응용 사례 | '보이지 않는 것'을 보다 — 웨이퍼 결함 검출에 적용된 MV-SUC800GU 자외선 산업용 카메라

반도체 웨이퍼는 생산 준비, 리소그래피, 에칭 등 복잡한 공정 과정에서 다양한 요인의 영향을 받아 결함이 발생하기 쉽습니다. 환경 내의 미세한 입자 오염, 공정 장비의 미세한 편차, 또는 재료 자체의 불균일성 등은 반도체 제조 및 후속 사용 과정에서 신호 전송 이상, 회로 단락 또는 단선 등 심각한 문제를 일으켜 반도체 고장을 초래할 수 있습니다.

접촉식 검사는 웨이퍼에 손상을 입힐 수 있으며, 전통적인 가시광선 검사(파장 범위 약 400nm~700nm)는 파장 특성에 제한을 받아 점차 “제로 결함” 검사 요구사항을 충족시키기 어려워지고 있습니다.

이러한 배경 하에서, 자외선(반도체 리소그래피 및 결함 검사의 핵심 파장대)은 더 짧은 파장이라는 장점을 바탕으로 가시광선보다 훨씬 작은 세부 크기까지 구분할 수 있으며, 웨이퍼 표면의 미세한 입자, 긁힘 등 숨겨진 또는 초소형 결함을 효율적으로 탐지할 수 있어 웨이퍼 표면 결함 검사의 이상적인 선택으로 자리매김했습니다.

MindVision이 자체 개발한 MV-SUC800GU는 자외선(UV) 파장 촬영을 지원하며, 낮은 CPU 사용률과 고속 전송 기능을 갖추고 있습니다.

반도체 웨이퍼 표면의 투명 박막층(예: 이산화규소, 질화규소 등)은 가시광선이 직접 투과되어 상대적으로 ‘투명'하기 때문에 결함이 쉽게 드러나지 않습니다. 그러나 이 카메라는 자외선 파장 대역 촬영을 지원하며, 이러한 재료는 자외선 하에서 특성에 따라 '보이게’ 되어 가시광선 카메라로는 감지할 수 없는 결함을 드러냅니다. 800만 화소(2840x2840 해상도)를 제공하여 고해상도 이미징을 실현하며, 전통적인 가시광선 이미징에서 보이지 않는 문제를 해결합니다.

현대 생산 라인에서 전역 셔터는 “이동 중 검출” 기능을 가능하게 하며, 웨이퍼 이동으로 인한 “가장자리 왜곡”을 방지합니다. 프레임 속도는 최대 44.75fps에 달하며, “이미지 프레임 누락”이나 “촬영 누락 영역”과 같은 문제를 방지하여 생산성을 향상시킵니다.

DMA 전송 방식을 채택하여 5Gbps의 데이터 전송 속도를 달성하며, CPU 자원을 거의 차지하지 않습니다. 원본 데이터를 처리 단위로 신속하게 전송하여 데이터 정체로 인한 누락 검출을 방지합니다. 동시에 한 대의 컴퓨터에서 여러 대의 카메라를 안정적으로 작동시킬 수 있으며, 장시간 사용 시 연결이 끊어지지 않고 프레임 손실이 발생하지 않아 “7×24” 시간 연속 생산 요구사항을 충족시킬 수 있습니다.

카메라에 내장된 프로그래밍 가능한 I/O 및 외부 트리거 플래시 동기화 촬영 기능은 자동화 검사 환경에 최적화되어 결함 검사의 일관성을 향상시킵니다. Vision 프로토콜과 호환되며, Halcon, VisionPro, LabVIEW 등 시각화 소프트웨어와 원활하게 통합되어 프로젝트 개발 기간을 단축합니다.

MV-SUC800GU 산업용 카메라는 자외선 이미징 호환성, 고해상도 및 프레임 속도, 글로벌 셔터, 저지연 전송, 높은 호환성 등 특성을 통해 웨이퍼 검사에 필요한 “미세한 결함 식별, 고속 고효율 검사, 시스템의 안정성과 신뢰성”이라는 핵심 요구사항에 정확히 부합합니다.

자외선 광원 아래에서, 웨이퍼 표면의 미세 결함은 자외선에 대한 반사 및 흡수 정도가 달라 가시적인 명암 대비 차이를 형성합니다.

▲MV-SUC800GU 분광도