避免ASIC/SOC制造中原型保持的制造方法和设备 【发明领域】
本发明涉及一种用于大规模集成电路(LSI)的制造方法和设备,特别涉及使用事件基IC测试系统的用于LSI的制造方法,在事件基IC测试系统中以事件形式使用测试数据,这可以直接使用在电子设计自动化(EDA)环境中产生的设计仿真数据,由此避免LSI制造中的原型保持。
【发明背景】
本申请介绍了用于LSI制造的修改的工业处理。在制造LSI如ASIC(专用集成电路)或SOC(芯片上系统)中目前存在的主要问题之一是在原型测试中制造过程的停顿。出自原型制造阶段的50%以上的IC不能通过测试,这导致延迟了到下一阶段(例如应用开发和批量生产)的制造过程。在本申请上下文中,这种情况被称为原型保持。
当制造出原硅(原型LSI)时,在大多数情况下,在原型评估中展示了很多故障。这些故障的原因各不相同:可能是矢量翻译(测试数据转换)中的错误、或测试程序或甚至制造缺陷中的错误。在大量情况下,故障的原因不容易识别,因此将硅(原型LSI)放在原型保持上。直到识别和校正原因之前,这种硅不能用于应用开发,因而不能进行批量生产。
这个问题背后的主要因素是设计环境不同于测试工程环境,因此不容易识别故障地原因。当芯片下单(tape-out)(设计工程师发布芯片的设计数据)时,测试工程师需要转换设计仿真矢量,用于在测试工程环境下使用。测试工程环境根据测试器时间设置和波组通常是周期化形式的。测试工程师还将这些矢量翻译成另一种格式如专用于特殊测试系统的STIL(标准测试接口语言)或WGL(波形产生语言),并产生与原始仿真几乎没有相似之处的测试程序。因此,当原硅(原型LSI芯片)出现故障(在测试矢量中的无效矢量)时,确定故障的原因是非常麻烦的。
半导体工业包括极昂贵和大规模制造设备并且每个LSI器件的产量很大。因此,由原型保持产生的这种延迟对于应用开发者、设计厂房(ASIC厂房或设计中心)以及用于硅铸造(半导体制造)来说代价是非常大的。因此,在这种工业中急需一种新的半导体制造过程和测试系统,能在IC设计环境下操作并消除将测试数据转换成周期化形式时所涉及的所有复杂性,同时可由目前的测试系统来实现。
【发明内容】
因此,本发明的目的是提供一种结合新型半导体IC测试系统的新的半导体制造方法,能以无痕方式避免与设计环境和测试工程环境相关的原型保持(prototype-hold)问题。
本发明的另一目的是提供一种结合新半导体IC测试系统(事件测试器)的新的半导体制造方法,能直接使用在电子设计自动化(EDA)环境下产生的设计仿真数据。
本发明的又一目的是提供一种结合在测试工程环境中的新半导体IC测试系统(事件测试器)和在EDA环境中的事件测试仿真器的新的半导体制造方法,由此消除在测试工程环境中产生测试矢量和测试程序的需要。
本发明提出了一种结合事件基测试系统(事件测试器)的其中没有原型保持的用于LSI制造的新的制造过程。这种方法包括如下步骤:在EDA(电子设计自动化)环境下设计LSI,从而产生设计LSI的设计数据;使用测试台在EDA环境下在LSI设计的器件模型上进行逻辑仿真,并作为逻辑仿真的结果产生事件格式的测试矢量文件;通过操作事件测试仿真器利用设计数据和测试台产生仿真数据资料;利用设计数据通过制造供应者制造原型LSI;和利用测试矢量文件和仿真数据文件通过事件测试器测试原型LSI,并将测试结果反馈给EDA环境或制造供应者。
根据本发明,该方法和测试系统的构造允许测试和调试IC而不会脱离设计IC的环境。传统的IC测试系统需要将设计仿真数据转换成循环化形式,如WGL或STIL格式。该新的方法和构造避免了这种转换并使用原来的设计仿真数据。因此,本发明的方法和设备允许在与设计仿真环境相同的环境下进行测试,这避免了原型保持。这种新的半导体制造过程在测试工程环境中结合了事件测试器和在EDA环境中结合了事件测试仿真器,由此不再需要在测试工程环境中产生测试矢量和测试程序,这节省了工程时间和降低了LSI制造的总成本。
【附图说明】
图1A是表示常规测试系统构造的示意图,图1B是表示在本发明的制造过程中使用的新测试系统构造的示意图。
图2是表示使用在测试工程环境中的事件测试器和在涉及环境中的事件测试仿真器的本发明的整个LSI制造过程的构思的示意图。
图3是表示使用其中在设计环境和测试之间的数据格式分开的常规测试系统的LSI制造过程的示意图。
图4是表示在来自设计环境的数据结构和常规测试系统中使用的测试数据之间的数据转换过程的示意图。
图5是表示用于本发明的制造过程的时间基测试系统中的结构的例子的方框图。
图6是用于对比在循环基测试系统(循环化测试器)和时间基测试系统(事件测试器)中使用的数据结构的例子的示意图。
图7是表示在基于本发明的事件基测试系统的图形用户接口的监视屏上的图像的例子的示意图。
图8是表示使用事件基测试系统的本发明的LSI制造过程的例子的示意图,其中在所述事件基测试系统中,在设计环境和测试环境之间的数据格式彼此完全匹配。
图9是表示使用在该过程中不需要数据转换的事件基测试系统的本发明的LSI制造过程的另一例子的示意图。
图10是表示包括原型保持的常规技术的半导体制造过程的例子的状态图。
图11是表示在避免原型保持的本发明的半导体制造过程的例子的状态图。
图12是表示在本发明中的半导体制造过程的例子的流程图,其中在本发明中在测试工程环境中结合了事件测试器和在设计环境中结合了事件测试仿真器。
【具体实施方式】
下面参照附图详细介绍本发明。本发明提出了一种没有原型保持的用于LSI制造的结合了事件基测试系统的新的LSI制造过程。这种方法基于一项新的技术、新的设备和已有过程中的根本改变。在本申请中将介绍新设备的构思和构造、以及基于该设备的半导体制造过程以及所用的特殊数据格式。
在本发明的制造过程中,不像常规循环基测试系统(循环化测试器)那样,使用事件基测试系统(事件测试器)测试原型LSI芯片如ASIC或SOC。在设计环境(设计厂房)中,设计工程师通过事件测试器产生用于在芯片上进行测试的各种文件。这种文件包括测试图形数据、测试参数数据、测试器通道数据等,在芯片的设计和仿真数据基础上在制造原型之前通过事件测试仿真器检验其正确性。
在EDA(电子设计自动化)环境下的设计阶段,重复地仿真LSI设计,直到它符合设计规范为止。在这个过程期间,设计工程师利用硬件描述语言如Verilog或VHDL运行各种仿真循环,从而产生一组测试矢量。设计工程师使用类似于由加利福尼亚的Cadence制造的SignalScan的EDA过程检查这些仿真的结果,允许它们观察波形和时序。因此,检测原硅(firstsilicon)的所希望的方法应该是“原样”的原始Verilog/VHDL矢量而不用翻译;和LSI的测试应该在设计环境下进行。
在获得允许在设计环境中进行测试的方案方面的困难是目前的测试器结构(循环化测试器),更具体地说是根据测试器而需要矢量循环和重新格式化的时间-设置和波-组。为了使用设计仿真数据,传统的IC测试系统需要将设计仿真数据转换成循环化形式,如WGL(波形产生语言)或STIL(标准测试接口语言)格式。
因此,为了获得所希望的解决方案,需要环境和过程以及测试器结构的完全改变。这种解决方案需要根本改变,简化测试而不是给已经复杂的过程增加进一步的复杂性。这个问题应该通过消除矢量翻译程序来解决,因此不可能存在由于测试矢量产生的原型保持。
为了在设计仿真环境中操作测试器的基本要求是:(1)测试器构造应该支持与在设计仿真中如在Verilog/VHDL中观察到的事件相同的信号值的变化,和(2)每个测试器管脚上的事件应该根据波组和时间设置而与设计环境中的逻辑仿真一样独立地处理,而不是使它们循环。
本发明的发明人调查了这种可能性和机理以支持设计环境用于测试,并在测试器结构中进行了根本改变。图1A示出了常规循环化测试器结构,图1B示出了在本发明的制造过程中使用的事件测试器结构。在常规半导体测试系统中,在循环化形式描述的测试数据基础上产生测试图形或矢量(输入激励源,选通脉冲等)。如上所述,这种传统的测试系统有时被称为循环基测试系统或循环化测试器,其中相对于相应的初始循环和波形段而定义用于产生输入激励源和选通脉冲的各种总数据。
如图1A所示,循环化测试器由用于产生测试器速率(测试循环)的速率发生器13、用于储存图形数据的图形存储器14、用于储存定时数据的定时存储器15、用于储存波形(动作)数据的波形存储器16、用于在定时数据基础上产生定时信号的定时发生器17、用于在定时信号、图形数据和波形数据基础上产生测试图形的波形格式化器18、以及用于给待测器件(DUT)施加测试矢量的驱动器19构成。
如图1B所示,事件基测试系统(事件测试器)由用于储存事件数据(已定时数据)的事件存储器20、用于在事件数据基础上产生事件的事件发生器21、和用于向DUT施加测试矢量的驱动器22构成。事件基测试系统的更详细的结构和构思在美国专利US6360343和6532561以及在2002年5月20日由本发明的相同受让人申请的美国申请No.10/150777中有介绍,这里引证这些文献的全部内容供参考。
消除了循环化测试器的速率发生器13、定时发生器17、图形存储器14、波形存储器16和定时存储器15,代替它的是,在事件测试器中使用事件存储器20和事件发生器单元21。事件存储器20含有在Verilog/VHDL中观察到的事件。事件发生器21通过使用在Verilog/VHDL仿真中记录的相关定时将这些事件转换成动作(转换成施加测试矢量)。通过驱动器22,这些动作施加于DUT和DUT的响应与IC仿真值对比以检测故障。
在事件测试器中,通过消除速率和定时发生器、图形存储器、波形存储器和定时存储器,该结构有效地消除了使矢量循环和将其翻译成其它格式如WGL或STIL的需要。图1B中的事件存储器20储存事件如同这些事件被记录在IC仿真中那样。因此,通过用其定时驱动事件(数据“0”或“1”)而产生每个测试矢量(动作)。在图1A的循环化测试器中,在由时间设置(测试循环)规定的定时上在图形数据(“0”或“1”)基础上,通过驱动特定波形(动作)将产生每个测试矢量。因此,事件测试器实现了从测试中消除循环化和矢量翻译的目的;和实现了测试环境应该与IC设计环境相同。
图2是表示使用在测试工程环境中的事件测试器30和在设计(EDA)环境中的事件测试仿真器27的、本发明的整个LSI制造过程的构思的示意图。在下单时,通过EDA环境产生的用于原型制造的设计数据传输到硅处理中。用于事件测试器的测试矢量可以直接由VCD(改值存储)文件产生,而VCD文件是作为EDA环境中的逻辑仿真结果产生的。在原型硅制造之前,通过事件测试仿真器27检验测试矢量和各种测试相关数据。
由于本发明的制造方法包括类似于目前的EDA环境的事件测试仿真器,可以检验用于事件测试器的所有测试相关数据,包括测试矢量。这种数据专用于要测试的特殊LSI和结合在制造过程中的事件测试器。换言之,本发明的主要是在硅制造之前通过事件测试仿真器检验每件事情。因此,当在事件测试器上测试实际LSI时,不会存在数据相关错误。
因而,如果实际测试查出故障,可能只是定时错误或制造中的物理缺陷。如果是制造缺陷,则LSI可以进行故障分析以确定产生了哪种类型的物理缺陷。如果是定时错误,则可以利用下述事件测试器的各种功能通过事件测试器进行调试。图2中的这种制造过程的更详细的说明将在参照图3-6介绍常规循环基测试系统(循环化测试器)中解决的问题和事件基测试系统(事件测试器)的优点之后在后面解释。
图3示出了使用其中设计环境和测试环境之间的数据格式分开的常规循环基测试系统(循环化测试器)的LSI制造过程。图3示出由于循环化测试器中使用的数据格式(ATE格式)和从设计阶段得来的数据格式(EDA格式)彼此不同,因此在不进行数据转换的情况下不能使用逻辑仿真数据。此外,循环化测试器包括各种限制,使它非常难以准确地和充分地将逻辑仿真数据转换成用于循环化测试器的测试数据或反之亦然。
更具体地说,在图3的例子中,基于预期LSI的规范41,如ASIC或SOC,设计者在设计阶段42设计LSI。如上所述,LSI设计被重复仿真,直到它满足设计规范为止。作为这个逻辑仿真程序的结果,产生测试激励文件(测试台)45,例如,它是Verilog的VCD(改值存储)文件。测试台45处于EDA格式,这是上述的事件格式。
在设计阶段42之后,产生设计数据文件46,通常包括RTL(寄存器转移电平)数据、网表数据和掩模数据。基于设计数据文件46中的数据,在制造阶段43产生原型LSI 47。在测试阶段44中,由ATE(自动测试设备)测试原型47,ATE通常是上述常规循环基测试系统(循环化测试器)。对于用循环化测试器测试原型LSI47,产生测试数据文件48,用于产生测试矢量。
如上所述,常规测试系统中使用的测试数据是循环化格式的,与EDA格式没有相似之处。因此,必须将测试台(EDA格式化的数据)转换成循环化测试器可接受的ATE格式。这种要求产生如下问题:(1)矢量转换消耗延长的时间、服务器和盘容量,并且是易于出错的,(2)矢量的循环化产生不可测试的多个时钟域器件,和(3)由于循环化测试器中的有限的资源数量如时间设置、波形组、定时发生器等,出现测试器限制,这种限制的例子示于限制盒49中。因此,不可能完全将测试台转换成ATE格式。由于这种不兼容性,不可能以完美方式测试原型,这将导致由停滞盒50所示的原型保持问题。
图4示出了在来自设计环境的数据结构和在测试工程环境中使用的数据结构之间的数据转换过程(矢量翻译)。如上所述,在EDA环境中产生的激励数据必须转换成循环化格式,用于由常规测试系统产生循环基测试图形。因此,图4的过程将测试激励文件45转换成图3的测试矢量文件。
在图4的例子中,在EDA环境下设计的LSI的设计确认数据(测试台)被储存在激励数据(VCD)文件56和管脚数据文件57中。与输入输出值相关的来自激励数据文件56的数据和与LSI的管脚设置相关的来自管脚数据文件57产生数据输送给转换软件55,由此转换成循环基数据。此外,与测试参数、测试器管脚设置等相关的来自数据文件58、59和60的描述测试系统的各种规范的数据也输送给转换软件55,并由此转换成循环基数据。
通过这个程序,产生主(测试计划)文件61和测试图形文件62。这里,主文件61包括描述测试图形波形、初始循环和波形定时的定时数据。图形文件62包括测试矢量。上述被转换的数据进一步被各个编辑器转换成目标代码,由此形成目标代码文件64和66。目标代码文件64和66中的数据通过装载器被转移到测试器软件的图形和定时发生器68中的相应存储器(波形、定时、和图形存储器)。
被存储在循环化测试器的波形、定时和图形存储器中的数据具有上述的循环基数据结构。当测试原型LSI时,该数据从这些存储器读出,由此产生测试图形。测试图形经管脚电子元件(未示出)施加于LSI。测试结果数据在数据文件67如故障数据存储器中被改组,从而呈现输入和输出波形。在利用分析工具54进行的故障分析中使用来自文件67的数据。故障分析的结果可以在EDA环境中被计算到EDA工具53的结果中,然而,故障分析结果不能直接使用,因为是不同的数据结构。
如前所述,由于从EDA设计环境获得的数据和在半导体测试系统中使用的数据在结构上是不同的,因此必须使用各种转换过程来进行数据转换。尤其是,需要在点划线(测试器软件)中的各种转换软件用于在循环基测试系统中进行数据转换。所有这些软件在本发明的事件测试器中都不需要。
如上所述,本发明的制造方法是通过在测试环境中结合事件测试器和在EDA环境中结合事件测试仿真器来实现的。如上所述,事件基测试系统的构思在由本发明的相同受让人所有的美国专利US6360343和6532561以及美国申请No.10/150777中有介绍,这里引证这些文献的全部内容供参考。在解释本发明的LSI制造方法之前,首先参照图5和6简要介绍事件基测试系统。
图5是表示用于实施本发明的制造和测试方法的事件基测试系统(事件测试器)中的基本结构的例子的示意方框图。该事件测试器包括两者都连接到系统总线74的主计算机72和总接口73、内部总线75、地址控制逻辑78、故障存储器77、事件存储器79、事件求和与调整逻辑82、事件发生器84、和管脚电子元件86。该事件测试器评估连接到管脚电子元件86的被测试的IC器件(DUT)88。
主计算机72的例子是具有UNIX、Windows或Linux操作传统的工作站。主计算机72用作用户接口,如图7中所示的图形用户接口(GUI),以使用户命令开始和停止测试操作,装载测试程序和其它测试条件,监视和编辑事件、或进行测试结果分析。主计算机72通过系统总线74和总线接口73与测试系统硬件连接。尽管未示出,主计算机72优选连接到通信网络,从而从其它测试系统或计算机网络发送或接收测试信息。
内部总线75是测试系统硬件中的总线并公共地连接到大部分功能块。地址控制逻辑78在来自主计算机72的测试程序和条件的基础上向测试系统中的其它功能块提供指令。故障存储器77在由地址控制逻辑78限定的地址中储存测试结果,如DUT88的故障信息。在待测器件的故障分析阶段使用被储存在故障存储器77中的信息。
地址控制逻辑78向事件存储器79提供地址数据,其中事件存储器79通常由事件计数存储器80和事件微调存储器81构成,如图5所示。在实际测试系统中,将提供多组事件存储器,每个事件存储器可对应测试系统的测试管脚。在事件存储器79中,事件计数和微调存储器80和81储存用于每个事件的定时数据和事件型数据。事件计数存储器80储存是参考时钟的整数倍的定时数据(整数部分数据),并且事件微调存储器81储存是参考时钟的小数部分的定时数据(小数部分数据)。例如,用于每个事件的定时数据由连各个相邻事件之间的时间差(德尔塔(Δ)时间)表示。
事件求和与调整逻辑82是用于在来自事件计数存储器80和事件微调存储器81的德尔塔定时数据基础上产生表示每个事件的总定时的数据。基本上,这种总定时数据是通过将整数倍数据和分数数据求和而产生的。在定时数据的求和处理期间,也在定时计数和偏移逻辑82中进行分数数据的结转(carry over)操作(到整数数据的偏移)。这还通过定时计数和偏移逻辑82进行用于编辑事件的这种定时偏移功能和时钟调整功能。
事件发生器84是用于在来自事件求和与调整逻辑82的总定时数据基础上实际地产生事件。如此产生的这些事件(例如测试信号和期望的值)通过管脚电子元件86提供给DUT 88。基本上,管脚电子元件86由大量部件形成,每个部件包括驱动器和比较器以及开关,以便与DUT 88建立输入和输出关系。
图6表示在常规循环化测试器中的数据结构和用于产生相同测试信号(图形)的事件测试器中的数据结构之间的简要对比。这个例子比较了测试图形波形91必须由循环基格式的测试数据和事件基格式的测试数据产生的情况。波形91是施加于IC器件的两个管脚Sa和Sb的信号,其中所述IC器件通常是在IC器件的设计中的逻辑仿真过程中产生的,其中还示出了VCD(改值存储)说明99。
为了产生波形91,在事件测试器中使用的事件数据描述了具有设置和复位边缘San、Sbn、Ran和Rbn的组合的波形,以及在事件基础说明98中所示的它们的定时。在这个说明中,用于每个事件的定时可以由距离前一个事件的相对时间长度或距离特定参考点的绝对时间长度来表示。如从图6看到的那样,事件基础说明98基本上与VCD说明99相同。
为了在循环基构思为基础的常规测试系统中产生波形91,必须将测试数据分成测试循环(时间设置)、波形组(波形和它们的边缘定时的类型)、以及矢量(图形值)。具体而言,关于循环基数据结构,图6的左部分示出了矢量(图形)数据95和初始循环(时间设置)数据93。而且,在该图中,测试图形别分为每个测试循环,即一个或多个时间设置(TS1、TS2和TS3)和波形的组合以及用于每个测试循环的定时。
用于这种波形、定时和测试循环的数据说明的例子示于波形数据96中。波形的逻辑“1”、“0”或“z”的例子示于图形数据95中。例如,在波形数据96中,测试循环是通过“速率”描述的,从而限定测试循环之间的时间间隔,并且波形由RZ(返回到零)、NRZ(未返回到零)和XOR(排除OR)描述。此外,每个波形的定时由距离相应初始循环的预定边缘(例如开始边缘)的延迟时间来限定。
如上所述,事件基础说明98与设计仿真结果(VCD)99相同,同时循环基础说明需要时间设置和各种类型的波形和定时说明,它们距离原始设计仿真结果太远了。由于常规测试系统中数据结构的这种复杂性,不可能充分地将在设计环境中产生的测试数据转换成循环基格式。此外,从事件格式到循环格式的数据转换是非常耗时的,复杂和易于出现错误的并危及数据的准确性。
因此,在本发明中,如记录在由设计(EDA)环境中显示的VCD文件中那样,在使用时间和信号值数据的测试环境中使用事件测试器。因此,在事件测试器中可直接使用来自VCD文件的数据作为用于被测LSI器件的测试矢量。为了确定通过/失败,用户规定用于选通脉冲低、选通脉冲高和选通脉冲z偏移的选通脉冲,以便使器件时间响应期望的输出状态。
现在,再次参照图2,更详细地介绍本发明中的全部LSI制造过程。在实际测试中,除了可由VCD文件产生的测试矢量之外,其它数据(测试参数、管脚结构、测试器管脚设置等)也是必须的。这种数据还可以通过利用在完成第一次设计时存在的设计数据和仿真数据来产生。在本发明中,事件测试仿真器27用于检验这种数据文件的正确性。
图2的制造过程包括在通常是设计中心(设计厂房)的EDA(设计)环境下的设计过程、由事件测试器30进行的测试过程、和在硅铸造中的硅制造过程24。设计环境包括仿真事件测试器30的操作的事件测试仿真器27。事件测试仿真器27是检验以下数据的准确性的软件:管脚文件321中的器件管脚输出(管脚设置)、与插座(SOC)文件323中的测试器通道的匹配、在参数(par)文件322中的LSI器件应该操作的I/O参数值及其运行、以及测试方案(tpl)文件324中的施加于LSI器件的顺序。测试矢量是VCD文件36中的事件并由事件测试仿真器27检验。因此,不必开发新的测试程序。
在LSI设计期间,在这种情况下,在EDA环境中具有芯A-C的SOC 26(芯片上系统)重复进行,产生设计数据281-282、测试台31和逻辑仿真29(如使用Verilog/VHDL)。在设计结束时,产生包括RTL数据、管脚数据、网表数据和掩模数据的设计数据文件331-334,并传输到硅制造过程24中。作为逻辑仿真的结果产生VCD文件36。事件测试仿真器27检验测试数据文件321-324(管脚、参数、SOC、tpl)中的数据的准确性,如果存在错误,则校正该错误。事件测试仿真器27还通过编辑器35检验来自VCD文件36的测试矢量。因此,事件测试仿真器27检验了所有上述数据的正确性,并且还检验在测试器上装载这些数据文件和测试矢量不将引起任何问题,并且事件测试器将利用这些文件和测试矢量运行。
利用事件测试仿真器27检验所有测试相关数据文件和测试矢量之后,在硅处理24中产生原型硅DUT 26。来自文件321-324(已经被检验)的数据安装在作为事件测试软件37的事件测试器30中。已经被检验的测试矢量被安装在事件测试器30的事件存储器38中。事件测试器30通过经测试器硬件39施加来自事件存储器38的测试图形而评估DUT 26。因此,可以快速确定原型硅是否具有制造缺陷或者作为仿真矢量是良好的。在任何情况下,被设计的SOC不会面临原型保持并且对于故障分析或对于硅释放(用于应用开发和批量生产)产生确定性的过渡。
本发明的受让人还开发了一种新的图形用户接口(GUI),允许用户观察信号值以及测试矢量和测试响应的定时。因此,如果实际测试呈现为有故障,事件测试器可以确定如果这个故障是定时相关错误,等等,事件测试器可以经GUI 40通过事件编辑(定时偏移、调整等)分析定时错误的细节。基于这种事件编辑的结果,可以产生一种新的测试台34,它反馈给EDA环境,用于进一步仿真。
图7示出了可有利地应用于本发明的制造方法的事件测试GUI的显示器的例子。为了进行测试,用户可以通过这个GUI规定各种测试参数,如电源电平和电流、输入和输出电压和电流、电压箝位和电源条件(倾斜或等待时间),类似于设计工程师在台安装中应该做的工作。图7的显示器例子包括时间标尺101、与时间标尺101组合在一起的信号事件102、也与时间标尺101组合的检测板103、用于与信号事件102成一一对应关系的对应管脚的信号名称、和用于测试方案的窗口105、管脚选择107和其它参数。测试响应可以在单独的管脚或按希望顺序设置的管脚集合上观察到。在所有操作都以事件为基础时,用户可以通过用鼠标的简单拖拽操作而修改任何事件和/或运行中的其定时。
受让人还开发了一种调整功能,允许调整选择区域期间或被选管脚上或用于整个测试的定时。例如,如果测试失败,用户可以简单的输入调整因素以便调整整个测试,并在不同事件定时运行它。这种操作在识别原硅中的任何与定时相关的故障以及部件的速率/频率特性方面是非常有效的。调整的细节在由本发明的相同受让人所拥有的美国申请No.09/286226中有介绍。此外,事件编辑和时间位移或偏移的例子在由本发明的相同受让人所拥有的美国专利申请No.09/340371和10/039720中有介绍。这里引证上述美国申请供参考。
除了信号事件浏览、事件编辑和调整功能之外,该受让人还开发了如图7所示的检验板图103。检验板图103提供用于整个测试的通过/失败信息的快速和浓缩观察;它还是很容易的导航工具。检验板图上的任何部分上的鼠标咔搭声使时间周期与信号事件窗口102同步。因此,检验板103上的故障的咔搭声提供信号事件窗口102中的缩放观察。
该受让人还开发了一种功能,利用这种功能在测试环境下产生用于仿真的新的测试台。这种测试台可以用作到EDA仿真器的输入,以便重新仿真设计(图2中的测试台40)。事件测试器上在原型硅测试响应上观察到故障之后,用户可以通过事件编辑和事件处理调试它。一旦理解了故障的原因,希望重新产生仿真测试台,以便在设计中固定故障的原因。由于这个测试器的所有操作都是以事件为基础的,因此允许用户捕获这些事件和它们的定时,并且将它们翻译回到如图2所示的Verilog/VHDL测试台。
如前所述,由于事件测试器直接采用仿真数据,因此一旦达到原型硅,就可以验证硅。事件测试器上的测试运行和通过快速地确定:(1)原型硅是活性的,和(2)原型硅与仿真矢量一样好。因此,可以释放硅用于应用开发和批量生产。
如果测试运行表明出现故障,这意味着存在定时违法(这些可以使用上述事件调整或事件编辑来调试)或存在制造缺陷。值得注意的是定时违法也是由于制造缺陷或处理变化造成的。因此,当测试运行呈现有故障时,应该将原型硅发送到故障分析以确定缺陷类型(桥接、断开、短路、栅极氧化物缺陷等)。在任何情况下,都可避免原型保持。当测试通过时,释放硅,提供制造缺陷的反馈,以便固定制造过程中的缺陷。换言之,可以得出这种结论,因为事件测试器和事件测试仿真器。由于矢量翻译,在目前制造过程中不能得出这种结论。
如果检查基于事件测试器的测试和将其与目前循环基测试相比较,可以发现大量修改。主要改变是由于一起消除了矢量翻译步骤引起的。为了区别这种差别,图8是用于与图3的循环基测试相比较的事件基测试流程的示意图。如图3和4所示,由于各种限制(定时设置、波形等),目前的EDA和ATE格式完全分开。因此,目前人们不能在测试器上使用“原来”的EDA矢量,因此在尝试表现为故障时不能得出关于故障的结论。
在图8中,利用事件测试器,消除了这些限制,并使用“原来”的EDA。基于预期LSI的规范111,如ASIC或SOC,设计者在设计阶段112设计LSI。设计阶段112之后,产生设计数据文件116,并发送给制造阶段113,在那里制造原型LSI 117。这些处理基本上与图3的相同。但是,主要差别在于由事件测试器进行的测试阶段114。
作为设计阶段112中的逻辑仿真结果,产生事件格式的测试激励(VCD)文件115。如前面参照图2所述的,也使用在设计阶段112中由事件测试仿真器检验的其它测试数据文件。事件测试器使用事件格式,由此能直接使用是上述事件格式的测试激励文件115。因此,不需要如图4所示的用于格式转换的矢量翻译。
图9是图4的仿真图,示出了差别和提供对比。如图9所示,不用进行矢量翻译,并在事件测试器中使用VCD格式的EDA仿真器矢量。更具体地说,基于LSI的要求121,产生规范122。在EDA环境中,设计者通常通过原文入口123和动作入口124利用Verilog/VHDL描述预期LSI。基于这些入口,产生预期LSI的器件模型125,通常是RTL电平或栅极电平的。
在逻辑仿真126中,利用测试台重复评估器件模型125。作为逻辑仿真126的结果,产生通常是Verilog的VCD(改值存储)文件129的事件矢量文件。VCD文件129包括表明值改变的数据和用于LSI的输入和输出的时间。利用采用VCD文件129中的矢量的事件测试器131测试原型LSI130。利用上述的GUI、事件偏移和编辑功能,在步骤128中,如果存在故障则事件测试器131修改测试矢量,并产生新的测试台127,该新的测试台。反馈给EDA环境用于进一步仿真。
在图9的过程中,应该注意的是基于事件测试器的测试还提供完整回路(设计-测试-设计),这在目前已有的技术中是不可行的。在图9中,这个完整回路成为可能是由于上述新测试台的产生和由于在一个环境中执行每项任务(设计以及测试)产生的。
目前制造过程的状态图示于图10中。该过程开始于规范状态141,并继续执行到IC设计状态142、仿真状态143、和设计完成状态144。在下单状态145中,设计数据输送给制造状态146。在ATE初始状态147中测试原型LSI。在目前用于半导体制造的工业处理中,当在测试状态147中产生故障时,LSI面临原型保持148,因为存在多种故障原因,如矢量翻译错误、测试程序错制造缺陷等。
如图10所示,这是打开-结束的过程;原型保持是打开状态。由于这个打开状态,整个过程是不确定性的。在原型保持148期间,工程师努力识别故障原因并取决于各种试验-错误操作。在识别故障的原因之前,不能释放硅,也不能将其发送给故障分析以识别缺陷类型,因为故障的原因可能不是缺陷,可能是矢量翻译错误或测试程序中的错误。
在本发明的制造过程中,通过使用事件测试器消除了上述不确定性并不用进行任何矢量翻译或开发测试程序。新过程的状态图示于图11中。在状态151中,该过程产生和检验所需文件。如前所述,事件测试仿真器在状态151中利用在设计状态142和仿真状态143中产生的数据检验这些文件(管脚、参数、SOC、tpl)。
因此,在下单152,设计数据(RTL、网表、掩模)发送给制造状态153,并且具有各种仿真数据的文件((管脚、参数、SOC、tpl)发送给测试状态154,用于由事件测试器测试原型LSI。如果检测到故障,故障的原因将反馈给阶段155中的制造。如果测试结果表现为没有问题,则在状态156释放原型硅,用于应用开发和批量生产。
如图11所示,这是没有原型保持和试验-错误的封闭结束过程。在这个过程中,以确定方式释放硅。为了实现这种确定结束状态,需要进行全部的根本改变。例如,如图11所示,下单152包括管脚、参数、SOC、tpl和VCD文件,只与GDSII(图解设计标准II)布局数据库相对。另一基本需求是在制造过程中集成事件测试器;不进行矢量翻译和不产生测试程序。
图12是表示用于本发明中的工业处理的整个流程的流程图。在图12中,在步骤161中进行LSI设计,这通常是在设计厂房(设计中心)进行的。如前所述,除了原始EDA工具之外,本过程中还结合了事件测试仿真器。在步骤162中,确定是否准备下单。在这个过程中,不仅检验用于制造的数据,而且检验用于事件测试器的各种文件(管脚、参数、SOC、tpl、vcd)。
在步骤163中,在设计数据基础上通过制造供应者制造原型硅(硅铸造)。尽管分别识别设计厂房和硅铸造,它们可以是团体内的两个分开的组或分割部或者是两个不同的团体。在步骤164中,利用通过步骤165提供的文件(vcd、pin、par等),通过事件测试器测试原型硅。如上所述,使用事件测试仿真器和Verilog/VHDL仿真器在EDA环境中产生这种文件。
在本实施例中,受让人采用ASCII文本文件用于这些文件(pin、par、tpl等),尽管也可以使用任何其它格式。此外,代替使用分离文件,可以如在一个或两个文件中将它们组合在一起或不同地重构它们。同样,过程和流程中的这些改变也是可以的;例如,代替在步骤161中的设计厂房或设计中心,第三者可产生pin、par、tpl文件。
在步骤166中,如果测试表明有故障,则检测故障的原因。由于在设计阶段已经检查了测试矢量和在事件测试器中使用了同一测试矢量,如果在步骤166中检测到故障,则认为该故障是制造故障。因此,在步骤168中,进行故障分析,以便在制造过程中找出问题。如果测试结果表明通过结果,则在步骤167释放原型硅,用于应用开发和批量生产。
在图12的这个流程图中,设计工程师伴随着布局数据库将文件(pin、par、tpl、soc)和仿真矢量(来自仿真器的VCD)发送给制造。应该注意的是在已有技术和实践中,设计工程师只发送布局数据库给硅铸造厂(在已有技术中不存在pin、par、soc、tpl文件)。当制造完成时,换言之,当达到原型硅时,制造中的工程师可以将硅放在事件测试器上并运行仿真矢量和快速确定硅是否有制造故障还是如仿真矢量那样好。在任何情况下,硅都不会面临原型保持和对于故障分析或对于硅释放都可产生确定性过渡。
在前述中,介绍了用于IC制造的一种新的工业处理,这是一种确定性的和避免了原型保持。这种方案包括新的设备(新测试器和测试仿真器)和以这种测试器和测试仿真器为基础的流程。这种测试器在事件环境下操作,器件在该环境中设计和仿真。基本上,这种事件测试器延伸了用于测试的设计环境。除了解决了原型保持的问题之外,这种测试器和方法的其它优点是:彻底简化了整个测试过程和提供了从设计仿真到测试的直接连接。对于原硅调试和特性化来说,这是主要优点,因为设计者可以在仿真测试矢量的多种形式下检验器件响应。
尽管这里参照优选实施例介绍了本发明,但是本领域技术人员都能理解在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以做出各种修改和改变。这种修改和改变被认为是包含在所附权利要求书及其等效形式的范围内的。