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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Burn-In-System zum Durchführen
eines Burn-Ins von Halbleitervorrichtungen auf Waferebene, eine
Kontaktiereinrichtung zum im wesentlichen gleichzeitigen Kontaktieren
einer Vielzahl von an einem Halbleiterwafer angeordneten Halbleitervorrichtungen
zum Durchführen
eines Burn-Ins auf Waferebene und ein Verfahren zum Durchführen eines
Burn-Ins auf Waferebene.
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Ein Burn-In wird verwendet, um Halbleitervorrichtungen
künstlich
vorzualtern. Das Burn-In wird in der Regel auf Chipebene durchgeführt, d.h.
die gepackagte bzw. gepackte Halbleitervorrichtung bzw. der gepackagete
Chip wird nach der Herstellung dem Burn-In Vorgang unterzogen. Hierbei
wird die Halbleitervorrichtung vorbestimmten Spannungs- und/oder
Temperaturbedingungen unterzogen. Seit kurzer Zeit werden auch Burn-In-Systeme bereitgestellt,
die ein Burn-In von Halbleitervorrichtungen auf Waferebene ermöglichen.
Solche Burn-In-Systeme sind jedoch sehr komplex und teuer in der
Herstellung.
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Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ein Burn-In-System zum Durchführen
eines Burn-Ins von Halbleitervorrichtungen auf Waferebene, eine
Kontaktiereinrichtung zum Durchführen eines
Burn-Ins auf Waferebene und ein Verfahren zum Durchführen eines
Burn-Ins auf Waferebene bereitzustellen, die einfach und kostengünstig realisiert werden
können.
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Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung
gelöst
durch ein Burn-In-System mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen,
eine Kontaktiereinrichtung mit den in Anspruch 6 angegebenen Merkmalen
und ein Verfahren zum Durchführen
eines Burn-Ins mit den in Anspruch 9 angegebenen Merkmalen. Bevorzugte
Ausführungsformen
sind Inhalt der abhängigen
Ansprüche.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird bereitgestellt, umfassend:
- – eine Halbleitervorrichtungs-Testeinrichtung
bzw. Memory-Tester,
umfassend:
- – eine
Vielzahl von Spannungsversorgungen;
- – eine
Vielzahl von Signalkontakten;
- – eine
Kontaktiereinrichtung bzw. Nadelkarte umfassend:
- – Eingangskontakte
zum Aufnehmen von Spannungspegeln von den Spannungsversorgungen der
Halbleitervorrichtungs-Testeinrichtung;
- – Ausgangskontakte
zum Kontaktieren der Halbleitervorrichtungen und zum Ausgeben eines Spannungspegels
und eines Strompegels, wobei im Betrieb jeweils ein Ausgangskontakt
eine Halbleitervorrichtung kontaktiert;
- – Strombegrenzereinrichtungen,
welche jeweils in dem elektrischen Pfad zwischen den Eingangskontakten
und den Ausgangskontakten angeordnet sind, zum Begrenzen der maximalen über die Ausgangskontakte
ausgegebenen Stromstärke; und
- – Meßkontakte,
welche mit den Ausgangskontakten in elektrischer Verbindung stehen,
zum Ausgeben von an den Ausgangskontakten anliegenden Spannungspegeln
an Signaleingänge und/oder
Signalausgänge
der Halbleitervorrichtungs-Testeinrichtung,
wobei die
Spannungsversorgungen der Testeinrichtung mit den Eingangskontakten
der Kontaktiereinrichtung signalverbindbar bzw. signalverbunden
sind und die Signalkontakte der Testeinrichtung mit den Meßkontakten
der Kontaktiereinrichtung signalverbindbar bzw. signalverbunden
sind.
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Die Halbleitervorrichtungs-Testeinrichtung
ist vorzugsweise eine herkömmliche
bzw. bekannte Halbleitervorrichtungs- Testeinrichtung bzw. ein Memory-Tester.
Für das
Burn-In auf Waferebene wird eine spezielle Kontaktiereinrichtung
verwendet, welche den Einsatz der Halbleitervorrichtungs-Testeinrichtung für das Burn-In
ermöglicht.
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Ferner ist vorzugsweise die Anzahl
der Ausgangskontakte gleich der Anzahl der Halbleitervorrichtungen
auf dem Wafer, für
die das Burn-In gleichzeitig durchgeführt werden soll.
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Mit Hilfe der Meßkontakte kann die an den Augangskontakten
und somit an den jeweiligen mit den Ausgangskontakten kontaktierten
Halbleitervorrichtungen des Wafers anliegende Spannung gemessen
werden. Somit kann erfaßt
werden, ob die vorgeschriebenen Burn-In-Kriterien, insbesondere
das anliegen einer vorbestimmten Spannung, erfüllt worden sind. Nicht korrekt
vorgealterte Halbleitervorrichtungen können dann leicht ermittelt
werden.
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Bevorzugt sind in der Kontaktiereinrichtung jeweils
zumindest zwei Ausgangskontakte mit einem Eingangskontakt elektrisch
verbunden und jeweils eine Strombegrenzereinrichtung ist jeweils
einem Ausgangskontakt zugeordnet.
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Dadurch wird eine Parallelität erzeugt,
die es ermöglicht,
ein Burn-In mit einer Halbleitervorrichtungs-Testeinrichtung durchzuführen, die
weniger Spannungsversorgungen aufweist als die Anzahl der Halbleitervorrichtungen
auf dem Wafer, für
die das Burn-In gleichzeitig durchgeführt werden soll. Somit kann
eine Spannungsversorgung mehrere Halbleitervorrichtungen gleichzeitig
versorgen, was in einem höheren
Durchsatz beim Burn-In-Vorgang resultiert. Mit Hilfe der Strombegrenzereinrichtungen
wird der über
eine Halbleitervorrichtung fließende
Strom auf einen Maximalwert begrenzt.
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Vorzugsweise umfaßt die Kontaktiereinrichtung
ferner zumindest eine Umschalteinrichtung, die in dem elektrischen
Pfad zwischen den Ausgangskontakten und den Meßkontakten angeord net ist, und
wobei zumindest ein Meßkontakt über die
Umschalteinrichtung mit zumindest zwei Ausgangskontakten verbunden
ist.
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Vorzugsweise wird ferner der Meßvorgang an
den einzelnen Halbleitervorrichtungen zumindest teilweise sequentiell
durchgeführt.
Somit kann ein Signalkontakt der Halbleitervorrichtungs-Testeinrichtung
nacheinander Meßsignale
von verschiedenen Meßkontakten
aufnehmen. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn die Anzahl der
Signalkontakte Halbleitervorrichtungs-Testeinrichtung geringer ist als
die Anzahl der Ausgangskontakte der Kontaktiereinrichtung.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
umfassen die Signalkontakte der Halbleitervorrichtungs-Testeinrichtung
Signalein-/-ausgänge bzw. I/O-Anschlüsse.
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Die Signalkontakte sind vorzugsweise
die herkömmlichen
Signalein-/-ausgänge
bzw. I/O-Anschlüsse
der Halbleitervorrichtungs-Testeinrichtung.
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Ferner können die Signalkontakte der
Halbleitervorrichtungs-Testeinrichtung
Treiberkontakte bzw. Treiberanschlüsse umfassen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird ferner eine Kontaktiereinrichtung bzw. Nadelkarte zum im wesentlichen
gleichzeitigen Kontaktieren einer Vielzahl von an einem Halbleiterwafer
angeordneten Halbleitervorrichtungen zum Durchführen eines Burn-Ins auf Waferebene
bereitgestellt, umfassend:
- – Eingangskontakte zum Aufnehmen
von Spannungspegeln von einer Halbleitervorrichtungs-Testeinrichtung;
- – Ausgangskontakte
zum Kontaktieren der Halbleitervorrichtungen und zum Ausgeben eines Spannungspegels
und eines Strompegels, wobei im Betrieb jeweils zumindest ein Ausgangskontakt eine
Halbleitervorrichtung kontaktiert;
- – Strombegrenzereinrichtungen,
welche jeweils in dem elektrischen Pfad zwischen den Eingangskontakten
und den Ausgangskontakten angeordnet sind, zum Begrenzen der maximalen über die Ausgangskontakte
ausgegebenen Stromstärke; und
- – Meßkontakte,
welche mit den Ausgangskontakten in elektrischer Verbindung stehen,
zum Ausgeben von an den Ausgangskontakten anliegenden Spannungspegeln
an Signaleingänge und/oder
Signalausgänge
der Halbleitervorrichtungs-Testeinrichtung.
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Vorzugsweise sind jeweils zumindest
zwei Ausgangskontakte mit einem Eingangskontakt elektrisch verbunden
und ist jeweils eine Strombegrenzereinrichtung jeweils einem Ausgangskontakt
zugeordnet.
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Bevorzugt umfaßt die Kontaktiereinrichtung ferner
zumindest eine Umschalteinrichtung, die in dem elektrischen Pfad
zwischen den Ausgangskontakten und den Meßkontakten angeordnet ist,
und wobei zumindest ein Meßkontakt über die
Umschalteinrichtung mit zumindest zwei Ausgangskontakten verbunden
ist.
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Gemäß der Erfindung wird ferner
ein Verfahren zum Durchführen
eines Burn-Ins auf Waferebene bereitgestellt, umfassend die folgenden
Schritte:
- – Bereitstellen
eines Burn-In-Systems gemäß der vorliegenden
Erfindung oder einer bevorzugten Ausführungsform davon;
- – Anlegen
von Spannungen an die Eingangskontakte der Kontaktiereinrichtung
durch die Spannungsversorgungen;
- – Begrenzen
der maximalen über
die Ausgangskontakte ausgegebenen Stromstärke durch die Strombegrenzereinrichtungen;
- – Ausgeben
der an den Ausgangskontakten der Kontaktiereinrichtung anliegenden
Spannung durch die Meßkontakte;
- – Messen
der an den Ausgangskontakten der Kontaktiereinrichtung anliegenden
Spannung durch die Halbleitervorrichtungs-Testeinrichtung.
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Gemäß der Erfindung wird somit
die Verwendung einer vorzugsweise bekannten Halbleitervorrichtungs-Testeinrichtung
bzw. eines Memory-Testers zum Durchführen eines Burn-Ins von Halbleitervorrichtungen
auf Waferebene vorgeschlagen. Dies wird insbesondere mit Hilfe einer
wie vorstehend beschrieben ausgestalteten Kontaktiereinrichtung
ermöglicht.
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Weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der
vorliegenden Erfindung werden offensichtlich aus der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
mit Bezug auf die Zeichnungen, in welchen zeigt:
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1 eine
schematische Ansicht eines Burn-In-Systems gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
schematische Ansicht eines Burn-In-Systems gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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3 eine
schematische Ansicht eines Burn-In-Systems gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Nachfolgend wird ein Burn-In-System
gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1 beschrieben. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines
Burn-In-Systems gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Das gezeigte Burn-In-System umfaßt eine Halbleitervorrichtungs-Testeinrichtung 10 und
eine Kontaktiereinrichtung 12.
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Die Halbleitervorrichtungs-Testeinrichtung 10 ist
vorzugsweise eine bekannte Halbleiterspeichervorrichtungs-Testeinrichtung bzw.
ein Memory-Tester, wie er zum Testen von Halbleiterspeichervorrichtungen
verwendet wird. Die Testeinrichtung 10 umfaßt eine
Vielzahl von Spannungsversorgungen PS. In der in 1 dargestellten Ausführungsform umfaßt die Halbleitervorrichtungs-Testeinrichtung 10n Spannungsversorgungen
PS.
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Ferner umfaßt die Testeinrichtung 10 eine Vielzahl
von Signalkontakten 22 über
welche Signale von bzw. zu der Testeinrichtung 10 übertragen
werden können.
In der ersten bevorzugten Ausführungsform
sind die Signalkontakte 22 vorzugsweise Signalein-/-ausgänge bzw.
IO-Kanäle
bzw. IO-Anschlüsse
(IO) Halbleitervorrichtungs-Testeinrichtung 10. In der
in 1 dargestellten Ausführungsform
umfaßt die
Halbleitervorrichtungs-Testeinrichtung 10 2n Signalkontakte 22.
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Die Kontaktiereinrichtung 12 ist
vorzugsweise eine Nadelkarte, wie sie zum Testen bzw. Burn-In von
Halbleitervorrichtungen auf Waferebene verwendet wird. Die Kontaktiereinrichtung 12 umfaßt eine Vielzahl
von Eingangskontakten 14 und eine Vielzahl von Ausgangskontakten 16.
Vorzugsweise entspricht die Anzahl der Eingangskontakte 14 der
Anzahl der Spannungsversorgungen PS der Halbleitervorrichtungs-Testeinrichtung 10.
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Ferner sind Strombegrenzer SB vorgesehen zum
Begrenzen der über
die Ausgangskontakte 16 ausgegebenen Stromstärke. In
der in 1 gezeigten Ausführungsform
sind jeweils zwei Strombegrenzer SB mit einem Eingangskontakt 14 elektrisch
verbunden. Des weiteren ist jeweils ein Strombegrenzer SB mit genau
einem Ausgangskontakt 16 elektrisch verbunden.
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Es ist jedoch ebenfalls denkbar,
daß jeweils mehr
als zwei Strombegrenzer SB mit einem Eingangskontakt 14 verbunden
sind. Vorzugsweise entspricht die Anzahl der Strombegrenzer SB der
Anzahl der Ausgangskontakte 16.
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Die Kontaktiereinrichtung 12 umfaßt ferner Meßkontakte 18,
welche mit den Ausgangskontakten 16 in elektrischer Verbindung
stehen. Über
die Meßkontakte 18 kann
die an den Ausgangskontakten 16 anliegende Spannung gemessen
werden.
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Beim Betrieb des Burn-In-Systems
werden die Spannungsversorgungen PS der Testeinrichtung 10 jeweils
mit den Eingangskontakten 14 der Kontaktiereinrichtung 12 elektrisch
verbunden. Des weiteren werden die Signalkontakte 2 der
Testeinrichtung 10 mit den Meßkontakten 18 der
Kontaktiereinrichtung 12 elektrisch verbunden. Somit kann
mit Hilfe der Testeinrichtung 10 die an den Ausgangskontakten 16 der
Kontaktiereinrichtung 12 anliegende Spannung gemessen werden.
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Nachfolgend wird der Burn-In-Vorgang
im Detail beschrieben.
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Das Burn-In wird verwendet, um Halbleitervorrichtungen
künstlich
vorzualtern. Hierbei müssen vorbestimmte
Burn-In-Bedingungen
eingehalten werden. Dies ist z.B. das Anliegen einer vorbestimmten Spannung
oder einer vorbestimmten Temperatur an der Halbleitervorrichtung.
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Das Burn-In, welches mit dem vorliegenden Burn-In-System
durchgeführt
wird, wird auf Waferebene durchgeführt. Dies bedeutet, daß eine Vielzahl von
Halbleitervorrichtungen bzw. Chips, welche auf einem Wafer W angeordnet
sind, gleichzeitig vorgealtert werden. Der Wafer W ist hierbei noch
nicht zersägt
und die Chips sind dabei noch nicht gepackaget. Somit können fehlerhafte
Halbleitervorrichtungen ermittelt und ausgesondert werden bevor
sie weiterverarbeitet werden. Vorzugsweise sind die Halbleitervorrichtungen
Halbleiterspeichervorrichtungen bzw. Speicherchips.
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Beim Burn-In-Vorgang wird zunächst jeweils eine
vorbestimmte Spannung an die Eingangskontakte 14 der Kontaktiereinrichtung
angelegt. Abhängig
von der angelegten Spannung, fließt ein bestimmter Strom über den
jeweiligen Ausgangskontakt 16.
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Falls ein Chip defekt ist und somit
mehr Strom "zieht", wird der maximale über einen
Ausgangskontakt 16 fließende Strom durch den Strombegrenzer
SB beschränkt.
In einem solchen Fall, sinkt jedoch die an dem jeweiligen Ausgangskontakt 16 anliegende
Spannung. Durch Messen der an dem Ausgangskontakt 16 anliegenden
Spannung, kann ermittelt werden, ob die Burn-In-Bedingungen erfüllt sind und ein Chip somit
vorschriftsmäßig vorgealtert wurde.
Wenn ein Spannungsabfall detektiert wurde, kann der jeweilige fehlerhafte
Chip bestimmt und verworfen werden.
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Die Messung der an den Ausgangskontakten 16 anliegenden
Spannung erfolgt über
die Meßkontakte 18 und
die Signalkontakte 22 der Testeinrichtung 10.
Hierbei kann während
eines sog. Patternlaufs der Halbleitervorrichtungs-Testeinrichtung 10 mit
einem Lese- bzw. Read-Kommando und einen dazu eingestellten Bewertungspegel
die Bewertung vorgenommen werden.
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Nachfolgend wird ein Burn-In-System
gemäß einer
zweiten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 2 beschrieben. 2 zeigt eine schematische Ansicht eines
Burn-In-Systems gemäß einer
zweiten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Der Aufbau des Burn-In-Systems gemäß der zweiten
bevorzugten Ausführungsform
ist im wesentlichen die gleiche wie die des Burn-In-Systems gemäß der ersten
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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In dieser Ausführungsform umfassen die Signalkontakte 22 ferner
Treiberanschlüsse
bzw. -kanäle
(DRV) der Testeinrichtung 10. Diese werden zusätzlich zu
den IO-Kanälen
der Testeinrichtung 10 verwendet, um die an den Ausgangskontakten 16 anliegende
Spannung über
die Meßkontakte 18 aufzunehmen.
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Ferner sind Meßeinheiten bzw. DC-Units DC vorgesehen,
welche den an den Ausgangskontakten 16 anliegenden Spannungspegel messen
und eine Bewertung vornehmen. In der gezeigten Ausführungsform
sind m Meßeinheiten
DC vorgesehen. Die Meßeinheiten
DC können
mit Hilfe eines Schalters zwischen mehreren Signalkontakten 22 umschalten.
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Nachfolgend wird ein Burn-In-System
gemäß einer
dritten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 3 beschrieben.
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Das in 3 gezeigten
Burn-In-System entspricht im wesentlichen dem Burn-In-System von 2. Es sind jedoch ferner
Umschalteinrichtungen 20 in der Kontaktiereinrichtung 12 vorgesehen.
Mit Hilfe der Umschalteinrichtungen 20 ist es möglich, jeweils
einem Meßkontakt 18 mehrere
Ausgangskontakte 16 zuzuordnen und zwischen diesen hin-
und her- bzw. umzuschalten. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn
mehr Ausgangskontakte 16 als Signalkontakte 22 vorhanden
sind. Vorzugsweise werden zur Ansteuerung der Umschalteinrichtungen 20 sogenannte
Kontroll- bzw. Steuer- bzw. Regelwörter bzw. "control words" der Testeinrichtung 10 verwendet,
welche durch eine Kontroll- bzw. Steuer- bzw. Regelworteinheit bzw.
Control-Word-Unit 24 der
Testeinrichtung 10 erzeugt werden. Das Messen der an den
Ausgangskontakten 16 anliegenden Spannung erfolgt in dieser
Ausführungsform
zumindest teilweise sequentiell. Dies bedeutet, daß während der Burn-In-Vorgangs
die Spannungen, welche an den mit einer Umschalteinrichtung 20 verbundenen
Ausgangskontakten 16 anliegen, nacheinander gemessen werden.
Es kann ein oder mehrere Durchläufe der
Spannungsmessung erfolgen.
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Zusätzlich zu dem oben beschriebenen
Anlegen von Spannung an die Halbleitervorrichtungen zum Durchführen des
Burn-Ins kann die Testeinrichtung 10, insbesondere über weitere
Signalkontakte, über
weitere Signalleitungen mit den Halbleitervorrichtungen auf dem
Wafer W verbunden sein bzw. werden. Dadurch können beispielsweise Testmuster an
die Halbleitervorrichtungen angelegt werden.
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Zusammenfassend kann gesagt werden, daß gemäß der vorliegenden
Erfindung bekannte Testeinrichtungen zum Durchführen eines Burn-Ins auf Waferebene
verwendet werden können.
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- 10
- Halbleitervorrichtungs-Testeinrichtung
- 12
- Kontakteinrichtung
- 14
- Eingangskontakte
- 16
- Ausgnagskontakte
- 18
- Meßkontakte
- 20
- Umschalteinrichtung
- 22
- Signalkontakte
- 24
- Control-Word-Unit