디지털 현미경을 사용하여 본딩 와이어 검사

반도체 제조 및 와이어 본딩

반도체는 정밀한 공정을 통해 제조됩니다. 와이어 본딩은 그 공정의 하나로 집적 회로의 전극들이 금, 알루미늄, 구리 와이어를 통해 리드 프레임에 연결되는 작업입니다. 이 와이어는 최소 10µm의 직경을 가지며, 2 ~ 3µm 수준의 땜 정확성을 필요로 합니다. 와이어 땜에서 요구하는 정확성은 작은 진동으로도 본딩이 약해질 수 있으며, 이로 인해 해당 전자기기가 올바르게 작동하지 않을 수 있습니다.

제조사들은 끊어진 와이어, 와이어 피치 이동, 본딩 분리 또는 박피, 이전 등의 결함을 확인하기 위해 반도체 와이어 본딩을 검사합니다. 반도체는 대량 생산되기 때문에 일반적으로 각 칩의 '통과/실패' 결과를 제공하는 고속 자동화 장비를 사용합니다. 실패로 판정된 반도체는 라인에서 제외된 후 품질 관리 부서에서 광 또는 디지털 현미경을 사용한 정밀 검사를 받습니다.

와이어 본딩 검사의 3가지 문제

와이어 본딩은 직선이 아닌 루프 형태를 가지고 있기 때문에 기존 또는 디지털 현미경으로 검사하는 것이 어렵습니다. 작업자가 직면하는 문제는 크게 세가지입니다. 검사 초기 단계에서 작업자는 와이어 전체를 관찰할 수 있도록 저배율에서 와이어를 확인합니다. 그러나 대부분의 저배율 대물 렌즈는 선명한 이미지를 제공하는데 필요한 해상도를 가지지 않았기 때문에 일부 본딩 결함을 발견하는 것이 어렵습니다.

두번째 문제는 와이어의 형체로 인해 저배율에서 와이어 전체를 초점 시야에 놓는 것이 어렵습니다. 고배율 렌즈를 사용했을 때 뛰어난 초점 심도를 제공하는 디지털 현미경을 사용하는 경우에도 그 해상도는 일반적으로 와이어 본딩의 작은 결함을 분석하는 것에 적합하지 않습니다.

마지막으로 저배율에서 결함을 발견하면 작업자는 고배율 광학 현미경으로 교체하거나 렌즈를 교체하여 더 자세한 관찰을 진행해야 하는데, 이 경우 교체 시간이 소요될 뿐만 아니라 관찰 대상 영역을 다시 찾아야 합니다. 디지털 현미경을 사용하는 작업자의 경우 더 높은 배율로 교체하는 절차는 시스템에 따라 다릅니다. 일부 디지털 현미경의 경우 1개의 확대/축소 대물 렌즈만 장착됩니다. 이 경우, 저배율 렌즈를 현미경 본체에서 제거한 후 새로운 렌즈를 장착해야 합니다.

DSX1000 디지털 현미경을 통한 와이어 본딩 검사의 장점

DSX1000 현미경은 상기 기술한 검사의 한계들을 해결하는 기능들을 제공합니다. 현미경의 렌즈는 Olympus의 첨단 광학 기술을 사용하여 저배율 및 고배율 조건에서도 뛰어난 초점 심도와 높은 해상도를 제공합니다. 이 기능을 통해 와이어 전체를 초점 시야에 두어 작은 결함들을 더 쉽게 발견할 수 있게 해줍니다. 대물 렌즈에서 제공하는 초점 심도보다 더 높은 초점 심도가 필요한 경우, 초점 심도 업 기능이 버튼 조작만으로 초점 심도를 높일 수 있습니다.

그리고 저배율에서 고배율로 변경하는 작업도 간단합니다. 빠른 교체 렌즈 슬라이드는 현미경 본체에서 슬라이드되어 빠르고 쉽게 렌즈를 교체할 수 있습니다. 렌즈 위치는 그대로 유지되기 때문에 관찰 대상 위치를 다시 찾는데 시간을 할애할 필요가 없습니다.

*XY 정확성을 보장하려면 Olympus 서비스 기술자가 보정 작업을 실시해야 합니다.

SXLOB 시리즈 대물 렌즈