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- 본 문서는 반도체 8대 공정의 일곱 번째 단계인 'EDS 공정'에 대해 다루겠습니다.
- 본 문서는 엔지닉 '반도체 전공면접 합격의 모든 것 - 이론 완성편'을 기반으로 작성하였습니다.
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1. EDS 공정
- Electrical Die Sorting의 약자로 웨이퍼 상에 있는 다이를 하나하나 양품/불량품으로 솎아내는 공정이다.
- 이러한 과정을 통하여 제품이 고객에게 전달되었을 때 불량을 최소화시킴으로써 기업의 신뢰성을 확보하는 중요한 역할을 하게 된다.
- 또한 EDS 공정은 반도체 수율(Yield) 향상과 직결되기 때문에 매우 중요하다. 양품/불량품 검사를 통해 불량품 중 수선 가능한 것들을 양품화하고, 웨이퍼 공정 상, 혹은 설계 상 발생한 문제점을 수정하는 데 피드백을 줄 수 있다. 그리고 불량품을 미리 선별하여 이후 진행되는 패키징 공정과 테스트에서 제외된다.
📌 Yield는 웨이퍼 한 장에 들어갈 수 있는 최대 칩 개수 대비 양품의 개수이다. 즉, Yield를 키우는 것이 반도체 공정에서 굉장이 중요하다.
2. EDS 공정 과정
- EDS 공정은 크게 5단계로 구성되어있다.
1단계. ET(Electrical) Test & WBI(Water Burn In)
- ET Test는 IC 동작에 필요한 개별 소자들에 대해 전기적 직류 전압, 전류 특성 파라미터를 테스트하여 정상 작동 여부를 검사하는 과정이다.
- WBI는 웨이퍼 상에 일정 온도로 가열을 해주는 과정이다.
- 그 후, 웨이퍼 상에 AC/DC 전압을 인가하여 제품의 잠재적 불량 요소들을 색출하여 신뢰성을 향상시킨다.
2단계. Pre Laser
- 전기적 신호를 통해 상온보다 높거나 낮은 온도에서 불량 여부를 판정하고, 불량품 중에서 수선 가능한 칩들은 Laser Repair Step으로 보내진다.
3단계. Laser Repair & Post Laser
- Pre Laser에서 불량품 중 수선 가능한 칩들을 모아서 Laser Beam을 통해 수선한다.
- 그 후, 수선이 제대로 되었는지 확인하는 과정으로 Post Laser를 진행한다.
4단계. Tape Laminate & Bake Grinding
- 미세화가 필요한 제품군에 들어갈 IC를 위해 웨이퍼 후면을 연마 휠로 갈아서 얇게 만드는 과정이다.
- 이 과정에서 발생하는 Dust와 Particle로부터 웨이퍼 표면을 보호하기 위해 전면부에 UV Tape를 씌우는데, 이 과정을 Tape Laminate라고 한다.
- Grinding이 완료되면 UV Tape를 다시 벗긴다.
3. 반도체 특성 테스트
3.1 특성 테스트
- 반도체 특성 테스트는 제조 및 조립 과정에서 발생하는 불량, 즉 도통(Open), 쇼트(Short), 누설(Leakage) 등을 선별하는 공정이다.
- 이에 대한 주요 검사 항목으로는 번인(Burn-in)에 영향을 줄 수 있는 치명적인 DC 항목 테스트, 도통/쇼트 테스트, 누설 테스트, 그리고 기본적인 기능 테스트가 있다.
- DC 테스트에 대한 최근 기술동햐응로 보면 적용 범위 확대를 위해 MBT(Monitoring Burn-in Test) Contact, 스크린 기술 개발 등이 시행되고 있다.
3.2 신뢰성 특성 평가
1) 신뢰성(Reliability) : 신뢰성(시간적 안정성) 정도를 확률로 표시한 것으로, 규정 조건 하에서 의도된 기간 동안 원하는 기능을 수행할 확률을 말한다.
2) 비신뢰도(Non-Reliability) : 시간 t이내에 고장날 누적 확률을 나타낸다.
3) 고장률(Failure rate) : 고장 발생 양상을 시간적으로 설명하는 정량적 용어로서, 고장 발생 확률의 순시 변화율을 말한다. 이는 일정 시점까지는 고장이 나지 않고, 그 이후 순간적으로 고장날 조건부 확률을 말한다.
4) 제품 수명 및 평균 수명
- 평균 고장 시간(Mean Time To Failure, MTTF) : 초기 고장 시점으로, 수리 및 정비가 불가하여 교체 요망인 상태를 나타낸다.
- 평균 고장 시간 간격(Mean Time Between Failure, MTBF) : 제품이나 구성 요소가 얼마나 신뢰도가 있는지에 대한 척도로서, 제품의 고장 발생 평균 시간을 나타낸다.
- 평균 고장 수리 시간(Mean Time To Recovery, MTTR) : 부품에 고장이 발생하여 가동하지 못한 시간들의 평균을 의미한다.
5) 가용성(Availability) : 제품이 고장이나 수리 중이 아니라, 사용 가능한 상태에 있는 비율을 말한다.
