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ソフトウェア対応ウェーハレベル信頼性試験:次世代半導体向け

半導体集積回路(IC)の性能を牽引する重要な指標は信頼性です。ICがさらに小型化し、チップ複雑性が増す中、メーカーはミッションクリティカルな最終用途アプリケーションに対して、顧客に同レベルの信頼性を提供し続けられることを保証する必要があります。

ウェーハレベル信頼性試験は長らくプロセス変動と劣化への洞察を提供するために用いられてきましたが、新技術トレンドとチップ複雑性の増大による要求の高まりは、エンジニアたちに信頼性試験データを増やしながらコストを削減する方法を模索させています。現在のアプローチはチャネル数と柔軟性のトレードオフを強いられますが、ピンごとの並列アプローチが両方に対応するために必要です。

ウェーハレベル信頼性(WLR)試験の概要

ICの寿命を通じて、故障率の上昇が予想される明確な2つの時期があります。初期の製造プロセス中の欠陥と、ICが摩耗し始める末期です。生産プロセスの最適化は歩留まりを向上させますが、予想より早期に製品が摩耗する原因を理解するのには役立ちません。信頼性試験は、早期IC故障を引き起こすプロセスやメカニズムへの洞察を与え、ICの寿命を推定します。

信頼性試験で通常用いられる方法は、デバイスをその使用限界(温度と電圧が中心)で動作させ、強制的に摩耗させ、既知の故障メカニズムに対して寿命をモデル化することです。これらの試験はウェーハ上の内蔵構造で行われ、データを収集し、製造プロセスの早期に実施できるようにします。

試験セットアップ

通常試験される故障メカニズムは、共通WLRストレスに関するJEDEC(半導体技術標準化団体)規格に準拠しています。それらは時間依存誘電体破壊(TDDB)、ホットキャリア励起劣化(HCI)、バイアス温度不安定性(BTI/NTBI)などを含みます。ウェーハ上のトランジスタでこれらのメカニズムを試験する配線セットアップには、4つのソース・メジャーユニット(SMU)が含まれ、それぞれがに接続されます。...

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