EDS 테스트 흐름

EDS(Electrical Die Sorting)는 웨이퍼 제조가 끝난 뒤, 웨이퍼 위에 만들어진 칩(다이)을 하나씩 전기적으로 검사해 양품과 불량으로 나누는 공정이다. 8대 공정에서 웨이퍼 가공(전공정)과 패키징(후공정) 사이에 있다. 이름이 비슷한 EDS(Energy Dispersive Spectroscopy, 일명 EDX)는 전자 현미경에서 원소 성분을 분석하는 재료 분석 기법으로, 이 공정과는 전혀 다르다.

패키징은 비용과 시간이 드는 공정이다. 불량 칩을 모르고 그대로 패키징하면 그 비용이 모두 낭비된다. EDS로 불량을 미리 가려내면 양품만 패키징할 수 있다. 또한 EDS 결과는 수율의 출발점이 되어, 어떤 공정에서 문제가 생겼는지 추적하는 데 쓰인다.

EDS 장비는 크게 프로버(웨이퍼를 이동시키는 장비), 프로브 카드(칩의 패드에 닿는 가는 탐침이 달린 카드), 테스터(신호를 넣고 측정하는 장비)로 이루어진다.

1. 웨이퍼 장착: 프로버가 웨이퍼를 척 위에 올리고 칩 하나의 위치에 프로브 카드를 정렬한다.
2. 탐침 접촉: 탐침이 칩의 패드에 닿아 전기적으로 연결된다.
3. 신호 인가와 측정: 테스터가 전원과 신호를 넣고 칩의 출력을 측정한다.
4. 판정과 이동: 결과가 기준을 통과하면 양품, 아니면 불량으로 기록하고 다음 칩으로 이동한다.

이 결과는 칩 위치별로 모아 웨이퍼 맵으로 저장한다. 불량으로 표시된 칩은 패키징 단계에서 제외된다.

일반적인 EDS 흐름은 다음과 같다.

1. DC(직류) 테스트: 단락·개방, 누설 전류, 동작 전압 같은 기본 전기적 특성을 확인한다.
2. 기능·AC 테스트: 실제 동작 패턴을 넣어 칩이 올바르게 동작하는지, 속도 규격을 만족하는지 확인한다.
3. 리페어(주로 메모리): 불량 셀을 미리 만들어 둔 여분(redundancy) 셀로 바꾸어 칩을 양품으로 살린다.
4. 최종 분류: 양품을 등급별로 나누고 웨이퍼 맵을 확정한다.

필요하면 웨이퍼 상태에서 번인(가혹 조건 시험)을 먼저 해서 초기에 고장 나는 칩을 걸러내기도 한다. 시험 온도는 상온뿐 아니라 고온·저온으로 바꾸어 칩의 동작 여유를 확인한다.

장점: - 조기 선별: 불량 칩을 패키징 전에 걸러 패키징 비용을 아낀다. - 공정 피드백: 웨이퍼 맵의 불량 분포로 원인 공정을 추적한다. - 리페어로 수율 향상: 메모리에서는 불량 셀을 살려 양품으로 만든다.

한계: - 패키징 전 시험이라는 한계: 패키징 과정에서 생기는 불량(와이어 단선, 몰딩 문제 등)은 EDS로 찾을 수 없고 패키징 뒤 최종 테스트에서 가려낸다. - 접촉 문제: 탐침 접촉 상태에 따라 판정이 흔들릴 수 있다. - 시험 시간과 장비 비용: 칩 수가 많고 항목이 늘면 비용이 커진다.

1. 접촉 불량으로 인한 오판정: - 문제: 탐침 마모나 패드 오염으로 접촉 저항이 커져 정상 칩이 불량으로 나온다. - 해결: 프로브 카드를 주기적으로 청소·교체하고 접촉 저항을 모니터링한다.
2. 불량 패턴 해석: - 문제: 웨이퍼 맵의 불량이 가장자리나 특정 위치에 몰리는데 원인을 찾기 어렵다. - 해결: 불량 패턴을 공정 이력과 대조해 원인 장비·공정을 좁혀 나간다.
3. 테스트 비용: - 문제: 시험 시간이 길면 원가가 오른다. - 해결: 병렬 테스트와 항목 최적화로 시간을 줄인다.

• EDS = Electrical Die Sorting. 웨이퍼 위 칩을 전기적으로 검사해 양품·불량으로 나눈다.
• 프로브 카드의 탐침을 칩 패드에 접촉해 테스터로 측정한다.
• 결과는 웨이퍼 맵에 기록되고, 불량 칩은 패키징에서 제외된다.
• 메모리는 여분 셀로 교체하는 리페어로 수율을 높인다.
• 분광 분석 기법인 EDS(EDX)와 혼동하지 않는다.