TW200842570A - Method for enhancing the diagnostic accuracy of a VLSI chip - Google Patents

Description

200842570 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明一般係關於自動化設計的領域，尤其是關於_ 由當測試與診斷VLSI晶片時改變，以及隨後使用利用^ 環境資訊以達成增強診斷能力的增強之環境增強診斷以 及創造錯誤行為效果的方法。

【先前技術】 對於複雜VLSI元件的測試與接續的診斷中，常遇到 的典型問題為是否存在有效以及精確的診斷方法，以指出 在廣大範圍的模型化以及未模型化的錯誤中根本^原 因。這些VLSI元件快速的整合成長以及伴隨的高電路效 能與非常複雜的半導體製程，增強了舊有的缺陷且引起=斤 形式的缺陷。伴隨著有限的錯誤模式，使得缺陷的差異度 以及精細度通常會導致巨大以及不足的樣式集合，不適^ 的診斷故障資料收集、無效的診斷模擬，這些都會導致^ 差的診斷準確度。所導致的問題使得出現「 : :，誤」的次數一直成長，最後只好進到半;= 析實驗室中。 方〒"^百跃亚指出大型邏輯結構中問題的根本原因，需 =解析度的診斷預告以隔離缺陷並且成功地完成物理 缺陷局部化，以最終地達 目可趣輯賴演算法和技㈣解析度取決於測試的次數 200842570 生測4樣Gr所通過和故障的測試結果資料量。傳統產 結果在診的職結紅及騎有故障測試 斷解析度。應用的方法，常不足以達成所需要的診 請參照第1圖， 54〇之測試樣式530 用於物理故障分析6 習知糸統。 Γ 其中說明使用應用於待測元件(DUT) 的典型診斷過程4以及接著將回應和 的錯誤診斷預報5送入診斷模擬3的 測試樣式的產生 、、一在製造測試以偵測缺陷的過程中需要測試樣式53Θ。 ’則4可以使用报多種方法產生。通常使用缺陷的代表模型 並稱為錯誤模型510。錯誤模型510有利地用於導引最終 樣效性的產生及量測。定值故障（stuck_at fault)模 常使用的模型，但也有其他賴麵成功地應用於 ° 產業中。對於定值故障的模型，在定值於O(S-a-O)和定 值於1 (S-a-Ι)的條件下將錯誤指定給每個初始方塊的輸 入和輸出。初始方塊例如是任何包括ANd、〇R、NAND、 =〇R、INV閘極或類似者的設計中的最低邏輯階層。對於 每個錯誤，產生器根據一些邏輯模型500決定啟動邏輯中 錯决所必要的條件，允許條件傳遞錯誤至觀測點。產生測 A係針對在總晶片錯誤集中的每個錯誤，並且接著使用方 法以壓纟侣這些樣式來最大化測試的每個樣式的錯誤數目。 Ο Ο 200842570 在衣k的環i兄中，測試器時間和言, ^ ^ ^ 診^母個樣式的最大數目的錯誤（料它們更難以 式應用物収件（這裡稱為 J 54〇並收集2測試結果資料。 包括通過以及故障樣式，以及 二，料一般 (觀測點），以及如何故障。為了检鎖或是接腳 Ϊ ’，障資料裁入診斷模擬器4 一Γ故障。從這個模擬3中產生的結果 ^為„斷預報報告’其中列出每個有嫌疑的錯誤 Ι^〇ίΓΓ^^ ρ章分析王正確）至較低的信賴數字。物理故 而要在準確的位置定位出故障，因此 診斷預報。診斷結果的診斷預報益法=的 錯誤位置指示’甚至可能提供完全錯誤的診忒= 二出一些錯，沒有一個可以具有精確的診:預= 月况下’就而要更精密轉析度以 中根據錯誤診斷預報來創造樣式的聚焦集合 决模擬3中，—旦過程完成後就將錯誤標示為已_到曰。 錯疾模型推導缺陷模型 200842570 任何:彳;多由種方:自我顯現而且常常不符合 偵測到未模型化錯誤式的方法，足以 樣式、應用測試樣式、收隼所^^傳統方法中產生測試 統診斷演算法峨以達⑽執行傳 診斷模擬

Ο 於vfsf ff Π2圖’ ί中顯示說明產業所使用可應用 決定故障本】多因晶:模，最終測試，以及可以用來 f測U或模組係以描述待測元件的邏輯模 沾-"的形式來描述’請參考第1圖。這些邏輯模型500 广歹| J以疋邏輯電路的高階代表的形式來表示 ’例如行 ，疋在另一方面，也可以包括基本單元（N〇R、NAND 以及類似者）及其各別内連接的網表。 亦可，為測試向量的一組測試樣式，係根據邏輯電路 的尺寸及雜度’制乡個自_試樣式產生Μ Ατρ⑻ 520之其中之—來產生’其中可以包括—或多個決定性的 樣式產生ϋ、㈣適應_#式產生器、假_樣產生器 以及類似者。

C Ο 200842570 請，續參考第2圖，在方塊！中，在測試完成的時候 ^也就是在應用所有事先已知的測試樣式未偵測任何故 ，存在後）就決定晶片或是模組是否通過或是不通過該測 忒如果合案為「是」，京尤將待測元件劃線、裂片並且附 下-個階段的包裝。相反地，如果待測元件在測試時 支IV，就收集對應的故障資料（方塊2)，並且進入 障Γ組診斷模擬程式（方塊3)。診斷模擬係 =待測林的邏龍型，以及在制到剌元件中的錯 广所應用❹m樣式來進行。診斷工具的目的是決 ==貧料的錯誤或錯誤組。診斷工具的結果就是錯誤多 ^預報。—般和錯誤診_報連結的是測量診斷預報; :個錯誤如何解釋物理故障的發生（方塊5)。這 。錯誤診斷預報接著較佳地輪入物： 的物理故障其中邏輯輯的相·與實際 、連、、、σ疋位出物理故障就可以決定問 ”’以讓工料進行必要的步雜改問題。 χ 延伸==界需要可以在不同的環境測試條件下提# 【發明内容】 ，此，本發_主要目的在於提 在硬數個環境下測試待測元件的診斷過程中 200842570 以增強診斷準確性的方法。 本發明的另一個目的係為提供增強的診斷模擬和增 強的診斷結果評分演算法，其係使用來自於該複數個測試 條件結果的錯誤行為資料。 本發明進一步的目的為包括平行或連續的增強模擬 以及增強診斷結果評分。 本發明的另一個目的在於包括具有被記錄故障結果 的環境測試條件。 本發明的另一個目的在於使用元件參數以及製造過 程資料以定義並修改測試所需的環境條件。 本發明的另一個目的係為根據診斷模擬結果調整環 境測試條件。 本發明的另一個目的係為利用適合的測試技術以創 造測試樣式，以進一步修改診斷解析度。 本發明的另一個目的係為從首次通過診斷之結果所 產生的環境診斷樣式中創造獨特的子集合，以重新模擬在 初始測試中所不了解之更為準確之邏輯路徑集合。 -10- 200842570 本發明的另一個目的為包括額外的 料，例如物理和元件模型、程序參數 ;ς和 參數所推導出來之_錯誤_。 及攸这些板型和 本發明的所有目的、優點以及各方面 :爾回報評分’並將環境資料加入考量以及 為南信賴程度時進行物理故障分析；以 ==加之1修“= Ο 試產生方法來創使用適應的測 境條件，以及重新施加二敕二"^強組，u)修改並調整環 帶入額外的設計及/ 測=樣式或是子集合；出） 括但不限於元件資貝^以修改診斷預報，其中包 型；以及iv)調整測試的順^料、程序資訊、替代錯誤模 料的收集，並改善顿模擬如及内容以增強診斷錯誤資 因此本發明的方法驻 整個診斷過程的環境^n具有模擬和錯誤解析的 回報。 、抖末達成準確、高信賴的錯誤診斷 200842570 料目的中’來自不同測試環境的故障資 重r有價值或 Γ Ο 之前將演算二新例如 施加於任何錯誤的環境應力創造了 獨 - 化。這是藉由動態地創造獨特3寄生灯為敏感 造新的賴、__程、改變測試或創 所有的環境條件所達成的。心在&加這酬試時調整 訊以，_ 了多種設計和程序資 分。这此次1日^析又或驅使進一步的改善模擬和評 以及二料限t··物理設計資訊、元件模型， 件所推導^以及雜且變化的過程條 本毛月的另一個目的中，增強的診斷過程在第一次 -12 - 200842570 可以只用來模 有自第—製造測集合 =時移除所 二次，並且重種讀條件下重新施加第 ,»、彔成更聚焦的故障資料記錄檔集合。 7所有物件的整個增強診斷過 蘇’以顯著地改善在現今技術中，在較 舆處理的«切料频切分_顯；^隔^叶 【實施方式】 凊參照第3圖待屋g ;产—Μ 加於待測元件之測=環境條件組下，使用施 應送至增強模擬和診斷預報演算 Ο 樣料被完全地模擬過後，提供了診斷樣式第 一-人的通過組。改善以及更針對 /研铋式弟 、、、、口果灿強錯誤診_報會用於pFA。 條件來 =製造f斷測試樣式530和環境 54〇。來自測試純9、= ° 3輸人會施加到待測元件 環境增強沒f過的結果10。 I邏輯模型·、通過結果 ^ 1块板型51〇以及物理模型550若有 :入坆個錯誤模擬和診斷方塊600所能提供的 係將达至物理轉料6的職錯誤賴預報4〇。 -13- 200842570 請繼續參考第3 _、顯示使用環境增強診斷過程的 過程。將元件規格610用於待測元件540,就可以定義環 _以測試。輸入樣式530在預定的環境條件62〇 環境警告通過 ( Ο 二及視需要的物理模型550、程序資訊630及元= 格-起送至具有複雜評分600的增強模擬器 分析的結果即是增強錯誤診斷預報40，接著也 理故障分析6 6騎輯㈣。达至物 要額外的測試產生520以和新的揭守以Λ Τ此而 540直看也可以調整環境條件㈣行接二==置 一直重複這_程朗診_報提供適當的解析/。 境條 資料收集並且錯存在各別的環境條件10中。故障 =斷模擬以應用全部的資料以得出更 增 及更南的錯誤解析20。當新的結果具有較佳=疋位以 就需要更複雜的複合演算法方法來丑同並立，析時’ 的環境資訊30來權衡結果。接著就儲 ^地使用新 準的結果40。接著應用新的準確度標:合坪分標 有的故障樣式都有原因，且結果提供所需的解 -14- Ο ϋ 200842570 鋒传t 果不付合標準’過程就會對每姉擬動作繼 標準（分別是60、3()、4()、5())式直到付合祕的解析 4υ 50)，以便進行故障分析6。 多種本發明額外的實施例，其中在施加 測試適應測試方法。這個方法動態地改變 析故障資料創造新的㈣=錄^亚且藉由動態地分 或增加測試，存資料《二 “的診切=明二:種， W料、組給兄故障貧料的第-次收隼中所始

^出的部分隔絕的網路組。本發明進_牛0# A 在此圖中，1中在㈣握朽til步的實施例則包括 ，、肀在乓強杈撻中應用設計以及程序資訊。 請繼續參考第5U5b0，其中顯示本發明的較 整流程。每個實施例將依照在流程圖中出現的順 初始的測試和流程是為了達成環境故障資料收 集的目的。首先在每個環境條件ω下收集故障資料。 如果測試_許可，新的適應職方法和流程提供 故障資料收集的方法’就是使用連續的測試和故障資料收 集以及設計㈣程參數以建立更針對目標的測試來改變 或增加'料、賴、流程以及關的資料記錄12。。接 如同在單—或重複進行（9、10、120和110)中提到達到 更聚焦的測試和資料收集。此外，有很多種與缺陷特性連 -15 - 200842570 過程參數可以影響電路的功能與效能，而這會 錯'^離樣柄針對的缺陷所無法連結的故障。這 吏用設計來針對每個的樣式錯誤的測試模型 詩2診斷#料可藉由在每個環境下強雛計、過程和 '曰η早特點以達成延伸的適合測試資料來源UG。接著 改化的測試和故障資料分析⑽，接著騎時測試 二Z以及重新測試9’“嘗試地只記錄和缺陷關聯的 移除過程的系統效應1G°這會改善送去增 強衫断引擎20的資料品質。 曰 來自每個這祕件的輯⑽接著送進診斷 同時模擬2G。可以使用故障資料的完整集合或 疋术&。故障貧料可以不同的方式模擬。這些方法包括 旦不限於：在每個環境條件τ模擬以及在多重環 擬。有時候診斷故障資料並不完整，這 = 隔離樣式’或是雖然存在可是並沒有被記錄’、、。'、’曰决 ^果已經蚊新的樣式可以幫助隔離問題而且目前 並播法使用，就使践简的環境料故障資料來 ^並更聚焦的賴H 8〇。軸這個對本發明並關 鍵，部可以進—步地增絲終診斷通報解析度。如 讀通報解析度是有效的9G而且職相許可，可以將 -16- 200842570 這些樣式加入測試流程11 〇並且在不同的環境條件下再重 新施加於待測元件’以產生更精確且減少的故障資料組 9、10 〇 如果使用新的診斷樣式90,而且樣式的決定和過程 疋完整的’就將樣式加入流程110，重新施加9，然後記 錄結果10。診斷引擎20接著導入在每個故障環境條件 下，來自單一或多個晶片的和邏輯測試模型一起使用的測 試樣示以及關聯的故障資料組1〇。增強的診斷引擎接著 進行增強的分離或同時的交互模擬2〇。 _ . + 通報從有用的診斷模擬20中編 如，並儲存結果的環境錯誤診斷通報4G。如果ί

V 於：累積較，騎包括但不限 里缚八n m 衣兄3〇的分數總和起來，或是差 5。’就需要Γ用二C數6〇。如果解析不夠 他的模型及資料型式物理資料以及很多種其 資料重覆複合評分3G。I雜可以選擇性地使用額外的 強的環境模擬和評分如Λ不詩額外㈣料和模型於增 流程中當作另—種在* =: ’可以選擇性地包括在目前的 在而要蚪的可能解析增強方法。 接著記錄環境診斷預報及其環境資料4〇，測量標準 17 200842570 (也就是預訂可接受的分數程度）50。這個資料可以先用 於此過程的任意次重複或改變，其中決定了尚未達成適當 的診斷回報或解析度以成功地完成根本原因故障分析 如果仍不滿意解析度，可以使用額外資訊的任意組合 以進行更聚焦及複雜的模擬以及重複複合評分3〇。有利 地用於複雜模擬60的資訊包括但不限於：邏輯模 Γ職型、元件模型、程序資訊^可以定;== 複雜錯誤模型來創造更多樣式8〇。 在新的資料插入被懷疑的故障元件和内連接後接著 開始重新模擬60。模擬持續至達到預定的精確度。重複 複，複合評分方法接著被重新應用以儲存較新、更精確的 錯誤診斷通報40。統計和環境權重的標準會決定錯誤解 析的準確性50。完成後，元件可以被送至物理故障分析6。 CJ 總而言之，本發明提供一種新的方法以提供增強診斷 解析和準確性。本發明可以有效地處理廣大包括未模型化 j誤、AC錯誤、網對網缺陷、樣式敏感錯誤或類似的錯 誤選擇。本發明並與傳統的測試產生和診斷方法相容，並 可以簡易地整合進入現有的測試系統架構和測試流程。 本發明的方法也包括可能減少故障資料的數量，並且 對應地減少測試器的時間，又可以同時提供更有效的測試 -18 - 200842570 組以及完整的診斷報告。本發明的方法更可以延伸成診斷 Schmoo分析以及環境敏感度。 最後，本發明可以用硬體、軟體或硬體和軟體的組合 來實現。本發明可以在一台電腦系統中以中央的方式實 現’或是以分散的方式將不同的元素分散到數個内連接的 電月包糸統中。任何形式的電腦系統，或是其他可以執行此 處所描述的方法的裝置都是適合的。典型的硬體和軟體組 合可以疋一般功能的電腦糸統’搭配於載入和執行電腦程 式日守可以控制電腦系統以執行此處所描述的方法。 本發明也可以置入電腦程式產品中，其中包括所有可 以執行此處所描述的方法的特點，而且當載入電腦系統 時’可以執行這些方法。 ' Ο 這裡所謂的電腦程式方法或電腦程式表示任何指令 組的壓縮、以任何語言、編碼或記號，以造成具有資 理能力的线以進行狀的功能以直接或經過轉換成^ 一種語言、編碼或記號或不同材料形式的重製。、 雖然本發明已經以示範的實施例作出描述， 知相關技術者可以根據前面的描述了解到有很多替代^ 改以及更動的方法。因此接下來的專利範二 類的替代、修改以及更㈣方法，因為將會落在本 -19- 200842570 實際範圍及精神中。 【圖式簡單說明] •、土 ：二的圖式係為說明書的一部分，用以說明本發明之 的砰細彳田述一起來解釋本發明的原理。 -置知技術之示意圖，其中為使用應用於測試 衣置之似樣式的典型診斷過程’接著將回應輸入診斷模 擬，結果的錯誤診斷預報則用於物理故障分析； 、

V 第2圖係習知技術之流程圖，其中說明如何根據適卷 的錯誤模型、職樣式錢給賴裝置適當 ^ 進行診斷模擬； ^求 第3圖係根據本發明之一實施例之環境增強診斷系 $之示意圖，其中測試樣式在一組環境條件下施加於測試 裝置，而環境回應被輸入到增強模擬和診斷通報方法，結 果的增強錯誤診斷通報則被用於物理故障分析； 第4圖係根據本發明一實施例之應用於增強診斷 程之基本流程； ° 第5a至5b圖說明本發明之較佳實施例，其中在施加 -20- 200842570 多重環境條件時應用適應測試方法。

L) 【主要元件符號說明】 1 測試系統 2 警告通過/沒通過資料 3 診斷模擬 4 診斷模擬器 5 診斷預報 6 物理故障分析 9 測試系統 10 警告通過/沒通過資料 40 錯誤診斷預報 500 邏輯模型 510 錯誤模型 520 自動測試樣式產生器 530 測試樣式 540 待測元件 550 物理模型 600 環境增強錯誤模擬和診斷 610 元件規格 620 環境條件 630 程序資訊 -21 -

Claims (1)

1. Ο 0 200842570 申請專利範圍·· 不同的環境測τ)進行診斷模擬時，於 方法包括下列;:件爛 a)環該測試樣式施加於 •C) ί=Ϊ環境條件下執行診斷模擬； =析來自該執行診斷模擬的錯誤診斷以 d)誤診斷預報中所選擇之-進行-物理故 如申請專利範JS第1項所述之方法，其中步驟 進一步包括進行環賴感評分的步驟， 預疋的信賴程度之一評分結果為止。 3·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中以故障資 料為基準的環境之錢決定故_解析度。' 4· t申請專利範圍第3項所述之方法，其中以故障資 料為基準的該環境之聯集決定故障的解析度。 5·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該環境條 -22- 200842570 件係選自由元件設計參數、過程變異以及相關的故 障模型所組成之一群組。 6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該環境條 件係與該收集的故障資料之每組分別相關聯。 7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該環境條 件分別儲存每組該收集的故障資料。 8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該測試係 根據該進行中之診斷模擬所得出之該錯誤診斷預 報重新應用於該待測元件。 9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該環境條 件係根據該診斷模擬的結果進行調整，並且以該調 整過之環境條件重新應用該測試。 10. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中適應的測 試樣式係根據來自該執行中診斷模擬的結果所產 生，並且重新應用於該待測元件。 11. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該樣式之 一子集合重新應用於該待測元件，並且接著執行該 診斷模擬與該錯誤解析。 -23- 200842570 12·如申請專利範圍第u項所述之方法，其中該樣式 之子集合重新應用於選自於物理資料、元件模型、 條件、邏輯模型、以及包括在該診斷模擬及錯 誤診斷預報中之錯誤模型所組成之環境條件。 13·如申請專利範圍第n項所述之方法，進一步包括 ”誤診斷預報重新執行該診斷模擬，並有額 =資料加入所開始的診斷模擬以相關錯誤診斷 14·=ΐ，範圍第1項所述之方法’其中該錯誤診 =預報係使用複數個改變以及相互作用的設計、過 二二測試參數’以在一較小集合的邏輯電路下產 15.::=圍第1項所述 誤數個該環境條件下各別的行為於一錯 、目錄或資料庫中。 於11障f料的方法’其中該故障資料係來自 不寺測元件（DUT)進行診斷模擬時，於 用條件下之一組_樣式的多個應 Μ方法包括下列步驟·· -24- 200842570 a) 在定義之環境測試條件下施加測試樣式； b) 收集故障回應以及相關之環境測試條件； c) 執行一診斷模擬以及一診斷預報評分，其中包 括故障資料與各別的環境測試條件；以及 d) 在達到一預定之最終診斷預報分數時執行一物 理故障分析。 17. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中在步驟 Γ d)中，若未達成該預定最終診斷預報分數，則重新 產生該最終分數直到達成一預定之信賴程度。 18. 如申請專利範圍第17項所述之方法，其中重新產 生最終診斷預報分數之步驟包括： a) 使用適應測試產生以創造一增強測試樣式組； b) 修正及調整該環境條件，並且重新施加至少一 組該測試樣式之子集合；以及 {j c)併入額外之設計與程序資訊以修改該預報分 數。 19. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中該步驟 c) 中該額外設計和程序資訊係選擇自由元件資 料、物理資料、程序資訊，以及替代錯誤模型所組 成之一群組。 -25- 200842570 20· —種可由一機器讀取之一程式儲存裝置，其中包含 可由該機器執行之一指令程式以進行方法的步 驟，該方法步驟係合併故障資料，討該故障資料 係來自於當對-待測元件（DUT)進行診斷模擬 時，於不同的環境職條件下之職樣式的多個應 用，該方法步驟包括： a) 在複數_環境條件下施 測元独收集所導致之故障資^樣式至該待 b) 在該複數個環境條株 C)分析來自所執模擬； 以及 "斷&擬之私診斷預報；

   d) 對该錯誤診斷預報中 障分析。 所選擇之〜 執行一物理故 -26-