Die Fertigstellung eines Halbleiterchips umfasst viele Schritte und es ist wichtig, defekte Chips durch Tests auszusortieren. Während des Halbleiterherstellungsprozesses werden viele Tests durchgeführt.

- EDS (Electrical Die Sorting), auch Wafertest oder Sondentest genannt, wird durchgeführt, wenn die Waferverarbeitung im FAB-Schritt abgeschlossen ist.
- Der letzte Test wird durchgeführt, nachdem der Chip verpackt wurde.

Heute erfahren wir etwas über EDS, den ersten einer Reihe von Tests, die die Qualität von Halbleiterchips sicherstellen.
EDS steht im Zusammenhang mit der Verbesserung der Ausbeute von Halbleitern.

EDS findet zwischen dem FAB-Schritt (bei dem Schaltkreise auf Wafer gezogen werden) und dem Verpackungsschritt (bei dem der Chip das Aussehen des Endprodukts hat) statt. Wie der Name schon sagt, werden an jedem Chip elektrische Tests durchgeführt, um sicherzustellen, dass er dem erforderlichen Qualitätsniveau entspricht. Der Zweck von EDS ist wie folgt:

- Sieben defekte Halbleiterchips auf Waferebene aus, um nachfolgende Verpackungs- und Testschritte zu verbessern und Kosten zu sparen.

- Reparieren Sie defekte Chips, um die Ausbeute zu verbessern und Kosten zu sparen.

- Korrigieren Sie im Design oder in der Fertigung gefundene Probleme.

Testen Sie zunächst die elektrischen Eigenschaften, um sicherzustellen, dass jeder Chip dem erforderlichen Qualitätsniveau entspricht. Defekte, aber reparierbare Chips werden repariert, defekte Chips, die nicht repariert werden können, werden mit „Tinte“ gekennzeichnet. Defekte Späne werden aus nachfolgenden Prozessen entfernt, um die Prozesseffizienz zu verbessern.

EDS ist entscheidend für die Verbesserung der Halbleiterausbeute. Die Ausbeute ist der Prozentsatz guter Chips, die die Qualitätsanforderungen erfüllen, im Verhältnis zur maximalen Anzahl von Chips auf einem einzelnen Wafer (BIPW, Bruttochip pro Wafer) und ist ein direkter Indikator für die Effizienz der Halbleiterproduktion.

Der EDS-Prozess wird durchgeführt, indem ein Kontakt zwischen dem Wafer und der Nadelkarte hergestellt wird. Unzählige kleine Pins auf der Nadelkarte kommen mit dem Wafer in Kontakt und senden elektrische Signale, die defekte Chips aussortieren können.

Der EDS-Prozess besteht aus vier Hauptschritten, obwohl EDS aus vielen kleinen Prozessen besteht.

Schritt 1 – Elektrischer Test und Wafer-Burn-In (ET und WBI)

Bei elektrischen Tests werden die Gleichspannungs- und Stromeigenschaften verschiedener Komponenten (Transistoren, Widerstände, Kondensatoren und Dioden) gemessen, die für den Betrieb integrierter Halbleiterschaltungen erforderlich sind.

Im Anschluss an den elektrischen Test folgt der Wafer-Burn-In-Test. Der Wafer wird auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und dann sowohl Wechsel- als auch Gleichspannung ausgesetzt, um etwaige Defekte oder potenzielle Probleme zu erkennen. Dieser Schritt erhöht die Zuverlässigkeit des Produkts erheblich.

Schritt 2 – Heiß-/Kalttest

Beim Heiß-/Kalttest werden anhand elektrischer Signale einzelne defekte Chips auf dem Wafer erkannt. Reparierbare defekte Chips werden im nächsten Schritt zur Reparatur markiert. Um sicherzustellen, dass die Chips bei unterschiedlichen Temperaturen einwandfrei funktionieren, werden sie bei Temperaturen über und unter Raumtemperatur getestet.

Schritt 3 – Reparatur/Abschlussprüfung

Der Reparaturschritt ist vielleicht der wichtigste Schritt im EDS-Prozess.

Im Reparaturschritt werden Chips repariert, die im Heiß-/Kalttestschritt als reparierbar galten. Nach der Reparatur wird eine abschließende Prüfung durchgeführt, um zu bestätigen, dass die Reparatur korrekt durchgeführt wurde. Das Bestanden/Nicht bestanden-Ergebnis dieses Schritts ist das Endergebnis.

Schritt 4 – Tintenmarkierung

Im Tintenmarkierungsschritt werden defekte Chips mit Spezialtinte markiert, um sie zu identifizieren. Chips, die einer Tintenmarkierung unterzogen werden, umfassen solche, die den Heiß-/Kalttest nicht bestanden haben, die unsachgemäß repariert wurden und den Endtest nicht bestanden haben oder die auf dem Wafer nicht ordnungsgemäß fertiggestellt wurden (Dummy-Chips). Früher wurden tatsächliche Tintenmarkierungen verwendet, um die defekten Chips zu kennzeichnen. Heutzutage werden jedoch nur noch Daten zur Identifizierung der defekten Chips erfasst. Defekte Chips, die durch die Tintenmarkierung identifiziert wurden, werden nicht weiter in der Verpackung verarbeitet, wodurch Material, Ausrüstung, Zeit und Arbeit bei den Verpackungs- und Testprozessen eingespart werden.

Nach der Tintenmarkierung wird der Wafer gebacken, einer Qualitätskontrolle (QC) unterzogen und dann mit dem Verpackungsprozess fortgefahren.

Wir sind nur noch wenige Schritte von der Geburt eines makellosen Halbleiterchips entfernt. Im nächsten Artikel werden wir den Verpackungsprozess von Halbleiterchips in eine für den Einbau in Geräte geeignete Form untersuchen.