반도체 검사장비는 주검사 장비(Main Tester), Probe Station, 핸들러(Handler), 번인(Burn-In)장비로 크게 구분할 수 있으며, 웨이퍼 상태에서 칩의 정상여부를 검사하는 Probe Station 등의 웨이퍼 검사 장비, 반도체 전ㆍ후공정을 마친 후 최종단계에서 패키지의 정상적인 작동유무를 평가하는 핸들러와 같은 콤포넌트 검사장비, 그리고 PCB에 반도체 소자가 여러 개 장착되어 있는 모듈 상태에서 제대로 작동하는지를 검사하는 모듈 검사장비로 분류할 수 있다.
웨이퍼 상태에서의 검사는 주검사장비와 웨이퍼가 연결되어 이루어지는데, Probe Station은 웨이퍼와 주검사 장비를 전기적으로 연결하는 역할을 하고, 조립이 완료된 패키지 상태에서의 검사는 주검사 장비와 각각의 반도체소자가 핸들러를 통해 연결되어 이루어진다.
주검사 장비와 핸들러의 역할은 다음과 같다. 주검사 장비는 소자 구동에 필요한 입력신호를 가하고 소자 출력 신호를 검출하여 판정한 후 핸들러를 제어하여 칩의 성능을 등급별로 분류하도록 명령신호를 보내는 두뇌의 역할을 수행하며, 핸들러는 소자를 테스터로 이송하고 주검사 장비에서 받은 명령대로 반도체 소자를 속도(speed) 등급별로 분류하는 역할을 수행한다.
반도체 메모리 테스터 기술개발 동향
반도체 테스트장비분야는 기술진입장벽이 매우 높은 분야로서 메인 장비의 경우 미국, 유럽, 일본 업체 전 세계 시장을 장악하고 있으며, 국내 업체의 경우 주변장비인 프루브카드, 핸들러 등을 제작하는 수준에 머물고 있다. 그러나, 반도체에서 테스트 공정이 차지하는 원가비중이 상승하고 있어 삼성은(주)엑시콘과, 하이닉스는 (주)유니테스트와 공동으로 메모리테스트 장비를 개발하여 양산에 적용하고 있다.
위의 두 회사가 개발한 장비는 메모리 테스트에 한정된 장비로서 특정분야에서 경쟁력을 가지고 있으나 메모리이외의 반도체 소자에서는 범용장비를 생산하고 있는 국외 선두업체들이 테스트 장비시장을 장악하고 있다.
반도체 테스트 장비를 판매하는 회사는 장비운영에 관한 프로그램 판매와 컨설팅을 동시에 진행하고 있다.
따라서, 국내업체의 경우 장비 구입과 운영을 장비사로부터 습득하여 국내반도체 회사에 응용하는 영업을 진행하고 있는 것이다. 국내 ASIC 업체의 증가로 다양한 칩설계가 국내에서 이루어지고 있고 칩설계에서 부터 칩 테스트를 고려하여야 하기 때문에 테스트 엔지니어가 칩설계시 컨설팅을 진행하는 경우도 발생하고 있어 테스트 관련 시장은 점차 확대되고 있는 상황이다.
최근 칩테스트 기술에서 나타나고 있는 현상은 소프트웨어를 기반으로 하고 있는 방법이 하드웨어를 기반으로 하는 기술을 점차 잠식하고 있다는 것이며, 테스터 플랫폼이 소프트웨어 업그레이드 및 임플리메이션에 문제가 없도록 제작되어 지고 있다. 이와 같이 소프트웨어 방식이 선호되고 있는 것은 장비의 유연성을 증가시킬 수 있는 장점이 있기 때문인데, 소프트웨어를 넓게 사용함으로서 사용자 편의를증가시키는 인터페이스를 제공하고 쉽게 장치를 업그레이드 시킬 수 있으며 테스트환경을 변화시킬 수 있어 저렴하게 테스트환경을 꾸밀 수 있다는 장점이 있다.
테스트장비에서 나타나고 있는 최근 장비트렌드는 모듈러 형태의 장비 개발이 늘어나고 있다는 것이다.
이것은 한 회사에서 제작되던 장비의 일부분을 타사가 제공할 수 있다는 것을 의미하며 장비제작이 점점 Open Structure를 이루고 있어 가능해지고 있다. 따라서, 최근 전문가들은 향후 장비의 인터페이스가 LAN 형태로 변하여 갈 것으로 예상하고 있으며 이를 기반으로 최종소비자가 자신에 맞는 장비를 여러 업체에서 모듈을 구입하여 제작할 수 있을 것으로 추측하고 있다.
현재 반도체 칩메이커는 경쟁이 점점 치열해지고 있으므로 시장에 적절하게 대응할 수 있는 능력이 중요해지고 있으며 그 중 칩메이커는 새로 등장하는 테스트 기술에 근거하여 칩디자인 및 생산기술을 바꿀 필요가 생기기도 한다. 이를 위하여 Design for Test (DFP)라는 새로운 영역이 발전하고 있는데 이는 고사양의 테스터기 사용을 피하면서 테스트 타임을 줄이는 설계를 수행하는 것이다. 또한, 현재 테스터기는 주문생산형태로 제작되어지고 있어 타 장비간의 호환성이 없어 반도체 칩 제조업자들은 OpenArchitecture를 이용한 Automatic Test Equipment(ATE)에 관심을 가지고 있는데 이는 장비의 Interface, Lifetime, pgrade 비용을 줄일 수 있는 방법을 찾기 위함이다.