DE19609085A1 - Fehlerblock-Erfassungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Erfassung eines Feh­ lerblocks in einer Halbleitervorrichtung wie einer CMOS-Vor­ richtung, die aus einer Anzahl von Logikblöcken gebildet ist.

In einem bekannten System zum Testen einer Halbleitervor­ richtung wird die Vorrichtung unter Verwendung eines Funk­ tionstestmusters betrieben, und als Ergebnis wird ein Aus­ gabemuster an den Ausgängen der Vorrichtung erhalten. Dann wird das Ausgabemuster mit einem erwarteten Muster vergli­ chen. Auf diese Weise wird auf der Basis, ob das Ausgabemu­ ster mit dem erwarteten Muster übereinstimmt oder nicht, eine Entscheidung getroffen, ob eine Vorrichtung normal oder fehlerhaft ist.

Nachdem festgestellt wurde, daß die Vorrichtung fehlerhaft ist, wird ein Fehlerpunkt entsprechend einer Fehlertabelle zum Speichern der Beziehung zwischen Funktionstestmustern und Ausgabemustern für virtuelle Fehler abgeschätzt.

Die Fehlertabelle wird durch Durchführung einer Fehlersimu­ lation erstellt.

Bei dem oben beschriebenen bekannten Testgerät ist jedoch eine große Anzahl von Fehlersimulationen erforderlich, um die Fehlertabelle zu vervollständigen, wenn die Vorrichtung hoch integriert ist.

Desweiteren ist das Volumen der Fehlertabelle sehr groß. Beispielsweise

V₀ ∼ L²^∼³

wobei V₀ das Volumen der Fehlertabelle ist und L die Anzahl der Logikschaltungen in der Vorrichtung ist.

Es ist somit extrem schwierig, einen Fehlerpunkt einer hochintegrierten Halbleitervorrichtung festzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, effektiv einen Fehlerpunkt einer hochintegrierten Halbleitervorrichtung feststellen zu können.

Erfindungsgemäß werden in einer Halbleitervorrichtung, die durch eine Anzahl von Logikblöcken gebildet ist, eine An­ zahl von Funktionstestmustern erzeugt und an die Halbleiter­ vorrichtung übertragen. Falls ein fehlerhafter Strom bei Empfang des i-ten Funktionstestmusters erfaßt wird und ein Ausgabedatum sich von einem erwarteten Datum bei Empfang des j-ten (j < i) Funktionstestmusters unterscheidet, wird ein Fehlerblock in Übereinstimmung mit dem i-ten Funktions­ testmuster und dem j-ten Funktionstestmuster bestimmt.

Nachdem der Fehlerblock bestimmt wurde, wird ein Fehler­ punkt innerhalb des Fehlerblocks durch das bekannte Testsy­ stem abgeschätzt. In diesem Fall erfordert das vorbekannte Testsystem keine umfangreiche Fehlertabelle.

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung in Verbin­ dung mit beigefügten Zeichnungen und im Vergleich mit dem Stand der Technik dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm einer normalen CMOS-NOR-Schal­ tung mit zwei Eingängen,

Fig. 1B eine Wahrheitstabelle der NOR-Schaltung von Fig. 1A,

Fig. 2A ein Schaltungsdiagramm einer fehlerhaften CMOS-NOR-Schal­ tung mit zwei Eingängen,

Fig. 2B eine Wahrheitstabelle der NOR-Schaltung von Fig. 2A,

Fig. 3 ein dreidimensionales Diagramm zur Erläuterung der Signalfortpflanzung von einem Fehlerpunkt zu Ausgangsdaten­ stiften,

Fig. 4 ein Blockschaltungsdiagramm zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Fehlerblock-Er­ fassungsgerätes,

Fig. 5 eine Tabelle zur Erläuterung der Beziehung zwischen den Funktionstestmustern und betriebenen Blöcken,

Fig. 6A und 6B Flußdiagramme eines ersten Betriebs der Steuerschaltung von Fig. 4,

Fig. 7 ein V_DD-Ruhezufuhrstromdiagramm (I_QQD) zur Erläute­ rung des Flußdiagramms der Fig. 6,

Fig. 8 ein Layout-Diagramm der Halbleitervorrichtung der Fig. 4 zur Erläuterung des Betriebs des Flußdiagramms der Fig. 6,

Fig. 9A und 9B Flußdiagramme eines zweiten Betriebs der Steuerschaltung der Fig. 4,

Fig. 10 ein V_DD-Ruhezufuhrstromdiagramm (I_qqd) zur Erläute­ rung des Flußdiagramms der Fig. 9,

Fig. 11 ein Layout-Diagramm der Halbleitervorrichtung von Fig. 4 zur Erläuterung des Betriebs des Flußdiagramms der Fig. 9,

Fig. 12A und 12B Flußdiagramme einer Modifikation des Ab­ laufs der Fig. 6,

Fig. 13 ein V_DD-Ruhezufuhrstromdiagramm (I_qqd) zur Erläute­ rung des Flußdiagramms der Fig. 12,

Fig. 14A und 14B Flußdiagramme einer Modifikation des Ab­ laufs der Fig. 9,

Fig. 15 ein V_DD-Ruhezufuhrstromdiagramm (I_qqd) zur Erläute­ rung des Flußdiagramms der Fig. 14,

Fig. 16A und 16B Flußdiagramme einer weiteren Modifikation des Ablaufs der Fig. 9,

Fig. 17 ein V_DD-Ruhezufuhrstromdiagramm (I_qqd) zur Erläute­ rung des Ablaufs der Fig. 16,

Fig. 18 ein Layoutdiagramm der Halbleitervorrichtung der Fig. 4 zur Erläuterung des Betriebs des Flußdiagramms der Fig. 16,

Fig. 19A und 19B Flußdiagramme einer weiteren Modifikation des Ablaufs der Fig. 9,

Fig. 20 ein V_DD-Ruhezufuhrstromdiagramm zur Erläuterung des Ablaufs der Fig. 19,

Fig. 21 ein Layoutdiagramm der Halbleitervorrichtung der Fig. 4 zur Erläuterung des Betriebs des Flußdiagramms der Fig. 19, und

Fig. 22A, 22B und 22C Diagramme zur Erläuterung eines Test­ systems, bei dem die vorliegende Erfindung angewandt ist.

Zunächst wird das Prinzip der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Fig. 1A, 1B, 2A, 2B und 3 erläutert.

In Fig. 1A, die eine normale CMOS-NOR-Schaltung mit zwei Eingängen erläutert, sind P-Kanal-MOS-Transistoren Q_p1 und Q_p2 in Reihe zwischen ein Versorgungsspannungsanschluß V_DD und einen Ausgangsanschluß OUT geschaltet, und N-Kanal-MOS-Tran­ sistoren Q_n1 und Q_n2 sind parallel zwischen den Aus­ gangsanschluß OUT und einen Masseanschluß GND geschaltet. Die Transistoren Q_p1 und Q_n1 werden durch die Spannung an einem Eingangsanschluß IN1 gesteuert, und die Transistoren Q_p2 und Q_n2 werden durch die Spannung an einem Eingangsan­ schluß IN2 gesteuert. Die Wahrheitstabelle der NOR-Schal­ tung von Fig. 1A ist in Fig. 1B dargestellt.

In Fig. 1A ergibt sich kein V_DD-Ruheversorgungsstrom I_qqd, der vom Spannungsversorgungsanschluß V_DD zum Masseanschluß GND fließt. Das bedeutet, daß der V_DD-Versorgungsstrom I_qqd in einem normalen Zustand ist.

In Fig. 2A, die eine fehlerhafte CMOS-NOR-Schaltung mit zwei Eingängen darstellt, sei angenommen, daß das Gate des N-Kanal-Transistors Q_n2 offen ist, so daß der N-Kanal-Tran­ sistor Q_n2 in einem normalerweise eingeschalteten Zustand ist. Wenn die Spannungen an den Eingangsanschlüssen IN1 und IN2 beide niedrig sind, fließt als Ergebnis ein Penetrati­ onsstrom, d. h. ein großer V_DD-Ruheversorgungsstrom I_qqd. Das bedeutet, daß der V_DD-Ruheversorgungsstrom I_qqd in ei­ nem abnormen Zustand ist.

Wenn die Spannungen an den Eingangsanschlüssen IN1 und IN2 beide auf niedrig sind, ist desweiteren in Fig. 2A die Spannung V_out am Ausgangsanschluß OUT

V_out = V_DD · (Z_n)/(2 · Z_p + Z_n)

wobei Z_p die Impedanz des P-Kanaltransistors Q_p2 ist, Z_n die Impedanz jedes N-Kanaltransistors Q_n1 und Q_n2 ist und
V_th die Logikschwellenspannung eines CMOS-Inverters ist. Falls Z_p = Z_n, dann gilt

V_out = (1/3)V_DD < V_th

Aufgrund dessen ist die Wahrheitstabelle der NOR-Schaltung der Fig. 2A in Fig. 2B angegeben.

Falls somit eine Halbleitervorrichtung in einer solchen CMOS-Vorrichtung einen physikalischen Defekt aufweist, fließt durch sie im allgemeinen ein abnormer V_DD-Ruhever­ sorgungsstrom (vgl.: M. Sanada, "New Application of Laser Beam to Failure Analysis of LSI with Multi-Metal Layers", Microelectronics and Reliability, Band 33, Nr. 7, Seite 993-1009, 1993, und M. Sanada, "Evaluation and Detection of CMOS-LSI with abnormal IDDQ", Microelectronics and Reliabi­ lity, Band 35, Nr. 3, Seiten 619 bis 629, 1995).

In Fig. 3, die ein dreidimensionales Diagramm zur Erläute­ rung der Fehlerfortpflanzung von einem Fehlerpunkt an die Datenausgangsstifte darstellt, bezeichnet ein in der XY-Ebene dargestelltes Rechteck eine Halbleitervorrichtung (Chip) und das Rechteck wandert entlang der Z-Achse, die eine Änderung eines Funktionstestmusters FTP (ADD) zeigt. Das bedeutet, wenn ein Funktionstestmuster FTB (a) an die Halbleitervorrichtung angelegt wird, wird ein V_DD-Zufuhr­ strom I_qqd erfaßt. In diesem Fall sei angenommen, daß der Ruhezufuhrstrom von einem Fehlerpunkt (oder Block) P abge­ leitet wird. Wenn dann das Funktionstestmuster FTP fort­ schreitet, pflanzt sich eine Fehlerinformation, die von dem Fehlerpunkt P abgeleitet wird, durch die Halbleitervorrich­ tung fort. Wenn ein Funktionstestmuster FTP(b) an die Halb­ leitervorrichtung angelegt wird, erreicht als Ergebnis die Fehlerinformation einen Ausgangsdatenstift Pb. Dies kann durch Vergleich der Daten am Ausgangsdatenstift P_b mit den erwarteten Daten erfaßt werden. Wenn ein Funktionstestmu­ ster FTP(c) an die Halbleitervorrichtung angelegt wird, er­ reicht die Fehlerinformation auch einen Ausgangsdatenstift P_c. Dies kann durch Vergleich von Daten an dem Ausgangsda­ tenstift P_c mit den erwarteten Daten bestimmt werden. Wenn des weiteren ein Funktionstestmuster FTP(d) an die Halblei­ tervorrichtung angelegt wird, erreicht die Fehlerinforma­ tion einen Ausgangsdatenstift P_d. Dies kann durch Vergleich von Daten an dem Ausgangsdatenstift P_d mit den erwarteten Daten erfaßt werden.

Erfindungsgemäß wird ein Fehlerpunkt (Block) aus Blocks be­ stimmt, die sich auf das Funktionstestmuster FTP(a) bezie­ hen, und aus Blocks, die sich auf die Funktionstestmuster FTP(b), FTP(c) oder FTP(d) beziehen.

Fig. 4 erläutert ein Ausführungsbeispiel der Halbleitervor­ richtung wie eine CMOS-LSI-Vorrichtung mit einer Anzahl von Logikblöcken B₁, B₂ . . B_z. Dateneingangsstifte 1a der Halb­ leitervorrichtung 1 werden mit einem Funktionstestmuster FTP versorgt. Das Funktionstestmuster wird durch einen Speicher 2, eine Zeitgeneratorschaltung 3, eine Mustergene­ ratorschaltung 4, einen Formatkontroller 5 und PIN-Elektro­ nikeinheiten 61, 62 . . . , die mit den Eingangskissen der Halbleiterschaltung 1 verbunden sind, erzeugt.

Die Zeitgeneratorschaltung 3 erzeugt ein Zeitsteuersignal zum Definieren einer Testrate T0, einer Verzögerungszeit T_D und einer Pulsbreite T_W. Desweiteren erzeugt die Zeitgene­ ratorschaltung 3 ein Tastsignal (Strobe) STB und überträgt es an einen Stromdetektor 8 zur Erfassung eines V_DD-Ruhezu­ fuhrstroms I_qqd, der von einem Versorgungsanschluß V_DD zu einem Masseanschluß GND in der Halbleitervorrichtung 1 fließt.

Die Mustergeneratorschaltung 4 erzeugt ein momentanes Mu­ stersignal in Übereinstimmung mit Daten, die aus dem Spei­ cher 2 ausgelesen werden und im allgemeinen komprimiert sind.

Jede der PIN-Elektronikeinheiten 61, 62, . . . wird von Span­ nungen V_H und V_L gespeist, die durch Digital/Analog-Wandler (D/A) 71 bzw. 72 erzeugt werden. Wenn beispielsweise der PIN-Elektronikeinheit 61 "0" zugeführt wird, wird die Span­ nung V_L(= 0V) dem entsprechenden Eingangskissen angelegt. Wenn "1" der PIN-Elektronikeinheit 61 zugeführt wird, wird die Spannung V_H an das entsprechende Eingangskissen ange­ legt.

Der Speicher 2 erhält ein Adreßsignal SADD von einer Steu­ erschaltung 9, die eine Zentralprozessoreinheit (CPU), ROMs, RAMs u. dgl. aufweist.

Falls somit der Inhalt ADD des Adreßsignals SADD durch die Steuerschaltung 9 inkrementiert wird, werden sequentiell Funktionstestmuster erzeugt und an die Halbleitervorrich­ tung 1 übertragen. Gleichzeitig überwacht die Steuerschal­ tung 9 mittels des Stromdetektors 8 den Ruheversorgungs­ strom I_qqd, der durch die Halbleitervorrichtung 1 fließt.

Desweiteren vergleicht die Steuerschaltung 9 die Ausgangs­ daten an den Datenausgangsstiften 1b mit erwarteten Daten vom Speicher 2.

Desweiteren sind mit der Steuerschaltung 9 ein Eingabegerät 10 wie eine Tastatur oder Kontroller und ein Ausgabegerät 11 wie eine CRT(Bildschirm) verbunden.

In dem RAM der Steuerschaltung 9 ist eine Tabelle gespei­ chert, die die Beziehung zwischen den Funktionstestmustern FTP(ADD) und den Blöcken angibt, die durch die Funktions­ testmuster FTP(ADD) betrieben werden, wie in Fig. 5 darge­ stellt ist. Es soll festgestellt werden, daß diese Blöcke unter Verwendung von anwendungsspezifischer integrierter Schaltungstechnologie (ASIC) wie Gatearraytechnologie be­ zeichnet werden, und aufgrunddessen kann die obengenannten Beziehung vorher erstellt werden.

Die Fig. 6A und 6B zeigen einen ersten Betrieb der Steu­ erschaltung 9, Fig. 7 ist ein Ruhestromzufuhrdiagramm zur Erläuterung des Ablaufs der Fig. 6, und Fig. 8 ist ein Layoutdiagramm zur Erläuterung des Ablaufs der Fig. 6.

Zunächst, im Schritt 601, wird die Adresse ADD rückge­ stellt.

Der Schritt 602 wartet, bis eine vorgegebene Zeitspanne ab­ gelaufen ist, so daß die Halbleitervorrichtung 1 auf das Funktionstestmuster FTP der Adresse ADD antwortet, um einen stabilen Ruhezufuhrstrom I_qqd zu erhalten. Nachdem die vor­ gegebene Zeit abgelaufen ist, geht die Steuerung weiter zum Schritt 603.

Im Schritt 603 wird festgestellt, ob I_qqd < I_R (definitiver Wert) erfüllt ist. Falls I_qqd I_R, was bedeutet, daß der Ruhezufuhrstrom I_qqd normal ist, geht die Steuerung zu den Schritten 604 und 605. Wenn andererseits I_qqd < I_R, was be­ deutet, daß der Ruheversorgungsstrom I_qqd abnorm ist, geht die Steuerung zum Schritt 606.

Die Schritte 604 und 605 wiederholen den Betrieb der Schritte 602 und 603 bis ADD seinen Maximalwert MAX er­ reicht. Wenn ADD im Schritt 605 MAX erreicht, geht die Steuerung direkt zum Schritt 617.

Wie in Fig. 7 dargestellt ist, ist der Ruheversorgungsstrom I_qqd gewöhnlich normal (I_qqd I_R). Falls somit I_qqd < I_R bei ADD = a ist, wie in Fig. 7 dargestellt ist, bedeutet dies, daß der Ruheversorgungsstrom I_qqd vom normalen Zu­ stand in einen abnormen Zustand geschaltet wird. Aufgrund dessen werden im Schritt 606 Übergangsblöcke zwischen dem Funktionstestmuster FTP (a-1) und dem Funktionstestmuster FTP (a) mit Bezug auf die Tabelle, die in Fig. 5 darge­ stellt ist, herausgezogen (extrahiert), da anzunehmen ist, daß ein Fehlerpunkt in einem oder mehreren der Übergangs­ blöcke existiert. In diesem Fall sind die Übergangsblöcke wie in Fig. 8 dargestellt. Dann geht die Steuerung weiter zum Schritt 607.

Im Schritt 607 wird festgestellt, ob die Ausgangsdaten an den Datenausgangsstiften 1b dieselben wie die erwarteten Daten vom Speicher 2 sind. Falls die Ausgangsdaten an den Datenausgangsstiften 1b dieselben wie die erwarteten Daten sind, geht als Ergebnis die Steuerung weiter zu den Schrit­ ten 608, 609 und 610, die den Betrieb des Schritts 607 wie­ derholen, bis ADD MAX erreicht. Wenn ADD im Schritt 609 MAX erreicht, geht die Steuerung über den Schritt 611 weiter zum Schritt 615. Es soll festgestellt werden, daß im Schritt 611 angenommen wird, daß alle Übergangsblöcke Feh­ lerpunkte enthalten.

Wenn andererseits die Ausgangsdaten sich von den erwarteten Daten unterscheiden, und zwar bei ADD = b, wie in Fig. 7 dargestellt ist, geht die Steuerung vom Schritt 607 zum Schritt 612.

Im Schritt 612 wird ein Ausgangsstift für abnorme Daten wie P_b der Datenausgangsstifte 1b, der in Fig. 8 dargestellt ist, extrahiert.

Als nächstes werden im Schritt 613 die Ausgangssignale der Übergangsblöcke durch eine Logiksimulation oder eine Schal­ tungsaufbauinformation fortgepflanzt, oder erfolgt, während die Funktionstestmuster FTP (a), FTP(a+1) . . .FTP(b-1) und FTP(b), wie in Fig. 7 dargestellt ist, sequentiell an die Halbleitervorrichtung 1 angelegt werden.

Als nächstes wird im Schritt 614 ein Fehlerblock von den Übergangsblöcken extrahiert. Das heißt, ein oder mehrere der Übergangsblöcke, die in Fig. 8 dargestellt sind, deren Ausgangssignale den Datenausgangsstift P_b erreichen, werden als Fehlerblöcke extrahiert; zwei oder mehr Blöcke können jedoch als Fehlerblöcke extrahiert werden.

Im Schritt 615 wird bewirkt, daß die Ausgangssignale der Fehlerblöcke auf 1(hoch) oder 0(niedrig) bleiben. Dann wer­ den die Ausgangssignale der Fehlerblöcke durch eine Logik­ simulation oder durch eine Schaltungsaufbauinformation fortgepflanzt, während die Funktionstestmuster FTP(a), FTP(a+1) . . . FTP(b-1) und FTP(b) sequentiell der Halbleiter­ vorrichtung 1 angelegt werden.

Als nächstes wird im Schritt 616 ein entsprechender Extrak­ tionsprozeß wie im Schritt 614 durchgeführt. Das bedeutet, daß nur ein Fehlerblock, dessen festgehaltenes Ausgangssi­ gnal den Datenausgabestift P_b erreicht, extrahiert wird.

Dann wird der Ablauf der Fig. 6 durch den Schritt 617 been­ det.

Die Fig. 9A und 9B zeigen einen zweiten Betrieb der Steuerschaltung 9, Fig. 10 ist ein VDD-Ruhezufuhrstromdia­ gramm zur Erläuterung des Ablaufs der Fig. 9, und Fig. 11 ist ein Layoutdiagramm zur Erläuterung des Ablaufs der Fig. 6.

In der Fig. 9 sind die Schritte 901, 902 und 903 anstatt der Schritte 613 und 614 der Fig. 6 vorgesehen.

Die Steuerung geht vom Schritt 612 zum Schritt 901. Im Schritt 901 wird das Ausgabesignal am Datenausgabestift P_b, der in Fig. 11 dargestellt ist, durch eine Logiksimulation oder durch eine Schaltungsaufbauinformation rückgeleitet oder verfolgt, während die Funktionstestmuster FTP(b), FTP(b-1) . . . FTP(a+1) und FTP(a) sequentiell der Halbleiter­ vorrichtung 1 angelegt werden, wie in Fig. 10 dargestellt ist.

Als nächstes werden im Schritt 902 Blöcke, die sich auf den Datenausgangsstift P_b beziehen, wie in Fig. 11 dargestellt ist, extrahiert.

Als nächstes wird im Schritt 903 ein gemeinsamer Block zwi­ schen den Übergangsblöcken und den Blöcken, die sich auf den Datenausgabestift P_b beziehen, als Fehlerblock extra­ hiert. Auch in diesem Fall wird in Fig. 11 nur ein Block als Fehlerblock extrahiert; zwei oder mehr Blöcke können jedoch als Fehlerblöcke extrahiert werden.

Dann geht die Steuerung weiter zum Schritt 615.

In den Fig. 12A und 12B, die eine Modifikation des Ab­ laufs der Fig. 6 zeigen, sind die Schritte 1201 und 1202 dem Ablauf der Fig. 6 zugefügt. Als Ergebnis können der Be­ trieb zum Extrahieren von Übergangsblöcken im Schritt 603 und 606 und der Betrieb zum Extrahieren von Fehlerblöcken in den Schritten 612 bis 614 durch den Schritt 1201 eine Anzahl von Malen durchgeführt werden. Wie in Fig. 13 darge­ stellt ist, werden beispielsweise erste Fehlerblöcke aus Übergangsblöcken bei FTP(a), und aus Blöcken, die sich auf einen abnormen Datenausgabestift beziehen, der bei FTP(b) bestimmt wurde, extrahiert, zweite Fehlerblöcke werden aus Übergangsblöcken bei FTP(c) und Blöcken, die sich auf einen abnormen Datenausgabestift beziehen, der bei FTP(d) be­ stimmt wurde, extrahiert, und dritte Fehlerblöcke werden aus Übergangsblöcken bei FTP(e) und Blöcken, die sich auf einen abnormen Datenausgabestift beziehen, der bei FTP(f) bestimmt wurde, extrahiert. Als nächstes werden im Schritt 1202 unter den ersten Fehlerblöcken, den zweiten Fehler­ blöcken und den dritten Fehlerblöcken gemeinsame Fehler­ blocks extrahiert. In diesem Fall ist die Anzahl der ge­ meinsamen Fehlerblöcke nicht größer als jede einzelne An­ zahl von ersten Fehlerblöcken, von zweiten Fehlerblöcken und von dritten Fehlerblöcken.

In den Fig. 14a und 14b, die eine Modifikation des Ab­ laufs der Fig. 9 erläutern, sind die Schritte 1401 und 1402 dem Ablauf der Fig. 9 zugefügt. Als Ergebnis kann der Be­ trieb zum Extrahieren von Übergangsblöcken im Schritt 603 und 606 und der Betrieb zum Extrahieren von Fehlerblöcken bei den Schritten 612, 901 bis 903 durch den Schritt 1401 eine Anzahl von Malen durchgeführt werden. Wie in Fig. 15 dargestellt ist, werden beispielsweise erste Fehlerblöcke aus Übergangsblöcken bei FTP(a) und Blöcken, die sich auf einen abnormen Datenausgabestift, der bei FTP(b) bestimmt ist, zweite Fehlerblöcke werden aus Übergangsblöcken FTP(c) und Blöcken, die sich auf einen abnormen Datenausgangsstift beziehen, der bei FTP(d) bestimmt wird, extrahiert, und dritte Fehlerblöcke werden aus Übergangsblöcken bei FTP(e) und Blöcken, die sich auf einen abnormen Datenausgangsstift beziehen, der bei FTP(f) bestimmt wird, extrahiert. Danach werden im Schritt 1402 aus den ersten Fehlerblöcken, den zweiten Fehlerblöcken und den dritten Fehlerblöcken gemein­ same Datenblöcke extrahiert. In diesem Fall ist die Anzahl der gemeinsamen Datenblöcke nicht größer als jede Zahl von ersten Datenblöcken, jede Zahl von zweiten Datenblöcken und jede Zahl von dritten Fehlerblöcken.

In den Fig. 16a und 16b, die eine weitere Modifikation des Ablaufs der Fig. 6 darstellen, sind die Schritte 1601 und 1602 dem Ablauf der Fig. 6 zugefügt. Als Ergebnis wird nur der Betrieb zum Extrahieren von Fehlerblöcken in den Schritten 612 bis 616 durch den Schritt 1601 eine Anzahl von Malen durchgeführt werden, obwohl der Betrieb zum Ex­ trahieren von Übergangsblöcken in den Schritten 603 und 606 nur einmal durchgeführt wird.

Beispielsweise ist, wie in Fig. 17 dargestellt ist, der V_DD-Ruhezufuhrstrom I_D bei FTP(a) abnorm, und Daten an den Datenausgangsstiften P_b, P_c, P_d, P_e und P_f sind bei FTP(b), FTP(c), FTP(d), FTP(e) bzw. FTP(f) abnorm.

Dann werden, wie in Fig. 18 dargestellt ist, erste Fehler­ blöcke B von den Übergangsblöcken bei FTP(a) und Blöcken, die sich auf den Datenausgabestift P_b beziehen, der bei FTP(b) bestimmt wird, extrahiert, zweite Fehlerblöcke C werden aus den Übergangsblöcken bei FTP(a) und Blöcken, die sie auf dem Datenausgabestift P_c beziehen, der bei FTP(c) bestimmt wurde, extrahiert, dritte Fehlerblöcke D werden aus den Übergangsblöcken bei FTP(a) und Blöcken, die sich auf den Datenausgabestift P_d beziehen, der bei FTP(d) be­ stimmt wurde, extrahiert, vierte Fehlerblöcke E werden aus den Übergangsblöcken bei FTP(a) und Blöcken extrahiert, die sich auf den Datenausgangsstift P_e beziehen, der bei FTP(e) bestimmt ist, fünfte Fehlerblöcke F werden aus den Über­ gangsblöcken FTP(a) und Blöcken extrahiert, die sich auf den Datenausgangsstift P_f beziehen, der bei FTP(f) bestimmt wurde. Als nächstes werden im Schritt 1602 aus den ersten Fehlerblöcken, den zweiten Fehlerblöcken, den dritten Feh­ lerblöcken, den vierten Fehlerblöcken und den fünften Feh­ lerblöcken gemeinsame Fehlerblöcke extrahiert. In diesem Fall ist die Anzahl der gemeinsamen Fehlerblöcke nicht größer als jede Anzahl von ersten Fehlerblöcken, jede An­ zahl von zweiten Fehlerblöcken, jede Anzahl von dritten Fehlerblöcken, jede Anzahl von vierten Fehlerblöcken und jede Anzahl von fünften Fehlerblöcken.

In den Fig. 19a und 19b, die eine weitere Modifikation des Ablaufs der Fig. 9 darstellen, sind die Schritte 1901 und 1902 dem Ablauf der Fig. 6 zugefügt. Als Ergebnis kann nur der Ablauf zum Extrahieren fehlerhafter Blöcke in den Schritten 612, 901 bis 614 durch den Schritt 1901 eine An­ zahl von Mahlen durchgeführt werden, obwohl der Betrieb zum Extrahieren von Übergangsblöcken in den Schritten 603 und 606 nur einmal durchgeführt wird.

Wie in Fig. 20 dargestellt ist, ist beispielsweise der V_DD-Ruhezufuhrstrom I_qqd bei FTP(a) abnorm, und Daten an den Datenausgangsstiften P_b, P_c, P_d, P_e und P_f sind bei FTP(b), FTP(c), FTP(d), FTP(e) bzw. FTP(f) abnorm.

Wie in Fig. 21 dargestellt ist, werden dann erste Fehler­ blöcke B aus den Überangsblöcken bei FTP(a) und Blöcken extrahiert, die sich auf den Datenausgabestift P_b beziehen, der bei FTP(b) bestimmt wird, zweite Fehlerblöcken C werden aus den Übergangsblöcken bei FTP(a) und Blöcken extrahiert, die sich auf den Datenausgabestift P(c) beziehen, der bei FTP(c) bestimmt wird, dritte Fehlerblöcke D werden aus den Übergangsblöcken bei FTP(a) und Blöcken extrahiert, die sich auf den Datenausgabestift P_d beziehen, der bei FTP(b) bestimmt wurde, vierte Fehlerblöcke E werden aus den Über­ gangsblöcken bei FTP(a) und Blöcken extrahiert, die sich auf den Datenausgangsstift P_e beziehen, der bei FTP(e) be­ stimmt ist, fünfte Fehlerblöcke werden aus den Übergangs­ blöcken FTP(a) und Blöcken extrahiert, die sich auf den Da­ tenausgangsstift P_f beziehen, der bei FTP(f) bestimmt wurde. Als nächstes werden im Schritt 1901 aus den ersten Fehlerblöcken, den zweiten Fehlerblöcken, den dritten Feh­ lerblöcken, den vierten Fehlerblöcken und den fünften Feh­ lerblöcken gemeinsame Fehlerblöcke extrahiert. In diesem Fall ist die Anzahl der gemeinsamen Fehlerblöcke nicht größer als jede Anzahl von ersten Fehlerblöcken, jede An­ zahl von zweiten Fehlerblöcken, jede Anzahl von dritten Fehlerblöcken, jede Anzahl von vierten Fehlerblöcken und jede Anzahl von fünften Fehlerblöcken.

Die vorliegende Erfindung kann auf ein hierarchisches Test­ system angewendet werden, das in den Fig. 22a, 22b und 22c dargestellt ist. Zunächst wird einer der oben beschriebenen Abläufe bei einer Halbleitervorrichtung angewandt, die in eine Anzahl von großen Blöcken unterteilt ist, wie in Fig. 22A dargestellt ist, so daß ein Fehlerblock X herausgefun­ den wird. Als nächstes wird einer der oben beschriebenen Abläufe auf den Fehlerblock X angewendet, der in eine An­ zahl von kleinen Blöcken unterteilt ist, wie in Fig. 22B dargestellt ist, so daß ein Fehlerunterblock Y herausgefun­ den wird. Schließlich wird eine Logiksimulation durchge­ führt, um eine Basislogikschaltung Z wie eine NOR-Schaltung als Fehlerpunkt herauszufinden, wie in Fig. 22C dargestellt ist.

Da erfindungsgemäß, wie vorstehend beschrieben wurde, ein Fehlerblock innerhalb einer Halbleitervorrichtung durch Verwendung des V_DD-Ruhezufuhrstroms in Abhängigkeit von Funktionstestmustern und abnormen Daten an den Datenaus­ gangsstiften bestimmt wird, kann ein Fehlerpunkt innerhalb der Halbleitervorrichtung, d. h. ein Fehlerpunkt innerhalb eines Fehlerblöcken, ohne die Anwendung einer großen Feh­ lertabelle herausgefunden werden.

Claims (13)

1. l. System zur Erfassung eines Fehlerblocks in einer Halb­ leitervorrichtung, die aus einer Anzahl von Logikblöcken aufgebaut ist, mit:
   Mitteln zum sequentiellen Erzeugen von Funktionstestmustern (FTP) und zum Übertragen der Funktionstestmuster an die Halbleitervorrichtung,
   Mittel zur Erfassung eines abnormen Stroms, der durch die Halbleitervorrichtung fließt,
   Mitteln zum Vergleichen von Ausgabedaten der Halbleitervor­ richtung mit erwarteten Daten und
   Mitteln zur Erfassung des Fehlerblocks in Übereinstimmung mit einem i-ten Funktionstestmuster, wenn der abnorme Strom in einem j-ten Testmuster (j < i) erfaßt wird, wenn das Ausgabedatum sich vom erwarteten Datum unterscheidet.
2. 2. System zur Erfassung eines Fehlerblocks in einer Halb­ leitervorrichtung, die aus einer Anzahl von Logikblöcken aufgebaut ist, mit:
   einer Tabelleneinrichtung zum Speichern der Beziehung zwi­ schen einer Anzahl von Funktionstestmustern und den Logik­ blöcken, die durch die Funktionstestmuster betrieben wer­ den,
   Mitteln zum sequentiellen Erzeugen der Funktionstestmuster und zum Anlegen der Funktionstestmuster an die Halbleiter­ vorrichtung,
   Mitteln zum Bestimmen, ob die Halbleitervorrichtung normal oder fehlerhaft ist, wenn ein Strom, der durch die Halblei­ tervorrichtung fließt, größer ist als ein bestimmter Wert, Mitteln zum Extrahieren von Übergangsblöcken aus den Logik­ blöcken in Übereinstimmung mit der Tabelle, wenn ein i-tes Funktionstestmuster der Halbleitervorrichtung angelegt wird, so daß die Halbleitervorrichtung von einem normalen in einen abnormen Zustand umgeschaltet wird,
   Mitteln zum Vergleichen von Daten an den Datenausgabestif­ ten der Halbleitervorrichtung mit erwarteten Daten,
   Mitteln zum Extrahieren eines abnormen Datenausgabestiftes, dessen Datum sich von dem erwarteten Datum unterscheidet, wenn ein j-tes Funktionstestmuster (j < i) der Halbleiter­ vorrichtung angelegt wird,
   Mitteln zum Weiterleiten von Ausgangssignalen der Über­ gangsblöcke durch sequentielles Anlegen der Funktionstest­ muster von dem i-ten Funktionstestmuster zu dem j-ten Funk­ tionstestmuster, und
   Mitteln zum Extrahieren von zumindest einem Fehlerblock aus den Übergangsblöcken, dessen Ausgangssignal, das durch die Weiterleitungsmittel weitergeleitet wurde, bei dem abnormen Datenausgangsstift angekommen ist.
3. 3. System nach Anspruch 2, mit weiterhin:
   Mitteln zum Wiederholen von Betrieben der Sequentiell-Funk­ tionstestmustererzeugungsmittel, der Bestimmungsmittel, der Übergangsblockextraktionsmittel, Vergleichsmittel, der Abnormdatenausgabe-Extraktionsmittel, der Weiterleitungs­ mittel und der Fehlerblock-Extraktionsmittel und
   Mitteln zum Extrahieren zumindest eines gemeinsamen Fehler­ blocks aus den Fehlerblöcken, die durch die Fehlerblock-Ex­ traktionsmittel extrahiert wurden.
4. 4. System nach Anspruch 2, mit weiterhin:
   Mitteln zum Wiederholen des Betriebs der Vergleichsmittel, Abnormdatenausgabe-Extraktionsmittel, der Weiterlei­ tungsmittel und der Fehlerblock-Extraktionsmittel und
   Mitteln zum Extrahieren zumindest eines gemeinsamen Blockes aus den Fehlerblöcken, die durch die Fehlerblock-Extrakti­ onsmittel extrahiert wurden.
5. 5. System nach Anspruch 2, wobei die Weiterleitungsmittel die Ausgangssignale der Übergangsblöcke durch eine Logiksimulation weiterleiten.
6. 6. System nach Anspruch 2, wobei die Weiterleitungsmittel die Ausgangssignale der Übergangsblöcke durch eine Schaltungsanordnungsinformation weiterleiten.
7. 7. System nach Anspruch 2, mit weiterhin Mitteln zum Durchführen einer Logiksimulation an dem Fehlerblock dadurch, daß die Ausgangssignale des Fehlerblocks auf einen definierten Wert gebracht werden.
8. 8. System zur Erfassung eines Fehlerblocks in einer Halb­ leitervorrichtung, die durch eine Anzahl von Logikblöcken gebildet ist, mit:
   einer Tabelleneinrichtung zum Speichern einer Beziehung zwischen einer Anzahl von Funktionstestmustern und den Lo­ gikblöcken, die durch die Funktionstestmuster betrieben werden,
   Mitteln zum sequentiellen Erzeugen der Funktionstestmuster und zum Anlegen der Funktionstestmuster an die Halbleiter­ vorrichtung,
   Mitteln zum Bestimmen, ob die Halbleitervorrichtung normal oder fehlerhaft ist, in Übereinstimmung damit, ob ein Strom durch die Halbleitervorrichtung fließt, der größer ist als ein bestimmter Wert,
   Mitteln zum Extrahieren von Übergangsblöcken aus den Logik­ blöcken in Übereinstimmung mit der Tabelle, wenn ein i-tes Funktionstestmuster an die Halbleitervorrichtung angelegt wird, so daß die Halbleitervorrichtung von einem normalen in einen abnormen Zustand geschaltet wird,
   Mitteln zum Vergleichen von Daten an den Datenausgangsstif­ ten der Halbleitervorrichtung mit erwarteten Daten,
   Mitteln zum Extrahieren eines abnormen Datenausgabestiftes, dessen Datum sich von dem erwarteten Datum unterscheidet, wenn ein j-tes (j < i) Funktionstestmuster der Halbleiter­ vorrichtung angelegt wird,
   Mitteln zum Rückführen von Signalen des abnormen Datenaus­ gangsstiftes durch sequentielles Anlegen der Funktionstest­ muster vom j-ten Funktionstestmuster zum i-ten Funktions­ testmuster und
   Mitteln zum Extrahieren von zumindest einem Fehlerblock aus den Übergangsblöcken, bei denen das Signal des abnormen Da­ tenausgangsstiftes bei den Rückführungsmitteln angekommen ist.
9. 9. System nach Anspruch 8, mit weiterhin:
   Mitteln zum Wiederholen des Betriebs der Sequentiell-Funk­ tionstestmustererzeugungsmittel, der Bestimmungsmittel, der Übergangsblockextraktionsmittel der Vergleichsmittel, der Abnormdatenausgabe-Extraktionsmittel, der Rückführungsmit­ tel und der Fehlerblockextraktionsmittel und
   Mitteln zum Extrahieren zumindest eines gemeinsamen Blocks aus den Fehlerblöcken, die durch die Fehlerblockextrakti­ onsmittel extrahiert wurden.
10. 10. System nach Anspruch 8, mit weiterhin:
    Mitteln zum Wiederholen des Betriebs der Vergleichsmittel, der Abnormdatenausgabe-Extraktionsmittel, der Rückführungs­ mittel und der Fehlerblockextraktionsmittel und
    Mitteln zum Extrahieren zumindest eines gemeinsamen Fehler­ blocks aus den Fehlerblöcken, die durch die Fehlerblock-Ex­ traktionsmittel extrahiert wurden.
11. 11. System nach Anspruch 8, wobei die Rückführungsmittel das Signal des abnormen Daten­ ausgabestiftes durch eine Logiksimulation rückführen.
12. 12. System nach Anspruch 8, wobei die Rückführungsmittel das Signal des abnormen Daten­ ausgabestiftes durch eine Schaltungsaufbauinformation rück­ führen.
13. 13. System nach Anspruch 8, mit weiterhin Mitteln zur Durchführung einer Logiksimula­ tion an dem Fehlerblock, wobei die Ausgangssignale des Feh­ lerblocks auf einen definierten Wert gebracht werden.