반도체 측정/검사장비

기술동향

한국과학기술정보연구원

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<제목차례>

제1장 서 론 ········································································································1

제2장 반도체 측정/검사장비 기술개요 동향 ·····································2

1. 반도체 측정/검사장비 기술 개요 ····································································2

가. 주검사장비 ····································································································3

나. Probe Station ··································································································4

다. Probe Card ·····································································································5

라. 핸들러(handler) ······························································································6

마. 번인(Burn-In)장비 ··························································································8

2. 반도체 측정/검사장비 기술 동향 ··································································10

가. 주검사장비 ····································································································11

나. Probe Station ································································································16

다. Probe Card ···································································································19

라. 핸들러 ············································································································23

마. 번인(Burn-in) 장비 ······················································································26

제3장 반도체 측정/검사장비 시장동향 망 ···································28

1. 반도체 측정/검사장비 시장 특성 ··································································28

가. 반도체 측정/검사장비 시장의 개요 특성 ········································28

나. 반도체 측정/검사장비 시장의 진입 장벽 ··············································31

2. 반도체 측정/검사장비 시장 동향 ··································································31

가. 반도체 측정/검사장비 국내 시장 동향 ··················································31

나. 반도체 측정/검사장비 해외 시장 동향 ··················································33

3. 반도체 측정/검사장비 업체 동향 ··································································35

가. 반도체 측정/검사장비 국내 업체 동향 ··················································35

나. 반도체 측정/검사장비 해외 업체 동향 ··················································36

제4장 결론 ········································································································37

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<참고문헌> ·······································································································38

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<표차례>

<표 2-1> 패키지 번인(Burn-in)의 구분 ···································································9

<표 2-2> 일 /분할 WLBI의 특징 비교 ······························································10

<표 2-3> 해결할 Probe Station의 기술과제 ························································18

<표 3-1> 반도체 측정/검사장비 종류별 국내시장 규모 ···································33

<표 3-2> 반도체 측정/검사장비 종류별 세계시장 규모 ···································34

<그림차례>

<그림 2-1> 반도체 검사공정 소개 ···········································································2

<그림 2-2> 주검사장비와 Probe Station을 이용한 검사장비 구성 ··················4

<그림 2-3> Probe Station내의 검사 모듈 구성 ····················································5

<그림 2-4> Probe Card ······························································································5

<그림 2-5> 종래형 Probe Card의 기본구조 분류 ················································6

<그림 2-6> 핸들러 장비 ·····························································································7

<그림 2-7> PLBI와 WLBI 번인 공정의 비교 ······················································10

<그림 2-8> 주검사 장비 ···························································································11

<그림 2-9> 범용 DRAM용 주검사장비의 로드맵 ··············································14

<그림 2-10> Flash 메모리용 주검사장비의 로드맵 ············································15

<그림 2-11> Probe Station의 로드맵 ····································································19

<그림 2-12> 니들타입 Probe Card(a)와 MEMS기술 Probe Card(b) ·············21

<그림 2-13> Probe Card의 로드맵 ········································································22

<그림 2-14> 메모리계 핸들러의 로드맵 ·······························································25

<그림 2-15> 로직계 핸들러의 로드맵 ···································································26

<그림 3-1> 반도체 측정/검사장비 종류별 국내시장 규모 ·······························33

<그림 3-2> 반도체 측정/검사장비 종류별 세계시장 규모 ·······························34

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제1장 서 론

반도체 장비 산업은 반도체 칩 제조 산업에 있어 요한 부분을 차지하고

있는데, 반도체 칩 제조업체들은 매출액의 약 20% 정도를 반도체 장비 구입

에 쓰고 있다.

의 반도체 장비 산업은 반도체 칩 산업에 있어서 별로 요하지 않은

부문으로 인식되었지만 반도체 산업이 발 함에 따라 장비 산업의 요성이

높아지고 있으며, 에는 칩 제조업체가 주도하 던 많은 기술 개발

들이 장비 업체가 주도하게 되는 일이 차로 늘어나고 있다.

반도체 장비 에서도 반도체가 제품에 장착되기 에 본래의 기능을 제

로 수행할 것인지에 한 사 평가를 하는 장비는 매우 요한 부분이다.

메모리 반도체 제조공정에서 FAB 공정이 완료된 후 웨이퍼와 패키지 상

태에서 반도체 칩이 제 기능을 올바로 수행할 수 있는지를 확인하고 불량

유무를 결정하는 장비를 일반 으로 검사장비 는 테스트 장비라고 하며,

조기에 반도체의 기능과 신뢰성을 평가하여 불량 발생으로 인한 손실을 최

소화하는 역할을 한다.

본 보고서에서는 이러한 반도체 측정/검사장비와 련된 기술에 하여

소개하고, 반도체 검사 장비에 한 국내외 연구개발 동향 산업시장 황

을 통하여 련 기술에 하여 기술하고자 한다.

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제2장 반도체 측정/검사장비 기술개요 동향

1. 반도체 측정/검사장비 기술 개요

반도체 검사장비는 주검사 장비(Main Tester), Probe Station, 핸들러

(Handler), 번인(Burn-In)장비로 크게 구분할 수 있으며, 웨이퍼 상태에서 칩

의 정상여부를 검사하는 Probe Station 등의 웨이퍼 검사장비, 반도체 ㆍ후

공정을 마친 후 최종단계에서 패키지의 정상 인 작동유무를 평가하는 핸들

러와 같은 콤포 트 검사장비, 그리고 PCB에 반도체 소자가 여러 개 장착되

어 있는 모듈 상태에서 제 로 작동하는지를 검사하는 모듈 검사장비로 분

류할 수 있다.

웨이퍼 상태에서의 검사는 주검사장비와 웨이퍼가 연결되어 이루어지는데,

Probe Station은 웨이퍼와 주검사 장비를 기 으로 연결하는 역할을 하고,

조립이 완료된 패키지 상태에서의 검사는 주검사 장비와 각각의 반도체소자

가 핸들러를 통해 연결되어 이루어진다.

주검사 장비와 핸들러의 역할은 다음과 같다. 주검사 장비는 소자 구동에

필요한 입력신호를 가하고 소자 출력 신호를 검출하여 정한 후 핸들러를

제어하여 칩의 성능을 등 별로 분류하도록 명령신호를 보내는 두뇌의 역할

을 수행하며, 핸들러는 소자를 테스터로 이송하고 주검사 장비에서 받은 명

령 로 반도체 소자를 속도(speed) 등 별로 분류하는 역할을 수행한다.

<그림 2-1> 반도체 검사공정 소개

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가. 주검사장비

메모리 소자와 메모리 모듈의 검사항목은 크게 DC 테스트, AC 테스트,

기능(Function) 테스트로 나 수 있다.

DC 테스트는 DUT (Device Under Test)에 규정된 압을 인가하여

open/short, 입력 류, 출력 압, 원 류 등의 DC 특성을 측정한 후 그 검

출량으로 양, 불량을 정한다.

AC 테스트는 DUT의 입력단자에 펄스 신호를 인가하여 입출력 운반 지연

시간, 출력 신호의 시작/종료 시간 등의 동작 특성을 측정하여 속도 등 을

나 어 정한다. 기능 테스트는 각 메모리 셀의 읽기, 쓰기 기능이나 상호

간섭 등을 시험하며, 패턴 발생기에서 발생한 시험 패턴을 DUT에 인가한 후

나타나는 출력 신호를 규정된 수 과 비교한 후, 그 비교 결과를 패턴 발생

기에서 발생한 출력 기 패턴과 비교하여 동작의 양, 불량을 평가하게 된

다.

일반 으로 AC 테스트와 기능 테스트를 겸한 다이나믹 기능 테스트를 실

시하지만, 에 열거한 메모리 테스트 항목들을 모두 검사하기도 한다.

테스트 비용을 감하기 한 노력의 일환으로 최근에 고안된 PC Level

실장 테스트 핸들러에서는 AC 테스트와 기능 테스트는 곤란하여 DC 테스

트와 PC 환경의 실장 테스트만을 수행한다. 일반 으로 PC Level 실장 테스

트 핸들러에 장착되는 DC 테스터에는 통상 SPD(Serial Presence Detect) 정

보수록이 가능하도록 되어 있다. PC Level 실장 테스트만으로 테스트를 수

행할 시에는 소자를 일부 샘 링하여 AC 테스트와 기능테스트를 수행하기

도 한다.

소자의 종류별로 테스터 장비를 구분하면 다음과 같다.

DRAM 테스터는 가장 고성능이 요구되는 장비로서 DRAM 소자의 패키지

가 완료된 상태에서 검사하는 최종단계의 테스터로 양, 불량 정 속도

등 을 테스트 후 분류하는 역할을 한다.

Flash 테스터는 Flash 소자의 패키지가 완료된 상태에서의 최종단계 테스

터로 양, 불량 정할 뿐만 아니라 속도 등 을 분류하는 공정에 사용되는

데, DRAM 테스터에 비해 장비속도가 히 떨어진다고 볼 수 있다.

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로직 테스터는 메모리에 비해 설비성능을 크게 요구하지 않으며 세계시장

의 규모에 비해 국내시장 규모가 작은 편이다. 로직 소자 등의 비메모리 반

도체 테스터는 일반 으로 테스트 사이트가 1~16개 정도 되고 고온 테스트

가 가능하도록 되어 있다. 테스트 시간이 일반 으로 매우 짧아 인덱스 시간

(index time)과 사이클 시간(cycle time)이 장비의 성능을 좌우한다. 재

부분의 로직 소자의 테스트 장비는 메모리보다 간단하고 렴하지만, 다양하

고 까다로운 conversion kit가 요구되는 단 이 있다.

나. Probe Station

Probe Station은 반도체 조립공정을 진행하기 에, 웨이퍼 상에 만들어진

수백 개, 는 수천 개의 반도체칩이 제 로 완성되었는지 테스트하기 해

서 웨이퍼에 Probe Card에 있는 Probe Tip을 칩의 패드(Pad)에 시키고,

주검사 장비부터 기 인 신호를 보내 수십 분에 걸쳐 칩의 정상 유무를

정하는 웨이퍼 수 의 검사 장비이다.

체 웨이퍼의 검사가 끝나면 웨이퍼를 다시 카세트로 이송하고 다음 웨

이퍼를 테스트할 수 있게 이송한다.

<그림 2-2> 주검사장비와 Probe Station을 이용한 검사장비 구성

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<그림 2-3> Probe Station내의 검사 모듈 구성

다. Probe Card

Probe Card는 웨이퍼내의 칩의 기 동작 상태를 검사하기 해 아주

가는 선 형태의 Probe Tip을 일정한 규격의 회로 기 (PCB 등)에 부착한 카

드로, 이 Probe Tip이 웨이퍼에 되면서 웨이퍼와 테스터의 간 매개체

역할을 하면서 칩의 양, 불량을 검사하게 된다. Probe Card는 각각의 을

수작업으로 연결해 완성하는 고부가가치의 소모성 부품이라고 할 수 있다.

최근에는 Probe Card에 미세 회로선폭을 용하기 해 반도체 공정을

용한 멤스(MEMS) 공정이 도입되고 있다.

<그림 2-4> Probe Card

재 리 사용되고 있는 Probe Card는 단자의 기계 동작원리에 따

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라 컨틸 버형, 버티컬형, 멤 인형의 3가지로 분류할 수 있고, 재 개발

이 진행되고 있거나 향후 제안될 Probe Card 에서도 단자의 기계 동

작원리는 최종 으로 의 3가지 하나를 따를 수밖에 없을 것으로 상

되고 있다.

<그림 2-5> 종래형 Probe Card의 기본구조 분류

라. 핸들러(handler)

핸들러는 반도체 칩이나 모듈을 외부로부터 공 받아 검사 장소까지 이동

시켜 기 , 열 기능테스트를 한 후, 검사 결과를 토 로 양품과 불량

품을 등 에 따라 분류하는 검사 장비이다. 핸들러의 의의 의미는 임의의

상물을 작업순서에 따라 이동시켜 주는 장치를 총칭해서 말하는데, 그 장

치는 상물의 크기, 무게, 형상에 따라 여러 가지 구성으로 이루어질 수 있

다.

핸들러가 담당하는 기능을 정리하면, 반도체 소자를 테스트하기 한

한 온도와 환경 조성, 반도체 소자를 이송하고 테스터가 정확한 테스트를 할

수 있도록 반도체 소자와 테스터 간의 정확한 조건의 제공, 테스터와의

통신을 통해 반도체 소자의 치 정보를 달, 검사 결과에 따라 반도체 소

자를 양, 불량 등 별 분류 등이 그것이다.

반도체를 크게 메모리 반도체와 비메모리 반도체로 나 수 있는 것처럼,

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핸들러 역시 메모리 반도체용과 비메모리 반도체용으로 구분이 가능하다.

메모리 핸들러는 메모리의 용량화와 복잡해진 기능에 따라 생산성 향상

과 검사비용 감을 해 한 번에 많은 양의 반도체 소자를 검사하는 것이

요하다.

핸들러에서는 반도체 소자를 동시에 처리하는 단 인 `para(parallel)'가

요한 인자이며, 한 번에 여러 개의 반도체 소자를 검사할 수 있는 고성능의

핸들러일수록 para 수가 커지는데, 반도체 소자 단품을 테스트 하느냐, 모듈

을 테스트하느냐에 따라 핸들러를 구분하기도 한다.

<그림 2-6> 핸들러 장비

한 핸들러는 반도체 칩의 이송방식에 따라 수평식과 수직식으로 분류할

수 있다. 수직식 핸들러는 칩 무게에 의한 자유 낙하 방식으로 칩을 이동시

키는 반면, 수평식 핸들러는 물리 장치를 이용해 칩을 강제로 이동시키는

방식이다.

수직식 핸들러는 라스틱 튜 ( 속인 경우는 매거진)에 수납하는 소자를

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력을 이용하여 반송하는 방식이며, 가장 기 패키지 형태인 DIP(Dual

Inline Package)가 등장한 무렵부터 메모리/로직이라는 용도에 제한 없이

리 보 되고 있는 반송방식이다. 이 방식은 자 낙하를 이용한 반송이기 때

문에 기구가 비교 단순하고, 소자를 흐름처리로 반송하여 고속처리를 실

할 수 있으며, 공간의 효과 인 활용이 가능해서 Foot Print를 작게 할 수 있

다.

Area array 형태의 패키지와 NLP(Non Lead Package)의 경우 수직식 핸

들러가 가진 제약을 받지 않고 특징을 충분히 살릴 수 있는 장 을 가지고

있다.

최근에는 4～5칩이 층되는 MCP와 SiP와 같은 3차원 패키지의 생산이

활발하게 이루어지고 있는데, 핀 수의 증가와 더불어 패키지 내부에서 본딩

와이어와 본딩 밴드의 속 불량 가능성 증가, 칩의 다층화에 한 요구 등

이 해결과제이며, 칩의 두께가 얇아지고 있어 패키지에 한 충격을 최

소화하는 것이 필요하다.

반도체 소자에 미치는 충격을 최소화하기 해서는 수평식으로 패키지를

반송하는 수평식 핸들러가 필요하지만, 수평식 핸들러의 경우는 그 특성에

의해 반송 기구부가 복잡해지고, 상 으로 많은 공간을 필요로 하는 단

이 있다.

마. 번인(Burn-In)장비

메모리 반도체에서 번인공정을 도입하는 주요 이유는 반도체 소자에 고온

조건하에 임계값에 가까운 압을 가한 상태(일반 으로 고객이 1년 이상 사

용하는 정도의 스트 스를 가한 상태)에서 제품을 동작시켜 실제 사용 시

발생할 수 있는 반도체 제품의 불량을 조기에 검출하기 해서이다.

패키지 상태에서의 번인(Package Level Burn-In, PLBI)공정은 메모리 소자

들을 번인 보드의 소켓에 삽입한 뒤 챔버 안에 넣고, 일반 으로 125℃에서

일정 시간 동안 소자에 일련의 기능 테스트를 수행하여 제품의 기능이 정상

혹은 비정상인지 가려낸다.

최근에는 메모리 용량이 기하 수 으로 증가함에 따라 번인시간이 길어

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지고, 실장의 집 도를 높이기 해 시도되는 SiP(System in Package)와

MCM(Multi Chip Module) 등 베어칩에서 고 도 실장을 하는 제품이 증가

하여 다핀화가 진행되는 등 PLBI 공정의 비용이 증가하 다.

이러한 문제를 해결하고자 메모리 반도체 제품에 DFT(Design For

Testability), 는 BIST(Built-In Self Test)기능을 내장하여 은 Pin을 사용하

여 검사하고 있다.

한 MCM을 한 품질 보증된 베어칩(Known Good Chip, KGD)을 확보

하고자 웨이퍼 상태에서 번인을 실행하는 웨이퍼 수 의 번인 공정 (Wafer

Level Burn-In, WLBI)이 개발되었다. 이 경우 웨이퍼 상태에서 번인을 하기

때문에 번인불량이 되는 칩을 조립하는 낭비를 일 수 있다.

WLBI의 경우 패키지 번인 방식과 같이 신호 발생과 분배 부분으로 구성

되며, 온도 제어 방식에 있어서는 패키지 번인의 공기 가열방식과 달리 직렬

식이 주류를 이루고 있다.

WLBI와 웨이퍼를 연결하는 인터페이스로는 Probe Card를 이용하고 있다.

패키지 번인은 패키지 상태의 기능 발달에 따라 다음과 같이 Static

Burn-in, Dynamic Burn-in, Test during Burn-in으로 구분한다.

항목 내용

Static

Burn-in

소자에 고온, Stand by 상태에서의 고 압의 VDD 원만 가하여

기 불량을 검출하는 방식의 번인

Dynamic

Burn-in

고온과 온에서 고 압의 VDD를 인가하고 소자가 active 상태로

동작하도록 하는 방식으로 기불량을 검출하는 방식

Test during

Burn-in

Dynamic Burn-in 설비에서 기능 읽기를 추가하여 일반 테스트 시

스템에서 진행하고 있는 기능 항목을 실행하는 방식

<표 2-1> 패키지 번인(Burn-in)의 구분

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<그림 2-7> PLBI와 WLBI 번인 공정의 비교

WLBI은 방식에 따라 일 WLBI와 분할 WLBI로 나 수 있는데, 일

WLBI는 웨이퍼를 일 으로 할 수 있는 카세트에 넣고, 온도 제어

유닛에 놓고 번인하는 방식이고, 분할 WLBI는 체 웨이퍼를 Probe Station

상에서 여러 번으로 나 어 번인하는 방식을 말한다.

방식 일 WLBI 분할WLBI

용품종 품종(핀 수에 제한 있음) 메모리에 용

번인 시간 장시간 단시간

B/I 커버율 칩 체 메모리 셀 그 주변회로부

테스트 가능(일부 제한 있음) 불가능

<표 2-2> 일괄/분할 WLBI의 특징 비교

2. 반도체 측정/검사장비 기술 동향

반도체 메모리 제품의 집 도가 높아지고 동작속도가 증가하며 제품의 크

기는 소형화되면서 테스트에 한 요구조건도 까다로워지고 있다.

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메모리 소자의 제조에 있어서 가장 요한 요소는 양산성이다. 메모리 소

자의 집 도가 상승하면서 테스트 시간이 체 검사 비용에 미치는 향이

지속 으로 증가하고 있으며, 이를 개선하기 한 방법으로 테스트 채 확

정을 통한 동시 측정 수 확장에 한 요구가 높아지고 있다.

DRAM용 장비는 동작 주 수 상승과 동시 측정 개수의 확장이라는 두 가

지 과제를 가지고 개발업체간 경쟁이 벌어지고 있으며, Pin간, DUT(Device

Under Test)간 신호 공유를 활용한 동시 측정 수 확장도 지속 으로 이루어

지고 있다.

Probe Station 핸들러와의 일체화 간편한 연결을 해 각 모듈별로

고 신뢰성의 부품 평가와 측정기술이 필요하다.

가. 주검사장비

(1) DDR DRAM에 한 안정 인 측정방법 제시 필요

DDR DRAM제품의 고속화에 따라 출력 데이터의 폭도 좁아지게 되는데

이는 사용자 시스템의 안정성에도 향을 미치지만 소자업체의 검사공정에

서도 미세한 인 라의 향으로 수율이나 양품 등 에 악 향을 미치게 된

다.

<그림 2-8> 주검사 장비

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(2) 고속 Clock 응

Double Data Rate 방식의 DDR-2, DDR-3 메모리의 경우와 같이 GHz 의

동작 속도를 갖는 메모리 소자가 증가하고, 고속화에 따른 보호 주 수 역

이 소해지면서 미세한 제조 공정으로 인한 불량을 찾아내기 해 1.3~3.0

Gbps의 고속 테스트가 필요하게 되었다.

한 PCB Board 설계 제조기술, 신호발생/인가/측정 련 Main

Control Generating Board 설계․제작 기술, 신호 측정(signal measuring)

기술이 필요하다.

반도체 소자의 고속화 라이 사이클 단축으로 설비 활용성 측면에서

설비 동작 주 수 한계치를 넘는 반도체 소자의 측정이 필요하게 되었다.

(3) Calibration 정 도 향상 수행시간 단축

검사 속도를 증가시키기 해 para수의 확장 테스트 헤드수의 증가, 진

단 Calibration Time의 최소화가 필요하다. 여기에 더하여 장비의 소형화

와 소비 력화가 요해지고 있다.

로세스의 미세화에 따라 범용 DRAM, SoC, DUT 원은 압화하고,

인터페이스 신호도 진폭화 하는 추세에 있으며, 이에 따른 고정 도 테스

트가 요구되고 있다. 한 DUT의 소비화를 추구하는 가운데 기시의 리

크 류 측정 정 도 향상도 요구되고 있다.

(4) 비용화 요구

범용 메모리 테스터, 모든 SoC테스터, 테스터의 고기능화․고정 도화․고

속화에 따라 테스터의 구조와 회로는 더욱 복잡하고 규모화되고 있기 때

문에 각 테스터업체에서는 테스터에 사용하는 반도체 소자의 고집 화 등을

추진함으로써 테스터 비용을 억제하려는 노력을 하고 있다.

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(5) 테스트 채 확장을 통한 동시측정 수 확장

반도체 소자의 용량화에 따라 테스트 시간이 체 비용에 미치는 향

이 지속 으로 증가하고 있으며, 이를 개선하기 한 방법으로 테스트 채

확장을 통한 동시측정 수 확장이 지속 으로 요구되고 있다.

(6) DFT(Design For Testability) 활용기술 확

테스트 비용 감 보유 설비의 성능한계를 해결하기 한 책으로

DFT 에 한 연구 설계 반 에 한 시도가 지속 으로 증가하는 추세

에 있으며 이를 활용한 용테스터의 등장도 상되고 있다.

(7) 웨이퍼와 패키지 테스터 공용화

Flash와 MCP설비의 확 와 더불어 기존에 별도의 설비로 생각되던 웨이

퍼와 패키지의 설비 구분이 없어지고, 특수한 기능에 해서는 후 공정에

계없이 사용가능한 장비개발 쪽으로 장비의 발 이 이루어지고 있다. 이 경

우 장비개발 에서는 개발비 감효과가 있고 사용자 입장에서는 설비활

용에 한 유연성이 높아지는 장 을 갖게 된다.

범용 DRAM 주검사 장비의 로드맵을 <그림 2-9>에, Flash 메모리용 주검

사장비의 로드맵을 <그림 2-10>에 나타냈다.

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<그림 2-9> 범용 DRAM용 주검사장비의 로드맵

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<그림 2-10> Flash 메모리용 주검사장비의 로드맵

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나. Probe Station

Probe Station은 주검사장치의 테스트헤드와 Probe Card, 그리고 DUT가

서로 연결되도록 하는 장치이므로, 각각의 치수와 사양에 의존하여 장치의

사양이 결정된다. 이것은 LSI미세화 패키지기술의 경박단소화에 따라 얇

아지는 웨이퍼를 제 로 다루는 기술이 요구된다.

(1) Probe Card의 형화

Probe Card의 형화를 해서, 웨이퍼 면과 Probe Card Tip의 평행도 유

지를 한 Auto Leveling기능을 넣어서 웨이퍼면 비 Probe Tip의 평행도

를 5㎛이하로 유지할 필요가 있다.

(2) 테스트 속도 증 요구

웨이퍼의 크기가 커지고, 웨이퍼 단 면 당 구 되는 칩의 수가 증가하

면서, 많은 수의 칩을 동시에 테스트 할 필요가 있다.

Probe Station의 성능에서 가장 요한 요소 하나는 단 시간에 얼마나

많은 웨이퍼를 검사할 수 있는지 여부이다.

(3) Probe Card의 Pin수 증가에 따른 정 한 제어 필요

웨이퍼 상태에서 여러 개의 칩을 동시에 테스트할 때 웨이퍼에 가해지는

100 kg이상의 수직 하 에서 chuck의 기울기를 수 ㎛이내로 유지하고,

Probe Card에 장착되는 많은 Pin과 웨이퍼상의 많은 Pad를 제 로 시

키는 문제가 매우 요하다.

한 다핀화에 의해 테스트헤드에 가해지는 힘이 커지므로, 얇아지는

웨이퍼가 Probe Card에 의한 압력에 잘 손상되지 않도록 하는 것이 필요하

다.

- 17 -

(4) Chuck의 온도 정 도 유지

환경시험에 필요한 고온 온의 온도분포를 0.5℃ 범 내에서 균일하게

유지하는 것도 매우 요한 기술이라고 할 수 있다.

검사 시 요구되는 여러 가지 기능이 환경변화 조건 하에서 확실히 작동하

도록 하는 것도 매우 요하다.

(5) 정 도 향상

반도체 제조공정에서 미세회로선폭을 구 하는 것이 가능해지면서 Die 크

기는 어들고 Pad의 크기와 간격이 작아지면서 정확한 치에 Probe Tip을

치시키는 것이 어려운 문제가 되고 있다.

미세화되고 있는 본딩 패드와 Probe Card의 Probe 선단을 정 하게 제어

하며, 이를 해 Prober Station에서 X-Y 스테이지의 정 한 제어, Probe

Card의 정확한 치를 결정하기 한 정 한 비 시스템 확보, Probe Card

Chuck이 열에 의해 틀어지는 값을 보상하는 것 등이 매우 요해지고 있

다.

(6) 테스트 시간 단축

메모리 소자의 경우 칩의 소형화에 따른 인덱스 시간의 요성이 커지고

있어 구동 시간을 단축시키기 해 많은 노력이 이루어지고 있다.

Probe Station과 Probe Card가 안고 있는 문제의 근원 인 해결을 해서

는 비 으로 신호를 입출력하고 력공 을 할 수 있는 송수단과 측정

수단이 도입될 필요가 있고, 이러한 분야의 기 기술연구도 요망된다.

향후 Probe Station에서 해결되어야 할 기술과제 내용을 <표 2-3>에,

Probe Station의 로드맵을 다음과 같이 <그림 2-11>에 나타냈다.

- 18 -

기술과제 해결책 제언

소자 얇은 웨이퍼의 반송캐리어, Loader

구조의 재검토

백 그라인드 완료

웨이퍼의 반송을

고려한 캐리어의

표 화

주검사 장치

테스트헤드 하 증가 본체 임 강화

포고 핀 하 증가헤드 이트 강화

재질 변경

포고 핀 이외의

속방식을 검토

Probe Card

구경화에 따른

평행도의 확보

테스트헤드~웨이퍼

간의 구성 요소

재검토

자기보정 기능,

교정의 자동화 검토

두께 증가반송계의 개선

운용방법의 개선자동반송 고려

질량 증가

멀티 수 증가 평생도 개선

Probe Station

웨이퍼 척 평면도척 표면 마무리 재질

변경

종합 정 도스테이지, 얼라이먼트

정 도의 향상종합 정 도 향상

웨이퍼 척 내하 Z 스테이지 강화Probe Card 업체와의

상호 력

온도

테스트헤드와

웨이퍼의 구성요소

재검토, Chuck

온도분포 개선

Probe Card 업체와의

상호 력

<표 2-3> 해결할 Probe Station의 기술과제

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<그림 2-11> Probe Station의 로드맵

다. Probe Card

반도체 소자를 검사하기 해 필요한 Probe 핀의 수가 많아지면서 다음과

같은 Probe Card 의 구조와 제조에 한 기술이 요구된다. 미세한 Probe 단

자를 고 도로 배치하고, 시험 주 수의 고속화에 응하는 Probe 단자의 임

피던스를 정합함으로써 고 도로 신호인출이 이 지고, 임피던스로 원

공 을 가능 하는 기술 등이 그것이다.

- 20 -

(1) 얇아지는 본딩패드 연막 응

반도체 소자의 본딩 패드의 피치가 미세화되면서 본딩 패드의 막 두께와

하층의 연막이 얇아져 본딩 패드와 연막에 손상을 입을 수 있다. 그러므

로 부드러운 터치로 하고, 높은 신뢰성을 유지하는 Probe Card의 구조

와 재질에 한 개발이 필요하다.

(2) 미세화 다핀화 응

Probe Card는 Probe 단자의 기신호 송에 린트기 을 이용하고 있

고, 린트 기 바깥에서 기 심으로 설치되어 있는 Probe 단자를 향해

서 배선패턴이 집 된다.

MCP나 SiP를 테스트하는 데에 있어서 본딩 패드의 수, 치수, 배치피치 등

이 종래의 패키지에서 이용되는 것과 비교하여 비약 으로 미세화 다핀

화 되었다. 따라서 30㎛～5㎛피치로 10,000개를 넘는 패드의 로빙이 필요

할 것으로 측되며, 이를 구 하기 한 획기 인 PCB 제작기술이 필요하

다.

(3) MEMS 기술 등의 새로운 공정 용

Probe Card의 표격인 컨틸 버형에서는 Probe의 치수가 길고 모든

Probe의 장을 균등하게 갖추기가 곤란하기 때문에, 인덕턴스의 크기와 편

차로 인해 고속신호의 송에는 한계가 발생한다. 그러나 버티칼형이나 멤

인형에서는 Probe 단자를 짧고 균등하게 할 수 있기 때문에 개량의 여지

를 남기고 있다고 할 수 있다.

최근 Probe Card에 MEMS 기술이 용되면서 반도체공정기술과 미세가공

기술을 조합해 수㎛ 이하의 미세 구조물이나 장치 등을 제작하고 시스템

화하는 것이 가능해졌다. 기존에 니들(Needle)타입이었던 검사 장치는 60㎛

피치까지 검사가 가능하 으나 MEMS 기술을 용함으로써 25㎛ 피치의 미

세한 범 까지 검사가 가능하므로 반도체 제품의 생산성과 원가 감에 기여

- 21 -

하고, 고속신호의 송이 가능해지고 있다.

이 경우 신호의 송선로로 이용되는 린트 배선기 과 인터포 기 의

송특성의 분석 설계기술이 과제가 될 것이다. Probe Card의 로드맵을

<그림 2-13>에 나타냈다.

<그림 2-12> 니들타입 Probe Card(a)와 MEMS기술 Probe Card(b)

- 22 -

<그림 2-13> Probe Card의 로드맵

라. 핸들러

핸들러의 발 방향은 주검사 장비와 어느 정도 련이 있는데, 이는 반도

체 검사가 핸들러와 주검사 장비의 결합으로 이루어지기 때문이다.

- 23 -

테스터는 궁극 으로 두 가지 방향으로 발 되고 있다. 하나는 얼마나 많

은 소자를 동시에 테스트 하여 생산성을 향상시킬 것인가와 소자의 데이터

처리속도 상승에 따른 테스트 속도의 향상이다 한 추가 으로는 얼마나

렴하게 테스트를 할 것인가도 요한 변수이다.

재 메모리계 핸들러에서는 128para 핸들러가 보편 으로 보 되어 있고,

일부 회사를 심으로 256para, 는 512para가 생산에 투입되고 있다. 최근

소수 기업에서 768para 의 핸들러의 개발이 완료되었으며, 1024 para 핸들

러의 개발이 진행되고 있다. 로직계 핸들러에서는 16개 동시측정이 양산 공

정에 투입되고 있다.

128para의 경우 시간당 생산량이 8,000~10,000개, 256 para 인 경우 13,000

개 이상, 512 para의 경우 20,000개 이상의 처리가 가능하다. 동시에 256개,

512개의 소자를 테스터에 정확히 속하기 해서는 컨택 스의 힘의 증

, 온도변화에 따른 치 보정 재질변경 등에 한 지속 인 연구가 필

요하다.

핸들러에서 동시에 테스트할 소자의 수가 증가한다는 것은 테스트 트 이

의 크기 증가, 핸들러 체의 크기 증가, 챔버 용량 증가와 온도 균일성 문

제, 소자 처리속도 향상, 동시에 많은 소자에 한 균일한 컨택의 문제가 해

결되어야 한다는 것을 의미한다. 한 장비의 고속화, 복잡화로 인해 발생할

수 있는 JAM의 감소를 한 응이 필요하다.

(1) 테스트 시간 단축

핸들러에서 말하는 처리능력 인덱스 타임의 고속화는 기계 인 요인이

많기 때문에, 반송 구동부의 기계 속도의 고속화, 이동 거리 단축, 치결

정제어의 최 화를 통한 시간의 단축을 도모할 수 있다.

향후에는 수 십 GHz정도까지는 문제없이 측정할 수 있는 핸들러에 한

필요성이 커질 것이다. 한 다양한 소자를 반송하는 핸들러의 성격을 고려

하면, 학식 치결정기술은 기계 인 치결정 기술 이상으로 계된 분야

가 넓기 때문에 이에 한 기술축 이 필요하다.

- 24 -

(2) 동시 측정 수

동시 측정하는 소자의 수가 많아지는 경우 많은 소자를 동시에 측정할 수

있도록 소자를 공 하며, 정확한 이 이루어지도록 할 것인가가 요한

기술 문제이다.

테스트의 복잡화와 고속화는 테스트헤드에 한 회로와 원의 설치 수를

증가시키고 해마다 용 이 확 되는 추세에 있다. 한 동시측정수의 증가는

핸들러 자체의 기구도 복잡하게 하기 때문에 핸들러는 커질 것으로 상된

다. 그러나 건물 반입구의 제약이나 공장 내 이아웃, 이동의 제한 등도 있

어서 가로 1.8m을 넘는 것은 편리성이 떨어진다.

(3) 사용 테스트 트 이

사용 테스트 트 이의 크기는 장치 체 면 , 반송경로, 동시처리 소자의

수와 한 계가 있다.

트 이 크기가 커지면 장치의 체 면 을 비롯한 사용 테스트 트 이가

이송되는 부분이 커지며, 한 온도 변화에 따른 사용테스트 트 이의 확 ,

축소 비율이 증가하여 에도 향을 미치게 된다. 따라서 동시 측정수가

늘어나도 사용 테스트 트 이는 최소한의 크기를 유지해야 한다.

(4) 설치면

테스트가 복잡해지고 고속화될수록 테스터의 필요한 회로와 원의 수가

증가하고, 동시 측정수가 증가하면서 핸들러 자체의 기구설계가 복잡해지기

때문에 핸들러 체 크기가 커지지 않을 수 없다. 그러나 설비 이동, 공장의

Layout, 이동경로 등을 감안하여 크기가 무 커지지 않도록 설계할 필요가

있다.

핸들러의 로드맵을 메모리계와 로직계로 나 어 <그림 2-14>와 <그림

2-15>으로 각각 나타냈다.

- 25 -

<그림 2-14> 메모리계 핸들러의 로드맵

<그림 2-15> 로직계 핸들러의 로드맵

- 26 -

마. 번인(Burn-in) 장비

반도체 공정의 미세화에 의해 고객이 사용하는 압 범 와 반도체 소자

의 스트 스에 한 가능한 임계값의 차이가 차 감소된다. 따라서 가능한

범 에서 짧은 시간에 신뢰성 확보를 해 소자에 인가할 수 있는 신호의

품질을 향상하기 한 기술의 발달이 필요하다.

(1) 패키지 벨 번인(Package Level Burn-In)

패키지 번인은 고온의 챔버에 제품을 삽입하고 Standby 상태에서 소자

원을 고객이 실제 사용하는 것보다 가혹한 조건의 고 압을 장시간 인가하

여 신뢰성을 확보하는 단계에서 반도체 제품이 Active상태로 되도록 각 핀에

신호를 인가하는 방식으로 진행한다. 메모리 반도체에서 Timing특성과 연

이 작은 테스트 항목에 해 번인시스템에서 검사를 실행하고 있다.

DRAM의 경우 Refresh항목을 주로 실행하고 있으며, 다소 동작속도가 떨

어지는 NAND Flash의 경우 테스트하기에 편리한 형태의 시스템 제어기능

을 내장한 번인 시스템이 개발되고 있다. 한 실장의 고 도 집 화를 해

MCP 제품이 증가하고 있어 여러 종류의 제품을 한 번에 테스트하는 번인시

스템이 개발되고 있다.

(2) 웨이퍼 벨 번인(Wafer Level Burn-In)

WLBI의 경우 메모리 반도체의 경우 소자 내부에 기능 테스트가 가능하도

록 하기 한 번인 회로를 내장하여 은 핀으로 짧은 시간에 많은 효과를

낼 수 있도록 하여 생산성의 증 를 꾀하고 있다.

자기기의 소형․다기능․ 코스트화 개발 사이클의 단축을 가능

하는 소자기술로서 여러 반도체 칩을 하나의 패키지에 넣는 형태인 MCP

(Multi Chip Package)나 SiP(System in Package) 등이 있다. 이들의 신뢰성

을 확보하기 하여 웨이퍼 벨에서 양품으로 선별된 KGD(Known Good

Die)의 확보가 필요하며, 이를 해 웨이퍼 벨 번인장치인 WLBI의 요성

- 27 -

이 커지고 있다.

WLBI 시스템에서는 검사를 수행하기 하여 일반 테스트 시스템에 비해

고 압과 류의 공 과 측정이 가능하면서 다량의 소자를 동시에 측정하

기 한 시스템의 구성을 한 집 화 기술과 시스템 제어기술이 필요하다.

재는 번인 시스템에서 메모리 반도체의 경우 타이 특성과 연 이 작은

테스트 항목에 해 번인 시스템에서 검사를 실행하고 있다.

일반 테스트 시스템에 비해 고 압/ 류의 공 과 측정이 가능함과 동

시에 다량의 소자를 동시에 측정해야 하므로 시스템의 구성을 한 집 화

기술과 시스템 제어기술이 필요하다.

- 28 -

제3장 반도체 측정/검사장비 시장동향 망

1. 반도체 측정/검사장비 시장 특성

가. 반도체 측정/검사장비 시장의 개요 특성

반도체 주검사 장비의 시장은 부분 일본ㆍ미국 등 외산이 주도하고 있

고, 이들 기업은 국내는 물론 세계 시장을 선 하고 있다.

반도체 검사장비 가운데 부분을 차지하는 주검사 장비 부문은 노 장비

와 함께 반도체 장비 국산화의 마지막 문으로 여겨져 온 분야로, 연간 매

출 4조원 규모의 일본의 어드반테스트 요코가와, 미국의 테라다인과 애질

런트 등이 과 하고 있다.

최근 국내업체인 유니테스트가 1 Gbps 이상 속도를 구 하는 반도체 단품

검사장비 개발에 성공함으로써 고부가가치 반도체 주검사 장비 시장에서 국

내 최 로 D램 주검사 장비에 한 국산화 상용화를 실 했다. 유니테스

트는 재 차세 메모리인 DDR3용 고 사양의 주검사장비도 개발하고 있

다.

검사장비 시장에서는 주검사 장비의 비 이 70∼80%에 이르고 있다. 특히

최근 반도체 웨이퍼 크기가 기존 8인치(200㎜)에서 12인치(300㎜)로 형화되

는 한편, 회로선폭 크기가 미크론(㎛, 100만분의 1m) 에서 나노미터(㎚, 10

억분의 1m) 으로 미세화되면서 주검사 장비에 한 수요가 더욱 증가하고

있는 추세이다.

DRAM 테스터는, 패키지가 완료된 상태에서 수행하는 최종단계의 테스트

를 담당하는 것으로서, 양, 불량 정뿐만 아니라 속도 등 을 분류하는 테

스트 공정 에서 가장 고성능을 필요로 한다. 삼성에서 생산하는 DRAM을

테스트하는 설비로는 Advantest 계열이 주종이며, 고속 테스트용으로는 요코

가와 그리고 RAMBUS용으로 HP를 사용하고 있다.

DRAM 테스터의 기 투자는 막 한 개발비 부담과 차세 시장 규모를

측하기 어려워 업체들이 차세 설비를 개발하기를 주 하고 있다.

- 29 -

Flash 테스터는 패키지가 완료된 상태에서 수행하는 최종단계의 테스트로

서 양, 불량 정뿐만 아니라 속도등 을 분류하는데 사용되는 시스템이다.

Flash 메모리 특성상 설비의 검사 속도는 DRAM에 비해 떨어지는 수 이다.

기존에는 Advantest 설비가 부분을 차지했지만, Nextest에서 Flash 용장

비를 개발하면서 가격과 다채 로 인한 성능에서의 경쟁력을 바탕으로 기존

범용장비에 비해서 물량이 증하고 있다. 향후 Flash시장이 DRAM의 수요

를 능가할 것으로 망됨에 따라 Flash Tester 장비 시장의 확 가 상된다.

Flash 테스터는 DRAM장비에 필요한 Clock 의 측면에서 보면 수 이 낮아

서 소자의 속도가 빨라지면서 더욱 High Frequency Clock에 한 요구에

직면하고 있다. 생산성 향상을 해서는, 한 번에 테스트 가능한 양을 늘릴

수 있는 다채 처리 기능이 요구됨과 동시에 장비의 소형화를 구 하는 것

이 극복해야할 기술이 될 것이다.

비메모리 시장을 겨냥하는 Logic 테스터의 경우 세계 시장 규모가 상당히

큰 편이며 상 으로 국내의 시장규모가 작은 편이다. Logic 테스터는 디지

털 장비, 아날로그 장비, 혼합신호 장비, SOC등 다 시스템에 용이 가능

하면서 렴한 가격의 측면을 만족시켜야 한다. 비메모리용 테스트 장비의

경우, 선두업체인 테라다인이 부분을 물량을 공 하고 있다. Memory에 비

해 가격이나 규모는 은편이며 설비성능에 한 조건은 크게 요구되지 않

는다.

WLBI는 웨이퍼상태에서 생산성의 향상과 제조원가를 감시킬 수 있도록

하는 장비이다. 실제 사용 조건보다 고온, 고 압 등의 열악한 환경을 만들

어 이를 소자에 인가함으로써 칩의 생산성 향상은 물론 양, 불량의 한계선상

에서 통과한 소자 양품(Good die)을 선별하는 것인데, 후공정에서의 테스

트를 생략하여 불필요한 작업을 제거하여 원하는 목 을 달성한다.

검사결과를 Feedback하여 Fab 공정상의 수율향상, 후공정 Test 항목 축소

에 따른 후공정 Test 시간 단축 한 목 으로 EDS를 도입하여 운 하는데,

국내기업인 롬써어티에서 독 하고 있다.

PLBI 테스터는 메모리 소자를 125℃ Burn In 일련의 Function Test를

수행하여 제품의 기능이 정상 혹은 비정상인지 별하는데, 국내기업인 DI가

독 하고 있다. 즉, 메모리 소자를 Burn In Board 상의 Socket에 삽입한 뒤

- 30 -

챔버 안에 넣고 일정 기간 동안 기 신호 열을 인가하여 제품의 기능

을 검증하는 장비이다.

핸들러는 다른 반도체 장비에 비해 일 국산화가 이루어져 공정 장비

가 10%미만의 국산화 비율을 보이고 있는 것에 비해 30% 높은 국산화 비

율을 보이고 있다. 세크론, 미래산업, 테크윙 등의 국내기업들이 검사장비의

치열한 경쟁을 하면서 안정 인 매출을 올리고 있다. 16ㆍ32ㆍ64 라가 주

류를 이뤘던 반도체 시장 기에서는 어드반테스트, 멀티테스트 등 해외업체

들이 핸들러 시장을 주도했으나, 국내 기업들이 128 라를 시작으로 최고

720 라까지 검사할 수 있는 장비들을 출시하면서 재 메모리 핸들러 시장

을 선도하고 있다.

최근 미래산업이 768 라 , 테크윙이 720 라 핸들러의 개발을 완료했

다. 이 장비는 256 라 핸들러 비 효율을 250% 가량 높여 시간당 2만5000

개의 칩을 처리할 수 있으며, 크기는 256 라 핸들러와 비슷하다. 이 핸들러

는 D램을 비롯해 낸드 래시 등 메모리반도체 검사공정에 용될 수 있다.

비메모리 핸들러는 한 제품의 검사시간이 긴 메모리 핸들러와는 달리 `인

덱스타임'(Index Time)이 성능을 단하는 요한 요소가 된다. 인덱스타임

이란 한 번 칩을 검사하고 다음 칩으로 넘어가는 시간을 말한다. 사이닉스나

엡슨 등 일본 업체들의 핸들러는 평균 인덱스 타임이 0.36∼0.50 수 이지

만, 국내 업체인 핸들러 월드 등이 평균 인덱스타임을 0.27 수 으로 단축

하며 련시장을 이끌고 있다.

한 디지털 정보기기에 한 수요 확산으로 래시메모리 시장이 성장

하고 있는 추세에 따라, 낸드(NAND) 래시메모리 주검사 장비 분야로 제품

군 확 에도 나서고 있다.

세계 으로 2008년 7000억원에 이를 것으로 망되는 Probe Card 시장

은 재 미국 폼펙터가 50% 가량 유율을 보이고 있으며, 국내에서는 세크

론, 유니테스트, 미코티엔(구 마이크로티엔), 코리아인스트루먼트 등이 미국

폼펙터가 주도하고 있는 Probe Card 시장에 신규 진입하거나, 시장 진출을

앞두고 있다.

디아이ㆍ 롬써어티ㆍ테스텍ㆍ테스트포스 등은 신개념 번인(Burn-In)장비

를 개발해 삼성 자ㆍ하이닉스 등에 공 함으로써 검사장비의 틈새시장을

- 31 -

개척해 가고 있으며, 최근에는 주검사 장비 분야에도 뛰어들어 장비개발을

진행하고 있다.

나. 반도체 측정/검사장비 시장의 진입 장벽

국내의 경우 검사용 장비는 2003년부터 29~31%의 국산화율을 보이며 매출

신장에 기여하고 있다. 반도체 검사장비 핸들러의 경우는 다른 반도체 장

비보다 조기에 국산화가 진행되어 재는 상당한 수 에 도달해 있는 상태

이다. 실제로 경쟁 계에 있는 일본 제품보다 성능이 우수한 부분도 많다.

그러나 아직까지는 효율 인 생산 시스템 등의 미비로 품질 면에서는 다소

미흡한 이 있고 새로운 방향을 모색하면서 발 하고 있는 상황이다.

DRAM 테스터의 경우 Device의 Speed가 빨라짐에 따라

High-Frequency Test Clock 요구 (1.0GHz이상), 생산성 향상 등을 해

512Para의 다채 이 요구되고 있다. 재 국내 업체들이 개발한 장비들은 세

계 검사장비 시장을 장악하고 있는 어드반테스트, 테라다인, 요코가와 등 해

외 유수 기업의 제품을 체할 수 있는 상황은 아니다. 그 수 에 이르려면

앞으로 3∼5년 정도, 기술격차를 감안할 때 길게는 향후 10년 이후에나 가능

한 것으로 평가받고 있다.

해외 기업들이 과 하고 있는, 소 말하는 주검사 장비(메인테스터) 시장

에 본격 진출하기 해서는 국내 기업들의 비가 더욱 필요하다는 지 이

다. 한 이러한 국내 기업을 활성화하기 한 정부ㆍ 기업들의 지원이 필

요하다.

2. 반도체 측정/검사장비 시장 동향

가. 반도체 측정/검사장비 국내 시장 동향

과거 2006년 국내 반도체장비 시장규모를 보면 7천 2백억 원 수 이었으

며, 이 국내 장비업체가 2천 200억 원 규모를 공 함에 따라 국내 장비 업

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체의 내수시장 유율은 30% 수 에 이르고 있다. 제품별 내수시장의 규모

를 보면 Mixed Signal 테스터가 2,188억 원으로 가장 많고, 로직 테스터

1,643억 원, 메모리 테스터가 1,626억 원의 순이다.

국내 반도체검사장비 시장은 2002년부터 꾸 한 성장을 보이고 있으며,

2006년을 기 으로 잠시 축소되었다가 이후부터는 지속 으로 성장할 것으

로 상되고 있다.

앞에서 설명한 바와 같이 DRAM시장은 삼성 자ㆍ하이닉스 등 우리나라

가 세계 유율 1 를 기록하고 있다. 그러나 속도ㆍ성능 등을 검사하는

반도체 주검사 장비 시장은 국내는 물론 세계 시장을 부분 일본, 미국

업체가 주도하여 왔다. 최근에는 국내업체인 유니테스트가 1 Gbps 이상 속

도를 구 하는 반도체 단품 검사장비 개발에 성공한 후 그 용범 를 차

로 넓 가고 있는 상황이다. WLBI는 국내기업인 롬써어티가, PLBI 테스터

는 국내기업인 DI가 독 하고 있다.

핸들러는 다른 반도체 장비에 비해 일 국산화가 이루어져 공정 장비

가 10%미만의 국산화 비율을 보이고 있는 것에 비해 30% 높은 국산화 비

율을 보이고 있다. 세크론, 미래산업, 테크윙 등의 국내기업들이 검사장비 분

야에서 치열한 경쟁을 하면서 안정 인 매출을 올리고 있다. 비메모리 핸들

러는 국내 업체인 핸들러 월드 등이 최근 기술 수 을 높이면서 련시장을

주도하고 있다.

Probe Card의 경우 재 미국 폼펙터가 50% 가량 유율을 보이고 있으

며, 국내에서는 세크론, 유니테스트, 미코티엔(구 마이크로티엔), 코리아인스

트루먼트 등이 시장 규모를 성장시키고 있다.

이와 같이 각 분야별로 국내 업체들이 그 시장규모를 넓히고 있어서 해를

거듭할수록 국내업체가 차지하는 비율이 증가할 것으로 상된다.

- 33 -

2002 2003 2004 2005 2006 2007

Logic Tester 524 1,096 1,523 1,677 1,643 1,867

Memory Tester 430 1,132 1,620 1,776 1,626 1,796

Mixed Signal Tester 643 1,480 2,100 2,315 2,188 2,488

Prober 269 577 840 912 877 967

Handler 201 470 672 745 695 836

Burn-In Sys. 36 80 118 129 121 139

<표 3-1> 반도체 측정/검사장비 종류별 국내시장 규모

* 반도체 제조장치 Databook 2004 자료

<그림 3-1> 반도체 측정/검사장비 종류별 국내시장 규모

나. 반도체 측정/검사장비 해외 시장 동향

세계 반도체 장비시장은 공정 제조장비, 검사장비, 후공정 제조장비

의 크게 세 가지로 나 수 있다. 이 가운데 검사장비 부문은 6조원 규모의

시장이 형성될 것으로 상되는데, 이는 연간 24조원에 이르는 반도체 공

정 장비시장의 4분의 1 수 이지만, 연간 2조원인 후공정 장비시장보다는 3

배나 큰 시장이다.

종류별로는 Mixed Signal 테스터의 규모가 가장 크고, 메모리 테스터, 로

- 34 -

직테스터의 순으로 시장규모가 형성되어 있다. Probe Station은 7천억, 핸들

러는 6천억 정도의 시장을 형성하고 있다.

2000 2001 2002 2003 2004 2005

Logic Tester 20,220 8,100 6,860 8,660 11,220 13,040

Memory Tester 18,280 6,710 5,630 8,940 11,930 13,810

Mixed Signal Tester 22,090 10,850 8,420 11,690 15,470 18,000

Prober 8,640 3,580 3,530 4,560 6,190 7,090

Handler 13,410 4,590 2,630 3,710 4,950 5,790

Burn-In Sys. 1,080 620 470 630 870 1,000

Total 83,720 34,450 27,540 38,190 50,630 58,730

<표 3-2> 반도체 측정/검사장비 종류별 세계시장 규모

* 반도체 제조장치 Databook 2004 자료

<그림 3-2> 반도체 측정/검사장비 종류별 세계시장 규모

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3. 반도체 측정/검사장비 업체 동향

가. 반도체 측정/검사장비 국내 업체 동향

반도체 주검사 장비 시장에 최근 국내업체인 유니테스트가 1 Gbps 이상

속도를 구 하는 반도체 단품 검사장비 개발에 성공하면서 DRAM 주검사장

비의 국산화 상용화를 시작했다.

비메모리 시장을 겨냥하는 로직 테스터의 경우 세계 시장 규모가 큰 편이

지만 상 으로 국내의 시장규모가 작은 편이라서 아직까지는 국내업체의

진출이 쉽지 않은 상황이다.

웨이퍼상태에서 번인하는 WLBI 장비의 경우 국내기업인 롬써어티에서

독 하고 있으며, 패키지상태의 번인장비는 국내기업인 DI가 독 하고 있다.

다른 반도체 장비의 10%에 비해 국산화 비율이 상 으로 높은 30% 의

국산화 비율을 보이고 있는 핸들러는 세크론, 미래산업, 테크윙 등의 국내기

업들이 검사장비의 치열한 경쟁을 하면서 견고한 기술 발 을 이루고 있

다. 최근에는 오히려 외국 업체를 압도하여 메모리 핸들러 시장을 선도하고

있는 상황이다. 최근 미래산업이 768 라 , 테크윙이 720 라 핸들러의

개발을 완료하면서 시간당 2만5천개의 칩을 처리할 수 있는 수 이 되었다.

비메모리 핸들러는 국내 업체인 핸들러 월드 등이 사이닉스나 엡슨 등 일

본업체보다 앞선 기술력을 자랑하며 련시장을 이끌고 있으며, 낸드

(NAND) 래시메모리 주검사 장비 분야로 제품군 확 에도 나서고 있다.

Probe Card시장은 미국 폼펙터가 시장을 선도하면서 50% 가량 유율을

보이고 있으나, 세크론, 유니테스트, 미코티엔(구 마이크로티엔), 인컴 등이

기술력을 높여가면서 시장 규모를 키워가고 있는 상황이다. 디아이ㆍ 롬써

어티ㆍ테스텍ㆍ테스트포스 등은 신개념의 번인장비를 개발해 삼성 자ㆍ하

이닉스 등에 공 함으로써 검사장비의 틈새시장을 개척해 가고 있으며, 최근

에는 주검사 장비 분야에도 뛰어들어 장비개발을 진행하고 있다.

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나. 반도체 측정/검사장비 해외 업체 동향

반도체 주검사 장비 시장은 부분 일본의 Advantest가 4조원 규모로 60%

이상을 차지하고 있으며, 일본의 요코가와와 미국의 테라다인, 애질런트 등

의 업체가 과 하고 있는 상태이다.

DRAM 테스터의 경우, 고속 테스트용으로는 요코가와, RAMBUS용으로

HP가 주로 사용되고 있다. Flash 테스터에서는 Nextest에서 Flash 용장비

를 개발하면서 물량이 속히 증가하고 있는 상황이다.

비메모리용 테스트 장비의 경우 선두업체인 테라다인이 부분을 물량을

공 하고 있다.

핸들러의 경우 16ㆍ32ㆍ64 라가 주류를 이뤘던 반도체 시장 기에서는

어드반테스트, 멀티테스트 등 해외업체들이 핸들러 시장을 주도했으나, 국내

기업들이 128 라를 시작으로 최고 720 라까지 검사할 수 있는 장비들을

출시하면서 재 메모리 핸들러 시장을 선도하고 있다. 비메모리 핸들러는

사이닉스나 엡슨 등의 일본 업체들이 기시장을 이끌었지만 국내 업체인

핸들러 월드 등이 기술수 을 높여가며 련시장을 이끌고 있다.

세계 으로 2007년 5000억원, 2008년 7000억원에 이를 것으로 망되는

Probe Card 시장은 재 미국 폼펙터가 50% 가량 유율을 보이고 있으나,

국내에서는 세크론, 유니테스트, 미코티엔(구 마이크로티엔), 코리아인스트루

먼트 등이 활발하게 기술 개발을 하고 있다.

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제4장 결론

반도체 장비산업은 국가 기간산업으로 정부의 여러 가지 지원정책이 있으

며, 연구개발 련으로 연구 인력개발비에 한 세액공제, 설비투자에

한 조세감면, 벤처산업 련 세제혜택 등을 지원받고 있다.

이러한 환경을 바탕으로 국내 장비/재료산업에서 검사 조립 등 후공정

장비는 어느 정도의 국산화가 진행되고 있으나, 시장규모가 크고 첨단기술이

필요한 공정 장비는 선진국의 기술이 기피로 국산화가 미흡한 실정이기

때문에 반도체 제조장비 국산화율은 낮은 수 에 머물러 있다.

미세, 고집 등을 구 하는 정 반도체 산업에서, 한국이 차세 반

도체 개발을 주도하고 세계 제일의 생산시설을 유지하는 것이 장비 기술 없

이는 불가능하며, 국, 만 등의 규모 반도체설비 투자를 바탕으로 무섭

게 추 하고 있는 후발국가에도 릴 가능성이 매우 높다.

반도체 소자업체는 반도체 장비회사를 사업의 동반자로 생각하고 기술 이

과 차세 장비 개발을 해 보다 극 인 지원을 아끼지 말아야 하며,

한 정부와 학계도 반도체 장비산업 발 을 극 화하기 한 정책 인 노

력과 연구 활동이 그 어느 때보다 필요하다.

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<참고문헌>

1. 이 , “반도체검사장비 개요”, (주)세크론, 2007. 6

2. 한국반도체산업 회, “반도체제조장비 기술로드맵 조사 연구 보고서”,

2005. 11

3. 한국산업기술재단, “차세 성장동력 Roadmap -차세 반도체”, 2005. 12

4. 신문 등 정기간행물

5. 2006년 1월 ~ 2007년 7월 : 디지털 타임스, 자신문, 한국경제신문, 뉴스

메이커, 연합뉴스 보도자료, 내일신문, 매일신문, 국민일보, 매일경제신문,

머니투데이, 이데일리, 이낸셜뉴스 등 신문 기사.