In der Halbleiterfertigung stellt die fehlerhafte Stapelung von Chips ein gravierendes Produktionsproblem dar. Unerwartete Stapelungen während des Fertigungsprozesses können zu Anlagenschäden und Prozessausfällen führen und unter Umständen die Ausschussquote in großem Umfang zur Folge haben, was erhebliche wirtschaftliche Verluste für die Unternehmen verursacht.
Mit der kontinuierlichen Optimierung der Halbleiterfertigungsprozesse steigen die Anforderungen an die Qualitätskontrolle während der Produktion. Laser-Wegsensoren bieten als berührungslose, hochpräzise Messtechnik eine effektive Lösung zur Erkennung von Stapelfehlern an Chips dank ihrer schnellen und genauen Detektionsfähigkeit.
Erkennungsprinzip und Anomaliebeurteilungslogik
Im Halbleiterfertigungsprozess werden Chips üblicherweise einlagig und flach auf Trägern oder Transportbahnen platziert. Die Höhe der Chipoberfläche entspricht dabei einem voreingestellten Basiswert, in der Regel der Summe aus Chipdicke und Trägerhöhe. Werden Chips versehentlich gestapelt, erhöht sich ihre Oberflächenhöhe deutlich. Diese Veränderung ist eine wichtige Grundlage für die Erkennung von Stapelfehlern.
Erkennung von Gleisstapelung
Transportbahnen sind entscheidende Kanäle für den Chiptransport im Fertigungsprozess. Durch elektrostatische Anziehung oder mechanische Defekte können sich Chips jedoch während des Transports auf den Bahnen ansammeln und diese blockieren. Solche Blockaden können nicht nur den Produktionsablauf unterbrechen, sondern auch Chips beschädigen.
Um einen reibungslosen Materialfluss auf den Transportschienen zu gewährleisten, können Laser-Wegsensoren oberhalb der Schienen eingesetzt werden, die die Höhe des Schienenquerschnitts erfassen. Weicht die Höhe in einem Bereich von der Dicke ab (z. B. größer oder kleiner als die Dicke einer einzelnen Chipschicht), erkennen die Sensoren dies als Stapelblockade und lösen einen Alarm aus, um die Bediener rechtzeitig zu benachrichtigen und so einen reibungslosen Produktionsablauf sicherzustellen.
Erkennungsprozess
Lanbao Laser-Wegsensoren messen die Höhe von Zieloberflächen präzise, indem sie einen Laserstrahl aussenden, das reflektierte Signal empfangen und das Triangulationsverfahren anwenden.
Der Sensor ist vertikal auf den Erfassungsbereich des Chips ausgerichtet, sendet kontinuierlich einen Laserstrahl aus und empfängt das reflektierte Signal. Während des Chiptransports kann der Sensor in Echtzeit Informationen über die Oberflächenhöhe erfassen.
Der Sensor verwendet einen internen Algorithmus, um die Oberflächenhöhe des Chips aus dem erfassten reflektierten Signal zu berechnen. Um den hohen Übertragungsgeschwindigkeiten in Halbleiterfertigungslinien gerecht zu werden, muss der Sensor sowohl eine hohe Präzision als auch eine hohe Abtastfrequenz aufweisen.
Es wird ein zulässiger Höhenabweichungsbereich festgelegt, typischerweise ±30 µm von der Basishöhe. Überschreitet der Messwert diesen Schwellenwert, wird dies als Stapelfehler gewertet. Diese Schwellenwertbestimmungslogik ermöglicht eine effektive Unterscheidung zwischen normalen Einzelschichtchips und gestapelten Chips.
Bei Erkennung einer Stapelanomalie löst der Sensor einen akustischen und optischen Alarm aus und aktiviert gleichzeitig einen Roboterarm, um die fehlerhafte Stelle zu entfernen, oder stoppt die Produktionslinie, um eine weitere Verschlimmerung der Situation zu verhindern. Dieser schnelle Reaktionsmechanismus minimiert Verluste durch Stapelanomalien weitestgehend.
Die Echtzeit- und hochpräzise Erkennung von Chip-Stapelungsfehlern mittels Laser-Wegsensoren kann die Zuverlässigkeit und Ausbeute von Halbleiterfertigungslinien deutlich verbessern. Dank kontinuierlicher technologischer Fortschritte werden Laser-Wegsensoren eine noch wichtigere Rolle in der Halbleiterfertigung spielen und einen wesentlichen Beitrag zur nachhaltigen Entwicklung der Branche leisten.
Veröffentlichungsdatum: 25. März 2025