세상에서 가장 쉬운 반도체공정 설명 Step.7 EDS공정

반도체를 만드는 과정은 8단계로 나눌 수가 있어요. 순서대로 나열하면, 웨이퍼제조 > 산화 -> 포토 > 식각 > 증착 > 금속배선 > 테스트(EDS공정) > 패키징입니다. 이중 오늘 살펴볼 것은 '테스트'공정입니다. EDS공정이라고도 부릅니다.

만든이 : LSNB

테스트공정(EDS공정) :

테스트공정은 EDS공정이라고도 부릅니다. EDS란 Electrical Die Sorting이라는 뜻인데요. 전공정이 끝나면 웨이퍼 위에 수백, 수천개의 칩들이 올려져있습니다. 이 칩들을 Die(또는 Bare Chip)라고 해요. 반도체의 역할인 전기적 신호가 잘 통하는 지를 봐야겠죠. 그래서, 양품과 불량품을 구분해주는 작업을 해줘야합니다. 이것이 EDS공정이에요. 전기적(Electrical)으로 칩(Die)를 분류(Sorting)하는 것이죠.

EDS공정은 굉장히 중요합니다. 바로 반도체의 수율을 결정하기 때문이죠. 수율이란 양품 / 총 칩개수에요. 만들어진 전체 칩중에서 양품이 많을 수록 수율이 높은 것이죠. 앞서 설명했듯, EDS는 전기적신호로 웨이퍼위 개별소자들(트랜지스터, 저항, 캐패시터, 다이오드)를 테스트하기도 하고요. 고온과 저온에서 테스트를 진행하기도 합니다. 하여간, 칩들이 어떤 조건에서도 살아남는지 테스트를 하는 것이죠. 이렇게하면 양품과 불량품이 걸러지고 불량품이어도 다시 살릴 수 있다면 양품으로 만들기 때문에 수율이 올라가는 것입니다.

EDS공정 4단계 :

EDS공정은 4단계로 나뉘어지는데요. 아래 그림에도 나와있지만, 정리하면 결국 전기가 통하는지 테스트하고 고온, 저온에서도 이 칩이 살아남는지를 테스트하는거에요. 이 테스트에서 세모를 받은 녀석들은 다시 복구를 시키고 X를 받은 칩들은 특수잉크(요즘은 데이터로만 입력)로 따로 표시를 하죠.

출처 : 삼성전자

한 단계씩 살펴볼까요.

1단계는 ET TEST & WBI라고 불러요. Electircal Test & Wafer Burn In의 줄임말이죠. ET TEST는 웨이퍼 위 쌓인 소자들을 전기로 테스트 해보는 것입니다. Wafer Burn In은 Burn In에서 알 수 있듯 웨이퍼에 고온을 가하는 거에요. 그 다음 직류(DC), 교류(AC) 전압을 가해 제품의 불량여부를 체크하는 것이죠. 1단계를 정리하면, 웨이퍼 위 개별소자들을 전기테스트해보고 고온에서도 직류, 교류 전압을 다양하게 줘 검사하는 과정이라고 할 수 있습니다.

처음만나는 웨이퍼위 칩들을 살살다루기 위해 전기로 한 번 테스트하고 온도도 살짝올려서 테스트해본다.

2단계는 HOT/COLD Test 입니다. HOT/COLD의 이름에서도 알 수 있듯 고온과 저온에서 웨이퍼위 칩들을 테스트해보는데요. 이때부터 슬슬 불량칩들이 있는지 기록을 하기 시작합니다. 수선 할 수 있는 것은 수선해야하니깐요. 2단계도 마찬가지로 전기적으로 테스트합니다.

고온, 저온에서 전기적테스트를 해보는 단계. 수선할 수 있을 것 같은 것들을 점찍는 단계

3단계는 Repair / Final Test에요. Repair, 즉 복구하는 것이죠. 2단계 HOT / COLD Test에서부터 수선해야할 불량칩들을 기록했다고 했죠. 3단계는 이러한 불량칩들을 직접 복구하는 단계에요. 여기서 알아야할 것은 모든 불량칩을 고칠 수 있는 것은 아니라는거에요. 수선 가능한 것만 고치게됩니다. 그리고, 마지막으로 Final Test를 통해 복구한 이후 정상작동되는지를 지켜봅니다.

2단계에서 수선가능한 칩들을 직접 고치는 단계

4단계는 마지막단계로 Inking단계에요. 2,3단계를 거쳤음에도 불량판정을 받은 칩들은 이제 손을 쓸 수가 없어요. 이 칩들을 Dummy 칩이라고 불러요. Dummy는 속임수란 뜻이죠. 과거에는 이 불량칩들에 잉크를 직접 찍어서 육안으로 구별가능하게 해놨었는데요. 이제는 전산상으로 데이터기록으로만으로도 구별이 가능해졌다고 합니다.

이제는 데이터로만 표시하는 것으로 변했다.

이렇게 불량품을 가려내는 이유는 수율을 높이기 위해서에요. 반도체 웨이퍼위에 수많은 칩들을 많들었는데, 이중 불량품이 많다면 수율도 굉장히 떨어질 것이고 고객사도 반도체제조사를 믿지 못할 겁니다. EDS공정은 이러한 수율을 높이고 정상작동을 하는 반도체를 만들기 위해 거치는 과정인 것입니다.

다음은 반도체공정의 마지막단계인 패키징공정으로 찾아오겠습니다 :)