초음파 회전형 검사로 웨이퍼 검사 60분→3분 단축

[산업일보]
3분 만에 반도체 웨이퍼의 내부를 검사 할 수 있다.

비파괴 초음파 검사 기술 전문 기업인 오랩스(OHLABS)가 ‘세미콘 코리아 2025(SEMICON KOREA 2025)’에서 초음파 기반의 비파괴 내부 검사 장비(SAM, Scanning Acoustic Microscope) 2종을 선보였다.

출품된 장비들은 AI(인공지능) 검사‧제조 지능화 솔루션 전문 업체인 피아이이(PIE)와 오랩스가 공동으로 개발했다. 피아이이가 장비와 AI 검사 소프트웨어를, 오랩스가 초음파 스캔 장치를 제작했다.

우선, ‘USI TSAM 350’ 제품은 레스터 스캔(Raster Scan) 방식의 로봇 자동화 검사 시스템이다. 레스터 스캔은 스캔 장치가 지그재그 형태로 선을 그으며, 라인별로 각 포인트의 데이터를 얻어 내부 이미지를 확인하는 방식이다.

이 제품은 전기차에 쓰이는 파워칩 검사용으로 설계됐다. 다관절 로봇을 활용, 장비 내부 운송 시간을 포함해 3분 30초 동안 파워칩 5개를 검사할 수 있다. 지그(Jig)를 교체하고 스캔 위치 설정을 변경하면 HBM이나 유리기판 등 다른 내부 검사 수요에도 대응 가능하다.

반도체 웨이퍼 전용 검사 시스템인 ‘USI RSAM 300’은 검사대 아래 모터가 회전하는 ‘초음파 회전형’ 검사 방식이다. 가운데부터 원형으로 내부 촬영을 진행한다. 또한, 로드포트(Load Port)를 장비에 부착하면 장비 내부 웨이퍼 이송 로봇(EFEM, Equipment Front End Module)을 통해 자동으로 웨이퍼를 검사대로 옮기고, 검사가 끝난 후 다시 로드포트로 이동시킬 수 있다.

피아이이의 박진수 대리는 “통상적으로 많이 쓰이는 레스터 스캔으로 웨이퍼 1장을 검사하면 60분이 소요된다”라며 “회전형 검사 방식을 적용해 검사 시간을 최대 20배 절감, 3분 만에 웨이퍼 1장 검사가 가능하다”라고 설명했다.

그는 “내부 검사를 통해 반도체 칩 안에 보이드‧크랙 같은 결함이 존재하는지 확인해 품질을 보증하고, 사고를 방지할 수 있다”라고 말했다.

한편, ‘세미콘 코리아 2025’는 삼성동 코엑스(COEX) 전관에서 21일까지 개최된다.