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产品可靠性测试失效预分析 　　摘要:产品可靠性测试的失效分析是半导体失效分析的重要也是极具挑战性的部分。而物性失效分析前的预分析(包括电性失效分析)又是整个产品可靠性失效分析中的关键步骤。充分和合理的预分析是提高物性失效分析成功率的重要保障。本文主要根据不同的产品可靠性测试的失效类型和机理来介绍常用的预分析方法和手段,并通过具体的实例图片来阐述预分析的重要作用。将预分析融合于产品可靠性失效分析中,将取得事半功倍的效果。 　　关键词:产品可靠性;无损失效分析;电性失效分析;物性失效分析 　　 　　Pre-Failure Analysis for Product Reliability Test Rejects 　　 　　Grant Liu, Wei-Ting Kary Chien, Venson Chang, Walden Dong 　　(SMIC, Shanghai 201203, China) 　　 　　Abstract: The failure analysis (FA) on the rejects from product reliability tests is important and challenging in semiconductor FA arena. The pre-FA (including EFA, the electrical FA) is the most critical stage in the whole FA procedure. Sufficient and reasonable pre-FA ensures the successful rate of physical FA (PFA). This paper introduces how to use different pre-FA methods based on the types and failure mechanisms of different product reliability tests. Real cases are reported to emphasize the importance of pre-FA, whose incorporation in the product FA leads to more effective successful outcomes. 　　Keywords: Product reliability; Nondestructive failure analysis; Electrical failure analysis; Physical failure analysis 　　 　　1引言 　　 　　集成电路产品上市前可靠性认证(Qualification)和量产后可靠性监测(Reliability Monitor)以及任意阶段的可靠性评估(Reliability Evaluation)都离不开产品可靠性测试(Product Reliability Test),任何测试都有可能会产生失效(Failure)。可靠性测试由于它的特殊性,其失效样品(Reject)往往比普通的测试失效样品更宝贵。一般来说,产品可靠性测试的周期都比较长,长的有近两个月,短的也有几天。而且,它的失效样品数也不会太多,有时甚至只有唯一的一颗。但正是这很长时间才得到的少量失效样品却对工艺改进、可靠性表现提升,乃至满足客户的要求有着举足轻重的作用。如何确保这些可靠性测试失效样品的失效分析(Failure Analysis, FA)成功率,成了失效分析工程师面临的重大???战。在这种情形下,物性失效分析前的预分析(Pre-Failure Analysis, Pre-FA)就显得尤为重要。通常的预分析手段主要包括无损分析(Nondestructive Analysis)和电性分析(Electrical Analysis),无损分析主要是X射线检测和超声波断层扫描。电性分析的手段在预分析阶段主要有:测试机直流测试分析,万用表分析,电性曲线量测,测试机功能测试失效定位等等。 产品可靠性测试也有很多不同的项目,不同项目有不同的失效机理(Failure Mechanism)。针对不同的测试项目,失效预分析的手段运用也不尽相同。本文详细探讨了在不同的失效情形下如何运用不同的预分析手法来提高产品可靠性失效分析的成功率。 　　 　　2产品可靠性测试的分类 　　 　　集成电路产品可靠性测试可分为如下两大类,一类是主要评估芯片相关的产品可靠性项目[1],例如,高温使用寿命测试(High Temperature Operating Life,HTOL)、早夭率测试(Early Fai