JPWO2012137340A1 - 試験方法および前記試験方法が適用される半導体集積回路 - Google Patents

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Abstract

この試験方法は、試験回路により、メモリの試験対象領域に試験データを書き込み、書き込んだデータを読み出し、読み出したデータをメモリの結果格納領域に第１のデータ配置で書き込み、結果格納メモリに書き込まれたデータを読み出して、対照データと比較し、第１の比較結果を取得する。さらに、この試験方法は、メモリの試験対象領域から読み出したデータを、試験回路によりメモリの結果格納領域内で第１のデータ配置とは異なる第２のデータ配置となるように書き込み先を変換しながら、メモリの結果格納領域に再度書き込み、再度書き込んだデータを読み出して、対照データと比較し、第２の比較結果を取得する。そして、この試験方法は、第１の比較結果と第２の比較結果に応じて、メモリの不良位置を特定する。

Description

本発明は、半導体集積回路の試験に関するものである。
今日、半導体集積回路としては、ＲＡＭ（Random Access Memory）を搭載したものが多数提供されている。以下、半導体集積回路をＬＳＩ（Large Scale Integration）という。ＲＡＭを搭載したＬＳＩ単体試験では、ＲＡＭの試験のために内蔵型自己診断回路が多く使用されている。内蔵型自己診断回路は、ＢＩＳＴ(Built In Self Test)回路、あるいは試験制御回路と呼ばれる。
図１に、試験制御回路を有するＬＳＩの構成を例示する。図１の構成では、試験制御回路は、例えば、図示しないＬＳＩテスタからの設定にしたがい、書き込むデータと、データの書き込み先となるアドレスを発生させ、ＲＡＭにデータを書き込む。次に、試験制御回路は、ＲＡＭから書き込んだデータを読み出しデータとして読み出す。さらに、試験制御回路は、ＲＡＭに書き込んだデータを読み出したときに得られる期待値を発生させる。そして、試験制御回路は、読み出しデータと期待値とを比較器で比較することでテスト結果を生成する。図１では、テスト結果はエラー情報とされている。そして、試験制御回路は、例えば、ＬＳＩテスタの設定に応じて、読み出し回路の制御信号にしたがい、エラー情報を出力する。ＬＳＩ外部の図示しないＬＳＩテスタは、以上の手順で生成されるエラー情報をＬＳＩから読み出す。そして、ＬＳＩテスタは、ＬＳＩ内の試験制御回路から読み出したエラー情報によりＲＡＭの良否判定を行う。
ＬＳＩ内に試験制御回路を設けない従来の試験技術では、ＬＳＩ外部からすべてのテストパタンをＬＳＩに入力し、例えば、入力されたテストパタンのＲＡＭへの格納結果を読み出していた。したがって、上記のような試験制御回路を含むＬＳＩの試験では、従来の試験技術に比べて、大幅に試験時間および入力するテストパタン数が縮小できる。
ところで、ＬＳＩの量産では良品と不良品の判定ができれば充分である。このため、通常の試験制御回路は、ＲＡＭの良否を判定するための情報を取得する。ＲＡＭの良否を判定するための情報は、例えば、最小の情報量では、良品と不良品とを区別する情報となる。このような最小の情報量では、故障の詳細状況を得ることができない。
一方、故障解析は、故障原因を突き止めるために行われる。そのため、故障解析では、ＲＡＭ内の故障しているアドレス、ビットの個数、あるいは分布状況等を示す情報が求められる。そこで、故障解析のために、ＲＡＭの故障ビット情報(フェイル・ビット・マップ：以下ＦＢＭという)を取得する手法が用いられる。
一般に、ＦＢＭを取得するにはＲＡＭの全アドレスの全ＢＩＴの情報が必要である。しかし、ＲＡＭの全アドレスの全ＢＩＴの情報は膨大な情報量となる。全アドレスの全ＢＩＴの情報をレジスタに格納すると仮定すると、大容量のリソースを用意することになる。そこでレジスタ量削減のために１アドレス分のレジスタを用意し、アドレスを１つ試験する度に１アドレス分の結果を読み出す手法がとられる。
図２に、１アドレス分の結果を読み出す試験制御回路の構成を例示する。図２の構成の場合、アドレスが１つ進む度に読み出し動作が行われるので動作スピードが遅くなり、実速度での測定を行うことができないという問題がある。実速度とは、例えば、ＬＳＩの通常動作時のＲＡＭへのアクセス速度ということもできる。このアクセス速度は、例えば、ＬＳＩ内のＲＡＭアクセスに用いられるクロック周波数で定められる。
実速度での測定を行うため、ＲＡＭから読み出したデータを格納するレジスタの代わりにＬＳＩに内蔵されているＲＡＭを用いる方法が提案されている。この方法では、試験制御回路は、試験対象ＲＡＭの試験結果を別のＲＡＭに実速度で格納する。図３に、試験対象ＲＡＭの試験結果を別のＲＡＭに格納するＬＳＩの構成を例示する。図３の構成では、試験対象ＲＡＭからデータが実速度で読み出される。読み出されたデータは、比較器で期待値と比較され、比較結果が結果格納ＲＡＭに書き込まれる。
しかし、結果格納ＲＡＭを用いる場合には、結果格納ＲＡＭに故障があると、試験対象ＲＡＭの試験ができないという問題がある。そこで、結果格納ＲＡＭに予備領域を設ける構成が提案されている。図４に、結果格納ＲＡＭに予備領域を設けたＬＳＩの構成を例示する。結果格納ＲＡＭに予備領域を設けることにより、結果格納ＲＡＭに故障がある場合でも、試験結果を正しく保持することができる。
特開２００９−２６６３３０号公報 特開２００３−１８７５９４号公報
上述のように、実速度でＦＢＭを取得するために試験結果を内蔵の結果格納ＲＡＭに実速度で格納する技術が提案されている。そして、試験結果格納ＲＡＭの故障に対応するために予備領域を設けることが提案されている。
しかしながら、ＬＳＩに搭載したＲＡＭの試験のための予備領域は、専用の領域、あるいは、無駄なＲＡＭの領域の増加となる。
そこで、開示技術の目的は、ＬＳＩに搭載されたＲＡＭの試験ために、無駄なＲＡＭ領域を設けることなく、実速度でＦＢＭを取得することを可能にすることである。
開示の技術の１側面は、試験装置が試験回路を有する半導体集積回路に搭載されたメモリを試験する試験方法として例示できる。この試験方法は、試験回路により、メモリの試験対象領域に試験データを書き込み、書き込んだデータを読み出し、読み出したデータをメモリの結果格納領域に第１のデータ配置で書き込み、結果格納メモリに書き込まれたデータを読み出して、対照データと比較し、第１の比較結果を取得する。さらに、この試験方法は、メモリの試験対象領域から読み出したデータを、試験回路によりメモリの結果格納領域内で第１のデータ配置とは異なる第２のデータ配置となるように書き込み先を変換しながら、メモリの結果格納領域に再度書き込み、再度書き込んだデータを読み出して、対照データと比較し、第２の比較結果を取得する。そして、この試験方法は、第１の比較結果と第２の比較結果に応じて、メモリの不良位置を特定する。
上記試験方法によれば、ＬＳＩに搭載されたＲＡＭの試験ために、無駄なＲＡＭ領域を設けることなく、実速度でＦＢＭを取得することができる。
試験制御回路を有するＬＳＩの構成を例示する図である。 １アドレス分の結果を読み出す試験制御回路の構成を例示する図である。 試験対象ＲＡＭの試験結果を別のＲＡＭに格納するＬＳＩの構成を例示する図である。 結果格納ＲＡＭに予備領域を設けたＬＳＩの構成を例示する図である。 比較器付ＢＩＳＴによるＲＡＭ試験方法の例を示す図である。 比較器無しＢＩＳＴによるＲＡＭ試験方法の例を示す図である。 比較例に係るＲＡＭの試験方法を例示する図である。 単セル故障を例示する図である。 ワード線故障を例示する図である。 ビット線故障を例示する図である。 アドレス変換前のワード線故障の例を示す図である。 アドレス変換による処理例を示す図である。 結果格納ＲＡＭが故障の場合の処理例を示す図である。 データ変換によるビット線故障を回避する処理例を示す図である。 比較器付ＢＩＳＴによるＲＡＭ試験方法の例を示す図である。 アドレス変換部とデータ変換部とを含む結果格納ＲＡＭの例である。 アドレス変換部の構成を例示する図である。 データ変換部の構成を例示する図である。 ＲＡＭ故障の例を示す図である。 ＲＡＭ故障時に、試験対象ＲＡＭの結果を結果格納ＲＡＭに転送して結果格納ＲＡＭからデータを読み出したときのデータ例である。 アドレス反転部によるアドレス反転時の結果格納ＲＡＭへの格納結果の例を示す図である。 ビット故障の例を示す図である。 試験対象ＲＡＭへの試験パタンの書き込み結果を読み出し、結果格納ＲＡＭに転送した結果を例示する図である。 データ変換部により、２ビット単位での入れ替えを行い、転送した結果を例示する図である。 試験の処理フローを例示する図である。 比較器無しＢＩＳＴによるＲＡＭ試験の手順を例示する図である。 ロウとカラムを有するＲＡＭ領域を例示する図である。 ＲＡＭアドレスとロウ番号、カラム番号の対応を例示する図である。 ビット０を反転する構成例を示す図である。
以下、図面を参照して、技術の一側面として、実施の形態（以下、実施形態という）に係る半導体集積回路と、半導体集積回路の試験方法について説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本半導体集積回路、および本試験方法は実施形態の構成には限定されない。
以下、図５から図１４の図面を参照し、実施例１に係る半導体集積回路の試験装置について説明する。図５、図６に実施例１に係るＬＳＩ試験方法で用いられる装置の構成を例示する。
＜ＬＳＩとＬＳＩテスタの構成＞
ＬＳＩの試験、あるいは特性の測定等のため、ＬＳＩテスタと呼ばれる測定装置が用いられる。ＬＳＩテスタを用いて試験、測定等を行う様に設計されたＬＳＩはＬＳＩテスタによる値の設定と値の読出しを行うインターフェースを有している。図５および図６では、ＬＳＩテスタとＬＳＩとのインターフェースは、二点鎖線で示されている。ＬＳＩテスタはこのインターフェースを用い、試験に必要な情報をＬＳＩ内部に設定し、試験終了後に試験結果を読み出すことができる。
図５に比較器付ＢＩＳＴによるＲＡＭ試験方法の例を示す。通常、ＬＳＩテスタからは電源やクロック等、試験に必要な他の信号も供給されることが多い。ただし、図５では、電源やクロック等は省略されている。図５では、試験対象のＬＳＩ１と、ＬＳＩテスタ２とが例示されている。ＬＳＩ１は、ＢＩＳＴ付ＲＡＭ１０と、試験結果を格納する結果レジスタ１５とを有する。また、ＢＩＳＴ付ＲＡＭ１０は、試験制御回路１１と、ＲＡＭ１２と、期待値を格納するレジスタ１３と、比較器１４とを有する。試験制御回路１１が試験回路の一例である。ＲＡＭ１２がメモリの一例である。期待値が対照データの一例である。
ここで、試験対象のＲＡＭ１２は、通常は、複数のＲＡＭデバイスを含む。ただし、図５では、複数のＲＡＭデバイスを含むメモリをＲＡＭ１２としている。以下の実施例では、ＲＡＭ１２に含まれる複数のＲＡＭデバイスのうち、所定個数（例えば、１個）を試験対象ＲＡＭとする。試験対象ＲＡＭが試験対象領域の一例である。また、ＲＡＭ１２に含まれる複数のＲＡＭデバイスのうち、試験対象ＲＡＭと同一容量の他のＲＡＭデバイスを結果格納ＲＡＭとする。結果格納ＲＡＭが結果格納領域の一例である。したがって、図５の構成では、試験対象ＲＡＭ、および結果格納ＲＡＭがＲＡＭ１２に含まれる。ＲＡＭデバイスがメモリデバイスの一例である。
一方、ＬＳＩテスタ２は、図示しないＣＰＵと主記憶装置とを有している。ＬＳＩテスタ２は、主記憶装置上に実行可能に展開されたテスタプログラム２１により、ＬＳＩ１等の試験、特性の測定等を実行する。また、ＬＳＩテスタ２は、主記憶装置上に試験データ２２を有している。ただし、試験データ２２は、ハードディスク装置、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の補助記憶装置上に保持してもよい。さらに、ＬＳＩテスタ２は、試験制御回路１１および結果レジスタ１５等、ＬＳＩ１内の回路とのインターフェースを有している。
ＬＳＩテスタ２は、テスタプログラムを実行することにより、このインターフェースを通じて、設定値供給機能２４を提供する。すなわち、ＬＳＩテスタ２の設定値提供機能２４は、試験データ２２から設定値を取得し、試験制御回路１１に供給する。また、ＬＳＩテスタ２は、テスタプログラムを実行することにより、このインターフェースを通じて、読み出し値比較機能２３を提供する。ＬＳＩテスタ２の読み出し値比較機能２３は、ＬＳＩ１の結果レジスタ１５から試験結果、測定結果等を読み出す。
以下、ＬＳＩ１の試験実行手順の例を説明する。
（１）ＬＳＩテスタ２はテスタプログラム２１にしたがい、例えば、主記憶装置あるいは補助記憶装置等に内蔵した試験データ２２を試験制御回路１１へ設定する。試験データ２２には、試験対象のＲＡＭ１２に書き込むデータを発生するためのデータ、試験対象のＲＡＭ１２の書き込みアドレスを発生するためのデータ、および、試験対象のＲＡＭ１２から読み出されるデータの期待値を発生させるためのデータ等が含まれる。
（２）試験制御回路１１は、設定された試験データにより試験を実行する。ここでは、ＬＳＩ１内のＲＡＭ１２に含まれる一のＲＡＭデバイスを試験対象ＲＡＭとし、ＬＳＩ１内のＲＡＭ１２に含まれる他のＲＡＭデバイスを結果格納ＲＡＭとする。試験制御回路１１は、試験対象ＲＡＭからデータを実速度で読み出し、結果格納ＲＡＭに格納する。
（３）試験制御回路１１は、試験結果をＲＡＭ１２の結果格納ＲＡＭから読出し、比較器１４により、試験データ２２の期待値と比較する。比較器１４は、比較結果を結果レジスタ１５に格納する。なお、比較器１４の処理、および結果レジスタ１５への格納は実速度よりも遅い速度でもよい。図５のように、ＬＳＩ１内に比較器１４を設ける場合には、例えば良品＝０／不良品＝１などの最小限の結果情報が得られる。このため、ＬＳＩテスタ２が結果レジスタ１５から読み出すデータ量は少ない。
図６に比較器無しＢＩＳＴによるＲＡＭ試験方法の例を示す。図６のＬＳＩ１Ａは、図５のＬＳＩ１と比較して、比較器１４を有していない。したがって、試験結果と期待値との比較は、ＬＳＩテスタ２がテスタプログラム２１にしたがって実行する。
（１）〜（２）までの手順は図５の比較器付ＢＩＳＴによるＲＡＭ試験方法と同様であるので省略する。
（４）ＬＳＩテスタ２は、試験結果をＬＳＩ１のＲＡＭの結果格納ＲＡＭから読み出し、テスタプログラム２１にしたがい試験データ２２に基づく期待値と比較する。なお、結果格納ＲＡＭからの試験結果の読み出しは実速度よりも遅い速度でもよい。
ＬＳＩ１Ａは、比較器１４を有していないため、ＬＳＩ１Ａから読み出されるデータはＲＡＭビット幅分の結果になっている。したがって、比較器無しＢＩＳＴによるＲＡＭ試験方法で読み出されるデータ量は、比較器付ＢＩＳＴによるＲＡＭ試験方法に比べて大きくなる。
比較器１４を持つか持たないかは試験内容やＬＳＩの構成に応じて適宜決定できる。以下、実施例１では、試験結果と期待値との比較は、図５の場合、図６場合のいずれかに限定される訳ではない。
＜比較例＞
図７に、比較例に係るＲＡＭの試験方法を例示する。図７では、比較例に係るＬＳＩのうち、試験制御回路３１１、およびＲＡＭ３１２が例示されている。また、ＲＡＭ３１２は、試験対象ＲＡＭ３１２Ａおよび結果格納ＲＡＭ３１２Ｂを含む。また、図７では、テスタ２は、省略されている。
試験制御回路３１１による試験の実行手順は以下の通りである。
（１）試験制御回路３１１から試験対象ＲＡＭ３１２Ａに試験データを実速度で書き込む。
（２）試験制御回路３１１により試験対象ＲＡＭのデータを実速度で読み出して結果格納ＲＡＭ３１２Ｂへ書き込む。
（３）結果格納ＲＡＭのデータをＬＳＩ外部に読み出す。この動作は低速でも構わない。
（４）試験制御回路３１１によって書き込まれた試験データのデータは予め判っている。そこで、テスタ２は、試験制御回路３１１によって書き込まれた試験データと同一の値を期待値とすればよい。テスタ２は、読み出した結果格納ＲＡＭ３１２Ｂのデータと期待値とを比較をする。
（５）結果格納ＲＡＭ３１２Ｂのデータと期待値とが一致すれば、試験結果は正常であると判定される。
ＲＡＭの故障は０故障（０の読み書きができない）と１故障（１の読み書きができない）がある。このため、試験制御回路３１１は、ＲＡＭ３１２内の各メモリセルに対し、０と１とを上記方法によりそれぞれ少なくとも１回以上書き込み、試験する。
ところで、比較例による方法では試験結果にエラーがあった場合に試験対象ＲＡＭ３１２Ａと結果格納ＲＡＭ３１２Ｂのどちらの故障であるかを区別することはできない。
＜ＲＡＭの故障の分類＞
ＲＡＭの故障のほとんどは以下の３種類に分類される。
（１）ＲＡＭセル故障；
ＲＡＭの故障の第１の種類は、ＲＡＭ内のセルが故障するケース（ＲＡＭセル故障）である。ＲＡＭセル故障は、故障箇所が１個（単セル）である場合が多い。図８に、単セル故障を例示する。図８の黒で塗りつぶしたセルが故障箇所である。図８では、１つのアドレスで指定されるワード上の１つのビットが故障している。
（２）ワード線故障；
ＲＡＭの故障の第２の種類は、ＲＡＭセルが同一アドレスのワード方向に連続して故障するケース（ワード線故障）である。ワード線故障は、ＲＡＭ内のアドレスを指定する制御線の故障である。ＲＡＭ内のアドレスを指定する制御線は、ワード線と呼ばれる。ワード線故障は、故障箇所が１つのワード線である場合が多い。図９に、ワード線故障を例示する。図９の黒で塗りつぶしたセルが故障箇所である。図９では、１つのアドレスで指定される１つのワードに含まれる全ビットが故障している。
（３）ビット線故障
ＲＡＭの故障の第２の種類は、ＲＡＭセルが１つのビット位置で複数のワードに渡って連続して故障するケース（ビット線故障）である。ビット線故障は、ＲＡＭ内のビット位置を指定する制御線の故障である。ＲＡＭ内のビット位置を指定する制御線は、ビット線と呼ばれる。ビット線故障は、故障箇所が１つのビット線である場合が多い。図１０に、ビット線故障を例示する。図１０の黒で塗りつぶしたセルが故障箇所である。図１０では、１つのビット線で指定される１つのビット位置上の全ビットが故障している。
ワード線故障に関して、図９では１ワード線で指定される全ビット（全セル）が故障している。また、ビット線故障に関して、図１０では１ビット線で指定されるビット位置の全ビット（全セル）が故障している。ただし、ワード故障において、１ワード線で指定される全セルが故障するとは限らない。また、１ビット線で指定される全セルが故障するとは限らない。例えば、まばらに故障する場合も生じ得る。単セル不良は、最小故障（故障セルが１個）のワード線故障またはビット線故障であると考えれば、ワード線故障またはビット線故障に含めて処理することも可能となる。
よって、ＲＡＭ故障においてワード線故障またはビット線故障の２種類の故障に対応すれば、ほとんどの場合について、故障検知、故障解析が可能となる。
＜実施例１の試験方法＞
（ワード線故障の回避）
実施例１の方法では、ワード故障が１箇所である場合は、アドレス変換、すなわち、選択するワード線の変換を行う。アドレス変換前後で同一アドレスに変換されない変換を用いれば、故障箇所のアドレスが他のアドレスに変換される。したがって、複数のワード線が同時に故障しているという状態でない場合には、アドレス変換後には故障していないアドレス線に対応するアドレスに変換される可能性が高い。このため、アドレス変換によって故障箇所を回避できる。図１１に、アドレス変換前のワード線故障の例を示す。図１１の例では、結果格納ＲＡＭ１２Ｂのアドレスバス１２１とアドレスデコーダ１２３との間に、アドレス変換部１２２が設けられている。例えば、アドレスバス１２１は、所定のビット幅でアドレスを指定する。アドレスデコーダ１２３は、指定されたアドレスに対応する１つのアドレス線を選択する。アドレス変換部１２２が変換部の一例である。
図１１は、アドレス変換部１２２によるアドレス変換のない状態を例示する。いま、アドレス変換部１２２によるアドレス変換が実行されない状態で、ワードＷ１に対応する全ビットが故障したと仮定する。この時点では、まだ、試験対象ＲＡＭ１２Ａと結果格納ＲＡＭ１２Ｂのうち、どちらのＲＡＭの故障かは、判断できない。
次にアドレス変換部１２２によるアドレス変換を行った状態で、図１１と同様の試験を行う。図１２にアドレス変換による処理例を示す。図１２のようにアドレス変換無のときにエラーの状態であったワードＷ１が、アドレス変換有の状態ではエラーがなくなったとする。そして、アドレス変換により、ワードＷ２のアドレス位置にエラー箇所が移動したとする。図１２のように、アドレス変換の有無によって、結果格納ＲＡＭ１２Ｂ上で、故障箇所が移動する場合、結果格納ＲＡＭ１２Ｂに書き込まれるデータ自体に故障があることが分かる。すなわち、図１２の例では、試験対象ＲＡＭ１２Ａ側に故障あったことが分かる。この場合、結果格納ＲＡＭには故障がないため、アドレス変換無のときの結果格納ＲＡ１２Ｂのデータが試験対象ＲＡＭの試験結果となる。アドレス変換無のときの結果格納ＲＡ１２Ｂのデータの配置が第１のデータ配置の一例である。また、アドレス変換有のときの結果格納ＲＡ１２Ｂのデータの配置が第２のデータ配置の一例である。
図１３に、結果格納ＲＡＭ１２Ｂが故障の場合の処理例を示す。図１３では、アドレス変換の有無によらず、ワード線故障の位置がワードＷ１に固定されている。アドレス変換ありの場合においても、ワード線故障の位置がアドレス変換なしの状態から変化しない場合、結果格納ＲＡＭ１２Ｂ側に故障があったことが分かる。
また、アドレス変換前に結果格納ＲＡＭ１２Ｂの故障により、正常に取得できていない故障アドレスでの試験対象ＲＡＭ１２Ａでの試験結果は、アドレス変換後のアドレス位置に格納されている。同時に複数のアドレ線故障が生じる可能性が低いとすれば、アドレス変換後のアドレス位置には、故障はないとしてよい。
したがって、変換前の結果と合わせることにより、試験対象ＲＡＭ１２Ａでのすべての試験結果が得られる。具体的にはアドレス変換無での試験結果でエラーを起こしているアドレスの試験結果は、結果格納ＲＡＭ１２Ｂの故障に該当し、正しくない。そこで、変換有の試験結果から、アドレス変換前に故障が検知されたアドレス（以下、故障アドレス）が変換されたアドレスに格納されている結果を抜き出せばよい。そして、抜き出した試験結果を変換無の試験結果の故障アドレスの結果と入れ替えることにより、試験対象ＲＡＭ１２Ａについて、すべてが正しい結果が得られる。
（ビット線故障の回避）
ビット線故障が１箇所である場合は、ビット線の変換を行うことにより、ワード線故障の場合と同様に処理できる。ただし、ワード線の変換の場合には、ワード位置を入れ替えた。すなわち、変換前に故障していたワード位置と、他のワード位置とで、データが入れ替わるように全ワードデータにアドレス変換を実行した。
一方、ビット線故障の場合に、ビットの変換を行うと、各ワード内で、ビットの入れ替えが生じる。各ワード内でのビットの入れ替えは、データ値の変更となるので、データ変換と呼ぶ。そして、データ変換前後で、故障ビットが変換前と同じビット位置に変換されないような変換を用いればよい。同時に複数のビット位置が故障する状態になる確率が低いと考えれば、故障箇所のビットは変換後に故障していない場所に変換される可能性が高いため故障を回避できる。
図１４に、データ変換によるビット線故障を回避する処理例を示す。図１４の例では、結果格納ＲＡＭ１２Ｂのビット線にデータ変換部１２４が付加されている。データ変換部１２４は、書き込みデータが伝送されるビット線相互の間で、データを入れ替える。例えば、ビットＢ１とビットＢ２とが入れ替えられる。データ変換部１２４が変換部の一例である。
データ変換の有無によって、ビット線故障の状態が変化した場合、すなわち、故障ビット位置が変化した場合には、ＬＳＩテスタ２は、結果格納ＲＡＭ１２Ｂには、故障がないと判断できる。また、ＬＳＩテスタ２は、試験対象ＲＡＭ１２Ａのデータ変換前のビット位置にビット線故障があったと判定できる。
一方、データ変換の有無によらず、ビット線故障の状態が変化しない場合、すなわち、故障ビット位置が変化しない場合には、ＬＳＩテスタ２は、結果格納ＲＡＭ１２Ｂに、故障があると判断できる。また、ＬＳＩテスタ２は、結果格納ＲＡＭ１２Ｂ上の故障ビット位置からデータ変換によって移動した移動先のビットのデータを取得し、試験対象ＲＡＭ１２Ａのデータ変換前のビット位置のデータと置き換えることで、試験対象ＲＡＭ１２Ａの全試験データを取得できる。データ変換の無のときの結果格納ＲＡＭ１２Ｂのデータの配置が第１のデータ配置の一例である。また、データ変換の有のときの結果格納ＲＡＭ１２Ｂのデータの配置が第２のデータ配置の一例である。
以上述べたように、実施例１のＬＳＩ１によれば、ＬＳＩ１に搭載されたＲＡＭ１２のうち、試験対象ＲＡＭ１２ＡとなるＲＡＭデバイスと結果格納ＲＡＭ１２ＢとなるＲＡＭデバイスとを組み合わせることによって、結果格納ＲＡＭ１２Ｂとして専用のＲＡＭデバイス、あるいは、予備領域のような無駄なＲＡＭデバイスを設けることなく、信頼性を確保して、実速度でのＲＡＭの試験を実行できる。すなわち、試験対象ＲＡＭ１２Ａと結果格納ＲＡＭ１２Ｂとの間では、データの読み出しと書き込みとを通常のＬＳＩ１の動作周波数で行い、結果格納ＲＡＭ１２Ｂの読み出しは、ＬＳＩテスタ２に適した動作周波数で行えばよい。このような構成により、実際の動作周波数での試験と、誤りを低減した状態での試験結果の取得が可能となる。
その場合に、例えば、ＲＡＭ１２に含まれる、少なくとも１つのＲＡＭデバイスに、アドレス変換部１２２と、データ変換部１２４とを設け、結果格納ＲＡＭ１２Ｂとすればよい。そして、アドレス変換部１２２と、データ変換部１２４とを設けた結果格納ＲＡＭ１２Ｂと同一容量のＲＡＭデバイスを試験対象ＲＡＭ１２Ａとして選択し、実速度での試験を実行すればよい。そして、ワード線故障が発生した場合には、ＬＳＩテスタ２がテスタプログラム２１を実行し、図１１−図１３に示した手順で、試験対象ＲＡＭ１２Ａと結果格納ＲＡＭ１２Ｂのいずれにおいて、故障が発生しているかを特定すればよい。また、ビット線故障が発生した場合には、ＬＳＩテスタ２がテスタプログラム２１を実行し、図１４に示した手順で、試験対象ＲＡＭ１２Ａと結果格納ＲＡＭ１２Ｂのいずれにおいて、故障が発生しているかを特定すればよい。
さらに、ＲＡＭ１２中で、試験対象ＲＡＭ１２ＡとなるＲＡＭデバイスの数が、結果格納ＲＡＭ１２ＢとなるＲＡＭデバイスの数よりも多い場合には、順次、試験対象ＲＡＭ１２ＡとなるＲＡＭデバイスを入れ替え、試験を実行すればよい。
以下、図１５から図２５の図面を参照し、実施例２に係る半導体集積回路の試験装置について説明する。
＜ＬＳＩおよびＬＳＩテスタの構成＞
図１５に、比較器付ＢＩＳＴによるＲＡＭ試験方法の例を示す。図１５は、ＬＳＩ１Ｂにおいて、試験対象ＲＡＭ１２Ａと、結果格納ＲＡＭ１２Ｂと、アドレス変換部１２２と、ビット変換部１２４と、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）１６とが明示されている点を除いて、図５のＬＳＩ１と同様である。そこで、以下の実施例２において、実施例１と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
なお、図１５において、試験対象ＲＡＭ１２Ａと、結果格納ＲＡＭ１２Ｂとが例示されている。実施例２においても、実施例１のＬＳＩ１と同様、ＬＳＩ１Ｂは、複数のＲＡＭデバイスを有している。試験対象ＲＡＭ１２Ａおよび結果格納ＲＡＭ１２Ｂは、それぞれＬＳＩ１Ｂ内のＲＡＭデバイスの１つである。また、基本的には、試験対象ＲＡＭ１２Ａと結果格納ＲＡＭ１２Ｂとは、同一の容量である。ただし、ＬＳＩ１Ｂ内に、複数の試験対象ＲＡＭ１２Ａがあってもよい。また、ＬＳＩ１Ｂ内に、複数の結果格納ＲＡＭ１２Ｂがあってもよい。
試験対象ＲＡＭ１２ＡとなるＲＡＭデバイスの数が、結果格納ＲＡＭ１２Ｂよりも多い場合には、順次、試験対象ＲＡＭ１２Ａを変更して、試験を実行すればよい。また、結果格納ＲＡＭ１２ＢとなるＲＡＭデバイスが複数ある場合には、いずれか１つのＲＡＭデバイスを結果格納ＲＡＭ１２Ｂとしてもよい。また、順次、結果格納ＲＡＭ１２ＢとなるＲＡＭデバイスを変更して、試験を実行してもよい。
図１５において、ＬＳＩテスタ２はテスタプログラム２１にしたがい試験データ２２をＬＳＩ１Ｂに書き込む。また、ＬＳＩテスタ２はＬＳＩ１Ｂから、結果レジスタ１５等の内部レジスタの値を読み出す。そして、ＬＳＩテスタ２は、結果レジスタ１５等から読出し値と、試験データ２２との比較を行う。なお、ＬＳＩテスタ２によるＬＳＩ１Ｂへの試験データ２２等の書き込み、ＬＳＩ１Ｂの結果レジスタ１５等からの読み出し動作は、ＬＳＩ１Ｂの通常動作時の実速度よりも低速で行っても構わない。
試験制御回路１１は試験に関する制御信号、およびテスタ２から書き込まれた試験データ２２等を試験対象のＢＩＳＴ付ＲＡＭ１０に供給する。実施例２では、試験制御回路１１の動作はＬＳＩテスタ２から書き込まれる設定値によって決定される。
試験対象ＲＡＭ１２Ａは試験制御回路１１からの制御信号と試験データ２２により試験動作を行う。試験動作はＬＳＩ１Ｂの通常動作時の実速度、例えば、ＰＬＬ１６によるクロック速度で行われる。実速度のクロックは、例えば、ＰＬＬ１６から供給される。
結果格納ＲＡＭ１２Ｂ、アドレス変換部１２２、ビット変換部１２４は試験制御回路１１からの制御信号により、試験対象ＲＡＭ１２Ａのデータを結果格納ＲＡＭ１２Ｂへ転送する。転送はＬＳＩ１Ｂの通常動作時の実速度、例えば、ＰＬＬ１６によるクロック速度で行われる。また、アドレス変換部１２２、ビット変換部１２４が変換動作を行うかどうかは試験制御回路１１からの制御信号により制御される。
比較器１４は結果格納ＲＡＭ１２Ｂの読み出し値と、レジスタ１３の期待値とを比較し、比較結果を結果レジスタ１５に格納する。比較器１４の動作は、ＬＳＩ１Ｂの通常動作の実速度、すなわち、ＰＬＬ１６によるクロック速度よりも低速で行っても構わない。
以下、実施例２では、試験対象ＲＡＭ１２Ａの不良解析を目的にＦＢＭを作成する。そして、実施例２でも実施例１と同様、結果格納ＲＡＭ１２Ｂの故障をアドレス変換部１２２とデータ変換部１２４とによって回避する。なお、試験対象ＲＡＭ１２Ａおよび結果格納ＲＡＭ１２Ｂのうち、いずれかのＲＡＭ、もしくは、両方のＲＡＭに不良がない場合でも、以下で説明する手順は問題なく実施可能である。
また、実施例２では、アドレス変換部１２２は、アドレスのビットパタンを反転することによりアドレス変換を実行する。ただし、アドレス変換部１２２の処理がアドレス反転に限定される訳ではない。同様に、データ変換部１２４は、各ワードのデータを２ビット単位で入れ替えることにより、データ変換を実行する。ただし、データ変換部１２２の処理が２ビット単位の入れ替えに限定される訳ではない。
また、ＬＳＩ１Ｂ内のＲＡＭに含まれるＲＡＭデバイスの容量は、例えば、アドレスが１０２４、ビット幅が３２ビットと想定する。したがって、例えば、図１５に示した試験対象ＲＡＭ１２Ａ、および結果格納ＲＡＭ１２Ｂともに、アドレスが１０２４、ビット幅が３２ビットであると仮定する。ただし、以下の実施例２の処理がＲＡＭデバイスの容量、アドレスの数（ワード数）、ビット幅等に限定される訳ではない。
図１６は、アドレス変換部１２２とデータ変換部１２４とを含む結果格納ＲＡＭ１２Ｂの例である。図１６のように、ＬＳＩ１Ｂは、アドレスバス１２１と、アドレスバスのアドレスデータを変換するアドレス変換部１２２と、アドレスバスのデータをデコードするアドレスデコーダ１２３と、書き込みデータをデータ変換するデータ変換部１２４とを有する。ただし、上述のように、アドレス変換部１２２は、アドレスデータをビット反転することでアドレス変換を実行する。また、データ変換部１２４は、２ビット単位の入れ替えを実行することで、書き込みデータをデータ変換する。
図１７に、アドレス変換部１２２の構成を例示する。アドレス変換部１２２は、アドレスバス１２１の各アドレス信号を排他論理和（Exclusive OR）によって、反転する。以下、排他論理和を実行するゲートをＥＸＯＲゲートと呼ぶ。ただし、各ＥＸＯＲゲートは、反転制御信号が１の場合に、アドレスバス１２１の各アドレス信号を反転する。一方、各ＥＸＯＲゲートは、反転制御信号が０の場合に、アドレスバス１２１の各アドレス信号を反転しない。例えば、試験制御回路１１は、図１７のアドレス変換部１２２の反転制御信号を１または０に制御する制御端子を有する。また、試験制御回路１１は、図１７のアドレス変換部１２２の反転制御信号を１または０に切り替える指示を保持する反転制御レジスタを有し、反転制御レジスタの値は、ＬＳＩテスタ２からの試験データ２２によって設定される。
図１８に、データ変換部１２４の構成を例示する。データ変換部１２４は、例えば、各ワードのビット０とビット１との間、ビット２とビット３との間、ビット２ｋとビット２ｋ＋１との間でビットの反転を実行する。ここで、ｋは０以上の整数で、２ｋ＋１の最大値が最上位ビットを示す。図１８では、ビット０からビット３１までについて、セレクタＳＬ０からＳＬ３１が設けられている。また、これらのセレクタＳＬ０〜ＳＬ３１に入力されるビットデータがＩＢＩＴ０〜ＩＢＩＴ３１で示されている。また、セレクタＳＬ０〜ＳＬ３１から出力されるビットデータがＯＢＩＴ０〜ＯＢＩＴ３１で示されている。なお、各セレクタＳＬ０〜ＳＬ３１の出力端子もＯＢＩＴ０〜ＯＢＩＴ３１の符号で識別することにする。
この場合、例えば、ビット０とビット１のそれぞれが、２つのセレクタＳＬ０とＳＬ１に入力される。セレクタＳＬ０は、符号０を付された入力端子と、符号１を付された入力端子を有する。切替信号が０のとき、セレクタＳＬ０の符号０を付された入力端子が、出力端子ＯＢＩＴ０に接続される。一方、切替信号が１のとき、セレクタＳＬ０の符号１を付された入力端子が、出力端子ＯＢＩＴ０に接続される。したがって、セレクタＳＬ０は、切替信号が０か１かに応じて、出力端子に接続する信号をＩＢＩＴ０とＩＢＩＴ１との間で切り替えることができる。すなわち、セレクタＳＬ０は、切替信号が０ときに、ＩＢＩＴ０を出力し、切替信号が１のとき、ＩＢＩＴ１を出力する。一方、セレクタＳＬ１は、切替信号が１ときに、ＩＢＩＴ０を出力し、切替信号が０のとき、ＩＢＩＴ１を出力する。以上のように、データ変換部１２４は、切替信号に応じて、２ビットごとに、各ワードのビットデータを入れ替える。
例えば、試験制御回路１１は、図１８のデータ変換部１２４の切替信号を１または０に制御する制御端子を有する。また、試験制御回路１１は、例えば、図１８のデータ変換部１２４の切替信号を１または０に切り替える指示を保持する反転制御レジスタを有し、反転制御レジスタの値は、ＬＳＩテスタ２からの試験データ２２によって設定される。次に、ＲＡＭを測定する手順を説明する。
＜試験データの構成＞
ＬＳＩ１Ｂの試験に使用する試験パタンは以下の構成とする。ここで、試験パタンとは、試験対象ＲＡＭ１２Ａに書き込まれるデータをいう。なお、図１５に示した試験データ２２は、試験パタンを発生させるための制御データ、あるいは試験パタンを圧縮したデータを含む。また、試験データ２２は、試験パタンが試験対象ＲＡＭ１２Ａから実速度で読み出されるときの期待値を発生させるための制御データ、あるいは期待値を圧縮したデータを含む。
試験パタンとしては、パタン０とパタン１の２種類のデータが用いられる。パタン０は、１ワード（実施例１では３２ビット）がすべて０のデータである。また、パタン１は、１ワードがすべて１のデータである。
＜試験手順＞
試験パタンによる試験手順は以下の通りである。
（１）試験制御回路１１は、パタン０を試験対象ＲＡＭ１２Ａの全アドレス（０〜１０２３）に実速度で書き込む。
（２）試験制御回路１１は、試験対象ＲＡＭ１２Ａのデータを実速度で読み出し、アドレス変換およびデータ変換を行わずに結果格納ＲＡＭ１２Ｂにコピーする。すなわち、試験制御回路１１は、試験対象ＲＡＭ１２Ａの全アドレスのデータを実速度で試験対象ＲＡＭ１２Ａから読み出し、試験対象ＲＡＭ１２Ａのアドレスと同一の結果格納ＲＡＭ１２Ｂのアドレスに転送する。
（３）試験制御回路１１は、試験結果格納ＲＡＭ１２Ｂのデータを読み出す。この場合の読み出し速度は、実速度でなくてもよい。また、試験制御回路１１は、パタン０を期待値として、読み出した値を比較器１４により比較する。そして、試験制御回路１１は、比較の結果、不一致となる箇所を故障箇所として、結果レジスタ１５に格納する。結果レジスタ１５には、エラーが検出されたアドレスと、比較器１４の比較結果を格納すればよい。ＬＳＩテスタ２は、結果レジスタ１５から試験結果を取得する。そして、ＬＳＩテスタ２は、エラーが検出したアドレスと、比較器１４の比較結果を基に、ＦＢＭを作成すればよい。
（４）試験制御回路１１は、（１）〜（３）と同様の手順で、パタン１による試験も行い、故障箇所を結果レジスタ１５に格納する。
（５）パタン０とパタン１の故障箇所を合わせてＲＡＭの故障箇所とする。
以上の手順により、ＬＳＩテスタ２は、ＬＳＩ１Ｂに搭載されたＲＡＭの試験結果を得る。なお、ＬＳＩテスタ２は、故障箇所の状態により、同一アドレスのワード方向に連続した故障の場合“ワード線故障”、同一ビット位置で複数ワードに渡る方向に連続した故障の場合“ビット線故障”、特定のアドレスと特定のビットで故障の場合は“単セル故障”と分類する。
図１９に、ＲＡＭ故障の例を示す。図１９では、試験対象ＲＡＭ１２Ａは、アドレス＝１にワード線故障を持ち、結果格納ＲＡＭ１２Ｂはアドレス＝３、ｂｉｔ＝１に単セル故障を持っているとする。図中で試験対象ＲＡＭ１２Ａのワード線故障の場所は"*"、結果格納ＲＡＭの単セル故障の場所は"X"で表している。
この状態で、試験対象ＲＡＭ１２Ａの結果を結果格納ＲＡＭ１２Ｂに転送して結果格納ＲＡＭ１２Ｂのデータを読み出すと図２０のようなデータが得られる。すなわち、試験対象ＲＡＭ１２Ａの故障と、結果格納ＲＡＭ１２Ｂの故障とが混在した結果が得られる。したがって、結果格納ＲＡＭ１２Ｂのデータを読み出しただけでは、混在した結果を分離することができない。
そこで、次に、試験制御回路１１は、結果格納ＲＡＭ１２Ｂのアドレス反転部１２２によるアドレス変換を行い、試験対象ＲＡＭ１２Ａから読み出し結果を結果格納ＲＡＭ１２Ｂに転送する。
図２１に、アドレス変換部１２２によるアドレス反転時の結果格納ＲＡＭ１２Ｂへの格納結果の例を示す。アドレス変換部１２２のアドレス変換により、アドレス＝１のワード（上から２番目）は、アドレス＝１０２２のワード（下から２番目）に変換される。図２１の例では、アドレス変換前にワード１にあった故障データのワードがアドレス＝１０２２のワードに移動する。このため、アドレス＝１０２２に移動した"*"で示される箇所の故障データが試験対象ＲＡＭから転送されてきた故障と判断される。一方、アドレス＝３、ビット１にあった故障データは、アドレス変換の前後で移動しない。このため、アドレス変換の前後で移動しなかった"×"で示される箇所の故障が結果格納ＲＡＭ１２Ｂに内在していた故障となる。
よって、図２０の結果格納ＲＡＭ１２Ｂから得られる試験結果から、結果格納ＲＡＭ１２Ｂの故障"×"を取り除いたものが、試験対象ＲＡＭ１２Ａの試験結果となる。
次に、ビット線故障の場合を考える。図２２にビット故障の例を示す。図２２では、試験対象ＲＡＭ１２Ａは、ビット＝３０にビット線故障の箇所を有する。また、結果格納ＲＡＭ１２Ｂは、アドレス＝３、ｂｉｔ＝１に単セル故障を有する。
図２３に、試験対象ＲＡＭ１２Ａへの試験パタンの書き込み結果を読み出し、結果格納ＲＡＭ１２Ｂに転送した結果を例示する。図２３のように、試験対象ＲＡＭ１２Ａの故障と、結果格納ＲＡＭ１２Ｂの故障とが混在したデータが得られる。

図２４に、データ変換部１２４により、２ビット単位での入れ替えを行い、転送した結果を例示する。ビット変換により、ビット＝３０（図２４で右から２番目の列）はビット＝３１（同図で一番右の列）に変換される。図２４では、故障データがビット＝３０からビット＝３１移動する。このため、ＬＳＩテスタ２は、ビット＝３１に移動した"*"で示される箇所の故障が試験対象ＲＡＭ１２Ａから転送されてきた故障であると判定できる。一方、図２４の故障のうち、アドレス＝３、ビット＝１の故障は移動しない。このため、ＬＳＩテスタ２は、移動しなかった"×"で示される箇所の故障が結果格納ＲＡＭ１２Ｂに内在していた故障であると判定できる。よって、ＬＳＩテスタ２は、図２４の結果から、結果格納ＲＡＭ１２Ｂの故障（図２４で"×"で示される箇所）を取り除いたものを試験対象ＲＡＭ１２Ａの試験結果として得ることができる。
ワード線故障、ビット線故障のどちらの不良でもない、メモリセルの縦横に広がりがあるような故障の場合は変換前後の領域に重なりが発生する可能性がある。メモリセルの縦横に広がりがある故障とは、例えば、複数ワード線故障および複数のビット線故障の少なくとも一方が生じた場合である。このような場合、試験対象ＲＡＭ１２Ａの故障と結果格納ＲＡＭ１２Ｂの故障とを区別できない場合がある。
しかしながら、メモリセルの縦横に広がりを持つ様な故障の場合は、経験的に低速動作でも故障が検出されるケースが多い。そこで、メモリセルの縦横に広がりを持つ様な故障は、結果格納ＲＡＭ１２Ｂへの実速度転送を用いずに、試験対象ＲＡＭ１２Ａ単独での低速ＦＢＭを実施する場合でも、充分な試験が可能である。ここで、低速ＦＢＭとは、ＰＬＬ１６のような実速度のクロック信号による試験対象ＲＡＭ１２Ａからの読み出しではなく、ＬＳＩテスタ２から、ＬＳＩ１Ｂの内部レジスタ、例えば、結果レジスタ１５を介した試験対象ＲＡＭ１２Ａからの読み出しによるＦＢＭの作成をいう。
図２５に、ＬＳＩテスタ２および試験制御回路１１による試験の処理フローを例示する。図２５の処理は、ＬＳＩテスタ２が試験データ２２をＬＳＩ１Ｂに書き込み、試験を起動することで開始する。図２５の各処理のうち、例えば、Ｓ１−Ｓ６が試験制御回路１１の処理であり、Ｓ７−Ｓ１６がＬＳＩテスタ２の処理である。試験が起動されると、まず、試験制御回路１１が試験対象ＲＡＭ１２Ａへ試験パタン０を書き込む（Ｓ１）。
次に、試験制御回路１１は、試験対象ＲＡＭ１２Ａから、格納されているデータを読み出す。そして、試験制御回路１１は、アドレス変換なし、かつ、データ変換なしで、読み出したデータを結果格納ＲＡＭ１２Ｂへ格納する（Ｓ２）。そして、試験制御回路１１は、結果格納ＲＡＭの内容を読み出す。そして、試験制御回路１１は、パタン０が読み出されているか否かを判定する（Ｓ３）。この場合、試験制御回路１１は、パタン０を期待値としてレジスタ１３に保持する。そして、試験制御回路１１は、比較器１４により、結果格納ＲＡＭから読み出した内容と、期待値とを比較する。比較結果は、結果レジスタを通じて、ＬＳＩテスタ２に引き渡される。
次に、試験制御回路１１は、試験対象ＲＡＭ１２Ａへ試験パタン１を書き込む（Ｓ４）。次に、試験制御回路１１は、試験対象ＲＡＭ１２Ａから、格納されているデータを読み出す。そして、試験制御回路１１は、アドレス変換なし、かつ、データ変換なしで、読み出したデータを結果格納ＲＡＭ１２Ｂへ格納する（Ｓ５）。そして、試験制御回路１１は、結果格納ＲＡＭの内容を読み出す。そして、試験制御回路１１は、パタン１が読み出されているか否かを判定する（Ｓ６）。Ｓ６の判定手順は、Ｓ３と同様である。比較結果は、結果レジスタを通じて、ＬＳＩテスタ２に引き渡される。
次に、ＬＳＩテスタ２は、パタン０、パタン１の結果を合わせて、ＲＡＭ試験結果を判定する（Ｓ７）。ＬＳＩテスタ２は、例えば、同一アドレスのワード方向に複数のエラーが発生しているか否かを判定することにより、ワード線故障の有無を判定する。また、ＬＳＩテスタ２は、例えば、同一ビット位置において、複数のワードに渡ってエラーが発生しているか否かを判定することにより、ビット線故障の有無を判定する。あるいは、ＬＳＩテスタ２は、ワード線故障およびビット線故障がまとまって発生し、ＲＡＭ領域の一部あるいはすべてが面積を持つ範囲で故障しているか否か等を判定する。
そして、ワード線故障の場合には（Ｓ８の判定でＹｅｓの場合）、ＬＳＩテスタ２は、制御をＳ９へ進める。ただし、Ｓ８の判定は、ワード線故障のみが発生し、ビット線故障がない場合に、Ｙｅｓとする。つまり、ワード線故障とビット線故障が混在する場合には、故障は、Ｓ１４でさらに判定がなされ、他の処理（Ｓ１６）で取り扱われる。
Ｓ８の判定でＹｅｓの場合、ＬＳＩテスタ２は、結果格納ＲＡＭ１２Ｂへ格納時にアドレス変換ありとして、パタン０とパタン１について、再度Ｓ１−Ｓ６の処理を実行するように、試験データ２２を設定し、試験制御回路１１による試験を起動する（Ｓ９）。そして、ＬＳＩテスタ２は、測定結果の状況を判定する（Ｓ１０）。すなわち、ＬＳＩテスタ２は、試験対象ＲＡＭから読み出したデータをアドレス変換ありで結果格納ＲＡＭ１２Ｂへ格納した結果、ワード線故障のアドレスが変化したか否かを判定する。
Ｓ１０の結果、ワード線故障の位置が移動しなかった場合、ＬＳＩテスタ２は、結果格納ＲＡＭ１２Ｂに内在している故障があると判定する（Ｓ１１）。したがって、Ｓ７、Ｓ８で特定されたワード線故障は、試験対象ＲＡＭ１２Ａの故障ではないと判定される。一方、Ｓ１０の結果、ワード線故障の位置が移動した場合、ＬＳＩテスタ２は、試験対象ＲＡＭ１２Ａから転送されたデータに誤りがあると判定する。したがって、ＬＳＩテスタ２は、試験対象ＲＡＭ１２Ａに故障があると判定する。これらは、パタン０およびパタン１の両方で、判定される。次に、ＬＳＩテスタ２は、Ｓ１１およびＳ１２の結果を合わせて、試験対象ＲＡＭの測定結果とする（Ｓ１３）。なお、Ｓ１１とＳ１２の結果から、結果格納ＲＡＭ１２Ｂの故障個所を特定可能である。すなわち、Ｓ１０の結果、ワード線故障の位置が移動しなかった場合には、移動しなかったワード線のアドレスでの故障ワード、あるいは故障ビット部分が結果格納ＲＡＭ１２Ｂの故障位置と判定できる。
また、Ｓ８の判定で、ワード線故障がない場合、ＬＳＩテスタ２は、ビット線故障があるか否かを判定する（Ｓ１４）。ここで、Ｓ１４の判定では、ワード線故障がなく、ビット線故障だけが発生している場合に、Ｓ１４でＹｅｓの判定となる。つまり、ワード線故障とビット線故障が混在する場合には、故障は、他の処理（Ｓ１６）で取り扱われる。なお、Ｓ１４の判定で、ビット線故障には、単一ビットの故障も含まれる。すなわち、ＬＳＩテスタ２は、１つのアドレスの１つビットの故障も、ビット線故障として取り扱う。
ビット線故障があった場合、ＬＳＩテスタ２は、結果格納ＲＡＭ１２Ｂへ格納時にデータ変換ありとして、パタン０とパタン１について、再度Ｓ１−Ｓ６の処理を実行するように、試験データ２２を設定し、試験制御回路１１による試験を起動する（Ｓ１５）。
そして、ＬＳＩテスタ２は、測定結果の状況を判定する。すなわち、ＬＳＩテスタ２は、試験対象ＲＡＭ１２Ａから読み出したデータをデータ変換ありで結果格納ＲＡＭ１２Ｂへ格納した結果、ビット線故障のビット位置が変化したか否かを判定する。判定の結果、ビット線故障のビット位置が移動しなかった場合、ＬＳＩテスタ２は、結果格納ＲＡＭ１２Ｂに内在している故障があると判定する。
一方、判定の結果、ビット線故障の位置が移動した場合、ＬＳＩテスタ２は、試験対象ＲＡＭ１２Ａから転送されたデータに誤りがあると判定する。したがって、ＬＳＩテスタ２は、試験対象ＲＡＭ１２Ａに故障があると判定する。
また、Ｓ１４の判定で、ビット線故障でも、ワード線故障でもない場合、ＬＳＩテスタ２は、Ｓ１６の処理を実行する。Ｓ１６の処理では、ＬＳＩテスタ２は、Ｓ１−Ｓ６の処理、すなわち、実速度での試験対象ＲＡＭ１２Ａからの読み出し、実速度での結果格納ＲＡＭ１２Ｂへの格納による試験を起動しない。Ｓ１−Ｓ６の代わりに、ＬＳＩテスタ２は、試験対象ＲＡＭ１２Ａを低速ＦＢＭで試験する（Ｓ１６）。低速ＦＢＭとは、例えば、図２に示したように、ＬＳＢ１Ｂの内部レジスタを用いて、試験対象ＲＡＭ１２Ａからデータを読み出し、ＦＢＭを作成する処理をいう。
以上述べたように、実施例２の試験制御回路１１を含むＬＳＩ１Ｂでは、ＬＳＩテスタ２は、試験制御回路１１によって実速度での試験対象ＲＡＭ１２Ａからのデータの読み出しと、結果格納ＲＡＭ１２Ｂへの格納を行う試験を起動する。そして、ＬＳＩテスタ２は、試験結果から、ワード線エラーと、ビット線エラーの有無を判定する。そして、ワード線エラーがあった場合には、ＬＳＩテスタ２は、試験制御回路１１によって試験対象ＲＡＭ１２Ａから読み出したデータをアドレス変換して、結果格納ＲＡＭ１２Ｂへ格納する試験を起動する。そして、アドレス変換の有無で、結果格納ＲＡＭ１２Ｂでのエラー箇所のアドレスの移動があった場合には、ＬＳＩテスタ２は、試験対象ＲＡＭ１２Ａのエラーであると判定する。
また、試験結果に、ビット線エラーがあった場合には、ＬＳＩテスタ２は、試験制御回路１１によって試験対象ＲＡＭ１２Ａから読み出したデータをデータ変換して、結果格納ＲＡＭ１２Ｂへ格納する試験を起動する。そして、データ変換の有無で、結果格納ＲＡＭ１２Ｂでのエラー箇所のビット位置の移動があった場合には、ＬＳＩテスタ２は、試験対象ＲＡＭ１２Ａのエラーであると判定する。
このように、実施例２のＬＳＩ１Ｂによれば、実速度での試験対象ＲＡＭ１２Ａの試験において、結果格納ＲＡＭ１２Ｂに専用の予備領域を設けることなく、試験対象ＲＡＭ１２Ａと、結果格納ＲＡＭ１２Ｂとでそれぞれ発生したエラーを区別することができる。なお、結果格納ＲＡＭ１２ＢとなるＲＡＭデバイスが少なくとも１つあれば、結果格納ＲＡＭ１２ＢとなるＲＡＭデバイスと同一の容量、または容量が小さいＲＡＭデバイスついて、図２５の処理を繰り返し、実行することで、すべてのＲＡＭデバイスの試験を実行できる。すなわち、図２５の処理を実行するため、少なくとも１つ、アドレス変換とデータ変換とが可能なＲＡＭデバイスを設ければよい。
また、結果格納ＲＡＭ１２Ｂとして用いられるＲＡＭデバイス自体を試験対象とする場合には、さらに、１つ結果格納ＲＡＭ１２ＢとなるＲＡＭデバイスを設けておけばよい。ただし、ＬＳＩ１内蔵のＲＡＭデバイスのすべてに、アドレス変換とデータ変換の回路を設けてもよい。
また、図２５では、ＬＳＩテスタ２がＳ７−Ｓ１６の処理を実行するものとして説明した。しかし、実施例２のＲＡＭ試験方法が、上記図２５で説明した処理に限定される訳ではない。例えば、図２５のＳ７−Ｓ１６の処理の一部またはすべてを試験制御回路１１が実行するようにしてもよい。
例えば、試験制御回路１１内に、ＣＰＵと主記憶装置とを含む、コンピュータプログラムを実行可能な制御部を設ければよい。そして、図２５のＳ７−Ｓ１６の処理の一部またはすべてを試験制御回路１１内の制御部で実行してもよい。その場合に、ＬＳＩテスタ２は、試験制御回路１１内の制御部に、試験データ２２を引き渡し、試験結果を受け取るようにすればよい。
実施例３では、比較器無しＢＩＳＴによるＲＡＭ試験方法の例を示す。図２６は、比較器無しＢＩＳＴによるＲＡＭ試験の手順を例示する。比較器無しＢＩＳＴを用いる以外の実施例３の構成および手順は、実施例２と同様である。そこで、実施例２と同一の構成要素については、実施例２と同一の符号を付してその説明を省略する。図２６のように、実施例３では、ＢＩＳＴなしＲＡＭ１０Ｃを含むＬＳＩ１Ｃが例示されている。ＢＩＳＴなしＲＡＭ１０Ｃは、図１５と比較して、比較器１４がない点が相異する。以下、図２６にしたがって、実施例３の手順を説明する。
（１）ＬＳＩテスタ２はテスタプログラム２１にしたがい試験データ２２をＬＳＩ１Ｃに書き込みを行う。また、ＬＳＩテスタ２は、ＬＳＩ１Ｃから内部の結果レジスタ１５の値を読み出し、読出し値と試験データの比較を行う。ＬＳＩテスタ２の書き込み・読み出し動作はＬＳＩ動作速度ではなく低速で行っても構わない。
（２）試験制御回路１１は試験に関する制御信号、試験データを試験対象回路に供給する。試験制御回路１１の動作はＬＳＩテスタ２から書き込まれる設定値により決められる。
（３）試験対象ＲＡＭ１２Ａは試験制御回路１１からの制御信号と試験データにより試験動作を行う。試験動作はＬＳＩ実速度で行われる。実速度のクロックはＰＬＬ１６から供給される。
（４）結果格納ＲＡＭ１２Ｂ、アドレス変換部１２２、ビット変換部１２４は試験制御回路１１からの制御信号により、試験対象ＲＡＭ１２Ａの内容を結果格納ＲＡＭ１２Ｂへ転送する。転送はＬＳＩ実動作速度で行われる。また、アドレス変換部１２２、ビット変換部１２４が変換動作を行うかどうかは試験制御回路１１からの制御信号により制御される。また、試験制御回路１１からの制御信号は、ＬＳＩテスタ２からの試験データ２２によって設定される。
（５）結果レジスタ１５は試験制御回路１１からの制御信号により結果格納ＲＡＭ１２Ｂの読み出し値を格納する。ＬＳＩテスタ２は、結果レジスタ１５を通じて結果格納ＲＡＭ１２Ｂからの読み出し値を取得する。結果格納ＲＡＭ１２Ｂからのデータの読み出し、結果レジスタ１５への格納、結果レジスタ１５を通じたＬＳＩテスタ２による読み出し値の取得の動作は低速で行っても構わない。
（６）ＬＳＩテスタ２は、結果レジスタ１５を通じて結果格納ＲＡＭ１２Ｂから読み出した試験結果と、試験データ２２に基づく期待値とを比較する。その結果、ＬＳＩテスタ２は、試験パタン０と試験パタン１のそれぞれについて、ワード線故障の有無を判定し、ワード線故障がある場合に、アドレス変換の有無によって、ワード線故障のアドレスが変化するか否かを判定する。そして、ＬＳＩテスタ２は、アドレス変換の有無によって、ワード線故障のアドレスが変化した場合には、試験対象ＲＡＭ１２Ａの故障であると判定する。
また、ＬＳＩテスタ２は、試験パタン０と試験パタン１のそれぞれについて、ビット線故障の有無を判定し、ビット線故障がある場合に、データ変換の有無によって、ビット線故障のビット位置が変化するか否かを判定する。そして、ＬＳＩテスタ２は、データ変換の有無によって、ビット線故障のビット位置が変化した場合には、試験対象ＲＡＭ１２Ａの故障であると判定する。
以上述べたように、ＢＩＳＴなしＲＡＭ１０Ｃを含むＬＳＩ１Ｃによっても、実施例２と同様に、実速度での試験対象ＲＡＭ１２Ａの試験において、結果格納ＲＡＭ１２Ｂに専用の予備領域を設けることなく、試験対象ＲＡＭ１２Ａと、結果格納ＲＡＭ１２Ｂとでそれぞれ発生したエラーを区別することができる。
＜ロウとカラムの導入＞
ＲＡＭの容量が大きくなった場合に、ＲＡＭ内にセルをワード単位で配置すると、ＲＡＭ領域の縦横サイズのバランスが悪くなる。例えば１０２４×７２ｂｉｔの容量のＲＡＭの場合、単純に２次元にＲＡＭセルを配置すると縦に１０２４個、横に７２個のＲＡＭセルを配置することになり、縦に非常に長い配置になる。
ＲＡＭ領域が長く伸びることを回避するためにアドレスをロウとカラムという２つに分ける手法がとられる。例えばアドレスが１０２４の場合にロウ＝２５６、カラム＝４に分ける。アドレスはロウとカラムの組合せで表現されるため、２５６×４＝１０２４となり、１０２４のアドレスが表現できる。図２７に、ロウ＝２５６、カラム＝４のＲＡＭ領域を例示する。
ＲＡＭアドレスの０〜１０２３はロウ番号とカラム番号に分けられて、ＲＡＭセル・アレイをアクセスする。すなわち、ロウ・デコーダは、ロウ番号に対応するロウへのアクセス線を決定し、ロウを選択する。また、カラム・デコーダは、カラム番号に対応するカラムへのアクセス線を決定し、カラムを選択する。このようにして、ロウ番号とカラム番号とでアドレスが確定され、該当するアドレスのビット列がアクセスされる。
図２８に、ＲＡＭアドレスとロウ番号、カラム番号の対応を例示する。このような構成をとることにより、ＲＡＭセルの配置が縦２５６個、横２８８個となり、バランスよく配置できる。以下、実施例４では、図２８のロウとカラムを含むＲＡＭに、実施例１〜３で説明した、アドレス反転によるアドレス変換と２ビット単位入れ替えによるビット変換を適用した場合を考える。
＜アドレス変換とロウとの関係＞
アドレス変換はワード線不良を回避するための手段であるが、ロウ・カラム構成のＲＡＭではワード線不良はロウの不良となる。ここでアドレス変換によりどのようにロウ番号が変換されるかを考える。図２８の対応表よりＲＡＭアドレスの０〜３に対するアクセスでロウ０が有効となるため、ロウ０の不良はＲＡＭアドレス０〜３の不良として現れる。ここでアドレス反転によるアドレス変換を行うと、ＲＡＭアドレス０〜３はＲＡＭアドレス１０２３〜１０２０に変換される。ＲＡＭアドレス１０２３〜１０２０はロウ２５５に対応する。
よって、ロウ０はロウ２５５に変換されることとなる。同様にロウ１はロウ２５４、…、ロウ２５５はロウ０に変換され、変換前後で同じロウを指すことはなく、アドレス変換の条件を満足する。
＜ビット変換＞
ロウ・カラム構成のＲＡＭでは１つのビットは４つのカラムで構成される。ここで２ビット単位入れ替えによるビット変換を行った場合、１ビット＝４カラムの単位で入れ替えが発生する。この４カラムは重なることがない。よって、変換の前後で同じ位置になるカラムはないため、ビット変換の条件を満足する。
以上より、ロウ・カラム構成のＲＡＭにおいても、アドレス反転によるアドレス変換および２ビット単位入れ替えによるビット変換は「変換前後で同じ場所に変換されない変換」という条件を満足するため故障を回避することができる。
上記実施例２では、例えば、図１７に示したように、アドレス変換時に、全アドレスのビットを反転した。しかしながら、アドレス変換が、実施例２の構成に限定される訳ではない。要するに、アドレス変換の前後で、ＲＡＭデバイスのすべてのアドレス、言い換えると、結果可能ＲＡＭ１２Ｂの全ワードが移動すればよい。
結果可能ＲＡＭ１２Ｂの全ワードが移動するアドレス変換として、他の一例を図２９に示す。実施例５では、アドレスの変換方法は、アドレスの各ビットのうち任意の１ビットを反転する。図２９では、ビット０を反転する構成例を示している。すなわち、ビット０に、排他論理和ゲートが挿入され、反転制御信号によって、反転の有無が制御される。しかし、反転するビットは任意の１ビットでよく、ビット０に限定される訳ではない。また、このような任意の１ビットの反転によるアドレス変換により、変換後のアドレスが変換前と同じ値になることはない。実施例５の構成では、実施例２と比較して、少ないゲート数で、アドレス変換が可能となる。
＜実施例１〜５の発明の効果＞
試験対象ＲＡＭ１２Ａの結果を結果格納ＲＡＭ１２ＢへＰＬＬ１６のクロック信号で書き込むことにより実速度でＦＢＭを取得できる。そのような実速度の試験において、
（１）試験結果格納ＲＡＭ１２Ｂにアドレス変換部１２２を設けることにより、試験結果格納ＲＡＭ１２Ｂのワード線故障を回避する。
（２）試験結果格納ＲＡＭ１２Ｂにデータ変換部１２４を設けることにより、試験結果格納ＲＡＭのビット線故障を回避する。
以上の２つの構成の追加により、試験結果格納ＲＡＭ１２Ｂの故障回避のために予備領域を持った専用ＲＡＭを用いることなく、信頼度の高い実速度試験が回避可能となる。
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ ＬＳＩ
２ ＬＳＩテスタ
１０、１０Ｃ ＢＩＳＴ付ＲＡＭ
１１ 試験制御回路
１２ ＲＡＭ
１２Ａ 試験対象ＲＡＭ
１２Ｂ 結果格納ＲＡＭ
１３ レジスタ
１４ 比較器
１５ 結果レジスタ
１６ ＰＬＬ
２１ テストプログラム
２２ 試験データ
１２１ アドレスバス
１２２ アドレス変換部
１２３ アドレスデコーダ
１２４ データ変換部
＜ＲＡＭの故障の分類＞
ＲＡＭの故障のほとんどは以下の３種類に分類される。
（１）ＲＡＭセル故障；
ＲＡＭの故障の第１の種類は、ＲＡＭ内のセルが故障するケース（ＲＡＭセル故障）である。ＲＡＭセル故障は、故障箇所が１個（単セル）である場合が多い。図８に、単セル故障を例示する。図８の黒で塗りつぶしたセルが故障箇所である。図８では、１つのアドレスで指定されるワード上の１つのビットが故障している。
（２）ワード線故障；
ＲＡＭの故障の第２の種類は、ＲＡＭセルが同一アドレスのワード方向に連続して故障するケース（ワード線故障）である。ワード線故障は、ＲＡＭ内のアドレスを指定する制御線の故障である。ＲＡＭ内のアドレスを指定する制御線は、ワード線と呼ばれる。ワード線故障は、故障箇所が１つのワード線である場合が多い。図９に、ワード線故障を例示する。図９の黒で塗りつぶしたセルが故障箇所である。図９では、１つのアドレスで指定される１つのワードに含まれる全ビットが故障している。
（３）ビット線故障
ＲＡＭの故障の第３の種類は、ＲＡＭセルが１つのビット位置で複数のワードに渡って連続して故障するケース（ビット線故障）である。ビット線故障は、ＲＡＭ内のビット位置を指定する制御線の故障である。ＲＡＭ内のビット位置を指定する制御線は、ビット線と呼ばれる。ビット線故障は、故障箇所が１つのビット線である場合が多い。図１０に、ビット線故障を例示する。図１０の黒で塗りつぶしたセルが故障箇所である。図１０では、１つのビット線で指定される１つのビット位置上の全ビットが故障している。
＜ＬＳＩおよびＬＳＩテスタの構成＞
図１５に、比較器付ＢＩＳＴによるＲＡＭ試験方法の例を示す。図１５は、ＬＳＩ１Ｂにおいて、試験対象ＲＡＭ１２Ａと、結果格納ＲＡＭ１２Ｂと、アドレス変換部１２２と
、データ変換部１２４と、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）１６とが明示されている点を除
いて、図５のＬＳＩ１と同様である。そこで、以下の実施例２において、実施例１と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
結果格納ＲＡＭ１２Ｂ、アドレス変換部１２２、データ変換部１２４は試験制御回路１１からの制御信号により、試験対象ＲＡＭ１２Ａのデータを結果格納ＲＡＭ１２Ｂへ転送する。転送はＬＳＩ１Ｂの通常動作時の実速度、例えば、ＰＬＬ１６によるクロック速度で行われる。また、アドレス変換部１２２、データ変換部１２４が変換動作を行うかどうかは試験制御回路１１からの制御信号により制御される。
また、実施例２では、アドレス変換部１２２は、アドレスのビットパタンを反転することによりアドレス変換を実行する。ただし、アドレス変換部１２２の処理がアドレス反転に限定される訳ではない。同様に、データ変換部１２４は、各ワードのデータを２ビット単位で入れ替えることにより、データ変換を実行する。ただし、データ変換部１２４の処理が２ビット単位の入れ替えに限定される訳ではない。
そこで、次に、試験制御回路１１は、結果格納ＲＡＭ１２Ｂのアドレス変換部１２２によるアドレス変換を行い、試験対象ＲＡＭ１２Ａから読み出し結果を結果格納ＲＡＭ１２Ｂに転送する。
また、Ｓ１４の判定で、ビット線故障でも、ワード線故障でもない場合、ＬＳＩテスタ２は、Ｓ１６の処理を実行する。Ｓ１６の処理では、ＬＳＩテスタ２は、Ｓ１−Ｓ６の処理、すなわち、実速度での試験対象ＲＡＭ１２Ａからの読み出し、実速度での結果格納ＲＡＭ１２Ｂへの格納による試験を起動しない。Ｓ１−Ｓ６の代わりに、ＬＳＩテスタ２は、試験対象ＲＡＭ１２Ａを低速ＦＢＭで試験する（Ｓ１６）。低速ＦＢＭとは、例えば、図２に示したように、ＬＳＩ１Ｂの内部レジスタを用いて、試験対象ＲＡＭ１２Ａからデ
ータを読み出し、ＦＢＭを作成する処理をいう。

Claims (5)

  1. 試験装置が、試験回路を有する半導体集積回路に搭載されたメモリを試験する試験方法であって、
    前記試験回路により前記メモリの試験対象領域に試験データを書き込むステップと、
    前記メモリの試験対象領域から前記書き込んだデータを前記試験回路により読み出すステップと、
    前記メモリの試験対象領域から読み出したデータを前記試験回路により前記メモリの結果格納領域に第１のデータ配置で書き込むステップと、
    前記メモリの結果格納領域に書き込まれたデータを読み出して、対照データと比較し、第１の比較結果を取得するステップと、
    前記メモリの試験対象領域から読み出したデータを、前記試験回路により前記メモリの結果格納領域内で前記第１のデータ配置とは異なる第２のデータ配置となるように書き込み先を変換しながら、前記メモリの結果格納領域に再度書き込むステップと、
    前記メモリの結果格納領域に再度書き込んだデータを読み出して、前記対照データと比較し、第２の比較結果を取得するステップと、
    前記第１の比較結果と第２の比較結果に応じて、前記メモリの不良位置を特定する特定ステップとを実行する試験方法。
  2. 前記特定ステップは、第１の比較結果での不良位置と第２の比較結果での不良位置が一致した場合には、前記メモリの結果格納領域で不良位置を特定し、第１の比較結果での不良位置と第２の比較結果での不良位置が一致しない場合には、前記メモリの試験対象領域の不良位置を特定するステップを含む、請求項１に記載の試験方法。
  3. 前記試験対象領域からのデータの読み出し及び結果格納領域へのデータの書き込みは、前記メモリの通常動作時の動作周波数で行われ、
    前記結果格納領域からのデータの読み出しは、前記結果格納領域へのデータ書き込み時の動作周波数よりも低い動作周波数で行われる
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の試験方法。
  4. メモリと、
    前記メモリの試験を実行する試験回路と、
    前記試験回路による前記メモリの試験対象領域から読み出したデータを前記メモリの結果格納領域に書き込む時に、前記結果格納領域内での前記データの配置が第１のデータ配置または第２データ配置となるように前記データの書き込み先を変換する変換部と、を有する半導体集積回路。
  5. 前記メモリは、複数のメモリデバイスを有し、前記試験対象領域は、前記複数のメモリデバイスの１つであり、前記結果格納領域は、前記複数のメモリデバイスの他の１つである請求項４に記載の半導体集積回路。
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