【摘 要】
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测试芯片是集成电路制造工艺开发阶段用于提取工艺参数、监测工艺偏差、评估器件性能的重要手段。随着集成电路工艺发展,业界开发出一种片上直连测试技术,保持产品芯片器件生成阶段的掩模制造过程不变,重新设计并制造用于器件互联的掩模,将关键器件直接连接到芯片上的焊盘,再通过测试机对焊盘的探测实现在真实物理环境下的器件电性测试。随着先进工艺下影响器件性能的因素与流片成本剧增,用户希望增加此类芯片在单次流片中可监
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测试芯片是集成电路制造工艺开发阶段用于提取工艺参数、监测工艺偏差、评估器件性能的重要手段。随着集成电路工艺发展,业界开发出一种片上直连测试技术,保持产品芯片器件生成阶段的掩模制造过程不变,重新设计并制造用于器件互联的掩模,将关键器件直接连接到芯片上的焊盘,再通过测试机对焊盘的探测实现在真实物理环境下的器件电性测试。随着先进工艺下影响器件性能的因素与流片成本剧增,用户希望增加此类芯片在单次流片中可监测的工艺偏差种类与待测器件数量,提高片上直连测试技术的性价比。而已有方案在提取器件时缺乏全面的目标属性支持,筛选器件的搜索优化范围受到初始焊盘摆放位置限制,难以满足目前的设计需求。针对现有方案的上述技术瓶颈,本文首先改进了片上直连测试芯片设计流程,先提取芯片内所有器件的全面的目标属性,再基于属性全局分布情况与可变的焊盘位置进行筛选方案的迭代,其中针对器件提取与筛选方法主要做了以下研究:（1）提出了全面的器件属性图形定义方法,用于表征片上直连测试芯片设计限制与各类版图邻近效应参数,实现全芯片范围内器件属性的精确提取。（2）提出了一种基于贪心算法的待测器件实例筛选方法,提高了符合实验预期的待测器件数量及所覆盖的实验设计种类,并实现了筛选方案的灵活迭代。本文工作在实际项目中得到应用。该项目以一片采用14nm工艺设计、大小约105mm~2的产品芯片作为基础,提取了表征全芯片范围内11亿个逻辑器件可连接性与测试目标效应的属性,共筛选出覆盖近3000种实验设计的8580个待测器件用于测试芯片设计,其中符合实验预期的待测器件数量及所覆盖的实验设计种类相比未经优化的方法分别提高了3.75%、21.18%。相比前人工作,本项目所提取的器件数量增大了上千倍,额外增加了对多种版图邻近效应引起的工艺偏差的监测,单位面积下连接出的待测器件数量提高了42%,充分满足了现有的片上直连测试芯片设计需求,且经流片测试后成功定位到实际产品中特有的工艺偏差。
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