KR20220121481A - 반도체 검사 장치 - Google Patents

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KR20220121481A
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안병도
안병태
김형석
양우철
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(주)대성이앤티
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Abstract

반도체 검사 장치는, 각각이 반도체 소자를 탑재하는 복수의 테스트 모듈을 포함하는 실험 챔버; 상기 반도체 소자의 동작을 제어하는 복수의 시스템 보드를 포함하는 외부 챔버; 상기 반도체 소자의 동작에 기초하여 상기 반도체 소자를 테스트하는 테스트부; 상기 외부 챔버 내부의 일측에 위치하고, 상기 외부 챔버 내부를 순환하는 공기를 냉각시키는 제1 냉각 부재; 및 상기 냉각된 공기를 상기 외부 챔버 내부에서 순환시키는 공기 순환 부재를 포함한다.

Description

반도체 검사 장치{SEMICONDUCTOR INSPECTION APPARATUS}
본 발명은 반도체 검사 장치에 관한 것이다.
반도체 검사 장치는 온도조절장치를 이용하여 챔버 내부에 공기를 가열시키거나 냉각시켜 챔버 내부에 위치하는 반도체가 고온 또는 저온의 환경에서 어떠한 성능의 변화가 발생하는지에 대해 테스트하는 장치로서, 그 검사결과에 따라 고장 또는 불량의 반도체를 분류할 수 있도록 한다.
이러한 반도체 검사 장치는 챔버 내부의 온도를 고온 또는 저온으로 제어하기 위해 냉각기 또는 가열기를 동작시키고, 냉각기 또는 가열기에 의해 온도가 상승 또는 하강한 공기를 팬을 이용해 챔버 내부에 위치한 반도체 소자로 공급한다.
한편, 반도체 검사 장치는 반도체 소자의 동작을 제어하는 시스템 보드가 위치하는 외부 챔버를 포함하는데, 외부 챔버에 외부 공기를 공급하여 시스템 보드가 반도체 소자를 검사하는 과정에서 발생하는 발열을 줄인다.
이와 관련하여, 도 1을 참조하면, 종래의 반도체 검사 장치(10)는 실온의 외부 공기를 외부 챔버에 유입시켜 외부 챔버의 내부 공기를 냉각시킬 수 있도록 측면(3) 및 후면(5)이 타공되어 있다.
도 2를 참조하면, 종래의 반도체 검사 장치(10)는 타공된 후면(5)을 통해 외부 챔버에 외부 공기를 유입시키고, 측면(3)에 형성된 배기 장치 및 타공된 면을 통해 온도가 높아진 공기를 외부로 배출시킨다.
그러나, 종래의 반도체 검사 장치(10)는 단지 검사 장치(10)의 주변 공기를 외부 챔버에 유입시키고 배출하는 과정을 반복함으로써, 검사 장치(10)가 위치한 주변 환경의 온도에 큰 영향을 받게 된다.
예를 들어, 설비가 집중적으로 모여있는 장소에 검사 장치(10)가 설치된 경우, 검사 장치(10)의 주변 온도가 비약적으로 상승할 수 있어 종래에 따른 방법으로 외부 챔버 내부를 효율적으로 냉각시키기가 어렵다.
한국등록특허공보 제1750811호 (2017. 6. 20. 등록)
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 반도체 소자를 검사하는 과정에서 외부 챔버에 발생되는 발열을 즉각적으로 냉각시킬 수 있는 반도체 검사 장치를 제공하고자 한다.
또한, 외부 공기가 유입되거나 내부 공기가 배출되지 않는 밀폐 구조를 이용하여 반도체 검사 장치의 외부 온도에 영향을 받지 않고, 검사 장치 자체적으로 적정 수준의 내부 온도를 유지할 수 있는 반도체 검사 장치를 제공하고자 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시예는, 반도체 검사 장치에 있어서, 각각이 반도체 소자를 탑재하는 복수의 테스트 모듈을 포함하는 실험 챔버; 상기 반도체 소자의 동작을 제어하는 복수의 시스템 보드를 포함하는 외부 챔버; 상기 반도체 소자의 동작에 기초하여 상기 반도체 소자를 테스트하는 테스트부; 상기 외부 챔버 내부의 일측에 위치하고, 상기 외부 챔버 내부를 순환하는 공기를 냉각시키는 제1 냉각 부재; 및 상기 냉각된 공기를 상기 외부 챔버 내부에서 순환시키는 공기 순환 부재를 포함하는 것인, 반도체 검사 장치를 제공 할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 반도체 소자를 검사하는 과정에서 발생되는 발열을 즉각적으로 냉각시킬 수 있는 반도체 검사 장치를 제공할 수 있다.
또한, 외부 공기가 유입되거나 내부 공기가 배출되지 않는 밀폐 구조로 형성되어, 반도체 검사 장치의 외부 온도에 영향을 받지 않고, 검사 장치 자체적으로 적정 수준의 내부 온도를 유지할 수 있는 반도체 검사 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 반도체 검사 장치이다.
도 2는 종래 기술에 따른 반도체 검사 장치 내부의 공기 순환을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 검사 장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 검사 장치의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 챔버의 내부의 분해도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 검사 장치 내부의 공기 순환을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 검사 장치의 사시도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 검사 장치의 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 검사 장치의 측면도이다.
도 3을 참조하면, 반도체 검사 장치(300)는 실험 챔버(310), 외부 챔버(320) 및 테스트부(330)를 포함할 수 있다. 실험 챔버(310)는 가열 부재(311) 및 제2 냉각 부재(312)를 포함할 수 있고, 외부 챔버(320)는 제1 냉각 부재(321), 공기 순환 부재(322) 및 필터 부재(323)를 포함할 수 있다. 다만, 위 구성 요소들(310 내지 330)은 반도체 검사 장치(300)에 의하여 제어될 수 있는 구성요소들을 예시적으로 도시한 것일 뿐이다.
반도체 검사 장치(300)는 고온 및 저온에서 반도체 소자의 내후성 테스트를 진행할 수 있는 것으로서, 반도체 소자를 포함하는 실험 챔버(310), 반도체 소자의 동작을 제어하는 시스템 보드를 포함하는 외부 챔버(320) 및 반도체 소자를 테스트할 수 있는 테스트부(330)를 수용하고, 예를 들어 육면체 형상의 외관으로 형성될 수 있다.
이하, 반도체 검사 장치(300)의 각 구성을 살펴보도록 한다. 도 3 및 4를 참조하면, 실험 챔버(310)는 각각이 반도체 소자를 탑재하는 복수의 테스트 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 실험 챔버(310)는 내부에 공간을 가지도록 이루어질 수 있으며, 그 내부 공간에 각각이 반도체 소자를 탑재한 복수의 테스트 모듈을 포함할 수 있다.
예를 들어, 실험 챔버(310)의 내부 공간에 포함되는 복수의 테스트 모듈은 일정 방향으로 나열될 수 있다. 보다 구체적으로, 복수의 테스트 모듈은 기설정된 수의 행 및 열로 정렬될 수 있다.
실험 챔버(310)는 소정의 테스트 온도로 실험 챔버(310) 내부의 공기를 가열시키기 위한 가열 부재(미도시) 및 냉각시키기 위한 제2 냉각 부재(미도시)를 포함할 수 있다.
가열 부재는 실험 챔버(310)의 내부에 위치하여 실험 챔버(310) 내부의 공기를 가열할 수 있고, 제2 냉각 부재 또한, 실험 챔버(310)의 내부에 위치하여 실험 챔버(310) 내부의 공기를 냉각시킬 수 있다. 즉, 가열 부재 및 제2 냉각 부재는 실험 챔버(310) 내부의 공기를 소정의 테스트 온도로 가열 또는 냉각시킬 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 검사 장치(300)는 가열 부재 및 제2 냉각 부재를 동작시킨 후, 가열 부재 또는 제2 냉각 부재에 의해 온도가 상승 또는 하강한 공기를 실험 챔버(310)의 내부로 공급하여 실험 챔버(310) 내부의 온도를 소정의 테스트 온도인 고온 또는 저온으로 제어할 수 있다.
외부 챔버(320)는 실험 챔버(310)와 구별되는 공간으로, 외부 챔버(320) 및 실험 챔버(310)는 서로 맞닿도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 외부 챔버(320)는 실험 챔버(310)의 일측과 맞닿도록 형성되어, 내부 공간에 반도체 소자의 동작을 제어하는 복수의 시스템 보드를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 챔버의 내부의 분해도이다. 도 5를 참조하면, 외부 챔버(320)는 반도체 소자의 동작을 제어하는 복수의 시스템 보드(320a)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 시스템 보드(320a)는 복수의 연결 보드를 통해 실험 챔버(310)의 내부 공간에 배치된 복수의 반도체 소자와 연결될 수 있다. 여기서, 복수의 시스템 보드(320a)는 가열 또는 냉각에 따른 복수의 반도체 소자의 성능 변화를 감지하고 기록하는 것으로서, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
다시, 도 3 및 도 4를 참조하면, 테스트부(330)는 반도체 소자의 동작에 기초하여 반도체 소자를 테스트할 수 있다. 예를 들어, 테스트부(330)는 반도체 소자에 대한 내후성을 테스트할 수 있다.
테스트부(330)는 실험 챔버(310) 내부의 공기를 가열시키거나 냉각시켜, 실험 챔버(310) 내부에 적재된 반도체 소자가 고온 또는 저온의 환경에서 어떠한 성능의 변화가 발생하는지에 대해 테스트할 수 있다. 또한, 테스트 결과에 기초하여 고장 또는 불량의 반도체 소자를 구분할 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 챔버(320)는, 제1 냉각 부재(321) 및 공기 순환 부재(322-1, 322-2 (도 6 참조))를 포함할 수 있다.
제1 냉각 부재(321)는 외부 챔버(320) 내부의 일측에 위치하고, 외부 챔버(320) 내부를 순환하는 공기를 냉각시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 냉각 부재(321)는 반도체 검사 과정에서 반도체 소자의 동작을 제어하는 시스템 보드(320a)의 전원 용량이 증가하면서 발생될 수 있는 발열을 냉각시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 반도체 검사 장치(300)는 외부 챔버(320)의 내부 공간에 별도의 제1 냉각 부재(321)를 구성하여, 반도체 검사 과정에서 발열된 시스템 보드(320a)의 온도를 즉각적으로 냉각시킬 수 있고, 이에 따라 외부 챔버(320)의 내부 온도를 적정하게 유지시킬 수 있다.
이에 반해, 상술한 바와 같이, 종래의 반도체 검사 장치는 단지 검사 장치의 주변 공기를 외부 챔버에 유입시키고 배출하는 과정을 반복함으로써 검사 장치가 위치한 주변 환경의 온도에 큰 영향을 받게되며, 발열된 시스템 보드의 온도를 즉각적으로 냉각시키기 어렵다.
제1 냉각 부재(321)는 냉매의 증발, 압축, 응축 및 팽창의 과정을 반복하는 냉동 사이클(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 냉동 사이클은 압축기, 응축기, 팽창기 및 증발기로 구성될 수 있다.
압축기는 저온, 저압의 기체 상태의 냉매를 고온, 고압의 기체 상태의 냉매로 변화시킬 수 있고, 응축기는 압축기에서 변화된 고온, 고압의 기체 상태의 냉매를 고온, 고압의 액체 상태의 냉매로 변화시킬 수 있다. 팽창기는 응축기에서 변화된 고온, 고압의 액체 상태의 냉매를 저온, 저압의 액체 상태의 냉매로 변화시킬 수 있고, 증발기는 팽창기에서 변화된 저온, 저압의 액체 상태의 냉매를 기체 상태로 변화시키면서 외부의 열을 흡수할 수 있다.
이와 같이, 냉동 사이클은 냉매의 증발, 압축, 응축 및 팽창의 과정을 순차적으로 반복하여 냉매의 상태 변화를 유발시킴으로써 냉동 작용을 하는 사이클을 의미한다.
이때, 외부의 열을 흡수하는 증발기는 냉동 사이클 상에서 냉각 장치의 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 증발기의 증발 온도를, 일예로, 27~28℃로 유지시킬 수 있도록 제어하여 외부 챔버(320)의 실내 온도를 유지시키고자 하는 적정 수준의 온도로 제어할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 검사 장치 내부의 공기 순환을 설명하기 위한 예시적인 도면이다. 도 6을 참조하면, 공기 순환 부재(322)는 냉각된 공기를 외부 챔버(320) 내부에서 순환시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 냉각 부재(321)의 냉동 사이클을 통해 냉각된 공기를 외부 챔버(320)의 시스템 보드(320a) 방향으로 공급하여 발열된 외부 챔버(320) 내부의 공기를 즉각적으로 냉각시킬 수 있다.
공기 순환 부재(322)는 팬 부재(322-1) 및 배관 부재(322-2)를 포함할 수 있다. 팬 부재(322-1)는 시스템 보드(320a)를 향하는 제1 냉각 부재(321)의 일면에 위치하고, 냉각된 공기를 외부 챔버(320)로 공급할 수 있다.
예를 들어, 팬 부재(322-1)는 제1 냉각 부재(321)의 일면에 위치하여, 제1 냉각 부재(321)로부터 냉각된 공기가 시스템 보드(320a)로 향하도록 외부 챔버(320) 내부의 공기 흐름을 발생시킬 수 있다.
배관 부재(322-2)는 냉각된 공기가 외부 챔버(320)에 공급된 후 제1 냉각 부재(321)의 타면으로 이동하도록 공기를 순환시킬 수 있다.
예를 들어, 도 6을 참조하면, 공기 순환 부재(322)는 제1 냉각 부재(321)로부터 냉각된 공기를 팬 부재(322-1)를 통해 제1 냉각 부재(321)의 일면에서 시스템 보드(320a)가 배치된 방향을 향하도록 유도할 수 있고, 시스템 보드(320a)로 공급된 냉각된 공기의 흐름을 배관 부재(322-2)를 통해 제1 냉각 부재(321)의 타면으로 유도하여 외부 챔버(320)의 내부에서 냉각된 공기의 순환을 형성시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 챔버(320)는 내부 공간에 제1 냉각 부재(321) 및 공기 순환 부재(322)를 포함하여, 자체적으로 내부 공간의 온도를 적정 온도로 유지시킬 수 있도록 제어할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 반도체 검사 장치(300)의 외부 챔버(320)는, 종래와 달리, 주변 환경 온도의 영향을 받지 않고 자체적으로 반도체 검사 과정에서 발열된 시스템 보드(320a)의 온도를 적정 온도로 냉각시킬 수 있다.
한편, 외부 챔버(320)는 필터 부재(323)를 더 포함할 수 있다. 필터 부재(323)는 외부 챔버(320) 내부의 일측에 위치하고, 외부 챔버(320)로 결로수가 유입되는 것을 차단할 수 있다.
예를 들어, 다시 도 5를 참조하면, 필터 부재(323)는 제1 냉각 부재(321)와 공기 순환 부재(322)의 사이에 위치하여 통풍이 가능한 방습 필터일 수 있다. 필터 부재(323)는 제1 냉각 부재(321)로부터 생성될 수 있는 결로수를 제거하여 시스템 보드(320a)로 결로수가 유입되는 것을 차단할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 검사 장치의 사시도이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 챔버(320)는 외부 공기가 유입되거나 공기가 배출되지 않도록 밀폐 구조일 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 반도체 검사 장치(300)는 외부 환경의 온도에 영향을 받지 않으며, 외부 챔버(320)에서 자체적으로 발열된 시스템 보드의 온도를 냉각시켜, 반도체 검사 과정에서 외부 챔버(320)의 내부 온도 및 시스템 보드의 온도를 적정하게 유지시킬 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 종래 반도체 검사 장치
300: 반도체 검사 장치
310: 실험 챔버
320: 외부 챔버
330: 테스트부

Claims (6)

  1. 반도체 검사 장치에 있어서,
    각각이 반도체 소자를 탑재하는 복수의 테스트 모듈을 포함하는 실험 챔버;
    상기 반도체 소자의 동작을 제어하는 복수의 시스템 보드를 포함하는 외부 챔버;
    상기 반도체 소자의 동작에 기초하여 상기 반도체 소자를 테스트하는 테스트부;
    상기 외부 챔버 내부의 일측에 위치하고, 상기 외부 챔버 내부를 순환하는 공기를 냉각시키는 제1 냉각 부재; 및
    상기 냉각된 공기를 상기 외부 챔버 내부에서 순환시키는 공기 순환 부재
    를 포함하는 것인, 반도체 검사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기 순환 부재는 상기 시스템 보드를 향하는 상기 제1 냉각 부재의 일면에 위치하고, 상기 냉각된 공기를 상기 외부 챔버로 공급하는 팬 부재; 및
    상기 냉각된 공기가 상기 외부 챔버에 공급된 후 상기 제1 냉각 부재의 타면으로 이동하도록 상기 공기를 순환시키는 배관 부재
    를 포함하는 것인, 반도체 검사 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 챔버는 외부 공기가 유입되거나 상기 공기가 배출되지 않도록 밀폐 구조인 것을 특징으로 하는, 반도체 검사 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 챔버 내부의 일측에 위치하고, 상기 외부 챔버로 결로수가 유입되는 것을 차단하는 필터 부재를 더 포함하는, 반도체 검사 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 냉각 부재는 냉매의 증발, 압축, 응축 및 팽창의 과정을 반복하는 냉동 사이클을 포함하는 것인, 반도체 검사 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 실험 챔버 내부에 위치하고, 상기 실험 챔버 내부의 공기를 가열하기 위한 가열 부재; 및
    상기 실험 챔버 내부에 위치하고, 상기 실험 챔버 내부의 공기를 냉각시키기 위한 제2 냉각 부재
    를 더 포함하는 것인, 반도체 검사 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101750811B1 (ko) 2015-08-21 2017-06-28 (주) 예스티 공기 순환이 효율적으로 이루어지도록 구성되는 반도체 부품 신뢰성 테스트 장치

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KR101750811B1 (ko) 2015-08-21 2017-06-28 (주) 예스티 공기 순환이 효율적으로 이루어지도록 구성되는 반도체 부품 신뢰성 테스트 장치

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