半導体検査装置を用いた検査例とおすすめ製品5選をご紹介

暮らしのあらゆるところで使われている「半導体」

半導体は家電量販店等の店頭で販売されているわけではないので伝わりづらいかもしれませんが、生活圏のあらゆる場面で利用されているものです。
パソコンやスマートフォンをはじめ、エアコンや炊飯器等の家電、自販機や銀行ATM、自動車や電車等の社会的に浸透しているものまで、ほとんどの電子産業品に半導体が使われています。

半導体の検査に欠かせない「半導体検査装置」とは？

半導体製造においては製造工程ごとに検査が行われます。その検査のために用いられる装置が「半導体検査装置」です。
半導体は電子機器の基盤として欠かせないものであり、様々な電子回路がものすごい密度で集積されているものであるため、半導体の検査は電子機器の最低限の品質を担保するために重要な検査となります。

半導体の製造工程と検査項目

半導体製造におけるステップと、それぞれの工程で求められる検査項目をご紹介します。

設計

ウェーハ表面の回路（トランジスタ・配線など）を配置するために、仕様に基づいて設計を行います。この際、フォトマスクと呼ばれるガラス板にコンピュータを用いて回路パターンを一度描き、その後ウェーハに転写をします。

検査項目例

ウェーハの歪み・割れ・欠け 等

前工程

「薄膜形成」「エッチング」「イオン注入」等の作業を何度か繰り返すことによって、ウェーハにトランジスタ等を含む電子回路を、数百個もの単位で高集積に構築していきます。

検査項目例

異物混入・回路パターンの乱れ・電気特性不良 等

後工程

「ダイシング」という、ウェーハを切断して一つ一つのチップに切り離す作業を行います。その後、「ワイヤーボンディング」や「モールディング」と呼ばれるパッケージ工程を経て、最終検査に回されます。

検査項目例

電気特性不良・外観構造検査 等

半導体検査の例（ウェーハ欠陥検査）

半導体の検査を大きく2つに分類すると、ウェーハ状態のものへの検査と、パッケージング後に検査を行うものとへ分類されます。半導体の検査には検査項目に沿って様々な装置を使用する必要がありますが、ウェーハの欠陥検査にはウェーハ検査専用の検査装置を用います。

ウェーハの欠陥には主に「ランダム」と「システマチック」と呼ばれる2種類があります。ランダムな欠陥は主にウェーハ上に混入する異物によって引き起こされる不良であり、文字通り発生箇所はランダムとなり予測が困難です。そのため、ウェーハ上をX,Yの位置座標として把握することで欠陥の発生箇所を検知します。一方、システマチックの欠陥は、レイアウトや露光工程条件に起因する欠陥であり、転写された全ての回路パターンで同一箇所に発生する傾向があります。

半導体検査の例（パッケージ検査）

半導体製造の後工程における検査を「パッケージ検査」もしくは「ファイナル検査」と呼びます。

パッケージ検査ではチップが完成した後に、動作に問題がないかを最終確認します。具体的には、パッケージングされたチップを電気等の厳しい環境下に置いても正常に機能するかを検査します。様々な条件での検証を徹底的に行うため、検査が完了するまでに7日間も要する場合があります。

半導体検査装置を導入して検査精度の向上を実現しませんか？

従来の半導体の検査は、顕微鏡等を用いて人の手で行われることがほとんどでした。しかし、半導体の小型化・軽量化がますます求められるようになっている昨今においては、検査精度の向上も同様にニーズが高まっており、その内容によっては最新技術が導入された検査装置を用いる必要があります。例えば、画像処理技術を活用した検査はその代表例です。撮影した画像データを元にコンピュータが自動で不良判定を行う検査手法は、高いレベルの検査精度に貢献することができるだけでなく、検査工程の自動化にも繋がります。ぜひ一度、半導体の検査に特化した半導体検査装置の導入を検討してみてはいかがでしょうか。