老化測試的方法和老化測試的測量程序的製作方法
2023-05-14 01:49:46
專利名稱：老化測試的方法和老化測試的測量程序的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種老化(burn-in)測試的方法。
背景技術：
開發各種貼裝技術以實現半導體器件的高密度貼裝。例如，經常使用TAB(自動載帶焊接)或COF(薄膜上的晶片)以將半導體器件貼裝在用於液晶驅動器IC的載帶上。此外，經常採用CSP(晶片尺寸封裝)和MCP(多晶片封裝)用於便攜裝置IC。
在採用上述貼裝技術中需要考慮的項目之一是老化的執行方法。為保護具有高可靠性的KGD(已知的好管芯)，基本上必需執行老化。然而，當使用諸如TAB、COF、CSP或MCP的貼裝技術時，與典型的半導體器件的情況不同，不能執行使用老化板的老化。對於諸如TAB、COF、CSP或MCP的貼裝技術，必需執行不使用老化板的老化。
為了執行不使用老化板的老化，考慮使用探針的老化技術。實例之一是晶片級老化(WLBI)技術，其中在其原始晶片中的半導體器件上執行老化。日本未決公開專利申請JP2003-297887A公開了WLBI技術。在晶片級老化中，使探針與原始晶片上的半導體器件相接觸，並且通過探針將應力施加到半導體器件。
使用探針的老化測試技術的一個問題在於長的測試時間。為了使測試時間較短，通過使用單個探針板來同時向多個半導體器件施加老化是優選的。例如，在晶片級老化技術中，通過使用單個探針板來同時向形成在一個晶片中的所有半導體器件施加老化是理想的。然而，同時向多個半導體器件施加老化使得難以保證探針和半導體器件之間電氣連接的可靠性。實際上，為測試半導體器件不可避免地必需執行多個測試。然而，如果為測試半導體器件而執行多個測試，那麼這相應地導致測試時間的增加。測試時間的增加不是優選的，因為這導致測試成本的增加。
鑑於上述背景，希望提供一種用於減少使用探針的老化測試的測試時間的技術。
發明內容
因此，本發明的目的是減少通過使探針與半導體器件相接觸來執行老化的老化測試所需的測試時間。
為了實現本發明的一個方面，本發明提供一種老化測試的方法，包括(a)通過位於探針板上的第一探針來執行第一半導體器件的操作測試；以及(b)當執行該操作測試時，通過位於探針板上的第二探針將應力施加到第二半導體器件。
在老化測試的該實施例中，由於同時執行第一半導體器件的操作測試和第二半導體的老化，因此能夠充分地提高操作測試和老化的吞吐量並且能夠有效地減少老化測試的測試時間。
從結合附圖的如下說明中，本發明的上述和其它目的、優點和特徵將變得更加顯而易見，其中圖1是示出了根據本發明的老化測試的方法的第一實施例中所使用的探針板的構造的概念視圖；圖2是示出了第一實施例中探針板的探針組與位於半導體器件中的輸入焊盤和輸出焊盤之間的連接關係的透視圖；
圖3是示出了第一實施例中探針板的探針組與測試器之間的連接關係的框圖；圖4是示出了第一實施例中的例程的流程圖；圖5是示出了第一實施例中的另一例程的流程圖；圖6是示出了第二實施例中被測試的半導體器件的封裝方式的概念視圖；圖7是示出了第二實施例中使用的探針板的構造的概念視圖；以及圖8是示出了第二實施例中探針板的探針組與位於載帶中的輸入焊盤和輸出焊盤之間的連接關係的透視圖。
具體實施例方式
以下參考附圖來描述根據本發明的老化測試的方法的實施例。
(第一實施例)在第一實施例中，將根據本發明的老化測試的方法應用於晶片級老化技術。該實施例中的用於晶片級老化測試的方法在執行第一半導體器件的操作測試期間示意性執行第二半導體器件的老化。在完成老化和操作測試之後，執行第三半導體器件的老化和第二半導體器件的操作測試。通過上述例程執行老化和操作測試的晶片級老化測試的方法充分地提高了老化和操作測試的吞吐量，並且有效地減少了用於晶片級老化檢查所需的時間。
以下將公開實現晶片級老化測試的上述方法及其詳細例程的設備和裝置。
圖1是示出了在該實施例中的晶片級老化測試的方法中使用的探針板的構造的概念視圖。設計探針板1使得能夠對兩個半導體器件執行操作測試，並且同時能夠對另外兩個半導體器件施加老化。
具體地，四個DUT區域，也就是DUT區域21、22、31和32位於探針板1上。這四個DUT區域21、22、31和32的每一個DUT區域對應於四個半導體器件中的一個半導體器件，其中通過使用探針板1來對該四個半導體器件執行檢查或老化。在圖1中，為闡明該對應性，分別將符號[DUT1]、[DUT1』]、[DUT2]和[DUT2』]給予DUT區域21、22、31和32。
DUT區域21和22是用來對半導體器件執行操作測試的探針所在的區域。具體地，為DUT區域21設置輸入焊盤探針41和輸出焊盤探針51。相似地，為DUT區域22設置輸入焊盤探針42和輸出焊盤探針52。
DUT區域31和32是用來對半導體器件施加老化的探針所在的區域。具體地，為DUT區域31設置老化探針61。相似地，為DUT區域32設置老化探針62。
探針板1的該構造目的在於通過使用輸入焊盤探針41和輸出焊盤探針51對兩個半導體器件執行操作測試，並且同時通過使用老化探針62對另外兩個半導體器件施加老化。圖2是示出了該實施例中探針板1的各探針與位於半導體器件中的焊盤之間的連接關係的透視圖。為同時執行操作測試和老化，如圖2所示那樣連接探針板1的各探針與位於半導體器件中的焊盤。在圖2中，用符號DUT1、DUT2來表示其上執行操作測試的半導體器件，並且用符號DUT1』、DUT2』來表示其上施加老化的半導體器件。如本領域普通技術人員所知，DUT表示「測試下的設備」。用於從外部接收輸入信號的輸入焊盤7以及用於將輸出信號輸出到外部的輸出焊盤8置於半導體器件DUT1、DUT2、DUT1』和DUT2』中。
使為DUT區域21和22設置的探針與在其上執行操作測試的各半導體器件DUT1和DUT2的輸入焊盤7和輸出焊盤8相接觸。具體地，使DUT區域21的輸入焊盤探針41與半導體器件DUT1的輸入焊盤7相接觸，並且使輸出焊盤探針51與半導體器件DUT1的輸出焊盤8相接觸。相似地，使DUT區域22的輸入焊盤探針42與半導體器件DUT2的輸入焊盤7相接觸，並且使輸出焊盤探針52與半導體器件DUT2的輸出焊盤8相接觸。然而，為了易於觀看附圖，在圖2中未示出輸入焊盤探針42和輸出焊盤探針52。當執行半導體器件DUT1和DUT2的操作測試時，將檢查圖形通過輸入焊盤探針41從測試器提供到半導體器件DUT1的輸入焊盤7，並且通過輸入焊盤42提供到半導體器件DUT2的輸入焊盤7。然後，半導體器件DUT1的輸出焊盤8所輸出的輸出圖形通過輸出焊盤探針51被提供給測試器。此外，半導體器件DUT2的輸出焊盤8所輸出的輸出圖形通過輸出焊盤探針52被提供給測試器。
另一方面，使為DUT區域31和32設置的老化探針61和62與其上施加老化的各半導體器件DUT1』和DUT2』的輸入焊盤7相接觸。然而，為便於觀看附圖，圖2中未示出老化探針62。值得注意的是以下事實未使探針與半導體器件DUT1』和DUT2』的輸出焊盤8相接觸。當向半導體器件DUT1』和DUT2』施加老化時，通過老化探針61將高壓的應力圖形從測試器提供到半導體器件DUT1』的輸入焊盤7並且通過老化探針62提供到半導體器件DUT2』的輸入焊盤7。
圖3是示出了探針板1的各探針與用於執行半導體器件的操作測試並施加應力的測試器之間連接關係的框圖。在圖3中，由符號9表示測試器。測試器9包括兩個測量單元101和102以及控制器11。測量單元101和102將檢查圖形和應力圖形提供給各半導體器件，並且還根據各半導體器件輸出的輸出圖形來判斷各半導體器件存在或不存在故障。控制器11執行其內部的存儲器中預先準備的測量程序並且要求測量單元101和102執行期望的操作測試並施加應力。
測量單元101和102中的每一個包括輸入側埠12和輸出側埠13。輸入側埠12用於將用於操作測試的檢查圖形提供到各半導體器件DUT1和DUT2。探針板1的輸入焊盤探針41和42連接到輸入分配管腳14，該輸入分配管腳14是置於各測量單元101和102的輸入側埠12中的端子。另一方面，輸出側埠13用於接收各半導體器件DUT1和DUT2輸出的輸出圖形。探針板1的輸出焊盤探針51和52連接到輸出測量管腳15，該輸出測量管腳15是置於各測試單元101和102的輸出側埠13中的端子。測試單元101和102根據接收到的輸出圖形來判斷各半導體器件DUT1和DUT2存在或不存在故障。
測量單元101和102中的每一個基本上包括用於測試一個半導體器件的構造。測量單元101對半導體器件DUT1執行操作測試，測量單元102對半導體器件DUT2執行操作測試。測量單元101和測量單元102以控制器11中準備的測量程序中描述的相同算法來操作。然而，它們中的每一個都與另一個獨立地執行操作測試。
另外，在該實施例中，測試單元101和102成雙地將用於老化的應力提供到各半導體器件DUT1』和DUT2』。具體地，輸入側埠12的輸入分配管腳14中沒有連接到輸入焊盤探針41和42的管腳，也就是，剩餘管腳被用於將應力圖形提供給各半導體器件DUT1』和DUT2』。剩餘管腳的使用消除了為施加應力圖形而提供專用裝置的必要性。因而，這對於檢查的經濟效率的提高是有利的。
在限制多個測試器的情況下，也就是限制在相同算法下操作所有測量單元的的情況下，使用輸入側埠12的剩餘管腳來提供應力圖形對於允許應力圖形施加到各半導體器件DUT1』和DUT2』更加有效。沒有設計在其中每一測試器具有多個測量單元以同時測試多個半導體器件的多個測試器，使得多個測量單元中的一個測量單元執行與其它的測量單元不同的操作。換句話說，沒有設計多個測試器使得一個測量單元能夠對一個半導體器件執行操作測試，而另一測量單元能夠將應力施加到另一半導體器件。然而，如果如該實施例那樣使用輸入側端12的剩餘管腳，則典型的測試器能夠對一個半導體器件執行操作測試並且將應力施加到另一半導體器件。
在以下情況下使用剩餘管腳是特別有效的，即使用在其中所提供的輸入信號數量小於輸出的輸出信號數量的半導體器件，也就是，其輸入焊盤7的數量小於輸出焊盤8的數量的半導體器件的情況。這是因為在上述的半導體器件中，在輸入側端12中易於出現多個剩餘管腳。作為輸入焊盤7的數量比輸出焊盤8的數量少的半導體器件實例，列舉出用於驅動液晶面板的數據線的液晶驅動器。
圖4是示出了優選用於該實施例中晶片級老化測試的方法的例程的流程圖。圖4僅示出了晶片級老化測試的程序中有關半導體器件DUT1的操作測試以及向半導體器件DUT1』施加應力的部分。根據與圖4所示相似的程序來執行半導體器件DUT2的操作測試和向半導體器件DUT2』施加應力的例程。此外，當控制器11執行其中建立的測量程序並且控制測量單元101和102時，獲得圖4所示例程的例程。
在控制器11的控制下，測量單元101對半導體器件DUT1順序地執行有關測試項目1、測試項目2直至測試項目N的操作測試(步驟S01-1至S01-N)。如上所述，當通過輸入焊盤探針41將檢查圖形從輸入側埠12提供到半導體器件DUT1時，執行半導體器件DUT1的操作測試，並且輸出側埠13通過輸出焊盤探針51接收由半導體器件DUT1輸出的輸出圖形。
當執行有關測試項目1、2至N的操作測試時，測量單元101執行半導體器件DUT1』的老化(步驟S02-1至S02-N)。如上所述，通過經由老化探針61將應力圖形從輸入側埠12提供給半導體器件DUT1』來執行半導體器件DUT1』的老化。具體地，當執行有關測試項目1的操作測試時，測量單元101將應力圖形1施加到半導體器件DUT1』。相似地執行測試項目1之後的測試項目2至N。在執行有關測試項目2至N的操作測試時，應力圖形2至N分別被施加到半導體器件DUT1』。從而，同時執行半導體器件DUT1的操作測試和半導體器件DUT1』的老化。
然而，如果在某一測試項目的操作測試中發現故障，那麼上述測試項目的操作測試之後的操作測試被跳過。這是因為從操作測試的安全性角度來看，向具有故障的半導體器件提供信號不是優選的。例如，如果在測試項目j的操作測試中發現故障，那麼不執行有關測試項目j+1到N的操作測試。在該情況中，獨立地施加與測試項目j+1至N對應的應力圖形j+1至N(步驟S03)。從而，老化中所施加的所有預定應力圖形1至N被施加到半導體器件DUT1』。
當半導體器件DUT1的操作測試和半導體器件DUT1』的老化結束時，接著執行半導體器件DUT1』的操作測試以及與半導體器件DUT1』相鄰的半導體器件(未示出)的老化。同樣根據相似的例程來執行半導體器件DUT1』的操作測試和與其相鄰的半導體器件的老化。
這樣，該實施例中的晶片級老化測試同時執行半導體器件DUT1的操作測試和半導體器件DUT1』的老化。因而，充分地提高了操作測試和老化的吞吐量，並且有效地減少了晶片級老化檢查所需的時間。
基於圖4的流程圖的操作測試和老化的例程不適用於特定類型的測試器。具體地，被設計為當半導體器件中發現故障時停止連接到半導體的測量單元的測試器不適用於圖4的操作測試和老化的例程。例如，如果在半導體器件DUT1的操作測試期間，發現故障從而停止測量單元101，那麼由測量單元101對其施加老化的半導體器件DUT1』的老化變得未完成(imperfect)。這對於保證半導體器件DUT1』的可靠性不是優選的。另一方面，當半導體器件中發現故障時用於停止測量單元的設計對於保護測試器是重要的。
圖5是示出了該實施例中可用於上述測試器的測試的操作測試和老化的另一例程的流程圖。當控制器11執行其內建立的測量程序並且控制測量單元101和102時獲得圖5的流程圖。
在圖5所示的例程中，首先，使探針與半導體器件DUT1、DUT2、DUT1』和DUT2』的焊盤相接觸。使輸入焊盤探針41和42與各半導體器件DUT1和DUT2的輸入焊盤7相接觸，使輸出焊盤探針51和52與各半導體器件DUT1和DUT2的輸出焊盤8相接觸。此外，老化探針61和62與各半導體器件DUT1』和DUT2』的輸入焊盤7相接觸。
接著，在半導體器件DUT1和DUT2的操作測試之前，判斷是否存在沒有被施加到半導體器件DUT1和DUT2的應力圖形(步驟S11)。這是因為存在如下情況的可能性，即當向半導體器件DUT1和DUT2施加老化時，如果在老化的同時執行的操作測試中發現故障，那麼與其中出現故障的半導體器件相對應的測量單元被停止，並且不會將所有的應力圖形施加到半導體器件DUT1和DUT2。
如果存在沒有被施加到半導體器件DUT1和DUT2的應力圖形，那麼沒有被施加的應力圖形通過輸入焊盤探針41和32而被施加到半導體器件DUT1和DUT2(S12)。因此，將欲施加的預定應力施加到半導體器件DUT1和DUT2。
接著，對半導體器件DUT1和DUT2順序地執行有關測試項目1、2至N的操作測試(步驟S13-1至S13-N)。此外，在執行有關測試項目1、2至N的操作測試期間，順序地將應力圖形施加到半導體器件DUT1』和DUT2』(步驟S15-1至S15-N)。有關測試項目i的半導體器件DUT1和DUT2的操作測試與向半導體器件DUT1』和DUT2』施加應力圖形i同時執行。
然而，如果在某一測試項目的操作測試中發現故障，那麼連接到在其中發現故障的半導體器件的測量單元被停止，並且在先前測試項目的操作測試之後執行的操作測試以及由測量單元執行的應力圖形的施加被跳過(步驟S14-1至S14-N)。
例如，如果在有關半導體器件DUT1的測試項目j的操作測試中發現故障，那麼測量單元101跳過有關半導體器件DUT1的測試項目j+1至N的操作測試以及向半導體器件DUT1』的應力圖形j+1至N的施加。從而，保護了測量單元101。
然而，應力圖形j+1至N的施加被跳過的事實導致不會將預定應力施加到半導體器件DUT1』的結果。為此原因，在完成半導體器件DUT1的操作測試之後，當執行半導體器件DUT1』的操作測試時，被跳過的應力圖形j+1至N被施加到步驟S12。從而，將欲施加的所有應力圖形施加到半導體器件DUT1』。
這樣，圖5中的程序適合於如下測試器，該測試器被設計為當在半導體器件中發現故障時停止連接到半導體器件的測量單元，並且圖5的程序用於執行根據本發明的晶片級老化測試的方法。
(第二實施例)在第二實施例中，本發明被應用於採用TAB的半導體器件的老化。
圖6是示出了在封裝內採用TAB的半導體器件的結構的概念視圖。半導體器件DUT1和DUT1』連接到載帶21。在載帶21上形成輸入焊盤22和輸出焊盤23。輸入焊盤22是用於從外部向半導體器件DUT1和DUT1』提供輸入信號的焊盤。輸入焊盤22通過輸入圖形布線24連接到半導體器件DUT1和DUT1』。另一方面，輸出焊盤23是用於輸出來自半導體器件DUT1和DUT1』的輸出信號的焊盤，並且輸出焊盤23通過輸出圖形布線25連接到半導體器件DUT1和DUT1』。
圖7是示出了該實施例中老化測試的方法中所使用的探針板1』的構造的概念視圖。設計探針板1』使其能夠同時對一個半導體器件執行操作測試並將老化施加到另一個半導體器件上。具體地，兩個DUT區域2和3位於探針板1』上。DUT區域2和3分別對應於半導體器件DUT1和DUT1』。為闡明該對應性，分別將符號[DUT1]和[DUT1』]賦予DUT區域2和3。輸入焊盤探針4和輸出焊盤探針5位於DUT區域2中，老化探針6位於DUT區域3中。輸入焊盤探針4和輸出焊盤探針5是用於對半導體器件DUT1執行操作測試的探針，而老化探針6是用於將用於老化的應力施加到半導體器件DUT1』的探針。
與第一實施例相似，所有的輸入焊盤探針4、輸出焊盤探針5以及老化探針6都連接到相同的測量單元。換句話說，用於半導體器件DUT1的操作測試的測量單元成雙地用於將用於老化的應力施加到半導體器件DUT1』。這對於有效使用測量單元的剩餘管腳以及對於檢查的經濟效率的提高是有利的。
與第一實施例相似，該實施例中的老化測試的方法同時執行半導體器件DUT1的操作測試和半導體器件DUT1』的老化。從而，獲得吞吐量的提高。
圖8是示出了該實施例中探針板1』的各探針與位於半導體器件中的焊盤之間的連接關係的透視圖。如圖8所示，探針板1』的各探針與形成在載帶21上的輸入焊盤22和輸出焊盤23相連接。連接到半導體器件DUT1的輸入焊盤22和輸出焊盤23被分別連接到輸入焊盤探針4和輸出焊盤探針5。另一方面，連接到半導體器件DUT1』的輸入焊盤22被連接到老化探針6。此外，檢查圖形通過輸入焊盤探針4被提供給半導體器件DUT1，並且從半導體器件DUT1輸出的輸出圖形通過輸出焊盤探針5被輸出給測試器。與此同時，用於老化的應力通過老化探針6被提供給半導體器件DUT』1。從而，半導體器件DUT1的操作測試和半導體器件DUT1』的老化同時執行。在完成半導體器件DUT1的操作測試和半導體器件DUT1』的老化之後，同時執行半導體器件DUT1』的操作測試和與半導體器件DUT1』相鄰近的半導體器件(未示出)的老化。上述例程充分地提高了操作測試和老化的吞吐量並且有效地減少了老化測試所需的時間。
作為詳細的老化程序，本領域技術人員很容易理解如下事實第一實施例中使用的例程(圖4和圖5)也能夠使用在本實施例中。
如上所述，在該實施例中，關於使用TAB的半導體器件，同時執行兩個半導體器件的操作測試和老化，並且從而實現測試時間的減少。順便提及，本領域技術人員很容易理解如下事實本實施例中的老化方法能夠應用於使用載帶的其它貼裝技術，例如COF。
根據本發明，能夠減少通過將探針與半導體器件相接觸來執行老化的老化測試所需的測試時間。
顯然，本發明不限於上述實施例，其在不脫離發明的範圍和精神的情況下可以修改和改變。
權利要求
1.一種老化測試的方法，包括(a)通過位於探針板上的第一探針來執行第一半導體器件的操作測試；以及(b)當執行所述操作測試時，通過位於所述探針板上的第二探針將應力施加到第二半導體器件。
2.根據權利要求1的老化測試的方法，其中所述第一半導體器件和所述第二半導體器件形成在相同的襯底上。
3.根據權利要求2的老化測試的方法，其中所述襯底是半導體晶片。
4.根據權利要求2的老化測試的方法，其中所述襯底是載帶。
5.根據權利要求1的老化測試的方法，進一步包括(c)當通過所述操作測試在所述第一半導體器件中發現故障時，停止所述操作測試，其中即使在所述操作測試被停止之後，也繼續所述步驟(b)直到完成將預定應力施加到所述第二半導體器件。
6.根據權利要求1的老化測試的方法，其中一個測量單元用於所述第一半導體器件的所述操作測試以及用於所述應力向所述第二半導體器件的所述施加，所述一個測量單元包括輸入側埠和輸出側埠，其中通過位於所述輸入側埠中的輸入分配端子的第一端子將檢查圖形提供給所述第一半導體器件並且通過所述輸出側埠從所述第一半導體器件接收輸出圖形，來執行所述操作測試，以及其中通過位於所述輸入側埠中的所述輸入分配端子的第二端子將應力圖形施加到所述第二半導體器件，來執行所述應力的所述施加。
7.根據權利要求6的老化測試的方法，進一步包括(d)當在所述第一半導體器件中發現故障時，停止所述第一半導體器件的所述操作測試以及向所述第二半導體器件的所述應力的所述施加；(e)從所述第一半導體器件釋放所述輸入分配端子的所述第一端子，並且使所述第一端子與所述第二半導體器件接觸；(f)將欲施加到所述第二半導體器件的剩餘應力通過所述第一端子施加到所述第二半導體器件；以及(g)在所述步驟(f)之後執行所述第二半導體器件的操作測試。
8.根據權利要求6的老化測試的方法，其中所述第一半導體器件和所述第二半導體器件的每一個都包括輸入端子，用於接收所述檢查圖形，以及輸出端子，用於輸出所述輸出圖形，其中所述輸入端子的數量小於所述輸出端子的數量。
9.一種晶片級老化測試的方法，包括(a)執行形成在晶片上的第一半導體器件的操作測試；以及(b)在執行所述操作測試時，將應力施加到形成在所述晶片上的第二半導體器件。
10.一種晶片級老化測試的方法，包括(a)執行形成在載帶上的第一半導體器件的操作測試；以及(b)在執行所述操作測試時，將應力施加到形成在所述載帶上的第二半導體器件。
全文摘要
一種老化測試的方法包括步驟(a)和(b)。在步驟(a)中，通過位於探針板(1，1』)上的第一探針(4，5)來執行第一半導體器件(DUT1，DUT2)的操作測試。在步驟(b)中，當執行操作測試時，通過位於探針板(1，1』)上的第二探針(6)將應力施加到第二半導體器件(DUT1』，DUT2』)。
文檔編號H01L21/66GK1755379SQ20051010877
公開日2006年4月5日 申請日期2005年9月30日 優先權日2004年9月30日
發明者佐佐木卓 申請人:恩益禧電子股份有限公司