von Testereinrichtungen, die zum Testen ganzer
Halbleiterwafer eingesetzt vorgesehen werden.
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Dabei
kann die zu testende Einrichtung bevorzugt Halbleiterspeicher, wie
z.B. DRAMs, SRAMs oder ROMs aufweisen, die Testereinrichtung ist
ein üblicher
Speichertester.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
entspricht die Anzahl der Kalibriereinheiten der Anzahl der Testerkanäle. Dies
ermöglicht
das gleichzeitige Kalibrieren aller Testerkanäle. Bevorzugt sind die Kalibriereinheiten
dann über
einen Daten- und
Steuerbus mit der Steuereinheit verbunden.
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In
noch einer bevorzugten Ausführungsform ist
eine Triggerlogik vorgesehen zum Verteilen der Referenzsignalflanken
an die Kalibriereinheiten. Dann ist es von besonderem Vorteil, wenn
jede Kalibriereinheit eine Triggerschalteinheit aufweist zum Durchschalten
des eventuell an dem jeweiligen Testerkanal anliegenden Referenzsignals
an die Triggerlogik.
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Die
Triggerlogik ist bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung
ferner über
einen Triggerbus an die Kalibriereinheiten zum schnellen Signalaustausch
gekoppelt. Dieser zusätzliche
Hochgeschwindigkeitsbus ermöglicht
eine besonders laufzeitarme Verteilung der entsprechenden Signale.
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Bei
einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kalibriervorrichtung weist
jede Kalibriereinheit einen Phasendetektor zum Vergleichen der jeweiligen
Kalibriersignalflanke mit der Referenzsignalflanke auf, wobei der
Phasendetektor jeweils ein Vergleichssignal ausgibt zum Anzeigen,
welche der beiden Signalflanken zuerst eintrifft.
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Bevorzugt
weist jede Kalibriereinheit eine Verzögerungsstrecke auf zum Verzögern der
Kalibriersignalflanke um eine Verzögerungszeit. Vorteilhafterweise
entspricht die Verzögerungszeit
dann der Signallaufzeit des Referenzsignals durch die Triggerlogik
und zu der jeweiligen Kalibriereinheit. Dadurch wird erreicht, dass
an allen Kalibriereinheiten die Referenzsignalflanke gleichzeitig
durch den Phasendetektor mit der jeweiligen Kalibriersignalflanke
verglichen wird. Eine Verfälschung
des Vergleichsergebnisses durch Laufzeiten innerhalb der Kalibriervorrichtung
ist so verhindert.
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In
noch einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kalibriervorrichtung
ist in der Kalibriereinheit eine Zählereinrichtung vorgesehen zum
Zählen
von Vergleichsergebnissen, bei denen die jeweilige Kalibriersignalflanke
vor oder nach der Referenzsignalflanke an dem Phasendetektor eintrifft.
Dadurch können
Kalibriersignalflanken mit sehr hoher Frequenz an die Kalibriervorrichtung
geleitet werden und durch das Zählen
von Ereignissen, bei denen die Referenzsignalflanke vor der Kalibriersignalflanke
eintrifft und Zählen
der Ereignisse, bei denen die Kalibriersignalflanke vor der Referenzsignalflanke
eintrifft, ist eine statistische Auswertung möglich, und es kann von der
Steuereinheit eine Programmierung der Sendezeitpunkte von Signalflanken zu
deren Synchronisierung bzw. zum gleichzeitigen Eintreffen in der
Kalibriervorrichtung vorgenommen werden. Dazu weist die Kalibriervorrichtung
vorteilhafterweise eine Schnittstelle zum Verbinden mit einer Programmierschnittstelle
der Testereinrichtung auf.
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In
einer alternativen Ausführungsform
ist mindestens einer der Testerkanäle bidirektional ausgeführt und
wird zum Programmieren der Testeinrichtung verwendet. Dies hat den
Vorteil, dass keine weitere Verkabelung zwischen der erfindungsgemäß einsetzbaren
Kalibriervorrichtung und der Testerhaupteinheit notwendig wird.
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In
einer weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kalibriervorrichtung
weisen die Kalibriereinheiten ferner Treibereinheiten zum Erzeugen
von Testerkalibriersignalen mit Testerkalibriersignalflanken auf,
wobei die Treibereinheiten gleichzeitig von einer Referenzsignalflanke
getriggert jeweils eine Treibersignalflanke in den jeweiligen Testerkanal
einkoppeln. Solche erfindungsgemäßen Treibereinheiten
ermöglichen
die Kalibrierung der Komparatoren und Treiber in einem Testerkopf
oder einer Testerhaupteinheit, bzw. die Kalibrierung für an den
Tester geführte
Signale.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und Ausführungsbeispiele sind Gegenstand
der Unteransprüche.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung
angegebenen Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es zeigt
dabei:
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1 eine
Testeranordnung unter Einsatz der erfindungsgemäßen Kalibriervorrichtung;
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2 ein
Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Kalibriervorrichtung;
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3 ein
Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Kalibriereinheit; und
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4 eine
Testanordnung nach dem Stand der Technik.
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In
den Figuren sind, soweit nicht anders angegeben, funktionsgleiche
Elemente mit gleichen Bezugsziffern versehen.
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In
der 1 ist eine erfindungsgemäße Kalibriervorrichtung 1 zum
Einsatz in einem Testersystem 2 dargestellt.
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Dabei
ist die einsetzbare Kalibriervorrichtung 1 in einen Testsockel 3 eingesetzt,
der auf einen Bauelementesockeladapter 4a, 4b gesteckt
ist, welcher wiederum auf dem HiFix 5 ruht, welcher über Kabel 6 die
Verbindung mit dem Testkopf 7 herstellt.
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Die
elektrische Verbindung zwischen den Anschlusspins 8 der
erfindungsgemäßen Kalibriervorrichtung 1 und
dem Testkopf 7 geschieht also durch elektrische Verbinder 9 im
Testsockel 3, eine Verdrahtung 10 in dem Bauelementesockeladapter 4 und
die Verkabelung 6 des HiFix 5. Im Testkopf 7 werden
programmierte Signale bzw. Signalflanken generiert, die über den
HiFix 5 die Bauelementesockeladapter 4 und die
Testsockel 3 zur Kalibriervorrichtung 1 gelangen.
Dabei werden die Testerkanäle durch
die Testerhaupteinheit 11, die programmierbar ausgeführt ist,
bestimmt, bzw. die zu übertragenden Signale 12 und
insbesondere die Zeitpunkte für
deren Signalflanken sind programmgesteuert.
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In
dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel verfügt die Kalibriervorrichtung über eine
Schnittstelle 13, über
die die Kalibriervorrichtung 1 mit einer Programmierschnittstelle 14 der
Testereinrichtung verbunden ist.
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Bei
dem in 1 dargestellten Testsystem sind zwei Bauelementesockeladapter 4a, 4b und Testsockel 3a, 3b dargestellt,
wovon in dem Testsockel 3b beispielhaft eine zu testende
Einrichtung mit elektronischen Schaltkreisen 15 dargestellt
ist.
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Der
Pfeil DeVCal deutet an, in welcher Verdrahtungsebene die erfindungsgemäße Kalibrierung durch
die Kalibriervorrichtung 1 erfolgt. Die Ausführung der
Kalibriervorrichtung praktisch als Dummy der zu testende Einrichtung 15 ermöglicht eine
besonders einfache Handhabe während
der Produktion der Einrichtungen mit elektronischen Schaltkreisen. Bevor
der eigentliche Test der Einrichtungen geschieht, kann die Kalibriervorrichtung
eingesetzt werden und eine Kalibrierung der Testereinrichtung durchführen.
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Die 2 zeigt
ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Kalibriervorrichtung 1.
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Die
Kalibriervorrichtung 1 verfügt über Anschlüsse 17-1, 17-2, ... 17-N zum
Ankoppeln an die bzw. der Testerkanäle 12-1, 12-2,
... 12-N. Über
die Anschlüsse 17-1,
... 17-N sind jeweils Kalibriereinheiten 16-1, 16-2,
... 16-N mit den Testerkanälen 12-1, ... 12-N verbunden.
Die Kalibriereinheiten 12-1, ... 12-N kommunizieren über einen
Daten- und Steuerbus 18 mit einer Steuereinheit 19 und
einer Triggerlogik 20. Die Trigger logik 20 ist über einen
Triggerbus 32 an die Kalibriereinheiten 16-1,
... 16-N gekoppelt.
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Die
Steuereinheit 19 ist über
Leitungen an einen internen Speicher 21 der Kalibriervorrichtung 1 an
einen internen Takterzeuger 23 und an einen nicht flüchtigen
Speicher 22, der ein Basisbetriebssystem zur Durchführung von
Kalibrierverfahren aufweist, gekoppelt. In den internen Speicher 21 können beispielsweise
verschiedene Kalibrierprogramme gespeichert werden.
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Die
Kalibrierung beispielsweise eines der Testerkanäle 12 erfolgt zunächst durch
Auswahl eines der Testerkanäle 12 als
Referenzkanal, über
den Referenzsignale mit Referenzsignalflanken in die Kalibriervorrichtung 1 eingekoppelt
werden. Die Abstimmung zwischen der Kalibriervorrichtung 1 und
der Testereinrichtung 11 kann beispielsweise programmgesteuert,
wie in der 1 dargestellt über eine
Programmierschnittstelle 13, 14 erfolgen, oder
aber alternativ auch durch Nutzen einer oder mehrerer der Testerkanäle 12 über den
Daten- und Steuerbus 18 als
Kommunikations- und Steuerkanal.
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Sobald
ein Testerkanal 12 als Referenzkanal bestimmt ist, sendet
der Tester an allen Testerkanälen 12-1,
...12-N und dem ausgewählten
Referenzkanal eine steigende Signalflanke.
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Die
an dem Referenzkanal angeschlossene Kalibriereinheit 16 schaltet
das Referenzsignal bzw. die Referenzsignalflanke über den
Triggerbus 32 an die Triggerlogik 20 durch. Die
Triggerlogik 20 leitet über
den Daten- und Steuerbus 18 gesteuert die entsprechende
Referenzsignalflanke wiederum über den
Triggerbus 32 an die übrigen
Kalibriereinheiten 16 weiter.
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Die
jeweilige Kalibriereinheit 16 vergleicht die Zeitpunkte,
zu denen die Referenzsignalflanke und die entsprechende, vom jeweiligen
Testerkanal eingekoppelte Signalflanke bzw. Kalibriersignalflanke miteinander
und gibt ein Vergleichsergebnis über
den Daten- und Steuerbus 18 an die Steuereinheit 19 weiter.
Der Triggerbus 32 ist als Hochgeschwindigkeitsbus ausgelegt
und verteilt die anliegenden Signalflanken bidirektional ohne wesentliche
Verzögerung
an die und von den Kalibriereinheiten 16-1, ... 16-N.
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Die
Steuereinheit 19 kann nun entsprechend dem jeweiligen Zeitversatz
zwischen Referenzsignalflanke und Kalibriersignalflanke die Testereinrichtung 11 derart
umprogrammieren, bis alle Referenzsignalflanken und Kalibriersignalflanken
synchron an den jeweiligen Kalibriereinheiten 16 eintreffen.
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Die
Signallaufzeit innerhalb der Kalibriervorrichtung 1, beispielsweise
für die
Verteilung des von einer Kalibriereinheit 16 empfangenen
Referenzsignals an die übrigen
Kalibriereinheiten 16-1...16-N durch die Triggerlogik 20 und
den Triggerbus 32 wird in den Kalibriereinheiten 16 berücksichtigt,
wie in der folgendenden 3 erläutert ist.
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Die 3 zeigt
eine erfindungsgemäße Kalibriereinheit 16.
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An
die Kalibriereinheit 16 wird ein Testerkanal 12 angekoppelt.
Die Kalibriereinheit 16 ist ferner über Leitungen an den Daten-
und Steuerbus 18 und an den Triggerbus 32 gekoppelt.
Die Kalibriereinheit 16 weist einen Eingangsverstärker 29 zum
Verstärken
der von dem Testerkanal 12 eingekoppelten Signale auf.
Das verstärkte
eingekoppelte Signal ist über eine
Verzögerungsstrecke 25 einem
Phasendetektor 24 zugeführt.
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Der
Phasendetektor 24 erhält
ferner das über
eine weitere Kalibriereinheit in die Kalibriervorrichtung eingekoppelte
Referenzsignal über
den Triggerbus 32. Damit jeder Testerkanal als Referenzkanal
verwendbar ist, ist eine Triggerschaltein heit 26 vorgesehen,
der ebenfalls das verstärkte,
von dem Testerkanal 12 eingekoppelte Signal zugeführt ist, und
die an den Triggerbus 32 angeschlossen ist. Die Triggerschalteinheit 26 ist über den
Daten- und Steuerbus 18 von der Triggerlogik 20 (wie
in 2 dargestellt) gesteuert. Die Triggerschalteinheit 26 dient
dazu, falls die Kalibriereinheit als diejenige ausgewählt wurde,
deren Eingangssignal als Referenzsignal verwendet wird, das jeweilige
Referenzsignal über
den schnellen Triggerbus 32 und die Triggerlogik 20 an die übrigen Kalibriereinheiten
durchzuschalten.
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Der
Phasendetektor 24 weist eine Zählereinrichtung 31 auf,
welche durch den Phasendetektor erzeugte Vergleichsergebnisse zählt, derart,
dass diejenigen Ereignisse, bei denen die Referenzsignalflanke vor
der Kalibriersignalflanke an dem Phasendetektor 24 eintrifft
gezählt
werden, und diejenigen Ereignisse ebenfalls gezählt werden, bei denen die Referenzsignalflanke
nach der Kalibriersignalflanke eintrifft. Diese Zählergebnisse
bzw. die Vergleichsergebnisse werden einer Kommunikationseinheit 27 zugeführt.
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Die
Kommunikationseinheit 27 ist ebenfalls an den Daten- und
Steuerbus 18 gekoppelt und teilt die entsprechenden Zähl- oder
Vergleichsergebnisse der Steuereinheit 19 mit.
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Die
erfindungsgemäße Kalibriereinheit 16 weist
außerdem
eine Treibereinheit 28 auf, die über einen Ausgangsverstärker 30 an
den jeweiligen Testerkanal 12 gekoppelt ist. Die Testereinheit 28 ist
ferner mit der Kommunikationseinheit 27 verbunden und an
den Daten- und Steuerbus 18 sowie an den Triggerbus 32 gekoppelt.
Die Kalibriereinheit 16 ist daher derart vorbereitet, dass
sie sowohl das Referenzsignal empfangen und an den Triggerbus 32 weiterleiten
kann, wie auch Kalibriersignale empfangen kann und diese mit dem über den
Triggerbus 32 bzw. der Triggerlogik 20 verteilten
Referenzsignal ver gleicht und ein Vergleichsergebnis ausgibt. Die
Koordinierung all dieser Kalibrierungsabläufe erfolgt durch die Steuereinheit 19,
welche ggf. auch über
einen der Testerkanäle
Listen oder Programme zum Kalibrierungsablauf von der Testerhaupteinheit 11 empfangen
kann, bzw. selbst die Testereinrichtung 2 programmiert.
Mittels dieser Programmierung durch die Steuereinheit 19 werden
die Sendezeitpunkte für die
Kalibriersignalflanken derart eingestellt bzw. programmiert, dass
alle Signalflanken an den Kalibriereinheiten 16 zum selben
Zeitpunkt eintreffen.
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Im
Folgenden soll eine beispielhafte Kalibrierung kurz erläutert werden,
wobei auf die 1, 2 und 3 Bezug
genommen wird.
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Es
wird zunächst
einer der Testerkanäle 12 als
Referenzkanal ausgewählt.
Die Testereinrichtung 11, 7 sendet an alle Testerkanäle eine
steigende Flanke aus. Dabei wird das Signal über den Referenzkanal als Referenzsignalflanke
betrachtet und die übrigen
als Kalibriersignalflanken. Die Kalibriereinheit 16, welche
mit dem Testerkanal verbunden ist, der als Referenzkanal verwendet
wird, leitet, gesteuert von der Triggerschalteinheit 26,
welche durch Steuersignale der Steuereinheit 19 über den
Daten- und Steuerbus 18 angesteuert ist, die Referenzsignalflanke
wiederum über
den Triggerbus 32 an die Triggerlogik 20. Die
Triggerlogik 20 schaltet über den Triggerbus 32 die
Referenzsignalflanke an alle übrigen
Kalibriereinheiten 16.
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In
den Kalibriereinheiten werden die Referenzsignale jeweils den entsprechenden
Phasendetektoren 24 zugeführt. Die Kalibriereinheiten 16 empfangen
die Kalibriersignale, welche in den jeweiligen Eingangsverstärkern 29 verstärkt werden,
und in den Verzögerungsstrecken 25 um
eine Verzögerungszeit verzögert werden.
Dabei sind die Verzögerungszeiten
derart ein gestellt, dass die Verzögerungszeit jeweils der Signallaufzeit
des Referenzsignals durch die Triggerlogik 20 und den entsprechenden
Signalweg auf dem Triggerbus 32 entspricht. Somit wird
die Laufzeit der Referenzsignalflanke innerhalb der Kalibriervorrichtung 1 kompensiert
und eine besonders gute Kalibriergenauigkeit erreicht. Die Einstellung
der Laufzeit durch die Verzögerungsstrecke 25 kann
beispielsweise erreicht werden, indem die Verzögerungsstrecke eine Nachbildung
des Signalpfades der Triggerlogik mit allen Leitungslängen und
Gattern aufweist.
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Die
jeweilige, derart verzögerte
Kalibriersignalflanke ist dem jeweiligen Phasendetektor 24 zugeführt, der
ein Vergleich mit der jeweiligen Referenzsignalflanke durchführt und
das Vergleichsergebnis einer internen Zählereinrichtung 31 zuführt. Falls
beispielsweise eine Kalibriersignalflanke vor der Referenzsignalflanke
am Phasendetektor 24 eintrifft, gibt der Phasendetektor
eine 1 an die Zählereinrichtung aus,
kommt sie später
an, gibt er eine 0 aus. Während
der Kalibrierung wird dieser Vorgang des Sendens von Kalibriersignalflanken
und Referenzsignalflanken mehrfach, beispielsweise 100 Mal wiederholt.
Dies führt
zu Zählerständen in
der Zählereinrichtung 31,
für die
jeweiligen Ereignisse, bei denen die Kalibriersignalflanke vor der
Referenzsignalflanke eintrifft und einen Zählerstand für die Ereignisse, bei denen
die Kalibriersignalflanke nach der Referenzsignalflanke eintrifft.
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Anhand
dieser Zählerstände, beispielsweise 56 Früher-Ereignisse und 54 Später-Ereignisse, kann
die Steuereinheit 19, welche die Zählerstände über die Kommunikationseinheit 27 bzw.
den Daten- und Steuerbus 18 erhält, die Sendezeitpunkte in
der Testereinrichtung derart anpassen bzw. kalibrieren oder programmieren
bis die Zeitpunkte des Eintreffens der Kalibriersignalflanke und
der Referenzsignalflanke im Wesentlichen gleich sind.
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Die
erfindungsgemäße Kalibrierung
mit der erfindungsgemäß einsetzbaren
Kalibriervorrichtung 1 ermöglicht die Kalibrierung aller
Testerkanäle gleichzeitig
und vor allem in derselben Konfiguration der Testeranordnung, wie
beim eigentlichen Test des zu testenden Bauelementes. Es sind weder
Umbauten an der Testapparatur erforderlich, noch werden nur Teile
des gesamten Signalweges zwischen Testerkopf 7 und dem
zu testenden Bauelement bzw. der zu testenden Einrichtung 15 berücksichtigt.
Dadurch ist die Kalibriergenauigkeit erheblich verbessert gegenüber den
Maßnahmen
nach dem Stand der Technik.
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Die
erfindungsgemäße Kalibriervorrichtung 1 ermöglicht ferner
die Kalibrierung der Testerkomparatoren im Testkopf 7.
Für jeden
Testerkanal sind jeweils Komparatoren zum Erfassen von bausteinseitigen
Signalen vorhanden. Dazu wird wiederum einer der Testerkanäle als Referenzkanal
verwendet. Die Testereinrichtung 11, 7 sendet
eine Referenzsignalflanke zur erfindungsgemäßen Kalibriervorrichtung 1. Diese
Referenzsignalflanke wird als Triggersignal verwendet, um die gleichzeitige
Ausgabe von Testerkalibriersignalflanken durch die Kalibriereinheiten 16 zu
starten.
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Beim
Kalibrieren der Testerkomparatoren werden die Testerkalibriersignalflanken
durch die Treibereinheit 28 erzeugt, durch den Sendeverstärker 30 verstärkt und
in den entsprechenden Testerkanal eingekoppelt. Der kalibriervorrichtungsseitige Sendezeitpunkt
der Testerkalibriersignale wird von der Triggerlogik 20 über den
Triggerbus 32 der Treibereinheit 28 mitgeteilt
bzw. das Senden des jeweiligen Testerkalibriersignals gestartet.
Etwaige interne Signallaufzeiten der Kalibriervorrichtung 1,
beispielsweise des Triggersignals, welches von der Triggerlogik 20 an
die Treibereinheit 28 gesendet wird, können dann bei der Bewertung
der Eingangszeitpunkte am Testkopf 7 mit berücksichtigt
werden.
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Die
Testereinrichtung 11 wertet die empfangenen Testerkalibriersignalflanken
unter Berücksichtigung
bekannter etwaiger Laufzeiten des Triggersignals innerhalb der Kalibriervorrichtung
aus und passt interne Verzögerungsstrecken
in dem Testkopf 7 derart an, dass die Kalibriersignalflanken,
welche von der Kalibriervorrichtung 1 gesendet wurden,
von den Testerkomparatoren gleichzeitig erfasst werden. Somit wird
erfindungsgemäß auch eine
Kalibrierung der Signalwege zwischen der Kalibriervorrichtung 1 bzw. einer
zu testenden Einrichtung 15 und dem Testkopf 7 in
Richtung zu der Testervorrichtung erreicht.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert wurde,
ist sie nicht darauf beschränkt,
sondern vielfältig
modifizierbar, ohne von der Grundidee der Erfindung abzuweichen.
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Obwohl
in den Beispielen die zu testende Einrichtung auch als zu testendes
Bauelement bezeichnet wurde, muss dies nicht eine gehäuste Ausführungsform
des zu testenden Bauelementes sein. Vielmehr ist auch denkbar, ganze
Halbleiterwafer in Form einer Kalibriervorrichtung nachzubilden
und die entsprechenden Elemente der Kalibriervorrichtung, wie beispielsweise
die Kalibriereinheit und die Steuereinheit auf dem entsprechenden
Wafer selbst auszubilden. Eine derart ausgeführte Kalibriervorrichtung würde dann
durch den Waferhandler leicht anstelle eines zu testenden Halbleiterwafers
dem Testersystem zugeführt
werden. Daher ist es von besonderem Vorteil, dass die erfindungsgemäße Kalibriervorrichtung
dieselbe Form und Anschlussmöglichkeiten
wie die im Test verwendete zu testende Einrichtung aufweist.
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Die
erfindungsgemäß einsetzbare
Kalibriervorrichtung kann vielfältig
verwendet werden, insbesondere jedoch bei Spei chertestapparaturen
ist eine hohe Genauigkeit der Kalibrierung notwendig, so dass eine
Ausführung
der Kalibriervorrichtung dann besonders günstig die Form- und Anschlussbelegung
von entsprechenden Speicherbausteinen aufweist.
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- TMF
- Testerhaupteinheit
- TKN
- Testerkanal
- DUT
- zu
testendes Bauelement
- S
- Testsockel
- DSA
- Bauelementesockeladapter
- CSA
- Kalibriersockeladapter
- HFM
- HiFix
- TK
- Testkopf
- K
- Verkabelung
- V
- Verbindung
- W
- Verbindung
- TRG
- Programmierung
- 1
- Kalibriervorrichtung
- 2
- Testersystem
- 3a,
3b
- Testsockel
- 4a,
4b
- Bauelementesockeladapter
- 5
- HiFix
- 6
- Verkabelung
- 7
- Testkopf
- 8
- Anschlusspins
- 9
- Verbindung
- 10
- Verbindung
- 11
- Testerhaupteinheit
- 12
- Testerkanal
- 13
- Schnittstelle
- 14
- Programmierschnittstelle
- 15
- zu
testende Einrichtung
- 16
- Kalibriereinheit
- 17
- Anschluss
- 18
- Daten-
und Steuerbus
- 19
- Steuereinheit
- 20
- Triggerlogik
- 21
- Speicher
- 22
- Speicher
- 23
- Takterzeugung
- 24
- Phasendetektor
- 25
- Verzögerungsstrecke
- 26
- Triggerschalteinheit
- 27
- Kommunikationseinheit
- 28
- Treibereinheit
- 29
- Empfangsverstärker
- 30
- Sendeverstärker
- 31
- Zählereinrichtung
- 32
- Triggerbus