JP2008065872A - 検査用半導体集積回路及び検査システム並びに検査方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】高速DRAMI/Fを備えたLSIを低速LSIテスターで検査する場合の検査内容を拡大し、検査品質を向上することができる検査システムを提供する。
【解決手段】行列状に配置される複数のメモリセルを有し、指示に従ってデータの書き込み読み出し動作を行うメモリセルアレイ101と、送受信特性の変更が可能で、高速な第1のクロック信号に同期して制御信号を検査対象の高速メモリインターフェース回路内蔵半導体集積回路105から取り込み、メモリセルアレイ101への書き込み読み出し動作を制御する第1のメモリインターフェース回路102と、第1のメモリインターフェース回路102の入出力特性を制御する制御部103と、第1のクロック信号とは別の低速な第2のクロック信号に同期してメモリセルアレイ101への書き込み読み出し動作を制御する第2のメモリインターフェース回路104とを備えた検査用半導体集積回路100。
【選択図】図1

Description

本発明は、高速メモリインターフェース回路を内蔵した半導体集積回路を、低速検査装置を用いて検査するための検査用半導体集積回路及び同検査用半導体集積回路を用いた検査方法に関する。
近年、ダイナミックランダムアクセスメモリ(以下、DRAMと称す)等の高速アクセスを実現するために、クロック信号に同期して動作する同期型DRAM(シンクロナスDRAM:以下、SDRAMと称す)が用いられているが、更なる高速アクセスを可能とするため、クロック信号の立上がり立下りの両エッジでデータをやりとりするダブルデータレートSDRAM(以下、DDR−SDRAMと称す)が普及してきている。
これらのDRAMを接続して動作する半導体集積回路(以下、LSIと称す)に内蔵されるインターフェイス回路(以下、I/Fと称す)も当然のことながら高速化が必然となっている。
こうしたLSIを検査する方法としては、LSIに内蔵された高速のDRAMI/Fを高速・高性能なLSI検査装置(高速LSIテスター)に接続し、これらの間で信号の送受信を行って、LSIを検査する方法が挙げられる。
しかし、メモリ専用テスター(メモリテスター)と比べて、汎用の高速LSIテスターの開発は、LSIの高速化より遅れるのが一般的である上、開発には多くの時間と多くのコストを要する。
また通常のSDRAMで3.3V、通常のDDR−SDRAMで2.5V、更には1.8V(DDR2−SDRAM)、1.5V(DDR3−SDRAM)とメモリの低電圧化及びデータ信号の差動信号化により、テスター本体と検査対象LSIの間の距離が長い汎用のLSIテスターでは、入出力信号の品位を保つことが困難になってきている。
そのため、従来の低速LSIテスターで高速DRAMI/Fを備えたLSIを検査する方法が工夫されている。例えば、特許文献1に記載のように、高速DRAMI/Fの信号速度に対応が可能なDRAMを高速DRAMI/Fに接続し、高速DRAMI/Fと半導体デバイスの間では高速信号の送受信を行い、高速DRAMI/F内部に設けたテスト回路で高速信号を低速信号に変換し、変換した低速信号を低速LSIテスターで検査する方法である。
また、特許文献2に記載のように、高速信号と低速信号を変換する信号速度変換回路と、高速信号I/Fの入出力特性を変更可能な制御部を設けた高速I/F回路検査用モジュールを高速I/F回路に接続し、低速LSIテスターで高速I/F信号の特性試験をする方法もある。
特開2003−98235号公報 特開2005−337740号公報
しかしながら、これら上記の従来技術には以下の課題がある。
特許文献1に記載の方法では、比較結果が異なった場合に不具合があることは確認できても、書き込み側と読み出し側のどちらに不具合が存在するか解析することができず、また高速DRAMI/F信号の特性試験ができないため、特性保証が十分にできないという課題があった。
また、特許文献2に記載の方法では、回路検査モジュールは高速DRAMI/Fのような高速I/F信号の特性試験はできても、実際のDRAMコアへの書き込み及び読み出しを行っていないので、特性試験のターゲット設定自体が間違っていた場合に不良品を流出させてしまうという課題があった。
また、前記したようにDRAM信号の低電圧化によるLSIテスターでの入出力信号の品位の低下という全般的な課題もあった。
本発明は、高速DRAMI/Fを備えたLSIを低速LSIテスターで検査する場合の検査内容を拡大し、検査品質を向上することができる検査方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、行列状に配置される複数のメモリセルを有し、指示に従ってデータの書き込み動作又は読み出し動作を行うメモリセルアレイと、送受信特性の変更が可能で、かつ、高速な第1のクロック信号に同期して制御信号を検査対象の高速メモリインターフェース回路内蔵半導体集積回路から取り込み、前記メモリセルアレイへの書き込み及び読み出し動作を制御する第1のメモリインターフェース回路と、前記第1のメモリインターフェース回路の入出力特性を制御する制御部と、前記第1のクロック信号とは別の低速な第2のクロック信号に同期して前記メモリセルアレイへの書き込み及び読み出し動作を制御する第2のメモリインターフェース回路とを備えた検査用半導体集積回路である。
また、本発明は、前記メモリセルアレイ、前記第1のメモリインターフェース回路及び前記制御部に電源を供給する第1の電源ポートと、前記第2のメモリインターフェース回路に電源を供給する第2の電源ポートとを備え、前記第1のメモリインターフェース回路と前記第2のメモリインターフェース回路の信号レベルを異なるレベルにする検査用半導体集積回路である。
そして、本発明は、上記検査用半導体集積回路と低速半導体集積回路テスターとからなり、前記低速半導体集積回路テスターは、前記検査用半導体集積回路の第1のメモリインターフェース回路の入出力特性を制御する設定信号を送出するとともに、検査対象のメモリインターフェース回路内蔵半導体集積回路及び前記第1のメモリインターフェース回路を介して前記検査用半導体集積回路のメモリセルアレイに書き込みデータ信号を送出し、前記検査用半導体集積回路の第2のメモリインターフェース回路を介して前記メモリセルアレイに書き込んだデータ信号を読み出し、送出したデータ信号と読み出したデータ信号とを比較し、検査対象の高速メモリインターフェース回路内蔵半導体集積回路を検査する検査システムである。
更に、本発明は、上記検査用半導体集積回路と低速半導体集積回路テスターとからなり、前記低速半導体集積回路テスターは、前記検査用半導体集積回路の第1のメモリインターフェース回路の入出力特性を制御する設定信号を送出するとともに、前記検査用半導体集積回路の第2のメモリインターフェース回路を介して、前記検査用半導体集積回路のメモリセルアレイに書き込むデータ信号を送出し、前記第1のメモリインターフェース回路及び検査対象のメモリインターフェース回路内蔵半導体集積回路を介して、前記メモリセルアレイに書き込んだデータ信号を受け取り、送出したデータ信号と読み出したデータ信号とを比較し、検査対象の高速メモリインターフェース回路内蔵半導体集積回路を検査する検査システムである。
また、本発明は、検査用半導体集積回路の第1のメモリインターフェース回路の入出力特性を制御する設定信号を送出することと、検査対象のメモリインターフェース回路内蔵半導体集積回路及び前記第1のメモリインターフェース回路を介して前記検査用半導体集積回路のメモリセルアレイに書き込みデータ信号を送出することと、前記検査用半導体集積回路の第2のメモリインターフェース回路を介して前記メモリセルアレイに書き込んだデータ信号を読み出し、送出したデータ信号と読み出したデータ信号とを比較することとを有し、検査対象の高速メモリインターフェース回路内蔵半導体集積回路を検査する検査方法である。
そして、本発明は、検査用半導体集積回路の第1のメモリインターフェース回路の入出力特性を制御する設定信号を送出することと、前記検査用半導体集積回路の第2のメモリインターフェース回路を介して、前記検査用半導体集積回路のメモリセルアレイに書き込むデータ信号を送出することと、前記第1のメモリインターフェース回路及び検査対象のメモリインターフェース回路内蔵半導体集積回路を介して、前記メモリセルアレイに書き込んだデータ信号を受け取り、送出したデータ信号と読み出したデータ信号とを比較することとを有し、検査対象の高速メモリインターフェース回路内蔵半導体集積回路を検査する検査方法である。
本発明により、低速のLSIテスターで高速DRAMI/Fの検査を行う際に、書き込み側と読み出し側を独立してテストすることができ、また実際にDRAMへの書き込み及び読み出しをテストすることができる。
また低速のLSIテスターでDRAMデータ信号を送受信する場合でも信号の品位を保つことができる。
本発明によれば、高速DRAMI/Fを備えたLSIを低速LSIテスターで検査する場合の検査内容を拡大し、検査品質を向上することができる。
本発明を実施するための最良の形態を説明する。
以下、本発明の検査用半導体集積回路及び検査システム並びに検査方法の一実施例について説明する。図1は、本発明による高速DRAMI/F検査用LSIと、同検査用LSIを用いて高速DRAMI/Fを備えたLSIを低速LSIテスターで検査する検査システムを示す図である。
図1において、100は高速DRAMI/F検査用LSI、101はメモリセルアレイ、102は高速DRAMI/F、103は特性制御用レジスタ、104は低速DRAMI/F、105は検査対象LSI、106は高速DRAMI/F、107はテスト回路、108はLSIソケット、109はDUT(DeviceUnderTest)ボード、110は低速LSIテスターである。尚、図中の高速DRAMI/F102及び106は、DDR−SDRAMのDRAMI/Fとしており、低速DRAMI/F104は、SDRAMのDRAMI/Fとしているが、あくまで一例である。
高速DRAMI/F検査用LSI100は、メモリセルアレイ101と、高速DRAMI/F102と、特性制御用レジスタ103と、低速DRAMI/F104を内蔵し、低速DRAMI/F104のI/F部分は、低速LSIテスター110から供給される電源4で動作し、それ以外は電源3で動作する。
メモリセルアレイ101は、高速DRAMI/F102及び低速DRAMI/F104からの書き込み/読み出しの指示に従って、データの書き込み/読み出し動作を行う。
高速DRAMI/F102は、検査対象LSI105内部の高速DRAMI/F106から、高速クロック信号と制御信号が入力され、DRAMデータ信号とデータストローブ信号を入力し出力する。そして高速クロックに同期して制御信号を取り込み、書き込み動作であれば、入力されるDRAMデータ信号を、入力されるデータストローブ信号にしたがって取り込み、メモリセルアレイ101に書き込む。読み出し動作であれば、DRAMデータ信号をデータストローブ信号とともに出力する。また特性制御用レジスタ103から入力される特性制御情報に従って、高速クロック信号、制御信号、DRAMデータ信号、データストローブ信号の入出力特性を変化させる。
特性制御用レジスタ103は、低速LSIテスター110からのレジスタ設定信号を取り込み、高速DRAMI/F102の入出力特性を制御する。
低速DRAMI/F104は、低速LSIテスター110から、低速クロック信号と制御信号が入力され、DRAMデータ信号を入力または出力し、さらには電源4が供給される。そして低速クロックに同期して制御信号を取り込み、書き込み動作であれば、入力されるDRAMデータ信号を取り込み、メモリセルアレイ101に書き込む。読み出し動作であれば、DRAMデータ信号を出力する。
ここで、低速DRAMI/F104が低速LSIテスター110との間で入出力する信号は、電源3に従った電圧レベルとなる。
検査対象LSI105は、高速DRAMI/F106とテスト回路107を内蔵し、高速DRAMI/F106は、低速LSIテスター110から供給される電源2で動作し、それ以外は電源1で動作する。
高速DRAMI/F106は、高速DRAMI/F検査用LSI100内部の高速DRAMI/F102に対して、高速クロック信号と制御信号を出力し、DRAMデータ信号とデータストローブ信号を出力または入力する。そして書き込み動作であれば、書き込みの制御信号を高速クロック信号に同期して出力し、DRAMデータ信号をデータストローブ信号とともに出力する。読み出し動作であれば、読み出しの制御信号を高速クロック信号に同期して出力し、入力されるDRAMデータ信号を、入力されるデータストローブ信号にしたがって取り込む。また、テスト回路107からの信号に従って、書き込み動作や読み出し動作を任意に行うことができる。
テスト回路107は、低速LSIテスター110からの低速テスト信号(例えばJTAG信号など)を取り込み、テストモードの制御や、高速DRAMI/F106の書き込みや読み出しなどの動作制御や、書き込みデータを与える。また、読み出したデータを低速LSIテスター110に低速テスト信号で出力する。
DUTボード109は、高速DRAMI/F検査用LSI100と、LSIソケット108を搭載し、両者の間は配線で接続されている。LSIソケット108は、検査対象LSI105が着脱される。
以下、図1の検査システムでの、検査対象LSI105の検査について説明する。尚、高速DRAMI/F検査用LSI100は、事前に検査されて不良が無いこと、及び高速DRAMI/F102の特性制御部分の特性が測定されていることが望ましい。
まず、検査対象LSI105の書き込み動作の検査について説明する。低速LSIテスター110から低速テスト信号により、テスト回路107からテストモードの設定を行う。
高速DRAMI/F106を送信可能とする設定を行い、高速DRAMI/F106経由で高速DRAMI/F検査用LSIのモード設定(DRAMのモードレジスタ設定)を行う。
低速テスター110からのレジスタ設定信号により、特性制御用レジスタ102は、高速DRAMI/F102の入出力特性の制御を行う。
低速LSIテスター110から、テスト回路107経由でDRAMデータ信号の書き込み検査用のデータと、高速DRAMI/F106が書き込み動作を行う制御データを送信する。
高速DRAMI/F106から、高速DRAMI/F102経由で高速DRAMI/F検査用LSI100に書き込み動作が行われ、書き込み検査用データがメモリセルアレイ101に書き込まれる。
低速LSIテスター110から低速DRAMI/F104に読み出し制御信号を送信し、メモリセルアレイ101に書き込まれた書き込み検査用データを読み出す。
低速LSIテスター110で、読み出したデータと、検査対象LSI105に送信した書き込み検査用データを比較し、判定を行う。
次に検査対象LSI105の読み出し動作の検査について説明する。低速LSIテスター110からの低速テスト信号により、テスト回路107からテストモードの設定を行う。
高速DRAMI/F106を送信可能とする設定を行い、高速DRAMI/F106経由で高速DRAMI/F検査用LSIのモード設定(DRAMのモードレジスタ設定)を行う。
低速テスター110からのレジスタ設定信号により、特性制御用レジスタ102は、高速DRAMI/F102の入出力特性の制御を行う。
低速LSIテスター110から低速DRAMI/F104に書き込み制御信号と読み出し検査用データを送信し、メモリセルアレイ101に読み出し検査用データが書き込まれる。
低速LSIテスター110から、テスト回路107経由で高速DRAMI/F106が読み出し動作を行う制御データを送信する。
高速DRAMI/F106から、高速DRAMI/F102経由で高速DRAMI/F検査用LSI100に読み出し動作が行われ、読み出し検査用データがメモリセルアレイ101から読み出される。
高速DRAMI/F106で受信した読み出しデータを、テスト回路107経由で低速LSIテスター110に送信する。
低速LSIテスター110で、検査対象LSIから受信した読み出しデータと読み出し検査用データを比較し、判定を行う。
次に、検査対象LSI105の書き込み動作と読み出し動作の同時検査について説明する。低速LSIテスター110から低速テスト信号により、テスト回路107からテストモードの設定を行う。
高速DRAMI/F106を送信可能とする設定を行い、高速DRAMI/F106経由で高速DRAMI/F検査用LSIのモード設定(DRAMのモードレジスタ設定)を行う。
低速テスター110からレジスタ設定信号により、高速DRAMI/F102の入出力特性の制御を行う。
低速LSIテスター110から、テスト回路107経由でDRAMデータ信号の書き込み/読み出し検査用のデータと、高速DRAMI/F106が書き込み動作を行う制御データを送信する。
高速DRAMI/F106から高速DRAMI/F検査用LSI100に書き込み動作が行われ、書き込み/読み出し検査用データがメモリセルアレイ101に書き込まれる。
低速LSIテスター110から、テスト回路107経由で高速DRAMI/F106が読み出し動作を行う制御データを送信する。
高速DRAMI/F106から高速DRAMI/F検査用LSI100に読み出し動作が行われ、書き込み/読み出し検査用データがメモリセルアレイ101から読み出される。
高速DRAMI/F106で受信した読み出しデータを、テスト回路107経由で低速LSIテスター110に送信する。
低速LSIテスター110で、検査対象LSIから受信した読み出しデータと書き込み/読み出し検査用データを比較し、判定を行う。
以上のように、書き込み動作の検査、読み出し動作の検査、書き込み動作と読み出し動作の同時検査を行うことができる。
また、各検査において高速DRAMI/F102の入出力特性を少しずつ変化させて複数回の検査を行うことにより、高速DRAMI/F106の動作マージンを測定することができる。
以上、説明したように、本発明は、行列状に配置される複数のメモリセルを有するメモリセルアレイと、高速な第1のクロック信号に同期して前記メモリセルアレイへの書き込み及び読み出し動作を制御する、送受信特性の変更が可能な第1のメモリインターフェース回路と、前記第1のメモリインターフェース回路の入出力特性を制御する制御部と、前記第1のクロック信号とは別の低速な第2のクロック信号に同期して前記メモリセルアレイへの書き込み及び読み出し動作を制御する第2のメモリインターフェース回路と、前記メモリセルアレイ及び前記第1のメモリインターフェース回路及び前記制御部に電源を供給する第1の電源ポートと、前記第2のメモリインターフェース回路に電源を供給する第2の電源ポートを備え、高速DRAMI/Fを備えたLSIを低速LSIテスターで検査を行う際に、書き込み側と読み出し側を独立してテストすることができ、また実際にDRAMへの書き込み及び読み出しをテストすることができる。
実施例の高速DRAMI/F検査用LSIと、同検査用LSIを用いて高速DRAMI/Fを備えたLSIを低速LSIテスターで検査する検査システムの説明図。
符号の説明
100 高速DRAMI/F検査用LSI
101 メモリセルアレイ
102 高速DRAMI/F
103 特性制御用レジスタ
104 低速DRAMI/F
105 検査対象LSI
106 高速DRAMI/F
107 テスト回路
108 LSIソケット
109 DUTボード
110 低速LSIテスター

Claims (6)

  1. 行列状に配置される複数のメモリセルを有し、指示に従ってデータの書き込み動作又は読み出し動作を行うメモリセルアレイと、送受信特性の変更が可能で、かつ、高速な第1のクロック信号に同期して制御信号を検査対象の高速メモリインターフェース回路内蔵半導体集積回路から取り込み、前記メモリセルアレイへの書き込み及び読み出し動作を制御する第1のメモリインターフェース回路と、前記第1のメモリインターフェース回路の入出力特性を制御する制御部と、前記第1のクロック信号とは別の低速な第2のクロック信号に同期して前記メモリセルアレイへの書き込み及び読み出し動作を制御する第2のメモリインターフェース回路とを備えた検査用半導体集積回路。
  2. 前記メモリセルアレイ、前記第1のメモリインターフェース回路及び前記制御部に電源を供給する第1の電源ポートと、前記第2のメモリインターフェース回路に電源を供給する第2の電源ポートとを備え、前記第1のメモリインターフェース回路と前記第2のメモリインターフェース回路の信号レベルを異なるレベルにする請求項1記載の検査用半導体集積回路。
  3. 請求項1記載の検査用半導体集積回路と低速半導体集積回路テスターとからなり、前記低速半導体集積回路テスターは、前記検査用半導体集積回路の第1のメモリインターフェース回路の入出力特性を制御する設定信号を送出するとともに、検査対象のメモリインターフェース回路内蔵半導体集積回路及び前記第1のメモリインターフェース回路を介して前記検査用半導体集積回路のメモリセルアレイに書き込みデータ信号を送出し、前記検査用半導体集積回路の第2のメモリインターフェース回路を介して前記メモリセルアレイに書き込んだデータ信号を読み出し、送出したデータ信号と読み出したデータ信号とを比較し、検査対象の高速メモリインターフェース回路内蔵半導体集積回路を検査することを特徴とする検査システム。
  4. 請求項1記載の検査用半導体集積回路と低速半導体集積回路テスターとからなり、前記低速半導体集積回路テスターは、前記検査用半導体集積回路の第1のメモリインターフェース回路の入出力特性を制御する設定信号を送出するとともに、前記検査用半導体集積回路の第2のメモリインターフェース回路を介して、前記検査用半導体集積回路のメモリセルアレイに書き込むデータ信号を送出し、前記第1のメモリインターフェース回路及び検査対象のメモリインターフェース回路内蔵半導体集積回路を介して、前記メモリセルアレイに書き込んだデータ信号を受け取り、送出したデータ信号と読み出したデータ信号とを比較し、検査対象の高速メモリインターフェース回路内蔵半導体集積回路を検査することを特徴とする検査システム。
  5. 検査用半導体集積回路の第1のメモリインターフェース回路の入出力特性を制御する設定信号を送出することと、検査対象のメモリインターフェース回路内蔵半導体集積回路及び前記第1のメモリインターフェース回路を介して前記検査用半導体集積回路のメモリセルアレイに書き込みデータ信号を送出することと、前記検査用半導体集積回路の第2のメモリインターフェース回路を介して前記メモリセルアレイに書き込んだデータ信号を読み出し、送出したデータ信号と読み出したデータ信号とを比較することとを有し、検査対象の高速メモリインターフェース回路内蔵半導体集積回路を検査することを特徴とする検査方法。
  6. 検査用半導体集積回路の第1のメモリインターフェース回路の入出力特性を制御する設定信号を送出することと、前記検査用半導体集積回路の第2のメモリインターフェース回路を介して、前記検査用半導体集積回路のメモリセルアレイに書き込むデータ信号を送出することと、前記第1のメモリインターフェース回路及び検査対象のメモリインターフェース回路内蔵半導体集積回路を介して、前記メモリセルアレイに書き込んだデータ信号を受け取り、送出したデータ信号と読み出したデータ信号とを比較することとを有し、検査対象の高速メモリインターフェース回路内蔵半導体集積回路を検査することを特徴とする検査方法。
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