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패키지 불량분석, 인공지능(AI)으로 더 빠르고 정확하게
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패키지 불량분석, 인공지능(AI)으로 더 빠르고 정확하게
  • 김주연 기자
  • 승인 2020.09.14 13:47
  • 댓글 0
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자이스(ZEISS)는 비파괴 3차원(3D) 엑스레이 현미경(XRM) '엑스레디아 버사(Xradia Versa)' 제품군과 '엑스레디아 콘텍스트 3D 엑스레이 마이크로CT(Xradia Context 3D X-ray microCT)' 시스템을 위한 '어드밴스드 재구성 툴박스(Advanced Reconstruction Toolbox)'를 출시했다./자이스

자이스(ZEISS)는 비파괴 3차원(3D) 엑스레이 현미경(XRM) '엑스레디아 버사(Xradia Versa)' 제품군과 '엑스레디아 콘텍스트 3D 엑스레이 마이크로CT(Xradia Context 3D X-ray microCT)' 시스템을 위한 '어드밴스드 재구성 툴박스(Advanced Reconstruction Toolbox)'를 출시했다고 9일 밝혔다. 

3D XRM은 2D 엑스레이 프로젝션 이미지에서는 확인할 수 없는 특징들을 시각화해줘 반도체 패키지 업계 표준불량분석(FA) 기술로 자리잡았다. 

패키지 불량분석에서는 신속한 분석 결과 도출과 높은 성공률이 모두 중요하다. 따라서 우수한 화질을 유지하면서 시각화 시간을 줄이는 것이 관건이다. 일반적으로 서로 다른 샘플 회전 각도에서 획득한 많은 2D 프로젝션으로부터 3D 데이터세트를 재구성하기 위해 FDK(Feldkamp-Davis-Kress) 필터링 투영 프로젝션 알고리즘이 사용되는데, 이 기법은 이미지 노출 시간이나 프로젝션 횟수가 적으면 화질이 떨어지는 문제점이 있었다.

어드밴스드 재구성 툴박스는 고성능 워크 스테이션과 함께 자체 개발한 알고리즘 및 독자적인 워크플로우를 활용해 불량 분석(FA)을 위한 3D XRM의 필수 단계인 3D 이미지 재구성(reconstruction)의 처리속도(throughput)과 이미지 화질을 대폭 향상시킨다. 그 결과 더 빠른 분석 결과를 도출하고 불량분석(FA) 성공률을 향상시키며 반도체 고급 패키징을 위한 새로운 애플리케이션과 워크플로우 구현이 가능하다.

반도체 고급 패키징 불량 및 구조 분석을 위해 화질을 그대로 유지하거나 또는 향상된 CNR(contrast-to-noise ratio)로 화질을 더욱 향상시키면서 더 빠른 스캔 속도를 실현한다. 전자 및 반도체 패키징 외에도 재료 연구, 생활 과학, 첨단 배터리 개발 등을 포함한 매우 다양한 애플리케이션에 활용될 수 있다.

이 제품은 워크 스테이션 1대, 반복 재구성을 위한 자이스 '옵티리콘(OptiRecon)' 모듈 1개, 딥러닝 기반 재구성 기술을 구현하는 '자이스 딥리콘(DeepRecon)' 모듈 1개로 구성됐다.

옵티리콘 모듈은 다양한 반도체 패키지의 분량을 반복계산 재구성하며, 생산부터 연구개발 단계에 모두 활용할 수 있다. 반복계산 재구성은 수렴될 때까지 여러 차례의 반복을 통해 실제 프로젝션과 모델링된 프로젝션 사이의 차이를 계산하는 불량 분석 기법을 뜻한다. 

이 모듈은 FDK에 비해 훨씬 더 적은 프로젝션 횟수 및 획득 시간으로 최적의 스캔 전략을 지원한다. 반도체 패키지의 경우 종전과 비슷하거나 더 나은 화질로 최대 2배 더 빠른 스캔 속도를 달성할 수 있다. 관심 영역(ROI)을 확대할 수 있고, 한 번의 스캔 작업중에서 분석 작업이 가능하며, 샘플의 방사선량을 줄일 수 있다.

FDK와 유사한 처리속도 수준에서 보다 향상된 화질을 보장하기 때문에 분석 작업자에게 보다 우수한 CNR, 보다 용이한 결함 시각화, 그리고 눈의 피로 감소 같은 효과를 제공한다. 이 외에도 재구성 파라미터 최적화를 위해 사용하기 편한 인터페이스와 빠르고 효율적인 재구성을 위한 첨단 고성능 오프라인 워크스테이션을 포함한다.

딥리콘 모듈은 맞춤형으로 훈련된 신경망을 활용, 서로 같거나 비슷한 샘플에 대해 반복적인 분석이 필요한 FA 및 구조 분석 애플리케이션의 처리속도와 성공률을 높인다. 자이스는 고객의 요구 사항을 충족하도록 최적화될 수 있는 특정 샘플 집단을 위한 맞춤형 신경망을 제공한다.

FDK 대비 딥리콘은 지정된 샘플 집단에 대해 FDK와 같거나 더 나은 화질을 제공하면서 최대 4배 더 빠르게 스캔할 수 있으며, 동일한 스캔 시간을 적용할 경우에는 노이즈가 더 적으면서 훨씬 더 월등한 화질을 구현할 수 있다. 네트워크 모델은 여러 종류가 있고, 툴에서 선택만 하면 된다.

스테판 프레우스(Stefan Preuss) 자이스 공정제어솔루션(PCS) 사업 총괄 박사는 “자이스 Xradia 600 시리즈 Versa는 지난해 출시 이후 패키지 불량 분석 작업을 위한 월등한 해상도와 화질, 처리속도 덕분에 전자 및 반도체 패키징 업계에서 강력한 모멘텀을 보였다"며 "고객들이 고급 패키지 불량 분석에서 끊임없이 새로운 이슈들에 직면함에 따라, 자이스는 이러한 과제에 정면으로 대응하기 위해 우리 제품에 새로운 기능과 보다 높은 수준의 성능을 구현할 수 있도록 혁신을 지속하고 있다"고 말했다.


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