במגזר ייצור המוליכים למחצה, ערימת שבבים חריגה היא בעיית ייצור חמורה. ערימת שבבים בלתי צפויה במהלך תהליך הייצור עלולה להוביל לנזק לציוד ולכשלים בתהליך, ועלולה גם לגרום לגריטה המונית של מוצרים, ולגרום להפסדים כלכליים משמעותיים עבור ארגונים.
עם השיפור המתמשך של תהליכי ייצור מוליכים למחצה, מוצבות דרישות גבוהות יותר לבקרת איכות במהלך הייצור. חיישני תזוזה בלייזר, כטכנולוגיית מדידה ללא מגע ובדיוק גבוה, מספקים פתרון יעיל לגילוי חריגות בהערמת שבבים בזכות יכולות הזיהוי המהירות והמדויקות שלהם.
עקרון הגילוי ולוגיקת שיפוט אנומליות
בתהליך ייצור מוליכים למחצה, שבבים בדרך כלל מונחים על גבי נשאים או פסי הובלה בסידור שטוח בן שכבה אחת. בשלב זה, גובה פני השטח של השבב הוא ערך בסיס קבוע מראש, בדרך כלל סכום עובי השבב וגובה הנשא. כאשר שבבים נערמים בטעות, גובה פני השטח שלהם יגדל משמעותית. שינוי זה מספק בסיס מכריע לגילוי חריגות בערימה.
זיהוי ערימה של מסילות הובלה
מסלולי הובלה הם ערוצים קריטיים לתנועת שבבים במהלך תהליך הייצור. עם זאת, שבבים עלולים להצטבר על המסילות עקב ספיחה אלקטרוסטטית או כשלים מכניים במהלך ההובלה, מה שמוביל לחסימות במסילות. חסימות כאלה עלולות לא רק להפריע לזרימת הייצור אלא גם לפגוע בשבבים.
כדי לנטר את הזרימה הבלתי פוסקת של פסי ההובלה, ניתן לפרוס חיישני תזוזה בלייזר מעל המסילות כדי לסרוק את גובה חתך הרוחב של המסילה. אם גובהו של אזור מקומי אינו תקין (למשל, גבוה או נמוך מעובי של שכבת שבבים אחת), החיישנים יזהו זאת כחסימה בערימה ויפעילו מנגנון אזעקה שיודיע למפעילים לטיפול בזמן, תוך הבטחת זרימת ייצור חלקה.
תהליך הגילוי
חיישני תזוזה בלייזר של Lanbao מודדים במדויק את גובה משטחי המטרה על ידי פליטת קרן לייזר, קליטת האות המוחזר ושימוש בשיטת הטריאנגולציה.
החיישן מיושר אנכית עם אזור גילוי השבב, פולט לייזר באופן רציף וקולט את האות המוחזר. במהלך העברת השבב, החיישן יכול לרכוש מידע על גובה פני השטח בזמן אמת.
החיישן משתמש באלגוריתם פנימי כדי לחשב את ערך גובה פני השטח של השבב מהאות המוחזר שנרכש. כדי לעמוד בדרישות ההעברה המהירות הגבוהות של קווי ייצור של מוליכים למחצה, הדבר מחייב שהחיישן יהיה בעל דיוק גבוה ותדר דגימה גבוה.
נקבע טווח שינויי גובה מותר, בדרך כלל ±30 מיקרומטר מגובה הבסיס. אם הערך הנמדד חורג מטווח סף זה, ייקבע שמדובר בחריגה בערימה. לוגיקת קביעת הסף הזו יכולה להבחין ביעילות בין שבבים רגילים בעלי שכבה אחת לשבבים מוערמים.
עם זיהוי חריגה בערימה, החיישן מפעיל אזעקה קולית וחזותית, ובמקביל מפעיל זרוע רובוטית כדי להסיר את המיקום החריג, או עוצר את קו הייצור כדי למנוע הידרדרות נוספת של המצב. מנגנון תגובה מהיר זה ממזער את ההפסדים הנגרמים מחריגות בערימה במידה המרבית.
זיהוי בזמן אמת ובדיוק גבוה של חריגות בהערמת שבבים באמצעות חיישני תזוזה בלייזר יכול לשפר משמעותית את האמינות והתפוקה של קווי ייצור של מוליכים למחצה. עם התקדמות טכנולוגית מתמשכת, חיישני תזוזה בלייזר ימלאו תפקיד גדול עוד יותר בייצור מוליכים למחצה, ויספקו תמיכה חזקה לפיתוח בר-קיימא של התעשייה.
זמן פרסום: 25 במרץ 2025