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JP2003218180A - Wafer-level burn-in and test - Google Patents

Wafer-level burn-in and test

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JP2003218180A
JP2003218180A JP2002324234A JP2002324234A JP2003218180A JP 2003218180 A JP2003218180 A JP 2003218180A JP 2002324234 A JP2002324234 A JP 2002324234A JP 2002324234 A JP2002324234 A JP 2002324234A JP 2003218180 A JP2003218180 A JP 2003218180A
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JP
Japan
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test
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JP2002324234A
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Japanese (ja)
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Igor Y Khandros
ハンドロス,イゴー,ワイ
David V Pedersen
ペダーセン,デイヴィッド,ブイ
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Original Assignee
FormFactor Inc
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Priority claimed from US08/852,152 external-priority patent/US6184053B1/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for performing a wafer-level burn-in and test. <P>SOLUTION: The technique includes a test substrate 108 having active electronic components 106 and metallic spring contact elements 110 for connections with a plurality of devices-under-test (DUTs) 102 on a wafer-under-test 104. The test substrate 108 receives a plurality of signals for testing the DUTs 102 over relatively few signal lines from a host controller 116 and transmits these signals over relatively many interconnections between the test substrate 108 and the DUTs 102. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【関連出願に対するクロスリファレンス】この特許出願
は、所有者が共通である、1995年5月26日に提出された
係属中の米国特許出願第08/452,255号(以後本明細書で
は「原特許出願」と記載)と、1995年11月13日に提出さ
れたそれの対応PCT特許出願第US95/14909号の一部継
続出願であり、これらの2つとも、所有者が共通であ
る、1994年11月15日に提出された係属中の米国特許出願
第08/340,144号と、1994年11月16日に提出されたそれの
対応PCT特許出願第US94/13373号の一部継続出願であ
り、さらにこれらのいずれも、所有者が共通である、19
93年11月16日に提出された係属中の米国特許出願第08/1
52,812号(現在は、米国特許5,476,211号、1995年12月1
9日)の一部継続出願であり、これらのすべては、本明
細書に参照のために組み込まれている。
[Cross Reference to Related Applications] This patent application has a common ownership and is pending US patent application Ser. No. 08 / 452,255 filed May 26, 1995 (hereinafter referred to as “original patent application”). )) And its corresponding PCT Patent Application No. US95 / 14909 filed on November 13, 1995, both of which have common ownership, 1994 A continuation-in-part application of pending US patent application Ser. No. 08 / 340,144 filed November 15, and its corresponding PCT patent application US94 / 13373 filed November 16, 1994, In addition, all of these have a common owner, 19
Pending US Patent Application No. 08/1 filed November 16, 1993
52,812 (currently U.S. Pat.No. 5,476,211, December 1995 1
9 days), part of the continuation-in-part application, all of which are incorporated herein by reference.

【0002】この特許出願は、また、所有者が共通であ
る、以下の係属中の米国特許出願の一部継続出願でもあ
る。
This patent application is also a continuation-in-part of the following pending US patent applications with common ownership.

【0003】第08/526,246号 1995年 9月21日提出(PCT
/US95/14843,1995年11月13日)、第08/533,584号 1995
年10月18日提出(PCT/US95/14842,1995年11月13日)、
第08/554,902号 1995年11月09日提出(PCT/US95/14844,
1995年11月13日)、第08/558,332号 1995年11月15日提
出(PCT/US95/14885,1995年11月15日)、第08/573,945
号 1995年12月18日提出(PCT/US96/07924,1996年 5月24
日)、第08/602,179号 1996年 2月15日提出(PCT/US96/
08328,1996年 5月28日)、第60/012,027号 1996年 2月2
1日提出(PCT/US96/08117,1996年 5月24日)、第60/01
2,040号 1996年 2月22日提出(PCT/US96/08275,1996年
5月28日)、第60/012,878号 1996年 3月05日提出(PCT/
US96/08274,1996年 5月28日)、第60/013,247号 1996年
3月11日提出(PCT/US96/08276,1996年 5月28日)、第6
0/005,189号 1996年 5月17日提出(PCT/US96/08107,199
6年 5月24日)。これらはすべて(暫定特許出願を除い
て)、前記の原特許出願の一部継続出願であり、これら
のすべては参照のため本明細書に組み込まれている。
No. 08 / 526,246 filed September 21, 1995 (PCT
/ US95 / 14843, November 13, 1995), No. 08 / 533,584 1995
Filed on October 18, (PCT / US95 / 14842, November 13, 1995),
No. 08 / 554,902 Submitted on November 09, 1995 (PCT / US95 / 14844,
No. 08 / 558,332, filed Nov. 15, 1995 (PCT / US95 / 14885, Nov. 15, 1995), No. 08 / 573,945.
Issued December 18, 1995 (PCT / US96 / 07924, May 24, 1996)
No. 08 / 602,179 Submission February 15, 1996 (PCT / US96 /
08328, May 28, 1996), No. 60 / 012,027 February 2, 1996
One day submission (PCT / US96 / 08117, May 24, 1996), No. 60/01
No. 2,040 Submission February 22, 1996 (PCT / US96 / 08275, 1996
May 28), No. 60 / 012,878 filed March 05, 1996 (PCT /
US96 / 08274, May 28, 1996), No. 60 / 013,247 1996
Submitted on March 11 (PCT / US96 / 08276, May 28, 1996), 6th
No. 0 / 005,189 Submitted May 17, 1996 (PCT / US96 / 08107,199
May 24, 6). All of these (except the provisional patent application) are continuation-in-part applications of the above-referenced original patent application, all of which are incorporated herein by reference.

【0004】この特許出願は、所有者が共通である、以
下の係属中の米国特許出願の一部継続出願でもある。す
なわち、1996年11月13日に提出されたKhandrosとPeders
enによる第06/030,697号と、1996年12月13日に提出され
たKhandrosとPedersenによる第06/-tbd-号。
This patent application is also a continuation-in-part of the following pending US patent applications with common ownership: That is, Khandros and Peders, submitted November 13, 1996.
No. 06 / 030,697 by en and No. 06 / -tbd- by Khandros and Pedersen, submitted on December 13, 1996.

【0005】[0005]

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に、半導体
デバイスを試験することに関連し、さらに詳しくは、既
知の良チップ(known good die、KGD)のテストおよび
バーンインを実施することに、さらに詳しくは、(それ
らが、ひとつに切り離される、すなわち、「チップ化」
されるのに先だって)ウェーハレベルで半導体デバイス
を試験することに関連する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to testing semiconductor devices, and more particularly to performing known good die (KGD) testing and burn-in. More specifically, (they are separated into one, or "chip")
Related to testing semiconductor devices at the wafer level (prior to being done).

【0006】[0006]

【従来の技術】半導体デバイスは、マイクロプロセッサ
からメモリチップにおよぶまで、シリコンウェーハ上で
エッチング、マスキング、被覆などの一連の長い処理ス
テップを実施することによって製造される。典型的なシ
リコンウェーハは、直径が6インチまたはそれ以上の大
きさの円盤の形をしている。一般的に互いに同一である
多くの半導体デバイスは、それらを長方形の配列に規則
正しく配置することにより、一枚のシリコンウェーハ上
に製作される。切り口のライン(スクライブストリート
(scribe streets))は、ウェーハ上の隣り合う半導体
デバイスの間に配置される。最後に、半導体デバイス
(以下では、単にデバイスとも記載)は、スクライブス
トリートにそってひかれて、ウェーハから切り離され
る。
Semiconductor devices are manufactured by performing a series of long processing steps, such as etching, masking, coating, etc., on a silicon wafer, from the microprocessor to the memory chips. A typical silicon wafer is in the shape of a disk with a diameter of 6 inches or more. Many semiconductor devices, which are generally identical to one another, are fabricated on a single silicon wafer by regularly arranging them in a rectangular array. Cut lines (scribe streets) are located between adjacent semiconductor devices on the wafer. Finally, the semiconductor device (hereinafter, also simply referred to as a device) is cut along the scribe street and separated from the wafer.

【0007】ウェーハ内の欠陥のため、あるいは、ひと
つ以上の処理ステップにおける欠陥のために、デバイス
のいくつかのものは、設計通りには動作しない。これら
の欠陥は、初期に現れることもあれば、それらのデバイ
スが長期間に渡って動作した後に初めて明らかになるこ
ともある。したがって、どのデバイスが良品でどのデバ
イスが不良品であるかを確かめるために、長期間に渡っ
てデバイスをテストし、電気的に試験することが重要で
ある。
Some of the devices do not work as designed because of defects in the wafer or in one or more processing steps. These defects may appear early or may only become apparent after the devices have been operating for a long period of time. Therefore, it is important to test and electrically test devices over an extended period of time to see which devices are good and which are bad.

【0008】一般的には、半導体デバイスは、それらの
デバイスをウェーハから切り離し(分離し)、最終的な
「パッケージ化された」形態に組み立てるもうひとつの
長い一連の「バックエンド」処理ステップを終了した後
に、初めて試験される(バーンインされてテストされ
る)。
In general, semiconductor devices end another long series of "back-end" processing steps that separate (separate) the devices from the wafer and assemble them into a final "packaged" form. After being tested for the first time (burned-in and tested).

【0009】「全体的」に見れば、従来技術の典型的な
「バックエンド」処理の流れは(ウェーハの製造から始
まって)以下の通りである。
"Overall", a typical prior art "back end" process flow is as follows (starting with wafer fabrication):

【0010】ウェーハ選別 その1、 レーザー修復(Laser Repair)、 ウェーハ選別 その2、 ウェーハ切断(Wafer Saw)、 チップ結合、ワイヤーボンディング、カプセル化、リー
ド調整および形成、リードめっきのようなパッケージ組
み立てステップ、 電気的試験、 バーンイン、 電気的試験、 製品への印つけと製品の出荷。
Wafer screening part 1, Laser Repair, Wafer screening part 2, Wafer Saw, Chip bonding, Wire bonding, Encapsulation, Lead adjustment and formation, Package assembly steps such as lead plating, Electrical testing, burn-in, electrical testing, product marking and product shipping.

【0011】現在の半導体デバイスは、しばしば、何百
もの端子(すなわち、電源、アース、入力/出力などの
「パッド」)を備えており、現在の半導体ウェーハは、
しばしば、何百もの半導体デバイスを含んでおり、結果
として、各ウェーハは数万ものパッド、または、テスト
ポイントを備えており、これらは、半導体デバイスをウ
ェーハから切り離す前に、ウェーハレベルでテストおよ
び/またはバーンインする(すなわち、すべてのデバイ
スを一度にテストする)ためにアクセスされる必要があ
る。隣り合うパッドの間隔(ピッチ)が4ミル程度の近
さである場合を取り扱うときは、正確なアライメントも
重要な問題となる。それにもかかわらず、ウェーハから
半導体デバイスを分離するまえに、半導体デバイス上で
テストおよび/またはバーンインを実施することは、長
い間克服が試みられてきた対象となっている。
Current semiconductor devices often include hundreds of terminals (ie, "pads" for power, ground, input / output, etc.), and current semiconductor wafers are
Often, it contains hundreds of semiconductor devices, resulting in each wafer having tens of thousands of pads, or test points, that can be tested and / or tested at the wafer level before the semiconductor device is separated from the wafer. Or it needs to be accessed to burn-in (ie test all devices at once). Precise alignment is also an important issue when dealing with cases where the spacing (pitch) between adjacent pads is as close as 4 mils . Nevertheless, performing testing and / or burn-in on semiconductor devices prior to separating the semiconductor devices from the wafer has long been an attempt to overcome.

【0012】米国特許第5,570,032号(Atkins他、「Mic
ron Patent」;10/96)には、ウェーハスケールのバー
ンイン装置及び処理(wafer scale burn-in apparatus
andprocess)が開示されており、そこでは、バーインさ
れるウェーハ(14)は、プリント回路基板上の小さな
導電性の支柱(15)を使用して、ウェーハの各チップ
上のパッドを電気的に接触するプリント回路基板(1
3)に結合されている。ウェーハ全体をプリント回路基
板と正確にアライメントをとる(位置合わせをする)こ
とが、それぞれのチップを個々に検査する必要を省い
て、ウェーハ上のすべてのチップを同時にテストするこ
とを可能とするために必要である。この装置は、加熱エ
レメントと冷却チャンネルに取り付けられていて、バー
ンイン及びテストのために必要なウェーハ温度を発生す
る。この手法を利用することによって、バーンイン及び
テストがカバーできない欠陥をもつチップの処理を除去
することができる。「Micron patent」の図1には、ウ
ェーハの製造から、取り出して出荷するまでの従来技術
による処理ステップの全体の概要が示されている。「Mi
cron patent」の図8には、開示しているウェーハスケ
ールのバーンイン及びテスト(wafer scale burn-in an
d testing)を使用する場合の、ウェーハの製造から、
取り出して出荷するまでにとるこれに相当する処理ステ
ップの概要が示されている。「Micron patent」には、
プリント回路基板が備える接続及び制御ロジック(マイ
クロプロセッサ、マルチプレクサなど)を少なくし、プ
リント回路基板に完全なテスト電子回路を含めることも
また可能であることが示唆されている。
US Pat. No. 5,570,032 (Atkins et al., "Mic
ron Patent ”; 10/96), a wafer scale burn-in apparatus and process.
and process) in which a burned-in wafer (14) uses small conductive posts (15) on a printed circuit board to electrically contact pads on each chip of the wafer. Printed circuit board (1
3). Precise alignment of the entire wafer with the printed circuit board allows all chips on the wafer to be tested simultaneously, eliminating the need to inspect each chip individually Needed for. The device is attached to heating elements and cooling channels to generate the required wafer temperature for burn-in and testing. By using this technique, it is possible to eliminate the processing of defective chips that burn-in and testing cannot cover. FIG. 1 of the "Micron patent" shows an overall overview of the processing steps according to the prior art from wafer production to removal and shipment. "Mi
Figure 8 of the "cron patent" shows the disclosed wafer scale burn-in and test.
from the manufacture of the wafer when using d testing)
The outline of the processing steps corresponding to this before taking out and shipping is shown. In the "Micron patent",
It has been suggested that it is also possible to have less connection and control logic (microprocessors, multiplexers, etc.) on the printed circuit board and to include complete test electronics on the printed circuit board.

【0013】米国特許第5,532,610号(Tsujide,他.「NE
C Patent」、7/96)には、半導体ウェーハをテストする
ための装置が開示されている。この装置には、テスト基
板、テストするウェーハ上に配置されたチップを活性化
(アクティブに)するために、このテスト基板に配置さ
れた能動回路、及びテスト基板の表面に配置された複数
のパッドがあり、これらのパッドは、テスト基板がウェ
ーハ上にかぶせられるときに、ウェーハ上に配置された
チップのボンディングパッドとアライメントをとるよう
に配置される。テスト基板(2)は、ウェーハとするこ
とができ、テストするウェーハ(1)と同じ材料で製造
することができる。テスト基板(ウェーハ)(2)上に
は、リード線 7がパッド4からのびて、電源、アース
(グランド)線 8、一つのI/O線 9、及びチップ選択
線 10に接続されている。「NECPatent」の図4には、
シリコンウェーハから作製されたテスト装置 16が示
されており、この装置の背面は、四角錐形状の開口部
21を備えるようにエッチングされている。この開口部
は、アライメントの印としての役目をすることができ、
これによって、テスト基板(16)とテストするウェー
ハ(17)との位置合わせが容易になる。
US Pat. No. 5,532,610 (Tsujide, et al. "NE
C Patent ", 7/96) discloses an apparatus for testing semiconductor wafers. The device includes a test substrate, active circuitry disposed on the test substrate for activating (activating) chips disposed on the wafer under test, and a plurality of pads disposed on the surface of the test substrate. And these pads are arranged to align with the bonding pads of the chips located on the wafer when the test substrate is overlaid on the wafer. The test substrate (2) can be a wafer and can be made of the same material as the wafer (1) to be tested. On the test substrate (wafer) (2), a lead wire 7 extends from the pad 4 and is connected to a power supply, a ground (ground) wire 8, one I / O wire 9, and a chip selection wire 10. In Figure 4 of "NEC Patent",
Shown is a test device 16 made from a silicon wafer, the back of which has a square pyramid shaped opening.
21 has been etched. This opening can serve as a mark of alignment,
This facilitates alignment of the test substrate (16) with the wafer (17) to be tested.

【0014】米国特許5,434,513号(Fujii,他、「Rohm
Patent」;7/95)には、中間の半導体ウェーハ(inter
mediate semiconductor wafer)を使用した、半導体ウ
ェーハテスト装置が開示されている。この装置には、バ
ンプ電極(bump electrode)が、テスト基板として使用
される中間の半導体ウェーハの底部表面に形成されてお
り、ピックアップ電極(pickup electrode)及び制御電
極(control electrode)がテスト基板の上側(反対
側)の表面に形成されている。スイッチ回路が、この中
間の半導体ウェーハに形成されており、この回路は、制
御電極を介してテスタから供給されるスイッチング制御
信号に従って、バンプ電極の中から選択された電極をピ
ックアップ電極に接続するように機能する。ピックアッ
プ電極及び制御電極は、ポゴピン(pogo pin)を介して
テスタに接続されている。
US Pat. No. 5,434,513 (Fujii et al., "Rohm
Patent ”; 7/95), an intermediate semiconductor wafer (inter
A semiconductor wafer test apparatus using a mediate semiconductor wafer is disclosed. In this device, a bump electrode is formed on the bottom surface of an intermediate semiconductor wafer used as a test substrate, and a pickup electrode and a control electrode are on the upper side of the test substrate. It is formed on the surface (opposite side). A switch circuit is formed on the intermediate semiconductor wafer, and this circuit connects the electrode selected from the bump electrodes to the pickup electrode according to the switching control signal supplied from the tester via the control electrode. To function. The pickup electrode and the control electrode are connected to the tester via a pogo pin.

【0015】米国特許第5,497,079号(Yamada,他、「Ma
tsushita Patent」;3/96)には、半導体テスト装置、
半導体テスト回路チップ、及びプローブカードが開示さ
れている。ここでは、多数の半導体テストチップ(2)
は、マザーボード(4)の一方の側に取り付けられてお
り、テストされる同様に多数の半導体集積回路チップ
(1)の要素は、マザーボート(4)の反対側に取り付
けられている。コンピュータ(3)が、半導体テストチ
ップ(2)を制御するために設けられている。大部分の
テスト機能がテスト回路チップ(2)に組み込まれてい
るので、テスト結果を収集するためのコンピュータ
(3)は、低価格のコンピュータとすることができる。
「Matsushita Patent」の図5、7及び10には、テス
トパターン生成手段、テストパターンをテストされるデ
バイスに与えるためのドライバ、データ格納手段、格納
された出力データが故障状態を示しているかどうかを判
定するための判定手段、及び判定結果をワークステーシ
ョンに転送するための手段とを有する典型的な半導体テ
スト回路チップ(2)が示されている。「Matsushita P
atent」の図12には、ウェーハテストで使用される半
導体テスト装置の構造が示されており、そこでは、多数
の半導体テストチップ(2)がプローブカード(10
3)及びテストされるウェーハ(106)に取り付けら
れており、複数のプローブの針(104)がプローブカ
ードから(おそらく、プローブカードの反対側の表面か
ら)のびている。制御信号がワークステーションから半
導体テスト回路チップに転送されると、半導体テストチ
ップは、半導体ウェーハ上に形成された半導体集積回路
のテストを開始する。
US Pat. No. 5,497,079 (Yamada, et al., "Ma
tsushita Patent ”; 3/96), semiconductor test equipment,
A semiconductor test circuit chip and a probe card are disclosed. Here, a large number of semiconductor test chips (2)
Are mounted on one side of the motherboard (4), and a number of likewise semiconductor integrated circuit chips (1) to be tested are mounted on the other side of the motherboard (4). A computer (3) is provided to control the semiconductor test chip (2). The computer (3) for collecting the test results can be a low cost computer, since most of the test functions are built into the test circuit chip (2).
5, 7 and 10 of "Matsushita Patent" show a test pattern generation means, a driver for giving a test pattern to a device to be tested, a data storage means, and whether stored output data indicates a failure state. Shown is a typical semiconductor test circuit chip (2) having decision means for making a decision and means for transferring the decision result to a workstation. `` Matsushita P
FIG. 12 of "atent" shows the structure of a semiconductor test device used in a wafer test, in which a large number of semiconductor test chips (2) are connected to a probe card (10).
3) and attached to the wafer (106) to be tested, a plurality of probe needles (104) extend from the probe card (possibly from the opposite surface of the probe card). When the control signal is transferred from the workstation to the semiconductor test circuit chip, the semiconductor test chip starts the test of the semiconductor integrated circuit formed on the semiconductor wafer.

【0016】一般的に、ウェーハレベルのテストを行う
ための手法を実施する従来の試みでは、テストされるウ
ェーハ上に対応するパッドを接触させるためのたくさん
の接触エレメントを、一つのテスト基板に設けることを
必要としてきた。上述したように、これには、数万もの
そのような接触エレメント及び極めて複雑な相互接続基
板が必要となる場合がある。一例として、8インチのウ
ェーハは、それぞれが60個の結合パッドを有する500個
の16Mb DRAMを含むことができ、その結果、全体で30,00
0個の接続をもつ。被試験ウェーハ(WUT)に対して30,0
00の接続があり、中間の基板に対して30,000の追加の接
続があり、テスト電子回路にさらに30,000の接続があ
り、制御電子回路に対して未決定の数の接続がある。さ
らに、現在の半導体デバイスの微細なピッチへの要求に
より、テスト基板をテストされるウェーハと引き合わせ
るときに、極めて高精度の公差を維持することが必要と
される。
[0016] In general, conventional attempts to implement techniques for performing wafer level testing provide a number of contact elements on a test substrate for contacting corresponding pads on the wafer being tested. I needed it. As mentioned above, this may require tens of thousands of such contact elements and highly complex interconnect substrates. As an example, an 8-inch wafer can contain 500 16Mb DRAMs, each with 60 bond pads, resulting in a total of 30,00.
Has 0 connections. 30,0 for wafer under test (WUT)
There are 00 connections, 30,000 additional connections to the intermediate board, another 30,000 connections to the test electronics, and an undetermined number of connections to the control electronics. In addition, the current fine pitch requirements of semiconductor devices require maintaining extremely precise tolerances when aligning a test substrate with a wafer to be tested.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ウェ
ーハレベルのバーンイン及びテストを実施するための改
善された技法を提供することである。
It is an object of the present invention to provide an improved technique for performing wafer level burn-in and testing.

【0018】本発明の目的は、従来技術が可能とするも
のよりも優れた物理的特性と高い信頼性のレベルを備え
たデバイスの完成品をもたらす、一連のウェーハレベル
の処理ステップを可能とすることによって、半導体の製
造コストを低減することである。
It is an object of the present invention to enable a series of wafer level processing steps that result in a finished device with physical properties and levels of reliability that are superior to those of the prior art. Therefore, the manufacturing cost of the semiconductor is reduced.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、半導体
デバイスは、それらが製造されるシリコンウェーハから
分離される前に、ウェーハレベルで試験がなされる。本
明細書で使用しているように、「試験(exercise)」と
いう語句は、半導体デバイスに対してバーンイン及び機
能テストを実施することを含んでいるが、これに限定す
るものではない。たくさんの加圧接続(pressure conne
ction)が、被試験ウェーハ(WUT)上の多くの分離され
ていない被試験半導体デバイス(DUTs、DUT)とテスト
基板との間でなされるが、これらの間の加圧接続を行う
ためにスプリング接触エレメント(spring contact ele
ment)のような相互接続エレメントが使用される。スプ
リング接触エレメントは、WUTの表面上の共通面に向か
ってのびる自由端をもつように、WUT(すなわち、WUT上
のDUTs)に、それらの基部によって直接取り付けられる
ことが望ましい。テスト基板は、WUTと十分一致した熱
膨張係数をもっていることが望ましい。代替的には、ス
プリング接触エレメントは、テスト基板に取り付けられ
る。
According to the invention, semiconductor devices are tested at the wafer level before they are separated from the silicon wafers from which they are manufactured. As used herein, the phrase "exercise" includes, but is not limited to, performing burn-in and functional tests on semiconductor devices. Many pressure connections
is made between many unisolated semiconductor devices under test (DUTs, DUTs) on the wafer under test (WUT) and the test substrate, but springs are used to make the pressure connection between them. Contact element (spring contact ele
ment) is used. The spring contact elements are preferably attached by their base directly to the WUT (ie, the DUTs on the WUT) so that they have free ends extending toward a common plane on the surface of the WUT. The test board should have a coefficient of thermal expansion that closely matches that of the WUT. Alternatively, the spring contact element is attached to the test board.

【0020】本発明の1態様によれば、スプリング接触
エレメントは、基部よりも先端部で広がるように、すな
わち、より大きなピッチをもつようにWUT上に配置され
る。スプリング接触エレメントは、原特許出願に記載さ
れているように、適切な複合相互接続エレメントであ
る。
According to one aspect of the invention, the spring contact elements are arranged on the WUT so that they are wider at the tip than at the base, ie with a larger pitch. The spring contact element is a suitable composite interconnect element, as described in the original patent application.

【0021】本発明の1実施態様では、テスト基板は、
比較的大きな相互接続基板と、相互接続基板に取り付け
られ接続された多くの比較的小さな基板とから構成され
ており、それぞれの小さな基板は、DUTsの一つのサイズ
(面積)よりもサイズ(面積)が小さい。小さな基板
は、相互接続(支持)基板の(WUTに面した)表面上に
配置される。一つの小さな基板を、個々のDUTより大き
くすること、及び2つ以上のDUTsと「接続する(mate
s)」こともまた可能である。小さな基板は、特定用途
向け集積回路(ASICs、ASIC)のような適切な能動性の
半導体デバイスである。
In one embodiment of the invention, the test board is
It consists of a relatively large interconnect board and a number of relatively small boards mounted and connected to the interconnect board, each smaller board having a size (area) larger than one size (area) of the DUTs. Is small. A small substrate is placed on the surface (facing the WUT) of the interconnect (support) substrate. Making one small board larger than an individual DUT and "mate" with more than one DUT.
s) ”is also possible. Small substrates are suitable active semiconductor devices such as application specific integrated circuits (ASICs, ASICs).

【0022】ASICの設計は、外部のソース(たとえば、
ホストコントローラ)から、テスト基板に供給される信
号の数を最小化することが可能とすることができるよう
なものである。
The design of the ASIC depends on the external sources (eg
It is possible to minimize the number of signals supplied to the test board from the host controller).

【0023】DUTsに取り付けられるスプリング接触エレ
メントの場合は、スプリング接触エレメントの先端部
が、それらの取り付けられる基部よりも大きな間隔とな
るように広げられることが望ましく、ASICは、アライメ
ントの公差を緩和するために大きなサイズにすることが
できるキャプチャパッド(端子)とともに設けられる。
スプリング接触エレメントの先端部は広げることがで
き、さらに、それらが取り付けられるDUTの面積よりも
さらに小さくかつその領域内の領域に配置される。DUT
を試験するためのASICは、スプリング接触エレメントの
先端部の面積に相当する大きさである。
In the case of spring contact elements mounted on DUTs, it is desirable that the tips of the spring contact elements be widened so that they are more spaced apart than their mounted bases, and the ASIC relaxes alignment tolerances. Therefore, it is provided with a capture pad (terminal) that can be made large.
The tips of the spring contact elements are expandable and are located in a region that is smaller than and within the area of the DUT to which they are attached. DUT
The ASIC for testing the is sized to correspond to the area of the tip of the spring contact element.

【0024】本発明の1実施態様では、ASICはそれらの
上部表面にくぼみ(切り込み)を有して提供される。各
くぼみは、DUTに取り付けられた対応するスプリング接
触エレメントの先端部を収容する。これらのくぼみは、
ASICの表面に直接に形成するか、あるいは、ASICの表面
上に配置される層によって提供することができる。先端
部を収容したあと、スプリング接触エレメントの先端部
をくぼみの側面部にかみ合わせるために、ASICを横方向
に動かすことや、または、(平面内で)回転することが
できる。
In one embodiment of the invention, the ASICs are provided with indentations in their upper surface. Each recess houses the tip of a corresponding spring contact element attached to the DUT. These depressions are
It can be formed directly on the surface of the ASIC or it can be provided by a layer disposed on the surface of the ASIC. After housing the tip, the ASIC can be moved laterally or rotated (in a plane) to engage the tip of the spring contact element with the side of the recess.

【0025】本発明の1態様によれば、たくさんのASIC
sを相互接続(支持)基板に正確に位置合わせする(ア
ライメントをとる)ことを確実にするための手段が提供
される。この手段は、ASICの背面にくぼみを有し、相互
接続基板の上部表面に対応するくぼみを有しており、さ
らに、ASICと相互接続基板の間に配置された球体を有し
ている。
According to one aspect of the invention, a number of ASICs
Means are provided to ensure that s is accurately aligned with the interconnect (supporting) substrate. The means has a recess on the backside of the ASIC, a recess corresponding to the upper surface of the interconnect substrate, and further has a sphere located between the ASIC and the interconnect substrate.

【0026】本発明の1態様によれば、テスト基板は、
WUTの温度よりも低い温度に保持される。これによっ
て、相互接続基板に取り付けられたASICの平均寿命に悪
影響を与えることなく、バーンインを加速する目的でWU
T上のDUTをより高い温度に上げることができる。テスト
基板の熱膨張係数がWUTの熱膨張係数とよく一致してい
れば、テスト基板の熱膨張の量は、WUTに比べて、とる
に足りないより小さな量となるだろう。WUTとテスト基
板の間の大きな温度差は、真空環境の中に装置全体(WU
T及びテスト基板)を入れることによって、容易に保持
することができる。
According to one aspect of the invention, the test board is
It is kept below the temperature of the WUT. This allows the WU to accelerate burn-in without adversely affecting the average life of the ASICs mounted on the interconnect board.
The DUT on T can be raised to a higher temperature. If the coefficient of thermal expansion of the test board closely matches the coefficient of thermal expansion of the WUT, the amount of thermal expansion of the test board will be trivial and much smaller than that of the WUT. The large temperature difference between the WUT and the test board causes the entire device (WU
It can be easily held by inserting T and the test board).

【0027】使用中、テスト基板は、室温でWUTと接触
するように配置される。ASICの上部表面の捕捉特性(キ
ャプチャ特性、たとえば、くぼみ)により、スプリング
接触エレメントを所定の位置に保持することができる。
それから、DUTが起動される(DUTに電力が供給され
る)。真空環境によって、起動されたDUTからの熱がASI
Cを加熱することが防止され、それによって、ASICがDUT
のバーンイン温度より非常に低い温度で動作することが
可能となる。
In use, the test substrate is placed in contact with the WUT at room temperature. The capture properties (capture properties, eg, depressions) of the upper surface of the ASIC allow the spring contact elements to be held in place.
Then the DUT is powered up (powered to the DUT). Due to the vacuum environment, the heat from the activated DUT is ASI
Prevents heating of C, which causes the ASIC to
It is possible to operate at a temperature much lower than the burn-in temperature of.

【0028】本発明の1態様によれば、DUTをテストす
るための信号は、比較的少数のラインを通じて、シリア
ルストリームデータのような第1の形式で、外部のソー
ス(ホストコントローラ)によって複数のASICに与えら
れ、DUTに接触するスプリング接触エレメントのうちの
比較的多くのそれぞれに対する個々の信号のような第2
の形式に変換される。代替的には、DUTをテストするた
めの信号の少なくとも一部を、外部のホストコントロー
ラによって供給するのではなくて、ASIC内で生成するこ
とができる。
In accordance with one aspect of the present invention, the signal for testing the DUT is transmitted over a relatively small number of lines in a first format, such as serial stream data, to a plurality of sources by an external source (host controller). A second, such as an individual signal for each of a relatively large number of spring contact elements provided to the ASIC that contacts the DUT.
Is converted to the format. Alternatively, at least some of the signals for testing the DUT can be generated within the ASIC rather than provided by an external host controller.

【0029】本発明の1態様によれば、ASICは、次にホ
ストコントローラに転送するために、DUTからのテスト
結果を蓄積する(記録する)ことができる。この情報
(テスト結果)は、それぞれの基板上の各DUTを特徴づ
けるために使用することができる。さらに、DUTからの
テスト結果に基づいて、ASICは、クリティカルなテスト
に不合格となったDUTに対するそれ以上のテスト及び/
またはバーインをやめることができる。
According to one aspect of the invention, the ASIC can store (record) test results from the DUT for subsequent transfer to the host controller. This information (test results) can be used to characterize each DUT on each substrate. In addition, based on the test results from the DUT, the ASIC can further test and / or test the DUT that fails the critical test.
Or you can stop burning.

【0030】本発明の他の実施態様では、ASICは、シリ
コンウェーハ上に取り付けられるのではなくて、シリコ
ンウェーハ上に直接に製作(製造)される。欠陥のある
ASICまたはその一部を、電気的に互いに取り替えること
ができるように冗長性が提供される。
In another embodiment of the invention, the ASIC is fabricated directly on the silicon wafer rather than mounted on it. Defective
Redundancy is provided so that the ASICs or portions thereof can be electrically replaced with each other.

【0031】本発明によるメリットは、それぞれの「タ
イプ」のASICを、特定のタイプのDUTに適応する(結合
する)ように個別に設計可能であるASICを安価に製造す
ることができるということである。
An advantage of the present invention is that each "type" of ASIC can be individually designed to accommodate (combine) to a particular type of DUT, which can be inexpensively manufactured. is there.

【0032】従来のバーンイン技法では、DUTの温度を
上げるために対流オーブン内にDUTを入れることが必要
である。本発明の状況では、ASICをそのような繰り返さ
れる加熱サイクルにさらすことは、一般的には望ましく
ないことである。逆に、本発明によれば、DUTとASICは
互いに接触するようにされ、DUTは、バーンインを実施
するために(電力が与えられて)起動される。この結
果、DUTによって熱が発生されるが、ほとんどの場合に
おいて、この熱は、他の熱源を必要とせずにDUTの温度
上昇に対する条件を満たすのに十分である。
Conventional burn-in techniques require placing the DUT in a convection oven to raise the temperature of the DUT. In the context of the present invention, exposing the ASIC to such repeated heating cycles is generally undesirable. Conversely, according to the present invention, the DUT and ASIC are brought into contact with each other and the DUT is powered up (powered on) to perform the burn-in. This results in heat being generated by the DUT, but in most cases this heat is sufficient to meet the temperature rise requirements of the DUT without the need for another heat source.

【0033】本発明の別の態様によれば、DUT及びテス
ト基板(相互接続基板にそれに取り付けられるASICを加
えたもの)のアセンブリは真空環境に配置され、ASICが
受ける唯一の熱は、ASICとDUTの間の電気的接続を生じ
させるスプリング接触エレメントに沿ってASICに伝導さ
れる少しの量の熱であろう。DUT基板とテスト基板は、
液状の冷却されたチャック(chuck)に接触しており、
このチャックの液体は、別のコントローラに向かってい
る。DUT基板は高温にされるが、この温度は、典型的に
は、パッケージ化された部品に与えることができる温度
よりも高い温度であり、テスト基板は、大きく進歩した
テスタの電気的動作が可能な室温あるいは室温より低い
温度に保持される。
According to another aspect of the invention, the assembly of the DUT and test board (interconnect board plus ASIC attached to it) is placed in a vacuum environment and the only heat the ASIC receives is the ASIC and There will be a small amount of heat conducted to the ASIC along the spring contact element that creates the electrical connection between the DUTs. The DUT board and test board are
Is in contact with a liquid cooled chuck,
The liquid in this chuck is going to another controller. The DUT board is brought to a high temperature, which is typically higher than the temperature that can be imparted to the packaged components, and the test board allows for the electrically advanced operation of advanced testers. It is kept at room temperature or lower than room temperature.

【0034】本発明の利点は、DUTは、ASICと間接的に
接触し、ASICを支持する相互接続基板は、ホストコント
ローラからの非常に少ない信号を受け取る非常に集積度
(密度)の低い配線基板とすることができ、ASIC自身
が、WUT上のたくさんのDUTを試験するために必要とされ
る非常に多くの(たとえば、30,000の)信号の大部分を
生成するということである。
An advantage of the present invention is that the DUT is in indirect contact with the ASIC and the interconnect board supporting the ASIC is a very low density wiring board that receives very few signals from the host controller. , And the ASIC itself produces most of the very large number of signals (eg, 30,000) needed to test a large number of DUTs on a WUT.

【0035】本発明の利点は、ASICに熱的なストレスを
与えることなく、室温より十分低い温度から、半導体プ
ロセスで許容される最大温度に至る広範な温度範囲にわ
たって、DUTの動作を確認することができるということ
である。
An advantage of the present invention is that it confirms the operation of the DUT over a wide temperature range from well below room temperature to the maximum temperature allowed in semiconductor processing without thermally stressing the ASIC. It means that you can

【0036】本発明は、完全なウェーハレベルのアセン
ブリプロセスのために、それを可能とする技術を提供す
る。
The present invention provides the enabling technology for a complete wafer level assembly process.

【0037】本発明の他の目的、特徴及び利点は、それ
についての以下の説明を考慮することによって明らかに
なるであろう。
Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent by consideration of the following description thereof.

【0038】[0038]

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施態様である
添付の図面に記載されている例を、詳細に参照する。本
発明は、これらの好ましい実施態様を背景にして説明さ
れるが、このことは、本発明の精神及び範囲をこれらの
特定の実施態様に制限することを意図したものではない
ということを理解すべきである。
Reference will now be made in detail to the examples of the preferred embodiments of the present invention, which are illustrated in the accompanying drawings. While the present invention is described in the context of these preferred embodiments, it is to be understood that it is not intended to limit the spirit and scope of the invention to these particular embodiments. Should be.

【0039】図1Aに、本発明に従って、ウェーハレベ
ルのバーンインとテストの方法を実施するための装置1
00を示す。被試験ウェーハ(WUT)は、WUT(WUTは、
本明細書では、一般的にエレメント102として参照す
る)上に形成された半導体デバイス102a、102
b、102c、102dが、(図示のように)上を向く
ように、温度制御がなされた真空チャック104のよう
な適切な支持体の上に配置される(収容される)。
Referring to FIG. 1A, an apparatus 1 for performing a wafer level burn-in and test method in accordance with the present invention.
Indicates 00. The wafer under test (WUT) is
Semiconductor devices 102a, 102 formed above (generally referred to herein as elements 102).
b, 102c, 102d are placed (contained) on a suitable support, such as a temperature controlled vacuum chuck 104, facing upwards (as shown).

【0040】多くの(そのうちの4つが図示されてい
る)、特定用途向け集積回路(ASIC、一般的には、エレ
メント106として参照する)のような比較的小さな能
動電子部品106a、106b、106c及び106d
が、一般的にWUT102と同じ大きさ(すなわち、直径
が同じ)である比較的大きな相互接続基板(ベースとな
る平板)108に取り付けられる。たとえば、相互接続
基板108とWUT102は両方とも直径が8インチある
いは12インチである。電子部品(ASIC)106と相互
接続基板108は、合わさって「テスト基板」を構成す
る。
Many (four of which are shown) relatively small active electronic components 106a, 106b, 106c, such as application specific integrated circuits (ASICs, commonly referred to as elements 106), and 106d
Is attached to a relatively large interconnect substrate (base slab) 108 that is typically the same size (ie, the same diameter) as WUT 102. For example, interconnect substrate 108 and WUT 102 are both 8 inches or 12 inches in diameter. The electronic component (ASIC) 106 and the interconnect substrate 108 together form a "test board".

【0041】WUT102は、多くの(そのうちの4つが
図示されている)テストされる半導体デバイス102
a、102b、102c、102d、すなわち、被試験
デバイス(DUTs)を備えている。
The WUT 102 comprises a number of semiconductor devices 102 (of which four are shown) to be tested.
a, 102b, 102c, 102d, that is, devices under test (DUTs).

【0042】たくさんの(そのうちの4つが図示されて
いる)スプリング接触エレメント110が、各DUTの前
部(図示のように上部)表面に、それらの基部によって
取り付けられており、DUTの上部表面の上の共通面まで
のびる先端部を有している。これらのスプリング接触エ
レメントは適切であるが、原特許出願にある自立型で、
細長い、複合化した相互接続エレメントに限定されな
い。
A number of spring contact elements 110 (four of which are shown) are attached by their bases to the front (top as shown) surface of each DUT, and to the top surface of the DUT. It has a tip that extends to the upper common plane. These spring contact elements are suitable, but are self-supporting as in the original patent application,
It is not limited to elongated, compound interconnect elements.

【0043】使用中は、テスト基板(106、108)
は、スプリング接触エレメント110の先端部が、ASIC
106の上部表面上の対応する端子(キャプチャパッ
ド)120(図1D参照)に対して、加圧接触による電
気的接続(pressure-contact electrical connection)
を行うまで、あらかじめ決められたアライメントで(互
いに対して)接続される。WUTとテスト基板の周辺部に
配置されたガイドピン112によって、正確なアライメ
ントを確実にとることができる。(相互接続基板の直径
は、WUTの直径よりも大きくすることができ、ガイドピ
ンは、相互接続基板内の対応するガイド穴を通過するこ
とができる)。WUTの表面に適切に配置された圧縮止め
(compression stop、ブロックリング)114は、移動
量、すなわち、キャプチャパッド120に対してずらさ
れたときに、スプリング接触エレメント110の先端部
がずれるであろう距離を制限する。
During use, the test board (106, 108)
The tip of the spring contact element 110 is
Pressure-contact electrical connection to a corresponding terminal (capture pad) 120 (see FIG. 1D) on the upper surface of 106.
Until they are connected in a predetermined alignment (with respect to each other). Accurate alignment can be reliably ensured by the guide pins 112 arranged on the periphery of the WUT and the test board. (The diameter of the interconnect substrate can be larger than the diameter of the WUT, and the guide pins can pass through the corresponding guide holes in the interconnect substrate). A properly placed compression stop (block ring) 114 on the surface of the WUT will displace the tip of the spring contact element 110 when displaced, ie when displaced relative to the capture pad 120. Limit the distance.

【0044】図1Aに示されているように、ホストコン
ピュータ116は、相互接続基板108を介してASIC1
06に信号を与える。これらの信号は、複数のDUTを試
験するためのテスト信号である。WUT上のDUTは、一般的
には互いに同一であるので、単一の組のテスト信号(ベ
クタ)を、複数のDUTに対して生成することができる。
代替的には、テストベクタは、ホストコンピュータによ
る全体的な制御のもとに個々のASICによって生成され
る。電力(たとえば、Vdd及びVss)もまた、電源118
からASIC106を介して、DUTに適切に供給される(た
とえば、ASICを通って直接供給される)。
As shown in FIG. 1A, the host computer 116 connects to the ASIC 1 via the interconnect board 108.
Signal to 06. These signals are test signals for testing multiple DUTs. Since the DUTs on the WUT are generally identical to each other, a single set of test signals (vectors) can be generated for multiple DUTs.
Alternatively, test vectors are generated by individual ASICs under the overall control of the host computer. The power (eg, Vdd and Vss) is also the power source 118.
Through the ASIC 106 to the DUT as appropriate (eg, directly through the ASIC).

【0045】相互接続基板108は、本質的には、配線
(相互接続)基板であり、好ましくは、WUT102と同
じ熱膨張係数を有するシリコンウェーハである。ASIC1
06は、ASICの(図示のように、底部の)表面と支持基
板の(図示のように上部の)表面との間にのびる結合ワ
イヤーによって、相互接続基板に適切に結合される。
Interconnect substrate 108 is essentially a wiring (interconnect) substrate, preferably a silicon wafer having the same coefficient of thermal expansion as WUT 102. ASIC1
06 is suitably coupled to the interconnect substrate by a bond wire extending between the surface of the ASIC (bottom as shown) and the surface of the support substrate (top as shown).

【0046】本発明の重要な特徴は、DUTとASICの間に
(スプリング接触エレメント110による)直接接続が
あるということである。ここが、システム全体における
接続の大部分が行われるところであり、以下にさらに詳
しく説明するように、相互接続基板(108)それ自身
内でなされる必要のある接続は、非常に(極めて)少な
い。ASICとDUTの間の直接接続は、相互接続基板のDUT側
の面(前部表面)上にASICを配置することによって容易
になる。たとえば、DUTへの数万(例えば、30,000)も
の接続が、ASICがどこに配置されるかにかかわらず、相
互接続基板を介して(すなわち、ASICを介してではな
く、相互接続基板上に配置されたあるタイプのスプリン
グ接触エレメントによって)なされる場合は、これらの
数万の接続は、相互接続基板内を通らなければならな
い。以下により詳しく説明するように、これらの数万の
信号は、ASIC自身によって直接生成され、極めて少ない
(例えば、4つの)信号としてDUTに送ることができ
る。この信号は、ホストコントローラからASICに向け
て、相互接続基板を通って送られる。
An important feature of the present invention is that there is a direct connection (by the spring contact element 110) between the DUT and the ASIC. This is where most of the connections in the overall system are made, and as will be explained in more detail below, very few connections need to be made within the interconnect substrate (108) itself. Direct connection between the ASIC and the DUT is facilitated by placing the ASIC on the DUT-side surface (front surface) of the interconnect board. For example, tens of thousands (eg, 30,000) connections to the DUT are placed via the interconnect board (ie, not on the ASIC, but on the interconnect board, regardless of where the ASIC is placed). Tens of thousands of connections, if made by some type of spring contact element), must pass through the interconnect substrate. As will be explained in more detail below, these tens of thousands of signals can be directly generated by the ASIC itself and sent to the DUT as very few (eg, four) signals. This signal is sent from the host controller to the ASIC through the interconnect board.

【0047】WUT102とテスト基板106/108
は、本発明の技法を、高真空状態を含む、少なくとも部
分的な真空状態において、あるいは、他の制御された空
気状態において実行することができるように、真空源
(不図示)と連絡する気密容器130内に適切に配置さ
れる。上述したように、真空状態は、DUTをASICから熱
的に分離するのに都合がよい。
WUT 102 and test board 106/108
Is a hermetic communication with a vacuum source (not shown) so that the techniques of the present invention can be performed in at least partial vacuum conditions, including high vacuum conditions, or other controlled air conditions. Appropriately placed in container 130. As mentioned above, vacuum conditions are convenient for thermally isolating the DUT from the ASIC.

【0048】本発明の特徴によれば、テスト基板106
/108は、バーンインの間、このテスト基板をWUT1
02の温度から完全に独立した(典型的には、WUTの温
度よりかなり低い)温度に維持することができるよう
に、温度制御された(104に相当する)チャック10
4aに取り付けられる。スプリング接触エレメントの先端部を広げる 上述したように、現在の半導体デバイスは、ほぼ4ミル
の微細なピッチで配置された非常に多くの結合パッドを
備えていることが多い。スプリング接触エレメント(1
10)は、それらの基部によって、DUTの結合パッドに
取り付けられる。もし、スプリング接触エレメントがDU
Tから一様に(例えば、互いに平行に)突き出ていたな
らば、それらの先端部も4ミルピッチとなり、ASIC上の
対応するキャプチャパッドのアライメントは困難なもの
となろう。
According to a feature of the invention, the test substrate 106
/ 108 WUT1 this test board during burn-in
Temperature controlled chuck (corresponding to 104) so that it can be maintained at a temperature that is completely independent of the 02 temperature (typically well below the temperature of the WUT).
4a is attached. Broadening the Tip of the Spring Contact Element As mentioned above, current semiconductor devices often include a large number of bond pads arranged at a fine pitch of approximately 4 mils. Spring contact element (1
10) are attached by their bases to the bond pads of the DUT. If the spring contact element is DU
If they were evenly protruding from T (eg, parallel to each other), their tips would also be 4 mil pitch and alignment of the corresponding capture pads on the ASIC would be difficult.

【0049】図1Bに示すように、各DUT、例えば、DUT
102aは、DUTのセンターラインにそって配列された
(図では、四角形で示されている)たくさんの(そのう
ちの24個が示されている)結合パッド107をもって
いる。自立型のスプリング接触エレメント(110)
は、それぞれの結合パッドに取り付けられていて、一般
的には、DUTのセンターラインに対して90度の角度で
配置される。図1Bに示すように、スプリング接触エレ
メントは、長さが交互になっているだけでなく、互いに
反対方向にのびるように配置することができる。例え
ば、第1のスプリング接触エレメント110aは、相対
的に長くて、DUT106のセンターラインから第1の方
向に第1の距離だけのびており、第2のスプリング接触
エレメント110bは、相対的に長くて、DUT106の
センターラインから第1の方向と反対の第2の方向に第
1の距離だけのびており、第3のスプリング接触エレメ
ント110cは、相対的に短くて、DUT106のセンタ
ーラインから第1の方向に第1の距離より短い第2の距
離だけのびており、第4のスプリング接触エレメント1
10dは、相対的に短くて、DUT106のセンターライ
ンから第2の方向に第2の距離だけのびている。
As shown in FIG. 1B, each DUT, eg, DUT
102a has a number of bond pads 107 (of which 24 are shown) arranged along the centerline of the DUT (shown as squares in the figure). Freestanding spring contact element (110)
Are attached to their respective bond pads and are typically placed at a 90 degree angle to the centerline of the DUT. As shown in FIG. 1B, the spring contact elements can be arranged not only with alternating lengths but also extending in opposite directions. For example, the first spring contact element 110a is relatively long and extends a first distance from the centerline of the DUT 106 in a first direction, and the second spring contact element 110b is relatively long, Extending a first distance from the centerline of the DUT 106 in a second direction opposite the first direction, the third spring contact element 110c is relatively short and extends from the centerline of the DUT 106 in the first direction. The second spring contact element 1 extends over a second distance which is shorter than the first distance.
10d is relatively short and extends a second distance from the centerline of the DUT 106 in the second direction.

【0050】図1Bにもっともよく示されているよう
に、スプリング接触エレメント110の先端部(円で示
されている)はすべて、DUT106aの(外縁内の)エ
リア(面積)より小さいエリアに配置されており、その
小さいエリアは、対応するASIC106aのエリアであっ
て、その外縁は点線の長方形で図に表されている。この
手法では、スプリング接触エレメント110の自由端
(先端部)のピッチ(間隔)を、それらが取り付けられ
るDUTの結合パッド(107)のピッチよりも大きく
(粗く)することが容易である。
As best shown in FIG. 1B, the tips of the spring contact elements 110 (shown as circles) are all located in an area smaller than the area (within the outer edge) of the DUT 106a. The small area is the area of the corresponding ASIC 106a, the outer edge of which is represented by the dotted rectangle. With this approach, it is easy to make the pitch (spacing) of the free ends (tips) of the spring contact elements 110 larger (rougher) than the pitch of the bond pads (107) of the DUT to which they are attached.

【0051】スプリング接触エレメントの先端部を、例
えば、より小さいDUTを収容するために、図1Bの点線
の長方形によってしめされるものよりも小さい場所につ
めこむことは、本発明の範囲内である。
It is within the scope of the invention to tuck the tip of the spring contact element into a smaller area than that shown by the dotted rectangle of FIG. 1B, for example to accommodate a smaller DUT.

【0052】図1Cは、図1BのDUT102aの概略の
斜視図であり、スプリング接触エレメント110の基部
の先端部が、DUTのセンターラインに沿って配置されて
いる。
FIG. 1C is a schematic perspective view of the DUT 102a of FIG. 1B with the tip of the base of the spring contact element 110 located along the centerline of the DUT.

【0053】本発明の利点は、図1Dに示されているよ
うに、ASIC106上の「キャプチャ」(結合)パッド1
20を(DUT上の結合パッド107の大きさよりも)大
きくすることができ、それによって、スプリング接触エ
レメント(110)の先端部の位置決めに対する公差制
限を緩和することができるということである。
An advantage of the present invention is that the "capture" (bond) pad 1 on the ASIC 106 is shown in FIG. 1D.
20 can be made larger (than the size of the bond pad 107 on the DUT), which can relax the tolerance limits on the positioning of the tip of the spring contact element (110).

【0054】原特許出願には、弾性を有する相互接続エ
レメントを半導体デバイスに取り付け、一方で、その相
互接続エレメントの基部とその先端部の間で、ピッチを
広げることができるいくつかの方法が記載されている。
The original patent application describes several ways in which a resilient interconnect element can be attached to a semiconductor device while the pitch is widened between the base of the interconnect element and its tip. Has been done.

【0055】テスト基板とWUTの間のインターフェース
は、DUTごとに一つのASICを有するものとして示されて
おり、それぞれのASICは、対応する一つのDUTと位置合
わせされている。他の関係を構築することができるとい
うことも本発明の範囲内である。例えば、図1Eに示さ
れているように、一つのASIC126(その外縁が点線の
長方形で示されている)は、2つの隣り合うDUT102
aと102bに「またがる」ことができる。
The interface between the test board and the WUT is shown as having one ASIC for each DUT, each ASIC being aligned with a corresponding DUT. It is also within the scope of the invention that other relationships can be established. For example, as shown in FIG. 1E, one ASIC 126 (its outer edge is shown as a dotted rectangle) has two adjacent DUTs 102.
It can "straddle" a and 102b.

【0056】本発明の重要な特徴は、DUT(102)に
可能な限り近接して配置される、すなわち、相互接続基
板(108)のDUT側の面上に配置されるASIC(10
6)を、機能を組み込んだものとして提供することが容
易であるということである。これは、多くの好ましい結
果を生ずる。ホストコンピュータ116から相互接続基
板108に与える必要のある信号はかなり少なくてす
み、さらに、相互接続基板を通る必要のある信号はより
少なくてすむ。このように相互接続基板において信号を
伝達する制限を緩和することによって、相互接続基板の
材料、設計及び実現における自由度が非常に大きくな
り、結果として、コストを削減することができる。ASIC
をDUTに対して近接させて、それらの間を直接に接続す
ることによって、好ましくない長い信号パスを回避し
て、DUTを高速でテストすることが容易になる。
An important feature of the present invention is that the ASIC (10) is located as close as possible to the DUT (102), ie, on the DUT side of the interconnect substrate (108).
It means that it is easy to provide 6) as a product with built-in functions. This has many favorable consequences. Significantly less signal needs to be provided from the host computer 116 to the interconnect board 108, and further less signal needs to pass through the interconnect board. By relaxing the limitation of transmitting signals in the interconnection board in this way, the degree of freedom in the material, design and realization of the interconnection board is greatly increased, and as a result, the cost can be reduced. ASIC
The close proximity to the DUT and the direct connection between them facilitates testing the DUT at high speeds, avoiding undesirably long signal paths.

【0057】上述したように、ASICとDUTの間の加圧接
続を行うために、任意のスプリング接触エレメントを利
用することができる。
As mentioned above, any spring contact element can be utilized to make the pressure connection between the ASIC and the DUT.

【0058】スプリング接触エレメントは、DUTではな
くて、ASICに取り付けられるということも本発明の範囲
内である。これは、図2に示されており、そこでは、多
くの(そのうちの4つが示されている)スプリング接触
エレメント210(これは、110に相当する)が、そ
れらの基部によってASIC206(これは、106に相当
する)に取り付けられており、スプリング接触エレメン
ト210の先端部(末端部)は、DUT202(これは、
102に相当する)上の(不図示の)対応する結合パッ
ドに加圧接続するように配置されている。すなわち、AS
ICとDUTの間の接続を実現するための適切な任意の手段
を、本発明の技法を実施するために利用することができ
る。スプリング接触エレメント以外のものをASICとDUT
の間の接続を実現するために利用することができ、それ
は、微小な突起(microbump)およびそれに類するもの
に制限されるものではないということもまた、本発明の
範囲内である。スプリング接触エレメントの先端部を捕捉する 上述したように、DUTに取り付けられたスプリング接触
エレメントの先端部は、ASIC上の対応するキャプチャパ
ッドに押しつけることによって、簡単に「捕捉する(ca
pture)」ことができ、スプリング接触エレメントにピ
ッチ拡大を行うことによって、及び、ASIC上のキャプチ
ャパッドを大きくすることによって、公差の制限を緩和
することができるということを示した。スプリング接触
エレメントの先端部とASICの間の接続を実現する他の技
法を以下に説明する。
It is also within the scope of the invention that the spring contact element be attached to the ASIC rather than the DUT. This is shown in FIG. 2, in which many (of which four are shown) spring contact elements 210 (corresponding to 110) have their ASICs 206 (which correspond to Mounted on the DUT 202 (corresponding to 106), and the tip (end) of the spring contact element 210 is
It is arranged for pressure connection to a corresponding bond pad (not shown) on the top (corresponding to 102). Ie AS
Any suitable means for achieving a connection between an IC and DUT can be utilized to implement the techniques of this invention. ASIC and DUT other than spring contact elements
It is also within the scope of the present invention that it can be utilized to provide a connection between, which is not limited to microbumps and the like. As discussed above for capturing the leading end portion of the spring contact element, the distal end portion of the spring contact elements attached to the DUT, by pressing the corresponding capture pads on the ASIC, briefly "capture (ca
It has been shown that the tolerance limits can be relaxed by making pitch expansion on the spring contact elements and by making the capture pad on the ASIC larger. Other techniques for achieving the connection between the tip of the spring contact element and the ASIC are described below.

【0059】図3Aは、DUT302(これは、102に
相当する)に取り付けられたスプリング接触エレメント
310(これは、110に相当する)の先端部を、ASIC
306(これは、106に相当する)の表面に配置され
た結合パッド308(これは、120に相当する)であ
るキャプチャパッドで捕捉する基本的な実施態様を示し
ている。
FIG. 3A illustrates the tip of a spring contact element 310 (which corresponds to 110) attached to a DUT 302 (which corresponds to 102), which is attached to the ASIC.
The basic embodiment of capturing is shown with a capture pad that is a bond pad 308 (which corresponds to 120) located on the surface of 306 (which corresponds to 106).

【0060】本発明の態様によれば、幾何学的な「捕捉
する(capture)」特徴を、ASICの表面内または表面上
に形成して、バーンイン及びテストの間、スプリング接
触エレメントの先端部をASICと確実に位置合わせするこ
とができる。
In accordance with an aspect of the present invention, a geometric "capture" feature is formed in or on the surface of the ASIC to secure the tip of the spring contact element during burn-in and testing. Can be reliably aligned with the ASIC.

【0061】図3Bは、相互接続基板(不図示、108
を参照)に取り付けられた多くのASICのうちの一つのAS
IC326(これは、106に相当する)、多くのDUTの
うちの一つのDUT322(これは、102aに相当す
る)、及びこの2つを確実に加圧接続するための技法を
示している。前の例のように、多くのスプリング接触エ
レメント330(これは、110に相当する)は、それ
らの基部によって、DUT322の表面に取り付けられて
おり、そこからのびている。この例では、スプリング接
触エレメントは、その先端部(末端部)のピッチが、そ
れらの基部のピッチよりも大きく(粗く)なるように配
置されている。
FIG. 3B shows an interconnection substrate (not shown, 108).
AS of one of many ASICs installed in
An IC 326 (which corresponds to 106), a DUT 322 (which corresponds to 102a) of one of many DUTs, and a technique for securely pressurizing the two are shown. As in the previous example, many spring contact elements 330 (which correspond to 110) are attached to and extend from the surface of the DUT 322 by their bases. In this example, the spring contact elements are arranged such that their tip (end) pitch is greater (rougher) than their base pitch.

【0062】少なくとも3つの側面を有する角錐(ピラ
ミッド状)の適切な形態をした多くの(そのうちの2つ
が示されている)くぼみ328が、ASIC326内へその
表面からのびている。これらのくぼみ328は、以下で
説明する他のくぼみと同様に、微細加工(micromachini
ng)のような、従来の半導体製造技法を使用して容易に
形成することができる。
A large number of wells (two of which are shown) 328 of a suitable shape of a pyramid having at least three sides extend into the ASIC 326 from its surface. These depressions 328, like the other depressions described below, are micromachined.
ng) and can be easily formed using conventional semiconductor manufacturing techniques.

【0063】(不図示の)金属被膜が、これらのくぼみ
328の側面部になされ、ASIC326の(不図示の)能
動エレメントとの電気的な通信を可能とする。
Metallic coatings (not shown) are applied to the sides of these recesses 328 to allow electrical communication with active elements (not shown) of ASIC 326.

【0064】使用中は、ASIC326とDUT322は引き
寄せられて、スプリング接触エレメント330の先端部
は、くぼみ328に入り、その後に、ASICを少しだけ
(図示のように、ページを横切って)横方向に移動する
か、または、(ページ上の垂直な軸のまわりに)回転さ
せて、スプリング接触エレメント330の先端部がくぼ
み328の側面部に、それらの間の電気的な加圧接続を
確実に行うのに十分な力でもって係合する(かみ合う)
ということを確実にすることができる。
During use, the ASIC 326 and DUT 322 are attracted so that the tip of the spring contact element 330 enters the recess 328, after which the ASIC is moved laterally slightly (across the page as shown). Moving or rotating (around a vertical axis on the page) ensures that the tips of the spring contact elements 330 are on the sides of the indentations 328 and make the electrical pressure connection between them. Engage (engage) with sufficient force to
You can be sure that.

【0065】スプリング接触エレメントの先端部を捕捉
する(係合する)ための代替の技法を、図3Cに示して
いる。この場合には、ASIC346(これは、326に対
応する)は、従来の方法でそれの表面に形成されたたく
さんの(そのうちの2つが示されている)パッド(端
子)344を備えている。シリコンチップ(シリコンダ
イ)のような絶縁性の材料からなる層350がASIC34
6の表面上に配置されているが、この層は、この層を通
ってのび、かつ接触パッド344と位置合わせされた、
たくさんの(そのうちの2つが示されている)開口部3
48(これは、328に相当する)を有するように微細
加工されている。すなわち、この代替技法では、ASIC
(346)の表面に直接にくぼみ(328)を形成する
のではなくて、別個の重ね合わせ構造350が、同等の
捕捉特徴(キャプチャ特徴、capturefeature)(34
8)を提供する。前の例と同様に、捕捉特徴348の側
面部を金属被膜することができ、ASICを(不図示の)DU
Tに対して横方向に動かすか、あるいは回転させて、ASI
C346とスプリング接触エレメント340(これは、
330に相当する)の間の電気的な加圧接続を確実にす
ることができる。シリコンダイ350は、絶縁性の窒化
物(nitride-insulated)とすることができる。
An alternative technique for capturing (engaging) the tips of spring contact elements is shown in FIG. 3C. In this case, ASIC 346 (which corresponds to 326) comprises a number of pads (terminals) 344 (two of which are shown) formed on its surface in a conventional manner. The layer 350 made of an insulating material such as a silicon chip (silicon die) is used as the ASIC 34.
6 is disposed on the surface of 6 but extends through this layer and is aligned with the contact pad 344,
A lot of openings 3 (two of which are shown)
Micromachined to have 48 (which corresponds to 328). That is, this alternative technique
Rather than forming depressions (328) directly on the surface of (346), a separate superposition structure 350 provides an equivalent capture feature (34).
8) is provided. Similar to the previous example, the sides of the capture feature 348 can be metallized and the ASIC can be DU (not shown).
Move or rotate laterally to T to move ASI
C346 and spring contact element 340 (this is
(Corresponding to 330) can be ensured. The silicon die 350 may be an insulating nitride.

【0066】スプリング接触エレメントの先端部によっ
て接触されるASIC上の手段は、頑丈でなければならない
ということが理解されるべきである。この目的のため
に、例えば、キャプチャパッド(120または308ま
たは344)を、0.5から1.0ミルの磨耗に対する
耐性を有するニッケルのような導電性の材料で保護する
(例えば、メッキする)ことができる。同様にして、く
ぼみ(キャプチャ特徴)328を、同等な量のニッケル
で保護することができる。小さな基板を相互接続基板に位置合わせする 上述したように、ASICのような多くの電子部品は、より
大きな相互接続基板に取り付けることが望ましい。これ
によって、相互接続基板の全表面上に、良好な能動デバ
イスを作製する必要が回避される。(すなわち、シリコ
ンウェーハの相互接続基板の場合には、ASICの回路は、
シリコンウェーハ上に直接組み込むことができる)。明
らかに、たくさんのASICを相互接続基板に正確に位置合
わせすることを確実にするために適切なメカニズムが提
供されなければならない。
It should be understood that the means on the ASIC that are contacted by the tip of the spring contact element must be robust. For this purpose, for example, the capture pad (120 or 308 or 344) is protected (eg, plated) with a conductive material such as nickel that is resistant to 0.5 to 1.0 mils wear. be able to. Similarly, the depressions (capture features) 328 can be protected with an equivalent amount of nickel. Aligning Small Boards to Interconnect Boards As mentioned above, many electronic components, such as ASICs, are desired to be attached to larger interconnect boards. This avoids the need to make good active devices on the entire surface of the interconnect substrate. (That is, in the case of a silicon wafer interconnect substrate, the ASIC circuitry is
Can be incorporated directly on a silicon wafer). Clearly, a proper mechanism must be provided to ensure that many ASICs are accurately aligned with the interconnect board.

【0067】図4は、たくさんの(そのうちの一つが示
されている)ASIC406(これは、106、206、3
06、326及び346に相当する)を、より大きな相
互接続基板408(これは、108に相当する)に対し
て正確に位置合わせすることを確実にするための技法4
00を示している。この場合には、それぞれのASIC40
6の背面(図示の上部の面)には、上述したくぼみ32
8及び348に対するのと同様な方法で、少なくとも2
つの(2つのみが図示されている)くぼみ412が作製
され、それらは、ASIC406の背面内にのびるピラミッ
ド状の適切な形態をしている。これらのくぼみ412
は、従来の半導体製造技法を使用して、リソグラフィー
により画定して、厳格な公差に合わせて形成することが
できる。
FIG. 4 illustrates a number of ASICs 406 (one of which is shown) 106, 206, 3
06, 326 and 346) to ensure accurate alignment with the larger interconnect substrate 408 (which corresponds to 108).
00 is shown. In this case, each ASIC40
On the back surface of 6 (top surface in the figure), the above-mentioned recess 32 is formed.
At least 2 in a similar manner to 8 and 348
Two (only two shown) recesses 412 are created, which are of a suitable pyramid shape that extend into the back of the ASIC 406. These dimples 412
Can be lithographically defined and formed to close tolerances using conventional semiconductor manufacturing techniques.

【0068】同等なくぼみ414が、相互接続基板40
8の表面(図示のように底部の面)内に形成される。相
互接続基板は、上述したように適切な半導体ウェーハで
ある。これらのくぼみ414も、同様に、従来の半導体
製造技法を使用して、厳格な公差(これは、306に相
当する)を有するように形成することができる。
Equal depressions 414 form the interconnection substrate 40.
8 surface (bottom surface as shown). The interconnect substrate is a suitable semiconductor wafer as described above. These depressions 414 can likewise be formed using conventional semiconductor manufacturing techniques to have tight tolerances (which correspond to 306).

【0069】くぼみ412と414は、ASIC406の表
面またはそれらが形成される相互接続基板408の表面
をそれぞれ横切って測定される大きさ(「幅(breadt
h)」をそれぞれがもつ。ASICのくぼみ412の幅は、
相互接続基板のくぼみ414の幅と同じであって、両方
とも、4ミルのような、3〜5ミルの範囲内にあること
が望ましい。
The indentations 412 and 414 are of a size ("width (breadt)" measured across the surface of the ASIC 406 or the surface of the interconnect substrate 408 on which they are formed, respectively.
h) ”each has. The width of the ASIC depression 412 is
Desirably, it is the same width as the recess 414 in the interconnect substrate and both are in the range of 3-5 mils , such as 4 mils .

【0070】ASIC406を相互接続基板408に組み立
てるために、くぼみ412及び414の幅と同等な直径
を有する小さな球体(ボール、球状のエレメント)42
0が、相互接続基板408の表面上へのASIC406の正
確な決めを確実におこなうために、くぼみ412と対応
するくぼみ414の間に配置される。ボール420の直
径は、くぼみ412及び414の大きさ(幅)よりもわ
ずかに、例えば2±1ミル だけ大きいことが望まし
く、ASIC406の背面(図示のように上部の面)と相互
接続基板408の表面(図示のように底部の面)との間
に大きさを制御された小さなギャップができることにな
る。例えば、ギャップの大きさは(図に垂直の)、2〜
5ミルの範囲にある。
To assemble the ASIC 406 onto the interconnect substrate 408, a small sphere (ball, spherical element) 42 having a diameter equal to the width of the recesses 412 and 414.
A zero is placed between the recess 412 and the corresponding recess 414 to ensure accurate placement of the ASIC 406 on the surface of the interconnect substrate 408. The diameter of the ball 420 is preferably slightly larger than the size (width) of the indentations 412 and 414, eg, 2 ± 1 mils , and the backside of the ASIC 406 (top side as shown) and the interconnect substrate 408. There will be a small size controlled gap to the surface (bottom surface as shown). For example, the size of the gap (vertical in the figure), 2
It is in the 5 mil range.

【0071】好ましくは、熱伝導性の(不図示の)適切
な接着剤が、ASICを相互接続基板に固定するためにギャ
ップ内(すなわち、ASICと相互接続基板の対向する表面
間)に配置される。適切な接着剤の例は、銀が充填され
たエポキシ(silver-filledepoxy)であり、この接着剤
は、好ましくは、欠陥のあるASICを(例えば、適切な溶
剤、または熱を用いて)取り外して、取り替えることが
できるような種類のものである。
A suitable thermally conductive adhesive (not shown) is preferably placed in the gap (ie, between the ASIC and the opposing surface of the interconnect substrate) to secure the ASIC to the interconnect substrate. It An example of a suitable adhesive is silver-filledepoxy, which is preferably removed by removing the defective ASIC (eg, using a suitable solvent or heat). , Of the kind that can be replaced.

【0072】ASICを相互接続基板に位置合わせするため
の任意の適切なメカニズムを利用することは、本発明の
範囲内である。例えば、前述した所有者が共通のPCT/US
96/08117に記載されている、小さい基板(例えば、62
0)をより大きな基板(例えば、622)に位置合わせ
するためのアライメント技法が注目される。例えば、AS
ICの背面にかなりの大きさの(10ミル×20ミルの長
方形のような)はんだ形質(solder feature)を設ける
こと、相互接続基板の前面に同等な大きさのはんだ形質
を設けること、及び前もって形成したはんだ(または、
金−スズ)をそれらの間に配置してリフローすることは
本発明の範囲内であり、液体状態のはんだによって及ぼ
される表面張力により、ASICの相互接続基板への正確な
位置合わせが確実になされるであろう。ASICを相互接続基板に接続する 前述したように、ASICは、従来のワイヤーボンディング
技法を使用して、相互接続基板に適切に電気的に接続さ
れる。
It is within the scope of the invention to utilize any suitable mechanism for aligning the ASIC with the interconnect substrate. For example, PCT / US with the same owner
96/08117, a small substrate (eg 62
Of interest are alignment techniques for aligning 0) to a larger substrate (eg, 622). For example, AS
Providing a fairly large amount of solder features (such as a 10 mil x 20 mil rectangle) on the back side of the IC, and equipping the front side of the interconnect board with solder features of similar size, and in advance. Formed solder (or
It is within the scope of the invention to place gold-tin) between them for reflow, and the surface tension exerted by the liquid state solder ensures accurate alignment of the ASIC to the interconnect substrate. Will Connecting the ASIC to the Interconnect Board As previously mentioned, the ASIC is properly electrically connected to the interconnect board using conventional wire bonding techniques.

【0073】DUTをバーンインする目的で、WUT上にある
たくさんのDUTに電力を供給する(DUTを起動する)ため
には、比較的大きな電力量が必要になる。例えば、全WU
Tに対して数百ワットのオーダーである。本発明のシス
テムの物理的なレイアウトのために、この電力をASIC、
及び対応するスプリング接触エレメントを介して送るこ
とが望ましい。以下の説明では、ASICを「直接介して」
電力を供給するための技法を示す。
A relatively large amount of power is required to supply power (start up the DUT) to many DUTs on the WUT for the purpose of burning in the DUT. For example, all WU
On the order of hundreds of watts for T. Because of the physical layout of the system of the present invention, this power
And through a corresponding spring contact element. In the following description, the ASIC is "directly through"
3 illustrates a technique for supplying power.

【0074】図5は、通常は、結合ワイヤー(510)
で、相互接続基板508(これは、108に相当する)
に電気的に結合されるASIC506(これは106、20
6、306、326、346及び406に相当する)を
示している。ASICが(不図示の)DUTに信号の供給を開
始するために必要となる接続が比較的少ないのとは対照
的に、DUTに電力を供給してバーンインを実施するため
には、かなりの電力量が必要とされ、ASICと相互接続基
板の間には、対応するかなりの数の結合ワイヤーが必要
とされる。ASICと相互接続基板の間の結合ワイヤーによ
る接続の数は、DUT(例えば、102)に対して(スプ
リング接触エレメント110を介して)なされる電力結
合の数にほぼ等しく、100かそれ以上にもなりうる。
FIG. 5 typically shows a bond wire (510).
And interconnect board 508 (which corresponds to 108)
ASIC 506 electrically coupled to the
6, 306, 326, 346, and 406) are shown. Significant power is required to power the DUT and perform burn-in, as opposed to the ASIC requiring relatively few connections to initiate signal delivery to the DUT (not shown). Quantities are required, and a correspondingly significant number of bond wires between the ASIC and the interconnect substrate. The number of bond wire connections between the ASIC and the interconnect substrate is approximately equal to the number of power bonds made (via the spring contact element 110) to the DUT (eg, 102), even 100 or more. Can be.

【0075】本発明の1態様によれば、電力は、従来の
結合ワイヤーよりも多くの電力(ワット)を運ぶことが
できる相互接続手段を使用して、相互接続基板とASICの
間を伝送され、これによって、必要な接続の数が低減さ
れる。
According to one aspect of the invention, power is transferred between the interconnect board and the ASIC using interconnect means capable of carrying more power (watts) than conventional bond wires. , Which reduces the number of connections required.

【0076】図5A、5B及び5Cは、ASICと相互接続
基板との間の電気的な接続を実施するための技法520
を示している。
FIGS. 5A, 5B and 5C show a technique 520 for making an electrical connection between an ASIC and an interconnect substrate.
Is shown.

【0077】図5Aは、ASIC526の表面526aから
それの背面526bまでASIC526の本体部を完全に貫
通してのびる小さなたくさんの(そのうちの一つが図示
されている)穴522を有するASIC526(これは、1
06、206、306、326、406及び506に相
当する)を示している。これらの穴522は、ASIC30
6の前部表面内にくぼみ308を形成し、及びASIC40
6の背面内にくぼみ412を形成するために使用された
方法と同様な方法で適切に形成される。すなわち、くぼ
み(穴522の第1の部分)522aは、ASIC526の
前部表面526a内にASIC526の(図示のように垂直
に)少なくとも半分の厚さの深さまで形成され、くぼみ
(穴522の第2の部分)522bは、ASIC526の背
面526b内に、第2の穴部522bが、第1の穴部5
22aと連続する十分な深さまで形成される。穴部52
2aと522bの大きさは、ASICチップ526を貫通し
てのびる連続した開口部の存在を確保することができる
ほどのものとすべきである。
FIG. 5A shows an ASIC 526 having a number of small holes 522 (one of which is shown) extending completely through the body of the ASIC 526 from the front surface 526a of the ASIC 526 to its back surface 526b. 1
(Corresponding to 06, 206, 306, 326, 406 and 506). These holes 522 are for the ASIC 30.
Forming a depression 308 in the front surface of 6 and the ASIC 40
6 is suitably formed in a manner similar to that used to form the depression 412 in the back surface of 6. That is, the depression (first portion of the hole 522) 522a is formed in the front surface 526a of the ASIC 526 to a depth of at least half the thickness (vertically as shown) of the ASIC 526 and the depression (first portion of the hole 522). The second hole 522b is located inside the back surface 526b of the ASIC 526, and the second hole 522b
It is formed to a sufficient depth continuous with 22a. Hole 52
The size of 2a and 522b should be sufficient to ensure the presence of a continuous opening extending through the ASIC chip 526.

【0078】図5Bは、プロセスの次のステップを示し
ており、ここでは、導電性の層(例えば、タングステ
ン、チタン−タングステンなど)が、例えば、第1及び
第2の穴部へのスパッタリングによって被着されて、結
果として、第1の導電性の層部524aは、第1の穴部
522a内にのび、第2の導電性の層部524bは、第
2の穴部522b内にのびている。図示されているよう
に、これら2つの導電性の層部524aと524bの間
には、不連続部がある。図示されているように、導電性
の層部524aと524bは、それぞれの穴部内からAS
IC526のそれぞれの表面526aと526b上までの
びていることが望ましい。
FIG. 5B shows the next step in the process, where a conductive layer (eg, tungsten, titanium-tungsten, etc.) is deposited, eg, by sputtering into the first and second holes. As a result, the first conductive layer portion 524a extends into the first hole portion 522a and the second conductive layer portion 524b extends into the second hole portion 522b. . As shown, there is a discontinuity between these two conductive layer portions 524a and 524b. As shown, the conductive layers 524a and 524b are
It preferably extends to the respective surfaces 526a and 526b of the IC 526.

【0079】実際には、各穴部522aと522bの一
方(図の左側または右側)の側面は、穴部の反対側(図
の右側または左側)の側面よりもスパッタリングによる
材料を多く受け取ることができる。
In practice, the side of one of the holes 522a and 522b (left or right in the figure) may receive more sputtered material than the side of the opposite side of the hole (right or left in the figure). it can.

【0080】図5Cは、プロセスの次のステップを示し
ており、ここでは、2つの導電性の層部524aと52
4bの間の不連続部が導電性の材料(例えば、金、ニッ
ケル等)からなる物体(かたまり、mass)528によっ
て接続される(埋められる)。この物体は、メッキする
(すなわち、ASICをメッキ漕内に浸して、2つの導電性
の層部を接続するために十分にメッキする)ことによっ
て適切に塗布される。
FIG. 5C shows the next step in the process, where two conductive layer sections 524a and 52 are shown.
The discontinuities between 4b are connected (filled) by an object (mass) 528 made of a conductive material (eg, gold, nickel, etc.). The object is suitably applied by plating (ie, dipping the ASIC in a plating bath and plating well enough to connect the two conductive layers).

【0081】ASIC内に導電性のバイア(vias)を形成す
るための上記したプロセスは、本発明の相互接続基板に
同様に適用可能である。
The process described above for forming conductive vias in an ASIC is equally applicable to the interconnect substrate of the present invention.

【0082】導電性の材料(例えば、銀が充填されたエ
ポキシ)のかたまりを穴部内に配置して、不連続部を埋
める(すなわち、不連続部を埋めるためにメッキするの
ではなくて)ということは、本発明の範囲内である。スプリング接触エレメント 図1(エレメント110)及び図2(エレメント21
0)に示したような、自立型の細長いスプリング接触エ
レメント、及びそのようなスプリング接触エレメントを
半導体デバイスを備える基板に取り付ける方法は、前記
した米国及びPCT特許出願の多く、例えば、米国特許
出願第08/452,255号及びそれの対応PCT特許出願第US
95/14909号に詳細に記載されている。それらに記載され
ているそのようなスプリング接触エレメントは、また、
「複合相互接続エレメント」、「弾性接触構造」及びこ
れらに類似したものとして参照されており、一般的に
は、電子部品の端子に柔らかい(例えば金の)ワイヤー
をワイヤーボンディングし、ワイヤーの軸が弾性的な動
作が可能な形状を有するようにワイヤーを形成して切り
取り、ワイヤーの軸及び隣接する端子の領域に、硬い材
料(例えば、ニッケル)からなる少なくとも一つの層を
上塗りすることを必要とする。このような複合相互接続
エレメントは、また、犠牲基板(sacrificial substrat
e)上に作製して、その後に電子部品に取り付けること
ができる。
A chunk of conductive material (eg, silver-filled epoxy) is placed in the hole to fill the discontinuity (ie, rather than plate to fill the discontinuity). It is within the scope of the present invention. Spring contact element FIG. 1 (element 110) and FIG. 2 (element 21)
0), self-supporting elongate spring contact elements, and methods of attaching such spring contact elements to substrates with semiconductor devices are described in many of the above-referenced US and PCT patent applications, such as US patent application Ser. 08 / 452,255 and corresponding PCT patent application US
95/14909 for further details. Such spring contact elements described in them also
Also referred to as "composite interconnect element", "elastic contact structure" and the like, it is common practice to wire bond a soft (eg gold) wire to a terminal of an electronic component, with the axis of the wire It is necessary to form and cut the wire so that it has a shape that allows it to move elastically, and to overcoat the axis of the wire and the area of the adjacent terminals with at least one layer of a hard material (eg nickel). To do. Such a composite interconnection element also has a sacrificial substrat.
e) Can be fabricated on and then attached to electronic components.

【0083】本発明のウェーハレベルのバーンイン及び
テストを実現するために、任意の適切なスプリング接触
エレメントを使用することは、本発明の範囲内である。
It is within the scope of the present invention to use any suitable spring contact element to implement the wafer level burn-in and testing of the present invention.

【0084】図6Aから6Cは、本発明で使用可能なス
プリング接触エレメントを形成するための代替技法を示
している。これらのスプリング接触エレメントは、「合
成」されるのではなくて「製造」される。
6A-6C illustrate an alternative technique for forming a spring contact element that can be used with the present invention. These spring contact elements are "manufactured" rather than "synthesized."

【0085】図6Aに示されているように、弾性のある
自立型の接触構造を製造するための技法600の一例
は、いくつかの(3つが図示されている)パターン成形
された絶縁層604、606、608を半導体デバイス
602の上に張り付けることを伴う。半導体デバイス6
02は、その表面(あるいは、その表面から到達可能な
表面)上に、たくさんの(一つが図示されている)結合
パッド612を有している。この層は、パターン成形さ
れて、結合パッドに位置合わせされた(図示のような)
開口部を有しており、この開口部は、一つの層(例えば
608、606)内の開口部が、下にある層(例えば、
それぞれ606、604)内の開口部よりも結合パッド
からさらに大きくなるように大きさを決められて形成さ
れる。導電性の材料からなる層614が開口部に張り付
けられる。次に、導電性の材料からなる物体620を、
電気メッキ等によって開口部内に形成することができ
る。図示しているように、この物体は、結合パッド61
2に固定され、(図6Bに最も良く示されているよう
に)絶縁層が除去されたあとは、(一方の端のみが取り
付けられた状態で)支持なしで立つ(自立する)。材料
と幾何学的な形状を適切に選択すれば、これらの物体6
20は、弾性のある自立した接触構造として機能するこ
とができる。図6Cに最も良く示されているように、図
6A及び6Bの製造された接触構造620は、構成要素
(半導体デバイス)602の表面上に垂直にのびている
だけでなく、水平方向にものびている。この方法では、
接触構造620は、(矢印624で示されているよう
に、構成要素602の表面に平行な)x−y平面と同様
に、(矢印622で示されているように)z軸に沿うよ
うに容易に設計される。DUTをバーンインする 半導体デバイスをバーンインするプロセスは、高い温度
でそのデバイスに電力を供給して、潜在している不良チ
ップの故障を加速する(すなわち、注意深く「初期不
良」を生じさせる)ことを伴う。この加速は、温度及び
印加する動作電圧を上げることにより促進することがで
きるということが知られている。しかし、半導体デバイ
スがすでにパッケージ化されている場合には、そのパッ
ケージの材料(例えば、プラスチック)によって、パッ
ケージ化された半導体デバイスがバーンインの炉内でさ
らされる温度に対して制限(防護壁)が加えられる。ほ
とんどのパッケージが、高温に長くさらされることに耐
えることができない。特に、有機材料がパッケージング
に含まれている場合はそうである。
As shown in FIG. 6A, one example of a technique 600 for making a resilient, self-supporting contact structure includes several patterned insulating layers 604 (three shown). , 606, 608 over the semiconductor device 602. Semiconductor device 6
02 has a number of bond pads 612 (one shown) on its surface (or a surface accessible from that surface). This layer was patterned and aligned with the bond pad (as shown).
Has an opening such that the opening in one layer (eg, 608, 606) is below the layer (eg,
606 and 604), respectively, and are sized and formed to be larger than the bond pad from the bond pad. A layer 614 of electrically conductive material is applied to the opening. Next, the object 620 made of a conductive material is
It can be formed in the opening by electroplating or the like. As shown, the object is a bond pad 61.
After being fixed at 2 and having the insulating layer removed (as best shown in FIG. 6B), it stands unsupported (freestanding) (with only one end attached). With proper selection of materials and geometric shapes, these objects 6
20 can function as an elastic, self-supporting contact structure. As best shown in FIG. 6C, the manufactured contact structure 620 of FIGS. 6A and 6B extends not only vertically on the surface of the component (semiconductor device) 602, but also horizontally. in this way,
The contact structure 620 is oriented along the z-axis (as shown by arrow 622) as well as the xy plane (parallel to the surface of component 602 as shown by arrow 624). Easily designed. Burning in a DUT The process of burning in a semiconductor device involves powering the device at an elevated temperature, accelerating the failure of a latent defective chip (ie, carefully causing an "initial failure"). . It is known that this acceleration can be accelerated by increasing the temperature and the applied operating voltage. However, if the semiconductor device is already packaged, the material of the package (eg, plastic) provides a limit (barrier) to the temperature to which the packaged semiconductor device is exposed in the burn-in furnace. Added. Most packages cannot withstand prolonged exposure to high temperatures. This is especially the case when organic materials are included in the packaging.

【0086】一般的なバーンイン方式は、パッケージ化
された半導体デバイスを125°Cの温度に96時間加
熱することを必要とする。一般的に、バーンインの時間
は、接合部の温度が摂氏温度で10度上昇するごとに半
分にすることができる。例えば、DUTがバーンインされ
るのに150°Cで一日要する場合は、それらは、16
0°Cでは、実質的に半日でバーンインすることができ
る。
The general burn-in method requires heating the packaged semiconductor device to a temperature of 125 ° C. for 96 hours. Generally, the burn-in time can be halved for every 10 degrees Celsius rise in junction temperature. For example, if the DUT needs to be burned in at 150 ° C for one day, they are
At 0 ° C, burn-in can be done in substantially half a day.

【0087】バーンイン温度を上げることに対する他の
障害は、バーンインの炉内にある任意のテストデバイス
もまた加熱されて、それの故障を加速してしまうという
ことである。例えば、本発明のASICは、DUTと同じバー
ンイン温度にさらされると、故障が加速される。
Another obstacle to raising the burn-in temperature is that any test device in the burn-in furnace will also be heated, accelerating its failure. For example, the ASIC of the present invention accelerates failure when exposed to the same burn-in temperature as the DUT.

【0088】本発明の1態様によれば、バーンインは、
少なくとも150°Cの温度で実施される。DUTは、ま
だパッケージ化されておらず、またDUT(またはASIC)
に取り付けられたスプリング接触エレメントは、完全に
金属性であるので、プロセスのこの段階では、DUTをパ
ッケージ化された半導体デバイスを破壊してしまう温度
にさらすことが可能であり、この半導体デバイスは、そ
のような高温には耐えることができない材料を含んでい
る。バーンインは、すべてのウェーハに存在する(分離
されていない)半導体デバイス(DUT)、あるいはウェ
ーハに存在する半導体デバイスの選択された部分に対し
て実施することができる。
According to one aspect of the invention, the burn-in is
It is carried out at a temperature of at least 150 ° C. DUT is not yet packaged and DUT (or ASIC)
Since the spring contact element attached to the is completely metallic, it is possible at this stage of the process to expose the DUT to a temperature that will destroy the packaged semiconductor device. It contains materials that cannot withstand such high temperatures. Burn-in can be performed on a semiconductor device (DUT) that is present on all wafers (not isolated) or on selected portions of the semiconductor devices that are present on the wafer.

【0089】前述したように、ASIC(106)及びWUT
(102)は、実質的な真空状態を生成するために排気
することが可能な容器内に簡単に配置され、WUT(10
2)は、温度制御されたチャック(104)上に簡単に
取り付けられる。バーンインを開始するために必要な電
力が熱を発生し、それは、ほとんどの場合において、DU
Tを希望するバーンイン温度に上昇させるのに十分な熱
より高いので、温度制御されたチャック(104)は、
冷却モードで動作する。真空状態であるので、DUTとス
プリング接触エレメント(110)以外のASICとの間の
熱伝導経路は最小であり、このため、ASICをDUTのバー
ンイン温度よりもかなり低い温度で動作させることが可
能である。必要な接続の低減及び他の利点 図7は、本発明のシステム700(100に相当する)
の例を示しており、本発明の技法の様々な例に適用可能
であるいくつかの特徴を示している。これらの特徴は、
相互接続(支持)基板708(108に相当する)に取
り付けられたたくさんのASIC706(106に相当す
る)、及びスプリング接触エレメント710を備える多
くのDUT702(102に相当する)であり、スプリン
グ接触エレメントは、ASICの前部表面に接触するために
DUTの前部表面に取り付けられている。電源718(1
18に相当する)は、相互接続基板708、ASIC706
及びASICとDUTを相互接続するための手段(710)を
介して、DUT702に電力を供給して、バーンインのた
めにそれを起動する。
As mentioned above, the ASIC (106) and the WUT
(102) is simply placed in a container that can be evacuated to create a substantial vacuum and the WUT (10)
2) is easily mounted on the temperature controlled chuck (104). The power required to initiate burn-in produces heat, which in most cases is DU
The temperature-controlled chuck (104) has more than enough heat to raise T to the desired burn-in temperature.
Operates in cooling mode. Because of the vacuum, the heat transfer path between the DUT and the ASIC other than the spring contact element (110) is minimal, which allows the ASIC to operate well below the burn-in temperature of the DUT. is there. Reduction of Required Connections and Other Benefits FIG. 7 illustrates a system 700 (equivalent to 100) of the present invention.
Of the present invention, showing some features that are applicable to various examples of the techniques of the present invention. These features are
There are a number of ASICs 706 (corresponding to 106) attached to an interconnect (supporting) substrate 708 (corresponding to 108), and many DUTs 702 (corresponding to 102) with spring contact elements 710, the spring contact elements being To contact the front surface of the ASIC
Mounted on the front surface of the DUT. Power supply 718 (1
18) corresponds to the interconnection board 708, the ASIC 706.
And powering the DUT 702 via the means (710) for interconnecting the ASIC and the DUT and activating it for burn-in.

【0090】ホストコントローラ716は(116に相
当する)は、相互接続基板708を介してASIC706に
信号を提供する。相互接続基板708に取り付けられた
たくさんの(そのうちの一つが示されている)ASIC70
6を個々に制御するために、それぞれのASIC706に与
える必要のある信号は非常に少ない。この信号は、例え
ば、シリアルストリームデータである。
Host controller 716 (corresponding to 116) provides signals to ASIC 706 via interconnect board 708. Many ASICs 70 (one of which is shown) mounted on interconnect board 708
Very few signals need to be provided to each ASIC 706 to individually control the six. This signal is, for example, serial stream data.

【0091】図7に示されている例は、メモリデバイス
であるDUTをテストするためのシステムの例である。ホ
ストコントローラ716は、わずかの(例えば、4つ
の)ラインしか必要としないデータバスを介してたくさ
んのASIC706に接続されている。これらの4つのライ
ンは、データ出力用のライン(DATA OUTで表示されてい
る)、データバック用のライン(DATA BACKで表示され
ている)、ASICをリセットするためのライン(MASTER R
ESETで表示されている)、クロック信号を伝送するため
のライン(CLOCKで表示されている)である。相互接続
基板に取り付けられたすべてのASICは、これらの4つの
「共通」ラインに接続されており、これらのラインは、
相互接続基板内ですべてのASICに接続されている。これ
は、たくさんの複雑な電子部品(DUT)を使用状態でテ
ストするように適合された相互接続基板(708)を実
現する(すなわち、製造する)ことが容易であることを
示している。
The example shown in FIG. 7 is an example of a system for testing a memory device DUT. The host controller 716 is connected to many ASICs 706 via a data bus that requires few (eg, four) lines. These four lines are the data output line (displayed with DATA OUT), the data back line (displayed with DATA BACK), and the line for resetting the ASIC (MASTER R
It is a line for displaying a clock signal (displayed by CLOCK). All ASICs mounted on the interconnect board are connected to these four "common" lines, which are:
Connected to all ASICs in the interconnect board. This shows that it is easy to implement (ie, manufacture) an interconnect substrate (708) adapted to test many complex electronic components (DUTs) in service.

【0092】電源(+Vで表示されている)とグランド
(GROUNDで表示されている)は、相互接続基板内で同様
に容易に取り扱われる。本質的に、相互接続基板内に
は、2つのラインが必要であり、それらは、好ましく
は、多層構造の相互接続基板内の平面(すなわち、電源
平面とグランド平面)として実現される。
The power supply (labeled + V) and ground (labeled GROUND) are similarly easily handled within the interconnect board. In essence, two lines are required in the interconnect substrate, which are preferably implemented as planes (ie, power plane and ground plane) in the multilayer interconnect substrate.

【0093】たくさんのDUTに電力を供給する従来技法
に関する問題は、相互接続基板を通して電源が降下する
ことである。この問題は、本発明では、ASIC(706)
に高い電圧を供給して、電圧レギュレーション(ここで
は、電圧レギュレータ)をASIC内に組み込むことによっ
て克服される。
A problem with the conventional technique of powering many DUTs is that the power supply drops through the interconnect board. In the present invention, this problem is caused by the ASIC (706).
Is overcome by incorporating a high voltage into the ASIC and incorporating voltage regulation (here a voltage regulator) into the ASIC.

【0094】本発明がもっとも近く関連する技術におい
て通常の知識を有する者であれば、特に示されてはいな
いが、追加の機能をASICに容易に組み込むことができる
ということを理解するであろう。例えば、それぞれのAS
ICに独自のアドレスとアドレスデコード機能を与え、コ
ントローラ716からやってくるシリアルストリームデ
ータに対するそれの応答を個別に取り扱うことができ
る。
Those of ordinary skill in the art to which the present invention is most closely related will appreciate that additional functionality, not specifically shown, can be readily incorporated into the ASIC. . For example, each AS
The IC can be given its own address and address decoding function, and its response to the serial stream data coming from the controller 716 can be handled individually.

【0095】前記したように、相互接続基板が必要とす
る個別のライン、またはノードは、非常に少ない。さら
に、ASICは、DUTが直接接続されているたくさんの相互
接続エレメント(スプリング接触エレメント)を介し
て、DUTと直接に通信することが容易にできる。また、
相互接続基板上にあるたくさんのASICは、ASICとDUTと
の間のたくさんの接続数の倍だけ通信することができ
る。これは、従来技術の技法に対して重要な利点であ
る。例えば、「Matsushita Patent」のシステムを例に
とると、たくさんの(例えば、500の)重要なDUT
(例えば、16Mb DRAM)をテストすることを要求する用
途では、相互接続基板(4)は、非常に複雑になり(例
えば、テスト回路チップ(2)の各ピンの間に30,000の
接続及び、相互接続基板(4)とDUT(1)の間にそれ
ぞれ対応する30,000の接触エレメントを設けることにな
る)、結果として製造して生産することは大変困難なこ
とになる。
As mentioned above, the interconnect substrate requires very few individual lines or nodes. In addition, the ASIC can easily communicate directly with the DUT via a number of interconnect elements (spring contact elements) to which the DUT is directly connected. Also,
Many ASICs on the interconnect board can communicate as many times as many connections between the ASIC and the DUT. This is an important advantage over prior art techniques. For example, in the case of the "Matsushita Patent" system, there are many (eg 500) significant DUTs.
For applications requiring testing (eg, 16Mb DRAM), the interconnect board (4) can become very complex (eg, 30,000 connections between each pin of the test circuit chip (2) and interconnects). There will be a corresponding 30,000 contact elements between the connection board (4) and the DUT (1), respectively, and as a result it will be very difficult to manufacture and produce.

【0096】本発明の重大な利点は、全体の「接続数」
を大幅に減少させることができるというこであり、この
減少は相互接続基板内でもっとも顕著である。前述した
ように、8インチのウェーハは、500個の16Mb DRAM
を含むことができ、それぞれは、60の結合パッドを持
っているので、トータルでは、30,000の接続がある。本
発明の技法を使用することによって、これらの30,000の
接続は、ASICとDUTの間に直接なされ、ASICから、相互
接続(支持)基板を通って、ホストコントローラに戻
る。例えば、電源(2つのライン)とシリアル信号の経
路(電源からのグランドラインを含む、2つのライン)
がある。このことは、従来技術の技法が本発明のASICあ
るいは、同様な手段を使用したとしても、DUTに相互接
続基板を相互接続する手段に、相互接続基板を介してAS
ICを接続することを要求する従来技術の技法とは著しく
相違していることを示すものである。本発明は、この問
題を完全に除去し、ASICとDUTの間を直接に接続するこ
とによって、相互接続基板上に必要とされるノードの数
を大幅に低減するものである。
A significant advantage of the present invention is that the total "connection count" is
Can be significantly reduced, and this reduction is most pronounced within the interconnect substrate. As mentioned earlier, an 8-inch wafer requires 500 16Mb DRAMs.
, Each having 60 bond pads, so there are a total of 30,000 connections. By using the techniques of the present invention, these 30,000 connections are made directly between the ASIC and the DUT, from the ASIC, through the interconnect (support) substrate, and back to the host controller. For example, power supply (2 lines) and serial signal path (2 lines including ground line from power supply)
There is. This means that even if the prior art techniques use the ASIC of the present invention or similar means, the means for interconnecting the interconnect substrate to the DUT will be provided through the interconnect substrate to the AS.
It is a marked departure from prior art techniques that require connecting ICs. The present invention eliminates this problem altogether and greatly reduces the number of nodes required on the interconnect substrate by making a direct connection between the ASIC and the DUT.

【0097】本発明の別の利点は、ASICが支持基板のWU
T側の面上にあり、それによって、ASICとDUTとの間の信
号経路が最小になり、DUTの高速テストが容易になると
いうことである。配列を別様にして、例えば、ASICを支
持(配線)基板の(WUTから見て)反対側に取り付ける
と、信号遅延及び望ましくない寄生が現れ、それによっ
て、実現可能なシステムを実装するために追加設計が必
要となる。
Another advantage of the present invention is that the ASIC is a support substrate WU.
It is on the T-side, which minimizes the signal path between the ASIC and the DUT and facilitates fast testing of the DUT. Mounting the array differently, for example, mounting the ASIC on the opposite side of the supporting (wiring) board (as viewed from the WUT) introduces signal delays and unwanted parasitics, thereby implementing a feasible system. Requires additional design.

【0098】これまで説明してきた技法は、以下のバッ
クエンドフローを提供する。すなわち、分離されていな
い半導体デバイス上に相互接続エレメント(例えば、ス
プリング接触エレメント)を作製すること、(バーンイ
ンを容易にするより高い温度での)ウェーハレベルのバ
ーンイン及びテスト、カプセル化(自由に選択可能)、
ウェーハレベルの高速選別、ウェーハ切断と分離、製品
出荷である。
The techniques described so far provide the following backend flows: Fabrication of interconnect elements (eg, spring contact elements) on non-isolated semiconductor devices, wafer level burn-in and testing (at higher temperatures to facilitate burn-in), encapsulation (free choice). Possible),
High-speed sorting at the wafer level, wafer cutting and separation, and product shipment.

【0099】本発明を図面及び前述の説明において詳細
に図示し、説明してきたが、これらは、例示的なもので
あって特徴を制限するものではないということを考慮す
べきである。望ましい実施態様のみについて図示し、説
明したものであって、本発明の精神内にはいるすべての
変更及び修正が保護されることが望まれるということが
理解される。明らかに、本発明が最も近く関係する技術
に関して通常の知識を有する者は、上述した「テーマ」
についての多くの他の「変更」について気付くであろう
が、そのような変更は、本明細書で開示した本発明の範
囲内にあることが意図されている。これらの変更のいく
つかは、原特許出願において説明されている。
While the invention has been illustrated and described in detail in the drawings and foregoing description, it should be considered that these are illustrative and not restrictive in character. It will be appreciated that all changes and modifications that have been shown and described only in the preferred embodiment, are within the spirit of the invention. Obviously, those of ordinary skill in the art to which the present invention is most closely related may refer to the "theme" mentioned above.
As will be noted many other "modifications" of such modifications are intended to be within the scope of the invention herein disclosed. Some of these changes are described in the original patent application.

【0100】例えば、テストをバーンインの間に実行す
ることができ、ASICのような能動的な半導体デバイスを
テスト基板上に載せて、あるテストのシーケンスを、AS
ICへの比較的少ない信号で制御して、ある結果を取得す
ることができ、それに応答してASICが動作を開始すると
いうことも本発明の範囲内である。
For example, a test can be executed during burn-in, an active semiconductor device such as an ASIC is mounted on a test board, and a certain test sequence is
It is also within the scope of the invention that a relatively small number of signals to the IC can be controlled to obtain some result, in response to which the ASIC begins operation.

【0101】例えば、たくさんのASICを一つの支持(相
互接続)基板に取り付けるのではなくて、相互接続基板
をシリコンウェーハとすることができ、従来の半導体製
造技法を使用して、ASICをそのウェーハ内に直接形成す
ることができる。そのような場合には、ウェーハ内に冗
長なテストエレメントを設けて、ウェーハをテストし、
動作可能なように決められたエレメントに確実に電源を
投入する(及び、動作可能でないように決められたエレ
メントには電源を投入しない)ことは利点となる。
For example, rather than mounting many ASICs on a single support (interconnect) substrate, the interconnect substrate can be a silicon wafer, and conventional semiconductor fabrication techniques can be used to convert the ASIC to that wafer. It can be formed directly in. In such cases, redundant test elements can be placed in the wafer to test the wafer,
It is an advantage to ensure that the elements that are determined to be operational are powered on (and that the elements that are determined to be non-operational are not powered on).

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1A】本発明による、ウェーハレベルのバーンイン
及びテストの方法を実施するための装置の側断面図であ
る。
FIG. 1A is a side cross-sectional view of an apparatus for performing a wafer level burn-in and test method according to the present invention.

【図1B】本発明による、(実線で示されている)DUT
の上にある(点線で示されている)ASICのような小さな
テスト基板の平面図である。
FIG. 1B is a DUT (shown in solid lines) according to the present invention.
FIG. 6 is a plan view of a small test board, such as an ASIC (shown in dotted lines) above.

【図1C】本発明による、図1BのDUTの概略の斜視図
である。
1C is a schematic perspective view of the DUT of FIG. 1B in accordance with the present invention.

【図1D】本発明による、図1BのASICの上部表面の平
面図である。
1D is a plan view of the top surface of the ASIC of FIG. 1B in accordance with the present invention.

【図1E】本発明による、(実線で示されている)2つ
のDUTの上にある(点線で示されている)ASICのような
小さなテスト基板の平面図である。
FIG. 1E is a plan view of a small test board such as an ASIC (shown in dotted lines) over two DUTs (shown in solid lines) according to the present invention.

【図2】本発明による、ASICとDUTの間の接触を行うた
めの代替の実施態様の側面図である。
FIG. 2 is a side view of an alternative embodiment for making contact between an ASIC and a DUT according to the present invention.

【図3A】本発明による、捕捉特徴を有する複数のASIC
のうちの一つの側断面図であり、この捕捉特徴は、DUT
に取り付けられたスプリング接触エレメントの先端部を
捕捉する(先端部によって接触される)ための、図1D
に示すような結合パッドである。
FIG. 3A illustrates multiple ASICs with capture features in accordance with the present invention.
Figure 1 is a side cross-sectional view of one of the
1D for capturing (contacted by) the tip of a spring contact element attached to the
Bond pad as shown in FIG.

【図3B】本発明による、DUTに取り付けられたスプリ
ング接触エレメントの先端部を捕捉するための特徴を有
する複数のASICのうちの一つの、代替の実施態様の側断
面図である。
FIG. 3B is a side sectional view of an alternative embodiment of one of a plurality of ASICs having features for capturing the tip of a spring contact element attached to a DUT in accordance with the present invention.

【図3C】本発明による、DUTに取り付けられたスプリ
ング接触エレメントの先端部を捕捉するための特徴の代
替の実施態様を示す、ASICの側断面図である。
FIG. 3C is a side cross-sectional view of an ASIC showing an alternative embodiment of features for trapping the tip of a spring contact element attached to a DUT according to the present invention.

【図4】本発明による、相互接続基板に対して正確なア
ライメントを確実にとるための特徴を背面に備える複数
のASICのうちの一つの側断面図である。
FIG. 4 is a side cross-sectional view of one of a plurality of ASICs with features on the back for ensuring accurate alignment with an interconnect substrate in accordance with the present invention.

【図5】本発明による、ASICと相互接続基板の間の電気
的接続を行うための技法を示す側面図である。
FIG. 5 is a side view showing a technique for making an electrical connection between an ASIC and an interconnect substrate according to the present invention.

【図5A】本発明のASICのような電気部品の上部表面か
ら、そのASICの背面までの電気的経路を提供するため
の、本発明による技法を示す側断面図である。
FIG. 5A is a cross-sectional side view of a technique according to the present invention for providing an electrical path from the top surface of an electrical component such as the ASIC of the present invention to the back surface of the ASIC.

【図5B】本発明のASICのような電気部品の上部表面か
ら、そのASICの背面までの電気的経路を提供するため
の、本発明による技法を示す側断面図である。
FIG. 5B is a side cross-sectional view showing a technique according to the present invention for providing an electrical path from the top surface of an electrical component such as the ASIC of the present invention to the back surface of the ASIC.

【図5C】本発明のASICのような電気部品の上部表面か
ら、そのASICの背面までの電気的経路を提供するため
の、本発明による技法を示す側断面図である。
FIG. 5C is a side cross-sectional view showing a technique in accordance with the present invention for providing an electrical path from the top surface of an electrical component such as the ASIC of the present invention to the back surface of the ASIC.

【図6A】本発明による、スプリング接触エレメントを
DUTに取り付けるための技法を示す側断面図である。
FIG. 6A shows a spring contact element according to the invention.
FIG. 6 is a side sectional view showing a technique for attachment to a DUT.

【図6B】本発明による、スプリング接触エレメントを
DUTに取り付けるための技法を示す側断面図である。
FIG. 6B shows a spring contact element according to the invention.
FIG. 6 is a side sectional view showing a technique for attachment to a DUT.

【図6C】本発明による、図6Bのスプリング接触エレ
メントの斜視図である。
6C is a perspective view of the spring contact element of FIG. 6B in accordance with the present invention.

【図7】(図1Aに相当する)本発明のシステムの概略
図であり、本発明の特定の例についての接続及び全体の
機能を示している。
FIG. 7 is a schematic diagram of a system of the invention (corresponding to FIG. 1A) showing the connections and overall functionality for a particular example of the invention.

フロントページの続き (31)優先権主張番号 60/024,405 (32)優先日 平成8年8月22日(1996.8.22) (33)優先権主張国 米国(US) (31)優先権主張番号 60/024,555 (32)優先日 平成8年8月26日(1996.8.26) (33)優先権主張国 米国(US) (31)優先権主張番号 60/030,697 (32)優先日 平成8年11月13日(1996.11.13) (33)優先権主張国 米国(US) (31)優先権主張番号 60/032,666 (32)優先日 平成8年12月13日(1996.12.13) (33)優先権主張国 米国(US) (31)優先権主張番号 60/034,053 (32)優先日 平成8年12月31日(1996.12.31) (33)優先権主張国 米国(US) (31)優先権主張番号 08/784,862 (32)優先日 平成9年1月15日(1997.1.15) (33)優先権主張国 米国(US) (31)優先権主張番号 08/788,740 (32)優先日 平成9年1月24日(1997.1.24) (33)優先権主張国 米国(US) (31)優先権主張番号 08/802,054 (32)優先日 平成9年2月18日(1997.2.18) (33)優先権主張国 米国(US) (31)優先権主張番号 08/819,464 (32)優先日 平成9年3月17日(1997.3.17) (33)優先権主張国 米国(US) (31)優先権主張番号 08/852,152 (32)優先日 平成9年5月6日(1997.5.6) (33)優先権主張国 米国(US) (72)発明者 ペダーセン,デイヴィッド,ブイ アメリカ合衆国カリフォルニア州95066, スコッツ・ヴァレイ,スターリング・レー ン・6 Fターム(参考) 2G003 AA10 AC01 AG03 AG08 2G132 AA00 AB04 AE10 AF01 AF10 AG09 AL05 4M106 AA01 AA02 AC13 BA01 CA31 CA59 DD03 Continued front page    (31) Priority claim number 60 / 024,405 (32) Priority date August 22, 1996 (August 22, 1996) (33) Priority claiming countries United States (US) (31) Priority claim number 60 / 024,555 (32) Priority date August 26, 1996 (August 26, 1996) (33) Priority claiming countries United States (US) (31) Priority claim number 60 / 030,697 (32) Priority date November 13, 1996 (November 13, 1996) (33) Priority claiming countries United States (US) (31) Priority claim number 60 / 032,666 (32) Priority date December 13, 1996 (December 13, 1996) (33) Priority claiming countries United States (US) (31) Priority claim number 60 / 034,053 (32) Priority date December 31, 1996 (December 31, 1996) (33) Priority claiming countries United States (US) (31) Priority claim number 08 / 784,862 (32) Priority date January 15, 1997 (January 15, 1997) (33) Priority claiming countries United States (US) (31) Priority claim number 08 / 788,740 (32) Priority date January 24, 1997 (January 24, 1997) (33) Priority claiming countries United States (US) (31) Priority claim number 08 / 802,054 (32) Priority date February 18, 1997 (February 18, 1997) (33) Priority claiming countries United States (US) (31) Priority claim number 08 / 819,464 (32) Priority date March 17, 1997 (March 17, 1997) (33) Priority claiming countries United States (US) (31) Priority claim number 08 / 852,152 (32) Priority date May 6, 1997 (May 5, 1997) (33) Priority claiming countries United States (US) (72) Inventor Pedersen, David, Buoy             California 95066, USA,             Scotts Valley, Sterling Ray             6 F-term (reference) 2G003 AA10 AC01 AG03 AG08                 2G132 AA00 AB04 AE10 AF01 AF10                       AG09 AL05                 4M106 AA01 AA02 AC13 BA01 CA31                       CA59 DD03

Claims (60)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体ウェーハ上にある複数の半導体デ
バイス(DUT)のウェーハレベルのバーンイン及びテス
トを実施するための方法であって、 自身の表面に端子を有する複数の能動電子部品を設ける
ことと、 前記複数のDUTの端子と前記能動電子部品の端子との間
で直接の電気的接続を実現するための手段を設けること
とからなる方法。
1. A method for performing wafer level burn-in and testing of a plurality of semiconductor devices (DUTs) on a semiconductor wafer, the method comprising providing a plurality of active electronic components having terminals on their surface. Providing means for achieving a direct electrical connection between the terminals of the plurality of DUTs and the terminals of the active electronic component.
【請求項2】 前記能動電子部品の前記端子がキャプチ
ャパッドであることからなる請求項1の方法。
2. The method of claim 1, wherein the terminals of the active electronic component are capture pads.
【請求項3】 前記キャプチャパッドを補強することを
さらに含むことからなる請求項2の方法。
3. The method of claim 2, further comprising stiffening the capture pad.
【請求項4】 前記電子部品の前記端子がキャプチャ特
徴であることからなる請求項1の方法。
4. The method of claim 1, wherein the terminals of the electronic component are capture features.
【請求項5】 DUTの数と能動電子部品の数の比が1対
1であることからなる請求項1の方法。
5. The method of claim 1, wherein the ratio of the number of DUTs to the number of active electronic components is 1: 1.
【請求項6】 DUTの数と能動電子部品の数の比が少な
くとも2対1であることからなる請求項1の方法。
6. The method of claim 1, wherein the ratio of the number of DUTs to the number of active electronic components is at least 2: 1.
【請求項7】 前記直接の電気的接続を実現するための
手段がDUTに取り付けられたスプリング接触エレメント
であることからなる請求項1の方法。
7. The method of claim 1, wherein the means for achieving the direct electrical connection comprises a spring contact element attached to the DUT.
【請求項8】 前記直接の電気的接続を実現するための
手段が、前記能動電子部品に取り付けられたスプリング
接触エレメントであることからなる請求項1の方法。
8. The method of claim 1, wherein the means for achieving the direct electrical connection comprises a spring contact element mounted on the active electronic component.
【請求項9】 前記能動電子部品がASICであることから
なる請求項1の方法。
9. The method of claim 1, wherein the active electronic component comprises an ASIC.
【請求項10】 前記能動電子部品を相互接続基板に取
り付けることをさらに含むことからなる請求項1の方
法。
10. The method of claim 1, further comprising mounting the active electronic component on an interconnect substrate.
【請求項11】 ホストコントローラを設けることと、 前記ホストコントローラを、前記相互接続基板を介して
前記能動電子部品に接続することとをさらに含むことか
らなる請求項10の方法。
11. The method of claim 10, further comprising: providing a host controller and connecting the host controller to the active electronic component via the interconnect substrate.
【請求項12】 前記DUTをテストするために、テスト
信号を、少数の共通ラインを介して前記ホストコントロ
ーラから前記相互接続基板へ、及び前記相互接続基板か
ら前記能動電子部品へ供給することをさらに含むことか
らなる請求項11の方法。
12. To test the DUT further comprises providing a test signal from the host controller to the interconnect board and from the interconnect board to the active electronic component via a few common lines. 13. The method of claim 11, comprising:
【請求項13】 選択的にバーンインをして、前記DUT
のうちの選択されたものをテストするために、前記能動
電子部品を選択的にアクティブにすることをさらに含む
ことからなる請求項12の方法。
13. The DUT is selectively burned in.
13. The method of claim 12, further comprising selectively activating the active electronic component to test a selected one of the.
【請求項14】 電源を設けることと、 前記電源を、前記相互接続基板を介して前記能動電子部
品に接続することをさらに含むことからなる請求項10
の方法。
14. The method further comprising providing a power supply and connecting the power supply to the active electronic component via the interconnect substrate.
the method of.
【請求項15】 前記能動電子部品内に電圧レギュレー
ションを設けることをさらに含むことからなる請求項1
4の方法。
15. The method of claim 1, further comprising providing voltage regulation within the active electronic component.
Method 4
【請求項16】 前記DUTをバーンインするときに、前
記能動電子部品を前記DUTsより低い温度に保持すること
をさらに含むことからなる請求項1の方法。
16. The method of claim 1, further comprising holding the active electronic components at a temperature below the DUTs when burning in the DUT.
【請求項17】 半導体ウェーハ(WUT)上にある複数
の半導体デバイス(DUTs)のウェーハレベルのバーンイ
ン及びテストを実施するためのシステムであって、 テスト基板であって、該テスト基板に取り付けられた複
数の個別の能動電子部品を有することからなる該テスト
基板と、 前記能動電子部品上に配置された手段であって、前記半
導体ウェーハ(WUT)上にある複数の半導体デバイス(D
UT)からの直接の接続を受けるための、使用状態におい
て適合された該手段とからなるシステム。
17. A system for performing wafer level burn-in and testing of a plurality of semiconductor devices (DUTs) on a semiconductor wafer (WUT), the system being a test board and attached to the test board. The test substrate comprising a plurality of individual active electronic components, and a plurality of semiconductor devices (D) on the semiconductor wafer (WUT), the means being arranged on the active electronic components.
UT) and a means adapted to receive a direct connection from the UT) adapted in use.
【請求項18】 直接の接続を受けるための前記手段
が、 前記能動電子部品上のキャプチャパッドであって、 ここで、前記直接の接続は前記DUTに取り付けられたス
プリング接触エレメントによって行われ、前記キャプチ
ャパッドに加圧接続するように、使用状態において適合
されていることからなる請求項17のシステム。
18. The means for receiving a direct connection is a capture pad on the active electronic component, wherein the direct connection is made by a spring contact element attached to the DUT, 18. The system of claim 17, comprising adapted for use in a pressure connection to the capture pad.
【請求項19】 直接の接続を受けるための前記手段
が、 前記能動電子部品上のキャプチャ特徴であって、ここ
で、前記直接の接続は前記DUTに取り付けられたスプリ
ング接触エレメントによって行われ、前記キャプチャ特
徴に加圧接続するように、使用状態において適合されて
いることからなる請求項17のシステム。
19. The means for receiving a direct connection is a capture feature on the active electronic component, wherein the direct connection is made by a spring contact element attached to the DUT, 18. The system of claim 17, wherein the system comprises being adapted for use in pressure connection with the capture feature.
【請求項20】 前記DUTと前記能動電子部品との間を
直接のびる複数の相互接続エレメントをさらに備えるこ
とからなる請求項17のシステム。
20. The system of claim 17, further comprising a plurality of interconnect elements extending directly between the DUT and the active electronic component.
【請求項21】 前記相互接続エレメントが、前記DUT
での微細なピッチから、前記能動電子部品での粗いピッ
チまで広がることからなる請求項20のシステム。
21. The interconnect element comprises the DUT.
21. The system of claim 20, which comprises spreading from a fine pitch at to a coarse pitch at the active electronic component.
【請求項22】 前記相互接続エレメントが、前記DUT
に取り付けられていることからなる請求項20のシステ
ム。
22. The interconnect element comprises the DUT
21. The system of claim 20, comprising being attached to.
【請求項23】 前記相互接続エレメントが、前記能動
電子部品に取り付けられていることからなる請求項20
のシステム。
23. The interconnection element comprises being attached to the active electronic component.
System.
【請求項24】 前記相互接続エレメントが、スプリン
グ接触エレメントであることからなる請求項20のシス
テム。
24. The system of claim 20, wherein the interconnection element comprises a spring contact element.
【請求項25】 前記スプリング接触エレメントが複合
相互接続エレメントであることからなる請求項24のシ
ステム。
25. The system of claim 24, wherein said spring contact element is a composite interconnect element.
【請求項26】 前記スプリング接触エレメントが、製
造された相互接続エレメントであることからなる請求項
24のシステム。
26. The system of claim 24, wherein said spring contact element comprises a manufactured interconnection element.
【請求項27】 前記テスト基板と前記WUTを収容する
ために、使用において適合された真空容器をさらに備え
ることからなる請求項17のシステム。
27. The system of claim 17, further comprising a vacuum vessel adapted for use to house the test substrate and the WUT.
【請求項28】 前記テスト基板が、半導体ウェーハで
あることと、 前記能動電子部品が前記テスト基板内に組み込まれてい
ることとからなる請求項17のシステム。
28. The system of claim 17, wherein the test substrate is a semiconductor wafer and the active electronic components are embedded within the test substrate.
【請求項29】 前記能動電子部品が相互接続基板の前
部表面に取り付けられたASICであることからなる請求項
17のシステム。
29. The system of claim 17, wherein said active electronic component comprises an ASIC mounted on the front surface of an interconnect substrate.
【請求項30】 前記ASICを前記相互接続基板に対して
位置合わせするための手段をさらに備えることからなる
請求項17のシステム。
30. The system of claim 17, further comprising means for aligning the ASIC with the interconnect substrate.
【請求項31】 使用中、前記能動電子部品が、比較的
少数の信号ラインを介して、外部のホストコンピュータ
から信号を受信して、比較的多数の相互接続エレメント
を介して前記DUTに前記信号を送ることからなる請求項
17のシステム。
31. In use, said active electronic component receives a signal from an external host computer via a relatively small number of signal lines and sends said signal to said DUT via a relatively large number of interconnect elements. 18. The system of claim 17, comprising sending.
【請求項32】 使用中、前記能動電子部品が、外部の
ホストコントローラからの制御信号に応答して、前記DU
Tをテストするために必要な複数の信号のうちの少なく
とも一部を生成することからなる請求項17の方法。
32. In use, the active electronic component responds to a control signal from an external host controller in response to a control signal from the DU.
18. The method of claim 17, comprising generating at least some of the plurality of signals required to test T.
【請求項33】 半導体デバイス上でバーンインを実施
する方法であって、 テスト基板を少なくとも一つの半導体デバイス(DUT)
に接続することと、 前記少なくとも一つのDUTに電力を供給することと、 前記少なくとも一つのDUTを第1の温度に保持すること
と、 前記テスト基板を前記第1の温度に依存しない第2の温
度に保持することとからなる方法。
33. A method of performing burn-in on a semiconductor device, the test substrate being at least one semiconductor device (DUT).
Connecting to the at least one DUT, supplying power to the at least one DUT, maintaining the at least one DUT at a first temperature, and connecting the test substrate to a second temperature independent of the first temperature. Holding at temperature.
【請求項34】 前記第2の温度が前記第1の温度より
も低いことからなる請求項33の方法。
34. The method of claim 33, wherein the second temperature is lower than the first temperature.
【請求項35】 前記第2の温度が、前記第1の温度よ
りも高くないことからなる請求項33の方法。
35. The method of claim 33, wherein the second temperature is not higher than the first temperature.
【請求項36】 前記テスト基板と前記少なくとも一つ
のDUTを真空環境の中に配置し、前記真空環境が、前記
少なくとも一つのDUTと前記テスト基板との間に熱的な
防護壁を提供することをさらに含むことからなる請求項
33の方法。
36. Placing the test board and the at least one DUT in a vacuum environment, the vacuum environment providing a thermal barrier between the at least one DUT and the test board. 34. The method of claim 33, further comprising:
【請求項37】 前記少なくとも一つのDUTが、半導体
ウェーハ(WUT)上にある複数の半導体デバイスである
ことからなる請求項33の方法。
37. The method of claim 33, wherein the at least one DUT comprises a plurality of semiconductor devices on a semiconductor wafer (WUT).
【請求項38】 前記テスト基板を複数のスプリング接
触エレメントで前記少なくとも一つのDUTに接続するこ
とをさらに含むことからなる請求項33の方法。
38. The method of claim 33, further comprising connecting the test substrate to the at least one DUT with a plurality of spring contact elements.
【請求項39】 前記テスト基板を、前記少なくとも一
つのDUTに取り付けられた複数のスプリング接触エレメ
ントで前記少なくとも一つのDUTに接続することをさら
に含むことからなる請求項33の方法。
39. The method of claim 33, further comprising connecting the test substrate to the at least one DUT with a plurality of spring contact elements attached to the at least one DUT.
【請求項40】 前記スプリング接触エレメントが、細
長く、それらの基部で前記少なくとも一つのDUTに取り
付けられていて、自由端を備えていることと、 さらに、それらの基部よりも自由端においての方がより
大きなピッチを持つように、前記スプリング接触エレメ
ントの自由端が広がっていることとからなる請求項39
の方法。
40. The spring contact elements are elongate and attached to the at least one DUT at their bases, with free ends, and further, at their free ends rather than their bases. 40. The free end of the spring contact element is flared to have a greater pitch.
the method of.
【請求項41】 半導体ウェーハから分離される前に半
導体チップをテストする方法であって、 それぞれが自由端を有する複数のスプリング接触エレメ
ントを、第1の半導体ウェーハ上にある複数の半導体チ
ップに取り付けることと、 複数の端子を有するテスト基板を前記チップの表面に引
き寄せて、それぞれの端子と前記スプリング接触エレメ
ントの自由端の間の複数の加圧接続を行うことと、 信号を前記スプリング接触エレメントを介して前記チッ
プに供給して、前記半導体チップをテストすることとか
らなる方法。
41. A method of testing a semiconductor chip before being separated from the semiconductor wafer, wherein a plurality of spring contact elements each having a free end are attached to the plurality of semiconductor chips on a first semiconductor wafer. And pulling a test substrate having a plurality of terminals toward the surface of the chip to make a plurality of pressure connections between each terminal and the free end of the spring contact element, and And testing the semiconductor chip by feeding the semiconductor chip through the chip.
【請求項42】 前記スプリング接触エレメントが複合
相互接続構造であることからなる請求項41の方法。
42. The method of claim 41, wherein said spring contact element comprises a composite interconnect structure.
【請求項43】 前記半導体チップをテストした後に、
前記チップを前記ウェーハから分離することをさらに含
むことからなる請求項41の方法。
43. After testing the semiconductor chip,
42. The method of claim 41, further comprising separating the chips from the wafer.
【請求項44】 前記テスト基板が、第2の半導体ウェ
ーハであることからなる請求項41の方法。
44. The method of claim 41, wherein the test substrate is a second semiconductor wafer.
【請求項45】 前記テスト基板が、比較的大きな相互
接続基板と、前記相互接続基板の前面に取り付けられた
複数の比較的小さな電子部品とから構成されることから
なる請求項41の方法。
45. The method of claim 41, wherein the test board comprises a relatively large interconnect board and a plurality of relatively small electronic components mounted on the front surface of the interconnect board.
【請求項46】 前記テスト基板と前記半導体チップが
接続されている間、前記半導体チップの少なくとも一部
についてバーンインを実施することをさらに含むことか
らなる請求項41の方法。
46. The method of claim 41, further comprising performing burn-in on at least a portion of the semiconductor chip while the test substrate and the semiconductor chip are connected.
【請求項47】 バーンインを実施している間、前記テ
スト基板と前記半導体チップを真空状態内に配置するこ
とをさらに含むことからなる請求項46の方法。
47. The method of claim 46, further comprising placing the test substrate and the semiconductor chip in a vacuum while performing burn-in.
【請求項48】 バーンインを実施している間、前記テ
スト基板を前記半導体チップの温度より低い温度に保持
することをさらに含むことからなる請求項46の方法。
48. The method of claim 46, further comprising holding the test substrate below the temperature of the semiconductor chip while performing burn-in.
【請求項49】 複数の電子部品を相互接続基板に位置
合わせする方法であって、 各電子部品の背面上にくぼみを形成することと、 前記相互接続基板の前部表面上に対応するくぼみを形成
することと、 前記くぼみと前記対応するくぼみの間に球状のエレメン
トを配置することとからなる方法。
49. A method of aligning a plurality of electronic components with an interconnect substrate, the method comprising forming indentations on a back surface of each electronic component and forming corresponding indentations on a front surface of the interconnect substrate. Forming, and disposing a spherical element between said depression and said corresponding depression.
【請求項50】 前記電子部品がASICであり、 前記ASICと前記相互接続基板が、半導体デバイスのウェ
ーハレベルのバーンインとテストを実施するためのシス
テムのテスト基板を構成することからなる請求項49の
方法。
50. The electronic component is an ASIC, and the ASIC and the interconnect substrate comprise a test substrate of a system for performing wafer level burn-in and testing of semiconductor devices. Method.
【請求項51】 第1の電子部品からのびる細長い相互
接続エレメントの先端部と第2の電子部品の間の接続を
行う方法であって、 前記第2の電子部品の前部表面上にくぼみを形成するこ
とと、 前記細長い相互接続エレメントの前記先端部が前記くぼ
み内に配置されるように、前記第1及び第2の電子部品
を引き寄せることと、 横方向または回転方向からなる組から選択された方向
に、前記第2の電子部品を動かして、前記細長い相互接
続エレメントの先端部と前記くぼみの側面部との間の加
圧接続を行うこととからなる方法。
51. A method of making a connection between a tip of an elongated interconnection element extending from a first electronic component and a second electronic component, the indentation on a front surface of the second electronic component. Forming, pulling the first and second electronic components such that the tip of the elongated interconnection element is located within the recess, and selecting from a set consisting of a lateral or rotational direction. Moving the second electronic component in a positive direction to make a pressure connection between the tip of the elongated interconnection element and the side of the recess.
【請求項52】 前記細長い相互接続エレメントがスプ
リング接触エレメントであることからなる請求項51の
方法。
52. The method of claim 51, wherein said elongate interconnect element is a spring contact element.
【請求項53】 前記第1の電子部品が、少なくとも一
つの半導体デバイスであることからなる請求項51の方
法。
53. The method of claim 51, wherein the first electronic component comprises at least one semiconductor device.
【請求項54】 前記第1の電子部品が、半導体ウェー
ハ上にある複数の半導体デバイスであることからなる請
求項51の方法。
54. The method of claim 51, wherein the first electronic component comprises a plurality of semiconductor devices on a semiconductor wafer.
【請求項55】 前記第2の電子部品がテスト基板であ
ることからなる請求項51の方法。
55. The method of claim 51, wherein the second electronic component comprises a test board.
【請求項56】 前記第2の電子部品が、半導体デバイ
スのウェーハレベルのバーンインを実施するためのシス
テムのテスト基板に取り付けられたASICであることから
なる請求項51の方法。
56. The method of claim 51, wherein the second electronic component is an ASIC mounted on a test board of a system for performing wafer level burn-in of semiconductor devices.
【請求項57】 少なくとも一つの半導体デバイス(DU
T)を試験する方法であって、 能動電子部品を、少なくとも一つのDUTに電気的に直接
接触させて配置することと、 前記能動電子部品と前記DUTの間の電気的経路内に相互
接続基板のような他の手段を用いることなく、前記能動
電子部品上の端子と前記DUT上の端子の間に直接のびる
相互接続エレメントを介して、電力と信号を通過させる
ことによって、前記少なくとも一つのDUTを起動するこ
ととからなる方法。
57. At least one semiconductor device (DU
T) in which an active electronic component is placed in direct electrical contact with at least one DUT, and an interconnect substrate in an electrical path between the active electronic component and the DUT. By passing power and signals through interconnection elements that extend directly between the terminals on the active electronic component and the terminals on the DUT without using other means such as And a method that consists of starting.
【請求項58】 前記相互接続エレメントがスプリング
接触エレメントであることからなる請求項57の方法。
58. The method of claim 57, wherein the interconnection element comprises a spring contact element.
【請求項59】 複数の能動電子部品を相互接続基板に
取り付けることと、 ホストコントローラからの比較的少数の信号を、前記相
互接続基板を介して前記能動電子部品に送ることと、 前記能動電子部品からの比較的多くの信号を、少なくと
も一つのDUTからなる複数のDUTと前記複数の能動電子部
品の間にのびる前記相互接続エレメントを介して、前記
少なくとも一つのDUTからなる複数のDUTに直接送ること
とをさらに含むことからなる請求項57の方法。
59. Attaching a plurality of active electronic components to an interconnect substrate, sending a relatively small number of signals from a host controller to the active electronic component through the interconnect substrate, and the active electronic component. A relatively large number of signals from the at least one DUT to the plurality of DUTs directly through the interconnection elements extending between the plurality of DUTs and the plurality of active electronic components. 58. The method of claim 57, further comprising:
【請求項60】 前記能動電子部品がASICであることか
らなる請求項57の方法。
60. The method of claim 57, wherein the active electronic component comprises an ASIC.
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