(57)【要約】ウエハテストが開示される。ウエハテストシステムは、別個に作動させることができる真空、または圧力差により、ウエハをウエハトランスレータに、また、ウエハトランスレータをインターポーザに脱着可能に取り付けるアセンブリを含む。アセンブリは、ウエハトランスレータに結合されたウエハトランスレータ支持リングを含み、第１の可撓性材料がウエハトランスレータ支持リングから延びて、ウエハトランスレータとインターポーザとの間の空間を囲繞するようにし、空間が、１つまたは２つ以上の第１の排気経路を介して、第１の真空排気により排気されてもよいようにする。アセンブリは、ウエハおよびチャックに結合されたウエハ支持リングをさらに含むことができ、第２の可撓性材料がウエハ支持リングから延びて、ウエハとウエハトランスレータとの間の空間を囲繞するようにし、空間が、１つまたは２つ以上の第２の排気経路を介して、第２の真空排気により排気されてもよいようにする。
2013540354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハテストシステムであって、
テスタと、
プローバと、
前記テスタと前記プローバとの間のケーブルであって、前記プローバが、
インターポーザと、
前記インターポーザに隣接したウエハトランスレータと、
前記ウエハトランスレータを収容するように構成されたトランスレータ支持部材であって、前記トランスレータ支持部材が、前記ウエハトランスレータと前記インターポーザとの間の空間を少なくとも部分的に密封するように構成された封止部材を有する、トランスレータ支持部材と、
を含むケーブルと、
を備える、ウエハテストシステム。
【請求項２】
前記インターポーザが前記ウエハトランスレータに隣接した接触ピンを含み、
前記ウエハトランスレータが前記インターポーザに隣接した第１の側面にある第１の端子と、第２の側面にある第２の端子と、前記第１の端子と前記第２の端子との間の電気的経路とを含み、
前記空間が少なくとも部分的に真空状態にあるときに、前記第１の端子に接触するように前記接触ピンが構成される、
請求項１に記載のウエハテストシステム。
【請求項３】
前記トランスレータ支持部材が前記ウエハトランスレータと前記インターポーザとの間の前記空間へまたは前記空間から気体を通過させるように構成された経路を含む、請求項１に記載のウエハテストシステム。
【請求項４】
前記トランスレータ支持部材が前記封止部材を収容するように構成された溝を有するリングを含み、
前記封止部材が前記リングの前記溝に少なくとも部分的に収容されるほぼ可撓性の材料を含む、
請求項１に記載のウエハテストシステム。
【請求項５】
前記トランスレータ支持部材が溝を有するリングを含み、
前記封止部材が基部部分と前記基部部分から延びる上部部分とを含み、前記基部部分が前記リングの前記溝に収容される、
請求項１に記載のウエハテストシステム。
【請求項６】
前記トランスレータ支持部材がフランジ付の溝を有するリングを含み、
前記封止部材が基部部分と前記基部部分から延びる上部部分とを含み、
前記基部部分が前記リングの前記溝に収容され、前記溝の前記フランジにより保持される、
請求項１に記載のウエハテストシステム。
【請求項７】
前記トランスレータ支持部材がフランジ付の溝を有するリングを含み、
前記封止部材が基部部分と前記基部部分から延びる上部部分とを含み、
前記基部部分が前記リングの前記溝に収容され、前記溝の前記フランジにより保持され、
前記上部部分が円周の外へ向かって、前記トランスレータ支持部材に対して角度をつけられている、
請求項１に記載のウエハテストシステム。
【請求項８】
前記封止部材が第１の封止部材であり、
前記ウエハトランスレータの前記第２の側面に隣接したウエハを保持するように構成されたチャックと、
前記チャックを収容するように構成されたチャック支持部材であって、前記チャック支持部材が前記ウエハと前記ウエハトランスレータとの間の空間を少なくとも部分的に密封するように構成された第２の封止部材を有する、チャック支持部材と、
をさらに含む、
請求項１に記載のウエハテストシステム。
【請求項９】
第１の側面および第２の側面を有する基板と、
前記第１の側面にある第１の端子と、
前記第１の側面の反対側にある前記第２の側面にある第２の端子と、
前記第１の端子と前記第２の端子との間の電気的経路と、
前記基板を収容するように構成されるトランスレータ支持部材であって、前記トランスレータ支持部材が、
前記ウエハトランスレータと前記ウエハトランスレータの前記第１の側面に隣接したインターポーザとの間の空間を少なくとも部分的に密封するように構成された封止部材を有する、トランスレータ支持部材と、
を備える、ウエハトランスレータ。
【請求項１０】
前記トランスレータ支持部材が前記ウエハトランスレータと前記インターポーザとの間の前記空間へまたは前記空間から気体を通過させるように構成された経路を含む、請求項９に記載のウエハトランスレータ。
【請求項１１】
前記トランスレータ支持部材が前記封止部材を収容するように構成された溝を有するリングを含み、
前記封止部材が前記リングの前記溝に少なくとも部分的に収容されるほぼ可撓性の材料を含む、
請求項９に記載のウエハトランスレータ。
【請求項１２】
前記トランスレータ支持部材が溝を有するリングを含み、
前記封止部材が基部部分と前記基部部分から延びる上部部分とを含み、前記基部部分が前記リングの前記溝に収容される、
請求項９に記載のウエハトランスレータ。
【請求項１３】
前記トランスレータ支持部材がフランジ付の溝を有するリングを含み、
前記封止部材が基部部分と前記基部部分から延びる上部部分とを含み、
前記基部部分が前記リングの前記溝に収容され、前記溝の前記フランジにより保持される、
請求項９に記載のウエハトランスレータ。
【請求項１４】
前記トランスレータ支持部材がフランジ付の溝を有するリングを含み、
前記封止部材が基部部分と前記基部部分から延びる上部部分とを含み、
前記基部部分が前記リングの前記溝に収容され、前記溝の前記フランジにより保持され、
前記上部部分が円周の外へ向かって、前記トランスレータ支持部材に対して角度をつけられている、
請求項９に記載のウエハトランスレータ。
【請求項１５】
接合パッドを有するウエハとの接触を確立する方法であって、
インターポーザおよびウエハトランスレータを前記ウエハに隣接して配置するステップであって、前記ウエハトランスレータが前記ウエハの前記接合パッドに面する端子を有する、ステップと、
前記インターポーザと前記ウエハトランスレータとの間の第１の空間、および、前記ウエハと前記ウエハトランスレータとの間の第２の空間を少なくとも部分的に封止するステップと、
前記第１の空間内に第１の真空、および、前記第２の空間内に第２の真空を確立するステップと、
前記第１の真空および前記第２の真空により、前記ウエハトランスレータの前記端子を前記ウエハの前記接合パッドと接触するステップと、
を備える方法。
【請求項１６】
前記端子と前記接合パッドとの間の目標の接触度に基づいて前記第１の真空および前記第２の真空のうちの少なくとも１つを調節するステップをさらに備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記端子と前記接合パッドとが互いに電気的かつ物理的に接触するように前記第１の真空および前記第２の真空のうちの少なくとも１つを調節するステップをさらに備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記ウエハをチャック上に保持するステップであって、前記ウエハが前記ウエハトランスレータに面する第１の側面と前記チャックに面する第２の側面とを有する、ステップと、
前記ウエハの前記第２の側面と前記チャックとの間に第３の真空を確立するステップと、
前記端子と前記接合パッドとの間の目標の接触度に基づいて前記第１の真空、前記第２の真空および前記第３の真空のうちの少なくとも１つを調節するステップと、
をさらに備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記接合パッドが第１の接合パッドであり、
前記端子が第１の端子であり、
前記ウエハが複数の追加の接合パッドをもまた含み、
前記ウエハトランスレータが前記ウエハの前記接合パッドに対応する複数の追加の端子をもまた含み、
前記複数の端子と前記対応する接合パッドとの間の目標の接触度に基づいて前記方法が前記第１の真空および前記第２の真空のうちの少なくとも１つを調節するステップさらに含む、
請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の空間内の第１の圧力および前記第２の空間内の第２の圧力のうちの少なくとも一方を制御して、他方とは異なるようにすることにより前記ウエハトランスレータ上の力を制御するステップをさらに備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
接合パッドを有するウエハとの接触を確立するための装置であって、
インターポーザと、
前記インターポーザに隣接した第１の側面および前記ウエハに隣接した第２の側面を有するウエハトランスレータであって、前記ウエハトランスレータが前記ウエハの前記接合パッドに面する端子を有する、ウエハトランスレータと、
前記インターポーザと前記ウエハトランスレータとの間の第１の空間を少なくとも部分的に封止するための手段と、
前記ウエハと前記ウエハトランスレータとの間の第２の空間を少なくとも部分的に封止するための手段と、
を備える装置。
【請求項２２】
前記第１の空間内に第１の真空を確立する手段と、
前記第２の空間内に第２の真空を確立する手段と、
をさらに備える、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記第１の空間内に第１の真空を確立する手段と、
前記第２の空間内に第２の真空を確立する手段と、
前記端子と前記接合パッドとの間の目標の接触度に基づいて前記第１の真空および前記第２の真空のうちの少なくとも１つを調節する手段と、
をさらに備える、請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
前記調節する手段が前記第１の真空および前記第２の真空のうちの少なくとも一方を調節して、他方とは異なるようにするように構成される、請求項２１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連アプリケーションへの相互参照  
本出願は、２０１０年９月２８日に出願された米国特許仮出願第６１／４０４，２３４号、名称「スタック内部の接点圧力を印加および管理するための３つの独立な真空隔室を有するウエハチャック、ウエハ、ウエハトランスレータ、およびテスタＤＩＢボードの構成またはスタック、加えて、特定ウエハ用の特別仕様のトランスレータを作成するためのリードタイムおよび費用の最小化のためにウエハトランスレータのテスタ側の面にわたって標準化接点パターンを作成するシステム」の優先権を主張し、その全体を参照することにより本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本技術は、一般に半導体製造装置に関し、より詳細には、チャック、ウエハ、ウエハトランスレータ、およびインターポーザを脱着可能に取り付けられた状態にしておくためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
半導体は、デジタルカメラ、携帯電話、コンピュータ、および多数のその他の技術アプリケーションにおいて使用される。半導体は一般に、複数の半導体ウエハをそれぞれ含むバッチで製造され、半導体ウエハの内部および上に、集積回路を有するダイが様々な半導体製造工程を介して形成される。完成されたウエハは、電気的にテストされて、ウエハ上のダイのどれが所定の仕様にしたがって動作可能であるかを判定する。このようにして、欠陥のあるダイはパッケージされず、欠陥がなければ完成品に組み込まれる。
【発明の概要】
【０００４】
電気的テストの間、通常、半導体ウエハ表面上の導電性領域をプローブカードに接触する。ウエハは一般に可動チャック上に載せられ、これを使用して、プローブカードに対してウエハを配置し、テスト中にウエハを定位置に保持する。プローブカードを利用する従来のテストシステムは高価であり、また、ある寸法を超えては小型化できなかった。したがって、半導体ウエハ上の個々のダイを安価、迅速かつ効果的にテストするために使用できる改善されたウエハテストシステムを得ることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本開示の技術の実施形態により構成されたテスト環境の略ブロック図である。
【図２】本開示の技術の実施形態により構成されたウエハテストスタックの部分概略図である。
【図３Ａ】本開示の技術の実施形態により構成されたウエハトランスレータの部分概略等角図である。
【図３Ｂ】本開示の技術の実施形態によるインターポーザに動作可能に結合されたウエハトランスレータの部分概略横断側面図である。
【図４Ａ】本開示の技術の実施形態によるウエハチャックに結合されたウエハの部分概略等角図である。
【図４Ｂ】本開示の技術の実施形態によるウエハトランスレータに動作可能に結合されたウエハおよびウエハチャックの部分概略横断側面図である。
【図５】本開示の技術の実施形態による取り付け処理の間の図２のウエハテストスタックの一部分の部分概略側面図である。
【図６】ウエハチャック、ウエハ、ウエハトランスレータ、およびインターポーザがスタックされた構成で脱着可能に取り付けられた後の図５のウエハテストスタックの一部分の部分概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本開示の技術の実施形態は、概してウエハテストシステムならびに関連する使用方法および製造方法を対象とする。本明細書において「１つの実施形態」、「ある実施形態」、または同様の語句は、その実施形態に関連して述べられた特定の特徴、構造、動作、または特性が、本技術の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。このように、明細書内でそのようなフレーズまたは語句が用いられている場合、必ずしもすべて同じ実施形態を指すものではない。さらに、１つまたは２つ以上の実施形態において、様々な特定の特徴、構造、動作、または特性は、適切な形で組み合わされてもよい。
【０００７】
「パッド」、「接点」、および「電気端子」の用語は、本明細書において使用されるように、一般に、１つの構成要素と別の構成要素との間に物理的および電気的接続がなされる導電性領域を指す。集積回路の文脈において、「パッド」は一般に、集積回路の表面またはその近傍の金属化領域を指し、通常、集積回路へ、または集積回路から、またはその両方の信号をやりとりするための物理的な接続端子を形成するために使用される。そのような集積回路パッドは、金属、金属合金、または、金属および金属合金の両方、またはいずれか一方からなる層をいくつかを含むスタック構造から形成されていてもよく、一般に、集積回路の導電性材料の最上層に存在する。
【０００８】
「ウエハトランスレータ」の語句は、ダイシングされていない集積回路のＩ／Ｏパッド（端子、パッド、接点パッド、接合パッド、チップパッド、またはテストパッドと呼ばれることもある）の、その他の電気的構成要素への接続を容易にする装置を指す。「Ｉ／Ｏパッド」が一般的な用語であり、本技術が集積回路の特定のパッドが入力、出力、または入出力回路の部分のいずれであるかに関して制限されないことは理解されよう。
【０００９】
ウエハトランスレータは、ウエハとその他の電気的構成要素との間に配置されてもよい。ウエハトランスレータは、２つの主表面を有し、各表面がそこに配置された端子を有する基板と、少なくとも１つの第１の表面上の端子と少なくとも１つの第２の表面上の端子との間に電気的導通を提供するために基板を貫通して配置された電気的経路とを含むことができる。ウエハに面して配置されるように設計された主表面は、ウエハトランスレータのウエハ側の側面と呼ぶこともできる。ウエハトランスレータのウエハ側の側面は、ウエハ上の集積回路のＩ／Ｏパッドの少なくとも一部分のレイアウトに一致する端子のパターンを有することができる。ウエハトランスレータは、ウエハとその他の電気的構成要素との間に配置される際に、ウエハ上の複数の集積回路の１つまたは２つ以上のＩ／Ｏパッドと電気的に接触し、それを通じて、その他の電気的構成要素への電気的経路を提供する。
【００１０】
ウエハトランスレータは、第１の尺度、すなわち寸法で製作された１つまたは２つ以上の電気端子と、第２の尺度、すなわち寸法で製作された対応する一式の電気端子との間に電気的接続を達成するために使用され得る構造である。ウエハトランスレータは、１つの技術における最小の形態（例えば、プローブカードのピン）と、別の技術における最大の形態（例えば、集積回路の接合パッド）との間に電気的な橋を提供できる。便宜上、ウエハトランスレータは、その意図する意味に関して多義性はない場合、単にトランスレータと呼ぶことができる。
【００１１】
「トランスレートされたウエハ」の語句は、ウエハおよびウエハトランスレータの組を指し、これは取り付けられた状態にあり、ウエハ上の集積回路の接点パッドの所定の部分または全ては、トランスレータのウエハ側の側面上に配置された対応する電気的接続に電気的に接触している。取り外し可能な取り付けは、例えば、真空を介する、またはその他の圧力差を介する取り付けにより達成されてもよい。つまり、ウエハとウエハトランスレータとの間の空間内の圧力をその空間の外の圧力（一般に大気圧）よりも減らすことにより、ウエハおよびウエハトランスレータは取り付けられた状態に配置される。
【００１２】
本明細書において使用される「テスタ」の用語は、機器、一般に電気的機器を指し、集積回路が所定の仕様にしたがって機能しているかの判定に使用される。「チップ」、「集積回路」、「半導体素子」および「マイクロ電子素子」の用語は、この分野において同じ意味で使われることもある。本技術は、チップ、集積回路、半導体素子およびマイクロ電子素子の製造およびテストに関し、これらの用語は当分野において通常理解されるとおりである。
【００１３】
ウエハテストシステムならびに関連する使用方法および製造方法のいくつかの実施形態を以下に説明する。１つの実施形態において、ウエハテストシステムは、別個に作動させることができる真空、または圧力差により、ウエハをウエハトランスレータに、また、ウエハトランスレータをインターポーザに脱着可能に取り付けるアセンブリを含む。アセンブリは、ウエハトランスレータに結合されたウエハトランスレータ支持リングを含むことができ、第１の可撓性材料がウエハトランスレータ支持リングから延びて、ウエハトランスレータとインターポーザとの間の空間を囲繞するようにし、空間が、１つまたは２つ以上の第１の排気経路を介して、第１の真空排気により排気されてもよいようにする。アセンブリは、ウエハおよびチャックに結合されたウエハ支持リングをさらに含むことができ、第２の可撓性材料がウエハ支持リングから延びて、ウエハとウエハトランスレータとの間の空間を囲繞するようにし、空間が、１つまたは２つ以上の第２の排気経路を介して、第２の真空排気により排気されてもよいようにする。
【００１４】
本技術の別の様態において、ウエハ／ウエハトランスレータ／インターポーザを取り付けられた状態で使用することにより、ウエハ上のダイシングされていない集積回路のパッドへの電気的接続が、これらの電気的接続を形成する過程においてパッドが損傷を実質的に受けることなく、提供される。本技術の様々な実施形態は、ウエハ／ウエハトランスレータの組、およびウエハトランスレータ／インターポーザの組の両方、またはいずれか一方の真空取り付けを容易にする封止構成を提供する。空気、または任意の気体もしくは気体の組み合わせの全てまたは部分は、１つまたは２つ以上の排気経路を介して、ウエハとウエハトランスレータとの間から排気される。
【００１５】
図１は、本技術の実施形態によるテスト環境１００の略ブロック図である。図１の例において、テスト環境１００は、テスタ１０２とプローバ１１０とを含む。テスタ１０２は、ケーブル１０４を介してプローバ１１０に電気的に結合される。プローバ１１０は、デバイスインタフェースボード（「ＤＩＢ」）１２０と、インターポーザ１３０と、ウエハトランスレータ１４０とを含むことができる。以下により詳しく論ずるように、ウエハトランスレータ１４０は、ウエハ１５０への取り外し可能な電気的接続を提供する。ウエハ１５０は、複数の半導体ダイを含み、それぞれのダイは１つまたは２つ以上の接点を有する。ウエハ１５０は、プローブチャック１６０により支持される。
【００１６】
代表的なウエハテストの間、ウエハトランスレータ１４０およびウエハ１５０は、ウエハトランスレータ１４０上の１つまたは２つ以上のプローブがウエハ１５０上の接合パッドに接触するように配置される。このことにより、テスタ１０２は、ケーブル１０４、ＤＩＢ１２０、インターポーザ１３０、およびウエハトランスレータ１４０を含む経路を介して、ウエハ１５０に刺激信号を送ることができるようになる。同様に、テスタ１０２は、同じ経路を介して、ウエハ１５０からの応答信号を受け取ってもよい。例えば、テスタ１０２は、個々のパッドからの診断を取得可能である（例えば、テスタ１０２は、同じパッドまたは異なるパッドにおいて、信号をパッドに供給して、応答を解析できる）。
【００１７】
図２は、本技術の実施形態によるウエハテストスタック２７０の部分概略図である。テストスタック２７０は、図１を参照して上述したいくつかの特徴を含み、それには、ＤＩＢ１２０、インターポーザ１３０、ウエハトランスレータ１４０、ウエハ１５０、およびチャック１６０を含む。テストスタック２７０は、これらの特徴を取り付けられた構成で示す。それは、テスタ（例えば、図１のテスタ１０２）が、ＤＩＢ１２０、インターポーザ１３０、およびウエハトランスレータ１４０を貫く電気的な橋、リンクまたは経路を介して、ウエハ１５０に動作可能に接続されるというものである。
【００１８】
ＤＩＢ１２０は、第１の表面２２２と、この第１の表面２２２の反対側の第２の表面２２４とを有する基板２２７を含むプリント回路基板であってもよい。１つまたは２つ以上のケーブルコネクタ２０６は、第１の表面２２２に結合されてもよい。ケーブルコネクタ２０６は、ケーブルまたはテスタと動作可能にインタフェースで接続するように構成されてもよい（図１に示すケーブル１０４およびテスタ１０２など）。１つまたは２つ以上のＤＩＢ接点２２８は、ＤＩＢ１２０の第２の表面２２４上に配置されてもよい。接点２２８は、基板２２７を貫く電気的経路２２６を介して、ケーブルコネクタ２０６に動作可能に接続されてもよい。
【００１９】
インターポーザ１３０は、ＤＩＢ１２０の第２の表面２２４に面する第１の表面２３２と、この第１の表面２３２の反対側の第２の表面２３４とを有するインターポーザ基板２３７を含む多層プリント回路基板であってもよい。インターポーザ１３０は、インターポーザ基板２３７内のビア２３５に配置された１つまたは２つ以上の接触ピン２３６を含むことができる。ビア２３５は、インターポーザ基板２３７を第１の表面２３２から第２の表面２３４へと横断できる。接触ピン２３６は、インターポーザの第１の表面２３２またはその近傍の接点パッド２３８に動作可能に結合されてもよい。接点パッド２３８は、接触ピン２３６よりも広い表面積を有することもでき、したがって、ＤＩＢ接点２２８との電気的接続を改善できる。接触ピン２３６および接点パッド２３８は、ニッケルまたは金などの導電性材料で作られてもよい。図示の実施形態において、接触ピン２３６は、ウエハトランスレータ１４０に向けて、インターポーザ１３０の第２の表面２３４を超えて延びる。他の実施形態において、接触ピン２３６は、インターポーザ１３０の第２の表面２３４、および、その他の個々の接触ピン２３６の両方、またはいずれか一方に対して高さが変化してもよい。
【００２０】
ウエハトランスレータ１４０は、インターポーザ１３０に面する第１の表面２４２を有する基板２４７を含むことができる。第１の電気端子２４８は、第１の表面２４２またはその近傍に配置され、インターポーザ接触ピン２３６とインタフェースで接続するように構成される。第２の電気端子２４９は、第１の表面２４２の反対側の、ウエハトランスレータ１４０の第２の表面２４４またはその近傍に配置され、ウエハ１５０の第１の表面２５２上の接合パッド２５８とインタフェースで接続する。ウエハトランスレータ基板２４７を横断するビア２４５内に配置された電気的経路２４６は、第１の表面２４２の少なくとも１つの電気端子２４８と、第２の表面２４４の少なくとも１つの電気端子２４９との間に電気的導通を提供する。したがって、ウエハトランスレータ１４０は、インターポーザ１３０上のピン２３６と、ウエハ１５０上の接合パッド２５８との間に電気的な橋、リンクまたは経路を提供する。接合パッド２５８は、テスタと、ウエハ１５０の内部回路との間の最終的な電気的接続を達成する。
【００２１】
ウエハトランスレータ１４０の第２の表面２４４の電気端子２４９のパターンは、ウエハ１５０上のパッド２５８の少なくとも一部分のレイアウトに一致または対応できる。本技術の様々な実施形態において、ウエハ１５０およびウエハトランスレータ１４０の両方、またはいずれか一方は、パッド２５８と電気端子２４９とが異なるパターンまたは構成を有することができる。例えば、ある実施形態において、接合パッド２５８およびトランスレータ電気端子２４９は、多角形（例えば、六角形）またはハニカム式のマトリクス状に配置される。六角形状に配置することの有利な点は、端子および接合パッドの最密充填を容易にする点である。さらなる実施形態において、接合パッド２５８は格子状に配置される。電気端子２４９は、少なくとも部分的に、ニッケル、白金、ニッケル−白金合金、またはその他の電気的導電性材料から作られることができ、また、接合パッド２５８は、少なくとも部分的に、アルミニウム、またはその他の電気的導電性材料から作られることができる。ある実施形態において、電気端子２４９は、接合パッド２５８の材料よりも硬い材料から作られてもよい。電気端子２４９は、物理的気相成長法もしくは化学気相成長法、スクリーン印刷、またはその他の方法により、ウエハトランスレータ１４０上に配置または形成される。
【００２２】
いくつかの実施形態において、ウエハトランスレータ１４０は、一般に寸法および形状の両方、またはいずれか一方がウエハ１５０と同じであってもよく、また、十分な量の電気端子２４９を含むことができて、１度にウエハ１５０上の全てのパッド２５８に接触し、テストすることもできる（例えば、トランスレータ１４０がウエハ１５０と接触する単一インスタンス）。ある実施形態において、ウエハトランスレータ１４０の電気端子２４９は、１度の接触で、１３０、０００またはそれ以上のウエハ１５０上のパッド２５８に接触する。特定の実施形態においては、ウエハトランスレータ１４０の１度の接触により、１００万またはそれ以上のウエハ１５０上のパッド２５８が接触される。ある実施形態において、ウエハトランスレータ１４０は、寸法および形状の両方、またはいずれか一方がウエハ１５０と異なり、また、１度にウエハ１５０上のパッド２５８の一部のみをテストする。この後者の構成において、ウエハテストは、テスタをウエハ１５０の複数の部分にわたってタイルを並べるように連続して動かすことにより実施できる。例えば、特定の実施形態において、それぞれ４０、０００のパッド２５８を有するウエハの２つの領域は、ウエハトランスレータ１４０により連続して接触される。
【００２３】
ウエハ１５０およびウエハトランスレータ１４０の両方、またはいずれか一方の構造は、これらの構成要素の間の接触を改善するために調整できる。例えば、本技術の様々な実施形態においてウエハトランスレータ１４０の剛性は、パッド２５８および電気端子２４９が互いに適合する必要性を減らすために変化させてもよい。ある実施形態において、可撓性ウエハトランスレータ１４０は、固定支持上に載せられたウエハ１５０の表面に弾性コンプライアンスをもたらし、他方、他の実施形態において、ウエハトランスレータ１５０はより高剛性である。ある実施形態において、ウエハトランスレータ１４０は、１つまたは２つ以上の補強基板またはその他の補強機能を含む。特定の実施形態において、ウエハトランスレータ１４０は、少なくとも部分的に、シリコンまたはセラミックから作られ、また、ウエハは、少なくとも部分的にシリコンから作られる。
【００２４】
ウエハ１５０とウエハトランスレータ１４０との間の接触は、疑似的な機械的接点またはその他のウエハ１５０の縁部に向かって高くなるような隆起を付け加えて、ウエハ１５０の縁部における曲げ／片持ち梁状態を減らすことによりさらに改善できる。さらに、電気的な接触を改善するために、パッド２５８および電気端子２４９の両方、またはいずれか一方の高さを、ウエハ１５０およびウエハトランスレータ１４０の両方、またはいずれか一方にわたって、静的または動的に（例えば、ばねまたは同様の力により）変えてもよい。
【００２５】
ある実施形態において、ウエハトランスレータ１４０は、トランスレータ支持リング２８０に、取り外し可能に、または固定して結合される。トランスレータ支持リング２８０は、そこから延びる１つまたは２つ以上の封止部材２８４を含むことができる。封止部材２８４は、ウエハトランスレータ１４０とインターポーザ１３０との間に、気密または一般に気密封止を提供するように構成できる。トランスレータ支持リング２８０は、支持リング２８０を横断する１つまたは２つ以上の排気経路、すなわちポート、２８２を含むことができる。いくつかの実施形態において、排気経路２８２には、排気経路２８２を開放および閉鎖する弁を取り付けることができる。以下に図３Ａ、図３Ｂ、および図５を参照してより詳しく論ずるように、第１の真空排気の吸引を、インターポーザ１３０とウエハトランスレータ１４０との間の空間２８６において行って、空気を排気経路２８２経由で排気することができ、その結果、インターポーザ１３０とウエハトランスレータ１４０とを引き合わせて脱着可能に取り付けることができる圧力差を生じる。ある実施形態において、トランスレータ支持リング２８０の直径は、インターポーザ１３０の直径よりも小さく、トランスレータ支持リングの排気経路２８２がインターポーザ１３０の円周の内側になるようにする。さらなる実施形態において、トランスレータ支持リング２９０の直径は、インターポーザ１３０の直径と同じまたはそれよりも大きく、排気経路２８２は、インターポーザ１３０と同じまたは異なる位置になってもよい。
【００２６】
ウエハ１５０は、トランスレータ支持リング２８０を参照して上述したのと同様の方法でウエハ１５０の周辺を囲む、または少なくとも部分的に囲むチャック支持リング２９０内または上に配置されてもよい。チャック支持リング２９０は、チャック１６０と一体であってもよいし、または、別の構成要素を備えていてもよい。チャック支持リング２９０は、そこから延びる１つまたは２つ以上の封止部材２９４を含むことができる。封止部材２９４は、ウエハ１５０とウエハトランスレータ１４０との間に、気密または一般に気密封止を提供するように構成できる。チャック支持リング２９０は、ウエハトランスレータ１４０とウエハ１５０との間の空間２９６にアクセスする１つまたは２つ以上の排気経路、すなわちポート、２９２を含むことができる。例えば、ポート２９２は、チャック１６０の第１の表面２６２から、第１の表面２６２の反対側のチャックの第２の表面２６４へとチャック１６０を横断できる。ある実施形態において、排気経路２９２には、排気経路２９２を開放および閉鎖する弁を取り付けることができる。以下に図４Ａ、図４Ｂ、および図５を参照してより詳しく論ずるように、第２の真空排気を、ウエハトランスレータ１４０とウエハ１５０との間の空間２９６において作動できて、その結果、ウエハトランスレータ１４０とウエハ１５０とを引き合わせて脱着可能に取り付ける圧力差を生じる。いくつかの実施形態において、空気またはその他の気体を、空気空間２９６から排気経路２９２を介して排気できる。他の実施形態において、排気経路２９２を真空源に結合するその他の適切な構成が使用されてもよいことが理解されよう。ある実施形態において、ウエハ１５０およびウエハトランスレータ１４０は、２００９年８月２５日に出願され、本出願の譲受人に譲渡された米国特許出願第１２／５４７，４１８号、名称「間にガスケットを配置しないウエハ／ウエハトランスレータの組の取り付け状態の維持」において記述されたシステムおよび方法により、取り外し可能に取り付け可能であり、この米国特許出願は、その全体を参照することにより本明細書に組み込まれる。
【００２７】
いくつかの実施形態において、ウエハ１５０は、第３の真空排気により、チャック１６０に脱着可能に結合することができる。ウエハ１５０は、ウエハ１５０の第２の表面２５４がチャック１６０の第１の表面２６２に接触した状態で、チャック１６０上に向けて引き寄せられ、取り外し可能に押し下げられてもよい。チャック１６０は、チャック１６０とウエハ１５０との間に、吸引を行うための吸引孔２９８を含むことができる。特定の実施形態において、チャックの直径は約３１７ｍｍであり、ウエハの直径は約３００ｍｍである。他の実施形態において、チャックおよびウエハの両方、またはいずれか一方は、それ以外の寸法であってもよい。ある実施形態において、チャック支持リング２９０の直径は、トランスレータ支持リング２８０の直径よりも小さく、トランスレータ支持リングの排気経路２８２がチャック支持リング２９０の円周の外側になるようにする。さらなる実施形態において、チャック支持リング２９０の直径は、トランスレータ支持リング２８０の直径と同じまたはそれよりも大きい。ウエハ１５０は、ウエハロボットまたは同様の公知のウエハ搬送装置によりチャック１６０に供給されてもよい。いくつかの実施形態において、チャック１６０は、複数のリフトピンを含んで、ウエハ１５０の第２の表面２５４を支持することができる。
【００２８】
図３Ａは、本技術の実施形態により構成されたウエハトランスレータ１４０の部分概略等角図である。図３Ｂは、本技術の実施形態によるインターポーザ１３０に動作可能に結合されたウエハトランスレータ１４０の部分概略横断側面図である。まず図３Ａを参照すると、ウエハトランスレータ１４０は、トランスレータ支持リング２８０に結合され、またこれにより円周を囲われている。ある実施形態において支持リング２８０は金属から製作されるが、他の実施形態においてその他の材料を含むこともできる。支持リング２８０は、封止部材２８４を収容するように構成された溝３８５を含む。様々な実施形態において、封止部材２８４は多かれ少なかれ強固である。図示の実施形態において、溝３８５は、支持リング２８０の第１の表面２４２の周囲を連続的にめぐっている。支持リング２８０は、溝３８５の円周の内側にある１つまたは２つ以上の排気経路を含むことができる。図２を参照して上述したように、排気経路は、トランスレータ支持リング２８０を貫通して横断でき、排気経路を開放および閉鎖する弁を取り付けることができる。
【００２９】
ここで図３Ｂを参照すると、封止部材２８４は、溝３８５内に据え付けられた基部部分３８７と、支持リング２８０から外側へ延びる上部部分３８９とを含む。溝３８５は、フランジをつけて、封止部材２８４の基部部分３８７を保持できるようにする。図示の実施形態において、上部部分３８９は、円周の外へ向かって、支持リング２８０の頂部側面に対して角度をつけられているが、他の実施形態において、上部部分３８９は、支持リング２８０の頂部側面に対して垂直または略垂直であってもよい。上部部分３８９は、封止部材として働くように構成され、ウエハトランスレータ１４０とインターポーザ１３０との間の空間２８６内の真空または部分真空を維持する。真空により、ウエハトランスレータ１４０およびインターポーザ１３０は、取り外し可能に取り付けられた状態に保持される。ウエハトランスレータ１４０およびインターポーザ１３０は、封止部材２８４を解放することにより、または、弁を開放して排気経路を開放することにより互いから解放されてもよい。
【００３０】
図４Ａは、本技術の実施形態によるウエハチャック１６０上に配置されたウエハ１５０の部分概略等角図である。図４Ｂは、本技術の実施形態によるウエハトランスレータ１４０に動作可能に結合されたウエハ１５０およびウエハチャック１６０の部分概略横断側面図である。まず図４Ａを参照すると、ウエハ１５０は、チャック支持リング２９０に結合され、またこれにより円周を囲われている。チャック支持リング２９０は、封止部材２９４を収容するように構成された溝４９５を含む。図示の実施形態において、溝４８５は、支持リング２９０の頂部側面の周囲を連続的にめぐっている。チャック支持リング２９０は、溝４９５の円周の内側にある１つまたは２つ以上の排気経路（図４Ａに図示せず）を含むことができる。排気経路は、チャックの第１の表面２６２から第２の表面２６４へと横断できる。リング２９０の排気経路には、排気経路を開放および閉鎖する弁を取り付けてもよい。いくつかの実施形態において、チャック支持リング２９０は、チャック１６０と一体であり、チャック１６０は、ウエハ１５０に脱着可能に結合される。
【００３１】
ここで図４Ｂを参照すると、封止部材２９４は、溝４９５内に据え付けられた基部部分４９７と、支持リング２９０から外側へ延びる上部部分４９９とを含む。溝４９５は、フランジをつけて、封止部材２９４の基部部分４９７を保持できるようにする。図示の実施形態において、上部部分４９９は、支持リング２９０の頂部側面に対して角度をつけられているが、他の実施形態において、上部部分４９９は、垂直または略垂直であってもよい。上部部分４９９は、封止部材として働くように構成され、ウエハトランスレータ１４０とウエハ１５０との間の空間２９６内の真空または部分真空を維持する。真空により、ウエハトランスレータ１４０およびウエハ１５０は、取り外し可能に取り付けられた状態に保持される。ウエハトランスレータ１４０およびウエハ１５０は、封止部材２９４を解放することにより、または、弁を開放して排気経路を開放することにより互いから解放されてもよい。
【００３２】
図５は、本技術の実施形態による取り付け処理の間の図２のウエハテストスタック２７０の一部分の部分概略側面図である。図２から図４Ｂを参照して上述したように、（ａ）インターポーザ１３０をウエハトランスレータ１４０に取り外し可能に取り付けるため、または（ｂ）ウエハトランスレータ１４０をウエハ１５０に取り外し可能に取り付けるため、または（ｃ）ウエハ１５０をチャック１６０に取り外し可能に取り付けるため、またはこれらの組み合わせのため、複数の真空は独立に作動できる。図示の実施形態において、チャック１６０およびウエハ１５０は、取り外し可能に取り付けられ、一緒にウエハトランスレータ１４０に向けて上方に移動し、その間、インターポーザ１３０は、ウエハトランスレータ１４０に向けて下方に移動する。ある実施形態においては、インターポーザ１３０およびチャック１６０のうちの一方だけが他方に向けて移動するが、これらのうちの１つの要素は静止し続ける。一般に、ウエハトランスレータ１４０およびウエハ１５０は、ウエハ１５０とウエハトランスレータ１４０の間の空間２９６が排気されると、ウエハトランスレータ１４０の第２の表面２４４に配置された電気端子２４９と、ウエハ１５０の第１の表面２５２のパッド２５８とが、互いに電気的に接触するように、互いに対して位置合わせされる。インターポーザ１３０およびウエハトランスレータ１４０は、同様に、ウエハトランスレータ１３０とインターポーザ１３０との間の空間２８６が排気されると、ウエハトランスレータ１４０の第１の表面２４２に配置された電気端子２４８と、インターポーザ接触ピン２３６とが互いに電気的に接触するように、互いに対して位置合わせされる。
【００３３】
ウエハ１５０がウエハトランスレータ１４０に接近すると、チャック封止部材２９４は、ウエハトランスレータ１４０の第２の表面２４４またはウエハトランスレータ支持リング２８０に接触し、ウエハ１５０とウエハトランスレータ１４０との間の空間２９６を封止する。空気またはその他の気体が真空排気によりチャック支持リング排気経路２９２を介して排気されると、大気圧により、ウエハトランスレータ１４０とウエハ１５０とが押圧されて、取り外し可能に取り付けられた状態にされ、ウエハトランスレータ１４０の第２の表面２４４上の電気端子２４９は、ウエハ１５０の第１の側面２５２のパッド２５８と電気的に接触する。同様に、インターポーザ１３０がウエハトランスレータ１４０に接近すると、ウエハトランスレータ封止部材２８４は、インターポーザ１３０の第２の表面２３４の周縁の環状部分に接触し、インターポーザ１３０とウエハトランスレータ１４０との間の空間２８６を封止する。ウエハトランスレータ１４０とインターポーザ１３０との間の空気またはその他の気体は、排気経路２８２を介して空間２８６から排気される。ウエハトランスレータ１４０およびインターポーザ１３０の外側の空気圧は、これらの構成要素を取り外し可能に取り付けられた状態へ押圧でき、ウエハトランスレータ１４０の第１の側面２４２上の電気端子２４８は、インターポーザ１３０の第２の側面２３４上の接触ピン２３６と電気的に接触する。図示の実施形態では、インターポーザ１３０、ウエハトランスレータ１４０、およびウエハ１５０／チャック１６０が同時に取り付けられて、ウエハテストスタックを形成するが、ある実施形態においては、構成要素は互いに順次取り付けてもよい（例えば、インターポーザ１３０およびウエハトランスレータ１４０は、ウエハトランスレータ１４０がウエハ１５０に取り付けられる前に互いに取り付けてもよい）。
【００３４】
図６は、ウエハチャック１６０、ウエハ１５０、ウエハトランスレータ１４０、およびインターポーザ１３０がスタックされた構成で脱着可能に取り付けられた後の図５のウエハテストスタック２７０の一部分の部分概略側面図である。ウエハトランスレータ支持リング２８０から延びる封止部材２８４は、インターポーザ１３０に係合して、インターポーザ１３０とウエハトランスレータ１４０との間に、これら構成要素が第１の真空排気を介して引き合わされた後、気密または一般に気密封止を生じる。チャック支持リング２９０から延びる封止部材２９４は、同様に、ウエハ１５０とウエハトランスレータ１４０との間に、これら構成要素が第２の真空排気を介して引き合わされた後、第２の気密または一般に気密封止を生じる。チャック１６０とウエハ１５０とは、チャック吸引孔２９８を介して作動する第３の真空排気により脱着可能に取り付けられている。
【００３５】
第１、第２および第３の真空排気は、独立に作動可能であり、チャック１６０とウエハ１５０との間、ウエハ１５０とウエハトランスレータ１４０の間、およびウエハトランスレータ１４０とインターポーザ１３０との間に相異なる圧力による力を提供する。したがってこれらの構成要素の間の圧力による力は、独立に変えることができて、接点またはその他の素子の構成要素を損傷し得るような過度の圧力による力をかけることなく、接触およびテスト性能を改善できる。さらなる実施形態において、２つまたは３つ以上の構成要素の間の空気の空間は、互いに流体接続されていてもよく、共通の真空排気により封止されてもよい。
【００３６】
本技術の実施形態は、ウエハテスト技術における多くの利点を提供できる。例えば、本明細書において開示されたウエハテストシステムは、テストのためにウエハの種類を取り換える必要がある際に容易に適合できる。より具体的には、別のパッド構成を有する新しい種類のウエハがテストされる状態にある場合に、新しいウエハの接合パッド構成に一致するように置き換えられる必要があるのは、ウエハトランスレータだけ（またはウエハトランスレータのウエハ側の側面だけ）である。ＤＩＢおよびインターポーザは、複数の種類のウエハに普遍的に対応できる。この構成により、新しい構成を有するウエハが使用された場合、全プローバが交換される従来のシステムに比べて、かなりの費用節減をもたらすことができる。
【００３７】
異なる種類のウエハに対応する機能は、別々に制御可能な真空排気により、さらに支持される。より具体的には、真空排気は、構成要素の間の圧力による力を制御して、効果的な電気的接触を提供でき、また、ウエハとウエハトランスレータとの間の圧力差を調整して、新しいウエハ上の接合パッドの特定の構成および数に適合できる。多重真空排気システムもまた、ウエハトランスレータが接触力を微調整できるようにし、また、全ウエハへより効果的に接触できるようにし、それによって、１度の接触でウエハ上のパッドの全てをテストできるようにする。これにより、テスト所要時間を短縮でき、また、繰り返されるテストまたは過度に力がかかるテストによる個々のパッド上の摩耗を低減できる。
【００３８】
さらに、本明細書において開示されたシステムは、一般的なテストシステムの接点よりも小さい接点を有するウエハトランスレータを提供する。トランスレータ上のより小さい接点により、より小さい接点の間のアンテナ効果が少ないため、ウエハのテスト速度を上げることができる。ある実施形態において、テスト速度は、毎秒約５００メガビットである。さらなる実施形態において、テスト速度は、毎秒約１２０ギガビットになり得る。
【００３９】
以上より、本明細書において本技術の特定の実施形態が説明のために記述されたが、本技術の範囲から逸脱することなしに様々な変更がなされてもよいことは理解されよう。例えば、ウエハおよびトランスレータは、先に明確に示され、記述されたもの以外の構成で配置された接点を有していてもよい。特定の実施形態の背景に沿って記述された本開示の特定の様態は、その他の実施形態に組み合わせられたり、それらから除外されたりしてもよい。例えば、いくつかの実施形態は、ウエハスタックの特定の要素のみを含む。したがって、本開示および関連する技術は、本明細書において明示または記述されていないその他の実施形態を包含できる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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