非接触ウェーハテスト

非接触型ウェハテストは、半導体デバイス製造におけるウェハテスト工程での IC の機械的プロービングの代替手段です。

ウェハー上の IC をプローブするには、通常、自動テスト装置(ATE) と IC を接触させる必要があります。この接触は通常、何らかの形の機械式プローブで行われます。機械式プローブのセットは、多くの場合、ウェハー プローバーに取り付けられたプローブ カード上に一緒に配置されます。ウェハーは、ウェハー プローバーによって持ち上げられ、ウェハー上の 1 つ以上の IC の金属パッドがプローブと物理的に接触します。最初のプローブがウェハーに接触した後、次の 2 つの理由から、ある程度のオーバートラベルが必要になります。

• すべてのプローブが接触したことを保証するため（ウェーハの非平坦性を考慮するため）
• パッド上の薄い酸化層（金属パッドがアルミニウムの場合）を突き破る

市販されている機械的プローブにはさまざまな種類があります。その形状は、カンチレバー、スプリング、または膜の形にすることができ、曲げたり、打ち抜いたり、マイクロ電気機械システム処理によって作成したりできます。

機械式プローブの使用には、いくつかの欠点があります。

• 機械的なプローブはIC上のプローブパッドの下の回路を損傷する可能性がある^[1]
• 繰り返しプローブするとICのプローブパッドが損傷し、そのICのそれ以上のプローブが不可能になる可能性がある。
• プローブカードは繰り返し接触することで損傷したり、ウェーハとの接触によって生じた破片で汚染されたりする可能性がある^[2]
• プローブは回路として動作し、テスト結果に影響を与える。このため、ウェハソートで実行されるテストは、パッケージングが完了した後の最終デバイステストで実行されるテストと常に同一かつ広範囲にわたるとは限らない^[3]
• プローブパッドは通常ICの周囲にあるため、ICはすぐにパッド制限を受ける可能性があります。パッドのサイズが小さくなると、より小型で正確なプローブの設計と製造が困難になります。

ICの機械的プローブの代替手段は、さまざまなグループ（Slupsky、^[4] Moore、^[5] Scanimetrics、^[6] Kuroda ^[7]）によって研究されてきました。これらの方法では、機械式プローブと金属プローブパッドの両方の代わりに、小さなRFアンテナ（RFIDタグに似ていますが、はるかに小さいサイズ）を使用します。プローブカードとICのアンテナが適切に位置合わせされている場合、プローブカードの送信機はRF通信を介してICの受信機に ワイヤレスでデータを送信できます。

この方法にはいくつかの利点があります。

• 回路、パッド、プローブカードに損傷を与えません
• 破片は発生しない
• ICの周辺にプローブパッドは不要になった
• ワイヤレスプローブポイントは、ICの周辺だけでなくどこにでも配置できます。
• プローブポイントを損傷することなく繰り返しプローブすることが可能
• 機械式プローブよりも高速なデータレートが可能
• ウェーハプローバはプローブ位置に力を加える必要がありません（従来のプロービングでは、数百または数千のプローブが使用される場合、かなりの力が必要になることがあります）。

• ウェーハテスト