八大半导体工艺(八)-EDS(Electrical Die Sorting)工艺
来源:半导体工程师发布时间:2023-10-0716967浏览
询问 AI完成半导体芯片需要许多步骤，通过测试筛选出有缺陷的芯片是很重要的一步。在半导体制造过程中进行了许多测试。
- EDS(Electrical Die Sorting)：也叫wafer test或probe test，在晶圆加工完成时进行
- 最终测试，也叫final test，在芯片封装后进行
EDS与提高半导体良率(Yield)之间的关系
EDS发生在FAB步骤(电路被绘制到晶圆上)和封装步骤(芯片具有最终产品的外观)之间。顾名思义，对每个芯片进行电气特性测试，以确保其达到所需的质量水平。EDS的目的如下：
- 在晶圆级筛选出有缺陷的半导体芯片，既可以提高后续封装和测试步骤的效率，又可以节省后续的成本
- 修复有缺陷的芯片，提高良率，节省成本
- 纠正在设计或FAB中发现的问题
EDS对于提高半导体良率至关重要。良率(Yield)是满足质量要求的芯片(Good die)相对于单个晶圆上最大芯片数量(GDPW, Gross die per wafer)的百分比，是半导体生产率的直接指标。
四有芯人注：更严格意义上Yield应该是测试好品数量除以实际测试数量。
EDS工艺是通过使晶圆与探针卡接触来进行的。探针卡上的无数微小引脚与晶圆接触并发送电信号，这些信号可以筛选出有缺陷的芯片。
EDS的4个主要步骤：
虽然EDS由许多小过程组成，但这些过程可以分为四个主要步骤。
第 1 步 – 电气测试和晶圆老化(ET, Electrical test和WBI, wafer burn-in)
电气测试是通过测量直流电压和电流特性参数来测试半导体集成电路运行所需的各个元件(晶体管、电阻器、电容器和二极管)的步骤。
电气测试之后是晶圆老化测试。晶圆被加热到一定温度，然后经受交流电(AC)和直流电(DC)以检测产品缺陷或潜在缺陷。这一步大大提高了产品的可靠性。
第 2 步 – 热/冷测试
在热/冷测试中，使用电信号在晶圆上检测单个有缺陷的芯片。可修复的有缺陷的芯片在修复步骤中标记为修复。为了确保芯片在各种温度下完美运行，在高于和低于室温的温度下进行测试。
第 3 步 – 维修/最终测试
修复步骤可能是EDS过程中最重要的步骤。在修复步骤中，修复在热/冷测试步骤中判断为可修复的芯片。修复完成后，将执行最终测试以验证是否已正确执行修复。此步骤的通过/失败结果是最终结果。
步骤 4 –打墨
在打墨步骤中，用特殊墨水标记有缺陷的芯片，以便识别有缺陷的芯片。用于打墨的芯片包括那些未通过热/冷测试的芯片，维修不当且未通过最终测试的芯片，或未在晶圆上正确完成的芯片(假片)。过去，打墨会用实际墨迹标记有缺陷的芯片，而如今，仅使用数据来记录有缺陷的芯片。通过墨迹识别的有缺陷的芯片不会进入封装步骤，从而节省封装和检测过程中的材料、设备、时间和劳动力。
打墨后，晶圆被烘烤(Bake)，接受QC(Quality control，质量控制)的检查，然后传递到封装工艺中。距离完美无瑕的半导体芯片诞生只剩下几步。下一篇文章，我们将了解半导体芯片封装成适合安装在设备上的形式的封装过程。
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来源：半导体材料与工艺设备
赵工
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