JPS6350031A - 論理集積回路の故障診断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、論理集積回路の故障診断方法に関し、特に非
接触テスタを用いて論理集積回路内の一部の機能ブロッ
ク毎に故障診断を行なうことのできる方法に関するもの
である。

〔従来の技術〕

論理集積回路の故障診断は、その集積素子数の増大とと
もに困難性が急激に大きくなってきている。

上記の問題を解決する一つの有力な方法として、電子ビ
ームやレーザビームを利用して内部素子の信号電位を観
測する技術が開発されている。

上記の技術としては１例えば“ストロボＳＥＭのオンラ
イン化”（日本学術振興会第１３２委員会第８９回研究
会資料　Ｐ、１９〜２５　　昭和５９年１１月９日）又
はアイ、イー、イー、イー、“デザイン　アンド　テス
ト　オブ　コンピュータズ″の第２巻、第５号（ＩＥＥ
Ｅ、　Ｄｅｓｉｇｎ　＆　Ｔｅ５ｔ　ｏｆ　Ｃｏ＋ｎｐ
ｕｔｅｒｓ。

Ｖｏｌ、２．　Ｎｏ、５．１９８５．１０．　ｐ、７４
〜８２　）に示されている方法がある。

上記の方法においては、先ず、観測される集積回路の論
理動作を成る時点で停止させ、その時の集積回路のチッ
プ表面をストロボＳＥＭ　（走査形電子顕微鏡）で観察
する。

その際に得られるＳＥＭ像としては、その時点における
集積回路の論理状態に応じた最上層配線像が得られる。

例えば論理“０”の配線は光って見え、論理１１１”の
配線は暗くて見えないので、集積回路の論理状態に応じ
た配線像を得ることができる。

次に、上記の実際に得られた配線像を、論理シミュレー
ション及びマスクデータによって再生される期待配線像
と比較することにより、故障診断を行うことができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のごとき従来の故障診断方法においては、論理動作
を成る時点で停止させて検査する必要があるため、遅延
時間やハザード等のようなタイミングに係る論理の不良
動作を検出することができないという問題がある。又、
集積回路の論理規模が増大すると、論理シミュレーショ
ンに要する時間もマスクパターンから期待配線像を再生
するのに要する時間も非常に大きなものとなり、そのた
め故障診断の時間が非常に長くなってしまうという問題
がある。

本発明は上記のごとき従来技術の問題を解決するために
なされたものであり、タイミングに関する不良動作も検
出することができ、かつシミュレーション等に要する時
間も少なく、故障診断を短時間で正確に行うことのでき
る論理集積回路の故障診断方法を提供することを目的と
するものである。

〔問題を解決するための手段〕

上記の目的は次のようにして達成される。

まず、ＬＳＩテスタ上又は実装置上に搭載された状態で
動作している論理集積回路に含まれる機能ブロックの入
力信号列及び出力信号列を非接触テスタで検出する。上
記の非接触テスタとしては電子ビームテスタやレーザビ
ームテスタを用い、上記機能ブロックの特定の信号線に
電子ビームやレーザビームを照射することによってその
部分の信号の時間的変化を観測する。

次に、上記の機能ブロックの正常な機能に対応して予め
設定されている論理シミュレーションの入力データとし
て、上記の非接触テスタで検出した入力信号列を用いて
論理シミュレーションを行う。

次に、上記の論理シミュレーションによって得られた出
力信号列と前記の非接触テスタで得られた出力信号列と
を比較照合する。この比較照合によって得られる不一致
データを解析することによって故障診断を行うことがで
きる。

〔作用〕

上記のように本発明においては、電子ビームやレーザビ
ームを特定のポイントに焦点を合わせて照射するので、
その部分の信号の時間変化を容易に求めることができる
。

又、論理シミュレーションは集積回路全体に対して行う
必要はなく、検査の対象とする機能ブロック、例えば故
障が予想される機能ブロックに対してだけ行えばよいの
で検査を行う個所が小部分で済み、従って故障診断に要
する時間が短縮される。又、論理シミュレーションの結
果とマスクパターンのデータから配線の期待像を再生す
る必要もないので、その点からも故障診断を容易かつ短
時間で行うことが可能となる。

〔実施例〕

第１図は、本発明の故障診断方法に用いる装置の全体構
成図である。

第１図において、１は被観測論理集積回路チップ、２は
被観測論理集積回路チップ１内に含まれている機能ブロ
ックであり、この部分の故障診断を行う。

次に、電子ビームテスタ３は、観測ポイントに電子ビー
ムを照射し、そこで発生する２次電子の量を検出するこ
とによってその部分の信号電位を観測するものである。

次に、観測信号処理装置４は、電子ビームテスタ３で得
られた観測ポイントの波形データを“０”′１”の論理
情報に変換する装置である。なお、変換タイミングは基
本クロックとの位相差で示され、通常後記の汎用コンピ
ュータ７によって指示される。

次に、位置制御装置５は、電子ビームテスタ３による観
測点を決定するための装置であり、電子ビームを照射す
る位置を決定するために、試料台の移動量やビームの偏
向角を求めてこれを電子ビームテスタ３に送る。この時
の移動量は試料台を動かすための相対量である。又、観
測位置は通常汎用コンピュータ７に存在するマスクデー
タから求められる絶対座標で与えられる。従って位置制
御装置５は絶対座標から相対移動量に求める装置である
ともいうことができる。

なお、絶対座標と相対移動量との変換を行うためには、
マスクデータの座標系と試料台の座標系との対応づけを
前もって行っておく必要がある。

この対応づけは手動で行う必要があるので、位置制御装
置５にはＸ方向及びＹ方向へ移動させるための調整つま
みが付いており、この対応づけは最低３つの点を選んで
行われる。

次に、汎用テスタ６は、被観測論理集積回路１を動作さ
せるためのテストパターンを供給する装置であり、内部
にテストパターンメモリとタイミング制御情報とを有し
、テストパターンメモリに格納されたデータをタイミン
グ制御情報に従って外部に出力する。この出力信号はテ
ストされる被観測論理集積回路１に印加される。

なお、テストパターンメモリのデータはホストの汎用コ
ンピュータ７で生成され、磁気テープや通信回線を用い
て汎用テスタ６へ送られる。

次に、大型の汎用コンピュータ７は、被観測論理集積回
路チップ１のマスクパターンの情報及び論理接続情報を
格納しており、又、信号線の位置座標を求めるプログラ
ム及び論理シミュレータを有している。

次に、第２図は、第１図の装置において故障診断を行う
処理順序の一実施例を示したフローチャートである。

第２図において、まず処理ｚ１では、汎用テスタ６に被
観測論理集積回路１を動作させるためのテストパターン
をセットする。このパターンは、通常汎用コンピュータ
７等の論理シミュレータで予め作成しておく。そして、
汎用テスタ６を動作させることによって被観測論理集積
回路１にテストパターンを供給する。このテストパター
ンに応じて被観測論理集積回路１は動作を開始する。

次に、処理２２においては、故障診断を行う機能ブロッ
ク、倒えば故障があると予想されている機能ブロック２
を選択し、その入力又は出力の一つの信号の座標軸を汎
用コンピュータ７内で求める。

そしてその情報を位置制御装置５へ送り、それによって
観測すべき信号の位置へ電子ビームテスタ３の電子ビー
ムの焦点を合わせる。

次に、処理２３において、電子ビームテスタ３では、観
測ポイントで発生する二次電子の量を検出することによ
って観測ポイントの信号レベルの時間波形を再生する。

これを観測信号処理装置４で論理レベルに変換し、汎用
コンピュータ７へ送信する。

上記の処理２２及び２３を観測しようとしている機能ブ
ロックの全ての入力信号及び出力信号に対して行う。処
理２４では上記の観測が全て終了したか否かを判定し、
終了していない場合には処理２２へ戻り、全ての観測が
終了するまで行う。

次に、処理２５においては、汎用コンピュータ７で取得
した機能ブロック２の入力信号によってこの機能ブロッ
クの論理シミュレーションの記述に対する入力データを
編集する。

次に、処理２６では、上記の入力データに基づき該機能
ブロックの論理シミュレーションを実行する。

以下、処理２６の論理シミュレーションについて詳細に
説明する。

汎用コンピュータ７には次のものが格納されている。

（１）被検査機能ブロックの論理回路をシミュレーショ
ンの回路記述言語で表現したもの。

（２）被検査機能ブロックの入力信号の論理データ（“
ＯＩＩと“１”）の列。

（３）被検査機能ブロックの出力信号の論理データの列
。

（４）論理シミュレーションプログラム。

なお、上記の（２）及び（３）は電子ビームテスタを用
いて観測したデータによって得たものである。

処理２６の論理シミュレーションにおいては、上記（２
）の入力信号と上記（１）の回路記述とを入力として上
記（４）の論理シミュレーションプログラムを作動させ
る。すなわち、（２）の入力信号で（１）の回路をコン
ピュータ上で模擬的に動作させる。

このシミュレーション・ランの結果として（１）の回路
の出力信号の論理データ列を得ることができる。

次に、処理２７では、前記の処理２３で得た出力信号の
観測データと処理２６で得られたシミユレーション値の
出力信号とを比較照合する。

次に、処理２８では、上記の照合結果で不一致が生じた
テストパターンを解析することによって故障診断を行う
。

なお、上記の照合結果が全て一致していれば故障がなか
ったことになる。

又、処理２８において、故障診断を行う際に機能ブロッ
クの規模が大きい場合には、更にその機能ブロックを複
数のブロックに分割し、これに対して上記の処理２１〜
２８を行えば、故障診断をそれぞれ小さな回路に対して
行うことができるので、故障診断がより容易になる。

〔発明の効果〕

以上、説明したごとく本発明によれば、観測のために論
理集積回路の動作を停止させる必要がないので、回路の
遅延時間やハザード等のタイミングに関する論理の不良
動作も検出することができる。又、配線像の期待パター
ンを求める必要もない。更に論理シミュレーションや故
障診断は小さな機能ブロック毎に行なうことができるの
で、故障診断を必要とする機能ブロック、例えば故障が
発生していると予想される機能ブロックだけに対して故
障診断を行えばよいので故障診断の時間が非常に短くな
り、かつ、論理集積回路内のどの部分が故障しているか
も正確に診断することが可能になる、等の多くの優れた
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の故障診断方法を実行する装置の全体構
成を示す一実施例図、第２図は本発明の故障診断方法の
処理手順の一実施例図である。 〈符号の説明〉 １・・・被観測論理集積回路チップ ２・・・被検査機能ブロック ３・・・電子ビームテスタ ４・・・観測信号処理装置 ５・・・位置制御装置 ６・・・汎用テスタ ７・・・汎用コンピュータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、汎用ＬＳＩテスタ上または実装置上に搭載された状
   態で動作している論理集積回路に含まれる機能ブロック
   の入力信号列及び出力信号列を非接触テスタで検出し、
   上記機能ブロックの正常な機能に対応して予め設定され
   ている論理シミュレーションの入力データとして上記入
   力信号列を用いて論理シミュレーションを行い、該論理
   シミュレーションによって得られた出力信号列と上記の
   非接触テスタで得られた出力信号列とを比較照合するこ
   とによって故障診断を行うことを特徴とする論理集積回
   路の故障診断方法。