테스트핸들러용 로딩장치 document_id A220623055380

테스트핸들러는 소정의 제조공정을 거쳐 제조된 반도체소자가 출하되기에 앞서 테스터에 의해 테스트되는 과정을 거칠 시에 반도체소자를 테스터에 공급하여 반도체소자가 테스터에 의해 테스트될 수 있도록 하고, 테스트가 종료된 반도체소자들은 테스트 결과에 따라 등급별로 분류하는 자동화 장비이다. 003c#테스트핸들러의 일반적인 구성 설명003e# 일반적으로 테스트핸들러는, 도1의 개념적인 평면도에 도시된 바와 같이, 다수의 캐리어보드(CB), 로딩장치(110), 소크챔버(120), 테스트챔버(130), 디소크챔버(140) 및 언로딩장치(150)를 구비하고 있다. 캐리어보드(CB, '테스트트레이'를 포함한다.)는 수십 내지 수백개의 반도체소자들이 행렬형태로 적재될 수 있도록 되어 있는데, 근자의 테스트핸들러는 반도체소자들을 캐리어보드(CB)에 적재시킨 상태에서 테스터로 공급한다. 이러한 캐리어보드(CB)는 로딩위치(LP), 소크챔버(120), 테스트챔버(130), 디소크챔버(140) 및 언로딩위치(UP)를 거쳐 로딩위치(LP)로 이어지는 일정한 순환경로(C)를 따라 반복적으로 순환된다. 그리고 로딩위치(LP)에서는 반도체소자들이 캐리어보드(CB)로 로딩(LOADING)되고 언로딩위치(UP)에서는 반도체소자들이 캐리어보드로(CB)부터 언로딩(UNLOADING)된다. 로딩장치(110)는 로딩플레이트(20)에 놓여진 고객트레이(CT)로부터 로딩위치(LP)에 있는 캐리어보드(CB)로 반도체소자를 로딩시키기 위해 마련된다. 그리고 본 발명은 이러한 로딩장치에 관계하는데 이에 대한 배경기술의 상세한 설명은 후술한다. 소크챔버(120)는 캐리어보드(CB)에 적재된 반도체소자를 테스트 조건에 따른 온도환경으로 예열/예냉시키기 위해 마련된다. 테스트챔버(130)는 캐리어보드(CB)에 적재된 반도체소자를 테스트 조건에 따른 온도환경으로 유지시키기 위해 마련되며, 이러한 테스트챔버(130) 내에 캐리어보드(CB)가 위치되었을 때 적재된 반도체소자들의 테스트가 진행된다. 디소크챔버(140)는 캐리어보드(CB)에 적재된 반도체소자들을 언로딩시키기에 앞서 제열/제냉시키기 위해 마련된다. 언로딩장치(150)는 언로딩위치(UP)에 있는 캐리어보드(CB)로부터 언로딩플레이트(30)에 놓여진 고객트레이(CT)로 반도체소자들을 언로딩시키기 위해 마련된다. 003c#로딩장치에 대한 배경기술 설명003e# 로딩장치는 반도체소자를 로딩플레이트 상에 놓여있는 고객트레이로부터 로딩위치에 있는 캐리어보드로 로딩시키기 위해 마련되는 것으로, 가장 간단하게는 픽앤플레이스장치만으로 구성될 수 있다. 참고로 픽앤플레이스장치는 반도체소자를 진공으로 흡착하거나 흡착을 해제할 수 있는 다수의 픽커들을 가지며, 그 사용목적에 따라 로더, 언로더, 소터 등으로 불리기도 한다. 또한, 고객트레이에 적재된 반도체소자들 간의 간격과 캐리어보드에 적재된 반도체소자들 간의 간격이 서로 다르기 때문에 로딩(반도체소자들을 고객트레이에서 캐리어보드로 이동시키는 것) 또는 언로딩(반도체소자들을 캐리어보드에서 고객트레이로 이동시키는 것)을 위한 픽앤플레이스장치는 파지한 반도체소자들 간의 간격을 조절할 수 있는 기능을 가지기도 한다. 이러한 픽앤플레이스장치와 관련된 기술로는 대한민국 등록특허공보 등록번호 10-0628553호(발명의 명칭 : 픽앤플레이스 장치) 등을 통해 이미 주지되어 있으므로 그 상세한 설명은 생략한다. 반도체소자가 등장한 이후 반도체소자의 수요는 지속적으로 증가하게 되었고, 그에 따라 테스트핸들러의 처리용량을 증가시키기 위한 기술들이 개발되고 제안되어져 왔는데, 그러한 기술들에는 로딩시간을 줄이기 위한 기술이 포함되어 있다. 로딩시간을 줄이기 위해 복수의 로딩용 픽앤플레이스장치를 구성시키는 것을 고려해볼 수 있으나, 픽앤플레이스장치의 동작영역 대부분이 서로 중첩될 수밖에는 없기 때문에 서로 간의 동작간섭을 해결해야 하는 문제점이 남는다. 물론 제어를 통해 복수의 픽앤플레이스장치 간의 동작간섭을 제거하는 것을 고려해볼 수도 있으나, 서로 독립적으로 복잡한 동작을 수행하는 픽앤플레이스장치들의 동작간섭을 제어하면서 로딩속도를 높여야 한다는 것은 사실상 불가능하다. 그러한 점을 해결하기 위해 본 발명의 출원인은 특허공개 10-2007-0077905호(발명의 명칭 : 테스트핸들러 및 테스트핸들러의 로딩방법)를 통해 공지된 기술(이하, '선행기술'이라 함)을 제안하였었다. 선행기술에 의하면, 고객트레이 측과 캐리어보드(선행기술에서는 '테스트트레이'로 정의됨) 측으로 왕복 이동이 가능한 기동형 로딩테이블을 두고, 고객트레이에서 기동형 로딩테이블로 반도체소자를 이동시키기 위한 제1픽앤플레이스장치(선행기술에서는 '제1픽킹장치'로 정의됨)와 기동형 로딩테이블에서 캐리어보드로 반도체소자를 이동시키기 위한 제2픽앤플레이스장치(선행기술에서는 '제2픽킹장치'로 정의됨)를 구성하여 역할을 분담시키고 있다. 위와 같은 선행기술에 의하면, 기동형 로딩테이블이 고객트레이 측과 테스트트레이 측을 왕복 이동할 수 있어서 복수의 픽앤플레이스장치(제1픽앤플레이스장치와 제2픽앤플레이스장치)의 역할을 분담시킬 수 있게 되어 서로의 동작반경을 중첩시키지 않도록 하는 기계적인 구성이 가능하게 되어 활발한 로딩작업 및 로딩속도의 향상을 꾀할 수 있게 되었다. 그러나 기동형 로딩테이블을 구성시키기 위해서는 장비의 생산단가가 상승되고, 공간확보에 따른 설계가 복잡해지고, 장비가 크기가 증가한다는 점이 있다. 한편, 고객트레이는 트랜스퍼장치(대한민국 등록특허 10-0706330호 참조)를 통해 로딩플레이트 상에 놓여 지거나 제거되는데, 도2의 참조도에 과장되게 도시된 바와 같이 고객트레이(CT)가 로딩플레이트(20) 상에 바르게 놓여 지지 못하고 비뚤어지게 놓여 지는 경우가 발생한다. 고객트레이(CT)가 로딩플레이트(20) 상에 바르게 놓여 지지 못하는 원인으로는 트랜스퍼장치(미도시)의 유격이 허락된 범위 내에서 고객트레이(CT)가 비뚤어진 상태로 파지되는 경우나 트랜스퍼장치에 의해 놓여 질 때의 기구적 간섭으로 인하여 고객트레이(CT)가 비뚤어지는 경우 등이 있다. 따라서 만일 고객트레이(CT)가 로딩플레이트(20) 상에 바르게 놓여 지지 못하는 경우에는, 도3의 참조도에서 과장되게 도시된 바와 같이, 반도체소자들이 픽앤플레이스장치의 개개의 픽커(p)에 흡착될 때, 반도체소자(d)들의 중심과 픽커(p)의 흡착중심이 달라질 뿐만 아니라 반도체소자(d)들이 비뚤어진 상태에서 픽커(p)에 흡착되어 진다. 이러한 상태로 픽앤플레이스장치가 반도체소자들을 파지한 후 캐리어보드로 적재시키게 되면, 반도체소자가 캐리어보드에 적절히 적재되지 못하여 반도체소자의 이탈, 반도체소자의 불량, 테스트불량 등을 초래하게 된다. 그리고, 반도체소자의 제조 후 고객트레이로의 적재과정 혹은 고객트레이의 운반과정, 고객트레이의 테스트핸들러로 삽입과정 등에서 여러 원인들에 의해 반도체소자들은 정위치를 벗어날 수 있다. 이 경우 정위치를 벗어난 반도체소자는 그 상태에서 픽앤플레이스장치에 흡착되게 되고, 새로이 정렬을 하지 않고 캐리어보드로 로딩이 될 경우 캐리어보드에 제대로 안착되지 않게 된다. 또한, 고객트레이에서 반도체소자를 흡착한 픽앤플레이스장치가 픽커들 간의 간격을 조절할 때, 충격에 의해 각 반도체소자들이 흔들려 정위치를 벗어날 수도 있다. 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 정렬블럭(특허공개 10-2007-0077905호 의 종래기술 부분 참조, '얼라인블럭'으로 정의됨)을 제안하게 되었다. 도4의 평면도에서 참조되는 바와 같이, 정렬블럭(40)은 로딩플레이트 상에 놓여 진 고객트레이(CT)와 로딩위치에 있는 캐리어보드(CB) 사이에 고정되게 마련되며, 다수의 적재부(41a, 42a)를 가진다. 이러한 적재부(41a, 42a)들은 도5(도4를 I-I선에서 잘라 A방향에서 본 단면도)에서 참조되는 바와 같이, 적재부(41a, 42a)를 이루는 벽들이 반도체소자들이 안착되는 바닥(B)보다 상측이 넓도록 경사지게 되어 있다. 즉, 적재부(41a, 42a)들 각각은 적재되는 반도체소자를 정렬시킬 수 있는 형상을 가지고 있어서 적재되는 반도체소자들이 비뚤어진 상태로 낙하되어도 정렬된 상태로 바닥(B)에 놓여 질 수 있게 되어 있는 것이다. 또한, 더 나아가 정렬블럭(40)은 정렬테이블부(41)와 버퍼테이블부(42)로 나뉠 수 있다. 정렬테이블부(41)는 반도체소자들이 적재되는 정렬부(41a)들-정렬부(41a)들은 다수의 적재부(41a, 42a)에 포함된다-을 가지며, 정렬부(41a)들 간의 간격은 적재되는 반도체소자들 간의 간격이 캐리어보드(CB)에 적재된 반도체소자들 간의 간격과 동일하게끔 되어 있다. 버퍼테이블부(42)는 반도체소자들이 적재되는 버퍼부(42a)들-버퍼부(42a)들은 다수의 적재부(41a, 42a)에 포함된다-을 가지며, 버퍼부(42a)들 간의 간격은 적재되는 반도체소자들 간의 간격이 고객트레이(CT)에 적재된 반도체소자들 간의 간격과 동일하게끔 되어 있다. 일반적으로 캐리어보드(CB)는 반도체소자가 적재될 수 있는 다수의 인서트를 행렬형태로 가지고 있으며, 테스터에는 그러한 행렬형태로 대응되게 다수의 테스트소켓이 행렬형태로 구비된다. 그리고 반도체소자는 인서트에 적재된 상태로 테스트소켓과 전기적으로 접촉이 이루어짐으로써 테스트된다. 따라서 캐리어보드(CB)의 인서트마다 그에 대응되는 테스트소켓이 있게 되는데, 임의의 테스트소켓에 접촉되어 테스트되는 반도체소자들이 연속해서 불량으로 판정되면 반도체소자 자체의 불량보다는 테스트소켓의 불량일 확률이 높기 때문에 해당 임의의 테스트소켓에 대응되는 인서트에는 반도체소자를 적재시키지 않도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위해 픽앤플레이스장치에 파지된 반도체소자들 중 로딩에 제외될 반도체소자를 상기한 버퍼테이블부(42)에 적재시키는 것이다. 설명된 바와 같이, 로딩플레이트(20) 상에 놓여있는 고객트레이(CT)와 로딩위치(LP)에 있는 캐리어보드(CB) 사이에 정렬블럭(40)이 구성된 경우에는 픽앤플레이스장치가 고객트레이로부터 반도체소자들을 파지한 후 정렬블럭(40)을 거쳐 반도체소자들을 정렬시킨 다음 캐리어보드(CB)로 로딩시키는 방법을 취하게 된다.