Solution de positionnement par vision pour le nettoyage des wafers

Introduction du projet

Le nettoyage des wafers est une partie cruciale du processus de fabrication des semi-conducteurs. Le processus de nettoyage des plaquettes élimine la résine photosensible, les substances organiques, les métaux, les particules et les impuretés. Il permet ensuite de polir les wafers à l'aide de solvants chimiques et d'eau, ce qui garantit un taux de rendement précis des wafers. Les plaquettes sont nettoyées avant et après chaque processus tout au long de la chaîne de production de circuits intégrés, ce qui représente environ 1/3 du temps de production total. Dans le secteur très concurrentiel de la production de plaquettes de circuits intégrés, la précision, l'efficacité et l'optimisation sont ce que recherchent les fabricants.

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Exigences du projet

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Les fabricants de semi-conducteurs ont des critères stricts pour les fournisseurs de matériaux et les vendeurs d'équipements, seuls les intégrateurs de systèmes/fournisseurs certifiés sont autorisés dans leur chaîne d'approvisionnement. Advantech a un partenariat de longue date avec un intégrateur de système (SI) qui sert un fabricant de semi-conducteurs de premier plan à Taïwan qui recherchait une solution pour optimiser et raccourcir les temps de nettoyage et de positionnement des plaquettes. Avant le processus de nettoyage, il y a une étape appelée "centrage de la plaquette", qui se situe après la prise de la plaquette dans la cassette. Cette étape est réalisée par une sorte de pince mécanique utilisée pour recentrer chaque tranche à l'aide d'un algorithme de positionnement. Malheureusement, cela entraîne une légère diminution de l'efficacité du nettoyage, car du temps est perdu lorsque les plaquettes sont soigneusement recentrées. En outre, il existe un risque faible mais significatif de fissuration des plaquettes causée par le contact de l'outil de préhension, ce qui peut entraîner une perte d'efficacité. Advantech a proposé d'utiliser une solution de vision industrielle pour remplacer l'équipement de positionnement mécanique et les résultats montrent que chaque tranche peut désormais être recentrée avec précision en quelques millisecondes plutôt qu'en quelques secondes - sans que les tranches ne soient endommagées.

Description du projet

Parce que chaque processus et mouvement mécanique provoque un léger déplacement par rapport à la position absolue initiale d'une plaquette, la position centrale exacte doit être recalculée pour permettre les ajustements précis nécessaires à l'étape suivante. Il y a deux stations entre une machine de prélèvement et de placement : la station de prélèvement, un emplacement et un processus par lesquels le robot prend une plaquette du porte-cassette à la station intermédiaire pour la centrer ; la station de placement, un emplacement et un processus par lesquels le robot mesure la position des plaquettes et les transfère à la broche pour le nettoyage. Sur la station de prélèvement, les plaquettes dans la cassette peuvent avoir une erreur de déplacement de 4 mm causée par l'action du porte-cassette. L'outil grabber prélève alors chaque wafers de la cassette et le place sur une station intermédiaire pour la correction des erreurs.

Pour ce projet, l'entrepreneur intégrateur de systèmes a intégré l'IPC-7120 + AIMB-787+ PCIE-1674 d'Advantech avec VisionNavi intégré et une caméra industrielle PoE méga pixel QCAM d'Advantech sur une station intermédiaire pour aider à la correction de position. La QCAM a été installée au-dessus de la tranche de silicium pour capturer les données visuelles, qui sont renvoyées à l'IPC-7120 + ASMB-787 et à VisionNavi pour analyse et action.

Un ordinateur de système de vision compact AIIS-3410P est utilisé sur la station de placement avec VisionNavi et trois QCAM pour juger de la position centrale et de tout gauchissement avant qu'une plaquette soit déplacée vers une broche à plaquettes pour être nettoyée. Une fois la position centrale et le gauchissement calculés, le robot est notifié et on lui demande de placer la plaquette sur une broche de nettoyage dans une position précise, sans déséquilibre ni vibration, pour achever le processus de nettoyage final.

Mise en œuvre du projet:

IPC-7120 : Châssis de bureau/mur avec interfaces d'E/S en façade

AIMB-787 : Carte mère pour CPU Intel de 10e génération

PCIE-1674 : Carte d'acquisition de vision PCI Express GigE à 4 ports

AIIS-3410P : plateforme compacte d'analyse de vision

QUARTZ : caméra industrielle PoE de 20,0 méga pixels

VisionNavi : plateforme prête pour les solutions de bord de vision industrielle