웨이퍼 레벨 기능 검증

제품 사양과 특성을 기준으로 시험 장비를 선정하고, 웨이퍼 상태에서 또는 조립 완료 후의 조립품 상태에서 테스트 패턴을 적용하여 전기적 특성 및 동작 특성을 검사하여 양산성을 검증하고, 양품 여부를 판별할 수 있다.

 

핵심용어 :  웨이퍼 레벨 테스트, EBS(electrical die sort), Parametric test, Laser test, Multiprobr test, Probe station. Probe card, FMEA(failure mode effective analysis), 수율, DUT (device under test)

 

웨이퍼 레벨 기능 검증

 

DC parametric 테스트 (ET Test)

- 개별 소자(트랜지스터, 저항, 캐패시터, 다이오드)들의 특성 파라미터 test

 

웨이퍼 번인 (WBI) – wafer test 70도

- Wafer에 일정 온도의 열을 가한다음 전압을 가해 제품의 불량 요인을 발견

- 웨이퍼 상태에서 번인을 실행하는 웨이퍼 수준의 번인 공정 WLBI

 

BIST (Built in self test)

- 복잡함을 감소시킴으로 비용 절약

- 테스트 장비에 대한 의존도 감소

- 테스트 순환 주기를 감소

 

 표시 (Linking)

-  Data base를 통해 불량 칩에 대해 저장 및 식별

-  불량 칩은 packaging 공정을 진행할 필요 없다.

-  패키지 공정 진행 시 원, 부자재, 설비, 시간, 인원 등의 절감

 

 

웨이퍼 테스트 장비

 

테스터 (tester)

- 테스터는 칩 설계가 특정 디바이스에 맞게 되어있는지 전기적 특성을 프로그램하여 다량의 칩을 한 번에 검사할 수 있는 다중 채널을 구현

- 측정하고자 하는 신호들을 웨이퍼 칩에 인가하여 출력되는 신호를 측정하여 양품인지 불량인지 판별하는 장치

 

프로브 스테이션 (probe station)

- 프로브 카드의 마이크로 프로브 팁이 웨이퍼의 칩 패드를 접촉할 수 있게 자동정렬 해주는 장치

- 주 검사 장치의 테스트 헤드와 프로브 카드, DUT가 서로 연결되도록 하는 장치

- 웨이퍼를 보관하는 카셋트 캐리어

 

프로브스테이션

 프로브 카드 (probe card)

- 프로브 카드는 test에서 나온 신호를 wafer위의 다량의 칩에 전달해 주고 전기적 검사를 해주는 장치

- 팁이 접촉한 자국 : scrub matk

 

 

생산 라인 테스트 프로세스

- 양품 판정을 위한 세부적인 테스트에 필요한 절차

- 전기적 특성인 파라메트릭(parametric) 테스트를 실시

 

1.     DC Test

전압 또는 전류가 측정될 때 합격/불합격 결과는 측정값에 기초한다.

2.     AC Test

디바이스가 모든 동작 시간과 관련된 타이밍 규격을 만족하는가 검사한다.

3.     기능(function) Test

디바이스가 논리적 연산 기능들을 제대로 수행하는가 검사하는 테스트

 

* 불합격 판정을 받을 경우 스크랩(scrap)처리

 

수율

- 투입량 대비 완성된 양품의 비율

- 반도체 수율은 제조 단계에 따라 FAB 수율, Test 수율, 조립 수율, 실장 수율

- 이 4가지 수율을 곱하면 전체(CUM)수율 (수율이 누적되어 전체 수율)

 

웨이퍼 직경의 증가 → 생산 효율성 증진

 

파라메트릭 테스트 결과 산포 파악

1.     웨이퍼별 산포파악

2.     LOT 산포 파악

 

산포도 분석

- 산포의 문제는 테스트 제품들이 모두 성능 기준 대비 성능을 만족하고 있지만 분포를 확인해 보니 대 물량 양산 상황에서 수율이 떨어질 수 있는 상황

- 불량 시료의 수량에 대한 정밀한 분석 필요