AOI System WAFERinspect Portal

confovisAOI – Automatische optische Inspektion

Automatische optische Inspektion (AOI)

Das Confovis WAFERinspect Portal System für automatische optische Inspektion (engl. automated optical inspection; AOI) wurde zur Identifizierung von Defekten auf allen Arten von Oberflächen entwickelt, bei denen 3D-Strukturen im Bereich von 10nm bis 10µm kritisch für die Funktion sind. Bei der Messung von Wafer-Oberflächen (z.B. von MEMS (MEMS Inspection), 5G, Mikrofluidik oder Advanced Packaging Wafern (Wafer Inspection), die sowohl diffuse als auch spiegelnde Reflektivitäten aufweisen, stoßen Triangulationssensoren an ihre Grenzen.

Das AOI und Metrology System WAFERinspect Portal nutzt in einem ersten Schritt eine farbige LED Hellfeld-/Dunkelfeld-Beleuchtung bzw. Triangulationssensoren lediglich zur Identifizierung von Defekten. In einem zweiten Schritt werden mit dem patentierten konfokalen Hochgeschwindigkeits-Flächensensor diese fraglichen Oberflächen mit einer Genauigkeit von bis zu 3nm und einer Wiederholbarkeit von bis zu 2nm vermessen.

Das automatische optische Inspektionsssystem von Confovis ist ideal für Strukturen, die aus einem Körper (wie Epoxid und Silizium), metallischen Bumps oder Solder Pads bestehen, die jeweils komplizierte geometrische Formen mit unterschiedlichen Ausrichtungen aufweisen.

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Confovis AOI Metrologie: neue Horizonte für komplexe Anwendungen​

Die Confovis AOI Defektinspektions- und Prüfsysteme werden für strukturierte und unstrukturierte Wafer eingesetzt, um Partikel und Fehler in der Struktur zu identifizieren und klassifizieren. Eine weitere Stärke des Systems ist die Defekterkennung und 3D-Partikelmessung auf Reticles und Pellicles zur Unterscheidung der Lage der Defekte. Die vollständig integrierte und anpassbare Defekterkennungs-Software von Neurocheck mit künstlicher Intelligenz ist Kern des Systems. Für drahtgebundene und drahtlose Sensoren, Wafer und Reticles liefert die automatische optische Inspektion umfassende Informationen für eine Vielzahl von Wafer-Prozessen und die Reticle-Inspektion. Das AOI und Metrology System deckt alle Wafer-Oberflächen ab und bietet eine parallele Datenerfassung bei hohem Durchsatz für eine effiziente Prozesskontrolle. Es umfasst optische Überprüfungs- und Klassifizierungstechniken.

Defekterkennung mit AOI in sicherheitsrelevanten Anwendungen

In sicherheitsrelevanten Bereichen der MEMS- oder Mikrofluidik-Fertigung (wie z.B. im Automobil- und Luftfahrtbereich oder der DNA-Sequenzierung) ist es immer häufiger erforderlich, nicht nur Stichproben, sondern auch den gesamten Umfang der dies zu inspizieren. Bei 5G-Technologien spielen keramische Materialien bei der Umsetzung eine wichtige Rolle. Dabei ist es unerlässlich, mehrere Komponenten auf einem Keramiksubstrat zu integrieren. Einige der Materialien, welche die anspruchsvollen, für 5G erforderlichen, dielektrischen Eigenschaften und thermische Ausdehnung aufweisen, sind transparent und daher schwierig zu messen. Das AOI System von Confovis ist in der Lage, solche Materialien mit einer Genauigkeit im Nanometerbereich zu erfassen.

Im Allgemeinen zeigt die waferbasierte Fertigung einen klaren Trend: immer dichter werdende Strukturen erfordern eine breite Anwendung von automatisierter optischer Inspektion und eine 3D-Messfähigkeit bis in den Nanometerbereich. Mit dem patentierten, flächenhaft scannenden konfokalen Sensor (mehr zum optischen Messverfahren von Confovis) und xy-Stage kann das Confovis AOI und Metrologie System für vielseitige Positionen zur Erfassung von 2D-Bild- und 3D-Punktwolken genutzt werden. Der Bereich der Auflösung erstreckt sich von 0,05 bis 2 µm/Pixel. Das revolutionäre Handling- und Imaging-Konzept verkürzt die Messzeit für 300-mm-Wafer auf unter zwei Minuten. Inspektionstiefe und Durchsatz können so optimal an die individuellen Anforderungen angepasst werden.

Das AOI System kombiniert auf einem Wafer 2D- und 3D-Inspektionen. Mit diesem Ansatz kann ein einziges System für verschiedene Inspektionsaufgaben eingesetzt werden und so praktisch 200mm und 300mm Wafer sowie alle typischen Defekttypen an 2D- und 3D-Strukturen (Defect Inspection) abdecken. Confovis verwendet Ergebnisse von hochempfindlichen Hellfeld-, Dunkelfeld- oder Triangulationsmessungen, um konfokale 3D-Flächenmessungen innerhalb des Clusters auszulösen. Die Genauigkeit des konfokalen Systems kommt AFM-Ergebnissen (engl. atomic force microscope; Rasterkraftmikroskop) nahe und ermöglicht es dem Ingenieur, kritische Abweichungen bei der Ausbringung zu erkennen und überwachen, was zu einem schnelleren Anstieg der Ausbringung und somit einem höheren Produktionsertrag führt.

Confovis AOI - Messaufgaben

Konfokale 3D Messungen

  • Materialunabhängig: Silizium, Epoxid, Glas, Chrom, Fotolack…
  • Artefaktfrei, auch anspruchsvolle Oberflächen (keine „Bat Wings“)
  • Hohe Geschwindigkeit: 60 konfokale Frames pro Sekunde (250 Mio. Messpunkte/s)
  • Schichtdicke / Film Thickness / Layer Stack
  • Topographie
  • Koplanarität
  • Bumps
  • Rauheit / Roughness
  • Stufenhöhe / step height

2D Messungen

Critical Dimensions

    • Line/Space
    • VIAs
    • Oblong holes
    • Overlay

Defektinspektion

  • Makrodefekte
  • Mikrodefekte
  • Partikel Inspektion
  • Golden Sample
  • Künstliche Intelligenz
  • Neuronale Netze

Visuelle Inspektion

  • Operator-Modus (visuelle Inspektion)
  • Farbbilder
  • Tiefenscharfe Aufnahmen
  • Stitching
  • Dokumentation durch Kommentarfunktion
  • Digital Inking
  • Visuelle Inspektion mit Fine Alignment, KLARFF -Dateien

Ein AOI und Metrology System mit vielen Vorteilen

  • Messung verschiedenster Oberflächen und Materialien; auch an spiegelnden und transparenten Schichten
  • Artefaktfreie Messungen anspruchsvoller Oberflächen (keine „Bat wings“)
  • Hoher Automatisierungsgrad: je nach Bedarf als manuelles, halb- oder voll-automatisches Messsystem
  • Wafer-Handling-Systeme (EFEM) und Wafer-Positioniersysteme verfügbar (flexible Wafer-Größen und Typen, Frame-Handling etc. möglich)
  • Hochpräzise Messtechnik: konfokal mit einer hohen vertikalen Auflösung < 3 nm (VDI 2655)

AOI Wafer Inspection Applikationen

Confovis WAFERinspect Portal: AOI und Metrology System

Das vollautomatische Oberflächeninspektionssystem von Confovis wurde zur Unterstützung von Serienproduktionsumgebungen entwickelt. Gleichzeitig bietet es genaueste Inspektions- und Metrologiefunktionen. Das flexible System unterstützt anspruchsvollste Aufgaben über diverse Prozessschritte hinweg: wie z.B. MEMS, LED, 5G und mikrofluidische Strukturen. Ausgestattet mit einem Wafer-Handling-System als Teil eines Equipment Front End Moduls (EFEM) sind verschiedene Handling-Lösungen für MEMS-, Glas-, Warped-, Thin oder Taiko-Wafer, etc. erhältlich. Das System kann 4″- bis 12″-Wafer inspizieren und unterstützt die geltenden SEMI-Normen. Die Datenübertragung an den Host erfolgt über SECS/GEM.

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