CN110707014A - 一种测试芯片工艺角偏移的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种测试芯片工艺角偏移的方法，其为在芯片上集成有测试电路，该测试电路包括有待检测芯片上所使用的各类型电子器件，随后通过一个共同的测试点来查看上述各类型电子器件为朝向何工艺角方向偏，进而预知确定本待检测芯片的制造偏差；本方案中的上述工艺角偏移测试方法其通过利用包含有待检测芯片上所有类电子器件的检测电路，通过利用一个共同测试点来测量各电子器件的工艺角偏移方向，从而预知确定该待检测芯片的制造偏差，为后续的修正电路提供依据，使得其满足性能要求。

Description

一种测试芯片工艺角偏移的方法
技术领域
本发明涉及半导体集成电路技术领域，具体涉及一种测试芯片工艺角偏移的方法。
背景技术
在CMOS工艺中，不同晶圆之间和不同批次之间，MOS管参数的变化会很大。为了能减小芯片设计的难度，设计者要保证电路性能在一定可控的范围内，通常呈现给设计者的形式是以“工艺角”(process corner)。工艺角分为ff、ss、tt、fs及sf，其中心思想是：把NMOS和PMOS晶体管的速度波动范围限制在四个角所确定的范围内，这四个角分别是快NFET和快PFET(ff)、慢NFET和慢PFET(ss)、慢NFET和快PFET(sf)及快PFET和慢NFET(fs)。其中不同的工艺角具有不同的含义，例如，具有较薄的栅氧、较低阈值电压的晶体管就落在ff工艺角附近。各个工艺角和各种芯片可达到的最高温及最低温下对电路进行仿真决定成品率的基础。虽然在集成电路的设计仿真中存在转角分析，可以对各个工艺角和各个极限温度进行仿真，但是这样电路的仿真结果在可接受的范围，但是实际电路制造出来后，芯片的转角会固定偏一个方向。然而，现有技术中还没有相关的检测手段来检测制造出来后的芯片具体偏向哪一方向，亟待解决。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种测试芯片工艺角偏移的方法，该测试芯片工艺角偏移的方法其可以有效的检测出制造芯片偏移的工艺角方向，为芯片的后续电路修正提供依据。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种测试芯片工艺角偏移的方法，所述测试芯片工艺角偏移的方法为：在芯片上集成有测试电路，该测试电路包括有待检测芯片上所使用的各类型电子器件，随后通过一个共同的测试点来查看上述各类型电子器件为朝向何工艺角方向偏，进而预知确定本待检测芯片的制造偏差。
进一步，上述测试点为通过测量电子器件其上某个与工艺角相关的工艺变量数值来确定其工艺角偏移方向。
进一步，上述测试电路集成在soc芯片上并与其内的soc电路共用测试模块。
进一步，上述测试电子器件的工艺变量参数为振荡频率。
进一步，测试电路为通过环形振荡器电路构成。
与现有技术相比，本方案具有的有益技术效果为：本方案中的上述工艺角偏移测试方法其通过利用包含有待检测芯片上所有类电子器件的检测电路，通过利用一个共同测试点来测量各电子器件的工艺角偏移方向，从而预知确定该待检测芯片的制造偏差，为后续的修正电路提供依据，使得其满足性能要求。
附图说明
图1为本实施例中的测试电路布置在芯片上的结构原理示意图。
图2为本实施例中采用振荡电路作为工艺角测试的测试电路示意图。
图3为本实施例中为采用振荡电路作为测试电路提供使能的时序示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图与具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
本方案是针对芯片其在制造完成后，芯片的转角会固定偏一个方向，从而使得芯片的性能受到影响，进而提出的一种测试芯片工艺角偏移的方法，该测试芯片工艺角偏移的方法其可以有效的检测出制造芯片偏移的工艺角方向，为芯片的后续电路修正提供依据。
本实施例提供一种测试芯片工艺角偏移的方法，其为通过在芯片上集成有对应的测试电路，该测试电路中包含有待检测芯片中所使用的各类型电子器件，通过一个共同的测试点查看各类型电子器件是朝向哪个工艺角方向偏移，从而预知该待检测芯片的制造偏差，进而根据该制造偏差来修正待检测芯片的电路配置，以确保芯片电路性能处于设计的参数范围之内。
在集成电路的制造过程中，其会对应的工艺变量参数要求，精确的工艺变量参数值可以用来计算该工艺下的仿真结果，但是芯片其在实际制造时，只要在设计的公差范围内，工艺变量参数可以随机地在理想的设计值附近波动，而波动的工艺变量值可以作为对实际流片回来参数的判断依据。参见附图1所示，通过在一般的SOC芯片上增加上述测试电路，即工艺角偏移电路，正常的SOC芯片上包含有SOC电路以及测试模块，工艺角偏移电路放置在SOC芯片内并与SOC电路共用测试模块。
结合参照附图2和3所示，为本实施例通过采用对电子器件的对应的振荡频率这一工艺参数值来确定其工艺角偏移方向。具体的，图2中Ringo1、Ringo2、Ringo3和Ringo4是四个简单电路搭建的环形振荡器，这四个环形振荡器的结构一样，但是区别在于所使用的CMOS管子的器件类型不同，举例说明，假如本次流片会使用四种主要类型器件低压正常阈值rvt器件、低压低阈值lvt器件，低压超低阈值ulvt器件和高压正常阈值rvt器件。那Ringo1使用低压正常阈值rvt器件搭建的环形振荡器，Ringo2是使用低压低阈值lvt器件搭建的环形振荡器，Ringo3是使用低压超低阈值ulvt器件搭建的环形振荡器，Ringo4是使用高压正常阈值rvt器件搭建的环形振荡器。这四个环形振荡器是通过各自的使能信号osc_en1/2/3/4来进行控制，只有在osc_en为高的时候，每个环形振荡器才能正常工作，振荡出相应的频率。这四个环形振荡器再进行上图所示的逻辑门操作，最后通过ringo_clk这个端口进行输出。从这个端口观察环形振荡器的频率会到多少，来查看相应器件的工艺角会朝哪个方向偏移，但是事先会对各个工艺角的情况进行仿真，同时频率这个工艺变量在各个工艺角下离散情况会通过前后仿真得知，这样最后根据输出端口ringo_clk观察到的结果和前后仿真的结果做比对，得知最终本次流片的工艺角偏移情况。四个环形振荡器通过寄存器来配置使能信号，且进行工艺角偏移测试时，每个环形振荡器进行独立测试。
参照附图3所示，其为测试时的使能时序图。图中Osc_en1是控制Ringo1的使能信号，Osc_en2是控制Ringo2的使能信号，Osc_en3是控制Ringo3的使能信号，Osc_en4是控制Ringo4的使能信号。工作时，该四个使能信号不会同时工作，同一时刻只会准许一个使能信号为高来进行工作，当ocs_en1为高时，ringo_clk输出的就是Ringo1的环形振荡器的振荡频率为f1；当ocs_en2为高时，ringo_clk输出的就是Ringo2的环形振荡器的振荡频率为f2；当ocs_en3为高时，ringo_clk输出的就是Ringo3的环形振荡器的振荡频率为f3；当ocs_en4为高时，ringo_clk输出的就是Ringo4的环形振荡器的振荡频率为f4；可以从仿真得知ff工艺角会使环形振荡器输出频率变大，ss工艺角会使环形振荡器输出频率变小。当实际流片回来后，通过测试观察f1、f2、f3和f4这四个频率，可以相应的观察到对应的低压正常阈值rvt器件、低压低阈值lvt器件，低压超低阈值ulvt器件和高压正常阈值rvt器件的工艺角偏移方向，通过观察某个和工艺相关的变量数值，进而对电路的性能有更好的把握，根据变量数值可以修订电路一些配置，从而更好的保证电路工作在可接受的范围内。所以以上这块电路可以配置集成在芯片中，专门用于进行工艺角偏移的测试，在芯片正常工作时，这块电路不开启，同时芯片中也留有一定的查看工艺角偏移的手段。
综上所述，本方案通过检测集成电路制造的偏差，使用集成电路测试的方式进行评判，在芯片设计阶段加入工艺角偏移电路，在设计阶段加入电路，通过环形振荡器的频率这个和工艺角相关的变量，使用测试模块进行输出，进行评判工艺角的偏差，对芯片的配置和使用提供一定的指导。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种测试芯片工艺角偏移的方法，其特征在于，所述测试芯片工艺角偏移的方法为：在芯片上集成有测试电路，该测试电路包括有待检测芯片上所使用的各类型电子器件，随后通过一个共同的测试点来查看上述各类型电子器件为朝向何工艺角方向偏，进而预知确定本待检测芯片的制造偏差。
2.根据权利要求1所述的一种测试芯片工艺角偏移的方法，其特征在于：上述测试点为通过测量电子器件其上某个与工艺角相关的工艺变量数值来确定其工艺角偏移方向。
3.根据权利要求1或2所述的一种测试芯片工艺角偏移的方法，其特征在于：上述测试电路集成在soc芯片上并与其内的soc电路共用测试模块。
4.根据权利要求2所述的一种测试芯片工艺角偏移的方法，其特征在于：上述测试电子器件的工艺变量参数为振荡频率。
5.根据权利要求4所述的一种测试芯片工艺角偏移的方法，其特征在于：测试电路为通过环形振荡器电路构成。
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