JP7093436B1 - 集積回路、クラック状態検出器およびクラック状態検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】集積回路、クラック状態検出器、およびクラック状態検出方法が提供される。【解決手段】クラック状態検出器は、検出リング、複数のスイッチ、および電流測定回路を含む。検出リングは、直列に結合された複数の導線セグメントにより形成される。検出リングは、集積回路の少なくとも１つのガードリングの側面に隣接して配置される。検出リングは、第１の基準電圧および第２の基準電圧を受け取る第１の端点および第２の端点を有する。各スイッチは、2つの隣接する導線セグメントの間に配置される。複数のスイッチは、それぞれ複数の制御信号に応じてターンオンまたはカットオフされる。電流測定回路は、制御信号を送信して、各スイッチのターンオンまたはカットオフ状態に応じて検出リングの電流を測定し、集積回路のクラック状態を検出する。【選択図】図１

Description

本発明は、集積回路のクラック状態検出器およびクラック状態検出方法に関し、特に、集積回路の短絡または開回路状態を検出できる集積回路のクラック状態検出器およびクラック状態検出方法に関する。

集積回路の開発がより軽く、より薄く、より小さくなる方向に進むにつれて、集積回路のバックエンドでのパッケージングや検査も影響を受ける。より薄く、より複雑なパッケージングプロセスは、集積回路に小さなクラックを生成する可能性があり、クラックは、インピーダンスのより大きな変化（たとえば、開回路をもたらす）をより簡単に検出できるようにする必要がある。マイクロクラックのあるこれらの集積回路は、長期間使用した後で初めて故障することが多く、そのとき顧客から苦情が寄せられることになる。したがって、クラック状態による故障を検出する効果的なメカニズムを提供できれば、それを使用して製造プロセスのパラメータを評価および改善し、集積回路にマイクロクラックが発生する可能性を低減することができる。

マイクロクラックのある集積回路は、検出するのが困難であり、長期間の使用後にのみ故障することが多く、そのとき顧客から苦情が寄せられることになる。

本発明は、クラック状態による集積回路の短絡状態または開回路状態を効果的に検出することができる集積回路、クラック状態検出器、およびクラック状態検出方法を提供する。

本発明のクラック状態検出器は、検出リング、複数のスイッチ、および電流測定回路を含む。検出リングは、直列に結合された複数の導線セグメントにより形成される。検出リングは、集積回路の少なくとも１つのガードリングの側面に隣接して配置される。検出リングは、第１の基準電圧および第２の基準電圧を受け取る第１の端点および第２の端点を有する。スイッチの各々は、２つの隣接する導線セグメントの間に配置される。複数のスイッチは、それぞれ複数の制御信号に応じてターンオンまたはカットオフされる。電流測定回路は、制御信号を送信して、スイッチの各々のターンオンまたはカットオフ状態に応じて検出リングの電流を測定し、集積回路のクラック状態を検出する。

本発明の集積回路は、少なくとも１つのガードリングおよびクラック状態検出器を含む。ガードリングは集積回路の外周を囲んでいる。クラック状態検出器は、ガードリングに隣接して配置されている。

本発明のクラック状態の検出方法は、集積回路に適している。集積回路は、集積回路の外周を囲む少なくとも１つのガードリングを有する。クラック状態の検出方法は、検出リングをガードリングに隣接して配置し、検出リングは直列に結合された複数の導線セグメントによって形成するステップ、複数のスイッチを検出リングに配置し、各スイッチは２つの隣接する導線セグメントの間に配置するステップ、および複数の制御信号を送信して、複数のスイッチのターンオン状態またはカットオフ状態をそれぞれ制御するステップを含む。そして、集積回路のクラック状態を検出するために、検出リングの電流を測定するステップも含む。

以上に基づき、本発明のクラック状態検出器は、クラック状態による集積回路の開回路または短絡を自動的に検出することができ、且つクラック状態による集積回路の短絡の位置を効果的に検出することができ、したがって、集積回路の故障解析中に漏れ電流の位置を特定するのに役立つものである。

本発明の一実施形態によるクラック状態検出器の概略図である。 本発明の一実施形態による短絡状態検査の複数の実施状態の一つの概略図である。 本発明の一実施形態による短絡状態検査の複数の実施状態の一つの概略図である。 本発明の一実施形態による短絡状態検査の複数の実施状態の一つの概略図である。 本発明の一実施形態による短絡状態検査の複数の実施状態の一つの概略図である。 本発明の一実施形態による短絡状態検査の複数の実施状態の一つの概略図である。 本発明の一実施形態による短絡状態検査の複数の実施状態の一つの概略図である。 本発明の一実施形態による開回路状態検査の概略図である。 本発明の一実施形態による集積回路の概略図である。 本発明の一実施形態によるクラック状態の検出方法のフローチャートを示す。 本発明の別の実施形態によるクラック状態の検出方法のフローチャートを示す。

図１を参照すると、図１は本発明の一実施形態によるクラック状態検出器の概略図である。クラック状態検出器１００は、検出リング１１０、スイッチＳＷ１～ＳＷ１０、および電流測定回路１２０を含む。検出リング１１０は、互いに直列に順次結合された複数の導線セグメントＷＬＡ１～ＷＬＡ１１を含む。スイッチＳＷ１～ＳＷ１０は、検出リング１１０内に順次配置される。スイッチＳＷ１～ＳＷ１０の各々は、２つの隣接する導線セグメントＷＬＡ１～ＷＬＡ１１との間に配置される。具体的には、この実施形態では、スイッチＳＷ１は、隣接する導線セグメントＷＬＡ１とＷＬＡ２との間に配置され、スイッチＳＷ２は、隣接する導線セグメントＷＬＡ２とＷＬＡ３との間に配置され、以下同様である。したがって、スイッチＳＷ１～ＳＷ１０のそれぞれの配置位置は知ることができる。

スイッチＳＷ１～ＳＷ１０は、それぞれ制御信号ＣＴ１～ＣＴ１０を受信し、制御信号ＣＴ１～ＣＴ１０に応じてそれぞれターンオンまたはカットオフされる。

さらに、検出リング１１０はまた、第１の端点ＥＤ１および第２の端点ＥＤ２を有する。導線セグメントＷＬＡ１～ＷＬＡ１１は、第1の端点ＥＤ１と第２の端点ＥＤ２の間に順次配置される。第１の端点ＥＤ１は、第１の基準電圧ＶＤ１を受け取るように構成され、第２の端点ＥＤ２は、第２の基準電圧ＶＤ２を受け取るように構成され得る。さらに、検出リング１１０は、ガードリングＧＲ１～ＧＲ３の側面に配置され得る。ちなみに、ガードリングＧＲ１～ＧＲ３の数に制限はない。単一の集積回路では、１つまたは複数のガードリングが集積回路の外周に配置されることが多い。本発明のこの実施形態の検出リング１１０は、図１に示すように、集積回路の最も内側のガードリングＧＲ３の内側に配置することができる。あるいは、検出リング１１０はまた、ガードリングＧＲ１～ＧＲ３の任意の２つの間に配置してもよいが、それに限定されない。この実施形態では、ガードリングＧＲ１～ＧＲ３は、基準電圧ＶＳＳを受け取る。

電流測定回路１２０はスイッチＳＷ１～ＳＷ１１に結合され、且つ検出リング１１０の第１の端点ＥＤ１および第２の端点ＥＤ２に結合される。電流測定回路１２０は、第１の基準電圧ＶＤ１を第１の端点ＥＤ１に供給し、第２の基準電圧ＶＤ２を第２の端点ＥＤ２に供給するように構成される。さらに、電流測定回路１２０は、制御信号ＣＴ１～ＣＴ１０を発生してスイッチＳＷ１～ＳＷ１０のターンオンまたはカットオフ状態をそれぞれ制御する。スイッチＳＷ１～ＳＷ１０の各々は独立して制御され得る。

電流測定回路１２０は、クラック状態検出器１００が配置されている集積回路のクラック状態を検出するために、スイッチＳＷ１～ＳＷ１０のそれぞれのターンオンまたはカットオフ状態に従って、検出リング１１０の電流を測定するように構成される。

この実施形態では、集積回路のクラック状態の検出は、短絡状態検査および開回路状態検査を含み得る。図２Ａ～２Ｆを参照すると、図２Ａ～２Ｆは、本発明の一実施形態による短絡状態検査の複数の実施状態の概略図である。図２Ａでは、図１に示されるハードウェアアーキテクチャに基づいて、クラック状態検出器１００が短絡状態検査を実行するとき、電流測定回路１２０が、制御信号ＣＴ１～ＣＴ１０を送信して、スイッチＳＷ１～ＳＷ１０をすべてターンオンすることができる。加えて、電流測定回路１２０は、同じ電圧値の第１の基準電圧ＶＤ１および第２の基準電圧ＶＤ２を、検出リング１１０の第１の端点ＥＤ１および第２の端点ＥＤ２にそれぞれ送る。さらに、第１の基準電圧ＶＤ１および第２の基準電圧ＶＤ２の電圧値は、ガードリングＧＲ１～ＧＲ３が受ける基準電圧ＶＳＳの電圧値とは異なる。例えば、ガードリングＧＲ１～ＧＲ３が受ける基準電圧ＶＳＳは接地電圧とし得るが、第１の基準電圧ＶＤ１および第２の基準電圧ＶＤ２の電圧値は接地の電圧値よりも大きい任意の電圧値とし得る。

理想的な状態に基づいて、検出リング１１０の２つの端点（第１の端点ＥＤ１および第２の端点ＥＤ２）およびガードリングＧＲ１～ＧＲ３は互いに絶縁分離されている。したがって、理想的な状態では、検出リング１１０上の第１の端点ＥＤ１または第２の端点ＥＤ２とガードリングＧＲ１～ＧＲ３のいずれか１つとの間の電流測定回路１２０によって測定される電流はゼロになるはずである。しかしながら、実際の使用中に、集積回路にクラックが生じる可能性があり、それにより、ガードリングＧＲ１～ＧＲ３の少なくとも１つと検出リング１１０との間に短絡を生じる可能性がある。この短絡によって、検出リング１１０の第１の端点ＥＤ１および／または第２の端点ＥＤ２とガードリングＧＲ１～ＧＲ３の少なくとも１つがループを生成し、電流を生成する。したがって、電流測定回路１２０は、検出リング１１０の電流が予め設定された臨界値よりも大きいことを検出すると、集積回路にクラック状態が発生し、短絡が発生したと判断することができる。

臨界値は、電流測定誤差による電流測定回路１２０による短絡状態の誤判定を排除するために使用することができる。臨界値の大きさは、設計者が自由に設定することができる。

ちなみに、検出リング１１０が短絡により過電流を発生するのを防ぐために、検出リング１１０の第１の端点ＥＤ１と第２の端点ＥＤ２との間に、適切な抵抗値を有する抵抗を直列に結合することができる。

電流測定回路１２０は、検出リング１１０とガードリングＧＲ１～ＧＲ３との間に発生する短絡を検出すると、さらに短絡位置の検出を行うことができる。ここで、電流測定回路１２０は、検出リング１１０の電流を測定する前に、スイッチＳＷ１～ＳＷ１０の順次配置に従って、例えば、第１の順序（スイッチＳＷ１からスイッチＳＷ１０まで）または第２の順序（スイッチＳＷ１０からスイッチＳＷ１まで）に従って、スイッチＳＷ１～ＳＷ１０を１つずつカットオフすることができる。このとき、検出リング１１０とガードリングＧＲ１～ＧＲ３との間の短絡の位置が検出リング１１０の測定電流に従って決定される。第１の順序は第２の順序と反対である。

図２Ｂを参照すると、短絡路ＳＰ１が、ガードリングＧＲ１～ＧＲ３と、検出リング１１０の導線セグメントＷＬＡ３との間に生じている。この例では、第１のステップにおいて、第１の順序（スイッチSW１からスイッチSW１０まで）に従って、スイッチＳＷ１を最初にカットオフするが、スイッチＳＷ２～ＳＷ１０はターンオンのままにする。このとき、ガードリングＧＲ１～ＧＲ３は、短絡路ＳＰ１を介して第２端点ＥＤ２とループを生成し、これにより電流測定回路１２０によって測定される検出リング１１０の第２端点ＥＤ２と基準電圧ＶＳＳとの間の電流は臨界値よりも大きくなり得る。したがって、短絡位置検査を継続する必要がる。次に、第２のステップにおいて、スイッチＳＷ１とＳＷ２の両方をカットオフするが、残りのスイッチＳＷ３～ＳＷ１０はターンオンのままにする。ガードリングＧＲ１からＧＲ３は依然として短絡路ＳＰ１を介して第２の端点ＥＤ２とループを生成することができ、これにより、電流測定回路１２０によって測定される電流は臨界値より大きくなり得る。したがって、短絡位置検査操作を続行する必要がある。続いて、第３のステップにおいて、スイッチＳＷ１～ＳＷ３がすべてカットオフされる。このとき、短絡路ＳＰ１と検出リング１１０との間の接続が遮断され、残りのスイッチＳＷ４～ＳＷ１０がターンオンのままであることに留意されたい。したがって、電流測定回路１２０によって測定される検出リング１１０の電流は、臨界値よりも小さくなる。これに基づいて、短絡路ＳＰ１は、検出リング１１０のスイッチＳＷ３とＳＷ２との間の導線セグメントＷＬＡ３にあると決定することができ、短絡状態が検出リング１１０に発生する位置を得ることができる。

図２Ｃにおいて、すべてのスイッチＳＷ１～ＳＷ１０がカットオフされ、電流測定回路１２０によって測定される検出リング１１０の電流が依然として臨界値よりも大きい場合、それは、短絡路ＳＰ３がガードリングＧＲ１～ＧＲ３と導線セグメントＷＬＡ１との間に発生することおよび／または短絡路ＳＰ２がガードリングＧＲ１～ＧＲ３と導線セグメントＷＬＡ１１との間に発生することを示す。したがって、短絡状態が検出リング１１０上で発生する位置を依然として決定することができる。

さらに、図２Ｄにおいて、短絡路ＳＰ４がガードリングＧＲ１～ＧＲ３と検出リング１１０の導線セグメントＷＬＡ９との間に生じている。この例では、第２の順序（スイッチＳＷ１０からスイッチＳＷ１まで）に従って、第１のステップにおいて、スイッチＳＷ１０が最初にカットオフされるが、スイッチＳＷ９~SＷ１はターンオンされたままにされる。このとき、ガードリングＧＲ１～ＧＲ３は、短絡路ＳＰ４を介して第１端点ＥＤ１とループを生成し、これにより、電流測定回路１２０により測定される検出リング１１０の第１端点ＥＤ１と基準電圧ＶＳＳとの間の電流が臨界値よりも大きくなり得る。したがって、短絡位置検査を継続する必要がある。次に、第２のステップにおいて、スイッチＳＷ１０とＳＷ９の両方がさらにカットオフされるが、残りのスイッチＳＷ８～ＳＷ１はターンオンされたままにされる。ガードリングＧＲ１～ＧＲ３は依然として短絡路ＳＰ４を介して第１の端点ＥＤ１とループを生成することができ、これにより、電流測定回路１２０によって測定される電流は臨界値より大きくなり得る。したがって、短絡位置テスト動作を続行する必要がある。続いて、第３のステップにおいて、スイッチＳＷ１０～ＳＷ８がすべてカットオフされるが、残りのスイッチＳＷ７～ＳＷ１はターンオンのままにされる。このとき、短絡路ＳＰ４と検出リング１１０との間の接続がカットオフされていることに注目されたい。したがって、電流測定回路１２０により測定される検出リング１１０の電流は、臨界値よりも小さくなり得る。これに基づいて、短絡路ＳＰ４は、検出リング１１０上のスイッチＳＷ８とＳＷ９の間の導線セグメントＷＬＡ９上にあると決定することができ、短絡状態が検出リング１１０に発生する位置を得ることができる。

図２Ｃの例と同様に、第２の順序による検査のプロセスにおいて、すべてのスイッチＳＷ１０～ＳＷ１がカットオフされ、電流測定回路１２０により測定された検出リング１１０の電流が依然として臨界値よりも大きい場合、それは、短絡路が導線セグメントＷＬＡ１および/またはＷＬＡ１１で生じていることを示す。

図２Ｅの例では、電流測定回路１２０は、互いに異なる第１の基準電圧ＶＤ１および第２の基準電圧ＶＤ２を生成し、第１の端点ＥＤ１および第２の端点ＥＤ２にそれぞれ提供することができる。第１の基準電圧ＶＤ１が第２の基準電圧ＶＤ２よりも大きい場合、第２の基準電圧ＶＤ２は、ガードリングＧＲ１～ＧＲ３が受け取る基準電圧ＶＳＳに等しくしてもよい。対照的に、第１の基準電圧ＶＤ１が第２の基準電圧ＶＤ２よりも小さい場合、第１の基準電圧ＶＤ１は、ガードリングＧＲ１～ＧＲ３が受け取る基準電圧ＶＳＳに等しくしてもよい。

第１の基準電圧ＶＤ１および基準電圧ＶＳＳを例に取ると、スイッチＳＷ１～ＳＷ１０がすべてターンオンされると、電流測定回路１２０により測定される第２の端点ＥＤ２と基準電圧ＶＳＳとの間の電流は、臨界値よりも大きくなり得る。次に、スイッチが第１の順序（スイッチＳＷ１からスイッチＳＷ１０へ）に従って順次カットオフされる。たとえば、第１の段階では、スイッチＳＷ１がカットオフされる（スイッチＳＷ２～ＳＷ１０はオンのままである）。図２Ｅに基づくと、ガードリングＧＲ１～ＧＲ３と検出リング１１０との間に短絡路ＳＰ５が存在する。したがって、電流測定回路１２０により測定される第２の端点ＥＤ２と基準電圧ＶＳＳとの間の電流は、臨界値よりも大きいままであり、短絡位置検査を続行する必要があることを示す。第2段階では、スイッチSW2がカットオフされ、スイッチＳＷ３～ＳＷ１０はオンのままである。このとき、検出リング１１０の第２の端点ＥＤ２は、短絡路ＳＰ５を介して基準電圧ＶＳＳに接続されたままであり得るため、電流測定回路１２０によって測定される電流は臨界値よりも大きいままである。

第２段階では、スイッチＳＷ１は、カットオフでもオンでもどちらでもよく、制限はないことに留意されたい。

上記の手順に続いて、スイッチＳＷ３～ＳＷ８が、それぞれ、複数の段階で順次にカットオフされ得る。スイッチＳＷ８がカットオフされると、短絡路ＳＰ５と検出リング１１０の第２の端点ＥＤ２との間の接続経路が遮断される。したがって、電流測定回路１２０により測定される電流は臨界値よりも小さくなり得る。これに基づいて、短絡路ＳＰ５がスイッチＳＷ７とＳＷ８の間の導線セグメントで発生することを知ることができる。また、電流測定回路１２０により測定される電流が臨界値未満の場合、短絡状態位置検査を停止することができる。

ちなみに、電流測定回路１２０によって測定される電流が、スイッチＳＷ１０がカットオフされた後も臨界値よりも大きい場合、それは、スイッチＳＷ１０と第２の端点ＥＤ２との間に短絡路が発生していることを示す。

図２Ｆの例では、例として、第２の基準電圧ＶＤ２と基準電圧ＶＳＳが同じ電圧である。スイッチＳＷ１～ＳＷ１０がすべてターンオンにされると、電流測定回路１２０により測定される第１の端点と基準電圧ＶＳＳとの間の電流は、臨界値よりも大きくなり得る。次に、第２の順序（スイッチＳＷ１０からスイッチＳＷ１へ）に従って、スイッチが順次カットオフされる。たとえば、第１の段階では、スイッチＳＷ１０がカットオフされる（スイッチＳＷ９～ＳＷ１はオンのままである）。図２Ｆでは、ガードリングＧＲ１～ＧＲ３と検出リング１１０との間に短絡路ＳＰ６が存在する。したがって、電流測定回路１２０により測定される第１の端点ＥＤ１と基準電圧ＶＳＳとの間の電流は、臨界よりも大きいままであり、短絡位置検査を続行する必要があることを示す。第２の段階では、スイッチＳＷ９がカットオフされ、スイッチＳＷ８～ＳＷ１はオンのままである。このとき、検出リング１１０の第１端点ＥＤ１は、短絡路ＳＰ６を介して基準電圧ＶＳＳに接続されたままであり得るため、電流測定回路１２０により測定される電流は、臨界値よりも大きいままである。

第２の段階では、スイッチＳＷ１０は、カットオフでもオンでもどちらでもよく、制限はないことに留意されたい。

上記の手順に続いて、スイッチＳＷ８およびＳＷ７がそれぞれ複数の段階で順次に遮断され得る。図２Ｆでは、スイッチＳＷ７がカットオフされると、短絡路ＳＰ６と検出リング１１０の第１の端点ＥＤ１との間の接続経路が遮断される。したがって、電流測定回路１２０により測定される電流は、臨界値よりも小さくなり得る。これに基づいて、短絡路ＳＰ６がスイッチＳＷ７とＳＷ８の間の導線セグメントで発生する知ることができる。また、電流測定回路１２０により測定される電流が臨界値未満の場合には、短絡状態位置検査を停止することができる。

ちなみに、電流測定回路１２０により測定される電流が、スイッチＳＷ１がカットオフされた後も臨界値よりも大きい場合、それは、スイッチＳＷ１と第１の端点ＥＤ１との間に短絡路が発生していることを示す。

他方、図１を再度参照すると、集積回路の開回路状態の検査時に、電流測定回路１２０は、第１の基準電圧ＶＤ１と第２の基準電圧ＶＤ２を相違させ、制御信号ＣＴ１～ＣＴ１０を提供してスイッチＳＷ１～ＳＷ１０をすべてターンオンさせることができる。理論的には、検出リング１１０の第１の端点ＥＤ１と第２の端点ＥＤ２との間の電圧差（第１の基準電圧ＶＤ１と第２の基準電圧ＶＤ２との差）に基づいて、電流測定回路１２０は検出リング１１０において一定量の電流を測定できるはずである。したがって、電流測定開回路１２０が検出リング１１０の電流が臨界値よりも小さいことを検出した場合、それは、集積回路のクラック状態に起因して検出リング１１０の少なくとも一部に開回路状態が発生していることを示し、開回路状態検査を完了することができる。

短絡状態検査の前に開回路状態検査を実施することができ、開回路状態検査により検出リング１１０に開回路状態がないことを確認した後に短絡状態検査を実施することができることは注目に値する。

図３を参照すると、図３は本発明の一実施形態による開回路状態検査の概略図である。図３では、図１に示すハードウェアアーキテクチャに基づいて、開回路状態検査において、電流測定回路１２０は、制御信号ＣＴ１～ＣＴ１０を送信して、スイッチＳＷ１～ＳＷ１０をすべてターンオンすることができる。電流測定回路１２０はまた、検出リング１１０の第１の端点ＥＤ１および第２の端点ＥＤ２に、それぞれ異なる第１の基準電圧ＶＤ１および第２の基準電圧ＶＤ２を提供する。

正常状態では、検出リング１１０の第１の端点ＥＤ１と第２の端点ＥＤ２との間に形成されるループは、第１の基準電圧ＶＤ１と第２の基準電圧ＶＤ２との差に基づいて、一定の電流を有するはずである。したがって、電流測定回路１２０が、検出リング１１０の電流が予め設定された臨界値より小さいことを検出した場合、それは、集積回路のクラック状態に起因して検出リング１１０に開回路状態が発生しているかもしれないことを示す。

臨界値は、第１の基準電圧ＶＤ１と第２の基準電圧ＶＤ２との間の電圧差、および検出リング１１０の等価抵抗値に従って設定することができるが、これに限定されない。

図４を参照すると、図４は本発明の一実施形態による集積回路の概略図である。集積回路４００は、ガードリングＧＲ１～ＧＲ３、検出リング４１０、電流測定回路４２０、およびスイッチＳＷ１～ＳＷ８を含む。検出リング４１０、電流測定回路４２０、およびスイッチＳＷ１～ＳＷ８は、クラック状態検出器を形成する。検出リング４１０は、第１の端点ＥＤ１および第２の端点ＥＤ２を有する。スイッチＳＷ１～ＳＷ８は、第１の端点ＥＤ１と第２の端点ＥＤ２の間に順次配置され、電流測定回路４２０によって生成される制御信号ＣＴ１～ＣＴ８に応じて、それぞれターンオンまたはカットオフされる。電流測定開回路４２０は第１の基準電圧ＶＤ１および第２の基準電圧ＶＤ２をそれぞれ第１の端点ＥＤ１および第２の端点ＥＤ２に提供する。

ガードリングＧＲ１～ＧＲ３は、集積回路４００の外周に配置され、集積回路４００を取り囲む。検出リング４１０は、ガードリングＧＲ１～ＧＲ３の側面に配置され得る。この実施形態では、検出リング４１０は、最も内側のガードリングＧＲ３の内側に配置されている。本発明の他の実施形態では、検出リング４１０はガードリングＧＲ１～ＧＲ３のうちの２つの間に配置することもできる。検出リング４１０を構築するために使用される材料は、ガードリングＧＲ１からＧＲ３を構築するために使用される材料と同じとし得るが、それに限定されない。検出リング４１０およびガードリングＧＲ１～ＧＲ３は、当業者によく知られている方法で配置することができるが、これに限定されない。一実施形態では、ガードリングＧＲ１～ＧＲが受け取る基準電圧ＶＳＳは、集積回路４００内の接地電圧とし得る。

スイッチＳＷ１～ＳＷ８は、トランジスタなどの当業者によく知られている半導体デバイスによって構成することができる。

集積回路４００のクラック状態の検出中、電流測定回路４２０は、同じ電圧または異なる電圧の第１の基準電圧ＶＤ１および第２の基準電圧ＶＤ２をそれぞれ第１の端点ＥＤ１および第２の端点ＥＤ２に供給することができる。クラック状態の検出の詳細については図２Ａ～図３の前述の実施形態を参照することができ、ここでは繰り返し説明しない。

電流測定回路４２０は、電圧供給回路および制御信号生成回路を含み得る。電圧供給回路は、異なる検査に従って、同じ電圧または異なる電圧の第１の基準電圧ＶＤ１および第２の基準電圧ＶＤ２を提供することができる。制御信号生成回路は、コマンドの受信後に、短絡状態検査または開回路状態検査を開始し、制御信号ＣＴ１～ＣＴ８を生成するデジタル回路とし得る。集積回路４００は、外部デバイスにより供給される信号を受信してコマンドを生成することができる。

上記の説明から、本発明の集積回路４００は、いつでもの必要な時に集積回路４００のクラック状態の検出を実行できることが示されている。換言すれば、本発明の実施形態の集積回路４００は、信頼性検査の完了後いつでも、クラック状態の検出を１回以上実行することができる。長期間使用した後で、クラック状態の検出を1回以上行うこともできる。したがって、集積回路４００のクラック状態をいつでもリアルタイムに効果的に監視することができる。

本発明の実施形態では、スイッチＳＷ１～ＳＷ８の数および検出リング４１０上のそれらの配置位置に制限がないことは注目に値する。設計者は、スイッチＳＷ１～ＳＷ８の数およびスイッチＳＷ１～ＳＷ８のそれぞれの位置を集積回路４００の物理的構造および/または検出分解能の要件に応じて決定することができ、制限はない。

図５を参照すると、図５は、本発明の一実施形態によるクラック状態の検出方法のフローチャートを示す。図５の検出プロセスは、集積回路に適用可能である。集積回路は、集積回路の外周を取り囲む少なくとも１つのガードリングを有する。ステップＳ５１０において、検出リングが少なくとも１つのガードリングに隣接して配置され、検出リングは、直列に結合された複数の導線セグメントによって形成される。ステップＳ５２０において、複数のスイッチが検出リング上に配置され、各スイッチは２つの隣接する導線セグメントの間に配置される。次に、ステップＳ５３０において、複数の制御信号が複数のスイッチに送信されて、それぞれのスイッチをターンオンまたはカットオフ状態に制御する。そして、ステップＳ５４０において、集積回路のクラック状態を検出するために、検出リングの電流が測定される。

上記のステップの実施の詳細については前述の複数の実施形態および実装の詳細な説明を参照することができ、ここでは繰り返し説明されない。

図６を参照すると、図６は本発明の別の実施形態によるクラック状態の検出方法のフローチャートを示す。ステップＳ６１０において、開回路状態検査が実施され、検査結果が、検出リングが開回路状態であることを示したとき、開回路状態の検出（ステップＳ６１１）が指示される。ステップＳ６１０の開回路状態検査は、図３の前述の実施形態の説明に従って実行することができ、その説明はここでは繰り返さない。

ステップＳ６１０が、検出リングに開回路がないことを検出した場合、ステップＳ６２０を実行して、短絡状態の検出を実行することができる。ステップＳ６２０の短絡状態検査を、図２Ａの前述の実施形態の説明に従って実行することができ、その説明はここでは繰り返さない。ステップＳ６２０の検査結果が、検出リングが短絡状態にあることを示した場合、ステップＳ６３０の短絡位置の検出を実行することができる。対照的に、ステップＳ６２０の検査結果が、検出リングに短絡がないことを示す場合、検出リングに開回路も短絡もないことが指示される（ステップＳ６２１）。

ステップＳ６３０は、図２Ｂ～２Ｆの実施状態のうちの少なくとも１つによって実行することができ、ここでは繰り返し説明しない。検出リングの電流が臨界値未満であると検出された場合、短絡位置が検出され、検査が停止され得る（ステップＳ６３１）。ステップＳ６３０が、検出リングの電流が臨界値よりも大きいことを検出し続ける場合、それは端点（第１の端点および／または第２の端点）が損傷した可能性があり、検査が停止される（ステップＳ６３２）。

要約すると、本発明は、検出リングを配置し、その検出リング内に複数のスイッチを配置すること、検出リングの２つの端点に異なるまたは同じ基準電圧を提供すること、さらにスイッチをターンオンまたはカットオフすることによって、クラックによる集積回路の短絡または開回路を効果的に検出することができる。本発明の実施形態のクラック状態検出器は、集積回路内に配置され、したがって、いつでも作動させることができる。これは、故障解析中に集積回路の電流漏れの位置を特定するのに役立ち、集積回路の製造プロセスおよび製造パラメータのさらなる調整を行うことが可能になり、集積回路の信頼性を向上させることができる。

本発明は、上述の例示的な実施形態とともに開示してきたが、それらは本発明を限定することを意図するものではない。当業者は、本発明の精神および範囲内において様々な変更および修正を行うことができる。したがって、本発明の範囲は、本明細書に添付された特許請求の範囲およびそれらの同等物によって特定される。

本発明のクラック状態検出器は、クラック状態に起因する集積回路の開回路または短絡を自動的に検出することができ、且つクラック状態に起因する集積回路の短絡の位置を効果的に検出することができるので、集積回路の故障解析時に漏れ電流の位置を特定するのに役立つ。これにより、製造工程のパラメータを評価し改善し、集積回路に微小クラックが発生する可能性を低減することができ、微小クラックによる故障による将来の顧客からの苦情を防ぐことができる。

１００：クラック状態検出器
１１０：検出リング
１２０：電流測定回路
ＣＴ１～ＣＴ１０：制御信号
ＥＤ１：第１の端点
ＥＤ２：第２の端点
ＳＷ１～ＳＷ１０：スイッチ
ＶＤ１：第１の基準電圧
ＶＤ２：第２の基準電圧
ＶＳＳ：基準電圧
ＷＬＡ１～ＷＬＡ１１：導線セグメント
ＧＲ１～ＧＲ３：ガードリング

Claims (20)

1. 集積回路に適したクラック状態検出器であって、
   直列に結合された複数の導線セグメントにより形成された検出リングであり、前記集積回路の少なくとも１つのガードリングの側面に隣接して配置され且つ第１の基準電圧および第２の基準電圧をそれぞれ受け取る第１の端点および第２の端点を有する、検出リングと、
   複数のスイッチであり、各々が２つの隣接する導線セグメントの間にそれぞれ配置され且つ複数の制御信号に応じてそれぞれターンオンまたはカットオフされる、複数のスイッチと、
   前記集積回路のクラック状態を検出するために、前記複数の制御信号を送信し、前記複数のスイッチの各々のそれぞれのターンオンまたはカットオフ状態に応じて前記検出リングの電流を測定する電流測定回路と、
   を備える、クラック状態検出器。
2. 短絡状態検査において、前記電流測定回路は、前記第１の基準電圧と前記第２の基準電圧を同じ電圧にすることができるとともに、前記第１の基準電圧と前記少なくとも１つのガードリングにより受け取られる第３の基準電圧を異なる電圧にすることができ、前記電流測定回路は、前記複数のスイッチがすべてターンオンされたとき、前記検出リングの前記電流を測定することによって前記集積回路の前記クラック状態を決定する、請求項１に記載のクラック状態検出器。
3. 前記短絡状態検査において、前記電流測定回路は、前記検出リングの前記電流が臨界値より大きくなるとき、前記検出リングと前記少なくとも１つのガードリングとの間に短絡が発生すると決定する、請求項２に記載のクラック状態検出器。
4. 前記短絡状態検査において、前記電流測定回路は、さらに、前記複数のスイッチの各々を、前記複数のスイッチの順次配置の第１の順序に従って１つずつカットオフすることができ、前記検出リングの前記電流が前記臨界値よりも大きくなるとき、前記検出リングの前記電流に応じて、前記検出リングと前記少なくとも１つのガードリングとの間で前記短絡が発生する位置を決定することができる、請求項３に記載のクラック状態検出器。
5. 前記短絡状態検査において、前記電流測定回路は、さらに、前記複数のスイッチの各々を、前記複数のスイッチの前記順次配置の前記第１の順序とは反対の第２の順序に従って１つずつカットオフすることができ、前記検出リングの前記電流が前記臨界値より大きくなるとき、前記検出リングの前記電流に応じて、前記検出リングと前記少なくとも１つのガードリングとの間で前記短絡が発生する前記位置を決定することができる、請求項４に記載のクラック状態検出器。
6. 短絡状態検査において、前記電流測定回路は、前記第１の基準電圧と前記第２の基準電圧を異ならせることができ、前記クラック状態検出器は、初期時間間隔中に前記複数のスイッチをすべてターンオンすることができ、前記初期時間間隔後に前記複数のスイッチの各々を第１の順序に従ってカットオフすることができ、前記電流測定回路は、前記検出リングの前記電流が臨界値より小さいかどうかに応じて前記集積回路の前記クラック状態を決定する、請求項１に記載のクラック状態検出器。
7. 前記短絡状態検査において、前記初期時間間隔中に前記複数のスイッチをすべてターンオンすることができ、前記初期時間間隔後に前記複数のスイッチの各々を前記第１の順序と反対の第２の順序に従ってカットオフすることができ、前記電流測定回路は、前記検出リングの前記電流が前記臨界値よりも小さいかどうかに応じて、前記集積回路の前記クラック状態を決定する、請求項６に記載のクラック状態検出器。
8. 開回路状態検査において、前記電流測定回路は、前記第１の基準電圧と前記第２の基準電圧を異ならせることができるとともに、前記複数のスイッチをすべてターンオンさせることができ、前記電流測定回路は、前記検出リングの前記電流に応じて前記集積回路の前記クラック状態を決定する、請求項１に記載のクラック状態検出器。
9. 前記開回路状態検査において、前記電流測定回路は、前記検出リングの前記電流が閾値より小さいことを検出したとき、前記検出リングに開回路が生じたことを決定する、請求項８に記載のクラック状態検出器。
10. 前記開回路状態検査は短絡状態検査の前に行う、請求項８に記載のクラック状態検出器。
11. 集積回路の外周を取り囲む少なくとも１つのガードリングと、
    前記集積回路内に配置された請求項１に記載のクラック状態検出器と、を備える、集積回路。
12. 集積回路の外周を取り囲む少なくとも１つのガードリングを有する集積回路に適したクラック状態検出方法であって、該クラック状態検出方法は、
    前記少なくとも１つのガードリングに隣接して検出リングを配置するステップであり、前記検出リングは、直列に結合された複数の導線セグメントにより形成され且つそれぞれ第１の基準電圧および第２の基準電圧を受け取る第１の端点および第２の端点を有する、ステップと、
    前記検出リングに複数のスイッチを配置するステップであり、前記複数のスイッチの各々は２つの隣接する導線セグメントの間に配置される、ステップと、
    複数の制御信号を送信して、前記複数のスイッチのターンオンまたはカットオフ状態をそれぞれ制御するステップと、
    前記集積回路のクラック状態を検出するために、前記検出リングの電流を測定するステップと、
    を含む、クラック状態検出方法。
13. 短絡状態検査において、
    前記第１の基準電圧と前記第２の基準電圧は同じにすることができるとともに、前記第１の基準電圧と前記少なくとも１つのガードリングにより受け取られる第３の基準電圧は相違させることができ、
    前記集積回路の前記クラック状態を決定するために、前記複数のスイッチがすべてターンオンされたとき、前記検出リングの前記電流を測定する、
    請求項１２に記載のクラック状態検出方法。
14. 前記短絡状態検査において、前記検出リングの前記電流が閾値より大きいとき、前記検出リングと前記少なくとも１つのガードリングとの間で短絡が発生していると決定する、請求項１３に記載のクラック状態検出方法。
15. 前記短絡状態検査において、
    前記検出リングの前記電流が臨界値よりも大きいときに、前記複数のスイッチの各々を第１の順序に従って１つずつカットオフし、
    前記検出リングと前記少なくとも１つのガードリングとの間で前記短絡が発生している位置を前記検出リングの前記電流に従って決定する、請求項１４に記載のクラック状態検出方法。
16. 前記短絡状態検査において、
    前記検出リングの前記電流が前記臨界値よりも大きいときに、前記複数のスイッチの各々を前記第１の順序とは反対の第２の順序に従って１つずつカットオフし、
    前記検出リングと前記少なくとも１つのガードリングとの間で前記短絡が発生している前記位置を前記検出リングの前記電流に従って決定する、請求項１５に記載のクラック状態検出方法。
17. 短絡状態検査において、
    前記第１の基準電圧と前記第２の基準電圧を異ならせることができ、
    前記複数のスイッチを初期時間間隔中にすべてオンにすることができ、
    前記初期時間間隔後に、前記複数のスイッチの各々を、第１の順序に従ってカットオフすることができ、
    前記検出リングの前記電流が臨界値より低いかどうかに従って前記集積回路の前記クラック状態を決定する、請求項１２に記載のクラック状態検出方法。
18. 前記短絡状態検査において、
    前記第１の基準電圧と前記第２の基準電圧を異ならせることができ、
    前記複数のスイッチを初期時間間隔中にすべてターンオンすることができ、
    前記初期時間間隔後に前記複数のスイッチの各々を前記第１の順序とは反対の第２の順序に従ってカットオフすることができ、
    前記検出リングの前記電流が臨界値より低いかどうかによって前記集積回路の前記クラック状態を決定する、請求項１７に記載のクラック状態検出方法。
19. 開回路状態検査において、
    前記第１の基準電圧と前記第２の基準電圧を異ならせることができ、
    前記複数のスイッチをすべてターンオンすることができ、前記検出リングの前記電流が臨界値より低いことが検出されるとき、前記検出リングに開回路が発生したと決定する、請求項１２に記載のクラック状態検出方法。
20. 前記開回路状態検査は、短絡状態検査の前に行う、請求項１９に記載のクラック状態検出方法。

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