KR102181043B1 - 반도체 테스트 장비 - Google Patents

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KR102181043B1 KR1020190092982A KR20190092982A KR102181043B1 KR 102181043 B1 KR102181043 B1 KR 102181043B1 KR 1020190092982 A KR1020190092982 A KR 1020190092982A KR 20190092982 A KR20190092982 A KR 20190092982A KR 102181043 B1 KR102181043 B1 KR 102181043B1
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박호진
손민우
이충일
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Abstract

본 발명은 테스트 대상 기판을 수용하는 챔버 내부가 소정의 테스트 온도를 유지하도록 하는 장치에 관한 것으로, 본 발명은 챔버 및 히터와 챔버 내부로 공기를 유입 시키는 메인 송풍 모듈 및 서브 송풍 모듈을 포함하고, 서브 송풍 모듈에 의한 서브 유동은 테스트 대상 기판이 장착되는 일 측벽을 통해 유입되도록 구성된다.

Description

반도체 테스트 장비 {A semiconductor test equipment}
본 발명은 반도체 테스트 장비에 관한 것으로, 테스트 대상 기판을 수용하는 챔버 내부가 소정의 테스트 온도를 유지하도록 하는 장치에 관한 것이다.
반도체 소자는 그 신뢰성을 보장할 수 있도록 다양한 테스트를 거쳐 양품으로 판정된 제품들만 판매가 이루어진다. 이러한 테스트는 열적 또는 전기적으로 가혹한 조건하에서 이루어지는 경우가 많으며, 고온의 분위기를 조성할 수 있도록 테스트 장비는 고온 챔버를 구비하는 경우가 많다.
종래 고온 챔버를 구비하는 테스트 장비의 일 예로, 대한민국 특허 공개 제10-2017-0023340호는 「장치의 전체 외관을 구성하는 챔버부재와, 상기 챔버부재의 일측에 형성되는 도어부재와, 상기 챔버부재의 내부에 배치되는 필터부재와, 상기 챔버부재 내부에 배치되는 가열부재와, 상기 챔버부재 내부로 공급되는 공기의 양을 조절하기 위한 풍량조절부재와, 상기 챔버부재에 설치되는 공기순환부재와, 상기 챔버부재에 연결 설치되는 냉각부재와, 상기 챔버부재 내부에 배치되어 복수 개의 수용프레임을 지지하는 지지프레임부재와, 상기 지지프레임부재에 거치되는 수용프레임부재를 포함하며, 상기 수용프레임부재에는 컴퓨터본체가 수용되고, 상기 수용프레임부재의 전면을 통해 상기 컴퓨터본체에 연결되는 커넥터부가 돌출되고, 상기 커넥터부에 테스트 대상 메모리가 결합되도록 구성되며, 상기 공기순환부재는 상기 지지프레임부재를 대면하는 측의 상기 챔버부재 상부에 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 부품 신뢰성 테스트 장치」를 개시하고 있다.
이에 개시된 반도체 테스트 장비는 챔버 내부를 가열하기 위한 열원으로 작용하는 가열부재와 가열부재 주위로 공기 유동을 일으켜 챔버 내부로 순환될 수 있도록 하는 공기순환부재를 통해 챔버 내부가 소정의 테스트 온도로 가열되었다.
그런데, 이러한 종래의 반도체 테스트 장비는 일측 벽면을 통해 유입되는 가열된 공기로 챔버 내부가 전체적으로 가열되는 방식을 채용하고 있어 챔버 내부 온도가 불균일하게 분포되더라도 이를 보상할 수단이 없는 문제가 있었다. 전술한 공개 특허의 경우 챔버부재 내부로 공급되는 공기의 양을 조절하기 위한 풍량조절부재를 구비하고 있기는 하나 개시된 풍량조절부재는 수동 조작을 통해 통기구의 크기를 조절하는 방식으로 사용이 번거롭고 장비의 운전 조건에 따라 정교하게 제어될 수 없는 문제가 있었다.
대한민국 공개 특허 공보 제10-2017-0023340호
본 발명은 이러한 종래 반도체 테스트 장비의 문제를 해결하기 위한 것으로, 챔버 내부의 온도 분포 균일성(uniformity)을 향상시킬 수 있는 반도체 테스트 장비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 챔버 내부의 위치에 따라 부분적으로 송풍량을 제어할 수 있는 반도체 테스트 장비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 챔버 내부에 공급할 수 있는 풍량을 증가시킬 수 있고, 챔버 내부 가열 시간을 단축할 수 있는 반도체 테스트 장비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 다양한 종류의 반도체 디바이스에 대한 고온 또는 저온 테스트를 수행할 수 있는 반도체 테스트 장비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 테스트 장비는 다수의 테스트 대상 기판이 실장되는 챔버, 상기 챔버 내부로 공급될 열을 발산하는 히터, 상기 챔버 외부의 공기를 상기 챔버 내부로 유입시키는 메인 유동을 발생시키는 메인 송풍 모듈, 상기 챔버 외부의 공기를 상기 챔버 내부로 유입시키는 서브 유동을 발생시키는 서브 송풍 모듈을 포함하고, 상기 챔버는 테스트 대상 기판 장착을 위한 다수의 소켓이 구비된 제1측벽과, 상기 제1측벽에 인접한 제2측벽을 포함하고, 상기 제2측벽에는 메인 유동에 의한 공기가 유입되는 흡기구가 형성되고, 상기 제1측벽에는 서브 유동에 의한 공기가 유입되는 다수의 통공이 형성된다.
또한, 상기 반도체 테스트 장비는 좌우 측방향으로 동일 선상에 놓이는 통공들로 이루어진 복수의 통공 그룹과, 동일한 통공 그룹에 속하는 복수의 통공들이 연통되는 복수의 파이프라인을 더 포함한다.
또한, 상기 반도체 테스트 장비는 상기 각 파이프라인으로부터 상기 각 파이프라인에 연통되는 상기 통공들로의 공기 유동 통로를 형성하는 복수의 노즐을 더 포함하고, 상기 복수의 노즐은 상기 제1측벽에 대하여 직교하는 방향을 따라 형성되어 상기 통공들로부터 유출되는 공기 흐름이 테스트 대상 기판과 나란한 방향을 형성한다.
또한, 상기 복수의 통공 그룹들은 적층되는 테스트 대상 기판들 사이의 중간에 배치된다.
또한, 상기 서브 송풍 모듈은 둘 이상의 서브 블로워를 포함하고, 상기 둘 이상의 서브 블로워는 서로 다른 통공 그룹에 공기를 공급한다.
또한, 상기 반도체 테스트 장비는 상기 제2측벽의 바깥에 설치되며 상단부를 회동축으로 하여 기울기가 가변되는 경사벽을 더 포함한다.
그리고 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 또 다른 반도체 테스트 장비는 수평하게 놓이는 번인보드 다수개가 상하 방향으로 소정 간격 이격되어 적층되는 챔버와, 상기 챔버의 일 측벽을 이루며 번인보드들이 결합되는 다수의 소켓이 구비되는 후측벽과, 상기 후측벽 상에서 상기 다수의 소켓들 사이사이에 배치되어 인접하는 번인보드 사이 공간으로 공기가 유입되도록 안내하는 다수의 통공과, 상기 챔버에 공급될 열을 발산하는 히터와, 상기 챔버 외부의 공기를 상기 다수의 통공으로 공급하는 제1송풍 모듈을 포함하고, 상기 반도체 테스트 장비는 상기 후측벽과 인접하며, 상기 후측벽 보다 면적이 작은 다른 일 측벽을 통해 상기 챔버 내부로 공기를 공급하기 위한 제2송풍 모듈을 더 포함한다.
그리고 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 또 다른 반도체 테스트 장비는 다수의 테스트 대상 SSD 메모리 카드가 설치되는 챔버와, 테스트 대상 SSD 메모리 카드가 결합되는 다수의 소켓이 구비되는 상측벽과, 상기 상측벽 상에서 상기 다수의 소켓들 사이사이에 배치되어 인접하는 SSD 메모리 카드 사이 공간으로 공기가 유입되도록 안내하는 다수의 통공과, 상기 챔버에 공급될 열을 발산하는 히터와, 상기 챔버 외부의 공기를 상기 다수의 통공으로 공급하는 서브 송풍 모듈과, 상기 상측벽과 인접하며, 상기 상측벽 보다 면적이 작은 다른 일 측벽을 통해 상기 챔버 내부로 공기를 공급하는 메인 송풍 모듈을 포함하고, 상기 반도체 테스트 장비는 챔버 내부 공기가 배출되는 배기구가 형성된 하측벽을 더 포함한다.
이러한 본 발명에 따른 반도체 테스트 장비는 테스트 대상 기판이 결합되는 일 측벽에 고르게 분포되어 있는 다수의 통공에서 공급되는 서브 유동을 통해 균일한 유속으로 공기를 유입시킴으로써 챔버 내부 온도 및 유속 분포의 균일성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 반도체 테스트 장비는 메인 유동 및 서브 유동을 선택적으로 또는 동시 공급할 수 있도록 구성됨으로써 기기 운전이 정교하게 제어될 수 있고, 챔버 내부에 빠른 온도 상승을 가능하게 함으로써 테스트 공정에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 반도체 테스트 장비는 전술한 MBT테스트, THB테스트 뿐만 아니라 다양한 종류의 고온 또는 저온 신뢰성 테스트 장비에 폭넓게 활용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 반도체 테스트 장비는 메인 유동의 공기 유동 통로 상에 경사벽을 구성함으로써 메인 유동의 유속 분포 균일성을 높일 수 있다.
도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 테스트 장비를 도시한 개략도
도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 테스트 장비의 챔버 및 그 주변 구성을 개략적으로 도시한 사시도.
도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 테스트 장비의 챔버 및 그 주변 구성 일부를 개략적으로 도시한 평면도.
도4는 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 테스트 장비의 챔버의 후측벽 정면 일부를 개략적으로 도시한 도면.
도5는 도2의 A-A’선에 따라 자른 단면의 일부를 도시한 도면.
도6은 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 테스트 장비를 도시한 개략도
도7은 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 테스트 장비의 챔버 및 그 주변 구성을 개략적으로 도시한 사시도.
도8은 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 테스트 장비의 챔버 및 그 주변 구성 일부를 개략적으로 도시한 정면도.
도9는 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 테스트 장비의 챔버의 상측벽 저면 일부를 개략적으로 도시한 도면.
도10은 도7의 B-B’선에 따라 자른 단면의 일부를 도시한 도면.
이하에서는 본 발명의 다양한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형이 가해질 수 있다. 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명을 해당 실시예로 한정하기 위해 기술되는 것이 아니다. 본 발명은 이하의 실시예 뿐만 아니라 본 명세서 전체로부터 이해되는 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형물, 대체물, 균등물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서 사용될 수 있는 “포함한다”, “구성된다”, “가진다” 등의 표현은 추가적인 구성 요소나 기능을 배제하지는 않은 것으로 이해되어야 한다.
이하에서 사용될 수 있는 “제1…”, “제2…”, “첫째”, “둘째”등의 표현은 명시적으로 언급되지 않는 한 구성 요소들 사이의 순서나 중요도 등을 한정하는 의미로 해석되어서는 안 된다.
이하에서 사용될 수 있는 “결합된다”, “연결된다” 등의 표현은 명시적으로 언급되지 않는 한 직접적으로 결합되거나 연결되어 있는 경우 뿐만 아니라 중간에 다른 구성 요소가 존재하거나 개재될 수도 있는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서 용어의 사용에 있어서 단수의 표현은 명시적으로 언급되지 않는 한 복수의 표현을 배제하지 않은 것으로 이해되어야 한다.
이하에서 통공(H), 파이프라인(P), 노즐(N)을 설명함에 있어서 다수개를 서로 구분하기 위한 경우는 도면 부호 뒤에 숫자 및/또는 영문 소문자를 붙여 구분한다.
본 발명은 반도체 소자를 고온 조건하에서 테스트하기 위한 장비에 관한 것으로, 테스트 대상 소자 또는 기판을 실장하는 챔버 내부에 고온의 열기를 제공하는 장치 구성에 관한 것이다. 본 발명에 따른 반도체 테스트 장비는 다양한 반도체 소자들에 대한 고온 조건하의 테스트 장치로써 사용될 수 있다. 이하에서는 이러한 본 발명에 따른 반도체 테스트 장비의 실시예들에 대하여 설명한다.
<제1실시예>
본 발명에 따른 반도체 테스트 장비는 예를 들어 MBT(Monitoring Burn-in Test) 장비일 수 있다. MBT 공정은 패키지 된 소자에 열적, 전기적 스트레스를 가하여 초기불량을 제거하는 신뢰성 테스트이다. MBT 공정은 TDBI(Test During Burn-in) 공정이라고도 한다.
도1 내지 도5는 본 발명에 따른 MBT 장비의 일 예를 도시한 것이다. 이하에서는 이들 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 테스트 장비를 설명한다. 편의상 도2에 도시된 좌표계를 기준으로 하여 X축 방향을 좌측, Y축 방향을 전방, Z축 방향을 상방으로 설정하여 설명한다.
본 발명에 따른 반도체 테스트 장비(1)는 테스트 대상 기판(101)을 실장 할 공간을 형성하는 챔버(110)를 포함한다. 테스트 대상 기판(101)은 번인보드(Burn-in Board)일 수 있다. 번인보드에는 테스트 대상 전자 소자들이 장착되며, 테스트 대상 소자들에 전기적인 테스트 신호를 인가하는 기능을 제공한다. 테스트 대상 기판(101)은 여러 개가 소정의 간격을 가지면서 상하방향으로 적층되어 챔버(110) 내에 설치된다. 챔버(110) 바깥에는 히터(121)와 메인 블로워(122)가 구성된다. 히터(121)는 챔버(110)로 공급될 열을 발산한다. 메인 블로워(122)는 챔버(110) 내로 공기가 유입되도록 유동을 발생시킨다. 메인 블로워(122)에 의해 형성된 기류는 히터(121) 주위를 지나 챔버(110) 내부로 공급됨으로써 챔버(110) 내부가 소정의 테스트 온도까지 상승되도록 한다.
챔버(110) 둘레에는 메인 블로워(122)에 의해 형성된 기류를 챔버(110)로 안내하는 유동 통로가 형성된다. 히터(121) 및 메인 블로워(122)는 챔버(110)의 상부에 설치되고, 메인 블로워(122)에 의해 형성되는 기류는 챔버(110)의 일측벽(우측벽)(111)을 통해 유입되어 반대쪽 측벽(좌측벽)(112)으로 배출될 수 있다. 챔버(110) 내부에서 유동하는 공기는 다수의 테스트 대상 기판(101) 사이 사이 공간을 지나면서 테스트 대상 기판(101)이 소정의 테스트 온도를 유지하도록 한다. 우측벽(111)에는 가열된 공기가 유입되는 다수의 흡기구(111a)가 구성되고, 좌측벽(112)에는 공기가 배출되는 다수의 배기구(112a)가 구성될 수 있다.
우측벽(111) 바깥 공간은 공기 유동 통로의 일부를 구성한다. 가열된 공기는 우측벽(111) 바깥에서 위아래 전체 높이에 걸쳐 유입된다. 유입되는 공기는 압력 차이로 인해 상부 및 하부에서 유속이 달라질 우려가 있다. 즉, 상부로 유입되는 공기의 유속은 빠르고 하부로 유입되는 공기의 유속이 느려질 수 있다. 이러한 유속이 차이는 챔버(110) 내부 온도 분포를 불균일하게 하는 원인이 될 수 있다. 이를 보상할 수 있도록 우측벽(111) 바깥에는 경사벽(117)이 설치된다. 경사벽(117)은 상단부를 회동축으로 하여 그 하부가 좌우 측방향으로 이동 가능하게 구성된다(도1의 화살표 M 참조). 즉, 우측벽(111)과 경사벽(117) 사이의 거리가 조절되어 상하 전체 높이에 걸쳐 공기 유속이 균일하게 조절된다. 도시되어 있지는 않으나 경사벽(117)은 액추에이터를 포함한 전동장치에 의해 그 움직임이 제어될 수 있다. 전술한 종래 기술의 경우 수동조작에 의해 통기구의 크기를 변화시키는 방식으로 공기 유입량을 조절한 반면, 본 발명은 자동 제어되는 경사벽(117)의 위치(기울기)에 따라 유입 공기의 유속을 조절하게 되므로 조작이 훨씬 용이해지는 장점이 있다.
본 발명에 따른 반도체 테스트 장비(1)는 또한 우측벽(111)과 인접하고 있는 다른 일 측벽(후측벽)(113)을 통해서도 가열된 공기가 챔버(110) 내로 유입될 수 있도록 구성된다. 도4에 도시된 바와 같이 후측벽(113)에는 공기 유입을 위한 다수의 통공(H)이 형성된다. 다수의 통공(H)들은 그 높이에 따라 하나의 그룹을 이룬다. 즉, 도시된 바와 같이 소정의 높이에 위치하는 제1그룹의 통공들(H1a, H1b, H1c,……)과 또 다른 높이에 위치하는 제2그룹의 통공들(H2a, H2b, H2c,……), 그리고 또 다른 높이에 위치하는 제3그룹의 통공들(H3a, H3b, H3c,……)과 같이 다수의 그룹으로 구분될 수 있다. 그리고 동일한 그룹 내의 통공들은 다시 측방향으로 소정 거리 이격되어 배치된다. 도3 및 도5를 함께 참조하면, 통공들(H)은 각 그룹별로 하나의 파이프라인(P)에 의해 연통된다. 즉, 제1그룹의 통공들(H1a, H1b, H1c,……)은 후측벽(113) 바깥에서 제1파이프라인(P1)에 의해 연결되고, 제2그룹의 통공들(H2a, H2b, H2c,……)은 제2파이프라인(P2)에 의해 연결되며, 마찬가지로 제3그룹의 통공들(H3a, H3b, H3c,……)도 제3파이프라인(P3)에 의해서 연결된다. 파이프라인(P)은 가열된 공기가 흐르는 유동 통로이며, 각 파이프라인(P1, P2, P3,……)으로 공급되는 공기는 각 그룹의 통공들(H1a, H1b, H1c,……) (H2a, H2b, H2c,……) (H3a, H3b, H3c,……)을 통해 챔버(110)로 유입된다. 각 파이프라인(P1, P2, P3,……)의 바깥으로는 통공들(H1a, H1b, H1c,……) (H2a, H2b, H2c,……) (H3a, H3b, H3c,……)로 연장되어 공기 유동 통로 기능을 제공하는 다수의 노즐(N1a, N1b, N1c,……)(N2a, N2b, N2c,……)(N3a, N3b, N3c,……)이 형성된다. 이들 노즐(N)은 전후 방향을 따라 형성되어 통공(H)을 통해 유입되는 공기가 수평한 방향으로 기류를 형성하도록 함으로써, 테스트 대상 기판(101)을 따라 수평하게 흐르도록 한다.
각 그룹의 통공들(H1a, H1b, H1c,……) (H2a, H2b, H2c,……) (H3a, H3b, H3c,……)은 인접한 두 테스트 대상 기판(101) 사이 사이 공간에 배치된다(도4 참조).
도3을 참조하면, 후측벽(113) 후방으로는 테스트 대상 기판(101)에 테스트 시그널을 입력출하기 위한 시스템 보드(102)가 구성된다. 시스템 보드(102)에서 입출력되는 테스트 시그널은 예를 들어 데이터 신호, 클럭 신호, 어드레스 신호 등 일 수 있다. 도시되어 있지는 않으나 테스트 대상 기판(101)과 시스템 보드(102)사이에는 피드쓰루보드(Feedthrough Broad)가 개재될 수 있다. 테스트 대상 기판(101)과 시스템 보드(102)는 후측벽(113) 상에 설치되는 다수의 소켓(S)을 통해 전기적으로 연결된다(도5 참조).
또한, 반도체 테스트 장비(1)는 전술한 파이프라인(P)들로 공기를 공급하기 위한 서브 블로워(124)를 포함할 수 있다(도1 참조). 서브 블로워(124)는 장비(1) 내에서 순환하는 공기의 일부를 파이프라인(P)으로 공급하는 기능을 제공한다. 서브 블로워(124)는 전체 파이프라인(P)에 일체로 공기를 공급할 수 있도록 구성되거나, 또는 수 개의 파이프라인(P)이 하나의 존(Zone)이루어 각 존 별로 개별 공급될 수 있도록 서브 블로워(124)는 복수개로 구성될 수도 있다. 예를 들어 제1파이프라인(P1) 및 제2파이프라인(P2)이 하나의 존을 이루고, 나머지 파이프라인(P3,……)들이 또 다른 존을 이루는 경우 두 개의 서브 블로워(124)에 의해 각 존별로 공기가 공급되도록 구성될 수 있다.
이하에서는 메인 블로워(122)의 동작에 의해 형성되는 공기의 유동을 “메인 유동”(도2의 F1)이라고 하고, 메인 유동을 유발하는 장치 구성들, 즉 메인 블로워(122), 우측벽(111), 경사벽(117) 등을 “메인 송풍 모듈”이라 한다. 그리고 서브 블로워(124)의 동작에 의해 형성되는 공기 유동을 “서브 유동”(도2의 F2)이라 하고, 서브 유동을 유발하는 장치 구성들, 즉 서브 블로워(124), 후측벽(113), 파이프라인(P), 노즐(N), 통공(H) 등을 “서브 송풍 모듈”이라 한다.
메인 유동은 챔버(110) 내에서 우측에서 좌측방향으로의 기류를 형성한다. 메인 유동은 서브 유동에 비하여 큰 풍량을 갖도록 구성되어, 공정 초기 단계 챔버(110) 내부에 빠른 온도 상승이 필요한 경우 주로 사용될 수 있다. 이에 반하여 서브 유동은 메인 유동에 비하여 작은 풍량을 갖도록 구성되며, 공정 중간 단계 챔버(110) 내에 온도 분포를 균일하게 하는 용도로 주로 사용될 수 있다. 또한, 필요에 따라 메인 유동과 서브 유동을 동시에 이용하여 챔버 내부에 많은 풍량을 일시에 제공함으로써 빠른 온도 상승이 가능하게 사용될 수도 있다. 메인 유동과 서브 유동은 선택적으로 또는 동시에 공급될 수 있다.
메인 유동에 의한 공기 유입은 우측벽(111)의 흡기구(111a)를 통해 유입되고, 서브 유동에 의한 공기 유입은 후측벽(113)의 통공(H)들을 통해 유입된다. 후측벽(113)은 직육면체 형태의 챔버(110)에서 가장 넓은 면적을 차지하는 일면으로, 우측벽(111)에 비하여 넓은 면적을 가진다. 이러한 넓은 면적의 후측벽(113) 벽면상에 고르게 분포되어 있는 통공(H)을 통해 공급되는 서브 유동은 테스트 대상 기판(101) 사이 공간에 균일하게 분포되어 공급될 수 있다.
MBT공정은 통상 125℃의 고온에서 수 내지 수십 시간 이상 장시간 동안 진행되는데, 그 과정에서 가열된 공기가 유입되는 유속이 차이, 또는 테스트 대상 소자에서의 발열 등 다양한 원인에 의해 챔버 내부 온도 분포의 불균일이 발생할 수 있다. 본 발명에 따른 반도체 테스트 장비(1)는 이러한 온도 분포 불균일을 해소할 수 있는 구성을 구비한다. 즉, 메인 송풍 모듈에 의한 공기 유동은 우측벽(111)을 통해 챔버(110) 내부로 유입되는데, 유입되는 공기가 전체 높이에 걸쳐 균일한 유속 분포를 가질 수 있도록 경사벽(117)의 기울기가 조절될 수 있다. 또한, 후측벽(113)에 분포된 다수의 통공들(H)을 통해 공급되는 서브 유동은 테스트 대상 기판(101)이 설치된 소켓(S) 주위에서 바로 인접하여 균일한 유속의 공기를 공급할 수 있다. 따라서 테스트가 진행되는 동안 챔버 내부 공기 흐름의 균일성이 유지될 수 있다.
<제2실시예>
본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 테스트 장비(2)는 예를 들어 THB(Temperature, Humidity, Bias) 테스트 장비일 수 있다. THB테스트는 소자의 부식을 가속화하는 조건에서 진행되는 테스트로, 예를 들어 온도 85℃, 습도 85% 조건에서 1000시간 동안 진행될 수 있다.
도6 내지 도10은 SSD(Solid State Drive)용 THB 테스트 장비(2)의 일 예를 도시한 것이다. 이하에서는 이들 도면을 참조하여 본 발명의 제2실시에에 따른 반도체 테스트 장비를 설명한다. 편의상 도7에 도시된 좌표계를 기준으로 X축 방향을 좌측, Y축 방향을 전방, Z축 방향을 상방으로 설정하여 설명한다.
도6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 테스트 장비(2)는 테스트 대상 기판(201)을 실장 할 공간을 형성하는 챔버(210)를 포함한다. 테스트 대상 기판(201)은 예를 들어 카드 형태의 SSD 메모리일 수 있다. 다수의 테스트 대상 기판(201)은 챔버(210)의 상면을 이루는 상측벽(215)에 설치된다. 상측벽(215)에는 테스트 대상 기판(201)을 꽂기 위한 다수의 소켓(S)이 구성된다(도10 참조). 다수의 테스트 대상 기판(201)은 전후 및 좌우 방향으로 열을 이루어 배치된다. 챔버(210) 상부에는 히터(221)와 메인 블로워(222) 및 가습장치(223)가 구성된다. 히터(221)는 챔버(210) 내부로 공급될 열을 발산하는 기능을 제공한다. 메인 블로워(222)는 히터(221) 주위의 가열된 공기가 챔버(210) 내부로 유입되도록 유동을 발생시킨다. 챔버(210) 주위에는 메인 블로워(222)에 의해 송풍되는 공기가 챔버(210) 내부로 유입되도록 안내하는 유동 통로가 형성된다. 메인 블로워(222)에서 형성된 기류는 챔버(210) 우측벽(211)을 통해 유입되어 맞은편 좌측벽(212)을 통해 배출된다. 배출된 공기는 다시 메인 블로워(222)에 의해 챔버(210)로 유입되어 순환될 수 있다. 가습장치(223)는 습기를 제공하여 챔버(210) 내부가 테스트에 필요한 소정의 설정 습도를 유지하도록 한다.
우측벽(211)에는 가열된 공기가 유입되는 다수의 흡기구(211a)가 형성되고, 좌측벽(212)에는 챔버(210)을 통과한 공기가 배출되는 다수의 배기구(212a)가 형성된다. 유동하는 공기는 도면상의 우측에서 좌측방향으로의 흐름을 형성하고, 테스트 대상 기판(201) 사이 사이 공간을 지나면서 기판(201)이 소정의 테스트 온도 조건하에서 테스트가 진행되도록 한다.
제1실시예에서와 마찬가지로 우측벽(211) 바깥에는 경사벽(217)이 설치되고, 우측벽(211)을 통해 유입되는 공기가 전체 높이에 걸쳐 균일한 유속으로 유입되도록 경사벽(217)의 기울기가 제어된다.
테스트 대상 기판(201)이 설치되는 상측벽(215)에는 챔버(210) 내부로 공기를 유입시키는 다수의 통공(H) 형성된다. 다수의 통공(H)들은 전후 방향으로 동일한 거리에서 하나의 그룹을 이룬다. 즉, 도9에 도시된 바와 같이 전후 방향으로 동일한 거리에 위치하는 제1그룹의 통공들(H1a,H1b,H1c,……)과 또 다른 거리 상에 위치하는 제2그룹의 통공들(H2a, H2b, H2c,……), 그리고 또 다른 거리 상에 위치하는 제3그룹의 통공들(H3a, H3b, H3c,……) 등 다수의 그룹으로 구분될 수 있다. 동일한 그룹 내의 통공(H)들은 좌우 측방향으로 동일선상에 위치하며 각각의 통공 그룹은 전후 방향을 따라 소정거리 이격되어 배치된다.
도8 및 도10을 함께 참조하면, 제1실시예에서와 마찬가지로 통공들(H)은 각 그룹별로 하나의 파이프라인(P)에 의해 연통된다. 즉, 제1그룹의 통공들(H1a, H1b, H1c,……)로 공기를 공급하는 제1파이프라인(P1), 제2그룹의 통공들(H2a, H2b, H2c,……)로 공기를 공급하는 제2파이프라인(P2), 제3그룹의 통공들(H3a, H3b, H3c,……)로 공기를 공급하는 제3파이프라인(P3) 등이 구성된다. 그리고 각 파이프라인(P1, P2, P3) 바깥으로는 각 통공들(H1a, H1b, H1c,……)(H2a, H2b, H2c,……)로 연결 통로가 되는 다수의 노즐(N1a, N1b, N1c,……)(N2a, N2b, N2c,……)(N3a, N3b, N3c,……)이 구성된다. 이들 노즐(N)은 상하 수직 방향으로 형성되어, 통공(H)을 통해 유입되는 공기가 아래 방향을 향해 흐르도록 하는 기류를 형성함으로써, 테스트 대상 기판(201)을 따라 나란하게 흐르도록 한다.
상측벽(215)과 마주하고 있는 하측벽(216)에는 통공(H)을 통해 유입된 공기가 아래 방향으로 배출될 수 있도록 다수의 배기구(216a)가 형성된다(도6 참조).
또한, 반도체 테스트 장비(2)는 전술한 파이프라인(P)들로 공기를 공급하기 위한 서브 블로워(224)를 포함할 수 있다. 서브 블로워(224)는 장비(2) 내에서 순환하는 공기의 일부를 파이프라인(P)으로 공급하는 기능을 제공한다. 서브 블로워(224)는 전체 파이프라인(P)에 일체로 공기를 공급할 수 있도록 구성되거나, 또는 수 개의 파이프라인(P)이 하나의 존(Zone)이루어 각 존 별로 개별 공급될 수 있도록 복수의 서브 블로워(224)가 구비될 수도 있다. 예를 들어 제1파이프라인(P1) 및 제2파이프라인(P2)가 하나의 존을 이루고, 나머지 파이프라인(P3,……)들이 또 다른 존을 이루는 경우 두 개의 서브 블로워(224)에 의해 각 존별로 공기가 공급되도록 구성될 수 있다.
상측벽(215) 바깥 상부로는 테스트 대상 기판(201)에 테스트 신호를 입출력하기 위한 시스템 보드(202)가 구성된다.
제1실시예에서와 마찬가지로 본 실시예에 따른 반도체 테스트 장비(2)는 메인 유동(도7의 F1)을 유발하는 장치 구성들, 즉 메인 블로워(222), 우측벽(211), 경사벽(217) 등으로 구성되는 메인 송풍 모듈을 포함하고, 서브 유동(도7의 F2)을 유발하는 장치 구성들, 즉 서브 블로워(224), 상측벽(215), 파이프라인(P), 노즐(N), 통공(H) 등을 포함한다.
메인 유동은 챔버(210) 내에서 좌측방향으로의 기류를 형성한다. 메인 유동은 서브 유동에 비하여 큰 풍량을 갖도록 구성되어, 공정 초기 단계 챔버(210) 내부에 빠른 온도 상승이 필요한 경우 주로 사용될 수 있다. 이에 반하여 서브 유동은 메인 유동에 비하여 적은 풍량을 갖도록 구성되며, 공정 중간 단계 챔버(210) 내에 온도 분포를 균일하게 하는 용도로 주로 사용될 수 있다.
메인 유동에 의한 공기 유입은 우측벽(211)의 흡기구(211a)를 통해 유입되고, 서브 유동에 의한 공기 유입은 상측벽(215)의 통공(H)들을 통해 유입된다. 본 실시예에 따른 반도체 테스트 장비(2)에 있어서 직육면체 형상의 챔버(210)부를 형성하는 여섯 면 중 상측벽(215)이 이루는 면이 가장 넓은 면적을 이룬다. 그리고, 우측벽(211)은 상측벽(215)에 비하여 좁은 면적을 갖는다. 따라서 가장 넓은 면적에 고르게 분포된 통공(H)을 통해 공급되는 서브 유동은 테스트 대상 기판(201)에 균일한 유속으로 유입되어 챔버(210) 내 온도 분포 균일도를 향상시킬 수 있다.
이상의 두 실시예에 따른 반도체 테스트 장비는 챔버가 고온 조건하에서 공정을 수행하는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명에 따른 반도체 테스트 장비는 저온 조건하에서 공정이 수행되는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 전술한 히터를 주위 공기에 냉기를 공급할 수 있는 냉각장치(흡열장치)로 구성함으로써 본 발명에 따른 반도체 테스트 장비를 고온 뿐만 아니라 저온 조건하에서의 테스트 장비로도 사용할 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 본 발명에 따른 반도체 테스트 장비는 테스트 대상 기판이 결합되는 일 측벽에 고르게 분포되어 있는 다수의 통공에서 공급되는 서브 유동을 통해 균일한 유속으로 공기를 유입시킴으로써 챔버 내부 온도 및 유속 분포의 균일성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 반도체 테스트 장비는 메인 유동 및 서브 유동을 선택적으로 또는 동시 공급할 수 있도록 구성됨으로써 기기 운전이 정교하게 제어될 수 있고, 챔버 내부에 빠른 온도 상승을 가능하게 함으로써 테스트 공정에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 반도체 테스트 장비는 전술한 MBT테스트, THB테스트 뿐만 아니라 다양한 종류의 고온 또는 저온 신뢰성 테스트 장비에 폭넓게 활용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 반도체 테스트 장비는 메인 유동의 공기 유동 통로 상에 경사벽을 구성함으로써 메인 유동의 유속 분포 균일성을 높일 수 있다.
1, 2 : 반도체 테스트 장비
101, 201 : 테스트 대상 기판
102, 202 : 시스템 보드
110, 210 : 챔버
117, 217 : 경사벽
121, 221 : 히터
122, 222 : 메인 블로워
124, 224 : 서브 블로워
H : 통공
P : 파이프라인
N : 노즐

Claims (10)

  1. 다수의 테스트 대상 기판이 실장되는 챔버,
    상기 챔버 내부로 공급될 열을 발산하는 히터,
    상기 챔버 외부의 공기를 상기 챔버 내부로 유입시키는 메인 유동을 발생시키는 메인 송풍 모듈,
    상기 챔버 외부의 공기를 상기 챔버 내부로 유입시키는 서브 유동을 발생시키는 서브 송풍 모듈을 포함하고,
    상기 챔버는 테스트 대상 기판 장착을 위한 다수의 소켓이 구비된 제1측벽과, 상기 제1측벽에 인접한 제2측벽을 포함하고,
    상기 제2측벽에는 메인 유동에 의한 공기가 유입되는 흡기구가 형성되고, 상기 제1측벽에는 서브 유동에 의한 공기가 유입되는 다수의 통공이 형성된 반도체 테스트 장비.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 테스트 장비는 좌우 측방향으로 동일 선상에 놓이는 통공들로 이루어진 복수의 통공 그룹과, 동일한 통공 그룹에 속하는 복수의 통공들이 연통되는 복수의 파이프라인을 더 포함하는 반도체 테스트 장비.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 반도체 테스트 장비는 상기 각 파이프라인으로부터 상기 각 파이프라인에 연통되는 상기 통공들로의 공기 유동 통로를 형성하는 복수의 노즐을 더 포함하고,
    상기 복수의 노즐은 상기 제1측벽에 대하여 직교하는 방향을 따라 형성되어 상기 통공들로부터 유출되는 공기 흐름이 테스트 대상 기판과 나란한 방향을 형성하는 반도체 테스트 장비.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 통공 그룹들은 적층되는 테스트 대상 기판들 사이의 중간에 배치된 반도체 테스트 장비.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 서브 송풍 모듈은 둘 이상의 서브 블로워를 포함하고,
    상기 둘 이상의 서브 블로워는 서로 다른 통공 그룹에 공기를 공급하는 반도체 테스트 장비.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 반도체 테스트 장비는 상기 제2측벽의 바깥에 설치되며 상단부를 회동축으로 하여 기울기가 가변되는 경사벽을 더 포함하는 반도체 테스트 장비.
  7. 삭제
  8. 수평하게 놓이는 번인보드 다수개가 상하 방향으로 소정 간격 이격되어 적층되는 챔버와,
    상기 챔버의 일 측벽을 이루며 번인보드들이 결합되는 다수의 소켓이 구비되는 후측벽과,
    상기 후측벽 상에서 상기 다수의 소켓들 사이사이에 배치되어 인접하는 번인보드 사이 공간으로 공기가 유입되도록 안내하는 다수의 통공과,
    상기 챔버에 공급될 열을 발산하는 히터와,
    상기 챔버 외부의 공기를 상기 다수의 통공으로 공급하는 제1송풍 모듈과,
    상기 후측벽과 인접하며, 상기 후측벽 보다 면적이 작은 다른 일 측벽을 통해 상기 챔버 내부로 공기를 공급하기 위한 제2송풍 모듈을 포함하는 반도체 테스트 장비.
  9. 다수의 테스트 대상 SSD 메모리 카드가 설치되는 챔버와,
    테스트 대상 SSD 메모리 카드가 결합되는 다수의 소켓이 구비되는 상측벽과,
    상기 상측벽 상에서 상기 다수의 소켓들 사이사이에 배치되어 인접하는 SSD 메모리 카드 사이 공간으로 공기가 유입되도록 안내하는 다수의 통공과,
    상기 챔버에 공급될 열을 발산하는 히터와,
    상기 챔버 외부의 공기를 상기 다수의 통공으로 공급하는 서브 송풍 모듈과,
    상기 상측벽과 인접하며, 상기 상측벽 보다 면적이 작은 다른 일 측벽을 통해 상기 챔버 내부로 공기를 공급하는 메인 송풍 모듈을 포함하는 반도체 테스트 장비.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 반도체 테스트 장비는 챔버 내부 공기가 배출되는 배기구가 형성된 하측벽을 더 포함하는 반도체 테스트 장비.

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