TSV Testing challenges [한국테스트학술대회 Tutorial]

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1 TSV Testing challenges [한국테스트학술대회 Tutorial]
정우식

2 Package 발전 방향 소형화 고성능, 고화질 저전력 고용량 Source from Web.

3 Bonding PAD & WIRE (기존) bonding pad 를 통해 wire로 bonding pad로 chip외부와 연결
wafer level test 가능 Source from Web.

4 고속 고성능 메모리

5 TSV (Through Silicon Via)
TSV 는 bonding pad 보다 1) 작을 수 있고 2) 밀집될 수 있다. 1st 2nd 3rd 4th Chip TSV

6 Package 형태 비교 Wire Bond TSV stack (동일 chip) TSV stack (Slave + Master)
Core Die Logic Die Interposer GPU Substrate IO Wire Bond TSV stack (동일 chip) TSV stack (Slave + Master) TSV stack (SIP 구조) RDL, Wire loading 적층의 한계 고속동작 어려움 수십개의 I/O 용량 증대 소모전류감소 Data BW 증대 (Multi-IOs) (수천개의 IO) 난이도 ↑, Cost ↑, Bandwidth ↑ (IO수, 소모전류 ↑)

7 Test Flow Wire Bond TSV (KGSD) Wafer level test는 어떻게?
WFBI Cell repair Ass’y Speed test Burn-in PKG test Wafer test Cell Repair Wafer test(Slave) Repair Wafer test(Master) Stack Ass’y KT3H/C Stack 후 Repair Repair 검증 High Speed TSV Repair Burn-in ?? SiP Wafer level test는 어떻게? (Bonding Pad or uBump direct probing) Probe Card 제작 Test time 해야 하는가? 열화 방지, test time 효율적인 KGSD Repair 방법 수천개의 uBump를 어떻게 보장할까?

8 Probe Card & Test system
Conventional DRAM (현재) KGSD Pin수 수십/DUT 수만/PC 수천/DUT ?? Needle type MEMs Cantilever Vertical ?? Parallel 128~1024 기타 가격, 난이도, test time, 소모전류

9 Wafer level Burn-in Fail rate time Conventional DRAM (현재) KGSD
Infant mortality Normal Life End of life wear-out Conventional DRAM (현재) KGSD Package type Package KGSD (wafer level?) Loading type Burn-in Chamber Chamber or Prober?? Parallel 10k~20k ?? 기타 TSV 열화??, test time, 소모전류

10 RA & Repair (KGSD) Wafer (H) Wafer (C) KGSD Conventional DRAM (현재)
Logic die Core die Repair data Repair data?? Conventional DRAM (현재) KGSD Repair stage Wafer / Package Wafer & KGSD Repair type Metal Fuse/e-fuse E-fuse?? Repair bit수 수백 bits/수 bit 수백 bits/수십 bit?? 기타 KGSD RA 필요성, 가용 장치, 적정 redundancy 수, data 처리

11 … uBump direct testing Conventional DRAM (현재) KGSD 필요성 필요 없음
Logic die Core die … Conventional DRAM (현재) KGSD 필요성 필요 없음 최소 한번은 해야 하는가? 방법 Direct probing? 기타 ESD 평가&보장, 가용 장치

12 Summary TSV 는 bonding pad 보다 작고 많다. Test 필요한 pin수가 많아진다. 동작 pin수가 많아져서 소모전류가 커진다. Stack후 RA & Repair가 필요할수도 있다. 메모리 + SoC + test system + Probe Card 협력필수 테스트 infra가 크게 바뀔 것 이다.