KR20210025226A - 테스트 모듈, 테스트 핸들러 및 테스트 핸들러를 이용한 반도체 소자의 테스트 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 테스트 모듈, 테스트 핸들러 및 테스트 핸들러를 이용한 반도체 소자의 테스트 방법을 개시한다. 그의 모듈은, 반도체 소자를 전기적으로 테스트하는 테스터, 상기 테스터와 상기 반도체 소자 사이에 연결되는 DUT 보드와, 상기 DUT 보드와 상기 테스트 사이에 배치된 베이스 보드를 포함한다. 베이스 보드는 하부 플레이트와 상부 플레이트 사이에 배치되어 배선들을 상온으로 조절하는 제 1 온도 조절 부와, 상부 플레이트를 관통하여 배선들을 DUT 보드에 연결시키는 도킹 커넥터와, 제 1 온도 조절 부와 상부 플레이트 사이에 배치되어 도킹 커넥터를 상온과 다른 온도로 조절하는 제 2 온도 조절 부를 포함한다.

Description

테스트 모듈, 테스트 핸들러 및 테스트 핸들러를 이용한 반도체 소자의 테스트 방법{test module, test handler and method for testing semiconductor device using the test module}
본 발명은 테스트 모듈, 테스트 핸들러 및 테스트 핸들러를 이용한 반도체 소자의 테스트 방법에 관한 것이다.
최근 메모리 반도체 소자는 급속히 대용량화 되고 있다. 더불어 메모리 소자의 전기적 테스트 공정에 소요되는 시간이 꾸준히 증가되고 있다. 때문에 전기적 테스트 공정의 효율을 높이기 위한 테스트 설비의 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다. 테스트 설비들 중 테스트 핸들러는 복수개의 반도체 소자들을 고온과 저온의 가혹한 환경에서 테스트할 수 있다. 반도체 소자들은 테스트 핸들러 내의 에어에 의해 가열되거나 냉각될 수 있다.
본 발명의 해결 과제는, 테스트 트레이 내의 반도체 소자들의 온도 차이를 제거하거나 감소시킬 수 있는 테스트 모듈, 테스트 핸들러, 및 테스트 핸들러를 이용한 반도체 소자의 테스트 방법을 제공하는데 있다.
본 발명은 테스트 모듈을 개시한다. 그의 모듈은, 반도체 소자를 전기적으로 테스트하는 테스터; 상기 테스터와 상기 반도체 소자 사이에 연결되는 DUT 보드; 및 상기 DUT 보드와 상기 테스트 사이에 배치된 베이스 보드를 포함한다. 여기서, 상기 베이스 보드는: 하부 플레이트; 상기 하부 플레이트를 관통하는 배선들; 상기 하부 플레이트 상에 배치되는 상부 플레이트; 상기 하부 플레이트와 상기 상부 플레이트 사이에 배치되어 상기 배선들의 온도를 제 1 온도로 조절하는 제 1 온도 조절 부; 상기 제 1 온도 조절부 상에 배치되고, 상기 상부 플레이트를 관통하여 상기 배선들을 상기 DUT 보드에 연결시키는 도킹 커넥터; 및 상기 제 1 온도 조절 부와 상기 상부 플레이트 사이에 배치되어 상기 도킹 커넥터의 온도를 상기 제 1 온도와 다른 제 2 온도로 조절하는 제 2 온도 조절 부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 테스트 핸들러는, 반도체 소자를 탑재하는 트레이가 제공되는 테스트 챔버; 및 상기 트레이의 일측에 배치되어 상기 반도체 소자에 전기적으로 연결되는 테스트 모듈을 구비한 테스트 장치를 포함한다. 여기서, 상기 테스트 모듈은: 상기 반도체 소자를 전기적으로 테스트하는 테스터; 상기 테스터와 상기 반도체 소자 사이에 연결되는 DUT 보드; 및 상기 DUT 보드와 상기 테스트 사이에 연결되는 베이스 보드를 포함할 수 있다. 상기 베이스 보드는: 하부 플레이트; 상기 하부 플레이트를 관통하는 배선들; 상기 하부 플레이트 상에 배치되는 상부 플레이트; 상기 상부 플레이트를 관통하여 상기 배선들을 상기 DUT 보드에 연결시키는 도킹 커넥터; 상기 하부 플레이트와 상기 도킹 커넥터 사이에 배치되어 상기 배선들의 온도를 제 1 온도로 조절하는 제 1 온도 조절 부; 및 상기 제 1 온도 조절 부와 상기 상부 플레이트 사이에 배치되어 상기 도킹 커넥터의 온도를 상기 제 1 온도와 다른 제 2온도로 조절하는 제 2 온도 조절 부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 반도체 소자의 테스트 방법은테스트 챔버 내에 반도체 소자를 탑재하는 테스트 트레이를 제공하는 단계; 테스트 쳄버 내에 대기 중의 에어와 다른 제 1 핫 에어 또는 제 1 쿨 에어를 제공하여 상기 반도체 소자를 제 1 온도로 가열하거나 냉각하는 단계; DUT 보드 아래의 제 1 온도 조절 부에 상기 에어를 공급하여 DUT 보드에 연결되는 배선들의 온도를 상기 제 1 온도와 다른 제 2 온도로 조절하는 단계; 상기 DUT 보드와 제 1 온도 조절 부 사이의 제 2 온도 조절 부에 상기 에어와 다른 제 2 핫 에어 또는 제 2 쿨 에어를 제공하여 상기 배선들을 상기 DUT 보드에 연결하는 도킹 커넥터를 상기 제 1 온도로 가열하거나 냉각하는 단계; 및 상기 배선들에 연결되는 테스터를 이용하여 반도체 소자를 테스트 하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 테스트 모듈은 온도 조절부를 이용하여 도킹 커넥터 및 DUT 보드를 냉각 또는 가열시켜 상기 DUT 보드 상 테스트 트레이 내의 반도체 소자들의 온도 차이를 제거하거나 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 테스트 핸들러의 일 예를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 소트 장치와 테스트 장치의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 2의 캐리어 트레이의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 2의 테스트 트레이의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 5는 도 2의 열 교환기 및 에어 공급부의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 6 은 도 1의 테스트 장치의 일 예를 보여주는 사시도이다.
도 7은 도 6의 푸셔 모듈 및 테스트 모듈의 일 예를 보여주는 부분 사시도이다.
도 8은 도 6의 테스트 모듈의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 9는 도 7의 테스트 모듈의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 10은 도 9의 제 2 온도 조절부의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 11은 일반적인 테스트 모듈에서 테스트되는 반도체 소자들의 온도 차이를 보여주는 도면이다.
도 12는 도 7의 테스트 모듈의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 13은 도 12의 제 2 온도 조절부의 일 예를 보여주는 평면도이다
도 14는 반도체 소자의 테스트 방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 테스트 핸들러(1000)의 일 예를 보여준다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 테스트 핸들러(1000)는 소트 장치(200) 및 테스트 장치(300)를 포함할 수 있다. 소트 장치(200)는 트레이들(202)을 테스트 장치(300)에 전달할 수 있다. 테스트 장치(300)는 트레이들(202) 내의 반도체 소자들(도 2의 10)을 전기적으로 테스트할 수 있다. 또한, 소트 장치(200)는 테스트 장치(300)에서 테스트된 반도체 소자들(10)을 양품과 불량으로 분류할 수 있다.
도 2는 도 1의 소트 장치(200)와 테스트 장치(300)의 일 예를 보여준다.
도 2를 참조하면, 소트 장치(200)는 스토커(210), 로더(220), 및 언로더(230)를 포함할 수 있다.
스토커(210)는 트레이(202) 및 상기 트레이(202) 내의 반도체 소자들(10)을 저장할 수 있다.
로더(220)는 스토커(210)와 테스트 장치(300) 사이에 배치될 수 있다. 로더(220)는 트레이들(202)을 수납할 수 있다. 일 예로, 트레이(202)는 캐리어 트레이(204) 및 테스트 트레이(206)를 포함할 수 있다. 캐리어 트레이(204)는 테스트 트레이(206)보다 클 수 있다. 캐리어 트레이(204)는 반도체 소자들(10)의 저장 또는 운반 시에 사용될 수 있다. 테스트 트레이(206)는 반도체 소자들(10)의 테스트 시에 사용될 수 있다.
도 3은 도 2의 캐리어 트레이(204)의 일 예를 보여준다.
도 3을 참조하면, 캐리어 트레이(204)는 반도체 소자들(10)을 탑재(mount)할 수 있다. 예를 들어, 캐리어 트레이(204)는 약 200개 내지 약 1500개의 반도체 소자들(10)을 탑재할 수 있다. 캐리어 트레이(204)는 로더(220) 및 스토커(210) 내에 제공될 수 있다. 나아가, 캐리어 트레이(204)는OHT(overhead hoist transport)에 의해 반도체 제조 라인(미도시) 내에 반송될 수 있다.
도 4는 도 2의 테스트 트레이(206)의 일 예를 보여준다.
도 4를 참조하면, 테스트 트레이(206)는 반도체 소자들(10)을 탑재하여 테스트 장치(300) 내에 제공될 수 있다. 예를 들어, 테스트 트레이(206)는 약 64(8Χ8)개의 반도체 소자들(10)을 탑재할 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않을 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 로더(220)는 스토커(210)로부터 캐리어 트레이(204)를 수납할 수 있다. 로더(220)는 캐리어 트레이(204) 내의 반도체 소자들(10)을 테스트 트레이(206) 내에 이동시킬 수 있다. 로더(220)는 테스트 트레이(206)를 테스트 장치(300) 내에 제공할 수 있다.
언로더(230)는 테스트 장치(300)와 스토커(210) 사이에 배치될 수 있다. 언로더(230)는 로더(220)에 인접하여 배치될 수 있다. 테스트 장치(300)가 반도체 소자들(10)의 테스트 공정을 완료하면, 언로더(230)는 테스트 장치(300)로부터 테스트 트레이(206)를 수납할 수 있다. 언로더(230)는 테스트 트레이(206) 내의 반도체 소자들(10)을 캐리어 트레이(204)에 이동시킬 수 있다. 반도체 소자들(10)은 불량 판정 결과에 따라 분류되어 캐리어 트레이(204) 내에 탑재될 수 있다. 이후, 캐리어 트레이(204)는 스토커(210) 내에 제공될 수 있다.
계속하여 도 2를 참조하면, 테스트 장치(300)는 소크 챔버(310), 테스트 챔버(320), 엑시트 챔버(330), 제 1 열 교환기(340) 및 제 1 에어 공급부(350)를 포함할 수 있다.
소크 챔버(310)는 로더(220)에 인접하여 배치될 수 있다. 소크 챔버(310)는 테스트 트레이(206)를 로더(220)와 테스트 챔버(320) 사이에 전달하는 제 1 로봇 암(미도시)를 가질 수 있다. 예를 들어, 소크 챔버(310)는 테스트 전에 테스트 트레이(206) 및 반도체 소자들(10)을 예비 가열 또는 예비 냉각시킬 수 있다.
테스트 챔버(320)는 소크 챔버(310) 및 엑시트 챔버(330) 사이에 배치될 수 있다. 테스트 챔버(320)는 제 1 에어 공급부(350)의 제 1 핫 에어(도 5의 351) 또는 쿨 에어(도 5의 353)를 이용하여 테스트 트레이(206) 및 반도체 소자들(10)을 가열 또는 냉각시킬 수 있다. 반도체 소자들(10)은 테스트 챔버(320) 내에서 전기적으로 테스트될 수 있다.
엑시트 챔버(330)는 언로더(230)에 인접하여 배치될 수 있다. 엑시트 챔버(330)는 테스트 챔버(320)와 언로더(230) 사이에 테스트 트레이(206)를 전달하는 제 2 로봇 암(미도시)을 가질 수 있다. 엑시트 챔버(330)는 테스트된 반도체 소자들(10) 및 테스트 트레이(206)를 테스트 챔버(320) 내에서 배출시켜 언로더(230) 내에 제공할 수 있다.
도 5는 도 2의 제 1 열 교환기(340) 및 에어 공급부(350)의 일 예를 보여준다.
도 5를 참조하면, 제 1 열 교환기(340)는 소크 챔버(310)에 인접하여 배치될 수 있다. 제 1 열 교환기(340)는 소크 챔버(310), 테스트 챔버(320) 및 엑시트 챔버(330)의 벽체 내의 제 1 유로(도 6의 380) 내에 제 1 열매(heat medium) 또는 제 1 냉매(cooling medium)를 제공할 수 있다. 일 예로, 열 교환기(340)는 제 1 히터(342), 및 제 1 칠러(344)를 포함할 수 있다. 제 1 히터(342)는 제 1 열매를 제 1 유로(380) 내에 순환 공급(circulate and supply)할 수 있다. 제 1 칠러(344)는 제 1 냉매를 제 1 유로(380) 내에 순환 공급할 수 있다.
제 1 에어 공급부(350)는 엑시트 챔버(330)에 인접하여 배치될 수 있다. 제 1 에어 공급부(350)는 소크 챔버(310), 테스트 챔버(320), 및 엑시트 챔버(330) 내에 제 1 핫 에어(351) 또는 제 1 쿨 에어(353)를 제공하여 반도체 소자들(10)을 가열하거나 냉각시킬 수 있다. 제 1 핫 에어(351) 및 제 1 쿨 에어(353)는 대기 중의 에어와 다를 수 있다. 제 1 핫 에어(351)는 대기중의 에어의 온도(ex, 20℃ to 25℃)보다 높은 온도를 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 핫 에어(351)는 약 80℃ 이상의 온도를 가질 수 있다. 제 1 쿨 에어(353)는 대기 중의 에어의 온도(ex, 20℃ to 25℃) 보다 낮은 온도를 가질 수 있다. 제 1 쿨 에어(353)는 약 -25℃ 이하의 온도를 가질 수 있다. 일 예로, 제 1 에어 공급부(350)는 제 1 핫 에어 공급부(352), 및 제 1 쿨 에어 공급부(354)를 포함할 수 있다. 제 1 핫 에어 공급부(352)는 제 1 핫 에어(351)를 소크 챔버(310), 테스트 챔버(320) 및 엑시트 챔버(330) 내에 제공하여 반도체 소자들(10)을 상온보다 높은 온도로 가열시킬 수 있다. 반도체 소자들(10)은 약 80℃의 고온으로 가열될 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않을 수 있다. 반면, 제 1쿨 에어 공급부(354)는 제 1 쿨 에어(353)를 소크 챔버(310), 테스트 챔버(320) 및 엑시트 챔버(330) 내에 제공하여 반도체 소자들(10)을 상온보다 낮은 온도로 냉각시킬 수 있다. 예를 들어, 반도체 소자들(10)은 약 -25℃의 저온으로 냉각될 수 있다.
도 6 은 도 1의 테스트 장치(300)의 일 예를 보여준다. 도 7은 도 6의 푸셔 모듈(400) 및 테스트 모듈(500)의 일 예를 보여준다.
도 6및 도 7을 참조하면, 테스트 장치(300)는 테스트 챔버(320) 내의 테스트 트레이(206) 양측들에 배치된 푸셔 모듈(400)과 테스트 모듈(500)을 더 포함할 수 있다. 테스트 장치(300)의 소크 챔버(310) 및 엑시트 챔버(330)는 도 2와 동일하게 구성될 수 있다.
푸셔 모듈(400)은 테스트 트레이(206) 및 반도체 소자들(10)의 일측에 배치될 수 있다. 푸셔 모듈(400)은 테스트 트레이(206) 및 반도체 소자들(10)을 테스트 모듈(500)에 밀착시킬 수 있다. 일 예로, 푸셔 모듈(400)은 콘택 드라이브 플레이트(410) 및 로드 푸셔(420)를 포함할 수 있다. 콘택 드라이브 플레이트(410)는 테스트 트레이(206)를 테스트 모듈(500)에 밀착시킬 수 있다. 로드 푸셔(420)는 테스트 트레이(206) 내의 반도체 소자들(10)을 테스트 모듈(500)에 밀착시킬 수 있다.
테스트 모듈(500)은 테스트 트레이(206) 및 반도체 소자들(10)의 타측에 배치될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 테스트 모듈(500)은 테스트 챔버(320)의 포트(미도시) 내에 체결될 수 있다. 테스트 모듈(500)은 테스트 챔버(320)의 외부에서 내부까지 연결될 수 있다. 테스트 모듈(500)은 상온과 다른 고온(ex, 85℃) 또는 저온(ex, -25℃)에서 반도체 소자들(10)을 전기적으로 테스트할 수 있다.
도 8은 도 6의 테스트 모듈(500)의 일 예를 보여준다.
도 8을 참조하면, 테스트 모듈(500)은 테스터(510), 베이스 보드(520), 제 2 에어 공급부(540), 제 3 에어 공급부(550) 및 DUT 보드(device under test board, 560)를 포함할 수 있다.
테스터(510)는 반도체 소자들(10)의 테스트 공정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 테스터(510)는 EDS 테스트(Electrical Die Sorting test) 공정을 수행할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 테스터(510)는 테스트 챔버(320)의 외부에 배치될 수 있다. 가령, 테스터(510)가 테스트 챔버(320) 내에 배치될 경우, 반도체 소자들(10)의 전기적 테스트 값은 테스트 온도에 기인하는 노이즈를 갖고, 테스트 공정의 신뢰성은 감소할 수 있다. 따라서, 테스터(510)는 테스트 챔버(320)의 외부에 배치되어 상온을 유지할 수 있다.
베이스 보드(520)는 테스터(510) 상에 배치될 수 있다. 베이스 보드(520)는 테스터(510)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 베이스 보드(520)는 DUT 보드(560)를 테스터(510)에 연결시킬 수 있다. 베이스 보드(520)는 테스트 챔버(320)의 외부에 배치될 수 있다. 일 예로, 베이스 보드(520)는 하부 플레이트(521), 배선들(522) 제 1 온도 조절부(524), 도킹 커넥터(526), 제 2 온도 조절부(528) 및 상부 플레이트(530)를 포함할 수 있다.
하부 플레이트(521)는 테스터(510)에 인접하여 배치될 수 있다. 하부 플레이트(521)는 고분자 화합물 또는 레진을 포함할 있다.
배선들(522)은 하부 플레이트(521)를 관통하여 테스터(510)를 도킹 커넥터(526)에 연결시킬 수 있다. 예를 들어, 배선들(522)의 각각은 구리 배선을 포함할 수 있다.
제 1 온도 조절부(524)는 하부 플레이트(521) 상에 배치될 수 있다. 제 1 온도 조절부(524)는 제 2 에어 공급부(540)의 상온 에어(542)를 이용하여 하부 플레이트(521) 상의 배선들(522)의 온도를 상온으로 조절할 수 있다. 상온 에어(542)는 약 20℃ 내지 약 25℃의 온도를 갖는 대기 중의 에어일 수 있다. 일 예로, 제 1 온도 조절부(524)는 하부 박스 구조체(523) 및 하부 노즐(525)을 포함할 수 있다. 하부 박스 구조체(523)는 하부 플레이트(521) 상에 배치될 수 있다. 배선들(522)은 하부 박스 구조체(523) 내에 제공될 수 있다. 하부 노즐(525)은 하부 박스 구조체(523) 내에 배치될 수 있다. 하부 노즐(525)은 제 2 에어 공급부(540)에 연결될 수 있다. 하부 노즐(525)은 상온 에어(542)를 배선들(522)에 제공하여 상기 배선들(522)의 온도를 상온으로 조절시킬 수 있다.
도킹 커넥터들(526)은 제 1 온도 조절부(524)의 하부 박스 구조체(523) 상에 배치될 수 있다. 도킹 커넥터들(526)은 배선들(522)을 DUT 보드(560)에 연결시킬 수 있다.
제 2 온도 조절부(528)는 하부 박스 구조체(523)와 상부 플레이트(530) 사이에 배치될 수 있다. 제 2 온도 조절부(528)는 도킹 커넥터들(526)의 하부를 둘러쌀 수 있다. 제 2 온도 조절부(528)는 도킹 커넥터들(526) 및 DUT 보드(560)를 상온과 다른 온도로 가열하거나 냉각시킬 수 있다. 테스트 챔버(320) 내의 반도체 소자들(10)이 고온(ex, 80℃)으로 가열되면, 제 2 온도 조절부(528)는 도킹 커넥터들(526) 및 DUT 보드(560)를 고온(ex, 80℃)으로 가열시킬 수 있다. 반도체 소자들(10)이 저온(ex, -25℃)으로 냉각되면, 제 2 온도 조절부(528)는 도킹 커넥터들(526) 및 DUT 보드(560)를 저온(ex, -25℃)으로 냉각시킬 수 있다. 일 예로, 제 2 온도 조절부(528)는 상부 박스 구조체(527), 및 상부 노즐(529)을 포함할 수 있다. 상부 박스 구조체(527)는 하부 박스 구조체(523) 상에 배치될 수 있다. 도킹 커넥터들(526)은 상부 박스 구조체(527) 내에 제공될 수 있다. 상부 노즐(529)은 상부 박스 구조체(527) 내에 배치될 수 있다. 상부 노즐(529)은 제 3 에어 공급부(550)에 연결될 수 있다. 상부 노즐(529)은 제 3 에어 공급부(550)의 제 2 핫 에어(551) 또는 제 2 쿨 에어(553)를 이용하여 도킹 커넥터들(526)을 상온과 다른 온도로 가열하거나 냉각시킬 수 있다.
상부 플레이트(530)는 제 2 온도 조절부(528)의 상부 박스 구조체(527) 상에 배치될 수 있다. 상부 플레이트(530)는 인쇄회로기판을 포함할 수 있다. 도킹 커넥터들(526)은 상부 플레이트(530)를 관통하여 DUT 보드(560)에 연결될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 상부 플레이트(530)는 테스트 챔버(320)의 외측 측벽에 체결될 수 있다.
제 2 에어 공급부(540)는 제 1 온도 조절부(524)의 하부 노즐(525)에 연결될 수 있다. 제 2 에어 공급부(540)는 상온 에어(542)를 하부 노즐(525)에 공급하여 하부 박스 구조체(523) 내의 배선들을 상온으로 조절시킬 수 있다.
제 3 에어 공급부(550)는 제 2 온도 조절부(528)의 상부 노즐(529)에 연결될 수 있다. 제 3 에어 공급부(550)는 제 2 핫 에어(551) 또는 제 2 쿨 에어(553)를 상부 노즐(529)에 공급하여 상부 박스 구조체(527) 내의 도킹 커넥터들(526)을 상온과 다른 온도로 가열하거나 냉각시킬 수 있다. 제 2 핫 에어(551) 및 제 2 쿨 에어(553)는 대기 중의 에어와 다를 수 있다. 일 예로, 제 2 핫 에어(551)는 제 1 핫 에어(351)와 동일할 수 있다. 제 2 핫 에어(551)는 대기중의 에어의 온도(ex, 20℃ to 25℃)보다 높은 온도를 가질 수 있다. 예를 들어, 제 2 핫 에어(551)는 약 80℃ 이상의 온도를 가질 수 있다. 제 2 쿨 에어(553)는 대기 중의 에어의 온도(ex, 20℃ to 25℃) 보다 낮은 온도를 가질 수 있다. 제 2 쿨 에어(553)는 제 1 쿨 에어(353)와 동일할 수 있다. 제 2 쿨 에어(553)는 약 -25℃ 이하의 온도를 가질 수 있다. 일 예로, 제 3 에어 공급부(550)는 제 2 핫 에어 공급부(552) 및 제 2 쿨 에어 공급부(554)를 포함할 수 있다. 제 2 핫 에어 공급부(552)는 상부 노즐(529)에 제 2 핫 에어(551)를 제공하여 도킹 커넥터들(526)을 가열시킬 수 있다. 제 2 쿨 에어 공급부(554)는 상부 노즐(529)에 제 2 쿨 에어(553)를 제공하여 도킹 커넥터들(526)을 냉각시킬 수 있다.
DUT 보드(560)는 상부 플레이트(530)와, 콘택 드라이브 플레이트(410) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, DUT 보드(560)는 인쇄회로기판을 포함할 수 있다. 도시되지는 않았지만, DUT 보드(560)는 테스트 챔버(320) 내에 배치될 수 있다. DUT 보드(560)는 도킹 커넥터들(526)에 전기적으로 연결될 수 있다. 푸셔 모듈(400)이 반도체 소자들(10)을 DUT 보드(560)에 밀착시킬 경우, DUT 보드(560)는 반도체 소자들(10)을 테스터(510)에 연결시킬 수 있다.
테스트 트레이(206)는 DUT 보드(560) 상에 배치될 수 있다. 콘택 드라이브 플레이트(410)는 테스트 트레이(206) 상에 배치될 수 있다. 콘택 드라이브 플레이트(410)는 DUT 보드(560)에 테스트 트레이(206)를 밀착시킬 수 있다. 로드 푸셔(420)는 푸셔 플레이트(422) 및 푸셔 핀들(424)에 연결될 수 있다. 푸셔 플레이트(422)는 콘택 드라이브 플레이트(410) 상에 배치될 수 있다. 푸셔 핀들(424)은 푸셔 플레이트(422)의 하부 면에 연결될 수 있다. 푸셔 핀들(424)은 반도체 소자들(10) 상에 정렬될 수 있다. 푸셔 핀들(424)은 콘택 드라이브 플레이트(410)를 관통하여 반도체 소자들(10)을 DUT 보드(560)에 밀착시킬 수 있다. 반도체 소자들(10)은 DUT 보드(560)를 통해 테스터(510)에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 9는 도 7의 테스트 모듈(500)의 일 예를 보여준다.
도 9를 참조하면, 테스트 모듈(500)은 제 2 열 교환기(570)를 포함할 수 있다. 제 2 열 교환기(570)는 제 2 온도 조절부(528)에 연결될 수 있다. 열 교환기(570)는 제 2 냉매(576) 또는 제 2 열매를 제 2 온도 조절부(528)에 공급하여 도킹 커넥터들(526)을 냉각시키거나 가열시킬 수 있다. 일 예로, 제 2 열 교환기(570)는 제 2 히터(572) 및 제 2 칠러(574)를 포함할 수 있다. 제 2 히터(572)는 제 2 열매를 제 2 온도 조절부(528) 내에 순환 공급할 수 있다. 제 2 칠러(574)는 제 2 냉매(576)를 순환 공급할 수 있다.
테스터(510), 베이스 보드(520)의 하부 플레이트(521), 배선들(522), 제 1 온도 조절부(524), 도킹 커넥터들(526), 상부 플레이트(530), 제 2 에어 공급부(540), DUT 보드(560), 및 푸셔 모듈(400)은 도 8과 동일하게 구성될 수 있다.
도 10은 도 9의 제 2 온도 조절부(528)의 일 예를 보여준다.
도 10을 참조하면, 제 2 온도 조절부(528)는 제 2 유로(534)를 갖는 방열 플레이트(532)를 포함할 수 있다. 방열 플레이트(532)는 사각형 모양을 가질 수 있다. 예를 들어, 방열 플레이트(532)는 알루미늄 합금의 금속 플레이트를 포함할 수 있다. 제 2 유로(534)는 방열 플레이트(532) 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 2 유로(534)는 방열 플레이트(532)의 양측들 내에 소용돌이 모양으로 배열될 수 있다.
도 11은 일반적인 테스트 모듈에서 테스트되는 반도체 소자들(10)의 온도 차이를 보여준다.
도 11을 참조하면, 일반적인 테스트 모듈이 반도체 소자들(10)을 타깃 온도(ex, -25℃)에서 테스트하면, 반도체 소자들(10)은 테스트 트레이(206)의 위치에 따라 상기 타깃 온도(ex, -25℃)보다 높은 온도 차이를 가질 수 있었다. 예를 들어, 반도체 소자들(10)은 테스트 트레이(206)의 중심에서 코너까지 타깃 온도(ex, -25℃)보다 약 1℃ 내지 5℃ 정도 높은 온도 차이를 가질 수 있었다. 테스트 트레이(206)의 중심 내의 반도체 소자들(10)은 타깃 온도(ex, -25℃)보다 약 5℃ 높은 온도(ex, -20℃)를 갖고, 상기 테스트 트레이(206)의 코너 내의 반도체 소자들(10)은 타깃 온도(ex, -25℃)보다 약 1℃ 높은 온도(ex, -24℃)를 가질 수 있었다. 따라서, 일반적인 테스트 모듈은 테스트 공정의 신뢰성을 감소시킬 수 있었다.
다시, 도 8 및 도 9를 참조하면, 제 2 온도 조절부(528)는 제 2 쿨 에어 또는 냉매를 이용하여 도킹 커넥터(526) 및 DUT 보드(560)를 타깃 온도(ex, -25℃)까지 냉각시켜 반도체 소자들(10)의 온도 차이를 제거하고 테스트 공정의 신뢰성을 증가시킬 수 있다.
도 12는 도 7의 테스트 모듈(500)의 일 예를 보여준다.
도 12를 참조하면, 테스트 모듈(500)은 파워 공급부(580)를 포함할 수 있다. 파워 공급부(580)는 제 2 온도 조절부(528)에 파워(V)를 제공할 수 있다. 예를 들어, 파워 공급부(580)는 제 2 온도 조절부(528)에 직류 파워를 제공할 수 있다. 제 2 온도 조절부(528)는 접지될 수 있다. 푸셔 모듈(400), 테스트 모듈(500)의 테스터(510), 베이스 보드(520), 및 제 2 에어 공급부(540)는 도 8 및 도 9와 동일하게 구성될 수 있다.
도 13은 도 12의 제 2 온도 조절부(528)의 일 예를 보여준다.
도 13을 참조하면, 제 2 온도 조절부(528)는 열전대 블록들(590)을 포함할 수 있다. 열전대 블록들(590)은 파워(V)를 이용하여 도킹 커넥터들(526), DUT 보드(560), 및 반도체 소자들(10)을 냉각시키거나 가열시킬 수 있다. 파워(V)는 열전대 블록들(590)마다 개별적으로 제공될 수 있다.
테스터(510), 베이스 보드(520)의 하부 플레이트(521), 배선들(522), 제 1 온도 조절부(524), 도킹 커넥터들(526), 상부 플레이트(530), 제 2 에어 공급부(540), DUT 보드(560), 및 푸셔 모듈(400)은 도 8과 동일하게 구성될 수 있다.
테스트 챔버(320) 내의 반도체 소자들(10)이 제 1 쿨 에어(353)에 의해 온도 차이를 갖고 냉각될 경우, 열전대 블록들(590)은 도킹 커넥터들(526) 및 DUT 보드(560)를 차등적으로 냉각하여 반도체 소자들(10)을 균일한 온도로 냉각시킬 수 있다. 이와 달리, 열전대 블록들(590)은 도킹 커넥터들(526) 및 DUT 보드(560)를 차등적으로 가열하여 반도체 소자들(10)을 균일한 온도로 가열시킬 수 있다. 일 예로, 열전대 블록들(590)은 센터 영역(592), 미들 영역(594), 에지 영역(596) 및 코너 영역(598)을 가질 수 있다.
센터 영역(592)은 미들 영역(594) 및 에지 영역(596) 내에 배치될 수 있다. 센터 영역(592) 내의 열전대 블록들(590)은 사각형 모양으로 배열될 수 있다. 반도체 소자들(10)이 냉각될 경우, 센터 영역(592)은 미들 영역(594), 에지 영역(596) 및 코너 영역(598)의 온도(ex, -26℃ to -29℃) 보다 낮은 온도(ex, -30℃)를 가질 수 있다. 센터 영역(592) 상의 반도체 소자들(10)은 온도 차이 없이 타깃 온도(ex, -25℃)의 저온으로 냉각될 수 있다.
미들 영역(594)은 센터 영역(592)과 에지 영역(596) 사이에 배치될 수 있다. 일 예로, 미들 영역(594)은 제 1 미들 영역(593) 및 제 2 미들 영역(595)을 포함할 수 있다. 제 1 미들 영역(593)은 센터 영역(592)과 제 2 미들 영역(595) 사이에 배치될 수 있다. 제 1 미들 영역(593) 내의 열전대 블록들(590)은 다각형 링 모양으로 배열될 수 있다. 제 2 미들 영역(595)은 제 1 미들 영역(593)과 에지 영역(596) 사이에 배치될 수 있다. 제 2 미들 영역(595) 내의 열전대 블록들은 다각형 링 모양으로 배열될 수 있다. 반도체 소자들(10)이 냉각될 경우, 제 1 미들 영역(593)은 센터 영역(592)의 온도(ex, -30℃) 보다 높고, 에지 영역(596) 및 코너 영역(598)의 온도(ex, -26℃ to -27℃) 보다 낮은 온도(ex, -29℃)로 냉각될 수 있다. 제 2 미들 영역(595)은 제 1 미들 영역(593)의 온도(ex, -29℃)보다 높고, 에지 영역(596) 및 코너 영역(598)의 온도(ex, -26℃ to -27℃) 보다 낮은 온도(ex, -28℃)로 냉각될 수 있다. 제 1 미들 영역(593) 및 제 2 미들 영역(595) 상의 반도체 소자들은 온도 차이 없이 타깃 온도(ex, -25℃)의 저온으로 냉각될 수 있다.
에지 영역(596)은 제 2 미들 영역(595)을 둘러쌀 수 있다. 에지 영역(596) 내의 열전대 블록들(590)은 다각형 링 모양으로 배열될 수 있다. 반도체 소자들(10)이 냉각될 경우, 에지 영역(596)은 센터 영역(592) 및 미들 영역(594)의 온도(ex, -28℃ to -30℃) 보다 높고, 코너 영역들(598)의 온도(ex, -29℃)보다 낮은 온도(ex, -27℃)를 가질 수 있다. 에지 영역(596) 상의 반도체 소자들(10)은 온도 차이 없이 타깃 온도(ex, -25℃)의 저온으로 냉각될 수 있다.
코너 영역들(598)은 에지 영역(596)의 외곽에 배치될 수 있다. 코너 영역들(598)은 제 2 온도 조절부(528)의 4개의 모서리들에 각각 배치될 수 있다. 코너 영역들(598) 각각 내의 열전대 블록들(590)은 육각형 모양으로 배열될 수 있다. 반도체 소자들(10)이 냉각될 경우, 코너 영역들(598)은 센터 영역(592), 미들 영역(594) 및 에지 영역(596)의 온도(ex, -27℃ to -30℃) 보다 높고, 타깃 온도(ex, -25℃) 보다 낮은 온도(ex, -26℃)를 가질 수 있다. 코너 영역들(598) 상의 반도체 소자들(10)은 온도 차이 없이 타깃 온도(ex, -25℃)의 저온으로 냉각될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 테스트 핸들러(1000)를 이용한 반도체 소자(10)의 테스트 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 14는 반도체 소자(10)의 테스트 방법을 보여준다.
도 14를 참조하면, 소크 챔버(310) 내의 제 1 로봇 암은 테스트 챔버(320) 내에 테스트 트레이(206)를 제공한다(S10). 테스트 트레이(206)는 소크 챔버(310) 내에서 미리 가열되거나 냉각될 수 있다.
다음, 푸셔 모듈(400)은 테스트 트레이(206) 내의 반도체 소자들(10)을 DUT 보드(560)에 밀착한다(S20). 반도체 소자들(10)은 DUT 보드(560)를 통해 테스터(510)에 연결될 수 있다.
그 다음, 제 1 에어 공급부(350)는 제 1 핫 에어(351) 또는 제 1 쿨 에어(353)를 테스트 챔버(320) 내에 공급하여 반도체 소자들(10)을 가열하거나 냉각시킨다(S30). 제 1 핫 에어 공급부(352)는 제 1 핫 에어(351)를 테스트 챔버(320) 내에 제공할 수 있다. 제 1 핫 에어(351)는 약 80℃ 이상의 온도를 가질 수 있다. 반도체 소자들(10)은 약 80℃ 이상의 온도로 가열될 수 있다. 이와 달리, 제 1 쿨 에어 공급부(354)는 제 1 쿨 에어(353)를 테스트 챔버(320) 내에 제공할 수 있다. 제 1 쿨 에어(353)는 약 -25℃ 이하의 온도를 가질 수 있다. 반도체 소자들(10)은 약 -25℃ 이하의 온도로 냉각될 수 있다.
이후, 제 2 에어 공급부(540)는 상온 에어(542)를 제 1 온도 조절부(524) 내에 공급한다(S40). 제 1 온도 조절부(524)는 테스트 모듈(500)의 배선들(522)에 상온 에어(542)를 제공하여 상기 배선들(522)의 온도를 상온(ex, 20℃ to 25℃)으로 조절할 수 있다. 제 1 온도 조절부(524)의 하부 노즐(525)은 배선들(522)에 상온 에어(542)를 분사하고, 하부 박스 구조체(523)는 상온 에어(542)를 일시 저장할 수 있다.
다음, 제 3 에어 공급부(550)는 제 2핫 에어(551) 또는 제 2 쿨 에어(553)를 제 2 온도 조절부(528)에 공급하여 도킹 커넥터(526)을 가열하거나 냉각시킨다(S50). 제 2 핫 에어(551)는 제 1 핫 에어(351)의 온도와 동일한 온도를 가질 수 있다. 예를 들어, 제 2 핫 에어(551)는 약 80℃ 이상의 온도를 가질 수 있다. 제 2 핫 에어(551)가 제 2 온도 조절부(528) 내에 제공되면, 도킹 커넥터(526) 및 DUT 보드(560)는 약 80℃ 이상의 온도로 가열될 수 있다. 제 2 쿨 에어(553)는 제 1 쿨 에어(353)의 온도와 동일한 온도를 가질 수 있다. 예를 들어, 제 2 쿨 에어(553)는 약 -25℃ 이하의 온도를 가질 수 있다. 제 2 쿨 에어(553)가 제 2 온도 조절부(528) 내에 제공되면, 도킹 커넥터(526) 및 DUT 보드(560)는 약 -25℃ 이하의 온도로 냉각될 수 있다. 반도체 소자들(10)은 온도 차이 없이 타깃 온도(ex, -25℃)로 냉각될 수 있다.
그 다음, 테스터(510)는 테스트 트레이(206) 내의 반도체 소자들(10)을 테스트 한다(S60). 반도체 소자들(10)은 고온(ex, 80℃) 또는 저온(-25℃)에서 온도 차이 없이 테스트될 수 있다. 반도체 소자들(10)은 약 10분 내지 약 1시간동안 테스트될 수 있다. 테스터(510)는 상온의 배선들(522)을 이용하여 노이즈 없이 반도체 소자들(10) 각각의 테스트 값을 획득할 수 있다.
마지막으로 테스트 트레이(206) 내의 반도체 소자들(10)이 테스트가 완료되면, 엑시트 챔버(330) 내의 제 2 로봇 암은 테스트 트레이(206)를 테스트 챔버(320)에서 언로더(230) 내에 배출한다(S70). 언로더(230)는 반도체 소자들(10)을 태스트 결과에 따라 분류하여 캐리어 트레이(204)에 이송할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (10)

  1. 반도체 소자를 전기적으로 테스트하는 테스터;
    상기 테스터와 상기 반도체 소자 사이에 연결되는 DUT 보드; 및
    상기 DUT 보드와 상기 테스트 사이에 배치된 베이스 보드를 포함하되,
    상기 베이스 보드는:
    하부 플레이트;
    상기 하부 플레이트를 관통하는 배선들;
    상기 하부 플레이트 상에 배치되는 상부 플레이트;
    상기 하부 플레이트와 상기 상부 플레이트 사이에 배치되어 상기 배선들의 온도를 제 1 온도로 조절하는 제 1 온도 조절 부;
    상기 제 1 온도 조절부 상에 배치되고, 상기 상부 플레이트를 관통하여 상기 배선들을 상기 DUT 보드에 연결시키는 도킹 커넥터; 및
    상기 제 1 온도 조절 부와 상기 상부 플레이트 사이에 배치되어 상기 도킹 커넥터의 온도를 상기 제 1 온도와 다른 제 2 온도로 조절하는 제 2 온도 조절 부를 포함하는 테스트 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 온도 조절부는:
    하부 박스 구조체; 및
    상기 하부 박스 구조체 내의 하부 노즐을 포함하는 포함하는 테스트 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 하부 노즐 내에 에어를 제공하는 제 1 에어 공급 부를 더 포함하는 테스트 모듈.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 온도 조절부는:
    상기 하부 박스 구조체 상의 상부 박스 구조체; 및
    상기 상부 박스 구조체 내의 상부 노즐을 포함하는 테스트 모듈.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 상부 노즐 내에 상기 에어와 다른 쿨 에어 또는 핫 에어를 공급하는 제 2 에어 공급 부를 더 포함하는 테스트 모듈.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 온도 조절 부는 유로를 갖는 방열 플레이트를 포함하는 테스트 모듈.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 유로 내에 냉매 또는 열매를 순환 공급하는 열 교환기를 더 포함하는 테스트 모듈.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 온도 조절부는 열전대 블록들을 포함하는 테스트 모듈.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 열전대 블록들은:
    센터 영역;
    상기 센터 영역을 둘러싸는 에지 영역;
    상기 에지 영역과 상기 센터 영역 사이의 미들 영역; 및
    상기 에지 영역 외곽에 배치된 코너 영역들을 포함하는 테스트 모듈.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 열전대 블록들에 파워를 공급하는 파워 공급부를 더 포함하는 테스트 모듈.
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