반도체 재료의 내부 이미징
Allied Vision
단파 적외선(SWIR) 카메라는 반도체 제조 공정 중 결함을 감지하는 데 사용된다.
현대 사회에서 전자 디바이스는 매우 보편화됐다. 누구나 전자 디바이스를 이용함으로써 실리콘 웨이퍼를 간접적으로는 사용했을 것이다.
실리콘, 반도체의 핵심 소재
웨이퍼는 집적회로 구성을 위해 전자제품에 쓰이는 반도체 재료의 얇은 기판이다. 반도체 재료는 종류가 다양하다. 전자제품에서 가장 많이 사용되는 반도체 재료 중 하나는 실리콘(Si)이다.
실리콘 웨이퍼는 집적 회로의 핵심 구성 요소다. 이것은 실리콘 덩어리에서 얇게 슬라이스 된 고순도와, 결함이 거의 없는 단결정 실리콘으로 형성된다. 이는 웨이퍼 안팎에 내장된 마이크로 전자 장치의 기판 역할을 한다. 웨이퍼는 마스킹, 에칭, 도핑 및 금속화와 같은 많은 미세 제조 공정 단계를 거친다.
집적 회로는 거의 모든 전자 장치의 기본 구성 요소가 됐다. 일반적으로 IC라고 하는 집적 회로는 실리콘(Si)과 같은 반도체 재료의 단결정 표면에 주입된, 전자 회로와 구성 요소의 미세 배열이다.
구성 요소와 회로 및 기판 재료 모두 단일 실리콘 웨이퍼로 만들어지기 때문에 이를 집적 회로라고 한다. 수십 개의 집적 회로가 실리콘 웨이퍼의 얇은 단일 조각에 동시에 만들어지고 개별 IC 칩으로 분리된다.
실리콘 균열은 최종 제품의 품질을 손상한다.
웨이퍼는 성장, 톱질, 연삭, 에칭 및 연마 공정을 거치는 도중에 발생하는 잔류 응력들을 축적한다. 균열은 공정을 통해 생성될 수 있으며, 발견되지 않은 웨이퍼는 후속 제조 단계에서 사용하지 못하게 될 수 있다. 균열은 집적회로가 개별 IC로 절단될 때도 발생할 수 있다. 따라서 소재기판을 가공하기 전에 불순물을 검사하고, 가공 중 결함을 검출하는 것이 비용을 낮추는 데 중요하다.
적외선 이미지에 의한 실리콘 기판 내부 균열 감지
실리콘은 적외선에 대해 투명한 성질이 있다. 결과적으로 0.9μm에서 1.7μm의 SWIR(단파 적외선) 파장 대역에서 작동하는 인듐 갈륨 비소(InGaAs) 카메라는, 사용자에게 반도체 실리콘기판을 투과해서 볼 수 있게 한다. 적외선 이미지는 실리콘 웨이퍼 내부의 균열과 같은 결함을 부각한다. 때문에 이러한 반도체 재료를 통해 볼 수 있는 기능은 제조 공정에 큰 이점을 제공한다.
싱가포르에 본사를 둔 기술 회사 Radiant Optronics는 반도체 분야, 웨이퍼 제조, 서비스 실험실 그리고 패키징과 PCB 조립에 중점을 두며, 결함 분석 응용 분야에 최신 기술개발을 적용하는 데 전문화 돼 있다. 이 회사의 다양한 고객 기반은 전자, 반도체, R&D와 BioTech 관련 기관으로 구성됐다.
집적회로 제조업체는 Allied Vision의 SWIR 카메라인 Goldeye G-008이 장착된 Radiant Optronics의 적외선 이미징 현미경을 사용해 IC를 검사한다. 제조 과정에서 발생할 수 있는 내부 결함이나 균열이 있는지 확인하기 위해서다.
Goldeye G-008은 가격 대비 최고의 성능을 제공
Allied Vision의 Goldeye 모델은 최고 수준의 산업표준을 충족하도록 설계된, 고성능 InGaAs 센서 기반의 단파 적외선 카메라(SWIR)이다.
모든 Goldeye 모델에는 주변 온도에 관계없이 저노이즈를 전달할 수 있는 능동형 열효율 냉각장치(TEC1)가 장착됐다. 팬이 없는 쿨링 시스템과 견고하고 콤팩트한 하우징은, 시스템을 쉽게 통합하는 다중 장착 옵션을 제공한다. 전자제품에 대한 수요가 증가하는 사회에서, 반도체 제조공장과 집적 회로 제조업체는 수요를 충족하기 위해 더 많은 양의 웨이퍼와 IC를 생산하고 있다.
늘어나는 요구로 인해, 업계는 첨단 이미징 기술을 사용해 품질 관리를 추진하고 있다. 이는 비용을 낮추는 데 중요하다. Goldeye G-008은 GigE Vision 인터페이스를 갖춘 가장 빠른 1/4-VGA 해상도 단파 적외선 카메라(SWIR)이다. 최대 해상도에서, 최대 344fps의 프레임 속도로 다양한 애플리케이션을 해결할 수 있으며 제조 공정을 대폭 개선할 수 있다.
자료 제공: Allied Vision(www.alliedvision.com)
