Inline 100% Oberflächenprüfung von VCR-Dichtflächen für UHP Halbleiterkomponenten
- Andrej Sendrowski
- vor 1 Tag
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Aktualisiert: vor 10 Stunden
Im Zeitalter des "Ultra-High-Purity" Standards in der Halbleiterindustrie ist das sicherstellen der Leckagefreiheit der VCR Dichtstellen integral wichtig.
Durch die steigende Speicherdichte für KI‑Anwendungen und moderne High‑Bandwidth‑Memory‑Technologien müssen auf den Wafern immer tiefere Strukturen erzeugt werden.
Dafür setzen die großen Speicherhersteller zunehmend aggressivere und korrosivere Prozessgase ein – und das immer häufiger.
Kratzer an der Dichtfläche können dabei eine Eintrittsstelle für Korrosion sein.
Das kann nicht nur zu Anlagenstillständen führen (worst case), sondern schon bei sehr kleinen Beschädigungen zu Yield‑Verlusten führen aufgrund der resultierenden Korrosion (Partikel im Prozess).
Das erklärt, warum im Halbleiterbereich eine sehr hohe Oberflächenqualität eingefordert wird (SEMI F19 UHP Grade und teils darüber hinaus).
Die Meisten VCR Dichtflächen unterschiedlicher Standards, sind i.d.R. gefertigt aus
316L / 1.4404 Edelstahl, und sind glanzgedreht und/oder elektropoliert mit torusförmigen oder konischen Geometrien.
Eine zerstörungsfreie, inline-taugliche Prüfung der Güte der Siegelfläche ist die Lösung für die Problemstellung, jedoch sind die Rahmenbedinungen an die Prüfung, wie
spiegelnde & gläzende Oberflächen
komplexe geometrien (konus, konkav, konus konvex, torus)
sehr kleine Bauteile <10mm ø
Oberflächendefekte <10µm
für Bildverarbeitende Systeme mehr als nur herausfordernd.
Mehrere am Markt befindliche 3D-Bildverabeitungstechnologien können nicht verwendet werden, z.b. Lasertriangulation oder Patternprojektion, den diese erzeugen auf spiegelnden Oberflächen keine brauchbaren Daten.
Klassische Bildverarbeitungstechniken wie Dunkelfeld & Polarisation funktionieren nicht bedingt durch die Bauteilgeometrie.
Um diese Limitationen zu umgehen präsentieren wir die Lösung:
MacroTrax - Dom
Der MacroTrax Dom verwendet eine Hybridtechnologie aus Shape-From-Shading und Deflektometrie um eine Oberflächenprüfung der gesamten relevanten Bauteilgeometrie zu ermöglichen. Dies erlaubt uns die Inspektion von Oberflächen mit bis zu 40° Neigung zur Horizontalen, bei passenden Rahmenbedingungen sind steilere Winkel auch möglich.
Mit einem Durchmesser von 150mm, einer Höhe von 230mm und ohne zusätzlich benötigte Fremdlichtabschottung ist der Aufbau kompakt und in Produktions- und Prüfanlagen einfach integrierbar und nachrüstbar.
Drei unterschiedliche Bildsensoren mit aktuell zwei Zoomstufen ( 0,8x & 1,0x ) stehen zur Auswahl.
MacroTrax-535 | MacroTrax-550 | MacroTrax-2025 (in Entwicklung) | ||||
Bildsensor | 2432x 2040 @ 3,45µm | 2432 x 2040 @ 5µm | 5104 x 4092 @ 2,5µm | |||
Zykluszeit | <200ms | <200ms | <350ms | |||
Variante: | 0,8x | 1,0x | 0,8x | 1,0x | 0,8x | 1,0x |
Bildfeld (mm) | 10,5x8,80 | 8,40x7,04 | 15,20x12,8 | 12,1x10,2 | 15,9x12,8 | 12,8x10,2 |
Schärfentiefe (mm) | ≈0,6 | ≈0,5 | ≈0,8 | ≈0,7 | ≈0,5 | ≈0,4 |
Auflösung ( µm/px ) | 4,3125 | 3,45 | 6,25 | 5,0 | 3,125 | 2,5 |
Mit dieser schlüsselfertigen Lösung stellt die Inspektion der komplexen Bauteile keine Herausforderung mehr dar. Das System erzeugt mindestens 3 unterschiedliche Bilder zur Auswertung, um unterschiedliche Flächen unabhängig voneinander zu Prüfen.
Die drei Hauptbilder sind:
Koaxial
Diffus
Hybrid-Deflektometrie
Zusätzliche Bilder sind ebenfalls erstellbar bei Notwendigkeit.
Das diffuse Bild, trotz hoher Güte, ist oft nicht ausreichend zum detektieren von Kratzern. Um diese Fehler sichtbar und auswertbar zu machen, kommt das Hybrid-Deflektometriebild zum Einsatz.
Die Rohbilder von diesem Prüfling stehen zum Sichten und Bewerten hier zur Verfügung.
Das System ist bereits bei renomierten deutschen Herstellern von UHP-VCR Komponenten erfolgreich im Einsatz. Die Auswertung und korrekte Kategorisierung der Fehler ist ohne verwendung von KI umgesetzt. Die Verwendung von KI kann als Option genutz werden.
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