반도체 산업 이해하기-⑨ : 반도체 8대 공정의 일곱 번째 EDS 공정
반도체 후공정의 첫 단계이자 반도체 8대 공정의 일곱 번째 단계인 'EDS(Electrical Die Sorting) 공정'은 전기적 특성검사를 통해 개별 칩들이 원하는 품질 수준에 도달했는지를 확인하는 공정이다.
반도체 산업에 대해 쉽게 이해할 수 있도록 시리즈로 포스팅하였으니 반도체에 대해 더 많은 기초 상식을 알고 싶으시면 아래 글을 참고하시기 바랍니다.
반도체 산업 이해하기-① : 반도체란 무엇이며, 역할과 종류에 대한 기초 지식
반도체 산업 이해하기-② : 반도체 8대 공정 개념 이해하기
반도체 산업 이해하기-③ : 반도체 8대 공정 # 1 '웨이퍼 제조 공정'
반도체 산업 이해하기-④ : 반도체 8대 공정 # 2 '산화 공정'
반도체 산업 이해하기-⑤ : 반도체 8대 공정 # 3 '포토 공정'
반도체 산업 이해하기-⑥ : 반도체 8대 공정 # 4 '식각 공정'
반도체 산업 이해하기-⑦ : 반도체 8대 공정 # 5 '증착 & 이온주입 공정'
반도체 산업 이해하기-⑧ : 반도체 8대 공정 # 6 '금속배선 공정'
반도체 산업 이해하기-⑨ : 반도체 8대 공정 # 7 'EDS 공정'
반도체 산업 이해하기-⑩ : 반도체 8대 공정 # 8 '패키징 공정'
EDS(Electrical Die Sorting) 공정이란?
반도체 칩은 이전 수많은 전공정 단계를 거쳐 이제 마지막 절차인 테스트를 통해 양품과 불량품을 선별하게 된다.
반도체는 후공정 단계에서 다양한 테스틀 진행한다 ① 웨이퍼 완성 단계에서는 EDS 공정, ② 조립공정을 거쳐 패키지 상태에서 진행하는 패키징 공정, ③ 제품 출하 전 품질 테스 등이 있다.
이중 웨이퍼 단계에서 이루어지는 EDS 공정은 반도체 수율(Yield) 향상을 위한 공정이다. 즉, 전기적 특성검사를 통해 웨이퍼 상태의 각각의 칩을 테스트하여 일정 수준 이상의 품질에 도달했는지를 확인하는 공정이다.
※ 수율(Yield) : 수율은 결함이 없는 합격품의 비율 [ (실제생산된 정상 칩 수) / (설계된 최대 칩수) × 100]
EDS 공정에서 불량 칩을 미리 선별해야 다음 단계인 패키징 공정 및 테스트 작업에서 효율이 향상된다.
EDS 공정의 단계
EDS 공정은 크게 4단계로 구분된다.
1단계 : ET Test & WBI(Electrical Test & Wafer Burn In)
ET Test는 반도체 집적회로(IC) 동작에 필요한 개별소자들(트랜지스터, 캐피시터, 다이오드)에 전기적 직류전압, 전류특성의 파라미터를 테스트하여 동작 여부를 판별하는 테스트이다. ET Test의 목적은 불량품을 찾기보다는 전기적 성능을 가늠할 수있는 전기적 테이터를 확인하는 테스트이다.
WBI 공정은 웨이퍼이 일정 온도의 열을 가한 다음 AC(교류)/DC(직류) 전압을 가해 초기에 발생할 수 있는 잠재적인 불량 요인(제품 결합, 약한 부분 등)을 찾아낸다. 제품의 신뢰성을 향상시키는 공정이라 할 수 있다.
2단계 : Hot / Cold Test
Hot/Cold Test는 특정 온도에서 정상적으로 동작하는지 판별하기 위한 테스트이다. 최대 온도바다 10% 이상의 온도 혹은 최저 온도보다 10% 이하의 온도에서 작동 여부를 확인하는 테스트이다.
※ 메모리 반도체의 경우 Hot Test는 85~90도, Cold Test -5~-40도에서 테스트한다.
이 단계에서는 Hot/Cold Test 뿐만 아니라 속도 테스트와 동작별 테스트도 함께 진행한다. 속도 테스트는 핵심 기능 작동 여부를 확인하거나 동작 속도 테스트를 진행한다. 동작별 테스트는 전류를 DC(직류)로 인가하여 전류 및 전압을 체크하고, 전류를 AC(교류)로 인가하여 동작특성을 평가 그리고 전체 기능이 정상적으로 작동하는지 여부를 확인한다.
3단계 : Repair / Final Test
Repair 공정은 EDS공정에서 가장 중요한 단계이다. Repair 공정에서는 Hot/Cold Test에서 수선 가능으로 판정된 칩들을 수선하고, 수선이 끝나면 Final Test 공정을 통해 수선이 제대로 이루어졌는지 재차 검증하여 양/불량을 최종 판단합니다
4단계 : Inking
Inking 공정은 불량 칩에 특수 잉크를 찍어 육안으로도 불량을 식별할 수 있도록 만드는 공정을 의미한다.
Hot/Cold Test 단계에서 불량으로 판정된 칩, Final Test공정에서 재검증 결과 불량으로 처리된 칩, 그리고 웨이퍼에서 완성되지 않은 반도체 칩(Dummy Die) 등을 구별한다.
과거에는 불량 칩에 직접 잉크를 찍었으나 현재는 시스템이 테스트한 데이터 값을 통해 자동으로 불량 칩을 선별한다. 불량 칩은 조립 작업을 진행하지 않아 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 된다.
결론
EDS 공정은 테스트를 통해 양품과 불량품을 선별하는 공정이다. EDS 공정에서 불량 칩을 미리 선별해야 패키징 공정 및 테스트 작업에서 효율이 향상된다. 그리고 가장 중요한 자재, 설비, 시간, 인원 손실 절감 효과가 있어 중요한 공정중 하나이다.
이제 다음시간에는 반도체 8대 공정의 마지막 단계인 패키징 공정이다. 계속해서 많은 관심 부탁드립니다.
반도체 산업 이해하기-⑩ : 반도체 8대 공정의 여덟 번째 패키징 공정
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