JP2005308587A - パフォーマンスボードの診断ボードと診断方法と診断装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 診断ボード70は、「パフォーマンスボード22に接続され、ウェーハに作りこまれているダイのパッドにプローブ針を接触させるとともに、チェンジャ33によってウェーハプローバ14内で交換可能となっているプローブカード」と同等寸法であり、パフォーマンスボード22の診断用回路が形成されている。
この診断ボード70は、プローブカードと同等寸法であるために、チェンジャ33を用いて交換することができる。従って、パフォーマンスボード22をテストヘッド12から取り外さないで、パフォーマンスボード22を診断することができる。よって、パフォーマンスボード22を効率良く診断することが可能になる。
【選択図】 図7
Description
テストヘッドは、ウェーハプローバを開閉し、本体と、第1ポゴタワーと、パフォーマンスボードと、第2ポゴタワーを備えている。パフォーマンスボードは、第1ポゴタワーを介して本体に取付けられている。第2ポゴタワーは、パフォーマンスボードに接続されている。テストヘッドが閉じた状態では、テストヘッドの第2ポゴタワーとウェーハプローバのプローブカードが接触し、パフォーマンスボードとプローブカードが第2ポゴタワーを介して接続される。
テスターは、テストヘッドの第1ポゴタワーを介してパフォーマンスボードと接続されており、プログラミングされている試験プログラムを実行することにより、ダイを試験する。
なお、テスターを診断する必要もあり、特許文献1と2には、パフォーマンスボードを用いてテスターを診断する技術が記載されている。
そこで、パフォーマンスボードを効率良く診断することができる技術が望まれている。本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、パフォーマンスボードを効率良く診断することを可能とする技術を提供する。
本発明で創作された診断ボードは、プローブカードと同等寸法であるために、チェンジャを用いて交換することができる。チェンジャを用いることによって、パフォーマンスボードとプローブカードが接続されている状態から、パフォーマンスボードと診断ボードが接続されている状態に切り換えることができる。
この診断ボードには、パフォーマンスボードの診断用回路が形成されているために、パフォーマンスボードに診断ボードが接続されている状態に切り換えれば、パフォーマンスボードを診断することができる。診断が終われば、パフォーマンスボードに診断ボードが接続されている状態から、チェンジャを用いることによって、パフォーマンスボードにプローブカードが接続されている状態に切り換えることができる。パフォーマンスボードをテストヘッドから取り外さないで、パフォーマンスボードを診断することができる。
この場合、テスターでは、パッド間が短絡されているはずのダイを試験するための試験プログラムを実行すればよく、その試験結果がおかしければパフォーマンスボードに異常があると診断することができる。上述の診断ボードを用いると、パフォーマンスボードの故障箇所を特定することもできる。
正常であるはずのマスターダイを試験した結果がおかしければパフォーマンスボードに異常があると診断することができる。
マスターダイを利用すると、診断用回路を簡単に用意することができる。また、実運用に近い状態でパフォーマンスボードを診断することができる。
この診断方法によれば、パフォーマンスボードをテストヘッドから取り外さないでパフォーマンスボードを診断することができる。パフォーマンスボードを効率良く診断することが可能になる。
ウェーハプローバ内の温度を変化させると、パフォーマンスボードを種々の温度環境で診断することができる。例えば常温では正常であっても、高温にさらされると異常となるパフォーマンスボードの異常を発見することができる。さらには、温度変化にともなうダイの特性変動を含んだ状態で診断を行うことができる。
このパフォーマンスボード診断装置によれば、パフォーマンスボードをテストヘッドから取り外さないでパフォーマンスボードを診断することができる。パフォーマンスボードを効率良く診断することが可能になる。
(第1形態)
(1)半導体試験装置は、テストヘッド、ウェーハプローバ、テスターを備えている。テストヘッドは、テストヘッド本体、第1ポゴタワー、パフォーマンスボード、第2ポゴタワーを有している。ウェーハプローバは、ウェーハプローバ本体、プローブカード、チャック、チャック駆動機構、チェンジャを備えている。テスターは、ケーブルによってテストヘッドと接続されている。
(2)プローブカードの診断を行う場合には、チェンジャを利用して、プローブカードの代わりに診断ボードを装着する。診断ボードは、プローブカードと同等形状に形成されている。診断ボードには、パッド間を短絡させたダイにプローブカードのプローブ針を接触させたときに形成される回路と等価な回路が形成されている。この回路は、別の見方をすれば、プローブカードのプローブ針を短絡させたときにプローブカードによって形成される回路と言うこともでき、プローブカードのプローブ針に至る電気配線の正常・異常を確認することができる。
短絡されているはずのプローブ針間を試験したときに短絡していない試験結果が測定されれば、パフォーマンスボードに形成されている回路中で、当該プローブ針に接続する回路に異常があると診断する。
(1)第1形態と同様に、プローブカードの代わりに診断ボードを用いる。診断ボードには、マスターダイが搭載されている。
本発明の第1実施例について、図面を参照しながら説明する。図1に示すように、半導体試験装置10は、テストヘッド12、ウェーハプローバ14、テスター16を備えている。
テストヘッド12は、テストヘッド本体20、第1ポゴタワー21、パフォーマンスボード22、第2ポゴタワー23を有している。パフォーマンスボード22は、第1ポゴタワー21を介してテストヘッド本体20と接続されている。第1ポゴタワー21には、ポゴピン(図示省略)が複数設けられている。パフォーマンスボード22は、電気回路が形成された基板であり、半導体試験装置10が試験するウェーハ32(後述する)の種類毎に異なるものが用いられる。第2ポゴタワー23は、パフォーマンスボード22に取付けられており、第1ポゴタワーと同様に、複数のポゴピンが設けられている。テストヘッド本体20は、ヒンジ26によってウェーハプローバ14と連結されている。ウェーハプローバ14は、テストヘッド12がヒンジ26廻りに回動することによって開閉される。図1は、ウェーハプローバ14がテストヘッド12によって閉じられた状態を図示している。ウェーハプローバ14が閉じられた状態では、テストヘッド12の第2ポゴタワー23のポゴピンが、後述するプローブカード24と電気的に接触する。
テスター16は、フレキシブルなケーブル34によってテストヘッド12と接続されており、搭載されているプログラムを実行することにより、ウェーハ32のテスト条件設定や、テスト結果の読み込み、テスト結果の出力等を行う。
図3は、パフォーマンスボード22と、診断ボード42の接続状態を模式的に図示している。診断ボード42は、プローブカード24と同等形状(同等寸法)に形成されている。パフォーマンスボード22の電気回路35と電気回路36は、診断ボード42に形成された電気回路43によって接続されている。電気回路37と電気回路38は、診断ボード42に形成された電気回路44によって接続されている。電気回路39と電気回路40は、診断ボード42に形成された電気回路45によって接続されている。電気回路40と電気回路41は、診断ボード42に形成された電気回路46によって接続されている。診断ボード42に形成されている診断用回路は、パッド間が短絡しているダイにプローブカード24のプローブ針25を接触させたときに、プローブカード24の回路とパッド間の短絡路によって形成される回路と等価な回路である。
図4は、以上説明したパフォーマンスボード22の電気回路37、38と、診断ボード42の電気回路44が、テスター16に接続された状態を図示する回路図である。テスター16は、電流源50、電圧計51、電気回路52、53、54、55を有している。電気回路53は、パフォーマンスボード22の接続点Cを、テスター16内でアースしている。電流源50は、電気回路52とケーブル34を介してパフォーマンスボード22の接続点Dと接続されている。電流源50は、所定の大きさの電流を電気回路52に加えている。電気回路55は、電流源50をアースしている。電気回路56は、電気回路52の途中と電圧計51を接続している。電気回路54は、電圧計51をアースしている。
R1=VM/IS;
電流値ISは既知であるので、電圧値VMを計測することによって抵抗値R1を求めることができる。そして、求めた抵抗値R1から、抵抗R1の良否を診断することができる。さらには、電気回路37、38の断線、あるいは短絡の有無についても、抵抗値RIを計測して診断することができる。
診断ボード42の形状がプローブカード24と同等なので、ウェーハプローバ14のチェンジャ33を利用して、プローブカード24と診断ボード42の交換を効率的に行うことができる。すなわち、パフォーマンスボード22をテストヘッド20から取り外さなくても、パフォーマンスボード22を診断することが可能になる。
パフォーマンスボード22の抵抗R2についても、同様にして良否を診断することができる。
リレーL1の良否を診断する場合には、リレーL1を閉じることを指示する信号をテスター16からパフォーマンスボード22に出力する。そして、パフォーマンスボード22の接続点Gの電圧を電圧計60で計測する。リレーL1が確実に閉じていると、電圧計60が計測した電圧値VMは所定範囲内に収まる。このため、電圧計60が計測した電圧値VMから、リレーL1が確実に閉じているか否かを判断することができる。リレーL1が閉じていない場合には、そのリレーL1は異常であると診断できる。
ウェーハプローバ14内のウェーハに熱変化を加えながらウェーハを試験することがある。この場合に、パフォーマンスボード22、第2ポゴタワー23、プローブカード24にも熱変化が加わる。常温では正常でも熱変化にさらされると異常となるパフォーマンスボード22、第2ポゴタワー23、プローブカード24が有りえる。そこで、ウェーハに加える熱変化を再現しながらパフォーマンスボード22、第2ポゴタワー23、プローブカード24の診断をすることが好ましい。常温では正常でも熱変化にさらされると異常となるパフォーマンスボード22、第2ポゴタワー23、プローブカード24を発見することができる。
第1実施例と重複する内容は省略し、本第2実施例として特徴的な部分を主体に説明する。
図7に示すように、本実施例では、プローブカード24に代えて、診断ボード70をパフォーマンスボード22に接続することにより、パフォーマンスボード22を診断する。図8に示すように、診断ボード70は、基板71と、基板71に装着されたマスターダイ72を有している。基板71は、電気回路73が形成されているとともに、プローブカード24と同等形状とされている。電気回路73は、プローブカード24の電気回路と同様に形成されている。マスターダイ72は、ダイであり、プローブ針25が接触するパッドから導体が引き出されてパッケージ化されたものである。マスターダイ72の機能は、正常であることが確認済である。電気回路73とマスターダイ72は、プローブカード24のプローブ針25がダイのパッドに接触しているときに形成される回路と同じ回路となるように接続されている。すなわち、半導体試験装置10が、あたかもマスターダイを試験しているような状態が作り出されている。
図9は、パフォーマンスボード22等の機能が正常な場合において、電力を投入したときのマスターダイ72の立ち上がり特性を示している。横軸は電力を投入してからの時間(μs)に対応しており、縦軸はマスターダイ72の所定のピン間で計測される電圧(V)に対応している。ウェーハプローバ14内が低温に設定されている場合には、マスターダイ72はT1(μs)で立ち上がる。ウェーハプローバ14内が常温に設定されている場合には、マスターダイ72はT2(μs)で立ち上がる。ウェーハプローバ14内が高温に設定されている場合には、マスターダイ72はT3(μs)で立ち上がる。
例えば、診断ボード70と第2ポゴタワー23との接触抵抗が大きくなったり、パフォーマンスボード22の電気特性が異常になったり、テスター16が信号出力部が異常になったりすると、マスターダイ72の立ち上がり特性が変化する。図10は、この状態を図示している。T4、T5、T6は、ウェーハプローバ14内が、低温、常温、高温のそれぞれに設定されている場合のマスターダイ72の立ち上がり時間であり、T1、T2、T3よりも遅くなっている。このように、マスターダイ72の立ち上がり時間が、図9に示されている値と大きく異なった場合には、パフォーマンスボード22等に異常が発生していると診断できる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
12:テストヘッド
14:ウェーハプローバ
16:テスター
20:テストヘッド本体
21:第1ポゴタワー
22:パフォーマンスボード
23:第2ポゴタワー
24:プローブカード
25:プローブ針
26:ヒンジ
30:ウェーハプローバ本体
31:チャック
32:ウェーハ
33:チェンジャ
34:ケーブル
35、36、37、38、39、40、41:電気回路
42:診断ボード
43、44、45、46:電気回路
50:電流源
51:電圧計
52、53、54、55:電気回路
60:電圧計
61:電流源
62:電源
63、64、65、66、67、68:電気回路
70:診断ボード
71:基板
72:マスターダイ
73:電気回路
Claims (6)
- 「パフォーマンスボードと接続され、ウェーハに作りこまれているダイのパッドにプローブ針を接触させるとともに、チェンジャによってウェーハプローバ内で交換可能となっているプローブカード」と同等寸法であり、パフォーマンスボードの診断用回路が形成されていることを特徴とする診断ボード。
- 診断用回路は、パッド間を短絡させたダイにプローブカードのプローブ針を接触させたときに形成される回路と等価な回路であることを特徴とする請求項1の診断ボード。
- 診断用回路は、プローブカードと同等寸法のプリント基板にマスターダイを搭載することによって形成されていることを特徴とする請求項1の診断ボード。
- 「パフォーマンスボードと接続され、ウェーハに作りこまれているダイのパッドにプローブ針を接触させるとともに、チェンジャによってウェーハプローバ内で交換可能となっているプローブカード」と同等寸法であり、パフォーマンスボードの診断用回路が形成されている診断ボードを用意する工程と、
その診断ボードをウェーハプローバに用意されているチェンジャによって搬送してパフォーマンスボードに接続する工程と、
を備えているパフォーマンスボードの診断方法。 - ウェーハプローバ内の温度を変化させてパフォーマンスボードを診断することを特徴とする請求項4の診断方法。
- 「パフォーマンスボードと接続され、ウェーハに作りこまれているダイのパッドにプローブ針を接触させるとともに、チェンジャによってウェーハプローバ内で交換可能となっているプローブカード」と同等寸法であり、パフォーマンスボードの診断用回路が形成されている診断ボードと、
パフォーマンスボードの診断用プログラムがプログラミングされたテスターと、
を備えることを特徴とするパフォーマンスボードの診断装置。
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