반도체 8대 공정⑦ - EDS공정, 관련주

반도체 수율 향상과 직결된 EDS공정

EDS공정(Electrical Die Sorting)은 웨이퍼 위에 전자회로를 그리는 FAB 공정과 최종적인 제품의 형태를 갖추는 패키지 공정 사이에 진행됩니다. 즉 전기적 특성검사를 통해 개별 칩들이 원하는 품질 수준에 도달했는지를 확인하는 공정으로써 그 목적은 아래와 같습니다.

웨이퍼 상태 반도체 칩의 양품/불량품 선별
불량 칩 중 수선 가능한 칩의 양품화
FAB 공정 또는 설계에서 발견된 문제점의 수정
불량 칩을 미리 선별해 이후 진행되는 패키징공정 및 테스트 작업의 효율 향상

 

ⓒ 이포커스

먼저 전기적 특성검사를 통해 각각의 칩들이 원하는 품질 수준에 도달하는지 체크합니다. 그 후 양품 가능 여부를 판단해 수선(Repair) 가능한 칩은 다시 양품으로 만들고, 불가능한 칩은 특정 표시(Inking)를 통해 불량으로 판정합니다. 불량으로 판정된 칩은 이후 공정에서 제외되어 효율을 높일 수 있습니다.

EDS공정은 반도체의 수율을 높이기 위해 반드시 필요한 공정입니다. 수율은 웨이퍼 한 장에 설계된 최대 칩(Chip) 개수 대비 생산된 양품(Prime Good) 칩의 개수를 백분율로 계산한 것으로, 반도체의 생산성과 직결됩니다.

EDS공정은 프로브 카드(Probe Card)에 웨이퍼를 접촉시켜 진행됩니다. 프로브 카드에 있는 수많은 미세한 핀(Pin)이 웨이퍼와 접촉해 전기를 보내고 그 신호를 통해 불량 칩을 선별하게 됩니다.

EDS공정의 4단계

EDS공정은 세분화된 여러 단계가 있지만, 크게 4단계로 나눌 수 있습니다.

ⓒ 삼성반도체이야기

1단계 – ET Test & WBI(Electrical Test & Wafer Burn In)
ET Test(Electrical Test)는 반도체 집적회로(IC) 동작에 필요한 개별소자들(트랜지스터, 저항, 캐패시터, 다이오드)에 대해 전기적 직류전압, 전류특성의 파라미터를 테스트하여 동작 여부를 판별하는 과정입니다. 반도체 칩(Chip)으로 행하는 첫 테스트라고 볼 수 있습니다.

이어지는 WBI공정(Wafer Burn In)은 웨이퍼에 일정 온도의 열을 가한 다음 AC(교류)/DC(직류) 전압을 가해 제품의 결합, 약한 부분 등 잠재적인 불량 요인을 찾아냅니다. 제품의 신뢰성을 효과적으로 향상시키는 공정입니다.

2단계 – Hot/Cold Test
Hot/Cold 공정에서는 전기적 신호를 통해 웨이퍼 상의 각각의 칩 중 불량품이 있는지 판정합니다. 수선 가능한 칩은 수선 공정에서 처리하도록 정보를 저장하는데요. 이때, 특정 온도에서 정상적으로 동작하는지 판별하기 위해 상온보다 높고 낮은 온도의 테스트가 병행됩니다.

3단계 – Repair / Final Test
Repair 공정은 EDS공정에서 가장 중요한 단계인데요.
Repair공정에서는 Hot/Cold 공정에서 수선 가능으로 판정된 칩들을 수선하고, 수선이 끝나면 Final Test 공정을 통해 수선이 제대로 이루어졌는지 재차 검증하여 양/불량을 최종 판단합니다

4단계 – Inking
Inking 공정은 불량 칩에 특수 잉크를 찍어 육안으로도 불량을 식별할 수 있도록 만드는 공정을 의미합니다. Hot/Cold Test공정에서 불량으로 판정된 칩, Final Test공정에서 재검증 결과 불량으로 처리된 칩, 그리고 웨이퍼에서 완성되지 않은 반도체 칩(Dummy Die) 등을 구별하는데요. 과거의 Inking 공정은 불량 칩에 직접 잉크를 찍었으나 현재는 Data만으로 양/불량을 판별할 수 있도록 처리하고 있습니다. 이렇게 처리된 불량 칩은 조립 작업을 진행하지 않기 때문에 조립 및 검사 공정에서 사용되는 원부자재, 설비, 시간, 인원 등의 손실 절감 효과가 있습니다.

Inking공정을 마친 웨이퍼는 건조(Bake)된 후, QC(Quality Control) 검사를 거쳐 조립공정으로 옮겨지게 됩니다.

EDS공정 관련주

 

와이아이케이

 

1991년 4월 설립되어, 고속 메모리테스터 검사장비 제조 공급업체로서, 주요 제품으로는 메모리 웨이퍼 테스터 등이 있음.
주요 제품인 반도체용 웨이퍼 테스터는 칩의 불량 정보를 정확히 취득하고 분석하는 역할을 하며, DRAM 및 3D-NAND에 적용되는 전공정을 마친 웨이퍼를 셀 단위로 전수 검사함.
매출구성은 메모리 웨이퍼 테스터 83%, 반도체 제조장비 부속품 14% 등으로 이루어져 있음.

- 반도체 제조공정 중 EDS 테스트에 사용되는 반도체 메모리 검사장비의 제조 및 판매를 주력사업으로 영위하고 있으며, 2017년 대신밸런스제2호기업인수목적과 합병함.
- 주력제품은 DRAM 및 3D NAND에 사용되는 반도체용 웨이퍼 테스트 장비이며, 프로브카드용 세라믹 기판을 제조하는 샘씨엔에스를 종속기업으로 보유.
- 메모리용 웨이퍼 테스트 장비 시장은 동사와 Advantest, Teradyne의 3개사 중심으로 생산, 동사의 주요 고객사는 삼성전자임.

- 전방 반도체 산업의 업황 호조에 따른 메모리 웨이퍼 테스터 및 제조장비 부속품의 수주 증가 등으로 외형은 전년동기대비 크게 성장.
- 원재료매입 비용 및 외주가공비 증가 등 원가구조 저하에도 매출 급증에 따른 판관비 부담 완화으로 영업이익률 및 순이익률 전년동기대비 상승.
- 전방 메모리 반도체 산업의 성장 둔화가 예상되나 주요 고객사인 삼성전자의 P2 및 P3, X2 투자에 따른 관련 검사장비의 수주 지속 등으로 외형 성장세 유지할 듯.

 

 

티에스이

 

반도체 및 OLED 검사장비를 제조, 판매하는 회사로 반도체 및 OLED의 전기적/광학적 특성을 검사하기 위한 Total Test Solution을 제조 및 판매함.
웨이퍼 상태를 테스트하기 위한 Probe Card와 후공정 최종 단계에서 검사를 위한 Test Interface Board, Load Board, Test socket 등은 반도체 산업에 속함.
OLED/LED 검사장비는 디스플레이 산업에 속해 있음.

- 동사는 1995년 8월에 반도체 검사장비와 주변기기 제조 및 판매를 주된 사업목적으로 하여 설립되었음.
- 반도체 전공정·후공정 웨이퍼 및 패키징 칩 테스트에 사용되는 부품(Interface Board, Probe Card)과 OLED 검사장비를 생산, 판매하고 있음.
- 축적된 기술 노하우를 통해 Interface Board 및 Probe Card의 시장 내 경쟁력이 타사 대비 우위를 가지고 있음.

- 전자제품 검사장치와 반도체 생산장비 수주 부진하였으나, 프로브 카드, 인터페이스 보드 등 반도체 검사장비와 검사 용역 수주 증가하며 전년동기대비 매출 성장.
- 인건비, 견본비, A/S비용 증가 등 판관비 부담 확대로 영업이익률 전년동기대비 하락, 영업외수지 개선에도 법인세 증가로 순이익률도 하락, 그러나 여전히 안정적 수익구조 보임.
- 글로벌 경기 개선과 반도체 산업의 성장 지속, 5G, AI, 자율주행차 등 전방산업의 확대로 프로브 카드, 테스트 소켓, 인터페이스 보드 수요 증가하며 매출 성장 전망.

 

 

마이크로프랜드

 

주요 제품인 프로브 카드는 웨이퍼 테스트(Wafer Test)에 소요되는 고부가가치의 소모성 부품으로 경쟁력이 있음.
독자적인 MEMS 공정기술을 개발하여 12인치 세라믹 기판을 적용한 MEMS 공정 기술을 확보하고 있음.
현재 개발하고 있는 기술은 극 초소형화 기술이므로 현재 수십 Micro 단위에 있는 피치에 충분히 대응할 수 있어 향후 시장 경쟁력 유지 가능.

- 동사는 2004년 5월 반도체 검사관련 마이크로시스템 기술의 연구, 개발 및 제조를 영위할 목적으로 설립되었으며, 2016년 12월 코스닥 시장에 상장됨.
- 반도체 제조공정 중 반도체 소자의 전기적 기능의 검사를 위한 테스트 공정에 소요되는 프로브 카드(Probe Card)의 제조 및 판매가 주요 사업임.
- 3D MEMS(미세전자제어 기술) 프로브 카드 전문업체이며, DRAM 및 NAND용 제품 모두를 생산하는 국내 유일의 기업임.

- 주력 반도체검사용 프로브 카드 수주 증가로 전년동기대비 높은 매출 성장세, 이에 따른 원가 및 판관비 부담 완화로 영업이익률 및 순이익률은 전년동기대비 큰 폭 상승.
- 운전자금 부담 확대에도 순이익 시현 및 비현금성 비용의 가산 확대로 영업활동상 정(+)의 현금흐름, 우수한 재무구조 견지한 바 사업운용상 단기적 자금흐름은 원활할 듯.
- 글로벌 경기 개선과 전방 반도체 산업의 생산 증가 지속, 주요 고객사의 증설 및 추가 투자 확대, 프로브 카드 국산화 기술 보유 등으로 매출 성장 전망.

 

 

참고 : 삼성반도체이야기, 네이버금융, NICE