Het voltooien van een halfgeleiderchip omvat veel stappen, en het is belangrijk om defecte chips door middel van testen uit te sluiten. Tijdens het productieproces van halfgeleiders worden veel tests uitgevoerd.

- EDS (Electrical Die Sorting), ook wel wafertest of probetest genoemd, wordt uitgevoerd wanneer de waferverwerking voltooid is in de FAB-stap.
- De laatste test wordt uitgevoerd nadat de chip is verpakt.

Vandaag zullen we leren over EDS, de eerste in een reeks tests die de kwaliteit van halfgeleiderchips garanderen.
EDS houdt verband met het verbeteren van de opbrengst van halfgeleiders.

EDS vindt plaats tussen de FAB-stap (waar circuits op wafers worden getekend) en de verpakkingsstap (waar de chip het uiterlijk heeft van het eindproduct). Zoals de naam al doet vermoeden, worden op elke chip elektrische tests uitgevoerd om er zeker van te zijn dat deze aan het vereiste kwaliteitsniveau voldoet. Het doel van EDS is als volgt:

- Screen defecte halfgeleiderchips op waferniveau om de daaropvolgende verpakkings- en teststappen te verbeteren en kosten te besparen.

- Repareer defecte spanen om de opbrengst te verbeteren en kosten te besparen.

- Corrigeer problemen gevonden in ontwerp of FAB.

Test eerst de elektrische kenmerken om er zeker van te zijn dat elke chip aan het vereiste kwaliteitsniveau voldoet. Defecte maar repareerbare chips worden gerepareerd, en defecte chips die niet kunnen worden gerepareerd, worden gemarkeerd met "inkt". Defecte chips worden uit daaropvolgende processen verwijderd om de procesefficiëntie te verbeteren.

EDS is cruciaal voor het verbeteren van de halfgeleideropbrengst. De opbrengst is het percentage goede dies dat voldoet aan de kwaliteitseisen ten opzichte van het maximale aantal chips op een enkele wafer (BBPW, bruto dies per wafer) en is een directe indicator voor de efficiëntie van de halfgeleiderproductie.

Het EDS-proces wordt uitgevoerd door contact te maken tussen de wafer en de sondekaart. Talloze kleine pinnetjes op de sondekaart komen in contact met de wafer en zenden elektrische signalen uit die defecte chips kunnen uitsluiten.

Er zijn vier hoofdstappen in het EDS-proces, hoewel EDS uit veel kleine processen bestaat.

Stap 1 - Elektrische test en wafer-inbranden (ET en WBI)

Bij een elektrische test worden de DC-spanning en -stroomkarakteristieken van verschillende componenten (transistors, weerstanden, condensatoren en diodes) gemeten die nodig zijn voor de werking van geïntegreerde halfgeleiderschakelingen.

Na de elektrische test volgt de wafer-inbrandtest. De wafer wordt tot een bepaalde temperatuur verwarmd en vervolgens onderworpen aan zowel AC- als DC-spanningen om eventuele defecten of potentiële problemen op te sporen. Deze stap vergroot de betrouwbaarheid van het product aanzienlijk.

Stap 2 - Heet/koud testen

Bij warm/koud testen worden individuele defecte chips op de wafer gedetecteerd met behulp van elektrische signalen. Herstelbare defecte chips worden in de volgende stap gemarkeerd voor reparatie. Om ervoor te zorgen dat de chips bij verschillende temperaturen perfect werken, worden ze getest bij temperaturen hoger en lager dan kamertemperatuur.

Stap 3 - Reparatie/laatste testen

De reparatiestap is misschien wel de meest cruciale stap in het EDS-proces.

In de reparatiestap worden spanen gerepareerd die tijdens de warm/koud-teststap als herstelbaar werden beschouwd. Na de reparatie wordt een laatste test uitgevoerd om te bevestigen dat de reparatie correct is uitgevoerd. Het wel/niet geslaagd resultaat van deze stap is het eindresultaat.

Stap 4 - Inktmarkering

In de inktmarkeringsstap worden defecte chips gemarkeerd met speciale inkt om ze te identificeren. Chips die met inkt worden gemarkeerd, zijn onder meer chips die de warm/koud-test niet hebben doorstaan, die op onjuiste wijze zijn gerepareerd en niet zijn geslaagd voor de laatste test, of die niet correct op de wafer zijn aangebracht (dummy-matrijzen). In het verleden werden daadwerkelijke inktmarkeringen gebruikt om de defecte chips te labelen, maar tegenwoordig worden alleen gegevens geregistreerd om de defecte chips te identificeren. Defecte chips die door middel van inktmarkering worden geïdentificeerd, worden niet verder in de verpakking verwerkt, waardoor materialen, apparatuur, tijd en arbeid worden bespaard bij de verpakkings- en testprocessen.

Na het markeren met inkt wordt de wafel gebakken, ondergaat hij een kwaliteitscontrole (QC) en gaat hij vervolgens verder met het verpakkingsproces.

We zijn nu nog maar een paar stappen verwijderd van de geboorte van een onberispelijke halfgeleiderchip. In het volgende artikel zullen we het verpakkingsproces van halfgeleiderchips onderzoeken in een vorm die geschikt is voor installatie in apparaten.