JPH10150080A - アクティブウェハレベル接触システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ウェハ上に配置された半導体装置試験に使用す
る装置を提供する。 【解決手段】装置は、ウェハ本体を含む。装置接触領域
は、ウェハ本体上に配置される。更に、アクティブコン
ポーネント領域は、装置接触領域に接続されている。ア
クティブコンポーネント領域を遠隔試験装置に接続する
機構が設けられている。アクティブコンポーネント領域
は、試験信号調節回路及び装置試験回路を備える。アク
ティブコンポーネント領域は、例えばシリコンドーピン
グのようなシリコンウェハ加工技術によってウェハ本体
と一体に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本出願は、本発明の譲渡人に
譲渡され、かつここでは文献が援用された、１９９５年
１１月１３日に出願の同時係属中の米国仮特許出願第６
０／００６，４３２号、発明の名称「アクティブウェハ
の平面接触部」に対する優先権を米国特許法第１１９条
（ｅ）（１）に基づいて主張する。

【０００２】本発明は、概して集積回路の電気相互接続
及び試験システムの分野に関するものである。より詳細
には、本発明は、ウェハ上に配置された集積回路装置と
同集積回路装置を試験解析するためのテスタとを接続す
るためのアクティブウェハ平面接触システムに関する。
本発明の好ましい実施形態は、信号調節の少なくとも一
部を有するアクティブウェハ平面接触システムあるいは
同アクティブウェハ平面接触システム上に配置された集
積回路試験システムを含む。

【０００３】

【従来の技術】典型的な半導体製造施設では、各集積回
路はテスタ装置を用いて試験される。試験装置は相互接
続システムを介して集積回路に接続される。テスタ装置
は、相互接続システムを介して集積回路の機能及び性能
を試験する。

【０００４】最新の半導体装置は例えばスピード等、そ
の性能が向上しつつあるので、製造者がこれら装置の
「スピード」を試験することがますます困難になってい
る。高性能の半導体装置の試験には、試験中の装置の性
能特性のひずみを制限するための正確なインピーダンス
整合及び最小の寄生容量が要求される。

【０００５】集積回路は、通常集積回路ウェハ加工技術
を用いてシリコンウェハ上に大量生産される。集積回路
製造完了後、各集積回路はパッケージングのためにシリ
コンウェハから除去される。ウェハ上に置かれたままで
個々の集積回路を試験することは、コストの削減及び時
間の節約となる。

【０００６】ウェハ平面接触装置の先行技術の一つにプ
ローブカード接触システムがある。プローブカード接触
システムは、試験中の集積回路装置より大きい開口を備
える。鋭い先端部を有する比較的剛性のある、位置の固
定された金属製のピンが開口を通ってプローブカードか
ら延びている。ピンの数は、半導体装置の入出力（Ｉ／
Ｏ）パッドの数に対応する。プローブカードは、集積回
路装置上に位置決めされると、金属製ピンの鋭い先端部
が、試験中の集積回路装置上の対応するＩ／Ｏパッドに
直接接触して、長いカンチレバー状の同ピンによって試
験中の集積回路装置とプローブカードの間に電気信号が
伝導される。

【０００７】試験中の集積回路装置の種々の性能特性を
試験するためのテスタがプローブカードに接続される。
プローブカードはまた、テスタに対する試験信号出力を
調節するために、例えば抵抗器及びコンデンサのような
終端回路を備える。

【０００８】高性能集積回路装置の「スピード」を試験
するためのウェハ平面接触システムを提供することが切
望される。ウェハ平面接触システムは、正確なインピー
ダンス整合及び最小の寄生容量を含む信号調節を設ける
べきである。更に、より高効率で経済的な試験システム
のために、ウェハ平面接触システムと一体であるアクテ
ィブ回路装置を有する「アクティブ」ウェハ接触システ
ムを有することが望ましい。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、これ
らの記載及び従来技術の欠点を克服することにある。す
なわち、本発明の目的は、従来技術の記載を取扱い、そ
れらの問題点を解決するようなアクティブウェハ平面接
触システムを提供することにある。すなわち、本発明
は、ウェハ上に置かれた集積回路装置と集積回路装置の
試験分析を行うためのテスタとを接続するためのアクテ
ィブウェハ平面接触システムに関する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の好ましい実施形
態は、信号調節の少なくとも一部を有するアクティブウ
ェハ平面接触システムあるいは同アクティブウェハ平面
接触システム上に配置された集積回路試験システムを含
む。

【００１１】一実施形態において、本発明はウェハ上に
置かれた半導体装置試験に使用する装置である。装置は
ウェハ本体を備える。装置接触領域は、ウェハ本体上に
設けられ、半導体装置と接触する。アクティブコンポー
ネント領域は装置接触領域に接続される。アクティブコ
ンポーネント領域を遠隔試験装置に接続する手段が設け
られている。

【００１２】ウェハ本体はシリコンから形成され得る。
装置接触領域は更に、装置接触領域内において、半導体
装置のＩ／Ｏパッドに対応する位置に配置される接触素
子を備える。好ましい実施形態の一つでは、この接触素
子ははんだバンプから形成される。

【００１３】アクティブコンポーネント領域は、ウェハ
と一体に配置された回路コンポーネントを備え得る。回
路コンポーネントは、シリコンドーピングのようなシリ
コンウェハ加工技術を用いて形成され得る。アクティブ
コンポーネント領域は、信号調節回路あるいは半導体装
置試験回路を備え得る。半導体装置試験回路は、メモリ
チップ、マイクロプロセッサ、トランジスタあるいは論
理ゲートを備え得る。更に、アクティブコンポーネント
領域は半導体装置を試験するための試験システムを含ん
でもよい。

【００１４】接続手段は、大パッド接触領域を備え得
る。更に、接続手段は、ケーブル終端装置を備え得る。
一実施形態では、ウェハ本体は可撓性を有する。可撓性
のウェハ本体は、剛性の支持部材に固定される。剛性の
支持部材は、傾斜領域及び平坦領域を備え、接触領域は
平坦領域に接続され、アクティブコンポーネント領域
は、傾斜領域に接続される。これに代えて、ウェハ本体
は実質的に剛性であってもよい。

【００１５】別の実施形態において、ウェハ本体は、第
１のシリコン基板及び第１のシリコン基板に結合された
第２のシリコン基板を備え得る。接触領域は、第１のシ
リコン基板上に配置され、アクティブコンポーネント領
域は、第２のシリコン基板上に配置され得る。

【００１６】本発明は、更に、接触領域及び半導体装置
の間に配置され、取替可能な装置接触部位を有する取替
可能な接触システムを備え得る。別の実施形態におい
て、本発明は、ウェハ上に配置された半導体装置試験に
使用される装置である。装置は、ウェハ本体を備える。
半導体装置を接触する手段がウェハ本体に接続されてい
る。ウェハ本体上にアクティブコンポーネント領域を提
供する手段がウェハ本体と一体化されている。アクティ
ブコンポーネント領域は、試験信号を調節する手段を備
え得る。アクティブコンポーネント領域はまた、半導体
装置を試験する手段を備える。

【００１７】本発明に従うアクティブウェハ平面接触シ
ステムは、高性能（スピード）集積回路装置を試験する
ことが可能である。アクティブウェハ平面接触システム
は、正確なインピーダンス整合及び最小の寄生容量を備
える試験信号調節を提供する。更に、アクティブウェハ
接触システムは、より高効率で経済的な試験システムの
ために、アクティブウェハ平面接触システムと一体的な
アクティブ回路装置を備える。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の他の目的及び本発明の種
々の利点は、図面を参考にして、以下に示す発明の詳細
な説明にて更に明確に理解されるであろう。ここで、図
面における同一符号は、全図面にわたって同一の部分を
示す。

【００１９】本発明は、ウェハ上に配置された集積回路
装置と、同集積回路装置の分析を行うテスタとを接続す
るためのアクティブウェハ平面接触システムである。本
発明の好ましい実施形態は、信号調節の少なくとも一部
を有するアクティブウェハ平面接触システム、あるいは
同アクティブウェハ平面接触システム上に配置された集
積回路試験システムを備える。

【００２０】本発明は、高性能集積回路及び半導体装置
を試験するためのアクティブ平面ウェハ接触システムを
提供する。ウェハ平面接触システムは、ウェハ平面接触
システムと一体的な信号調節及びアクティブ回路装置を
備える。

【００２１】ここで関連するウェハは、シリコンから形
成されることが好ましいが、他の適切なアクティブ回路
製造用基板（例えば、バンドギャップのようなもの）か
ら製造してもよい。

【００２２】本発明は、一実施形態においてシリコンウ
ェハ本体を含む。接触領域は、シリコンウェハ本体に接
続され、集積回路装置の入出力（Ｉ／Ｏ）パッドと接触
する。接触領域は、ウェハを試験が実施される集積回路
装置に電気機械的に接続するために、集積回路装置上の
Ｉ／Ｏパッドに対応するはんだバンプ列を備えることが
好ましい。

【００２３】アクティブコンポーネント領域は、ウェハ
本体上に配置されている。アクティブコンポーネント領
域は、集積回路装置を試験するための、例えば試験信号
調節回路、試験回路あるいは完成試験装置のようなアク
ティブ回路コンポーネントを備える。アクティブ回路コ
ンポーネントは、例えばドーピング等のようなシリコン
ウェハ加工技術を用いてシリコンウェハと一体に配置さ
れる。シリコンウェハ本体は更に、アクティブコンポー
ネント領域に接続され、シリコンウェハと例えば集積回
路装置テスタのような遠隔装置とを接続する手段を含む
次の平面のＩ／Ｏ領域を備える。

【００２４】図１では、ウェハ平面接触システムを２０
で示す。ウェハ平面接触システムは試験中のウェハ２２
上に配置され、同ウェハ２２は、その表面に装置２４を
備え、同システムは、一度に一つの装置を試験する。ウ
ェハ平面接触システム２０は、装置の性能試験の際、矢
印２５に示すように特定の装置２４と電気機械的に接続
するために下げられる。ウェハ平面接触システム２０
は、試験中のウェハ２２に配置され、装置２４の性能試
験をするためのテスタ２６に接続される。

【００２５】ウェハ２２は、性能試験をするためにウェ
ハ平面接触システム２０と選択的に接続される複数の装
置２４を含む。ここでウェハ平面接触システム２０を記
載するために、ウェハ平面接触システム２０の下に配置
された試験中の特定の装置２８を示す。試験中の装置２
８は、入出力（Ｉ／Ｏ）パッド３０（バンプにて示す）
を有する半導体あるいは集積回路装置である。

【００２６】ウェハ平面接触システム２０は、同システ
ムに装着されるアクティブシリコンウェハ３４を有する
支持本体３２を備える。アクティブシリコンウェハ３４
の詳細については、本明細書中にて後記する。アクティ
ブシリコンウェハ３４は、テスタ２６と電気的に接続さ
れている。アクティブシリコンウェハ３４は、インター
フェース回路３６及びインターフェース回路３８を介し
てテスタ２６と電気的に接続されてもよい。

【００２７】一実施形態において、支持本体３２は、剛
性で、かつプラスチックから形成される。支持本体３２
は、ほぼ長方形で、上面３９及び底面４０を含む。上面
３９は、ウェハ平面接触システム２０が試験中の装置と
接触する位置及びウェハ平面接触システム２０が試験中
の装置と接触しない位置との間において、ウェハ平面接
触システム２０を移動させるために、矢印４２に示すよ
うなメカニズム（図示しない）と機械的に連結されてい
る。

【００２８】底面４０は、実質的に第１の傾斜領域４
４、平坦領域４６及び第２の傾斜領域４８を備える。傾
斜領域は、湾曲状あるいは丸みを帯びていてもよい。ア
クティブシリコンウェハ３４は、支持本体底面４０に固
定されるために形成され、かつ曲げられるような可撓性
シリコンウェハである。詳細には、アクティブシリコン
ウェハ３４は、第１の傾斜領域４４、平坦領域４６及び
第２の傾斜領域４８に沿って固定される。構造的には、
アクティブウェハ３４は、半導体加工を用いて形成され
る。アクティブシリコンウェハ３４は、第１の傾斜領域
４４と平坦領域４６及び平坦領域４６と第２の傾斜領域
４８との間の底面４０に沿った小さな曲率半径のまわり
にシリコンウェハ３４を湾曲して支持する厚みだけ裏打
ちされている。大パッド領域が次の平面のＩ／Ｏ接続の
ために設けられている。

【００２９】アクティブシリコンウェハ３４は、接触領
域５０、アクティブコンポーネント領域５２、アクティ
ブコンポーネント領域５４、接続パッド領域５６及び接
続パッド領域５８を備える。接触領域５０は、平坦で、
かつ試験中の装置２８と平行に維持され、試験中の装置
Ｉ／Ｏパッド３０と電気機械的に接続するための接触素
子６０（バンプにて示す）を備える。好ましい実施形態
では、接触素子６０は、はんだバンプである。アクティ
ブコンポーネント領域５２及び大パッド接触領域５６
は、第１の傾斜領域４４に沿って配置され、アクティブ
コンポーネント５４及び大パッド接触領域５８は、第２
の傾斜領域４８に沿って配置される。

【００３０】アクティブコンポーネント領域５２及びア
クティブコンポーネント領域５４は、例えば試験回路あ
るいは信号調節回路のようなアクティブコンポーネント
を備える。大パッド接触領域５６は、終端装置６４に電
気的に接続された接触パッド６２（図２に示す）を含
む。インターフェース回路６６は、シールドケーブル６
６を介して大接触パッド６２と電気的に接続され、同ケ
ーブル６６は終端装置６４にて大接触パッド６２に接続
される。終端装置７０を介して大接触パッド６２とイン
ターフェース回路３８を接続する、同様のシールドケー
ブル６８は、終端装置７０にて終了される。第１の傾斜
領域４４及び第２の傾斜領域４８により、終端装置６
４，７０及びシールドケーブル６６，６８は、試験中の
ウェハ２２の上面と干渉したり、あるいは接触したりす
ることはない。

【００３１】インターフェース回路３６は、符号７４に
て示すように遠隔テスタ２６と電気的に接続される。イ
ンターフェース回路３８は、符号７６にて示すように遠
隔テスタ２６と電気的に接続される。

【００３２】図２において、アクティブシリコンウェハ
３４の一実施形態の平面図を示す。図示するように、大
パッド接触領域５６はＡ地点及びＢ地点の間に延び、ア
クティブコンポーネント領域５２は、Ｂ地点及びＣ地点
の間に延び、接触領域５０は、Ｃ地点及びＤ地点の間に
延び、アクティブコンポーネント領域５４は、Ｄ地点及
びＥ地点の間に延び、かつ大パッド接触領域５８は、Ｅ
地点及びＦ地点の間に延びる。アクティブシリコンウェ
ハ３４は、実質的にシリコンから形成される。アクティ
ブシリコンウェハ３４は、ウェハ加工技術を用いて形成
され、かつウェハ３４上に配置された回路／装置を保護
するために、アクティブシリコンウェハ３４上に、接触
点にて開口するパッシベーション層を含んでもよい。パ
ッシベーション層（図示しない）はガラスあるいは二酸
化珪素から形成されてもよい。

【００３３】接触領域５０は、試験中の装置２８を電気
機械的に接続するために使用される。図３からも明かな
ように、接触領域５０は、試験中の装置のＩ／Ｏパッド
３０と電気機械的に連結するための接触素子６０を含
む。一実施形態では、接触素子６０は、試験中の装置の
Ｉ／Ｏパッド３０と接触するためのはんだから形成され
た接触バンプである。接触素子６０は、試験中の装置２
８上に配置されるべき領域の外周に設けられ、接触素子
６０と同様で、かつ既に述べたように選択的内部回路試
験を実施するために、試験中の装置２８の内部パッドと
接触する内部接触素子７８を付随的に含むこともでき
る。更に、試験中の装置２８上にて信号調節あるいは性
能試験を実施するために、接触領域５０には、接触素子
６０及び内部接触素子７８の間に配置された試験回路あ
るいは信号調節回路のようなアクティブ回路コンポーネ
ントを設けることもできる。

【００３４】アクティブ回路コンポーネントはアクティ
ブコンポーネント領域５２及びアクティブコンポーネン
ト領域５４の内部に配置されるのが好ましい。アクティ
ブコンポーネント領域５２及びアクティブコンポーネン
ト領域５４は、試験システムの一部である電気回路を含
む。同回路は、シリコン「ドーピング」のようなシリコ
ン回路加工技術を用いてシリコンウェハに集積されるの
が好ましい。これに代えて、回路コンポーネントを含む
回路はまたシリコン上に表面実装され得る。

【００３５】アクティブコンポーネント領域５２及びア
クティブコンポーネント領域５４内に配置される回路
は、信号調節あるいは試験機能を実施するための電気コ
ンポーネントを含む。一実施形態において、アクティブ
コンポーネント領域５２及びアクティブコンポーネント
領域５４は、インピーダンス整合及び性能信号の干渉を
引き起こす寄生容量の最小化によって、接触素子６０，
７８及びテスタ２６の間の試験信号を調節するレジスタ
及び容量終端ネットワークを備える。

【００３６】シリコンウェハ上にアクティブコンポーネ
ントを配置することによって、本発明は、高性能集積回
路装置の「スピード」における試験が可能となる。信号
調節及び試験回路が接触素子に近接することによって、
長い回路導線に接続されるカンチレバー状の接触素子に
よって引き起こされる試験信号の干渉が、最小化され、
あるいは除かれる。更に、アクティブ領域５２，５４内
に回路コンポーネントを配置することによって、ウェハ
平面接触システム２０は、シリコンドーピング等のよう
なシリコン加工技術を有効に使用することができ、これ
により、シリコンウェハと一体に回路コンポーネントを
効率的かつ経済的に形成することが可能となる。

【００３７】アクティブコンポーネント領域５２，５４
は、試験装置の一部あるいは全てをアクティブシリコン
ウェハ３４上に配置するために、簡単な信号調節回路あ
るいは、より複雑な論理ゲート、トランジスタ、メモリ
ーチップあるいはマイクロプロセッサがベースのコント
ローラを備えてもよい。例えば、アクティブコンポーネ
ント領域５２，５４は、信号調節／終端回路を備え得
る。別の実施形態では、アクティブコンポーネント領域
５２，５４は更に、アクティブシリコンウェハ３４上の
集積回路装置の試験を実施する局在化された試験回路を
備える。試験信号は、マイクロプロセッサベースの試験
の完了に応答的なコントローラあるいは他の論理オペレ
ータを含むテスタ３６に再び送られる。別の実施形態に
おいては、完成試験ユニットは、アクティブコンポーネ
ント領域５２，５４に配置されてもよい。完成試験ユニ
ットは、信号調節回路、トランジスタ、論理ゲート、カ
ウンタ及びメモリーチップを設けることができる。完成
試験ユニットがアクティブシリコンウェハ３４に配置さ
れる場合、簡単な「ゴー」あるいは「ノー・ゴー」の信
号がテスタ２６に送り返され、そのテスタ２６は、試験
中の集積回路装置の合格、あるいは不合格のための「ダ
ミーテスタ」として作動する。

【００３８】試験中の装置２８の局部試験を実施するた
めのアクティブコンポーネント領域５２あるいはアクテ
ィブコンポーネント領域５４に配置された簡単なテスタ
回路を図４に示す。この例において、試験中の装置２８
は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２８である。試
験回路８０は、第１のカウンタ８２、第２のカウンタ８
４及び比較器８６を備える。第１のカウンタ８２及び第
２のカウンタ８４は、８８にて示すように、テスタ２６
から受ける信号によって活性化される。第１のカウンタ
８２の最上位ビットが０の場合、試験中の装置２８のＲ
ＡＭは書込みモードとなり、データは各アドレス位置に
書き込まれる。第１のカウンタ８２の最上位ビットが１
（あるいはそれ以上）の場合、試験中の装置２８のＲＡ
Ｍは読出しモードにて作動し、データは９４にて示され
るように比較器８６へ出力される。第２のカウンタ８４
はまた、９６にて示すように比較器８６と接続され、か
つ第１のカウンタ８２と同時に活性化される。第２のカ
ウンタ８４の最上位ビットが１（あるいはそれ以上）に
等しい場合、比較器８６は活性化される。その際、比較
器８６は試験中の装置２８のＲＡＭのデータ出力と第２
のカウンタの入力とを比較し、試験中の装置２８のＲＡ
Ｍに読出し／書込みエラーがあるかどうかを示す出力を
テスタ２６に供給する。

【００３９】試験回路は、シリコン加工技術を用いてア
クティブシリコンウェハ３４上に配置されるので、大部
分の試験回路はアクティブシリコンウェハ３４上に配置
され得る。好ましい実施形態において、アクティブ回路
コンポーネントは、アクティブコンポーネント領域５２
が接触領域５０と接する位置及びアクティブコンポーネ
ント領域５４が接触領域５０と接する位置には配置しな
い方がよい。なぜならば、これらの位置は湾曲している
からである。

【００４０】再び図２を参照にすると、大パッド接触領
域５６及び大パッド接触領域６８は、テスタ２６のよう
な外部の、あるいは遠隔装置と接続するためのシールド
ケーブル６６，６８などにつながるアクティブシリコン
ウェハ３４を接続するための大接触パッド６２を有す
る。大接触パッド６２は、外部の、あるいは遠隔装置へ
の次の平面の接続としてアクティブシリコンウェハ３４
上に配置された超小型回路コンポーネント間の接続点を
提供する。例えば信号調節回路あるいは試験回路のよう
な回路が大接触パッド６２間の大パッド接触領域５６あ
るいは大パッド接触領域５８内に配置されていてもよ
く、同回路は、既に述べた信号調節回路及び試験回路と
同様のものである。

【００４１】本発明に従う独特なウェハ平面接触システ
ム２０によって、アクティブシリコンウェハ３４上にて
信号調節あるいは装置試験を達成することができる。半
導体加工技術を用いてシリコンに集積される独特な接触
素子、アクティブコンポーネント領域及び大パッド接触
領域によって、高性能の半導体あるいは集積回路装置を
経済的かつ有効に試験することができる。

【００４２】本発明に従うウェハ平面接触システム２０
の別の実施形態を図５に示す。ウェハ平面接触システム
２０は、第１のアクティブシリコンウェハ１０４、第２
のアクティブシリコンウェハ１０６及び支持本体３２を
備える。第１のアクティブシリコンウェハ１０４は、平
坦領域１０８、傾斜領域１１０及び傾斜領域１１２を備
える。第１のアクティブシリコンウェハ１０４及び第２
のアクティブシリコンウェハ１０６は、半導体加工技術
を用いてシリコン及び／あるいはガリウムひ素から形成
される。支持本体３２は、プラスチックのようなほぼ剛
性の回路基板材料から形成される。この実施形態では、
第２のアクティブシリコンウェハ１０６は第１のアクテ
ィブシリコンウェハ１０４よりも大きい。支持本体３２
は、第２のアクティブシリコンウェハ１０６よりも大き
い。

【００４３】この実施形態において、接触領域５０は、
平坦領域１０８上に置かれ、アクティブコンポーネント
領域５２及びアクティブコンポーネント領域５４は第２
のアクティブシリコンウェハ１０６の一部であり、かつ
大パッド接触領域５６及び大パッド接触領域５８は支持
本体３２上に配置される。

【００４４】既に述べたように、試験中の装置２８のＩ
／Ｏパッド３０は、接触領域５０の接触素子６０（及び
接触素子７８）と対応する。接触領域５０は、平坦で、
かつ試験中の装置２８の試験面と平行である。試験信号
は、ワイヤボンディングパッド１１５，１１７を終端と
する経路１１４，１１６（シリコン中の）を介して接触
領域の接触素子６０から傾斜領域１１０，１１２を通っ
て伝達される。ボンディング経路１１４，１１６は、経
路ワイヤ１１８，１２０を介してアクティブコンポーネ
ント領域５２，５８上に配置された同様のワイヤボンデ
ィングパッド１１９，１２１に接続される。アクティブ
コンポーネント領域５２，５４は、既に述べたような半
導体加工技術を用いてシリコンと一体となって製造され
る信号調節回路及び／あるいは試験回路を含む。更に、
ワイヤボンディングパッド１２２，１２４は、経路ワイ
ヤ１３０，１３２を通じてのアクティブコンポーネント
領域５２，５８及びワイヤボンディングパッド１２６，
１２８の間の試験信号の電気的結合及び伝達のために、
対応するアクティブコンポーネント領域５２，５８上に
配置される。

【００４５】ワイヤボンディングパッド１２６，１２８
にて、試験信号は、支持本体３２にあるビア及び／ある
いはスルーホール（図示しない）を用いて支持本体３２
上に配置された大接触パッド６２に伝えられる。大接触
パッド６２は、終端装置６４，７０を介してシールドケ
ーブル６６，６８に接続される。

【００４６】図５に示した実施形態と同様な、本発明に
従うウェハ平面接触システム２０の別の実施形態を図６
に示す。この実施形態では、第２のアクティブシリコン
ウェハ１０６が支持本体３２に近い大きさに形成されて
いる。アクティブコンポーネント領域５２，５４、大パ
ッド接触領域５６，５８（大接触領域６２を含む）及び
終端装置６４，７０の全ては、第２のアクティブシリコ
ンウェハ１０６上に配置されているか、あるいは同ウェ
ハ１０６と一体化されている。

【００４７】本発明に従うウェハ平面接触システム２０
の別の実施形態を図７に示す。図７では、図を明瞭にす
るために、一部の部材の符号が省略されている。アクテ
ィブシリコンウェハ３４は、ほぼ剛性で、かつ支持本体
３２間に配置され、同支持本体３２に接続されている。
アクティブシリコンウェハ３４は、平坦領域１３６、第
１の傾斜領域１３８、及び第２の傾斜領域１４０を有す
る底面３４を実質的に備える。接触領域５０は、平坦領
域１３６に配置され、アクティブコンポーネント領域５
４及び大パッド接触領域５６は、第１の傾斜領域１３８
上に配置され、アクティブコンポーネント領域５４及び
大パッド接触領域５８は、第２の傾斜領域１４０上に配
置されている。終端装置６４，７０は、対応する大接触
パッド６２とテスタ２６に通じるシールドケーブル６
６，６８とを接続する。

【００４８】本発明の別の実施形態を図８に示す。この
実施形態において、接触領域５０、アクティブコンポー
ネント領域５２，５４、大パッド接触領域６６，６８及
び終端装置６４，７０は全て、共通のアクティブシリコ
ンウェハ３４基板に配置されている。アクティブコンポ
ーネント領域５２，５４は、アクティブシリコンウェハ
３４中のビアを介して、大パッド接触領域５６，５８中
に配置された大接触パッド６２と電気的に接続されてい
る。ビアはアクティブシリコンウェハ３４を貫通するよ
うにレーザードリルあるいは異方性にて形成され、同ビ
アにメタライズされた材料が充填されている。

【００４９】本発明に従うウェハ平面接触システム２０
の別の実施形態を図９に示す。本実施形態は、図８の実
施形態に類似する。この実施形態では、アクティブコン
ポーネント領域５２，５４は、アクティブシリコンウェ
ハ３４の頂部に配置される。アクティブコンポーネント
領域５２，５４は、既に述べた方法と同様に、ビア１４
６を用いて対応する接触領域５０に電気的に接続され
る。

【００５０】本発明に従うウェハ平面接触システム２０
の別の実施形態を図１０に示す。本実施形態は、既に述
べた図１に示す実施形態に類似する。ウェハ平面接触シ
ステム２０は更に、取替可能な接触システム１５０を含
む。繰り返して使用及び試験することによって、接触領
域５０に配置された接触素子は、摩耗し、変形する。取
替可能な接触システム１５０は、ウェハ平面接触システ
ム２０の有効寿命を延ばすために、接触素子を取り替え
ることができる。

【００５１】取替可能な接触システム１５０は、通常フ
ィルム送りシステム１５４（部分的に図示）に接続され
るフィルム１５２を含む。フィルム１５２は、ウェハ平
面接触システムの接触領域５０及び試験中の装置２８の
間に挿入される。フィルム１５２の一部の平面図を図１
１に示す。フィルム１５２は、フィルム基板１５４、装
置部位１５６及びインデックスホール１５８を含む。フ
ィルム基板１５４は、誘電性フィルム材料から形成され
る。インデックスホール１５８は、ウェハ平面接触シス
テム２０に対するフィルム１５４の位置の指標として、
かつフィルム送りシステム１５４のようなフィルムを送
るためのスプロケット機構に連結するために使用され
る。

【００５２】装置部位１５６は、フィルム１５４の一部
である非導電領域１６２から分離される導電性の金属製
パッド１６０を含む。接触素子１６４が金属パッド１６
０上に設けられている。好ましい実施形態では、接触素
子１６４は、はんだモジュールあるいははんだバンプか
ら成る（接触素子６０と同様に）。接触素子１６４の位
置及び数は、接触領域の接触素子６０，７８及び試験中
の装置のＩ／Ｏパッド３０に対応し、かつ一致する。明
瞭に図示するために、接触素子１６４の一部のみを図１
１に示す。

【００５３】一実施形態の装置部位１５６の断面図を図
１２に示す。フィルム１５４は、上面１６６及び底面１
６８を備える。金属パッド１６０及び接触素子１６４が
上面１６６及び底面１６８に配置される。対応する金属
素子１６４及び金属パッド１６０は、ビア１７０を用い
てフィルム基板１５４を介して互いに電気的に接続され
る。ビア１７０は、例えばその中に金属が埋め込まれて
いるような、導電性材料を有するフィルム基板１５４を
貫通する孔から構成される。フィルム１５４は、通常で
はアクティブシリコンウェハ３４に対して緊張してい
る。

【００５４】取替可能な接触システム１５０の一実施形
態のブロック図を図１３に符号１７２にて示す。取替可
能な接触システム１５０は、同システム１５０の論理動
作を制御するためのコントローラ１７４を備える。コン
トローラ１７４は、テスタ２６内に配置されてもよい。
ウェハ位置センサ１７６及びフィルム位置トラッキング
センサ１７８は、対応する入力１８０，１８２をコント
ローラ１７４に供給する。更に、試験装置カウンタ１８
４は、入力信号１８６をコントローラ１７４に供給す
る。更に、その他の制御入力１８８は、その他の制御信
号１９０をコントローラ１７４に供給する。センサ入力
特性１８０，１８２，１８６及び１９０に基づいて、コ
ントローラ１７４は、性能テスト１９４に対する出力信
号１９２、フィルム送り機構１９８に対する出力信号１
９６及びその他の出力装置２０２に対するその他の出力
信号２００を供給する。

【００５５】操作時において、装置部位１５６は、アク
ティブシリコンウェハ３４の接触領域５０及び試験中の
装置のＩ／Ｏパッド３０間に配置される。装置部位１５
６は、試験中の装置２８の試験中及び試験後も接触領域
５０に対して緊張を維持している。ウェハ平面接触シス
テム２０が試験をするために次の装置２４に移動される
時、装置部位１５６は接触領域５０に対して静止した状
態のままとなる。試験装置カウンタ１８４によって示さ
れる所望の数の半導体試験が完了した後に、コントロー
ラ１７４は次の装置部位１５６にフィルム１５２を送る
ために、フィルム送り機構１９８に対して出力信号１９
６を供給する。接触領域５０に対するフィルム装置部位
１５６の位置は、フィルム位置トラッキングセンサ１７
８及びウェハ位置センサ１７６を用いて追跡される。更
にその他の制御入力１８８が、接触領域５０に対する装
置部位１５６の位置決めに使用される。

【００５６】本発明に従う独特なアクティブウェハ平面
接触システム２０は、多くの実施形態を有することがわ
かる。集積回路試験に加えて、アクティブシリコンウェ
ハ上のアクティブコンポーネント領域は、集積回路装置
をバーンインするためのバーンイン回路を備えることも
できる。更に、ウェハ平面接触システム２０は、試験中
のウェハ２２上に配置された各装置を個々に試験するよ
うに設計されてもよいし、あるいは互いに接続された多
数のウェハ平面接触システム２０を有する大規模接触シ
ステムが、ウェハ上に配置された全ての装置を同時に試
験するように設計されていてもよい。特殊な一実施形態
では、正常所在で自己試験リードオンリーメモリ（ＲＯ
Ｍ）回路がアクティブウェハ平面接触システム上に配置
されてもよく、それによってこれらの回路をマイクロプ
ロセッサ上に配置する必要がなくなる。

【００５７】本発明の種々の特徴及び利点をこれまでに
述べてきた。当然のことながら、この開示は多くの点に
おいて、ほんの例示にすぎないことは理解されるであろ
う。詳細については、すなわち部品の形状、大きさ及び
配置に関しては本発明の範囲を越えないところにて変更
可能である。本発明の範囲は、以下に示す請求の範囲に
示す記載にて定義される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従うアクティブウェハ接触システムの
第１の実施形態の拡大断面図。

【図２】図１に示すシリコンウェハの拡大平面図。

【図３】図２中の図３と記載された部分の一部拡大平面
図。

【図４】本発明に従うアクティブウェハ接触システム上
に配置された試験回路の一例。

【図５】本発明の第２の実施形態の拡大断面図。

【図６】本発明の第３の実施形態の拡大断面図。

【図７】本発明の第４の実施形態の拡大断面図。

【図８】本発明の第５の実施形態の拡大断面図。

【図９】本発明の第６の実施形態の拡大断面図。

【図１０】本発明の第７の実施形態の拡大断面図。

【図１１】図１０のフィルムを示す部分平面図。

【図１２】図１０の接触領域の拡大部分断面図。

【図１３】図９のフィルム送りシステムを示すプロセス
ブロック図。

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウェハ上に製造された半導体装置試験に
   使用する装置であって、 ウェハ本体と、 ウェハ本体に設けられ、半導体装置と接触する装置接触
   領域と、 装置接触領域に接続されたアクティブコンポーネント領
   域と、 アクティブコンポーネント領域と遠隔試験装置とを接続
   する手段とを備える装置。
2. 【請求項２】 前記ウェハ本体はシリコンから形成され
   る請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】 前記装置接触領域は、装置接触領域内に
   おいて、半導体装置上のＩ／Ｏパッドに対応する位置に
   配置された接触素子を更に含む請求項１に記載の装置。
4. 【請求項４】 前記接触素子はハンダから形成される請
   求項３に記載の装置。
5. 【請求項５】 前記アクティブコンポーネント領域は、
   ウェハと一体に配置された回路コンポーネントを含む請
   求項１に記載の装置。
6. 【請求項６】 前記アクティブコンポーネント領域は、
   信号調節回路を含む請求項１に記載の装置。
7. 【請求項７】 前記アクティブコンポーネント領域は、
   半導体装置試験回路を含む請求項１に記載の装置。
8. 【請求項８】 前記半導体装置試験回路は、記憶回路を
   含む請求項７に記載の装置。
9. 【請求項９】 前記アクティブコンポーネント領域は、
   半導体装置を試験する試験システムを含む請求項１に記
   載の装置。
10. 【請求項１０】 前記接続手段は、次の平面Ｉ／Ｏ領域
    を含む請求項１に記載の装置。
11. 【請求項１１】 前記接続手段は、ケーブル終端装置を
    含む請求項１に記載の装置。
12. 【請求項１２】 前記ウェハ本体は可撓性である請求項
    １に記載の装置。
13. 【請求項１３】 前記可撓性のウェハ本体は剛性の支持
    部材に固定される請求項１２に記載の装置。
14. 【請求項１４】 前記剛性の支持部材は傾斜領域及び平
    坦領域を含み、前記接触領域は前記平坦領域に接続さ
    れ、かつ前記アクティブコンポーネント領域は前記傾斜
    領域に接続されている請求項１３に記載の装置。
15. 【請求項１５】 前記ウェハ本体は、実質的に剛性であ
    る請求項１に記載の装置。
16. 【請求項１６】 前記ウェハ本体は、 第１のシリコン基板及び、 第１のシリコン基板に結合された第２のシリコン基板を
    備える請求項１に記載の装置。
17. 【請求項１７】 前記接触領域は、前記第１のシリコン
    基板上に配置され、かつ前記アクティブコンポーネント
    領域は、前記第２のシリコン基板上に配置されている請
    求項１６に記載の装置。
18. 【請求項１８】 前記接触領域及び半導体装置間に配置
    され、装置接触部位を有する取替可能な接触システムを
    更に備える請求項１に記載の装置。
19. 【請求項１９】 ウェハ上に配置された半導体装置試験
    に使用する装置であって、 ウェハ本体と、 前記ウェハ本体に接続され、前記半導体装置と接触する
    手段と、 前記ウェハ本体と一体で、前記ウェハ本体上にアクティ
    ブコンポーネント領域を提供する手段とを備える装置。
20. 【請求項２０】 前記アクティブコンポーネント領域
    は、試験信号を調節する手段を備える請求項１９に記載
    の装置。
21. 【請求項２１】 アクティブコンポーネント領域は、半
    導体装置を試験する手段を備える請求項１９に記載の装
    置。