ELECTRON AND OPTICAL BEAM TESTING OF INTEGRATED CIRCUITS

Résumé
L'évolution actuelle des Circuits Intégrés en terme de technologie et d'architecture exige des performances toujours plus poussées des technologies et de caractérisation associées. Le test ne doit pas uniquement des performances de mesure accrues comme les résolutions temporelles, spatiales et en tension ainsi qu'une bonne couverture de test mais également des fonctionnalités de haut niveau comme une liaison avec la CAO et un haut degré d'automatisation. Toutes et chacune de ces caractéristiques, quand elles sont exprimées en terme de performances de mesure et de fonctionnalité, requièrent de plus en plus une alternative au test électrique externe traditionnel ainsi qu'au test interne sous pointes. Cette alternative existe bien entendu et s'appuie sur un ensemble de techniques généralement qualifiées de techniques de test interne sans contact. Bien que certaines d'entre elles aient été introduites et utilisées depuis quelques années, leur diffusion s'est accélérée ces dernières années à travers des équipements commerciaux ; c'est le cas du test par faisceau d'électrons et de la photoexcitation qui sont rapidement devenus des standards en matière de caractérisation et de test des Circuits Intégrés. Pour les technologies de composants et de boîtiers les plus avancées, d'autres techniques ont été plus récemment afin d'adresser les besoins au-delà des technologies un micron et fou des temps de commutations en-dessous de 50 picosecondes. Les composants HJBT et HEMT sont dans ce cas. Ce papier présente une revue des techniques de test par faisceau laser et par faisceau d'électrons en détaillant leur principe et en donnant pour certaines d'entre elles des exemples de caractérisation et d'analyses de défaillances. Finalement, comme il est clair qu'une technique unique ne peut couvrir tous les besoins et qu'une approche de complémentarité des techniques semble plus appropriée, une étude comparative sera présentée.

Abstract
The evolution of Integrated Circuits technology and architecture is pushing today the associated test and characterization technology to even higher levels. The test must not only present even higher parametric performances like voltage, temporal and spatial resolutions and a good fault coverage but also high level functionalities like a CAD link and automation capabilities. Each and all of these characteristics, when they are identified as measurement and functional performances, need more and more of an alternative to the standard approach of the external electrical test and the internal mechanical probing. This alternative does exist and corresponds to a set of techniques which are generally qualified as internal contactless testing techniques. Although some of them have been introduced and used for many years, the recent last years have seen their diffusion into the industry through commercial equipments : it is the case of E. Beam testing and photoexcitation which are fast becoming standards of the Integrated Circuits bulk production characterization and test. For the most advanced Integrated Circuits and package technology, some other new techniques have been more recently introduced to address the typical needs of the "beyond one micron and/or the 50 picoseconds gate delay". This is for example the case of HJBTs or HEMTs devices. This paper presents an overview of E. Beam testing and laser testing techniques detailing their principle and giving for them application examples in the domain of Integrated Circuit failure analysis and characterization. Finally, as it is clear that no single test technique can provide a cost and technical effective answer to the wide range of applications and needs and that a divide-and-conquer approach seems more appropriate, a comparative study will be presented.