一种芯片潜在缺陷检测方法与流程

1.本发明属于芯片性能测试技术领域，具体涉及一种芯片潜在缺陷检测方法的设计。


背景技术：

2.芯片在制造或加工过程中，将不可避免地受到外力作用，可能产生微裂纹。同时，芯片在封装过程中也会出现包括引线变形、翘曲、芯片破裂、分层和外来颗粒等缺陷，虽然以上缺陷都有相应的缺陷检测方法，但是目前所有缺陷检测方法都不是百分百有效，导致部分存在潜在缺陷的芯片会进入芯片量产测试流程。
3.存在潜在缺陷的芯片会在后续的使用过程中，或一定的环境条件下出现性能下降、间歇性失效，甚至完全失效的风险。潜在缺陷的芯片一旦出现上述故障，将会影响电路以及整个系统的质量及可靠性，从而带来巨大的经济损失。因此提高芯片的出厂良品率对于提高电路以及整个系统的可靠性具有重要意义。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有的芯片缺陷检测方法无法将具有潜在缺陷的异常芯片完全检测出来，导致部分存在潜在缺陷的芯片会进入芯片量产测试流程问题，提出了一种芯片潜在缺陷检测方法。
5.本发明的技术方案为：一种芯片潜在缺陷检测方法，采用五点等步进差值比较法对芯片潜在缺陷进行检测，包括以下步骤：
6.a1、在待测芯片的ft测试阶段，在待测芯片的vdd端口依次输入五点等步进电压，保持待测芯片的其余端口开路，依次记录每个输入电压对应的输出电流值。
7.a2、根据每个输入电压对应的输出电流值计算电流的一阶导数差值。
8.a3、采集待测芯片的pcm测试数据。
9.a4、根据待测芯片的pcm测试数据计算得到批次波动补偿值。
10.a5、采用批次波动补偿值对电流的一阶导数差值进行修正，得到修正电流一阶导数。
11.a6、将修正电流一阶导数在预设标准值范围内的待测芯片归入合格芯片集合bin1，将修正电流一阶导数不在预设标准值范围内的待测芯片归入失效芯片集合bin2。
12.进一步地，步骤a1中的五点等步进电压为v0-2δv,v0-δv,v0,v0+δv,v0+2δv，其中v0表示基准电压，δv表示电压步进值，且电压v0+2δv小于或等于待测芯片的最大工作电压v
max
，每个输入电压对应的输出电流值为i1,i2,i3,i4,i5。
13.进一步地，步骤a2中电流的一阶导数差值计算公式为：
14.δi＝i
1-8i2+8i
4-i515.其中δi表示电流的一阶导数差值。
16.进一步地，步骤a4中批次波动补偿值的计算公式为：
[0017][0018]
其中δgm表示批次波动补偿值，gm表示芯片标准件的电流一阶导数，gmi表示pcm测试数据中第i个待测芯片的电流一阶导数，i＝1,2,...,n，n表示pcm测试数据中的待测芯片数目。
[0019]
步骤a5中采用批次波动补偿值对电流的一阶导数差值进行修正的公式为：
[0020]
δi
dd
＝δi-δgm
[0021]
其中δi
dd
表示修正电流一阶导数。
[0022]
进一步地，步骤a6中预设标准值范围为δi
low
≤δi
dd
≤δi
high
，其中δi
low
表示预设的卡控门限最小值，δi
high
表示预设的卡控门限最大值。
[0023]
步骤a6中合格芯片集合bin1为无潜在缺陷风险的芯片集合，失效芯片集合bin2为有潜在缺陷的芯片集合。
[0024]
本发明还提供了一种芯片潜在缺陷检测方法，采用三点非等步进差值比较法对芯片潜在缺陷进行检测，包括以下步骤：
[0025]
b1、在待测芯片的ft测试阶段，在待测芯片的vdd端口依次输入三点非等步进电压，保持待测芯片的其余端口开路，依次记录每个输入电压对应的输出电流值。
[0026]
b2、根据每个输入电压对应的输出电流值计算芯片电流的内差导数。
[0027]
b3、采集待测芯片的pcm测试数据。
[0028]
b4、根据待测芯片的pcm测试数据计算得到批次波动补偿值。
[0029]
b5、采用批次波动补偿值对芯片电流的内差导数进行修正，得到修正电流一阶导数。
[0030]
b6、将修正电流一阶导数在预设标准值范围内的待测芯片归入合格芯片集合bin1，将修正电流一阶导数不在预设标准值范围内的待测芯片归入失效芯片集合bin2。
[0031]
进一步地，步骤b1中的三点非等步进电压为v
d1
,v
d2
,v
d3
，其中v
d1
《v
d2
《v
d3
且v
d2-v
d1
≠v
d3-v
d2
，电压v
d3
小于或等于待测芯片的最大工作电压v
max
，每个输入电压对应的输出电流值为i
d1
,i
d2
,i
d3
。
[0032]
进一步地，步骤b2中芯片电流的内差导数计算公式为：
[0033][0034]
其中δid表示芯片电流的内差导数。
[0035]
进一步地，步骤b4中批次波动补偿值的计算公式为：
[0036][0037]
其中δgm表示批次波动补偿值，gm表示芯片标准件的电流一阶导数，gmi表示pcm测试数据中第i个待测芯片的电流一阶导数，i＝1,2,...,n，n表示pcm测试数据中的待测芯片数目。
[0038]
步骤b5中采用批次波动补偿值对芯片电流的内差导数进行修正的公式为：
[0039]
δi
dd
＝δi
d-δgm
[0040]
其中δi
dd
表示修正电流一阶导数。
[0041]
进一步地，步骤b6中预设标准值范围为δi
low
≤δi
dd
≤δi
high
，其中δi
low
表示预设的卡控门限最小值，δi
high
表示预设的卡控门限最大值。
[0042]
步骤b6中合格芯片集合bin1为无潜在缺陷风险的芯片集合，失效芯片集合bin2为有潜在缺陷的芯片集合。
[0043]
本发明的有益效果是：
[0044]
(1)本发明可以显著遏制芯片量产测试的正常波动对于量产测试的干扰作用，有效拦截具有潜在缺陷的异常芯片，避免其成为合格品，从而提高芯片良品率。
[0045]
(2)本发明采用基于五点等步进差值比较法或三点非等步进差值比较法的iv测试方法对芯片潜在缺陷进行检测，检测速度快，检测环境简单。
[0046]
(3)本发明通过批次波动补偿值δgm对电流的一阶导数差值δi或芯片电流的内差导数δid进行修正后，可以有效规避因晶圆批次波动等原因造成的误杀，从而使得本发明在保证筛选的有效性的同时具有很强的批次波动适应性。
附图说明
[0047]
图1所示为本发明实施例一提供的一种芯片潜在缺陷检测方法流程图。
[0048]
图2所示为本发明实施例二提供的一种芯片潜在缺陷检测方法流程图。
[0049]
图3所示为本发明实施例一、二提供的性能正常和具有潜在缺陷的芯片δi
dd
电流示意图。
具体实施方式
[0050]
现在将参考附图来详细描述本发明的示例性实施方式。应当理解，附图中示出和描述的实施方式仅仅是示例性的，意在阐释本发明的原理和精神，而并非限制本发明的范围。
[0051]
实施例一：
[0052]
本发明实施例提供了一种芯片潜在缺陷检测方法，采用五点等步进差值比较法对芯片潜在缺陷进行检测，如图1所示，包括以下步骤a1～a6：
[0053]
a1、在待测芯片的ft测试阶段，在待测芯片的vdd端口依次输入五点等步进电压，保持待测芯片的其余端口开路，依次记录每个输入电压对应的输出电流值。
[0054]
本发明实施例中，在待测芯片的vdd端口输入的五点等步进电压为v0-2δv,v0-δv,v0,v0+δv,v0+2δv，每个输入电压对应的输出电流值为i1,i2,i3,i4,i5。即在待测芯片的vdd端口输入电压v0-2δv，对应记录得到输出电流值i1；在待测芯片的vdd端口输入电压v0-δv，对应记录得到输出电流值i2；在待测芯片的vdd端口输入电压v0，对应记录得到输出电流值i3；在待测芯片的vdd端口输入电压v0+δv，对应记录得到输出电流值i4；在待测芯片的vdd端口输入电压v0+2δv，对应记录得到输出电流值i5。
[0055]
其中v0表示基准电压，δv表示电压步进值，且本发明实施例中电压v0+2δv小于或等于待测芯片的最大工作电压v
max
，
[0056]
a2、根据每个输入电压对应的输出电流值计算电流的一阶导数差值，计算公式为：
[0057]
δi＝i
1-8i2+8i
4-i5[0058]
其中δi表示电流的一阶导数差值。
[0059]
a3、采集待测芯片的pcm测试数据。
[0060]
a4、根据待测芯片的pcm测试数据计算得到批次波动补偿值，计算公式为：
[0061][0062]
其中δgm表示批次波动补偿值，gm表示芯片标准件的电流一阶导数，gmi表示pcm测试数据中第i个待测芯片的电流一阶导数，i＝1,2,...,n，n表示pcm测试数据中的待测芯片数目。
[0063]
a5、采用批次波动补偿值对电流的一阶导数差值进行修正，得到修正电流一阶导数，计算公式为：
[0064]
δi
dd
＝δi-δgm
[0065]
其中δi
dd
表示修正电流一阶导数。
[0066]
a6、将修正电流一阶导数在预设标准值范围内的待测芯片归入合格芯片集合bin1，将修正电流一阶导数不在预设标准值范围内的待测芯片归入失效芯片集合bin2。
[0067]
本发明实施例中，预设标准值范围为δi
low
≤δi
dd
≤δi
high
，其中δi
low
表示预设的卡控门限最小值，δi
high
表示预设的卡控门限最大值。
[0068]
本发明实施例中，合格芯片集合bin1为无潜在缺陷风险的芯片集合，失效芯片集合bin2为有潜在缺陷的芯片集合。
[0069]
如图3所示，本发明实施例中，δi
low
＝10，δi
high
＝15，则针对超出预设标准值范围的δi
dd
对应的待测芯片，说明其是具有潜在缺陷的，将其归入失效芯片集合bin2，其余在预设标准值范围内的待测芯片则归入合格芯片集合bin1。
[0070]
实施例二：
[0071]
本发明实施例提供了一种芯片潜在缺陷检测方法，采用三点非等步进差值比较法对芯片潜在缺陷进行检测，如图2所示，包括以下步骤b1～b6：
[0072]
b1、在待测芯片的ft测试阶段，在待测芯片的vdd端口依次输入三点非等步进电压，保持待测芯片的其余端口开路，依次记录每个输入电压对应的输出电流值。
[0073]
本发明实施例中，在待测芯片的vdd端口输入的三点非等步进电压为v
d1
,v
d2
,v
d3
，每个输入电压对应的输出电流值为i
d1
,i
d2
,i
d3
。即在待测芯片的vdd端口输入电压v
d1
，对应记录得到输出电流值i
d1
；在待测芯片的vdd端口输入电压v
d2
，对应记录得到输出电流值i
d2
；在待测芯片的vdd端口输入电压v
d3
，对应记录得到输出电流值i
d3
。
[0074]
其中v
d1
《v
d2
《v
d3
且v
d2-v
d1
≠v
d3-v
d2
，电压v
d3
小于或等于待测芯片的最大工作电压v
max
。
[0075]
b2、根据每个输入电压对应的输出电流值计算芯片电流的内差导数，计算公式为：
[0076][0077]
其中δid表示芯片电流的内差导数。
[0078]
b3、采集待测芯片的pcm测试数据。
[0079]
b4、根据待测芯片的pcm测试数据计算得到批次波动补偿值，计算公式为：
[0080]
[0081]
其中δgm表示批次波动补偿值，gm表示芯片标准件的电流一阶导数，gmi表示pcm测试数据中第i个待测芯片的电流一阶导数，i＝1,2,...,n，n表示pcm测试数据中的待测芯片数目。
[0082]
b5、采用批次波动补偿值对芯片电流的内差导数进行修正，修正电流一阶导数，计算公式为：
[0083]
δi
dd
＝δi
d-δgm
[0084]
其中δi
dd
表示修正电流一阶导数。
[0085]
b6、将修正电流一阶导数在预设标准值范围内的待测芯片归入合格芯片集合bin1，将修正电流一阶导数不在预设标准值范围内的待测芯片归入失效芯片集合bin2。
[0086]
本发明实施例中，预设标准值范围为δi
low
≤δi
dd
≤δi
high
，其中δi
low
表示预设的卡控门限最小值，δi
high
表示预设的卡控门限最大值。
[0087]
本发明实施例中，合格芯片集合bin1为无潜在缺陷风险的芯片集合，失效芯片集合bin2为有潜在缺陷的芯片集合。
[0088]
如图3所示，本发明实施例中，δi
low
＝10，δi
high
＝15，则针对超出预设标准值范围的δi
dd
对应的待测芯片，说明其是具有潜在缺陷的，将其归入失效芯片集合bin2，其余在预设标准值范围内的待测芯片则归入合格芯片集合bin1。
[0089]
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。