經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（） 本發明之背景 一般而言，本發明係關於半導禮裝置之測試，及特別是關 於對晶粒階段或晶圓階段測試板之一種接點結構。 在其製造之後’積體電路(ic)須遭受各種不同測試以證實其 可靠性與可操作性。此項測試可包括功能測試及將積體電路 暴露于高溫及/或低溫極阻値。在高溫實施之一種測試通稱爲 預燒測試，並涉及在升高溫度之燒烤期間施加電偏麼或其他 信號於該積體電路。此種預燒測試之目的在加速任何潛伏缺 陷之出現，否則此等缺陷僅能在ιέ使用之許多小時後暴露。 在過去’預燒測試常在業已置于最後包裝中之積體電路上 實施》然而預燒測試係傾向在半導體晶圓階段進行此種測試 。此可在各1C晶粒與一已處理晶圓分離之前作其測試或在單 獨之1C晶粒與該晶圓分離之後但在包裝之前作其測試而達成 之。此種測試之一優點乃爲可減少測試之成本，因其排除過 去須使一預燒測試電路連接於晶圓上積體電路所需之中介器 或其他之中間連接總成β晶圓階段測試之另—優點爲可更迅 速提供反饋至晶圓製造線之能力，此乃基于在該線終端進行 功能及預燒測試之結果3 當在例如一所謂倒裝片之晶粒上作積體電路測試時，使用 一測試板，該板乃具有將其中之各測試信號層電連接於該晶 粒之銲熱的許多接點。以前，此等接點之頂部通常具有用以 接觸各銲墊之平坦表面。使用此種平坦表面之問題爲將各銲 墊與接點對準之困難，及在接點時須用過多之力於各銲墊上 ’以部份藉突破各銲墊表面上薄氧化物層而提供良好之電連 ---------^上------訂------η '(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 30S724 A7 B7 五、發明説明（ 續性3此過多之用力常使辉卷變形茶+ 士 〇 夂禮奴“山 吊便銲墊變形至需有另增之製造步驟使 各銲墊再湧出以排除變形之程度。 ^用各平坦表面接點之先相試板之ϋ題爲難以獲致 測試板與半導鱧晶圓之良好羊 ,c . B ， 艮好千面性，以及在測試接點期間測 試板與日3圓間之平行。聞度好善 ' 卞仃因爲所希望者爲測試板可接觸晶圓上 '量積Μ «έ路’故測試板與晶圓在測試巾所用變動之冷叔 溫度期間保持實質上之平面與平 ^ 田兴卞彳丁殊屬重要，如若不能保持 艮好〈平面性與平行，在晶園上之許多積趙電路由于鲜塾與 測試板上各接點間之不良電連接-而無法作適切之測試。先前 技術平坦表面接點之缺點爲缺乏對測試板與晶圓非平面性及/ ，P平行之補償，因爲測試各接點時對銲墊之變形有極限之 故0 因此，需有測試板之改良連接結構與製法，俾有助于測試 期間保持各導電㈣如料之對準，提供各料之良好電接 觸而有最少 < 變形以及減輕測試板與晶圓非平面性或不 之不良效應。 丁 里__式之簡單説明 圖1爲根據本發明具有一環狀接點配置于一測試板上之— 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 種接點結構之橫斷面侧視囷。 圖2及3爲説明根據本發明之另一具體實例，使用一型鍛極 限之一種測試板接觸法之橫斷面側視圖。 圖4爲根據本發明另一具體實例具有配置于一晶粒上之環 狀接點之橫斯面側視圖。 圖式之詳細説明 -5 本紙張尺度適财s g家標準（⑽297公 五、 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 發明説明（a 圖1爲一測試板10之橫斷面側視圖’該測試板10包含具有 —頂表面18之基鳢π及配置于基板12上之一信號層丨4，一環 狀接點16自頂表面18突出，並包含具有一邊緣26及一底表面 28之一開口 24。環狀接點16之形狀宜大體上爲圓形但熟諳本 技藝者認可亦能使用其他之形狀例如矩形。 根據本發明’設有環狀接點16之開口 24，以容納一可變形 之導電性塾’此！係配置于一晶粒22之表面21。典型者晶粒 22含有一積體電路（ic)，及導電性墊20係例如與一習用倒裝 片晶粒合用之一銲墊（通常爲圓形。雖然此處敘述一銲整之 特殊實例，熟諳本技術之人士認可其他適切之材料包括例如 鋼或電導聚合物之非鉛銲料亦可用以形成墊20。晶粒22可爲 單獨製成或在一公共半導體湯圓（未圖示）上結合在一起多個 曰9幸JL之__ -— 〇 測試板10具有一習用之多層結構，並宜由含氟聚合物形成 ’以獲致低成本與良好之平面性。但亦可使用包括陶磁及有 機物（例如聚亞胺）之其他材料。測試板1〇及環狀接點16均能 以用於形成印刷線路板之熟知技術製造，在一較佳之具體實 例中，測試板10具有配置于頂表面18之多個環狀接點16，及 晶粒22具有多個由接點16予以接觸之導電性墊20。 根據本發明之方法，墊20在實際接觸之前與開口 24之中心 作大趙上之對準。然後施加接觸力，將晶粒22與基板12壓在 一起，故墊20被型鍛入開口 24，以及至少在邊緣26處有少許 變形’墊20與接點16之對準要求較先前技術之接觸精確度爲 低’因爲開口 24在墊被型鍛時發生最初變形期間及其前趨于 6- 本纸張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X297公釐） ---------『J.------1T (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁〕 A7 _____ B7 _ 五、發明説明（4 自行與墊對準。此自行對準之結果，可簡化及排除通常包括 視力對準系統之精確组合裝備。此外，人力對準有時乃屬可 能因爲操作員可感知墊2〇與開口 24實際上對準之點，上述型 鍛之結果爲晶粒22在接點16處被機械鎖定及電連接于測試板 〇 墊20爲環狀接點16所型鍛之程度由所用接觸力數値決定之 ，應注意者爲型鍛不需作任何側向或旋轉運動。較佳者，接 觸力之數値應充分之小故墊20變形不致超出適于爾後組合之 限度以外。舉例而言，如若使用鉢墊，接觸力充分之小，可 使各墊在用測試板10測試之後不須再湧出以恢復其形狀。 不過’如屬需要時，可用較大之接觸力，使墊20被大量型 鍛進入開口 24 ’如若該墊變形超過爾後適於組合之限度，可 將其重新成形’例如使用銲整時，此重新成形可用熟知之再 湧出技術達成。又在型鍛以後，墊20不須接觸底表面28，雖 然在需要時亦可接觸《慣常之測試係在墊2〇已型鍛之後實施 〇 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 爲完成本發明之型鍛，宜使開口 24之直徑較墊20之直徑爲 小。當使用傳統之銲墊時，開口 24之典型直徑爲50微米。此外 ，環狀接點16宜以較形成墊20者爲硬之材料形成，作爲一特 殊·而非限制之實例’較佳者，接點16具有大于約1〇5公斤/平 方公尺之彈性係數，以及墊20具有小于約28公斤/平方公尺之 彈性係數’又接點16宜有至少約大于整四倍之弩曲力。舉例 而言’接點16可用銅或鋁製成，並能任意用例如铑，鈀或鎳/ 金合金之一金屬層鍍覆之，墊20可爲用例如95%鉛/5%錫之材
303724 λτ ---- B7 \|5 i、發明説明（ (请先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 料，40%錄/60%踢之易熔焊料或通常用于板上倒裝片（FC〇B)及 直接切片附加（DCA)之其他銲料製成之習用銲墊。 本發明之優點爲墊20之型鍛進入接點16提供墊20之摩擦配 合而使晶粒22在測試時實際上固定於適切之位置。提供此種 配合之摩擦力數値乃視用以形成墊2〇及接點16之材料而變更 之。特別是已發現者爲如若接點16鍍以鈀’一銲墊2〇得以較 小之摩擦力保持》反之，若接點16係鍍以鎳與金之合金，則 墊20須以較大摩擦力保持于適當位置，此摩擦配合力亦視型 鍛之程度及開口 24以墊爲準之體耠而有所變動β又可接受之 摩擦力範圍乃視用于測試之每晶粒（如若晶粒並非單數，則 爲每晶圓）形成之接點數而定，摩擦力應充分之高，故晶粒（ 或晶圓）在測試時實際上仍固定于適當之位置，但亦應足夠 低’使晶粒（或晶圓）可從測試板移除而對墊2〇無難以接受之 損害。 本發明之另一優點爲接點16之邊緣26使墊2〇之表面有充分 之變形，以突破存在于墊2〇之導電材料上之任何天然氧化物 層，此舉確使延伸橫過晶粒22之所有大量墊2〇有良好均勻之 電接點。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 當將大量導電墊20型鍛進入相同數目之環狀接點16時所觀 察’到之本發明另一優點爲墊2〇與接點16間接點之依從性對晶 粒22之全邵表面範圍方面有所增進。此另增之依從性一部分 乃由于横過測試板表面10之每一接點中可發生不同程度之型， 鍛所致，換言之，在墊20與底表面28間提供以標稱之餘隙， 墊20可視晶粒22或測試板1〇在所要平面或平行狀況上之變化 -8 - 本紙張尺度適用中國國家棣準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 _________B7 五、發明説明（） 而定被型鍛至不同之程度。 作爲擬予接點之許多整20情況之一特殊實例，如若晶粒22 之第一區域中之表面21，由于非平面性，距測試板1〇之表面 18有較大之距離’則墊被型鍛至較小程度，然而如若在晶粒 22之第二區域中表面21距表面18之距離較小，則將被型锻至 較大程度，墊20之型鍛不同程度提供對非平面性及/或非平行 之依從，另增之依從性可由測試板10之使用氟聚合物獲致， 因爲氟聚合物本身能按適應型壓期間非平面性所需者被壓縮 至不同之程度》 ' 圖2及3爲例示根據本發明之另一具體實例用于完善之中心 與中心對準的理想狀況之環狀接點結構與方法之橫斷面側視 圖。相同之元件使用共同之參玫编號，囷2例示自環狀接點 16突出之型鍛界限30。型鍛界限30係用以限制墊2〇被型鍛進 入開口 24之程度及可用前文中對先前技術實例所討論之習用 技術製造之。包括界限30之接點16之第一部分32具有較第二 部分34之内徑爲大之内徑，故接點16乃具有如前文中對先前 技術實例所述之邊緣26。 應注意者，就完善之中心與中心對準之實例而言，如若第 經濟部中央標隼局貝工消费合作社印製 (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁} 一部分32 I直徑並不大于墊20之最大外徑，則接點16可造成 Φ20體積之實體變形。由于墊在爾後組合中受損之不利影響 ，此種變形爲非所欲者，又在若干實例中，吾人希望對型鍛 界限30提供另增之容限，以容許墊2〇與接點16間之少許欠對 準。 人’ 在此實例中之環狀接點16乃實際上如前文中所述者予以使 -9- ^紙掁尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（2Ι0Χ297公釐) --------- 3〇8724 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 i、發明説明（） 用，特別是型鍛界限30之頂表面停止開口 24於其接觸晶粒22 時所實施之任何型鍛，是以型鍛之程度主要由型鍛界限3〇之 尺寸所決定，而非爲如前述先前前技術實例所用之接觸力決 定之》 圖3説明根據本發明已型鍛進入接點16之墊2〇，應注意者 宜由邊緣26使墊20充分變形以尖破任何天然之氧化物層，又 在此特殊例證中，墊20實體上與底表面28接觸。然在其他實 例中，此種接觸並非必要，而以有所分離爲宜，在圖3中， 頂表面38被顯示爲與晶粒22接觸二 如上所述型鍛界限30之尺寸可部份決定型鍛之程度，較佳 者型鍛界限高度40係大體上等于墊2〇之導電性凸出高度36 ( 參閱圖2)，爲了對測試及預燒作業期間已型鍛之墊，在再湧 出之整上或在未型锻之整·上提供一致及可預期之最後凸出高 度’宜採用上述之界限高度，均勻一致之凸出高度乃爲凸出 之晶粒與各電路板之可靠组合所要求者，最後之組合通常包 括需要晶粒離開電路板表面之均勻一致間隙高度以供適切液 體流動之不充填（underfill)操作。此外，因爲可用半導體照相 石印術方法以產生接點16及型锻界限30，型锻界限高度40之 精確與重複性常較墊20之固有高度更易獲致，唯須視所用之 衝’擊方法而定。型锻界限30亦防止過度之型锻，如若一高接 點力施加于整20及接點16，過度之型鍛可能發生。 圖4爲根據本發明之另一具體實例之一接點結構之橫斷面 側視圖。圖4在結構與使用方法上與圖1之接點結構相似，唯 墊20現係配置于測試板10之接點基底〖5上，及環狀接點16係 -10- 本纸乐尺度適用中國國家揉準（CNS > A4洗格（210X 297公釐） ---------f-欢-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裳 A7 ____ B7五、發明説明（k 配置于晶粒22之表面21上，共通之參改編號係從圖丨使用于 相同I各兀件。又，此實例之環狀接點16及測試板1〇乃使用 傳統技術形成之，隨意之型锻界限3〇亦可使用于此實例。 此實例具有需要較少維護以避免塾20變形之優點，因爲目 前在晶粒22上之積禮電路之最後组合並不使用塾。通常在一 次或數次使用之後，用銲料，導電性聚合物，或其他適切材 料形成之墊20被重新造形以再建立其原來形狀，就最終組合 而言，環狀接點16係以倒裝片與單切片封裝上，多切片封裝 上或直接在銲料或一電路板上之、導電性聚合物形成之襯墊上 I各墊組合，就倒裝片組合之情況而言，用於環狀接點Μ之 材料應適合及提供可靠而低電阻之接點於形成最終組合件所 用各墊之材料，另一優點爲使用如若可由銲料弄濕之材料製 成之環狀接點’可減少最終組合件之費用。 设今應瞭解本案已提出使用一測試板接點配置在晶粒上之 電子裝置之新穎結構與方法。本發明之測試板丨〇提供好似 先前技術測試板中所用平坦表面之—種改良接點結構，'並包 括墊20與開口 24之自行對準，至各墊2〇之良好電接點與最少 之變形，以及對測試板與半導禮晶圓非平面性或不平行之另 增谷許％優點。 對於獲得在晶粒或晶圓上電導性墊與測試板電路間之可靠 電接點之挑戰，係由本文所揭露之環狀接點結構之應用而達 成，當墊上之表面氧化物層在型鍛期間被推開時，清潔之墊 材料暴露且被壓緊于測試板上之測試接點金屬以提供低電阻 電連接。橫過單一晶粒，一組晶粒及_整體晶圓之墊至墊之 -11 - 本紙張尺度適财gg家揉準（CNS )从規格（21(>;<297公# ) (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 .I -I : I. ml I- I · 308724 A7 B7 五、發明説明（^ 局部變更及球狀變更，可爲本發明之型鍛法所提供之依從性 所包容，而僅受接點之高度之限制。 與先前技術之平坦接點系統對照，因爲型鍛之量視墊原有 尺寸之變更，測試板與積體電路基板之平面性及型鍛各墊所 施之力而定從墊至墊改變可獲得較大之依從範圍。如屬需要 ，型鍛之量可由上述之型鍛高度限制特色隨意予以控制。此 外，此種環狀接點結構由于測試板與晶粒受到型鍛之墊表面 掃擦環狀接點金屬所生摩擦力之支持而提供兩者間暫時機械 性附著之利益。 "" ---------二於------1T (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 -12 - 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）