EDS

EDS(Electrical Die Sorting) 또는 EDS공정은 웨이퍼 위에 전자회로를 그리는 FAB 공정과 최종적인 제품의 형태를 갖추는 패키지 공정 사이에 진행되는 공정이다. 즉 전기적 특성검사를 통해 개별 칩들이 원하는 품질 수준에 도달했는지를 확인하는 공정이다.

개요

반도체 EDS (Electrical Die Sorting) 공정은 반도체 제조 공정 중에서 다이(Chip)에서 전기적 특성을 테스트하고 분류하는 과정이다. 이 과정은 반도체 소자의 품질 보증과 불량률 감소를 위한 중요한 단계이다.

먼저 전기적 특성검사를 통해 각각의 칩들이 원하는 품질 수준에 도달하는지 체크한다. 그 후 양품 가능 여부를 판단해 수선(Repair) 가능한 칩은 다시 양품으로 만들고, 불가능한 칩은 특정 표시(Inking)를 통해 불량으로 판정한다. 불량으로 판정된 칩은 이후 공정에서 제외되어 효율을 높일 수 있다.

EDS공정은 반도체의 수율을 높이기 위해 반드시 필요한 공정이다. 수율은 웨이퍼 한 장에 설계된 최대 칩(Chip) 개수 대비 생산된 양품(Prime Good) 칩의 개수를 백분율로 계산한 것으로, 반도체의 생산성과 직결된다.

EDS공정은 프로브 카드(Probe Card)에 웨이퍼를 접촉시켜 진행된다. 프로브 카드에 있는 수많은 미세한 핀(Pin)이 웨이퍼와 접촉해 전기를 보내고 그 신호를 통해 불량 칩을 선별하게 된다.

목적

• 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 패키징공정 및 테스트 작업의 효율 향상

EDS공정의 4단계

EDS공정은 세분화된 여러 단계가 있지만, 크게 4단계로 나눌 수 있다.

1단계 – ET Test & WBI(Electrical Test & Wafer Burn In)

ET Test(Electrical Test)는 반도체 집적회로(IC) 동작에 필요한 개별소자들(트랜지스터, 저항, 캐패시터, 다이오드)에 대해 전기적 직류전압, 전류특성의 파라미터를 테스트하여 동작 여부를 판별하는 과정이다. 반도체 칩(Chip)으로 행하는 첫 테스트라고 볼 수 있다.

이어지는 WBI공정(Wafer Burn In)은 웨이퍼에 일정 온도의 열을 가한 다음 AC(교류)/DC(직류) 전압을 가해 제품의 결합, 약한 부분 등 잠재적인 불량 요인을 찾아낸다. 제품의 신뢰성을 효과적으로 향상시키는 공정이다.

2단계 – Hot/Cold Test

Hot/Cold 공정에서는 전기적 신호를 통해 웨이퍼 상의 각각의 칩 중 불량품이 있는지 판정한다. 수선 가능한 칩은 수선 공정에서 처리하도록 정보를 저장하는데 이때, 특정 온도에서 정상적으로 동작하는지 판별하기 위해 상온보다 높고 낮은 온도의 테스트가 병행된다.

3단계 – Repair / Final Test

Repair 공정은 EDS공정에서 가장 중요한 단계이다.

Repair공정에서는 Hot/Cold 공정에서 수선 가능으로 판정된 칩들을 수선하고, 수선이 끝나면 파이널테스트(Final Test) 공정을 통해 수선이 제대로 이루어졌는지 재차 검증하여 양/불량을 최종 판단한다.

4단계 – Inking

Inking 공정은 불량 칩에 특수 잉크를 찍어 육안으로도 불량을 식별할 수 있도록 만드는 공정을 의미한다. Hot/Cold Test공정에서 불량으로 판정된 칩, Final Test공정에서 재검증 결과 불량으로 처리된 칩, 그리고 웨이퍼에서 완성되지 않은 반도체 칩(Dummy Die) 등을 구별하는데 과거의 Inking 공정은 불량 칩에 직접 잉크를 찍었으나 현재는 Data만으로 양/불량을 판별할 수 있도록 처리하고 있다. 이렇게 처리된 불량 칩은 조립 작업을 진행하지 않기 때문에 조립 및 검사 공정에서 사용되는 원부자재, 설비, 시간, 인원 등의 손실 절감 효과가 있다.

Inking공정을 마친 웨이퍼는 건조(Bake)된 후, QC(Quality Control) 검사를 거쳐 조립공정으로 옮겨지게 됩니다.

참고자료

• 〈8탄, 완벽한 반도체로 태어나기 위한 첫 번째 테스트 ‘EDS공정’〉, 《삼성반도체》, 2018-05-09

같이 보기

• ET테스트
• 패키지테스트
• AC테스트
• DC테스트
• 기능테스트
• 파이널테스트

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