[發明專利]可靠性測試分析方法及其參數估計方法

有效

• 申請號: 200710040973.8
• 申請日: 2007-05-21
• 公開（公告）號: CN101311738A
• 公開（公告）日: 2008-11-26
• 發明（設計）人: 龔斌;簡維廷;楊斯元
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: G01R31/28
• 分類號: G01R31/28;G06F17/50
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 李文紅

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，特別涉及一種可靠性測試分析方法及其參數估計方法。

背景技術

可靠性是衡量產品質量的一個重要指標，隨著集成電路的制作向超大規模集成電路(ULSI，Ultra?Large?Scale?Integration)發展，內部的電路密度越來越大，器件的關鍵尺寸不斷縮小，對半導體制作工藝及可靠性測試的要求也不斷提高。目前，半導體集成電路的可靠性測試范圍已進一步擴大，既包括針對最終產品的可靠性測試，也包括針對制造工藝中與主要的失效機理相關的晶圓級的可靠性測試。可靠性的研究不僅可以用于檢測產品壽命是否能夠滿足客戶的要求，還可以用于分析具體工藝中潛在的一些問題，其在半導體領域的重要性日益突出。

圖1為說明現有的可靠性測試分析過程的流程圖，下面結合圖1具體地說明可靠性測試分析的完成過程。首先，隨機抽取多個樣品進行測試(S101)；然后，根據得到的多個測試數據確定其所滿足的分布模型及分布函數(S102)；接著，根據測試數據所滿足的分布函數對上述測試數據進行數據分析，得到相應的參數估計值(S103)；再接著，可以由該參數估計值得到被測樣品所屬的產品在正常情況下的可靠性特征(S104)。例如，可以外推出在正常使用條件下產品的累積失效率F(t)達到某一特定值時的壽命值，并通過此壽命值判斷該產品是否滿足可靠性的要求(即，可以設定當該壽命值大于某一固定值時，比如10年，產品的可靠性滿足要求)。在上述可靠性分析過程中，確定分布模型后進行的參數估計是很重要的一步，如果參數估計值出現偏差將會直接導致產品的可靠性特征出現較大的偏差。

半導體集成電路可靠性研究中常用的兩種分布模型為對數(Lognormal)分布和威布爾(Weibull)分布。下面以Weibull分布為例具體說明參數估計的重要性。

滿足Weibull分布的累積失效率F(t)的分布函數為：

F(t)=1-e-(tα)β---(1)]]>

由此可以推出壽命公式：

t=α·(ln(-ln(1-F(t)))β)=α·exp(Yβ)---(2)]]>

其中α、β分別稱為形狀參數與尺度參數，是需要利用參數估計法對測試數據進行分析后得到其估計值的參數。在得到α、β的參數估計值后，再將其代入公式(2)中，就可以得到最終的壽命分布曲線。由公式可以看出，如果在進行參數估計時，這兩個參數，尤其是參數β估計不準確，將會導致最后得到的壽命分布發生較大的偏差。