TWI596350B - 半導體元件測試用分選機 - Google Patents

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TWI596350B
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羅閏成
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Description

半導體元件測試用分選機
本發明涉及一種在對生產出的半導體元件進行測試時所用到的分選機。
分選機在對經過預定的製造工序而製造出的半導體元件進行測試時會被用到。
分選機使半導體元件從客戶托盤(Customer Tray)移動到測試托盤(Test Tray)，並提供支援以使承載於測試托盤中的半導體元件可同時被測試機(Tester)測試(Test)，並基於測試結果而按等級分類半導體元件，同時將半導體元件從測試托盤移動到客戶托盤。
如前述的測試托盤循環於由如下位置連接起來的預定的循環路徑中：半導體元件被裝載(Loading)到測試托盤的位置(以下，稱為「裝載位置」)、被裝載於測試托盤的半導體元件電連接於測試機的位置(以下，稱為「測試位置」)、測試完畢的半導體元件從測試托盤中得到卸載(Unloading )的位置(以下，稱為「卸載位置」)、重返而至的裝載位置。
通常，分選機執行如下程序：考慮半導體元件的使用環境而將熱刺激(高溫或低溫)施加於半導體元件，然後在測試完畢的情況下從半導體元件中去除曾經施加的熱刺激。此時，對半導體元件施加熱刺激或去除熱刺激的程序在測試托盤的循環路徑上實現。
如前述的分選機包括：側對接式分選機(參見韓國公開專利10-1997-0077466號)，在測試托盤豎直豎立的狀態下使半導體元件電連接於測試機；頭下對接式分選機(參見韓國公開專利10-2000-0068397號)，在測試托盤水平設置的狀態下使半導體元件電連接於測試機。當然，在側對接式分選機和頭下對接式分選機中，測試托盤均沿著預定的循環路徑進行循環。然而，對於側對接式分選機而言，比起頭下對接式分選機額外需要如下的程序及用於實現該程序的姿勢變換器(參見韓國授權專利10-0714106號)：將裝載完需要測試的半導體元件的的水平狀態的測試分選機豎立成豎直狀態，或者將已卸載完測試完畢的半導體元件的測試托盤反轉為水平狀態。
圖1為關於如前述的分選機中的側對接式分選機100的示意性平面圖。
測試分選機100包括：測試托盤110、裝載裝置120、第一姿勢變換器130、均熱室(Soak Chamber)140、測試室150、加壓裝置160、退均熱室170、第二姿勢變換器180、 卸載裝置190、多個溫度調節器TC1至TC6以及控制器CU。
如韓國授權實用新型20-0389824號等所記載，測試托盤110中可承載有多個半導體元件，並可借助於多個移送器(未圖示)而沿著預定的循環路徑C循環。
裝載裝置120將承載於客戶托盤Cd的需要測試的半導體元件裝載到位於裝載位置(LP；Loading Position)的測試托盤110。這種裝載裝置120可由韓國公開實用新型20-2010-0012620號所記載的拾放裝置單獨構成，然而也可以如韓國公開專利10-2007-0077905號所記載由多個拾放裝置和機動型裝載台等構成。
第一姿勢變換器130使從裝載位置LP移送而至的水平狀態的測試托盤110將姿勢改變為豎直狀態。
均熱室140用於在進行測試之前根據測試溫度條件而對承載於測試托盤110的半導體元件預施加熱刺激。即，半導體元件在去往測試位置LP之前事先被同化為均熱室140內部的溫度。因此，物流的流動整體加快，且處理容量提高。在此，測試托盤110在均熱室140的內部得到平移移送。
應予說明，第一姿勢變換器130可構成於均熱室140的內部或外部。即，既可以使水平狀態的測試托盤110在均熱室140的內部將姿勢改變為豎直狀態，也可以使姿勢改變為豎直狀態之後進入到均熱室140的內部。
測試室150用於對測試托盤110中的半導體元件進行測試，該測試托盤110在均熱室140中承受熱刺激之後向測試位置TP(Test Position)移送而至。這樣的測試室150的內部 因其熱狀態恒近似於均熱室140的內部，因此構成為相互連通。應予說明，測試機面向測試室150的視窗側結合。
加壓裝置160對測試室150內的測試托盤110中的半導體元件施加朝向測試機側的壓力(參見韓國公開專利10-2005-0055685號等)。因此，測試托盤110中的半導體元件電連接於測試機。
退均熱室170用於對從測試室150移送而至的測試托盤110中的半導體元件退除熱刺激。如此構成退均熱室170的目的在於，當從測試托盤110中卸載測試完畢的半導體元件時，使卸載作業正常進行，並防止卸載裝置190受損或者有損於半導體元件的商品性。於是，由於退均熱室170的內部溫度與測試室150的內部溫度互不相同，因此需要配備用於開閉退均熱室170與測試室150之間的開閉門DR。測試托盤110也同樣地在退均熱室170的內部得到平移移送。
第二姿勢變換器180用於使承載有測試完畢的半導體元件的豎直狀態的測試托盤110將姿勢改變為水平狀態。第二姿勢變換器180也同樣可構成於退均熱室170的內部或外部。
卸載裝置190對姿勢改變為水平狀態之後來到卸載位置(UP；Unloading Position)的測試托盤110中的半導體元件執行卸載，並按測試等級進行分類而承載到空載的客戶托盤Ce。卸載裝置190也同樣可以由拾放裝置單獨構成，然而也可以如韓國公開專利10-2007-0079223號所記載由多個拾放裝置和分揀台等構成。
多個溫度調節器TC1至TC6用於調節均熱室140、測試室150以及退均熱室170內部的溫度。其中測試室150的內部直接關聯到被測試的半導體元件的溫度條件，因此需要實現精確的溫度調節，同時也需要迅速遏制測試程序中發生的溫度變化，正因如此而需要多個溫度調節器TC3至TC6。
控制器CU用於控制如前述的各個構成要素中需要進行控制的構成要素。
由上述內容可知，測試托盤110沿著經由裝載位置LP、均熱室140的內部、測試室150的內部中的測試位置TP、退均熱室170的內部以及卸載位置UP而連接至裝載位置LP的封閉的循環路徑C而循環。
根據實施方式，即使是相同的側對接式分選機，也存在如韓國公開專利10-1998-056230號或韓國授權專利10-0560729號所記載的按以下方式實現的情形：裝載位置與卸載位置相同，測試托盤的姿勢變換也在一個姿勢變換器中實現，且裝載與卸載借助於同一構成部件而實現。在此情況下，測試托盤將會沿著從裝載/卸載位置途經均熱室、測試室、退均熱室而銜接到裝載/卸載位置的封閉循環路徑而進行循環。
另外，由於半導體元件的使用環境多種多樣，因此測試溫度條件可以是低溫(例如零下40度)或高溫(例如90度)。因此，出現需要在執行低溫測試之後執行高溫測試的情形或者需要在執行高溫測試之後執行低溫測試的情形。例如，需要在均熱室140的內部被調節為-40度的溫度而退均熱室 170的內部被調節為70~80度的溫度的狀態下實施低溫測試，然後以90度的溫度條件執行高溫測試。在此情況下，不得不將均熱室140的內部溫度調節為90度，並降低退均熱室170的內部溫度。此時，由於將均熱室140的內部溫度從-40度提高到90度需需耗用2小時左右的時間，因此分選機的待機時間變長，從而使運行率及處理容量降低。這種問題在執行高溫測試之後變更為低溫測試的情況下也同樣發生。
應予說明，對於測試室150而言，由於內部空間狹窄，而且還充足地配備有溫度調節器TC2至TC5，因此可迅速應對測試溫度條件的變化。
本發明的目的在於提供一種當測試溫度條件顯著改變時可實現分選機的待機時間最小化的技術。
為了達到如前述的目的，根據本發明的第一形態的半導體元件測試用分選機包括：測試托盤，根據測試溫度條件而沿第一循環路徑進行循環或者沿第二循環路徑進行循環，並能夠承載半導體元件；元件移動部，將需要測試的半導體元件從客戶托盤移動到位於裝載位置的所述測試托盤，或者將測試完畢的半導體元件從位於卸載位置的所述測試托盤中根據測試結果進行分類並移動到客戶托盤；多個移送器，根據所述元件移動部的運行而使承載有需要測試的半導體元件的測試托盤沿所述第一循環路徑進行循環或者沿所述第二循環路徑進行循環；第一腔室，將借助於所述多個移送器而 沿所述第一循環路徑進行循環或者沿所述第二循環路徑進行循環的所述測試托盤收容於內部，並根據設定的第一溫度條件而將承載於所述測試托盤的半導體元件同化為相當於所述第一溫度條件的溫度；至少一個第一溫度調節器，用於將所述第一腔室的內部同化為所述第一溫度條件；第二腔室，將借助於所述多個移送器而沿所述第一循環路徑進行循環或者沿所述第二循環路徑進行循環的所述測試托盤收容於內部，並根據設定的第二溫度條件而將承載於所述測試托盤的半導體元件同化為相當於所述第二溫度條件的溫度；至少一個第二溫度調節器，用於將所述第二腔室的內部同化為所述第二溫度條件；測試腔室，在所述第一循環路徑和所述第二循環路徑上佈置於所述第一腔室與所述第二腔室之間，並支持被收容於內部的所述測試托盤所承載的半導體元件的測試；至少一個第三溫度調節器，用於將所述測試托盤的內部同化為測試溫度條件；輔助腔室，佈置在將沿所述第二循環路徑進行循環的所述測試托盤從所述第一腔室移送到所述第二腔室的區間上，並收容從所述第一腔室移出的所述測試托盤；控制器，控制所述多個移送器，以使所述測試托盤能夠沿所述第一循環路徑或所述第二循環路徑進行循環，其中所述第一循環路徑具有所述測試托盤依次經過所述第一腔室的內部、所述測試腔室的內部、所述第二腔室的內部的區間，所述第二循環路徑具有所述測試托盤依次經過所述第一腔室的內部、所述輔助腔室的內部、所述第二腔室的內部的區間。
其中所述第一溫度條件和所述第二溫度條件可分別 根據設定而改變，所述第一溫度條件與所述第二溫度條件可互不相同，所述第一循環路徑和所述第二循環路徑可構成為在至少一部分區間中所述測試托盤的移送方向互不相同。
為了達到如前述的目的，根據本發明的第二形態的半導體元件測試用分選機包括：測試托盤，根據測試溫度條件而沿第一循環路徑進行循環或者沿第二循環路徑進行循環，並能夠承載半導體元件；元件移動部，根據測試溫度條件而將需要測試的半導體元件從客戶托盤移動到位於第一位置或第二位置的所述測試托盤，或者將測試完畢的半導體元件從位於第一位置或第二位置的所述測試托盤中根據測試結果進行分類並移動到客戶托盤；多個移送器，根據所述元件移動部的運行而使承載有需要測試的半導體元件的測試托盤沿所述第一循環路徑進行循環或者沿所述第二循環路徑進行循環；第一腔室，將借助於所述多個移送器而沿所述第一循環路徑進行循環或者沿所述第二循環路徑進行循環的所述測試托盤收容於內部，並根據設定的第一溫度條件而將承載於所述測試托盤的半導體元件同化為相當於所述第一溫度條件的溫度；至少一個第一溫度調節器，用於將所述第一腔室的內部同化為所述第一溫度條件；第二腔室，將借助於所述多個移送器而沿所述第一循環路徑進行循環或者沿所述第二循環路徑進行循環的所述測試托盤收容於內部，並根據設定的第二溫度條件而將承載於所述測試托盤的半導體元件同化為相當於所述第二溫度條件的溫度；至少一個第二溫度調節器，用於將所述第二腔室的內部同化為所述第二溫度條件；測試 腔室，在所述第一循環路徑和所述第二循環路徑上佈置於所述第一腔室與所述第二腔室之間，並支持被收容於內部的所述測試托盤所承載的半導體元件的測試；至少一個第三溫度調節器，用於將所述測試托盤的內部同化為測試溫度條件；控制器，控制所述多個移送器，以使所述測試托盤能夠沿所述第一循環路徑或所述第二循環路徑進行循環，其中所述多個移送器中的各個移送器能夠根據所述控制器的控制而使所述測試托盤選擇性地朝向沿著第一循環路徑的移送方向或沿著第二循環路徑的移送方向移動，所述第一位置和所述第二位置根據測試溫度條件而選擇性地轉換為裝載位置或卸載位置，且沿所述第一循環路徑的所述測試托盤的循環方向與沿所述第二循環路徑的所述測試托盤的循環方向彼此相反。
其中所述元件移動部可包括：第一移動器，根據測試溫度條件而將半導體元件裝載到位於所述第一位置的所述測試托盤或者將半導體元件從位於所述第一位置的所述測試托盤中卸載；第二移動器，根據測試溫度條件而將半導體元件裝載到位於所述第二位置的所述測試托盤或者將半導體元件從位於所述第二位置的所述測試托盤中卸載，所述控制器可按如下方式執行控制：當所述第一移動器被控制為將半導體元件裝載到位於所述第一位置的所述測試托盤時，將所述第二移動器控制為從位於所述第二位置的所述測試托盤中卸載半導體元件；當所述第二移動器被控制為將半導體元件裝載到位於所述第二位置的所述測試托盤時，將所述第一移動器控制為從位於所述第一位置的所述測試托盤中卸載半導體 元件。
根據本發明，基於測試設定溫度改變的待機時間大幅度減少，因此測試分選機的運行率及處理容量得到提高。
200、900‧‧‧測試分選機
210、910‧‧‧測試托盤
DTP‧‧‧元件移動部
220‧‧‧裝載裝置
230‧‧‧卸載裝置
240、940‧‧‧第一姿勢變換器
250、950‧‧‧第一腔室
260、960‧‧‧第二腔室
270、970‧‧‧測試腔室
290、990‧‧‧第二姿勢變換器
920‧‧‧第一移動器
930‧‧‧第二移動器
CU‧‧‧控制器
DR1、DR2‧‧‧開閉門
DTP‧‧‧元件移動部分
TC1至TC6‧‧‧溫度調節器
TF1至TF9‧‧‧移送器
C1‧‧‧第一循環路徑
C2‧‧‧第二循環路徑
圖1為關於現有的半導體元件測試用分選機的示意性平面圖。
圖2為關於根據本發明的第一實施例的半導體元件測試用分選機的示意性平面圖。
圖3至圖8為用於說明圖1所示半導體元件測試用分選機中的測試托盤的循環路徑的參考圖。
圖9為關於根據圖2所示分選機的應用的分選機的示意性平面圖。
圖10為關於根據本發明的第二實施例的半導體元件測試用分選機的示意性平面圖。
圖11和圖12為用於說明圖10所示半導體元件測試用分選機中的測試托盤的循環路徑的參考圖。
以下，參考附圖而對如前述的根據本發明的優選實施例進行說明，為了說明的簡潔性，儘量省略或縮略重複的說明。
<第一實施例>
圖2是關於根據本發明的第一實施例的半導體元件 測試用分選機(以下，簡稱為「分選機」)200的示意性平面圖。
如圖2所示，根據本實施例的分選機200包括測試托盤210、裝載裝置220、卸載裝置230、第一姿勢變換器240、第一腔室250、第二腔室260、測試腔室270、輔助腔室AC、加壓裝置280、第二姿勢變換器290、多個移送器TF1至TF9、多個溫度調節器TC1至TC7以及控制器CU。
測試托盤210根據測試溫度條件而沿第一循環路徑C1(參考圖3)進行循環或者沿第二循環路徑C2(參考圖4)進行循環。其中第一循環路徑C1為經由裝載位置LP、第一腔室250的內部、測試腔室270的內部中的測試位置TP、第二腔室260的內部以及卸載位置UP而銜接到裝載位置LP的封閉路徑。另外，第二循環路徑C2為測試溫度條件顯著改變時採取的路徑，對此將會在後面細化詳細說明。
裝載裝置220將承載於客戶托盤Cd的需要測試的半導體元件裝載到處於裝載位置LP的測試托盤210。
卸載裝置230對來到卸載位置UP的位於測試托盤210中的半導體元件進行卸載，並按測試等級分類而將半導體元件裝載到空載的客戶托盤Ce。
如前述的裝載裝置220和卸載裝置230是用於使半導體元件在測試托盤210與客戶托盤Cd/Ce之間移動的構成要素，而且，對於如韓國公開專利10-1998-056230號所記載的分選機構造而言，裝載裝置與卸載裝置之間的區分不復存在，因此可將裝載裝置220和卸載裝置230附隨而統稱為元件移動部 分DTP。
第一姿勢變換器240使水平狀態的測試托盤210將姿勢改變為豎直狀態。在本實施例中，第一姿勢變換器240配備於第一腔室250的內部，然而根據實施方式，也可以如圖5所示地將第一姿勢變換器240A配備於第一腔室250A的外部。應予說明，在圖5中以第一姿勢變換器240A位於第一腔室250A的上部的情形為例進行圖示，然而根據實施方式而也可以配備於第一腔室的右側或前方。
第一腔室250將承載於測試托盤210的半導體元件同化為相當於設定的溫度條件(以下，將第一腔室內部的設定的溫度條件稱為「第一溫度條件」)的溫度。這種第一腔室250根據測試托盤210沿著第一循環路徑C1和第二循環路徑C2中的哪個循環路徑進行循環而執行作為均熱室的功能或者作為退均熱室的功能。另外，第一腔室250具有：搬出門251，用於開閉搬出孔，該搬出孔用於使借助於第一姿勢變換器240而將姿勢改變為豎直狀態的測試托盤210不經過測試腔室270而得以向輔助腔室AC側搬出。當然，測試托盤210可在第一腔室250的內部得到沿前後方向的移送。
第二腔室260將承載於測試托盤210的半導體元件同化為相當於設定的溫度條件(以下，將第二腔室內部的設定的溫度條件稱為「第二溫度條件」)的溫度。這種第二腔室260也根據測試托盤210沿著第一循環路徑C1和第二循環路徑C2中的哪個循環路徑進行循環而執行作為退均熱室的功能或者作為均熱室的功能。另外，第二腔室260具有：搬入門261 ，用於開閉搬入孔，該搬入孔用於使測試托盤210得以搬入，該測試托盤210從第一腔室250側不經由測試腔室270而是經由輔助腔室AC到來。同樣地，測試托盤210可在第二腔室260的內部沿前後方向得到移送。
上述第一溫度條件或第二溫度條件為管理員通過考慮測試溫度環境而設定的變數，因此其為可變的要素。當然，如果第一溫度條件是用於對半導體元件施加熱刺激的溫度條件，則第二溫度條件就是用於從半導體元件中退除熱刺激的溫度條件；如果第二溫度條件是用於對半導體元件施加熱刺激的溫度條件，則第一溫度條件就是用於從半導體元件中退除熱刺激的溫度條件。因此，第一溫度條件與第二溫度條件應當互不相同。
測試腔室270支援承載於測試托盤210的半導體元件的測試，該測試托盤210被收容於測試腔室270的內部而位於測試位置TP。這樣的測試腔室270在第一循環路徑C1和第二循環路徑C2上佈置於第一腔室250與第二腔室260之間。當然，測試腔室270的內部具有相當於作為測試溫度條件的第三溫度條件的溫度環境。
另外，第一腔室250和測試腔室270可借助於第一開閉門DR1而使其內部相互連通或隔斷，第二腔室260和測試腔室170可借助於第二開閉門DR2而使其內部相互連通或隔斷。
輔助腔室AC佈置於測試腔室270前方，且佈置於第一腔室250與第二腔室260之間。這種輔助腔室AC用於在沿著第二循環路徑C2而循環的測試托盤210從第一腔室250的內部 向第二腔室260的內部移動的程序中收容測試托盤210。即，沿著第二循環路徑C2循環的測試托盤210從第一腔室250的內部經由輔助腔室AC的內部而被移送到第二腔室260。此時，測試托盤210經過具備第一溫度條件的第一腔室250的內部而進入到具備第二溫度條件的第二腔室260的內部，因此輔助腔室AC在將測試托盤210送往第二腔室260之前在一定程度上退除半導體元件曾在第一腔室250的內部承受的熱刺激。因此，輔助腔室AC的內部需要具備第四溫度條件，以使被收容的測試托盤210中的半導體元件曾在第一腔室250的內部承受的熱刺激得以在一定程度上被退除。在此，為了從處於輔助腔室AC內部的測試托盤210的半導體元件中退除熱刺激，可配備冷卻器、加熱器、送風機等這些裝置中的一種或者其組合，並對其執行熱刺激所需的控制，從而調准第四溫度條件。例如，在提高輔助腔室AC內部的溫度的情況下，即使不具有冷卻器，也能夠僅利用加熱器和送風機而調節溫度。當然，在提高溫度時僅使用加熱器即可，然而當試圖迅速提高溫度時，可一併運行加熱器和送風機，從而基於對流現象而迅速提高溫度，並可以將輔助腔室AC內的所有部分的溫度也相同地維持。在降低溫度的情況下，也可以不使用冷卻器而僅利用送風機來降低溫度。
加壓裝置280對測試腔室270內的測試托盤210中的半導體元件向測試機側加壓。據此，測試托盤210中的半導體元件電連接於測試機。
第二姿勢變換器290用於使承載有測試完畢的半導 體元件的豎直狀態的測試托盤210將姿勢改變為水平狀態。在本實施例中，第二姿勢變換器290固然也可配備於第二腔室260的內部，然而根據實施方式而也可以將第二姿勢變換器配備於第二腔室的外部。
多個移送器TF1至TF9在第一循環路徑C1和第二循環路徑C2上按區間移送測試托盤210。當然，除了多個移送器TF1至TF9以外還可以具有測試托盤210的移送流動所需的移動器。尤其，符號TF8和TF9的移送器為旁路移送器，其用於使位於裝載位置LP的測試托盤210不經由測試腔室270而是通過輔助腔室AC被移送到第二腔室260的內部。並且，符號TF2和TF5的移送器可以朝前後兩個方向選擇性地移送測試托盤210，符號TF3和TF4的移送器可以朝左右兩個方向選擇性地移送測試托盤210。
多個溫度調節器TC1至TC7用於調節第一腔室250、第二腔室260、測試腔室270以及輔助腔室AC內部的溫度。符號為TC1的溫度調節器用於調節第一腔室250內部的溫度，符號為TC2的溫度調節器用於調節第二腔室260內部的溫度。另外，符號為TC3至TC6的溫度調節器用於調節測試腔室270內部的溫度，符號為TC7的溫度調節器用於調節輔助腔室AC的溫度。其中多個溫度調節器TC1至TC7分別可以是冷卻器、加熱器、送風機等這些裝置中的一種或者其組合。尤其，符號為TC6的溫度調節器優選具有本發明的申請人在先申請的韓國申請號為10-2013-0013988號中記載的結構。應予說明，對於送風機而言，將常溫的外部空氣吹入到腔室內部，並將被施加熱 刺激的腔室內部的空氣抽出到外部，從而以一種使腔室內部接近常溫的方式將腔室內部的溫度調節為設定的溫度(例如常溫)。在此，送風機單純地僅配備有風扇，其亦承擔冷卻作用。當然，還用於使加熱器中得到加熱的空氣在腔室內部循環，從而使腔室內部的整體溫度均勻或迅速地提高。
控制器CU用於控制如前述的各個構成要素中需要控制的構成要素。尤其，控制器CU可根據測試溫度條件而執行第一模式控制和第二模式控制，在第一模式控制下，控制移送器TF1至TF7以使測試托盤210沿第一循環路徑C1循環，在第二控制模式下，控制移送器TF1至TF9以使測試托盤210沿第二循環路徑C2循環。
接著，對具有如前述的構造的分選機200中執行的測試托盤的循環方法進行說明。
1、第一模式的溫度條件測試時的測試托盤210的循環
在進行第一模式(例如，考慮-40度的低溫測試模式)的溫度條件測試時，需要把第一腔室250的內部的溫度調節到-40度，且需要把第二腔室260的內部的溫度調節到70~80度。
應予說明，在第二腔室260的內部溫度被調節到70~80度的情況下，當考慮測試托盤210的循環時間時，脫離出第二腔室260而移動到卸載位置UP的測試托盤210中承載的半導體元件的溫度將會處於接近常溫的15度至20度的範圍內。
在如前述的溫度設定狀況下，如圖3所示，測試托盤210沿著依次經過裝載位置LP、第一腔室250的內部、<測試托盤210從第一腔室250的內部向後方得到移送>、測試腔室270內部的測試位置TP、第二腔室260的內部、<測試托盤210從第二腔室260的內部向前方得到移送>、卸載位置UP之後銜接到裝載位置LP的第一循環路徑C1而循環。此時，測試托盤210經歷如下的程序：在第一腔室250的內部借助於第一姿勢變換器240而其姿勢從水平狀態改變為豎直狀態，並在第二腔室260的內部借助於第二姿勢變換器290而其姿勢從豎直狀態改變為水平狀態。
在如前述的沿第一循環路徑C1的測試托盤210循環時，第一腔室250作為均熱室而發揮功能，第二腔室260作為退均熱室而發揮功能。因此，測試托盤210具有依次經過第一腔室250、測試腔室270、第二腔室260的區間，在經過第一腔室250的程序中被同化為低溫的半導體元件在測試腔室270的內部借助於測試機而得到測試，然後經過第二腔室260並回歸到常溫。
2、第二模式的溫度條件測試時的測試托盤210的循環
在進行第二模式(例如，考慮90度高溫測試模式)的溫度條件測試時，第二腔室260的內部溫度被調節到90度。因此，將已經處於70~80度狀態的第二腔室260的內部溫度提高到90度所需的待機時間顯著縮短而達到3分鐘以內，據此還得以實現節能。
在如前述的溫度設定狀況下，如圖4所示，測試托盤210沿著依次經過裝載位置LP、第一腔室250的內部、輔助腔室AC的內部、第二腔室260的內部、<測試托盤210從第二腔室260的內部向後方得到移送>、測試腔室270內部的測試位置TP、第一腔室250的內部、<測試托盤210從第一腔室250的內部向前方得到移送>、輔助腔室AC的內部、第二腔室260的內部、卸載位置UP之後銜接到裝載位置LP的第二循環路徑C2而循環。關於這樣的第二循環路徑C2細分情形而更加詳細地考察。
如圖6所示，首先測試托盤210移動於如下的旁路區間BPS：從裝載位置LP被移送到第一腔室250，並在第一腔室250的內部借助於第一姿勢變換器240而將姿勢從水平狀態改變為豎直狀態，然後不經由測試腔室270的內部而是在通過輔助腔室AC的內部移動到第二腔室260的內部。
接著，如圖7所示，測試托盤210移動於依次經過第二腔室260、測試腔室270、第一腔室250的內部的區間TMS。此時，第二腔室260作為均熱室而發揮功能，第一腔室250作為退均熱室而發揮功能。在此，測試托盤210在第二腔室260的內部向後方得到移送，並在第一腔室250的內部向前方得到移送。因此，在經過第二腔室260的程序中被同化為高溫的半導體元件在測試腔室270的內部借助於測試機而得到測試，然後經過第一腔室250而回歸到常溫。應予說明，常溫的外界氣體被供應到第一腔室250的內部，從而使高溫的半導體元件在第一腔室250的內部冷卻為接近常溫。
然後，如圖8所示，在第一腔室250的內部向前方移送完畢的測試托盤210將移動於如下的卸載移動區間UMS：經過輔助腔室AC的內部並移動到第二腔室260的內部，然後借助於第二姿勢變換器290而回歸到水平狀態，並在向卸載位置UP移動。
另外，在卸載位置UP處卸載完所承載的半導體元件的測試托盤向裝載位置LP移動，由此完成一輪循環。
當然，由於在本實施例中以第一姿勢變換器240配備於第一腔室250內部而第二姿勢變換器290配備於第二腔室260內部的情形為例，因此在第二循環路徑C2上的旁路區間BPS中測試托盤210經過第一腔室250的內部，且在卸載移動區間UMS中測試托盤210經過第二腔室260的內部。
然而，如果第一姿勢變換器配備於第一腔室的外部而第二姿勢變換器也配備於第二腔室的外部，則測試托盤在旁路區間BPS中也可以不經過第一腔室，而且在卸載移動區間中也可以不經過第二腔室。在此情況下，輔助腔室可被省略。即，輔助腔室AC的作用中最為重要的作用在於，在沿著圖4中的C2所示的循環路徑的物流的流動中，半導體元件隨著經過本來無需途經的第一腔室250而被同化為不期望的溫度狀態，於是使這種半導體元件回歸到適當的溫度狀態。
如前述，在第二循環路徑C2中，在依次經過第二腔室260、測試腔室270、第一腔室250的內部的區間中移動的測試托盤210的移動方向相反於在第一循環路徑C1中在依次經過第一腔室250、測試腔室270、第二腔室260的內部的區間中 移動的測試托盤210的移動方向。
3、應用例
在上述實施例中，採用了輔助腔室AC僅構成有一個的結構。然而，如圖9所述，根據實施方式而也可以構成有2個輔助腔室AC1、AC2。
在圖9的實施例中，2個輔助腔室AC1、AC2在進行第二模式的溫度條件測試時其作用被區分開。
例如，以第二模式的溫度條件測試為高溫測試的情形為例，第一腔室250的內部處於冷卻狀態，第二腔室260的內部處於加熱狀態。另外，測試托盤210沿著圖9所示的封閉循環路徑C而循環。
首先，在裝載位置LP處完成半導體元件裝載的測試托盤210依次經過第一腔室250的內部、第一輔助腔室AC1的內部之後進入到第二腔室260的內部。此時，承載於測試托盤210的半導體元件在第一腔室250的內部吸收不需要的冷氣。如果在此狀態下進入到第二腔室260的內部，則第二腔室260的負荷(升溫時間、測試托盤的停滯等)增加。因此，在第一輔助腔室AC1中事先預熱半導體元件，從而減輕第二腔室260的負荷。另外，所承載的半導體元件的測試完畢的測試托盤210依次經過第一腔室250、第二輔助腔室AC2、第二腔室260之後移動到卸載位置UP。即，在第一腔室250中得到冷卻的半導體元件在經過第二腔室260的程序中將會吸收不需要的高熱。在此情況下，可能發生卸載程序中卸載裝置230的吸附墊受損或 者半導體元件中出現斑點等問題。因此，慮及第二腔室260中半導體元件得到加熱的程度而在第二輔助腔室AC2中使半導體元件適當地進一步得到冷卻，據此可以在卸載位置UP處使半導體元件的卸載適宜地執行。
當然，根據如何劃分功能，也可以配備3個以上的輔助腔室。即，根據需要的功能水平，可相應地配備一個以上的輔助腔室。
並且，輔助腔室可以不具有專門的溫度調節器而是僅由與外界隔離的空間構成，從而只起到旁路作用。
<第二實施例>
圖10是關於根據本發明的第二實施例的分選機900的示意性平面圖。
如圖10所示，根據本實施例的分選機900包括：測試托盤910、元件移動部分DTP、第一姿勢變換器940、第一腔室950、第二腔室960、測試腔室970、加壓裝置980、第二姿勢變換器990、多個移送器TF1至TF7、多個溫度調節器TC1至TC6以及控制器CU。
測試托盤910根據測試溫度條件而沿第一循環路徑C1(參考圖11)循環或者沿第二循環路徑C2(參考圖12)循環。第一循環路徑C1為經由第一位置P1、第一腔室950的內部、測試腔室970的內部中的測試位置TP、第二腔室960的內部以及第二位置P2而連接到第一位置P1的封閉路徑。另外，第二循環路徑C2作為測試溫度條件顯著改變時採取的路徑，乃是 經由第二位置P2、第二腔室960的內部、測試腔室970的內部中的測試位置TP、第一腔室950的內部以及第一位置P1而銜接到第二位置P2的封閉路徑。其中第一位置P1和第二位置P2是元件移動部分DTP向測試托盤910裝載半導體元件或者從測試托盤910中卸載半導體元件的位置。
元件移動部分DTP根據測試溫度條件而將需要測試的半導體元件從客戶托盤Cd/Ce移動到處於第一位置P1或第二位置P2的測試托盤910，或者將測試完畢的半導體元件從處於第一位置P1或第二位置P2的測試托盤910中根據測試結果進行分類並移動到客戶托盤Cd/Ce。為此，元件移動部分DTP包括第一移動器920和第二移動器930。
第一移動器920根據測試溫度條件而將承載於客戶托盤Cd的半導體元件裝載到處於第一位置P1的測試托盤910，或者從處於第一位置P1的測試托盤910中卸載半導體元件之後將該半導體元件移動到空載的客戶托盤Cd。
第二移動器930根據測試溫度條件而將承載於客戶托盤Ce的半導體元件裝載到處於第二位置P2的測試托盤910，或者從處於第一位置P2的測試托盤910中卸載半導體元件之後將該半導體元件移動到空載的客戶托盤Cd。
即，第一移動器920和第二移動器930可根據測試托盤910的循環路徑而選擇性地執行裝載功能或卸載功能。當然，第一模式的溫度條件測試時或第二模式的溫度條件測試時的處理容量優選相同，因此第一移動器920與第二移動器930優選構成為相互對稱結構。
第一姿勢變換器940使水平狀態的測試托盤910將姿勢改變為豎直狀態。
第一腔室950將承載於測試托盤910的半導體元件同化為相當於設定的溫度條件(以下，將第一腔室內部的設定的溫度條件稱為「第一溫度條件」)的溫度。這種第一腔室950根據測試托盤910沿著第一循環路徑C1和第二循環路徑C2中的哪個循環路徑進行循環而執行作為均熱室的功能或者作為退均熱室的功能。當然，測試托盤910可在第一腔室950的內部沿前後方向得到移送。
第二腔室960將承載於測試托盤910的半導體元件同化為相當於設定的溫度條件(以下，將第二腔室內部的設定的溫度條件稱為「第二溫度條件」)的溫度。這種第二腔室960根據測試托盤910沿著第一循環路徑C1和第二循環路徑C2中的哪個循環路徑進行循環而執行作為退均熱室的功能或者作為均熱室的功能。同樣地，測試托盤910可在第二腔室960的內部沿前後方向得到移送。
測試腔室970支援承載於測試托盤910的半導體元件的測試，該測試托盤910被收容於測試腔室970的內部而位於測試位置TP。這樣的測試腔室970在第一循環路徑C1和第二循環路徑C2上佈置於第一腔室950與第二腔室960之間。當然，測試腔室970的內部具有相當於作為測試溫度條件的第三溫度條件的溫度環境。
另外，第一腔室950和測試腔室970可借助於第一開閉門DR1而使其內部相互連通或隔斷，第二腔室960和測試腔 室970可借助於第二開閉門DR2而使其內部相互連通或隔斷。
加壓裝置980對測試腔室970內的測試托盤910中的半導體元件施加朝向測試機側的壓力。因此，測試托盤910中的半導體元件電連接於測試機。
第二姿勢變換器990用於使承載有測試完畢的半導體元件的豎直狀態的測試托盤910將姿勢改變為水平狀態。
多個移送器TF1至TF7在第一循環路徑C1和第二循環路徑C2上按區間移送測試托盤210。當然，除了多個移送器TF1至TF8以外還可以具有對於測試托盤210的移送流動所需的移動器。這樣的多個移送器TF1至TF7可分別根據控制器CU的控制而朝向沿著第一循環路徑C1的移送方向(正向)移送測試托盤910或者朝向沿著第二循環路徑C2的移送方向(逆向)移送測試托盤910。即，沿第一循環路徑C1的測試托盤910的循環方向與沿第二循環路徑C2的循環方向彼此相反，因此多個移送器TF1至TF7可分別根據測試溫度條件而選擇性地沿正逆方向移送測試托盤910。
多個溫度調節器TC1至TC6用於調節第一腔室950、第二腔室960、測試腔室970內部的溫度。同樣地，多個溫度調節器TC1至TC6分別可以是冷卻器、加熱器、送風機等或者其組合。
控制器CU對如前述的各個構成要素中需要控制的構成要素進行控制。尤其，控制器CU可根據測試溫度條件而執行第一模式控制和第二模式控制，在進行第一模式控制時，控制移送器TF1至TF7以使測試托盤910沿第一循環路徑C1 進行循環，在第二模式控制進行時，控制移送器TF1至TF7以使測試托盤910沿第二循環路徑C2進行循環。而且，控制器CU以如下方式執行控制：當第一移動器920被控制為將半導體元件裝載到位於第一位置P1的測試托盤910時，將第二移動器930控制為從位於第二位置P2的測試托盤910中卸載半導體元件；當第二移動器930被控制為將半導體元件裝載到位於第二位置P2的測試托盤910時，將第一移動器920控制為從位於第一位置P1的測試托盤910中卸載半導體元件。
1、第一模式的溫度條件測試時的測試托盤910的循環
在進行第一模式(例如，考慮-40度的低溫測試模式)的溫度條件測試時，第一腔室950的內部的溫度需被調節到-40度，第二腔室960的內部的溫度需被調節到70~80度。
在如前述的溫度設定狀況下，如圖11所示，測試托盤910沿著依次經過第一位置P1、第一腔室950的內部、<測試托盤910在第一腔室950的內部向後方得到移送>、測試腔室970內部的測試位置TP、第二腔室960的內部、<測試托盤910在第二腔室960的內部向前方得到移送>、第二位置P2之後銜接到第一位置P1的第一循環路徑C1而循環。此時，測試托盤910經歷如下的程序：在第一腔室950的內部借助於第一姿勢變換器940而其姿勢從水平狀態改變為豎直狀態，並在第二腔室960的內部借助於第二姿勢變換器990而其姿勢從豎直狀態改變為水平狀態。
在進行如前述的第一模式的溫度條件測試時，第一 位置P1成為裝載位置，第一移動器920執行裝載功能。另外，第二位置P2成為卸載位置，第二移動器930執行卸載功能。
2、第二模式的溫度條件測試時的測試托盤910的循環
在進行第二模式(例如，考慮90度高溫測試模式)的溫度條件測試時，第二腔室960的內部溫度被調節到90度。
在如前述的溫度設定狀況下，如圖12所示，測試托盤910沿著依次經過第二位置P2、第二腔室960的內部、<測試托盤910從第二腔室960的內部向後方得到移送>、測試腔室970內部的測試位置TP、第一腔室950的內部、<測試托盤910從第一腔室950的內部向前方得到移送>、第一位置P1之後銜接到第二位置P2的第二循環路徑C2而循環。
同樣地，在進行第二模式的溫度條件測試時，第二位置P2成為裝載位置，第二移動器930執行裝載功能。另外，第一位置P1成為卸載位置，第一移動器920執行卸載功能。
如前述，已參考各個附圖而對本發明進行了具體說明，然而上述實施例只是本發明的優選實施例，因此不能認為本發明局限於這些實施例，本發明的權利範圍由申請專利範圍及其等效概念定義。
900‧‧‧測試分選機
910‧‧‧測試托盤
920‧‧‧第一移動器
930‧‧‧第二移動器
940‧‧‧第一姿勢變換器
950‧‧‧第一腔室
960‧‧‧第二腔室
970‧‧‧測試腔室
990‧‧‧第二姿勢變換器
CU‧‧‧控制器
DR1、DR2‧‧‧開閉門
DTP‧‧‧元件移動部分
TC1至TC6‧‧‧溫度調節器
TF1至TF7‧‧‧移送器

Claims (4)

  1. 一種半導體元件測試用分選機，其中包括：測試托盤，根據測試溫度條件而沿第一循環路徑進行循環或者沿第二循環路徑進行循環，並能夠承載半導體元件；元件移動部，將需要測試的半導體元件從客戶托盤移動到位於裝載位置的所述測試托盤，或者將測試完畢的半導體元件從位於卸載位置的所述測試托盤中根據測試結果進行分類並移動到客戶托盤；複數個移送器，根據所述元件移動部的運行而使承載有需要測試的半導體元件的測試托盤沿所述第一循環路徑進行循環或者沿所述第二循環路徑進行循環；第一腔室，將借助於所述複數個移送器而沿所述第一循環路徑進行循環或者沿所述第二循環路徑進行循環的所述測試托盤收容於內部，並根據設定的第一溫度條件而將承載於所述測試托盤的半導體元件同化為相當於所述第一溫度條件的溫度；至少一個第一溫度調節器，用於將所述第一腔室的內部同化為所述第一溫度條件；第二腔室，將借助於所述複數個移送器而沿所述第一循環路徑進行循環或者沿所述第二循環路徑進行循環的所述測試托盤收容於內部，並根據設定的第二溫度條件而將承載於所述測試托盤的半導體元件同化為相當於所述第二溫度條件的溫度； 至少一個第二溫度調節器，用於將所述第二腔室的內部同化為所述第二溫度條件；測試腔室，在所述第一循環路徑和所述第二循環路徑上佈置於所述第一腔室與所述第二腔室之間，並支持被收容於內部的所述測試托盤所承載的半導體元件的測試；至少一個第三溫度調節器，用於將所述測試托盤的內部同化為測試溫度條件；輔助腔室，佈置在將沿所述第二循環路徑進行循環的所述測試托盤從所述第一腔室移送到所述第二腔室的區間上，並收容從所述第一腔室移出的所述測試托盤；及控制器，控制所述複數個移送器，以使所述測試托盤能夠沿所述第一循環路徑或所述第二循環路徑進行循環，其中所述第一循環路徑具有所述測試托盤依次經過所述第一腔室的內部、所述測試腔室的內部、所述第二腔室的內部的區間，所述第二循環路徑具有所述測試托盤依次經過所述第一腔室的內部、所述輔助腔室的內部、所述第二腔室的內部的區間。
  2. 如請求項1之半導體元件測試用分選機，其中所述第一溫度條件和所述第二溫度條件根據設定而分別能夠改變，所述第一溫度條件與所述第二溫度條件互不相同，所述第一循環路徑和所述第二循環路徑構成為在至少一部分區間中所述測試托盤的移送方向互不相同。
  3. 一種半導體元件測試用分選機，其中包括：測試托盤，根據測試溫度條件而沿第一循環路徑進行循環或者沿第二循環路徑進行循環，並能夠承載半導體元件；元件移動部，根據測試溫度條件而將需要測試的半導體元件從客戶托盤移動到位於第一位置或第二位置的所述測試托盤，或者將測試完畢的半導體元件從位於第一位置或第二位置的所述測試托盤中根據測試結果進行分類並移動到客戶托盤；複數個移送器，根據所述元件移動部的運行而使承載有需要測試的半導體元件的測試托盤沿所述第一循環路徑進行循環或者沿所述第二循環路徑進行循環；第一腔室，將借助於所述複數個移送器而沿所述第一循環路徑進行循環或者沿所述第二循環路徑進行循環的所述測試托盤收容於內部，並根據設定的第一溫度條件而將承載於所述測試托盤的半導體元件同化為相當於所述第一溫度條件的溫度；至少一個第一溫度調節器，用於將所述第一腔室的內部同化為所述第一溫度條件；第二腔室，將借助於所述複數個移送器而沿所述第一循環路徑進行循環或者沿所述第二循環路徑進行循環的所述測試托盤收容於內部，並根據設定的第二溫度條件而將承載於所述測試托盤的半導體元件同化為相當於所述第 二溫度條件的溫度；至少一個第二溫度調節器，用於將所述第二腔室的內部同化為所述第二溫度條件；測試腔室，在所述第一循環路徑和所述第二循環路徑上佈置於所述第一腔室與所述第二腔室之間，並支持被收容於內部的所述測試托盤所承載的半導體元件的測試；至少一個第三溫度調節器，用於將所述測試托盤的內部同化為測試溫度條件；及控制器，控制所述複數個移送器，以使所述測試托盤能夠沿所述第一循環路徑或所述第二循環路徑進行循環，其中所述複數個移送器中的各個移送器能夠根據所述控制器的控制而使所述測試托盤選擇性地朝向沿著第一循環路徑的移送方向或沿著第二循環路徑的移送方向移動，所述第一位置和所述第二位置根據測試溫度條件而選擇性地轉換為裝載位置或卸載位置，沿所述第一循環路徑的所述測試托盤的循環方向與沿所述第二循環路徑的所述測試托盤的循環方向彼此相反。
  4. 如請求項3之半導體元件測試用分選機，其中所述元件移動部包括：第一移動器，根據測試溫度條件而將半導體元件裝載到位於所述第一位置的所述測試托盤或者將半導體元件從位於所述第一位置的所述測試托盤中卸載；及 第二移動器，根據測試溫度條件而將半導體元件裝載到位於所述第二位置的所述測試托盤或者將半導體元件從位於所述第二位置的所述測試托盤中卸載，其中所述控制器以如下方式執行控制：當所述第一移動器被控制為將半導體元件裝載到位於所述第一位置的所述測試托盤時，將所述第二移動器控制為從位於所述第二位置的所述測試托盤中卸載半導體元件；當所述第二移動器被控制為將半導體元件裝載到位於所述第二位置的所述測試托盤時，將所述第一移動器控制為從位於所述第一位置的所述測試托盤中卸載半導體元件。
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