JPH11512231A - 閉鎖された環境において、単一機器を用いて集積回路のプロービング、検証、バーンイン、修理、プログラミングを行う為の方法および装置 - Google Patents

閉鎖された環境において、単一機器を用いて集積回路のプロービング、検証、バーンイン、修理、プログラミングを行う為の方法および装置

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JPH11512231A
JPH11512231A JP9501330A JP50133097A JPH11512231A JP H11512231 A JPH11512231 A JP H11512231A JP 9501330 A JP9501330 A JP 9501330A JP 50133097 A JP50133097 A JP 50133097A JP H11512231 A JPH11512231 A JP H11512231A
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Abstract

(57)【要約】 集積回路の接続パッド（６６）上の酸化部分の厚みの削減、プロビーング、検証、バーンイン、修理、プログラミング、そして、ビンニングを含む多くの機能を実行する、単一の気密システム（５）である。温度制御装置（４８）は酸素を削減処理中、もしくは、ウエーハのバーンイン中に、ウエーハ（４０）を加熱するために使用される。酸素削減処理中では、チャンバ（１０）に水素が導入され、ウエーハ（４０）が加熱される。これで、接続パッド上の酸化物は水素と結合して水蒸気を形成することになり、酸化物の厚みが削減される。コンピュータ（３０）は、検証データ及び／又はバーンインデータを分析し、集積回路（６４ａ〜６４ｌ）の修理又はプログラミングするための制御信号を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 閉鎖された環境において、単一機器を用いて集積回路のプロービング、 検証、バーンイン、修理、プログラミングを行う為の方法および装置 技術分野 本発明はテスト装置、特に集積回路のプロービング(probing)、検証、バーン イン(burn-in)、修理、プログラミング、ビンニング(binning)についての発明に 関するものである。 背景技術 従来の半導体装置技術においては、集積回路(ＩＣｓ)の検証、バーンイン、修 理、プログラム、ビンニングには別個独立の装置が必要とされる。ウエーハ内に ある集積回路は、パッケージングの為にタングステン針のプローブカードや、プ ローバと呼ばれるウエーハの位置決め装置、そしてプローブカードにテスト信号 を供給し、あらゆる出力信号の有効性を決定する自動検証装置(ＡＴＥ)により検 証され、スクリーニングされる。プローブカードはＩＣを検証する為にＩＣ上の コンタクトパッドに一時的に接続する為の機械的手段を提供するコネクタである 。プローブカードは単一のダイだけと接続するが、もしダイがメモリＩＣである 合には一般的には８つかそれ以上のダイと接続する。ダイは一つのＩＣから構成 されるのが一般的だが、複数のＩＣを含む場合もある。従来のプローブカードは ウエーハ上の全てのダイと一度に接続する性能を持ってはいない。 ＩＣは使用、販売の前にバーンイン、速度評価されるのが一般的である。回路 デバイスのバーンインでは温度的、電気的ストレス条件下で何時間ものデバイス の検査が必要となる。ＩＣはマルチ・チップ・モジュール(ＭＣＭ)や、他のＩＣ のプリント配線ボード(ＰＣＢ)のような電子的な組立て部品中に挿入された後に 誤動作する可能性を低くするためにバーンインされる。ＩＣのバーンインはＩＣ がパッケージフォームになってから行うのが一般的である。パッケージング前に ダイ を処理する為のバーンインの為の固定具、これはベア・ダイ・バーンインと呼ば れるが、これが使用できるようになってきている。ＩＣがパッケージフォームま たはダイフォームのいずれであっても、ＩＣのバーンインするには別個独立した 装置が利用される。ＩＣのバーンインが行われた後は、自動検証装置を使った速 度評価または、ビンニングが行われる。ビンニングはパフォーマンス特性によっ てＩＣを分類する処理である。 ＩＣがウエーハ形態にあって、ＩＣの機能を妨げとなる短絡（shorts）が含ま れている時には、レイヤ部分(例えば、ポリシリコンレイヤやアルミニウムメタ ルレイヤ)を除去することでこれを修復することが出来る。レーザー切削機械が 一般的には回路の修復に使われる。また、もしＩＣがメモリ回路アレイであった 場合にはメモリ回路アレイ内のヒューズ回路またはアンチヒューズ回路によって メモリ回路アレイをプログラムするための別の機械が必要となる。ＩＣを修復し た後はＩＣを再検証しなければならない。 発明の開示 本発明が有効なのは、主要な装置にかかる支出および、ＩＣのバーンイン、検 証、修復、及びプログラミングのような検証のための工程数を削減するため、こ れまでの個別に装置によって果たしてきた全ての機能を単一の装置で実現させる ことを目的とするものである。 この目的は独立請求項１と請求項２３による回路のプロービングシステムの提 供および、独立請求項１９による回路作成方式によって解決することができる。 更に有効な特徴としては、本発明の概要および詳細は従属請求項、詳細な説明 及び図面より明らかである。請求項は最初に無制限に発明を一般用語で定義する ように理解されるべく意図されている。 本発明は、接続パッド上の酸化物の厚みを削減し、集積回路のプロービング、 検証、バーンイン、修理、プログラミング、マーキング、ビンニングの機能を包 含するマルチファンクションを実現することができる単一ガス密閉システムを提 供する。本発明の一実施形態に基づくシステムは以下のものを包含している。す なわち、(ａ)(１)１つもしくは複数のモジュールそれぞれが固定器、ウエーハ、 プロービング装置、ダイへのマーク付け（die inking）たり、修理したりする他 の処理装置、電子回路ボード、温度制御装置を有し、(２)窒素や水素のような非 酸化ガスをチャンバに供給するガスソース、(３)ウエーハやプロービングまたは その他の処理装置を移動させるためのハンドラを有するガス密閉チャンバと、( ｂ)ハンドラ、温度制御装置、固定器、プロービングまたは他の処理装置を制御 し、交信するためにチャンバと接続されるコンピュータである。 固定器は集積回路を有するウエーハを固定し、ウエーハをプロービング装置ま たはその他の装置に合わせて配置する。集積回路は、通常、コンタクト、Ｉ/Ｏ 、ボンディングパッドと呼ばれるもので、プロービング装置のプローブポイント と連結する導電性の接続部を複数有している。温度制御装置はウエーハを酸素物 削減処理の間、加熱する為に利用される。水素がチャンバ内にあり、ウエーハが 加熱される時、ウエーハ上の酸化物は水素と結合して水蒸気となるので、このよ うにして酸化物の厚みを減少させるのである。また、温度制御装置はウエーハの バーンインの間にウエーハを加熱したり冷却したりするのに利用される。 プロービング装置は複数のプローブポイントや単一のフローブポイントを有す ることができる。プロービング装置はウエーハ上の集積回路へのアクセス制御が 可能であって、ダイを検証する為に必要となるテスト信号のいくつか又は全てを 任意に作成する能動的なスイッチング論理回路を有する、ウエーハ全体のプロー ビング装置となり得る。 コンピュータは、ウエーハ及びウエーハ上のある場所に製造された夫々の回路 の様々な機能を持つコンピュータデータベースを作成できる。データベースは回 路製造技術者や回路処理技術者が製造工程の調整ができるように、効率的な実施 配分の統計と物理的配分の統計を提供することができる。データベースを利用す ることによって、徐々に設計仕様から外れたり、品質に影響与えたりする処理ス テップを修正することができる。このように、製造工程の実時間処理に近い調節 が可能となることで、設計仕様を満足しない製品数を削減することによる節約が できるであろう。 本発明は以下のいずれかもしくは全てを実施可能な、半導体テストと回路コン フィギュレーションについての単一装置をもたらす。 (a) チャンバに窒素のような第１の非酸化ガスを供給し、接続パッドを加熱し、 水素のような第２の非酸化ガスをチャンバに供給し、酸化物を水素と結合させて 水蒸気にすることで、ウエーハ上の集積回路の接続パッド上の酸化物の厚みを削 減することができる (b) プロービング装置を使った接続パッドのプロービング (c) 集積回路の機能の検証 (d) 所定時間内に所定の温度範囲で、所定の温度変化率と電子的状態での集積回 路のバーンイン (e) テストベクトルデータの作成、及び、集積回路から集められたデータの分析 (f) 集積回路の修理 (g) 集積回路内の特別のヒューズ回路またはアンチヒューズ回路のプログラミン グ (h) ウエーハのマーキング、プリンティング (i) パフォーマンス特性に基づく集積回路のビンニング (j) 製造過程にすぐ反映できるようなデータベースの収集 本発明のさらなる特徴、利点は以下の詳細な説明を、以下の添付図面と関連付 けて解することによってより容易に明確になるであろう。 図面の簡単な説明 図１は、本発明に基づく、半導体検証と、回路コンフィギュレーションのマル チファンクションシステムである。 図２は図１のモジュールの一つである。 図３は集積回路を複数有するウエーハである。 図４は集積回路の接続パッド上の酸化膜の厚みが減少していく段階および、本 発明に基づく集積回路のテスト、バーンイン、配置、ビンニングの段階をフロー チャートで表したものである。 図５は本発明のある具体例に基づいた図１におけるコンピュータの詳細なブロ ック図である。 発明を実施するための最良の形態 本発明は、閉鎖された環境において、単一機器を用いて集積回路の検証、バー ンイン、修理、プログラミング、ビンニングを行う為の方法及び装置を提供する 。以下の詳細な説明において、本発明の完全な理解の為、特別なハードウェアの コンフィギュレーションやフローチャートのような特定事項の詳細の多くを用い る。しかしながら、当業者であれば、そのような特定事項の詳細が無くとも本発 明が実現できることが分るであろう。従って、周知の構造や方法については、本 発明を無駄に混乱にするのを回避するため記載しない。 ここで、図１について述べると、ツールの集合体である半導体検証と回路コン フィギュレーションシステム５は、本発明のひとつの具体例に対応して示される ものである。システム５は、チャンバ１０とコンピュータ３０を包含している。 チャンバ１０はウエーハの処理の為の複数のモジュール１４ａ〜１４ｅ、ウエー ハとプロービング装置を移動するためのハンドラ１２、そしてウエーハを複数保 持する為のウエーハカセット２２を包含している。 ここでは、その自明的事項の詳細を半導体ウエーハの処理について説明するも のの、本発明は他の基盤を処理するために利用することができることが分るであ ろう。本発明によって処理できる他の基盤、回路基盤タイプや、基盤の集合体は 、窒化アルミニウムや炭化シリコン、水晶、ガラス、ダイアモンドのような複数 の素材から製造されているマルチチップモジュールやフラットパネルディスプレ イ基盤である。 図１に示されるチャンバ１０は複数のモジュールを備える。図１では、５つの モジュールが示されているが、チャンバ１０はより多く、もしくはより少ないモ ジュールを有することもできる。ウエーハカセットは通常２５個のウエーハを保 持するので、チャンバは２５個のウエーハを同時に処理するための２５個のモジ ュールを包含するように作ることができる。尚、各モジュールは同じ単一機能( もしくは複数機能)を実行することができる。例えば、全てのモジュールはＩＣ の機能検証、バーンイン及び修理を同一順序で同時に実行することができる。そ の 一方で、モジュールは異なる機能を実行することもできる。例えば、モジュール １４ａが機能検証を実行している間に、モジュール１４ｂがＩＣのプログラミン グを実行することができる。さらにモジュールは、またそれぞれの機能を独立し てまたは、バーンイン処理を行わずに検証機能を実行したり、他の処理ステップ の前後に検証機能を実行したりするようなあらゆる順序での実行が可能である。 チャンバ１０は閉鎖システムにも開放システムでも良い。チャンバ１０が閉鎖 システムの場合には、チャンバ１０はガスの分子がチャンバの境界から漏れない 気密システムである。チャンバ１０内部の圧力は大気圧よりも大きかったり、そ のものであったり、小さかったりする。１つの実施形態では、チャンバー１０は その内部に窒素や水素のような非酸化ガスを注入するガスソース２０を包含して いる。後述するように、非酸化環境を有することは、プロービング装置と集積回 路の接続パッド間を良好に接続するのに有益である。 別の実施形態では、チャンバ１０内の各モジュールが分離した気密環境にある ことである。そのような場合、それぞれのモジュールはモジュールの雰囲気と温 度を孤立させ隔離する為のドアを有し、それぞれのモジュールが独立したガスソ ースを有する。例えば、或るモジュールが酸化膜の厚みを減少させる為に窒素と 水素を包含していると共に、別のモジュールがＩＣの機能検証のような別の機能 を実行するために窒素だけを内包させる場合である。 図１のハンドラ１２はウエーハカセット２２と固定器の間、もしくは固定器間 でウエーハ１５を移動させたり、ウエーハのタイプが変更された場合にプロービ ング装置を変更する為のロボティックシステムになり得る。また、ハンドラ１２ は複数のウエーハを同時に移動させることができる。尚、ハンドラ１２を使うか わりに手動でウエーハをモジュールに積むことができる。 図２はモジュール1４ａ1を表している。モジュール１４ａ1はガスソース５１ を有していることを除けば図１のモジュール１４ａと全く同じである。モジュー ル１４ａ〜１４ｅは同じであるので、モジュール１４ａ〜１４ｅまでを区別した 記載はしない。図２のモジュール１４ａ1は、ウエーハ４０上の接続パッドと、 電子回路ボード１８ａと連結されたＩＣ回路部分５０とをプロービングする為の プローブポイント４４を有するプロービング装置４２を有する。固定器１６ａは ウエーハ４０をその固定器１６ａ上に引きつける為の複数のバキュームホールと 、基盤４０の温度を制御する為の温度制御装置４８を有している。また、モジュ ール１４ａ1は、そのモジュール１４ａ1内へ非酸化ガスを導入する為のガスソー ス５０をも有している。 ウエーハ４０は図３に示す如く、複数の集積回路(ＩＣｓ)６４ａ〜６４ｌを有 している。各ＩＣは接続パッド６６(図３はその全てを示してはいない。)のよう な導電性のある接続部を複数有している。導電性の接続部は接続パッドに限定さ れることなく、ウエーハ上に露出している様々な種類の金属部分を含めることが できる。導電性接続部は通常アルミニウム製である。しかしながら、様々な他の 種類の金属から作られることもある。ウエーハ４０上のそれぞれのＩＣは大きさ が異なり得るので、接続パッドの大きさもまた異なり得る。図２のウエーハ４０ は、図３に示されている全ウエーハもしくは一部のウエーハに相当する。さらに 良好な実施形態においては、ウエーハ４０は全ウエーハである。ウエーハ４０は シリコンウエーハ、ひ化ガリウム（ＧａＡｓ）ウエーハ、もしくは他の半導体ウ エーハである。尚、ウエーハ４０は受動的（passive）回路、能動的（active） 回路、金属配線のような単純な回路のみを包含することができる。 図２についての引用を続けると、プロービング装置４２は単一のプローブポイ ント、小数のプローブ点(５から４０)、もしくは多数のプローブポイント(およ そ１００,０００から５００,０００もしくはそれ以上)のプローブポイントを包 含することができる。好ましい実施形態においては、プロービング装置４２はフ ルウエーハのプロービング装置である。来国特許第５,１０３,５５７号と、第５ ,３２３,０３５号では、発明者がフルウエーハのプロービング装置の製造方法を 開示している。フルウエーハのプロービング装置は、ウエーハ上の全ての接続パ ッドに同時に接続する性能を有する。そのようなプロービング装置に必要とされ るプローブの接続点の数は１００,０００を超えることであろう。米国特許第５, １０３,５５７号に開示されているように、フルウエーハのプロービング装置は また、ウエーハ上のそれぞれのダイを別個に検証し、またはそれが欠陥を有する 場合は隔離することができる電子回路を包含することができる。これは図２の回 路５０に示されている。また、アメリカ特許第５,３５４,６９５号は薄膜回路を 利用して、インテリジェントプロービング装置を作成する為の製造工程を開示し ている。ＩＣ回路部５０はまた、プロービング装置への又は当該装置からの電子 信号のコネクション数を、ウエーハ上のダイの数と一つのダイに要する信号との 積と同じ数ではなく、実質的にそれぞれのダイに関連する信号の数と同等にまで 削減する手段を提供するものである。ＩＣ回路部５０が論理的回路スイッチング ロジックを組み込む時は、それによりウエーハ上のそれぞれのダイへのアクセス が制御される。 プロービング装置４２のＩＣ回路部５０は図１のコンピュータ３０と連結した 電子回路ボード１８ａと接続される。電子回路ボード１８ａは、プロービング装 置４２とコンピュータ３０間の共通の機械的、電気的インターフェイスとして使 用されることで、プロービング装置４２が制御信号をコンピュータ３０から受信 でき、データ信号をコンピュータ３０に送信できるようになっている。別の実施 形態においては、図１のチャンバ１０が、図２に示されるように、各プロービン グ装置に対して一つの電子回路ボードを有する代わりに、プロービング装置全体 について１つの電子回路ボードを有することもできる。 プロービング装置４２は、検証されるウエーハに特有なプローブポイント４４ 及びＩＣ回路部５０を有している。プロービング装置は、ウエーハの種類が異な った場合は図１のハンドラ１２によって別の装置と変更されうる。プロービング 装置４２は、電子回路ボード上のトランジスタのような能動的スイッチング回路 部と組み合わせることができるが、プロービング装置４２は抵抗や、インダクタ 、キャパシタのような受動的回路素子と組み合わせるだけでもまた可能である。 後者の具体例では、プロービング装置製造の複雑性を軽減することができるが、 プロービング装置から補助制御回路部分へのＩ/Ｏ内部接続数が増加してしまう 。プロービング装置の前者の具体例では、パスの伝播と信号の帯域の確保により 信号の欠損について考慮することないものとし、高速時の検証が実行できる。 図２についてさらに述べると、固定器１６ａはウエーハ４０を固定し、ウエー ハ４０をプロービング装置４２に合わせて配置するのに利用される。固定器１６ ａは、ウエーハ４０を固定器１６ａに対してしっかり固定するための多数のバキ ュームホールを有するバキュームソース４６と、ウエーハ４０を加熱したり冷却 するための温度制御装置４８を含んでいる。固定器１６ａは図１のコンピュータ ３０によって制御される。ウエーハ４０が固定器１６ａ上に位置されると、コン ピュータ３０は、固定器１６ａに対してウエーハ４０を引きつけるようにするた め、バキュームを適用するための制御信号をバキュームソース４６に転送し、そ してウエーハ４０上のＩＣの検証、修理もしくはプログラミングが完了したら、 ウエーハ４０を固定器１６ａから開放できるようにバキュームソース４６を切る ための制御信号を転送する。 温度制御装置４８も同様にコンピュータ３０によって制御される。ウエーハ４ ０をバーンインするため、もしくはウエーハ４０上の接続パッドから酸素を除去 するため、コンピュータ３０はウエーハ４０の温度を制御する為の制御信号を温 度制御装置４８に転送する。コンピュータ３０は所定期間内に所定温度まで変化 するようにウエーハ３０の温度を制御及び監視する。ウエーハ４０の温度変化率 もまたコンピュータ３０が温度制御装置４８を利用して制御される。図２におい て、温度制御装置４８は、ウエーハ４０の温度を制御する為に固定器１６ａには め込まれている。しかしながら、ウエーハ４０は放射（radiation）もしくはあ る種類のイオンビームによって加熱することができる。焦点イオンビームを利用 して、ウエーハ４０の一部だけを加熱したり、ウエーハ４０の特定の接続パッド のみを加熱することができる。基盤上の回路動作により熱エネルギーが発生し、 予定のバーンイン温度を超えてしまうような場合や、低温でのシミュレーション が求められる条件では温度制御装置４８はまた、ウエーハ４０の温度を下げるた めに利用される。温度が２５℃より低い場合は、水滴が基盤上に生ずるため、上 記のガス密封システムにとって水分が除去された方が好ましい。基盤の温度を制 御するために利用される一般的な方法と、装置は技術として周知であるのでこれ 以上の説明はしない。 コンピュータ３０はまた、プロービング装置４２に合わせて配置されるように 固定器１６ａの動作を制御する。ウエーハ４０のプロービング装置４２への位置 合わせ(alignment)の詳細は、米国特許第５,１０３,５５７号と第５,３５４,６ ９５号に開示されており、それぞれは光学的、電子的センサーでおこなうもので ある。尚、固定器１６ａを動かす代わりに、プロービング装置４２がウエーハ ４０と合わせて配置されるように、プロービング装置４２を動かしても良い。さ らに好ましい実施形態においては、コンピュータ３０はバキュームソース４６の オン／オフ、固定器１６ａの移動、温度制御装置４８の温度を制御するが、その ような機能は手動で実行することができる。 機能回路の検証の間、コンピュータ３０はプロービング装置４０のプローブポ イント４４に電子回ボード１８ａとＩＣ回路部５０を介して制御信号を転送する 。ウエーハ４０上の各ＩＣは制御信号に応じたデータ信号を生成するが、コンピ ュータ３０がデータ信号を分析し、ウエーハ４０上のそれぞれのＩＣの機能を測 定できるようにするために、データ信号がコンピュータ３０に送り返される。 バーンインの間、コンピュータ３０は、ウエーハ４０を所定期間毎に特定温度 になるよう加熱或いは冷却させるための制御信号を転送し、そして、ウエーハ４ ０上のＩＣをある温度的、電気的ストレス状況下で検証できるようにプロービン グ装置４２のプローブポイント４４に電気信号を転送する。ウエーハ４０上の各 ＩＣは、コンピュータ３０に転送されバーンインテスト工程を通過できるＩＣが どれかを分析、決定するデータ信号を生成する。 機能テストやバーンインテストの後、コンピュータ３０はウエーハ４０上の各 ＩＣから得られたデータを分析し、メモリ回路になされると同様、各ＩＣ内のヒ ューズ又はアンチヒューズ回路によってウエーハ４０上のＩＣを修理、又は／及 び、各ＩＣをプログラムするための新しい制御信号をプローブポイント４４に供 給する。たとえば、回路を修理するために、コンピュータ３０は１つの接続パス または複数の接続パスをオープンにするため、高電圧または高電流が適当なプロ ーブポイント間にかかるように制御信号をプロービング装置４２に供給する。こ の修理機構は多くの分野で利用されているが、これに限るものではなく、製造時 の欠陥により発生するショート部分を除去したり、回路の一部を不具にしたり有 効にしたり、回路の一部を隔離したり、予備回路や余分な補助回路を、メイン回 路から分離した補助回路と入れ換えて付加したりすることが含まれる。メモリ回 路アレイをプログラムする場合、コンピュータ３０は、ウエーハ４０上のＩＣか ら収集したデータをもとにした制御信号を転送する。プロービング装置４２のＩ Ｃ回路部５０は、ヒューズ回路やアンチヒューズ回路をプローブポイントを通し て直接プログラムが可能となるようにプローブポイントを構成する。読み出し専 用メモリ回路アレイはプログラム可能な読みだし専用メモリ(ＰＲＯＭ)またはプ ログラム可能な論理アレイ(ＰＬＡ)が一般的である。 本発明は以下の幾つかのまたは全ての機能を実現する単一の半導体検証および 回路構成のシステムを可能にする。当該機能は、(a)酸化膜の厚みの削減、(b)集 積回路上での機能検証の実行、(c)ＩＣ上でのバーンイン試験の実行、(d)回路の 修理、(e)ヒューズまたはアンチヒューズのプログラミング、(f)検証済のＩＣの ビンニング、そして、(g)製造プロセスへの即時フィードバックのためのデータ ベース収集である。 第一に、本発明はＩＣの接続パッド上の酸化膜の厚みを削減するのに利用する ことができる。一般的なＩＣ接続パッドはアルミニウムでできており、接続パッ ドが酸素にさらされるとすぐに接続パッドの表面上に自然に２５Å〜４０Åの酸 化膜が形成される。この酸化膜は、特許第５,３２３,０３５号に記載されている ような鋭いプローブポイントで突き刺すことで、プローブポイントと接続パッド 間の接続抵抗を低くすることは可能である。動作時には、ウエーハがウエーハカ セット２２からモジュール１４ａ内の固定器１６ａ上へ移動される時に、窒素の ような非酸化ガスをチャンバ１０を充満させるために注入し、チャンバ内の酸素 を一掃する。そして、ウエーハの温度が接続パッドの金属に適当な特定温度まで 変化し、部分体積が数パーセントの水素がウエーハの表面上に導入されることで 、酸化膜を水素と結合させて水蒸気に変化させることができる。このプロセスに より酸化膜は接続パッドから完全に除去されるか、もしくは少なくとも酸化膜の 厚みがこの工程で最小にまで削減される。チャンバ１０内を窒素で満たした環境 にしておくことにより、金属接続パッド上に酸化物がさらに形成されることはな くなり、これにより接続パッドとプローブポイント間がよりよい状態で接続され る。窒素は良好な非酸化ガスであるが、アルゴンのような他のガスをチャンバ１ ０内で使用しても良い。 第二に、本発明は集積回路の機能検証に利用することができる。接続パッド上 の酸化膜を除去、または酸化膜の厚みを削減した後、もしくは引き続いて突き刺 した後、プロービング装置のプローブポイントはウエーハ上の接続パッドと接続 する。コンピュータ３０はウエーハ上のＩＣの機能検証を制御する。コンピュー タ３０は制御信号の供給、プローブポイントからのデータ信号の受信、そして、 どのＩＣがウエーハ上で機能するかを測定するためにデータ解析を行なう。 第三に、本発明はまた、集積回路のバーンインを実行することができる。バー ンイン処理中、ウエーハ上の集積回路は、コンピュータ３０に転送して分析する ためのバーンインデータを作るために、所定時間区間内で、所定温度範囲と電気 的状態の範囲を越えて検証される。 第四に、ＩＣからのデータを得た後は、コンピュータ３０はデータを分析し、 またそれぞれ測定された集積回路の最高性能に応じてビンし、速度評価をするこ とができる。 第五に、本発明はまた、回路を修理するのにも利用できる。コンピュータ３０ はプロービング装置のプローブポイントに適切な制御信号を供給することで、Ｉ Ｃの欠陥部分を電気的に隔離するため、及び、ヒューズ回路やアンチヒューズ回 路装置を持ちいてＩＣの予備回路部分を電気的に接続するために、適当な電圧や 電流をプローブポイント間にかけることができる。適当な状況下では、もしプロ ーブポイントをそのようなショート故障状況を見越して配置しておけば、回路内 の任意のショートをオープンにさせることができる。 第六に、本発明はＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭや、ＰＬＡ回路をプログラムする手 段を提供する。プログラミングは、ＰＲＯＭやＥＥＰＲＯＭのような不揮発性メ モリにプリセットまたはバイナリ値を記録しておくことで実行されるのが一般的 である。マイクロプロセッサ回路内の小型の不揮発性メモリは、またシリアル番 号やバージョン番号、そして検証/バーンインのプロセスで作成されたコンフィ ギュレーションや動作パラメータと共にプログラムされる。不揮発性メモリのロ ジック製品は、またＰＬＡやＦＰＬＡと同様にプログラムすることができる。本 発明はまたそれがプログラムされた後でも、回路性能のベリファイと検証が可能 である。このように、もしチャンバ１０内のウエーハがメモリ回路を含む場合、 コンピュータ３０はプローブポイントがメモリ回路内の回路を適切にチャージす ることができるようにプローブポイントに制御信号を供給することができる。Ｉ Ｃは、修理及び／又はプログラムされた後、その機能或いはバーインを再検証す ることができる。また、ビンニングのプロセスは機能検証、バーンイン、回路コ ンフィギュレーションの後に実行することもできる。 第七に、本発明は全ての回路についての様々な状態情報を有するコンピュータ データベースを生成する手段を提供する。このデータベースは本発明による連続 したステップ、例えば、修理やプログラミングステップに使用できる。データベ ースにおける最も重要な局面（aspect）の１つは、それが、回路の製造技師や処 理技師に対し、タイムリーに効率的な実施配分の統計や物理的配分の統計を提供 することである。現在、その様な情報は、パッケージングが完了した後、大抵は 数週間後に部分的に利用できるだけである。本発明により、徐々に設計から外れ たり、製品の品質に影響を及ぼす処理ステップを修正できるように、この情報を 製造工程で調節が十分可能なくらいタイムリーに利用できることになるだろう。 製造工程の実時間処理に近い調節が可能となることで、設計仕様を満足しない製 品数を削減することによる節約が可能となるであろう。 図４は本発明の典型的なプロセスの流れを表したフローチャートを示している 。ステップ８２では、複数のウエーハを有するウエーハカセットがチャンバに挿 入される。ステップ８４でチャンバが閉じられる。ステップ８６では、図１のハ ンドラ１２を使用され、それぞれのモジュールにウエーハを載せる。ステップ８ ８では、窒素のような非酸化ガスをチャンバ１０に導入し、そのチャンバから酸 素や水分を排除させる。ステップ９０ではウエーハが加熱される。ステップ９２ では、部分体積が数％の水素がウエーハの表面上に導入させる。ステップ９４で は、酸化物が水素と結合してウエーハの接続パッド上の酸化膜が除去され、また はその厚さが削減される。ステップ９６では、水素のチャンバ１０への流れを止 めるが、チャンバ１０内の窒素環境を維持するために窒素はチャンバ内に供給さ れ続ける。ステップ９８では、各ＩＣは機能検証や電気的バーンインのためにプ ローブされる。ステップ１００では、回路を修理したり、及び／或いは、回路が 不揮発性メモリ回路の場合には回路をプログラムするために、回路コンフィギュ レーションが実行される。ステップ１０２では、ウエーハ上の各ＩＣがその機能 を再検証される。ステップ１０４では、図１のコンピュータ３０が各ＩＣから得 られたデータを分析し、そのパフォーマンス特性に応じてＩＣをビンニングする 。ス テップ１０６では、各ウエーハは各固定器から降ろされ、ウエーハカセットの中 に入れられる。ステップ１０８ではチャンバからウエーハカセットを取り出すた めにチャンバが開かれる。 図５は、本発明に従う図１のコンピュータ３０として利用されうるコンピュー タシステムを示している。コンピュータホスト１０００はメモリ１００８と中央 プロセッサ１００２を含んでいる。メモリ１００８と中央プロセッサ１００２は 大抵の汎用コンピュータ及びほとんどすべての特別目的のコンピュータに一般的 に見られるものである。実際、コンピュータホスト１０００内に含まれるこれら の装置は、広範なデータプロセッサやメモリを代表するものである。性能の異な る多くの商用のコンピュータを本発明では利用することができる。コンピュータ ３０は他の下記の様々な構成部品を含んでいるが、コンピュータホスト１０００ にはチャンバ１０の要素を制御することのみが必要とされる。 システムバス１０１６は、コンピュータホスト１０００へ、そしてコンピュー タホスト１０００からの情報伝達のため、また、転送データをチャンバ１０内で 制御するための電子技術として提供される。システムバス１０１６はまた、コン ピュータホスト１０００を他の構成要素と接続するために利用される。たとえば 、本発明のコンピュータシステムとともに利用されるディスプレイ装置１０１０ は、ユーザーが認識できるグラフィックイメージまたは文字数字記号を生成する のに適した液晶装置や陰極線管、または他のディスプレイ装置であろう。コンピ ュータシステムはまた中央プロセッサ１００２と情報やコマンド選択の交信を行 うためにバス１０１６と連結した文字数字キーとファンクションキーとを有する 文字数字の入力装置１０１２と、ユーザーの入力情報とコマンド選択をユーザー の手の動きに基づいて中央プロセッサ１００２と交信するためにバス１０１８と 連結したカーソル制御装置１０１８を包含しえる。カーソル制御装置１０１８は 、ユーザーに、ディスプレイ装置１０１０のディスプレイスクリーン上において 、視覚的シンボル(またはカーソル)の２次元的な動的な動きを行なわせることを 可能にしている。カーソル制御装置１０１８の多くの技術は周知であり、そこに はトラックボール、マウス、ペン、ジョイスティックまたは英数字入力装置１０ １２上の特別なキーなど、与えられた方向への運動や移動方法を示すことができ る すべてのものが含まれる。 図５のコンピュータシステムはまた、コンピュータシステムと情報交信を行う ためのバス１０１６と連結したインターフェイス装置１０１９を有する。インタ ーフェイス装置１０１９はマイクやスピーカー、ネットワークシステム、その他 のメモリ装置、その他のコンピュータ等と連結することができる。また、本発明 のコンピュータシステムを利用したインターフェイスは、バス１０１６と連結し て通信できるデータや実行命令を蓄積するための磁気ディスクや光ディスクドラ イブのようなデータ蓄積装置１０１７を利用することができる。図５のコンピュ ータシステムはまたデータを出力するためのプリンターを含むことができる。 しかし、機能検証は適切な環境の特性の典型的な検証であるが、限定要素検証 は、回路の性能について行うことができることである。本発明の機構や、検証の ためのデータ準備、検証処理及び検証結果の分析を制御するソフトウェアはモジ ュール内のプロービング装置内の回路の補強を行う。 本発明はいろいろな図面に言及して詳細に記述されてきたが、図面が引例にす ぎないことを理解し、これが本発明の範囲を制限するものとして理解するべきで はない。本発明には専門技術に関する通常の技術を修得している者により、発明 の意図、範囲を逸脱することなく多くの変更、修正が施されうるものである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １． 少なくとも１つの回路（６４）をプロービングするシステムであって、 前記システム内に少なくとも第１のガスを供給するガスソース（５１）と、 少なくとも導電性接続部分（６６）と酸化物を有する前記回路の或る範囲の温 度を調整するための第１の温度制御装置（４８）と、 ここで、前記酸化物は前記導電性接続部分（６６）上に生成されるも のであり、 前記第１のガスが前記システム内に存在し、前記範囲が加熱されたと き、前記酸化物の厚みが削減されるようになる、 前記回路（６４）の前記導電性接続部分（６６）をプロービングする第１のプ ロービング装置とを備えることを特徴とするシステム。 ２． 前記回路（６４）は第１の基盤（１５、４０）上にある集積回路（６４ a,b,c,d,e,f,g,h,I,j,k,l）であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の システム。 ３． 前記第１のプロービング装置（４２）は、前記回路（６４）の導電性接 続部分（６６）のすべてに接続する全基盤のプロービング装置（４２）であるこ とを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載のシステム。 ４． 前記第１のプロービング装置は、 （ａ）複数の回路（６４）へのアクセスの制御が可能な回路（５０）と、 （ｂ）前記回路（６４）の前記導電性接続部分（６６）にプロービングするため のプローブポイント（４４）を含む ことを特徴とする前記請求項のいずれか１つに記載のシステム。 ５． 複数の内部モジュール（１４ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ）を含む、 ここで、少なくとも１つの第１のモジュール（１４ａ）は、前記第 １のプロービング装置（４２）と、前記第１の温度制御装置（４２）を含む第１ の固定器（１６ａ）を含み、 前記第１の固定器（１６ａ）は、前記第１の基盤（４０）を保持し、 当該基盤（４０）を前記プロビーング装置（４２）に対して位置合わせするもの である ことを特徴とする前記請求項のいずれか１つの記載のシステム。 ６、 更に、コンピュータ（３０）を含み、前記コンピュータ（３０）と前記 回路（５０）は、複数の回路（６４）へのアクセスの制御が可能であり、（ａ） 前記回路（６４）の導電性接続部（６６）に検証用信号を供給するため、及び、 （ｂ）前記回路（６４）からの全ての出力信号の正当性を判断するために接続さ れることを特徴とする請求の範囲第４項又は第５項に記載のシステム。 ７， 更に、第１のプロビーング装置（４２）の前記回路（５０）とのインタ フェースとなる第１の電子回路ボード（１８ａ）を備えることを特徴とする請求 の範囲第４項又は第５項に記載のシステム。 ８． 前記コンピュータ（３０）は、前記第１の電子回路（１８ａ）、そして 任意に前記第１の固定器（１６ａ）、及び／または前記第１の温度制御装置（４ ８）と信号を送受信をする請求の範囲第７項に記載のシステム。 ９． 前記第１のプロービング装置（４２）の前記プローブポイント（４４） は、機能回路の検証又は電気的バーンインのため、前記回路（６４）の前記導電 性接続部分（６６）と接続され、 前記機能回路検証においては、前記コンピュータ（３０）は第１の電気信号を 前記第１の電子回路ボード（１８ａ）へ送信して、前記第１の電子回路ボード（ １８ａ）が前記第１のプロビーング装置の前記回路５０に第２の電気信号を送信 させることで、第３の電気信号が前記第１のプロビーング装置（４２）の前記プ ローブポイント（４４）を介して前記回路（６４）の導電性接続部（６６）に供 給 され、この第３の電気信号に応じて生成された第４の電気信号が前記コンピュー タ（３０）に送信され、 前記電気バーンインにおいては、前記回路（６４）の各々が、所定の期間、所 定の温度範囲及びバーンインデータ生成するための所定電気的状態を越えた状態 で検証されることを特徴とする請求の範囲第８項に記載のシステム。 １０． 前記コンピュータは前記第４の電気信号或いは前記バーンインデータに 対応するデータを分析し、回路の修理或いは回路プログラミング用信号を生成す るものであり、前記第１のプロビーング装置（４２）は、当該第１のプロビーン グ装置（４２）の前記プローブポイント（４４）を介して、前記回路（６４）に 対し前記回路修理用信号を用いて回路修理を行なうか、或いは、プログラミング することを特徴とする請求の範囲第９項に記載のシステム。 １１． コンピュータは、製造完了後すぐに作業工程を制御するため、前記回路 （６４）に対応するパフォーマンスデータからデータベースを作成することを特 徴とする請求の範囲第６項乃至第１０項のいずれか１つの記載されたシステム。 １２． 複数の回路（６４）へのアクセス制御できる前記回路（５０）は、アク ティブスイッチング回路（５０）であることを特徴とする請求の範囲第４項乃至 第１１項のいずれか１つに記載のシステム。 １３． 複数の回路（６４）へのアクセス制御できる前記回路（５０）は、前記 回路（６４）の（ａ）前記導電性接続部（６４）に複数のテスト信号を供給し、 （ｂ）前記回路（６４）からの全ての出力信号を正当性を判断する回路であるこ とを特徴とする請求の範囲第４項乃至第１１項のいずれか１つに記載のシステム 。 １４． 更に、前記内部モジュール（１４ｂ，ｃ，ｄ，ｅ）の１つである第２の モジュールと、 第２の基盤（４０）上の複数の集積回路（６４）の導電性接続部分（６６）の すべてと接続する全基盤プロービング装置（４２）である第２のプロービング装 置（４２）と、 ここで、前記第２のプロビーング装置（４２）は、（ａ）前記第２の 基盤（４０）の各集積回路（６４）のアクセス制御が可能な回路（５０）と、（ ｂ）前記第２の基盤（４０）の前記集積回路（６４）の導電性接続部（６６）に プロビーングするプロビーングポイント（４４）を有する、 第２の温度制御装置（４８）を含む第２の固定器（１６ｂ）と、 ここで、前記第２の固定器（１６ｂ）は、前記第２の基盤（４０）を 保持し、前記第２のプロビーング装置（４２）に前記第２の基盤の位置合わせす る、 を備えることを特徴とする請求の範囲第５項乃至第１３項のいずれか１つに記 載のシステム。 １５． 更に、前記第１、第２の基盤（４０）を移動させ、前記第１、第２のプ ロビーング装置（４２）を移動させるハンドラを備えることを特徴とする請求の 範囲第１４項に記載のシステム。 １６． 前記内部モジュールの少なくとも１つである第２のモジュール（１４ｂ ）は、前記第２のプロビーング装置（４２）の前記回路（６４）とインタフェー スする第２の電子回路ボード（１８ｂ，ｃ，ｄ，ｅ）を備えることを特徴とする 請求の範囲第１４項又は第１５項に記載のシステム。 １７． 前記コンピュータ（３０）は、更に、前記ハンドラ（１２）、前記第２ の電子回路ボード（１８ｂ、１８ｃ）、前記第２の固定器、及び前記第２の温度 制御装置と信号の送受信することを特徴とする請求の範囲第１６項に記載のシス テム。 １８． 前記ガスソース（２０、５１）は、非酸化ガスである第２のガスを供給 し、前記第１のガスは水素であることを特徴とする請求の範囲における前記請求 項のいずれか１つに記載のシステム。 １９． 前記システムは気密システムであることを特徴とする請求の範囲におけ る前記請求項のいずれか１つに記載のシステム。 ２０． チャンバ（１０）内の回路（６４）の少なくとも導電性接続部（６６） をプロビーングする方法であって、 非酸化で厚みを削減するガスをチャンバ（１０）の中に供給し、 前記導電性接続部分と酸化物を有する前記回路（６４）の或る範囲の温度を調 整し、 前記酸化物の厚みを削減し、 前記気密チャンバ（１０）内の前記回路（６４）の前記導電性接続部分（６４ ）をプロービングする ことを特徴とする方法。 ２１． 前記非酸化で厚みを削減するガスは水素であり、前記回路(６４)は集積 回路である請求の範囲第２０項に記載の方法。 ２２． 更に、前記回路(６４)の修理し、 前記チャンバ(１０)内の前記回路(６４)の検証する ことを特徴とする請求の範囲第２０項及び第２１項に記載の方法。 ２３． 更に、前記チャンバ(１０)内の前記回路(６４)の検証し、 前記回路(６４)内の少なくとも一つの回路のヒューズ状態を変化させることに より、前記チャンバ（１０）内の前記回路（６４）をプログラミングする ことを特徴とする請求の範囲第２０項乃至第２２項のいずれか１つに記載の方 法。 ２４． 集積回路をプロビーングするシステムであって、 固定器（１６ａ）と、基盤のプロービング装置(４２)を有する少なくとも一つ のモジュール備える、 ここで、前記固定器（１６ａ）は集積回路（４２）を有する基盤（ ４０）を保持し、 前記集積回路（６４）のそれぞれは複数の導電性接続部（６６）を 有し、その複数の導電性接続部は前記プロビーング装置（４２）のプローブポイ ント（４４９と接続される ことを特徴とするシステム。 ２５． 更に、チャンバ（１０）を有し、当該チャンバは前記基盤（４０）の温 度を修正するための温度制御装置を有する少なくとも１つのモジュール（１４ａ ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ）を有し、前記基盤プロビーングデバイスは全基盤プロービン グ装置(４２)である ことを特徴とする請求の範囲第２４項に記載のシステム。 ２６． 前記少なくとも１つのモジュールは、当該モジュール（１４ａ，ｂ，ｃ ，ｄ，ｅ）の中に少なくとも非酸化ガスを供給するためのガスソース(２０、５ １)をさらに備えることを特徴とする請求の範囲第２４項又は第２５項に記載の システム。 ２７． 前記少なくとも１つのモジュール（１４ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ）は更に、 前記基盤を移動させるハンドラ（１２）を備えることを特徴とする請求の範囲第 ２４項乃至第２６項のいずれか１つに記載のシステム。 ２８． 前記基盤(４０)の前記複数の導電性接続部分(６６)上の酸化物の厚みを 削減するために、前記温度制御装置(４８)は前記基盤(４０)の温度を調整し、前 記ガスソース(２０、５１)は前記酸化物の上に水素を供給することを特徴とする 請求の範囲第２６項または第２７項に記載のシステム。 ２９． 前記モジュール（１４ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ）はコンピュータ(３０)と接 続される電子回路ボード(１８ａ)を備え、前記基盤プロービング装置(４２)は前 記電子回路ボード（１８ａ）と接続される回路(５０)を備え、前記回路(５０)は 前記基盤(４０)上の前記集積回路(６４)のそれぞれとアクセス制御可能となって いることを特徴とする請求の範囲第２４項乃至第２８項のいずれか１つに記載の システム。 ３０． 前記基盤(４０)の前記集積回路(６４)は、前記チャンバ(１０)内で機能 検証、バーンイン、コンフィギュレーションされることを特徴とする請求の範囲 第２４項乃至第２９項のいずれか１つに記載のシステム。 ３１． 前記モジュール（１４ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ）は気密となっていることを 特徴とする請求の範囲第２４項乃至第３０項のいずれか１つに記載のシステム。 ３２． 更に、前記ハンドラ(１２)、前記温度制御装置(４８)、前記固定器(１ ８)、前記プロービング装置(４２)を制御し、交信するために前記チャンバ(１０) と接続されるコンピュータ(３０)を備え、前記コンピュータ（３０）は、プロセ ッサ（１０２０）とデータ蓄積装置（１００８）を有し、 少なくとも下記の機能の一つが前記チャンバ内に前記基盤がある間に実行され る、 （ａ）前記基盤(４０)の前記複数の導電性接続部分(６６)上の酸化物の厚みの削 減 （ｂ）前記基盤(４０)の前記集積回路(６４)の機能検証 （ｃ）前記基盤(４０)のバーンイン （ｄ）前記基盤(４０)の前記集積回路(６４)の修理 （ｅ）前記基盤(４０)の前記集積回路(６４)のプログラミング （ｆ）前記基盤(４０)上へのシンボルのマーキング、そして、 （ｇ）データベースが製造工程制御のためのフィードバックのための前記集積回 路(６４)の実行データに対応するデータの収集 ことを特徴とする請求の範囲第２７項乃至第３１項のいずれか１つに記載のシ ステム。 ３３． 前記基盤(４０)は完全な半導体ウエーハ(４０)であり、前記複数の導電 性接続部分(６６)は前記基盤(４０)上の導電性接続部分(６６)の全てを網羅して 、前記プロービング装置(４２)の前記プローブポイント(４４)は前記導電性接続 部分(６６)の全てと同時に接続することを特徴とする請求の範囲第２４項乃至第 ３２項のいずれか１つに記載のシステム。 ３４． 前記ハンドラ(１２)、前記温度制御装置(４８)、前記固定器(１６)、前 記プロービング装置(４２)を制御し、交信するために前記チャンバ(１０)と接続 される前記コンピュータ（３０）を更に含み、前記コンピュータ(３０)がプロセ ッサ(１００２)とデータ蓄積装置(１００８)を有し、 少なくとも、前記チャンバ(１０)内に前記基盤(４０)が存在する間に以下の機 能の少なくとも一つを実行する、 （ａ）前記基盤(４０)の前記多数の導電性接続部分(６６)上の酸化物の厚みの削 減 （ｂ）前記基盤(４０)の実質上全ての前記集積回路(６４)の同時機能検証 （Ｃ）前記基盤(４０)の実質上全ての前記集積回路(６４)の同時バーンイン （ｄ）前記基盤(４０)の実質上全ての前記集積回路(６４)の同時修理 （ｅ）前記基盤(４０)の実質上全ての前記集積回路(６４)の同時プログラミング （ｆ）前記基盤(４０)上へのシンボルのマーキングと、 （ｇ）データベースが製造工程制御のためのフィードバックのための前記集積回 路(６４)の実行データに対応するデータの収集 ことを特徴とする請求の範囲第３３項に記載のシステム。 ３５． 第２の固定器(１６ｂ)、第２の温度制御装置(４８)、第２の全基盤プロ ービング装置(４２)を有する少なくとも１つの第２のモジュール(１４ｂ，ｃ， ｄ，ｅ)をさらに含む、 ここで、前記固定器(１６ｂ)は集積回路を有する前記基盤(４０)を固定し、前記 第２の温度制御装置(４８)は前記第２の基盤(４０)の温度を調整し、前記第２の プロービング装置(４２)は前記第２の基盤(４０)の前記集積回路をプロービング し、前記モジュール（１４ａ）と前記少なくとも第２のモジュール(１４ｂ，ｃ ，ｄ，ｅ)は同一機能を同時に実行する ことを特徴とする請求の範囲第２４項乃至第３４項のいずれか１つに記載のシ ステム。
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