반도체 디바이스 테스터용 인터페이스 장치 document_id A220623051958

자동 테스트 장비는 반도체 디바이스의 바람직한 기능성을 보장하기 위해 광범위하게 사용된다. 테스팅은 제조 로트(lot)로부터 결함있는 디바이스를 제거할 수 있게 하므로, 더 이상의 필요치 않은 프로세싱 및 패키징을 제거할 수 있다. 또한, 테스트 결과는 보수를 필요로 하는 오작동하는 제조 장비를 식별하기 위해 사용될 수 있고, 그로 인해 디바이스 생산량을 증가시킨다. 또한, 테스트 결과는 편차를 프로세싱하여 얻은 결과적인 상이한 성능 및 구동 스팩을 가진 디바이스의 비닝을 가능하게 한다. 예를 들어, 그 디바이스가 원하는 스팩을 충족하지 못함을 나타내는 테스트 결과를 가진 디바이스는 패키징되고, 감소된 작동 범위 및/또는 성능을 나타내는 라벨을 붙여 더 낮은 가격으로 판매될 수 있다. 디바이스 작동을 측정하기 위해, 자동의 테스트 장비(또한, 테스터라 불린다)는 피시험 디바이스("DUT")에 입력 신호를 인가하고, 그 결과의 DUT 출력 신호를 탐지한다. 도 1은, 각각의 사이클 동안, 피시험 디바이스 상의 특정 포인트로부터 신호를 발생하거나 신호를 측정하는 복수의 채널(1301, 1302, ... 130N) 및 컨트롤러(120)를 포함하는 간략한 형태의 테스터(100)를 도시한다. 컨트롤러(120)는 테스팅 프로세스를 다이렉팅하도록 프로그래밍된 컴퓨터, 테스트 동안 수집된 프레세싱 데이터, 및 오퍼레이터를 가진 인터페이스를 포함한다. 또한, 컨트롤러(120)는 복수의 채널에 의해 공유된 회로, 또는 그 채널과 연관되지 않은 회로를 포함할 수 있다. 도 1의 예에서, 채널(1301)이 보다 상세하게 도시되어 있다. 채널(1301)은 패턴 제너레이터(140), 타이밍 제너레이터(150), 및 핀 소자(160)를 포함하는 회로를 포함한다. 패턴 제너레이터(140)는 각각의 사이클 동안에 채널의 오퍼레이션을 정의하는 "패턴"을 가지고 프로그래밍된다. 예를 들어, 패턴 제너레이터(140)는 그 채널이 DUT(110)에 특정 값을 가진 신호를 구동해야 한다는 것을 나타낼 수 있다. 타이밍 제너레이터(150)는 값이 구동되어야 할 때, 또는 일 라인의 값이 측정되어야 할 시간의 시작을 정의함으로써, 신호 전달을 컨트롤하는 타이밍 신호를 생성한다. 핀 소자(160)는 최종적으로 DUT(110)으로 피딩되어질 라인(1801)으로 자극 신호를 구동하는 회로를 포함한다. 구동 회로는 구동기(162)를 포함한다. 도 1의 개략적인 블럭 다이어그램에서, 구동기(162)는 앞단에 플립플롭(164)이 있는 것으로 도시되어 있다. 플립플롭(164)은 타이밍 제너레이터(150)로부터의 타이밍 신호에 의해 클로킹(clock)되고, 패턴 제너레이터(140)부터의 데이터가 인가된다. 플립플롭(160)은 구동기(162)에 의한 출력 값, 및 그 출력이 컨트롤될 수 있는 시간을 도시한다. 핀 소자(160)는, 또한, 비교기(166)를 통해 라인(1801)상의 신호를 탐지할 수 있다. 비교기(166)는 DUT(110)로부터 라인(1801) 상의 입력, 및 프로그래밍 가능한 기준 값 제너레이터(168)로부터의 기준 입력을 수신한다. 비교기(166)로부터의 출력은 래치(165)의 입력에 인가된다. 래치(165)는 타이밍 제너레이터(150)에 의해 클로킹되고, 후속 프로세싱을 위해 패턴 제너레이터(140)를 따라 패싱되는 비교기(166)의 출력값을 지시한다. 비교기(166) 및 기준값 제너레이터(168)를 경유한 핀 소자(160)는 라인(1801)으로부터 탐지된 신호가 프로그래밍 가능한 기준 제너레이터(168)에 의해 지시된 특정 값보다 큰지 작은지를 나타낸다. 핀 소자(160)는 간략한 형태로 도시되어 있다. 구동기(162)는, 예를 들어, 신호가 제공되는 때, 및 그 레벨을 설명하기 위한 복수의 컨트롤 신호를 수신할 수 있다. 구동기(162)는, 또한, 그것이 라인(180)을 구동하지 않는 특정 시간에 그 구동기를 "3상태(tri-state)"로 하기 위한 컨트롤 입력을 포함할 수 있다. 예를 들어, 비교기(166)가 라인(180) 상의 신호를 읽을 때, 구동기(162)가 "3상태"일 수 있다. 이러한 예는 아날로그 신호 탐지와 같은, 다른 구현에서 보다, 디지털 신호 탐지에 적합하고, 테스터는 다른 동작을 수행하기 위해 조절될 수 있다. 그러나 도 1은 DUT(110) 상의 테스트 포인트가 비교기 및 구동기에 모두 로딩되어 있는 테스터 내의 채널에 연결될 수 있음을 충분히 도시하고 있다. 테스터(100)와 DUT(110) 사이에 교환되는 신호는 인터페이스(189)를 통과한다. 도 1의 간략한 도면에서, 인터페이스(189)는 디바이스 인터페이스 보드("DIB")(190), 커넥터(172), 및 프루브 카드(174)를 포함한다. 인터페이스(189)는, 또한, 기계적 지지부 및 배열 구조를 포함하지만, 이러한 구조들은 간소함을 위해 도시되지 않았다. 인터페이스(189)는 라인(1801, 1802, ... 180N)을 통해 테스터(100)에 연결된다. 이 라인들은 DIB(190)에 연결된다. 라인(1801, 1802, ... 180N)은 DIB(190) 상의 패드에 접촉하는 스프링 핀, 또는 DIB(190)와 테스터(100) 사이의 분리가능한 연결을 이루기 위한 다른 타입의 커넥터를 포함할 수 있다. DIB(190)는 트레이스 또는 테스트를 라우팅하기 위한 다른 신호 경로를 포함한 회로 보드이고, DUT로의 신호, 및 DUT로부터의 신호에 응답한다. DIB(190)는 종래의 인쇄회로기판 기술을 사용하여 제조될 수 있고, 특정 스타일의 DUT를 테스팅하기 위해 DIB(190)를 커스터마이징하는 전자 컴포넌트를 포함할 수 있다. DIB(190)는 커넥터(172)를 통해 프루브 카드(174)에 연결된다. 커넥터(172)는 DIB(190)와 프루브 카드(174) 사이에 연결을 이루는 다수의 스프링 핀을 홀딩하는 "포고 타워", 또는 유사한 구조일 수 있다. 대안의 커넥터는 "인터포저(interposer)"를 포함한다. 프루브 카드(174)는, 또한, 기판으로써 인쇄회로기판을 사용할 수 있다. 프루브 카드(174)는 DUT(110) 상의 테스트 포인트와 접촉하기 위한 프루브로써 역할하는 탄성부재(1701, 1702, ..., 170N)를 포함한다. 이러한 탄성부재의 예로, 미국 캘리포니아주 'Livermore'의 'Formfactor Corporation'에 의해 판매되는 미세 접촉 프루브(microscopic contact probe), 또는 미국특허번호 제5,900,738호, 제6,043,563호, 제6,049,976호, 및 제6,184,053B1호에 서술된 것들이 있다. 신호가 비교기(166)에서 신뢰성있게 측정될 수 있도록, 일부 반도체 DUT는 DIB를 통해 응답 신호를 구동시키기 위한 충분한 전류를 공급하고, 임의의 로드(예컨대, 50옴 구동 로드)가 테스터 채널 내에 존재한다. 그러나, 우리는 저전력 디바이스가 10pF 또는 그 보다 낮은 커패시턴스 및 매우 낮은 저항을 가진 로드만 구동할 수 있음을 알고 있다. 고주파수 신호를 출력하는 디바이스에 대하여도 테스터에 의해 존재하는 로드를 구동할 수 없음이 밝혀 졌다. 이러한 상황에서, 종래의 테스터 인터페이스는 충분하지 못할 것이다. 그러므로, 테스터와 피시험 디바이스 사이의 개선된 인터페이스, 특히, 저전력/고주파수 신호로 작동하는 테스팅 디바이스를 위한 개선된 인터페이스에 대한 필요성이 존재한다.