KR20140037394A - 급속 온도 변환이 가능한 테스트 핸들러 및 그를 이용한 반도체 소자의 테스트 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 테스트 핸들러 및 그를 이용한 반도체 소자의 테스트 방법을 개시한다. 테스트 핸들러는, 반도체 소자들을 탑재하는 제 1 트레이를 수용하는 밀폐된 내부 공간을 제공하는 챔버들과, 상기 반도체 소자들의 테스트 공정을 수행하기 위해 상기 챔버들 내의 상기 반도체 소자들에 전기적으로 접촉되는 테스트 모듈과, 상기 챔버들 내에 상기 제 1 트레이를 로딩 및 언로딩 하고, 상기 테스트 공정에서 불량으로 판정된 상기 반도체 소자들을 선별하는 소트 부를 포함한다. 여기서, 상기 챔버들은 상기 반도체 소자들의 상기 테스트 공정에서 상온 보다 낮은 제 1 온도와, 상기 상온보다 높은 제 2 온도 사이의 급속 온도 변환이 가능하도록 그들의 벽체 내에 냉매(coolant) 또는 열매(heat medium)를 순환시키는 유로(fluid path)를 가질 수 있다.

Description

급속 온도 변환이 가능한 테스트 핸들러 및 그를 이용한 반도체 소자의 테스트 방법{test handler for realizing rapid temperature transition and semiconductor device test method using the same}
본 발명은 반도체 테스트 설비 및 그의 테스트 방법에 관한 것으로, 상세하게는 반도체 소자의 전기적인 테스트를 자동적으로 수행하는 테스트 핸들러 및 그를 이용한 반도체 소자의 테스트 방법에 관한 것이다.
최근 메모리 반도체 소자는 급속히 대용량화되고 있다. 더불어, 메모리 반도체 소자의 전기적 테스트에 소요되는 시간이 꾸준히 증가되고 있다. 전기적 테스트 공정에서의 효율을 높이기 위한 다양한 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다.
테스트 설비들 중의 테스트 핸들러(test handler)는 복수개의 반도체 소자들을 고온과 저온의 가혹한 환경에서 테스트시킬 수 있는 장치이다. 반도체 소자들은 테스트 핸들러와, 상기 테스트 핸들러에 연결된 테스터에 의해 전기적으로 테스트될 수 있다. 테스터는 테스트 핸들러 외부에 배치되며, 상기 테스트 핸들러 내의 복수개의 반도체 소자들을 병렬 테스트할 수 있다. 반도체 소자들은 테스트 시, 테스트 핸들러 내의 공기에 의해 가열 또는 냉각될 수 있다. 그러나, 가열 공기 또는 냉각 공기는 반도체 소자들의 온도를 급속히 전환시키지 못하고 있는 실정이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 급속 온도 변환이 가능한 테스트 핸들러 및 그를 이용한 반도체 소자의 테스트 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 반도체 소자들의 테스트 대기 시간을 최소화 또는 제거할 수 있는 테스트 핸들러 및 그를 이용한 반도체 소자의 테스트 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 테스트 핸들러는, 반도체 소자들을 탑재하는 제 1 트레이를 수용하는 밀폐된 내부 공간을 제공하는 챔버들; 상기 반도체 소자들의 테스트 공정을 수행하기 위해 상기 챔버들 내의 상기 반도체 소자들에 전기적으로 접촉되는 테스트 모듈; 및 상기 챔버들 내에 상기 제 1 트레이를 로딩 및 언로딩 하고, 상기 테스트 공정에서 불량으로 판정된 상기 반도체 소자들을 선별하는 소트 부를 포함한다. 여기서, 상기 챔버들은 상기 반도체 소자들의 상기 테스트 공정에서 상온 보다 낮은 제 1 온도와, 상기 상온보다 높은 제 2 온도 사이의 급속 온도 변환이 가능하도록 그들의 벽체 내에 냉매(coolant) 또는 열매(heat medium)를 순환시키는 유로(fluid path)를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 챔버의 상기 벽체는 외벽 하우징; 상기 외벽 하우징 내의 내벽 하우징; 및 상기 외벽 하우징 및 상기 내벽 하우징 사이의 단열 층을 포함할 수 있다. 상기 유로는 상기 단열 층과 상기 내벽 하우징 사이에 배치될 수 있다. 상기 유로는 상기 내벽 하우징을 둘러싸는 배관을 포함할 수 있다. 상기 유로는 상기 내벽 하우징 내에 형성된 홀을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 챔버들은 바닥 벽, 측벽, 격벽, 및 탑 벽을 포함할 수 있다. 상기 유로는 상기 바닥 벽, 상기 측벽, 상기 격벽 및 상기 탑벽으로 연장될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 챔버들의 상기 벽체의 유로 내에 상기 냉매 또는 열매를 순환 공급하는 열 교환기를 더 포함할 수 있다. 상기 열 교환기는 상기 냉매를 상기 유로에 순환 공급하는 냉각기; 및 상기 열매를 상기 유로에 순환 공급하는 히터를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 상기 챔버들은 소크 챔버, 테스트 챔버 및 익시트 챔버를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 테스트 모듈은 상기 테스트 챔버 내의 테스트 보드; 상기 테스트 보드에 상기 반도체 소자들을 밀착하는 로드 푸셔; 상기 로드 푸셔에 의해 이동되고, 상기 테스트 트레이를 상기 테스트 보드에 밀착시키는 콘택 드라이버 플레이트; 및 상기 로드 푸셔 말단에 연결되어 상기 반도체 소자들에 접촉되고, 상기 반도체 소자들을 가열 또는 냉각하는 소자 열변환기를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 소자의 테스트 방법은, 복수개의 제 1 테스트 트레이들을 소크 챔버 및 테스트 챔버 내에 순차적으로 장입하는 단계; 상기 소트 챔버, 상기 테스트 챔버, 익시트 챔버 및 상기 복수개의 제 1 테스트 트레이들에 탑재된 제 1 반도체 소자들을 상온 보다 낮은 제 1 온도로 냉각하는 단계; 상기 테스트 챔버 내의 상기 제 1 반도체 소자들을 상기 제 1 온도에서 테스트 하는 단계; 상기 소크 챔버, 상기 테스트 챔버, 상기 익시트 챔버 및 상기 제 1 반도체 소자들을 상기 상온보다 높은 제 2 온도로 가열하는 단계; 상기 테스트 챔버 내의 제 1 반도체 소자들을 상기 제 2 온도에서 테스트 하고, 상기 제 1 테스트 트레이들을 상기 테스트 챔버에서 익시트 챔버에 이동하는 단계; 상기 제 1 테스트 트레이들을 상기 익시트 챔버에서 외부로 배출하고, 제 2 테스트 트레이들을 소크 챔버 및 테스트 챔버 내에 순차적으로 장입하는 단계; 상기 제 2 테스트 트레이 내의 제 2 반도체 소자들을 상기 제 2 온도의 상기 테스트 챔버에서 테스트 하는 단계; 상기 소크 챔버, 상기 테스트 챔버, 상기 익시트 챔버 및 상기 제 2 반도체 소자들을 상기 제 1 온도로 냉각하는 단계; 상기 제 2 반도체 소자들을 상기 제 1 온도에서 테스트 하고, 상기 제 2 테스트 트레이들을 상기 테스트 챔버에서 상기 익시트 챔버에 이동하는 단계; 및 상기 제 1 테스트 트레이들을 상기 익시트 챔버에서 상기 외부로 배출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 테스트 핸들러는 스토커, 로더, 언로드, 소크 챔버, 테스트 챔버, 익시트 챔버, 열 교환기, 공기 공급부 및 테스트 모듈을 포함할 수 있다. 스크 챔버, 테스트 챔버 및 익시트 챔버는 그들의 벽체 내에 상기 열 교환기로부터 제공되는 냉매 또는 열매를 순환시키는 유로를 가질 수 있다. 공기 공급부는 소크 챔버, 테스트 챔버, 익시트 챔버 내에 냉각 공기 또는 가열 공기를 제공할 수 있다. 테스트 모듈은 테스트 챔버 내에 배치된다. 테스트 모듈은 로드 푸셔, 콘택 드라이브 플레이트, 테스트 보드 및 소자 열변환기를 포함할 수 있다. 열 교환기, 공기 공급부 및 소자 열변환기는 테스트 챔버 내의 반도체 소자들의 온도를 급속하게 변화시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 테스트 핸들러는 반도체 소자들의 테스트 대기 시간을 최소화 또는 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 테스트 핸들러를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 테스트 핸들러에서의 반도체 소자들의 이동을 나타낸 평면도이다.
도 3 및 도 4 각각은 반도체 소자를 탑재하는 캐리어 트레이 및 테스트 트레이를 각각 나타내는 평면도이다.
도 5는 소크 챔버, 테스트 챔버 및 익시트 챔버의 벽체 내의 유로를 나타낸 도면이다.
도 6은 소크 챔버, 테스트 챔버 및 익시트 챔버의 내부를 나타내는 사시도이다.
도 7 및 도 8은 소크 챔버, 테스트 챔버 및 익시트 챔버와 그들의 벽체에 배치된 유로를 나타내는 도면들이다.
도 9는 공기 공급부로부터 소크 챔버, 테스트 챔버, 및 익시트 챔버내에 각각 제공되는 가열 공기 또는 냉각 공기의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 10은 테스트 트레이, 테스트 모듈 및 테스터를 나타내는 도면이다.
도 11은 테스트 모듈을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 테스트 핸들러를 이용한 반도체 소자의 테스트 방법을 나타내는 플로우 챠트이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
명세서 전체에 걸쳐서 영역, 반경, 거리등과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "연속되어", "연결되어", 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "연속되어", "연결되어", 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 연속되어", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 면적들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 면적들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 면적과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 면적은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 면적을 지칭할 수 있다.
또한, "이웃" 또는 "인접"과 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 테스트 핸들러를 나타낸 사시도이다. 도 2는 도 1의 테스트 핸들러에서 반도체 소자들(10)의 이동을 나타낸 평면도이다. 도 3 및 도 4는 각각 반도체 소자들(10)을 탑재하는 캐리어 트레이(20) 및 테스트 트레이(30)를 나타내는 평면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 테스트 핸들러는 크게, 소트부(100)와, 테스트 부(200)로 구분될 수 있다.
소트부(100)는 반도체 소자들(10)을 테스트 부(200)에 전달하고, 상기 테스트 부(200)에서 테스트된 반도체 소자들(10)을 양품과 불량으로 분류할 수 있다. 반도체 소자들(10)은 반도체 제조라인(미도시)에서 캐리어 트레이(20) 내에 탑재되어 운반될 수 있다. 캐리어 트레이(20)는 예를 들어, 약 250개의 이상의 반도체 소자들(10)을 탑재(mount)할 수 있다. 소트부(100)는 스토커(110), 로더(120) 및 언로더(130)를 포함할 수 있다. 스토커(110)는 캐리어 트레이(20)를 일시 저장할 수 있다. 로더(120)는 반도체 소자들(10)을 캐리어 트레이(20)에서 테스트 트레이(30)에 이동시킬 수 있다. 테스트 트레이(30)는 반도체 소자들(10)을 캐리어 트레이(20)보다 넓은 간격으로 탑재할 수 있다. 캐리어 트레이(20)는 테스트 트레이(30)보다 많은 개수의 반도체 소자들(10)을 탑재할 수 있다. 테스트 트레이(30)에는 예를 들어, 약 32개 이상의 반도체 소자들(10)이 탑재될 수 있다. 테스트 트레이(30)는 로더(120)에 의해 테스트 부(200)로 이동될 수 있다. 빈(vacant) 캐리어 트레이(20)는 로더(120)에서 언로더(130)에 곧바로 이동된다. 언로더(130)는 반도체 소자들(10)을 테스트 트레이(30)에서 캐리어 트레이(20)에 이동시킬 수 있다. 이때, 반도체 소자들(10)은 테스트 부(200)에서의 테스트 결과에 따라 양품과 불량으로 선별될 수 있다.
테스트 부(200)는 반도체 소자들(10)을 상온보다 높은 고온과 상기 상온보다 낮은 저온의 온도에서 전기적인 테스트를 수행할 수 있다. 테스트 부(200)는 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220), 익시트 챔버(230), 열 교환기(240), 공기 공급부(250) 및 테스트 모듈(도 11의 260)를 포함할 수 있다.
소크 챔버(210), 테스트 챔버(220) 및 익시트 챔버(230)는 외부로부터 밀폐된 내부 공간을 제공할 수 있다. 소크 챔버(210)는 테스트 전에 반도체 소자들(10)을 예비 가열 또는 예비 냉각시킬 수 있다. 테스트 트레이(30)는 로더(120)에서 소크 챔버(210)의 도어(212)에 수직으로 삽입될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 소크 챔버(210) 및 익시트 챔버(230) 내에는 로봇 암 또는 엘리베이터가 배치될 수 있다. 로봇 암 또는 엘리베이터는 테스트 트레이(30)을 소크 챔버(210)에서 익시트 챔버(230)까지 수직 상태로 이동시킬 수 있다. 테스트 챔버(220)는 소크 챔버(210)와 연결될 수 있다. 로봇 암 또는 엘리베이터는 테스트 트레이(30)를 소크 챔버(210)에서 테스트 챔버(220)에 이동시킬 수 있다. 반도체 소자들(10)은 테스트 챔버(220) 내의 테스트 모듈(260)에 의해 테스트될 수 있다. 테스트 모듈(260)은 이하 도 11에서 구체적으로 설명될 것이다. 테스트 챔버(220)는 익시트 챔버(230)에 연결될 수 있다. 테스트 트레이(30)는 로봇 암 또는 엘리베이터에 의해 테스트 챔버(220)에서 익시트 챔버(230)로 이동될 수 있다. 익시트 챔버(230)는 테스트 챔버(220)의 온도 변화를 최소화할 수 있다.
열 교환기(240) 및 공기 공급부(250)는 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220) 및 익시트 챔버(230)를 동시에 가열 또는 냉각시킬 수 있다. 열 교환기(240)는 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220) 및 익시트 챔버(230)에 냉매(coolant) 또는 열매(heat medium)를 제공할 수 있다. 공기 공급부(250)는 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220) 및 익시트 챔버(230) 내에 가열 공기 또는 냉각 공기를 제공할 수 있다. 열 교환기(240)는 소크 챔버(210)에 인접하여 배치되며, 공기 공급부(250)는 익시트 챔버(230)에 인접하여 배치될 수 있다. 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 열 교환기(240) 및 공기 공급부(250)의 형태와 배치 위치는 다양하게 실시 변경 가능하다.
도 5는 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220) 및 익시트 챔버(230)의 벽체(202) 내의 유로(280)를 나타낸 도면이다. 도 6은 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220) 및 익시트 챔버(230)의 내부를 나타내는 사시도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220) 및 익시트 챔버(230)는 각각의 벽체(202) 내에 냉매 또는 열매(heat medium)를 유동시키는 유로(fluid path, 280)를 가질 수 있다. 유로(280)는 열 교환기(240)에 연결될 수 있다. 열 교환기(240)는 히터(242)와, 냉각기(244)를 포함할 수 있다. 히터(242)는 열매를 가열하여 벽체(202) 내의 유로(280)에 순환 공급할 수 있다. 열매는 오일 또는 알코올을 포함할 수 있다. 냉각기(244)는 유로(280) 내의 냉매를 순환 냉각할 수 있다. 냉매는 알코올, 부동액, 질소 가스를 포함할 수 있다. 따라서, 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220) 및 익시트 챔버(230)는 유로(280) 내의 열매 또는 냉매에 의해 가열 또는 냉각될 수 있다. 테스트 챔버(220)는 제 1 테스트 챔버(221)와, 제 2 테스트 챔버(222)를 포함할 수 있다. 제 1 테스트 챔버(221) 및 제 2 테스트 챔버(222) 내에서 반도체 소자들(10)의 테스트 공정이 수행될 수 있다. 제 1 테스트 챔버(221)과 제 2 테스트 챔버(222)는 각각 테스트 트레이(30) 내의 반도체 소자들(10)의 테스트 공정의 차이만 있을 뿐 온도 차이가 없다. 때문에, 제 1 테스트 챔버(221)과 제 2 테스트 챔버(222) 사이에는 격벽(partition wall, 미도시)이 존재하지 않을 수 있다. "262", "264" 및 "266"은 각각 로드 푸셔, 콘택 드라이브 플레이트 및 테스트 보드이다. 로드 푸셔(262), 콘택 드라이브 플레이트(264) 및 테스트 보드(266)는 제 1 테스트 챔버(221) 및 제 테스트 챔버(222) 내에 각각 배치될 수 있다. 테스트 보드(266)는 테스트 챔버(220) 외부의 테스터(300)에 전기적으로 연결될 수 있다. 로드 푸셔(262), 콘택 드라이브 플레이트(264), 테스트 보드(266)를 이용한 반도체 소자들(10)의 테스트 공정은 도 11에서 다시 설명하기로 한다.
소크 챔버(210), 테스트 챔버(220) 및 익시트 챔버(230)는 고온 및/또는 저온의 공기에 의해 가열 또는 냉각될 수 있다. 공기 공급부(250)는 가열 공기와 냉각 공기를 제공할 수 있다. 송풍기들(256)은 가열 공기와 냉각 공기를 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220) 및 익시트 챔버(230) 내에 불어(blow) 넣을 수 있다. 송풍기들(256)은 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220) 및 익시트 챔버(230)의 상부 및/또는 하부에 연결될 수 있다. 공기 공급부(250)는 고온 및/또는 냉각 공기의 대류에 의해 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220) 및 익시트 챔버(230)의 온도를 변화시킬 수 있다.
따라서, 열 교환기(240) 및 공기 공급부(250)는 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220) 및 익시트 챔버(230)을 급속하게 가열 또는 냉각시킬 수 있다.
도 7 및 도 8은 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220) 및 익시트 챔버(230)와 그들의 벽체(202)에 배치된 유로(280)를 나타내는 도면들이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 소크 챔버(210), 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220) 및 익시트 챔버(230)의 벽체(wall, 202)는 외벽 하우징(270)과, 단열 층(272)과, 및 내벽 하우징(290)을 포함할 수 있다. 외벽 하우징(270) 및 내벽 하우징(290)은 스테인레스 강철 재질로 구성될 수 있다. 단열 층(272)은 외벽 하우징(270)과 내벽 하우징(290) 사이의 열 전도를 방지할 수 있다. 단열 층(272)은 유리 섬유, 석면, 스티로 폼, 또는 진공을 포함할 수 있다. 유로(280)는 단열 층(272)과 내벽 하우징(290) 사이에 배치될 수 있다. 유로(280)는 내벽 하우징(290)을 둘러싸는 배관(tube, 282)를 포함할 수 있다. 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 도시되지 않았지만, 배관(282)은 내벽 하우징(290)의 내부로 돌출될 수도 있다.
소크 챔버(210), 테스트 챔버(220) 및 익시트 챔버(230)는 바닥 벽(bottom wall, 204), 측벽(side wall, 206), 격벽(partition wall, 207) 및 탑 벽(top wall, 208)을 포함할 수 있다. 유로(280)는 바닥 벽(204), 측벽(206), 격벽(207) 및 탑 벽(208) 내에 연장될 수 있다. 격벽(207)은 소크 챔버(210) 및 테스트 챔버(220)을 분리하고, 상기 테스트 챔버(220) 및 익시트 챔버(230)을 분리할 수 있다. 외벽 하우징(270)은 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220) 및 익시트 챔버(230)를 둘러쌀 수 있다. 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220) 및 익시트 챔버(230)는 각각의 내벽 하우징(290)을 가질 수 있다. 격벽(207)은 내벽 하우징들(290)이 인접하여 형성될 수 있다. 따라서, 배관(282)은 격벽(207) 내의 내벽 하우징들(290)사이에 배치될 수 있다.
도 8에서와 같이, 유로(280)는 내벽 하우징(290)의 내부에 배치될 수 있다. 예컨대, 유로(280)는 내벽 하우징(290) 내에 형성된 홀(hole, 284)을 포함할 수 있다. 내벽 하우징(290) 내의 홀은 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220) 및 익시트 챔버(230) 전체를 둘러 둘러쌀 수 있다. 홀 타입의 유로(280)는 격벽(207)의 내벽 하우징들(290) 내에서 연장될 수 있다.
따라서, 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220) 및 익시트 챔버(230)는 배관(282) 또는 홀(284)의 유로(280)내의 냉매 또는 열매에 의해 냉각 또는 가열될 수 있다.
도 9는 공기 공급부(250)로부터 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220), 및 익시트 챔버(230)내에 각각 제공되는 가열 공기 또는 냉각 공기의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 공기 공급부(250)는 가열 공기 공급부(252)와, 냉각 공기 공급부(254)를 포함할 수 있다. 가열 공기 공급부(252)는 히터를 포함할 수 있다. 냉각 공기 공급부(254)는 액체 질소 탱크를 포함할 수 있다. 액체 질소는 약 -196℃정도의 온도를 갖는다. 액체 질소는 송풍기(256)에 연결된 노즐을 통해 분사될 수 있다. 따라서, 공기 공급부(250)는 고온 및/또는 냉각 공기의 대류에 의해 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220) 및 익시트 챔버(230)의 온도를 변화시킬 수 있다.
도 10은 테스트 트레이(30), 테스트 모듈(260), 및 테스터(300)를 나타내는 도면이다. 도 11은 테스트 모듈(260)을 나타내는 도면이다.
도 6, 도 10 및 도 11을 참조하면, 반도체 소자들(10)은 테스트 트레이(30)에 탑재된 채로 테스트될 수 있다. 테스트 트레이(30)는 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220) 및 익시트 챔버(230) 내에서 수직 상태로 세워져 이동될 수 있다. 반도체 소자들(10)은 제 1 테스트 챔버(221)와 제 2 테스트 챔버(222)에서 테스트될 수 있다. 제 1 테스트 챔버(221)와, 제 2 테스트 챔버(222) 내에 각각 테스트 모듈(260)이 배치될 수 있다. 테스트 모듈(260)은 반도체 소자들(10)을 테스트 핸들러 외부의 테스터(300)에 전기적으로 연결할 수 있다. 테스트 모듈(260)은 로드 푸셔(262), 콘택 드라이버 플레이트(264), 테스트 보드(266), 및 소자 열변환기(268)를 포함할 수 있다.
로드 푸셔(262)는 콘택 드라이버 플레이트(264), 테스트 트레이(30) 및 반도체 소자들(10)을 테스트 보드(266)에 밀착시킬 수 있다. 로드 푸셔(262)는 제 1 로드 푸셔(261)과 제 2 로드 푸셔(263)를 포함할 수 있다. 제 1 로드 푸셔(261)는 콘택 드라이브 플레이트(264)에 연결될 수 있다. 제 2 로드 푸셔(263)는 소자 열변환기(268)를 고정할 수 있다.
콘택 드라이버 플레이트(264)는 테스트 트레이(30)를 테스트 보드(266)에 밀착시킬 수 있다. 테스트 보드(266)는 반도체 소자들(10)과 전기적으로 접촉(contact)될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 테스트 보드(266)는 테스트 챔버(220)의 내벽에 고정될 수 있다. 테스터(300)는 반도체 소자들(10)의 전기적인 테스트를 수행될 수 있다.
로드 푸셔(262)의 말단에 소자 열변환기(268)가 체결된다. 반도체 소자들(10)은 소자 열변환기(268)에 접촉될 수 있다. 소자 열변환기(268)는 열전 소자 또는 방열 블록을 포함할 수 있다. 열전 소자는 외부로부터 인가되는 전원 전압에 의해 흡열(heat absorption) 또는 발열(heat generation)될 수 있다. 방열 블록은 외부로부터 공급되는 냉매 또는 열매에 의해 냉각 또는 가열될 수 있다. 소자 열변환기(268)는 반도체 소자들(10)을 직접적으로 가열 또는 냉각시킬 수 있다. 열 교환기(240) 및 공기 공급부(250)는 반도체 소자들(10) 주변의 공기 또는 테스트 챔버(220)의 온도를 급속히 전환시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 테스트 핸들러는 반도체 소자들(10)의 테스트 대기 시간을 최소화 또는 제거할 수 있다. 또한, 테스터(300)의 가동 효율이 증대될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 테스트 핸들러를 이용한 반도체 소자들(10)의 테스트 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 테스트 핸들러를 이용한 반도체 소자(10)의 테스트 방법을 나타내는 플로우 챠트이다.
도 1 내지 도 12를 참조하면, 복수개의 테스트 캐리어(30)를 소크 챔버(210) 및 테스트 챔버(220) 내에 장입(loading)한다(S10). 테스트 캐리어(30)는 로더(120)에서 소크 챔버(210)에 순차적으로 공급될 수 있다. 테스트 캐리어(30)는 상온에서 소크 챔버(210) 내에 장입될 수 있다. 테스트 캐리어(30)는 소크 챔버(210)에서 테스트 챔버(220)에 이송될 수 있다. 테스트 챔버(220) 내의 테스트 모듈(260)은 반도체 소자들(10) 및 테스트 트레이(30)를 테스트 보드(266)에 밀착시킬 수 있다.
다음, 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220), 익시트 챔버(230) 및 반도체 소자들(10)을 저온으로 냉각한다(S20). 냉각기(244)는 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220) 및 익시트 챔버(230)의 유로(280) 내에 냉매를 순환 공급할 수 있다. 냉각 공기 공급부(254)는 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220) 및 익시트 챔버(230)의 내부에 냉각 공기를 제공할 수 있다. 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220) 및 익시트 챔버(230) 내의 테스트 트레이(30) 및 반도체 소자들(10)은 냉매 및 냉각 공기에 의해 급속하게 냉각될 수 있다. 소자 열변환기(268)는 반도체 소자들(10)을 냉각시킬 수 있다.
그 다음, 테스터(300)는 테스트 챔버(220) 내의 반도체 소자들(10)을 저온에서 테스트한다(S30). 반도체 소자들(10)은 약 -25℃ 내지 -5℃의 저온에서 전기적으로 테스트될 수 있다.
이후, 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220), 익시트 챔버(230) 및 반도체 소자들(10)을 고온으로 가열한다(S40). 열 교환기(240)의 히터(242)는 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220) 및 익시트 챔버(230)의 벽체(202) 내의 유로(280)에 열매를 순환 공급할 수 있다. 가열 공기 공급부(252)는 가열 공기를 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220) 및 익시트 챔버(230) 내에 공급할 수 있다. 소자 열변환기(268)는 반도체 소자들(10)을 가열할 수 있다. 반도체 소자들(10)은 테스트 보드(266)에 전기적으로 연결된 채로 가열될 수 있다.
그리고, 테스터(300)는 반도체 소자들(10)을 고온에서 테스트한 후에 테스트 트레이(30)를 익시트 챔버(230)에 이송한다(S50). 반도체 소자들(10)은 약 65℃ 내지 약 85℃의 고온에서 전기적으로 테스트될 수 있다. 반도체 소자들(10)은 저온과 고온에서의 테스트 공정을 마칠 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 소자들(10)의 테스트 방법은 테스트 대기시간을 최소화할 수 있다.
반도체 소자들(10)의 고온 테스트 공정이 완료되면, 테스트 모듈(260)은 테스트 트레이(30) 및 반도체 소자들(10)을 테스트 보드(266)로부터 분리할 수 있다. 직후에 테스트 트레이(30)는 익시트 챔버(230)로 이송될 수 있다.
다음, 테스트 공정이 완료된 반도체 소자들(10)이 탑재된 테스트 트레이(30)를 익시트 챔버(230)에서 배출하고, 새로운 테스트 트레이(30)를 소크 챔버(210) 및 테스트 챔버(220)에 장입한다(S60). 테스트 모듈(260)은 새로운 테스트 트레이(30)에 탑재된 다른 반도체 소자들(10) 및 테스트 트레이(30)를 테스트 보드(266)에 밀착시킬 수 있다. 이때, 소크 챔버(210) 및 테스트 챔버(220)는 고온의 상태로 지속된다. 적어도 하나의 새로운 테스트 트레이(30)는 테스트 공정 완료 전에 소크 챔버(210) 내에 장입될 수 있다. 예를 들어, 새로운 테스트 트레이(30)는 냉각된 소크 챔버(210)의 가열 동안에, 상온의 상기 소크 챔버(210) 내에 장입될 수 있다. 테스트 트레이(30)는 고온의 테스트 챔버(220) 내에서 이동될 수 있다. 다른 반도체 소자들(10)은 고온에서 테스트 보드(266)에 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 다른 반도체 소자들(10)은 테스트 보드(266)에 연결 시에 소자 열변환기(268)에 의해 일시적으로 냉각될 수 있다. 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양하게 실시 변경될 수 있다.
그 다음, 테스터(300)는 새로운 테스트 트레이(30) 내의 다른 반도체 소자들(10)을 고온에서 테스트 한다(S70). 다른 반도체 소자들(10)은 약 65℃ 내지 약 85℃의 고온에서 테스트될 수 있다.
그 후, 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220), 익시트 챔버(230) 및 다른 반도체 소자들(10)를 다시 냉각한다(S80). 열 교환기(240)의 냉각기(244)는 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220) 및 익시트 챔버(230)의 벽체(202) 내의 유로(280)에 냉매를 공급할 수 있다. 냉각 공기 공급부(254)는 냉각 공기를 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220) 및 익시트 챔버(230) 내에 공급할 수 있다. 열변환기(268)는 반도체 소자들(10)을 냉각할 수 있다. 다른 반도체 소자들(10)은 테스트 보드(266)에 연결된 채로 냉각될 수 있다.
다음, 테스터(300)는 새로운 테스트 트레이(30) 내의 다른 반도체 소자들(10)을 저온에서 테스트하고, 테스트 트레이(30)를 익시트 챔버(230)에 이동한다(S90). 저온 테스트 공정은 약 -25℃ 내지 약 -5℃의 저온에서 수행될 있다. 다른 반도체 소자들(10)은 고온에서 저온으로 변화된 후 테스트 공정을 완료할 수 있다. 따라서, 다른 반도체 소자들(10)은 고온과 저온에서 각각 테스트될 수 있다.
그 다음, 테스트 트레이를 익시트 챔버(230)에서 외부로 배출한다(S100). 소크 챔버(210) 내에 투입되는 테스트 케리어(30)가 없을 때, 테스트 공정은 완료될 수 있다. 후속하여 테스트 공정이 수행될 경우, 다시 복수개의 테스트 트레이(30)를 소크 챔버(210) 및 테스트 챔버(220)에 순차적으로 장입될 수 있다(S10). 이후, 복수개의 테스트 트레이(30)에 탑재된 반도체 소자들(10)은 테스트 챔버(230) 내에서 곧바로 테스트될 수 있다. 소크 챔버(210), 테스트 챔버(220), 익시트 챔버(230)는 이전의 선행 테스트 공정에서 냉각되어 있기 때문이다.
따라서, 반도체 소자들(10)의 테스트 공정은 저온과 고온에서 각각 1회씩 수행될 수 있다. 하나의 테스트 트레이(30)에 탑재된 반도체 소자들(10)에 대한 저온 테스트 공정과 고온 테스트 공정은 우선 순위에 상관없이 순차적으로 수행될 수 있다. 예컨대, 도 12와 달리 다른 반도체 소자들(10)의 고온 테스트 공정(S70) 후의 저온 테스트 공정(S90)이 반도체 소자들(10)의 저온 테스트 공정(S20) 후의 고온 테스트 공정(S50)보다 앞서 수행될 수 있다. 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 다양하게 실시 변경 가능하다.
본 발명에서 개시된 발명 개념과 실시 예들이 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 사용되어질 수 있을 것이다. 당해 기술 분야의 숙련된 사람에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허 청구 범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.
또한, 이상에서 설명한 본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10: 반도체 소자들 20: 캐리어 트레이
30: 테스트 트레이 100: 소트 부
110: 스토커 120: 로더
130: 언로더 200: 테스트 부
202: 벽체 204: 바닥 벽
206: 측벽 207: 격벽
208: 탑 벽 210: 소크 챔버
212: 도어 220: 테스트 챔버
221: 제 1 챔버 222: 제 2 챔버
230: 익시트 챔버 240: 열 교환기
242: 히터 244: 냉각기
250: 공기 공급부 252: 가열 공기 공급부
254: 냉각 공기 공급부 260: 테스트 모듈
262: 로드 푸셔 264: 콘택 드라이브 플레이트
266: 테스트 보드 268: 소자 열변환기
270: 외벽 하우징 272: 단열 층
280: 유로 290: 내벽 하우징

Claims (10)

  1. 반도체 소자들을 탑재하는 제 1 트레이를 수용하는 밀폐된 내부 공간을 제공하는 챔버들;
    상기 반도체 소자들의 테스트 공정을 수행하기 위해 상기 챔버들 내의 상기 반도체 소자들에 전기적으로 접촉되는 테스트 모듈; 및
    상기 챔버들 내에 상기 제 1 트레이를 로딩 및 언로딩 하고, 상기 테스트 공정에서 불량으로 판정된 상기 반도체 소자들을 선별하는 소트 부를 포함하되,
    상기 챔버들은 상기 반도체 소자들의 상기 테스트 공정에서 상온 보다 낮은 제 1 온도와, 상기 상온보다 높은 제 2 온도 사이의 급속 온도 변환이 가능하도록 그들의 벽체 내에 냉매(coolant) 또는 열매(heat medium)를 순환시키는 유로(fluid path)를 갖는 테스트 핸들러.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버들 각각의 상기 벽체는,
    외벽 하우징;
    상기 외벽 하우징 내의 내벽 하우징; 및
    상기 외벽 하우징 및 상기 내벽 하우징 사이의 단열 층을 포함하는 테스트 핸들러.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 유로는 상기 단열 층과 상기 내벽 하우징 사이에 배치된 테스트 핸들러.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 유로는 상기 내벽 하우징을 둘러싸는 배관을 포함하는 테스트 핸들러.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 유로는 상기 내벽 하우징 내에 형성된 홀을 포함하는 테스트 핸들러.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버들은 바닥 벽, 측벽, 격벽, 및 탑 벽을 포함하되,
    상기 유로는 상기 바닥 벽, 상기 측벽, 상기 격벽 및 상기 탑벽으로 연장되는 테스트 핸들러.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버들의 상기 벽체의 유로 내에 상기 냉매 또는 열매를 순환 공급하는 열 교환기를 더 포함하는 테스트 핸들러.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 열 교환기는 상기 냉매를 상기 유로에 순환 공급하는 냉각기; 및
    상기 열매를 상기 유로에 순환 공급하는 히터를 포함하는 테스트 핸들러
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 챔버들은 소크 챔버, 테스트 챔버 및 익시트 챔버를 포함하는 핸들러.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 테스트 모듈은 상기 테스트 챔버 내의 테스트 보드;
    상기 테스트 보드에 상기 반도체 소자들을 밀착하는 로드 푸셔;
    상기 로드 푸셔에 의해 이동되고, 상기 테스트 트레이를 상기 테스트 보드에 밀착시키는 콘택 드라이버 플레이트; 및
    상기 로드 푸셔 말단에 연결되어 상기 반도체 소자들에 접촉되고, 상기 반도체 소자들을 가열 또는 냉각하는 소자 열변환기를 포함하는 테스트 핸들러.
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