先进半导体制造的机器视觉与人工智能

MVTec 提供功能强大的机器视觉软件，集成深度学习技术，可实现精密且高度自动化的半导体制造。我们的软件覆盖整个工艺流程链——从晶圆制造、前端光刻到先进封装和后端组装——并提供可靠的工具，用于缺陷检测、代码读取、精确对准、2D/3D 位置识别、晶圆 OCR 以及计量检测等任务。

机器视觉与人工智能能够提升产线吞吐量、稳定工艺流程，并帮助制造商在高速节拍和亚微米结构下仍然满足严格的质量和良率要求。同时，系统还能在缺陷或晶圆偏移导致设备阻塞、损坏或停机之前及时检测出来，从而减少计划外停机时间。

机器视觉贯穿整个
半导体工艺链

1. 前端工艺

沉积、涂覆、光刻、刻蚀、离子注入、CMP 抛光、清洗、AOI 光学检测与测试

典型的机器视觉任务

高精度的晶圆与光罩对准
表面检测，可识别裂纹、划痕和颗粒
光刻图形与掩模版（Reticle）检测
2D/3D 晶圆计量，包括形貌评估
通过 OCR 以及一维码和二维代码读取实现可靠的晶圆识别

2. 先进封装（Advanced Packaging）

RDL 重布线层、微凸点（µ-Bumping）、互连结构形成、Die 贴装、底填充（Underfill）、封装（Encapsulation）

典型的机器视觉任务

堆叠晶圆与 Die 之间的亚微米级对准
焊球、凸点、柱状结构、焊盘以及 RDL 的快速检测与亚像素级精密测量
凸点高度与共面度（Coplanarity）检测
TSV（硅通孔）亚表面结构检测
复杂 3D 封装中空洞（Voids）和裂纹的识别

3. 后端工艺（Back-End Process）

切割（Dicing）、键合（Bonding）、模塑（Molding）、最终 AOI 检测、搬运与出货

典型的机器视觉任务

晶圆切割前的对准
切割过程中的边缘破损或裂纹检测
Die 贴装与键合质量检测
完整性检查以及产线末端（End-of-Line）AOI 检测

[网络研讨会] 如何最大化晶圆生产中的良品率

观看网络研讨会，了解先进视觉技术如何革新晶圆检测，并推动半导体制造领域的质量与产能提升。

致网络研讨会

MVTec 软件支持的典型半导体应用

使用深度 OCR 和读取二维码进行晶圆识别

在整个半导体生产过程中，晶圆必须始终保持唯一可识别性。典型的标记信息包括批号、日期、制造商代码以及其他工艺相关数据。

MVTec 的 Deep OCR 与代码读取技术能够在光照不均、对比度低或标记质量变化等条件下可靠读取字符和二维码。自动的字符分组功能可将字符组合成词语，从而提升识别准确率并减少相似字符的误读 —— 例如在晶圆分选机（wafer sorter）和前端设备模块（EFEM）中。

MVTec HALCON 的 OCR 可识别晶圆上的 SEMI 字体 — 使用 SEMI 字体（OCR）进行晶圆和 Die 的识别

晶圆 AOI 缺陷检测

划痕、微裂纹和颗粒会直接影响良率和设备可靠性。

MVTec 软件将规则式图像处理与深度学习方法（如异常值检测）相结合，可检测晶圆、Die 和封装中的各种缺陷。

即使在高度结构化或噪声背景下，软件也能提供稳定、可靠的检测结果，并满足半导体设备对高速处理的要求。

利用 2D/3D 计量技术进行重布线层（RDL）检测

重布线层（RDL）对于芯片与基板之间的互连至关重要。其几何结构必须在微米级范围内进行检测，以确保满足设计规范。MVTec 提供亚像素级精准的模式匹配和计量方法，可实现精确对准以及细致到 1/50 像素的二维结构测量。灵活的工具箱方法使用户能够根据不同的检测场景与对象选择最合适的算法组合。

_{图片来源: Sawyer, Brett, Yuya Suzuki, Zihan Wu, Hao Lu, Venky Sundaram, Kadappan Panayappan, and Rao Tummala. 2015. “Design and Demonstration of 40 Micron Bump Pitch Multi-Layer RDL on Panel-Based Glass Interposers.” IMAPSource Proceedings 2015 (1): 379–85. https://doi.org/10.4071/isom-2015-WP24}

利用 3D 视觉进行凸点（Bump）检测

先进封装工艺要求凸点结构具有极高的精度，以确保电气互连的可靠性。

MVTec 的 3D 视觉工具集支持基于表面的 3D 匹配、3D 对象处理以及 3D 表面检测，可用于分析凸点的几何形状和共面度（Coplanarity）。该工具集能够处理来自多种 3D 传感技术的数据，包括电子显微镜图像，并提供高速且高精度的 3D 计量能力。即使是弧形或球形表面，也能被精确重建与分析。

_{图片来源: arthasarathy, Ravi, and Umut Tosun. 2023. “Defluxing of Copper Pillar Bumped Flip Chips.” IMAPSource Proceedings 2023 (DPC): 438–82. https://doi.org/10.4071/001c.90768}