Řešení polohování pomocí vidění pro čištění destiček

Představení projektu

Čištění destiček je důležitou součástí procesu výroby polovodičů. Při čištění destiček se odstraňuje fotorezist, organické látky, kovy, částice a nečistoty. Poté destičky leští pomocí chemických rozpouštědel a vody, což zajišťuje přesnou výtěžnost destiček. Čištění destiček probíhá před a po každém procesu v rámci celé výrobní linky integrovaných obvodů a zabere přibližně 1/3 celého výrobního času. Ve vysoce konkurenčním oboru výroby destiček integrovaných obvodů výrobci hledají přesnost, efektivitu a optimalizaci.

Požadavky na projekt

Výrobci polovodičů mají přísná kritéria pro dodavatele materiálů a zařízení, v jejich dodavatelském řetězci mohou být pouze certifikovaní systémoví integrátoři/prodejci. Společnost Advantech dlouhodobě spolupracuje se systémovým integrátorem (SI), který obsluhuje špičkového výrobce polovodičů na Tchaj-wanu, který hledal řešení pro optimalizaci a zkrácení doby čištění a polohování destiček. Před procesem čištění je krok zvaný "centrování waferu", který se nachází po vyzvednutí waferu z kazety. Provádí ho jakési mechanické uchopovací zařízení, které slouží k opětovnému vycentrování každého waferu pomocí polohovacího algoritmu. To má bohužel za následek mírné snížení účinnosti čištění, protože při pečlivém opětovném centrování destiček dochází ke ztrátě času. Kromě toho existuje malé, ale významné riziko prasknutí destiček způsobené kontaktem s uchopovacím nástrojem, což by mohlo vést ke snížení účinnosti. Společnost Advantech navrhla použití řešení strojového vidění, které nahradí mechanické polohovací zařízení, a výsledky ukazují, že každý wafer lze nyní přesně vystředit během milisekund, nikoli sekund - bez poškození waferu.

Popis projektu

Protože každý proces a mechanický pohyb způsobí mírný posun oproti původní absolutní poloze waferu, musí být přesná středová poloha přepočítána, aby bylo možné provést přesné nastavení potřebné pro další krok. Mezi strojem pro vychystávání a umísťování jsou dvě stanice: stanice pro vychystávání - místo a proces, při kterém robot přebírá destičku z kazetového nosiče do mezistanice pro vystředění; stanice pro umísťování - místo a proces, při kterém robot měří polohu destičky a přenáší ji na vřeteno pro čištění. Na stanici vychystávání mohou mít destičky v kazetě obvykle chybu posunu až 4 mm způsobenou činností nosiče kazety. Uchopovací nástroj pak každý plátek z kazety vyzvedne a umístí jej na mezistanici k opravě chyby.

Pro tento projekt dodavatel systémového integrátora integroval na mezistanici zařízení IPC-7120 + AIMB-787+ PCIE-1674 společnosti Advantech s vestavěným systémem VisionNavi a jednu průmyslovou kameru Advantech QCAM s rozlišením mega pixelů PoE, která pomáhá s korekcí polohy. Kamera QCAM byla nainstalována nad destičkou pro snímání vizuálních dat, která jsou odesílána zpět do IPC-7120 + ASMB-787 a VisionNavi k analýze a opatřením.

Počítač kompaktního systému vidění AIIS-3410P se používá na umísťovací stanici s VisionNavi a třemi QCAM k posouzení středové polohy a případných deformací před přesunem destičky na vřeteno k čištění. Jakmile je vypočtena středová poloha a deformace, robot je upozorněn a dostane pokyn, aby umístil destičku na čisticí vřeteno v přesné poloze bez nevyváženosti nebo vibrací a dokončil tak proces finálního čištění.

Realizace projektu:

IPC-7120: Stolní/nástěnné šasi s předními vstupně-výstupními rozhraními

AIMB-787: Základní deska pro procesory Intel 10. generace

PCIE-1674 : 4portový grabber snímků PCI Express GigE vision

AIIS-3410P: Kompaktní platforma pro analýzu vidění

QUARTZ: průmyslová kamera PoE s rozlišením 20,0 megapixelů

VisionNavi: platforma připravená na řešení okrajových částí strojového vidění