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Hiwin边缘接触式晶圆寻边器:突破半导体晶圆高精度对位与检测的边界

更新时间  2026-01-19 07:30 阅读

在半导体制造向更小制程与3D先进封装演进的过程中,晶圆在制程设备间的定位精度与效率,已成为影响整线良率与产能的核心瓶颈之一。传统的视觉寻边或非接触式传感器在应对超薄晶圆、特殊膜层(如Polyimide)或高反射表面时,易受光学干扰,定位稳定性面临挑战。HIWIN推出的边缘接触式晶圆寻边器Edge-Contact Wafer Aligner),正是为攻克这一高难度对位场景而开发的精密机械式解决方案,通过直接的物理接触与高刚性检测,实现对晶圆基准边或缺口的亚微米级重复定位精度。

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技术原理与性能优势:为何选择机械接触式方案?

边缘接触式寻边器的核心,在于其摒弃了纯粹的光学路径,转而采用超高刚性的精密探针或测头机构,以极低的接触力(通常可控制在0.1N以下)与晶圆边缘进行物理接触。通过内置的高分辨率编码器或线性传感器(如精度达±0.1μm的光栅尺),直接、实时地测量晶圆边缘的实际位置。

 

相较于非接触式方案,其技术优势体现在两个关键维度:

 

抗干扰与稳定性:完全不受晶圆表面膜层颜色、反射率、透光性变化以及环境光线波动的影响。尤其是在处理背面覆有金属或深色涂层的晶圆时,稳定性表现远超光学传感器,数据重复性(Repeatability)可稳定控制在±0.5μm以内。

 

数据直接性与精度:机械接触获取的是边缘的绝对物理位置,信号路径短,避免了图像处理带来的延迟与算法误差。配合HIWIN自研的高刚性直线导轨与伺服控制系统,可实现寻边速度与精度的最优平衡,单次寻边周期可缩短至2秒以内,大幅提升EFEM(设备前端模块)的节拍。

 

关键应用场景与实测数据

该寻边器并非要替代所有光学方案,而是针对特定痛点场景提供了更可靠的选项。主要应用于:

 

超薄晶圆(<100μm)与翘曲晶圆处理:机械探针可随动适应轻微翘曲,确保接触点稳定,避免了视觉系统因聚焦失败导致的定位失效。

 

特殊工艺环节:如MEMS制造、化合物半导体(如SiCGaN)晶圆的划片(Dicing)、检测(Inspection)前置对位,这些晶圆边缘状态可能不规则或存在崩边。

 

高混合生产环境:频繁更换不同规格、不同膜层的晶圆时,无需针对每种材料重新标定或调整光源,显著减少了设备调试与停机时间。

 

根据内部测试数据,在连续运行10,000小时的可靠性测试中,该寻边器的关键部件(如探针、精密轴承)磨损量导致的精度衰减小于0.2μm,平均无故障时间(MTBF)远超行业平均水平。

 

选型与服务支持

HIWIN为满足不同设备布局与精度要求,提供了多种型号的寻边器模块,主要区分于行程范围、接触力可调范围以及通信接口(如SECS/GEM, Ethernet/IP)。用户在选择时,需重点关注自身设备对晶圆厚度范围、允许接触力以及系统集成响应时间的具体要求。

 

作为核心精密运动部件供应商,我们不仅提供标准模块,更能基于您在EFEM、晶圆探针台或检测设备中的具体机械结构与控制逻辑,提供深度的定制化集成支持与持续的技术服务,确保寻边器与您的设备实现最优性能匹配。

 

如需获取详细的技术规格书、选型指南或探讨具体的应用方案,欢迎随时通过官网https://www.hiwiner.cn或电话15250417671与我们联系。


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