半導体製造の業界では、競争力を維持するために効率が重要です。ある半導体メーカーは、ウェハ素材が完全に平坦でないことと、製造プロセスの影響による生産歩留まりの低下を改善することを目指していました。同社の既存のマスクベース・システムの歩留まり率は約66％で、各ウェハー上のチップのうちパッケージに適したものは3分の2しかありませんでした。
そのため、歩留まりを向上させ、スクラップ率の高さに伴うコストを削減する方法を模索するようになったのです。Heidelberg InstrumentsのMLA 300マスクレスアライナーシステムに投資し、コグネックスの画像処理ソフトウェアを組み込んだことで、歩留まり率を95%に引き上げました。
高い廃棄コストが変革のきっかけに
生産ラインのアップグレードを検討中、このメーカーはHeidelberg Instruments社と接続し、MLA 300マスクレス・アライナーの生産量向上を推奨しました。
露光テストの結果、歩留まりは66％から95％へと大幅に改善しました。ウェーハあたりのサイクルタイムは遅かったものの、歩留まり率が高く、その後のスクラップと廃棄物の節約は、生産時間の増加を上回りました。MLA 300に搭載されたコグネックスの高度な画像処理ツールは、
表面の凹凸という課題にもかかわらず、投影された回路パターンを各ダイに正しく位置合わせするために必要な詳細を提供しました。
非シリコン材料には代替の製造方法が必要
マスクベースのリソグラフィーは、半導体を製造する最も一般的な方法であり、数十年にわたって使用されています。シリコンのような完全に平らなウェーハ材料に最も効果的です。マイクロスケール生産に使用される代替材料には、マスクベースのリソグラフィーの課題があります。表面の反りや高さの変化により、マスクベースのシステムでは基板上の領域が焦点を外れます。同様に、固定マスクは、熱処理によって引き起こされる横方向の歪みの補正を許容しません。
半導体メーカーの主な目標は、高い歩留まり率を維持し、可能な限り最も費用対効果の高い方法でスクラップを最小限に抑えることです。スループットも重要ですが、廃棄率を犠牲にしすぎてはいけません。幸いなことに、Heidelberg Instrumentsにはマスクレスアライナーというソリューションがあります。
マスクレスリソグラフィは、非常に正確で適応性の高いソリューションを提供します
また、フォトマスクを必要とせずにウェハーに直接デザインを投影することで、従来のマスクベースのリソグラフィーの代わりとなります。これにより、歪みを動的に補正し、均一性とアライメントを高め、廃棄を低減できます。マスクレスアライナーは、動的なパターン調整と動的に生成された機能を可能にする柔軟なフレームワークにより、デバイスのシリアル化のためのコスト効率の高いソリューションです。
ドイツのHeidelberg Instrumentsは、研究および産業向けの高度なマスクレスレーザーリソグラフィー装置を専門としています。コグネックスのマシンビジョン技術を使用して、最先端のマスクレスアライナーを製造し、ミクロンレベルの生産アプリケーションの効率を向上させます。これらのシステムは、空間光変調器、データストリームを基材表面上に投影される光パターンに変換する光学デバイスを使用します。
コグネックスのアライメント技術が「フィット品質」の課題を解決
半導体製造では、回路の複数の層がベース材料上に適用され、正確なパターン移動のためにいくつかの工程を必要とします。回路は、接続が正確に揃っている場合にのみ正しく機能します。Heidelberg Instrumentsは、コグネックスのマシンビジョンテクノロジを用いて、投影されるマイクロチップのダイパターンが基材のアライメントマークと正確に一致することを確認し、複数レイヤーにわたる露光が正しく位置合わせされるようにしています。
また同社は、基板がパターンを適切に受け取れることを保証するために、「フィット品質」を算出するアルゴリズムを開発しました この計算が低すぎる場合、基板は二次検査に対してフラグが付けられ、その後の自動処理工程を拒否されます。拒否が頻繁に発生すると、自動処理が遅くなり、コストがかかり、パフォーマンスの低下につながります。位置決めの堅牢性を高めると、基材上の位置決め基準の条件にばらつきがあっても問題なく対応することができます。
ここでコグネックスは重要な役割を果たします。Heidelberg Instrumentsのマスクレスアライナーは、コグネックスVisionProのパターンマッチング機能を使用して、アライメントマークをすばやく見つけて位置決めを検証し、より困難な基板でも正確な回路パターンの伝達を保証します。
現在および将来の堅牢なビジョンツールに対するコグネックスの評判を活用
Heidelberg Instrumentsは多くの製品を自社技術で開発していますが、ソリューションをさらに強化するためには、コグネックスのような専門企業とパートナーシップを組むことが重要であると認識しています。「コグネックスのような画像処理の専門企業を活用することで、同社の画像認識といったモジュールを自社のツールセットに組み込み、自社ソリューションのみを使用する場合と比べて、より高い成果を得ることができます」と、Heidelberg InstrumentsのCEOであるコンラート・レスラー氏は述べています。
今後、Heidelberg Instrumentsは、測定機能やその他のタスクといった付加価値を顧客に提供する目的で、コグネックスのビジョンツールへの依存をさらに高めていくと見込んでいます。
「新しいソフトウェアを書くことなく、さまざまな画像処理の課題に非常に迅速に対応できるのは、コグネックスの充実したツールボックスがあるからです」と、Heidelberg InstrumentsのMLA 300プロダクトマネージャーであるフィリップ・パウル氏は述べています。
コグネックスに対する印象についてパウル氏は、「パワフルで多機能な画像処理」と話します。