集成电路剖析和异常检测制造技术

一种用于IC分类、离群物检测和/或异常检测的计算机化方法，包括使用至少一个硬件处理器用于测试晶片上的根据IC设计的多个IC中的每个，其中IC设计包括多个传感器。至少一个硬件处理器用于通过以下步骤来测试多个IC中的每个：收集多个传感器值，该多个传感器值包括来自多个传感器中的每个的传感器值；将多个传感器值与分类方案进行比较，从而获得用于每个所测试IC的分类；以及记录所测试IC的分类。一种用于IC分类、离群物检测和/或异常检测的计算机化方法，包括使用至少一个硬件处理器用于测试晶片上的根据IC设计的多个IC中的每个，其中IC设计包括多个传感器。至少一个硬件处理器用于通过以下步骤来测试多个IC中的每个：收集多个传感器值，该多个传感器值包括来自多个传感器中的每个的传感器值；将多个传感器值与分类方案进行比较，从而获得用于每个所测试IC的分类；以及记录所测试IC的分类。以及记录所测试IC的分类。以及记录所测试IC的分类。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】集成电路剖析和异常检测
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请要求2018年4月16日提交的美国临时专利申请号62/657,986的优先权，该专利申请的标题为“INTEGRATED CIRCUIT PROFILING AND ANOMALY DETECTION”，其全部内容通过引用整体并入本文。


[0003]本专利技术涉及集成电路的领域。

技术介绍

[0004]集成电路(IC)可以包括在平坦半导体衬底诸如硅(Si)晶片上的模拟和数字电子电路。使用光刻技术将微观晶体管印刷到衬底上，以在非常小的面积中生产数十亿个晶体管的复杂电路，从而使使用IC的现代电子电路设计既有低成本又有高性能。IC由称为代工厂的工厂的组装线生产，这已使IC，诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)IC的生产商品化。数字IC包含以功能和/或逻辑单元的形式排列在晶片上的数十亿个晶体管，并被封装在金属、塑料、玻璃、陶瓷外壳等中。
[0005]在生产期间对IC进行测试以用于检测缺陷，诸如通过使用晶片测试、封装测试、电路测试、最终用户装置操作测试等。例如，晶片测试可以确定每个所测试晶片上的不良IC，并且缺陷IC可以被丢弃。例如，封装/电路/装置测试可以在最终用户使用之前测试产品运行情况，并丢弃缺陷产品/批次。例如，市场营销、保修和维护统计信息可反映出产品开发期间要求、规格、设计和测试之间的符合性。这些类型的测试中的每种都可以产生缺陷产品的列表，可以对这些缺陷产品进行分析以改善下一代产品的设计，诸如通过减少IC和/或最终用户产品的制造中的每百万个中的缺陷零件(DPPM)数量。
[0006]DPPM是用于衡量半导体产品生产的质量的常用指标。随着电子设备成为日常生活的一部分(诸如可穿戴电子设备和半自主汽车)，越来越多地推动改善质量并防止使用失效。对于关键任务细分市场，诸如汽车、医疗等，客户要求正在推动对每十亿个中的缺陷零件(DPPB)范围的改善。
[0007]当前，许多方法用于改善整个制造测试过程中的质量：数据前馈、双变量和多变量分析、质量索引等。这些方法中的许多方法用于将产品交付到质量和安全性敏感的细分市场，诸如汽车、医疗、数据服务器等。这些方法可以降低DPPM率，并可以减少昂贵的测试步骤(诸如老化和系统级测试)的数量。
[0008]数据前馈(DFF)方法利用从制造流程中任何步骤收集的数据，并使数据可用于任何其他下游测试。通过分析整个供应链中的制造数据，制造和质量工程师可以从任何测试(诸如晶片归类、封装、最终电路测试、系统级测试等)中召回数据，以用于改善DPPM。可以实时比较同一所测试装置的该数据，以检查测试结果中的任何变化(即，异常)，该变化可能指示产品在使用期间是否过早失效、应该对制造进行改变等。
[0009]双变量和多变量分析试图找到两个或更多个测试之间的经验关系。具有强相关性
的测试可用于识别总体内的离群物。这可以改善许多细分市场的质量，因为双变量和多变量离群物可能是难以通过常规测试程序筛选出来的装置。这些离群物可能具有与可能过早发生故障、作为RMA返回等的装置的高度相关性。
[0010]用于汽车应用的IC被指定以满足长期的可靠性要求，并且对机电应力的敏感度较低。汽车IC的健壮性可能与单独IC产品有关，这些产品的测试参数在IC的数据表中报告的主要参数的分布中良好地居中。零件平均测试(PAT)可以识别出具有更良好地居中，即，在规格上强固的参数的IC。
[0011]半导体公司可能会采用PAT来帮助他们满足汽车行业的严格要求(诸如，汽车电子协会：AEC-Q001-修订版D)。可靠性研究表明，具有异常特性的半导体零件往往是造成长期质量和可靠性问题的更重要原因。初始通过所有制造测试但与同一总体或批次中的其他零件相比被认为是“离群物”的装置在现场更可能发生故障。这可以是PAT的基础，PAT主动识别离群物以从生产装运中排除。PAT可以通过基于多个装置的统计采样来修改通过/失败测试限制来进行操作。
[0012]PAT可以是动态测试。例如，在电晶片归类(EWS)过程中，可以通过与晶片上的每个IC的焊盘进行接触的机械探针来执行包含IC的硅晶片的测试规程。探针卡可以通过电缆电连接到测试设备。自动化系统依次测试晶片中包含的所有管芯。随着测试规程进行，可以通过软件分析包含测量结果的数据日志文件以计算平均值(μ)和标准偏差(s)。一旦知道了参数的分布，就可以识别通过测试但不在范围内的离群零件。例如，在PAT 4σ测试，零件被拒绝并视为不符合规范，诸如超出μ-4*s至μ+4*s的范围。
[0013]相关技术的前述示例和与之相关的限制旨在进行说明而不是排他性的。通过阅读说明书和研究附图，相关技术的其他限制对于本领域技术人员将变得显而易见。

技术实现思路

[0014]结合旨在是示例性和说明性的而非限制范围的系统、工具和方法来描述和说明以下实施例及其方面。
[0015]根据实施例，提供了一种用于IC分类和/或离群物检测的计算机化方法，其包括：提供包括根据IC设计的多个IC的晶片，其中IC设计包括多个传感器；并且使用至少一个硬件处理器以用于通过以下步骤测试多个IC中的每个：收集多个传感器值，该多个传感器值包括来自多个传感器中的每个的传感器值；以及将多个收集的传感器值与分类方案进行比较，从而获得每个所测试IC的分类。在实施例中，该方法还包括记录每个所测试IC的分类。在实施例中，提供的步骤包括使用制造过程基于IC设计来制造晶片。
[0016]根据实施例，提供了一种用于半导体集成电路(IC)分类的计算机化方法，其包括使用至少一个硬件处理器用于：接收IC设计和描述制造过程的数据。至少一个硬件处理器用于基于IC设计和制造过程来模拟多个IC电子操作，以产生多个模拟IC操作值和多个模拟装置操作值。至少一个硬件处理器用于将多个模拟IC操作值和多个模拟装置操作值进行因子分解，以确定用于传感器放置的操作值的子集。至少一个硬件处理器用于选择产生传感器放置集的操作值子集中的一些，并且对于所选择的子集中的每个，分析IC设计以将被配置用于特定电子操作的多个传感器中的一个结合在IC设计内，其中传感器放置集的每个元素包括一种类型的传感器和IC设计内的位置，其中传感器放置集被配置为产生对IC设计和
制造过程敏感的多个传感器值。至少一个硬件处理器用于基于多个传感器值将IC设计分类为操作类别，从而产生分类方案，其中操作类别包括至少一个离群物类别。可以从硅前模拟数据或/和从硅后晶片测试数据中确定类别(操作的、离群物等)。
[0017]根据实施例，提供了一种用于IC异常检测的计算机化方法，其包括使用至少一个硬件处理器用于基于IC设计使用制造过程来制造晶片，其中晶片包括多个IC，并且其中IC设计包括多个传感器。至少一个硬件处理器用于通过以下步骤来测试所述多个IC中的每个：收集多个传感器值，该多个传感器值中的至少一个来自多个传感器中的每个；比较多个传感器值与分类方案；以及记录所测试IC的分类。
[0018]根据实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于IC分类和/或离群物检测的计算机化方法，其包括：提供包括根据IC设计的多个IC的晶片，其中所述IC设计包括多个传感器；以及使用至少一个硬件处理器用于通过以下方式测试所述多个IC中的每个：收集多个传感器值，所述多个传感器值包括来自所述多个传感器中的每个的传感器值；将所述多个收集的传感器值与分类方案进行比较，从而获得每个所测试IC的分类；以及记录每个所测试IC的所述分类。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述提供的步骤包括使用制造过程基于所述IC设计来制造所述晶片。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述分类方案基于以下中的一个或更多个：所述IC设计和所述制造过程的多个IC操作的模拟，其中所述模拟是至少一个完整IC设计模拟、至少一个部分IC设计模拟和用于所述制造过程的至少一个装置模拟中的至少一个；在预生产流片测试期间收集的多个训练传感器值；以及所收集的多个传感器值。4.根据任何前述权利要求所述的方法，其中所述分类方案包括离群类别。5.根据任何前述权利要求所述的方法，其中所述比较包括使用从一组训练传感器值和训练高覆盖率测量值确定的函数和规则中的至少一个来从所述多个传感器值估计高覆盖率测量值。6.根据任何前述权利要求所述的方法，还包括使用所述至少一个硬件处理器用于基于所述分类利用独特标识来标记所述所测试IC的IC封装，和/或使用所述至少一个硬件处理器用于丢弃缺陷IC。7.根据任何前述权利要求所述的方法，还包括：(i)根据每个所测试IC，基于所述分类和所述多个传感器值确定所述制造过程的一组参数；(ii)基于所述IC设计和用于每个IC的所述制造过程的该组参数选择所述制造过程的第二组参数；以及(iii)使用所述第二组参数进行第二晶片的第二制造，其中所述选择是通过手动过程和自动计算中的至少一个执行的，从而提供包括根据IC设计的多个IC的晶片，其中所述IC设计包括多个传感器。8.根据任何前述权利要求所述的方法，其中所述分类包括用于确定每个管芯的所述分类的分层数据结构。9.根据任何前述权利要求所述的方法，还包括：基于多个分类值通过以下步骤识别所述分类方案：从所述多个分类值建立矩阵表示，所述矩阵表示的每行包括关于所述多个IC中的一个的分类值；从所述矩阵表示计算协方差矩阵和所述协方差矩阵的奇异值分解即SVD，；
使用所述SVD确定多个距离值，每个距离值表示所述多个IC中的一个IC与所述多个IC中的另一IC之间的相应距离；以及从所述多个距离值识别至少一个族，从而定义所述分类方案。10.根据权利要求9所述的方法，其中从所述多个距离值识别至少一个族的所述步骤包括：将所述多个IC中的第一IC分类在第一族中，使得所述第一族由所述第一IC定义；将来自所述多个距离值的表示所述多个IC中的第一IC和第二IC之间的距离的距离值与预定阈值进行比较；如果所述距离值小于所述预定阈值，则将所述第二IC分类在所述第一族中；以及如果所述距离值大于所述预定阈值，则将所述第二IC分类在第二族中，使得所述第二族由所述第二IC定义。11.根据权利要求10所述的方法，其中从所述多个距离值识别多个族的所述步骤还包括，对于所述多个IC中的每个另一IC：从所述多个距离值识别一群距离值，该群距离值中的每个距离值表示所述另一IC与定义相应族的所述多个IC中的相应IC之间的距离；将来自该群距离值的每个距离值与所述预定阈值进行比较；如果来自该群距离值的表示相应的另一IC与定义特定族的所述多个IC中的特定IC之间的距离的距离值小于所述预定阈值，则将所述另一IC分类在所述特定族中；以及如果来自该群距离值的所有所述距离值大于所述预定阈值，则将所述另一IC分类在新族中，使得所述新族由所述另一IC定义。12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中从所述矩阵表示计算协方差矩阵的所述步骤包括在计算所述协方差矩阵之前对所述矩阵表示进行归一化。13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其中所述多个分类值基于以下中的一个或更多个：从所述IC设计的模拟确定的模拟值；在预生产流片测试期间收集的多个训练传感器值；以及测得的传感器值。14.根据权利要求9至13中任一项所述的方法，其中基于所述多个分类值来识别所述分类方案的所述步骤是将所述多个收集的传感器值与分类方案进行比较，从而获得每个所测试IC的分类的所述步骤的至少一部分。15.根据权利要求9至14中任一项所述的方法，其中所述多个分类值基于从所述IC设计的模拟确定的模拟传感器值，并且其中基于多个分类传感器值识别所述分类方案的所述步骤发生在将所述多个收集的传感器值与分类方案进行比较，从而获得每个所测试IC的分类的所述步骤之前，将所述多个收集的传感器值与分类方案进行比较的所述步骤包括：从所述多个收集的传感器值建立收集的数据矩阵表示，所述矩阵表示的每行包括关于所述多个IC中的一个的收集的传感器值；使用所收集的数据矩阵表示来确定多个收集的数据距离值，每个距离值表示所述多个IC中的一个IC与所述多个IC中的另一IC之间的相应距离；以及从所述多个距离值，根据所述分类方案对所述IC中的每个进行分类。16.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：普罗泰克斯公司，
类型：发明
国别省市：