吉時(shí)利 (Keithley) 儀器公司是為不斷增長(zhǎng)的測(cè)量需求提供解決方案的領(lǐng)導(dǎo)者，發(fā)布了新的S510半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)，是高通道測(cè)量的完整方案，用于全世界最先進(jìn)65nm節(jié)點(diǎn)及更小尺寸的ULSI CMOS過程工藝的可靠性測(cè)試和壽命。它提供了晶圓級(jí)可靠性(WLR)測(cè)試的高吞吐速率和高度的靈活性。減少評(píng)估可靠性和完成壽命建模的時(shí)間，從而減少項(xiàng)目的技術(shù)研發(fā)和工藝過程開發(fā)的耗時(shí)，縮短產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)的時(shí)間。S510系統(tǒng)也可用于產(chǎn)品生產(chǎn)的WLR監(jiān)測(cè)或作為實(shí)驗(yàn)室的參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)。

Keithley的S510 系統(tǒng)是全自動(dòng)多通道并行式可靠性測(cè)試系統(tǒng)，其特色是靈活的通道數(shù)（20到72通道），獨(dú)立的stress/measure通道用于各個(gè)結(jié)構(gòu)，各通道同步測(cè)量。S510系統(tǒng)與半自動(dòng)或全自動(dòng)的探針臺(tái)聯(lián)合使用，能在晶圓上同時(shí)測(cè)試多種器件 。

解決新的測(cè)試挑戰(zhàn)
隨著半導(dǎo)體器件的幾何尺寸縮小到90nm以下, 新的材料、結(jié)構(gòu)和工藝過程改變了器件的壽命行為。特別的, NBTI (negative bias temperature instability) 和TDDB (time dependent dielectric breakdown)模型已成為技術(shù)研發(fā)周期中的重要組成部分。新的用于 NBTI 和TDDB的模型在技術(shù)研發(fā)周期的早期必須被快速開發(fā)出來(lái)。為了適應(yīng)更快的研發(fā)周期要求，NBTI 和TDDB測(cè)量正移動(dòng)到晶圓級(jí)測(cè)試并遠(yuǎn)離傳統(tǒng)的在芯片封裝過程工藝上消耗大量時(shí)間的封裝級(jí)測(cè)試。S510半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)通過自動(dòng)多通道并行晶圓級(jí)可靠性測(cè)試來(lái)快速提供統(tǒng)計(jì)所需的大量數(shù)據(jù)樣本以加速新壽命模型的研發(fā)。

Keithley的S510系統(tǒng)具有優(yōu)異的性能
具有SMU到每個(gè)器件體系結(jié)構(gòu)的S510解決了高通道計(jì)數(shù)并行NBTI 和TDDB測(cè)試帶來(lái)的測(cè)量挑戰(zhàn)，同時(shí)提供產(chǎn)品級(jí)自動(dòng)化能力以使系統(tǒng)的吞吐能力達(dá)到最大。將器件的每個(gè)管腳接上一個(gè)SMU 就可以在stress和測(cè)量周期之間無(wú)縫過渡，并且在NBTI測(cè)試中高度的控制器件的弛豫。這樣的配置也可在stress周期中嚴(yán)密的監(jiān)視器件，在TDDB和NBTI中提供更多的器件老化的可視化信息。為了滿足技術(shù)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室中的大量測(cè)試數(shù)據(jù)的需求，S510系統(tǒng)可以和全自動(dòng)的探針臺(tái)系統(tǒng)配合使用。

S510系統(tǒng)的能力基于Keithley強(qiáng)大的KTE自動(dòng)測(cè)試執(zhí)行軟件。其中的交互式模塊向用戶提供實(shí)時(shí)繪圖和交互式測(cè)試模塊，外加實(shí)驗(yàn)室級(jí)的自動(dòng)化，用于配合分析探針或半自動(dòng)探針的使用。Keithley的S510 系統(tǒng)的軟件包括為NBTI、 TDDB和CHC執(zhí)行測(cè)試的并行測(cè)試模塊并且為并行控制多達(dá)72個(gè)管腳的重大挑戰(zhàn)進(jìn)行了優(yōu)化。

更快速的源-測(cè)量序列和開關(guān)
S510半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)通過提供獨(dú)特的SMU到每個(gè)DUT的結(jié)構(gòu)來(lái)增加測(cè)試數(shù)據(jù)的質(zhì)量，這種結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量，TDDB軟崩潰監(jiān)視，和最小NBTI stress弛豫時(shí)間，這是許多NBTI測(cè)試設(shè)備普遍存在的問題。傳統(tǒng)的WLR 測(cè)試系統(tǒng)具有有限的源-測(cè)量單元或嚴(yán)重依賴開關(guān)，從而導(dǎo)致更低的產(chǎn)出或不充分的測(cè)試結(jié)果。S510系統(tǒng)使用大量并行的stress/measure通道以獲得最佳的NBTI 和TDDB 測(cè)試。

靈活性和可擴(kuò)展性
除了WLR測(cè)試，Keithley的S510系統(tǒng)還可用于器件特性分析，節(jié)約了另外購(gòu)買和配置儀器的時(shí)間和開支。S510半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)消除了全自動(dòng)參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)，如Keithley的S680 DC/RF參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)，和半自動(dòng)臺(tái)式參數(shù)分析系統(tǒng)，如Keithley的4200-SCS半導(dǎo)體特性分析系統(tǒng)的區(qū)隔。用戶在邁向90nm節(jié)點(diǎn)和更小尺寸技術(shù)時(shí)，該系統(tǒng)可直接轉(zhuǎn)移過去使用，使用戶的投資利益得到了保護(hù)。