隨著半導體制造商向65納米技術轉移并展望更小節點，嚴峻的測試挑戰也開始浮出水面。現在，工藝開發工程師們必須放棄由硅、二氧化硅、多晶硅和鋁材料構成的良性世界，而將自己置于由硅鍺（SiGe）、絕緣體上硅（SOI）、亞硝酸鉿（HfNO2）、金屬柵、低k和銅材料構成的充滿挑戰的世界中。這些新材料對工藝和器件特性提出了新的測試要求，其中一些關鍵的應用包括先進的高k柵測試、晶圓上射頻s參數測試、SOI基底的等溫直流和射頻測試，以及低至千萬億分之一安培（fA）水平的泄漏電流測試。

因此，傳統的直流測試方法已經無法再為器件的性能和可靠性提供準確的模型。現在，從建模到制造整個過程都需要進行正確的RF和脈沖測試，包括確定柵介質可靠性、高頻電容值、銅過孔可靠性和RF性能等測試。各種測試方法正在改變I-V特性、RF電容-電壓測試、s參數、NBTI、TDDB、 HCI、SILC和電荷泵（CP）。

這些新的方法呼喚能夠以更快速度完成測試的新型儀器和軟件。同時，還必須以某種方式建立測試，以縮短產品上市時間并確保其長期可靠性。

應該采用的方式

* 應該更多地進行晶圓上（on-wafer）測量，以便在前端線（FEOL光阻去除創新解決方案問世，可縮短工藝流程“ target=_blank＞FEOL）工藝中揭示問題。一個關鍵的FEOL評估任務就是建立與特定工藝有關的產品可靠性，特別是對那些包含新異材料的工藝。

* 應該尋求面向先進CMOS技術的測試設備和技術。例如，利用更好的方法刻畫熱應力松弛過程中的過孔應力遷移（VSM），以便在50小時等溫測試的3/4時間內都獲得良好結果。這種新技術通過在最大蔓延速率范圍內的溫度循環和跟蹤較小阻抗偏移來改進故障統計結果。在FEOL進行的參數測試可能會繼金屬測試之后完成，從而將工藝控制反饋時間縮短50%或更多。

* 應該進行脈沖型直流應力測試，以便獲得更多樣的數據，并在頻率制約電路中獲取更易理解的動態現象和器件性能。特別的是，短脈沖測試可以克服柵極泄漏，并在電荷捕獲（CT）測量中提供界面捕獲密度的準確圖像。

* 應該選擇具有短脈沖能力的測試系統和包含較新測試方法的軟件。這些系統應該有能力在不使用開關矩陣的情況下，對少量引腳提供直流信號和上升時間在納秒級的脈沖信號支持。

* 應該選擇專為大吞吐量射頻測試設計的參數測試系統。它們與老式系統有著天壤之別，后者的設計目的主要是面向直流I-V和C-V測量，之后才重新改進用于 RF。新設計可以快速、準確，并重復地提取RF參數，易操作性直逼直流測試，甚至還可以同時進行精確的直流和射頻測試。

應該避免的方式

* 不要將測試方式限定為靜態直流測試。為了獲得準確的CT測試結果，需要進行交流和脈沖直流測試以便限定高k柵電介質。電荷泵等動態應力測量技術，在描述與NBTI、TDDB、HCI和SILC有關的可靠性問題時也是有價值的。

* 不要回避晶圓級的RF參數測試。晶圓公司現在不得不承認，在構建先進IC的過程中，射頻s參數的測量至關重要。隨著行業轉向65納米或更精密節點，在1到40GHz頻率下提取正確的RF參數已經成為RF緊湊模型（compact model）驗證的關鍵。

* 不要過于依賴線端（end-of-line）可靠性測試。測試已封裝的器件會對揭示可靠性問題帶來障礙，還會造成成本大幅增加以及出貨時間高達三周的延遲（與封裝有關）。

* 不要墨守陳規，只進行老測試、使用老方法、利用陳舊的測試系統設計。例如，從鋁到銅的金屬材料改變，在過孔應力遷移和參數化晶圓探測原型等領域，為新測試需要和新測試可能性開啟了大門。

* 不要對參數測試和功能測試使用相同的組織和報告結構，因為從經濟角度而言兩者大不相同。參數測試使用了一種采樣策略進行工藝控制和良品率改進，但需要分別進行評價。例如，在一個參數測試單元中的設備通常可以廣泛復用，在5個或更多的工藝節點上達到高達85%的復用率。

圖1：靜態直流測量已無法滿足高k電介質要求，需要采用交流和脈沖直流測試來描述電荷捕獲效應。

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