(57)【要約】本発明は、被試験電子デバイスの試験に際し、被試験デバイスに対して物理的に接触せずに試験信号を通信することができる、インターフェ−シングに関する。インターフェース装置は、テスターから試験データを受信する。試験データを表す信号は、インターフェース装置および被試験デバイス上の電磁的に接続された構造を介して被試験デバイスに送信される。被試験デバイスは、試験データを処理し、応答データを生成する。応答データを表す信号は、被試験デバイスおよびインターフェース装置上の電磁的に接続された構造を介してインターフェース装置に送信される。
2007520722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インターフェース装置であって、
テスターと通信するためのテスター通信手段と、
被試験デバイスのターミナルと物理的に接触せずに、試験信号を該ターミナルと通信させるための非接触式通信手段と、
を備える、インターフェース装置。
【請求項２】
前記非接触式通信手段は、前記被試験デバイスの複数のターミナルと物理的に接触せずに、複数の試験信号を該複数のターミナルと通信させる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記非接触式通信手段は、複数の導電性トレースを備える、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記トレースのそれぞれは、前記被試験デバイス上の導電構造に電磁的に接続可能である、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記被試験デバイスに電力を提供するための手段をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記被試験デバイスとの非接触式通信を制御するための手段をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
インターフェース装置であって、
テスターに接続可能な導電性素子と、
被試験デバイスに非接触的に接続可能であるように配置された導電構造と,
を備える、インターフェース装置。
【請求項８】
前記導電構造は、前記被試験デバイスに電磁的に接続可能である、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記導電構造のうちの少なくとも１つに試験信号を送信するように構成された送信機をさらに備える、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記導電構造のうちの少なくとも１つに誘導される試験信号を受信するように構成された受信機をさらに備える、請求項７に記載の装置。
【請求項１１】
前記導電構造のうちの少なくとも１つに試験信号を送信し、前記導電構造のうちの少なくとも１つに誘導される試験信号を受信するように構成された、送受信機をさらに備える、請求項７に記載の装置。
【請求項１２】
前記被試験デバイスに電力を提供するように配置された少なくとも１つのプローブをさらに備える、請求項７に記載の装置。
【請求項１３】
基板をさらに備え、前記導電構造は、前記被試験デバイス上の導電構造に対応するように、該基板上に配置される、請求項７に記載の装置。
【請求項１４】
前記被試験デバイスとの通信を制御するように構成された回路をさらに備える、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記導電構造は、前記テスターから受信した単一の信号を複数の被試験デバイスに非接触的に通信するように配置される、請求項７に記載の装置。
【請求項１６】
半導体ウエハであって、
それぞれが機能回路を備える複数のダイと、
該機能回路を試験するための試験信号を非接触的に受信するように構成された導電構造と、
を備える、半導体ウエハ。
【請求項１７】
それぞれのダイは、一組の前記導電構造を備える、請求項１６に記載の半導体ウエハ。
【請求項１８】
一組の前記導電構造の中の前記導電構造のそれぞれは、複数の前記ダイに電気的に接続される、請求項１６に記載の半導体ウエハ。
【請求項１９】
前記導電構造は、テスター用インターフェース装置に電磁的に接続可能である、請求項１６に記載の半導体ウエハ。
【請求項２０】
前記導電構造のうちの少なくとも１つに試験信号を送信するように構成された送信機をさらに備える、請求項１６に記載の半導体ウエハ。
【請求項２１】
前記ダイのそれぞれは、前記送信機を備える、請求項２０に記載の半導体ウエハ。
【請求項２２】
前記導電構造うちの少なくとも１つに誘導される試験信号を受信するように構成された受信機をさらに備える、請求項１６に記載の半導体ウエハ。
【請求項２３】
前記ダイのそれぞれは、前記受信機を備える、請求項２２に記載の半導体ウエハ。
【請求項２４】
前記導電構造のうちの少なくとも１つに試験信号を送信し、前記導電構造のうちの少なくとも１つに誘導される試験信号を受信するように構成された、送受信機をさらに備える、請求項１６に記載の半導体ウエハ。
【請求項２５】
前記ダイのそれぞれは、前記送受信機を備える、請求項２４に記載の半導体ウエハ。
【請求項２６】
組み込み自己試験回路をさらに備える、請求項１６に記載の半導体ウエハ。
【請求項２７】
半導体ウエハであって、
それぞれが機能回路およびターミナルを備える複数のダイと、
テスターチャネルと物理的に接触せずに、該テスターチャネルから試験信号を受信するための手段と、
を備える、半導体ウエハ。
【請求項２８】
前記テスターチャネルと物理的に接触せずに、試験信号を試験チャネルに送信するための手段をさらに備える、請求項２７に記載の半導体ウエハ。
【請求項２９】
前記受信するための手段は、複数のテスターチャネルと物理的に接触せずに、該複数のテスターチャネルから複数の試験信号を受信する、請求項２７に記載の半導体ウエハ。
【請求項３０】
複数の前記テスターチャネルとの通信を制御するための手段をさらに備える、請求項２７に記載の半導体ウエハ。
【請求項３１】
インターフェース装置であって、
テスターから単一の信号を受信するための手段と、
複数の被試験デバイスのターミナルと物理的に接触せずに、該単一の試験信号を該ターミナルと通信させるための非接触式通信手段と、
を備える、インターフェース装置。
【請求項３２】
インターフェース装置であって、
第１の数のデバイスを試験するためにテスターから複数の信号を受信するための手段と、
第２の数のデバイスのターミナルと物理的に接触せずに、該複数の信号を該ターミナルと通信させるための非接触式通信手段と、
を備え、該第２の数が該第１の数よりも大きい、インターフェース装置。
【請求項３３】
半導体ダイの製造方法であって、
ダイを備えた半導体ウエハを提供するステップと、
該ダイに非接触的に試験データを送信するステップと、
該試験データによって該ダイを試験するステップと、
を包含する、半導体ダイの製造方法。
【請求項３４】
前記ダイによって生成された応答データを前記ダイから非接触的に読み込むステップをさらに包含する、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
請求項３３の方法を使用して製造されたダイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に試験システムおよび方法に概ね適用可能であるが、半導体装置の試験に特に適している。
【背景技術】
【０００２】
公知のように、半導体装置は、一般的に半導体ウエハ上の「ダイ」として一度に多数製造され、このダイは、顧客への出荷前に、または種々の製品に組み込む前にさらに処理される。この更なる処理は、多数の形態をとる場合がある。
【０００３】
おそらくは最も一般的な製造後の工程において、ダイには、未だウエハ形状にある間にプローブおよび試験が行われる。その後、ダイはウエハから個片化され、初期のプローブ試験に合格したダイはパッケージ化され、通電試験および更なる試験が行われる。別の一般的な工程では、ダイは、ウエハから個片化された後にパッケージ化されず、更なる試験およびしばしば通電試験が行われ、十分に試験の行われたパッケージ化されていない「良品チップ（ｋｎｏｗｎ  ｇｏｏｄ  ｄｉｅ）」を製造する。より高度な工程では、ダイには、未だウエハ形状にある間に通電試験および十分に試験が行われる。
【０００４】
あらゆる種類のデバイスの試験が行われる他のシナリオと同様に、これらの全ての例示的な製造後の工程では、ダイまたは他の電子デバイスの試験および／または動作を制御する必要がある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、概して被試験電子デバイスへのおよび／またはからの、少なくとも１つの試験信号の非接触的なインターフェーシングに関する。本発明の例示的実施形態では、テスターから受信した試験信号は、非接触式電磁結合によって被試験デバイスに送信される。同様に、そのデバイスによって生成される応答データは、非接触式電磁結合によってそのデバイスから送信される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明は、概して被試験電子デバイスへの、またはからの、少なくとも１つの試験信号の非接触的インターフェーシングに関する。本明細書は、本発明の例示的実施形態およびアプリケーションを開示するものである。しかし、本発明はこれらの例示的実施形態およびアプリケーション、または例示的実施形態およびアプリケーションにおける態様、あるいは本願明細書に記載された態様に限定されるものではない。
【０００７】
図１〜図５は、試験データおよび応答データが試験ボード１６と被試験電子デバイス１８との間を非接触的に通信する、試験システム１０の例示的実施形態を示す。試験システム１０は、電子デバイス１８を試験するための試験データを生成するテスター１２を備える。（以下、試験が行われる電子デバイスは、被試験デバイスまたはＤＵＴと称する。）ＤＵＴ１８は、限定されることなく、半導体ダイ（ウエハから個片化された、または個片化されていない、パッケージ化された、またはパッケージ化されていない）、複数の電子部品を含む電子システムを備えたあらゆる種類の電子デバイスなどであってよい。ＤＵＴ１８を試験するための試験データおよび電源、ならびに試験中にＤＵＴ１８に電力を供給するための接地は、通信リンク１４（例、ケーブル、ツイストペア、光リンク、無線リンクなど）を介して、インターフェースボード１６に提供される。一例として、通信リンク１４は、Ｋｈａｎｄｒｏｓらの米国特許出願第１０／６９０，１７０号（代理人整理番号Ｐ１９７−ＵＳ）、２００３年１０月２１日出願、名称「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｔｅｓｔ  Ｓｙｓｔｅｍ」に開示されているように無線であってよく、該出願はその全体が参考として本明細書において援用される。電源プローブ２６および接地プローブ２４は、それぞれ電力および接地をインターフェースボード１６からＤＵＴ１８に提供する。試験データは、結合トレース２８および３０を介して、インターフェースボード１６からＤＵＴ１８上の結合パッド３２および３４に非接触的に通信される。試験データに応答してＤＵＴ１８が生成した応答データは同様に、結合パッド３２および３４を介して、ＤＵＴ１８から結合トレース２８および３０に非接触的に通信され、その後応答データは通信リンク１４を経てテスター１２に返される。インターフェースボード１６上のボード通信制御回路２０、およびＤＵＴ１８上のＤＵＴ通信制御回路２２は、インターフェースボード１６とＤＵＴ１８との間の非接触式データ通信を制御する。（プローブ２４および２６は、限定されることなく、ニードルプローブ、バックリングビームプローブ、バンプ、ポスト、またはスプリングプローブを含む、あらゆるタイプのプローブであってよい。スプリングプローブの非排他的な例には、米国特許第５，９１７，７０７号、第６，２５５，１２６号、第６，４７５，８２２号、および第６，４９１，９６８号、また、米国特許出願公報第２００１／００４４２２５  Ａ１号および米国特許出願公報第２００１／００１２７３９  Ａ１号に記載されたスプリングコンタクトが挙げられる。上述の特許および特許出願は、その全体が参考として本明細書において援用される。）
結合トレース２８は、結合パッド３２と電磁的に接続するように結合パッド３２の十分近くに配置される。したがって、結合トレース２８上へ導かれる信号は、結合パッド３２において、類似しているが一般的に減衰された信号を生成する。逆もまた同様であり、結合パッド３２上に導かれる信号は、結合トレース２８において、類似信号を生成する。結合トレース２８は、同様に、結合パッド３４と電磁的に接続するように結合パッド３４の十分近くに配置される。したがって、結合トレース３０上へ導かれる信号は、結合パッド３４に類似信号を生成し、結合パッド３４上に導かれる信号は結合トレース３０に類似信号を生成する。このようにして、インターフェースボード１６とＤＵＴ１８との間のデータ信号の非接触式通信が提供される。
【０００８】
図２Ａは、結合トレース２８および３０がボード１６内に埋め込まれたインターフェースボード１６の側断面図を示し、図２Ａはまた、ＤＵＴ１８上に配置された誘電体に埋め込まれた電源面および接地面を備えたＤＵＴ１８の側断面図も示す。図２Ｂは、インターフェースボード１６およびＤＵＴ１８の側断面図を示すが、（図２Ａに示すように）図２Ａとは異なる側から見たものである。
【０００９】
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、３つの導電面４２、４４、および４６は、インターフェースボード１６に埋め込まれるが、これらの導電面は、プリント基板またはセラミック基板などの非導電基板で構成することが可能である。遮蔽面４２は、ボード通信制御回路２０、他の電子デバイスからの電気的な干渉、あるいは他の電気的な干渉からトレース２８および３０（これらは、バイア４８および５０によって、ボード通信制御回路２０に接続される）を遮蔽する。導電性遮蔽面４２は、接地または電源への接続を選択することが可能である。電源面４４は、プローブ２６を介してＤＵＴ１８に電力を提供し、電源面は、結合トレース２８および３０のための開口部５２および５４をそれぞれ備え、トレース２８および３０を互いから遮蔽する。電源面４４は、通信リンク１４を介したテスターからの電源など、電源への接続（図示せず）によって電力が供給される。接地面４６は、プローブ２４を介して接地をＤＵＴ１８に提供し、さらに電気的な干渉からトレース２８および３０を遮蔽する。接地面４６内の窓５６および５８によって、トレース２８および３０は、結合パッド３２および３４と電磁的に結合できる。結合トレース２８および３０への遮蔽の提供は任意であることは明らかである。さらに、トレース２８および３０の遮蔽に使用するプレーンおよび他の導電構造の数、配置、およびタイプは様々であってよい。
【００１０】
また、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、一時的（または永続的）な遮蔽および配電構造６６は、ＤＵＴ１８上に配置することが可能である。図２Ａおよび２Ｂに示す例示的な遮蔽および配電構造６６は、誘電体または絶縁材料６８の層の間に埋め込まれた電源面７０および接地面７２を備える。電源面７０は、インターフェースボード１６からのプローブ２６によって電力を供給することが可能であり、接地面７２は同様に、インターフェースボード１６からのプローブ２４によって接地することが可能である。電源面７０は、電力をＤＵＴ１８に提供し、接地面７２は、接地接続をＤＵＴ１８に提供する。電源面および接地面７０および７２はまた、電気的な干渉からＤＵＴ１８を遮蔽することも可能である。結合パッド３２および３４は、バイア６２および６４によってＤＵＴ上でＤＵＴ通信制御回路２２に電気的に接続される。電源面７０および接地面７２は、選択的にデカップリングコンデンサとしても機能することに留意されたい。
【００１１】
図２Ｂに示すように、結合トレース３０は、バイア５０によって一端がボード通信制御回路２０に接続される。より詳しくは、ボード通信制御回路２０内の送受信機は、結合トレース３０の一端に接続される。トレース３０の他端は、バイア８０によって接地面４６に接続される。別様には、トレース３０の他端は、開放したまま（すなわち、接地または任意の電圧階層に接続されない）にするか、またはトレース３０の他端を電源に接続することが可能である。トレース３０は部分的に送電線と同様に機能するので、トレースがさらにその終端において接地されているかどうかに関わらず、トレース３０の特性インピーダンスとほぼ等しい抵抗（図示せず）によるトレース３０の成端に有利となりうる。トレース２８は、トレース３０と同様であってよい。
【００１２】
図２Ｂはまた、結合パッド３４のための例示的なループ構造を示すが、結合パッド３４の一端は、ＤＵＴ１８上のＤＵＴ通信制御回路２２に接続され（より詳しくは、ＤＵＴ１８の通信制御回路２２内の送受信機は、結合パッド３４の一端に接続され）、結合パッド３４の他端は、接地面７２に接続される。しかしまた、結合パッド３４の他端は、開放したまま（例えば、バイア８２を備えないことによって）にするか、電源に接続するか、および／または結合パッド３４の特性インピーダンスにより成端することが可能である。結合パッド３２は、結合パッド３４と同様であってよい。
【００１３】
図３は、結合トレース上に導かれる信号によって、結合パッド３４に生成される信号のレベルの減衰の曲線図を示す。曲線図は、トレース３０上に導かれる原信号と比較した、結合パッド３４で生成される信号のレベルの減衰（デシベル）を、トレース３０上に導かれる原信号の周波数（ギガヘルツ）に対して表したものである。図３に示す４つの曲線Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤに関して、図２Ａおよび２Ｂの例示的な寸法を次のようにする。遮蔽面４２と電源面４４との距離を約１５０ミクロンとする。電源面４４と接地面４６との距離を約１５０ミクロンとする。ＤＵＴ１８上の電力および遮蔽構造６６の厚さを約２５ミクロンとする。トレース３０の幅を約１５０ミクロンとする。結合構造３２と３４との距離（図２Ａに示す）を約５００ミクロンとする。トレース３０の長さ（図２Ｂに示す）を約３０００ミクロンとする。結合パッド３４の長さ（図２Ｂに示す）を約２５００ミクロンとする。さらに、トレース３０は、約５０オームの特性インピーダンスを有し、両端において５０オームの抵抗によって成端されるものとする。結合パッド３４はまた、約５０オームの特性インピーダンスを有し、一端が接地され、他端は５０オームの抵抗によって成端されるものとする。曲線Ａは、トレース３０と結合パッド３４との間隔が約５０ミクロンの場合を表し、曲線Ｂは、トレース３０と結合パッド３４との間隔が約１００ミクロンの場合を表し、曲線Ｃは、トレース３０と結合パッド３４との間隔が約２００ミクロンの場合を表し、曲線Ｄは、トレース３０と結合パッド３４との間隔が約４００ミクロンの場合を表す。
【００１４】
上述の寸法は、例示的なものにすぎず、図３に示すサンプルデータに対するフレームワークとして与えられたものであることを強調しておかなければならない。本発明は、いかなる形であれ上述の寸法または図３に示すサンプルデータに限定されるものではない。電磁結合を介した通信を実行するための例示的な方法に関する更なる考察は、米国特許出願公報第２００２／０１８６，１０６号に開示されており、該出願はその全体が参考として本明細書において援用される。
【００１５】
図４は、インターフェースボード１６上のボード通信制御回路２０の例示的実施形態の簡略化したブロック図を示す。図に示すように、ボード通信制御回路２０は、プロセッサ６０２、メモリ６０６、テスターインターフェース入出力回路６０８、および送受信機回路６１０を備える。プロセッサ６０２は、あらゆるタイプのマイクロプロセッサまたはマイクロコントローラであってよく、ボード通信制御回路２０全体の動作を制御する。プロセッサ６０２は、メモリ６０６内に格納されたソフトウェアの制御下で動作することが好ましい。別様には、プロセッサは、配線論理回路またはソフトウェア制御と配線論理回路とを組み合わせたものを備えることが可能である。メモリ６０６は、プロセッサ６０２上で動作するソフトウェアの格納に加えて、一般的なデータの格納を提供することが可能である。
【００１６】
テスターインターフェース入出力回路６０８は、テスター１２との信号の入出力を提供する。送受信機回路６１０は、トレース２８および３０の電磁結合を経たＤＵＴ１８への／からの信号の、結合パッド３２および３４との非接触式通信を提供する。すなわち、送受信機回路６１０は、試験データを符号化し、符号化した試験データをトレース２８および／または３０のうちの１つに導くことによって、テスターから受信した試験データをＤＵＴ１８に送信する。送受信機回路６１０は、任意の好適な無線周波数（ＲＦ）変調スキームを使用して、データを符号化することが好ましい。好適なＲＦ変調スキームの非排他的な例には、振幅変調（ＡＭ）、周波数変調（ＦＭ）、パルスコード変調（ＰＣＭ）、位相変調（ＰＭ）、またはこれらのいずれかを組み合わせたものが挙げられる。モデム技術に使用される変調スキームが特に好都合であると考えられる。しかし、特定の変調スキームが本発明に不可欠というわけではなく、あらゆる好適な変調スキームを使用することが可能である。送受信機回路６１０はまた、トレース２８および／または３０のうちの１つ以上においてＤＵＴ１８からの信号送信を検出し、その信号を復号化することによってＤＵＴ１８からデータを受信する。
【００１７】
図５は、ＤＵＴ１８上のＤＵＴ通信制御回路２２の例示的実施形態の簡略化したブロック図を示す。ＤＵＴ通信制御回路２２は、制御装置７０２、メモリ７０６、ＤＵＴ入出力回路７０８、および送受信機回路７１０を備える。ＤＵＴ通信制御回路２２はまた、当技術分野で既知のように、組み込み自己試験（「ＢＩＳＴ」；ｂｕｉｌｔ−ｉｎ−ｓｅｌｆ−ｔｅｓｔ）回路７０４を備えることが可能である。制御装置７０２は、通信制御回路２２全体の動作を制御する。制御装置７０２は、配線論理回路で構成されるもの、またはソフトウェア制御下で動作するプロセッサ、あるいは配線論理回路とソフトウェア制御のプロセッサとを組み合わせたものとすることが可能である。メモリ７０６は、データ格納部を提供し、制御装置７０２がマイクロプロセッサである場合には、ソフトウェア格納部を提供する。ＤＵＴ入出力回路７０８は、ＤＵＴ１８の機能回路（図示せず）との信号の入出力を提供する。
【００１８】
送受信機回路７１０は、インターフェースボード１６上のボード通信制御回路２０への／からの信号の通信を提供する。すなわち、送受信機回路７１０は、データを符号化し、符号化したデータを結合パッド３２および／または３４のうちの１つ以上に導くことによって、インターフェースボード１６上のボード通信制御回路２０にデータを送信する。送受信機回路７１０は、任意の好適な無線周波数（ＲＦ）、上述の振幅変調（ＡＭ）、周波数変調（ＦＭ）、パルスコード変調（ＰＣＭ）、位相変調（ＰＭ）、またはこれらのいずれかを組み合わせた非排他的な例を使用して、データを符号化することが好ましい。また、モデム技術に使用される変調スキームが特に好都合であると考えられる。しかし、特定の変調スキームが本発明に不可欠というわけではなく、あらゆる好適な変調スキームを使用することが可能である。送受信機回路７１０は、結合パッド３２および／または３４のうちの１つ以上の上のインターフェースボード１６上のボード通信制御回路２０からの信号送信を検出し、その信号を復号化することによってインターフェースボード１６上のボード通信制御回路２０からデータを受信する。
【００１９】
当然、ＤＵＴ１８は、ＤＵＴ１８の意図する機能を実行するための機能回路（図示せず）も備える。例えば、ＤＵＴ１８が半導体メモリチップである場合、ＤＵＴ１８は、データを格納し、格納したデータへのアクセスを提供するための機能回路を備えることになる。実際に、上述のようにＤＵＴ１８は、限定されることなく、半導体ダイ（ウエハから個片化された、または個片化されていない、パッケージ化されたまたはパッケージ化されていない）、複数の電子部品などを含む電子システムを備えたあらゆる種類の電子デバイスであってよい。
【００２０】
図６〜図１２は、別の例示的実施形態を示す。図６に示す例示的な試験システム１００は、上述のように試験および応答データの非接触式通信が電磁結合によって達成される、非個片化半導体ウエハのダイをプローブするためのシステムである。
【００２１】
図６に示すように、試験システム１００は、テスター１０２、テストヘッド１１８、およびプローバ１２０を備え、それらは全て従来のものであってよい。図１に示す通信リンク１４に類似してよい通信リンク１０４は、テスター１０２とプローブヘッド１１８との間の電気的接続を提供する。後述するように、プローブカードは、ポゴピン１１６から被試験ダイのターミナルへの電気的接続を提供する。したがって、通信リンク１０４、プローブヘッド１１８、ポゴピン１１６、およびプローブカード１０６は、テスターとウエハ１２４のダイ上のターミナルとの間に複数の通信チャネルを提供する。これらのチャネルを介して、テスター１０２は、試験データをウエハ１２４に書き込み、試験データに応答してダイによって生成される応答データを読み込む。一般的に、そのようなチャネルは、被試験ダイの各ターミナルに必要とされるが、これは一度に試験できるダイの数が、利用可能なチャネル数によって従来制限されてきたことを意味する。
【００２２】
被試験半導体ウエハ１２４は、チャック１１４（一般的にステージとも称する）上に配置され、一般的に「ｘ」、「ｙ」、および「ｚ」方向に運動することができる。チャック１１４は、回転および傾斜させることも可能であり、またさらに他の動作を行うことが可能である。（方向は、図と相対的であり、説明目的だけのためのものである。さらに、全ての平行運動、回転運動、または他の運動は、「ｘ」、「ｙ」および／または「ｚ」方向のうちの１つまたはそれらを組み合わせたものとみなされる。例えば、「ｚ」軸の周囲の回転は、「ｘ」および「ｙ」方向の運動である。）半導体ウエハ１２４がチャック１１４上に配置されると、一般的にチャックは、ウエハ１２４のダイ上のターミナル（図６には示さず）がプローブカード１０６と電気的に通信するように、「ｘ」および「ｙ」方向に移動する。１台以上のカメラ１２２によって、ウエハ１２４およびプローブカード１０６の位置合わせを補助することが可能である。
【００２３】
ダイのターミナル（図６には示さず）がプローブカード１０６と電気的な通信を行うと、テスター１０２（コンピュータであってよい）は、試験データを生成する。試験データは、上述のチャネルを介してダイ（図６には示さず）に通信され、ダイによって生成されたデータは、同様に当該のチャネルを介して通信されテスターに返される。後述するように、プローブカード１０６およびウエハは、試験信号を非接触的に通信するように構成される。電力および接地も被試験ダイに提供される。電力および接地は、テスターから生じさせ、チャネルを通じて提供することが可能であり、または電力および接地は、プローバにおいて、または他の場所から生じさせることが可能である。
【００２４】
図７は、プローブカード１０６との非接触式通信のために変更した例示的な半導体ウエハ１２４を示す。ウエハ１２４は、複数のダイ２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２、および２１４が、ウエハ上に形成されるという意味では従来のものである。ダイは、限定されることなく、メモリチップ、マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラ、信号処理器、アナログチップ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル論理回路などを備えた、あらゆるタイプの集積回路チップであってよい。公知のように、各ダイは、電源および接地、および入出力信号のためのターミナルを備える。図の簡略化のために、ウエハ１２４は７つのダイを備え、各ダイは６つのターミナルを備える。しかし、一般的にはより多くの（例えば、数百、数千の）ダイがウエハ上に形成され、各ダイはさらに多くの電源および接地、および入出力信号用のターミナルを備える。図７に示す例では、各ダイ上の左側のターミナル（ダイ２０２上の２２２ａ、ダイ２０４上の２２４ａ、ダイ２０６上の２２６ａ、ダイ２０８上の２２８ａ、ダイ２１０上の２３０ａ、ダイ２１２上の２３２ａ、およびダイ２１４上の２３４ａ）は電力用であり、各ダイ上の右側のターミナル（ダイ２０２上の２２２ｆ、ダイ２０４上の２２４ｆ、ダイ２０６上の２２６ｆ、ダイ２０８上の２２８ｆ、ダイ２１０上の２３０ｆ、ダイ２１２上の２３２ｆ、およびダイ２１４上の２３４ｆ）は接地用である。各ダイ上の４つの内側のターミナル（ダイ２０２上の２２２ｂ−ｅ、ダイ２０４上の２２４ｂ−ｅ、ダイ２０６上の２２６ｂ−ｅ、ダイ２０８上の２２８ｂ−ｅ、ダイ２１０上の２３０ｂ−ｅ、ダイ２１２上の２３２ｂ−ｅ、およびダイ２１４上の２３４ｂ−ｅ）は入出力信号用であり、それらをデータ、アドレス、制御信号、状態信号などのようなものとして表すことが可能である。（データという用語は、データ信号、アドレス信号、制御信号、状態信号などとともに、テスターによって生成されるダイに書き込まれる試験データ、およびダイによって生成される応答信号を含むように、本明細書において広く使用される。）図に示すように、ウエハ１２４上の各ダイは、４つ１セットの電磁結合パッド（ダイ２０２上の２４２ｂ−ｅ、ダイ２０４上の２４４ｂ−ｅ、ダイ２０６上の２４６ｂ−ｅ、ダイ２０８上の２４８ｂ−ｅ、ダイ２１０上の２５０ｂ−ｅ、ダイ２１２上の２５２ｂ−ｅ、およびダイ２１４上の２５４ｂ−ｅ）も備える。概ね上述したように、永続的な構造、またはウエハまたはダイの試験後にウエハ上から取り除かれる一時的な構造とすることが可能なこれらの電磁結合パッドは、ウエハ１２４とプローブカード１０６との間の非接触式通信を容易にする。
【００２５】
図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａ、および図９Ｂは、図７のウエハ１２４とインターフェースするように構成された例示的なプローブカード１０６を示す。図８Ａはプローブカード１０６の平面図であり、図９Ａはその底面図である。図８Ｂおよび９Ｂは、プローブカード１０６の側断面図である。（本明細書での上部、下部、側面、右側、左側などの用語の使用は、図と相対的なものであり、例示的で説明を容易にするために使用される。これらの用語の使用は、限定するものであると解釈すべきものではない。）
例示的なプローブカード１０６は、基板３０２を備え、限定されることなく、プリント基板またはセラミックを含むあらゆるタイプの基板であってよい。図８Ａに示すように、ポゴピン１１６（図６を参照）による電気的接続を形成するためのポゴピンパッドは、基板３０２の上面３０４に配置される。図８Ａに示す例示的なプローブカード１０６は、３セットのポゴパッド３１２、３１４、および３１６を備え、各セットは、受電、接地受、および１つのダイを試験するための入出力信号に十分なポゴパッドを備える。第１セットのポゴパッド３１２は、パッド３１２ａ〜３１２ｆを備え、ポゴパッド３１２ａは受電用であり、ポゴパッド３１２ｆは接地受用であり、ポゴパッド３１２ｂ、３１２ｃ、３１２ｄ、および３１２ｅは１つのダイの入出力データ信号用である。（上述のように、セット３１２内の６つの各パッド３１２ａ〜３１２ｆは、テスターへの６つのチャネルに対応し、電源および接地が２つのチャネルを使用してテスターから提供されるものとする。）第２セットのポゴパッド３１４は、同様に受電用のパッド３１４ａ、接地受用のパッド３１４ｆ、およびデータ信号用の４つのパッド３１４ｂ、３１４ｃ、３１４ｄ、および３１４ｅを備える。第３セットのポゴパッド３１６も同様に、パッド３１６ａは受電用であり、パッド３１６ｆは接地受用であり、パッド３１６ｂ、３１６ｃ、３１６ｄ、および３１６ｅは１つのダイの入出力データ信号用である。
【００２６】
電力ポゴパッド３１２ａ、３１４ａ、および３１６ａのそれぞれは、導電性バイア（図示せず）によって、基板３０２内に埋め込まれた電源面３０８（図８Ｂ、および図９Ｂを参照）に接続される。図示していないが、接地面３１０を介して電気的に絶縁された通路が、バイアに提供される。ポゴパッド３１２ｆ、３１４ｆ、および３１６ｆのそれぞれは、同様に導電性バイア（図示せず）によって、同様に基板３０２内に埋め込まれた電源面３１０（図８Ｂ、および図９Ｂを参照）に接続される。図８Ａに示すように、３セットの導電性トレース３２４、３２６、および３２８は、３セットのポゴパッド３１２、３１４、および３１６の信号データポゴパッドを、３つの通信制御チップ３１８、３２０、および３２２に接続する。（通信制御チップの動作については後述する。）すなわち、トレース３２４は、データポゴパッド３１２ｂ、３１２ｃ、３１２ｄ、および３１２ｅを通信制御チップ３１８に接続する。トレース３２６は、同様にデータポゴパッド３１４ｂ、３１４ｃ、３１４ｄ、および３１４ｅを通信制御チップ３２０に接続し、トレース３２８は、データポゴパッド３１６ｂ、３１６ｃ、３１６ｄ、および３１６ｅを通信制御チップ３２２に接続する。
【００２７】
図９Ａを参照すると、基板３０２の下部３０６は、複数の導電性プローブ４０２ａ、４０２ｆ、４０４ａ、４０４ｆ、４０６ａ、４０６ｆ、４０８ａ、４０８ｆ、４１０ａ、４１０ｆ、４１２ａ、４１２ｆ、４１４ａ、および４１４ｆを備える。これらのプローブのそれぞれは、導電性バイアを介して電源面３０８または接地面３１０のうちの１つに接続される。図９Ｂは、電源プローブ４０６ａを電源面３０８に接続する当該のバイア４３０、および接地プローブ４０６ｆを接地面３１０に接続する当該のバイア４３２を示す。図示していないが、接地面３１０を介して電気的に絶縁された通路が、バイア４３０に提供される。電圧調整器、デカップリングコンデンサ、または類似した回路要素を選択的に備えることが可能である。各プローブは、試験中にダイ上の電源および接地ターミナルをプローブ（図１０を参照）と接続させてダイに電力を供給できるように、ウエハ１２４のダイのうちの１つの電力または接地ターミナルのうちの１つに対応するよう配置される。（プローブ４０２ａ、４０２ｆ、４０４ａ、４０４ｆ、４０６ａ、４０６ｆ、４０８ａ、４０８ｆ、４１０ａ、４１０ｆ、４１２ａ、４１２ｆ、４１４ａ、および４１４ｆは、限定されることなく、ニードルプローブ、バックリングビームプローブ、バンプ、ポスト、またはスプリングプローブを含む、あらゆるタイプのプローブであってよい。スプリングプローブの非排他的な例には、米国特許第５，９１７，７０７号、第６，２５５，１２６号、第６，４７５，８２２号、および第６，４９１，９６８号、また、米国特許出願公報第２００１／００４４２２５  Ａ１号および米国特許出願公報第２００１／００１２７３９  Ａ１号に記載されたスプリングコンタクトが挙げられる。）
図８Ｂ、図９Ａ、図９Ｂ、図１０に示すように、３セットの導電性結合トレース４２４、４２６、および４２８は、基板３０２に埋め込まれる。（導電性トレースのセット４２４、４２６、および４２８は基板３０２に埋め込まれているので、図９Ａでは破線で示す。）基板３０２内の３セットの結合トレース４２４、４２６、および４２８は、ウエハ１２４上のダイの３つのコラムに対応し、各トレースは、ウエハ１２４上のコラム内のそれぞれのダイ上の１つの電磁結合パッドに対応する。すなわち、図１０に部分的に示すように、プローブ４０２ａ、４０２ｆ、４０４ａ、４０４ｆ、４０６ａ、４０６ｆ、４０８ａ、４０８ｆ、４１０ａ、４１０ｆ、４１２ａ、４１２ｆ、４１４ａ、および４１４ｆは、（図１０に示すように）電源および接地ターミナル２２２ａ、２２２ｆ、２２４ａ、２２４ｆ、２２６ａ、２２６ｆ、２２８ａ、２２８ｆ、２３０ａ、２３０ｆ、２３２ａ、２３２ｆ、２３４ａ、２３４ｆと接触するが、トレースセット４２４の４つの結合トレースは、ダイ２０２および２０４上の結合パッド２４２ｂ−ｅおよび２４４ｂ−ｅに電磁的に結合する。より詳しくは、結合トレース４２４ｂは、ダイ２０２上の結合パッド２４４ｂおよびダイ２０４上のに結合パッド２４２ｂに電磁的に結合する。同様に、トレース４２４ｃは、ダイ２０２およびダイ２０４上の結合パッド２４２ｃおよび２４４ｃにそれぞれ電磁的に結合し、結合トレース４２４ｄは、ダイ２０２およびダイ２０４上の結合パッド２４２ｄおよび２４４ｄにそれぞれ電磁的に結合し、結合トレース４２４ｅは、ダイ２０２およびダイ２０４上の結合パッド２４２ｅおよび２４４ｅにそれぞれ電磁的に結合する。同様に、トレースセット４２６の結合トレースは、ダイ２０６、２０８、および２１０上の電磁結合パッド２４６ｂ−ｅ、２４８ｂ−ｅ、および２５０ｂ−ｅに電磁的に結合し、トレースセット４２８の４つの結合トレースは、ダイ２１２および２１４上の電磁結合パッド２５２ｂ−ｅおよび２５４ｂ−ｅに電磁的に結合する。このように、試験信号は、プローブカードとダイのデータターミナルとの間で物理的に接触せずに、プローブカード１０６とウエハ１２４上のダイとの間で交わされる。
【００２８】
再び図８Ａを参照して、通信制御チップ３１８、３２０、および３２２は、プローブカード１０６とウエハ１２４との間の非接触式送信を制御するようにそれぞれ構成される。図８Ａに示す例では、３つの通信制御チップ３１８、３２０、および３２２がある。上述のように、図８Ａに示すプローブカード１０６は、３つのダイを一度に試験するのに十分なテスターチャネルに接続するためのポゴパッドを備える。（ポゴパッドセット３１２は、電源および接地を受け、１つのダイを試験するための十分な信号入出力を１つのダイに提供する。ポゴパッドセット３１４および３１６も同様に、それぞれ電源および接地を受け、１つのダイを試験するための十分な信号入出力をそれぞれ提供する。）したがって、図８Ａに示す例では、１つのダイを試験するために、テスターチャネルのそれぞれのセットに対して１つの通信制御チップがある。（しかし、そのような一対一対応とする必要はない。）図８Ｂに示すように、各通信制御チップ３１８、３２０、および３２２は、導電性バイアによって基板３０２の結合トレースセット４２４ｂ−ｅ、４２６ｂ−ｅ、または４２８ｂ−ｅのうちの１つに電気的に接続される。図８Ｂには、基板３０２へのバイア３２６およびバイア３２８を示すが、バイア３２６は通信制御チップ３２０を結合トレースセット４２６ｂ−ｅに接続し、バイア３２８は通信制御チップ３２２を結合トレースセット４２８ｂ−ｅに接続する。図示していないが、同様のバイアが、通信制御チップ３１８を結合トレースセット４２４ｂ−ｅに接続する。同じく図示していないが、バイアに対しては電源面３０８を介して絶縁通路が提供される。プローブカード１０６およびウエハ１２４は、図２Ａおよび図２Ｂに関して概ね上述したように、遮蔽物を備えることが可能である。
【００２９】
この例では、１つのダイを試験するのに十分なテスターチャネルが、ポゴセット３１２のポゴパッドを介して通信制御チップ３１８に提供され、通信制御チップ３１８はダイ２０２および２０４に電磁的に結合することは明らかである。したがって、１つのダイに対する試験データは、テスター１０２から通信制御チップ３１８に通信され、その試験データを非接触的にダイ２０２および２０４に通信する。通信制御チップ３１８は、次いでダイ２０２および２０４によって生成される応答データを読み込み、その応答データを、パッドセット３１２のポゴパッドのうちのいくつかで表されるチャネルのうちのいくつかを介してテスター１０２に送り返す。同様に、通信制御チップ３２０は、テスター１０２とダイ２０６、２０８、および２１０との間のインターフェースを提供し、通信制御チップ３２２は、テスター１０２とダイ２１２および２１４との間のインターフェースを提供する。
【００３０】
通信制御チップ３１８、３２０、および３２２は、図４に示すボード通信制御回路２０に概ね類似してよい。例えば、通信制御チップ３１８のテスターインターフェース入出力回路６０８（図４を参照）は、ポゴパッドセットのポゴパッド３１２ｂ、３１２ｃ、３１２ｄ、および３１２ｅ（図８Ａを参照）との信号の入出力を提供する。テスター１０２およびウエハ１２４上のダイのターミナルに基づいて、特定のポゴパッドをテスターからの信号を受信するだけの入力パッドとするか、特定のパッドをテスターへ信号を送信するだけの出力パッドとするか、または特定のパッドを信号の送信および受信のどちらも行う入出力パッドとすることが可能である。同様に、通信制御チップ３２０のテスターインターフェース入出力回路６０８は、ポゴパッドセット３１４のポゴパッド３１４ｂ〜３１４ｅとの信号の入出力を提供し、通信制御チップ３２２のテスターインターフェース入出力回路６０８は、ポゴパッドセット３１６のポゴパッド３１６ｂ〜３１６ｅとの信号の入出力を提供する。
【００３１】
通信制御チップ３１８の送受信機回路６１０（図４を参照）は、トレース４２４ｂ−ｅ（図４Ａを参照）を経たダイ２０２および２０４への／からの信号の通信を提供し、さらに、結合トレース４２４ｂ−ｅのうちの１つ以上にあるいずれかのダイからの信号送信を検出し、その信号を復号化することによって、ダイ２０２および２０４からデータを受信する。例えば、通信制御チップ３２０の送受信機回路６１０は、同様に、結合トレース４２６ｂ−２４６ｅを経たダイ２０６、２０８、および２１０への／からの通信を提供し、通信制御チップ３２２の送受信機回路６１０も同様に、結合トレース４２８ｂ−２４８ｅを経たダイ２１２および２１４への／からの通信を提供する。
【００３２】
ダイ２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２、および２１４のそれぞれは、ダイの所望する機能を実行する機能回路（図示せず）に加えて（例えば、ダイがメモリである場合、そのダイは、データを格納し、格納したデータへのアクセスを提供する機能回路を備える）、通信制御チップ３１８、３２０、または３２２のうちの１つとの非接触式通信を制御する通信制御回路を備える。ダイ２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２、および２１４のそれぞれは、図５に示して上述したＤＵＴ通信制御回路２２と概ね類似してよい。例えば、送受信機回路７１０は、通信制御チップ３１８、３２０、または３２２のうちの１つへの／からの信号の通信を提供する。例えば、ダイ２０２上の送受信機回路７１０は、データを符号化し、符号化したデータを電磁結合パッド２４２ｂ−ｅのうちの１つ以上に配置することによって、データを通信制御チップ３１８に送信する。ダイ２０２上の送受信機回路７１０は、結合パッド２４２ｂ−２４２ｅのうちの１つ以上にある通信制御チップ３１８からの信号送信を検出し、その信号を復号化することによって、通信制御チップ３１８からデータを受信する。
【００３３】
概ね上述したように、プローブカード１０６上の結合トレース４２４ｂ−ｅのうちのいくつかが、ダイ２０２上の結合パッド２４２ｂ−ｅおよびダイ２０４上の結合パッド２４４ｂ−ｅのうちのいくつかの十分近くに配置されるので、通信制御チップ３１８とダイ２０２および２０４との間で非接触式通信を行うことが可能である。また、上述したように、これによって、一方ではプローブカード１０６上の結合トレース４２４ｂ−ｅのうちのいくつか、他方ではダイ２０２上の結合パッド２４２ｂ−ｅおよびダイ２０４上の結合パッド２４４ｂ−ｅのうちのいくつかの電磁結合がもたらされる。より詳しくは、結合トレース４２４ｂは、ダイ２０２上の結合パッド２４２ｂおよびダイ２０４上の結合パッド２４４ｂに電磁的に結合し、結合トレース４２４ｃは、ダイ２０２上の結合パッド２４２ｃおよびダイ２０４上の結合パッド２４４ｃに電磁的に結合し、結合トレース４２４ｄは、ダイ２０２上の結合パッド２４２ｄおよびダイ２０４上の結合パッド２４４ｄに電磁的に結合し、結合トレース４２４ｅは、ダイ２０２上の結合パッド２４２ｅおよびダイ２０４上の結合パッド２４４ｅに電磁的に結合する。上述のように、この電磁結合により、通信制御チップ３１８の送受信機回路６１０によってプローブカード１０６上の結合トレース４２４ｂ−ｅのうちの１つに提供される信号は、結合トレース４２４ｂ−ｅが結合される対応する電磁結合パッド２４２ｂ−ｅおよび２４４ｂ−ｅに、類似信号を誘導する。例えば、送受信機回路６１０によってプローブカード１０６上の結合トレース４２４ｂに提供される信号は、結合パッド２４２ｂおよび２４４ｂに、類似信号を誘導し、この信号はダイ２０２および２０４の両方の送受信機回路７１０によって検出および復号化される。別の例として、ダイ２０２の送受信機回路７１０によってダイ２０４上の結合パッド２４２ｄに提供される信号は、プローブカード１０６上のトレース４２４ｄに、類似信号を誘導し、この信号は通信制御チップ３１８の送受信機回路６１０によって検出およびデコードされる。
【００３４】
公知のように、電磁結合パッド（例、２４２ｂ）の信号とプローブカード１０６上の対応する結合トレース（例、４２４ｂ）で生成される信号との間、または結合トレースの信号と電磁結合パッドで生成される信号との間に生じる減衰量は、システム内に容易に設定することができる。減衰量に影響を及ぼすパラメータの非排他的なリストを次に示す。電磁結合パッド（例、２４２ｂ）のトレース（例、４２４ｂ）への近接。電磁結合パッド（例、２４２ｂ）のトレース（例、４２４ｂ）に対する物理的配向性。搬送波信号の波長に相対する電磁結合パッド（例、２４２ｂ）の長さ。電磁結合パッド（例、２４２ｂ）およびトレース（例、４２４ｂ）の形状。当業者に公知の結合に影響を及ぼすこれら、および他のパラメータを使用することで、電磁結合パッド（例、２４２ｂ）とトレース（例、４２４ｂ）との間を無線で交わされる信号の減衰をシステム内に容易に設定することができる。
【００３５】
しかし、ウエハ１２４上の多数のダイの電磁結合パッドが、プローブカード１０６上の結合トレースに密に結合する場合（すなわち、実質的に減衰量を減じるように結合する場合）、各電磁結合パッドは、電力が結合トレースに沿って移動するので、ＲＦから実質的な量の電力を引き出すことが可能であり、ＲＦ信号は、それが結合トレースの終端でダイに到達するまでに、大幅に減衰させることができることに留意されたい。そのような場合、結合パッドが、送受信機によって適切に検出される入力ＲＦ信号を許容するのに必要な電力よりも実質的に多くの電力を引き出さないように、電磁結合パッドが結合トレースにあまり密に結合しないよう電磁結合パッドを設計することが好ましい。したがって、概して疎結合は、特に多数のデバイスが共通の結合トレースを共有するシステムにおいて、密結合以上に好まれる。しかし、少数のダイしか互いに結合しないシステムでは、デバイス間の減衰を減じ、望ましくない放射を減じるために、より密な結合が望まれる場合がある。例えば、結合トレースに電磁的に結合されるダイが８つ以下のシステムでは、より密な結合が適切な場合がある。
【００３６】
以下の表Ｉは、ダイ２０２および２０４上の電磁結合パッド（例、２４２ｂおよび２４４ｂ）に結合されたプローブカード１０６上のトレース（例、４２４ｂ）に対する多様な動作条件にわたって適用可能な３つのリンクバジェットの分析をまとめたものであり、以下の例示的なパラメータが与えられる。搬送周波数の範囲を１〜１０ＧＨｚとし、ダイ２０２および２０４上の電磁結合パッド２４２ｂおよび２４４ｂの長さは約２〜３ミリメートルである。（上述の周波数範囲（１〜１０ＧＨｚ）は、例示的なものにすぎない。１００ＧＨｚを超える高い周波数が使用される場合がある。）プローブカード１０６上のトレース４２４ｂの幅は、約１５０ミクロンである。上述の寸法は例示的なものにすぎず、以下の例示的なリンクバジェットの分析の考察に対するフレームワークとして与えられたものであることを強調しておかなければならない。本発明は、上述の寸法または以下に述べる動作範囲に限定されるものではない。
【００３７】
表Ｉの例示的なケース＃１〜ケース＃３は、データ転送速度の低下を犠牲にしてのシステムコストおよび複雑度の軽減を表したものである。
【００３８】
ノイズ電力Ｎｉ（ミリワット）は、次式によって与えられる。
【００３９】
Ｎｉ＝１０００ｋＴｅＢ、
ここで、
ｋ＝１．３８×１０−２３  ジュール／度（ボルツマン定数）
Ｔｅ＝（Ｆ−１）Ｔｏ
Ｔｏ＝３７０Ｋ（１００℃）
Ｆ＝受信機のノイズ指数
Ｂ＝周波数帯域幅（Ｈｚ）
したがって、所与の信号対雑音比（ＳＮ比）に利用可能な信号帯域は、次式からｄＢｍで計算される。Ｎｉ（ｄＢｍ）＝１０Ｌｏｇ［１０００ｋＴｅＢ］、Ｂの解：Ｂ＝［１０＾（Ｎｉ（ｄＢｍ）／１０）］／［１０００ｋＴｅ］
０．３ビット／Ｈｚは、二極位相偏移キーイング（ＢＰＳＫ）デジタル変調スキームの適当な実施に必要とされる近似の帯域幅である。変調スキームおよび回路がより複雑になれば、より高いビット／Ｈｚ密度を得ることができる。同様に、広帯域スペクトラム技術では、更なるシステムの複雑度を犠牲にして、より低いＳＮ比でのより低いビットエラーレートを得ながらのより低いビット／Ｈｚを得ることができる。
【００４０】
例示的なケース＃１は、システムの送信機電圧（例、図４の送受信機６１０）は５０オーム中の最大振幅が２．４ボルト（＋１１．６ｄＢｍ）であり、プローブカード１０６上のトレース４２４ｂの送信で１８ｄＢ損失し、ダイ２０２および２０４上の電磁結合パッド２４２ｂおよび２４４ｂの受信でさらに１８ｄＢ損失し、他のシステムで計６ｄＢ損失した、リンクバジェットを示す。この場合、所望のリンクマージンは１０ｄＢであり、所望の信号対雑音比（ＳＮ比）は２５ｄＢである。保持される送受信機の実行ノイズは８ｄＢとする。したがって、利用可能なノイズ帯域幅は、１０ＧＨｚ以上であり、０．３ビット／Ｈｚの帯域幅での３ギガビット／秒（Ｇｂ／秒）のデータ転送速度に対応する。この場合、信号レベルの電力が、必ずしも実施の制限因子になるわけでない。
【００４１】
例示的なケース＃２は、送信機電圧（例、図４の送受信機６１０）が５０オーム中１．２ボルトの最大振幅に対して６ｄＢに減じられ（＋５．５ｄＢｍ）、プローブカード１０６上のトレース４２４ｂの送信の損失は２２ｄＢに大きくなり、ダイ２０２および２０４上の電磁結合パッド２４２ｂおよび２４４ｂの受信でさらに２２ｄＢ損失した、リンクバジェットを示す。ケース＃２のリンクマージンは、減じられてもなお８ｄＢに保持されている。受信機のノイズ指数は、９ｄＢに増加した。このシステムは、ケース＃１に示されるシステムよりも実施には経済的であることを示す。ケース＃２では、利用可能な帯域幅は１．６ＧＨｚであり、０．３ビット／Ｈｚの帯域幅とすると４８０メガビット／秒（Ｍｂ／秒）のデータ転送速度に対応する。
【００４２】
例示的なケース＃３は、送信機電圧を０．６３ボルトの最大振幅に減じ（０ｄＢｍ）、システム実行損失をさらに増加させ、上述のケース＃１および＃２に示すシステムのリンクマージンを減じたものである。ケース＃３は、コストを下げても８１Ｍｂの／秒のデータチャネルに対応することを示している。
【００４３】
全体的に、例示的なケース＃１〜ケース＃３は、様々な送信機レベル、受信機の使用および信号帯域に対する広範囲の動作条件を示す。当業者は、表Ｉの値の範囲外の多数の動作条件を使用することができる。
【００４４】
【表１】
2007520722.tif 000003
図１１は、（図４に示すように構成した）通信チップ３１８の例示的な動作を示し、図１２は、（図５に示すようにそれぞれ構成した）ダイ２０２および２０４上の通信制御回路の例示的な動作を示す。（通信チップ３２０および３２２は、図１１に示すように動作することも可能であり、ダイ２０６、２０８、２１０、２１２、および２１４のそれぞれは図１２に示すように動作することも可能である。）図１１および１２の説明を容易にするために、ダイ２０２および２０４を論理回路とし、ダイ２０２上のターミナル２２２ｂおよび２２２ｃは入力信号用とし、ターミナル２２２ｂおよび２２２ｃへの入力に応答して、論理回路によって生成される出力は、ダイ２０２のターミナル２２２ｄおよび２２２ｅ上に生じるものとする。ダイ２０４も同様に、ターミナル２２４ｂおよび２２４ｃを入力ターミナルとし、ターミナル２２４ｄおよび２２４ｅを出力ターミナルとする。ダイ２０２および２０４は、入力ターミナルに１つ以上の入力パターンを書き込み、出力ターミナル上に生じる出力が予想通りであるかどうかを判断することによって試験される。
【００４５】
図１１に示すように、通信制御チップ３１８は、ステップ８０２で、テスター１０２（図６を参照）から試験データを受信する。この例では、試験データは１つのダイに対して２つの入力信号を含み、それらの入力信号は、ポゴパッド３１２ｂおよび３１２ｃを介して受信される。テスターの観点から、このテストデータは、ウエハ１２４上のダイを１つだけ試験するためのものであることに留意されたい。この試験データは、通信チップ３１８のテスターインターフェース入出力回路６０８によって受信される。
【００４６】
ステップ８０４で、プロセッサ６０２は、ダイ２０２および２０４の試験を開始する。この例では、プロセッサ６０２は、試験データを送受信機回路６１０に通過させるが、ポゴパッド３１２ｂを介して受信する試験データを変調させて、その被変調信号を結合トレース２４２ｂ上に導く。上述のように、これによって、ダイ２０２および２０４上の結合パッド２４２ｂおよび２４４ｂに誘導される類似信号（ポゴパッド３１２ｂでテスター１０２から受信する試験データを含む）が生じる。送受信機回路６１０はまた、ポゴパッド３１２ｃを介して受信する試験データを変調し、その被変調信号を配置するが、類似信号をダイ２０２および２０４上の結合パッド２４２ｃおよび２４４ｃに誘導する。
【００４７】
ステップ８０６で、プロセッサ６０２は、ダイ２０２および２０４によって生成される応答データを待つ。待機するステップ８０６は、多数の異なる方法のうちのいずれかによって達成することが可能である。例えば、プロセッサ６０２は、単に特定の時間待機するか、または応答データの準備ができたダイ２０２および２０４からの信号を待つことが可能である。代わりに他の技術を使用することが可能である。
【００４８】
ステップ８０６でダイ２０２および２０４の試験の終了を待った後、通信制御チップ３１８のプロセッサ６０２は、ダイ２０２および２０４によって生成される応答データを取り出す。プロセッサ６０２がダイ２０２および２０４からデータを取り出すための多数の方法があるが、あらゆる好適な方法を使用することが可能である。一例として、制御装置６０２は各ダイをポーリングすることが可能であり、各ダイ２０２および２０４が異なる時間にそれらの応答データを送信するようにリクエストする。ポーリングリクエストは、上述の非接触式通信を使用して送信することが可能である。
【００４９】
プロセッサ６０２は、ダイ２０２および２０４の両方から応答データを受信した後に、ステップ８１０で応答データを処理する。この例では、プロセッサ６０２は単に、応答データを作成したダイを識別する識別子とともに、ダイ２０２および２０４に対する応答データをテスター１０２に送信することによって応答データを処理する。ダイ２０２および２０４に対する応答データは、ポゴパッド３１２ｄおよび３１２ｅを経て送信される。ある種の時分割多重スキームは、ただ１つのダイに対して構成したテスターチャネルを通じた２つのダイ（２０２および２０４）に対する試験結果の送信に使用することが可能である。
【００５０】
上述のように、通信制御チップ３２０はまた、図１１のように動作することも可能であり、ポゴパッド３１４ｂおよび３１４ｃを経て試験データを受信し、その試験データを、ダイ２０６、２０８および２１０の入力ターミナル（ダイ２０６のターミナル２２６ｂおよび２２６ｃ、ダイ２０８のターミナル２２８ｂおよび２２８ｃ、およびダイ２１０のターミナル２３０ｂおよび２３０ｃ）に非接触的に送信し、ダイ２０６、２０８、および２１０の出力ターミナル（ダイ２０６のターミナル２２６ｄおよび２２６ｅ、ダイ２０８のターミナル２２８ｄおよび２２８ｅ、ダイ２１０のターミナル２３０ｄおよび２３０ｅ）で生成された応答データをそれぞれのダイから非接触的に受信し、時分割多重または他の何らかのスキームを使用して、ポゴパッド３１４ｄおよび３１４ｅを経てダイ２０６、２０８、および２１０によって生成された応答データを、テスター１０２に送信する。同様に、通信制御チップ３２２は、図１１に示すように動作することが可能であり、ポゴパッド３１６ｂおよび３１６ｃを経て試験データを受信し、その試験データを、ダイ２１２および２１４の入力ターミナル（ダイ２１２のターミナル２３２ｂおよび２３２ｃ、およびダイ２１４のターミナル２３４ｂおよび２３４ｃ）に非接触的に送信し、ダイ２１２および２１４の出力ターミナル（ダイ２１２のターミナル２３２ｄおよび２３２ｅ、ダイ２１４のターミナル２３４ｄおよび２３４ｅ）で生成された応答データを両方のダイから非接触的に受信し、ポゴパッド３１６ｄおよび３１６ｅを経てダイ２１２および２１４で生成された応答データをテスター１０２に送信する。
【００５１】
以下、図１２を参照して、ダイ２０２および２０４のそれぞれの制御装置７０２（図５を参照）は、図１２に示す処理を実行する。図１２に示す処理は、ダイ２０２および２０４の両方の制御装置７０２上で個別に実行されることに留意されたい。ステップ９０２で、制御装置７０２は、図１１のステップ８０４で通信制御チップ３１８によって送信された試験データを受信する。より詳しくは、ダイ２０２の送受信機回路７１０は、ダイ２０２に対する試験データを含む、結合パッド２４２ｂおよび２４２ｃに誘導された信号を検出する（上記参照）。ダイ２０４の送受信機回路７１０は、同じ信号を検出する。（これらの信号は、ポゴパッド３１２ｂおよび３１２ｃでテスターから受信した試験データを含むことに留意されたい。）
ステップ９０４で、ダイ２０２の制御装置７０２は、受信したデータに指示された試験をダイ２０２上で実行させ、ダイ２０４の制御装置７０２も、ダイ２０４上で試験を実行させる。この例では、ダイ２０２の制御装置７０２は、結合パッド２４２ｂ上で受信した試験データをダイ２０２の入力ターミナル２２２ｂに書き込み、ダイ２０２の制御装置７０２は、結合パッド２４２ｃ上で受信した試験データをダイ２０２の入力ターミナル２２２ｃに書き込む。ダイ２０４の制御装置７０２は、同様に、結合パッド２４４ｂ上で受信した試験データをダイ２０４のターミナル２２４ｂに書き込み、結合パッド２４４ｃ上で受信した試験データをダイ２０４のターミナル２２４ｃに書き込む。上述のように、この例では、ダイ２０２および２０４は論理ダイであり、それぞれのダイの入力ターミナルに書き込まれるデータに応答して、それぞれのダイの出力ターミナルで出力を生成する。したがって、ダイ２０２は、その出力ターミナル２２２ｄおよび２２２ｅ上に出力を生成し、ダイ２０４は、その出力ターミナル２２４ｄおよび２２４ｅ上に出力を生成する。ダイ２０２上の制御装置７０２は、ＤＵＴ入出力回路７０８を介してダイ２０２によって生成される応答データを読み込み、ダイ２０２上のメモリ７０６に応答データを格納する。ダイ２０４上の制御装置７０２は、同様に、ダイ２０４によって生成される応答データを読み込み、その応答データをダイ２０４上のメモリ７０６に格納する。
【００５２】
ステップ９０６で、ダイ２０２および２０４の制御装置は、図１１のステップ８０８で通信制御チップ３１８によって送信された応答データに対するリクエストを受信すると、各ダイで生成された応答データを通信制御チップ３１８に送信する。より詳しくは、ダイ２０２の制御装置７０２は、出力データを送受信機回路７１０に送信する。すなわち、ダイ２０２の送受信機回路７１０は、ダイ２０２のターミナル２２２ｄから読み込んだ出力データを結合パッド２４２ｄに配置される信号に変調し、送受信機回路は、ターミナル２２２ｅから読み込んだ出力データを結合パッド２４２ｅに配置される信号に変調する。結合パッド２４２ｄ上の被変調信号は、トレース２４２ｄ上の類似信号をプローブカード１０６上に誘導し、結合パッド２４２ｅ上の被変調信号は、トレース２４２ｅ上の類似信号をプローブカード１０６上に誘導する。ダイ２０４の送受信機回路７１０は、同様に、ターミナル２２４ｄおよび２２４ｄからの応答データ（上述のようにメモリ７０６に読み込みおよび格納される）を含む被変調信号をその結合パッド２４４ｄおよび２４４ｅに格納し、類似信号をトレース４２４ｄおよび４２４ｅに誘導する。
【００５３】
明らかではあるが、ダイ２０２およびダイ２０４は、それらの応答データを同時に送信することが可能であり、通信制御チップ３１８で受信する信号を誤って伝える可能性がある。そのような誤りを回避するように、応答データの秩序ある送信を達成する多数の方法がある。例えば、上述のように、ダイ２０２およびダイ２０４のそれぞれは、通信制御チップ３１８からのポーリングリクエストを待ち、当該のポーリングリクエストを受信した後にのみ試験結果データを送信することが可能である。別様には、ダイ２０２および２０４は、それらの応答データの独立した送信を同調させるように互いに通信することが可能である。他の技術を使用することも可能である。ダイ２０６、２０８、２１０、２１２、および２１４のそれぞれの通信制御回路２２（図５を参照）はまた、図１２に示すように動作させることも可能である。
【００５４】
図１１および図１２に示す処理は、ウエハ１２４上のダイ２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２、および２１４のそれぞれの完全な試験を達成するために複数回繰り返すことが可能である。
【００５５】
上述のように、図１１および図１２に示す処理は、例示的なものにすぎず、多数のバリエーションおよび代替が可能であることは明らかである。例えば、図１１のステップ８０４に関して上述したように、通信制御チップ３１８のプロセッサ６０２は、単に通信制御チップがステップ８０２でテスターから受信した同じ試験データを再送信するだけである。しかし、別の方法が可能である。例えば、ステップ８０２でテスターから受信した試験データによって、メモリ６０６に格納された特定のテストベクトルまたは複数のテストベクトルを通信制御チップ３１８にルックアップさせ、次いでそのテストベクトルまたは複数のテストベクトルをダイ２０２および２０４に送信することが可能である。さらに別の例として、ステップ８０２でテスターから受信した試験データによって、メモリ６０６に格納された特定の試験コマンドまたは一連のコマンドを通信制御チップ３１８にルックアップさせ、次いでその試験コマンドまたは一連のコマンドをダイ２０２および２０４に送信することが可能である。当然、上述のシナリオのうちのいくつかを組み合わせることも可能である。他のシナリオでも可能である。
【００５６】
上述のように、ステップ８１０で、通信制御チップ３１８のプロセッサ６０２は、単に未加工の応答データをダイ２０２および２０４のそれぞれからポゴパッド３１２ｄおよび３１２ｅに接続されたチャネルを通じてテスターに送信することによって、ダイ２０２および２０４から受信した試験応答データを処理する。この場合も、別の方法が可能である。例えば、プロセッサ６０２は、データ（例えば、特定の試験応答データを生成したダイ２０２または２０４を識別する識別子）を応答データに添付することが可能である。別の例として、プロセッサ６０２は、試験応答データを分析し、分析の結果をテスター１０２に送信することが可能である。プロセッサ６０２はまた、試験結果データの圧縮やデータのフォーマットなどを行うことも可能である。別様には、プロセッサ６０２は、試験応答データをテスター以外のどこかに送信するか、またはプロセッサ６０２は、後にテストシステム１００のオペレータによって取り出される試験応答データを、単にプローブカード１０６に格納することが可能である。
【００５７】
同様に、ダイの通信制御回路２２（図５を参照）は、試験実行のステップ９０４を様々な方法で実行することが可能である。通信制御回路２２によって受信した試験データが１つ以上の試験コマンドである場合、制御装置７０２は、１つまたは複数のコマンドによって指示されるあらゆる動作を行う。例えば、あるコマンドは、ＢＩＳＴ回路７０４を制御装置に起動させ、この回路は次いでダイ２０２および２０４上で１つ以上の自己試験を実行する。別の例として、あるコマンドは、格納部７０６に格納した１つ以上の試験ベクトルを制御装置７０２にルックアップさせ、試験ベクトルはダイ２０２の入力ターミナル２２２ｂおよび２２２ｃに書き込まれる。
【００５８】
図１３〜図１９は、さらに別の実施形態を示す。図１３は、電子デバイスを試験するための例示的な試験システム１３００を示す。試験システム１３００は、テスター１３０２、試験ステーション１３０４、および１３０６のような通信を備える。テスター１３０２は、半導体ダイ、非個片化半導体ウエハの半導体ダイまたは個片化ダイ（パッケージ化されたまたはパッケージ化されていない）のような、電子デバイスを試験するあらゆるテスターであってよい。当該のテスターは公知であり、あらゆる好適なテスターを使用してよい。試験ステーション１３０４は、１つ以上のカセット１３１０および１３１２（図示のため２つを示す）を備える。カセット１３１０および１３１２は、試験する電子デバイスを保持し、通信バックプレーン１３０８に電気的に接続される。図１の通信リンク１４に類似したものであってよい通信リンク１３０６は、テスター１３０２と試験ステーション１３０４との間の通信を提供する。バックプレーン１３０８は、通信リンク１３０６および、カセット１３１０および１３１２のそれぞれにインターフェースを提供することによって、通信リンク１３０６をカセット１３１０および１３１２のそれぞれに電気的に接続する。試験システム１３００の基本的な動作において、テスター１３０２は、カセット１３１０および１３１２のそれぞれの被試験電子デバイスに通信される試験データ、およびテスター１３０２に送り返される被試験デバイスによって生成される応答データを生成する。テスター１３０２と被試験デバイスとの間の通信経路は、通信リンク１３０６、バックプレーン１３０８、およびカセット１３１０および１３１２を備える。
【００５９】
図１４Ａ、図１４Ｂ、および図１４Ｃは、カセット１３１０の例示的実施形態を示す。カセット１３１２は、類似したものであってよい。（図１４Ａは、カバー１４３５を取り除いたカセット１３１０の平面図を示す。図１４Ｂは、プレート１４３８を取り除いたカセット１３１０の底面図を示す。図１４Ｃは、適所にカバー１４３５およびデバイスプレート１４３８を備えたカセット１３１０の側断面図を示す。）
図１４Ａ〜図１４Ｃに示す例示的なカセット１３１０は、フレーム１４１８、カバー１４３５、および被試験電子デバイスを保持するためのデバイスプレート１４３８を備える。この例では、被試験電子デバイスは、非個片化ウエハ１４３４のダイであり、図１５に示される。図１５に示すように、例示的なウエハ１４３４は、７つのダイ１４３６ａ、１４３６ｂ、１４３６ｃ、１４３６ｄ、１４３６ｅ、１４３６ｆ、および１４３６ｇを備え、各ダイは、４つ１セットのターミナル１４３８ａ、１４３８ｂ、１４３８ｃ、１４３８ｄ、１４３８ｅ、１４３８ｆ、および１４３８ｇを備え、その外側のターミナルはそれぞれ接地および電源用であり、内側の２つのターミナルはダイとのデータ入出力用である。（ウエハ上のダイの数および配置、および各ダイ上のターミナルの数および配置は、表示および説明のためだけのものである。ウエハ上のダイおよび各ダイ上のターミナルは、あらゆる数および配置を使用することが可能である。）非接触式結合パッド１５５０ａ、１５５０ｂ、１５５０ｃ、１５５０ｄ、１５５０ｅ、１５５０ｆ、および１５５０ｇのセットも、ダイのそれぞれに備えられる。しかし、被試験デバイスは非個片化ウエハのダイとする必要はなく、限定されることなく、個片化ダイ（パッケージ化されたまたはパッケージ化されていない）を備えたあらゆるタイプの電子デバイスであってよい。例えば、デバイスプレート１４３８は、個片化ダイを保持するためのトレイを備えることが可能である。
【００６０】
再び図１４Ａ〜図１４Ｃを参照すると、フレーム１４１８、カバー１４３５、およびデバイスプレート１４３８はエンクロージャを形成する。エンクロージャ内には、試験ボード１４３２およびウエハ１４３４があり、デバイスプレート１４３８によって支持される。試験ボード１４３２は、バックプレーン１３０８との電気的接続を形成するようにフレーム１４１８、カバー１４３５、およびデバイスプレート１４３８によって形成されるエンクロージャの外側に延在する、複数のエッジコネクタ１４０２、１４０４、および１４０６を備える。後述するように、エッジコネクタ１４０２および１４０６は、電源および接地用である。
【００６１】
一方で、エッジコネクタ１４０４は、データ信号用である。エッジコネクタ１４０４は、バックプレーン１３０８との電気的接続を形成し、図１４Ａに示すように、導電性トレース１４０８は、エッジコネクタ１４０４のそれぞれをベースステーション１４１０と電気的に接続する。したがって、ベースステーション１４１０が、テスター１３０２への／からの通信チャネルを備えることは明らかである。すなわち、通信リンク１３０６、バックプレーン１３０８、エッジコネクタ１４０４、およびトレース１４０８は、テスター１３０２とベースステーション１４１０との間の通信チャネルを提供する。ウエハのダイ１４３６試験するためにテスター１３０２で生成した試験データは、これらのチャネルを通じてテスターからベースステーション１４１０に移動し、ダイ１４３６によって生成された応答データは、同様にこれらのチャネルを通じてベースステーションからテスターに移動する。上述のように、また図１５に示すように、ウエハ１４３４のダイ１４３６ａ、１４３６ｂ、１４３６ｃ、１４３６ｄ、１４３６ｅ、１４３６ｆ、および１４３６ｇのそれぞれは、４つ１セットのターミナル１４３８ａ、１４２８ｂ、１４２８ｃ、１４２８ｄ、１４２８ｅ、１４２８ｆ、および１４２８ｇを備える。ターミナル１４２８の各セットの外側の２つのターミナルはそれぞれ電源および接地用であり、内側の２つのターミナルはダイとのデータ入出力用であり、この例では、テスターへの２つのチャネルは、ダイ１４３６上のデータ入出力ターミナルのそれぞれに対して１つのダイにつき１つのチャネルの試験が必要である。図１４Ａに示すように、ベースステーション１４１０とテスター１３０２との間には４つのチャネルがある。したがって、この簡略化した例では、ベースステーション１４１０は、２つのダイだけを試験するために、テスター１３０２から十分な試験データを受信する。しかし、後述するように、ベースステーション１４１０は、テスター１３０２から受信する試験データを複数の無線試験制御チップ１４１４に送信し、試験データをダイ１４３６に通信させる。そしてまた、ＷＴＣチップ１４１４は、ダイ１４３６からの応答データを読み込み、ベースステーション１４１０へ応答データを送信する。したがって、ベースステーション１４１０と試験制御チップとの間のインターフェースを構成することによって、実際に試験を行うダイの数が、試験データをテスター１３０２から受信するダイの数と異なる場合がある。
【００６２】
図１４Ａに示す例示的な試験ボード１４３２は、７つの当該の無線試験制御（「ＷＴＣ」）チップ１４１４ａ、１４１４ｂ、１４１４ｃ、１４１４ｄ、１４１４ｅ、１４１４ｆ、および１４１４ｇを備える。（この例では、ウエハ１４３４上のダイ１４３６のそれぞれに対して１つのＷＴＣチップ１４１４があるが、１対１以外のＷＴＣチップとダイの割合も実現することが可能である。）ベースステーション１４１０は、送受信機１４１２を備え、ＷＴＣチップ１４１４のそれぞれも、送受信機１４１６を備える。したがって、ベースステーション１４１０は、ＷＴＣチップ１４１４のそれぞれと無線で通信することができる。バイア（図示せず）は、各ＷＴＣチップ１４１４ａ、１４１４ｂ、１４１４ｃ、１４１４ｄ、１４１４ｅ、１４１４ｆ、および１４１４ｇを試験ボード１４３２上の１セットの非接触式通信構造１４５８ａ、１４５８ｂ、１４５８ｃ、１４５８ｄ、１４５８ｅ、１４５８ｆ、および１４５８ｇに接続する（図１４Ｂを参照）。後述するように、試験ボード１４３２上の非接触式通信構造１４５８の各セットは、ダイ１４３６上の結合パッド１５５０に対応する。
【００６３】
図１４Ｂに示すように、試験ボード１４３２はまた、各セットが２つのプローブを有する、７セットの導電性プローブ１４２８ａ、１４２８ｂ、１４２８ｃ、１４２８ｄ、１４２８ｅ、１４２８ｆ、および１４２８ｇを備える。（プローブ１４２８は、図１のプローブ２４および２６に類似してよい。）プローブ１４２８の各セットは、ウエハ１４３４上のダイ１４３６のうちの１つに対応し、より詳しくは、各セットの各プローブは、ダイ１４３６の２つの外側のターミナル１４３８のうちの１つに対応し、上述のように、電源および接地ターミナルである。
【００６４】
導電性トレース１４２２および１４２６は、各セットの各プローブを電源および接地に接続する。すなわち、各プローブセット１４２８の（図１４Ｂに関連して）最右のプローブは、トレース１４２２によってエッジコネクタ１４０２に接続され、バックプレーン１３０８を介して電源に接続される。同様に、各プローブセット１４２８の（図１４Ｂに関連して）最左のプローブは、トレース１４２６によってエッジコネクタ１４０６に接続され、バックプレーン１３０８を介して電源に接続される。電源および接地の最終的なソースは、テスター１３０２（通信リンク１３０６を介して電力および接地を提供する）または他の何らかのソースであってよく、試験ステーション１３０４またはカセット１４１０内部のソースを含む。電圧調整器、デカップリングコンデンサ、および／または同様の回路要素（図示せず）を選択的に備えることが可能である。
【００６５】
図１４Ｃの一部に示すように、カセット１３１０が組み立てられると、電源および接地プローブ１４２８は、対応する各ダイ１４３６上の電源および接地ターミナルと物理的に接触し、１セットの非接触式通信構造１４５８は、電磁結合を形成するように各ダイ上の結合パッドの十分近くにある。ベースステーション１４１０は、ベースステーションとテスター１３０２との間の上述の４つのチャネルと複数のＷＴＣチップ１４１４とを無線でインターフェースし、それぞれが電磁結合を介して被試験ダイ１４３６のデータ入出力ターミナルへの非接触式通信接続を提供する。示された例および上述のように、テスター１３０２とベースステーション１４１０との間には、２つのダイ１４１４だけを同時に試験するための十分なチャネルがある。しかし、ベースステーション１４１０とＷＴＣチップ１４１４との間の無線インターフェースを介して、７つのダイ１４３６が試験される。２つのダイの７つのダイへの割当ては例示的にすぎず、他の割合を使用することが可能である。実際に、単にＷＴＣチップの数を変更し、ベースステーション１４１０とＷＴＣチップ１４１４との間の無線インターフェースを再構成することによって、実際に試験するダイ１４３６の数は、テスター１３０２へのチャネル接続数を変えずに変更することが可能である。
【００６６】
フレーム１４１８、カバー１４３５、およびデバイスプレート１４３８によって形成されるエンクロージャは、密封可能なもの、密封したもの、あるいは必要に応じてあらゆる適用可能なクリーンルームの基準または他の必要性を満たすようなものであってよい。業界では公知であるように、これを達成するために、ガスケット（図示せず）および／またはシーリング材料（図示せず）をフレーム１４１８、カバー１４３５、およびデバイスプレートに備えることが可能である。フレーム、カバー、およびデバイスを一緒に保持するための機構（図示せず）も備えることが可能である。さらに、カセット１３１０は、電気的にウエハ１４３４を遮蔽するために、選択的に遮蔽物を備えることが可能である。カセット１３１０はまた、ウエハ１４３４の温度を制御するために、加熱および／または冷却デバイス（図示せず）を選択的に備えることが可能である。カセット１３１０はまた、それ自体をバックプレーン１３０８または試験ステーション１３０４の他の部分に取り付けるための手段（図示せず）も備える。試験ボード１４３２およびウエハ１４３４は、図２Ａおよび２Ｂに関して概ね上述したように、遮蔽物を備えることが可能である。
【００６７】
図１６は、集積回路として使用することが可能な、例示的なベースステーション１４１０の簡略化したブロック図を示す。図に示すように、ベースステーション１４１０は、制御装置１６０２、データ格納部１６０８、バックプレーン入出力回路１６１２、および送受信機回路１６０６を備える。制御装置１６０２は、ベースステーション１４１０全体の動作を制御する。制御装置１６０２は、ソフトウェア制御下で動作するマイクロプロセッサを備えることが可能である。別様には、制御装置１６０２は、配線論理回路を備えることが可能であり、または、制御装置１６０２は、マイクロプロセッサと配線論理回路とを組み合わせたものを備えることが可能である。ストレージ１６０８は、データおよび／または制御装置１６０２で実行するソフトウェアを格納するためのメモリを提供する。バックプレーン入出力回路１６１２は、導電性トレース１４０８との信号の入出力を提供し、上述のように、バックプレーン１３０８に接続されるエッジコネクタ１４０４に接続される。送受信機回路１６０６は、１つ以上のＷＴＣチップ１４１４に無線で送信される信号の送受信機１４１２への出力、および送受信機１４１２によって受信される１つのＷＴＣチップからの信号の入力を提供する。
【００６８】
図１７は、集積回路として使用することが可能な、例示的なＷＴＣチップ１４１４の簡略化したブロック図を示す。図に示すように、ＷＴＣチップ１４１４は、制御装置１７０２、データ格納部１７０８、ダイ送受信機回路１７１０、およびベースステーション送受信機回路１７０６を備える。制御装置１７０２は、ＷＴＣチップ１４１４全体の動作を制御する。制御装置１６０２と同様に、制御装置１７０２は、ソフトウェア制御下で動作するマイクロプロセッサ、配線論理回路、またはマイクロプロセッサと配線論理回路とを組み合わせたものを備えることが可能である。ストレージ１７０８は、データおよび／または制御装置１７０２で実行するソフトウェアを格納するためのメモリを提供する。送受信機回路１７１０は、非接触式通信構造１４５８との信号の入出力を提供する。ベースステーション送受信機回路１７０６は、ベースステーション１４１０に送信される信号の送受信機１４１６への出力、および送受信機１４１６によって受信されるベースステーション１４１０からの信号の入力を提供する。
【００６９】
図１８は、図１３に示す試験システム１３００の例示的な動作を示す。ステップ１８０２で、カセット１３１０および１３１２が初期化されるが、カセット内の各ＷＴＣチップ１４１４のカセットのベースステーションへの識別子の送信、およびＷＴＣチップによるベースステーションとの通信のためのタイミングプロトコルの構築などを含む。例えば、複数のＷＴＣチップ１４１４からカセット上のベースステーション１４１０への通信のために、時分割または周波数分割多重化を構築することが可能である。別の例として、特定のＷＴＣチップ１４１４による通信は、ベースステーション１４１０によるポーリングにのみ応答して行うことが可能である。カセット１３１０は、複数のベースステーション１４１０を有することが可能であり、その場合、初期化には、例えば均衡の取れたデータスループットを達成するために、カセットの各ＷＴＣチップの特定のベースステーション１４１０への割当てが含まれる。複数のベースステーションがある場合、各ベースステーション１４１０は、割り当てられたＷＴＣチップ１４１４と異なる周波数で通信するか、または各ベースステーションからの送信が、全てのＷＴＣチップ１４１４が特定のベースステーションからの送信を受信したとしても、ＷＴＣチップ１４１４が割り当てられたベースステーションに対してのみ応答するように、ベースステーションを識別するコードを含むことが可能である。
【００７０】
ステップ１８０４で、カセット１３１０および１３１２それぞれのベースステーション１４１０は、各カセットの構成を記述した情報をテスター１３０２に送信する。カセット１３１０および１３１２のウエハ１４３４のダイ１４３６は、次いでステップ１８０６で試験され、試験の結果はステップ１８０８で収集される。結果を収集するステップ１８０８は、試験を行うステップ１８０６の前に始めることが可能であり、したがって、ステップ１８０６および１８０８は、少なくとも部分的に並行して動作させることが可能である。
【００７１】
ステップ１８０６および１８０８の例示的な実施を図１９に示す。ステップ１９０２で、テスター１３０２は、２つのダイに対する試験データを通信リンク１３０６を通じて試験ステーション１３０４のバックプレーン１３０８に送信する。ステップ１９０４で、カセット１３１０および１３１２それぞれのベースステーション１４１０は、試験データを受信し、カセット上の７つのＷＴＣチップ１４１４ａ、１４１４ｂ、１４１４ｃ、１４１４ｄ、１４１４ｅ、１４１４ｆ、および１４１４ｇのそれぞれに試験データを無線でブロードキャストする。この例では、上述のように、各ベースステーション１４１０は、２つのダイ１４３６の試験に十分な試験データを送信するが（すなわち、ベースステーションは２セットの試験データを受信し、各セットは１つのダイを試験するのに十分である）、なお７つのＷＴＣチップ１４１４がある。各ダイに対する試験データが同じ（ウエハ上のダイは一般的に同一であるので生じ得る）であれば、ベースステーション１４１０は、同一のセットの試験データを受信し、単に１セットの試験データを無視して他のセットの試験データを７つ全てのＷＴＣチップに送信する。別様には、ベースステーション１４１０は、１セットの試験データを第１のセットのＷＴＣチップ（例、１４１４ａ、１４１４ｂ、１４１４ｃ、および１４１４ｄ）に送信し、他のセットの試験データを第２のセットのＷＴＣチップ（例、１４１４ｅ、１４１４ｆ、および１４１４ｇ）に送信する。ベースステーション１４１０は、複数の方法のうちのいずれかで、７つのＷＴＣチップ１４１４のうちの１つまたはサブセットにだけ選択的に送信することが可能である。例えば、ベースステーション１４１０は、１つの周波数で１セットのＷＴＣチップに送信し、異なる周波数で別のセットのＷＴＣチップに送信することが可能である。別の例として、ベースステーション１４１０は、送信時にその送信の対象となる受信機を識別するコードを含むことが可能である。
【００７２】
試験データは、大幅に変更せずに単にＷＴＣチップ１４１４に通過させる試験ベクトルであってよい。別様には、ベースステーション１４１０は、試験データを変更するか、またはテスター１３０２から受信した試験データを、他のコマンドまたは試験データとしてＷＴＣチップ１４１４にブロードキャストされる試験ベクトルをベースステーション１４１０に生成させるコマンドとすることが可能である。ステップ１９０６で、各ＷＴＣチップ１４１４は、結合パッド１５５０との非接触式通信構造１４５８の電磁結合を介して、ステップ１９０４でベースステーション１４１０から受信した試験データを、対応するダイ１４３６に非接触的に送信する。ＷＴＣチップ１４１４から対応するダイ１４３６に通過した試験データは、ＷＴＣチップ１４１４によってベースステーション１４１０から受信した試験データと同一とすることが可能である。別様には、ＷＴＣチップ１４１４は、試験データを変更するか、またはベースステーション１４１０から受信した試験データを、他のコマンドまたは試験データとして対応するダイ１４３６に送信される試験ベクトルをＷＴＣチップ１４１４に生成させるコマンドとすることが可能である。ダイによって受信される試験データは、単に各ダイ１４３６に書き込まれるテストベクトルとすることが可能である。別様には、ダイ１４３６によって受信される試験データは、当技術分野で公知のように、組み込み自己試験（ＢＩＳＴ）回路（図示せず）に自己試験を実行させる試験コマンドを含むことが可能である。他のタイプの試験データを使用することも可能である。
【００７３】
ステップ１９０８で、ＷＴＣチップ２１４は、試験データに応答して、そのダイ１４３６によって生成される応答データを読み込む。ＷＴＣチップ１４１４は、結合パッド１５５０との非接触式通信構造１４５８の電磁結合を介して、ダイ１４３６から非接触的に応答データを読み込む。ステップ１９１０で、ＷＴＣチップ１４１４は、その送受信機１４１６を経て、応答データをベースステーション１４１０の送受信機１４１２に送信する。ステップ１９１２で、ベースステーション１４１０は、トレース１４０８、エッジコネクタ１４０４、バックプレーン１３０８、および通信リンク１３０６を経て、応答データをテスター１３０２に送信する。応答データは、応答データを生成したダイ１４３６を識別する識別子とともに、テスター１３０２に送信させることが好ましい。データ圧縮または様々な送信技術のいずれかを選択的に使用することが可能である。
【００７４】
ステップ１９０８、１９１０、および、１９１２を実行する様々な方法があることは明らかである。例えば、応答データは、ＷＴＣチップ１４１４に対応するダイ１４３６の試験が完了するまでＷＴＣチップ１４１４にバッファリングすることが可能であり、その後ＷＴＣチップは、そのベースステーション１４１０に信号を送り、次いでダイによって生成される全ての応答データを無線で送信する。別の例として、応答データは、カセットの全てのダイ１４３６の試験が完了するまでベースステーション１４１０にバッファリングすることが可能であり、その後ベースステーションは、全ての応答データをテスター１３０２に送信する。他のバリエーションが可能である。
【００７５】
図２０は、半導体ダイを製造するための例示的な処理を示す。ステップ２００２で、１つ以上のダイを備えたウエハ製品が提供される。ステップ２００４で、ウエハは、図１または図１３に示す試験システムのような試験システムにロードされる。ステップ２００６で、ウエハのダイは、上述のいずれかの処理を使用して試験される。ステップ２００８で、機能ダイは、顧客に出荷される。
【００７６】
図２１および図２２は、さらに別の例示的実施形態を示す。図２１は、７つのダイ２１０２、２１０４、２１０６、２１０８、２１１０、２１１２、および２１１４（破線で示す）を備えたウエハ２１２４を示す。誘電体または絶縁材料２１７２は、ウエハ２１２４上に配置され、配電面（図示せず）および接地分配面（図示せず）は、絶縁材料２１７２内に埋め込まれる。配電面（図示せず）および接地分配面（図示せず）は、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、絶縁材料２１７２の層内に配置することが可能であり、配電面および接地分配面は、ダイ２１０２、２１０４、２１０６、２１０８、２１１０、２１１２、および２１１４への電源および接地接続を提供するように構成することが可能である。電源および接地接続（図示せず）は、何らかの方法で絶縁材料２１７２に埋め込まれた配電面（図示せず）および接地分配面（図示せず）に提供され、上述のようにインターフェースボード２２０６上にスループローブ（図示せず）を備える。ウエハ２１２４上のダイ２１０２、２１０４、２１０６、２１０８、２１１０、２１１２、および２１１４のそれぞれは、結合パッド（図示せず）を１つだけ備え、絶縁材料２１７２の窓２１４２、２１４４、２１４６、２１４８、２１５０、２１５２、および２１５４、および埋め込まれた電源面および接地面を介した電磁結合のために「可視」である。ダイ２１０２、２１０４、２１０６、２１０８、２１１０、２１１２、および２１１４のそれぞれはまた、図５の２２に類似した通信制御回路（図示せず）を備えることも可能である。
【００７７】
図２２は、単一の結合トレース２２２４に接続される電気コネクタ２２５０（例えば、同軸ケーブル用コネクタ）を備えた、プローブカード２２０６を示す。結合トレース２２２４は、ウエハ２１２４上の窓２１４２、２１４４、２１４６、２１４８、２１５０、２１５２、および２１５４に対応するように、プローブカード２２０６上に配置される。したがって、プローブカード２２０６およびウエハ２１２４は、近接されて適切に配置されるが、結合トレース２２２４は、窓２１４２、２１４４、２１４６、２１４８、２１５０、２１５２、および２１５４を介して、それぞれのダイ２１０２、２１０４、２１０６、２１０８、２１１０、２１１２、および２１１４上の結合パッド（図示せず）との電磁結合を形成する。結合トレース２２２４は、その特性インピーダンスで成端することが可能である。この例では、通信制御チップ（例、３１８、３２０または３２０）の機能は、テスターまたはその入出力がコネクタ２２５０に接続されている他の電子デバイス（図示せず）によって実行されることに留意されたい。別様には、例えばチップ３１８に類似した通信制御チップを、プローブカード２２０６上に配置することが可能である。結合トレース２２２４上のデータ（および、その結果結合トレース２２２４とダイ２１０２、２１０４、２１０６、２１０８、２１１０、２１１２、および２１１４のうちのいずれかの上の結合パッド（図示せず）との間で送信されるデータ）は、シリアル形態であることは明らかである。プローブカード２２０６の上に、または離れて配置されているかどうかに関係なく、通信制御チップ（図示せず）、およびダイ２１０２、２１０４、２１０６、２１０８、２１１０、２１１２、および２１１４のそれぞれの上の通信制御回路（図示せず）は、シリアルストリームでデータを送受信するように構成される。
【００７８】
図２３は、テスター２３０１が、通信リンク２３０３および電気コネクタ２３５０（例、同軸ケーブル、ツイストペア、光学チャネル、無線チャネルなど）を経て、結合トレース２３２４（図２３に概略図を示す）に接続された試験システムの概略図を示す。図１の通信制御回路２０に類似した通信制御回路（図示せず）は、結合トレース２３２４を介して通信を制御する（例えば、信号をトレース２３２４に導くこと、および結合パッド２３４２、２３４４、または２３４６のうちの１つの上の信号によって結合トレース２３２４上に生成される信号を検出すること）ためのものであり、テスター２３０１に備えるか、または試験ボード２３５６上に配置することが可能である。図２３に示すように、支持体２３１４は、ＤＵＴ２３０２、２３０４、および２３０６（当然、ＤＵＴはこれより多くても少なくてもよい）を保持するが、例えば、非個片化半導体ウエハ２３２４、個片化ダイ、または他の被試験電子デバイスのダイであってよい。ＤＵＴ２３０２、２３０４、および２３０６のそれぞれは、結合パッドまたはループ２３４２、２３４４、および２３４６をそれぞれ備える。各ＤＵＴはまた、結合パッドまたはループ２３４２、２３４４、および２３４６を介した結合トレース２３２４への／からの通信を制御するための、図１の通信制御回路２２に類似した通信制御回路（図示せず）も備える。上述のように、データ信号は、結合トレース２３２４と結合パッド２３４２、２３４４、および２３４６のそれぞれとの間で非接触的に通信させることが可能である。図２３に示すように、結合トレース２３２４は、結合トレース２３２４の特性インピーダンスにほぼ等しい抵抗２３６０によって成端することが可能である。電源および接地接続は、概ね上述したように、プローブ（図示せず）（例、図１の電源および接地プローブ２６および２４）によって提供することが可能である。
【００７９】
図２４は、図２３に示すシステムのバリエーションを示す。図２４では、通信リンク２３０３は、テスター２３０１と通信制御チップ２３０８との間にあるが、任意の好適な手段（図示せず）で試験ボード２３５６に固定される。図１の通信制御回路２０に類似した通信制御回路チップ２３０８は、結合パッド２３４８と結合トレース２４２４との間の非接触式通信（例えば、信号をトレース２３４８に導くこと、および結合パッド２３４２、２３４４、または２３４６のうちの１つの上の信号によって結合トレース２４２４上に生成される信号を検出すること）を制御するためのものである。ＤＵＴ２３０２、２３０４、および２３０６は、図２３に関して上述した通りである。すなわち、各ＤＵＴ２３０２、２３０４、および２３０６は、一方の結合パッド２３４２、２３４４、および２３４６と、他方の結合トレース２４２４との間の信号の非接触式通信を制御するための、通信制御回路（図示せず）を備える。結合トレース２４２４の特性インピーダンスとほぼ等しい抵抗２３６０および２３６２によって両端で成端することが可能である、結合トレース２４２４は、パッシブである。試験データ信号は、テスター２３０１からＤＵＴ２３０２、２３０４、および２３０６に、次のように通信される。データ信号は、通信リンク２３０３を通じてテスター２３０１から通信制御チップ２３０８に通信され、（上述のように）試験データを符号化し、符号化したデータを結合パッド２３４８上に導く。結合パッド２３４８および結合トレース２４２４は電磁的に結合されるので、結合パッド２３４８上に導かれる符号化信号は、類似信号を結合トレース２４２４に誘導し、そしてまたＤＵＴ２３０２、２３０４、および２３０６上の結合パッド２３４２、２３４４、および２３４６に類似信号を生成する。（結合パッド２３４２、２３４４、および２３４６のそれぞれはまた、結合トレース２４２４にも電磁的に結合する。）ＤＵＴ２３０２、２３０４、および２３０６の通信制御回路（図示せず）は、結合パッド２３４２、２３４４、および２３４６のそれぞれに誘導される信号を検出し、デコードする。
【００８０】
ＤＵＴ２３０２、２３０４、または２３０６からの試験データの通信は、同様であるが逆順である。すなわち、ＤＵＴ２３０２、２３０４、および２３０６の通信制御回路（図示せず）は、（上述のように）試験データを符号化し、符号化したデータを結合パッド（２３４２、２３４４、または２３４６のうちの１つ）に導くが、類似信号を結合トレース２４２４上に誘導する。結合トレース２４２４上に誘導された信号は、類似信号を結合パッド２３４８に誘導するが、通信制御チップ２３０８によって検出およびデコードされ、次いで通信リンク２３０３を経てテスター２３０１に送信される。当然、ＤＵＴ２３０２、２３０４、および２３０６から通信制御チップ２３０８への規則正しいデータの送信を提供することが可能である。例えば、通信制御チップ２３０８は、ＤＵＴ２３０２、２３０４、および２３０６をポーリングすることが可能であり、それぞれポーリングされた場合にのみ送信する。別の非排他的な例として、あらゆるネットワーキングプロトコルまたはネットワーキングプロトコルを変更したものを使用することが可能である（例、イーサネット（登録商標）プロトコル）。結合トレース２４２４を介して通信制御チップ２３０８からＤＵＴ２３０２、２３０４、および２３０６に送信されるデータは、すべてのＤＵＴを宛先とするか、または対象とする１つの受信機または複数の受信機として全てのＤＵＴよりも少ないＤＵＴを示すコードを含むことが可能である。ＤＵＴ２３０２、２３０４、および２３０６から通信制御チップ２３０８に送信されるデータは、送信ＤＵＴを識別するコードを含むことが可能である。
【００８１】
本発明の特定の実施形態およびアプリケーションを本明細書において説明したが、本発明は、これらの例示的実施形態およびアプリケーション、または例示的実施形態およびアプリケーションが動作する様態、あるいは本明細書に記載された様態に限定されるものではない。例えば、上述の例では被試験ダイ１つごとに１つのＷＴＣチップが示されているが、１つのＷＴＣチップが２つ以上の被試験ダイに対応してもよいし、または１つ以上のＷＴＣチップが１つの被試験ダイに対応してもよい。別の例として、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、および図４Ｂに示すポゴパッド３１２、３１４、および３１６は、限定されることなく、無挿抜力コネクタまたは非接触式電磁的に結合する構造も含めた他のタイプの電気コネクタと置き換えてよい。さらに別の例として、上述の例では、全てのデータが、一方のインターフェースボードまたはプローブカードと他方のＤＵＴまたはウエハとの間で非接触的に通信されているが、一部のデータを従来の接点接触を用いて通信させるとともに、他のデータ信号を上述のように非接触的に通信させることができる。さらに別の例として、結合トレースは、インターフェースボードまたはプローブカード上のウエハおよび結合パッド上に配置することができる。
【００８２】
さらに、図９Ａ、図９Ｂ、図１８、図１９、および図２０に示す全ての処理は、例示的であり、簡略化されていることは明らかである。処理の繰り返し、エラー処理、処理の終了、および他の類似した機能に対する措置を追加することが可能であり、またその措置は十分に当業者の技能の範囲内であり、本明細書において述べる必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】非接触式通信を用いた例示的な試験システムを示す。
【図２】図２Ａおよび図２Ｂは、遮蔽面および電源面を備えたインターフェースボードおよび被試験デバイスの側断面図を示す。
【図３】例示的な結合特性を示す。
【図４】例示的なボード通信制御回路を示す。
【図５】例示的なＤＵＴ通信制御回路を示す。
【図６】半導体ウエハを試験する例示的な試験システムを示す。
【図７】例示的な電磁結合パッドを備えたウエハを示す。
【図８Ａ】例示的なプローブカードの平面図を示す。
【図８Ｂ】図８Ａのプローブカードの側断面図を示す。
【図９Ａ】図８Ａのプローブカードの底面図を示す。
【図９Ｂ】図８Ａのプローブカードの別の側断面図を示す。
【図１０】図８Ａのプローブカードおよび図７のウエハの側面図を示す。
【図１１】図８Ａの通信制御チップの例示的な動作を示す。
【図１２】図７のウエハのそれぞれのダイ上の通信制御回路の例示的な動作を示す。
【図１３】別の例示的な試験システムを示す。
【図１４Ａ】カバーを取り除いた例示的なカセットの平面図を示す。
【図１４Ｂ】装置のプレートを取り除いた図１４Ａカセットの底面図を示す。
【図１４Ｃ】カバーおよび装置のプレートが付いた状態の、図１４Ａカセットの側断面図を示す。
【図１５】別の例示的なウエハを示す。
【図１６】例示的なベースの簡略化したブロック図を示す。
【図１７】例示的な無線送信制御チップの簡略化したブロック図を示す。
【図１８】図１３の試験システムの例示的な工程を示す。
【図１９】図１８のステップ１８０６および１８０８の例示的な工程を示す。
【図２０】例示的な半導体ダイの製造工程を示す。
【図２１】例示的な半導体ウエハを示す。
【図２２】例示的なプローブカードを示す。
【図２３】例示的な試験システムの概略図を示す。
【図２４】例示的な試験システムの別の概略図を示す。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
2007520722.tif 000033