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特許7634319効率的にチャンネル制御を支援するプローブカード用PMIC及び信号用スイッチIC
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  • 特許-効率的にチャンネル制御を支援するプローブカード用PMIC及び信号用スイッチIC 図1
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-02-13
(45)【発行日】2025-02-21
(54)【発明の名称】効率的にチャンネル制御を支援するプローブカード用PMIC及び信号用スイッチIC
(51)【国際特許分類】
   G01R 31/28 20060101AFI20250214BHJP
   G01R 31/319 20060101ALI20250214BHJP
【FI】
G01R31/28 M
G01R31/319
【請求項の数】 8
(21)【出願番号】P 2024506664
(86)(22)【出願日】2022-07-08
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2024-08-01
(86)【国際出願番号】 KR2022009991
(87)【国際公開番号】W WO2023043021
(87)【国際公開日】2023-03-23
【審査請求日】2024-02-01
(31)【優先権主張番号】10-2021-0122260
(32)【優先日】2021-09-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】524042920
【氏名又は名称】テックウィズユー カンパニー リミテッド
【氏名又は名称原語表記】TECHWIDU CO., LTD.
(74)【代理人】
【識別番号】110000051
【氏名又は名称】弁理士法人共生国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ユ,ヒョン ソク
(72)【発明者】
【氏名】ムン,ドク ジュ
【審査官】田口 孝明
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2006/019082(WO,A1)
【文献】国際公開第2002/037503(WO,A1)
【文献】特表2011-502316(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2003/0107951(US,A1)
【文献】特開2009-212350(JP,A)
【文献】韓国登録特許第10-2133485(KR,B1)
【文献】韓国公開特許第10-2020-0016680(KR,A)
【文献】韓国登録特許第10-2293671(KR,B1)
【文献】韓国公開特許第10-2007-0100835(KR,A)
【文献】韓国登録特許第10-0739883(KR,B1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
IPC G01R 31/28-31/3193、
H01L 21/64-21/66
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
スイッチICであって、
各々が複数のチャンネルを含む複数のコア(core)と、
識別子(ID)及び命令の提供を受けてデコーディングし、前記複数のコア及び前記複数のチャンネルを制御する制御信号を生成するコマンドデコーダと、
前記コマンドデコーダから出力された制御信号に対応するように前記複数のコア及び前記複数のチャンネルの活性を制御する信号を提供するセレクターと、を備え、
前記複数のチャンネルの各々は、DUT(Device Under Test)に連結され、
前記命令は、1フレームにスイッチIC選択データ、OP CODE、コア選択データ、及びチャンネル選択データを含み、前記複数のコア及び前記複数のチャンネルを階層的に制御するようにエンコードされことを特徴とするスイッチIC。
【請求項2】
前記スイッチICは、信号処理DUTに連結された信号スイッチICであるか、又は電源DUTに連結されたPMICのうちの何れか一つであることを特徴とする請求項1に記載のスイッチIC。
【請求項3】
前記スイッチIC選択データ、OP CODE、コア選択データ、及びチャンネル選択データは、複数のビットが並列に伝送されるデータバスを通じて伝送されることを特徴とする請求項1に記載のスイッチIC。
【請求項4】
前記スイッチIC選択データは、少なくとも1ビットのデータであり、
前記スイッチIC選択データの前記少なくとも1ビットのデータは、活性が制御されるスイッチICに対応することを特徴とする請求項1に記載のスイッチIC。
【請求項5】
前記コア選択データは、少なくとも1ビットのデータであり、
前記コア選択データの前記少なくとも1ビットのデータは、活性が制御されるコアに対応することを特徴とする請求項4に記載のスイッチIC。
【請求項6】
前記チャンネル選択データは、少なくとも1ビットのデータであり、
前記チャンネル選択データの前記少なくとも1ビットのデータは、活性が制御されるチャンネルに対応することを特徴とする請求項5に記載のスイッチIC。
【請求項7】
前記チャンネル選択データによって選択されるチャンネルは、前記コア選択データによって選択される全てのコアに対して等しく選択され、
前記コア選択データによって選択されるコアは、前記スイッチIC選択データによって選択される全てのスイッチICに対して等しく選択されることを特徴とする請求項6に記載のスイッチIC。
【請求項8】
前記スイッチIC選択データ、OP CODE、コア選択データ、及びチャンネル選択データは、連続して前記1フレームを形成することを特徴とする請求項1に記載のスイッチIC。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プローブカード用PMIC及び信号用スイッチICに関し、より詳細には、効率的にチャンネル制御を支援するプローブカード用PMIC及び信号用スイッチICに関する。
【背景技術】
【0002】
半導体ウェハーに微細パターンが形成され、これらをダイシングして半導体ダイを形成してパッケージングして最終製品を形成する。ウェハーに形成された半導体素子が小型化、高密度化、及び高集積化されることによってウェハー状態で半導体素子が目的とする機能を遂行するかどうかの不良判断が重要なイシューとして登場している。
【0003】
プローブカードはウェハー上に形成された半導体素子の動作を検査するために半導体チップとテスト装備とを連結する装置である。プローブカードにはウェハーに形成された半導体素子に電気的に連結されるプローブピンが形成され、プローブピンは、半導体素子に電気的に連結されて電気信号を提供し、半導体素子から提供される信号を検出する。
【0004】
プローブカードは、装備の不足する測定チャンネル数を、多重化を通じて解決するために複数の多チャンネルPMIC(電源管理集積回路)及び多チャンネル信号スイッチIC(switch IC)-以下、スイッチICと通称する-を実装する。実際のテスト時、テスト対象素子(DUT:device under test)をテストするためには、該当DUTに連結されるチャンネルにのみ導通又は電圧を供給し、それ以外のチャンネルは遮られるように設定して、該当DUTに対してのみ測定を進行する。半導体微細化が進行してウェハー1枚当たり更に多くの数の測定チャンネルが必要になっても装備を購買せずにプローブカードのみを新規開発することでテスト費用を節減している。
【0005】
テスト費用の節減のためにプローブカードを通じた多重化が適用されてきたが、現在の極端な半導体工程の微細化はプローブカード上で非常に高い多重化を要求している。これは結局非常に多くの数のスイッチICが一つのプローブカードに実装されなければならないことを意味し、多重化された各チャンネルを制御することに必要となる時間も徐々に長くなっていて、これからはチャンネル設定時間も半導体チップのスループット(throughput)を決める主な要素のうちの一つと据えられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、より高いスループットを得るために短い時間で各チャンネルの状態を設定するシグナリング方法で制御されるスイッチICを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるスイッチICは、各々が複数のチャンネルを含む複数のコア(core)と、識別子(ID)及び命令の提供を受けてデコーディングし、前記複数のコア及び前記複数のチャンネルを制御する制御信号を生成するコマンドデコーダと、前記コマンドデコーダから出力された制御信号に対応するように前記複数のコア及び前記複数のチャンネルの活性を制御する信号を提供するセレクターと、を備え、前記複数のチャンネルの各々は、DUT(Device Under Test)に連結され、前記命令は、1フレームにスイッチIC選択データ、OPCODE、コア選択データ、及びチャンネル選択データを含み、前記複数のコア及び前記複数のチャンネルを階層的に制御するようにエンコードされた命令を支援する。
【0008】
一実施形態において、前記スイッチICは、信号処理DUTに連結された信号スイッチICであるか、又は電源DUTに連結されたPMICのうちの何れか一つである。
一実施形態において、前記スイッチIC選択データ、OPCODE、コア選択データ、及びチャンネル選択データは、複数のビットが並列に伝送されるデータバスを通じて伝送される。
一実施形態において、前記スイッチIC選択データは、少なくとも1ビットのデータであり、前記スイッチIC選択データの前記少なくとも1ビットのデータは、活性が制御されるスイッチICに対応する。
一実施形態において、前記コア選択データは、少なくとも1ビットのデータであり、前記コア選択データの前記少なくとも1ビットのデータは、活性が制御されるコアに対応する。
一実施形態において、前記チャンネル選択データは、少なくとも1ビットのデータであり、前記チャンネル選択データの前記少なくとも1ビットのデータは、活性が制御されるチャンネルに対応する。
一実施形態において、前記チャンネル選択データによって選択されるチャンネルは、前記コア選択データによって選択される全てのコアに対して等しく選択され、前記コア選択データによって選択されるコアは、前記スイッチIC選択データによって選択される全てのスイッチICに対して等しく選択される。
一実施形態において、前記スイッチIC選択データ、OPCODE、コア選択データ、及びチャンネル選択データは、連続して前記1フレームを形成する。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、半導体ウェハーの不良検査に消耗する時間を縮めることができる。従って、半導体生産性を向上させることができるという長所がある。
【0010】
本発明の効果は、以上で言及する効果に限定されない。言及されない他の効果は以下の記載から当業者に明確に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】本発明の一実施形態によるスイッチIC100の概要を示したブロック図である。
図2】一実施形態による複数のスイッチIC(100a、100b、100c、100d)及び制御部200を含むプローブカード10及び自動テスト装置(ATE:Automatic Test Equipment)の概要を示したブロック図である。
図3】一実施形態による複数のスイッチICの動作の一例を説明するための図である。
図4】伝送される信号の1フレームの一例を示した図である。
図5】一実施形態による活性化制御部200から出力される命令(CMD)を概要的に示したタイミング図である。
図6】命令(CMD)によって活性化されたスイッチIC、コア、及びチャンネルを斜線で示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明の一実施形態による効率的チャンネル制御を支援するプローブカード用PMIC及び信号用スイッチICは、各々が複数のチャンネルを含む複数のコア(core)と、識別子(ID)及び命令の提供を受けてデコーディングし、複数のコア及び複数のチャンネルを制御する制御信号を生成するコマンドデコーダと、コマンドデコーダから出力された制御信号に対応するように複数のコア及び複数のチャンネルの活性を制御する信号を提供するセレクターと、を備え、複数のチャンネルの各々は、DUT(Device Under Test)に連結され、命令は、1フレームにスイッチIC選択データ、OP CODE、コア選択データ、及びチャンネル選択データを含み、複数のコア及び複数のチャンネルを階層的に制御するようにエンコードされた命令を支援することを特徴とする。
【0013】
以下、本発明を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0014】
本明細書及び特許請求の範囲に使用する用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならない。発明者が自分の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に即して本発明の技術的思想に符合する意味及び概念で解釈されなければならない。従って、本明細書に記載した実施形態及び図面に示した構成は、本発明の一番望ましい一実施形態に過ぎないだけであり、本発明の技術的思想を全て代弁するものではないため、本発明の出願時点においてこれらを取り替えることができる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解しなければならない。
【0015】
本明細書で使用する用語は特定の実施形態を説明するために使用するものであって本発明を制限するためのものではない。本明細書で使用するように、単数形態は、文脈上他の場合を確かに指摘するものではないため、複数の形態を含むことができる。
【0016】
以下では、図面を参照して本発明のプローブカード100を説明する。手短で明確な説明のために、以下では論理ハイ状態で活性化されるアクティブハイ(active high)シグナリング方式を例示する。但し、これは例示のためのものであり、図示した例とは異なり、論理ロー状態で活性化されるアクティブロー(active low)シグナリング方式で動作することができることは勿論である。
【0017】
図1は、本発明の一実施形態によるスイッチIC100の概要を示したブロック図である。図1を参照すると、スイッチIC100は、各々が複数のチャンネル(CHO、CH1、…、CHn)を含む複数のコア(CORE0、CORE1、...、COREk)と、識別子(ID)及び命令(CMD)の提供を受けてデコーディングし、複数のコア(CORE0、CORE1、...、COREk)及び複数のチャンネル(CHO、CH1、…、CHn)を制御する制御信号を生成するコマンドデコーダ110と、コマンドデコーダ110から出力された制御信号に対応するように複数のコア(core)及び複数のチャンネルの活性を制御する信号を提供するセレクター120と、を備え、複数のチャンネルの各々は、DUT(Device Under Test)に連結され、命令は、1フレームにスイッチIC選択データ、コア選択データ、及びチャンネル選択データを含み、複数のコア及び複数のチャンネルを階層的に指定して制御するようにエンコードされる。
【0018】
図2は、一実施形態による複数のスイッチIC(100a、100b、100c、100d)及び制御部200を含むプローブカード10及び自動テスト装置(ATE:Automatic Test Equipment)の概要を示したブロック図である。図1及び図2を参照すると、プローブカード(probe card)10は、制御部200、及び制御部200から提供された命令(CMD)が提供されて制御される複数のスイッチIC100を含む。
【0019】
自動テスト装置(ATE)は、DUT(図示せず)に電気的に連結され、DUTから信号を受けて使用者のテストベクターを基準にDUTの不良の如何を把握する装置である。ATEは固有の信号プロトコルを有する。
【0020】
ATEはDUTをテストしようとすることを制御部にATEの固有信号プロトコルで命令を送る。制御部200は、ATEの信号の提供を受けて解釈し、該当DUTをテストするためにスイッチICのチャンネルを制御するか又は選択し、選択された複数のスイッチIC(100a、100b、100c、100d、…)を制御する信号を送る。一例として、制御部200はFPGA(Field Programmable Gate Array)で具現される。
【0021】
ATEの測定チャンネル(図示せず)はプローブカード10のスイッチIC(100a、100b、100c、100d、…)の各チャンネル入力に連結され、この信号はスイッチICで多重化されて複数の探針用プローブピンを通じて複数のDUTに連結される。一実施形態において、スイッチIC(100a、100b、100c、100d、…)は、それぞれ固有の識別子(ID)を有するアナログマルチプレクサ(multiplexer)で具現される。プローブカード10は、DUTのテスト遂行時にテストするDUTが連結されたチャンネルを導通させ、残りのチャンネルを遮断して該当DUTをテストする。
【0022】
上述したように、各スイッチIC(100a、100b、100c、100d、…)は複数のコア(CORE0、CORE1、…、COREk)を含み、各コアはそれぞれDUTに連結された複数のチャンネルを含む。また、複数のコア(CORE0、CORE1、…、COREk)の各々はn個のチャンネル(CH0、CH1、…、CHn)を含む。
【0023】
各スイッチICは、望ましくは2個(kは自然数)のコアを含む。各コアは、複数個のチャンネルを含み、望ましくは2個(nは自然数)のチャンネルを含む。
【0024】
図3は、一実施形態による複数のスイッチICの動作の一例を説明するための図である。プローブカード10は複数のスイッチICを含むが、以下では簡潔で明確な説明のために、図3に例示したもののように四つのスイッチIC(100a、100b、100c、100dを)含み、各スイッチIC100は四つのコア(CORE0、CORE1、CORE2、CORE3)を含み、コアのそれぞれは8個のチャンネル(CH0、CH1、…、CH7)を含む例を挙げて説明する。
【0025】
但し、これは容易で簡潔な説明のための一つの例であるのみであり、本発明の範囲を限定するためではない。従って、各スイッチICは五つ以上のコア或いは三つ以下のコアを含むことができ、また各コアは9個以上のチャンネルを含むか又は7個以下のチャンネルらを含むことができる。
【0026】
以下では、スイッチIC(100a、100b、100c、100d)の動作を詳しく説明する。
【0027】
図4は、伝送される信号の1フレームの一例を示した図であり、制御部200から各スイッチIC(100a、100b、100c、100d)に提供される命令(CMD)の概要を示したタイミング図である。
【0028】
図3図4を参照すると、制御部200から提供される命令(CMD)はイネーブル信号(WEN)及び複数のデータビット(DATA[0:3])を含む。複数のデータビット(DATA[0:3])は並列データバスを通じて伝送される。また、制御部200はクロック信号(CLK)を更に送る。複数のデータビットの各々、イネーブル信号、及びクロック信号は並列に伝送される。一実施形態において、制御部200はクロック信号(CLK)を更に提供し、複数のデータビット(DATA[0:3])は制御部200から提供されたクロック信号(CLK)に同期して提供される。
【0029】
スイッチIC(100a、100b、100c、100d)は論理ロー状態のイネーブル信号(WEN)では活性化されないが、イネーブル信号(WEN)が論理ハイである時、スイッチIC(100a、100b、100c、100d)は活性化命令による動作を遂行する。但し、これは一具現例であり、上述したように論理ロー状態のイネーブル信号(WEN)で活性化され、論理ハイである時に非活性化され得ることは勿論である。
【0030】
複数のデータビット(DATA[0:3])は1フレーム(frame)内にスイッチIC選択データ、OP CODE、コア選択データ、及びチャンネル選択データを含む。図3で例示した実施形態において、データビット[0:3]を通じて最初に伝送されるデータであるIC_0、IC_1、IC_2、及びIC_3は、それぞれスイッチIC(100a、100b、100c、及び100d)の活性を制御するスイッチIC選択データである。
【0031】
続いて伝送されるOP CODEはスイッチICが遂行しなければならない具体的な動作を指定する。一例として、OP CODEはスイッチICが遂行しなければならない動作を指定する。遂行する動作は、チャンネルの活性化、非活性化、電圧の供給などのスイッチICが支援する機能のうちからどのような動作を遂行しなければならないかを、使用者から指定を受ける役割をする。
【0032】
続いて伝送されるCORE_0、CORE_1、CORE_2、及びCORE_3は、それぞれスイッチIC内のコア(CORE_0、CORE_1、CORE_2、及びCORE_3)の活性を制御するコア選択データである。続いて各コア内に含まれるチャンネル選択データらが伝送される。
【0033】
図4に示した例で、データビット[1](DATA[1])は、1フレーム内に第1スイッチIC(IC_1)を活性化するスイッチIC選択データ、スイッチIC内の第1コア(CORE_1)を活性化するコア選択データ、第5チャンネルを活性化するチャンネル選択データ(CH_5)、及び第1チャンネルを活性化するチャンネル選択データ(CH_1)を含む。
【0034】
図4に例示したように、データバスに伝送されるデータビットはスイッチIC選択データ、コア選択データ、及びチャンネル選択データが連続して一つの信号フレームを成す。
【0035】
図5は、一実施形態による活性化制御部200から出力される命令(CMD)を概要的に示したタイミング図である。図1図3を参照すると、データバス(DATA[0:3])に伝送される命令(CMD)の最初のビット、データバス内の各データビットに割り当てられたスイッチICの活性化ビットである。図3に例示した実施形態において、データビットDATA[0]及びDATA[2]が論理ハイ状態であるため、これらに対応するスイッチICである100a及び100cが活性化される。
【0036】
続いて、データバス(DATA[0:3])を通じてOP CODEが伝送される。図5に例示した実施形態では二進数1001が伝送され、この値はチャンネルを活性化/非活性化させる動作を指定する。
【0037】
続いて、データバス(DATA[0:3])を通じてコア選択データが伝送される。図5に例示した実施形態で、データビットDATA[0]及びDATA[3]が論理ハイ状態であるため、これらに対応するコアあるCORE_0とCORE_3が活性化される。
【0038】
続いて、データバス(DATA[0:3])を通じてチャンネル選択データが伝送される。図4に例示した実施形態において、データビットDATA[1]及びDATA[2]が論理ハイ状態であるため、これらに対応するチャンネルであるCH_5及びCH_6が活性化される。
【0039】
図6は、命令(CMD)によって活性化されたスイッチIC、コア、及びチャンネルを斜線で示した図であり、下記の表1は、図5に例示した命令(CMD)の実施形態で活性化されたスイッチIC、コア、及びチャンネルを整理した表である。
【0040】
【表1】
【0041】
図6及び表1を参照すると、図5に例示した1フレームの命令(CMD)によって、スイッチIC100aのコア0(CORE0)、コア3(CORE)内の第5チャンネル(CH5)及び第6チャンネル(CH6)が活性化され、スイッチIC100cのコア0(CORE0)、コア3(CORE)内の第5チャンネル(CH5)及び第6チャンネル(CH6)が活性化されて総8個のチャンネルが活性化される。本実施形態は、スイッチIC、コア、及びチャンネルが階層的に活性化される。即ち、スイッチIC選択データによってスイッチICが活性化され、続いてコア選択データによって選択された全てのスイッチIC内の該当コアが活性化され、チャンネル選択データによって活性化された全てのコア内のチャンネルが活性化されて階層的(hierarchical)構造で選択及び活性化される。このような構成的特徴から従来技術に比べて速かに動作するという長所が提供される。
【0042】
このように活性化されるチャンネルを指定することで、個別IDを指定する従来技術に比べて更に柔軟に複数のターゲットチャンネルを指定して活性化することができ、活性化命令が送受信される回数を減少させてチャンネル設定時間を減少させ、結果的にスループットを向上させることができる。
【0043】
本実施形態において、命令はクロックに同期化して提供されるため、高速信号伝送が可能であり、デコーディングロジッグを単純化して短い時間に各チャンネルの状態を設定することができる。従って、半導体生産時に高いスループットを得ることができる。
【0044】
本明細書及び特許請求の範囲に使用された用語や単語は通常的であるか又は辞書的な意味に限定して解釈してはならない。発明者は自分の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に即して本発明の技術的思想に符合する意味及び概念で解釈されなければならない。
【0045】
従って、本明細書に記載された実施形態及び図面に示された構成は、本発明の一番望ましい一実施形態に過ぎないず、本発明の技術的思想を全て代弁するものではないため、本発明の出願時点においてこれらを取り替えることができる多様な均等物及び変形例らがあり得ることを理解しなければならない。
【0046】
本明細書で使用した用語は特定の実施形態を説明するために使用されるものであり、本発明を制限するためではない。本明細書で使用されたもののように、単数形態は文脈上他の場合を確かに指摘するものではない限り、複数の形態を含むことができる。
【符号の説明】
【0047】
10 プローブカード
100 スイッチIC
100a、100b、100c、100d スイッチ
110 コマンドデコーダ
120 (コアチャネル)セレクター
200 制御部
ATE 自動テスト装置

図1
図2
図3
図4
図5
図6