השלמת שבב מוליכים למחצה כוללת שלבים רבים, וחשוב לסנן שבבים פגומים באמצעות בדיקה. בדיקות רבות נערכים במהלך תהליך ייצור המוליכים למחצה.

- EDS (Electrical Die Sorting), המכונה גם בדיקת רקיק או בדיקת בדיקה, מתבצעת כאשר עיבוד הפרוסים הושלם בשלב ה-FAB.
- הבדיקה הסופית מתבצעת לאחר אריזת השבב.

היום נלמד על EDS, שהוא הראשון בסדרת בדיקות המבטיחות את איכות שבבי המוליכים למחצה.
EDS קשור לשיפור התפוקה של מוליכים למחצה.

EDS מתרחש בין שלב ה-FAB (בו נמשכים מעגלים על פרוסות) לבין שלב האריזה (כאשר לשבב יש את המראה של המוצר הסופי). כפי שהשם מרמז, בדיקות חשמל מתבצעות על כל שבב כדי לוודא שהוא עומד ברמת האיכות הנדרשת. מטרת EDS היא כדלקמן:

- סנן שבבי מוליכים למחצה פגומים ברמת הפרוסות כדי לשפר את שלבי האריזה והבדיקה הבאים, ולחסוך בעלויות.

- תיקון שבבים פגומים כדי לשפר את התפוקה ולחסוך בעלויות.

- תקן בעיות שנמצאו בעיצוב או ב-FAB.

ראשית, בדוק את המאפיינים החשמליים כדי לוודא שכל שבב עומד ברמת האיכות הנדרשת. שבבים פגומים אך ניתנים לתיקון מתקנים, ושבבים פגומים שאינם ניתנים לתיקון מסומנים ב"דיו". שבבים פגומים מוסרים מהתהליכים הבאים כדי לשפר את יעילות התהליך.

EDS חיוני לשיפור תפוקת המוליכים למחצה. התשואה היא אחוז הקוביות הטובות העומדות בדרישות האיכות ביחס למספר המרבי של שבבים על רקיק בודד (GDPW, Gross die per wafer) ומהווה אינדיקטור ישיר ליעילות ייצור מוליכים למחצה.

תהליך ה-EDS מבוצע על ידי יצירת מגע בין הוואפר לכרטיס הבדיקה. אינספור פינים קטנים על כרטיס הבדיקה באים במגע עם הוואפר ושולחים אותות חשמליים שיכולים לסנן שבבים פגומים.

ישנם ארבעה שלבים עיקריים בתהליך ה-EDS, למרות שתהליכים קטנים רבים מרכיבים את ה-EDS.

שלב 1 - בדיקה חשמלית וצריבת ופל (ET ו-WBI)

בדיקה חשמלית כוללת מדידת מאפייני מתח וזרם ישר של רכיבים שונים (טרנזיסטורים, נגדים, קבלים ודיודות) הנדרשים להפעלת מעגלים משולבים מוליכים למחצה.

לאחר הבדיקה החשמלית מתבצעת בדיקת צריבת הוופל. הפרוסה מחוממת לטמפרטורה מסוימת ולאחר מכן נתונה למתח AC ו-DC כאחד כדי לזהות פגמים או בעיות פוטנציאליות. שלב זה משפר מאוד את אמינות המוצר.

שלב 2 - בדיקה חמה/קרה

בבדיקה חמה/קרה, שבבים פגומים בודדים מתגלים על גבי הוואפר באמצעות אותות חשמליים. שבבים פגומים הניתנים לתיקון מסומנים לתיקון בשלב הבא. כדי להבטיח שהשבבים פועלים בצורה מושלמת בטמפרטורות שונות, הם נבדקים בטמפרטורות גבוהות ונמוכות יותר מטמפרטורת החדר.

שלב 3 - תיקון/בדיקה סופית

שלב התיקון הוא אולי השלב המכריע ביותר בתהליך ה-EDS.

בשלב התיקון, שבבים שנחשבו ניתנים לתיקון בשלב הבדיקה החמה/קרה מתוקנים. לאחר התיקון, מתבצעת בדיקה סופית כדי לוודא שהתיקון בוצע כהלכה. תוצאת המעבר/נכשל משלב זה היא התוצאה הסופית.

שלב 4 - סימון דיו

בשלב סימון הדיו, שבבים פגומים מסומנים בדיו מיוחד לזיהוים. שבבים שעוברים סימון דיו כוללים את אלו שנכשלו בבדיקה חמה/קרה, תוקנו בצורה לא נכונה ונכשלו בבדיקה הסופית, או שלא הושלמו כראוי על הוואפר (מתות דמה). בעבר השתמשו בסימני דיו ממשיים לתיוג השבבים הפגומים, אך כיום, רק נתונים נרשמים לזיהוי הפגומים. שבבים פגומים המזוהים באמצעות סימון דיו אינם עוברים עיבוד נוסף באריזה, חיסכון בחומרים, ציוד, זמן ועבודה בתהליכי האריזה והבדיקה.

לאחר סימון הדיו, הוופל נאפה, עובר בדיקת בקרת איכות (QC), ולאחר מכן ממשיך לתהליך האריזה.

אנו נמצאים כעת רק כמה צעדים מהלידה של שבב מוליכים למחצה ללא רבב. במאמר הבא, נחקור את תהליך האריזה של שבבי מוליכים למחצה לצורה המתאימה להתקנה במכשירים.