CN102446560B - 面板驱动电路中嵌入式存储器的分析装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种面板驱动电路中嵌入式存储器的分析装置和方法，适用于测试面板驱动电路的嵌入式存储器。该分析装置包括测试单元、撷取单元、转换单元、分析单元。测试单元用于通过面板驱动电路上的信号管脚来测试嵌入式存储器。撷取单元用于撷取所述故障记录。转换单元用于将故障记录转换成位图数据。分析单元用于根据所述位图数据进行故障模式分析。基此，本发明分析装置能够快速且经济地完成面板驱动电路之嵌入式存储器的分析。

Description

面板驱动电路中嵌入式存储器的分析装置与方法

技术领域

本发明是有关于一种分析嵌入式存储器故障的装置与方法，特别是有关于一种面板驱动电路中嵌入式存储器的分析装置与方法。

背景技术

现今的系统芯片设计大量运用了嵌入式存储器，嵌入式存储器因此占据了高比例的芯片面积。根据美国半导体工业协会(Semiconductor IndustryAssociation)的预估，至2014年，嵌入式存储器占有的芯片面积比例将高达90％以上。另外，由于嵌入式存储器通常具有最严格的设计要求，加上半导体尺寸缩小的发展趋势持续挑战着半导体工艺能力的极限，造成嵌入式存储器相对容易产生工艺上的瑕疵，所以嵌入式存储器对系统芯片的设计常常造成良率与稳定性上的冲击。因此，如何让嵌入式存储器保持合理的良率水平并且有效率地进行测试对于系统芯片的制造来说确实是一项极重要的课题。

一般而言，存储器电路本身具有特定的信号管脚设计，故可直接通过专门的存储器测试设备来进行测试。然而，一般面板驱动电路并没有特别为嵌入式存储器的测试设计特定的信号管脚，因而必须通过面板驱动电路上的其他信号管脚来进行嵌入式存储器的信号传输和测试。如果面板驱动电路的测试由其本身特有的测试设备来完成，而嵌入式存储器又使用专门的存储器测试设备，这样做会大大增加测试成本与分析验证的时间。

发明内容

本发明提供一种测试面板驱动电路中嵌入式存储器的分析装置与方法，其能够直接利用既有的面板驱动电路测试设备来完成面板驱动电路的嵌入式存储器的故障测试与分析。

本发明提出一种面板驱动电路中嵌入式存储器的分析装置，用于测试位于晶圆上的面板驱动电路的嵌入式存储器，此分析装置包括测试单元、撷取单元、转换单元与分析单元。测试单元用于在所述嵌入式存储器被判定为存在故障时通过所述面板驱动电路上的信号管脚输出故障记录。撷取单元用于撷取所述故障记录。转换单元用于根据此故障记录以及一存储器物理地址转换公式，计算得到包含发生所述故障的物理地址的位图数据。分析单元用于根据所述位图数据进行故障分析。

在本发明的一个实施例中，上述位图数据可包括对应所述故障的一记忆库、一位线和一字符线。

在本发明的一个实施例中，上述的位图数据还可包括：被判定为所述故障的面板驱动电路在晶圆上的位置；在所述面板驱动电路上应所述故障的数据信号管脚与故障数据；对应所述故障的像素位置与循环编号。

本发明提出一种面板驱动电路中嵌入式存储器的分析方法，适用于测试位于晶圆上的面板驱动电路中的嵌入式存储器，该分析方法包括：

步骤101、在所述面板驱动电路被判定为存储器存在故障时通过所述面板驱动电路的信号管脚输出故障记录；

步骤102、撷取所述故障记录；

步骤103、根据此故障记录以及一存储器物理地址转换公式，计算得到包括发生所述故障的物理地址的位图数据；以及

步骤104、根据所述位图数据进行故障分析。

在本发明的一个实施例中，所述步骤104具体可以包括：

步骤114、对所述位图数据进行图形化处理得到图形化位图数据；

步骤124、根据所述图形化位图数据进行故障分析。

在本发明的一个实施例中，所述步骤104之后还包括利用此图形化位图数据，对被判定为存储器故障的面板驱动电路进行物理故障分析，以验证所述图形化位图数据与此存储器物理地址转换公式。

基于上述，本发明所提出的分析装置与分析方法直接通过面板驱动电路测试设备来测试面板驱动电路中的嵌入式存储器，当发现嵌入式存储器存在故障时，输出相应的故障记录，将此故障记录转换成包括故障物理地址的位图数据，以此位图数据对嵌入式存储器存在的故障进行分析，而不必另外再通过专门的存储器测试设备来对嵌入式存储器做测试，如此可有效地节省测试成本与分析验证的时间，并可进一步改善工艺缺陷，达到提升产品良率的目的。

附图说明

图1是本发明实施例的面板驱动电路中嵌入式存储器的分析装置的概要方块图；

图2是本发明实施例的故障记录示意图；

图3是本发明实施例的位图数据示意图；

图4是本发明实施例中将故障记录转换成位图数据的示意图；

图5是本发明实施例的图形化位图数据；

图6是本发明实施例的故障模式的统计分析结果；

图7是本发明实施例的面板驱动电路中嵌入式存储器的分析方法的流程图。

附图中，各标号所代表的部件如下：

100、面板驱动电路中嵌入式存储器的故障装置，101、测试单元，102、撷取单元，103、转换单元，104、分析单元，105、验证单元，110、面板驱动电路，111、嵌入式存储器，S701～S707、面板驱动电路中嵌入式存储器的分析方法的步骤

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例的面板驱动电路中嵌入式存储器的分析装置的概要方块图。请参照图1，面板驱动电路中嵌入式存储器的分析装置100包括测试单元101、撷取单元102、转换单元103、分析单元104与验证单元105。面板驱动电路中嵌入式存储器的分析装置100适用于测试面板驱动电路110中的嵌入式存储器111，其中面板驱动电路110位于一晶圆上(未示出)。

测试单元101耦接至面板驱动电路110，并通过面板驱动电路110上的多个信号管脚来测试面板驱动电路110，并且在面板驱动电路110被判定为存储器故障(memory fail)时通过面板驱动电路110上的多个信号管脚输出一笔故障记录(fail datalog)。

具体来说，与现有技术测试嵌入式存储器的故障使用专用的测试设备不同的是，本实施例技术方案中测试单元可以使用面板驱动电路的测试设备即可完成。由于面板驱动电路110上并没有针对嵌入式存储器111准备特定的用于存储器测试的信号管脚，因此在使用测试单元101进行有关嵌入式存储器111的测试必须通过面板驱动电路110上的信号管脚来进行。

在面板驱动电路110的测试流程中，包括多个测试项目：例如芯片探针测试(Chip Probe，CP)或封装完成后的成品测试(Final Test，FT)，会包含各种测试项目，例如开路/短路(O/S)测试、信号管脚漏电(pin leakage)测试、待机电流(standby current)测试、存储器测试(memory test)、功能测试(functional test)与灰阶测试(GS test)等。当测试项目为存储器测试(memorytest)并且测试结果表明存储器存在故障时，测试单元101会输出一笔故障记录，用于指明嵌入式存储器111是否发生存储器故障。

图2是本发明实施例的故障记录的示意图。

请参照图2，故障记录描述有关嵌入式存储器111的故障信息，其可以包括测试批号(即图2中的LotName＝PP4AJ7)、晶圆编号(即图2中的Wno＝12)、表示读写不同数据和读写方式的测试样式(test pattern)(即图2中的TestNo＝5010)、测试失败数量(即图2中的FailCnt[1])、发生存储器故障的面板驱动电路110在晶圆上的位置(即图2中的(X，Y)＝(178，1))、面板驱动电路110上对应此存储器故障的作为数据输入输出的信号管脚(即图2中的DB12)与故障数据(即图2中的DB12下方的L)，以及对应上述存储器故障的像素位置(即图2中的pixel＝(95，153))与循环编号(即图2中的0553288)。测试样式test pattern可以为现有技术中任一算法即可而不做具体限定，比如March算法。

需要注意的是，当晶圆上的任何面板驱动电路在任何测试样式下被判定为嵌入式存储器存在故障时，撷取单元102皆会获得一笔从测试单元101输出的故障记录。因此，不同故障记录可能对应到晶圆上不同面板驱动电路的相同或不同的测试样式，或者晶圆上相同面板驱动电路的不同测试样式。另外，每一笔故障记录的末端皆具有<END>标签(如图2所示)，作为与下一笔故障记录区隔的分隔符。

在本实施例中，故障记录的格式与内容可以如图2所示。然而，本发明不限于此，故障记录的格式与内容主要由测试单元101决定，在本发明另一实施例中，测试单元101亦可以其它格式输出故障记录，例如其它纯文本格式、可扩展标记语言(XML)格式等。另外，故障记录的内容更可包括后续分析工作所需的其它信息。

请再参照图1，撷取单元102耦接至测试单元101，用于在面板驱动电路110实时被判定为存储器故障后或者对故障记录分类(binning)完成后，撷取由测试单元101所输出的故障记录。具体来说，测试单元101在实时测试的同时，根据测试的结果即时判断嵌入式存储器是否存在故障，当判定为嵌入式存在故障时即可输出故障记录。与这种实时测试分析不同的时，可以在完成对整个驱动电路的测试后，对测试的故障记录进行分类，确定在存储器测试项目下是否检测到存储器存在故障，如果存在的话，输出对应的故障记录。

转换单元103耦接至撷取单元102，用于通过存储器物理地址转换公式将上述故障记录转换成包含发生存储器故障之物理地址的位图数据(bitmap data)。上述存储器物理地址转换公式对应于面板驱动电路110的设计，换言之，每一种面板驱动电路皆具有对应的存储器物理地址转换公式。

具体来说，转换单元103将故障记录中的一部分信息，例如对应此存储器故障的数据输入输出管脚及像素位置，代入存储器物理地址转换公式，经过计算而得到包括发生故障的物理地址的位图数据相关信息，例如字符线Wordline、位线Bitline与记忆库Bank。

图3是本发明实施例中将故障记录转换成位图数据的示意图。

请参照图3，图3的上方部分为故障记录(如图2的上半部所示)，图3的中间部分表示对应面板驱动电路110的存储器物理地址转换公式，而图3的下方部分为经过公式转换而得到的位图数据，其中位图数据中与发生存储器故障的物理地址有关的数据字段包括字符线(Wordline)、位线(Bitline)与记忆库(Bank)。

具体来说，在本实施例中，存储器物理地址转换公式包括下述公式1～3，分别用于计算对应发生存储器故障的物理地址的记忆库、位线与字符线：

Bank＝INT(pixel(x)/16)                    (公式1)

Bitline＝IO×16+pixel(y)％2               (公式2)

Wordline＝pixel(y)                        (公式3)

其中，Bank、Bitline与Wordline分别代表记忆库、位线与字符线。pixel(x)为对应存储器故障的像素位置在x方向上的坐标，pixel(y)为对应存储器故障的像素位置在y方向上的坐标，IO为面板驱动电路110上对应此存储器故障的信息管脚。INT()为取整数的函数，可无条件地舍去小数点以后的数字，％为取余数的操作符。

在本实施例中(如图3所示)，pixel(x)为95，pixel(y)为153，IO为12(对应到故障记录中的″DB12″的末二位数字)。由公式1可得，Bank＝INT(95/16)＝5；由公式2可得，Bitline＝12×16+153％2＝193；由公式3可得，Wordline＝153。

在本实施例中，公式1～3如上所述。然而，本发明不限于此，在本发明另一实施例中，不同的面板驱动电路会有不同的存储器物理地址转换公式，取决于面板驱动电路的设计。

最后，转换单元103将通过公式1～3计算所得的记忆库Bank、位线Bitline与字符线Wordline与故障记录中的其它数据作结合形成完整的位图数据。例如，发生存储器故障之面板驱动电路110在晶圆上的位置((X，Y)，即(178，1))、测试样式(TestNo，即5010)、循环编号(Cycle_No，即0553288)、对应上述存储器故障的像素位置(pixel(x)与pixel(y)，即95与153)、面板驱动电路110上对应上述故障的信号管脚(IO，即12，对应到故障记录中的DB12)与故障数据(H/L，即L，对应到故障记录中的DB12下方的L)。最后，得到对应此故障记录的位图数据。

图4是本发明实施例的位图数据的示意图。

请参照图4，具体而言，位图数据描述有关嵌入式存储器111的故障信息以及与发生存储器故障的物理地址相关的信息，其包含发生存储器故障的面板驱动电路110在晶圆上的位置(即(X，Y))、测试样式(即TestNo)、对应存储器故障的循环编号(即Cycle_No)与像素位置(即pixelX与pixelY，分别代表像素位置在x与y方向上的坐标)、面板驱动电路110上对应存储器故障的信号管脚(即IO，对应到故障记录中的″DB00″～″DB17″的末二位数字)与故障数据(即H/L，对应到故障记录中″DB00″～″DB17″下方的L或H)，以及对应发生存储器故障之物理地址的记忆库Bank、位线Bitline与字符线Wordline。

每一列数据表示一笔位图数据，并且对应到一笔故障记录。当晶圆上的任何面板驱动电路在任何测试样式下被判定为存储器存在故障时，撷取单元102皆会获得一笔从测试单元101输出的故障记录，并且由转换单元103将每一笔故障记录转换成一笔位图数据。另外，在本实施中，每一笔位图数据以换行符号作为与下一笔位图数据区隔的分隔符，亦即每一列数据表示一笔位图数据，并且具有图4所显示的格式与内容。

请再参照图1，分析单元104耦接至转换单元103，用于根据转换单元103所输出的位图数据进行故障分析。具体来说是，分析单元104可以包括图形化子单元和分析子单元(图中未示出)，图形化子单元用于使用数据处理软件对位图数据进行图形化处理产生图形化位图(bitmap)数据，分析子单元用于根据图形化位图数据进行故障分析(failure mode analysis)，以获取对应故障的统计结果。

图5是本发明实施例的图形化的位图，图6是本发明实施例的故障的统计分析结果。

请参照图5与图6，具体来说，分析单元104通过数据处理软件(例如Excel、Original等)将转换单元103所输出的每一笔位图数据表示成图形化位图数据(如图5所示)，并据以显示出各种不同的故障，再整理成需要的统计结果(如图6所示)。图5中，每一个小黑点代表一个故障记录。比如字符线为244、位线207以及故障数据H对应的故障记录等。

另外，故障的种类很多，例如，整条位线上的记忆胞发生故障的情况被归类为位线故障(BL)，整条字符线上的多个记忆胞发生故障的情况被归类为字符线故障(WL)的，一条字符线或位线上相邻两个记忆胞发生故障的情况被归类为双位故障(TB，twin bit fail)，而一条字符线或位线上单一记忆胞发生故障的情况被归类为单位故障(SB，single bit fail)等。需要注意的是，这里所举的故障仅为示例之用，除此之外，尚有其他各种故障存在。

请再参照图1，验证单元105耦接至分析单元104，用于利用分析单元104所输出的图形化位图数据与故障分析结果，针对被判定为嵌入式存储器存在故障的面板驱动电路110进行物理故障分析(physical failure analysis)，以验证位图数据与存储器物理地址转换公式的正确性。例如，测试者可根据位图数据、图形化位图数据与故障模式分析的结果，挑出嵌入式存储器发生故障的面板驱动电路110，利用化学蚀刻、研磨方式并配合分析仪器，例如，扫描式电子显微镜、聚焦离子束显微镜、穿透性电子显微镜与超声波显微镜等，来确认位图数据与存储器物理地址转换公式的正确性，并且进一步找出工艺上的缺陷。

图7是本发明实施例的面板驱动电路中嵌入式存储器的分析方法的流程图。

请参照图7，首先，在步骤S701中，利用测试单元如面板驱动电路测试设备，通过面板驱动电路(integrated circuit，IC)(或简称面板驱动电路)上的信号管脚，为面板驱动电路进行各种测试，其中包含针对嵌入式存储器所进行的存储器测试。

在步骤S702中，当面板驱动电路被判定为嵌入式存储器存在故障时，测试单元透过该面板驱动电路的信号管脚输出对应的故障记录。接着，在步骤S703中，撷取单元在面板驱动电路被判定为嵌入式存储器存在故障时撷取上述故障记录。

之后，在步骤S704中，转换单元利用存储器物理地址转换公式将故障记录转换成位图数据。例如，转换单元利用前述的公式1～3，根据对应此故障的像素位置，与面板驱动电路上对应此故障的数据输入输出管脚，计算出包括发生存储器故障的物理地址的位图数据，该位图数据包括记忆库Bank、位线Wordline与字符线Bitline。

然后，分析单元根据该位图数据进行故障分析。具体包括：在步骤S705中，分析单元通过数据处理软件对位图数据进行图形化处理产生图形化位图数据；接着，在步骤S706中，分析单元利用图形化位图数据进行故障分析并且获取相关的统计结果。

最后，在步骤S707中，验证单元利用图形化位图数据，针对发生存储器故障的面板驱动电路进行物理故障分析，以验证图形化位图数据与存储器物理地址转换公式的正确性，进而找出工艺上的缺陷。

综上所述，本发明所提出的分析装置与方法可直接通过面板驱动电路测试设备来收集面板驱动电路中嵌入式存储器的故障记录，并且以存储器物理地址转换公式(与受测试的面板驱动电路之设计相对应)将故障记录转换成位图数据，以此位图数据对嵌入式存储器存在的故障进行分析，而不必另外再通过专门的存储器测试设备来针对其嵌入式存储器做测试，如此可有效地节省测试成本与分析验证的时间，快速找出故障原因，进一步改善工艺上的缺陷，达到提升产品良率的目的。

此外，经由本发明所提出的分析方法所得到的分析结果，更可作为物理故障分析的依据。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用于限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许之更动与润饰，故本发明的保护范围应当以权利要求书范围所界定为准。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (22)

1.一种面板驱动电路中嵌入式存储器的分析装置，用于测试位于晶圆上的面板驱动电路中的嵌入式存储器，其特征在于，该分析装置包括：

一测试单元，用于在所述嵌入式存储器存在故障时通过所述面板驱动电路上的信号管脚来输出对应的故障记录；

一撷取单元，用于撷取所述故障记录；

一转换单元，用于根据所述故障记录以及一存储器物理地址转换公式，计算获得包括发生所述故障的物理地址的一位图数据；以及

一分析单元，用于根据所述位图数据进行故障分析；

其中，所述存储器物理地址转换公式包括：

Bank＝INT(pixel(x)/16)

Bitline＝IO×16+pixel(y)％2

Wordline＝pixel(y)

式中，Bank表示对应所述故障的记忆库，Bitline表示对应所述故障的位线，Wordline表示对应所述故障的字符线，pixel(x)为对应所述故障的像素位置在x方向上的坐标，pixel(y)为对应所述故障的像素位置在y方向上的坐标，IO为所述面板驱动电路上对应所述故障的信号管脚，INT()为取整数的函数，％为取余数的操作符。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分析单元包括：

图形化子单元，用于对该位图数据进行图形化处理得到图形化位图数据；

分析子单元，用于根据该图形化位图数据进行故障分析。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括验证单元，用于利用所述图形化位图数据对被判定为所述故障的面板驱动电路进行物理故障分析，以验证所述图形化位图数据和所述存储器物理地址转换公式。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述物理故障分析为利用化学蚀刻、研磨方式并配合分析，以验证所述位图数据以及识别工艺上的缺陷。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测试单元为一面板驱动电路测试设备。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述故障记录包括：

被判定为所述故障的面板驱动电路位于晶圆上的位置；

在所述面板驱动电路上对应所述故障的信号管脚与故障数据；以及

对应所述故障的像素位置与循环编号。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述故障记录还包括一测试批号、一晶圆编号、一测试样式和一测试失败数量。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述转换单元进一步用于根据对应所述故障的信号管脚以及像素位置以及一存储器物理地址转换公式计算得到包括发生所述故障的物理地址的一位图数据。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述位图数据包括：对应所述故障的一记忆库、一位线和一字符线。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述位图数据还包括：

被判定为所述故障的面板驱动电路在晶圆上的位置；

在所述面板驱动电路上对应所述故障的信号管脚与故障数据；

对应所述故障的像素位置与循环编号。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述位图数据还包括所述测试样式。

12.一种面板驱动电路中嵌入式存储器的分析方法，用于测试位于晶圆上的面板驱动电路中的嵌入式存储器，其特征在于，所述分析方法包括：

步骤101、在所述嵌入式存储器被判定为存在故障时通过所述面板驱动电路的信号管脚输出一故障记录；

步骤102、撷取所述故障记录；

步骤103、根据所述故障记录以及一存储器物理地址转换公式，计算得到包括发生所述故障的物理地址的一位图数据；以及

步骤104、根据所述位图数据进行故障分析；

其中，所述存储器物理地址转换公式包括：

Bank＝INT(pixel(x)/16)

Bitline＝IO×16+pixel(y)％2

Wordline＝pixel(y)

式中，Bank表示对应所述故障的记忆库，Bitline表示对应所述故障的位线，Wordline表示对应所述故障的字符线，pixel(x)为对应所述故障的像素位置在x方向上的坐标，pixel(y)为对应所述故障的像素位置在y方向上的坐标，IO为所述面板驱动电路上对应所述故障的信号管脚，INT()为取整数的函数，％为取余数的操作符。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述步骤104包括：

步骤114、对所述位图数据进行图形化处理得到图形化位图数据；

步骤124、根据所述图形化位图数据进行故障分析。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述步骤104之后还包括：利用所述图形化位图数据对被判定为所述故障的面板驱动电路进行物理故障分析，以验证所述图形化位图数据和所述存储器物理地址转换公式。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述物理故障分析为利用化学蚀刻、研磨方式并配合分析，以验证所述图形化位图数据以及识别工艺上的缺陷。

16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述步骤101之前还包括：利用一面板驱动电路测试设备透过所述面板驱动电路上的信号管脚来测试所述面板驱动电路。

17.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述故障记录包括：

被判定为所述故障的面板驱动电路在晶圆上的位置；

在所述面板驱动电路上对应所述故障的信号管脚与故障数据；以及

对应所述故障的像素位置与循环编号。

18.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述故障记录还包括一测试批号、一晶圆编号、一测试样式和一测试失败数量。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述步骤103具体为：根据对应所述故障的信号管脚以及像素位置以及一存储器物理地址转换公式计算得到包括发生所述故障的物理地址的一位图数据。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述位图数据包括：

对应所述故障的一记忆库、一位线和一字符线。

21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述位图数据还包括：被判定为所述故障的面板驱动电路在晶圆上的位置、在所述面板驱动电路上对应所述故障的信号管脚与故障数据、对应所述故障的像素位置和循环编号。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述位图数据还包括测试样式。