Semikron Elektronik GmbH, dont le siège est à Nuremberg, est l’un des principaux fabricants mondiaux de composants électroniques de puissance tels que les circuits intégrés, les semi-conducteurs discrets, les transistors, les diodes, les thyristors et les alimentations dans la gamme de puissance moyenne d’environ 1 kW à 10 MW.
Ceux-ci sont utilisés dans une grande variété de secteurs industriels, des véhicules électriques et hybrides et des moteurs industriels à la production d’énergie éolienne et solaire et l’industrie ferroviaire. Jusqu’à récemment, l’entreprise utilisait plusieurs microscopes optiques de Nikon Metrology pour inspecter les plaquettes semi-conductrices de 6 pouces afin d’assurer la qualité et d’optimiser la production.
En juillet 2017, l’entreprise d’électronique a décidé de mettre à niveau ses propres capacités d’inspection sans contact et a acquis le premier système de mesure et d’inspection entièrement automatique pour les plaquettes de 6 pouces du même fournisseur. Il s’agit de la combinaison d’un système de mesure vidéo CNC NEXIV VMZ-R3020 comprenant un logiciel AutoMeasure et un outil de manipulation de plaquettes mWL-150 avec double port de chargement pour enregistrer jusqu’à 50 plaquettes. Le robot récupère la plaquette à mesurer à partir de la cassette de plaquette, la place ensuite sur le dispositif de pré-alignement pour alignement et reconnaissance du numéro d’identification, puis la transporte vers la table à vide des systèmes NEXIV pour la mesure réelle. Une fois la mesure terminée, la plaquette est transportée vers la cassette de plaquette et les valeurs mesurées recueillies et les informations supplémentaires sont automatiquement transférées au système informatique central pour évaluation.
Le Dr. Klaus Mümmler, ingénieur des procédés au département de photolithographie de Semikron, explique : « La microfabrication d’échantillons miniatures pour la production de circuits sur nos plaquettes de 6 pouces crée des structures dans la gamme des micromètres. « La performance globale des appareils nous a convaincus, en plus de la longue et bonne coopération avec Nikon Metrology » Dr. Klaus Mümmler,
Ingénieur de processus au département de photolithographie chez Semikron 
Il a fallu beaucoup de temps pour tester et mesurer ces petites caractéristiques avec des microscopes à lumière manuels. La reproductibilité du processus était faible, la traçabilité des résultats n’était pas idéale et il n’y avait aucun moyen de les archiver sans le faire à la main. » Afin de remédier à ces lacunes et d’augmenter le nombre d’inspections et permettre une meilleure évaluation statistique, lui et son collègue, Marco Kleber, l’Ingénieur de Processus, ont décidé d’installer le Nikon Metrology NEXIV VMZ-R3020 après avoir testé un certain nombre d’instruments de mesure alternatifs sur le marché. Un facteur de décision important pour la solution Nikon était la réticulation du logiciel d’automatisation de la manipulation des plaquettes avec le logiciel de mesure et de reporting. Le contrôle précis de la table, associé à la fonction efficace d’assemblage d’images du logiciel AutoMeasure s’est également avéré particulièrement avantageux.
Le Dr Mümmler a ajouté : « La performance globale des appareils nous a convaincus, en plus de la longue et bonne coopération avec Nikon Metrology, qui nous a facilité la décision. L’installation du système s’est bien déroulée et la formation s’est déroulée sans problème. Depuis, nous avons installé un deuxième système doté d’un outil de manutention à double bras. »
Grâce à l’automatisation, la précision et la répétabilité des mesures ont été grandement améliorées et les résultats sont interprétés plus rapidement et plus facilement. En conséquence, tout changement dans les paramètres du processus de fabrication peut être détecté et corrigé avec une plus grande précision afin d’obtenir une meilleure qualité des composants. En outre, le lien direct entre la collecte de données et son évaluation a considérablement amélioré la traçabilité par rapport à la mesure manuelle. Aujourd’hui, Semikron emploie 3 000 personnes dans 24 bureaux dans le monde, avec des installations de production en Allemagne, au Brésil, en Chine, en France, en Inde, en Italie, en Slovaquie et aux États-Unis. Leurs produits électroniques innovants permettent aux clients de développer des systèmes plus petits et plus économes en énergie, ce qui contribue à réduire la consommation mondiale de combustibles fossiles. Nikon Metrology est heureux de soutenir Semikron et ses clients dans la réalisation de cet objectif.
À PROPOS DU SYSTÈME NEXIV VMZ-R3020 CHEZ SEMIKRON
Le système de mesure vidéo CNC dispose d’une optique de zoom de 15x qui offre une haute résolution à fort grossissement. L’éclairage à LED épiscopique et diascopique, ainsi que le double éclairage circulaire à LED à 8 segments avec trois angles différents, offrent une grande flexibilité pour optimiser l’éclairage des échantillons. Avec des déplacements XY de 300 x 200 mm, le système NEXIV peut mesurer tous les petits composants, tels que les composants mécaniques et les pièces moulées. Cependant, l’inspection de l’électronique hautement intégrée, qu’il s’agisse de circuits imprimés ou de plaquettes, est l’une des principales applications de l’appareil. Le système NEXIV VMZ-R3020 est capable de mesurer et d’évaluer les caractéristiques avec un traitement d’image de haute précision. En outre, les surfaces peuvent également être détectées par scan laser TTL pour obtenir des données topographiques pour l’évaluation du profil ou pour les mesures de rugosité. On notera en particulier la grande distance de travail, le large champ de vision et l’ouverture numérique élevée pour une excellente résolution. La précision de mesure est augmentée par des encodeurs linéaires à haute résolution (0,01 micromètre) pour la rétroaction des positions des axes au contrôleur. La plateforme logicielle programmable AutoMeasure est l’outil idéal pour enregistrer et évaluer les données collectées par le traitement d’images. Les fonctions comprennent des assistants interactifs de mesure et d’apprentissage, une interface CAO, la capacité d’effectuer des analyses de formes et des outils de gestion des données. Intégration avec les programmes d’évaluation des profils, d’analyse de surface 3D et de reporting.
L’interface utilisateur graphique offre à l’utilisateur la possibilité d’utiliser des mises en page standard ou de les adapter individuellement. Il s’agit notamment des fonctionnalités avancées de l’éditeur de programmation, la fenêtre d’image en direct et le contrôle des conditions d’éclairage. Les utilisateurs peuvent effectuer des opérations de routine simples avec une mise en page limitée ou utiliser une mise en page entièrement équipée pour créer des programmes simples ou complexes. Le WL150-2d Wafer Handling Tool avec le robot à deux bras est une unité d’automatisation de salle blanche de classe 5 selon la norme ISO EN 14 644-1 (une meilleure classe est disponible en option), conçue pour le chargement et le déchargement autonomes des plaquettes de 6 pouces des cassettes pour l’inspection. L’outil de manipulation des plaquettes est équipé d’un ou deux effecteurs d’aiguilles, de deux stations de cassettes avec scanners, d’un pré-aligneur, d’une station de test des aiguilles et d’un écran tactile. Sur demande, deux tailles de plaquettes différentes peuvent également être traitées dans un seul système. Pour la manipulation de plus grandes plaquettes, des outils de manutention de plus grandes plaquettes (mWL200/300) sont également disponibles pour l’inspection des plaquettes de 8 ou 12 pouces. Le NEXIV VMZ-R3020 a été remplacé par le NEXIV VMZ-S3020.
