JP3923428B2 - メモリの不良救済解析処理方法及びこの方法を実施するメモリ試験装置 - Google Patents
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Description
この発明は、メモリ試験装置によって試験されたリダンダンシ構成のメモリに存在する不良メモリセルの救済が可能か否かを解析するメモリの不良救済解析処理方法、及びこの不良救済解析処理方法を実施するメモリ試験装置に関する。
背景技術
例えば半導体集積回路(IC)によって構成されるメモリ(ICメモリ)を始めとする各種の半導体メモリを試験するためのメモリ試験装置は、大きく分類すると、パッケージ前のウェハの状態にあるメモリを試験するメモリ試験装置と、パッケージした後のメモリを試験するメモリ試験装置とに分けることができる。パッケージ前のウェハの状態にあるメモリを試験するメモリ試験装置は後述するリダンダンシ構成のメモリの不良メモリセルの救済が可能か否かを判定する不良救済処理機能を装備している点で、パッケージされたメモリを試験するメモリ試験装置とは大きく相違している。
近年、半導体メモリ(特に、ICメモリ)は記憶容量の増大と小型化が図られており、これに伴ってICメモリの不良率が高くなっている。このICメモリの不良率を低下させるために、換言すれば、ICメモリの歩留まりの低下を防止するために、例えば検出されたICメモリの不良のメモリセルを予備のメモリセル(この技術分野ではスペアライン、救済ライン、或いは冗長回路と呼んでいる)と電気的に置き換えることができるICメモリが製造されている。この種の予備のメモリセル(以下、スペアラインと称す)を備えた半導体メモリはこの技術分野ではリダンダンシ構成のメモリと呼ばれており、このリダンダンシ構成のメモリに存在する不良メモリセルの救済が可能か否かの解析は不良救済解析処理装置によって行なわれる。
この種の不良救済解析処理装置を備えた先行技術のメモリ試験装置の一例の概略の構成を図4にブロック図で示す。このメモリ試験装置TESは、大ざっぱに言うと、主制御器111と、パターン発生器112と、タイミング発生器113と、波形フォーマッタ114と、論理比較器115と、ドライバ116と、アナログのレベル比較器(以後、コンパレータと称す)117と、不良解析メモリ118と、不良救済解析処理装置119と、論理振幅基準電圧源121と、比較基準電圧源122と、デバイス電源123とを具備する。なお、以下においてはパッケージ前のウェハの状態にあるICメモリを試験する場合について説明するが、ICメモリ以外の他のウェハの状態にある種々の半導体メモリを試験する場合にも同様にして試験が行なわれる。
主制御器111は、一般に、コンピュータシステムによって構成され、ユーザ(プログラマ)が作成したテストプログラムPMが予め格納され、このテストプログラムPMに従ってメモリ試験装置全体の制御を行う。この主制御器111はテスタバスTBUSを通じて、パターン発生器112、タイミング発生器113、波形フォーマッタ114、論理比較器115、不良解析メモリ118、不良救済解析処理装置119、論理振幅基準電圧源121、比較基準電圧源122、デバイス電源123等と接続されている。
試験されるべきICメモリ(被試験メモリ)200はこの例では半導体ウェハWHに形成されている。まず、被試験メモリ200の試験を開始する前に、主制御器111から各種のデータの設定を行う。パターン発生器112はテストプログラムPMに従って試験パターンデータを波形フォーマッタ114に供給する。一方、タイミング発生器113は、波形フォーマッタ114、論理比較器115等の動作タイミングを制御するタイミング信号(クロックパルス)を発生する。
波形フォーマッタ114は、パターン発生器112から供給される試験パターンデータを、実波形を持つ試験パターン信号に変換する。この試験パターン信号はこの信号を論理振幅基準電圧源121で設定した振幅値を持った波形に電圧増幅するドライバ116を通じて被試験メモリ200に印加される。上記試験パターン信号はアドレス信号によって指定された被試験メモリ200のアドレスのメモリセルに記憶され、その後の読み出しサイクルにおいてその記憶内容が読み出される。
被試験メモリ200から読み出された応答信号はコンパレータ117において比較基準電圧源122から与えられる基準電圧と比較され、所定の論理レベルを有しているか否か、即ち、所定のH論理(高論理)の電圧又はL論理(低論理)の電圧を有しているか否かが判定される。所定の論理レベルを有していると判定された応答信号は論理比較器115に送られ、ここでパターン発生器112から出力される期待値信号と比較され、被試験メモリ200が正常な応答信号を出力したか否かが判定される。
期待値信号と応答信号とが不一致であると、その応答信号が読み出された被試験メモリ200のアドレスのメモリセルが不良であると判定され、そのことを示すフェイル信号(フェイルデータ)が論理比較器115から発生される。
不良解析メモリ118は、通常、被試験メモリ200と同等の動作速度と記憶容量を持ち、被試験メモリ200に印加されるアドレス信号と同じアドレス信号がこの不良解析メモリ118に印加される。また、不良解析メモリ118は試験開始前に初期化される。例えば、初期化によって不良解析メモリ118の全アドレスに論理「0」のデータが書き込まれ、被試験メモリ200の試験によって論理比較器115から不一致を表すフェイルデータが発生される毎に、その不一致が発生した被試験メモリ200のメモリセルのアドレスと同じ不良解析メモリ118のアドレスに、試験されたメモリセルが不良であることを表わすフェイルデータ(例えば論理「1」のデータ)が書き込まれる。
これに対し、期待値信号と応答信号とが一致すると、その応答信号が読み出された被試験メモリ200のアドレスのメモリセルは正常であると判定され、そのことを示すパス信号が発生される。このパス信号は、通常、不良解析メモリ118に記憶されない。
テストが終了した時点で不良解析メモリ118に記憶されたフェイルデータが不良救済解析処理装置120に読み出され、試験されたメモリ200の不良メモリセルの救済が可能か否かが判定される。一般には、被試験メモリ200の不良メモリセルのアドレス以外に、その不良メモリセルに与えられた試験パターンも不良解析メモリ118に記憶され、テストが終了した時点でこれらデータを不良救済解析処理装置119に読み出し、不良メモリセルの救済が可能か否かが判定される。
なお、図4においてはドライバ116及びコンパレータ117はそれぞれ1つのシンボルによって図示されているが、実際にはドライバ116は被試験メモリ200の入力端子の個数だけ、例えば入力端子の個数が512であれば512個、設けられており、コンパレータ117は被試験メモリ200の出力端子の個数だけ(通常、入力端子と出力端子は同じ個数設けられるから、ドライバ116と同じ個数になる)設けられている。また、波形フォーマッタ114、論理比較器115、不良解析メモリ118、不良救済解析処理装置119等も1つのブロックで図示されているが、通常は主制御器111及びタイミング発生器112を除く残りの素子はドライバ116と同じ個数(例えば512個)設けられている。
一般に、半導体メモリの記憶領域は複数の記憶領域に分割されており、各記憶領域は行(ロウ)アドレスライン及び列(カラム)アドレスラインに沿ってそれぞれ整列された多数個のメモリセルによって構成されている。この行及び列アドレスラインに沿って整列された多数個のメモリセルをこの技術分野ではメモリセルアレイと呼び、また、各記憶領域(各メモリセルアレイ)をブロックと呼んでいる。半導体メモリの記憶容量はこれら複数のメモリセルアレイの記憶容量を合計した値である。
リダンダンシ構成のメモリの場合には、各メモリセルアレイの周辺において行(ロウ)アドレス方向及び列(カラム)アドレス方向にそれぞれ形成された所望の本数の列(カラム)スペアライン及び行(ロウ)スペアラインを具備している。各列スペアラインはメモリセルアレイ内の列アドレスラインと同じ数のメモリセルを含み、各行スペアラインはメモリセルアレイ内の行アドレスラインと同じ数のメモリセルを含む。
また、多ビットメモリの場合には、上記複数のメモリセルアレイによって構成されたメモリ素子(以下、メモリセルアレイ群と称す)が同一の半導体チップにビット数と同じ数だけ形成されている。リダンダンシ構成の多ビットメモリの一例を図7に示す。
図7に示すメモリ200はN+1ビットメモリであり、1番目のデータビット(bit−0)に相当するデータを記憶するビット1メモリセルアレイ群201−0、2番目のデータビット(bit−1)に相当するデータを記憶するビット2メモリセルアレイ群201−1、3番目のデータビット(bit−2)に相当するデータを記憶するビット3メモリセルアレイ群201−2、・・・、N+1番目のデータビット(bit−N)に相当するデータを記憶するビットNメモリセルアレイ群201−Nがそれぞれ同一のウェハWHに形成されている。つまり、メモリ200に書き込まれる多ビットの試験パターン信号のビット数と同じ数のメモリセルアレイ群が同一のウェハWHに形成されている。図7ではこれらメモリセルアレイ群を立体的に示すが、実際には平面状に形成されている。
各メモリセルアレイ群201−0、201−1、201−2、・・・の内部には、複数の(この例では6つの)メモリセルアレイ202が形成されている。また、所望の本数の列スペアラインSC及び行スペアラインSRが各メモリセルアレイ202の周辺において行(ロウ)アドレス方向ROW及び列(カラム)アドレス方向COLにそれぞれ形成されている。なお、この例では行及び列スペアラインSR及びSCを各メモリセルアレイ202の行及び列アドレス方向のそれぞれの一方の側辺に沿って2本ずつ形成した場合を示すが、スペアラインの数や配列位置は図示の例に限定されないことは言うまでもない。
図5は図7に示したような多ビットのICメモリを試験する際に使用される先行技術の不良救済解析処理装置119の概略の構成を示すブロック図であり、図6は同じく多ビットのICメモリを試験する際に使用される先行技術の不良解析メモリ118の概略の構成を示すブロック図である。
図6に示すように、不良解析メモリ118は、データ入力端子Dn、アドレス入力端子An、データ出力端子Qn等を備えた記憶部AFMと、パターン発生器112から供給されるアドレス信号PADRを選択して取り出すアドレスセレクタADSと、不良救済解析処理装置119から供給されるアドレス信号FADRが一方の入力端子Aに印加され、アドレスセレクタADSから供給されるアドレス信号PADRが他方の入力端子Bに印加され、かついずれが一方のアドレス信号を選択して出力するマルチプレクサMUXとを具備する。
図5に示すように、不良救済解析処理装置119は、解析開始信号ALSRT、ビット指定信号BITSP、ロード信号LOAD等を出力する制御部10と、この制御部10によって制御されて動作する救済解析ユニット20とによって構成されている。
救済解析ユニット20は、ビット指定レジスタ21A、アンドゲート群21B及びこのアンドゲート群21Bの論理和を取る1つのオアゲート21Cよりなるビット指定部21と、このビット指定部21から出力されるデータを一時記憶するラッチ回路22と、このラッチ回路22から読み出されるデータの演算を行なう演算処理部23と、不良メモリセルが検出されたメモリセルアレイを記憶するブロックフェイルメモリ25と、救済解析処理を行なう際に不良解析メモリ118のアドレスにアクセスするアドレス信号を発生するアドレス発生器24とによって構成されている。救済解析ユニット20は、制御部10から解析開始信号ALSRTを受信すると、救済解析動作を開始し、1つのデータビット(1つのメモリセルアレイ群)の救済解析動作が終了すると、制御部10に解析終了信号ALENDを送る。
ビット指定レジスタ21Aは、制御部10からロード信号LOADが印加されることにより、データ端子に印加されていたビット指定信号BITSPがロードされ、救済解析処理すべき被試験メモリ200の1つのデータビット(メモリセルアレイ群の1つ)を指定する。実際には、被試験メモリ200の1つのデータビット(メモリセルアレイ群)のフェイルデータが格納された不良解析8のデータビットメモリ領域を指定する。アンドゲート群21Bはそれぞれの一方の入力端子にビット指定レジスタ21Aからのビット指定信号BITSPが印加され、他方の入力端子には不良解析メモリ118のデータ出力端子Qnから読み出されるフェイルデータFAILが順次に印加される。従って、アンドゲート群21Bは被試験メモリ200のデータビット(メモリセルアレイ群)の数と同じ個数設けられており、ビット指定レジスタ21Aからのビット指定信号BITSPに対応する1つのアンドゲートのみが可能化される。
被試験メモリ200の試験中、不良解析メモリ118のマルチプレクサMUXは他方の入力端子Bを選択し、この他方の入力端子Bに、パターン発生器112からアドレスセレクタADSを通じて供給されるアドレス信号PADRを記憶部AFMのアドレス入力端子Anに供給する。よって、論理比較器115において不一致が発生する毎に、その不一致が発生した被試験メモリ200の不良メモリセルのアドレスと同じ記憶部AFMのアドレスに、記憶部AFMのデータ入力端子Dnに印加されるフェイルデータFAILが記憶されることになる。
なお、本明細書において「フェイルデータ」とは、被試験メモリ200が多ビットメモリの場合には、この被試験メモリ200から読み出されるデータと同一のビット幅を有し、かつ論理比較器115において不一致が検出されない場合には全ビットが論理「0」であり、不一致が検出された場合には、その不一致が発生したデータビットが論理「1」とされたデータのことを言う。例えば、被試験メモリ200が8ビットメモリであり、8つのデータビット(メモリセルアレイ群)から構成されている場合には、データビット1からデータビット8までの8ビットのデータが被試験メモリ200に書き込まれる。よって、論理比較器115において不一致が検出されない場合には、フェイルデータは8ビット全てが論理「0」の「00000000」のデータとなり、データビット2に不一致が検出された場合には「01000000」のデータとなり、また、データビット3及び6に不一致が検出された場合には「00100100」のデータとなる。従って、このフェイルデータを被試験メモリ200の不良発生アドレスと同一の不良解析メモリ118のアドレスに記憶しておくことにより、被試験メモリ200の不良発生アドレスと、その不良メモリセルの位置を記憶することができる。
被試験メモリ200の試験が終了すると、試験したメモリ200の不良救済解析処理が行なわれる。不良解析メモリ118のマルチプレクサMUXはその一方の入力端子Aを選択し、図5に示した不良救済解析処理装置119のアドレス発生器24からこの一方の入力端子Aに送られて来るアドレス信号FADRを記憶部AFMのアドレス入力端子Anに印加し、記憶部AFMに記憶されたフェイルデータFAILにアクセスする。
記憶部AFMのデータ出力端子Qnから読み出されたフェイルデータFAILは不良救済解析処理装置119のビット指定部21のアンドゲート群21Bの他方の入力端子に順次に供給される。ビット指定レジスタ21Aは指定したデータビットに対応するアンドゲート群21Bの1つのゲートのみを可能化状態に制御するから、記憶部AFMから読み出されたフェイルデータFAILの内、指定されたデータビット(メモリセルアレイ群)メモリ領域のフェイルデータ(1ビットのフェイルデータ)のみがラッチ回路22に取り出される。
ラッチ回路22に取り出された1ビットのフェイルデータは、アドレス発生器24から発生されたアドレス信号により、どのメモリセルアレイ202のどのアドレスライン上のフェイルデータであるかが認識され、さらに、そのアドレスライン上の不良メモリセルの位置(アドレス)が特定されて演算処理部23に取り込まれる。演算処理部23は各メモリセルアレイ202毎に、取り込まれたフェイルデータの数をアドレスライン別に集計し、不良メモリセルが存在するアドレスラインを各メモリセルアレイ202に設けられているスペアラインSC、SRで救済が可能か否かを演算処理する。
さらに、演算処理部23はブロックフェイルメモリ25の記憶データを読み出し、不良メモリセルが検出されていないメモリセルアレイが存在する場合には、アドレス発生器24からそのメモリセルアレイに対するアドレス信号を発生させないで次に救済解析処理すべきメモリセルアレイのアドレス信号を発生させる。つまり、不良メモリセルが検出されていないメモリセルアレイの救済解析処理は行なわず、次に救済解析処理すべきメモリセルアレイの救済解析処理を直ちに実行させる。
上述した先行技術の不良救済解析処理方法では、ビット指定部21によって指定したデータビット(メモリセルアレイ群)のフェイルデータを1ビットずつアドレス信号によって読み出して演算処理部23に送り込んでいる。具体的に説明すると、図7に示した多ビットの被試験メモリ200の場合には、複数のメモリセルアレイ群201−0、201−1、201−2、・・・、201−Nを1群ずつビット指定部21で指定し、N+1個のメモリセルアレイ群201−0、201−1、201−2、・・・を1群ずつ救済解析処理を行なっている。従って、救済解析処理に要する時間が相当に長くなるという欠点があった。
さらに、同時に多数個のリダンダンシ構成の多ビットメモリを試験する場合には、各被試験メモリ毎に、図6に示した不良解析メモリ118と図5に示した不良救済解析処理装置119を設け、これら多数個の不良解析メモリ118及び不良救済解析処理装置119をそれぞれ同時平行して動作させ、各被試験メモリの不良救済解析処理を実行している。
この場合、不良メモリセルの数が多く存在する被試験メモリの不良救済解析処理を実行する不良救済解析処理装置は当然にその処理時間が長くなるため、その処理速度は低下する。その結果、残りの被試験メモリの不良救済解析処理が完了している場合には、これら不良救済解析処理が完了している不良救済解析処理装置の動作を停止させ、待たせた状態で不良救済解析処理が続けられることになる。よって、1つでも不良救済解析処理に時間が掛かる不良救済解析処理装置が存在すると、装置全体の不良救済解析処理時間は最も長く掛かった不良救済解析処理装置の処理時間となってしまうから、不良救済解析処理を高速化することができないという不都合があった。
近年、メモリの大容量化及び多ビット化が進み、リダンダンシ構成のメモリの不良救済解析処理時間は益々増大する傾向にある。このため、不良救済解析処理を高速化することが強く求められている。
発明の開示
この発明の1つの目的は、リダンダンシ構成のメモリの不良救済解析処理を高速化することができる不良救済解析処理方法を提供することである。
この発明の他の目的は、リダンダンシ構成のメモリの不良救済解析処理を高速化することができる不良救済解析処理装置を備えたメモリ試験装置を提供することである。
上記目的を達成するために、この発明の一面においては、リダンダンシ構成の被試験メモリの不良メモリセルを表わすフェイルデータを記憶する不良解析メモリと、試験終了後にこの不良解析メモリから読み出された上記フェイルデータに基づいて被試験メモリの不良メモリセルの救済が可能か否かを解析する不良救済解析処理装置とを具備するメモリ試験装置において実行される不良救済解析処理方法であって、上記不良解析メモリの複数の指定したデータビットメモリ領域からフェイルデータを順次に読み出して対応する複数の救済解析ユニットにそれぞれ配分するステップと、上記複数の救済解析ユニットを同時に並行して動作させ、上記不良解析メモリから読み出したフェイルデータに対応する不良メモリセルの救済解析処理を同時に並行して実行させるステップとを含む不良救済解析処理方法が提供される。
好ましい一実施例においては、上記不良救済解析処理方法は、救済解析処理が実行されていない未処理のデータビットメモリ領域が存在するか否かをチェックするステップをさらに含み、未処理のデータビットメモリ領域が検出された場合には、各救済解析ユニットは、自己に割当てられた救済解析処理すべきデータビットメモリ領域のフェイルデータに対する救済解析処理が完了すると、この検出された未処理のデータビットメモリ領域のフェイルデータに対する救済解析処理を直ちに実行する。
また、上記不良解析メモリの複数の指定したデータビットメモリ領域からフェイルデータを順次に読み出すステップは、上記複数の救済解析ユニットからそれぞれ出力される複数の指定データビットメモリ領域に対するアドレス信号を順次に切り換えて上記不良解析メモリに印加するステップを含み、上記複数のアドレス信号を順次に切り換える周期は、各指定データビットメモリ領域に対するアドレス信号の周期を、指定したデータビットメモリ領域の個数で割り算した周期であり、上記不良解析メモリから読み出されるフェイルデータは、上記不良解析メモリに印加される上記アドレス信号の切り換え周期と同じ周期で順次に切り換えられているフェイルデータである。
この発明の他の面においては、リダンダンシ構成の被試験メモリの不良メモリセルを表わすフェイルデータを記憶する不良解析メモリと、複数の救済解析ユニットであって、各救済解析ユニットは、上記不良解析メモリの複数のデータビットメモリ領域にそれぞれ記憶されたフェイルデータの内、任意のデータビットメモリ領域を指定してそのフェイルデータを読み出し、この読み出したフェイルデータに関連するメモリセルアレイの救済が可能か否かを解析するように構成されている複数の救済解析ユニットと、上記複数の救済解析ユニットからそれぞれ出力されるアドレス信号を上記不良解析メモリに順次に切り換えて印加するアクセス制御手段と、上記不良解析メモリの上記複数の指定データビットメモリ領域からそれぞれ読み出されるフェイルデータを対応する上記複数の救済解析ユニットにそれぞれ配分するデータ分配手段と、上記複数の救済解析ユニットの救済解析処理動作を制御する制御部とを具備するメモリ試験装置が提供される。
好ましい一実施例においては、上記複数の救済解析ユニットは各別にアドレス発生器を具備し、このアドレス発生器から指定したデータビットメモリ領域に対するアドレス信号を発生させることにより、他の救済解析ユニットの動作とは関係なく独立して上記不良解析メモリをアクセスできるように構成されている。
また、上記アクセス制御手段は、上記複数の救済解析ユニットからそれぞれ出力される複数の指定データビットメモリ領域に対するアドレス信号を順次に切り換えて上記不良解析メモリに印加するように構成されており、上記複数のアドレス信号を順次に切り換える周期は各指定データビットメモリ領域に対するアドレス信号の周期を、指定したデータビットメモリ領域の個数で割り算した周期であり、上記不良解析メモリから読み出されるフェイルデータは、上記不良解析メモリに印加される上記アドレス信号の切り換え周期と同じ周期で順次に切り換えられているフェイルデータである。
また、上記制御部は、上記複数の救済解析ユニットに解析開始信号、ビット指定信号、ロード信号をそれぞれ印加すると共に、各救済解析ユニットから解析終了信号を受信して上記複数の救済解析ユニットの救済解析処理動作を制御する。
その上、上記制御部は、指定されたデータビットメモリ領域のフェイルデータに関連するメモリセルアレイに対する救済解析処理動作を完了した救済解析ユニットが解析終了信号を送信する毎に、救済解析処理が実行されていない未処理のデータビットメモリ領域の有無を検出する未処理データビット検出手段と、未処理のデータビットメモリ領域が検出された場合には、救済解析処理動作が完了した救済解析ユニットに印加しているビット指定信号をこの検出された未処理のデータビットメモリ領域に対するビット指定信号に更新するデータビット更新手段とを具備する。
上記被試験メモリが多ビットのメモリである場合には、上記不良解析メモリは少なくとも上記被試験メモリのビット数と同数のデータビットメモリ領域を含み、上記多ビットの被試験メモリの各データビットのフェイルデータが上記不良解析メモリの対応するデータビットメモリ領域にそれぞれ記憶される。
また、上記被試験メモリが多ビットでない1ビットのメモリである場合には、上記不良解析メモリは少なくとも上記被試験メモリのメモリセルアレイの数と同数のデータビットメモリ領域を含み、上記被試験メモリの各メモリセルアレイのフェイルデータが上記不良解析メモリの対応するデータビットメモリ領域にそれぞれ記憶される。
この発明による不良救済解析処理方法及びこの不良救済解析処理方法を実施するメモリ試験装置によれば、同時に複数のデータビット又は複数のメモリセルアレイを救済解析処理することができるから、救済解析ユニットの数をNとすればN倍の速度で不良救済解析処理を実行することが可能となる。
さらに、各救済解析ユニットはそれぞれが独立して動作し、自己に割当てられたデータビット又はメモリセルアレイの救済解析処理動作が完了すると、次の未処理のデータビット又はメモリセルアレイに対する救済解析処理動作を実行する。よって、1つの救済解析ユニットが不良メモリセルの数が多いメモリセルアレイの救済解析処理を行っているために、その救済解析処理に時間が掛かって救済解析処理動作の完了が遅れても、残りの救済解析ユニットが未処理のデータビット又はメモリセルアレイを順次に救済解析処理するから、不良メモリセルが特定のメモリセルアレイに偏って存在しても、全体の救済解析処理時間は相当に短くなる。従って、先行技術の欠点を解消することができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、この発明の好ましい実施例について図1〜図3を参照して詳細に説明する。しかしながら、この発明は多くの異なる形態で実施可能であるから、以下に述べる実施例にこの発明が限定されると解釈するべきではない。後述の実施例は、以下の開示が十分で、完全なものであり、この発明の範囲をこの分野の技術者に十分に知らせるために提供されるものである。
図1はこの発明によるメモリの不良救済解析処理方法を実施する不良救済解析処理装置を備えたこの発明によるメモリ試験装置の一実施例の概略の構成を示すブロックであり、図2は図1に示した不良救済解析処理装置の詳細な構成を示すブロック図である。このメモリ試験装置において、不良解析メモリ118は図6を参照して既に説明した先行技術の不良解析メモリ118と同じ構成のものでよいので、その詳細な構成は図示しない。なお、図1及び図2において、図5に示された素子や部分と対応する素子や部分には同一符号を付けて示し、必要のない限りそれらの説明を省略する。
この実施例においては不良救済解析処理装置119が制御部10と、第1及び第2の2つの救済解析ユニット20A及び20Bと、アクセス制御器30と、データ分配器40と、ユニット選択信号生成器50とによって構成されている点と、制御部10に未処理データビット検出器11及びデータビット更新装置12をさらに設けた点に特徴がある。
第1及び第2の救済解析ユニット20A及び20Bの個々の構成は、図5に示した先行技術の救済解析ユニット20と同じ構成のものでよい。従って、この実施例でも、図2に示すように、第1及び第2の救済解析ユニット20A及び20Bのそれぞれは、ビット指定レジスタ21A、アンドゲート群21B及びこのアンドゲート群21Bの論理和を取る1つのオアゲート21Cよりなるビット指定部21と、このビット指定部21から出力されるデータを一時記憶するラッチ回路22と、このラッチ回路22から読み出されるデータの演算を行なう演算処理部23と、不良メモリセルが検出されたメモリセルアレイを記憶するブロックフェイルメモリ25と、救済解析処理を行なう際に不良解析メモリ118のアドレスにアクセスするアドレス信号を発生するアドレス発生器24とによって構成されている。
第1及び第2の救済解析ユニット20A及び20Bは、制御部10から解析開始信号ALSRT1及びALSRT2をそれぞれ受信すると、救済解析動作を開始し、アドレス発生器24からアドレス信号FADR1及びFADR2の発生を開始させる。それぞれのアドレス発生器24から出力されるアドレス信号FADR1及びFADR2はアクセス制御器30を通じて不良解析メモリ118に印加される。アクセス制御器30は第1及び第2の救済解析ユニット20A及び20Bからそれぞれ出力されるアドレス信号FADR1及びFADR2を交互に切り換えて不良解析メモリ118に印加する。従って、2つの救済解析ユニット20A及び20Bは交互に不良解析メモリ118にアクセスしてその記憶部AFMから不良メモリセル情報となるフェイルデータFAILを読み出すことになる。アクセス制御器30は、例えばマルチプレクサによって構成することができる。
不良解析メモリ118から読み出されたフェイルデータFAILは伝送ライン60を通じて不良救済解析処理装置119のデータ分配器40に送られる。このデータ分配器40は第1及び第2の2つのラッチ回路41及び42と、1つのインバータ43とを備えており、フェイルデータFAILはこれらラッチ回路41及び42のデータ入力端子Dにそれぞれ印加される。ラッチ回路41及び42の他方の入力端子Gはそれぞれ反転入力端子であり、第1のラッチ回路41の反転入力端子Gはユニット選択信号生成器50の出力端子に直接接続されており、第2のラッチ回路42の反転入力端子Gはインバータ43を通じてユニット選択信号生成器50の出力端子に接続されている。
ユニット選択信号生成器50は第1のクロック信号CK1と第2のクロック信号CK2とが印加される1つのオアゲートと、このオアゲートの出力信号がクロック端子CKに印加される1つのラッチ回路とから構成されており、第1及び第2の救済解析ユニット20A及び20Bをそれそれ選択するユニット選択信号UNSELを生成する。このユニット選択信号生成器50から出力されるユニット選択信号UNSELは上記したようにデータ分配器40の第1及び第2のラッチ回路41及び42の反転入力端子Gに供給されると共に、図1に示すように、アクセス制御器30の制御端子に供給される。
データ分配器40は不良解析メモリ118から入力されたフェイルデータFAILを、ユニット選択信号UNSELの制御により、第1及び第2の救済解析ユニット20A及び20Bに交互に供給するように構成されている。具体的には、第1の救済解析ユニット20Aが不良解析メモリ118にアドレス信号FADR1を与えてアクセスした場合には、不良解析メモリ118のアドレスから読み出されたフェイルデータFAILを第1の救済解析ユニット20Aに入力する。また、第2の救済解析ユニット20Bが不良解析メモリ118にアドレス信号FADR2を与えてアクセスした場合には、不良解析メモリ118のアドレスから読み出されたフェイルデータFAILを第2の救済解析ユニット20Bに入力するように構成されている。
1つのデータビット(1つのメモリセルアレイ群)に対する救済解析動作が終了すると、第1及び第2の救済解析ユニット20A及び20Bは制御部10に解析終了信号ALEND1及びALEND2をそれぞれ送る。
次に、図3に示すタイミングチャートを参照して上記構成の不良救済解析処理装置119の動作についてさらに説明する。
ユニット選択信号生成器50に入力される第1及び第2のクロック信号CK1及びCK2は、図3A及び図3Cにそれぞれ示すように、時間2Tの周期でそれぞれ発生され、かつ互いに時間Tの位相差を有している。従って、ユニット選択信号生成器50には第1及び第2のクロック信号CK1及びCK2が周期Tで交互に入力される。
ユニット選択信号生成器50は、第1のクロック信号CK1の立ち上がりのタイミング毎に論理「1」から論理「0」に反転し、かつ第2のクロック信号CK2の立ち上がりのタイミング毎に論理「0」から論理「1」に反転する図3Eに示すユニット選択信号UNSELを生成する。このユニット選択信号UNSELは、この実施例では第1及び第2のクロック信号CK1及びCK2が周期2Tで、かつ位相差Tで発生されるから、図3Eに示すように、時間T毎に論理「0」と論理「1」が交互する短形波となる。
第1救済解析ユニット20Aにおいて、演算処理部23はブロックフェイルメモリ25の記憶データを読み出し、この第1救済解析ユニット20Aが救済解析処理しようとするデータビット(メモリセルアレイ群)のメモリセルアレイに不良メモリセルが存在しない場合には、アドレス発生器24からそのメモリセルアレイに対するアドレス信号を発生させないで次に救済解析処理すべきメモリセルアレイのアドレス信号を発生させる。つまり、不良メモリセルが検出されていないメモリセルアレイの救済解析処理は行なわず、次に救済解析処理すべきメモリセルアレイの救済解析処理を直ちに実行させる。アドレス発生器24は第1クロック信号CK1の立ち上がりに同期して、図3Bに示すように、アドレス信号FADR1(アドレスa、a+1、a+2、a+3、・・・)を発生する。
同様に、第2救済解析ユニット20Bにおいても、演算処理部23はブロックフェイルメモリ25の記憶データを読み出し、この第2救済解析ユニット20Aが救済解析処理しようとするデータビット(第1救済解析ユニット20Aが救済解析処理しようとするデータビットとは異なるデータビット)のメモリセルアレイに不良メモリセルが存在しない場合には、アドレス発生器24からそのメモリセルアレイに対するアドレス信号を発生させないで次に救済解析処理すべきメモリセルアレイのアドレス信号を発生させる。第2救済解析ユニット20Bのアドレス発生器24は第2クロック信号CK2の立ち上がりに同期して、図3Dに示すように、アドレス信号FADR2(アドレスb、b+1、b+2、b+3、・・・)を発生する。
アクセス制御器30はユニット選択信号UNSELに同期して、図3Fに示すように、アドレス信号FADR1とアドレス信号FADR2とを周期Tで交互に切り換えて出力する。その結果、アクセス制御器30からはアドレスa、b、a+1、b+1、a+2、b+2、a+3、b+3、・・・の順序のアドレス信号FADRが出力され、不良解析メモリ118に印加される。このアドレス信号FADR1とFADR2とが切り換わる速度は第1クロックCK1及び第2クロックCK2の周期2Tの1/2であるから、クロック信号の2倍の速度で切り換わるアドレス信号FADR1及びFADR2よりなるアドレス信号FADRが不良解析メモリ118に印加されることになる。
不良解析メモリ118はこの2倍の速度で切り換わるアドレス信号FADRでアクセスされるから、その記憶部AFMからは2つのデータビットにそれぞれ存在するフェイルデータFD(a)、FD(a+1)、FD(a+2)、・・・及びFD(b)、FD(b+1)、FD(b+2)、・・・が周期Tで交互するフェイルデータFAILが、図3Gに示すように、FD(a)、FD(b)、FD(a+1)、FD(b+1)、FD(a+2)、FD(b+2)、・・・の順序で読み出される。即ち、読み出し周期もTとなるから2つのデータビットにそれぞれ存在するフェイルデータがクロック信号の2倍の速度で切り換わるフェイルデータFAILが読み出される。この2倍の速度で切り換わるフェイルデータは伝送ライン60を通じてデータ分配器40に入力される。
データ分配器40において、第1及び第2のラッチ回路41及び42は、図3Eに示すユニット選択信号UNSELの制御によって、交互にフェイルデータFAILを取り込む。これらラッチ回路41及び42は次の第1及び第2のクロック信号CLK1及びCLK2がそれぞれ印加されるまで取り込んだフェイルデータを保持するから、第1ラッチ回路41にラッチされたフェイルデータFAIL1は、図3Hに示すように、周期2T毎に切り換わり、同様に、第2ラッチ回路42にラッチされたフェイルデータFAIL2も、図3Iに示すように、周期2T毎に切り換わる。
第1及び第2のラッチ回路41及び42にラッチされたフェイルデータFAIL1及びFAIL2は第1及び第2の救済解析ユニット20A及び20Bのビット指定部21のアンドゲート群21Bの他方の入力端子にそれぞれ供給される。その結果、両救済解析ユニット20A、20Bのビット指定レジスタ21A、21Aによってそれぞれ指定されたデータビット(メモリセルアレイ群)のフェイルデータがオアゲート21C、21Cをそれぞれ通じてラッチ回路22、22に与えられ、ラッチされる。図3Jは第1救済解析ユニット20Aのラッチ回路22にラッチされたフェイルデータFF1を示し、図3Kは第2救済解析ユニット20Bのラッチ回路22にラッチされたフェイルデータFF2を示す。
第1及び第2の救済解析ユニット20A及び20Bの演算処理部23、23はそれぞれ、各メモリセルアレイ202毎に、取り込まれたフェイルデータの数をアドレスライン別に集計し、不良メモリセルが存在するアドレスラインを各メモリセルアレイ202に設けられているスペアラインSC、SRで救済が可能か否かを演算処理する。また、各演算処理部23はブロックフェイルメモリ25の記憶データを読み出し、不良メモリセルが検出されていないメモリセルアレイの場合には救済解析処理を行なわず、次に救済解析処理すべきメモリセルアレイの救済解析処理を直ちに実行させる。
このように、この実施例では、第1及び第2の救済解析ユニット20A及び20Bのアドレス発生器24、24からそれぞれ発生したアドレス信号FADR1及びFADR2の速度の2倍の速度で不良解析メモリ118にアクセスし、不良解析メモリ118のアドレスから順次に2つのデータビットのフェイルデータFAIL1及びFAIL2をそれぞれ読み出して第1及び第2の救済解析ユニット20A及び20Bにそれぞれ取り込み、被試験メモリ200の複数のデータビット(メモリセルアレイ群)201−0、201−1、201−2、・・・の各メモリセルアレイをスペアラインSC、SRによって救済できるか否かの解析処理を行なうように構成したものである。つまり、第1及び第2の救済解析ユニット20A及び20Bがそれぞれ1データビット(1メモリセルアレイ群)ずつ同時に平行して不良救済解析処理を行なうように構成したものである。
ここで、アクセス制御器30から不良解析メモリ118へアドレス信号FADRを伝送する伝送ライン61と、不良解析メモリ118から不良救済解析処理装置119へフェイルデータFAILを伝送する伝送ライン60はそれぞれ、例えば16ビット或いは32ビット程度の多ビットの伝送ラインであるため、第1及び第2の救済解析ユニット20A及び20B毎に独立して敷設することは難しい。このため、この実施例では伝送ライン60及び61を時分割して2つの救済解析ユニット20A及び20Bで利用するように構成されている。
伝送ライン60及び61を時分割して利用するけれど、両救済解析ユニット20A及び20Bは独自にアドレス発生器24を装備しているから、制御器10から解析開始信号ALSRT1及びALSRT2をそれぞれ受信すると、両救済解析ユニット20A及び20Bは独自に救済解析処理を開始することができる。
第1及び第2の救済解析ユニット20A及び20Bは指定されたデータビットの救済解析処理を完了すると、制御器10に解析終了信号ALEND1及びALEND2をそれぞれ送信する。制御器10は、解析終了信号ALEND1及びALEND2を受信すると、未処理データビット検出器11を起動し、未処理データビットの有無を検索する。未処理データビットが検出されると、その未処理データビットの情報をデータビット更新装置12に与える。このデータビット更新装置12は解析終了信号ALEND1又はALEND2を送信した救済解析ユニット20A又は20Bのビット指定レジスタ21Aに与えているビット指定信号BITSPを検出された未処理データビットに更新する。
従って、一方の救済解析ユニット、例えば第1救済解析ユニット20Aが自己に割当てられたデータビットに対応したメモリセルアレイ群、例えばビット1メモリセルアレイ群201−0の救済解析処理が未だ終了していない状態において第2救済解析ユニット20Bが自己に割当てられたデータビットに対応したメモリセルアレイ群、例えばビット2メモリセルアレイ群201−1の救済解析処理を終了した場合には、制御部10は第2救済解析ユニット20Bに対して3番目のデータビットbit−2を指定し、第2救済解析ユニット20Bにビット3メモリセルアレイ群201−2の救済解析処理を実行させる。その後第1救済解析ユニット20Aがビット1メモリセルアレイ群201−0の救済解析処理を終了すると、制御部10は第1救済解析ユニット20Aに4番目のデータビットbit−3を指定し、この第1救済解析ユニット20Aにビット4メモリセルアレイ群201−3の救済解析処理を実行させる。
このように、上記実施例によれば、一方の救済解析ユニットの救済解析処理動作の遅れに影響されずに、両救済解析ユニット20A及び20Bは独自にデータビットの指定を受けて救済解析処理動作を実行することができる。従って、不良メモリセルの数が多く存在するメモリセルアレイの不良救済解析処理を実行する一方の救済解析ユニットの処理速度が低下しても、他方の救済解析ユニットはその不良救済解析処理動作を続行するから、装置全体の不良救済解析処理時間は短縮され、不良救済解析処理を高速化することができる。
つまり、2つの救済解析ユニットを同時に平行して動作させ、一方が他方より先にあるデータビット(メモリセルアレイ群)に対する不良救済解析処理が完了した場合には、その救済解析ユニットは次に不良救済解析すべきデータビットの指定を受けてそのデータビットに対する救済解析処理を実行することができるから、不良メモリセルの数が多いデータビットに対する救済解析処理を実行する救済解析ユニットに処理時間の遅れが生じても、他方の救済解析ユニットが先回りして次のデータビットの不良救済解析処理を実行するから、不良メモリセルの数が特定のメモリセルアレイに偏って存在しても、その影響は軽減され、全体として短時間で不良救済解析処理を完了することができる。
上記実施例では、説明を簡便にするために、不良救済解析処理装置119に2つの救済解析ユニット20A及び20Bを設けたが、3つ或いはそれ以上の同じ構成の救済解析ユニットを不良救済解析処理装置119に設けてもよいことは言うまでもない。救済解析ユニットの数をさらに増加させれば、不良救済解析処理をさらに高速化することができる。例えば、不良救済解析ユニットの数がN個であれば、不良救済解析時間を1/Nにすることが可能である。
また、多ビットのリダンダンシ構成のメモリの各データビットから検出された不良メモリセルを救済可能か否か解析処理する場合について説明したが、この発明は多ビットでない(即ち、1ビットの)リダンダンシ構成のメモリから検出された不良メモリセルを救済可能か否か解析処理する場合にも適用でき、上記実施例と同様に不良救済解析処理を高速化することができる。
被試験メモリが多ビットでない場合には、被試験メモリの複数のメモリセルアレイの不良メモリセルを表わすフェイルデータを、多ビットメモリの場合に各データビット毎の不良メモリセルを表わすフェイルデータを格納する不良解析メモリの複数のデータビットメモリ領域に、それぞれ格納する。つまり、被試験メモリの1つのメモリセルアレイの不良メモリセルを表わすフェイルデータを、不良解析メモリ118の対応する1つのデータビットメモリ領域にのみ格納する。従って、被試験メモリが多ビットでない場合には、不良解析メモリ118の複数のデータビットメモリ領域からそれぞれ読み出されるフェイルデータは、試験したメモリの複数のメモリセルアレイからそれぞれ検出された不良メモリセルを表わすフェイルデータになる。
以上の説明で明白なように、この発明によれば、共通の不良解析メモリに対して、複数の救済解析ユニットを設け、これら複数の救済解析ユニットによって同時に平行して複数のデータビット又は複数のメモリセルアレイの救済解析処理を実行するから、救済解析処理時間を大幅に短縮することができ、従って、不良救済解析処理を高速化することができるという顕著な利点がある。かくして、メモリの大容量化及び多ビット化に十分に対応することができるメモリの不良救済解析処理方法、及びこの方法を実施するメモリ試験装置を提供することができる。
以上、この発明を図示した好ましい実施例について記載したが、この発明の精神及び範囲から逸脱することなしに、上述した実施例に関して種々の変形、変更及び改良がなし得ることはこの分野の技術者には明らかであろう。従って、この発明は例示の実施例に限定されるものではなく、添付の請求の範囲によって定められるこの発明の範囲内に入る全てのそのような変形、変更及び改良をも包含するものであるということを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
図1はこの発明によるメモリの不良救済解析処理方法を実施する不良救済解析処理装置を備えたこの発明によるメモリ試験装置の一実施例の概略の構成を示すブロック図である。
図2は図1に示した不良救済解析処理装置の詳細な構成を示すブロック図である。
図3は図2に示した不良救済解析処理装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
図4は先行技術の一般的なメモリ試験装置の概要を示すブロック図である。
図5は図4に示したメモリ試験装置に使用された不良救済解析処理装置の詳細な一構成を示すブロック図である。
図6は図5に示したメモリ試験装置に使用された不良解析メモリの詳細な一構成を示すブロック図である。
図7は多ビットのリダンダンシ構成のメモリの構成を説明するための斜視図である。
Claims (9)
- リダンダンシ構成の被試験メモリの不良メモリセルを表わすフェイルデータを記憶する不良解析メモリと、試験終了後にこの不良解析メモリから読み出された上記フェイルデータに基づいて被試験メモリの不良メモリセルの救済が可能か否かを解析する不良救済解析処理装置とを具備するメモリ試験装置において実行される不良救済解析処理方法であって、
上記不良解析メモリのメモリセルアレイ群中の救済解析すべきものとして複数のデータビットメモリ領域を指定し、
これら指定した複数のデータビットメモリ領域とそれぞれ対応する救済解析ユニットにおいて、その指定されたデータビット領域内の不良メモリセルを含むメモリセルアレイに対してのみアドレス発生器から読み出しアドレスを発生し、その読み出しアドレスの発生は上記複数の救済解析ユニット間で時間的に順次ずらして発生させるステップと、
上記読み出しアドレスに対するフェイルデータを順次読み出すステップと、
上記読み出されたフェイルデータを対応する上記複数の救済解析ユニットにそれぞれ配分するステップと、
上記複数の救済解析ユニットを同時に並行して動作させ、上記不良解析メモリから読み出したフェイルデータに対応する不良メモリセルの救済解析処理を同時に並行して実行させるステップ
とを含むことを特徴とする不良救済解析処理方法。 - 救済解析処理が実行されていない未処理のデータビットメモリ領域が存在するか否かをチェックするステップをさらに含み、
未処理のデータビットメモリ領域が検出された場合には、各救済解析ユニットは、自己に割当てられた救済解析処理すべきデータビットメモリ領域のフェイルデータに対する救済解析処理が完了すると、この検出された未処理のデータビットメモリ領域のフェイルデータに対する救済解析処理を直ちに実行する
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の不良救済解析処理方法。 - 上記読み出しアドレスは上記データビットメモリ領域を指定するアドレスビット及び、そのビットメモリ領域内の不良セルを含むメモリセルアレイを指定するビットを含み、
上記読み出しアドレスを発生するステップは、上記複数の救済解析ユニットからそれぞれ出力される読み出しアドレス信号を順次に切り換えて上記不良解析メモリに印加するステップを含み、
上記読み出しアドレス信号を順次に切り換える周期は、各指定データビットメモリ領域を指定するビットを含む上記アドレス信号発生周期を、指定したデータビットメモリ領域の個数で割り算した周期であり、
上記不良解析メモリから読み出されるフェイルデータは、上記不良解析メモリに印加される上記アドレス信号の切り換え周期と同じ周期で順次に切り換えられているフェイルデータである
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項に記載の不良救済解析処理方法。 - リダンダンシ構成の被試験メモリの不良メモリセルを表わすフェイルデータを記憶する不良解析メモリと、
複数の救済解析ユニットであって、各救済解析ユニットは、上記不良解析メモリの複数のデータビットメモリ領域にそれぞれ記憶されたフェイルデータの内、任意のデータビットメモリ領域を指定してそのフェイルデータを読み出し、この読み出したフェイルデータに関連するメモリセルアレイの救済が可能か否かを解析するように構成されている複数の救済解析ユニットと、
上記複数の救済解析ユニットのアドレス発生器からそれぞれ出力されるアドレス信号を上記不良解析メモリに順次に切り換えて印加するアクセス制御手段と、
上記不良解析メモリの上記複数の指定データビットメモリ領域に対応して、読み出しアドレスを時間的にずらして順次発生させて、フェイルデータを順次読み出し、読み出され たフェイルデータを対応する上記複数の救済解析ユニットにそれぞれ配分するデータ分配手段と、
上記複数の救済解析ユニットの救済解析処理動作を制御する制御部
とを具備することを特徴とするメモリ試験装置。 - 上記複数の救済解析ユニットは各別にアドレス発生器を具備し、このアドレス発生器から指定したデータビットメモリ領域に対するアドレス信号を発生させることにより、他の救済解析ユニットの動作とは関係なく独立して上記不良解析メモリをアクセスできるように構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第4項に記載のメモリ試験装置。
- 上記アクセス制御手段は、上記複数の救済解析ユニットからそれぞれ出力される複数の指定データビットメモリ領域に対するアドレス信号を順次に切り換えて上記不良解析メモリに印加するように構成されており、
上記複数のアドレス信号を順次に切り換える周期は各指定データビットメモリ領域に対するアドレス信号の周期を、指定したデータビットメモリ領域の個数で割り算した周期であり、
上記不良解析メモリから読み出されるフェイルデータは、上記不良解析メモリに印加される上記アドレス信号の切り換え周期と同じ周期で順次に切り換えられているフェイルデータである
ことを特徴とする特許請求の範囲第4項に記載のメモリ試験装置。 - 上記制御部は、上記複数の救済解析ユニットに解析開始信号、ビット指定信号、ロード信号をそれぞれ印加すると共に、各救済解析ユニットから解析終了信号を受信して上記複数の救済解析ユニットの救済解析処理動作を制御し、
さらに、上記制御部は、
指定されたデータビットメモリ領域のフェイルデータに関連するメモリセルアレイに対する救済解析処理動作を完了した救済解析ユニットが解析終了信号を送信する毎に、救済解析処理が実行されていない未処理のデータビットメモリ領域の有無を検出する未処理データビット検出手段と、
未処理のデータビットメモリ領域が検出された場合には、救済解析処理動作が完了した救済解析ユニットに印加しているビット指定信号をこの検出された未処理のデータビットメモリ領域に対するビット指定信号に更新するデータビット更新手段
とを具備することを特徴とする特許請求の範囲第4項、第5項又は第6項のいずれか1つに記載のメモリ試験装置。 - 上記被試験メモリは多ビットのメモリであり、
上記不良解析メモリは少なくとも上記被試験メモリのビット数と同数のデータビットメモリ領域を含み、上記多ビットの被試験メモリの各データビットのフェイルデータが上記不良解析メモリの対応するデータビットメモリ領域にそれぞれ記憶される
ことを特徴とする特許請求の範囲第4項、第5項又は第6項のいずれか1つに記載のメモリ試験装置。 - 上記被試験メモリは1ビットのメモリであり、
上記不良解析メモリは少なくとも上記被試験メモリのメモリセルアレイの数と同数のデータビットメモリ領域を含み、上記被試験メモリの各メモリセルアレイのフェイルデータが上記不良解析メモリの対応するデータビットメモリ領域にそれぞれ記憶される
ことを特徴とする特許請求の範囲第4項、第5項又は第6項のいずれか1つに記載のメモリ試験装置。
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