RF 컴포넌트의 온-웨이퍼 인증

목표

5G RF 프론트엔드 개발자가 해결해야 할 가장 기본적인 과제는 주파수 커버리지 및 출력 측면에서 적절한 RF 성능을 보장하는 동시에 에너지 효율성을 최적화하는 것입니다. 전력 증폭기, 저노이즈 증폭기 및 스위치, 일체형 RF 프론트엔드 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit) 등의 액티브 컴포넌트 개발시 RF 설계를 검증할 수 있는 첫 번째 기회는 웨이퍼를 조립한 직후에 테스트하는 것입니다. 가능한 초기에 설계를 검증하기 위해서는 웨이퍼 레벨에서 성능과 기능을 점검할 수 있어야 합니다.

불량 장치가 패키징되지 않도록 하려면 생산 과정에서 반드시 웨이퍼 런의 품질을 파악해야 합니다. 이와 같은 품질 확인 작업은 패키징이 장치에 부가하는 가치가 클수록 더욱 중요합니다. 따라서 기준에 부적합하거나 오류가 있는 장치에 따르는 비용을 최소화할 수 있도록 가능한 초기에 장치를 검증하는 것이 좋습니다.

FormFactor를 이용하는 로데슈바르즈 솔루션

웨이퍼 레벨에서 DUT를 특성분석하기 위해서는 벡터 네트워크 분석기(VNA), 프로브 스테이션, 케이블/어댑터, 웨이퍼 프로브를 포함한 측정 시스템이 필요합니다. 로데슈바르즈는 FormFactor와 협업하여 웨이퍼-레벨 테스트에 대응하고 있습니다. 이러한 협업으로 연계 솔루션이 구성되었으며, 로데슈바르즈는 동축 또는 도파관 어댑터를 사용하는 경우에도 모든 RF 인증 파라미터를 측정할 수 있는 강력한 VNA 단일 측정장비를 제공합니다. FormFactor는 열 관리, 고주파 프로브, 프로브 포지셔너, 교정 툴을 포함한 다양한 수동, 반자동, 완전 자동 프로브 시스템으로 웨이퍼-레벨 장치 접점에 대응합니다.

CW(Continuous Wave)는 일반적으로 RF 특성을 검증하는 데 사용합니다. 액티브 기기의 테스트에서는 기기의 자체 가열을 제한하기 위해 펄스 신호를 적용하는 경우가 많습니다. 열 관리가 중요한 이유는 두 가지입니다.첫 번째, DUT를 안정적인 열 조건으로 유지하여 안정적이고 반복 가능하며 통제된 측정을 수행합니다. 두 번째, 과열은 DUT를 손상 또는 파손시킬 수 있습니다.

온-웨이퍼 RF 테스트 셋업은 VNA에서 일반적으로 사용하는 동축 또는 도파관 교정 방식 및 표준에 의존할 수 없습니다. 웨이퍼 레벨에서 정확하고 일관적인 교정 결과를 얻으려면 교정 기판에서 수행하는 프로브-팁 교정 기법을 사용해야 합니다. 이러한 기판에는 Lumped-element 임피던스 스탠다드, 교정 및 검증 라인, 프로브 얼라인먼트 마크, 프로브 평탄화용 영역이 포함됩니다. R&S®ZNA를 포함한 전체 테스트 시스템의 교정은 FormFactor WinCal XE 교정 소프트웨어를 사용해 완벽히 지원됩니다. VNA에 교정 데이터를 적용하기 위해 측정 평면을 웨이퍼로 이동한 다음 사용한 RF 프로브의 팁으로 이동합니다. 이를 통해 온-웨이퍼 측정을 위해 완전하게 교정된 VNA 테스트 시스템을 적용할 수 있습니다.

애플리케이션

온-웨이퍼 테스트 솔루션은 DUT(Device under Test)의 RF 성능을 완벽히 특성분석합니다. 이 솔루션은 완벽히 교정된 셋업으로 VNA의 모든 테스트 기능에 액세스할 수 있습니다. 일반적인 S-파라미터 테스트는 필터 및 액티브 기기의 특성을 분석합니다. 왜곡, 게인, 혼변조도 측정하여 전력 증폭기를 인증할 수 있습니다. 온-웨이퍼 솔루션을 이용한 측정의 다른 예는 DUT 대역폭에서 위상 특성분석으로 믹서에 대한 주파수 변환을 측정하는 것입니다. 교정 결과가 VNA로 직접 적용되는 완전히 교정된 셋업이므로 모든 결과를 후처리 없이 VNA에서 직접 가져올 수 있습니다.

온-웨이퍼 장치 특성분석을 수행함으로써 개발 중 조기에 설계를 인증할 수 있을 뿐만 아니라 생산 중에는 제품 인증과 검증이 가능합니다. 로데슈바르즈와 FormFactor의 연계 솔루션으로 DUT(Device under Test)의 특성을 쉽게 분석하고 인증할 수 있습니다.