一种用于器件的电测试的探测系统或方法，也调整器件上例如焊料球的端子以提高端子高度的均匀性，并提高在倒装片封装中到互连基底或者板上芯片中到印刷电路板的连接的可靠性。该系统可以采用为印刷电路板的探针卡、或例如在器件倒装片封装中所采用的互连基底、或者类似于器件的半导体管芯。探针卡可以是在测试头上可替换的，以允许快速更换来减少ＡＴＥ停工时间，并允许器件变化例如管芯缩小。探针卡上的探针尖端可以是接触焊盘或凸块，它们是互连基底或半导体管芯的正常电接触结构。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
集成电路器件的测试鉴别出有缺陷的器件，并且还提供关于制造工艺中的产量或问题的信息。优选测试在制造工艺早期进行，以避免处理缺陷部件的浪费的工艺，并在可纠正的问题影响多批量之前鉴别工艺问题。晶片探测特别允许在器件从晶片中分离之前的集成电路器件的早期电测试。然后鉴别为有缺陷的或坏的器件可以在封装前丢弃。此外，可以进行对制造工艺的纠正或调整，而没有仅在封装之后对器件进行测试所导致的额外的延误。图1示出了用于测试晶片110上制造的集成电路器件112的常规规测试设备100。晶片110通常是包括多个器件112的半导体晶片。为了测试，探针器或其他定位系统(未示出)将晶片110或测试头130移动以将测试板120与当前选择用于测试的器件112对准。在测试板120上是设置得与每个器件112上的电端子114的图案相匹配的针124。当测试板120与所选器件112合适地对准时，针124和端子114被接合到一起以提供所选器件112与测试板120之间的电连接。然后针124、测试板120和测试头130在所选的器件112与测试电子设备140之间能传递电信号。测试设备100通常设计得避免或最小化对器件112的损坏，特别是在针124接触端子114的地方。在图1中，针124是悬臂式的以避免限制针124施加到端子114的力的柔性。一些其他类似的测试设备设计采用装载弹簧的针，其类似地缓冲或限制在测试中施加到器件112的力。针124为柔性的缺点是针124容易变得不对准。例如，当针124的一个在清洁或使用中弯曲时，该针124常常不能与目标端子114进行好的电接触，导致失败的测试。此外，晶片110与测试板120或针124的热性质的差异限制针124合适地匹配端子114的图案的温度范围。特别是，针124相对于器件112的尺寸长，且当温度改变时长度将成比例地变化。即使当针124是顺应形变的，测试在端子114上所引起的破坏或磨损也成问题，且这样的破坏在器件112设计成倒装片封装时特别有问题。图2示出了包括管芯(die)210和互连基底220的倒装片封装200。管芯210包括已经从例如图1的晶片110的晶片中分离出的器件112。倒装片将在器件112上形成升高的电端子114的金属凸块贴附到互连基底220上的焊盘224。然后互连基底220提供管芯210与外部端子222之间的电连接。特别是当端子114的接触部分是相对软的金属，例如焊锡时，在封装工艺之前接触端子114的尖的测试针124会在端子114中留下划痕216。划痕216会积存削弱端子114与焊盘214之间的连接的例如氧化或助焊剂(soldering flux)的污染物，导致不可靠的封装。在倒装片封装中的另一潜在问题从端子114的不均匀性引起。具体地，为了可靠地将端子114贴附到焊盘214，端子114和焊盘214的顶部应该位于相应于封装基底的平面内。图2示出了不能延伸到相应的焊盘214或与相应的焊盘214可靠连接的端子114’的问题。通常端子114的形成工艺是非均匀端子114的原因，但针124会在测试中磨损所选端子114，而且还破坏平面度，使得可靠的封装更加困难。
技术实现思路
根据本专利技术要解决的一个方面，探测系统使用由与被测器件相同的工艺和材料制造的半导体探针装置。具体地，半导体探针装置可以包括半导体管芯和使用与用于在被测器件上形成接触焊盘所相同的掩模形成于管芯上的接触焊盘。接触焊盘可以作为探针尖端，或者常规晶片凸点工艺可以在半导体探针装置上形成探针尖端。到探针尖端的电连接可以采用导电迹线(conductive trace)、引线键合(wiring bonding)、载带键合(tape bonding)或其他常规用在半导体器件制造中的技术而制造。因为用于形成被测器件的半导体制造工艺也可以形成包括探针尖端的探针设备，所以当工艺和设计变化时，探针尖端图案也可以具有半导体器件所需的尺寸。使用包括与被测器件相同或相似的材料的半导体探针器件，使探针器件和被测器件的热性质相匹配，且因此允许在宽的温度范围内进行测试。本专利技术的一个具体实施例是用于测试器件的一种探测系统。在该探测系统中的探针包括其上放置探针尖端的半导体管芯。可以电连接到测试器的探针尖端设置为与器件上的端子图案匹配的图案。探针中的半导体管芯可以基本上由与器件相同的材料制成，以提供器件和探针的热匹配。测试器到探针尖端的电连接可以通过形成在管芯顶表面上的迹线或通过穿过半导体管芯的导电通孔而制造。探针可选地包括安装有半导体管芯的基底或印刷电路板，且在一个构造中，包括带有或不带有贴附的基底的半导体管芯的探针组件装入探针卡上的插座。这允许当探针被损坏或用于测量不同类型器件时被移除或替换。本专利技术的另一实施例是用于器件电测量的探针卡。探针卡包括适用于安装在测量装置上的第一基底；安装在该第一基底上的插座；和插座中的探针。能够可拆卸地安装在插座中的探针具有位于半导体管芯顶表面上并设置为与器件上的端子图案相匹配的图案的探针尖端。本专利技术的再一实施例是用于形成用于半导体器件的电测试的探针的方法。该方法包括在半导体管芯上以匹配半导体器件端子图案的图案形成探针尖端；和制造用于探针尖端到测试设备的电连接的互连结构。形成探针尖端的工艺可以包括在半导体管芯上形成接触焊盘，然后在焊盘表面上形成导电凸块。互连结构可以或者形成为半导体顶表面上的探针尖端或者形成为从半导体管芯顶表面穿到底表面的导电通孔。附图说明图1示出了用于晶片探测的常规测试设备。图2示出了包含由测试和不均匀的焊接凸块所引起的缺陷的常规倒装片封装。图3示出了根据本专利技术的实施例的晶片探测装置。图4A示出了晶片探测前的一组金属凸块。图4B、4C和4D示出了在使用了所示的根据本专利技术的可选实施例的探针尖端进行晶片探测后图4A的金属凸块。图5A和5B示出了在根据本专利技术实施例的晶片探测工艺之前和之后器件凸块高度分布的曲线图。图6A和6B是在根据本专利技术实施例的在焊盘探针上具有集成的金属的探针卡的透视图。图7A、7B和7C示出了根据本专利技术实施例的探针卡的透视图，其中探针尖端位于可替换的探针组件上。图8A和8B示出了在一温度范围内保持与被测器件对准的探针卡。图9A、9B、9C、9D和9E示出了采用根据本专利技术的可选实施例的半导体探针器件的探测系统。在不同图中用相同的参考标号表示相同或相似元件。具体实施例方式根据本专利技术要解决的一方面，用于在晶片上制造的器件的电测试的晶片探测工艺也调节在器件上的端子以提高端子高度的均匀性。由此当从晶片分离时，好的器件处于更好的状态，以在倒装片封装中向互连基底提供可靠接合或当芯片组装在“板上芯片”装置中时能接合到电路板。晶片探针可以采用基本上与器件将安装到的印刷电路板或者互连基底的全部或局部相同的探针卡。作为选择，晶片探针可以采用与被测器件相似的半导体探针器件。探针卡或器件上的探针尖端可以是平坦接触焊盘或凸块，其为互连基底的正常电接触结构。作为选择，具有期望形状和尺寸的探针尖端可以形成在探针卡或器件上，以提供器件上的金属凸块的期望的变形。图3是根据本专利技术示范性实施例的测试系统300的方框图。测试系统300包括自动测试装置(ATE)310、测试头320、包括焊盘上金属(MOP)探针尖端340的探针卡330、晶片卡盘3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种探测方法，包括：将探针尖端和器件上的端子接触；使用所述探针尖端使所述端子变形以提高所述端子的平面度；和通过所述探针尖端到所述端子的电连接来电测试所述器件。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：马克L迪奥里奥，
申请(专利权)人：快速研究股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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