KR100742214B1 - 반도체 소자 테스트용 핸들러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 소자 테스트용 핸들러에 관한 것으로, 본 발명의 핸들러는, 본체와; 상기 본체의 일면에 소정의 크기를 갖도록 형성되는 윈도우와; 상기 윈도우의 크기보다 작은 크기를 가지며, 상기 윈도우에 장착되는 테스트헤드와; 상기 테스트헤드의 적어도 하나의 변부에 결합되어 상기 테스트헤드의 크기를 상기 윈도우의 크기와 상응하는 크기로 변환시키며, 상기 테스트헤드와 함께 상기 윈도우에 장착되어 윈도우의 일부분을 폐쇄하는 적어도 1개의 커버플레이트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따르면, 상기 커버플레이트가 테스트헤드와 함께 일체화되어 테스트헤드의 크기를 윈도우의 크기와 상응하는 크기로 변환시키므로, 테스트부의 구조를 변경하지 않고 간단하게 다른 크기 및/또는 다른 수의 소켓을 갖는 테스트헤드를 적용하여 테스트를 수행할 수 있게 된다.

핸들러, 테스트 트레이, 테스트헤드, 하이픽스 보드, 윈도우, 커버플레이트

Description

반도체 소자 테스트용 핸들러{Handler for Testing Semiconductors}

도 1은 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트용 핸들러의 일 실시예의 구성을 개략적으로 나타낸 측면도

도 2는 도 1의 핸들러의 후면에서 본 후면도

도 3은 도 1의 핸들러에 적용된 기준 테스트헤드의 일 실시예의 정면도

도 4는 도 1에 핸들러에 적용되는 다른 테스트헤드 및 커버플레이트의 일 실시예를 나타내는 정면도

도 5는 도 1의 핸들러에 적용되는 테스트 트레이의 일 실시예를 나타낸 정면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 본체 2 : 로딩스택커

3 : 언로딩스택커 4 : 익스체인저부

5 : 픽커 6 : 챔버부

7 : 테스트헤드 8 : 마운트보드

10 : 테스트헤드 11 : 소켓

61 : 예열챔버 62 : 테스트챔버

63 : 제열챔버 64 : 콘택트푸쉬유닛

65 : 윈도우 T : 테스트 트레이

C : 캐리어

본 발명은 반도체 소자를 테스트하는데 사용하는 핸들러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 테스트부에 다양한 크기의 테스트헤드를 적용하여 원하는 수의 반도체 소자를 용이하게 테스트할 수 있는 반도체 소자 테스트용 핸들러에 관한 것이다.

일반적으로, 메모리 혹은 비메모리 반도체 소자 및 이들을 적절히 하나의 기판상에 회로적으로 구성한 모듈 아이씨(Module IC)들은 생산 후 여러 가지 테스트과정을 거친 후 출하되는데, 핸들러라 함은 상기와 같은 반도체 소자 및 모듈 아이씨 등을 자동으로 외부의 테스트장치에 전기적으로 접속하여 테스트하는데 사용되고 있는 장치를 말한다.

통상, 이러한 핸들러 중 많은 것들이 상온 상태에서의 일반적인 성능 테스트 뿐만 아니라, 밀폐된 챔버 내에서 전열히터 및 액화질소 분사시스템을 통해 고온 및 저온의 극한 상태의 환경을 조성하여, 반도체 소자 및 모듈 아이씨 등이 이러한 극한 온도 조건에서도 정상적인 기능을 수행할 수 있는가를 테스트하는 고온테스트 및 저온 테스트도 수행할 수 있도록 되어 있다.

본 출원인에 의해 출원되어 등록된 대한민국 등록특허공보 10-0384622호 (2003년 05월 22일 공고)에는 핸들러의 전체적인 크기와 구조적 복잡성을 증대시키지 않으면서 테스트 사이트를 복수개로 구성하여 단시간내에 많은 양의 반도체 소자들을 효율적으로 테스트할 수 있도록 한 반도체 소자 테스트용 핸들러가 개시되어 있다.

상기 핸들러의 챔버부는 반도체 소자를 소정의 온도로 예열 및 예냉시키는 예열챔버와, 테스트를 수행하는 테스트챔버와, 반도체 소자를 상온으로 되돌리는 디프로스팅챔버가 수평하게 배열됨과 더불어, 테스트챔버에 2개의 테스트헤드가 상하로 복층으로 구성됨으로써 기존의 메모리 핸들러보다 2배 이상 많은 수의 반도체 소자를 한번에 테스트할 수 있도록 구성되어 있다.

즉, 기존의 메모리 핸들러는 테스트챔버에 복수개의 테스트소켓을 구비한 하나의 테스트헤드가 장착되어 테스트를 수행하도록 되어 있으므로, 상기 테스트헤드에 하나의 테스트 트레이가 대응하여 접속된다.

반면에, 상기 본 출원인에 의해 개발된 종래의 핸들러는 테스트챔버에 2개의 테스트헤드가 장착될 수 있으므로, 각각의 테스트헤드에 한번에 2개의 테스트 트레이를 접속시킬 수 있고, 따라서 기존보다 2배 많은 수의 반도체 소자를 테스트할 수 있게 되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 핸들러는 다음과 같은 문제가 있다.

핸들러의 테스트헤드는 반도체 소자의 전기적 성능 등을 테스트하는 테스터와 전기적으로 연결되어 전기적 신호를 송,수신하는 일종의 인터페이스 장치로, 테스트시 핸들러의 테스트부에 장착되고, 테스트가 종료되면 분리된다. 테스트헤드는 일명 하이픽스보드(Hi-Fix Board)라 하며, 다수개의 소켓이 가로와 세로로 행렬(m × n)을 이루며 배열된다.

통상적으로 반도체 소자 생산업체에서는 하나의 핸들러에 여러가지 갯수의 테스트소켓을 갖는 테스트헤드를 장착하여 테스트를 수행하기를 원한다.

예를 들어, 반도체 소자 생산업체에서는 향후 테스터의 처리 속도 향상 등을 고려하여 하나의 테스트헤드에 128개(8 × 16 행렬)의 테스트소켓이 형성된 것('128para 테스트헤드'라고 함)을 상하로 2개 장착할 것을 예상하여 핸들러를 구성하도록 요구하나, 현재로서는 64개(4 × 16 행렬)의 테스트소켓을 갖는 테스트헤드('64para 테스트헤드'하고 함)를 한개 또는 복수개 장착하여 사용할 것을 요구하게 된다. 따라서, 하나의 핸들러가 64para 테스트헤드와 128para 테스트헤드를 모두 적용할 수 있는 호환성을 갖도록 요구된다.

또한, 테스트하는 반도체 소자의 종류에 따라 테스트 소켓 간 피치가 달라지게 된다. 이에 따라 테스트 트레이의 캐리어 간 피치도 그에 상응하여 달라져야 하는 바, 하나의 핸들러에서 다양한 캐리어 피치를 적용할 수 있어야 한다.

하지만, 종래의 핸들러는 테스트부의 크기가 일정하게 정해져 있으므로 64para 테스트헤드와 128para 테스트헤드에 대한 호환성을 갖지 못하며, 하나의 캐리어 피치에만 대응하여 테스트를 수행할 수 밖에 없는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 하나의 핸들러에 여러가지 갯수와 피치의 테스트소켓을 갖는 테스트보드를 선택적 으로 장착하여 테스트할 수 있도록 하여 핸들러의 호환성을 향상시킨 반도체 소자 테스트 핸들러를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 본체와; 상기 본체의 일면에 소정의 크기를 갖도록 형성되는 윈도우와; 상기 윈도우의 크기보다 작은 크기를 가지며, 상기 윈도우에 장착되는 테스트헤드와; 상기 테스트헤드의 적어도 하나의 변부에 결합되어 상기 테스트헤드의 크기를 상기 윈도우의 크기와 상응하는 크기로 변환시키며, 상기 테스트헤드와 함께 상기 윈도우에 장착되어 윈도우의 일부분을 폐쇄하는 적어도 1개의 커버플레이트를 포함하여 구성된 반도체 소자 테스트용 핸들러를 제공한다.

이와 같은 본 발명에 따르면, 상기 커버플레이트가 테스트헤드와 함께 일체화되어 테스트헤드의 크기를 윈도우의 크기와 상응하는 크기로 변환시키므로, 테스트부의 구조를 변경하지 않고 간단하게 다른 크기 및/또는 다른 수의 소켓을 갖는 테스트헤드를 적용하여 테스트를 수행할 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트용 핸들러의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 핸들러는 본체(1)의 전방에 설치되는 로딩스택커(2) 및 언로딩스택커(3)와, 상기 로딩스택커(2)로부터 반송된 반도체 소자가 장착되는 테스트 트레이(T)가 수평 상태로 놓여져 대기하는 익스체인저부(4)와, 반도체 소자들을 상기 로딩스택커(2)와 언로딩스택커(3) 및 익스체인저부 (4)로 반송하여 주는 픽커(5)와, 상기 익스체인저부(4)로부터 반송된 테스트 트레이(T)가 직립 상태로 이동하면서 테스트가 이루어지는 챔버부(6)와, 상기 챔버부(6)의 후방부에 분리 가능하게 장착되며 반도체 소자들이 전기적으로 접속되며, 테스트가 이루어지는 테스트헤드(10)로 구성된다.

상기 테스트헤드(10)에는 반도체 소자들이 전기적으로 접속되는 복수개의 소켓(11)들이 소정의 행렬을 이루며 배열된다. 상기 테스트헤드(10)는 반도체 소자의 전기적 성능 등을 분석하고 판정하는 테스터(7)와 전기적으로 연결되어 전기적 신호를 송,수신하며 테스트를 수행한다.

상기 로딩스택커(2)에는 테스트할 반도체 소자들이 수납된 복수개의 커스터머트레이(CT)(customer tray)들이 적층된다. 그리고, 언로딩스택커(3)에는 비어 있는 상태의 커스터머트레이(CT)들이 상하로 적층되어 상기 테스트 트레이(T)로부터 반송되는 테스트 완료된 반도체 소자들을 테스트 결과에 따라 분류 수납하게 된다.

상기 픽커(5)는 본체(1)의 상측에 X-Y-Z방향으로 이동 가능하도록 구성되며, 진공압의 의해 반도체 소자를 흡착하여 원하는 위치로 반송하는 기능을 수행한다.

상기 테스트 트레이(T)는 내열성의 금속 재질로 이루어지며, 반도체 소자들을 해제 가능하게 고정할 수 있는 복수개의 캐리어(C)들을 구비한다. 여기서, 상기 캐리어(C)는 상기 테스트헤드(10)에 배열된 소켓(11)과 대응하는 피치와 개수로 형성된다.

도 2에 도시된 것과 같이, 상기 챔버부(6)는 반도체 소자를 소정의 온도 상태로 가열 또는 냉각시키는 예열챔버(61)와, 상기 테스트헤드(10)가 결합되어 테스 트를 수행하는 테스트챔버(62)와, 테스트 완료 후 상기 예열챔버(61)와는 반대의 열적 스트레스를 가하여 반도체 소자를 다시 상온 상태로 복귀시키는 제열챔버(63)로 이루어진다.

상기 예열챔버(61)와 테스트챔버(62) 및 제열챔버(63)는 일측으로 나란하게 구성되며, 각각 상하 복층으로 구성되어 한번에 2개의 테스트 트레이(T)를 취급하여 테스트할 수 있도로 되어 있다.

상기 테스트챔버(62)의 후방면에는 소정 크기로 된 2개의 윈도우(65)가 챔버 외부로 각각 개방되게 형성된다. 상기 각각의 윈도우(65)에는 테스트챔버(62)의 외측에서 테스트헤드(10)들이 결합된다. 그리고, 상기 각 윈도우(65)의 내측에는 테스트 트레이(T)의 캐리어(C)를 가압함으로써 반도체 소자를 테스트헤드(10)의 소켓(11)에 소정의 힘으로 접속시키는 콘택트푸쉬유닛(64)들이 전후방향으로 이동 가능하게 설치된다.

상기 각각의 윈도우(65)들은 (m × n ) 행렬(여기서 m,n은 0보다 큰 정수임)로 소켓(11)들이 배열된 소정 크기의 기준 테스트헤드(10)(이하 이를 '기준 테스트헤드'라고 명하여 설명한다.)와 거의 일치하는 크기를 갖도록 형성된다.

예를 들어, 상기 윈도우(65)들은 도 3에 도시된 것과 같이, 소켓(11)들이 8 × 16 행렬(128para)로 배열된 테스트헤드(10)를 기준으로 하여 이 테스트헤드(10)와 상응하는 크기로 형성될 수 있다.

따라서, 상기 기준 테스트헤드(10)가 상기 윈도우(65)에 결합될 경우, 윈도우(65)의 전(全) 영역이 기준 테스트헤드(10)에 의해 완전히 폐쇄된다.

하지만, 상기 기준 테스트헤드(10)에 구비된 소켓(11)보다 작은 수의 소켓(11)을 구비하는 테스트헤드를 사용하여 테스트를 수행하고자 할 경우, 즉, 반도체 소자들이 접속되는 소켓이 [(m-a) × n] 행렬 또는 [m × (n-b)] 행렬 또는 [(m-a) × (n-b)] 행렬(여기서 a와 b는 0보다 큰 중 정수임) 중 어느 하나의 행렬로 배열된 테스트헤드를 사용하고자 할 경우에는 테스트헤드의 크기가 상기 기준 테스트헤드(10)보다 작아지게 된다.

따라서, 이러한 테스트헤드를 윈도우(65)에 장착하게 되면, 윈도우(65)가 완전 폐쇄되지 않고 남는 영역이 발생하게 된다. 이와 같이 윈도우(65)에 개방된 영역이 존재하게 되면, 이 개방된 영역을 통해 공기가 유동하게 되므로 테스트챔버(62)에서 정확한 온도 테스트를 수행할 수 없게 되고, 고온 또는 저온의 유체가 외부로 유출되어 안정상에도 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명의 핸들러는 상기 기준 테스트헤드(10)보다 작은 크기의 테스트헤드를 적용하여 테스트를 수행하고자 할 경우, 도 4에 도시된 것과 같이, 테스트헤드(10)의 적어도 하나 이상의 변부에 소정 크기의 커버플레이트(20)를 결합시킴으로써 상기한 개방된 영역을 완전히 폐쇄시키는 구조를 갖는다.

상기 테스트헤드(10)의 변부에 결합되는 커버플레이트(20)는 테스트헤드(10)와 함께 윈도우(65)를 완전히 폐쇄시킬 수 있는 면적을 갖는다. 즉, 테스트헤드(10)에 커버플레이트(20)가 결합되었을 때, 테스트헤드(10) 및 커버플레이트(20)에 의해 형성되는 가로 및 세로 크기는 윈도우(65)의 가로 및 세로 크기와 거의 동일하다.

예를 들어, [(m-a) × n] 행렬의 소켓 배열을 갖는 테스트헤드(10)를 사용할 경우, 기준 테스트헤드보다 가로열의 수가 줄어들기 때문에 테스트헤드(10)는 세로변의 길이가 더 작게 된다. 따라서, 이 경우, 테스트헤드(10)의 상단부 및/또는 하단부에 커버플레이트(20)를 결합시켜 줄어든 만큼의 면적을 확보하게 된다.

또한, [m × (n-b)] 행렬의 소켓 배열을 갖는 테스트헤드(10)를 사용할 경우, 기준 테스트헤드(10)보다 세로열의 수가 줄어들기 때문에 테스트헤드(10)는 가로변의 길이가 더 작게 된다. 따라서, 이 경우, 테스트헤드(10)의 일측 변부 또는 양측 변부에 커버플레이트(20)를 결합시켜 줄어든 만큼의 면적을 확보하게 된다.

또한, 소켓 배열이 가로열과 세로열 모두 줄어드는 경우에는, 테스트헤드(10)의 측면부와 상,하단부에 선택적으로 커버플레이트(20)를 결합시켜 줄어드는 만큼의 면적을 확보하면 된다.

상기 커버플레이트(20)는 여러 가지 재질로 이루어질 수 있으나, 테스트챔버(62)의 내부와 외부 간에 열전달이 일어나지 않도록 단열성 재질로 된 것이 바람직하다.

도 3과 도 4에서 미설명부호 8은 상기 테스트헤드(10) 및/또는 커버플레이트(20)들이 고정되어 지지되는 마운트보드로서, 상기 마운트보드(8)는 챔버부(6)의 후방면에 마련된 별도의 고정수단(미도시)에 의해 고정되면서, 테스트헤드(10)들과 커버플레이트(20)를 챔버부(6)에 고정시키는 기능을 하게 된다.

한편, 상기 테스트 트레이(T)는 윈도우(65)에 결합되는 테스트헤드(10)의 크기에 상관없이 그 크기가 일정한 것이 바람직하다. 왜냐하면, 챔버부(6)의 후방에 는 테스트 트레이(T)의 상단부 및 하단부를 지지하면서 테스트 트레이(T)의 이동을 안내하는 가이드레일(67)들이 설치되는데, 테스트 트레이(T)의 크기가 가변되면 이 가이드레일(67)들의 위치 또한 가변되어야 한다. 이와 같이, 테스트 트레이(T)의 크기에 따라 가이드레일(67)의 위치를 가변하게 되면, 챔버부(6)의 구성이 매우 복잡하게 된다.

따라서, 테스트 트레이(T)의 크기는 윈도우(65)에 장착되는 테스트헤드(10)의 크기에 상관없이 그 크기가 일정한 것이 바람직하다. 다만, 테스트 트레이(T)에 장착되는 캐리어(C)는 윈도우(65)에 장착되는 소켓(11) 배열과 상응하도록 배열되는 것이 바람직하다.

예를 들어, 도 5에 도시된 것과 같이, 테스트헤드(10)의 소켓이 기준 테스트헤드(10)의 소켓보다 가로열이 a개 줄어든 경우, 테스트 트레이(T)의 상측 또는 하측은 상기 줄어든 영역만큼 캐리어(C)가 없는 편평면(Te) 또는 개방면으로 이루어지고, 다른 일측, 즉 하측 또는 상측은 테스트헤드(10)의 소켓(11) 배열과 대응하는 배열로 캐리어(C)들이 배열된다.

한편, 상기 테스트헤드(10)는 소켓(11)의 배열(행렬수)에 따라 그 크기가 가변될 수도 있으나, 테스트헤드(10)에 장착되는 소켓(11)의 배열(행렬수)는 동일하나 소켓 간의 피치(pitch)가 가변되는 경우에도 그 크기가 가변될 수 있다. 따라서, 이 경우에도 전술한 것과 마찬가지로 테스트헤드(10)의 변부에 커버플레이트(20)를 부착함으로써 윈도우(65)의 크기에 맞게 테스트헤드(10)의 크기를 가변시킬 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 테스트헤드에 장착되는 소켓의 배열(행렬수) 또는 피치 가변에 따라 테스트헤드의 크기가 가변되더라도, 테스트헤드의 변부에 커버플레이트를 선택적으로 부착시킴으로써 윈도우의 크기에 맞게 테스트헤드의 크기를 가변시킬 수 있다.

따라서, 핸들러의 테스트부에 구조적 변경을 가하지 않고, 하나의 핸들러로 여러가지 다양한 소켓 배열과 피치를 갖는 테스트헤드를 장착하여 테스트를 수행할 수 있게 되므로, 핸들러의 호환성이 향상되는 이점을 얻게 된다.

Claims (7)

1. 본체와;

   상기 본체의 일면에 소정의 크기를 갖도록 형성되는 윈도우와;

   상기 윈도우의 크기보다 작은 크기를 가지며, 상기 윈도우에 장착되는 테스트헤드와;

   상기 테스트헤드의 적어도 하나의 변부에 결합되어 상기 테스트헤드의 크기를 상기 윈도우의 크기와 상응하는 크기로 변환시키며, 상기 테스트헤드와 함께 상기 윈도우에 장착되어 윈도우의 일부분을 폐쇄하는 적어도 1개의 커버플레이트를 포함하여 구성된 반도체 소자 테스트용 핸들러.
2. 제 1항에 있어서, 상기 윈도우는 소켓이 (m × n) 행렬(여기서, m, n은 0보다 큰 정수)로 배열된 기준 테스트헤드의 크기와 대응하는 크기를 가지며;

   상기 테스트헤드는 상기 기준 테스트헤드에 배열된 소켓보다 적은 수의 소켓을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 핸들러.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 커버플레이트는 상기 테스트헤드의 양측면 변부에 결합되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 핸들러.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 커버플레이트는 상기 테스트헤드의 상단 부와 하단부 중 적어도 어느 하나에 결합되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 핸들러.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 커버플레이트는 단열성 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 핸들러.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 테스트될 반도체 소자가 해제가능하게 장착되는 복수개의 캐리어를 구비하며 상기 윈도우에 위치되는 테스트 트레이를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 핸들러.
7. 제 6항에 있어서, 상기 테스트 트레이는 상기 윈도우와 상응하는 크기를 가지며, 상기 테스트 트레이의 캐리어는 상기 테스트헤드에 배열된 소켓과 일대일로 대응하도록 배열되고, 상기 테스트 트레이의 영역 중 상기 커버플레이트와 대응하는 영역은 캐리어가 없는 편평면 또는 개방면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트용 핸들러.

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