ACS測試系統(tǒng)將圓片級可靠性測試速度提高五倍

　　新興測量需求解決方案領導者美國吉時利（Keithley）儀器公司（NYSE代碼：KEI），日前宣布增強了其ACS（Automated Characterization Suite，自動特征分析套件）軟件，納入了面向半導體可靠性與壽命預測測試應用的WLR（wafer level reliability，圓片級可靠性）備選測試工具。4.0版以ACS軟件已有的單點和多點并行測試功能為基礎，增加了對數據庫的支持，以及最新的RTM（Reliability Test Module，可靠性測試模塊）軟件工具和備選license以及ACS數據分析功能。此外，新增可靠性測試與數據分析工具使得基于ACS 測試系統(tǒng)進行壽命預測速度比傳統(tǒng)WLR測試方案快5倍。在設計新集成電路技術研發(fā)、工藝集成和工藝監(jiān)測階段，通過加快WLR測試，ACS系統(tǒng)能夠大大縮短新產品上市時間。更多詳情請訪問keithley.acrobat.com/acswlr。

　　基于ACS測試系統(tǒng)的硬件配置靈活，能夠滿足器件級、圓片級和晶匣級各種半導體特征分析需求。ACS系統(tǒng)還可以結合吉時利2600系列數字源表或（和）4200-SCS半導體特征分析系統(tǒng)使用。

　　能夠更快提供關鍵器件信息的真正并行化WLR測試

　　WLR（Wafer Level Reliability，圓片級可靠性）測試用于預測半導體元件，例如晶體管、電容器和互連元件的可靠壽命。這種在圓片測試結構上進行測試能夠在產品研發(fā)過程中揭示出關鍵器件可靠性信息；類似測試還用于在器件進入量產階段之后監(jiān)測制造工藝的一致性。WLR測試通過將增強的電壓、電流和/或熱量施加到器件上，能夠加速器件的失效過程。為了判定加速因子，WLR測試隨著時間變化將不同大小的物理量施加到一組器件上。與每次只對一個器件進行過載測試傳統(tǒng)WLR系統(tǒng)不同的是，ACS軟件中最新的WLR工具能夠將不同過載條件（電壓或電流）加載到每個器件上，對多個器件進行并行測試。

　　隨著薄膜厚度不斷縮小以及高溫應用中器件可靠性越來越重要，這些技術挑戰(zhàn)使得實施并行WLR測試需求比以往任何時候都更加迫切。利用并行測試技術，測試工程師通過測試由多個器件組成單一測試結構，分析出被測器件的壽命加速因子。很多在傳統(tǒng)WLR測試中已經得以應用測試結構都兼容并行測試技術，從而在不需要修改測試結構情況下將測試系統(tǒng)產能提高2～5倍。但是，這種真正并行WLR測試僅僅在每個管腳都有專用SMU（Source-Measure Unit，源測量單元）的測試系統(tǒng)架構下才有可能實現。

　　基于ACS的測試系統(tǒng)在配置多臺2600系列數字源表之后，是唯一具有這種每管腳SMU測試靈活性的商用解決方案。ACS通過利用TSP-Link®虛擬底板連接多臺2600數字源表的板載測試腳本處理器（TSP®），將2600數字源表互連簡化成一種極其靈活的動態(tài)可重構SMU陣列。這種系統(tǒng)架構使得用戶能夠將各個SMU配置為一個大規(guī)模、緊密協同機群并行工作，或者配置為若干個較小規(guī)模的機群共同測試多個器件。2600系列數字源表板載處理器和虛擬底板融合了這些儀器的最佳測量速度，具有精確的源/測量時序，這對于捕捉快速閃現的擊穿事件是至關重要的?；贏CS系統(tǒng)可以隨意配置2臺到40多臺大功率的吉時利SMU，能夠提供或測量200V的電壓或1.5A的電流。

　　簡潔的測試配置與分析過程

　　ACS 4.0版提供RTM（Reliability Test Module，可靠性測試）備選工具是一種功能強大的過載/測量定序工具，采用了交互式界面，能夠測試器件可靠性（HCI、BTI等）、柵氧完整性（TDDB、JRAMP、VRAMP等）和金屬互連性（EM）。這一模塊靈活的測試定序功能支持前測試和后測試，以及內過載測試和過載監(jiān)測功能。它不但兼容JEDEC標準測試方法（例如JESD61和JESD92），而且其良好的靈活性還能夠滿足快速創(chuàng)建測試例程對先進納米結構進行特征分析所需的靈活性。

　　在可靠性測試過程中，系統(tǒng)可以將原始測試數據記錄到數據庫中和/或繪制出實時曲線。通過這些實時曲線，可靠性測試工程師能夠在測試完成之前提前“窺視”到測試的輸出結果，從而能夠判斷出那些費時測試工作是否能夠提供有意義的測試結果。備選數據分析模塊能夠從數據庫中導入測試結果，然后應用可靠性測試工程師所選分析項目中定義規(guī)則和模型。在定義好某種分析過程之后，可以將其重用于分析新導入的數據。對于剛剛接觸WLR測試的用戶，這一功能不需要構建自定義分析軟件以及通過電子表格手工處理數據。但是，對于已經開發(fā)出了自己定制的分析軟件并希望繼續(xù)使用用戶而言，ACS 4.0提供軟件工具簡化了從其他電子表格提取數據的操作。

　　這種數據分析功能支持一些標準分析技術，例如常規(guī)擬合、加速和分布式模型，包括Lognormal和Weibull。用戶可以很方便地對模型進行重新組織和編輯，創(chuàng)建新的分析過程。利用內置腳本語言，用戶還可以輕松定義出自己的模型。這種可靠性測試的公式化工具具有各種先進功能，包括建模、線性擬合、標準參數提取和支持用戶數據處理標準數學函數。

　　離線測試項目開發(fā)和數據分析

　　ACS 4.0測試執(zhí)行程序和數據分析選件都支持離線安裝功能（即安裝在沒有連接源測量硬件的PC機上）。對于多個用戶或部門共享同一套ACS硬件的測試環(huán)境，這種架構支持用戶方便地使用該軟件工具構建測試序列，離線檢查和分析數據，而不必占用測試系統(tǒng)工作站。在用戶購買數據分析選件時，將同時提供額外的license，允許用戶進行多個離線安裝；ACS測試執(zhí)行程序不需要額外的license即可離線安裝。

　　靈活的硬件配置

　　ACS 4.0還能夠驅動不包含2600系列數字源表，僅僅由4200-SCS半導體特征分析系統(tǒng)（或者兩者兼有）構成的測試系統(tǒng)。利用集成為一個系統(tǒng)的各個儀器的獨特功能，可靠性測試工程師可以將高速、每管腳SMU的靈活性（2600系列）與大功率脈沖I-V測試功能（4200-PIV）結合起來，實現界面陷阱特征分析和恒溫行為測試，這在最新的柵層疊技術中是很常用的。一般而言，4200-SCS通常應用于可靠性實驗室，而2600系列的高速特性對于工藝開發(fā)、工藝集成和工藝檢測應用是非常寶貴的。集成2600和4200-SCS兩類儀器的ACS系統(tǒng)允許工程師在兩種條件下使用相同的特征分析工具，從而大大簡化了器件從實驗室研發(fā)向批量生產的轉變。

　　吉時利ACS測試系統(tǒng)能夠與WLR測試中常用的各種硬部件協同工作，包括常見的圓片探測器和探針卡適配器、熱夾盤控制器、單點和多點探針卡、以及高溫探測選件。