반도체 계측검사장비란? : 필요한 이유와 대표적인 기업들
반도체 계측검사장비가 필요한 이유
반도체는 현대 사회의 필수적인 요소로, 스마트폰, 컴퓨터, 자동차 등 다양한 전자기기에 사용되는데요.
반도체의 성능과 품질을 결정하는 데 아주 중요한 부분이 바로 반도체 결함검사입니다.
반도체 제조 공정은 크게 8가지로 나누어서 ‘반도체 8대 공정’이라고 불리는데요.
공정 사이에 수십 번 반복되는 공정도 있는 만큼 꽤나 많은 시간과 비용이 들어가게 됩니다.
하지만, 반도체는 매우 미세한 결함만으로도 성능이 크게 저하되기에 만약 중간 과정마다 제품이 크게 문제가 없는지
확인하지 않으면 수백수천만 개의 반도체칩을 대량으로 생산하는 기업 입장에서는 천문학적인 비용과
시간이 낭비되기 때문에 수율을 높이기 위해서는 이 결함을 미리 발견하고 걸러주어야 합니다.
비용과 시간을 절약하면서 고품질의 반도체칩까지 제조할 수 있게 공정 사이사이에 반도체를 검사해 주는
여러 장비들이 있는데 이러한 장비들을 반도체 계측검사장비라고 합니다.
역할 포인트 정리
- 품질 관리: 제품의 성능과 품질에 치명적인 영향을 미칠 수 있는 미세한 결함 검출하여 고품질의 제품을 만들 수 있게 됨.
- 시간과 비용의 절약: 반도체 제조 공정은 매우 복잡하고 많기 때문에 각 중간 단계에서 발생하는 오차를 최소화함.
- 수율 상승: 불량품들을 사전에 방지하여 최종 칩들의 불량률을 줄어들게 되면서 양품의 반도체칩들을 높은 수율로 만들 수 있음.
계측검사장비의 종류와 작동 원리
반도체 계측검사장비는 웨이퍼 및 마스크의 크기, 두께, 표면 거칠기, 결함, 도전도, 굴절률 등을 정밀하게
측정하는 장비입니다. 측정된 데이터는 반도체 제조 공정을 개선하고, 품질을 관리하며, 결함을 감지하는 데 활용됩니다.
반도체 계측장비는 크게 광학 계측장비, 전자 계측장비, 기계 계측장비로 분류됩니다.
광학 계측장비: 빛을 이용하여 웨이퍼의 표면을 측정하는 장비입니다.
전자 계측장비: 전류 또는 전압 신호를 이용하여 웨이퍼의 전기적 특성을 측정하는 장비입니다.
기계 계측장비: 물리적인 접촉을 통해 웨이퍼의 크기, 두께, 표면 거칠기 등을 측정하는 장비입니다.
또 이 안에서도 각 공정에서 사용되는 다양한 장비의 종류들이 있습니다.
- 초정밀 측정기: 웨이퍼의 크기, 두께, 굴절률 등을 매우 정밀하게 측정하는 데 사용됩니다. 대표적인 초정밀 측정기로는 간섭계, 엘리псо미터 등이 있습니다.
- 표면 결함 검사 장비: 웨이퍼 표면의 미세한 결함을 검출하는 데 사용됩니다. 대표적인 표면 결함 검사 장비로는 광학 현미경, 스캐닝 전자 현미경, AFM 등이 있습니다.
- 도전도 측정기: 웨이퍼의 전기적 특성을 측정하는 데 사용됩니다. 대표적인 도전도 측정기로는 4단자 측정기, 홀 효과 측정기 등이 있습니다.
- 마스크 검사 장비: 마스크의 결함을 검출하는 데 사용됩니다. 대표적인 마스크 검사 장비로는 레이저 검사 장비, 전자빔 검사 장비 등이 있습니다.
계측검사장비의 작동 원리 순서
반도체 계측장비의 작동 원리는 측정 대상과 측정 방법에 따라 다양하지만 대표적인 방법은 다음과 같은 순서를 가집니다.
- 측정 대상 설정: 측정하고자 하는 웨이퍼 또는 마스크를 장비에 장착합니다.
- 측정 신호 생성: 빛, 전류, 또는 기계적 힘과 같은 측정 신호를 생성합니다.
- 측정 신호 검출: 측정 대상에서 반사되거나 투과되는 측정 신호를 검출합니다.
- 데이터 처리: 검출된 측정 신호를 분석하여 웨이퍼의 크기, 두께, 표면 거칠기, 결함, 도전도, 굴절률 등을 계산합니다.
- 데이터 출력: 계산된 데이터를 화면에 표시하거나 프린터에 출력합니다.
대표적인 반도체 계측검사장비 기업들 Top 5
마지막으로 다양한 반도체 계측검사장비들을 만드는 대표적인 기업과 장비들을 간단하게 몇 가지를 소개하겠습니다.
- 넥스틴: 웨이퍼 미세패턴 결함검사 장비 Dark-field 기술력 세계 2등
- 파크시스템스: 원자현미경 검사 장비로 AFM(원자현미경) 기술력 세계 1등
- 오로스테크놀로지: HBM, CXL, Wafer 등 다양한 검사 장비 제조
- 인텍플러스: HBM, 각종 반도체 3D AOI 검사 장비
- 고영: SMT, 3D SPI 검사 장비
< 주의! 투자 추천이 절대 아닙니다! >
글 마무리하면서 저는 다음에 더 좋은 글로 찾아오도록 하겠습니다! 감사합니다.