KR20080113987A - 실시간으로 반도체 소자의 불량 여부를 검사할 수 있는고온 역바이어스 테스트 장비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 소자의 테스트 장비에 관한 것으로, 보다 구체적으로 반도체를 출하하기 전 반도체 소자에 고온의 역바이어스를 인가하여 반도체 소자의 성능 신뢰성을 테스트하기 위한 장비에 관한 것이다.

본 발명에 따른 고온 역바이어스 테스트 장비는 소정 주기마다 반도체 소자에 흐르는 누설 전류의 크기를 측정함으로써, 실시간으로 반도체 소자의 불량 여부를 판단할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 고온 역바이어스 테스트 장비는 다양한 테스트 이력을 포함하는 테스트 결과 신호를 통해 불량이 발생한 반도체 소자의 불량 발생 조건을 쉽게 알아볼 수 있다.

HTRB, 고온 역바이어스, 반도체 소자, 신뢰성

Description

실시간으로 반도체 소자의 불량 여부를 검사할 수 있는 고온 역바이어스 테스트 장비{High Temperature Reverse Bias Tester for monitoring defective semiconductor device in real-time}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 역바이어스 테스트 장비를 설명하는 기능 블록도를 도시하고 있다.

도 2는 반도체 소자의 테스트 결과를 사용자에 알려주기 위해 사용자 컴퓨터에 디스플레이된 인터페이스 화면의 일 예를 도시하고 있다

도 3은 각 반도체 소자에 대한 보다 구체적인 테스트 결과 이력을 사용자에 알려주기 위해 사용자 컴퓨터에 디스플레이된 인터페이스 화면의 일 예를 도시하고 있다.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

1: 사용자 컴퓨터 2: 제어부

3: 전원부 4: 테스트부

5: 오븐 6: 측정부

본 발명은 반도체 소자의 테스트 장비에 관한 것으로, 보다 구체적으로 반도체 소자를 출하하기 전 반도체 소자에 고온의 역바이어스를 인가하여 반도체 소자의 성능 신뢰성을 테스트하기 위한 장비에 관한 것이다.

반도체 소자의 제조 공정 중에 공기나 미세 먼지와 같은 작은 이물질이 반도체 소자에 첨가되는 경우, 반도체 소자는 올바른 기능을 수행하지 못하며 따라서 이러한 반도체 소자는 출하 전 불량 검사를 통해 불량품으로 분리되어 처리된다. 일반적으로 누설전류 검사는 전계효과트랜지스터(Field Effect Transistor), 트랜지스터, 다이오드 등과 같은 반도체 소자의 불량 여부를 판단하기 위한 중요한 특성 및 성능검사 중 하나이다.

반도체 소자에 흐르는 누설전류를 검사하기 위해, 실제 반도체 소자가 사용되는 조건보다 더욱 열악한 환경에서 반도체 소자에 흐르는 누설 전류를 검사하게 된다. 즉, 통상 150℃ 이상 고온의 오븐에서 반도체 소자에 열을 가하고, 열을 가한 상태에서 반도체 소자에 정격 전압보다 높은 역방향 바이어스 전압을 인가하여 반도체 소자에 누설 전류가 어느 정도 흐르는지 측정한다. 고온 상태에서 반도체 소자에 역바이어스 전압을 인가하여 누설 전류가 흐르는지 측정하는 테스트를 고온 역바이어스(High Temperature Reverse bias) 테스트라 하며 고온 역바이어스 테스트를 수행하기 위한 여러 테스트 장비들이 개발되고 있다.

고온 역바이어스 테스트 장비는 반도체 소자에 정해진 온도의 열을 가하기 위한 오븐을 구비하고 있으며, 반도체 소자마다 정해진 시간 동안 고온의 상태에서 반도체 소자에 역바이어스 전압을 인가하며, 최종적으로 반도체 소자에 누설전류가 흐르는지 측정하여 반도체 소자의 불량 여부를 검사한다.

통상적으로 반도체 소자를 검사하기 위해 고온 역바이어스 테스트 장비는 반도체 소자에 오랜 시간 동안 고온의 열과 높은 역바이어스 전압을 인가하여야 하며, 따라서 반도체 소자를 검사하는데 많은 시간과 비용이 소요된다. 그러나 종래 고온 역바이어스 테스트 장비는 반도체 소자의 검사 완료 후, 최종적으로 반도체 소자의 불량 여부를 사용자에 알려주기 때문에 사용자는 테스트 과정이 종료한 후에야 반도체 소자의 불량 여부를 알 수 있는 불편함이 있다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 목적은 고온 역바이어스 테스트 과정에서 테스트하고자 하는 반도체 소자에 흐르는 누설 전류를 소정 주기마다 반복하여 측정하고, 측정한 누설 전류에 기초하여 반도체 소자의 불량 여부를 사용자에 실시간으로 알려줄 수 있는 고온 역바이어스 테스트 장비를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은 복수의 오븐을 구비하고 있으며, 서로 다른 종류의 반도체 소자를 각각의 오븐에 분리하여 장착하고, 각 오븐에 장착된 반도체 소자들에 서로 다른 온도와 역바이어스 전압을 인가하여 다양한 반도체 소자를 동시에 테스트할 수 있는 테스트 장비를 제공하는 것이다.

위에서 설명한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 테스트 장비는 복수의 존(zone)으로 구분되어 있으며 복수의 존에 장착되어 있는 반도체 소자에 고온의 스트레스를 가하는 오븐, 복수의 존에 장착되어 있는 반도체 소자의 불량 여부를 테스트하기 위해 역바이어스 전압을 인가하는 테스트부, 인가된 역바이어스 전압에 따라 반도체 소자에서 흐르는 누설 전류를 측정하는 측정부 및 복수 존의 온도와 오븐에 장착되어 있는 반도체 소자에 인가되는 역바이어스 전압의 크기를 제어하며 측정한 누설 전류의 크기에 기초하여 소정 포맷의 테스트 결과 신호를 생성하여 사용자 컴퓨터로 출력하는 제어부를 포함하며,

제어부는 반도체 소자에 흐르는 누설 전류를 소정 주기마다 측정하여 테스트 결과 신호를 생성하고 생성한 테스트 결과 신호를 주기마다 사용자 컴퓨터로 실시간으로 출력하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참고로 본 발명에 따른 고온 역바이어스 테스트 장비를 보다 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고온 역바이어스 테스트 장비를 설명하는 기능 블록도를 도시하고 있다.

도 1을 참고하여 살펴보면, 고온 역바이어스 테스트 장비는 사용자 컴퓨터(1), 제어부(2), 전원부(3), 테스트부(4), 오븐(5) 및 측정부(6)를 구비하고 있다. 오븐(5)은 복수의 존(zone)으로 분리되어 있으며 복수의 존에는 다수의 테스트 보드들이 구비되어 있다. 다수의 테스트 보드들에는 테스트하기 위한 다수의 반도체 소자들이 장착된다.

사용자 컴퓨터(1)를 통해 복수의 존의 온도와 각 존의 테스트 보드에 장착되어 있는 반도체 소자에 인가할 역바이어스 전압의 크기를 설정하기 위한 사용자 명령이 입력된다. 입력된 사용자 명령에 따라 제어부(2)는 복수의 존의 온도를 개별 적으로 또는 통합하여 설정하기 위한 제1 제어신호를 생성하며 생성한 제1 제어신호를 테스트부(4)로 제공한다. 또한 제어부(2)는 입력된 사용자 명령에 따라 설정된 크기의 역바이어스 전압을 반도체 소자에 인가하기 위한 제2 제어신호를 생성하며 생성한 제2 제어신호를 테스트부(4)로 제공한다.

테스트부(4)는 전원부(3)로부터 전원을 제공받으며, 제1 제어신호에 따라 복수의 존 각각의 온도를 설정하기 위한 동작 전원을 각 존에 제공한다. 테스트부(4)는 제1 제어신호에 따라 각 존에 인가되는 동작 전원을 생성하기 위해 스위칭 동작으로 전원부의 전원을 펄스 폭 변조한다. 서로 다른 펄스 폭으로 변조된 동작 전원이 각 존에 인가되며 따라서 각 존의 온도를 서로 다르게 설정할 수 있다.

한편, 테스트부(4)는 전원부(3)의 전원을 제2 제어신호에 따라 펄스 폭 변조하여 각 존의 테스트 보드에 장착된 반도체 소자에 인가되는 역바이어스 전압을 생성하며 생성한 역바이어스 전압을 반도체 소자로 인가한다.

측정부(6)는 각 존의 테스트 보드에 장착된 복수의 반도체 소자에 흐르는 누설 전류의 크기 및 각 존의 실제 온도를 측정하고 측정한 누설 전류의 크기와 실제 온도를 제어부(2)에 제공한다.

제어부(2)는 측정한 누설 전류의 크기와 각 존의 실제 온도를 소정 포맷으로 테스트 결과 신호를 생성하고 생성한 테스트 결과 신호를 사용자 컴퓨터(1)로 제공한다. 바람직하게, 테스트 결과 신호에는 테스트 보드에 장착된 반도체 소자의 테스트 시간, 존의 온도, 반도체 소자에 인가된 역바이어스 전압의 크기, 반도체 소자에서 흐르는 누설 전류의 크기를 포함하는 것을 특징으로 한다. 제어부(2)는 반 도체 소자에 흐르는 누설 전류를 전체 테스트 설정시간 동안 소정 주기마다 측정하여 소정 주기마다 테스트 결과 신호를 생성하고 생성한 테스트 결과 신호를 소정 주기마다 사용자 컴퓨터로 실시간으로 출력한다. 따라서 사용자는 소정 주기마다 반복하여 출력되는 테스트 결과 신호에 기초하여 반도체 소자의 불량 여부를 즉시 확인할 수 있다.

도 2는 반도체 소자의 테스트 결과를 사용자에 알려주기 위해 사용자 컴퓨터에 디스플레이된 인터페이스 화면의 일 예를 도시하고 있으며 도 3은 각 반도체 소자에 대한 보다 구체적인 테스트 결과 이력을 사용자에 알려주기 위해 사용자 컴퓨터에 디스플레이된 인터페이스 화면의 일 예를 도시하고 있다.

도 2를 참고하여 살펴보면, 인터페이스 화면의 상측 좌편에는 전체 설정된 테스트 시간, 테스트 경과 시간 및 남은 테스트 시간이 디스플레이되며, 상측 우편에는 반도체 소자의 고온 역바이어스 테스트 진행 여부가 디스플레이된다. 인터페이스 화면의 중간에는 각 존별(zone1, zone2, zone3, zone4)/각 존의 테스트 보드별(card1, card2, card3, card4, card5) 불량이 발생한 반도체 소자의 수와 현재 진행 퍼센트율이 도시되어 있다. 인터페이스 화면의 하측에는 각 테스트 보드에 장착된 반도체 소자의 개별적인 테스트 진행 상태와 불량 발생 여부가 디스플레이된다.

한편, 도 3을 참고하여 살펴보면, 도 2에 도시되어 있는 인터페이스 화면의 하측에 디스플레이된 반도체 소자를 선택하는 경우, 선택한 반도체 소자의 테스트 진행 이력이 보다 구체적으로 디스플레이된다. 예를 들어, zone1/card4에서 불량 으로 검사된 5번 반도체 소자를 선택하는 경우, 반도체 소자 5번의 테스트 시간, zone1의 실제 온도, 인가된 역바이어스 전압의 크기 및 5번 반도체 소자에서 측정한 누설 전류의 크기가 불량이 발생할 때까지 주기별로 차례로 디스플레이된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명에 따른 고온 역바이어스 테스트 장비는 소정 주기마다 반도체 소자에 흐르는 누설 전류의 크기를 측정함으로써, 실시간으로 반도체 소자의 불량 여부를 판단할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 고온 역바이어스 테스트 장비는 다양한 테스트 이력을 포함하는 테스트 결과 신호를 통해 불량이 발생한 반도체 소자의 불량 발생 조건을 쉽게 알아볼 수 있다.

Claims (2)

1. 복수의 존(zone)으로 구분되어 있으며 상기 복수의 존에 장착되어 있는 반도체 소자에 고온의 스트레스를 가하는 오븐, 상기 복수의 존에 장착되어 있는 반도체 소자의 불량 여부를 테스트하기 위해 역바이어스 전압을 인가하는 테스트부, 상기 인가된 역바이어스 전압에 따라 반도체 소자에서 흐르는 누설 전류를 측정하는 측정부 및 상기 복수 존의 온도와 상기 오븐에 장착되어 있는 반도체 소자에 인가되는 역바이어스 전압의 크기를 제어하며 상기 측정한 누설 전류의 크기에 기초하여 소정 포맷의 테스트 결과 신호를 생성하여 사용자 컴퓨터로 출력하는 제어부를 포함하는 고온 역바이어스 테스트 장비에 있어서,

   상기 제어부는 반도체 소자에 흐르는 누설 전류를 소정 주기마다 측정하여 테스트 결과 신호를 생성하고 상기 생성한 테스트 결과 신호를 상기 소정 주기마다 사용자 컴퓨터로 실시간으로 출력하는 것을 특징으로 하는 고온 역바이어스 테스트 장비.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 테스트 결과 신호는

   상기 반도체 소자의 테스트 시간, 상기 복수 존의 온도, 상기 반도체 소자에 인가된 역바이어스 전압의 크기, 상기 반도체 소자에서 흐르는 누설 전류의 크기를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 역바이어스 테스트 장비.

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