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マルチモデルサンプリングに基づくSoCの欠陥レベル見積り及び削減法

研究課題

研究課題/領域番号 19K11884
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分60040:計算機システム関連
研究機関日本大学

研究代表者

新井 雅之  日本大学, 生産工学部, 教授 (10336521)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードマルチモデルサンプリング / 欠陥レベル / ウェハマップ欠陥パターン / クリティカルエリア / ウェハマップ / 欠陥レベル削減 / 欠陥レベル見積り / DPPM / LSI欠陥位置推定 / クリティカルエリアサンプリング / 重み付き故障カバレージ / LSIテストパターン生成 / ブリッジ故障モデル
研究開始時の研究の概要

本研究の目的は,超微細プロセスで製造された大規模半導体デバイスに対して,その市場不良率(欠陥レベル)を高精度に見積もる手法,および欠陥レベルを高度に削減可能なテストパターン生成法の開発である.国内半導体産業の動向を鑑み,製造プロセスを持たないファブレス企業での利用を想定したフローの開発を目指す.
まず,個別の故障動作について解析する.次に,チップ全体での欠陥レベル見積もり法について検討する.その後,欠陥レベルを削減するためのテストパターン生成法について検討する.

研究成果の概要

本研究では主に(A)AIを用いた欠陥位置およびパターン推定法の開発およびその高精度化,および(B)欠陥動作の解析結果に基づくテストパターン生成法,にテーマを絞り開発を進めた.(A)に関しては,LSIデバイスおよびレイアウトの両方に着目し,少数の欠陥情報に基づいて欠陥位置およびパターンを高精度に推定する手法を開発した.(B)に関しては,消費電力量制約下における欠陥動作を考慮したテストパターン生成法を開発した.これらを組み合わせることによって,大規模半導体デバイスの欠陥レベルの高精度な見積りおよび削減が可能になると期待される.

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年,半導体産業の構造が世界的に変化し,日本においては国内での最先端プロセスでの製造(ファブ)が一旦ほぼ断絶した後に回帰しつつある.本研究開発した要素技術の組合せによって,製造されたLSIの信頼性向上,および製造コスト削減が可能となると期待され,学術的意義および産業界に対する貢献は大きいと考えられる.

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 8件)

  • [雑誌論文] Layout Feature Extraction using CNN Classification in Root Cause Analysis of LSI Defects2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu Nagamura, Koji Arima, Masayuki Arai, Satoshi Fukumoto
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing

      巻: Early Access 号: 2 ページ: 153-160

    • DOI

      10.1109/tsm.2021.3056717

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CNN-based Layout Segment Classification for Analysis of Layout-induced Failures2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu Nagamura, Takashi Ide, Masayuki Arai, Satoshi Fukumoto
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing

      巻: 33 号: 4 ページ: 597-605

    • DOI

      10.1109/tsm.2020.3029049

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] An Estimation Method of Defect Types Using Artificial Neural Networks and Fault Detection Information2023

    • 著者名/発表者名
      Natsuki Ota , Toshinori Hosokawa , Koji Yamazaki , Yukari Yamauchi , Masayuki Arai
    • 学会等名
      IEEE International Symposium on Defect and Fault Tolerance in VLSI and Nanotechnology Systems (DFT 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Toward Improvement and Evaluation of Reconstruction Capability of CapsNet-Based Wafer Map Defect Pattern Classifier2023

    • 著者名/発表者名
      Yuki Yamanaka , Masayuki Arai , Yoshikazu Nagamura , Satoshi Fukumoto
    • 学会等名
      THE 7TH IEEE INTERNATIONAL TEST CONFERENCE IN ASIA (ITC-ASIA) 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CapsNetを用いた高解像度ウェハマップの欠陥パターン分類法におけるScratch再構成に関する考察2023

    • 著者名/発表者名
      山中祐輝,永村美一,新井雅之,福本聡
    • 学会等名
      組込み技術とネットワークに関するワークショップ (ETNET2023)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] レイアウト起因LSI欠陥検出のためのFSGANを用いたデータ拡張に関する検討2023

    • 著者名/発表者名
      杉岡拓海,永村美一,新井雅之,福本聡
    • 学会等名
      電子情報通信学会ディペンダブルコンピューティング研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] CapsNetを用いた高解像度ウェハマップの欠陥パターン分類法に関する考察2022

    • 著者名/発表者名
      山中祐輝,永村美一,新井雅之,福本聡
    • 学会等名
      電子情報通信学会ディペンダブルコンピューティング研究会,コンピュータシステム研究会,情報処理学会システム・アーキテクチャ研究会合同研究会(HotSPA2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] An Estimation Method of Defect Types for Suspected Logical Faulty Lines Using Artificial Neural Networks and Fault Detection Information of Universal Logical Fault Model2021

    • 著者名/発表者名
      Natsuki Ohta, Toshinori Hosokawa, Koji Yamazaki, Yukari Yamauchi and Masayuki Arai
    • 学会等名
      IEEE Workshop on RTL and High Level Test (WRTLT 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Note on CapsNet-Based Wafer Map Defect Pattern Classification2021

    • 著者名/発表者名
      Itsuki Fujita, Yoshikazu Nagamura, Masayuki Arai, Satoshi Fukumoto
    • 学会等名
      IEEE Asian Test Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Evaluation of CNN-Based Defect Location Estimation on LSI Layouts2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu Nagamura, Masayuki Arai and Satoshi Fukumoto
    • 学会等名
      IEEE Workshop on RTL & High Level Testing (WRTLT 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multiple Target Test Generation Method for Gate-Exhaustive Faults to Reduce the Number of Test Patterns Using Partial MaxSAT2020

    • 著者名/発表者名
      Ryuki Asami, Toshinori Hosokawa, Masayoshi Yoshimura, Masayuki Arai
    • 学会等名
      The 33rd IEEE International Symposium on Defect and Fault Tolerance in VLSI and Nanotechnology Systems (DFT 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] パーシャルMAX-SATを用いた抵抗性オープン故障に対するテスト生成法2020

    • 著者名/発表者名
      山崎紘史,石山悠太,松田竜馬,細川利典,吉村正義,新井雅之,四柳浩之,橋爪正樹
    • 学会等名
      電子情報通信学会ハードウェアセキュリティ研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] A Fine-Grained SDN Rule Table Partitioning and Distribution2019

    • 著者名/発表者名
      Yutaro Yoshikawa, Masayuki Arai
    • 学会等名
      IEEE Pacific Rim International Symposium on Dependable Computing (PRDC 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Don't Care Identification-Filling Co-Optimization Method for Low Capture Power Testing Using Partial MaxSAT2019

    • 著者名/発表者名
      Kenichiro Misawa, Toshinori Hosokawa, Hiroshi Yamazaki, Masayoshi Yoshimura and Masayuki Arai
    • 学会等名
      IEEE Workshop on RTL & High Level Testing (WRTLT 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Low Capture Power Oriented X-filling Method Using Partial MaxSAT Iteratively2019

    • 著者名/発表者名
      T. Hosokawa, K. Misawa, Y. Hirama, H.Yamazaki, M. Yoshimura and M. Arai
    • 学会等名
      The 32nd IEEE International Symposium on Defect and Fault Tolerance in VLSI and Nanotechnology Systems (DFT 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SATを用いたSDNルールテーブル分割法の高速化に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      好川雄太郎,新井雅之
    • 学会等名
      電子情報通信学会ディペンダブルコンピューティング研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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