KR20220098775A - 기능화된 표면 마이크로피처를 사용하여 접촉 요소 및 지지 하드웨어 또는 와이어 본더를 세정하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
세정 패드가 특정 핀 접촉 요소 또는 모세관 튜브에 적절한 미리 결정된 구성 및 정상 테스트 작동 동안 테스트 장치에 도입될 수 있는 정의된 기능화된 표면 토폴로지 및 기하형상을 갖는 기판을 갖는 프로브 카드 및 테스트 소켓과 같은 테스터 인터페이스의 접촉 요소 및 지지 하드웨어 또는 와이어 본더 및 모세관 튜브를 예측 가능하게 세정하기 위한 세정 재료, 디바이스 및 방법이 제공된다. 세정 재료는 기능화되지 않은 평탄한 표면에서는 불가능한 성능 특성을 제공하는 복수의 기능적 3차원(3D) 마이크로구조를 갖는 미리 결정된 토포그래피를 갖는다.
Description
우선권
본 출원은 2020년 4월 22일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/855,841호의 연속 출원이고 그에 대한 우선권을 주장하며, 또한 2019년 11월 14일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/684,453호에 대한 우선권을 주장하고, 이들 출원 전체는 참조로 본 명세서에 포함된다.
기술분야
본 개시내용은 전반적으로 테스터 인터페이스 접촉 요소 및 지지 하드웨어, 예컨대 프로브 카드 및 테스트 소켓 또는 와이어 접합 기계 및 모세관 튜브를 예측 가능하고 일관되게 세정하기 위한 재료, 디바이스 및 방법에 관한 것이다.
개별 반도체(집적 회로) 디바이스는 통상적으로 포토리소그래피, 퇴적 및 스퍼터링을 포함할 수 있는 잘 알려진 반도체 처리 기술을 사용하여 반도체 웨이퍼 상에 복수의 디바이스를 생성함으로써 생산된다. 일반적으로, 이들 프로세스는 웨이퍼 레벨에서 완전-기능 집적 회로 디바이스(IC)를 생성하도록 의도된다. 결국, 개별 IC 디바이스는 반도체 웨이퍼로부터 별개의 개별 다이로 싱귤레이션되거나 다이싱된다. 싱귤레이션된 IC 디바이스는 리드 프레임에 대한 다이 부착, 와이어 접합 또는 솔더 볼 부착, 일반적으로 외부 전기적 연결성을 갖는 패키지에 본체를 제공하는 다양한 몰딩 기술에 의한 캡슐화를 포함할 수 있는 널리 알려진 조립 기술을 사용하여 패키지로 최종 완성하거나 전자 장치에 통합하도록 조립된다.
그러나, 실제로는, 웨이퍼 자체의 물리적 결함 및/또는 웨이퍼 처리에서의 결함으로 인해 불가피하게 웨이퍼의 다이 중 일부가 완전히 기능하고, 다이 중 일부는 기능하지 않으며, 다이 중 일부는 성능이 낮거나 수리가 필요하게 될 수 있다. 일반적으로, 바람직하게는 웨이퍼로부터의 싱귤레이션 및 소비자 디바이스로의 조립 이전에 웨이퍼 상의 다이 중 어느 것이 완전히 기능하는 지를 식별하는 것이 바람직하다. 웨이퍼의 특정 물리적 결함, IC 회로 층의 결함, 및/또는 반도체 처리 기술과 관련된 결함으로 인해 비기능적이고, 성능이 낮으며, 수리 가능한 디바이스는 웨이퍼 레벨 테스트(흔히 기술 분야에서 "웨이퍼 선별"이라 지칭됨)라고 명명되는 프로세스에 의해 싱귤레이션 전에 식별될 수 있다. 제품 성능이 전기적 테스트에 의해 결정되는 제품의 능력에 따라 웨이퍼 레벨에서 IC 디바이스를 선별 또는 비닝(binning)하면 제조 프로세스에서 나중에 제조업자의 상당한 비용이 절감될 수 있을 뿐만 아니라 최고 성능의 디바이스 판매로 인한 수익 증가가 제공될 수 있다.
디바이스가 싱귤레이션되면, 취급 및 조립 중 특정 프로세스 단계에서 불가피하게 다이싱 결함, 취급 결함, 조립 및 패키징 관련 결함이 초래될 수 있는데, 이들 결함은 완전-기능적, 비기능적, 또는 잠재적으로 "수리 가능한" 것으로 빈 디바이스(bin device)에 대해서만 전기적으로 식별될 수 있다. 실제로, 조립 및 패키징된 반도체 디바이스는 그 최종 완성 또는 전자 장치에 통합되기 전에 일련의 전기 테스트 프로세스를 받는다. 패키지 레벨에서의 프로세스 또는 선적 전 최종 테스트는 베어 다이(bare die), 패키징된 IC(임시적 또는 영구적), 또는 그 사이의 변형 중 하나의 싱귤레이션된 디바이스의 테스트를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
일반적으로, 웨이퍼 레벨 또는 패키지 레벨에서 IC 디바이스의 전기적 테스트는 반도체 디바이스를 자극하고, 적응형 테스트 기술 및 기능 루틴에 따라 디바이스를 동작하며, 적절한 기능을 평가하기 위해 출력을 검사하도록 기계적 및 전기적으로 구성된 자동 테스트 장비(automatic test equipment)(ATE)에 의해 달성된다.
웨이퍼 레벨 테스트에서, 종래의 인터페이스 하드웨어는 테스트 대상 디바이스(device under test)(DUT) 입력/출력(I/0) 패드, 전력, GND 및 프로세스 모니터링 핀의 레이아웃과 일치하는 복수의 프로브 요소가 연결되는 "프로브 카드"이다. 보다 구체적으로, 통상적인 웨이퍼 테스트 프로세스에서, 프로브 카드는 프로버에 장착되고, 프로브 접촉 요소(단순히 "프로브"라고 지칭됨)는 웨이퍼의 다이 상에 형성된 접합 패드, 솔더 볼, 범프, 필러, 또는 필러 범프와 접촉하게 된다. 접합 패드, 솔더 볼, 범프, 필러 또는 필러 범프에 대해 프로브 팁의 제어된 변위를 가함으로써, 전력, 접지 및 테스트 신호가 송신되게 하는 전기적 연결이 달성된다. 접합 패드, 솔더 볼, 범프, 필러 또는 필러 범프에 대한 프로브 팁의 반복적인 스크럽, 변형, 및 침투는 프로브 접촉 표면 상에 부착 및 축적되는 부스러기와 오염물을 생성한다.
패키지 레벨 테스트에서, 테스터 로드 보드는 자동 테스트 장비(ATE) 또는 수동 테스트 장비와 DUT 사이에 인터페이스를 제공한다. 테스터 로드 보드는 통상적으로 DUT(들)가 삽입되는 "테스트 소켓(들)"이라고도 지칭되는 하나 이상의 접촉기 조립체를 포함한다. 테스트 프로세스 동안, DUT는 핸들러에 의해 소켓에 삽입되거나 위치되고 테스트 지속 기간 동안 제자리에 유지된다. 소켓에 삽입된 후, DUT는 핀 요소를 거쳐 테스터 로드 보드, 그 하위 조립체 및 기타 인터페이스 장치를 통해 ATE에 전기적으로 연결된다. ATE와 관련된 접촉 핀 요소는 DUT의 금속화된 접촉 표면과 물리적 및 전기적으로 접촉하여 위치된다. 이들 접촉 표면은 테스트 패드, 리드 와이어, 핀 커넥터, 접합 패드, 솔더 볼, 및/또는 다른 전도성 매체를 포함할 수 있다. DUT의 기능, 정적 및 동적 성능 테스트는 다양한 전기적 입력과 출력에 대해 측정된 응답을 통해 평가된다. 테스트가 반복되면, 접촉 요소 팁은 웨이퍼 및 반도체 디바이스 제조 및 테스트 프로세스로부터 기인한 알루미늄, 구리, 납, 주석, 금, 부산물, 유기 필름 또는 산화물과 같은 물질로 오염될 수 있다.
2가지 유형의 IC 테스트(웨이퍼 레벨 및 패키지 레벨)에서 직면하고 있는 주요 문제 중 하나는 접촉기 요소와 관련된 접촉 핀과 DUT의 접촉 표면 사이에 최적의 전기적 접촉을 보장하는 것이다. 각각의 테스트 절차에서, 핀 접촉 요소가 접합 패드 위로 반복적으로 접촉하면, 솔더 볼, 범프, 필러, 또는 필러 범프, 부스러기 및 잔류물이 축적되고 핀 요소의 접촉 영역을 오염시킨다. 이러한 부스러기는 프로세스 자체를 테스트하고 취급하는 것으로부터 발생될 수 있으며, 또는 디바이스 제조 및/또는 조립 프로세스(들) 또는 다른 소스로부터 발생하는 제조 잔류물을 포함할 수 있다.
오염물의 존재에 더하여, 접촉 핀의 작은 금속간 "a-스폿"을 통해 전류가 반복적으로 강제하면 접촉 표면의 전도성 특성이 열화되고, 이에 따라 적합한 전기 테스트를 위한 금속간 품질에 영향을 미칠 수 있다. 오염물이 축적됨에 따라, 접촉 표면의 열화와 함께, 접촉 저항(CRES)이 상승하고 테스트의 신뢰성이 감소한다. 증가되고 불안정한 CRES는 수율 회복 테스트가 증가함에 따라 수율 및/또는 테스트 시간에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 잘못된 판독은 달리 양호한 DUT의 잘못된 거부로 이어져 흔히 극적인 수율 손실을 초래할 수 있다. 수율 회복은 멀티패스 테스트를 통해 가능할 수 있다; 그러나, 디바이스를 확인하거나 수율 회복을 달성하기 위해 디바이스를 여러 번 재시험하면 전체 생산 비용이 증가하고, 처리량이 감소하며, 조립에 영향을 미치고, 장기적 신뢰성이 저하될 가능성이 있다.
웨이퍼 레벨 및 패키지 레벨 테스트 접촉기 기술에 대한 고성능 요구는 미리 결정되고 맞춤화된 기계적 및 전기적 성능 특성을 갖는 고유한 형상의 맞춤형 접촉 요소의 개발을 촉진시켰다. 새로운 진보적인 접촉 기술 중 다수는 일관되고 반복 가능하며 안정적인 전기 접촉을 용이하게 하기 위해 고유한 접촉 요소 기하형상과 기계적 거동을 갖는다. 일부 기술은 리소그래피 조립 기술을 사용하여 구성되고, 일부는 MEMS 기반 프로세스를 사용하여 구성된다; 하지만, 다른 것은 고정밀 마이크로 기계가공 기술로 제조된다. 접촉기의 개선된 전기적 특성은 또한 개선된 전기적 성능과 내산화성을 갖는 다양한 재료를 사용하여 달성된다. 접촉 요소는 일관된 산화물 침투를 용이하게 하는 동시에 접합 패드, 솔더 볼, 범프, 필러, 또는 필러 범프 상에 인가된 축 전달력(bearing force)을 감소시키도록 맞춤화된다. 그러나, 여전히 접합 패드, 솔더 볼, 범프, 필러 또는 필러 범프와 물리적으로 접촉할 필요가 있으며; 이에 의해, 전기적 성능 테스트 절차로부터의 결과에 영향을 줄 수 있는 부스러기와 오염물이 발생된다.
통상적으로, 발생된 부스러기는 접촉 저항, 연속 실패 및 잘못된 테스트 표시 증가를 야기하는 축적을 방지하기 위해 접촉 요소로부터 주기적으로 제거될 필요가 있으며, 이는 다시 인위적으로 수율을 낮추고 이어서 생산 비용을 증가시키며 처리량을 감소시키는 결과를 초래한다.
접촉 요소 및 지지 하드웨어에 입자가 부착되는 문제에 응답하여, 몇 가지 기술이 개발되어 왔다. 예를 들어, 한가지 기술은 연마 입자에 대한 매트릭스를 제공하는 실리콘 고무로 구성된 세정 재료를 사용한다. 또한, 프로브 바늘에 대해 문질러진 연마 세라믹 세정 블록 상에 장착된 세정 웨이퍼 또는 세정 매체가 사용될 수 있거나 연마 입자가 있는 고무 매트릭스 및 유리 섬유로 제조된 브러시 클리너도 사용될 수 있다. 한가지 기술에서, 프로브 바늘은 분무되거나 세정 용액에 침지될 수 있다. 다른 기술에서, 공극 및 가변 높이의 무작위 표면 형태를 갖는 개방 셀 발포체 기반 세정 디바이스가 사용될 수 있다.
하나의 통상적인 접촉 요소 세정 프로세스에서, 접촉 핀 및/또는 접촉기 본체를 브러싱, 블로잉 및 린스하는 것의 일부 조합이 채용된다. 이 프로세스는 테스트 작동을 중지하고, 수동 개입하여 세정을 수행하며, 가능하게는 테스트 환경으로부터 테스트 인터페이스(프로브 카드, 소켓 등)를 제거할 필요가 있다. 이 방법은 일관되지 않은 부스러기 제거를 제공하고 형상화된 접촉 요소의 기하학적 피처 내에서 충분한 세정 작용을 제공하지 않을 수 있다. 세정 후, 테스트를 재개할 수 있도록 테스트 인터페이스를 다시 설치하고 테스트 환경을 복구해야 한다. 일부 경우에, 접촉 요소가 제거, 세정 및 교체되어 예기치 않은 장비 정지 시간으로 인해 비용 상승이 초래된다.
다른 통상적인 방법에서, 연마 표면 코팅 또는 연마 코팅된 폴리우레탄 발포체 층을 갖는 세정 패드를 사용하여 접촉 요소에 부착된 이물질을 제거한다. 접촉 요소를 세정 패드에 대해(가능하면 세정 패드 안으로) 반복적으로 문질러 접촉 요소와 지지 하드웨어로부터 접착성 이물질이 마모되어 제거된다. 연마 패드를 사용하는 세정 프로세스는 접촉 요소를 버니싱하지만, 반드시 부스러기를 제거하는 것은 아니다. 실제로, 버니싱은 접촉 요소에 연마 마모를 유발하여, 접촉 기하형상의 형상을 변경하고, 접촉 성능을 변경하며, 접촉기의 유효 수명을 단축시킨다.
접촉 요소의 성능에 영향을 미치지 않으면서 세정 프로세스 동안 접촉 요소 및 지지 하드웨어로부터의 부스러기 제거가 일관되고 예측 가능하게 수행될 때 최대 세정 효율이 달성된다. 개방 셀 발포체로 구성된 연마 패드를 사용하는 세정 프로세스는 일관된 세정을 제공하지 않는다. 실제로, 무작위로 배향되고 제어되지 않는 발포체 구조에 의한 버니싱 작용은 불균일 연마 마모 뿐만 아니라 접촉 요소에 대한 우선적인 연마 마모를 유발함으로써, 접촉 기하형상의 형상 및 접촉 요소와 지지 하드웨어의 기계적 성능을 예측할 수 없게 변경시키고; 이에 의해, 접촉기의 유효 수명을 예측할 수 없게 단축시킨다.
업계에서는, 복수의 접촉 요소, 150,000개만큼 많은 테스트 프로브 요소, 및 지지 하드웨어로 구성된 테스터 인터페이스 하드웨어의 비용이 ATE 테스트 셀당 1백만 달러를 초과하는 것으로 나타났다. 부적절하거나 최적화되지 않은 세정 실시로 인한 조기 마모 및 손상은 ATE 테스트 셀당 연간 수백만 달러에 상당한다. 따라서, 전 세계적으로 수만 개의 ATE 테스트 셀이 작동하는 경우, 수리, 유지 보수 및 교체 비용에 미치는 영향이 매우 상당할 수 있다.
종래의 프로브 세정 프로세스를 개선하기 위한 또 다른 시도는 이물질을 제거하기 위해 점착성 연마재가 충전 또는 충전되지 않은 폴리머 세정 재료를 사용하는 것을 포함한다. 보다 구체적으로, 폴리머 패드는 접촉 요소와 물리적으로 접촉하게 된다. 접착성 부스러기는 점착성 폴리머에 의해 느슨해지고 폴리머 표면에 들러붙고; 이에 의해, 접촉 요소 및 기타 테스트 하드웨어로부터 제거된다. 폴리머 재료는 접촉 요소의 전체 형상을 유지하도록 설계된다; 그러나, 폴리머 층과의 상호 작용은 형상화된 접촉 요소의 기하학적 피처 내에서 충분한 세정 작용을 제공하지 않을 수 있다.
연속적이고 균일한 표면을 갖거나 무작위로 배향되고 무작위 간격의 표면 피처가 있는 표면을 갖는, 연마재로 충전되거나 연마재로 코팅된 재료 필름으로 세정할 때, "에지 핀(edge pin)" 효과(예를 들어, 테스트 프로브 어레이의 주변 접촉 요소는 상기 어레이 내의 접촉 요소와는 상이한 속도로 연마 마모됨); 또는 "인접 핀 간격(neighbor pin spacing)" 효과 (예를 들어, 가까운 간격의 접촉 요소는 넓은 간격의 접촉 요소와는 상이한 속도 로 마모됨); 또는 "인접 핀 배향(neighbor pin orientation)" 효과(예를 들어, 접촉 요소의 공간적 근접성은 접촉 요소의 우선적이고 비대칭적인 마모를 야기할 수 있음)를 통해 우선적인 연마가 명백해진다. 접촉 요소 및 지지 하드웨어의 불균일 연마 마모는 IC 반도체 디바이스 테스트 동안 성능 일관성에 영향을 미치고, 예기치 않은 수율 손실, 장비 정지 시간, 수리 비용을 초래할 수 있다.
웨이퍼 레벨 및 패키지 레벨에서의 통상적인 접촉 요소 세정 프로세스는, 접촉기가 연마재 기반 접촉 세정 프로세스에 의해 상이한 속도로 제어 불가능하게 마모될 수 있기 때문에 최종 사용자에게 비용이 많이 들 수 있다. 임계 접촉 요소 기하형상에 대해 마모 속도 또는 치수 감소 속도의 연마 입자를 사용할 때 연마재 재료 층의 컴플라이언스, 표면 피처, 및 하부층의 컴플라이언스에 대한 비교적 작은 변화(대략 2 내지 3%)에 의해 크게 영향을 받을 수 있다. 전 세계적으로 수천 개의 IC 디바이스 테스트 유닛(프로버 및 핸들러)가 작동하는 경우, 테스트 중에 조기 마모 없이 깨끗한 접촉 요소를 유지함으로써 업계에 미치는 영향이 매우 상당할 수 있다.
이들 방법 중 어느 것도 이들 테스트 기계나 임계 접촉 요소 기하형상을 갖는 이들 테스트 기계의 접촉 요소나 와이어 접합 기계 및 그 모세관 튜브를 적절하게 세정하지 못한다. 따라서, 접촉 요소 및 와이어 접합 기계 모세관 튜브를 세정 및 유지하기 위한 개선된 방법 및 장치에 대한 요구가 존재한다.
도 1a는 프로브 패드를 갖는 웨이퍼 레벨에서 또는 패키지 레벨에서 테스트 대상 디바이스(DUT); 전기 접촉 요소, 및 ATE 인터페이스(프로브 카드 또는 테스트 소켓)의 종래 예를 예시하고;
도 1b는 웨이퍼 레벨 또는 패키지 레벨 솔더 범프, 필러 또는 범프 필러에서, 테스트 대상 디바이스(DUT), 전기 접촉 요소, 및 ATE 인터페이스(프로브 카드 또는 테스트 소켓)의 예의 개략도이고;
도 1c는 와이어 접합 작업에 사용되는 모세관 튜브(102)를 갖는 알려진 와이어 접합 조립 기계(100)를 예시하며;
도 1d는 세정 재료(202)를 사용하는 세정 작업(200) 동안 모세관 튜브를 갖는 알려진 와이어 접합 조립 기계를 예시하고;
도 2a는 웨이퍼 표면에 적용될 수 있는 세정 패드를 갖는 통상적인 세정 디바이스의 평면도이며;
도 2b는 기판 표면에 적용된 세정 패드를 갖는 통상적인 세정 디바이스의 단면도이고;
도 2c는 IC 패키지에 근사하는 기판에 적용된 세정 패드를 갖는 통상적인 세정 디바이스의 단면도이며;
도 3a는 미리 결정된 특성의 세정 패드 층 및 보호 라이너 아래에 하나 이상의 중간 순응성 재료 층을 갖는 알려진 세정 매체의 단면도이고;
도 3b는 미리 결정된 특성의 세정 패드 층 및 보호 라이너 아래에 하나 이상의 중간 강성 재료 층을 갖는 알려진 세정 매체의 단면도이며;
도 4a는 미리 결정된 특성을 갖는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "포지티브" 마이크로 피라미드를 갖는 세정 패드 층의 등각도이고;
도 4b는 미리 결정된 특성을 갖는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "포지티브" 마이크로 컬럼을 갖는 세정 패드 층의 등각도이며;
도 4c는 미리 결정된 특성을 갖는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "포지티브" 만곡된 피라미드형 마이크로피처를 갖는 세정 패드 층의 등각도이고;
도 5는 표면 기준 평면 위에 있는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "포지티브" 마이크로피처 및 제거 가능한 보호 라이너를 갖는 세정 패드 층 아래에 하나 이상의 중간 순응성 재료 층을 갖는 세정 매체의 단면도이며;
도 6a는 미리 결정된 특성을 갖는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "네거티브" 마이크로 피라미드를 갖는 세정 패드 층의 등각도이고;
도 6b는 미리 결정된 특성을 갖는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "네거티브" 마이크로 컬럼을 갖는 세정 패드 층의 등각도이며;
도 6c는 미리 결정된 특성을 갖는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "네거티브" 반전 만곡된 피라미드형 마이크로피처를 갖는 세정 패드 층의 등각도이고;
도 7은 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "네거티브" 마이크로피처 및 제거 가능한 보호 라이너를 갖는 세정 패드 층 아래에 하나 이상의 중간 순응성 재료 층을 갖는 세정 매체의 단면도이며;
도 8a는 미리 결정된 특성을 갖는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "포지티브" 마이크로 피라미드에 적용된 점착성, 경도, 마모성 등과 같은 미리 결정된 특성을 갖는 세정 매체 층의 단면도이고;
도 8b는 미리 결정된 특성을 갖는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "포지티브" 마이크로 컬럼에 적용된 점착성, 경도, 마모성 등과 같은 미리 결정된 특성을 갖는 세정 매체 층의 단면도이며;
도 8c는 미리 결정된 특성을 갖는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "포지티브" 만곡된 피라미드형 마이크로피처에 적용된 점착성, 경도, 마모성 등과 같은 미리 결정된 특성을 갖는 세정 매체 층의 단면도이고;
도 8d는 미리 결정된 특성의 세정 패드 층 및 보호 라이너 아래의 하나 이상의 중간 순응성 또는 강성 재료 층을 갖는 미리 결정된 특성이 있는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "포지티브"[우측] 마이크로 피라미드에 적용된 점착성, 경도, 마모성 등과 같은 미리 결정된 특성을 갖는 세정 매체 층의 단면도이며;
도 8e는 미리 결정된 특성의 세정 패드 층 및 보호 라이너 아래의 하나 이상의 중간 순응성 또는 강성 재료 층을 갖는 미리 결정된 특성이 있는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "포지티브" 마이크로 컬럼에 적용된 점착성, 경도, 마모성 등과 같은 미리 결정된 특성을 갖는 세정 매체 층의 단면도이고;
도 8f는 미리 결정된 특성의 세정 패드 층 및 보호 라이너 아래의 하나 이상의 중간 순응성 또는 강성 재료 층을 갖는 미리 결정된 특성이 있는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "포지티브" 만곡된 피라미드형 마이크로피처에 적용된 점착성, 경도, 마모성 등과 같은 미리 결정된 특성을 갖는 세정 매체 층의 단면도이며;
도 9a는 미리 결정된 특성을 갖는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "네거티브" 마이크로 피라미드에 적용된 점착성, 경도, 마모성 등과 같은 미리 결정된 특성을 갖는 세정 매체 층의 단면도이고;
도 9b는 미리 결정된 특성을 갖는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "네거티브" 마이크로 컬럼에 적용된 점착성, 경도, 마모성 등과 같은 미리 결정된 특성을 갖는 세정 매체 층의 단면도이며;
도 9c는 미리 결정된 특성을 갖는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "포지티브 또는 반전" 만곡된 피라미드 마이크로피처에 적용된 점착성, 경도, 마모성 등과 같은 미리 결정된 특성을 갖는 세정 매체 층의 단면도이고;
도 9d는 미리 결정된 특성의 세정 패드 층 및 보호 라이너 아래의 하나 이상의 중간 순응성 또는 강성 재료 층을 갖는 미리 결정된 특성이 있는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "네거티브" 마이크로 피라미드에 적용된 점착성, 경도, 마모성 등과 같은 미리 결정된 특성을 갖는 세정 매체 층의 단면도이며;
도 9e는 미리 결정된 특성의 세정 패드 층 및 보호 라이너 아래의 하나 이상의 중간 순응성 또는 강성 재료 층을 갖는 미리 결정된 특성이 있는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "네거티브" 마이크로 컬럼에 적용된 점착성, 경도, 마모성 등과 같은 미리 결정된 특성을 갖는 세정 매체 층의 단면도이고;
도 9f는 미리 결정된 특성의 세정 패드 층 및 보호 라이너 아래의 하나 이상의 중간 순응성 또는 강성 재료 층을 갖는 미리 결정된 특성이 있는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "네거티브 또는 반전" 만곡된 피라미드 마이크로피처에 적용된 점착성, 경도, 마모성 등과 같은 미리 결정된 특성을 갖는 세정 매체 층의 단면도이며;
도 10a는 패키지 테스트 동안 접촉되는 솔더 범프 또는 솔더 볼의 어레이를 갖는 대표적인 패키지의 예이고;
도 10b는 테스트 소켓 내에서 사용하기 위해 제조된 세정 디바이스의 예로서, 세정 재료 범프 또는 볼을 갖는 점착성, 경도, 마모성 등과 같은 미리 결정된 특성의 세정 재료 층을 갖고, 테스트 대상 IC 패키징된 디바이스의 기하형상 및 솔더 볼 인터커넥트의 어레이를 에뮬레이트하는 피처를 가지며;
도 11a는 디바이스가 패키징된 IC 디바이스의 기하형상에 근사하고 패키지 레벨 테스트 동안 테스트 장비에 의해 취급될 수 있도록 미리 결정된 기판에 적용될 수 있는 복수의 세정 볼로 구축된 세정 매체의 단면도이고;
도 11b는 패키지 레벨 테스트에서 소켓 세정 실행 동안 볼 형상의 마이크로피처 및 세정 표면의 세정 성능을 개선하기 위해 복수의 볼 형상의 마이크로피처에 걸쳐 적용된 점착성, 경도, 마모성 등과 같은 미리 결정된 특성을 갖는 세정 매체 층의 단면도이며;
도 12는 개시된 세정 재료의 다양한 실시예를 사용하여 반도체 디바이스를 세정하는 방법을 도시하는 흐름도이고;
도 13a 및 도 13b는 통상적인 세정 재료를 사용한 프로브 팁 세정을 예시하며;
도 14a 및 도 14b는 도 13b가 기능화된 마이크로피처 세정 재료를 사용하여 세정되는 것과 동일한 프로브 팁을 예시하고;
도 15는 개시된 세정 재료의 다양한 실시예를 사용하여 와이어 접합 기계 및 모세관 튜브를 세정하기 위한 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 1b는 웨이퍼 레벨 또는 패키지 레벨 솔더 범프, 필러 또는 범프 필러에서, 테스트 대상 디바이스(DUT), 전기 접촉 요소, 및 ATE 인터페이스(프로브 카드 또는 테스트 소켓)의 예의 개략도이고;
도 1c는 와이어 접합 작업에 사용되는 모세관 튜브(102)를 갖는 알려진 와이어 접합 조립 기계(100)를 예시하며;
도 1d는 세정 재료(202)를 사용하는 세정 작업(200) 동안 모세관 튜브를 갖는 알려진 와이어 접합 조립 기계를 예시하고;
도 2a는 웨이퍼 표면에 적용될 수 있는 세정 패드를 갖는 통상적인 세정 디바이스의 평면도이며;
도 2b는 기판 표면에 적용된 세정 패드를 갖는 통상적인 세정 디바이스의 단면도이고;
도 2c는 IC 패키지에 근사하는 기판에 적용된 세정 패드를 갖는 통상적인 세정 디바이스의 단면도이며;
도 3a는 미리 결정된 특성의 세정 패드 층 및 보호 라이너 아래에 하나 이상의 중간 순응성 재료 층을 갖는 알려진 세정 매체의 단면도이고;
도 3b는 미리 결정된 특성의 세정 패드 층 및 보호 라이너 아래에 하나 이상의 중간 강성 재료 층을 갖는 알려진 세정 매체의 단면도이며;
도 4a는 미리 결정된 특성을 갖는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "포지티브" 마이크로 피라미드를 갖는 세정 패드 층의 등각도이고;
도 4b는 미리 결정된 특성을 갖는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "포지티브" 마이크로 컬럼을 갖는 세정 패드 층의 등각도이며;
도 4c는 미리 결정된 특성을 갖는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "포지티브" 만곡된 피라미드형 마이크로피처를 갖는 세정 패드 층의 등각도이고;
도 5는 표면 기준 평면 위에 있는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "포지티브" 마이크로피처 및 제거 가능한 보호 라이너를 갖는 세정 패드 층 아래에 하나 이상의 중간 순응성 재료 층을 갖는 세정 매체의 단면도이며;
도 6a는 미리 결정된 특성을 갖는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "네거티브" 마이크로 피라미드를 갖는 세정 패드 층의 등각도이고;
도 6b는 미리 결정된 특성을 갖는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "네거티브" 마이크로 컬럼을 갖는 세정 패드 층의 등각도이며;
도 6c는 미리 결정된 특성을 갖는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "네거티브" 반전 만곡된 피라미드형 마이크로피처를 갖는 세정 패드 층의 등각도이고;
도 7은 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "네거티브" 마이크로피처 및 제거 가능한 보호 라이너를 갖는 세정 패드 층 아래에 하나 이상의 중간 순응성 재료 층을 갖는 세정 매체의 단면도이며;
도 8a는 미리 결정된 특성을 갖는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "포지티브" 마이크로 피라미드에 적용된 점착성, 경도, 마모성 등과 같은 미리 결정된 특성을 갖는 세정 매체 층의 단면도이고;
도 8b는 미리 결정된 특성을 갖는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "포지티브" 마이크로 컬럼에 적용된 점착성, 경도, 마모성 등과 같은 미리 결정된 특성을 갖는 세정 매체 층의 단면도이며;
도 8c는 미리 결정된 특성을 갖는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "포지티브" 만곡된 피라미드형 마이크로피처에 적용된 점착성, 경도, 마모성 등과 같은 미리 결정된 특성을 갖는 세정 매체 층의 단면도이고;
도 8d는 미리 결정된 특성의 세정 패드 층 및 보호 라이너 아래의 하나 이상의 중간 순응성 또는 강성 재료 층을 갖는 미리 결정된 특성이 있는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "포지티브"[우측] 마이크로 피라미드에 적용된 점착성, 경도, 마모성 등과 같은 미리 결정된 특성을 갖는 세정 매체 층의 단면도이며;
도 8e는 미리 결정된 특성의 세정 패드 층 및 보호 라이너 아래의 하나 이상의 중간 순응성 또는 강성 재료 층을 갖는 미리 결정된 특성이 있는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "포지티브" 마이크로 컬럼에 적용된 점착성, 경도, 마모성 등과 같은 미리 결정된 특성을 갖는 세정 매체 층의 단면도이고;
도 8f는 미리 결정된 특성의 세정 패드 층 및 보호 라이너 아래의 하나 이상의 중간 순응성 또는 강성 재료 층을 갖는 미리 결정된 특성이 있는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "포지티브" 만곡된 피라미드형 마이크로피처에 적용된 점착성, 경도, 마모성 등과 같은 미리 결정된 특성을 갖는 세정 매체 층의 단면도이며;
도 9a는 미리 결정된 특성을 갖는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "네거티브" 마이크로 피라미드에 적용된 점착성, 경도, 마모성 등과 같은 미리 결정된 특성을 갖는 세정 매체 층의 단면도이고;
도 9b는 미리 결정된 특성을 갖는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "네거티브" 마이크로 컬럼에 적용된 점착성, 경도, 마모성 등과 같은 미리 결정된 특성을 갖는 세정 매체 층의 단면도이며;
도 9c는 미리 결정된 특성을 갖는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "포지티브 또는 반전" 만곡된 피라미드 마이크로피처에 적용된 점착성, 경도, 마모성 등과 같은 미리 결정된 특성을 갖는 세정 매체 층의 단면도이고;
도 9d는 미리 결정된 특성의 세정 패드 층 및 보호 라이너 아래의 하나 이상의 중간 순응성 또는 강성 재료 층을 갖는 미리 결정된 특성이 있는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "네거티브" 마이크로 피라미드에 적용된 점착성, 경도, 마모성 등과 같은 미리 결정된 특성을 갖는 세정 매체 층의 단면도이며;
도 9e는 미리 결정된 특성의 세정 패드 층 및 보호 라이너 아래의 하나 이상의 중간 순응성 또는 강성 재료 층을 갖는 미리 결정된 특성이 있는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "네거티브" 마이크로 컬럼에 적용된 점착성, 경도, 마모성 등과 같은 미리 결정된 특성을 갖는 세정 매체 층의 단면도이고;
도 9f는 미리 결정된 특성의 세정 패드 층 및 보호 라이너 아래의 하나 이상의 중간 순응성 또는 강성 재료 층을 갖는 미리 결정된 특성이 있는 복수의 균등하게 이격되고 미리 정의된 "네거티브 또는 반전" 만곡된 피라미드 마이크로피처에 적용된 점착성, 경도, 마모성 등과 같은 미리 결정된 특성을 갖는 세정 매체 층의 단면도이며;
도 10a는 패키지 테스트 동안 접촉되는 솔더 범프 또는 솔더 볼의 어레이를 갖는 대표적인 패키지의 예이고;
도 10b는 테스트 소켓 내에서 사용하기 위해 제조된 세정 디바이스의 예로서, 세정 재료 범프 또는 볼을 갖는 점착성, 경도, 마모성 등과 같은 미리 결정된 특성의 세정 재료 층을 갖고, 테스트 대상 IC 패키징된 디바이스의 기하형상 및 솔더 볼 인터커넥트의 어레이를 에뮬레이트하는 피처를 가지며;
도 11a는 디바이스가 패키징된 IC 디바이스의 기하형상에 근사하고 패키지 레벨 테스트 동안 테스트 장비에 의해 취급될 수 있도록 미리 결정된 기판에 적용될 수 있는 복수의 세정 볼로 구축된 세정 매체의 단면도이고;
도 11b는 패키지 레벨 테스트에서 소켓 세정 실행 동안 볼 형상의 마이크로피처 및 세정 표면의 세정 성능을 개선하기 위해 복수의 볼 형상의 마이크로피처에 걸쳐 적용된 점착성, 경도, 마모성 등과 같은 미리 결정된 특성을 갖는 세정 매체 층의 단면도이며;
도 12는 개시된 세정 재료의 다양한 실시예를 사용하여 반도체 디바이스를 세정하는 방법을 도시하는 흐름도이고;
도 13a 및 도 13b는 통상적인 세정 재료를 사용한 프로브 팁 세정을 예시하며;
도 14a 및 도 14b는 도 13b가 기능화된 마이크로피처 세정 재료를 사용하여 세정되는 것과 동일한 프로브 팁을 예시하고;
도 15는 개시된 세정 재료의 다양한 실시예를 사용하여 와이어 접합 기계 및 모세관 튜브를 세정하기 위한 방법을 도시하는 흐름도이다.
본 개시내용은 특히 세정 패드가 미리 결정된 기하형상 및 기계적 성능을 갖는 와이어 접합 기계의 접촉 요소 또는 모세관 튜브를 갖는 전기 테스트 프로브용 세정 패드에 적용될 수 있다. 세정되는 접촉 요소는 임의의 유형의 테스트 프로브, 예컨대 캔틸레버 와이어 바늘, 수직 프로브, 코브라 프로브, MEMS 유형 수직 및 MEMS 유형 마이크로캔틸레버 프로브, 플런저 프로브, 스프링 프로브, 활주 접점, 멤브레인 상에 형성된 접촉 범프 프로브 등, 및 웨이퍼 레벨 및 패키지 레벨 테스트에 이용되는 테스터 인터페이스 디바이스(즉, 프로브 카드, 테스트 소켓, 및 기타 유사한 인터페이스 디바이스)에 이용되는 관련 지지 구조일 수 있다. 이러한 문맥에서, 본 개시내용이 설명될 것이다; 그러나, 세정 재료, 디바이스, 및 방법은 스프링 핀 링 인터페이스, ZIFF 수형/암형 커넥터 등과 같은 다른 유형의 IC 반도체 디바이스 평가 장비에 의해 이용되는 세정 테스트 인터페이스와 같이 더 큰 유용성을 갖는다는 것이 이해될 수 있다. 더욱이, 세정 재료, 디바이스 및 방법은 시간 경과에 따라 다양한 재료로 폐색되는 모세관 튜브를 갖는 임의의 디바이스를 세정하는 데 사용할 수 있으므로 더 큰 유용성을 가질 수 있으며, 다른 조립 기계를 세정하거나 보수하는 데에도 사용할 수 있고 디바이스, 메커니즘 및 방법은 여전히 본 개시내용의 범위 내에 있는 아래에 개시되는 실시예의 변형을 사용하여 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 표면 기능화 또는 표면 조절성을 갖는 세정 패드 구성을 통합하는 세정 디바이스 및 방법이 개시된다. 사용자 지정 기하형상의 미리 결정된 마이크로피처를 이용한 표면 기능화는 접촉 표면 세정, 팁 성형, 부스러기 제거 및 수집, 및 표면 텍스쳐화와 같은 특정 성능 목표를 달성하기 위해 세정 표면의 기계적 특성을 변경하는 조절 가능한 거동을 효과적으로 용이하게 한다. 구조적으로 기능화된 잘 조절된 구조 표면을 갖는 재료는, 재료 세정 효율 및 기계적 성능을 개선할 목적으로, 마이크로스케일 레벨에서 임프린팅, 몰딩, 캐스팅, 코팅, 필름 퇴적, 스프레이 퇴적 또는 기타 표면 수정을 통해 제어된 방식으로 생성되는 마이크로스케일 피처를 함유한다. 또한, 연마 접촉 세정 프로세스에 의해 마모된 접촉기를 수리 및 교체하기 위한 장비 및 수동 노동은 수행되는 작업에 추가 비용을 추가한다.
일 실시예에서, 세정 재료는 전기적 접촉 요소 및 웨이퍼 레벨 및 패키지 레벨 테스트에 이용되는 테스터 인터페이스 디바이스(즉, 프로브 카드, 테스트 소켓, 및 기타 유사한 인터페이스 디바이스) 또는 와이어 접합 기계용 모세관 튜브에 사용되는 구조를 세척하기 위한 특정 연마재 및 부스러기 제거 효율을 갖는 평탄한, 비기능화된 표면으로는 불가능한 성능 특성을 제공하는 3차원(3D) 마이크로피처로 표면 기능화된 순응성, 반강성 또는 강성 매체일 수 있다. 조절 가능한 거동이 있는 표면 기능화 또는 표면 조절성은 접촉 표면 세정, 팁 성형, 부스러기 제거 및 수집, 및 표면 텍스쳐화 또는 모세관 튜브의 내부 및 외부 표면의 세정과 같은 특정 성능 목표를 달성하기 위해 세정 표면의 기계적 특성을 변경하는 효과적인 방법이다. 구조적으로 기능화된 표면을 갖는 재료는, 재료 세정 효율 및 기계적 성능을 개선할 목적으로, 마이크로스케일 레벨에서 임프린팅, 몰딩, 캐스팅, 코팅, 필름 퇴적, 스프레이 퇴적 또는 기타 표면 수정을 통해 제어된 방식으로 생성되는 마이크로스케일 피처를 함유한다.
일 실시예에서, 두께, 경도, 점착성 등과 같은 미리 결정된 특성을 갖는 기능화된 코팅이 기존의 구조적 피처에 걸쳐, 그리고 마이크로피처에 걸쳐 세정 패드의 표면에 적용되어 전기 접촉 요소 및 구조 용례 또는 모세관 튜브에 맞춤화 및 최적화될 수 있는 새로운 부류의 세정 재료를 제공하고 잘 정의된 기능 세트를 수행할 수 있다. 높은 레벨의 세정 효율은, 점착성 또는 연마 표면 코팅, 다양한 연마 효율을 위해 노출된 연마 입자와 조합하여, 그리고 세정되는 접촉 요소의 유형 및 형상, 제거될 부스러기의 조성 및 양, 및 접촉 표면에 대한 부스러기의 친화성에 따라 반도체 디바이스의 패드, 범프 또는 필러를 에뮬레이트하기 위해 세정 표면을 기능화함으로써 획득될 수 있다. 높은 레벨의 세정 효율은 또한 와이어 접합 기계용 모세관 튜브의 내부 및 외부 표면을 세정할 수 있도록 세정 표면을 기능화함으로써 획득될 수 있다.
더 상세하게, 기능화된 세정 재료는 미리 결정된 패드, 범프, 또는 필러 표면 피처 또는 하나 이상의 지지층의 상단 상의 기능 표면 코팅으로 구성될 수 있으며, 각각의 지지층은 마모성, 밀도, 탄성, 점착성, 평면성, 두께, 다공성 등과 같은 미리 결정된 기계적, 물질적, 및 치수적 특성을 갖는다. 세정 디바이스는 제조 프로세스 및 수동 취급 작업 동안 오염으로부터 세정 재료 표면을 보호하고 격리하기 위해 제조 프로세스 전, 동안 또는 후에 적용될 수 있는 희생 상단 보호 재료 층을 가질 수 있다. 희생층은 반도체 또는 기타 테스트 장비에 설치할 때 제거되며 세정 재료의 작업 표면에 세정 재료에 의한 접촉 요소 또는 모세관 튜브의 세정 성능을 손상시킬 수 있는 임의의 오염이 없는 것을 보장하는 데 사용된다.
세정 층 및 기능화된 3D 표면 피처는 고무와 합성 및 천연 폴리머 뿐만 아니라 폴리우레탄, 아크릴 등을 포함할 수 있는 고체 엘라스토머 재료 또는 다공성, 개방 셀 또는 폐쇄 발포체 재료 또는 기타 알려진 엘라스토머 재료로 제조될 수 있다. 기능화된 표면 피처는, 엘라스토머 매트릭스의 무결성을 유지하면서, 접촉 요소가 엘라스토머 재료를 변형 및 관통하게 하여 접촉 요소의 기하형상에 대한 손상 없이 접촉 영역으로부터 부스러기를 제거하게 할 수 있는 미리 결정된 마모성, 탄성, 밀도 및 표면 에너지 파라미터를 가질 수 있다. 모세관 튜브의 경우, 기능화된 표면 피처는, 엘라스토머 매트릭스의 무결성을 유지하면서, 모세관 튜브의 내부 및 외부 표면이 효과적으로 세정되게 할 수 있는 미리 결정된 마모성, 탄성, 밀도 및 표면 에너지 파라미터를 가질 수 있다.
세정 재료는 또한 미리 결정된 전체 성능을 달성하기 위해 하나 이상의 순응성 층이 배열되거나 적층되는 다층 구조를 가질 수 있고, 그에 따라 핀 또는 접촉 요소가 기능화된 피처 및 패드 표면과 접촉하고 변형할 때, 정의된 상호 힘이 재료에 의해 접촉 영역과 3D 구조에 가해져 부스러기와 오염물이 제거되는 효율을 증가시킨다. 다층 구조를 갖는 세정 재료는 모세관 튜브의 내부 및 외부 표면도 세정한다.
일 실시예에서(그 예가 도 4a 내지 도 4c 및 도 5에 도시됨), 세정 재료는 미리 결정된 형상비(직경 또는 길이 및 폭 대 높이), 단면(정사각형, 원형, 삼각형 등)의 컬럼, 피라미드 또는 기타 이러한 구조적 마이크로피처와 같은 복수의 미리 정의된 "포지티브" 기하학적 마이크로피처로 채워진 표면 층을 가질 수 있다. 다른 실시예(그 예가 도 6a 내지 도 6c 및 도 7에 도시됨)에서, 세정 재료는 복수의 미리 정의된 "네거티브" 또는 "반전" 기하학적 마이크로피처로 채워진 표면 층을 가질 수 있다. "포지티브" 및 "네거티브" 마이크로피처는 고무와 합성 및 천연 폴리머 뿐만 아니라 폴리우레탄, 아크릴, 폴리머 등을 포함할 수 있는 고체 엘라스토머 재료 또는 폐쇄 발포체 재료 또는 기타 알려진 엘라스토머 재료로 제조될 수 있다. 표면 층은 부스러기 제거 및 수집 효율을 개선하기 위해 연마 입자 로딩 또는 노출된 연마재를 가질 수 있다.
다른 실시예에서, "포지티브" 및 "네거티브" 마이크로피처는 마이크로피처의 길이를 따라, 마이크로피처의 본체 내에서, 또는 마이크로피처의 베이스에서 상단 표면에 적용된 연마 입자를 가질 수 있다. 특히, 통상적인 마이크로피처(포지티브 마이크로피처이든 네거티브 마이크로피처이든)는 15 ㎛ 이하의 다양한 단면 폭을 가질 수 있는데, 높이는 400 ㎛ 이하이고, 간격은 250 ㎛ 이하이며 평균 연마 입자 크기는 30 ㎛ 미만이다. 재료 층 및 피처에 걸쳐 그에 통합될 수 있는 통상적인 연마재는 산화알루미늄, 탄화규소, 산화탄탈륨, 및 다이아몬드를 포함할 수 있지만, 연마 입자는 또한 모스 경도가 7 이상인 잘 알려진 다른 연마재 재료일 수도 있다.
다른 실시예에서, 마이크로피처는 미리 결정된 컴플라이언스 및 이동을 달성하기 위해 미리 결정된 기하형상으로 구축, 몰딩 또는 형성되고, 그에 따라 핀 또는 접촉 요소가 패드 표면에 접촉할 때, 상호 힘이 재료에 의해 접촉 영역, 접촉 요소 팁 기하형상 내, 및 지지 구조로 가해져 부스러기와 오염물이 제거되는 효율을 증가시킨다. 기능적 마이크로피처는 접촉 요소 어레이 및 지지 하드웨어 내의 각각의 테스트 프로브 상에 예측 가능하고 균일한 상호 힘을 제공하기 위해 미리 결정된 치수를 갖는다. 기능적 마이크로피처는 모세관 튜브의 내부 및 외부 표면의 예측 가능한 세정을 제공하기 위해 미리 결정된 상이한 치수를 가질 수 있다.
세정 디바이스의 다른 양태에서, 마이크로피처는 프로버/테스터 디바이스가 세정 패드의 표면을 검출할 수 있도록 특정 표면 매트 또는 패턴화된 텍스처 또는 마감재를 가질 수 있다. 세정 재료의 표면 텍스처와 거칠기는 또한 작업 표면 폴리머 재료의 세정 효율에 기여할 수도 있다.
방법의 일 양태에서, 세정 매체는 웨이퍼 프로버 또는 패키징된 디바이스 핸들러와 같은 자동화된 테스트 장비 내에서 미리 결정된 위치에 수동으로 배치될 수 있고, 그에 따라 핀 요소 및 표면이 주기적으로 세정 매체와 상호 작용하여 테스트 프로브를 과도하게 마모시키지 않고 부스러기를 제거하며 및/또는 핀 또는 접촉 요소의 접촉 표면을 세정하게 된다. 방법의 다른 양태에서, 웨이퍼 프로버 또는 패키지 디바이스 핸들러 상의 프로브 요소를 세정하기 위한 방법이 제공되고, 방법은 테스트되는 반도체 웨이퍼, 싱귤레이션된 IC 디바이스 또는 패키징된 IC 디바이스와 유사한 형태로 웨이퍼 프로버 또는 패키지 디바이스 핸들러에 세정 매체를 로딩하는 단계를 포함하고, 세정 매체는 접촉 요소 및 지지 구조를 세정하는 마모성, 점착성, 경도와 같은 미리 결정된 특성을 갖는 기능화된 마이크로피처의 상단 표면을 갖는다. 방법은 웨이퍼 프로버 또는 패키지 디바이스 핸들러의 정상 작동 중에 임의의 부스러기가 프로브 요소로부터 제거되도록 웨이퍼 프로버 또는 패키지 디바이스 핸들러에서 정상 테스트 작동 동안 접촉 요소를 세정 매체와 접촉시키는 단계를 더 포함한다. 와이어 접합 기계와 모세관 튜브에 대해서도 유사한 방법이 수행될 수 있다.
프로버/테스터가 세정 패드의 표면을 검출할 수 있으면, 프로버를 자동 세정 모드로 설정할 수 있다. 자동 세정 모드에서, 프로버/테스터는 테스트 프로브 접촉 요소를 세정하고, 세정 디바이스를 위치 결정하며, 프로브 팁을 세정한 다음 테스트 작동으로 복귀할 시기를 자동으로 결정한다. 테스트 대상 디바이스(DUT)에 대한 반복적인 터치다운 후에, 패드 재료 및 기타 표면 오염물이 테스트 프로브 접촉 요소 뿐만 아니라 테스트 프로브 길이에 축적되게 된다. 이러한 느슨한 부스러기는 접촉 저항을 상당히 증가시켜, 웨이퍼 및 패키지 수율을 감소시킬 수 있다. 높은 접촉 저항 또는 연속적인 결함 디바이스(빈아웃)는 테스터를 트리거하여 반도체 디바이스 취급 기계에 명령을 전송하고, 그에 따라 세정 작업이 "요청 시" 기능으로 실행된다. 대안적으로, 반도체 디바이스 취급 기계는 LOT 시작, LOT 종료에서, 또는 미리 결정된 개수의 디바이스 터치다운 후에 세정 작업을 실행하도록 프로그래밍될 수 있다. 결과적으로, 예정되고 효율적인 세정 절차는 접촉 저항을 제어하는 데 매우 중요하다.
세정 디바이스의 다른 실시예에서, 세정 매체의 층은 전도성 또는 용량성 방법을 사용하여 표면을 검출하는 테스터/프로버 또는 와이어 본더가 세정 매체의 표면을 검출할 수 있도록 전도성, 절연성 또는 저항성 재료로 형성될 수 있다.
통상적인 IC 반도체 테스트 시스템(도 1a 및 도 1b에 개략적으로 도시됨)은 통상적으로 일부 유형의 테스터(10), 테스트 헤드(11), 테스터 인터페이스(12)(예를 들어, 프로브 카드 또는 테스트 소켓), 접촉 요소(13), 및 웨이퍼 또는 디바이스 핸들러(16)를 포함한다. 테스터 인터페이스 내의 전기 접촉 요소(13) 또는 테스트 프로브는 DUT(15)와 직접 접촉할 수 있도록 테스터 인터페이스로부터 연장된다. DUT(웨이퍼, 싱귤레이션된 디바이스 또는 패키징된 IC)는 프로브 패드(14) 및/또는 솔더 볼(16)이 테스터 인터페이스(12)의 접촉 요소(13)와 정렬되도록 자동화, 반자동 또는 수동 장비를 사용하여 적절한 물리적 위치로 이동된다. 일단 제위치에 있으면, DUT(15)는 접촉 요소(13)에 대해 이동되거나 접촉 요소(13)가 전기적 테스트를 위해 DUT(15)에 대해 이동된다. 반복적인 터치다운으로, 접촉 요소가 오염되게 된다. 세정을 위해 테스트 인터페이스를 제거하는 대신, 미리 결정된 구성의 세정 매체가 정상 테스트 작동 중에 오염물을 제거하게 된다.
도 1c는 와이어 접합 작업에 사용되는 모세관 튜브(102)를 갖는 알려진 와이어 접합 조립 기계(100)를 예시한다. 와이어 접합 조립체 기계는 와이어 접합 조립체 기계가 반도체 디바이스 등을 위한 와이어 본드를 생성하게 하는 와이어 접합 기계(도 1c에 도시되지 않음)의 다양한 알려진 요소를 갖는다. 와이어 접합 조립 기계는 와이어 본드를 생성할 수 있는 것이 바람직한 임의의 디바이스, 구성요소, 다이 등에 대한 와이어 본드를 생성하는 데 사용될 수 있다. 도 1c는 그 기계(100)의 일부를 도시하고 특히 모세관 튜브를 통과하는 구리 또는 금과 같은 와이어(104) 및 출구가 있는 모세관 튜브(102)를 도시한다. 모세관 튜브(102)는 통상적으로 와이어 접합 기계에 제거 가능하게 부착되고, 그에 따라 통상적인 세정 프로세스에서 모세관 튜브가 제거될 수 있고 주기적으로 세정 및 보수될 수 있다. 와이어 접합 기계는 모세관 튜브로부터 연장되는 와이어의 단부를 가열하여 용융 와이어(106)의 자유 공기 볼을 형성하는 데 사용되는 메커니즘(도 1c에 도시되지 않음)을 가질 수 있다. 와이어를 가열하는 메커니즘은, 예를 들어 전극 또는 다른 메커니즘일 수 있다. 이어서, 모세관 튜브(102)는 기판(110) 상의 반도체 디바이스(108)를 향해 하강될 수 있고 용융된 와이어 볼은 모세관 튜브의 단부와 가열된 금속 패드 또는 다른 금속 프레임 사이에서 압축되어 와이어 볼과 접합 패드 또는 프레임 사이의 공융 본드를 형성하도록 의도된 기계적 연결을 생성한다. 그 후, 모세관 튜브는 와이어가 다이 접합 패드 또는 프레임에 부착된 와이어 볼을 남겨두고 모세관 튜브를 통해 공급되는 동안 상승될 수 있다.
도 1d는 세정 재료(202)를 사용하는 세정 작업(200) 동안 모세관 튜브를 갖는 알려진 와이어 접합 조립 기계를 예시한다. 특히, 모세관 튜브(102)가 와이어 접합 기계에 연결된 상태로 유지되는 동안(전술한 바와 같은 통상적인 세정 프로세스와 달리), 모세관 튜브(102)의 단부는 세정 재료(202)에 삽입될 수 있고, 그에 따라 모세관 튜브 내부의 및/또는 모세관 튜브(102)의 출구에 인접한 부스러기가 모세관 튜브로부터 제거되고 세정 재료(202)에 포획/유지될 수 있다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c는 다양한 기판 재료, 상이한 크기 기판, 상이한 형상 기판에 적용된 세정 매체를 사용하여 제조되거나 일부 용례를 위해 기판 없이 제조된 3가지 통상적인 상이한 유형의 세정 디바이스를 예시한다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 세정 디바이스(20, 21)는 각각 기판(23) 및 웨이퍼의 표면 또는 알려진 기하형상의 기판에 각각 고정, 접착 또는 도포된 세정 매체 또는 패드(24)를 포함할 수 있다. 기판(23)은 폴리머, 플라스틱, 금속, 유리, 실리콘 웨이퍼, 세라믹, 또는 임의의 다른 유사한(강성, 반강성 또는 가요성) 재료일 수 있다. 게다가, 기판(25)은 패키징된 IC 디바이스, 또는 DUT(22)의 기하형상에 근사하는 폼팩터 또는 구조를 가질 수 있고 이에 의해 세정 매체(24)가 테스트 프로브 및 지지 하드웨어의 접촉 요소를 지지하는 표면에 부착된다.
도 3a 및 도 3b는 경도, 탄성 계수, 점착성 등과 같은 미리 결정된 특성의 세정 패드 층(202), 및 패드와 접촉하는 접촉 요소의 세정에 기여하는 순응성 하부 층(203)(도 3a) 또는 강성 하부 층(206)(도 3b)의 일부 조합으로 제조된 기존 세정 매체(220)를 예시한다. 세정 매체(220)는 또한 표면 세정 패드 층을 비-테스트 관련 오염물로부터 격리시키기 위해 접촉 요소 세정을 위한 의도된 사용 전에 설치되는 제거 가능한 보호 층(201)을 가질 수 있다. 세정 매체(220)는 세정 패드 층에 부착되고 그 아래에 부착된 하나 이상의 중간 층(203, 206)을 가질 수 있다. 층의 조합은 개별 구성 재료로부터 사용할 수 없는 재료 특성을 생성하는 반면, 매트릭스, 연마 입자, 및 기하형상의 조합은 세정 성능을 최대화할 수 있다. 미리 결정된 기판 재료 상에 세정 디바이스를 설치하는 것은 제2 박리 라이너 층(205)(제1 박리 라이너 층과 동일한 재료로 제조됨)을 제거하여 접착제 층(204)을 노출시킨 후 접착제 층(204)에 의해 기판 표면 상에 적용함으로써 수행된다. 그 다음, 접착제 층(204)은 기판에 세정 디바이스(220)를 접착하기 위해 기판에 대해 배치될 수 있다. 기판은 상이한 목적을 갖는 종래 기술에 설명된 바와 같이 다양한 상이한 재료일 수 있다.
이제, 첨부 도면 및 실시예를 참조하여 기능적 마이크로피처를 갖는 세정 매체를 더 상세하게 설명한다. 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이, 세정 매체(221)는 접촉 요소 또는 모세관 튜브로부터 부스러기를 느슨하게 하고 전단하는 마모성을 가질 수 있다. 연마 입자의 미리 결정된 체적 및 질량 밀도를 사용하여; 패드의 마모성은 프로브 팁을 둥글게 하거나 날카롭게 하기 위해 체계적으로 영향을 받을 수 있다. 세정 재료 층 내의 통상적인 연마재 재료 및 입자 중량 백분율 로딩은 0 wt%(무부하) 내지 500 wt% 범위일 수 있다. 재료에 통합될 수 있는 통상적인 연마재는 산화알루미늄, 탄화규소 및 다이아몬드를 포함할 수 있지만, 연마재는 또한 다른 잘 알려진 연마재 재료일 수 있다. 연마재는 산화알루미늄, 탄화규소 또는 다이아몬드의 공간적으로 또는 우선적으로 분포된 입자를 포함할 수 있지만, 연마 입자는 모스 경도가 7 이상인 다른 잘 알려진 연마재 재료일 수도 있다. 세정 층의 제어된 표면 점착성은 접촉 요소 상의 부스러기가 패드에 우선적으로 들러붙게 하고 따라서 세정 작업 동안 접촉 요소로부터 제거되게 할 것이다. 연마 입자는 아래에 설명된 바와 같이 각각의 마이크로피처의 본체에 분포될 수 있다.
세정 매체(221)(도 5에 도시됨)의 실시예에서, 세정 재료(221)의 최대 세정 효율은 마이크로피처 층(250)에서 균일하게 형상화되고 규칙적으로 이격된 복수의 "포지티브" 기하학적 마이크로피처를 사용하여 개선될 수 있다. 포지티브 마이크로피처의 상이한 실시예의 예는 미리 결정된 기하형상의 복수의 마이크로 피라미드(401), 복수의 마이크로 컬럼(403), 또는 복수의 만곡된 마이크로 피라미드(405)를 보여주는 도 4a 내지 도 4c에 도시되어 있다. 도 5에서, 세정 매체(221)는 미리 결정된 특성을 갖는 중간 순응성 또는 강성 층(207)의 조합 상에 "포지티브" 마이크로피처(250)를 갖는 세정 패드의 단일 층으로부터 구성된다. 다른 실시예에서, 마이크로피처는 세정 매체(221)에 걸쳐 가변적으로 이격될 수 있다. 전술한 세정 패드층(202, 203) 및 세정 재료 기준 평면(255) 아래에서 설명되는 세정 패드층은 세정 재료에 미리 결정된 기계적, 물질적 및 치수적 특성을 제공할 수 있다. 예를 들어, 세정 패드 층은 마모성(아래에서 더 상세히 설명됨), 비중(예를 들어, 0.75 내지 2.27 범위)을 제공할 수 있고, 여기서, 비중은 특정 온도, 탄성(예를 들어, 40-MPa 내지 600-MPa 범위), 점착성(예를 들어, 20 내지 800 g 범위), 평면성, 및 두께(예를 들어, 25-㎛ 내지 300-㎛ 범위)에서 물의 밀도에 대한 밀도의 비율이다. 재료와 층의 선택은 효과적인 세정 작업을 용이하게 하는 데 필요한 필수 상호 힘에 기초하여 결정된다. 예를 들어, 고강성 재료는 강력하게 부착된 재료를 제거하는 데 필요한 더 큰 상호 힘을 갖는다. 깨지기 쉬운 또는 작은 직경의 접촉 요소를 세정할 때 고순응성 재료가 선택된다.
일 유형의 기능적 "포지티브" 마이크로피처 구성의 예로서, 도 4a, 도 4b, 도 4c에 도시된 마이크로피처는 캐스팅 또는 몰딩과 같은 정밀 제조 방법의 조합을 사용하여 생성될 수 있으며, 이에 의해 세정 패드는 각각의 마이크로피처(각각의 마이크로피처의 상단 부분(406))의 플래토가 40 ㎛ 미만의 치수, 500 ㎛ 미만의 베이스 기준 평면(408)으로부터 각각의 마이크로피처의 높이, 및 250 ㎛ 미만의 플래토-플래토 간격(각각의 마이크로피처 사이의 거리)를 갖도록 구축된다. 도 4a에 도시된 예(401)에서, 각각의 피라미드 마이크로피처(402)는 100 ㎛의 플래토-플래토 간격에서 40 ㎛ 높이를 갖는 25 ㎛ 정사각형 플래토를 갖는다. 이 구성을 위해, 세정 패드와 기능화된 마이크로피처가 균일한 조성을 갖도록 정밀 제조 프로세스를 통해 3D 피처가 달성된다. "포지티브" 마이크로피처의 크기와 기하형상은 부스러기를 제거하지만 프로브 요소를 손상시키지 않는 패드를 달성하기 위해 접촉 요소의 구성 및 재료에 따라 달라질 수 있다. 일반적으로, "포지티브" 마이크로피처는 피라미드(401), 균일한 플래토를 갖는 원형 또는 정사각형 컬럼(404), 또는 40 ㎛보다 더 작은 정사각형 또는 원형 플래토를 갖는 다양한 만곡된 형상(403) 등을 비롯하여 여러 유형의 기하형상을 가질 수 있다. 마이크로피처 유형 및 "포지티브" 기하형상은 재료가 프로브 요소 팁 및 프로브 요소 구조를 재형상화하거나, 날카롭게 하거나, 보수하는 데 사용될 수 있도록 세정 층을 제조하는 동안 조절될 수 있다. 대안적으로, 모세관 튜브의 내부 및 외부 표면을 세정하기 위해 마이크로피처 유형 및 기하형상을 사용할 수 있다.
"포지티브" 피처의 치수는 25 ㎛ 내지 500 ㎛의 베이스 기준 평면(408) 위의 각각의 마이크로피처의 베이스-상단, 평탄하거나 형상화될 수 있고 20 ㎛으로부터 마이크로피처 베이스의 XY 치수까지의 XY 치수 범위의 치수를 가지며 포지티브 피처의 측면은 직선형 또는 곡선형일 수 있는 상단 표면 영역 기하형상, 및 50 ㎛ 내지 250 ㎛의 플래토-플래토 간격(각각의 마이크로피처 사이의 거리)을 가질 수 있다.
세정 매체(221)(도 7에 도시됨)의 다른 실시예에서, 세정 재료의 최대 세정 효율은, 도 6a 내지 도 6c에 도시된 바와 같이 미리 결정된 기하형상의 복수의 반전 마이크로 피라미드(601), 복수의 마이크로 컬럼(603), 또는 복수의 만곡된 반전 마이크로 피라미드(605)와 같은 균일하게 형상화되고 규칙적으로 이격된 복수의 "네거티브" 기하학적 마이크로피처를 사용하여 개선될 수 있다. 다른 실시예에서, 마이크로피처는 세정 매체(221)에 걸쳐 가변적으로 이격될 수 있다. 도 7에서, 세정 매체(221)는 미리 결정된 특성을 갖는 중간 순응성 또는 강성 층(207)의 조합 상에 "네거티브" 마이크로피처(251)를 갖는 세정 패드의 단일 층으로부터 구성된다.
일 유형의 기능적 "네거티브" 마이크로피처 구성의 예로서, 도 6a, 도 6b, 도 6c에 도시된 마이크로피처는 캐스팅 또는 몰딩과 같은 정밀 제조 방법의 조합을 사용하여 생성될 수 있으며, 이에 의해 세정 패드는 플래토가 40 ㎛ 미만의 치수, 100 ㎛ 미만의 높이, 및 250 ㎛ 미만의 하단-하단 간격을 갖도록 구축된다. 이들 예에서, 각각의 마이크로피처는 베이스 기준 평면(608)으로 만입되어 있다. 도 6a에 도시된 예시적인 마이크로피처(601)에서, 각각의 피라미드 마이크로피처(602)는 100 ㎛의 하단-하단 간격에서 40 ㎛ 높이를 갖는 25 ㎛ 정사각형 하단을 갖는다. 이 구성을 위해, 세정 패드와 마이크로피처가 균일한 조성을 갖도록 정밀 제조 프로세스를 통해 3D 피처가 달성된다. "네거티브" 마이크로피처의 크기와 기하형상은 부스러기를 제거하지만 프로브 요소를 손상시키지 않는 패드를 달성하기 위해 접촉 요소의 구성 및 재료에 따라 달라질 수 있다. 일반적으로, "네거티브" 마이크로피처는 반전 피라미드(602), 균일한 하단을 갖는 원형 또는 정사각형 컬럼(604), 또는 40 ㎛보다 더 작은 정사각형 또는 원형 베이스를 갖는 다양한 만곡된 반전 형상(406) 등을 비롯하여 여러 유형의 기하형상을 가질 수 있다. 마이크로피처 유형 및 "네거티브" 기하형상은 재료가 프로브 요소 팁 및 프로브 요소 구조를 재형상화하거나, 날카롭게 하거나, 보수하는 데 사용될 수 있도록 세정 층을 제조하는 동안 조절될 수 있다. 예로서, 도 6a 또는 도 6c에 도시된 것과 같은 네거티브 마이크로피처는, 이들 네거티브 마이크로피처의 물리적 형상 및 치수가 마이크로캔틸레버 접촉 요소의 모든 중요한 표면 또는 모세관 튜브의 내부 및 외부 표면을 세정하기 때문에, 진보된 마이크로캔틸레버 접촉 요소를 세정하는 데 사용될 수 있다.
"네거티브" 피처의 치수는 25 ㎛ 내지 500 ㎛의 베이스 기준 평면(608) 아래의 각각의 마이크로피처의 베이스-상단, 평탄하거나 형상화될 수 있고 20 ㎛으로부터 마이크로피처 개구의 XY 치수까지의 XY 치수 범위의 치수를 가지며 네거티브 피처의 측면은 직선형 또는 곡선형일 수 있는 하단 표면 영역 기하형상, 및 50 ㎛ 내지 250 ㎛의 하단-하단 간격(각각의 마이크로피처 사이의 거리)을 가질 수 있다.
기능화된 마이크로피처를 갖는 세정 패드/매체/디바이스의 다른 실시예는, "포지티브" 피처(각각 801, 803 및 805)의 표면에 걸쳐 적용된 미리 결정된 특성을 갖는 10 내지 100 ㎛ 두께의 폴리머 층 아래의 "포지티브" 마이크로피처 층(마이크로 피라미드(802), 마이크로 컬럼(804), 만곡된 마이크로 피라미드(806)를 가짐)을 갖는 세정 재료(800)의 확대 단면도의 예를 도시하는 도 8a 내지 도 8c에 도시되어 있다. 폴리머 층은 상단 표면에 걸쳐 100 ㎛ 미만의 미리 결정된 두께로 마이크로피처 사이의 간격 내에 적용된다. 폴리머는 점착성이 있고 연마재가 없거나 연마재가 로딩될 수 있다. 폴리머에 통합될 수 있는 통상적인 연마재는 산화알루미늄, 탄화규소, 및 다이아몬드를 포함할 수 있지만, 연마 입자는 또한 모스 경도가 7 이상인 잘 알려진 다른 연마재 재료일 수도 있다. 연마재 재료의 양과 크기는 부스러기를 제거하고 수집하지만 접촉 요소 또는 지지 하드웨어 또는 모세관 튜브의 단부를 손상시키지 않는 패드를 달성하기 위해 세정 패드의 마이크로피처의 구성에 따라 또는 접촉 요소의 재료 및 기하형상에 기초하여 달라질 수 있다.
도 8d 내지 도 8f는, "포지티브" 피처(각각 801, 803 및 805)의 표면에 걸쳐 적용된 미리 결정된 특성을 갖는 10 내지 100 ㎛ 두께의 폴리머 층 아래의 "포지티브" 마이크로피처 층(마이크로 피라미드(802), 마이크로 컬럼(804), 만곡된 마이크로 피라미드(806)를 가짐)을 갖는 세정 재료(800)의 확대 단면도의 예를 도시한다. 마이크로피처 세정 패드 층은 그 다음 미리 결정된 특성의 세정 패드 층 및 보호 라이너 아래의 하나 이상의 중간 순응성 또는 강성 재료 층 상에 구성될 수 있다.
기능화된 마이크로피처를 갖는 세정 패드/매체/디바이스의 다른 실시예는, "네거티브" 피처(각각 901, 903 및 905)의 표면에 걸쳐 적용된 미리 결정된 특성을 갖는 10 내지 100 ㎛ 두께의 폴리머 층을 갖는 "네거티브" 마이크로피처(반전 마이크로 피라미드(901), 반전 마이크로 컬럼(903), 만곡된 반전 마이크로 피라미드(905))를 갖는 세정 재료의 확대 단면도의 예를 도시하는 도 9a 내지 도 9c에 도시되어 있다. 폴리머 층은 상단 표면에 걸쳐 "네거티브" 마이크로피처의 오목부(공동)에 적용되어 각각의 네거티브 마이크로피처의 내부 표면을 코팅한다. 폴리머는 점착성이 있고 연마재가 없거나 연마 입자가 로딩될 수 있다. 폴리머에 통합될 수 있는 통상적인 연마재는 산화알루미늄, 탄화규소, 및 다이아몬드를 포함할 수 있지만, 연마 입자는 또한 모스 경도가 7 이상인 잘 알려진 다른 연마재 재료일 수도 있다. 연마재 재료의 양과 크기는 부스러기를 제거하고 수집하지만 접촉 요소 또는 지지 하드웨어 또는 모세관 튜브를 손상시키지 않는 패드를 달성하기 위해 세정 패드의 마이크로피처의 구성에 따라 또는 접촉 요소의 재료 및 기하형상에 기초하여 달라질 수 있다. 마이크로피처 세정 패드 층은 그 다음 미리 결정된 특성의 세정 패드 층 및 보호 라이너 아래의 하나 이상의 중간 순응성 또는 강성 재료 층 상에 구성될 수 있다. 위의 실시예는 통상적으로 조립된 패키지로 싱귤레이션 및/또는 캡슐화되기 전에 반도체 웨이퍼 상의 웨이퍼 또는 하나 이상의 다이를 테스트하는 시스템에 사용된다.
이제, 세정 디바이스가 DUT를 전기적으로 테스트하는 데 사용되는 접촉 요소를 세정하는 데 사용될 수 있고 웨이퍼로부터의 개별 반도체 디바이스가 도 10a에 도시된 바와 같이 플라스틱과 같은 재료(501)로 캡슐화된 세정 디바이스의 다른 실시예를 설명하기로 한다. 이 예시적인 예에서, 세정 디바이스는 또한 패키징된 집적 회로(IC)를 취급하고 테스트하기 위해 ATE 및 테스터와 함께 사용될 수 있다. IC 패키지는 전력 신호, 접지 및 I/O 신호 등을 포함하는 전기 신호(도 1b)를 패키지(15) 내부의 다이 또는 다이와 함께 전도하는 패키지로부터 외부로 연장되는 하나 이상의 전기 리드 또는 솔더 볼을 가질 수 있다. 이 경우에, 테스트 소켓(12)이라고 지칭되는 테스터 인터페이스는 패키지의 리드와 접촉하고 패키징된 DUT의 전기적 특성을 테스트하는 복수의 접촉 요소(13)(전술한 프로브 카드 테스터와 유사함)를 가질 것이다. 일반적으로, 접촉 요소는 다양한 스프링-하중식 프로브 또는 가요성 접촉 요소 상에 장착되며 단일 스피어 형상, 크라운 형상, 또는 기타 다중 타인 접촉기를 갖는 기하학적 구성을 가질 수 있다. 가요성 접촉 요소는 메모리 소켓, 로직 소켓, 번인 소켓 또는 인터포저 내에 유지된 엘라스토머, 실리콘 고무 층 내에 유지될 수 있다.
프로브 카드 클리너 실시예와 유사하게, 캡슐화된 디바이스를 위한 세정 디바이스는 테스트 소켓의 접촉 요소가 세정 패드 표면과 주기적으로 접촉하여 프로브 요소의 팁으로부터 부스러기를 제거할 수 있도록 도 10b에 도시된 바와 같이 세정 패드 재료(503)가 적용된 기판을 갖는 DUT 형상에 근사할 수 있다. 세정 디바이스의 크기는 특정 소켓의 크기와 형상에 맞거나 특정 디바이스의 치수에 근사하도록 수정될 수 있다. 도 10b에 도시된 마이크로피처 실시예에서, 세정 재료(503)는 DUT로부터의 솔더 볼의 크기, 기하형상, 간격 및 정확한 레이아웃을 시뮬레이션하도록 구성된다.
도 11a에서, 세정 디바이스(600)는 전술한 층을 가질 수 있고, DUT 솔더 볼 기하형상과 일치하는 세정 재료로 제조된 복수의 세정 볼(603)을 갖는 세정 패드 층(601)은 접촉 요소에 대한 상호 압력이 효율적인 세정을 제공하여 접촉 요소로부터 부스러기를 제거하고 수집하도록 마모성을 가질 것이다. 세정 볼의 높이, 직경 및 위치는 DUT의 구성과 접촉 요소의 재료에 따라 미리 결정된다. 세정 볼의 간격, 기하형상 및 마모성은 접촉 요소에 대한 상호 압력이 효율적인 세정을 제공하여 접촉 요소로부터 부스러기를 제거하고 수집하도록 되어 있다.
다른 실시예에서, 도 11b는 표면에 걸쳐 적용된 미리 결정된 특성을 갖는 10 내지 100 ㎛ 두께의 균일한 세정 폴리머 층(605)을 추가로 갖는 전술한 바와 같은 DUT 솔더 볼 기하형상과 일치하는 복수의 세정 볼(603)을 갖는 세정 패드 층(602)을 갖는 세정 디바이스(600)의 단면도를 도시한다. 따라서, 패드/폴리머/기판 층의 개수 및 세정 표면의 기능화된 마이크로피처는 세정 디바이스의 전체 두께 뿐만 아니라 세정 두께의 컴플라이언스의 제어를 제공하도록 제어된다. 세정 볼을 갖는 이 다층 실시예는 또한 플로팅 바닥 소켓의 가이드 구멍 내 뿐만 아니라 소켓 내부 및 프로버의 접촉기 내에서 정확한 세정을 제공할 것이다.
이제, 기능화된 마이크로피처를 갖는 개시된 세정 디바이스를 사용하여 복수의 프로브 요소 및 지지 하드웨어 또는 솔더 볼을 세정하는 방법이 도 12를 참조하여 설명될 것이다. 테스터 인터페이스의 접촉 요소 또는 캡슐화된 집적 회로용 솔더 볼을 세정 디바이스에 삽입하면 추가 온라인 또는 오프라인 프로세스로 후속적으로 제거해야 하는 임의의 유기 잔류물을 남기지 않고 접촉 요소 및 지지 하드웨어 또는 DUT로부터 접착성 부스러기를 제거한다. 더욱이, 접촉 요소와 기하형상의 전반적인 전기적 특성은 영향을 받지 않는다; 그러나, 높은 수율과 낮은 접촉 저항에 필요한 전반적인 전기적 성능은 회복된다. 방법은 ATE로부터 테스터 인터페이스를 제거하지 않고 접촉 요소로부터 부스러기를 제거하는 목표를 달성하여 테스터의 생산성을 증가시킨다. 테스터에 의해 테스트되는 통상적인 DUT와 동일한 크기 및 형상을 가질 수 있는 세정 디바이스가 미리 결정된 세정 트레이에 삽입될 수 있다. 대안적으로, 기능화된 마이크로피처를 갖는 세정 재료는 웨이퍼 캐리어에 배치되어 세정을 수행할 수 있는 웨이퍼와 같은 기판에 배치될 수 있다. 디바이스의 세정 재료 층은 테스터 인터페이스의 접촉 요소 및 지지 하드웨어의 구성 및 재료에 따라 미리 결정된 물리적, 기계적 및 기하학적 특성을 갖는다.
전술한 바와 같이, 이 세정 단계는, 테스터 인터페이스의 접촉 요소 아래에 위치 설정된 세정 트레이로부터 세정 디바이스가 주기적으로 설치되거나 웨이퍼 카세트에서 매번, 또는 ATE가 버니싱 플레이트 상에 설치된 세정 재료로 접촉 요소의 세정 작업을 실행할 때마다 발생할 수 있다. 접촉 요소의 세정은 테스트 기계의 정상 작동 중에 달성되기 때문에 세정 디바이스의 사용은 어떤 식으로든 ATE의 작동을 방해하지 않는다. 이러한 방식으로, 세정 디바이스는 저렴하고 ATE로부터 접촉 요소 또는 테스터 인터페이스를 제거하지 않고 접촉 요소가 세정 및/또는 형상화될 수 있게 한다.
방법 및 장치는 깨끗한 접촉기 및 접촉 핀을 유지하는 것을 포함하지만 이에 제한되지 않는 하나 이상의 이점을 제공한다. 본 개시내용은 특정 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 명세서에 설명된 것은 제한적인 의미로 해석되도록 의도되지 않는다. 예를 들어, 도시 및 설명된 실시예의 단계의 변형 또는 조합은 본 개시내용을 벗어나지 않고 특정 경우에 사용될 수 있다. 본 개시내용의 다른 이점 및 실시예 뿐만 아니라 예시적인 실시예의 다양한 수정 및 조합은 도면, 설명 및 청구범위를 참조하여 본 기술 분야의 숙련자에게 명백할 것이다. 본 개시내용의 범위는 여기에 첨부된 청구범위 및 그 균등물에 의해 한정되는 것으로 의도된다. 전술한 내용은 본 발명의 특정 실시예를 참조하였지만, 이 실시예의 변경이 본 개시내용의 원리 및 사상을 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것이 본 기술 분야의 숙련자에 의해 인식될 것이며, 그 범위는 첨부된 청구범위에 의해 한정된다.
도 12는 기능화된 마이크로피처를 갖는 개시된 세정 재료의 다양한 실시예를 사용하여 반도체 디바이스 또는 테스터 또는 프로브 요소를 세정하기 위한 방법(1200)을 도시하는 흐름도이다. 도 12의 방법은 테스터 인터페이스를 세정하기 위한 것이지만, DUT 등을 세정하는 데에도 유사한 방법이 사용될 것으로 이해된다. 이 방법에서, 테스터는 테스트를 수행한다(1202). 테스터(제어 시스템이 있는) 또는 별개의 컴퓨터 시스템은 테스트 프로세스의 특성의 측정 또는 시간 간격에 기초하여 테스터를 세정할 시간인 지의 여부(1204)를 결정할 수 있다. 세정이 필요하지 않은 경우, 테스터는 테스트를 계속한다(1202). 테스터를 세정할 시기라고 결정되면, 기능화된 마이크로피처를 갖는 세정 디바이스는 다양한 수단에 의해 세정 위치로 이동될 수 있으며(1206), 테스터를 오프라인으로 취하지 않고 따라서 테스트 기계의 정상 테스트 절차 동안 세정 재료를 사용하여 세정을 수행한다(1208). 세정이 완료되면, 테스터는 테스트 기능을 재개한다(1210).
시험 결과
도 13a 및 도 13b는 통상적인 세정 재료를 사용한 프로브 팁 세정을 예시한다. 구체적으로, 도 13a는 기능화된 마이크로피처가 없는 통상적인 세정 재료가 프로브 팁과 접촉하여 프로브의 모든 중요한 표면이 효과적으로 세정되지 않음을 도시한다. 통상적인 세정 재료로 세정한 후 프로브의 예가 도 13b에 도시되어 있으며, 여기에서 다양한 부스러기가 여전히 프로브에 부착되거나 접착되어 있어 전술한 문제가 초래된다.
이와 달리, 도 14a 및 도 14b는 기능화된 마이크로피처 세정 재료를 사용하여 세정되는 도 13b와 동일한 프로브 팁을 예시한다. 도 14a에 도시된 바와 같이, 각각의 프로브(경사 슬라이드 및 팁, 집합적으로 전체 프로브 영역을 포함)는 기능화된 마이크로피처의 측면에 의해 접촉된다. 기능화된 마이크로피처를 갖는 세정 재료로 세정한 후 프로브의 예가 도 14b에 도시되어 있으며, 여기서 각각의 프로브의 모든 중요한 표면이 세정되기 때문에 각각의 프로브가 훨씬 더 깨끗하다.
도 15는 기능화된 마이크로피처를 갖는 개시된 세정 재료의 다양한 실시예를 사용하여 와이어 접합 기계 및 모세관 튜브를 세정하기 위한 방법(1500)을 도시하는 흐름도이다. 방법에서, 와이어 접합 기계는 와이어 접합 작업을 수행한다(1502). 와이어 접합 기계(제어 시스템이 있는) 또는 별개의 컴퓨터 시스템은 와이어 접합 프로세스의 특성의 측정 또는 시간 간격에 기초하여 와이어 접합 기계를 세정할 시간인 지의 여부(1504)를 결정할 수 있다. 세정이 필요하지 않은 경우, 와이어 접합이 계속된다(1502). 모세관 튜브를 세정할 시기라고 결정되면, 전술한 기능화된 마이크로피처를 갖는 세정 디바이스는 다양한 알려진 수단에 의해 세정 위치로 이동될 수 있으며(1506), 와이어 접합 기계를 오프라인으로 취하지 않고 따라서 와이어 접합 기계의 정상 작동 절차 동안 세정 재료를 사용하여 세정을 수행한다(1508). 세정이 완료되면(1510), 와이어 접합은 와이어 접합 작업을 재개한다(1512).
전술한 설명은 설명을 위해 특정 실시예를 참조하여 설명되었다. 그러나, 위의 예시적인 설명은 하나도 빠뜨리는 것이 없는 것으로 의도되거나 개시된 정확한 형태로 본 개시내용을 제한하도록 의도되지 않는다. 상기 교시를 고려하여 많은 수정 및 변형이 가능하다. 실시예는 본 개시내용의 원리 및 그 실제 용례를 가장 잘 설명하기 위해 선택되고 설명되어, 이에 의해 본 기술 분야의 숙련자가 본 개시내용 및 고려되는 특정 용도에 적합한 다양한 수정을 갖는 다양한 실시예를 가장 잘 이용할 수 있게 한다.
본 명세서에 개시된 시스템 및 방법은 하나 이상의 구성요소, 시스템, 서버, 기기, 기타 하위 구성요소를 통해 구현되거나 이러한 요소 사이에 분산될 수 있다. 시스템으로서 구현될 때, 이러한 시스템은 특히 범용 컴퓨터에서 발견되는 소프트웨어 모듈, 범용 CPU, RAM 등과 같은 구성요소를 포함하고 및/또는 수반할 수 있다. 혁신이 서버에 존재하는 구현에서, 이러한 서버는 범용 컴퓨터에서 발견되는 것과 같은 CPU, RAM 등과 같은 구성요소를 포함하거나 수반할 수 있다.
추가로, 본 명세서의 시스템 및 방법은 전술한 것 이외에 이질적이거나 완전히 상이한 소프트웨어, 하드웨어 및/또는 펌웨어 구성요소를 갖는 구현을 통해 달성될 수 있다. 이러한 다른 구성요소(예를 들어, 소프트웨어, 처리 구성요소 등) 및/또는 본 발명과 관련되거나 본 발명을 구체화하는 컴퓨터 판독 가능 매체와 관련하여, 예를 들어, 본 명세서에서 혁신의 양태는 다수의 범용 또는 특수 목적 컴퓨팅 시스템 또는 구성과 일치하여 구현될 수 있다. 본 명세서의 혁신과 함께 사용하기에 적합할 수 있는 다양한 예시적인 컴퓨팅 시스템, 환경 및/또는 구성은 개인용 컴퓨터, 라우팅/연결성 구성요소와 같은 서버 또는 서버 컴퓨팅 디바이스, 휴대용 또는 랩톱 디바이스, 멀티프로세서 시스템, 마이크로프로세서 기반 시스템, 셋톱 박스, 소비자 전자 디바이스, 네트워크 PC, 기타 기존 컴퓨터 플랫폼, 위의 시스템 또는 디바이스 중 하나 이상을 포함하는 분산 컴퓨팅 환경 등 내에 있거나 구체화된 소프트웨어 또는 다른 구성요소를 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
일부 예에서, 시스템 및 방법의 양태는, 예를 들어 이러한 구성요소 또는 회로와 관련하여 실행되는 프로그램 모듈을 포함하는 로직 및/또는 로직 명령을 통해 달성되거나 이에 의해 실행될 수 있다. 일반적으로, 프로그램 모듈은 본 명세서에서 특정 작업을 수행하거나 특정 명령을 구현하는 루틴, 프로그램, 객체, 구성요소, 데이터 구조 등을 포함할 수 있다. 본 발명은 또한 분산 소프트웨어, 컴퓨터, 또는 회로가 통신 버스, 회로 또는 링크를 통해 연결된 회로 설정과 관련하여 실행될 수 있다. 분산 설정에서, 제어/명령은 메모리 저장 디바이스를 포함한 로컬 및 원격 컴퓨터 저장 매체로부터 발생할 수 있다.
본 명세서의 소프트웨어, 회로 및 구성요소는 또한 하나 이상의 유형의 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함 및/또는 이용할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 이러한 회로 및/또는 컴퓨팅 구성요소에 상주하거나, 이와 관련되거나, 액세스될 수 있는 임의의 이용 가능한 매체일 수 있다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독 가능 명령, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현되는 휘발성 및 비휘발성, 이동식 및 비이동식 매체를 포함한다. 컴퓨터 저장 매체는 RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리 또는 기타 메모리 기술, CD-ROM, 디지털 다용도 디스크(digital versatile disk)(DVD) 또는 기타 광학 저장 장치, 자기 테이프, 자기 디스크 저장 장치 또는 기타 자기 저장 디바이스, 또는 원하는 정보를 저장하는 데 사용될 수 있고 컴퓨팅 구성요소에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 통신 매체는 컴퓨터 판독 가능 명령, 데이터 구조, 프로그램 모듈 및/또는 기타 구성요소를 포함할 수 있다. 또한, 통신 매체는 유선 네트워크 또는 직접 유선 연결과 같은 유선 매체를 포함할 수 있지만, 본 명세서에서 임의의 이러한 유형의 매체는 일시적인 매체를 포함하지 않는다. 위의 것 중 임의의 조합도 컴퓨터 판독 가능 매체의 범위 내에 포함된다.
본 설명에서, 구성요소, 모듈, 디바이스 등이라는 용어는 다양한 방식으로 구현될 수 있는 임의의 유형의 논리적 또는 기능적 소프트웨어 요소, 회로, 블록 및/또는 프로세스를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 다양한 회로 및/또는 블록의 기능은 임의의 다른 개수의 모듈로 서로 조합될 수 있다. 각각의 모듈은 본 명세서에서 혁신 기능을 구현하기 위해 중앙 처리 유닛에서 읽을 수 있도록 유형 메모리(예를 들어, 랜덤 액세스 메모리, 판독 전용 메모리, CD-ROM 메모리, 하드 디스크 드라이브 등)에 저장된 소프트웨어 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또는, 모듈은 범용 컴퓨터로 또는 송신 반송파를 통해 처리/그래픽 하드웨어로 송신되는 프로그래밍 명령을 포함할 수 있다. 또한, 모듈은 본 명세서의 혁신에 포함된 기능을 구현하는 하드웨어 로직 회로로서 구현될 수 있다. 마지막으로, 모듈은 원하는 레벨의 성능과 비용을 제공하는 특수 목적 명령(SIMD 명령), 현장 프로그래밍 가능한 로직 어레이 또는 그 임의의 조합을 사용하여 구현될 수 있다.
본 명세서에 개시된 바와 같이, 본 개시내용과 일치하는 피처는 컴퓨터-하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어를 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법은, 예를 들어 데이터베이스, 디지털 전자 회로, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합을 또한 포함하는 컴퓨터와 같은 데이터 프로세서를 비롯하여 다양한 형태로 구체화될 수 있다. 또한, 개시된 구현의 일부가 특정 하드웨어 구성요소를 설명하지만, 본 명세서의 혁신과 일치하는 시스템 및 방법은 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 더욱이, 본 명세서의 혁신의 전술한 피처 및 다른 양태 및 원리는 다양한 환경에서 구현될 수 있다. 이러한 환경 및 관련 애플리케이션은 본 발명에 따른 다양한 루틴, 프로세스 및/또는 작동을 수행하기 위해 특별히 구성될 수 있거나 필요한 기능을 제공하기 위해 코드에 의해 선택적으로 활성화되거나 재구성되는 범용 컴퓨터 또는 컴퓨팅 플랫폼을 포함할 수 있다. 본 명세서에 개시된 프로세스는 본질적으로 임의의 특정 컴퓨터, 네트워크, 아키텍처, 환경 또는 기타 장치와 관련되지 않으며 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어의 적절한 조합에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 다양한 범용 기계가 본 발명의 교시에 따라 기입된 프로그램과 함께 사용될 수 있거나, 필요한 방법 및 기술을 수행하기 위해 특수 장치 또는 시스템을 구성하는 것이 더 편리할 수 있다.
로직과 같은 본 명세서에 설명된 방법 및 시스템의 양태는 또한 필드 프로그래밍 가능한 게이트 어레이(field programmable gate array)("FPGA"), 프로그래밍 가능한 어레이 로직(programmable array logic)("PAL") 디바이스, 전기적으로 프로그래밍 가능한 로직 및 메모리 디바이스, 및 표준 셀 기반 디바이스, 뿐만 아니라 주문형 집적 회로와 같은 프로그래밍 가능한 로직 디바이스(programmable logic device)("PLD")를 비롯하여 임의의 다양한 회로에 프로그래밍된 기능으로서 구현될 수 있다. 양태를 구현하기 위한 일부 다른 가능성은 메모리 디바이스, 메모리가 있는 마이크로컨트롤러(예를 들어, EEPROM), 임베디드 마이크로프로세서, 펌웨어, 소프트웨어 등을 포함한다. 더욱이, 양태는 소프트웨어 기반 회로 에뮬레이션, 이산 로직(순차 및 조합), 맞춤형 디바이스, 퍼지(신경) 로직, 양자 디바이스, 및 임의의 상기 디바이스 유형의 하이브리드를 갖는 마이크로프로세서에서 구현될 수 있다. 기본 디바이스 기술은 다양한 구성요소 유형, 예를 들어 상보형 금속 산화물 반도체(complementary metal-oxide semiconductor)("CMOS")와 같은 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(metal-oxide semiconductor field-effect transistor)("MOSFET") 기술, 이미터 결합 로직(emitter-coupled logic)("ECL")과 같은 쌍극 기술, 폴리머 기술(예를 들어, 실리콘-공액 폴리머 및 금속-공액 폴리머-금속 구조), 혼합 아날로그 및 디지털 등으로 제공될 수 있다.
본 명세서에 개시된 다양한 로직 및/또는 기능은 하드웨어, 펌웨어의 임의의 개수의 조합을 사용하여, 및/또는 거동, 레지스터 전달, 로직 구성요소, 및/또는 기타 특성의 측면에서 다양한 기계 판독 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 매체에 구체화된 데이터 및/또는 명령으로서 인에이블될 수 있다. 이러한 포맷된 데이터 및/또는 명령이 구체화될 수 있는 컴퓨터 판독 가능 매체는 다양한 형태의 비휘발성 저장 매체(예를 들어, 광학, 자기 또는 반도체 저장 매체)를 포함할 수 있지만(단, 이에 제한되지 않음), 다시 일시적인 매체를 포함하지 않는다. 문맥상 명백히 달리 요구하지 않는 한, 설명 전체에 걸쳐, "포함한다", "포함하는" 등의 단어는 배타적이거나 완전한 의미가 아니라 포괄적인 의미로; 즉 "포함하지만 이에 제한되지 않는"의 의미로 해석되어야 한다. 단수 또는 복수를 사용하는 단어는 또한 각각 복수 또는 단수를 포함한다. 또한, "본 명세서에서", "이하에서" "위에서", "아래에서"라는 단어 및 이와 유사한 의미를 지닌 단어는 본 출원의 임의의 특정 부분이 아니라 전체적으로 본 출원을 지칭한다. "또는"이라는 단어가 2개 이상의 항목 목록과 관련하여 사용될 때, 해당 단어는 단어에 대한 다음 해석을 모두 포함한다: 목록의 임의의 항목, 목록의 모든 항목, 및 목록의 항목의 임의의 조합.
본 발명의 현재 바람직한 특정 구현이 본 명세서에서 구체적으로 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에게는 본 명세서에 도시되고 설명된 다양한 구현의 변형 및 수정이 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있음이 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 적용 가능한 법률 규칙에 의해 요구되는 정도로만 제한되는 것으로 의도된다.
전술한 내용은 본 개시내용의 특정 실시예를 참조하였지만, 이 실시예의 변경이 본 개시내용의 원리 및 사상을 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것이 본 기술 분야의 숙련자에 의해 인식될 것이며, 그 범위는 첨부된 청구범위에 의해 한정된다.
Claims (48)
- 웨이퍼 레벨 또는 패키지 레벨 IC 반도체 디바이스 테스트에 사용되는 테스트 인터페이스의 접촉 요소 및 지지 구조를 세정하기 위한 기능화된 표면을 갖는 세정 재료로서,
폭, 높이, 각각의 본체 사이의 간격 및 세정 매체를 최적화하는 치수 특성이 있는 본체를 각각 갖고 그에 따라 접촉 영역 및 주변 지지 하드웨어가 수정 또는 손상 없이 세정되도록 하는 복수의 기능화된 마이크로피처를 갖는 세정 매체로서, 각각의 마이크로피처는 세정 매체의 상단 표면으로부터 멀리 연장되고 세정 매체는 각각의 마이크로피처의 본체 내에 균일하게 분포된 7 이상의 모스 경도를 갖는 복수의 연마 입자를 갖는, 세정 매체;
핀 접촉 요소 및 지지 하드웨어로부터 오염물을 세정하는 미리 결정된 특성을 갖는 세정 매체의 상단 표면에 걸쳐 적용된 세정 층; 및
세정 매체 아래에 있는 하나 이상의 중간 강성 또는 순응성 하부층을 포함하고, 각각의 하부층은 40-MPa 초과 내지 600-MPa 범위의 탄성 계수를 갖고, 각각의 층은 25-㎛ 내지 300-㎛의 두께를 가지며, 각각의 층은 30 쇼어 A 내지 90 쇼어 A의 경도를 갖는, 세정 재료. - 제1항에 있어서, 복수의 기능화된 마이크로피처는 세정 매체에 걸쳐 하나 또는 균일하게 형상화되고 세정 매체에 걸쳐 가변적으로 이격되어 있는, 세정 재료.
- 제1항에 있어서, 복수의 연마 입자는 산화알루미늄, 탄화규소, 및 다이아몬드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 입자를 더 포함하는, 세정 재료.
- 제1항에 있어서, 세정 층은 미리 결정된 비중, 탄성, 점착성, 평면성, 두께 및 다공성을 갖는 10 내지 100 ㎛ 두께의 폴리머 층을 더 포함하는, 세정 재료.
- 제1항에 있어서, 세정 층은 세정 매체의 상단 표면에 걸쳐 10 내지 100 ㎛ 두께의 7 이상의 모스 경도를 갖는 복수의 연마 입자를 갖는 연마 폴리머 층을 더 포함하는, 세정 재료.
- 제1항에 있어서, 각각의 마이크로피처는 세정 매체의 상단 표면으로부터 멀리 상향 연장되는 포지티브 마이크로피처를 더 포함하는, 세정 재료.
- 제6항에 있어서, 각각의 포지티브 마이크로피처는 마이크로 피라미드, 마이크로 컬럼 및 만곡된 마이크로 피라미드 중 하나인, 세정 재료.
- 제6항에 있어서, 세정 층은 각각의 포지티브 마이크로피처의 본체 위에 적용되고 각각의 포지티브 마이크로피처의 본체는 면을 갖고 세정 층은 각각의 포지티브 마이크로피처의 면 위에 적용되는, 세정 재료.
- 제6항에 있어서, 세정 층은 각각의 포지티브 마이크로피처의 상단 표면에 걸쳐 그리고 각각의 포지티브 마이크로피처의 본체를 따라 적용된 10 ㎛ 미만의 두께와 7 이상의 모스 경도를 갖는 복수의 연마 입자를 더 포함하는, 세정 재료.
- 제9항에 있어서, 복수의 연마 입자는 산화알루미늄, 탄화규소 및 다이아몬드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 유형의 입자의 블렌드인, 세정 재료.
- 제1항에 있어서, 각각의 마이크로피처는 세정 매체의 상단 표면으로부터 멀리 하향 연장되는 네거티브 마이크로피처를 더 포함하는, 세정 재료.
- 제11항에 있어서, 각각의 네거티브 마이크로피처는 마이크로 피라미드, 마이크로 컬럼 및 만곡된 마이크로 피라미드 중 하나인, 세정 재료.
- 제11항에 있어서, 세정 층은 세정 매체의 상단 표면에 걸쳐 그리고 각각의 네거티브 마이크로피처의 공동 내로 그리고 각각의 네거티브 마이크로피처의 내부 표면을 따라 적용되는, 세정 재료.
- 제11항에 있어서, 세정 층은 세정 매체의 상단 표면에 걸쳐 그리고 각각의 네거티브 마이크로피처의 공동 내로 그리고 각각의 네거티브 마이크로피처의 내부 표면을 따라 적용된 10 ㎛ 미만의 두께와 7 이상의 모스 경도를 갖는 복수의 연마 입자를 더 포함하는, 세정 재료.
- 제14항에 있어서, 복수의 연마 입자는 산화알루미늄, 탄화규소 및 다이아몬드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 유형의 입자의 블렌드인, 세정 재료.
- 웨이퍼 레벨 또는 패키지 레벨 IC 반도체 디바이스 테스트에 사용되는 테스트 인터페이스의 접촉 요소 및 지지 구조를 세정하기 위한 방법으로서,
웨이퍼 레벨 또는 패키지 레벨 IC 반도체 디바이스의 테스트 작동을 수행하는 단계; 및
폭, 높이, 각각의 본체 사이의 간격 및 세정 매체를 최적화하는 치수 특성이 있는 본체를 각각 갖고 그에 따라 접촉 영역 및 주변 지지 하드웨어가 수정 또는 손상 없이 세정되도록 하는 복수의 기능화된 마이크로피처를 갖는 세정 매체로서, 각각의 마이크로피처는 세정 매체의 상단 표면으로부터 멀리 연장되고 세정 매체는 각각의 마이크로피처의 본체 내에 균일하게 분포된 7 이상의 모스 경도를 갖는 복수의 연마 입자를 갖는, 세정 매체, 핀 접촉 요소 및 지지 하드웨어로부터 오염물을 세정하는 미리 결정된 특성을 갖는 세정 매체의 상단 표면에 걸쳐 적용된 세정 층, 및 세정 매체 아래의 하나 이상의 중간 강성 또는 순응성 하부층을 갖는 세정 디바이스를 사용하여 세정 작업을 수행하는 단계를 포함하고, 각각의 하부층은 40-MPa 초과 내지 600-MPa 범위의 탄성 계수를 갖고, 각각의 층은 25-㎛ 내지 300-㎛의 두께를 가지며, 각각의 층은 30 쇼어 A 내지 90 쇼어 A의 경도를 갖는, 방법. - 제16항에 있어서, 세정 디바이스를 사용하여 세정 작업을 수행하는 단계는, 미리 결정된 비중, 탄성, 점착성, 평면성, 두께 및 다공성을 갖는 10 내지 100 ㎛ 두께의 폴리머 층을 사용하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 제16항에 있어서, 세정 디바이스를 사용하여 세정 작업을 수행하는 단계는, 세정 매체의 상단 표면으로부터 멀리 상향 연장되는 복수의 포지티브 마이크로피처를 사용하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 제16항에 있어서, 세정 디바이스를 사용하여 세정 작업을 수행하는 단계는, 세정 매체의 상단 표면으로부터 멀리 하향 연장되는 복수의 네거티브 마이크로피처를 사용하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 반도체 테스트 장치에서 핀 접촉 요소 및 지지 하드웨어를 세정하기 위한 세정 디바이스로서,
테스트 대상 반도체 디바이스의 솔더 볼, 필러, 구리 필러 범프, 및/또는 금 범프를 에뮬레이트하는 복수의 기하학적 표면 피처를 갖는 세정 매체로서, 세정 볼 및 세정 필러는 피처 내에 분포되고 테스트 인터페이스의 접촉 요소 및 지지 구조를 세정하기 위해 7 이상의 모스 경도를 갖는 복수의 연마 입자를 더 포함하는, 세정 매체;
핀 접촉 요소 및 지지 하드웨어로부터 오염물을 세정하는 미리 결정된 특성을 갖는 각각의 기하학적 표면 피처의 상단 표면에 걸쳐 그리고 각각의 기하학적 표면 피처의 측면을 따라 적용된 세정 층; 및
테스트 장치의 정상 테스트 작동 동안 테스트 장치 내로 도입하기에 적절한 구성을 갖는, 세정 매체가 부착된 기판을 포함하고, 기판은 써로게이트 반도체 웨이퍼 또는 패키징된 IC 디바이스를 포함하는, 세정 디바이스. - 제20항에 있어서, 각각의 기하학적 표면 피처의 상단 표면에 걸쳐 그리고 측면을 따라 적용되는 복수의 연마 입자를 더 포함하는, 세정 디바이스.
- 제20항에 있어서, 세정 층은 결정된 비중, 탄성, 점착성, 평면성, 두께 및 다공성을 갖는 10 ㎛ 내지 100 ㎛의 두께를 갖는 폴리머 층을 더 포함하는, 세정 디바이스.
- 제20항에 있어서, 세정 층은 10 ㎛ 내지 100 ㎛의 두께와 7 이상의 모스 경도를 갖는 복수의 연마 입자를 갖는 연마 폴리머 층을 더 포함하는, 세정 디바이스.
- 제20항에 있어서, 세정 층은 10 ㎛ 미만 두께와 7 이상의 모스 경도를 갖는 복수의 연마 입자를 갖는 연마 폴리머 층을 더 포함하는, 세정 디바이스.
- 제24항에 있어서, 복수의 연마 입자는 산화알루미늄, 탄화규소 및 다이아몬드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 유형의 입자의 블렌드를 더 포함하는, 세정 디바이스.
- 반도체 테스트 장치에서 핀 접촉 요소 및 지지 하드웨어를 세정하는 방법으로서,
솔더 볼, 필러, 구리 필러 범프, 및 금 범프 중 하나의 미리 결정된 구성을 갖는 테스트 대상 디바이스의 테스트를 수행하는 단계; 및
에뮬레이트하는 복수의 기하학적 표면 피처를 갖는 세정 매체를 갖는 세정 디바이스를 사용하여 핀 접촉 요소 및 지지 하드웨어의 세정을 수행하는 단계를 포함하고, 세정 볼 및 세정 필러는 피처 내에 분포되고 테스트 인터페이스의 접촉 요소 및 지지 구조를 세정하기 위해 7 이상의 모스 경도를 갖는 복수의 연마 입자, 핀 접촉 요소 및 지지 하드웨어로부터 오염물을 세정하는 미리 결정된 특성을 갖는 각각의 기하학적 표면 피처의 상단 표면에 걸쳐 그리고 각각의 기하학적 표면 피처의 측면을 따라 적용된 세정 층, 및 테스트 장치의 정상 테스트 작동 동안 테스트 장치 내로 도입하기에 적절한 구성을 갖는, 세정 매체가 부착된 기판을 더 포함하며, 기판은 써로게이트 반도체 웨이퍼 또는 패키징된 IC 디바이스를 포함하는, 방법. - 와이어 접합 기계의 모세관 튜브를 세정하기 위한 기능화된 표면을 갖는 세정 재료로서,
폭, 높이, 각각의 본체 사이의 간격 및 세정 매체를 최적화하는 치수 특성이 있는 본체를 각각 갖고 그에 따라 접촉 영역 및 주변 지지 하드웨어가 수정 또는 손상 없이 세정되도록 하는 복수의 기능화된 마이크로피처를 갖는 세정 매체로서, 각각의 마이크로피처는 세정 매체의 상단 표면으로부터 멀리 연장되고 세정 매체는 각각의 마이크로피처의 본체 내에 균일하게 분포된 7 이상의 모스 경도를 갖는 복수의 연마 입자를 갖는, 세정 매체;
모세관 튜브의 하나 이상의 표면으로부터 오염물을 세정하는 미리 결정된 특성을 갖는 세정 매체의 상단 표면에 걸쳐 적용되는 세정 층; 및
세정 매체 아래에 있는 하나 이상의 중간 강성 또는 순응성 하부층을 포함하고, 각각의 하부층은 40-MPa 초과 내지 600-MPa 범위의 탄성 계수를 갖고, 각각의 층은 25-㎛ 내지 300-㎛의 두께를 가지며, 각각의 층은 30 쇼어 A 내지 90 쇼어 A의 경도를 갖는, 세정 재료. - 제27항에 있어서, 복수의 기능화된 마이크로피처는 세정 매체에 걸쳐 하나 또는 균일하게 형상화되고 세정 매체에 걸쳐 가변적으로 이격되어 있는, 세정 재료.
- 제27항에 있어서, 복수의 연마 입자는 산화알루미늄, 탄화규소, 및 다이아몬드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 입자를 더 포함하는, 세정 재료.
- 제27항에 있어서, 세정 층은 미리 결정된 비중, 탄성, 점착성, 평면성, 두께 및 다공성을 갖는 10 내지 100 ㎛ 두께의 폴리머 층을 더 포함하는, 세정 재료.
- 제27항에 있어서, 세정 층은 세정 매체의 상단 표면에 걸쳐 10 내지 100 ㎛ 두께의 7 이상의 모스 경도를 갖는 복수의 연마 입자를 갖는 연마 폴리머 층을 더 포함하는, 세정 재료.
- 제27항에 있어서, 각각의 마이크로피처는 세정 매체의 상단 표면으로부터 멀리 상향 연장되는 포지티브 마이크로피처를 더 포함하는, 세정 재료.
- 제32항에 있어서, 각각의 포지티브 마이크로피처는 마이크로 피라미드, 마이크로 컬럼 및 만곡된 마이크로 피라미드 중 하나인, 세정 재료.
- 제32항에 있어서, 세정 층은 각각의 포지티브 마이크로피처의 본체 위에 적용되고 각각의 포지티브 마이크로피처의 본체는 면을 갖고 세정 층은 각각의 포지티브 마이크로피처의 면 위에 적용되는, 세정 재료.
- 제32항에 있어서, 세정 층은 각각의 포지티브 마이크로피처의 상단 표면에 걸쳐 그리고 각각의 포지티브 마이크로피처의 본체를 따라 적용된 10 ㎛ 미만의 두께와 7 이상의 모스 경도를 갖는 복수의 연마 입자를 더 포함하는, 세정 재료.
- 제35항에 있어서, 복수의 연마 입자는 산화알루미늄, 탄화규소 및 다이아몬드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 유형의 입자의 블렌드인, 세정 재료.
- 제27항에 있어서, 각각의 마이크로피처는 세정 매체의 상단 표면으로부터 멀리 하향 연장되는 네거티브 마이크로피처를 더 포함하는, 세정 재료.
- 제37항에 있어서, 각각의 네거티브 마이크로피처는 마이크로 피라미드, 마이크로 컬럼 및 만곡된 마이크로 피라미드 중 하나인, 세정 재료.
- 제37항에 있어서, 세정 층은 세정 매체의 상단 표면에 걸쳐 그리고 각각의 네거티브 마이크로피처의 공동 내로 그리고 각각의 네거티브 마이크로피처의 내부 표면을 따라 적용되는, 세정 재료.
- 제37항에 있어서, 세정 층은 세정 매체의 상단 표면에 걸쳐 그리고 각각의 네거티브 마이크로피처의 공동 내로 그리고 각각의 네거티브 마이크로피처의 내부 표면을 따라 적용된 10 ㎛ 미만의 두께와 7 이상의 모스 경도를 갖는 복수의 연마 입자를 더 포함하는, 세정 재료.
- 제40항에 있어서, 복수의 연마 입자는 산화알루미늄, 탄화규소 및 다이아몬드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 유형의 입자의 블렌드인, 세정 재료.
- 와이어 접합 기계의 모세관 튜브를 세정하기 위한 방법으로서,
와이어 접합 기계의 모세관 튜브를 사용하여 와이어 접합 작업을 수행하는 단계; 및
폭, 높이, 각각의 본체 사이의 간격 및 세정 매체를 최적화하는 치수 특성이 있는 본체를 각각 갖고 그에 따라 모세관 튜브의 하나 이상의 표면이 수정 또는 손상 없이 세정되도록 하는 복수의 기능화된 마이크로피처를 갖는 세정 매체로서, 각각의 마이크로피처는 세정 매체의 상단 표면으로부터 멀리 연장되고 세정 매체는 각각의 마이크로피처의 본체 내에 균일하게 분포된 7 이상의 모스 경도를 갖는 복수의 연마 입자를 갖는, 세정 매체, 모세관 튜브의 하나 이상의 표면으로부터 오염물을 세정하는 미리 결정된 특성을 갖는 세정 매체의 상단 표면에 걸쳐 적용된 세정 층, 및 세정 매체 아래의 하나 이상의 중간 강성 또는 순응성 하부층을 갖는 세정 디바이스를 사용하여 세정 작업을 수행하는 단계를 포함하고, 각각의 하부층은 40-MPa 초과 내지 600-MPa 범위의 탄성 계수를 갖고, 각각의 층은 25-㎛ 내지 300-㎛의 두께를 가지며, 각각의 층은 30 쇼어 A 내지 90 쇼어 A의 경도를 갖는, 방법. - 제42항에 있어서, 세정 디바이스를 사용하여 세정 작업을 수행하는 단계는, 미리 결정된 비중, 탄성, 점착성, 평면성, 두께 및 다공성을 갖는 10 내지 100 ㎛ 두께의 폴리머 층을 사용하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 제42항에 있어서, 세정 디바이스를 사용하여 세정 작업을 수행하는 단계는, 세정 매체의 상단 표면으로부터 멀리 상향 연장되는 복수의 포지티브 마이크로피처를 사용하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 제42항에 있어서, 세정 디바이스를 사용하여 세정 작업을 수행하는 단계는, 세정 매체의 상단 표면으로부터 멀리 하향 연장되는 복수의 네거티브 마이크로피처를 사용하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 제42항에 있어서, 세정 작업을 수행하는 단계는 와이어 접합 디바이스로부터 모세관 튜브를 제거하지 않고 모세관 튜브의 세정 작업을 수행하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 제46항에 있어서, 세정 작업이 완료되면 와이어 접합 작업을 재개하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 제42항에 있어서, 세정 작업을 수행하는 단계는 미리 결정된 기간 후에 모세관 튜브의 세정 작업을 수행하는 단계를 더 포함하는, 방법.
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