KR20070053535A

KR20070053535A - 저온 및 고온 테스트를 수행하는 웨이퍼 테스트 장치

Info

Publication number: KR20070053535A
Application number: KR1020050111417A
Authority: KR
Inventors: 이기봉
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-11-21
Filing date: 2005-11-21
Publication date: 2007-05-25

Abstract

본 발명은 저온 및 고온 테스트를 수행하는 웨이퍼 테스트 장치에 관한 것이다. 본 발명은 상호 분리된 프로버와 컨넥터를 구비하며, 상기 프로버는 밀폐 공간을 형성하는 웨이퍼 탑재부; 상기 웨이퍼 탑재부 내에 설치되며, 웨이퍼가 장착되는 웨이퍼 척; 상기 웨이퍼 척의 온도를 조절하는 온도 제어기; 테스트시에 상기 웨이퍼 척에 장착된 웨이퍼에 전기적으로 접촉하는 테스트 헤드; 및 상기 테스트 헤드에 연결되며, 상기 웨이퍼 척에 장착된 웨이퍼의 전기적 성능을 테스트하는 테스트 제어기를 구비하고, 상기 컨넥터가 상기 프로버에 결합될 경우에 상기 프로버는 상기 웨이퍼 척에 장착된 웨이퍼의 고온 및 상온 테스트를 수행할 수 있다. 따라서, 반도체 칩들에 대한 생산성이 향상된다.

Description

저온 및 고온 테스트를 수행하는 웨이퍼 테스트 장치{Wafer test apparatus for performing cold and hot test}

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.

도 1은 종래 기술에 따른 웨이퍼 테스트 장치의 블록도이다.

도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 테스트 장치의 블록도이다.

도 3은 도 2에 제1 컨넥터의 구조를 개략적으로 보여준다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

201; 웨이퍼 테스트 장치, 211; 프로버

213; 웨이퍼 탑재부, 214; 웨이퍼 척

215; 온도 제어기, 216; 테스트 헤드

217; 테스트 제어기, 218; 다른 컨넥터

221; 냉동기, 223; 호스

231; 컨넥터, 241; 웨이퍼

본 발명은 반도체 칩들이 제조된 웨이퍼의 전기적인 성능을 테스트하는 웨이퍼 테스트 장치에 관한 것으로서, 특히 웨이퍼를 저온 및 고온에서 테스트할 수 있는 웨이퍼 테스트 장치에 관한 것이다.

웨이퍼에는 다수개의 반도체 칩들이 형성된다. 반도체 칩들은 패키지로 형성된 후에 전자 제품에 적용되며, 전자 제품은 주변 환경에 따라 25도 이상의 고온에서 사용되는 경우도 있고, 영하의 저온에서 사용되는 경우도 있다. 이런 경우를 대비하여 반도체 패키지는 고온과 저온에서 전기적으로 테스트되는 과정을 거치게 된다. 그런데, 반도체 패키지는 여러 단계의 조립 과정을 거치게 되므로, 시간도 많이 걸리고 제조 비용도 많이 든다. 때문에, 반도체 패키지가 불량으로 처리될 경우에 그에 따른 시간적 손실과 제조 비용 손실이 매우 커진다. 이러한 손실을 줄이기 위하여, 반도체 칩들을 패키징 하기 전에 웨이퍼 상태에서 전기적 테스트를 수행하여 웨이퍼에 제조된 반도체 칩들 중에서 불량을 미리 찾아내어 이들에 대해서는 패키징을 하지 않는다. 웨이퍼에 대해서는 저온 테스트와 고온 테스트 및 상온 테스트를 모두 실시한다.

도 1은 종래의 웨이퍼 테스트 장치의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 웨이퍼 테스트 장치(101)는 프로버(Prober)(111)와 냉동기(Chiller)(121)를 구비한다.

프로버(111)에는 전기적으로 테스트될 웨이퍼(131)가 장착된다. 프로버(111)는 웨이퍼(131)가 장착되면 상기 웨이퍼(131)의 전기적 성능을 테스트하여 웨이퍼(131)에 제조된 반도체 칩들의 양/불량을 판단한다.

냉동기(121)는 호스(141)와 컨넥터(connector)들(151,152)을 통해서 프로버(111)에 연결된다. 즉, 냉동기(121)는 호스(141)를 통해서 프로버(111)에 냉각액을 제공하며, 컨넥터들(151,152)을 통해서 프로버(111)와 온도에 관련된 전기 신호들을 주고받는다.

이와 같이, 냉동기(121)가 프로버(111)에 연결된 상태에서, 프로버(111)는 내부에 장착된 웨이퍼(131)에 대해 저온 테스트와 고온 테스트 및 상온 테스트를 수행한다.

여기서, 프로버(111) 내에 장착된 웨이퍼(131)의 저온 테스트시에는 먼저 냉동기(121)로부터 제공되는 냉각액이 프로버(111)에 공급되고, 상기 냉각액에 의해 웨이퍼(131)의 온도가 설정된 저온으로 낮아진다. 웨이퍼(131)가 설정된 저온으로 낮아진 상태에서 프로버(111)는 웨이퍼(131)에 전기 신호들을 제공하여 웨이퍼(131)의 전기적 성능을 테스트한다. 웨이퍼(131)의 고온 테스트 및 상온 테스트시에는 냉동기(121)로부터 냉각액이 프로버(111)로 공급되지 않는다.

그런데, 냉동기(121)는 웨이퍼 테스트 장치(101)의 노후화로 인하여 발생하는 고장을 수리하기 위해 외부로 반출되거나 아니면 컨디션 체크를 위해 프로버(111)로부터 분리되는 경우가 종종 발생한다.

이처럼, 냉동기(121)가 프로버(111)로부터 분리되면, 프로버(111)는 전혀 테스트를 수행하지 못하게 된다. 즉, 프로버(111)는 냉동기(121)가 연결되어 있지 않으면 웨이퍼에 대한 저온 테스트와 고온 테스트를 포함하여 상온 테스트도 수행하지 못하는 문제점이 있다. 이것은 반도체 칩들의 생산성에 커다란 차질을 빗게 한다.

따라서, 생산성을 향상시키기 위해서는 냉동기(121)가 프로버(111)로부터 분리되더라도 웨이퍼(131)의 고온 테스트 및 상온 테스트는 수행할 수 있는 방안이 마련되어야 한다.

본 발명은 냉동기가 분리되어 있더라도 상온 테스트 및 고온 테스트를 수행할 수 있는 웨이퍼 테스트 장치를 제공하기 위한 것이다.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은

상호 분리된 프로버와 컨넥터를 구비하며, 상기 프로버는 밀폐 공간을 형성하는 웨이퍼 탑재부; 상기 웨이퍼 탑재부 내에 설치되며, 웨이퍼가 장착되는 웨이퍼 척; 상기 웨이퍼 척의 온도를 조절하는 온도 제어기; 테스트시에 상기 웨이퍼 척에 장착된 웨이퍼에 전기적으로 접촉하는 테스트 헤드; 및 상기 테스트 헤드에 연결되며, 상기 웨애퍼 척에 장착된 웨이퍼의 전기적 성능을 테스트하는 테스트 제어기를 구비하고, 상기 컨넥터가 상기 프로버에 결합될 경우에 상기 프로버는 상기 웨이퍼 척에 장착된 웨이퍼의 고온 및 상온 테스트를 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테스트 장치를 제공한다.

바람직하기는, 상기 웨이퍼 척에 장착된 웨이퍼의 저온 테스트시에는 상기 프로버에는 냉동기가 연결되어 상기 냉동기로부터 상기 웨이퍼 탑재부에 냉각액이 제공됨으로써 상기 웨이퍼는 설정된 저온으로 낮어지며, 상기 컨넥터는 상기 온도 제어기로부터 출력되는 다수개의 온도 제어 신호들이 인가되는 다수개의 단자들을 구비하고 상기 다수개의 단자들은 하나로 연결된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 테스트 장치의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하면, 웨이퍼 테스트 장치(201)는 프로버(211)와 냉동기(221) 및 컨넥터(231)를 구비한다.

프로버(211)는 웨이퍼 탑재부(213), 웨이퍼 척(214), 온도 제어기(215), 테스트 헤드(216), 테스트 제어기(217), 다른 컨넥터(218) 및 본체(219)를 구비한다.

웨이퍼 탑재부(213)는 밀폐 공간으로 구성되어 외부 공기가 내부로 들어올 수 없고 내부 공기가 외부로 누출되지 않도록 구성된다. 즉, 웨이퍼(241)의 저온 테스트시에는 냉동기(221)가 프로버(211)에 연결되며, 냉동기(221)로부터 공급되는 냉각액이 프로버(211)로 공급되어 웨이퍼 탑재부(213) 내부의 공기가 저온으로 냉각되며, 상기 냉각된 공기에 의해 웨이퍼 척(214)에 장착된 웨이퍼(241)도 저온으로 냉각된다. 이 때, 웨이퍼 탑재부(213)의 내부 공기가 외부로 누출되면 웨이퍼 탑재부(213)의 내부 온도를 저온으로 유지하는 것이 어렵기 때문에 웨이퍼 탑재부(213)는 외부와 차단된 밀폐 공간으로 이루어진다. 웨이퍼 탑재부(213)의 측면에는 측면 도어(도시 안됨)가 설치된다. 상기 측면 도어를 통해서 외부의 웨이퍼(241)가 내부에 유입되기도 하고, 내부의 웨이퍼(241)가 외부로 유출된다. 웨이퍼 탑재부(213)의 상부에는 상부 도어(도시 안됨)가 설치된다. 상기 상부 도어를 테스트 헤드(216)가 웨이퍼 탑재부(213)로 인입된다.

웨이퍼 척(214)은 웨이퍼 탑재부(213)의 내부에 설치된다. 웨이퍼 척(214) 위에 전기적으로 테스트될 웨이퍼(241)가 장착된다. 웨이퍼 척(214)에는 가열 장치(도시 안됨)가 설치되어 있다. 상기 가열 장치에 의해 웨이퍼 척(214)이 고온으로 높아지며, 이러한 경우는 웨이퍼(241)의 고온 테스트시에 이루어진다. 웨이퍼(241)가 웨이퍼 척(214) 위에 장착된 후에는 웨이퍼(241)가 이동하지 못하도록 웨이퍼 척(214)에는 웨이퍼(241)를 고정시키는 장치, 예컨대, 에어를 흡입하는 장치(도시 안됨)가 설치되는 것이 바람직하다.

온도 제어기(215)는 웨이퍼 척(214)의 온도를 제어한다. 온도 제어기(215)는 웨이퍼(241)의 저온 테스트시에는 냉동기(221)에 전기 신호를 전달하여 냉동기(221)로 하여금 냉각액을 프로버(211)로 공급하도록 하고 상기 냉각액에 의해 웨이버 탑재부의 내부 온도를 설정된 저온으로 냉각시키며, 고온 테스트시에는 냉동기(221)로부터 냉각액의 공급을 차단한 후에 웨이퍼 척(214)에 설치된 가열 장치를 작동시켜서 웨이퍼 척(214)의 온도를 높여준다. 웨이퍼(241)의 상온 테스트시에는 냉동기(221)의 냉각액 공급을 차단함과 동시에 가열 장치의 동작을 중지시킨다. 웨이퍼 탑재부(213)의 내부에는 온도 센서가 설치되며, 온도 제어기(215)는 상기 온도 센서로부터 웨이퍼 탑재부(213)의 온도를 측정하여 웨이퍼 탑재부(213)의 내부 온도를 설정된 온도로 유지한다.

테스트 헤드(216)는 웨이퍼 척(214)에 장착된 웨이퍼(241)에 제조된 반도체 칩들의 성능을 전기적으로 테스트할 경우에 하강하여 웨이퍼(241)에 접촉하고, 웨이퍼(241)를 테스트하지 않을 경우에는 상승하여 웨이퍼(241)로부터 분리된다. 테스트 헤드(216)에는 웨이퍼(241)에 직접 접촉하기 위한 프로브 팁들이 다수개 설치된다.

테스트 제어기(217)는 테스트 헤드(216)에 연결되며, 테스트 헤드(216)를 통해서 웨이퍼(241)에 전기 신호들을 전송하고, 그 결과로 발생하는 신호를 웨이퍼(241)로부터 받아서 웨이퍼(241)에 제조된 반도체 칩들의 양/불량을 판단한다. 테스트 제어기(217)의 테스트 결과에 따라 불량으로 판정된 반도체 칩들은 패키징 공정을 거치지 않고 곧바로 폐기처분된다.

다른 컨넥터(218)는 온도 제어기(215)에 연결된다. 다른 컨넥터(218)는 저온 테스트시에는 냉동기(221)에 연결된 컨넥터(225)와 결합되며, 냉동기(221) 없이 고온 테스트 및 상온 테스트시에는 컨넥터(231)에 결합된다.

냉동기(221)는 냉각액, 예컨대 갈덴(GALDEN)을 저장하며, 프로버(211)에 연결되어 프로버(211)의 저온 테스트시에는 호스(223)를 통해서 프로버(211)에 냉각액을 공급한다. 냉동기(221)에는 컨넥터(225)가 연결되어 있으며, 냉동기(221)의 컨넥터(225)는 프로버(211)의 컨넥터(218)와 결합되어 상호간에 전기 신호를 주고받는다. 냉동기(221)는 템프트로닉스(TEMPTRONICS)사에서 제작하는 것을 사용하는 것이 바람직하다.

컨넥터(231)는 별도로 제작되며, 온도 제어 신호들이 인가되는 4개의 단자들(311-314)을 포함한다. 컨넥터(231)는 냉동기(221)가 프로버(211)에 연결될 때는 다른 컨넥터(218)에 연결되지 않으며, 냉동기(221)가 프로버(211)에 연결되지 않을 때, 즉 냉동기(221)가 고장나거나 점검을 위해 프로버(211)로부터 분리되어 있을 경우에 다른 컨넥터(218)에 연결된다. 컨넥터(231)와 다른 컨넥터(218)가 서로 결합될 경우에, 프로버(211)는 웨이퍼(241)의 고온 테스트와 상온 테스트를 수행할 수가 있다.

도 3은 도 2에 도시된 컨넥터(231)의 구조를 개략적으로 보여준다. 도 3을 참조하면, 컨넥터(231)에는 온도 제어 신호들이 인가되는 단자들(311-314)이 다수개 설치되어 있다. 온도 제어 신호들, 예컨대, 에어 센서(Air Sensor) 신호, 냉각액 장치 상태(Unit Status) 신호, 듀 포인트 센서(Dew Point Sensor) 신호 및 공통(common) 신호는 냉동기(221)가 프로버(211)에 연결될 경우에 냉동기(221)로 전송되어 냉동기(221)의 냉각액이 프로버(211)로 전송되도록 하는 신호들이다. 이러한 신호들이 전송되는 단자들(311-314)을 하나로 묶어줌으로써 컨넥터(231)가 프로버(211)에 연결될 경우에, 프로버(211)로 하여금 냉동기(221)가 연결되어 있는 것처럼 인식하게 한다.

따라서, 프로버(211)는 컨넥터(231)가 프로버(211)의 컨넥터(218)와 결합될 경우에 정상적으로 작동하게 되며, 그에 따라 냉동기(221)가 없어도 프로버(211)는 저온 테스트는 할 수 없지만 고온 테스트와 상온 테스트는 정상적으로 수행할 수가 있다.

도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었으며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따라 온도 제어 신호들이 인가되는 단자들(311-314)을 하나로 묶어주는 컨넥터(231)를 구비하고, 냉동기(221)가 사용되지 못할 경우에, 컨넥터(231)를 프로버(211)에 연결함으로써 프로버(211)는 웨이퍼(241)에 대한 고온 테스트와 상온 테스트를 수행할 수가 있다. 따라서, 냉동기(221)가 없을 때에 전혀 테스트를 수행하지 못함으로 인하여 발생하는 생산성 저하를 방지할 수가 있다.

Claims

상호 분리된 프로버와 컨넥터를 구비하며,

상기 프로버는

밀폐 공간을 형성하는 웨이퍼 탑재부;

상기 웨이퍼 탑재부 내에 설치되며, 웨이퍼가 장착되는 웨이퍼 척;

상기 웨이퍼 척의 온도를 조절하는 온도 제어기;

테스트시에 상기 웨이퍼 척에 장착된 웨이퍼에 전기적으로 접촉하는 테스트 헤드; 및

상기 테스트 헤드에 연결되며, 상기 웨애퍼 척에 장착된 웨이퍼의 전기적 성능을 테스트하는 테스트 제어기를 구비하고,

상기 컨넥터가 상기 프로버에 결합될 경우에 상기 프로버는 상기 웨이퍼 척에 장착된 웨이퍼의 고온 및 상온 테스트를 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테스트 장치.
제1항에 있어서, 상기 웨이퍼 척에 장착된 웨이퍼의 저온 테스트시에는 상기 프로버에는 냉동기가 연결되며, 상기 냉동기는 상기 웨이퍼 탑재부에 냉각액을 제공하여 상기 웨이퍼를 설정된 저온으로 낮추는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테스트 장치.
제1항에 있어서, 상기 컨넥터는 상기 온도 제어기로부터 출력되는 다수개의 온도 제어 신호들이 인가되는 다수개의 단자들이 구비되며, 상기 다수개의 단자들은 하나로 연결된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테스트 장치.
제1항에 있어서, 상기 프로버는 상기 온도 제어기에 연결된 다른 컨넥터를 더 구비하며, 상기 컨넥터는 상기 다른 컨넥터와 결합되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테스트 장치.