KR101968984B1 - 사이드도킹식 테스트핸들러 - Google Patents

사이드도킹식 테스트핸들러 Download PDF

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Abstract

본 발명은 테스트핸들러에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 디소크챔버 내에서 이동하는 테스트트레이에 적재된 반도체소자들을 골고루 상온 또는 일정 온도로 복귀시키기 위해 디소크챔버의 일 측 벽면에 공기 순환용 유로를 형성하고, 별도의 순환장치를 구비하여 디소크챔버 내부의 공기가 유로를 통과하여 순환되게 함으로써 장비의 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 기술이 제시된다.

Description

사이드도킹식 테스트핸들러{SIDE DOCKING TYPE TEST HANDLER}
본 발명은 생산된 반도체소자를 출하하기에 앞서 이루어지는 반도체소자의 테스트에 지원되는 테스트핸들러에 관한 것이다.
테스트핸들러는 소정의 제조공정을 거쳐 제조된 반도체소자가 테스터에 의해 테스트될 수 있도록 지원하며, 테스트 결과에 따라 반도체소자를 등급별로 분류하여 고객트레이에 적재하는 기기이다.
도1은 종래의 테스트트레이가 수직으로 세워진 상태에서 적재된 반도체소자를 테스터 측에 공급하는 사이드도킹식 방식을 취하는 테스트핸들러(100)를 평면에서 바라본 개념도로서 이를 참조하면, 테스트핸들러(100)는 테스트트레이(110), 로딩장치(120), 소크챔버(130, SOAK CHAMBER), 테스트챔버(140, TEST CHAMBER), 디소크챔버(150, DESOAK CHAMBER), 언로딩장치(160) 등을 포함하여 구성된다.
테스트트레이(110)는, 반도체소자가 안착될 수 있는 복수의 인서트를 가지며, 다수의 이송장치(미도시)에 의해 정해진 폐쇄경로(C)를 따라 순환한다.
로딩장치(120)는 고객트레이(미도시)에 적재되어 있는 미테스트된 반도체소자를 로딩위치(LP : LOADING POSITION)에 있는 테스트트레이(110)로 로딩(loading)시킨다.
소크챔버(130)는 이송되어 온 테스트트레이(110)에 적재되어 있는 반도체소자들을 테스트하기에 앞서 테스트환경조건에 따라 예열(豫熱) 또는 예냉(豫冷)시키기 위해 마련된다.
테스트챔버(140)는 소크챔버(130)에서 예열/예냉된 후 테스트위치(TP : TEST POSITION)로 이송되어 온 테스트트레이(110)에 적재되어 있는 반도체소자를 테스트하기 위해 마련된다.
디소크챔버(150)는 테스트챔버(140)로부터 이송되어 온 테스트트레이(110)에 적재되어 있는 가열된 반도체소자를 송풍에 의해 냉각하여 실온 혹은 언로딩시 문제가 없을 정도의 일정 온도로 복귀시키고, 또는, 냉각된 반도체소자를 온풍 또는 히터 등으로 가열하여 상온 혹은 결로(結露)가 생기지 않을 정도의 일정 온도로 복귀시키기 위해 마련된다.
언로딩장치(160)는 언로딩위치(UP : UNLOADING POSITION)에 있는 테스트트레이(110)로부터 반도체소자들을 테스트 등급별로 분류하여 빈 고객트레이로 언로딩(unloading)시킨다.
이상에서 설명한 바와 같이, 반도체소자는 테스트트레이(110)에 적재된 상태로 소크챔버(120), 테스트챔버(130) 및 디소크챔버(140)를 거쳐 언로딩위치(UP)와 로딩위치(LP)를 순차적으로 지나 다시 소크챔버(120)로 이어지는 폐쇄경로(C)를 따라 순환한다.
한편, 테스트핸들러(100)에는 폐쇄경로(C)를 따라 순환하는 테스트트레이(110)를 여러 장 구비하고 있고, 앞서 설명한 바와 같이 소크챔버(130)는 테스트하기 전에 미리 반도체소자를 테스트 조건에 따른 온도로 맞추어 놓으며, 디소크챔버(150)는 테스트가 이루어진 후 언로딩에 앞서서 미리 반도체소자를 일정 온도로 복귀시켜 놓는데, 이는 테스터(TESTER)와 언로딩장치(UP)의 가동률을 높임으로써 궁극적으로 장비의 처리용량을 향상시키기 위해서이다. 여기서, 주지된 바와 같이 다수개의 테스트트레이(110)가 소크챔버(130) 또는 디소크챔버(150)에 함께 수용된 상태에서 병진 이송하게 되며, 이렇게 병진 이송하는 시간 동안 테스트트레이(110)에 적재된 반도체소자는 소크챔버(130)와 디소크챔버(150)에 머무르면서 온도 조정이 이루어질 수 있게 된다.
위와 같은 테스트핸들러(100)에 대한 기술들 중, 본 발명은 디소크챔버(150)에서 반도체소자들을 상온 혹은 일정 온도로 복귀시킴으로써 차후에 이루어지는 언로딩작업이 적절히 이루어지도록 하는 기술과 관계하며, 이 부분에 대하여 더 자세히 설명한다.
저온에서 테스트가 진행된 반도체소자를 외기와 개방된 언로딩위치로 바로 보내게 되면, 상온의 공기와 접촉하여 반도체소자의 표면에 물기가 맺힘으로써 반도체소자에 손상이 초래될 수 있으며, 언로딩장치의 패드가 반도체소자를 파지할 때 반도체소자의 표면에 패드 자국이 남게 되어 상품 품질을 떨어뜨릴 수 있다.
또한, 고온에서 테스트가 진행된 경우에도, 고온의 반도체소자를 언로딩위치로 바로 보내게 되면 반도체소자에 남아 있는 고온의 열로 인하여 언로딩장치의 패드가 녹거나 눌러 붙을 수 있는 우려가 있다.
따라서 앞서 설명한 바와 같이 디소크챔버(150)를 구성하여 테스트가 완료된 반도체소자를 상온 또는 일정 온도로 복귀시킬 필요가 있는 것이다. 이를 위해, 도2에서 참조되는 바와 같이, 종래의 테스트핸들러(100)에 구성되는 디소크챔버(150) 내부에는 히터(170), 팬(180) 및 방향판(190)을 구비하고 있다. 여기서 방향판(190)은 팬에 의해 불어지는 공기를 일정한 방향으로 유도하기 위해 구비된다.
히터(170)는 디소크챔버(150) 내부 공간의 하측 영역에 구비되고, 팬(180)은 테스트트레이(110) 측 방향으로 히터(170)에 의해 가열된 공기를 하측에서 상측 방향으로 공급하기 위해 마련된다. 이러한 구성에 따라 저온 테스트시에는 히터(170)와 팬(180)이 작동하여 디소크챔버(150) 내부에 있는 반도체소자의 온도를 상승시키고, 고온 테스트시에는 팬(180)만 작동하여 내부 공기를 순환시킴으로써 반도체소자의 온도를 하강시키거나 소량의 저온 가스를 공급하여 온도를 하강시킬 수도 있다.
그런데, 최근에는 처리용량의 향상을 위해 테스트트레이의 크기가 확장되었고, 테스트시간이 짧아짐에 따라 디소크챔버에서 테스트트레이가 머무는 시간을 짧게 가져가려고 하고 있다.
그러나 도2에서와 같은 종래기술에 의하면 테스트트레이(110)의 전체 영역에 퍼져 적재되어 있는 반도체소자들 중 히터(170)와 가까운 하측 부분에 있는 반도체소자들은 정해진 짧은 시간에 요구되는 온도로 복귀될 수 있지만, 상대적으로 히터(170)와 멀리 떨어진 상측 부분에 있는 반도체소자들은 정해진 짧은 시간에 요구되는 온도로 복귀되지 못하는 편차가 발생하게 된다. 특히, 저온 테스트시에 히터(170)의 열이 테스트트레이(110)의 상측 부분까지 잘 전달되지 않는 이유는 디소크챔버(150) 내부에 수용된 테스트트레이들 간의 간격이 좁아서 크기가 확장된 테스트트레이(110)의 상측 부분까지 열을 원활히 보낼 수 없기 때문이다.
만일 위와 같은 문제를 해결하고자 한다면, 테스트트레이가 디소크챔버에 머무는 시간(테스트트레이가 디소크챔버 내부에서 병진 이동하면서 머무르는 시간)을 늘려야 하는데, 이럴 경우 테스트트레이의 순환 시간이 길어져 장비의 처리용량을 떨어뜨리게 된다. 그렇다고 디소크챔버의 내부 공간을 확장하여 테스트트레이의 머무는 시간은 늘리되 디소크챔버에 수용될 수 있는 테스트트레이의 개수의 증가시켜 처리용량을 유지하려고 하면 장비의 대형화는 물론이고 테스트트레이를 더 제작해야 하는 데서 오는 생산단가의 상승이라는 문제가 발생한다.
따라서 종래의 장비 크기를 유지하면서도 디소크챔버의 기능을 확보할 수 있도록 하기 위해 본 출원인의 연구진들은 히터의 용량을 키우거나, 히터/팬을 추가로 설치하는 방법 등을 시도하였지만 만족할 만한 결과를 얻어내지 못하였었다.
상기한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 별도의 유로를 통해 디소크챔버 내의 공기를 순환시킴으로써 테스트트레이의 전 영역에 적재된 반도체소자들이 골고루 요구되는 온도로 복귀될 수 있도록 하는 기술을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 테스트핸들러는, 일정한 순환경로를 따라 이송되는 테스트트레이; 상기 테스트트레이로 반도체소자를 로딩시키는 로딩장치; 상기 로딩장치에 의해 반도체소자의 로딩이 완료된 테스트트레이를 수용한 후 테스트 환경 조건에 따라 반도체소자들을 예열/예냉시키기 위해 마련되는 소크챔버; 상기 소크챔버로부터 온 테스트트레이에 적재된 반도체소자들의 테스트를 지원하기 위해 마련되는 테스트챔버; 상기 테스트챔버를 거쳐 오는 테스트트레이에 적재된 반도체소자들을 일정 온도로 복귀시키기 위해 마련되며, 일 측 벽에 상하 방향으로 공기가 이동될 수 있는 유로가 형성되어 있는 디소크챔버; 상기 디소크챔버 내부의 공기가 상기 유로를 통과하면서 순환될 수 있도록 하기 위해 마련되는 순환장치; 및 상기 디소크챔버로부터 온 테스트트레이에 적재된 반도체소자를 언로딩시키는 언로딩장치; 를 포함한다.
상기 유로의 일 측은 상기 디소크챔버의 내부로부터 공기를 흡입하기 위한 흡입구로서 기능하고, 타 측은 상기 디소크챔버의 내부로 공기를 배출하기 위한 배출구로서 기능하며, 상기 순환장치는 상기 디소크챔버 내부의 공기가 상기 흡입구로 흡입된 후 상기 배출구로 배출될 수 있도록 작동한다.
상기 순환장치는, 상기 흡입구 측에 결합되는 흡입팬; 및 상기 배출구 측에 결합되는 배출팬; 을 포함한다.
상기 배출구는 다수개이고, 상기 배출팬도 다수개로 마련된다.
상기 디소크챔버의 내부를 가열시키기 위해 상기 디소크챔버 내부 공간의 상측 영역에 위치하는 히터를 더 포함한다.
상기 유로가 형성된 상기 디소크챔버의 상기한 일 측 벽면은 상기 디소크챔버의 내부를 개폐시키기 위한 도어일 수 있다.
상기 도어를 개방할 시 상기 히터를 작업자로부터 차단하기 위한 차단기를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 차단기는, 상기 디소크챔버의 내부에 접철 가능하게 마련되는 차단막; 및 상기 차단막을 밀어주기 위해 상기 도어에 설치되는 푸셔; 를 포함한다.
위와 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 테스트트레이의 전 영역에 적재된 반도체소자들이 정해진 짧은 시간 내에 요구되는 온도로 복귀될 수 있어서 장비의 안정성 및 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.
둘째, 별도의 덕트를 이용하지 않고 도어를 덕트로 활용하기 때문에 테스트핸들러의 규격을 종래의 규격으로 그대로 가져갈 수 있으며, 기존의 장비도 본 발명을 적용하여 개량하는 것이 쉽게 가능해질 수 있다.
도1은 종래의 테스트핸들러에 대한 개념적인 평면도이다.
도2는 도1의 테스트핸들러에 일반적으로 적용된 디소크챔버 내부의 개략적인 구성도이다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 테스트핸들러에 대한 개념적인 평면도이다.
도4a는 디소크챔버의 일 측 벽을 이루는 도어에 대한 개략적인 사시도이다.
도4b는 디소크챔버에 흡입팬과 배출팬이 결합되어 있는 상태를 도시한 개략적인 사시도이다.
도4c는 다른 예에 따른 도어에 대한 개략적인 사시도이다.
도5는 도4의 도어에 대한 개념적인 정면도이다.
도6은 도3의 테스트핸들러의 주요 부분에 대한 작동을 설명하기 위한 참조도이다.
도7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 테스트핸들러의 주요 부분에 대한 참조도이다.
도8a 내지 도8c는 도7에서 참조된 테스트핸들러의 주요 부분에 대한 작용 설명하기 위한 참고도이다.
도9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 테스트핸들러의 주요 부분에 대한 개략도이다.
이하 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하되, 설명의 간결함을 위해 배경기술에서 언급된 설명은 가급적 생략하거나 압축한다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 테스트핸들러(300)에 대한 개념적인 평면도이다.
본 실시예에 따른 테스트핸들러(300)는, 테스트트레이(310), 로딩장치(320), 소크챔버(330), 테스트챔버(340), 디소크챔버(350), 순환장치(360), 히터(370) 및 언로딩장치(380) 등을 포함하여 구성된다.
위의 구성들 중 테스트트레이(310), 로딩장치(320), 소크챔버(330), 테스트챔버(340) 및 언로딩장치(380)는 배경기술에서 설명된 바와 동일하므로 그 설명을 생략한다.
디소크챔버(350)의 일 측 벽을 이루는 도어(351)는, 디소크챔버(350)의 내부를 개폐시키기 위해 마련되며, 도4a에서 참조되는 바와 같이 그 외면과 내면 사이에 상하 방향으로 공기가 이동될 수 있는 유로(351a, 점선 참조)가 형성되어 있고, 도5에서 참조되는 바와 같이 그 외면 측으로는 단열재(351b)가 구비된다. 여기서 유로(351a)의 상측인 흡입구(351a-1)는 히터(370)에 의해 가열된 공기를 흡입하기 위해 하나만 형성되어 있고, 유로(351a)의 하측인 배출구(351a-2a, 351a-2b, 351a-2c, 351a-2d, 351a-2e. 351a-2f)는 배출되는 가열된 공기가 테스트트레이(310)의 측면 상하 부분으로 골고루 배출될 수 있도록 상하단으로 다수개가 형성되어 있다. 물론, 이러한 배출구(351a-2a, 351a-2b, 351a-2c, 351a-2d, 351a-2e, 351a-2f)들은 참조도 도4c에서와 같이 도어(351A)의 내측 벽면에는 커다란 하나의 구멍(H)만 형성시켜 놓고 배출팬들이 설치되면서 구획되게 할 수도 있다.
도4b에서 참조되는 바와 같이, 순환장치(360)는 디소크챔버(351) 내부의 공기가 유로(351a)를 통과하면서 순환될 수 있도록 하기 위해 마련되며, 흡입구(351a-1) 측에 결합되는 흡입팬(361)과 배출구(351a-2a, 351a-2b, 351a-2c, 351a-2d, 351a-2e, 351a-2f)들 측에 결합되는 다수개의 배출팬(362a 내지 362f)을 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 흡입팬(361)과 배출팬(362a 내지 362f)들도 실시하기에 따라서는 어느 일 측만 구성되어도 유로(351a)를 통한 공기의 순환은 이루어질 수 있으므로 본 발명의 다른 일 예로서 충분히 고려될 수 있다. 또한, 흡입팬 및 배출팬의 개수와 위치는 장비의 구조, 풍량, 테스트트레이의 크기 및 본 기술에서 언급하지 않은 다른 히터와 팬과의 병행여부에 따라 달라질 수 있다. 즉, 본 예에서는 흡입팬(361)을 구성 위치의 제약 때문에 1개만 설치하였지만 2개 이상을 직렬 혹은 병렬로 구성할 수도 있고, 배출팬의 숫자를 가감할 수도 있는 것이다.
히터(370)는, 디소크챔버(350)의 내부를 가열시키기 위해 마련되며, 디소크챔버(350) 내부 공간의 상측 영역에 위치된다. 이렇게 히터(370)를 상측 영역에 설치하는 이유는 다른 영역보다 설치 공간 확보에 유리하기 때문이다. 만일 측면 등에 히터(370)를 설치하게 되면 장비의 크기가 커져야 하는 등의 문제가 있을 수 있게 된다. 또한 도6에서 참조되는 바와 같이 히터(370)의 후단에 송풍팬(390)을 추가로 설치하여, 가열된 열을 빨리 흡입팬(361)쪽으로 보내도록 구현될 수도 있다.
위와 같은 구성을 가지는 테스트핸들러(300)의 주요 부분에 대한 작동에 대하여 도6을 참조하여 설명한다.
저온 테스트시에는 히터(370)에 의해 디소크챔버(350) 내부의 상측 영역이 가열되고, 가열된 공기는 흡입팬(361)과 배출팬(362a 내지 362f)들의 작동에 따라 유로(351a)를 통과하여 테스트트레이(310)들의 측면 상하 부분으로 골고루 공급되면서 반도체소자들과 접촉함으로써 테스트트레이(310)의 전체 영역에 적재된 반도체소자들을 요구되는 온도로 골고루 상승시킴으로써 정해진 짧은 시간 내에 반도체소자들을 원하는 온도로 복귀시킨다.
물론, 고온 테스트시에는 히터(370)의 작동이 정지된 상태에서 흡입팬(361)과 배출팬(362a 내지 362f)들만 작동하게 되고, 이 때에도 상온의 공기가 테스트트레이(110)들의 측면 상하 부분으로 골고루 공급되기 때문에 테스트트레이(110)의 전체 영역에 적재된 반도체소자들을 요구되는 온도로 골고루 하강시키게 된다.
본 발명에 따른 테스트핸들러는 상기한 바와 같은 구성에서 더 나아가 도어를 개방할 시에 히터에서 발생하는 열로부터 작업자를 차단시켜 작업자를 보호하기 위한 차단기를 더 포함할 수 있다. 이에 대하여 도7을 참조하여 설명한다.
도7의 일부 사시도에서 참조되는 바와 같이 차단기(790)는 차단막(791)과 푸셔(792)를 포함한다.
차단막(791)은, 작업자를 히터로부터 차단시킬 수 있는 충분한 넓이를 가지는 사각 판 형상이며, 디소크챔버(750)의 상면에 접철 가능하도록 경첩(H)에 의해 결합된다.
푸셔(792)는, 차단막(791)의 상단 부분을 밀기 위해 마련되며, 도어(751)의 내벽면에 설치된다.
계속하여 도8a 내지 도8c의 개략적인 측단면도를 참조하여 차단기(790)의 작용을 설명한다.
도8a에서와 같이 도어(751)가 닫힌 상태에서는 푸셔(792)가 접혀진 차단막(791)을 지지한다. 만일 작업자가 도어(751)를 개방시키면 도8b에서와 같이 도어(751)의 이동방향으로 푸셔(792)도 함께 후퇴 이동(차단막 기준으로 후퇴 함)하게 됨으로써 차단막(791)이 자중에 의해 펼쳐진다. 따라서 펼쳐진 차단막(791)에 의해 히터(770)로부터 작업자(W)가 차단될 수 있다. 즉, 작업자가 필요에 의하여 도어(751)를 열었을 경우, 히터(770)에 의해 가열된 고온의 공기가 작업자에게 전달되어 작업자가 화상 등을 입을 수 가 있기 때문에 작업자를 히터(770)의 열로부터 보호하는 것이다. 차후 작업자(W)가 도어(751)를 닫을 시에는 도8c에서와 같이 푸셔(792)가 전진하면서 차단막(791)의 상단 부분을 밀게 되기 때문에 차단막(791)이 다시 접히게 된다.
한편, 본 발명은 도9에서 참조되는 바와 같이, 디소크챔버(950) 내부 공간의 하부 영역에 별도의 히터(991)와 팬(992)을 더 구비시켜 가열된 공기가 하측에서 상측으로 공급되도록 하는 종래의 기술과 함께 결합될 수도 있다. 그리고 이렇게 도9와 같은 구성을 취하는 경우, 본 출원인은 테스트핸들러의 전체 규격을 종래와 동일하게 가져가면서도, 저온 테스트시에 원하는 만큼 반도체소자의 온도 상승이 이루어짐을 확인하였다.
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.
300 : 테스트핸들러
310 : 테스트트레이 320 : 로딩장치
330 : 소크챔버
340 : 테스트챔버
350 : 디소크챔버
351 : 도어
351a : 유로
351a-1 : 흡입구
351a-2a 내지 351a-2f: 배출구
360 : 순환장치
361 : 흡입팬
362a 내지 362f : 배출팬
370 : 히터
380 : 언로딩장치
790 : 차단기
791 : 차단막 792 : 푸셔

Claims (8)

  1. 일정한 순환경로를 따라 이송되는 테스트트레이;
    상기 테스트트레이로 반도체소자를 로딩시키는 로딩장치;
    상기 로딩장치에 의해 반도체소자의 로딩이 완료된 테스트트레이를 수용한 후 테스트 환경 조건에 따라 반도체소자들을 예열/예냉시키기 위해 마련되는 소크챔버;
    상기 소크챔버로부터 온 테스트트레이에 적재된 반도체소자들의 테스트를 지원하기 위해 마련되는 테스트챔버;
    상기 테스트챔버를 거쳐 오는 테스트트레이에 적재된 반도체소자들을 일정 온도로 복귀시키기 위해 마련되며, 일 측 벽에 상하 방향으로 공기가 이동될 수 있는 유로가 형성되어 있는 디소크챔버;
    상기 디소크챔버 내부의 공기가 상기 유로를 통과하면서 순환될 수 있도록 하기 위해 마련되는 순환장치; 및
    상기 디소크챔버로부터 온 테스트트레이에 적재된 반도체소자를 언로딩시키는 언로딩장치;
    상기 디소크챔버의 내부를 가열시키기 위해 상기 디소크챔버 내부 공간의 상측 영역에 위치하는 히터; 및
    도어를 개방할 시 상기 히터를 작업자로부터 차단하기 위한 차단기; 를 포함하고,
    상기 유로가 형성된 상기 디소크챔버의 상기한 일 측 벽면은 상기 디소크챔버의 내부를 개폐시키기 위한 도어이며,
    상기 차단기는,
    상기 디소크챔버의 내부에 접철 가능하게 마련되는 차단막; 및
    상기 차단막을 밀어주기 위해 상기 도어에 설치되는 푸셔; 를 포함하는 것을 특징으로 하는
    테스트핸들러.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유로의 일 측은 상기 디소크챔버의 내부로부터 공기를 흡입하기 위한 흡입구로서 기능하고, 타 측은 상기 디소크챔버의 내부로 공기를 배출하기 위한 배출구로서 기능하며,
    상기 순환장치는 상기 디소크챔버 내부의 공기가 상기 흡입구로 흡입된 후 상기 배출구로 배출될 수 있도록 작동하는 것을 특징으로 하는
    테스트핸들러.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 순환장치는,
    상기 흡입구 측에 결합되는 흡입팬; 및
    상기 배출구 측에 결합되는 배출팬; 을 포함하는 것을 특징으로 하는
    테스트핸들러.
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