CN1198189C - 用于补偿测试温度偏差的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于补偿半导体装置处理机中测试温度偏差的方法，其中在以预设温度进行的半导体装置测试期间，由半导体装置本身产生的热量导致的半导体装置测试温度偏差被补偿。这就允许半导体装置的测试以一个准确的温度执行。该方法包括将至少一个半导体装置安装于至少一个测试座并开始测试，使用温度传感器实时测量半导体装置的温度，探测测量到的温度变化率并将温度变化率与预设值比较，如果测量值温度变化率高于预设值，则通过控制制冷液供应设备向半导体装置上喷射制冷液，且如果测量值温度变化率低于预设值，则通过控制制冷液供应设备停止向半导体装置上喷射制冷液，由此优化测试环境并改善结果。

Description

用于补偿测试温度偏差的方法

技术领域

本发明涉及用于补偿半导体装置处理机中测试温度偏差的方法。

背景技术

通常，存储器或非存储器半导体装置、或带有存储器的模块、和/或安排在衬底上以形成电路的非存储器半导体装置，在制造完毕之后运出之前都要受到各种测试。半导体装置处理机(此后称为“处理机”)是用于在测试时自动运送半导体装置或模块的设备。处理机执行程序，其中，当装载堆积机(stacker)接收到其内装有半导体装置或模块的托盘时，拣选机器人将半导体装置或模块运送到测试地点以进行测试，将它们安放进测试座内，执行所要求的测试，将测试过的半导体装置或模块运送到卸载堆积机，并且根据测试结果将半导体装置或模块卸载到指定的托盘上，以将半导体装置或模块分类。

通常，许多处理机有用于不仅在室温下执行一般性能测试，而且还在超高或超低温度下进行测试以判定半导体装置或模块在极端温度条件下能否执行正常性能的***。超高或超低温度环境是通过在封闭室内提供电加热器或液化气体喷雾***来形成的。

但是，在使用处理机对半导体装置执行温度测试中，在电连接于测试座的半导体装置被测试时半导体装置本身产生热量。这种增加的热量妨碍了以准确的预设温度进行测试。由于半导体装置变得越来越小而且组装密度也增加，所以这是一个测试和实际应用环境都须解决的问题。

例如，在高温测试中，如果使用者将测试室内温度设置到80℃，如果没有由半导体本身产生的热量，测试可在设定的80℃温度执行。但是，如果测试过程中半导体装置处产生了热量，导致了大概15℃的测试温度偏差，则测试以95℃执行，而不是所需的80℃温度。

因此，半导体装置的测试是以高于设定温度的温度执行的。由于未能以所需温度或在所需温度范围内进行测试，这会导致产量和可靠性的下降。

发明内容

本发明的一个目的就是解决至少以上问题和/或缺陷以及提供至少以下所描述的优势。

因此，本发明致力于补偿处理机中测试温度偏差的方法，该方法大大削减了由现有技术限制和缺陷带来的问题。

为了全部地或部分地取得这些和其他优势，及根据本发明的目的，如所具体和概括描述的，提供了用于补偿半导体装置处理机中测试温度偏差的方法，该半导体装置处理机具有制冷液供应设备、喷嘴装置，其配置用以喷射来自制冷液供应设备供应的流体到相应地安装于至少一个测试座的至少一个半导体装置上，以及控制单元，其配置用以控制制冷液供应设备，所述方法包括将至少一个半导体装置安装于至少一个座并且开始测试，实时测量半导体装置的温度变化并且将测量到的温度变化与预设值比较，作为比较的结果，如果测量到的温度变化高于预设值，喷射制冷液到半导体装置上，以及作为比较的结果，如果测量到的温度变化低于预设值，停止向该半导体装置上喷射制冷液。

为了全部地或部分地取得这些和其他优势，以及根据本发明的目的，如所具体和概括描述的，进一步提供了用于补偿半导体装置处理机中测试温度偏差的方法，该半导体装置处理机具有制冷液供应设备、喷嘴装置，其配置用以喷射来自制冷液供应设备的液体到相应地安装于至少一个测试座的至少一个半导体装置上，以及控制单元，其配置用以控制制冷液供应设备，所述方法包括在该控制单元中存储一个表，该表具有不同类型的半导体装置的温度变化特性所要求的制冷时间段，将至少一个半导体装置安装到至少一个测试座并开始测试，以及对于该表中的制冷时间段对测试座上的各半导体装置将制冷液喷射到半导体装置上。

为了全部地或部分地取得这些和其他优势，以及根据本发明的目的，如所具体和概括描述的，进一步提供了用于补偿半导体装置处理机中测试温度偏差的方法，该半导体装置处理机具有制冷液供应设备、喷嘴装置，其配置用以喷射来自制冷液供应设备的流体到相应地安装于至少一个测试座的至少一个半导体装置上面，以及控制单元，其配置用以控制制冷液供应设备，该方法包括将第一类型半导体装置安装到至少一个测试座上，探测和存储第一类型半导体装置起始温度测试时判定的第一类型半导体装置的时间-温度变化特点，及根据其后的半导体装置测试过程中存储的第一类型半导体装置的时间-温度变化特点控制向第一类型半导体装置上面喷射制冷液。

为了全部地或部分地取得这些和其他优势，以及根据本发明的目的，如所具体和概括描述的，进一步提供了用于补偿半导体装置处理机中测试温度偏差的方法，该半导体装置处理机具有制冷液供应设备、喷嘴装置，其与制冷液供应设备通信且其配置用以喷射来自制冷液供应设备的液体到相应地安装于至少一个测试座的至少一个半导体装置上面，以及控制单元，其配置用以控制制冷液供应设备，所述方法包括将至少一个半导体装置安装于至少一个测试座并且开始测试，以及基于测试过程中半导体装置的温度变化向半导体装置喷射制冷液以补偿测试过程中由半导体装置产生的热量。

本发明的另外的优势、目的、和特征将在以下描述中逐步提出，并且通过查看以下内容对于本领域的普通技术人员将变得逐步明显，或者从本发明的实施中可学到。本发明的目的和优势可通过所附权利要求中所具体指出的而实现和达到。

附图说明

本发明将参照以下附图被加以详细描述，图中等同参考标号指等同的元件，以及其中：

图1是根据本发明的实施例的处理机的平面示意图；

图2(a)和2(b)是图1中处理机测试处的侧面截面示意图；

图3是根据本发明的实施例用于补偿测试温度偏差的装置的示意方框图；

图4是根据本发明的一个实施例的用于补偿测试温度偏差的方法的流程图；以及

图5是根据本发明的另一实施例的用于补偿测试温度偏差的方法的流程图；以及

图6是根据本发明的另一实施例的用于补偿测试温度偏差的方法的流程图。

具体实施方式

现将详细参照本发明的实施例，其实例在附图中被图解说明。图1和图2(a)-2(b)图解了根据本发明具有用于补偿测试温度偏差装置的处理机的实例。处理机的***和运行将在下面被加以解释。

如图1中所示的处理机1包括在处理机1前部内的装载单元10，用户托盘可装载于其内，和位于装载单元10一侧的卸载单元20，其中测试过的半导体装置可被装载在用户托盘上，同时根据测试结果测试过的半导体装置被分类。

在处理机1中间部分的两侧提供有缓冲单元40。缓冲单元40暂时保留从装载单元10运送来的半导体装置。在缓冲单元40之间提供有转换单元50。转换单元50将要测试的半导体装置从缓冲单元40取出并将它们放在测试托盘T中。转换单元50还将测试过的半导体装置从测试托盘T送回缓冲单元40。

在处理机1的前部和处理机1中部之间提供有一个或多个第一拣选机器人31和第二拣选机器人32，该处理机前部具有装载单元10和卸载单元20，处理机中部具有转换单元50和缓冲单元40。每一个拣选单元31，32在X-Y轴向上可线性移动并拣选出半导体装置。第一拣选机器人31在装载单元10、卸载单元20、和缓冲单元40之间移动以运送半导体装置。第二拣选机器人32在缓冲单元40和转换单元50之间移动以运送半导体装置。

室单元70被提供在处理机1的尾部且包括多个密封室。一个或多个室可被装以电加热器或液化气喷雾***(未示出)以形成用于测试半导体装置的高或低的温度环境。半导体装置被放在相应的各室内托盘T上并且随后受到在相应或高或低的温度环境中的测试。

在图1的实施例中，室70包括预热室71、测试室72、和解冻室73。在预热室71中，从转换单元50运送来的测试托盘T被加热或冷却至预设温度。在测试室72中，置于测试托盘T上的半导体装置被安装于连接于外部测试设备80的测试板85(被称为Hi-Fix)上的测试座86，并随后以预设的温度被测试。在解冻室73中，测试过的半导体装置被恢复至起始室温。将测试托盘T从其前部移至其尾部的同时，预热室71可将测试托盘T加热或冷却至预设温度。将测试托盘逐步从其尾部移至其前部的同时，解冻室73可将测试过的半导体装置恢复至起始室温。

如图2A和2B所示，在测试室72中提供有推动单元90，用于向测试板85推动附着于测试托盘T上的载体C的半导体装置，以将半导体装置安装/移开于测试座86。推动单元90包括安装于其的喷嘴装置170，用于喷射干燥空气和液化气体的混合制冷液。如图2A、2B和图3所示，喷嘴装置170包括多个可被独立控制的喷嘴170A。制冷混合液通过冷却测试下的半导体装置来补偿任何温度偏差。

此外，散热片180，例如铝散热片，可提供于邻近测试板85的测试座86。另外，散热装置还可以提供于测试托盘T。散热片180与半导体装置面对面的接触以冷却半导体装置，由此与喷嘴装置170一同补偿测试温度偏差。

散热片180可具有内置温度传感器181。传感器181探测和传送温度到控制单元190(见图3)。另外，温度传感器还可提供于载体C、测试托盘T、推动单元90之上或之内，或其他它在测试前、测试中、或测试后能够感知到半导体装置温度、温度变化、和/或温度变化率的位置。温度传感器也可提供于测试板85上或作为它的一部分。在一个实施例中，散热片180包括充有用于散热的制冷剂的散热管(未示出)。

图3是根据本发明的一个实施例的用于补偿测试温度偏差的装置的示意图。参照图3，用于补偿测试温度偏差的装置100包括液化气源110，提供液化气，例如液态氮LN₂，提供干燥空气的干燥空气源120，既连接于液化气源110又连接于干燥空气源120的混合器，它均匀地混合液化气和干燥空气从而产生制冷液，并向喷嘴装置170提供制冷液。

第一电磁阀150被提供在连接液化气源110和混合器130的流动线路上。第一电磁阀150控制提供给混合器130的液化气的流量。第二电磁阀160被提供在将干燥空气源120连接到混合器130的流动线路上。第二电磁阀160控制到达混合器130的干燥空气的流量。第一和第二电磁阀150和160由电控制处理机运行的控制单元190操纵。控制单元190可通过控制制冷液的喷射速率、制冷液的喷射时间段、和/或制冷液中气体的比例来控制制冷液的喷射。

过滤装置140被提供在连接混合器130和喷嘴装置170的流动线路上。过滤装置140雾化液态气体以防止大的液化气颗粒通过喷嘴装置170喷射到半导体装置上面。

根据本发明的实施例的用于补偿测试温度偏差的方法将在下面被加以详细解释。为方便起见，本方法使用上面讨论过的装置来被加以解释，但是，其他装置也可被用来实施根据本发明的方法。

根据本发明的一个实施例的补偿测试温度偏差的方法可以在封闭模式、开放模式、或类型参考模式、其中选择性适用的一个或多个模式下进行。在测试前工作者根据所要测试的半导体装置选择一个或多个模式。

封闭模式将参照图4被加以解释。

在根据工作者的选择开始进入封闭模式并将处理机投入运行时，由温度控制单元，例如电加热器，或液化气喷射***，将测试室72的内部设为预设温度。例如，控制单元190控制第一电磁阀150和第二电磁阀160，以分别从液化气源110和干燥空气源120提供液化气和干燥空气给混合器130。如前所述，控制单元190可通过控制制冷液的喷射速率、制冷液的喷射时间段、和/或制冷液中气体的比例来控制制冷液的喷射。混合器130混合液化气和干燥空气从而产生制冷液。随后制冷液通过过滤装置140，并在步骤S41中被喷射到温度传感器181上面。

如果流道内留有液化气，液化气被喷射到半导体装置上面。在喷射了液化气，不是以气态，而是以液态的情况下，冷却能力减弱，不能在短时间内将半导体装置冷却到所需温度。因此，在开始测试半导体装置之前，在步骤S42中使用在温度传感器181处感知的温度变化率判定制冷液是处于气态还是液态。

如果温度变化率低于步骤S42中的预设值，判定喷射物中含有液态的液化气，然后制冷液被喷射直到喷射物中不含有液化气。当温度变化率高于预设值，判定喷射物中不含液体。在此情况下，控制单元190暂时停止喷射制冷液，并且在步骤S43中处理机移动将半导体装置移向测试室72的测试托盘。

然后，如上面所说明的，安装有半导体装置的测试托盘T被运送到测试室72中，并被置于推动单元90和测试板85之间。然后推动单元90向测试板85移动以将安装于测试托盘T的载体C的半导体装置S安装于测试座86，并执行测试。

接下来，控制单元190检查在温度传感器181处测量的半导体装置的温度变化，并在步骤S44中判定温度变化是否高于预设值。作为步骤S44中的判定结果，如果半导体装置的温度变化高于预设值，在步骤S45中控制单元190通过喷嘴装置170将制冷液喷射到半导体装置上。

在步骤S45之后，在步骤S46中判定半导体装置的温度变化是否降低至低于预设值。如果半导体装置的温度变化降低至低于预设值，在步骤S47中制冷液的喷射被停止。

因而，根据步骤S44-S47，通过实时检查半导体装置的温度变化并喷射制冷液，控制单元190将半导体装置的温度保持在所需水平直到完成测试。

接下来，将参照图5解释开放模式。

为了根据开放模式执行测试，数据表被预先存储在***内。该表通过对不同的半导体装置执行测试温度偏差测试被获取，并在数据表内存储消除各种不同半导体装置测试温度偏差所需的制冷时间。

当工作者选择开放模式并将处理机投入运行，控制单元190读取所存储的数据表，并为在当时要被测试的特定半导体装置设定制冷时间段，并继续进行步骤S51中的测试。然后，通过一个温度控制单元(未示出)，例如电加热器，或液化气喷射***，测试室72的内部被调至所要求的温度状态，并且控制单元190分别控制第一电磁阀150和第二电磁阀160以将液化气和干燥空气从液化气源110和干燥空气源120提供给混合器130。混合器130将液化气和干燥空气混合从而产生制冷液。然后制冷液通过过滤装置140，并在步骤S52中被喷射到温度传感器181上。

此处，根据与封闭模式中相同的过程，使用在步骤S53中温度传感器181处感知的温度变化率判定制冷液的状态是气态还是液态。如果判定喷射物中含有液化气，制冷液被喷射直到喷射物不含有液化气，以防止将液化气直接喷射到半导体装置上。

另一方面，如果判定喷射物中不含有液体，控制单元190暂时停止喷射制冷液，处理机移动测试托盘T以将半导体装置移向测试室72，并且半导体装置在步骤S86中被安装于测试座，在步骤S54中被测试。

在半导体装置测试被执行的同时，控制单元190在步骤S55中在预设制冷时间段内控制制冷液向半导体装置上的喷射。如前所述，控制单元190可通过控制制冷液的喷射速率、制冷液的喷射时间、和/或制冷液中气体的比例来控制制冷液的喷射。完成步骤S56中的测试后，过程结束。

接下来，类型参照模式将被加以解释。

类型参照模式是封闭模式和开放模式的组合。即，封闭模式是不考虑半导体装置的温度变化特点，制冷液的喷射是由实时温度检查和反馈来控制以将半导体装置的温度保持在一个固定水平的一种方法，开放模式是半导体装置的温度变化特点被保持的同时，制冷液在预设时间段内被喷射到半导体装置上面的一种方法，而类型参照模式是即使没有进行实时温度检查和反馈，制冷液的喷射根据半导体装置的类型的温度变化特点被喷射的一种方法。

更详细的说，如图6所示，在类型参照模式中，步骤S61和S62类似于图4中的步骤S41-S42。接下来，处理机将置于测试托盘上的半导体装置安装于测试座86，并在步骤S63中执行测试。同时，控制单元190在步骤S64中通过温度传感器181探测并存储该类型的半导体装置的温度变化特点。

然后，假设测试起始阶段的温度变化特点是用于半导体装置的温度变化模型，在步骤S65中控制单元190基于存储的温度变化特点控制制冷液的喷射，由此在保持半导体装置的热量产生特点的同时将半导体装置的温度保持在允许的范围。如前所述，控制单元190可通过控制制冷液的喷射速率、制冷液的喷射时间、和/或制冷液中气体的比例来控制制冷液的喷射。完成步骤S66中的测试后，过程结束。

本方法适用于各种半导体装置。

而且，如所说明的，根据本发明的用于补偿半导装置处理机中测试温度偏差的方法至少有以下优势。

首先，用于补偿处理机中测试温度偏差的方法允许测试以准确的温度范围，或在准确的温度范围内进行。

其次，测试环境可被优化，且测试结果可被改善。因为制冷液被直接喷射到半导体装置上面，温度变化率可被实时检查，且所需温度被保持。

再次，可被选择性地使用或同时使用的不同模式(即，封闭模式开放模式、和类型参照模式)的可用性可最大化地方便使用者。

前述的实施例和优势仅为示范性的，不应被解释为本发明的限制。目前的教导也易于应用于其他类型的设备。本发明的描述皆为说明性的，并不是要限定权利要求的范围。对于本领域的技术人员，许多选择、修改和改动将是显而易见的。在权利要求中，装置加功能的从句皆为在行使所述功能的同时涵盖此处描述的结构，并且不但是结构等同体也是等同的结构体。

Claims (13)

1.一种用于补偿半导体装置处理机中测试温度偏差的方法，所述半导体装置处理机具有制冷液供应设备，与所述制冷液供应设备通信的喷嘴装置，其配置用于将制冷液喷射到相应地安装于至少一个测试座的至少一个半导体装置上，以及控制单元，其配置用于控制所述制冷液供应设备，所述方法包括：

对所述安装于至少一个测试座的所述至少一个半导体装置开始测试；以及

基于测试期间产生的所述半导体装置的温度变化，控制向所述半导体装置上的制冷液的喷射以补偿测试过程中所述半导体装置产生的热量。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述控制步骤还包括：

使用温度传感器测量在测试过程中产生的所述半导体装置的温度变化，并向所述控制单元提供所述测量到的温度；

将所述测量到的温度变化与预设值比较；以及

仅当所述测量到的所述温度变化高于预设值时，向所述半导体装置喷射所述制冷液。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述控制步骤还包括如果所述测量到的温度变化降低至所述预设值以下，停止向所述半导体装置喷射所述制冷液。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括：

在将所述半导体装置安装于所述测试座之前喷射所述制冷液；以及

判定所述制冷液是否处于气态。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述判定制冷液只否处于气态的步骤包括基于在现场没有半导体装置时测量到的温度变化率判定所述制冷液是否处于气态。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：

存储具有不同类型的半导体装置的温度变化特点所要求的制冷时间段的表，其中所述控制步骤包括在从所述表中为被测试类型的半导体装置选择的制冷时间段内喷射所述制冷液。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述表通过测试不同类型的半导体装置创建，以判定所述不同类型的半导体装置的温度变化特点所要求的合适的制冷时间段。

8.根据权利要求6所述的方法，还包括：

在将所述半导体装置安装于所述测试座之前喷射所述制冷液；以及

判定所述制冷液是否处于气态。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括：

使用温度传感器探测和存储第一类型半导体装置测试期间的所述第一类型半导体装置的温度变化特点，并向所述控制单元提供所述测量到的温度变化特点，其中所述控制步骤包括基于所述存储的温度变化特点为所述第一类型半导体装置的随后测试控制所述制冷液的喷射。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述控制步骤还包括控制所述喷射速率。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述控制步骤还包括制冷液的喷射时间段。

12.根据权利要求9所述的方法，其中所述控制步骤还包括所述制冷液中气体的比例。

13.根据权利要求9所述的方法，还包括：

在将所述半导体装置安装于所述测试座之前喷射所述制冷液；以及

判定所述制冷液是否处于气态。

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