（中國電子科技集團公司第58研究所，江蘇 無錫 214035）

一種利用迭代法實現(xiàn)的熔絲修調(diào)方案

吳熙文，顧衛(wèi)民

（中國電子科技集團公司第58研究所，江蘇 無錫 214035）

隨著集成電路的迅速發(fā)展，測試過程中熔絲修調(diào)的精度受到越來越多的重視。在某些產(chǎn)品熔絲步距一致性欠佳的情況下，傳統(tǒng)的查表法熔絲修調(diào)方案已經(jīng)無法滿足當(dāng)下的精度要求，從而表現(xiàn)為測試過程中區(qū)域性或批次性的低良率，造成人力、物力的損失。將迭代法應(yīng)用到熔絲表的計算中去成為了提升測試精度的必然趨勢。采用迭代法的熔絲方案可以根據(jù)圓片當(dāng)前區(qū)域的熔絲步距實時調(diào)整熔絲表，提升測試良率和測試精度。

熔絲修調(diào)；迭代法；熔絲步距

1 引言

熔絲是集成電路生產(chǎn)中所使用的一項重要技術(shù)。在圓片測試時，可以根據(jù)電路實際基準(zhǔn)值在一定范圍內(nèi)進行修調(diào)，使出廠電路的基準(zhǔn)值更加精確，一致性更好。當(dāng)前的熔絲修調(diào)方案以查表法為主，即在測得基準(zhǔn)初始值以后，根據(jù)芯片設(shè)計公司提供的Trimming Table（如表1所示）進行修調(diào)，使基準(zhǔn)值更接近目標(biāo)值。由于圓片工藝上的缺陷，某些產(chǎn)品的實際熔絲步距按區(qū)域變化，與理論值存在差異，如果再按照理論的Trimming Table進行修調(diào)，修調(diào)后的基準(zhǔn)值會存在偏差，當(dāng)差異過大時可導(dǎo)致整片圓片報廢，帶來經(jīng)濟損失。為了減少因工藝上的缺陷所帶來的損失，本文研究了利用迭代法實現(xiàn)的熔絲修調(diào)方案。迭代法也稱輾轉(zhuǎn)法，是一種不斷用變量的舊值遞推新值的過程，應(yīng)用于熔絲修調(diào)中即為一種不斷用前一顆Die的熔絲步距應(yīng)用于下一顆Die中去的過程。該方案通過實時監(jiān)控熔絲步距實測值，自動調(diào)整Trimming Table，使之更加適用于當(dāng)前圓片區(qū)域，修調(diào)后的基準(zhǔn)值更加接近目標(biāo)值，從而提升測試良率。

2 迭代法修調(diào)的原理和步驟

2.1 計算目標(biāo)中心值法修調(diào)熔絲

觀察表1可以發(fā)現(xiàn)，熔絲修調(diào)后的目標(biāo)值為18.75 mV，B9、B10、B11 3段熔絲所能修調(diào)的電壓理論值分別為37.5 mV、75 mV、150 mV，呈比例關(guān)系。設(shè)最小一段熔絲（即B9）能修調(diào)的值為熔絲步距LSB，修調(diào)前的基準(zhǔn)初始值為Vbe，修調(diào)后的目標(biāo)值為Vtarget，所需修調(diào)的LSB倍數(shù)為n，熔絲修調(diào)后的實際基準(zhǔn)值為Vaf[1]。因此B9、B10、B11 3段熔絲能修調(diào)的值分別為LSB、2LSB、4LSB，理論LSB=37.5 mV。

公式（1）四舍五入后的值即可得到所需熔斷的熔絲。假設(shè)熔絲修調(diào)前的基準(zhǔn)值Vbe為-110 mV，那么根據(jù)公式（1）計算如下：n=（Vtarget-Vbe）/LSB=（18.75-(-110)）/37.5=3.43，四舍五入為3，即需要熔斷B9、B10兩端熔絲，結(jié)果與表1一致。因此該修調(diào)方案可行，稱其為計算目標(biāo)中心值法。

表1 某產(chǎn)品Trimming Table

大量實驗驗證，當(dāng)熔絲步距LSB因工藝原因發(fā)生變化時，各段熔絲所能修調(diào)的電壓實際值仍呈比例關(guān)系。因此仍可以通過計算（Vtarget-Vbe）/LSB的四舍五入值得到準(zhǔn)確的所需熔斷的熔絲，而使用查表法進行修調(diào)則可能存在較大質(zhì)量隱患。當(dāng)Vbe仍為-110 mV、LSB為35 mV時，如果按照查表法需要熔斷B9、B10兩段熔絲，熔絲修調(diào)后的實際值Vaf為-5 mV；如果按照計算目標(biāo)中心值法計算n=（Vtarget-Vbe）/LSB=（18.75-(-110)）/35=3.68，四舍五入后為4，即需熔斷B11，熔絲修調(diào)后的實際值為30 mV，更接近目標(biāo)值。

計算目標(biāo)中心值法相對于查表法的優(yōu)勢在于：在熔絲步距LSB因工藝原因與理論值有差異時，只需要簡單地調(diào)整公式中的LSB值即可使熔絲后的基準(zhǔn)值Vaf更接近目標(biāo)值Vtarget，而不需要對整個Trimming Table進行修改，簡化了一些工作量。計算目標(biāo)中心值法的不足之處在于無法自動調(diào)整LSB值，每次更改都需要工程人員手動確認(rèn)，降低了日常生產(chǎn)維護的效率，同時也無法滿足圓片區(qū)域性LSB變化的情況。

2.2 迭代法修調(diào)熔絲

迭代法熔絲修調(diào)方案建立在目標(biāo)中心值法的基礎(chǔ)上，其原理為通過監(jiān)控熔絲修調(diào)前后基準(zhǔn)的差值計算實際熔絲步距LSB值，再將該LSB值代入到下一顆Die的目標(biāo)中心值法計算公式中去，如圖1所示。

相對于目標(biāo)中心值法和查表法，迭代法的優(yōu)勢在于其靈活性和實時性。迭代法能根據(jù)圓片的實際情況自動調(diào)節(jié)熔絲步距LSB值，省去工程人員手動驗證LSB的步驟，提升產(chǎn)線維護的效率。

圖1 迭代法熔絲修調(diào)方案步驟

相對于目標(biāo)中心值法，迭代法熔絲修調(diào)方案無需手動測量熔絲步距，但在計算熔絲步距LSB時，需要注意以下幾種情況：

（1）當(dāng)某一段應(yīng)當(dāng)熔斷的熔絲因扎針接觸不好或其他原因未熔斷或未完全熔斷時，計算求得的LSB值會明顯偏小，不能用于下一顆Die的計算中去；

（2）在執(zhí)行壞點復(fù)測時，不能使用迭代法熔絲修調(diào)方案，因為無法判斷復(fù)測時需要熔斷的熔絲是否在初測時已經(jīng)熔斷；

（3）其他LSB值計算結(jié)果與理論值偏差較大的情況，包括圓片邊緣固定失效區(qū)域等。

因此，在使用迭代法熔絲修調(diào)方案時需要對計算得到的LSB值進行判斷，剔除明顯不合理的值，并將LSB值定為理論值，對下一顆Die改用目標(biāo)中心值法進行修調(diào)，具體的修調(diào)判斷方法可用下面的算法進行。

熔絲修調(diào)前：

double trimN1=0；//定義trimN1為將n四舍五入后的二進制形式

double TrimN=0;//定義TrimN為將n四舍五入后的十進制形式

double n=0;

int i=0;

if(LSB＜=0.01||LSB＞0.1){LSB=0.0375;}//排除不合理的LSB值，將理論值0.0375作為LSB

for(i=9;i＜12;i++){Fuse[i]=0;}//Fuse[9]、Fuse[10]、Fuse[11]為熔絲段//B9、B10、B11的標(biāo)志位，置1時熔斷

if(Vbe＞Vtarget)

{trimN1=0;n=0;TrimN=0;} //初始值大于目標(biāo)值時不作修調(diào)

else

}//將n值四舍五入后用二進制表示，同時確定需要熔斷的熔絲段

}

熔絲修調(diào)后：

}

圖2為某產(chǎn)品分別用3種熔絲修調(diào)方案測得的熔絲修調(diào)后基準(zhǔn)分布情況，該產(chǎn)品目標(biāo)中心值為450mV，上限為455 mV，下限為445 mV?？梢院苤庇^地從圖中看到：采用查表法修調(diào)后基準(zhǔn)值數(shù)據(jù)較離散，有明顯的兩個峰值，存在較多超上限和下限的情況；目標(biāo)中心值法由于采用固定LSB值，因此修調(diào)后存在部分臨界失效；采用迭代法修調(diào)后的基準(zhǔn)值呈正態(tài)分布，更接近目標(biāo)值，同時良率也更高。

綜上所述，查表法適用于熔絲步距LSB值一致性較好或精度要求相對較低的品種；目標(biāo)中心值法適用于圓片之間LSB值一致性較差但每片圓片各區(qū)域LSB值一致性好的品種；迭代法適用于LSB值一致性差且精度要求高的品種，因此具有更大的兼容性。

圖2 3種熔絲修調(diào)方案測得的熔絲修調(diào)后基準(zhǔn)分布情況

3 結(jié)束語

隨著測試技術(shù)的發(fā)展，熔絲修調(diào)方案的精度和效率往往決定了測試廠的競爭力。迭代法熔絲修調(diào)方案在圓片區(qū)域性熔絲步距變化較大時，相對于傳統(tǒng)的查表法以及目標(biāo)中心值法有明顯優(yōu)勢。利用該方案修調(diào)后的芯片基準(zhǔn)值更加靠近目標(biāo)值，一致性更好，因此具有相對更好的電氣性能，提升了產(chǎn)品質(zhì)量，保證更高的良品率。迭代法熔絲修調(diào)方案也節(jié)約了工程調(diào)試的時間，省去了工程維護人員手動確認(rèn)熔絲步距的過程，大大提升了工作效率。

[1]張鵬輝，王己鋼.熔絲類電路的修調(diào)探索[J].電子與封裝，2010，10（4）.

An Iteration-based Fuse Trimming Test Method

WU Xiwen,GU Weimin
（China Electronics Technology Group Corporation No.58 Research Institute,Wuxi 214035,China）

With the rapid development of integrated circuits,the accuracy of fuse trimming is being paid increasingly more attention.Traditional look-up table trimming plan could no longer meet the accuracy requirements when the fuse step of some products are not consistent.The low yield in the test process leads to substantial loss of labor,materials and funds.Application of the iterative method in the calculation of fuse trimming table has become an inevitable trend for better testing accuracy.The method could adjust the fuse trimming table in real time according to the current area of the wafer.

fuse trimming;iterative method;trimming step

TN407

A

1681-1070（2016）12-0023-03

吳熙文（1989—），男，江蘇無錫人，助理工程師，2013年畢業(yè)于南京航空航天大學(xué)航空結(jié)構(gòu)測試技術(shù)專業(yè)，現(xiàn)在中國電子科技集團公司第58研究所從事集成電路測試技術(shù)研究工作，主要研究方向為模擬電路的測試技術(shù)。

2016-6-7