Wafer ID | Cognex In-Sight 1720 如何升級 In-Sight 1740?半導體 Wafer ID 晶圓讀碼器相容性與遷移指南

Cognex In-Sight 1720 如何升級 In-Sight 1740?半導體 Wafer ID 晶圓讀碼器相容性與遷移指南

Cognex In-Sight 1720 系列在許多半導體 Fab、Wafer Sorter、Prober、Load Port及製程設備中已長期服役。當設備準備升級至 In-Sight 1740 系列時,評估重點不應只放在讀取速度或硬體規格,更應確認既有設備的通訊協定、軟體版本、安裝空間、I/O介面及晶圓讀取配方能否平順移轉。

對半導體產線而言,晶圓讀碼器升級的主要成本通常不只是硬體採購,而是設備停線、系統整合、軟體驗證、重新調校及人員訓練所產生的時間成本。因此,In-Sight 1740 系列所提供的向後相容設計,對既有 IS1720 裝機設備具有重要的升級價值。

IS1720 升級 IS1740 的五項核心優勢

In-Sight 1740 系列相較 IS1720,主要具備以下升級優勢:
• 讀取效能提升約40%
• 支援多種半導體設備通訊協定
• Wafer ID軟體可同時支援IS1720及IS1740
• 安裝方式相容既有1700、1701、1720及LKx5系列
• 支援水平與垂直安裝,降低機構修改需求
但必須特別說明:向後相容並不代表所有設備都能完全免設定、免驗證直接抽換。正式升級前,仍應確認通訊命令、線纜腳位、觸發訊號、I/O邏輯、光學條件及晶圓讀取設定。

一、IS1740讀取速度提升40%,真正價值是增加影像處理餘裕

根據 Cognex 官方產品資料,In-Sight 1740 系列相較前一代 In-Sight 1720 系列,讀取速度提高約40%。額外的處理效能也可用於執行較複雜的影像分析,而不必明顯增加整體讀取時間。

對 Fab 現場而言,這項效能提升不應只理解為「讀取時間縮短」,其更重要的意義是能在既有設備節拍內執行更多讀取策略,例如:
• 多組照明條件切換
• OCR影像增強濾鏡
• 不同曝光與影像處理設定
• 困難晶圓標記的多組讀取條件
• 自動優化及自學習設定
In-Sight 1740單一工作檔案最多可包含50組讀取設定;當既有設定無法完成讀取時,系統也可動態調整光源及影像增強條件,並保存成功的設定供後續使用。

因此,40%的效能提升主要可轉化為:
降低No Read、減少人工介入、提高設備稼動率,以及增加面對不同晶圓製程與表面狀態的容錯能力。

二、支援Fab常見設備通訊協定,降低Host端修改風險

In-Sight 1740系列支援以下通訊協定:
通訊協定 常見應用
In-Sight Cognex原生通訊
In-Sight Native Mode 既有In-Sight設備控制
LKx5 舊型Cognex晶圓讀碼器介面
Tokyo Electron,TEL TEL半導體製程設備
Accretech/TSK Wafer Prober及量測設備
Electroglas,EG Electroglas晶圓測試設備

此外,IS1740提供10/100Base-T Ethernet、TCP/IP及RS-232C串列通訊介面。

當既有IS1720設備原本就使用上述協定時,升級IS1740通常能降低Host端或設備控制程式大幅重寫的風險。

不過,實際遷移時仍應逐項確認:
• 指令格式與回傳字串
• RS-232波特率及通訊參數
• Ethernet IP設定
• Trigger觸發方式
• Timeout及重試機制
• No Read、Error及Alarm處理邏輯
• 設備端SECS/GEM或上位控制程式的資料映射
換句話說,原生協定相容可以降低整合工作量,但正式上線前仍須完成設備通訊驗證,不建議直接假設所有Host程式都能完全免修改移轉。

三、同一套Wafer ID軟體可管理IS1720與IS1740

Cognex官方支援資訊顯示,In-Sight Explorer Wafer ID 4.5.0 CR3是同時支援In-Sight 1720與1740系列的韌體與軟體版本;目前官方提供的Wafer ID 4.5.2版本同樣支援1720及1740系列。

這項設計對既有Fab的重要價值包括:
• 工程端可在同一套Wafer ID軟體環境管理新舊設備
• 降低維護兩套工程軟體的負擔
• 既有讀取設定與參數較容易進行比對
• 有利於分階段更換,不需一次汰換整條產線
• 維修人員的操作介面與設定邏輯較為一致
需要注意的是,標準版In-Sight Explorer 4.5.2並不包含1720/1740晶圓讀碼器所需的專用韌體及操作介面,必須另外安裝對應的In-Sight Explorer Wafer ID套件。

舊版Windows系統的相容性說明

Cognex資料表列有Windows 10、Windows 7、Windows XP及Windows 2000等不同操作環境的支援資訊,官方支援頁面亦說明Windows 10已在現場成功使用。

但由於Windows XP、Windows 7等作業系統已屬舊式環境,實際導入仍應依照Fab內部IT資安政策、網路隔離要求及電腦硬體狀況進行評估,不建議單純以舊版相容性作為長期系統架構。

四、向後相容安裝可降低機構改造範圍

Cognex產品資料說明,In-Sight 1740系列提供向後相容安裝設計,可與1700、1701、1720系列及LKx5讀碼器相容。

這項設計有助於降低以下改機工作:
• 晶圓讀碼器固定座重新設計
• 機台內部空間重新配置
• 光學讀取位置大幅變更
• 既有設備機構重新加工
• 長時間停線施工
IS1740系列也可搭配CIO-1400 I/O模組,提供最多8組輸入及8組輸出,便於與PLC、設備控制器及外部訊號整合。

向後相容不等於所有Pinout完全相同

官方資料明確說明的是「向後相容安裝」及通訊協定相容性,但並未代表所有年代、所有線纜及所有設備配置的Pinout均可直接套用。

升級前仍應確認:
• 24VDC電源腳位
• Ethernet及RS-232線纜
• Trigger Input訊號
• I/O輸入輸出邏輯
• 接地及Shield處理
• 既有CIO模組型號
• 客製轉接線及設備商配線方式
對於服役十年以上的設備,現場線路可能曾經過設備商或SI修改,因此最好以實際電路圖及量測結果進行確認。

五、水平及垂直安裝,提高狹小設備空間的配置彈性

In-Sight 1740系列支援垂直及水平兩種安裝方式:
• 垂直安裝工作距離最遠可達80mm
• 搭配反光鏡附件進行水平安裝時,工作距離最遠為56mm
• 一般可調整工作距離範圍為5mm至80mm

相關機構與工作距離規格已列於Cognex產品資料中。

對於Wafer Sorter、Pre-Aligner、Load Port、Prober或既有製程設備而言,機台內部經常受到Z軸高度、機械手臂移動範圍及晶圓傳送路徑限制。水平安裝方案可以在機台上方空間不足時,降低重新設計設備機構的需求。

IS1740、IS1741與IS1742如何選擇?

In-Sight 1740系列共有三種主要型號:
型號 解析度 光源 建議應用
IS1740 752 × 480 633nm紅光 基本OCR及一般代碼讀取
IS1741 1024 × 768 622nm紅光 多數Wafer OCR、T7 DataMatrix及條碼
IS1742 1024 × 768 880nm紅外光 超薄氧化物、氮化物及聚醯亞胺塗層晶圓
不同型號的解析度、光源波長及支援標記類型不同,選型時應依照晶圓材質、標記方式、塗層及讀取距離進行測試。

不能只依照原本IS1720的型號名稱直接決定替代機種,應先確認實際讀取內容是SEMI OCR、SEMI T7 DataMatrix、BC412、IBM412或其他字元與二維碼格式。

Cognex Wafer ID讀取演算法的實際價值

Cognex資料表指出,In-Sight 1740系列的讀取演算法,是根據超過31,000套Wafer ID系統的安裝經驗所開發。

這項數字代表的是演算法開發時累積的歷史裝機經驗,並非目前全球即時裝機總數。其讀取技術主要用於處理以下困難情況:
• CMP製程後標記對比下降
• Edge Bead造成字元不完整
• 晶粒或製程圖案干擾
• 超薄膜層造成反射差異
• 藍寶石及特殊基板
• 弱雷射標記與低對比OCR

IS1720升級IS1740的建議驗證流程

為降低設備上線風險,建議依照以下程序執行:

1. 盤點既有設備
記錄原讀碼器型號、韌體版本、通訊方式、線纜型號、工作距離、光源設定及設備商名稱。

2. 備份現有設定
備份Job File、讀取設定、通訊參數、成功與失敗影像、Alarm條件及PLC/Host端程式。

3. 確認晶圓標記規格
確認晶圓使用OCR、SEMI字型、T7 DataMatrix、BC412、IBM412或其他標記格式。

4. 進行樣品讀取測試
測試正常晶圓及最困難晶圓,包括低對比、CMP後、塗層、刮傷、污染及不同批次樣品。

5. 驗證機構與電氣介面
確認安裝孔位、工作距離、反光鏡配置、電源、線纜、Trigger及I/O腳位。

6. 驗證設備通訊
實際測試Host命令、回傳格式、讀取時間、No Read、Timeout及Alarm處理。

7. 執行平行驗證
建議新舊讀碼器進行一段期間的平行測試,比較:
• Read Rate
• No Read Rate
• 誤讀率
• 單次讀取時間
• 人工介入次數
• 不同批次晶圓穩定性

8. 建立Rollback機制
正式更換前保留原讀碼器、原始設定及復原程序,以避免異常時無法快速恢復生產。

常見問題 FAQ

Cognex In-Sight 1740可以直接取代In-Sight 1720嗎?
IS1740具有向後相容安裝及多種舊設備通訊協定支援,可降低IS1720升級的機構及整合工作量。但仍須確認線纜腳位、電源、Trigger、I/O、通訊命令及Wafer Job設定,不應在未驗證的情況下直接判定為完全即插即用。

IS1720與IS1740可以使用同一套軟體嗎?
可以。In-Sight Explorer Wafer ID 4.5.0 CR3及4.5.2均支援IS1720與IS1740系列,但需安裝專用的Wafer ID軟體套件,而不是只有標準版In-Sight Explorer。

IS1740比IS1720快多少?
Cognex官方資料指出,IS1740系列讀取速度較IS1720系列提高約40%,額外效能也可用於執行更多影像分析及自動優化設定。

哪一款IS1740系列適合讀取SEMI T7?
多數SEMI T7 DataMatrix應用建議評估IS1741;若晶圓具有特殊超薄氧化物、氮化物或聚醯亞胺塗層,則可評估採用880nm紅外光的IS1742。最終仍應以實際晶圓樣品測試為準。

IS1740可以水平安裝嗎?
可以。IS1740系列可搭配反光鏡附件水平安裝,水平安裝工作距離最遠約56mm;垂直安裝最遠約80mm。

宇佑科技提供Cognex Wafer ID升級與測試服務

宇佑科技可協助半導體設備商、Fab及系統整合商進行Cognex In-Sight 1720升級In-Sight 1740系列的技術評估,包括:
• IS1720既有設備盤點
• IS1740、IS1741、IS1742型號選擇
• Wafer OCR及SEMI T7樣品讀取測試
• 通訊協定及Host介面確認
• 工作距離與安裝空間評估
• 光源及讀取參數優化
• 新舊設備讀取結果比對
• 現場安裝、教育訓練及技術支援
針對既有Fab設備升級,宇佑科技將以降低停線時間、控制整合風險及維持晶圓追溯穩定性為主要導入目標,協助客戶建立可驗證、可回復及可長期維護的Wafer ID升級方案。

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