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반도체, 너도 시험의 연속! SK하이닉스 TEST 직무 분석 2탄 (feat. package test / module test)


TEST의 길은 산 넘어 이네요. 1부를 통해서 wafer test /package test/ module test 중 가장 처음 과정인 wafer test를 알아보았습니다. 이제 두 개의 산이 남았습니다. 이제 양품이 되기 위한 나머지 두 개의 산 package test와 module test를 설명해주실 두 분을 모셨습니다!


SK Careers Editor 김민수

  



저는 Dram 모바일 테스트 업무를 하고 있는 장인수 TL입니다 15년 넘게 모바일, Dram 등을 즐겁게 테스트하고 있습니다.

 


저희는 생산성, 수율, 품질을 메이저로 일하고 있습니다.

수율은 반도체 회사에서 핵심적인 부분인데 투입된 웨이퍼 대비 의미 있는 제품이 얼만큼 나오냐라고 생각할 수 있습니다.


웨이퍼 테스트(WT)에서 패키지, 패키지 테스트까지 넘어오는 과정을 거칩니다. 웨이퍼 테스트에서 리페어까지 마친 것들을 보내는데 WT공정은 아이템이 한정적입니다. 패키지 테스트는 다양한 아이템이 존재하기 때문에 기본 스펙과 고객의 니즈를 만족할 수 있게 테스트를 합니다. WT에서 충분히 한 후 보냈기 때문에 PKT에서도 패스 되어야 할 것 같지만 그렇지 않습니다. 불량분석 후 설계적으로 문제가 있는지 FAB에서 생긴 문제인지를 파악해서 각 파트 당당자들과의 협업을 통해 수율을 올립니다. 


생산성 단위 시간당 10분1000개 5분1000개 두 배차이죠? 품질을 보증하면서 10분동안 했던 것을 5분으로 어떻게 줄일 수 있을까에 대한 업무입니다.

품질부서와 외부 고객이 요구하는 품질을 모두 만족시켜주어야 합니다. 품질 부분이 만족 되지 못하면 자제 출하가 어렵기 때문에 힘들고 중요한 파트입니다.

새로운 제품이 들어오면 수율을 올려주고 테스트 타임을 줄여 생산성을 올린 후 품질을 보증합니다.

 

 

크게 3가지로 나뉩니다. 번인 공정, 코어 공정, 스피드 공정입니다.

번인 공정은 신뢰성을 확인하는 공정입니다. 제품이 외부로 나가면 어느 만큼 쓰다 보면 고장나게 되어있습니다. 번인 공정에서는 온도가 높은 상태에 높은 voltage를 가해줘서 이 자재의 성능치가 몇 년치를 보증할 수 있을지 테스트합니다.


제품을 만들다 보면 설계대로 정확히 만들어지기 어렵습니다. 코어 공정은 DRAM 내부가 잘 만들어져 있는지 테스트합니다. DRAM의 경우 셀, 회로 등을 테스트를 하여 동작하는데 문제가 있나 확인합니다.

마지막으로 스피드 공정입니다. 스피드를 보증해줘야 되는데 각각 스펙에 맞게 스피드를 테스트합니다. 신뢰성, 코어에서 통과하더라도 스피드가 안 나오면 결국 FAIL 됩니다.

 


패키지 테스트에서는 오히려 패스 된 것보다 FAIL 샘플이 더 중요합니다. 수율, 품질이 매우 중요한데 불량분석을 통해 설계문제인지, FAB에서의 문제인지 원인을 발견하면 통과될 수 있게끔 스크린 할 수 있다. 왜 불량인지 빠르고 정확하게 분석함으로써 테스트 엔지니어 측면에서 공부가 가능합니다.

 


반도체도 단계적으로 진화합니다. 저희는 그에 맞춰 미리 준비를 해야 합니다. 예를 들면 반도체가 앞으로 몇 년 후에 더욱 빠른 스피드, 고용량이 나온다고 했을 때 어떻게 테스트할 것인지 연구하는 것입니다. 지금 장비에서 테스트가 가능한지 확인하고 불가능하다면 협력업체와 장비 개선을 어떻게 해야 할지 논의합니다. 혹은 현재 장비에서 가능할 수 있게 설계 부서와의 협업을 할 수도 있습니다. 생산성 측면에서도 고용량을 짧은 시간에 테스트할 수 있게 연구를 진행하고 극복합니다. 

 


TEST입장에서 방식이나 조건은 똑같은데 R&D 쪽에서는 새롭게 만드는 DRAM 제품에 대한 테스트 기준을 세팅합니다. 제품 개발이 어느정도 완성되고 나면 양산 기술로 넘어옵니다. 초등학생 정도의 자재를 양산 기술은 다듬는 과정입니다. 양산성을 확보하기 위해 어떻게 테스트를 해야 할지, 수율, 생산성, 품질 면에서 준비를 하며 성인 정도의 자재로 다듬는 것입니다. 



 

엄격하다는 기준이란게 참 애매합니다. 일단 기본적으로 반도체 협회에서 말하는 스펙을 만족해야합니다. 또 각 기업의 제품마다와의 궁합이 다르기 때문에 고객별로 요구하는 스펙과 스크린 해야 하는 과정이 조금 다릅니다. 고객별로 원하는 조건을 맞춰 기준이 다릅니다.

 

 


저희 팀에는 전기 전자 컴퓨터공학이 많은 것 같고 저도 컴퓨터 공학을 전공했습니다. 그 외로는 통계학과나 물리학과가 있습니다. 특히 통계학과의 경우 최근 빅데이터가 중요해지고 있는데 쌓여 있던 데이터들을 통계적으로 분석해 테스트 양을 줄여 효율적인 과정이 되도록 도와줍니다.

 


전기 전자는 옴의 법칙만 알면 되고 컴퓨터 공학과는 C언어 1부터 100까지 더해주는 프로그램만 알면 될 것 같습니다 (하하). TEST의 경우 다양한 장비를 쓰는데 언어가 조금씩 달라서 언어가 되어있으면 장비의 이해가 빠르겠지만 크게 어렵지 않고 매뉴얼이 잘 되어있습니다. 2-3년이면 충분히 여러가지 장비들을 다 다룰 수 있을 겁니다. 


대학교 4년 동안 전공과목을 열심히 공부를 해서 나중에 ‘이거 들어봤다’ 정도만 되도 찾아볼 수 있기 때문에 역량은 충분할 거라고 생각됩니다. 그 정도의 소양만 있으면 입사 후 SKHU나 선배의 조언 등 배울 수 있는 기회가 정말 많습니다.


개인적으로는 근면성실이 제일 중요한 것 같습니다. 저만 해도 배우려고 하는 열정 같은 것들이 보이면 더 가르쳐주고 싶곤 합니다. 

 

 


저는 Dram 모듈 테스트 일하고 있는 임민혁 TL입니다. 입사한지는 이제 차수로 15년이 됐고 입사 후로 이 팀에 쭉 있었습니다.

 


일단 테스트 담당의 일이 크게 다 비슷할 겁니다. 수율, 생산성, 품질 크게 이렇게 있는데 모듈은 테스트 중에서도 마지막 단계이기 때문에 품질 쪽에 포커싱을 두고 진행하고 있습니다. 마지막 단계를 넘어가면 바로 고객단계이기 때문에 수율, 생산성 모두 중요하지만 품질을 중점적으로 하고 있습니다.

 



저희는 크게 두 가지 공정으로 나뉘는데 하나는 일렉 테스트, 나머지 하나는 실장(application)테스트가 있습니다.

일렉 테스트 경우 테스트 장비를 개발 및 구비를 해서 DRAM이나 모듈 환경에 맞게 테스트를 하고 있습니다.

어플리케이션 테스트 경우 우리가 알고 있는 데스크톱, 노트북, 서버들의 보드를 테스트용으로 개조를 한 후에 동작 테스트를 합니다. 실제 장비에서 테스트한다고 해서 실장 테스트입니다. 고객단에서도 실장 레벨에서 테스트를 하기 때문에 꼭 필요한 과정입니다.

 


불량 판정 원인을 분석하고 원인이 안 나게끔 노력을 많이 합니다. 예를 들어 불량이 나오게 되면 불량에 대해 일렉, 어플리케이션 분석을 해서 불량에 대해 정의한 후 앞쪽으로 피드백을 하며 개선해 나아갑니다. 

 


반도체가 계속 발전하고 ‘tech shrink’가 됩니다. 쉬링크가 되면서 관련된 다른 양상의 불량들도 나타나고 있습니다. 모듈테스트는 아까 말씀드렸듯이 실장 레벨, 고개단에 불량이 안 나가는 것이 중요하기 때문에 고객에게 나가기 전 어플리케이션 테스트에서의 스크린 할 수 있는 스킬들이 발전하고 있습니다. 공정 단에서 나오는 불량의 스크린에 대한 솔루션을 찾고 피드백을 거쳐 진행하고 있습니다.

 


제가 느끼기엔 개발과 양산 쪽에서는 큰 틀에 대한 차이는 없다고 생각합니다. 다만 개발에서는 선두 테크에 대한 일이기 때문에 생각하지도 못한 불량에 대해 접할 수 있고 양산에서는 기존에 나왔던 테크 대비 얼만큼 좋냐 안좋냐를 판단하고 그에 따른 불량 분석과 수율업을 하게 됩니다.

 


모듈단에서의 수율 같은 경우 WT 나 PKT 보다 훨씬 목표가 높습니다. 당연한 것이 앞쪽에서 어느 정도의 불량을 걸러 왔기 때문입니다. 

 

 


주변에는 일단 전자 전기가 제일 많은 것 같고 테스트를 하다 보면 프로그램을 좀 만져야 하기 때문에 컴퓨터 공학과 컴퓨터공학과가 몇 명 있습니다. 또한 FAB도 좀 알아야하기 때문에 화학공학과라든지 앞쪽의 과정에 연관된 몇 분이 계십니다.


 

대학교 때 배운 것들이 회사에서 많은 도움이 되겠지만 회사 안에서도 신입사원으로 들어오게 되면 교육체계가 잘 되어있습니다. 그렇기 때문에 회사 내에 입사하게 되면 SKHU 교육, 담당 내 교육, 멘티 멘토 교육 등 업무 관련해서는 오셔서 다 잘 배울 수 있습니다.

마지막으로는 솔직히 본인의 열정이 제일 중요하지 않나 싶습니다. 제가 후배들에게는 열정과 센스 두 가지를 가장 강조하고 있습니다. 


지금까지 Wafer Test에서부터 Package Test, Module Test까지 SK하이닉스 TEST직무에 관해 알아봤습니다. 반도체 한 제품도 세상으로 나오기까지 정말 다양하고 많은 TEST과정을 거치게 됩니다. 여러분도 취업 준비하시면서 좌절하지 않고 주어진 TEST를 모두 통과하여 힘든 시기에 대한 보상을 받으셨으면 좋겠습니다. 모두 파이팅!


Posted by SK Careers Journal skcareers

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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!





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