一种工艺检测方法、系统及电路与流程

本发明涉及集成电路设计服务领域，尤其涉及一种工艺检测方法、系统及电路。

背景技术：

1、集成电路制造过程中，由于芯片图形转移的不确定性和工艺波动等因素，必然会导致芯片上的器件存在偏差。随着半导体工艺的特征尺寸不断缩小，工艺偏差呈现不断增大的趋势。这使得集成电路设计过程中所采用的约束条件更加严格，也严重制约了集成电路的性能和功耗。

2、目前对于芯片检测的技术，大多使用较为繁杂的器械设备，占用面积大，操作复杂，采用动态比较结构对工艺偏差进行检测，无法实现电路检测自调节，使得在无法缓解芯片其他电路设计过程中的严格约束条件，容易受到温度、电压和工艺等外界因素影响检测结果，同时制约了不同工艺偏差情况芯片的性能和功耗，对于工业生产产生了巨大的阻碍。

技术实现思路

1、基于上述问题，本发明实施例提出了一种工艺检测方法、系统及电路，解决了现有技术在检测芯片工艺器械复杂、流程复杂和易受外界因素干扰导致工艺检测结果准确度不高的问题。

2、为实现上述目的，本发明实施例提供了一种工艺检测方法，包括：

3、对第一样本进行工艺检测，得到工艺检测电压；

4、对所述第一样本进行参考电压生成处理，得到工艺参考电压；

5、对所述工艺检测电压和所述工艺参考电压，分别进行差分量化，得到样本工艺码；

6、根据所述样本工艺码，确定所述第一样本的工艺角偏离程度，得到工艺检测结果。

7、本发明实施例一种工艺检测方法，通过设计检测电路得到全静态电压并量化的方式得到工艺码，最终得到的多字节量化结果可以精确的表示工艺的偏离程度，而不是简单的3种结果，精确补偿工艺偏差产生的影响，本发明实施例提供的一种工艺检测方法，能够使得检测结果不受外界因素影响，只与单一变量有关，提高了检测结果的准确度。

8、进一步的，所述对第一样本进行工艺检测，得到工艺检测电压，具体为：

9、采集所述第一样本的出厂工艺参数；

10、通过所述第一样本的出厂工艺参数内的电压关系，得到正温度系数电流和负温度系数电流；

11、对所述正温度系数电流和所述负温度系数电流进行温度系数设置，得到零温度系数电流；

12、将所述零温度系数电流转换为所述工艺检测电压。

13、本发明实施例提供的一种工艺检测方法，通过检测电路对温度系数的补偿，使得检测结果不再受到温度的影响，只与单一变量有关，大大提高检测结果准确度。

14、进一步的，对所述第一样本进行参考电压生成处理，得到工艺参考电压，具体为：

15、根据所述第一样本的出厂工艺参数内的电压关系，得到基准参考电压；

16、将所述基准参考电压转换为基准参考电流，进行消参镜像处理，得到工艺参考电压。

17、进一步的，所述对所述工艺检测电压和所述工艺参考电压，分别进行差分量化，得到样本工艺码，具体为：

18、对所述工艺检测电压和所述工艺参考电压，分别进行差分运算，得到检测差分电压数字码和参考差分电压数字码；

19、根据所述检测差分电压数字码和所述参考差分电压数字码，进行数模量化计算，获得所述工艺码，其中，所述工艺码由判断标志位和基本数字码组成。

20、进一步的，所述根据所述样本工艺码，确定所述第一样本的工艺角偏离程度，得到工艺检测结果，具体为：

21、根据所述工艺码的判断标志位的正负和所述第一样本的工艺检测类型，确定所述第一样本工艺角偏向快角或慢角；

22、当确定基本数字码的数值越大，确定所述第一样本的工艺角偏离程度越大；

23、根据所述判断标志位的偏向角判断结果和所述基本数字码的偏离程度判断结果，得到所述第一样本的工艺检测结果。

24、本发明实施例还提供一种工艺检测系统，包括：检测电压生成模块、参考电压生成模块、差分量化模块和工艺检测结果输出模块；

25、所述检测电压生成模块用于对第一样本进行工艺检测，得到工艺检测电压；

26、所述参考电压生成模块用于对所述第一样本进行参考电压生成处理，得到工艺参考电压；

27、所述差分量化模块用于对所述工艺检测电压和所述工艺参考电压，分别进行差分量化，得到样本工艺码；

28、所述工艺检测结果输出模块用于根据所述样本工艺码，确定所述第一样本的工艺角偏离程度，得到工艺检测结果。

29、本发明实施例提供的一种工艺检测系统，通过模块的连接实现对工艺偏差的检测，电路模块采取简单的电路结构，减少了检测带来的损耗，通过检测电路得到全静态电压并量化的方式得到工艺码，通过工艺码的差分结果得到偏离结果，使得电路设计不再受严格的制约条件影响，通过电路本身就能实现工艺检测，且检测结果往往只与单一变量有关，不再受外界条件的影响，提高了检测结果的准确度。

30、进一步的，所述检测电压生成模块用于对样本进行工艺检测，得到工艺检测电压，还包括：

31、数据采集单元、温度系数消除单元和检测电压输出单元；

32、所述数据采集单元用于采集所述第一样本的出厂工艺参数，通过所述第一样本的出厂工艺参数内的电压关系，得到正温度系数电流和负温度系数电流；

33、所述温度系数消除单元用于对所述正温度系数电流和所述负温度系数电流进行温度系数设置，获得零温度系数电流；

34、所述检测电压输出单元用于将所述零温度系数电流转换为所述工艺检测电压。

35、进一步的，所述参考电压生成模块用于对所述第一样本进行参考电压生成处理，得到工艺参考电压，还包括：

36、基准参考电压生成单元和工艺参考电压生成单元；

37、所述基准参考电压生成单元用于根据所述第一样本的出厂工艺参数内的电压关系，得到基准参考电压；

38、所述工艺参考电压生成单元用于将所述基准参考电压转换为基准参考电流，进行消参镜像处理，得到工艺参考电压。

39、进一步的，所述差分量化模块用于对所述工艺检测电压和所述工艺参考电压，分别进行差分量化，得到样本工艺码，包括：

40、差分运算单元和数字量化单元；

41、所述差分运算单元用于对所述工艺检测电压和所述工艺参考电压，分别进行差分运算，得到检测差分电压数字码和参考差分电压数字码；

42、所述数字量化单元用于根据所述检测差分电压数字码和所述参考差分电压数字码，进行数模量化计算，获得所述工艺码，其中，所述工艺码由判断标志位和基本数字码组成。

43、进一步的，所述工艺检测结果输出模块用于根据所述样本工艺码，确定所述第一样本的工艺角偏离程度，得到工艺检测结果，具体为：

44、偏向角判别单元、偏离程度判别单元和工艺检测结果输出单元；

45、所述偏向角判别单元用于根据所述工艺码的判断标志位的正负和所述第一样本的工艺检测类型，确定所述第一样本工艺角偏向快角或慢角；

46、所述偏离程度判别单元用于当确定基本数字码的数值越大，确定所述第一样本的工艺角偏离程度越大；

47、工艺检测结果输出单元用于根据所述判断标志位的偏向角判断结果和所述基本数字码的偏离程度判断结果，得到所述第一样本的工艺检测结果。

48、本发明实施例还提供了一种工艺检测电路，包括：工艺检测电路、带隙基准源电路和模数转换器；

49、所述工艺检测电路分别与带隙基准源电路和模数转换器连接；

50、所述工艺检测电路用于生成检测电压和对应的参考电压；

51、所述带隙基准源电路用于生成偏置电压；

52、所述模数转换器用于生成数字码；

53、其中所述工艺检测电路还包括：nmos检测电路和pmos检测电路。

54、本发明实施例所提供的一种工艺检测电路，具有电路结构简单、占用芯片面积小、功耗低、检测完毕后可关断的特点，可重复调用分别检测芯片不同部分的工艺角，缓解了芯片其他电路设计过程中的严格约束条件，优化了不同工艺角情况的芯片功耗，使得工艺检测的结果不再受太多干扰因素的影响，准确度进一步提高。

55、进一步的，所述带隙基准源电路，包括：

56、第一放大器、第二放大器、第一二极管、第二二极管、第一mos管、第二mos管、第三mos管、第四mos管、第五mos管、第六mos管、第七mos管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻；

57、所述第一放大器的第一输入端分别与所述第一电阻和所述第三电阻连接；所述第一放大器的第二输入端分别与所述第二电阻和所述第一二极管连接；所述第一放大器的输出端口分别与所述第一mos管的栅极、所述第二mos管的栅极和所述第三mos管的栅极连接；所述第二电阻分别于所述第一mos管的源极和所述第一二极管连接；所述第一mos管的漏极分别与所述第二mos管的漏极、所述第三mos管的漏极、所述第五mos管的漏极和所述第六mos管的漏极连接；所述第一二极管分别与所述第二二极管、所述第四mos管的源极、所述第五电阻和所述第七mos管的源极连接；所述第二二极管与所述第一电阻连接；所述第三电阻分别与所述第二mos管的源极和所述第二放大器的第一输入端连接；所述第二mos管的源极与所述第二放大器的第一输入端连接；所述第四mos管的漏极分别与所述第三mos管的源极和所述第四mos管的栅极连接；所述第二放大器的第二输入端分别与所述第四电阻和所述第五电阻连接；所述第二放大器的输出端分别与所述第五mos管的栅极和所述第六mos管的栅极连接；所述第七mos管的漏极分别与所述第六mos管的源极和所述第七mos管的栅极连接。

58、进一步的，所述nmos检测电路，包括：

59、第一电压输入端、第二电压输入端、第八mos管、第九mos管、第十mos管、第十一mos管、第十二mos管、第十三mos管、第十四mos管、第十五mos管、第六电阻、第七电阻、第八电阻、nmos检测电压输出端和nmos参考电压输出端；

60、所述第一电压输入端和所述第二电压输入端分别连接所述带隙基准源电路；所述第八mos管的漏极分别连接所述第九mos管的漏极、第十mos管的漏极、第十一mos管的漏极、第十四mos管的漏极和第十五mos管的漏极；所述第八mos管的源极分别与所述第十二mos管的栅极和所述第十三mos管的漏极连接；所述第九mos管的源极分别与所述第十二mos管的漏极和所述第十一mos管的栅极连接；所述第九mos管的栅极分别与所述第十mos管的栅极和所述第十一mos管的栅极连接；所述第十二mos管的源极分别与所述第十三mos管的源极、所述第六电阻、所述第七电阻和所述第八电阻连接；所述第十三mos管的栅极分别与所述第十mos管的源极和所述第六电阻连接；所述第十mos管的栅极和所述第九mos管的栅极连接；所述第十mos管的源极和所述第六电阻连接；所述第十一mos管的源极分别与所述第十四mos管的源极和所述第七电阻连接；所述第十四mos管的源极和所述nmos检测电压输出端连接；所述第十五mos管的源极和所述nmos参考电压输出端连接。

61、进一步的，所述pmos检测电路，包括：

62、第三电压输入端、第四电压输入端、第十六mos管、第十七mos管、第十八mos管、第十九mos管、第二十mos管、第二十一mos管、第二十二mos管、第二十三mos管、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、pmos检测电压输出端和pmos参考电压输出端；

63、所述第三电压输入端和所述第四电压输入端连接所述带隙基准源电路；所述第十六mos管的源极分别与所述第十七mos管的源极、第十八mos管的源极、第十九mos管的源极、第二十二mos管的源极和第二十三mos管的源极连接；所述第十六mos管的漏极分别与所述第二十mos管的栅极和所述第二十一mos管的源极连接；所述第十七mos管的栅极分别与所述第十八mos管的栅极和所述第十九mos管的栅极连接；所述第十七mos管的漏极分别与所述第十九mos管的栅极和所述第二十mos管的源极连接；所述第二十mos管的漏极分别于所述第二十一mos管的漏极、所述第九电阻、所述第十电阻和所述第十一电阻连接；所述第二十一mos管的栅极分别与所述第九电阻和所述第十八mos管的漏极连接；所述第十九mos管的漏极分别与所述第十电阻、所述第二十二mos管的漏极和所述pmos检测电压输出端连接；所述第二十三mos管的漏极分别与所述第十一电阻和所述pmos参考电压输出端连接。