In der Halbleiterfertigung stellt eine abnormale Chipstapelung ein schwerwiegendes Produktionsproblem dar. Unerwartetes Stapeln von Chips während des Herstellungsprozesses kann zu Geräteschäden und Prozessausfällen führen und auch zur Massenverschrottung von Produkten führen, was zu erheblichen wirtschaftlichen Verlusten für die Unternehmen führt.
Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Halbleiterfertigungsprozesse steigen die Anforderungen an die Qualitätskontrolle während der Produktion. Laser-Wegmesssensoren bieten als berührungslose, hochpräzise Messtechnologie mit ihren schnellen und präzisen Erkennungsfunktionen eine effektive Lösung zur Erkennung von Anomalien beim Chip-Stacking.
Erkennungsprinzip und Anomaliebeurteilungslogik
Bei der Halbleiterherstellung werden Chips typischerweise einlagig und flach auf Trägern oder Transportschienen platziert. Die Höhe der Chipoberfläche entspricht dabei einem voreingestellten Basiswert, der in der Regel der Summe aus Chipdicke und Trägerhöhe entspricht. Werden Chips versehentlich gestapelt, erhöht sich ihre Oberflächenhöhe deutlich. Diese Veränderung ist eine wichtige Grundlage für die Erkennung von Stapelanomalien.
Transportspur-Stapelerkennung
Transportschienen sind wichtige Kanäle für die Chipbewegung während des Herstellungsprozesses. Aufgrund elektrostatischer Aufladung oder mechanischer Störungen während des Transports können sich jedoch Späne auf den Schienen ansammeln und zu Blockaden führen. Solche Blockaden können nicht nur den Produktionsfluss unterbrechen, sondern auch Chips beschädigen.
Um den ungehinderten Ablauf der Transportschienen zu überwachen, können Laser-Wegsensoren oberhalb der Schienen eingesetzt werden, die die Höhe des Schienenquerschnitts erfassen. Ist die Höhe eines bestimmten Bereichs ungewöhnlich (z. B. höher oder niedriger als die Dicke einer einzelnen Chiplage), erkennen die Sensoren dies als Stapelblockade und lösen einen Alarmmechanismus aus, der die Bediener benachrichtigt und rechtzeitig reagiert, um einen reibungslosen Produktionsablauf zu gewährleisten.
Erkennungsprozess
Lanbao-Laser-Wegsensoren messen die Höhe von Zieloberflächen präzise, indem sie einen Laserstrahl aussenden, das reflektierte Signal empfangen und die Triangulationsmethode anwenden.
Der Sensor ist vertikal auf den Chip-Erkennungsbereich ausgerichtet, sendet kontinuierlich ein Lasersignal aus und empfängt das reflektierte Signal. Während des Chiptransports kann der Sensor in Echtzeit Informationen zur Oberflächenhöhe erfassen.
Der Sensor verwendet einen internen Algorithmus, um aus dem erfassten reflektierten Signal die Chip-Oberflächenhöhe zu berechnen. Um den hohen Übertragungsgeschwindigkeitsanforderungen von Halbleiterproduktionslinien gerecht zu werden, muss der Sensor sowohl über eine hohe Präzision als auch eine hohe Abtastfrequenz verfügen.
Es ist ein zulässiger Höhenabweichungsbereich festgelegt, typischerweise ±30 µm von der Basishöhe. Überschreitet der Messwert diesen Grenzwert, liegt eine Stapelanomalie vor. Diese Schwellenwertbestimmungslogik ermöglicht eine effektive Unterscheidung zwischen normalen einschichtigen Chips und gestapelten Chips.
Bei Erkennung einer Stapelanomalie löst der Sensor einen akustischen und optischen Alarm aus und aktiviert gleichzeitig einen Roboterarm, um die abnormale Stelle zu entfernen oder die Produktionslinie anzuhalten, um eine weitere Verschlechterung der Situation zu verhindern. Dieser schnelle Reaktionsmechanismus minimiert Verluste durch Stapelanomalien weitestgehend.
Die hochpräzise Echtzeit-Erkennung von Chip-Stacking-Anomalien mithilfe von Laser-Wegsensoren kann die Zuverlässigkeit und Ausbeute von Halbleiterproduktionslinien deutlich verbessern. Mit dem kontinuierlichen technologischen Fortschritt werden Laser-Wegsensoren in der Halbleiterfertigung eine noch größere Rolle spielen und die nachhaltige Entwicklung der Branche maßgeblich unterstützen.
Veröffentlichungszeit: 25. März 2025