Il Sistemi di Test ACS (Automated Characterization Suite) e’ in Grado di Completare il Collaudo di Affidabilita’ a Livello di Wafer a una Velocita’ cinque volte superiore rispetto a quella delle Soluzioni tradizionali

Il Sistemi di Test ACS (Automated Characterization Suite) e’ in Grado di Completare il Collaudo di Affidabilita’ a Livello di Wafer a una Velocita’ cinque volte superiore rispetto a quella delle Soluzioni tradizionali

Una foto ad alta risoluzione può essere scaricata dall’indirizzo: http://www.ggcomm.com/KEI/NR/ACS/ACS_WLR.JPG

Cleveland, Ohio, Maggio 2008 * * * Keithley Instruments Inc. (NYSE: KEY), società attivamente impegnata nello sviluppo di soluzioni adatte a soddisfare le nuove esigenze di misura, ha annunciato di aver apportato significative migliorie al software ACS (Automated Characterization Suite) che ora include come opzione i tool per il collaudo WLR (Wafer Level Reliability) utili per prevedere la durata e l’affidabilità dei dispositivi a semiconduttore. La nuova versione 4.0, realizzata sfruttando le funzionalità esistenti per il test parallelo single o multi-site, integra ora risorse di database così come tool software e licenze opzionali per le nuove funzionalità di analisi dei dati e il modulo RTM (Reliability Test Module). Insieme, i tool per il collaudo di affidabilità e l’analisi dei dati consentono ai sistemi di test basati su ACS di generare previsioni di durata a una velocità fino a cinque volte superiore rispetto a quella delle tradizionali soluzioni per il collaudo WLR. Mediante l’accelerazione del collaudo WLR nelle fasi di sviluppo tecnologico, integrazione di processo e monitoraggio dello stesso connesse allo sviluppo di nuovi circuiti integrati, i sistemi ACS possono contribuire a ridurre in maniera significativa il time to market. Ulteriori informazioni sono disponibili all’indirizzo: http://keithley.acrobat.com/acswlr.

I sistemi di test basati su ACS garantiscono la flessibilità a livello di configurazione hardware necessaria per soddisfare una molteplicità di esigenze per la caratterizzazione dei semiconduttori a livello di dispositivo, wafer o cassetti. Essi possono integrare gli strumenti della serie 2600 SourceMeter®, il sistema per la caratterizzazione dei semiconduttori mod. 4200-SCS o entrambi.

Il test WRL parallelo fornisce in tempi brevi informazioni critiche per il dispositivo

Il collaudo WLR (Wafer Level Reliability) viene impiegato per prevedere in maniera affidabile la durata di dispositivi a semiconduttore quali transistor, condensatori e interconnessioni. Tali test, effettuati su strutture di collaudo on-wafer, possono svelare importanti informazioni di affidabilità durante la fase di ricerca e sviluppo; collaudi analoghi vengono utilizzati per monitorare la coerenza del processo manifatturiero una volta che i dispositivi sono in produzione. Il collaudo WRL è stato ideato per accelerare i meccanismi di guasto mediante la sollecitazione dei dispositivi con elevati livelli di tensione, corrente e/o calore. Per determinare i fattori di accelerazione dei fenomeni, un insieme di dispositivi viene sottoposto nel tempo a vari livelli di sollecitazione. A differenza dei tradizionali sistemi WLR, che sottopongono al test di sollecitazione un solo dispositivo alla volta, i nuovi tool WRL presenti nel software ACS permettono di collaudare più dispositivi in parallelo mentre applicano differenti condizioni di sollecitazione (in termini di tensione o corrente) a ciascun dispositivo.

Nuove problematiche di natura tecnica,tra cui la costante riduzione dello spessore del film e la sempre maggiore importanza dell’affidabilità dei dispositivi in applicazioni ad alta temperatura, hanno fatto del collaudo WLR parallelo un elemento sempre più critico. Il collaudo parallelo permette agli ingegneri di estrarre i fattori di accelerazione che interessano la durata mediante il test di una singola struttura composta da parecchi dispositivi. Molte delle strutture di test già utilizzate nel collaudo WLR tradizionale sono compatibili con le tecniche del collaudo parallelo, consentendo quindi di incrementare il throughput del sistema di un fattore compreso tra 2 e 5 senza dover modificare le loro strutture di test. Il collaudo WLR parallelo di questo tipo è possibile solamente in presenza di architetture di sistemi di test nei quali ciascun pin dispone della propria unità SMU (Source-Measure Unit) dedicata.

I sistemi di test basati su ACS configurati con più strumenti della serie 2600 SourceMeter sono le uniche soluzioni commercialmente disponibili in grado di fornire questo livello di flessibilità di collaudo SMU-per-pin. ACS semplifica la messa in rete degli strumenti della serie 2600 all’interno di una matrice flessibile e riconfigurabile dinamicamente di SMU mediante la connessione dei loro processori Test Script Processor (TSP)™ attraverso un backplane virtuale TSP-Link™. L’architettura di sistema consente all’applicazioni di fornire istruzioni alle SMU che possono quindi lavorare insieme come un gruppo strettamente coordinato di ampie dimensioni oppure formare piccoli gruppi che operano di concerto per collaudare diversi dispositivi. I processori presenti sugli strumenti della serie 2600 e il backplane virtuale abbinati all’elevata velocità di misura degli strumenti garantiscono una temporizzazione accurata in fase di erogazione/misura, un elemento critico per acquisire i dettagli di eventi di rottura che si propagano velocemente. I sistemi basati su ACS possono essere configurati con un numero compreso tra due e oltre quaranta SMU ad alta potenza di Keithley Instruments, capaci di erogare e/o misura tensioni di 200 V o correnti di 1,5 A.

Semplicità di analisi e di setup del test

La nuova opzione RTM (Reliability Test Module) disponibile con ACS 4.0 è un tool per la messa in sequenza di sollecitazioni/misure che mette a disposizione un’interfaccia interattiva per il collaudo dell’affidabilità dei dispositivi (HCI, BTI e così via), dell’integrità dell’ossido del gate (TDDB, JRAMP, VRAMP e così via) e delle interconnessioni in metallo (EM). La possibilità di eseguire la messa in sequenza del test offerta dal modulo supporta il pre e il post testing, così come il collaudo delle sollecitazioni interne e il monitoraggio della sollecitazione. Esso è conforme alle metodologie di collaudo previste dagli standard JEDEC (come JESD61 e JESD92), ma garantisce la flessibilità necessaria per la generazione in tempi rapidi di nuove routine di test per la caratterizzazione di strutture avanzate su scala nanometrica.

Durante il test di affidabilità, i dati grezzi di collaudo possono essere registrati in una database e/o rappresentati graficamente in tempo reale. Questi grafici in tempo reale danno la possibilità ai tecnici di dare un’occhiata agli esiti dei test prima del loro completamento, che consente loro di valutare se i collaudi sono in grado di fornire risultati significativi.

Il modulo di analisi dei dati opzionale importa i risultati di test dal database e quindi applica le regole e i modelli definiti nel progetto di analisi scelti dagli ingegneri che si occupano di affidabilità. Una volta definito un processo di analisi, può essere riutilizzato per analizzare con semplicità i dati appena importati. Per i neofiti del collaudo WLR, tale opzione elimina la necessità di creare software di analisi custom e di manipolare dati in maniera manuale mediante spreadsheet. Per tutti coloro che hanno già sviluppato il proprio software di analisi e vogliono continuare a utilizzarlo, ACS 4.0 rende disponibile tool software che semplificano l’estrazione dei dati dal database.

L’opzione di analisi dei dati supporta le tecniche di analisi standard come riempimento normale, accelerazione e modelli di distribuzione, compresi Lognormal e Weibull. I modelli possono essere riorganizzati ed editati con facilità per generare nuovi processi di analisi. Un linguaggio di scripting incorporato permette agli utenti di definire i loro propri modelli con estrema semplicità. Il tool per la formulazione dell’affidabilità mette a disposizione una gamma di funzioni avanzate, tra cui modellazione, riempimento delle linee (line-fitting), estrazioni parametriche standard oltre a funzionalità matematiche standard che permettono la manipolazione dei dati custom.

Sviluppo del progetto di test e analisi dei dati offline

Il programma di controllo (test executive) di ACS 4.0 e l’opzione per l’analisi dei dati possono essere installati offline (ovvero su un PC non connesso all’hardware di erogazione/misura). Negli ambienti di test dove più utenti o dipartimenti condividono l’accesso allo stesso hardware ACS, ciò permette di accedere comodamente ai tool software per realizzare sequenze di test e riesaminare e analizzare i dati offline senza essere connessi alla workstation del sistema di test. Quando si acquista l’opzione per l’analisi dei dati, sono disponibili licenze aggiuntive che permettono di effettuare più installazioni offline: il programma di controllo di ACS può invece essere installato offline senza bisogno di ulteriori licenze.

Configurazioni hardware flessibili

Il software ACS 4.0 può essere usato per pilotare sistemi di test realizzati esclusivamente dai SourceMeter della serie 2600, oppure il sistema per la caratterizzazione dei semiconduttori mod. 4200-SCS o una combinazione di entrambi. Grazie all’integrazione delle funzionalità di ciascuna di queste soluzioni in un singolo sistema, gli ingegneri che si occupano di affidabilità possono abbinare i vantaggi della velocità e della flessibilità dell’architettura SMU-per-pin (serie 2600) a quelli del collaudo I-V impulsivo ad alta potenza (Mod. 4200-PIV), elementi necessari per caratterizzare trappole interfaccia (interface traps) e comportamenti isotermici, fenomeni comuni nelle nuove tecnologie a impilamento di gate (gate stack). Il mod. 4200-SCS può essere utilmente impiegato nei laboratori di affidabilità, mentre l’elevata velocità della serie 2600 rende tali strumenti ideali per le applicazioni di sviluppo, integrazione e monitoraggio di processo. Un sistema basato su ACS che utilizzando tutte e due le tipologie di strumenti semplifica il passaggio dei dispositivi dai laboratori alla fabbrica in quanto permette l’utilizzo del medesimo tool di caratterizzazione in entrambi gli ambienti.

I sistemi di test basati su ACS di Keithley Instruments possono operare con una vasta gamma di componenti hardware solitamente impiegati nel collaudo WLR, compresi sonde per wafer e adattatori di sonde, controllori di hot chuck, sonde per applicazioni single e multi-site e le opzioni per il probing ad alta temperatura. I prezzi dei sistemi di test integrati ACS variano in funzione della particolare configurazione e delle opzioni di personalizzazione. Gli aggiornamenti dei sistemi e del software sono disponibili immediatamente. Per ulteriori informazioni su questi sistemi o su qualsiasi altra soluzione per il collaudo di semiconduttori è possibile visitare il sito all’indirizzo http://www.keithley.com/products/semiconductor o contattare direttamente la società all’indirizzo: www.keithley.com.

Note sulla società

Con un’esperienza di 60 anni nel campo della strumentazione di misura, Keithely Instruments è diventata un’azienda leader a livello mondiale nella realizzazione di sistemi e strumenti di collaudo elettrici dalla continua alla radiofrequenza. I prodotti della società sono in grado di soddisfare le nuove esigenze di misura nei settori del collaudo di produzione, monitoraggio di processo, sviluppo di prodotti e ricerca. Gli utilizzatori sono scienziati e ingegneri operanti nel settore elettronico coinvolti in attività quali ricerca nel campo dei materiali avanzati, caratterizzazione di wafer e di dispositivi a semiconduttore e produzione di prodotti finali come assemblaggi di componenti elettronici o dispositivi wireless portatili. Oltre a strumenti decisamente all’avanguardia, Keithley mette a disposizione una serie di servizi di supporto qualificati che permettono ai clienti di migliorare qualità, throughput e rese dei loro prodotti. www.keithley.com

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