MVTEC Software 的文字
全球半導體製造能力正在擴大。 然而，這個行業的生產過程很複雜，有1000多個不同的步驟，所以產能的發展同樣複雜和精密。 因此，半導體行業需要能夠快速實施和調整的技術，同時提高生產力。 機器視覺是關鍵技術之一。
機器視覺技術的主要優點是它可以自動化、高精度地執行半導體製造中許多必要的檢查和校準過程。 MVTEC Software 提供來自德國慕尼黑的機器視覺軟體產品 HALCON 和 MERLIC，可提高半導體製造中所有工藝步驟的盈利能力。
圖 1：機器視覺支援最高精度的半導體生產。
用於半導體製造的強大機器視覺技術
在幾乎所有的半導體生產場景中，至少有乙個步驟需要檢查產品的功能或外觀缺陷。 在高度自動化的生產環境中，與人工檢測相比，使用機器視覺檢測具有許多優勢：機器視覺檢測速度更快，結果是客觀和可重複的，並且檢測質量不會因疲勞或繁瑣的任務而受到影響。 異常值檢測等深度學習技術也適用於此目的。 例如，它支援自動表面檢測、檢測和分割缺陷。
質量檢查必須同時檢查尺寸精度和缺陷。 機器視覺可以沿線段或弧線以毫秒級精度測量邊緣。 結合2D測量技術，還可以檢測特定幾何形狀的物體。 此外，還有一些 3D 測量方法，包括使用視差影象、距離影象或通過各種方法重建 3D 表面坐標。
尋找合作夥伴也很重要。 最重要的是，基於形狀的匹配具有亞畫素精度。 該技術可實現準確而可靠的實時物件發現。 即使旋轉、縮放、透視扭曲、部分扭曲、部分覆蓋或位於影象外部，該特徵也有效。
不同工藝步驟中的機器視覺技術
如上所述，半導體生產中有許多工藝步驟。 以下是一些流程示例以及機器視覺如何提供支援。
切割是一種精密加工，它使用機械切割或雷射將晶圓分割成單獨的晶元。 機器視覺使操作員能夠在機器中設定晶圓。 對於每種晶圓型別，必須再次執行此操作，因為必須知道晶圓的尺寸才能進行設定。 例如，您可以使用快速傅利葉變換來確定尺寸。 這大大簡化了設定並降低了操作錯誤的風險。 隨後，當模具被切割時，可能會出現邊緣開裂的情況。 在這裡，工業影象處理可以支援使用深度學習方法進行異常檢測。 只需幾張“好影象”，就可以訓練強大的機器視覺軟體，以可靠地檢測模具的任何損壞，即異常。
封裝：製造成品晶元的最後一步
圖 2：在封裝過程中，晶元被放置在塑料外殼中，接觸點採用粘合工藝設定。
除了質量檢查之外，機器視覺可以有效支援的另乙個應用是查詢和對齊晶圓和晶元。 在此應用中，基於形狀的子畫素匹配開始發揮作用。 該技術能夠準確可靠地實時檢測物體。 即使物件被旋轉、縮放、透視失真、區域性失真、部分遮擋或脫離影象，檢測也會起作用。
該技術附加值的乙個例子是封裝生產步驟，其中晶元封裝在塑料外殼中。 首先，將單個模具插入外殼中。 然後，通過幾個步驟將它們連線到相應包裝的相關觸點。 為了使後續加工順利進行，晶元在封裝內的精確定位是關鍵步驟。 基於形狀的匹配方法非常適合此。 在實踐中，模具模型是通過CAD資料等方式進行訓練的。 通過將訓練資料與原始影象進行匹配，可以對模具進行定位，並計算其在塑料外殼中的位置，以方便後續加工。
以上生產步驟說明了機器視覺的附加價值。 此外，作為“半導體生產之眼”，機器視覺技術貫穿整個工藝鏈。 特別是在質量保證和包裝領域，高效能機器視覺軟體可以為高效生產做出重要貢獻。
圖 3：使用亞畫素邊緣檢測對晶元上的接觸點（焊盤）進行高精度測量。
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