TW200946934A - Probing system for integrated circuit device - Google Patents

Description

200946934 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種積體電路 凡仵松測系統，特別係關於 一種利用無線通訊傳送檢測 m邓訊唬之積體電路元件檢測系 統。 【先前技術】 -般而言’晶圓上之積體電路元件必須先行測試其電氣

特性，以判定積體電路元件是否良好。良好的積體電路將 被選出以進行後續之封裝製程，而不良品將被捨棄以避免 增加額外的封裝成本。完成封裝之積體電路元件亦必須再 進行另-次電性測試以_選出封裝不良品，進而提升最終 成品良率。 習知自動檢測設備（automatic test equipment，ate)係利 用一測試卡之探針接觸一待測元件之訊號墊，以便傳送一 1測機台之測試訊號至一待測元件，並將量測到之電性參 數傳送回該量測機台。惟，隨著半導體製造技術不斷地創 新積體電路元件（例如電晶體）之工作速度亦不斷地提昇， 習知技藝利用探針（即機械式檢測）檢測晶片，因而其整體時 間精密度（overall time accuracy，ΟΤΑ)無法趕上快速發展的 晶片工作速度。因此，習知之自動檢測設備顯然無法適用 於未來之快速積體電路元件之電性測試。 【發明内容】 本發明係提供一積體電路元件檢測系統，其可於一包含 一第一收發模組之測試機及由該測試機進行測試之積體電 130216.doc 200946934 路元件之間，以無線通 電氣參數等载資料/ 輸如檢測訊號及經測試之 所述之積體電路元件包一 心電路之自❹m電路（B1電路、—電連接於該核 ui t in self_test circuit，BIST)、 一用於控制該自我測試 隻_ 之私作之控制器以及一用於與 弟-收發模組父換測試資料之第二收發模电。 :實施範例中，-積體電路元件之檢測系統包含一具有

一第一收發模組之測^ 4頭以及一具有一檢測單元之測試 口，該檢測單__該測試頭以進行測試。該檢測系統 另包含-通訊模組’該通訊模組具有一第二收發模組，其 可與第一收發模組以無線通訊方式進行資料交換；一積體 電路元件’其具有一待測核心電路；以及一測試模組，其 -有Μ接該核〜電路及通訊模組之自我測試電路，以進 行核心電路之自我測試。 【實施方式】 圖1例不本發明第一實施例之積體電路元件檢測系統 10，其係利用無線通訊在一測試機台20與一待測元件3〇之 間傳送測試資料。該測試機台2G包含—第—收發模組22、 電氣連接於該第一收發模組22之物理層模組24、一電氣 連接於該物理層模組24之檢測單元26以及一電氣連接於該 物理層模組24之診斷單元28。該待測元件3〇可為一系統單 晶片（system on chip)，其包含一核心電路32、一電氣連接 於該核心電路32之自我測試電路34、一用以控制該自我測 試電路34之控制器36以及一可與該第一收發模組22交換測 I302l6.doc 200946934 試資料之第二收發模組38。該第一收發模組22與第二收發 模組38各包含一收發器及一天線。 该核心電路32可為記憶體電路、邏輯電路或類比電路。 該自我測試電路34之設計技術可參考本案發明人之中華民 國專利第G88103352號巾請案及第〇刪7845號巾請案。較 佳地，該待測元件30另包含一電氣連接於該第二收發模組 3 8之時脈產生器4〇以及—電氣連接於該第二收發模組μ之 ❹ ❹ 電力穩壓器4 2，其中該測試機台2 〇藉由該第一收發模組2 2 發射-射頻訊號，而該第二收發模組38接收該射頻訊號以 驅動該電力穩壓器42產生該待測元件3〇運作所需之電力。 2外’該待測元件30可另包含—標示暫存器化用以儲存 該待測元件30之識別碼（ID)。 圊:例示本發明第二實施例之積體電路元件測試系統 ’八係應用於-包含複數個待測元件％之晶圓爛電性 :。特而言之，積體電路元件測試系統嶋應用於晶圓 ::-Μ ^1)之電性檢測。在進行電性檢測日夺，該測試 機台20藉由該第—收發模組 一从、 货耵射頻矾號，而該待測 兀件30之第二收發模組38接收該射頻訊號以驅動該電力穩 ==測元件3°運作所需之電力。該測試機㈣ 二;Γ=該第一收發模組22設定各待測元件3。 :識別碼，而各待測元件30係將其識 存器-之後’該檢測單元26再傳送啟始指令至:=暫 件30之第二收發模組38以啟動該自我物路抑行；； 心電路32之電性檢測。該診斷單元隼^核. 又果谷待測7C件3 0完 130216. doc 200946934 成測試後傳回之測試資料，即可據以診斷各待測元件 優劣並分析不良元件之失效原因。此外，該晶圓90可另々 含—圍繞該待挪元件30之電力供應線92，且該待測元件二 運作所需之電力係取自該電力供應線92,而非經由該 =器仰收射頻訊號產生之電力。特而言之，該電力供 應線92係設置於該晶圓9〇之切割線上。 ’、 ❹ 7。圖本發明第三實施例之積體電路元件測試系統 」糸應用於-封裝晶粒72的最終測試⑽Μ。如圓 戶^之晶圓90沿著該電力供應線92切割成個別之待測元 〇。經圖2之積體電路元件測試系統8〇之篩選，且有良好 =特性之待测元件3〇將包震成該封褒晶粒72,而不良之 經由：Γ:二棄。之後’該測試機台2°之檢測單元26 二收發掇ί X模組22傳送啟始指令至該待測元件30之第 :=:Γ以啟動該自我测試電路34進行該核心電路32 竹後僖之後’❹斷單元28收集該待測元件30完成 ==回之測試資料，即可據轉斷 4並分析*良元件之失效原、因。 之1良 二=明第四實施例之積趙電路元件 氣連件檢測系統60之測試機台⑽包含-電 =::::Γ2,測—-電 項電路板50可經由於舲 電，而該待測元件30運作所電力^ 62電氣連接於市 亦即間接地取自該輸送|置62。=係取自該電路板5〇， 板㈣送至-預定測試位置64,=送袈置62可將該電路 由遠測試機台20之檢測單 130216.doc 200946934 元26經由該第—收發模組22傳送啟始指令至該待測元件％ 之第二收發模組3 8以啟動該自我測試電路34進行該核心恭 路32之電性檢測。之後，該診斷單元28收集各待測元件％ 完成測試後傳回之測試資料，即可據以診斷各待測元件3〇 之是否符合電氣性質之規格並分析不良元件之失效原因。 圖1所示之積體電路元件檢測系統1 〇可改變其内部模組 或元件之配置而進行調整，以增加多種應用的彈性。 ❹ 圖5例示本發明第五實施例之積體電路元件檢測系統 100。該積體電路元件檢測系統1〇〇包含一測試機110及一待 測之積體電路元件（DUT) 120。測試機11 〇包含一測試頭 111、一測試台112及一承載器113。該測試台丨12包含一診 斷單元132及一檢測單元134,其中該診斷單元！32屬自由選 項，其可k供診斷功能。測試頭111包含一物理層模組115 及一搞接於物理層模組115之第一收發模組114。該物理層 模組11 5耦接於該檢測單元134，而該診斷單元132耦接於該 〇 檢測單元134。承載器113係運載DUT 120，且包含一通訊 模組116及一電力穩壓器117。通訊模組116包含一第二收發 模組130、一通訊控制器118及一時脈產生器丨19。

通Λ控制态1 1 8電耗接該第二收發模組丨3 〇，該時脈產生 器1 19電連接§亥第一收發模組13 〇、通訊控制器1丨8及 120以提供時脈訊號。DUT 12〇(例如系統單晶片（s〇c))包含 核〜電路121及一測試模組122。一實施例中，測試模組 122 包 3 δ己憶體 BIST 123、一 邏輯 BIST 124、一 類比 BIST 125及一測試控制器126。另一實施例中，該測試模組〗22 I30216.doc -9· 200946934 可僅包含記憶體BIST 123、邏輯BIST 124或類比BIST 125， 或任二個連接至測試控制器126之BIST電路之結合。 DUT 120可位於該承載器113上，且自該承載器113獲得 操作電力。另外，DUT 120可由輸送裝置傳送至預定位置。 一實施例中，核心電路121可包含記憶體電路、邏輯電路及 類比電路。核心電路121耦接記憶體BIST 123、邏輯BIST 124及類比BIST 125，且該些BIST電路之操作係由測試控制 器126控制。另一實施例中，核心電路i 2丨可為單一之記憶 體電路、邏輯電路或類比電路，或任兩上述電路之結合。 該核心電路121係耦接相應之記憶體BIST 123、邏輯BIST 124或類比BIST 125。檢測訊號及經測試之電氣參數等測試 資料係藉由該第一收發模組114及第二收發模組13〇以無線 通訊方式傳輸於測試頭11丨及承載器U3之間。換言之，第 一收發模組114及第二收發模組13〇係相互交換測試資料。 s亥物理層模組115及通訊控制器118分別控制資料訊號之傳 送及接收。 一實施例中，第一收發模組114及第二收發模組130各包 含一收發器及一天線。電力穩壓器U7電連接通訊模組U6 及DUT 120。測試機no由該第一收發模組114傳送射頻訊 號’該第一收發模組13 0接收射頻訊號以驅動電力穩壓器 117 ’從而產生DUT 120所需之操作電力。 圖6例示本發明第六實施例之積體電路元件檢測系統 140。相較於圖5所示之系統1 〇〇 ’測試模組122係改變為包 含於測試機110’之承載器113'中。因此，DUT 120'僅包含核 130216.doc -10- 200946934 心電路121而易於製造。電力穩壓器117係電連接通訊模組 11 6、測試模組122及DUT 120,。 圖7例示本發明第七實施例之積體電路元件檢測系統 150。相較於圖5,通訊模組116係改變為包含於dut 中因此DUT 120"包含核心電路12ι、測試模組122及通 訊模組116’且該測試機11〇"之承載器113，，僅包含電力穩壓 器U7。電力穩壓器117係電連接該DUT 12〇"。 /圖8顯不根據本發明一實施例之可檢測複數之檢測 系統之訊號傳輸示意圖。測試機係包含―測試台及複數個 測試頭’各測試㈣相應於-通訊模組。如檢測訊號及經 Ί式之電氣參數等測試資料係於測試頭及通訊模組間進行 無線傳輸。詳言之，所述通訊係以一對一的方式進行。各 + 寺莫，且係電連接—測試模組，該測試模組係連接一核心 電路。因為本實施例包含複數個測試頭，故可顯著提昇測 域效率。 ❹ 、W9顯示根據本發明另—實施例之可檢測複數贿之檢 測系統之訊號傳輪示意圖。測試機係包含—測試台及一測 :碩J該測試頭係相應於複數個通訊模組。如檢測訊號及 * 1、之電氣參數等測試資料係於測試頭及複數個通訊模 =間進行無線傳輸。詳言之，所述通訊係以—對多的方式 $ 11 $ Μ ^ #接—測試模組，該測試模組係連接 —核心電路。 w 心機械元件（探針）傳送測試資料，因 ，精密度無法趕上快速發展的晶片工作速度。相對地， I302l6.doc -11 - 200946934 本發明之積體電路元件檢測系統係利用無線通訊在該測試 機台與該待測元件之間傳送測試資料，因而整體時間精密 纟與該待測元件之積體電路一致而不會受到機械元件之限 制’可應用於高速積體電路之電性檢測。特而言之，本發 明之積體電路元件檢測系統除了可進行該待測元件之電性 檢測之外，亦可用以診斷該待測元件之失效原因。 本發明之技術内容及技術特點已揭示如上，$而熟悉本 〇 =技術之人士仍可能基於本發明之教示及揭示而作種種不 背離本發明精神之替換及修飾。因此，本發明之保護範圍 應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本發明之 替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。 【圖式簡單說明】 圖1例示本發明第一實施例之積體電路元件檢測系統； 圖2例示本發明第二實施例之積體電路元件測試系統； 圖3例示本發明第三實施例之積體電路元件測試系統； 〇 圖4例示本發明第四實施例之積體電路元件檢測系統； 圖5例示本發明第五實施例之積體電路元件檢測系統； 圖6例示本發明第六實施例之積體電路元件檢測系統； 圖7例示本發明第七實施例之積體電路元件檢測系統；以 及 圖8及9例示本發明之實施例之積體電路元件檢測系統之 3孔號傳輪示意圖。 【主要元件符號說明】 10積體電路元件檢測系統20測試機台 1302l6.doc -12- 200946934

22第一收發模組 2 6檢測單元 30待測元件 34自我測試電路 38第二收發模組 42電力穩壓器 50 電路板 62輸送裝置 70積體電路元件檢測系統 80積體電路元件檢測系統 I 0 0積體電路元件檢測糸統 111測試頭 113承載器 II 5物理層模組 117電力穩壓器 11 9時脈產生器 12 1核心電路 123記憶體BIST 125 類比 BIST 130第二收發模組 134檢測單元 110'測試機

120' DUT 1 10"測試機 120" DUT 24物理層模組 28 診斷單元 32 核心電路 36控制器 40 時脈產生器 44標示暫存器 60積體電路元件檢測系統 64 預定測試位置 7 2 封裝晶粒 90晶圓 1 1 0測試機 1 12測試台 114第一收發模組 1 1 6通訊模組 1 1 8通訊控制器

120 DUT 122測試模組

124 邏輯 BIST 126測試控制器 132診斷單元 140積體電路元件檢測糸統 1131承載器 150積體電路元件檢測系統 113··承載器 1302S6.doc -13 -

Claims (1)

1. 200946934 十、申請專利範圍： 1. 一種積體電路元件檢測系統’包含： 一測試頭’包含一第一收發模組；以及 一測試台’包含一檢測單元’該檢測單元耦接於該測試 頭以進行測試； 一通訊模組，包含一第二收發模組，該第二收發模組與 第一收發模組間以無線通訊方式進行資科交換； 一積體電路元件，包含一被測試之核心電路；以及 © 一測試模組，包含一自我測試電路，該自我測試電路耦 接於該核心電路及該通訊模組以進行該核心電路之自我測 試。 2 ·根據请求項1之積體電路元件檢測系統，其中該積體電路元 件另包含一標示暫存器，以儲存識別碼。 根據請求項1之積體電路元件檢測系統’其另包含一耦接於 該第二收發模組之時脈產生器。

   統，其中該時脈產生器 統，其中該積體電路元 根據請求項3之積體電路元件檢測系 耦接於該測試模組。 根據請求項3之積體電路元件檢測系 件包含該時脈產生器。 根據請求項1之積體電路元件檢測系 該通訊模組、 、測試模組及積體電路元件 統’其另包含一麵接於 t件之電力穩壓器，該 I302l6.doc -14 - 200946934 檢測單元藉由該第一收發模組傳輪…… 發模組接收哕& # 、頻訊號，該第一收 電路元件二:: 驅動該電力穩壓器產生該積體 蛋路7〇件知作所需電力。 I Ϊ據=1之積體電路元件檢測系統，另包含一輸送裝 置 積體電路元件係藉由該輪送裝置傳送至一預定位 9.根據清求項丨之積體電 丁像叫糸統，其中該測試頭另包 接於該第一收發模组之物理層模組。 10·根據請求項1之積體電路 % w。什核州系統，其中該測試台另包 含一耦接於該檢測單元之診斷單元。 Π.根據請求項7之積體電路元件檢測 ..^ ± 十核州糸統，其中該積體電路元 件包含該電力穩壓器。 12_根據請求項7之積體電路元件檢測系統，其中該積體電路元 件係位於包含該電力穩壓器之承載器，且自該承載器獲得 其操作電力。 ❹ 13.根據請求項12之積體電路元件檢測系、统，其中該積體電路 元件包含該通訊模組及該測試模組。 14·根據請求項12之積體電路元件檢測系統，其中該承載器包 含該通訊模組。 15. 根據請求項14之積體電路元件檢測系統，其中該承載器包 含該測試模組。 16. 根據請求項14之積體電路元件檢測系統，其中該積體電路 元件包含該測試模組。 17_根據請求項1之積體電路元件檢測系統，其中該核心電路包 I30216.doc • 15 · 200946934 含一記憶體電路，該測試模組包含一記憶體自我測試電路。 1 8.根據請求項1之積體電路元件檢測系統，其中該核心電路包 含一邏輯電路，該測試模組包含一邏輯自我測試電路。 19·根據請求項1之積體電路元件檢測系統，其中該核心模組包 含一類比電路，該測試模組包含一類比自我測試電路。 2〇. —種積體電路元件檢測系統，包含： 至少一測試頭； 複數個通訊模組，其可以無線通訊方式與該至少一測試 頭進行通訊； 複數個測試模組，個別耦接於該複數個通訊模組；以及 複數個積體電路元件’各積體電路元件包含—核心電 路’且該複數個積體電路元件之核心電路係個別耦接於兮 複數個測試模組。 、 21·根據請求項20之積體電路元件檢測系統，其中—測試頭係 與一或多個通訊模組進行通訊。

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