KR20210128739A

KR20210128739A - 반도체 소자 검사장치 및 이를 구비하는 자동 검사장비

Info

Publication number: KR20210128739A
Application number: KR1020200046771A
Authority: KR
Inventors: 유담; 권현민; 김재현
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2020-04-17
Filing date: 2020-04-17
Publication date: 2021-10-27
Also published as: US20210325450A1; US11614483B2

Abstract

반도체 소자 검사장치 및 이를 구비하는 자동 검사설비를 제공한다. 반도체 소자 검사장치는 다수의 검사영역으로 구분되고 검사영역에 배치된 피검소자에 대한 동작특성 검사를 수행하는 테스트 헤드, 각 검사영역에서 테스트 헤드에 결합되며 상부에 피검소자를 고정하고 배면에 피검소자로 검사신호를 인가하는 적어도 하나의 능동소자를 구비하는 다수의 소켓 보드 및 소켓보드와 접촉하도록 검사영역별로 테스트 헤드에 매립되어 검사공정이 진행되는 동안 피검소자의 하부를 검사온도로 설정하는 다수의 온도 조절기를 포함한다. 피검소자의 상부뿐만 아니라 하부도 검사온도로 설정하여 검사공정이 진행되는 동안 피검소자에 대한 검사온도를 균일하게 설정할 수 있다.

Description

반도체 소자 검사장치 및 이를 구비하는 자동 검사장비{A semiconductor device test device and an automatic test equipment having the same}

본 발명은 반도체 소자 검사장치 및 이를 구비하는 자동 검사장비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 반도체 패키지의 열간 및 냉간 동작특성 검사를 수행하는 반도체 패키지 검사장치 및 이를 구비하는 자동 검사장비에 관한 것이다.

일반적으로, 제조공정이 완료된 반도체 패키지는 다양한 전기적 동작특성 테스트를 통하여 신뢰성 검사를 수행하게 된다. 일반적으로, 반도체 패키지의 동작특성 검사는 자동 테스트 장비(Automatic Test Equipment, ATE) 장비를 이용하여 수행된다.

예를 들면, 상기 동작특성 검사는 메모리 셀의 읽기 / 쓰기 기능이나 셀 사이의 상호간섭과 같은 다양한 동작특성을 검사할 수 있다. 예를 들면, 패턴 발생기에서 발생한 시험패턴을 검사대상 패키지인 피검소자(device under test, DUT)에 인가한 후 피검소자에서 생성되는 출력신호를 기준값과 비교한 후 비교결과를 패턴 발생기에서 발생한 출력 기대패턴과 비교하여 동작의 양 불량을 평가하게 된다.

그러나, 종래 ATE 장치의 피검소자 실장구조에 의하면, 테스트 챔버의 내부온도와 피검소자의 온도 사이에는 온도구배(temperature gradient)가 존재할 수밖에 없어 피검소자를 정확한 검사온도로 설정하는 것이 어려운 문제점이 있다.

피검소자는 소켓보드에 고정되고 소켓보드를 둘러싸도록 테스트 챔버가 구비되어 피검소자의 상면은 테스트 챔버의 내부공간으로 노출되지만, 소켓보드는 베이스 보드에 고정되어 테스트 헤드의 대기에 노출된다. 테스트 챔버의 내부공간은 검사온도로 설정되는 반면 베이스 보드 및 소켓보드는 상온으로 유지되므로, 테스트 챔버로 노출된 피검소자의 상면과 소켓보드와 접촉하는 피검소자의 하면 사이에는 온도구배가 존재하게 된다.

이에 따라, 테스트 챔버 내부의 공기온도를 균일한 검사온도로 설정한다 할지라도 피검소자의 온도구배에 의해 피검소자 전체를 통하여 균일한 검사온도로 설정하는 것이 어려운 점이 있다.

특히, 소켓보드의 하단부에는 주 검사장치로부터 전송된 테스트 신호를 인가하기 위하여 다양한 능동소자가 배치되는데, 이러한 능동소자는 냉간 특성검사가 진행되는 동안 구동열 이 발생하여 피검소자의 상면과 하면 사이의 온도구배를 증가시키는 원인이 되고 있다.

이에 따라, 테스트 챔버 내부의 공기온도를 균일하게 유지하는 것만으로는 동작특성 검사가 진행되는 동안 피검소자를 균일한 검사온도로 설정하기 어려워 동작특성 검사의 신뢰도를 저하시키는 원인이 되고 있다.

본 발명의 실시예들은 상술한 바와 같은 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 피검소자의 상부뿐만 아니라 하부에서 피검소자의 온도를 조절하여 동작특성 검사가 진행되는 동안 피검소자를 균일한 검사온도로 유지할 수 있는 반도체 소자 검사장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기한 바와 같은 반도체 소자 검사장치를 구비하고 자동으로 반도체 소자의 동작특성을 검사하는 자동 검사 장비(automatic test equipment)를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 소자 검사장치는 다수의 검사영역으로 구분되고 상기 검사영역에 배치된 피검소자에 대한 동작특성 검사를 수행하는 테스트 헤드, 상기 각 검사영역에서 상기 테스트 헤드에 결합되며, 상부에 상기 피검소자를 고정하고 배면에 상기 피검소자로 검사신호를 인가하는 적어도 하나의 능동소자를 구비하는 다수의 소켓 보드 및 상기 소켓보드와 접촉하도록 상기 검사영역별로 상기 테스트 헤드에 매립되어 검사공정이 진행되는 동안 상기 피검소자의 하부를 검사온도로 설정하는 다수의 온도 조절기를 포함한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 의한 자동 검사장비는 다수의 소켓보드와 상기 소켓보드와 각각 면접촉하는 다수의 온도 제어기를 구비하고 피검소자에 대한 동작 특성검사를 수행하는 검사장치, 상기 검사장치와 결합하고 다수의 피검소자가 수용된 테스트 트레이가 상기 소켓보드에 대응하도록 정렬하는 테스트 챔버, 상기 테스트 챔버의 내부에 배치되어 상기 피검소자를 상기 소켓보드의 각각으로 가압하여 접촉시키는 푸셔, 상기 피검소자를 상기 테스트 트레이에 장착하여 상기 테스트 챔버로 로딩하는 로딩챔버 및 상기 동작 특성검사가 완료된 소자인 검사소자를 상기 테스트 챔버로부터 언로딩하여 상기 테스트 트레이로부터 분리하는 언로딩 챔버를 포함한다.

본 발명에 의한 반도체 소자 검사장치 및 이를 구비하는 자동 검사장비는 베이스 보드를 매립하고 소켓보드와 면접촉하는 온도 조절기를 소켓보드의 하부에 배치하여 피검소자의 상부뿐만 아니라 하부도 검사온도로 설정할 수 있다. 이에 따라, 동작특성 검사공정이 진행되는 동안 피검소자의 온도를 검사온도로 균일하게 유지하여 검사공정의 정확도와 신뢰도를 높일 수 있다.

또한, 소켓보드의 하부에 능동소자를 매립하고 평탄환 결합면을 구비하는 열전달 평판을 배치하고 온도 제어기의 상면도 평탄하게 배치하여 베이스 보드에 고정된 온도 제어기의 상면과 결합면이 서로 면접촉하도록 소켓보드를 착탈시킬 수 있다. 이에 따라, 온도 조절기에 대한 교체없이 열전달 평판을 구비하는 소켓보드의 결합만으로 소켓보드와 검사 온도기 사이의 열교환을 용이하게 수행할 수 있다. 소켓보드의 하부에 대한 검사온도 설정을 용이하게 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 반도체 소자 검사장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 반도체 소자 검사장치의 베이스 보드를 나타내는 평면도이다.
도 3a는 도 2에 도시된 베이스 보드에 결합된 소켓보드를 나타내는 평면도이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 소켓보드를 I-I' 방향을 따라 절단한 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 일실시예에 따라 도 1에 도시된 반도체 소자 검사장치의 온도 조절기를 나타내는 평면도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 온도 조절기를 나타내는 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 소자 검사장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 6은 도 5에 도시된 반도체 소자 검사장치의 소켓보드를 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 5에 도시된 반도체 소자 검사장치의 온도 조절기를 나타내는 단면도이다.
도 8a는 본 발명의 다른 실시예에 따라 도 7에 도시된 온도 조절기의 변형례를 나타내는 평면도이다.
도 8b는 도 8a에 도시된 다른 변형 온도 조절기를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 반도체 소자 검사장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 의한 반도체 소자 검사장치를 구비하는 자동 검사설비의 구성을 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 11은 도 10에 도시된 소켓보드, 테스트 트레이 및 푸셔의 위치를 개념적으로 나타내는 사시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 수직형 메모리 장치에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.

첨부된 도면에 있어서, 기판, 층(막), 영역, 패턴들 또는 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 본 발명에 있어서, 각 층(막), 영역, 전극, 패턴들 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 전극, 구조물들 또는 패턴들 "상에", "상부에" 또는 "하부"에 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층(막), 영역, 전극, 패턴들 또는 구조물들이 직접 기판, 각 층(막), 영역, 구조물 또는 패턴들 위에 형성되거나 아래에 위치하는 것을 의미하거나, 다른 층(막), 다른 영역, 다른 전극, 다른 패턴들 또는 다른 구조물이 기판 상에 추가적으로 형성될 수 있다. 또한, 물질, 층(막), 영역, 전극, 패턴들 또는 구조물들이 "제1", "제2", "제3" 및/또는 "예비"로 언급되는 경우, 이러한 부재들을 한정하기 위한 것이 아니라 단지 각 물질, 층(막), 영역, 전극, 패턴들 또는 구조물들을 구분하기 위한 것이다. 따라서 "제1", "제2", "제3" 및/또는 "예비"는 각 층(막), 영역, 전극, 패턴들 또는 구조물들에 대하여 각기 선택적으로 또는 교환적으로 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 반도체 소자 검사장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다. 도 2는 도 1에 도시된 반도체 소자 검사장치의 베이스 보드를 나타내는 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 반도체 소자 검사장치(1000)는 다수의 검사영역(A)으로 구분되고 상기 검사영역(A)과 연결되어 피검소자(DUT)를 검사하기 위한 검사신호를 전송하고 상기 검사신호에 대응하여 상기 피검소자(DUT)로부터 발생하는 동작신호를 처리하는 검사채널(120)을 구비하는 테스트 헤드(100), 상기 각 검사영역(A)에서 상기 테스트 헤드(100)에 결합되며 상부에 상기 피검소자를 고정하고 배면에 상기 피검소자로 상기 검사신호를 인가하는 적어도 하나의 능동소자를 구비하는 다수의 소켓 보드(200) 및 상기 소켓보드(200)와 직접 접촉하도록 상기 검사영역(A)별로 상기 테스트 헤드에 매립되어 검사공정이 진행되는 동안 상기 피검소자(DUT)의 하부를 검사온도로 설정하는 다수의 온도 조절기(300), 상기 테스트 헤드(100)의 상부에서 상기 테스트 헤드(100)를 둘러싸도록 결합하여 상기 피검소자(DUT)를 외부로부터 분리하는 검사 공간(S)을 제공하는 테스트 챔버(400) 및 상기 검사영역(A)별로 온도 조절기(300)를 제어하여 상기 소켓보드(200)의 하부를 검사온도로 설정하는 하부온도 제어기(500)를 포함한다.

일실시예로서, 상기 테스트 헤드(100)는 검사대상 반도체 소자나 반도체 패키지와 같은 피검소자(DUT)를 검사하기 위한 다양한 신호처리 유닛(미도시)을 구비한다.

예를 들면, 상기 테스트 헤드(100)는 밀폐된 내부공간을 갖는 헤드챔버(110), 상기 헤드챔버(110)의 내부에 배치된 적어도 하나의 검사채널(120), 상기 검사채널(120)과 전기적으로 연결되는 베이스 보드(130) 및 상기 베이스 보드(130)의 상면에 다수의 검사영역(A)을 구비하는 베이스 커넥터(140)를 포함할 수 있다.

상기 헤드챔버(110)는 내부에 검사채널(120)과 베이스 보드(130)를 수용하는 내부공간을 구비하고 충분한 강도와 강성을 갖는 입체형상으로 제공된다.

상기 검사채널(120)은 인쇄회로기판과 같은 회로기판 상에 상기 신호처리 유닛들이 실장된 보드 구조물로 제공될 수 있다. 상기 검사채널(120)은 피검소자(DUT)에 대한 동작특성 검사를 수행하는 검사단위로 기능한다. 즉, 상기 검사채널(120)은 외부의 검사센터(T)로부터 검사신호를 수신하여 피검소자(DUT)로 전송하고, 검사신호에 대응하여 피검소자(DUT)로부터 생성된 동작신호를 검출하여 검사센터(T)로 전송한다.

상기 베이스 보드(130)는 헤드챔버(110)의 상부에 배치되어 상면(130a)을 노출하고 헤드챔버(110) 내부공간을 외부와 분리시켜 밀폐공간으로 형성한다. 따라서, 헤드챔버(110)의 내부공간에 배치된 검사채널(120)은 외부로부터 분리되어 검사채널(120)의 동작 안정성을 높일 수 있다.

예를 들면, 상기 베이스 보드(130)는 내부에 다수의 회로패턴을 구비하고 유리섬유 및 폴리염화비닐(PVC)과 같은 폴리머로 구성되는 단열성 기판으로 제공될 수 있다. 이때, 상기 회로패턴은 하부에 배치된 검사채널(120)과 전기적으로 연결된다.

상기 베이스 보드(130)의 상면(130a)은 소켓보드(200)가 결합되는 다수의 검사영역(A)으로 구분되고 상기 검사영역(A)은 베이스 보드(130)의 내부로 연장하는 베이스 커넥터(140)에 의해 한정된다.

특히, 상기 베이스 보드(130)는 후술하는 온도 조절기(300)가 배치될 수 있도록 충분한 두께를 갖는 기판으로 제공된다. 이때, 상기 온도 조절기(300)는 베이스 보드(130)에 구비된 회로패턴과의 간섭을 방지할 수 있도록 제공된다.

상기 베이스 커넥터(140)는 각 검사영역(A)의 외측에서 검사영역(A)을 한정하도록 배치되며 소켓보드(200)의 주변부에 배치된 소켓 커넥터(220)와 결합하는 구성을 갖는다. 예를 들면, 상기 베이스 커넥터(140)는 베이스 보드(130)의 상면에서 하방으로 연장하는 홈(groove) 형상으로 제공되고, 상기 홈의 하부에 접속단자(141)가 배치된다. 상기 접속단자(141)는 베이스 보드(130)에 구비된 회로패턴과 전기적으로 연결된다.

본 실시예의 경우, 상기 검사영역(A)은 베이스 몸체(130)의 상면에 매트릭스(matrix) 형상으로 정렬된 다수의 사각영역으로 제공되며, 상기 베이스 커넥터(140)는 사각 검사영역(A)의 각 모서리 외측에 배치될 수 있다. 이에 따라, 소켓보드(200)는 4 곳에서 베이스 보드(130)와 결합할 수 있다. 상기 검사영역(A)의 형상과 베이스 커넥터(140)의 배치는 결합하는 소켓보드(200)의 구성에 따라 다양하게 변경될 수 있음은 자명하다.

본 실시예의 경우, 상기 테스트 헤드(100)는 디지털 I/O 보드, 파라미터 측정 유닛(Parametric Measurement Unit; PMU), RF 보드, 고속 I/O 보드, DPS(Device Power Supply) 보드 등 검사특성에 적절한 옵션 보드(Option Board) 형태로 제공될 수 있다. 이에 따라, 피검소자(DUT)에 따라 테스트 헤드(100)의 구성을 적절하게 변형할 수 있다.

상기 소켓보드(200)는 베이스 커넥터(140)에 의해 한정되는 각 검사영역(A)에서 상기 테스트 헤드(100)와 결합하는 검사용 단위 보드 구조물로 제공되며 상기 온도 조절기(300)의 상면과 면접촉하도록 배치된다.

도 3a는 도 2에 도시된 베이스 보드에 결합된 소켓보드를 나타내는 평면도이며, 도 3b는 도 3a에 도시된 소켓보드를 I-I' 방향을 따라 절단한 단면도이다.

예를 들면, 상기 소켓보드(200)는 상면에 피검소자(DUT)를 고정하는 고정부(211)가 구비된 소켓몸체(210), 상기 소켓몸체(210)의 주변부로부터 하방으로 돌출하여 상기 접속단자(141)와 접촉하도록 상기 베이스 커넥터(140)에 삽입되는 소켓 커넥터(220) 및 상기 소켓몸체(210)의 배면에 배치되어 구동열을 발생하는 적어도 하나의 능동소자(230)를 포함한다.

소켓 몸체(210)는 상면에 고정부(211)를 구비하고 상기 고정부(211)와 전기적으로 연결되는 도전패턴(미도시)을 구비하는 인쇄회로기판으로 구성될 수 있다. 상기 고정부(211)는 소켓 몸체(210)의 상면으로부터 함몰된 리세스 형상으로 제공될 수도 있고 돌출되는 돌출부 형상으로 제공될 수도 있다. 상기 고정부(211)는 피검소자(DUT)의 결합부(미도시)와 결합되어 소켓몸체(210)에 피검소자(DUT)를 고정하고 상기 결합부에 의해 피검소자(DUT)는 소켓몸체(210)의 도전패턴과 전기적으로 연결된다.

상기 소켓 커넥터(220)는 소켓몸체(210)의 주변부로부터 하방으로 돌출하여 접속단자(141)와 접촉하도록 상기 베이스 커넥터(140)에 삽입된다. 따라서, 상기 소켓 몸체(220)는 소켓 커넥터(220)와 베이스 커넥터(140)를 통하여 하부의 검사채널(120)과 전기적으로 연결되면서 베이스 보드(130)에 고정된다.

상기 능동소자(230)는 상기 소켓몸체(210)의 배면에 배치되어 피검소자(DUT)의 동작을 제어하기 위한 다양한 동작을 수행하게 된다. 예를 들면, 상기 능동소자(230)는 피검소자(DUT)의 구동에 필요한 전기적 제어동작을 수행하거나 로직신호를 생성할 수 있으며, 상기 검사신호를 상기 피검소자(DUT)로 인가할 수 있다. 이에 따라, 상기 피검소자(DUT)에 대한 검사공정이 진행되는 동안 상기 능동소자(230)는 전기적으로 구동되어 일정한 구동열이 발생하게 된다.

능동소자(230)의 구동열은 피검소자(DUT)에 대한 열간 검사공정이 진행되는 동안에는 검사불량을 야기하지 않지만, 냉간 검사공정이 진행되는 동안에는 검사온도를 상승시키는 원인이 되어 냉간 검사공정의 정밀도를 저하시킬 수 있다.

따라서, 소켓몸체(210)에 결합된 피검소자(DUT)를 검사하기 위한 검사신호는 검사채널(120), 베이스 보드(130), 베이스 커넥터(140) 및 소켓 커넥터(220)를 통하여 피검소자(DUT)로 전송되고 상기 동작신호는 피검소자(DUT)로부터 소켓 커넥터(220), 베이스 커넥터(140) 및 베이스 보드(130)를 통하여 상기 검사채널(120)로 전송된다.

상기 소켓보드(200)는 상기 온도 조절기(300)의 상면에 착탈 가능하게 배치되고 상기 소켓보드(200) 단위로 적어도 하나의 피검소자(DUT)가 실장된다. 따라서, 소정의 동작특성 검사공정이 수행된 후 상기 소켓보드(200)는 테스트 헤드(100)로부터 제거되고 새로운 소켓보드(200)로 대체된다.

본 실시예의 경우, 4개의 피검소자(DUT)가 상기 소켓보드(200)에 실장되는 것을 개시하고 있지만, 이는 예시적인 것이며 검사장비의 특성에 따라 다양한 개수의 피검소자가 실장될 수 있다.

상기 소켓보드(200)는 면접촉하는 상기 온도 조절기(300)와의 열전달을 통해 피검소자(DUT)의 하면을 검사온도로 유지할 수 있다.

상기 온도 조절기(300)는 각 검사영역(A)에서 베이스 보드(130)의 상부(U)에 매립되어 소켓보드(300)와 면접촉하도록 제공된다. 이에 따라, 상기 온도 조절기(300)는 소켓보드(200)와 베이스 보드(130) 사이에 배치되어 검사공정이 진행되는 동안 피검소자(DUT)의 하부를 검사온도로 설정한다.

도 4a는 본 발명의 일실시예에 따라 도 1에 도시된 반도체 소자 검사장치의 온도 조절기를 나타내는 평면도이며, 도 4b는 도 4a에 도시된 온도 조절기를 나타내는 구성도이다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 상기 온도 조절기(300)는 각 검사영역(A)에 대응하는 베이스 보드(130)의 상부(U)를 매립하는 열교환 박스(310), 상기 베이스 보드(130)의 외부에 배치되어 상기 소켓보드(200)의 하부와 열교환을 수행하여 상기 소켓보드(200) 하부의 온도를 검사온도로 설정하는 온도조절 유체(TCF)를 공급하는 공급탱크(320) 및 상기 공급탱크(320)로부터 연장하여 상기 각 열교환 박스(310)로 분기하여 상기 온도조절 유체(TCF)를 전송하는 유동라인(330)을 포함한다.

각 검사영역(A)의 베이스 보드(130) 상부(U)는 소정의 깊이만큼 함몰되어 검사 리세스(R)가 제공되고 상기 열교환 박스(310)는 상면(310a)이 상기 베이스 보드(130)의 상면과 동일한 평면을 이루고 검사 리세스(R)를 매립하도록 위치한다. 이에 따라, 상기 열교환 박스(310)는 베이스 보드(130)의 각 검사영역(A)에서 검사 리세스(R)를 매립하도록 제공되고, 상기 소켓보드(200)는 상기 열교환 박스(310)의 상면(310a)과 면접촉 한다.

특히, 상기 열교환 박스(310)의 상부에는 소켓보드(200)에 구비된 능동소자(230)를 수용하는 수용 홈(311)이 제공되어 소켓보드(200)가 베이스 보드(130)에 면접촉하도록 결합하는 경우 상기 능동소자(230)는 수용 홈(311)에 수용되어 상기 열교환 박스(310)와 직접 접촉하게 된다. 이에 따라, 열교환 박스(310)는 소켓몸체(210) 뿐만 아니라 능동소자(230)와도 직접 열교환을 수행할 수 있다.

상기 열교환 박스(310)는 내부에 유체 공간(FS)을 갖고 열전도율이 우수한 금속박스로 제공되며, 유동라인(330)을 통하여 전송된 온도조절 유체(TCF)는 상기 유체공간(FS)으로 유입된다. 예를 들면, 상기 열교환 박스(310)는 상대적으로 큰 열전도도를 갖는 알루미늄이나 구리로 구성될 수 있다. 이에 따라, 열교환 박스(310)의 상면(310a)과 소켓보드(200)는 유체공간(FS)에 저장된 온도조절 유체(TCF)와 열교환 박스(310)를 통하여 열교환을 수행하게 된다.

상기 공급탱크(320)는 온도조절 유체(TCF)를 상기 구동열을 흡수할 수 있도록 검사온도보다 낮은 방열온도로 저장하고 테스트 헤드(100)와 이격된 별도의 공간에 배치될 수 있다. 특히, 상기 공급탱크(320)는 후술하는 유체 제어기(500)에 연결되어 온도조절 유체(TCF)를 적절한 열 방출온도로 유지할 수 있다. 상기 하부온도 제어기(500)는 상기 방열 유체(DF)가 상기 피검소자(DUT)와 능동소자(230)에 의해 생성된 구동열을 흡수하여 소켓보드(200)의 배면을 상기 검사온도로 유지할 수 있도록 상기 열 방출온도를 조절할 수 있다.

공급탱크(320)의 온도조절 유체(TCF)는 유동라인(330)을 통해 열교환 박스(310)로 유동할 수 있다. 상기 유동라인(330)은 공급탱크(320)로부터 연장하여 각 검사영역(A)에 배치된 열교환 박스(310)로 분기한다. 이에 따라, 단일한 공급탱크(320)로부터 각 열교환 박스(310)로 온도조절 유체(TCF)를 공급할 수 있다.

유동라인(330)은 열교환 박스(310)로 온도조절 유체(TCF)를 공급하는 공급라인(331), 상기 열교환 박스(310)로부터 온도조절 유체(TCF)를 회수하는 회수라인(332), 상기 공급라인(331) 상에 배치되어 온도조절 유체(TCF)의 공급유량을 조절하는 공급유량 조절기(333) 및 상기 회수라인(332) 상에 배치되어 온도조절 유체(TCF)의 회수유량을 조절하는 회수유량 조절기(333)를 포함한다.

상기 공급라인(331) 및 회수라인(332)은 열교환 박스(310) 및 공급탱크(320)와 연결되어 고온 유체 및 저온 유체를 전송할 수 있다. 예를 들면, 상기 공급라인(310) 및 회수라인(320)은 파이프 구조물로 제공될 수 있다.

예를 들면, 상기 공급유량 조절기(333) 및 회수유량 조절기(334)는 공급라인(331) 및 회수라인(332)을 따라 전송되는 온도조절 유체(TCF)의 유량을 제어할 수 있는 유량 제어밸브로 구성될 수 있다. 상기 공급유량 조절기(333)는 각 열교환 박스(310)와 인접한 공급라인(331) 상에 위치하는 분기 공급밸브(333a) 및 상기 공급탱크(320)와 인접한 공급라인(331) 상에 위치하는 총 공급밸브(333b)를 포함하고, 상기 회수유량 조절기(334)는 각 열교환 박스(310)와 인접한 회수라인(332) 상에 위치하는 분기 회수밸브(334a) 및 상기 공급탱크(320)와 인접한 회수라인(332) 상에 위치하는 총 회수밸브(334b)를 포함한다.

상기 공급유량 조절기(333) 및 회수유량 조절기(334)는 하부온도 제어기(500)에 의해 제어되어 검사공정의 필요에 따라 선택적으로 개방되거나 폐쇄될 수 있다.

총 공급밸브(333b)가 개방된 상태에서 소켓보드(300)가 배치된 검사영역(A)으로만 상기 온도조절 유체(TCF)가 공급될 수 있도록 분기 공급밸브(333a)를 개별적으로 제어할 수 있다. 마찬가지로, 총 회수밸브(334a)가 개방된 상태에서 소켓보드(200)가 배치된 검사영역(A)에서만 상기 온도조절 유체(TCF)가 회수될 수 있도록 분기 회수밸브(334a)를 개별적으로 제어할 수 있다. 이에 따라, 상기 온도조절 유체(TCF)를 효율적으로 활용할 수 있다.

고온상태에서 반도체 소자의 동작특성을 검사하는 열간 검사를 수행하는 경우 상기 온도조절 유체(TCF)는 검사온도보다 높은 열 공급온도로 설정되고 저온상태에서 반도체 소자의 동작특성을 검사하는 냉간 검사를 수행하는 경우 상기 온도조절 유체(TCF)는 검사온도보다 낮은 열 방출온도로 설정된다. 본 실시예의 경우, 상기 온도조절 유체(TCF)는 상기 동작특성 검사의 특성에 따라 약 -50°C 내지 150°C의 온도로 설정될 수 있다.

본 실시예에서는 유동라인(330)을 통하여 각 검사영역(A) 별로 소켓보드(200) 하부의 온도를 조절하는 것을 개시하고 있지만, 상기 온도 조절기(300)의 구성에 따라 다양한 온도조절 유체(TCF) 공급방식이 적용될 수 있음은 자명하다.

예를 들면, 냉간 특성검사를 위한 온도조절 유체(TCF)로 액상의 냉매(coolant)를 이용하는 경우, 상기 검사영역(A) 사이의 온도편차를 해소할 수 있는 방향으로 경사를 형성함으로써 냉매의 유동방향을 따라 온도편차를 해소할 수 있다.

특히, 상기 분기 공급밸브(333a)와 인접한 공급라인(331)에는 개별 온도 제어기(partial temperature controller, 340)가 선택적으로 더 배치될 수 있다.

상기 베이스 보드(130)의 특성에 따라 상기 검사영역(A)은 부분적으로 온도 편차를 가질 수 있다. 예를 들면, 유동라인(330)의 구성이나 베이스 보드(130)의 특성에 따라 베이스 보드(130)의 중앙부와 주벼부 검사영역(A) 사이에 온도편차가 발생할 수 있다. 이에 따라, 온도조절 유체(TCF)가 단일한 온도로 공급탱크(320)에서 공급된다 할지라도, 상기 열교환 박스(310)의 유동공간(FS)에서 온도조절 유체(TCF)의 온도는 베이스 보드(130)의 중앙부와 주변부에 따라 상이할 수 있다.

이때, 상기 개별 온도 제어기(340)는 열교환 박스(310)로 공급되는 온도조절 유체(TCF)의 온도를 개별적으로 조절하여 모든 검사영역(A)에서 열교환 박스(310)의 온도를 균일하게 형성할 수 있다.

상기 개별 온도 제어기(340)는 하부온도 제어기(500)에 의해 제어된다. 하부온도 제어기(500)는 온도조절 유체(TCF)의 온도조절이 필요한 취약 검사영역을 결정하고 상기 취약 검사영역으로 공급되는 온도조절 유체(TCF)의 온도를 높이거나 낮추도록 상기 개별 온도 제어기(340)를 제어할 수 있다.

예를 들면, 상기 취약 검사영역은 상기 베이스 보드(130)의 주변부에 배치된 주변부 검사영역(A)일 수 있다. 이와 달리, 검사공정의 특성과 검사장치(1000)의 구성에 따라, 상대적으로 낮은 검사온도를 갖는 검사영역(A)을 취약 검사영역으로 미리 설정할 수도 있다.

상기 개별 온도 제어기(340)는 열교환 박스(310)와 인접한 공급라인을 둘러싸는 열전소자로 구성될 수 있다. 하부온도 제어기(500)에 의해 구동신호가 인가되면 취약 검사영역으로 유입되는 온도조절 유체(TCF)의 온도를 개별적으로 높이거나 낮출 수 있다. 이에 따라, 상기 개별 온도 제어기(340)를 통하여 상기 온도조절 유체(TCF)의 온도를 개별적으로 조절하여 각 열교환 박스(310)로 공급되는 온도조절 유체(TCF)의 온도를 균일하게 형성할 수 있다.

따라서, 열간 검사공정이 수행되는 경우 상대적으로 더 낮은 온도를 갖는 검사영역을 취약 검사영역으로 설정하고 상기 취약 검사영역으로 공급되는 온도조절 유체(TCF)는 개별 온도 제어기(340)에 의해 상대적으로 높은 온도를 갖도록 가열하여 취약 검사영역에 배치된 피검소자(DUT)의 하부를 상부와 동일한 검사온도로 설정할 수 있다. 또한, 냉간 검사공정이 수행되는 경우 상대적으로 더 높은 온도를 갖는 검사영역을 취약 검사영역으로 설정하고 상기 취약 검사영역으로 공급되는 온도조절 유체(TCF)는 개별 온도 제어기(340)에 의해 상대적으로 낮은 온도를 갖도록 냉각하여 취약 검사영역에 배치된 피검소자(DUT)의 하부를 상부와 동일한 검사온도로 설정할 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 상기 테스트 챔버(400)는 테스트 헤드(100)의 상부에 결합되어 상기 피검소자(DUT)를 외부로부터 분리하는 검사 공간(S)을 제공한다. 이에 따라, 상기 테스트 챔버(400)는 상기 피검소자(DUT)에 대한 동작특성 검사공정이 진행되는 동안 상기 베이스 보드(130), 소켓보드(200) 및 상기 피검소자(DUT)를 외부로부터 분리한다.

예를 들면, 상기 테스트 챔버(400)는 테스트 헤드(100)의 상부에 결합되어 검사 공간(S)을 제공하는 하우징(410) 및 상기 하우징(410)의 외부에 배치되어 상기 검사유체(TF)를 하우징(410)의 내부로 균일하게 유동시키는 검사유체 공급장치(420)를 포함한다.

상기 하우징(410)은 상기 검사공간(S)의 고온 및 저온 환경과 같은 검사환경을 수용할 수 있다면 다양한 재질로 구성할 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 검사유체(TF)는 공기를 포함하고 상기 검사유체 공급장치(420)는 공기를 강제로 순환할 수 있는 송풍기를 포함할 수 있다.

상기 검사유체(TF)는 균일한 온도로 상기 하우징(410)의 내부로 공급되고 상기 검사공간(S)을 유동하면서 상기 피검소자(DUT)를 검사온도로 설정한다. 예를 들면, 상기 검사유체 공급장치(420)는 검사온도로 설정된 검사유체(TF)를 균일하게 공급하고 일정한 속도로 검사공간(S) 내부에서 순화시킨다. 이에 따라, 피검소자(DUT)의 상부는 균일한 검사온도로 설정된다.

이때, 상기 소켓보드(200)의 하부에 상기 온도 조절기(300)를 배치하여 피검소자(DUT)의 하부도 상기 검사온도로 설정할 수 있다. 이에 따라, 검사공정이 진행되는 동안 피검소자의 온도를 검사온도로 균일하게 유지하여 피검소자(DUT)에 대한 검사공정의 신뢰도를 높일 수 있다.

피검소자(DUT)가 검사온도로 설정되면, 상기 테스트 헤드(100)로부터 검사신호가 인가하여 동작특성 검사를 수행하게 된다.

상기 하부온도 제어기(500)는 온도 조절기(230)의 온도를 제어하여 각 검사영역(A)에서 피검소자(DUT)의 하부온도를 검사온도로 설정할 수 있다.

예를 들면, 상기 공급탱크(320)와 연결된 유동라인(330)의 선택적으로 개폐하여 각 검사영역(A)의 하부에 구비된 열교환 박스(310)로 온도조절 유체(TCF)를 공급한다. 이때, 상기 하부온도 제어부(500)는 각 열교환 박스(310)의 온도를 실시간으로 검출하여 검사영역(A) 사이의 온도 균일성을 확인한다.

특정한 열교환 박스(310)의 검출온도가 검사온도와 편차를 갖는 경우, 상기 개별온도 제어기(340)를 구동하여 취약 검사영역에 위치하는 취약 열교환 박스로 공급되는 온도조절 유체(TCF)의 온도를 상기 편차를 상쇄할 수 있도록 국부적으로 제어할 수 있다. 이에 따라, 모든 검사영역(A)에서 피검소자(DUT)의 하부를 검사온도로 균일하게 유지할 수 있다.

이때, 상기 하부온도 제어부(500)는 별도의 제어장치로 제공될 수도 있고 상기 테스트 헤드(100)와 연결되어 동작특성 검사를 제어하는 검사 제어센터(T)의 일부로 제공될 수도 있다.

상기 검사 제어센터(T)는 상기 테스트 헤드(100), 소켓보드(200), 온도 제어기(300) 및 테스트 챔버(400)를 제어하여 각 피검소자(DUT)에 대한 동작특성 검사를 수행하고 불량여부를 판단한다.

상기한 바와 같은 반도체 소자 검사장치(1000)에 의하면, 피검소자(DUT)의 상면은 테스트 챔버(400)의 내부공간인 검사공간(S)으로 노출되어 검사공간(S)을 유동하는 검사유체(TF)의 온도를 조절하여 피검소자(DUT)의 상부온도를 검사온도로 설정할 수 있다. 한편, 피검소자(DUT)의 하부온도는 상기 온도 조절기(300)와 피검소자(DUT) 및 능동소자(230)와의 열교환을 통해 상기 검사온도로 설정될 수 있다. 이에 따라, 피검소자(DUT)의 상부와 하부를 검사온도로 균일하게 설정할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 소자 검사장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다. 도 6은 도 5에 도시된 반도체 소자 검사장치의 소켓보드를 나타내는 단면도이며, 도 7은 도 5에 도시된 반도체 소자 검사장치의 온도 조절기를 나타내는 단면도이다.

도 5 내조 도 7에서, 본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 소자 검사장치(1001)는 소켓보드 및 온도 조절기의 구성을 제외하고는 도 1에 도시된 반도체 소자와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 이에 따라, 도 1과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 소자 검사장치(1001)는 서로 면접촉하도록 위치하는 변형 소켓보드(201)와 변형 온도 조절기(301)를 구비한다.

상기 변형 소켓보드(201)는 배면에 구비되는 다양한 능동소자(230)들을 매립하고 평탄한 표면을 갖도록 제공되고 상기 변형 온도 조절기(301)는 상기 능동소자(230)를 수용하는 수용 홈(311)을 제거하여 평탄한 상면(311a)을 갖도록 제공된다.

예를 들면, 상기 변형 소켓보드(201)는 상기 능동소자(230)의 표면 프로파일을 따라 소켓몸체(210)의 배면을 덮는 열전도성 접착부재(250) 및 상기 열전도성 접착부재(250)를 덮고 평탄한 결합면(262)을 갖는 열전달 평판(260)을 구비한다.

상기 열전도성 접착부재(250)는 상기 능동소자(230)의 형상 프로파일을 따라 상기 소켓몸체(210)의 표면을 덮는 방열 접착 테이프로 구성될 수 있다. 이와 달리, 써멀 그리스(thermal grease)나 열가소성 엘라스토머와 같은 써멀 인터페이스 물질(thermal interface material, TIM)로 구성될 수도 있다. 상기 방열 접착 테이프 및 써멀 인터페이스 물질은 불규칙한 접촉면에서 공기 보이드(void)층을 제거하여 열전달 효율을 높일 수 있다.

상기 열전달 평판(260)은 열전도성이 우수한 물질로 상기 능동소자(230)를 충분히 매립할 정도로 코팅/증착 한 후 평탄화하여 평탄한 표면을 갖도록 형성한다. 이에 따라, 하부에 위치하는 변형 온도 조절기(301)와 충분한 면접촉을 갖도록 구성할 수 있다.

상기 열전달 평판(260)은 충분히 큰 열전달계수를 갖는 물질로 구성하여 피검소자(DUT)의 하부 및 능동소자(230)와의 열전달 효율을 높일 수 있다. 이에 따라, 소켓 몸체(210) 하부의 검사온도 설정시간을 충분히 단축할 수 있다. 본 실시예의 경우, 상기 열전달 평판(260)은 알루미늄, 구리, 금, 은 및 이들의 합금중의 어느 하나로 구성될 수 있다.

예를 들면, 냉간 동작특성 검사를 수행하는 경우 능동소자(230) 및 피검소자(DUT)로부터 발생한 구동열을 변형 온도 제어기(301)로 빠르게 방열하여 피검소자(DUT)의 하부를 냉간 검사온도로 설정할 수 있다.

따라서, 소켓몸체(210)의 배면에 다양한 열확산 부재를 배치하여 베이스 보드(130)에 고정된 변형 온도 조절기(301)와의 열전달 효율을 높이고 검사온도 설정시간을 단축할 수 있다.

상기 변형 온도 제어기(301)는 수용 홈(311)이 제거된 변형 열교환 박스(315)를 구비하는 것을 제외하고는 도 4a 및 도 4b에 도시된 온도 제어기(300)와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 이에 따라, 동일한 구성요소에 대해서는 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

상기 변형 열교환 박스(315)는 상기 평탄 결합면(262)과 면접촉하는 평탄 상면(315a)을 구비한다. 이에 따라, 변형 소켓보드(201)의 배면으로부터 돌출된 능동소자(230)와 무관하게 변형 온도 제어기(301)와 면접촉할 수 있다.

특히, 평탄 결합면(262)을 제공하는 열전달 평판(260)을 소켓몸체(210)와 일체로 제공하고 상기 베이스 보드(130)에 변형 온도 제어기(301)를 고정적으로 배치함으로써 변형 소켓보드(201)와 베이스 보드(130)의 결합에 의해 간단하게 변형 소켓보드(201)와 변형 온도 제어기(301)를 면접촉하도록 구성할 수 있다.

변형 소켓보드(201)는 일정한 사용수명을 갖는 소모품이므로 변형 소켓보드(201)의 교환시 변형 온도 제어기(301)의 평탄 상면(315a)과 면접촉하도록 구성함으로써 각 검사영역(A)에서 간단하게 열확산 장치를 구성할 수 있다. 이에 따라, 각 검사영역(A)에서 피검소자(DUT)의 하부도 검사온도로 설정할 수 있다.

도 8a는 본 발명의 다른 실시예에 따라 도 7에 도시된 온도 조절기의 변형례를 나타내는 평면도이며, 도 8b는 도 8a에 도시된 다른 변형 온도 조절기를 나타내는 단면도이다.

도 8a 및 도 8b를 참조하면, 본 발명의 다른 변형 온도 조절기(350)는 상기 각 검사영역(A)에서 상기 베이스 보드(130)의 상부를 매립하고, 상기 변형 소켓 보드(201)와 직접 면접촉하도록 평탄한 상면(352a)을 구비하는 전열몸체(352) 및 상기 전열몸체(352)와 개별적으로 연결되어 상기 전열몸체(352)의 온도를 개별적으로 조절하는 온도제어 라인(354) 및 상기 온도 제어라인(354)과 상기 전열몸체(352)를 연결하는 연결부재(356)를 포함한다.

예를 들면, 각 검사영역(A)에 구비된 검사 리세스(R)를 매립하도록 상기 전열몸체(352)가 위치하고 전열몸체(352)의 평탄 상면(352a)은 상기 변형 소켓보드(201)의 열전달 평판(260)과 직접 면접촉하도록 구성할 수 있다.

상기 전열몸체(352)는 펠티어 소자 및 히트 싱크와 같은 열처리 소자를 구비하여 단일한 몸체를 구비하고 충분한 평탄도를 갖는 평탄 상면(352a)을 구비한다. 이에 따라, 상기 전열몸체(352)는 소켓몸체(210) 뿐만 아니라 능동소자(230)와도 직접 열교환을 수행할 수 있다.

상기 전열몸체(352)의 온도는 각 검사영역(A)까지 연장하는 온도제어 라인(354) 및 상기 연결부재(356)에 의해 조절된다. 상기 전열몸체(352)가 펠티어 소자로 구성된 경우 상기 온도제어 라인(354)은 상기 펠티어 소자로 전원을 공급하는 전원 공급라인으로 구성될 수 있다. 이때, 상기 연결부재(356)는 전원 공급라인과 상기 펠티어 소자를 선택적으로 단락할 수 있는 스위치 소자로 구성될 수 있다.

이와 달리, 상기 전열몸체(352)가 히트 싱크로 구성되는 경우 상기 온도제어 라인(354)은 상기 히트 싱크의 온도를 저하시켜 방열특성을 높일 수 있는 방열라인으로 구성될 수 있다. 이때, 상기 연결부재(356)는 방열라인을 선택적으로 차단할 수 있는 열 차단부재로 구성될 수 있다.

상기 온도 제어라인(354)은 상기 베이스 보드(130) 단위로 연장하는 주 라인(354a) 및 상기 주라인(354a)으로부터 검사영역(A) 열(column)을 따라 연장하는 분기라인(354b)으로 구성된다. 상기 연결부재(356)는 분기라인(354b)과 각 검사영역(A)의 전열몸체(352)를 연결한다.

따라서, 상기 분기라인(354b) 및 연결부재(356)의 단락을 통하여 각 검사영역(A) 별로 전열몸체(352)의 온도를 개별적으로 조절할 수 있다. 상기 분기라인(354b) 및 연결부재(356)의 단락은 하부온도 제어기(500)에 의해 제어되어 각 검사영역(A)에 배치된 전열몸체(352)를 균일한 검사온도로 설정할 수 있다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 반도체 소자 검사장치를 개략적으로 나타내는 구성도이다. 도 9에서, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 반도체 소자 검사장치(1002)는 다수의 사이트 보드(125)를 구비하는 변형 테스트 보드(103)를 제외하고는 도 1에 도시된 반도체 소자(1000)와 실질적으로 동일한 구성을 갖는다. 이에 따라, 도 1과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 반도체 소자 검사장치(1002)는 검사채널(120)을 대신하여 다수의 사이트 보드(125)를 구비하는 변형 테스트 보드(103)가 제공된다.

상기 사이트 보드(125)는 각 검사영역(A) 별로 배치되어 검사신호의 생성과 동작신호의 분석을 수행할 수 있다. 이때, 상기 검사신호 생성과 동작신호 분석은 피검소자(DUT))의 서로 다른 칩에 대하여 연속적으로 수행된다. 따라서, 상기 사이트 보드(125)는 각 검사영역(A) 별로 제공되는 검사 제어센터(T)로 기능할 수 있다.

예를 들면, 상기 사이트 보드(125)는 피검소자(DUT)의 테스트 구성요소를 모두 포함하여 각각 상기 피검소자(DUT)에 대한 테스트를 개별적으로 수행할 수 있다. 상기 사이트 보드(120)는 검사의 특성과 피검소자(DUT)를 구성하는 칩의 종류에 대응하여 다수 배치될 수 있다.

이에 따라, 단일한 피검소자(DUT)에 대하여 독립적인 검사항목을 단일한 검사장치(501)를 통하여 수행할 수 있으며, 서로 다른 종류의 칩을 구비하는 멀티 칩 패키지에 대해서도 단일한 검사장치(501)에서 수행할 수 있다.

상기 사이트 보드(120)에는 테스트 패턴 프로그램을 제어센터(T)로부터 전송받아 실행하는 중앙처리 장치, 패턴 논리 데이터를 생성하는 패턴 생성기(Pattern Generator), 기준 클럭(clock)을 발생시키는 타이밍 발생기(Timing Generator), 원하는 타이밍 에지(timing edge)를 생성하는 포맷 컨트롤러(Format Controller), 피검소자(DUT)에 직접 테스트 패턴에 따른 전류 및 전압을 인가하는 회로인 핀 일렉트로닉스(Pin Electronics: PE) 및 테스트 결과(페일 데이터)를 저장하는 페일 메모리(Fail Memory)와 같이 피검소자의 테스트에 필요한 구성 요소 전부를 탑재하여 한 장의 사이트 보드(120)를 이용하여 피검소자에 대한 완전한 동작검사를 수행할 수 있다.

상기 사이트 보드(112)에는 I/O 채널이 허용하는 한 복수 개의 피검소자(DUT)를 연결하여 동시에 다수의 피검소자를 검사할 수 있다. 다수의 사이트 보드(120)는 버스(bus)라인을 통해 연결되어 동기화 및 통신을 수행한다.

이때, 상기 하부온도 제어기(500)는 상기 검사 제어센터(T)뿐만 아니라 각 사이트 보드(125)에도 연결되어 사이트 보드(125)의 개별적인 검사특성에 따라 적절한 검사온도를 소켓보드(200)의 하부에 설정할 수 있다. 이에 따라, 각 검사영역(A) 별로 피검소자(DUT)의 상부 및 하부에서 균일한 검사온도로 동작특성을 검사할 수 있다.

도 9에서 상기 반도체 소자 검사장치(1002)는 수용 홈(311)을 구비하는 열교환 박스(310)로 구성된 온도 제어기(300)를 개시하고 있지만, 도 6에 도시된 변형 소켓보드(201) 및 도 7 내지 도 8b에 도시된 변형 온도 제어기(301, 350)로 구성될 수 있음은 자명하다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 의한 반도체 소자 검사장치를 구비하는 자동 검사설비의 구성을 나타내는 개략적인 구성도이고, 도 11은 도 10에 도시된 소켓보드, 테스트 트레이 및 푸셔의 위치를 개념적으로 나타내는 사시도이다. 도 10에 도시된 자동 검사설비는 도 1 내지 도 9에 도시된 반도체 소자 검사장치 중의 어느 하나를 포함할 수 있다. 따라서, 도 1 내지 도 9에 도시된 반도체 소자 검사장치와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대한 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 자동 검사설비(2000)는 피검소자(DUT)를 고정하는 다수의 소켓보드(200)와 각 소켓보드(300)와 면접촉하는 다수의 온도 제어기(300)를 구비하고 피검소자(DUT)에 대한 동작 특성검사를 수행하는 반도체 소자 검사장치(1000), 상기 검사장치(1000)와 결합하고 다수의 피검소자(DUT)가 수용된 테스트 트레이(TT)가 로딩되어 상기 소켓보드(200)에 대응하도록 정렬하는 테스트 챔버(1100) 및 상기 테스트 챔버(1100)의 내부에 배치되어 상기 피검소자(UTD)를 각 소켓보드(200)와 접촉하도록 가압하는 푸셔(1200)를 포함한다.

상기 자동 검사설비(2000)는 피검소자를 테스트 트레이(TT)로 수용하여 테스트 챔버(1100)로 로딩하는 로딩부(1500), 검사가 완료된 검사소자(tested device, TD)를 언로딩 챔버(1400)로부터 제거하는 언로딩부(1600) 및 상기 검사소자(TD)를 양품 소자(SD1)와 불량 소자(SD2)로 분류하는 소팅부(1700)를 더 구비한다.

제1 유저 트레이(user tray, UT1)에 수납된 다수의 피검소자(DUT)들은 되고 제1 유저 트레이(UT1) 단위로 로딩 챔버(1300)로 공급되고 상기 피검소자(DUT)들은 제1 피커(P1)에 의해 테스트 트레이(TT)에 적재된다.

다수의 피검소자(DUT)가 적재된 상기 테스트 트레이(TT)는 테스트 챔버(1100)로 공급되어 검사공정이 수행된다. 이때, 다수의 피검소자(UTD)에 대한 검사공정은 테스트 트레이(TT) 단위로 수행된다. 따라서, 테스트 트레이(TT)에 수용된 피검소자들은 동시에 테스트 챔버(1100)로 이송되고, 상기 테스트 챔버(1100)의 내부에서 동시에 전기적 특성이 검사된다.

상기 검사장치(1000)는 상기 테스트 챔버(1100)와 연결되어 상기 피검소자(UTD)로 검사신호를 인가하고 상기 검사신호에 대응하여 생성되는 동작신호를 검사하여 피검소자(DUT)의 불량을 검사한다.

상기 테스트 트레이(TT)에 수용된 다수의 피검소자(DUT)는 다수의 소켓보드(200)에 개별적으로 접속되어 테스트 장치와 전기적으로 연결된다. 예를 들면, 상기 소켓보드(200)는 평판형상을 갖는 소켓몸체(210)에 배치된 다수의 고정부(211)를 구비하고 상기 고정부(211)는 피검소자(UTD)와 일대일로 제공된다. 상기 고정부(211)를 통하여 상기 베이스 보드(130)에 구비된 내부회로와 피검소자(UTD)가 연결된다.

상기 푸셔(1200)는 상기 테스트 챔버(1100)의 내부에 배치되어 테스트 트레이(TT)에 수용된 피검소자(UTD)를 밀어서 상기 고정부(211)로 삽입한다. 이에 따라, 테스트 트레이(TT)에 수용된 피검소자(UTD)와 소켓보드(200)에 구비된 고정부(211)를 개별적으로 접속시킨다.

상기 피검소자(DUT)가 소켓보드(200)에 삽입되면, 상기 테스트 챔버(1100)는 밀폐되고 검사유체(F)가 공급되어 테스트 챔버(1100) 내부의 검사공간으로 노출된 피검소자(DUT)의 상부를 검사온도로 설정한다.

상기 소켓보드(200)는 베이스 보드(130)에 매립된 온도 조절기(300)와 면접촉하여 하부온도 제어기(500)에 의해 각 소켓보드(200)의 하부에 대하여 개별적으로 또는 한꺼번에 검사온도로 설정할 수 있다. 이때, 상기 소켓보드(200)와 온도 제어기(300)는 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한 것과 동일하므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

따라서, 상기 테스트 챔버(1100) 내부의 검사 공간(S) 뿐만 아니라 베이스 보드(130)와 접촉하는 소켓보드(200)의 하부도 검사온도로 설정함으로써 피검소자(DUT) 전체를 통하여 균일하게 검사온도로 설정할 수 있다. 이에 따라, 검사공정의 정확도와 신뢰성을 높일 수 있다.

균일한 검사온도로 설정된 피검소자(SUT)로 검사신호를 전송하고 상기 검사신호에 대응하여 상기 피검소자(DUT)로부터 생성된 반응신호를 수집하여 분석한다. 상기 검사장치(1000)는 반응신호를 분석하여 테스트 트레이(TT)에 수용된 피검소자에 대하여 개별적으로 동작특성을 검사하고 검사결과에 따라 피검소자를 분류한다.

테스트 챔버(1100)에서의 동작특성 검사가 완료되면, 상기 테스트 트레이(TT)는 언로딩 챔버(1400)로 이송된다. 예를 들면, 상기 언로딩 챔버(1400)는 피검소자의 온도를 상온으로 회복하는 디속챔버(desoak chamber)로 구성할 수 있다.

상온으로 회복된 테스트 트레이(TT)는 언로딩부(1600)로 이송되어 개별적인 검사소자(TD)로 분리된다. 분리된 검사소자(TD)는 소팅부(1600)로 공급되어 양품(SD1)과 불량품(SD2)로 분류하고 소팅 테이블(610)에 수납한다. 분류된 소팅 소자(sorted device, SD)들은 제2 픽커(P2)에 의해 제2 유저 트레이(UT2)에 수용되어 다음 패키지 공정으로 전송된다.

상술한 바와 같은 자동 검사설비(2000)에 의하면, 소켓보드(200)와 면접촉하는 온도 조절기(300)를 소켓보드의 하부에 배치하여 테스트 챔버(1100)의 검사공간뿐 아니라 소켓보드(200)의 하부에서도 검사온도로 설정할 수 있다. 이에 따라, 피검소자(DUT) 전체를 통하여 균일하게 검사온도로 설정함으로써 동작특성 검사의 정확도와 신뢰도를 높일 수 있다.

특히, 피검소자(DUT)에 대해 냉간 특성검사를 수행하는 경우, 소켓보드(200)의 하부에 구비된 능동소자(230)나 피검소자(DUT)로부터 발생하는 구동열을 소켓보드(200)와 면접촉하는 온도 조절기(300)를 통하여 신속하게 방열시킬 수 있다. 이에 따라, 냉간 검사온도 설정에 대한 정밀도를 높이고 설정시간을 단축할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 일실시예에 의한 반도체 검사장치 및 이를 구비하는 자동 검사설비에 의하면, 베이스 보드를 매립하고 소켓보드와 면접촉하는 온도 조절기를 소켓보드의 하부에 배치하여 피검소자의 상부뿐만 아니라 하부도 검사온도로 설정할 수 있다. 이에 따라, 동작특성 검사공정이 진행되는 동안 피검소자의 온도를 검사온도로 균일하게 유지하여 검사공정의 정확도와 신뢰도를 높일 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

다수의 검사영역으로 구분되고 상기 검사영역에 배치된 피검소자에 대한 동작특성 검사를 수행하는 테스트 헤드;
상기 각 검사영역에서 상기 테스트 헤드에 결합되며, 상부에 상기 피검소자를 고정하고 배면에 상기 피검소자로 검사신호를 인가하는 적어도 하나의 능동소자를 구비하는 다수의 소켓 보드; 및
상기 소켓보드와 접촉하도록 상기 검사영역별로 상기 테스트 헤드에 매립되어 검사공정이 진행되는 동안 상기 피검소자의 하부를 검사온도로 설정하는 다수의 온도 조절기를 포함하는 반도체 소자 검사장치.
제1항에 있어서, 상기 온도 조절기는,
상기 각 검사영역에서 상기 베이스 보드의 상부를 매립하는 열교환 박스;
상기 베이스 보드의 외부에 위치하여 상기 소켓보드의 하부와 열교환을 수행하여 상기 소켓보드 하부의 온도를 검사온도로 설정하는 온도조절 유체를 공급하는 공급탱크; 및
상기 공급탱크로부터 상기 열교환 박스들의 각각으로 상기 온도조절 유체를 공급하는 유동라인을 포함하는 반도체 소자 검사장치.
제2항에 있어서, 상기 열교환 박스는 상면이 상기 베이스 보드의 상면과 동일한 평면을 이루도록 상기 베이스 보드에 매립되고 내부에 상기 온도조절 유체가 유동하는 유동공간 및 상면에 상기 능동소자를 수용하는 다수의 수용 홈을 구비하고, 상기 소켓보드는 상기 능동소자가 상기 수용 홈에 수용되도록 배면이 상기 열교환 박스의 상면과 면접촉하도록 상기 베이스 보드에 결합하는 반도체 소자 검사장치.
제2항에 있어서, 상기 열교환 박스는 상면이 상기 베이스 보드의 상면과 동일한 평면을 이루도록 상기 베이스 보드에 매립되고 내부에 상기 온도조절 유체가 유동하는 유동공간 및 평탄한 상면을 구비하고, 상기 소켓보드는 상기 능동소자를 매립하도록 상기 배면을 덮고 평탄한 결합면을 구비하는 열전달 평판을 더 구비하여, 상기 소켓보드는 상기 평탄한 상면과 상기 평탄한 결합면이 서로 면접촉하도록 상기 베이스 보드에 결합하는 반도체 소자 검사장치.
제2항에 있어서, 상기 유동라인은,
상기 베이스 보드의 내부에서 상기 열교환 박스의 각각에 연결되고 상기 열교환 박스로 상기 온도조절 유체를 공급하는 공급라인;
상기 베이스 보드의 내부에서 상기 열교환 박스의 각각에 연결되고 상기 열교환 박스로부터 상기 방열유체를 회수하는 회수라인;
상기 공급라인 상에 배치되어 상기 방열유체의 공급유량을 조절하는 공급유량 조절기;
상기 회수라인 상에 배치되어 상기 방열유체의 회수유량을 조절하는 회수유량 조절기; 및
상기 열교환 박스와 인접한 상기 공급라인 상에 선택적으로 배치되어 상기 열교환 박스로 공급되는 상기 온도조절 유체의 온도를 개별적으로 조절하는 개별 온도 제어기를 포함하는 반도체 소자 검사장치.
제5항에 있어서, 상기 공급유량 조절기, 상기 회수유량 조절기 및 상기 개별 온도 제어기와 연결되어 상기 각 열교환 박스로 공급되는 상기 온도조절 유체의 유량 및 온도를 개별적으로 제어하여 상기 피검소자의 하부를 검사온도로 설정하는 하부온도 제어기를 더 포함하는 반도체 소자 검사장치.
제1항에 있어서, 상기 소켓보드는 상기 능동소자의 평면 프로파일을 따라 배면을 덮는 열전도성 접착부재 및 상기 능동소자를 매립하도록 상기 열전도성 접착부재를 덮고 평탄한 결합면을 구비하는 열전달 평판을 포함하는 반도체 소자 검사장치.
제7항에 있어서, 상기 온도 조절기는,
상기 각 검사영역에서 상기 베이스 보드의 상부를 매립하고, 상기 열전달 평판과 직접 면접촉하는 평탄한 상면을 구비하는 전열몸체;
상기 전열몸체와 개별적으로 연결되어 상기 전열몸체의 온도를 개별적으로 조절하는 온도 제어라인; 및
상기 전열몸체와 상기 온도 제어라인을 연결하는 연결부재를 포함하는 반도체 소자 검사장치.
제8항에 있어서, 상기 온도 제어라인 및 상기 연결부재와 연결되어 상기 각 전열몸체의 온도를 개별적으로 조절하는 하부온도 제어기를 더 포함하는 반도체 소자 검사장치.
다수의 소켓보드와 상기 소켓보드와 각각 면접촉하는 다수의 온도 제어기를 구비하고 피검소자에 대한 동작 특성검사를 수행하는 검사장치;
상기 검사장치와 결합하고 다수의 피검소자가 수용된 테스트 트레이가 상기 소켓보드에 대응하도록 정렬하는 테스트 챔버;
상기 테스트 챔버의 내부에 배치되어 상기 피검소자를 상기 소켓보드의 각각으로 가압하여 접촉시키는 푸셔;
상기 피검소자를 상기 테스트 트레이에 장착하여 상기 테스트 챔버로 로딩하는 로딩챔버; 및
상기 동작 특성검사가 완료된 소자인 검사소자를 상기 테스트 챔버로부터 언로딩하여 상기 테스트 트레이로부터 분리하는 언로딩 챔버를 포함하는 반도체 소자 자동검사 설비.