ACS测试系统将圆片级可靠性测试速度提高五倍

　　新兴测量需求解决方案领导者美国吉时利（Keithley）仪器公司（NYSE代码：KEI），日前宣布增强了其ACS（Automated Characterization Suite，自动特征分析套件）软件，纳入了面向半导体可靠性与寿命预测测试应用的WLR（wafer level reliability，圆片级可靠性）备选测试工具。4.0版以ACS软件已有的单点和多点并行测试功能为基础，增加了对数据库的支持，以及最新的RTM（Reliability Test Module，可靠性测试模块）软件工具和备选license以及ACS数据分析功能。此外，新增可靠性测试与数据分析工具使得基于ACS 测试系统进行寿命预测速度比传统WLR测试方案快5倍。在设计新集成电路技术研发、工艺集成和工艺监测阶段，通过加快WLR测试，ACS系统能够大大缩短新产品上市时间。更多详情请访问keithley.acrobat.com/acswlr。

　　基于ACS测试系统的硬件配置灵活，能够满足器件级、圆片级和晶匣级各种半导体特征分析需求。ACS系统还可以结合吉时利2600系列数字源表或（和）4200-SCS半导体特征分析系统使用。

　　能够更快提供关键器件信息的真正并行化WLR测试

　　WLR（Wafer Level Reliability，圆片级可靠性）测试用于预测半导体元件，例如晶体管、电容器和互连元件的可靠寿命。这种在圆片测试结构上进行测试能够在产品研发过程中揭示出关键器件可靠性信息；类似测试还用于在器件进入量产阶段之后监测制造工艺的一致性。WLR测试通过将增强的电压、电流和/或热量施加到器件上，能够加速器件的失效过程。为了判定加速因子，WLR测试随着时间变化将不同大小的物理量施加到一组器件上。与每次只对一个器件进行过载测试传统WLR系统不同的是，ACS软件中最新的WLR工具能够将不同过载条件（电压或电流）加载到每个器件上，对多个器件进行并行测试。

　　随着薄膜厚度不断缩小以及高温应用中器件可靠性越来越重要，这些技术挑战使得实施并行WLR测试需求比以往任何时候都更加迫切。利用并行测试技术，测试工程师通过测试由多个器件组成单一测试结构，分析出被测器件的寿命加速因子。很多在传统WLR测试中已经得以应用测试结构都兼容并行测试技术，从而在不需要修改测试结构情况下将测试系统产能提高2～5倍。但是，这种真正并行WLR测试仅仅在每个管脚都有专用SMU（Source-Measure Unit，源测量单元）的测试系统架构下才有可能实现。

　　基于ACS的测试系统在配置多台2600系列数字源表之后，是唯一具有这种每管脚SMU测试灵活性的商用解决方案。ACS通过利用TSP-Link®虚拟底板连接多台2600数字源表的板载测试脚本处理器（TSP®），将2600数字源表互连简化成一种极其灵活的动态可重构SMU阵列。这种系统架构使得用户能够将各个SMU配置为一个大规模、紧密协同机群并行工作，或者配置为若干个较小规模的机群共同测试多个器件。2600系列数字源表板载处理器和虚拟底板融合了这些仪器的最佳测量速度，具有精确的源/测量时序，这对于捕捉快速闪现的击穿事件是至关重要的。基于ACS系统可以随意配置2台到40多台大功率的吉时利SMU，能够提供或测量200V的电压或1.5A的电流。

　　简洁的测试配置与分析过程

　　ACS 4.0版提供RTM（Reliability Test Module，可靠性测试）备选工具是一种功能强大的过载/测量定序工具，采用了交互式界面，能够测试器件可靠性（HCI、BTI等）、栅氧完整性（TDDB、JRAMP、VRAMP等）和金属互连性（EM）。这一模块灵活的测试定序功能支持前测试和后测试，以及内过载测试和过载监测功能。它不但兼容JEDEC标准测试方法（例如JESD61和JESD92），而且其良好的灵活性还能够满足快速创建测试例程对先进纳米结构进行特征分析所需的灵活性。

　　在可靠性测试过程中，系统可以将原始测试数据记录到数据库中和/或绘制出实时曲线。通过这些实时曲线，可靠性测试工程师能够在测试完成之前提前“窥视”到测试的输出结果，从而能够判断出那些费时测试工作是否能够提供有意义的测试结果。备选数据分析模块能够从数据库中导入测试结果，然后应用可靠性测试工程师所选分析项目中定义规则和模型。在定义好某种分析过程之后，可以将其重用于分析新导入的数据。对于刚刚接触WLR测试的用户，这一功能不需要构建自定义分析软件以及通过电子表格手工处理数据。但是，对于已经开发出了自己定制的分析软件并希望继续使用用户而言，ACS 4.0提供软件工具简化了从其他电子表格提取数据的操作。

　　这种数据分析功能支持一些标准分析技术，例如常规拟合、加速和分布式模型，包括Lognormal和Weibull。用户可以很方便地对模型进行重新组织和编辑，创建新的分析过程。利用内置脚本语言，用户还可以轻松定义出自己的模型。这种可靠性测试的公式化工具具有各种先进功能，包括建模、线性拟合、标准参数提取和支持用户数据处理标准数学函数。

　　离线测试项目开发和数据分析

　　ACS 4.0测试执行程序和数据分析选件都支持离线安装功能（即安装在没有连接源测量硬件的PC机上）。对于多个用户或部门共享同一套ACS硬件的测试环境，这种架构支持用户方便地使用该软件工具构建测试序列，离线检查和分析数据，而不必占用测试系统工作站。在用户购买数据分析选件时，将同时提供额外的license，允许用户进行多个离线安装；ACS测试执行程序不需要额外的license即可离线安装。

　　灵活的硬件配置

　　ACS 4.0还能够驱动不包含2600系列数字源表，仅仅由4200-SCS半导体特征分析系统（或者两者兼有）构成的测试系统。利用集成为一个系统的各个仪器的独特功能，可靠性测试工程师可以将高速、每管脚SMU的灵活性（2600系列）与大功率脉冲I-V测试功能（4200-PIV）结合起来，实现界面陷阱特征分析和恒温行为测试，这在最新的栅层叠技术中是很常用的。一般而言，4200-SCS通常应用于可靠性实验室，而2600系列的高速特性对于工艺开发、工艺集成和工艺检测应用是非常宝贵的。集成2600和4200-SCS两类仪器的ACS系统允许工程师在两种条件下使用相同的特征分析工具，从而大大简化了器件从实验室研发向批量生产的转变。

　　吉时利ACS测试系统能够与WLR测试中常用的各种硬部件协同工作，包括常见的圆片探测器和探针卡适配器、热夹盘控制器、单点和多点探针卡、以及高温探测选件。