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자이스(ZEISS)는 2.5/3D 및 팬아웃 웨이퍼 레벨 패키지(FoWLP) 등 첨단 반도체 패키지의 불량분석(FA)을 위한 고해상 3D 엑스레이 이미징 솔루션을 발표했다.
새로운 자이스 시스템은 각각 서브마이크론과 나노급 패키지 FA 작업에 사용되는 엑스레디아 600 시리즈 버사(Xradia 600-series Versa)와 엑스레디아 800 울트라 엑스레이 현미경(XRM), 그리고 새로운 엑스레디아 콘텍스트 마이크로CT(Xradia Context microCT)가 포함된다. 기존 제품군에 이들 신제품을 추가함으로써 자이스는 반도체 산업을 위한 가장 방대한 3D 엑스레이 이미징 기술 포트폴리오를 제공하게 됐다.
라즈 자미(Raj Jammy) 자이스 공정제어솔루션(PCS) 및 칼 자이스 SMT 사장은 “패키지와 디바이스 특징들이 3차원적으로 작아지고, 패키징 수율을 끌어올릴 수 있도록 불량을 신속하게 차단할 수 있는 새로운 이미징 솔루션이 필요하다”며 “첨단 반도체 패키징을 위한 새로운 3D 엑스레이 이미징 솔루션 3종은 자이스 고객들이 불량 분석 성공률을 더욱 높일 수 있는 강력한 고해상 툴세트를 제공한다”고 밝혔다.
반도체 업계에서는 CMOS 공정 축소 노드가 한계선에 가까워지면서 반도체 성능 간극을 메우는데 도움이 되는 패키징 기술이 필요해졌다. 보다 작고 빠르면서 전력소모도 적은 반도체 생산을 지속하기 위해 반도체 업계에서는 칩을 3D로 적층하거나 그 밖에 다른 혁신적인 방식의 패키징 기법으로 전환하는 추세다.
이는 패키지 구조를 점점 더 복잡하게 만들고 제조상의 새로운 과제들을 배출할 뿐 아니라 패키지 불량의 가능성도 높인다. 게다가 불량이 발생하는 물리적 위치가 이처럼 복잡한 3D 구조 안에 묻혀 있는 경우도 많기 때문에 불량 위치를 시각화하기 위한 기존의 기법들은 점점 효과가 떨어지는 추세다. 따라서 이러한 첨단 패키징에서 불량의 근원을 효과적으로 차단하고 확인할 수 있는 새로운 기술이 필요하다.
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| ▲ ‘엑스레디아 600 시리즈 버사’ |
이러한 요구 사항들을 충족하기 위해 자이스는 첨단 3D 패키지의 온전한 구조 안에 담겨 있는 기능과 결함을 서브마이크론 및 나노급 3D 이미지로 보여줄 수 있는 새로운 3D 엑스레이 이미징 솔루션을 개발했다. 새로운 솔루션은 샘플을 회전해 서로 다른 각도의 다양한 2D 엑스레이 이미지들을 캡처한 다음, 정교한 수학적 모델과 알고리즘을 사용해 3D 입체 모양을 재구성한다.
무수히 많은 각도에서 이 3D 입체의 가상 단면을 살펴볼 수 있기 때문에 물리적 불량 분석을 시도하기 전에 비파괴 방식으로 불량의 위치를 확인할 수 있는 이점을 제공한다. 자이스의 새로운 서브마이크론 및 나노급 XRM 솔루션을 조합해 사용하면 자이스 특유의 FA 작업 흐름을 통해 FA 성공률을 크게 높일 수 있다.
자이스의 새로운 엑스레디아 콘텍스트 마이크로CT는 프로젝션 기반의 기하학적 확대 기술을 활용하여 넓은 시야각에서 높은 콘트라스트와 해상도를 제공할 뿐 아니라, 엑스레디아 버사로 업그레이드가 가능하다.
엑스레디아 600 시리즈 버사는 온전한 반도체 패키지 내부의 국부적인 결함을 비파괴 방식으로 시각화하기 위한 차세대 3D XRM 장비다. 신제품은 공정 개발, 수율 개선, 구조 분석을 위한 구조적 및 FA 애플리케이션에서 탁월한 성능을 나타내고, RaaD(Resolution at a Distance) 기능을 지원하고 수상 실적도 갖고 있는 버사 플랫폼을 기반으로 설계됐다.
이러한 특성을 바탕으로 한 새로운 엑스레디아 600 시리즈 버사는 패키지와 PCB, 300mm 웨이퍼의 결함과 불량의 근본적 원인을 확인할 수 있도록 원거리에서 대형 샘플에 대한 고해상 이미징을 표시하는 데 있어 탁월한 성능을 제공한다.
엑스레디아 800 울트라는 나노급 영역에 대한 3D XRM을 지원해 패키지에 묻힌 기능들의 이미지를 나노 크기의 공간 분해능으로 생성하면서 확인하고자 하는 영역의 볼륨 무결성을 보존한다. 이 장비는 초미세 피치의 플립칩 및 범프 연결의 공정 분석, 구조 분석, 결함 분석에 활용돼 초미세 피치 패키지와 BEOL(Back-End-Of-Line)의 공정을 향상시킬 수 있다.
엑스레디아 콘텍스트 마이크로CT는 버사 플랫폼을 기반으로 한 새로운 서브마이크론 분해능 3D 엑스레이 마이크로CT 시스템이다. 신제품은 근거리에서 고효율로 패키지에 대한 고해상 이미징 검사를 수행할 수 있도록 설계됐다.
자이스는 새로운 엑스레디아 600 시리즈 버사, 엑스레디아 800 울트라 및 엑스레디아 콘텍스트 마이크로CT 시스템을 포함한 반도체 제조용 최신 현미경 제품과 솔루션을 오는 25일까지 코엑스에서 개최되는 세미콘코리아에서 선보이고 있다. |
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