一种利用迭代法实现熔丝修调的方法与流程

本发明涉及一种在圆片测试过程中通过迭代法实现熔丝修调的方法，属于集成电路技术领域。

背景技术：

随着集成电路设计与工艺技术的发展，电路性能要求原来越高。但是，电路性能总是受到半导体制造工艺的非理想因素的影响，使芯片与芯片之间、晶圆与晶圆之间、以及批次和批次之间存在着不同程度的偏差，并且无法通过仿真软件进行有效的模拟和预测。于是，在晶圆测试期间通常需要通过熔丝修调来使管芯趋向于同一标准。

如图1所示，普通金属熔丝一般由金属电阻或薄膜等其他电阻构成，熔丝通常两头宽中间窄。利用探针将大电流(一般在200mA左右)加至熔丝TPAD上，从而烧断集成电路中的熔丝，以达到修调基准电压的目的。熔丝一旦烧断之后将不可恢复，固熔丝修调在集成电路测试中至关重要，它不仅关系到产品的精度还关系到测试的良率。

然而，对于某些熔丝步距一致性欠佳的产品，传统的查表法熔丝修调方案已经不能满足芯片精度的要求，主要表现为测试过程中区域性或批次性低良率，造成人力、物力的损失。

技术实现要素：

为了克服因为熔丝修调不精确而导致晶圆低良率等问题，本发明提供了一种将迭代法应用到熔丝修调中的方法，该方法通过晶圆测试来提升产品精度。采用迭代法的熔丝方案可以根据圆片当前区域的熔丝步距实时调整熔丝表，提升测试良率。

按照本发明提供的技术方案，所述利用迭代法实现熔丝修调的方法，包括如下步骤：

步骤1、设定熔丝修调后基准电压的目标值Vtarget，并建立一张对应的熔丝真值表，熔丝真值表包含了芯片各个基准电压的实测值范围与需要烧断的熔丝的对应真值表；烧断每一段熔丝都能够引起基准电压值的变化，不同段熔丝的变化量呈比例关系，最小一段熔丝可以修调的值为熔丝步距LSB。所述熔丝真值表中“1”表示需要将该段熔丝烧断，“0”表示对应段的熔丝不作处理。

步骤2、测量烧熔丝前芯片基准电压值，当基准电压实测值Vbef没有落在熔丝真值表的范围内时，直接将该管芯判断为不合格片；当Vbef在熔丝真值表中基准电压目标值所在的实测值范围内即无需进行熔丝修调时，对该芯片基准电压值测试部分做“通过”处理；其他情况下则需要继续执行下列步骤

步骤3、根据计算(Vtarget-Vbef)/LSB的值四舍五入得出该管芯熔丝烧写的步数n，再根据熔丝真值表的对应关系烧断相应的熔丝

步骤4、测量烧熔丝后芯片基准电压值Vaf，当Vaf没有落在基准电压目标值所在的实测值范围内时，直接将该管芯判断为不合格片；若Vaf在基准电压目标值所在的实测值范围内时，则对该芯片基准电压值测试部分做“通过”处理。

步骤5、根据公式LSB＝(Vaf-Vbef)/n计算出新的熔丝步距值并用于下一颗管芯的熔丝计算中，实现LSB实时迭代熔丝修调。

其中，计算出新的熔丝步距值之后需要剔除一些不合理的LSB值，比如当测试到圆片边缘或者一块固定失效区域时，或者当LSB计算值超出理论值范围时，给LSB强制赋理论值。

本发明的优点在于：迭代法应用于熔丝修调，不断将前一颗管芯的熔丝步距应用于下一颗管芯的基准电压值修调过程中。该方案通过实时监控熔丝步距实测值，自动调整熔丝真值表(Trimming Table)，使之更加适用于当前圆片区域，修调后的基准值更加接近目标值，从而提升测试良率。

附图说明

图1为芯片内的熔丝结构示意图。

图2为本发明的烧熔丝电原理图。

图3为本发明的实施例流程图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

模拟类芯片测试中，需要通过熔丝修调使出厂电路的基准值更加精确，一致性更好。本实施例在晶圆测试中利用迭代法实现熔丝修调，如图3所示，包括以下步骤：

步骤1，本例中熔丝修调后的目标值为18.75mV。建立一张熔丝真值表，如下表所示；

熔丝数量为三段，分别为T1-GND、T2-GND、T3-GND，这三段熔丝烧断之后引起的基准电压变化量理论值分别为+37.5mV(T1-GND)、+75mV(T2-GND)、+150mV(T3-GND)，呈比例关系。

熔丝真值表中设有基准电压最低参考值-262.5mV和最高参考值37.5mV。芯片测试中，若基准电压实测值Vbef没有落在熔丝真值表的范围内时，直接将该管芯判断为不合格片。若基准电压实测值Vbef落在基准电压目标值范围(真值表(0，0，0)对应的范围，即0mV-37.5mV)内，则芯片合格，无需进行烧熔丝修调。

熔丝真值表中包含了芯片各个基准电压实测值范围与需要烧断的熔丝的对应关系；上表中数字逻辑“1”表示需要将该段熔丝烧断，“0”表示对应段的熔丝不作处理。

图2为晶圆测试时烧熔丝原理图；TrimPower处加烧熔丝电压；K1、K2、K3为控制继电器开关；烧熔丝前，探针与熔丝的修调点TPAD接触；继电器开关闭合，则烧熔丝电压施加至相应的熔丝上；若探针与熔丝的修调点接触不良则可能导致烧熔丝失败。

芯片测试和烧熔丝修调过程如下：

步骤2，对某一颗管芯进行测试，监控该芯片的基准电压Vbef是否落在0mV-37.5mV内，若没有在这个范围内则判断为待继续测试分析。例如实测值为-110mV，由于Vbef没有低于最低参考值-262.5mV也没有高于最高参考值37.5mV，该颗管芯不会被判断为不良品，并且需根据要求烧断相应的熔丝以改变基准电压。

步骤3，根据公式(Vtarget-Vbef)/LSB＝(18.75-(-110))/37.5＝3.43，四舍五入n为3，根据熔丝真值表即需要熔断T1-GND、T2-GND两段熔丝。在本例中需要对TrimPower加上合适电压(一般为5V左右)，并且闭合继电器开关K1和K2，以烧断这两段熔丝。

步骤4，重新测试烧熔丝后芯片基准电压值Vaf，若Vaf处在基准电压目标值所在的实测值范围0mV-37.5mV内则芯片烧熔丝成功，执行下一芯片的测试或者其它项目的测试。

本例中，烧熔丝前Vbef实测值为-110mV时需烧写T1-GND、T2-GND两段熔丝，烧熔丝后Vaf实测值为0.8mV。而Vaf理论值为-110mV+37.5mV+75mV＝2.5mV，实测值比理论值略偏小，但实际生产中若熔丝步距不是很一致的话，采用查表法或者中心值法烧熔丝则可能出现烧熔丝后Vaf值偏离规范上限或者下限的情况。

步骤5，根据公式LSB＝(Vaf-Vbef)/n计算出新的熔丝步距值并用于下一颗管芯的熔丝计算中，实现LSB实时迭代熔丝修调。

本例中，LSB＝(0.8-(-110))/3＝36.93mV比理论熔丝步距值37.5mV要小，通过计算得到的这个步距才更接近该圆片的实际情况。对于下一颗芯片基准值测试需要烧熔丝时，将计算完的LSB迭代入(Vtarget-Vbef)/LSB公式中再计算熔丝烧写的步数n，这样使烧熔丝更贴近该圆片的实时情况。上述方法中，迭代熔丝修调方案需要剔除一些不合理的LSB值，在本例中当计算得到的LSB小于10mV或者大于60mV时需给LSB强制赋值37.5mV并迭代到下一次烧熔丝计算中。