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蔡司显微镜事业部服务台湾半导体技术革命,革新研发效能

发布人:12345zhi 时间:2023-09-07 来源:工程师 发布文章

IC封装失效分析涵盖了从电性和功能测试、检查、排除、高分辨率成像到破坏性失效分析等多个阶段的工作流程。蔡司显微镜

IC封装失效分析涵盖了从电性和功能测试、检查、排除、高分辨率成像到破坏性失效分析等多个阶段的工作流程。蔡司显微镜

至今已有177年的营运历史,来自德国的卡尔蔡司 - 显微镜事业部是全球唯一一家提供光学显微镜、电子显微镜及3D X-ray显微镜三大领域研发制造的专业厂商。凭藉着傲人的经验与技术实力,蔡司在显微镜制造领域一直居于全球领先地位,为各行各业提供启发灵感的专业解决方案,不仅限于显微镜本身,还包含完整的分析软件及定制化服务,协助客户达成卓越的成就。

近年来,台湾半导体技术持续蓬勃发展,成爲全球供应链中不可以或缺的一环。客户面临的挑战也日益艰钜,需要以不同的方式思考,从多角度解决问题。蔡司显微镜事业部于2021年开始在台湾直营,以更近距离聆听客户需求,并迅速协助客户解决难题,客户的成功才是蔡司的成功。

随着高性能运算的需求,半导体先进封装技术面临着日益增大的样品尺寸和厚度,以及迅速成长的分析需求。然而,现有的分析设备已难以满足这些挑战。为了协助客户应对这一变化,蔡司显微镜事业部推出了卓越的AI技术,为3D X-Ray显微镜上搭载了名为「DeepScout」的重构软件,以及针对半导体先进封装的解决方案「SIVA(Sample In Volume Analysis)」,成为半导体研发的最佳夥伴。

DeepScout打造半导体研发的利器:高效重构,解决难题,效率提升125倍

在各种显微镜中,高分辨率的影像视野通常受到限制,而大视野却无法达到所需的分辨率,这两者之间的平衡是使用者常常面临的考量。3D X-Ray显微镜透过拍摄样品180度的2D投影照片,再利用这些照片进行3D体积影像的重构。而DeepScout则运用AI中的深度学习技术,改进了重构过程,学习3D X-Ray显微镜高分辨率扫描影像中的特徵,再透过点扩散函数还原大视野扫描影像中的细节,让高分辨率和大视野不再是二选一的难题。

透过DeepScout技术,工作效率可提高125倍,同时达成效率与品质双赢的目标。以A12芯片拍摄为例,高分辨率扫描使用体素尺寸2.1μm,视野范围为6.3mm x 4.2mm;而大视野扫描则使用体素尺寸为10μm,视野范围为30mm x 20mm。然而,透过DeepScout技术深度学习后,将大视野扫描直接重构成体素尺寸2.1μm,视野范围维持在30mm x 20mm。这不仅节省大量时间,也确保扫描结果的高品质。相比传统方式,可至少提高125倍的扫描效率,且省去了拼接所需的重叠扫描范围的考虑。

SIVA技术助精准解析大体积样品缺陷

寻找大体积样品中的缺陷位置并进行缺陷分析,就像寻找海中的一根针般困难。然而,蔡司显微镜事业部为此提供了最佳解决方案—SIVA(Sample In Volume Analysis)。这项技术利用3D X-Ray显微镜观察样品内部结构,精准定位失效位置,并将相关信息传送到蔡司独有的fs Laser FIB-SEM系统(Crossbeam Laser),再利用Crossbeam Laser快速切割至失效位置,进而透过超高分辨率的电子显微镜观察失效位置,不仅极大提升了工作效率,更令缺陷无所遁形。

举例来说,将SIVA应用于手机的3D封装芯片上,该芯片内含覆晶黏晶键合、焊锡凸块和基板连接,以及打线和另一晶粒接合。利用Crossbeam Laser,成功精准切断特定打线,且不影响其他区域及下方的晶粒,这是一个极为成功的应用案例。

使用SIVA技术,首先进行3D X-Ray显微镜的大视野影像拍摄,整体扫描范围为12mm乘12mm,体素尺寸为12μm,扫描时间仅需28分钟。接着,在感兴趣的区域以高分辨率的参数设定取得目标打线的3D影像,此次扫描范围为2mm x 2mm,体素尺寸落在2μm,扫描时间为2小时。

最后,使用Crossbeam Laser进行定位,在fs laser的加持下,仅花费20秒时间就能切割大小为100μm x 100μm x 150μm的体积,以精准切断深藏在封装内的打线,而且完全不损伤附近的打线和下方的晶粒。之后可借助电子显微镜进行更进一步的观察和分析。

蔡司拥有177年的显微镜经验,技术根基与时俱进,结合人工智能和关联技术,大幅改善显微镜操作作业流程,并提高失效分析的成功率。无论是从Wafer到封装,蔡司致力于为客户提供全面的显微成像解决方案,成为值得信赖的最佳合作夥伴。

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关键词: 光学显微镜 蔡司

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