JP4945403B2 - Device for estimating failure location of semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Description
本発明は半導体集積回路の故障箇所推定装置に関し、特に、故障診断ソフトや故障解析装置を用いてショート故障候補配線を絞り込んだ半導体集積回路の故障箇所推定装置に関する。 The present invention relates to a failure location estimation device for a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a failure location estimation device for a semiconductor integrated circuit in which short failure candidate wirings are narrowed down using failure diagnosis software or a failure analysis device.
従来、静的電源電流(IDDQ)試験は、CMOS回路を用いた半導体集積回路(LSI)において容易にリーク試験品質を向上可能な試験方法として活用されてきた。外部入力が確定して動作が安定した状態のCMOS回路では、VDDとGND間を流れる電流経路は存在しない。そのため、正常なCMOS回路には極めて微少なオフリーク電流しか流れない。従って、電流の異常を生じる故障がCMOS回路を使用したLSI内部に存在すれば、その故障を容易に検出できる。静的IDDQ試験によるリーク試験は、以上の特徴を利用してある閾値以上の静的IDDQが流れる半導体集積回路を不良品として検出するものである。 Conventionally, the static power supply current (IDDQ) test has been utilized as a test method that can easily improve the leak test quality in a semiconductor integrated circuit (LSI) using a CMOS circuit. In a CMOS circuit in which the external input is fixed and the operation is stable, there is no current path flowing between VDD and GND. Therefore, only a very small off-leakage current flows in a normal CMOS circuit. Therefore, if a fault that causes an abnormality in current exists in the LSI using the CMOS circuit, the fault can be easily detected. In the leak test by the static IDDQ test, a semiconductor integrated circuit in which a static IDDQ exceeding a certain threshold flows is detected as a defective product using the above characteristics.
上記のIDDQテストによるIDDQ測定値を用いて、IDDQテストに用いたテストパタンによるLSI配線の期待値シミュレーションとLSIのレイアウト情報を併用した故障箇所絞込み方法がいくつか提案されている(例えば、特許文献1、2参照。)。しかし、数メガゲート以上に及ぶLSIでは、故障候補を絞り込むために取得するIDDQ測定値が増大するため、必然的に故障候補を絞り込むための診断時間が膨大になる。また、絞り込んだ故障候補が複数ある場合には、故障候補を絞り込むために、電気的な故障解析を実施する必要がある。 Several methods have been proposed for narrowing down fault locations using the IDDQ measurement values obtained by the IDDQ test and using the LSI wiring expected value simulation by the test pattern used in the IDDQ test and the LSI layout information in combination (for example, Patent Documents). 1 and 2). However, in an LSI having several mega gates or more, the IDDQ measurement value acquired for narrowing down failure candidates increases, so that the diagnosis time for narrowing down failure candidates inevitably becomes enormous. If there are a plurality of narrowed failure candidates, it is necessary to perform an electrical failure analysis in order to narrow down the failure candidates.
また、LSI内部状態の可観測性の高いテスト手法として、LSI内のFF回路をシフトレジスタとして用いてLSI内部を組合せ回路として状態を制御するSCANテストが広く用いられており、SCANテストによる故障出力結果を用いて、SCANテストに用いたテストパタンによるLSI配線の期待値シミュレーションとLSIのレイアウト情報を併用した故障箇所絞込み方法がいくつか提案されている(例えば、特許文献3)。しかし、LSIテスタからの出力結果を元に故障候補を診断するので、ショート故障候補箇所はたいていの場合複数あり、故障候補を絞り込むために、電気的な故障解析を実施する必要がある。 In addition, as a test method with high observability of the LSI internal state, the SCAN test that controls the state by using the FF circuit in the LSI as a shift register and the LSI internal as a combinational circuit is widely used. Several failure location narrowing methods have been proposed that use the results together with an LSI wiring expected value simulation based on the test pattern used in the SCAN test and LSI layout information (for example, Patent Document 3). However, since failure candidates are diagnosed based on the output result from the LSI tester, there are usually a plurality of short failure candidate locations, and it is necessary to perform electrical failure analysis in order to narrow down failure candidates.
従来のIDDQ診断またはSCANテスト診断による故障診断結果を利用した解析方法について、図18を用いて説明する。図18を参照すると、テストパタンDB11、LSIのネットリスト(論理回路接続情報)DB12、故障LSIのフェイルログDB13、レイアウト情報DB14を基に実施する故障診断ステップS1501と、エミッション、OBIRCH、EBテスタなどの故障解析装置による故障箇所の絞込みステップS1502と、平面研磨、FIB、SEM、TEMなどによる故障箇所の物理的な観察による故障原因の調査ステップ(物理解析)S1503からなる。
An analysis method using a failure diagnosis result by conventional IDDQ diagnosis or SCAN test diagnosis will be described with reference to FIG. Referring to FIG. 18, failure diagnosis step S1501 performed based on
故障箇所の絞込みステップS1502に用いる3つの主な故障解析方法について説明する。 Three main failure analysis methods used in failure location narrowing step S1502 will be described.
エレクトロンビーム(EB)テスタ解析とは、EBテスタ(基本的にはSEM)のチャンバ内に設置したLSIをLSIテスタで駆動させながら、内部回路の配線信号の論理情報(電位コントラスト像、論理動作波形)を非接触で測定する方法である。主な機能として、電位コントラスト像(配線電位に対応したコントラスト像(白:低電位、黒:高電位))、電圧波形(任意の内部配線の信号波形)、ストロボ動作解析(時間(ピコ秒オーダー)に対する論理の伝播状態の解析)が挙げられる。表面電位により二次電子検出量が増減する原理電子銃からLSI表面に電子(1次電子)を照射すると、LSI表面から二次電子が発生する。二次電子のエネルギーの分布は、LSIの配線電位と相関があり、接地時エネルギー分布に対して正の電位は左側小さいほうにシフトする。LSIと二次電子検出器との間にグリッドを設け、グリッド電位より高い電位エネルギーを有する二次電子のみ検出しこの二次電子数を比較することにより、LSIの配線電位を相対的に判定できる。 Electron beam (EB) tester analysis is the logic information (potential contrast image, logic operation waveform) of the wiring signal of the internal circuit while the LSI installed in the chamber of the EB tester (basically SEM) is driven by the LSI tester. ) In a non-contact manner. Main functions include potential contrast image (contrast image corresponding to wiring potential (white: low potential, black: high potential)), voltage waveform (signal waveform of any internal wiring), strobe operation analysis (time (picosecond order) Analysis of logic propagation state). Principle in which secondary electron detection amount increases / decreases by surface potential When an electron (primary electron) is irradiated from the electron gun to the LSI surface, secondary electrons are generated from the LSI surface. The energy distribution of the secondary electrons has a correlation with the wiring potential of the LSI, and the positive potential shifts to the smaller left side with respect to the energy distribution at the time of grounding. By providing a grid between the LSI and the secondary electron detector, detecting only secondary electrons having potential energy higher than the grid potential and comparing the number of secondary electrons, the wiring potential of the LSI can be relatively determined. .
エミッション解析とは、LSIほか半導体素子の可視から近赤外領域での微弱発光を検出し、その位置を特定する方法である。電圧を加えられた試料が発光するフォトンを顕微鏡で集光し、マイクロチャンネル板を使用した光増幅器またはCCDまたはInGaAs素子を通して画像処理装置を用いて検出する。接合リークや絶縁膜破壊があると、電圧を印加されたとき、その不具合箇所に電界が集中しホットキャリアが発生する。そしてこれが再結合するときに光が放出される。 Emission analysis is a method for detecting weak light emission in the visible to near-infrared region of LSI and other semiconductor elements and specifying the position thereof. Photons emitted from a sample to which voltage is applied are collected by a microscope and detected by an image processing apparatus through an optical amplifier using a microchannel plate or a CCD or InGaAs element. If there is a junction leak or an insulating film breakage, when a voltage is applied, the electric field concentrates on the defective part and hot carriers are generated. And light is emitted when it recombines.
OBIRCH解析とは、配線等、メタルに関係する電流異常個所を検出するものである。被観測試料にバイアスをかけた状態で、レーザービームを被観測領域に走査しながら走査領域の各点に対応したCRTの各点に、IDDQの変化を輝度の変化として表示する。たとえば配線の構成物質であるAlより熱伝導の悪い欠陥(ボイド、Si合金化部)が存在する箇所にレーザーが照射された瞬間の温度上昇により抵抗が増加し電流減少として現れる。
以下の分析は、本発明者によってなされたものである。 The following analysis was made by the present inventors.
第1の問題点は、従来の故障診断結果を利用して多層配線の半導体集積回路の故障解析を実施すると、時間と費用がかかる点である。その理由は、現在の半導体集積回路の多くは配線層が5層以上あり、3つの代表的かつ主要な故障解析方法によるデバイス表面からの解析には下記の制約があるためである。 The first problem is that it takes time and money to perform a failure analysis of a multi-layered semiconductor integrated circuit using a conventional failure diagnosis result. This is because most of the current semiconductor integrated circuits have five or more wiring layers, and analysis from the device surface by three typical and major failure analysis methods has the following restrictions.
エレクトロンビーム(EB)テスタ解析の制約として、多層配線のLSIでは上層配線で覆われたネットのEB解析を実施するためには、FIBによるパッド加工が必要である。故障候補が10ネット以上あると、EB解析のスケジュールよりもFIB加工スケジュールによって解析所要時間が律速されるということが挙げられる。また、複数回のFIB加工によって故障不再現(イオンビーム照射時のチャージ流入による良品復帰あるいは断線、パッド形成時の他配線とのショート形成による故障発生)となるリスクも高い。 As a restriction of the electron beam (EB) tester analysis, pad processing by FIB is necessary in order to carry out EB analysis of a net covered with upper layer wiring in a multi-layer LSI. If there are more than 10 failure candidates, the time required for analysis is determined by the FIB processing schedule rather than the schedule for EB analysis. In addition, there is a high risk that failure will not be reproduced by FIB processing multiple times (non-defective product return or disconnection due to charge inflow during ion beam irradiation, failure due to short circuit formation with other wiring during pad formation).
エミッション解析の制約として、信号線同士のショート故障の発光は、ショートネットを駆動するセルの駆動能力に差があると大抵の場合駆動能力が低いセルで駆動されるネットの信号をレシーブするセルでのみ発光するので、発光を伴わない側のショートネットについての情報が得られないことが挙げられる。また、多層配線のLSIではレイアウト全体の最低5割以上、最高では9割以上が上層配線に覆われており、拡散層での電子―正孔再結合による発光の表面からのもれが少ないため、発光検出が原理的に難しい。 As a limitation of emission analysis, light emission due to a short fault between signal lines is a cell that receives a signal of a net driven by a cell with a low driving capability in most cases if there is a difference in the driving capability of the cell driving the short net. Since only light is emitted, information on the short net on the side not accompanied by light emission cannot be obtained. In addition, in a multi-layer LSI, at least 50% of the entire layout and at most 90% of the entire layout are covered with upper wiring, and there is little leakage from the surface of light emission due to electron-hole recombination in the diffusion layer. In principle, light emission detection is difficult.
OBIRCH解析の制約として、信号線同士のショート故障のOBIRCH反応は、ショートネットを駆動するセルの駆動能力に差があると大抵の場合駆動能力が低いセルでのみ反応するので、反応を伴わない側のショートネットについての情報が得られないことが挙げられる。また、多層配線のLSIではレイアウトの最低5割以上、最高では9割以上が上層配線に覆われており、下層配線ではレーザー照射による抵抗変化が起き難く、OBIRCH反応の検出が原理的に難しい。さらに、複数チップの積層化やデバイスのコスト削減のために裏面観察が困難なパッケージが増加しているため、配線層を介した観察を回避できる裏面からの解析が実施困難なLSIが増えている。 As a limitation of OBIRCH analysis, the OBIRCH reaction of a short failure between signal lines usually reacts only in a cell having a low driving capability if there is a difference in the driving capability of the cell driving the short net. It is mentioned that the information about the short net is not available. Further, in a multi-layer wiring LSI, at least 50% of the layout and at most 90% of the layout are covered by the upper layer wiring, resistance change due to laser irradiation hardly occurs in the lower layer wiring, and it is difficult in principle to detect the OBIRCH reaction. Furthermore, the number of packages that are difficult to observe on the back side is increasing due to the stacking of multiple chips and the cost reduction of devices, and the number of LSIs that are difficult to analyze from the back side that can avoid observation through the wiring layer is increasing. .
第2の問題点は、従来の故障診断結果を利用して剥離解析や断面観察などの物理解析を実施しても、故障原因を解明できない事例が多発する点である。その理由は、故障箇所の絞込みが不十分なため、物理解析で観察しなければならない領域が広すぎて、観察が不可能な故障候補箇所や、観察時のミスにより観察もれが生じてしまうためである。 The second problem is that there are many cases where the cause of the failure cannot be clarified even if physical analysis such as peeling analysis or cross-sectional observation is performed using the conventional failure diagnosis result. The reason for this is that the failure points are not sufficiently narrowed down, so the area that must be observed in the physical analysis is too large, and the failure candidates that cannot be observed, or observation errors may occur due to mistakes during observation. Because.
そこで、半導体集積回路の配線間のショート故障箇所を効率良く絞込みことによって、故障解析に要する時間と費用を削減することができる故障箇所推定装置を提供することが課題となる。 Therefore, it is an object to provide a failure location estimation apparatus that can reduce the time and cost required for failure analysis by efficiently narrowing short failure locations between wirings of a semiconductor integrated circuit.
本発明の第1の視点に係る故障箇所推定装置は、故障診断ソフトや故障解析装置によって予めショート故障を引き起こす可能性のある故障候補配線対が絞り込まれた半導体集積回路に対する故障箇所推定装置であって、複数のテストパタンのそれぞれについて、前記故障候補配線対に含まれる第1の配線における信号の期待値および第2の配線における信号の期待値を入力し、両期待値の排他的論理和(XOR)を求めて出力するように構成されたXOR演算部と、前記複数のテストパタンのそれぞれに対する前記半導体集積回路のIDDQ測定値を入力し、入力したIDDQ測定値が所定の閾値よりも大きい場合には1に、それ以外の場合には0に量子化して出力するように構成されたIDDQ量子化部と、前記複数のテストパタンのそれぞれについて前記XORと前記量子化IDDQとを比較し、一致する回数を求めてその回数が多い故障候補配線対ほど故障可能性が高いものとして出力するように構成された比較部とを備えたことを特徴とする。
A failure location estimation apparatus according to a first aspect of the present invention is a failure location estimation apparatus for a semiconductor integrated circuit in which failure candidate wiring pairs that may cause a short failure have been narrowed down in advance by failure diagnosis software or a failure analysis device. Then, for each of the plurality of test patterns , the expected value of the signal in the first wiring and the expected value of the signal in the second wiring included in the failure candidate wiring pair are input, and the exclusive OR ( a XOR operation unit that is configured to output seeking XOR), enter the IDDQ measured value of the semiconductor integrated circuit for each of the plurality of test patterns, when IDDQ measured value entered is greater than a predetermined threshold value to 1 in the IDDQ quantizing portion configured to output quantized to zero in other cases, it of the plurality of test patterns A comparison unit configured to compare the XOR and the quantized IDDQ, find the number of matches, and output a failure candidate wiring pair having a higher number of times as a higher possibility of failure. It is characterized by.
本発明の第2の視点に係る故障箇所推定装置は、故障診断ソフトや故障解析装置によって予めショート故障を引き起こす可能性のある故障候補配線が絞り込まれた半導体集積回路に対する故障箇所推定装置であって、複数のテストパタンそれぞれについて、前記故障候補配線の期待値を計算するように構成された期待値計算部と、前記テストパタンそれぞれに対する前記半導体集積回路のIDDQ測定値を入力し、入力したIDDQ測定値が所定の閾値よりも大きい場合には1に、それ以外の場合には0に量子化して出力するように構成されたIDDQ量子化部と、前記テストパタンそれぞれについて前記期待値と前記量子化IDDQとを比較し、一致する回数を求めてその回数が多い故障候補配線を接地線とのショート故障の可能性が高いものとして出力するとともに、その回数が少ない故障候補配線を電源線とのショート故障の可能性が高いものとして出力するように構成された比較部とを備えたことを特徴とする。 A fault location estimation apparatus according to a second aspect of the present invention is a fault location estimation apparatus for a semiconductor integrated circuit in which fault candidate wiring that may cause a short fault is narrowed down in advance by fault diagnosis software or a fault analysis apparatus. An expected value calculation unit configured to calculate an expected value of the failure candidate wiring for each of a plurality of test patterns, and an IDDQ measurement value of the semiconductor integrated circuit for each of the test patterns, and the input IDDQ measurement IDDQ quantizer configured to quantize and output to 1 if the value is greater than a predetermined threshold, and to 0 otherwise, and output the expected value and the quantized value for each of the test patterns Compare with IDDQ, find the number of times of coincidence, and have a high possibility of short-circuit failure between the failure candidate wiring with a large number of times And outputting the results as of, it is characterized in that a comparison unit configured to output a fault candidate interconnection that the small number as likely to short-circuit failure of the power supply line.
本発明の第3の視点に係る故障箇所推定装置は、故障診断ソフトや故障解析装置によって予めショート故障を引き起こす可能性のある故障候補配線対が絞り込まれた半導体集積回路に対する故障箇所推定装置であって、前記故障候補配線対に含まれる配線それぞれを駆動するゲートについて、各ゲートを構成するトランジスタの並列数に応じて駆動能力を算出するように構成された駆動能力算出部と、前記故障候補配線対に含まれる配線それぞれから故障が伝播する経路を推定するように構成された故障伝播経路推定部と、前記両ゲートの駆動能力に差がある場合には、前記故障候補配線のうち、駆動能力が低いゲートによって駆動される配線の下流にのみ故障が伝播することが前記推定経路によって確かめられたものを故障可能性が高いものとして出力し、前記両ゲートの駆動能力に差がない場合には、前記故障候補配線対のうち、その対に含まれる両配線の下流に故障が伝播するか、又は、その対に含まれる一方の配線からの故障伝播のみによって故障出力が生じるとともに他方の配線からの故障伝播が下流の回路によってマスクされて故障検出部にまで伝播しないことが前記推定経路によって確かめられたものを故障可能性が高いものとして出力するように構成された駆動能力比較部とを備えたことを特徴とする。 A failure location estimation apparatus according to a third aspect of the present invention is a failure location estimation apparatus for a semiconductor integrated circuit in which failure candidate wiring pairs that may cause a short failure have been narrowed down in advance by failure diagnosis software or a failure analysis device. A driving capability calculation unit configured to calculate a driving capability according to the parallel number of transistors constituting each gate for the gate driving each of the wirings included in the failure candidate wiring pair, and the failure candidate wiring When there is a difference in the drive capability between the failure propagation path estimation unit configured to estimate a path through which a fault propagates from each of the wirings included in the pair and the gates, the drive capacity of the failure candidate wirings It is highly probable that the failure propagates only downstream of the wiring driven by the low gate, as confirmed by the estimated route. And when there is no difference between the drive capabilities of the two gates, the failure propagates downstream of both wirings included in the pair of the failure candidate wiring pairs or is included in the pair There is a possibility that a failure output is generated only by the failure propagation from the other wiring, and that the failure propagation from the other wiring is masked by the downstream circuit and does not propagate to the failure detection unit, and the failure is confirmed by the estimated route. And a drive capability comparison unit configured to output a high output.
本発明の第4の視点に係る故障箇所推定装置は、故障診断ソフトや故障解析装置によって予めショート故障を引き起こす可能性のある故障候補配線対が絞り込まれた半導体集積回路に対する故障箇所推定装置であって、複数のテストパタンそれぞれについて、前記故障候補配線対を駆動するゲートのオン電流を、そのゲートの入力配線の期待値に基づいて算出するように構成されたオン電流算出部と、前記テストパタンそれぞれに対する前記半導体集積回路のIDDQ測定値を入力し、入力したIDDQ測定値をその大きさに応じて3値以上の値に量子化して出力するように構成されたIDDQ量子化部と、前記テストパタンそれぞれについて前記オン電流と前記量子化IDDQ測定値とを比較し、一致する回数を求めてその回数が多い故障候補配線対ほど故障可能性が高いものとして出力するように構成された比較部とを備えたことを特徴とする。 A fault location estimation apparatus according to a fourth aspect of the present invention is a fault location estimation apparatus for a semiconductor integrated circuit in which fault candidate wiring pairs that may cause a short fault are narrowed down in advance by fault diagnosis software or a fault analysis apparatus. For each of the plurality of test patterns, an on-current calculating unit configured to calculate an on-current of a gate that drives the failure candidate wiring pair based on an expected value of an input wiring of the gate; and the test pattern An IDDQ quantizer configured to input an IDDQ measurement value of each of the semiconductor integrated circuits to each of them, quantize the input IDDQ measurement value into a value of three or more according to the magnitude, and the test The on-current and the quantized IDDQ measurement value are compared for each pattern, the number of coincidence is obtained, and the failure is frequent. Further comprising a comparison unit configured to output as a high possibility of failure as auxiliary wire pair and said.
第1の効果は、半導体集積回路の配線間のショート故障箇所を効率良く絞り込むことによって、故障解析に要する時間と費用が削減されることである。その理由は、LSIテスタとリンクして実施する様々な故障解析方法を実施する必要がなくなり、半導体集積回路のショート故障解析に要する時間と費用を削減することができるからである。 The first effect is that the time and cost required for failure analysis can be reduced by efficiently narrowing down short-circuit failure locations between wires of the semiconductor integrated circuit. The reason is that it is not necessary to implement various failure analysis methods that are performed by linking with the LSI tester, and the time and cost required for short failure analysis of the semiconductor integrated circuit can be reduced.
第2の効果は、半導体集積回路の良品でのIDDQ測定値のテストパタンごとの大きな増減に関係なくショート故障に起因するIDDQ値の増減を測定できることである。その理由は、良品でのIDDQ値をリファレンスとして用いるため、信頼できるテストパタンにおけるIDDQ測定値のみを選択することができるからである。 The second effect is that the increase / decrease in the IDDQ value caused by the short circuit failure can be measured regardless of the large increase / decrease in the IDDQ measurement value for each non-defective semiconductor integrated circuit test pattern. The reason is that since the IDDQ value of the non-defective product is used as a reference, only the IDDQ measurement value in the reliable test pattern can be selected.
第3の効果は、IDDQ測定値を併用せず、故障診断結果を利用して解析を実施する場合と比較して、解析の精度を向上させられることである。その理由は、絞込み結果が順位付けされているため、可能性の高い故障候補から実解析を行うことができるからである。 The third effect is that the accuracy of the analysis can be improved as compared with the case where the analysis is performed using the failure diagnosis result without using the IDDQ measurement value in combination. The reason is that since the narrowed-down results are ranked, actual analysis can be performed from the most likely failure candidates.
第4の効果は、半導体集積回路の信号線と電源線あるいは接地線とのショート故障をあらかじめ推定して、効率よく故障解析が実施されることである。その理由は、各テストパタンにおける量子化IDDQ値と故障候補配線の期待値とを比較して、故障候補配線を絞り込むことができるからである。 The fourth effect is that a short failure between the signal line of the semiconductor integrated circuit and the power supply line or the ground line is estimated in advance, and the failure analysis is efficiently performed. The reason is that the failure candidate wiring can be narrowed down by comparing the quantized IDDQ value in each test pattern with the expected value of the failure candidate wiring.
第5の効果は、IDDQ値を適用した故障診断に要する時間が削減されることである。その理由は、故障候補配線の組合せを絞り込んだ後にIDDQ値との照合を行うため、典型的な故障診断を数分で完了させることができるからである。なお、チップ全体に存在する故障候補配線対に対してIDDQ値を照合する従来のIDDQ診断の場合には、完了までに1日以上を要することもある。 The fifth effect is that the time required for failure diagnosis using the IDDQ value is reduced. The reason is that a typical failure diagnosis can be completed in a few minutes because the IDDQ value is collated after narrowing down the combinations of failure candidate wirings. Note that in the case of the conventional IDDQ diagnosis in which the IDDQ value is checked against the failure candidate wiring pairs existing in the entire chip, it may take one day or more to complete.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係る故障箇所推定装置は、LSIテスタで取得したフェイルログを参照し、実施された既存の故障診断ソフトによる推定結果、又は、故障解析によって絞り込まれた故障候補配線を参照する。各テストパタンにおいて測定したIDDQに閾値を設けて量子化した値とショート故障候補配線の組合せの期待値の排他的論理和とを比較して一致した回数を積算し、その回数が多い故障候補配線の組合せをショート故障候補として絞込み、近接箇所をショート故障候補箇所として絞り込んで出力する。
(First embodiment)
The failure location estimation apparatus according to the first embodiment of the present invention refers to a failure log acquired by an LSI tester, and is an estimation result obtained by an existing failure diagnosis software, or failure candidate wiring narrowed down by failure analysis. Refer to The value obtained by providing a threshold value for the IDDQ measured in each test pattern and the exclusive OR of the expected value of the combination of the short fault candidate wirings are compared, the number of coincidence is integrated, and the fault candidate wiring having a large number of times is added. Are narrowed down as short failure candidates, and adjacent locations are narrowed down as short failure candidate locations and output.
図1は、本発明の第1の実施形態に係る故障箇所推定装置の入出力例を示した図である。本実施形態に係る故障箇所推定装置は、既存の故障診断ソフト又は故障解析によって絞り込まれた故障候補配線(図1A)を参照し、ショート故障が生じうる故障候補配線対(図1B)を求めて記憶する手段と、半導体集積回路の各テストパタンでのIDDQ測定値に閾値を設けて2値に量子化した値(図1C)を記憶する手段と、故障候補配線対のテストパタン入力時における期待値の排他的論理和(図1D)を記憶する手段と、各テストパタンにおける故障候補配線対の期待値の排他的論理和演算と、量子化したIDDQ値とを比較して、両者が一致する回数を積算し、回数が多い故障候補配線の組合せをショート故障の可能性が高い候補とする順位付けを行い、順位付けられた故障候補配線対(図1E)を出力する手段とを備える。 FIG. 1 is a diagram illustrating an input / output example of the failure location estimation apparatus according to the first embodiment of the present invention. The failure location estimation apparatus according to the present embodiment refers to failure candidate wiring (FIG. 1A) narrowed down by existing failure diagnosis software or failure analysis, and obtains a failure candidate wiring pair (FIG. 1B) that may cause a short failure. Means for storing, means for storing a value (FIG. 1C) quantized into binary values by providing a threshold value for the IDDQ measurement value in each test pattern of the semiconductor integrated circuit, and expectation at the time of test pattern input of the failure candidate wiring pair The means for storing the exclusive OR of the values (FIG. 1D), the exclusive OR operation of the expected value of the failure candidate wiring pair in each test pattern, and the quantized IDDQ value are compared, and they match. And a means for ranking the combinations of failure candidate wirings having a high number of times as candidates having a high possibility of short-circuit failure, and outputting the ranked failure candidate wiring pairs (FIG. 1E).
本実施形態に係る故障箇所推定装置によって、各テストパタンにおいて、故障候補配線対の期待値の排他的論理和と量子化したIDDQとが一致した回数によって、故障候補を重みづけることで、故障候補の絞り込みが可能となる。 The failure candidate estimation device according to the present embodiment weights the failure candidates by the number of times that the exclusive OR of the expected value of the failure candidate wiring pair and the quantized IDDQ match in each test pattern. Can be narrowed down.
ここで、本実施形態の故障箇所推定装置の効果について図16を参照して説明する。図16Aにおいて、故障箇所は、2入力ANDセルの入力信号同士(配線1と配線2)、又は、入力の一方と出力(配線2と配線3)との間のいずれかに絞り込まれているものとする。さらに、ショート故障が活性化しているテストパタンにおいて、ショートした配線を介してVDD−GND間に貫通電流が流れてIDDQが増大するものとし、ショートした配線対の期待値は一方が0であるならば他方は1となって必ず相反するものとする。
Here, the effect of the failure location estimation apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 16A, the failure location is narrowed down to either the input signals of the 2-input AND cell (
故障箇所推定装置は、各テストパタンにおける配線1〜3の期待値を算出して記憶する。また、IDDQに閾値を設け、閾値より大きい値を1に、小さい値を0に量子化して記憶する。さらに、配線1と配線2の期待値のXOR、及び、配線2と配線3の期待値のXORを量子化したIDDQと比較することによって、故障候補の組合せを絞り込む。
The failure location estimation apparatus calculates and stores the expected values of the
図16Bを参照して、配線2と配線3の期待値のXORと量子化IDDQとをテストパタン毎に比較すると、両者はテストパタンごとに一致している。したがって、配線2と配線3とから成る配線対がショート故障の可能性の高い配線として抽出される(図16C)。なお、2入力AND演算は2つの入力信号がともに1であるときのみ1を出力する論理演算であり、2入力XOR演算は2つの入力信号に相違があるときのみ1を出力する論理演算である。
Referring to FIG. 16B, when the XOR of the expected value of
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態に係る故障箇所推定装置は、LSIテスタで取得したフェイルログを元に実施する既存の故障診断ソフトの推定結果あるいは故障解析によって故障候補配線の絞り込みを実施した結果を参照する。故障箇所推定装置は、ショート故障候補配線を駆動するゲートを構成するトランジスタの並列数で決まる駆動能力を算出した結果と、ショート故障配線から故障が伝播する経路を推定した結果とを比較する。故障箇所推定装置は、駆動能力が小さいゲートによって駆動される配線からのみ故障信号が伝播している故障候補配線の組合せと、駆動能力が等しいゲートによって駆動される両ネットから故障信号が伝播している故障候補配線の組合せと、一方の配線からの故障伝播でのみ故障出力を説明することができ、かつ、他方の配線からの故障信号が下流の回路によってマスクされ故障検出部までは伝播しないことを推定経路から確認できた故障候補配線の組合せと、をショート故障候補配線の組合せとして出力する。
(Second Embodiment)
The fault location estimation apparatus according to the second embodiment of the present invention is based on the result of narrowing down fault candidate wiring by the estimation result of the existing fault diagnosis software executed based on the fail log acquired by the LSI tester or the fault analysis. refer. The failure location estimation apparatus compares the result of calculating the driving ability determined by the parallel number of transistors constituting the gate that drives the short failure candidate wiring with the result of estimating the path through which the failure propagates from the short failure wiring. The failure location estimation device uses a combination of failure candidate wiring in which a failure signal propagates only from wiring driven by a gate with a small driving capability, and a failure signal propagates from both nets driven by gates having the same driving capability. The failure output can be explained only by the combination of the failure candidate wiring and the failure propagation from one wiring, and the failure signal from the other wiring is masked by the downstream circuit and does not propagate to the failure detection unit And a combination of failure candidate wirings that can be confirmed from the estimated route and a combination of short failure candidate wirings.
図6は、本発明の第2の実施形態に係る故障箇所推定装置における、故障候補特定部26の構成を示すブロック図である。故障候補特定部26は、図6を参照すると、既存の故障箇所推定装置あるいは故障解析によって故障候補配線の絞り込みを実施した結果(図1A)に基づいて故障候補配線の組み合わせを出力する故障候補絞込部261と、故障候補配線を駆動するゲートを構成するトランジスタの並列数によって駆動能力を比較する駆動能力比較部262と、故障伝播推定経路から、駆動能力の小さいトランジスタで駆動される故障候補配線からのみ故障が伝播しているか、駆動能力が等しい故障候補配線の組み合わせの双方から故障が伝播しているか、あるいは一方の配線からの故障伝播のみによって故障出力を説明することができ、他方の配線からの故障信号が下流の回路によってマスクされ故障検出部までは伝播しないことを推定経路から確認することができたか、を判断して故障候補配線の組合せごとの抽出結果を出力する出力部263と、を備え、故障候補対を抽出するように動作する。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of the failure
本実施形態に係る故障箇所推定装置によれば、故障候補配線の駆動能力と故障伝播の推定経路との比較によって、ショート故障候補配線の組合せの抽出を実施することにより、故障候補箇所の絞込みを達成することができる。 According to the failure location estimation apparatus according to the present embodiment, by extracting the combination of short failure candidate wirings by comparing the drive capability of the failure candidate wires and the estimated route of failure propagation, the failure candidate locations can be narrowed down. Can be achieved.
(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態に係る故障箇所推定装置は、各テストパタンにおいて故障候補配線を駆動するゲートを構成するトランジスタが並列にオンしている個数できまるオン電流の大きさを、故障候補配線を駆動するゲートの入力配線の期待値に基づいて算出し、各テストパタンにおいて測定した半導体集積回路のIDDQに閾値を設け、その閾値によってIDDQを量子化し、各テストパタンにおけるオン電流の大きさと量子化IDDQの大きさとが一致する回数を積算し、その回数に応じて故障候補配線に重み付けをして出力する。
(Third embodiment)
The failure location estimation apparatus according to the third embodiment of the present invention determines the magnitude of the on current determined by the number of transistors that constitute the gate that drives the failure candidate wiring in each test pattern as the number of transistors that are turned on in parallel. Based on the expected value of the input wiring of the gate that drives the wiring, a threshold value is provided for the IDDQ of the semiconductor integrated circuit measured in each test pattern, the IDDQ is quantized by the threshold value, and the magnitude of the on-current in each test pattern The number of times that the size of the quantized IDDQ matches is accumulated, and the failure candidate wiring is weighted and output according to the number of times.
図7は、本発明の第3の実施形態に係る故障箇所推定装置における、故障候補特定部27の構成を示すブロック図である。故障候補特定部27は、図7を参照すると、既存の故障箇所推定装置あるいは故障解析によって故障候補配線の絞り込みを実施した結果(図1A)により、故障候補配線の組み合わせを出力する故障候補絞込部271と、故障候補配線を駆動するゲートのオン電流の各テストパタンでの大きさと故障LSIのIDDQ測定値に閾値を設けて量子化したIDDQの各テストパタンでの大きさとを比較する比較部272と、比較結果に基づいて、故障候補配線を駆動するゲートのオン電流の各テストパタンでの大きさと量子化したIDDQの各テストパタンでの大きさとが一致する回数を積算し、回数が多い故障候補配線の組合せをショート故障の可能性が高い候補とする順位付けを実施し、順位付けによる故障候補箇所の絞込み結果を出力する出力部273とを備え、絞り込んだ故障候補の組合せを出力するように動作する。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of the failure
本実施形態に係る故障箇所推定装置によれば、各テストパタンでの故障候補配線のオン電流の大きさと量子化IDDQ値の大きさとが一致する回数を積算した値による重み付けを行うことにより、ショート故障箇所を効率良く絞込むことができる。 According to the failure location estimation apparatus according to the present embodiment, short-circuiting is performed by performing weighting with a value obtained by integrating the number of times that the on-current magnitude of the failure candidate wiring and the magnitude of the quantized IDDQ value in each test pattern match. Failure points can be narrowed down efficiently.
(第4の実施形態)
本発明の第4の実施形態に係る故障箇所推定装置は、良品LSIのIDDQ値がテストパタンごとに著しく異なる場合を想定している。すなわち、各テストパタンにおいて、IDDQ測定値を入力し、そのテストパタンに対して良品において測定されたIDDQを指し引くとともに、差し引いた後のIDDQ測定値が所定の閾値よりも大きい場合には1、それ以外の場合には0に量子化する。さらに、量子化したIDDQと、ショート故障候補配線の組合せの期待値の排他的論理和演算を実施した値を比較して一致する回数を積算し、回数が多い故障候補配線の組合せをショート故障候補として絞込み、近接箇所をショート故障候補箇所として絞り込んで出力する。
(Fourth embodiment)
The failure location estimation apparatus according to the fourth embodiment of the present invention assumes a case where the IDDQ value of a non-defective LSI is remarkably different for each test pattern. That is, in each test pattern, the IDDQ measurement value is input, and the IDDQ measured in the non-defective product is pointed to the test pattern, and when the IDDQ measurement value after subtraction is larger than a predetermined threshold, 1, Otherwise, it is quantized to zero. Further, the quantized IDDQ and the value obtained by performing an exclusive OR operation on the expected value of the combination of the short fault candidate wirings are compared, the number of times of matching is added, and the combination of the fault candidate wirings with a large number of times is added to the short fault candidate Narrow down as a short fault candidate location and output it.
図13は、本発明の第4の実施形態に係る故障箇所推定装置における、IDDQ差分計算部30の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る故障箇所推定装置は、図13を参照すると、良品と故障品のLSIの各テストパタンでのIDDQ値を測定して差分を計算する差分計算処理部301と、差分IDDQ値に閾値を設けてIDDQ値を量子化するIDDQ量子化部302と、量子化IDDQ値と故障候補配線の組み合わせの期待値のXORとを比較する比較部303と、比較結果に基づいて故障候補配線の組合せごとの重み付け結果を出力する出力部304とを備え、絞り込んだ故障候補の組合せを算出するように動作する。
FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the IDDQ
本実施形態に係る故障箇所推定装置によって、各テストパタンでのIDDQ値を良品LSIと故障品LSIで差分を算出することにより、各テストパタンでのIDDQ値の変動を減算して量子化したIDDQ値を用いて、故障候補箇所を絞り込むことができる。 By calculating the difference between the non-defective LSI and the failed LSI by calculating the IDDQ value in each test pattern by the failure location estimating apparatus according to the present embodiment, the IDDQ quantized by subtracting the variation of the IDDQ value in each test pattern Using the values, failure candidate locations can be narrowed down.
(第5の実施形態)
本発明の第5の実施形態に係る故障箇所推定装置は、良品LSIのIDDQ値がテストパタンごとに著しく異なり、ショート故障によるIDDQの増減が検出できない場合に、各テストパタンで良品のIDDQ値を測定してIDDQ値が小さなパタンアドレスを抽出し、前記抽出したパタンアドレスでのみ故障品LSIのIDDQ値を取得して閾値を設け、その閾値によってIDDQ値を量子化した値と、故障候補配線とそれに近接する配線の組合せの期待値の排他的論理和演算を実施した値とを比較して一致する回数を積算し、回数が多い故障候補配線の組合せをショート故障候補として絞込み、近接箇所をショート故障候補箇所として絞り込んで出力する。
(Fifth embodiment)
In the failure location estimation apparatus according to the fifth embodiment of the present invention, when the IDDQ value of a non-defective LSI is remarkably different for each test pattern, and the increase or decrease in IDDQ due to a short failure cannot be detected, the non-defective IDDQ value is determined for each test pattern. Measurement is performed to extract a pattern address having a small IDDQ value, obtain an IDDQ value of the faulty LSI only with the extracted pattern address, set a threshold value, quantize the IDDQ value with the threshold value, failure candidate wiring, Compare the expected value of the adjacent wiring combination with the value obtained by performing an exclusive OR operation, add up the number of times of matching, narrow down the combinations of fault candidate wiring that have a large number of times as short fault candidates, and short the adjacent parts Narrow down and output as failure candidate locations.
図14は、本発明の第5の実施形態に係る故障箇所推定装置における、正常IDDQテストパタン抽出部の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る故障箇所推定装置は、良品LSIの各テストパタンでのIDDQ値を測定して正常な値のIDDQ値をとるテストパタンを抽出するテストパタン抽出部311と、抽出されたパタンアドレスで故障品LSIのIDDQ値を測定し、その測定値に閾値を設けてIDDQ値を量子化するIDDQ量子化部312と、量子化IDDQ値と故障候補の組み合わせの期待値のXORとを比較する比較部313と、比較結果に基づいて故障候補の組合せごとの重み付け結果を出力する出力部314とを備え、絞り込んだ故障候補の組合せを算出するよう動作する。
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a normal IDDQ test pattern extraction unit in the failure location estimation apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. The failure location estimation apparatus according to the present embodiment measures a IDDQ value in each test pattern of a non-defective LSI and extracts a test pattern that takes a normal IDDQ value, and an extracted pattern address The IDDQ value of the faulty LSI is measured and the
本実施形態に係る故障箇所推定装置によれば、各テストパタンにおけるIDDQを良品LSIに対して取得し、正常な値のIDDQ値をとるテストパタンを抽出することによって、ショート故障によるIDDQ値の増減を検出することのできるテストパタンの量子化IDDQのみを利用して、故障候補箇所を絞り込むことができる。 According to the failure location estimation apparatus according to the present embodiment, IDDQ in each test pattern is acquired from a non-defective LSI, and a test pattern that takes a normal IDDQ value is extracted, thereby increasing or decreasing the IDDQ value due to a short failure. The failure candidate locations can be narrowed down using only the quantized IDDQ of the test pattern that can detect.
(第6の実施形態)
本発明の第6の実施形態に係る故障箇所推定装置は、LSIテスタで取得したフェイルログに基づいて実施する既存の故障診断ソフトの推定結果あるいは故障解析によって故障候補配線の絞り込みを実施した結果を参照して、各テストパタンにおいて測定したIDDQに閾値を設けて量子化した値と、各テストパタンにおいて故障候補配線の期待値とを比較して一致する回数を積算し、一致する回数が多い故障候補配線を接地線とのショート故障候補として絞込み、一致する回数が少ない故障候補配線を電源線とのショート故障候補として絞込んで故障候補として出力する。
(Sixth embodiment)
The fault location estimation apparatus according to the sixth embodiment of the present invention is based on the result of narrowing down fault candidate wiring by the estimation result of the existing fault diagnosis software executed based on the fail log acquired by the LSI tester or the fault analysis. Referring to the IDDQ measured in each test pattern with a threshold value quantized and the expected value of failure candidate wiring in each test pattern, the number of matches is integrated, and the number of matches is high Candidate wiring is narrowed down as a short fault candidate with the ground line, and fault candidate wiring with a small number of matches is narrowed down as a short fault candidate with the power supply line and output as a fault candidate.
図15は、本発明の第6の実施形態に係る故障箇所推定装置における、IDDQの比較部の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る故障箇所推定装置は、既存の故障箇所推定装置あるいは故障解析によって故障候補配線の絞り込みを実施した結果(図1A)により、故障候補配線の各テストパタンでの期待値を計算する期待値計算部321と、前記パタンアドレスで故障品LSIのIDDQ値を測定し、その測定値に閾値を設けてIDDQ値を量子化するIDDQ量子化部322と、前記故障候補配線の期待値と量子化IDDQ値とを比較する比較部323と、比較結果に基づいて各テストパタンでの一致する回数を積算し、その回数を基に故障候補配線ごとの重み付け結果を出力する出力部324とを備え、絞り込んだ故障候補配線を算出するように動作する。
FIG. 15: is a block diagram which shows the structure of the comparison part of IDDQ in the failure location estimation apparatus which concerns on the 6th Embodiment of this invention. The failure location estimation apparatus according to the present embodiment calculates an expected value for each test pattern of the failure candidate wiring based on the result of narrowing down the failure candidate wiring by the existing failure location estimation device or failure analysis (FIG. 1A). An expected
本実施形態に係る故障箇所診断装置によって、各テストパタンでの量子化IDDQと故障候補配線の期待値とを比較することにより、電源線あるいは接地線とのショート故障の重み付けを利用して、故障候補配線を絞り込むことができる。 The failure location diagnosis apparatus according to the present embodiment compares the quantized IDDQ in each test pattern with the expected value of the failure candidate wiring, and uses the weight of the short failure with the power supply line or the ground line to Candidate wiring can be narrowed down.
(第7の実施形態)
本発明の第7の実施形態に係る故障箇所推定装置について、図面を参照して説明する。本実施形態に係る故障箇所推定装置におけるデータ処理装置2は、図20を参照すると、XOR演算部22、IDDQ量子化部23、比較部24を備える。XOR演算部22は、複数のテストパタンそれぞれについて、故障候補配線対に含まれる配線の期待値を入力し、排他的論理和(XOR)を求めて出力する。IDDQ量子化部23は、それらのテストパタンに対する半導体集積回路のIDDQ測定値を入力し、入力したIDDQ測定値が所定の閾値よりも大きい場合には1に、それ以外の場合には0に量子化して出力する。比較部24は、各故障候補配線対について、テストパタンそれぞれにおけるXORと量子化IDDQとを比較し、一致する回数を求めてその回数が多い故障候補配線対ほど故障の可能性が高いものとして出力する。
(Seventh embodiment)
A failure location estimation apparatus according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The
次に、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実施例に係る故障箇所推定装置における、入力情報と出力情報の構成を模式的に示す図である。図1に示す各図は、それぞれ、故障解析装置によって絞り込んだ故障候補配線または故障診断ソフトによって絞り込んだ故障候補配線のリスト情報(図1A)、その故障候補配線と近接する配線の組合せのリスト情報(図1B)、テストパタンごとに測定したIDDQ値をもとに閾値によって量子化されたIDDQ値の情報(図1C)、故障候補配線の組合せの期待値のXOR演算の情報(図1D)、上記の4データをもとに故障候補の組合せの重み付けを実施して出力する故障候補配線の情報(図1E)である。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of input information and output information in the failure location estimation apparatus according to the first embodiment of the present invention. 1 is a list of failure candidate wirings narrowed down by the failure analysis apparatus or failure candidate wirings narrowed down by the failure diagnosis software (FIG. 1A), and list information of combinations of wirings adjacent to the failure candidate wirings. (FIG. 1B), IDDQ value information quantized by a threshold based on IDDQ values measured for each test pattern (FIG. 1C), XOR operation information of expected values of combinations of failure candidate wirings (FIG. 1D), This is information (FIG. 1E) of failure candidate wiring that is output by weighting the combination of failure candidates based on the above four data.
故障解析装置によって絞り込んだ故障候補配線または故障診断によって絞り込んだ故障候補配線のリスト情報(図1A)は、絞り込んだ故障候補配線のインスタンス名、故障候補配線の故障種別(故障診断によって絞り込んだ場合)、故障候補配線の順位、を含む。 The list information (FIG. 1A) of the failure candidate wirings narrowed down by the failure analysis apparatus or the failure candidate wirings narrowed down by the failure diagnosis is the instance name of the narrowed failure candidate wiring and the failure type of the failure candidate wiring (when narrowed down by failure diagnosis). , Ranking of failure candidate wiring.
故障候補配線と近接する配線の組合せのリスト情報(図1B)は、絞り込んだ故障候補配線ごとの近接配線のインスタンス名、近接配線ごとの近接座標、を含む。 The list information (FIG. 1B) of combinations of fault candidate wirings and neighboring wirings includes the instance name of the neighboring wiring for each narrowed failure candidate wiring and the neighboring coordinates for each neighboring wiring.
テストパタンごとに測定したIDDQ値をもとに閾値によって量子化されたIDDQ値の情報(図1C)は、テストパタンごとに測定した良品LSIと故障品LSIのIDDQ値、IDDQ値に閾値を設けて閾値より大きな値を1、小さな値を0として量子化したIDDQ値、を含む。 The IDDQ value information (FIG. 1C) quantized by the threshold value based on the IDDQ value measured for each test pattern is provided with threshold values for the IDDQ value and IDDQ value of the non-defective product LSI and the failed LSI measured for each test pattern. IDDQ values quantized with a value larger than the threshold value as 1 and a smaller value as 0 are included.
故障候補配線の組合せの期待値のXOR演算の情報(図1D)は、テストパタン毎に算出した故障候補配線の組合せの期待値、その期待値をもとにXOR演算を実施した結果、を含む。 The information on the XOR operation of the expected value of the combination of failure candidate wirings (FIG. 1D) includes the expected value of the combination of failure candidate wires calculated for each test pattern and the result of performing the XOR operation based on the expected value. .
故障候補の組合せの重み付けを実施して出力する故障候補配線の情報(図1E)は、故障候補配線の組合せごとにXOR演算と量子化IDDQ値を照合して順位付けたデータ、故障候補配線の組合せごとの近接座標とその配線層のデータ、IDDQ量子化のために用いた閾値データ、を含む。 The failure candidate wiring information (FIG. 1E) that is output by weighting the combinations of failure candidates is the data obtained by comparing the XOR operation and the quantized IDDQ value for each failure candidate wiring combination, It includes proximity coordinates and wiring layer data for each combination, and threshold data used for IDDQ quantization.
図2は、本発明の第1の実施例に係る故障箇所推定装置の構成を示す図である。図2を参照すると、本実施例に係る故障箇所推定装置は、キーボードまたは外部とのインターフェース部を含む入力装置1と、プログラム制御により動作するデータ処理装置2と、情報を記録するハードディスクやメモリなどの記憶装置3と、外部とのインターフェース部であるディスプレイ装置や印刷装置などの出力装置4と、を備える。
FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the failure location estimation apparatus according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the failure location estimation apparatus according to the present embodiment includes an
記憶装置3は回路情報記憶部31と、故障候補記憶部32と、IDDQ測定値記憶部33と、量子化IDDQ記憶部34と、を備えている。
The
回路情報記憶部31は、各テストパタンでの回路が正常であるときの各信号線の期待値(すなわち、論理状態)、各信号線に近接する信号線のネット名と近接座標、を記憶している。
The circuit
また、回路情報記憶部31は、故障解析または故障診断で故障に関連すると判明した経路上の論理回路の構成、すなわち、ゲートの種類、ゲート同士の接続関係、ゲートと信号線の接続関係、信号線同士の接続関係などを記憶している。
The circuit
故障候補記憶部32は、故障解析あるいは論理故障診断によって絞り込んだ結果である故障候補配線、故障候補配線の故障種別、故障候補配線の論理状態、故障候補配線に近接する配線の近接座標、を記憶している。
The failure
IDDQ測定値記憶部33は、各テストパタンでの故障LSIと良品LSIのIDDQ測定値を記憶している。
The IDDQ measurement
量子化IDDQ記憶部34は、各テストパタンでの故障LSIのIDDQ測定値に閾値を設けて量子化した値、その閾値、を記憶している。
The quantized
データ処理装置2は、LSIテスタとリンクした故障解析装置による故障解析あるいは故障診断によって実施する故障候補絞込部21と、ショート故障候補配線の組合せの期待値のXOR演算部22と、IDDQ量子化部23と、量子化IDDQとショート故障候補配線の組合せの期待値のXOR演算の比較部24と、比較結果を元に各テストパタンでの一致する回数を積算し、その回数に基づいてショート故障候補配線の組合せを重み付けして出力する故障候補特定部25と、を備えている。
The
故障候補絞込部21は、回路情報記憶部31を参照して、回路内の故障を絞り込んだ結果、すなわち、故障候補と、故障種別と、故障候補から誤りが到達し検出される誤り観測ノードと、を故障候補記憶部32に記憶する。
The failure candidate narrowing-down unit 21 refers to the circuit
ショート故障候補配線の組合せの期待値のXOR演算部22は、回路情報記憶部31と故障候補記憶部32を参照して、各テストパタンでの各故障候補配線の組合せの期待値によるXOR演算結果、すなわち、故障候補配線の組合せの期待値がともに同一の場合は0、異なる場合は1を算出する排他的論理和の演算情報、を故障候補記憶部32に記録する。
The
IDDQ量子化部23は、IDDQ測定値記憶部33を参照して、各テストパタンでの量子化IDDQ値、すなわち、IDDQ測定値をもとにした閾値と、その閾値よりも大きなIDDQ測定値を1、小さなIDDQ測定値を0と量子化した値と、を量子化IDDQ記憶部34に記録する。
The
量子化IDDQ値と故障候補期待値のXOR演算の比較部24は、量子化IDDQ記憶部34に記憶された各テストパタンでの量子化IDDQ値と、故障候補記憶部32に記憶された各テストパタンでの各故障候補配線の組合せの期待値によるXOR演算結果と、を参照して、各テストパタンでの量子化IDDQ値と各故障候補配線の組合せでのXOR演算結果とを照合し、その一致する回数の積算値を各故障候補配線の組合せごとに算出し、故障候補記憶部32に記録する。
The
故障候補特定部25は、故障候補記憶部32を参照して、各故障候補配線の組合せごとの各テストパタンでの量子化IDDQ値と各故障候補配線の組合せでのXOR演算結果とを照合してその一致する回数の積算値を各故障候補配線の組合せごとに算出して一致する回数が大きい候補ほど故障が発生した可能性が高い候補として順位をつけて、出力装置4に出力する。
The failure candidate specifying unit 25 refers to the failure
図4は、図2の故障候補配線の組合せのXOR演算部22の詳細な構成の一例を示す。図4を参照すると、故障候補配線の組合せのXOR演算部22は、故障候補配線のショート相手推定部221と、故障候補配線の組合せの期待値計算部222と、故障候補組合せネットの期待値をもとにしたXOR演算部223と、を備えている。
FIG. 4 shows an example of a detailed configuration of the
故障候補配線のショート相手を推定するショート相手推定部221は、回路情報記憶部31と故障候補記億部32を参照して、選択された故障候補配線と、それに近接するネットと、近接候補の組合せごとの近接座標と、を故障候補記憶部32に記憶し、故障候補配線の組合せについての情報を故障候補配線の期待値計算部222へ送信する。
The short
期待値計算部222は、故障候補配線の組合せについての情報と回路情報記憶部31に記憶された各信号線の期待値とを参照して、各故障候補配線の組合せごとに期待値を算出し、その結果をXOR演算部223に送信する。
The expected
XOR演算部223は、各故障候補配線の組合せごとの期待値を入力としてXOR演算を実行し、各テストパタンでの演算結果を故障候補記憶部32に記録する。
The
図5は、図2のIDDQ量子化部23の詳細な構成の一例を示す図である。図5を参照すると、IDDQ量子化部23は、IDDQ測定値の大小によるソートを行うIDDQ測定値ソート部231と、IDDQ測定値の大小によるグループ化と閾値の決定を行うIDDQ測定値グループ化部232と、決定された閾値によるIDDQの量子化を行うIDDQ量子化処理部233と、を備える。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a detailed configuration of the
IDDQ測定値ソート部231は、IDDQ測定値記憶部33に記憶されたテストパタン順にソートされたIDDQ測定データを基に、IDDQ測定値の大小を基準としてソートを実施し、その結果をIDDQ測定値グループ化部232に送信する。
The IDDQ measurement
IDDQ測定値グループ化部232は、IDDQ値の大小によってソートしたデータを基に、ある範囲のIDDQ値(閾値)を持つ2つのグループに分類し、その結果をIDDQ量子化処理部233に送信する。
The IDDQ measurement
IDDQ量子化処理部233は、IDDQ測定閾値をもとに、閾値より大きい値を1、閾値より小さい値を0とする量子化処理を行い、各テストパタンでのIDDQ値を量子化した結果を量子化IDDQ記憶部34に記録する。
Based on the IDDQ measurement threshold, the IDDQ
図3は、本発明の第1の実施例に係る故障箇所推定装置の動作を示す流れ図である。図1ないし5を参照して、本発明の第1の実施例に係る故障箇所推定装置の動作について詳細に説明する。 FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the failure location estimation apparatus according to the first example of the present invention. With reference to FIGS. 1-5, operation | movement of the failure location estimation apparatus which concerns on the 1st Example of this invention is demonstrated in detail.
まず、故障候補絞込部21において、テスタとリンクした故障解析装置を用いた故障候補の絞込みによって、あるいは故障診断による絞込みによって、故障候補配線を絞り込む(ステップA1)。絞り込んだ故障候補リストの例(図1A)は、IDDQ測定値を用いないで実施した故障診断による候補リストの例である。テスタとリンクした故障解析装置を用いた故障候補の絞込みとしては、(1)エレクトロンビーム(EB)テスタ解析、(2)エミッション解析、(3)OBIRCH解析等がある。 First, the failure candidate narrowing unit 21 narrows down failure candidate wirings by narrowing down failure candidates using a failure analysis device linked to a tester or by narrowing down by failure diagnosis (step A1). The example of the narrowed failure candidate list (FIG. 1A) is an example of a candidate list by failure diagnosis performed without using IDDQ measurement values. Examples of narrowing down failure candidates using a failure analysis device linked to a tester include (1) electron beam (EB) tester analysis, (2) emission analysis, and (3) OBIRCH analysis.
回路情報記憶部31を参照して故障候補配線のショート相手を推定するショート相手推定部221によって、故障候補配線に近接するショート故障の候補ネットとその座標を故障候補記憶部32に記録する(ステップA2)。図1Bは、図1Aで示した故障候補配線N10に近接する配線としてレイアウト情報を抽出した結果の例である。
The short
次に、回路情報記憶部31と故障候補記憶部32とを参照し、ショート故障候補配線対の期待値を算出する期待値計算部222によって、各テストパタンでの論理回路情報記憶部に記憶された故障候補配線と、それに近接する配線の期待値を故障候補記憶部32に記録し(ステップA3)、故障候補配線の組合せの期待値を入力としてXOR演算部223によって実施した結果を故障候補記憶部32に記録する(ステップA4)。図1Dは、各テストパタンでの故障候補配線の組合せ毎のXOR演算を実施した結果を示す。
Next, the circuit
一方、LSIテスタで取得した各テストパタンでの故障LSIのIDDQ測定値を取得して、IDDQ測定値記憶部33に記録する(ステップA5)。 On the other hand, the IDDQ measurement value of the failed LSI in each test pattern acquired by the LSI tester is acquired and recorded in the IDDQ measurement value storage unit 33 (step A5).
IDDQ測定値記憶部33を参照し、IDDQ測定値ソート部231によって、大小順のIDDQ測定値データにソートして(ステップA6)、IDDQ測定値グループ化部232に送信する。
With reference to the IDDQ measurement
大小順のIDDQ測定値データに基づいて、IDDQ測定値グループ化部232によって、IDDQ値に閾値を設け、2つのグループに分離し(ステップA7)、閾値によって量子化を行うIDDQ量子化処理部233に送信する。
Based on the IDDQ measurement value data in order of magnitude, the IDDQ measurement
IDDQ量子化処理部233によって、閾値より大きな値を1、閾値より小さな値を0に量子化し、量子化IDDQ記憶部34に記憶する(ステップA8)。各テストパタンでの故障LSIのIDDQ測定値を、閾値を基に量子化した結果を図1Cに示す。
The IDDQ
次に、故障候補記憶部32と量子化IDDQ記憶部34を参照し、各テストパタンでの量子化IDDQとショート故障候補組合せの期待値のXOR演算手段の比較部24によって、各故障候補配線対での期待値のXORと量子化IDDQ値を比較して一致する回数を積算し(ステップA9)、その結果を故障候補特定部25に送信する。
Next, referring to the failure
故障候補特定部25によって、各テストパタンでの量子化IDDQ値と各故障候補配線対での期待値のXORとが一致する回数を積算し、その回数が多い故障候補配線対をショート故障の可能性が高い候補として順位付けした結果を出力する。各テストパタンでの量子化IDDQと各故障候補配線対の期待値のXORとの一致回数を積算し、その回数が多い故障候補配線対をショート故障の可能性が高い候補として順位付けを実施した結果を図1Eに示す。 The failure candidate specifying unit 25 accumulates the number of times that the quantized IDDQ value in each test pattern matches the expected value XOR in each failure candidate wiring pair, and a failure candidate wiring pair having a large number of times can be short-circuited. The result of ranking as a candidate with high probability is output. The number of coincidence between the quantized IDDQ and the expected value XOR of each failure candidate wiring pair in each test pattern was integrated, and the failure candidate wiring pairs having a higher number of times were ranked as candidates having a high possibility of short failure. The result is shown in FIG. 1E.
次に、図6を参照して、本発明の第2の実施例に係る故障箇所推定装置について図面を参照して詳細に説明する。 Next, with reference to FIG. 6, the failure location estimation apparatus which concerns on the 2nd Example of this invention is demonstrated in detail with reference to drawings.
図6は、本実施例に係る故障箇所推定装置の構成を示すブロック図である。図6を参照すると、第2の実施例に係る故障箇所推定装置は、故障解析装置または故障診断ソフトによって故障候補配線を絞り込む故障候補絞込部261と、故障候補配線を駆動するゲートの駆動能力と故障伝播推定経路を確認する駆動能力比較部262と、故障候補配線の組合せの抽出結果を出力する出力部263を備える。
FIG. 6 is a block diagram illustrating the configuration of the failure location estimation apparatus according to the present embodiment. Referring to FIG. 6, the fault location estimation apparatus according to the second embodiment includes a fault
故障解析装置または故障診断ソフトによって故障候補配線を絞り込む故障候補絞込部261では、故障候補配線の組合せが一組に絞りきれなかった場合に、複数の故障候補配線の組合せから、故障候補配線を駆動するゲートを構成するトランジスタの並列数から駆動能力を算出した結果と、故障伝播推定経路から、駆動能力の小さいトランジスタで駆動される故障候補配線からのみ故障が伝播しているか、駆動能力が等しい故障候補配線の組み合わせの双方から故障が伝播しているか、あるいは一方の配線からの故障伝播のみによって故障出力を説明することができ、他方の配線からの故障信号が下流の回路によってマスクされて故障検出部まで伝播しないか、を推定経路から確認する駆動能力比較部262と、駆動能力比較部262の条件を満たす故障候補配線の組合せをショート故障の可能性が高い候補として抽出する出力部263よって故障候補の絞込み結果を出力する。
The failure candidate narrowing-down
図9Aは、本発明の第2の実施例に係る故障箇所推定装置の動作を示す流れ図である。図6及び図9Aを参照して、本発明の第2の実施例に係る故障箇所推定装置の動作について説明する。本実施例に係る故障箇所推定装置は、既存の故障箇所推定装置あるいは故障解析によって故障候補配線の絞り込みによる順位付け(ステップC1)によって、故障候補の組合せが一組に絞り込めているかを判定し(ステップC2)、絞り込めていなかった場合(ステップC2のNO)に、故障候補配線を駆動するゲートの駆動能力と故障伝播経路を参照する駆動能力比較部262によって、ショート故障候補配線の一方からのみ故障が伝播する場合には、その故障が伝播する故障候補配線を駆動するゲートの駆動能力が、故障が伝播しない故障候補配線を駆動するゲートの駆動能力より低い配線対を抽出し、あるいは駆動能力が等しいゲートによって駆動される両配線の一方の配線からの故障伝播のみによって故障出力を説明することができ、他方の配線からの故障信号が下流の回路によってマスクされて故障検出部まで伝播しないことを推定経路によって確認することのできた配線対を抽出し、ショート故障候補配線の双方から故障が伝播する場合は、故障候補配線を駆動するゲートの駆動能力が互いに等しい組合せを抽出する(ステップC3)。
FIG. 9A is a flowchart showing the operation of the failure location estimation apparatus according to the second example of the present invention. With reference to FIG.6 and FIG.9A, operation | movement of the failure location estimation apparatus which concerns on the 2nd Example of this invention is demonstrated. The failure location estimation apparatus according to the present embodiment determines whether the combination of failure candidates has been narrowed down to a single set by ranking (step C1) by narrowing down the failure candidate wirings using the existing failure location estimation device or failure analysis. (Step C2), if it has not been narrowed down (NO in Step C2), the driving ability of the gate that drives the failure candidate wiring and the driving
上記のステップC3において故障候補の組合せが一組に絞り込まれているかを判定し(ステップC4)、絞り込めている場合(ステップC4のYES)には終了する。そうでない場合(ステップC4のNO)には、他のショート故障候補特定手段による絞り込みを行う(ステップC5)。 In step C3, it is determined whether the combination of failure candidates is narrowed down to one set (step C4). If narrowed down (YES in step C4), the process ends. If not (NO in step C4), narrowing down by other short failure candidate specifying means is performed (step C5).
次に、図7を参照して、本発明の第3の実施例に係る故障箇所推定装置について図面を参照して詳細に説明する。 Next, with reference to FIG. 7, a failure location estimation apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図7は、本発明の第3の実施例に係る故障箇所推定装置の構成を示すブロック図である。図7を参照すると、本発明の第3の実施例に係る故障箇所推定装置は、故障解析装置または故障診断ソフトによって故障候補配線を絞り込む故障候補絞込部271と、各テストパタンでの故障候補配線を駆動するゲートを構成するトランジスタのうち並列にオンしている個数に比例したオン電流の相対的な大きさと複数の閾値で量子化したIDDQ値の大きさとが一致する回数を積算する比較部272と、一致する回数を積算した値による故障候補配線の組合せの重み付け結果を出力する出力部273とを備える。
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the failure location estimation apparatus according to the third example of the present invention. Referring to FIG. 7, the fault location estimation apparatus according to the third embodiment of the present invention includes a fault candidate narrowing unit 271 that narrows down fault candidate wirings using a fault analysis apparatus or fault diagnosis software, and fault candidates in each test pattern. Comparing unit for accumulating the number of times that the relative magnitude of the on-current proportional to the number of transistors that are turned on in parallel among the transistors constituting the gate for driving the wiring matches the IDDQ value quantized with a plurality of
故障解析装置または故障診断ソフトによって故障候補配線を絞り込む故障候補絞込部271では、故障候補配線の組合せが一組に絞りきれなかった場合に、複数の故障候補配線の組合せを、各テストパタンでの故障候補配線を駆動するゲートを構成するトランジスタのうち並列にオンしている個数に比例したオン電流の大きさと、複数の閾値で量子化したIDDQ値の大きさを比較する比較部272によって、両者の一致する回数を積算し、一致する回数が多い故障候補配線の組合せを故障の可能性が高い候補として順位付けて出力する出力部273によって故障候補の絞り込み結果を出力する。
In the failure candidate narrowing unit 271 that narrows down the failure candidate wirings by the failure analysis device or the failure diagnosis software, when a combination of failure candidate wirings cannot be narrowed down to one set, a combination of a plurality of failure candidate wirings is set in each test pattern. A
図9Bは本発明の第3の実施例に係る故障箇所推定装置の動作を示す流れ図である。図7、図9Bを参照して、本発明の第3の実施例に係る故障箇所推定装置の動作について説明する。既存の故障箇所推定装置あるいは故障解析(ステップC6)によって故障候補配線の絞り込みによる順位付けで故障候補の組合せが一組に絞り込めているかを判定し(ステップC7)、絞り込めていなかった場合(ステップC7のNO)に、各テストパタンでの故障候補配線を駆動するゲートを構成するトランジスタが並列にオンしている個数に比例したオン電流の変化と、複数の閾値によってIDDQ測定値を量子化したIDDQ値と、両者の比較部272によって、故障候補配線の組合せごとに一致する回数を基に順位付けを行い、故障候補の絞り込み結果を出力する出力部273によって故障候補の絞り込み結果を得る(ステップC8)。
FIG. 9B is a flowchart showing the operation of the failure location estimation apparatus according to the third example of the present invention. With reference to FIGS. 7 and 9B, the operation of the failure location estimation apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described. It is determined whether the combination of failure candidates has been narrowed down to one set by ranking by narrowing down the failure candidate wirings by using the existing failure location estimation device or failure analysis (step C6), and when the narrowing is not narrowed down (step C7) ( In step C7, the IDDQ measurement value is quantized by a change in on-current that is proportional to the number of transistors constituting the gate that drives the failure candidate wiring in each test pattern being turned on in parallel and a plurality of threshold values. Based on the IDDQ value and the
上記の絞込みで故障候補の組合せが一組に絞られた場合(ステップC9のYES)、故障候補の絞込みを終了する。そうでない場合(ステップC9のNO)には、他のショート故障候補特定手段による絞り込みを行う(ステップC10)。 When the combination of failure candidates is narrowed down to one set by the above narrowing down (YES in step C9), the narrowing down of failure candidates ends. If not (NO in step C9), narrowing down by other short failure candidate specifying means is performed (step C10).
次に、図13を参照して、本発明の第4の実施例に係る故障箇所推定装置について図面を参照して詳細に説明する。 Next, with reference to FIG. 13, a failure location estimation apparatus according to a fourth example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図13は本発明の第4の実施例に係る故障箇所推定装置の構成を示すブロック図である。図13を参照すると、本発明の第4の実施例に係る故障箇所推定装置は、良品LSIと故障品LSIのIDDQ差分を計算する差分計算処理部301と、IDDQ差分値を量子化するIDDQ量子化部302と量子化IDDQと故障候補配線の組合せの期待値のXOR演算とを比較する比較部303と、比較部303によって故障候補配線の組合せの順位付けを実施して結果を出力する出力部304を備える。
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a failure location estimating apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 13, a failure location estimation apparatus according to a fourth embodiment of the present invention includes a difference
本実施形態に係る故障箇所推定装置は、良品LSIの各テストパタンでのIDDQ測定値に著しい増減があり、故障LSIのIDDQ値だけでは量子化が困難な場合に、各テストパタンでの良品LSIのIDDQ値と故障品LSIのIDDQ値の差分を計算する差分計算処理部301によって、各テストパタンにおいて良品のIDDQ値に依存する増減を減算し、その結果に基づいて、ショート故障にのみ起因して増減するIDDQ差分値をIDDQ量子化部302によって量子化し、量子化IDDQ値と故障候補配線の組合せの期待値のXOR演算とを比較する比較部303によって、両者の一致する回数を積算し、故障候補配線対ごとに一致する回数を基に順位付けを行って故障候補を絞り込み、故障候補の絞り込み結果を出力する出力部304によって、故障候補配線対の絞り込み結果を得る。
The failure location estimation apparatus according to the present embodiment has a significant increase / decrease in the IDDQ measurement value in each test pattern of a non-defective LSI, and when it is difficult to quantize only with the IDDQ value of the failure LSI, the good LSI in each test pattern The difference
次に、図14を参照して、本発明の第5の実施例に係る故障箇所推定装置について図面を参照して詳細に説明する。図14は本発明の第5の実施例に係る故障箇所推定装置の構成を示すブロック図である。図14を参照すると、第5の実施例に係る故障箇所推定装置は、良品LSIのIDDQ測定値から正常な範囲のIDDQ値をとるテストパタンを抽出するテストパタン抽出部311と、良品のIDDQ測定値が正常な範囲にあるパタンアドレスでの故障品LSIのIDDQ値を量子化するIDDQ量子化部312と、良品のIDDQ測定値が正常な範囲にあるパタンアドレスでの故障品LSIの量子化IDDQ値と故障候補配線の組合せの期待値のXOR演算とを比較する比較部313と、比較部313によって故障候補配線の組合せの順位付けを実施して結果を出力する出力部314を備える。
Next, with reference to FIG. 14, a failure location estimation apparatus according to a fifth example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a failure location estimating apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 14, the failure location estimation apparatus according to the fifth embodiment includes a test
良品LSIの各テストパタンに対するIDDQ測定値において著しい増減があり、大きなIDDQ測定値ではIDDQ測定レンジの上限値まで達してしまい、故障品LSIと良品LSIのIDDQ値の差分をとってもショート故障に起因するIDDQ値の増減が測定できない場合に、良品LSIのIDDQ測定値から正常な範囲のIDDQ値をとるテストパタンを抽出するテストパタン抽出部311によって、故障品LSIと良品LSIのIDDQ値の差分をとってショート故障に起因するIDDQ値の増減が測定できるテストパタンにおけるIDDQ値を抽出し、その結果に基づいて、故障品LSIのIDDQ値を量子化するIDDQ量子化部312によって、良品のIDDQ測定値が正常な範囲にあるパタンアドレスでの故障品LSIのIDDQ値を量子化し、量子化IDDQと故障候補配線の組合せの期待値のXOR演算とを比較する比較部313によって、両者の一致する回数を積算し、故障候補配線の組合せごとに一致する回数に応じて順位付けを行って故障候補を絞り込み、故障候補の絞り込みを出力する出力部314によって、故障候補配線の組み合わせの絞り込み結果を得る。
There is a significant increase or decrease in the IDDQ measurement value for each test pattern of the non-defective LSI, and the large IDDQ measurement value reaches the upper limit of the IDDQ measurement range. Even if the difference between the IDDQ value of the defective LSI and the non-defective LSI is taken, it is caused by a short failure. When the increase / decrease in the IDDQ value cannot be measured, the test
次に、図15を参照して、本発明の第6の実施例に係る故障箇所推定装置について図面を参照して詳細に説明する。図15は本発明の第6の実施例に係る故障箇所推定装置のブロック図である。図15を参照すると、第6の実施例に係る故障箇所推定装置は、故障候補配線の期待値を計算する期待値計算部321と、IDDQ測定値を閾値によって量子化するIDDQ量子化部322と、量子化IDDQ値と故障候補配線の期待値とを比較する比較部323と、比較部323によって故障候補配線と電源線または接地線とのショート故障の組合せの順位付け結果を出力する出力部324を備えている。
Next, with reference to FIG. 15, a failure location estimation apparatus according to the sixth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 15 is a block diagram of a failure location estimating apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 15, the failure location estimation apparatus according to the sixth embodiment includes an expected
上記の実施例において説明した故障候補配線の組合せの絞り込み手段によって故障候補配線対を特定することができなかった場合、量子化IDDQと故障候補配線の期待値とを比較する比較部323によって、故障候補配線の期待値と量子化IDDQとを比較し、両者の一致する回数を積算し、故障候補配線ごとに一致する回数に基づく順位付けを行って故障候補を絞り込む。故障候補配線と電源線又は接地線とのショート故障の組合せの順位付け結果を出力する出力部324は、故障候補配線の期待値と量子化IDDQとが一致する回数が多い故障候補を接地線とのショート故障候補として、故障候補配線の期待値と量子化IDDQとが一致しない回数が多い故障候補を電源線とのショート故障候補として順位付けして出力する。
If the failure candidate wiring pair cannot be specified by the means for narrowing down the combination of failure candidate wirings described in the above embodiment, the
本発明の第7の実施例に係る故障箇所推定装置について、図1ないし図5及び図10を参照して詳細に説明する。 A failure location estimation apparatus according to a seventh embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5 and FIG.
図2の故障候補絞込部21により、故障候補配線を絞り込む(ステップA1)。 Fault candidate wiring is narrowed down by the fault candidate narrowing unit 21 in FIG. 2 (step A1).
故障候補配線のショート相手を推定するショート相手推定部221(図4)は、回路情報記憶部31を参照して、既存のレイアウト情報検索システムを用いて、回路内の故障候補配線とそれに近接する配線をショート故障候補の組合せとして故障候補記憶部32に記録する(ステップA2)。例えば、図1Aのように、テスタとリンクした故障解析装置を用いた故障候補の絞込みによって、あるいは故障診断による絞込みによって、絞り込んだ故障候補配線の配線名がN10と判れば、既存のレイアウト情報検索システムを用いて、図1Bに示すように、半導体集積路内の故障候補配線N10に近接する配線の配線名N30、N31、N21とその近接座標の情報が得られる。
The short partner estimation unit 221 (FIG. 4) that estimates the short partner of the failure candidate wiring refers to the circuit
次に、ショート故障候補の組合せの期待値計算部222(図4)は、回路情報記憶部31と故障候補記憶部32を参照して、故障候補の組合せごとに各テストパタンでの期待値を取得し(ステップA3)、故障候補記憶部32に記録する。
Next, the expected value calculation unit 222 (FIG. 4) for the combination of short failure candidates refers to the circuit
次に、故障候補記憶部32を参照して、故障候補配線の組合せの各テストパタンでのXOR演算を実施し(ステップA4)、故障候補記憶部32に記録する。例えば、図1Dのように、各テストパタンでの故障候補配線とそれに近接する配線の期待値を基にXOR演算を実施した結果を故障候補記憶部32に記録する。
Next, with reference to the failure
一方、図10に示す各テストパタンにおいてIDDQを測定し、IDDQ値測定値記憶部33に記録する(ステップA5)。 On the other hand, IDDQ is measured in each test pattern shown in FIG. 10, and recorded in the IDDQ value measured value storage unit 33 (step A5).
次に、各テストパタン順にソートされたIDDQ測定値データを、IDDQ測定値の大小順にソートする(ステップA6)。 Next, the IDDQ measurement value data sorted in the order of each test pattern is sorted in order of the IDDQ measurement value (step A6).
次に、IDDQ測定値の大小順にソートされたデータを、IDDQ値の取る範囲ごとにグループ化する(ステップA7)。例えば、図10の故障LSIの各テストパタンでのIDDQ測定値のグラフを参照すると、IDDQの値に応じて4つのグループに分類できる。4つのグループのうち最も小さいIDDQをとるグループとその他のグループを区別できるIDDQ値を閾値として用いる。 Next, the data sorted in the descending order of IDDQ measurement values are grouped for each range of IDDQ values (step A7). For example, referring to the graph of IDDQ measurement values in each test pattern of the failed LSI in FIG. 10, it can be classified into four groups according to the IDDQ value. Among the four groups, an IDDQ value that can distinguish a group having the smallest IDDQ from other groups is used as a threshold value.
次に、IDDQ測定値に閾値を設けて量子化したデータを取得する(ステップA8)。例えば、閾値を決定する手段としては、テストパタンでソートされたIDDQ測定値を、IDDQ測定値の大小でソートし、隣り合うIDDQ測定値同士で差分を取り、その差分が大きな値をとるIDDQ測定値を閾値として用いる。その差分が大きな値をとるIDDQ測定箇所が複数ある場合は、最もIDDQ値が小さな箇所のIDDQ値を閾値として用いる。閾値より大きなIDDQ値を1、閾値より小さなIDDQ値を0として量子化する。 Next, data quantized by providing a threshold value for the IDDQ measurement value is acquired (step A8). For example, as a means for determining the threshold value, IDDQ measurement values sorted by the test pattern are sorted by the magnitude of the IDDQ measurement values, and the difference between adjacent IDDQ measurement values is taken, and the IDDQ measurement in which the difference takes a large value. Use the value as a threshold. When there are a plurality of IDDQ measurement locations where the difference takes a large value, the IDDQ value at the location where the IDDQ value is the smallest is used as the threshold value. An IDDQ value larger than the threshold is set to 1, and an IDDQ value smaller than the threshold is set to 0 for quantization.
図1Dに示す故障候補配線対の期待値のXORと、図1Cに示す量子化IDDQの比較によって、両者が一致した回数を取得する(ステップA9)。 By comparing the expected value XOR of the failure candidate wiring pair shown in FIG. 1D and the quantized IDDQ shown in FIG. 1C, the number of times the two match is obtained (step A9).
一致した回数の計数結果を出力し(ステップA10)、絞込みによって故障候補の組合せが一組に絞り込めた場合には絞込みを終了する。 The count result of the number of times of coincidence is output (step A10), and when the combination of failure candidates is narrowed down to one set by narrowing down, the narrowing down ends.
第8の実施例に係る故障箇所推定装置について、図1、図6、図8、図11を参照して詳細に説明する。 The failure location estimation apparatus according to the eighth embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 1, 6, 8, and 11. FIG.
図8は、本発明の第8の実施例に係る故障箇所推定装置の動作を示す流れ図である。図1Eに示すように、ステップB1の工程において故障候補の組合せが一組に絞りきれなかった場合(ステップB2のNO)、故障候補配線を駆動するゲートの駆動能力を、故障候補配線を駆動するゲートを構成するトランジスタの並列数から算出して比較する(ステップB3)。例えば、図1Eに示す故障候補配線N10を駆動するゲートが図11に示す3入力NORでその近接配線N20を駆動するゲートが図19に示す2入力NANDである場合、駆動能力は2対8である。そのため、N10とN20とがショートした場合、N10の下流にのみ故障が伝播する。故障診断によって、N10からのみ故障が伝播していると推定できた場合には、この故障候補配線対は故障診断結果を矛盾なく説明することができるため、上位の故障候補となる。 FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the failure location estimating apparatus according to the eighth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1E, when the combination of failure candidates cannot be narrowed down to one set in the process of step B1 (NO in step B2), the drive capability of the gate that drives the failure candidate wiring is driven. A comparison is made by calculating from the parallel number of transistors constituting the gate (step B3). For example, when the gate that drives the failure candidate wiring N10 shown in FIG. 1E is the 3-input NOR shown in FIG. 11 and the gate that drives the neighboring wiring N20 is the 2-input NAND shown in FIG. is there. Therefore, when N10 and N20 are short-circuited, the failure propagates only downstream of N10. If it can be estimated by failure diagnosis that the failure has propagated only from N10, this failure candidate wiring pair can explain the failure diagnosis result without contradiction, and therefore becomes a higher-order failure candidate.
一方、故障診断によってN10とN20の双方の下流に故障が伝播していると推定することができた場合、この故障候補配線対では、故障診断結果に矛盾が生じるため、下位の故障候補となる。 On the other hand, if it can be estimated by the fault diagnosis that the fault has propagated downstream of both N10 and N20, this fault candidate wiring pair has a contradiction in the fault diagnosis result, and thus becomes a lower fault candidate. .
図1Eに示す故障候補配線対のうち、XOR演算結果と量子化IDDQとの一致やゲート駆動能力を参照することによって、故障候補配線対が一組に絞り込まれた場合には絞込みを終了する。 Of the failure candidate wiring pairs shown in FIG. 1E, if the failure candidate wiring pairs are narrowed down to one set by referring to the match between the XOR operation result and the quantized IDDQ and the gate drive capability, the narrowing down ends.
第9の実施例に係る故障箇所推定装置について、図1、図7ないし図9、図11、図12を参照して詳細に説明する。 The failure location estimation apparatus according to the ninth embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 1, 7 to 9, 11, and 12.
図1Eに示すように、第8実施例に係る故障箇所推定装置によって故障候補の組合せが一組に絞りきれなかった場合(図8のステップB4のNO)、各テストパタンでの故障候補配線を駆動するゲートを構成するトランジスタが並列にオンしている個数に比例したオン電流の変化と、複数の閾値によって3値以上の値に量子化したIDDQ値の変化を照合する(ステップB5)。 As shown in FIG. 1E, when the combination of failure candidates cannot be narrowed down to one set by the failure location estimation apparatus according to the eighth embodiment (NO in step B4 in FIG. 8), failure candidate wirings in the respective test patterns are set. A change in on-current proportional to the number of transistors constituting the gate to be driven turned on in parallel is compared with a change in IDDQ value quantized to a value of three or more by a plurality of threshold values (step B5).
例えば、図1Eに示す故障候補配線N10を駆動するゲートが図11に示す3入力NORでその近接配線N20を駆動するゲートが図19に示す2入力NANDである場合、1入力あたりの駆動能力の比は2対8である。そのため、ショートによって電源―GND間を流れる貫通電流は3入力NORのオン電流に依存する。 For example, when the gate that drives the failure candidate wiring N10 shown in FIG. 1E is the three-input NOR shown in FIG. 11 and the gate that drives the neighboring wiring N20 is the two-input NAND shown in FIG. The ratio is 2 to 8. For this reason, the through current flowing between the power source and the GND due to the short circuit depends on the ON current of the three-input NOR.
3入力NORのオン電流の大きさは入力ゲートのON抵抗に反比例するので、3入力の期待値が一致する場合と、1入力のみが1の場合、オン電流の比は3対1になる。 Since the magnitude of the on-current of the three-input NOR is inversely proportional to the on-resistance of the input gate, the on-current ratio is 3 to 1 when the expected value of the three inputs coincides with that when only one input is one.
図12は、3入力NORの出力配線を配線1、2入力NANDの出力ネットを配線2として、配線1と配線2の期待値が相反したときに、貫通電流として流れるオン電流の大きさを表にしたものである。
FIG. 12 shows the magnitude of the on-current that flows as a through current when the output wiring of the 3-input NOR is the
配線1と配線2の期待値が相反する場合、VDD−GND間を貫通する電流の大きさは、3入力NORの入力ネットの期待値に依存する。例えば、故障LSIの各テストパタンでのIDDQ測定値が、図10に示すものである場合、3つの閾値によって{0、1、2、3}の4つの値で量子化できる。
When the expected values of the
故障候補配線の組合せのうちの一つのオン電流の大きさが図12のグラフの3角(△)で、量子化IDDQ値の大きさが図12のグラフの丸(○)である場合、増減の変化が完全に一致しているので、この故障候補配線対の近接箇所でショートしていると推定できる。 When the magnitude of the on-current of one of the combinations of failure candidate wirings is a triangle (Δ) in the graph of FIG. 12 and the magnitude of the quantized IDDQ value is a circle (◯) in the graph of FIG. Therefore, it can be estimated that a short-circuit occurs at a location near the failure candidate wiring pair.
以上の記載は実施例に基づいて行ったが、本発明は、上記実施例に限定されるものではない。 Although the above description has been made based on examples, the present invention is not limited to the above examples.
1 入力装置
2 データ処理装置
3 記憶装置
4 出力装置
11 テストパタンDB
12 ネットリストDB
13 フェイルログDB
14 レイアウト情報DB
15 IDDQ測定値DB
21、261、271 故障候補絞込部
22、223 XOR演算部
23、302、312、322 IDDQ量子化部
24、42、272、303、313、323 比較部
25、26、27 故障候補特定部
30 IDDQ差分計算部
31 回路情報記憶部
32 故障候補記憶部
33 IDDQ測定値記憶部
34 量子化IDDQ記憶部
41 正常IDDQテストパタン抽出部
221 ショート相手推定部
222、321 期待値計算部
231 IDDQ測定値ソート部
232 IDDQ測定値グループ化部
233 IDDQ量子化処理部
262 駆動能力比較部
263、273、304、314、324 出力部
301 差分計算処理部
311 テストパタン抽出部
N10 故障候補配線
N21、N30、N31 近接配線
1
12 Netlist DB
13 Fail log DB
14 Layout information DB
15 IDDQ measurement value DB
21, 261, 271 Failure candidate narrowing down
Claims (3)
複数のテストパタンのそれぞれについて、前記故障候補配線対に含まれる第1の配線における信号の期待値および第2の配線における信号の期待値を入力し、両期待値の排他的論理和(XOR)を求めて出力するように構成されたXOR演算部と、
前記複数のテストパタンのそれぞれに対する前記半導体集積回路のIDDQ測定値を入力し、入力したIDDQ測定値が所定の閾値よりも大きい場合には1に、それ以外の場合には0に量子化して出力するように構成されたIDDQ量子化部と、
前記複数のテストパタンのそれぞれについて前記XORと前記量子化IDDQとを比較し、一致する回数を求めてその回数が多い故障候補配線対ほど故障可能性が高いものとして出力するように構成された比較部とを備えたことを特徴とする故障箇所推定装置。 A failure location estimation device for a semiconductor integrated circuit in which failure candidate wiring pairs that may cause a short failure in advance are narrowed down by failure diagnosis software or a failure analysis device,
For each of the plurality of test patterns , the expected value of the signal in the first wiring and the expected value of the signal in the second wiring included in the failure candidate wiring pair are input, and the exclusive OR (XOR) of both expected values An XOR operation unit configured to obtain and output
Enter the IDDQ measured value of the semiconductor integrated circuit for each of the plurality of test patterns, to 1 when IDDQ measurement value entered is greater than a predetermined threshold value, in other cases it is quantized to zero output An IDDQ quantizer configured to:
A comparison configured to compare the XOR and the quantized IDDQ for each of the plurality of test patterns , find the number of matches, and output a failure candidate wiring pair having a higher number of times as having a higher possibility of failure. And a failure location estimation apparatus.
前記比較部が、前記テストパタンのうち良品のIDDQが前記所定値よりも大きいものを除いて、前記XORと前記量子化IDDQとを比較し、一致する回数を求めるように構成されたことを特徴とする、請求項1に記載の故障箇所推定装置。 The IDDQ quantizing unit is configured to output quantized IDDQ except for those having a non-defective IDDQ for the test pattern larger than a predetermined value among the input IDDQ measurement values,
The comparison unit is configured to compare the XOR and the quantized IDDQ and obtain the number of times of coincidence, except that the non-defective IDDQ among the test patterns is larger than the predetermined value. The failure location estimation apparatus according to claim 1.
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