PDA激光位移传感器在半导体制造行业的芯片异常堆叠检测的应用

PDA激光位移传感器在半导体制造行业的芯片异常堆叠检测的应用

在半导体制造领域，芯片堆叠异常是一种较为严重的生产问题。芯片在制造过程中意外堆叠，不仅会导致设备损坏、工艺失效，还可能造成产品批量报废，给企业带来巨大的经济损失。随着半导体制造工艺的不断精细化，对生产过程中的质量控制提出了更高的要求。激光位移传感器作为一种非接触式高精度测量技术，凭借其快速、精准的检测能力，为芯片堆叠异常的检测提供了一种有效的解决方案。

检测原理与异常判定逻辑

在半导体制造过程中，芯片通常被放置在载具或传输轨道上，处于单层平铺状态。此时，芯片表面的高度为预设的基准值，一般为芯片厚度与载具高度之和。当芯片意外堆叠时，其表面高度将显著增加，这一变化为堆叠异常的检测提供了关键依据。

典型应用场景

传输轨道堆叠监测

传输轨道是芯片在制造过程中移动的重要通道，然而，芯片在传输过程中可能因静电吸附或机械故障而堆积，导致轨道堵塞。这种堵塞不仅会中断生产流程，还可能损坏芯片。为监测传输轨道的通畅性，可在轨道上方部署线激光传感器，扫描轨道截面的高度。若局部区域高度异常（如高于或低于单层芯片厚度），传感器将判定为堆叠堵塞，并触发报警机制，通知操作人员及时处理，确保生产流程的顺畅进行。

检测流程

激光位移传感器通过发射激光束并接收反射信号，利用三角测距法精确测量目标表面的高度。其检测流程如下：

1. 实时扫描：传感器垂直对准芯片检测区域，持续发射激光并接收反射信号。在芯片传输过程中，传感器能够实时获取其表面高度信息。

2. 高度计算：传感器根据接收到的反射信号，通过内部算法计算出芯片表面的高度值。这一过程要求传感器具备高精度和高采样频率，以适应半导体制造产线的高速传输需求。

3. 阈值判定：设定一个允许的高度波动区间，通常为基准高度的±30 µm。若测量值超过这一阈值范围，则判定为堆叠异常。这种阈值判定逻辑能够有效区分正常单层芯片与堆叠芯片。

4. 报警与处理：一旦检测到堆叠异常，传感器将触发声光报警，并联动机械臂剔除异常位点，或者暂停产线，以防止异常情况进一步恶化。这种快速响应机制能够最大限度地减少因堆叠异常导致的损失。

兰宝产品选型

兰宝PDA-CR30系列激光位移传感器

• 测量范围：±5mm
• 电源电压：RS-485：10...30VDC
• 4...20mA：12...24VDC
• 响应时间：2ms/16ms/40ms 可设置
• 光源类型：红色激光(650nm)
• 激光等级：Class 2
• 光斑大小：Φ0.5mm@30mm
• 分辨率：2.5um@30mm
• 线性精度：0.03mm
• 重复精度：5um
• 开关点设置：RS-485：按键/RS-485设置
• 4...20mA：按键设置
• 温度漂移：±0.08%F.S./℃
• 防护等级：IP67

通过激光位移传感器实现芯片堆叠异常的实时、高精度检测，可大幅提升半导体产线的可靠性和良率。随着技术的不断进步，激光位移传感器将在半导体制造中发挥更大的作用，为行业的持续发展提供有力支持。