美國吉時(shí)利（Keithley）儀器公司日前宣布增強(qiáng)了其ACS（Automated Characterization Suite，自動(dòng)特征分析套件）軟件，納入了面向半導(dǎo)體可靠性與壽命預(yù)測測試應(yīng)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(diǎn)和多點(diǎn)并行測試功能為基礎(chǔ)，增加了對數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)分析功能。此外，新增可靠性測試與數(shù)據(jù)分析工具使得基于ACS 測試系統(tǒng)進(jìn)行壽命預(yù)測速度比傳統(tǒng)WLR測試方案快5倍。在設(shè)計(jì)新集成電路技術(shù)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(chǎn)品上市時(shí)間。

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(dǎo)體特征分析需求。ACS系統(tǒng)還可以結(jié)合吉時(shí)利2600系列數(shù)字源表或（和）4200-SCS半導(dǎo)體特征分析系統(tǒng)使用。

能夠更快提供關(guān)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(yù)測半導(dǎo)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(jié)構(gòu)上進(jìn)行測試能夠在產(chǎn)品研發(fā)過程中揭示出關(guān)鍵器件可靠性信息；類似測試還用于在器件進(jìn)入量產(chǎn)階段之后監(jiān)測制造工藝的一致性。WLR測試通過將增強(qiáng)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(shí)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(gè)器件進(jìn)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?qū)⒉煌^載條件（電壓或電流）加載到每個(gè)器件上，對多個(gè)器件進(jìn)行并行測試。

隨著薄膜厚度不斷縮小以及高溫應(yīng)用中器件可靠性越來越重要，這些技術(shù)挑戰(zhàn)使得實(shí)施并行WLR測試需求比以往任何時(shí)候都更加迫切。利用并行測試技術(shù)，測試工程師通過測試由多個(gè)器件組成單一測試結(jié)構(gòu)，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(jīng)得以應(yīng)用測試結(jié)構(gòu)都兼容并行測試技術(shù)，從而在不需要修改測試結(jié)構(gòu)情況下將測試系統(tǒng)產(chǎn)能提高2～5倍。但是，這種真正并行WLR測試僅僅在每個(gè)管腳都有專用SMU（Source-Measure Unit，源測量單元）的測試系統(tǒng)架構(gòu)下才有可能實(shí)現(xiàn)。

基于ACS的測試系統(tǒng)在配置多臺2600系列數(shù)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(shù)字源表的板載測試腳本處理器（TSP®），將2600數(shù)字源表互連簡化成一種極其靈活的動(dòng)態(tài)可重構(gòu)SMU陣列。這種系統(tǒng)架構(gòu)使得用戶能夠?qū)⒏鱾€(gè)SMU配置為一個(gè)大規(guī)模、緊密協(xié)同機(jī)群并行工作，或者配置為若干個(gè)較小規(guī)模的機(jī)群共同測試多個(gè)器件。2600系列數(shù)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(shí)序，這對于捕捉快速閃現(xiàn)的擊穿事件是至關(guān)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(shí)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(qiáng)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(nèi)過載測試和過載監(jiān)測功能。它不但兼容JEDEC標(biāo)準(zhǔn)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?yán)虒ο冗M(jìn)納米結(jié)構(gòu)進(jìn)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(shù)據(jù)記錄到數(shù)據(jù)庫中和/或繪制出實(shí)時(shí)曲線。通過這些實(shí)時(shí)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(jié)果，從而能夠判斷出那些費(fèi)時(shí)測試工作是否能夠提供有意義的測試結(jié)果。備選數(shù)據(jù)分析模塊能夠從數(shù)據(jù)庫中導(dǎo)入測試結(jié)果，然后應(yīng)用可靠性測試工程師所選分析項(xiàng)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(dǎo)入的數(shù)據(jù)。對于剛剛接觸WLR測試的用戶，這一功能不需要構(gòu)建自定義分析軟件以及通過電子表格手工處理數(shù)據(jù)。但是，對于已經(jīng)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(shù)據(jù)的操作。

這種數(shù)據(jù)分析功能支持一些標(biāo)準(zhǔn)分析技術(shù)，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(jìn)行重新組織和編輯，創(chuàng)建新的分析過程。利用內(nèi)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(jìn)功能，包括建模、線性擬合、標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)提取和支持用戶數(shù)據(jù)處理標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)函數(shù)。

離線測試項(xiàng)目開發(fā)和數(shù)據(jù)分析
ACS 4.0測試執(zhí)行程序和數(shù)據(jù)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(jī)上）。對于多個(gè)用戶或部門共享同一套ACS硬件的測試環(huán)境，這種架構(gòu)支持用戶方便地使用該軟件工具構(gòu)建測試序列，離線檢查和分析數(shù)據(jù)，而不必占用測試系統(tǒng)工作站。在用戶購買數(shù)據(jù)分析選件時(shí)，將同時(shí)提供額外的license，允許用戶進(jìn)行多個(gè)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(qū)動(dòng)不包含2600系列數(shù)字源表，僅僅由4200-SCS半導(dǎo)體特征分析系統(tǒng)（或者兩者兼有）構(gòu)成的測試系統(tǒng)。利用集成為一個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)儀器的獨(dú)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(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)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(shù)中是很常用的。一般而言，4200-SCS通常應(yīng)用于可靠性實(shí)驗(yàn)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(yīng)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(shí)驗(yàn)室研發(fā)向批量生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變。

吉時(shí)利ACS測試系統(tǒng)能夠與WLR測試中常用的各種硬部件協(xié)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(diǎn)和多點(diǎn)探針卡、以及高溫探測選件。