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반도체, 너도 시험의 연속! SK하이닉스 TEST 직무 분석



여러분이 SK하이닉스에 취직하기 위해 SKCT를 보고 면접을 보는 것처럼 인생은 시험의 연속입니다. 하지만 반도체 이 녀석도 제품으로 인정 받기 위해 여러 테스트 과정을 거치게 됩니다. 반도체가 제품이 될 수 있는지 시험하는 TEST직무에 대해 1부, 2부로 나눠 알아보겠습니다. 이번에 준비한 1부는 개요 및 Wafer Test 입니다. 자, 그럼 시작합니다.


SK Careers Editor 김민수


시험을 볼 때 우리는 마지막에 검토를 합니다. 시험을 보다보면 항상 실수를 하기 마련이고 검토를 통해 틀린 것을 바로잡아 시험 성적을 올릴 수 있습니다. TEST 공정 업무는 말그대로 수많은 공정을 거쳐 제작된 제품들을 검토하는 것입니다. 검토를 통해 불량품을 걸러내고 양품만을 고객에게 전달 할 수 있게하는 마지막 과정인 셈이죠. 


 


일단 TEST의 종류에는 Wafer Test, Package Test, Module Test 이렇게 3가지가 있습니다. Wafer Test는 TEST중에 FAB에서 나온 웨이퍼를 가장 먼저 테스트하는 것으로 초기 불량을 잡고 수리하는 역할을 합니다. Wafer Test를 한번 훑어 보겠습니다.



WFBI (Wafer Burn In)으로 고온/고전압을 인가하여 조기 불량이 발현되게 하는 과정입니다. 쉽게 말해 미세한 불량을 고온/고전압을 통해 크게 만들어 불량 검출에 용이하게 하는 것입니다. Hot&Cold Test는 주된 불량인 셀들을 집적적으로 검출하는 과정입니다. 이 과정에서 검출된 셀들은 여분의 셀로 수리되고 Final Test를 거쳐 수리가 잘되었는지 확인합니다. Final Test는 불량을 대부분 대체 했기 때문에 불량이 거의 발생하지 않습니다. 마지막으로 표면에 이상이 있나없나 등 다양하게 검증을 거친 후 양품과 불량을 나눕니다.


지금까지 간략하게 Wafer Test에 대해 알아봤다면 이번에는 Wafer Test에 대해 더 자세히, 그리고 직무에 대해서 더 자세히 이창욱 TL님을 통해 알아보겠습니다.


 



안녕하세요 반갑습니다. 저는 2005년도에 SK하이닉스에 입사해서 현재 입사 15년차인 이창욱TL입니다. 현재 DRAM Wafer Test 기술팀에서 모바일 제품 업무를 담당하고 있습니다.


 

저희 팀 이름이 DRAM WT(Wafer Test)기술인데 SK하이닉스 DRAM 전체 제품에 대한 웨이퍼 테스트를 담당하고 있습니다. 그중에서 저는 모바일 제품 업무를 담당하고 있습니다. 저희 팀에서는 수율, 품질, 생산성 향상 업무를 하고 있습니다.


수율 같은 경우에는 저희가 테스트를 할 때 적정한 테스트 조건을 잡아 테스트를 함으로써 수율을 최적화하는 업무를 하고 있습니다. 그리고 패키지 테스트의 주불량 분석을 통해서 Wafer Test 조건을 강화함으로써 패키지 테스트의 수율을 개선하는 업무도 같이 하고 있습니다. 


고객들에게 자재들이 나갔을 때 품질 불량들이 발생할 수 있는데 1차적으로 패키지 테스트에서 대응을 하겠지만 웨이퍼 테스트에서도 그것들에 대한 강화 대책을 세우고 테스트 스크린 조건에 대한 조건 강화 업무들을 하고 있습니다.


마지막으로 생산성 향상 업무인데, 제조 업체이다 보니 매월 정해진 생산량이 있습니다. 그것들을 정해진 시기에 테스트하기 위해 테스트 타임을 단축하거나 최적화하여 생산성을 향상하는 업무를 진행하고 있습니다


 


Wafer Test 장비에 Probe card라는 하드웨어를 장착하고, Probe Card 끝단에 Probe Card Tip으로 DRAM Chip의 Pad를 Contact 합니다. 그 후 Wafer Test 장비로부터 전기적 신호를 인가해서 디바이스를 동작 시켜 각 셀을 검사합니다.


이때 대표적으로 DC Test와 function TEST를 하게 됩니다. DC test는 어떤 동작을 하면서 내부적인 전원이나 전류가 제품 스펙을 만족하는지 테스트를 하게 됩니다. Function test는 전기적 신호를 인가해서 디바이스 DRAM 셀에다가 write, read 동작들을 다양한 패턴을 구현하여 동작 시켜 불량이 있는 셀들을 검출하는 테스트를 진행하고 있습니다.


 


메인 메모리 제품은 서버나 PC 제품으로 많이 나가고, 그래픽 제품은 그래픽 카드로, 모바일 제품들은 휴대폰이라든지 태블릿, SSD에 들어가기도 합니다. 


 


기본적인 테스트 방식은 동일하다고 생각하시면 되는데 그 제품 특성에 맞는 테스트 아이템들을 최적화해서 운영하게 됩니다.


 SK하이닉스 DDR5 DRAM (출처_SK하이닉스)

  


Wafer Test에서는 불량의 개념이 조금 다를 수 있습니다. 먼저, FAB에서 웨이퍼에다가 디바이스를 생산해서 FAB아웃이 됩니다. Wafer Test 공정에서는 아까 말씀드린 테스트 방법을 활용해서 불량 셀들을 검출하게 되어있습니다. 이후 불량 셀들을 여분의 리던던시 셀로 대치하는 Solution을 찾아서 수리를 합니다. 즉, Wafer Test는 불량인 셀들을 조기에 검출하여 수리를 해, 불량인 제품을 양품의 제품으로 만드는 것이 웨이퍼 공정입니다. 


좀 더 상세히 설명드리면 예를 들어 4기가 제품이면 4기가에 플러스알파로 리던던시(여분) 셀들을 준비해 놓습니다. 테스트를 해서 검출된 불량 셀들을 리던던시(여분) 셀로 대체해 결과적으로 4기가짜리 양품을 만드는 것이 웨이퍼 테스트 공정이라고 생각하시면 됩니다. 


불량 셀이 하나도 없다 하는 제품은 없다고 생각하면 됩니다. 그렇기 때문에 유의미한 수율을 만들기 위한 필요한 과정입니다. 물론 Wafer Test에서도 DC test를 통해서 제품 Spec을 만족하지 못하는 경우와 Function Test 에서검출 된 불량 셀이 너무 많아서 수리하지 못하는 경우는 불량품 처리를 합니다.


 


아까 언급했듯이 내부적인 current 기준을 만족 못 하는 경우가 있을 수 있습니다. FAB에서 웨이퍼에 디바이스를 만드는데 완벽히 불량 없이 만들 수 없기 때문에 하드웨어적 결함들도 존재합니다. 디바이스 동작에 필요한 특성들이 있는데 좀 더 워스트한 조건에서 테스트를 진행해 불량들을 가려냅니다. 예를 들어 DRAM의 경우 리프레시(충전돼 있는 전하가 누출되는 것에 대해 재충전하여 유지하는 것)이 보장되는지를 확인합니다.)

 

 


테스트도 새로운 기술들을 개발하고 있습니다. 효율적인 테스트를 할 수 있는 방법들을 연구를 하고 있는데 크게 두 가지로 볼 수 있을 것 같습니다.


하나는 설계적인 측면에서 테스트하는 엔지니어들은 DFT(Design For Test)라고 하는데 테스트를 효율적으로 할 수 있는 테스트 모드들을 제안하고 설계에 반영하여 효율적으로 불량 셀들을 검출합니다. 아니면 주요 업무 중에 하나가 생산성 향상 업무라고 했는데 그런 테스트를 좀 더 짧은 시간 안에 효율적으로 할 수 있는 테스트 모드들을 개발합니다.


장비적으로는 테스트 장비의 제한된 자원, 제한된 리소스를 가지고 효율적으로 테스트할 수 있는 방법들을 연구합니다. 이 장비를 좀 더 효율적으로 활용해서 테스트 시간을 단축한다거나 하드웨어 구조나 구현 방식을 바꿔서 생산성 향상 측면에서 효율적으로 테스트를 진행할 수 있게 연구합니다. 요즘 빅데이터라는 말을 많이 하는데 테스트를 하다 보면 각 디바이스 별로 전류 값이나 불량이 발생된 셀의 데이터 등을 얻을 수 있습니다. 이 데이터들을 토대로 통계적인 방법을 활용하여 좀 더 효율적으로 스크린 하는 방법들을 연구합니다. 이렇게 테스트하는 기술 발전하고 있습니다. 


 


기본적인 테스트하는 방법이나 업무들은 거의 동일하다고 생각하시면 됩니다. 하지만 어떤 일을 중점적으로 하느냐에 차이가 있을 것 같습니다. 테스트 같은 경우는 제품개발과 양산기술로 크게 구분이 되어있습니다.


제품개발 쪽을 보면 디바이스를 처음에 개발을 해서 고객한테 팔 수 있는 수준의 제품을 만들어야 됩니다. 그쪽에서는 불량이 있는 것들을 최대한 검출을 해서 품질 불량이 발생하지 않게 새로운 아이템을 개발한다거나 제품이 갖고 있는 잠재적 불량들을 검출할 수 있는 테스트 패턴들을 개발을 해서 품질 불량이 발생하지 않게 스크린합니다. 제품의 완성도를 높이고 품질의 안정에 포커스를 두고 있습니다.


양산기술 측면에서는 품질 업무를 당연히 하지만 제조를 위한 생산성 향상 업무를 포커스를 두고 한다고 생각하시면 됩니다. 조건들을 최적화하고 여러 가지 테스트 모드를 이용해 양산성을 확보하는 등의 일을 합니다. 어느 쪽은 이것만 하고 그런 것이 아니라 기본적인 것들은 다 하기는 하지만 어떤 업무에 초점을 두고 하느냐에 따라 다른 것 같습니다. 


 

품질적인 측면에서 말씀드리고자 합니다. 결국 테스트 공정은 웨이퍼부터 패키지, 모듈까지 진행을 하는데 품질기준을 기본적으로 만족해야 합니다. 기준을 만족을 해야 고객에게 출하를 할 수 있는 것이기 때문에 전체적으로 다 품질 안정화를 하기 위한 최적화 작업을 하는 것입니다. 웨이퍼 테스트는 가장 앞 공정에 있기 때문에 최대한 불량들을 조기에 검출해서 패키지 수율도 높이고, 품질 불량이 안 나게 품질을 안정시킬 수 있는 테스트 조건들을 유지해야 합니다. 이 부분은 패키지와 모듈 테스트에서 더 중요하게 얘기를 다룰 수 있을 것 같네요. 





 

전기전자 공학, 컴퓨터 공학이 연관이 있는 것 같습니다. 하지만 저희 팀 현재 구성을 보면 물리학과나 화학과도 있고 컴퓨터 전공도 있으며 저 같은 경우도 학부는 정보통신을 전공하였습니다. 이렇듯 다양한 전공의 사람들이 모여서 일을 합니다. 어떻게 보면 반도체 라는 것이 많은 공정들이 복잡하게 얽혀 있습니다. Wafer Test라는 공정 자체도 일단은 반도체 동작을 알아야 하므로 전자 공학이나 이런 것들을 하면 반도체 기본 회로 동작들을 알기 때문에 업무를 적응하는 데 도움이 되겠죠. 


하지만 또 반대로 컴퓨터공학을 전공한 사람들의 경우 프로그램 언어에 강점이 있을 겁니다.  '웨이퍼 테스트'라는 게 테스트 장비를 이용해서 디바이스를 불량을 검출하기 위해 하는 건데 그 테스트를 하기 위해서는 테스트 프로그램을 짜야 하기 때문에 프로그래밍적 능력도 필요합니다. 따라서 다양한 사람들을 모아 놓고 상호 보완적으로 하는 것입니다. 팀 내에서 어느 한 사람이 모든 업무를 잘 할 수 없습니다. 어떤 사람은 어떤 업무를 잘하고 저런 사람은 저런 업무를 또 잘하고 이런 사람들이 섞여서 협업을 진행하게 되는 것입니다. 어떤 과이든 공대 쪽을 전공한다면 연관이 없지 않을 것입니다.


 

반도체에 기본적인 동작원리나 프로그램 경험이 있다 하면 업무 적응하는 데 도움이 되겠죠. 하지만 어차피 그런 전문적인 지식들은 회사에 들어오면 다양한 교육과정을 통해 배울 기회가 많습니다. 또 가장 빨리 배우는 방법은 업무를 통해서 배우는 길이라고 생각합니다. 물론 있으면 도움이 되겠지만 그것이 절대적인 부분은 아니라고 생각합니다.


오히려 어떤 업무가 주어졌을 때 적극적으로 임하고 또 업무를 통해 배우려고 노력하는 것들이 중요한 것 같습니다. 이제까지의 대학과정은 정답이 정해져 있고 그것을 시험하는 것인데 현업은 다들 못 해본 새로운 것들을 하는 것입니다. 새로운 문제들, 어려운 문제들을 발생했을 때 어떻게 그 상황을 판단하고 해결해 나아가고 그것을 통해 배워 나가느냐가 중요할 것 같습니다. 제 생각에 업무 역량이라는 것은 새로운 것들이나 남들이 해결하지 못하는 문제들이 있을 때 자신이 찾아가 잘 해결해 나아가는 것이라고 생각합니다. 


2부에서는 Package Test와 Module Test가 준비되어 있습니다. 그럼 그때 다시 만나뵐게요!





Posted by SK Careers Journal skcareers

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