KR100799598B1 - 반도체 소자의 테스트 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 소자의 테스트 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하드 디스크에 정보를 기록/재생하기 위하여 사용되는 자기 헤드 역할을 하는 반도체 소자를 테스트하기 위한 반도체 소자의 테스트 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 테스트 방법은 하드 디스크의 자기 헤드 역할을 하는 반도체 소자의 테스트에 관한 것으로서, 테스트 시료가 시료 홀더에 로딩되는 단계; 상기 테스트 시료가 고정된 자기 디스크 상의 지정된 위치로 이동되는 단계; 상기 자기 디스크 상에서 수평으로 이동되면서 상기 테스트 시료의 기록/재생 기능이 테스트 되는 단계; 및 상기 테스트 시료가 언로딩되는 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면 하드 디스크에 정보를 기록/재생하기 위하여 사용되는 자기 헤드 역할을 하는 반도체 소자를 실제 동작 조건과 일치되는 조건으로 자기 디스크 상에서 효율적으로 테스트할 수 있는 효과가 있다.
하드 디스크, 슬라이더, 테스트, 자기 디스크, 압전 액추에이터

Description

반도체 소자의 테스트 장치 및 그 방법{Apparatus for testing semiconductor device and method thereof}
도1은 하드 디스크 드라이브를 개략적으로 도시한 평면도.
도2는 반도체 소자의 테스트에 사용되는 본 발명에 의한 반도체 소자의 테스트 장치의 구성을 보여주는 단면도.
도3은 도2에 도시된 시료 홀더의 구조를 보여주는 사시도.
도4는 본 발명에 따른 반도체 소자의 테스트 방법을 순서대로 보여주는 순서도.
도5는 자기 디스크 상에서 테스트 시료의 위치를 설명하기 위한 도면.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 하드 디스크 드라이브 20 : 자기 디스크
40 : 헤드 스택 어셈블리 41 : 슬라이더
43 : 서스펜션 45 : 액추에이터
110 : 스테이지 120 : 자기 디스크
130 : 시료 홀더 140 : 미세 이동부
150 : 머니퓰레이터 160 : 제어부
본 발명은 반도체 소자의 테스트 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하드 디스크에 정보를 기록/재생하기 위하여 사용되는 자기 헤드 역할을 하는 반도체 소자를 테스트하기 위한 반도체 소자의 테스트 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 컴퓨터는 주기억장치의 보조수단으로 보조기억장치를 구비하여 많은 양의 데이터를 보조기억장치에 기록하고 있는 바, 보조기억장치로는 자기 디스크, 자기 테이프, 자기 드럼, 플로피 디스크 및 광디스크 등이 알려지고 있으며, 개인용 컴퓨터의 경우에는 내부에 적어도 1장 이상의 자기 디스크가 설치된 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive)가 보조기억장치로 널리 사용되고 있는 실정이다.
도1은 하드 디스크 드라이브를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도1을 참조하면, 하드 디스크 드라이브(10)는 베이스(11)와, 데이터가 저장되는 기록매체인 자기 디스크와, 자기 디스크(20)에 데이터를 기록하거나 재생하기 위한 헤드 스택 어셈블리(40)와, 헤드 스택 어셈블리를 디스크의 반경 방향으로 운동시키기 위한 구동력을 제공하는 보이스 코일 모터(50)로 구성되어 있다.
상기 헤드 스택 어셈블리는 베이스 상에 고정된 회동 축(35)을 중심으로 선 회운동이 가능하게 설치되어 있으며, 그 주요 몸체부를 형성하는 액추에이터(actuator, 45)와, 액추에이터의 일단에 결합된 판재형의 서스펜션(suspension, 43)과, 서스펜션의 단부에 고정되어 상기 디스크에 데이터를 기록/재생시키는 자기 헤드 역할을 하는 슬라이더(41)를 포함하고, 액추에이터(45)의 타단에는 헤드 스택 어셈블리를 회동시키는 보이스 코일(47)이 형성되어 있다.
상기 헤드 스택 어셈블리를 조립하기 위하여 사용되는 핵심 반도체 소자인 슬라이더에서, 불량품인 슬라이더가 조립 공정에 유입되는 것을 방지하기 위하여 종래의 반도체 소자의 테스트 방법에 의해서 슬라이더에 대한 테스트가 실시된다.
반도체 소자에 대하여 실시되는 종래의 테스트 방법은 제작된 슬라이더에 정해진 자기장을 인가하여 재생 기능을 검사하고, 기록 기능은 간접적으로 전기적 특성을 측정하는 방식으로 진행된다.
이렇게 실시되는 종래의 반도체 소자의 테스트 방법에 의해서 재생 기능에 대한 테스트는 그 효용성이 확인되어 테스트의 효과가 인정되고 있으나, 서스펜션에 슬라이더 조립되어 헤드 짐발 어셈블리(Head Gimbal Assembly, 이하 HGA라고 부른다)가 형성된 상태에서 실시되는 다이내믹 전기적 특성 테스트(Dynamic Electrical Test, 이하 DET라고 부른다)의 결과와 상관관계가 명확하지 못한 문제가 있다.
또한 간접적으로 실시되는 기록 기능에 대한 테스트는 테스트 항목 및 내용이 부족하여, 종래의 반도체 소자의 테스트 방법으로 검증된 슬라이더가 조립된 후 실시되는 후속 DET 등에서 계속해서 슬라이더 인한 추가 불량이 발생되고, 조립된 나머지 부품들 예를 들어, HGA 또는 헤드 스택 어셈블리가 한꺼번에 불량품으로 되어 그 손실이 더욱 커져서 원가가 상승되는 단점이 있다.
특히, 하드 디스크에 기록되는 정보의 밀도를 향상시키기 위한 새로운 기술이 채택됨에 따라 정보를 고밀도로 기록하는 기능의 중요성이 더욱 중요해짐에 따라, 종래의 반도체 소자의 테스트 방법으로 계속 슬라이더의 성능을 효과적으로 검증하기에는 한계가 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 하드 디스크에 정보를 기록/재생하기 위하여 사용되는 자기 헤드 역할을 하는 반도체 소자를 효율적으로 테스트하기 위한 반도체 소자의 테스트 장치를 제공하는데 있다.
또한 본 발명의 목적은 본 발명에 의한 반도체 소자의 테스트 장치를 이용하여 하드 디스크에 정보를 기록/재생하기 위하여 사용되는 자기 헤드에 대하여 불량품이 조립에 유입되는 것을 방지할 수 있는 반도체 소자의 테스트 방법을 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 테스트 방법은 하드 디스크의 자기 헤드 역할을 하는 반도체 소자의 테스트에 관한 것으로서, 테스트 시료가 시료 홀더에 로딩되는 단계; 상기 테스트 시료가 고정된 자기 디스크 상의 지정된 위치로 이동되는 단계; 상기 자기 디스크 상에서 수평으로 이동되면서 상기 테스트 시료의 기록/재생 기능이 테스트 되는 단계; 및 상기 테스트 시료가 언로딩되는 단계를 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 테스트 시료는 다수의 상기 반도체 소자가 일렬로 부착된 상태인 것을 특징으로 한다.
상기 테스트 시료가 자기 디스크 상의 지정된 위치로 이동되는 단계에서, 상기 시료 홀더에 연결되는 머니퓰레이터의 상하 이동에 의해서 상기 테스트 시료가 지정된 위치로 이동되는 것을 특징으로 한다.
상기 테스트 시료의 기록/재생 기능이 테스트 되는 단계에서, 상기 시료 홀더에 연결되는 미세 이동부의 수평 이동에 의해서 상기 테스트 시료가 이동되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 테스트 장치는 하드 디스크의 자기 헤드 역할을 하는 반도체 소자의 테스트에 관한 것으로서, 스테이지; 상기 스테이지 상에 고정된 자기 디스크; 상기 자기 디스크 상에 이동 가능하게 고정된 시료 홀더; 상기 시료 홀더에 연결된 미세 이동부; 상기 미세 이동부를 통하여 상기 시료 홀더에 연결되고, 상기 스테이지 상에 고정된 머니퓰레이터; 및 상기 미세 이동부 및 상기 머니퓰레이터에 연결되어, 상기 미세 이동부 및 상기 머니퓰레이터의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.
도2는 반도체 소자의 테스트에 사용되는 본 발명에 의한 반도체 소자의 테스트 장치의 구성을 보여주는 단면도이고, 도3은 도2에 도시된 시료 홀더의 구조를 보여주는 사시도이다.
도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 하드 디스크에 정보를 기록/재생하기 위하여 사용되는 자기 헤드 역할을 하는 반도체 소자를 테스트하기 위한 본 발명의 반도체 소자의 테스트 장치는 스테이지(110), 자기 디스크(120), 시료 홀더(130), 미세 이동부(140), 머니퓰레이터(manipulator, 150) 및 제어부(160)를 포함한다.
스테이지(110)는 자기 디스크(120)가 고정되는 지지대역할을 하는 테이블이다. 자기 디스크(120)는 스테이지(110)에 고정되어, 테스트 시료(도면에 표시하지 않음)의 기록/재생 능력을 테스트하는데 사용되는 저장 매체로서, 예를 들어 하드 디스크의 자기 디스크와 동일한 저장 매체가 사용된다.
시료 홀더(130)는 자기 디스크(120) 상에서 수평으로 이동되는 테스트 시료를 고정시키고, 테스트가 실시되는 동안 테스트 시료에 대하여 일시적으로 전기적 연결을 유지하는 역할을 가진다.
미세 이동부(140)는 시료 홀더(130)에 연결되어 시료 홀더(130)에 고정된 테스트 시료가 자기 디스크(120) 상에서 수평이동 되어 테스트 시료의 기능이 자기 디스크(120) 상에서 테스트 되도록 이동시키는 역할을 한다. 이때 미세 이동부(140)로는 예를 들어, 압전(piezoelectric) 액추에이터(actuator)가 사용되어 자기 디스크(120) 상에서 테스트 시료가 정밀하게 이동되도록 조절되는 것이 바람직하다.
머니퓰레이터(150)는 미세 이동부(140)를 고정시키면서 스테이지(110)에 연결되어 고정되고, 시료 홀더(130)에 연결되어 테스트 시료의 이동을 조절하는 역할 을 한다. 머니퓰레이터(150)의 상하 이동에 의해서 시료 홀더(130)에 고정된 테스트 시료가 자기 디스크(120) 상에서 접촉하지 않고 일정한 높이를 유지하도록 고정시키거나 자기 디스크(120)에 접촉되어 동작하도록 시료 홀더(130)의 높이를 조절하여, 자기 디스크(120)에 의해서 테스트 시료가 테스트되는 위치를 정하는 역할을 하는 것이 바람직하다.
제어부(160)는 배선 미세 이동부(140)와 머니퓰레이터(150)에 연결되어 미세 이동부(140) 및 머니퓰레이터(150)의 동작을 조절하고, 배선 연결부(도면에 도시되지 않음)는 시료 홀더(130)의 연결 패드와 제어부(160) 사이를 전기적으로 연결하여 테스트가 실시되는데 필요한 전기적 연결을 유지시키는 역할을 한다. 이때 배선 연결부는 시료 홀더(130)의 연결 패드에서 프리앰프까지의 전기적 연결을 유지하는 전송선 역할을 하는 배선으로서, 종래의 헤드 스택 어셈블리에 사용되는 트레이스(trace)와 같은 구조를 가지는 연성 케이블로서 테스트 시료와 임피던스 정합(matching)을 유지하는 것이 바람직하다.
도3에 도시된 바와 같이, 반도체 제조 공정을 통하여 제작된 슬라이더가 웨이퍼 상태에서 하나의 축에 따라 잘려져 다수의 슬라이더가 일렬의 바 형태로 연결된 테스트 시료를 고정시키기 위한 시료 홀더는 로딩부(210), 지지대(220) 및 고정바(230)를 포함한다.
로딩부(210)는 테스트 시료가 안착되어 지지되는 평면을 제공하고, 로딩부(210)의 모서리에 예를 들어, "ㄱ"형태로 꺾여서 돌출된 지지대(220)는 일측에 일렬로 형성된 다수의 연결 패드(221)를 포함한다. 다수의 연결 패드(221)는 로딩 부(210)에 안착된 테스트 시료의 일측에 형성된 패드(도면에 표시하지 않음)에 일대일로 대응하여 전기적으로 연결되는 배열을 가지고 있으며, 지지대(220)의 일측에 대하여 "ㄱ" 형태로 꺾여진 부분의 내면에는 테스트 시료의 측면을 공기 압력으로 고정시키는 기준점(223)이 형성된다. 기준점(223)은 공기를 빨아들이는 구멍으로 형성되어, 기준점(223)에 밀착된 테스트 시료의 측면을 고정시키는 역할을 한다.
고정바(230)는 로딩부(210)에 의해서 이면이 지지되고, 기준점에 의해서 측면이 고정되는 테스트 시료를 다수의 연결 패드(221)가 형성된 지지대(220)의 일측에 밀착시켜서, 테스트 시료의 패드와 연결 패드(221) 사이에 전기적 연결을 유지시키는 역할을 한다. 이때 고정바(230)와 로딩부(210)의 타측은 공기 압력에 의해서 결합되고, 고정바(230)의 모서리에는 테스트 시료를 기준점(223)으로 밀착시키는 밀대(231)가 형성되는 것이 바람직하다.
이하에서는 상기에 설명한 본 발명의 반도체 소자의 테스트 장치를 이용하여 실시되는 본 발명의 반도체 소자의 테스트 방법에 대하여 설명한다.
도4는 본 발명에 따른 반도체 소자의 테스트 방법을 순서대로 보여주는 순서도이고, 도5는 자기 디스크 상에서 테스트 시료의 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도4에 도시된 바와 같이, 하드 디스크에 정보를 기록/재생하기 위하여 사용되는 자기 헤드 역할을 하는 반도체 소자를 테스트하기 위한 본 발명의 반도체 소자의 테스트 방법에 따라서, 테스트 시료가 시료 홀더에 로딩된다(S110).
테스트 시료는 자기 헤드 역할을 하는 반도체 소자인 슬라이더가 일렬 상태 로 부착된 것으로, 제조 공정을 통하여 제작된 슬라이더가 웨이퍼 상태에서 하나의 축에 따라 잘려져 다수의 슬라이더가 바 형태로 일렬로 연결된 상태로 사용되는 것이 바람직하다. 수십 개의 슬라이더가 바 형태로 연결된 테스트 시료가 한꺼번에 로딩되기 때문에 각각의 슬라이더가 테스트되기 위하여 하나씩 로딩되는 것보다는 생산성이 향상되는 장점이 있다.
예를 들어, 로봇암 등에 의해서 이송되는 테스트 시료가 시료 홀더로 안착되어 시료 홀드의 로딩부에 고정되면, 테스트 시료에 전기를 인가하기 위한 패드가 시료 홀더에 형성된 연결 패드에 밀착되고, 연결 패드에 연결된 배선 연결부의 연성 케이블을 통하여 테스트 시료가 전기적으로 제어부에 연결된 상태가 유지된다.
시료 홀더에 의해서 고정된 테스트 시료가 자기 디스크(120) 위로 이동된다(S120). 테스트 시료는 예를 들어, 머니퓰레이터의 이동에 의해서 자기 디스크 위로 이동되는데, 테스트 방법에 따라서 자기 디스크에 접촉하거나 자기 디스크 상의 이격된 위치로 이동된다.
도5에 도시된 바와 같이, 테스트 시료(320)가 자기 디스크(310)에 접촉하지 않으면서 테스트가 실시되기 위해서는, 자기 디스크(310) 상에서 테스트 시료(320)의 에지(321, 323)의 위치가 테스트 될 수 있는 최소 부상 높이(A) 또는 최대 부상 높이(B) 범위 내에서 테스트 시료(310)의 높이가 제한되는 것이 바람직하다. 자기 디스크(310)와 테스트 시료(320)가 접촉되지 않는 경우 자기 헤드가 부상되는 효과를 가져와 테스트에 사용되는 자기 디스크가 보호되는 장점이 있다.
자기 디스크 상의 높이가 고정된 테스트 시료는 자기 디스크 상에서 수평으 로 이동되면서 기록/재생 기능 등에 대하여 테스트가 실시된다(S130). 이때 스테이지 상에 고정된 자기 디스크 상에서 테스트 시료의 정밀한 수평 이동은 예를 들어, 미세 이동부에 의해서 실시되는 것이 바람직하다.
자기 디스크가 회전하는 대신에, 자기 디스크 상에서 수평 이동되는 테스트 시료에 대한 기록/재생 등이 테스트됨으로써, 조립되기 이전의 상태에서 하드 디스크의 자기 헤드 역할을 하는 반도체 소자 예를 들어, 슬라이드의 성능에 대한 엄격한 테스트가 실시될 수 있다. 불량이 있는 반도체 소자가 조립이 실시되기 전에 미리 제거함으로써, 조립된 후에 확인되는 슬라이더의 불량에 의해서 조립품 전체가 손실로 처리되는 낭비를 방지하는 장점이 있다.
이렇게 테스트가 완료된 시료는 시료 홀더에서 언로딩(unloading)되어 테스트가 완료된다(S140).
종래와 달리 본 발명의 반도체 소자의 테스트 방법에 의해서 조립되기 전에 슬라이더가 바 상태로 자기 디스크 상에서 기록/재생에 대한 성능 테스트가 실시됨으로써, 불량 상태의 슬라이더가 조립 공정에 유입되어 조립된 부품에서 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상 및 특허청구 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과를 달성한다.
본 발명의 반도체 소자의 테스트 장치는 하드 디스크에 정보를 기록/재생하기 위하여 사용되는 자기 헤드 역할을 하는 반도체 소자를 실제 동작 조건과 일치되는 조건으로 자기 디스크 상에서 효율적으로 테스트할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명의 반도체 소자의 테스트 방법은 하드 디스크에 정보를 기록/재생하기 위하여 사용되는 자기 헤드에 대하여 불량품이 조립에 유입되는 것을 방지하여, 수율을 높이고, 원가를 절감할 수 있는 장점이 있다.

Claims (5)

  1. 하드 디스크의 자기 헤드 역할을 하는 반도체 소자의 테스트 방법에서,
    테스트 시료가 시료 홀더에 로딩되는 단계;
    상기 테스트 시료가 고정된 자기 디스크 상의 지정된 위치로 이동되는 단계;
    상기 자기 디스크 상에서 수평으로 이동되면서 상기 테스트 시료의 기록/재생 기능이 테스트 되는 단계; 및
    상기 테스트 시료가 언로딩되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 테스트 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 테스트 시료는 다수의 상기 반도체 소자가 일렬로 부착된 상태인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 테스트 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 테스트 시료가 자기 디스크 상의 지정된 위치로 이동되는 단계에서, 상기 시료 홀더에 연결되는 머니퓰레이터의 상하 이동에 의해서 상기 테스트 시료가 지정된 위치로 이동되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 테스트 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 테스트 시료의 기록/재생 기능이 테스트 되는 단계에서, 상기 시료 홀더에 연결되는 미세 이동부의 수평 이동에 의해서 상기 테스트 시료가 이동되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 테스트 방법.
  5. 하드 디스크의 자기 헤드 역할을 하는 반도체 소자의 테스트 장치에서,
    스테이지;
    상기 스테이지 상에 고정된 자기 디스크;
    상기 자기 디스크 상에 이동 가능하게 고정된 시료 홀더;
    상기 시료 홀더에 연결된 미세 이동부;
    상기 미세 이동부를 통하여 상기 시료 홀더에 연결되고, 상기 스테이지 상에 고정된 머니퓰레이터; 및
    상기 미세 이동부 및 상기 머니퓰레이터에 연결되어, 상기 미세 이동부 및 상기 머니퓰레이터의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 테스트 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20000060206A (ko) * 1999-03-12 2000-10-16 윤종용 반도체 장치의 테스트 방법
KR20040048514A (ko) * 2002-12-03 2004-06-10 삼성전자주식회사 반도체 장치 테스트 방법

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