JP4559321B2 - Defect detection apparatus, defect detection method, and electronic device - Google Patents
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Description
本発明は、不良検出装置、不良検出方法および電子デバイスに関する。特に本発明は、前段の論理素子および前段論理素子の後段の論理素子を有する電子デバイスにおいて、前段論理素子が出力する第1出力信号を後段論理素子に入力する配線の不良を検出する不良検出装置および不良検出方法と、当該不良検出装置および不良検出方法を適用する電子デバイスに関する。 The present invention relates to a defect detection apparatus, a defect detection method, and an electronic device. In particular, the present invention relates to a defect detection device for detecting a defect in a wiring for inputting a first output signal output from a preceding logic element to a succeeding logic element in an electronic device having a preceding logic element and a following logic element. The present invention also relates to a defect detection method, and an electronic device to which the defect detection apparatus and the defect detection method are applied.
近年、LSI等の電子デバイスの高速化・高集積化を目的として、多層金属配線および銅配線プロセスが多用されている。これに伴い、論理素子間の配線にオープン故障が発生する割合が増えてきている(非特許文献1から3参照。)。オープン故障により、電子デバイスのノイズマージンの低下、信号の信頼性低下、および動作周波数の低下等の問題が生じる。 In recent years, multilayer metal wiring and copper wiring processes are frequently used for the purpose of speeding up and high integration of electronic devices such as LSI. Along with this, the rate of occurrence of open failures in wiring between logic elements has increased (see Non-Patent Documents 1 to 3). Open failures cause problems such as a reduction in noise margin of electronic devices, a reduction in signal reliability, and a reduction in operating frequency.
従来の縮退故障用テスト等の論理試験においては、オープン故障を検出するために、故障が顕在化したときに故障箇所に誤り論理値が生成されることを期待している(非特許文献4から8)。そして、1個の故障を検出・伝播するのにn個の異なるテストベクトルを印加するn回検出テストが効果的であるとして提案されている(非特許文献9)。
オープン故障箇所の近傍の内部状態、すなわち近傍の各論理素子が出力する論理値は、印加するテストベクトルに依存する。このため、従来のn回検出テストによっても、オープン故障を論理値誤りとして検出できる確率は低く、オープン故障を確実に検出するのは困難である(非特許文献10)。 The internal state in the vicinity of the open failure location, that is, the logical value output by each nearby logic element depends on the test vector to be applied. For this reason, the probability that an open failure can be detected as a logical value error is low even by the conventional n-th detection test, and it is difficult to reliably detect an open failure (Non-Patent Document 10).
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる不良検出装置、不良検出方法および電子デバイスを提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a defect detection apparatus, a defect detection method, and an electronic device that can solve the above-described problems. This object is achieved by a combination of features described in the independent claims. The dependent claims define further advantageous specific examples of the present invention.
本発明の第1の形態によると、前段の論理素子および前記前段論理素子の後段の論理素子を有する電子デバイスにおいて、前記前段論理素子が出力する第1出力信号を前記後段論理素子に入力する配線の不良を検出する不良検出装置であって、前記電子デバイスに供給する電源電圧を、前記電子デバイスが有する論理素子のしきい値電圧より小さい初期電圧値に設定する初期化部と、前記後段論理素子が出力する第2出力信号の論理値が変化しない速度で、前記電源電圧を、前記初期電圧値から前記論理素子の動作電圧となるまで昇圧していく昇圧部と、前記電源電圧を前記動作電圧に昇圧した状態で、前記前段論理素子が出力する前記第1出力信号の論理値を反転させる反転動作部と、前記第1出力信号を反転してから前記第2出力信号が反転するまでの遅延時間に基づいて、前記前段論理素子および前記後段論理素子の間の接続不良を検出する不良検出部とを備える不良検出装置を提供する。 According to the first aspect of the present invention, in the electronic device having the preceding stage logic element and the succeeding stage logic element, the wiring for inputting the first output signal output from the preceding stage logic element to the following stage logic element A failure detection apparatus for detecting a failure in the electronic device, wherein an initialization unit that sets a power supply voltage supplied to the electronic device to an initial voltage value smaller than a threshold voltage of a logic element included in the electronic device; A booster that boosts the power supply voltage from the initial voltage value to the operating voltage of the logic element at a speed at which the logic value of the second output signal output from the element does not change; An inversion operation unit for inverting the logic value of the first output signal output from the preceding logic element in a state where the voltage is boosted to a voltage, and the second output signal after the first output signal is inverted Based on the delay time until the rolling, to provide a fault detection apparatus and a defect detecting section for detecting a connection failure between the front logic element and the downstream logic device.
前記初期化部は、前記電源電圧を実質的に0Vの前記初期電圧値に設定してもよい。前記昇圧部は、前記後段論理素子が出力する前記第2出力信号の論理値が変化しない傾きのランプ波形により前記電源電圧を昇圧してもよい。 The initialization unit may set the power supply voltage to the initial voltage value of substantially 0V. The boosting unit may boost the power supply voltage with a ramp waveform having an inclination that does not change the logic value of the second output signal output from the subsequent logic element.
前記電源電圧の昇圧後前記第1出力信号の反転前において前記第1出力信号の論理値を予め定められた期待値とするべく前記電子デバイスの信号入力端子をHレベルとする場合に、前記昇圧部は、前記電源電圧の昇圧を開始した後、前記電子デバイスの信号入力端子に対して前記電源電圧と実質的に同一の電圧を入力してもよい。 When the signal input terminal of the electronic device is set to the H level so that the logic value of the first output signal is set to a predetermined expected value after the power supply voltage is boosted and before the first output signal is inverted. The unit may input substantially the same voltage as the power supply voltage to the signal input terminal of the electronic device after starting the boosting of the power supply voltage.
前記電源電圧の昇圧後前記第1出力信号の反転前において前記第1出力信号の論理値を予め定められた期待値とするべく前記電子デバイスの信号入力端子をLレベルとする場合に、前記昇圧部は、前記電源電圧の昇圧を開始した後、前記電子デバイスの信号入力端子に対して前記初期電圧値と実質的に同一値の電圧を入力してもよい。 When the signal input terminal of the electronic device is set to L level so that the logic value of the first output signal is set to a predetermined expected value after the power supply voltage is boosted and before the first output signal is inverted. The unit may input a voltage having substantially the same value as the initial voltage value to the signal input terminal of the electronic device after starting the boosting of the power supply voltage.
前記第1出力信号を反転してから予め設定された基準遅延時間の経過時に前記第2出力信号を取得する取得部を更に備え、前記不良検出部は、前記取得部が取得した前記第2出力信号が反転していなかったことを条件として、前記前段論理素子および前記後段論理素子の間の接続不良を検出してもよい。 Further comprising an acquisition unit that acquires the second output signal when a preset reference delay time elapses after inverting the first output signal, wherein the defect detection unit is configured to acquire the second output acquired by the acquisition unit. On the condition that the signal is not inverted, a connection failure between the preceding logic element and the succeeding logic element may be detected.
前記昇圧部が前記電源電圧を前記初期電圧値から前記動作電圧まで昇圧していく間に前記第2出力信号の論理値が変化したことを条件として、前記初期化部は、前記電源電圧を前記初期電圧値に再度設定し、前記昇圧部は、前回と比較しより遅い速度で前記電源電圧を昇圧してもよい。 On the condition that the logic value of the second output signal has changed while the boosting unit boosts the power supply voltage from the initial voltage value to the operating voltage, the initialization unit sets the power supply voltage to The initial voltage value may be set again, and the booster may boost the power supply voltage at a slower rate than the previous time.
前記電子デバイスは、前段論理素子および後段論理素子の組を複数有し、それぞれの前記前段論理素子および前記後段論理素子の間の配線の不良を順次検出する場合において、前記初期化部は、一の前記前段論理素子および一の前記後段論理素子の間の接続不良の有無を試験した後、他の前記前段論理素子および他の前記後段論理素子の接続不良の有無を試験する前に、前記電源電圧を前記初期電圧値に設定してもよい。 The electronic device includes a plurality of sets of front-stage logic elements and back-stage logic elements, and when the wiring unit between the front-stage logic elements and the back-stage logic elements is sequentially detected, the initialization unit includes: After testing for the presence or absence of a connection failure between the preceding stage logic element and one of the subsequent stage logic elements, before testing for the presence or absence of a connection failure between the other preceding stage logic element and the other following stage logic element, The voltage may be set to the initial voltage value.
前記電子デバイスに試験信号を供給する試験信号供給部と、前記試験信号に応じて前記電子デバイスが出力する信号に基づいて、前記電子デバイスの論理動作の良否を判定する判定部とを更に備え、前記初期化部は、前記試験信号供給部および前記判定部による前記電子デバイスの論理動作試験の終了後、前記前段論理素子および前記後段論理素子の間の接続不良の有無を試験する前に、前記電源電圧を前記初期電圧値に設定してもよい。 A test signal supply unit that supplies a test signal to the electronic device; and a determination unit that determines whether the logical operation of the electronic device is good or not based on a signal output from the electronic device according to the test signal. The initialization unit, after testing the electronic device logic operation test by the test signal supply unit and the determination unit, before testing whether there is a connection failure between the front-stage logic element and the rear-stage logic element, The power supply voltage may be set to the initial voltage value.
前記電子デバイスは、前記前段論理素子および前記後段論理素子に供給される第1の前記電源電圧とは異なる第2の電源電圧により動作する複数のフリップフロップと、前記複数のフリップフロップを縦続接続し、前記電子デバイスのスキャン入力端子から順次入力されるスキャンパターン列を先頭の前記フリップフロップから後続の前記フリップフロップに順次伝播させることにより前記複数のフリップフロップに前記スキャンパターン列を設定するスキャンパスとを更に有し、前記初期化部は、前記第2の電源電圧を前記フリップフロップの動作電圧とした状態で前記第1の電源電圧を前記初期電圧値に設定し、当該不良検出装置は、前記昇圧部が前記第1の電源電圧を前記初期電圧値から前記論理素子の動作電圧となるまで昇圧する間に、前記スキャン入力端子にスキャンパターン列を入力し、前記複数のフリップフロップに設定させるスキャンパターン供給部を更に備えてもよい。 The electronic device includes a plurality of flip-flops that are operated by a second power supply voltage different from the first power supply voltage supplied to the front-stage logic element and the rear-stage logic element, and the plurality of flip-flops connected in cascade. A scan path for setting the scan pattern string in the plurality of flip-flops by sequentially propagating a scan pattern string sequentially input from the scan input terminal of the electronic device from the first flip-flop to the succeeding flip-flop; The initialization unit sets the first power supply voltage to the initial voltage value in a state where the second power supply voltage is the operating voltage of the flip-flop. While the booster boosts the first power supply voltage from the initial voltage value to the operating voltage of the logic element The type of scan pattern sequence to the scan input terminal may further include a scan pattern supply unit for setting the plurality of flip-flops.
前記反転動作部は、少なくとも1つの前記フリップフロップからスキャンパターンに基づく信号を出力させることにより、前記第1出力信号を反転させてもよい。 The inversion operation unit may invert the first output signal by causing the at least one flip-flop to output a signal based on a scan pattern.
前記第1の電源電圧の負側入力と、前記第2の電源電圧の負側入力とは電気的に分離されており、前記電源電圧の昇圧後前記第1出力信号の反転前において前記第1出力信号の論理値をあらかじめ定められた期待値とするべく一の前記フリップフロップから前記前段論理素子および前記後段論理素子を有する論理回路への入力をHレベルとする場合に、前記初期化部は、当該フリップフロップと前記論理回路との間の接続を切り離した状態で、前記第2の電源電圧の負側入力をグランド電位、正側入力を電源電位とし、前記第1の電源電圧の正側入力および負側入力を電源電位とし、前記昇圧部は、前記第1の電源電圧の負側入力の電位を前記電源電位から前記グランド電位まで低下させていくことにより前記第1の電源電圧を昇圧していってもよい。 The negative input of the first power supply voltage and the negative input of the second power supply voltage are electrically separated, and the first output signal is inverted after the power supply voltage is boosted and before the first output signal is inverted. When the input from one flip-flop to the logic circuit having the preceding logic element and the succeeding logic element is set to H level so that the logic value of the output signal becomes a predetermined expected value, the initialization unit With the connection between the flip-flop and the logic circuit disconnected, the negative input of the second power supply voltage is set to the ground potential, the positive input is set to the power supply potential, and the positive side of the first power supply voltage is set. An input and a negative side input are power supply potentials, and the boosting unit boosts the first power supply voltage by lowering the negative input potential of the first power supply voltage from the power supply potential to the ground potential. Do it It may be.
本発明の第2の形態によると、論理素子間の配線の不良を不良検出装置により検出させる機能を有する電子デバイスであって、前段の論理素子、および、前記前段論理素子が出力する第1出力信号を入力する後段の論理素子を有する論理回路と、前記前段論理素子および前記後段論理素子に供給される第1の電源電圧とは異なる第2の電源電圧により動作する複数のフリップフロップと、前記複数のフリップフロップを縦続接続し、当該電子デバイスのスキャン入力端子から順次入力されるスキャンパターン列を先頭の前記フリップフロップから後続の前記フリップフロップに順次伝播させることにより前記複数のフリップフロップに前記スキャンパターン列を設定するスキャンパスと、前記複数のフリップフロップのそれぞれに対応して設けられ、当該フリップフロップが出力する信号、または、当該電子デバイスに入力される前記第1の電源電圧の正側電位または負側電位の少なくとも一方の電位のいずれを前記論理回路内の論理素子の入力信号として供給するかをそれぞれ選択する複数の選択部とを備える電子デバイスを提供する。 According to the second aspect of the present invention, there is provided an electronic device having a function of detecting a defect in wiring between logic elements by a defect detection device, the first stage output from the preceding stage logic element and the preceding stage logic element. A logic circuit having a subsequent logic element for inputting a signal, and a plurality of flip-flops operated by a second power supply voltage different from the first power supply voltage supplied to the preceding logic element and the subsequent logic element; A plurality of flip-flops are connected in cascade, and a scan pattern sequence sequentially input from a scan input terminal of the electronic device is sequentially propagated from the leading flip-flop to the succeeding flip-flop, thereby scanning the plurality of flip-flops. A scan path for setting a pattern row and each of the plurality of flip-flops are set correspondingly. The signal output from the flip-flop or at least one of the positive potential and the negative potential of the first power supply voltage input to the electronic device is input to the logic element in the logic circuit. Provided is an electronic device including a plurality of selection units that respectively select whether to supply signals.
前記選択部は、前記スキャン入力端子から前記複数のフリップフロップに対してスキャンパターン列が入力されるスキャンイン期間において、前記第1の電源電圧の正側電位または負側電位の少なくとも一方の電位を前記論理回路内の論理素子の入力信号として供給してもよい。 In the scan-in period in which a scan pattern string is input from the scan input terminal to the plurality of flip-flops, the selection unit sets at least one of a positive potential and a negative potential of the first power supply voltage. You may supply as an input signal of the logic element in the said logic circuit.
前記選択部は、対応する前記フリップフロップと前記論理回路との間に設けられ、前記スキャン入力端子にスキャンパターン列を入力するテストモードにおいて当該フリップフロップの出力に関わらず前記論理回路側をハイインピーダンスとし、前記テストモード以外の通常モードにおいて当該フリップフロップの出力を前記論理回路へ供給する第1ゲートと、前記第1ゲートおよび前記論理回路の間の配線と前記第1の電源電圧の正側電位または負側電位の少なくとも一方の電位との間に設けられ、前記テストモードにおいて当該配線に対し当該電位を供給し、前記通常モードにおいて当該配線をハイインピーダンスとする第2ゲートとを備えてもよい。 The selection unit is provided between the corresponding flip-flop and the logic circuit, and in a test mode in which a scan pattern string is input to the scan input terminal, the logic circuit side has a high impedance regardless of the output of the flip-flop. A first gate for supplying the output of the flip-flop to the logic circuit in a normal mode other than the test mode, a wiring between the first gate and the logic circuit, and a positive potential of the first power supply voltage. Or a second gate that is provided between at least one of the negative potentials, supplies the potential to the wiring in the test mode, and sets the wiring to high impedance in the normal mode. .
前記複数のフリップフロップおよび前記スキャンパス上のFETの第1サブストレートと、前記論理回路内のFETの第2サブストレートとは電気的に分離されており、前記第1ゲートおよび前記第2ゲート内のFETのサブストレートは、前記第1サブストレートと電気的に接続されてもよい。 The first flip-flop and the first substrate of the FET on the scan path and the second substrate of the FET in the logic circuit are electrically separated, and the first gate and the second gate The FET substrate may be electrically connected to the first substrate.
本発明の第3の形態によると、前段の論理素子および前記前段論理素子の後段の論理素子を有する電子デバイスにおいて、前記前段論理素子が出力する第1出力信号を前記後段論理素子に入力する配線の不良を検出する不良検出方法であって、前記電子デバイスに供給する電源電圧を、前記電子デバイスが有する論理素子のしきい値電圧より小さい初期電圧値に設定する初期化段階と、前記後段論理素子が出力する第2出力信号の論理値が変化しない速度で、前記電源電圧を、前記初期電圧値から前記論理素子の動作電圧となるまで昇圧していく昇圧段階と、前記電源電圧を前記動作電圧に昇圧した状態で、前記前段論理素子が出力する前記第1出力信号の論理値を反転させる反転動作段階と、前記第1出力信号を反転してから前記第2出力信号が反転するまでの遅延時間に基づいて、前記前段論理素子および前記後段論理素子の間の接続不良を検出する不良検出段階とを備える不良検出方法を提供する。 According to a third aspect of the present invention, in an electronic device having a preceding-stage logic element and a preceding-stage logic element, a wiring for inputting a first output signal output from the preceding-stage logic element to the following-stage logic element A failure detection method for detecting a failure of the electronic device, wherein an initialization step of setting a power supply voltage supplied to the electronic device to an initial voltage value smaller than a threshold voltage of a logic element included in the electronic device; A boosting step of boosting the power supply voltage from the initial voltage value to the operating voltage of the logic element at a speed at which the logic value of the second output signal output by the element does not change; An inversion operation step of inverting the logic value of the first output signal output from the preceding logic element in a state where the voltage is boosted to a voltage, and the second output after inverting the first output signal No. is based on the delay time until the inverted, it provides a defect detecting method and a defect detection step of detecting a connection failure between the front logic element and the downstream logic device.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 The above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention, and sub-combinations of these feature groups can also be the invention.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention. However, the following embodiments do not limit the invention according to the scope of claims, and all combinations of features described in the embodiments are included. It is not necessarily essential for the solution of the invention.
図1は、本実施形態に係る試験対象の電子デバイス(DUT:Device Under Test)が有する論理回路10の一例を示す。図1(a)に示した論理回路10は、論理素子100、110、120、および130を有する。本例において、論理素子110および論理素子120の間の接続不良に着目し、前段の論理素子110が出力する出力信号(以下「第1出力信号」と示す)を後段の論理素子120に入力する配線150の不良を検出する場合について示す。ここで、前段の論理素子110を駆動側論理素子、後段の論理素子120を被駆動側論理素子と表現してもよい。
FIG. 1 shows an example of a
なお、本実施形態においては説明の便宜上、NOT論理素子の間の配線150の接続不良について示すが、前段論理素子110および後段論理素子120は、AND、NAND、OR、NOR、XOR、およびバッファ等の各種の論理素子であってよい。
In this embodiment, for the sake of convenience of explanation, the connection failure of the
論理素子110および論理素子120の間の配線150には、論理素子120内のnMOSのFET124およびpMOSのFET122の両方のゲート端子をオープン状態とするf1のオープン故障(ゲート信号線オープン故障)、nMOSのFET124のゲート端子のみをオープン状態とするf2のオープン故障(トランジスタ信号線オープン故障)、および、pMOSのFET122のゲート端子のみをオープン状態とするf3のオープン故障(トランジスタ信号線オープン故障)が発生しうる。
The
図1(a)のf1、f2、またはf3に発生しうる信号線のオープン故障は、図1(b)に示したRC回路の故障モデル15としてモデル化することができる(非特許文献11から12参照。)。故障抵抗160は、オープン故障に起因する抵抗を表す。故障抵抗160の抵抗値Rfが非常に大きい場合または無限大であるとき、接点N1およびN2の間の信号線オープン故障はフローティングゲート故障と呼ばれる。一方、フローティングゲート故障と比較し抵抗値Rfが比較的小さいときには、抵抗性オープン故障と呼ばれる。
An open failure of the signal line that may occur in f1, f2, or f3 in FIG. 1A can be modeled as a
配線容量170および配線容量180は、オープン故障のある信号線と、正側の電源電圧VDDおよび負側(グランド側)の電源電圧VSSの電位を持つ信号線間の容量を示す。配線容量170および配線容量180の値は、設計プロセスおよび回路レイアウトに起因する。
回路にテストベクトルνが印加されたとき、信号線sについての容量Cw1およびCw2は、以下の式で与えられる。
When the test vector ν is applied to the circuit, the capacitances Cw1 and Cw2 for the signal line s are given by the following equations.
論理テストにより上記のオープン故障を検出するためには、予め定めた論理値をテストベクトルにより故障箇所に設定しなければならない。しかし、故障箇所近傍の信号線の電位は印加するテストベクトルに依存し、故障箇所の電位はCw1およびCw2の容量のバランスに依存する。ここで、いずれの信号線との間に配線容量が存在するか、および、配線容量170および配線容量180の容量値はいかなる値かを予め知ることができない。したがって、従来の論理テストによっては予め定めた論理値を故障箇所に確実に設定することができず、オープン故障を確実に検出するのが非常に困難である。
In order to detect the above open failure by a logical test, a predetermined logical value must be set at the failure location by a test vector. However, the potential of the signal line in the vicinity of the failure location depends on the test vector to be applied, and the potential at the failure location depends on the balance of the capacitances of Cw1 and Cw2. Here, it is impossible to know in advance which wiring capacity is present between which signal line and what values are the capacitance values of the wiring capacity 170 and the
図2は、本実施形態に係る不良検出装置30の構成をDUT20と共に示す。本実施形態に係る不良検出装置30は、オープン故障が存在する配線150の電位を確実に設定した後に前段論理素子110を動作させることにより、オープン故障の有無を効率よく試験することができる。
FIG. 2 shows the configuration of the
不良検出装置30は、制御装置200と、試験信号供給部210と、スキャンパターン供給部220と、判定部230と、電源制御部240と、反転動作部250と、取得部260と、不良検出部270とを備える。制御装置200は、不良検出装置30の各部を制御する。試験信号供給部210は、DUT20の論理動作の試験に用いられ、DUT20に試験信号を供給する。試験信号供給部210は、例えば、使用者により指定された試験シーケンスに含まれる命令列を実行し、各命令に対応付けられた試験パターンを出力するシーケンシャル・パターン・ジェネレータ(SQPG)を含み、SQPGが出力した試験パターンに基づく試験信号をDUT20に供給しても良い。これに代えて試験信号供給部210は、予め設定された演算アルゴリズムに基づいて試験パターンを更新するアルゴリズミック・パターン・ジェネレータ(ALPG)を含み、ALPGが出力した試験パターンに基づく試験信号をDUT20に供給しても良い。
The
スキャンパターン供給部220は、DUT20が有するスキャン入力端子に対し、スキャンパターン列を供給する。判定部230は、試験信号供給部210が供給する試験信号、及び/又は、スキャンパターン供給部220が供給するスキャンパターン列に応じてDUT20が出力する信号に基づいて、DUT20の論理動作の良否を判定する。より具体的には、判定部230は、DUT20が出力する信号を期待値と比較し、不一致であった場合に不良を検出する。
The scan
電源制御部240は、初期化部242および昇圧部244を含み、DUT20の電源電圧を制御する。初期化部242は、配線150の不良を検出する接続不良試験において、DUT20に供給する電源電圧を、DUT20が有する論理素子のしきい値電圧より小さい初期電圧値に設定する。一例として初期化部242は、電源電圧を実質的に0Vの初期電圧値に設定してよい。これにより、初期化部242は、試験対象の配線150の電圧を初期電圧値からVSSの間の値に設定することができる。
The power
昇圧部244は、後段論理素子120が出力する出力信号(以下「第2出力信号」と示す)の論理値が変化しない速度で、電源電圧を、初期電圧値から論理素子の動作電圧となるまで昇圧していく。これにより、昇圧部244は、配線150の論理値を予め定めた期待値に維持したまま、DUT20の電源電圧を試験時における動作電圧とすることができる。
The boosting
反転動作部250は、DUT20の電源電圧を動作電圧に昇圧した状態で、前段論理素子110が出力する第1出力信号の論理値を反転させる。取得部260は、後段論理素子120が出力する第2出力信号を取得する。不良検出部270は、取得部260から第2出力信号の値を受け取り、第1出力信号を反転してから第2出力信号が反転するまでの遅延時間に基づいて、前段論理素子110および後段論理素子120の間の接続不良を検出する。
The
図3は、本実施形態に係る不良検出装置30の動作フローを示す。図4は、論理素子110が出力する第1出力信号をLレベルからHレベルに変化させたときの第2出力信号の変化に基づき配線150の接続不良を検出する場合における不良検出装置30による試験のタイミングを示す。図5は、論理素子110が出力する第1出力信号をHレベルからLレベルに変化させたときの第2出力信号の変化に基づき配線150の接続不良を検出する場合における不良検出装置30による試験のタイミングの変形部分を示す。以下、図3の動作フローを図4および図5のタイミングに関連付けて説明する。
FIG. 3 shows an operation flow of the
不良検出装置30は、試験対象とする各配線について、S310からS360の処理を行う(S300、S370)。各配線の試験において、初期化部242は、予め指定された期間の間、DUT20に供給する電源電圧を初期電圧値に設定する(S310、図4および図5の時刻t0からt1)。本実施形態において、初期電圧値は0Vである場合を例として説明する。
The
次に、昇圧部244は、電源電圧を、初期電圧値から論理素子110および論理素子120等の動作電圧となるまで昇圧していく(S320、図4および図5の時刻t1からt2)。ここで、電源電圧の値は、正側の電源電位から負側の電源電位を減じた差分により定まるものである。そして、電源電圧を昇圧するとは、正側の電源電位から負側の電源電位を減じた差分を増加させることを意味し、負側の電源電位に対して正側の電源電位を相対的に上昇させることを意味する。したがって、昇圧部244は、負側の電源電位を基準電位(例えば0V)に保ちながら正側の電源電位を上昇させてもよく、正側の電源電位を基準電位(例えばVDDまたは0V)に保ちながら負側の電源電位を低下させてもよい。また、昇圧部244は、正側の電源電位および負側の電源電位の両方を変化させて、正側の電源電位及び負側の電源電位の差分を増加させてもよい。
本実施形態において、昇圧部244は、後段論理素子120が出力する第2出力信号の論理値が変化しないように設定された傾きのランプ波形により電源電圧を昇圧する。
Next, the boosting
In the present embodiment, the
ここで、昇圧部244は、第2出力信号の論理値を変化させないために、論理素子120に入力される配線150の論理値を予め定めた期待値(図4においてはLレベル、図5においてはHレベル)に維持する。これを実現するため、昇圧部244は、初期化期間(図4および図5の時刻t0からt3)の間、論理素子110に当該期待値の第1出力信号を出力させる。例えば、論理素子110が出力する第1出力信号の論理値がDUT20の信号入力端子への入力に応じて変化する場合、昇圧部244は、電源電圧の昇圧後第1出力信号の反転前において第1出力信号の論理値を予め定められた期待値とするべく以下の処理を行う。
Here, the
第1出力信号の論理値を当該期待値とするべくDUT20の信号入力端子をHレベルとする場合、昇圧部244は、電源電圧の昇圧を開始した後、DUT20の信号入力端子に対して電源電圧と実質的に同一の電圧を入力する。一例として、初期化部242は、図5に示したように、DUT20の電源電圧の正側入力、負側入力、および各信号入力端子を、グランド電位0Vとする。そして、昇圧部244は、DUT20の電源入力の正側入力および各信号入力端子をグランド電位0Vに保ったまま、電源電圧の負側入力を負の電位−VDDとする。これにより、電源制御部240は、DUT20の電源電圧および各信号入力端子を、電源電圧の負側入力に対し電圧VDDだけ高い電圧に昇圧することができる。この方法によれば、DUT20の電源電圧の負側入力の電位を変化させることにより、正側入力および各信号入力端子の電位を保ったまま正側入力および各信号入力端子の電圧を昇圧させることができる。
これに代えて、昇圧部244は、電源電圧の正側入力および各信号入力端子の電位を昇圧することにより、これらに供給される電圧を昇圧しても良い。
When the signal input terminal of the
Instead of this, the boosting
一方、第1出力信号の論理値を当該期待値とすべくDUT20の信号入力端子をLレベルとする場合に、昇圧部244は、電源電圧の昇圧を開始した後、DUT20の信号入力端子に対して初期電圧値と実質的に同一値の電圧を入力する。一例として、初期化部242は、図4に示したように、DUT20の電源電圧の正側入力、負側入力、および各信号入力端子を、グランド電位0Vとする。そして、昇圧部244は、DUT20の電源入力の負側入力および各信号入力端子をグランド電位0Vに保ったまま、電源電圧の正側入力を正の電位VDDとする。これにより、電源制御部240は、DUT20の電源電圧を、電源電圧の負側入力および各信号入力端子に対し電圧VDDだけ高い電圧に昇圧することができる。この方法によれば、DUT20の電源電圧の正側入力の電位を変化させることにより、負側入力および各信号入力端子の電位を保ったまま正側入力の電圧を昇圧させることができる。
On the other hand, when the signal input terminal of the
故障モデル15に示した信号線オープン故障において、第1出力信号を0Vに保ったまま電源電圧を昇圧する場合(図4)、Cw1に接続されるVDDを正側とし接点N1を負側とする電圧源Vi(t)を設け、Cw2に接続されるVSSおよび接点N1をグランド電位に接続した等価回路によりモデル化することができる。この場合、Vi(t)をランプ電圧kt(kは電圧の傾き)、Vi(0)=0とすると、接点N2の電圧VN2は以下の式で表される。
また、Vi(t)が初期電圧値V0のステップ電圧の場合、接点N2の電圧VN2は以下の式で表される。
論理素子120に入力される接点N2の論理値をLレベルに保つため、昇圧部244は、VN2の最大値が論理素子120のポジ側のしきい値電圧VthH未満となる速度で、電源電圧を昇圧することが望ましい。VN2が電圧VthH以上となると、論理素子120内のポジ側のFET122がオンとなって論理素子120の出力にVDDが接続される結果、第2出力信号の論理値が変化してしまうからである。
In order to keep the logical value of the contact N2 input to the
好ましくは、昇圧部244は、VN2の最大値Vfmaxが動作電圧の1/2を超えない速度で電源電圧を昇圧してよい。また、昇圧部244は、第1出力信号の反転直前(時刻t3)において第1出力信号の論理値を期待値Lレベルとするために、VN2の最大電圧値Vfmaxがネガ側のしきい値電圧VthLを超えた場合であっても、第1出力信号の反転直前におけるVN2の電圧値Vfminがしきい値電圧VthL未満となるように電源電圧を昇圧してよい。
ここで、試験対象とする信号線オープン故障のRf、Cw1、およびCw2と、VN2の最大値Vfmaxとを定めれば、式(3)によりランプ電圧の傾きkを求めることができる。
Preferably, the
Here, if the Rf, Cw1, and Cw2 of the signal line open failure to be tested and the maximum value Vfmax of VN2 are determined, the slope k of the lamp voltage can be obtained from Equation (3).
同様に、故障モデル15に示した信号線オープン故障において、第1出力信号および正側の電源電位をグランド電位に保ったまま負側の電源電位を下げていくことにより電源電圧を昇圧する場合(図5)、Cw1に接続されるVDDおよび接点N1をグランド電位に接続し、Cw2に接続されるVSSを負側としグランド電位を正側とする電圧源Vi(t)を設けた等価回路によりモデル化することができる。この場合、論理素子120に入力される接点N2の論理値をHレベルに保つため、昇圧部244は、VN2の最小値が論理素子120のネガ側のしきい値電圧VthLより大きくなる速度で、電源電圧を昇圧することが望ましい。VN2が電圧VthL以下となると、論理素子120内のネガ側のFET124がオンとなって論理素子120の出力にVSSが接続される結果、第2出力信号の論理値が変化してしまうからである。
Similarly, in the signal line open failure shown in the
好ましくは、昇圧部244は、VN2の最大値が動作電圧の1/2未満とならない速度で電源電圧を昇圧してよい。また、昇圧部244は、第1出力信号の反転直前(時刻t3)において第1出力信号の論理値を期待値Hレベルとするために、VN2の最小電圧値がポジ側のしきい値電圧VthH未満となった場合であっても、第1出力信号の反転直前におけるVN2の電圧値がしきい値電圧VthHを超えるように電源電圧を昇圧してよい。
Preferably, the
取得部260は、昇圧部244が電源電圧を初期電圧値から動作電圧まで昇圧していく間に第2出力信号の論理値が変化したかどうかを検出する(S330)。例えば、取得部260は、第2出力信号をDUT20の信号出力端子を介して直接観測することにより、第2出力信号の論理値の変化を検出してよい。また、取得部260は、論理素子130等の他の論理を介して間接的に第2出力信号を観測することにより、第2出力信号の論理値の変化を検出してもよい。また、取得部260は、電源電圧の昇圧後第1出力信号の反転前における所定のタイミングで第2出力信号を直接的または間接的に取得し、第2出力信号の論理値が変化したかどうかを検出してもよい。取得部260は、DUT20の信号出力端子を介して第2出力信号を取得してもよく、DUT20内部に設けたスキャン用のフリップフロップにより第2出力信号を取得させ、スキャンアウトにより出力させてもよい。
The
昇圧部244が電源電圧を初期電圧値から動作電圧まで昇圧していく間に第2出力信号の論理値が変化したことを条件として(S330:Yes)、初期化部242は、電源電圧を初期電圧値に再度設定し(S310)、昇圧部244は、前回と比較しより遅い速度で電源電圧を昇圧する(S320)。これにより、電源制御部240は、後段論理素子120が出力する第2出力信号の論理値が変化しない速度で電源電圧を昇圧するように昇圧速度を調整することができる。
On condition that the logical value of the second output signal has changed while the
第2出力信号の論理値が変化しない速度で電源電圧を昇圧してから電圧安定化期間の後、反転動作部250は、前段論理素子110が出力する第1出力信号の論理値を反転させる(S330)。この電圧安定化期間は、後段論理素子120に入力される電圧がFET124のしきい値電圧VthL未満(期待値Lレベル)、またはFET122のしきい値電圧VthHを超える値(期待値Hレベル)となるように設定される。
After the voltage stabilization period after boosting the power supply voltage at a speed at which the logic value of the second output signal does not change, the
例えば前段論理素子110の論理値が信号入力端子への入力に応じて変化する場合、反転動作部250は、当該信号入力端子へ入力する信号の論理値を反転させることにより、第1出力信号の論理値を反転させてもよい。また、論理素子110の入力が直接的または間接的にスキャン用のフリップフロップに接続されている場合、反転動作部250は、スキャンパターン供給部220により次のスキャンパターンをDUT20へスキャンインさせることにより、スキャンパターン列をシフトさせ、論理素子110へ入力する信号の論理値を反転させてもよい。
For example, when the logic value of the
次に、取得部260は、第1出力信号を反転してから予め設定された基準遅延時間の経過時に第2出力信号を取得する(S350)。ここで、取得部260は、S330と同様にして、第2出力信号を取得してもよい。取得部260は、この基準遅延時間として、不良でない配線150における、第1出力信号を反転してから第2出力信号が反転するまでの時間の最大値を用いる。この基準遅延時間は、第2出力信号の出力サイクル期間より小さい時間に設定される。
なお、図4および図5においては、取得部260は、第1出力信号を反転した時刻t3から上記基準遅延時間が経過した時刻t4において、論理素子130による第2出力信号の反転値を信号出力端子を介して取得している。
Next, the acquiring
4 and 5, the
次に、不良検出部270は、取得部260が時刻t4において取得した第2出力信号が反転していなかったことを条件として、前段論理素子110および後段論理素子120の間の接続不良を検出する(S360)。すなわち、時刻t4において第2出力信号が反転していない場合、第1出力信号の反転から第2出力信号の反転までの経過時間tpdは、上記の基準遅延時間より長い。このため、不良検出部270は、配線150上に故障モデル15に示した信号線オープン故障があるものとして接続不良を検出する。
Next, the
不良検出装置30は、以上に示したS310からS360の処理を試験対象の各配線について繰り返す(S370)。
The
以上に示したように、本実施形態に係る不良検出装置30によれば、後段論理素子120に入力される信号の論理値を予め定めた期待値に確実に設定した後に前段論理素子110を動作させることにより、信号線オープン故障の有無を効率よく試験することができる。ここで、DUT20が有する複数の前段論理素子および後段論理素子の組の間の配線の不良を順次検出する場合において、初期化部242は、一の前段論理素子および一の後段論理素子の間の接続不良の有無を試験した後、他の前段論理素子および他の後段論理素子の接続不良の有無を試験する前に、電源電圧を初期電圧値に設定してよい(S310)。これにより、不良検出装置30は、各配線の試験前に当該配線の電圧を初期電圧値から0Vの範囲内に設定することができる。
As described above, according to the
また、試験信号供給部210および判定部230によるDUT20の論理動作試験の終了後に接続不良の試験をする場合、昇圧部244は、論理動作試験の終了後前段論理素子および後段論理素子の間の接続不良の有無を試験する前に、電源電圧を初期電圧値に設定してよい(S310)。これにより、不良検出装置30は、論理動作による最終のDUT20の内部状態に関わらず、各配線の電圧を初期電圧値から0Vの範囲内に設定することができる。
Further, when testing a connection failure after completion of the logical operation test of the
図6は、本実施形態に係るDUT20の構成の一例を示す。本実施形態に係るDUT20は、論理素子間の配線の不良を不良検出装置30により検出させる機能を有する。これにより、DUT20は、論理素子間の接続不良を効率よく試験可能とし、テスタビリティを向上する。DUT20は、論理回路600と、複数のFF610(610a、b)と、スキャンパス615と、複数のマルチプレクサ620(620a、b)と、本発明に係る第2ゲートの一例である複数のゲート630(630a、b)とを備える。
FIG. 6 shows an example of the configuration of the
論理回路600は、接続不良の試験対象となる前段論理素子、前段論理素子が出力する第1出力信号を入力する後段論理素子、およびこれらの間の配線を有する。ここで、論理回路600は、一例として組合せ論理回路であってよい。本実施形態に係る論理回路600は、第1の電源電圧により動作する。
The
複数のFF610(フリップフロップ)は、前段論理素子および後段論理素子に供給される第1の電源電圧とは異なる第2の電源電圧により動作する。スキャンパス615は、複数のFF610を縦続接続し、DUT20のスキャン入力端子(Scan−in)から順次入力されるスキャンパターン列を先頭のFF610aから後続のFF610に順次伝播させることにより複数のFF610にスキャンパターン列を設定する。また、スキャンパス615は、スキャンパターン列が設定された状態でDUT20が動作した結果、論理回路600から複数のFF610へ入力される論理値を、各FF610から後続のFF610に順次伝播させることによりスキャン出力端子(Scan−out)から順次出力させる。
The plurality of FFs 610 (flip-flops) operate with a second power supply voltage different from the first power supply voltage supplied to the preceding-stage logic element and the subsequent-stage logic element. The
各マルチプレクサ620は、各FF610に対応して設けられ、論理回路600からの信号、および、スキャンパス615における直前のFF610が出力する信号(先頭のマルチプレクサ620についてはスキャン入力端子から入力される信号)のいずれをFF610に入力するかを選択する。各マルチプレクサ620は、スキャン入力端子にスキャンパターン列を入力するテストモード(TE=1、TEB=0)において直前のFF610が出力する信号を当該FF610へ入力する。一方、テストモード以外の通常動作モード(TE=0、TEB=1)において論理回路600が当該FF610に対して出力する信号を当該FF610へ入力する。
Each multiplexer 620 is provided corresponding to each FF 610, and a signal from the
複数のゲート630は、複数のFF610に対応して設けられ、対応するFF610および論理回路600の間の配線と第1の電源電圧の正側電位または負側電位の少なくとも一方の電位との間に接続される。各ゲート630は、例えばトランスミッションゲート等であり、テストモードにおいて当該配線に対し当該電位を供給し、通常モードにおいて当該配線をハイインピーダンスとする。
The plurality of gates 630 are provided corresponding to the plurality of FFs 610, and are arranged between the wirings between the corresponding FFs 610 and the
図7は、本実施形態に係るFF610aの構成の一例をマルチプレクサ620aと共に示す。FF610bは、FF610aと同様の構成をとるため、以下相違点を除き説明を省略する。FF610aは、FF本体700aと、本発明に係る第1ゲートの一例であるバッファ710aとを含む。FF本体700aは、マルチプレクサ620aを介して入力される信号をクロック信号CLおよび反転クロック信号CLBに応じて取り込み、入力信号Fx−inの反転出力信号QBとして出力する。バッファ710aは、例えばトライステートインバータであり、対応するFF本体700aと論理回路600との間に設けられる。バッファ710aは、テストモードにおいて当該FF本体700aの出力に関わらず論理回路600側をハイインピーダンスとし、通常モードにおいて当該FF本体700aの出力を反転した信号Qを論理回路600へ供給する。
FIG. 7 shows an example of the configuration of the
複数のバッファ710およびゲート630の組は、複数のFF本体700に対応して設けられ、本発明に係る複数の選択部として機能する。各選択部は、当該FF本体700が出力する信号、または、DUT20に入力される第1の電源電圧の正側電位または負側電位の少なくとも一方の電位のいずれを論理回路600内の論理素子の入力信号として供給するかを選択する。より具体的には、選択部は、スキャン入力端子から複数のFF610に対してスキャンパターン列が入力されるスキャンイン期間において、第1の電源電圧の正側電位または負側電位の少なくとも一方の電位を論理回路600内の論理素子の入力信号として供給する。
A set of a plurality of buffers 710 and gates 630 is provided corresponding to the plurality of FF main bodies 700 and functions as a plurality of selection units according to the present invention. Each selection unit outputs either the signal output from the FF main body 700 or at least one of the positive potential and the negative potential of the first power supply voltage input to the
図8は、本実施形態に係る不良検出装置30による試験のタイミングの第2変形例を示す。本図は、不良検出装置30により図6および図7に示したDUT20を試験する場合のタイミングを示す。図6および7に示したDUT20は、論理回路600に供給される第1の電源電圧の負側入力と、FF610、スキャンパス615およびマルチプレクサ620に供給される第2の電源電圧の負側入力とが電気的に分離されている。これにより、不良検出装置30は、DUT20内の各FF610および各マルチプレクサ620を動作させてスキャンインを行いながら、論理回路600の電源電圧を昇圧させることができる。
FIG. 8 shows a second modification of the test timing by the
本実施形態に係る初期化部242は、図3のS310において、第2の電源電圧をFF610およびマルチプレクサ620の動作電圧とした状態で第1の電源電圧を初期電圧値に設定する。これにより、初期化部242は、スキャンインを可能としつつ論理回路600内の試験対象の配線の電位を初期電圧値から0Vの範囲内に設定することができる。
The
次に、本実施形態に係る昇圧部244は、第1の電源電圧を初期電圧値から論理素子の動作電圧となるまで昇圧させる。スキャンパターン供給部220は、第1の電源電圧を昇圧する間に、DUT20をテストモードとしてスキャン入力端子にスキャンパターン列を入力し、複数のFF610に設定させる。これにより、不良検出装置30は、スキャンイン動作と第1の電源電圧の昇圧とを並行して行うことができる。
Next, the
次に、本実施形態に係る反転動作部250は、図3のS340において、少なくとも1つのFF610からスキャンパターンに基づく信号を出力させることにより、第1出力信号を反転させる。
Next, the inverting
以上に示したように、図6に示したDUT20によれば、スキャンイン動作と並行して論理回路600に供給する第1の電源電圧を昇圧することができる。
As described above, according to the
図9は、本実施形態に係るDUT20に供給する電源電圧の一例を示す。本実施形態に係るDUT20において、複数のFF610およびスキャンパス615上の論理素子が有するFETのサブストレート(第1サブストレート)と、論理回路600内の論理素子が有するFETのサブストレート(第2サブストレート)とは電気的に分離されている。そして、図7に示したバッファ710および図6に示したゲート630内のFETのサブストレートは、スキャンパス615上の論理素子が有するサブストレートと電気的に接続され、論理回路600内の論理素子が有するFETのサブストレートとは電気的に分離される。これにより、不良検出装置30は、第1の電源電圧の負側電位と第2の電源電圧の負側電位を独立に制御することができ、かつ第1の電源電圧の負側電位によらずバッファ710およびゲート630のオン・オフを制御できる。
FIG. 9 shows an example of the power supply voltage supplied to the
図9(a)は、第1の電源電圧の昇圧後第1出力信号の反転前において第1出力信号の論理値をあらかじめ定められた期待値とするべく一のFF610から前段論理素子および後段論理素子を有する論理回路600への入力をLレベルとする場合に、論理回路600側に供給する第1の電源電圧およびスキャンパス615側に供給する第2の電源電圧の一例を示す。
FIG. 9A shows a state where the logic value of the first output signal is set to a predetermined expected value after the first power supply voltage is boosted and before the inversion of the first output signal. An example of the first power supply voltage supplied to the
この場合、初期化部242は、DUT20をテストモードとしてバッファ710により当該FF610と論理回路600との間の接続を切り離した状態で、第2の電源電圧の負側入力VSS2をグランド電位、正側入力VDD2を電源電位とし、第1の電源電圧の正側入力VDD1および負側入力VSS1をグランド電位とする。次に、昇圧部244は、第1の電源電圧の正側入力VDD1の電位をグランド電位から電源電位まで上昇させていくことにより第1の電源電圧を昇圧していく。そして、スキャンパターン供給部220は、DUT20を通常モードとしてFF610および論理回路600の間を接続してFF610の出力を反転させることにより、第1出力信号の論理値を反転させる。
In this case, the
図9(b)は、第1の電源電圧の昇圧後第1出力信号の反転前において第1出力信号の論理値をあらかじめ定められた期待値とするべく一のFF610から前段論理素子および後段論理素子を有する論理回路600への入力をHレベルとする場合に、論理回路600側に供給する第1の電源電圧およびスキャンパス615側に供給する第2の電源電圧の一例を示す。
FIG. 9B shows a case where the logic value of the first output signal is set to a predetermined expected value after the first power supply voltage is increased and before the inversion of the first output signal. An example of the first power supply voltage supplied to the
この場合、初期化部242は、DUT20をテストモードとしてバッファ710により当該FF610と論理回路600との間の接続を切り離した状態で、第2の電源電圧の負側入力VSS2をグランド電位、正側入力VDD2を電源電位とし、第1の電源電圧の正側入力VDD1および負側入力VSS1を電源電位とする。次に、昇圧部244は、第1の電源電圧の負側入力VSS1の電位を電源電位からグランド電位まで低下させていくことにより第1の電源電圧を昇圧していく。そして、スキャンパターン供給部220は、DUT20を通常モードとしてFF610および論理回路600の間を接続してFF610の出力を反転させることにより、第1出力信号の論理値を反転させる。
In this case, the
以上に示したDUT20によれば、DUT20内の各FF610および各マルチプレクサ620を動作させてスキャンインを行いながら、論理回路600の電源電圧を昇圧させることができる。したがって、ある程度長い時間を要するスキャンインおよび昇圧を並行して試験時間を短縮することができる。
According to the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
10 論理回路
15 故障モデル
20 DUT
30 不良検出装置
100 論理素子
110 論理素子
120 論理素子
122 FET
124 FET
130 論理素子
150 配線
160 故障抵抗
170 配線容量
180 配線容量
200 制御装置
210 試験信号供給部
220 スキャンパターン供給部
230 判定部
240 電源制御部
242 初期化部
244 昇圧部
250 反転動作部
260 取得部
270 不良検出部
600 論理回路
610a〜b FF
615 スキャンパス
620a〜b マルチプレクサ
630a〜b ゲート
700a〜b FF本体
710a〜b バッファ
10
30
124 FET
130
Claims (17)
前記電子デバイスに供給する電源電圧を、前記電子デバイスが有する論理素子のしきい値電圧より小さい初期電圧値に設定する初期化部と、
前記後段論理素子が出力する第2出力信号の論理値が変化しない速度で、前記電源電圧を、前記初期電圧値から前記論理素子の動作電圧となるまで昇圧していく昇圧部と、
前記電源電圧を前記動作電圧に昇圧した状態で、前記前段論理素子が出力する前記第1出力信号の論理値を反転させる反転動作部と、
前記第1出力信号を反転してから前記第2出力信号が反転するまでの遅延時間に基づいて、前記前段論理素子および前記後段論理素子の間の接続不良を検出する不良検出部と
を備える不良検出装置。 An electronic device having a logic element at a preceding stage and a logic element at a subsequent stage of the preceding logic element, a defect detection device that detects a defect in a wiring that inputs a first output signal output from the preceding logic element to the subsequent logic element. And
An initialization unit for setting a power supply voltage supplied to the electronic device to an initial voltage value smaller than a threshold voltage of a logic element included in the electronic device;
A boosting unit that boosts the power supply voltage from the initial voltage value to the operating voltage of the logic element at a speed at which the logic value of the second output signal output from the subsequent logic element does not change;
An inverting operation unit for inverting the logic value of the first output signal output by the preceding logic element in a state where the power supply voltage is boosted to the operating voltage;
A defect detection unit that detects a connection failure between the preceding logic element and the succeeding logic element based on a delay time from when the first output signal is inverted to when the second output signal is inverted. Detection device.
前記不良検出部は、前記取得部が取得した前記第2出力信号が反転していなかったことを条件として、前記前段論理素子および前記後段論理素子の間の接続不良を検出する
請求項1に記載の不良検出装置。 An acquisition unit for acquiring the second output signal when a preset reference delay time elapses after inverting the first output signal;
The defect detection unit detects a connection failure between the front-stage logic element and the rear-stage logic element on the condition that the second output signal acquired by the acquisition unit has not been inverted. Defect detection device.
請求項1に記載の不良検出装置。 On the condition that the logic value of the second output signal has changed while the boosting unit boosts the power supply voltage from the initial voltage value to the operating voltage, the initialization unit sets the power supply voltage to The defect detection device according to claim 1, wherein the initial voltage value is set again, and the boosting unit boosts the power supply voltage at a slower speed than the previous time.
それぞれの前記前段論理素子および前記後段論理素子の間の配線の不良を順次検出する場合において、
前記初期化部は、一の前記前段論理素子および一の前記後段論理素子の間の接続不良の有無を試験した後、他の前記前段論理素子および他の前記後段論理素子の接続不良の有無を試験する前に、前記電源電圧を前記初期電圧値に設定する
請求項1に記載の不良検出装置。 The electronic device has a plurality of sets of preceding logic elements and succeeding logic elements,
In the case of sequentially detecting a defect in wiring between each of the preceding logic element and the succeeding logic element,
The initialization unit tests whether or not there is a connection failure between one of the preceding logic elements and one of the subsequent logic elements, and then determines whether or not there is a connection failure between the other preceding logic elements and the other following logic elements. The defect detection device according to claim 1, wherein the power supply voltage is set to the initial voltage value before testing.
前記試験信号に応じて前記電子デバイスが出力する信号に基づいて、前記電子デバイスの論理動作の良否を判定する判定部と
を更に備え、
前記初期化部は、前記試験信号供給部および前記判定部による前記電子デバイスの論理動作試験の終了後、前記前段論理素子および前記後段論理素子の間の接続不良の有無を試験する前に、前記電源電圧を前記初期電圧値に設定する
請求項1に記載の不良検出装置。 A test signal supply unit for supplying a test signal to the electronic device;
A determination unit that determines whether the logical operation of the electronic device is good or not based on a signal output from the electronic device in response to the test signal;
The initialization unit is configured to test the presence or absence of a connection failure between the front-stage logic element and the rear-stage logic element after the logic operation test of the electronic device by the test signal supply unit and the determination unit is completed. The defect detection device according to claim 1, wherein a power supply voltage is set to the initial voltage value.
前記前段論理素子および前記後段論理素子に供給される第1の前記電源電圧とは異なる第2の電源電圧により動作する複数のフリップフロップと、
前記複数のフリップフロップを縦続接続し、前記電子デバイスのスキャン入力端子から順次入力されるスキャンパターン列を先頭の前記フリップフロップから後続の前記フリップフロップに順次伝播させることにより前記複数のフリップフロップに前記スキャンパターン列を設定するスキャンパスと
を更に有し、
前記初期化部は、前記第2の電源電圧を前記フリップフロップの動作電圧とした状態で前記第1の電源電圧を前記初期電圧値に設定し、
当該不良検出装置は、前記昇圧部が前記第1の電源電圧を前記初期電圧値から前記論理素子の動作電圧となるまで昇圧する間に、前記スキャン入力端子にスキャンパターン列を入力し、前記複数のフリップフロップに設定させるスキャンパターン供給部を更に備える
請求項1に記載の不良検出装置。 The electronic device is
A plurality of flip-flops operated by a second power supply voltage different from the first power supply voltage supplied to the preceding logic element and the subsequent logic element;
The plurality of flip-flops are connected in cascade, and a scan pattern sequence sequentially input from a scan input terminal of the electronic device is sequentially propagated from the leading flip-flop to the succeeding flip-flop, to the plurality of flip-flops. A scan path for setting a scan pattern sequence, and
The initialization unit sets the first power supply voltage to the initial voltage value in a state where the second power supply voltage is the operating voltage of the flip-flop.
The defect detection device is configured to input a scan pattern string to the scan input terminal while the boosting unit boosts the first power supply voltage from the initial voltage value to the operating voltage of the logic element. The defect detection device according to claim 1, further comprising: a scan pattern supply unit configured to be set in the flip-flop.
前記電源電圧の昇圧後前記第1出力信号の反転前において前記第1出力信号の論理値をあらかじめ定められた期待値とするべく一の前記フリップフロップから前記前段論理素子および前記後段論理素子を有する論理回路への入力をHレベルとする場合に、
前記初期化部は、当該フリップフロップと前記論理回路との間の接続を切り離した状態で、前記第2の電源電圧の負側入力をグランド電位、正側入力を電源電位とし、前記第1の電源電圧の正側入力および負側入力を電源電位とし、
前記昇圧部は、前記第1の電源電圧の負側入力の電位を前記電源電位から前記グランド電位まで低下させていくことにより前記第1の電源電圧を昇圧していく
請求項10に記載の不良検出装置。 The negative input of the first power supply voltage and the negative input of the second power supply voltage are electrically separated,
The first-stage logic element and the second-stage logic element are provided from one flip-flop so that the logic value of the first output signal is set to a predetermined expected value after the power supply voltage is boosted and before the first output signal is inverted. When the input to the logic circuit is set to H level,
In the state where the connection between the flip-flop and the logic circuit is disconnected, the initialization unit uses the negative input of the second power supply voltage as a ground potential and the positive input as a power supply potential. The power supply voltage positive input and negative input are the power supply potential.
The defect according to claim 10, wherein the boosting unit boosts the first power supply voltage by lowering the negative input potential of the first power supply voltage from the power supply potential to the ground potential. Detection device.
前段の論理素子、および、前記前段論理素子が出力する第1出力信号を入力する後段の論理素子を有する論理回路と、
前記前段論理素子および前記後段論理素子に供給される第1の電源電圧とは異なる第2の電源電圧により動作する複数のフリップフロップと、
前記複数のフリップフロップを縦続接続し、当該電子デバイスのスキャン入力端子から順次入力されるスキャンパターン列を先頭の前記フリップフロップから後続の前記フリップフロップに順次伝播させることにより前記複数のフリップフロップに前記スキャンパターン列を設定するスキャンパスと、
前記複数のフリップフロップのそれぞれに対応して設けられ、当該フリップフロップが出力する信号、または、当該電子デバイスに入力される前記第1の電源電圧の正側電位または負側電位の少なくとも一方の電位のいずれを前記論理回路内の論理素子の入力信号として供給するかをそれぞれ選択する複数の選択部と
を備える電子デバイス。 An electronic device having a function of causing a defect detection device to detect a defect in wiring between logic elements,
A logic circuit having a logic element in the previous stage, and a logic element in the subsequent stage that inputs the first output signal output from the preceding logic element;
A plurality of flip-flops that operate with a second power supply voltage different from the first power supply voltage supplied to the preceding-stage logic element and the subsequent-stage logic element;
The plurality of flip-flops are connected in cascade, and a scan pattern sequence sequentially input from the scan input terminal of the electronic device is sequentially propagated from the leading flip-flop to the succeeding flip-flop, to the plurality of flip-flops. A scan path for setting a scan pattern row, and
A signal provided corresponding to each of the plurality of flip-flops and output from the flip-flop, or at least one of a positive potential and a negative potential of the first power supply voltage input to the electronic device An electronic device comprising: a plurality of selection units that respectively select which of the signals to be supplied as input signals to the logic elements in the logic circuit.
対応する前記フリップフロップと前記論理回路との間に設けられ、前記スキャン入力端子にスキャンパターン列を入力するテストモードにおいて当該フリップフロップの出力に関わらず前記論理回路側をハイインピーダンスとし、前記テストモード以外の通常モードにおいて当該フリップフロップの出力を前記論理回路へ供給する第1ゲートと、
前記第1ゲートおよび前記論理回路の間の配線と前記第1の電源電圧の正側電位または負側電位の少なくとも一方の電位との間に設けられ、前記テストモードにおいて当該配線に対し当該電位を供給し、前記通常モードにおいて当該配線をハイインピーダンスとする第2ゲートと
を備える請求項14に記載の電子デバイス。 The selection unit includes:
The test circuit is provided between the corresponding flip-flop and the logic circuit, and in the test mode in which a scan pattern string is input to the scan input terminal, the logic circuit side is set to high impedance regardless of the output of the flip-flop, and the test mode A first gate for supplying the output of the flip-flop to the logic circuit in a normal mode other than
Provided between a wiring between the first gate and the logic circuit and at least one of a positive potential and a negative potential of the first power supply voltage, and the potential is applied to the wiring in the test mode. The electronic device according to claim 14, further comprising: a second gate that supplies and sets the wiring to high impedance in the normal mode.
前記第1ゲートおよび前記第2ゲート内のFETのサブストレートは、前記第1サブストレートと電気的に接続される
請求項15に記載の電子デバイス。 A first substrate of FETs on the plurality of flip-flops and the scan path and a second substrate of FETs in the logic circuit are electrically separated;
The electronic device according to claim 15, wherein a substrate of the FET in the first gate and the second gate is electrically connected to the first substrate.
前記電子デバイスに供給する電源電圧を、前記電子デバイスが有する論理素子のしきい値電圧より小さい初期電圧値に設定する初期化段階と、
前記後段論理素子が出力する第2出力信号の論理値が変化しない速度で、前記電源電圧を、前記初期電圧値から前記論理素子の動作電圧となるまで昇圧していく昇圧段階と、
前記電源電圧を前記動作電圧に昇圧した状態で、前記前段論理素子が出力する前記第1出力信号の論理値を反転させる反転動作段階と、
前記第1出力信号を反転してから前記第2出力信号が反転するまでの遅延時間に基づいて、前記前段論理素子および前記後段論理素子の間の接続不良を検出する不良検出段階と
を備える不良検出方法。 In an electronic device having a preceding-stage logic element and a following-stage logic element, a defect detection method for detecting a defect in a wiring that inputs a first output signal output from the preceding-stage logic element to the following-stage logic element. And
An initialization step of setting a power supply voltage supplied to the electronic device to an initial voltage value smaller than a threshold voltage of a logic element included in the electronic device;
A boosting step of boosting the power supply voltage from the initial voltage value to the operating voltage of the logic element at a speed at which the logic value of the second output signal output from the subsequent logic element does not change;
An inversion operation step of inverting the logic value of the first output signal output from the preceding logic element in a state where the power supply voltage is boosted to the operation voltage;
A defect detecting step of detecting a connection defect between the preceding logic element and the succeeding logic element based on a delay time from inverting the first output signal to inverting the second output signal. Detection method.
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