KR20130125354A

KR20130125354A - 디바이스-관통 비아들을 위한 테스팅 기술들

Info

Publication number: KR20130125354A
Application number: KR1020137003156A
Authority: KR
Inventors: 벤자민 엔. 엘드리지
Original assignee: 폼팩터, 인크.
Priority date: 2010-07-06
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2013-11-18
Also published as: TW201213815A; TWI547696B; JP5845256B2; US8896336B2; SG186924A1; KR101870302B1; US20120007626A1; JP2013533484A; WO2012006249A3; WO2012006249A2

Abstract

디바이스-관통 비아들을 갖는 전자 디바이스를 테스트하기 위한 기술들은 전자 디바이스의 디바이스-관통 비아들의 단부들을 포함하는 전자 디바이스의 접속 구조체들을 접속하기 위한 프로브들을 프로브 카드 어셈블리를 이용하는 것을 포함할 수 있다. 한 쌍의 프로브들은 프로브 카드 어셈블리에서 전기적으로 접속될 수 있고, 이에 따라, 상기 한 쌍의 프로브들이 접촉하는 한 쌍의 디바이스-관통 비아들의 하나의 디바이스-관통 비아로부터 또 다른 디바이스-관통 비아로의 직접 복귀 로프와 접촉하고 이 루프를 형성할 수 있다. 전자 디바이스는 테스트 신호를 디바이스-관통 비아들 중의 하나 상으로 구동하기 위한 테스트 회로와, 디바이스-관통 비아들 중의 다른 하나 상에서 테스트 신호를 검출하기 위한 수신기를 포함할 수 있다.

Description

디바이스-관통 비아들을 위한 테스팅 기술들{TESTING TECHNIQUES FOR THROUGH-DEVICE VIAS}

실리콘-관통 비아(through-silicon via)들은 다수의 다이 어셈블리(die assembly)들에서 이용되고 있다. 실리콘-관통 비아는 다이(die)의 실리콘 기판을 통과하는 전기적 접속부이고; 전기적 접속부가 디바이스(device)를 통과하므로, 이들은 디바이스-관통 비아(through-device via)들로서 알려질 수도 있다. 실리콘-관통 비아들은 예를 들어, 에지 배선(edge wiring)을 증대시키거나 대체하는 적층형 다이 어셈블리(stacked die assembly)에서 다이들 사이에 전기적 접속부들을 제공하기 위해 이용될 수 있다. 실리콘-관통 비아는 비아를 통한 통로(예를 들어, 제 1 다이의 어느 한 면 상에 배치된 2개의 제 2 다이들이 서로 접속되도록 하기 위하여 제 1 다이를 통한 접속부를 제공함)일 수 있다. 또한, 실리콘-관통 비아(through-silicon via)는 디바이스 상에서 회로로의 접속부를 제공할 수 있다. 때때로, 실리콘-관통 비아는 디바이스의 내부 회로에 접속되지만, (예를 들어, 실리콘-관통 비아가 또 다른 다이의 내부 회로에 접속되어야 할 때에는) 집적 회로의 입력/출력 셀에서 제공되는 전형적인 회로를 포함하지 않는다. 실리콘-관통 비아들은 다양한 구성들일 수 있고, 공통적인 구성은 디바이스를 통한 수직 접속부의 구성이다.

실리콘-관통 비아들은 다수의 테스팅 과제들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 다이들은 테스터(tester)들을 위한 이용가능한 핀 카운트(pin count)들을 초과하는 매우 높은 수의 실리콘-관통 비아들을 포함할 수 있다. 다이의 내부 노드들에 접속되는 실리콘-관통 비아들에 의해 또 다른 어려움이 제공될 수 있다. 신호들은 (예를 들어, 상이한 구동 레벨들로 인해) 테스터와 비호환성(incompatible)일 수 있거나, (예를 들어, 다이에서 보호 회로가 전혀 포함되지 않을 때) 내부 노드는 정전기 방전에 극도로 민감할 수 있다.

발명의 일부 실시예들은 디바이스-관통 비아(through-device via)들을 가지는 전자 디바이스를 테스트하는 방법에 관한 것일 수 있다. 전자 디바이스는 프로브 카드 어셈블리의 상호접속된 프로브들의 세트(set)를 전자 디바이스의 디바이스-관통 비아들의 세트와 접촉시킴으로써 테스트될 수 있다. 다음으로, 테스트 신호는 제 1 전자 디바이스 내부로부터 세트 내의 디바이스-관통 비아들 중의 하나로 제공될 수 있다. 다음으로, 테스트 신호가 세트 내의 제 2 디바이스-관통 비아 상에 존재하는지 결정될 수 있다.

발명의 일부 실시예들은 프로브 카드 어셈블리의 프로브들이 전자 디바이스의 디바이스-관통 비아들과 접촉하도록 배열될 수 있는 프로브 카드 어셈블리에 관한 것일 수 있다. 제 1 전기적 접속부는 한 쌍의 프로브들을 전기적으로 접속할 수 있다. 그 상호접속된 프로브들은 디바이스-관통 비아들 중의 하나로부터 디바이스-관통 비아들의 또 다른 하나로의 직접 복귀 루프(direct return loop)를 형성할 수 있는 한편, 프로브들은 전자 디바이스의 디바이스-관통 비아들과 접촉한다.

또한, 발명의 일부 실시예들은 디바이스-관통 비아들을 갖는 전자 디바이스에 관한 것일 수 있다. 전자 디바이스는 디바이스-관통 비아들 중의 하나에 결합되는 구동기 회로를 포함할 수 있고, 전자 디바이스는 디바이스-관통 비아들 중의 또 다른 하나에 결합되는 수신기 회로를 포함할 수도 있다. 또한, 전자 디바이스는 구동기 회로 및 제 1 수신기 회로에 결합되는 테스트 회로를 가질 수 있다. 테스트 회로는 구동기 회로가 테스트 신호를 디바이스-관통 비아들 중의 하나 상으로 구동하게 하도록 구성될 수 있다. 또한, 테스트 회로는 테스트 신호가 다른 디바이스-관통 비아로부터 수신기에서 수신되는지를 결정하도록 구성될 수 있다.

도 1은 발명의 일부 실시예들에 따른 테스팅 시스템의 블록도이다.
도 2는 발명의 일부 실시예들에 따른 테스트하기 위한 방법을 예시한다.
도 3은 발명의 일부 실시예들에 따른 디바이스-관통 비아들을 테스트하는 도 2에서의 단계의 예를 예시한다.
도 4는 발명의 일부 실시예들에 따른 디바이스-관통 비아들을 테스트하는 도 2에서의 단계의 또 다른 예를 예시한다.

이 명세서는 발명의 예시적인 실시예들 및 응용들을 설명한다. 그러나, 발명은 이 예시적인 실시예들 및 응용들로, 또는 예시적인 실시예들 및 응용들이 동작하거나 본 명세서에서 설명되는 방식으로 제한되지 않는다. 게다가, 도면들은 간략화된 또는 부분적인 도면들을 도시할 수 있고, 도면들에서의 소자들의 치수들은 과장될 수 있거나, 그렇지 않을 경우에는, 명료함을 위하여 비례적이지 않을 수 있다. 또한, 용어들 "상에(on)", "부착된(attached to)", 또는 "결합된(coupled to)"이 본 명세서에서 이용되는 바와 같이, 하나의 대상물(object)이 다른 대상물 바로 상에 있거나, 다른 대상물에 부착되거나, 다른 대상물에 결합되거나, 또는 하나의 대상물 및 다른 대상물 사이에 하나 이상의 개재된 대상물들이 존재하는지에 관계없이, 하나의 대상물(예를 들어, 재료, 층, 기판, 등)은 또 다른 대상물 "상에" 있거나, "부착", 또는 "결합"될 수 있다. 또한, 제공될 경우, 방향들(예를 들어, 위, 아래, 상단, 하단, 측면, 상, 하, 하부, 상부, 상측, 하측, 수평, 수직, "x", "y", "z" 등)은 상대적이고, 제한을 위해서가 아니라, 전적으로 예를 위하여 그리고 예시 및 논의의 용이함을 위하여 제공된다. 또한, 소자들의 리스트(예를 들어, 소자들 a, b, c)에 대해 참조가 행해질 경우, 이러한 참조는 리스트된 소자들 자체, 리스트된 소자들의 전부보다 적은 임의의 조합, 및/또는 리스트된 소자들의 전부의 조합 중의 임의의 하나를 포함하도록 의도된 것이다.

도 1은 디바이스-관통 비아들(302)을 갖는 전자 디바이스들(300)을 테스트하기 위해 이용될 수 있는 테스팅 시스템(testing system)(100)을 예시한다. 테스팅 시스템(100)은 프로브 카드 어셈블리(probe card assembly)(200)를 포함할 수 있다. 프로브 카드 어셈블리(200)는 복수의 프로브들(204)이 그 위에 배치되는 기판(202)을 포함할 수 있다. 기판(202)은 세라믹(ceramic)과 같은 강성(rigid) 재료들 및 유리-에폭시와 같은 반-강성 재료들을 포함하는 강성 재료일 수 있고, 보강재(stiffener)(216)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 보강재(216)는 회로 기판(도시되지 않음)에 볼트로 결합되거나, 접착되거나, 또는 그렇지 않을 경우에는 부착되는 (알루미늄 또는 다른 금속과 같은) 강성 재료일 수 있다. 보강재(216)는 전기적 접속부들이 보강재(216)를 통과하거나 프로브 카드 어셈블리(200)의 회로 또는 구성요소들을 위한 공간을 제공하도록 하기 위하여, 개방 부분들 또는 공동(cavity)들을 포함할 수 있다. 프로브들(204)은 예를 들어, 기판(202)의 단자들(206)(예를 들어, 전도성 패드들) 상에 배치될 수 있다. 프로브들(204)은 예를 들어, 스프링 프로브들, 마이크로-기계가공된(micro-machined) 프로브들, 리소그래피 방식으로 형성된 프로브들, 캔틸레버 방식의(cantilevered) 빔 프로브들, 등을 포함하는 탄성(resilient) 프로브들일 수 있다.

프로브 카드 어셈블리(200)는 테스터 인터페이스(218)(예를 들어, 전기적 인터페이스)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 테스터 인터페이스는 프로브들(204)로 신호들, 전력, 및/또는 등을 제공하고 프로브들(204)로부터 신호들, 전력, 및/또는 등을 수신하기 위해 이용되는 테스터(500) 또는 다른 회로로의 프로브 헤드(410)를 통한 접속을 허용하는 커넥터들(예를 들어, 제로 삽입력 커넥터(zero-insertion-force connector)들)일 수 있다. 테스터 인터페이스(218)는 프로브 카드 어셈블리(200)에(그리고, 예를 들어, 프로브 카드 어셈블리 내의 전기적 접속부들을 통해 그리고 프로브(204)들을 거쳐 전자 디바이스(300)에) 전력을 공급할 수도 있다. 예를 들어, 테스터(500)는 프로버(prober)의 프로브 헤드(410) 부분을 통해 인터페이스될 수 있다. 프로브 카드 어셈블리(200)는 프로브 헤드(410)에 설치(예를 들어, 볼트 결합)될 수 있다.

테스팅 시스템(100)은 전자 디바이스(300)를 테스트하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스(300)는 다이(die), 다이 적층체(die stack), 웨이퍼, 반도체 디바이스 등일 수 있다. 특정한 예로서, 전자 디바이스(300)는 당 업계에서 알려진 바와 같이 전기 회로(도시되지 않음)가 집적되는 반도체(예를 들어, 실리콘) 기판(314)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전기 회로(도시되지 않음)는 메모리 회로들, 마이크로프로세서, 신호 처리 회로, 등을 포함할 수 있다. 전자 디바이스(300)는 도 1에 도시된 바와 같이, 디바이스(300)의 일 면(또는 표면)으로부터 반대 면(또는 표면)으로 연장될 수 있는 하나 이상의 디바이스-관통 비아들(302)을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 디바이스-관통 비아들은 반도체 기판(314)의 일 면(또는 표면)으로부터 반대 면(또는 표면)으로 연장되는 실리콘-관통 비아들일 수 있다. 전자 디바이스(300)는 디바이스-관통 비아들은 아니지만 디바이스(300)의 회로에 입력 및/또는 출력 접속부들을 제공할 수 있는 접촉 구조체(contact structure)(304)(예를 들어, 전기적 전도성 단자들, 패드들, 등)를 포함할 수도 있다. 디바이스 관통 비아들(302)은 순전히 수직 접속부들로서 예시되어 있지만, 그들은 그럴 필요가 없다.

위에서 언급된 바와 같이, 다양한 요인들로 인해 디바이스-관통 비아들(302)을 갖는 전자 디바이스들(300)을 테스트하는 것은 어려울 수 있다. 예를 들어, (디바이스들(300)이 병렬 또는 웨이퍼 형태로 테스트되고 있을 때, 발견될 수 있는 바와 같이) 단위 면적당 디바이스-관통 비아들(302)의 밀도, 주어진 디바이스(300) 상의 디바이스-관통 비아들(302)의 수, 또는 디바이스들(300)의 집합들은 주어진 테스터(500)로부터 이용가능한 제한된 수의 자원들(통신 채널들) 또는 제한된 수의 테스터 인터페이스(218)의 접속부들로 인해, 단일 프로브 카드 어셈블리(200)를 이용할 때에는 수용하기가 어려울 수 있다. 디바이스-관통 비아(302)의 제조 동안에 발생할 수 있는 오류(fault)의 하나의 공통적인 유형은 "개방(open)들"일 수 있고, 즉, 디바이스-관통 비아(302)는 디바이스(300)의 일 면으로부터 다른 면으로의 비아(302)의 경로에 따른 개방 회로(open circuit)로 인해, 디바이스(300)의 일 면으로부터 다른 면으로의 접속을 제공하지 않는다. 발명의 일부 실시예들에서, 테스트 회로(301)(예를 들어, 테스트 회로(310), 구동기들(306), 수신기들(308), 스위치들(312), 및/또는 등)를 위한 설계는 비아(302)의 전체 길이에 따른 디바이스-관통 비아(302)의 무결성(integrity)에 대한 테스팅을 가능하게 하기 위하여 디바이스(300)에 추가될 수 있다. 예를 들어, 예시된 바와 같이, 구동기(306)(예를 들어, 제 1, 제 2, 등등의 구동기)는 디바이스-관통 비아(302c)(예를 들어, 제 1, 제 2, 등등의 디바이스-관통 비아)에 접속될 수 있고, 그 디바이스-관통 비아(302c) 상으로 테스트 신호를 구동하도록 구성될 수 있다. 또 다른 예로서, 수신기(308)(예를 들어, 제 1, 제 2, 등등의 수신기)는 디바이스-관통 비아(302d)에 접속될 수 있고, 그 디바이스-관통 비아(302d) 상에서 테스트 신호를 수신(또는 검출)하도록 구성될 수 있다. 또 다른 예로서, 스위치(312)는 디바이스-관통 비아들(예를 들어, 도 1의 302d 및 302c)을 서로에게 그리고 서로로부터 선택적으로 접속 및 접속해제할 수 있다. 테스트 회로(310)는 구동기(들)(306), 수신기(들)(308), 및/또는 스위치들(312)을 제어할 수 있다.

도 1에 도시된 전자 디바이스(300)는 일 예에 불과하고, 다수의 변형들이 가능하다. 예를 들어, 4개의 디바이스-관통 비아들(302a, 302b, 302c, 및 302d) 중의 하나 이상에 접속된 1개의 구동기(306), 2개의 수신기들(308), 및 1개의 스위치(312)가 도시되지만, 각각 더 많거나 더 적을 수 있다. 또 다른 예로서, 테스트 회로(301)는 추가적인 회로 소자들을 포함할 수 있고, 및/또는 테스트 회로(301)는 도 1에 도시된 회로 소자들의 전부를 포함할 필요가 없다. 예를 들어, 테스트 회로(301)는 스위치(들)(312)를 포함할 필요가 없다.

일부 실시예들에서, 테스트 회로(301)를 위한 설계는 디바이스-관통 비아들(302)을 테스트하기 위한 하나 이상의 루프 경로(loop path)들을 가능하게 하기 위하여 상보적인 회로를 갖는 프로브 카드 어셈블리(200)와 함께 이용될 수 있다. 이러한 루프 경로들의 예들은 도 1에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 프로브 카드 어셈블리(200)는 전기적 접속부들(205)(예를 들어, 제 1, 제 2, 등등의 접속부)을 포함할 수 있고, 그 각각은 프로브들(204)의 2개(예를 들어, 쌍(pair)) 이상을 전기적으로 접속할 수 있다. 예를 들어, 전기적 접속부(205a)는 한 쌍의 디바이스-관통 비아들(302c 및 302d)과 접촉할 수 있는 한 쌍의 프로브들(204c 및 204d)을 전기적으로 접속할 수 있다. 이에 따라, 프로브들(204c 및 204d) 및 전기적 접속부(205a)는 디바이스-관통 비아(302c)로부터 디바이스-관통 비아(302d)로의 전기적 전도성 루프 경로를 제공할 수 있고, 구동기(306)에 의해 디바이스-관통 비아(302c) 상으로 구동되는 테스트 신호는 디바이스-관통 비아(302d)로 루프를 형성할 수 있고, 여기서 테스트 신호는 디바이스-관통 비아(302d)에 접속된 수신기(308)에 의해 검출될 수 있다. 디바이스-관통 비아(302d) 상에서 테스트 신호가 검출되지 않을 경우, 디바이스-관통 비아(302c 또는 302d)에서는 오류(예를 들어, 결함)가 있을 가능성이 있다.

또 다른 예로서, 전기적 접속부(205b)는 한 쌍의 디바이스-관통 비아들(302e 및 302f)과 접촉할 수 있는 한 쌍의 프로브들(204e 및 204f)을 전기적으로 접속할 수 있다. 이에 따라, 프로브들(204e 및 204f) 및 전기적 접속부(205b)는 디바이스-관통 비아(302e)로부터 디바이스-관통 비아(302f)로의 전기적 전도성 루프 경로를 제공할 수 있다. 도시되어 있지 않지만, 구동기(306)가 디바이스-관통 비아(302e)에 접속될 수도 있고, 이에 따라, 디바이스-관통 비아(302e) 상으로 테스트 신호를 구동할 수 있다. 그 테스트 신호는 디바이스-관통 비아(302f)로 루프를 형성할 수 있고, 여기서 테스트 신호는 디바이스-관통 비아(302f)에 접속된 수신기(308)에 의해 검출될 수 있다. 디바이스-관통 비아(302f) 상에서 테스트 신호가 검출되지 않을 경우, 디바이스-관통 비아(302e 또는 302f)에서는 오류(예를 들어, 결함)가 있을 가능성이 있다.

대안적으로, 프로브 카드 어셈블리(200) 상의 상보형 회로 및 테스트 회로(301)에 대한 설계는 이러한 루프 경로들을 데이지 체인(daisy chain)으로 접속할 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스(200) 내의 스위치(312)는 디바이스-관통 비아들(302d 및 302e)을 전기적으로 접속하기 위하여 선택적으로 닫힐 수 있다. 구동기(306)에 의해 디바이스-관통 비아(302c) 상으로 구동된 테스트 신호는 위에서 설명된 바와 같이, 프로브들(204c 및 204d) 및 전기적 접속부(205a)를 통해 디바이스-관통 비아(302d)로 이동할 수 있다. 테스트 신호는 스위치(312)에 의해 제공되는 데이지 체인 접속으로 인해, 프로브 쌍(204c/204d), 디바이스-관통 비아 쌍(302c/302d)으로부터, 닫혀진 스위치(312)를 통해, 프로브 쌍(204e/204f), 디바이스-관통 비아 쌍(302e/302f)으로 이동할 수도 있다. 대안적으로, 스위치(312)보다는(또는 이에 부가하여) 프로브 카드 어셈블리(200) 내의 스위치(224)가 데이지 체인 접속을 제공할 수 있다. 다수의 이러한 프로브/디바이스 관통 쌍들은 다수의 스위치들(312 및/또는 224)과 접속될 수 있다.

명백해야 하는 바와 같이, 전기적 접속부들(205)(예를 들어, 205a 및 205b)-및 이에 따른 대응하는 프로브들(204)(예를 들어, 204c-f)-로부터 전기적 인터페이스(218)로의 직접적인 전기적 접속부들이 존재할 필요가 없다.

도 1에 또한 도시된 바와 같이, 프로브 카드 어셈블리(200)는 전기적 인터페이스(218)로부터 프로브들(204)의 하나 이상으로의 전기적 접속부들(212)을 포함할 수도 있다. 이에 따라, 테스터(500)는 프로브들(204)의 프로브들 및 전기적 접속부들(218)을 통해 전자 디바이스(300)로부터 그리고 전자 디바이스(300)로 테스트, 제어, 데이터, 및/또는 다른 이러한 신호들 및/또는 전력을 통신할 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 프로브 카드 어셈블리(200)는 프로브들(204)의 하나 이상 및/또는 전기적 인터페이스(218)에 접속되는 회로(220)를 포함할 수 있다. 이러한 회로(220)는 전자 디바이스(300)를 테스트함에 있어서 이용하기 위한 회로일 수 있다. 예를 들어, 회로(220)는 전자 디바이스(300)를 테스트하기 위한 테스트, 제어, 데이터, 및/또는 다른 이러한 신호들을 생성, 수신, 분석, 수집, 등을 행하도록 구성될 수 있다.

도 2는 전자 디바이스(예를 들어, 300) 내의 디바이스-관통 비아들(예를 들어, 302)을 테스트하기 위한 방법(600)의 예를 예시한다. 논의 및 예시의 용이함을 위하여, 방법(600)은 도 1에 도시된 프로브 카드 어셈블리(200)를 이용하여 전자 디바이스(300) 내의 디바이스-관통 비아들(302)을 테스트하는 것에 대해 이하에서 논의되지만, 방법(600)은 그렇게 제한되지 않는다.

프로브 카드 어셈블리(200)는 테스트 시스템(100)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 프로브 카드 어셈블리(200)는 단계(602)에서 프로버(prober)(도시되지 않음)와 같은 테스팅 디바이스의 하우징(housing) 또는 다른 구조체 내로 설치(예를 들어, 장착, 볼트 결합, 클램프로 고정, 등등)될 수 있다. 프로브 카드 어셈블리(200)는 테스터(500)에 인터페이스될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 프로브 카드 어셈블리(200)는 테스트 신호들을 생성하고 응답 신호들을 수신하기 위해 위에서 논의된 바와 같은 회로(220)를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전자 디바이스(300)는 예를 들어, 프로버의 스테이지(stage)와 같은 지지체(400) 상에 위치될 수 있다.

단계(604)에서는, 프로브 카드 어셈블리(200)의 프로브들(204)의 하나 이상이 접지(207) 또는 다른 공통 전압 전위(common voltage potential)에 접속될 수 있다. 예를 들어, 위에서 일반적으로 논의된 바와 같이, 프로브 카드 어셈블리(200)는 전기적 접속부(205) 및 접지(207) 사이의 저항성 접속부(resistive connection)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 저항(208)은 전기적 접속부를 접지(207)(예를 들어, 접촉 구조체(304) 및 프로브(204)를 통해 접속된 전자 디바이스(300) 상의 예를 들어, 접지 접속부를 포함하는, 또 다른 접지 기준 또는 전기적 인터페이스(218)의 단자에 의해 제공될 수 있음)에 접속할 수 있다. 이 저항(208)은 전자 디바이스(300)를 손상시킬 수 있는 정전기 축적(electrostatic buildup)을 소멸시키는 것을 도울 수 있다. 일부 실시예들에서, 저항(208)은 수백 오옴(Ohm) 내지수백 메가-오옴(Mega-ohm)의 범위일 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서는, 저항이 대략 1 킬로-오옴(Kilo-ohm)일 수 있다. 일부 실시예들에서, 스위치(222)는 전기적 접속부(205) 및 저항(208) 사이(또는 대안적으로, 테스터 인터페이스(218)의 단자 및 저항(208) 사이)에 제공될 수 있다. 스위치(222)는 테스터(500)(예를 들어, 테스터 인터페이스(218)를 통해)에 의해 또는 회로(220)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 스위치(222)는 접지(207)로의 접속을 가능하게 하기 위해 닫힐 수 있다.

도 2의 단계(606)에서는, 프로브 카드 어셈블리(200)가 전자 디바이스(300)와 접촉하게 될 수 있다. 이에 따라, 프로브들(204)의 프로브들(하나 이상)은 하나 이상의 디바이스-관통 비아들(302) 및/또는 전자 디바이스(300)의 접촉 구조체들(304)과 접촉할 수 있다. 예를 들어, 프로브들(204)은 일시적인 압력-기반 전기적 접속부들을 형성하기 위하여 디바이스-관통 비아들(302) 및/또는 접촉 구조체들(304)의 대응하는 것들의 단부들과 접촉할 수 있다. 모든 프로브(204)가 반드시 디바이스-관통 비아(302) 또는 접촉 구조체(304)와 접촉할 필요가 있는 것이 아니고, 모든 디바이스-관통 비아(302) 또는 접촉 구조체(304)가 반드시 프로브(204)에 의해 접촉될 필요가 있는 것도 아니라는 것을 인식해야 한다.

단계(608)에서는, 단계(604)에서 접지(207)에 접속된 프로브들(204)이 접지(207)로부터 접속해제될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 스위치들(222)은 개방될 수 있고, 프로브들(204c-f)을 접지(207)로부터 접속해제할 수 있다.

단계(610)에서는, 디바이스-관통 비아들(302)의 일부 또는 전부가 테스트될 수 있고, 단계(612)에서는, 전자 디바이스(300)의 다른 테스팅이 수행될 수 있다. 이러한 테스팅(단계(610) 및/또는 단계(612))은 프로브들(204)을 통해 전자 디바이스(300)에 신호들을 제공함으로써 개시될 수 있다. 예를 들어, 신호들은 회로(220)에 의해 생성되거나 테스터(500)에 의해 생성될 수 있고, 프로브 카드 어셈블리(200)를 통해 전자 디바이스(300)에 전달될 수 있다. 신호들은 테스터 인터페이스(218)를 통해 개별적인 단일 신호 라인들에 의해 제공될 수 있고, 상기 개별적인 단일 신호 라인들은 프로브 카드 어셈블리(200)를 통해 프로브들(204)에 전기적으로 접속되고, 이에 따라, 신호들을 전자 디바이스(300)의 접촉 구조체들(304) 및/또는 디바이스-관통 비아들(302)에 제공한다. 또 다른 예로서, 다수의 신호들은 단일 신호 라인을 통해 멀티플렉싱된 형태(multiplexed format)로 제공될 수 있다. 신호 라인들의 그룹들은 버스(bus)를 형성할 수 있다. 테스터(500)는 프로브 카드 어셈블리(200)를 통해 전자 디바이스(300)에 전력을 또한 제공할 수 있다. 예를 들어, 테스터 인터페이스(218)(또는 프로브 카드 어셈블리(200) 상의 다른 인터페이스들)로부터의 전력 접속부들은 전자 디바이스(300)의 전력 접촉 디바이스-관통 비아들(302)(예를 들어, 비아들(302a, 302b))에 접속되는 프로브들(204)(예를 들어, 204a, 204b)에 접속될 수 있다. 또 다른 예로서, 접촉 구조체(304)는 접지를 위한 것일 수 있고(예를 들어, 비아(304a)), 또 다른 접촉 구조체(304)는 전력을 위한 것일 수 있다(예를 들어, 비아(304b)).

일반적으로 상기 논의에 따르면, 전자 디바이스(300) 내의 디바이스-관통 비아들(302)은 출력(예를 들어, 테스트) 신호를 생성할 수 있는 전자 디바이스(400)의 테스트 회로(310)를 포함하는 회로에 의해 단계(610)에서 테스트될 수 있다. 예를 들어, 테스트 회로(310)는 (예를 들어, 테스터(500) 또는 회로(220)로부터) 프로브 카드 어셈블리를 통해 제공되는 개시 신호에 응답하여 출력 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 테스트 회로(310)는 출력 신호를 구동기(306)를 통해 디바이스-관통 비아들의 제 1 디바이스-관통 비아(302c)에 제공할 수 있다. 테스트 회로(310)는 도 1에서 개략적으로 예시되어 있다. 일부 실시예들에서, 실제적인 테스트 회로(310) 구성요소들은 일련의 리소그래피 단계들을 이용하여 형성되는 디바이스에서 예상될 수 있는 바와 같이, 디바이스(300)의 상부 표면 근처 또는 상부 표면에서 존재할 수 있다. 지금부터 설명되는 바와 같이, 테스트 회로(310)는 프로브 카드 어셈블리(200)와 함께, 다수의 테스터 채널들(예를 들어, 프로브 카드 어셈블리(200)의 테스터 인터페이스(218) 및 테스터(500) 사이의 개별적인 접속부들)을 요구하지 않으면서 디바이스-관통 비아들(302)을 테스트하고 결과들을 다시 테스터(500)에 보고하기 위해 이용될 수 있다.

도 3 및 도 4는 전자 디바이스(300) 내의 디바이스-관통 비아들(302)을 테스트할 수 있는 방법(700 및 800)의 예를 각각 예시한다. 이에 따라, 방법들(700 및 800)은 도 2의 단계(610)를 구현하기 위한 방법들의 2개의 예들이다.

위에서 논의된 바와 같이, 도 3의 방법(700)을 먼저 참조하면, 프로브 카드 어셈블리(200)는 프로브들의 제 1 프로브(204c) 및 프로브들의 제 2 프로브(204d) 사이의 전기적 접속부(205a)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 전기적 접속부(205a)는 입력 신호를 테스트 회로(310)에 제공하기 위하여, 도 3의 단계(702)에서 제공되는 구동기(306)로부터의 출력 신호가 제 1 디바이스-관통 비아(302c), 제 1 프로브(204c), 전기적 접속부(205a)를 통해, 제 2 프로브(204d) 및 제 2 디바이스-관통 비아(302d)로 전달되도록 하는 전기적 접속부를 제공할 수 있다. 입력 신호는 예를 들어, 제 2 디바이스-관통 비아(302d) 및 테스트 회로(310) 사이에 결합된 수신기(308)에 의해 제공될 수 있다. 테스트 회로(310)는 예를 들어, 단계(702)에서 디바이스-관통 비아(302c)로 구동된 테스트 신호가 디바이스-관통 비아(302d)로 전달되었는지를 단계(704)에서 결정하기 위하여 출력 신호 및 입력 신호를 비교함으로써, 제 1 디바이스-관통 비아(302c) 및 제 2 디바이스-관통 비아(302d) 사이의 접속이 행해지는지를 단계(704)에서 확인할 수 있다. 이에 따라, 테스트 회로(310)는 구동기(306) 및 제 1 디바이스-관통 비아(302c) 사이와, 수신기(308) 및 제 2 디바이스-관통 비아(302d) 사이에 전기적 접속부가 존재하는지를 결정하는 것을 도울 수 있다.

언급된 바와 같이, 도 4는 도 2의 단계(610)를 구현하기 위한 대안적인 프로세스(800)를 예시한다. 또한, 위에서 논의된 바와 같이, 희망하는 경우, 다수의 디바이스-관통 비아들(302)의 테스팅을 동시에 가능하게 하기 위하여 다수의 접속부들이 함께 데이지 체인으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 프로브 카드(200) 내의 전기적 접속부들 및 전자 디바이스(300) 상의 스위치(312)를 이용하여 프로브들(204c, 204d, 204e 및 204f)를 상호접속하는 테스트 루프가 형성될 수 있다. 예를 들어, 위에서 논의된 바와 같이 테스트하기 위하여 디바이스-관통 비아들을 함께 접속하기 위하여 스위치(312)가 단계(802)에서 닫힐 수 있고, 그 다음으로, 디바이스의 정상적인 동작을 위해 개방될 수 있다. 대안적으로, 스위치(312)는 프로브 카드 어셈블리(예를 들어, 스위치(224)) 상에 배치될 수 있고, 동일한 기능을 제공하기 위하여, 테스트 회로(310), 회로(220), 및/또는 테스터(500)로부터 제어될 수 있다. 다수의 프로브들(204)(및 이에 따라, 디바이스-관통 비아들)은 테스팅을 위해 디바이스-관통 비아들을 함께 링크(link)하기 위하여 데이지 체인을 통한 그러한 방식으로 함께 접속될 수 있다. 이에 따라, 디바이스-관통 비아들(302a, 302b, 302d 및 302e)은 동시에 테스트될 수 있다. 회로(310)는 방금 설명된 것과 유사한 방식으로 프로브 카드 어셈블리(200)를 통해 다수의 루프 경로들을 테스트할 수 있고, 전자 디바이스(300) 내의 디바이스-관통 비아들로의 다수의 구동기들, 수신기들, 및 전기적 접속부들의 확인을 제공할 수 있다.

예를 들어, 테스트 회로(310)는 구동기(306)가 단계(804)에서 신호(예를 들어, 테스트 신호)를 디바이스-관통 비아(302c)에 출력하도록 할 수 있고, 단계(806)에서, 테스트 회로(310)는 수신기들(308)로부터 입력 신호를 판독할 수 있고, 수신기들(308)로부터의 입력 신호들이 출력 신호(예를 들어, 테스트 신호)와 동일한지를 결정할 수 있다. 디바이스-관통 비아들(302c-f)에서 오류들(예를 들어, 결함들)이 없는 경우, 구동기(306)로부터의 출력 신호는 데이지-체인(daisy-chain) 접속된 대응하는 쌍들의 프로브들(204c-f) 및 디바이스-관통 비아들(302c-f)을 통해 위에서 논의된 바와 같이 전파하고, 이에 따라, 디바이스-관통 비아들(302d 및 302f)로부터 수신기들(308)에서 수신될 것이다.

상기한 테스팅 접근법들의 하나의 장점은 다수의 디바이스-관통 비아들을 갖는 디바이스를 테스트할 때, 더 적은 테스트 채널들(예를 들어, 테스터(500) 및 프로브 카드 어셈블리(200) 사이의 개별적인 접속부들)이 이용될 수 있다는 점이다. 테스트 회로(310)는 다수의 디바이스-관통 비아들에 대한 테스팅을 수행할 수 있고, 그 다음으로, 작은 수의 신호 라인들(예를 들어, 위에서 지칭되는 테스트 채널들, 프로브들(204), 및/또는 등등) 상에서 상세한 또는 요약된 테스트 결과들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 클록 및 데이터 신호들은 디바이스 관통 비아들(302g, 302h)에 의해 프로브 카드 어셈블리(200) 및 테스터 인터페이스(218)에 다시 제공될 수 있다. 예를 들어, 데이터는 직렬로 인코딩될 수 있고, 이에 따라, 작은 수(예를 들어, 2개)의 신호 라인들을 이용하여 다수의 상호접속부들을 포괄하는 테스트 결과들이 테스터에 다시 송신되도록 할 수 있다. 이에 따라, 프로브들(204c, 204d, 204e, 및 204f)의 각각으로부터 다시 테스터(500)로의 개별적인 전기적 접속부들은 필요하지 않다. 이것은 디바이스-관통 비아들을 갖는 전자 디바이스들(300)을 완전히 테스트하기 위하여 높은 핀 카운트의 테스터를 필요로 하는 것을 회피하는데 도움을 줄 수 있다. 또 다른 예로서, 수천 개의 디바이스-관통 비아들을 가지는 디바이스는 16, 32, 또는 64 비트 폭의 버스를 생성하기 위하여, 프로브 카드 어셈블리 상의 전기적 접속부들에 의해 함께 버스로 접속되는 이러한 접속부들을 가질 수 있다. 이에 따라, 수천 개의 디바이스-관통 비아들을 테스트하는 것은 상대적으로 작은 수의 테스터 채널들을 이용하여 수행될 수 있다.

추가적인 장점은 전자 디바이스(300) 상의 구동기들에 대해 요구되는 구동 용량이 기존의 테스팅 배열에서 프로브 카드 어셈블리를 구동하기 위해 요구될 구동 용량보다 작을 수 있다는 점이다. 예를 들어, 기존의 테스팅 배열에서는, 테스트 중인 디바이스로부터의 신호들이 프로브 카드 어셈블리를 통해, 전형적으로, 동축 케이블에서 다수의 전기적 경로들을 통해, 테스터에 전달된다. 다이 또는 다이 적층체 내에서 신호들을 내부적으로만 구동하는 전자 디바이스(300) 상의 구동기들은 전형적으로 너무 약해서 이러한 긴 동축 케이블을 구동하기가 어렵다. 따라서, 전자 디바이스(300)의 테스팅을 위해 프로브 카드 어셈블리(200)를 이용하는 것은 구동기들(306)의 크기가 증가될 것을 요구하지 않으면서 디바이스-관통 비아(302)로부터 입력 또는 출력되는 신호들의 테스팅을 허용할 수 있다. 대조적으로, 기존의 테스팅 배열들은 테스팅을 지원하기 위해서만 요구되는 대형의 구동기들을 제공하기 위한 추가적인 디바이스 공간을 이용한다.

도 2를 다시 참조하면, 단계(612)에서는, 전자 디바이스(300)의 추가적인 테스팅이 발생할 수 있다. 예를 들어, 위에서 논의된 바와 같이, 일부 실시예들에서는, 테스터(500)가 전자 디바이스(300)의 기능적인 회로(도시되지 않음)에 신호들을 제공하도록 하기 위하여, 프로브 카드 어셈블리(200)는 테스트 인터페이스(218)를 디바이스(300)의 단자들(예를 들어, 302i)에 접속하는 프로브들(예를 들어, 204i)로의 전기적 접속부들(212)을 포함할 수 있다. 또한, 테스터(500)는 유사한 메커니즘을 거쳐 디바이스(300)의 기능적 회로로부터 신호들을 수신할 수 있다.

희망하는 경우, 일부 실시예들에서, 프로브 카드 어셈블리(200)는 회로(220)를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 프로브 카드 어셈블리 상의 회로(220)는 입력을 위한 테스트 신호들을 전자 디바이스(300)(예를 들어, 단자들(304a))에 제공하고, (예를 들어, 단자(304b)로부터) 전자 디바이스(300)에 의해 출력되는 응답 신호들을 수신하고, 전자 디바이스(300)의 테스팅을 제어하기 위해 이용될 수도 있다. 대안적으로, 단자들(304a, 304b)은 디바이스-관통 비아들일 수 있다. 일반적으로, 디바이스-관통 비아(302)인 것으로 본 명세서에서 도시된 임의의 접속부는 대안적으로 단자(304)일 수 있고, 발명의 일부 실시예들에 따르면, 그 반대일 수도 있다.

도 2의 단계(614)에서는, 프로브들(204)의 프로브들이 접지(207)에 접속될 수 있고, 이것은 예를 들어, 단계(604)에서와 같이 행해질 수 있다. 단계(616)에서는, 단계(606)에서 실시된 프로브 카드 어셈블리(200) 및 전자 디바이스(300) 사이의 접촉이 중단될 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스(300)는 프로브 카드 어셈블리(200)로부터 멀어지도록 이동될 수 있다. 단계(618)에서는, 예를 들어, 단계(608)에 대해 위에서 논의된 바와 같이, 프로브들(204)이 접지(207)로부터 접속해제될 수 있다. 프로브 카드 어셈블리(200)는 단계(602)에서 수행되는 바와 같이, 테스트 구조체에서 장착된 상태로 있지만, 단계들(604-618)을 반복함으로써 새로운 전자 디바이스(300)가 테스트될 수 있다. 언급된 바와 같이, 이것은 단계(602)에서 프로브 카드 어셈블리(200)가 장착되었던 테스트 구조체로부터 프로브 카드 어셈블리(200)를 제거하지 않으면서 행해질 수 있다.

도 2 내지 도 4에서 예시된 방법들은 단지 예들이고, 변형들 및 치환들이 가능하고 고려된다. 예를 들어, 도 2 내지 도 4의 방법들(600, 700, 및/또는 800) 중의 임의의 것에는 추가적인 단계들이 있을 수 있다. 또 다른 예로서, 도 2 내지 도 4에서 예시된 방법들에서의 단계들 중의 일부는 포함될 필요가 없고, 이에 따라, 수행될 필요가 없다. 예를 들어, 단계들(604, 608, 614, 및 618)은 도 2의 방법(600) 내에 포함될 필요가 없다. 또 다른 예로서, 도 2 내지 도 4의 단계들의 적어도 일부는 도시된 것과는 상이한 순서로 수행될 수 있다.

다수의 특징들이 본 명세서에서 설명되고 예시되었지만, 프로브 카드 어셈블리(200) 및 전자 디바이스(300)는 설명된 모든 특징을 포함할 필요가 없다. 따라서, 프로브 카드 어셈블리(200)의 실시예는 현재 개시된 특징들의 하나 이상의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 유사하게, 전자 디바이스(300)의 실시예는 현재 개시된 특징들의 하나 이상의 임의의 조합을 포함할 수 있다.

발명의 특정 실시예들 및 응용들이 이 명세서에서 설명되었지만, 이 실시예들 및 응용들은 예시적일 뿐이며, 다수의 변형들이 가능하다.

Claims

기판;
상기 기판 상에 배치되고, 전자 디바이스의 디바이스-관통 비아(through-device via)들의 단부들을 포함하는 접속 구조체들과 접촉하도록 배열되는 프로브들; 및
프로브들의 제 1 쌍 내의 제 1 프로브 및 제 2 프로브를 전기적으로 접속하는 제 1 전기적 접속부로서, 상기 제 1 프로브, 상기 제 2 프로브, 및 상기 제 1 전기적 접속부는 상기 디바이스-관통 비아들의 제 1 디바이스-관통 비아로부터 상기 디바이스-관통 비아들의 제 2 디바이스-관통 비아로의 제 1 직접 복귀 루프를 형성하는 한편, 상기 제 1 프로브는 상기 제 1 디바이스-관통 비아와 접촉하고 상기 제 2 프로브는 상기 제 2 디바이스-관통 비아와 접촉하는, 상기 제 1 전기적 접속부를 포함하는, 프로브 카드 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 프로브들의 제 2 쌍 내의 제 3 프로브 및 제 4 프로브를 전기적으로 접속하는 제 2 전기적 접속부를 더 포함하고,
상기 제 3 프로브, 상기 제 4 프로브, 및 상기 제 2 전기적 접속부는 상기 디바이스-관통 비아들의 제 3 디바이스-관통 비아로부터 상기 디바이스 비아들의 제 4 디바이스 관통 비아로의 제 2 직접 복귀 루프를 형성하는 한편, 상기 제 3 프로브는 상기 제 3 디바이스-관통 비아와 접촉하고 상기 제 4 프로브는 상기 제 4 디바이스-관통 비아와 접촉하는, 프로브 카드 어셈블리.
청구항 2에 있어서,
상기 제 1 전기적 접속부 및 상기 제 2 전기적 접속부를 전기적으로 접속하는 제 3 전기적 접속부를 더 포함하는, 프로브 카드 어셈블리.
청구항 3에 있어서,
상기 제 3 전기적 접속부는 상기 제 1 전기적 접속부 및 상기 제 2 전기적 접속부를 선택적으로 접속 및 접속해제하는 스위치를 포함하는, 프로브 카드 어셈블리.
청구항 2에 있어서,
상기 전자 디바이스의 테스팅을 제어하도록 구성되는 테스터로의 전기적 인터페이스를 더 포함하는, 프로브 카드 어셈블리.
청구항 5에 있어서,
상기 제 1 전기적 접속부는 상기 전기적 인터페이스에 직접 접속되지 않는, 프로브 카드 어셈블리.
청구항 6에 있어서,
상기 전기적 인터페이스는 상기 프로브들의 프로브들에 직접 접속되는, 프로브 카드 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 전기적 접속부를 접지로 그리고 접지로부터 선택적으로 접속 및 접속해제하는 스위치를 더 포함하는, 프로브 카드 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 기판은 강성(rigid)이고, 상기 프로브들은 길고, 신축성이 있고, 탄성이 있는, 프로브 카드 어셈블리.
디바이스-관통 비아(through-device via)들;
상기 디바이스-관통 비아들의 제 1 디바이스-관통 비아에 결합되는 구동기 회로;
상기 디바이스-관통 비아들의 제 2 디바이스-관통 비아에 결합되는 제 1 수신기 회로;
상기 구동기 회로 및 상기 제 1 수신기 회로에 결합되는 테스트 회로로서, 상기 테스트 회로는 상기 구동기 회로가 테스트 신호를 상기 제 1 디바이스-관통 비아 상으로 구동하도록 하고 상기 테스트 신호가 상기 제 2 디바이스-관통 비아로부터 상기 제 1 수신기에서 수신되는지를 결정하도록 구성되는, 전자 디바이스.
청구항 10에 있어서,
상기 디바이스-관통 비아들의 제 3 디바이스-관통 비아에 결합되는 제 2 수신기 회로를 더 포함하고,
상기 테스트 회로는 상기 제 2 수신기 회로에 더 결합되고, 상기 테스트 회로는 상기 테스트 신호가 상기 제 3 디바이스-관통 비아로부터 상기 제 2 수신기에서 수신되는지를 결정하도록 더 구성되는, 전자 디바이스.
청구항 11에 있어서,
상기 제 2 디바이스-관통 비아 및 제 4 디바이스-관통 비아를 선택적으로 접속 및 접속해제하는 스위치를 더 포함하는, 전자 디바이스.
청구항 10에 있어서,
상기 전자 디바이스는 반도체 디바이스이고,
상기 반도체 디바이스는,
반도체 기판으로서, 상기 디바이스-관통 비아들은 상기 반도체 기판의 일 면으로부터 상기 반도체 기판의 반대 면으로의 비아들인, 상기 반도체 기판; 및
상기 반도체 기판에서 형성된 집적 회로를 포함하는, 전자 디바이스.
청구항 13에 있어서,
상기 테스트 회로에 전기적으로 접속되는 상기 반도체 기판의 일 면 상의 접촉 구조체를 더 포함하는, 전자 디바이스.