JP2638502B2 - アナログ集積回路の故障診断装置 - Google Patents

アナログ集積回路の故障診断装置

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JP2638502B2
JP2638502B2 JP6226314A JP22631494A JP2638502B2 JP 2638502 B2 JP2638502 B2 JP 2638502B2 JP 6226314 A JP6226314 A JP 6226314A JP 22631494 A JP22631494 A JP 22631494A JP 2638502 B2 JP2638502 B2 JP 2638502B2
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和宏 坂口
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アナログ集積回路の故
障診断装置に関し、特に配線に流れる電流を観測するこ
とによりアナログ集積回路の故障箇所を調べる故障診断
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のアナログ集積回路の故障診断装置
は、作製されたアナログ集積回路が設計通りに動作しな
いとき、その原因を追求し、改善を計る目的のために使
用されている。図5は、従来のアナログ集積回路の故障
診断装置の一例を示す図である。被測定アナログ集積回
路デバイス105の集積回路チップ103の適当な箇所
に物理的に探針104を接触させる。測定器101は探
針104に接続され、探針104が接触している部分の
電圧が測定可能である。デバイス駆動システム102は
集積回路デバイス105を動作させテストするための電
圧、電流、信号を発生する。
【0003】次に動作を説明する。デバイス駆動システ
ム102を集積回路デバイス105の機能をテストする
条件で動作させる。このとき探針104を接触させた部
分の電圧を測定器101により観測する。このデータを
もとに回路内部の各配線の配線に流れる電流の状態を知
る。この状態と、設計データとの比較、あるいは正常に
動作している同等の集積回路との比較により故障診断を
行う。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この従来のアナログ集
積回路の故障診断装置では探針を物理的に被測定回路に
接触させる必要があり、集積回路の高集積化に伴い、希
望する箇所へ探針を立てることが難しくなっている。ま
た、探針自身が被測定回路に対して負荷となり回路の動
作に影響を与えるきらいがある。さらに探針を立てるこ
とで被測定回路自身を破壊してしまう問題がある。
【0005】本発明の目的は、上記問題点を解決するた
め、物理的に被測定回路に接触することなく、被測定回
路の各部電流を測定することにより故障診断を行うこと
にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の発明は、
エネルギービームを発生するエネルギービーム発生器
と、前記エネルギービーム発生器からのエネルギービー
ムを受け、ビームを走査するエネルギービーム走査器
と、被測定デバイスを安定に積載する資料台と、定電圧
を発生させる定電圧源と、前記定電圧を受け被測定デバ
イスに定電圧を供給し、このときの供給電流を観測し、
その変動値を増幅する変動電流検出/増幅器と、前記エ
ネルギービーム発生器からのエネルギービーム発生情報
と、エネルギービーム走査器からのエネルギービーム照
射位置情報を受け、変動電流検出/増幅器からの被測定
デバイスへの供給電流の変動値をエネルギービーム照射
位置毎に輝度情報とするシステム制御/信号処理ユニッ
トと、前記システム制御/信号処理ユニットからのエネ
ルギービーム照射位置情報と輝度情報により像を表示す
るCRTと、被測定デバイスに、テスト信号を印加する
信号発生器とから構成されることを特徴としている。
【0007】本発明の第2の発明は、第1の発明におい
て、被測定デバイスの温度を一定とする温度制御ユニッ
トを有することを特徴とする。
【0008】本発明の第3の発明は、第1の発明におい
て、被測定デバイスのチップのレイアウト情報を格納し
たレイアウト情報記憶手段と、前記レイアウト情報から
エネルギービームを制御するゲート信号を発生するゲー
ト信号発生器と、前記ゲート信号を受けエネルギービー
ムの発生を制御するエネルギービーム発生器と、エネル
ギービーム走査器を有することを特徴とする。
【0009】本発明の第4の発明は、第1の発明におい
て、被測定デバイスのチップのレイアウト情報を格納し
たレイアウト情報記憶手段と、前記レイアウト情報と、
エネルギービーム走査器からのビーム照射位置情報とか
ら、被測定デバイスのチップ上でビーム照射位置が配線
領域にあることを知らせるゲート信号を発生するゲート
信号発生器と、前記ゲート信号を受け、エネルギービー
ムが前記配線領域を照射しているときのみ変動電流検出
/増幅器からの信号を処理するシステム制御/信号処理
ユニットを有することを特徴とする。また本発明の第1
〜第4の発明のエネルギービーム発生器として、レーザ
ビーム発生器、電子ビーム発生器、粒子ビーム発生器、
イオンビーム発生器のいずれかを用いることができる。
【0010】
【作用】本発明によるアナログ集積回路の故障診断装置
は、被測定回路中の各部配線を流れる静的な電流値を物
理的に被接触な手法で観測することにより故障箇所を検
出、特定することを可能とする。通常、回路を変更せず
に回路各部分の電流を観測することは困難であるが、本
発明ではエネルギービームを照射することにより生じる
照射部の温度上昇を利用することにより、集積回路中の
配線の電気抵抗値を局所的に微小にに変化させている、
このことにより生じる供給電流の変動を検出することに
より回路中の配線に流れる電流を観測する。さらに配線
の電気抵抗値を局所的に変化させる部分を走査していく
ことで回路中を流れる電流の様子を像として得ることを
可能とする。こうして得た電流像を正常な回路における
電流像と比較、あるいは、設計値を参照することで故障
箇所の特定を行う。
【0011】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
【0012】図1は第1の発明の一実施例を示す装置構
成図である。
【0013】図1においてエネルギービーム走査器2は
エネルギービーム発生器1よりエネルギービームを受け
て被測定デバイス7に照射する。システム制御/信号処
理ユニット4はエネルギービーム走査器2からビーム照
射位置情報を受け、またエネルギービーム発生器1から
のエネルギービーム発生情報を受け、また変動電流検出
/増幅器6からのデータも受ける。そして、信号処理の
結果をCRT3に表示する。被測定デバイス7は資料台
8に載せられ安定に保持される。変動電流検出/増幅器
6は定電圧源5から定電圧を受け被測定デバイス7に供
給する。また被測定デバイス7への供給電流の変動情報
を受け取り、システム制御/信号処理ユニット4に送
る。信号発生器10はテスト信号を発生し被測定デバイ
スに印加する。
【0014】次に図1の回路の動作について説明する。
エネルギービーム発生器1で発生されたエネルギービー
ムは、エネルギービーム走査器2に導入される。エネル
ギービーム走査器2はこのビームを細く絞り込み(例え
ば直径1μm 以下)被測定デバイス7の被測定チップ上
に走査しながら照射する。定電圧源5で作成された定電
圧は変動電流検出/増幅器6を通して被測定デバイス7
に供給される。信号発生器10は被測定デバイス7に対
するテスト信号を発生し被測定デバイス7に印加する。
エネルギービームが被測定チップ上に照射されると照射
部の温度が上昇するが、照射部が配線領域であった場
合、照射部の電気抵抗は局所的な温度上昇に伴い増加す
る。この配線の電気抵抗の増加は、当該配線に電流が流
れていた場合、定電圧源5からの供給電流に変動を与え
る。この変動電流を、変動電流検出/増幅器6によって
観測し、その情報をシステム制御/信号処理ユニット4
に送る。さらにシステム制御/信号処理ユニット4はエ
ネルギービーム発生器1及びエネルギービーム走査器2
からエネルギービームの照射情報を受け変動電流の大き
さを輝度としてビームの照射位置毎にCRT3上に表示
する。電流が流れている配線領域にエネルギービームが
照射されたときには被測定デバイス7への供給電流が変
動し、電流が流れていない配線領域にエネルギービーム
が照射されたときには被測定デバイス7への供給電流は
変化しないため電流が流れている配線がCRT3上に像
として表示される。
【0015】本発明のアナログ集積回路の故障診断装置
を用いて、被測定デバイスの故障診断をする方法として
は、設計情報から回路が正常に動作している時の回路各
部の各電流値と、本発明を使用することで、被測定デバ
イスにおいてどの配線に電流が流れているかどうかを観
測することが可能なため、両者を比較することで、被測
定デバイスにおける故障箇所を診断することが可能とな
る。あるいは、正常動作している同等のデバイスに対
し、同一条件で観測を行い故障デバイスの観測結果と比
較することで故障箇所を診断することが可能となる。こ
の診断は設計値と観測値、あるいは正常なデバイスの電
流値と異常なデバイスの電流値との単純な比較なので短
時間での故障の診断が可能である。また、故障箇所が直
接異常な電流が流れる配線に結び付くことが多く、これ
ら電流値の比較により正確な診断が可能となる。さらに
エネルギービームを照射、走査しながら電流値を観測す
るという単純な構成のため、簡易な故障診断装置が実現
可能である。
【0016】図2は第2の発明の一実施例を示す。
【0017】図2では資料台8に温度制御ユニット9が
接続されている。温度制御ユニット9により被測定デバ
イス7のチップの温度が一定に保たれる。本発明ではエ
ネルギービームの照射による照射部の温度変化を供給電
流の変動に反映させてその変動値を測定し利用してい
る。このためチップ表面温度が一定に維持されること
で、ノイズの少ない高精度な測定が可能となる。
【0018】図3は第3の発明の一実施例を示す。
【0019】図3では被測定デバイス7のレイアウト情
報記憶手段13はゲート信号発生器14に接続され、さ
らにゲート信号発生器14はエネルギービーム発生器1
に接続されている。またエネルギービーム走査器2にも
接続されている。ゲート信号発生器14は、レイアウト
情報記憶手段13から被測定デバイス7のチップ上の配
線領域に関する情報を抜き出し、エネルギービーム走査
器2からエネルギービームの照射部の位置情報を得る。
そして被測定デバイスのチップ上で配線部のみにエネル
ギービームが照射されるようにエネルギービームをon
−off、またはビームパワーの強弱を制御するための
ゲート信号を発生しエネルギービーム発生器1に送る。
被測定デバイス7のチップ上で配線領域のみにエネルギ
ービームを照射することで、供給電流の変動値の測定に
おいて、エネルギービームが配線領域以外を照射するこ
とに起因するノイズの混入が防げるため、S/N比の高
い変動電流の測定が実現できる。
【0020】図4は第4の発明の一実施例を示す。図4
ではゲート信号発生器14はエネルギービーム走査器
2、システム制御/信号処理ユニット4に接続されてい
る。レイアウト情報記憶手段13から被測定デバイス7
のチップ上での配線領域の情報を得、エネルギービーム
走査器2からエネルギービームの照射位置情報を得る。
そして、ゲート信号発生器14はエネルギービームが被
測定デバイス7のチップ上の配線領域を照射したときの
みの供給電流の変動値をシステム制御/信号処理ユニッ
ト4で信号処理し、配線領域以外をエネルギービームが
照射したときの供給電流の変動値は信号処理しないゲー
ト信号を発生する。この構成により供給電流の変動値の
測定において、配線領域以外にエネルギービームが照射
されたとき供給電流の変動に起因するノイズが除去され
るのでノイズの少ない観測が実現できる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるアナ
ログ集積回路の故障診断装置は、エネルギービームの被
測定デバイスのチップ上への照射による照射部の局所的
温度変化による配線の電気抵抗の変化を供給電流の変化
として捉えているため、物理的に被測定デバイスに対し
ては非接触である。このため、探針の物理的接触による
被測定デバイスの回路内部の電圧、電流等の測定と比較
して、回路に悪影響を与えることはなく、回路を物理的
に破壊する危険も無い。さらにエネルギービームの走査
により被測定デバイスのチップの配線の電流を観測する
ため、一回の測定時間が極めて短くて済み、測定の高速
化が図れる等の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の発明の一実施例を示す装置構成図
【図2】第2の発明の一実施例を示す装置構成図
【図3】第3の発明の一実施例を示す装置構成図
【図4】第4の発明の一実施例を示す装置構成図
【図5】従来の故障診断装置の実施例を示す装置構成図
【符号の説明】
1 エネルギービーム発生器 2 エネルギービーム走査器 3 CRT 4 システム制御/信号処理ユニット 5 定電圧源 6 変動電流検出/増幅器 7 被測定デバイス 8 資料台 9 温度制御ユニット 10 信号発生器 13 レイアウト情報記憶手段 14 ゲート信号発生器 101 測定器 102 デバイス駆動システム 103 被測定チップ 104 探針 105 被測定アナログ集積回路デバイス

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アナログ集積回路の配線電流の観測による
    集積回路の故障診断装置において、 エネルギービームを発生するエネルギービーム発生器
    と、前記エネルギービーム発生器からのエネルギービー
    ムを受け、ビームを走査するエネルギービーム走査器
    と、被測定デバイスを安定に積載する資料台と、定電圧
    を発生させる定電圧源と、前記定電圧を受け被測定デバ
    イスに定電圧を供給し、このときの供給電流を観測し、
    その変動値を増幅する変動電流検出/増幅器と、前記エ
    ネルギービーム発生器からのエネルギービーム発生情報
    と、前記エネルギービーム走査器からのエネルギービー
    ム照射位置情報を受け、前記変動電流検出/増幅器から
    の被測定デバイスへの供給電流の変動値をエネルギービ
    ーム照射位置毎に輝度情報とするシステム制御/信号処
    理ユニットと、前記システム制御/信号処理ユニットか
    らのエネルギービーム照射位置情報と輝度情報により像
    を表示するCRTと、被測定デバイスに、テスト信号を
    印加する信号発生器とから構成されることを特徴とする
    アナログ集積回路の故障診断装置。
  2. 【請求項2】被測定デバイスの温度を一定とする温度制
    御ユニットを有することを特徴とする請求項1記載のア
    ナログ集積回路の故障診断装置。
  3. 【請求項3】被測定デバイスのチップのレイアウト情報
    を格納したレイアウト情報記憶手段と、前記レイアウト
    情報を受けエネルギービームをon−off、又はその
    パワーの強弱を制御するエネルギービーム発生器とエネ
    ルギービーム走査器を有することを特徴とする請求項1
    記載のアナログ集積回路の故障診断装置。
  4. 【請求項4】被測定デバイスのチップのレイアウト情報
    を格納したレイアウト情報記憶手段と、前記レイアウト
    情報とエネルギービーム走査器からのビーム照射位置情
    報とから、被測定デバイスのチップ上でビーム照射位置
    が配線領域にあることを知らせるゲート信号を発生する
    ゲート信号発生器と、前記ゲート信号を受けエネルギー
    ビームが前記配線領域を照射しているときのみ変動電流
    検出/増幅器からの信号を処理するシステム制御/信号
    処理ユニットを有することを特徴とする請求項1記載の
    アナログ集積回路の故障診断装置。
  5. 【請求項5】前記エネルギービーム発生器としてレーザ
    ビーム発生器を用いることを特徴とする請求項1、2、
    3又は4記載のアナログ集積回路の故障診断装置。
  6. 【請求項6】前記エネルギービーム発生器として電子ビ
    ーム発生器を用いることを特徴とする請求項1、2、3
    又は4記載のアナログ集積回路の故障診断装置。
  7. 【請求項7】前記エネルギービーム発生器として粒子ビ
    ーム発生器を用いることを特徴とする請求項1、2、3
    又は4記載のアナログ集積回路の故障診断装置。
  8. 【請求項8】前記粒子ビーム発生器としてイオンビーム
    発生器を用いることを特徴とする請求項7記載のアナロ
    グ集積回路の故障診断装置。
JP6226314A 1994-09-21 1994-09-21 アナログ集積回路の故障診断装置 Expired - Lifetime JP2638502B2 (ja)

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