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如何监测晶圆切割机机构动作品质?

监诊实绩|如何监测晶圆切割机机构动作品质?

晶圆切割机是半导体制程中的关键设备,其品质对整个制程和最终产品的性能都有重要影响。如何确保切割机机构动作品质稳定度?

晶圆切割机

晶圆切割机的稳定性与制程关系 晶圆切割机的稳定性直接关系到制程的稳定性,一台高品质的切割机需要能够确保切割的精确性和一致性,并实现更高的切割精度,确保元件的尺寸和形状符合规格。高效能的晶圆切割机能够提高制程速度,从而提高生产效率,这对于大规模生产和紧凑的生产排程是至关重要的。因此,如果切割机效率低下,可能会成为整个制程的瓶颈,影响整体生产能力。我们藉由监测切割机机构动作来确保切割机的品质,进一步让晶圆制程能达到一致的标准,减少制程变异性,提高制程稳定性。

晶圆切割机

监测说明

VMS-ML 机器学习智能监控系统
针对主轴启动升速、晶圆切割…….等机构动作中撷取同步产生的振动讯号,进行优良状态下的规范学习及动作判别,透过与规范比对结果,检测重复性的动作,达到机械动作品质检测目的。

量测状况

规范1.主轴启动检验

监测项目
#气浮式主轴运作品质
#刀座与刀座螺纹品质
#刀具与护盖锁附品质状况

规范1.主轴启动检验

检测结果

主轴启动辨认与检测

自动辨认成功、检测结果:Pass (93.43%)

自动辨认成功、检测结果:Pass (93.43%)

主轴启动辨认与检测

自动辨认成功、检测结果:Pass (91.08%)

自动辨认成功、检测结果:Pass (91.08%)

规范2.晶圆切割流程

监测项目
#Z轴移动与定点停留品质 (Z轴伺服马达与驱动器、Z轴螺杆滑块等移动件)
#Y轴移动与定点停留品质 (Y轴伺服马达与驱动器、Y轴螺杆滑块等移动件)
#X轴移动(切割)品质(X轴伺服马达与驱动器、X轴螺杆滑块等移动件)

规范2.晶圆切割流程

晶圆切割规范辨认

切割第一面:Pass (79.3%)

切割第一面:Pass (79.3%)

切割第二面[转向]

切割第二面[转向]:Pass (86.71%)

切割第二面[转向]:Pass (86.71%)

转向切割振动动态是相似的,可滤除掉结束(红圈处)的相异处(软体内建标准功能),建议作为实际监测规范

规范3.晶圆切割

监测项目
#螺杆更换前后品质差异确认

更换螺杆前

自动辨认成功、检测结果:Pass (95.23%)

自动辨认成功、检测结果:Pass (95.23%)

更换螺杆后

自动辨认成功但检测结果:Fail (71.72%)
(代表螺杆移动动作差异过大)

自动辨认成功但检测结果:Fail (71.72%)
(代表螺杆移动动作差异过大)

机构健康检测结果:Fail (代表动作已有很大差异)

测量结论

1.上部门型结构能够量测到大部分机构的振动,监测系统也都能从此处清楚的辨认各项动作。
2.晶圆切割转向后的振动动态相似,可用相同的规范进行检测。
3.更换螺杆前后动作差异明显,VMS-ML 分数判定结果有很大的落差。
4.切轴轻微抖动,分数下降 ; 调整复归后,分数也回复到抖动前的判别结果。

透过简单建立健康规范,系统学习动作依照所累积的数据统计进而做出分析判断,使用者进而可订立预知保养计画并有助于设计者优化产线设计流程。

VMS-ML 机器学习智能监控系统