JP3104739B2 - Lsiの不良解析に用いるlsiテスター - Google Patents

Lsiの不良解析に用いるlsiテスター

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JP3104739B2
JP3104739B2 JP08092336A JP9233696A JP3104739B2 JP 3104739 B2 JP3104739 B2 JP 3104739B2 JP 08092336 A JP08092336 A JP 08092336A JP 9233696 A JP9233696 A JP 9233696A JP 3104739 B2 JP3104739 B2 JP 3104739B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はLSIのテストに用
いるLSIテスターに属し、特にLSIの不良解析に用
いるLSIテスタに属する。
【0002】
【従来の技術】従来のLSIの故障解析では、その故障
箇所を特定するために、EBテスターを使用して故障の
解析を行うか、もしくは電子計算機上において故障シミ
ュレーションを行うことによって故障の解析が行われて
いる。
【0003】従来技術としては、特開平5−34100
5号公報に、テスタエラー観測点情報を基に、エラー観
測点別回路グループ分け手段により、各エラー観測点か
らファンイントレースを行って故障回路をエラー観測点
別にグループ分けを行う故障検出システムが開示されて
いる。この故障検出システムでは、エラー確率算出手段
によって故障を仮定して故障シミュレーションを行い、
この仮定した故障が存在する回路グループのエラー観測
点がテスターでエラーとなる回数とエラー観測点の故障
シミュレーションでの故障検出回数とによりエラー確率
を算出し、エラー原因を出力する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】EBテスターによる故
障解析に関しては、EBテスターそのものに特殊な機構
を要するとともに、一般的に高価なテスターであり、大
量の解析には不向きであるという問題がある。また、E
BテスターによるLSIの故障解析においては、表面か
ら深い部分に故障箇所がある場合、その故障箇所を特定
することが困難であるという問題がある。
【0005】さらに、電子計算機による多層構造の故障
シミュレーションによる故障解析では、特に故障箇所の
特定に用いる場合、一般的に膨大な計算機時間を必要と
し、大規模LSI全体に対して適用することが困難であ
る。また、故障のモードが、ある論理値に固定してしま
う縮退故障に対する解析に限定されてしまうという問題
がある。
【0006】それ故に本発明の課題は、LSIの故障箇
所のしぼりこみを容易とする故障解析に用いるLSIテ
スターを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、スキャ
ンパスを内蔵したLSI用のパタン生成器と、出力パタ
ン比較器とを含むLSIテスターであって、不一致を検
出したフリップフロップまたは外部端子から回路情報を
もとに、信号の流れとは逆方向に接続を追跡し、前記不
一致を検出したフリップフロップまたは外部端子から最
初に到達するフリップフロップまたは外部端子を求める
パストレースの機能を有するパストレース手段を内部に
有し、あるいは前記パストレース機能を実行可能な外部
の電子計算器との通信手段を有し、前記最初に到達する
フリップフロップまたは外部端子に対し、不一致を発見
するパタンの値を順次変化させる機能を有する順次変化
手段を備えていることを特徴とするLSIの不良解析に
用いるLSIテスターが得られる。
【0008】
【作用】本発明のLSIテスターによると、パストレー
ス機能により、不一致出力を検出する出力端子またはフ
リップフロップに到達可能な入力端子またはフリップフ
ロップを求めることが可能で、パタンの一部を反転する
機能により、関係する入力端子あるいはフリップフロッ
プを限定することが可能となり、この限定された入力端
子あるいはフリップフロップの値のみを対象として、パ
タン生成を順次行うことにより、故障箇所のしぼりこみ
を容易とする。
【0009】本発明のLSIテスターは、通常のLSI
テスターと同じ出力端子の値を論理レベルで比較するか
電流を測定し通常値を比較する方式であり、EBテスタ
ーのように、電子線を利用する特殊な機構は必要としな
い。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は本発明のLSIの故障解析
に用いるLSIテスターの第1の実施の形態例を示すブ
ロック構成図である。
【0011】LSIテスター1は、スキャンパスを内蔵
したLSI用のパタン生成器(パタンジェネレータ)2
と、出力パタン比較器(コンパレータ)6とを備えてい
る。さらにLSIテスター1は、不一致を検出したフリ
ップフロップあるいは外部端子から回路の内部を回路情
報をもとに信号の流れとは逆方向に接続を追跡し、その
不一致点から最初に到達するフリップフロップあるいは
外部端子を求めるパストレース機能を有するパス解析手
段(パス解析部)4、あるいはパストレース機能を実行
可能な電子計算機との通信手段を有し、その最初に到達
するフリップフロップあるいは外部端子に対し、不一致
を発見するパタンの値を順次変化させる機能を有する順
次変化手段(順次反転パタン生成部)5を備えている。
ここで、パストレースを外部の電子計算機で行う場合
は、テスター側には通信手段が必要となるが、これは通
常、ネットワークを介したデータの送受信で実現され
る。具体的には、不一致点の情報をテスター側から外部
電子計算機に送り、外部電子計算器によってもとめられ
た不一致点から最初に到達するフリップフロップあるい
は外部端子の情報を、外部電子計算機からテスターが受
け取ることになる。
【0012】7はテストされるLSI(DUT)であ
り、8は回路情報の入ったファイルである。ファイル8
は、通常はネットリスト、あるいはネットリストとブロ
ック情報とが入っているファイルである。
【0013】通常はパタンジェネレータ2で、入力され
たテストパタンをもとに、LSI7に加えるべきパタン
を1つ取り出し、各外部端子に与えるべき値を生成し、
ドライバー3を介して電気信号としてLSI7に与えら
れる。LSI7の出力信号は、スキャンフリップフロッ
プの値も含め、コンパレータ6で正解と比較される。こ
の時差異が検出された場合は不良となる。
【0014】不良箇所を特定するために、本発明の構成
では、以下のように動作する。コンパレータ6で不一致
が検出されたパタンに対し、不一致の検出された外部端
子あるいはフリップフロップを求める。以下これを不一
致検出点と呼ぶ。パス解析部4では、回路情報が入って
いるファイル8を用いて不一致検出点から、信号の流れ
とは逆方向にトレースを行い、到達するフリップフロッ
プあるいは外部端子を求める。以下、これを到達点と呼
ぶ。この到達点の情報をもとに、順次反転パタン生成部
5より、到達点のパタンを順次反転するパタンを生成
し、これをパタンジェネレータ2、ドライバー3を介し
てLSI7に与える。LSI7の出力はコンパレータ6
で比較し、各パタンに対する、出力値を観測する。この
出力値の変化と回路情報が入っているファイル8より故
障の可能性のある箇所をしぼりこむことが可能となる。
【0015】図2は本発明のLSIテスターの第2の実
施の形態例を示している。なお、図1と同じ部分には同
じ符号を付して説明を省略する。
【0016】第2の実施の形態例に示すLSIテスター
1は、第1の実施形態例の構成に電源電流測定機能を有
する電源電流測定手段(電源電流測定部)10が付加さ
れている。電源電流測定部10は、パタンの値を順次変
化させる段階で、電源電流の測定機能を動作させる構成
をもつ。
【0017】通常はパタンジェネレータ2で、入力され
たテストパタンをもとに、LSI7に加えるべきパタン
を1つ取り出し、各外部端子に与えるべき値を生成し、
ドライバー3を介して電気信号としてLSI7に与えら
れる。LSI7の出力信号は、スキャンフリップフロッ
プの値も含め、コンパレータ6で正解と比較される。こ
の時差異が検出された場合は不良となる。この不良箇所
を特定するために、第2の実施の形態例の構成では、以
下のように動作する。
【0018】コンパレータ6で不一致が検出されたパタ
ンに対し、パス解析部4では、回路情報が入っているフ
ァイル8を用いて不一致検出点から、信号の流れとは逆
方向にトレースを行い到達点を求める。この到達点の情
報をもとに、順次反転パタン生成部5より、到達点のパ
タンを順次反転するパタンを生成し、これをドライバー
3を介してLSI7に与え、その出力をコンパレータ6
で比較し、各パタンに対する出力値を観測するととも
に、電源電流測定部10を用いて、異常電流が流れるか
否かを観測する。
【0019】特にCMOSLSIに関しては、各パタン
に対し異常電流が流れるか否かの情報から、故障の可能
性のある箇所をしぼりこむことが可能となる。
【0020】次に、図3乃至図5を用いて、LSI7の
故障解析の方法を説明する。
【0021】図3は対象となる回路を示している。図3
において、通常のデータ入力端子であるI1−入力端子
(通常入力端子)301,SI−入力端子(スキャンデ
ータ入力端子)302、通常のデータ入力端子であるI
2−入力端子(通常入力端子)303、SEL−入力端
子(スキャンモード制御端子)304、及びCLK−入
力端子(クロック端子)305のうち、特にSI−入力
端子302はスキャンデータを入力するための入力端子
であり、SEL−入力端子304はテストモードとスキ
ャンパスレジスタのシフトモードを切り替えるモード端
子である。I2−入力端子303は、組み合わせ回路3
06に接続されている。
【0022】また、F1−スキャンフリップフロップ3
07、F2−スキャンフリップフロップ308、F3−
スキャンフリップフロップ309、F4−スキャンフリ
ップフロップ310、F6−スキャンフリップフロップ
316、及びF5−スキャンフリップフロップ317の
各スキャンフリップフロップに示すSI、D、SEL、
C、Q、の記号は、それぞれスキャン入力、データ入
力、スキャン入力とデータ入力の選択入力、クロック入
力、データ出力を表している。G1−311、G2−3
12、G4−314、G5−315はANDゲート、G
3−313はインバータである。SO−318は、スキ
ャンデータを出力する出力端子(スキャンデータ出力端
子)であり、O1−319は出力端子(通常出力端子)
である。
【0023】今、正常回路との値の不一致がF5−スキ
ャンフリップフロップ317から検出されたとする。こ
の場合、パス解析部4により求められる。このフリップ
フロップに到達可能な外部端子あるいはフリップフロッ
プは、I1−入力端子301と、F1−スキャンフリッ
プフロップ307、F2−スキャンフリップフロップ3
08、及びF4−スキャンフリップフロップ310とな
る。順次反転パタン生成部5では、これらの端子の値の
みを対象として、一部あるいは全部の値を反転させたパ
タンを生成する。
【0024】図4及び図5は、パス解析から到達点がI
1−入力端子301、F1−スキャンフリップフロップ
307、F2−スキャンフリップフロップ、及びF4−
スキャンフリップフロップ310と求められたときに順
次反転パタン生成部5から生成されるパタンの例であ
る。
【0025】図4において、符号401で示す横の列は
端子名(又はスキャンフリップフロップ名)であり、ス
キャンパス制御以外の通常の入力端子とスキャンパスフ
リップフロップを示している。スキャンパスフリップフ
ロップの値は、スキャンパスデータ入力端子からシリア
ルに入力される値を示している。402で示す縦の行は
パタン番号である。403は各パタン番号に対し与えら
れる入力端子あるいはフリップフロップ毎のパタンを示
している。
【0026】図5においても同様で、501で示す横の
列は端子名であり、スキャンパス制御以外の通常の入力
端子とスキャンパスフリップフロップを示している。ス
キャンパスフリップフロップの値は、スキャンパスデー
タ入力端子からシリアルに入力される値を示している。
502で示す縦の行はパタン番号である。503は各パ
タン番号に対し与えられる入力端子あるいはフリップフ
ロップ毎のパタンを示している。
【0027】図4において第0パタンは、不一致が発見
されたパタンつまり値の反転を行なっていないパタンで
ある。第1パタンから第4パタンまでは対象の到達点の
値を1つだけ順次反転したパタンであり、第5パタンか
ら第10パタンまでは到達点の値を2つづつ順次反転し
たパタンであり、第11パタンから第14パタンまでは
到達点の値を3つずつ順次反転させたパタンであり、第
15パタンは到達点の値を全部反転させたものである。
この場合、入力を変化させてゆく途中で、不良箇所の特
定が可能となる場合があり、不良箇所が特定可能となっ
た時点で、パタンの入力を打ち切ることも可能である。
【0028】図5において第0パタンは、不一致が発見
されたパタンつまり値の反転を行なっていないパタンで
ある。第1パタンから第16パタンまでは、到達点のみ
をとりだし、これに対し可能なすべての組み合わせの入
力を順次、I1−入力端子301を最下位ビット、F1
−スキャンパスフリップフロップ307をその次のビッ
ト、F2−スキャンパスフリップフロップ308をさら
にその次のビット、F4−スキャンパスフリップフロッ
プ310を最上位ビットとしてカウントアップパタンと
して生成したものである。
【0029】基本的に、不良箇所の特定は、図1に示し
た第1の実施の形態例の構成の場合は、端子の出力値あ
るいはフリップフロップに取り込まれる値の変化を観測
し解析することになり、図2に示した第2の実施の形態
例の構成の場合は、さらに異常電流が流れるか否かの情
報をもとに解析することが可能である。
【0030】以下に故障箇所をしぼりこむ、解析手法の
例を述べる。
【0031】対象とする故障を縮退故障に限定し、図1
に示した第1の実施の形態例の構成をとる場合は、順次
反転パタン生成部5によって生成されるパタンに対し、
故障シミュレーションによって求めることが可能であ
る。この場合の故障シミュレーションは、不一致検出点
と到達点に囲まれる、回路の一部の故障に対してのみ行
うことが可能である。
【0032】図1に示した第1の実施の形態例の構成で
は、与えられたパタンに対し、故障箇所で生成される値
が正常な値と異なる値が回路内部に生成されたとして
も、その値の違いが端子あるいはスキャンフリップフロ
ップまで伝播されなければ検出することは不可能である
が、図2に示した第2の実施の形態例の構成を取る場合
には、故障箇所が電流異常を起こす条件になった場合
に、ただちに検出することが可能であり、より少ないパ
タンで、あるいはより短時間で解析が行える可能性が強
い。
【0033】
【発明の効果】以上、各実施の形態例で説明したよう
に、本発明の故障解析に用いるLSIテスターによる
と、パストレース機能を有するパストレース手段によ
り、不一致出力を検出する出力端子またはフリップフロ
ップに到達可能な入力端子またはフリップフロップを求
めることが可能であり、パタンの一部を反転する機能に
より、関係する入力端子あるいはフリップフロップを限
定することが可能となる。
【0034】この限定された入力端子あるいはフリップ
フロップの値のみを対象として、パタン生成を順次行う
ことにより、故障箇所のしぼりこみが容易となる。
【0035】また、本発明のLSIテスターは、通常の
LSIテスターと同じ出力端子の値を論理レベルで比較
するか電流を測定し通常値を比較する方式であり、EB
テスターのように、電子線を利用する特殊な機構が不要
となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の故障解析に用いるLSIテスターの第
1の実施の形態例を示すブロック構成図である。
【図2】本発明の故障解析に用いるLSIテスターの第
2の実施の形態例を示すブロック構成図である。
【図3】本発明の故障解析に用いるLSIテスターに適
用する回路の例を示す回路構成図である。
【図4】本発明の故障解析に用いるLSIテスターに適
用する場合の検証用パタンの作成例を示すパターン図で
ある。
【図5】本発明の故障解析に用いるLSIテスターに適
用する場合の検証用パタンの作成例を示すパターン図で
ある。
【符号の説明】
1 LSIテスター 2 パタンジェネレータ 3 ドライバー 4 パス解析部 5 順次反転パタン生成部 6 コンパレータ 7 LSI 8 ファイル 10 電源電流測定部 301,303 入力端子(通常入力端子) 302 入力端子(スキャンデータ入力端子) 304 入力端子(スキャンモード制御端子) 305 入力端子(クロック端子) 306 組み合わせ回路 307,308,309,310,316,317
スキャンフリップフロップ 311,312,314,315 ANDゲート 313 インバータ 318 出力端子(スキャンデータ出力端子) 319 出力端子(通常出力端子) 401,501 端子名(あるいはフリップフロップ
名) 402,502 パタン番号 403,503 各パタン番号に対し与えられる入力
端子あるいはフリップフロップ毎のパタン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 31/28

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スキャンパスを内蔵したLSI用のパタ
    ン生成器と、出力パタン比較器とを含むLSIテスター
    であって、不一致を検出したフリップフロップまたは外
    部端子から回路情報をもとに、信号の流れとは逆方向に
    接続を追跡し、前記不一致を検出したフリップフロップ
    または外部端子から最初に到達するフリップフロップま
    たは外部端子を求めるパストレースの機能を有するパス
    トレース手段を内部に有し、あるいは前記パストレース
    機能を実行可能な外部の電子計算器との通信手段を有
    し、前記最初に到達するフリップフロップまたは外部端
    に対し、不一致を発見するパタンの値を順次変化させ
    る機能を有する順次変化手段を備えていることを特徴と
    するLSIの不良解析に用いるLSIテスター。
  2. 【請求項2】 請求項1のLSIの不良解析に用いるL
    SIテスターにおいて、パタンの値を順次変化させる段
    階で電源電流を測定する電源電流測定手段を備えている
    ことを特徴とするLSIの不良解析に用いるLSIテス
    ター。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6883115B2 (en) 2001-09-10 2005-04-19 Nec Electronics Corporation LSI diagnostic system and method of diagnosing LSI

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6883115B2 (en) 2001-09-10 2005-04-19 Nec Electronics Corporation LSI diagnostic system and method of diagnosing LSI

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