Промислові камери в електроніці та напівпровідниковій галузі

Промислові камери з високою роздільною здатністю для виявлення дефектів у пластин і ІС

Зображення з глобальним затвором із роздільною здатністю на рівні мікронів для інспекції на рівні пластин

Промислові камери з глобальними затворами усувають розмиття руху під час сканування пластин на високій швидкості, отримуючи чіткі зображення з роздільною здатністю до 1 мікрона. Такий рівень деталізації має велике значення для виявлення мікротріщин, частинок пилу та дефектів у малюнках на кремнієвих пластинах діаметром 300 мм. Датчики з ролюючим затвором працюють інакше, але глобальні затвори синхронізують експозицію кожного пікселя точно з рухом виробничої лінії. Це й є ключовою відмінністю під час інспектування об’єктів, що рухаються по конвеєрах зі швидкістю 500 мм/с. Сьогодні датчики з роздільною здатністю понад 20 мегапікселів можуть виявляти дефекти розміром менше мікрона, які звичайні оптичні системи просто пропускають. Згідно з дослідженнями, опублікованими в журналах з виробництва напівпровідників, це зменшує кількість дефектів, що ухиляються від виявлення, майже вдвічі в застосуваннях, де критично важлива вихідна продуктивність (yield). Деякі системи також використовують багатоспектральні методи зображення, що поєднують звичайне видиме світло з близьким інфрачервоним (NIR) діапазоном. Це забезпечує кращий контраст і дозволяє виявляти приховані дефекти під поверхнею без необхідності фізичного контакту з матеріалами, що підлягають інспектуванню.

Класифікація дефектів ІС та друкованих плат у реальному часі за допомогою штучного інтелекту на основі даних промислової камери

CNN обробляють потоки високоякісного відео з камер, що працюють з частотою 120 кадрів на секунду, виявляючи різноманітні дефекти надзвичайно швидко — мова йде про час менше 8 мілісекунд. Серед таких дефектів — мостики паяння на друкованих платах та неприємні «проколи» у шарі оксиду затвора інтегральних схем. Моделі, що лежать в основі цієї технології, навчалися на величезних наборах зображень, розмічених експертами, що дозволяє їм розпізнавати понад 30 різних типів несправностей. Після розгортання на апаратному забезпеченні «граничних» (edge) обчислень система може негайно вживати відповідних дій. Якщо вона виявляє серйозні проблеми, такі як ріст дендритів або мікротріщини в провідниках, автоматично активуються механізми відбракування. Ключовим чинником високої ефективності цього рішення є поєднання теплових даних із візуальною інформацією, отриманою від камер. Такий двохкомпонентний підхід значно зменшує кількість хибних спрацьовувань і підвищує точність розпізнавання до приблизно 99 % під час реальних випробувань на виробництві. Кожне прийняте рішення також фіксується, що забезпечує повну прозорість усього виробничого процесу. Ця функція реєстрації сприяє постійному вдосконаленню системи та дозволяє інженерам виявляти кореневі причини будь-яких повторюваних проблем.

Точна метрологія та контроль якості в реальному часі за допомогою промислових камер

Промислові камери забезпечують метрологічну продуктивність у дво- та тривимірному вимірюванні з точністю кращою за мікрон за рахунок об’єднання багатоспектрального зображення — поєднання видимого, інфрачервоного та ультрафіолетового діапазонів для виявлення мікроскопічних деформацій, варіацій товщини та поверхневих дефектів, які пропускають системи, що працюють на одній довжині хвилі. Такий багаторівневий підхід зменшує невизначеність вимірювань на 40 % порівняно з традиційними методами, одночасно зберігаючи продуктивність на рівні понад 500 пластин/годину.

Дво- та тривимірне вимірювання з точністю кращою за мікрон за допомогою об’єднання багатоспектральних промислових камер

Ці багатоспектральні камери злиття одночасно збирають розмірні дані з різних довжин хвиль, створюючи деталізовані тривимірні карти з роздільною здатністю менше ніж півмікрометра. Вони усувають необхідність виконання кількох етапів вимірювання, скорочуючи час інспекції приблизно на 60 відсотків. Система здатна виявляти дрібні подряпини глибиною всього два мікрометри та виявляти будь-які залишкові забруднення на поверхнях. У систему також вбудовані SPC-діаграми в реальному часі. Коли розміри починають виходити за межі допусків ±0,8 мікрометра, система автоматично відзначає це. Таке часто відбувається під час процесів хіміко-механічного полірування, де подібні відхилення є типовими. Оператори відразу ж знають, коли потрібно внести корективи, не чекаючи на пізніші звіти.

Системи машинного зору, розгорнуті на периферії, для контрольного моніторингу процесів у чистих приміщеннях

Розміщення промислових камер безпосередньо на «краю» у чистих приміщеннях класу ISO 3–5 забезпечує літографічним та травильним машинам зворотний зв’язок за наносекунди. Компактні системи машинного зору виконують обробку зображень безпосередньо на місці, усуваючи такі неприємні затримки в мережі, і запускають автоматичну повторну калібрування, як тільки виявляють проблеми, наприклад, неточність накладання шарів або недостатню глибину травлення. Коли виробники використовують вбудований у ці пристрої штучний інтелект для фільтрації шуму від частинок, вони зазвичай досягають приблизно 99,98 % успішності виявлення дефектів під час швидких виробничих циклів. Такий підхід зменшує кількість хибних сповіщень приблизно на 35 % порівняно з рішеннями, що ґрунтуються на хмарних обчисленнях. Багато керівників виробництва повідомляють, що локальна обробка даних значно полегшує їхню повсякденну роботу.

Спеціалізовані технології промислових камер для вирішення завдань, специфічних для напівпровідникових виробництв

Промислові камери у короткохвильовому інфрачервоному діапазоні (SWIR) для контролю кремнієвих пластин на підповерхневому рівні

Кремній пропускає світло в короткохвильовому інфрачервоному діапазоні (SWIR) з довжиною хвилі приблизно від 900 до 1700 нанометрів, що означає: спеціальні SWIR-камери можуть «бачити» процеси, що відбуваються під поверхнею, не пошкоджуючи нічого. Ці камери виявляють різноманітні приховані дефекти, які повністю упускають з уваги звичайні системи видимого світла, зокрема мікротріщини, порожнини всередині матеріалів та небажані хімічні домішки. Для виробників, що працюють з передовими технологічними вузлами, таке візуалізування вирішує важливі завдання, наприклад, усунення перешкод, спричинених тонкими плівками, або забруднення зворотного боку кремнієвих пластин. Під час використання методів SWIR-інспекції на заводах спостерігається приблизно на 30 % менше хибних тривог порівняно з інспекцією лише поверхні. Крім того, ці системи відповідають вимогам виробництва й обробляють понад 200 пластин на годину. Найкраща риса? Під час інспекції пластини не пошкоджуються, тож інженери можуть оперативно коригувати технологічні процеси в реальному часі, не розрізаючи пластини для аналізу.

Збалансування точності інспекції та продуктивності: зменшення кількості хибнопозитивних результатів у промислових системах швидкісного відеоспостереження

Семікондукторова галузь потребує промислових камер, здатних виявляти дефекти на рівні мікронів, не втрачаючи при цьому швидкості виробництва, яка часто перевищує 1000 одиниць щохвилини. Однак існує певна проблема, коли такі лінії працюють з більшою швидкістю: система стає схильнішою до хибних сповіщень — тобто неправильно визначає якийсь об’єкт як дефектний. Ці помилки — це не просто дратівливість; вони мають реальну вартість. Згідно з галузевими оцінками, одне постійне хибнопозитивне сповіщення може щорічно коштувати компаніям близько 740 000 доларів США через витрачений час на усунення неіснуючих проблем, зупинки виробництва та відходи абсолютно придатних до використання компонентів, які помилково були позначені як браковані.

Щоб вирішити цей конфлікт, провідні системи інтегрують три взаємодоповнюючі стратегії:

• Адаптивні алгоритми ШІ , постійно вдосконалюється за допомогою даних з поточного виробництва, щоб відрізняти справжні дефекти від шуму навколишнього середовища (наприклад, вібраційних артефактів або блиску від дзеркального відбиття);
• Багатоспектральна візуалізація , що зменшує хибні показання, спричинені відбиттям, шляхом аналізу поведінки підкладки в різних довжинах хвиль;
• Апаратне прискорення обробки за допомогою ПЛІС (FPGA), що забезпечує аналіз у реальному часі зі швидкістю понад 10 Гпікс/с для підтримки високої швидкості без втрати чутливості.

Точні налаштовані пороги чутливості — калібровані окремо для кожного етапу процесу та для кожної структури матеріалів — зменшують кількість хибнопозитивних результатів більш ніж на 30 %, одночасно відповідаючи вимогам до продуктивності. У результаті виникає менше необґрунтованих зупинок, знижується кількість бракованих справно працюючих компонентів і покращується узгодженість між суворістю контролю та експлуатаційною ефективністю.

Готові оптимізувати контроль електроніки та напівпровідників за допомогою промислових камер?

Електроніка та виробництво напівпровідників вимагає рішення на основі промислових камер, які пропозиція незмінно високого якості мікронного масштабу точність, реальним часом обробки та високої продуктивності .  ці вимоги  адреса унікальні виклики у виробництві пластинах (wafer), інтегральних схем (IC) та друкованих плат (PCB) — від виявлення дефектів під поверхнею до моніторингу чистих приміщень (cleanroom) по краях. Зниження вимог до продуктивності камер або спеціалізованих технологій призводить до призводить до зниження виходу придатної продукції, дорогостоячих хибнопозитивних результатів та незапланованих простоїв, який підривають esефективність і якість робочих процесів у напрямку напівпровідників та електроніки.

З 15-річним досвідом у сфері машинного зору компанія HIFLY Technology надає розробляє спеціалізовані промислові камери для виробництва електроніки та напівпровідників . Серед них — камери з глобальним затвором високої роздільної здатності, системи багатоспектрального злиття та спеціалізовані камери у короткохвильовому інфрачервоному діапазоні (SWIR). Вони поєднуються з відповідними промисловими об’єктивами та освітленням для машинного зору, що забезпечує безперервну й інтегровану систему контролю якості. Підтримувані сертифікатом ISO 9001:2015 та глобальною технічною підтримкою, наші рішення використовуються в лі neз виробництві без дефектів , високопродуктивний цілі ваших виробничих ліній напівпровідникових та електронних компонентів.

Зв’яжіться з нами сьогодні для отримання без зобов’язань консультацію щодо розробки рішення для промислової інспекції за допомогою камер, яке відповідає вашим точним виробничим потребам.