KR20090068623A - 반도체 소자 테스트 방법 및 그 장치, 적정 스트레스 전압검출 방법 - Google Patents

Abstract

반도체 소자 테스트 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 소자의 전기적 테스트 공정에서 적정 스트레스 전압(stress voltage)을 검출하여 수율을 향상시킬 수 있는 반도체 소자 테스트 방법에 관한 것이다.

본 발명의 반도체 소자 테스트 방법은, DUT의 전기적 특성을 테스트하는 데 인가되는 적정 스트레스 전압을 검출하는 1 단계; 상기 적정 스트레스 전압을 사용하여 DUT의 전기적 특성을 테스트 하는 2 단계; 및 조기 결함이 있다고 판단되는 DUT를 스크랩하는 3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 반도체 소자 테스트 방법에 의하면, 종래 일률적으로 VDD MAX+10 %의 값을 스트레스 전압으로 하여 반도체 소자의 전기적 특성을 테스트 하는 것과는 달리 적정 스트레스 전압을 검출하여 반도체 소자의 전기적 특성을 테스트 함으로서 반도체 소자의 신뢰성을 방지할 수 있어 수율 증대를 이룰 수 있다.

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Description

반도체 소자 테스트 방법 및 그 장치, 적정 스트레스 전압 검출 방법{Method and Apparatus for testing semiconductor device, Method for Detecting Proper Stress Voltage}

본 발명은 반도체 소자 테스트 방법, 그 장치 및 적정 스트레스 전압 검출 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 소자의 전기적 테스트 공정에서 적정 스트레스 전압(stress voltage)을 검출하여 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체 소자 테스트 방법, 그 장치 및 적정 스트레스 전압 검출 방법에 관한 것이다.

웨이퍼 제조 공정(이하 'FAB' 공정이라 한다.)을 거친 웨이퍼들이 후공정으로 넘어오면 다이 소잉(die sawing), 다이 본딩(die bonding), 와이어 본딩(wire bonding), 몰딩(molding), ㅌ트림 앤 폼(trim & form)의 공정을 거치거나, 범핑을 하여 플립 클립 본딩(flip chip bonding)을 거쳐 완성된 소자가 된다.

이와 같은 패키징 작업 도중 혹은 FAB 공정의 완료 후에 적절한 전기적, 열적 및 기능 테스트를 거쳐 양품과 불량품을 가려내기 위해 반도체 소자를 검사한 다.

FAB 공정이 완료된 경우, 웨이퍼 속에는 수 10에서 수 100의 단위회로를 갖는 반도체 소자(이하, DUT(Device Under Test)라 칭함)가 형성되므로 이들 중 양호한 반도체 소자만을 골라낼 수 있도록 검사를 실행한다.

웨이퍼의 전기적 특성을 검사하는 일반적인 방법은, 테스트하고자 하는 4개의 DUT에 프로브카드의 니들 유닛을 접촉시키고, 이 니들 유닛에 스트레스 전압을 인가하여 전압 스트레스 테스트(voltage stress test)를 실시하고 그 다음에 상기 DUT에 정상 전압을 인가하여 정상 전압 테스트(normal voltage test)를 실시하여 그때의 전기적 특성을 측정하는 것이다.

즉, DUT에 신호를 보내고 아울러 DUT으로부터 신호를 전달 받아 DUT의 불량 여부를 판정 한다.

여기서, 상기 전압 스트레스 테스트에서 가해지는 스트레스 전압은 일반적으로 VDD MAX +10%의 값이다.

다만, 상기 스트레스 전압으로 테스트를 진행하여 결함이 있는 칩을 일률적으로 스크랩(scrap) 하게 되면 소자 동작 스펙(device operating spec)과 대비하였을 때 오버킬(overkill)이 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 테스트에 사용되는 적정 스트레스 전압 찾아내어 반도체 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체 소자 테스트 방법, 그 장치 및 적정 스트레스 전압 검출 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 반도체 소자 테스트 방법은, DUT의 전기적 특성을 테스트하는 데 인가되는 적정 스트레스 전압을 검출하는 1 단계; 상기 적정 스트레스 전압을 사용하여 DUT의 전기적 특성을 테스트 하는 2 단계; 및 조기 결함이 있다고 판단되는 DUT를 스크랩하는 3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 1 단계는, 5 개 내지 10 개의 DUT에 대하여 VDD MAX 값에 해당하는 스트레스 전압을 인가하는 1-1 단계; 정상 전압을 인가하여 DUT의 결함 여부를 판단하는 1-2 단계; 및 상기 1-2 단계에서 결함 DUT가 발견되는 경우에는 스트레스 전압을 0.1V 내리고 DUT를 변경하여 상기 1-1 및 1-2 단계를 반복적으로 수행하는 1-3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 2 단계는, 정상 전압을 DUT에 인가하여 정상 전압 테스트를 하는 2-1 단계; 상기 1 단계에서 검출된 적정 스트레스 전압을 DUT에 인가하여 스트레스 전압 테스트를 하는 2-2 단계; 및 정상 전압을 다시 인가하여 DUT의 결함 여부를 판단하는 2-3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일 측면으로서, 본 발명의 반도체 소자 검사 장치는 상기 검사 방법으로 구현된 프로그램을 탑재하고 있는 것을 특징으로 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 소자 테스트 방법, 그 장치 및 적정 스트레스 전압 검출 방법에 의하면, 종래 일률적으로 VDD MAX+10 %의 값을 스트레스 전압으로 하여 반도체 소자의 전기적 특성을 테스트 하는 것과는 달리 적정 스트레스 전압을 검출하여 반도체 소자의 전기적 특성을 테스트 함으로서 반도체 소자의 오버킬을 방지할 수 있어 수율 증대를 이룰 수 있다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 적정 스트레스 전압을 검출하는 방법을 나타내는 순 서도, 도 2는 본 발명에 따른 반도체 소자의 전기적 특성을 검사하는 방법을 나타내는 순서도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 소자의 전기적 특성의 검사는 정상 전압을 DUT에 인가하여 정상 전압 테스트를 하는 2-1 단계; 상기 1 단계에서 검출된 적정 스트레스 전압을 DUT에 인가하여 스트레스 전압 테스트를 하는 2-2 단계; 및 정상 전압을 다시 인가하여 소자의 조기 결함 여부를 판단하는 2-3 단계;를 포함하여 이루어진다.

종래 기술에 의하면 상기 2-2 단계에서 스트레스 전압으로 VDD MAX + 10%를 인가하여 스트레스 전압 테스트를 하였으나 본 발명은 상기와 같은 스트레스 전압을 인가하는 경우 반도체 소자의 오버킬이 발생하는 것을 감안하여 반도체 소자가 데미지(damage)를 입지 않는 범위(VDD MAX)에서 최대 스트레스 전압을 찾아내는 방법을 제안한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 적정 스트레스 전압을 검출하는 방법은 다음과 같다.

가장 먼저, VDD MAX 값에 해당하는 스트레스 전압을 DUT에 인가하여 스트레스 전압 테스트를 한다.(1-1단계)

여기서, 상기 스트레스 전압은 마지널 트렌지스터(marginal transister) 또는 인트라/인터 옥사이드(intra/inter oxide)를 파괴시켜 기생 전류가 발생하게 하고, 폴리 파티클 또는 전도성 파티클을 생성시킴으로서 소자의 결함을 발생시킨다.

그 다음으로 상기 스트레스 전압 테스트에서 DUT의 결함의 발생 여부를 판단하기 위해 정상 전압을 인가하여 정상 전압 테스트를 한다.(1-2 단계)

여기서, 상기 DUT가 정상으로 동작하는 범위의 전압을 인가하고 상기 DUT로부터 신호를 검출하여 상기 DUT의 결함 여부를 판단하게 된다.

웨이퍼의 상, 하, 좌, 우 및 중앙 영역의 DUT에 대하여 상기 1-1 및 1-2 단계를 반복하여 DUT가 정상적으로 동작하는지를 판단한다.

이때, 상기 1-1에서의 스트레스 전압 테스트 결과 결함이 발생한 DUT이 발생되지 않는 경우에는 VDD MAX 값이 적정 스트레스 전압이 된다.

그러나, 5 내지 10 개의 DUT에 대하여 상기 1-1 및 1-2 단계를 반복하여 수행한 결과 결함이 발생한 DUT이 하나라도 발생한 경우에는 스트레스 전압을 0.1 V 낮추어 다른 5 내지 10 개의 DUT에 대하여 상기 1-1 및 1-2 단계를 반복하여 수행한다.(1-3 단계)

이와 같은 작업을 반복하여 수행하다 보면, 상기 1-1에서의 스트레스 전압 테스트 결과 5 내지 10 개의 모든 DUT에 대하여 결함이 발생되지 않는 경우가 생기 고, 그때 인가된 스트레스 전압이 적정 스트레스 전압이 된다.

상기 적정 스트레스 전압이 검출되면 상기 적정 스트레스 전압을 사용하여 상술한 바와 같이 반도체 소자의 전기적 특성을 테스트하여 조기 결함이 있다고 판단되는 DUT을 스크랩 한다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정·변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 적정 스트레스 전압을 검출하는 방법을 나타내는 순서도,

도 2는 본 발명에 따른 반도체 소자의 전기적 특성을 검사하는 방법을 나타내는 순서도.

Claims (5)

1. DUT의 전기적 특성을 테스트하는 데 인가되는 적정 스트레스 전압을 검출하는 1 단계;

   상기 적정 스트레스 전압을 사용하여 DUT의 전기적 특성을 테스트 하는 2 단계; 및

   조기 결함이 있다고 판단되는 DUT를 스크랩하는 3 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 1 단계는,

   웨이퍼의 상, 하, 좌, 우 및 중앙 영역의 DUT에 대하여 VDD MAX 값에 해당하는 스트레스 전압을 인가하는 1-1 단계;

   정상 전압을 인가하여 DUT의 결함 여부를 판단하는 1-2 단계; 및

   상기 1-2 단계에서 결함 DUT가 발견되는 경우에는 스트레스 전압을 0.1V 내리고 DUT를 변경하여 상기 1-1 및 1-2 단계를 반복적으로 수행하는 1-3 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 2 단계는,

   정상 전압을 DUT에 인가하여 정상 전압 테스트를 하는 2-1 단계;

   상기 1 단계에서 검출된 적정 스트레스 전압을 DUT에 인가하여 스트레스 전압 테스트를 하는 2-2 단계; 및

   정상 전압을 다시 인가하여 DUT의 조기 결함 여부를 판단하는 2-3 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 테스트 방법.
4. 5 개 내지 10 개의 DUT에 대하여 VDD MAX 값에 해당하는 스트레스 전압을 인가하는 1 단계;

   정상 전압을 인가하여 DUT의 결함 여부를 판단하는 2 단계; 및

   상기 1-2 단계에서 결함 소자가 발견되는 경우에는 스트레스 전압을 0.1V 내리고 DUT를 변경하여 상기 1-1 및 1-2 단계를 반복적으로 수행하는 3 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 적정 스트레스 전압 검출 방법.
5. 제 1항 내지 제 4항의 어느 한 항에 의한 검사 방법으로 구현된 프로그램을 탑재하고 있는 반도체 소자 검사 장치.

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