JP2001091566A - Cmos集積回路の試験方法および解析方法 - Google Patents

Cmos集積回路の試験方法および解析方法

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JP2001091566A JP26938499A JP26938499A JP2001091566A JP 2001091566 A JP2001091566 A JP 2001091566A JP 26938499 A JP26938499 A JP 26938499A JP 26938499 A JP26938499 A JP 26938499A JP 2001091566 A JP2001091566 A JP 2001091566A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 静止電源電流が大きくそのバラツキも大きい
CMOS集積回路の欠陥電流を検出可能なCMOS集積
回路の試験方法を提供する。 【解決手段】 試験対象のCMOS集積回路50にテス
ト信号を印加して静止電源電流IDDQ を複数のストロー
ブ点で測定する。良品のCMOS集積回路50について
予め算出された前記複数のストローブ点での静止電源電
流IDDQ の平均値比Rj と、前記複数のストローブ点で
の静止電源電流IDDQ の測定値IQjと、測定値IQjの平
均値Iq とに基づき、ストローブ点に対応する欠陥電流
推定値PDj=IQj−Rj ×Iq を算出する。算出された
欠陥電流推定値PDjの中に、静止電源電流IDDQ の測定
値の許容誤差Eの絶対値|E|よりも大きい欠陥電流推
定値PDjがある場合、または−|E|よりも小さい欠陥
電流推定値PDjがある場合に、試験対象のCMOS集積
回路50を不良品として判定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、CMOS(Comple
mentary Metal Oxide Semiconductor )集積回路の試験
方法および解析方法に関する。
【0002】
【従来の技術】特開平8−271584号公報、特開平
9−211088号公報、USP5392293、US
P5519333、および、USP5889408に
は、CMOS集積回路の静止電源電流(IDDQ :Quiesc
ent power supply current)を用いた試験(IDDQ
験)についての記載がある。IDDQ 試験は、CMOS集
積回路の静止電源電流を測定し、測定値に基づいて試験
対象のCMOS集積回路の良否判定を行う試験である。
なお、試験対象のCMOS集積回路を、被試験素子(D
UT:Device Under Test )ともいう。
【0003】静止電源電流IDDQ は、良品でも流れる漏
れ電流(真性漏れ電流)と、欠陥によって生じる欠陥電
流とを有する。すなわち、静止電源電流IDDQ (以下、
静止電源電流IDDQ を静止電源電流IQ とも記す)は、
真性漏れ電流IF と欠陥電流ID との合計で表すことが
でき、次式(1)により表すことができる。
【0004】
【数1】IQ =IF +ID …(1)
【0005】真性漏れ電流IF は、MOSFET(Meta
l Oxide Semiconductor Field Effect Transistor )の
構造から発生する漏れ電流(FET漏れ電流)IT と、
回路動作によって生じる漏れ電流(回路漏れ電流)との
合計で表すことができる。回路漏れ電流は、アナログ回
路、プルアップ電流、バス衝突等により発生するが、回
路漏れ電流の発生は、静止電源電流IQ を測定するI
DDQ 試験に際して回避されており、無視できる。このた
め、欠陥電流ID は、次式(2)で表すことができる。
【0006】
【数2】ID =IQ −IT …(2)
【0007】IDDQ 試験では、被試験素子のCMOS集
積回路のFET漏れ電流IT は未知のため何らかの方法
で推定し、測定された静止電源電流IQ を用いて良否判
定を行う。静止電源電流IQ 中の主な欠陥電流ID は、
FETのゲート、ソース、ドレイン、ウェル間の内部シ
ョートと、配線パターン間のブリッジにより発生する電
流である。欠陥電流ID の大きさは、電源電圧および等
価抵抗値に依存する。
【0008】図1は、2品種のCMOS集積回路におけ
る最大IDDQ (静止電源電流IQ の最大値)の相対度数
分布を例示する分布図である。横軸の最大IDDQ は、0
〜100μA、100〜200μA、…、700〜80
0μA、800μA以上に区分されている。品種A,B
のCMOS集積回路の有効ゲート長Leff は、0.5μ
mであり、最大IDDQ が30μA以上のものを示してお
り、図1に示す分布は欠陥電流IDの分布にほぼ対応し
ている。
【0009】なお、A.E.Gattiker and W.Maly."Toward
Understanding "Iddq-Only" Fails,". In Int. Test Co
nf.,pp.174-183.IEEE,1998. によると、ブリッジにより
直接的に発生する欠陥電流以外に、間接的に発生する欠
陥電流がある。これは、何らかの理由で信号線の電位が
電源電圧とアース電位の中間になると、この信号線で駆
動されるp型MOSFETおよびn型MOSFETが同
時にオン状態になり、貫通電流が流れるために発生する
ものである。
【0010】欠陥電流ID を発生させるには、欠陥とな
るブリッジの両端に異なる電圧を印加する必要がある。
全部の想定故障に対して一度に必要電位を設定するのは
不可能なため、自動テストパターン発生器(ATPG:
Automatic Test Pattern Generator)により作成したテ
ストパターンのテスト信号、または、機能試験(ファン
クションテスト)用のテストパターンのテスト信号を印
加し、端子が必要電位になった時点で静止電源電流IQ
を測定する。なお、静止電源電流IQ の測定を行う時点
である測定点を、ストローブ(ストローブ点)という。
【0011】欠陥を検出できるストローブ点(欠陥検出
ストローブ点)は、欠陥の原因によって異なる。電源電
圧VD を供給する電源供給線とアース線との間のブリッ
ジは、信号線の電位に関係しないため、全ストローブ点
で検出され、欠陥電流は同じになる。なお、セル間の配
線ブリッジを検出可能な欠陥検出ストローブ点の数は少
ない。また、セル内のMOSFETの短絡を検出可能な
欠陥検出ストローブ点の数は、両者の中間程度である。
【0012】A.Keshavarzi,K.Roy, and C.F.Hawkins."I
ntrinsic Leakage in Low Power Deep Submicron CMOS
ICs,".In Int.Test Conf.,pp.146-155.IEEE,1997. や、
A.Ferre and J.Figueras."On Estimating Bounds of th
e Quiescent Current for IDDQ Testing,".In VLSI Te
st Sym.,pp.106-111.IEEE,1996. や、P.C.Maxwell and
J.R.Rearick."Estimation of Defect-Free IDDQ in Sub
micron Circuits Using Switch Level Simulation,".In
Int.Test Conf.,pp.882-889.IEEE,1998. によると、欠
陥のない正常なMOSFETの漏れ電流(FET漏れ電
流)IT は、MOSFETのオン/オフ状態、電流パス
等に基づいて分類可能である。図2は、MOSFETの
漏れ電流の分類を示す説明図である。
【0013】図2では、ケースL1 〜L3 について、給
電ルートと、発生原因と、導通条件と、漏れ電流の近似
式とを表している。ケースL1 では、給電ルートはウェ
ル−基盤(基板)間であり、発生原因はpn接合の逆バ
イアスであり、導通条件はオン状態またはオフ状態であ
る。ケースL2 では、給電ルートはドレイン−ウェル間
であり、発生原因はpn接合の逆バイアスであり、導通
条件はオフ状態である。ケースL3 では、給電ルートは
ドレイン−ソース間であり、発生原因はWeak-inverse
(弱反転状態の形成によるもの)であり、導通条件はオ
フ状態である。
【0014】ケースL1 の漏れ電流は、ウェルと基盤が
逆バイアスならば常に発生しており、ストローブ(スト
ローブ点)に関係なく一定である。ケースL2 の漏れ電
流は、MOSFETがオフ状態で、そのドレインが電源
供給線および/またはアース線に導通した場合に発生す
る。ケースL3 の漏れ電流は、MOSFETがオフ状態
で、そのドレインとソースが電源供給線および/または
アース線に導通した場合に発生する。
【0015】CMOS集積回路内の個々のMOSFET
におけるケースLi (i =1〜3)の漏れ電流をケース
毎に平均化すると、1個当たりのn型MOSFET,p
型MOSFETでの漏れ電流INi,IPiが求まる。FE
T漏れ電流IT は、ケースLi の漏れ電流が発生してい
るn型MOSFET,p型MOSFETの個数NNi,N
Piを用い、次式(3)で表すことができる。
【0016】
【数3】
【0017】図3は、CMOS集積回路の最大IDDQ
分布を例示する分布図であり、0.1μA毎の度数分布
を示している。このCMOS集積回路の有効ゲート長L
effは、0.5μmである。図3の分布図では、最大I
DDQ が1μA未満のCMOS集積回路を良品としてお
り、最大IDDQ が1μA以上のCMOS集積回路を不良
品としている。なお、平均値を0.2μAとし、標準偏
差σを0.14μAとした曲線を点線で示しており、最
大IDDQ が1μA未満の良品のCMOS集積回路では、
FET漏れ電流が正規分布または正規分布に類似する分
布をしている。なお、ロット間の電流の変動を想定して
平均値から6σだけ離れた1(≒0.2+6×0.1
4)μAを最大FET漏れ電流とし、それ以上の静止電
源電流IQ を欠陥によるものとみなしており、1μAは
良否判定のしきい値である。
【0018】このように、良否判定のしきい値を1μA
に設定すると、図3の分布図においてFET漏れ電流が
0.1μAであるCMOS集積回路に、最大で0.9
(=1−0.1)μAまでの欠陥電流は、見逃されるこ
とになる。なお、図3の分布図において、最大IDDQ
1〜4μAでの不良品のCMOS集積回路は、ほぼ一様
に分布しており、1μA未満にも広がっていると予想さ
れる。しかし、1μA未満での欠陥となるCMOS集積
回路の個数は少なく、欠陥のCMOS集積回路の試験漏
れ(見逃し)は無視できる程度である。
【0019】図4は、良品の2個のCMOS集積回路に
おけるFET漏れ電流の分布を示す説明図である。な
お、良品のCMOS集積回路では、欠陥電流ID が無視
できる程度であるとして、良品のCMOS集積回路の静
止電源電流IDDQ をFET漏れ電流としている。2個の
CMOS集積回路LSI−1,LSI−2の有効ゲート
長Leff は、0.25μmである。図4の横軸はストロ
ーブ点の通し番号(ストローブ番号)を示し、縦軸は各
ストローブ点でのFET漏れ電流の大きさを示す。CM
OS集積回路LSI−1のFET漏れ電流は、約73μ
Aを中心に、±10μA程度以内で変化しており、CM
OS集積回路LSI−2のFET漏れ電流は、約29μ
Aを中心に、±5μA程度以内で変化している。
【0020】図5は、図4でのCMOS集積回路LSI
−1,LSI−2の全ストローブ800点でのFET漏
れ電流の相対度数分布を示す分布図であり、横軸を10
μA毎に区切っている。図5の分布図では、2つの異な
るバラツキが見られる。第1のバラツキは、25〜35
μAに見られるような、同一CMOS集積回路でのスト
ローブ間のバラツキである。第2のバラツキは、度数分
布の中心が、CMOS集積回路LSI−1では約73μ
Aであり、CMOS集積回路LSI−2では約29μA
であるような、CMOS集積回路間でのバラツキであ
る。
【0021】図6は、CMOS集積回路の静止電源電流
の平均値(平均IDDQ )をFET漏れ電流とみなした場
合におけるFET漏れ電流の相対度数分布を例示する分
布図である。この図6の分布図は、2つのロットからラ
ンダムに抜き出した良品の32個のCMOS集積回路に
ついての分布を例示しており、0〜350μAにわたっ
て広く分布している。
【0022】FET漏れ電流の推定最大値をしきい値と
する従来の良否判定は、試験漏れが多く発生するおそれ
がある。一例として、図5の分布図で85μAをしきい
値とすると、FET漏れ電流25μAのCMOS集積回
路LSI−1が60(=85−25)μAの欠陥電流を
発生した場合に、この欠陥電流を検出することができな
い。
【0023】このように、CMOS集積回路の静止電源
電流を測定し、測定値がしきい値以上の場合に不良品と
して判定する従来のIDDQ 試験は、T.W.Williams,R.H.D
ennard, and R.Kapur."Iddq Test: Sensitivity Analys
is of Scaling,".In Int.Test Conf.,pp.786-792.IEEE,
1996. にも記載があるように、正確な判定が困難な場合
がある。例えば、CMOS集積回路の配線パターンが微
細な場合に、微細化に伴ってMOSFETの漏れ電流
(FET漏れ電流)が指数関数的に増加するからであ
る。具体的には、有効ゲート長Leff の短縮としきい電
圧Vthの低下とにより、ケースL3 でのFET漏れ電流
が指数関数的に増加するためである。このため、IDDQ
試験時のFET漏れ電流を減らす種々の方法が提案され
ている。
【0024】IDDQ 試験時のFET漏れ電流を減らす低
減方法としては、ストローブ時にFET漏れ電流を低下
させることでしきい値を下げる方法があり、低電圧電圧
法と、低温測定法と、ウェル・バイアス法とが知られて
いる。
【0025】低電源電圧法 図2に示すケースL1 〜L3 の近似式により、電源電圧
D を下げると漏れ電流が下がることを利用した低減方
法である。しかし、回路が誤動作しない程度の電源電圧
D までしか下げられないため、FET漏れ電流の低減
率が低い。また、ストローブ前後での電源電圧VD の上
げ下げに数mS(ミリ秒)程度必要であり、試験時間の
増加に伴いコストが上昇する。また、A.E.Gattiker and
W.Maly."Toward Understanding "Iddq-Only" Fails,".
In Int. Test Conf.,pp.174-183.IEEE,1998. による
と、電源電圧VD を下げると故障貫通電流が無くなる事
例があり、試験漏れが発生する可能性がある。
【0026】低温測定法 図2のケースL3 の近似式より、動作温度を下げるとF
ET漏れ電流が下がることを利用した低減方法である。
下限温度は、信頼性保証と、低温維持装置や試験装置の
コストとで決まるが、民生用の低温維持装置は0℃程度
が限度であり、FET漏れ電流の低減率は低い。また、
装置の費用およびランニングコストがかかり、コストが
上昇する。
【0027】ウェル・バイアス法 ウェル・バイアス法は、A.Keshavarzi,K.Roy,and C.F.H
awkins."Intrinsic Leakage in Low Power Deep Submic
ron CMOS ICs,".In Int. Test Conf.,pp.146-155.IEEE,
1997. に記載されている。図2のケースL1 〜L3 の近
似式により、しきい電圧Vthを上げると漏れ電流が下が
る。また、ソース−ウェル間にバイアス電圧を印加する
と、しきい電圧が上がる。この低減方法では、バイアス
電圧を印加する配線を追加するため、CMOS集積回路
のチップ面積が増大し、コストが上昇する。また、漏れ
電流の低減率は、有効ゲート長Leff のバラツキに強く
依存するため、微細化に伴ってFET漏れ電流のバラツ
キが生じる。
【0028】
【発明が解決しようとする課題】一方、FET漏れ電流
が大きい状態で良否判定または欠陥電流検出を行う方法
が提案されている。例えば、記号解析(Signature Anal
ysis)法、デルタ法、上下限法等である。しかし、これ
らの方法では、FET漏れ電流のストローブ間の変動幅
以下の欠陥電流の検出が不可能、同一の欠陥電流が全ス
トローブ点で発生するような不良品の見逃しの発生、欠
陥電流値の推定が困難である等の問題がある。
【0029】記号解析法 記号解析法は、A.E.Gattiker and W.Mary."Current Sig
natures,".In VLSI Test Sym.,pp.112-117.IEEE,1996.
に記載されている。この方法では、測定された静止電源
電流を大きい順に並び替え、段差の有無に基づいて良否
判定を行うので、量産試験にはあまり適していない。
【0030】デルタ法 デルタ法は、C.Thibeault."On the Comparison of ΔI
DDQ and IDDQ Testing,".In VLSI Test Sym.,pp.143-1
50.IEEE,1999に記載されている。この方法では、静止電
源電流の変化量により不良のCMOS集積回路を選別す
るので、多量の統計処理が必要であり、量産試験にはあ
まり適していない。
【0031】上下限法 上下限法は、B.Chess."Method of Improving the Quali
ty and Efficiency ofIddq Testing,".In USP-5914615,
June 1999に記載されている。この方法では、測定され
た静止電源電流の平均値から上限および下限を設定し、
不良のCMOS集積回路を検出する。しかし、CMOS
集積回路間のバラツキ、およびストローブ間のバラツキ
を分離していないため、静止電源電流の平均値から算出
する上限値および下限値に誤りが生じることがある。
【0032】本発明の第1の目的は、静止電源電流が大
きく、そのバラツキも大きいCMOS集積回路の良否判
定を可能とするCMOS集積回路の試験方法を提供する
ことにある。本発明の第2の目的は、静止電源電流が大
きく、そのバラツキも大きいCMOS集積回路の欠陥電
流を検出可能なCMOS集積回路の解析方法を提供する
ことにある。
【0033】
【課題を解決するための手段】本発明に係るCMOS集
積回路の試験方法は、試験対象のCMOS集積回路にテ
スト信号を印加し、予め決められた複数のストローブ点
のうち一部または全部のストローブ点での静止電源電流
を測定する工程と、良品の前記CMOS集積回路につい
て予め算出された前記複数のストローブ点での静止電源
電流の平均値比と、前記一部または全部のストローブ点
での測定値と、前記測定値の平均値とに基づき、前記試
験対象のCMOS集積回路の良否判定を行う工程とを有
する。
【0034】本発明に係るCMOS集積回路の試験方法
では、好適には、前記平均値比と前記測定値と前記平均
値とに基づいて前記良否判定を行う工程は、前記複数の
ストローブ点での静止電源電流の平均値比Rj と、前記
一部または全部のストローブ点での前記測定値IQjと、
前記平均値Iq とに基づき、前記ストローブ点に対応す
る欠陥電流推定値PDj=IQj−Rj ×Iq を算出する工
程と、算出された前記欠陥電流推定値PDjと前記静止電
源電流の測定値の許容誤差Eとに基づいて前記試験対象
のCMOS集積回路の良否判定を行う工程とを有する。
【0035】本発明に係るCMOS集積回路の試験方法
では、より好適には、前記欠陥電流推定値PDjと前記許
容誤差Eとに基づいて前記良否判定を行う工程では、算
出された前記欠陥電流推定値PDjの絶対値が、前記許容
誤差Eの絶対値よりも大きい場合に、前記試験対象のC
MOS集積回路を不良品として判定する。
【0036】本発明に係るCMOS集積回路の試験方法
では、より好適には、前記欠陥電流推定値PDjと前記許
容誤差Eとに基づいて前記良否判定を行う工程は、前記
全部のストローブ点に対応する前記欠陥電流推定値PDj
の絶対値の各々が、前記許容誤差Eの絶対値以下である
場合に、変動率PSTQ =Iq ×(Rb −Rs )/(IQb
−IQs)を算出する工程と、前記変動率PSTQ が1より
も大きい場合に、前記試験対象のCMOS集積回路を不
良品として判定する工程とを有する。但し、Rb は前記
平均値比Rj のうち最大平均値比であり、IQbは前記最
大平均値比Rbに対応するストローブ点での測定値であ
り、Rs は前記平均値比Rj のうち最小平均値比であ
り、IQsは前記最小平均値比Rs に対応するストローブ
点での測定値である。本発明に係るCMOS集積回路の
試験方法では、より好適には、前記欠陥電流推定値PDj
と前記許容誤差Eとに基づいて前記良否判定を行う工程
は、前記変動率PSTQ が1以下である場合に、前記試験
対象のCMOS集積回路を良品として判定する工程をさ
らに有する。
【0037】本発明に係るCMOS集積回路の試験方法
では、好適には、前記静止電源電流の測定値の許容誤差
Eは、前記複数のストローブ点での前記平均値比Rj
誤差率ERjのうち最大誤差率ER と前記平均値Iq とを
乗算した乗算値(ER ×Iq)と、最大測定誤差EM
のうち、絶対値の大きいほうの値である。
【0038】本発明に係るCMOS集積回路の試験方法
では、例えば、前記平均値は、前記一部または全部のス
トローブ点での測定値の算術平均値としてもよい。本発
明に係るCMOS集積回路の試験方法では、例えば、前
記平均値は、前記一部または全部のストローブ点のうち
所定のストローブ点での測定値IQ1と、前記所定のスト
ローブ点での静止電源電流の平均値比R1 との比率(I
Q1/R1 )としてもよい。
【0039】本発明に係るCMOS集積回路の試験方法
では、好適には、前記平均値比と前記測定値と前記平均
値とに基づいて前記良否判定を行う工程は、前記複数の
ストローブ点での静止電源電流の平均値比Rj と、前記
一部または全部のストローブ点での測定値IQjと、前記
比率(IQ1/R1 )とに基づき、前記ストローブ点に対
応する欠陥電流予想値PQ1j =IQj−Rj ×(IQ1/R
1 )を算出する工程と、算出された前記欠陥電流予想値
Q1j と前記静止電源電流の測定値の許容誤差Eとに基
づいて前記良否判定を行う工程とを有する。
【0040】本発明に係るCMOS集積回路の試験方法
では、より好適には、前記欠陥電流予想値PQ1j と前記
許容誤差Eとに基づいて前記良否判定を行う工程では、
算出された前記欠陥電流予想値PQ1j の絶対値が、前記
許容誤差Eの絶対値よりも大きい場合に、前記試験対象
のCMOS集積回路を不良品として判定する。
【0041】本発明に係るCMOS集積回路の試験方法
では、より好適には、前記静止電源電流の測定値の許容
誤差Eは、前記複数のストローブ点での静止電源電流の
平均値比Rj の誤差率ERjのうち最大誤差率ER と前記
比率(IQ1/R1 )とを乗算した乗算値(ER ×IQ1
1 )と、最大測定誤差EM とのうち、絶対値の大きい
ほうの値である。
【0042】本発明に係るCMOS集積回路の試験方法
では、好適には、前記平均値比と前記測定値と前記平均
値とに基づいて前記良否判定を行う工程は、前記複数の
ストローブ点での静止電源電流の平均値比Rj と、前記
比率(IQ1/R1 )と、4以上7以下の定数fとに基づ
き、上限のしきい値IQU=(1+f×σR )×IQ1/R
1 を算出する工程と、前記測定値が前記上限のしきい値
QUよりも大きい場合に、前記試験対象のCMOS集積
回路を不良品として判定する工程とを有する。但し、σ
R は、前記複数のストローブ点での(Rj −1)2 の平
均値の平方根である。
【0043】本発明に係るCMOS集積回路の試験方法
では、より好適には、前記平均値比と前記測定値と前記
平均値とに基づいて前記良否判定を行う工程は、下限の
しきい値IQL=(1−f×σR )×IQ1/R1 を算出す
る工程と、前記測定値が前記下限のしきい値IQLよりも
小さい場合に、前記試験対象のCMOS集積回路を不良
品として判定する工程と、前記一部または全部のストロ
ーブ点での測定値の各々が、前記下限のしきい値IQL
上であって前記上限のしきい値IQU以下である場合に、
前記試験対象のCMOS集積回路を良品として判定する
工程とをさらに有する。
【0044】本発明に係るCMOS集積回路の試験方法
では、好適には、前記平均値比と前記測定値と前記平均
値とに基づいて前記良否判定を行う工程は、前記複数の
ストローブ点での静止電源電流の平均値比Rj と、前記
比率(IQ1/R1 )と、4以上7以下の定数fとに基づ
き、下限のしきい値IQL=(1−f×σR )×IQ1/R
1 を算出する工程と、前記測定値が前記下限のしきい値
QLよりも小さい場合に、前記試験対象のCMOS集積
回路を不良品として判定する工程とを有する。但し、σ
R は、前記複数のストローブ点での(Rj −1)2 の平
均値の平方根である。
【0045】本発明に係るCMOS集積回路の試験方法
では、例えば、前記定数fの値は、5以上6以下として
もよい。本発明に係るCMOS集積回路の試験方法で
は、例えば、前記所定のストローブ点は、前記一部また
は全部のストローブ点のうち最初のストローブ点として
もよい。
【0046】本発明に係るCMOS集積回路の解析方法
は、試験対象のCMOS集積回路にテスト信号を印加
し、予め決められた複数のストローブ点での静止電源電
流を測定する工程と、良品の前記CMOS集積回路につ
いて予め算出された前記複数のストローブ点での静止電
源電流の平均値比Rj と、前記複数のストローブ点での
測定値IQjと、前記測定値の平均値Iq とに基づき、前
記ストローブ点に対応する欠陥電流推定値PDj=IQj
j ×Iq を算出する工程と、算出された前記欠陥電流
推定値PDjのうち、負の値の欠陥電流推定値PDjの合計
値PDSUMを算出する工程と、前記複数のストローブ点の
うち、前記負の値の欠陥電流推定値PDjに対応するスト
ローブ点について、前記平均値比Rj の合計値RSUM
算出する工程と、前記欠陥電流推定値PDjの合計値P
DSUMと前記平均値比Rj の合計値RSUM との比の絶対値
|PDSUM/RSUM |を算出する工程とを有する。
【0047】本発明に係るCMOS集積回路の解析方法
では、好適には、前記複数のストローブ点のうち、正の
値の前記欠陥電流推定値PDjに対応するストローブ点に
ついて、第1の電流値IDj=PDj+Rj ×|PDSUM/R
SUM |を算出する工程と、算出された前記第1の電流値
Djのうち前記静止電源電流の測定値の許容誤差Eの絶
対値よりも大きい第1の電流値を、欠陥電流値として検
出する工程とをさらに有する。
【0048】本発明に係るCMOS集積回路の解析方法
では、好適には、算出された前記第1の電流値IDjの各
々が前記許容誤差Eの絶対値以下である場合に、変動率
STQ =Iq ×(Rb −Rs )/(IQb−IQs)に基づ
いて第2の電流値ID =(1−1/PSTQ )×Iq を算
出する工程と、前記第2の電流値ID が前記許容誤差E
の絶対値よりも大きい場合に、前記複数のストローブ点
での測定値の各々に、前記第2の電流値ID が示す欠陥
電流値が含まれていることを検出する工程とをさらに有
する。但し、Rb は前記平均値比Rj のうち最大平均値
比であり、IQbは前記最大平均値比Rb に対応するスト
ローブ点での測定値であり、Rs は前記平均値比Rj
うち最小平均値比であり、IQsは前記最小平均値比Rs
に対応するストローブ点での測定値である。
【0049】本発明に係るCMOS集積回路の解析方法
では、より好適には、前記第2の電流値ID が前記許容
誤差Eの絶対値以下である場合に、前記複数のストロー
ブ点での測定値の各々に、欠陥電流値が含まれていない
ことを検出する工程をさらに有する。
【0050】本発明に係るCMOS集積回路の解析方法
では、好適には、前記静止電源電流の測定値の許容誤差
Eは、前記複数のストローブ点での静止電源電流の平均
値比Rj の誤差率ERjのうち最大誤差率ER と前記平均
値Iq とを乗算した乗算値(ER ×Iq )と、最大測定
誤差EM とのうち、絶対値が大きいほうの値である。本
発明に係るCMOS集積回路の解析方法では、例えば、
前記平均値は、前記複数のストローブ点での測定値の算
術平均値としてもよい。
【0051】本発明に係るCMOS集積回路の試験方法
および解析方法では、例えば、前記複数のストローブ点
での静止電源電流の平均値比は、良品の前記CMOS集
積回路に前記テスト信号を印加して静止電源電流を前記
複数のストローブ点で測定した前記複数の測定値と当該
複数の測定値の平均値との比を、複数個の良品の前記C
MOS集積回路または数個以上の良品の前記CMOS集
積回路について平均化した値である構成としてもよい。
【0052】本発明に係るCMOS集積回路の試験方法
および解析方法では、例えば、前記テスト信号は複数の
テストパターンを有しており、前記複数のストローブ点
のうち隣接するストローブ点の間に、前記テスト信号の
テストパターンを切り換える工程をさらに有する構成と
してもよい。
【0053】上記した本発明に係るCMOS集積回路の
試験方法では、良品の前記CMOS集積回路について予
め算出された前記複数のストローブ点での静止電源電流
の平均値比と、前記静止電源電流の測定値の平均値とを
用いるので、良品のCMOS集積回路での静止電源電流
の分布であって当該静止電源電流の平均値を基準とする
分布を知ることができ、試験対象のCMOS集積回路が
良品である場合に前記測定値が採り得る範囲を、前記静
止電源電流の平均値比と前記測定値の平均値とにより知
ることが可能である。
【0054】上記した本発明に係るCMOS集積回路の
試験方法では、例えば、複数のストローブ点での静止電
源電流の平均値比Rj と、測定値IQjと、測定値の平均
値Iq とに基づき、欠陥電流推定値PDj=IQj−Rj ×
Iq を算出する。測定値の平均値Iq と平均値比Rj
を乗算することで、試験対象のCMOS集積回路が良品
である場合の静止電源電流IDDQ の期待値を算出するこ
とができ、この期待値(Rj ×Iq )を測定値IQjから
減算することにより欠陥電流推定値を得ることができ
る。なお、欠陥電流推定値PDjは、ストローブ点での欠
陥電流IDjと、全ストローブ点での欠陥電流の合計値
と、ストローブ点の総数mと、平均値比Rj とにより予
測可能であり、静止電源電流の測定値の大小に依存しな
い値を得ることができる。
【0055】上記した本発明に係るCMOS集積回路の
試験方法では、例えば、複数のストローブ点での静止電
源電流の平均値比Rj と、測定値IQjと、比率(IQ1
1)とに基づき、欠陥電流予想値PQ1j =IQj−Rj
×IQ1/R1 を算出する。測定値の平均値の予想値に相
当する比率(IQ1/R1 )と平均値比Rj とを乗算する
ことで、試験対象のCMOS集積回路が良品である場合
の静止電源電流IDDQ の期待値を算出することができ、
この期待値(IQ1×Rj /R1 )を測定値IQjから減算
することにより欠陥電流予想値を得ることができる。な
お、欠陥電流予想値PQ1j は、ストローブ点での欠陥電
流IDj,ID1と、平均値比Rj ,R1 とにより予測可能
であり、静止電源電流の測定値の大小に依存しない値を
得ることができる。
【0056】上記した本発明に係るCMOS集積回路の
試験方法では、例えば、複数のストローブ点での静止電
源電流の平均値比Rj と、比率(IQ1/R1 )と、4以
上7以下の定数fとに基づき、上限のしきい値IQU
(1+f×σR )×IQ1/R1を算出する。測定値の平
均値の予想値に相当する比率(IQ1/R1 )と、平均値
比Rj の標準偏差に関連する(f×σR )とを乗算する
ことで、試験対象のCMOS集積回路が良品である場合
に静止電源電流IDDQ が分布する範囲を算出することが
でき、この範囲(f×σR ×IQ1/R1 )と比率(IQ1
/R1 )とを加算することにより上限のしきい値を得る
ことができる。σR は、平均値比Rj とストローブ点の
総数mとから算出可能であり、静止電源電流の測定値に
依存しない値を得ることができる。
【0057】上記した本発明に係るCMOS集積回路の
試験方法では、例えば、複数のストローブ点での静止電
源電流の平均値比Rj と、比率(IQ1/R1 )と、4以
上7以下の定数fとに基づき、下限のしきい値IQL
(1−f×σR )×IQ1/R1を算出する。測定値の平
均値の予想値に相当する比率(IQ1/R1 )と、平均値
比Rj の標準偏差に関連する(f×σR )とを乗算する
ことで、試験対象のCMOS集積回路が良品である場合
に静止電源電流IDDQ が分布する範囲を算出することが
でき、この範囲(f×σR ×IQ1/R1 )を比率(IQ1
/R1 )から減算することにより下限のしきい値を得る
ことができる。σR は、平均値比Rj とストローブ点の
総数mとから算出可能であり、静止電源電流の測定値に
依存しない値を得ることができる。
【0058】上記した本発明に係るCMOS集積回路の
解析方法では、複数のストローブ点での静止電源電流の
平均値比Rj と、測定値IQjと、測定値の平均値Iq と
に基づき、欠陥電流推定値PDj=IQj−Rj ×Iq を算
出する。測定値の平均値Iq と平均値比Rj とを乗算す
ることで、試験対象のCMOS集積回路が良品である場
合の静止電源電流IDDQ の期待値を算出することがで
き、この期待値(Rj ×Iq )を測定値IQjから減算す
ることにより欠陥電流推定値を得ることができる。負の
値の欠陥電流推定値PDjの合計値PDSUMと、負の値の欠
陥電流推定値PDjに対応するストローブ点についての平
均値比Rj の合計値RSUM との比の絶対値|PDSUM/R
SUM |を算出することで、測定値の平均値とFET漏れ
電流の平均値との差を示す変分ΔIq を得ることができ
る。
【0059】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。
【0060】先ず、平均値比Rj およびその算出につい
て述べる。m個のストローブでの各FET漏れ電流ITj
(j=1〜m)は、上式(3)により、次式(4)で表
すことができる。
【0061】
【数4】
【0062】ここで、NNij ,NPij は、ストローブ番
号jでのNNi,NPi(i=1〜3)とする。なお、
Ni,NPiは、上述したように、ケースLi (i=1〜
3)の漏れ電流が発生しているn型MOSFET,p型
MOSFETの個数である。FET漏れ電流ITjは、微
細化に伴ってケースL3 が支配的になるため、次式(5
−1)で表すことができ、FET漏れ電流ITjの平均値
It は、次式(5−2)で表すことができる。
【0063】
【数5】
【0064】ここで、nN3は、上式(5−3)に示すよ
うに、全ストローブでの個数NN3jの平均値(平均個
数)である。また、nP3は、上式(5−4)に示すよう
に、全ストローブでの個数NP3j の平均値(平均個数)
である。
【0065】平均値比Rj を、次式(6)で定義する。
この式(6)に、上式(5−2)を代入すると、次式
(7)が得られる。
【0066】
【数6】Rj =ITj/It …(6)
【0067】
【数7】
【0068】個数NN3j ,NP3j は、CMOS集積回路
内のMOSFETの全端子電圧により一義的に決まり、
製造によるバラツキは関係しない。すなわち、CMOS
集積回路の回路網の記述とテストパターンが同一なら
ば、前記CMOS集積回路の各々で同一の値となる。こ
の場合、平均個数nN3,nP3も、前記CMOS集積回路
の各々で同一の値となる。更に、FET漏れ電流IN3
P3の比が一定のときは、平均値比Rj はFET漏れ電
流の大小に関係なく、前記CMOS集積回路の各々で同
一の値となる。
【0069】上式(6)から、FET漏れ電流ITjは、
次式(8)で表される。また、全ストローブについての
FET漏れ電流の分散(σT 2 は次式(9−1)で表
され、標準偏差σT は次式(9−2)で表される。
【0070】
【数8】ITj=Rj ×It …(8)
【0071】
【数9】
【0072】上式(9−1)、(9−2)に式(8)を
代入すると、次式(10−1)、(10−2)、(10
−3)が得られる。
【0073】
【数10】
【0074】標準偏差σT は、FET漏れ電流の平均値
It に正比例しており、比例係数σR は、FET漏れ電
流ITjの大きさに依存しない。
【0075】平均値比R j の誤差 基準となる平均値比(基準平均値比)Rj REF を、回路
シミュレーション若しくはFET漏れ電流シミュレーシ
ョンから得ておき、または数個以上の良品のCMOS集
積回路での静止電源電流の測定値等から得ておき、前記
平均値It が測定データから推定できる場合は、上式
(8)からFET漏れ電流ITjを算出することができ
る。
【0076】基準平均値比Rj REF の誤差率(推定誤差
率)ERjを、次式(11)により、定義する。
【0077】
【数11】 ERj=(Rj REF ×It −ITj)/ITj …(11)
【0078】図7および図8は、基準平均値比の推定誤
差率の分布を例示する分布図である。図6の32個のC
MOS集積回路の平均値比Rj (j=1〜m)を、各ス
トローブ点に応じて算出し、個数32で平均して基準平
均値比Rj REF を算出し、基準平均値比Rj REF の推定
誤差率ERjを白丸でプロットしている。図中の1プロッ
トは1ストローブ点に対応し、横軸にFET漏れ電流
(μA)を示し、縦軸に推定誤差率(%)を示してい
る。
【0079】図7では、FET漏れ電流が約290μA
〜約360μAに分布し、図8では、FET漏れ電流が
約58μA〜約80μAに分布しており、分布の中心が
異なるにも拘らず、推定誤差率ERjは±6%程度に収ま
っており、平均値It に依存せずに一定または略一定で
ある。
【0080】なお、図6の分布図では、約70μAがピ
ークとなっており、推定誤差は±4.2(=70×6
%)μAである。この推定誤差は、静止電源電流IQ
測定する電流計の最大測定誤差EM である±6μA以内
にある。推定誤差率ERjが±ER の範囲内にある場合、
または推定誤差率ERjの絶対値が最大となる最大誤差率
をER とした場合に、(Rj REF −|ER |)×It ≦
Tj≦(Rj REF +|ER |)×It が成立する。な
お、推定誤差とは別に、静止電源電流IDDQ を測定する
測定部の電流計のレンジによって決まる測定誤差EM
絶対値と、推定誤差(ER ×It )の絶対値とのうちで
大きいほうを、判定基準の誤差である許容誤差Eとして
使用する。
【0081】平均値法 FET漏れ電流ITjの平均値It を、欠陥電流を含む可
能性のある静止電源電流IQ から推定する方法を示す。
上式(1)を、ストローブ番号jのストローブ点(スト
ローブ点j)に適用すると、ストローブ点jに対応する
測定値IQjは次式(12−1)で表され、全ストローブ
点での測定値IQjの平均値Iq は、次式(12−2)で
表され、更に次式(12−3)で示されるΔIq を得る
ことができる。
【0082】
【数12】
【0083】ここで、IDk(k=1〜d)は、m個のス
トローブ点のうちd個のストローブ点での欠陥電流ID
に順位を付したものである。また、ΔIq は、欠陥電流
を点数mで平均化したものであり、上式(12−2)に
示すように、平均値Iq においてFET漏れ電流の平均
値It に上乗せされる変分とみなすことができる。ま
た、FET漏れ電流の平均値It は、次式(13)で表
すことができる。
【0084】
【数13】It =Iq −ΔIq …(13)
【0085】上式(8)に、上式(13)を代入する
と、ITj=Rj ×(Iq −ΔIq )を得ることができ、
この式を更に上式(2)に適用すると、次式(14)を
得ることができる。
【0086】
【数14】 IDj=IQj−Rj ×(Iq −ΔIq ) =IQj−Rj ×Iq +Rj ×ΔIq …(14)
【0087】ここで、欠陥電流推定値PDjを、PDj=I
Qj−Rj ×Iq と定義する。この欠陥電流推定値P
Djは、予め算出された平均値比Rj と測定された静止電
源電流IQ (測定値IQj)とから、CMOS集積回路の
試験中に算出することができる。
【0088】上式(14)から、欠陥電流推定値PDj
ついて次式(15)を得ることができる。
【0089】
【数15】
【0090】上式(15)の右辺は、ストローブ点での
欠陥電流と、定数Rj と、欠陥電流の合計値と、ストロ
ーブ点の総数mにのみ依存し、静止電源電流の測定値I
Qjおよび平均値Iq には依存していない。欠陥電流推定
値PDjは、ストローブ点jの時に欠陥電流IDjが存在す
る場合に、当該欠陥電流IDjよりも第2項分だけ小さく
なる。一方、ストローブ点jの時に欠陥電流が存在しな
い場合は、右辺の第2項分の負の値となり、そのストロ
ーブ点j以外の時に欠陥電流が流れることを示す。
【0091】このように、欠陥電流推定値PDj>Eであ
る場合は、そのストローブ点jで欠陥電流の存在を意味
し、欠陥電流推定値PDj<−Eの場合は、そのストロー
ブ点j以外のストローブ時に欠陥電流が存在することを
意味する。ここで、比較に用いる許容誤差Eの値は、例
えば、ER ×Iq の絶対値と最大測定誤差EM の絶対値
のうち大きいほうの値 max(|ER ×Iq |,|E
M |)とする。
【0092】CMOS集積回路が良品である条件は、全
ストローブ点において、−E≦PDj≦Eとしてもよい。
しかしながら、全ストローブ点で同じ大きさの欠陥電流
が存在する場合は、特例的に上式(15)から、次式
(16)を得ることができる。なお、IDk=IDとし、
d=mとする。
【0093】
【数16】PDj=(1−Rj )×ID …(16)
【0094】したがって、平均値比Rj が最小値Rs
なるストローブ点sで、欠陥電流推定値PDjは最大とな
る。また、欠陥電流ID の最小値ID MIN は、次式(1
7)で表すことができる。
【0095】
【数17】ID MIN =E/(1−Rs ) …(17)
【0096】欠陥電流値 CMOS集積回路の試験で不良率が異常に上昇した場合
や、品質を管理する場合に、欠陥電流値の検出が必要に
なることが多い。上式(15)において、負の値の欠陥
電流推定値PDj、即ち欠陥電流が存在しないストローブ
点h(=1〜g)での欠陥電流推定値PDjの合計値P
DSUMを求めると次式(18−1)、(18−2)、(1
8−3)を得ることができる。
【0097】
【数18】
【0098】上式(18−3)の値は、前記ストローブ
点h(=1〜g)での平均値比Rhの合計値RSUM であ
って算出可能であり、従ってΔIq も算出可能である。
ゆえに、欠陥電流推定値PDj>0であるストローブ点k
(=1〜d)において、上式(15)を用いて次式(1
9)を得ることができ、欠陥電流IDkを算出することが
できる。
【0099】
【数19】IDk=PDk+Rk ×ΔIq …(19)
【0100】振幅比法 全ストローブ点のうち、平均値比Rj が最大値(最大平
均値比)Rb となるストローブ点b での静止電源電流I
Q の値をIQbとし、平均値比Rj が最小値(最小平均値
比)Rs となるストローブ点s での静止電源電流IQ
値をIQsとする。また、静止電源電流IQbはFET漏れ
電流ITbと欠陥電流IDbとを有し、静止電源電流IQs
FET漏れ電流ITsと欠陥電流IDsとを有するものとす
る。ストローブ点b ,s での静止電源電流IQb,IQs
振幅差と、平均値Iq との比である振幅比RSQは、次式
(20)で表される。
【0101】
【数20】 RSQ=(IQb−IQs)/Iq ={(ITb+IDb)−(ITs+IDs)}/Iq …(20)
【0102】全ストローブ点で同じ欠陥電流ID が存在
する場合における振幅比RSQは、次式(21)で表され
る。
【0103】
【数21】 RSQ={(ITb+ID )−(ITs+ID )}/Iq =(ITb−ITs)/(It +ID ) =(Rb −Rs )×It /(It +ID ) …(21)
【0104】RST=Rb −Rs と定義し、振幅比変動率
STQ を、PSTQ =RST/RSQとおくと、この振幅比変
動率PSTQ は試験中に算出可能であり、上式(21)か
ら次式(22)を得ることができる。
【0105】
【数22】PSTQ =1+ID /It …(22)
【0106】上式(22)から、振幅比変動率PSTQ
1を、欠陥電流ID の存在を示す条件として用いること
ができ、CMOS集積回路を不良品として判定すること
ができる。一方、振幅比変動率PSTQ ≦1またはPSTQ
=1を、欠陥電流ID が存在しない条件として用いるこ
とができ、CMOS集積回路を良品として判定すること
ができる。上式(22)に、It =Iq −ID を代入す
ることで、次式(23)を得ることができ、欠陥電流I
D を求めることができる。
【0107】
【数23】 ID =(1−1/PSTQ )×Iq …(23)
【0108】1点法 平均値法では、必要な判定誤差が得られるまで静止電源
電流の測定値を平均化するので、m個のストローブ点が
必要である。しかしながら、精度が低下するものの、F
ET漏れ電流TTjの平均値It を、静止電源電流IQ
1測定値から推察することができる。
【0109】先ず、静止電源電流IQjと平均値比Rj
の比率RQjを、RQj=IQj/Rj として定める。いま、
j=1である最初のストローブ点で1点法を実施する場
合、次式(24)を得ることができる。なお、比率RQ1
は、測定値IQjの平均値Iq の予想値に相当する。
【0110】
【数24】 RQ1=IQ1/R1 =(IT1+ID1)/R1 =(IT1/R1 )+(ID1/R1 ) …(24)
【0111】ここで、It =IT1/R1 であるので、上
式(24)から次式(25)を得ることができる。
【0112】
【数25】It =RQ1−ID1/R1 …(25)
【0113】さらに、IQj=ITj+IDjであるので、上
式(25)から次式(26)を得ることができる。
【0114】
【数26】 IDj=IQj−ITj =IQj−Rj ×It =IQj−Rj ×(RQ1−ID1/R1 ) =IQj−Rj ×RQ1+Rj ×(ID1/R1 ) …(26)
【0115】ここで、欠陥電流予想値PQ1j を、PQ1j
=IQj−Rj ×RQ1と定義すると、上式(26)から次
式(27)を得ることができる。
【0116】
【数27】
【0117】上式(27)により、欠陥電流予想値P
Q1j は、ストローブ点jでの欠陥電流IDjと、最初のス
トローブ点での欠陥電流ID1と、最初のストローブ点で
の平均値比R1 と、平均値比Rj とにのみ依存してお
り、静止電源電流の測定値やその平均値Iq に依存しな
い値となる。ここで、欠陥電流ID1=0である場合は、
ストローブ点jでの欠陥電流の検出条件は、PQ1j >E
である。欠陥電流ID1≠0である場合は、PQ1j >Eの
場合に、当該ストローブ点jで欠陥電流IDjが存在して
いることになる。PQ1j <−Eの場合は、当該ストロー
ブ点j以外のストローブ点で欠陥電流IDjが存在してい
ることになる。なお、比較に用いる許容誤差Eは、ER
×RQ1の絶対値と、最大測定誤差EMの絶対値のうち、
大きいほうの値 max(|ER ×RQ1|,|EM |)とす
る。
【0118】上下限法 図5に示すように、FET漏れ電流が正規分布または正
規分布に類似した分布をする場合に、各FET漏れ電流
Tjは、平均値It から標準偏差σT の約5倍内または
約6倍内にある。そこで、これを利用してCMOS集積
回路の良否判定を行うことができる。この上下限法で
は、上限のしきい値IQUおよび下限のしきい値IQLを、
上式(10−3)の比例係数σR を用いて、次式(28
−1)、(28−2)に示すように設定する。
【0119】
【数28】
【0120】この上下限法では、最初のストローブ点で
の測定値に基づき、上限のしきい値IQUおよび下限のし
きい値IQLを設定して高速に試験を行うことができる。
しかしながら、最下限のFET漏れ電流を有するCMO
S集積回路に存在する欠陥電流であって、上下限幅(I
QU−IQL)以下の欠陥電流の検出が困難なため、上下限
の幅が狭い場合に有効である。
【0121】試験装置 図9は、本発明に係るCMOS集積回路の試験方法を行
う試験装置の構成を示す概略的なブロック構成図であ
る。この試験装置100は、制御部21と、信号駆動部
31と、測定部32と、測定IDDQ テーブル用メモリ4
1と、平均値比テーブル用メモリ42と、良否判定部4
3と、出力部44と、第1〜第3のメモリ11〜13と
を有する。
【0122】第1のメモリ11は、IDDQ 試験に使用さ
れるテストパターンTPを示す情報であるテストパター
ン情報と、測定点であるストローブ点を示す情報である
ストローブ情報とを記憶する。第2のメモリ12は、試
験前にFET漏れ電流シミュレーションを行って求めた
平均値比Rj (Rj REF )の情報を記憶し、または数個
以上の良品のCMOS集積回路の静止電源電流IQ を測
定した測定値IQjから求めた平均値比Rj (Rj REF
の情報を記憶する。第3のメモリ13は、第2のメモリ
に記憶された平均値比Rj (Rj REF )に対応する推定
誤差または推定誤差率ERjを示す情報と、測定部32の
最大測定誤差EM を示す情報とを記憶する。
【0123】制御部21は、試験装置100の全体の制
御を司るコントローラである。この制御部21は、第1
のメモリ11からテストパターンを示す情報とストロー
ブ点を示す情報とが供給され、第2のメモリ12から平
均値比を示す情報が供給され、第3のメモリ13から推
定誤差または推定誤差率ERjを示す情報と最大測定誤差
M を示す情報が供給される。
【0124】制御部21は、テストパターンを示す情報
とストローブ点を示す情報とを信号駆動部31に供給す
る。また、制御部21は、平均値比を示す情報を平均値
比テーブルに変換して平均値比テーブル用メモリ42に
供給する。また、制御部21は、推定誤差または推定誤
差率ERjを示す情報と、測定部32の最大測定誤差EM
を示す情報とを良否判定部43に供給する。
【0125】信号駆動部31は、制御部21の制御下
で、所定のテストパターンのテスト信号を試験対象のC
MOS集積回路50に印加する。また、信号駆動部31
は、テスト信号を印加している場合に、ストローブ点を
示すタイミング信号(ストローブパルス)を測定部32
に供給する。
【0126】測定部32は、CMOS集積回路50の静
止電源電流IQ をストローブパルスに応じて測定し、そ
の測定値IQjを測定IDDQ テーブルに変換して測定I
DDQ テーブル用メモリ41に供給して保存させる。測定
DDQ テーブル用メモリ41および平均値比用メモリ4
2は、ストローブ番号jの指定により、高速に読出し可
能なメモリで構成されている。
【0127】制御部21は、全ストローブ点での測定値
Qjの保存または所定のストローブ点での測定値IQj
保存が終了した場合に、良否判定部43を起動する。良
否判定部43は、平均値比Rj (Rj REF )および測定
値IQj等に基づいてCMOS集積回路50の良否判定を
行い、測定結果、判定結果、各種算出結果等を示す判定
信号を出力部44に出力する。
【0128】出力部44は、表示装置、印刷装置等の出
力装置を有し、良否判定部43からの判定信号に基づ
き、測定結果、判定結果、各種算出結果等を表示画面に
表示して出力し、または印刷媒体に印刷して出力する。
出力部44をコンピュータディスプレイで構成し、制御
部21、測定IDDQ テーブル用メモリ41、平均値比テ
ーブル用メモリ42、および良否判定部43をコンピュ
ータまたはマイクロコンピュータで構成してもよく、制
御部21と良否判定部43とを一体に設けてもよい。
【0129】試験装置100の動作 次に、試験装置100が実施するCMOS集積回路の試
験方法について説明する。図10〜図13は、試験装置
100が実施する試験方法を例示する概略的なフローチ
ャートであり、平均値法に関する試験方法である。試験
装置100は、所定数のサンプルのCMOS集積回路に
ついて、基準平均値比Rj REF およびその誤差率(推定
誤差率)ERjを予め算出しており、また最大測定誤差E
M を予め検知しているものとする。また、試験に際し
て、基準平均値比Rj REF を平均値比Rj として用い
る。
【0130】先ず、スタート時では変数jの値はj=1
に初期設定されており、ステップS1に進む。ステップ
S1では、信号駆動部31は所定のテストパターンのテ
スト信号をCMOS集積回路50に印加し、測定部32
はストローブ点jでの静止電源電流を測定して測定値I
Qjを得る。
【0131】ステップS2では、制御部21は、予定さ
れた全ストローブ点j(=1〜m)での静止電源電流の
測定が終了したか否かを判定する。予定された測定が終
了した場合は、測定値IQjはテーブル用メモリ41に保
持されて良否判定部43に供給され、ステップS4に進
む。予定された測定が終了していない場合は、ステップ
S3に進み、jの値をインクリメントして1だけ増加
し、ステップS1に戻り、次の測定を行う。
【0132】ステップS4では、良否判定部43は、各
ストローブ点でCMOS集積回路50から得られた複数
の測定値IQj(j=1〜m)の平均値Iq を算出する。
平均値Iq =(IQ1+IQ2+…+IQm)/mである。な
お、例えば、m>2とし、一例としてmの値を800程
度としてもよい。但し、全測定値IQjを平均せずに、先
頭のn個のストローブ点での測定値の平均値により、代
表させてもよい。例えば、nを2よりも大きい整数と
し、n<mで、Iq =(IQ1+IQ2+…+IQn)/nと
する。
【0133】ステップS5では、良否判定部43は、各
ストローブ点j(j=1〜m)について、対応する欠陥
電流推定値PDj=IQj−Rj ×Iq を算出する。ステッ
プS6では、良否判定部43は、許容誤差Eを算出す
る。許容誤差Eは、推定誤差率ER ×Iq の絶対値と最
大測定誤差EM の絶対値のうち大きいほの値とする。ス
テップS7では、良否判定部43は、変数jをセットし
てj=1にする。
【0134】ステップS8では、良否判定部43は、欠
陥電流推定値PDjと許容誤差Eとを比較する。PDj>E
である場合は、ステップS9に進み、良否判定部43は
当該ストローブ点jにおいて欠陥電流が存在することを
検出し、試験対象のCMOS集積回路50が不良品であ
ると判定し、出力部44は判定結果等を出力し、試験を
終了する。なお、全ストローブ点について、欠陥電流の
有無の判定を行う構成としてもよい。PDj>Eでない場
合は、ステップS10に進む。
【0135】ステップS10では、良否判定部43は、
欠陥電流推定値PDjと−Eとを比較する。PDj<−Eで
ある場合は、ステップS11に進み、良否判定部43は
当該ストローブ点j以外のストローブ点に欠陥電流が存
在することを検出し、試験対象のCMOS集積回路50
を不良品と判定し、出力部44は判定結果等を出力し、
試験を終了する。なお、全ストローブ点について、欠陥
電流の有無を判定する構成としてもよい。PDj<−Eで
ない場合は、ステップS12に進む。
【0136】ステップS12では、良否判定部43は、
全ストローブ点について、欠陥電流推定値PDjの比較が
終了したか否かを判定する。比較が終了していない場合
は、ステップS13に進み、変数jの値をインクリメン
トして1だけ増加させ、ステップS8に戻り、次の比較
を行う。比較が終了した場合は、ステップS14に進
む。
【0137】ステップS14では、振幅比変動率PSTQ
を算出する。PSTQ =Iq ×(Rb−Rs )/(IQb
Qs)である。なお、平均値比Rb は平均値比Rj の最
大値であり、このときのストローブ点b での測定値がI
Qbである。また、平均値比Rs は平均値比Rj の最小値
であり、このときのストローブ点s での測定値がIQs
ある。
【0138】ステップS15では、良否判定部43は、
振幅比変動率PSTQ が1よりも大きいか否かを判定す
る。PSTQ >1である場合は、全ストローブ点j(=1
〜m)で欠陥電流が存在することを検出し、試験対象の
CMOS集積回路50を不良品であると判定し、出力部
44は判定結果等を出力し、試験を終了する。PSTQ
1でない場合は、ステップS17に進み、試験対象のC
MOS集積回路50を良品であると判定し、出力部44
は判定結果等を出力し、試験を終了する。
【0139】次に、CMOS集積回路の解析方法を説明
する。図13〜図15は、試験装置100が実施するC
MOS集積回路の解析方法を例示する概略的なフローチ
ャートであり、平均値法に関する解析方法である。
【0140】先ず、スタート時では変数jの値はj=1
に初期設定されており、ステップS21に進む。ステッ
プS21では、信号駆動部31は所定のテストパターン
のテスト信号をCMOS集積回路50に印加し、測定部
32はストローブ点jでの静止電源電流を測定して測定
値IQjを得る。
【0141】ステップS22では、制御部21は、予定
された全ストローブ点j(=1〜m)での静止電源電流
の測定が終了したか否かを判定する。予定された測定が
終了した場合は、測定値IQjはテーブル用メモリ41に
保持されて良否判定部43に供給され、ステップS24
に進む。予定された測定が終了していない場合は、ステ
ップS23に進み、jの値をインクリメントして1だけ
増加し、ステップS21に戻り、次の測定を行う。
【0142】ステップS24では、良否判定部43は、
各ストローブ点でCMOS集積回路50から得られた複
数の測定値IQj(j=1〜m)の平均値Iq を算出す
る。平均値Iq =(IQ1+IQ2+…+IQm)/mであ
る。なお、例えば、m>2とし、一例としてmの値を8
00程度としてもよい。
【0143】ステップS25では、良否判定部43は、
各ストローブ点j(j=1〜m)について、対応する欠
陥電流推定値PDj=IQj−Rj ×Iq を算出する。ステ
ップS26では、良否判定部43は、許容誤差Eを算出
する。許容誤差Eは、推定誤差率ER ×Iq の絶対値と
最大測定誤差EM の絶対値のうち大きいほの値とする。
【0144】ステップS27では、良否判定部43は、
欠陥電流推定値PDjが負の値になるようなストローブh
について、欠陥電流推定値PDjの合計値PDSUMと平均値
比Rj (Rj REF )の合計値RSUM とを算出する。ステ
ップS28では、良否判定部43は、平均値Iq の変分
ΔIq を算出する。ΔIq =−PDSUM/RSUM である。
【0145】ステップS29では、欠陥電流推定値PDj
が許容誤差Eよりも大きい値となるストローブkについ
て、第1の電流値IDkを算出する。第1の電流値IDk
Dk+Rk ×ΔIq である。
【0146】ステップS30では、算出された第1の電
流値IDkが許容誤差Eよりも大きい値をとるストローブ
点kに、当該第1の電流値IDkが示す欠陥電流が存在す
ることを検出し、欠陥電流の検出回数をカウントする。
【0147】ステップS31では、欠陥電流の検出回数
が0回であるか否かを判定する。検出回数が0回でない
場合は、ステップS36に進む。検出回数が0回である
場合は、ステップS32に進み、第2の電流値ID を算
出する。第2の電流値ID =(1−1/PSTQ )×Iq
である。
【0148】ステップS33では、第2の電流値ID
許容誤差Eよりも大きいか否かを判定する。第2の電流
値ID >Eである場合は、ステップS34に進み、全ス
トローブ点において、第2の電流値ID が示す欠陥電流
があることを検出する。第2の電流値ID >Eでない場
合は、ステップS35に進み、全ストローブ点において
欠陥電流がないことを検出する。ステップS36では、
出力部44は、CMOS集積回路50の測定結果、欠陥
電流値の算出結果等を表示出力または印刷出力する。
【0149】図16および図17は、試験装置100が
実施する試験方法を例示する概略的なフローチャートで
あり、1点法に関する試験方法である。試験装置100
は、所定数のサンプルのCMOS集積回路について、基
準平均値比Rj REF および推定誤差率ERjを予め算出し
ており、また最大測定誤差EMを予め検知しているもの
とする。また、試験に際して、基準平均値比Rj REF
平均値比Rj として用いる。
【0150】先ず、ステップS41では、信号駆動部3
1は所定のテストパターンのテスト信号をCMOS集積
回路50に印加し、測定部32はストローブ点1での静
止電源電流を測定して測定値IQ1を得る。この測定値I
Q1は、テーブル用メモリ41に保持され、良否判定部4
3に供給される。
【0151】ステップS42では、良否判定部43は、
測定値IQjの平均値Iq の予想値に相当する比率RQ1
算出する。比率RQ1=IQ1/R1 である。また、変数j
の値をj=2に設定する。ステップS43では、良否判
定部43は、許容誤差Eを算出する。許容誤差Eは、推
定誤差率ER ×RQ1の絶対値と最大測定誤差EM の絶対
値のうち、大きいほうの値とする。
【0152】ステップS44では、信号駆動部31は所
定のテストパターンのテスト信号をCMOS集積回路5
0に印加し、測定部32はストローブ点j(j>1)で
の静止電源電流IQjを測定する。この測定値IQjは、テ
ーブル用メモリ41に保持され、良否判定部43に供給
される。
【0153】ステップS45では、良否判定部43は、
欠陥電流予想値PQ1j を算出する。欠陥電流予想値P
Q1j =IQj−Rj ×RQ1である。ステップS46では、
欠陥電流予想値PQ1j と許容誤差Eとを比較する。P
Q1j >Eである場合は、ステップS47に進み、当該ス
トローブ点jで欠陥電流が存在することを検出し、試験
対象のCMOS集積回路50を不良品として判定し、出
力部44は判定結果等を出力し、試験を終了する。な
お、全ストローブ点について欠陥電流の有無の判定を行
う構成としてもよい。PQ1j >Eでない場合は、ステッ
プS48に進む。
【0154】ステップS48では、良否判定部43は、
欠陥電流予想値PQ1j と−Eとを比較する。PQ1j
(−E)である場合は、ステップS49に進み、当該ス
トローブ点j以外のストローブ点で欠陥電流が存在する
ため、CMOS集積回路50を不良品として判定し、出
力部44は判定結果等を出力し、試験を終了する。な
お、全ストローブ点について欠陥電流の有無の判定を行
う構成としてもよい。PQ1j <(−E)でない場合は、
ステップS50に進む。
【0155】ステップS50では、制御部21は、予定
された全ストローブ点(j=1〜m)での静止電源電流
の測定が終了したか否かを判定する。予定された測定が
終了していない場合は、ステップS51に進み、jの値
をインクリメントして1だけ増加し、ステップS44に
戻り、次の測定を行う。予定された測定が終了した場合
は、ステップS52に進み、出力部44は、CMOS集
積回路50の良否判定結果、測定結果、各種演算結果等
を表示出力または印刷出力する。例えば、全ストローブ
点について−E≦PQ1j ≦Eである場合は、被試験素子
のCMOS集積回路50を良品として良否判定部43で
判定し、判定結果を出力部44で出力してもよい。
【0156】図18は、試験装置100が実施する試験
方法を例示する概略的なフローチャートであり、1点法
での上下限法に関する試験方法である。試験装置100
は、所定数のサンプルのCMOS集積回路について、基
準平均値比Rj REF を予め算出しており、上式(10−
3)に示す比例係数σR を予め算出しているものとす
る。また、試験に際して、基準平均値比Rj REF を平均
値比Rj として用いる。
【0157】先ず、ステップS61では、信号駆動部3
1は所定のテストパターンのテスト信号をCMOS集積
回路50に印加し、測定部32はストローブ点1での静
止電源電流を測定して測定値IQ1を得る。この測定値I
Q1は、テーブル用メモリ41に保持され、良否判定部4
3に供給される。
【0158】ステップS62では、良否判定部43は、
測定値IQjの平均値Iq の予想値に相当する比率RQ1
算出する。比率RQ1=IQ1/R1 である。また、変数j
の値をj=2に設定する。
【0159】ステップS63では、信号駆動部31は所
定のテストパターンのテスト信号をCMOS集積回路5
0に印加し、測定部32はストローブ点j(j>1)で
の静止電源電流を測定して測定値IQjを得る。この測定
値IQjは、テーブル用メモリ41に保持され、良否判定
部43に供給される。
【0160】ステップS64では、良否判定部43は、
上限のしきい値IQUと下限のしきい値IQLとを算出す
る。上限のしきい値IQU=(1+6σR )×RQ1であ
り、下限のしきい値IQL=(1−6σR )×RQ1であ
る。
【0161】ステップS65では、良否判定部43は、
測定値IQjと上限および下限のしきい値IQU,IQLとを
比較する。IQj>IQU、または、IQj<IQLが成立する
場合は、ステップS66に進み、良否判定部43は当該
ストローブ点jで欠陥電流が存在することを検出し、被
試験素子のCMOS集積回路50を不良品であると判定
し、出力部44は判定結果等を出力し、試験を終了す
る。なお、全ストローブ点について欠陥電流の有無の判
定を行う構成としてもよい。IQj>IQU、および、IQj
<IQLが成立しない場合は、すなわちIQL≦IQj≦IQU
である場合は、ステップS67に進む。
【0162】ステップS67では、制御部21は、予定
された全ストローブ点(j=1〜m)での静止電源電流
の測定が終了したか否かを判定する。予定された測定が
終了していない場合は、ステップS68に進み、変数j
の値をインクリメントして1だけ増加させ、ステップS
63に戻り、次の測定を行う。予定された測定が終了し
た場合は、ステップS69に進み、出力部44は、CM
OS集積回路50の良否判定結果、測定結果、各種演算
結果等を表示出力または印刷出力する。例えば、全スト
ローブ点についてIQL≦IQj≦IQUである場合は、良否
判定部43は被試験素子のCMOS集積回路50を良品
として判定し、判定結果を出力部44が出力する構成と
してもよい。
【0163】以上に説明したように、本発明に係るCM
OS集積回路の試験方法では、CMOS集積回路50に
対して試験用の特別な素子や構造物を追加する必要がな
く、試験を行うことによるCMOS集積回路50の製造
コストの上昇を抑えることができる。また、汎用の論理
テスタを用いて試験することができ、この点でもCMO
S集積回路50の製造コストの上昇を抑えることができ
る。また、実際に動作する実動作モードまたは出荷後の
条件で試験を行うことができ、試験を行うことによる回
路故障の発生を防止することができ、欠陥の見逃しを防
止することができ、CMOS集積回路50の出荷品の品
質および信頼性を向上することができる。
【0164】さらには、漏れ電流を低減させる方法の採
用コストの関係から、IDDQ 試験をしなかったCMOS
集積回路に対して本発明に係る試験方法を実施すること
で、CMOS集積回路の出荷品の品質および信頼性を向
上することができる。また、静止電源電流IQ の良否判
定用しきい値を下げて良否判定していた場合、本発明に
係る試験方法により、良品を不良品として判定する割合
を減らすことが可能である。
【0165】また、有効ゲート長が約0.25μm以
下、例えば約0.25μm〜約0.1μmまたは約0.
25μm〜約0.05μmでのIDDQ 試験に対して本発
明に係る試験方法を適用することで、CMOS集積回路
の品質を向上することが可能である。また、高温試験の
ために静止電源電流IQ が大きく、IDDQ 試験ができな
かったCMOS集積回路、例えば有効ゲート長が0.5
μm以上のCMOS集積回路に対して適用することで、
品質を向上することが可能である。また、他のFET漏
れ電流の低減方法と併用することで、品質をいっそう向
上することが可能である。また、1測定点でIDDQ 試験
を実施するスタンバイ試験(スタンバイ電流試験)また
は数個の測定点でIDDQ 試験を行う数点IDDQ 試験に対
して、本発明に係る試験方法を適用してさらに多点でI
DDQ 試験を行うことで、品質をさらに向上することが可
能である。なお、上記実施の形態は本発明の例示であ
り、本発明は上記実施の形態に限定されない。
【0166】
【発明の効果】上記した本発明に係るCMOS集積回路
の試験方法では、良品の前記CMOS集積回路について
予め算出された前記複数のストローブ点での静止電源電
流の平均値比と、前記静止電源電流の測定値の平均値と
を用いるので、良品のCMOS集積回路での静止電源電
流の分布であって当該静止電源電流の平均値を基準とす
る分布を知ることができ、試験対象のCMOS集積回路
が良品である場合に前記測定値が採り得る範囲を、前記
静止電源電流の平均値比と前記測定値の平均値とにより
知ることが可能である。
【0167】上記した本発明に係るCMOS集積回路の
試験方法では、例えば、複数のストローブ点での静止電
源電流の平均値比Rj と、測定値IQjと、測定値の平均
値Iq とに基づき、欠陥電流推定値PDj=IQj−Rj ×
Iq を算出する。測定値の平均値Iq と平均値比Rj
を乗算することで、試験対象のCMOS集積回路が良品
である場合の静止電源電流IDDQ の期待値を算出するこ
とができ、この期待値(Rj ×Iq )を測定値IQjから
減算することにより欠陥電流推定値を得ることができ
る。なお、上述したように、欠陥電流推定値PDjが、ス
トローブ点jでの欠陥電流値IDjと、測定値の平均値I
q の算出に用いたストローブ点数と、平均値比Rjにの
み依存し、静止電源電流の測定値の大小に依存しない値
を得ることができ、欠陥電流値IDjの正確な推定も可能
である。
【0168】上記した本発明に係るCMOS集積回路の
試験方法では、例えば、複数のストローブ点での静止電
源電流の平均値比Rj と、測定値IQjと、比率(IQ1
1)とに基づき、欠陥電流予想値PQ1j =IQj−Rj
×IQ1/R1 を算出する。測定値の平均値の予想値に相
当する比率(IQ1/R1 )と平均値比Rj とを乗算する
ことで、試験対象のCMOS集積回路が良品である場合
の静止電源電流IDDQ の期待値を算出することができ、
この期待値(IQ1×Rj /R1 )を測定値IQjから減算
することにより欠陥電流予想値を得ることができる。な
お、上述したように、欠陥電流予想値PQ1j は、ストロ
ーブ点での欠陥電流ID1,IDjと、平均値比R1 ,Rj
にのみ依存し、静止電源電流の測定値の大小に依存しな
い値を得ることができる。
【0169】上記した本発明に係るCMOS集積回路の
試験方法では、例えば、複数のストローブ点での静止電
源電流の平均値比Rj と、比率(IQ1/R1 )と、4以
上7以下の定数fとに基づき、上限のしきい値IQU
(1+f×σR )×IQ1/R1を算出する。測定値の平
均値の予想値に相当する比率(IQ1/R1 )と、平均値
比Rj の標準偏差に関連する(f×σR )とを乗算する
ことで、試験対象のCMOS集積回路が良品である場合
に静止電源電流IDDQ が分布する範囲を算出することが
でき、この範囲(f×σR ×IQ1/R1 )と比率(IQ1
/R1 )とを加算することにより上限のしきい値を得る
ことができる。σR は、平均値比Rj とストローブ点の
総数mとから算出可能であり、上限のしきい値IQUは、
静止電源電流の測定値の大小に拘らず、同じ式から予測
可能である。
【0170】上記した本発明に係るCMOS集積回路の
試験方法では、例えば、複数のストローブ点での静止電
源電流の平均値比Rj と、比率(IQ1/R1 )と、4以
上7以下の定数fとに基づき、下限のしきい値IQL
(1−f×σR )×IQ1/R1を算出する。測定値の平
均値の予想値に相当する比率(IQ1/R1 )と、平均値
比Rj の標準偏差に関連する(f×σR )とを乗算する
ことで、試験対象のCMOS集積回路が良品である場合
に静止電源電流IDDQ が分布する範囲を算出することが
でき、この範囲(f×σR ×IQ1/R1 )を比率(IQ1
/R1 )から減算することにより下限のしきい値を得る
ことができる。σR は、平均値比Rj とストローブ点の
総数mとから算出可能であり、下限のしきい値IQLは、
静止電源電流の測定値の大小に拘らず、同じ式から予測
可能である。
【0171】上記した本発明に係るCMOS集積回路の
解析方法では、複数のストローブ点での静止電源電流の
平均値比Rj と、測定値IQjと、測定値の平均値Iq と
に基づき、欠陥電流推定値PDj=IQj−Rj ×Iq を算
出する。測定値の平均値Iq と平均値比Rj とを乗算す
ることで、試験対象のCMOS集積回路が良品である場
合の静止電源電流IDDQ の期待値を算出することがで
き、この期待値(Rj ×Iq )を測定値IQjから減算す
ることにより欠陥電流推定値を得ることができる。負の
値の欠陥電流推定値PDjの合計値PDSUMと、負の値の欠
陥電流推定値PDjに対応するストローブ点についての平
均値比Rj の合計値RSUM との比の絶対値|PDSUM/R
SUM |を算出することで、測定値の平均値とFET漏れ
電流の平均値との差を示す変分ΔIq を得ることができ
る。
【0172】以上に説明したように、本発明に係るCM
OS集積回路の試験方法および解析方法によれば、静止
電源電流が大きくそのバラツキも大きいCMOS集積回
路でも、欠陥電流を検出可能であり、解析可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】2品種のCMOS集積回路における最大IDDQ
の相対度数分布を例示する分布図である。
【図2】MOSFETの漏れ電流の分類を示す説明図で
ある。
【図3】CMOS集積回路の最大IDDQ の分布を例示す
る分布図である。
【図4】良品の2個のCMOS集積回路におけるFET
漏れ電流の分布を示す説明図である。
【図5】図4のCMOS集積回路の全ストローブにおけ
るFET漏れ電流の相対度数分布を示す分布図である。
【図6】良品の32個のCMOS集積回路について、F
ET漏れ電流の相対度数分布を例示する分布図である。
【図7】基準平均値比の推定誤差率の分布の一例を示す
分布図である。
【図8】基準平均値比の推定誤差率の分布の他の一例を
示す分布図である。
【図9】本発明に係るCMOS集積回路の試験方法を行
う試験装置の構成を示す概略的なブロック構成図であ
る。
【図10】図9の試験装置100が実施する試験方法を
例示する概略的なフローチャートであり、平均値法に関
するフローチャートである。
【図11】図10に続いて、図9の試験装置100が実
施する試験方法を例示する概略的なフローチャートであ
り、平均値法に関するフローチャートである。
【図12】図11に続いて、図9の試験装置100が実
施する試験方法を例示する概略的なフローチャートであ
り、平均値法に関するフローチャートである。
【図13】図9の試験装置100が実施する解析方法を
例示する概略的なフローチャートであり、平均値法に関
するフローチャートである。
【図14】図13に続いて、図9の試験装置100が実
施する解析方法を例示する概略的なフローチャートであ
り、平均値法に関するフローチャートである。
【図15】図14に続いて、図9の試験装置100が実
施する解析方法を例示する概略的なフローチャートであ
り、平均値法に関するフローチャートである。
【図16】図9の試験装置100が実施する試験方法を
例示する概略的なフローチャートであり、1点法に関す
るフローチャートである。
【図17】図16に続いて、図9の試験装置100が実
施する試験方法を例示する概略的なフローチャートであ
り、1点法に関するフローチャートである。
【図18】図9の試験装置100が実施する試験方法を
例示する概略的なフローチャートであり、1点法での上
下限法に関するフローチャートである。
【符号の説明】
11…第1のメモリ、12…第2のメモリ、13…第3
のメモリ、21…制御部、31…信号駆動部、32…測
定部、41…測定IDDQ テーブル用メモリ、42…平均
値比テーブル用メモリ、43…良否判定部、44…出力
部、50…CMOS集積回路、100…試験装置。

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】試験対象のCMOS集積回路にテスト信号
    を印加し、予め決められた複数のストローブ点のうち一
    部または全部のストローブ点での静止電源電流を測定す
    る工程と、 良品の前記CMOS集積回路について予め算出された前
    記複数のストローブ点での静止電源電流の平均値比と、
    前記一部または全部のストローブ点での測定値と、前記
    測定値の平均値とに基づき、前記試験対象のCMOS集
    積回路の良否判定を行う工程とを有するCMOS集積回
    路の試験方法。
  2. 【請求項2】前記平均値比と前記測定値と前記平均値と
    に基づいて前記良否判定を行う工程は、 前記複数のストローブ点での静止電源電流の平均値比R
    j と、前記一部または全部のストローブ点での前記測定
    値IQjと、前記平均値Iq とに基づき、前記ストローブ
    点に対応する欠陥電流推定値PDj=IQj−Rj ×Iq を
    算出する工程と、 算出された前記欠陥電流推定値PDjと前記静止電源電流
    の測定値の許容誤差Eとに基づいて前記試験対象のCM
    OS集積回路の良否判定を行う工程とを有する請求項1
    記載のCMOS集積回路の試験方法。
  3. 【請求項3】前記欠陥電流推定値PDjと前記許容誤差E
    とに基づいて前記良否判定を行う工程では、 算出された前記欠陥電流推定値PDjの絶対値が、前記許
    容誤差Eの絶対値よりも大きい場合に、前記試験対象の
    CMOS集積回路を不良品として判定する請求項2記載
    のCMOS集積回路の試験方法。
  4. 【請求項4】前記欠陥電流推定値PDjと前記許容誤差E
    とに基づいて前記良否判定を行う工程は、 前記全部のストローブ点に対応する前記欠陥電流推定値
    Djの絶対値の各々が、前記許容誤差Eの絶対値以下で
    ある場合に、変動率PSTQ =Iq ×(Rb −Rs )/
    (IQb−IQs)を算出する工程と、 前記変動率PSTQ が1よりも大きい場合に、前記試験対
    象のCMOS集積回路を不良品として判定する工程とを
    有する(但し、Rb は前記平均値比Rj のうち最大平均
    値比であり、IQbは前記最大平均値比Rb に対応するス
    トローブ点での測定値であり、Rs は前記平均値比Rj
    のうち最小平均値比であり、IQsは前記最小平均値比R
    s に対応するストローブ点での測定値である)請求項2
    記載のCMOS集積回路の試験方法。
  5. 【請求項5】前記欠陥電流推定値PDjと前記許容誤差E
    とに基づいて前記良否判定を行う工程は、 前記変動率PSTQ が1以下である場合に、前記試験対象
    のCMOS集積回路を良品として判定する工程をさらに
    有する請求項4記載のCMOS集積回路の試験方法。
  6. 【請求項6】前記静止電源電流の測定値の許容誤差E
    は、前記複数のストローブ点での前記平均値比Rj の誤
    差率ERjのうち最大誤差率ER と前記平均値Iq とを乗
    算した乗算値(ER ×Iq )と、最大測定誤差EM との
    うち、絶対値の大きいほうの値である請求項2記載のC
    MOS集積回路の試験方法。
  7. 【請求項7】前記平均値は、前記一部または全部のスト
    ローブ点での測定値の算術平均値である請求項1記載の
    CMOS集積回路の試験方法。
  8. 【請求項8】前記平均値は、前記一部または全部のスト
    ローブ点のうち所定のストローブ点での測定値IQ1と、
    前記所定のストローブ点での静止電源電流の平均値比R
    1 との比率(IQ1/R1 )である請求項1記載のCMO
    S集積回路の試験方法。
  9. 【請求項9】前記平均値比と前記測定値と前記平均値と
    に基づいて前記良否判定を行う工程は、 前記複数のストローブ点での静止電源電流の平均値比R
    j と、前記一部または全部のストローブ点での測定値I
    Qjと、前記比率(IQ1/R1 )とに基づき、前記ストロ
    ーブ点に対応する欠陥電流予想値PQ1j =IQj−Rj ×
    (IQ1/R1 )を算出する工程と、 算出された前記欠陥電流予想値PQ1j と前記静止電源電
    流の測定値の許容誤差Eとに基づいて前記良否判定を行
    う工程とを有する請求項8記載のCMOS集積回路の試
    験方法。
  10. 【請求項10】前記欠陥電流予想値PQ1j と前記許容誤
    差Eとに基づいて前記良否判定を行う工程では、 算出された前記欠陥電流予想値PQ1j の絶対値が、前記
    許容誤差Eの絶対値よりも大きい場合に、前記試験対象
    のCMOS集積回路を不良品として判定する請求項9記
    載のCMOS集積回路の試験方法。
  11. 【請求項11】前記静止電源電流の測定値の許容誤差E
    は、前記複数のストローブ点での静止電源電流の平均値
    比Rj の誤差率ERjのうち最大誤差率ER と前記比率
    (IQ1/R1 )とを乗算した乗算値(ER ×IQ1
    1 )と、最大測定誤差EM とのうち、絶対値の大きい
    ほうの値である請求項9記載のCMOS集積回路の試験
    方法。
  12. 【請求項12】前記平均値比と前記測定値と前記平均値
    とに基づいて前記良否判定を行う工程は、 前記複数のストローブ点での静止電源電流の平均値比R
    j と、前記比率(IQ1/R1 )と、4以上7以下の定数
    fとに基づき、上限のしきい値IQU=(1+f×σR
    ×IQ1/R1 を算出する工程と、 前記測定値が前記上限のしきい値IQUよりも大きい場合
    に、前記試験対象のCMOS集積回路を不良品として判
    定する工程とを有する(但し、σR は、前記複数のスト
    ローブ点での(Rj −1)2 の平均値の平方根である) 請求項8記載のCMOS集積回路の試験方法。
  13. 【請求項13】前記平均値比と前記測定値と前記平均値
    とに基づいて前記良否判定を行う工程は、 下限のしきい値IQL=(1−f×σR )×IQ1/R1
    算出する工程と、 前記測定値が前記下限のしきい値IQLよりも小さい場合
    に、前記試験対象のCMOS集積回路を不良品として判
    定する工程と、 前記一部または全部のストローブ点での測定値の各々
    が、前記下限のしきい値IQL以上であって前記上限のし
    きい値IQU以下である場合に、前記試験対象のCMOS
    集積回路を良品として判定する工程とをさらに有する請
    求項12記載のCMOS集積回路の試験方法。
  14. 【請求項14】前記定数fの値は、5以上6以下である
    請求項12記載のCMOS集積回路の試験方法。
  15. 【請求項15】前記平均値比と前記測定値と前記平均値
    とに基づいて前記良否判定を行う工程は、 前記複数のストローブ点での静止電源電流の平均値比R
    j と、前記比率(IQ1/R1 )と、4以上7以下の定数
    fとに基づき、下限のしきい値IQL=(1−f×σR
    ×IQ1/R1 を算出する工程と、 前記測定値が前記下限のしきい値IQLよりも小さい場合
    に、前記試験対象のCMOS集積回路を不良品として判
    定する工程とを有する(但し、σR は、前記複数のスト
    ローブ点での(Rj −1)2 の平均値の平方根である) 請求項8記載のCMOS集積回路の試験方法。
  16. 【請求項16】前記定数fの値は、5以上6以下である
    請求項15記載のCMOS集積回路の試験方法。
  17. 【請求項17】前記所定のストローブ点は、前記一部ま
    たは全部のストローブ点のうち最初のストローブ点であ
    る請求項8記載のCMOS集積回路の試験方法。
  18. 【請求項18】前記複数のストローブ点での静止電源電
    流の平均値比は、良品の前記CMOS集積回路に前記テ
    スト信号を印加して静止電源電流を前記複数のストロー
    ブ点で測定した前記複数の測定値と当該複数の測定値の
    平均値との比を、複数個の良品の前記CMOS集積回路
    または数個以上の良品の前記CMOS集積回路について
    平均化した値である請求項1記載のCMOS集積回路の
    試験方法。
  19. 【請求項19】前記テスト信号は複数のテストパターン
    を有しており、 前記複数のストローブ点のうち隣接するストローブ点の
    間に、前記テスト信号のテストパターンを切り換える工
    程をさらに有する請求項1記載のCMOS集積回路の試
    験方法。
  20. 【請求項20】試験対象のCMOS集積回路にテスト信
    号を印加し、予め決められた複数のストローブ点での静
    止電源電流を測定する工程と、 良品の前記CMOS集積回路について予め算出された前
    記複数のストローブ点での静止電源電流の平均値比Rj
    と、前記複数のストローブ点での測定値IQjと、前記測
    定値の平均値Iq とに基づき、前記ストローブ点に対応
    する欠陥電流推定値PDj=IQj−Rj ×Iq を算出する
    工程と、 算出された前記欠陥電流推定値PDjのうち、負の値の欠
    陥電流推定値PDjの合計値PDSUMを算出する工程と、 前記複数のストローブ点のうち、前記負の値の欠陥電流
    推定値PDjに対応するストローブ点について、前記平均
    値比Rj の合計値RSUM を算出する工程と、 前記欠陥電流推定値PDjの合計値PDSUMと前記平均値比
    j の合計値RSUM との比の絶対値|PDSUM/RSUM
    を算出する工程とを有するCMOS集積回路の解析方
    法。
  21. 【請求項21】前記複数のストローブ点のうち、正の値
    の前記欠陥電流推定値PDjに対応するストローブ点につ
    いて、第1の電流値IDj=PDj+Rj ×|PDSUM/R
    SUM |を算出する工程と、 算出された前記第1の電流値IDjのうち前記静止電源電
    流の測定値の許容誤差Eの絶対値よりも大きい第1の電
    流値を、欠陥電流値として検出する工程とをさらに有す
    る請求項20記載のCMOS集積回路の解析方法。
  22. 【請求項22】算出された前記第1の電流値IDjの各々
    が前記許容誤差Eの絶対値以下である場合に、変動率P
    STQ =Iq ×(Rb −Rs )/(IQb−IQs)に基づい
    て第2の電流値ID =(1−1/PSTQ )×Iq を算出
    する工程と、 前記第2の電流値ID が前記許容誤差Eの絶対値よりも
    大きい場合に、前記複数のストローブ点での測定値の各
    々に、前記第2の電流値ID が示す欠陥電流値が含まれ
    ていることを検出する工程とをさらに有する(但し、R
    b は前記平均値比Rj のうち最大平均値比であり、IQb
    は前記最大平均値比Rb に対応するストローブ点での測
    定値であり、Rs は前記平均値比Rjのうち最小平均値
    比であり、IQsは前記最小平均値比Rs に対応するスト
    ローブ点での測定値である) 請求項21記載のCMOS集積回路の解析方法。
  23. 【請求項23】前記第2の電流値ID が前記許容誤差E
    の絶対値以下である場合に、前記複数のストローブ点で
    の測定値の各々に、欠陥電流値が含まれていないことを
    検出する工程をさらに有する請求項22記載のCMOS
    集積回路の解析方法。
  24. 【請求項24】前記静止電源電流の測定値の許容誤差E
    は、前記複数のストローブ点での静止電源電流の平均値
    比Rj の誤差率ERjのうち最大誤差率ER と前記平均値
    Iq とを乗算した乗算値(ER ×Iq )と、最大測定誤
    差EM とのうち、絶対値が大きいほうの値である請求項
    21記載のCMOS集積回路の解析方法。
  25. 【請求項25】前記平均値は、前記複数のストローブ点
    での測定値の算術平均値である請求項20記載のCMO
    S集積回路の解析方法。
  26. 【請求項26】前記複数のストローブ点での静止電源電
    流の平均値比は、良品の前記CMOS集積回路に前記テ
    スト信号を印加して静止電源電流を前記複数のストロー
    ブ点で測定した前記複数の測定値と当該複数の測定値の
    平均値との比を、複数個の良品の前記CMOS集積回路
    または数個以上の良品の前記CMOS集積回路について
    平均化した値である請求項20記載のCMOS集積回路
    の解析方法。
  27. 【請求項27】前記テスト信号は複数のテストパターン
    を有しており、 前記複数のストローブ点のうち隣接するストローブ点の
    間に、前記テスト信号のテストパターンを切り換える工
    程をさらに有する請求項20記載のCMOS集積回路の
    解析方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7096140B2 (en) 2003-10-30 2006-08-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Test system, test method and test program for an integrated circuit by IDDQ testing
WO2008069025A1 (ja) * 2006-11-29 2008-06-12 Nec Corporation 半導体装置

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001021609A (ja) * 1999-07-07 2001-01-26 Mitsubishi Electric Corp 半導体集積回路の検査方法
JP2002243496A (ja) * 2001-02-22 2002-08-28 Mitsubishi Electric Corp 測定方法および測定装置
US6718524B1 (en) * 2001-09-17 2004-04-06 Lsi Logic Corporation Method and apparatus for estimating state-dependent gate leakage in an integrated circuit
US6812724B2 (en) * 2002-02-22 2004-11-02 Lan Rao Method and system for graphical evaluation of IDDQ measurements
US7609079B2 (en) * 2006-03-02 2009-10-27 Dialog Semiconductor Gmbh Probeless DC testing of CMOS I/O circuits
US8626480B2 (en) * 2009-10-06 2014-01-07 International Business Machines Corporation Compact model for device/circuit/chip leakage current (IDDQ) calculation including process induced uplift factors

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09318704A (ja) * 1996-05-30 1997-12-12 Ando Electric Co Ltd Ic試験装置
US6124724A (en) * 1998-05-27 2000-09-26 Xilinx, Inc. Method of increasing AC testing accuracy through linear extrapolation

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7096140B2 (en) 2003-10-30 2006-08-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Test system, test method and test program for an integrated circuit by IDDQ testing
WO2008069025A1 (ja) * 2006-11-29 2008-06-12 Nec Corporation 半導体装置
US8330483B2 (en) 2006-11-29 2012-12-11 Nec Corporation Semiconductor device to detect abnormal leakage current caused by a defect

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