一种集成电路电性能测试中电参数信号处理方法

1.本发明涉及集成电路测试技术领域，具体涉及一种集成电路电性能测试中电参数信号处理方法。


背景技术：

2.集成电路测试环节是能够确保集成电路达到所要求的性能和质量等参数要求的一个重要环节，在整个集成电路产品的设计、生产制造以及应用方面都是不可或缺的组成部分，已成为集成电路产品高可靠性保障的关键技术之一。
3.目前，随着cmos工艺水平的飞速发展，集成电路测试技术也随之快速发展，芯片的制造规模越来越大，电子元器件的密集程度和电路复杂性也不断提高，单个芯片上晶体管的集成数量呈指数增长，但先进的制造线程也带来了新的问题，故障类型和故障发生的可能性也随之增大，在对芯片进行测试时，测试人员通过收集电路性能参数等数据对芯片进行诊断，设置测试限值，筛选故障芯片。而行业内大多是对不同厂商不同电路的参数辨识方法或者参数提取方法，例如中国专利公开号cn114896943a公开的集成电路器件模型提取参数的数据选取方法、系统及装置。因此，行业内缺乏统一的国际标准来衡量测试参数和测试限值。
4.即使是具有相同测试功能而非同一生产厂商的测试设备，都是采用厂商自己的标准进行校准与测试。这种现象，导致了生产、设计、测试厂家在使用这些测试设备时，仅能对同一设备的测试数据进行数据的处理和分析，这也导致了测试设备间共同性弱，缺乏统一标准，测试的效率较为低下的问题。这是测试行业目前存在的一个现实情况，这样的情况往往是不可避免的，因此，如果能够统一测试参数限值标准，则可以有效减少测试难度，提高测试效率且不影响诊断质量。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题在于如何加强不同设备间的连通性，通过旧设备的测试数据分析现有设备的测试限值及测试电参数，从而统一测试参数限值标准，提高测试效率。
6.本发明通过以下技术手段解决上述技术问题的：一种集成电路电性能测试中电参数信号处理方法，包括以下步骤：
7.步骤a、采集原有设备的测试限值和电参数数据；
8.步骤b、对原有设备数据进行数据处理，然后运用最小二乘法对数据进行拟合后获得一个多项式曲线；
9.步骤c、采集当前设备的测试限值和电参数数据并进行数据处理，然后运用最小二乘法进行数据拟合，得出关于当前设备的数据的函数曲线；
10.步骤d、将当前设备和原有设备的数据点进行映射从而对当前设备的数据进行调整，然后对映射后的数据进行拟合处理，得到当前设备的拟合函数，根据原有设备的数据采
用该拟合函数推断当前设备的数据。
11.进一步地，所述数据处理包括：
12.对数据进行筛选处理，将超出测试限值的电参数数据设置为异常点，并对其进行删除处理。
13.进一步地，所述步骤a包括：
14.选取同一款同一批次的芯片，利用原有设备测试各个芯片得到一组数据，作为电参数数据，并且设定测试限值。
15.更进一步地，所述电参数数据包括电压和电流。
16.进一步地，所述步骤b包括：
17.选取与原有设备测试的同一款同一批次的芯片，利用当前设备测试各个芯片得到一组数据，作为当前设备的电参数数据。
18.更进一步地，所述步骤b还包括：
19.对原有设备的数据进行拟合处理，运用最小二乘法设置一拟合曲线y＝α0+α1x+α2x2+
…
+αkxk，其中，αk表示k次项系数，x表示输入值，xk表示k次项，y表示结果值；
20.根据测试所得到一组电参数根据时间而变化的曲线，其符合函数拟合的多项式曲线表达式为
[0021][0022]
更进一步地，所述步骤c包括：
[0023]
采集当前设备的测试限值和电参数数据并进行数据处理，然后运用最小二乘法进行数据拟合，拟合得到电参数随时间变化的函数为
[0024][0025]
更进一步地，所述步骤d包括：
[0026]
假设取原有设备所测得的电参数的数值为f1，而当前设备测得的电参数数值为f2，分别筛选出其中超出测试限值的电参数，标为不合格数据，并剔除不合格数据，原有设备剩下的数据与当前设备剩下的数据之间进行映射，对当前设备剩下的数据进行调整。
[0027]
更进一步地，所述步骤d还包括：
[0028]
对原有设备剩下的数据与当前设备剩下的数据之间存在线性关系，经过最小二乘法进行映射后，形成一个拟合函数
[0029]
y＝-2.46e+07x6+1.275e+08x
5-2.755e+08x4+3.174e+08x3。
[0030]-2.056e+08x2+7.106e+07x-1.023e+07
[0031]
进一步地，所述原有设备和当前设备的测试过程为：
[0032]
步骤1、根据待测芯片进行参数测试，获取一组电参数数据；
[0033]
步骤2、对电参数数据进行识别，如果电参数数据数值超过测试限值，则说明此晶圆未通过测试，则说明此芯片存在问题，无法使用，如果电参数数据位于测试限值之内，则说明此晶圆通过参数测试，没有出现故障，则说明此芯片无任何故障。
[0034]
本发明的优点在于：本发明通过应用最小二乘法对原设备参数数据和当前设备参
数数据进行采集和处理，并对当前设备进行测试限值与测试参数的调整，将两个设备间的数据形成映射，使厂商根据原有设备的参数数据能直接推断出当前设备的参数数据，消除各个厂商在设备方面发展的鸿沟，加强设备参数限值与性能参数的共同性，建立统一化标准，进而提升测试的效率，减少测试成本。
附图说明
[0035]
图1为本发明实施例所公开的一种集成电路电性能测试中电参数信号处理方法流程图；
[0036]
图2为本发明实施例所公开的一种集成电路电性能测试中电参数信号处理方法中原有设备的数据拟合的多项式曲线；
[0037]
图3为本发明实施例所公开的一种集成电路电性能测试中电参数信号处理方法中当前设备的数据拟合的函数曲线；
[0038]
图4为本发明实施例所公开的一种集成电路电性能测试中电参数信号处理方法中原有设备和当前设备的数据映射以后形成的拟合函数曲线。
具体实施方式
[0039]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0040]
如图1所示，本发明提供一种集成电路电性能测试中电参数信号处理方法，主要包括以下步骤：
[0041]
a、首先，采集原有设备的测试限值和电参数数据，例如：电压值，电流值等。
[0042]
b、对原有设备数据进行处理，首先对数据进行筛选处理，以降低数据间的不良影响，将超出测试限值的电参数点设置为异常点，并对其进行删除处理，对数据进行一个初步的删选，然后运用最小二乘法对数据进行拟合后获得一个多项式曲线；
[0043]
c、采集当前设备的测试限值和点参数数据，同样对其进行筛选处理，将异常值点进行删除，然后并运用最小二乘法进行数据拟合，得出关于当前设备的电参数数据的函数曲线；
[0044]
d、将原有设备和当前设备的测试数据点进行映射，将当前设备的数据进行参数限值和电参数数据的调整，然后对进行映射后的数据进行拟合处理，然后根据原有设备测试数据便可更好地获得当前设备的具体参数情况。
[0045]
e、对处理后的数据进行分析，根据实验得到经过修调的当前设备参数异常值并未增加，与处理前的情况一致。这样便可以有效减少测试设备之间存在的测试数据差异的鸿沟，有效地减少测试难度，减少测试成本。
[0046]
以下详细介绍本发明的实验过程，在整个实验过程中，本发明使用了实际工厂芯片icnd2263的测试数据进行参数值的调整和处理，选取不同设备和相同批次的芯片进行实验数据的收集处理，选用1001个样本进行实验，使得研究更具有实际意义和现实价值，通过实验验证了本发明的方法的有效性，能更为客观的展现出新旧设备的关联，解决了新旧设
备在使用时存在的测试数据之间的差异，在整个过程中达到了统一测试设备标准的目的。且本发明的方法是完全基于软件的，不需要额外的硬件设备要求，降低了测试成本，且切实可行。具体过程如下：
[0047]
step1：选取同一款同一批次的芯片进行实验，首先利用原有设备测试芯片得到一组参数数据，得到其各测试项相关的数据，要使得样本容量足够大，以便更好地反映总体的特征和趋势，增加本发明的处理方法的可靠性。
[0048]
step2：选取同一款同一批次的芯片进行实验，使用当前设备进行测试获得一组测试数据，作为待处理数据。
[0049]
step3：对所获取的两组数据进行处理，根据测试限值对测试参数数据进行删选，去除故障数据，有效地减少奇异值对样本数据集的干扰，加快模型的训练速度，也能在一定程度上提升方法的精度。
[0050]
step4：首先对原有设备的数据进行拟合处理，运用最小二乘法设置一拟合曲线：y＝α0+α1x+α2x2+
…
+αkxk，如图2所示(fitted curve表示拟合曲线，scatter plot表示散点图)，根据测试所得到一组电参数根据时间而变化的曲线，其符合函数拟合的函数表达式：
[0051][0052]
而拟合结果符合：根据实验结果表明拟合精度可达到99.35％。
[0053]
step5：其次，对使用当前设备所测得的数据进行处理，如图3所示，拟合得到电参数随时间变化的函数为：
[0054]
根据实验结果表明拟合精度可达到99.41％。新旧设备均服从多项式函数分布，拥有相似的函数曲线。
[0055]
step6：假设取原有设备所测得的电参数的数值为f1，而当前设备测得的电参数数值为f2，对f1与f2之间进行映射，对f2的测试限值和测试参数进行调整，并分别筛选出f1和f2中超出限值的电参数，标为不合格数据，并将异常值进行处理，然后对映射后的数据进行重新筛选，可明显看出经过处理的数据与原数据并未产生任何影响。
[0056]
step7：对f1和f2进行处理，可得到f1和f2之间存在线性关系f1和f2，如图4所示，经过最小二乘法进行映射后，形成一个函数曲线：
[0057][0058]
说明通过原有设备可以有效地映射出当前设备的参数项，可以通过f1推断出f2的参数值，统一了设备的参数标准。根据实验结果表明拟合精度可达到96％，这表明可以清晰地根据原有设备数据推断当前设备数据的具体参数情况。
[0059]
其中，原有设备和当前设备进行测试的过程为：
[0060]
步骤1、根据待测芯片进行参数测试，获取一组电流、电压等的电参数数据，不同设备之间存在不同的测试限值与测试参数。
[0061]
步骤2、得到测试参数限值和电参数数据后，对参数进行识别，如果参数数值超过测试限值，则说明此晶圆未通过测试，则说明此芯片存在问题，无法使用。如果电参数位于测试限值之内，则说明此芯片通过参数测试，没有出现故障，则说明此芯片无任何故障，可以投入使用。
[0062]
本发明主要针对测试过程中对参数限值和电参数数据的调整和统一，主要针对上述流程中所产生的测试数据的分析和处理，对测试参数进行调整和处理，统一了设备间的参数测试标准。本发明的主要重点在于：在不影响参数测试数据前后对故障芯片判断的情况下，对参数限值进行调整，对数据进行处理，拟合的曲线符合多项式函数，两者经过映射形成了一个函数曲线，因此，运用旧设备能轻易的计算出新设备的参数数据情况。达到了提升厂商的测试效率，降低测试成本的目的。
[0063]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种集成电路电性能测试中电参数信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a、采集原有设备的测试限值和电参数数据；步骤b、对原有设备数据进行数据处理，然后运用最小二乘法对数据进行拟合后获得一个多项式曲线；步骤c、采集当前设备的测试限值和电参数数据并进行数据处理，然后运用最小二乘法进行数据拟合，得出关于当前设备的数据的函数曲线；步骤d、将当前设备和原有设备的数据点进行映射从而对当前设备的数据进行调整，然后对映射后的数据进行拟合处理，得到当前设备的拟合函数，根据原有设备的数据采用该拟合函数推断当前设备的数据。2.根据权利要求1所述的一种集成电路电性能测试中电参数信号处理方法，其特征在于，所述数据处理包括：对数据进行筛选处理，将超出测试限值的电参数数据设置为异常点，并对其进行删除处理。3.根据权利要求1所述的一种集成电路电性能测试中电参数信号处理方法，其特征在于，所述步骤a包括：选取同一款同一批次的芯片，利用原有设备测试各个芯片得到一组数据，作为电参数数据，并且设定测试限值。4.根据权利要求3所述的一种集成电路电性能测试中电参数信号处理方法，其特征在于，所述电参数数据包括电压和电流。5.根据权利要求1所述的一种集成电路电性能测试中电参数信号处理方法，其特征在于，所述步骤b包括：选取与原有设备测试的同一款同一批次的芯片，利用当前设备测试各个芯片得到一组数据，作为当前设备的电参数数据。6.根据权利要求5所述的一种集成电路电性能测试中电参数信号处理方法，其特征在于，所述步骤b还包括：对原有设备的数据进行拟合处理，运用最小二乘法设置一拟合曲线y＝α0+α1x+α2x2+
…
+α
k
x
k
，其中，α
k
表示k次项系数，x表示输入值，x
k
表示k次项，y表示结果值；根据测试所得到一组电参数根据时间而变化的曲线，其符合函数拟合的多项式曲线表达式为7.根据权利要求6所述的一种集成电路电性能测试中电参数信号处理方法，其特征在于，所述步骤c包括：采集当前设备的测试限值和电参数数据并进行数据处理，然后运用最小二乘法进行数据拟合，拟合得到电参数随时间变化的函数为8.根据权利要求7所述的一种集成电路电性能测试中电参数信号处理方法，其特征在
于，所述步骤d包括：假设取原有设备所测得的电参数的数值为f1，而当前设备测得的电参数数值为f2，分别筛选出其中超出测试限值的电参数，标为不合格数据，并剔除不合格数据，原有设备剩下的数据与当前设备剩下的数据之间进行映射，对当前设备剩下的数据进行调整。9.根据权利要求8所述的一种集成电路电性能测试中电参数信号处理方法，其特征在于，所述步骤d还包括：对原有设备剩下的数据与当前设备剩下的数据之间存在线性关系，经过最小二乘法进行映射后，形成一个拟合函数10.根据权利要求1所述的一种集成电路电性能测试中电参数信号处理方法，其特征在于，所述原有设备和当前设备的测试过程为：步骤1、根据待测芯片进行参数测试，获取一组电参数数据；步骤2、对电参数数据进行识别，如果电参数数据数值超过测试限值，则说明此晶圆未通过测试，则说明此芯片存在问题，无法使用，如果电参数数据位于测试限值之内，则说明此晶圆通过参数测试，没有出现故障，则说明此芯片无任何故障。

技术总结
本发明公开了一种集成电路电性能测试中电参数信号处理方法，包括：采集原有设备的测试限值和电参数数据；对原有设备数据进行数据处理，然后运用最小二乘法对数据进行拟合后获得一个多项式曲线；采集当前设备的测试限值和电参数数据并进行数据处理，然后运用最小二乘法进行数据拟合，得出关于当前设备的数据的函数曲线；将当前设备和原有设备的数据点进行映射从而对当前设备的数据进行调整，然后对映射后的数据进行拟合处理，得到当前设备的拟合函数，根据原有设备的数据采用该拟合函数推断当前设备的数据；本发明的优点在于：统一测试参数限值标准，提高测试效率。提高测试效率。提高测试效率。


技术研发人员：詹文法 张鲁萍 冯学军 蔡雪原 潘盼 章礼华 吴兆旺 梁琦 陈庆庆 郑江云 胡心怡 郝凯明 余储贤
受保护的技术使用者：安庆师范大学
技术研发日：2023.07.12
技术公布日：2023/10/8