기능테스트

기능테스트(Functional Test)는 반도체 소자가 실제로 의도한 기능을 수행하는지 확인하느 테스트다. 예를 들어, 메모리 소자의 경우 데이터 저장과 읽기/쓰기 기능을 테스트한다.

반도체 테스트는 공정 Step 관점에서는 웨이퍼테스트, 패키지테스트, 모듈테스트로 구분할 수 있으며, 기능별로 구분할 경우 DC(Direct Current)/AC(Alternating Current)/Function/실장/신뢰성 테스트 등으로 나눌 수 있다.

상세

반도체 테스트는 기능 측면에서 볼때 DC 테스트, AC 테스트, 기능테스트 등 총 3개로 구별할 수 있다. DC 테스트는 전류를 DC로 인가하여 테스트의 결과가 전류 또는 전압으로 나타날 수 있는 항목을 평가한느테스트 항목이다. AC 테스트는 전류를 AC로 인가하여 AC 동작 특성, 예를 들어 제품의 입출력 스위칭 시간 등의 동적 특성을평가할 수 있다. 기능테스트는 제품의 각 기능을 동작시켜 정상 동작 여부를 확인하는 테스트이다. 예를 들어 메모리 반도체제품의 경우에는 메모리 셀의 정상 동작 여부와 메모리 주변 회로의 정상 동적 여부를 확인하게 된다.

DC Test

DC Test(혹은 DC Parametric Test)에서는 개별 Tr의 전기적 특성을 측정하는 EPM(Electrical Parameter Measurement)을 진행해 칩 내 개별 Tr들이 제대로 동작하는지 확인한다. 구체적으로는 구조물들이 Open 혹은 Short 되었는지, 단자 간 누설전류들이 발생하는지, 여러 가지 종류의 입력/출력 전압들이 Spec 한계 내 있는지 등을 기본적으로 점검한다.

예를 들어, 와이어(Wire)나 볼(Ball)이 들뜨거나 유실되었는지, 회로의 선이 서로 붙었는지 등 형태적인 불량 여부는 물론이고, 확산과 이온 주입 시의 농도 및 사용 가스의 종류 등 Fab과 Package 공정상의 치명적인 오류까지 전기적으로 검사하고 밝혀낼 수 있어야 한다. 물론 100% 확인해 내기는 힘들겠다.

즉, DC Test는 Tr을 형성하기 위해 수행된 공정상의 매개변수(Process Parameter)가 제대로 진행되었는지를 검토한 결과(Performance)라고 볼 수 있다. 따라서 DC 테스트 결과들은 Limit 값(한계치)이 있어 최대치 혹은 최소치가 규정되어 있다. 전(前)공정을 진행한 각 과정이 Spec-in으로 들어왔는지 여부를 측정한 결과와 미리 설정한 기준 모델을 비교해 차이가 있는지 확인하는 절차라고 볼 수 있다.

양산 단계에서 칩이 Spec-Out인 경우, 해당 칩은 Fail로 처리해 다이 본딩(Die Bonding) 시 배제한다. 그러나 개발 단계일 때는 해당 사항을 피드백(Feedback)해 공정/제품/Technology에 대한 개선 조치를 취한다(개발 단계에서는 Good Chip이든 Bad Chip이든 상관없이 사용된 Trial Wafer 자체를 Scrap시킴). 또한, 웨이퍼 측정 시 양산 단계일 때는 수율 때문에 TEG(Test Elements Group) 다이 대신 Scribe Line 내 TEG 영역을 만들어 테스트용 패턴(Pattern)으로 Tr/Diode/Capacitance/저항 등을 깔고 해당 부위를 측정한다.

Function Test / AC Test

Function Test에서는 칩의 패드에 여러 종류의 테스트용 패턴(혹은 Vector Data)을 인가해 제공된 Truth Table과 일치되는 결과를 도출하는지를 점검한다. 이는 단일 소자가 아닌 여러 소자(Column/Row 혹은 Block)를 한꺼번에 점검함으로써 간섭 현상이나 누설전류 등으로 인해 주변 Tr에 어떠한 영향을 끼치는지 등을 확인한다. 이러한 Function Test에서는 각 제품마다 조건에 맞는 테스트용 패턴을 사용하는데 이때 패턴은 '0'과 '1'을 이용해 다양하게 만들어 셀(Cell)에 쓰기/읽기를 반복한다.

AC Test는 시간 변수에 따른 입력이 주어졌을 때 Signal의 Set-up Time, Hold Time 등 Time 관련 사항을 주로 점검하고 제품의 동작 시간을 측정한다. 이를 통해 DRAM 단품 같은 경우, 속도별로 담아 놓는 통(Bin)을 마련해 분리해내는 Bin-Sorting을 한다.