《专访》由田张文杰:手握利器抢攻半导体先进制程检测市场(2-1)
AI高频高速传输推动PCB/载板朝高层数、细线路发展,半导体亦往奈米先进制程、2.5D/3D先进(封装)制程前进,先进制程带旺扮演辨识高阶精密产品好坏「眼睛」的AOI设备需求,挟光机电整合技术,由田于2019年决定将设备重心放在载板及半导体封装领域,经过近5年的布局,由田因拥有先行者优势,顺利搭上先进封装大扩产列车,相较于同业,由田具备那些竞争优势?半导体相关布局为何?以下是张文杰总经理专访。
问:AOI光学检测设备技术门槛为何?
答:光学检测目的是要将看得到的产品缺陷拍得到、以及检得到,其中首要就必须做到光机电整合。
以AOI来讲有几个关键技术,首先与光有关的就是光学成像CCD摄影机跟镜头,其次就是光源形式,以及打光方式、角度,由于不同产业制程产品可能产生不同的缺陷,且光有频谱,必须能够了解各种缺陷特征在那一种波长底下,或是那一种打光形式下可以显现出来,然后针对缺陷特征去设计光学系统。
再者,要能够拍得到检得到,除了本身光学系统,并须把拍到的影像传输到高速影像处理系统检测外,还有一个很重要的点就是精密机械的配合,必须结合精密机械精准控制要拍摄的位置,简单地说,AOI就是很多光机电整合关键技术累积起来的设备,这也是由田一直在着墨的领域。
问:AOI在PCB/载板/半导体检测技术有何差异?
答:检查的标的物不一样,差异性一定有,就AOI光机电整合来看,各产业要求不同,半导体对AOI光机电要求绝对是最高,而因制程稳定度高,相对在检测软件上去适应制程产品变异的困难度就没有PCB那么复杂。
AOI在半导体要看到、拍得到那么细的东西比较有挑战,有些物理光学限制部分需克服,包括:影像品质、移动精度、检量测重复性…等,都造成半导体在精密机械上要求相对PCB设备高。
在高阶PCB载板部分,由于载板层数高,像载板大厂有的产品甚至高达数十层,堆叠又是细线路,因此要求每一段工艺不能有太高的偏差量,趋向半导体制程。
从检测来看,传统PCB产业则是最难的,因为检测软体需考虑材质涨缩、电镀与蚀刻制程变异等。
简单来说,在半导体跟设计图在各制程的工艺、材料、药水、设备条件的精准要求下,没有模棱两可,在PCB产业,产品在上述条件与环境中,相对变异较大,需要检测软体的判断弹性较大,也较为挑战。
问:由田AOI跨入半导体晶圆及先进封装检测拥有那些技术优势?
答:AOI强调光机电技术整合,在光学部分,我们拥有光源自主开发技术,可对应不同材质产品(Silicon Wafer, Glass Wafer…) ;针对包含CoWos、Fan-out RDL等多段制程设计细线路解决方案;在机构方面,由田使用特殊平台,降低外力干扰,提高稳定性,另搭配载台吸附设计,可有效克服Warpage问题;在软体部分,由田多样高阶逻辑演算法可有效检出各式缺陷,且可搭配AI提供假点滤除能力,满足客户高阶产品检测需求。由田目前已稳定出货的WIM系列半导体检测设备,已于半导体封测大厂完成多厂多机量产里程碑,检出能力广获认可,检出时间、检出能力等多项指标相对国外大厂毫不逊色,甚至以公司独家光源组合设计,成功解决原国外厂商无法克服的光阻材料感光等问题,成功证实可完成各段制程不同缺陷检出。值得一提的是,半导体晶圆制造及先进封装有很大一部分是黄光制程,拥有「半导体黄光制程检测技术」是由田跨足半导体晶圆及先进封装AOI检测最大的优势。
如同之前所述,要检出缺陷,必须针对各种缺陷用光源角度、型式、波长等方式将缺陷特征取出,由于半导体黄光制程检测会限制打光方式,但黄光制程又会有光阻剂残留,由田有特殊专利光学技术可以解决这个问题,即使有光阻剂残留都可以检测出缺陷,且其他厂商设备会挑光阻剂,由田已经配合客户共同测试验证多种光阻剂,目前有此能力的只有由田及国外两家AOI大厂,这也是由田领先台湾其他AOI光学检测厂的优势所在。(2-1)