JP2010135635A - 半導体集積回路試験用基板および半導体集積回路試験システム - Google Patents

Abstract

【課題】ウェーハ状態のウェーハレベルＣＳＰの電極の数が膨大であっても外部接続端子への引き出しが可能な半導体集積回路試験用基板、およびそれを用いた半導体集積回路試験システムを提供する
【解決手段】半導体集積回路試験用基板１は、それぞれが多層配線基板であり、その外周部上面にコネクタ２を備える、最下層基板１１、２層目基板１２、３層目基板１３、最上層基板１４を積層する。最下層基板１１は、ウェーハレベルＣＳＰ１０００の電極１１００の総てがポゴピン２０００を介して接続される下面端子１１１を備える。下面端子１１１に接続される最下層基板１１の内部配線は、いずれかの多層配線基板のコネクタ２に接続される。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体集積回路試験用基板および半導体集積回路試験システムに関する。

電子機器の小型・軽量・薄型化の実現のために半導体集積回路の高密度実装が求められ、それに応えるパッケージの１つとして、ＣＳＰ（Chip Size Package）が開発された。さらに、最近では、ウェーハ製造工程中で、ボンディングパッドからウェーハ表面上に再配線して実装用の端子をチップ上面に直接、もしくはＣｕ等の応力緩和用ポストを介して形成し、ウェーハ内の全チップを一括してＣＳＰに収納するウェーハレベルＣＳＰが実用化されている。

このようなウェーハレベルＣＳＰの機能試験やバーンイン試験などの試験を行なう場合、個々のＣＳＰに切り離して行うより、ウェーハ状態で一括して行った方が効率がよい。

そこで、従来、ウェーハレベルＣＳＰの各電極に接触させるためのコンタクト電極およびこのコンタクト電極から引き出される配線に接続される外部接続端子を備えるコンタクト基板を用いて、ウェーハレベルＣＳＰをウェーハ状態で一括して試験する試験方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

ところが、近年ウェーハの大口径が進み、ウェーハ状態のウェーハレベルＣＳＰの電極の数も、例えば１０万個を超えるほどの膨大な数となっている。そのため、上述のようなコンタクト基板でウェーハレベルＣＳＰの総ての電極を外部接続端子へ引き出そうとすると、そのサイズが非常に大きくなり、事実上、外部接続端子への引き出しが不可能、という問題が発生する。
特開２０００−３０６９６１号公報 （第４−５ページ、図５）

そこで、本発明の目的は、ウェーハ状態のウェーハレベルＣＳＰの電極の数が膨大であっても外部接続端子への引き出しが可能な半導体集積回路試験用基板、およびそれを用いた半導体集積回路試験システムを提供することにある。

本発明の一態様によれば、ウェーハレベルＣＳＰの試験をウェーハ状態で行うときに用いる半導体集積回路試験用基板であって、積層された複数の多層配線基板を有し、前記複数の多層配線基板のそれぞれが、その外周部にコネクタを備え、前記積層の最下層基板は、前記ウェーハレベルＣＳＰの全電極が弾力性のある接続手段を介して接続される下面端子を備え、前記下面端子に接続される内部配線の一部を前記コネクタに接続し、その残りの内部配線を上面に引き出し、前記積層の中間層の基板は、順次、その下層の基板から引き出された配線に接続される内部配線の一部を前記コネクタに接続し、その残りの内部配線を上面に引き出し、前記積層の最上層基板は、その下層の基板から引き出された配線に接続される内部配線を前記コネクタに接続することを特徴とする半導体集積回路試験用基板が提供される。

また、本発明の別の一態様によれば、ウェーハレベルＣＳＰの試験をウェーハ状態で行う半導体集積回路試験システムであって、前記ウェーハレベルＣＳＰの機能試験を行うＬＳＩテスターと、前記ＬＳＩテスターにより生成されるテストパターンに応じて前記ウェーハレベルＣＳＰへ与えるバーンイン入力信号を発生させるバーンイン試験装置と、積層された複数の多層配線基板を有し、前記複数の多層配線基板のそれぞれが、その外周部にコネクタを備え、前記積層の最下層基板は、前記ウェーハレベルＣＳＰの全電極が弾力性のある接続手段を介して接続される下面端子を備え、前記下面端子に接続される内部配線の一部を前記コネクタに接続し、その残りの内部配線を上面に引き出し、前記積層の中間層の基板は、順次、その下層の基板から引き出された配線に接続される内部配線の一部を前記コネクタに接続し、その残りの内部配線を上面に引き出し、前記積層の最上層基板は、その下層の基板から引き出された配線に接続される内部配線を前記コネクタに接続する半導体集積回路試験用基板と、前記半導体集積回路試験用基板の前記コネクタのうち前記ウェーハレベルＣＳＰの入力端子に接続されているコネクタを前記バーンイン試験装置の出力端子へ接続するとともに、前記半導体集積回路試験用基板の前記コネクタとの接続を順次スイッチングさせて、試験対象のウェーハレベルＣＳＰの端子を前記ＬＳＩテスターへ接続する配線ユニットとを備えることを特徴とする半導体集積回路試験システムが提供される。

本発明によれば、ウェーハ状態のウェーハレベルＣＳＰの電極の数が膨大であっても外部接続端子への引き出しが可能である。また、ウェーハレベルＣＳＰのウェーハ状態でのバーンイン試験を行いながら、各ＣＳＰの機能試験を行うことができる。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。なお、各実施例では、半導体集積回路試験用基板として４枚の多層配線基板を積層した例を示すが、積層する多層配線基板の枚数は４枚に限定されるものではなく、任意の枚数とすることができる。

図１は、本発明の実施例１に係る半導体集積回路試験用基板の構造の例を示す模式的側面図である。

本実施例の半導体集積回路試験用基板１は、ウェーハレベルＣＳＰ１０００の試験をウェーハ状態で行うときに用いるものであり、積層された４枚の多層配線基板、すなわち、最下層基板１１、２層目基板１２、３層目基板１３、最上層基板１４を有し、それぞれの多層配線基板が、その外周部上面にコネクタ２を備える。

上面にコネクタ２を備えるため、多層配線基板は、最下層基板１１から最上層基板１４へ向かって、その基板サイズが次第に小さくなる。

最下層基板１１は、ウェーハレベルＣＳＰ１０００の電極１１００の総てがポゴピン２０００を介して接続される下面端子１１１を備え、この下面端子１１１に接続される内部の多層配線の一部をコネクタ２に接続し、その残りの配線を上面に引き出す。

積層の中間層の基板である２層目基板１２および３層目基板１３は、順次、その下層の基板から引き出された配線に接続される内部配線の一部をコネクタ２に接続し、その残りの内部配線を上面に引き出す。

最上層基板１４は、３層目基板１３から引き出された配線に接続される内部配線をコネクタ２に接続する。

このような配線、接続により、ウェーハレベルＣＳＰ１０００の電極１１００の総てが、４枚の多層配線基板のいずれかのコネクタ２に接続される。

ここで、ポゴピン２０００は、筒状の本体の内部に導電性材料からなる弦巻バネなどの弾性体を備え、電極１１００との接触面に導電性材料からなる王冠状の電極を備えている。そのため、バーンイン試験で高温となった際、多層配線基板とウェーハの温度係数の違いにより、最下層基板１１の下面端子１１１とウェーハレベルＣＳＰ１０００の電極１１００の位置ずれが多少生じても、その位置ずれを吸収することができる。

なお、本実施例では、ウェーハレベルＣＳＰ１０００の電極１１００との接続にポゴピン２０００を用いる例を示しているが、弾力性のある素材であれば、導電シートなどの他の接続手段を用いるようにしてもよい。

また、本実施例では、最上層基板１４の上面に、荷重ユニット３が載せられている。

荷重ユニット３は、底面サイズがウェーハレベルＣＳＰ１０００のウェーハサイズと同じであり、金属等の均質の材質を用いて形成される。荷重ユニット３は、最下層基板１１の下面端子１１１の配置領域に対応した領域に置かれる。

この荷重ユニット３を用いることにより、ウェーハレベルＣＳＰ１０００の電極１１００に均等に圧力が掛かり、ポゴピン２０００との接触を良好に保つことができる。

図２は、本実施例の半導体集積回路試験用基板１の模式的平面図である。

最下層基板１１、２層目基板１２、３層目基板１３および最上層基板１４の外周部に、外周部を一周するようにコネクタ２が配置されている。

このような本実施例によれば、ウェーハレベルＣＳＰの総ての電極を、積層された多層配線基板に備えられたコネクタに接続することができる。したがって、このコネクタへの配線接続を行うことにより、ウェーハレベルＣＳＰのどの電極も外部の試験装置と接続することができる。

実施例１では、各多層配線基板の上面にコネクタを配置した例を示したが、このコネクタは、各多層配線基板の側面に配置することも可能である。そこで、本実施例では、各多層配線基板の側面にコネクタを配置した例を示す。

図３は、本発明の実施例２に係る半導体集積回路試験用基板の構造の例を示す模式的側面図である。

本実施例の半導体集積回路試験用基板１Ａは、最下層基板１１Ａ、２層目基板１２Ａ、３層目基板１３Ａおよび最上層基板１４Ａを有し、それぞれの多層配線基板が、その側面にコネクタ２を備える。

各多層配線基板の側面にコネクタ２を備えるため、本実施例では、実施例１とは異なり、総ての多層配線基板の基板サイズを同一にすることができる。

最下層基板１１Ａは、ウェーハレベルＣＳＰ１０００の電極１１００の総てがポゴピン２０００を介して接続される下面端子１１１Ａを備え、この下面端子１１１Ａに接続される内部の多層配線の一部をコネクタ２に接続し、その残りの配線を上面に引き出す。

積層の中間層の基板である２層目基板１２Ａおよび３層目基板１３Ａは、順次、その下層の基板から引き出された配線に接続される内部配線の一部をコネクタ２に接続し、その残りの内部配線を上面に引き出す。

最上層基板１４Ａは、３層目基板１３Ａから引き出された配線に接続される内部配線をコネクタ２に接続する。

このような配線、接続により、本実施例においても、実施例１と同様、ウェーハレベルＣＳＰ１０００の電極１１００の総てが、４枚の多層配線基板のいずれかのコネクタ２に接続される。

また、本実施例においても、最上層基板１４Ａの上面に荷重ユニット３を載せることにより、ウェーハレベルＣＳＰ１０００の電極１１００と、ポゴピン２０００との接触を良好に保つことができる。

このような本実施例によれば、総ての多層配線基板の基板サイズを同一にすることができるので、上層の基板であっても、最下層基板と同数のコネクタを備えることができる。すなわち、実施例１と比べると、上層の基板に、より多くのコネクタを配置することができる。

また、総ての多層配線基板の基板サイズが同一であるので、多層配線基板を積層するときの各基板の位置合わせを容易に行うことができ、位置合わせの精度を向上させることができる。

本実施例では、実施例１あるいは実施例２で示したような半導体集積回路試験用基板を用いて、ウェーハレベルＣＳＰ１０００のバーンイン試験をウェーハ状態で行いながら、並行してウェーハレベルＣＳＰ１０００の機能試験を行なうことのできる半導体集積回路試験システムの例を示す。なお、本実施例では、半導体集積回路試験用基板として、実施例１の半導体集積回路試験用基板１を用いたときの例を示す。

図４は、本発明の実施例３に係る半導体集積回路試験システムの構成の例を示す模式的構成図である。

本実施例の半導体集積回路試験システムは、ウェーハレベルＣＳＰ１０００の機能試験を行うＬＳＩテスター４と、ＬＳＩテスター４により生成されるテストパターンに応じてウェーハレベルＣＳＰ１０００へ与えるバーンイン入力信号を発生させるバーンイン試験装置５と、ポゴピン２０００を介して接続されるウェーハレベルＣＳＰ１０００の電極１１００の総てをコネクタ２に接続する半導体集積回路試験用基板１と、半導体集積回路試験用基板１のコネクタ２のうちウェーハレベルＣＳＰ１０００の入力端子に接続されているコネクタをバーンイン試験装置５の出力端子へ接続するとともに、半導体集積回路試験用基板１のコネクタ２との接続を順次スイッチングさせて、試験対象のウェーハレベルＣＳＰの端子をＬＳＩテスター４へ接続する配線ユニット６と、を備える。

配線ユニット６へは、半導体集積回路試験用基板１のコネクタ２を介して、ウェーハレベルＣＳＰ１０００の電極１１００の総てが接続される。

配線ユニット６は、分配部６１と、スイッチング部６２と、を有する。

分配部６１は、半導体集積回路試験用基板１のコネクタ２のうちウェーハレベルＣＳＰ１０００の入力端子に接続されているコネクタをバーンイン試験装置５の出力端子へ接続し、バーンイン試験装置５から出力されるバーンイン入力信号をウェーハレベルＣＳＰ１０００の総てのＣＳＰへ分配する。

スイッチング部６２は、半導体集積回路試験用基板１のコネクタ２とＬＳＩテスター４との間の接続を順次スイッチングさせ、試験対象のウェーハレベルＣＳＰの端子をＬＳＩテスター４に接続する。

スイッチング部６２は、通常の機能試験の場合は、ウェーハレベルＣＳＰの入力端子および出力端子をＬＳＩテスター４に接続するが、バーンイン試験の場合は、ウェーハレベルＣＳＰの出力端子のみをＬＳＩテスター４に接続する。

本実施例の半導体集積回路試験システムにおいてバーンイン試験を行なうときは、まず、ＬＳＩテスター４からバーンイン試験装置５へテストパターンを送り、バーンイン試験装置５により所望のバーンイン入力信号を発生させる。このバーンイン入力信号は、配線ユニット６の分配部６１を通して、ウェーハレベルＣＳＰ１０００の各ＣＳＰの入力端子へ入力される。

一方、バーンイン試験中のウェーハレベルＣＳＰ１００からは、各ＣＳＰの出力信号が配線ユニット６へ送られ、スイッチング部６２のスイッチングにより、試験対象のＣＳＰの出力信号が、順次、ＬＳＩテスター４へ出力される。

ＬＳＩテスター４は、この出力信号を規格値と比較し、各ＣＳＰが正常動作を行っているかどうかの良否判定を行う。

このような本実施例によれば、半導体集積回路試験用基板のコネクタへウェーハレベルＣＳＰの全電極が接続されているため、ウェーハレベルＣＳＰのウェーハ状態でのバーンイン試験を行いながら、並行して個々のＣＳＰの機能試験を行うことができる。これにより、不良品の早期排除やテスト効率の向上を図ることができる。

本発明の実施例１に係る半導体集積回路試験用基板の構造の例を示す模式的側面図。 実施例１の半導体集積回路試験用基板の模式的平面図。 本発明の実施例２に係る半導体集積回路試験用基板の構造の例を示す模式的側面図。 本発明の実施例３に係る半導体集積回路試験システムの構成の例を示す模式的構成図。

符号の説明

１、１Ａ 半導体集積回路試験用基板
１１、１１Ａ 最下層基板
１２、１２Ａ ２層目基板
１３、１３Ａ ３層目基板
１４、１４Ａ 最上層基板
１１１、１１１Ａ 下面端子
２ コネクタ
３ 荷重ユニット
４ ＬＳＩテスター
５ バーンイン試験装置
６ 配線ユニット
６１ 分配部
６２ スイッチング部

Claims (5)

1. ウェーハレベルＣＳＰの試験をウェーハ状態で行うときに用いる半導体集積回路試験用基板であって、
   積層された複数の多層配線基板を有し、
   前記複数の多層配線基板のそれぞれが、その外周部にコネクタを備え、
   前記積層の最下層基板は、前記ウェーハレベルＣＳＰの全電極が弾力性のある接続手段を介して接続される下面端子を備え、前記下面端子に接続される内部配線の一部を前記コネクタに接続し、その残りの内部配線を上面に引き出し、
   前記積層の中間層の基板は、順次、その下層の基板から引き出された配線に接続される内部配線の一部を前記コネクタに接続し、その残りの内部配線を上面に引き出し、
   前記積層の最上層基板は、その下層の基板から引き出された配線に接続される内部配線を前記コネクタに接続する
   ことを特徴とする半導体集積回路試験用基板。
2. 前記積層された複数の多層配線基板は、
   上層の基板ほどそのサイズが小さく、
   前記コネクタが、それぞれの基板の上面に備えられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路試験用基板。
3. 前記積層された複数の多層配線基板は、
   その基板サイズが総て同じで、
   前記コネクタが、それぞれの基板の側面に備えられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路試験用基板。
4. 前記最上層基板の上面に、底面サイズが前記ウェーハレベルＣＳＰのウェーハサイズと同じで均質の荷重ユニットが、前記最下層基板の前記下面端子の配置領域に対応した領域に載置される
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体集積回路試験用基板。
5. ウェーハレベルＣＳＰの試験をウェーハ状態で行う半導体集積回路試験システムであって、
   前記ウェーハレベルＣＳＰの機能試験を行うＬＳＩテスターと、
   前記ＬＳＩテスターにより生成されるテストパターンに応じて前記ウェーハレベルＣＳＰへ与えるバーンイン入力信号を発生させるバーンイン試験装置と、
   積層された複数の多層配線基板を有し、前記複数の多層配線基板のそれぞれが、その外周部にコネクタを備え、前記積層の最下層基板は、前記ウェーハレベルＣＳＰの全電極が弾力性のある接続手段を介して接続される下面端子を備え、前記下面端子に接続される内部配線の一部を前記コネクタに接続し、その残りの内部配線を上面に引き出し、前記積層の中間層の基板は、順次、その下層の基板から引き出された配線に接続される内部配線の一部を前記コネクタに接続し、その残りの内部配線を上面に引き出し、前記積層の最上層基板は、その下層の基板から引き出された配線に接続される内部配線を前記コネクタに接続する半導体集積回路試験用基板と、
   前記半導体集積回路試験用基板の前記コネクタのうち前記ウェーハレベルＣＳＰの入力端子に接続されているコネクタを前記バーンイン試験装置の出力端子へ接続するとともに、
   前記半導体集積回路試験用基板の前記コネクタとの接続を順次スイッチングさせて、試験対象のウェーハレベルＣＳＰの端子を前記ＬＳＩテスターへ接続する配線ユニットと
   を備えることを特徴とする半導体集積回路試験システム。

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