"ועכשיו, תנו לי את קובץ ה-CAD"
1 פברואר, 2011
מאגד IMG-4 הישראלי המציא מחדש את תעשיית הבדיקות האופטיות. מנהל המאגד, יורם עוזיאל, מגלה מה גרם ליצרנים לשנות את שיטות העבודה הישנות שלהם
יורם עוזיאל, דירקטור לטכנולוגיות חדשות בחברת אפלייד מטיריאלס ומנהל מאגד IMG-4, מספר שהטכנולוגיות שפותחו במסגרתו יצרו מערכות בדיקה מדור חדש, ושכנעו את היצרנים הגלובליים לשנות את שיטות העבודה שלהם
הישראלים אוהבים לחשוב שהתעשייה בארץ מובילה את התעשייה העולמית בזכות פיתוחים טכנולוגיים עוצרי נשימה.
אולם למרות ההישגים הרבים של התעשייה המקומית, לא בכל יום היא יכולה להתגאות בהישג מעורר התפעלות כמו שזה שהושג על-ידי IMG-4.
קבוצת מהנדסים מחברות לציוד בדיקה אופטי חברו עם מדענים מהאקדמיה תחת כנפיו של משרד התמ"ת, ובמשך 5 שנים שאלו את עצמם מה הם האתגרים הקשים ביותר של תעשיית בדיקת השבבים וכיצד להתמודד איתם. תקציב הפרוייקט הסתכם ב-100 מיליון שקל, 60% במימון תוכנית מגנ"ט בתמ"ת.
מהפיכה מחשבתית
התוצאה הייתה שורה של רעיונות ופיתוחים טכנולוגיים שהאיצו את מכירות תעשיית הבדיקות הישראלית, הוטמעו בחברות ענק כמו אורבוטק ואפלייד מטיריאלס ואפילו שינו את נהלי העבודה של חברות ענק המתכננות שבבים וחברות ענק המייצרות שבבים.
יו"ר המאגד, יורם עוזיאל, מספר שהצלחת המאגד היתה כה גדולה שכעת מתוכנן מאגד המשך – אולם תחום הפעילות שלו עדיין נחשב סודי. עוזיאל משמש כדירקטור טכנולוגיות חדשות בחברת אפלייד מטיריאלס ישראל. למעשה, תפקידו לאתר רעיונות חדשים. לעוזיאל ותק של שנים רבות בתחום הבדיקות. לפני שהגיע לאפלייד מטיריאלס עבד 12 שנה בקלא טנקור ופיתח את מערכת מדידות מיקום השכבות של החברה.
לדבריו, העבודה החלה בגדרות בסיסיות מאוד: "בתחילה הגדרנו ארבע דורות בהתפתחות ציוד הבדיקה האופטי: בדור הראשון בדקו עובדים את המוצרים בעזרת מיקרוסקופ. בדור השני שולבו מצלמות CCD במיקרוסקופ הבדיקה. בדור השלישי נוספה למערכת אלגוריתמיקה, ובדור הרביעי, שאותו החלטנו לפתח, צריך היה לייצר מערכות בעלות אינטיליגנציה.
"המטרה שלנו היתה לפתח מכונות בדיקה שיודעות לאתחל את עצמן, להפעיל אלגוריתמי למידה המאפשרים לשפר את התוצאה ולבצע פעולות כמו קליברציה ודיאגנוסטיקה המשפרות את הביצועים באופן אוטומטי".
כיצד ניגשתם לאתגר?
"הגישה הבסיסית היתה שיש צורך בהבאת מידע נוסף למערכות הבדיקה. במסגרת זאת, למשל, כך הגענו למסקנה שמערכת הבדיקה צריכה לקבל את קובץ ה-CAD שבו תוכנן השבב. זה היה בניגוד למגמה בתעשייה, שהתמקדה בעיקר באלגוריתמים חזקים וחכמים יותר.
"החידוש הזה איפשר למאגד לרשום פטנט על אלגוריתם המוכר בשם Taxi Driver Navigation, אשר מנתח את קובץ ה-CAD ומאפשר למכשיר להגיע לנקודות הבדיקה הדרושות בתוך השבב. ממש כמו שחושב נהג מונית המאלתר דרכים שונות כדי להגיע במהירות אל הלקוח הנכון".
מידע רב-שכבתי
במקביל, המאגד הגדיר שכבות מידע נוספות: "הוספנו ידע שניצבר על-ידי עובדים מנוסים אשר הכירו תקלות שונות בייצור. הידע הזה קיבל עיבוד מתימטי ושימש ליצירת אלגוריתם המאפשר לבצע סיווג אוטומטית של תקלות. קבוצה של כ-8 חוקרים בתחום הבינה המלאכותית פיתחה אלגוריתם נוסף, המאפשר למכונה לעבד את המידע המגיע מה-CAD באופן שבו היא יכולה לאתחל את עצמה באופן אוטומטי.
"צריך לזכור שלפני ההרצה המפעיל צריך לבצע כיוונון של מאות פרמטרים על-מנת שמכונת הבדיקה תבצע את תפקידה, וכל זאת ברמות דיוק של 20 ננומטר בתוך פרוסת סיליקון ברוחב של 300 מיליון מילימטר.
"בין השאר הגדרנו לצורך זה 'מטרות' שיצרני השבבים צריכים לשלב בתוך פרוסת הסיליקון. המטרות מאפשרות למכשיר הבדיקה להתמצא במהירות ולבצע תהליכי קליברציה אוטומטיים. חלק מהן היו מטרות חכמות במיוחד, למשל מטרות בעלות מידע מחזורי המאפשר לסנן רעשים ולבלוט 'לעיניה' של מכונת הבדיקה.
"התוצאה היתה מערכת כלים המאפשרת למערכות בדיקה לקבל קובץ CAD ולבצע איתחול עצמי (Recipe Creation) הכולל כיוונון פרמטרים ובחירה בשילוב המוצלח ביותר של ערכים שונים, כמו למשל מיקוד ותאורה.
"לכך הוספנו מערך חדש של Tool Diagnostics. מדובר ביכולת לתקן את כלי המדידה עצמו. כל מערכות המדידה בתעשייה סובלות משינויים לאורך זמן. כך למשל, תאורת UV ידועה כ'מחסלת עדשות', ולכן המערכת צריכה כל הזמן לבצע כיוונון עצמי כדי לספק בדיקה הדירה ואמינה.
כיצד שכנעתם את הלקוחות לספק את קבצי ה-CAD שלהם?
"זה לא היה קל. בתחילה הם סרבו לשתף פעולה, משום שהם חששו מחשיפת הקניין הרוחני שלהם. בהמשך, חברת אפלייד מטירילאס הציעה ליצרניות לפתח כלי הצפנה, המאפשרים להם להסתיר חלקים קריטיים מבחינתם בתוך קובץ ה-CAD, כדי לשמור על סודותיהם.
"בהמשך הם גילו שכדאי להם לחשוף את קבצי ה-CAD: מאגד IMG-4 הגדיר יכולות Design For Manufacturing שנועדו לסייע באיתור מקור התקלות שהתגלו. השוואת התקלות לקובץ ה-CAD הראתה שחלק מהן נובע מבעיות תכנון הגורמות לתקלות. ההגדדרה של בעיות אלה מסייעת למהנדסים למנוע מראש חלק מהתקלות כבר בשלב תכנון השבב".
האם ייצרתם שבבי מטרה כדי לבדוק את הטכנולוגיות שפותחו במאגד?
"בשלבים הראשונים חשבנו לייצר מטרת קליברציה. חברת אינטל השתתפה במאגד כמשקיף והיתה מוכנה לייצר את המטרה. אבל בהמשך התברר שזה לא מעשי, מכיוון שכל אחת המחברות במאגד היתה זקוקה למטרה אחרת".
השותפים במאגד IMG-4:
הטכניון, אוניברסיטת בן-גוריון, אוניברסיטת תל-אביב, אוניברסיטת חיפה, קלא-טנקור, אפלייד מטיריאלס, אורבוטק, נובה מכשירי מדידה, אפלייד ספקטרל אימג'ינג, קוגניטנס (היום נקראת Hexagon) וטבת (כיום ננומטריקס).
פורסם בקטגוריות: אלקטרואופטיקה , חדשות , צב"ד , תעשייה ישראלית
