「我們在半導體黃光製程檢測擁有特殊光學專利,目前台灣AOI廠只有我們有這項技術,成為我們搶攻半導體先進製程檢測市場的利器,我們的目標是取代國外檢測設備大廠」,由田(3455)總經理張文杰表示。
AI高頻高速傳輸推動PCB/載板朝高層數、細線路發展,半導體亦往奈米先進製程、2.5D/3D先進(封裝)製程前進,先進製程帶旺扮演辨識高階精密產品好壞「眼睛」的AOI設備需求,挾光機電整合技術,由田於2019年決定將設備重心放在載板及半導體封裝領域,經過近5年的布局,由田因擁有先行者優勢,順利搭上先進封裝大擴產列車,相較於同業,由田具備那些競爭優勢?半導體相關布局為何?以下是張文杰總經理專訪。
問:AOI光學檢測設備技術門檻為何?
答:光學檢測目的是要將看得到的產品缺陷拍得到、以及檢得到,其中首要就必須做到光機電整合。
以AOI來講有幾個關鍵技術,首先與光有關的就是光學成像CCD攝影機跟鏡頭,其次就是光源形式,以及打光方式、角度,由於不同產業製程產品可能產生不同的缺陷,且光有頻譜,必須能夠了解各種缺陷特徵在那一種波長底下,或是那一種打光形式下可以顯現出來,然後針對缺陷特徵去設計光學系統。
再者,要能夠拍得到檢得到,除了本身光學系統,並須把拍到的影像傳輸到高速影像處理系統檢測外,還有一個很重要的點就是精密機械的配合,必須結合精密機械精準控制要拍攝的位置,簡單地說,AOI就是很多光機電整合關鍵技術累積起來的設備,這也是由田一直在著墨的領域。
問:AOI在PCB/載板/半導體檢測技術有何差異?
答:檢查的標的物不一樣,差異性一定有,就AOI光機電整合來看,各產業要求不同,半導體對AOI光機電要求絕對是最高,而因製程穩定度高,相對在檢測軟件上去適應製程產品變異的困難度就沒有PCB那麼複雜。
AOI在半導體要看到、拍得到那麼細的東西比較有挑戰,有些物理光學限制部分需克服,包括:影像品質、移動精度、檢量測重複性…等,都造成半導體在精密機械上要求相對PCB設備高。
在高階PCB載板部分,由於載板層數高,像載板大廠有的產品甚至高達數十層,堆疊又是細線路,因此要求每一段工藝不能有太高的偏差量,趨向半導體製程。
從檢測來看,傳統PCB產業則是最難的,因為檢測軟體需考慮材質漲縮、電鍍與蝕刻製程變異等。
簡單來說,在半導體跟設計圖在各製程的工藝、材料、藥水、設備條件的精準要求下,沒有模棱兩可,在PCB產業,產品在上述條件與環境中,相對變異較大,需要檢測軟體的判斷彈性較大,也較為挑戰。
問:由田AOI跨入半導體晶圓及先進封裝檢測擁有那些技術優勢?
答:AOI強調光機電技術整合,在光學部分,我們擁有光源自主開發技術,可對應不同材質產品(Silicon Wafer, Glass Wafer…) ;針對包含CoWos、Fan-out RDL等多段製程設計細線路解決方案;在機構方面,由田使用特殊平台,降低外力干擾,提高穩定性,另搭配載台吸附設計,可有效克服Warpage問題;在軟體部分,由田多樣高階邏輯演算法可有效檢出各式缺陷,且可搭配AI提供假點濾除能力,滿足客戶高階產品檢測需求。由田目前已穩定出貨的WIM系列半導體檢測設備,已於半導體封測大廠完成多廠多機量產里程碑,檢出能力廣獲認可,檢出時間、檢出能力等多項指標相對國外大廠毫不遜色,甚至以公司獨家光源組合設計,成功解決原國外廠商無法克服的光阻材料感光等問題,成功證實可完成各段製程不同缺陷檢出。值得一提的是,半導體晶圓製造及先進封裝有很大一部分是黃光製程,擁有「半導體黃光製程檢測技術」是由田跨足半導體晶圓及先進封裝AOI檢測最大的優勢。
如同之前所述,要檢出缺陷,必須針對各種缺陷用光源角度、型式、波長等方式將缺陷特徵取出,由於半導體黃光製程檢測會限制打光方式,但黃光製程又會有光阻劑殘留,由田有特殊專利光學技術可以解決這個問題,即使有光阻劑殘留都可以檢測出缺陷,且其他廠商設備會挑光阻劑,由田已經配合客戶共同測試驗證多種光阻劑,目前有此能力的只有由田及國外兩家AOI大廠,這也是由田領先台灣其他AOI光學檢測廠的優勢所在。(2-1)