英飞凌推出测试芯片消除VIA缺陷 提高产品的可靠性

英飞凌公司在全球范围内率先推出一种全新方法，该方法可消除高度集成半导体电路制造过程中引起产品缺陷的一个最常见原因：过孔电气故障。“过孔（VIA）”表示“垂直互连”，指集成电路金属层之间的连接。英飞凌与雷根斯堡应用科学大学（FH Regensburg）合作开发出该全新方法。该合作项目是英飞凌Automotive ExcellenceTM计划的一部分，该计划于3年前启动，旨在满足汽车行业苛刻的质量要求。 

英飞凌汽车、工业和多元化电子业务部质量管理副总裁Elfriede Geyer表示，“只有提供最优质的产品才能确保最佳的安全性。Automotive Excellence计划旨在提供零缺陷产品，是业界最全面的质量管理计划。该计划与传统质量管理计划的不同之处在于其整体性的方法，包括在公司经过优化的自有设施上进行生产。我们Automotive Excellence 计划的核心是：杜绝返工！” 

如今的集成电路包含数百万个晶体管，这些晶体管通过多个金属层进行互连。“过孔”组件就是用于各层之间的互连。它们的体积非常小：一个采用0.13µm工艺制造的过孔直径仅为200nm，比头发丝还要细300倍。尺寸为半平方厘米左右的现代微控制器包含1,000多万个过孔。在制造流程中，根本无法从光学或电气角度对每个过孔的质量进行控制和测量。 

在极端情况下，一个过孔出现电气故障也会损坏整个微控制器的功能，导致产品性能降低，甚至能影响关键应用的安全性能。 

过孔阵列测试芯片是英飞凌在Automotive Excellence计划中采用的整体性方法。英飞凌公司率先在全球范围内开发出这种能够高效、可靠检测出过孔潜在故障的产品。检测结果可以清楚确定生产线中的缺陷源头，并将其消除在初始阶段。英飞凌可以通过过孔测试芯片将过孔缺陷出现的几率降低10倍左右。 

测试芯片可以描绘50多万个过孔单元的布局情况，每个过孔单元包括需测评的过孔和相关控制电子元件。对电阻和电压降进行测量，并将结果作为确定过孔是否为缺陷过孔的参数，如果确定过孔存在缺陷，就要找到具体的缺陷源头。 

目前，英飞凌主要利用过孔测试芯片测试采用0.5µm和130nm工艺制造的器件，例如采用130nm嵌入式闪存技术的AUDO NG 微控制器。英飞凌相信过孔测试芯片也将适用于未来的90nm和65nm工艺。“过孔测试芯片是确定过孔可靠性的独特方法。”Geyer接着说道，“我们可以通过质量筛查以及有选择性地分析可疑过孔，测量过孔的过靠性。这样我们能将缺陷消除在最初阶段。过孔测试芯片监控技术大大完善了英飞凌的工艺，凭借出色的质量和超低的dpm（百万缺陷率），英飞凌产品将从竞争中脱颖而出。 

除了能使汽车应用更加安全外，全新的过孔测试芯片也将为英飞凌带来更大的经济效益。一方面，公司可减少返工产品数量，降低成本。另一方面，只有在预测出芯片故障率的情况下，才能实现芯片/晶圆表面和质量要求的最佳平衡。