JP2016109452A - 試験回路および試験回路の制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 半導体装置の歩留まりを向上する。【解決手段】 複数の半導体チップを含む半導体装置を試験する試験回路は、半導体装置を試験するデータを半導体装置の外部から受けるテスト入力端子と、複数の半導体チップのうちの少なくとも1つの半導体チップと他の半導体チップとの間の信号経路であり、テスト入力端子に供給されたデータが伝達される複数の信号経路と、少なくとも1つの半導体チップに設けられ、複数の信号経路を介して他の半導体チップに接続され、期待値を示すデータを複数の信号経路のいずれかを介して受けた場合、期待値を示すデータを転送した信号経路を示す選択信号を生成する選択信号生成部と、選択信号生成部を含む半導体チップに設けられ、複数の信号経路に接続され、複数の信号経路のうち、半導体装置を試験する際に使用する信号経路を選択信号に基づいて選択する経路選択部とを有する。【選択図】 図1

Description

本発明は、半導体装置の試験回路および試験回路の制御方法に関する。
SiP(System in Package)では、複数の半導体チップが単一のパッケージに格納される。複数の半導体チップのI/O(Input/Output)端子は、例えば、マイクロバンプ等のバンプにより互いに接合される。複数の半導体チップが積層された半導体装置では、マイクロバンプの製造不良等により、I/O端子およびマイクロバンプ等を含む信号経路に故障が発生する可能性がある。例えば、I/O端子およびマイクロバンプ等を含む信号経路が開放状態になる故障、互いに隣接する配線が短絡する故障等が発生する。このため、2つの半導体チップをバンプを介して互いに接続した後に、半導体チップ間の接続状態を試験する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
なお、マイクロバンプでの接合不良による歩留まり(半導体チップの良品率)の低下は、SiPのコストを増加させる要因の1つになる。このため、例えば、複数の半導体チップが積層される半導体装置では、故障箇所を迂回して不良を救済する技術が提案されている(例えば、特許文献2、3、4参照)。
半導体チップ間の信号経路の故障箇所の検出は、例えば、検査対象の各端子に対応して設けられるスキャンフリップフロップ(スキャンテストに対応したフリップフロップ回路)を用いて実行される。例えば、半導体装置に内蔵された試験回路は、互いに接続された半導体チップの一方の半導体チップのスキャンフリップフロップにスキャンチャーン等を通じてテストデータを設定する。
そして、試験回路は、互いに接続された半導体チップの一方の半導体チップのスキャンフリップフロップから他方の半導体チップのスキャンフリップフロップにテストデータを転送する。これにより、他方の半導体チップのスキャンフリップフロップにテストデータが保持される。そして、試験回路は、他方の半導体チップのスキャンフリップフロップに保持されたテストデータをスキャンチャーン等を通じて取得し、取得したデータに基づいて、半導体チップ間の信号経路の故障箇所を検出する。
また、フリップフロップ回路を冗長化し、フリップフロップ回路の誤動作の影響を低減したデータ保持回路が提案されている(例えば、特許文献5参照)。この種のデータ保持回路は、例えば、入力データを3個のフリップフロップ回路に保持し、3個のフリップフロップ回路の出力データのうち、過半数以上を占める論理値に応じたデータを出力する。また、SOI(Silicon On Insulator)技術を用いて製造される半導体集積回路では、試験回路を冗長化した構成が提案されている(例えば、特許文献6参照)。
特開2004−317352号公報 特開2011−81887号公報 特開2013−105996号公報 特開2003−309183号公報 特開2002−185309号公報 特開昭62−169355号公報
互いに接続されたチップ間の信号経路のうち、スキャンフリップフロップにデータを設定する際に使用されるテスト用の信号経路、スキャンフリップフロップに保持されたデータを取得する際に使用されるテスト用の信号経路等に故障が発生する場合がある。この場合、半導体チップ間の信号経路の故障箇所を検出する試験を実行することは困難である。すなわち、互いに接続されたチップ間の信号経路のうち、テスト用の信号経路に故障が発生した場合、故障箇所を迂回して不良を救済することができない。この結果、半導体装置の歩留まりが低下し、半導体装置の製造コストが増加する。
1つの側面では、本件開示の試験回路および試験回路の制御方法は、半導体装置の歩留まりを向上することを目的とする。
一観点によれば、複数の半導体チップを含む半導体装置を試験する試験回路は、半導体装置を試験するデータを半導体装置の外部から受けるテスト入力端子と、複数の半導体チップのうちの少なくとも1つの半導体チップと他の半導体チップとの間の信号経路であり、テスト入力端子に供給されたデータが伝達される複数の信号経路と、少なくとも1つの半導体チップに設けられ、複数の信号経路を介して他の半導体チップに接続され、期待値を示すデータを複数の信号経路のいずれかを介して受けた場合、期待値を示すデータを転送した信号経路を示す選択信号を生成する選択信号生成部と、選択信号生成部を含む半導体チップに設けられ、複数の信号経路に接続され、複数の信号経路のうち、半導体装置を試験する際に使用する信号経路を選択信号に基づいて選択する経路選択部とを有する。
別の観点によれば、複数の半導体チップを含む半導体装置を試験するデータを半導体装置の外部から受けるテスト入力端子と、複数の半導体チップのうちの少なくとも1つの半導体チップと他の半導体チップとの間の信号経路であり、テスト入力端子に供給されたデータが伝達される複数の信号経路と、少なくとも1つの半導体チップに設けられ、複数の信号経路を介して他の半導体チップに接続され、期待値を示すデータを複数の信号経路のいずれかを介して受けた場合、期待値を示すデータを転送した信号経路を示す選択信号を生成する選択信号生成部と、選択信号生成部を含む半導体チップに設けられ、複数の信号経路に接続され、複数の信号経路のうち、半導体装置を試験する際に使用する信号経路を選択信号に基づいて選択する経路選択部とを有する試験回路の制御方法では、半導体装置を試験するテスト装置が、期待値と同じ論理値のデータをテスト入力端子に供給し、経路選択部が半導体装置を試験する際に使用する信号経路を選択した後に、テスト装置が、半導体装置を試験するデータをテスト入力端子に供給する。
本件開示の試験回路および試験回路の制御方法により、半導体装置の歩留まりを向上できる。
試験回路および試験回路の制御方法の一実施形態を示す図である。 試験回路および試験回路の制御方法の別の実施形態を示す図である。 図2に示した選択信号生成部および経路選択部の一例を示す図である。 図2に示した第1切り替え部の一例を示す図である。 図2に示した第2切り替え部の一例を示す図である。 図2に示した多数決選択部の一例を示す図である。 図2に示した試験回路の制御方法の一例を示す図である。 試験回路および試験回路の制御方法の別の実施形態を示す図である。 図8に示した第1切り替え部の一例を示す図である。 試験回路および試験回路の制御方法の別の実施形態を示す図である。 図10に示した選択信号生成部の一例を示す図である。
以下、図面を用いて実施形態を説明する。図に示す破線の矢印は、データ等の信号の流れを示している。
図1は、試験回路および試験回路の制御方法の一実施形態を示す。試験回路10は、複数の半導体チップ100、200を含む半導体装置SEM1を試験する。半導体装置SEM1は、複数の半導体チップ100、200が単一のパッケージに格納されるSiP(System in Package)である。複数の半導体チップ100、200のI/O(Input/Output)端子は、例えば、マイクロバンプ等のバンプにより互いに接合される。
試験回路10は、端子TI1、TI10、TI11、TI20、TI21、TO1、TO10、TO20と、選択信号生成部20と、経路選択部30と、試験部40とを有する。
端子TI1は、半導体装置SEM1を試験するデータを半導体装置SEM1の外部から受けるテスト入力端子である。端子TO1は、各半導体チップ100、200の試験結果に対応するデータを半導体装置SEM1の外部に出力するテスト出力端子である。すなわち、テスト入力端子TI1およびテスト出力端子TO1は、半導体装置SEM1の外部端子に対応する。例えば、テスト入力端子TI1およびテスト出力端子TO1は、半導体チップ100の表面(半導体チップ100の機能を実現する論理回路が形成される面)に配置される。端子TI10、TI11、TO10は、半導体チップ100の裏面に配置される。テスト入力端子TI1に供給されたデータは、半導体チップ100の基板を貫通する貫通電極等を介して端子TI10、TI11に伝達される。また、端子TO10が受けたデータは、半導体チップ100の基板を貫通する貫通電極等を介してテスト出力端子TO1に伝達される。端子TI20、TI21、TO20は、半導体チップ200の表面に配置され、端子TI10、TI11、TO10とバンプ等を介してそれぞれ接続される。
なお、例えば、端子TI10、TI20間の信号経路PT1および端子TI11、TI21間の信号経路PT2は、テスト入力端子TI1に供給されたデータが伝達されるテスト用の信号経路である。また、端子TO10、TO20間の信号経路PT3は、テスト出力端子TO1に転送されるデータが伝達されるテスト用の信号経路である。以下、テスト用の信号経路PT1、PT2、PT3は、テスト経路とも称される。このように、試験回路10は、テスト入力端子TI1に供給されたデータを冗長に転送する複数のテスト経路PT1、PT2を有する。
選択信号生成部20は、複数の半導体チップ100、200の少なくとも1つの半導体チップ200に設けられ、複数の信号経路PT1、PT2を介して他の半導体チップ100に接続される。選択信号生成部20は、例えば、予め設定された期待値と同じ論理値のデータD10をテスト入力端子TI1から他の半導体チップ100および複数の信号経路PT1、PT2を介して受け、選択信号SELCTLを経路選択部30に出力する。
例えば、半導体装置SEM1を試験するテスト装置が、期待値と同じ論理値のデータD10をテスト入力端子TI1に供給する。これにより、期待値と同じ論理値のデータD10が、テスト入力端子TIから複数の信号経路PT1、PT2を介して選択信号生成部20に転送される。そして、選択信号生成部20は、信号経路PT1、PT2を介して受けたそれぞれのデータD10と期待値とを比較し、比較結果に基づいて選択信号SELCTLを生成する。
例えば、複数の信号経路PT1、PT2のうち、信号経路PT2に故障(例えば、マイクロバンプでの開放または短絡等)が発生した場合、信号経路PT2を介して選択信号生成部20に伝達されたデータD10は、期待値に一致しない。なお、信号経路PT1を介して選択信号生成部20に伝達されたデータD10は、期待値に一致する。この場合、選択信号生成部20は、信号経路PT1を示す選択信号SELCTLを生成する。このように、選択信号生成部20は、期待値を示すデータD10を複数の信号経路PT1、PT2のいずれかを介して受けた場合、期待値を示すデータD10を転送した信号経路PTを示す選択信号SELCTLを生成する。
経路選択部30は、選択信号生成部20を含む半導体チップ200に設けられ、複数の信号経路PT1、PT2に接続される。そして、経路選択部30は、複数の信号経路PT1、PT2のうち、半導体装置SEM1を試験する際に使用する信号経路PTを選択信号SELCTLに基づいて選択する。例えば、複数の信号経路PT1、PT2のうち、信号経路PT2に故障が発生した場合、経路選択部30は、信号経路PT1を示す選択信号SELCTLを選択信号生成部20から受ける。
この場合、経路選択部30は、複数の信号経路PT1、PT2のうち、選択信号SELCTLが示す信号経路PT1を、半導体チップ200の試験部40と他の半導体チップ100との間の信号経路PTとして選択する。すなわち、経路選択部30は、テスト入力端子TIから信号経路PT1を介して受けたデータを、半導体チップ200の試験部40に転送する。
試験部40は、複数の半導体チップ100、200の各々に設けられ、半導体装置SEM1を試験する。例えば、半導体チップ200の試験部40は、経路選択部30から転送されたデータを用いて、半導体チップ200を試験する。そして、半導体チップ200の試験部40は、試験結果に対応するデータを、端子TO20、TO10を介してテスト出力端子TO1に転送する。また、例えば、半導体チップ100の試験部40は、テスト入力端子TI1に供給されたデータを用いて、半導体チップ100を試験する。そして、半導体チップ100の試験部40は、試験結果に対応するデータを、テスト出力端子TO1に転送する。
このように、試験回路10は、テスト入力端子TI1に供給されたデータが伝達されるテスト経路PT1、PT2の一方が故障した場合でも、半導体チップ100、200間の信号経路の故障箇所を検出する試験を実行できる。これにより、故障箇所を迂回して不良を救済することができる。この結果、この実施形態では、半導体チップ100、200間の接合不良に起因する歩留まりの低下を抑制でき、半導体装置SEM1の製造コストを低減できる。
例えば、半導体装置SEM1を試験するテスト装置は、期待値と同じ論理値のデータD10をテスト入力端子TI1に供給する。そして、テスト装置は、経路選択部30が半導体装置SEM1を試験する際に使用する信号経路PTを選択した後に、半導体装置SEM1を試験するデータをテスト入力端子TI1に供給する。試験回路10は、テスト入力端子TI1に供給されたデータを用いて、半導体チップ100、200間の信号経路の故障箇所を検出する試験を実行する。
なお、試験回路10の構成は、この例に限定されない。例えば、テスト入力端子TI1に供給されたデータが伝達されるテスト経路PT(PT1、PT2)は、3本以上の信号経路で冗長化されてもよい。また、例えば、テスト経路PT3が冗長化されてもよい。この場合、冗長化されたテスト経路PT3(2本のテスト経路)を受ける選択信号生成部20および経路選択部30が、半導体チップ100に設けられる。また、例えば、試験回路10は、3つの半導体チップが積層された半導体装置SEM1に内蔵されてもよい。この場合、選択信号生成部20および経路選択部30は、3つの半導体チップのうちの少なくとも2つに設けられてもよい。あるいは、試験回路10は、4つ以上の半導体チップが積層された半導体装置SEM1に内蔵されてもよい。
以上、図1に示した実施形態では、試験回路10は、テスト入力端子TI1に供給されたデータを複数の信号経路PT1、PT2を介して受ける経路選択部30を有する。経路選択部30は、複数の信号経路PT1、PT2のうち、半導体装置SEM1を試験する際に使用する信号経路PTを、選択信号生成部20から受けた選択信号SELCTLに基づいて選択する。なお、選択信号生成部20は、期待値を示すデータD10を複数の信号経路PT1、PT2のいずれかを介して受けた場合、期待値を示すデータD10を転送した信号経路PTを示す選択信号SELCTLを生成する。
したがって、この実施形態では、テスト入力端子TI1に供給されたデータが伝達される信号経路PT1、PT2の一方が故障した場合でも、半導体チップ100、200間の信号経路の故障箇所を検出する試験を実行できる。これにより、故障箇所を迂回して不良を救済することができる。この結果、この実施形態では、半導体装置SEM1の歩留まりを向上できる。
例えば、半導体装置SEM1の試験では、半導体チップCHIPの動作を検証する試験回路10が正常に動かなければ、半導体チップCHIPの機能を実現する論理回路が正常な場合でも、論理回路が動作しないと判定される。この実施形態では、複数の半導体チップCHIPを接合する接合部での不具合を救済することができるため、半導体装置SEM1の歩留まりを向上できる。
図2は、試験回路および試験回路の制御方法の別の実施形態を示す。図1で説明した要素と同一または同様の要素については、同一または同様の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。試験回路TESCは、複数の半導体チップCHIP(CHIP1、CHIP2、CHIP3)を含む半導体装置SEM2を試験する。半導体装置SEM2は、複数の半導体チップCHIPが単一のパッケージに格納されるSiPである。複数の半導体チップCHIPのI/O端子は、例えば、マイクロバンプ等のバンプにより互いに接合される。例えば、半導体チップCHIP1の裏面に配置された端子は、半導体チップCHIP2の表面に配置された端子にバンプにより接合される。また、半導体チップCHIP2の裏面に配置された端子は、半導体チップCHIP3の表面に配置された端子にバンプにより接合される。
なお、各半導体チップCHIPの表面は、各半導体チップCHIPの機能を実現する論理回路が形成される面である。また、各半導体チップCHIPの裏面に配置された端子は、各半導体チップCHIPの基板を貫通する貫通電極等を介して、各半導体チップCHIP内の回路等に接続される。
半導体装置SEM2は、例えば、IEEE1149.1としてJTAG(Joint Test Action Group)により標準化されたテスト手法に対応している。以下、IEEE1149.1をJTAGとも称する。例えば、半導体装置SEM2には、TAP(Test Access Port)と呼ばれるインターフェース信号用の端子TCK(Test Clock)、TMS(Test Mode Select)、TRST(Test Reset)、TDI(Test Data In)、TDO(Test Data Out)が設けられている。
試験回路TESCは、選択信号生成部SGENと、経路選択部SELと、バッファBFと、第1切り替え部SWAと、第2切り替え部SWBと、スイッチ制御部SWCTLと、多数決選択部MAJと、JTAGに対応した試験部TAPとを有する。また、試験回路TESCは、各半導体チップCHIPに設けられた端子TDI、TDO、TCK、TMS、TRSTを有する。
端子TDI1は、半導体装置SEM2を試験するデータTDI(例えば、各半導体チップCHIPにスキャンインされるデータ)を半導体装置SEM2の外部から受けるテスト入力端子である。端子TDO1は、各半導体チップCHIPの試験結果に対応するデータTDO(例えば、各半導体チップCHIPからスキャンアウトされるデータ)を半導体装置SEM2の外部に出力するテスト出力端子である。以下、データTDI、TDOは、信号TDI、TDOとも称される。
端子TCK1は、例えば、テスト用のクロック信号TCK(以下、テストクロックTCKとも称する)を半導体装置SEM2の外部から受けるテストクロック端子である。
端子TMS1は、テストモードを選択する信号TMS(以下、テストモードセレクトTMSとも称する)を半導体装置SEM2の外部から受けるテストモードセレクト端子である。端子TRST1は、試験部TAPの状態をリセットする信号TRST(以下、テストリセットTRSTとも称する)を半導体装置SEM2の外部から受けるテストリセット端子である。
すなわち、テスト入力端子TDI1、テスト出力端子TDO1、テストクロック端子TCK1、テストモードセレクト端子TMS1およびテストリセット端子TRST1は、半導体装置SEM2の外部端子に対応する。例えば、テスト入力端子TDI1、テスト出力端子TDO1、テストクロック端子TCK1、テストモードセレクト端子TMS1およびテストリセット端子TRST1は、半導体チップCHIP1の表面に配置される。
端子TDI10、TDI11、TDO10、TDO11、TCK10、TMS10、TMS11、TMS12、TRST10、TRST11、TRST12は、半導体チップCHIP1の裏面に配置される。端子TDI20、TDI21、TDO20、TDO21、TCK20、TMS20、TMS21、TMS22、TRST20、TRST21、TRST22は、半導体チップCHIP2の表面に配置される。
端子TDI20、TDI21、TDO20、TDO21は、端子TDI10、TDI11、TDO10、TDO11とバンプ等を介してそれぞれ接続される。また、端子TCK20、TMS20、TMS21、TMS22、TRST20、TRST21、TRST22は、端子TCK10、TMS10、TMS11、TMS12、TRST10、TRST11、TRST12とバンプ等を介してそれぞれ接続される。
端子TDI22、TDI23、TDO22、TDO23、TCK21、TMS23、TMS24、TMS25、TRST23、TRST24、TRST25は、半導体チップCHIP2の裏面に配置される。端子TDI30、TDI31、TDO30、TDO31、TCK30、TMS30、TMS31、TMS32、TRST30、TRST31、TRST32は、半導体チップCHIP3の表面に配置される。
端子TDI30、TDI31、TDO30、TDO31は、端子TDI20、TDI21、TDO20、TDO21とバンプ等を介してそれぞれ接続される。また、端子TCK30、TMS30、TMS31、TMS32、TRST30、TRST31、TRST32は、端子TCK20、TMS20、TMS21、TMS22、TRST20、TRST21、TRST22とバンプ等を介してそれぞれ接続される。
なお、半導体チップCHIP1、CHIP2間の信号経路PT10−PT20と、半導体チップCHIP2、CHIP3間の信号経路PT21−PT31は、テスト用の信号(データTDI等のインターフェース信号)が伝達されるテスト用の信号経路である。以下、テスト用の信号経路PT10−PT31は、テスト経路とも称される。
例えば、端子TDI10、TDI20間の信号経路PT10および端子TDI11、TDI21間の信号経路PT11は、テスト入力端子TDI1に供給されたデータTDIが伝達される半導体チップCHIP1、CHIP2間のテスト経路である。また、端子TDI22、TDI30間の信号経路PT21および端子TDI23、TDI31間の信号経路PT22は、テスト入力端子TDI1に供給されたデータTDIが伝達される半導体チップCHIP2、CHIP3間のテスト経路である。このように、試験回路TESCは、テスト入力端子TDI1に供給されたデータTDIを冗長に転送する複数のテスト経路PT10、PT11、PT21、PT22を有する。
以下、試験回路TESC内のスイッチ制御部SWCTL等の各機能ブロックについて、半導体チップCHIP1、CHIP2、CHIP3の順に説明する。
半導体チップCHIP1は、試験回路TESCの一部として、スイッチ制御部SWCTL、第1切り替え部SWA1−SWA4、選択信号生成部SGEN2、経路選択部SEL2、第2切り替え部SWB、試験部TAPおよびバッファBF1−BF9を有する。
スイッチ制御部SWCTLから第1切り替え部SWA等に出力されるスイッチ制御信号(以下、制御信号とも称する)は、試験部TAP内のTAPコントローラのステートにより決定される。なお、図2では、図を見やすくするために、スイッチ制御部SWCTLと、第1切り替え部SWA2−SWA4、第2切り替え部SWB、試験部TAP等との間の信号線の記載を省略している。
第1切り替え部SWA(SWA1−SWA4)は、スイッチ制御部SWCTLから受ける制御信号に基づいて、内部転送状態および通過状態のいずれかに設定される。内部転送状態では、第1切り替え部SWAが受けたデータ(第1切り替え部SWA1では、データTDI)は、自身の半導体チップCHIPの試験部TAPに転送される。また、通過状態では、第1切り替え部SWAが受けたデータ(第1切り替え部SWA1では、データTDI)は、他の半導体チップCHIPに転送される。
第1切り替え部SWA1の入力端子(例えば、図4に示す端子IN10)は、テスト入力端子TDI1に接続される。第1切り替え部SWA1の2つの出力端子(例えば、図4に示す端子OUT10、OUT11)の一方は、端子TDI10、TDI11にバッファBF1、BF2を介して接続され、第1切り替え部SWA1の2つの出力端子の他方は、試験部TAPに接続される。
例えば、第1切り替え部SWA1は、スイッチ制御部SWCTLから受けた制御信号が内部転送状態を示している場合、テスト入力端子TDI1から転送されたデータTDIを半導体チップCHIP1の試験部TAPに転送する。また、第1切り替え部SWA1は、スイッチ制御部SWCTLから受けた制御信号が通過状態を示している場合、テスト入力端子TDI1から転送されたデータTDIを、信号経路PT10、PT11等を介して半導体チップCHIP2に転送する。これにより、テスト入力端子TDI1に供給されたデータTDIが、複数の信号経路PT10、PT11を介して、半導体チップCHIP2の選択信号生成部SGEN1および経路選択部SEL1に転送される。
第1切り替え部SWA2の入力端子は、テストクロック端子TCK1に接続される。また、第1切り替え部SWA2の2つの出力端子の一方は、端子TCK10にバッファBF3を介して接続され、第1切り替え部SWA2の2つの出力端子の他方は、試験部TAPに接続される。
第1切り替え部SWA3の入力端子は、テストリセット端子TRST1に接続される。また、第1切り替え部SWA3の2つの出力端子の一方は、端子TRST10、TRST11、TRST12にバッファBF4、BF5、BF6を介して接続され、第1切り替え部SWA3の2つの出力端子の他方は、試験部TAPに接続される。
第1切り替え部SWA4の入力端子は、テストモードセレクト端子TMS1に接続される。第1切り替え部SWA4の2つの出力端子の一方は、端子TMS10、TMS11、TMS12にバッファBF7、BF8、BF9を介して接続され、第1切り替え部SWA4の2つの出力端子の他方は、試験部TAPに接続される。
したがって、半導体チップCHIP1の第1切り替え部SWAが内部転送状態に設定された場合、半導体チップCHIP1の試験部TAPは、端子TDI1、TCK1、TMS1、TRST1から信号TDI、TCK、TMS、TRSTを受ける。なお、半導体チップCHIP1の第1切り替え部SWAが通過状態に設定された場合、端子TDI1、TCK1、TMS1、TRST1に供給された信号TDI、TCK、TMS、TRSTは、半導体チップCHIP2に転送される。なお、第1切り替え部SWA2−SWA4は、通過状態に設定された場合でも、信号TCK、TMS、TRSTを自身の半導体チップCHIPの試験部TAPに転送してもよい。
試験部TAPは、JTAGに対応した試験を実行する。例えば、試験部TAPは、TAPコントローラ、命令レジスタ、データレジスタ等を有する。試験部TAP内のTAPコントローラは、信号TCK、TMS、TRSTにより制御される同期式のステートマシーンである。例えば、TAPコントローラは、命令レジスタ、データレジスタ等の制御信号(例えば、駆動クロック)を、信号TCK、TMS、TRSTに基づいて生成する。
なお、スイッチ制御部SWCTLから出力される制御信号の状態は、TAPコントローラのステート遷移(モード)により制御される。制御信号の一状態は、TAPコントローラの複数のモードに割り当てられてもよい。
試験部TAP内の命令レジスタは、例えば、スキャン動作させるデータレジスタの選択に使用される。例えば、命令レジスタは、命令コード等を示すデータTDIと、TAPコントローラからの制御信号と受ける。これにより、命令レジスタに、命令コードがセットされる。なお、命令コード等を示すデータTDIは、例えば、半導体装置SEM2を試験するテスト装置からテスト入力端子TDI1に供給される。
試験部TAP内のデータレジスタは、バウンダリスキャンレジスタ、バイパスレジスタ等である。データレジスタは、例えば、TAPコントローラからの制御信号と、テスト入力端子TDI1に供給されたデータTDIとを受け、受けたデータTDIを保持する。そして、データレジスタは、保持したデータTDIをデータTDOとしてテスト出力端子TDO1に転送する。このように、試験部TAPは、半導体装置SEM2の試験結果に対応するデータTDOを、テスト出力端子TDO1に転送する。
選択信号生成部SGEN2の2つの入力端子は、端子TDO10、TDO11に接続される。すなわち、半導体チップCHIP1の選択信号生成部SGEN2は、信号経路PT19、PT20を介して半導体チップCHIP2の端子TDO20、TDO21に接続される。
選択信号生成部SGEN2は、例えば、予め設定された期待値と同じ論理値のデータTDOを他の半導体チップCHIP2の試験部TAPから複数の信号経路PT19、PT20を介して受け、選択信号SELCTLを経路選択部SEL2に出力する。
例えば、複数の信号経路PT19、PT20のうち、信号経路PT20に故障が発生した場合、選択信号生成部SGEN2は、期待値と同じ論理値のデータTDOを、信号経路PT19を介して受ける。この場合、選択信号生成部SGEN2は、信号経路PT19を示す選択信号SELCTLを生成し、生成した選択信号SELCTLを経路選択部SEL2の制御端子に出力する。
このように、選択信号生成部SGEN2は、期待値を示すデータTDOを複数の信号経路PT19、PT20のいずれかを介して受けた場合、期待値を示すデータTDOを転送した信号経路PTを示す選択信号SELCTLを生成する。
なお、テスト経路PTを選択する際に、半導体チップCHIP2から半導体チップCHIP1に転送されるデータTDOは、テスト入力端子TDI1から半導体チップCHIP1等を介して半導体チップCHIP2の試験部TAPに転送されたデータTDIである。したがって、選択信号生成部SGEN2は、例えば、予め設定された期待値と同じ論理値のデータTDOをテスト入力端子TDI1から他の半導体チップCHIP2および複数の信号経路PT19、PT20を介して受ける。
経路選択部SEL2の2つの入力端子は、端子TDO10、TDO11に接続される。すなわち、経路選択部SEL2は、信号経路PT19、PT20を介して半導体チップCHIP2の端子TDO20、TDO21に接続される。
経路選択部SEL2は、複数の信号経路PT19、PT20のうち、半導体装置SEM2を試験する際に使用する信号経路PTを選択信号SELCTLに基づいて選択する。例えば、複数の信号経路PT19、PT20のうち、信号経路PT20に故障が発生した場合、経路選択部SEL2は、信号経路PT19を示す選択信号SELCTLを選択信号生成部SGEN2から受ける。
この場合、経路選択部SEL2は、複数の信号経路PT19、PT20のうち、選択信号SELCTLが示す信号経路PT19を、半導体チップCHIP1、CHIP2間の信号経路PTとして選択する。例えば、経路選択部SEL2は、他の半導体チップCHIP2の試験部TAPから信号経路PT19を介して受けたデータTDOを、第2切り替え部SWBに転送する。
第2切り替え部SWBは、スイッチ制御部SWCTLから受ける制御信号に基づいて、内部転送状態および通過状態のいずれかに設定される。内部転送状態では、第2切り替え部SWBは、自身の半導体チップCHIPの試験部TAPから受けたデータをテスト出力端子TDO1に転送する。また、通過状態では、第2切り替え部SWBは、他の半導体チップCHIPの試験部TAPから受けたデータをテスト出力端子TDO1に転送する。
例えば、第2切り替え部SWBの2つの入力端子(例えば、図5に示す端子IN20、IN21)の一方は、経路選択部SEL2に接続され、第2切り替え部SWBの2つの入力端子の他方は、試験部TAPに接続される。また、第2切り替え部SWBの出力端子(例えば、図5に示す端子OUT20)は、テスト出力端子TDO1に接続される。
例えば、第2切り替え部SWBは、スイッチ制御部SWCTLから受けた制御信号が内部転送状態を示している場合、試験部TAPから転送されたデータTDOを、テスト出力端子TDO1に転送する。また、第2切り替え部SWBは、スイッチ制御部SWCTLから受けた制御信号が通過状態を示している場合、経路選択部SEL2から転送されたデータTDOをテスト出力端子TDO1に転送する。これにより、複数の信号経路PT19、PT20のうち、経路選択部SEL2により選択された信号経路PTにより転送されたデータTDOが、テスト出力端子TDO1に転送される。
半導体チップCHIP2は、試験回路TESCの一部として、スイッチ制御部SWCTL、第1切り替え部SWA1−SWA4、選択信号生成部SGEN2、経路選択部SEL2、第2切り替え部SWB、試験部TAPおよびバッファBF1−BF11を有する。さらに、半導体チップCHIP2は、試験回路TESCの一部として、選択信号生成部SGEN1、経路選択部SEL1および多数決選択部MAJ1、MAJ2を有する。
選択信号生成部SGEN1は、選択信号生成部SGEN2と同一または同様である。例えば、選択信号生成部SGEN1は、予め設定された期待値と同じ論理値のデータTDIをテスト入力端子TDI1から他の半導体チップCHIP1および複数の信号経路PT10、PT11を介して受け、選択信号SELCTLを経路選択部SEL1に出力する。
例えば、複数の信号経路PT10、PT11のうち、信号経路PT10に故障が発生した場合、選択信号生成部SGEN1は、期待値と同じ論理値のデータTDIを信号経路PT11を介して受ける。この場合、選択信号生成部SGEN1は、信号経路PT11を示す選択信号SELCTLを生成し、生成した選択信号SELCTLを経路選択部SEL1の制御端子に出力する。このように、選択信号生成部SGEN1は、期待値を示すデータTDIを複数の信号経路PT10、PT11のいずれかを介して受けた場合、期待値を示すデータTDIを転送した信号経路PTを示す選択信号SELCTLを生成する。
経路選択部SEL1は、経路選択部SEL2と同一または同様である。例えば、経路選択部SEL1は、複数の信号経路PT10、PT11のうち、半導体装置SEM2を試験する際に使用する信号経路PTを選択信号SELCTLに基づいて選択する。
経路選択部SEL1の2つの入力端子は、端子TDI20、TDI21に接続される。すなわち、半導体チップCHIP2の経路選択部SEL1は、信号経路PT10、PT11を介して半導体チップCHIP1の端子TDI10、TDI11に接続される。また、経路選択部SEL1の出力端子は、第1切り替え部SWA1に接続される。
例えば、複数の信号経路PT10、PT11のうち、信号経路PT10に故障が発生した場合、経路選択部SEL1は、信号経路PT11を示す選択信号SELCTLを選択信号生成部SGEN1から受ける。この場合、経路選択部SEL1は、複数の信号経路PT10、PT11のうち、選択信号SELCTLが示す信号経路PT11を、半導体チップCHIP1、CHIP2間の信号経路PTとして選択する。例えば、経路選択部SEL1は、テスト入力端子TDI1から信号経路PT11を介して受けたデータTDIを、第1切り替え部SWA1に転送する。
スイッチ制御部SWCTLは、半導体チップCHIP1のスイッチ制御部SWCTLと同一または同様である。第1切り替え部SWA(SWA1−SWA4)は、半導体チップCHIP1の第1切り替え部SWAと同一または同様である。
第1切り替え部SWA1の入力端子は、経路選択部SEL1の出力端子に接続される。第1切り替え部SWA1の2つの出力端子の一方は、端子TDI22、TDI23にバッファBF1、BF2を介して接続され、第1切り替え部SWA1の2つの出力端子の他方は、試験部TAPに接続される。
例えば、内部転送状態に設定された第1切り替え部SWA1は、経路選択部SEL1から転送されたデータTDIを半導体チップCHIP2の試験部TAPに転送する。また、通過状態に設定された第1切り替え部SWA1は、経路選択部SEL1から転送されたデータTDIを、信号経路PT21、PT22等を介して半導体チップCHIP3の選択信号生成部SGEN1および経路選択部SEL1に転送する。
第1切り替え部SWA2の入力端子は、端子TCK20に接続される。また、第1切り替え部SWA2の2つの出力端子の一方は、端子TCK21にバッファBF3を介して接続され、第1切り替え部SWA2の2つの出力端子の他方は、試験部TAPに接続される。
第1切り替え部SWA3の入力端子は、多数決選択部MAJ1の出力端子に接続される。また、第1切り替え部SWA3の2つの出力端子の一方は、端子TRST23、TRST24、TRST25にバッファBF4、BF5、BF6を介して接続され、第1切り替え部SWA3の2つの出力端子の他方は、試験部TAPに接続される。
第1切り替え部SWA4の入力端子は、多数決選択部MAJ2の出力端子に接続される。第1切り替え部SWA4の2つの出力端子の一方は、端子TMS23、TMS24、TMS25にバッファBF7、BF8、BF9を介して接続され、第1切り替え部SWA4の2つの出力端子の他方は、試験部TAPに接続される。
多数決選択部MAJ(MAJ1、MAJ2)は、例えば、3つの入力端子で受けた3つのデータの論理値のうち、過半数以上を占める論理値と同じ論理値のデータを出力する。例えば、多数決選択部MAJ1の3つの入力端子は、端子TRST20、TRST21、TRST22にそれぞれ接続され、多数決選択部MAJ1の出力端子は、第1切り替え部SWA3の入力端子に接続される。
例えば、複数の信号経路PT13、PT14、PT15のうち、信号経路PT13が故障した場合、信号経路PT14、PT15から転送されるデータの論理値は、信号経路PT13、PT14、PT15から転送されるデータの論理値のうちの過半数を占める。この場合、多数決選択部MAJ1は、信号経路PT14、PT15から転送されるデータと同じ論理値の信号TRSTを第1切り替え部SWA3に出力する。したがって、半導体装置SEM2は、信号経路PT13、PT14、PT15の1つが故障した場合でも、信号TRSTを半導体チップCHIP1から半導体チップCHIP2に転送できる。
多数決選択部MAJ2の3つの入力端子は、端子TMS20、TMS21、TMS22にそれぞれ接続され、多数決選択部MAJ2の出力端子は、第1切り替え部SWA4の入力端子に接続される。例えば、複数の信号経路PT16、PT17、PT18のうち、信号経路PT16が故障した場合、多数決選択部MAJ2は、信号経路PT17、PT18から転送されるデータと同じ論理値の信号TMSを第1切り替え部SWA4に出力する。したがって、半導体装置SEM2は、信号経路PT16、PT17、PT18の1つが故障した場合でも、信号TMSを半導体チップCHIP1から半導体チップCHIP2に転送できる。
選択信号生成部SGEN2、経路選択部SEL2、第2切り替え部SWBおよび試験部TAPは、半導体チップCHIP1の選択信号生成部SGEN2、経路選択部SEL2、第2切り替え部SWBおよび試験部TAPと同一または同様である。
選択信号生成部SGEN2の2つの入力端子は、端子TDO22、TDO23に接続される。すなわち、半導体チップCHIP2の選択信号生成部SGEN2は、信号経路PT30、PT31を介して半導体チップCHIP3の端子TDO30、TDO31に接続される。また、選択信号生成部SGEN2の出力端子は、経路選択部SEL2の制御端子に接続される。
経路選択部SEL2の2つの入力端子は、端子TDO22、TDO23に接続される。すなわち、経路選択部SEL2は、信号経路PT30、PT31を介して半導体チップCHIP3の端子TDO30、TDO31に接続される。また、経路選択部SEL2の出力端子は、第2切り替え部SWBの入力端子に接続される。
第2切り替え部SWBの2つの入力端子の一方は、経路選択部SEL2に接続され、第2切り替え部SWBの2つの入力端子の他方は、試験部TAPに接続される。また、第2切り替え部SWBの出力端子は、端子TDO20、TDO21にバッファBF10、BF11を介して接続される。
したがって、半導体チップCHIP1、CHIP2のそれぞれの第1切り替え部SWAが通過状態および内部転送状態にそれぞれ設定された場合、テスト入力端子TDI1に供給されたデータTDIが半導体チップCHIP2の試験部TAPに転送される。また、端子TCK1、TMS1、TRST1に供給された信号TCK、TMS、TRSTが半導体チップCHIP2の試験部TAPに転送される。
なお、半導体チップCHIP1、CHIP2の両方の第1切り替え部SWAが通過状態に設定された場合、端子TDI1、TCK1、TMS1、TRST1に供給された信号TDI、TCK、TMS、TRSTは、半導体チップCHIP3に転送される。
また、半導体チップCHIP1、CHIP2のそれぞれの第2切り替え部SWBが通過状態および内部転送状態にそれぞれ設定された場合、半導体チップCHIP2の試験部TAPから転送されたデータTDOがテスト出力端子TDO1に転送される。なお、半導体チップCHIP1、CHIP2の両方の第2切り替え部SWBが通過状態に設定された場合、半導体チップCHIP3の試験部TAPから転送されたデータTDOがテスト出力端子TDO1に転送される。
半導体チップCHIP3は、試験回路TESCの一部として、選択信号生成部SGEN1、経路選択部SEL1、多数決選択部MAJ1、MAJ2、試験部TAPおよびバッファBF10−BF11を有する。選択信号生成部SGEN1、経路選択部SEL1、多数決選択部MAJ1、MAJ2は、半導体チップCHIP2の選択信号生成部SGEN1、経路選択部SEL1、多数決選択部MAJ1、MAJ2と同一または同様である。また、試験部TAPは、半導体チップCHIP2の試験部TAPと同一または同様である。
選択信号生成部SGEN1の2つの入力端子は、端子TDI30、TDI31に接続される。すなわち、半導体チップCHIP3の選択信号生成部SGEN1は、信号経路PT21、PT22を介して半導体チップCHIP2の端子TDI22、TDI23に接続される。また、選択信号生成部SGEN1の出力端子は、経路選択部SEL1の制御端子に接続される。
経路選択部SEL1の2つの入力端子は、端子TDI30、TDI31に接続される。すなわち、半導体チップCHIP3の経路選択部SEL1は、信号経路PT21、PT22を介して半導体チップCHIP2の端子TDI22、TDI23に接続される。また、経路選択部SEL1の出力端子は、試験部TAPに接続される。
多数決選択部MAJ1の3つの入力端子は、端子TRST30、TRST31、TRST32にそれぞれ接続され、多数決選択部MAJ1の出力端子は、試験部TAPに接続される。多数決選択部MAJ2の3つの入力端子は、端子TMS30、TMS31、TMS32にそれぞれ接続され、多数決選択部MAJ2の出力端子は、試験部TAPに接続される。
試験部TAPは、データTDOを、端子TDO30、TDO31にバッファBF10、BF11を介して出力する。半導体チップCHIP1、CHIP2の両方の第2切り替え部SWBが通過状態に設定された場合、半導体チップCHIP3の試験部TAPから出力されたデータTDOは、テスト出力端子TDO1に転送される。
半導体チップCHIP1、CHIP2の両方の第1切り替え部SWAが通過状態に設定された場合、テスト入力端子TDI1に供給されたデータTDIが半導体チップCHIP3の試験部TAPに転送される。また、端子TCK1、TMS1、TRST1に供給された信号TCK、TMS、TRSTが半導体チップCHIP3の試験部TAPに転送される。
なお、試験回路TESCの構成は、この例に限定されない。例えば、スイッチ制御部SWCTLは、試験部TAPの内部(例えば、試験部TAP内のTAPコントローラの内部)に設けられてもよい。また、第1切り替え部SWA4等は、省かれてもよい。
また、例えば、テスト入力端子TI1に供給されたデータが伝達されるテスト経路PT(PT10、PT11等)は、3本以上の信号経路で冗長化されてもよい。また、例えば、試験回路TESCは、2つの半導体チップCHIPが積層された半導体装置SEM2(半導体チップCHIP2が省かれた半導体装置SEM2)に内蔵されてもよい。あるいは、試験回路TESCは、4つ以上の半導体チップCHIPが積層された半導体装置SEM2に内蔵されてもよい。
図3は、図2に示した選択信号生成部SGENおよび経路選択部SELの一例を示す。図3に示した端子CLKに供給されるクロックCLKは、例えば、図2に示したテストクロック端子TCK1に供給されたクロック信号TCK(または、クロック信号TCKに基づいて生成されたクロック)である。
また、端子IN1、IN2は、半導体チップCHIP2の選択信号生成部SGEN1および経路選択部SEL1では、端子TDI20、TDI21に接続される。半導体チップCHIP3の選択信号生成部SGEN1および経路選択部SEL1では、端子IN1、IN2は、端子TDI30、TDI31に接続される。
また、半導体チップCHIP2の選択信号生成部SGEN2および経路選択部SEL2では、端子IN1、IN2は、端子TDO22、TDO23に接続される。半導体チップCHIP1の選択信号生成部SGEN2および経路選択部SEL2では、端子IN1、IN2は、端子TDO10、TDO11に接続される。
端子OUT1は、半導体チップCHIP2の経路選択部SEL1では、第1切り替え部SWA1等に接続される。また、半導体チップCHIP3の経路選択部SEL1では、端子OUT1は試験部TAPに接続される。そして、半導体チップCHIP1、CHIP2の経路選択部SEL2では、端子OUT1は、第2切り替え部SWBに接続される。
選択信号生成部SGEN(SGEN1、SGEN2)および経路選択部SEL(SEL1、SEL2)のうち、先ず、選択信号生成部SGENについて説明する。選択信号生成部SGENは、nビット(nは2以上の整数)のシフトレジスタSFTR1、SFTR2、論理積回路AND1、AND2、論理和回路OR1、OR2、OR3およびフリップフロップ回路FFC1、FFC2を有する。
シフトレジスタSFTR(SFTR1、SFTR2)は、複数の信号経路PTを介して受けたデータ(端子IN1、IN2に転送されたデータ)をそれぞれ記憶するデータ記憶部の一例である。例えば、シフトレジスタSFTRは、端子CLKに供給されたクロックCLKに同期して動作し、端子IN(IN1、IN2)に転送されたデータを順次記憶する。
シフトレジスタSFTRは、端子CLKに供給されたクロックCLKに同期して動作するn個のフリップフロップ回路FF(FF1、FF2、FF3、FF4、・・・、FFn)を有する。
例えば、シフトレジスタSFTR1の初段のフリップフロップ回路FF1の入力端子は端子IN1に接続され、シフトレジスタSFTR2の初段のフリップフロップ回路FF1の入力端子は端子IN2に接続される。フリップフロップ回路FF2、FF3、FF4、・・・、FFnの各フリップフロップ回路FFの入力端子は、前段のフリップフロップ回路FFの出力端子に接続される。
さらに、シフトレジスタSFTR1の奇数段目のフリップフロップ回路FFの出力端子は、論理積回路AND1の入力端子に接続され、偶数段目のフリップフロップ回路FFの出力端子は、インバータINVを介して論理積回路AND1の入力端子に接続される。
このように、設定したある入力ベクトルに対して、論理積回路AND1の出力に1が上がるように論理反転(インバータ)を挿入する。以下では、ある入力ベクトルを010101・・・あるいは101010・・・と設定するときの回路構成および動作を例にして説明する。
インバータINVは、入力端子で受けた信号を反転した信号を出力する。図3の例では、シフトレジスタSFTR1のフリップフロップ回路FF2、FF4、FFnの出力端子は、インバータINV1、INV2、INV3の入力端子にそれぞれ接続される。なお、最終段のフリップフロップ回路FFnが奇数段目のフリップフロップ回路FFである場合、フリップフロップ回路FFnの出力端子は、論理積回路AND1の入力端子に接続される。
また、シフトレジスタSFTR2の奇数段目のフリップフロップ回路FFの出力端子は、論理積回路AND2の入力端子に接続され、偶数段目のフリップフロップ回路FFの出力端子は、インバータINVを介して論理積回路AND2の入力端子に接続される。図3の例では、シフトレジスタSFTR2のフリップフロップ回路FF2、FF4、FFnの出力端子は、インバータINV4、INV5、INV6の入力端子にそれぞれ接続される。なお、最終段のフリップフロップ回路FFnが奇数段目のフリップフロップ回路FFである場合、フリップフロップ回路FFnの出力端子は、論理積回路AND2の入力端子に接続される。
論理積回路AND(AND1、AND2)は、期待値を示すデータを転送した信号経路PTに対応する制御信号CNT(CNT1、CNT2)をアサートする第1制御部の一例である。例えば、論理積回路AND1は、n個の入力端子で受けたデータの論理積を演算し、演算結果を論理和回路OR1の入力端子に出力する。また、論理積回路AND2は、n個の入力端子で受けたデータの論理積を演算し、演算結果を論理和回路OR2の入力端子に出力する。
図3の例では、期待値を示すデータは、奇数番目のビット(奇数段目のフリップフロップ回路FFの出力)の論理値が論理値”1”で、かつ、偶数番目のビット(偶数段目のフリップフロップ回路FFの出力)の論理値が論理値”0”のnビットのデータである。
例えば、論理積回路AND1は、シフトレジスタSFTR1の奇数段目および偶数段目のフリップフロップ回路FFの出力がそれぞれ論理値”1”および論理値”0”である場合、論理値”1”の制御信号CNT1を論理和回路OR1に出力する。同様に、論理積回路AND2は、シフトレジスタSFTR2の奇数段目および偶数段目のフリップフロップ回路FFの出力がそれぞれ論理値”1”および論理値”0”である場合、論理値”1”の制御信号CNT2を論理和回路OR2に出力する。
論理和回路OR1、OR2は、2つの入力端子で受けたデータの論理和を演算し、演算結果を出力する。例えば、論理和回路OR1の2つの入力端子は、論理積回路AND1の出力端子およびフリップフロップ回路FFC1の出力端子にそれぞれ接続され、論理和回路OR1の出力端子は、フリップフロップ回路FFC1の入力端子に接続される。また、例えば、論理和回路OR2の2つの入力端子は、論理積回路AND2の出力端子およびフリップフロップ回路FFC2の出力端子にそれぞれ接続され、論理和回路OR2の出力端子は、フリップフロップ回路FFC2の入力端子に接続される。
したがって、論理和回路OR1は、フリップフロップ回路FFC1に論理値”1”のデータが記憶された場合、論理値”1”のデータをフリップフロップ回路FFC1から受ける。このため、論理和回路OR1は、フリップフロップ回路FFC1に論理値”1”のデータが記憶された場合、制御信号CNT1の論理値に拘わらず、論理値”1”のデータをフリップフロップ回路FFC1に出力する。
同様に、論理和回路OR2は、フリップフロップ回路FFC2に論理値”1”のデータが記憶された場合、論理値”1”のデータをフリップフロップ回路FFC2から受ける。このため、論理和回路OR2は、フリップフロップ回路FFC2に論理値”1”のデータが記憶された場合、制御信号CNT2の論理値に拘わらず、論理値”1”のデータをフリップフロップ回路FFC2に出力する。
フリップフロップ回路FFC(FFC1、FFC2)は、複数の制御信号CNT(CNT1、CNT2)の各々の論理値を記憶し、記憶した論理値に基づく選択信号SELCTL(SELCTL1、SELCTL2)を出力する選択信号記憶部の一例である。例えば、フリップフロップ回路FFCは、クロックCLKに同期して動作し、入力端子で受けたデータを記憶する。さらに、フリップフロップ回路FFCは、端子INHが論理値”1”の信号を受けた場合、クロックCLKの入力を禁止する。すなわち、端子INHが論理値”1”の信号を受けている期間では、フリップフロップ回路FFCに記憶されたデータの論理値は、フリップフロップ回路FFCの入力端子に転送されたデータの論理値が変化した場合でも、更新されない。
フリップフロップ回路FFC1の出力端子は、論理和回路OR1、OR3の入力端子および論理積回路AND3の入力端子に接続される。すなわち、フリップフロップ回路FFC1に記憶されたデータの論理値を示す選択信号SELCTL1が、論理和回路OR1、OR3および論理積回路AND3に転送される。フリップフロップ回路FFC2の出力端子は、論理和回路OR2、OR3の入力端子および論理積回路AND4の入力端子に接続される。すなわち、フリップフロップ回路FFC2に記憶されたデータの論理値を示す選択信号SELCTL2が、論理和回路OR2、OR3および論理積回路AND4に転送される。
論理和回路OR3は、アサートされた制御信号CNTの論理値が選択信号記憶部(例えば、フリップフロップ回路FFC)に記憶された場合、選択信号記憶部に記憶された論理値の更新を抑止する第2制御部の一例である。例えば、論理和回路OR3は、2つの入力端子で受けた選択信号SELCTL1、SELCTL2の論理和を演算し、演算結果をフリップフロップ回路FFC1、FFC2の端子INHに出力する。すなわち、論理和回路OR3は、フリップフロップ回路FFC1、FFC2のいずれかに、論理値”1”のデータが記憶された場合、フリップフロップ回路FFC1、FFC2のそれぞれに記憶されたデータの論理値の更新を抑止する。
例えば、端子IN1、IN2のうち、端子IN1に接続された信号経路PTに故障が発生した場合、制御信号CNT1は、ネゲートされた状態に維持され、制御信号CNT2がアサートされる。この場合、フリップフロップ回路FFC1、FFC2に論理値”0”および論理値”1”のデータがそれぞれ記憶される。そして、論理和回路OR3は、論理値”0”の選択信号SELCTL1をフリップフロップ回路FFC1から受け、論理値”1”の選択信号SELCTL2をフリップフロップ回路FFC2から受ける。このため、論理和回路OR3は、論理値”1”の信号を、フリップフロップ回路FFC1、FFC2の端子INHに出力する。
論理和回路OR3が論理値”1”の信号をフリップフロップ回路FFC1、FFC2の端子INHに出力している間、フリップフロップ回路FFC1は、記憶しているデータの論理値”0”の更新を停止する。同様に、論理和回路OR3が論理値”1”の信号をフリップフロップ回路FFC1、FFC2の端子INHに出力している間、フリップフロップ回路FFC2は、記憶しているデータの論理値”1”の更新を停止する。
これにより、選択信号SELCTL1、SELCTL2は、論理値”0”および論理値”1”に維持される。すなわち、選択信号生成部SGENは、期待値を示すデータを転送した信号経路PTを示す選択信号SELCTLを生成した後の期間において、選択信号SELCTL1、SELCTL2の論理値が端子IN1、IN2に転送されるデータの変化に伴い変化することを防止できる。このように、選択信号生成部SGENは、期待値を示すデータを転送した信号経路PTを示す選択信号SELCTLを、経路選択部SELに安定して供給できる。
次に、経路選択部SELについて説明する。経路選択部SELは、論理積回路AND3、AND4および論理和回路OR4を有する。論理積回路AND3、AND4は、2つの入力端子で受けたデータの論理積を演算し、演算結果を出力する。
論理積回路AND3の2つの入力端子は、端子IN1およびフリップフロップ回路FFC1の出力端子にそれぞれ接続される。例えば、論理積回路AND3は、選択信号生成部SGENのフリップフロップ回路FFC1から受けた選択信号SELCTL1と端子IN1から受けたデータとの論理積を演算し、演算結果を論理和回路OR4に出力する。
論理積回路AND4の2つの入力端子は、端子IN2およびフリップフロップ回路FFC2の出力端子にそれぞれ接続される。例えば、論理積回路AND4は、選択信号生成部SGENのフリップフロップ回路FFC2から受けた選択信号SELCTL2と端子IN2から受けたデータとの論理積を演算し、演算結果を論理和回路OR4に出力する。
論理和回路OR4は、2つの入力端子で受けたデータ(論理積回路AND3、AND4の出力信号)の論理和を演算し、演算結果を端子OUT1に出力する。
例えば、端子IN1、IN2のうち、端子IN1に接続された信号経路PTに故障が発生した場合、論理積回路AND3は、論理値”0”の選択信号SELCTL1を選択信号生成部SGENのフリップフロップ回路FFC1から受ける。このため、論理積回路AND3は、端子IN1に転送されたデータの論理値に拘わらず、論理値”0”のデータを論理和回路OR4に出力する。
なお、論理積回路AND4は、端子IN1、IN2のうち、端子IN1に接続された信号経路PTに故障が発生した場合、論理値”1”の選択信号SELCTL2を選択信号生成部SGENのフリップフロップ回路FFC2から受ける。このため、論理積回路AND4は、端子IN2に転送されたデータと同じ論理値のデータを論理和回路OR4に出力する。
これにより、論理和回路OR4は、端子IN1、IN2のうち、端子IN1に接続された信号経路PTに故障が発生した場合、端子IN2に転送されたデータと同じ論理値のデータを端子OUT1に出力する。
なお、選択信号生成部SGENおよび経路選択部SELの構成は、この例に限定されない。例えば、選択信号生成部SGENは、論理積回路AND1、AND2の代わりに、否定論理和回路を有してもよい。この場合、期待値を示すデータは、奇数番目のビット(奇数段目のフリップフロップ回路FFの出力)の論理値が論理値”0”で、かつ、偶数番目のビット(偶数段目のフリップフロップ回路FFの出力)の論理値が論理値”1”のnビットのデータである。
図4は、図2に示した第1切り替え部SWAの一例を示す。第1切り替え部SWA(SWA1−SWA4)は、論理積回路AND10、AND11およびインバータINV10を有する。論理積回路AND10、AND11は、2つの入力端子で受けたデータの論理積を演算し、演算結果を出力する。インバータINV10は、入力端子で受けた信号を反転した信号を出力する。
インバータINV10の入力端子は、端子SWSEL1に接続され、インバータINV10の出力端子は、論理積回路AND10の2つの入力端子の一方に接続される。論理積回路AND10の2つの入力端子の他方は、端子IN10に接続され、論理積回路AND10の出力端子は、端子OUT10に接続される。論理積回路AND11の2つの入力端子は、端子IN10、SWSEL1にそれぞれ接続され、論理積回路AND11の出力端子は、端子OUT11に接続される。
例えば、端子SWSEL1は、スイッチ制御部SWCTLから制御信号を受ける。端子SWSEL1で受けた制御信号が論理値”0”の場合、端子IN10で受けた信号が端子OUT10から出力される。端子SWSEL1で受けた制御信号が論理値”1”の場合、端子IN10で受けた信号が端子OUT11から出力される。
例えば、半導体チップCHIP2では、第1切り替え部SWA1の端子IN10は、経路選択部SEL1の出力端子に接続される。また、端子OUT10は、試験部TAPのテスト入力端子(データTDIを受ける端子)に接続され、端子OUT11は、バッファBF1、BF2に接続される。
図5は、図2に示した第2切り替え部SWBの一例を示す。第2切り替え部SWBは、論理積回路AND20、AND21、論理和回路OR20およびインバータINV20を有する。論理積回路AND20、AND21は、2つの入力端子で受けたデータの論理積を演算し、演算結果を出力する。論理和回路OR20は、2つの入力端子で受けたデータの論理和を演算し、演算結果を出力する。インバータINV20は、入力端子で受けた信号を反転した信号を出力する。
インバータINV20の入力端子は、端子SWSEL1に接続され、インバータINV10の出力端子は、論理積回路AND20の2つの入力端子の一方に接続される。論理積回路AND20の2つの入力端子の他方は、端子IN20に接続される。論理積回路AND21の2つの入力端子は、端子IN21、SWSEL1にそれぞれ接続される。論理和回路OR20の2つの入力端子は、論理積回路AND20、AND21の出力端子にそれぞれ接続され、論理和回路OR20の出力端子は、端子OUT20に接続される。
例えば、端子SWSEL1は、スイッチ制御部SWCTLから制御信号を受ける。端子SWSEL1で受けた制御信号が論理値”0”の場合、端子IN20で受けた信号が端子OUT20から出力される。端子SWSEL1で受けた制御信号が論理値”1”の場合、端子IN21で受けた信号が端子OUT20から出力される。
例えば、半導体チップCHIP2では、第2切り替え部SWBの端子IN20、IN21は、試験部TAPのテスト出力端子(データTDOが出力される端子)および経路選択部SEL2の出力端子にそれぞれ接続される。また、第2切り替え部SWBの端子OUT20は、バッファBF10、BF11に接続される。
図6は、図2に示した多数決選択部MAJの一例を示す。多数決選択部MAJ(MAJ1、MAJ2)は、論理積回路AND30、AND31、AND32および論理和回路OR30を有する。論理積回路AND30、AND31、AND32は、2つの入力端子で受けたデータの論理積を演算し、演算結果を出力する。論理和回路OR30は、3つの入力端子で受けたデータの論理和を演算し、演算結果を出力する。
論理積回路AND30の2つの入力端子は、端子IN30、IN31にそれぞれ接続される。論理積回路AND31の2つの入力端子は、端子IN30、IN32にそれぞれ接続される。論理積回路AND32の2つの入力端子は、端子IN31、IN32にそれぞれ接続される。論理和回路OR30の3つの入力端子は、論理積回路AND30、AND31、AND32の出力端子にそれぞれ接続され、論理和回路OR30の出力端子は、端子OUT30に接続される。
例えば、端子IN30、IN31で受けた信号が互いに同じ論理値の場合、端子IN30、IN31で受けた信号と同じ論理値の信号が端子OUT30から出力される。また、例えば、端子IN30、IN32で受けた信号が互いに同じ論理値の場合、端子IN30、IN32で受けた信号と同じ論理値の信号が端子OUT30から出力される。また、例えば、端子IN31、IN32で受けた信号が互いに同じ論理値の場合、端子IN31、IN32で受けた信号と同じ論理値の信号が端子OUT30から出力される。
例えば、半導体チップCHIP2では、多数決選択部MAJ1の端子IN30、IN31、IN32は、端子TRST20、TRST21、TRST22にそれぞれ接続される。また、多数決選択部MAJ1の端子OUT30は、第1切り替え部SWA3の入力端子(図4に示した端子IN10)に接続される。
図7は、図2に示した試験回路TESCの制御方法の一例を示す。なお、図7は、半導体チップCHIP1、CHIP2間のテスト経路PTを設定する際の試験回路TESCの制御方法の一例を示す。図7のステップS100−S130、S200、S220、S240、S260、S280、S310、S400は、半導体チップCHIP1に含まれる試験回路TESCの動作を示している。また、ステップS210、S230、S250、S270、S290、S300は、半導体チップCHIP2に含まれる試験回路TESCの動作を示している。図7に示すステップS130−S270は、下側の半導体チップCHIPから上側の半導体チップCHIPを設定するフロー(上方チップ伝達シーケンス)を示す。また、ステップS260−S400は、実際の回路のテスト(半導体装置SEM2の試験)に対応する。図7に示した動作は、例えば、半導体装置SEM2を試験するテスト装置により制御される。なお、図7に示した動作では、第1切り替え部SWAの初期状態および第2切り替え部SWBの初期状態は内部転送状態である。
ステップS100では、半導体チップCHIP1は、試験部TAPの状態をリセットする信号TRSTを、テストリセット端子TRST1で受ける。例えば、テスト装置は、テストリセット端子TRST1に供給する信号TRSTをアサートする。これにより、アサートされた信号TRSTが半導体チップCHIP1の試験部TAPに転送され、半導体チップCHIP1の試験部TAPの状態がリセットされる。
ステップS110では、半導体チップCHIP1は、テスト装置から供給されるテストクロックTCKを、テストクロック端子TCK1で受ける。これにより、テストクロックTCKが半導体チップCHIP1の試験部TAPに転送される。
ステップS120では、半導体チップCHIP1は、リセットを解除する信号TRSTを、テストリセット端子TRST1で受ける。例えば、テスト装置は、テストリセット端子TRST1に供給している信号TRSTをネゲートする。これにより、ネゲートされた信号TRSTが半導体チップCHIP1の試験部TAPに転送され、半導体チップCHIP1の試験部TAPの状態をリセットする処理が終了する。
ステップS130では、半導体チップCHIP1は、テスト装置から供給されるテストモードセレクトTMSを、テストモードセレクト端子TMS1で受ける。これにより、テストモードセレクトTMSが半導体チップCHIP1の試験部TAPに転送され、試験部TAPの状態が決定する。
例えば、テスト装置は、テストモードセレクトTMSを用いて、半導体チップCHIPの試験部TAPの状態を、半導体チップCHIP1、CHIP2間のテスト経路PTを設定するための状態に設定する。さらに、テスト装置は、試験部TAP内のTAPコントローラのステートを制御することによりスイッチ制御部SWCTLを制御し、半導体チップCHIP1の第1切り替え部SWAおよび第2切り替え部SWBを通過状態に設定する。
これにより、テスト装置から端子TDI1、TCK1、TMS1、TRST1に供給される信号TDI、TCK、TMS、TRSTは、半導体チップCHIP2に転送される。また、半導体チップCHIP2から転送されるデータTDOがテスト出力端子TDO1に転送される。
ステップS200では、半導体チップCHIP1は、試験部TAPの状態をリセットする信号TRSTをテストリセット端子TRST1で受け、受けた信号TRSTを3つの信号経路PT13、PT14、PT15を用いて半導体チップCHIP2に転送する。これにより、半導体チップCHIP2は、ステップS210において、試験部TAPの状態をリセットする信号TRSTを受ける。例えば、テスト装置は、テストリセット端子TRST1に供給する信号TRSTをアサートする。これにより、アサートされた信号TRSTが半導体チップCHIP1を介して半導体チップCHIP2の試験部TAPに転送される。
ステップS210では、半導体チップCHIP2は、試験部TAPの状態をリセットする信号TRSTを端子TRST20、TRST21、TRST22で受ける。これにより、半導体チップCHIP2の多数決選択部MAJ1は、3つの信号経路PT13、PT14、PT15をそれぞれ介して転送された信号TRSTを受ける。そして、多数決選択部MAJ1は、3つの信号経路PT13、PT14、PT15をそれぞれ介して転送された信号TRSTの論理値のうち、第1切り替え部SWA3に転送するデータの論理値を多数決論理に基づいて決定する。これにより、試験部TAPの状態をリセットする信号TRST(アサートされた信号TRST)が半導体チップCHIP2の試験部TAPに転送され、半導体チップCHIP2の試験部TAPの状態がリセットされる。
ステップS220では、半導体チップCHIP1は、テストクロック端子TCK1に供給されているテストクロックTCKを、半導体チップCHIP2に転送する。これにより、半導体チップCHIP2は、ステップS230において、テストクロックTCKを受ける。
ステップS230では、半導体チップCHIP2は、半導体チップCHIP1から転送されたテストクロックTCKを端子TCK20で受ける。これにより、テストクロックTCKが半導体チップCHIP2の試験部TAPに転送される。
ステップS240では、半導体チップCHIP1は、リセットを解除する信号TRSTをテストリセット端子TRST1で受け、受けた信号TRSTを3つの信号経路PT13、PT14、PT15を用いて半導体チップCHIP2に転送する。これにより、半導体チップCHIP2は、ステップS250において、リセットを解除する信号TRSTを受ける。例えば、テスト装置は、テストリセット端子TRST1に供給している信号TRSTをネゲートする。これにより、ネゲートされた信号TRSTが半導体チップCHIP1を介して半導体チップCHIP2の試験部TAPに転送される。
ステップS250では、半導体チップCHIP2は、リセットを解除する信号TRSTを端子TRST20、TRST21、TRST22で受ける。これにより、半導体チップCHIP2の多数決選択部MAJ1は、3つの信号経路PT13、PT14、PT15をそれぞれ介して転送された信号TRSTを受ける。そして、多数決選択部MAJ1は、3つの信号経路PT13、PT14、PT15をそれぞれ介して転送された信号TRSTの論理値のうち、第1切り替え部SWA3に転送するデータの論理値を多数決論理に基づいて決定する。これにより、リセットを解除する信号TRST(ネゲートされた信号TRST)が半導体チップCHIP2の試験部TAPに転送され、半導体チップCHIP2の試験部TAPの状態をリセットする処理が終了する。
ステップS260では、半導体チップCHIP1は、テスト装置から供給されるテストモードセレクトTMSをテストモードセレクト端子TMS1で受ける。そして、半導体チップCHIP1は、テスト装置から受けたテストモードセレクトTMSを3つの信号経路PT16、PT17、PT18を用いて半導体チップCHIP2に転送する。これにより、半導体チップCHIP2は、ステップS270において、テストモードセレクトTMSを受ける。
ステップS270では、半導体チップCHIP2は、テストモードセレクトTMSを端子TMS20、TMS21、TMS22で受ける。これにより、半導体チップCHIP2の多数決選択部MAJ2は、3つの信号経路PT16、PT17、PT18をそれぞれ介して転送された信号TMSを受ける。そして、多数決選択部MAJ2は、3つの信号経路PT16、PT17、PT18をそれぞれ介して転送された信号TMSの論理値のうち、第1切り替え部SWA4に転送するデータの論理値を多数決論理に基づいて決定する。これにより、テストモードセレクトTMSが半導体チップCHIP2の試験部TAPに転送され、試験部TAPの状態が決定する。
例えば、テスト装置は、テストモードセレクトTMSを用いて、半導体チップCHIP2の試験部TAPの状態を、半導体チップCHIP1、CHIP2間のテスト経路PTを設定するための状態に設定する。なお、半導体チップCHIP2の第1切り替え部SWAおよび第2切り替え部SWBの動作状態は、内部転送状態に維持される。
これにより、テスト装置からテスト入力端子TDI1に供給されるデータTDIは、半導体チップCHIP2の試験部に転送される。そして、半導体チップCHIP2の試験部TAPに転送されたデータTDIは、データTDOとしてテスト出力端子TDO1に転送される。
ステップS280では、半導体チップCHIP1は、期待値と同じ論理値のデータTDIをテスト入力端子TDI1で受け、受けたデータTDIを2つの信号経路PT10、PT11を用いて半導体チップCHIP2に転送する。例えば、テスト装置は、論理値”0”と論理値”1”のデータをテスト入力端子TDI1に交互に転送する。これにより、半導体チップCHIP2は、ステップS290において、信号経路PT10、PT11のいずれかが正常な場合、期待値と同じ論理値のデータTDIを受ける。
ステップS290では、半導体チップCHIP2は、データTDIを端子TDI20、TDI21で受ける。これにより、半導体チップCHIP2の選択信号生成部SGEN1は、2つの信号経路PT10、PT11をそれぞれ介して転送されたデータTDIを受ける。そして、選択信号生成部SGEN1は、2つの信号経路PT10、PT11のいずれかを介して受けたデータTDIが期待値を示した場合、期待値を示すデータTDIを転送した信号経路PTを示す選択信号SELCTLを生成する。例えば、選択信号生成部SGEN1は、選択信号SELCTL1、SELCTL2のうち、期待値を示すデータTDIを転送した信号経路PTに対応する選択信号SELCTLをアサートする。
また、半導体チップCHIP2の経路選択部SEL1は、信号経路PT10、PT11のうち、半導体装置SEM2を試験する際に使用する信号経路PTを、選択信号生成部SGEN1から受けた選択信号SELCTLに基づいて選択する。例えば、経路選択部SEL1は、アサートされた選択信号SELCTLに対応する信号経路PTを選択する。これにより、データTDIを転送する際の半導体チップCHIP1、CHIP2間のテスト経路PTが設定される。
データTDIを転送する際のテスト経路PTが設定されたため、半導体チップCHIP1から転送されたデータTDI(期待値を示すデータTDI)は、半導体チップCHIP2の試験部TAPに転送される。
ステップS300では、半導体チップCHIP2は、半導体チップCHIP2の試験部TAPに転送されたデータTDI(期待値を示すデータTDI)をデータTDOとして、2つの信号経路PT19、PT20を用いて半導体チップCHIP1に転送する。これにより、半導体チップCHIP1は、ステップS310において、信号経路PT19、PT20のいずれかが正常な場合、期待値と同じ論理値のデータTDOを受ける。
ステップS310では、半導体チップCHIP1は、データTDOを端子TDO10、TDO11で受ける。これにより、半導体チップCHIP1の選択信号生成部SGEN2は、2つの信号経路PT19、PT20をそれぞれ介して転送されたデータTDOを受ける。そして、選択信号生成部SGEN2は、2つの信号経路PT19、PT20のいずれかを介して受けたデータTDOが期待値を示した場合、期待値を示すデータTDOを転送した信号経路PTを示す選択信号SELCTLを生成する。例えば、選択信号生成部SGEN2は、選択信号SELCTL1、SELCTL2のうち、期待値を示すデータTDOを転送した信号経路PTに対応する選択信号SELCTLをアサートする。
また、半導体チップCHIP1の経路選択部SEL2は、信号経路PT19、PT20のうち、半導体装置SEM2を試験する際に使用する信号経路PTを、選択信号生成部SGEN2から受けた選択信号SELCTLに基づいて選択する。例えば、経路選択部SEL2は、アサートされた選択信号SELCTLに対応する信号経路PTを選択する。これにより、データTDOを転送する際の半導体チップCHIP1、CHIP2間のテスト経路PTが設定される。データTDOを転送する際のテスト経路PTが設定されたため、半導体チップCHIP2から転送されたデータTDOは、テスト出力端子TDO1に転送される。
ステップS400では、半導体チップCHIP1は、半導体チップCHIP2から受けたデータTDOをテスト出力端子TDO1を介してテスト装置に出力する。
これにより、半導体チップCHIP1、CHIP2間のテスト経路PTが設定される。なお、半導体チップCHIP2、CHIP3間のテスト経路PTの設定は、例えば、ステップS400の後に実行される。例えば、テスト装置は、試験部TAP内のTAPコントローラのステートを制御することによりスイッチ制御部SWCTLを制御し、半導体チップCHIP2の第1切り替え部SWAおよび第2切り替え部SWBを通過状態に設定する。
そして、テスト装置は、ステップS200、S220、S240、S260、S280と同様の動作を半導体チップCHIP1に実行させ、ステップS210、S230、S250、S270、S290と同様の動作を半導体チップCHIP3に実行させる。さらに、テスト装置は、ステップS300と同様の動作を半導体チップCHIP3に実行させ、ステップS310、S400と同様の動作を半導体チップCHIP1に実行させる。これにより、半導体チップCHIP2、CHIP3間のテスト経路PTが設定される。
複数の半導体チップCHIP間のテスト経路PTが設定された後、半導体装置SEM2を試験するデータTDIがテスト入力端子TDI1に供給される。
例えば、半導体チップCHIP1の試験部を用いた試験を実行する場合、テスト装置は、半導体チップCHIP2、CHIP3の試験部にデータTDI等が転送されないため、半導体チップCHIP2、CHIP3の試験部TAPが誤動作することを防止できる。また、半導体チップCHIP1の試験部TAPから出力されるデータTDOが他の半導体チップCHIPから転送されるデータTDOと衝突することを防止できる。
半導体チップCHIP2の試験部TAPを用いた試験を実行する場合、例えば、テスト装置は、半導体チップCHIP1の第1切り替え部SWAおよび第2切り替え部SWBを通過状態に設定する。さらに、テスト装置は、半導体チップCHIP2の第1切り替え部SWAおよび第2切り替え部SWBを内部転送状態に設定する。半導体チップCHIP1、CHIP3の試験部TAPにデータTDI等が転送されないため、半導体チップCHIP1、CHIP3の試験部TAPが誤動作することを防止できる。また、半導体チップCHIP2の試験部TAPから出力されるデータTDOが他の半導体チップCHIPから転送されるデータTDOと衝突することを防止できる。
半導体チップCHIP3の試験部TAPを用いた試験を実行する場合、例えば、テスト装置は、半導体チップCHIP1、CHIP2の第1切り替え部SWAおよび第2切り替え部SWBを通過状態に設定する。半導体チップCHIP1、CHIP2の試験部TAPにデータTDI等が転送されないため、半導体チップCHIP1、CHIP2の試験部TAPが誤動作することを防止できる。また、半導体チップCHIP3の試験部TAPから出力されるデータTDOが他の半導体チップCHIPから転送されるデータTDOと衝突することを防止できる。
なお、試験回路TESCの制御方法は、この例に限定されない。例えば、半導体チップCHIP1、CHIP2間のデータTDIのテスト経路PTが設定された後で、データTDOのテスト経路が設定される前に、半導体チップCHIP2、CHIP3間のデータTDIのテスト経路PTが設定されてもよい。あるいは、半導体チップCHIP1、CHIP2間のテスト経路PTが設定された後で、半導体チップCHIP2、CHIP3間のテスト経路が設定される前に、半導体チップCHIP2の試験部TAPを用いた試験が実行されてもよい。また、信号TRSTは、下側の半導体チップCHIPの試験部TAP内のTAPコントローラ等から上側の半導体チップCHIPに送信されてもよい。
以上、図2から図7に示した実施形態においても、図1に示した実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、選択信号生成部SGENは、期待値を示すデータTDIを複数の信号経路PTのいずれかを介して受けた場合、期待値を示すデータTDIを転送した信号経路PTを示す選択信号SELCTLを生成する。そして、経路選択部SELは、複数の信号経路PTのうち、半導体装置SEM2を試験する際に使用する信号経路PTを、選択信号生成部SGENから受けた選択信号SELCTLに基づいて選択する。
これにより、この実施形態では、テスト入力端子TDI1に供給されたデータが伝達される冗長化された信号経路PT(例えば、2本1組の信号経路PT)の一方が故障した場合でも、半導体チップCHIP間の信号経路の故障箇所を検出する試験を実行できる。これにより、故障箇所を迂回して不良を救済することができる。この結果、この実施形態では、半導体装置SEM2の歩留まりを向上できる。
さらに、この実施形態では、試験回路TESCは、データTDI等の転送先を切り替える第1切り替え部SWAと、データTDOの転送元を切り替える第2切り替え部SWBとを有する。これにより、試験回路TESCは、複数の半導体チップCHIPの試験部TAPのうち、試験の対象となる半導体チップCHIPの試験部TAPにデータTDI等を供給できる。例えば、試験回路TESCは、複数の半導体チップCHIPの試験部TAPのうち、試験の対象となる半導体チップCHIP以外の試験部TAPにデータTDI等が転送されることを防止できる。
また、選択信号生成部SGENは、アサートされた制御信号CNTの論理値がフリップフロップ回路FFCに記憶された場合、フリップフロップ回路FFCに記憶された論理値の更新を抑止する論理和回路OR3を有する。これにより、この実施形態では、期待値を示すデータTDIを転送した信号経路PTを示す選択信号SELCTLを生成した後の期間において、選択信号SELCTLが信号経路PTに転送されるデータTDIの変化に伴い変化することを防止できる。この結果、この実施形態では、期待値を示すデータを転送した信号経路PTを示す選択信号SELCTLを、経路選択部SELに安定して供給できる。
図8は、試験回路および試験回路の制御方法の別の実施形態を示す。図1から図7で説明した要素と同一または同様の要素については、同一または同様の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。試験回路TESC2は、複数の半導体チップCHIP(CHIP1、CHIP2、CHIP3)を含む半導体装置SEM3を試験する。半導体装置SEM3は、図2に示した試験回路TESCの代わりに試験回路TESC2を有することを除いて、図2に示した半導体装置SEM2と同一または同様である。また、試験回路TESC2の制御方法は、試験回路TESCの制御方法と同一または同様である。
試験回路TESC2は、図2に示したスイッチ制御部SWCTLおよび第1切り替え部SWAの代わりに、スイッチ制御部SWCTL2および第1切り替え部SWCを有する。試験回路TESC2のその他の構成は、図2に示した試験回路TESCと同一または同様である。
例えば、試験回路TESC2は、選択信号生成部SGENと、経路選択部SELと、バッファBFと、第1切り替え部SWCと、第2切り替え部SWBと、スイッチ制御部SWCTL2と、多数決選択部MAJと、JTAGに対応した試験部TAPとを有する。
スイッチ制御部SWCTL2は、例えば、試験部TAP内のTAPコントローラのステートに応じて、第1切り替え部SWC1−SWC4および第2切り替え部SWBの動作状態を設定する。なお、図8では、図を見やすくするために、スイッチ制御部SWCTL2と、第1切り替え部SWC2−SWC4、第2切り替え部SWB、試験部TAP等との間の信号線の記載を省略している。
例えば、スイッチ制御部SWCTL2は、試験の対象となる半導体チップCHIPに合わせて、第1切り替え部SWC1−SWC4の動作状態を制御する制御信号と、第2切り替え部SWBの動作状態を制御する制御信号とを生成する。
第1切り替え部SWC(SWC1−SWC4)は、スイッチ制御部SWCTL2から受ける制御信号に基づいて、内部転送状態、通過状態および両方向状態のいずれかに設定される。内部転送状態では、第1切り替え部SWCが受けたデータ(第1切り替え部SWC1では、データTDI)は、自身の半導体チップCHIPの試験部TAPに転送される。また、通過状態では、第1切り替え部SWCが受けたデータ(第1切り替え部SWC1では、データTDI)は、他の半導体チップCHIPに転送される。そして、両方向状態では、第1切り替え部SWCが受けたデータ(第1切り替え部SWC1では、データTDI)は、自身の半導体チップCHIPの試験部TAPおよび他の半導体チップCHIPに転送される。
各第1切り替え部SWCの入力端子および2つの出力端子の接続関係は、図2に示した各第1切り替え部SWAと同一または同様である。したがって、半導体チップCHIP1の第1切り替え部SWCが内部転送状態に設定された場合、半導体チップCHIP1の試験部TAPは、端子TDI1、TCK1、TMS1、TRST1から信号TDI、TCK、TMS、TRSTを受ける。なお、半導体チップCHIP1の第1切り替え部SWCが通過状態に設定された場合、端子TDI1、TCK1、TMS1、TRST1に供給された信号TDI、TCK、TMS、TRSTは、半導体チップCHIP2に転送される。
また、半導体チップCHIP1の第1切り替え部SWCが両方向状態に設定された場合、半導体チップCHIP1の試験部TAPは、端子TDI1、TCK1、TMS1、TRST1から信号TDI、TCK、TMS、TRSTを受ける。さらに、半導体チップCHIP1の第1切り替え部SWCが両方向状態に設定された場合、端子TDI1、TCK1、TMS1、TRST1に供給された信号TDI、TCK、TMS、TRSTは、半導体チップCHIP2に転送される。
なお、試験回路TESC2の構成は、この例に限定されない。例えば、スイッチ制御部SWCTL2は、試験部TAPの内部(例えば、試験部TAP内のTAPコントローラの内部)に設けられてもよい。また、第1切り替え部SWC4等は、省かれてもよい。
また、例えば、テスト入力端子TI1に供給されたデータが伝達されるテスト経路PT(PT10、PT11等)は、3本以上の信号経路で冗長化されてもよい。また、例えば、試験回路TESC2は、2つの半導体チップCHIPが積層された半導体装置SEM3(半導体チップCHIP2が省かれた半導体装置SEM3)に内蔵されてもよい。あるいは、試験回路TESC2は、4つ以上の半導体チップCHIPが積層された半導体装置SEM3に内蔵されてもよい。
図9は、図8に示した第1切り替え部SWCの一例を示す。第1切り替え部SWC(SWC1−SWC4)は、論理積回路AND10、AND11を有する。論理積回路AND10は、2つの端子IN10、SWSEL10に転送されたデータの論理積を演算し、演算結果を端子OUT10に出力する。論理積回路AND11は、2つの端子IN10、SWSEL11に転送されたデータの論理積を演算し、演算結果を端子OUT11に出力する。
例えば、端子SWSEL10、SWSEL11は、スイッチ制御部SWCTL2から制御信号を受ける。端子SWSEL10、SWSEL11で受けた制御信号がそれぞれ論理値”1”および論理値”0”の場合(例えば、内部転送状態)、端子IN10で受けた信号が端子OUT10から出力され、端子OUT11は、論理値”0”に維持される。端子SWSEL10、SWSEL11で受けた制御信号がそれぞれ論理値”0”および論理値”1”の場合(例えば、通過状態)、端子IN10で受けた信号が端子OUT11から出力され、端子OUT10は、論理値”0”に維持される。
端子SWSEL10、SWSEL11で受けた両方の制御信号が論理値”1”の場合(例えば、両方向状態)、端子IN10で受けた信号が端子OUT10、OUT11の両方から出力される。例えば、半導体チップCHIP2では、第1切り替え部SWC1の端子IN10は、経路選択部SEL1の出力端子に接続される。また、端子OUT10は、試験部TAPのテスト入力端子(データTDIを受ける端子)に接続され、端子OUT11は、バッファBF1、BF2に接続される。
以上、図8から図9に示した実施形態においても、図2から図7に示した実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、テスト入力端子TDI1に供給されたデータが伝達される冗長化された信号経路PT(例えば、2本1組の信号経路PT)の一方が故障した場合でも、半導体チップCHIP間の信号経路の故障箇所を検出する試験を実行することができる。これにより、故障箇所を迂回して不良を救済することができる。この結果、この実施形態では、半導体装置SEM3の歩留まりを向上できる。
さらに、この実施形態では、試験回路TESC2は、データTDI等の転送先を切り替える第1切り替え部SWCを有する。これにより、例えば、試験部TAP内のデータレジスタ等に複数の半導体チップCHIPで同じデータが設定される場合、試験回路TESC2は、複数の半導体チップCHIPの試験部TAPにデータTDI等をブロードキャストで供給できる。この結果、この実施形態では、試験部TAP内のデータレジスタ等にデータを設定する時間を短縮でき、半導体装置SEM3の試験時間を短縮できる。
図10は、試験回路および試験回路の制御方法の別の実施形態を示す。図1から図9で説明した要素と同一または同様の要素については、同一または同様の符号を付し、これ等については、詳細な説明を省略する。試験回路TESC3は、複数の半導体チップCHIP(CHIP1、CHIP2、CHIP3)を含む半導体装置SEM4を試験する。半導体装置SEM4は、図2に示した試験回路TESCの代わりに試験回路TESC3を有することを除いて、図2に示した半導体装置SEM2と同一または同様である。また、試験回路TESC3の制御方法は、試験回路TESCの制御方法と同一または同様である。
試験回路TESC3は、図2に示した選択信号生成部SGEN(SGEN1、SGEN2)の代わりに、選択信号生成部SGENa(SGENa1、SGENa2)を有する。試験回路TESC3のその他の構成は、図2に示した試験回路TESCと同一または同様である。
例えば、試験回路TESC3は、選択信号生成部SGENaと、経路選択部SELと、バッファBFと、第1切り替え部SWAと、第2切り替え部SWBと、スイッチ制御部SWCTLと、多数決選択部MAJと、JTAGに対応した試験部TAPとを有する。
選択信号生成部SGENaは、期待値を示すデータTDIを転送した信号経路PTが複数存在する場合、期待値を示すデータTDIを転送した複数の信号経路PTのうちの1つを示す選択信号SELCTLを生成する。
なお、試験回路TESC3の構成は、この例に限定されない。例えば、スイッチ制御部SWCTLは、試験部TAPの内部(例えば、試験部TAP内のTAPコントローラの内部)に設けられてもよい。また、第1切り替え部SWA4等は、省かれてもよい。
また、例えば、試験回路TESC3は、スイッチ制御部SWCTLおよび第1切り替え部SWAの代わりに、図8に示したスイッチ制御部SWCTL2および第1切り替え部SWCを有してもよい。
また、テスト入力端子TI1に供給されたデータが伝達されるテスト経路PT(PT10、PT11等)は、3本以上の信号経路で冗長化されてもよい。また、例えば、試験回路TESC3は、2つの半導体チップCHIPが積層された半導体装置SEM4(半導体チップCHIP2が省かれた半導体装置SEM4)に内蔵されてもよい。あるいは、試験回路TESC3は、4つ以上の半導体チップCHIPが積層された半導体装置SEM4に内蔵されてもよい。
図11は、図10に示した選択信号生成部SGENaの一例を示す。図10に示した端子CLK、IN1、IN2の接続先等は、図3に示した選択信号生成部SGENと同一または同様である。選択信号生成部SGENaでは、否定論理積回路NAND1および論理積回路AND5が図3に示した選択信号生成部SGENに追加されている。選択信号生成部SGENaのその他の構成は、図3に示した選択信号生成部SGENと同一または同様である。
選択信号生成部SGENaは、nビットのシフトレジスタSFTR1、SFTR2、論理積回路AND1、AND2、AND5、否定論理積回路NAND1、論理和回路OR1、OR2、OR3およびフリップフロップ回路FFC1、FFC2を有する。なお、nは2以上の整数である。選択信号生成部SGENaでは、選択信号SELCTL2の代わりに、選択信号SELCTL2aが経路選択部SELに転送される。
否定論理積回路NAND1は、フリップフロップ回路FFC1、FFC2から選択信号SELCTL1、SELCTL2を2つの入力端子でそれぞれ受ける。そして、否定論理積回路NAND1は、2つの入力端子で受けた選択信号SELCTL1、SELCTL2の否定論理積を演算し、演算結果を論理積回路AND5に出力する。
論理積回路AND5は、否定論理積回路NAND1の出力信号と選択信号SELCTL2を2つの入力端子でそれぞれ受ける。そして、論理積回路AND5は、2つの入力端子で受けたデータの論理積を演算し、演算結果を選択信号SELCTL2aとして、経路選択部SELに転送する。
例えば、選択信号SELCTL1、SELCTL2の両方が論理値”0”の場合、論理値”0”の選択信号SELCTL1、SELCTL2aが経路選択部SELに転送される。また、例えば、選択信号SELCTL1、SELCTL2がそれぞれ論理値”0”および論理値”1”の場合、論理値”0”の選択信号SELCTL1および論理値”1”の選択信号SELCTL2aが経路選択部SELに転送される。また、例えば、選択信号SELCTL1、SELCTL2がそれぞれ論理値”1”および論理値”0”の場合、論理値”1”の選択信号SELCTL1および論理値”0”の選択信号SELCTL2aが経路選択部SELに転送される。
そして、選択信号SELCTL1、SELCTL2の両方が論理値”1”の場合、論理値”1”の選択信号SELCTL1および論理値”0”の選択信号SELCTL2aが経路選択部SELに転送される。
これにより、選択信号生成部SGENaは、期待値を示すデータTDIを転送した信号経路PTが複数存在する場合でも、期待値を示すデータTDIを転送した複数の信号経路PTのうちの1つを示す選択信号SELCTLを、経路選択部SELに転送できる。例えば、図3に示した経路選択部SELにおいて、選択信号SELCTL1、SELCTL2の両方が論理値”1”の場合、端子IN1、IN2に転送されるデータの遅延時間のずれ等に起因して、選択経路SELから出力されるデータの波形が劣化するおそれがある。
これに対し、選択信号生成部SGENaは、選択信号SELCTL1、SELCTL2aの両方が論理値”1”になることを防止している。このため、選択経路SELから出力されるデータの波形が劣化することを抑制できる。なお、選択信号生成部SGENaの構成は、この例に限定されない。
以上、図10から図11に示した実施形態においても、図2から図7に示した実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、テスト入力端子TDI1に供給されたデータが伝達される冗長化された信号経路PT(例えば、2本1組の信号経路PT)の一方が故障した場合でも、半導体チップCHIP間の信号経路の故障箇所を検出する試験を実行することができる。これにより、故障箇所を迂回して不良を救済することができる。この結果、この実施形態では、半導体装置SEM4の歩留まりを向上できる。
さらに、この実施形態では、選択信号生成部SGENaは、期待値を示すデータTDIを転送した信号経路PTが複数存在する場合、期待値を示すデータTDIを転送した複数の信号経路PTのうちの1つを示す選択信号SELCTLを生成する。すなわち、この実施形態では、選択経路SELに転送される選択信号SELCTL1、SELCTL2aの両方が論理値”1”になることを防止できる。この結果、選択経路SELから出力されるデータの波形が劣化することを抑制できる。
以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点および利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲がその精神および権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図するものである。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更に容易に想到できるはずである。したがって、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物に拠ることも可能である。
10‥試験回路;100、200‥半導体チップ;20‥選択信号生成部;30‥経路選択部;40‥試験部;AND‥論理積回路;BF‥バッファ;CHIP1、CHIP2、CHIP3‥半導体チップ;FF、FFC‥フリップフロップ回路;INV‥インバータ;MAJ‥多数決選択部;NAND‥否定論理積回路;OR‥論理和回路;SEM1、SEM2、SEM3、SEM4‥半導体装置;SFTR‥シフトレジスタ;SGEN、SGENa‥選択信号生成部;SEL‥経路選択部;SWA、SWC‥第1切り替え部;SWB‥第2切り替え部;SWCTL、SWCTL2‥スイッチ制御部;TAP‥試験部;TDI、TDO、TCK、TMS、TRST、TI、TO‥端子;TESC1、TESC2、TESC3‥試験回路

Claims (6)

  1. 複数の半導体チップを含む半導体装置を試験する試験回路において、
    前記半導体装置を試験するデータを前記半導体装置の外部から受けるテスト入力端子と、
    前記複数の半導体チップのうちの少なくとも1つの半導体チップと他の半導体チップとの間の信号経路であり、前記テスト入力端子に供給されたデータが伝達される複数の信号経路と、
    前記少なくとも1つの半導体チップに設けられ、前記複数の信号経路を介して前記他の半導体チップに接続され、期待値を示すデータを前記複数の信号経路のいずれかを介して受けた場合、前記期待値を示すデータを転送した信号経路を示す選択信号を生成する選択信号生成部と、
    前記選択信号生成部を含む半導体チップに設けられ、前記複数の信号経路に接続され、前記複数の信号経路のうち、前記半導体装置を試験する際に使用する信号経路を前記選択信号に基づいて選択する経路選択部とを有する
    ことを特徴とする試験回路。
  2. 請求項1に記載の試験回路において、
    前記選択信号生成部は、
    前記複数の信号経路の各々に対応して設けられ、前記複数の信号経路を介して受けたデータをそれぞれ記憶する複数のデータ記憶部と、
    前記複数のデータ記憶部のいずれかに記憶されたデータが前記期待値を示す場合、前記複数の信号経路にそれぞれ対応した複数の制御信号のうち、前記期待値を示すデータを転送した信号経路に対応する制御信号をアサートする第1制御部と、
    前記複数の制御信号の各々の論理値を記憶し、記憶した論理値に基づく前記選択信号を出力する選択信号記憶部と、
    アサートされた制御信号の論理値が前記選択信号記憶部に記憶された場合、前記選択信号記憶部に記憶された論理値の更新を抑止する第2制御部とを有する
    ことを特徴とする試験回路。
  3. 請求項1または請求項2に記載の試験回路において、
    前記選択信号生成部は、前記期待値を示すデータを転送した信号経路が複数存在する場合、前記期待値を示すデータを転送した複数の信号経路のうちの1つを示す選択信号を生成する
    ことを特徴とする試験回路。
  4. 請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の試験回路において、
    前記複数の半導体チップの各々に設けられ、前記半導体装置を試験する試験部と、
    前記半導体装置の試験結果に対応するデータを前記半導体装置の外部に出力するテスト出力端子と、
    前記複数の半導体チップの少なくとも1つの半導体チップである第1の半導体チップに設けられ、前記テスト入力端子から転送されたデータを前記第1の半導体チップの試験部に転送する状態と、前記テスト入力端子から転送されたデータを、前記複数の半導体チップのうち、前記第1の半導体チップに接続された第2の半導体チップに転送する状態とのいずれかに設定される第1切り替え部と、
    前記第1の半導体チップに設けられ、前記第1の半導体チップの試験部から転送されたデータを前記テスト出力端子に転送する状態と、前記第2の半導体チップから転送されたデータを前記テスト出力端子に転送する状態とのいずれかに設定される第2切り替え部とを有する
    ことを特徴とする試験回路。
  5. 請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の試験回路において、
    前記複数の半導体チップの各々に設けられ、前記半導体装置を試験する試験部と、
    前記半導体装置の試験結果に対応するデータを前記半導体装置の外部に出力するテスト出力端子と、
    前記複数の半導体チップの少なくとも1つの半導体チップである第1の半導体チップに設けられ、前記テスト入力端子から転送されたデータを前記第1の半導体チップの試験部に転送する状態と、前記テスト入力端子から転送されたデータを、前記複数の半導体チップのうち、前記第1の半導体チップに接続された第2の半導体チップに転送する状態と、前記テスト入力端子から転送されたデータを前記第1の半導体チップの試験部および前記第2の半導体チップに転送する状態とのいずれかに設定される第1切り替え部と、
    前記第1の半導体チップに設けられ、前記第1の半導体チップの試験部から転送されたデータを前記テスト出力端子に転送する状態と、前記第2の半導体チップから転送されたデータを前記テスト出力端子に転送する状態とのいずれかに設定される第2切り替え部とを有する
    ことを特徴とする試験回路。
  6. 複数の半導体チップを含む半導体装置を試験するデータを前記半導体装置の外部から受けるテスト入力端子と、前記複数の半導体チップのうちの少なくとも1つの半導体チップと他の半導体チップとの間の信号経路であり、前記テスト入力端子に供給されたデータが伝達される複数の信号経路と、前記少なくとも1つの半導体チップに設けられ、前記複数の信号経路を介して前記他の半導体チップに接続され、期待値を示すデータを前記複数の信号経路のいずれかを介して受けた場合、前記期待値を示すデータを転送した信号経路を示す選択信号を生成する選択信号生成部と、前記選択信号生成部を含む半導体チップに設けられ、前記複数の信号経路に接続され、前記複数の信号経路のうち、前記半導体装置を試験する際に使用する信号経路を前記選択信号に基づいて選択する経路選択部とを有する試験回路の制御方法において、
    前記半導体装置を試験するテスト装置が、前記期待値と同じ論理値のデータを前記テスト入力端子に供給し、
    前記経路選択部が前記半導体装置を試験する際に使用する信号経路を選択した後に、前記テスト装置が、前記半導体装置を試験するデータを前記テスト入力端子に供給する
    ことを特徴とする試験回路の制御方法。
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