(57)【要約】故障検出保護回路は、テストされている電子デバイスに電力を供給する電力線に接続され得る比較回路（例えば、コンパレータまたは検出器）を含み得る。比較回路は、電力線がアースにショートされる故障を検出するように構成され得る。例えば、テストされている電子デバイスは、該デバイスの電力端子がアースにショートされる故障を有し得る。このような故障を検出すると、比較回路は、１つ以上のスイッチを作動し、該スイッチは、電力線上のコンデンサまたは他のエネルギストレージデバイスをアースに迂回させる。比較回路は、代替的にまたはさらに１つ以上のスイッチを作動し、該スイッチは、テスト下の電子デバイスに電力を供給する電源を、該電子デバイスに接触するプローブから接続解除し得る。
2008545949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テスト下の半導体デバイスにおける故障を検出し、該故障に応答する方法であって、該方法は、
テスト下の該半導体デバイスに電気的に接続された電力線の少なくとも１つの電気的特性を、該故障の表示についてモニタすることと、
該少なくとも１つの電気的特性から故障状態が存在するかどうかを決定することと、
該故障状態が存在すると決定することに応答して、該故障によって影響されるテスト下の該半導体デバイスの端子と電気的に接続するプローブから電力を迂回させることであって、該迂回させることは、該電力線に電力を供給する電源と比べて該プローブのすぐ近くで生じる、ことと
を包含する、方法。
【請求項２】
前記電力線に電気的に接続されたコンデンサを提供することをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記迂回させることは、前記コンデンサから前記プローブを接続解除すること、前記電源から前記プローブを接続解除すること、または前記プローブをアースに接続することのうちの少なくとも１つを包含する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記迂回させることは、前記コンデンサから前記プローブを接続解除することを包含する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記迂回させることは、前記電源から前記プローブを接続解除することを包含する、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記迂回させることは、前記コンデンサから前記プローブを接続解除することと、前記電源から該プローブを接続解除することとを包含する、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記迂回させることは、前記プローブをアースに接続することを包含する、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記プローブは、前記半導体デバイスの複数の端子と接触するように構成されたプローブカードアセンブリの複数のプローブのうちの１つであり、
前記モニタすることは、該プローブカードアセンブリ上に配置された前記電力線の一部をモニタすることを包含する、
請求項３に記載の方法。
【請求項９】
前記決定することは、前記電力線上の電圧を基準電圧と比較することを包含する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記故障はアースへのショートである、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
電子デバイスをテストすることをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記モニタすることは、前記電力線上の電圧をモニタすることを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記電源は、前記電力線の第一の端部に接続され、前記プローブは該電力線の第二の端部に接続され、前記モニタすることは、該電源と比べて該プローブのすぐ近くの該電力線上の位置において、該電力線上の電圧をモニタすることを包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記モニタすることは、電力面上の複数の位置において、前記少なくとも１つの電気的特性をモニタすることを包含し、該電力面は、前記電力線を介して電源に電気的に接続され、複数のプローブが、電力線に電気的に接続され、複数の電子デバイスの複数の端子に接触するように配置される、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記モニタすることは、前記電力面上の少なくとも１組の位置の間の電圧の差が、所定の閾値を超えるかどうかを決定することをさらに包含する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
電子装置であって、
導電性のラインと、
該ラインに電気的に接続され、電子デバイスの電力端子に接触するように構成されたプローブと、
該電力端子における故障を検出する検出手段と、
該検出手段によって検出された故障から、該プローブを保護する保護手段と
を備えている、装置。
【請求項１７】
前記ラインに電気的に接続されたコンデンサをさらに備えている、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記保護手段は、前記コンデンサから前記プローブを接続解除すること、前記ラインに接続された電源から該プローブを接続解除すること、または該プローブをアースに接続することのうちの少なくとも１つによって、故障から該プローブを保護する、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記保護手段は、前記コンデンサから前記プローブを接続解除することによって、故障から該プローブを保護する、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記保護手段は、前記電源から前記プローブを接続解除することによって、故障から該プローブを保護する、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記保護手段は、前記コンデンサから前記プローブを接続解除することと、前記電源から該プローブを接続解除することとによって、故障から該プローブを保護する、請求項１８に記載の装置。
【請求項２２】
前記保護手段は、前記プローブをアースに接続することによって、故障から該プローブを保護する、請求項１８に記載の装置。
【請求項２３】
電子デバイスの複数の端子に接触するように構成された複数のプローブを備えているプローブカードアセンブリをさらに備え、前記導電性のラインおよび検出手段は、該プローブカードアセンブリ上に配置される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２４】
前記保護手段は、前記プローブカードアセンブリ上に配置されている、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記プローブカードアセンブリは、前記プローブが取り付けられるプローブ基板を備え、
前記検出手段は、該プローブ基板上に配置されている、
請求項２３に記載の装置。
【請求項２６】
前記保護手段は、前記プローブ基板上に配置される、請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記検出手段は、前記ライン上の電圧を基準電圧と比較する、請求項２３に記載の装置。
【請求項２８】
前記基準電圧は、前記電力端子におけるアースへのショートに対応する、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記導電性のラインと電気的に接続された電力面と、
該電力面を介して該ラインと電気的に接続され、複数の電子デバイスの電力端子と接触するように構成された複数のプローブと
をさらに備え、
前記検出手段は、該面をモニタして、該電力端子のうちの１つにおける故障を検出する、請求項１６に記載の装置。
【請求項３０】
前記検出手段は、前記電力面上の複数の点からサンプリングされた電圧を比較する、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
電子装置であって、
導電性のラインと、
該ラインに電気的に接続され、電子デバイスの電力端子に接触するように構成されたプローブと、
該ラインに電気的に接続されたコンデンサと、
該ライン上の電圧を基準電圧と比較するように構成された比較回路と、
該比較回路の出力によって作動され、該コンデンサから該プローブを接続解除すること、該ラインに電力を供給する電源から該プローブを接続解除すること、または該プローブをアースに接続することのうちの少なくとも１つを行うように構成されたスイッチと
を備える、装置。
【請求項３２】
電子デバイスの複数の端子と接触するように構成された複数のプローブを備えているプローブカードアセンブリをさらに備え、前記導電性のラインおよび前記比較回路は、該プローブカードアセンブリ上に配置される、請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記スイッチは、前記プローブカードアセンブリ上に配置されている、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記プローブカードアセンブリは、前記プローブが取り付けられるプローブ基板を備え、
前記比較回路は、該プローブ基板上に配置されている、
請求項３２に記載の装置。
【請求項３５】
前記スイッチは、前記プローブ基板上に配置されている、請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
テスト下の半導体デバイスにおいて故障を検出し、該故障に応答する方法であって、該方法は、
テスト下の該半導体デバイスに電気的に接続された電力線の少なくとも１つの電気的特性を、該故障の表示についてモニタすることと、
該少なくとも１つの電気的特性から、故障状態が存在するかどうかを決定することと、
該故障状態が存在することを決定することに応答して、
該故障と電気的に接するプローブから電力を迂回させることと、
該電力線に電力を供給する電源をオフにすることと
を包含する、方法。
【請求項３７】
前記迂回させることは、前記電源から前記プローブを接続解除することを包含する、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記迂回させることは、前記プローブをアースに接続することを包含する、請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
前記プローブは、前記半導体デバイスの複数の端子と接触するように構成されたプローブカードアセンブリの複数のプローブのうちの１つであり、
前記モニタすることは、該プローブカードアセンブリ上に配置された前記電力線の一部をモニタすることを包含する、
請求項３６に記載の方法。
【請求項４０】
前記決定することは、前記電力線上の電圧を基準電圧と比較することを包含する、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記故障は、アースへのショートである、請求項３９に記載の方法。
【請求項４２】
前記迂回させることは、前記プローブから前記電力線に電気的に接続されたコンデンサからの放電を迂回させることを包含する、請求項３６に記載の方法。
【請求項４３】
前記モニタすることは、電力面上の複数の位置において少なくとも１つの電気的特性をモニタすることを包含し、該電力面は、前記電力線を介して電源に電気的に接続され、複数のプローブは、該電力面に電気的に接続され、複数の電子デバイスの複数の端子に接触するように配置される、請求項３６に記載の方法。
【請求項４４】
前記モニタすることは、前記面上の少なくとも１組の位置の間の電圧の差が、所定の閾値を超えるかどうかを決定することをさらに包含する、請求項４３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
図１Ａは、電子デバイス１１０をテストする例示的なテストシステム１００の簡略化された図を示す。テスタ１０２は、テストデータを生成し、該データは、通信リンク１０６を介しインタフェース装置１０８に書き込まれ、インタフェース装置１０８は、図１Ａに示されるようにテスト下の電子デバイス１１０の端子１１４と接触するプローブ１１２に対する接続（図示されない）を提供する。電子デバイス１１０によって生成された応答データは、プローブ１１２とインタフェース装置１０８と通信リンク１０６とを介して、テスタ１０２に返される。通信リンク１０６、インタフェース装置１０８およびプローブ１１２は、テスタ１０２とテスト下の電子デバイス１１０との間に複数の通信チャネルを提供する。当然、他のデバイスがシステム１００に含まれ得る。例えば、テストデータおよび応答データを、処理し、および／またはルートするデバイスは、通信リンク１０６とインタフェース装置１０８との間に配置され得る。
【０００２】
インタフェース装置１０８は、テスト下の電子デバイス１１０と接触するプローブカード装置であり得る。一般的に電力が電子デバイス１１０に供給されなければならない。図１Ａに示されるように、電源１０４は、テスタ１０２の一部であり、電源１０４からの電力は、通信リンク１０６、インタフェース装置１０８および電力プローブ１１６によって形成される通信チャネルのうちの１つを介して、電子デバイス１１０の電力端子１１８に供給される。
【０００３】
図１Ｂは、電源１０４から、テストされている電子デバイス１１０の電力端子１１８までの１本の電力線１２０の概略図を示す。電力線１２０は、テスタ１０２から、テストされている電子デバイス１１０までの１つの通信チャネルを表し、従って、通信リンク１０６、インタフェース装置１０８および電力プローブ１１６の一部分を備えている。図１Ｂに示されるように、バイパスコンデンサ１２２は、しばしば、電力線１２０とアース１２４との間を接続して、電力線１２０上のノイズをフィルタする。
【０００４】
時折、テストされている電子デバイス１１０は、電力が電子デバイス１１０においてアースにショートされるという故障を有する。このような状態は一般的に、電源１０４からの大きな電流サージを引き起こす。電源が、このような故障の検出の際に、電源１０４を自動的にオフにする過電流保護を含み得る場合でさえも、電源１０４内の過電流保護回路網（図示されない）は、電流サージが電力線１２０を進行する前に、遅延および電力線１２０のインダクタンスの双方によって、電源１０４をオフにすることができないことがあり得る。十分に大きい場合には、このような電流サージは、インタフェース装置１０８または電力プローブ１１６を損傷し得る。実際、プローブ１１６は、このような損傷を特に受けやすい。さらに、電源１０４内の過電流保護回路網（図示されない）が、電流サージを防ぐことに間に合って、電源１０４をオフにすることが可能である場合にも、バイパスコンデンサ１２２が、素早く放電する可能性があり、電源プローブ１１６を通る結果として生じる電流が、プローブ１１６を損傷し得る。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
例示的な実施形態において、比較回路（例えば、コンパレータまたは検出器）は、テストされている電子デバイスに電力を供給する電力線に接続され得る。比較回路は、電力線がアースにショートされ得る故障を検出するように構成され得る。例えば、テストされている電子デバイスは、その電力端子がアースにショートされる故障を有し得る。このような故障の検出の際に、比較回路は、アースに迂回させるか、あるいはテストされている電子デバイスと接触するプローブからコンデンサまたは他のエネルギストレージデバイスを接続解除する、１つ以上のスイッチを作動し得る。比較回路は、代替的に、または追加的に、電子デバイスに電力を供給する電源を電子デバイスと接触するプローブから接続解除する１つ以上のスイッチを作動する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本明細書は、本発明の例示的な実施形態および適用を記載する。しかしながら、本発明は、これらの例示的な実施形態および適用、あるいは該例示的な実施形態および適用が動作する、または本明細書に記載される方法に限定されない。
【０００７】
図２は、本発明の一部の実施形態に従った例示的な故障検出保護回路を含み得る電力線１２０およびバイパスコンデンサ１２２の概略図を図示する。上記されるように、電力線１２０は、テスタ１０２の電源１０４から、テストされている電子デバイス１１０の電力端子１１８（部分図のみ示される）までの電力線であり得る。さらに上記されるように、バイパスコンデンサ１２２は、電力線１２０とアース１２４との間で接続され得、電力線１２０に対するノイズフィルタとして機能し得る。
【０００８】
図２に示される例示的な故障検出隔離回路は、コンパレータ２１０と、３つのスイッチ２５２、２５４、２５６を含み得る。電子デバイス１１０をテストするために、スイッチ２５２は閉じられ得、結果として電力線１２０が接続され得、電源１０４からテストされている電子デバイス１１０の電力端子１１８まで電力を供給し得る。スイッチ２５６は閉じられ得、バイパスコンデンサ１２２を電力線１２０と接続する。スイッチ２５４は、開いたままであり得る。
【０００９】
コンパレータ２１０は、２つの入力２０６、２０８を含み得る。一方の入力２０６は、好ましくは図２に示されるようにプローブ１１６の近く（これは電力線１２０の端部であり得る）で、電力線１２０に接続され得る。もう一方の入力２０８は、基準電圧（図示されない）に接続され得る。電子デバイス１１０上の故障が電力端子１１８をアースにショートさせる場合には、電力線１２０上の電圧は、故障のためにアースに向かって降下する。入力２０８に印加される基準電圧は、電力端子１１８がアースにショートされるこのような故障を表す低電圧に対応するように設定され得る。入力２０８に印加される基準電圧は、種々の方法で選択され得る。例えば、電子デバイス１１０は、特定の電圧範囲内である供給される電力で動作するように設計され得る。入力２０８に印加される基準電圧は、電子デバイス１１０の特定の最小動作電圧（すなわち、特定の電源電圧の下限）未満であるように選択され得る。例えば、電子デバイス１１０は、約３．５〜５．０ボルトの範囲の供給される電力で動作するように設計され得る。このような電子デバイスが０ボルトのアースを提供されると仮定すると、入力２０８に印加される基準電圧は、３．５ボルト未満、例えば、３．０ボルトであるように選択され得る。より高いまたはより低い電圧が、コンパレータ２１０の入力２０８に印加される基準電圧として、代替的に選択され得る。
【００１０】
前述の数値の例は限定するものではなく、入力２０８に印加される基準電圧は、電子デバイス１１０の特定の動作パラメータに依存し得る。従って、入力２０８に印加される基準電圧は、電子デバイス１１０の特定の動作パラメータを仮定して、電子デバイス１１０の電力端子における故障を示す任意の電圧であるように選択され得る。一般的に言って、基準電圧が電子デバイス１１０の動作範囲に近ければ近いほど、より速くコンパレータ２１０が故障を検出し得る。
【００１１】
コンパレータ２１０の入力２０６における電力線からの電圧が入力２０８に印加される基準電圧まで降下する場合には、コンパレータ２１０は、その旨を示し、コンパレータ２１０の出力２１２は、スイッチ２５２、２５６を開き、スイッチ２５４を閉じるために使用され得る。スイッチ２５２を開くことは、プローブ１１６を電源１０４から接続解除し、プローブ１１６を、電力端子１１８における故障によって引き起こされた電源１０４からの電力線１２０を下る電力サージから保護する。スイッチ２５６を開くことは、プローブ１１６をバイパスコンデンサ１２２から接続解除し、プローブ１１６を、故障によって引き起こされたバイパスコンデンサからの突然の放電から保護する。スイッチ２５４を閉じることは、アース１２４への経路を作る。従って、電源１０４からの電力サージは、スイッチ２５２が開き得る前にスイッチ２５２を過ぎて伝播したとすると、スイッチ２５４を閉じることは、電力サージに対するアース１２４への経路を提供する。従って、電力サージは、スイッチ２５４を通ってアース１２４へ流れ得、プローブ１１６を保護する。電源１０４からの電力サージは、例えば、プローブ１１６から電源１０４までの電力線１２０に沿った伝播遅延に電源１０４からスイッチ２５２までの伝播遅延を加えた合計が、以下の遅延：電力線１２０とコンパレータ２１０との間の入力２０６に沿った任意の伝播遅延、コンパレータ２１０の処理遅延、コンパレータ２１０とスイッチ２５２との間の出力２１２に沿った伝播遅延、スイッチ２５２のスイッチ遅延の合計よりも小さい場合に、スイッチ２５２を過ぎて伝播し得る。
【００１２】
スイッチ２５４を閉じることは、同様に、スイッチ２５６が開かれる前にスイッチ２５６を過ぎて伝播するバイパスコンデンサ１２２からの放電に対するアース１２４への経路を作る。放電は、従って、プローブ１１６を通るよりもむしろ、スイッチ２５４を通ってアースへ流れる。
【００１３】
従って、コンパレータ２１０およびスイッチ２５２、２５４、２５６は、プローブ１１６を、電力端子１１８がアースにショートされる故障によって発生し得るような電源１０４からの電力サージおよび／またはバイパスコンデンサ１２２からの電流放電から保護する故障検出保護回路として形成かつ機能し得る。他の実施形態に従って、図２に示される故障検出保護回路は、スイッチ２５２、２５４、２５６の各々を必ずしも含む必要はない。むしろ、図２に示される故障検出保護回路は、スイッチ２５２、２５４、２５６の１つのみを含み得るか、またはそれらのスイッチのうちの２つの任意の組み合わせを含み得る。図３は、１つの限定されない例を示し、この例において、故障検出保護回路がスイッチ２５４を含むが、スイッチ２５２、２５６は含まない。
【００１４】
図３において、故障検出保護回路は、コンパレータ２１０およびスイッチ２５４を含み得る。上で議論されるように、電子デバイス１１０をテストする間に、スイッチ２５４は（位置３１６に）開かれ得る。また、上で議論されるように、コンパレータ２１０が、電力端子１１８が入力２０８に印加される選択された電圧基準と比較され、アースにショートされる故障を示す電力線１２０の電圧を検出した場合、コンパレータ２１０はスイッチ２５４を作動させ、スイッチ２５４を閉じた位置３１９に移動させ、このことがスイッチ２５４を通るアース１２４への経路を作る。このことは、電源１０４とプローブ１１６との間、およびバイパスコンデンサ１２２とプローブ１１６との間にアースへの経路を作る。従って、電源１０４からの電力サージおよびバイパスコンデンサ１２２からの放電は、スイッチ２５４を通ってアース１２４へ流れ得、プローブ１１６を保護する。
【００１５】
図２および図３に示されるように、接続２３０が、テスタ１０２とコンパレータ２１０との間に提供され得る。このような接続２３０は、テスタがコンパレータ２１０をセットおよびリセットすることを可能にし得る。様々なデータ（例えば、ステータスデータおよび／またはハンドシェイキングデータ）はまた、接続２３０を介して、コンパレータ２１０とテスタ１０２との間で交換され得る。例えば、コンパレータ２１０は、検出された故障に関する情報を、接続２３０を介してテスタ１０２に送信する。コンパレータ２１０から接続２３０を介してテスタ１０２に提供されるこのような情報は、テスタ１０２に電源１０４をオフにさせる１つまたは複数の信号を含み得る。例えば、故障を検出すると、コンパレータ２１０は、（スイッチ２５６を開き、スイッチ２５２を開き、および／またはスイッチ２５４を閉じる出力信号２１２を生成することに加えて、）テスタ１０２に、接続２３０を介して送信される、故障の検出を示し、テスタ１０２に電源１０４をオフにさせる１つまたは複数の制御信号を生成する。
【００１６】
図４は、本発明の一部の実施形態に従う故障検出保護回路のさらに別の構成を図示する。図４は、スイッチ２１４に接続され得るコンパレータ２１０を含み得る故障検出保護回路を有する電力線１２０の概略図を含む。電子デバイス１１０のテストの間のスイッチ２１４の通常の動作位置であり得る位置２１６において、電源１０４からの電力は電力プローブ１１６に接続され得る。故障の検出の際のスイッチ２１４の位置であり得る位置２１９において、プローブ１１６はアース１２４に接続され得、バイパスコンデンサ１２２から接続解除され得る。従って、バイパスコンデンサの充電は、一般的にプローブ１１６への放電を防ぐ。プローブ１１６はまた、電源１０４から接続解除され得る。従って、コンパレータ２１０およびスイッチ２１４は、例えば、電力端子１１８がアースにショートされる故障によって生じ得る故障検出およびプローブ１１６をバイパスコンデンサ１２２からの電流放電から保護する保護回路を形成し得る。プローブ１１６はまた、電源１０４から接続解除され（結果として保護され）得る。
【００１７】
図５は、本発明の一部の実施形態に従う、故障検出保護回路のさらに別の構成を図示する。図５は、コンパレータ２１０を含み得る故障検出保護回路を有する電力線１２０の概略図を含み、コンパレータ２１０はスイッチ４１４に接続され得る。電子デバイス１１０をテストする間に、スイッチ４１４は位置４１６にあり得、電力線１２０の一部分を形成し得る。コンパレータ２１０の出力２１２によって作動される場合（上記されるように）、スイッチ４１４は、位置４１９に移動し、電力線１２０を中断させ、プローブ１１６を電源１０４から接続解除する。図５に見られ得るように、位置４１９にある間に、スイッチ４１４はまた、バイパスコンデンサ１２２をプローブ１１６から接続解除し、バイパスコンデンサ１２２がプローブ１１６を介して放電することを妨げる。
【００１８】
前述の任意の実施形態において、コンパレータ２１０は、例えば、当該分野で公知である高速電圧コンパレータ（例えば、その入力に対して、約１００〜１０００ピコ秒内で、あるいは１００ピコ秒未満でさえある変化時間で出力を生成する）であり得る。コンパレータ２１０は、代替的には、プログラムされるマイクロコントローラあるいは他の論理ハードウェアおよび／またはソフトウェア（限定することなしにファームウェアおよびマイクロコードを含む）であり得る。様々なタイプのモニタすることおよび報告することは、結果として、コンパレータ２１０にプログラムされ得る。スイッチ２１４、２５２、２５４、２５６、３１４、４１４は、トランジスタ（例えば、双極トランジスタまたは電界効果トランジスタ）、シリコン制御整流器、または任意の他の電気伝導性のラインを開き、および／または閉じるために適切な構造を用いてインプリメントされ得る。例えば、並列に構成された多くのトランジスタは、スイッチ２１４、２５２、２５４、２５６、３１４、４１４を形成し得る。スイッチ２１４、２５２、２５４、２５６、３１４、４１４は、代替的には、リレーまたは任意の他の適切な電子スイッチデバイスであり得る。コンパレータ２１０および／またはスイッチ２１４、２５２、２５４、２５６、３１４、４１４は、集積回路上でインプリメントされ得る。
【００１９】
図６は、１つ以上の電子デバイス６１０をテストする例示的なプロービングシステム６００を図示し、これは例えば、１つ以上の半導体ウェーハのダイ、１つ以上のダイのアレイの切断された半導体ダイ、１つまたは複数の任意の他の電子デバイスであり得る。見られるように、図２〜図５の例示的な故障検出保護回路は、プロービングシステム６００のプローブカードアセンブリ６０８上でインプリメントされ得る。
【００２０】
示されるように、プロービングシステム６００は、通常、図１Ａのテスタ１０２と類似し得るテスタ６０２と、テスト下の１つまたは複数の電子デバイス６１０をサポートし、１つまたは複数の電子デバイス６１０を、プローブカードアセンブリ６０８のプローブ６１２と接触するように移動させる移動可能なステージ６２６を有するプローバー６０９とを含み得る。通信リンク６０６、テストヘッド６５０、コネクタ６５２およびプローブカードアセンブリ６０８（これらはプローブ６１２を含み得る）は、テスタ６０２とテスト下の１つまたは複数の半導体電子デバイス６１０との間に、複数の通信チャネル（図示されない）を提供し得る。これらの通信チャネル（図示されない）のうちの１つ以上は、電源６０４から、テスト下の１つまたは複数の電子デバイス６１０のダイ（図示されない）まで、電力を提供し得る。
【００２１】
通信リンク６０６は、テスタ６０２とテストヘッド６５０との間に、複数の個別の通信接続（図示されない）を提供し得る。通信リンク６０６は、データおよび／または電力を通信する任意の手段であり得る。（一部の実施形態においては、電力は、通信リンク６０６以外の電気接続を介して供給され得る）。限定されない例は、ケーブル、光学データリンク、無線データリンクなどを含む。テストヘッド６５０は、リンク６０６の通信接続をコネクタ６５２にルートし得、これが次に、テストヘッド６５０とプローブカードアセンブリ６０８との間に電気的に伝導性の経路を提供し得る。コネクタ６５２は、テストヘッド６５０とプローブカードアセンブリ６０８との間に電気的に伝導性の経路を提供する任意の手段であり得る。限定されない例は、ポゴピン（ｐｏｇｏ  ｐｉｎ）、ケーブルまたはゼロ挿入力（ｚｅｒｏ−ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ−ｆｏｒｃｅ）コネクタを有するワイヤなどを含む。プローブカードアセンブリ６０８は、コネクタ６５２とプローブ６１２との間に電気的な経路（図６には示されない）を提供する。
【００２２】
プローブカードアセンブリ６０８は、１つまたは複数の半導体電子デバイス６１０のダイ（図示されない）と接触するプローブを有する任意のタイプの装置であり得る。図７は、１つの例示的なプローブカードアセンブリ６０８の簡略化されたブロックおよび概略図を示す。
【００２３】
図７のプローブカードアセンブリ６０８は、３つの基板：プリント回路基板５０２と、インターポーザ５０４と、プローブヘッド５０６とを含み得る。端子５０８は、図６のコネクタ６５２に電気的に接続する。端子５０８は、（コネクタ６５２がポゴピンの場合には）ポゴピン、ゼロ挿入力コネクタを受けるためのパッド、または図６のコネクタ６５２を受けるために適切な任意の他の接続デバイスであり得る。
【００２４】
プリント回路基板５０２を通る電気接続５１０（例えば、導電性のビアおよび／またはトレース）、プリント回路基板５０２およびインターポーザ５０４に電気的に接続するバネ接触５１２、インターポーザ５０４を通る電気接続５１４（例えば、導電性ビアおよび／またはトレース）、インターポーザ５０４およびプローブヘッド５０６に電気的に接続するバネ接触５１６、プローブヘッド５０６を通る電気接続５１８（例えば、導電性ビアおよび／またはトレース）は、コネクタ５０８をプローブ６１２に電気的に接続する。プローブ６１２は、１つまたは複数の電子デバイス６１０の半導体ダイ（図示されない）上の端子と接触するように構成され得る。コネクタ５０８、接続５１０、バネ接触５１２、接続５１４、バネ接触５１６、接続５１８およびプローブ６１２は、結果として図６のコネクタ６５２と、テスト下の１つまたは複数のデバイス６１０と接触するプローブカードアセンブリ６０８のプローブ６１２との間の電気的経路を形成し得る。
【００２５】
プローブヘッド５０６およびインターポーザ５０４は、ボルト、ネジ、クランプ、ブラケット、バネデバイスなどを含むがこれには限定されない任意の適切な手段（図示されない）を用いて、プリント回路基板５０２に固定され得る。米国特許第５，９７４，６２２号、米国特許第６，５０９，７５１号および米国特許出願第１１／１６５，８３３号（２００５年６月２４日出願）は、例示的なプローブカード装置を記載し、これらの特許に記載されるプローブカード装置の様々な特徴はプローブカードアセンブリ６０８においてインプリメントされ得る。
【００２６】
通信リンク６０６、テストヘッド６５０、コネクタ６５２、プローブカードアセンブリ６０８を通る電気的経路（例えば、５１０、５１２、５１４、５１６、５１８）およびプローブ６１２は、テスタ６０２と１つまたは複数の電子デバイス６１０のダイ（図示されない）との間に、上記された複数の通信チャネルを形成し得る。さらに上記されるように、これらの通信チャネルのうちの１つ以上が、電源６０４から１つまたは複数の電子デバイス６１０のダイ（図示されない）まで、ダイのテストの間に電力を供給するために使用され得る。図２〜図５の電力線１２０は、電力を供給するために使用される１つのこのような通信チャネルを表し得る。（図２〜図５の電源１０４は、従って図６の電源６０４を表し、図２〜図５の端子１１８は、図６の１つまたは複数の電子デバイス６１０のダイ（図示されない）のうちの１つへの電力入力端子を表す）。図２〜図５のバイパスコンデンサ１２２は、図７のプローブカードアセンブリ６０８の基板５０２、５０４および／または５０６のうちの任意または全てに配置され得る。図２〜図５のコンパレータ２１０およびスイッチ２１４、２５２、２５４、２５６、３１４、４１４は、同様に基板５０２、５０４および／または５０６のうちの任意または全てに配置され得る。一部の実施形態において、（１２２のような）バイパスコンデンサは、プローブ６１２に可能な限りまたは実用的に近くに有利に配置され得、結果としてプローブヘッド５０６上に配置され得る。公知のように、一部の場合には、（例えば、１２２のような）バイパスコンデンサが、電子デバイス（例えば、電子デバイス１１０）の電力入力（例えば、電力端子１１８）に近ければ近いほど、より効果的にコンデンサは、電力入力に提供される電力信号からの電力線上のノイズをフィルタし得る。（１２２のような）バイパスコンデンサは、プローブヘッド５０６の、プローブ６１２が取り付けられるサイド５２４を含むいずれかのサイドに配置され得る。図２〜図５のコンパレータおよびスイッチ２１４、２５２、２５４、２５６、３１４、４１４は、同様にプローブヘッド５０６（サイド５２４を含むいずれかのサイド）に配置され得る。コンパレータ２１０の入力２０６は、プローブヘッド５０６の５２６内に組み込まれる接続５１８と接続され得る。コンパレータ２１０およびスイッチ２１４、２５２、２５４、２５６、３１４、４１４はまた、プリント回路基板５０２および／またはインターポーザ５０４のうちの１つ以上に配置され得る。
【００２７】
図８は、本発明の一部の実施形態に従う、故障検出保護回路のさらに別の構成を図示する。示されるように、図２の構成と同様、図８の故障検出保護回路は、電源１０４から電力を供給する電力線１２０を含み得る。バイパスコンデンサ１２２は、アース１２４に接続され得る。図８の故障検出保護回路はまた、スイッチ２５２、２５４および２５６を含み得、これらは図２の同様に番号付けられたスイッチと同じスイッチであり得、同じように機能し得る。しかしながら、図２の故障検出保護回路とは異なり、図８の故障検出保護回路は、電力線１２０からの複数のプローブ１１６を通ってテストされている複数の電子デバイス１１０の電力端子１１８まで電力を分配する電力面１２０４を含む。図８の構成はまた検出器１２０６を含み得る。
【００２８】
図８に示されるように、検出器１２０６の入力１２０８は、電力面１２０４上の様々な点に電気的に接続され得る。（５つの入力１２０８が図８に示され得るが、より多くまたはより少ない数が使用され得る）。検出器１２０６は、十分に大きい電圧差が、入力１２０８のうちの２つ以上の間で検出される場合に出力１２０２を作動させるように構成され得、該検出は、プローブ１１６のうちの１つ以上が、電力端子１１８の１つ以上におけるアースへのショート故障（ｓｈｏｒｔ−ｔｏ−ｇｒｏｕｎｄ  ｆａｕｌｔ）によって、アースへショートされていることを指示するものであり得る。上で議論されるように、電子デバイス１１０は、一般的に特定の電圧範囲内の電力の供給によって動作するように設計される。電力端子１１８がアースへショートされる故障は、プローブ１１６をショートさせ、電力面１２０４をアースへ接触させ、このことが、ショートされたプローブ１１６が電力面１２０４に接続されている近辺での電力面１２０４の電圧の降下を引き起こし得る。電圧降下の量は、電子デバイス１１０および電子デバイス１１０をテストするために使用されるテストシステムの動作パラメータに依存し得る。従って、検出するように構成される電圧差検出器１２０６は、電子デバイス１１０およびテストシステムの動作パラメータに依存し得る。
【００２９】
このような差（すなわち電力端子１１８のうちの１つにおいて故障を表す）を検出すると、検出器１２０６は出力１２０２を作動させ得、これが図２を参照して上で議論されたように、スイッチ２５４を閉じ、スイッチ２５２および２５６を開く。（さらに、図２を参照して上で議論されるように、電子デバイス１１０のテストの間のスイッチ２５２、２５４、２５６の通常の動作位置は、以下のようであり得る：スイッチ２５２は閉じられ得、スイッチ２５４は開き得、スイッチ２５６は閉じられ得る）。図２を参照して、上で議論されるように、スイッチ２５４を閉じることは、電源１０４からの電流サージに対する、および／またはバイパスコンデンサ１２２からの放電に対するアース１２４への経路を提供し得、このような電源１０４からの電流サージおよびバイパスコンデンサ１２２からの放電を、プローブ１１６から迂回させる。スイッチ２５２を開くことは、電源１０４からプローブ１１６を接続解除し、スイッチ２５６を開くことは、バイパスコンデンサ１２２からプローブ１１６を接続解除する。図２を参照して上で議論されるように、図８の故障検出保護回路の様々な構成は、スイッチ２５２、２５４、２５６のうちの１つのみまたは２つのみを用いてインプリメントされ得る。
【００３０】
電力面１２０４の上面図を示す図９は、本発明の一部の実施形態に従って、検出器１２０６のような検出器の例示的な構成を図示する。示されるように、検出器１２０６は、４つの差動増幅器１３１２、１３１４、１３１６、１３１８およびそれらの出力に応答して出力１２０２を作動させる差動増幅器の出力１３２０、１３２２、１３２４、１３２６のうちの１つ以上における正または負の出力を検出するように構成される機能的なＯＲ回路１３２８を備え得る。さらに示されるように、検出器１２０６は、それぞれが電力面１２０４のように５つの位置１３０２、１３０４、１３０６、１３０８、１３１０からタップされる５つの入力を含み得る。タップ１３０２、１３０４、１３０６、１３０８、１３１０のうちの１つ（この例ではタップ１３０６）が、差動増幅器１３１２、１３１４、１３１６、１３１８の各々への入力であり得る。その他のタップ１３０２、１３０４、１３０８、１３１０の各々は、差動増幅器１３１２、１３１４、１３１６、１３１８に対する他方の出力となり得る。各差動増幅器１３１２、１３１４、１３１６、１３１８は、従って、タップ１３０６における電圧（または電流）を、別のタップ１３０２、１３０４、１３０８、１３１０における電圧（または電流）と比較し得る。図９に示されるように、他のタップ（例えば、１３０２、１３０４、１３０８、１３１０）に対して一般的に中心に位置されるタップ（例えば、タップ１３０６）が、その他のタップからの電圧と比較され得る電圧を提供するように選択され得る。あるいは、任意のタップ１３０２、１３０４、１３０６、１３０８、１３１０は、その他のタップからの電圧と比較され得る電圧を提供するように選択され得る。
【００３１】
電圧（または対応する電流）は、例えば、上で議論されるような電力端子１１８（図８参照）のうちの１つにおける故障がない場合には、面１２０４にわたって一般的に同一であるべきである。各差動増幅器１３１２、１３１４、１３１６、１３１８は、その入力における電圧（または対応する電流）の差が所定の閾値を超える（上で議論されるように１つ以上の端子１１８における故障を示す）場合には、その出力１３２０、１３２２、１３２４、１３２６を作動させ得る。一般的に上で議論されるように、閾値は電子デバイス１１０および電子デバイス１１０をテストするために使用されるテストシステムの動作パラメータに依存し得る。差動増幅器１３１２、１３１４、１３１６、１３１８の出力１３２０、１３２２、１３２４、１３２６は、回路１３２８によって論理和されることにより、差動増幅器１３１２、１３１４、１３１６、１３１８の任意の出力１３２０、１３２２、１３２４、１３２６のうちのどれかが作動されると、検出器１２０６の出力１２０２が作動される。
【００３２】
例えば、タップ１３０２、１３０４、１３０８、１３１０の近くの電力面１２０４に接続されるプローブ１１６が、アースへのショートの故障を有する電子デバイス１１０の端子１１８に接触すると、タップ１３０２、１３０４、１３０８、１３１０のうちの１つ以上における、電力面１２０４上の電圧が、タップ１３０６における電圧未満まで下がり得、差動増幅器１３１２、１３１４、１３１６、１３１８のうちの１つ以上が、その出力またはそれらの出力１３２０、１３２２、１３２４、１３２６で正のパルスを生成し得る。タップ１３０６の近くの電力面１２０４に接続されたプローブ１１６が、アースへのショートの故障を有する電子デバイス１１０の端子１１８と接触すると、タップ１３０６における電力面１２０４上の電圧が、タップ１３０２、１３０４、１３０８、１３１０における電力面１２０４上の電圧より下がり得、差動増幅器１３１２、１３１４、１３１６、１３１８の各々が、出力１３２０、１３２２、１３２４、１３２６で負のパルスを生成し得る。５つのタップ１３０２、１３０４、１３０６、１３０８、１３１０、４つの差動増幅器１３１２、１３１４、１３１６、１３１８および１つのＯＲゲート１３２８は、図９に示されるが、より多いまたはより少ない数のタップ、差動増幅器および／またはＯＲゲートが使用され得る。さらに、図９で示されるように構成される複数の検出器１２０６が、電力面１２０４に接続され得る。
【００３３】
図８および図９に示される例示的な故障検出保護回路は、図７のプローブカードアセンブリ６０８のようなプローブカードアセンブリ上でインプリメントされ得る。例えば、電力面１２０４は、プローブ基板５０６に組み込まれ得、プローブ１１６は図７のプローブ６１２のようにインプリメントされ得る。スイッチ２５２、２５４、２５６、検出器１２０６（差動増幅器１３１２、１３１４、１３１６、１３１８および／またはＯＲゲート１３２８のうちの１つ以上を含む）のうちの任意の１つ以上が、プリント基板回路５０２、インターポーザ５０４および／またはプローブ基板５０６のうちの任意のものの上に配置され得るか、またはそれらに組み込まれ得る。
【００３４】
任意の前述の実施形態において、コンパレータ２１０および差動増幅器１３１２、１３１４、１３１６、１３１８は、当該分野で公知の高速電圧コンパレータまたは差動増幅器（例えば、その入力に対して、約１００〜１０００ピコ秒内で、あるいは１００ピコ秒未満でさえある変化時間で出力を生成する）であり得る。コンパレータ２１０または差動増幅器１３１２、１３１４、１３１６、１３１８は、代替的にはプログラムされたマイクロ制御装置あるいは他の論理ハードウェアおよび／またはソフトウェア（ファームウェアまたはマイクロコードを含むがこれらに限定はされない）であり得る。様々なモニタすることおよび報告することは、結果として、コンパレータ２１０および／または任意の増幅器１３１２、１３１４、１３１６、１３８にプログラムされ得る。スイッチ２１４、２５２、２５４、２５６、３１４、４１４は、トランジスタ（例えば、双極トランジスタまたは電界効果トランジスタ）、シリコン制御整流器、または導電性のラインを開く、および／または閉じるために適した任意の他の構造を用いてインプリメントされ得る。例えば、並列に構成された多くのトランジスタは、スイッチ２１４、２５２、２５４、２５６、３１４、４１４を形成し得る。スイッチ２１４、２５２、２５４、２５６、３１４、４１４は、代替的にリレーまたは任意の他の適切な電子スイッチデバイスであり得る。コンパレータ２１０、差動増幅器１３１２、１３１４、１３１６、１３８および／またはスイッチ２１４、２５２、２５４、２５６、３１４、４１４は、１つ以上の集積回路上でインプリメントされ得る。
【００３５】
図２を参照して上で議論されるように、本明細書に記載される任意の実施形態において、テスタ１０２は、接続２３０を介して制御信号をコンパレータ２１０または検出器１２０６に提供し得（例えば、コンパレータ２１０または検出器１２０６のパラメータをセットする、コンパレータ２１０または検出器１２０６のパラメータをリセットするなど）、コンパレータ２１０または検出器１２０６からのステータスおよび／または他の信号を受信し得る。さらに、コンパレータ２１０または検出器１２０６は、検出された故障に関する情報をテスタ１０２に提供し得、このような情報は、テスタ１０２に電源１０４をオフにさせる１つまたは複数の信号を含み得る。例えば、故障を検出すると、コンパレータ２１０または検出器１２０６は（スイッチ２５２、２５４、２５６、４１４のうちの１つ以上を開いたり閉じたりする出力信号２１２または１２０２を生成することに加え）、接続２３０を経由してテスタ１０２に送信される、故障の検出を示し、テスタ１０２に電源１０４をオフにさせる１つまたは複数の制御信号を生成し得る。
【００３６】
本発明の様々な例示的な実施形態および適用が示され、記載されてきた。多くの変更および修正ならびに代替的な実施形態および適用が可能である。例えば、コンパレータ２１０およびスイッチ２１４、２５２、２５４、２５６、３１４、４１４は、アースに迂回させるように、またはコンデンサ１２２以外のエネルギ格納デバイスを、電力線１２０から接続解除するように構成され得る。別の例として、故障検出保護回路（コンパレータ２１０およびスイッチ２１４、２５２、２５４、２５６、３１４、４１４）が、図６に示される半導体プロービングシステム６００以外のシステムにおいてインプリメントされ得る。例えば、図２〜図５の故障検出保護回路は、プロービングシステムの別のタイプまたは構成においてインプリメントされ得、または故障検出保護回路は、別のタイプのテストシステム、例えば、図１Ａに示されるより一般化されたテストシステムにおいてインプリメントされ得る。さらに別の例として、図１Ａの電源１０４または図６の電源６０４が、必ずしもテスタ１０２、６０２に配置される必要はなく、任意の他の位置に配置され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１Ａ】図１Ａは、例示的な従来技術のテストシステムの簡略図を図示する。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａのシステムにおける電力線およびバイパスコンデンサの概略図である。
【図２】図２は、本発明の一部の実施形態に従う、例示的な故障検出保護回路を含み得る電力線およびバイパスコンデンサの概略図を示す。
【図３】図３は、本発明の一部の実施形態に従う、別の例示的な故障検出保護回路を含み得る図２の電力線およびバイパスコンデンサの概略図を示す。
【図４】図４は、本発明の一部の実施形態に従う、さらに別の例示的な故障検出保護回路を有する図２の電力線およびバイパスコンデンサの概略図を図示する。
【図５】図５は、本発明の一部の実施形態に従う、さらに別の例示的な故障検出保護回路を有する図２の電力線およびバイパスコンデンサの概略図を図示する。
【図６】図６は、本発明の一部の実施形態に従う、例示的な半導体ウェーハプロービングシステムを図示する。
【図７】図７は、本発明の一部の実施形態に従う、例示的なプローブカードアセンブリを図示する。
【図８】図８は、本発明の一部の実施形態に従う、さらに別の故障検出保護回路を図示する。
【図９】図９は、本発明の一部の実施形態に従う、図８の検出器の例示的な構成を図示する。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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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８】
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【図９】
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