来自德国的蔡司集团已有177年历史,为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显微镜解决方案先驱。蔡司的经验与技术实力傲人,在显微镜制造领域为各行各业提供启发灵感的专业解决方案,不仅限於显微镜本身,还包含完整的分析软体及客制化服务,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?全球供应链中不可或缺的一环。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。蔡司显微镜事业部於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,客户的成功即是蔡司的成功。
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,以及迅速增长的分析需求。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,蔡司显微镜解决方案部推出卓越的AI技术,为3D X-Ray显微镜上搭载名为「DeepScout」的重构软体,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隹夥伴。
DeepScout打造半导体研发的利器
高效重构,解决难题,效率提升百倍以上
在各种显微镜中,高解析度的影像视野通常受到限制,而大视野却无法达到所需的解析度,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显微镜高解析度扫描影像中的特徵,再透过点扩散函数还原大视野扫描影像中的细节,让高解析度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晶片拍摄为例,高解析度扫描使用体素尺寸2.1μm,视野范围为6.3乘4.2mm;而大视野扫描则使用体素尺寸为10μm,视野范围为30乘20mm。
图一 : DeepScout软体运用AI中的深度学习技术,改进了重构过程,同时达成效率与品质双赢的目标。。(source:Zeiss) |
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然而,透过DeepScout技术深度学习後,将大视野扫描直接重构成体素尺寸2.1μm,视野范围维持在30乘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瞄范围的考虑。
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,蔡司为此提供最隹的显微镜解决方案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,并将相关讯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,进而透过超高解析度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应用於手机的3D封装晶片上,该晶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解析度的叁数设定取得目标打线的3D影像,此次扫描范围为2mm乘2mm,体素尺寸落在2μm,扫描时间为2小时。
最後,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乘100μm乘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。之後可借助电子显微镜进行更进一步的观察和分析。
图二 : IC封装失效分析涵盖了从电性和功能测试、检查、排除、高解析度成像到破坏性失效分析等多个阶段的工作流程。(source:Zeiss) |
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蔡司拥有177年的显微镜经验,技术根基与时俱进,结合人工智慧和关联技术,大幅改善显微镜操作作业流程,并提高失效分析的成功率。
(文章来源:卡尔蔡司股份有限公司台湾分公司)