- 글번호
- 3811
반도체 8대 공정 – 7. EDS(Electrical Die Sorting)
- 작성일
- 2022.10.19
- 수정일
- 2022.10.19
- 작성자
- 반도체과
- 조회수
- 651
웨이퍼 상태에서 배선까지 마치게 되면 회로를 제작하는 공정이 끝이 납니다. 그려면 이제는 회로가 제대로 만들어졌는지를 확인해야하는 과정이 남게되는데요.. 웨이퍼가 만들어진 그 상태에서 전기적으로 동작을 검사하여 웨이퍼 위에 새겨진 개개의 회로들의 양품과 불량품을 가려내는 첫번째 시험이 EDS입니다.
반도체를 만들면서 제품의 신뢰성을 확보하기 위하여 여러번의 시험을 거치게 되는데 그 시험의 단계는 다음과 같습니다.
1. EDS(Electrical Die Sorting) : 웨이퍼 완성단계에서 이루어지는 전기적인 시험
2. 패키징 공정(Packaging) : 다이 상태의 반도체를 제품화 하기 위해 패키징 공정을 진행한 후 이루어지는 전기적 시험
3. 품질 시험 : 제품이 출하되기 전 소비자의 관점에서 실시되는 시험
그리고 EDS 시험의 목적은 아래와 같이 나열할 수 있습니다.
· 웨이퍼 상태 반도체 칩의 양품/불량품 선별
· 불량 칩 중 수선 가능한 칩의 양품화
· Fab 공정 또는 설계에서 발견된 문제점의 수정
· 불량 칩을 미리 선별해 이후 진행되는 패키징 공정 및 테스트 작업의 효율향상
EDS 공정은 반도체의 수율을 높이기 위해서 반드시 필요한 공정이라고 합니다. 여기서 수율은 반도체 웨이퍼 위에 회로를새긴 갯수 대비 성공적으로 동작하는 회로의 갯수의 비를 말합니다. 당연히 100%면 완벽하겠지만 실제 제조공정상에서 여러가지 요인으로 인해 똑같은 조건에서 만들더라도 동작하는 회로가 있고 그렇지 못한 부분들이 많이 발생합니다. 그래서 수율을 올리기 위해서는 이를 가려내는 작업, 즉 시험이 중요해지는 이유입니다.
EDS는 회로는 웨이퍼 표면에 새겨져 있지만 외부로 연결되는 핀들이 조립되기 전이기때문에 시험을 위해 전기신호를 웨이퍼 기판위에 줄 수 있는 프로브 카드(Probe Card)를 웨이퍼에 접촉시켜서 진행하게 됩니다. 프로브 카드에는 수많은 미세한 핀들이 웨이퍼 위의 회로 시험을 위해 준비되고 이를 통해 시험기가 전기신호를 보내서 절차에 따라 양품과 불량품을 가려내게 됩니다. 이렇게 EDS 공정을 거치면서 양품과 불량품으로 가려진 다이의 예를 아래의 그림과 같이 표시할 수 있을 것입니다.
위의 그림과 같이 각 개의 다이에 새겨진 회로가 양품인지 불량품인지 완벽하게 판별하기 위해서는 다음과 같은 단계를 거쳐서 결정하게 됩니다.
[1단계] ET Test & WBI(Electrical Test & Wafer Burn In) : IC 동작에 필요한 개별 소자들(트랜지스터, 저항 , 커패시터, 다이오드)에 전기적 직류전압, 전류특성의 파라미터를 시험해 동작여부 판별하는 과정입니다. 각 개별소자들이 완벽하게 동작해야 이들의 집합체인 IC가 동작할 수 있겠지요.
[2단계] Hot/Cold Test : 전기적 신호를 통해 웨이퍼 위의 각각의 칩 중 불량품이 있는지 판정합니다. 여기서는 동작에서 약간 기준에 못미치더라도 수리가 가능한 칩에 대해서는 수선공정에서 처리할 수 있도록 정보도 같이 저장합니다. 또한 상온에서의 시험뿐만 아니라 높은 온도와 낮은 온도에서의 시험을 실시하여 열충격에 대한 회로의 동작성도 같이 평가를 진행합니다. IC의 동작은 온도에 영향을 많이 받기 때문에 온도시험도 매우 중요한 시험이라고 하겠습니다.
[3단계] Repair/Final Test : 수선 가능한 칩에 대해서는 수선을 진행하고, 수선이 끝나면 최종 시험공정을 통해 수선에 의해서 정상 동작을 하는지를 판별하여 최종 양품과 불량품을 가려내는 과정입니다.
[4단계] Inking : 최종 불량으로 판정된 칩에 대해 눈으로 확인 가능하도록 잉크를 찍어 표시하는 공정입니다. 예전에는 눈으로 확인 할 수 있도록 잉크를 칩에 직접 찍었으나 최근에는 자동화 데이터로만 처리하도록 하고 있습니다.
이렇게 불량처리된 칩들은 조립 작업을 진행하지 않을 수 있어 조립 및 검사공정에서 원부자재, 설비, 시간, 인원 등의 손실을 절감할 수 있게됩니다.
EDS 공정을 마친 칩들은 건조된 후 QC(Quality Control) 검사를 거쳐 다음 조립공정인 패키징(Packaging) 공정으로 진행됩니다.
출처 : 삼성반도체이야기, [반도체 8대공정] 8탄, 완벽한 반도체로 태어나기 위한 첫 번째 테스트 'EDS공정', 티스토리 블로그 공대놀이터 반도체 8대공정 7탄, EDS 공정 개념 정리
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