KR101556710B1 - 테스트핸들러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 테스트핸들러용 온도조절장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 반도체소자 각각에 공조용 공기를 공급하기 위해 마련되는 덕트의 내부 공간을 복수의 분할 공간으로 분리시키고 복수의 온도조절기에 의해 각각의 분할 공간으로 공조용 공기를 공급시킴으로써 반도체소자의 온도조절이 정밀하게 이루어질 수 있는 기술이 개시된다.

Description

테스트핸들러{TEST HANDLER}

본 발명은 테스트핸들러에 관한 것으로, 특히, 반도체소자의 온도를 조절하기 위한 기술에 관한 것이다.

생산된 반도체소자는 출하에 앞서서 테스터에 의해 테스트되어지는데, 반도체소자를 테스터에 전기적으로 접속되게 공급하는 장비로서 테스트핸들러가 사용된다.

테스트핸들러는 테스터 측과 결합되는 부분에 테스트챔버를 가지고 있으며, 이 테스트챔버 내에 테스트트레이가 위치할 때 테스트트레이에 적재된 반도체소자들의 테스트가 이루어진다.

일반적으로 공개특허 10-2005-0055685호(발명의 명칭 : 테스트핸들러)로 제시된 기술(이하 '배경기술1'이라 함)에서와 같이, 테스트챔버에서 테스트트레이에 적재된 반도체소자는 매치플레이트(부호 163c)에 의해 테스터 측으로 가압되면서 테스터 측과 전기적으로 접속된다. 공개특허 10-2008-0086320호(테스트핸들러의 매치플레이트용 푸셔)로 제시된 기술(이하 '배경기술2'라 함)에서와 같이, 매치플레이트에는 반도체소자와 일대일 대응하는 푸셔가 테스트트레이에 적재된 반도체소자의 개수와 동일한 개수로 설치되어 있다. 즉, 푸셔가 반도체소자에 접하면서 반도체소자를 밀어 반도체소자가 테스터 측에 전기적으로 접속되게 하는 것이다.

한편, 반도체소자는 다양한 환경(특히 온도)에서 사용될 수 있기 때문에, 테스트챔버 내에 있는 반도체소자에 열적인 스트레스(고열 또는 저열 등)를 인위적으로 가한 상태에서 테스트를 수행할 필요성이 있다. 이 때, 이상적으로는 테스트트레이에 적재된 모든 반도체소자가 동일한 온도를 가진 상태에서 테스트가 이루어지도록 하는 것이 테스트의 신뢰성을 확보하는데 바람직하다.

그런데, 열기나 냉기가 일 측에서 공급되기 때문에 테스트트레이에 적재된 반도체소자들 간에 온도 편차가 존재할 수밖에는 없었다.

따라서 배경기술1에서와 같이 온도조절기로부터 오는 열기나 냉기를 테스트트레이에 적재된 반도체소자 하나 하나에 직접 공급하기 위한 덕트(부호 163b)가 개발되어졌으며, 덕트로부터 공급되는 공조용 공기가 푸셔를 통과하여 푸셔의 전면에서 밀려지고 있는 반도체소자로 이동될 수 있도록 배경기술2에서와 같이 푸셔에 공기가 통과될 수 있는 공기관통홀을 형성하는 기술이 개발되어졌다.

또한, 배경기술1에는 하나의 덕트가 두 개의 테스트트레이에 대응되게 제안되고 있으나, 근래에는 하나의 덕트에 하나의 테스트트레이가 대응되게 하는 것으로 진화되었다.

배경기술1 및 2의 등장에 의해 공조용 공기가 반도체소자 하나하나에 직접 공급됨으로써 테스트챔버 내에 있는 반도체소자들 간의 온도 편차를 대폭 줄일 수 있게 되었다.

그런데, 반도체 제조 공정이 더 정밀해지고 반도체소자가 점점 더 작아질수록, 반도체소자는 온도에 따른 특성이 변할 소지가 매우 많다. 이로 인해, 반도체소자를 제조하는 업체는 반도체소자를 테스트할 때 반도체소자가 원하는 온도에서 테스트될 수 있도록 각 업체들마다 규정을 정하고 있는 실정이다.

예를 들어, 반도체소자 제조업체는 256개의 반도체소자가 동시에 주어진 온도인 90도에서 테스트될 때 모든 반도체소자들의 온도가 +/- 2도의 범위 내로 허용되는 편차 내에서 테스트가 이루어질 수 있도록 테스트핸들러가 제작될 것을 요구한다. 그런데, 최근에는 주어진 온도에서 상하 온도 편차를 더욱 더 정교하게 관리할 것을 요구하고 있는 실정이다.

더욱이 근래 들어 처리용량 확장을 위해 테스트트레이가 커짐에 따라 하나의 온도조절기로 넓은 면적을 동일한 온도로 조절하기가 쉽지 않게 되었다.

물론, 이전에 진화되어 온 것처럼 덕트와 덕트로 공조용 공기를 공급하는 온도조절기의 개수를 증가시켜 복수개의 덕트가 하나의 테스트트레이에 대응되게 하는 것을 고려해 볼 수는 있다. 그러나 하나의 테스트트레이와 접촉하는 매치플레이트와 덕트는 같은 거리를 움직여야 하는데, 복수의 덕트가 하나의 테스트트레이에 개별적으로 접촉하도록 구현된 경우 개별 덕트의 움직임이 정확하지 않게 되면 같은 테스트트레이 상에서 복수의 덕트들 간의 움직임의 차이에 의해 테스트 결과가 다르게 나올 수 있다. 왜냐하면, 반도체소자와 테스터의 테스트소켓의 접촉은 기존 값보다 몇 mm 이상 더 접촉하거나 덜 접촉하면서 다른 결과를 초래할 수 있기 때문이다. 따라서 하나의 테스트트레이에 복수의 덕트를 구비시키는 기술은 오히려 테스트의 신뢰성을 하락시킬 수 있다는 점에서 그 적용이 꺼려진다.

본 발명은 하나의 테스트트레이에 하나의 덕트가 대응되도록 하되, 하나의 덕트에 복수의 온도조절기를 적용하여 반도체소자들 간의 온도 편차를 줄일 수 있는 기술을 제공하는 것이다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 형태에 따른 테스트핸들러는, 복수개의 반도체소자를 적재시킬 수 있는 테스트트레이; 상기 테스트트레이에 적재된 복수개의 반도체소자가 요구되는 조건의 온도상태에서 테스트될 수 있도록 하기 위해 마련되는 테스트챔버; 상기 테스트트레이가 상기 테스트챔버 내에 수용된 경우에 상기 테스트트레이에 적재된 복수개의 반도체소자를 테스터 측으로 밀어 반도체소자들을 테스터 측에 전기적으로 접속시키기 위해 상기 테스트챔버 내에 마련되는 매치플래이트; 및 상기 테스트챔버 내에 있는 테스트트레이에 적재된 반도체소자들을 요구되는 조건의 온도상태로 조절하기 위한 온도조절장치; 를 포함하고, 상기 온도조절장치는, 내부 공간으로 온도조절용 공기가 유입되도록 하기 위한 적어도 둘 이상의 유입구를 가지며, 하나의 테스트트레이에 담겨진 복수개의 반도체소자 각각에 상기 적어도 둘 이상의 유입구를 통해 상기 내부 공간으로 유입된 온도조절용 공기를 나누어 공급하기 위해 전면에 온도조절용 공기를 분사시키기 위한 복수개의 분사구가 형성된 덕트; 및 상기 덕트의 상기 적어도 둘 이상의 유입구를 통해 각각 상기 내부 공간으로 온도조절용 공기를 공급하기 위한 적어도 둘 이상의 온도조절기; 를 포함하며, 상기 매치플레이트에는 상기 테스트트레이에 적재된 복수개의 반도체소자와 상기 덕트에 형성된 복수개의 분사구에 일대일 대응하는 복수개의 관통홀이 형성되어 있고, 상기 덕트의 상기 내부 공간은, 상기 적어도 둘 이상의 유입구에 각각 대응되며, 분리벽에 의해 상호 완전히 분리된 적어도 둘 이상의 분할 공간으로 나뉘어 있으며, 상기 분리벽의 위치는, 상기 덕트, 매치플레이트 및 테스트되는 복수개의 반도체소자가 적재된 테스트트레이가 나란히 배열되어 있을 때, 반도체소자들의 위치와 어긋나 있다.

상기 덕트로 공급된 온도조절용 공기의 온도를 확인하기 위한 온도센서A를 더 포함하고, 상기 온도센서A는 상기 덕트의 후면에 형성된 센싱구멍A를 통해 상기 덕트의 내부공간으로부터 분출되어 나오는 공기의 온도를 확인한다.

상기 덕트로 공급된 온도조절용 공기의 온도를 확인하기 위해 상기 온도센서A와는 별개로 구비되는 온도센서B를 더 포함하고, 상기 온도센서B는 상기 센싱구멍A와는 별개로 상기 덕트에 형성된 센싱구멍B를 통해 상기 덕트의 내부공간으로부터 분출되어 나오는 공기의 온도를 확인한다.

상기 온도센서A에 대한 주변 공기의 영향을 최소화하기 위한 차단부재를 더 포함한다.

본 발명에 따르면 복수의 온도조절기가 하나의 덕트 내의 분리된 분할 영역으로 각각 공조용 공기를 제공하기 때문에 하나의 온도조절기가 온도를 조절해야 할 반도체소자의 개수를 줄임으로써 반도체소자들의 온도조절을 더 정밀하게 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 온도조절기가 온도를 조절해야 할 반도체소자의 개수가 줆으로 인하여 반도체소자를 원하는 온도로 조절하는데 걸리는 시간을 단축할 수 있는 부수적인 효과도 얻을 수 있다.

그리고 두 개의 온도센서에 의해 감지된 공조용 공기의 온도를 상호 비교하면서 공조용 공기의 온도를 모니터링하기 때문에 온도조절의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과도 있다.

도1은 본 발명에 따른 테스트핸들러의 주요부분에 대한 개념적인 평면도이다.
도2는 도1의 테스트핸들러에 적용된 매치플레이트에 대한 개략도이다.
도3은 도1의 테스트핸들러에 적용된 온도조절장치에 대한 개념도이다.
도4는 도2의 온도조절장치에 적용된 덕트의 후면을 일부 절개한 절개도이다.
도5는 도2의 온도조절장치에 적용된 덕트의 내부공간을 분리하는 분리벽의 위치를 설명하기 위한 참조도이다.

이하 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하되, 설명의 간결함을 위해 중복되는 설명은 가급적 생략하거나 압축한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 테스트핸들러(TH)의 주요부분에 대한 개념적인 평면도이다.

도1에서 참조되는 바와 같이, 본 발명에 따른 테스트핸들러(TH)는, 테스트트레이(100), 테스트챔버(200), 매치플레이트(300), 온도조절장치(400) 등을 포함한다.

테스트트레이(100)는 16×16(256)개의 반도체소자를 적재시킬 수 있으며, 일정한 순환경로(C)를 순환하게 된다.

테스트챔버(200)는, 테스터(TESTER)와 결합되는 부분으로서, 내부에 수용된 테스트트트레이(100)에 적재된 복수개의 반도체소자가 요구되는 조건의 온도상태에서 테스트될 수 있도록 하기 위해 마련된다.

매치플레이트(300)는, 테스트챔버(200) 내에 수용된 테스트트트레이(100) 적재된 반도체소자들을 테스터(TESTER) 측으로 밀어 반도체소자들을 테스터(TESTER) 측에 전기적으로 접속시키기 위해 테스트챔버(200) 내에 마련되며, 도2의 개념에도서 보여 지는 바와 같이 테스트트레이(100)에 적재된 반도체소자(D)들과 덕트(410)에 형성된 분사구(H)들에 일대일 대응하는 관통홀(310)들이 형성되어 있다.

온도조절장치(400)는 테스트챔버(200) 내에 있는 테스트트레이(100)에 적재된 반도체소자들을 요구되는 조건의 온도상태로 조절하기 위해 구비된다. 도3은 본 발명의 실시예에 따른 테스트핸들러용 온도조절장치(400, 이하 '온도조절장치'라 약칭 함)의 주요 부분에 대한 개념도이다.

본 실시예에 따른 온도조절장치(400)는, 덕트(410), 2개의 온도조절기(421, 422), 4개의 온도센서(431 내지 434) 및 2개의 차단부재(441, 443) 등을 구비한다.

덕트(410)는, 도4의 부분 절개도에서 참조되는 바와 같이, 내부 공간(411)이 분리벽(415)에 의해 상호 완전히 분리된 두 개의 분할 공간(411a, 411b)으로 나뉘어져 있다. 여기서 분리벽(415)은, 도5에서 참조되는 바와 같이 덕트(410), 매치플레이트(300) 및 테스트되는 반도체소자들이 적재된 테스트트레이(100)가 나란히 배열되어 있을 때, 테스트트레이(100)의 정중앙을 수평방향으로 가로지르는 위치에 구성된다. 이는 배경기술1과 배경기술2에 언급한 바와 같이 덕트(410)에서 공급되는 공조용 공기가 매치플레이트(300)의 푸셔(P)를 통과하여 테스트트레이(100)에 적재된 반도체소자들에 공급되어야 하기 때문이다. 만약, 분리벽(415)이 반도체소자와 대응되는 위치에 구성되면 그 위치에 있는 반도체소자는 원하는 온도로 조절하기가 곤란해진다. 따라서 분리벽(415)은 반도체소자들의 위치와 어긋난 위치에 구성되는 것이 바람직하다.

상측의 제1 분할 공간(411a)은, 상측에 있는 제1 유입구(412)와 대응되며, 제1 유입구(412)를 통해 제1 온도조절기(421)로부터 오는 공조용 공기가 유입된다. 그리고 하측의 제2 분할 공간(411b)은, 하측에 있는 제2 유입구(413)와 대응되며, 제2 유입구(413)를 통해 제2 온도조절기(422)로부터 오는 공조용 공기가 유입된다. 물론, 본 실시예에서는 제1 유입구(412)가 상측에 있고 제2 유입구(413)가 하측에 있는 예를 들고 있지만, 실시하기에 따라서는 유입구의 위치를 얼마든지 바꿀 수 있다.

또한, 덕트(410)의 전면에는 테스트트레이에 적재된 반도체소자의 위치에 대응되는 위치에 내부 공간으로 유입된 공조용 공기를 반도체소자 측으로 분사시키기 위한 다수개의 분사구(H)가 형성되어 있으며, 덕트(410)의 후면에는 내부 공간(411)으로 유입된 공조용 공기의 일부를 후방으로 분출시키기 위한 센싱구멍(414a 내지 414d)이 제1 분할 공간(411a) 영역 및 제2 분할 공간(411b) 영역에 각각 2개씩 형성되어 있다.

제1 온도조절기(421)는 제1 유입구(412)를 통해 제1 분할 공간(411a)으로 공조용 공기를 공급하기 위해 마련되고, 제2 온도조절기(422)는 제2 유입구(413)를 통해 제2 분할 공간(411b)으로 공조용 공기를 공급하기 위해 마련된다.

덕트(410)의 상측에 설치되는 2개의 온도센서(431, 432)는 덕트(410)의 제1 분할 공간(411a) 영역의 후면에 형성된 2개의 센싱구멍(414a, 414b)에서 각각 분출되어 나오는 공조용 공기의 온도를 확인하고, 덕트(410)의 하측에 설치되는 2개의 온도센서(433, 434)는 덕트(410)의 제2 분할 공간(411b) 영역의 후면에 형성된 2개의 센싱구멍(414c, 414d)에서 각각 분출되어 나오는 공조용 공기의 온도를 확인한다. 여기서 공조용 공기의 온도를 어디에서 어떻게 확인하는가에 따라 공조용 공기의 정확한 온도를 확인할 수 있느냐 없느냐가 결정될 수 있는데, 본 발명은 내부 공간(411)으로 유입된 후 센싱구멍(414a 내지 414d)을 통해 분출되어 나오는 공조용 공기의 온도를 직접 확인하기 때문에 공조용 공기의 정확한 온도값을 확인할 수 있다.

2개의 차단부재(441, 443)는 각각 상측의 온도센서(431, 432)와 하측의 온도센서(433, 434)에 대해 미치는 주변 공기의 영향을 최소화함으로써 덕트(410)를 통해 공급되는 공조용 공기의 온도를 정확하게 확인할 수 있도록 하기 위해 마련된다.

계속하여 위와 같은 구성을 가지는 테스트핸들러(TH)에서 온도조절장치(400)의 동작에 대해서 설명한다.

제1 온도조절기(421)와 제2 온도조절기(422)는 각각 요구되는 온도를 가지는 공조용 공기를 덕트(410)의 제1 분할 공간(411a)과 제2 분할 공간(411b)으로 공급하게 되고, 제1 분할 공간(411a)과 제2 분할 공간(411b)으로 공급된 공조용 공기는 덕트(410) 전면의 분사구(H)들을 통해 반도체소자 측으로 제공된다. 이 때, 분사구(H)를 통해 토출되면서 반도체소자 측으로 공급되는 공조용 공기는 매치플레이트(300)의 관통홀(310)을 지나 반도체소자로 공급된다.

한편, 제1 분할 공간(411a)과 제2 분할 공간(411b)으로 공급된 공조용 공기의 일부는 덕트(410) 후면에 형성된 센싱구멍(414a 내지 414d)으로 분출되며, 상측 2개의 온도센서(431, 432)와 하측 2개의 온도센서(433, 434)는 각각 상측 2개의 센싱구멍(414a, 414b)과 하측 2개의 센싱구멍(414c, 414d)에서 분출되는 공조용 공기의 온도를 확인한다. 이 때, 테스트핸들러(TH)의 제어부는 상측 2개의 온도센서(431, 432)로부터 오는 값을 서로 비교하면서 제1 온도조절기(421)를 제어하고, 하측 2개의 온도센서(433, 434)로부터 오는 값을 서로 비교하면서 제2 온도조절기(422)를 제어한다. 즉, 하나의 분할 공간(411a / 411b)에서 2개의 센싱구멍(414a, 414b / 414c, 414d)으로 각각 분출되는 공조용 공기를 2개의 온도센서(431, 432 / 433, 434)가 각각 확인하기 때문에, 일 측 온도센서의 고장 여부를 쉽게 확인할 수 있다. 예를 들어 하나의 온도센서만 가진 경우에는 해당 온도센서가 고장 난 경우 이를 알지 못하는 제어부는 고장 난 온도센서로부터 오는 잘못된 값에 의존하여 온도조절기를 잘못 제어하게 되어 잘못된 테스트 결과를 가져오지만, 본 발명에서와 같이 온도센서(431, 432 / 433, 434)가 쌍으로 구비되는 경우에는 일 측의 온도센서가 고장 난 경우 제어부가 이를 바로 알 수 있기 때문에 동작 중지 및 경고 발생 등을 통해 잘못된 제어에 따른 잘못된 테스트를 방지하는 한편 관리자가 수리할 수 있도록 유도할 수 있는 것이다.

한편, 본 실시예에서는 덕트(410)의 내부 공간(411)을 2개의 분할 공간(411a, 411b)으로 나누었지만 실시하기에 따라서는 2개 이상의 분할 공간으로 나누는 것도 얼마든지 고려될 수 있으며, 내부 공간(411)의 분할형태도 다른 예들이 얼마든지 고려될 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.

TH : 테스트핸들러
100 : 테스트트레이
200 : 테스트챔버
300 : 매치플레이트
310 : 관통홀
400 : 온도조절장치
410 : 덕트
411 : 내부 공간
411a : 제1 분할 공간 411b : 제2 분할 공간
412 : 제1 유입구
413 : 제2 유입구
414a 내지 414d : 센싱구멍
415 : 분리벽
H : 분사구
421 : 제1 온도조절기
422 : 제2 온도조절기
431 내지 434 : 온도센서
441, 443 :차단부재

Claims (4)

1. 복수개의 반도체소자를 적재시킬 수 있는 테스트트레이;
   상기 테스트트레이에 적재된 복수개의 반도체소자가 요구되는 조건의 온도상태에서 테스트될 수 있도록 하기 위해 마련되는 테스트챔버;
   상기 테스트트레이가 상기 테스트챔버 내에 수용된 경우에 상기 테스트트레이에 적재된 복수개의 반도체소자를 테스터 측으로 밀어 반도체소자들을 테스터 측에 전기적으로 접속시키기 위해 상기 테스트챔버 내에 마련되는 매치플래이트; 및
   상기 테스트챔버 내에 있는 테스트트레이에 적재된 반도체소자들을 요구되는 조건의 온도상태로 조절하기 위한 온도조절장치; 를 포함하고,
   상기 온도조절장치는,
   내부 공간으로 온도조절용 공기가 유입되도록 하기 위한 적어도 둘 이상의 유입구를 가지며, 상기 적어도 둘 이상의 유입구를 통해 상기 내부 공간으로 유입된 온도조절용 공기를 하나의 테스트트레이에 담겨진 복수개의 반도체소자로 나누어 공급하기 위해 전면에 온도조절용 공기를 분사시키기 위한 복수개의 분사구가 형성된 덕트; 및
   상기 덕트의 상기 적어도 둘 이상의 유입구를 통해 각각 상기 내부 공간으로 온도조절용 공기를 공급하기 위한 적어도 둘 이상의 온도조절기; 를 포함하며,
   상기 매치플레이트에는 상기 덕트에 형성된 복수개의 분사구를 통해 분사된 온도조절용 공기를 상기 테스트트레이에 적재된 복수개의 반도체소자로 공급하기 위한 복수개의 관통홀이 형성되어 있고,
   하나의 덕트는 하나의 테스트트레이에 적재된 복수개의 반도체소자들로 온도조절용 공기를 공급하기 위해 마련되며,
   상기 하나의 덕트는 상기 내부 공간이 상기 적어도 둘 이상의 유입구에 각각 대응되면서 분리벽에 의해 상호 완전히 분리된 적어도 둘 이상의 분할 공간으로 나뉘어 있으며,
   상기 둘 이상의 분할 공간들은 서로 다른 온도조절기에 의해 공조용 공기가 제공되며,
   상기 분리벽의 위치는, 상기 덕트, 매치플레이트 및 테스트되는 복수개의 반도체소자가 적재된 테스트트레이가 나란히 배열되어 있을 때, 반도체소자들의 위치와 어긋나 있는 것을 특징으로 하는
   테스트핸들러.
2. 제1항에 있어서,
   상기 덕트로 공급된 온도조절용 공기의 온도를 확인하기 위한 온도센서A를 더 포함하고,
   상기 온도센서A는 상기 덕트의 후면에 형성된 센싱구멍A를 통해 상기 덕트의 내부공간으로부터 분출되어 나오는 공기의 온도를 확인하는 것을 특징으로 하는
   테스트핸들러.
3. 제2항에 있어서,
   상기 덕트로 공급된 온도조절용 공기의 온도를 확인하기 위해 상기 온도센서A와는 별개로 구비되는 온도센서B를 더 포함하고,
   상기 온도센서B는 상기 센싱구멍A와는 별개로 상기 덕트에 형성된 센싱구멍B를 통해 상기 덕트의 내부공간으로부터 분출되어 나오는 공기의 온도를 확인하는 것을 특징으로 하는
   테스트핸들러.
4. 제2항에 있어서,
   상기 온도센서A에 대한 주변 공기의 영향을 최소화하기 위한 차단부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
   테스트핸들러.

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