(57)【要約】【課題】      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。【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。【選択図】  図１
2008241504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【発明の詳細な説明】
【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】
【特許文献１】特開平５−３４１０１１号公報
【発明の開示】
【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。
【実施例１】
【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、アルファベット順に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】
【表１】
2008241504.tif 000003
【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】
【表２】
2008241504.tif 000004
【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】
【表３】
2008241504.tif 000005
【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】
【表４】
2008241504.tif 000006
【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の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。
【実施例２】
【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の回路においては、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。
【実施例３】
【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】
【図１】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２】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３】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。
【図４】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
【図１】
2008241504.tif 000007
【図２】
2008241504.tif 000008
【図３】
2008241504.tif 000009
【図４】
2008241504.tif 000010