效率在半導(dǎo)體制造中對(duì)于保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)非常重要。一家半導(dǎo)體制造商旨在提高低產(chǎn)量，因?yàn)榫A材料不是完全平坦的，并且制造工藝的影響。他們現(xiàn)有的基于掩模的系統(tǒng)收益率約為66%，這意味著每個(gè)晶片上只有三分之二的芯片適合包裝。
這導(dǎo)致他們尋求提高產(chǎn)量和降低高報(bào)廢率相關(guān)成本的方法。通過(guò)投資海德堡儀器的 MLA 300 無(wú)掩膜光刻系統(tǒng)，以及嵌入式 康耐視視覺(jué)軟件，他們將收益率提高到 95%。
高報(bào)廢成本推動(dòng)了變革需求
在調(diào)查生產(chǎn)線升級(jí)時(shí)，這家制造商與海德堡儀器建立了聯(lián)系，后者建議使用 MLA 300 無(wú)掩膜光刻機(jī)來(lái)提高產(chǎn)量。
暴露測(cè)試顯示產(chǎn)量從 66% 顯著提高至 95%。雖然每片晶圓的周期時(shí)間較慢，但更高的良率以及隨后的廢料和廢物節(jié)省超過(guò)了生產(chǎn)時(shí)間的增加。MLA 300 中的高級(jí) Cognex 成像工具提供了必要的細(xì)節(jié)，盡管存在表面不規(guī)則的挑戰(zhàn)，但仍可以將投影電路圖案正確對(duì)準(zhǔn)到每個(gè)晶粒上。
非硅材料需要替代的制造方法
基于掩模的光刻法是生產(chǎn)半導(dǎo)體的最常見(jiàn)方法，并且已經(jīng)使用了幾十年。它對(duì)硅等完美平坦的晶圓材料最有效。用于微尺度生產(chǎn)的替代材料對(duì)基于掩模的光刻提出了挑戰(zhàn)。表面翹曲和高度變化導(dǎo)致基底上的區(qū)域在基于掩模的系統(tǒng)上失焦。類似地，固定掩模不允許補(bǔ)償由熱處理引起的側(cè)向畸變。
以最具成本效益的方式保持高收益率和最大限度地減少?gòu)U料是半導(dǎo)體制造商的主要目標(biāo)。吞吐量也很重要，但不以犧牲過(guò)多廢料為代價(jià)。幸運(yùn)的是海德堡儀器提供了無(wú)掩膜光刻機(jī)解決方案。
“通過(guò)使用像 Cognex 這樣的成像專家，我們可以將圖像識(shí)別等模塊應(yīng)用到我們的工具集，與僅使用我們的解決方案相比，可以實(shí)現(xiàn)更高的輸出?！?/p>
Chief Executive Officer, Heidelberg Instruments
無(wú)掩膜光刻提供異常精確和適應(yīng)性強(qiáng)的解決方案
無(wú)掩膜光刻通過(guò)直接將設(shè)計(jì)投射到晶圓上而不需要光掩膜，從而提供傳統(tǒng)基于掩模的光刻的替代方案。這樣可以動(dòng)態(tài)補(bǔ)償失真，提高均勻性和對(duì)齊度，并減少?gòu)U料。無(wú)掩膜光刻機(jī)是一種經(jīng)濟(jì)高效的設(shè)備序列化解決方案，其具有靈活的框架，允許動(dòng)態(tài)模式調(diào)整和動(dòng)態(tài)生成的功能。
海德堡儀器在德國(guó)專門(mén)從事研究和工業(yè)領(lǐng)域的先進(jìn)無(wú)掩膜激光光刻設(shè)備。使用康耐視的機(jī)器視覺(jué)技術(shù)，它生產(chǎn)最先進(jìn)的無(wú)掩膜光刻機(jī)，以提高微米級(jí)生產(chǎn)應(yīng)用的效率。這些系統(tǒng)使用空間光調(diào)制器、將數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為投射到基底表面上的光圖案的光學(xué)裝置。
康耐視校準(zhǔn)技術(shù)解決了“擬合質(zhì)量”挑戰(zhàn)
在半導(dǎo)體制造中，將多層電路施加到基底材料上，這需要幾個(gè)步驟來(lái)精確地轉(zhuǎn)移圖案。只有當(dāng)連接精確對(duì)齊時(shí)，電路才會(huì)正常工作。海德堡使用康耐視機(jī)器視覺(jué)技術(shù)來(lái)確保投射的微芯片芯片圖案與基底材料的對(duì)齊標(biāo)記對(duì)齊，確保多層曝光正確對(duì)齊。
海德堡儀器創(chuàng)建了計(jì)算“擬合質(zhì)量”的算法，以確?；啄軌蛘_接收?qǐng)D案。如果此計(jì)算值過(guò)低，則基底被標(biāo)記為二次檢查，并被拒絕進(jìn)行自動(dòng)處理。如果經(jīng)常發(fā)生拒絕，自動(dòng)化處理會(huì)減慢，這很費(fèi)時(shí)，并可能導(dǎo)致性能下降。增加對(duì)準(zhǔn)穩(wěn)健性允許基底上的對(duì)準(zhǔn)基準(zhǔn)條件的更大變化。
康耐視在這里發(fā)揮著關(guān)鍵作用。海德堡儀器的無(wú)無(wú)掩膜光刻機(jī)采用康耐視 VisionPro 中的模式匹配功能，可快速定位對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記并驗(yàn)證定位，即使在更具挑戰(zhàn)性的基底上也能確保準(zhǔn)確的電路模式傳輸。
利用康耐視在現(xiàn)在和將來(lái)強(qiáng)大的視覺(jué)工具方面的聲譽(yù)
海德堡儀器使用自己的技術(shù)開(kāi)發(fā)了許多產(chǎn)品，但他們認(rèn)可了與 康耐視等專家合作以增強(qiáng)其解決方案的重要性。海德堡首席執(zhí)行官Konrad Roessler說(shuō)：“通過(guò)使用像康耐視這樣的成像專家，我們可以將圖像識(shí)別等模塊應(yīng)用到我們的工具集，與僅使用我們的解決方案相比可以實(shí)現(xiàn)更高的輸出。至于未來(lái)，海德堡儀器希望依靠康耐視視覺(jué)工具為其客戶提供額外的功能，例如測(cè)量或其它任務(wù)。
海德堡儀器的 MLA 300 產(chǎn)品經(jīng)理 Philip Paul 表示：“我們非常感謝康耐視提供廣泛的工具箱，因此我們可以非?？焖俚貞?yīng)對(duì)不同的成像挑戰(zhàn)，而無(wú)需編寫(xiě)新軟件。
當(dāng)被要求用幾句話總結(jié)他對(duì)康耐視的看法時(shí)，Paul說(shuō)：“強(qiáng)大，多功能的圖像處理。