用于清洁测试器接口的接触元件和支持硬件的方法技术

本发明专利技术公开了一种用于清洁半导体测试装置内的销接触元件和支持硬件的方法，其包括：将清洁装置加载到半导体测试装置，清洁装置具有顶表面和位于顶表面的下面的一个或多个中间层，顶表面具有清洁销接触元件的预定特性，中间层具有一组预定特性，预定特性被选取用来优化用于测试接口的销接触元件和支撑结构的清洁装置，其中，所述一个或多个中间层的弹性系数范围在40MPa到600Mpa之间，每层具有在25μm和300μm之间的厚度，并且每层具有在30Shore A和90Shore A之间的硬度；以及在半导体测试装置的一般测试操作中，使销接触元件和支持硬件接触所述清洁装置，使得任意碎屑从销接触元件和支持硬件移除。

【技术实现步骤摘要】
用于清洁测试器接口的接触元件和支持硬件的方法本申请是申请日为“2010年12月3日”，申请号为“201080055996.6”，专利技术名称为“用于清洁测试器接口的接触元件和支持硬件的设备、装置和方法”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术大体上涉及一种用于清洁测试器接口的接触元件和支持硬件的装置。
技术介绍
单独的半导体(集成电路)装置通常使用包括光刻法、沉积法和溅射法等熟知的半导体工艺技术在硅晶圆上形成多个装置来制造。一般地，这些工艺用来形成晶圆级的功能齐全的集成电路装置(IC)。最后，单独的IC装置被从半导体晶圆分割或切成单个独立的晶片。使用熟知的装配技术组装分割的IC装置，用于最后完成在封装中或结合到电子装置，该熟知的装配技术包括晶片连接到引线框、导线连接或焊料球链接，以及通过各种模塑技术提供本体到具有外部电连接性的封装的包封。但是，实际上，晶圆本身的物理缺陷和/或晶圆的处理中的缺陷不可避免地引起晶圆上的一些晶片是功能齐全的，有些晶片是无功能的，以及有些晶片具有低效能或需要修理。优选在从晶圆分割并组装到消费者装置上之前，通常需要鉴定晶圆上的哪些晶片是功能齐全的。在通过称作晶圆级测试(通常在本领域称作“晶圆分类”)的处理的分割之前，鉴定由于晶圆上的一些物理缺陷、IC电路层上的缺陷和/或与半导体处理技术相关的缺陷产生的无功能、低效能和可修理装置。根据产品的性能的分类、装箱和晶圆等级的IC装置能够稍后在制造过程中节省相当多的制造成本，并从最高性能的装置的销售提供增加的收益。其中，产品的效能通过电气测试确定。一旦装置已经分割，在处理和组装中的一些加工步骤必然引起切割缺陷、处理缺陷以及关于组装和封装的缺陷，这些缺陷仅能被电气地鉴定为完全正常、无功能或可能是“可修理的”并送至箱装置。实际上，被组装和封装后的半导体装置在其最后完成或结合到电子装置之前受到一系列的电气测试过程。在封装阶段或装运前的最后测试阶段的处理包括但是不限于测试分离装置的裸晶、封装后的IC(暂时或永久)或者之间的变型。一般地，在晶圆级或封装级上的IC装置的电气测试是通过自动化测试设备(ATE)实现的，该自动化测试设备被机械地或电气地构造用于激励半导体装置，根据预定的测试程序演练该装置，并且然后检查用来估计适当的功能性的输出。在晶圆级测试中，常规的接口硬件是“探针卡”，与测试(DUT)输入/输出(I/O)焊盘下的装置布置相配合的多个探针元件连接到“探针卡”。更具体地，在典型的晶圆测试过程中，该探针卡被安装到探测器上，探针接触元件(通常被称为“探针”)与形成在晶圆的晶片上的结合焊盘、焊料球和/或金凸块相接触。通过将探针尖端的可控的移位施加到结合焊盘、焊料球和/或金凸块上，可实现电连接以允许功率、接地和测试信号的传输。探针尖端相对结合焊盘、焊料球和/或金凸块的重复擦洗、变形和穿透产生粘附并堆积在探针接触表面上的碎屑和污染物。在封装级测试中，测试器装载板在自动测试设备(ATE)、手动测试设备和DUT之间提供接口。测试器装载板通常包括一个或多个接触器组件，有时也称作“测试插座”，DUT插入该测试插座中。在测试过程中，DUT通过处理器插入或放入插座内并在测试期间被夹持定位。在插入到插座内以后，DUT通过销元件经由测试器装载板及其次级组件以及其它的接口装置被电连接到ATE。与ATE相关的接触销元件被布置与DUT的金属化接触表面物理地电接触。这些表面可包括测试焊盘、导线、销连接器、结合焊盘、焊料球和/或其它导电介质。DUT的功能性通过不同的电输入和输出上测得的反应来评价。通过重复测试，接触元件尖端会被由晶圆和半导体装置的制造和测试过程中产生的铝、铜、铅、锡、金、副产物、有机膜或氧化物等材料污染。两种类型的IC测试(晶圆级和封装级)所面临的一个主要挑战是确保与连接器相关联的接触销和DUP的接触表面之间的最佳电接触。在每个测试程序中，利用该销接触元件重复接触结合焊盘、焊料球和/或金凸块，碎屑或其它残留物将堆积并污染销元件的接触区域。该碎屑可能来自测试和处理过程本身，或者可包括来自装置制造和/或组装过程或其它来源的制造残留物。除了存在污染以外，反复迫使电流通过接触销的小金属间的“a-点”会使接触表面的导电特性劣化，从而影响用于适当电测试的金属间特性。随着污染物堆积，加上接触表面的劣化，接触电阻(CRES)上升并降低测试的可靠性。由于产品回收测试增加，升高且不稳定的CRES会影响产量和/或测试时间。这些错误读数会导致错误报废良好的DUT，造成通常很大的产量损失。通过多次测试可进行一些产品回收；但是，再测试装置多次以确认坏的装置或实现产品回收将造成整体制造成本增加。对晶圆级和封装级测试接触器技术的高性能要求已经推进了具有预定和定制的机械性能和弹性的独特形状的接触元件的发展。许多新的先进接触技术具有独特的接触元件形状和机械操作，以便于得到一致的、可重复的并且稳定的电接触。一些技术使用光刻组装技术构成，而另一些通过高精确的微加工技术制造。接触器的改进的电特性还可使用具有改进的电性能和抗氧化性的不同材料获得。接触元件被设计成有助于一致的氧化物贯穿，同时减少施加在结合焊盘、焊料球和/金凸块上的支承力。还需要形成与结合焊盘、焊料球和/或金凸块之间的物理接触；因此，产生会影响电性能测试过程的结果的碎屑和污染物。通常，产生的碎屑需要从接触元件周期性地移除，以防止造成接触电阻增加、连续性失效和错误测试读数的堆积物，这会导致人工地降低产量并因此增加制造成本。因应粘附到接触元件和支持硬件的颗粒的问题，已经发展了多种技术。例如，一种技术使用由向研磨颗粒提供基质的硅橡胶构成的清洁材料。另外，可使用具有被探针摩擦的安装研磨陶瓷清洁块的清洁晶圆，或者还可使用具有研磨颗粒的橡胶基质和由玻璃纤维制成的刷子清洁器。在一种技术中，探针可喷涂或浸入一种清洁溶液中。在另一种技术中，可使用具有孔隙的任意表面形态和可变高度的开口细胞泡沫为基础(opencellfoambased)的清洁装置。在一个常规的接触元件的清洁过程中，使用擦刷、吹气和冲洗接触销和/或连接器本体的一些组合。该过程需要停止测试操作，人工介入来进行清洁，并可能从测试环境移除测试接口(探针卡、插座等)。该方法提供不一致的碎屑清除，并且不可以在成形的接触元件的轮廓特征内提供足够的清洁作用。在清洁后，测试接口必须重新安装且重建测试环境，以重新开始测试。在一些情形下，由于不定期的设备停工，该接触元件被移除、清洗并替换，导致成本增加。在另一常规的方法中，具有研磨表面层或被研磨性地涂敷聚氨酯泡沫体层的清洁垫被用来移除粘附到接触元件的外来材料。通过在清洁垫上(并可能进入其中)重复擦洗接触元件，粘附的外来材料从接触元件和支持硬件磨去。使用研磨垫的清洁过程磨光接触元件，但是不必然移除碎屑。其实，该磨光实际上对接触元件造成研磨磨损，由此改变接触轮廓的形状并缩短接触器的使用寿命。当在清洁过程中一致地、可预测地将碎屑从接触元件和支持硬件移除时，得到最大清洁效率。使用由开口细胞泡沫构成的研磨焊垫的清洁过程未提供一致的清洁。实际上，利用任意定向并不受控制的泡沫结构的磨光操作对接触元件产生不一致的研磨磨损以及优先的研磨磨损，由此无法预测地改变接触元件和支持硬件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于清洁半导体测试装置内的一个或多个销接触元件和支持硬件的方法，其包括：将清洁装置加载到具有一个或多个销接触元件和支持硬件的所述半导体测试装置，所述清洁装置具有与由所述半导体测试装置测试的IC半导体装置相同的物理结构，所述清洁装置具有顶表面和位于所述顶表面的下面的一个或多个中间层，所述顶表面具有清洁一个或多个销接触元件的预定特性，所述一个或多个中间层具有一组预定特性，所述预定特性被选取用来优化用于测试接口的一个或多个销接触元件和支撑结构的清洁装置，其中，所述一个或多个中间层的弹性系数范围在40MPa到600Mpa之间，每层具有在25μm和300μm之间的厚度，并且每层具有在30 Shore A和90 Shore A之间的硬度；以及在所述半导体测试装置的一般测试操作中，使所述一个或多个销接触元件和支持硬件接触所述清洁装置，使得任意碎屑从所述一个或多个销接触元件和支持硬件移除。

【技术特征摘要】
2009.12.03 US 12/630,7141.一种用于清洁半导体测试装置内的一个或多个销接触元件和支持硬件的方法，其包括：将清洁装置加载到具有一个或多个销接触元件和支持硬件的所述半导体测试装置，所述清洁装置具有与由所述半导体测试装置测试的IC半导体装置相同的物理结构，所述清洁装置具有顶表面和位于所述顶表面的下面的两个或多个中间层，所述两个或多个中间层包括交互的中间刚性层和柔顺材料层，所述顶表面由弹性体材料或泡沫材料制成，包括多个具有预定的尺寸特性的微特征，所述微特征被选取来优化所述清洁装置，以使接触区域和周围的支持硬件在没有改变或损害的情况下被清洁；以及在所述半导体测试装置的一般测试操作中，使所述一个或多个销接触元件和支持硬件接触所述清洁装置，使得任意碎屑从所述一个或多个销接触元件和支持硬件移除。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述清洁还包括在所述一个或多个销接触元件和支持硬件被清洁时，将一个或多个清洁装置周期性地加载到所述半导体测试装置。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿兰·E·汉弗里，杰里·J·布罗兹，布雷特·A·汉弗里，詹姆斯·H·杜瓦尔，
申请(专利权)人：国际测试解决方案有限公司，布雷特·A·汉弗里，詹姆斯·H·杜瓦尔，
类型：发明
国别省市：美国;US