Làm thế nào để đảm bảo độ ổn định của quy trình cắt wafer?
Thực tế giám sát| Làm thế nào để đảm bảo độ ổn định của quy trình cắt wafer?Để đạt được tỷ lệ wafer đạt chuẩn cao hơn, ngoài việc kiểm soát các yếu tố môi trường có thể kiểm soát được, các thiết bị trong quy trình sản xuất cũng phải vận hành ổn định. Máy cắt wafer ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng chip – vậy làm thế nào để đảm bảo độ ổn định của quy trình cắt?
Máy cắt wafer
Để đạt được tỷ lệ wafer đạt chuẩn cao hơn, ngoài việc kiểm soát các yếu tố môi trường, điều quan trọng hơn là đảm bảo các thiết bị quy trình có khả năng vận hành ổn định và lặp lại. Máy cắt wafer đóng vai trò then chốt trong chất lượng chip – vậy làm thế nào để đảm bảo độ ổn định của quy trình cắt?
Nguyên lý hoạt động của máy cắt wafer
Các bộ phận chính của máy cắt bao gồm: trục chính, lưỡi cắt và bàn giữ wafer. Quá trình cắt sử dụng các loại lưỡi có độ cứng khác nhau như: kim loại, gốm, nhựa, mạ điện,… kết hợp với động cơ trục chính tốc độ cao và hệ thống định vị chính xác để thực hiện quá trình cắt.
Sự khác biệt giữa lưỡi cắt mềm và lưỡi cắt cứng
Lưỡi cắt mềm được phân loại theo chất kết dính, bao gồm: lưỡi mạ điện, lưỡi nền nhựa, lưỡi kim loại và lưỡi gốm. Chi phí thấp hơn nhưng yêu cầu độ chính xác cao khi sử dụng. Lưỡi có thể dùng với ba đường kính khác nhau; khi vòng ngoài bị mài mòn, có thể thay sang đĩa nhỏ hơn để tiếp tục sử dụng. Trước khi cắt chính thức, lưỡi cần được mài để đạt độ sắc cần thiết.
Trong khi đó, lưỡi cắt cứng thường được chế tạo bằng phương pháp mạ điện nguyên khối (kết hợp trực tiếp với khung hợp kim nhôm), thuộc loại sử dụng một lần với chi phí cao hơn.
Giải pháp và phương pháp giám sát
IMS-DS – Thiết bị phân tích và quản lý chất lượng máy cắt wafer
IMS-DS được thiết kế chuyên cho việc giám sát máy cắt wafer, tập trung vào các thông số như tốc độ làm việc của trục chính và đặc tính của các loại lưỡi cắt khác nhau. Thông qua kết quả đo lường, hệ thống có thể đánh giá mối quan hệ vận hành giữa lưỡi cắt và trục chính, từ đó xác định chính xác tình trạng sức khỏe của thiết bị và thực hiện bảo trì, bảo dưỡng sớm trước khi các bộ phận xảy ra hư hỏng.
Tình trạng đo lường
Ví dụ đo tốc độ làm việc của trục chính máy cắt
Thiết bị đo: Máy A, B, C – lưỡi mềm (hai trục hoạt động đồng thời)
Tốc độ đo: 22000 / 30000 / 35000 RPM – 22000 / 30000 / 33000 RPM (lưỡi mềm)
Kết quả đo của máy A
So sánh tín hiệu động của máy A tại các tốc độ khác nhau
Trạng thái cân bằng động của máy A tại các tốc độ khác nhau
Kết quả đo của máy B
So sánh tín hiệu động của máy B tại các tốc độ khác nhau
Trạng thái cân bằng động của máy B tại các tốc độ khác nhau
Kết quả đo của máy C
So sánh tín hiệu động của máy C tại các tốc độ khác nhau
Trạng thái cân bằng động của máy C tại các tốc độ khác nhau
Ví dụ đo tốc độ làm việc của trục chính máy cắt E
Thiết bị đo: Máy D, E – lưỡi cắt cứng (hai trục hoạt động đồng thời)
Tốc độ đo: 30000 / 35000 / 40000 RPM (trục Z) – 30000 / 35000 / 40000 RPM (lưỡi cứng)
Kết quả đo của máy D
So sánh tín hiệu động của máy D tại các tốc độ khác nhau
Trạng thái cân bằng động của máy D tại các tốc độ khác nhau
Ví dụ đo tốc độ làm việc của trục chính máy cắt E
So sánh tín hiệu động của máy E tại các tốc độ khác nhau
Trạng thái cân bằng động của máy E tại các tốc độ khác nhau
Kết luận đo lường
Trong điều kiện bình thường, biên độ dao động cơ học và mức cân bằng động sẽ tăng theo tốc độ quay, tức là tốc độ cao sẽ lớn hơn tốc độ thấp. Các nguyên nhân tiềm ẩn có thể bao gồm: 1. Hiện tượng cộng hưởng mô-đun của lưỡi cắt 2. Dao động tần số thấp phát sinh do hai trục hoạt động đồng thời Thông qua việc so sánh trạng thái động tại cùng tốc độ quay với các loại lưỡi cắt khác nhau, có thể xác nhận các hạng mục sau: chất lượng trục chính, tình trạng kết cấu gá lắp lưỡi cắt, liệu lưỡi cắt có phát sinh cộng hưởng mô-đun tại tốc độ cụ thể hay không, xác định dải tốc độ cộng hưởng, đánh giá ảnh hưởng dao động tần số thấp do hai trục đồng thời vận hành. Cấp độ cân bằng động phản ánh trực tiếp tình trạng sức khỏe của trục chính trong quá trình sản xuất.
Thông qua thiết bị phân tích quản lý chất lượng máy cắt wafer, hệ thống IMS-DS có thể nhanh chóng thực hiện kiểm tra từng bộ phận của máy cắt wafer, giúp phát hiện kịp thời các máy có dấu hiệu bất thường, từ đó duy trì sự ổn định của quy trình và nâng cao tỷ lệ đạt (yield).
IMS-DS Máy cắt wafer