Industrikameror inom elektronik och halvledarteknik

Industrikameror med hög upplösning för detektering av defekter på wafers och integrerade kretsar

Avbildning med global lukter i mikrometerupplösning för inspektion på wafernivå

Industrikameror med globala slutare eliminerar rörelseoskärpa vid höghastighetsinscanning av wafers och tar skarpa bilder med en upplösning så fin som 1 mikrometer. Denna detaljnivå är mycket viktig för att upptäcka mikroskopiska sprickor, dammpartiklar och fel i mönstren på dessa 300 mm stora kiselwafers. Rullande slutarsensorer fungerar annorlunda, men globala slutare justerar exponeringstiden för varje pixel exakt i takt med hur produktionslinjen rör sig. Detta gör all skillnad vid inspektion av föremål som rör sig längs transportband med hastigheter upp till 500 mm/s. Idag kan sensorer med över 20 megapixel upptäcka fel som är mindre än en mikrometer – fel som vanliga optiksystem helt enkelt missar. Enligt forskning som publicerats i halvledartillverkningsjournaler minskar detta antalet undetekterade defekter med nästan hälften i applikationer där utbytet verkligen är avgörande. Vissa system använder också multispektrala bildtekniker som kombinerar vanligt ljus med nära infrarött (NIR) ljus. Detta ger bättre kontrast och avslöjar dolda fel under ytan utan att behöva nudda de material som undersöks.

AI-driven realtidsklassificering av IC- och kretskortsdefekter med hjälp av data från industriella kameror

CNN:er hanterar dessa högupplösta kameramatningar som körs med 120 bilder per sekund och identifierar alla typer av defekter väldigt snabbt – vi pratar om under 8 millisekunder. Detta inkluderar exempelvis lödbridgar på tryckta kretskort och de irriterande gateoxidskålen i integrerade kretsar. Modellerna bakom denna teknik har tränats med hjälp av stora datamängder av bilder som är märkta av experter, vilket gör att de kan identifiera mer än 30 olika typer av fel. När systemet distribueras på edge-computing-hårdvara kan det vidta omedelbar åtgärd. Om det upptäcker allvarliga problem, såsom dendritväxt eller mikroskopiska sprickor i spår, utlöser det automatiskt avvisningsmekanismer. Vad som gör denna lösning så effektiv är hur den kombinerar termiska data med vad kamerorna ser. Denna dubbla ansats minskar antalet falska alarm samtidigt som den höjer noggrannhetsgraden till cirka 99 % under verkliga fabrikstester. Varje beslut som fattas loggas också, vilket säkerställer fullständig genomskinlighet under hela tillverkningsprocessen. Denna loggningsfunktion stödjer pågående förbättringsarbeten och gör det möjligt for ingenjörer att spåra upp de underliggande orsakerna till eventuella återkommande problem.

Precisionmetrologi och realtidskvalitetskontroll med industriella kameror

Industriella kameror levererar 2D/3D-metrologiprestanda på under en mikrometer genom sammansmältning av multispektral bildbehandling – kombinerar synligt ljus, infrarött och ultraviolett ljus för att upptäcka mikroskopisk deformation, tjockleksvariationer och ytskador som system med endast en våglängd missar. Denna lagerbaserade metod minskar mätosäkerheten med 40 % jämfört med konventionella metoder, samtidigt som genomströmningen bibehålls över 500 wafers/timme.

2D/3D-mätning på under en mikrometer via sammansmältning av multispektrala industriella kameror

Dessa multispektrala fusionskameror samlar in dimensionsdata från olika våglängder samtidigt och skapar detaljerade 3D-kartor med en upplösning på mindre än en halv mikrometer. De eliminerar behovet av flera mätsteg, vilket minskar inspektions­tiden med cirka 60 procent. Systemet kan upptäcka mikroskopiska repor så grunt som två mikrometer och identifiera eventuella kvarvarande föroreningar på ytor. Realtime-SPC-diagram är också integrerade i systemet. När dimensionerna börjar avvika utanför toleransgränserna på plus/minus 0,8 mikrometer markeras detta automatiskt. Detta sker särskilt under processer som kemisk-mekanisk polering, där sådana avvikelser ofta uppstår. Operatörerna vet då exakt när justeringar ska göras, utan att behöva vänta på rapporter senare.

Visionssystem för kantdistribution vid inline-processövervakning i renrum

Att placera industriella kameror direkt vid kanten inom ISO-klass 3–5-renrum ger dessa litografimaskiner och ätmaskiner återkoppling på bara nanosekunder. De kompakta visionssystemen hanterar bildbehandling direkt på plats, vilket undviker de irriterande nätverksfördröjningarna, och initierar automatiska omkalibreringar när de upptäcker problem som t.ex. felaktig överlappning (overlay) eller otillräcklig ätning. När tillverkare använder AI som är integrerad i dessa enheter för att filtrera bort partikulärt brus uppnår de vanligtvis en framgångsgrad på cirka 99,98 % vid identifiering av defekter under snabba produktionslöpningar. Denna metod minskar falska larm med cirka 35 % jämfört med lösningar som bygger på molnberäkning. Många anläggningschefer rapporterar att denna lokala behandling gör deras verksamhet mycket smidigare i vardagliga driftsförlopp.

Specialiserade teknologier för industriella kameror för halvledarspecifika utmaningar

SWIR-industrikameror för undersökning av siliciumwafer under ytan

Kisel överför kortvågigt infrarött ljus, eller SWIR-ljus, mellan cirka 900 och 1700 nanometer, vilket innebär att specialiserade SWIR-kameror kan se vad som sker under ytan utan att skada något. Dessa kameror upptäcker alla typer av dolda problem som vanliga synliga ljussystem helt missar, inklusive mikroskopiska sprickor, tomrum inuti material och oönskade kemiska föroreningar. För tillverkare som arbetar med banbrytande tekniknoder löser denna typ av bildbehandling stora utmaningar, såsom störningar från tunna filmer och föroreningar på baksidan av kiselväfors. Vid användning av SWIR-inspektionsmetoder rapporterar fabriker cirka 30 procent färre felaktiga larm jämfört med att endast undersöka ytor. Dessutom håller dessa system jämna steg med produktionskraven och hanterar över 200 väfors per timme. Bästa delen? De skadar inte väforsen under inspektionen, så ingenjörer kan justera processer i realtid utan att behöva skära upp dem för analys.

Balansera inspektionsnoggrannhet och genomströmning: Minska falska positiva resultat i höghastighetsindustriella kamerasytem

Halvledarindustrin behöver industriella kameror som kan upptäcka defekter på mikronivå samtidigt som de håller jämna steg med produktionshastigheter som ofta överstiger 1 000 enheter per minut. Men det finns en nackdel när dessa produktionslinjer kör snabbare: systemet blir mer benäget att generera falska larm, där något felaktigt identifieras som defekt. Dessa fel är inte bara irriterande – de kostar faktiskt pengar. Enligt branschdata kan ett återkommande falskt positivt signal kostar företag cirka 740 000 USD per år genom slösad tid för att åtgärda icke-existerande problem, produktionsstopp och kassering av helt felfria komponenter som felaktigt markerats.

För att lösa denna spänning integrerar ledande system tre kompletterande strategier:

• Adaptiva AI-algoritmer , kontinuerligt förbättrad med hjälp av live-produktionsdata för att skilja åt verkliga defekter och miljöstörningar (t.ex. vibrationsartefakter eller spekulär glans);
• Multispektral bildbehandling , vilket minskar felaktiga avläsningar orsakade av reflektivitet genom att analysera underlagets beteende över olika våglängder;
• Hårdvaruaccelererad bearbetning via FPGA:er, vilket möjliggör realtidsanalys vid >10 Gpx/s för att bibehålla hög hastighet utan att försämra känsligheten.

Precisionstunade känslighetsgränser – kalibrerade per processsteg och materialstack – minskar falska positiva resultat med mer än 30 % samtidigt som kraven på genomströmning uppfylls. Resultatet är färre ogrundade stopp, mindre kassering av fungerande komponenter och bättre överensstämmelse mellan inspektionsnivå och operativ effektivitet.

Redo att optimera din inspektion av elektronik och halvledare med industriella kameror?

Elektronik och halvledartillverkning kräver industriella kamlösningar som erbjudande obegränsad mikrometer-skala precision, realtid bearbetning och hög genomströmning . Alla  dessa bör  adress de unika utmaningarna med tillverkning av wafers, integrerade kretsar (IC) och kretskort (PCB), från upptäckt av underytedefekter till övervakning av renrummets kanter. Att göra avkortningar när det gäller kameraprestanda eller specialiserad teknik resulterar i minskade utbyten, kostsamma falska positiva resultat och oplanerade driftstopp, vilken undergräva eseffektiviteten och kvaliteten i halvledar- och elektronikarbetsflöden.

Med 15 års erfarenhet inom maskinvision är HIFLY Technology tillhandahåller specialiserad på anpassade industriella kamlösningar för tillverkning av elektronik och halvledare . Dessa omfattar högupplösta global shutter-kameror, multispektrala fusionsystem och specialiserade SWIR-kameror. De är kopplade med matchande industriella objektiv och maskinvision-belysning för ett sömlöst, integrerat inspektionssystem. Stödda av ISO 9001:2015-certifiering och global teknisk support är våra lösningar i l nemed den defektfritt , höggenomströmning målen för dina halvledar- och elektronikproduktionslinjer.

Kontakta oss idag för en utan åtagande konsultation för att utforma en industriell kamerainspektionslösning som uppfyller dina exakta tillverkningsbehov.