半导体-Wafer to Wafer芯片分选机技术分析和3D分享

文摘   2024-09-28 20:02   韩国  
通过视频可以了解芯片分选机运动原理-视频来源:Syagrus Systems





Wafer to Wafer分选机是半导体制造中的关键设备,主要用于将硅片上的芯片按照质量进行分类和分拣。分选机对分选速度、精度和自动化程度的要求日益提高,深入了解其技术难点与结构设计变得尤为重要。


技术总结

  1. 分选精度
    芯片的分选精度直接影响到后续生产流程的良率。要实现高精度分选,需要高性能的视觉识别系统和先进的图像处理算法。这些系统需能实时检测每个芯片的尺寸、缺陷及其位置,以确保分选的准确性。

  2. 振动和噪音控制
    设备在运行过程中,机械部件的运动会产生振动和噪音,影响设备的稳定性和芯片的完整性。有效的减振设计和噪音隔离措施是结构设计的重要考虑因素。

  3. 高速吸取系统
    抓取系统需要在保证灵活性的同时,尽量减少对芯片的物理接触,以降低损伤风险。一般采用双头设计已达到高速运动。

  4. 运动控制系统

    在设备中集成多种传感器(如温度、湿度、压力等)和智能控制系统,以实现实时监测和调整,是提升设备性能的关键。有效的运动控制架构以处理传感器数据,并优化分选过程是必须解决的难点。

结构设计技术介绍

  1. 框架与底座
    设备的基础框架需采用高强度材料(如大理石),以确保结构稳定性并减少振动传递。底座设计应考虑到重心分布,以防止设备在高负荷运行时倾斜或摇晃。

  2. 分选系统
    该系统通常包括一个高分辨率的摄像头和激光测量装置,用于实时监控芯片状态。分选吸嘴设计应当采用模块化结构,便于后续维护和升级。


  3. 晶圆平台装置


    该装置用于承载和精确定位晶圆的关键设备。

    晶圆台一般有X、Y,Z方向运动,XY:通常采用直线电机或伺服电机驱动,通过线性导轨实现高精度的平移运动。Z方向运动:用于调整晶圆的高度,通常通过滚珠丝杠或皮带装置来实现,确保能够精确对焦。

    技术要点:

    1. 光学编码器:利用光学传感器实时监测位置变化,提供高精度的位置反馈。

    2. 激光干涉仪:用于实现亚微米级的位移测量,适用于要求极高精度的场合。

    c.温控系统晶圆平台通常配备温控系统,以控制晶圆的温度。这是因为温度变化可能导致材料的热膨胀,从而影响加工精度。常用的温控方法包括冷却液循环和电加热。


4.传输系统

传输系统负责将晶圆芯片从分选区域运输到存储区域。设计时应确保传输速度与稳定性,常用的方式包括皮带输送和滑轨系统。此外,设计中还需考虑芯片的定位与固定装置,以防止在运输过程中滑动或碰撞。


5.控制系统
控制系统需具备高度集成化和智能化,能够实时接收传感器数据并自动调整分选策略。采用高性能控制卡或嵌入式系统进行数据处理与控制,以提高反应速度和系统可靠性。



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3D整机预览(机架隐藏):

说明书部分截图:

技术文档:

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