JPH1183945A - 論理回路の故障診断方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 故障辞書の作成に要する記憶容量資源を削減
し、対象故障の絞り込みにより、故障シミュレーション
に要する時間を大幅に短縮する。 【解決手段】 半導体集積回路装置の検査後に、検査に
使用したパターンを入力して故障シミュレーションを行
うことにより、処理203で検査結果を出力期待値と比較
し、両者が初めて不一致となった時点で、処理206でそ
の観測点に伝搬した可能性のあるすべての故障を被疑故
障一覧に登録し、その後、さらに、シミュレーションを
継続して、処理209で検査結果を出力期待値と比較し、
その結果、両者が一致した場合に、処理210でその観測
点に対して故障シミュレーションで確実に伝搬すると判
定されたすべての故障を被疑故障一覧から削除し、両者
が不一致となった場合に、処理212でその観測点に伝搬
した可能性のない故障をすべて被疑故障一覧から削除し
ていき、回路内部で可能性のある故障箇所を絞り込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、論理回路の故障診
断方式に関するものであり、特に故障シミュレーション
を利用してテスターでの検査結果から被疑故障を抽出す
る故障診断方式に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の論理回路の故障診断方式の
処理手順を示すフローチャートである。図４に示すよう
に、故障定義手段302、故障シミュレーション手段305、
故障辞書作成手段307、故障辞書検索手段310から構成さ
れる。

【０００３】まず、対象となる半導体集積回路装置に対
応した論理回路モデル301に対して、故障定義手段302を
用いて論理回路内のすべての信号線に対して故障を定義
し、シミュレーション対象故障一覧303に出力する。こ
のシミュレーション対象故障一覧303は、その後の故障
シミュレーションの間、内容は変更されない。そして、
検査に使用したテストパターン304を用いて故障シミュ
レーション手段305により故障シミュレーションを時刻
順に実行する。

【０００４】各サイクルにおいて、論理回路中に、毎回
シミュレーション対象故障一覧303に含まれるすべての
故障を設定し、テストパターン304を入力し、正常値お
よび故障の影響を伝搬させる。論理回路の端子に設定し
ておいた観測点で回路からの出力を観測する時刻に到達
した場合に、その観測点で、故障シミュレーションによ
って得られたその時刻における正常状態との比較によ
り、検出される可能性のある故障一覧を割り出し、検出
故障情報306として出力する。その情報を基に故障辞書
作成手段307により、それぞれの仮定される内部故障箇
所に対して、検出される可能性のある時刻、外部出力端
子の観測点名、確定検出故障(Hard Detect)か不確定検
出故障(Potential Detect)かの検出種別の関係を示す故
障辞書308を作成しておく。

【０００５】半導体集積回路装置に対してテスターから
入力パターンを印加して検査を行い、各出力端子に到達
する信号を観測して、テスター検査結果309を、シミュ
レーションによりあらかじめ作成した期待値と比較す
る。実際の信号値と期待値との間で不一致が発生した時
刻、外部出力端子名の情報から、故障辞書検索手段310
を用いて、故障辞書308を検索することにより、実際に
存在する可能性のある故障箇所を判定し、被疑故障一覧
311として出力する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の故障診断方式では、被疑故障箇所を正確に最小限に
絞り込むためには、パターン全体を通しての各観測点に
伝搬する可能性のあるすべての故障箇所と検出時刻の情
報を故障辞書に登録しなければならないために、常に回
路中の全信号線に故障を仮定した故障シミュレーション
の実行時間、故障辞書の作成と検索に要する時間、およ
び故障辞書の記憶領域は、回路が大規模になるにつれ膨
大な量となり、大規模回路の故障解析を行うにあたり障
害となっていた。

【０００７】本発明はこのような課題を解決し、故障辞
書の作成に要する記憶容量を削減し、対象故障の絞り込
みにより、故障シミュレーションに要する時間を大幅に
短縮することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、論理回路の検査後に、その検査結果と故障シ
ミュレーションの故障伝搬結果から、回路内部で可能性
のある故障箇所を抽出する論理回路の故障診断方式であ
って、故障シミュレーションを行いながら、１サイクル
ごとにテスター検査結果との照合を行い、単一縮退故障
モデルの前提で確実に故障していないと判定された箇所
については次の時刻の故障シミュレーション対象故障か
ら削除する。この結果、故障辞書の容量削減と大幅な時
間の短縮を達成することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図３を用いて説明するが、本発明が実施の対象とする
技術の前提として、故障シミュレーションおよび故障診
断で扱う故障モデルは、回路中のただ１箇所の信号線の
論理値が一定の値に固定したままであるような単一縮退
故障とする。また、使用する故障シミュレータは、論理
値が「０」、「１」、および「０」か「１」かどちらの
状態かわからない「不定」という３値の状態を扱えるも
のとし、任意の信号線において、正常状態の論理値が
「０」で故障状態の論理値が「１」、または、正常状態
の論理値が「１」で故障状態の論理値が「０」という場
合に「故障が確実に伝搬する」と判定し、このような故
障を確定検出故障と呼ぶことにする。

【００１０】また、正常状態の論理値が「０」または
「１」のどちらかに確定していて故障状態の論理値が
「０」または「１」のどちらになるかわからない(論理
値不定になる)ような場合でも、「故障が伝搬するかも
しれない」と判定し、このような故障を不確定検出故障
と呼ぶことにする。

【００１１】ここでは、故障シミュレーションが、確定
検出故障、不確定検出故障とも判定できるものとする。
「故障が伝搬するかもしれない」と故障シミュレーショ
ンで判定した場合でも、実際の回路装置の検査では故障
が伝搬したか判定できるため、このような故障も被疑故
障の判定時に対象とするものとする。

【００１２】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１における論理回路の故障診断方式の処理手順を示
すフローチャートである。図２は、図１の処理手順を半
導体集積回路装置の論理回路モデルの一例に実施した場
合の処理手順を示すフローチャートである。

【００１３】まず、半導体集積回路装置に対してテスタ
ーを用いてテストパターン105を入力し、観測点に指定
した信号出力が可能な端子のうち、テスターで検査した
結果、シミュレーションで期待した論理値と異なる値と
なった時刻および観測点名をテスター検査結果101とし
て記録する。

【００１４】半導体集積回路装置の検査後に、この半導
体集積回路装置に対応した、図３に一例として示すよう
な論理回路モデル102に対して、故障定義手段103を用い
て論理回路モデル102内のすべての信号線に対して故障
を定義し、シミュレーション対象故障一覧104に出力す
る。

【００１５】そして、検査に使用したテストパターン10
5を用いて故障シミュレーション手段106において、故障
シミュレーションを時刻順に実行する。被疑故障一覧11
0をシミュレーション実行前に初期化し、最初は何も登
録しない。

【００１６】各サイクルにおいて、論理回路中に、シミ
ュレーション対象故障一覧104に含まれるすべての故障
を設定し、テストパターン105を入力し、正常値および
故障の影響を伝搬させる。論理回路に設定しておいた観
測点で論理回路からの出力を観測する時刻に到達した場
合に、その観測点で、故障シミュレーションによって得
られたその時刻における正常状態の出力期待値107と検
出される可能性のある故障一覧を出力した検出故障情報
108、およびその時刻でのテスターによる検査結果101を
参照する。

【００１７】以下、故障シミュレーション手段106と被
疑故障選別手段109を用いてシミュレーション対象故障
一覧104と被疑故障一覧110を絞り込んでいく方法を図２
を用いて詳細に説明する。

【００１８】まず、初期時刻で、処理201において、被
疑故障一覧110とシミュレーション対象故障一覧104を前
記状態に初期化したあと、処理202でシミュレーション
対象故障一覧104に含まれる故障を設定し、回路の入力
端子からテストパターンを入力する。処理203で回路の
外部出力である各観測点において、シミュレーションで
得られた出力期待値をテスターによる検査結果と比較す
る。その結果、両者が一致した場合は、処理204でその
観測点に対して故障シミュレーションで確実に伝搬する
と判定されたすべての故障、つまり、確定検出故障のす
べてをシミュレーション対象故障一覧104から削除し
て、処理205でシミュレーション最終時刻に到達してい
ないと判定される場合は、処理202に戻ってシミュレー
ション対象故障一覧104に含まれる故障を新たに設定
し、さらにシミュレーションを継続する。

【００１９】そして、処理203で、ある観測点におい
て、両者が初めて不一致となったと判定された時点で、
処理206でその観測点に伝搬した可能性のあるすべての
故障、つまり、確定検出故障と不確定検出故障のすべて
を被疑故障一覧110に登録し、それ以外の故障をシミュ
レーション対象故障一覧104から削除する。処理207でシ
ミュレーション最終時刻に到達していないと判定される
場合は、その後、さらに、処理208でシミュレーション
対象故障一覧104に含まれる故障を新たに設定し、回路
の入力端子から次の時刻のテストパターンを入力するこ
とにより、シミュレーションを継続する。

【００２０】処理209で、回路の外部出力である観測点
においてシミュレーションで得られた出力期待値をテス
ターによる検査結果と比較する。その結果、両者が一致
した場合は、処理210でその観測点に対して故障シミュ
レーションで確実に伝搬すると判定されたすべての故
障、つまり、確定検出故障のすべてを被疑故障一覧110
およびシミュレーション対象故障一覧104から削除し、
両者が不一致となった場合は、処理212でその観測点に
伝搬した可能性のない故障、つまり、確定検出故障でも
不確定検出故障でもない故障をすべて被疑故障一覧110
およびシミュレーション対象故障一覧104から削除し、
処理211または処理213でシミュレーション最終時刻に到
達していないと判定される間は、シミュレーション対象
故障一覧104に含まれる故障を新たに設定しながら、シ
ミュレーション最終時刻に到達するまで、処理208〜処
理211または処理208〜処理213を継続して繰り返す。シ
ミュレーション最終時刻において、被疑故障一覧110に
残った故障が実際に存在する可能性のある故障である。

【００２１】次に、故障診断の具体例について説明す
る。

【００２２】例えば、ある半導体集積回路装置の論理回
路モデルは、図３のように、論理素子Ｇ１〜Ｇ10と、そ
れらを接続する信号線ａ〜ｌから成り立っているものと
する。

【００２３】この半導体集積回路装置の入力信号線ａ，
ｂ，ｃに対して、テスターを用いて、時刻Ｔ１にａ＝
０，ｂ＝０，ｃ＝１、時刻Ｔ２に、ａ＝０，ｂ＝１，ｃ
＝０、時刻Ｔ３にａ＝０，ｂ＝１，ｃ＝１、時刻Ｔ４に
ａ＝１，ｂ＝０，ｃ＝０、時刻Ｔ５にａ＝１，ｂ＝０，
ｃ＝１、時刻Ｔ６にａ＝１，ｂ＝１，ｃ＝０という論理
値を入力して得られた出力信号線ｌでの論理値は、時刻
Ｔ１でｌ＝０，時刻Ｔ２でｌ＝０，時刻Ｔ３でｌ＝０，
時刻Ｔ４でｌ＝０，時刻Ｔ５でｌ＝０，時刻Ｔ６でｌ＝
１であったとする。

【００２４】この論理回路の内部に想定される故障は、
信号線ａ〜ｌ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、信号線ｎのｋ縮退故障をｎ(ｋ)と表す
とすると、想定される全故障は、ａ(０)，ａ(１)，ｂ
(０)，ｂ(１)，ｃ(０)，ｃ(１)，ｄ(０)，ｄ(１)，ｅ
(０)，ｅ(１)，ｆ(０)，ｆ(１)，ｇ(０)，ｇ(１)，ｈ
(０)，ｈ(１)，ｉ(０)，ｉ(１)，ｊ(０)，ｊ(１)，ｋ
(０)，ｋ(１)，ｌ(０)，ｌ(１)である。これらが、最初
にシミュレーション対象故障一覧104に属する故障とな
る。被疑故障一覧110は、シミュレーション実行前に初
期化され、最初は何も登録されていない。

【００２５】この論理回路モデルに対して上記パターン
を使用して、故障シミュレーションと被疑故障の選別を
行う処理を時系列的に示すと、以下の(表１)のようにな
る。

【００２６】

【表１】

【００２７】まず、上記の想定される全故障を設定し
て、故障シミュレーションを開始する。時刻Ｔ１では、
シミュレーションでの出力期待値は、ｌ＝０となり、出
力信号線ｌでの確定検出故障は、ａ(１)，ｂ(１)，ｅ
(１)，ｇ(１)，ｌ(１)となり、不確定検出故障は、ｄ
(０)，ｈ(１)となる。シミュレーションでの出力期待値
は、テスターでの検査結果ｌ＝０と一致するため、確定
検出故障を被疑故障一覧110およびシミュレーション対
象故障一覧104から削除する。したがって、次の時刻Ｔ
２でのシミュレーション対象故障一覧104は、ａ(０)，
ｂ(０)，ｃ(０)，ｃ(１)，ｄ(０)，ｄ(１)，ｅ(０)，ｆ
(０)，ｆ(１)，ｇ(０)，ｈ(０)，ｈ(１)，ｉ(０)，ｉ
(１)，ｊ(０)，ｊ(１)，ｋ(０)，ｋ(１)，ｌ(０)であ
る。

【００２８】時刻Ｔ２でも、シミュレーションでの出力
期待値とテスターでの検査結果が一致するため、同様の
処理となる。

【００２９】時刻Ｔ３では、シミュレーションでの出力
期待値とテスターでの検査結果が初めて不一致となるた
め、被疑故障一覧110には、確定検出故障であるｂ
(０)，ｃ(０)，ｅ(０)，ｆ(０)，ｇ(０)，ｌ(０)、およ
び不確定検出故障であるｄ(０)を登録し、次の時刻Ｔ４
でのシミュレーション対象故障は、時刻Ｔ３でのシミュ
レーション対象故障から確定検出故障および不確定検出
故障が削除され、ｂ(０)，ｃ(０)，ｄ(０)，ｅ(０)，ｆ
(０)，ｇ(０)，ｌ(０)となる。

【００３０】時刻Ｔ４では、シミュレーションでの出力
期待値とテスターでの検査結果が一致するため、Ｔ１，
Ｔ２と同様の処理となる。

【００３１】時刻Ｔ５では、シミュレーションでの出力
期待値とテスターでの検査結果が不一致となり、その観
測点に伝搬した可能性のある故障ｃ(０)，ｌ(０)を残し
て、それ以外の故障をすべて被疑故障一覧110およびシ
ミュレーション対象故障一覧104から削除する。したが
って、被疑故障一覧110、および次の時刻Ｔ６でのシミ
ュレーション対象故障一覧104は、ともに、ｃ(０)，ｌ
(０)となる。

【００３２】時刻Ｔ６では、シミュレーションでの出力
期待値とテスターでの検査結果が一致するため、確定検
出故障であるｌ(０)を被疑故障から削除する。したがっ
て、最終的な被疑故障は、ｃ(０)だけが残る。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、故
障シミュレーションを行いながら、１サイクルごとにテ
スター検査結果と照合して被疑故障を抽出することによ
り、あらかじめ故障辞書を作成しておく必要がないた
め、故障診断時に使用する記憶容量資源を削減すること
ができる。また、確実に故障していない箇所が判明した
時点で、それを故障シミュレーション対象故障一覧から
削除できるので、故障辞書を作成する場合と比べて故障
シミュレーションに要する時間を大幅に短縮することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における論理回路の故障
診断方式の処理手順を示すフローチャート図である。

【図２】図１の処理手順を半導体集積回路装置の論理回
路モデルに実施した場合の処理手順を示すフローチャー
トである。

【図３】本発明の論理回路の故障診断方式の具体例を説
明するための論理回路図である。

【図４】従来の論理回路の故障診断方式の処理手順を示
すフローチャートである。

【符号の説明】

101…テスター検査結果、 102…論理回路モデル、 10
3…故障定義手段、 104…シミュレーション対象故障一
覧、 105…テストパターン、 106…故障シミュレーシ
ョン手段、 107…出力期待値、 108…検出故障情報、
109…被疑故障選別手段、 110…被疑故障一覧。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体集積回路装置の検査結果とシミュ
   レーション期待値との不一致箇所から前記装置内部の故
   障箇所を推定する故障診断方式であって、回路中に仮定
   されるすべての故障を初期のシミュレーション対象故障
   一覧とし、検査後に検査に使用したパターンを入力して
   故障シミュレーションを行うことにより回路の外部出力
   である各観測点においてシミュレーションで得られた期
   待値を前記装置の検査結果と比較し、その結果、両者が
   一致した場合に、その観測点に対して故障シミュレーシ
   ョンで確実に伝搬すると判定されたすべての故障をシミ
   ュレーション対象故障一覧から削除し、両者が初めて不
   一致となった時点で、その観測点に伝搬した可能性のあ
   るすべての故障を被疑故障一覧に登録し、該被疑故障以
   外の故障をシミュレーション対象故障一覧から削除し、
   その後、さらに、シミュレーションを継続して、回路の
   外部出力である観測点においてシミュレーションで得ら
   れた期待値を前記装置の検査結果と比較し、その結果、
   両者が一致した場合に、その観測点に対して故障シミュ
   レーションで確実に伝搬すると判定されたすべての故障
   を被疑故障一覧およびシミュレーション対象故障一覧か
   ら削除し、両者が不一致となった場合に、その観測点に
   伝搬した可能性のない故障をすべて被疑故障一覧および
   シミュレーション対象故障一覧から削除し、それをパタ
   ーン最終時刻まで継続して繰り返すことにより、シミュ
   レーション時に対象とする故障を狭めながら回路内部で
   可能性のある故障箇所を絞り込んでいくことを特徴とす
   る論理回路の故障診断方式。