본 발명인 기계 학습에 기반한 스캔 체인 진단방법은, 프로세서에 의해 스캔 체인(scan chain)에 테스트패턴(test pattern)을 입력하고 결과값에 기초하여 고장로그(fail log)로 구성된 고장벡터(failure vector)를 생성하는 단계, 통합고장벡터(integer failure vector)를 포함하는 학습데이터를 생성하고, 천이지연고장(transition delay fault)의 종류에 따른 인공지능 모델을 기계 학습하는 단계 및 검사대상 스캔 체인의 천이지연고장의 종류를 판별하고, 획득한 통합고장벡터를 천이지연고장의 종류에 따른 인공지능 모델에 입력하여 고장인 스캔 셀을 진단하는 단계를 포함한다.