半導體制造的核心，在于精準與效率的雙重博弈。對許多制造商而言，尤其在面對非傳統(tǒng)材料及復雜制造條件時，如何維持高產(chǎn)量成為一道難以逾越的技術(shù)門檻。

海德堡儀器的一家半導體制造客戶就曾深陷此類困境——因材料表面翹曲和傳統(tǒng)光刻方法的局限，其產(chǎn)量長期停滯于66%，大量原材料報廢，利潤空間持續(xù)承壓。為了扭轉(zhuǎn)這一局面，海德堡儀器攜手康耐視，通過整合VisionPro視覺軟件，系統(tǒng)性重構(gòu)了制造流程。

客戶

海德堡儀器

海德堡儀器總部位于德國，專注于尖端的微米和納米加工系統(tǒng)，為納米和微細加工以及表面分析等應用提供先進的制造解決方案和互補的產(chǎn)品及服務(wù)。

挑戰(zhàn)

低收益率與高廢料成本

壓縮制造利潤空間

基于掩模的光刻法是半導體生產(chǎn)的常用方法，尤其適用于硅等平坦的晶圓材料。而海德堡儀器的客戶計劃使用非硅材料進行生產(chǎn)制造，非硅材料的表面翹曲和高度變化易導致基底上的區(qū)域在基于掩模的系統(tǒng)上失焦，原有的基于掩模的光刻系統(tǒng)難以實現(xiàn)理想的圖案對位精度，導致：

·每片晶圓中僅有約66%的芯片符合封裝要求；

·制程廢料率高，材料浪費嚴重；

·整體設(shè)備效率（OEE）不達預期，拉低產(chǎn)線回報率。

解決方案

集成VisionPro的無掩膜光刻系統(tǒng)

海德堡儀器為其客戶部署的MLA 300無掩膜光刻設(shè)備，通過集成康耐視VisionPro軟件，實現(xiàn)了對晶圓上微米級對準標記的高精度識別與圖案校準。

在VisionPro的模式匹配工具支持下，該系統(tǒng)能夠穩(wěn)定識別對準標記位置，即使面對高度變化、翹曲或熱應力導致的畸變表面，也能動態(tài)調(diào)整光刻圖案，實現(xiàn)層層精準疊加。同時，系統(tǒng)中的“擬合質(zhì)量”算法依據(jù)康耐視識別結(jié)果自動判斷基底對位情況，預警潛在缺陷，從源頭控制不良率。

更重要的是，VisionPro提供的可拓展圖像工具包，使海德堡儀器能夠快速響應客戶不同材料、不同圖案的對準需求，無需從頭開發(fā)軟件，大幅縮短項目交付周期。

效果

產(chǎn)量從66%躍升至95%

制造效率全面提升

集成VisionPro的無掩膜光刻系統(tǒng)在投產(chǎn)后，展示了在處理復雜基底材料和多層電路對位時更高的穩(wěn)健性與精度。在保障關(guān)鍵對位精度的前提下，實現(xiàn)了如下顯著提升：

·產(chǎn)量提升至95%，報廢晶圓大幅減少；

·廢料成本顯著下降，單片晶圓利潤提高；

·設(shè)備整體效率（OEE）優(yōu)化，單位產(chǎn)出的經(jīng)濟價值提升。

與康耐視的合作，不僅解決了海德堡儀器客戶當前的制造瓶頸，也為未來更復雜、更多樣化的半導體生產(chǎn)需求打下基礎(chǔ)。這一案例，為整個半導體行業(yè)在面對非硅材料加工、高良率控制與多層對位挑戰(zhàn)時，提供了新的解決范式。