JP5180199B2 - 特定用途向けプローブカード試験システムの設計方法 - Google Patents
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Description
ウェーハレイアウトプロセスについて検討(どのICコンポーネントが含まれ、かつどのようにICがウェーハ上に配置されるかを含む)は、試験システムの限界を定義する。IC上のパッドと接触するための試験システムプローブ位置、及び信号をプローブに分配するライン上で供給される信号は、ICウェーハレイアウトに基づいて決定される。ウェーハ上のICのレイアウトについての1つのプロセスが、2003年3月25日発行のMiller等による「Method of Designing, Fabricating, Testing and Interconnecting an IC to External Circuit Nodes(ICの設計、製造、試験及びICの外部回路ノードへの相互接続方法)」という名称の米国特許第6,539,531号で説明されている。
ウェーハについてのIC設計が完了すると、パッドのレイアウト及びパッドのピン機能が、製造の間にウェーハ上のコンポーネントを試験するための試験システムを構築かつプログラムするために使用される。コストを最小限に抑えるために、取替え可能なプローブカードが、試験システムコントローラとウェーハとの間のインタフェースとして一般的に構築されるが、これは、試験システムコントローラの構造修正のコストがはるかに高額だからである。
試験システムは一般的に、一例では、ICがまだ、ウェーハが個々のチップにダイスされる前にウェーハ上のダイの形状である時に、例えば製造中のウェーハ上のダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)などのメモリコンポーネントを試験するために使用される。「修理可能な」DRAMは一般的に、欠陥セルがある行又は列と取り替えることができるメモリセルの1つ以上の「予備の」列又は行を有する。ウェーハ試験は、欠陥セルを含む列又は行と取り替えるために予備の列又は行をどのようにしたら最適に割り当てることができるかを判断するための「冗長分析」を含むことができる。そして、欠陥セルを有する行及び列の代わりにセルの予備列及び/又は列が使用されるように、メモリは、IC内の信号経路ルーティングを適切に改変するためのレーザ又はその他の手段を使用して修理される。
図6は、本発明のいくつかの実施形態に従って試験を実行するようにプログラムすることができるオンボードコンポーネントを含むように図3に示されるプローブカードの構成を修正したプローブカードの断面図である。このプローブカードは、2枚のドーターカード100を含む。便宜上、図3と同様に図6でも使用されているコンポーネントには、同様に付している。ドーターカード100は、図6ではスタックコネクタ1041〜1044によって接続されている様子が示されている。2枚のドーターカード100が示されているが、1枚のカード、2枚より多いカード、又はドーターカード100なしのPCBだけを、オンボードインテリジェント回路を支持するために使用することができる。
システムは、使用できるDUT電源の数について制限することができる。しかし、1つの電源が複数のDUTを駆動するために使用される場合は、故障又はショートしたDUTは、同じ試験システムコントローラ電源に接続している他の正常なデバイスに影響を及ぼすかもしれない。各チャネルブランチが追加されると電力の減少が起こるので、複数のDUTを駆動する電源によって供給される電力を制御することは有用であり得る。
DUT試験の並列性は、プローブカードの試験信号のファンアウトによって提供することができ、試験機能性の一部は、プローブカードに移動することができる。プローブカード上のフィーチャは、追加の試験システムコントローラ機能性を必要とせずに、プローブカード試験機能の整合性を確保するために設けることができる。従来のプローブカードでは、試験システムコントローラは一般に、各チャネルの整合性を監視することができる。1つの試験システムコントローラチャネルがブランチ経由で複数のDUTに分散され、DUTを分離するためにコンポーネントがチャネルブランチに追加された場合、1つの分散されていないチャネルのために設計された試験システムコントローラによって行われるプローブカード整合性チェックは、もはや試験システムの有効なチェックではないかもしれない。
ドーターカードの使用で必要な経路及びコネクタ資源の量を減らすために、並列接続とは対照的に、本発明の実施形態に従ってシリアルバス145を設けることができる。図7のマイクロコントローラ110は、追加領域のオーバヘッドなしでシリアルバス145を制御するために、いくつかの実施形態で直列バスインタフェースを提供する。プローブカード18のシリアルバス145は、パラレルインターフェースよりも少ないインタフェース配線でのプローブカードのビルトインセルフ試験(BIST)フィーチャの分配を可能にする。
図8は、本発明のいくつかの実施形態に従った図6のプローブカード上で使用することができるコンポーネントの別の回路図である。図8の回路は、ベースPCB30上の直並列シフトレジスタ146、シリアルDAC144、及びシリアルADC147の代わりにFPGA150を使用することによって図7を修正する。いくつかの実施形態では、FPGA150は、これら3つのすべてよりも少ないコンポーネント(例えば任意の2つ)に取って代わる。
マイクロコントローラ110又はFPGA150のプログラミングは、DUTの設計データベース又は試験ベンチに基づくことができる。いくつかの実施形態では、DUTを開発するために使用されるCAD設計システムの出力が、プローブカード18上に置かれたFPGA150又はマイクロコントローラ110のプログラムメモリにロードされた試験プログラムを合成するために使用することができる。CAD設計データベースは、プローブカードを設計するために使用される設計又はCADツールによって直接使用することができるか又は後処理することができる。制御デバイスをCAD設計プロセスの一部としてライブラリに含むことは、IC及びプローブカード、並びに試験コンポーネントの製造及びプログラミングから期待される試験結果をより良好に予測することを可能にする。
本発明のいくつかの実施形態は、試験すべきICの設計と、制御オンボードコンポーネントを有するプローブカード18をマージする方法を提供する。インタラクティブな組み合わせの設計プロセスの設計、製造、試験のさらなる詳細は、上で参照した米国特許第6,539,531号に説明されている。
プローブカードの信号、電力及び接地トレースは、間隔変換器34又はベースPCB30のいずれかを使用して、なんらかのタイプの間隔変換でルーティングされると上述した。これらのトレースが製造されると、変更を行う柔軟性はほとんどない。柔軟性は、トレースの制御可能再ルーティングを提供するために、例えばリレー、スイッチ、又はFPGAなどのICによってプローブカードに組み込むことができる。試験信号をルーティングするためにプログラマブル又は制御可能なICを使用することは、大きな柔軟性を提供し、プローブカード上のICを単に再プログラムすることによって多くの設計に同じプローブカードを使用することを可能にする。いくつかの実施形態では、試験エンジニアが試験プログラムをデバッグしていたので、リアルタイムでプローブカードを再プログラムすることを可能にしながら、プローブカードのICは、プローブカードに取り付けられた自動試験機器から制御され又はプログラムされる。
本発明のいくつかの実施形態によれば、プログラマブルルーティングに加えて、プローブカード18のオンボードのマイクロコントローラ110又はFPGA150は、試験信号を生成し、かつ/又は試験信号リターンを受信して、試験結果の解釈を提供するようにプログラムすることができる。プログラミングは、プローブカード18上のメモリ装置に格納されるコードの形式でプローブカード18に提供することができる。メモリは、プローブカード18上のマイクロコントローラ110の一部として、又はマイクロコントローラ110からアクセス可能な別のメモリチップとしてのいずれかのオンボードメモリでもあり得る。試験ベクトル信号を生成し、かつ試験データを解釈するためのコードは、試験システムの操作をシミュレートするCAD合成ツールによって生成することができる。CAD設計ツールによって生成されるコードは、プローブカード110上のメモリに簡単にロードすることができる。
図9は、必要とされる試験回路コンポーネントを減らすために試験が実質的にバーンイン試験とされる、本発明のいくつかの実施形態に従って試験システムの設定を示している。図示されている通り、パソコン270及び電源272は、上述のATEテスタ4とは対照的に、外部信号をプローブカード18に供給する。さらに、プローブカード18は、図6に示されるものと同様のプローブカード18のオンボードの回路素子114を支持するためのドーターカード100を含む様子が示されている。スタックされたドーターカード100が示されているが、いくつかの実施形態では、プローブカード18の主PCB30上に回路素子100を設けることができる点に留意されたい。
Claims (7)
- 集積回路(IC)の試験を実行するための試験システムをプログラムする方法であって、
プローブカード上のメモリにコードを供給することであって、前記プローブカードは複数のプローブを含み、試験システムコントローラのチャネルから前記プローブを介して前記ICへの試験信号の供給を制御するために、前記コードは前記プローブカード上のプログラマブルコントローラによって可読であり、試験システムコントローラのチャネルと前記複数のプローブとの相互接続関係は前記コードによって構成可能であり、前記プログラマブルコントローラは書替え可能ゲートアレイ(FPGA)を含み、前記試験システムコントローラの前記チャネルの個々のチャネルから前記プローブカード上の前記複数のプローブの異なるプローブに信号を選択的にルーティングするように前記FPGAを構成するように前記コードが可読であり、前記FPGAが、前記チャネルの個々のチャネルから前記ICによって形成された異なる被試験デバイス(DUT)に信号を選択的にルーティングすることと、
前記試験されるICのためのICコンポーネントとプローブカードに含まれうるコンポーネントとを含む構造コンポーネントセルのセルライブラリを提供することであって、前記セルライブラリは前記構造コンポーネントセルの構造モデル及び挙動モデルを含み、前記構造モデルは、対応する前記構造コンポーネントセルのレイアウトを記述するものであることと、
前記構造コンポーネントセルの少なくとも1つと前記構造コンポーネントセルの少なくとも別の1つとの間に信号パスを各々形成するための相互接続コンポーネントセルを前記セルライブラリに提供することであって、前記相互接続コンポーネントセルの各々が、その対応する相互接続システムコンポーネントの構造及び挙動モデルを含むものであることと
を含む方法。 - プローブカードであって、
複数のプローブを支持する基板と、
試験システムコントローラのチャネルと前記複数のプローブとの相互接続関係を構成し、前記試験システムコントローラのチャネルから前記プローブを通して試験中のデバイス(DUT)への試験信号の供給を制御するプログラマブルコントローラと、
前記プログラマブルコントローラを構成するためのコードを格納するメモリ装置と
を含む、プローブカードと、
前記DUTの設計によって決められたとおりに前記試験チャネルの個々のチャネルから異なるDUTに信号を選択的にルーティングするために、前記メモリ装置をプログラムするための設計を決定する計算機支援設計(CAD)システムと
を含み、
前記プログラマブルコントローラは書替え可能ゲートアレイ(FPGA)を含み、前記試験システムコントローラの前記チャネルの個々のチャネルから前記プローブカード上の前記複数のプローブの異なるプローブに信号を選択的にルーティングするように前記FPGAは構成され、前記FPGAが、前記チャネルの個々のチャネルから異なる前記DUTに信号を選択的にルーティングし、
前記DUTのためのICコンポーネントと前記プローブカードに含まれうるコンポーネントとを含む構造コンポーネントセルのセルライブラリが提供され、前記セルライブラリは前記構造コンポーネントセルの構造モデル及び挙動モデルを含み、前記構造モデルは、対応する前記構造コンポーネントセルのレイアウトを記述し、
前記構造コンポーネントセルの少なくとも1つと前記構造コンポーネントセルの少なくとも別の1つとの間に信号パスを各々形成するための相互接続コンポーネントセルが前記セルライブラリに提供され、前記相互接続コンポーネントセルの各々が、その対応する相互接続システムコンポーネントの構造及び挙動モデルを含む、プローブカードシステム。 - 選択された前記相互接続コンポーネントセル及び前記構造コンポーネントセルのうちの少なくとも1つに含まれる挙動モデルに基づいて、前記DUT及び前記プローブカードの挙動モデルが作成され、
前記プローブカードと前記DUTとの間に通信が生じるときに、前記DUT及び前記プローブカードの挙動をシミュレートするために、前記作成された挙動モデルが使用される、請求項2に記載のプローブカードシステム。 - 選択された前記プローブカード及び前記相互接続コンポーネントセル上の前記プログラマブルコントローラに基づいて、プローブカード構造モデルは生成され、
前記プローブカード構造モデルに従って前記プローブカードは製造される、請求項2に記載のプローブカードシステム。 - 前記プローブカードと前記DUTとの間の信号を選択的に方向付けるように、前記プローブカード上のFPGAの構成が決定され、
決定された前記FPGAの構成に基づいて前記プローブカード上の前記FPGAがプログラムされる、請求項2に記載のプローブカードシステム。 - 前記挙動モデルに基づいて前記プローブカードから前記DUTに供給する試験信号を生成するように、前記プローブカード上のプログラマブルコントローラがプログラムされる、請求項2に記載のプローブカードシステム。
- 前記DUTから受信される信号に基づいて試験結果を判断するように、前記プローブカード上のプログラマブルコントローラは、前記挙動モデルに基づいてプログラムされる、請求項2に記載のプローブカードシステム。
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