검사 기법: 고투과 Normal CT 비파괴 검사 (High-Power Normal-CT Inspection) 및 내부 유로 분석
OVERVIEW
초정밀 기술이 요구되는 반도체 제조 공정에서 가스 분사나 진공 흡착 등을 위해 사용되는 대형 플레이트 부품에는 수많은 미세 홀(내부 유로)이 가공되어 있습니다. 이 홀 내부에 가공 칩, 이물질이 잔류하거나 치수 불량이 발생하면 반도체 공정 수율에 치명적인 영향을 미치게 됩니다. 보령테크놀로지는 부품의 크기가 커서 일반적인 검사가 까다로운 대형 플레이트를 Normal CT를 활용해 파괴 없이 투과하여, 내부 미세 홀의 치수와 이물질 여부를 완벽하게 검증한 사례를 소개합니다.
1. 고객의 문제 및 요청사항 (Challenge)
- 문제 현상: 반도체 장비에 장착되는 대형 금속/세라믹 플레이트 내부 유로에서 원인 미상의 막힘 현상 발생 및 유량 불균형 문제 대두.
- 기존 물리적/광학적 검사의 한계:
- 크기와 두께의 한계: 부품의 사이즈가 크고 밀도가 높아 일반적인 저출력 Micro CT나 광학 장비로는 내부 중심부까지 엑스레이가 투과되지 않거나 사각지대가 발생함.
- 파괴 검사 불가: 수백~수천 개의 미세 홀 전체를 절단하여 확인하는 것은 불가능하며, 고가의 반도체 부품 특성상 원형을 100% 보존해야 함.
- 고객 핵심 요구사항:
- 대형 부품 전체를 관통하는 비파괴 검사 수행.
- 수많은 미세 홀 내부의 미세 이물질(파티클), 가공 칩 잔류 여부 확인.
- 홀의 직경, 깊이, 수직도 등 내부 유로의 정밀 치수 검사.
2. 보령테크놀로지의 제안 솔루션 (Solution)
- 고출력 Normal CT를 활용한 최적의 투과 조건 설정:
- 대형/고밀도 부품 검사에 특화된 보령테크놀로지의 고출력 Normal CT 라인업을 투입하여, 플레이트 전체를 관통하면서도 미세 홀을 식별할 수 있는 최적의 선질(X-ray Energy)과 스캔 파라미터를 설정했습니다.
- 다중 단면(Multi-Planar) 정밀 정렬 및 시각화:
- CT 스캔 후 획득한 3D 체적 데이터를 활용하여 부품의 수평면(Top-down)과 수직 단면(Cross-section)을 완벽하게 정렬(Align)했습니다.
- 위 첨부된 이미지와 같이 수많은 홀들이 배열된 패턴을 평면으로 확인하는 동시에, 측면 단면을 통해 홀이 수직으로 올바르게 뚫려 있는지 한눈에 파악할 수 있도록 데이터 시각화 처리를 진행했습니다.
3. 문제 해결 및 결과 분석 (Result)
- 내부 이물질 및 가공 불량 완벽 탐지:
- 육안으로는 절대 확인할 수 없는 좁고 깊은 미세 홀 내부의 막힘(Blockage) 현상과 미세 가공 칩 잔류 위치를 정확하게 특정하여 고객사에 리포팅했습니다.
- 내부 유로 정밀 치수 데이터(Dimension Data) 확보:
- CT 단면 영상을 기반으로 각 미세 홀의 내경 치수, 가공 깊이, 홀 간의 피치(Pitch) 간격을 정밀하게 측정했습니다. 이를 통해 설계 도면(CAD) 치수와의 공차를 분석하고 가공 공정의 정확도를 검증했습니다.
- 반도체 공정 수율 향상 및 품질 보증:
- 고가의 부품을 파괴하지 않고 선제적으로 불량을 검출함으로써, 고객사는 반도체 생산 라인 투입 전 품질을 100% 보증할 수 있었으며 잠재적인 공정 사고를 미연에 방지할 수 있었습니다.
