專利名稱：集成電路測(cè)試方法和測(cè)試設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在集成電路的測(cè)試模式中定位集成電路(ic)中的故障的方法，該集成電路具有與壓縮邏輯耦接的多個(gè)數(shù)字輸出 端，該壓縮邏輯包括至少一個(gè)用于提供測(cè)試響應(yīng)的輸出端。 本發(fā)明還涉及實(shí)現(xiàn)該方法的測(cè)試設(shè)備。
背景技術(shù)：
在ic的制造成本中，IC測(cè)試正迅速地變?yōu)橹鲗?dǎo)因素。其中的一 個(gè)主要原因是，對(duì)于復(fù)雜IC而言，測(cè)試是耗時(shí)的。這主要是因?yàn)榇罅康臏y(cè)試輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)必須與測(cè)試中的ic進(jìn)行通信。因此，用以減少在這個(gè)通信中所涉及的數(shù)據(jù)大小的措施已經(jīng)引起了相當(dāng)?shù)年P(guān)注。例如，己經(jīng)公開(kāi)了其中的數(shù)字測(cè)試輸入數(shù)據(jù)已被壓縮的測(cè)試方案，其中，IC具有板上提取器用于將測(cè)試輸入數(shù)據(jù)還原至初始尺寸。 類似地，板上壓縮器對(duì)測(cè)試中的IC的數(shù)字測(cè)試輸出進(jìn)行了壓縮，并 且以這個(gè)壓縮形式將ic測(cè)試結(jié)果提供給外部環(huán)境。可以在以下文獻(xiàn) 中找到這個(gè)方法的示例由Sinanoglu等人發(fā)表在Proc. Of the Eight IEEE European Test Workshop, pages 15-20， IEEE ETW 2003 上的"Parity-based output compaction for core-based S0Cs，，。 在這種方法中，對(duì)響應(yīng)于測(cè)試輸入(例如提供給測(cè)試中的IC的測(cè)試 向量)的每個(gè)壓縮的測(cè)試響應(yīng)進(jìn)行分析，以確定所提供的測(cè)試向量是 否觸發(fā)了故障檢測(cè)。使用壓縮的測(cè)試結(jié)果的缺點(diǎn)是會(huì)損失測(cè)試分辨率，尤其是當(dāng)使 用基于奇偶校驗(yàn)樹的壓縮器時(shí)，該壓縮器典型地基于異或邏輯門。因 此，在被饋送進(jìn)比較器的IC輸出端上產(chǎn)生偶數(shù)個(gè)故障位的故障的出 現(xiàn)，或偶數(shù)個(gè)故障的同時(shí)出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致故障位彼此抵消。而且，由于故障混淆，所以故障定位會(huì)變得更加困難，其中多個(gè)故障同時(shí)在IC的 不同輸出端上產(chǎn)生故障位，這意味著壓縮的測(cè)試響應(yīng)僅僅表示了一些 故障位的出現(xiàn)，而不可能將故障位指定為特定故障。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明試圖提供一種如開(kāi)始段落所述的用于測(cè)試ic的改進(jìn)方法。本發(fā)明還試圖提供用于實(shí)現(xiàn)這種改進(jìn)方法的測(cè)試設(shè)備。 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種如權(quán)利要求1所述的方法。 本發(fā)明基于這樣一種理解，即因?yàn)閹讉€(gè)測(cè)試輸入能夠揭露故障，所以ic中的故障在大量壓縮測(cè)試響應(yīng)中將是可觀測(cè)的。因此，通過(guò)不斷地觀測(cè)壓縮邏輯的輸出，即從這些輸出中收集對(duì)多個(gè)測(cè)試模式的響 應(yīng)，將顯著地降低由錯(cuò)誤位抵消而破壞故障的可觀測(cè)性的可能和由故 障混淆而破壞故障的定位性的可能。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種如權(quán)利要求6所述的測(cè)試 設(shè)備。這種測(cè)試設(shè)備實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的方法所提供的改進(jìn)的測(cè)試覆蓋率。


參考附圖，通過(guò)非限制性示例的方式，將更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中圖1示出了使用本發(fā)明的方法的IC;圖2時(shí)出了本發(fā)明的方法的流程圖；以及圖3示出了本發(fā)明的測(cè)試設(shè)備。
具體實(shí)施方式
應(yīng)該了解的是，附圖僅僅是示意性的，而不是按照比例繪制的。 還應(yīng)該了解的是，在所有圖中使用相同的標(biāo)號(hào)來(lái)表示相同的或類似的 部分。本發(fā)明提出了一種采用測(cè)試響應(yīng)進(jìn)行故障診斷的獨(dú)創(chuàng)方法，其中的測(cè)試響應(yīng)已被空間壓縮邏輯(SCL)壓縮。其關(guān)鍵思想是在整個(gè)測(cè)試期間持續(xù)觀測(cè)SCL輸出。這利用了以下事實(shí)測(cè)試中的電路(CUT) 中的缺陷將產(chǎn)生多故障效應(yīng)，通常在一種或多種測(cè)試模式下的CUT 的掃描鏈輸出端能夠在多個(gè)周期中觀測(cè)到所述多故障效應(yīng)。因此大多 數(shù)故障具有唯一的SCL輸出序列，這有助于精確的故障檢測(cè)和診斷。 這種方法與上述的現(xiàn)有技術(shù)方法不同，其中現(xiàn)有技術(shù)方法中，診斷是 基于在每個(gè)周期中對(duì)所有的失效掃描單元進(jìn)行識(shí)別。在本描述中使用的定義如下響應(yīng)位包含對(duì)諸如測(cè)試模式或測(cè)試向量之類的測(cè)試激勵(lì)的(一 部分)測(cè)試響應(yīng)。在基于掃描的測(cè)試中，響應(yīng)位在掃描捕獲周期中在掃描觸發(fā)器中被捕獲到，接下來(lái)被移出。在此，對(duì)于給定的CUT，定 義了包含(所有測(cè)試模式的)所有響應(yīng)位的集合i 。觀測(cè)位是在其中觀測(cè)到了故障效應(yīng)的響應(yīng)位。對(duì)于CUT，集合 Oe/ 包含了 (所有測(cè)試模式的)所有觀測(cè)位。故障特征是所有觀測(cè)位O,.GO的集合，其中觀測(cè)到了故障/的故 障效應(yīng)。失效集是所有故障都具有相同故障特征的故障集。失效集 M,=化,0,.}由故障《和故障特征O,的集合組成，從而使得 V/eF,:0/=0,。對(duì)于具有"個(gè)失效集和所有故障的集合F的CUT，保持 uls,s 《=F，并且u^—< o,=o。失效集內(nèi)的故障的集合是唯一的且不相交的VFS,={《,0,}， = ， " j':《n Fy = 0 。失效集內(nèi)的故障特征是唯 一 的，但通常不是不相交的<formula>formula see original document page 6</formula>。
注意O, - (9,表示(O, n q = 0) v (Q c O》v (Q 〕 O》v (Q n (9y c O》。當(dāng)在M個(gè)掃描鏈輸出端觀測(cè)故障效應(yīng)時(shí)，F(xiàn)S是CUT的所有p個(gè)失 效集的集合，并且在SCL的輸出端觀測(cè)故障效應(yīng)時(shí)，/^s'a是CUT+SCL的所有g(shù)個(gè)失效集的集合。有p^。故障覆蓋率FC是當(dāng)觀測(cè)CUT輸出端時(shí)，對(duì)于給定的測(cè)試模式集 所檢測(cè)到的所有故障的比率。故障覆蓋率/^^是當(dāng)觀測(cè)SCL輸出端時(shí)，對(duì)于給定的測(cè)試模式集所檢測(cè)到的所有故障的比率。診斷分辨率DR被定義為在SCL輸出端觀測(cè)到的失效集數(shù)量(。) 與在CUT輸出端觀測(cè)到的失效集的數(shù)量(p)的比例。因此， DR=100% <7// 。當(dāng)在所有周期中SCL壓縮網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)異或(XOR)網(wǎng)絡(luò)的輸入端 的ft中的觀測(cè)位的數(shù)量在所有周期均為0或偶數(shù)時(shí)，將出現(xiàn)失效集 /C凡，OJ的故障抵消。故障抵消意味著在SCL輸出端不能觀測(cè)到 所有故障/e/^的故障效應(yīng)。因此，故障抵消將不僅造成故障覆蓋率 的損失而且將造成診斷分辨率的損失。當(dāng)CUT輸出端上的多個(gè)失效集/^在SCL輸出端產(chǎn)生了相同的失 效集/^/"'時(shí)，則出現(xiàn)故障混淆。故障混淆不造成故障覆蓋率損失， 但是會(huì)造成診斷分辨率的損失。理論分析顯示，當(dāng)應(yīng)用本發(fā)明的方法時(shí)，出現(xiàn)故障抵消和故障混淆的概率都很小。響應(yīng)位數(shù)量的增加進(jìn)一步顯著地降低了這兩者出 現(xiàn)的概率。示例以下示例圖示說(shuō)明了故障抵消和故障混淆(見(jiàn)圖1) 。 IC 100 包括了測(cè)試中的電路部分(CUT)120，其包含長(zhǎng)度為2的4個(gè)掃描鏈。 SCL 140包括簡(jiǎn)單XOR網(wǎng)絡(luò)，其具有4個(gè)輸入端和l個(gè)輸出端。這種 SCL實(shí)現(xiàn)了奇偶校驗(yàn)樹。測(cè)試模式集包含3種測(cè)試模式160。 r」,是在 掃描鏈J'的輸出端，在周期i中觀測(cè)到的響應(yīng)位，以及A是在SCL 輸出端觀測(cè)到的周期i中的壓縮響應(yīng)位。在圖1中，r"集合被圖示 說(shuō)明為160， r,的集合被圖示說(shuō)明為180。應(yīng)該理解的是，僅以非限 制性示例的方式選擇了 CUT和SCL的大小。假設(shè)CUT 120具有下列的失效集 <formula>formula see original document page 7</formula>，以及由于在第1和第3周期中，ft具有兩個(gè)觀測(cè)位，所以/^會(huì)出現(xiàn)故障 抵消。由于在相同周期中出現(xiàn)了 F&和^S^的觀測(cè)位，所以它們會(huì)出現(xiàn)故障混淆。奇偶校驗(yàn)樹140的輸出端上的失效集是F6Vra={^U^， {"， r" }， /^/"二W， {^}}，以及d" {"，』因此，在SCL140輸出端，IO個(gè)故障中，只有9個(gè)故障能被觀測(cè)到， 以及失效集的數(shù)量由5降到3。因此，相對(duì)故障覆蓋率 ^"是 100% 9/10=90%，以及診斷分辨率DR是100% 3/5=60%。 產(chǎn)生失效集自動(dòng)測(cè)試模式產(chǎn)生(ATPG)工具(未示出)創(chuàng)建了所有目標(biāo)故 障的故障字典，并且產(chǎn)生了測(cè)試模式以檢測(cè)這些故障。故障覆蓋率可 通過(guò)故障仿真方式輕易地導(dǎo)出，并且故障覆蓋率表達(dá)了檢測(cè)到的故障 與目標(biāo)故障的百分比。失效集可以由所有測(cè)試模式的故障仿真導(dǎo)出， 而不會(huì)遺漏任何故障。以此方式，可以針對(duì)每個(gè)故障，識(shí)別出所有測(cè) 試模式中的所有觀測(cè)位。通常，許多測(cè)試模式能檢測(cè)出隨機(jī)可測(cè)試故 障，因此用于這種故障的觀測(cè)位數(shù)量能增加很多。因此，對(duì)于大電路， 失效集的存儲(chǔ)要求會(huì)變?yōu)闃O大，并且能輕易地到達(dá)幾千兆字節(jié)。用于 降低該數(shù)據(jù)量的實(shí)用方法是引入故障隔離限制，從而使得每個(gè)失效集 中的觀測(cè)位的最大數(shù)量不會(huì)超出這個(gè)限制。在故障仿真期間，在到達(dá) 如故障隔離限制所規(guī)定的觀測(cè)位數(shù)量之后檢測(cè)到故障，將即刻放棄該 故障，因此為故障特征中的位的數(shù)量提供了上限。故障隔離限制不應(yīng) 該被選為太小，這是因?yàn)檫@將減少失效集的數(shù)量，并且因此降低診斷 分辨率。故障隔離限制的實(shí)際值在幾百的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，為固定型故障產(chǎn)生失效集。雖然實(shí)際的缺陷很少表現(xiàn) 為固定型故障，但是將有缺陷的電路的失效響應(yīng)與該失效集進(jìn)行比較 通常能識(shí)別出小數(shù)量的候選缺陷定位，這些小數(shù)量的候選缺陷定位能 被物理失效分析進(jìn)一步地解析出來(lái)。在這點(diǎn)上，需要強(qiáng)調(diào)的是，某些測(cè)試響應(yīng)的值不能被確定為是 先驗(yàn)的，而其它測(cè)試響應(yīng)可能是三態(tài)的或不可靠的。被稱為"X"測(cè)試響應(yīng)的這些未知的、三態(tài)的和不可靠的測(cè)試響應(yīng)將使測(cè)試響應(yīng)的可 靠壓縮變得非常困難甚至不可能。SCL對(duì)X的測(cè)試響應(yīng)相對(duì)地不敏感，但是如果X測(cè)試響應(yīng)在許多周期中出現(xiàn)，則SCL輸出序列變得沒(méi)那么 有用。作為這個(gè)問(wèn)題的解決辦法，可以在壓縮邏輯140前面使用X 掩碼邏輯(XML，未示出)，以在壓縮反應(yīng)之前，對(duì)所有X的測(cè)試響 應(yīng)進(jìn)行掩碼。例如，在PCT申請(qǐng)W02005/031378中描述了這種XML 的示例。在此申請(qǐng)中，顯示了XML將所有的"X"測(cè)試響應(yīng)轉(zhuǎn)換為固 定的、已知的響應(yīng)。還可以使用X掩碼邏輯來(lái)減少故障抵消。在相同周期內(nèi)，在每 個(gè)XOR樹的輸入端均出現(xiàn)偶數(shù)個(gè)觀測(cè)位，在這種情況下，將出現(xiàn)故障 抵消。通過(guò)對(duì)一個(gè)或多個(gè)觀測(cè)位進(jìn)行掩碼，可將觀測(cè)位數(shù)量由偶數(shù)變 為奇數(shù)，于是就能在SCL輸出端觀測(cè)到故障效應(yīng)。應(yīng)該小心地應(yīng)用位 掩碼，這是因?yàn)槊總€(gè)觀測(cè)位通常都被包含于多個(gè)失效集中。因此，為 一個(gè)失效集修正故障抵消將造成其它失效集的故障抵消，還可能出現(xiàn) 故障混淆。因此，對(duì)于遭受故障抵消的每個(gè)失效集，例如僅僅對(duì)在其 它失效集中最少使用的一個(gè)觀測(cè)位進(jìn)行掩碼。還可以通過(guò)ATPG工具增強(qiáng)作用來(lái)減少故障抵消。在產(chǎn)生每種模 式后，應(yīng)該執(zhí)行CUT120加SCL140的故障仿真。在故障抵消的情況 下，應(yīng)該將抵消的故障視為未檢測(cè)到，并且在下一模式中被ATPG定 為目標(biāo)。優(yōu)選地，應(yīng)該指示ATPG工具，以使每個(gè)故障均對(duì)奇數(shù)個(gè)觀測(cè)位 變得敏感，這將導(dǎo)致至少在一個(gè)周期內(nèi)，在SCL的輸入端出現(xiàn)奇數(shù)個(gè) 觀測(cè)位。故障混淆更難以修正，這是因?yàn)橹挥性诋a(chǎn)生了所有模式之后才 能分析故障混淆。但是，還可以應(yīng)用位掩碼來(lái)減少位混淆。在兩個(gè)失 效集混淆的情況下，可以對(duì)僅在一個(gè)失效集中出現(xiàn)的觀測(cè)位進(jìn)行掩 碼?？梢允褂肁TPG工具來(lái)產(chǎn)生另外的模式以解析故障混淆，雖然這 將增加模式數(shù)。圖2示出本發(fā)明的方法200的流程圖。在步驟210中，提供了 集成電路的仿真模型。這可由公知的仿真工具獲得。隨后，在步驟220中，給仿真模式提供了多個(gè)測(cè)試模式，并且在步驟230中，仿真模型產(chǎn)生了針對(duì)所述測(cè)試模式的多個(gè)仿真后的測(cè)試響應(yīng)。接下來(lái)，在步驟240中，如前面說(shuō)明的那樣來(lái)識(shí)別定義了故障 特征的多個(gè)響應(yīng)中的多個(gè)位。因此，可以使用所述特征對(duì)IC IOO進(jìn)行測(cè)試。在步驟250中， 例如通過(guò)如圖3所示的測(cè)試設(shè)備給集成電路提供另外的多個(gè)測(cè)試模 式，并且在步驟260中，接收到針對(duì)所述另外的多個(gè)測(cè)試模式的多個(gè) 壓縮后的測(cè)試響應(yīng)。檢査此多個(gè)響應(yīng)是否存在如在步驟240中所確定 的特征。在步驟210和步驟250中應(yīng)用的測(cè)試模式可以相同。可選擇地， 可以使用產(chǎn)生了故障特征定義的分析來(lái)對(duì)另外的多個(gè)測(cè)試模式進(jìn)行 修改，例如通過(guò)如前面說(shuō)明的那樣限制故障特征中的位的數(shù)量，或通 過(guò)去除對(duì)故障特征沒(méi)有幫助的那些模式。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的測(cè)試設(shè)備300。設(shè)備300具有輸出端 302，該輸出端用以將測(cè)試模式提供至IC 100。優(yōu)選地，測(cè)試模式是 壓縮格式的，在這種情況下，IC 100包括提取邏輯(未示出)。設(shè) 備300還包括輸入端304，用于從SCL 140接收壓縮后的測(cè)試結(jié)果。 測(cè)試設(shè)備300具有例如中央處理單元的控制器320，其控制了測(cè)試模 式至CUT 120的傳輸和對(duì)來(lái)自SCL 140的壓縮后的測(cè)試結(jié)果的估計(jì)。 控制器320可以訪問(wèn)存儲(chǔ)器340，在存儲(chǔ)器340中可以存儲(chǔ)CUT 120 的故障的故障特征。如前所述，典型地在本發(fā)明的方法的步驟210、 220和230中產(chǎn)生的這個(gè)故障特征可以被執(zhí)行仿真的外部源(例如計(jì) 算機(jī))提供至測(cè)試設(shè)備300?？蛇x擇地，例如，通過(guò)將適當(dāng)?shù)闹噶畲?儲(chǔ)在存儲(chǔ)器340中，設(shè)備300可以在內(nèi)部產(chǎn)生故障特征?？刂破?20 被構(gòu)造為對(duì)接收到的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行評(píng)估以檢查其中是否存在故障特 征。應(yīng)該注意的是，上面提及的實(shí)施例圖示說(shuō)明了而不是限制了本 發(fā)明，并且在不脫離附屬權(quán)利要求的范圍的情況下，所屬技術(shù)領(lǐng)域的 技術(shù)人員能夠設(shè)計(jì)許多可替換的實(shí)施例。在權(quán)利要求中，在括號(hào)之間 的任何標(biāo)號(hào)不應(yīng)該被理解為限制本發(fā)明。詞語(yǔ)"包括"不排除除了在權(quán)利要求中所列的元件或步驟外的其它元件和步驟的存在。元件前的 詞語(yǔ)"一個(gè)"或"一種"不排除多個(gè)這種元件的存在?？梢酝ㄟ^(guò)包括 幾個(gè)不同的元件的硬件的方式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。在枚舉了幾個(gè)裝置的設(shè)備 權(quán)利要求中，可以通過(guò)同一個(gè)硬件來(lái)實(shí)施這些裝置中的幾個(gè)。在彼此 不同的從屬權(quán)利要求中提出某些方法的事實(shí)并不表示不可以有利地 使用這些方法的結(jié)合。
權(quán)利要求
1.一種用于在集成電路的測(cè)試模式中對(duì)所述集成電路中的故障進(jìn)行定位的方法，所述集成電路具有與壓縮邏輯耦接的多個(gè)數(shù)字輸出端，所述壓縮邏輯包括至少一個(gè)用于提供測(cè)試響應(yīng)的輸出端，所述方法包括a)提供所述集成電路的仿真模型；b)給所述仿真模型提供多個(gè)測(cè)試模式；c)接收針對(duì)所述測(cè)試模式的多個(gè)仿真后的測(cè)試響應(yīng)；d)在所述多個(gè)響應(yīng)中定義多個(gè)位，所述位定義了所述故障的特征；e)給所述集成電路提供另外的多個(gè)測(cè)試模式；f)接收針對(duì)所述另外的多個(gè)測(cè)試模式的多個(gè)測(cè)試響應(yīng)；以及g)檢查所述多個(gè)響應(yīng)是否存在所述特征。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述多個(gè)測(cè)試模式和所述另 外的多個(gè)測(cè)試模式是相同的。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其還包括為定義了所述特征的位 的數(shù)量設(shè)置上限。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其還包括對(duì)所述另外的多個(gè)測(cè)試 模式中的測(cè)試模式的數(shù)量進(jìn)行限制，以便使之不會(huì)超過(guò)所述上限。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的方法，其還包括通過(guò)將不包括 來(lái)自所述多個(gè)位的一個(gè)位的那些測(cè)試模式從所述多個(gè)測(cè)試模式中去 除，從而由所述多個(gè)測(cè)試模式定義所述另外的多個(gè)測(cè)試模式。
6. —種測(cè)試設(shè)備，用于在集成電路的測(cè)試模式中對(duì)所述集成電 路進(jìn)行測(cè)試，所述集成電路具有與壓縮邏輯耦接的多個(gè)數(shù)字輸出端，所述壓縮邏輯包括至少一個(gè)用于提供測(cè)試響應(yīng)的輸出端，所述測(cè)試設(shè) 備包括用于給所述集成電路提供多個(gè)測(cè)試模式的裝置； 用于從所述壓縮邏輯接收針對(duì)所述多個(gè)測(cè)試模式的多個(gè)測(cè)試響 應(yīng)的裝置；用于存儲(chǔ)所述集成電路的故障的特征的裝置，所述特征是由所 述多個(gè)響應(yīng)中的多個(gè)位定義的；以及用于檢査所述測(cè)試響應(yīng)是否存在所述特征的裝置。
7.如權(quán)利要求6所述的測(cè)試設(shè)備，其中用于給所述集成電路提 供多個(gè)測(cè)試模式的所述裝置被布置成以壓縮的形式提供所述測(cè)試模 式。
全文摘要
公開(kāi)了一種用于在集成電路的測(cè)試模式中對(duì)集成電路(100)中的故障進(jìn)行定位的方法(200)，該集成電路具有與壓縮邏輯(140)耦接的多個(gè)數(shù)字輸出端，其中壓縮邏輯包括至少一個(gè)用于提供測(cè)試響應(yīng)的輸出端。該方法包括以下步驟提供集成電路的仿真模型(210)；將多個(gè)測(cè)試模式提供給仿真模型(220)；接收針對(duì)所述測(cè)試模式的多個(gè)仿真后的測(cè)試響應(yīng)(230)；在多個(gè)響應(yīng)中定義多個(gè)位，所述位定義了故障特征(240)；將另外的多個(gè)測(cè)試模式提供給集成電路(250)；接收針對(duì)所述的另外的多個(gè)測(cè)試模式的多個(gè)測(cè)試響應(yīng)(260)；并且檢查多個(gè)響應(yīng)是否存在特征(270)。該方法為存在故障的IC提供了改進(jìn)的故障檢測(cè)能力。
文檔編號(hào)G01R31/3185GK101300499SQ200680040808
公開(kāi)日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2006年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月4日
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