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技術 テストパターン生成装置、テストパターン修正装置、テストパターン生成方法、プログラム、及び、記録媒体

出願人 公益財団法人福岡県産業・科学技術振興財団
発明者 吉村正義
出願日 2007年3月28日 (13年9ヶ月経過) 出願番号 2007-083485
公開日 2008年10月9日 (12年2ヶ月経過) 公開番号 2008-241504
状態 未査定
技術分野 電子回路の試験
主要キーワード テストパターン選択 伝播状況 故障伝播 検査系列 対象故障 故障リスト テストパターン生成装置 入力端子数
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2008年10月9日)のものです。
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図面 (5)

課題

半導体装置故障をより効率的に検出するためのテストパターンを生成するためのテストパターン生成装置等を提供する。

解決手段

テストパターン生成装置1は、半導体装置の故障を検出するためのテストパターンを生成するものであって、検出対象の故障が伝搬可能な出力端子が複数ある場合に既に生成されたテストパターンにより検出される故障及び当該故障が伝播される出力端子に関する情報に基づいて前記検出対象の故障を伝播可能な出力端子から前記検出対象の故障を伝播する出力端子を選択する出力端子選択部5と、故障を前記出力端子選択手段により選択された出力端子において検出するためのテストパターンを生成するテストパターン生成手段7を備える。

概要

背景

テストパターン検査系列)は、LSI等の半導体装置の製造において、半導体装置の故障偶発的に発生する欠陥)を検査するために用いられるものである。このテストパターンは入力値と出力結果の組み合わせであり、半導体装置が正常な場合と故障している場合とで出力結果が異なるようなものである。

このテストパターンは、ATPG(Automatic Test Pattern Generation)ツールにより、回路データから自動的に生成される。従来、ATPGでは、処理時間との兼ね合いで、故障を検出可能か否かを判断しやすいアルゴリズムによりテストパターンが生成されていた。その一例としては、検出対象の故障が伝搬可能な出力端子が複数ある場合に、出力端子の出力結果に影響のある入力端子数のような半導体装置の構造に基づいて一意に故障を伝播する出力端子を決定していた。

また、特許文献1には、テスト実行時間を短縮するため、同一の故障を検出する複数のパターンから最も多くの故障を検出するパターンをテストパターンとして選択することが記載されている。

特開平5−341011号公報

概要

半導体装置の故障をより効率的に検出するためのテストパターンを生成するためのテストパターン生成装置等を提供する。 テストパターン生成装置1は、半導体装置の故障を検出するためのテストパターンを生成するものであって、検出対象の故障が伝搬可能な出力端子が複数ある場合に既に生成されたテストパターンにより検出される故障及び当該故障が伝播される出力端子に関する情報に基づいて前記検出対象の故障を伝播可能な出力端子から前記検出対象の故障を伝播する出力端子を選択する出力端子選択部5と、故障を前記出力端子選択手段により選択された出力端子において検出するためのテストパターンを生成するテストパターン生成手段7を備える。

目的

そこで、本願発明の目的は、生成されたテストパターンの相互関係によるテストパターン数の削減をも考慮して、半導体装置の故障をより効率的に検出するためのテストパターンを生成するためのテストパターン生成装置等を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

半導体装置故障を検出するためのテストパターンを生成するテストパターン生成装置であって、検出対象の故障が伝搬可能な出力端子が複数ある場合に、既に生成されたテストパターンにより検出される故障及び当該故障が伝播される出力端子に関する情報に基づいて、前記検出対象の故障を伝播可能な出力端子から前記検出対象の故障を伝播する出力端子を選択する出力端子選択手段と、故障を前記出力端子選択手段により選択された出力端子において検出するためのテストパターンを生成するテストパターン生成手段、を備えるテストパターン生成装置。

請求項2

前記既に生成されたテストパターンにより検出される故障及び当該故障が伝播される出力端子に関する情報は、少なくとも、各出力端子について、既に生成されたテストパターンにより検出される故障について伝播可能な出力端子が複数存在する場合に当該故障を伝播する出力端子として選択された回数を含む、請求項1記載のテストパターン生成装置。

請求項3

入力値の複数の組み合わせに基づく故障シミュレーションにより、各出力端子に対して伝播される故障の数、及び、各故障に対して検出数が一定数以下であるものを調べる前処理手段を備え、前記出力端子選択手段は、前記前処理手段により得られた検出数が一定数以下の故障から前記検出対象の故障を選択し、前記前処理手段により得られた伝播される故障の数に基づいて、伝播される故障の数の少ない出力端子を優先して前記検出対象の故障を伝播する出力端子を選択する、請求項1又は2に記載のテストパターン生成装置。

請求項4

半導体装置の故障を検出するためのテストパターン集合修正するテストパターン修正装置であって、前記テストパターン集合に含まれるあるテストパターンの検出対象の故障が伝搬可能な出力端子が複数ある場合に、前記テストパターン集合に含まれる他のテストパターンにより検出される故障が伝播される出力端子に関する情報に基づいて、前記あるテストパターンの検出対象の故障を伝播可能な出力端子から前記検出対象の故障を伝播する出力端子を選択する出力端子選択手段と、故障を前記出力端子選択手段により選択された出力端子において検出するように前記あるテストパターンを修正するテストパターン修正手段、を備えるテストパターン修正装置。

請求項5

半導体装置の故障を検出するためのテストパターンを生成するテストパターン生成方法であって、出力端子選択手段が、検出対象の故障が伝搬可能な出力端子が複数ある場合に、既に生成されたテストパターンにより検出される故障及び当該故障が伝播される出力端子に関する情報に基づいて、前記検出対象の故障を伝播可能な出力端子から前記検出対象の故障を伝播する出力端子を選択するステップと、テストパターン生成手段が、故障を前記出力端子選択手段により選択された出力端子において検出するためのテストパターンを生成するステップと、を含むテストパターン生成方法。

請求項6

コンピュータにおいて、請求項5記載のテストパターン生成方法を実現させるためのプログラム

請求項7

請求項6記載のプログラムを記録する記録媒体

技術分野

0001

本願は、テストパターン生成装置テストパターン修正装置テストパターン生成方法プログラム、及び、記録媒体に関し、特に、半導体装置故障を検出するためのテストパターンを生成するテストパターン生成装置等に関する。

背景技術

0002

テストパターン(検査系列)は、LSI等の半導体装置の製造において、半導体装置の故障(偶発的に発生する欠陥)を検査するために用いられるものである。このテストパターンは入力値と出力結果の組み合わせであり、半導体装置が正常な場合と故障している場合とで出力結果が異なるようなものである。

0003

このテストパターンは、ATPG(Automatic Test Pattern Generation)ツールにより、回路データから自動的に生成される。従来、ATPGでは、処理時間との兼ね合いで、故障を検出可能か否かを判断しやすいアルゴリズムによりテストパターンが生成されていた。その一例としては、検出対象の故障が伝搬可能な出力端子が複数ある場合に、出力端子の出力結果に影響のある入力端子数のような半導体装置の構造に基づいて一意に故障を伝播する出力端子を決定していた。

0004

また、特許文献1には、テスト実行時間を短縮するため、同一の故障を検出する複数のパターンから最も多くの故障を検出するパターンをテストパターンとして選択することが記載されている。

0005

特開平5−341011号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、テストパターン生成の処理は、故障の挿入、故障の励起、故障の伝搬、及び、それらの正当化からなる。テストパターン生成の処理では、ある故障に対して、1つでも検出できるテストパターンを生成するか、又は、1つも検出できるテストパターンがないことを証明する必要がある。特に、後者の、1つも検出できるテストパターンがないことを証明することが処理時間を要する。そのため、ATPGにおいて、テストパターン生成がボトルネックとなる。

0007

このテストパターン生成処理において、故障を伝播する出力端子を半導体装置の構造に基づいて一意に決定すると、生成されたテストパターンの相互関係を考慮していないため、例えば故障が伝播される出力端子が特定のものに集中して検査時に用いるテストパターンの数を削減して検査時間を短縮することができず、効率的な故障検出のためのテストパターン集合を生成することができなかった。

0008

また、特許文献1に記載の従来技術も、生成されたテストパターンの相互関係によるテストパターン数の削減を考慮せずに、生成するテストパターン数を単に削減するものであった。

0009

そこで、本願発明の目的は、生成されたテストパターンの相互関係によるテストパターン数の削減をも考慮して、半導体装置の故障をより効率的に検出するためのテストパターンを生成するためのテストパターン生成装置等を提供することにある。

課題を解決するための手段

0010

請求項1に係る発明は、半導体装置の故障を検出するためのテストパターンを生成するテストパターン生成装置であって、検出対象の故障が伝搬可能な出力端子が複数ある場合に、既に生成されたテストパターンにより検出される故障及び当該故障が伝播される出力端子に関する情報に基づいて、前記検出対象の故障を伝播可能な出力端子から前記検出対象の故障を伝播する出力端子を選択する出力端子選択手段と、故障を前記出力端子選択手段により選択された出力端子において検出するためのテストパターンを生成するテストパターン生成手段、を備えるものである。

0011

請求項2に係る発明は、請求項1記載のテストパターン生成装置であって、前記既に生成されたテストパターンにより検出される故障及び当該故障が伝播される出力端子に関する情報が、少なくとも、各出力端子について、既に生成されたテストパターンにより検出される故障について伝播可能な出力端子が複数存在する場合に当該故障を伝播する出力端子として選択された回数を含むものである。

0012

請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載のテストパターン生成装置であって、入力値の複数の組み合わせに基づく故障シミュレーションにより、各出力端子に対して伝播される故障の数、及び、各故障に対して検出数が一定数以下であるものを調べる前処理手段を備え、前記出力端子選択手段が、前記前処理手段により得られた検出数が一定数以下の故障から前記検出対象の故障を選択し、前記前処理手段により得られた伝播される故障の数に基づいて、伝播される故障の数の少ない出力端子を優先して前記検出対象の故障を伝播する出力端子を選択するものである。

0013

請求項4に係る発明は、半導体装置の故障を検出するためのテストパターン集合を修正するテストパターン修正装置であって、前記テストパターン集合に含まれるあるテストパターンの検出対象の故障が伝搬可能な出力端子が複数ある場合に、前記テストパターン集合に含まれる他のテストパターンにより検出される故障が伝播される出力端子に関する情報に基づいて、前記あるテストパターンの検出対象の故障を伝播可能な出力端子から前記検出対象の故障を伝播する出力端子を選択する出力端子選択手段と、故障を前記出力端子選択手段により選択された出力端子において検出するように前記あるテストパターンを修正するテストパターン修正手段を備えるものである。

0014

請求項5に係る発明は、半導体装置の故障を検出するためのテストパターンを生成するテストパターン生成方法であって、出力端子選択手段が、検出対象の故障が伝搬可能な出力端子が複数ある場合に、既に生成されたテストパターンにより検出される故障及び当該故障が伝播される出力端子に関する情報に基づいて、前記検出対象の故障を伝播可能な出力端子から前記検出対象の故障を伝播する出力端子を選択するステップと、テストパターン生成手段が、故障を前記出力端子選択手段により選択された出力端子において検出するためのテストパターンを生成するステップと、を含むものである。

0015

請求項6に係る発明は、コンピュータにおいて、請求項5記載のテストパターン生成方法を実現させるためのプログラムである。

0016

請求項7に係る発明は、請求項6記載のプログラムを記録する記録媒体である。

0017

なお、本願発明において、既に生成されたテストパターンは、他のテストパターン生成装置により生成されたものであってもよい。

0018

また、本願発明において、出力端子選択手段が、故障の種類に応じて、半導体装置の構造に基づいて検出対象の故障箇所の故障を伝播する出力端子を選択するか、又は、既に生成されたテストパターンにより検出される故障が伝播される出力端子に関する情報に基づいて検出対象の故障箇所の故障を伝播する出力端子を選択するかを変更可能なようにしてもよい。このように、検出対象の故障の位置、種類などに基づいて、検出対象の故障を伝播する出力端子を選択するようにしてもよい。

0019

さらに、本願発明において、テストパターン生成手段が、出力端子選択手段により選択された出力端子において故障を検出するためのテストパターンの生成が難しいと判断した場合には、他の伝播可能な出力端子から検出対象の故障を伝播する出力端子を選択してテストパターンを生成するものであってもよい。

発明の効果

0020

本願発明によれば、故障を伝播可能な出力端子から故障を伝播する出力端子を選択してテストパターンを生成することにより、生成されたテストパターンの相互関係によるテストパターン数の削減を考慮をも考慮して、検査時に用いるテストパターンの数を更に削減可能であり、効率的な故障検出のためのテストパターンの生成を実現することができる。

発明を実施するための最良の形態

0021

以下、図面を参照して、本願発明の実施例につき説明する。

0022

図1は、本願発明の実施の形態に係るテストパターン生成装置1を示すブロック図である。テストパターン生成装置1は、ランダムパターン本願請求項3の入力値の複数の組み合わせの一例である。)を用いて検査対象となる半導体装置の各故障の伝播の状況を概略的に求める前処理部3と、検出対象の故障が伝播される出力端子を選択する出力端子選択部5と、故障を検出するためのテストパターンを生成するテストパターン生成部7を備える。ここで、テストパターンは、検査対象の半導体装置の入力端子に与える値(入力値)と故障を検出するための出力端子より得られる値(出力値)の組み合わせを含むものとする。そして、複数のテストパターンからなる集合をテストパターン集合という。

0023

まず、出力端子選択部5とテストパターン生成部7の動作について、図2に示す回路データにより示される半導体装置の0縮退故障正常値が1であり、故障値が0である故障)を例にして説明する。

0024

図2は、図1の出力端子選択部5とテストパターン生成部7の動作の一例を説明するために用いられる検査対象の半導体装置の回路データを示す図である。以下の説明では、故障リストには、配線a〜lの0縮退故障につき、アルファベット順リスト化されているものとする。

0025

下記の表1を参照して、従来の半導体装置の構造に基づいて一意に故障を伝播する出力端子を決定する方法でのテストパターン生成方法について説明する。出力端子PO1に対する入力端子はPI1、PI2、PI3の3つであり、出力端子PO2に対する入力端子はPI2、PI3、PI4、PI5の4つである。そのため、故障を検出可能と見られる出力端子が複数あった場合には、入力端子数の少ないPO1に振り分けられるものとする。

0026

まず、配線aの0縮退故障が検出対象の故障として選択される。配線aの0縮退故障は出力端子PO1にのみ伝播可能である。配線aの0縮退故障を出力端子PO1において検出するためのテストパターンTP1が生成される。これは、入力端子PI1の入力値が1であり、入力端子PI2とPI3の一方の入力値が1であれば、出力端子PO1の出力値の正常値が1、故障値が0となるものである。そして、このテストパターンにより配線bの0縮退故障も検出可能であるので、故障リストからは配線aとbの0縮退故障が除去される。

0027

次に、配線cの0縮退故障が検出対象の故障として選択され、同様にしてこれを検出するためのテストパターンTP2が生成され、故障リストからは配線cの0縮退故障が除去される。

0028

次に、配線dの0縮退故障が検出対象の故障として選択される。これは、出力端子PO1とPO2のいずれにも伝播可能性がある。そこで、影響する入力端子数が少ないPO1に伝播するテストパターンTP3が生成される。これは、入力端子PI1、PI2及びPI3の入力値がそれぞれ0、1、0であり、出力端子PO1の正常値が0、故障値が1となるものである。そして、このテストパターンにより配線e、fの0縮退故障も検出可能であるので、故障リストからは配線dとeとfの0縮退故障が除去される。

0029

次に、配線gの0縮退故障が検出対象の故障として選択される。これは、出力端子PO1とPO2のいずれにも伝播可能性があり、影響する入力端子数が少ないPO1に伝播するテストパターンTP4が生成される。これは、入力端子PI1、PI2及びPI3の入力値がそれぞれ0、0、1であり、出力端子PO1の正常値が0、故障値が1となるものである。そして、故障リストからは配線gの0縮退故障が除去される。

0030

配線h、i、j、k、lの0縮退故障についても、これらの故障を出力端子PO2に伝播して検出するためのテストパターンTP5、TP6、TP7が生成される。

0031

次の表1は、テストパターンTP1〜TP7の一例を示すものである。ここで、Xは、0と1のいずれでもよいことを示す。

0032

0033

ここで、入力値の関係から、例えばテストパターンTP1及びTP5、並びに、TP2及びTP6は、入力値が共通しており、圧縮することが可能である。この圧縮処理により、従来の方法によれば、配線a〜lの0縮退故障を検出するためには、表2に示される5つのテストパターンが必要となることとなる。

0034

0035

続いて、下記の表3を参照して、従来の半導体装置の構造に基づいて一意に故障を伝播する出力端子を決定する方法でのテストパターン生成方法について説明する。出力端子PO1に対する入力端子はPI1、PI2、PI3の3つであり、出力端子PO2に対する入力端子はPI2、PI3、PI4、PI5の4つである。そのため、故障を検出可能と見られる出力端子が複数あった場合には、入力端子数の少ないPO1に振り分けられるものとする。

0036

まず、配線a、b、cの0縮退故障は出力端子PO1にのみ伝播可能であり、図1のテストパターン生成部7は出力端子PO1にて検出するためのテストパターンTP1及びTP2を生成する。

0037

次に、配線dの0縮退故障が検出対象の故障として選択される。これは、出力端子PO1とPO2のいずれにも伝播可能性がある。図1の出力端子選択部5は、影響する入力端子数が少ない出力端子PO1を選択するとする。図1のテストパターン生成部7は、配線dの0縮退故障を出力端子PO1に伝播して検出するためのテストパターンTP3を生成する。そして、故障リストからは配線dとeとfの0縮退故障が除去される。

0038

次に、配線gの0縮退故障が検出対象の故障として選択される。これは、出力端子PO1とPO2のいずれにも伝播可能性がある。図1の出力端子選択部5は、配線dの0縮退故障が出力端子PO1に伝播されて検出されていることから、他方の出力端子PO2を選択する。図1のテストパターン生成部7は、配線gの0縮退故障を出力端子PO2に伝播して検出するためのテストパターンTP8を生成する。そして、故障リストからは、配線g、h、iの0縮退故障が除去される。

0039

配線j、k、lの0縮退故障についても、これらの故障を出力端子PO2に伝播して検出するためのテストパターンTP6、TP7が生成される。

0040

次の表3は、テストパターン生成装置1により生成されるテストパターン集合の一例を示すものである。

0041

0042

ここで、入力値の関係から、例えばテストパターンTP1及びTP8、並びに、TP2及びTP6は、入力値が共通しており、圧縮することが可能である。この圧縮処理により、本実施例によれば、配線a〜lの0縮退故障を検出するためには、表4に示される4つのテストパターンでよいこととなる。

0043

0044

このように、従来、配線a〜lの0縮退故障を検出するためには、従来の検出対象の半導体装置の構造に基づく方法によれば表2に示される5つのテストパターンが必要であったのに対し、本実施例にあるように、既に生成されたテストパターンによる故障伝播履歴を考慮することにより、表4に示される4つのテストパターンでよいこととなり、効率的な故障検出が可能となる。

0045

続いて、図3を参照して、図1のテストパターン生成装置1の動作の一例を説明する。図3は、図1のテストパターン生成装置1の動作の一例を示すフロー図である。

0046

まず、図1の前処理部3は、故障検出の閾値N及びランダムパターン数RPを設定する(図3のステップST1)。

0047

続いて、前処理部3は、RPが0より大きいか否かを判断し(図3のステップST2)、大きければランダムパターンを生成して故障シミュレーションを実施し(ステップST3)、故障シミュレーションで検出した故障に対して検出回数を1加算し、故障を検出した出力端子の検出パターン数を1加算し(ステップST4)、RPの値を1減らし、ステップST2の処理に戻る。

0048

図3のステップST2の判断処理において、RPが0より大きくない場合には、前処理部3は、検出回数がN以下の故障を対象故障リストとし、各出力端子の故障検出パターン数を求める(ステップST6)。これにより、検出が困難なことが予想される故障をリスト化し(例えば図2回路においては、配線bやiの故障は、配線a、d、g、j、lの故障に比べ、検出される可能性が高く、配線a等の故障を故障リストにして故障検出のテストパターンを生成した方が効率的なものとなることが期待できる。)、また、各出力端子における故障の検出回数の概算を求めることができる。

0049

そして、図1のテストパターン生成装置1は、故障リストが空か否かを判断する(図3のステップST7)。空でなければ、テストパターン生成装置1は故障リストから故障を1つ選択し(図3のステップST8)、出力端子選択部5は選択した故障が伝播可能な出力端子で、検出パターン数が最も少ない出力端子を求め(図3のステップST9)、テストパターン生成部7はステップST9で求められた出力端子で故障を検出するためのテストパターンを生成し(ステップST10)、テストパターン生成装置は求めた出力端子の検出パターン数を1加算し(ステップST11)、故障伝播系路上にある故障を故障リストから除去し(ステップST12)、ステップST7の処理に戻る。

0050

図3のステップST7の判断処理において、故障リストが空であれば、図1のテストパターン生成装置は、図3のテストパターン生成処理を終了する。

0051

なお、図3のステップST9において、図1の出力端子選択部9が、故障の種類に応じて、半導体装置の構造に基づいて出力端子を求めるか、又は、検出パターン数に基づいて出力端子を求めるかを変更可能なようにしてもよい。

0052

また、図3のステップST10において、テストパターン生成部7は、ステップST9において求められた出力端子において故障を検出するためのテストパターンの生成が難しいと判断した場合には、他の伝播可能な出力端子から検出対象の故障を伝播する出力端子を選択してテストパターンを生成するようにしてもよい。

0053

図4は、本願発明の他の実施の形態に係るテストパターン修正装置11を示すブロック図である。テストパターン修正装置11は、既に生成された複数のテストパターンに対して修正処理を行うものである。テストパターン修正装置11は、複数のテストパターンから1つを選択するテストパターン選択部13と、テストパターン選択部13により選択されたテストパターンにつき、このテストパターンの検出対象の故障が伝播される出力端子を、このテストパターン以外のテストパターンの故障の伝播状況に応じて選択する出力端子選択部15と、出力端子選択部15により故障が伝播される出力端子が変更された場合にテストパターン選択部13により選択されたテストパターンを修正するテストパターン修正部17を備える。

図面の簡単な説明

0054

本願発明の実施の形態に係るテストパターン生成装置1を示すブロック図である。
図1の出力端子選択部5とテストパターン生成部7の動作の一例を説明するために用いられる検査対象の半導体装置の回路データを示す図である。
図1のテストパターン生成装置1の動作の一例を示すフロー図である。
本願発明の他の実施の形態に係るテストパターン修正装置11を示すブロック図である。

符号の説明

0055

1テストパターン生成装置、3 前処理部、5出力端子選択部、7テストパターン生成部、11テストパターン修正装置、15 出力端子選択部、17 テストパターン修正部

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