高速 2 µm 重布線層 (RDL) 檢測
克服先進封裝帶來的視覺挑戰
隨著良品裸晶粒 (KGD) 成本的不斷上升，重布線層 (RDL) 檢測過程中的缺陷檢測和誤判控制，已成為後端製程中的關鍵。隨著銅 RDL 線寬縮小至 2 µm 或以下，多材質層堆疊將導致基板翹曲，大幅增加檢驗的複雜性，並直接影響良率、成本控制和上市時間。本案例研究針對 RDL 檢測，提出符合成本效益的高速線掃描視覺解決方案。
最新 RDL 檢測的應用需求
高密度 RDL 是先進封裝的核心互連技術，廣泛應用於 FOWLP、FOPLP、2.5D 和 3D 矽晶或玻璃中介層，以及 HBM 和晶片封裝。這些應用對尺寸精確度和可靠性要求之高，可說前所未見。目前的主流 RDL 技術已發展到 2/2 µm 或更小的尺寸，在扇出型封裝中普遍使用 4 到 5 層銅層，而在尖端製程中甚至使用更多的銅層。
多層結構會提高檢測複雜度，其中的挑戰包括基板翹曲、銅晶粒雜訊，以及高解析度掃描所產生的大量資料。這些因素都要求對每個 RDL 層進行精確、一致的成像。
解決 RDL 檢查主要的視覺挑戰
以生產速度解析 ≤2 µm 的特徵
奈奎斯特取樣需要約 0.87 µm/pixel 的解析度，才能清楚區分 2/2 µm RDL 圖案中相鄰的銅線。雖然這樣能帶來理想的影像品質，但放大倍率提高卻會縮小視野，並拉長掃描時間。
更實際的選擇是單一畫素偵測，在此由單一畫素來涵蓋最小的關鍵特徵，而偵測則以畫素的灰階 delta (ΔDN) 為基礎。舉例來說，使用 3.5 µm * 3.5 µm 畫素與 1.75 倍的放大倍率，物體端的解析度為 2.0 µm/畫素，可直接用以檢測 2 µm 的 RDL 特徵。將特徵尺寸與灰階差異之間的關係予以量化，並設定適當的偵測臨界值，即可從背景中分辨出瑕疵。
如本線圖所示，在 f/3.2 光圈下，可偵測到小至1.2 µm的黑點缺陷 (針孔)，以及小至2.0 µm的白點缺陷 (島狀)。
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抑制銅晶粒雜訊干擾
電鍍銅的多晶結構在高倍率下很容易遭誤認為缺陷。在此情況下，我們使用了結合可控暗場光源的 光束分光鏡 同軸明場。此同軸光源與鏡頭整合，可確保線性光源穩定而均勻。在影像預處理階段， 使用形態和頻域濾波技術以抑制中低頻紋理，同時保留高頻邊緣細節。
當雜訊底值 ≤3 DN、均勻度變化 ≤2 DN、銅晶粒紋理對比度 ≤8 DN 時，結合 ΔDN = 10 的檢測閾值和目標演算法，可穩定出檢測 2 µm 的島狀缺陷和 1.2 µm 的針孔缺陷。對於嚴重的晶粒或半透明介電層，偏光同軸或螢光光源可進一步提升偵測的穩定性。
如何在量產速度下可靠偵測 2 µm RDL 缺陷？
瞭解如何控制銅晶粒雜訊、維持跨層一致性、因應翹曲，並在解析度與檢測速度之間取得平衡。填寫表單以繼續閱讀。