[發明專利]芯片微裂紋的片上探測方法及電路

無效

• 申請號: 200810239497.7
• 申請日: 2008-12-12
• 公開（公告）號: CN101750566A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 周建鎖;陳大立;劉華茂
• 申請（專利權）人: 北京中電華大電子設計有限責任公司
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明是芯片微裂紋的片上探測方法及電路，主要應用于芯片中的微裂紋的探測，以便在芯片出現微裂紋情況下對微裂紋敏感電路輸出信號進行處理，從而減小可能帶來的損失。

背景技術

在芯片制造或加工過程中，芯片將不可避免地受到外力作用，從而可能產生微裂紋，隨著芯片產品的運輸和使用，微裂紋可能導致芯片失效，或者導致芯片性能下降，或者導致芯片工作不正常，進而影響芯片工作，甚至對系統產生損害。

在芯片制造完成后，會對圓片進行篩選測試，之后要對圓片進行減薄和劃片處理。接下來要完成單個管芯(good?die)的封裝和測試，之后還可能需要經過多道工序加工才能形成成品。成品在包裝、運輸、使用過程中也可能會受到各種外力的作用。減薄、劃片、封裝、成品加工、包裝、運輸、使用等過程，都可能導致芯片產生裂紋，或者導致芯片原有的潛在的裂紋變得更大，從而導致芯片不工作，或者工作不可靠。其中，劃片工藝中劃片刀的磨損程度和劃片速度等都會對劃片應力產生影響，尤其是劃片槽比較窄的情況；封裝工藝中的拾片、綁定(bonding)和固化等工序也將產生較大的應力；成品加工也會產生應力，例如智能卡芯片的卡片加工，尤其是非接觸智能卡芯片的制卡工藝的填裝、焊接和層壓工序。

對于比較大的裂紋，會導致芯片功能失效，一般能夠在各級測試過程中會篩選出來。對于微裂紋，可能會導致芯片功能失效，也可能芯片功能正常，但會存在潛在的失效風險。對于微裂紋的產生過程，包括如下可能性：

a).在成品測試之后合格品中存在的裂紋，是成品測試不能篩選出來的裂紋，原因是由于成品測試覆蓋率不足導致的，實際上存在的裂紋已經導致芯片某種功能失效；

b).在成品測試之后合格品中存在的裂紋，它沒有導致芯片功能失效，但存在潛在的失效風險；

c).在成品測試之后合格品中不存在的裂紋，但由于后續包裝、運輸、使用等過程導致產生的裂紋，它可能導致芯片失效，也可能不影響芯片功能；

d).在成品測試之后合格品中不存在的裂紋，但由于一些異常操作導致產生的裂紋，它可能導致芯片失效，也可能不影響芯片功能。

芯片微裂紋通常在芯片的四周，并向芯片內部延伸。從芯片襯底和芯片上表面向芯片內部延伸的情況很少。

發明內容

本發明提出的芯片微裂紋的片上探測方法主要適用于探測芯片四周存在的微裂紋，此微裂紋可能已經導致芯片功能異常，也可能沒有影響芯片功能，但存在潛在的失效風險。因此，本發明提出的探測芯片微裂紋的片上探測方法及電路可以用于對產生微裂紋的芯片進行適當的處理或風險規避。針對芯片四周(整個芯片電路的四周)存在的微裂紋，提出了在芯片上通過電路對微裂紋進行探測的方法及電路。用芯片片上電子電路對芯片物理版圖的有效圖形四周的微裂紋進行探測；在芯片物理版圖上位于有效圖形和劃片線之間的位置和(或)其縱向位置上，基于芯片制造工藝，用一層導體或多層縱向的導體作為導線進行布局，用于敏感微裂紋，且每一層上布局一條或多條導線用于敏感微裂紋；當微裂紋導致一條或多條導線發生斷裂時，與相應導線相連接的電子電路的輸出邏輯狀態會發生變化，即由沒有檢測到微裂紋時設定的高電平變為低電平，或由沒有檢測到微裂紋時設定的低電平變為高電平；對敏感微裂紋的導線進行合理布局，根據與相應導線相連接的電子電路的輸出邏輯狀態可判定是否檢測到了微裂紋，以及微裂紋發生的位置。

芯片微裂紋的片上探測電路100由微裂紋敏感電路101和信息存儲與輸出電路102構成。微裂紋敏感電路101的輸出信號SA?103由n個信號(n≥1)組成，反映探測到的裂紋發生的不同位置(可以是芯片電路的四周，和/或四周的縱向不同深度位置)，SA?103輸入到信息存儲與輸出電路102。信息存儲與輸出電路102的輸出信號有SB?104和F1?105，其中SB?104由m個信號構成(m≥1，m≤n)，反映探測到的微裂紋發生的不同位置或位置組合，F1?105是一個信號，反映是否探測到微裂紋信息。