Hyperspektrale Bildverarbeitung
Mehr Genauigkeit in der Wafer-Inspektion
Durch die Kombination von Spektralanalyse und hochauflösender Bildgebung ermöglicht die hyperspektrale Bildverarbeitung eine 100-prozentige Inspektion der gesamten Oberfläche von Wafern. Dieser Ansatz erkennt Schichtdickenschwankungen, Verunreinigungen und Defekte mit besonderer Genauigkeit.
HSI-Systeme (Hyperspectral Imaging) bieten zerstörungsfreie Inspektionsmöglichkeiten für die Halbleiterindustrie und viele andere Branchen. Die direkte Inspektion von Produktiv-Wafern führt zu kürzeren Prüfzeiten, zu weniger Defekten in Zwischenprodukten und schlussendlich zu einer höheren Ressourceneffizienz.
Die Produktqualität in der Halbleiterfertigung hängt wesentlich von der gleichmäßigen Verteilung und Dicke der Wafer-Beschichtungen ab. Weil jeder Prozessschritt, etwa Lithografie- oder CVD/PVD/ALD-Prozessschritte, eigene Herausforderungen mit sich bringt, ist eine Qualitäts-Inspektion nach jedem Prozessschritt unabdingbar. Die Kombination von detaillierten spektralen Daten mit hochauflösender Bildgebung ermöglicht eine gründliche Analyse von Wafer-Eigenschaften und stellt deren hohe Qualität und Konsistenz sicher.
Der Technologiebereich Metrologie der PVA-TePla-Gruppe bietet Lösungen für die Oberflächen- und Schichtinspektion in der Halbleiterproduktion an. In diesem Bereich stellt das Unternehmen unter anderem hyperspektrale Bildverarbeitungssysteme her, in denen Hard- und Software zu kompletten Lösungen für industrielle Inspektionsaufgaben verbunden sind. Jede Abweichung von den Spezifikationen kann zu Fehlfunktionen führen, so dass eine genaue Überprüfung der Halbleiterkomponenten von entscheidender Bedeutung ist. Eine umfassende Bewertung von Oberflächeneigenschaften ist in der Halbleiterproduktion besonders wichtig. Die hier vorgestellte Technologie lässt sich über die Halbleiterbranche hinaus auch in der Elektronikproduktion, bei der Glas- oder Folienbeschichtung von Optiken oder bei der Untersuchung von Klebeflächen auf Sauberkeit einsetzen.
»Wir bieten unseren Kunden ganzheitliche Hyperspectral-Vision-Lösungen, um Qualität, Funktionalität und Kosteneffizienz in industriellen Prozessen sicherzustellen«, erläutert Dr. Philipp Wollmann, Geschäftsführer und Gründer von PVA Vision, einer Tochtergesellschaft der PVA TePla. »Mit Hilfe von künstlicher Intelligenz und Machine Learning geben wir Herstellern vollständige Einblicke in Oberflächeneigenschaften und Schichtparameter ihrer Produkte, etwa die Schichtdicke.« Mit den Lösungen von PVA TePla lässt sich der Erfolg von Prozessschritten in der Halbleiterfertigung direkt auf Produktionswafern überprüfen, was den Bedarf an Standard-Testwafern verringert. Hyperspektralkameras sind bei dieser Integration von entscheidender Bedeutung.
Bessere Qualität und schnellere Inspektion mit hyperspektraler Bildgebung
Bei dem hier vorgestellten Verfahren ist die verwendete Kamera entscheidend: Geschwindigkeit, Auflösung und Präzision beeinflussen direkt das Inspektionsergebnis. Die Systemlösung »VEpioneer« nutzt die Hyperspektralkameras FX10 VNIR und FX17 NIR des finnischen Unternehmens Specim, Anbieter hyperspektraler Bildgebungslösungen und Teil der Konica-Minolta-Gruppe. Hyperspectral-Vision-Systemlösungen bieten bei der Waferinspektion mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Bildgebungsverfahren, dazu nochmal Dr. Philipp Wollmann: »Die hyperspektrale Bildgebung bedeutet einen wichtigen Fortschritt in der Wafer-Inspektion, indem sie eine zerstörungsfreie, vollflächige Analyse ermöglicht, die die Zuverlässigkeit verbessert, das Null-Fehler-Ziel der Industrie umsetzt und sowohl Kosten als auch Abfall reduziert. Vor allem deckt diese Technologie bisher unbekannte qualitätsbestimmende Parameter auf und erreicht eine hohe Produktionseffizienz durch ihre Scan-Dauer von weniger als 20 Sekunden für einen 300-mm-Wafer.«
Erst die Integration von Hyperspektralkameras habe die Möglichkeit geschaffen, die industrielle Inspektion hinsichtlich Qualität und Effizienz deutlich zu verbessern, so Dr. Philipp Wollmann. Er ist davon überzeugt, dass die Hyperspectral-Vision-Technologie die industrielle Bildverarbeitung weiter revolutionieren wird, weil sie in der Lage ist, einzigartige, detaillierte Daten aus Hunderten von Bildern zu erfassen. Dieser umfassende Datensatz eignet sich für die Erkennung von Nuancen in industriellen Prozessen und übertrifft die Möglichkeiten herkömmlicher Methoden. »Die Verbindung von Machine Learning und KI-Algorithmen mit analytischen Methoden ermöglicht noch nie dagewesene Kombinationen, die innovative Ansätze zur Bewertung der Produktqualität bieten«, resümiert Dr. Philipp Wollmann.
|
Die Technologie im Detail: Hyperspektrale Bildgebung |
|---|
| Die hyperspektrale Bildgebung kombiniert die Spektroskopie, die Material- und Topologie-Informationen liefert, mit der Bildgebung zur Form- und Strukturerkennung, was zu einem umfassenden Datensatz führt. So lässt sich auf Basis eines Datensatzes die Schichtdickenverteilung, die Homogenität der Schichtzusammensetzung, die Erkennung und Quantifizierung von Defekten, die Klassifizierung der Qualität und die Vorhersage des Erfolgs nachgelagerter Produktionsschritte aufzeigen. |
Lesen Sie mehr zum Thema
