1μm単位の高精度を実現：ウエハーの接合・位置合わせにおけるSWIRカメラの活用
半導体機器の小型化と半導体パッケージングの複雑化が進むなか、ウエハー接合やダイボンディングの工程において、サブミクロン単位の精度が求められるようになっています。しかし、従来の外観検査では、位置合わせの指標となるアライメントマークや表面下欠陥の検出が難しく、歩留まりが低下してしまうおそれがありました。以下では、非破壊検査にも使用されているSWIRカメラを活用し、シリコンなどの半導体素材を透過して撮影を行うことで、ウエハー接合・位置合わせの精度を向上させる方法について解説します。
半導体パッケージング技術の進化と位置合わせ要件の厳格化
TSV、ハイブリッドボンディング、CoWoSをはじめとする最先端の半導体パッケージング技術が登場したことで、ウエハー接合やダイボンディングの精度要件がより厳しくなっています。特に複数のウエハー、半導体素子（ダイ）、チップ（HBMなど）を貼り合わせる作業では、わずか1µmの誤差が相互接続性や性能、歩留まりの低下につながります。
ウエハー接合やダイボンディングの工程において、正確な位置合わせと欠陥検出を実現するには、以下のような課題を解決しなければなりません。
アライメントマークの検出：従来の外観検査の場合、シリコン材、酸化膜、接着剤などの下に隠れたアライメントマークの検出が困難
コントラストの確保：感度やコントラストが低い場合、アライメントマークや微細な欠陥を見逃しやすい
SWIR光の透過性を利用した位置合わせ・欠陥検出の精度向上
SWIR（短波長赤外）帯域の光は、シリコンなどの半導体素材を透過するため、ウエハーを傷つけることなく、表面下にあるアライメントマークや接合面を可視化できます。しかし、半導体検査にSWIRカメラを導入するには、以下のような作業が必要になります。
感度・コスト・導入難度などの要件を満たすセンサーの選定
InGaAsセンサー特有の画素欠陥への対処
TEC（熱電クーラー)による強制冷却の必要性の検討
半導体検査に最適なBasler SWIRカメラ（5.2MP）
低コストな非冷却型カメラでありながら、冷却型カメラと同等の画質を実現するBasler ace 2 X visSWIRは、ラボラトリーオートメーション、保安監視、外観検査をはじめ、優れた性能・精度とシームレスな接続が求められる産業用途に最適です。
しかも、ソニー社製SenSWIR技術搭載センサーを採用しているため、以下のようなメリットもあります。
高コントラスト撮影を行うことで、アライメントマークや表面下欠陥を正確に検出
リアルタイムな画素欠陥補正により、歪みのない鮮明な撮像を実現
用途に応じて冷却機構を簡単かつ柔軟に追加可能
無償サービス：専門スタッフによるサンプル評価
撮影対象のサンプルをお送りいただければ、性能・コスト・導入難度などを考慮したうえで、最適なSWIRソリューションをご提案いたします。
サンプル評価のご依頼はこちら半導体検査におけるSWIRカメラのその他用途
半導体検査におけるSWIRカメラの用途は、ウエハー結合・位置合わせ、ダイボンディングだけにとどまりません。シリコンなどの半導体素材に対する透過性と高コントラストの欠陥検出を活かし、インゴットの異物、ウエハーの構造、ワイヤーボンディングの内部接続を可視化することも可能です。このように、半導体の製造工程全体にSWIRカメラを導入すれば、品質管理の向上と歩留まりの改善が期待できます。
2.5Dパッケージングと3Dパッケージングに必要不可欠なSWIRカメラ
最先端の半導体パッケージング技術を利用した製造現場において、位置合わせと欠陥検出の精度を向上させながら、歩留まりを改善するには、シリコンなどの半導体素材を透過するSWIRカメラが欠かせません。
特に2.5Dパッケージング、3Dパッケージングなどの次世代技術を利用して半導体のOEM生産を行う場合、SWIRカメラは大きな威力を発揮するでしょう。Baslerでは、お客様が抱える半導体検査の課題をしっかりと把握したうえで、シンプルかつ高精度なSWIRソリューションをご提案しています。ぜひお気軽にお問い合わせください。
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ご紹介したソリューションの導入には、以下の製品が最適です。
