적용 사례
- 반도체 다이 에지 깨짐, 외곽선만 보면 충분할까요?
다이 에지 깨짐 검사, 외곽선만 보면 충분할까요?
웨이퍼를 개별 칩으로 나누는 다이싱 과정에서는 다이의 모서리나 절단면이 깨질 수 있습니다. 이를 **칩핑(Chipping)**이라고 합니다.
위에서 찍은 영상에 모서리가 파인 모습이 보이면 발견하기 쉽습니다.
그러나 같은 다이라도 손상이 윗면에 있는지, 측벽에 있는지, 뒷면에 있는지에 따라 영상에 나타나는 모습은 달라집니다.
검사를 설계할 때는 “얼마나 작은 깨짐을 찾을까?”에 앞서 **어느 면의 손상을 어디까지 불량으로 볼까?**를 정해야 합니다.
그래야 상부 영상만으로 충분한지, 다른 시야가 필요한지 판단할 수 있습니다.
다이 에지 정상·깨짐 비교 — 왼쪽 정상, 오른쪽 코너 결손
외곽선으로 볼 수 있는 것, 볼 수 없는 것
상부 카메라로 다이의 바깥 윤곽을 촬영하면 에지에서 안쪽으로 파고든 결손의 위치와 크기를 비교할 수 있습니다.
기준 윤곽과의 차이를 이용해 큰 깨짐을 걸러내거나 코너별 허용 범위를 적용하는 데 유용합니다.
다이 위치가 조금씩 달라져도 정렬한 뒤 같은 부분끼리 비교할 수 있습니다.
하지만 위에서 본 외곽선이 고르다고 측벽까지 온전한 것은 아닙니다.
윗면 윤곽에 잘 드러나지 않는 측벽 손상이나 뒷면 쪽 깨짐은 다른 시야가 필요할 수 있습니다.
반대로 윗면의 밝기 변화가 모두 깨짐인 것도 아닙니다. 정상적인 절단 흔적, 반사와 분진이 결함처럼 보일 수 있습니다.
실제 다이 검사 장비도 측벽과 뒷면 상태를 따로 관찰합니다.
칩핑과 크랙도 구분해야 합니다. 칩핑은 재료 일부가 떨어져 나간 결손이고, 크랙은 균열입니다.
함께 나타날 수는 있지만 윤곽에서 빠진 부분의 크기만으로 내부 균열의 유무나 범위를 판정할 수 없습니다.
크랙 검사는 별도의 검사 목표로 다루는 것이 정확합니다.
NG 기준은 위치와 침범 범위부터
같은 크기의 깨짐도 절단 여유 영역에 머무는지, 보호해야 할 회로나 접합 영역에 가까워지는지에 따라 판단이 달라집니다.
먼저 고객 도면과 품질 기준에서 에지별 허용 구역, 코너 기준, 안쪽으로 침범한 최대 거리, 결손 면적을 확인합니다.
윗면과 뒷면의 허용 기준이 다르다면 따로 정해야 합니다. 모든 다이에 통용되는 칩핑 허용값을 임의로 제시할 수는 없습니다.
정상 다이싱면에도 미세한 거칠기가 있습니다. 명백한 불량 한 장으로 조건을 맞추면 양품까지 과하게 걸러낼 수 있습니다.
서로 다른 로트에서 정상 에지, 허용 가능한 절단 흔적, 기준에 걸친 손상과 명백한 칩핑을 함께 모아야 판정 경계를 검토할 수 있습니다.
촬영 방법은 다이가 놓인 상태에 따라
카메라 반대편에 광원을 놓을 수 있다면 백라이트로 외곽 실루엣을 만들 수 있습니다.
윤곽에서 빠진 부분을 비교하기 좋은 방법이지만, 다이싱 테이프나 지그가 에지 뒤의 빛을 가리면 원하는 영상이 나오지 않습니다.
테이프에 붙은 상태에서 검사하는지, 개별 다이를 집어 올려 검사하는지부터 확인해야 합니다.
측벽과 코너 손상이 중요하다면 측면 카메라와 비스듬한 조명을 비교합니다.
사광은 깨진 면과 절단면의 반사 차이를 드러내는 데 도움이 될 수 있습니다. 다만 조명 방향만 바꿔 보이지 않는 뒷면을 판정할 수는 없습니다.
다이 회전이나 복수 시야가 필요하다면 검사 시간도 함께 계산해야 합니다.
백라이트와 측면 촬영은 가능한 선택지이지 모든 라인에 동시에 필요한 장치는 아닙니다.
상부 카메라·백라이트·측면 광원 배치
위의 이미지는 관찰 위치를 보여주는 개념도입니다.
실제 설비에서는 테이프·지그의 가림, 광원을 둘 공간과 측벽 접근 공간을 확인해야 합니다.
3D·SWIR는 언제 검토할까?
2D 영상에서 허용 기준에 따른 결손의 위치와 침범량이 안정적으로 구분된다면, 그 목적만을 위해 3D 센서를 추가할 이유는 없습니다.
반면 에지의 높낮이와 절단면 형상을 수치로 확인해야 하고 2D 명암만으로 구분하기 어렵다면 3D 측정을 비교할 수 있습니다.
이때도 센서가 해당 면을 실제로 볼 수 있는지, 필요한 정밀도와 택타임을 만족하는지 확인해야 합니다.
실리콘 내부의 균열이 검사 목표라면 SWIR 등 실리콘 투과 영상을 별도 과제로 검토할 수 있습니다.
SWIR 카메라를 쓰는 것만으로 모든 내부 크랙이 검출되는 것은 아닙니다. 다이 두께와 층 구조, 조명, 가림에 따라 영상이 달라집니다.
크랙의 관찰과 판정은 이어지는 ‘다이·웨이퍼 표면 크랙 검사’ 사례에서 자세히 다룹니다.
샘플 테스트에서 확인할 것
첫째, 검사 시점과 상태입니다. 다이싱 직후 테이프 위에서 볼지, 픽업 후에 볼지에 따라 접근 가능한 면이 달라집니다.
둘째, 실제 시야에서의 최소 판정 결손입니다. 카메라 픽셀 수만으로 검출 성능을 단정할 수 없습니다.
렌즈 해상력과 초점, 조명 대비, 시야 가장자리까지 포함한 실제 샘플 영상으로 확인해야 합니다.
셋째, 같은 샘플을 상부와 필요한 측면에서 촬영해 정상 절단 흔적과 불량의 구분, 코너별 판정의 재현성, 다른 로트에서도 유지되는지 확인합니다.
기술을 여러 개 쌓기 전에 고객의 NG 기준을 충족하는 가장 간단한 촬영 구성을 찾는 과정입니다.
코어이미징에 검토를 요청하실 때는 다이 크기와 다이싱 방식, 테이프·지그 상태, 검사할 면, 허용 칩핑 기준, 보호 영역 도면과 택타임을 알려주세요.
그 조건에 맞춰 카메라 시야·렌즈·조명과 영상 수집 구성을 좁혀볼 수 있습니다.