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KR20120027580A - 반도체 장치용 테스트 핸들러 및 이를 이용한 반도체 장치 테스트 방법 - Google Patents

반도체 장치용 테스트 핸들러 및 이를 이용한 반도체 장치 테스트 방법 Download PDF

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KR20120027580A
KR20120027580A KR1020100089233A KR20100089233A KR20120027580A KR 20120027580 A KR20120027580 A KR 20120027580A KR 1020100089233 A KR1020100089233 A KR 1020100089233A KR 20100089233 A KR20100089233 A KR 20100089233A KR 20120027580 A KR20120027580 A KR 20120027580A
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KR
South Korea
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test
test tray
semiconductor package
tray
chamber
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Withdrawn
Application number
KR1020100089233A
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English (en)
Inventor
이상준
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020100089233A priority Critical patent/KR20120027580A/ko
Priority to US13/215,624 priority patent/US20120062262A1/en
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
    • G01R31/2893—Handling, conveying or loading, e.g. belts, boats, vacuum fingers

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

반도체 장치용 테스트 핸들러 및 이를 이용한 반도체 장치 테스트 방법이 개시된다. 본 발명의 반도체 장치용 테스트 핸들러는, 본체; 본체에 마련되며, 테스트 트레이에 로딩된 반도체 패키지를 테스트하는 테스트 챔버; 및 본체에 마련되며, 테스트 챔버로 인입되거나 테스트 챔버로부터 인출되는 테스트 트레이를 클리닝(cleaning)하기 위한 테스트 트레이 클리닝유닛을 포함한다. 본 발명에 의하면, 테스트 트레이에 존재하는 이물질을 테스트 핸들러의 가동 중에도 제거할 수 있고 또한 테스트 트레이에 존재하는 이물질을 제거함으로써 종래보다 안정적인 테스트 컨택(TEST Contact)을 도모할 수 있어 검사 수율과 생산성을 향상시킬 수 있다.

Description

반도체 장치용 테스트 핸들러 및 이를 이용한 반도체 장치 테스트 방법{Test Handler for Semiconductor Package and the Test Method Using the Same}
본 발명은, 반도체 장치용 테스트 핸들러 및 이를 이용한 반도체 장치 테스트 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 종래보다 안정적인 테스트 컨택(TEST Contact)을 도모할 수 있어 검사 수율을 향상시킬 수 있는 반도체 장치용 테스트 핸들러 및 이를 이용한 반도체 장치 테스트 방법에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼에 칩(Chip) 상태로 존재하던 반도체 집적회로는 일련의 패키징(Packaging) 공정을 거치면서 외부의 충격으로부터 칩이 보호되는 패키지 형태로 재가공된다. 가공이 끝난 반도체 패키지(Package)는 사용자에게 전달되기에 앞서 전기적인 기능 검사(Final test)를 수행하는 패키지 테스트 공정을 거치게 된다. 이때, 컴퓨터에 각종 계측기기를 장착한 테스터(tester)와, 반도체 패키지를 자동으로 이송시켜 테스터와 연결시키는 장치인 핸들러(handler)를 사용하게 되며, 이러한 설비를 테스트 핸들러라고 한다.
반도체 패키지(Package) 테스트 공정은 반도체 패키지들의 신뢰성을 검사하기 위한 공정으로, 전기 특성 테스트와 번인(Burn-in) 테스트가 있다. 전기 특성 테스트에서는 반도체 패키지들의 입출력 특성, 펄스 특성, 잡음 허용 오차 등의 전기적 특성을 테스트하게 되며, 번인 테스트에서는 정상 동작 환경보다 높은 온도의 환경에서 정격 전압보다 높은 전압을 일정 시간 인가하여 문제가 발생되는지의 여부를 테스트하게 된다.
이와 같은 반도체 패키지들의 신뢰도 테스트를 진행하기 위해서는, 반도체 패키지들과 이를 테스트하는 테스터(tester)간의 전기적 연결이 원활하게 이루어져야 한다. 이를 위해 반도체 패키지들은 테스트 트레이(test tray)에 설치되는 인서트(insert)에 각각 로딩된 상태로 이송되어 테스터와 연결되어 있는 테스트 소켓과 전기적으로 접촉하게 된다.
그런데, 테스트 핸들러에 있어서, 테스트 트레이(test tray)는 테스트가 완료되고 나서 반도체 패키지를 언로딩시킨 후에 새로운 테스트 대상의 반도체 패키지를 다시 로딩시키기 위하여 순환되는데, 이와 같이 테스트 트레이(test tray)가 테스트 공정이 진행됨에 따라 테스트 핸들러의 내부 및 대기 중의 먼지와 기타 깨진 조각 등과 같은 이물질이 테스트 트레이의 인서트 내부에 쌓이게 된다.
그럼에도 불구하고 종래의 테스트 핸들러는 테스트 트레이의 인서트(Insert) 내부에 존재하는 깨진 조각이나 먼지(Dust) 등과 같은 이물질을 테스트 핸들러의 가동 중에 제거할 수 없고 만약 테스트 트레이의 인서트(test tray Insert) 내부에 있는 이물질을 제거하기 위해서는 가동설비를 정지하고 확인할 수밖에 없는 구조를 가지고 있으므로 공정 지연, 검사수율 저하가 발생하는 문제점이 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 종래보다 안정적인 테스트 컨택(TEST Contact)을 도모할 수 있어 검사 수율과 생산성을 향상시킬 수 있는 반도체 장치용 테스트 핸들러 및 이를 이용한 반도체 장치 테스트 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본체; 상기 본체에 마련되며, 테스트 트레이에 로딩된 반도체 패키지를 테스트하는 테스트 챔버; 및 상기 본체에 마련되며, 상기 테스트 챔버로 인입되거나 상기 테스트 챔버로부터 인출되는 테스트 트레이를 클리닝(cleaning)하기 위한 테스트 트레이 클리닝유닛을 포함하는 반도체 장치용 테스트 핸들러가 제공될 수 있다.
상기 테스트 트레이 클리닝유닛은, 상기 테스트 챔버로 인입 및 인출을 위하여 순환하는 상기 테스트 트레이의 이동경로 중 적어도 어느 한 영역에 인접하게 마련될 수 있다.
상기 테스트 챔버에 인접하게 배치되어 상기 반도체 패키지를 예열 또는 예냉시키는 소크 챔버; 및 상기 테스트 챔버에 인접하게 배치되어 상기 반도체 패키지를 상온 상태로 복귀시키는 방출 챔버를 더 포함하며, 상기 테스트 트레이 클리닝유닛은, 상기 소크 챔버에 인입되기 전에 상기 테스트 트레이가 위치하는 로더스테이지와, 상기 방출 챔버로 방출된 후 상기 로더스테이지로 이동하기 전에 위치하는 언로더스테이지 사이에 배치될 수 있다.
상기 테스트 트레이 클리닝유닛은, 상기 테스트 트레이의 인서트 내부에 존재하는 이물질을 흡입하는 석션 더스트 컬렉터일 수 있다.
상기 테스트 트레이 클리닝유닛은, 유체가 에너지 소비가 가장 적은 방향으로 흐르려고 하는 코안다 효과를 이용하여 상기 테스트 트레이의 인서트 내부에 존재하는 이물질을 흡입하는 코안다 석션 더스트 컬렉터일 수 있다.
상기 코안다 석션 더스트 컬렉터는, 공기를 외부로 불어주는 블로우부; 상기 블로우부에 결합되며, 관통형성된 복수의 관통공이 형성된 커버; 상기 테스트 트레이로부터 흡입되는 이물질을 집진하는 집진부; 및 상기 블로우부, 상기 커버 및 상기 집진부를 지지하는 지지부를 포함할 수 있다.
상기 블로우부는, 주 공기유로가 형성된 제1 블로우몸체; 상기 제1 블로우몸체와 결합되어 배출공기로를 형성하는 제2 블로우몸체; 및 상기 제1 블로우몸체와 결합되어 상기 주 공기유로로 공기를 공급하는 공기공급관을 포함할 수 있다.
상기 집진부는, 집진몸체; 상기 집진몸체에 결합되며, 이물질을 수용하는 수용공간이 형성된 집진바스켓; 및 상기 집진몸체에 결합되며, 배출되는 공기를 필터링하는 필터부를 포함할 수 있다.
상기 테스트 트레이 클리닝유닛은, 상기 방출 챔버와 상기 로더스테이지 사이의 상기 본체에 결합되어 반도체 패키지와 테스트 트레이의 인서트 사이의 마찰로 인해 정전기가 발생되는 것을 방지하기 위해 에어를 불어주는 이오나이저를 더 포함할 수 있다.
상기 테스트 트레이 클리닝유닛은, 상기 본체에 결합되어 상기 반도체 패키지와 상기 테스트 트레이의 인서트 사이의 마찰로 인해 정전기가 발생되는 것을 방지하기 위해 에어를 불어주는 이오나이저일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 테스트 대상의 반도체 패키지가 로딩될 테스트 트레이를 클리닝하는 단계; 및 상기 테스트 트레이에 로딩된 반도체 패키지를 테스트하는 단계를 포함하는 반도체 장치 테스트 방법이 제공될 수 있다.
상기 테스트 트레이를 클리닝하는 단계 후에 상기 테스트 트레이에 상기 반도체 패키지를 로딩시키는 단계; 및 테스트가 완료된 상기 반도체 패키지를 상기 테스트 트레이로부터 언로딩하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 반도체 패키지를 테스트하는 단계 전에 상기 반도체 패키지를 예열 또는 예냉하는 단계; 및 상기 테스트가 완료된 후에 상기 반도체 패키지를 상온 상태로 복귀시키는 단계를 더 포함하며, 상기 테스트 트레이를 클리닝하는 단계는, 상기 소크 챔버에 인입되기 전에 상기 테스트 트레이가 배치되는 로더스테이지와, 상기 방출 챔버로 방출된 후 상기 로더스테이지로 이동하기 전에 배치되는 언로더스테이지 사이로 상기 테스트 트레이가 이동하는 중에 상기 테스트 트레이의 인서트에 존재하는 이물질을 제거하는 단계일 수 있다.
상기 이물질을 제거하는 단계는 상기 테스트 트레이의 이물질을 흡입하여 제거하는 단계일 수 있다.
상기 이물질을 제거하는 단계는, 유체가 에너지 소비가 가장 적은 방향으로 흐르려고 하는 코안다 효과를 이용하여 상기 테스트 트레이의 인서트 내부에 존재하는 이물질을 흡입하는 단계일 수 있다.
테스트가 완료된 상기 반도체 패키지를 상기 테스트 트레이로부터 언로딩하는 단계 전에, 상기 반도체 패키지와 상기 테스트 트레이의 인서트 사이의 마찰로 인해 정전기가 발생되는 것을 방지하기 위해 상기 테스트 트레이에 에어를 불어주는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 테스트 트레이를 클리닝하는 단계는, 상기 반도체 패키지와 상기 테스트 트레이의 인서트 사이의 마찰로 인해 정전기가 발생되는 것을 방지하기 위해 상기 테스트 트레이에 에어를 불어주는 단계일 수 있다.
본 발명에 따르면, 테스트 트레이에 존재하는 이물질을 테스트 핸들러의 가동 중에도 제거할 수 있고 또한 테스트 트레이에 존재하는 이물질을 제거함으로써 종래보다 안정적인 테스트 컨택(TEST Contact)을 도모할 수 있어 검사 수율과 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 장치용 테스트 핸들러의 개략적인 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 장치용 테스트 핸들러에 사용되는 테스트 트레이의 평면도이다.
도 3 내지 도 4는 도 2의 테스트 트레이의 인서트의 사시도이다.
도 5 내지 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 장치용 테스트 핸들러의 테스트 트레이 클리닝유닛에 의하여 테스트 트레이가 클리닝되는 상태를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 장치용 테스트 핸들러의 테스트 트레이 클리닝유닛의 사시도이다.
도 10은 도 7의 테스트 트레이 클리닝유닛의 분해사시도이다.
도 11은 도 7의 단면도이다.
도 12 내지 도 13은 테스트 트레이 클리닝유닛의 블로우부의 주요부 사시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치 테스트 방법의 플로우 챠트이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 장치용 테스트 핸들러의 개략적인 평면도이다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 반도체 장치용 테스트 핸들러의 개략적인 평면도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 장치용 테스트 핸들러의 개략적인 평면도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 장치용 테스트 핸들러에 사용되는 테스트 트레이의 평면도이고, 도 3 내지 도 4는 도 2의 테스트 트레이의 인서트의 사시도이며, 도 5 내지 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 장치용 테스트 핸들러의 테스트 트레이 클리닝유닛에 의하여 테스트 트레이가 클리닝되는 상태를 개념적으로 도시한 도면이고, 도 7 내지 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 장치용 테스트 핸들러의 테스트 트레이 클리닝유닛의 사시도이며, 도 10은 도 7의 테스트 트레이 클리닝유닛의 분해사시도이고, 도 11은 도 7의 단면도이며, 도 12 내지 도 13은 테스트 트레이 클리닝유닛의 블로우부의 주요부 사시도이다.
도 1 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장치용 테스트 핸들러는, 본체(100)와, 테스트할 반도체 패키지(package)를 공급하기 위한 로더유닛(600)과, 테스트가 완료된 반도체 패키지를 언로딩시키기 위한 언로더유닛(700)과, 반도체 패키지를 미리 소정의 온도로 예열 또는 예냉시키는 소크 챔버(200, soak chamber)와, 테스트 트레이(10)에 로딩된 반도체 패키지를 테스트하는 테스트 챔버(300, test chamber)와, 테스트가 완료된 반도체 패키지를 초기의 상온 상태로 복귀시키는 방출 챔버(400, exit chamber)와, 테스트 트레이(10)를 클리닝(cleaning)하기 위한 테스트 트레이 클리닝유닛(800)을 포함한다.
본체(100)에는 로더유닛(600), 언로더유닛(700), 소크 챔버(200), 테스트 챔버(300), 방출 챔버(400) 및 테스트 트레이 클리닝유닛(800)이 결합되며, 본체(100)는 이들을 지지하는 골조 역할을 담당한다.
로더유닛(600)은, 로딩 스토커(미도시, loading stocker)와, 로딩측 셋 플레이트(610)와, 로더용 직교 로봇(620)을 포함한다. 본체(100)의 전방부에 마련되는 로딩 스토커(loading stocker)에는 테스트할 반도체 패키지들이 다수개 로딩되어 있는 범용 트레이들(customer trays)이 적재된다. 로딩 스토커에 적재된 범용 트레이들은 도시되지 않은 트랜스퍼 암에 의해 로딩측 셋 플레이트(610)로 순차적으로 이송된다. 로더용 직교 로봇(620)은 반도체 패키지를 흡착하는 복수의 핸드를 구비하며, 범용 트레이와 테스트 트레이(10) 사이를 연속적이면서도 반복적으로 이동하면서 범용 트레이에 로딩된 테스트할 반도체 패키지를 범용 트레이에서 테스트 트레이(10)로 이송시킨다.
언로더유닛(700)은 로더유닛(600)과 유사하게 언로딩 스토커(미도시, unloading stocker)와, 언로딩측 셋 플레이트(710)와, 언로더용 직교 로봇(720)을 포함한다. 로딩 스토커의 일측부에는 테스트가 완료된 반도체 패키지들이 테스트 결과에 따라 분류되어 범용 트레이(C)에 수납되는 언로딩 스토커(unloading stocker)가 마련되며, 언로딩측 셋 플레이트(710)에 위치된 범용 트레이 역시 도시되지 않은 트랜스퍼 암에 의해 언로딩 스토커로 순차적으로 이송된다. 언로더용 직교 로봇(720)도 반도체 패키지를 흡착하는 복수의 핸드를 구비하며, 범용 트레이와 테스트 트레이(10) 사이를 연속적이면서도 반복적으로 이동하면서 테스트가 완료되어 테스트 트레이(10)에 로딩된 반도체 패키지를 테스트 트레이(10)에서 범용 트레이로 이송시킨다.
요약하면, 본체(100)의 전방부에는, 테스트할 반도체 패키지가 담긴 복수의 범용 트레이가 적재되는 로딩 스토커와, 테스트가 완료되어 등급별로 소팅된 반도체 패키지가 담긴 범용 트레이가 적재되는 언로딩 스토커가 각각 배치되고, 이들 로딩 스토커와 언로딩 스토커의 상부에는 반도체 패키지의 로딩 및 언로딩을 위한 대기장소인 로딩측 셋 플레이트(610) 및 언로딩측 셋 플레이트(710)가 각각 배치된다.
그리고 로더용 직교 로봇(620)과 언로더용 직교 로봇(720)은 반도체 패키지를 흡착하는 복수의 핸드를 구비하며, 서보모터와 타이밍 벨트에 의해 구동되면서 범용 트레이와 테스트 트레이(10) 사이를 연속적이면서도 반복적으로 이동한다. 이에 의하여 로더용 직교 로봇(620)은 테스트할 반도체 패키지를 범용 트레이에서 테스트 트레이(10)로, 언로더용 직교 로봇(720)은 테스트가 완료된 반도체 패키지를 테스트 트레이(10)에서 범용 트레이로 이송시킨다.
테스트 트레이(10)는 소크 챔버(200)에 인입되기 전의 대기 영역인 로더스테이지(510), 소크 챔버(200), 테스트 챔버(300), 방출 챔버(400), 방출 챔버(400)로부터 방출된 후 로더스테이지(510)로 이동하기 전의 영역인 언로더스테이지(520)를 순차적으로 이동하면서 반복 순환된다.
로더스테이지(510)에서 테스트 트레이(10)는 테스트할 반도체 패키지를 로딩할 수 있도록 대기하며, 언로더스테이지(520)는, 테스트가 완료된 반도체 패키지를 분류할 수 있도록 대기하는 분류영역, 로더스테이지(510)로 빈 테스트 트레이(10)를 공급할 수 있도록 대기하는 버퍼영역을 갖는다.
테스트 트레이(10)의 순환을 위해 본 발명의 일실시예에 따른 테스트 핸들러는 테스트 트레이(10)를 로더스테이지(510), 소크 챔버(200), 테스트 챔버(300), 방출 챔버(400) 및 언로더스테이지(520)로 순환시켜 주는 컨베이어 장치 및 이를 제어하기 위한 메인 컨트롤러를 더 포함한다.
또한 로더유닛(600)과 로더스테이지(510) 사이에는 프리사이저(530, preciser)가 마련된다. 이에 의하여 범용 트레이 상의 다수의 반도체 패키지들은 로더용 직교 로봇(620)에 의해 프리사이저(530)에서 테스트 트레이(10) 내의 위치와 정확히 일치되도록 프리사이징된다. 언로더유닛(700)과 언로더스테이지(520) 사이에는 버퍼부(540)가 마련될 수 있다.
한편, 본체(100)의 후방부에는 소크 챔버(200, soak chamber), 테스트 챔버(300, test chamber) 및 방출 챔버(400, exit chamber)가 마련된다.
반도체 패키지가 로딩된 테스트 트레이(10)는 소크 챔버(200)로부터 방출 챔버(400) 방향으로 이동하는데, 소크 챔버(200)는 반도체 패키지가 로딩된 테스트 트레이(10)를 테스트 챔버(300)로 공급하기 전에 미리 소정의 온도로 예열 또는 예냉시키는 역할을 수행한다.
그리고, 방출 챔버(400)는 테스트 챔버(300)로부터 테스트가 완료된 반도체 패키지에 대하여 초기의 상온 상태로 복귀시키는 역할을 수행한다.
테스트 챔버(300)는 테스트 조건, 즉 고온 또는 저온을 유지한 상태에서 테스트 트레이(10)에 로딩된 각각의 반도체 패키지들과 테스트 보드의 테스트 소켓(미도시)을, 테스트 플레이트를 이용하여 전기적으로 접속시켜 테스트를 수행한다.
이에 대하여 보다 상세히 설명하면, 반도체 패키지의 제조 공정이 끝나면, 반도체 패키지를 본 실시 예에서는 도 2와 같은 테스트 트레이(10)의, 도 3 내지 도 4에 도시된 인서트(20, Insert)에 로딩시킨 상태로 이송시켜 테스트 챔버(300)에서 전기적 성능을 테스트한다. 이러한 전기적 성능 테스트는, 테스트할 반도체 패키지가 테스트 트레이(10)에 설치되는 인서트(20)에 로딩된 상태로 이송되어 테스터(미도시, tester)와 연결되어 있는 테스트 소켓과 전기적으로 접촉하고 각 접촉부에 입출력되는 신호를 시험용 회로로서 분석하는 방식으로 이루어진다.
따라서 테스트 트레이(10)의 인서트(20, insert) 바닥은 기본적으로 반도체 패키지(Package)와 테스터를 기계적으로 연결하는 매개체 역할을 하는 중요한 부분으로 항상 청결한 상태를 유지할 필요가 있다. 한편 본 실시 예에서 인서트(20, Insert) 내부에서 반도체 패키지(Package)의 접촉은 고무(Rubber) 콘텍터를 사용하여 수행하고 있다.
그런데 테스트 공정을 반복함에 따라 로더스테이지(510), 소크 챔버(200), 테스트 챔버(300), 방출 챔버(400) 그리고 언로더스테이지(520)를 순환하는 테스트 트레이(10)의 인서트(20) 내부에 깨진 조각, 먼지(Dust) 등과 같은 이물질이 쌓일 수 있는데, 이를 적절히 제거하지 않으면 품질문제 및 수율저하가 유발될 수 있다. 그러나 종래의 테스트 핸들러는 이러한 테스트 트레이(10)의 인서트(20, Insert) 내부에 존재하는 깨진 조각, 먼지(Dust) 등과 같은 이물질을 제거 할 수 없고 만약 테스트 트레이(10, test tray)의 인서트(20, Insert)에 있는 이물질을 제거하기 위해서는 가동설비를 정지하고 확인할 수밖에 없는 구조를 가지고 있으므로 검사 수율 및 생산성 저하가 야기될 수 있음은 전술한 바와 같다.
이에 본 실시 예의 테스트 핸들러는, 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 테스트 트레이(10)를 클리닝(cleaning)하기 위한 테스트 트레이 클리닝유닛(800)을 구비한다. 본 실시 예에 따른 테스트 트레이 클리닝유닛(800)은 테스트 트레이(10) 내부에 존재하는 이물질 예를 들어 깨진 조각, 미세먼지 등을 제거함으로써 안정적인 테스트 컨택(test contact)을 도모한다.
즉 본 실시 예의 테스트 핸들러는, 순환하는 테스트 트레이(10)의 이동 경로 상에 설치되어 테스트 트레이(10)의 인서트(20) 내부를 자동적으로 클리닝할 수 있는 테스트 트레이 클리닝유닛(800)을 구비한다.
본 실시 예의 테스트 트레이 클리닝유닛(800)은, 도 1, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 로더스테이지(510)와 언로더스테이지(520) 사이에 설치되어, 테스트가 완료된 반도체 패키지를 언로딩한 후 로더스테이지(510)로 이동하는 중에 테스트 트레이(10)가 자동적으로 클리닝될 수 있도록 하고 있다. 여기서 로더스테이지(510)와 언로더스테이지(520) 사이에 테스트 트레이 클리닝유닛(800)을 설치하는 이유는 테스트 트레이(10)의 클리닝이 효율적으로 이루어질 수 있는 영역이기 때문이며, 테스트 트레이(10)의 이동 중에 자동적으로 클리닝이 이루어지도록 한 것은 테스트 트레이(10)가 클리닝되는 경우에도 테스트 공정을 중단함이 없도록 하기 위함이다.
한편 테스트 트레이 클리닝유닛(800)은, 다양하게 마련될 수 있으나, 본 실시 예에서 테스트 트레이 클리닝유닛(800)은, 더스트 컬렉터(Dust Collector) 특히 테스트 트레이(10)에 존재하는 이물질을 흡입하는 석션 더스트 컬렉터(800, Suction Dust Collector)이다.
테스트 트레이(10)를 청소하기 위하여 테스트 트레이(10) 주위의 공기를 흡입하지 않고 테스트 트레이(10)로 공기를 불어주는 방식도 적용될 수 있으나 이 경우 파티클 발생이 우려되므로 본 실시 예에서는 테스트 트레이(10)의 이물질을 흡입하는 석션(suction) 방식이 적용된다.
또한 도 7 내지 도 13에 도시된 바와 같이 본 실시 예에서 테스트 트레이 클리닝유닛(800)은, 유체가 에너지 소비가 가장 적은 방향으로 흐르려고 하는 코안다 효과(Coanda effect)를 이용하여 테스트 트레이(10)의 이물질을 흡입하는 구조의, 새로 개발된 코안다 석션 더스트 컬렉터(800, Coanda Suction Dust Collector)가 적용된다. 테스트 트레이(10)의 이물질을 흡입하기 위해서 진공모터를 이용하여 진공으로 흡입하는 방식도 적용될 수 있으나, 진공으로 흡입하는 방식의 경우에는 진공모터를 설치할 공간이 필요하다. 본 실시 예에서는 설치 공간 효율을 고려하여 진공모터를 설치하지 않고서도 테스트 트레이(10)의 이물질을 흡입할 수 있는, 코안다 효과(Coanda effect)를 활용한 새로운 구조의 코안다 석션 더스트 컬렉터(800, Coanda Suction Dust Collector)를 개발하여 이를 적용하고 있다.
코안다 효과(Coanda effect)는, 전술한 바와 같이 유체가 에너지 소비가 가장 적은 방향으로 흐르려고 하는 경향을 말하는데, 본 실시 예의 코안다 석션 더스트 컬렉터(800)에 콤프레서로 압축된 압축공기를 공급해주면 20 ~ 40배까지의 많은 양의 주변 공기가 함께 흡인된다.
이러한 원리에 대하여 간략하게 설명하면, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 1번 화살표 방향으로 배출공기로(816)를 따라 공기가 배출되면 2번 화살표와 같이 경사면(A)을 타고 흐르는 공기의 흐름으로 변경이 되면 주변 공기는 3번 화살표와 같은 흐름이 형성이 된다. 이에 의하여 하부에 진공이 발생하게 되며 이 흡입력으로 테스트 트레이(10)의 인서트(20) 내에 있는 이물질이 상부로 흡입된다.
이러한 코안다 석션 더스트 컬렉터(800, Coanda Suction Dust Collector)는, 압축공기를 외부로 불어주는 블로우부(810)와, 미리 결정된 거리만큼 상호 이격되어 관통 형성된 복수의 관통공(822)이 형성된 커버(820)와, 테스트 트레이(10)로부터 흡입되는 이물질을 집진하는 집진부(830)와, 테스트 핸들러의 본체(100)에 결합되어 이들 구성요소를 지지하는 지지부(840)를 포함한다.
도 10, 도 12 및 도 13에 자세히 도시된 바와 같이 블로우부(810)는, 제1 블로우몸체(811)와, 제2 블로우몸체(813)와, 공기공급관(815)을 포함한다. 제1 블로우몸체(811)에는 주 공기유로(812)가 형성되어 있으며, 공기공급관(815)은 제1 블로우몸체(811)에 결합되어 주 공기유로(812)와 연통된다. 제2 블로우몸체(813)에는 소정 깊이 표면으로부터 함몰 형성된 함몰부(814)가 형성되어 있으며, 따라서 제1 블로우몸체(811)와 제2 블로우몸체(813)가 상호 결합되면 그 사이에 배출공기로(816, 도 12)를 형성하게 된다.
이에 의하여 공기공급관(815)을 통하여 압축공기가 공급되면 제1 블로우몸체(811)의 주 공기유로(812)를 따라 흐르던 공기는 배출공기로(816)를 따라 배출된다. 배출공기로(816)를 따라 배출된 공기는 경사면(A)을 타고 흐르게 되고 이에 의하여 코안다 석션 더스트 컬렉터(800) 하부의 주변 공기는 도 11의 3번 화살표 방향으로 흐르게 되어 이 결과 코안다 석션 더스트 컬렉터(800) 하부에 배치되는 테스트 트레이(10) 주변 영역에는 진공이 발생하게 되어 테스트 트레이(10)의 인서트(20)에 존재하는 이물질을 흡입하게 된다.
코안다 석션 더스트 컬렉터(800) 하부에 배치되는 커버(820)에는 복수의 관통공(822)이 형성되어 있는데, 이 복수의 관통공(822)을 통하여 이물질이 흡입되며, 따라서 이 복수의 관통공(822)의 이격 거리는 테스트 트레이(10)에 설치되는 각 인서트(20) 간의 거리를 고려하여 설정된다.
한편 테스트 트레이(10)의 인서트(20)에서 흡입된 이물질을 집진하는 집진부(830)는, 집진몸체(835)와, 집진바스켓(831)과, 필터부(833)를 포함한다.
집진바스켓(831)은 집진몸체(835)에 결합되어 내부로 흡입된 이물질을 수용하는 수용공간을 구비하여 이물질을 이 수용공간에 저장한다.
필터부(833)는 코안다 석션 더스트 컬렉터(800) 내로 흡입된 공기를 배출하는 부분에 설치되어 먼지 등을 걸러내고 깨끗한 공기만 외부로 배출되도록 한다.
이와 같이 본 실시 예의 코안다 석션 더스트 컬렉터(800, Coanda Suction Dust Collector)가 로더스테이지(510)와 언로더스테이지(520) 사이에 마련됨으로써, 순환하는 테스트 트레이(10)가 매 사이클(cycle) 마다 로더스테이지(510)와 언로더스테이지(520) 사이로 이송될 때 자동적으로 이물질을 제거(Self Clearing)할 수 있도록 하고 있다. 이에 의하여 공정 중단없이 테스트 트레이(10)의 인서트(20)를 클리닝할 수 있게 되어 종래보다 안정적인 테스트 컨택을 통한 검사수율을 향상시킬 수 있게 된다.
이하에서는 도 1 내지 도 13 외에 도 14를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 패키지용 테스트 핸들러를 이용한 반도체 패키지 테스트 방법에 대하여 상세히 설명한다.
트랜스퍼 암에 의해 로딩 스토커에 적재된 하나의 범용 트레이가 로딩측 셋 플레이트(610)로 이송된다. 범용 트레이 상의 다수의 반도체 패키지들은 로더용 직교 로봇(620)에 의해 프리사이저(530)에서 테스트 트레이(10) 내의 위치와 정확히 일치되도록 프리사이징 동작이 수행된 후, 테스트 트레이(10)로 로딩된다(S10). 다수의 반도체 패키지가 로딩된 테스트 트레이(10)는 소크 챔버(200)로 이송되어 테스트 조건의 온도로 가열 또는 냉각된 후(S20) 테스트 챔버(300)로 이송된다.
테스트 챔버(300)에서는 테스트 트레이(10) 상의 복수의 반도체 패키지와 테스트 소켓이 접속되어 테스트가 진행되며(S30), 테스트가 완료된 테스트 트레이(10)는 방출 챔버(400)로 이송된다. 방출 챔버(400)를 통과하면서 상온으로 환원된(S40) 테스트 트레이(10)는 언로더용 직교 로봇(720)에 의해 테스트 결과에 따라 그 등급이 분류되면서 언로딩측 셋 플레이트(710)에 위치된 범용 트레이로 이재된다(S50). 언로딩측 셋 플레이트(710)에 위치된 빈 범용 트레이에 반도체 패키지가 가득 차게 되면, 이 범용 트레이는 트랜스퍼 암에 의해 등급별로 언로딩 스토커로 이송되어 적재된다. 이후, 트랜스퍼 암은 새로운 빈 범용 트레이를 언로딩측 셋 플레이트(710)로 이송시켜 준다.
한편 방출 챔버(400)로부터 방출된 테스트 트레이(10)는, 로더스테이지(510)에서 언로더스테이지(520)로 이동될 때 본 실시 예에 따른 코안다 석션 더스트 컬렉터(800, Dust Collector)에 의하여 청소된다(S60). 즉 테스트 트레이(10)가 언로더스테이지(520)에서 로더스테이지(510)로 이송될 때 본 실시 예에 따른 코안다 석션 더스트 컬렉터(800, Dust Collector)는 테스트 트레이(10)의 인서트(20) 내부에 존재하는 이물질을 흡입함으로써 별도의 작업없이 자동적으로 이물질이 제거되도록 한다. 이와 같이 클리닝된 깨끗한 테스트 트레이(10)는 로더스테이지(510)로 이동되고 이 테스트 트레이(10)에 새로운 테스트 대상의 반도체 패키지가 로딩되어 다시 소크 챔버(200), 테스트 챔버(300)로 이동하여 테스트가 수행되는데, 테스트 트레이(10)의 인서트(20)가 클리닝된 후 새로운 테스트 대상의 반도체 패키지가 로딩되므로 테스트 컨택이 우수할 수 있게 되어 검사수율을 향상시킬 수 있게 된다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장치용 테스트 핸들러의 개략적인 평면도이고, 도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 장치용 테스트 핸들러의 개략적인 평면도이다.
도 15에 도시된 바와 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 장치용 테스트 핸들러에서는, 테스트 트레이 클리닝유닛이, 테스트 트레이(10)의 인서트(20) 내부의 이물질을 제거하는 석션 더스트 컬렉터(800, Dust Collector)와, 이오나이저(900)를 포함한다. 즉 전술한 본 발명의 일 실시 예에서는 더스트 컬렉터만이 설치되어 있으나, 본 실시 예에서는 이오나이저(900)를 더 포함한다.
이오나이저(900, Ionizer)는 테스트 트레이(10)에 로딩되어 있는 반도체 패키지와 테스트 트레이(10)의 인서트(20) 사이의 마찰로 인해 정전기가 발생되는 것을 방지하기 위해 에어(air)를 불어주기 위한 것으로서, 본 실시 예에서는 테스트 트레이(10)가 방출 챔버(400)로부터 언로더스테이지(520)로 이동하는 경로 상에 마련된다. 이에 의하여 테스트가 완료된 반도체 패키지가 테스트 트레이(10)로부터 범용 트레이로 원활하게 이재될 수 있다.
도 16에 도시된 바와 같은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 장치용 테스트 핸들러에서는, 테스트 트레이 클리닝유닛으로 이오나이저(900, Ionizer)가 적용되고 있다. 본 실시 예에서는 이러한 이오나이저(900)는 테스트 트레이(10)가 방출 챔버(400)로부터 언로더스테이지(520)로 이동하는 경로 상에 마련된다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10 : 테스트 트레이 20 : 인서트
100 : 본체 200 : 소크 챔버
300 : 테스트 챔버 400 : 방출 챔버
510 : 로더스테이지 520 : 언로더스테이지
600 : 로더유닛 700 : 언로더유닛
800 : 테스트 트레이 클리닝유닛 810 : 블로우부
820 : 커버 830 : 집진부
840 : 지지부 900 : 이오나이저

Claims (13)

  1. 본체;
    상기 본체에 마련되며, 테스트 트레이에 로딩된 반도체 패키지를 테스트하는 테스트 챔버; 및
    상기 본체에 마련되며, 상기 테스트 챔버로 인입되거나 상기 테스트 챔버로부터 인출되는 테스트 트레이를 클리닝(cleaning)하기 위한 테스트 트레이 클리닝유닛을 포함하는 반도체 장치용 테스트 핸들러.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 테스트 트레이 클리닝유닛은, 상기 테스트 챔버로 인입 및 인출을 위하여 순환하는 상기 테스트 트레이의 이동경로 중 적어도 어느 한 영역에 인접하게 마련되는 반도체 장치용 테스트 핸들러.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 테스트 챔버에 인접하게 배치되어 상기 반도체 패키지를 예열 또는 예냉시키는 소크 챔버; 및
    상기 테스트 챔버에 인접하게 배치되어 상기 반도체 패키지를 상온 상태로 복귀시키는 방출 챔버를 더 포함하며,
    상기 테스트 트레이 클리닝유닛은,
    상기 소크 챔버에 인입되기 전에 상기 테스트 트레이가 위치하는 로더스테이지와, 상기 방출 챔버로 방출된 후 상기 로더스테이지로 이동하기 전에 위치하는 언로더스테이지 사이에 배치되는 반도체 장치용 테스트 핸들러.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 테스트 트레이 클리닝유닛은, 상기 테스트 트레이의 인서트 내부에 존재하는 이물질을 흡입하는 석션 더스트 컬렉터인 반도체 장치용 테스트 핸들러.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 테스트 트레이 클리닝유닛은, 유체가 에너지 소비가 가장 적은 방향으로 흐르려고 하는 코안다 효과를 이용하여 상기 테스트 트레이의 인서트 내부에 존재하는 이물질을 흡입하는 코안다 석션 더스트 컬렉터이며,
    상기 코안다 석션 더스트 컬렉터는,
    공기를 외부로 불어주는 블로우부;
    상기 블로우부에 결합되며, 관통형성된 복수의 관통공이 형성된 커버;
    상기 테스트 트레이로부터 흡입되는 이물질을 집진하는 집진부; 및
    상기 블로우부, 상기 커버 및 상기 집진부를 지지하는 지지부를 포함하는 반도체 장치용 테스트 핸들러.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 블로우부는,
    주 공기유로가 형성된 제1 블로우몸체;
    상기 제1 블로우몸체와 결합되어 배출공기로를 형성하는 제2 블로우몸체; 및
    상기 제1 블로우몸체와 결합되어 상기 주 공기유로로 공기를 공급하는 공기공급관을 포함하며,
    상기 집진부는,
    집진몸체;
    상기 집진몸체에 결합되며, 이물질을 수용하는 수용공간이 형성된 집진바스켓; 및
    상기 집진몸체에 결합되며, 배출되는 공기를 필터링하는 필터부를 포함하는 반도체 장치용 테스트 핸들러.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 테스트 트레이 클리닝유닛은, 상기 방출 챔버와 상기 로더스테이지 사이의 상기 본체에 결합되어 반도체 패키지와 테스트 트레이의 인서트 사이의 마찰로 인해 정전기가 발생되는 것을 방지하기 위해 에어를 불어주는 이오나이저를 더 포함하는 반도체 장치용 테스트 핸들러.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 테스트 트레이 클리닝유닛은, 상기 본체에 결합되어 상기 반도체 패키지와 상기 테스트 트레이의 인서트 사이의 마찰로 인해 정전기가 발생되는 것을 방지하기 위해 에어를 불어주는 이오나이저인 반도체 장치용 테스트 핸들러.
  9. 테스트 대상의 반도체 패키지가 로딩될 테스트 트레이를 클리닝하는 단계; 및
    상기 테스트 트레이에 로딩된 반도체 패키지를 테스트하는 단계를 포함하는 반도체 장치 테스트 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 테스트 트레이를 클리닝하는 단계 후에 상기 테스트 트레이에 상기 반도체 패키지를 로딩시키는 단계;
    테스트가 완료된 상기 반도체 패키지를 상기 테스트 트레이로부터 언로딩하는 단계;
    상기 반도체 패키지를 테스트하는 단계 전에 상기 반도체 패키지를 예열 또는 예냉하는 단계; 및
    상기 테스트가 완료된 후에 상기 반도체 패키지를 상온 상태로 복귀시키는 단계를 포함하며,
    상기 테스트 트레이를 클리닝하는 단계는,
    상기 소크 챔버에 인입되기 전에 상기 테스트 트레이가 배치되는 로더스테이지와, 상기 방출 챔버로 방출된 후 상기 로더스테이지로 이동하기 전에 배치되는 언로더스테이지 사이로 상기 테스트 트레이가 이동하는 중에 상기 테스트 트레이의 인서트에 존재하는 이물질을 제거하는 단계인 반도체 장치 테스트 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 이물질을 제거하는 단계는, 유체가 에너지 소비가 가장 적은 방향으로 흐르려고 하는 코안다 효과를 이용하여 상기 테스트 트레이의 인서트 내부에 존재하는 이물질을 흡입하는 단계인 반도체 장치 테스트 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    테스트가 완료된 상기 반도체 패키지를 상기 테스트 트레이로부터 언로딩하는 단계 전에, 상기 반도체 패키지와 상기 테스트 트레이의 인서트 사이의 마찰로 인해 정전기가 발생되는 것을 방지하기 위해 상기 테스트 트레이에 에어를 불어주는 단계를 더 포함하는 반도체 장치 테스트 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 테스트 트레이를 클리닝하는 단계는, 상기 반도체 패키지와 상기 테스트 트레이의 인서트 사이의 마찰로 인해 정전기가 발생되는 것을 방지하기 위해 상기 테스트 트레이에 에어를 불어주는 단계인 반도체 장치 테스트 방법.
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Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20100913

PG1501 Laying open of application
PC1203 Withdrawal of no request for examination
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