CN1175276C - 测试及老化装置,使用该装置的串联系统,及测试方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于测试半导体器件的装置，其允许在相同的阶段进行包括老化在内的多种测试。该装置采用相同的测试托盘，其每个中分别装有多个器件，在多种测试之间不用将其装入到器件托盘或取下，从而使得装置可以占用更少的空间。由这些装置可构成一个串联系统并在所有的测试完后提供一次单独的分检步骤。另外，提供了一种用于测试这些器件的方法。在该方法中，通过利用对应于该测试托盘的测试托盘映射表减少了测试步骤、时间、及空间。

Description

测试及老化装置，使用该装置的 串联系统，及测试方法
发明领域
本发明涉及一种由于测试半导体器件的装置和方法。更具体地说，是涉及用于半导体芯片封装器件的测试及老化装置，一种包含该装置的串联系统，及采用该系统的测试方法。
背景技术
半导体器件的制造过程一般具有如下三个子过程：芯片制备；组件封装；及后期处理(back-end process)。芯片制备包括在一个薄盘，即一个半导体材料如硅的晶片上生成大量电路的过程。组件封装是为了建立互连和一个适于操作的环境而将从晶片上分离出来的一个单独的芯片封装在一个组件中。后期处理包括许多步骤，如对封装器件进行测试以确定其参数及器件的工作性能是否满意的测试步骤，及将测试后的器件根据其各自的参数进行分检的分检步骤。
图1所示为用于半导体器件89的常规的总体后期处理80。如图1所示，常规后期处理80包括四个测试步骤81，82，83和84，三个相关的分类步骤91，92和93，一个标记步骤85，一个目测步骤86，一个封装步骤87，和一个储存步骤88。例如，四个测试步骤包括顺序进行的DC测试81，老化测试82，室温/低温测试83和热分检测试84。
当以封装方式装配的器件89被送到后期处理80时，将进行DC测试以测试在封装装配工序期间出现的电气故障。测试失败的器件在第一分检步骤90中被清除掉，而合格的器件被传送到老化步骤82。送到DC测试步骤81的封装器件被装入一个器件托盘中。在DC测试步骤81之后，第一分检步骤91期间，装置托盘中的合格器件将被移到一个老化板上。装有DC测试过的器件的老化板随后被送到老化步骤82。
老化步骤82不是普通的测试，其中器件承受某些诸如高温的极端条件，这是为了预先分检出可能在实际使用中发生的早期器件失效。在老化步骤82后，老化板被送回到第一分检步骤91。随后根据老化结果对老化板中的器件进行分检。分检后的器件被再次装入器件托盘以传送到下一个测试步骤83。尽管为简明清晰而在图1中将第一分检步骤91表示为一个单一的方框，但实际上其中进行了许多处理诸如从器件托盘中将器件移到老化板上，从老化板上移到器件托盘中，在DC测试之后清除器件，以及在老化之后分检器件。在大多数情况下，第一分检步骤91和DC测试步骤81是在同一阶段进行的。
紧接着老化82的步骤是室温/低温测试83。在器件托盘中的合格器件被送入一个室温/低温测试器中，其为一个将器件从器件托盘移到用于室温/低温测试83的测试托盘的装卸装置。室温/低温测试83是在大约25℃的温度(即室温)或低于0℃的温度下进行的，以使DC失效或功能失效能够被测试出来。室温/低温测试83操作一结束，便根据测试结果分检测试托盘中的器件，同时器件被再次移到将器件运送至下一个测试步骤84的器件托盘中。第二分检步骤发生于步骤92，其是由室温/低温测试器的装卸装置进行的。如上所述，装备于测试器中的测试托盘被用于在测试器的接触部分来回地运送器件，而器件托盘用于在两个测试器之间运送器件。
在器件托盘上的室温/低温测试过的器件被送到在接近83℃的高温条件下进行的热分检测试步骤84。热分检测试84，正如技术上所公知的，可以测试器件的电气或功能特性并确定其速度。与室温/低温测试83类似，热分检测试84需要将器件从器件托盘中移走并放入测试托盘及相反操作的附加步骤。从托盘到托盘的器件移动是由测试器的装卸装置进行的。与热分检步骤84有关的第三分检步骤93是与热分检测试84之后通过装卸装置进行的器件转移一起进行的。
这样的常规测试器通常需要用于装卸将要被测试的和已被测试的器件的附加设备，如装卸装置。然而，每个测试步骤中器件在两个托盘之间麻烦的移动并不会给测试性能增加任何价值。换句话说，装卸装置的复杂处理本质上对测试的目的没有意义。而且，装卸装置需要空间和时间来移动器件。因此，由于装卸装置而导致的空间和时间上的增加使其难于系统化为串联后期处理系统并使得生产率降低。另外器件在两个托盘之间移动期间还可能面临相当多的损坏。因此，鉴于高产出低投入的愿望需要在后期处理方面进行改进。
同时，如果可能，还希望将每个测试步骤之后的分检步骤合并为唯一的一个步骤。与此有关，当一个新器件抵达该区域时，其将由批次ID号处理。操作者需要输入该ID号以产生测试结果并相应地算清输入后的输出。从器件的装入到卸载，不论测试功能是什么，在装卸装置内部均有通用的步骤。测试托盘检索时间、高温或低温处理保温时间，以及分检时间必须被包括在托盘传送之间的器件装入和卸载时间之内。当需要接着主处理的再加工时，其将会更糟。因为在装卸装置中起始和结束之间的总处理时间需要许多实际测试前的准备及相应地合并输出的时间。除此之外，操作者不得不计算总输出量并将测试结果记录在每批运送回的卡片上。现有技术的复检无论其何时发生均是在同一机器上不同测试步骤中的连续类型。
此外正如技术上所公知地，老化测试器典型地具有低测试率和低测试精度的缺点。而且，老化测试器与普通的测试器相比典型地具有一个长的连续扫描时间。例如具有一个长周期(即，最大4MHz的测试速率和大约50ns的渡越时间)的JFC Co.的MBT P1700S型号测试器，除了老化测试之外还能够进行诸如一个总功能测试或一个长周期测试这样的测试。但是其不能进行需要更短周期测试的室温/低温测试或热分检测试。典型的老化测试器的测试率较低的原因在于测试信号通过老化板上的电路图形并行地加载到每一行或每一列的器件上。这另外产生了一个问题在于其难于将测试信号加载到指定的器件上。同时，其存在另一个明显的问题在于在现在的老化测试器中需要一个较长的时间。而且由耗于在老化板和器件托盘之间装入/卸载器件的时间、耗于装入/卸载老化板的时间、耗于升高/降低测试温度的时间，和/或耗于检测老化处理或信号的时间组成的测试时间过长。此外，老化板及其测试插口十分昂贵。因此，所有对每个半导体器件均需要的上述步骤加给用户沉重的成本负担。
发明内容
因此本发明的一个目的是提供一种改进的用于测试半导体器件的装置，其允许在相同平台上进行包括老化测试在内的多种测试。
本发明的另一个目的是提供一种采用占用空间较少的装置的贯穿整个后期处理的串联系统。
本发明还有另一个目的是提供一种包括通过精简的步骤进行的老化的测试方法，其需要较少的时间和较少的空间。
本发明还有另一个目的是提供一个采用了测试托盘的可直接传送的测试系统，消除了器件在不同托盘之间的不必要的移动。
本发明还有另一个目的是提供用于多种测试和老化的单一的复合分检步骤，以及一个通过使用具有测试托盘映射表和数据自动化的先前测试结果而独立于机器的并行类型的复检。
这些和其它目的由根据本发明的半导体器件测试和老化装置获得。更具体地，根据本发明的测试和老化装置包括至少一个用于传送多个测试托盘的导轨，每个托盘均装有一组将被测试的半导体器件。该装置还包括至少一个用于将多个测试托盘装入导轨的的装载器和至少一个用于将测试托盘从导轨上卸下的卸载器。该装置还包括至少一个被导轨横穿的测试箱。测试托盘沿导轨被送到测试箱中，使得装在测试托盘中的多个半导体器件可以接受测试或老化处理。此外，在测试箱中形成一组测试头使得每个测试头被电连接到一个相应的测试托盘上，由此能够进行对半导体器件的测试或老化。
该装置可以另外包括至少一个主框架，该主框架包含了一个与一组测试头电连接的控制单元。主框架可以另外包括一个用于冷却测试头的冷却剂制冷器单元。测试头数最好是4或8，其每个均可以对单独的一个测试托盘中的64个半导体器件进行测试或老化处理。优选地，将被测试的器件是使用鸥翼外引线的半导体芯片封装，或芯片规格的封装。
根据本发明的另一个方面，其提供了一个用于半导体器件的串联系统。该串联系统包括一组测试和老化装置，传送设备，和一个分检单元。每个测试和老化装置进行互不相同的测试或/和老化处理。一个装置包括至少一个用于传送多个用于装载一组半导体器件的测试托盘的导轨；至少一个用于装入多个测试托盘到导轨上的装载器；至少一个用于从导轨上卸载测试托盘的卸载器；至少一个被导轨穿过的测试箱，由此测试托盘沿导轨进入测试箱，并使得在测试托盘中的一组半导体器件接受测试或/和老化处理；和一组在测试箱中形成的测试头，每个测试头对应于测试箱中相应的一个测试托盘并与该测试托盘电连接，在此对半导体器件进行测试或/和老化处理。用于将测试托盘从一个装置传送到另一个装置的设备，包括从上一个装置的卸载器接收测试托盘并将其送到下一个装置的装载器的传送设备，由此各装置被传送设备连接成串联方式。经过各装置中的所有测试和老化处理的半导体器件从分检单元中的测试托盘被传送到器件托盘中。
串联系统中的每个测试和老化装置另外还包括至少一个主框架，其包含了一个与测试头电连接的控制单元。每个装置的每个控制单元和分检单元可以相互电连接。主框架可以另外包括一个用于冷却测试头的冷却剂制冷器单元。在该串联系统中，优选地具有4个或8个测试头，其每个均可以对一个测试托盘中的64个半导体器件进行测试或/和老化处理。该器件优选地为使用鸥翼引线的半导体芯片组件。
具体地，串联系统包括一个进行DC测试和老化的第一装置，一个进行室温/低温测试的第二装置，和一个进行热分检测试的第三装置。而且分检单元可以优选地进行两个操作，其中之一为将已被测试过的器件从测试托盘移到器件托盘中，而另一个是从新的器件托盘中将仍没有被测试过的新器件送到测试托盘。
根据本发明的另一个方面，提供了用于测试半导体器件的一种方法。该方法包括：将多个分别装有半导体器件的测试托盘送到第一测试和老化装置的步骤；在第一测试和老化装置中测试装在测试托盘中的半导体器件的第一步骤；将测试托盘从第一装置传送到第二测试和老化装置的步骤；在第二测试和老化装置中测试装在测试托盘中的半导体器件的第二步骤；将测试托盘从第二装置传送到第三测试和老化装置的步骤；在第三测试和老化装置中测试装在测试托盘中的半导体器件的第三步骤；将测试托盘从第三装置传送到分检单元的步骤；以及将装在测试托盘中的半导体器件分检到器件托盘的步骤。
上述的测试和老化装置及串联系统能够优选地采用此方法，各装置共进行三种测试步骤。每个传送步骤可以由从装置的卸载器接收测试托盘并送到装置的装载器的传送设备执行，使得所有的装置能够被连接成串联的传送设备。
在此方法中，每个装置可以另外包括至少一个主框架，该主框架包含一个与测试头电连接的控制单元，该控制单元可以彼此电连接在一起并连接到一个对测试托盘中器件进行分检步骤的单元。具体地，用于分检步骤的处理优选地基于被作为三个测试步骤的结果记录并通过控制单元传送到分检步骤的映射表。
此外，该方法可以另外包括一个步骤，就是将装在另一个器件托盘中的新半导体器件装入到其中的器件已被分检过的测试托盘中，并且随后将测试托盘送到第一测试和老化装置以开始对新半导体器件的测试步骤。第一，第二和第三测试的三个步骤可以交替地包括一个老化步骤，一个室温/低温测试步骤和一个热分检测试步骤。第三测试步骤优选地为热分检测试步骤。
根据本发明的另一个方面，提供了一种半导体器件测试装置，包括：一个主机；一组测试托盘，分别用于盛放一组半导体器件；一组用于与所述装在所述测试托盘中的半导体器件电连接的测试头，所述测试头与所述主机进行通讯；一组导轨，用于传送所述测试托盘；一组装载器，用于将所述多个测试托盘装到所述导轨上；一组卸载器，用于将所述测试托盘从导轨上卸下来；以及一组传送部件，用于从所述卸载器接收测试托盘并将其送到所述装载器；其中，连续放置所述导轨，使得通过所述传送部件将所述测试托盘分别从前面的导轨传送到后面的导轨；并且所述测试头，一旦对所述半导体器件进行测试，便将映射表信号传送到所述主机，所述映射表信号提供了对由所述测试头对所述器件进行所述测试的结果进行处理所用的数据。
根据本发明的另一个方面，提供了一种在一个半导体测试装置上进行的半导体测试方法，该测试装置包括一个主机，一组测试托盘，一组测试头，一组导轨，一组装载器，一组卸载器，以及一组测试托盘传送部件，其中连续放置所述导轨，使得通过所述传送部件将所述测试托盘分别从前面的导轨传送到后面的导轨；所述方法包括如下步骤：使用所述装载器将装有要被测试的半导体装置的所述测试托盘从所述传送部件装到所述导轨上；沿着所述导轨运送所述测试托盘使得所述测试托盘位于所述测试头上；当和所述测试头电连接时在所述测试托盘中测试所述半导体装置；并且一旦对所述半导体器件进行测试，便将映射表信号传送到所述主机，所述映射表信号提供了用于处理由所述测试头对所述器件进行所述测试的结果的数据。
附图说明
图1所示为用于半导体器件的常规总体后期处理的流程图。
图2为根据本发明可被使用的测试托盘的透视图。
图3为一个图2所示的测试托盘的卡盘的分解图。
图4为根据本发明的测试和老化装置的一个实施例的简图。
图5为根据本发明采用图4所示的装置的一个串联系统的简图。
图6所示为根据本发明使用图5所示的串联系统进行的包括一个测试处理的实施例的总体后期处理的流程图。
图7所示为在本发明的测试处理中所采用的测试托盘映射表图。
图8为根据本发明的测试和映射表装置的另一个实施例的简图。
图9为采用图8所示的装置的另一个串联系统的简图。
具体实施方式
接下来将参照附图对本发明进行更全面地说明，其中本发明的优选实施例被展示。然而，本发明可以以多种不同的形式加以实施而不应该被认为局限于本说明中所阐述的实施例；而且，提供这些实施例是为了使公开彻底而完整，从而全面地将本发明的范围传达给那些技术熟练者。在这些附图中，相似的数字指代相似的元件。
半导体器件所需的多种测试是通过使用一个或多个根据本发明的测试装置来进行的。具体地，本发明的测试装置除了典型的测试诸如DC测试，室温/低温测试，和热分检测试以外还能够进行老化测试。因此，本发明的该装置在下文中将被称作测试和老化(TABI)装置。
图2为测试托盘10的一个透视图；图3为一个图2所示的测试托盘的卡盘12的分解图。参照图2和3，测试托盘10包括一组与托盘框架14一起提供的卡盘12。图2显示了具有64个卡盘12的测试托盘10的半个部分。尽管对于本发明测试托盘10优选地使用64个卡盘12，但对那些技术熟练者显而易见的是可选地使用诸如那些具有128或512个卡盘的其它托盘。用紧固扣闩11(可拆卸或永久地)固定于托盘框14上的每个卡盘12均容纳一个半导体器件。图2中所描绘的测试托盘10被优选地应用于承载具有鸥翼外引线的如QFP(四列扁平封装)或TSOP(薄小轮廓封装)的半导体芯片封装。同时，诸如最近在技术上被提出并得到发展的μ-BGA的CSP(芯片定标封装)，也能够被用在测试托盘10中。测试托盘10能够被设计成可以固定任何类型的芯片器件的形式。图2中的参考字符14a指代被用于产生托盘ID号的托盘ID孔。有关于此的说明在接下来给出。
卡盘12由一个主体15和一个推动元件17构成。推动元件17通过弹簧18弹性地连接在主体15上。位于主体15的中心的一个基座13被用于安放并支撑诸如QFP之类的器件。基座13被连接到主体15上，例如在其拐角处，从而在其边上形成四个细槽19。对应于基座13的四角的四个锁扣16具有锁钩16a，其每个均以锁扣16的低端为转轴。推压元件17的顶部，与元件17的底面相接触的锁扣16向下移动而锁钩16a向上转动。因此，卡盘12能够将器件安放在基座13上。器件被定位后，元件17和锁扣16被不受推力作用的弹簧18弹回，且同时锁钩16a再次向下转动使得基座13上的器件能够被锁钩16a紧固住。另外，器件的外引线穿过细槽19被向下地暴露出来，使得器件能够通过其外引线和测试器之间的连接被测试。
图4所示为根据本发明的测试和老化(TABI)装置100的一个实施例的简图。为了易于说明和图示，图4简化地显示了测试和老化装置100。如图4所示，TABI装置100包括一个用于传送多个测试托盘10的导轨38。每个测试托盘10均装有一组将被测试的半导体器件。TABI装置100另外包括一个分别位于导轨38的两端的装载器34和卸载器36。装有将被测试器件的托盘10a被装载器34装入到导轨38上，装有已测试器件的托盘10b被卸载器36从导轨38上卸下。测试箱32被提供以至少部分地密封住横穿的导轨38，四个测试头23被形成在测试箱32中。当四个托盘10被一个接一个沿导轨38送到测试头23时，由于与测试箱32中的测试头23电连接，每个托盘中的所有器件均接受测试或/和老化处理。测试箱32对测试头23加热或冷却，以达到合适的测试和老化温度。
测试头23被连接到一个主框架21上，主框架21包括一个控制单元25，一个冷却剂制冷器单元27和一个电源29。控制单元25控制测试头23的测试操作的功能和顺序，电源29向测试头23供电。控制单元25和电源29通过电缆24与测试头23电连接。冷却剂制冷器单元27通过软管26连接到测试头23上以提供冷却水来冷却测试头23(特别是高速板)。图4中的参考字符40指示一个传送部件诸如一个从卸载器36接收一个或多个测试托盘10，或将其送到装载器34的二轮车(cart)。
由于TABI装置100具有四个测试头23，而每个测试头均对应于一个装有64个器件的测试托盘10，因此装置100允许一次对256个器件进行测试。然而，通过调整测试头23和/或每托盘器件的数目可以使装置100能够一次测试更多或少的器件。虽然本实施例的TABI装置100具有一个主框架21和一个测试箱32，但其它的结构也是可以的，例如，两个主框架和两个测试箱，或一个主框架和两个测试箱。
本实施例的TABI装置100操作过程如下。首先，装有将被测试器件的测试托盘10a由装载器34从传送部件40依次地装入到导轨上。随后，每个托盘10a沿导轨38移动并停在每个测试头23上。这之后，当托盘10中的器件与测试头23的连接部件相互地电连接到一起时，测试或/和老化处理被进行。装有测试过器件的托盘10b沿导轨38再向卸载器36移动并由传送部件40卸载后传送到下一个工序。
如上所述，仅仅依赖于测试托盘，而不用将器件顺序地在现有技术的器件托盘之间传送，是本发明的TABI装置特有的特点之一。而且，省去现有技术的器件托盘使得装置占用更少的空间(即，减少了现有技术的装卸装置所占用的空间)。本发明的TABI装置的另一个特点是其允许由独立地发送到器件的测试信号引发的老化及其它种类的电气测试。这些特点也是能够实现贯穿整个后期处理的串联系统并减少测试步骤的因素。有鉴于此，其将在接下来被详细说明。
在TABI装置100被用在高温下测试如老化或热分检测试的情况中，本发明的TABI装置100可以另外包括一个预热器35，其用于向正被装载器34装入到导轨38上的器件加热。另一方面，TABI装置100可以另外包括一个用于低温测试的预冷器37。预热器35和预冷器37可交替地定位于每个测试头23上。
特别地，根据本发明的TABI装置100能够采用由Schlumberger Co.制造的公知的测试器。该测试器基本的配置可容纳四个测试头，并可以允许在每个引线薄片板有64个并行扇出，即一组定时板。因此，其能够对256个器件同时进行测试或/和老化处理。与此同时，已开发出算法图形发生器集成电路(APGIC)以达到200MHz水平的测试率，并开发出了具有总计时精度的高速计时模块。另外，同步并行测试的能力从64并行增加到256并行。因此，可以期望在单个测试和老化装置中被一次测试的器件的数目会有所增加。
如图5所示，一组本发明的TABI装置可以构成串联系统200。图5描绘了在一个总体后期站中的串联系统200。如图5所示，串联系统200由三个TABI装置100a，100b和100c，和一个分检单元51组成。每个TABI装置100a，100b或100c均与图4所示的装置相同，但是串联系统中的每个装置100a，100b或100c均分别地并且独立地进行一个不同的测试处理。分检单元51提供在其中每个测试托盘中的器件根据测试结果被分检到一个单独的器件托盘60b中的阶段过程。串联系统200可包括后期站中的其它单元诸如一个标记单元52和一个目测单元53，这是由于它们之间相似的UPH(单位每小时)。这些单元51，52和53可优选地配置一个如图5所示的机器50。
串联系统200另外还包括至少一个传送部件40如一个二轮车，一个传送导轨，一个传送皮带或一个技术上常见的自动制导车辆(AGV)。传送部件40从一个装置接收一个或多个测试托盘10或将其送到另一个装置去，由此通过传送部件40的传递而将多个装置以串联形式连接在一起。由于测试托盘10通过部件40被直接地传送，使得不再需要现有技术的器件托盘。串联系统可以具有图5所示的结构，然而其它的结构也能够被替代地采用。例如，所有的装置可以排成一行。
串联系统200的三个TABI装置100a，100b和100c进行不同的测试步骤；例如，一个DC测试和老化，一个室温/低温测试，和一个热分检测试。尽管任一装置可以进行任一测试步骤，其优选地以如下的顺序进行：DC测试和老化室温/低温测试，和热分检测试。其它的顺序也是可以的，例如，第一为室温/低温测试，第二是DC测试和老化，最后是热分检。如果与室温/低温测试或热分检测试相同的测试项目是在老化步骤中被测试的，甚至将老化作为最后的步骤也是可能的。从每个单独和不同的步骤中获得的测试结果或信息通过网络被送到一个主机45并发送到分检单元51。图7所示的测试托盘映射表120是如此形式的计算机文件：其能够使每次的测试结果或信息被记录，存储及发送，因此其可以被用作链式测试托盘映射表。关于该映射表的说明在稍后的下文中给出。
器件通过所有的测试和老化处理之后，当测试托盘10b上的所有测试器件移到器件托盘60b时分检单元51进行离线分检，使得所有器件能够被分检到相应的器件托盘60b中。该分检是根据记录在映射表图中的测试结果或信息来进行的。分检单元51能够进行互逆的两个操作。其一是将已被测试过的器件从测试托盘10b移到器件托盘60b中，即上述的分检。另一个是从新器件托盘60a提供还没有被测试的新器件到测试托盘10a中。图5中，分检单元中的虚线箭头表示器件的移动。同时，器件托盘60b被传送皮带，传送导轨，或其它传送部件送到标记单元52，而测试托盘10a被传送部件40送到第一TABI装置100a处。在本发明中，器件在两个托盘之间的装入/卸载只在分检单元51处进行，与其中装入/卸载是在每个测试器处进行的现有技术相反。
尽管分检单元51在图5中用单独的单元表示，为调节TABI装置的产量可以选择性地采用两个或更多的分检单元。另外，新器件的装入可以在离开分检单元51的其它地方另外地进行。在具有较大数量器件的大规模批次的情况中更加优选的是采用将分检和装入分离。
串联系统200的许多优点之一是节省了升高和降低测试温度的时间。另外由于现有技术步骤可以被减少到一个，串联系统200还能够节省分检器件的时间。除此之外，工序数目的减少和整个测试工序的自动化可以不但消除器件在操作过程中损坏的可能性，而且还能够防止与由工人或设备与器件接触而引起的与静电放电(ESD)有关的问题。
图6所示为含有使用图5所示的串联系统200的测试工序的一个实施例的总体后期处理70的流程图。除图6外，再次参照图5，在步骤79中已被装配并准备好进行测试的器件由测试托盘装入而被送到后期站。随后，第一TABI装置100a对器件79进行DC测试和老化步骤71。接着，由第二装置和第三装置分别连续地在步骤72和步骤73对测试托盘10中的器件79进行室温/低温测试和热分检测试。
当步骤71，72和72中每一步完成时，测试托盘10由传送部件70送到下一个测试步骤72或73，或分检步骤74。图6中的参考字符61，62和63表示测试托盘10的传送路径。即，传送部件从装置100a，100b或100c的卸载器接收测试托盘并将其送到下一个装置的装载器。
同时，每个装置100a，100b和100c的所有控制单元21a，21b和21c被相互连接到一起并由主机45通过网络连到分检单元51，使得测试结果或信息能够从每个装置通过每个控制单元分别传送到分检单元51。如前所述，在每个测试步骤71，72或73产生的测试结果或信息已被记录在图7中的映射表120中。因此，对所有器件的分检步骤74可以根据该映射表进行，即测试托盘10b中的所有器件被移到器件托盘60b中。
分检步骤74之后，分检单元51上的空测试托盘10a接收装在另一个器件托盘60a中的新器件(即新批次)，并再次将其送到DC测试和老化步骤71开始对新批次测试。与此相反，接收器件的器件托盘60b被送到图6所示的标记步骤75或图5所示的标记单元52。前一个操作由图6中的实线64表示，而后一个操作由虚线65表示。而图6中的箭头，其均用来表示两种托盘的传递，其中实箭头表示测试托盘10，10a或10b的运动，而虚箭头表示器件托盘60a和60b的运动。
之所以能够连续且直接地(即作为一个串联处理)进行本发明的处理及本发明的单一复合分检步骤之所以能够可行的的原因之一是对于所发明的测试工序本身来说除了测试托盘外不需要器件托盘。另一个原因是利用本发明的链式测试托盘映射表特点的数据自动化。参照图7，其所示为一组映射表120；本发明的测试处理中所采用的是映射表122和124，从每个测试步骤中所获得的测试结果或信息通过装置的每个控制单元分别发送到主机，随后被记录到映射表120中。
通过输入一个批次ID号并检测图2测试托盘10的托盘ID孔14a或条形码开始生成并分配映射表120。被分别或不是分别地冲压出来的托盘孔由计算机转换成一个十进制托盘ID号。例如，由每个托盘的12个孔可以代表从0000到4095的十进制托盘ID号。一旦托盘ID号被识别，计算机便产生托盘映射表和一个映射表文件名。映射表文件名由托盘ID号和批次ID号组合构成。当器件被装入测试托盘时，假设操作者给予空测试托盘以批次ID及前述的由孔或条形码表示的托盘ID。因此，尽管相同的测试托盘被重复地用于不同的批次，但每个映射表文件由不同的批次ID号来相互区分。在表1中给出了与托盘ID孔有关的映射表文件名的例子。
                表1映射表文件名示例
      托盘ID孔   托盘ID号  批次ID号     映射文件名
○○○○○○○○○○○○  T000     Lot   Lot 123.T0000
●●●●●●●●●●●●  T4095     Lot   Lot 456.T4095
○○○○○○○○○○○●  T0001     Lot   Lot 100.T0001
○○○○○○○○○○●●  T0003     Lot   Lot 100.T0003
○○○○○○○○○○●○  T0002     Lot   Lot 100.T0002
现在返回到图7，当第一映射表122和第二映射表124从两个测试步骤中被创建以后，映射表122和124的对应测试结果被组合在一起并通过有关连接算法产生最终的分检映射表。因此，通过调用最终映射表的复合测试结果进行离线分检。例如，当室内/低温环境(或室外环境)测试被首先进行且热分检测试在此之后进行时，每个映射表文件被命名为Lotxxx.TxxxxA，Lotxxx.TxxxxH(这里，xxx或xxxx分别表示批次或托盘ID号)。用于分检的最终复合映射表文件被命名为Lotxxx.TyyyS(这里，yyy表示在一个批次中的测试托盘的数目)。在返工(复检)处理中可以以相同的方式进行。最终的映射表文件名与复检复合映射表文件的名称有关。
映射表120分别具有8行和8列从而构成了64表元，其分别对应于一个其中存放有64个器件的测试托盘。另外，图7中映射表122和124分离的两束包含有从两个不同的装置获得的单项测试的结果。在本例中，映射表122或124的一束(或组)包括对应于单一装置中四个测试头的四个单独的映射。输入映射表120的字符代表了对应的测试结果或信息。为了给出完整的解释，‘’表示接口脱离，‘1～3’表示合格器件，‘4～7’表示失效器件，‘8’表示开路/短路，‘21’表示用于指定消费者的软箱(soft bin)装置。下文中，由第一映射表122中的任何列和任何行所形成的表元将被指示为‘(C，R)I’，而在另外的第二映射表124的那些表元将被指示为‘(C，R)II‘。因此，单个器件的多项测试结果被记录在每个映射表120中相同的位置。第二映射表124的在括号中的注解构成了最终分检映射表，其中第一映射表和第二映射表为了离线分检被组合在一起。换句话说，通常地能够由连接映射表算法通过组合两个测试结果从第一映射表和第二映射表中创建最终映射表。
利用映射表120的分检步骤由测试程序根据器件的特性来执行。如果任何表元的字符(C，R)I等于对应的表元(C，R)II的字符，对应器件的测试结果即为该字符所代表的肯定的结果。例如，当(3，5)I和(3，5)II的字符均为‘1’时，则位于测试托盘上的第三列和第五行的器件被确认为合格器件。而当(4，2)I和(4，2)II中的字符均为‘8’时，则对应器件为开路/短路并将被清除掉或在第一和第二测试步骤进行复检，在最终映射表中其被表示为‘R3‘。类似地，(5，3)中的‘4’，(5，6)中的‘5’及(8，3)中的‘6’也是一样的。
同时，如果任何表元(C，R)I中的字符均不同于对应的单元(C，R)II中的字符，则可判定相应器件需复检，合格，或技术上熟知的箱等级下降(bin grade down，BGD)。例如，当(5，1)I中的字符为表示特别项目上的失效的‘5’而在(5，1)II中却为表示合格的‘3’时，器件将进行由‘R1’所指示的第一测试复检。而当(2，1)I中的字符为表示接口脱离的‘’而在(2，1)II中为表示合格器件的‘2’时，器件也将进行第一测试复检。反之，如果(6，5)I作为一个合格部件变为(6，5)中的失效部件‘8’，则其将进行第二测试复检，其在最终映射表由‘R2’表示。(3，8)与‘R2’的情况相同。如果用于指定用户的一个特殊失效仓(1，3)I变为合格如(1，3)II的‘2’，则该部件被分类为除指定消费者外的对任何消费者均为合格的‘TIII’。例如，当(6，1)I的字符为‘5’而在(6，1)II中为‘2’时，器件被分类为BGD。
与现有技术中在每个单项测试步骤中的分检之后在相同的测试器和装卸装置上重复进行的复检处理不同，根据本发明的复检是在分检之后对相同的失效部件进行的。可选地，能够一次对所有种类的失效器件(即R1，R2和R3器件)进行本发明的复检处理。失效器件在分检过程中被移到用于复检的器件托盘中。并且根据上一次的测试结果如R1，R2和R3将其从被分离的器件托盘中装入复检托盘，并在一个批次的测试处理完成之后被再次送到所发明的测试装置处。该复检托盘与测试托盘的形状相同，优选地使用不同的颜色以示区别。当复检托盘被送到后，对失效器件重复所发明的测试处理而不论器件的失效类型。相应的复检映射表文件被命名为Lotxxx.Rxxxx，Lotxxx.RxxxxA，Lotxxx，RxxxxH，及Lotxxx.RzzzS(这里，zzz表示在一个批次中复检托盘的数目)。一旦复检最终映射表文件(Lotxxx，RzzzS)产生后，两个最终映射表文件(Lotxxx.TyyyS和Lotxxx.RzzzS)被自动地合并成累积映射表文件(Lotxxx.F***S，这里*等于y加z)并存储为测试数据文件(Lotxxx.F***F)。该测试数据文件含有累积产生数据的两倍测试信息。
图8所示为根据本发明的测试和老化(TABI)装置300的另一个实施例。如图8所示，TABI装置300具有与图4中的装置100几乎相同的结构。然而，不同于上述实施例，测试头23的数目为8个，主框架21为两个，而测试箱32为两个。此外，装载器134和卸载器136的位置均不同于上述实施例，即装载器134和卸载器136被形成在导轨38的单独端的上部和下部。图8中所示的装载器134和卸载器138相互紧靠着，但实际它们是层叠的。因此，测试箱32中的导轨38被形成为双层。每一层被连接到装载器134或卸载器136上。参考字符140表示测试托盘10a或10b在双层导轨38上的运动方向。装载器134和卸载器136可以交换其位置。
图9所示为一个采用图8所示装置300的串联系统400。如图9所示，后期处理站的串联系统400包括三个子串联系统，其每个均由排成一行的三个TABI装置300a，300b和300c以及一个分检单元351组成。测试处理能够在每个子串联系统中被独立地进行。串联系统400另外包括至少一个传送部件40，由于测试装置的装载器和卸载器位置相同其在测试装置的同一侧来回往复运动。分检单元351可以由如图9所示的两个单元构成。可以通过对包括分检单元在内的多个单元的结构进行适当地修正而调节到所有装置和单元的流通量来使本发明的串联系统最大化。图9中，分检单元351中的参考字符355和356指代测试过器件的卸载部分和新器件的装入部分。其已在上文中参照图5进行过说明，所以在此就将其省略了。
如前所述，JEC Co.的现有技术的老化测试器在一个很短的周期内不能进行多种测试项目，诸如图案敏感度、Vcc容限、刷新、或速度的分检。因此，室温/低温测试和热分检测试一直是与老化分离地进行的。但是，本发明的TABI装置及串联系统允许在同一个平台进行室温/低温测试、热分检测试、及老化测试。之所以可以进行此改进的原因之一是老化步骤的测试率可以被提高到室温/低温测试或热分检测试的测试率的数量级。本改进还使得用测试托盘取代器件托盘成为可能。特别地，在本发明使用Schlumberger Co.的测试器的情况中，其能够进行需要更短周期如200MHz测试率和1ns渡越时间的测试项目的测试。另外如表2和3所示，本发明可以减小老化中的循环周期。
                    表2常规老化信息列表
装置  老化时间(小时)     Vcc(V)     温度(℃)     周期(ns)
    16M DRAM     2     5.5     125     500
    64M DRAM     12     6.3     125     2000
    16M Sync DRAM     2     5.5     125     900
    64M Sync DRAM     12     5.5     125     900
    1M Sync SRAM     2     5.5     125     1000
    2M Sync SRAM     2     5.5     125     1000
                         表3本发明老化信息列表
装置  老化时间(秒)     Vcc(V)     温度(℃)    周期(ns)     减少速度
  16M DRAM     600     5.5     125     90     1/5.5
  64M DRAM     360     6.3     125     90     1/22
  16M SyncDRAM     240     5.5     125     30     1/30
  64M SyncDRAM     1440     5.5     125     30     1/30
  1M Sync SRAM     72     5.5     125     10     1/100
  2M Sync SRAM     72     5.5     125     10     1/100
表2和3只给出了在125℃下的老化时间。因此，如果诸如在分检步骤所消耗的时间之类的偶然时间也被考虑的话，表2常规老化的实际处理时间将会更长。与此相反，由于没有一个分离的分检步骤，表3中所发明的老化的实际处理时间将不会增加很多。
如上所述，根据本发明的装置、系统和方法在半导体器件的整个后期处理中产生了极好的效果，即一个占用较少空间的装置和系统，一个短的周转周期(TAT)，传递和移动的减少，低测试成本和装卸装置成本，高产量和质量，用于维护和操作的人力更少，人类失误的消除，处理工作(WIP)的改进，借助于数据跟踪和比较的部分到部分的对应失效分析，到其它分部的准确的数据反馈，等等。
在附图和说明书中，对本发明典型的优选实施例进行了公开。尽管采用了特别的术语，但其只是以一种一般性和描述性的感觉来使用的而非出于局限性的目的，本发明的范围应由接下来的权利要求给出。

Claims (16)

1.一种半导体器件测试装置，包括：
一个主机；
一组测试托盘，分别用于盛放一组半导体器件；
一组用于与所述装在所述测试托盘中的半导体器件电连接的测试头，所述测试头与所述主机进行通讯；
一组导轨，用于传送所述测试托盘；
一组装载器，用于将所述多个测试托盘装到所述导轨上；
一组卸载器，用于将所述测试托盘从导轨上卸下来；以及
一组传送部件，用于从所述卸载器接收测试托盘并将其送到所述装载器；
其中，
连续放置所述导轨，使得通过所述传送部件将所述测试托盘分别从前面的导轨传送到后面的导轨；并且
所述测试头，一旦对所述半导体器件进行测试，便将映射表信号传送到所述主机，所述映射表信号提供了对由所述测试头对所述器件进行所述测试的结果进行处理所用的数据。
2.如权利要求1所述的半导体器件测试装置，其中所述主机用于接收所述映射表信号，并将所述数据处理成代表了所述托盘中的器件的映射表，以鉴别由所述测试头对所述器件所进行的测试结果。
3.如权利要求2所述的半导体器件测试装置，其中所述测试头通过一个网络连接到所述主机上。
4.如权利要求2所述的半导体器件测试装置，其中所述测试托盘分别具有一组用于识别托盘ID号的孔，使得所述托盘ID号被用来自动地产生所述映射表的文件名。
5.如权利要求1所述的半导体器件测试装置，进一步包括：
一个与所述主机通讯的分检单元，所述分检单元用于接收表示了一个复合映射表的信号。
6.如权利要求5所述的半导体器件测试装置，进一步包括：
器件托盘，其中所述分检单元用于将包括合格器件及失效器件在内的测试过的器件从所述测试托盘对应于该复合映射表移到器件托盘中。
7.如权利要求6所述的半导体器件测试装置，进一步包括：
复检托盘，其中所述分检单元进一步用于将失效器件从所述器件托盘移到所述复检托盘中或将未测试的器件从另一个器件托盘移到所述测试托盘中。
8.如权利要求6所述的半导体器件测试装置，进一步包括：
连接到所述分检单元上的一个标记单元和一个目测单元，其中包含有合格器件的所述器件托盘被传送到所述标记单元及目测单元。
9.如权利要求1所述的半导体器件测试装置，进一步包括：
一组测试箱，其中所述导轨从中穿过使得当位于所述导轨上的所述测试托盘被送到所述测试箱时，可以使装在测试托盘中的多个半导体器件接受测试或/和老化处理；
10.一种在一个半导体测试装置上进行的半导体测试方法，该测试装置包括一个主机，一组测试托盘，一组测试头，一组导轨，一组装载器，一组卸载器，以及一组测试托盘传送部件，其中连续放置所述导轨，使得通过所述传送部件将所述测试托盘分别从前面的导轨传送到后面的导轨；所述方法包括如下步骤：
使用所述装载器将装有要被测试的半导体装置的所述测试托盘从所述传送部件装到所述导轨上；
沿着所述导轨运送所述测试托盘使得所述测试托盘位于所述测试头上；
当和所述测试头电连接时在所述测试托盘中测试所述半导体装置；并且
一旦对所述半导体器件进行测试，便将映射表信号传送到所述主机，所述映射表信号提供了用于处理由所述测试头对所述器件进行所述测试的结果的数据。
11.如权利要求10所述的半导体装置测试方法，进一步包括如下步骤：
所述主机接收所述映射表信号，并将所述数据处理为表示了托盘中的器件的映射表以识别由所述测试头对所述器件进行测试的结果。
12.如权利要求11所述的半导体装置测试方法，其中所述的每个测试托盘分别具有一组孔以用于标识一个托盘ID号，其中所述方法另外包括如下步骤：
通过检测每个测试托盘的孔来识别托盘ID号，并从托盘ID号及一个批次ID号的组合产生一个文件名。
13.如权利要求12所述的半导体装置测试方法，其中所述测试步骤包括由所述不同的测试头所进行的不同类型的测试，其中表示了不同测试类型的所述映射表通过具有预定格式的不同的文件名相互区分。
14.如权利要求13所述的半导体装置测试方法，其中所述装置进一步包括一个分检单元及装置托盘，其中所述方法另外包括如下步骤：
所述分检单元接收表示了来自所述主机的所述映射表的一个复合映射表的信号，其中该复合映射表是通过自动地将不同测试的所述映射表组合在一起而生成的；并且
所述分检单元对应该复合映射表将含有合格器件及失效器件的所述已测试的器件从所述测试托盘移到器件托盘中。
15.如权利要求14所述的半导体装置测试方法，其中所述装置另外包括复检托盘，以及所述方法进一步包括如下步骤：
所述分检单元将失效器件从所述测试托盘移到所述复检托盘中或将未测试器件从所述器件托盘移到所述复检托盘中。
16.如权利要求15所述的半导体装置测试方法，进一步包括如下步骤：
将所述复检托盘装到所述导轨上；
沿着所述导轨运送所述复检托盘使得所述复检托盘位于所述测试头上；
当和所述测试头电连接时复检所述失效器件；以及
一旦复检所述失效器件，便将映射表信号传送到所述主机，所述映射表信号提供了对所述测试头对失效器件进行所述复检的结果进行处理所用的数据。
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