웨이퍼 및 다이 검사 최적화: 고속·고정밀 비전 아키텍처

• 웨이퍼 표면 검사는 오염, 스크래치, 패턴 불일치, 구조적 손상 등 제조 공정 중 발생하는 거시적 결함을 중심으로 전체 웨이퍼를 검사합니다. 이 단계에서는 웨이퍼 전면을 빠르고 정확하게 커버하기 위해 넓은 시야각과 고속 스캔이 가능한 비전 시스템이 필요합니다.

• 다이 검사는 개별 다이에 대한 정밀 분석에 중점을 두며, 엣지 결함, 불량 다이싱, 내부 구조 이상과 같은 미세한 결함을 검사합니다.

1. 고속 실시간 이미지 처리에서의 CPU 병목 현상 웨이퍼 및 다이 검사는 초당 수십만 장의 고해상도 이미지(25MP 이상)를 빠르게 처리해야 하며, 특히 다이 검사의 경우 0.7초 이내에 결과를 도출해야 하는 고속 처리가 요구됩니다. 하지만 기존 CPU 기반 시스템은 이러한 연산 부하를 감당하지 못해 처리 지연, 생산성 저하, 데이터 처리의 비효율성을 야기하고, 이는 개발 및 생산 전반의 속도를 늦추는 원인이 됩니다.

2. 고정형 알고리즘의 한계와 적응성 부족 불규칙하거나 저대비의 결함, SiC나 GaN 같은 특수 소재의 반사 특성은 기존의 고정 알고리즘으로는 효과적으로 대응하기 어렵습니다. 검사 대상의 재질, 크기, 구조가 바뀔 때마다 알고리즘의 재개발이 필요해 대응력이 떨어지고, 검출 정확도 또한 저하됩니다.

3. 미세 결함 검출의 어려움 패키징 공정 고도화에 따라 마이크로 크랙, 오염 등 점점 더 작아지는 표면 결함을 잡아내야 하지만, 카메라와 렌즈의 해상도 한계에 가까운 결함은 검출이 매우 까다롭습니다.

4. 고반사 표면 검사의 복잡성 웨이퍼, 다이, 금속층과 같은 고반사 표면은 일반 머신비전 광학계로는 정확한 검사가 어렵고, 이로 인해 오검출 또는 누락이 빈번하게 발생합니다. 정밀도를 요구하는 반도체 검사 공정에서는 이러한 특성에 대응하는 맞춤형 광학 솔루션이 필요합니다.

차세대 반도체 품질 검사를 혁신하는 새로운 기술력

고성능 이미지 센서 기술의 잠재력을 최대한 발휘하기 위해서는 우수한 품질의 카메라 제조업체와 협력하는 것이 필수입니다. 과도한 설계를 피하면서도 적합한 고성능 광학 시스템을 선택하고 테스트하는 것도 그에 못지않게 중요합니다. 마지막으로, 전면 이미지 획득 시스템과 강력한 후면 비전 처리 아키텍처를 효과적으로 통합하는 것이 차세대 반도체 검사를 위한 견고한 기반을 마련해 줍니다.

AI 추론 성능 최적화

AI 모델은 결함 검출의 정확도와 속도를 향상시키기 위해 널리 활용되고 있습니다. 다음 과제는 추론 성능을 높이는 것으로, 불필요한 데이터 처리 없이 더 빠르고 안정적인 결과를 도출하는 것입니다. 스마트 카메라와 프레임 그래버를 활용해 전면에서 데이터를 필터링하면, 관련 있는 이미지 영역이나 결함 특징만을 CPU나 GPU로 전달할 수 있어 AI 모델의 효율성이 향상됩니다. 또한, 고양자 효율 카메라가 촬영한 고품질 이미지는 AI에 더 신뢰할 수 있는 입력값을 제공하여 오검출률을 크게 줄여줍니다.

유연한 확장이 가능한 모듈형 비전 시스템 설계

이 아키텍처는 높은 유연성과 확장성이 요구되는 첨단 패키징 공정에서 차세대 비전 검사 요구에 완벽히 부합합니다. OEM은 공정 변화에 맞춰 알고리즘 모듈을 빠르게 적용할 수 있으며, 시스템 아키텍처를 변경하지 않고도 프론트엔드 웨이퍼, 다이 어태치, 백엔드 패키징 등 각 공정 단계에 최적화된 이미지 처리 로직을 유연하게 구성할 수 있습니다. 고성능 광학 시스템과 지능형 전처리를 통합한 이 접근 방식은 현재의 검사 과제를 효과적으로 해결하는 동시에, 향후 시스템 업그레이드를 위한 기반을 제공합니다.

경쟁이 날로 치열해지는 반도체 제조 시장에서, 수율 향상과 제품 출시 기간 단축은 곧 경쟁력을 의미합니다. 당사의 솔루션은 엣지 프로세싱, 최적화된 광학 설계, 그리고 고해상도 이미징 기술을 하나로 결합해, 웨이퍼 및 다이 AOI 검사에서 고객이 마주한 과제를 효과적으로 해결합니다.

이미지 전처리를 카메라와 프레임 그래버 단계에서 처리하고, 고양자 효율 센서와 특수 조명을 결합해 검사 정밀도와 처리 속도 간의 균형을 달성할 수 있습니다. 이 통합 아키텍처는 미세 결함 검출력을 향상시키는 동시에, 신뢰할 수 있고 확장 가능한 AOI 시스템 구축을 지원합니다.