KR20000011125A - Wafer-level burn-in process and test - Google Patents

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KR20000011125A
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Abstract

PURPOSE: A wafer-level burn-in process and test is provided, which identifies a known good die to perform a semiconductor device in a wafer level. CONSTITUTION: The apparatus for wafer-level burn-in process and test comprises: test substrates (106, 108) for having active electronic components such as ASICs (106) mounted to an interconnection substrate or incorporated therein; a metallic spring contact element (110) for effecting interconnections between the ASICs (106); and a plurality of devices-under-test (DUTs) to be located on a wafer-under-test (WUT)(102), wherein test substrates (106, 108), the metallic spring contact element (110) and DUTs are all disposed in a vacuum vessel so that the ASICs (106) and can be operated at temperatures independent from and significantly lower than the burn-in temperature of the DUTs. Thereby, it is possible to mount the precise alignment of a plurality of ASICs on the support substrate.

Description

웨이퍼 레벨 번-인 공정 및 시험Wafer Level Burn-in Process and Test

〈관련 출원에 대한 상호 참조〉<Cross-Reference to Related Application>

본 특허 출원은 통상적으로 소유되어 함께 계류 중인 1995년 5월 26일자로 출원된 미국 특허 제08/452,255호(이하 "모출원"이라 함)와 1995년 11월 13일자로 출원된 대응 PCT 특허 출원 제US95/14909호의 일부 연속 출원이며, 상기 2개의 출원은 통상적으로 소유되어 함께 계류 중인 1994년 11월 15일자로 출원된 미국 특허 제08/340,144호와 1994년 11월 16일자로 출원된 대응 PCT 특허 출원 제US64/13373호의 일부 연속 출원이며, 상기 2개의 출원은 통상적으로 소유되어 함께 계류 중인 1993년 11월 16일자로 출원된 미국 특허 출원 제08/152,812호(지금은 1995년 12월 19일자로 허여된 미국 특허 제5,476,211호)의 일부 연속 출원이며, 상기 모든 출원은 본 명세서에 참조되어 합체된다.This patent application is commonly filed on May 26, 1995, filed with US Patent No. 08 / 452,255 (hereinafter referred to as “the parent application”), and the corresponding PCT patent application filed on November 13, 1995. Part of a series of US95 / 14909 applications, the two applications of which are commonly owned and pending together with US Patent No. 08 / 340,144 filed November 15, 1994 and corresponding PCT filed November 16, 1994 United States Patent Application No. 08 / 152,812, now filed on November 16, 1993, filed on November 16, 1993, which is commonly owned and pending together; US Patent No. 5,476, 211, which is incorporated herein by reference, incorporated herein by reference in its entirety.

또한, 본 특허 출원은 통상적으로 소유되어 함께 계류 중인 이하의 미국 특허 출원의 일부 연속 출원이다:In addition, this patent application is part of the serial application of the following US patent applications, commonly owned and pending together:

1995년 9월 21일자로 출원된 제08/526,246호(PCT/US95/14843, 1995.11.13);08 / 526,246 filed September 21, 1995 (PCT / US95 / 14843, November 13, 1995);

1995년 10월 18일자로 출원된 제08/533,584호(PCT/US95/14842, 1995.11.13);08 / 533,584, filed Oct. 18, 1995 (PCT / US95 / 14842, Nov. 13, 1995);

1995년 11월 9일자로 출원된 제08/554,902호(PCT/US95/14844, 1995.11.13);08 / 554,902, filed Nov. 9, 1995 (PCT / US95 / 14844, Nov. 13, 1995);

1995년 11월 15일자로 출원된 제08/558,332호(PCT/US95/14885, 1995.11.15);08 / 558,332, filed November 15, 1995 (PCT / US95 / 14885, November 15, 1995);

1995년 12월 18일자로 출원된 제08/573,945호(PCT/US96/07924, 1996.5.24);08 / 573,945, filed Dec. 18, 1995 (PCT / US96 / 07924, 1996.5.24);

1996년 2월 15일자로 출원된 제08/602,179호(PCT/US96/08328, 1996.5.28);08 / 602,179 filed February 15, 1996 (PCT / US96 / 08328, May 28, 1996);

1996년 2월 21일자로 출원된 제60/012,027호(PCT/US96/08117, 1996.5.24);60 / 012,027, filed February 21, 1996 (PCT / US96 / 08117, 1996.5.24);

1996년 2월 22일자로 출원된 제60/012,040호(PCT/US96/08275, 1996.5.28);60 / 012,040, filed February 22, 1996 (PCT / US96 / 08275, May 28, 1996);

1996년 3월 5일자로 출원된 제60/012,878호(PCT/US96/08274, 1996.5.28);60 / 012,878, filed March 5, 1996 (PCT / US96 / 08274, May 28, 1996);

1996년 3월 11일자로 출원된 제60/013,247호(PCT/US96/08276, 1996.5.28); 및60 / 013,247, filed March 11, 1996 (PCT / US96 / 08276, May 28, 1996); And

1996년 5월 17일자로 출원된 제60/005,189호(PCT/US96/08107, 1996.5.24)60 / 005,189, filed May 17, 1996 (PCT / US96 / 08107, 1996.5.24)

(가특허 출원을 제외한) 모든 출원은 전술된 모출원의 일부 연속 출원이며, 모든 출원은 본 명세서에 참조되어 합체된다.All applications (except for provisional patent applications) are some consecutive applications of the aforementioned parent applications, all of which are incorporated herein by reference.

또한, 본 특허 출원은 통상적으로 소유되어 함께 계류 중인 이하의 미국 특허 출원의 일부 연속 출원이다:In addition, this patent application is part of the serial application of the following US patent applications, commonly owned and pending together:

칸드로스(Khandros)와 페더젠(Pedersen)에 의해 1996년 11월 13일자로 출원된 제60/030,697호 및 1996년 12월 13일자로 출원된 제60/-tbd-호60 / 030,697, filed November 13, 1996 by Khandros and Pedersen, and 60 / -tbd- filed December 13, 1996

〈발명의 기술 분야〉〈Technical Field of Invention〉

본 발명은 대체로 반도체 장치를 실행하는 것에 관한 것이며, 특히 기지의 양호한 다이(known good die, KGD)를 확인하기 위해 반도체 장치 상에서 시험 및 번-인(burn-in) 공정을 수행하는 것에 관한 것이며, 특히 [웨이퍼로부터 단일화(singulated)되거나 "다이스 가공(diced)"되기 전에] 웨이퍼 레벨에서 반도체 장치를 실행하는 것에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention generally relates to implementing semiconductor devices, and more particularly, to conducting test and burn-in processes on semiconductor devices to identify known good dies (KGDs), In particular, it relates to the implementation of a semiconductor device at the wafer level (before singulated from a wafer or "diced").

〈발명의 배경〉〈Background of the invention〉

마이크로프로세서에서 메모리 칩까지의 반도체 장치는 실리콘 웨이퍼 상에 에칭(etching), 마스킹(masking), 퇴적(depositing) 등의 긴 일련의 공정 단계를 수행함으로써 제조된다. 통상의 실리콘 웨이퍼는 6 인치 또는 그 이상의 직경을 갖는 디스크 형상이다. 통상적으로 서로 동일한 많은 반도체 장치는 규칙적인 직사각형 어레이에 위치시킴으로써 단일 실리콘 웨이퍼 상에 제조된다. 절단선[선침 스트리트(scribe street)]이 웨이퍼 상의 인접한 반도체 장치 사이에 배치된다. 결국, 장치는 선침 스트리트를 따라 절단(sawing)함으로써 웨이퍼로부터 단일화된다.Semiconductor devices from microprocessors to memory chips are fabricated by performing a long series of processing steps such as etching, masking, depositing, etc. on a silicon wafer. Typical silicon wafers are disk shapes having a diameter of 6 inches or more. Many semiconductor devices, which are typically identical to one another, are fabricated on a single silicon wafer by placing them in a regular rectangular array. Cutting lines (scribe streets) are disposed between adjacent semiconductor devices on the wafer. Eventually, the device is unified from the wafer by sawing along the needle point street.

웨이퍼 상의 결함 또는 공정 중의 하나 이상의 결함으로 인해 반도체 장치들 중 특정한 하나의 장치가 설계된 바와 같이 작동하지 않으며, 이러한 결함은 초기에 나타날 수도 있고 장치가 연장된 기간 동안 사용된 후에야 비로소 명백해질 수도 있다. 따라서, 어떤 장치가 양호하고 불량한 지를 확인하기 위해 연장된 기간 동안 장치를 시험하고 전기적으로 실행하는 것이 중요하다.Due to a defect on the wafer or one or more of the processes, one of the semiconductor devices does not work as designed, and such defects may appear initially and become apparent only after the device has been used for an extended period of time. Therefore, it is important to test and electrically run the device for an extended period of time to ascertain which device is good and bad.

통상적으로, 반도체 장치는 웨이퍼로부터 단일화(분리)되고, 최종 "패키지" 형태로 조립되는 다른 긴 일련의 "백-엔드(back-end)" 공정 단계를 거친 후에만 실행(번-인 및 시험)된다.Typically, semiconductor devices are run (burn-in and test) only after undergoing another long series of "back-end" process steps that are unified (isolated) from the wafer and assembled into a final "package" form. do.

"전체적인" 견지에서 보면, 종래 기술의 통상적인 "백-엔드" 공정 흐름은 이하와 같다[웨이퍼 팹(fab)부터 시작함]:From a "total" standpoint, the conventional "back-end" process flow of the prior art is as follows (starting with a wafer fab):

웨이퍼 소트(sort) #1;Wafer sort # 1;

레이저 수리;Laser repair;

웨이퍼 소트 #2;Wafer sort # 2;

웨이퍼 절단;Wafer cutting;

다이 부착, 와이어 본드, 캡슐화, 납 트림 및 형성, 납 도금과 같은 패키지 조립 공정;Package assembly processes such as die attach, wire bond, encapsulation, lead trimming and forming, lead plating;

전기 시험;Electrical test;

번-인;Burn-in;

전기 시험; 및Electrical test; And

제품의 표시와 선적.Indication and shipment of products.

현재의 반도체 장치는 종종 수백개의 단자들(즉, 전원, 접지, 입력/출력 등과 같은 "패드")을 포함하며, 현재의 반도체 웨이퍼는 종종 수백개의 반도체 장치를 포함함으로써, 각각의 웨이퍼가 다이를 웨이퍼로부터 단일화하기 전에 웨이퍼 레벨에서 시험 및/또는 번-인 공정을 수행하기 위해(즉, 일시에 모든 다이를 시험함) 액세스(access)될 필요가 있는 수만개의 패드 또는 시험 지점을 갖게 한다. 정밀한 정렬도 인접한 패드 사이의 4 mil 정도로 가까운 간격(피치)을 다룰 때 중요한 문제이다. 역시, 웨이퍼로부터 단일화되기 전에 반도체 장치 상의 시험 및/또는 번-인 공정을 수행하는 것은 오래 동안 노력해온 목표였다.Current semiconductor devices often include hundreds of terminals (ie, "pads" such as power supplies, ground, input / output, etc.), and current semiconductor wafers often include hundreds of semiconductor devices, so that each wafer has a die It has tens of thousands of pads or test points that need to be accessed to perform a test and / or burn-in process at the wafer level (ie, test all dies at a time) before unifying from the wafer. Precise alignment is also an important issue when dealing with pitches as close as 4 mils between adjacent pads. Again, it has been a long-standing goal to conduct test and / or burn-in processes on semiconductor devices before they are unified from the wafer.

미국 특허 제5,570,032호[아트킨스 등(Atkins, et al.); "마이크론 특허"; 10/96]는 번-인되는 웨이퍼(14)가 인쇄 회로 기판 상의 작은 전도성 지주(15)를 사용하여 웨이퍼 상의 각 다이 상의 패드와 전기 접촉하는 인쇄 회로 기판(13)에 결합되는 웨이퍼 스케일 번-인 장치 및 공정을 기재하고 있다. 인쇄 회로 기판과의 정밀한 전체 웨이퍼의 정렬은 평행한 상태로 웨이퍼 상의 모든 다이들을 시험하는 것을 허용하기 위해 요구되며 각각의 다이를 개별적으로 탐침으로 검사할 필요성이 제거된다. 장비에는 번-인 공정과 시험을 위해 필요한 웨이퍼 온도를 생성하기 위해 가열 요소와 냉각 채널이 설비된다. 이용 방법은 번-인 및 시험을 지나 결함이 있는 다이의 처리를 제거한다. 마이크론 특허의 도1은 웨이퍼 형태 제조품을 선적하는 데의 종래 기술 공정 단계의 일반적인 개략을 제공한다. 마이크론 특허의 도8은 웨이퍼 스케일 번-인 공정 및 시험의 기재된 방법을 이용할 때 웨이퍼 형태 제조품을 선적하는 데의 종래 기술 공정 단계의 유사한 개략을 제공한다. 감소된 접속부와 제어 논리 소자(마이크로프로세서, 다중 채널 등)를 갖는 인쇄 회로 기판을 제공하는 것과, 인쇄 회로 기판 내에 포함된 전시험 전자 장치를 제공하는 것(5 컬럼, 53 행 내지 60 행 참조)이 또한 가능하다는 것이 마이크론 특허에서 제안되었다.U.S. Patent 5,570,032 (Atkins, et al.); "Micron patent"; 10/96 is a wafer scale burn-in wherein burned-in wafer 14 is bonded to printed circuit board 13 in electrical contact with pads on each die on the wafer using small conductive struts 15 on the printed circuit board. The phosphorus apparatus and process are described. Precise total wafer alignment with the printed circuit board is required to allow testing all dies on the wafer in parallel and eliminates the need to probe each die individually. The equipment is equipped with heating elements and cooling channels to generate the wafer temperatures needed for burn-in processes and testing. The method of use passes through burn-in and testing to eliminate processing of the defective die. Figure 1 of the Micron patent provides a general overview of the prior art process steps for shipping a wafer form article of manufacture. Figure 8 of the Micron patent provides a similar schematic of prior art process steps for shipping a wafer form article of manufacture when using the described methods of wafer scale burn-in process and testing. Providing a printed circuit board with reduced connections and control logic elements (microprocessors, multiple channels, etc.), and providing pre-test electronics contained within the printed circuit board (5 columns, see lines 53 to 60) It is also proposed in the micron patent that this is also possible.

미국 특허 제5,532,610호(쯔지데 등; "엔이씨(NEC) 특허"; 7/96)는 시험 기판과, 시험될 웨이퍼 상에 배치된 칩들을 활성화시키기 위한 시험 기판 상에 배치된 능동 회로와, 패드가 정렬된 상태로 배치되며 시험 기판이 웨이퍼 상에 놓여질 때 칩의 결합 패드가 웨이퍼 상에 배치되도록 위치되며 시험 기판의 정면 상에 배치된 복수개의 패드가 있는 시험 반도체 웨이퍼용 장비를 기재하고 있다. 시험 기판(2)은 상기 방식으로 시험되는 웨이퍼(1)와 동일한 재료로 만들어진 웨이퍼일 수 있다. 시험 기판(웨이퍼)(2) 상에서, 도선(7)은 패드(4)로부터 연장되며 전원, 접지선(18), 입/출력선(9), 및 칩 선택선(10)에 접속되어 있다. 엔이씨 특허의 도4는 실리콘 웨이퍼로 구성된 시험 장비(16)를 도시하고 있으며, 실리콘 웨이퍼의 배면은 정렬 표시로서 역할할 수 있는 4각 피라미드 형상의 구멍(21)을 갖기 위해 에칭됨으로써 시험 기판(16)을 시험될 웨이퍼(17)와 레지스트 상태로 만들기가 용이하다.US Patent No. 5,532,610 (Tsujide et al .; " NEC Patent "; 7/96) discloses a test substrate, an active circuit disposed on a test substrate for activating chips disposed on a wafer to be tested, and a pad. The equipment for the test semiconductor wafer is described with a plurality of pads arranged in an aligned state and positioned so that the bond pads of the chip are placed on the wafer when the test substrate is placed on the wafer. The test substrate 2 may be a wafer made of the same material as the wafer 1 tested in this manner. On the test substrate (wafer) 2, the conductive wire 7 extends from the pad 4 and is connected to a power source, a ground wire 18, an input / output line 9, and a chip select line 10. Figure 4 of the NC patent shows a test equipment 16 composed of a silicon wafer, wherein the backside of the silicon wafer is etched to have a square pyramid-shaped hole 21 that can serve as an alignment mark. ) Is easily brought into the resist state with the wafer 17 to be tested.

미국 특허 제5,434,513호 (후지이 등; "롬(Rohm) 특허"; 7/95)는 범프(bump) 전극이 시험 기판으로서 채용된 중간 반도체 웨이퍼의 바닥면 상에 형성되며 픽업(pickup) 전극과 제어 전극이 시험 기판의 상부(반대)면 상에 형성된 중간 반도체 웨이퍼를 사용하는 반도체 웨이퍼 시험 장비를 기재하고 있다. 스위칭 회로가 중간 반도체 웨이퍼에 형성되며, 제어 전극을 통해 시험기로부터 제공된 스위칭 제어 신호에 따라 범프 전극들 중 선택된 하나의 전극을 픽업 전극으로 접속시키는 역할을 한다. 픽업 전극과 제어 전극은 포고(pogo) 핀을 통해 시험기에 접속되어 있다.U.S. Patent No. 5,434,513 (Fujii et al., &Quot; Rohm Patent "; 7/95) is formed on the bottom surface of an intermediate semiconductor wafer in which bump electrodes are employed as test substrates, A semiconductor wafer testing equipment is described using an intermediate semiconductor wafer with electrodes formed on the top (opposite) side of the test substrate. A switching circuit is formed on the intermediate semiconductor wafer, and serves to connect a selected one of the bump electrodes to the pickup electrode in accordance with a switching control signal provided from the tester through the control electrode. The pickup electrode and the control electrode are connected to the tester via a pogo pin.

미국 특허 제5,497,079호(야마다 등; "마쯔시다 특허"; 3/96)는 복수개의 반도체 시험 칩(2)이 주기판(4)의 한쪽 측면에 장착되며 시험될 반도체 집적 회로 칩(1)의 복수개의 아이템이 주기판(4)의 반대쪽 측면에 장착된 반도체 시험 장비와, 반도체 시험 회로 칩과, 탐침 카드를 기재하고 있다. 컴퓨터(3)가 반도체 시험 칩(2)을 제어하기 위해 제공된다. 주시험 기능이 시험 회로 칩(2)으로 합체되었으므로 시험 결과를 선택하기 위한 컴퓨터(3)가 저가의 컴퓨터일 수 있다. 마쯔시다 특허의 도5, 도7 및 도10은 시험 패턴 생성 수단과, 시험 패턴을 시험될 장치에 적용하기 위한 드라이버와, 데이터 소팅 수단과, 저장된 출력 데이터가 실패인지 아닌지를 판단하기 위한 데이터 판단 수단과, 판단 결과를 워크스테이션으로 전송하기 위한 수단을 갖는 대표 반도체 시험 회로 칩(2)을 도시하고 있다. 마쯔시다의 특허의 도12는 복수의 반도체 시험 칩(2)이 탐침 카드(103)에 장착되고, 복수의 탐침 니들(needle, 104)이 탐침 카드로부터 연장되며(추측컨대, 탐침 카드의 반대면으로부터), 웨이퍼(106)가 시험되는 웨이퍼 시험에 사용되는 반도체 시험 장치의 구조를 도시한다. 제어 신호가 워크스테이션으로부터 반도체 시험 회로 칩으로 전달되면, 반도체 시험 칩은 반도체 웨이퍼에 형성된 반도체 집적 회로의 시험을 시작한다.U.S. Patent No. 5,497,079 (Yamada et al., "Matsushida Patent"; 3/96) discloses that a plurality of semiconductor test chips 2 are mounted on one side of the main board 4 and the plurality of semiconductor integrated circuit chips 1 to be tested. The item describes a semiconductor test equipment, a semiconductor test circuit chip, and a probe card mounted on the opposite side of the main board 4. A computer 3 is provided for controlling the semiconductor test chip 2. Since the main test function has been incorporated into the test circuit chip 2, the computer 3 for selecting the test result may be a low cost computer. 5, 7 and 10 of the Matsushita patent show a test pattern generating means, a driver for applying the test pattern to the apparatus to be tested, data sorting means, and data determining means for determining whether or not the stored output data has failed. And a representative semiconductor test circuit chip 2 having means for transmitting the determination result to the workstation. 12 of the patent of Matsushida shows that a plurality of semiconductor test chips 2 are mounted on the probe card 103, and a plurality of probe needles 104 extend from the probe card (presumably from the opposite side of the probe card). The structure of the semiconductor test apparatus used for the wafer test in which the wafer 106 is tested is shown. When the control signal is transferred from the workstation to the semiconductor test circuit chip, the semiconductor test chip starts testing the semiconductor integrated circuit formed on the semiconductor wafer.

일반적으로 웨이퍼 레벨 시험의 설계 이행시의 종전의 시도는 시험되는 웨이퍼상의 대응 패드와 접촉하는 복수개의 접촉 요소들을 단일 시험 기판에 제공하는 것을 포함한다. 전술한 바와 같이, 이는 수만개의 접촉 요소들과 극도로 복잡한 상호접촉 기판들을 필요로 할 수 있다. 예를 들어 8인치 웨이퍼는 500개의 16 MB DRAM을 포함할 수 있으며, DRAM은 각각 60개의 결합 패드를 가지므로 총 30,000개의 접속부를 포함할 수 있다. 시험 중인 웨이퍼(wafer under test, WUT)에는 30,000개의 접속부가 있고, 중간 기판에 30,000개의 추가 접속부가 있고, 시험 전자 회로부에 30,000개의 추가 접속부가 있고, 제어 전자회로부의 결정되지 않은 수의 접속부가 있다. 또한 현대의 반도체 장치의 미세 피치 요구는 시험 기판을 시험되는 웨이퍼와 함께 위치시킬 때 아주 고도의 공차가 유지될 것을 필요로 한다.In general, previous attempts at design implementation of wafer level testing involve providing a single test substrate with a plurality of contact elements in contact with corresponding pads on the wafer being tested. As mentioned above, this can require tens of thousands of contact elements and extremely complex interconnecting substrates. For example, an 8-inch wafer can contain 500 16 MB DRAMs, each with 60 bond pads, which can include a total of 30,000 connections. The wafer under test (WUT) has 30,000 connections, 30,000 additional connections on the intermediate substrate, 30,000 additional connections on the test electronics, and an undetermined number of connections on the control electronics. . The fine pitch requirements of modern semiconductor devices also require very high tolerances to be maintained when placing the test substrate with the wafer being tested.

〈발명의 요약〉<Summary of invention>

본 발명의 목적은 웨이퍼 레벨 번-인 공정 및 시험을 수행하는 향상된 기술을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an improved technique for performing wafer level burn-in processes and tests.

본 발명의 다른 목적은 종래의 기술이 허용하는 것보다 월등한 물리적 품질과 높은 신뢰성 수준을 갖는 완성된 장치를 만드는 일련의 웨이퍼 레벨 공정 단계들을 가능하게 함으로써 반도체 제조의 경비를 줄이는 것이다.Another object of the present invention is to reduce the cost of semiconductor fabrication by enabling a series of wafer level process steps that result in a finished device having superior physical quality and higher reliability levels than conventional techniques allow.

본 발명에 의하면 반도체 장치는, 그것들이 제조되는 실리콘 웨이퍼로부터 단일화 되기전에 웨이퍼 레벨에서 실행된다. 본 명세서에서 용어 "실행(exercise)"은 반도체 장치에 번-인 및 기능 시험을 수행하는 것을 포함하나 그에 제한되지는 않는다. 시험 중인 웨이퍼(WUT)상의 단일화되지 않은 복수개의 시험 중인 반도체 장치(devices under test, DUT)와, 스프링 접촉 요소와 같은 상호접속 요소들을 사용하는 시험 기판 사이에 복수개의 가압 접속이 이루어져 그 사이에 가압 접속을 실행한다. 스프링 접촉 요소들은 바람직하게는 기부에서 WUT에, (즉 WUT상의 DUT)에 직접 장착되어 WUT의 표면 위의 공통 평면으로 연장되는 자유 단부들을 갖는다. 시험 기판은 바람직하게는 WUT와 잘 상응하는 열팽창계수를 갖는다. 또는 스프링 접촉 요소들은 시험 기판에 장착된다.According to the present invention, semiconductor devices are executed at the wafer level before they are unified from the silicon wafers from which they are manufactured. The term "exercise" herein includes, but is not limited to, performing burn-in and functional tests on semiconductor devices. A plurality of pressurized connections are made between a plurality of ununited semiconductor devices under test (DUT) on a wafer under test (WUT) and a test substrate using interconnecting elements such as spring contact elements to press between them. Execute the connection. The spring contact elements preferably have free ends mounted at the base to the WUT, ie directly to the WUT (ie the DUT on the WUT) and extending in a common plane above the surface of the WUT. The test substrate preferably has a coefficient of thermal expansion that corresponds well to the WUT. Or spring contact elements are mounted to the test substrate.

본 발명의 한 태양에 의하면, 스프링 접촉 요소는 펼쳐지도록 또는 그 기부에서보다 선단에서 더 큰 피치를 갖도록 WUT상에 배열된다. 스프링 접촉 요소는 적절하게는 모출원에 설명된 것과 같은 복합 상호접속 요소이다.According to one aspect of the invention, the spring contact element is arranged on the WUT to unfold or to have a larger pitch at the tip than at its base. The spring contact element is suitably a composite interconnect element as described in the parent application.

본 발명의 일실시예에서 시험 기판은 상대적으로 큰 상호접속 기판과, 상호접속 기판에 장착되고 연결된 복수개의 상대적으로 작은 기판들을 포함한다. 각 작은 기판은 DUT들 중 하나의 크기(면적)보다 작은 크기(면적)을 갖는다. 작은 기판은 상호접속(지지) 기판의 전방(WUT와 대면하는)면상에 배치된다. 또한 하나의 작은 기판이 개별 DUT보다 크고 2개 이상의 DUT와 "상응(mate)"하는 것이 가능하다. 작은 기판은 적절하게는 특정 응용 집적 회로(application-specific integrated circuits, ASIC)와 같은 능동 반도체 장치이다. ASIC의 설계는 (예를 들어 호스트 콘트롤러와 같은) 외부 공급원으로부터 시험 기판에 공급되는 신호의 수가 최소화될 수 있게 이루어진다.In one embodiment of the invention the test substrate comprises a relatively large interconnect substrate and a plurality of relatively small substrates mounted and connected to the interconnect substrate. Each small substrate has a size (area) smaller than the size (area) of one of the DUTs. The small substrate is disposed on the front (facing the WUT) surface of the interconnect (support) substrate. It is also possible for one small substrate to be larger than an individual DUT and "mate" with two or more DUTs. Small substrates are suitably active semiconductor devices such as application-specific integrated circuits (ASICs). The design of the ASIC allows the number of signals supplied to the test board from an external source (such as a host controller) to be minimized.

DUT에 장착된 스프링 접촉 요소의 경우, 스프링 접촉 요소의 선단은 바람직하게는 그 장착된 기부보다 더 넓은 간격이 되도록 펼쳐지고, ASIC에는 정렬 공차를 완화시키기 위해 여분의 크기를 가질 수 있는 포집(capture) 패드(단자)가 제공된다. 스프링 접촉 요소의 선단은 펼쳐질 수 있으나, 그것이 장착되는 DUT의 영역 내에 그보다 작은 영역에 배치된다. DUT를 실행하는 ASIC은 스프링 접촉 요소의 선단의 면적에 대응하는 크기이다.In the case of a spring contact element mounted on the DUT, the tip of the spring contact element is preferably spread out to be wider than its mounted base, and the ASIC can be extra sized to mitigate alignment tolerances. A pad (terminal) is provided. The tip of the spring contact element can be unfolded but disposed in a smaller area within the area of the DUT to which it is mounted. The ASIC implementing the DUT is sized to correspond to the area of the tip of the spring contact element.

본 발명의 실시예에서, ASIC에는 그 전방면에 만입부가 제공되고, 각 만입부는 DUT에 장착된 대응 스프링 접촉 요소의 선단을 수용한다. 이 만입부는 ASIC의 표면에 직접 형성되거나 ASIC의 표면 위에 배치된 층에 의해 제공될 수 있다. 선단을 수용한 후에 ASIC은 횡방향으로 이동되거나 (평면에서) 회전되어 만입 특징부의 측벽과 스프링 접촉 요소의 선단을 결합시킬 수 있다.In an embodiment of the invention, the ASIC is provided with an indentation in its front face, each indentation receiving the tip of a corresponding spring contact element mounted in the DUT. This indentation may be provided directly on the surface of the ASIC or provided by a layer disposed on the surface of the ASIC. After receiving the tip, the ASIC can be moved laterally or rotated (in plane) to join the tip of the spring contact element with the sidewall of the indentation feature.

본 발명의 일태양에 의하면, 상호접속(지지) 기판에 대한 복수의 ASIC의 정확한 정렬을 보장하기 위한 수단이 제공되고, 수단은 ASIC의 배면상의 만입부와 상호접속 기판의 전방면상의 대응 만입부와, ASIC과 상호접속 기판 사이에 배치된 구를 포함한다.In accordance with one aspect of the present invention, a means is provided for ensuring accurate alignment of a plurality of ASICs with respect to an interconnect (supporting) substrate, the means being indented on the back side of the ASIC and corresponding indentation on the front side of the interconnect substrate. And a sphere disposed between the ASIC and the interconnect substrate.

본 발명의 일태양에 의하면, 시험 기판은 WUT의 온도보다 낮은 온도에 유지된다. 이는 WUT상의 DUT가 상호접속 기판에 장착되는 ASIC의 예상 수명에 악영향을 미치지 않고 그 번-인을 가속시킬 목적으로 더 높은 온도로 상승될 수 있게 한다. WUT와 밀접하게 상응하는 시험 기판의 열팽창 계수에 의해, 이는 WUT보다 시험 기판의 열챙창을 중요하지 않은 더 작은 양으로 제한한다. WUT 및 시험 기판 사이의 현저한 온도차는 전체 장치(WUT 및 시험 기판)를 진공 환경에 배치함으로써 용이하게 보존된다.According to one aspect of the invention, the test substrate is maintained at a temperature lower than the temperature of the WUT. This allows the DUT on the WUT to be raised to higher temperatures for the purpose of accelerating its burn-in without adversely affecting the life expectancy of the ASIC mounted on the interconnect substrate. By the coefficient of thermal expansion of the test substrate closely corresponding to the WUT, this limits the thermal window of the test substrate to a lesser amount than the WUT. The significant temperature difference between the WUT and the test substrate is easily preserved by placing the entire device (WUT and test substrate) in a vacuum environment.

사용할 때 시험 기판은 상온에서 WUT와 접촉하도록 배치된다. ASIC의 전방면상의 (예를 들어 만입부인) 포집 특징부는 스프링 접촉 요소를 제 위치에 유지한다. 그후 DUT에 전력이 공급될 수 있다. 진공 환경은 전력이 공급된 DUT로부터의 열이 ASIC을 가열하는 것을 방지하여, ASIC이 DUT의 번-인 온도보다 많이 낮은 온도에서 조작될 수 있게 한다.In use, the test substrate is placed in contact with the WUT at room temperature. The capture feature on the front face of the ASIC (eg, indentation) holds the spring contact element in place. The DUT may then be powered up. The vacuum environment prevents heat from the powered DUT to heat the ASIC, allowing the ASIC to be operated at temperatures well below the burn-in temperature of the DUT.

본 발명의 일태양에 의하면, DUT를 시험하는 신호가 외부 공급원(호스트 콘트롤러)에 의해 비교적 소수의 라인 위의 데이터의 일련의 흐름과 같은 제1 포맷으로 공급되고, DUT와 접촉하는 스프링 접촉 요소들의 개별적인 비교적 많은 수를 위한 개별 신호와 같은 제2 포맷으로 변환된다. 또는 DUT를 시험하는 신호들의 적어도 일부분이 외부 호스트 콘트롤러에 의해 공급되는 것이 아니라, ASIC 내에서 발생될 수 있다.According to one aspect of the invention, a signal for testing a DUT is supplied by an external source (host controller) in a first format, such as a series of flows of data over a relatively few lines, of the spring contact elements in contact with the DUT. It is converted into a second format, such as an individual signal for an individual relatively large number. Alternatively, at least a portion of the signals that test the DUT may be generated within the ASIC rather than being supplied by an external host controller.

본 발명의 일태양에 의하면, ASIC은 호스트 콘트롤러로의 이어지는 전송을 위해 DUT로부터의 시험 결과를 축적(감시)할 수 있다. 이 정보(시험 결과)는 개별적으로 DUT 각각을 특징짓는 데 사용될 수 있다. 또는 DUT로부터의 시험 결과에 기초하여 ASIC은 부가적인 시험 및/또는 임계 시험을 실패한 DUT상의 번-인을 종료시킬 수 있다.According to one aspect of the invention, the ASIC may accumulate (monitor) test results from the DUT for subsequent transmission to the host controller. This information (test results) can be used to individually characterize each DUT. Alternatively, based on the test results from the DUT, the ASIC may terminate the burn-in on the DUT that failed additional tests and / or critical tests.

본 발명의 다른 실시예에서 ASIC은 실리콘 웨이퍼에 장착되는 것이 아니라 실리콘 웨이퍼상에 직접 제조될 수 있다. 여분이 제공되어 결함있는 ASIC이나 그 일부분이 서로 전기적으로 대체될 수 있게 한다.In another embodiment of the present invention, the ASIC may be manufactured directly on the silicon wafer rather than mounted on the silicon wafer. Redundancy is provided so that defective ASICs or parts thereof can be electrically replaced with each other.

본 발명의 장점은 ASIC이 염가로 만들어질 수 있고, ASIC의 각 "유형"이 특정 유형의 DUT를 수용하도록(상응하도록) 특별히 설계될 수 있다는 것이다.An advantage of the present invention is that ASICs can be made inexpensively, and each "type" of ASICs can be specifically designed to accommodate (correspond) to a particular type of DUT.

종래의 번-인 기법은 그 온도를 상승시키기 위해 대류 오븐에 DUT를 위치시키는 것을 포함한다. 본 발명에서 ASIC을 그같은 반복되는 가열 사이클을 거치게 하는 것은 일반적으로 바람직하지 않다. 본발명에 의하면, DUT와 ASIC은 서로 접촉하게 되고 DUT에는 번-인을 수행하기 위해 전력이 공급된다. 이는 열이 DUT에 의해 발생되게 하고, 대부분의 경우에 추가 열원없이 DUT의 온도 상승 요구를 만족시키는 충분한 열이 발생한다.Conventional burn-in techniques include placing the DUT in a convection oven to raise its temperature. It is generally not desirable to allow the ASIC to undergo such repeated heating cycles in the present invention. According to the present invention, the DUT and ASIC are in contact with each other and the DUT is powered to perform burn-in. This causes heat to be generated by the DUT, and in most cases sufficient heat is generated to meet the temperature rise requirements of the DUT without additional heat sources.

본 발명의 일태양에 의하면, DUT 및 시험 기판(상호접속 기판 및 그에 장착된 ASIC)의 조립체는 진공 환경에 배치되고, ASIC이 받는 유일한 열은 ASIC과 DUT 사이의 전기 접속을 실행하는 스프링 접촉 요소를 따라 ASIC에 전도되는 소량의 열이다. DUT 기판 및 시험 기판은 그 유체가 상이한 콘트롤러로 가는 액체 냉각 척(chuck)과 접촉한다. DUT 기판은 패키지 부분과 함께 수용될 수 있는 것보다 일반적으로 더 높은 고온의 영향을 받게 되고 시험 기판은 시험기의 크게 향상된 전기 작동을 가능하게 하는 실내 온도로 또는 그 이하로 유지된다.According to one aspect of the invention, the assembly of the DUT and the test substrate (interconnect substrate and ASIC mounted thereon) is placed in a vacuum environment and the only heat that the ASIC receives is a spring contact element that performs electrical connection between the ASIC and the DUT. A small amount of heat is conducted to the ASIC along the line. The DUT substrate and the test substrate are in contact with a liquid cooling chuck whose fluid goes to different controllers. The DUT substrate is generally subjected to higher temperatures than can be accommodated with the package portion and the test substrate is maintained at or below room temperature to allow for significantly improved electrical operation of the tester.

본 발명의 장점은 DUT가 ASIC과 직접 접촉하고, ASIC을 지지하는 상호접속 기판이 호스트 컨트롤러로부터의 매우 적은 신호를 받는 저밀도 배선 기판으로 될 수 있고, ASIC 자체가 WUT 상의 다수의 DUT의 실행에 요구되는 상당한 크기(일예로, 30,000)의 많은 신호를 발생시킨다는 점이다.An advantage of the present invention is that the DUT is in direct contact with the ASIC, and the interconnect substrate supporting the ASIC can be a low density wiring board that receives very little signal from the host controller, and the ASIC itself is required for the execution of multiple DUTs on the WUT That is, it generates many signals of significant magnitude (e.g., 30,000).

본 발명의 장점은 DUT 작동이 ASIC에 열적 압력을 가함이 없이 반도체 공정에 의해 허용된 실내 온도 이하로부터 최대 온도 까지의 넓은 온도 범위에 걸쳐 확실하게 행해질 수 있다는 점이다.The advantage of the present invention is that the DUT operation can be reliably done over a wide temperature range from below room temperature to the maximum temperature allowed by the semiconductor process without applying thermal pressure to the ASIC.

본 발명은 전체 웨이퍼-레벨 조립 공정에 대한 가능한 한 최상의 기술을 제공한다.The present invention provides the best possible technique for the entire wafer-level assembly process.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점은 다음의 설명으로부터 잘 알 수 있을 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will be apparent from the following description.

〈도면의 간단한 설명〉<Brief Description of Drawings>

본 발명의 바람직한 실시예를 더 상세히 참고 하기로 하며, 그 예는 첨부 도면에 도시되어 있다. 본 발명은 이러한 바람직한 실시예에 대해 기재하고 있지만, 그것은 본 발명의 사상 및 범주를 이러한 특정 실시예로 제한하기 위한 것이 아님을 알 수 있다.Reference is now made in detail to the preferred embodiments of the invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. While the invention has been described in terms of these preferred embodiments, it will be understood that they are not intended to limit the spirit and scope of the invention to these specific embodiments.

도1A는 본 발명에 따른 웨이퍼 레벨 번-인 및 시험 방법을 수행하기 위한 장치의 측면 단면도.1A is a side cross-sectional view of an apparatus for performing a wafer level burn-in and test method in accordance with the present invention.

도1B는 본 발명에 따른 (실선으로 도시된) DUT 위에 놓인 (점선으로 도시된) ASIC과 같은 소형 시험 기판의 평면도.Is a plan view of a small test substrate such as an ASIC (shown in dashed lines) over a DUT (shown in solid lines) in accordance with the present invention.

도1C는 본 발명에 따른 도1B의 DUT의 개략 사시도.1C is a schematic perspective view of the DUT of FIG. 1B in accordance with the present invention.

도1D는 본 발명에 따른 도1B의 ASIC의 전방면의 평면도.1D is a plan view of the front face of the ASIC of FIG. 1B in accordance with the present invention.

도1E는 본 발명에 따른 (실선으로 도시된) 2 개의 DUT 위에 놓인 (점선으로 도시된) ASIC과 같은 소형 시험 기판의 평면도.Is a plan view of a small test substrate such as an ASIC (shown in dashed lines) over two DUTs (shown in solid lines) in accordance with the present invention.

도2는 본 발명에 따른 ASIC와 DUT 간에 접촉을 이루게 하기 위한 또 다른 실시예의 측면도.Figure 2 is a side view of another embodiment for making contact between an ASIC and a DUT in accordance with the present invention.

도3A는 본 발명에 따라 DUT에 장착된 스프링 접촉 요소의 팁과 접촉하도록 도1D에 도시된 결합 패드인 접촉 특징부를 갖는 다수의 ASIC 중 하나의 ASIC의 측면 단면도.FIG. 3A is a side cross-sectional view of one of the plurality of ASICs with contact features that are the bond pads shown in FIG. 1D to contact the tip of a spring contact element mounted to the DUT in accordance with the present invention.

도3B는 본 발명에 따라 DUT에 장착된 스프링 접촉 요소의 팁과 접촉하기 위한 특징부를 갖는 다수의 ASIC 중 하나의 ASIC의 또 다른 실시예의 측면 단면도.3B is a side cross-sectional view of another embodiment of one of the plurality of ASICs with features for contacting the tip of a spring contact element mounted to the DUT in accordance with the present invention.

도3C는 본 발명에 따라 DUT에 장착된 스프링 접촉 요소의 팁과 접촉하기 위한 특징부를 갖는 또 다른 실시예를 도시한 하나의 ASIC의 측면 단면도.3C is a side cross-sectional view of one ASIC showing another embodiment with features for contacting the tip of a spring contact element mounted to a DUT in accordance with the present invention.

도4는 본 발명에 따라 상호접속 기판에 정밀 정렬을 보증하기 위한 그 후방면 상의 특징부를 갖는 다수의 ASIC 중 하나의 ASIC의 측면 단면도.4 is a side cross-sectional view of one of the plurality of ASICs with features on their back side to ensure precise alignment to the interconnect substrate in accordance with the present invention.

도5는 본 발명에 따른 ASIC들과 상호접속 기판 간의 전기 접속을 이루게 하는 기술을 도시한 측면도.Figure 5 is a side view illustrating a technique for making electrical connections between ASICs and an interconnect substrate in accordance with the present invention.

도5A, 도5B 및 도5C는 본 발명에 따라 본 발명의 ASIC와 같은 전기 요소의 전방면으로부터 ASIC의 후방면으로의 전기 통로를 제공하기 위한 기술을 도시한 측면 단면도.5A, 5B and 5C are side cross-sectional views illustrating a technique for providing an electrical passage from the front face of an electrical element, such as the ASIC of the present invention, to the back face of the ASIC in accordance with the present invention.

도6A 및 도6B는 본 발명에 따라 스프링 접촉 요소를 DUT에 장착하기 위한 기술을 도시한 측면 단면도.6A and 6B are side cross-sectional views illustrating a technique for mounting a spring contact element to a DUT in accordance with the present invention.

도6C는 본 발명에 따른 도6B의 스프링 접촉 요소의 사시도.Figure 6C is a perspective view of the spring contact element of Figure 6B in accordance with the present invention.

도7은 본 발명에 따라 본 발명의 구체적 설명을 위해 접속성 및 전체적 기능성을 도시한 (도1A와 비교한) 본 발명의 장치의 개략도.Figure 7 is a schematic diagram of the device of the present invention (compared to Figure 1A) showing connectivity and overall functionality for a more detailed description of the invention in accordance with the present invention.

〈발명의 상세한 설명〉<Detailed Description of the Invention>

도1A는 본 발명에 따른 웨이퍼 레벨 번-인 공정 및 시험의 방법을 수행하기 위한 장치(100)를 도시한 것이다. 시험 중인 웨이퍼(WUT)는 (WUT를 본 명세서에서 대개 소자(102)로 부르게 되는) WUT 상에 형성된 반도체 장치(102a, 102b, 102c, 102d)가 (관측되는 바와 같이) 상향 대향하도록 온도 제어 진공척(104)과 같은 적절한 지지체 상에 배치된다.1A illustrates an apparatus 100 for performing a method of wafer level burn-in process and testing in accordance with the present invention. The wafer under test (WUT) is a temperature controlled vacuum such that the semiconductor devices 102a, 102b, 102c, 102d formed on the WUT (which is commonly referred to herein as device 102) face upwardly (as observed). Disposed on a suitable support such as chuck 104.

(ASIC, 대개 소자(106)로서 불리는) 응용 집적 회로와 같은 다수의 (도시된 많은 것 중 4 개의) 비교적 소형의 능동 전자 소자(106a, 106b, 106c, 106d)는 WUT(102)와 같은 대개 동일한 크기(즉, 직경)인 비교적 큰 상호접속 기판(기부판)(108)에 장착된다. 일예로, 상호접속 기판(108)과 WUT(102)는 모두 8 또는 12 인치의 직경을 갖는다. 전자 요소(ASIC)(106)와 상호접속 기판(108)은 함께 "시험 기판"을 구성한다.Many relatively small active electronic devices 106a, 106b, 106c, 106d, such as application integrated circuits (ASICs, commonly referred to as device 106), typically have the same as WUT 102. It is mounted on a relatively large interconnect substrate (substrate) 108 that is the same size (ie, diameter). In one example, both interconnect substrate 108 and WUT 102 have a diameter of 8 or 12 inches. Electronic element (ASIC) 106 and interconnect substrate 108 together constitute a “test substrate”.

WUT(102)는 시험될 복수개의 (도시된 많은 것 중 4 개의) 반도체 장치(102a, 102b, 102c, 102d), 또는 시험 중인 장치(DUT)를 포함한다.WUT 102 includes a plurality of (four of many shown) semiconductor devices 102a, 102b, 102c, 102d to be tested, or a device under test (DUT).

복수개의 (도시된 많은 것 중 4 개의) 스프링 접촉 요소(110)는 그 기부에 의해 각각의 DUT의 전방면(도면에서 보았을 때) 상부면에 장착되고, DUT의 전방면 위의 공통 평면으로 연장하는 팁을 구비한다. 이러한 스프링 접촉 요소는 적절하기는 하지만, 모출원의 독립적인 형태의 긴 복합 상호접속 요소에 한정되지 않는다.A plurality of (four of many shown) spring contact elements 110 are mounted to the front surface (as seen in the figure) top surface of each DUT by its base and extend in a common plane above the front surface of the DUT. It is provided with a tip. Such spring contact elements are suitable, but are not limited to long composite interconnect elements of independent type of parent.

사용할 때에, 시험 기판(106, 108)과 WUT(102)는 스프링 접촉 요소(110)의 팁이 ASIC(106)의 전방면 상에서 (도1D에 도시된) 대응 단자(접촉 패드)(120)에 가압 전기 접속을 이룰 때까지 (서로를 향해) 소정 정렬 상태로 된다. WUT와 시험 기판 주위에 배치된 안내핀(112)은 정밀 정렬을 보증한다.(상호접속 기판은 WUT 보다 더 큰 직경을 구비할 수 있고, 안내핀은 상호접속 기판 내의 대응 가이드 구멍을 관통할 수 있다.) WUT 면 상에 적절히 배치된 압축 멈춤부(블록 링)(114)는 접촉 패드(120)에 대해 압박될 때 스프링 접촉 요소(110)의 팁이 편향되는 이동량, 즉 거리를 제한한다.In use, the test substrates 106, 108 and the WUT 102 have a tip of the spring contact element 110 connected to a corresponding terminal (contact pad) 120 (shown in FIG. 1D) on the front side of the ASIC 106. It is in a predetermined alignment state (toward each other) until a pressurized electrical connection is made. Guide pins 112 disposed around the WUT and test substrate ensure precise alignment. (Interconnect boards may have a larger diameter than the WUT, and the guide pins may pass through corresponding guide holes in the interconnect board. A compression stop (block ring) 114 properly positioned on the WUT face limits the amount of travel, ie distance, that the tip of the spring contact element 110 is deflected when pressed against the contact pad 120.

도1A에 도시된 대로, 호스트 컴퓨터(116)는 상호접속 기판(108)을 통해 ASIC(106)에 신호를 제공한다. 이러한 신호들은 다수의 DUT를 실행하기 위한 시험 신호들이다. WUT 상의 DUT들이 대개 서로 동일하기 때문에, 한 쌍의 시험 신호(벡터)는 다수의 DUT를 위해 발생될 수 있다. 대안으로, 시험 벡터는 호스트 컴퓨터의 전체적인 제어 하에서 각각의 ASIC에 의해 발생된다. 전력(일예로, Vdd 및 Vss)은 또한 ASIC(106)을 통해 전력 공급부(118)로부터 DUT로 적절히 공급(일예로, ASIC를 통해 직접 공급)된다.As shown in FIG. 1A, the host computer 116 provides a signal to the ASIC 106 via an interconnect substrate 108. These signals are test signals for implementing multiple DUTs. Since the DUTs on the WUT are usually identical to each other, a pair of test signals (vectors) can be generated for multiple DUTs. Alternatively, test vectors are generated by each ASIC under the full control of the host computer. Power (eg, Vdd and Vss) is also properly supplied (eg, directly through the ASIC) from the power supply 118 to the DUT via the ASIC 106.

상호접속 기판(108)은 실제로 배선 (상호접속) 기판이고, WUT(102)와 동일한 열 팽창 계수를 갖는 실리콘 웨이퍼인 것이 바람직하다. ASIC(106)은 ASIC의 전방(도면에서 보았을 때, 기부)면 사이에서 지지 기판의 전방(도면에서 보았을 때, 기부)면으로 연장하는 결합 와이어에 의해 상호접속 기판에 적절히 연결된다.The interconnect substrate 108 is actually a wiring (interconnect) substrate, preferably a silicon wafer having the same coefficient of thermal expansion as the WUT 102. The ASIC 106 is suitably connected to the interconnect substrate by a coupling wire extending between the front (base when viewed in view) base of the ASIC to the front (base when viewed in view) plane of the support substrate.

본 발명의 중요한 특징은 DUT와 ASIC 사이를 (스프링 접촉 요소(110)를 통해) 직접 연결시킨다는 점이다. 상기 장소는 전체 시스템의 접속 중에서 대다수가 이루어지는 장소이며(이하에서 이를 상세하게 설명하기로 함), 매우 적은 수(극소수)의 접속이 상호접속 기판(108) 자체 내에 이루어질 필요가 있다. ASIC와 DUT 사이의 직접 접속은 ASIC을 상호접속 기판의 DUT측(전방면)에 배치시킴으로써 용이해진다. 예컨대, ASIC이 배치된 위치와 무관하게, DUT로의 수만개(예컨대, 30000개)의 접속이 상호접속 기판(즉, ASIC을 통해서라기보다는 상호접속 기판에 배치된 여러 종류의 스프링 접촉 요소에 의해)을 통해 이루어지지 않았더라면, 이러한 30,000개의 접속수는 상호접속 기판 내에 진입되어야 했을 것이다. 이하에 상세하게 설명된 바와 같이, 이러한 수만개의 신호는 호스트 콘트롤러로부터 상호접속 기판을 통해 ASIC까지 진입되는 극소수(예컨대, 4개)의 신호에 따라 ASIC 자체에 의해 DUT에 직접 발생될 수 있다.An important feature of the present invention is the direct connection between the DUT and the ASIC (via the spring contact element 110). The location is where the majority of the connections of the entire system are made (described in detail below), and very few (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 (front side) of the interconnect substrate. For example, regardless of where the ASIC is placed, tens of thousands (e.g., 30000) connections to the DUT may be connected to the interconnect substrate (i.e. by the various types of spring contact elements disposed on the interconnect substrate rather than through the ASIC). If not, these 30,000 connections would have had to enter the interconnect substrate. As described in detail below, these tens of thousands of signals can be generated directly to the DUT by the ASIC itself according to very few (eg, four) signals entering the ASIC from the host controller through the interconnect substrate.

WUT(102) 및 시험 기판(106/108)은 본 발명의 기술이 고진공 또는 기타 제어되는 대기 조건을 포함하는 적어도 일부 진공에서 수행될 수 있도록 진공 발생원(도시되지 않음)과 연통된 상태로 기밀 용기(130) 내에 배치되는 것이 적절하다. 상기 언급된 바와 같이, 진공은 DUT를 ASIC으로부터 열적으로 고립시키는 것이 유리하다.WUT 102 and test substrate 106/108 are hermetically sealed containers in communication with a vacuum source (not shown) such that the techniques of the present invention can be performed at least in some vacuums, including high vacuum or other controlled atmospheric conditions. It is appropriate to be placed in 130. As mentioned above, the vacuum advantageously thermally isolates the DUT from the ASIC.

본 발명의 특징에 따르면, 시험 기판(106/108)은 번-인 동안에 WUT(102)의 온도와 전체적으로 독립적인(WUT(102)에 비해 전형적으로 상당히 낮음) 온도로 유지될 수 있도록 온도가 제어되는 척(104a)에 장착된다.According to a feature of the invention, the temperature of the test substrate 106/108 is controlled so that it can be maintained at a temperature that is generally independent of the temperature of the WUT 102 (typically significantly lower than the WUT 102) during burn-in. To the chuck 104a.

스프링 접촉 요소의 팁에 대한 패닝 아웃(fanning out)Panning out to the tip of the spring contact element

상기 언급된 바와 같이, 현대 반도체 소자는 대략 0.0254 ㎜(4 mils)의 좁은 피치로 배치되는 대량의 결합 패드를 갖는 경우가 있다. 스프링 접촉 요소(110)는 그 기부가 DUT의 결합 패드에 장착된다. DUT로부터 균일하게(예컨대, 서로 평행하게) 돌출되도록 스프링 접촉 요소가 있지 않았다면, 그 팁도 0.0254 ㎜(4 mils) 피치였을 것이고 ASIC의 대응 포집 패드의 정렬도 어려웠을 것이다.As mentioned above, modern semiconductor devices often have a large amount of bond pads disposed at a narrow pitch of approximately 0.0254 mm (4 mils). The spring contact element 110 has its base mounted to the coupling pad of the DUT. If there were no spring contact elements to project evenly (eg, parallel to each other) from the DUT, the tip would have been 0.0254 mm (4 mils) pitch and the alignment of the corresponding capture pad of the ASIC would have been difficult.

도1B에 도시된 바와 같이, 각각의 DUT, 예컨대 DUT(102a)는 DUT의 중심선을 따라 배열된 복수개(24개만 도시됨)의 결합 패드(107, 사각형으로 도시됨)를 갖는다. 독립된 스프링 접촉 요소(110)는 각각의 결합 패드에 장착되고, 대체로 DUT의 중심선에 90°로 배열된다. 도1B에 도시된 바와 같이, 스프링 접촉 요소는 길이가 서로 엇갈릴 뿐만 아니라 서로 대향 방향으로 연장되도록 배열될 수 있다. 예컨대, 제1 스프링 접촉 요소(110a)는 비교적 길고 DUT(106)의 중심선으로부터 제1 방향으로 제1 거리만큼 연장되며, 제2 스프링 접촉 요소(110b)는 비교적 길고 DUT(106)의 중심선으로부터 제1 방향에 대향인 제2 방향으로 제1 거리만큼 연장되며, 제3 스프링 접촉 요소(110c)는 비교적 짧고 DUT(106)의 중심선으로부터 제1 방향으로 제1 거리보다 작은 거리인 제2 거리만큼 연장되며, 제4 스프링 접촉 요소(110d)는 비교적 짧고 DUT(106)의 중심선으로부터 제2 방향으로 제2 거리만큼 연장된다.As shown in FIG. 1B, each DUT, such as DUT 102a, has a plurality of (only 24 shown) bond pads 107 (shown in rectangle) arranged along the centerline of the DUT. An independent spring contact element 110 is mounted to each engagement pad and is generally arranged at 90 ° to the centerline of the DUT. As shown in Fig. 1B, the spring contact elements can be arranged such that the lengths are not only staggered with each other but also extend in opposite directions to each other. For example, the first spring contact element 110a is relatively long and extends by a first distance in a first direction from the centerline of the DUT 106, and the second spring contact element 110b is relatively long and extends from the centerline of the DUT 106. Extends by a first distance in a second direction opposite the one direction, and the third spring contact element 110c extends by a second distance that is relatively short and is less than the first distance in the first direction from the centerline of the DUT 106. The fourth spring contact element 110d is relatively short and extends by a second distance in a second direction from the centerline of the DUT 106.

도1B에 가장 잘 도시된 바와 같이, 스프링 접촉 요소(110)의 팁(원으로 도시됨)은 모두 DUT(106a)의 영역(외주 내의 영역)보다 작은 영역에 배치되며, 상기 작은 영역은 대응 ASIC(106a)의 영역이며, 그 외주는 도면에서 파선 직사각형에 의해 나타나 있다. 이러한 방식으로, 스프링 접촉 요소(110)의 자유 단부(팁)는 장착되는 DUT의 결합 패드(107)보다 큰 피치(간격)로 되는 것이 용이해진다.As best shown in FIG. 1B, the tips (shown as circles) of the spring contact element 110 are all disposed in an area smaller than the area of the DUT 106a (the area within the periphery), the small area corresponding to the corresponding ASIC. It is an area | region of 106a, and the outer periphery is shown with the dashed rectangle in the figure. In this way, the free end (tip) of the spring contact element 110 is facilitated to be larger in pitch (spacing) than the engagement pad 107 of the mounted DUT.

스프링 접촉 요소(110)의 팁이, 예컨대 보다 작은 DUT를 수용하도록 도1B의 파선 직사각형에 의해 도시된 것보다 훨씬 작은 간격으로 제한되는 것은 본 발명의 범주 내이다.It is within the scope of the present invention that the tip of the spring contact element 110 is limited to a much smaller spacing than shown by the dashed rectangle of FIG. 1B, for example to accommodate a smaller DUT.

도1C는 스프링 접촉 요소(110)의 기부 팁이 DUT의 중심선을 따라 배열된 도1B의 DUT(102a)의 개략 사시도이다.1C is a schematic perspective view of the DUT 102a of FIG. 1B with the base tip of the spring contact element 110 arranged along the centerline of the DUT.

도1D에 도시된 바와 같이, 본 발명의 장점은 ASIC(106)의 "포집" (결합) 패드(120)가 (DUT의 결합 패드(107)의 크기보다) 매우 크므로, 스프링 접촉 요소(110)의 팁의 위치에 대한 공차 제한을 완화시킬 수 있다는 것이다.As shown in FIG. 1D, the advantage of the present invention is that the spring contact element 110 is because the " capture " (coupling) pad 120 of the ASIC 106 is much larger (than the size of the coupling pad 107 of the DUT). It is possible to alleviate the tolerance limit for the tip position.

모출원은 상호접속 요소의 기부와 그 팁 사이의 피치 확대를 수행하면서 탄성 상호접속 요소가 반도체 소자에 장착될 수 있는 다수의 방법을 기재하고 있다.The parent application describes a number of ways in which an elastic interconnect element can be mounted to a semiconductor device while performing a pitch magnification between the base of the interconnect element and its tip.

시험 기판과 WUT 사이의 인터페이스는 DUT당 하나의 ASIC을 갖는 것으로 도시되었으며, ASIC는 각각 DUT 중 대응하는 것과 정렬된다. 다른 관계가 성립될 수 있는 것은 본 발명의 범주 내이다. 예컨대, 도1E에 도시된 바와 같이, 하나의 ASIC(126, 그 주연은 파선 직사각형에 의해 도시됨)은 두 개의 인접한 DUT(102a 및 102b)에 연장될 수 있다.The interface between the test board and the WUT is shown as having one ASIC per DUT, each of which is aligned with the corresponding one of the DUTs. It is within the scope of the present invention that other relationships can be established. For example, as shown in FIG. 1E, one ASIC (126, its periphery is shown by a dashed rectangle) may extend to two adjacent DUTs 102a and 102b.

본 발명의 주요 특징은, 가능하면 DUT(102)에 밀접하게, 즉 상호접속 기판(108)의 DUT측에 배치된 ASIC(106)에는 고유한 기능이 용이하게 제공된다는 것이다. 상기 기능에 따라 많은 유리한 결과가 성취된다. 호스트 컴퓨터(116)로부터 상호접속 기판(108)으로 제공되어야 하는 신호의 수가 상당히 적어지고, 상호접속 기판에 의해 진입되어야 하는 신호의 수도 적어진다. 이러한 상호접속 기판에 대한 신호 운반 제한의 완화에 따라 상호접속 기판의 재료, 설계 및 구현에 있어서의 융통성의 확보를 통한 비용의 감소가 가능하다. DUT에 대한 ASIC의 근접 및 이에 따른 그 사이의 직접 접속에 의해 신호 경로가 길다는 불리함이 회피되고 DUT의 신속한 시험이 용이해진다.The main feature of the present invention is that ASIC 106 disposed as close to DUT 102 as possible, i.e., located on the DUT side of interconnect substrate 108, is readily provided with unique functionality. Many advantageous results are achieved with this function. The number of signals that must be provided from the host computer 116 to the interconnect substrate 108 is considerably less, and the number of signals that must be entered by the interconnect substrate is less. The mitigation of signal carrying restrictions on these interconnect substrates allows for cost reduction through securing flexibility in the material, design and implementation of the interconnect substrate. The proximity of the ASIC to the DUT and thus the direct connection therebetween avoids the disadvantage of long signal paths and facilitates rapid testing of the DUT.

상기 언급된 바와 같은 적절한 스프링 접촉 요소가 ASIC과 DUT 사이의 가압 접속을 수행하도록 채용될 수 있다.Appropriate spring contact elements as mentioned above may be employed to make a pressurized connection between the ASIC and the DUT.

스프링 접촉 요소가 DUT가 아니라 ASIC에 장착되는 것도 본 발명의 범주 내이다. 이는 도2에 도시되어 있으며, 상기에서 복수개(4개만 도시됨)의 스프링 접촉 요소(210)(110과 비교)는 그 기부에 의해 ASIC(206)에 장착되며, 스프링 접촉 요소(210)의 팁(말단부)은 DUT(202)(102와 비교)의 대응 결합 패드(도시되지 않음)로의 압력 접촉이 이루어지도록 위치된다. 즉, ASIC과 DUT 사이의 접속을 수행하기 위한 적절한 수단이 본 발명의 기술을 실용화시키도록 채용될 수도 있다. 스프링 접촉 요소 이외의 것이 마이크로범프(microbumps) 등에 제한되지 않고 ASIC 과 DUT 사이의 접속을 수행하도록 채용되는 것도 본 발명의 범주 내이다.It is also within the scope of the present invention that the spring contact element is mounted to the ASIC rather than the DUT. This is shown in FIG. 2, in which a plurality (only four are shown) of the spring contact elements 210 (compare 110) are mounted to the ASIC 206 by their base and the tip of the spring contact element 210. The (end) is positioned such that pressure contact of the DUT 202 (compared to 102) to a corresponding mating pad (not shown) is made. That is, suitable means for performing the connection between the ASIC and the DUT may be employed to put the techniques of the present invention into practice. It is also within the scope of the present invention that other than the spring contact element is not limited to microbumps or the like and is employed to perform the connection between the ASIC and the DUT.

스프링 접촉 요소의 팁의 포집Capture of the tip of the spring contact element

상기 논의된 바와 같이, DUT에 장착된 스프링 접촉 요소의 팁은 ASIC의 대응 포집 패드에 대해 가압함으로써 단순히 "포집될(captured)" 수 있으며, 스프링 접촉 요소에 따라 피치 확대를 수행하여 ASIC의 매우 큰 포집 패드를 가짐으로써 공차 제한이 완화된다는 것이 나타나 있다. 이제는 스프링 접촉 요소의 팁과 ASIC 사이의 접속을 수행하는 다른 기술에 대해 논의하기로 한다.As discussed above, the tip of the spring contact element mounted on the DUT can simply be “captured” by pressing against the corresponding capture pad of the ASIC, and perform a pitch magnification along the spring contact element to achieve a very large size of the ASIC. It has been shown that tolerance limits are alleviated by having a capture pad. We will now discuss other techniques for making the connection between the tip of the spring contact element and the ASIC.

도3A는 ASIC(306)(106과 비교)의 전방면에 배치된 결합 패드(308)(120과 비교)인 포집 패드에 따라 DUT(302)(102와 비교)에 장착된 스프링 접촉 요소(310)(110과 비교)의 팁을 포집하는 기본 실시예를 도시하고 있다.3A shows a spring contact element 310 mounted to a DUT 302 (compare 102) according to a collection pad, which is a bond pad 308 (compare 120) disposed on the front face of an ASIC 306 (compare 106). A basic embodiment is shown for capturing a tip (compare 110).

본 발명의 일태양에 따르면, "포집(capture)"의 토폴로지 특징(topologic features)에 따라 번-인 공정 및 시험 동안에 ASIC에 대한 스프링 접촉 요소의 팁의 신뢰성있는 정렬을 보장하도록 ASIC의 전방면 내에 또는 전방면 상에 형성될 수 있다.According to one aspect of the invention, within the front face of the ASIC to ensure reliable alignment of the tip of the spring contact element to the ASIC during burn-in process and testing according to the topology of the "capture". Or on the front face.

도3B는 상호접속 기판(도시되지 않음, 108 참조)에 장착된 복수개의 ASIC(106과 비교) 중 하나(326)와, 복수개의 DUT(322, 102a와 비교) 중 하나와, 상기 두 개 사이에 신뢰성있는 압력 접속을 수행하기 위한 기술을 도시하고 있다. 앞선 예에서와 같이, 복수개의 스프링 접촉 요소(330, 110과 비교)는 그 기부에 의해 DUT(322)의 정면에 장착되어 DUT(332)의 정면으로부터 연장된다. 상기 예에서, 스프링 접촉 요소는 그 팁(말단부)이 그 기부보다 큰(성긴) 피치로 배열된다.3B shows one 326 of a plurality of ASICs (compare 106) and one of a plurality of DUTs (compare 322, 102a) mounted on an interconnect substrate (not shown, see 108), between the two; A technique for performing a reliable pressure connection is shown. As in the previous example, a plurality of spring contact elements 330 and 110 are mounted to the front of the DUT 322 by its base and extend from the front of the DUT 332. In this example, the spring contact elements are arranged at a pitch whose tip (end) is larger (coarse) than its base.

복수개(2개만 도시됨)의 만입부(328)(적어도 세 개의 측면을 갖는 피라미드 형상이 적절함)는 그 정면으로부터 ASIC(322) 내로 연장된다. 상기 만입부(328)뿐만 아니라 이하에서 설명되는 다른 만입부는 미세 기계가공(micromachining) 등의 종래의 반도체 제조 기술을 사용하여 용이하게 형성된다.A plurality of (only two are shown) indentations 328 (at least three sided pyramid shapes are suitable) extend from the front into ASIC 322. The indentations 328 as well as the other indentations described below are readily formed using conventional semiconductor manufacturing techniques such as micromachining.

이러한 만입부(328)의 측벽에 금속화(도시안됨)가 인가되고, 금속화는 ASIC(326)의 능동 소자(도시안됨)와 전기 연통 상태에 있다.Metallization (not shown) is applied to the sidewall of the indentation 328, and the metallization is in electrical communication with the active element (not shown) of the ASIC 326.

사용시, ASIC(326) 및 DUT(322)가 함께 가져와짐에 따라, 스프링 접촉 요소(330)의 팁은 만입부(328) 내로 진입하고, 그 후에 ASIC은 (도시된 바와 같이 페이지를 가로질러) 측방향으로 이동되거나 (페이지 상에서 수직인 축 둘레에서) 약간 회전되어, 신뢰성 있는 전기 가압 접속을 보장하는 충분한 힘을 가지고 스프링 접촉 요소(330)의 팁이 만입부(328)의 측벽과 결합하도록 한다.In use, as the ASIC 326 and DUT 322 are brought together, the tip of the spring contact element 330 enters the indentation 328, after which the ASIC (crosses the page as shown). Is moved laterally (slightly around an axis perpendicular to the page) to allow the tip of the spring contact element 330 to engage the sidewall of the indent 328 with sufficient force to ensure a reliable electrical pressurization connection .

스프링 접촉 요소의 팁을 포집하는(결합시키는) 대안적인 기술이 도3C에 도시되어 있다. 이러한 경우에, ASIC(346)(326과 비교)은 정면에 복수개(그 중 2개가 도시됨)의 패드(단자)(344)가 종래의 방식으로 형성된다. 복수개(그 중 2개가 도시됨)의 구멍(348)(328과 비교)이 관통 연장되어 접촉 패드(344)와 정렬되도록 미세 기계가공된 실리콘 다이 등의 절연 재료 층(350)은 ASIC(346)의 정면 위에 배치된다. 바꿔 말하면, 이러한 대안적인 기술에서, ASIC(346)의 표면에 만입부(328)를 직접 형성하기보다는, 별개의 상부 구조물(350)이 동등한 포집 특징부(348)를 제공한다. 앞선 예에서처럼, 포집 특징부(348)의 측벽은 금속화될 수 있고, ASIC은 DUT(도시안됨)에 대하여 측방향으로 또는 회전식으로 이동될 수 있어, ASIC(346)과 스프링 접촉 요소(340)(330과 비교) 사이에서 신뢰성 있는 전기 가압 접속을 보장하도록 한다. 실리콘 다이(350)는 질화물로 절연될 수 있다.An alternative technique for capturing (engaging) the tip of the spring contact element is shown in FIG. 3C. In this case, the ASIC 346 (compared to 326) is formed in a conventional manner with a plurality of pads (terminals) 344 in front (two of which are shown). An insulating material layer 350, such as a silicon die, micromachined so that a plurality of (two of which are shown) holes 348 (compared to 328) extends through and aligns with the contact pad 344 is provided with an ASIC 346. Is placed above the front. In other words, in this alternative technique, rather than directly forming an indentation 328 on the surface of the ASIC 346, a separate upper structure 350 provides equivalent capture features 348. As in the previous example, the sidewalls of the capture feature 348 can be metalized and the ASIC can be moved laterally or rotationally relative to the DUT (not shown), such that the ASIC 346 and the spring contact element 340 (Compared to 330) to ensure a reliable electrical pressurized connection. Silicon die 350 may be insulated with nitride.

스프링 접촉 요소의 팁과 접촉되도록 된 ASIC 상의 수단은 울퉁불퉁하게 되어야 함을 알아야 한다. 이를 위해, 예컨대 포집 패드(120 또는 308 또는 344)는 니켈 등의 내마모성 전기 전도성 재료로 0.5 mil 내지 1.0 mil로 피복(예컨대, 도금)될 수 있다. 유사한 방식으로, 만입부(포집 특징부)(328)는 동등한 양의 니켈로 피복될 수 있다.It should be noted that the means on the ASIC intended to come into contact with the tip of the spring contact element should be rugged. To this end, for example, the capture pads 120 or 308 or 344 may be coated (eg, plated) from 0.5 mils to 1.0 mils with a wear resistant electrically conductive material such as nickel. In a similar manner, indentations (capture features) 328 may be coated with an equivalent amount of nickel.

상호접속 기판에 대한 소형 기판의 정렬Alignment of the small board with respect to the interconnect board

이상에서 논의된 바와 같이, ASIC 등의 복수개의 전자 소자가 보다 큰 상호접속 기판에 장착되는 것이 바람직하다. 특히, 이는 상호접속 기판의 전체 표면에 걸쳐 양호한 능동 장치를 산출하기 위한 요구 조건을 피할 수 있게 한다. (즉, 실리콘 웨이퍼 상호접속 기판의 경우에, ASIC의 회로는 실리콘 웨이퍼 상에 직접 합체될 수 있다.) 명백하게는, 상호접속 기판에 대한 복수개의 ASIC의 정확한 정렬을 보장하도록 적절한 기구가 제공되어야 한다.As discussed above, it is desirable for a plurality of electronic devices, such as ASICs, to be mounted on a larger interconnect substrate. In particular, this makes it possible to avoid the requirement to yield good active devices over the entire surface of the interconnect substrate. (I.e., in the case of a silicon wafer interconnect substrate, the circuitry of the ASIC can be incorporated directly on the silicon wafer.) Obviously, a suitable mechanism must be provided to ensure correct alignment of the plurality of ASICs with respect to the interconnect substrate. .

도4는 큰 상호접속 기판(408)(108과 비교)에 대한 복수개(그 중 하나가 도시됨)의 ASIC(406)(106, 206, 306, 346)의 정확한 정렬을 보장하는 기술(400)을 도시한다. 이러한 경우에, 각각의 ASIC(406)의 배면(도면에서 볼 때, 상부면)에는 전술된 만입부(328, 348)와 유사한 방식으로 적어도 2개(2개만 도시됨)의 만입부(412)가 제공되며, 만입부(412)는 ASIC(106)의 배면 내로 연장되는 적절한 피라미드 형태이다. 이러한 만입부(412)는 종래의 반도체 제조 기술을 사용하여 엄격한 공차로 석판술에 의해 한정 및 형성될 수 있다.4 illustrates a technique 400 to ensure correct alignment of a plurality of ASICs 406 (106, 206, 306, 346) with respect to a large interconnect substrate 408 (compare 108). To show. In this case, at least two (only two are shown) indentations 412 on the back of each ASIC 406 (top view, in the figure) in a manner similar to the indents 328 and 348 described above. Is provided, the indentation 412 is in the form of a suitable pyramid that extends into the back of the ASIC 106. Such indentation 412 may be defined and formed by lithography with strict tolerances using conventional semiconductor fabrication techniques.

전술된 바와 같이 적당하게는 반도체 웨이퍼인 상호접속 기판(408)의 정면(도면에는 바닥면으로 도시됨)에는 동등한 만입부(414)가 형성된다. 이러한 만입부(414)는 마찬가지로 엄격한 공차(306과 비교)를 갖도록 종래의 반도체 제조 기술을 사용하여 형성될 수 있다.As described above, an equivalent indentation 414 is formed on the front side of the interconnect substrate 408, which is suitably a semiconductor wafer (shown as the bottom side in the figure). This indentation 414 can likewise be formed using conventional semiconductor fabrication techniques to have tight tolerances 306.

각각의 만입부(412, 414)는 만입부가 형성되어 있는 대응하는 ASIC(406) 또는 상호접속 기판(408)의 표면을 가로질러 측정되는 치수("폭")를 갖는다. ASIC 만입부(412)의 폭은 양호하게는 상호접속 기판 만입부(414)의 폭과 동일하며, 이들 모두는 적당하게는 3 mil 내지 5 mil의 범위에 있고, 예컨대 4 mil이다.Each indentation 412, 414 has a dimension ("width") measured across the surface of the corresponding ASIC 406 or interconnect substrate 408 in which the indentation is formed. The width of the ASIC indentation 412 is preferably the same as the width of the interconnect substrate indentation 414, all of which are suitably in the range of 3 mils to 5 mils, for example 4 mils.

ASIC(406)을 상호접속 기판(408)에 조립하기 위하여, 만입부(412, 414)의 폭과 동등한 직경을 갖는 작은 구[볼(ball)](420)가 만입부(412)와 대응하는 만입부(414) 사이에 배치되어, 상호접속 기판(408)의 정면 상에서 ASIC(406)이 정확하게 정렬되게 한다. 볼(420)의 직경은 양호하게는 만입부(412, 414)의 폭보다 약간, 예컨대 2 + 1 mil만큼 크며, 이는 상호접속 기판(408)의 정면(도면서 볼 때 바닥면)과 ASIC(406)의 배면(도면에서 볼 때 상부면) 사이에 제어된 치수의 작은 간극이 있게 한다. 예컨대, (도면서 볼 때 수직으로) 간극의 치수는 2 내지 5 mil의 범위에 있다.In order to assemble the ASIC 406 to the interconnect substrate 408, a small ball 420 having a diameter equal to the width of the indents 412, 414 corresponds to the indent 412. Disposed between the indents 414 to allow the ASIC 406 to be correctly aligned on the front of the interconnect substrate 408. The diameter of the ball 420 is preferably slightly larger than the width of the indents 412, 414, for example by 2 + 1 mil, which is the front (bottom view of the interconnecting substrate) 408 and the ASIC ( There is a small gap in the controlled dimension between the back side of the 406 (upper side in the figure). For example, the dimension of the gap (vertically when viewed) is in the range of 2 to 5 mils.

양호하게는 열 전도성인 적당한 접착제(도시안됨)가 간극(즉, ASIC과 상호접속 기판의 대향한 면들 사이)에 배치되어, ASIC을 상호접속 기판에 고정하도록 한다. 적당한 접착제의 일례는 은이 충전된 에폭시(silver-filled epoxy)이며, 접착제는 양호하게는 결함있는 ASIC이 (적당한 용제 또는 열에 의해) 제거되고 교체될 수 있게 하는 종류의 것이다.A suitable adhesive (not shown), preferably thermally conductive, is disposed in the gap (ie between the ASIC and opposite sides of the interconnect substrate) to secure the ASIC to the interconnect substrate. One example of a suitable adhesive is a silver-filled epoxy, which is preferably of the kind that allows defective ASICs to be removed and replaced (by appropriate solvent or heat).

본 발명의 범주 내에서 ASIC을 상호접속 기판에 정렬시키는 임의의 적당한 기구가 채용될 수 있다. 예컨대, 전술된 제PCT/US96/08117호에 설명된 큰 기판(예컨대, 622)과 작은 기판(예컨대, 620)을 정렬시키는 정렬 기술에 대해 관심이 향하고 있다. 예컨대, 본 발명의 범주 내에서, ASIC의 배면에 상당한 크기(예컨대, 10 mil X 20 mil의 직사각형 등)의 납땜 특징부가 제공되고, 상호접속 기판의 정면에는 동등한 크기의 납땜 특징부가 제공되며, 땜납(또는 금-주석) 예비성형체가 이들 사이에 배치되고 다시 유동되어서, 액체 상태에 있는 땜납에 의해 가해지는 표면 장력이 상호접속 기판에 대한 ASIC의 정확한 정렬을 보장할 것이다.Any suitable mechanism for aligning the ASIC to the interconnect substrate may be employed within the scope of the present invention. For example, attention is directed to alignment techniques for aligning a large substrate (eg 622) and a small substrate (eg 620) described in PCT / US96 / 08117 described above. For example, within the scope of the present invention, soldering features of substantial size (eg, 10 mil X 20 mil rectangular, etc.) are provided on the back side of the ASIC, equally sized soldering features are provided on the front of the interconnect substrate, and solder Preforms (or gold-tin) are placed between them and flow back, so that the surface tension exerted by the solder in the liquid state will ensure correct alignment of the ASIC to the interconnect substrate.

상호접속 기판에 대한 ASIC의 접속Connection of ASICs to Interconnect Boards

전술된 바와 같이, ASIC은 종래의 와이어 결합 기술을 사용하여 상호접속 기판에 적당하게 전기 접속된다.As mentioned above, the ASIC is suitably electrically connected to the interconnect substrate using conventional wire bonding techniques.

WUT 상에 있는 복수개의 DUT에 전력을 공급하기 위하여, DUT를 번-인할 목적으로, 비교적 큰 전력량이 요구된다. 예컨대, 전체 WUT에 대하여 수백 와트 정도. 본 발명의 시스템의 물리적인 배치로 인해, 이러한 전력을 ASIC을 통해 그리고 대응하는 스프링 접촉 요소를 통해 전달하는 것이 바람직하다. 이하의 설명에는, ASCI을 "직접 통한" 전력 공급에 대한 기술이 설명된다.In order to power a plurality of DUTs on the WUT, a relatively large amount of power is required for the purpose of burn-in the DUT. For example, several hundred watts for the entire WUT. Due to the physical arrangement of the system of the present invention, it is desirable to transfer this power through the ASIC and through the corresponding spring contact element. In the following description, a technique for power supply "through" ASCI is described.

도5는 통상적으로 결합 와이어(도시안됨, 510 참조)에 의해 상호접속 기판(508)(108과 비교)에 전기 접속된 ASIC(506)(106, 206, 306, 326, 346, 406과 비교)을 도시한다. 신호를 DUT(도시안됨)에 제공하는 ASIC을 시동하기 위해 요구되는 비교적 적은 접속부와는 대조적으로, DUT에 전력을 공급하여 번-인을 수행하기 위하여 상당량의 전력이 요구되며, ASIC과 상호접속 기판 사이에 대응하는 상당수의 결합 와이어를 요구한다. ASIC과 상호접속 기판 사이의 결합 와이어 접속부의 개수는 DUT(예컨대, 102)에 대해 (예컨대, 스프링 접속 요소(110)를 통해) 이루어진 전력 접속부의 개수와 대략 동일하며, 이는 1백개 이상일 수 있다.5 is typically an ASIC 506 (compare 106, 206, 306, 326, 346, 406) electrically connected to an interconnect substrate 508 (compare 108) by a bonding wire (not shown, see 510). To show. In contrast to the relatively small connections required to start up an ASIC that provides a signal to the DUT (not shown), a significant amount of power is required to power the DUT to perform burn-in, and the ASIC and interconnect board It requires a significant number of mating wires in between. The number of coupling wire connections between the ASIC and the interconnect substrate is approximately equal to the number of power connections made to the DUT (eg, 102) (eg, via the spring connection element 110), which may be more than one hundred.

본 발명의 일 태양에 따르면, 종래의 결합 와이어보다 더 큰 전력(와트)을 전달할 수 있는 상호접속 수단을 사용하여 상호접속 기판과 ASIC 사이에 전력이 전달됨으로써, 요구되는 접속부의 개수를 감소시킨다.According to one aspect of the present invention, power is transferred between the interconnect substrate and the ASIC using an interconnect means capable of delivering greater power (watts) than conventional bonding wires, thereby reducing the number of required connections.

도5A, 도5B 및 도5C는 ASIC과 상호접속 기판 사이에서 전기 접속을 수행하는 기술(500)을 도시한다.5A, 5B, and 5C illustrate a technique 500 for making electrical connections between an ASIC and an interconnect substrate.

도5A는 ASIC(106, 206, 306, 326, 406, 506과 비교)을 도시하는데, ASIC(526)은 정면(526a)으로부터 배면(528b)으로 ASIC(526)의 본체를 완전 관통해 연장되는 작은 복수개(하나가 도시됨)의 구멍(522)을 갖는다. 이들 구멍(522)은 ASIC(306)의 정면에 만입부(308)를 ASIC(406)의 배면에 만입부(412)를 생성하는 데 채용되었던 것과 유사한 방식으로 적당하게 형성되는데, 즉 만입부(522a)(구멍(522)의 제1 부분)는 ASIC(526)의 정면(526a)에서 ASIC(526)의 (도면에서 볼 때 수직으로) 적어도 절반 두께의 깊이까지 형성되고, 만입부(522b)(구멍(522)의 제2 부분)는 ASIC(526)의 배면(526b)에서 제2 구멍 부분(522b)이 제1 구멍 부분(522a)과 인접하기에 충분한 깊이까지 형성된다. 구멍부(522a, 522b)의 치수는 연속 개구가 ASIC 다이(526)를 통해서 연장될 수 있게 하는 크기이다.5A shows the ASICs 106, 206, 306, 326, 406, 506 as compared, where the ASIC 526 extends completely through the body of the ASIC 526 from the front 526a to the back 528b. It has a plurality of small holes (522 shown). These holes 522 are suitably formed in a manner similar to that employed for creating the indents 308 on the front of the ASIC 306 and the indents 412 on the back of the ASIC 406, i.e. 522a (first portion of hole 522) is formed from the front surface 526a of the ASIC 526 to a depth of at least half the thickness (vertically in the figure) of the ASIC 526, and the indentation 522b (Second portion of the hole 522) is formed at the back surface 526b of the ASIC 526 to a depth sufficient for the second hole portion 522b to be adjacent to the first hole portion 522a. The dimensions of the apertures 522a and 522b are such that the continuous opening can extend through the ASIC die 526.

도5B는 상기 공정의 다음 단계를 도시하며, 여기서 전도층(예를 들어, 티타늄-텅스텐 등)은 제1 및 제2 구멍부로의 스퍼터링 등에 의해 퇴적되고, 이로써 제1 전도층 부분(524a)이 제1 구멍부(522a)로 연장되고 제2 전도층 부분(524b)이 제2 구멍부(522b)로 연장된다. 도시된 것처럼, 이들 두개의 전도층 부분(524a, 524b)들 사이에는 불연속부가 존재한다. 도시된 것처럼, 전도층 부분(524a, 524b)은 해당 구멍부 내부로부터 ASIC(526)의 해당 표면(526a, 526b) 상으로 연장되는 것이 바람직하다. 실제로, 각 구멍부(522a, 522b)의 일측부(도면에서 좌측 또는 우측)는 구멍부의 반대측(도면에서 우측 또는 좌측)보다 더 많은 스퍼터링 재료를 수용하게 된다.5B shows the next step of the process, where a conductive layer (e.g., titanium-tungsten, etc.) is deposited by sputtering or the like into the first and second holes, whereby the first conductive layer portion 524a is deposited. It extends to the first hole 522a and the second conductive layer portion 524b extends to the second hole 522b. As shown, there is a discontinuity between these two conductive layer portions 524a, 524b. As shown, the conductive layer portions 524a and 524b preferably extend from the interior of the apertures onto the corresponding surfaces 526a and 526b of the ASIC 526. In fact, one side (left or right in the drawing) of each hole 522a, 522b will accommodate more sputtering material than the opposite side (right or left in the drawing) of the hole.

도5C는 상기 공정의 다음 단계를 도시하며, 여기서 두개의 전도층 부분(524a, 524b)들 사이의 불연속부는 전도 재료(예를 들어, 금 또는 니켈 등) 덩어리(528)에 의해 연결(브릿지)되며, 상기 전도 재료는 도금에 의해 (즉, ASIC를 도금조 내에 침지시키고 두개의 전도층 부분을 연결하기에 충분한 정도로 도금함으로써) 적절하게 도포된다.5C shows the next step of the process, where the discontinuity between two conductive layer portions 524a and 524b is connected (bridged) by a mass of conductive material (eg gold or nickel) 528. The conductive material is suitably applied by plating (i.e. by immersing the ASIC in the plating bath and plating to a sufficient extent to connect the two conductive layer portions).

ASIC에 전도성 바이어스를 형성하기 위한 상기 공정은 본 발명의 상호접속 기판에도 동등하게 적용할 수 있다.The above process for forming a conductive bias in an ASIC is equally applicable to the interconnect substrate of the present invention.

불연속부를 연결하도록 도금하는 것 외에 불연속부를 연결하도록 전도성 재료(예를 들어, 은 충전 에폭시) 덩어리를 구멍부 내에 배치하는 것도 본 발명의 범위 내에 속한다.In addition to plating to connect the discontinuities, it is also within the scope of the present invention to place a mass of conductive material (eg, silver filled epoxy) in the apertures to connect the discontinuities.

스프링 접촉 요소Spring contact element

도1에 도시된 것(요소 110) 및 도2에 도시된 것(요소 210)과 같은 자유 직립형의 긴 스프링 접촉 요소 및 이러한 스프링 접촉 요소를 반도체 장치를 포함하는 기판에 장착하는 방법은 예를 들어 미국 특허 출원 제08/452,255호 및 이의 대응 PCT 출원 제US95/14909호 등의 상기에 언급한 미국 출원 및 PCT 출원에 상세하게 개시되어 있다. 상기 특허 출원들에 기재되어 있는 스프링 접촉 요소는 "복합 상호접속 요소" 및 "탄성 접점 구조물" 등으로 칭하며, 이들은 대개 연성 (예를 들어, 금) 와이어를 전자 소자의 단자에 와이어 결합하고, 이 와이어를 스프링 형상을 갖는 와이어 스템으로 성형하여 절단하고, 와이어 스템 및 단자의 인접 영역을 경질 재료(예를 들어, 니켈)의 적어도 하나의 층으로 오버코팅하는 작업을 수반한다. 이러한 복합 상호접속 요소는 희생 기판 상에 제조된 후에 전자 소자에 장착될 수 있다.Long standing free spring contact elements, such as those shown in FIG. 1 (element 110) and those shown in FIG. 2 (element 210), and methods of mounting such spring contact elements to a substrate comprising a semiconductor device are for example. It is disclosed in detail in the above-mentioned U.S. applications and PCT applications, such as U.S. Patent Application 08 / 452,255 and its corresponding PCT Application US95 / 14909. The spring contact elements described in the patent applications are referred to as "composite interconnect elements" and "elastic contact structures" and the like, which usually wire-bond flexible (eg, gold) wires to terminals of electronic devices, and Forming and cutting the wire into a wire stem having a spring shape, involves overcoating the wire stem and adjacent areas of the terminal with at least one layer of hard material (eg nickel). Such a composite interconnect element can be mounted to an electronic device after being fabricated on a sacrificial substrate.

본 발명의 웨이퍼 레벨 번-인 공정 및 시험 시스템을 구현하는 데 사용되는 임의의 적절한 스프링 접촉 요소도 본 발명의 범위 내에 속한다.Any suitable spring contact element used to implement the wafer level burn-in process and test system of the present invention is also within the scope of the present invention.

도6A 내지 도6C는 본 발명에 사용할 수 있는 스프링 접촉 요소를 형성하는 변경된 기술을 도시한다. 이들 스프링 접촉 요소는 "조립"이라기보다는 "제조"된다.6A-6C illustrate a modified technique for forming a spring contact element that can be used in the present invention. These spring contact elements are "manufactured" rather than "assembled".

도6A에 도시된 것처럼, 탄성 자유 직립형 접점 구조물을 제조하는 기술(600)의 일례는 반도체 장치(602)의 상부에 다수의 패턴식 절연층(604, 606, 608)을 도포하는 작업을 수반한다. 반도체 장치(602)는 이의 표면 상에(또는 이의 표면으로부터 접근가능한 부분에) 다수의 결합 패드(612)를 갖고 있다. 층들은 결합 패드에 나란한 개구를 갖도록 패턴화되어 있으며, 개구들은 하나의 층(예들 들어, 608, 606)의 개구가 하부층(예를 들어, 606, 604)의 개구보다 더 결합 패드로부터 연장되도록 하는 형상 및 크기를 취한다. 전도성 재료의 층(614)은 개구에 도포된다. 그 다음에, 전도성 재료 덩어리(620)가 전해 도금 등에 의해 개구에 형성될 수 있다. 도시된 것처럼 이 덩어리는 결합 패드(412)에 고정되고, 절연층이 제거된 후에(도6B에 가장 양호하게 도시됨) 자유 직립 상태로 된다 (그 일단부만 부착됨). 재료 및 형상을 적절하게 선택함으로써, 이들 덩어리(620)는 탄성 자유 직립 구조로서 기능할 수 있다. 도4C에 가장 양호하게 도시된 것처럼, 도6A 및 도6B의 제조된 접촉 구조물(620)은 부품(602)의 표면 위로 수직하게 연장될 뿐 아니라 측방향으로도 연장된다. 이 방식에서, 접점 구조물(620)은 (화살표 624로 도시된 것처럼 부품(602)의 표면에 평행한) x-y 평면뿐만 아니라 (화살표 622로 도시된 것처럼) z축으로도 유연성을 갖도록 용이하게 제조된다.As shown in FIG. 6A, one example of a technique 600 for fabricating an elastic free standing contact structure involves applying a plurality of patterned insulating layers 604, 606, and 608 on top of a semiconductor device 602. . The semiconductor device 602 has a number of bond pads 612 on its surface (or at an accessible portion thereof). The layers are patterned to have openings that are parallel to the bond pads and the openings allow the opening of one layer (eg, 608, 606) to extend from the bond pad more than the openings of the underlying layer (eg, 606, 604). Take shape and size. Layer 614 of conductive material is applied to the opening. Next, a conductive mass of material 620 may be formed in the opening by electroplating or the like. As shown, this mass is secured to the bond pad 412 and is free standing (only one end thereof is attached) after the insulating layer is removed (best shown in FIG. 6B). By appropriately selecting materials and shapes, these agglomerates 620 can function as an elastic free standing structure. As best shown in Figure 4C, the fabricated contact structure 620 of Figures 6A and 6B extends vertically as well as laterally over the surface of the component 602. In this manner, the contact structure 620 is readily manufactured to be flexible in the z-axis (as shown by arrow 622) as well as the xy plane (as shown by arrow 624) that is parallel to the surface of the component 602. .

DUT의 번-인 공정Burn-in process of the DUT

반도체 장치의 번-인 공정은 (즉, 우연하게 "인펀트 모탈리티(infant mortality)"를 일으킬 수 있는) 잠재적인 결함 장치의 실패를 가속시키도록 상승된 온도에서 상기 장치의 전력을 상승시키는 작업을 수반한다. 이러한 가속은 온도 및 인가된 작동 전압을 상승시킴으로써 증진될 수 있다. 그러나, 반도체 장치가 이미 포장된 경우에 패키지(예를 들어, 플라스틱)의 재료는 포장된 반도체 장치가 번-인 노(furnace)에 노출될 수 있는 온도에 제한을 가하게 된다. 패키지의 극히 일부는 특히 유기질 재료가 포장에 포함되었을 때에 고온에 장기간 노출되는 상태를 견딜 수 있다.The burn-in process of a semiconductor device is tasked with raising the power of the device at elevated temperatures to accelerate the failure of a potential faulty device (ie, which may inadvertently cause "infant mortality"). Entails. This acceleration can be enhanced by raising the temperature and the applied operating voltage. However, if the semiconductor device is already packaged, the material of the package (eg plastic) places a limit on the temperature at which the packaged semiconductor device can be exposed to a burn-in furnace. Very few of the packages can withstand prolonged exposure to high temperatures, especially when organic materials are included in the package.

통상의 번-인 공정은 포장된 반도체 장치를 96 시간 주기 동안 125 ℃의 온도로 가열하는 것을 포함하고 있다. 대개, 번-인 공정 시간은 접합 온도가 매 10 ℃ 상승할 때마다 반분된다. 예를 들어, DUT들이 150 ℃에서 번-인되는 데 1일을 필요로 하면, 이들은 160 ℃에서는 반일 동안에 효과적으로 번-인될 수 있다.A typical burn-in process involves heating a packaged semiconductor device to a temperature of 125 ° C. for a 96 hour period. Usually, the burn-in process time is halved every 10 ° C. rise in the junction temperature. For example, if the DUTs require one day to burn in at 150 ° C., they may be effectively burned in for half day at 160 ° C.

상승된 번-인 온도에 대한 또 다른 장애는 번-인 노에 있는 임의의 시험 장치가 가열되어 이의 실패를 가속시키게 된다는 것이다. 예를 들어, 본 발명의 ASIC는 DUT에서와 동일한 번-인 온도에 노출될 경우에 실패가 가속된다.Another obstacle to elevated burn-in temperatures is that any test apparatus in the burn-in furnace will heat up, accelerating its failure. For example, the ASIC of the present invention accelerates failures when exposed to the same burn-in temperature as in the DUT.

본 발명의 일태양에 따르면, 번-인 공정은 적어도 150 ℃의 온도에서 수행된다. DUT가 아직 포장되지 않고 DUT(또는 ASIC)에 장착된 스프링 접촉 요소는 전체적으로 금속이기 때문에, 이 공정 단계에서는 이러한 상승된 온도를 견딜 수 없는 재료를 포함하는 포장된 반도체 장치의 파괴를 일으킬 수도 있는 온도에 DUT를 둘 수 있다. 번-인 공정은 웨이퍼-레지던트(단일화되지 않은) 반도체 장치(DUT)의 모든 부분 또는 웨이퍼-레지던트 반도체 장치의 소정 부분에서 수행할 수 있다.According to one aspect of the invention, the burn-in process is carried out at a temperature of at least 150 ° C. Since the DUT is not yet packaged and the spring contact element mounted on the DUT (or ASIC) is entirely metal, this process step may result in the destruction of packaged semiconductor devices containing materials that cannot withstand these elevated temperatures. You can put the DUT on. The burn-in process may be performed in all portions of the wafer-resident (ununited) semiconductor device (DUT) or in certain portions of the wafer-resident semiconductor device.

앞에서 설명한 것처럼, ASIC(106) 및 WUT(102)는 실질적인 진공을 생성하도록 소기될 수 있는 용기 내에 용이하게 배치되고, WUT(102)는 온도 제어식 척(104) 상에 용이하게 장착된다. 번-인 공정을 개시하는 데 요구되는 전력은 열을 발생하고 DUT를 소정의 번-인 온도로 상승시키기에 충분한 대부분의 경우에는 온도 제어식 척(104)이 냉각 모드로 작동한다. 진공이 생성되어 있기 때문에, 스프링 접촉 요소(110)와 다른 DUT와 ASIC 사이에 최소 열 통로가 마련되고, 이로써 ASIC가 DUT의 번-인 온도보다 실질적으로 낮은 온도에서 작동하게 해준다.As described above, ASIC 106 and WUT 102 are easily disposed in a container that can be evacuated to produce a substantial vacuum, and WUT 102 is easily mounted on temperature controlled chuck 104. The power controlled chuck 104 operates in cooling mode in most cases where the power required to initiate the burn-in process is sufficient to generate heat and to raise the DUT to the desired burn-in temperature. Since a vacuum is created, a minimum heat path is provided between the spring contact element 110 and the other DUT and ASIC, thereby allowing the ASIC to operate at a temperature substantially lower than the burn-in temperature of the DUT.

감소된 접속 요구 및 그 외의 장점Reduced connection demands and other benefits

도7은 본 발명의 시스템(700; 100과 비교)의 경우를 도시하는 것으로, 본 발명의 기술의 여러 예에 적용할 수 있는 여러 특징을 도시한다. 이들 특징은 다수의 ASIC(706; 106과 비교)가 중간 접속(지지) 기판(708; 108과 비교)에 장착되고, 다수의 DUT(702; 102와 비교)가 ASIC의 정면에 접속되기 위해 그 정면에 장착된 스프링 접촉 요소(710; 110과 비교)를 갖는다는 것이다. 전원(718; 118과 비교)은 상호접속 기판(718; 118과 비교)과 ASIC(706) 및 ASIC와 DUT를 상호접속하기 위한 수단(710)을 거쳐 DUT(702)에 전력을 제공하여 이들을 번-인 공정을 위한 상태로 만든다.Figure 7 illustrates the case of the system 700 (compared to 100) of the present invention, showing various features applicable to various examples of the techniques of the present invention. These features allow a plurality of ASICs (compare 706; 106) to be mounted to an intermediate connection (support) substrate 708 (compare 108) and a plurality of DUTs (702; compare 102) to be connected to the front of the ASIC. Front-mounted spring contact elements 710 (compared to 110). The power source 718; compared to 118) provides power to the DUT 702 via the interconnect substrate 718; 118 and the ASIC 706 and means 710 for interconnecting the ASIC and the DUT. Bring it into a state for the process.

호스트 콘트롤러(716; 116과 비교)는 상호접속 기판(708)을 거쳐 ASIC(706)에 신호를 제공한다. 상호접속 기판(708)에 장착된 다수의 ASIC(706)를 개별적으로 제어하도록 예를 들어 데이터의 연속 스트림인 극히 적은 신호가 각 ASIC(706)에 제공될 필요가 있다.The host controller 716 (compare 116) provides a signal to the ASIC 706 via the interconnect substrate 708. Very few signals need to be provided to each ASIC 706, for example, a continuous stream of data, to individually control multiple ASICs 706 mounted on the interconnect substrate 708.

도7에 도시된 경우는 메모리 장치인 DUT의 시험을 위한 시스템의 일례이다. 호스트 콘트롤러(716)는 극히 적은(예를 들어, 4개) 라인, 즉 데이터 출력용 라인(DATA OUT으로 표시), 데이터 복귀용 라인(DATA BACK으로 표시), ASIC 재설정용 라인(MASTER RESET으로 표시) 및 클록 신호 전달용 라인(CLOCK으로 표시)을 필요로 하는 데이터 버스를 통해서 다수의 ASIC(708)에 연결된다. 상호접속 기판에 장착된 모든 ASIC는 모든 ASIC에 상호접속 기판에서 접속된 이러한 네 개의(FOUR) "공통(common)" 라인에 접속된다. 이는 다수의 복잡한 전자 소자(DUT)을 시험하기 위해 사용될 수 있는 상호접속 기판(708)을 실현(즉, 제조)하는 데 있어서의 단순성을 도시한다.7 is an example of a system for testing a DUT that is a memory device. The host controller 716 has very few (e.g. four) lines, i.e. lines for data output (marked as DATA OUT), lines for data return (marked as DATA BACK), lines for ASIC reset (marked as MASTER RESET) And a data bus that requires a clock signal transfer line (denoted CLOCK) to a plurality of ASICs 708. All ASICs mounted on the interconnect board are connected to these four "common" lines connected on the interconnect board to all ASICs. This illustrates the simplicity in realizing (ie manufacturing) an interconnect substrate 708 that can be used to test a large number of complex electronic devices (DUTs).

전력(+V로 표시) 및 접지(GROUND로 표시) 접속부는 상호접속 기판에서 마찬가지로 용이하게 다루어진다. 기본적으로, 상호접속 기판에서 두 개의 라인만이 필요하며, 이는 양호하게는 다층 상호접속 기판에서 평면들(즉, 전력 면 및 접지 면)로서 실현된다.The power (indicated by + V) and ground (indicated by GROUND) connections are likewise easily handled by the interconnect substrate. Basically, only two lines are needed in the interconnect substrate, which is preferably realized as planes (ie power plane and ground plane) in a multilayer interconnect substrate.

다수의 DUT의 전력을 상승시키는 종래 기술과 관련된 문제점은 상호접속 기판을 통한 전력 강하이다. 이러한 문제점은 ASIC(706)들에 상승된 전압을 공급하며 ASIC에서 전압 조정기(VOLTAGE REGULATOR로 표시)를 장착시킴으로써 본 발명에 의해 극복된다.A problem associated with the prior art of raising the power of multiple DUTs is the power drop through the interconnect substrate. This problem is overcome by the present invention by supplying an elevated voltage to the ASICs 706 and mounting a voltage regulator (denoted as VOLTAGE REGULATOR) in the ASIC.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 자들은 특히 예시되지 않은 다른 기능이 ASIC에 이미 내장될 수도 있다는 것을 알 것이다. 예를 들어, 제어기(716)로부터 오는 일련의 데이터 흐름에 대한 반응을 개별화하기 위해 각 ASIC에 고유 어드레스 및 어드레스 디코딩 기능을 부여할 수 있다.Those skilled in the art will appreciate that other functions, not particularly illustrated, may already be built into the ASIC. For example, a unique address and address decoding function can be assigned to each ASIC to individualize the response to a series of data flows coming from the controller 716.

상술된 바와 같이, 상호접속 기판은 거의 별개의 라인 또는 노드를 필요로 하지 않는다. 그러나, 각 ASIC는 다수의 상호접속 요소(스프링 접촉 요소)를 통해 상호접속 요소가 직접 접속된 DUT와 직접 용이하게 연결될 수 있다. 상호접속 기판 상에 있는 많은 ASIC는 ASIC들과 DUT들 사이에 다수의 접속부의 여러 개를 연결시킬 수 있다. 이는 종래 기술에 비해 상당한 장점이다. 예컨대, 마쓰시타 특허의 시스템을 예를 들어 설명하면, 다수(예를 들어, 오백 개)의 중요한(non-trivial) DUT(예를 들어 16M DRAM)들을 필요로 하는 예에서, 상호접속 기판(4)은 매우 복잡하며(예를 들어 시험 회로 칩(2)의 각 핀과, 상호접속 기판(4)과 DUT(1) 사이에 대응하는 30,000 개의 각 접촉 요소 사이에 30,000 개의 접속부를 제공), 따라서 제조 및 생산이 매우 어려울 것이다.As mentioned above, interconnect substrates require almost no separate lines or nodes. However, each ASIC can be easily connected directly to a DUT to which the interconnect element is directly connected through a plurality of interconnect elements (spring contact elements). Many ASICs on an interconnect substrate can connect several of the multiple connections between ASICs and DUTs. This is a significant advantage over the prior art. For example, referring to the Matsushita patent system as an example, in an example requiring multiple (eg five hundred) non-trivial DUTs (eg 16M DRAM), the interconnect substrate 4 Is very complex (e.g. providing 30,000 connections between each pin of the test circuit chip 2 and the corresponding 30,000 contact elements between the interconnect substrate 4 and the DUT 1), thus making And production will be very difficult.

본 발명의 큰 장점은 전체 "접속수(connection count)"가, 상호접속 기판에서 가장 두드러지게, 본질적으로 감소될 수 있다는 점이다. 상술된 8인치 웨이퍼는 각각 60 개의 결합 패드를 갖는 500 개의 16M DRAM을 포함하여 전체 30,000 개의 접속부를 포함할 수 있다. 본 발명을 사용하면, ASIC들과 DUT들 사이에 이들 30,000 개의 접속부가 직접 이루어진다. ASIC들로부터 상호접속(지지) 기판을 통해 다시 호스트 콘트롤러로. 예를 들어, (전원으로부터 접지 라인을 포함하여 두 개 라인 정도의 적은) 전력(2 라인) 및 일련의 신호 경로. 이는, 본 발명의 ASIC들 또는 유사한 수단을 사용하는 경우에도 상호접속 기판을 통해 DUT들에 상호접속 기판을 상호접속시키는 수단에 ASIC들을 접속시키는 것을 필요로 하는 어떠한 종래 기술과도 특히 대비된다. 본 발명은 ASIC들과 DUT들 사이를 직접 접속시킴으로써 이러한 문제점을 완전히 제거하며 상호접속 기판 상에서 필요한 노드의 수를 본질적으로 감소시킨다.A great advantage of the present invention is that the overall " connection count " can be substantially reduced, most notably in the interconnect substrate. The 8-inch wafer described above can include a total of 30,000 connections, including 500 16M DRAMs with 60 bond pads each. Using the present invention, these 30,000 connections are made directly between ASICs and DUTs. From the ASICs back to the host controller through the interconnect board. For example, power (two lines) and a series of signal paths (as little as two lines from the power source to the ground line). This is in particular in contrast to any prior art that requires connecting ASICs to means for interconnecting an interconnect substrate to DUTs via an interconnect substrate even when using the ASICs or similar means of the present invention. The present invention completely eliminates this problem by directly connecting between ASICs and DUTs and essentially reduces the number of nodes needed on the interconnect substrate.

본 발명의 다른 장점은 ASIC들이 지지 기판의 WUT측 상에 있음으로써 ASIC들과 DUT들 사이의 신호 경로를 최소화시키며 DUT의 고속(at-speed) 시험을 용이하게 하는 점이다. 예를 들어 지지(배선) 기판의 (WUT로부터) 반대 면에 장착된 ASIC와 같이, 다른 구조이면, 신호 지연 및 불필요한 와류(paracitics)가 존재함으로써, 실현 가능한 시스템을 실현하는 데 추가의 설계 위험을 야기할 것이다.Another advantage of the present invention is that ASICs are on the WUT side of the support substrate, thereby minimizing the signal path between ASICs and DUTs and facilitating at-speed testing of the DUT. Other structures, such as ASICs mounted on the opposite side (from the WUT) of a support (wiring) substrate, present additional signal risks to realizing a feasible system by the presence of signal delays and unnecessary paracitics. Will cause.

이하의 백-엔드 흐름을 제공하는 기술이 설명되었다. 단일화되지 않은 반도체 장치 상에 상호접속 요소(예를 들어, 스프링 접촉 요소)를 제조한다. (선택적으로) 캡슐화하며, 웨이퍼 레벨 스피드 소트하며, 웨이퍼 절단 및 단일화하며, 제품을 선적한다.Techniques for providing the following back-end flow have been described. An interconnect element (eg, spring contact element) is fabricated on an ununited semiconductor device. Encapsulate (optionally), wafer level speed sort, wafer cut and unify, and ship product.

도면 및 상술된 상세한 설명에서 본 발명이 상세히 도시되고 기술되었지만, 이는 단지 양호한 실시예가 도시되고 설명된 것으로서 한정적이 아닌 예시적인 것이며 본 발명의 정신 내에 있는 모든 변경 몇 변형은 보호되어야 하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 기술 분야에서 통상의 기술을 갖는 자들은 상술된 요지의 많은 다른 변형예가 가능할 것이며, 이러한 변형예는 후술되는 본 발명의 특허 청구 범위 내에 있다. 이러한 많은 변형예가 원출원에 기술되어 있다.While the invention has been shown and described in detail in the drawings and above detailed description, it is to be understood that the preferred embodiments are by way of example and not limitation, and that all modifications within the spirit of the invention should be protected. . In addition, those of ordinary skill in the art will appreciate that many other variations of the subject matter described above are within the scope of the following claims. Many such variations are described in the original application.

예를 들어, 시험이 번-인 중 수행될 수도 있으며 시험 기판 상에 놓인 ASIC들과 같은 능동 반도체 장치를 가지고 ASIC로의 상대적으로 적은 신호로 임의의 시험 순서로 제어될 수도 있으며 확실한 결과가 얻어질 수 있으며 ASIC에 의해 신호에 반응하여 작동이 개시될 수 있는 것은 본 발명의 범위 내에 있다.For example, the test may be performed during burn-in and may be controlled in any test order with a relatively small signal to the ASIC with active semiconductor devices such as ASICs placed on the test substrate and reliable results may be obtained. It is within the scope of the present invention that the operation may be initiated in response to a signal by the ASIC.

예를 들어, 하나의 지지 (상호접속) 기판에 다수의 ASIC들을 장착하지 않고 상호접속 기판이 실리콘 웨이퍼일 수 있으며, 종래의 반도체 제조 기술을 사용하여 ASIC들이 웨이퍼에 직접 형성될 수 있다. 이러한 경우, 웨이퍼의 여분의 시험요소를 제공하며, 웨이퍼를 시험하며, 기능하는 것으로 판단되는 요소가 턴온(기능하지 않는 것으로 판단되는 요소가 턴오프)되는 것을 보장하는 것이 유리하다.For example, an interconnect substrate may be a silicon wafer without mounting multiple ASICs on one support (interconnect) substrate, and ASICs may be formed directly on the wafer using conventional semiconductor fabrication techniques. In such a case, it is advantageous to provide an extra test element of the wafer, test the wafer, and ensure that the element that is determined to function is turned on (the element that is determined to not function is turned off).

Claims (60)

반도체 웨이퍼 상에 있는 복수개의 반도체 장치(DUT)의 웨이퍼 레벨 번-인 공정 및 시험의 수행 방법에 있어서,A wafer level burn-in process and a method of performing a test of a plurality of semiconductor devices (DUTs) on a semiconductor wafer, 한 면 상에 단자를 갖는 복수개의 능동 전자 소자를 제공하는 단계와,Providing a plurality of active electronic devices having terminals on one side, 복수개의 DUT의 단자와 능동 전자 소자의 단자 사이를 직접 전기 접속시키는 수단을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 레벨 번-인 공정 및 시험 수행 방법.A method for performing a wafer level burn-in process and testing comprising providing means for direct electrical connection between terminals of a plurality of DUTs and terminals of an active electronic device. 제1항에 있어서, 상기 능동 전자 소자의 단자는 포집 패드인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 레벨 번-인 공정 및 시험 수행 방법.2. The method of claim 1, wherein the terminal of the active electronic device is a capture pad. 제2항에 있어서, 포집 패드를 보강하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 레벨 번-인 공정 및 시험 수행 방법.3. The method of claim 2, comprising reinforcing the capture pad. 제1항에 있어서, 상기 전자 소자의 단자는 포집 구조인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 레벨 번-인 공정 및 시험 수행 방법.The method of claim 1, wherein the terminal of the electronic device is a collecting structure. 제1항에 있어서, 상기 DUT의 개수와 능동 전자 소자의 개수 사이의 비는 1:1인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 레벨 번-인 공정 및 시험 수행 방법.The method of claim 1, wherein the ratio between the number of DUTs and the number of active electronic devices is 1: 1. 제1항에 있어서, 상기 DUT의 개수와 능동 전자 소자의 개수 사이의 비는 2:1인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 레벨 번-인 공정 및 시험 수행 방법.2. The method of claim 1, wherein the ratio between the number of DUTs and the number of active electronic devices is 2: 1. 제1항에 있어서, 상기 직접 전기 접속을 수행하는 수단은 DUT에 장착된 스프링 접촉 요소인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 레벨 번-인 공정 및 시험 수행 방법.2. The method of claim 1, wherein said means for performing direct electrical connection is a spring contact element mounted to a DUT. 제1항에 있어서, 직접 전기 접속을 실행하는 상기 수단은 능동 전자 소자에 장착된 스프링 접촉 요소인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 레벨 번-인 공정 및 시험 수행 방법.2. The method of claim 1, wherein said means for making a direct electrical connection is a spring contact element mounted to an active electronic device. 제1항에 있어서, 상기 능동 전자 소자는 ASIC인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 레벨 번-인 공정 및 시험 수행 방법.The method of claim 1, wherein the active electronic device is an ASIC. 제1항에 있어서, 상호접속 기판에 상기 능동 전자 소자를 장착시키는 단계도 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 레벨 번-인 공정 및 시험 수행 방법.2. The method of claim 1, further comprising mounting the active electronic device on an interconnect substrate. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 호스트 콘트롤러를 제공하는 단계와,Providing a host controller, 상기 호스트 콘트롤러를 상호접속 기판을 통해 상기 능동 전자 소자에 접속시키는 단계도 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 레벨 번-인 공정 및 시험 수행 방법.And connecting the host controller to the active electronic device through an interconnect substrate. 제11항에 있어서, 호스트 콘트롤러로부터 상호접속 기판으로 그리고 상호접속 기판으로부터 능동 전자 소자으로 공통의 몇몇 라인을 거쳐 DUT를 시험하기 위한 시험 신호를 제공하는 단계도 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 레벨 번-인 공정 및 시험 수행 방법.12. The method of claim 11, further comprising providing a test signal for testing the DUT over several common lines from the host controller to the interconnect substrate and from the interconnect substrate to the active electronic device. Processes and methods of performing tests. 제12항에 있어서, DUT 중 선택된 하나를 선택적으로 번-인하고 시험하기 위해 상기 능동 전자 요소를 선택적으로 활성화시키는 단계도 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 레벨 번-인 공정 및 시험 수행 방법.13. The method of claim 12, further comprising selectively activating the active electronic element to selectively burn in and test a selected one of the DUTs. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 전원을 제공하는 단계와,Providing power; 상기 전원을 상호접속 기판을 통해 상기 능동 전자 소자에 접속시키는 단계도 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 레벨 번-인 공정 및 시험 수행 방법.And connecting the power supply to the active electronic device through an interconnect substrate. 제14항에 있어서, 상기 능동 전자 소자에 전압 조정기를 제공하는 단계도 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 레벨 번-인 공정 및 시험 수행 방법.15. The method of claim 14, further comprising providing a voltage regulator to the active electronic device. 제1항에 있어서, DUT를 번-인할 때, 상기 능동 전자 소자를 DUT보다 낮은 온도로 유지시키는 단계도 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 레벨 번-인 공정 및 시험 수행 방법.2. The method of claim 1, further comprising maintaining the active electronic device at a lower temperature than the DUT when burn-in the DUT. 반도체 웨이퍼(WUT) 상에 있는 다수의 반도체 장치(DUT)의 시험 및 웨이퍼 레벨 번-인 공정을 수행하기 위한 시스템에 있어서,A system for performing a test and wafer level burn-in process of a plurality of semiconductor devices (DUT) on a semiconductor wafer (WUT), 복수개의 개별 능동 전자 소자를 갖는 시험 기판과,A test substrate having a plurality of individual active electronic devices, 상기 능동 전자 소자 상에 배열되어 있고 사용시 반도체 웨이퍼(WUT) 상에 있는 복수개의 반도체 장치(DUT)로부터 직접 접속을 수용하도록 된 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.Means arranged to receive a direct connection from a plurality of semiconductor devices (DUTs) arranged on the active electronic device and on a semiconductor wafer (WUT) in use. 제17항에 있어서, 직접 접속을 수용하기 위한 상기 수단은 상기 능동 전자 소자 상의 포집 패드를 포함하며, 상기 집적 접속은 DUT 상에 장착되고 사용시 포집 패드에 대한 가압 접속을 이루도록 제조된 스프링 접촉 요소에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 시스템.18. The device of claim 17, wherein the means for receiving a direct connection comprises a capture pad on the active electronic device, wherein the integrated connection is mounted to a spring contact element that is mounted on the DUT and manufactured to make a press connection to the capture pad in use. System, characterized in that it is executed by. 제17항에 있어서, 직접 접속을 수용하기 위한 상기 수단은 상기 능동 전자 소자 상의 포집 특징부를 포함하며, 상기 집적 접속은 DUT 상에 장착되고 사용시 포집 특징부에 대한 가압 접속을 이루도록 제조된 스프링 접촉 요소에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 시스템.18. The spring contact element of claim 17 wherein the means for receiving a direct connection comprises a capture feature on the active electronic device, wherein the integrated connection is mounted on a DUT and manufactured to make a press connection to the capture feature in use. The system characterized in that executed by. 제17항에 있어서, DUT와 상기 능동 전자 소자 사이에서 직접 연장된 복수개의 상호접속 요소도 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.18. The system of claim 17, further comprising a plurality of interconnecting elements extending directly between the DUT and the active electronic device. 제20항에 있어서, 상기 상호접속 요소는 DUT에서의 미세한 피치로부터 상기 능동 전자 소자에서의 성긴 피치까지 펼쳐진 것을 특징으로 하는 시스템.21. The system of claim 20, wherein the interconnect element extends from the fine pitch in the DUT to the coarse pitch in the active electronic device. 제20항에 있어서, 상기 상호접속 요소는 DUT에 장착된 것을 특징으로 하는 시스템.21. The system of claim 20, wherein the interconnect element is mounted to a DUT. 제20항에 있어서, 상기 상호접속 요소는 상기 능동 전자 소자에 장착된 것을 특징으로 하는 시스템.21. The system of claim 20, wherein the interconnect element is mounted to the active electronic device. 제20항에 있어서, 상기 상호접속 요소는 스프링 접촉 요소인 것을 특징으로 하는 시스템.21. The system of claim 20, wherein said interconnect element is a spring contact element. 제24항에 있어서, 상기 스프링 접촉 요소는 복합 상호접속 요소인 것을 특징으로 하는 시스템.25. The system of claim 24, wherein the spring contact element is a composite interconnect element. 제24항에 있어서, 상기 스프링 접촉 요소는 제조된 상호접속 요소인 것을 특징으로 하는 시스템.25. The system of claim 24, wherein the spring contact element is a manufactured interconnect element. 제17항에 있어서, 사용시 시험 기판 및 상기 WUT를 수용하도록 제조된 진공 용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.18. The system of claim 17, comprising a vacuum vessel made to receive a test substrate and the WUT in use. 제17항에 있어서, 상기 시험 기판은 반도체 웨이퍼이고, 상기 능동 전자 소자는 상기 시험 기판에 합체된 것을 특징으로 하는 시스템.18. The system of claim 17, wherein the test substrate is a semiconductor wafer and the active electronic device is incorporated into the test substrate. 제17항에 있어서, 상기 능동 전자 소자는 상호접속 기판의 전방면에 장착된 ASIC인 것을 특징으로 하는 시스템.18. The system of claim 17, wherein the active electronic device is an ASIC mounted on the front side of the interconnect substrate. 제17항에 있어서, 상기 상호접속 기판에 대해 상기 ASIC를 정렬시키기 위한 수단도 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.18. The system of claim 17, further comprising means for aligning the ASIC relative to the interconnect substrate. 제17항에 있어서, 사용시, 상기 능동 전자 소자는 외부 호스트 컴퓨터로부터의 비교적 적은 신호 라인에 걸쳐 신호를 수용하고, 비교적 많은 상호접속 요소에 걸쳐 상기 신호를 DUT로 전송하는 것을 특징으로 하는 시스템.18. The system of claim 17, wherein, in use, the active electronic device accepts signals over a relatively small signal line from an external host computer and transmits the signals to a DUT over a relatively large number of interconnect elements. 제17항에 있어서, 사용시, 상기 능동 전자 소자는 외부 호스트 콘트롤러로부터의 제어 신호에 반응해서 상기 DUT를 시험하도록 요구되는 복수개의 신호 중 적어도 일부를 발생시키는 것을 특징으로 하는 시스템.18. The system of claim 17, wherein, in use, the active electronic device generates at least some of the plurality of signals required to test the DUT in response to control signals from an external host controller. 반도체 장치 상에 번-인 공정을 수행하기 위한 방법에 있어서,A method for performing a burn-in process on a semiconductor device, the method comprising: 적어도 하나의 반도체 장치(DUT)에 시험 기판을 접속시키는 단계와,Connecting a test substrate to at least one semiconductor device (DUT), 적어도 하나의 DUT까지 전원을 가하는 단계와,Powering up to at least one DUT; 상기 적어도 하나의 DUT를 제1 온도에서 유지하는 단계와,Maintaining the at least one DUT at a first temperature; 상기 시험 기판을 제1 온도와 독립적인 제2 온도에서 유지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Maintaining the test substrate at a second temperature independent of the first temperature. 제33항에 있어서, 상기 제2 온도는 제1 온도보다 낮은 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 33, wherein the second temperature is lower than the first temperature. 제33항에 있어서, 상기 제2 온도는 제1 온도보다 크지 않은 것을 특징으로 하는 방법.34. The method of claim 33, wherein the second temperature is not greater than the first temperature. 제33항에 있어서, 시험 기판과 적어도 하나의 DUT를 진공 환경에 배치시키는 단계를 포함하고, 상기 진공은 적어도 하나의 DUT와 시험 기판 사이에 열적 장벽을 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.34. The method of claim 33, comprising placing a test substrate and at least one DUT in a vacuum environment, wherein the vacuum provides a thermal barrier between the at least one DUT and the test substrate. 제33항에 있어서, 상기 적어도 하나의 DUT는 반도체 웨이퍼(WUT) 상에 있는 복수개의 반도체 장치인 것을 특징으로 하는 방법.34. The method of claim 33, wherein the at least one DUT is a plurality of semiconductor devices on a semiconductor wafer (WUT). 제33항에 있어서, 복수개의 스프링 접촉 요소를 구비한 적어도 하나의 DUT에 상기 시험 기판을 접속시키는 단계도 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.34. The method of claim 33, further comprising connecting the test substrate to at least one DUT having a plurality of spring contact elements. 제33항에 있어서, 복수개의 스프링 접촉 요소가 장착된 적어도 하나의 DUT에 상기 시험 기판을 접속시키는 단계도 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.34. The method of claim 33, further comprising connecting the test substrate to at least one DUT equipped with a plurality of spring contact elements. 제39항에 있어서, 상기 스프링 접촉 요소는 긴 모양이고 그 기부에 의해 적어도 하나의 DUT에 장착되고 자유 단부를 가지며,40. The device of claim 39, wherein the spring contact element is elongated and mounted to the at least one DUT by its base and has a free end, 상기 방법은 스프링 요소가 그 기부에서보다 자유 단부에서 성긴 피치를 갖도록 스프링 요소의 자유 단부를 펼치는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method comprising spreading the free end of the spring element such that the spring element has a coarse pitch at the free end than at its base. 반도체 웨이퍼로부터 단일화되기에 전에 반도체 다이를 시험하는 방법에 있어서,A method of testing a semiconductor die prior to singulation from a semiconductor wafer, 제1 반도체 웨이퍼 상에 있는 다수의 반도체 다이 상에 각각 자유 단부를 갖는 복수개의 스프링 접촉 요소를 장착시키는 단계와,Mounting a plurality of spring contact elements each having a free end on a plurality of semiconductor die on the first semiconductor wafer; 스프링 접촉 요소의 자유 단부와 각각의 단자 사이에 복수개의 가압 접속을 실현시키기 위해 다이의 표면쪽으로 복수개의 단자를 갖는 시험 기판을 가압하는 단계와,Pressing a test substrate having a plurality of terminals towards the surface of the die to realize a plurality of pressure connections between the free ends of the spring contact elements and the respective terminals; 상기 반도체 다이를 시험하기 위해 스프링 접촉 요소에 걸쳐 상기 다이로 신호를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Providing a signal to the die across a spring contact element to test the semiconductor die. 제41항에 있어서, 스프링 접촉 요소는 복합 상호접속 구조체인 것을 특징으로 하는 방법.42. The method of claim 41 wherein the spring contact element is a composite interconnect structure. 제41항에 있어서, 반도체 다이를 시험하는 단계 후에, 다이를 웨이퍼로부터 단일화하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.42. The method of claim 41, further comprising unifying the die from the wafer after testing the semiconductor die. 제41항에 있어서, 시험 기판은 제2 반도체 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 방법.42. The method of claim 41 wherein the test substrate is a second semiconductor wafer. 제41항에 있어서, 시험 기판은 비교적 큰 상호접속 기판과, 이 상호접속 기판의 정면에 장착된 복수개의 비교적 작은 전자 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.42. The method of claim 41 wherein the test substrate comprises a relatively large interconnect substrate and a plurality of relatively small electronic elements mounted to the front of the interconnect substrate. 제41항에 있어서, 시험 기판과 반도체 다이가 접속되어 있는 동안에 반도체 다이의 적어도 일부분 상에 번-인 공정을 수행하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.42. The method of claim 41, further comprising performing a burn-in process on at least a portion of the semiconductor die while the test substrate and the semiconductor die are connected. 제46항에 있어서, 번-인 공정을 수행하는 동안에, 시험 기판과 반도체 다이를 진공 내에 배치시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.47. The method of claim 46, further comprising placing the test substrate and the semiconductor die in a vacuum during the burn-in process. 제46항에 있어서, 번-인 공정을 수행하는 동안에, 반도체 다이의 온도보다 낮은 온도로 시험 기판을 유지하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.47. The method of claim 46, further comprising maintaining the test substrate at a temperature lower than the temperature of the semiconductor die during the burn-in process. 상호접속 기판에 대해 복수개의 전자 소자를 정렬시키는 방법에 있어서,A method of aligning a plurality of electronic elements relative to an interconnect substrate, 각 전자 소자의 배면 상에 만입부를 형성하는 단계와,Forming an indentation on the back side of each electronic element, 상호접속 기판의 정면 상에 대응하는 만입부를 형성하는 단계와,Forming a corresponding indentation on the front side of the interconnect substrate; 만입부와 대응 만입부 사이에 구형 요소를 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Disposing a spherical element between the indentation and the corresponding indentation. 제49항에 있어서, 전자 소자는 ASIC이고, 상기 ASIC와 상호접속 기판은 반도체 장치의 웨이퍼 레벨 번-인 공정 및 시험을 수행하기 위한 시스템의 시험 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.50. The method of claim 49, wherein the electronic device is an ASIC, wherein the ASIC and the interconnect substrate comprise a test substrate of a system for performing wafer level burn-in processes and tests of a semiconductor device. 제1 전자 소자와 제2 전자 소자로부터 연장된 긴 상호접속 소자의 팁들 간의 접속을 수행하는 방법에 있어서,A method of performing a connection between tips of an elongate interconnect element extending from a first electronic element and a second electronic element, 제2 전자 소자의 정면 상에 만입부를 형성하는 단계와,Forming an indentation on the front surface of the second electronic element, 긴 상호접속 요소의 팁들이 만입부 내에 배치되도록 제1 및 제2 전자 소자를 결합하는 단계와,Combining the first and second electronic elements such that the tips of the long interconnection element are disposed in the indentation, 긴 상호접속 요소의 팁과 만입부의 측벽 사이에 가압 접속을 달성하도록 측방향 또는 회전 방향으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 방향으로 제2 전자 소자를 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법Moving the second electronic element in a direction selected from the group consisting of lateral or rotational directions to achieve a pressurized connection between the tip of the elongate interconnect element and the sidewall of the indentation. 제51항에 있어서, 긴 상호접속 요소는 스프링 접속 요소인 것을 특징으로 하는 방법.53. The method of claim 51 wherein the long interconnection element is a spring connection element. 제51항에 있어서, 제1 전자 소자는 적어도 하나의 반도체 장치인 것을 특징으로 하는 방법.53. The method of claim 51, wherein the first electronic element is at least one semiconductor device. 제51항에 있어서, 제1 전자 소자는 반도체 웨이퍼 상에 있는 복수개의 반도체 장치인 것을 특징으로 하는 방법.53. The method of claim 51, wherein the first electronic device is a plurality of semiconductor devices on a semiconductor wafer. 제51항에 있어서, 제2 전자 소자는 시험 기판인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 51, wherein the second electronic device is a test substrate. 제51항에 있어서, 제2 전자 소자는 반도체 장치의 웨이퍼 레벨 번-인 공정을 수행하기 위한 시스템의 시험 기판에 장착되는 ASIC인 것을 특징으로 하는 방법.53. The method of claim 51, wherein the second electronic device is an ASIC mounted on a test substrate of a system for performing a wafer level burn-in process of a semiconductor device. 적어도 하나의 반도체 기기(DUT)를 실행하는 방법에 있어서,In the method of implementing at least one semiconductor device (DUT), 능동 전자 소자를 적어도 하나의 DUT와 직접 전기 접촉 상태로 배치하는 단계와,Placing the active electronic device in direct electrical contact with the at least one DUT; 능동 전자 소자와 DUT 간의 전기 경로 내에 상호접속 기판과 같은 임의의 다른 수단이 없이, 능동 전자 소자 상의 단자와 DUT 상의 단자 사이에 직접 연장된 상호접속 요소를 거쳐 전력 또는 신호가 지나가게 함으로써 적어도 하나의 DUT에 전력을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.At least one by passing power or a signal through an interconnecting element extending directly between a terminal on the active electronic device and a terminal on the DUT, without any other means such as an interconnect substrate in the electrical path between the active electronic device and the DUT. Powering the DUT. 제57항에 있어서, 상호접속 요소는 스프링 접촉 요소인 것을 특징으로 하는 방법.59. The method of claim 57, wherein the interconnect element is a spring contact element. 제57항에 있어서, 상호접속 기판 상에 복수개의 능동 전자 소자를 장착하는 단계와,58. The method of claim 57, further comprising: mounting a plurality of active electronic devices on an interconnect substrate; 호스트 콘트롤러로부터 상호접속 기판을 경유해서 능동 전자 소자로 비교적 적은 수의 신호를 전송하는 단계와,Transmitting a relatively small number of signals from the host controller to the active electronic device via the interconnect substrate; 능동 전자 소자로부터 복수개의 적어도 하나의 DUT와 복수개의 능동 전자 소자들 사이로 연장된 상호접속 요소 바로 위에서 복수개의 적어도 하나의 DUT로 비교적 많은 신호를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And transmitting a relatively large number of signals from the active electronic device to the plurality of at least one DUT directly above the plurality of at least one DUT and the interconnect elements extending between the plurality of active electronic devices. 제57항에 있어서, 능동 전자 소자는 ASIC인 것을 특징으로 하는 방법.59. The method of claim 57, wherein the active electronic device is an ASIC.
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