La eficiencia es importante en la fabricación de semiconductores para mantener una ventaja competitiva. Un fabricante de semiconductores tenía como objetivo mejorar los bajos rendimientos de producción debido a que el material del disco no era perfectamente plano y los efectos del proceso de fabricación. Su sistema existente basado en máscaras tenía una tasa de rendimiento de aproximadamente el 66 %, lo que significa que solo dos tercios de las virutas en cada disco eran adecuados para el empaque.
Esto los llevó a buscar métodos para aumentar sus rendimientos y reducir los costos asociados con su alta tasa de chatarra. Al invertir en un sistema de alineadores sin máscara MLA 300 de Heidelberg Instruments, con software de visión Cognex integrado, aumentaron su tasa de rendimiento al 95 %.
Los altos costos de desecho impulsan la necesidad de cambio
Mientras investigaba las actualizaciones de la línea de producción, este fabricante se conectó con Heidelberg Instruments, que recomendó su alineador sin máscara MLA 300 para mejorar el rendimiento.
Las pruebas de exposición mostraron una mejora significativa en el rendimiento del 66 % al 95 %. Aunque el tiempo del ciclo por disco fue más lento, la tasa de rendimiento más alta y los ahorros posteriores en desechos y desperdicios superaron el aumento en los tiempos de producción. Herramientas avanzadas de imagenología Cognex en el MLA 300 pr
ovidió los detalles necesarios para alinear correctamente el patrón de circuito proyectado en cada troquel a pesar de los desafíos de las irregularidades superficiales.
Los materiales que no sean de silicio requieren un método de fabricación alternativo
La litografía basada en máscaras es la forma más común de producir semiconductores y ha estado en uso durante décadas. Es más eficaz en materiales de discos perfectamente planos, como el silicio. Los materiales alternativos utilizados en la producción a microescala presentan desafíos para la litografía basada en máscara. La deformación de la superficie y las variaciones de altura hacen que las áreas del sustrato estén fuera de foco con los sistemas basados en máscaras. De manera similar, la máscara fija no permite compensar las distorsiones laterales causadas por el procesamiento térmico.
El objetivo principal de los fabricantes de semiconductores es mantener las tasas de alto rendimiento y minimizar la chatarra de la manera más rentable posible. El rendimiento también es importante, pero no a expensas de demasiada chatarra. Afortunadamente, Heidelberg Instruments tiene una solución: alineadores sin máscara.
La litografía sin máscara proporciona una solución excepcionalmente precisa y adaptable
La litografía sin máscara ofrece una alternativa a la litografía tradicional basada en máscaras al proyectar diseños directamente sobre discos sin necesidad de fotomascarillas. Esto permite una compensación dinámica de las distorsiones, lo que aumenta la uniformidad y la alineación, y reduce los desechos. Los alineadores sin máscara son una solución rentable para la serialización de dispositivos debido a un marco flexible que permite ajustes dinámicos de patrones y características generadas dinámicamente.
Heidelberg Instruments en Alemania se especializa en equipos avanzados de litografía láser sin máscara para investigación e industria. Con la tecnología de visión artificial de Cognex, produce alineadores sin máscara de última generación para mejorar la eficiencia de las aplicaciones de producción a nivel de micrones. Estos sistemas utilizan moduladores de luz espacial, dispositivos ópticos que convierten un flujo de datos en un patrón de luz que se proyecta sobre la superficie del sustrato.
La tecnología de alineación Cognex resuelve el desafío de la “calidad de ajuste”
En la fabricación de semiconductores, se aplican múltiples capas de circuitos sobre un material base, lo que requiere varios pasos para una transferencia precisa del patrón. El circuito solo funcionará correctamente si las conexiones están alineadas con precisión. Heidelberg Instruments utiliza la tecnología de visión artificial Cognex para garantizar que los patrones de troquel de microchip proyectados se alineen con las marcas de alineación del material base, lo que garantiza que las exposiciones a través de múltiples capas estén correctamente alineadas.
Heidelberg Instruments creó algoritmos para calcular la “calidad de ajuste” para garantizar que el sustrato pudiera recibir correctamente el patrón. Si este cálculo es demasiado bajo, el sustrato se marca para inspección secundaria y se rechaza para procesamiento automático. Si los rechazos ocurren con frecuencia, el procesamiento automatizado se ralentiza, lo cual es costoso y puede conducir a un menor rendimiento. Aumentar la robustez de alineación permite una mayor variabilidad en la condición de los fiduciales de alineación en el sustrato.
Cognex desempeña un papel clave aquí. Los alineadores sin máscara de Heidelberg Instruments emplean capacidades de coincidencia de patrones en Cognex VisionPro para localizar rápidamente las marcas de alineación y verificar el posicionamiento, lo que garantiza transferencias precisas de patrones de circuitos incluso en sustratos más desafiantes.
Aprovechar la reputación de Cognex de contar con herramientas de visión sólidas ahora y en el futuro
Heidelberg Instruments desarrolla muchos productos con su propia tecnología, pero reconocen la importancia de asociarse con especialistas como Cognex para mejorar sus soluciones. Konrad Roessler, director ejecutivo de Heidelberg Instruments, expresó: “Al utilizar especialistas en imagenología como Cognex, podemos implementar módulos como sus reconocimientos de imágenes en nuestro conjunto de herramientas y lograr mejores resultados en comparación con el uso de nuestra solución solamente”.
En cuanto al futuro, Heidelberg Instruments espera apoyarse en las herramientas de visión de Cognex para proporcionar funcionalidad adicional a sus clientes, como medición u otras tareas.
“Agradecemos tener una amplia caja de herramientas de Cognex para que podamos reaccionar muy rápidamente a diferentes desafíos de imágenes sin tener que escribir software nuevo”, dijo Philip Paul, gerente de productos de MLA 300 en Heidelberg Instruments.
Cuando se le pidió que resumiera su percepción de Cognex en pocas palabras, Paul dijo: “Procesamiento de imágenes poderoso y versátil”.