JP2003014819A - 半導体配線基板,半導体デバイス,半導体デバイスのテスト方法及びその実装方法 - Google Patents
半導体配線基板,半導体デバイス,半導体デバイスのテスト方法及びその実装方法Info
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Abstract
を搭載して構成され、各種テストの容易化を図るための
半導体デバイス,テスト方法,実装方法を提供する。 【解決手段】 シリコン配線基板20上に、チップI
P,21,22が搭載可能となっている。シリコン配線
基板20上には、フリップフロップ23を接続して構成
されるバウンダリスキャンテスト用回路30が構成され
ている。そして、フリップフロップ23は、配線24に
接続されて、配線24の接続状態をテストするように構
成されている。また、IPOSデバイス全体又は各チッ
プIPは、チップIPの内部回路のスキャンテスト、B
ISTなどを容易に行なうための構成を有することもで
きる。
Description
た半導体配線基板上に各種チップIPを搭載してなる半
導体デバイス,その評価方法及びその機能設定方法に関
する。
成したシステムLSIという概念が提起されており、シ
ステムLSIの設計手法としても各種の提案がなされて
いる。特に、システムLSIの利点は、DRAMなどの
メモリや、ロジックLSIや、高周波回路などのアナロ
グ回路を1つの半導体装置内に収納して、多種,多機能
の半導体装置を極めて高集積化して実現することができ
ることである。
るかどうかを判定するためのテスト方法として、例え
ば、BIST(Built In Self Test)や、スキャンテス
ト,バウンダリスキャンテストなどが知られている。
t In Self Test)方式を説明するためのブロック回路図
である。同図に示すように、LSI路内には、BIST
のための手段として、テストパターンを生成するための
パターン発生器と、結果圧縮器と、制御回路とが設けら
れている。そして、制御回路は、START信号に応
じ、パターン発生器でテストパターンを生成させて、こ
の生成されたテストパターンをテスト対象(DUT)で
ある論理回路に入力させ、テスト対象から出力されたテ
スト信号を結果圧縮器で取得して外部に出力する。そし
て、外部機器(テスター)でテスト対象である論理回路
が正常に動作しているかどうかを判定するのである。こ
のテスト方式によると、テスターでパターンを生成しな
くても自動的にテストを行なうことができる。そして、
この方式の利点は、ピン数が少なくて済むこと、テスタ
ーの負荷が非常に小さいこと、などである。
スト用回路を概略的に示すブロック回路図である。同図
に示すように、バウンダリスキャンテスト用回路は、L
SIの外部端子に付設されたフリップフロップ(FF)
を、入力テスト端子(TDI)から出力テスト端子(T
DO)まで順次接続してなるスキャンチェーンを備えて
おり、スキャンチェーンにテストパターンを入力して、
1つのLSI−Aと隣接するLSI−Bとの間における
配線の接続が正常か否かを判定するのに用いられる。
られるスキャンチェーンの構成例を示すブロック回路図
である。スキャンイン方式では、一般的には、外部から
スキャンチェーンテストパターンを与え、テスト対象か
ら出力されるデータはそのまま外部に出力する。つま
り、内部回路のスキャンテストの場合には、図24に示
す構成において、テストパターン発生器や結果圧縮器な
どが存在しないのが一般的である。ただし、BISTの
実現のための手段として、スキャンインを利用すること
はあり得る。
ト用回路や、内部回路のスキャンテスト用のスキャンチ
ェーンなどに配置されるフリップフロップの構成例を示
す図である。
システムLSIは、現実にデバイスを形成する上で以下
のような問題に直面している。
減が困難であることである。これは、システムLSIの
開発コストが多大になることと、製造歩留まりがそれほ
ど高くならないことに起因する。
ることである。一般に、シュリンク則に従うとデバイス
の高さも低減することになるが、そうすると配線の断面
積が小さくなるにつれてRC(Rは抵抗,Cは寄生容
量)によって規定される配線遅延が増大する。つまり、
配線遅延に関する限り、微細化による利益よりも不利益
が増大することになる。これを解決する1つの手段とし
て、配線中のバッファを設けることがあるが、バッファ
を設けるとデバイスの占有面積や消費電力が増大すると
いう別の不利益を招く。
点である。電源電圧が低下すると電流が増大することに
なるが、その電流の増大に応じたノイズの増大を抑制す
るのが困難となる。シュリンク割合の3乗から6乗に比
例してSN比が悪化することから、微細化によるノイズ
の増大が避けられないからである。つまり、電源インピ
ーダンスを如何に抑制するかがポイントである。
つ、多種,多機能のデバイスを内蔵した半導体デバイス
を実現するための1つの手段として、配線層を有する半
導体配線基板例えばシリコン配線基板上に、各種の素子
を集積したチップIPを搭載することにより、少品種,
多量生産に適した半導体デバイスを実現することが考え
られる。
板上に搭載してからチップIP内のLSIなどの検査を
行なう手段がまだ確立されていない。上述のように、従
来のテスト方式として、BIST方式や、スキャンテス
ト,バウンダリスキャンテストなどがあるが、これらの
テスト方式をIPOSデバイスに適用すると、チップI
P内のLSIの単体テストをチップIPの実装後に行な
うとテスト時間が膨大になる、チップIPが搭載される
前の配線基板には信号を受ける素子がないので配線の良
否を判定することができない、などの不具合がある。
上に、IPとして設計資産となりうるチップIPを搭載
しつつ、各部の検査を容易にするための半導体デバイス
及びその検査方法の提供を図ることにある。
バイスは、半導体基板と該半導体基板上に形成された複
数の配線とを有し、上記複数の配線に接続される複数の
チップIPを搭載するための半導体配線基板と、上記配
線の上に設けられた絶縁層と、上記半導体配線基板の上
記絶縁層上に設けられた複数の半導体素子からなり、上
記複数の配線に個別に接続されるバウンダリスキャンテ
スト用回路とを備えている。
いない状態で、半導体配線基板中の配線層の良否を確認
することが可能になる。
TFTにより構成されていることにより、半導体配線基
板の最上層にバウンダリスキャンテスト用回路を設ける
ことが可能になる。
基板と該半導体基板上に形成された複数の配線とを有
し、上記複数の配線に接続される複数のチップIPを搭
載するための半導体配線基板と、上記各チップIPを搭
載しようとする領域ごとに設けられ、上記半導体配線基
板の上記半導体基板を活性領域として含む複数の半導体
素子からなり、上記複数の配線に個別に接続されるバウ
ンダリスキャンテスト用回路とを備えている。
回路をチップIP搭載領域の下方に設けることができる
ので、全体の面積が低減される。
基板と該半導体基板上に形成された複数の配線とを有
し、上記複数の配線に接続される複数のチップIPを搭
載するための半導体配線基板と、上記配線の上に設けら
れた絶縁層と、上記半導体配線基板上に格子状に設けら
れ、上記複数の配線に個別に接続されるチップIPのテ
スト用パッドとを備えている。
Pが実装された後に単体テストが可能になる。
の全面に格子状に設けられていることにより、任意の大
きさのチップIPに対応する半導体配線基板を備えた半
導体デバイスが得られる。
基板と該半導体基板上に形成された複数の配線とを有
し、上記複数の配線に接続される複数のチップIPを搭
載するための半導体配線基板と、上記半導体配線基板上
に設けられ、上記複数の配線に個別に接続されるチップ
IPのテスト用パッドとを備え、上記テスト用パッド
は、テスト時のみ電源用パッドとして機能する。
ないので回路全体が一気に動作すると、通常動作時には
消費電力が小さくなるように設定されているので、IP
OSデバイスでIPをすべてテストするとテスト時に電
力が不足するおそれがある。そこで、本発明により、テ
スト時のみ電源を供給することで、電力不足を解消する
ことができる。
チップIPを搭載するための半導体基板と、上記半導体
基板上に設けられた複数のテスト専用配線とを備えてい
る。
半導体配線基板を利用して、テストが容易化設計された
半導体デバイスが得られる。
プIPのテスト用パッドをさらに備え、上記テスト専用
配線が上記テスト用パッドに接続されていることが好ま
しい。
と絶縁層とを交互に重ねてなる多層配線層が設けられて
おり、上記テスト専用配線は、上記多層配線層の中の最
上層よりも下方の層に設けられていることにより、配線
がパッドの下方を通ってもよいので、格子状のパッドを
設けた場合にも、適用が可能である。
いに交差する2つの相異なる配線層に設けられ、上記2
つの配線層間の交差する部位において、上記テストパッ
ドと上記2つの配線層との間には、絶縁層の破壊により
導体部が形成可能に構成されていることにより、任意の
配線経路を形成することが可能になる。
を有する半導体配線基板と、上記半導体配線基板上に貼
り合わせにより搭載された複数のチップIPと、上記各
チップIP内に設けられたバウンダリスキャンテスト用
回路と、上記各チップIP内に設けられ、上記バウンダ
リスキャンテスト用回路と同時に動作することが可能に
構成された内部スキャンテスト用スキャンチェーンとを
備えている。
スキャンインとスキャンアウトとを設けると、バウンダ
リスキャンテストの動作とは無関係にスキャンインを行
なうことができ、テスト時間を短縮することができる。
特に、IPOSデバイスにおいては、内部テスト専用配
線を設けることが容易なので、このようなテスト回路を
容易に設けることができる。
キャン信号用端子のうち少なくともいずれか1つは、バ
ウンダリスキャンテスト用回路とは別に設けられた専用
端子である。
線に接続されるスキャンインとスキャンアウトとを設け
ると、バウンダリスキャンテストの動作とは無関係にス
キャンインを行なうことができ、テスト時間を短縮する
ことができる。
ンテスト用回路のチップ内チェーンは、上記チップIP
内において上記内部スキャンチェーンとしても機能する
ように構成されており、上記チップIP内には、上記バ
ウンダリスキャンテスト用回路の入力側端部及び出力側
端部からそれぞれ分岐する入力側分岐配線及び出力側分
岐配線が設けられており、上記内部スキャンチェーンの
スキャンイン端子は上記入力側分岐配線に接続され、上
記内部スキャンチェーンのスキャンアウト端子は上記出
力側分岐配線に接続されており、上記チップ内チェーン
への入力を上記バウンダリスキャンテスト用回路の信号
と上記入力側分岐配線からの信号とに切り換え可能に構
成されていることにより、バウンダリスキャンテストと
内部回路のスキャンテストとを迅速に行なうことができ
る。
る半導体配線基板と、上記半導体配線基板上に貼り合わ
せにより搭載された複数のチップIPと、上記各チップ
IP内に設けられたバウンダリスキャンテスト用回路
と、上記半導体配線基板の配線層に設けられた少なくと
も2つのテスト専用配線と、上記各チップIP内の上記
バウンダリスキャンテスト用回路に接続され、上記2つ
のテスト専用配線にそれぞれ接続されるバウンダリスキ
ャンテスト用の入力端子及び出力端子とを備えている。
テストパターンの供給を各チップIP別に行なうことが
できるので、テスト時間の短縮を図ることができる。
ャンテスト用回路は、上記チップIPの内部スキャンテ
スト用回路としても機能するように構成されており、上
記チップIP内には、上記バウンダリスキャンテスト用
回路の入力側端部及び出力側端部からそれぞれ分岐する
入力側分岐配線及び出力側分岐配線が設けられており、
上記入力側分岐配線に接続され、内部スキャンテスト用
信号を入力するためのスキャンイン端子と、上記出力側
分岐配線に接続され、スキャンテスト結果を出力するた
めのスキャンアウト端子と、上記チップ内チェーンへの
入力を上記バウンダリスキャンテスト用回路の信号と上
記分岐配線からの信号とに切り換え可能に構成されてい
ることにより、BSTとBISTとでチェーン長さを切
り換えてテスト時間を短縮することが可能になる。
ンテスト用回路は上記内部スキャンチェーンと一体化さ
れており、上記半導体配線基板の配線層に設けられ、上
記各チップIPの内部スキャンチェーンに制御信号を供
給するための第1の専用配線と、上記各チップIPの上
記内部スキャンチェーンの信号を出力するための第2の
専用配線とをさらに備え、上記各チップIPの上記内部
スキャンチェーンへのスキャンイン端子は、上記第1の
専用配線に接続され、上記各チップIPの上記内部スキ
ャンチェーンのスキャンアウト端子は、上記第2の専用
配線に接続されていることにより、全体チェーンを構成
することなく、全体構造を簡素にすることができる、特
にIPOSデバイスに適した構造となる。
法は、バウンダリスキャンテスト機能とBIST(Buil
t In Self Test)機能とを有する論理回路を備えた半導
体デバイスのテスト方法において、上記論理回路のバウ
ンダリスキャンテスト機能にBILBO(Built-In Log
ic Block Observer )機能を組み込んでおいて、上記論
理回路に対してバウンダリスキャンテストとBIST
(Built In Self Test)とを行なう方法である。
外部端子の周辺部分のBILBOテストが可能になる。
法は、バウンダリスキャンテスト機能とBIST(Buil
t In Self Test)機能とを有する論理回路を備えた半導
体デバイスのテスト方法において、上記論理回路にBI
LBO(Built-In Logic Block Observer )機能を組み
込んでおいて、上記論理回路に対して、バウンダリスキ
ャンテスト用信号としてLFSR信号を与えかつバウン
ダリスキャンテストの結果を圧縮することにより、バウ
ンダリスキャンテストとBISTとを行なう方法であ
る。
ILBOテストが可能になる。
を有する半導体配線基板と、上記半導体配線基板上に貼
り合わせにより搭載された複数のチップIPと、上記各
チップIP内に設けられ複数のスキャンイン端子と同数
のスキャンアウト端子とを有するスキャンテスト用回路
と、上記半導体配線基板の配線層に設けられ、上記各チ
ップIPのスキャンテスト用回路に制御信号を供給する
ための上記スキャンイン端子と同数のテスト専用配線と
を備え、上記各チップIPの上記スキャンテスト用回路
の各スキャンイン端子は、上記各テスト専用配線にそれ
ぞれ接続されている。
キャンテストを各チップIP毎に行なうことが可能にな
り、スキャンテスト時間の短縮を図ることができる。
キャンイン端子への入力をスキャンテスト以外のモード
時には固定値とするためのゲートをさらに備えることに
より、テスト対象以外のチップIPの作動を阻止して、
消費電力の低減を図ることができる。
を有する半導体配線基板と、上記半導体配線基板上に貼
り合わせにより搭載された複数のチップIPと、上記各
チップIP内に設けられ複数のスキャンイン端子と同数
のスキャンアウト端子とを有するスキャンテスト用回路
と、上記半導体配線基板の配線層に設けられ、上記各チ
ップIPのスキャンテスト用回路に制御信号を供給する
ための上記スキャンアウト端子と同数のテスト専用配線
とを備え、上記各チップIPの上記スキャンテスト用回
路の各スキャンアウト端子は、上記各テスト専用配線に
それぞれ接続されている。
続され、スキャンテストモード時以外にはハイインピー
ダンスとなるゲートをさらに備えていることにより、テ
スト専用配線に各チップIPからのテスト出力が混在す
るのが防止される。
を有する半導体配線基板と、上記半導体配線基板上に貼
り合わせにより搭載された複数のチップIPと、上記各
チップIP内に設けられ複数のスキャンイン端子と同数
のスキャンアウト端子とを有するスキャンテスト用回路
と、上記半導体配線基板の配線層に設けられ、上記各チ
ップIPのスキャンテスト用回路にクロック信号を供給
するためのクロック専用配線とを備え、上記各チップI
Pの上記スキャンテスト用回路の各クロック端子は、上
記クロック専用配線に接続されている。
ク専用配線に接続することにより、各チップIP内の回
路を小さなクロックスキューで互いに同期させて作動さ
せることが可能になる。
体基板と該半導体基板上に形成された配線層とを有する
半導体配線基板と、上記半導体配線基板上に貼り合わせ
により搭載された複数のチップIPと、上記半導体配線
基板に設けられ、上記各チップIP内の回路のテストを
制御するためのテスト制御器とを備えている。
デバイス中の各チップIPに対して各種のテストを容易
に行なうことができる。
性領域とする半導体素子により構成されていてもよい
し、チップIPとして上記半導体配線基板上に設けられ
ていてもよい。
Pのうちいずれか1つのチップIP内の回路の単体テス
トをスキャン方式で行なう際に、上記1つのチップIP
に隣接する別のチップIP内の回路のバウンダリスキャ
ンテスト用回路が存在するときは、上記1つのチップI
P内の回路の内部スキャンチェーンからテストパターン
を供給するとともに、上記バウンダリスキャンテスト用
回路接続テスト動作を行なわせて、上記1つのチップI
P内の回路のテストと、上記1つのチップIPと上記別
のチップIPとの間の配線のテストとを同時に行なうこ
とにより、隣接するチップIPのバウンダリスキャンテ
スト用回路を利用して、当該チップIP内の内部回路の
良否と、当該チップIP−隣接するチップIP間を接続
する配線の接続状態の良否とを同時に判定することがで
きる。
ar Feedback Shift Resistor)機能とMISR(Multip
le Input Signature Resistor )機能とBIST機能と
を有しており、上記テスト制御器は、上記各チップIP
の回路のスキャンイン端子にLFSRからの信号を供給
し、上記各チップIPの回路のスキャンアウト端子から
の信号をMISRに取り込むことにより、各チップIP
のBISTに必要な諸機能を1つのチップIP内に共有
化して、集中的に制御することができる。すなわち、各
チップIPの回路の削減を図ることができる。
機能をさらに備え、上記テスト制御器は、上記複数のチ
ップIPのうちテストを行なうチップIP内の回路にの
み電源電圧を供給し、他のチップIPへの電源電圧の供
給を停止することにより、テスト時の消費電力の削減を
図り、ひいては、テスト時における各チップIP中の素
子の誤作動を防止することができる。
層を有する半導体配線基板に貼り合わせにより、複数の
チップIPを搭載するステップ(a)と、上記複数のチ
ップIPの良否判定のテストを行なうステップ(b)
と、上記複数のチップIPのうち上記ステップ(b)で
不良と判定されたチップIPを、同じ種類の別のチップ
IPと置き換えて良否判定を行なうステップ(c)とを
含み、上記ステップ(c)の処理を、当該チップIPが
良品と判定されるまで繰り返す方法である。
性を確保しつつ、実装の容易化を図ることができる。
造− そこで、本発明では、配線の断面積を大きく確保しつ
つ、多種,多機能のデバイスを内蔵した半導体装置を実
現するための1つの手段として、配線層を有する半導体
配線基板例えばシリコン配線基板(Super−Su
b)上に、各種デバイスを内蔵したチップIPを搭載す
る構成を採る。そして、各チップIP内に設けられる回
路(IC)は半導体装置の設計上IP(Intellectual Pr
operty)として扱うことができ、各種IPを半導体配線
基板上に貼り合わせたものと考えることができる。つま
り、半導体デバイス全体は、“IP On Super
−Sub”であるので、本明細書の実施形態において
は、シリコン配線基板とIP群とを備えた半導体デバイ
ス全体を“IPOSデバイス”と記載する。
ップIP)群を搭載するための配線基板となるシリコン
配線基板の平面図、シリコン配線基板上に搭載されるI
P群の例を示す平面図、及びシリコン配線基板の断面図
である。図1(a),(b)に示すように、シリコン配
線基板10上には各種IPを搭載するための複数の領域
が設けられており、、各領域には、例えば、DC/AC
−IP,Analog−IP,Logic −IP,CPU−IP,
DSP−IP,Flash メモリ−IP,SRAM−IP,
DRAM−IP,I/O−IPなどの各種IP群がチッ
プIPとして搭載可能となっている。図1(c)に示す
ように、シリコン配線基板10は、シリコン基板11
と、シリコン基板10上に絶縁膜(図示せず)を挟んで
設けられたグランドプレーン12と、グランドプレーン
12の上に層間絶縁膜を挟んで設けられた第1配線層1
3と、第1配線層13の上に層間絶縁膜を挟んで設けら
れた第2配線層14と、第2配線層14の上にパッシベ
ーション膜を挟んで設けられたパッド15とを備えてい
る。パッド15,各配線層13,14及びグランドプレ
ーン12間は、それぞれコンタクト(図示せず)を介し
て所望の部位で互いに接続されている。そして、各IP
は、パッド15上に貼り付けられて、各IPが配線層1
3,14により互いにあるいはグランドプレーン12に
電気的に接続される構造となっている。
4の寸法の制約は緩やかであり、数μm幅の配線をも設
けることができるので、以下のような効果がある。経験
的に、今までの半導体集積回路装置の微細化が進展した
過程において、もっとも配線としての特性が良好であっ
た世代の寸法を有する配線を設けることが可能となる。
また、配線の電気インピーダンスを低減することができ
る。
は多くの機能を有しているが、これに対しては2つの考
え方がある。1つは、できるだけ多くの機能を使用する
という考え方であり、もう1つは、使用する機能を制限
するという考え方である。つまり、ユーザの多様な要求
に応えるためには、多種の使用方法に対応できる構成を
有していることが好ましいが、反面、実際の使用に際し
てはいずれかの機能に限定する必要がある。つまり、こ
の2つの相反する要求を満足させることにより、ユーザ
の多様な要求に応えつつ、大量少品種に適したIPOS
デバイスを構築することができるのである。そこで、多
種の機能を予め有しているIPOSデバイス内の機能を
選択,制限,設定するための手段が必要となる。つま
り、シリコン配線基板上のチップIPの機能の評価方
法,機能の選択方法,チップ上でのコンフィギュレーシ
ョンなどである。本発明では、このような諸手段に関す
る各実施形態について説明する。
シリコン配線基板上の回路構成を示すブロック回路図で
ある。シリコン配線基板20には、チップIPのパッド
と拡散接合などによって接続されるパッド25と、相異
なるIPの各パッド25同士の間(2つのチップIP2
1,22間)を接続するための配線24が形成されてい
る。そして、本実施形態の特徴は、各配線24のうちチ
ップIPが搭載される領域(図中の破線で囲まれる領
域)の端部付近の下方にそれぞれフリップフロップ23
が設けられている点である。つまり、各配線24ごと
に、その両端に近い部位に各々2つずつのフリップフロ
ップ23が設けられている。このフリップフロップ23
の位置は、チップIP23にオーバーラップしていても
よいし、オーバーラップしていなくてもよい。そして、
各フリップフロップ23を順次接続するスキャンチェー
ン30が形成されている。このスキャンチェーン30を
用いて、バウンダリスキャンテストを行なうことができ
る。バウンダリスキャンテストにもいろいろな種類があ
るが、例えば、テストパターンである信号(例えば、
“100111101…”という信号を、例えばチップ
IP21を搭載する領域の近くに設けられた各フリップ
フロップ23からパッド25を介して各配線に送り、配
線24を経て次段のチップIP22の近くに設けられた
フリップフロップ23からテスト信号を取り出して入力
したテストパターンとの比較によって、配線24の断線
やショートなどを検出することができる。
をシリコン配線基板中のシリコン基板上に設けた場合
と、シリコン配線基板の上方に設けた場合との構成の例
を示す断面図及びブロック回路図である。
0aの上に絶縁層を挟んで複数の配線層が設けられた多
層の配線層20bが設けられている。そして、フリップ
フロップ23は、シリコン基板20aをソース・ドレイ
ン領域として利用する複数のMOSトランジスタによっ
て構成されている。MOSトランジスタの組み合わせや
MOSトランジスタ間の接続関係は周知の構造を用いれ
ばよいので、ここでは図示を省略する。そして、各フリ
ップフロップ23同士は、シリコン基板20a上の配線
層のうちいずれかの配線層中に設けられた配線によって
接続されている。また、パッド25間を接続する配線2
4は、例えば最上の配線層に設けられていて、パッド2
5と、破線で示すチップIP21,22の外部接続端子
パッドとが互いに金属同士の拡散接合などを利用して互
いに接続されている。
配線基板の上にTFT(Thin FilmTransistor)によっ
て構成されたフリップフロップ23が配置され、フリッ
プフロップ23は配線24にパッド26を介して接続さ
れている。そして、シリコン配線基板上の配線によっ
て、各フリップフロップ23及びパッド26が接続され
てスキャンチェーン30が構成されている。
0が形成され、まだ、チップIPが搭載されていない時
点で、チップIPがなくても半導体配線基板中の配線の
良否を確認することが可能になる。すなわち、従来のバ
ウンダリスキャンテストでは、信号を受ける素子が論理
回路内に配置されているが、そのままではチップIPを
搭載してからバウンダリスキャンテストを行なうことに
なる。しかし、IPOSデバイスのようにシリコン配線
基板(Super-Sub )上に、各種のチップIPを需用者の
要求に応じて搭載するものでは、シリコン配線基板自体
の構造はできるだけ共通化を図り、注文に応じて搭載す
るチップIPの種類を選択するなどの柔軟性が望まれ
る。したがって、本実施形態により、シリコン配線基板
を形成した時点で、チップIPをシリコン配線基板上に
搭載することなく、シリコン配線基板中の配線層の配線
の良否をチェックすることが可能になり、すでに品質が
保証されているシリコン配線基板だけを多量に準備して
おくことが可能になる。
IPOSデバイスの構造を概略的に示す平面図である。
同図に示すように、本実施形態のIPOSデバイスは、
シリコン配線基板20上において、IPを搭載しようと
する領域RIPを除く領域にテストパッド31が格子状に
配置されている。
プIPを搭載した後は、このテストパッド31のうち任
意のものを用いて、各チップIPのスキャンテストやB
ISTなどを行なうことが可能になっている。すなわ
ち、本実施形態により、チップ搭載領域RIPにどのよう
な種類のチップIPが搭載されても、その種類に応じた
テスト方法を適宜選択して行なうことが可能になる。そ
の場合、各テストパッド毎に用いるテスト用回路の種類
を代えておくことも可能である。
構造を概略的に示す平面図である。同図に示すように、
各テストパッド31を外部端子33に接続するためのテ
スト配線32を縦横に設けることにより、多数のテスト
パッド31の利用を確保することができる。
の変形例におけるIPOSデバイスの平面図及び断面図
である。この変形例においては、シリコン配線基板20
の全面にテストパッド36が格子状に設けられている。
そして、互いに平行に延びる多数のテスト配線34と、
このテスト配線34に交差するように延びる複数のテス
ト配線35とが設けられている。また、各テスト配線3
4,35と、テストパッド36とは、ある交差部におい
ては、絶縁破壊によって形成されたプラグ37a,37
bにより互いに接続されている。なお、図6(b)に示
す部位以外に、配線34,35間のみにプラグが形成さ
れている部位、テストパッド36と配線34との間だけ
がプラグ37aにより接続されている部位、テストパッ
ド36と配線35との間だけがプラグ37bにより接続
されている部位、全くプラグが形成されていない部位な
どがある。これにより、チップIPの種類などに応じ
て、自由に配線経路を構成することができる。
らプラグ37a,37b,37cの位置にヒューズ線か
らなるプラグを設けておいて、プラグを通電により切断
するか、そのまま残しておくことにより、テスト配線の
構造を所望の構造にすることができる。
おけるIPOSデバイスの平面図である。本実施形態に
おいては、シリコン配線基板20の上に、多数のチップ
IP43と、多数のテストパッド41とが配置されてい
るが、本実施形態においては、テスト時のみ使用する電
源パッド42が設けられている。
加用の電源パッド42を設けることにより、以下のよう
な効果を発揮することができる。すなわち、一般に、チ
ップIPは、実使用時にはすべてのチップIP43が同
時に動作すると消費電力が大きくなることを考慮して、
ある時刻には一部のチップIPのみが動作するような低
消費電力のための設計が可能である。このように、実使
用の動作時には消費電力が小さくなるように設定されて
いる状態であるのが一般的である。ところが、テスト時
には消費電力を考慮しないのでIPOSデバイス上のす
べてのチップIP43が一気に動作することがある。し
たがって、実使用時の消費電力に合わせてIPOSデバ
イス全体が設計されているので、IPOSデバイス内の
すべてのチップIPをテスト動作させると、電力が不足
して誤動作を起こすおそれがある。そこで、本実施形態
では、テスト時のみ使用する電源パッド42を設け、テ
スト時のみ追加の電源を供給することで、電力不足を解
消することができる。
ンテストに関する第4の実施形態について説明する。ア
イソレーションテストとは、形態的には、テスト用のセ
レクタと配線とを設けるテストのことを言う。チップI
Pが単独である場合には、その外部接続端子から内部の
回路にフルアクセスできたのに、IPOSデバイス内に
各チップIPが閉じこめられた状態になるとチップIP
内の回路にアクセスすることが困難になる。そこで、シ
ステムLSIなどの大規模集積回路装置においては、各
回路の間の信号線にセレクタを介在させて、このセレク
タの1つの入力部と外部接続端子とを接続する配線を設
けておいて、前段の回路からの出力信号と外部接続端子
からの信号とを切り換えて回路に入力させることで、各
回路の単体テストができるようにしている。
平面図である。同図に示すように、本実施形態において
は、チップIP−A,チップIP−B,チップIP−
C,チップIP−D,…における単体テストを行なうた
めに、各チップIP同士の間の信号線にセレクタ46を
介在させて、各テストパッド45とセレクタ46の入力
部とを接続する信号線を設けている。また、セレクタ4
6の入力切り換え用制御部とテストパッド45とを接続
する信号線と、各チップIPからの出力信号線とテスト
パッド46とを接続する信号線とが設けられている。つ
まり、テストパッド45は、テスト信号(テストパター
ン)の入力用,テスト信号の取り出し用及びテスト制御
用に用いられている。
デバイスの外部に取り出したのと同様に、各種のテスト
を行なうことができる。例えば、各セレクタからあるチ
ップIP内の回路にテストパターンを入力させて、スキ
ャンテストを行なうことも可能である。
Pを重ねて用いる場合におけるテストパッドの接続方法
に関する第5の実施形態について説明する。図9
(a),(b)は、それぞれ本実施形態のチップIP単
体,IPOSデバイスの断面図である。
ップIPの上面には第1のテストパッド51が設けら
れ、下面には第2のテストパッド52が設けられてい
る。図9(a)には、2つの第2のテストパッド51と
1つの第2のテストパッドしか図示していないが、実際
には別の断面にもテストパッドが存在しており、各々多
数の第1のテストパッド51と第2のテストパッド52
とが設けられている。そして、第1のテストパッド51
には、第2のテストパッド52と配線53を介して接続
されているものと、シリコン配線基板上のパッドに接続
されているものなどがある。
IP−A,チップIP−B,チップIP−C及びチップ
IP−Dを積み重ねてシリコン配線基板50の上に設置
する。このとき、最下段のチップIP−Aの第2のテス
トパッドは、プラグ56を介してシリコン配線基板50
中の配線層55に接続されている。
体の各種テストに関する第6の実施形態について説明す
る。IPOSデバイスに各チップIPを組み込んで実装
した後に、各チップIP毎の単体テストを行なう場合、
チップIPのバウンダリスキャンテスト用回路を利用し
て内部回路の内部テストを行なうことも考えられる。し
かし、従来のバウンダリスキャンテスト用回路(例えば
図25参照)を利用して、バウンダリスキャンテスト用
のテストパターンと内部テストのテストパターンとの双
方をスキャンさせると、膨大なテスト時間がかかってし
まう。そこで、本実施形態では、内部テストとバウンダ
リスキャンテストとを効率よく行なうための対策につい
て説明する。
デバイスの部分的な構成を示すブロック回路図である。
同図に示すように、本実施形態のIPOSデバイスにお
いては、シリコン配線基板上に、スキャンイン信号(テ
ストパターン)を伝達するための第1のテスト専用配線
60と、スキャンイネーブル信号を伝達するための第2
のテスト専用配線61と、内部テストの結果を出力する
ための第3のテスト専用配線64とが、バウンダリスキ
ャンテスト用回路67を構成する配線とは別に設けられ
ている。そして、チップIPには、第1のテスト専用配
線60からの入力を受けるスキャンイン端子62と、第
2のテスト専用配線61からの入力を受けるスキャン制
御入力端子63と、第3のテスト専用配線64にスキャ
ンアウト信号を出力するための信号出力端子65と、バ
ウンダリスキャンテスト用信号を当該チップIPに入力
させるための入力端子(TDI)66との間をフリップ
フロップ71を介して接続するスキャンチェーン72が
形成されている。このスキャンチェーンにより、チップ
IP内の内部回路(検査対象−DUT)のスキャンテス
トを行なうように構成されている。そして、バウンダリ
スキャンテスト用回路67には、バウンダリスキャンテ
スト用信号を当該チップIPから外部に出力させるため
の出力端子(TDO)68と、バウンダリスキャンテス
ト用回路67内に設けられたBSR69(キャンレジス
タ)とが設けられている。
は、例えば、図23(a)又は(b)に示すようなレジ
スタ機能を有するフリップフロップとセレクタとを組み
合わせた回路を意味し、バウンダリスキャンテスト用回
路のうち配線テスト行なっている配線からの信号を受け
る部位には、図23(a)に示す構造が、配線にテスト
パターンを出力する部位には、図23(b)に示す構造
が用いられる。ただし、この例以外の多くの種類のBS
Rがあり、いずれを用いてもよいものとする。
おいて、各チップIPのバウンダリスキャンテスト用回
路のフリップフロップやBSRと、隣接するチップIP
のバウンダリスキャンテスト用回路のフリップフロップ
やBSRとは、それぞれ外部接続端子を介して互いに接
続されているが、特別な場合を除き、外部接続端子の図
示は省略されている。
ト専用配線に接続されるスキャンインとスキャンアウト
とを設けると、バウンダリスキャンテスト用回路67の
一部を利用しながら、バウンダリスキャンテストの動作
とは無関係にスキャンインを行なうことができ、テスト
時間を短縮することができる。
板の上に、内部テストのための専用配線60,61,6
4を設けることにより、可能となった。すなわち、従来
の半導体集積回路装置においては、配線のレイアウト上
の制約があまりにも大きいことから、テスト専用配線を
設けることは考えられない。一方、プリント配線基板上
に半導体チップを搭載したものでは、各半導体チップ毎
に外部端子が露出しているので、テスターなどを用いて
容易に内部テストができるため、このようなことを考慮
する必要もない。
R69は内部テストモードのときにも信号を出力するよ
うに構成されている。本実施例では、第1の実施例の効
果に加えて、スキャンアウト端子65が不要になるとい
う利点がある。なお、BSR69から出力するスキャン
アウト信号に関してはレジスタに入ってもよい。
おけるIPOSデバイスの部分的な構成を示すブロック
回路図である。同図に示すように、本実施例において
は、上記第2の実施例における第1,第2のテスト専用
配線60,61は設けずに、第3のテスト専用配線64
のみが設けられている。そして、内部テスト用信号,ス
キャンイネーブル信号は、それぞれバウンダリスキャン
テスト用回路67中のBSR69a,69bから入力さ
れる。
て、シリコン配線基板上のテスト専用配線を少なくする
ことができるという効果が得られる。ただし、テスト時
間は長くなるという不利益な点もある。
分的な構成を示すブロック回路図である。同図に示すよ
うに、チップIP−A,チップIP−B,チップIP−
C,…間に亘るバウンダリスキャンテスト用回路(スキ
ャンチェーン)67が設けられている。そして、各チッ
プIP内には、バウンダリスキャンテスト用回路67に
配置されるBSR69と、チップIP内へのバウンダリ
スキャンテスト信号を入力するための規格入力端子TD
Iと、チップIP外へのバウンダリスキャンテスト信号
を出力するための規格出力端子TDOとが設けられてい
る。ここで、本実施形態の特徴は、内部テスト信号用の
テストパターンを入力するためのスキャンイン端子TD
I1と、内部テスト信号の結果を出力するためのスキャ
ンアウトTDO1とがそれぞれ設けられており、さら
に、規格入力端子TDIとスキャンイン端子TDI1と
の信号のバウンダリスキャンテスト用回路(チップ内チ
ェーン)67への入力を交替的に切り換えるためのセレ
クタ75が設けられている点である。そして、スキャン
イン端子TDI1とスキャンアウト端子TDO1とは、
それぞれシリコン配線基板上の第1,第2のテスト専用
配線76,77に接続されている。なお、セレクタ75
の制御信号(スキャンイネーブル)は、テスト専用配線
を介して入力されてもよいし、BSR69の1つを介し
て入力されてもよいものとする。つまり、チップIPの
内部回路(DUT)のスキャンテストをバウンダリスキ
ャンテスト用回路67を利用して行なうように構成され
ている。
テスト用回路67のチップ内チェーンの外側に、バウン
ダリスキャンテスト用回路67から分岐する配線を設
け、内部回路のスキャンテスト用テストパターンの入
力,スキャンテスト結果の出力をこの分岐配線を介して
テスト専用配線を利用して行なうようにしている。した
がって、上述の第1の実施例と同様に、第1,第2のテ
スト専用配線76,77を利用して、内部テスト信号の
ためのテストパターンを効率よく入力させながら、バウ
ンダリスキャンテスト用回路67を内部テストのために
利用することができる。
分的な構成を示すブロック回路図である。同図に示すよ
うに、チップIP−A,チップIP−B,チップIP−
C,…間に亘るバウンダリスキャンテスト用回路(スキ
ャンチェーン)67が設けられていない。そして、チッ
プIP−A,チップIP−B,チップIP−C,…内
に、個別に形成されたバウンダリスキャンテスト用回路
80と、バウンダリスキャンテスト用回路80に配置さ
れるBSR69と、チップIP内へのバウンダリスキャ
ンテスト信号を入力するための規格入力端子TDIと、
チップIP外へのバウンダリスキャンテスト信号を出力
するための規格出力端子TDOと、内部テスト信号用の
テストパターンを入力するためのスキャンイン端子TD
I1と、内部テスト信号の結果を出力するためのスキャ
ンアウトTDO1と、規格入力端子TDIとスキャンイ
ン端子TDI1との信号のバウンダリスキャンテスト用
回路(チップ内チェーン)80への入力を交替的に切り
換えるためのセレクタ75が設けられている。そして、
スキャンイン端子TDI1とスキャンアウト端子TDO
1とは、それぞれ第1,第2のテスト専用配線76,7
7に接続され、規格入力端子TDIと規格出力端子TD
Oとは、それぞれ第3,第4のテスト専用配線78,7
9に接続されている。そして、各チップIPから延びる
第1〜第4のテスト専用配線76〜79は、第1〜第4
の共通テスト専用配線76x〜79xに接続されてい
る。本実施例においても、チップIPの内部回路(DU
T)のスキャンテストをバウンダリスキャンテスト用回
路80を利用して行なうように構成されている。
の制御信号(スキャンイネーブル)は、テスト専用配線
を介して入力されてもよいし、BSR69の1つを介し
て入力されてもよいものとする。
スト用回路が各チップIP間に亘って直列に形成される
のではなく、第3,第4のテスト専用配線78x,79
xを利用して、各チップIPごとに並列にバウンダリス
キャンテスト用回路80が形成されるので、上記第4の
実施例の効果に加えて、バウンダリスキャンテスト用の
テストパターンを入力するための時間が大幅に短縮され
る。したがって、テスト時間の短縮効果を顕著に発揮す
ることができる。
テストに関する第7の実施形態について説明する。従来
の論理回路のテスト方法として、BISTがあることは
すでに説明したとおりである(図24参照)。ここで、
従来のBISTにおいては、検査対象(DUT)が組み
合わせ回路である必要があるために、論理回路の外部接
続端子と検査対象との間に未テストの領域が存在すると
いう不具合があった。そこで、本実施形態においては、
このような不具合を解消するための対策について説明す
る。以下、本実施形態の各実施例について、本実施形態
をIPOSデバイスに適用した場合を例にとって説明す
るが、本実施形態は、斯かる実施例に限定されるもので
はなく、IPOSデバイス以外のシステム,例えばプリ
ント配線基板上に半導体チップを搭載したものや3次元
デバイスなどにも適用することができる。
デバイスの部分的な構成を示すブロック回路図である。
同図に示すように、チップIP−A,チップIP−B,
チップIP−C,…間に亘って形成されるバウンダリス
キャンテスト用回路と、各チップIP内に形成されるB
IST用回路81とが設けられている。バウンダリスキ
ャンテスト用回路81にはBSR69が配置され、BI
ST用回路81にはフリップフロップ82が配置されて
いる。ここで、本実施例においては、バウンダリスキャ
ンテスト用回路67とBIST用回路81とには、BI
LBO機能が設けられている。BILBO(Built-In L
ogic Block Observer )とは、BISTで必要な機能と
スキャン動作機能とを組み込んだものである。つまり、
BISTの疑似ランダムテストパターンを生成するLF
SR(Linear Feedback Shift Resistor)機能と、テス
ト結果を圧縮する機能と、スキャン動作機能とを有する
回路のことをいう。また、各チップIP内には、チップ
IP内へのバウンダリスキャンテスト信号を入力するた
めの規格入力端子TDIと、チップIP外へのバウンダ
リスキャンテスト信号を出力するための規格出力端子T
DOと、スキャンイン端子62と、スキャンアウト端子
65とが設けられている。
スト用回路67及びBIST用回路81を利用して、B
ISTとバウンダリスキャンテストとを行なうことがで
きる。したがって、従来、BIST用回路81だけで
は、組み合わせ回路のテストしかできなかったのに対
し、本実施例により、組み合わせ回路と外部端子との間
に存在する周辺領域のBISTを行なうことができるよ
うになった。よって、より高い信頼性を確保するための
テストを効率よく行なうことができる。
デバイスの部分的な構成を示すブロック回路図である。
同図に示すように、チップIP−A,チップIP−B,
チップIP−C,…間に亘って形成されるバウンダリス
キャンテスト用回路67と、各チップIP内に形成され
るBIST用回路81とが設けられている。そして、バ
ウンダリスキャンテスト用回路67にはBSR69が配
置され、BIST用回路81にはフリップフロップ90
が配置されている。また、各チップIP内には、チップ
IP内へのバウンダリスキャンテスト信号を入力するた
めの規格入力端子TDIと、チップIP外へのバウンダ
リスキャンテスト信号を出力するための規格出力端子T
DOとが設けられている。ここで、本実施例の特徴は、
BISTの疑似ランダムテストパターンを生成するLF
SR(Linear Feedback Shift Resistor)回路92と、
BISTの結果を圧縮するための圧縮器93とが設けら
れており、さらに、規格入力端子TDIとLFSR回路
92の出力とのバウンダリスキャンテスト用回路67へ
の入力を交替的に切り換えるためのセレクタ95が設け
られている点である。なお、セレクタ95の制御信号
(スキャンイネーブル)は、テスト専用配線を介して入
力されてもよいし、フリップフロップ90の1つを介し
て入力されてもよいものとする。
テスト用回路67及びBIST用回路81とを利用し
て、BISTとバウンダリスキャンテストとを行なうこ
とができる。したがって、従来、BIST用回路81だ
けでは、組み合わせ回路のテストしかできなかったのに
対し、本実施例では、組み合わせ回路と外部端子との間
に存在する周辺領域のBISTを行なうことができるよ
うになった。よって、より高い信頼性を確保するための
テストを効率よく行なうことができる。
ウンダリスキャンテストとを、BIST用回路とバウン
ダリスキャンテスト用回路とを利用して行なう方法は、
IPOSデバイスに限定されるものではないが、本実施
形態をIPOSデバイスに適用することにより、以下の
ような特有の効果をも発揮することができる。
トを容易にできる技術である。そして、図16に示すよ
うに、IPOSデバイス内に、チップIP−A,チップ
IP−B,チップIP−C,チップIP−D,…が存在
する場合、シリコン配線基板上に設けた制御回路から、
各チップIP毎にテスト開始命令Sstを出力した後しば
らく待機すると、各チップIPからテスト結果の合否が
テスト終了信号Senとして制御回路に戻ってくるので、
各チップIPごとの単体テストが非常に容易に行なわれ
る。つまり、スキャンテストのように、テストパターン
の入力とテストパターンとテスト結果信号との比較を行
なう必要がないので、非常に単体テストが容易になるの
である。
のテストをスキャンテスト方式で行なうための対策に関
する第8の実施形態について説明する。
けるIPOSデバイスの部分的な構成を示す平面図及び
チップIP内の回路の特徴部分を示す部分回路図であ
る。図17(a)に示すように、本実施形態のIPOS
デバイスにおいては、シリコン配線基板上に、各チップ
IP間領域及び各チップIPの存在領域を通過する連続
的に延びる第1,第2のテスト専用配線101,102
が設けられている。ここで、第1のテスト専用配線10
1は、各チップIP(チップIP−A,チップIP−
B,…)にスキャンテスト用テストパターンを供給する
ための信号線であり、第2のテスト専用配線102は、
各チップIPからのスキャンテスト結果信号を取り出す
ための信号線である。そして、各チップIPには、第1
のテスト専用配線101に接続されるスキャンイン端子
103と、第2のテスト専用配線102に接続されるス
キャンアウト端子104と、共通のクロック配線からク
ロック信号を受けるクロック端子105とがそれぞれ設
けられている。
プIP内には、テストモード信号を受けるテストモード
入力端子106と、テストモード入力端子106とスキ
ャンイン端子103とからの信号のAND演算を行なう
ANDゲート107とが設けられている。すなわち、A
NDゲート107により、スキャンテストを行なうモー
ドのときには、スキャンイン端子からテストパターン中
のデータをチップIP内に入力させ、それ以外のモード
のときは、固定値(例えば0)を出力するように構成さ
れている。
子104の前段側には、スリーステートバッファ108
(ゲート)が設けられており、このスリーステートバッ
ファ108は、テストモード端子106からのテストモ
ード信号を制御信号として受け、スキャンテストを行な
うモードのときにスキャンテスト結果信号をスキャンア
ウト端子104に出力し、それ以外のモードのときには
ハイインピーダンス状態となるように構成されている。
により、スキャンテストを行なうモードのときには、ス
キャンイン端子からテストパターン中のデータをチップ
IP内に入力させるようにしているので、スキャンイン
信号を各チップIPに供給するための配線を共有化する
ことが可能となり、テスト専用配線の数を低減すること
ができる。一方、このようにスキャンイン信号の供給用
の配線を各チップIP間で共有化すると、スキャンテス
トを行なわないチップIPまで動作することで、IPO
Sデバイス全体の消費電力が大きくなるおそれがある
が、本実施形態においては、ANDゲート107によ
り、スキャンテストを行なうモード以外のモードのとき
は、固定値を出力するようにしているので、スキャンテ
ストを行なわないチップIPの動作を停止させることが
可能になり、消費電力の低減を図ることができる。
の種類のゲートデバイスでもよい)により、スキャンテ
ストを行なうモードのときにスキャンテスト結果信号を
スキャンアウト端子104に出力するようにしているの
で、スキャンアウト信号を各チップIPから取り出すた
めの配線を共有化することが可能となり、テスト専用配
線の数を低減することができる。一方、このようにスキ
ャンアウト信号取り出し用の配線を各チップIP間で共
有化すると、複数のチップIPからの出力同士が衝突し
てしまうおそれがあるが、本実施形態においては、スリ
ステートバッファ108により、スキャンテストを行な
うモード以外のモードのときには、チップIPのスキャ
ンアウト端子104からの出力がハイインピーダンス状
態となるように構成されているので、第1のテスト専用
配線102における各チップIPからの出力信号の混在
を確実に防止することができる。
配線に接続することにより、各チップIP内の回路を、
小さなクロックスキューで互いに同期させて作動させる
ことが可能になる。
ストに関する第9の実施形態について説明する。図18
は、本実施形態におけるIPOSデバイスの基本的な構
成を概略的に示すブロック図である。同図に示すよう
に、本実施形態のIPOSデバイスは、チップIPとし
て設けられたテスト制御器を備えている。そして、テス
ト制御器は、シリコン配線基板上のチップIP−A,チ
ップIP−B,…にテストの開始を指令し、各チップI
Pでのテストが終了すると、テスト結果を受け取って、
どのチップIPが不良であるかを告知する。以下、本実
施形態に関する各実施例について説明する。
Pの構成を示すブロック回路図である。
は、テスト制御器からのスキャンテストモード信号Stm
を受けるための制御信号入力端子110と、スキャンイ
ネーブル信号Sseを受けるイネーブル入力端子111
と、スキャンイン信号Sinを受けるスキャンイン端子1
12と、スキャンテストの結果を出力するためのスキャ
ンアウト端子113とを備えている。また、チップIP
内へのバウンダリスキャンテスト信号を入力するための
規格入力端子TDIと、チップIP外へのバウンダリス
キャンテスト信号を出力するための規格出力端子TDO
と、内部テスト信号用のテストパターンを入力するため
のスキャンイン端子TDI1と、内部テスト信号の結果
を出力するためのスキャンアウトTDO1とがそれぞれ
設けられている。そして、スキャンテストモード信号S
tmと、スキャンイネーブル信号SseとのAND演算結果
を出力するAND回路114と、テストモード信号Stm
と、スキャンイン信号SinとのAND演算結果を出力す
るAND回路115とが設けられている。
ャンテスト用のスキャンチェーン120に配置された各
フリップフロップ116に順次伝達される一方、AND
演算器114の出力は、スキャンチェーン120内の各
フリップフロップ116に一斉に伝達される。つまり、
各チップIPの内部回路(DUT)の単体テストをスキ
ャンで行なう場合、スキャンテストを行なう1つ又は複
数のチップIPに対して、スキャンテストモード信号S
tmを与える。各チップIPにおいては、スキャンイネー
ブル状態でスキャンモードテスト信号Stmを受けたとき
には、直ちにスキャンイン信号Sin(テストパターン)
を取り込んで、スキャン動作を行なう。
様に、規格入力端子TDIとスキャンイン端子TDI1
との信号のバウンダリスキャンテスト用回路121への
入力を交替的に切り換えて、いずれか一方を各BSR1
19が配置されたバウンダリスキャンテスト用回路12
1に出力するためのセレクタ118が設けられている。
そして、このセレクタ118は、上記スキャンテストモ
ード信号Stmを切り換え制御用信号として受けている。
つまり、本実施例においては、内部スキャンと同時にテ
ストしうるものであるEnhanced-BSTを用いたスキャンテ
ストを行なうように構成されているので、スキャンテス
トモード信号Stmだけで、スキャンテストとバウンダリ
スキャンテストとを同時に行うように設計されている。
デバイスの構成を概略的に示すブロック回路図である。
本実施例においては、チップIP−Aには、スキャンイ
ン端子112とスキャンアウト端子113との間を多数
のフリップフロップ116を介して接続するスキャンチ
ェーン120が設けられている。ただし、チップIP−
Aには、バウンダリスキャンテスト用回路があってもよ
いし、バウンダリスキャンテスト用回路がなくてもよ
い。そして、隣接するチップIP−Bには、規格入力端
子TDIと規格出力端子TDOとの間を多数のフリップ
フロップ124を介して接続するバウンダリスキャンテ
スト用回路121が設けられている。
−Bにバウンダリスキャンテスト用回路121が存在し
ている場合には、チップIP−Aのスキャンテストを行
なうモードのときに、チップIP−Bのバウンダリスキ
ャンテスト用回路121のフリップフロップをバウンダ
リスキャンテストを行なうモードにさせる。そして、チ
ップIP−Aのスキャンチェーン120に入力したテス
トパターンと、チップIP−Bのバウンダリスキャンテ
スト用回路121からのテスト結果のデータとを用い
て、チップIP−Aの内部回路(DUT)のテストと各
チップIP間の接続関係のテストとを同時に行なう。こ
の場合、もし、テスト結果がNGであった場合には、さ
らにチップ単体のテストを行なって配線の接続状態に不
良があるのかチップIPの内部回路に不良があるのかを
判定してもよい。
ストにより、チップIPの内部回路のスキャンテスト
と、チップIP間の配線の接続状態の良否のテストとを
同時に行なうことができる利点がある。
デバイスの全体構成を概略的に示すブロック回路図であ
る。同図に示すように、本実施例のIPOSデバイスに
おいて、シリコン配線基板の上には、テスト制御器12
5と、LFSR回路126と並列タイプのシグネチャ解
析器であるMISR(Multiple Input Signature Resis
tor )回路127とを備えてチップIP−Xが配置され
ている。そして、シリコン配線基板上に配置されたチッ
プIP−A,IP−B,IP−C,IP−D,…のスキ
ャンイン端子112とスキャンアウト端子113とは、
チップIP−X内の各回路125,126,127に対
して並列に接続されている。つまり、各チップIPのス
キャンチェーン120は、チップIP−X内の各回路1
25,126,127に並列に接続されている。ただ
し、各チップIPのスキャンチェーン120は、チップ
IP−X内の各回路125,126,127に直列に接
続されていてもよい。
は、チップIP−XのLFSR回路126から各チップ
IPのスキャンイン端子112にテストパターン信号を
供給し、各チップIPのスキャンアウト端子113から
のテスト結果のデータをMISR回路127に取り込む
ように構成されている。
Tに必要な諸機能を1つのチップIP内に共有化して、
集中的に制御することで、各チップIPの回路の削減を
図ることができる。
IP−Xに電源管理機能をもたせておいて、1つのチッ
プIPで各種テストを行なう際には、テストを行なうチ
ップIPのみに電源を供給し、テストを行なわないチッ
プIPには電源を供給しないように制御することが好ま
しい。このような制御により、テスト時における消費電
力の不足状態を回避することができ、回路の誤動作など
の不具合を防止することができる。
イスの実装方法に関する第10の実施形態について説明
する。図22(a),(b)は、本実施形態におけるI
POSデバイスの実装工程の一部を示す平面図である。
おいては、チップIP−A,チップIP−B,チップI
P−C,チップIP−Dごとにスキャンチェーンを構成
しておく。そして、各チップIP毎にスキャンテストを
行なった結果、チップIP−A,チップIP−C,チッ
プIP−Dは良品(GO)で、チップIP−Bは不良品
(NG)であったとする。
に、チップIP−Bに代えて同種で別のチップIP−
B’をIPOSデバイスのシリコン配線基板上に搭載
し、チップIP−B’のスキャンテストを行ない、チッ
プIP−B’が良品(GO)と判定されるまで、チップ
IPの置き換えとスキャンテストとを行なう。
おいては、実装後には各IP毎の置き換えが困難であっ
たのに対し、本実施形態によると、シリコン配線基板上
にチップIPを搭載した状態で、各チップIPのスキャ
ンテストなどのテストを行なった結果、一部のチップI
Pのい不良があったときには、当該チップIPwp良品
のチップIPに置き換えることが容易となる。したがっ
て、IPOSデバイスの信頼性を確保しつつ、実装の容
易化を図ることができる。
施しうる半導体デバイス、そのテスト方法及びその実装
方法が得られる。
ための配線基板となるシリコン配線基板の平面図、シリ
コン配線基板上に搭載されるIP群の例を示す平面図、
及びシリコン配線基板の断面図である。
成を示すブロック回路図である。
ン配線基板中のシリコン基板上に設けた場合と、シリコ
ン配線基板の上方に設けた場合との構成の例を示す断面
図及びブロック回路図である。
略的に示す平面図である。
略的に示す平面図である。
おけるIPOSデバイスの平面図及び断面図である。
面図である。
ある。
チップIP単体,IPOSデバイスの断面図である。
OSデバイスの部分的な構成を示すブロック回路図であ
る。
OSデバイスの部分的な構成を示すブロック回路図であ
る。
OSデバイスの部分的な構成を示すブロック回路図であ
る。
OSデバイスの部分的な構成を示すブロック回路図であ
る。
OSデバイスの部分的な構成を示すブロック回路図であ
る。
OSデバイスの部分的な構成を示すブロック回路図であ
る。
OSデバイス内におけるテスト豊富尾を概略的に示すブ
ロック回路図である。
IPOSデバイスの部分的な構成を示す平面図及びチッ
プIP内の回路の特徴部分を示す部分回路図である。
基本的な構成を概略的に示すブロック図である。
プIPの構成を示すブロック回路図である。
OSデバイスの構成を概略的に示すブロック回路図であ
る。
OSデバイスの全体構成を概略的に示すブロック回路図
である。
IPOSデバイスの実装工程の一部を示す平面図であ
る。
の例を示すブロック回路図である。
st)方式を説明するためのブロック回路図である。
概略的に示すブロック回路図である。
ンチェーンの構成例を示すブロック回路図である。
路のスキャンテスト用のスキャンチェーンなどに配置さ
れるフリップフロップの構成例を示す図である。
Claims (30)
- 【請求項1】 半導体基板と該半導体基板上に形成され
た複数の配線とを有し、上記複数の配線に接続される複
数のチップIPを搭載するための半導体配線基板と、 上記配線の上に設けられた絶縁層と、 上記半導体配線基板の上記絶縁層上に設けられた複数の
半導体素子からなり、上記複数の配線に個別に接続され
るバウンダリスキャンテスト用回路とを備えている半導
体配線基板。 - 【請求項2】 請求項2記載の半導体配線基板におい
て、 上記バウンダリスキャンテスト用回路は、TFTにより
構成されていることを特徴とする半導体配線基板。 - 【請求項3】 半導体基板と該半導体基板上に形成され
た複数の配線とを有し、上記複数の配線に接続される複
数のチップIPを搭載するための半導体配線基板と、 上記各チップIPを搭載しようとする領域ごとに設けら
れ、上記半導体配線基板の上記半導体基板を活性領域と
して含む複数の半導体素子からなり、上記複数の配線に
個別に接続されるバウンダリスキャンテスト用回路とを
備えている半導体配線基板。 - 【請求項4】 半導体基板と該半導体基板上に形成され
た複数の配線とを有し、上記複数の配線に接続される複
数のチップIPを搭載するための半導体配線基板と、 上記配線の上に設けられた絶縁層と、 上記半導体配線基板上に格子状に設けられ、上記複数の
配線に個別に接続されるチップIPのテスト用パッドと
を備えている半導体配線基板。 - 【請求項5】 請求項4記載の半導体配線基板におい
て、 上記テスト用パッドは、半導体配線基板上の全面に格子
状に設けられていることを特徴とする半導体配線基板。 - 【請求項6】 半導体基板と該半導体基板上に形成され
た複数の配線とを有し、上記複数の配線に接続される複
数のチップIPを搭載するための半導体配線基板と、 上記半導体配線基板上に設けられ、上記複数の配線に個
別に接続されるチップIPのテスト用パッドとを備え、 上記テスト用パッドは、テスト時のみ電源用パッドとし
て機能するものであることを特徴とする半導体配線基
板。 - 【請求項7】 複数のチップIPを搭載するための半導
体基板と、 上記半導体基板上に設けられた複数のテスト専用配線と
を備えている半導体配線基板。 - 【請求項8】 請求項7記載の半導体配線基板におい
て、 上記半導体配線基板の上に設けられたチップIPのテス
ト用パッドをさらに備え、 上記テスト専用配線は上記テスト用パッドに接続されて
いることを特徴とする半導体配線基板。 - 【請求項9】 請求項7又は8記載の半導体配線基板に
おいて、 上記半導体基板上には、各々複数の配線層と絶縁層とを
交互に重ねてなる多層配線層が設けられており、 上記テスト専用配線は、上記多層配線層の中の最上層よ
りも下方の層に設けられていることを特徴とする半導体
配線基板。 - 【請求項10】 請求項8記載の半導体配線基板におい
て、 上記テスト専用配線は、平面視において互いに交差する
2つの相異なる配線層に設けられ、 上記2つの配線層間の交差する部位において、上記テス
トパッドと上記2つの配線層との間には、絶縁層の破壊
により導体部が形成可能に構成されていることを特徴と
する半導体配線基板。 - 【請求項11】 配線層を有する半導体配線基板と、 上記半導体配線基板上に貼り合わせにより搭載された複
数のチップIPと、 上記各チップIP内に設けられたバウンダリスキャンテ
スト用回路と、 上記各チップIP内に設けられ、上記バウンダリスキャ
ンテスト用回路と同時に動作することが可能に構成され
た内部スキャンテスト用スキャンチェーンとを備えてい
る半導体デバイス。 - 【請求項12】 請求項11記載の半導体デバイスにお
いて、 上記内部スキャンチェーンに接続されるスキャン信号用
端子のうち少なくともいずれか1つは、バウンダリスキ
ャンテスト用回路とは別に設けられた専用端子であるこ
とを特徴とする半導体デバイス。 - 【請求項13】 請求項11記載の半導体デバイスにお
いて、 上記複数のチップIPのバウンダリスキャンテスト用回
路のチップ内チェーンは、上記チップIP内において上
記内部スキャンチェーンとしても機能するように構成さ
れており、 上記チップIP内には、上記バウンダリスキャンテスト
用回路の入力側端部及び出力側端部からそれぞれ分岐す
る入力側分岐配線及び出力側分岐配線が設けられてお
り、 上記内部スキャンチェーンのスキャンイン端子は上記入
力側分岐配線に接続され、上記内部スキャンチェーンの
スキャンアウト端子は上記出力側分岐配線に接続されて
おり、 上記チップ内チェーンへの入力を上記バウンダリスキャ
ンテスト用回路の信号と上記入力側分岐配線からの信号
とに切り換え可能に構成されていることを特徴とする半
導体デバイス。 - 【請求項14】 配線層を有する半導体配線基板と、 上記半導体配線基板上に貼り合わせにより搭載された複
数のチップIPと、 上記各チップIP内に設けられたバウンダリスキャンテ
スト用回路と、 上記半導体配線基板の配線層に設けられた少なくとも2
つのテスト専用配線と、 上記各チップIP内の上記バウンダリスキャンテスト用
回路に接続され、上記2つのテスト専用配線にそれぞれ
接続されるバウンダリスキャンテスト用の入力端子及び
出力端子とを備えている半導体デバイス。 - 【請求項15】 請求項14記載の半導体デバイスにお
いて、 上記複数のチップIP内のバウンダリスキャンテスト用
回路は、上記チップIPの内部スキャンテスト用回路と
しても機能するように構成されており、 上記チップIP内には、上記バウンダリスキャンテスト
用回路の入力側端部及び出力側端部からそれぞれ分岐す
る入力側分岐配線及び出力側分岐配線が設けられてお
り、 上記入力側分岐配線に接続され、内部スキャンテスト用
信号を入力するためのスキャンイン端子と、 上記出力側分岐配線に接続され、スキャンテスト結果を
出力するためのスキャンアウト端子と、 上記チップ内チェーンへの入力を上記バウンダリスキャ
ンテスト用回路の信号と上記分岐配線からの信号とに切
り換え可能に構成されていることを特徴とする半導体デ
バイス。 - 【請求項16】 請求項11記載の半導体デバイスにお
いて、 上記複数のチップIPのバウンダリスキャンテスト用回
路は上記内部スキャンチェーンと一体化されており、 上記半導体配線基板の配線層に設けられ、上記各チップ
IPの内部スキャンチェーンに制御信号を供給するため
の第1の専用配線と、上記各チップIPの上記内部スキ
ャンチェーンの信号を出力するための第2の専用配線と
をさらに備え、 上記各チップIPの上記内部スキャンチェーンへのスキ
ャンイン端子は、上記第1の専用配線に接続され、 上記各チップIPの上記内部スキャンチェーンのスキャ
ンアウト端子は、上記第2の専用配線に接続されている
ことを特徴とする半導体デバイス。 - 【請求項17】 バウンダリスキャンテスト機能とBI
ST(Built In Self Test)機能とを有する論理回路を
備えた半導体デバイスのテスト方法において、 上記論理回路のバウンダリスキャンテスト機能にBIL
BO(Built-In LogicBlock Observer )機能を組み込
んでおいて、 上記論理回路に対してバウンダリスキャンテストとBI
ST(Built In SelfTest)とを行なうことを特徴とす
る半導体デバイスのテスト方法。 - 【請求項18】 バウンダリスキャンテスト機能とBI
ST(Built In Self Test)機能とを有する論理回路を
備えた半導体デバイスのテスト方法において、 上記論理回路にBILBO(Built-In Logic Block Obs
erver )機能を組み込んでおいて、 上記論理回路に対して、バウンダリスキャンテスト用信
号としてLFSR信号を与えかつバウンダリスキャンテ
ストの結果を圧縮することにより、バウンダリスキャン
テストとBISTとを行なうことを特徴とする半導体デ
バイスのテスト方法。 - 【請求項19】 配線層を有する半導体配線基板と、 上記半導体配線基板上に貼り合わせにより搭載された複
数のチップIPと、 上記各チップIP内に設けられ複数のスキャンイン端子
と同数のスキャンアウト端子とを有するスキャンテスト
用回路と、 上記半導体配線基板の配線層に設けられ、上記各チップ
IPのスキャンテスト用回路に制御信号を供給するため
の上記スキャンイン端子と同数のテスト専用配線とを備
え、 上記各チップIPの上記スキャンテスト用回路の各スキ
ャンイン端子は、上記各テスト専用配線にそれぞれ接続
されていることを特徴とする半導体デバイス。 - 【請求項20】 請求項19記載の半導体デバイスにお
いて、 上記スキャンイン端子に接続され、上記スキャンイン端
子への入力をスキャンテスト以外のモード時には固定値
とするためのゲートをさらに備えていることを特徴とす
る半導体デバイス。 - 【請求項21】 配線層を有する半導体配線基板と、 上記半導体配線基板上に貼り合わせにより搭載された複
数のチップIPと、 上記各チップIP内に設けられ複数のスキャンイン端子
と同数のスキャンアウト端子とを有するスキャンテスト
用回路と、 上記半導体配線基板の配線層に設けられ、上記各チップ
IPのスキャンテスト用回路に制御信号を供給するため
の上記スキャンアウト端子と同数の専用配線とを備え、 上記各チップIPの上記スキャンテスト用回路の各スキ
ャンアウト端子は、上記各専用配線にそれぞれ接続され
ていることを特徴とする半導体デバイス。 - 【請求項22】 請求項21記載の半導体デバイスにお
いて、 上記スキャンアウト端子に接続され、スキャンテストモ
ード時以外にはハイインピーダンスとなるゲートをさら
に備えていることを特徴とする半導体デバイス。 - 【請求項23】 配線層を有する半導体配線基板と、 上記半導体配線基板上に貼り合わせにより搭載された複
数のチップIPと、 上記各チップIP内に設けられ複数のスキャンイン端子
と同数のスキャンアウト端子とを有するスキャンテスト
用回路と、 上記半導体配線基板の配線層に設けられ、上記各チップ
IPのスキャンテスト用回路にクロック信号を供給する
ためのクロック専用配線とを備え、 上記各チップIPの上記スキャンテスト用回路の各クロ
ック端子は、上記クロック専用配線に接続されているこ
とを特徴とする半導体デバイス。 - 【請求項24】 半導体基板と該半導体基板上に形成さ
れた配線層とを有する半導体配線基板と、 上記半導体配線基板上に貼り合わせにより搭載された複
数のチップIPと、 上記半導体配線基板に設けられ、上記各チップIP内の
回路のテストを制御するためのテスト制御器とを備えて
いることを特徴とする半導体デバイス。 - 【請求項25】 請求項24記載の半導体デバイスにお
いて、 上記テスト制御器は、上記半導体基板を活性領域とする
半導体素子により構成されていることを特徴とする半導
体デバイス。 - 【請求項26】 請求項24記載の半導体デバイスにお
いて、 上記テスト制御器は、チップIPとして上記半導体配線
基板上に設けられていることを特徴とする半導体デバイ
ス。 - 【請求項27】 請求項24記載の半導体デバイスにお
いて、 上記テスト制御器は、上記複数のチップIPのうちいず
れか1つのチップIP内の回路の単体テストをスキャン
方式で行なう際に、上記1つのチップIPに隣接する別
のチップIP内の回路のバウンダリスキャンテスト用回
路が存在するときは、上記1つのチップIP内の回路の
内部スキャンチェーンからテストパターンを供給すると
ともに、上記バウンダリスキャンテスト用回路接続テス
ト動作を行なわせて、上記1つのチップIP内の回路の
テストと、上記1つのチップIPと上記別のチップIP
との間の配線のテストとを同時に行なうことを特徴とす
る半導体デバイス。 - 【請求項28】 請求項24記載の半導体デバイスにお
いて、 上記各チップIPの回路はLFSR(Linear Feedback
Shift Resistor)機能とMISR(Multiple Input Sig
nature Resistor )機能とBIST機能とを有してお
り、 上記テスト制御器は、上記各チップIPの回路のスキャ
ンイン端子にLFSRからの信号を供給し、上記各チッ
プIPの回路のスキャンアウト端子からの信号をMIS
Rに取り込むことを特徴とする半導体デバイス。 - 【請求項29】 請求項24記載の半導体デバイスにお
いて、 上記各チップIPへの電源電圧を管理する機能をさらに
備え、 上記テスト制御器は、上記複数のチップIPのうちテス
トを行なうチップIP内の回路にのみ電源電圧を供給
し、他のチップIPへの電源電圧の供給を呈することを
特徴とする半導体デバイス。 - 【請求項30】 配線層を有する半導体配線基板に貼り
合わせにより、複数のチップIPを搭載するステップ
(a)と、 上記複数のチップIPの良否判定のテストを行なうステ
ップ(b)と、 上記複数のチップIPのうち上記ステップ(b)で不良
と判定されたチップIPを、同じ種類の別のチップIP
と置き換えて良否判定を行なうステップ(c)とを含
み、 上記ステップ(c)の処理を、当該チップIPが良品と
判定されるまで繰り返すことを特徴とする半導体デバイ
スの実装方法。
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