반도체 후공정

1. EPM (Electrical Parameter Monitoring)

 EPM이란 Electrical Parameter Monitoring의 약자입니다.테스트 목적은 불량 제품을 걸러내는 것도 있으나 개발이나 양산 중 제품의 결함을 피드백해서 개선시키는 것도 포함됩니다. EPM의 목적은 불량을 걸러 내는 것 보다는 제품의 단위 소자의 전기적 특성을 평가 분석 하여 웨이퍼 제작 공정에 피드백하는 것이 주 목적입니다. 만들어진 웨이퍼가 본격적 테스트를 하기 전 설계부서-소자부서가 제시한 제품의 기본적인 특성을 만족하는지 먼저 검사 하는 과정입니다.

 

트랜지스터 특성, 접촉 저항 등 전기적 방법으로 측정하는 공정인데 소자의 전기적 특성을 활용해 DC인자를 추출해 각 단위 소자의 특성을 모니터링합니다.

 

2. 웨이퍼 번인 (Wafer Burn in)

 2-1그림은 제품의 수명 동안의 불량률은 시간의 함수로 표현한 것입니다.모양이 욕조를 닮아서 욕조 bath tub그래프라고도 불립니다. 수명 초기에 제품 제조상 불량 때문에 고장이 많고, 제조상에서 오는 불량이 사라지면 그 제품사용 수명 동안은 불량률이 낮아 집니다. 그리고 제품수명이 다하면(wear out)다시 불량률이 높아 지게 됩니다.

2-1 그림 시간에 따른 불량율

만들어진 제품을 바로 고객에게 준다면 불량률이 높은 초기 불량 때문에 고객들의 불만이 많아지고, 반품등의 이슈가 생길 수 있습니다. 제품이 가지고 있는 잠재적 불량을 유도하여 초기 불량을 미리 선별하기 위한 것이 Burn in입니다. 웨이퍼 번인은 온도와 전압을 인가해 웨이퍼 상태의 제품에 스트레스를 줘서 초기 불량 기간에 나타날 수 있는 불량을 모두 드러나게 만드는 것입니다.즉, Burin in 테스트는 반도체 제품에 온도와 전압을 인가해 스트레스를 줌으로써 초기 불량을 미리 선별하는 테스트입니다. 

3. 웨이퍼 테스트

  웨이퍼 번인으로 초기 불량을 도출할 수 있는 스트레스를 받은 웨이퍼는 Probe 카드를 사용해 웨이퍼 테스트를 실시합니다. 웨이퍼 테스트는 웨이퍼 레벨에서 칩의 전기적 특성을 검사 하는 공정으로 불량 칩 사전 검출, 패키지/실장에서 생길 불량을 미리 선별, 웨이퍼 레벨 불량 원인 분석 및 제조 공정 피드백, 웨이퍼 레벨 분석을 통한 소자/설게 피드백을 주요 목적으로 합니다. 또한 불량을 선별하게 되면 불량인 셀의 일부를 다음에 설명할 리페어 과정을 통해 여분의 셀로 대체할 수 있습니다.

 

리페어 공정 후에는 대체된 셀이 제대로 역할을 하여 칩이 스팩을 만족하는 양품으로 판정할 수 있는지 확인하기 위해 다시 한번 웨이퍼 테스트를 진행합니다.

 

여기서 리페어란 불량 셀을 여분의 셀로 대체하는 리페어 알고리즘에 의해 수행되며, 이를 통해 고객에게 출하할 수 있는 제품의 양, 즉 제조의 수율을 높일 수 있습니다.

 

참고 문헌 

반도체의 부가가치를 올리는 패키지와 테스트