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第八大半導體製程(VIII) - 電晶粒分類(EDS)製程
2023-10-12 2622

完成一個半導體晶片涉及許多步驟,透過測試篩選出有缺陷的晶片非常重要。許多測試是在半導體製造過程中進行的。

- EDS (Electrical Die Sorting),也稱為晶圓測試或探針測試,是在 FAB 步驟中晶圓加工完成時進行的。
- 最終測試是在晶片封裝後進行的。


今天我們將了解EDS,這是確保半導體晶片品質的一系列測試中的第一個。
EDS與提高半導體的良率有關。

EDS 發生在 FAB 步驟(將電路繪製到晶圓上)和封裝步驟(晶片具有最終產品的外觀)之間。顧名思義,對每個晶片進行電氣測試,以確保其滿足所需的品質等級。 EDS的目的如下:

- 在晶圓級篩選出有缺陷的半導體晶片,以改善後續的封裝和測試步驟,並節省成本。

- 修復有缺陷的晶片,提高良率並節省成本。

- 修正設計或FAB中發現的問題。

首先,測試電氣特性,確保每個晶片符合要求的品質等級。有缺陷但可修復的晶片被修復,而無法修復的有缺陷的晶片則用“墨水”標記。有缺陷的晶片從後續製程中去除,以提高製程效率。

EDS 對於提高半導體產量至關重要。良率是指符合品質要求的良好晶片相對於單一晶圓上最大晶片數量(GDPW,每晶圓的晶片總數)的百分比,是半導體生產效率的直接指標。

EDS 製程是透過晶圓和探針卡之間的接觸來執行的。探針卡上無數的小腳與晶圓接觸並發出電訊號,可以篩選出有缺陷的晶片。


EDS 過程有四個主要步驟,儘管 EDS 是由許多小過程組成的。

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步驟 1 - 電氣測試和晶圓老化(ET 和 WBI)

電氣測試涉及測量半導體積體電路運作所需的各種元件(電晶體、電阻器、電容器和二極體)的直流電壓和電流特性。

電氣測試之後是晶圓老化測試。將晶圓加熱到一定溫度,然後施加交流和直流電壓以檢測任何缺陷或潛在問題。這一步大大增強了產品的可靠性。

第 2 步 - 熱/冷測試

在熱/冷測試中,使用電訊號檢測晶圓上的單一有缺陷的晶片。可修復的缺陷晶片被標記為在後續步驟中進行修復。為了確保晶片在不同溫度下完美運行,它們在高於和低於室溫的溫度下進行了測試。

第 3 步 - 修復/最終測試

修復步驟可能是 EDS 流程中最關鍵的步驟。

在修復步驟中,修復在熱/冷測試步驟中被認為可修復的晶片。修復後,進行最終測試以驗證修復是否正確執行。此步驟的通過/失敗結果是最終結果。

步驟 4 - 墨水標記

在墨水標記步驟中,有缺陷的晶片用特殊墨水標記以識別它們。經過墨水標記的晶片包括那些未通過熱/冷測試、未正確修復且未通過最終測試或未在晶圓上正確完成的晶片(虛擬晶片)。過去,使用實際的墨水標記來標記有缺陷的晶片,但現在,僅記錄數據來識別有缺陷的晶片。透過墨水標記識別出的缺陷晶片不會在封裝中進行進一步處理,從而節省了封裝和測試過程中的材料、設備、時間和勞動力。

墨水打標後,晶圓將被烘烤,接受品質控制(QC)檢查,然後進入封裝過程。


現在,我們距離完美半導體晶片的誕生僅幾步之遙。在下一篇文章中,我們將探討將半導體晶片封裝成適合安裝在設備中的形式的過程。

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