JPH0949863A - 半導体集積回路装置の故障検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検査専用端子の追加を最小限に抑え、しか
も、既存の機能ブロックと新規の機能ブロックからなる
半導体集積回路装置の故障検査を効率的に行う。 【解決手段】 既存の機能ブロック２へのすべての入力
および新規の機能ブロック２からのすべての出力の検査
を行う故障検査回路を、スキャンチェーン２０を成すよ
うに接続され同一のスキャンテストデータ入力端子１８
から内部状態の制御が可能でかつ同一のスキャンテスト
データ出力端子１９から内部状態の観測が可能なスキャ
ンフリップフロップ４〜９を用いて設計し、故障検査回
路による機能ブロック２に対応した既存の故障検査系列
を流用し、故障検査回路による機能ブロック３に対応し
た新規の故障検査系列を作成し、既存の故障検査系列と
新規の故障検査系列とを合成して機能ブロック２，３の
検査を同時に行う統合故障検査系列を生成し、この統合
故障検査系列を用いて検査を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体集積回路
装置の故障検査方法に関するものであり、特に、既存の
論理回路からなる第１の機能ブロックと新規の論理回路
からなる第２の機能ブロックを組み合わせて構成した半
導体集積回路装置の故障検査を行うための故障検査回路
の設計と、この故障検査回路に対応した故障検査系列の
生成に係るものである。故障検査系列とは故障検査を行
うために検査対象の機能ブロックに加える時系列的な故
障検査用のテストパターンのことを意味している。

【０００２】

【従来の技術】論理回路内部に故障が存在する場合、論
理回路への故障検査用のテストパターンの印加により、
論理回路の出力端子で観測される値が、故障が存在しな
い場合とは異なる値となるときに、そのテストパターン
で故障が検出されたことになる。出荷検査では、あらか
じめ想定される故障のうち、できるだけ多くの故障を検
出するテストパターンが必要となる。

【０００３】一般に、論理回路の故障検査を行うには、
論理回路に付設する故障検査回路を設計することと、こ
の故障検査回路に対応した故障検査系列を生成すること
が必要である。論理回路は論理素子で構成されており、
論理回路の故障は、通常論理素子の入力または出力が論
理値０または１のまま変化しないという縮退故障（それ
ぞれ０縮退故障、１縮退故障という）でモデル化され
る。例えば、ごく簡素な１個の２入力ＡＮＤゲート（論
理式：Ｃ＝Ａ×Ｂ）からなる論理回路の場合、想定され
る故障（一方の入力端子ａａの０縮退故障、一方の入力
端子ａａの１縮退故障、他方の入力端子ｂｂの０縮退故
障、他方の入力端子ｂｂの１縮退故障、出力端子ｃｃの
０縮退故障、出力端子ｃｃの１縮退故障）を検出する故
障検査系列は、（Ａ，Ｂ）＝（０，１），（１，０），
（１，１）となる。

【０００４】一般に、論理回路からなる半導体集積回路
装置の回路設計を迅速に行うために、すでに設計された
論理回路からなる機能ブロックを全体の回路の一部とし
て組み込んで設計することがよくある。従来、このよう
な半導体集積回路装置における故障検査方法としては、
既に設計された論理回路からなる第１の機能ブロックと
それ以外の新規の論理回路からなる第２の機能ブロック
とを分離し、検査時にはマルチプレクサを用いて構成さ
れ第１および第２の機能ブロックを別々にアクセスでき
るような故障検査回路を付加していた。

【０００５】既に設計された論理回路からなる第１の機
能ブロックとそれ以外の新規の論理回路からなる第２の
機能ブロックとを分離して検査を行うのは、以下の理由
からである。つまり、半導体集積回路装置は、大規模に
なればなるほど、想定される故障の数も多くなり、故障
検出のためのテストパターンの生成が困難になるが、そ
の半導体集積回路装置の内部をいくつかの機能ブロック
に分割して故障検査を行うようにすれば、一つ一つの機
能ブロックに対するテストパターンは、生成対象となる
回路規模が小さくなるため、比較的容易に生成すること
ができるためである。

【０００６】ここで、上記のような既存の論理回路から
なる第１の機能ブロックと新規の論理回路からなる第２
の機能ブロックを組み合わせて構成した半導体集積回路
装置の故障検査を行う半導体集積回路装置の故障検査方
法の従来例について、図面を用いて説明する。図３は従
来の半導体集積回路装置の故障検査方法を説明するため
の半導体集積回路装置のブロック図である。

【０００７】図３において、２１は半導体集積回路装
置、２２は既存の論理回路よりなる第１の機能ブロッ
ク、２３は新規の論理回路よりなる第２の機能ブロック
である。２４〜２７は２つの入力のいずれか一方を選択
的に出力するマルチプレクサ、２８は第１の機能ブロッ
ク２２へのデータ入力端子、２９は第２の機能ブロック
２３へのデータ入力端子、３０は第１の機能ブロック２
２からのデータ出力端子、３１は第２の機能ブロック２
３からのデータ出力端子、３２はマルチプレクサ２４，
２５を制御するマルチプレクサ制御端子、３３はマルチ
プレクサ２６，２７を制御するマルチプレクサ制御端子
である。上記のマルチプレクサ２４〜２７がそれらの相
互間を結ぶデータ線ならびにデータ入力端子２８，２９
との間を結ぶデータ線およびマルチプレクサ制御端子３
２，３３との間を結ぶ制御線とともに故障検査回路を構
成している。

【０００８】ここで、図３の半導体集積回路装置の通常
動作時のデータの流れ、第１の機能ブロック２２の故障
検査時のデータの流れ、第２の機能ブロック２３の故障
検査時のデータの流れについて説明する。マルチプレク
サ２４〜２７によるデータの経路の切り替えは、マルチ
プレクサ制御端子３２，３３へ加える制御信号によって
行う。

【０００９】まず、通常動作時には、データ入力端子２
８から入力されたデータは第１の機能ブロック２２の入
力端子２２ａに加えられ、データ入力端子２９から入力
されたデータは第２の機能ブロック２３の入力端子２３
ａに加えられる。第１の機能ブロック２２の出力端子２
２ｂから出力されたデータはマルチプレクサ２４を通し
て第２の機能ブロック２３の入力端子２３ｄに入り、同
じく出力端子２２ｃから出力されたデータはマルチプレ
クサ２５を通してデータ出力端子３０へ送られる。第２
の機能ブロック２３の出力端子２３ｂから出力されたデ
ータはマルチプレクサ２６を通して第１の機能ブロック
２２の入力端子２２ｄに入り、同じく出力端子２３ｃか
ら出力されたデータはマルチプレクサ２７を通してデー
タ出力端子３１へ送られる。

【００１０】つぎに、第１の機能ブロック２２の故障検
査時には、データ入力端子２８から入力されたデータは
第１の機能ブロック２２の入力端子２２ａに加えられ、
データ入力端子２９から入力されたデータはマルチプレ
クサ２６を通して第１の機能ブロック２２の入力端子２
２ｄに加えられる。第１の機能ブロック２２の出力端子
２２ｂから出力されたデータはマルチプレクサ２４を通
し、さらにマルチプレクサ２７を通してデータ出力端子
３１へ送られ、同じく出力端子２２ｃから出力されたデ
ータはマルチプレクサ２５を通してデータ出力端子３０
へ送られる。そして、この状態で所定のテストパターン
を与えて第１の機能ブロック２２の故障検査を行う。

【００１１】つぎに、第２の機能ブロック２３の故障検
査時には、データ入力端子２８から入力されたデータは
マルチプレクサ２４を通して第２の機能ブロック２３の
入力端子２３ｄに加えられ、データ入力端子２９から入
力されたデータは第２の機能ブロック２３の入力端子２
３ａに加えられる。第２の機能ブロック２３の出力端子
２３ｂから出力されたデータはマルチプレクサ２６を通
し、さらにマルチプレクサ２５を通してデータ出力端子
３０へ送られ、同じく出力端子２３ｃから出力されたデ
ータはマルチプレクサ２７を通してデータ出力端子３１
へ送られる。そして、この状態で所定のテストパターン
を与えて第１の機能ブロック２２の故障検査を行う。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】以上述べてきたよう
に、従来の半導体集積回路装置の故障検査方法では、上
述の故障検査回路の付加により、第１の機能ブロック２
２の制御および観測が直接行え、また第２の機能ブロッ
ク２３の制御および観測が直接行えるが、同一時刻には
第１および第２の機能ブロック２２，２３のいずれか一
方しか検査できず、検査対象外の機能ブロックの回路状
態は変化せず、検査効率が悪いという問題があった。

【００１３】また、第１および第２の機能ブロック２
２，２３の入力および出力を直接に制御または観測する
ために多数の検査専用端子の付加が必要になるという問
題があった。ここで、この問題について、図４および図
５を参照しながら説明する。図４は第１の機能ブロック
２２および第２の機能ブロック２３からなる半導体集積
回路装置２１（故障検査回路を設けていない）を示し、
図５は、故障検査回路を付加した半導体集積回路装置２
１を示している。

【００１４】図４では、データ入力端子２８の個数（言
い換えると、信号線の本数、以下同じ）がｉ個であり、
データ入力端子２９の個数がｊ個であり、データ出力端
子３０の個数がｋ個であり、データ出力端子３１の個数
がｌ個であることを示している。図５では、データ入力
端子２８の個数がｍ個であり、データ入力端子２９の個
数がｎ個であり、データ出力端子３０の個数がｎ個であ
り、データ出力端子３１の個数がｍ個であることを示し
ている。ただし、各端子の個数ｉ，ｊ，ｋ，ｌ，ｍ，ｎ
の大小関係は、ｉ＜ｍ、ｊ＜ｎ、ｌ＜ｍ、ｋ＜ｎとして
いる。

【００１５】図４と図５とを比較すると、図５の回路構
成の場合は、図４の回路構成に比べて、マルチプレクサ
制御端子３２，３３の他に、データ入力端子２８，２９
については（ｍ＋ｎ−ｉ−ｊ）個の検査専用端子が、デ
ータ出力端子３０，３１については（ｍ＋ｎ−ｋ−ｌ）
個の検査専用端子が、検査のためにそれぞれ追加される
ことになることが明らかである。なお、ｉとｍ、ｊと
ｎ、ｌとｍ、ｋとｎのそれぞれの大小関係により追加さ
れるデータ端子の個数が異なるので、これら大小関係に
よっては相当数の検査専用端子の追加が必要になる。

【００１６】したがって、この発明の目的は、検査専用
端子の追加を最小限に抑えることができ、しかも、既存
の論理回路からなる第１の機能ブロックと新規の論理回
路からなる第２の機能ブロックで構成される半導体集積
回路装置の故障検査を効率的に行うことができる半導体
集積回路装置の故障検査方法を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この発明の半導体集積回
路装置の故障検査方法は、既存の論理回路からなる第１
の機能ブロックと新規の論理回路からなる第２の機能ブ
ロックを組み合わせて構成した半導体集積回路装置の故
障検査を行う半導体集積回路装置の故障検査方法であっ
て、第１の機能ブロックへのすべての入力および第１の
機能ブロックからのすべての出力の検査を行う故障検査
回路を、スキャンチェーンを成すように接続され同一の
スキャンテストデータ入力端子から内部状態の制御が可
能でかつ同一のスキャンテストデータ出力端子から内部
状態の観測が可能なスキャンフリップフロップ群を用い
て設計し、故障検査回路による第１の機能ブロックに対
応した既存の故障検査系列を流用し、故障検査回路によ
る第２の機能ブロックに対応した新規の故障検査系列を
作成し、既存の故障検査系列と新規の故障検査系列とを
合成して第１および第２の機能ブロックの検査を同時に
行う統合故障検査系列を生成し、この統合故障検査系列
を用いて第１および第２の機能ブロックの検査を同時に
行うことを特徴とする。

【００１８】このように、スキャンチェーンを成すよう
に接続されたスキャンフリップフロップ群を用いて故障
検査回路を設計することにより、検査専用端子の付加を
最小限にとどめることができる。また、第１の機能ブロ
ックに対応した既存の故障検査系列を流用し、故障検査
回路による第２の機能ブロックに対応した新規の故障検
査系列を作成し、既存の故障検査系列と新規の故障検査
系列とを合成して統合故障検査系列を生成し、この統合
故障検査系列を用いて第１および第２の機能ブロックの
検査を同時に行うので、同時刻に半導体集積回路装置全
体を検査する効率的な故障検査を実現することができ
る。

【００１９】同時刻に回路全体を検査することができる
のは、第１の機能ブロックと第２の機能ブロックのすべ
ての入力状態をある時点までに半導体集積回路装置の外
部のデータ入力端子からスキャンチェーンを成すように
接続されたスキャンフリップフロップ群で構成されたシ
フトレジスタの動作によって設定することができ、それ
らを全部同時刻に各部分に入力することによって得られ
る出力状態をシフトレジスタの動作によって半導体集積
回路装置の外部のデータ出力端子で観測することができ
るからである。

【００２０】ここで、故障検査回路の設計とは、故障検
査のためにスキャンフリップフロップを用いた故障検査
のための回路を作成することであり、このスキャンフリ
ップフロップによる回路設計を行うことにより、値を決
定することが困難なフリップフロップ（∵前状態に依存
する）に対して容易に値を決定すること、および状態を
観測することが可能となる。

【００２１】また、故障検査回路の設計と故障検査系列
（テストパターン）の生成との関係について説明する。
上記の両者は互いに密接な関係があり、半導体の出荷検
査で不良品を見つけるためには、検査の際、回路の入力
端子にテストパターンを印加するが、回路が大規模にな
ればなるほど、外部端子から内部状態を設定したり観測
したりするのが困難になるため、テストパターンを生成
するのが困難になるという問題が発生する。その問題点
を解決するため、上記の内部状態の設定／観測が容易に
なるような故障検査回路を付加し、その回路構成に従っ
てテストパターンを生成するのである。

【００２２】そして、テストパターンを生成する際に、
全体のテストパターンを一から生成するのではなく、既
存の機能ブロックのテストパターンを流用して、既存の
機能ブロックと新規の機能ブロックを同時に検査するこ
とができるテストパターンを生成することにより、テス
トパターンの生成を効率良く行えるようにしている。な
お、既存の機能ブロックのテストパターンとは、既存の
機能ブロックのみをテストするためのテストパターンで
あり、このテストパターンは、以前に既存の機能ブロッ
クを作成した際に作成済みであるため、このテストパタ
ーンを流用して新規の機能ブロックも同時にテストでき
るようなテストパターンを生成して、そのテストパター
ンを用いて検査をすれば効率良く検査を行うことが可能
となる。この際、既存の機能ブロックおよび新規の機能
ブロックの内部の状態は、すべてスキャンフリップフロ
ップのシフトレジスタの機能で設定したり観測したりで
きるので、既存の機能ブロックおよび新規の機能ブロッ
クの内部の検査は同時に行うことが可能となる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を、
図１および図２を用いて説明する。図１はこの発明の半
導体集積回路装置の故障検査方法の実施の形態におい
て、既存の論理回路からなる第１の機能ブロックと新規
の論理回路からなる第２の機能ブロックを組み合わせて
構成した半導体集積回路装置のブロック図を示してい
る。この半導体集積回路は、スキャン設計法を用いた回
路分割例を示したものである。なお、スキャン設計法と
は、論理回路の故障検査を容易にするための設計手法の
一つで、論理回路に含まれるフリップフロップに対し、
テスト専用のパスを通して制御、観測を可能とする設計
手法のことである。

【００２４】このスキャン設計法では、既存の論理回路
からなる第１の機能ブロックには、その部分だけについ
ての既存の入力パターンの設定や出力値の観測を機械的
なシフト動作で行うスキャンフリップフロップ群を付加
するが、新規の論理回路からなる第２の機能ブロックに
ついては今回新規にパターンを生成するため、半導体集
積回路装置の外部ピンとの値のやりとりにフリップフロ
ップを介する必要はない。しかし、第１の機能ブロック
との間のデータのやりとりについては、テスト時には外
部からスキャンフリップフロップのシフト動作だけで設
定・観測を行えば、第２の機能ブロックのパターン生成
も容易に行える。

【００２５】図１において、１は故障検査の対象となる
半導体集積回路装置、２は既存の論理回路からなる第１
の機能ブロック、３は新規の論理回路からなる第２の機
能ブロックである。４〜９はそれぞれスキャンフリップ
フロップで、１本のスキャンチェーン２０を成すように
接続している。１０〜１３はそれぞれ通常データ入力端
子、１４，１５は通常データ出力端子、１６はクロック
入力端子、１７はモードセレクト端子、１８は外部入力
端子であるスキャンテストデータ入力端子、１９は外部
出力端子であるスキャンテストデータ出力端子である。

【００２６】ここで、図１の回路構成について詳しく説
明する。この半導体集積回路装置は、クロック入力端子
１６にスキャンフリップフロップ４〜９のクロック入力
端を共通に接続するとともに、モードセレクト端子１７
にスキャンフリップフロップ４〜９のモードセレクト端
を共通に接続している。また、スキャンテストデータ入
力端子１８にスキャンフリップフロップ４の一方の入力
端子を接続し、スキャンフリップフロップ４の出力端子
にスキャンフリップフロップ５の一方の入力端子を接続
し、スキャンフリップフロップ５の出力端子にスキャン
フリップフロップ６の一方の入力端子を接続し、スキャ
ンフリップフロップ６の出力端子にスキャンフリップフ
ロップ７の一方の入力端子を接続し、スキャンフリップ
フロップ７の出力端子にスキャンフリップフロップ８の
一方の入力端子を接続し、スキャンフリップフロップ８
の出力端子にスキャンフリップフロップ９の一方の入力
端子を接続し、スキャンフリップフロップ９の出力端子
をスキャンテストデータ出力端子１９に接続しており、
この接続構成が単一のスキャンテストデータ入力端子１
８から内部状態の制御を行ったり、単一のスキャンテス
トデータ出力端子１９から内部状態の観測を行ったりす
ることを可能とする、１本のスキャンチェーン２０を構
成している。クロック入力端子１６およびモードセレク
ト端子１７は、通常動作およびスキャン動作を切り替え
るために設けられている。

【００２７】また、通常データ入力端子１０，１１にス
キャンフリップフロップ４，５の他方の入力端子をそれ
ぞれ接続し、通常データ入力端子１２，１３に第２の機
能ブロック３の入力端子３ａ，３ｂをそれぞれ接続して
いる。スキャンフリップフロップ４，５の出力端子を第
１の機能ブロック２の入力端子２ａ，２ｂにそれぞれ接
続している。スキャンフリップフロップ６の他方の入力
端子に第１の機能ブロック２の出力端子２ｄを接続し、
スキャンフリップフロップ６の出力を第２の機能ブロッ
ク３の入力端子３ｃに接続し、スキャンフリップフロッ
プ７の他方の入力端子に第２の機能ブロック３の出力端
子３ｄを接続し、スキャンフリップフロップ７の出力端
子を第１の機能ブロック２の入力端子２ｃに接続してい
る。スキャンフリップフロップ８の他方の入力端に第１
の機能ブロック２の出力端子２ｆを接続し、スキャンフ
リップフロップ９の他方の入力端に第１の機能ブロック
２の出力端子２ｅを接続し、第２の機能ブロック３につ
いては、出力端子３ｅ，３ｆをそれぞれ通常データ出力
端子１４，１５に接続している。

【００２８】スキャンフリップフロップとは、出荷検査
時にフリップフロップの内部状態の設定や観測が容易に
なるように、通常データ入力ピンの他にテストデータ入
力ピンと、これら二つの入力を切り換えるためのモード
セレクトピンを追加したフリップフロップのことで、内
部状態の設定または観測の際には、シフトレジスタとし
て使用するものである。

【００２９】ここで、スキャンフリップフロップ４〜９
の動作について説明する。最初は、モードセレクト端子
１７に各スキャンフリップフロップ４〜７がテストデー
タを取り込むモードに設定する値を入れる。クロック入
力端子１６から１回のクロック信号（通常はパルス信
号。図１の例では、クロック信号の立ち上がり）毎に一
つのスキャンフリップフロップのデータが入力から出力
へシフトする。シフトが終わり、第１の機能ブロック２
のすべての入力および第２の機能ブロック３のすべての
入力が設定されると、つぎにモードセレクト端子１７に
各スキャンフリップフロップ４〜９が通常データを取り
込むモードに切り換える。つぎに入るクロック信号でス
キャンフリップフロップ６，８，９には、第１の機能ブ
ロック２からの出力、フリップフロップ７には第２の機
能ブロック３からの出力が取り込まれる。つづいて、モ
ードセレクト端子１７を再び各スキャンフリップフロッ
プがテストデータを取り込むモードに切り換える。そし
て、続々とクロック信号を入れていくと、各スキャンフ
リップフロップで第１の機能ブロック２または第２の機
能ブロック３から取り込んだ通常データをスキャンテス
トデータ出力端子１９で観測できる。

【００３０】この半導体集積回路装置の故障検査方法
は、既存の論理回路からなる第１の機能ブロック２と新
規の論理回路からなる第２の機能ブロック３を組み合わ
せて構成した半導体集積回路装置の故障検査を行う方法
であり、第１の機能ブロック２へのすべての入力および
第１の機能ブロック２からのすべての出力の検査を行う
故障検査回路を、スキャンチェーン２０を成すように接
続され同一のスキャンテストデータ入力端子１８から内
部状態の制御が可能でかつ同一のスキャンテストデータ
出力端子１９から内部状態の観測が可能なスキャンフリ
ップフロップ４〜９を用いて設計し、故障検査回路によ
る第１の機能ブロック２に対応した既存の故障検査系列
を流用し、故障検査回路による第２の機能ブロック３に
対応した新規の故障検査系列を作成し、既存の故障検査
系列と新規の故障検査系列とを合成して第１および第２
の機能ブロック２，３の検査を同時に行う統合故障検査
系列を生成し、この統合故障検査系列を用いて第１およ
び第２の機能ブロック２，３の検査を同時に行うことを
特徴とする。

【００３１】既存の第１の機能ブロック２に対しては、
一般に、既にその機能ブロック２内の論理の故障検査を
するための故障検査系列が存在する。つまり、第１の機
能ブロック２に対しては、その部分だけを一つの集積回
路とみなしたテストパターンが存在している。また、第
１の機能ブロック２を除く新たに設計した第２の機能ブ
ロック３に対しては、第１の機能ブロック２の論理をブ
ラックボックス化し、電子計算機を用いてスキャン設計
法に対応したテストパターン自動生成ツールで容易に故
障検査系列を求めることができる。ここで、テストパタ
ーン自動生成ツールとは、スキャン設計された回路情報
を計算機に入力すると、その回路の故障検査を行うため
のテストパターンを自動的に求めて出力するツールのこ
とである。

【００３２】つぎに、テストパターン自動生成ツールで
故障検査系列を求める手順について説明する。つまり、
入力された回路情報を解析して、前述したように、論理
回路に含まれる各論理素子の入力または出力に縮退故障
を仮定し、それを検出するようなテストパターンを、故
障が仮定されたときとそうでないときとでいずれかの出
力値が異なるような入力パターンの組み合わせを求める
ということになる。

【００３３】また、上記のテストパターン自動生成ツー
ルで求められた故障検査系列は、以下のようなものとな
る。例えば、新しく設計した第２の機能ブロック３に対
するテストパターンは、半導体集積回路装置１について
生成しているため、スキャンフリップフロップ４〜９の
シフト動作を考慮したものになっている。しかし、既存
の第１の機能ブロック２に対する既存のテストパターン
はあくまでも回路部分２単体に対してのものであるの
で、スキャンフリップフロップ４〜９のシフト動作は含
まれていない。

【００３４】既存の機能ブロック２と新規設計の機能ブ
ロック３を同時に検査できるように、故障検査系列を合
成するのは、後述するように比較的容易である。それぞ
れのスキャンフリップフロップ４〜９は、既存の機能ブ
ロック２へのデータ入力と新規設計の機能ブロック３か
らのデータ出力、または、既存の機能ブロック２からの
データ出力と新規設計部分３へのデータ入力の役割を兼
ね備えることができる。既存の第１の機能ブロック２に
ついて作成済みの故障検査系列をスキャンチェーン２０
上をクロックの印加によってシフトイン、シフトアウト
する動作を考慮してパターンデータをシリアル化し、第
１の機能ブロック２へのデータ入力および第１の機能ブ
ロック２からのデータ出力のパターンとする。このパタ
ーンと前述のように第２の機能ブロック３に対して生成
したパターンを一回のシフトイン、シフトアウト動作で
並行して行うように合成することにより、半導体集積回
路装置１全体を同時刻に検査するテストパターンつま
り、統合故障検査系列を作成することができる。

【００３５】つぎに、故障検査系列の具体例について説
明する。図１に示した半導体集積回路装置の第１および
第２の機能ブロック２，３が図２に示すような回路構成
である場合を例にとって詳しく説明する。既存の論理回
路からなる第１の機能ブロック２は、図２に示すよう
に、入力端子ａ，ｂ，ｃ，出力端子ｄ，ｅ，ｆ，論理素
子Ｇ1 （ＯＲ論理演算に対応），論理素子Ｇ2 （ＡＮＤ
論理演算に対応），論理素子Ｇ3 （反転論理演算に対
応）と、それらを接続する信号線から成り立っているこ
ととする。

【００３６】この第１の機能ブロック２の内部に想定さ
れる故障は、論理素子Ｇ1 〜Ｇ3 の入力および出力のそ
れぞれの０縮退故障および１縮退故障である。つまり、
論理素子の端子ｐn のｋ縮退故障をｐn （ｋ）と表すと
すると、想定される全故障は、ｐ1 （０），ｐ1
（１），ｐ2 （０），ｐ2 （１），ｐ3 （０），ｐ3
（１），ｐ4 （０），ｐ4 （１），ｐ5 （０），ｐ5
（１），ｐ6 （０），ｐ6 （１），ｐ7 （０），ｐ7
（１），ｐ8 （０），ｐ8 （１）である。これらすべて
の故障を観測できるような入力パターンの組み合わせ
は、例えば以下の〔表１〕のようになる。なお、〔表
１〕中には、各パターンで検出される故障も示す。〔表
１〕のパターンは、第１の機能ブロック２を計算した
際、既に作成されているものである。

【００３７】

【表１】

【００３８】つぎに、上記の〔表１〕のパターンのシリ
アル化について説明する。〔表１〕のパターンをスキャ
ンテストデータ入力端子１８からスキャンテストデータ
出力端子１９の間のシフト動作も考慮して、半導体集積
回路装置１の外部端子１０〜１１，１６〜１９を使用し
たパターンに置き換え、時系列的に示すと、以下の〔表
２〕のようになる。

【００３９】

【表２】

【００４０】ここで、モードセレクト端子１７の信号値
を１にして、クロック入力端子１６からのクロックパル
スを１回入れると、パルスの立ち上がり時にスキャンテ
ストデータ入力端子１８から入れたテストデータがスキ
ャンチェーン２０上をスキャンフリップフロップ１つ分
シフトする。また、モードセレクト端子１７の信号値を
０にして、クロック入力端子１６からクロックパルスを
１回入れると、パルスの立ち上がり時の各フリップフロ
ップで通常データを入力から出力に送り出す動作を行
う。Ｔ1 ，Ｔ2 ，… をクロック入力端子１６における
クロックパルスの立ち上がり時刻とし、それ以外の入力
ピンの値はパルスが発生する前にその信号値に設定され
ているものとする。また、出力信号値は、前記入力値の
もとで入力パルスが発生した結果、観測される信号値を
表している。入力信号値の欄の“×”はそれが０または
１のいかなる値であってもよいことを表し、出力信号値
の欄の“×”は０または１のいずれの値か不明であるこ
とを表す。

【００４１】〔表２〕において、シフトインはスキャン
テストデータ入力端子１８からスキャンフリップフロッ
プ９→８→７→６→５→４の順にデータをシフトインす
ることを言い、シフトアウトはスキャンテストデータ出
力端子１９からはフリップフロップ９→８→７→６→５
→４の順にデータをシフトアウトすることを言ってい
る。また、〔表２〕の２行目の数字は図２に示した同一
番号の端子に対応している。以下の〔表４〕および〔表
５〕についても同様である。

【００４２】新規の論理回路からなる第２の機能ブロッ
ク３は、図２に示すように、入力端子ｍ，ｎ，ｏ，出力
端子ｑ，ｒ，ｓ，論理素子Ｇ4 （ＡＮＤ論理演算に対
応），論理素子Ｇ5 （ＯＲ論理演算に対応），論理素子
Ｇ6 （反転論理演算に対応）とそれらを接続する信号線
から成っているとする。この第２の機能ブロック３の内
部に想定される故障は、論理素子Ｇ4 〜Ｇ6 の入力およ
び出力のそれぞれの０縮退故障および１縮退故障であ
る。つまり、論理素子の端子ｐn のｋ縮退故障をｐn
（ｋ）と表すとすると、想定される全故障は、ｐ9
（０），ｐ9 （１），ｐ10（０），ｐ10（１），ｐ11
（０），ｐ11（１），ｐ12（０），ｐ12（１），ｐ13
（０），ｐ13（１），ｐ14（０），ｐ14（１），ｐ15
（０），ｐ15（１），ｐ16（０），ｐ16（１）である。
これらすべての故障を観測できるような入力パターンの
組み合わせは、例えば以下の〔表３〕のようになる。ま
た、各パターンで検出される故障も下表の中に示す。

【００４３】

【表３】

【００４４】このパターンを第１の機能ブロック２の場
合と同様に半導体集積回路装置１に対してシリアル化す
ると、〔表４〕のようになる。

【００４５】

【表４】

【００４６】つぎに、〔表２〕と〔表４〕の２つのパタ
ーンの合成方法について述べる。〔表２〕では、時刻Ｔ
1 でモードセレクト端子１７が信号値１の状態でクロッ
ク入力端子１６から立ち上がりのクロック信号が入れば
よいことがわかる。他の入力端子はいかなる値でもよ
い。また、〔表４〕では、時刻Ｔ1 でモードセレクト端
子１７が信号値１の状態でクロック入力端子１６から立
ち上がりのクロック信号が入ればよいことがわかる。他
の入力端子はいかなる値でもよい。

【００４７】したがって、時刻Ｔ1 では、〔表２〕と
〔表４〕の入力端子に設定する信号値に矛盾はないこと
になる。時刻Ｔ2 〜Ｔ27についても同様に〔表２〕と
〔表４〕の各入力端子の信号値に矛盾はない。したがっ
て、〔表２〕と〔表４〕を半導体集積回路装置全体に対
して同時並行して行うことが可能である。この実施の形
態のようなテスト回路の構成にする限り、どのような回
路に対しても既存の第１の機能ブロック２とそれ以外の
新規の第２の機能ブロック３のそれぞれについてのパタ
ーンをこのように合成することは可能である。結局、本
例では、合成されたパターンは〔表５〕のようになる。

【００４８】

【表５】

【００４９】この半導体集積回路装置の故障検査方法に
よれば、スキャンチェーンを成すように接続されたスキ
ャンフリップフロップ４〜７を用いて故障検査回路を設
計することにより、検査専用端子の付加を最小限にとど
めることができる。また、第１の機能ブロック２に対応
した既存の故障検査系列を流用し、故障検査回路による
第２の機能ブロック３に対応した新規の故障検査系列を
作成し、既存の故障検査系列と新規の故障検査系列とを
合成して統合故障検査系列を生成し、この統合故障検査
系列を用いて第１および第２の機能ブロック２，３の検
査を同時に行うので、同時刻に半導体集積回路装置全体
を検査する効率的な故障検査を実現することができる。

【００５０】同時刻に回路全体を検査することができる
のは、第１の機能ブロック２と第２の機能ブロック３の
すべての入力状態をある時点までに半導体集積回路装置
１の外部のデータ入力端子からスキャンチェーン２０を
成すように接続されたスキャンフリップフロップ４〜９
で構成されたシフトレジスタの動作によって設定するこ
とができ、それらを全部同時刻に各部分に入力すること
によって得られる出力状態をシフトレジスタの動作によ
って半導体集積回路装置１の外部のデータ出力端子で観
測することができるからである。

【００５１】

【発明の効果】この発明の半導体集積回路装置の故障検
査方法によれば、スキャンチェーンを成すように接続さ
れたスキャンフリップフロップ群を用いて故障検査回路
を設計することにより、検査専用端子の付加を最小限に
とどめることができる。また、第１の機能ブロックに対
応した既存の故障検査系列を流用し、故障検査回路によ
る第２の機能ブロックに対応した新規の故障検査系列を
作成し、既存の故障検査系列と新規の故障検査系列とを
合成して統合故障検査系列を生成し、この統合故障検査
系列を用いて第１および第２の機能ブロックの検査を同
時に行うので、同時刻に半導体集積回路装置全体を検査
する効率的な故障検査を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の半導体集積回路装置の故障検査方法
の実施の形態における半導体集積回路装置の構成を示す
ブロック図である。

【図２】第１および第２の機能ブロックの具体例を示す
ブロック図である。

【図３】従来の半導体集積回路装置の故障検査方法にお
ける半導体集積回路装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図４】従来例の欠点を示すための半導体集積回路装置
のブロック図である。

【図５】従来例の欠点を示すための半導体集積回路装置
のブロック図である。

【符号の説明】

１ 半導体集積回路装置 ２ 第１の機能ブロック ３ 第２の機能ブロック ４〜９ スキャンフリップフロップ １０〜１３ 通常データ入力端子 １４〜１５ 通常データ出力端子 １６ クロック入力端子 １７ モードセレクト端子 １８ スキャンテストデータ入力端子 １９ スキャンテストデータ出力端子 ２０ スキャンチェーン ２１ 半導体集積回路装置 ２２ 第１の機能ブロック ２３ 第２の機能ブロック ２４〜２７ マルチプレクサ ２８〜２９ データ入力端子 ３０〜３１ データ出力端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既存の論理回路からなる第１の機能ブロ
   ックと新規の論理回路からなる第２の機能ブロックを組
   み合わせて構成した半導体集積回路装置の故障検査を行
   う半導体集積回路装置の故障検査方法であって、 前記第１の機能ブロックへのすべての入力および前記第
   １の機能ブロックからのすべての出力の検査を行う故障
   検査回路を、スキャンチェーンを成すように接続され同
   一のスキャンテストデータ入力端子から内部状態の制御
   が可能でかつ同一のスキャンテストデータ出力端子から
   内部状態の観測が可能なスキャンフリップフロップ群を
   用いて設計し、前記故障検査回路による前記第１の機能
   ブロックに対応した既存の故障検査系列を流用し、前記
   故障検査回路による前記第２の機能ブロックに対応した
   新規の故障検査系列を作成し、既存の故障検査系列と前
   記新規の故障検査系列とを合成して前記第１および第２
   の機能ブロックの検査を同時に行う統合故障検査系列を
   生成し、この統合故障検査系列を用いて前記第１および
   第２の機能ブロックの検査を同時に行うことを特徴とす
   る半導体集積回路装置の故障検査方法。