비접촉 웨이퍼 테스트

Non-contact wafer testing

비접촉 웨이퍼 테스트는 반도체 장치 제작의 일반적인 단계로 IC 패키징 단계에서 집적회로(IC)의 결함을 조립하기 전에 감지하기 위해 사용됩니다.

기존(접촉) 웨이퍼 테스트

웨이퍼 위에 있는 동안 IC를 프로빙하려면 일반적으로 자동 테스트 장비(ATE)와 IC 사이에 접촉해야 합니다.이 접촉은 보통 일종의 기계 프로브를 사용하여 이루어집니다.기계 프로브 세트는 웨이퍼 프로버에 부착된 프로브 카드에 함께 배치되는 경우가 많습니다.웨이퍼에 있는 하나 이상의 IC에 있는 금속 패드가 프로브와 물리적으로 접촉할 때까지 웨이퍼 프로버가 웨이퍼를 들어 올립니다.첫 번째 프로브가 웨이퍼와 접촉한 후에는 다음 두 가지 이유로 일정량의 과다 이동이 필요합니다.

  • 모든 프로브가 접촉했는지 확인합니다(웨이퍼의 비평면성을 고려).
  • 패드의 얇은 산화층을 뚫다(금속 패드가 알루미늄인 경우)

시판되는 기계식 프로브에는 여러 종류가 있습니다.그 형상은 캔틸레버, 스프링 또는 멤브레인 형태일 수 있으며, 구부러지거나 스탬프로 찍히거나 마이크로 전기 시스템 처리에 의해 제작될 수 있습니다.

기계 프로브를 사용하면 다음과 같은 몇 가지 단점이 있습니다.

  • 기계 프로빙은 IC의[1] 프로브 패드 아래에 있는 회로를 손상시킬 수 있습니다.
  • 반복적인 프로빙은 IC의 프로브 패드를 손상시켜 IC의 추가 프로빙을 불가능하게 만들 수 있습니다.
  • 반복적인 접촉으로 프로브 카드가 손상되거나 웨이퍼와의[2] 접촉으로 생성된 이물질로 오염될 수 있습니다.
  • 프로브가 회로로 작용하여 테스트 결과에 영향을 미칩니다.이러한 이유로 웨이퍼 정렬에서 수행되는 테스트가 항상 동일할 수 없으며 포장[3] 완료 후 최종 장치 테스트에서 수행된 테스트와 동일한 범위를 가질 수 없습니다.
  • 프로브 패드는 일반적으로 IC의 둘레에 있기 때문에 IC는 곧 패드 제한을 받을 수 있습니다.패드 사이즈가 작아져, 보다 작고 정확한 프로브의 설계와 제조가 어려워집니다.

비접촉(무선) 웨이퍼 테스트

IC의 기계적 탐침에 대한 대안은 다양한 그룹(Slupsky,[4] [5]Moore, Scanmetrics,[6] Kuroda[7])에 의해 탐색되었습니다.이러한 방법에서는 작은 RF 안테나(RFID 태그와 비슷하지만 훨씬 작은 크기)를 사용하여 기계 프로브와 금속 프로브 패드를 모두 교환합니다.프로브 카드와 IC의 안테나가 올바르게 정렬되어 있는 경우, 프로브 카드의 송신기는 RF 통신을 통해 IC의 수신기에 무선으로 데이터를 송신할 수 있습니다.

이 방법에는 몇 가지 장점이 있습니다.

  • 회로, 패드, 프로브 카드는 파손되지 않는다.
  • 파편이 생성되지 않음
  • 프로브 패드는 더 이상 필요하지 않습니다(IC 주변).
  • 무선 프로브 포인트는 주변뿐만 아니라 IC 상의 어디에나 배치할 수 있습니다.
  • 프로브 포인트를 손상시키지 않고 반복 프로빙이 가능합니다.
  • 기계식 프로브보다 빠른 데이터 전송 속도가 가능
  • 웨이퍼 프로버는 프로브 위치에 힘을 가할 필요가 없습니다(기존 프로브에서는 수백 또는 수천 개의 프로브를 사용할 때 상당한 양의 힘이 될 수 있습니다).

레퍼런스

  1. ^ "Test & Measurement World". Probe-mark inspection.
  2. ^ "Test & Measurement World". Investigation Conquers Probe-Card Problems.
  3. ^ "StatsChipPac". Wafer Sort.
  4. ^ "Slupsky, Steven". Non-contact tester for electronic circuits.
  5. ^ "Moore, Brian". Wireless radio frequency technique design and method for testing of integrated circuits and wafers.
  6. ^ "Scanimetrics". Scanimetrics, Inc. provides non-contact test solutions to the semiconductor industry.
  7. ^ "Kuroda, Tadahiro". System debug method using a wireless communication interface.