2024. 12. 30. 16:03ㆍ반도체 후공정
| 온도별 테스트 | 속도별 테스트 | 동작별 테스트 |
| Hot test | Core test | DC test |
| Cold test | Speed test | AC test |
| Room test | Function test |
1. 반도체 테스트의 종류
(1) 형태별 테스트
- 웨이퍼 테스트
- 패키지 테스트
(2) 온도별 테스트 ( 각 온도에서 정상작동 여부 + 온도 마진 시험 )
- 고온 : spec상 최대온도의 10%이상 인가
- 저온 : 최저온도보다 10% 이하
- 상온 : 25도
(3) 속도별 테스트
- 코어 테스트 : 본래 목적한 동작을 잘 수행하는지
(ex) 메모리 반도체 : 정보 저장하는 셀에서 저장이 잘되는지 평가 및 검증
- 스피드 테스트
(4) 동작별 테스트
- DC 테스트 : 전류를 DC로 인가 ( IV로 나타날 수 있는 항목 평가 )
- AC 테스트 : 전류를 AC로 인가 ( AC 동작특성 평가 - 스위칭 시간 )
- 기능 테스트 : 정상동작 여부
2. 웨이퍼 테스트 ( EPM --> 웨이퍼 번인 --> 테스트 --> 리페어 --> 테스트 )
** Probe Card (프루브 카드)
- 웨이퍼 형태일 경우에 전기적 연결을 위해 필요 ( 패키징 완료 제품 : 솔더볼 有 )
- 웨이퍼 패드와 물리적 연결을 위해 수많은 탐침이 카드위에 형성
- 탐침 형태에 따른 종류 : 바늘형 (꺾여있음) / 수직형 (수직)
- 양산에서는 수직형 많이 이용 + 2~3번 접촉으로 모든 칩 테스트 될 수 있도록 구성
(1) EPM ( Electrical Parameter Monitoring )
: 제품 단위 소자의 전기적 특성 평가 분석 --> 웨이퍼 제작 공정에 피드백 ( 불량 찾기 X )
- 설계/소자 부서에서 제시한 제품의 특성 만족하는지 검사 : 트랜지스터 특성, 접촉 저항 등
- 소자의 전기적 특성을 통해 DC parameter 추출 + 단위 소자의 특성 모니터링 가능
(2) Wafer burn in ( 웨이퍼 번인 )
: 제품이 가진 잠재적 불량을 유도하여 초기 불량을 미리 선별하기 위한 과정
( 제품을 바로 고객에게 줄 경우 초기 불량에 의한 불만 발생 가능성 )
웨이퍼 상태의 제품에 온도와 전압을 인가 (스트레스 인가)
--> 초기 불량 기간에 나타날 수 있는 불량 드러나게 함
1) 초기불량 : 제품 제조상 불량
2) 사용 수명 기간 불량 : 불량률 감소
3) 마모불량 : 수명이 다하면 불량률 증가
(3) 테스트 : 웨이퍼 레벨에서 칩의 전기적 특성을 검사
- 불량칩 사전 검출 ( 패키지/실장에서 발생할 불량 미리 선별 )
- 웨이퍼 레벨 불량 원인 분석 & 제조공정 피드백
- 웨이퍼 레벨 분석 --> 소자/설계 피드백
- 불량인 셀 일부는 리페어를 통해 여분의 셀로 대체 가능
(4) 리페어 ( 불량 셀을 여분의 셀로 대체하는 리페어 알고리즘에 의해 수행 )
--> 여분의 셀을 줄/열 단위로 미리 만들어 놓은 뒤,
불량 파트를 단선시키고 여분 파트를 연결하는 과정
- 양품인 칩이 증가하고, 수율이 증가
- 여분의 셀을 만듬 : 공간을 차지하고, 칩 크기 증가
∴ 공정 능력을 고려하여 수율 증가를 최대화할 수 있는 수준의 여분 셀을 제작
( ex. 공정 능력 좋다면 여분의 셀 적게 )
- 형태에 따른 분류 : 열 (Column) 단위 리페어/ 줄 (Raw) 단위 리페어
- 연결 끊는 방식에 따른 분류
1) 레이저 리페어 : 레이저 배선을 태워 불량 셀 연결을 끊음
( 칩 외부에서 물리적 인가 )
외부에서 배선에 레이저 쏠 수 있도록 배선 노출 되어야함
--> 패드 주변에 칩의 보호층이 벗겨진 영역 제작
패키지 테스트 공정 X ( 패키지공정 이후엔 칩 표면이 덮힘 )
웨이퍼 테스트 공정 O
2) e-퓨즈 리페어 : 회로적으로 배선에 높은 전압/전류를 인가해 배선을 끊음
보호층 벗겨진 영역 만들 필요 X
패키지 테스트 공정 O
웨이퍼 테스트 공정 O
3. 패키지 테스트
- 웨이퍼 테스트상 양품 판정된 칩에 대해 패키지 테스트 진행, 이후 한번 더 패키지 테스트 진행
- 원하는 테스트 충분히 가능
( 웨이퍼 테스트 : 동시에 여러 칩을 테스트 한다는 점에서 테스트 장비의 성능 한계문제 발생 )
- 웨이퍼 테스트시 양품인 제품이 패키지 공정상 이슈로 불량 발생 가능
- 패키지의 핀( 솔더볼 )이 아래로 가도록 소켓에 넣음 : 소켓의 핀 - 솔더볼 접촉
이후, 소켓을 패키지 테스트 보드에 장착하고 테스트
(1) TDBI ( Test During Burn in ) : 패키지 제작후 실시하는 번인
(2) 테스트
- 데이터 시트에 정의된 동작이 사용자 환경에서 정상적 작동하는지 판단
- 온도 코너 테스트
--> 제품에 AC/DC 인자 약점, 셀 & 페리영역상 고객 요구동작이 스펙 만족하는지 검증
(3) Visual 검사 (외관)
고객 출하전 최종적인 외관 불량도 선별
보디 : 균열 / 마킹 오류 / 트레이에 잘못 담은 것 선별
솔더 볼 : 볼눌림 / 볼이 없는 것 선별
출처 : 반도체의 부가가치를 올리는 패키지와 테스트 (서민석 저) , SK hynix newsroom
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