(57)【要約】【課題】  集積回路のテストの効率を改善させること。【解決手段】  ＩＤＤＱ電流測定のためのホット・スイッチ可能な電圧バスを備えた電圧アイランド・システム。前記電圧アイランド・システムは、複数の電圧アイランド（Ｖ１，Ｖ２，．．，Ｖｎ）、グローバル電源システム（１０２）、および、ゼロ入力電源システム（１０４）を有する。グローバル電源システム（１０２）は、グローバル・ヘッダ制御信号（ｘ１，ｘ２，．．，ｘｎ）のそれぞれに応じて、複数の電圧アイランドに電圧ＶＤＤｇを選択的に印加するための、複数のオンチップ型グローバル・ヘッダ・デバイス（Ｈ１，Ｈ２，．．，Ｈｎ）を有する。グローバルＶＤＤｇ電源（１０６）は、ＶＤＤｇ電力分配グリッド／バス（１０８）を経由して、グローバル・ヘッダ・デバイス（Ｈ１，Ｈ２，．．，Ｈｎ）に電力を供給する。ゼロ入力電源システム（１０４）は、ゼロ入力ヘッダ制御信号ｘ１ｑ，ｘ２ｑ，．．，ｘｎｑのそれぞれに応じて、複数の電圧アイランドにゼロ入力電圧ＶＤＤｑを選択的に印加するための、複数のオンチップ型ゼロ入力ヘッダ・デバイス（Ｈ１ｑ，Ｈ２ｑ，．．，Ｈｎｑ）を有する。ゼロ入力ＶＤＤｑ電源（１１０）は、ＶＤＤｑ電力分配グリッド／バス（１１２）を経由して、ゼロ入力ヘッダ・デバイスに電力を供給する。【選択図】      図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＤＤＱ測定のためのホット・スイッチ可能な電圧バスであって、
グローバル電圧バスと、
前記グローバル電圧バスとは別のゼロ入力電圧バスと、
少なくとも１つの電圧アイランドと、
ＩＤＤＱテスト中に、各々の電圧アイランドを前記ゼロ入力電圧バス及び前記グローバル電圧バスに選択的に接続するシステムと
を備える電圧バス。
【請求項２】
選択的に接続する前記システムが、各々の電圧アイランドを前記ゼロ入力電圧バスと前記グローバル電圧バスとの間でホット・スイッチするように構成されている、請求項１に記載のホット・スイッチ可能な電圧バス。
【請求項３】
各々の電圧アイランドが、前記ゼロ入力電圧バスと前記グローバル電圧バスとの間でのホット・スイッチング中に状態を失わない、請求項２に記載のホット・スイッチ可能な電圧バス。
【請求項４】
前記グローバル電圧バスに電圧ＶＤＤｇを供給するためのグローバル電源と、前記ゼロ入力電圧バスに電圧ＶＤＤｑを供給するためのゼロ入力電源とをさらに有する、請求項２に記載のホット・スイッチ可能な電圧バス。
【請求項５】
ＶＤＤｇがＶＤＤｑに等しい、請求項４に記載のホット・スイッチ可能な電圧バス。
【請求項６】
前記ＩＤＤＱ測定が、ＶＤＤｇとＶＤＤｑとに関して独立に行われる、請求項５に記載のホット・スイッチ可能な電圧バス。
【請求項７】
選択的に接続する前記システムが、各々の電圧アイランドを、制御信号に応じて前記ゼロ入力電圧バス及びグローバル電圧バスに選択的に接続するためのヘッダ・デバイスを有する、請求項１に記載のホット・スイッチ可能な電圧バス。
【請求項８】
複数の電圧センサをさらに有する、請求項１に記載のホット・スイッチ可能な電圧バス。
【請求項９】
ＩＤＤＱテストの方法であって、
少なくとも１つの電圧アイランドをグローバル電圧バスとゼロ入力電圧バスとの間でホット・スイッチするステップと、
少なくとも１つの前記電圧アイランドについてＩＤＤＱテストを行うステップと、
を含む方法。
【請求項１０】
各々の電圧アイランドが、ゼロ入力電圧バスとグローバル電圧バスとの間でのホット・スイッチング中に状態を失わない、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記グローバル電圧バスに電圧ＶＤＤｇを供給するステップと、
前記ゼロ入力電圧バスに電圧ＶＤＤｑを供給するステップと、
をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
ＶＤＤｇがＶＤＤｑに等しい、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
ホット・スイッチする前記ステップが、
各々の電圧アイランドと、前記グローバル及びゼロ入力電圧バスとの間の接続をもたらすステップと、
各々の電圧アイランドを、前記グローバル及びゼロ入力電圧バスのうちの少なくとも１つに接続するための少なくとも１つの接続を選択するステップと、
をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
各々の接続がヘッダ・デバイスを含み、各々の接続が、制御信号を介して接続のヘッダ・デバイスを活性化することによって選択される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ＩＤＤＱテストを実行する前記ステップが、
テストパターンを各々の電圧アイランドに加えるステップを含み、前記テストパターンが前記グローバル電圧バスと前記ゼロ入力電圧バスとの間でのホット・スイッチングの間に有効であり続ける、請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
種々のセットの電圧アイランドを、前記グローバル電圧バスと前記ゼロ入力電圧バスとの間でホット・スイッチするステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１７】
前記ゼロ入力電圧バスの抵抗値を用いてＩＤＤＱ欠陥の位置を特定するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１８】
ＩＤＤＱテストが、個々の電圧アイランド又は電圧アイランドのセットに関して行われる、請求項９に記載の方法。
【請求項１９】
ＩＤＤＱテストの間に、ＩＤＤＱ測定値を個々の電圧アイランド又は電圧アイランドのセットから取得するステップと、
得られたＩＤＤＱ測定値を他のＩＤＤＱ測定値と比較するステップと、
をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項２０】
得られたＩＤＤＱ測定値が類似の回路に関するＩＤＤＱ測定値と比較され、或いは、得られたＩＤＤＱ測定値が平均のＩＤＤＱ測定値と比較される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
少なくとも１つの電圧アイランドを複数の異なる電圧バスの間でホット・スイッチするステップを含む方法であって、各々の電圧アイランドがホット・スイッチング中に状態を失わない方法。
【請求項２２】
各々の電圧バスが同じ電圧を与える、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
少なくとも１つの前記電圧アイランド中にＩＤＤＱ欠陥の位置を特定するステップをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記電圧バスが電源バス又はグラウンド・バスを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
電力消費量をモニタする方法であって、
少なくとも１つの電圧アイランドをゼロ入力電圧バスに接続するステップと、
前記ゼロ入力電圧バスに接続されたＶＤＤｑ電源における電力使用量を、少なくとも１つの前記電圧アイランドについてモニタするステップと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に集積回路に関する。より詳しくは、本発明は、ＩＤＤＱ電流測定のためのホット・スイッチ可能な電圧バスを含む電圧アイランド・システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電圧アイランドは、多くの場合、個々の電圧アイランドへの供給電圧を変化させることによって動作及び待機電力の低減化を可能にするために、集積回路チップ中に設計され組み込まれる。電圧アイランドはまた、電源の分離によってノイズを低減するためにも組み込まれてきた。電圧アイランドのコンセプトは、設計者が、例えば、チップの領域によって異なる電圧になるようなプロセッサを構築するのを可能にすることによって、大幅に電力消費量を低減することができる。例えば、単一のワンチップ・システム型プロセッサを、例えばプロセッサ・コアなどのチップの１つ又はそれ以上の領域内では１つの電圧で動作し、チップの他の領域では別の電圧で動作し、チップの不使用の領域では電圧を切断するように構築することができる。
【０００３】
電圧アイランド・システムの一例１０が、図１に示される。示されるように、電圧アイランド・システム１０は、複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎ、及び、対応する複数のオンチップ型ヘッダ・デバイスＨ１，Ｈ２，．．，Ｈｎを備えており、これらのヘッダ・デバイスは、それぞれ、ヘッダ制御信号ｘ１，ｘ２，．．，ｘｎに応じて電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎに電圧ＶＤＤｇを選択的に供給する。グローバルＶＤＤｇ電源１２は、ＶＤＤｇ電力分配グリッド／バス１４を経由して、ヘッダ・デバイスＨ１，Ｈ２，．．，Ｈｎに電力を供給する。
【０００４】
現在の電圧アイランドの実施においては、テスト中に、電圧アイランドに全く電力供給されないか、幾つかの、又は全ての電圧アイランドに電力供給されるようにすることができる。例えば、１つのテストは、ＶＤＤ電源（例えば、図１におけるＶＤＤｇ電源１２）におけるゼロ入力電流（ＩＤＤＱ）の測定を伴う。このテストは、典型的には電圧アイランドに走査チェーンを経由してテスト・パターンを加えた後、チップ電流を電源（又はアース端子）又はチップ端子において測定することによって実施される。ＩＤＤＱテスト法は、チップ内の幾つかの欠陥が付加的なゼロ入力電流を生ずるという事実に依存する。テスト中のデバイス（ＤＵＴ）のＩＤＤＱ値を合／否値と比較することによって、ＤＵＴが欠陥品であるかどうかを判断することができる。合／否値は、個々のウエーハ／ロットからの統計データを用いて決定することが可能であり、或いは、他の既知の方法によって決定してもよい。
【０００５】
ＩＤＤＱテスト法は、信頼性の問題をもった等級品を篩い落とすのに有効であることが分かっている。しかし、ＩＤＤＱテスト法の有効性は、しきい値より下での漏れのレベル又はバックグラウンド電流のレベルが増加するにつれて減少する。例えば、もしＩＤＤＱテストがＩＤＤＱの１０％の増加をもたらす欠陥を検出することができるものであるとすると、典型的な例としてＩＤＤＱテスト中に１ｍＡを示すチップについては、０．１ｍＡの付加的電流を生ずる欠陥を検出することができる。しかし、典型的な例としてＩＤＤＱテスト中に１Ａを示すチップについては、欠陥が検出されるためには、欠陥は１００ｍＡの電流を生じなければならない。従って、典型的な例として１ＡのＩＤＤＱを示すチップについては、０．１ｍＡの付加的電流を生じる欠陥は検出されず、露呈されていない信頼性の問題をもたらす可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１の電圧アイランド・システム１０において、グローバルＶＤＤｇ電源１２を用いてＩＤＤＱ測定を行う場合には、ある量のバックグラウンド電流が測定される。もし、このバックグラウンド電流のレベルを何らかの方法で減じることができれば、より小さな欠陥電流を生じるより小さな欠陥をもっと容易に検出することができるようになる。従って、測定におけるバックグラウンド電流成分を制限することによって、ＩＤＤＱテスト法の有効性を高めるための方法／装置に対するニーズが存在する。さらに、電圧アイランド・システム内のＩＤＤＱ欠陥の位置を特定するための方法／装置に対するニーズが存在する。
【０００７】
ＩＤＤＱテスト中には、電圧アイランドは、同じテスト・パターンを与えながら、スイッチが頻繁に様々な形態でオフ／オンされる。図１の電圧アイランド・システム１０においては、電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎは、全ての電圧アイランドがオンであるか、又はいずれもがオンでない状態において、或いは、電圧アイランドの選択された群がオンの状態において、又は、単一の電圧アイランドがオンの状態において、同じテスト・パターンを用いてテストされる。残念ながら、異なる組の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎをテストするたびに、テスターから同じテストパターンを再び与えなければならず、テスト時間を非効率的に費やすことになる。このことは、電圧アイランドがオフ作動された（即ち、電力が供給されない）とき、該電圧アイランドが状態を失うことにより生ずる。従って、ＩＤＤＱテストに必要な時間を減じるための方法／装置に対するニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ＩＤＤＱ電流測定のためのホット・スイッチ可能な電圧バスを提供する。本発明によれば、集積回路（ＩＣ）をＩＤＤＱテストのための電圧アイランドに分割することができる。ゼロ入力電圧バス（ＶＤＤｑ）がＩＣに含まれる。電圧アイランドは、ＩＤＤＱテストを促進するために、ＩＣ電力バスとＶＤＤｑとの間でホット・スイッチすることが可能である。
【０００９】
本発明の第１の態様は、グローバル電圧バスと、該グローバル電圧バスとは別のゼロ入力電圧バスと、少なくとも１つの電圧アイランドと、それぞれの電圧アイランドをＩＤＤＱテスト中に選択的に該ゼロ入力及びグローバル電圧バスに接続するためのシステムとを備えた、ＩＤＤＱ測定用のホット・スイッチ可能な電圧バスに向けられる。
【００１０】
本発明の第２の態様は、少なくとも１つの電圧アイランドをグローバル電圧バスとゼロ入力電圧バスとの間でホット・スイッチするステップと、少なくとも１つの該電圧アイランドについてＩＤＤＱテストを行うステップとを含むＩＤＤＱテストのための方法に向けられる。
【００１１】
本発明の第３の態様は、電圧アイランドのそれぞれがホット・スイッチング中に状態を失わないような手法で、少なくとも１つの電圧アイランドを複数の異なる電圧バスの間でホット・スイッチするステップを含む方法に向けられる。
【００１２】
本発明の第４の態様は、少なくとも１つの電圧アイランドをゼロ入力電圧バスに接続するステップと、該少なくとも１つの該電圧アイランドについて、該ゼロ入力電圧バスに接続されたＶＤＤｑ電源における電力使用量をモニタするステップとを含む、電力消費量をモニタするための方法に向けられる。
【００１３】
本発明の例示的な態様が、ここで記述された問題と、論じられてはいないが当業者が見出すことのできる他の問題とを解決するために構築されている。
【００１４】
本発明のこれら及びその他の特徴は、添付の図面に関連してなされる本発明の様々な態様に関する以下の詳細な説明から、より容易に理解されるであろう。
【００１５】
図面は単に概略を示すものであり、本発明の具体的なパラメータを表すことを意図したものではないことに注意すべきである。図面は、本発明の典型的な態様だけを描くことを目的としたものであり、それゆえ、本発明の範囲を制限するものと考えられるべきではない。図面中では、同じ番号付けは同じ要素を表す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、ＩＤＤＱ電流測定のためのホット・スイッチ可能な電圧バスを有する電圧アイランド・システムを提供することによって、上記の問題、及び他の問題に対処する。
【００１７】
図２を参照すると、本発明による電圧アイランド・システム１００が図示されている。示されているように、電圧アイランド・システム１００は、複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎ、グローバル電源システム１０２、及び、ゼロ入力電源システム１０４を有する。グローバル電源システム１０２は、第１のヘッダ制御信号ｘ１，ｘ２，．．，ｘｎのそれぞれに応じて、複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎに電圧ＶＤＤｇを選択的に供給するための、第１の複数のオンチップ型ヘッダ・デバイスＨ１，Ｈ２，．．，Ｈｎを有する。グローバルＶＤＤｇ電源１０６は、ＶＤＤｇ電力分配グリッド／バス１０８を経由して、ヘッダ・デバイスＨ１，Ｈ２，．．，Ｈｎに電力を供給する。ゼロ入力電源システム１０４は、第２のヘッダ制御信号ｘ１ｑ，ｘ２ｑ，．．，ｘｎｑのそれぞれに応じて、複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎにゼロ入力電圧ＶＤＤｑを選択的に供給するための、第２の複数のオンチップ型ヘッダ・デバイスＨ１ｑ，Ｈ２ｑ，．．，Ｈｎｑを有する。ゼロ入力ＶＤＤｑ電源１１０は、ＶＤＤｑ電力分配グリッド／バス１１２を経由して、ヘッダ・デバイスＨ１ｑ，Ｈ２ｑ，．．，Ｈｎｑに電力を供給する。以下に詳述されるように、ゼロ入力電源システム１０４を電圧アイランド・システム１００の中に組み入れることにより、テスト（例えば、ＩＤＤＱテスト）中に異なる回路（例えば、電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎ）を選択的に、及び／又は、独立にＶＤＤｑ又はＶＤＤｇのどちらかに接続することが可能になる。テストパターン１２０は、テスト中にテスター（図示されず）によって複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎに与えられる。
【００１８】
図２に示されるように、複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎは、独立に制御される接続を用いて複数の独立な電源（即ち、本実施形態におけるグローバルＶＤＤｇ電源１０６及びゼロ入力ＶＤＤｑ電源１１０）に選択的に接続することができる。この点で、電力は、選択的に、ヘッダ制御信号ｘ１，ｘ２，．．，ｘｎ又はヘッダ制御信号ｘ１ｑ，ｘ２ｑ，．．，ｘｎｑに通され、複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎのいずれにも送られないか、これらの幾つか、或いは、全てに送られるようにすることができる。従って、図２に示される本発明の実施形態においては、複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎのそれぞれが、グローバルＶＤＤｇ電源１０６又はゼロ入力ＶＤＤｑ電源１１０のいずれかによって、又は、両電源１０６及び１１０によって、又は、１０６及び１１０のいずれの電源にもよらずに、選択的に電力を与えられるようにすることができる。ＶＤＤｇ及びＶＤＤｑ電源は、複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎに対して同じ電圧（即ち、ＶＤＤｇ＝ＶＤＤｑ）を出力する。
【００１９】
本発明において、ゼロ入力ＶＤＤｑ電源１１０とＶＤＤｑ電力分配グリッド１１２とは、ゼロ入力ＶＤＤｑ電源１１０が複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎに接続されるとき、複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎに対して電圧ＶＤＤｑ及び少量の電流を供給するように、設定されている。ゼロ入力ＶＤＤｑ電源１１０及びＶＤＤｑ電力分配グリッド／バス１１２は、グローバルＶＤＤｇ電源１０６及びＶＤＤｇ電力分配グリッド／バス１０８ほどには堅牢である必要はない。従って、ゼロ入力ＶＤＤｑ電源１１０及びＶＤＤｑ電力分配グリッド／バス１１２は、電圧アイランド・システムが形成される集積回路チップ上で占める場所を小さくすることができる。さらに、ゼロ入力ＶＤＤｑ電源１１０及びＶＤＤｑ電力分配グリッド／バス１１２は、グローバルＶＤＤｇ電源１０６及びＶＤＤｇ電力分配グリッド／バス１０８より高い抵抗をもつようにすることができる。都合のよいことに、この高抵抗性は、下記のように、電圧アイランド・システム１００中でＩＤＤＱ欠陥の場所を特定するために利用することができる。
【００２０】
複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎは、ＶＤＤｇ又はＶＤＤｑ（ＶＤＤｑ＝ＶＤＤｇ）のいずれかの電圧を選択的に複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎのそれぞれに印加するために、グローバルＶＤＤｇ電源１０６とゼロ入力ＶＤＤｑ電源１１０との間でホット・スイッチされることが可能である。この状況は、複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，ＶｎがグローバルＶＤＤｇ電源１０６（ゼロ入力ＶＤＤｑ電源１１０は接続を切られている）から電力を受けている図３（太線で示されている）、及び、複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎがゼロ入力ＶＤＤｑ電源１１０（グローバルＶＤＤｇ電源１０６は接続を切られている）から電力を受けている図４（太線で示されている）に示されている。したがって、複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎは、常時実質的に同じ電圧レベルに、グローバルＶＤＤｇ電源又はゼロ入力ＶＤＤｑ電源１１０のいずれかからの電力を受けており、その結果、複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎのいずれも状態を失うことがない。その結果、テストパターン１２０は複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎに１回与えればよく、ＶＤＤｇ又はＶＤＤｑからの電力が与えられた際に、複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎの種々の組をテストする（例えばＩＤＤｑテスト）ことができる（テストパターン１２０は、従来技術の電圧アイランド・システムにおいて必要であったように再印加する必要はない（即ち、テストパターンは有効のままである））。
【００２１】
幾つかの場合には、ヘッダ・デバイスＨ１，Ｈ２，．．，Ｈｎ、及びＨ１ｑ，Ｈ２ｑ，．．，Ｈｎｑの活性化／不活性化に応じて、複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎのそれぞれに対して、選択的にＶＤＤｇ又はＶＤＤｑ（ＶＤＤｑ＝ＶＤＤｇ）のいずれかの電圧を供給するために、グローバルＶＤＤｇ電源１０６及びゼロ入力ＶＤＤｑ電源１１０の両方を同時にオン作動させることができる。この状況は、図５及び図６に示される。この実施例においては、ホット・スイッチングが、ヘッダデバイスＨ１，Ｈ２，．．，Ｈｎ、及びＨ１ｑ，Ｈ２ｑ，．．，Ｈｎｑによって制御される（グローバルＶＤＤｇ電源１０６及びゼロ入力ＶＤＤｑ電源１１０の両方がオン状態であると仮定して）。詳しくは、図５の太線で示されるように、ヘッダ・デバイスＨ１が、制御信号ｘ１によって電圧アイランドＶ１に電圧ＶＤＤｇを供給するように活性化され、ヘッダ・デバイスＨｎが制御信号ｘｎによって電圧アイランドＶｎに電圧ＶＤＤｇを供給するように活性化され、ヘッダ・デバイスＨ２ｑが、制御信号ｘ２ｑによって電圧アイランドＶ２に電圧ＶＤＤｑを供給するように活性化される。残りの電圧アイランド（図示されず）は、同様にＶＤＤｇ又はＶＤＤｑの電圧を供給される。
【００２２】
図６においては、複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎのそれぞれに加えられた電圧が、ＶＤＤｇからＶＤＤｑに、或いは、ＶＤＤｑからＶＤＤｇにホット・スイッチされている。詳しくは、図６中の太線で示されているように、ヘッダ・デバイスＨ２が、制御信号ｘ２によって電圧アイランドＶ２に電圧ＶＤＤｇを供給するように活性化され、ヘッダ・デバイスＨ１ｑが制御信号ｘ１ｑによって電圧アイランドＶ１に電圧ＶＤＤｑを供給するように活性化され、ヘッダ・デバイスＨｎｑが制御信号ｘｎｑによって電圧アイランドＶｎに電圧ＶＤＤｑを供給するように活性化される。残りの電圧アイランド（図示されず）は、同様にＶＤＤｇ又はＶＤＤｑの電圧を供給される。それぞれの場合において、複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎは常に同じ電圧（ＶＤＤｑ＝ＶＤＤｇ）に電力供給された状態にとどまる。
【００２３】
図５においては、テストパターン１２０は、複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎに与えることができるが、ＩＤＤＱテストは、これら電圧アイランドの幾つかの組についてだけ行われる。例えば、ＩＤＤＱテストがＶＤＤｇから電力を受ける図５の電圧アイランドＶ１とＶｎについてだけ行われるものと仮定しよう。残りの電圧アイランド（即ち、Ｖ２，Ｖ３，．．，Ｖｎ−１）については、図１に示される電圧アイランド・システム１０の場合のようにこれら残りの電圧アイランドが状態を失うことになるスイッチ切断を行うのではなく、これらの電圧アイランドは、選択的にＶＤＤｑに接続された状態にある。この例について、図６を続けて参照すると、ＶＤＤｑではなくＶＤＤｇからの電力を受けるようになっている（即ち、ホット・スイッチングが起っている）電圧アイランドＶ２，Ｖ３，．．，Ｖｎだけについて、後でＩＤＤＱテストが行われるものと仮定しよう。電圧アイランドＶ２，Ｖ３，．．，Ｖｎは、ホット・スイッチングのプロセス中に状態を失わなかったので、図１に示される電圧アイランドの場合のようにテストパターン１２０を再び与える必要はなく、従って、ＩＤＤＱテストについての時間的な効率を改善する。
【００２４】
グローバルＶＤＤｇ電源１０６とゼロ入力ＶＤＤｑ電源１１０との間のホット・スイッチング、及び／又は、電圧ＶＤＤｇとＶＤＤｑとの間のホット・スイッチングは、幾つかの利点をもたらす。例えば、複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎがホット・スイッチングのプロセスの間に電力を落とされない（即ち、複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎは、常にＶＤＤｇ又はＶＤＤｑのどちらかによって電力を与えられる）ので、多くのＩＤＤＱ型測定を同じテストパターンとチップ状態で行うことができて、より多くのテストの自由度をもたらし、測定間の整合性を確実にする。このことは、複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎの異なるセットをテストするたび毎に、テスターによって同じテストパターンが再度与えられなければならない図１の電圧アイランド・システム１０とは対照的である。電圧アイランドの状態が、電源から切り離されるとき、あるＲＣ時定数で減衰するので、従来技術の電圧アイランド・システム１０においては、テストパターンの再印加が必要になる。対照的に、本発明によれば、複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎは、常に電圧ＶＤＤｇ又はＶＤＤｑのどちらか（幾つかの場合には両方）によって電力を受ける状態にとどまる。本発明におけるホット・スイッチングは、電圧アイランドが状態を失う点にまで任意の電圧アイランドの状態が減衰するのを防ぐのに十分な速さで行われることに注意すべきである。
【００２５】
２つの電源、即ちグローバルＶＤＤｇ電源１０６及びゼロ入力ＶＤＤｑ電源１１０を有するように示されているが、この電圧アイランド・システム１００は、複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎに結合した２つより多くの電源をもち得ることが明らかである。さらに、複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎへの電圧の選択的な印加は、ヘッダ・デバイス以外の手段を用いて行うこともできる。また、ＶＤＤｑは、ＩＤＤＱテストの間に分離されて、他のテスト及び機能的動作のための機能的電源の部分となるように設計することもできる。
【００２６】
本発明の電圧アイランド・システム１００は、従来技術に比べて多くの利点をもたらす。これらの利点は、例えば、以下のａ）〜ｒ）の通りである。ａ）ＩＤＤＱ測定のために電圧アイランドの電力接続（即ち、ヘッダ制御信号ｘ１，ｘ２，．．，ｘｎ，ｘ１ｑ，ｘ２ｑ，．．，ｘｎｑを介して）を再構成することによって、電圧アイランド特有のＩＤＤＱ測定を行うことができる。ｂ）デバイス上の同じ電圧アイランドの２つの場合についてのＩＤＤＱを比較するなど、ＩＤＤＱの測定値とＩＤＤＱの計算値の比較に基づいた部分的処分を可能にする。ｃ）ＩＤＤＱ測定の間に、電源（又はグラウンド）に接続される回路の数を減じることによって、バックグラウンド漏れ電流が少なくなり、より高いＩＤＤＱ信号対雑音比を生ずる。ｄ）ＩＤＤＱ測定はＩＤＤＱ欠陥を検出し場所を特定するために使用でき、この場合、解像度は電圧アイランドの粒度、バックグラウンド漏れ電流、及び、テスターの電流測定性能に依存する。ｅ）分離した電源の間の経路指定により電圧アイランドが電力供給された状態にとどまり、適正状態を保持することが可能となる。ｆ）電圧アイランドの接続がデバイスの調整とは独立に変化することを可能にするために、半導体デバイス中に含まれる適切な論理回路によって、ホット・スイッチングが、テストパターンの調整を電圧アイランド接続配置から切り離すことを可能にする。ｇ）テストパターンの適用時間と複雑度を保存し、測定値間の整合性を確実にし、探索アルゴリズムを容易にする。ｈ）グローバル回路と電圧アイランド回路を分離することができて、電圧アイランドに関するＩＤＤＱの直接測定を行うこと、及び、グローバル回路に関するＩＤＤＱの直接測定を行うことが、全ての電圧アイランドを電源から接続解除せずに可能となる。ｉ）ＩＤＤＱ測定値を、グローバル電圧電源ＶＤＤｇ及びゼロ入力電圧電源ＶＤＤｑの両方から（異なる外部電源を有する場合）同時に収集することができる。ｊ）ゼロ入力電源ＶＤＤｑは、ＩＤＤＱ測定中に大量の電流を供給する必要がなく、電圧（ＤＣ電源）を保持するだけであるので、ゼロ入力電源ＶＤＤｑはグローバル電源ＶＤＤｇほどには堅牢でなくともよい。また、ＶＤＤｑ電力分配グリッド／バスは、必ずしもそうでなくてもよいが、接続回路が高抵抗であってもよいのと同様に、デバイス動作用電力グリッドより高抵抗であってもよい。ｋ）全ての電圧アイランドがゼロ入力電源ＶＤＤｑから接続解除された状態のもとでの電流測定を可能にする。ｌ）ゼロ入力電源ＶＤＤｑは、ＶＤＤｑ電力分配グリッド／バス上のチップ内の多くの場所における電圧をモニタするためのオンチップ型電圧センサと結合させることができ、多くの電圧測定を同時に行うことを可能にし、測定値をデバイスに移動させ、収集時間、及び電流測定に必要な装置を減じることができる。ｍ）ゼロ入力ＶＤＤｑ電源への接続は、機能性電源管理のために用いられるのと同じである必要はなく、したがって、テストのために最適化することができる。ｎ）ＩＤＤＱは、複数の電圧アイランドと電源との間の種々の接続配置のそれぞれに関して測定することができる。このことは、どのように電源接続が組み入れられているかによっては、増強されたテスト法を提供することができる。これらのＩＤＤＱ測定値は、しきい値と比較するか、或いは、設計に関して適切な場合には、相互間で比較することができる。ｏ）本発明の構造体は、標準的ＩＤＤＱテスト（例えば、ＩＤＤＱ値がしきい値と比較される）について、デルタＩＤＤＱテスト（ＩＤＤＱ測定値と以前のＩＤＤＱ測定値との間の間隔がしきい値と比較される、例えば、＋／−  １０％）について、及び、他のもっと複雑なスキーム、例えば、デバイスの測定値が、リング・オッシレータ周波数など該デバイスから採られた他の標準測定値に基づいた変動しきい値と比較される、スキームについて用いることができる。ｐ）本発明は、チップをテストするために個々の電圧アイランド又はアイランドの群からのＩＤＤＱ測定値を用いる他のクラスのＩＤＤＱテストアルゴリズムの使用を可能にする。例えば、個々の電圧アイランド又は電圧アイランドの群に関するＩＤＤＱ測定値を、同じチップ上の同じ回路の別の測定例の測定値と比較することができ、或いは、各々の電圧アイランドに関するＩＤＤＱ電流測定値を、特定のチップ上の全ての電圧アイランドに関する平均測定値と比較することができる。このようにして、同じ回路における段階ごとの変動を測定することができ、個々の測定値をデバイスのバックグラウンド電流に関して正規化することができる。これらのＩＤＤＱ測定値はまた、統計的デバイス処分のために隣接するチップ間の比較を行うのに用いることもできる。ｑ）オンチップ型電圧センサは、局所的にしきい値を設定し、電圧レベルのオンチップ比較を行い、又はＩＤＤＱ測定値をダウンロードすることによって、デバイスをテストするために用いることができる。ｒ）電圧アイランド・システム１００は、オンチップ型ＩＤＤＱ  ＢＩＳＴ実装に用いることができる。
【００２７】
本発明の電圧アイランド・システム１００は、探索時間を最適化するための２分探索法などの探索スキームと、多数のＩＤＤＱ測定値と、電源接続配置と、多数のテストパターンの反復とを利用して、欠陥をもつ電圧アイランドを特定するための自動テスター診断法を使用することを可能にする。診断及び位置特定は、用途によって種々の程度まで行うことができる。例えば、特定の電圧アイランドに関するＩＤＤＱ測定値は、電圧アイランドの物理的位置及び作成されたマップに対して相互参照することができる。ＩＤＤＱマップは、欠陥の位置に関する物理的相関（欠陥、根源又はシンク）を提供し、ハードウエア・フォルト分離法に関する初期欠陥位置の推定を与えることに加えて、共通の欠陥形跡を解析して決めるために用いることができる。ＩＤＤＱマップの可能な物理的粒度は、制御論理の粒度及び各電圧アイランドの物理的広がりに依存する。ＩＤＤＱマップ中の物理的情報は、位置とパターンによってチップ上の複数の欠陥を区別するために用いることができる（一つより多くのマップがある場合）。さらに、オンチップ型電圧センサは、合／否又は電圧情報を提供するために利用できる。電圧センサの位置は、ＶＤＤｑ電力分配グリッド／バス上及びデバイス中の物理的位置、及び作成されたマップに対して相互参照することができる。電圧マップは、同じ用途においてＩＤＤＱマップとして利用することができる。さらに、より詳細な診断／位置特定のために、ＩＤＤＱ測定値、テスト比較の結果、及び、ＩＤＤＱ電流マップは、ＩＤＤＱソフトウエア診断に対する入力データを与えるために用いることができる。電圧センサ測定値及びＶＤＤｑコンダクタンスはまた、ＩＤＤＱ欠陥の位置を特定するために用いることができる。ＶＤＤｑ電力分配グリッド／バス上の多数の点における測定は、ＩＤＤＱ欠陥の検出及び解像度を改善することができる。ＶＤＤｑコンダクタンスの等高線のマップは、欠陥の位置を３角法で決めるために用いることができる。
【００２８】
本発明のゼロ入力電源システム１０４は、電力テストのための電力モニタとして用いることができる。これは、例えば、ウエーハ・テスト、パッケージ・テスト、システム・テスト、及びフィールドにおけるテストなど、任意のレベルにおいて行うことができる。基本的には、所期のセットの電圧アイランドが、ＶＤＤｑ電力分配グリッド／バス１１２上にホット・スイッチされた（即ち、ＶＤＤｑに接続された）後で、デバイスはテスト／操作され、ＶＤＤｑ電源１１０の電流／電力（Ｐ＝ＶＩ）がモニタされる。電力は、デバイスがゼロ入力状態であるときにモニタすることができる。他のテスト及びデバイスの機能的動作の間に、ＶＤＤｑバスの設計の制約内で、電力をモニタすることができる。
【００２９】
本発明によるもう一つの実施形態である電圧アイランド・システム２００が、図７に示される。図２に示される電圧アイランド・システム１００と同様に、電圧アイランド・システム２００は、複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎ、グローバル電源システム２０２、及び、ゼロ入力電源システム２０４を備えている。グローバル電源システム２０２は、第１のヘッダ制御信号ｘ１，ｘ２，．．，ｘｎのそれぞれに応じて、複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎに電圧ＶＤＤｇを選択的に印加するための第１の複数のオンチップ型ヘッダ・デバイスＨ１，Ｈ２，．．，Ｈｎを有する。グローバルＶＤＤｇ電源２０６は、ＶＤＤｇ電力分配グリッド／バス２０８を経由してヘッダ・デバイスＨ１，Ｈ２，．．，Ｈｎに電力を供給する。ゼロ入力電源システム２０４は、第２のヘッダ制御信号ｘ１ｑ，ｘ２ｑ，．．，ｘｎｑのそれぞれに応じて、複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎにゼロ入力電圧ＶＤＤｑを選択的に印加するための第２の複数のオンチップ型ヘッダ・デバイスＨ１ｑ，Ｈ２ｑ，．．，Ｈｎｑを有し、さらに、第３のヘッダ制御信号ｘ１’ｑ，ｘ２’ｑ，．．，ｘｎ’ｑのそれぞれに応じて、複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎにゼロ入力電圧ＶＤＤｑを選択的に印加するための第３の複数のオンチップ型ヘッダ・デバイスＨ１’ｑ，Ｈ２’ｑ，．．，Ｈｎ’ｑを有する。ゼロ入力ＶＤＤｑ電源２１０は、ＶＤＤｑ電力分配グリッド／バス２１２を経由してヘッダ・デバイスＨ１ｑ，Ｈ２ｑ，．．，Ｈｎｑに電力を供給する。ゼロ入力電源システム２０４はまた、それぞれが複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎとヘッダ・デバイスＨ１ｑ，Ｈ２ｑ，．．，Ｈｎｑ及びＨ１’ｑ，Ｈ２’ｑ，．．，Ｈｎ’ｑとの間の接続上に設置された、複数の電圧センサ２１４を有する。
【００３０】
電圧センサをチップ上に設置することは、オフチップ型電圧測定（例えば、テスタによる）に比べて多くの利点をもたらす。例えば、電圧測定は、電圧センサ２１４がオンチップに設置されるとき、より迅速に行うことができる。さらに、電圧測定は、電圧測定がテスタで行われたときのように一度に一回ではなく、複数の電圧センサ２１４上で同時に行うことができる。粒度のテストも、用いられる電圧センサ２１４の数／密度に基づいて、調節することができる。例えば、より多数の電圧センサ２１４をＩＤＤＱ欠陥のより疑わしいチップ領域に設置し、一方、より少数の電圧センサ２１４をチップの他の領域に設置することができる。
【００３１】
図７には、複数の電圧センサ２１４が複数の電圧アイランドＶ１，Ｖ２，．．，Ｖｎの外部に設置されるように示されている。しかし、複数の電圧センサ２１４は、ＶＤＤｑがどのように実装されるかに応じて、最適の欠陥検出をもたらすように設置されるべきである。例えば、図８及び図９に示されるように、ＩＤＤｑ欠陥２２０は、電圧センサ２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃ，及び２１４ｄを、それぞれ、ＶＤＤｑの導電性経路２２２ａ，２２２ｂ，２２２ｃ，及び２２４ｄ（例えば、電圧アイランド又は他の回路への導電性経路）の上に設置し、テスト電圧ＶをＶＤＤｑレール２２４に印加することによって検出することができる。図８に示されるように、ＩＤＤｑ欠陥が存在しない場合には、全ての電圧センサ２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃ，及び２１４ｄはＶＤＤｑレール２２４に加えられた電圧Ｖを認識する（バックグラウンド漏出を無視して）。しかし、図９に示されるように、ＩＤＤｑ欠陥２２０が存在するときは、電圧センサ２１４ａ，２１４ｃ，２１４ｄは、実質的にＶに等しい電圧を認識するが、電圧センサ２１４ｂは、Ｒｍｅｔａｌが導電性経路２２２ｂを形成する金属の抵抗であり、ＲｄｅｆｅｃｔがＩＤＤＱ欠陥２２０の抵抗であるとして、Ｒｍｅｔａｌ／Ｒｄｅｆｅｃｔ＊Ｖに等しい電圧Ｖ２１４ｂを認識する。このように、この場合、電圧センサ２１４ａ，２１４ｃ，及び２１４ｄは近似的にＶである電圧を認識し、一方、電圧センサ２１４ｂは、Ｖより低い（Ｒｍｅｔａｌ／Ｒｄｅｆｅｃｔの比に依存して）電圧を認識する。
【００３２】
本発明の様々な態様に関する上述の説明は、実例と説明のために提示されたものである。これは、網羅的であること、或いは、開示された厳密な形態に本発明を限定することを意図するものではなく、明らかに、多くの修正及び変更が可能である。当業者に明白なそれらの修正及び変更は、添付の請求項の範囲によって規定される本発明の範囲に含まれることが意図されている。例えば、本発明はＶＤＤの代わりにグラウンドＧＮＤに適用することができる。そのようなシステムは、グローバル・グラウンド・バス及びゼロ入力グラウンド・バスを有し、電流測定は別々のグラウンド供給部上で行われるであろう。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、集積回路のテストのために有用である。より詳しくは、本発明は、ＩＤＤＱ電流測定のためのホット・スイッチ可能な電圧バスを有する電圧アイランド・システムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】従来技術による電圧アイランド・システムを示す。
【図２】本発明によるＩＤＤＱ電流測定のためのホット・スイッチ可能な電圧バスを備えた電圧アイランド・システムの実施形態を示す。
【図３】本発明のホット・スイッチングのプロセスの例を示す。
【図４】本発明のホット・スイッチングのプロセスの例を示す。
【図５】本発明のホット・スイッチングのプロセスの別の例を示す。
【図６】本発明のホット・スイッチングのプロセスの別の例を示す。
【図７】本発明による複数の電圧センサを含む電圧アイランド・システムを示す。
【図８】本発明による電圧センサを用いたＩＤＤＱ欠陥の位置特定のステップを示す。
【図９】本発明による電圧センサを用いたＩＤＤＱ欠陥の位置特定のステップを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年10月25日(2006.10.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＤＤＱ測定のためのホット・スイッチ可能な電圧バスであって、
グローバル電圧バスと、
前記グローバル電圧バスとは別のゼロ入力電圧バスと、
少なくとも１つの電圧アイランドと、
ＩＤＤＱテスト中に、各々の電圧アイランドを前記ゼロ入力電圧バス及び前記グローバル電圧バスに選択的に接続するシステムと、を備える電圧バス。
【請求項２】
選択的に接続する前記システムが、各々の電圧アイランドを前記ゼロ入力電圧バスと前記グローバル電圧バスとの間でホット・スイッチするように構成されている、請求項１に記載のホット・スイッチ可能な電圧バス。
【請求項３】
各々の電圧アイランドが、前記ゼロ入力電圧バスと前記グローバル電圧バスとの間でのホット・スイッチング中に状態を失わない、請求項２に記載のホット・スイッチ可能な電圧バス。
【請求項４】
前記グローバル電圧バスに電圧ＶＤＤｇを供給するためのグローバル電源と、前記ゼロ入力電圧バスに電圧ＶＤＤｑを供給するためのゼロ入力電源とをさらに有する、請求項２に記載のホット・スイッチ可能な電圧バス。
【請求項５】
ＶＤＤｇがＶＤＤｑに等しい、請求項４に記載のホット・スイッチ可能な電圧バス。
【請求項６】
前記ＩＤＤＱ測定が、ＶＤＤｇとＶＤＤｑとに関して独立に行われる、請求項５に記載のホット・スイッチ可能な電圧バス。
【請求項７】
選択的に接続する前記システムが、各々の電圧アイランドを、制御信号に応じて前記ゼロ入力電圧バス及びグローバル電圧バスに選択的に接続するためのヘッダ・デバイスを有する、請求項１に記載のホット・スイッチ可能な電圧バス。
【請求項８】
複数の電圧センサをさらに有する、請求項１に記載のホット・スイッチ可能な電圧バス。
【請求項９】
ＩＤＤＱテストの方法であって、
少なくとも１つの電圧アイランドをグローバル電圧バスとゼロ入力電圧バスとの間でホット・スイッチするステップと、
少なくとも１つの前記電圧アイランドについてＩＤＤＱテストを行うステップと、を含む方法。
【請求項１０】
ホット・スイッチする前記ステップが、
各々の電圧アイランドと、前記グローバル及びゼロ入力電圧バスとの間の接続をもたらすステップと、
各々の電圧アイランドを、前記グローバル及びゼロ入力電圧バスのうちの少なくとも１つに接続するための少なくとも１つの接続を選択するステップと、をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
各々の接続がヘッダ・デバイスを含み、各々の接続が、制御信号を介して接続のヘッダ・デバイスを活性化することによって選択される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１２】
ＩＤＤＱテストを実行する前記ステップが、
テストパターンを各々の電圧アイランドに加えるステップを含み、前記テストパターンが前記グローバル電圧バスと前記ゼロ入力電圧バスとの間でのホット・スイッチングの間に有効であり続ける、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
種々のセットの電圧アイランドを、前記グローバル電圧バスと前記ゼロ入力電圧バスとの間でホット・スイッチするステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記ゼロ入力電圧バスの抵抗値を用いてＩＤＤＱ欠陥の位置を特定するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
ＩＤＤＱテストが、個々の電圧アイランド又は電圧アイランドのセットに関して行われる、請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
ＩＤＤＱテストの間に、ＩＤＤＱ測定値を個々の電圧アイランド又は電圧アイランドのセットから取得するステップと、
得られたＩＤＤＱ測定値を他のＩＤＤＱ測定値と比較するステップと、
をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１７】
得られたＩＤＤＱ測定値が類似の回路に関するＩＤＤＱ測定値と比較され、或いは、得られたＩＤＤＱ測定値が平均のＩＤＤＱ測定値と比較される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
少なくとも１つの電圧アイランドを複数の異なる電圧バスの間でホット・スイッチするステップを含む方法であって、各々の電圧アイランドがホット・スイッチング中に状態を失わない方法。
【請求項１９】
電力消費量をモニタする方法であって、
少なくとも１つの電圧アイランドをゼロ入力電圧バスに接続するステップと、
前記ゼロ入力電圧バスに接続されたＶＤＤｑ電源における電力使用量を、少なくとも１つの前記電圧アイランドについてモニタするステップと、を含む方法。
【国際調査報告】
2007528981.tif 000011