スキャンチェーン検査装置及び検査方法
【課題】 スキャンチェーンの検査を好適に行うことが可能なスキャンチェーン検査装置及び検査方法を提供する。
【解決手段】 半導体装置１０のスキャンチェーンに検査信号を供給する検査信号供給部１８と、スキャンチェーンの各レジスタでの検査信号の信号レベルの時間変化を測定するレジスタ測定部２０と、測定部２０による測定結果に基づいて各レジスタにレジスタ番号を付与するレジスタ番号解析部５１を有する検査解析装置５０とによってスキャンチェーン検査装置１Ａを構成する。供給部１８は、信号長ｎが異なるｍ種類の検査信号列を供給する。解析部５１は、信号長ｎの検査信号列を用いた測定結果からスキャンチェーンの複数のレジスタをｎ個のグループに分けるグループ分けをｍ種類の検査信号列のそれぞれについて行い、その結果に基づいて各レジスタにレジスタ番号を付与する。
【解決手段】 半導体装置１０のスキャンチェーンに検査信号を供給する検査信号供給部１８と、スキャンチェーンの各レジスタでの検査信号の信号レベルの時間変化を測定するレジスタ測定部２０と、測定部２０による測定結果に基づいて各レジスタにレジスタ番号を付与するレジスタ番号解析部５１を有する検査解析装置５０とによってスキャンチェーン検査装置１Ａを構成する。供給部１８は、信号長ｎが異なるｍ種類の検査信号列を供給する。解析部５１は、信号長ｎの検査信号列を用いた測定結果からスキャンチェーンの複数のレジスタをｎ個のグループに分けるグループ分けをｍ種類の検査信号列のそれぞれについて行い、その結果に基づいて各レジスタにレジスタ番号を付与する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に設けられたスキャンチェーンについて検査を行うためのスキャンチェーン検査装置、及びスキャンチェーン検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＬＳＩなどの半導体装置（半導体集積回路）における回路規模は、膨大なものとなっている。このため、装置内に不良が発生した場合に、その機能を外部からプロービングして検査を行うことは困難になっている。
【０００３】
このような半導体装置の検査方法として、ＬＳＩの内部に形成された、複数のレジスタが直列に接続されたスキャンチェーンと呼ばれる信号の入出力／保存ラインによって検査を行う方法が用いられている。この検査方法では、スキャンチェーンに入力した信号と、再度書き出された信号との整合、不整合から不良箇所を検出する（例えば、特許文献１、非特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２３００７５号公報
【特許文献２】特開２００５−１９５３７号公報
【特許文献３】特開２００５−１９６３５号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Yin S Ng et al., "LaserVoltage Imaging: A new Perspective of Laser Voltage Probing", Proceedingsof the 36th International Symposium for Testing and Failure Analysis (2010)pp.5-13
【非特許文献２】Steven Kasapi et al.,"Laser Voltage Imaging for ATPG Scan Chain Diagnosis on 40 nm CMOS",Proceedings of the 30th LSI Testing Symposium (2010) pp.199-202
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したスキャンチェーンが設けられた半導体装置において、スキャンチェーンそのものに不良が発生し、信号の入出力を行うことが出来なくなった場合、スキャンチェーンでの不良の発生位置を特定することは困難である。これを解決する手法として、スキャンチェーンの各レジスタに保持されている信号の信号レベル、及びその時間変化等を検出する測定技術を用いる方法が考えられる。
【０００７】
そのような測定としては、例えば、回路のスイッチングの状態を可視化する技術である時間分解発光計測法がある（特許文献２、３）。また、回路のスイッチングに伴う電界の変化から、半導体内部の電気光学効果（Electro Optical Effect）により、反射光の変調を検出するＥＯプロービングという方法がある。この方法では、例えば、半導体装置の裏面より回路にＣＷレーザ光を照射する。そして、ロックイン検出等により、照射光に対する反射レーザ光に含まれる特定周波数の信号を２次元にマッピングすることで、スイッチング位置のマッピングを行うことが可能である。このような方法は、反射レーザ光に重畳するスイッチングの周波数、すなわちスキャンチェーンに流し込むデータの周波数を可視化する技術であり、ＥＯＦＭ（Electro Optical Frequency Mapping）法と呼ばれる（非特許文献１、２）。
【０００８】
ここで、スキャンチェーンは、自動配置配線により、半導体装置においてチップ内に配置される。このため、上記した測定手法を用いた場合でも、スイッチングの有無によってスキャンチェーンのどの部分に信号が到達していないかを調べることはできるが、信号が途切れている境である不良発生箇所を特定することは難しい。
【０００９】
ＬＳＩの設計情報（ＤＥＦ／ＬＥＦ）がある場合、その設計情報から信号を追跡して、不良箇所の位置を検出することが可能である。しかしながら、現在のＬＳＩの生産はファブレス化しているため、生産工場で検査を行う場合、マスクデータはあっても、設計情報は入手できない場合がある。このような場合、時間分解発光計測法、ＥＯＦＭ法などによる半導体装置の検査を行っても、スキャンチェーンにおいて、検出された各レジスタについて、入力端から出力端までのレジスタ配列内での位置（レジスタ番号）を特定することができず、不良箇所の検査、特定を行うことができない。また、スキャンチェーンでは、スキャンチェーンを構成するレジスタ（セル）の数自体が、数万にものぼる場合があり、レジスタを数えることが困難であるという問題もある。
【００１０】
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、半導体装置の設計情報等がない場合でも、スキャンチェーンについての検査を好適に行うことが可能なスキャンチェーン検査装置、及び検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような目的を達成するために、本発明によるスキャンチェーン検査装置は、半導体装置に設けられ、入力端と出力端との間で複数のレジスタが直列に接続されたスキャンチェーンについて検査を行う検査装置であって、（１）スキャンチェーンに対して入力端から、「１」及び「０」の２つの信号レベルを有する信号を検査信号として時系列に供給する検査信号供給手段と、（２）スキャンチェーンを構成する複数のレジスタのそれぞれに保持された検査信号の信号レベルの時間変化を測定するレジスタ測定手段と、（３）レジスタ測定手段による測定結果に基づいて、複数のレジスタについての検査を行う検査解析手段とを備え、（４）検査解析手段は、複数のレジスタのそれぞれについて、入力端から出力端までのレジスタ配列内での位置を示すレジスタ番号を付与するレジスタ番号解析手段を有し、（５）検査信号供給手段は、「１」信号、及び「０」信号を少なくとも１つずつ含む信号長ｎ（ｎは２以上の整数）の検査信号によって検査信号列を構成し、信号長ｎが互いに異なるｍ種類（ｍは２以上の整数）の検査信号列をスキャンチェーンに対して供給するとともに、（６）レジスタ番号解析手段は、信号長ｎ＝ｎ１の第１検査信号列をスキャンチェーンに繰り返して供給したときのレジスタ測定手段による測定結果を参照し、信号レベルの時間変化の遅延量から複数のレジスタをｎ１個のグループに分ける第１のグループ分けを行い、このような複数のレジスタのグループ分けをｍ種類の検査信号列のそれぞれについて行うとともに、得られたｍ種類のグループ分け結果に基づいて、複数のレジスタのそれぞれにレジスタ番号を付与することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明によるスキャンチェーン検査方法は、半導体装置に設けられ、入力端と出力端との間で複数のレジスタが直列に接続されたスキャンチェーンについて検査を行う検査方法であって、（１）スキャンチェーンに対して入力端から、「１」及び「０」の２つの信号レベルを有する信号を検査信号として時系列に供給する検査信号供給ステップと、（２）スキャンチェーンを構成する複数のレジスタのそれぞれに保持された検査信号の信号レベルの時間変化を測定するレジスタ測定ステップと、（３）レジスタ測定ステップによる測定結果に基づいて、複数のレジスタについての検査を行う検査解析ステップとを備え、（４）検査解析ステップは、複数のレジスタのそれぞれについて、入力端から出力端までのレジスタ配列内での位置を示すレジスタ番号を付与するレジスタ番号解析ステップを含み、（５）検査信号供給ステップは、「１」信号、及び「０」信号を少なくとも１つずつ含む信号長ｎ（ｎは２以上の整数）の検査信号によって検査信号列を構成し、信号長ｎが互いに異なるｍ種類（ｍは２以上の整数）の検査信号列をスキャンチェーンに対して供給するとともに、（６）レジスタ番号解析ステップは、信号長ｎ＝ｎ１の第１検査信号列をスキャンチェーンに繰り返して供給したときのレジスタ測定ステップによる測定結果を参照して、信号レベルの時間変化の遅延量から複数のレジスタをｎ１個のグループに分ける第１のグループ分けを行い、このような複数のレジスタのグループ分けをｍ種類の検査信号列のそれぞれについて行うとともに、得られたｍ種類のグループ分け結果に基づいて、複数のレジスタのそれぞれにレジスタ番号を付与することを特徴とする。
【００１３】
上記したスキャンチェーン検査装置及び検査方法では、複数のレジスタを含むスキャンチェーンに対し、「１」信号または「０」信号の検査信号を、入力端から複数のレジスタへと時系列に供給する。そして、レジスタに保持された検査信号の信号レベル、特に検査信号の流れによる信号レベルの時間変化を、例えば時間分解発光計測法、ＥＯＦＭ法などの測定手法によって測定する。
【００１４】
また、このような検査信号の供給、及びレジスタの測定について、信号長ｎの検査信号列を用意し、検査信号列をスキャンチェーンに時系列に繰り返して供給して、そのときの測定結果から、複数のレジスタをｎ個のグループに分けるグループ分けを行う。さらに、そのようなグループ分けをｍ種類の検査信号列について行って得られたｍ種類のグループ分け結果を参照して、スキャンチェーンの各レジスタに対してレジスタ番号を付与する。このような構成によれば、半導体装置の設計情報がないなどの場合でも、スキャンチェーンの各レジスタについて、入力端から出力端までのレジスタ配列内での位置を特定することができ、スキャンチェーンの検査を好適に行うことが可能となる。
【００１５】
ここで、上記したスキャンチェーンの検査において、ｍ種類の検査信号列のそれぞれにおける信号長ｎ＝ｎ１〜ｎｍは、それぞれ素数として設定されることが好ましい。このように、信号長ｎを素数に設定することにより、信号長ｎの検査信号列を用いたレジスタのグループ分けによるレジスタ番号の付与を、効率的に行うことができる。
【００１６】
また、ｍ種類の検査信号列のそれぞれにおける信号長ｎ＝ｎ１〜ｎｍは、その最小公倍数がスキャンチェーンを構成する複数のレジスタの個数よりも大きくなるように設定されることが好ましい。これにより、スキャンチェーンを構成する複数のレジスタの全てについて、レジスタ番号の特定、付与を確実に行うことができる。
【００１７】
スキャンチェーンに供給する検査信号列の具体的な構成については、例えば、信号長ｎの検査信号列を、連続するｋ個の「１」信号、及び連続するｎ−ｋ個の「０」信号によって構成する方法を用いることができる。このような構成によれば、スキャンチェーンの各レジスタでの信号レベルの時間変化の遅延量を好適に測定することができる。このときの信号数ｋは１以上ｎ−１以下の整数である。また、この場合、信号長ｎの検査信号列は、「１」信号の個数ｋが、ｎ／２に最も近くなるように設定されることが好ましい。
【００１８】
また、信号長ｎの検査信号列は、２個の検査信号からなる信号群を１個の検査信号とみなし、「１」信号に対応する信号群を「１０」信号または「０１」信号とし、「０」信号に対応する信号群を「１１」信号または「００」信号として設定される構成を用いても良い。このような構成は、各レジスタでの信号レベルの時間変化の測定において、時間分解発光計測法等を用いる場合に有効である。
【００１９】
スキャンチェーン検査装置は、検査解析手段が、レジスタ測定手段による測定結果、及びレジスタ番号解析手段による解析結果に基づいて、スキャンチェーンにおける不良箇所を特定する不良解析手段を有する構成としても良い。同様に、スキャンチェーン検査方法は、検査解析ステップが、レジスタ測定ステップによる測定結果、及びレジスタ番号解析ステップによる解析結果に基づいて、スキャンチェーンにおける不良箇所を特定する不良解析ステップを含む構成としても良い。
【００２０】
このような構成によれば、ｍ種類の検査信号列を用いて各レジスタに付与されたレジスタ番号を参照して、スキャンチェーンにおける不良箇所の検出、及びその発生位置の特定を好適に行うことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のスキャンチェーン検査装置、及び検査方法によれば、複数のレジスタを含むスキャンチェーンに対し、「１」信号または「０」信号の検査信号を時系列に供給し、各レジスタでの信号レベルの時間変化を測定するとともに、信号長ｎの検査信号列をスキャンチェーンに時系列に繰り返して供給して、そのときの測定結果から複数のレジスタをｎ個のグループに分けるグループ分けを行い、そのようなグループ分けをｍ種類の検査信号列について行って得られたグループ分け結果を参照して、スキャンチェーンの各レジスタにレジスタ番号を付与することにより、各レジスタについてレジスタ配列内での位置を特定することができ、スキャンチェーンの検査を好適に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】スキャンチェーン検査装置の第１実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】半導体装置に設けられるスキャンチェーンを模式的に示す図である。
【図３】スキャンチェーンにおける検査信号列の流れについて示す図である。
【図４】信号長ｎ＝２の第１検査信号列によるスキャンチェーンの検査について示すタイミングチャートである。
【図５】信号長ｎ＝３の第２検査信号列によるスキャンチェーンの検査について示すタイミングチャートである。
【図６】信号長ｎ＝５の第３検査信号列によるスキャンチェーンの検査について示すタイミングチャートである。
【図７】各レジスタに対するレジスタ番号の付与について示す図である。
【図８】各レジスタに対するレジスタ番号の付与について示す図である。
【図９】スキャンチェーン検査装置の第２実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１０】検査信号列によるスキャンチェーンの検査について示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面とともに本発明によるスキャンチェーン検査装置、及びスキャンチェーン検査方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【００２４】
図１は、スキャンチェーン検査装置の第１実施形態の構成を示すブロック図である。本実施形態によるスキャンチェーン検査装置１Ａは、ＬＳＩなどの半導体装置（半導体集積回路）１０を検査対象（ＤＵＴ：Device Under Test）とし、半導体装置１０に設けられたスキャンチェーンについて検査を行う検査装置である。
【００２５】
図２は、図１に示した検査装置１Ａによる検査対象となる半導体装置１０、及び半導体装置１０に設けられるスキャンチェーンを模式的に示している。図２の半導体装置１０に形成されたスキャンチェーン１５は、その入力端１１と出力端１２との間で、複数（図２においては２４個）のレジスタＲ０１〜Ｒ２４が直列に接続されており、外部ピンからの入力、及び外部ピンへの出力が可能なシフトレジスタとして構成されている。
【００２６】
スキャンチェーン１５は、半導体装置１０の内部回路１３を検査するために用いられ、各レジスタは、回路１３へと信号を入力する素子、及び回路１３から出力された信号を保存する素子として使用される。内部回路１３の検査では、外部クロックに同期して、検査用の信号列を入力端１１からレジスタＲ０１〜Ｒ２４へと流し込む。全てのレジスタ内に信号データが格納された後、図２中に破線矢印で示した経路でデータ演算を行い、その演算結果を対応するレジスタに出力、保存する。その後、レジスタＲ０１〜Ｒ２４内に格納された信号データを出力端１２からシリアルに読み出し、入力データと出力データとの整合性をチェックすることで、内部回路１３の不良についての検査を行う。
【００２７】
このような半導体装置１０において、内部回路１３の検査用に設けられたスキャンチェーン１５そのものに不良が発生した場合を考える。例えば、図２に示すように、スキャンチェーン１５においてレジスタＲ１４、Ｒ１５の間の箇所Ｆで不良が発生した場合、不良箇所Ｆよりも後のレジスタＲ１５〜Ｒ２４に信号データを入力することができなくなり、意味のある出力を読み出すこともできなくなる。このような不良は、解析が困難であると同時に、新しいプロセスの初期には頻発する問題でもある。図１に示す検査装置１Ａは、このようなスキャンチェーン１５についての検査を可能とするものである。
【００２８】
図１に示すスキャンチェーン検査装置１Ａは、検査信号供給部１８と、レジスタ測定部２０と、検査解析装置５０とを備えて構成されている。検査信号供給部１８は、スキャンチェーン１５に対して入力端１１から、「１」及び「０」の２つの信号レベルを有する信号を、検査信号として時系列に供給する（検査信号供給ステップ）。この検査信号供給部１８は、例えばテスタ、パルスジェネレータ、電源などによって構成される。
【００２９】
検査信号供給部１８から入力端１１を介して供給された時系列で複数の検査信号からなる検査信号列は、スキャンチェーン１５を構成する各レジスタに入力端１１側から出力端１２側へと順に、外部クロックに同期して入力、格納される。図３は、スキャンチェーン１５における検査信号列の流れの一例を示している。この例では、後述するように、信号長ｎ＝２の信号列「１０」をスキャンチェーン１５に繰り返して供給したときの検査信号の流れを示している。図３に示す状態では、入力端１１側からレジスタＲ０１〜Ｒ２０まで検査信号が入力され、さらに、クロックに同期した信号データのシフトを繰り返すことで、出力端１２までの全てのレジスタＲ０１〜Ｒ２４に信号が供給される。
【００３０】
レジスタ測定部２０は、スキャンチェーン１５を構成する複数のレジスタのそれぞれに保持された検査信号の信号レベルの時間変化を測定する（レジスタ測定ステップ）。本実施形態におけるレジスタ測定部２０は、レーザスキャン光学系２４を有し、ＥＯＦＭ法によって各レジスタでの信号レベルの時間変化を測定することが可能な顕微鏡として構成されている（非特許文献１、２参照）。
【００３１】
検査対象の半導体装置１０は、暗箱２１内に設置されたステージ２２上に載置されている。また、このステージ２２上の半導体装置１０に対し、対物レンズ２３を介して、レーザスキャン光学系２４が設けられている。また、レーザスキャン光学系２４に対し、測定に必要なレーザ光を供給するレーザ光源２５と、半導体装置１０からの反射光を検出する光検出器２７とが設けられている。
【００３２】
レーザスキャン光学系２４及びレーザ光源２５は、レーザスキャンコントローラ２６によって駆動制御されており、これにより、レーザ光源２５からのレーザ光は、半導体装置１０の所定の測定位置へと照射される。また、このレーザ光の照射位置を光学系２４によって移動することにより、半導体装置１０がレーザ光によって走査され、その測定対象領域全体について、ＥＯＦＭ法による必要な測定が行われる。
【００３３】
半導体装置１０からのレーザ光の反射光は、対物レンズ２３、及び光学系２４を介して光検出器２７によって検出される。ＥＯＦＭ法では、レジスタに格納されている検査信号の信号レベルが「１」の場合と「０」の場合とでレーザ反射光の強度が異なることを利用して、スキャンチェーン１５の各レジスタでの信号レベルの時間変化を測定する。また、光検出器２７によるレーザ反射光の検出は、ロックインアンプ２８により、検査信号供給部１８による検査信号の供給タイミングと同期して行われる。
【００３４】
これらの検査信号供給部１８及びレジスタ測定部２０に対し、検査解析装置５０が設けられている。この検査解析装置５０は、レジスタ測定部２０による測定結果に基づいて、スキャンチェーン１５を構成する複数のレジスタについての検査を行う（検査解析ステップ）。本実施形態における検査解析装置５０は、レジスタ番号解析部５１と、不良解析部５２とを有している。
【００３５】
レジスタ番号解析部５１は、スキャンチェーン１５の複数のレジスタのそれぞれについて、入力端１１から出力端１２までのレジスタ配列内での位置を示すレジスタ番号を付与する（レジスタ番号解析ステップ）。また、不良解析部５２は、スキャンチェーン１５内に不良が発生している場合に、レジスタ測定部２０による測定結果、及びレジスタ番号解析部５１による解析結果に基づいて、スキャンチェーン１５における不良箇所を検出、特定する（不良解析ステップ）。
【００３６】
検査解析装置５０には、これらの解析部５１、５２に加えて、検査制御部５５が設けられている。検査制御部５５は、必要に応じて、検査信号供給部１８、レジスタ測定部２０の動作、及びレジスタ番号解析部５１、不良解析部５２での解析動作を制御する。また、検査解析装置５０に対し、表示装置５６、及び入力装置５７が接続されている。表示装置５６は、本検査装置１Ａにおけるスキャンチェーン１５の検査に関する情報を操作者に表示する。また、入力装置５７は、検査に必要な情報、指示等の入力に用いられる。
【００３７】
このような構成において、検査信号供給部１８は、ｎを２以上の整数として、「１」信号、及び「０」信号を少なくとも１つずつ含む信号長ｎの検査信号によって検査信号列を構成する。そして、ｍを２以上の整数として、信号長ｎが互いに異なるｍ種類の検査信号列、すなわち、信号長ｎ＝ｎ１の第１検査信号列、信号長ｎ２の第２検査信号列、…、信号長ｎｍの第ｍ検査信号列を用意し、それらの第１〜第ｍ検査信号列をスキャンチェーン１５に対して供給して、スキャンチェーン１５の検査を行う。
【００３８】
レジスタ番号解析部５１は、このような第１〜第ｍ検査信号列をスキャンチェーン１５に供給したときのレジスタ測定部２０による測定結果に基づいて、スキャンチェーン１５の各レジスタに対するレジスタ番号の特定、付与を行う。
【００３９】
具体的には、まず、信号長ｎ１の第１検査信号列をスキャンチェーン１５に繰り返して供給した状態で、レジスタ測定部２０によって、各レジスタに格納される検査信号の信号レベルの時間変化を測定する。そして、レジスタ番号解析部５１は、その測定結果を参照し、信号レベルの時間変化の遅延量（レジスタ毎の遅延時間差）から、スキャンチェーン１５の複数のレジスタをｎ１個のグループに分ける第１のグループ分けを行う。
【００４０】
第１のグループ分けが終了したら、次に、信号長ｎ２の第２検査信号列をスキャンチェーン１５に繰り返して供給した状態で、レジスタ測定部２０による測定を行い、その測定結果を参照し、信号レベルの時間変化の遅延量から、複数のレジスタをｎ２個のグループに分ける第２のグループ分けを行う。さらに、このような複数のレジスタのグループ分けを第１〜第ｍ検査信号列のそれぞれについて行う。そして、レジスタ番号解析部５１は、得られたｍ種類のグループ分け結果に基づいて、スキャンチェーン１５の複数のレジスタのそれぞれについて、レジスタ番号の特定、付与を行う。
【００４１】
本実施形態によるスキャンチェーン検査装置１Ａ、及びスキャンチェーン検査方法の効果について説明する。
【００４２】
図１に示したスキャンチェーン検査装置１Ａ、及びスキャンチェーン検査方法では、半導体装置１０に設けられた複数のレジスタを含むスキャンチェーン１５に対し、「１」信号または「０」信号からなる検査信号を、入力端１１から複数のレジスタへと時系列に供給する。そして、各レジスタに保持された検査信号の信号レベル、特に検査信号の流れによる信号レベルの時間変化を、レジスタ測定部２０によって測定する。
【００４３】
また、このようなスキャンチェーン１５への検査信号の供給、及び各レジスタの状態の測定について、信号長ｎの検査信号列を用意し、検査信号列を検査信号供給部１８からスキャンチェーン１５に時系列に繰り返して供給する。また、そのように検査信号列をスキャンチェーン１５に供給したときのレジスタ測定部２０による測定結果から、複数のレジスタを信号長ｎに対応したｎ個のグループに分けるグループ分けを行う。
【００４４】
さらに、検査解析装置５０のレジスタ番号解析部５１において、そのようなグループ分けをｍ種類の検査信号列について行って得られたｍ種類のグループ分け結果を参照して、スキャンチェーン１５の各レジスタに対してレジスタ番号を付与する。このような構成によれば、半導体装置１０のＤＥＦ／ＬＥＦなどの設計情報がない場合でも、スキャンチェーンの各レジスタについて、入力端１１から出力端１２までのレジスタ配列内での位置を特定することができ、スキャンチェーンの検査を好適に行うことが可能となる。
【００４５】
また、上記実施形態では、検査解析装置５０において、レジスタ番号解析部５１に加えて、スキャンチェーン１５における不良箇所を検出、特定するための不良解析部５２を設けている。このような構成によれば、ｍ種類の検査信号列を用いて各レジスタに付与されたレジスタ番号を参照して、スキャンチェーン１５における不良箇所の検出、及びその発生位置の特定を好適に行うことができる。なお、スキャンチェーン１５に対してレジスタ番号の付与のみを行う場合には、不良解析部５２は設けない構成としても良い。
【００４６】
図１に示したスキャンチェーン検査装置１Ａ、及び検査装置１Ａにおいて実行されるスキャンチェーン検査方法について、さらに具体的に説明する。なお、ここでは、図１に関して上述したように、各レジスタでの信号レベルの時間変化の測定にＥＯＦＭ法を用いた場合について説明する。
【００４７】
スキャンチェーン１５の検査においては、まず、検査対象となるＬＳＩサンプルなどの半導体装置１０を、レジスタ測定部２０の暗箱２１内のステージ２２上にセットすることによって、検査信号供給部１８によるスキャンチェーン１５に対する検査信号の供給、及びレジスタ測定部２０による各レジスタでの検査信号の信号レベルの時間変化の測定が可能な状態とする。
【００４８】
また、この半導体装置１０に対し、スキャンチェーン１５の検査に用いる第１検査信号列を信号長ｎ１＝２の信号列「１０」に設定する。そして、この信号列を時系列に繰り返した周期的な検査信号列「１０１０１０…」を、検査信号供給部１８から半導体装置１０に設けられたスキャンチェーン１５の複数のレジスタへと供給して、レジスタ測定部２０による各レジスタの測定を行う。
【００４９】
なお、検査の開始時に、スキャンチェーン１５を構成する複数のレジスタの半導体装置１０内での配置が特定されていない場合には、例えば、第１検査信号列を用いた最初の測定の際に、合わせて半導体装置１０におけるレジスタ配置の特定（レジスタ配置のマップ作成）を行う。ＥＯＦＭ法では、特定周波数で動作している回路のマッピング像を取得して、周波数、位相等についての解析を行うが、このマッピング像により、半導体装置１０におけるレジスタ配置を特定することが可能である。
【００５０】
図４は、第１検査信号列によるスキャンチェーンの検査について示すタイミングチャートである。このタイミングチャートでは、（ａ）検査信号供給部１８を動作させる外部クロック、（ｂ）レジスタ測定部２０において各レジスタでの検査信号の信号レベルの時間変化を測定するための測定トリガ、及び（ｃ）スキャンチェーン１５の各レジスタに格納されている検査信号の信号レベルを示している。
【００５１】
また、図４において、スキャンチェーン１５の各レジスタでの検査信号の信号レベルについては、入力端１１側からみて、レジスタ番号１、２、３、…、２ｉ＋１、２ｉ＋２、２（ｉ＋１）＋１、…の各レジスタについて、信号レベルの時間変化を示している。このような信号レベルの時間変化は、ＥＯＦＭ法では、上述したように、レーザ反射光の強度の時間変化によって検出、識別することが可能である。
【００５２】
図４の測定例では、第１検査信号列の信号長がｎ１＝２に設定されていることに対応して、検査信号供給の１クロックの時間ｔｃに対して、ＥＯＦＭ法の測定トリガは、トリガ周期Ｔ＝ｎ１×ｔｃ＝２×ｔｃで与えられている。スキャンチェーン１５の各レジスタでの信号レベルの時間変化の遅延量は、この周期２×ｔｃの測定トリガに対する時間遅延量（位相遅延量）として測定される。
【００５３】
具体的には、図４に示すように、入力端１１から１番目のレジスタでは、信号長２の検査信号列「１０」の時間遅延は０であり、また、トリガ周期Ｔ＝２×ｔｃを１として規格化したときの位相遅延も０である。２番目のレジスタでは、信号列の時間遅延はｔｃであり、規格化した位相遅延は１／２である。３番目のレジスタでは、信号列の時間遅延は０であり、規格化した位相遅延は０である。
【００５４】
さらに、ｉを１以上の整数として、入力端１１から２ｉ＋１番目のレジスタでは、１番目のレジスタと同様に、信号列「１０」の時間遅延は０であり、位相遅延は０である。また、２ｉ＋２＝２（ｉ＋１）番目のレジスタでは、２番目のレジスタと同様に、信号列の時間遅延はｔｃであり、位相遅延は１／２である。
【００５５】
このような時間遅延、位相遅延を全てのレジスタについて測定することにより、スキャンチェーン１５を構成する複数のレジスタを、位相遅延が０の第１グループと、位相遅延が１／２の第２グループとの２グループにグループ分けをすることができる。このとき、第１グループに分類されたレジスタには、レジスタ番号１、３、…、２ｉ＋１、…のレジスタが含まれている。また、第２グループに分類されたレジスタには、レジスタ番号２、４、…、２ｉ＋２、…のレジスタが含まれている。
【００５６】
第１検査信号列を用いた測定を終了したら、次に、第２検査信号列を信号長ｎ２＝３の信号列「１１０」に設定する。そして、この信号列を時系列に繰り返した周期的な検査信号列「１１０１１０１１０…」をスキャンチェーン１５に供給して、レジスタ測定部２０による各レジスタの測定を行う。
【００５７】
図５は、第２検査信号列によるスキャンチェーンの検査について示すタイミングチャートである。なお、図５においては、スキャンチェーン１５の各レジスタでの検査信号の信号レベルについて、入力端１１側からみて、ｉを０以上の整数として、レジスタ番号３ｉ＋１、３ｉ＋２、３ｉ＋３、３（ｉ＋１）＋１の各レジスタについて、信号レベルの時間変化を示している。また、図５の測定例では、クロック時間ｔｃに対して、ＥＯＦＭ法の測定トリガは周期Ｔ＝ｎ２×ｔｃ＝３×ｔｃで与えられている。
【００５８】
具体的には、図５に示すように、入力端１１から３ｉ＋１番目のレジスタでは、信号長３の検査信号列「１１０」の時間遅延は０であり、また、トリガ周期Ｔ＝３×ｔｃを１として規格化したときの位相遅延も０である。３ｉ＋２番目のレジスタでは、信号列の時間遅延はｔｃであり、位相遅延は１／３である。３ｉ＋３＝３（ｉ＋１）番目のレジスタでは、信号列の時間遅延は２×ｔｃであり、位相遅延は２／３である。３（ｉ＋１）＋１番目のレジスタでは、３ｉ＋１番目のレジスタと同様に、信号列の時間遅延は０であり、位相遅延は０である。
【００５９】
このような時間遅延、位相遅延を全てのレジスタについて測定することにより、スキャンチェーン１５を構成する複数のレジスタを、位相遅延が０の第１グループと、位相遅延が１／３の第２グループと、位相遅延が２／３の第３グループとの３グループにグループ分けをすることができる。
【００６０】
第２検査信号列を用いた測定を終了したら、次に、第３検査信号列を信号長ｎ３＝５の信号列「１１１００」に設定する。そして、この信号列を時系列に繰り返した周期的な検査信号列「１１１００１１１００１１１００…」をスキャンチェーン１５に供給して、レジスタ測定部２０による各レジスタの測定を行う。
【００６１】
図６は、第３検査信号列によるスキャンチェーンの検査について示すタイミングチャートである。なお、図６においては、スキャンチェーン１５の各レジスタでの検査信号の信号レベルについて、入力端１１側からみて、ｉを０以上の整数として、レジスタ番号５ｉ＋１、５ｉ＋２、５ｉ＋３、５ｉ＋４、５ｉ＋５、５（ｉ＋１）＋１の各レジスタについて、信号レベルの時間変化を示している。また、図６の測定例では、クロック時間ｔｃに対して、ＥＯＦＭ法の測定トリガは周期Ｔ＝ｎ３×ｔｃ＝５×ｔｃで与えられている。
【００６２】
具体的には、図６に示すように、入力端１１から５ｉ＋１番目のレジスタでは、信号長５の検査信号列「１１１００」の時間遅延は０であり、また、トリガ周期Ｔ＝５×ｔｃを１として規格化したときの位相遅延も０である。５ｉ＋２番目のレジスタでは、信号列の時間遅延はｔｃであり、位相遅延は１／５である。５ｉ＋３番目のレジスタでは、信号列の時間遅延は２×ｔｃであり、位相遅延は２／５である。５ｉ＋４番目のレジスタでは、信号列の時間遅延は３×ｔｃであり、位相遅延は３／５である。５ｉ＋５＝５（ｉ＋１）番目のレジスタでは、信号列の時間遅延は４×ｔｃであり、位相遅延は４／５である。５（ｉ＋１）＋１番目のレジスタでは、５ｉ＋１番目のレジスタと同様に、信号列の時間遅延は０であり、位相遅延は０である。
【００６３】
このような時間遅延、位相遅延を全てのレジスタについて測定することにより、スキャンチェーン１５を構成する複数のレジスタを、位相遅延が０の第１グループと、位相遅延が１／５の第２グループと、位相遅延が２／５の第３グループと、位相遅延が３／５の第４グループと、位相遅延が４／５の第５グループとの５グループにグループ分けをすることができる。
【００６４】
さらに、このような信号長ｎの検査信号列の位相遅延を用いたスキャンチェーン１５の複数のレジスタのグループ分けを、第１〜第ｍ検査信号列のそれぞれについて行う。これにより、ｍ種類のグループ分け結果を参照して、スキャンチェーン１５の複数のレジスタのそれぞれにレジスタ番号を付与することができる。
【００６５】
図７は、スキャンチェーンの各レジスタに対するレジスタ番号の付与について示す図である。この図では、（ａ）信号長ｎ＝２の検査信号列Ｓを用いた測定において、レジスタ番号１〜１０の各レジスタに格納される検査信号、（ｂ）信号長ｎ＝３の検査信号列Ｓを用いた測定において、各レジスタに格納される検査信号、及び（ｃ）信号長ｎ＝５の検査信号列Ｓを用いた測定において、各レジスタに格納される検査信号を示している。具体的には、この図７では、測定トリガが出力される直前での各レジスタ内の信号レベルの状態を示している。
【００６６】
この測定例において、レジスタ番号４のレジスタを解析の対象とした場合について考えると、信号長ｎ＝２の検査信号列を用いた場合、対象レジスタでの位相遅延は１／２である。また、信号長ｎ＝３の検査信号列を用いた場合、対象レジスタでの位相遅延は０である。また、信号長ｎ＝５の検査信号列を用いた場合、対象レジスタでの位相遅延は３／５である。このような各検査信号列での位相遅延の組合せ（１／２、０、３／５）により、対象レジスタのレジスタ番号を４と特定することができる。このようなレジスタ番号の特定は、他のレジスタについても同様に行うことができる。
【００６７】
ここで、上記した検査信号列を用いたスキャンチェーン１５の検査、及び各レジスタへのレジスタ番号の付与において、検査に用いるｍ種類の検査信号列のそれぞれにおける信号長ｎ＝ｎ１〜ｎｍは、それぞれ素数として設定されることが好ましい。このように、信号長ｎを素数に設定することにより、信号長ｎの検査信号列を用いたレジスタのグループ分けによるレジスタ番号の付与を、効率的に行うことができる。
【００６８】
また、ｍ種類の検査信号列のそれぞれにおける信号長ｎ＝ｎ１〜ｎｍは、その最小公倍数がスキャンチェーン１５を構成する複数のレジスタの個数よりも大きくなるように設定されることが好ましい。ここで、ｍ種類の検査信号列を用いた場合、信号長ｎ１〜ｎｍの最小公倍数が、位相遅延の組合せによるレジスタ番号の特定が可能なレジスタの最大数となる。したがって、上記のように、信号長の最小公倍数を、レジスタの個数よりも大きく設定することにより、スキャンチェーン１５を構成する複数のレジスタの全てについて、入力端１１からのレジスタ番号を確実に特定、付与することができる。
【００６９】
このようなレジスタ番号の特定の例として、スキャンチェーン１５におけるレジスタの個数が６である場合の例を図８に示す。すなわち、図８（ａ）に示すように、半導体装置１０のスキャンチェーン１５において、入力端１１から出力端１２までの間に、レジスタ番号が１〜６の６個のレジスタが設けられているとする。
【００７０】
このようなスキャンチェーン１５に対し、信号長ｎ＝２の第１検査信号列、及び信号長ｎ＝３の第２検査信号列を適用する。このとき、信号長２、３の最小公倍数は６であり、スキャンチェーン１５でのレジスタ数と等しい。このような場合、図８（ｂ）の図表に示すように、信号長ｎ＝２の検査信号列を用いた場合の位相遅延０、１／２によるグループ分け結果と、信号長ｎ＝３の検査信号列を用いた場合の位相遅延０、１／３、２／３によるグループ分け結果とによって、スキャンチェーン１５を構成する各レジスタのレジスタ番号を全て特定することができる。
【００７１】
また、このような信号長の最小公倍数について考慮すると、上述したように、信号長をそれぞれ素数として設定することにより、信号長ｎ＝ｎ１〜ｎｍに対する最小公倍数を最も大きくすることができ、各レジスタへのレジスタ番号の付与を効率的に行うことができることがわかる。また、この場合、レジスタ測定等におけるノイズに対する耐性を、最も高くすることができる。
【００７２】
例えば、検査信号列の種類数をｍ＝６とし、信号長ｎ＝２、３、５、７、１１、１３の６種類の検査信号列を用いた場合、それらの最小公倍数の３００３０個のレジスタまで、設計情報無しでレジスタ番号を特定することができる。また、検査信号列の種類数をｍ＝７とし、信号長ｎ＝２、３、５、７、１１、１３、１７の７種類の検査信号列を用いた場合、それらの最小公倍数の５１０５１０個のレジスタまで、設計情報無しでレジスタ番号を特定することができる。
【００７３】
スキャンチェーン１５に供給する検査信号列の具体的な構成については、例えば、信号長ｎの検査信号列を、連続するｋ個の「１」信号、及び連続するｎ−ｋ個の「０」信号によって構成する方法を用いることができる。このような構成によれば、スキャンチェーン１５の各レジスタでの検査信号の信号レベルの時間変化の遅延量を好適に測定することができる。このときの信号数ｋは、１以上ｎ−１以下の整数である。
【００７４】
また、この場合、上記した信号長ｎ＝２、３、５の検査信号列「１０」、「１１０」、「１１１００」によって例示したように、信号長ｎの検査信号列は、「１」信号の個数ｋが、ｎ／２に最も近くなるように設定されることが好ましい。これにより、各レジスタでの信号レベルの時間変化の遅延量の測定のＳ／Ｎ特性を向上することができ、レジスタ番号の特定を精度良く実行することが可能となる。
【００７５】
ここで、上記においては、検査解析装置５０のレジスタ番号解析部５１によるレジスタ番号の付与について主に説明したが、半導体装置１０に設けられたスキャンチェーン１５の検査では、さらに必要に応じて、不良解析部５２による不良箇所の特定を実行することができる。すなわち、スキャンチェーン１５に不良が発生した場合、不良箇所よりも後のスキャンチェーン部分は一定の信号しか送らないようになり、その部分についてはレジスタ番号を付与することができない。
【００７６】
この場合、逆に、レジスタ番号を正常に付与することができるレジスタのうちで、最も大きい番号が付与されたレジスタ、もしくはその後ろの配線、もしくは次のレジスタにおいて、スキャンチェーンが不良を起こしていると推定することができる。したがって、このような測定、解析手法を用いることにより、スキャンチェーンにおける不良の発生箇所を絞り込むことが可能である。
【００７７】
具体的には、例えば、スキャンチェーン１５を有するＬＳＩなどの半導体装置１０であって、スキャンチェーン１５の出力端１２からの出力が、「１」信号または「０」信号で固定を示す不良を有するものを検査対象とする。そして、ＥＯＦＭ法を用いて取得された特定周波数で動作している回路のマッピング像により、スキャンチェーン１５のうちで、正常に動作しているスキャンチェーン部分と、動作していないスキャンチェーン部分との両者の領域を弁別する。ＥＯＦＭ法では、スイッチングの有無によって、これらの領域を弁別することが可能である。
【００７８】
スキャンチェーン１５における不良箇所は、弁別された動作している領域と動作していない領域との境界にあることが推測されるため、この境界部分を含む所定範囲のスキャンチェーンを構成するシフトレジスタに対して、上記した測定、解析手法を適用する。すなわち、レジスタ番号の付与に関して上述したものと同様の手順で測定、解析を行い、動作していない領域周辺で最大の番号が付与されたレジスタを特定する。そして、最大の番号が付与されたレジスタと、その次のレジスタとを、レイアウトデータ（例えば、ＧＤＳデータ）上で明示する。この場合、これらの２個のレジスタのいずれか、もしくは２個のレジスタを接続するライン上に不良箇所が存在すると推定することができる。
【００７９】
なお、このような不良解析の結果を表示する場合、解析ソフトウェアの機能として、表示画面内において、上記したように最大の番号が付与されたレジスタをハイライト表示する機能を有することが好ましい。また、ＧＤＳ等のマスクデータを使用し、最大の番号が付与されたレジスタとその次のレジスタ、及びその間をつなぐ配線をハイライト表示する機能を有していても良い。
【００８０】
図９は、スキャンチェーン検査装置の第２実施形態の構成を示すブロック図である。本実施形態によるスキャンチェーン検査装置１Ｂは、検査信号供給部１８と、レジスタ測定部３０と、検査解析装置５０と、表示装置５６と、入力装置５７とを備えて構成されている。これらのうち、検査信号供給部１８、検査解析装置５０、表示装置５６、及び入力装置５７の構成については、図１に示した構成と同様である。
【００８１】
レジスタ測定部３０は、半導体装置１０に設けられたスキャンチェーン１５を構成する複数のレジスタのそれぞれに保持された検査信号の信号レベルの時間変化を測定する。本実施形態によるレジスタ測定部３０は、時間位置分解カメラ３５、及び時間位置演算部３６を有し、時間分解発光計測法によって各レジスタでの信号レベルの時間変化を測定する時間分解発光顕微鏡として構成されている（特許文献２、３参照）。
【００８２】
検査対象の半導体装置１０は、暗箱３１内に設置されたステージ３２上に載置されている。また、このステージ３２上の半導体装置１０に対し、対物レンズ３３、及び結像レンズ３４を介して、時間位置分解カメラ３５が設けられている。また、時間位置分解カメラ３５で取得された半導体装置１０の画像に対し、時間位置演算部３６において必要な演算が行われ、これによって、時間分解発光計測が実行される。
【００８３】
ここで、時間分解発光計測法では、ＥＯＦＭ法とは異なり、レジスタに格納されている検査信号の信号レベルが０から１、または１から０に切り替わるときに、発光量が優勢となる。したがって、各レジスタでの信号レベルの時間変化の測定において、時間分解発光計測法等を用いる場合には、スキャンチェーン１５へと供給する信号長ｎの検査信号列について、２個の検査信号からなる信号群を１個の検査信号とみなし、ＥＯＦＭ法の場合と比べて、検査信号列の信号数を２倍にすることが好ましい。
【００８４】
具体的には、時間分解発光計測法を用いた検査では、ＥＯＦＭ法での「１」信号に対応する信号群を、スイッチング発光が多く観測される「１０」信号または「０１」信号とする。また、ＥＯＦＭ法での「０」信号に対応する信号群を、スイッチング発光が観測されない「１１」信号または「００」信号とする。これにより、時間分解発光計測法を用いた場合でも、ＥＯＦＭ法を用いた場合と同様に、スキャンチェーンの検査を好適に行うことができる。
【００８５】
図１０は、時間分解発光計測法を用いた場合における、検査信号列によるスキャンチェーンの検査について示すタイミングチャートである。ここでは、ＥＯＦＭ法において信号長をｎ＝３とした図５のタイミングチャートに対応する測定例を示している。図１０における信号長は、ＥＯＦＭ法の場合の２倍のｎ＝６であるが、上記したように２個の検査信号からなる信号群を１個の検査信号とみなすと、実質的な信号長はｎ＝３である。
【００８６】
また、図１０のタイミングチャートでは、（ａ）検査信号供給部１８を動作させる外部クロック、（ｂ）レジスタ測定部３０において各レジスタでの検査信号の信号レベルの時間変化を測定するための測定トリガ、（ｃ）レジスタ１に格納されている検査信号の信号レベル、（ｄ）レジスタ１の発光タイミング、（ｅ）レジスタ２に格納されている検査信号の信号レベル、（ｆ）レジスタ２の発光タイミング、（ｇ）レジスタ３に格納されている検査信号の信号レベル、及び（ｈ）レジスタ３の発光タイミングを示している。
【００８７】
図１０の測定例では、検査信号列の実質的な信号長がｎ＝３に設定されていることに対応して、検査信号供給の２クロックの時間ｔｃに対して、時間分解発光計測法の測定トリガは、トリガ周期Ｔ＝ｎ×ｔｃ＝３×ｔｃで与えられている。また、スキャンチェーン１５に供給される検査信号列では、ＥＯＦＭ法での「１」信号に対応する信号群を「１０」信号とし、「０」信号に対応する信号群を「００」信号としている。また、このような信号列に対し、各レジスタでの発光は、そのレジスタに格納されている検査信号の信号レベルが切り替わるときに発生している。
【００８８】
実質的な信号長がｎ＝３以外の場合についても、同様の方法を適用することが可能である。例えば、実質的な信号長がｎ＝２の場合、検査信号列は「１０００」となる。また、実質的な信号長がｎ＝３の場合、検査信号列は図１０に示したように「１０１０００」となる。また、実質的な信号長がｎ＝５の場合、検査信号列は「１０１０１０００００」となる。なお、これらの検査信号列、及び時間分解発光計測法を用いた場合の各レジスタでの時間遅延、位相遅延の取得、レジスタ番号の付与、不良箇所の特定等については、ＥＯＦＭ法に関して上述した方法と基本的には同様である。
【００８９】
本発明によるスキャンチェーン検査装置、及びスキャンチェーン検査方法は、上記した実施形態及び構成例に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、レジスタ測定手段等を含む検査装置の具体的な構成については、図１、図９に示した実施形態の構成に限らず、具体的には様々な構成を用いて良い。また、レジスタ測定手段における各レジスタの信号レベルの時間変化の測定については、上述したＥＯＦＭ法、及び時間分解発光計測法以外にも、回路のスイッチングを検出することで信号レベルの時間変化を測定することが可能な他の方法、装置を用いても良い。
【００９０】
また、検査信号列の信号長、または実質的な信号長については、上記した構成例では、信号長を素数に設定した場合について主に説明したが、信号長を素数以外に設定した場合でも、同様の方法でレジスタ番号の付与、不良箇所の特定等の解析を実行することが可能である。また、検査信号列における具体的な検査信号の配列、組合せについても、上記した例に限らず、具体的には様々な信号列を用いて良い。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明は、半導体装置の設計情報等がない場合でも、スキャンチェーンについての検査を好適に行うことが可能なスキャンチェーン検査装置、及びスキャンチェーン検査方法として利用可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１Ａ、１Ｂ…スキャンチェーン検査装置、１０…半導体装置（半導体集積回路）、１１…入力端、１２…出力端、１３…内部回路、１５…スキャンチェーン、１８…検査信号供給部、
２０、３０…レジスタ測定部、２１、３１…暗箱、２２、３２…ステージ、２３、３３…対物レンズ、２４…レーザスキャン光学系、２５…レーザ光源、２６…レーザスキャンコントローラ、２７…光検出器、２８…ロックインアンプ、３４…結像レンズ、３５…時間位置分解カメラ、３６…時間位置演算部、
５０…検査解析装置、５１…レジスタ番号解析部、５２…不良解析部、５５…検査制御部、５６…表示装置、５７…入力装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に設けられたスキャンチェーンについて検査を行うためのスキャンチェーン検査装置、及びスキャンチェーン検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＬＳＩなどの半導体装置（半導体集積回路）における回路規模は、膨大なものとなっている。このため、装置内に不良が発生した場合に、その機能を外部からプロービングして検査を行うことは困難になっている。
【０００３】
このような半導体装置の検査方法として、ＬＳＩの内部に形成された、複数のレジスタが直列に接続されたスキャンチェーンと呼ばれる信号の入出力／保存ラインによって検査を行う方法が用いられている。この検査方法では、スキャンチェーンに入力した信号と、再度書き出された信号との整合、不整合から不良箇所を検出する（例えば、特許文献１、非特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２３００７５号公報
【特許文献２】特開２００５−１９５３７号公報
【特許文献３】特開２００５−１９６３５号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Yin S Ng et al., "LaserVoltage Imaging: A new Perspective of Laser Voltage Probing", Proceedingsof the 36th International Symposium for Testing and Failure Analysis (2010)pp.5-13
【非特許文献２】Steven Kasapi et al.,"Laser Voltage Imaging for ATPG Scan Chain Diagnosis on 40 nm CMOS",Proceedings of the 30th LSI Testing Symposium (2010) pp.199-202
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したスキャンチェーンが設けられた半導体装置において、スキャンチェーンそのものに不良が発生し、信号の入出力を行うことが出来なくなった場合、スキャンチェーンでの不良の発生位置を特定することは困難である。これを解決する手法として、スキャンチェーンの各レジスタに保持されている信号の信号レベル、及びその時間変化等を検出する測定技術を用いる方法が考えられる。
【０００７】
そのような測定としては、例えば、回路のスイッチングの状態を可視化する技術である時間分解発光計測法がある（特許文献２、３）。また、回路のスイッチングに伴う電界の変化から、半導体内部の電気光学効果（Electro Optical Effect）により、反射光の変調を検出するＥＯプロービングという方法がある。この方法では、例えば、半導体装置の裏面より回路にＣＷレーザ光を照射する。そして、ロックイン検出等により、照射光に対する反射レーザ光に含まれる特定周波数の信号を２次元にマッピングすることで、スイッチング位置のマッピングを行うことが可能である。このような方法は、反射レーザ光に重畳するスイッチングの周波数、すなわちスキャンチェーンに流し込むデータの周波数を可視化する技術であり、ＥＯＦＭ（Electro Optical Frequency Mapping）法と呼ばれる（非特許文献１、２）。
【０００８】
ここで、スキャンチェーンは、自動配置配線により、半導体装置においてチップ内に配置される。このため、上記した測定手法を用いた場合でも、スイッチングの有無によってスキャンチェーンのどの部分に信号が到達していないかを調べることはできるが、信号が途切れている境である不良発生箇所を特定することは難しい。
【０００９】
ＬＳＩの設計情報（ＤＥＦ／ＬＥＦ）がある場合、その設計情報から信号を追跡して、不良箇所の位置を検出することが可能である。しかしながら、現在のＬＳＩの生産はファブレス化しているため、生産工場で検査を行う場合、マスクデータはあっても、設計情報は入手できない場合がある。このような場合、時間分解発光計測法、ＥＯＦＭ法などによる半導体装置の検査を行っても、スキャンチェーンにおいて、検出された各レジスタについて、入力端から出力端までのレジスタ配列内での位置（レジスタ番号）を特定することができず、不良箇所の検査、特定を行うことができない。また、スキャンチェーンでは、スキャンチェーンを構成するレジスタ（セル）の数自体が、数万にものぼる場合があり、レジスタを数えることが困難であるという問題もある。
【００１０】
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、半導体装置の設計情報等がない場合でも、スキャンチェーンについての検査を好適に行うことが可能なスキャンチェーン検査装置、及び検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような目的を達成するために、本発明によるスキャンチェーン検査装置は、半導体装置に設けられ、入力端と出力端との間で複数のレジスタが直列に接続されたスキャンチェーンについて検査を行う検査装置であって、（１）スキャンチェーンに対して入力端から、「１」及び「０」の２つの信号レベルを有する信号を検査信号として時系列に供給する検査信号供給手段と、（２）スキャンチェーンを構成する複数のレジスタのそれぞれに保持された検査信号の信号レベルの時間変化を測定するレジスタ測定手段と、（３）レジスタ測定手段による測定結果に基づいて、複数のレジスタについての検査を行う検査解析手段とを備え、（４）検査解析手段は、複数のレジスタのそれぞれについて、入力端から出力端までのレジスタ配列内での位置を示すレジスタ番号を付与するレジスタ番号解析手段を有し、（５）検査信号供給手段は、「１」信号、及び「０」信号を少なくとも１つずつ含む信号長ｎ（ｎは２以上の整数）の検査信号によって検査信号列を構成し、信号長ｎが互いに異なるｍ種類（ｍは２以上の整数）の検査信号列をスキャンチェーンに対して供給するとともに、（６）レジスタ番号解析手段は、信号長ｎ＝ｎ１の第１検査信号列をスキャンチェーンに繰り返して供給したときのレジスタ測定手段による測定結果を参照し、信号レベルの時間変化の遅延量から複数のレジスタをｎ１個のグループに分ける第１のグループ分けを行い、このような複数のレジスタのグループ分けをｍ種類の検査信号列のそれぞれについて行うとともに、得られたｍ種類のグループ分け結果に基づいて、複数のレジスタのそれぞれにレジスタ番号を付与することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明によるスキャンチェーン検査方法は、半導体装置に設けられ、入力端と出力端との間で複数のレジスタが直列に接続されたスキャンチェーンについて検査を行う検査方法であって、（１）スキャンチェーンに対して入力端から、「１」及び「０」の２つの信号レベルを有する信号を検査信号として時系列に供給する検査信号供給ステップと、（２）スキャンチェーンを構成する複数のレジスタのそれぞれに保持された検査信号の信号レベルの時間変化を測定するレジスタ測定ステップと、（３）レジスタ測定ステップによる測定結果に基づいて、複数のレジスタについての検査を行う検査解析ステップとを備え、（４）検査解析ステップは、複数のレジスタのそれぞれについて、入力端から出力端までのレジスタ配列内での位置を示すレジスタ番号を付与するレジスタ番号解析ステップを含み、（５）検査信号供給ステップは、「１」信号、及び「０」信号を少なくとも１つずつ含む信号長ｎ（ｎは２以上の整数）の検査信号によって検査信号列を構成し、信号長ｎが互いに異なるｍ種類（ｍは２以上の整数）の検査信号列をスキャンチェーンに対して供給するとともに、（６）レジスタ番号解析ステップは、信号長ｎ＝ｎ１の第１検査信号列をスキャンチェーンに繰り返して供給したときのレジスタ測定ステップによる測定結果を参照して、信号レベルの時間変化の遅延量から複数のレジスタをｎ１個のグループに分ける第１のグループ分けを行い、このような複数のレジスタのグループ分けをｍ種類の検査信号列のそれぞれについて行うとともに、得られたｍ種類のグループ分け結果に基づいて、複数のレジスタのそれぞれにレジスタ番号を付与することを特徴とする。
【００１３】
上記したスキャンチェーン検査装置及び検査方法では、複数のレジスタを含むスキャンチェーンに対し、「１」信号または「０」信号の検査信号を、入力端から複数のレジスタへと時系列に供給する。そして、レジスタに保持された検査信号の信号レベル、特に検査信号の流れによる信号レベルの時間変化を、例えば時間分解発光計測法、ＥＯＦＭ法などの測定手法によって測定する。
【００１４】
また、このような検査信号の供給、及びレジスタの測定について、信号長ｎの検査信号列を用意し、検査信号列をスキャンチェーンに時系列に繰り返して供給して、そのときの測定結果から、複数のレジスタをｎ個のグループに分けるグループ分けを行う。さらに、そのようなグループ分けをｍ種類の検査信号列について行って得られたｍ種類のグループ分け結果を参照して、スキャンチェーンの各レジスタに対してレジスタ番号を付与する。このような構成によれば、半導体装置の設計情報がないなどの場合でも、スキャンチェーンの各レジスタについて、入力端から出力端までのレジスタ配列内での位置を特定することができ、スキャンチェーンの検査を好適に行うことが可能となる。
【００１５】
ここで、上記したスキャンチェーンの検査において、ｍ種類の検査信号列のそれぞれにおける信号長ｎ＝ｎ１〜ｎｍは、それぞれ素数として設定されることが好ましい。このように、信号長ｎを素数に設定することにより、信号長ｎの検査信号列を用いたレジスタのグループ分けによるレジスタ番号の付与を、効率的に行うことができる。
【００１６】
また、ｍ種類の検査信号列のそれぞれにおける信号長ｎ＝ｎ１〜ｎｍは、その最小公倍数がスキャンチェーンを構成する複数のレジスタの個数よりも大きくなるように設定されることが好ましい。これにより、スキャンチェーンを構成する複数のレジスタの全てについて、レジスタ番号の特定、付与を確実に行うことができる。
【００１７】
スキャンチェーンに供給する検査信号列の具体的な構成については、例えば、信号長ｎの検査信号列を、連続するｋ個の「１」信号、及び連続するｎ−ｋ個の「０」信号によって構成する方法を用いることができる。このような構成によれば、スキャンチェーンの各レジスタでの信号レベルの時間変化の遅延量を好適に測定することができる。このときの信号数ｋは１以上ｎ−１以下の整数である。また、この場合、信号長ｎの検査信号列は、「１」信号の個数ｋが、ｎ／２に最も近くなるように設定されることが好ましい。
【００１８】
また、信号長ｎの検査信号列は、２個の検査信号からなる信号群を１個の検査信号とみなし、「１」信号に対応する信号群を「１０」信号または「０１」信号とし、「０」信号に対応する信号群を「１１」信号または「００」信号として設定される構成を用いても良い。このような構成は、各レジスタでの信号レベルの時間変化の測定において、時間分解発光計測法等を用いる場合に有効である。
【００１９】
スキャンチェーン検査装置は、検査解析手段が、レジスタ測定手段による測定結果、及びレジスタ番号解析手段による解析結果に基づいて、スキャンチェーンにおける不良箇所を特定する不良解析手段を有する構成としても良い。同様に、スキャンチェーン検査方法は、検査解析ステップが、レジスタ測定ステップによる測定結果、及びレジスタ番号解析ステップによる解析結果に基づいて、スキャンチェーンにおける不良箇所を特定する不良解析ステップを含む構成としても良い。
【００２０】
このような構成によれば、ｍ種類の検査信号列を用いて各レジスタに付与されたレジスタ番号を参照して、スキャンチェーンにおける不良箇所の検出、及びその発生位置の特定を好適に行うことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のスキャンチェーン検査装置、及び検査方法によれば、複数のレジスタを含むスキャンチェーンに対し、「１」信号または「０」信号の検査信号を時系列に供給し、各レジスタでの信号レベルの時間変化を測定するとともに、信号長ｎの検査信号列をスキャンチェーンに時系列に繰り返して供給して、そのときの測定結果から複数のレジスタをｎ個のグループに分けるグループ分けを行い、そのようなグループ分けをｍ種類の検査信号列について行って得られたグループ分け結果を参照して、スキャンチェーンの各レジスタにレジスタ番号を付与することにより、各レジスタについてレジスタ配列内での位置を特定することができ、スキャンチェーンの検査を好適に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】スキャンチェーン検査装置の第１実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】半導体装置に設けられるスキャンチェーンを模式的に示す図である。
【図３】スキャンチェーンにおける検査信号列の流れについて示す図である。
【図４】信号長ｎ＝２の第１検査信号列によるスキャンチェーンの検査について示すタイミングチャートである。
【図５】信号長ｎ＝３の第２検査信号列によるスキャンチェーンの検査について示すタイミングチャートである。
【図６】信号長ｎ＝５の第３検査信号列によるスキャンチェーンの検査について示すタイミングチャートである。
【図７】各レジスタに対するレジスタ番号の付与について示す図である。
【図８】各レジスタに対するレジスタ番号の付与について示す図である。
【図９】スキャンチェーン検査装置の第２実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１０】検査信号列によるスキャンチェーンの検査について示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面とともに本発明によるスキャンチェーン検査装置、及びスキャンチェーン検査方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【００２４】
図１は、スキャンチェーン検査装置の第１実施形態の構成を示すブロック図である。本実施形態によるスキャンチェーン検査装置１Ａは、ＬＳＩなどの半導体装置（半導体集積回路）１０を検査対象（ＤＵＴ：Device Under Test）とし、半導体装置１０に設けられたスキャンチェーンについて検査を行う検査装置である。
【００２５】
図２は、図１に示した検査装置１Ａによる検査対象となる半導体装置１０、及び半導体装置１０に設けられるスキャンチェーンを模式的に示している。図２の半導体装置１０に形成されたスキャンチェーン１５は、その入力端１１と出力端１２との間で、複数（図２においては２４個）のレジスタＲ０１〜Ｒ２４が直列に接続されており、外部ピンからの入力、及び外部ピンへの出力が可能なシフトレジスタとして構成されている。
【００２６】
スキャンチェーン１５は、半導体装置１０の内部回路１３を検査するために用いられ、各レジスタは、回路１３へと信号を入力する素子、及び回路１３から出力された信号を保存する素子として使用される。内部回路１３の検査では、外部クロックに同期して、検査用の信号列を入力端１１からレジスタＲ０１〜Ｒ２４へと流し込む。全てのレジスタ内に信号データが格納された後、図２中に破線矢印で示した経路でデータ演算を行い、その演算結果を対応するレジスタに出力、保存する。その後、レジスタＲ０１〜Ｒ２４内に格納された信号データを出力端１２からシリアルに読み出し、入力データと出力データとの整合性をチェックすることで、内部回路１３の不良についての検査を行う。
【００２７】
このような半導体装置１０において、内部回路１３の検査用に設けられたスキャンチェーン１５そのものに不良が発生した場合を考える。例えば、図２に示すように、スキャンチェーン１５においてレジスタＲ１４、Ｒ１５の間の箇所Ｆで不良が発生した場合、不良箇所Ｆよりも後のレジスタＲ１５〜Ｒ２４に信号データを入力することができなくなり、意味のある出力を読み出すこともできなくなる。このような不良は、解析が困難であると同時に、新しいプロセスの初期には頻発する問題でもある。図１に示す検査装置１Ａは、このようなスキャンチェーン１５についての検査を可能とするものである。
【００２８】
図１に示すスキャンチェーン検査装置１Ａは、検査信号供給部１８と、レジスタ測定部２０と、検査解析装置５０とを備えて構成されている。検査信号供給部１８は、スキャンチェーン１５に対して入力端１１から、「１」及び「０」の２つの信号レベルを有する信号を、検査信号として時系列に供給する（検査信号供給ステップ）。この検査信号供給部１８は、例えばテスタ、パルスジェネレータ、電源などによって構成される。
【００２９】
検査信号供給部１８から入力端１１を介して供給された時系列で複数の検査信号からなる検査信号列は、スキャンチェーン１５を構成する各レジスタに入力端１１側から出力端１２側へと順に、外部クロックに同期して入力、格納される。図３は、スキャンチェーン１５における検査信号列の流れの一例を示している。この例では、後述するように、信号長ｎ＝２の信号列「１０」をスキャンチェーン１５に繰り返して供給したときの検査信号の流れを示している。図３に示す状態では、入力端１１側からレジスタＲ０１〜Ｒ２０まで検査信号が入力され、さらに、クロックに同期した信号データのシフトを繰り返すことで、出力端１２までの全てのレジスタＲ０１〜Ｒ２４に信号が供給される。
【００３０】
レジスタ測定部２０は、スキャンチェーン１５を構成する複数のレジスタのそれぞれに保持された検査信号の信号レベルの時間変化を測定する（レジスタ測定ステップ）。本実施形態におけるレジスタ測定部２０は、レーザスキャン光学系２４を有し、ＥＯＦＭ法によって各レジスタでの信号レベルの時間変化を測定することが可能な顕微鏡として構成されている（非特許文献１、２参照）。
【００３１】
検査対象の半導体装置１０は、暗箱２１内に設置されたステージ２２上に載置されている。また、このステージ２２上の半導体装置１０に対し、対物レンズ２３を介して、レーザスキャン光学系２４が設けられている。また、レーザスキャン光学系２４に対し、測定に必要なレーザ光を供給するレーザ光源２５と、半導体装置１０からの反射光を検出する光検出器２７とが設けられている。
【００３２】
レーザスキャン光学系２４及びレーザ光源２５は、レーザスキャンコントローラ２６によって駆動制御されており、これにより、レーザ光源２５からのレーザ光は、半導体装置１０の所定の測定位置へと照射される。また、このレーザ光の照射位置を光学系２４によって移動することにより、半導体装置１０がレーザ光によって走査され、その測定対象領域全体について、ＥＯＦＭ法による必要な測定が行われる。
【００３３】
半導体装置１０からのレーザ光の反射光は、対物レンズ２３、及び光学系２４を介して光検出器２７によって検出される。ＥＯＦＭ法では、レジスタに格納されている検査信号の信号レベルが「１」の場合と「０」の場合とでレーザ反射光の強度が異なることを利用して、スキャンチェーン１５の各レジスタでの信号レベルの時間変化を測定する。また、光検出器２７によるレーザ反射光の検出は、ロックインアンプ２８により、検査信号供給部１８による検査信号の供給タイミングと同期して行われる。
【００３４】
これらの検査信号供給部１８及びレジスタ測定部２０に対し、検査解析装置５０が設けられている。この検査解析装置５０は、レジスタ測定部２０による測定結果に基づいて、スキャンチェーン１５を構成する複数のレジスタについての検査を行う（検査解析ステップ）。本実施形態における検査解析装置５０は、レジスタ番号解析部５１と、不良解析部５２とを有している。
【００３５】
レジスタ番号解析部５１は、スキャンチェーン１５の複数のレジスタのそれぞれについて、入力端１１から出力端１２までのレジスタ配列内での位置を示すレジスタ番号を付与する（レジスタ番号解析ステップ）。また、不良解析部５２は、スキャンチェーン１５内に不良が発生している場合に、レジスタ測定部２０による測定結果、及びレジスタ番号解析部５１による解析結果に基づいて、スキャンチェーン１５における不良箇所を検出、特定する（不良解析ステップ）。
【００３６】
検査解析装置５０には、これらの解析部５１、５２に加えて、検査制御部５５が設けられている。検査制御部５５は、必要に応じて、検査信号供給部１８、レジスタ測定部２０の動作、及びレジスタ番号解析部５１、不良解析部５２での解析動作を制御する。また、検査解析装置５０に対し、表示装置５６、及び入力装置５７が接続されている。表示装置５６は、本検査装置１Ａにおけるスキャンチェーン１５の検査に関する情報を操作者に表示する。また、入力装置５７は、検査に必要な情報、指示等の入力に用いられる。
【００３７】
このような構成において、検査信号供給部１８は、ｎを２以上の整数として、「１」信号、及び「０」信号を少なくとも１つずつ含む信号長ｎの検査信号によって検査信号列を構成する。そして、ｍを２以上の整数として、信号長ｎが互いに異なるｍ種類の検査信号列、すなわち、信号長ｎ＝ｎ１の第１検査信号列、信号長ｎ２の第２検査信号列、…、信号長ｎｍの第ｍ検査信号列を用意し、それらの第１〜第ｍ検査信号列をスキャンチェーン１５に対して供給して、スキャンチェーン１５の検査を行う。
【００３８】
レジスタ番号解析部５１は、このような第１〜第ｍ検査信号列をスキャンチェーン１５に供給したときのレジスタ測定部２０による測定結果に基づいて、スキャンチェーン１５の各レジスタに対するレジスタ番号の特定、付与を行う。
【００３９】
具体的には、まず、信号長ｎ１の第１検査信号列をスキャンチェーン１５に繰り返して供給した状態で、レジスタ測定部２０によって、各レジスタに格納される検査信号の信号レベルの時間変化を測定する。そして、レジスタ番号解析部５１は、その測定結果を参照し、信号レベルの時間変化の遅延量（レジスタ毎の遅延時間差）から、スキャンチェーン１５の複数のレジスタをｎ１個のグループに分ける第１のグループ分けを行う。
【００４０】
第１のグループ分けが終了したら、次に、信号長ｎ２の第２検査信号列をスキャンチェーン１５に繰り返して供給した状態で、レジスタ測定部２０による測定を行い、その測定結果を参照し、信号レベルの時間変化の遅延量から、複数のレジスタをｎ２個のグループに分ける第２のグループ分けを行う。さらに、このような複数のレジスタのグループ分けを第１〜第ｍ検査信号列のそれぞれについて行う。そして、レジスタ番号解析部５１は、得られたｍ種類のグループ分け結果に基づいて、スキャンチェーン１５の複数のレジスタのそれぞれについて、レジスタ番号の特定、付与を行う。
【００４１】
本実施形態によるスキャンチェーン検査装置１Ａ、及びスキャンチェーン検査方法の効果について説明する。
【００４２】
図１に示したスキャンチェーン検査装置１Ａ、及びスキャンチェーン検査方法では、半導体装置１０に設けられた複数のレジスタを含むスキャンチェーン１５に対し、「１」信号または「０」信号からなる検査信号を、入力端１１から複数のレジスタへと時系列に供給する。そして、各レジスタに保持された検査信号の信号レベル、特に検査信号の流れによる信号レベルの時間変化を、レジスタ測定部２０によって測定する。
【００４３】
また、このようなスキャンチェーン１５への検査信号の供給、及び各レジスタの状態の測定について、信号長ｎの検査信号列を用意し、検査信号列を検査信号供給部１８からスキャンチェーン１５に時系列に繰り返して供給する。また、そのように検査信号列をスキャンチェーン１５に供給したときのレジスタ測定部２０による測定結果から、複数のレジスタを信号長ｎに対応したｎ個のグループに分けるグループ分けを行う。
【００４４】
さらに、検査解析装置５０のレジスタ番号解析部５１において、そのようなグループ分けをｍ種類の検査信号列について行って得られたｍ種類のグループ分け結果を参照して、スキャンチェーン１５の各レジスタに対してレジスタ番号を付与する。このような構成によれば、半導体装置１０のＤＥＦ／ＬＥＦなどの設計情報がない場合でも、スキャンチェーンの各レジスタについて、入力端１１から出力端１２までのレジスタ配列内での位置を特定することができ、スキャンチェーンの検査を好適に行うことが可能となる。
【００４５】
また、上記実施形態では、検査解析装置５０において、レジスタ番号解析部５１に加えて、スキャンチェーン１５における不良箇所を検出、特定するための不良解析部５２を設けている。このような構成によれば、ｍ種類の検査信号列を用いて各レジスタに付与されたレジスタ番号を参照して、スキャンチェーン１５における不良箇所の検出、及びその発生位置の特定を好適に行うことができる。なお、スキャンチェーン１５に対してレジスタ番号の付与のみを行う場合には、不良解析部５２は設けない構成としても良い。
【００４６】
図１に示したスキャンチェーン検査装置１Ａ、及び検査装置１Ａにおいて実行されるスキャンチェーン検査方法について、さらに具体的に説明する。なお、ここでは、図１に関して上述したように、各レジスタでの信号レベルの時間変化の測定にＥＯＦＭ法を用いた場合について説明する。
【００４７】
スキャンチェーン１５の検査においては、まず、検査対象となるＬＳＩサンプルなどの半導体装置１０を、レジスタ測定部２０の暗箱２１内のステージ２２上にセットすることによって、検査信号供給部１８によるスキャンチェーン１５に対する検査信号の供給、及びレジスタ測定部２０による各レジスタでの検査信号の信号レベルの時間変化の測定が可能な状態とする。
【００４８】
また、この半導体装置１０に対し、スキャンチェーン１５の検査に用いる第１検査信号列を信号長ｎ１＝２の信号列「１０」に設定する。そして、この信号列を時系列に繰り返した周期的な検査信号列「１０１０１０…」を、検査信号供給部１８から半導体装置１０に設けられたスキャンチェーン１５の複数のレジスタへと供給して、レジスタ測定部２０による各レジスタの測定を行う。
【００４９】
なお、検査の開始時に、スキャンチェーン１５を構成する複数のレジスタの半導体装置１０内での配置が特定されていない場合には、例えば、第１検査信号列を用いた最初の測定の際に、合わせて半導体装置１０におけるレジスタ配置の特定（レジスタ配置のマップ作成）を行う。ＥＯＦＭ法では、特定周波数で動作している回路のマッピング像を取得して、周波数、位相等についての解析を行うが、このマッピング像により、半導体装置１０におけるレジスタ配置を特定することが可能である。
【００５０】
図４は、第１検査信号列によるスキャンチェーンの検査について示すタイミングチャートである。このタイミングチャートでは、（ａ）検査信号供給部１８を動作させる外部クロック、（ｂ）レジスタ測定部２０において各レジスタでの検査信号の信号レベルの時間変化を測定するための測定トリガ、及び（ｃ）スキャンチェーン１５の各レジスタに格納されている検査信号の信号レベルを示している。
【００５１】
また、図４において、スキャンチェーン１５の各レジスタでの検査信号の信号レベルについては、入力端１１側からみて、レジスタ番号１、２、３、…、２ｉ＋１、２ｉ＋２、２（ｉ＋１）＋１、…の各レジスタについて、信号レベルの時間変化を示している。このような信号レベルの時間変化は、ＥＯＦＭ法では、上述したように、レーザ反射光の強度の時間変化によって検出、識別することが可能である。
【００５２】
図４の測定例では、第１検査信号列の信号長がｎ１＝２に設定されていることに対応して、検査信号供給の１クロックの時間ｔｃに対して、ＥＯＦＭ法の測定トリガは、トリガ周期Ｔ＝ｎ１×ｔｃ＝２×ｔｃで与えられている。スキャンチェーン１５の各レジスタでの信号レベルの時間変化の遅延量は、この周期２×ｔｃの測定トリガに対する時間遅延量（位相遅延量）として測定される。
【００５３】
具体的には、図４に示すように、入力端１１から１番目のレジスタでは、信号長２の検査信号列「１０」の時間遅延は０であり、また、トリガ周期Ｔ＝２×ｔｃを１として規格化したときの位相遅延も０である。２番目のレジスタでは、信号列の時間遅延はｔｃであり、規格化した位相遅延は１／２である。３番目のレジスタでは、信号列の時間遅延は０であり、規格化した位相遅延は０である。
【００５４】
さらに、ｉを１以上の整数として、入力端１１から２ｉ＋１番目のレジスタでは、１番目のレジスタと同様に、信号列「１０」の時間遅延は０であり、位相遅延は０である。また、２ｉ＋２＝２（ｉ＋１）番目のレジスタでは、２番目のレジスタと同様に、信号列の時間遅延はｔｃであり、位相遅延は１／２である。
【００５５】
このような時間遅延、位相遅延を全てのレジスタについて測定することにより、スキャンチェーン１５を構成する複数のレジスタを、位相遅延が０の第１グループと、位相遅延が１／２の第２グループとの２グループにグループ分けをすることができる。このとき、第１グループに分類されたレジスタには、レジスタ番号１、３、…、２ｉ＋１、…のレジスタが含まれている。また、第２グループに分類されたレジスタには、レジスタ番号２、４、…、２ｉ＋２、…のレジスタが含まれている。
【００５６】
第１検査信号列を用いた測定を終了したら、次に、第２検査信号列を信号長ｎ２＝３の信号列「１１０」に設定する。そして、この信号列を時系列に繰り返した周期的な検査信号列「１１０１１０１１０…」をスキャンチェーン１５に供給して、レジスタ測定部２０による各レジスタの測定を行う。
【００５７】
図５は、第２検査信号列によるスキャンチェーンの検査について示すタイミングチャートである。なお、図５においては、スキャンチェーン１５の各レジスタでの検査信号の信号レベルについて、入力端１１側からみて、ｉを０以上の整数として、レジスタ番号３ｉ＋１、３ｉ＋２、３ｉ＋３、３（ｉ＋１）＋１の各レジスタについて、信号レベルの時間変化を示している。また、図５の測定例では、クロック時間ｔｃに対して、ＥＯＦＭ法の測定トリガは周期Ｔ＝ｎ２×ｔｃ＝３×ｔｃで与えられている。
【００５８】
具体的には、図５に示すように、入力端１１から３ｉ＋１番目のレジスタでは、信号長３の検査信号列「１１０」の時間遅延は０であり、また、トリガ周期Ｔ＝３×ｔｃを１として規格化したときの位相遅延も０である。３ｉ＋２番目のレジスタでは、信号列の時間遅延はｔｃであり、位相遅延は１／３である。３ｉ＋３＝３（ｉ＋１）番目のレジスタでは、信号列の時間遅延は２×ｔｃであり、位相遅延は２／３である。３（ｉ＋１）＋１番目のレジスタでは、３ｉ＋１番目のレジスタと同様に、信号列の時間遅延は０であり、位相遅延は０である。
【００５９】
このような時間遅延、位相遅延を全てのレジスタについて測定することにより、スキャンチェーン１５を構成する複数のレジスタを、位相遅延が０の第１グループと、位相遅延が１／３の第２グループと、位相遅延が２／３の第３グループとの３グループにグループ分けをすることができる。
【００６０】
第２検査信号列を用いた測定を終了したら、次に、第３検査信号列を信号長ｎ３＝５の信号列「１１１００」に設定する。そして、この信号列を時系列に繰り返した周期的な検査信号列「１１１００１１１００１１１００…」をスキャンチェーン１５に供給して、レジスタ測定部２０による各レジスタの測定を行う。
【００６１】
図６は、第３検査信号列によるスキャンチェーンの検査について示すタイミングチャートである。なお、図６においては、スキャンチェーン１５の各レジスタでの検査信号の信号レベルについて、入力端１１側からみて、ｉを０以上の整数として、レジスタ番号５ｉ＋１、５ｉ＋２、５ｉ＋３、５ｉ＋４、５ｉ＋５、５（ｉ＋１）＋１の各レジスタについて、信号レベルの時間変化を示している。また、図６の測定例では、クロック時間ｔｃに対して、ＥＯＦＭ法の測定トリガは周期Ｔ＝ｎ３×ｔｃ＝５×ｔｃで与えられている。
【００６２】
具体的には、図６に示すように、入力端１１から５ｉ＋１番目のレジスタでは、信号長５の検査信号列「１１１００」の時間遅延は０であり、また、トリガ周期Ｔ＝５×ｔｃを１として規格化したときの位相遅延も０である。５ｉ＋２番目のレジスタでは、信号列の時間遅延はｔｃであり、位相遅延は１／５である。５ｉ＋３番目のレジスタでは、信号列の時間遅延は２×ｔｃであり、位相遅延は２／５である。５ｉ＋４番目のレジスタでは、信号列の時間遅延は３×ｔｃであり、位相遅延は３／５である。５ｉ＋５＝５（ｉ＋１）番目のレジスタでは、信号列の時間遅延は４×ｔｃであり、位相遅延は４／５である。５（ｉ＋１）＋１番目のレジスタでは、５ｉ＋１番目のレジスタと同様に、信号列の時間遅延は０であり、位相遅延は０である。
【００６３】
このような時間遅延、位相遅延を全てのレジスタについて測定することにより、スキャンチェーン１５を構成する複数のレジスタを、位相遅延が０の第１グループと、位相遅延が１／５の第２グループと、位相遅延が２／５の第３グループと、位相遅延が３／５の第４グループと、位相遅延が４／５の第５グループとの５グループにグループ分けをすることができる。
【００６４】
さらに、このような信号長ｎの検査信号列の位相遅延を用いたスキャンチェーン１５の複数のレジスタのグループ分けを、第１〜第ｍ検査信号列のそれぞれについて行う。これにより、ｍ種類のグループ分け結果を参照して、スキャンチェーン１５の複数のレジスタのそれぞれにレジスタ番号を付与することができる。
【００６５】
図７は、スキャンチェーンの各レジスタに対するレジスタ番号の付与について示す図である。この図では、（ａ）信号長ｎ＝２の検査信号列Ｓを用いた測定において、レジスタ番号１〜１０の各レジスタに格納される検査信号、（ｂ）信号長ｎ＝３の検査信号列Ｓを用いた測定において、各レジスタに格納される検査信号、及び（ｃ）信号長ｎ＝５の検査信号列Ｓを用いた測定において、各レジスタに格納される検査信号を示している。具体的には、この図７では、測定トリガが出力される直前での各レジスタ内の信号レベルの状態を示している。
【００６６】
この測定例において、レジスタ番号４のレジスタを解析の対象とした場合について考えると、信号長ｎ＝２の検査信号列を用いた場合、対象レジスタでの位相遅延は１／２である。また、信号長ｎ＝３の検査信号列を用いた場合、対象レジスタでの位相遅延は０である。また、信号長ｎ＝５の検査信号列を用いた場合、対象レジスタでの位相遅延は３／５である。このような各検査信号列での位相遅延の組合せ（１／２、０、３／５）により、対象レジスタのレジスタ番号を４と特定することができる。このようなレジスタ番号の特定は、他のレジスタについても同様に行うことができる。
【００６７】
ここで、上記した検査信号列を用いたスキャンチェーン１５の検査、及び各レジスタへのレジスタ番号の付与において、検査に用いるｍ種類の検査信号列のそれぞれにおける信号長ｎ＝ｎ１〜ｎｍは、それぞれ素数として設定されることが好ましい。このように、信号長ｎを素数に設定することにより、信号長ｎの検査信号列を用いたレジスタのグループ分けによるレジスタ番号の付与を、効率的に行うことができる。
【００６８】
また、ｍ種類の検査信号列のそれぞれにおける信号長ｎ＝ｎ１〜ｎｍは、その最小公倍数がスキャンチェーン１５を構成する複数のレジスタの個数よりも大きくなるように設定されることが好ましい。ここで、ｍ種類の検査信号列を用いた場合、信号長ｎ１〜ｎｍの最小公倍数が、位相遅延の組合せによるレジスタ番号の特定が可能なレジスタの最大数となる。したがって、上記のように、信号長の最小公倍数を、レジスタの個数よりも大きく設定することにより、スキャンチェーン１５を構成する複数のレジスタの全てについて、入力端１１からのレジスタ番号を確実に特定、付与することができる。
【００６９】
このようなレジスタ番号の特定の例として、スキャンチェーン１５におけるレジスタの個数が６である場合の例を図８に示す。すなわち、図８（ａ）に示すように、半導体装置１０のスキャンチェーン１５において、入力端１１から出力端１２までの間に、レジスタ番号が１〜６の６個のレジスタが設けられているとする。
【００７０】
このようなスキャンチェーン１５に対し、信号長ｎ＝２の第１検査信号列、及び信号長ｎ＝３の第２検査信号列を適用する。このとき、信号長２、３の最小公倍数は６であり、スキャンチェーン１５でのレジスタ数と等しい。このような場合、図８（ｂ）の図表に示すように、信号長ｎ＝２の検査信号列を用いた場合の位相遅延０、１／２によるグループ分け結果と、信号長ｎ＝３の検査信号列を用いた場合の位相遅延０、１／３、２／３によるグループ分け結果とによって、スキャンチェーン１５を構成する各レジスタのレジスタ番号を全て特定することができる。
【００７１】
また、このような信号長の最小公倍数について考慮すると、上述したように、信号長をそれぞれ素数として設定することにより、信号長ｎ＝ｎ１〜ｎｍに対する最小公倍数を最も大きくすることができ、各レジスタへのレジスタ番号の付与を効率的に行うことができることがわかる。また、この場合、レジスタ測定等におけるノイズに対する耐性を、最も高くすることができる。
【００７２】
例えば、検査信号列の種類数をｍ＝６とし、信号長ｎ＝２、３、５、７、１１、１３の６種類の検査信号列を用いた場合、それらの最小公倍数の３００３０個のレジスタまで、設計情報無しでレジスタ番号を特定することができる。また、検査信号列の種類数をｍ＝７とし、信号長ｎ＝２、３、５、７、１１、１３、１７の７種類の検査信号列を用いた場合、それらの最小公倍数の５１０５１０個のレジスタまで、設計情報無しでレジスタ番号を特定することができる。
【００７３】
スキャンチェーン１５に供給する検査信号列の具体的な構成については、例えば、信号長ｎの検査信号列を、連続するｋ個の「１」信号、及び連続するｎ−ｋ個の「０」信号によって構成する方法を用いることができる。このような構成によれば、スキャンチェーン１５の各レジスタでの検査信号の信号レベルの時間変化の遅延量を好適に測定することができる。このときの信号数ｋは、１以上ｎ−１以下の整数である。
【００７４】
また、この場合、上記した信号長ｎ＝２、３、５の検査信号列「１０」、「１１０」、「１１１００」によって例示したように、信号長ｎの検査信号列は、「１」信号の個数ｋが、ｎ／２に最も近くなるように設定されることが好ましい。これにより、各レジスタでの信号レベルの時間変化の遅延量の測定のＳ／Ｎ特性を向上することができ、レジスタ番号の特定を精度良く実行することが可能となる。
【００７５】
ここで、上記においては、検査解析装置５０のレジスタ番号解析部５１によるレジスタ番号の付与について主に説明したが、半導体装置１０に設けられたスキャンチェーン１５の検査では、さらに必要に応じて、不良解析部５２による不良箇所の特定を実行することができる。すなわち、スキャンチェーン１５に不良が発生した場合、不良箇所よりも後のスキャンチェーン部分は一定の信号しか送らないようになり、その部分についてはレジスタ番号を付与することができない。
【００７６】
この場合、逆に、レジスタ番号を正常に付与することができるレジスタのうちで、最も大きい番号が付与されたレジスタ、もしくはその後ろの配線、もしくは次のレジスタにおいて、スキャンチェーンが不良を起こしていると推定することができる。したがって、このような測定、解析手法を用いることにより、スキャンチェーンにおける不良の発生箇所を絞り込むことが可能である。
【００７７】
具体的には、例えば、スキャンチェーン１５を有するＬＳＩなどの半導体装置１０であって、スキャンチェーン１５の出力端１２からの出力が、「１」信号または「０」信号で固定を示す不良を有するものを検査対象とする。そして、ＥＯＦＭ法を用いて取得された特定周波数で動作している回路のマッピング像により、スキャンチェーン１５のうちで、正常に動作しているスキャンチェーン部分と、動作していないスキャンチェーン部分との両者の領域を弁別する。ＥＯＦＭ法では、スイッチングの有無によって、これらの領域を弁別することが可能である。
【００７８】
スキャンチェーン１５における不良箇所は、弁別された動作している領域と動作していない領域との境界にあることが推測されるため、この境界部分を含む所定範囲のスキャンチェーンを構成するシフトレジスタに対して、上記した測定、解析手法を適用する。すなわち、レジスタ番号の付与に関して上述したものと同様の手順で測定、解析を行い、動作していない領域周辺で最大の番号が付与されたレジスタを特定する。そして、最大の番号が付与されたレジスタと、その次のレジスタとを、レイアウトデータ（例えば、ＧＤＳデータ）上で明示する。この場合、これらの２個のレジスタのいずれか、もしくは２個のレジスタを接続するライン上に不良箇所が存在すると推定することができる。
【００７９】
なお、このような不良解析の結果を表示する場合、解析ソフトウェアの機能として、表示画面内において、上記したように最大の番号が付与されたレジスタをハイライト表示する機能を有することが好ましい。また、ＧＤＳ等のマスクデータを使用し、最大の番号が付与されたレジスタとその次のレジスタ、及びその間をつなぐ配線をハイライト表示する機能を有していても良い。
【００８０】
図９は、スキャンチェーン検査装置の第２実施形態の構成を示すブロック図である。本実施形態によるスキャンチェーン検査装置１Ｂは、検査信号供給部１８と、レジスタ測定部３０と、検査解析装置５０と、表示装置５６と、入力装置５７とを備えて構成されている。これらのうち、検査信号供給部１８、検査解析装置５０、表示装置５６、及び入力装置５７の構成については、図１に示した構成と同様である。
【００８１】
レジスタ測定部３０は、半導体装置１０に設けられたスキャンチェーン１５を構成する複数のレジスタのそれぞれに保持された検査信号の信号レベルの時間変化を測定する。本実施形態によるレジスタ測定部３０は、時間位置分解カメラ３５、及び時間位置演算部３６を有し、時間分解発光計測法によって各レジスタでの信号レベルの時間変化を測定する時間分解発光顕微鏡として構成されている（特許文献２、３参照）。
【００８２】
検査対象の半導体装置１０は、暗箱３１内に設置されたステージ３２上に載置されている。また、このステージ３２上の半導体装置１０に対し、対物レンズ３３、及び結像レンズ３４を介して、時間位置分解カメラ３５が設けられている。また、時間位置分解カメラ３５で取得された半導体装置１０の画像に対し、時間位置演算部３６において必要な演算が行われ、これによって、時間分解発光計測が実行される。
【００８３】
ここで、時間分解発光計測法では、ＥＯＦＭ法とは異なり、レジスタに格納されている検査信号の信号レベルが０から１、または１から０に切り替わるときに、発光量が優勢となる。したがって、各レジスタでの信号レベルの時間変化の測定において、時間分解発光計測法等を用いる場合には、スキャンチェーン１５へと供給する信号長ｎの検査信号列について、２個の検査信号からなる信号群を１個の検査信号とみなし、ＥＯＦＭ法の場合と比べて、検査信号列の信号数を２倍にすることが好ましい。
【００８４】
具体的には、時間分解発光計測法を用いた検査では、ＥＯＦＭ法での「１」信号に対応する信号群を、スイッチング発光が多く観測される「１０」信号または「０１」信号とする。また、ＥＯＦＭ法での「０」信号に対応する信号群を、スイッチング発光が観測されない「１１」信号または「００」信号とする。これにより、時間分解発光計測法を用いた場合でも、ＥＯＦＭ法を用いた場合と同様に、スキャンチェーンの検査を好適に行うことができる。
【００８５】
図１０は、時間分解発光計測法を用いた場合における、検査信号列によるスキャンチェーンの検査について示すタイミングチャートである。ここでは、ＥＯＦＭ法において信号長をｎ＝３とした図５のタイミングチャートに対応する測定例を示している。図１０における信号長は、ＥＯＦＭ法の場合の２倍のｎ＝６であるが、上記したように２個の検査信号からなる信号群を１個の検査信号とみなすと、実質的な信号長はｎ＝３である。
【００８６】
また、図１０のタイミングチャートでは、（ａ）検査信号供給部１８を動作させる外部クロック、（ｂ）レジスタ測定部３０において各レジスタでの検査信号の信号レベルの時間変化を測定するための測定トリガ、（ｃ）レジスタ１に格納されている検査信号の信号レベル、（ｄ）レジスタ１の発光タイミング、（ｅ）レジスタ２に格納されている検査信号の信号レベル、（ｆ）レジスタ２の発光タイミング、（ｇ）レジスタ３に格納されている検査信号の信号レベル、及び（ｈ）レジスタ３の発光タイミングを示している。
【００８７】
図１０の測定例では、検査信号列の実質的な信号長がｎ＝３に設定されていることに対応して、検査信号供給の２クロックの時間ｔｃに対して、時間分解発光計測法の測定トリガは、トリガ周期Ｔ＝ｎ×ｔｃ＝３×ｔｃで与えられている。また、スキャンチェーン１５に供給される検査信号列では、ＥＯＦＭ法での「１」信号に対応する信号群を「１０」信号とし、「０」信号に対応する信号群を「００」信号としている。また、このような信号列に対し、各レジスタでの発光は、そのレジスタに格納されている検査信号の信号レベルが切り替わるときに発生している。
【００８８】
実質的な信号長がｎ＝３以外の場合についても、同様の方法を適用することが可能である。例えば、実質的な信号長がｎ＝２の場合、検査信号列は「１０００」となる。また、実質的な信号長がｎ＝３の場合、検査信号列は図１０に示したように「１０１０００」となる。また、実質的な信号長がｎ＝５の場合、検査信号列は「１０１０１０００００」となる。なお、これらの検査信号列、及び時間分解発光計測法を用いた場合の各レジスタでの時間遅延、位相遅延の取得、レジスタ番号の付与、不良箇所の特定等については、ＥＯＦＭ法に関して上述した方法と基本的には同様である。
【００８９】
本発明によるスキャンチェーン検査装置、及びスキャンチェーン検査方法は、上記した実施形態及び構成例に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、レジスタ測定手段等を含む検査装置の具体的な構成については、図１、図９に示した実施形態の構成に限らず、具体的には様々な構成を用いて良い。また、レジスタ測定手段における各レジスタの信号レベルの時間変化の測定については、上述したＥＯＦＭ法、及び時間分解発光計測法以外にも、回路のスイッチングを検出することで信号レベルの時間変化を測定することが可能な他の方法、装置を用いても良い。
【００９０】
また、検査信号列の信号長、または実質的な信号長については、上記した構成例では、信号長を素数に設定した場合について主に説明したが、信号長を素数以外に設定した場合でも、同様の方法でレジスタ番号の付与、不良箇所の特定等の解析を実行することが可能である。また、検査信号列における具体的な検査信号の配列、組合せについても、上記した例に限らず、具体的には様々な信号列を用いて良い。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明は、半導体装置の設計情報等がない場合でも、スキャンチェーンについての検査を好適に行うことが可能なスキャンチェーン検査装置、及びスキャンチェーン検査方法として利用可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１Ａ、１Ｂ…スキャンチェーン検査装置、１０…半導体装置（半導体集積回路）、１１…入力端、１２…出力端、１３…内部回路、１５…スキャンチェーン、１８…検査信号供給部、
２０、３０…レジスタ測定部、２１、３１…暗箱、２２、３２…ステージ、２３、３３…対物レンズ、２４…レーザスキャン光学系、２５…レーザ光源、２６…レーザスキャンコントローラ、２７…光検出器、２８…ロックインアンプ、３４…結像レンズ、３５…時間位置分解カメラ、３６…時間位置演算部、
５０…検査解析装置、５１…レジスタ番号解析部、５２…不良解析部、５５…検査制御部、５６…表示装置、５７…入力装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置に設けられ、入力端と出力端との間で複数のレジスタが直列に接続されたスキャンチェーンについて検査を行う検査装置であって、
前記スキャンチェーンに対して前記入力端から、「１」及び「０」の２つの信号レベルを有する信号を検査信号として時系列に供給する検査信号供給手段と、
前記スキャンチェーンを構成する前記複数のレジスタのそれぞれに保持された前記検査信号の信号レベルの時間変化を測定するレジスタ測定手段と、
前記レジスタ測定手段による測定結果に基づいて、前記複数のレジスタについての検査を行う検査解析手段とを備え、
前記検査解析手段は、前記複数のレジスタのそれぞれについて、前記入力端から前記出力端までのレジスタ配列内での位置を示すレジスタ番号を付与するレジスタ番号解析手段を有し、
前記検査信号供給手段は、「１」信号、及び「０」信号を少なくとも１つずつ含む信号長ｎ（ｎは２以上の整数）の検査信号によって検査信号列を構成し、前記信号長ｎが互いに異なるｍ種類（ｍは２以上の整数）の検査信号列を前記スキャンチェーンに対して供給するとともに、
前記レジスタ番号解析手段は、
前記信号長ｎ＝ｎ１の第１検査信号列を前記スキャンチェーンに繰り返して供給したときの前記レジスタ測定手段による測定結果を参照し、前記信号レベルの時間変化の遅延量から前記複数のレジスタをｎ１個のグループに分ける第１のグループ分けを行い、
このような前記複数のレジスタのグループ分けを前記ｍ種類の検査信号列のそれぞれについて行うとともに、得られたｍ種類のグループ分け結果に基づいて、前記複数のレジスタのそれぞれに前記レジスタ番号を付与する
ことを特徴とするスキャンチェーン検査装置。
【請求項２】
前記ｍ種類の検査信号列のそれぞれにおける前記信号長ｎ＝ｎ１〜ｎｍは、それぞれ素数として設定されることを特徴とする請求項１記載のスキャンチェーン検査装置。
【請求項３】
前記ｍ種類の検査信号列のそれぞれにおける前記信号長ｎ＝ｎ１〜ｎｍは、その最小公倍数が前記スキャンチェーンを構成する前記複数のレジスタの個数よりも大きくなるように設定されることを特徴とする請求項１または２記載のスキャンチェーン検査装置。
【請求項４】
前記信号長ｎの前記検査信号列は、連続するｋ個の「１」信号、及び連続するｎ−ｋ個の「０」信号によって構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のスキャンチェーン検査装置。
【請求項５】
前記信号長ｎの前記検査信号列は、「１」信号の個数ｋが、ｎ／２に最も近くなるように設定されることを特徴とする請求項４記載のスキャンチェーン検査装置。
【請求項６】
前記信号長ｎの前記検査信号列は、２個の検査信号からなる信号群を１個の検査信号とみなし、「１」信号に対応する信号群を「１０」信号または「０１」信号とし、「０」信号に対応する信号群を「１１」信号または「００」信号として設定されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載のスキャンチェーン検査装置。
【請求項７】
前記検査解析手段は、前記レジスタ測定手段による測定結果、及び前記レジスタ番号解析手段による解析結果に基づいて、前記スキャンチェーンにおける不良箇所を特定する不良解析手段を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載のスキャンチェーン検査装置。
【請求項８】
半導体装置に設けられ、入力端と出力端との間で複数のレジスタが直列に接続されたスキャンチェーンについて検査を行う検査方法であって、
前記スキャンチェーンに対して前記入力端から、「１」及び「０」の２つの信号レベルを有する信号を検査信号として時系列に供給する検査信号供給ステップと、
前記スキャンチェーンを構成する前記複数のレジスタのそれぞれに保持された前記検査信号の信号レベルの時間変化を測定するレジスタ測定ステップと、
前記レジスタ測定ステップによる測定結果に基づいて、前記複数のレジスタについての検査を行う検査解析ステップとを備え、
前記検査解析ステップは、前記複数のレジスタのそれぞれについて、前記入力端から前記出力端までのレジスタ配列内での位置を示すレジスタ番号を付与するレジスタ番号解析ステップを含み、
前記検査信号供給ステップは、「１」信号、及び「０」信号を少なくとも１つずつ含む信号長ｎ（ｎは２以上の整数）の検査信号によって検査信号列を構成し、前記信号長ｎが互いに異なるｍ種類（ｍは２以上の整数）の検査信号列を前記スキャンチェーンに対して供給するとともに、
前記レジスタ番号解析ステップは、
前記信号長ｎ＝ｎ１の第１検査信号列を前記スキャンチェーンに繰り返して供給したときの前記レジスタ測定ステップによる測定結果を参照し、前記信号レベルの時間変化の遅延量から前記複数のレジスタをｎ１個のグループに分ける第１のグループ分けを行い、
このような前記複数のレジスタのグループ分けを前記ｍ種類の検査信号列のそれぞれについて行うとともに、得られたｍ種類のグループ分け結果に基づいて、前記複数のレジスタのそれぞれに前記レジスタ番号を付与する
ことを特徴とするスキャンチェーン検査方法。
【請求項９】
前記ｍ種類の検査信号列のそれぞれにおける前記信号長ｎ＝ｎ１〜ｎｍは、それぞれ素数として設定されることを特徴とする請求項８記載のスキャンチェーン検査方法。
【請求項１０】
前記ｍ種類の検査信号列のそれぞれにおける前記信号長ｎ＝ｎ１〜ｎｍは、その最小公倍数が前記スキャンチェーンを構成する前記複数のレジスタの個数よりも大きくなるように設定されることを特徴とする請求項８または９記載のスキャンチェーン検査方法。
【請求項１１】
前記信号長ｎの前記検査信号列は、連続するｋ個の「１」信号、及び連続するｎ−ｋ個の「０」信号によって構成されることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項記載のスキャンチェーン検査方法。
【請求項１２】
前記信号長ｎの前記検査信号列は、「１」信号の個数ｋが、ｎ／２に最も近くなるように設定されることを特徴とする請求項１１記載のスキャンチェーン検査方法。
【請求項１３】
前記信号長ｎの前記検査信号列は、２個の検査信号からなる信号群を１個の検査信号とみなし、「１」信号に対応する信号群を「１０」信号または「０１」信号とし、「０」信号に対応する信号群を「１１」信号または「００」信号として設定されることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか一項記載のスキャンチェーン検査方法。
【請求項１４】
前記検査解析ステップは、前記レジスタ測定ステップによる測定結果、及び前記レジスタ番号解析ステップによる解析結果に基づいて、前記スキャンチェーンにおける不良箇所を特定する不良解析ステップを含むことを特徴とする請求項８〜１３のいずれか一項記載のスキャンチェーン検査方法。
【請求項１】
半導体装置に設けられ、入力端と出力端との間で複数のレジスタが直列に接続されたスキャンチェーンについて検査を行う検査装置であって、
前記スキャンチェーンに対して前記入力端から、「１」及び「０」の２つの信号レベルを有する信号を検査信号として時系列に供給する検査信号供給手段と、
前記スキャンチェーンを構成する前記複数のレジスタのそれぞれに保持された前記検査信号の信号レベルの時間変化を測定するレジスタ測定手段と、
前記レジスタ測定手段による測定結果に基づいて、前記複数のレジスタについての検査を行う検査解析手段とを備え、
前記検査解析手段は、前記複数のレジスタのそれぞれについて、前記入力端から前記出力端までのレジスタ配列内での位置を示すレジスタ番号を付与するレジスタ番号解析手段を有し、
前記検査信号供給手段は、「１」信号、及び「０」信号を少なくとも１つずつ含む信号長ｎ（ｎは２以上の整数）の検査信号によって検査信号列を構成し、前記信号長ｎが互いに異なるｍ種類（ｍは２以上の整数）の検査信号列を前記スキャンチェーンに対して供給するとともに、
前記レジスタ番号解析手段は、
前記信号長ｎ＝ｎ１の第１検査信号列を前記スキャンチェーンに繰り返して供給したときの前記レジスタ測定手段による測定結果を参照し、前記信号レベルの時間変化の遅延量から前記複数のレジスタをｎ１個のグループに分ける第１のグループ分けを行い、
このような前記複数のレジスタのグループ分けを前記ｍ種類の検査信号列のそれぞれについて行うとともに、得られたｍ種類のグループ分け結果に基づいて、前記複数のレジスタのそれぞれに前記レジスタ番号を付与する
ことを特徴とするスキャンチェーン検査装置。
【請求項２】
前記ｍ種類の検査信号列のそれぞれにおける前記信号長ｎ＝ｎ１〜ｎｍは、それぞれ素数として設定されることを特徴とする請求項１記載のスキャンチェーン検査装置。
【請求項３】
前記ｍ種類の検査信号列のそれぞれにおける前記信号長ｎ＝ｎ１〜ｎｍは、その最小公倍数が前記スキャンチェーンを構成する前記複数のレジスタの個数よりも大きくなるように設定されることを特徴とする請求項１または２記載のスキャンチェーン検査装置。
【請求項４】
前記信号長ｎの前記検査信号列は、連続するｋ個の「１」信号、及び連続するｎ−ｋ個の「０」信号によって構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のスキャンチェーン検査装置。
【請求項５】
前記信号長ｎの前記検査信号列は、「１」信号の個数ｋが、ｎ／２に最も近くなるように設定されることを特徴とする請求項４記載のスキャンチェーン検査装置。
【請求項６】
前記信号長ｎの前記検査信号列は、２個の検査信号からなる信号群を１個の検査信号とみなし、「１」信号に対応する信号群を「１０」信号または「０１」信号とし、「０」信号に対応する信号群を「１１」信号または「００」信号として設定されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載のスキャンチェーン検査装置。
【請求項７】
前記検査解析手段は、前記レジスタ測定手段による測定結果、及び前記レジスタ番号解析手段による解析結果に基づいて、前記スキャンチェーンにおける不良箇所を特定する不良解析手段を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載のスキャンチェーン検査装置。
【請求項８】
半導体装置に設けられ、入力端と出力端との間で複数のレジスタが直列に接続されたスキャンチェーンについて検査を行う検査方法であって、
前記スキャンチェーンに対して前記入力端から、「１」及び「０」の２つの信号レベルを有する信号を検査信号として時系列に供給する検査信号供給ステップと、
前記スキャンチェーンを構成する前記複数のレジスタのそれぞれに保持された前記検査信号の信号レベルの時間変化を測定するレジスタ測定ステップと、
前記レジスタ測定ステップによる測定結果に基づいて、前記複数のレジスタについての検査を行う検査解析ステップとを備え、
前記検査解析ステップは、前記複数のレジスタのそれぞれについて、前記入力端から前記出力端までのレジスタ配列内での位置を示すレジスタ番号を付与するレジスタ番号解析ステップを含み、
前記検査信号供給ステップは、「１」信号、及び「０」信号を少なくとも１つずつ含む信号長ｎ（ｎは２以上の整数）の検査信号によって検査信号列を構成し、前記信号長ｎが互いに異なるｍ種類（ｍは２以上の整数）の検査信号列を前記スキャンチェーンに対して供給するとともに、
前記レジスタ番号解析ステップは、
前記信号長ｎ＝ｎ１の第１検査信号列を前記スキャンチェーンに繰り返して供給したときの前記レジスタ測定ステップによる測定結果を参照し、前記信号レベルの時間変化の遅延量から前記複数のレジスタをｎ１個のグループに分ける第１のグループ分けを行い、
このような前記複数のレジスタのグループ分けを前記ｍ種類の検査信号列のそれぞれについて行うとともに、得られたｍ種類のグループ分け結果に基づいて、前記複数のレジスタのそれぞれに前記レジスタ番号を付与する
ことを特徴とするスキャンチェーン検査方法。
【請求項９】
前記ｍ種類の検査信号列のそれぞれにおける前記信号長ｎ＝ｎ１〜ｎｍは、それぞれ素数として設定されることを特徴とする請求項８記載のスキャンチェーン検査方法。
【請求項１０】
前記ｍ種類の検査信号列のそれぞれにおける前記信号長ｎ＝ｎ１〜ｎｍは、その最小公倍数が前記スキャンチェーンを構成する前記複数のレジスタの個数よりも大きくなるように設定されることを特徴とする請求項８または９記載のスキャンチェーン検査方法。
【請求項１１】
前記信号長ｎの前記検査信号列は、連続するｋ個の「１」信号、及び連続するｎ−ｋ個の「０」信号によって構成されることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項記載のスキャンチェーン検査方法。
【請求項１２】
前記信号長ｎの前記検査信号列は、「１」信号の個数ｋが、ｎ／２に最も近くなるように設定されることを特徴とする請求項１１記載のスキャンチェーン検査方法。
【請求項１３】
前記信号長ｎの前記検査信号列は、２個の検査信号からなる信号群を１個の検査信号とみなし、「１」信号に対応する信号群を「１０」信号または「０１」信号とし、「０」信号に対応する信号群を「１１」信号または「００」信号として設定されることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか一項記載のスキャンチェーン検査方法。
【請求項１４】
前記検査解析ステップは、前記レジスタ測定ステップによる測定結果、及び前記レジスタ番号解析ステップによる解析結果に基づいて、前記スキャンチェーンにおける不良箇所を特定する不良解析ステップを含むことを特徴とする請求項８〜１３のいずれか一項記載のスキャンチェーン検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−８８３１８（Ｐ２０１３−８８３１８Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２９９０８（Ｐ２０１１−２２９９０８）
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（０００２３６４３６）浜松ホトニクス株式会社 (1,479)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（０００２３６４３６）浜松ホトニクス株式会社 (1,479)
【Ｆターム（参考）】
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