专利名称：避免ic组件由于直流瞬态产生过电应力损害的自动保护的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于集成电路(IC)组件的测试站，尤其涉及在测试站IC组件测试期间用于避免IC组件由于非期望DC瞬态的发生而产生过电应力(EOS)损害的自动保护系统和方法。
背景技术：
在集成电路(IC)组件的制造期间，会在各测试站对此IC组件进行测试以便决定此IC组件的各种性能特性。参考图1，其为测试站范例之一的老化测试站100，用于决定IC组件的老化寿命，如具集成电路制造技术者所已知的。老化寿命为当将IC组件从室温加热到，举例而言，大约125℃或大约150℃时此IC组件仍可正常操作的时间周期的量测，如具集成电路制造技术者所已知的。
参考图1，老化试验站100包含有测试板102，此测试板102是放置在具有用于使烤箱104内温度上升的加热组件106的烤箱104内。测试板102包含有多个插槽，分别为第一插槽112、第二插槽114、第三插槽116、第四插槽118、第五插槽120、和第六插槽122。插槽112、114、116、118、120和122的每一个在决定IC组件的老化寿命期间分别用于固定IC组件。老化试验站通常具有许多的插槽，但在图1中为方便说明仅显示六个插槽。
与加热组件106连接的温度控制器130控制加热组件106以便设定烤箱内的温度，所以在测试板102插槽112、114、116、118、120和122内的IC组件可从室温加热到，举例而言，大约125℃或大约150℃。
随着IC组件的加热，从电源电压供应器132将直流(DC)电压(Vcc)提供给在测试板102插槽112、114、116、118、120和122内的IC组件的某些点。除此之外，从偏压电源供应器134提供另一个直流(DC)电压(Vbb)给在测试板102插槽112、114、116、118、120和122内的IC组件的其它接脚。由电源电压供应器132和偏压电源供应器134所提供的电压用于将IC组件偏压成可正常操作此IC组件，如具集成电路制造技术者所已知的。
通过适当地偏压在测试板102插槽112、114、116、118、120和122内的IC组件，可将诸如时序信号等驱动信号从信号驱动源136耦接至IC组件，如具集成电路制造技术者所已知的。随着加热此IC组件而使其温度上升至特定温度且通过适当地偏压此IC组件，驱动信号重复提供至IC组件以便测量IC组件正常操作的时间周期。此时间周期为IC组件通过老化试验站100所决定的老化寿命。
在老化试验站100进行测试期间，DC瞬态可能发生在老化测试站100的各组件上。如图2中所显示，DC瞬态202为随时间而突然上升的电压信号。举例而言，DC瞬态202所增加的电压可能大约7伏特。
DC瞬态202可能发生在电源电压供应器132的节点，此节点与插槽112、114、116、118、120和122内的IC组件耦接以便提供电源电压Vcc给IC组件。除此之外，DC瞬态202可能发生在偏压电源供应器134的节点，此节点与IC组件耦接以便提供偏压电压Vbb给此IC组件。
再者，DC瞬态202可能发生在信号驱动源136的节点，此节点用于提供驱动信号给IC组件。除此之外，DC瞬态202可能发生在测试板102的节点。举例而言，测试板102通常具有接地板，如具电子技术者所已知的。DC瞬态202可能发生在测试板102的接地节点。
DC瞬态202可能发生在任何这些节点，因为这些节点耦接至具有此试验站100的空间内的一般电源系统。当在此种电源系统内产生电源突波时，如当此空间内要求高电压的另一个组件开启时，DC瞬态202可能发生于此处所描述的电源电压供应器132、偏压电源供应器134、信号驱动源136和测试板102的任何节点上。
当DC瞬态202具有足够高的振福和/或足够的时间周期时，则此DC瞬态202将提供足够的电源给在插槽112、114、116、118、120和122内的IC组件，而此IC组件将因IC组件的EOS(过电应力)损害而损坏，如具集成电路制造技术者所已知的。此EOS损害可能导致于IC组件的早期损害，且可能无法正确决定此IC组件的老化寿命。
因此，避免IC组件由于非期望的直流瞬态而在如老化测试站的测试站上产生过电应力(EOS)损害的自动保护机构是迫切需要的。
发明内容
因此，本发明的主要概念为，监视测试站的各节点以便侦测任何非期望的DC瞬态，且利用计算机控制测试站的各组件以便及时地关断测试站，故可自动保护IC组件避免由于非期望的直流瞬态而产生过电应力(EOS)损害。
用于测试IC组件的测试站包含有在IC组件测试期间用于固定IC组件的测试板。再者，测试站包含至少一个电源用于在IC组件测试期间偏压IC组件。除此之外，测试站包含有信号驱动源用于在IC组件测试期间提供驱动信号给IC组件。
在本发明的一个概念中，用于避免IC组件由于非期望的直流瞬态而产生过电应力(EOS)损害的系统包含有信号量测单元，其监视在任何至少一个电源、信号驱动源、及在测试板的至少一个节点发生的非期望直流瞬态。此系统亦包含有数据处理单元和数据接口总线，此数据接口总线耦接在信号量测单元和数据处理单元之间。信号量测单元经由数据接口总线将在任何至少一个电源、信号驱动源、及在测试板的至少一个节点所量测到的非期望直流瞬态信号传送至数据处理单元。
数据处理单元判断是否非期望的直流瞬态信号超过阈值特性。数据处理单元包含有数字输入/输出(I/O)控制器用于控制测试站的组件，所以当非期望的直流瞬态信号超过阈值特性时可以适当的顺序关断测试站。阈值特性表示可通过DC瞬态而转移至IC组件的电源电压。
使用本发明的最特殊优点为当测试站所包含的温度控制器可用于为其内具有IC组件的烤箱设定对IC组件进行老化测试的温度时。在此例子中，当侦测到足够多的非期望DC瞬态时用于关断此测试站的适当顺序包含有首先控制温度控制器以便使在烤箱内的温度从举例而言上升至大约125℃或大约150℃的温度下降至较室温高10℃左右，然后关断来自信号驱动源的驱动信号，之后关断偏压电源供应器Vbb及关断电源电压供应器Vcc。
通过使用如计算机控制等的数据处理控制以适当步骤自动关断测试站，IC组件可免于因非期望DC瞬态而产生过电应力(EOS)损害。因此，在经过此种测试站的关断之后可通过重新设定用于决定如IC组件的老化时间等损害特性的测试站而重新开始IC组件的测试。
通过下文中对本发明的详细说明及参考其所附图式可更加了解本发明的上述及其它特性和优点。
图1显示依据先前技艺的用于测试集成电路(IC)组件的如老化测试站等的测试站组成组件；图2显示DC瞬态的信号范例；图3显示依据本发明实施例用于避免IC组件由于在图1测试站的多个节点的任何一点上发生非期望DC瞬态而导致过电应力(EOS)损害的自动保护系统的组成组件；图4显示图3的系统的操作步骤，其是依据本发明的实施例；和图5显示图2的DC瞬态信号的傅立叶变换的频率成分，所以可将DC瞬态的主要频率成分从老化测试站滤除，其是依据本发明的实施例。
在此所提出的附图为了显示的清晰度，故并不是以等比率绘制。在图1，2，3，4和5中具有相同参考数字的组件表示具有相同结构和功能的组件。
具体实施例方式
在此以用于决定集成电路(IC)组件的老化时间的测试站作为范例说明本发明的实施例。可是，具此方面技艺者从此处的说明应可了解本发明亦可在用于测试IC组件的其它形式测试站中避免集成电路组件由于非期望的直流瞬态而产生过电应力(EOS)损害。
参考图3，用于自动保护集成电路(IC)组件避免在老化测试站100由于非期望的直流瞬态而产生过电应力(EOS)损害的系统300包含有信号测量单元302。在本发明之一实施例中，信号测量单元302是耦接至电源电压供应器132的节点，此电源供应器又耦接至在插槽112、114、116、118、120和122内的IC组件用于提供电源电压Vcc给IC组件。
除此之外，信号测量单元302又耦接至偏压电源供应器134的节点，此偏压电源供应器则耦接至IC组件用于提供偏压电压Vbb给IC组件。再者，信号测量单元302耦接至信号驱动源136的节点用于提供驱动信号给IC组件。另一方面，信号测量单元302耦接至测试板102的节点，此节点例如可以是测试板102的接地节点。
信号测量单元302可以是示波器，能够用于量测在这些节点的每一个的电压信号。每个具有电子方面技艺者均知道可利用示波器量测电压信号。图3的系统300亦包含有数据处理单元304及耦接在信号测量单元302和数据处理单元304之间的总线接口306。每个具有电子方面技艺者均知道数据处理单元304可以是一部计算机。每个具有电子方面技艺者均知道信号测量单元302可经由总线接口306传送电压信号给数据处理单元304。
数据处理单元304包含有用于储存数据的数据储存单元308和用于从数据处理单元304传送控制信号的数字输入/输出(I/O)控制器310。每个具有电子方面技艺者均知道数据储存单元308和数字输入/输出(I/O)控制器310可以是如计算机等的数据处理单元的一部分。数字I/O控制器310耦接至老化测试站100的温度控制器130、电源电压供应器132、偏压电源供应器134、和信号驱动源136。数据处理单元304经由数字I/O控制器310传送控制信号至老化测试站100的这些装置。
将参考图4的流程图说明用于自动保护集成电路(IC)组件避免在老化测试站100由于非期望的直流瞬态而产生过电应力(EOS)损害的系统300的操作。参考第3和4图，信号测量单元302测量在电源电压供应器132、偏压电源供应器134、和信号驱动源136、和测试板102的各节点的各电压信号(图4的步骤402)。
信号测量单元302用于侦测在这些节点发生的任何DC瞬态。举例而言，当信号测量单元302为一示波器时，此示波器通常具有触发机构，其决定何时所量测电压信号的振幅超过设定振幅。当在电源电压供应器132、偏压电源供应器134、和信号驱动源136、和测试板102的各节点所量测到的电压信号超过设定振幅，示波器判断此测量到的电压信号为在此节点的非期望的DC瞬态(图4的步骤404)。假如测量到的电压信号不是非期望的DC瞬态，则信号测量单元302为了侦测其后可能发生的任何非期望的DC瞬态而持续追踪在电源电压供应器132、偏压电源供应器134、和信号驱动源136、和测试板102的各节点的各电压信号(回到图4的步骤402)。
可是，假如判断在电源电压供应器132的节点、偏压电源供应器134的节点、和信号驱动源136的节点、和测试板102的节点的任一节点所测量到的电压信号为非期望的DC瞬态，则信号测量单元302经由数据接口总线306传送非期望的DC瞬态信号给数据处理单元304(图4的步骤406)。非期望的DC瞬态信号类似于图2的信号波形202。
数据处理单元304接收非期望的DC瞬态信号以便进一步处理此信号(图4的步骤408)。举例而言，数据处理单元304可决定非期望的DC瞬态信号的峰值或功率。数据处理单元304亦可将非期望的DC瞬态信号与此非期望的DC瞬态发生的次数储存在数据储存单元308。通过储存非期望的DC瞬态发生过程的相关数据，数据处理单元304判断非期望的DC瞬态的发生率。
通过如此的对非期望的DC瞬态的处理，数据处理单元304判断是否非期望的DC瞬态信号超过阈值特性。举例而言，数据处理单元304判断是否非期望的DC瞬态的峰值或功率，或者非期望的DC瞬态的发生率超过阈值值(图4的步骤410)。
当非期望的DC瞬态信号的任何上述特性超过阈值值时，数据处理单元304经由I/O控制器310控制老化测试站的组件130、132、134和136，所以可以适当的步骤关断老化测试站(图4的步骤412、414、416和418)。另一方面，当非期望的DC瞬态信号的特性未超过阈值值时，系统300持续追踪任何非期望的DC瞬态的发生(回到图4的步骤402)。
参考第3和4图，当非期望的DC瞬态信号的任何特性超过阈值值时，数据处理单元304经由数字I/O控制器310控制温度控制器130、电源电压供应器132、偏压电源供应器134、和信号驱动源136，所以可以适当的步骤关断老化测试站。在本发明之一实施例中，此适当的步骤包含有首先控制温度控制器130以便将在烤箱104内的温度从举例而言，大约125℃或大约150℃的上升温度降低至高于室温大约10℃(图4的步骤412)。此适当的步骤然后包含有关断来自信号驱动源136的驱动信号(图4的步骤414)，之后关断提供DC偏压Vbb的偏压电源供应器134(图4的步骤416)，且最后关断提供DC电源电压Vcc的电源电压供应器132(图4的步骤418)。
此老化测试站是以此适当的步骤关断，因为假如没有依照此适当的步骤则在测试板102的IC组件可能出现误动作。举例而言，假如在提供DC电源电压Vcc的电源电压供应器132之前，先将提供DC偏压Vbb的偏压电源供应器134关断，则在测试板102内的IC组件可能因为此不当的老化测试站关断步骤而出现误动作，因此无法正确地决定IC组件的老化时间。
以此方法，信号测量单元302和数据处理单元304可用于自动保护集成电路组件避免因为于IC组件测试期间在老化测试站所发生的非期望直流瞬态而产生过电应力(EOS)损害。信号测量单元302监视在测试站的节点的任何非期望DC瞬态的发生，此测试站可能耦接至具有测试站在其间的房间的电源系统。数据处理单元304当非期望DC瞬态在老化测试站对IC组件的测试有不利的影响时以适当步骤关断老化测试站。在以适当步骤关断之后，当非期望DC瞬态不再出现时可重新激活老化测试站以便继续在老化测试站内IC组件的测试。
在本发明的另一个实施例中，数据处理单元304可进一步处理非期望DC瞬态信号。举例而言，数据处理单元304可对此非期望DC瞬态信号执行快速傅立叶变换(Fast Fourier Transfer，FFT)例程(Routine)。图5显示此种非期望DC瞬态信号的傅立叶变换的频率成分500的范例。此FFT例程对具电子方面技艺者而言是众所周知的。参考图5，由此傅立叶变换，可决定具有最大振幅的主要频率成分502。通过主要频率成分的决定，可放置带通滤波器以便将在主要频率成分附近的频率成分从老化测试站发生非期望DC瞬态的节点滤除。此带通滤波器对具电子方面技术人员而言是众所周知的。
前述范例仅是作为解说用而不是用于作为限制用。举例而言，在此本发明是以用于决定集成电路(IC)组件的老化时间的老化测试站作为范例进行说明。可是，本发明可用于自动保护集成电路组件避免因为在用于IC组件测试的任何形式的测试站所发生的非期望直流瞬态而产生的过电应力(EOS)损害，对本领域技术人员而言将因在此的说明而更加显而易见的。本发明将仅受限于本发明权利要求及其等同技术方案。
权利要求
1.一种在用于测试集成电路(IC)组件的测试站避免集成电路组件由于非期望的直流瞬态而产生过电应力(EOS)损害的自动保护系统，前述测试站包含有用于固定前述集成电路组件的测试板、用于偏压前述集成电路组件的至少一个的电源供应器、和用于提供耦接至前述集成电路组件的驱动信号的信号驱动源，在前述集成电路组件的测试期间，此系统包含有信号测量单元，此信号测量单元监视在任何前述至少一个的电源电压供应器、在前述的信号驱动源、和在前述测试板的至少一个节点上所发生的非期望的直流瞬态；数据处理单元；和数据接口总线，此数据接口总线耦接在前述的信号测量单元和前述的数据处理单元之间；其中前述的信号测量单元经由前述的数据接口总线传送在任何前述至少一个的电源电压供应器、在前述的信号驱动源、和在前述测试板的至少一个节点上所发生的非期望的直流瞬态信号至前述的数据处理单元；且其中前述的数据处理单元判断是否前述的非期望直流瞬态的前述的信号超过阈值特性；且其中前述的数据处理单元包含有输入/输出(I/O)控制器，用于控制前述测试站的组件，以便当前述的非期望直流瞬态的前述信号超过阈值特性时可以适当步骤关断前述的测试站。
2.如权利要求1所述的系统，其中前述的测试站包含有温度控制器，用于设定具有前述集成电路组件的烤箱内的温度以便对前述的集成电路组件执行老化测试。
3.如权利要求2所述的系统，其中关断前述的测试站的前述的适当步骤包含有首先控制温度控制器以便使在烤箱内的温度从上升温度下降至较室温高10℃左右的温度，然后关断来自前述的信号驱动源的前述的驱动信号，之后关断偏压电源供应器Vbb及关断电源电压供应器Vcc。
4.如权利要求1所述的系统，其中前述的数据处理单元包含有数据储存单元，用于储存前述的非期望直流瞬态的前述的信号及用于储存当通过前述的信号量测单元测量到前述的非期望直流瞬态的时间。
5.如权利要求1所述的系统，其中前述的数据处理单元对前述的非期望直流瞬态的前述的信号执行快速傅立叶变换(FFT)例程以便决定前述的非期望直流瞬态的前述的信号的主要频率成分。
6.如权利要求5所述的系统，其中用于滤除前述的非期望直流瞬态的前述的信号的前述主要频率成分的带通滤波器是耦接至量测到前述的非期望直流瞬态的任何前述至少一个的电源供应器、前述的信号驱动源、和前述测试板的至少一个节点的其中之一；以便滤除前述的非期望直流瞬态的前述的信号前述主要频率成分。
7.如权利要求1所述的系统，其中前述的阈值特性包含有前述的非期望直流瞬态的前述的信号的振幅、前述的非期望直流瞬态的前述的信号的功率、和前述的非期望直流瞬态的发生率的其中之一。
8.如权利要求1所述的系统，其中前述的信号量测单元为具有触发机构的示波器，此示波器当前述的非期望直流瞬态的前述的信号的振幅大于设定振幅时传送前述的非期望直流瞬态的前述的信号至前述的数据处理单元。
9.如权利要求1所述的系统，其中前述的数据处理单元为计算机。
10.一种在用于测试集成电路(IC)组件的测试站避免集成电路组件由于非期望的直流瞬态而产生过电应力(EOS)损害的自动保护系统，前述测试站包含有用于固定前述集成电路组件的测试板、用于偏压前述集成电路组件的至少一个的电源供应器、用于提供耦接至前述集成电路组件的驱动信号的信号驱动源、和用于设定具有前述集成电路组件的烤箱内温度以便对前述集成电路组件执行老化测试的温度控制器，此系统包含有信号测量单元，此信号测量单元监视在任何前述至少一个的电源供应器、在前述的信号驱动源、和在前述测试板的至少一个节点上所发生的非期望的直流瞬态；数据处理单元，其中前述的数据处理单元为计算机；和数据接口总线，此数据接口总线耦接在前述的信号测量单元和前述的数据处理单元之间；其中前述的信号测量单元经由前述的数据接口总线传送在任何前述至少一个的电源供应器、在前述的信号驱动源、和在前述测试板的至少一个节点上所测量发生的非期望的直流瞬态信号至前述的数据处理单元，其中前述的信号量测单元为具有触发机构的示波器，此示波器当前述的非期望直流瞬态的前述的信号的振幅大于设定振幅时传送前述的非期望直流瞬态的前述的信号至前述的数据处理单元；且其中前述的数据处理单元包含有数据储存单元，用于储存前述的非期望直流瞬态的前述的信号及用于储存当通过前述的信号量测单元测量到前述的非期望直流瞬态的时间；且其中前述的数据处理单元判断是否前述的非期望直流瞬态的前述的信号超过阈值特性，且其中前述的阈值特性包含有前述的非期望直流瞬态的前述的信号的振幅、前述的非期望直流瞬态的前述的信号的功率、和前述的非期望直流瞬态的发生率的其中之一；且其中前述的数据处理单元包含有输入/输出(I/O)控制器用于控制前述测试站的组件以便当前述的非期望直流瞬态的前述的信号超过前述的阈值特性时可以适当步骤关断前述的测试站；且其中关断前述的测试站的前述的适当步骤包含有首先控制温度控制器以便使在烤箱内的温度从大约125℃或大约150℃的上升温度下降至较室温高10℃左右的温度，然后关断来自前述的信号驱动源的前述的驱动信号，之后关断偏压电源供应器Vbb及关断电源电压供应器Vcc；且其中前述的数据处理单元对前述的非期望直流瞬态的前述的信号执行快速傅立叶变换(FFT)例程以便决定前述的非期望直流瞬态的前述的信号的主要频率成分；且其中用于滤除前述的非期望直流瞬态的前述的信号的前述主要频率成分的带通滤波器，耦接至量测到前述的非期望直流瞬态的前述至少一个的电源供应器、前述的信号驱动源、和前述测试板的至少一个节点的其中之一，以便滤除前述的非期望直流瞬态的前述的信号的前述主要频率成分。
11.一种在用于测试集成电路(IC)组件的测试站避免集成电路组件由于非期望的直流瞬态而产生过电应力(EOS)损害的自动保护方法，前述测试站包含有用于固定前述集成电路组件的测试板、用于偏压前述集成电路组件的至少一个的电源供应器、和用于提供耦接至前述集成电路组件的驱动信号的信号驱动源，在前述集成电路组件的测试期间，此方法包含有下列步骤量测在任何前述至少一个的电源供应器、在前述的信号驱动源、和在前述测试板的至少一个节点上所发生的非期望的直流瞬态；经由数据接口总线传送在任何前述至少一个的电源供应器、在前述的信号驱动源、和在前述测试板的至少一个节点上所测量的前述非期望的直流瞬态信号至数据处理单元；通过前述的数据处理单元判断是否前述的非期望直流瞬态的前述的信号超过阈值特性；通过前述的数据处理单元控制前述测试站的组件以便当前述的非期望直流瞬态的前述的信号超过前述的阈值特性时可以适当步骤关断前述的测试站。
12.如权利要求11所述的方法，其中前述的测试站包含有温度控制器，用于设定具有前述的集成电路组件的烤箱内的温度，以便对前述的集成电路组件执行老化测试。
13.如权利要求12所述的方法，其中关断前述的测试站的前述的适当步骤包含有下列步骤控制温度控制器以便使在烤箱内的温度从上升温度下降至较室温高10℃左右的温度；关断来自前述的信号驱动源的前述的驱动信号；关断偏压电源供应器Vbb；和关断电源电压供应器Vcc。
14.如权利要求11所述的方法，还包含有下列步骤在前述数据处理单元的数据储存单元内，储存前述的非期望直流瞬态的前述的信号及测量到前述的非期望直流瞬态的时间。
15.如权利要求11所述的方法，还包含有下列步骤通过前述的数据处理单元，对前述的非期望直流瞬态的前述的信号执行快速傅立叶变换(FFT)例程，以便决定前述的非期望直流瞬态的前述的信号的主要频率成分。
16.如权利要求15所述的方法，还包含有下列步骤通过带通滤波器，滤除在前述至少一个的电源供应器、前述的信号驱动源、和测量到前述非期望的直流瞬态的前述测试板的至少一个节点的其中之一的前述的非期望直流瞬态的前述的信号的前述主要频率成分。
17.如权利要求11所述的方法，其中前述的阈值特性包含有前述的非期望直流瞬态的前述的信号的振幅、前述的非期望直流瞬态的前述的信号的功率、和前述的非期望直流瞬态的发生率的其中之一。
18.如权利要求11所述的方法，其中前述的数据处理单元为计算机。
全文摘要
监视用于测试IC组件的测试站的各节点以便侦测任何非期望直流瞬态的发生。用于测试IC组件的测试站包含有在IC组件的测试期间用于固定IC组件的测试板、用于偏压IC组件的至少一个的电源供应器、和用于提供耦接至IC组件的驱动信号的信号驱动源。避免集成电路(IC)组件由于非期望的直流瞬态而产生过电应力(EOS)损害的保护系统包含有信号测量单元，此信号测量单元监视在至少一个的电源供应器、在信号驱动源、和在测试板的至少一个节点上所发生的非期望的直流瞬态。此系统亦包含有数据处理单元和耦接在信号测量单元和数据处理单元之间的数据接口总线。信号测量单元经由数据接口总线将在至少一个的电源供应器、在信号驱动源、和在测试板的至少一个节点上所测量的任何非期望的直流瞬态信号传送至数据处理单元。数据处理单元判断是否此非期望直流瞬态的信号超过阈值特性。数据处理单元包含有输入/输出(I/O)控制器用于控制测试站的组件以便当非期望直流瞬态的信号超过阈值特性时可以适当步骤关断测试站。在关断测试站之后可通过重新设定测试站而重新开始IC组件的测试。
文档编号G01R31/28GK1454321SQ00819678
公开日2003年11月5日 申请日期2000年12月13日 优先权日2000年6月26日
发明者Y·詹姆森波罗, S·鲁洋菲纳特, T·布特加姆 申请人:先进微装置公司