蔡司發表影像重建新工具 半導體封裝失效分析更省力 - 熱門新聞 - 新電子科技雜誌 Micro-electronics


熱門關鍵字:電源模組 | SiC | 機器視覺 | GaN | 5G

訂閱電子報

立刻輸入Email,獲取最新的資訊:


收藏功能:
分享報新知:
其他功能:

蔡司發表影像重建新工具 半導體封裝失效分析更省力

文‧黃繼寬 發布日期:2020/09/03 關鍵字:3D XRMX光顯微鏡X光斷層掃描FA

當晶片封裝出現瑕疵,導致故障發生時,X光顯微鏡(XMR)與X光3D斷層掃描是用來執行非破壞性失效分析(FA)作業的常用工具。為取得更清晰的影像,X光顯微鏡或斷層掃描設備對待測物進行掃描時,還需搭配影像重建軟體工具一併使用,因此,影像重建工具的好壞,對晶片封裝FA作業來說也十分關鍵。由於X光顯微鏡正在從2D轉向3D,現有的Feldkamp-Davis-Kress(FDK)濾波反投影演算法在重建3D影像時,遇到許多挑戰,因此蔡司(Zeiss)近期發表了搭配其Xradia Versa系列3D X光顯微鏡及Xradia Context 3D X光微電腦斷層掃描技術(microCT)系統使用的新一代影像重建工具。

蔡司此次發表的一先進重構工具包含一個工作站及兩個模組,分別是用於疊代重構的蔡司OptiRecon,以及首款市售用於顯微鏡應用的深度學習重構技術蔡司DeepRecon。利用該公司內部的演算法與獨特的工作流程,結合高效能工作站,新的影像重建工具大幅改善3D成像重構的輸出率與成像品質。

3D XRM已成為業界執行封裝FA所使用的標準技術,因為3D XRM可以讓2D X光投影成像看不到的缺陷視覺化。在封裝FA中,快速取得結果與高FA成功率相當重要。因此,縮短成像所需時間同時維持成像品質,具有高度的價值。目前業界普遍使用FDK濾波反投影演算法,透過對樣本進行旋轉,取得不同角度的2D投影成像,重建成3D影像檔案。但為了提升輸出率,當成像曝光時間或拍攝投影次數減少時,FDK技術往往會導致成像品質劣化。

全新的蔡司先進重構工具模組提供OptiRecon與 DeepRecon兩種全新先進的重建引擎,可以帶來更快的掃描速度,同時保持或甚至提升成像品質,並為半導體先進封裝的失效與架構分析,達到更佳的對比雜訊比(contrast-to-noise ratios)。除了電子與半導體封裝外,先進重構工具模組也可以運用在其他應用上,包括材料研究、生命科學與先進電池開發。

OptiRecon適用於各種半導體封裝,同時也適合研發應用以及FA。其使用一種稱為疊代重構的流程,透過多次疊代來計算真實與模型化投影間的差異,直到達成收斂為止。與FDK相比,OptiRecon使用數量遠遠更少的投影與更短的獲取時間,即可達成最佳的掃描狀態。對於半導體封裝,當它產出相同或更佳的成像品質,掃描速度最高快達兩倍。如此高的生產力可以帶來許多好處,包含可以擴大感興趣的區域、可於單一輪班班次內完成分析工作,並且可以減少樣本的輻射劑量。在與FDK相似的輸出率水準下,OptiRecon可以提供更佳的成像品質,達到更佳的對比雜訊比、更簡易的缺陷視覺化,並減輕分析人員的眼睛疲勞。OptiRecon包含用於優化重構參數的簡易使用介面,以及可達成快速與高效重構的先進高效能離線工作站。

與標準的FDK重構相比,蔡司OptiRecon透過疊代重構,可在相同的掃描時間內提高成像品質,或是在產出相同或更佳的成像品質時,掃描速度最高快達兩倍。此圖顯示標準FDK與OptiRecon成像重構在2.5D封裝下的比較。

DeepRecon模組透過客製化訓練神經網路,為因樣本相同或類似而需要重複進行分析的FA與架構分析應用,提供更高的輸出率與更高的成功率。蔡司為特定的樣本類別提供優化的客製化神經網路,以滿足客戶的需求。與FDK相比,DeepRecon針對指定的樣本類別,在類似或更佳的成像品質情況下,掃描速度最高快達四倍,而若使用相同的掃描時間,則可以產出更好的低雜訊成像品質。將想要使用的DeepRecon網路模型套用至工作流程相當簡單,工具操作人員只需從下拉式選單中,選擇其中一項由蔡司開發的網路模型即可。

蔡司DeepRecon透過客製化訓練神經網路,為需要重複進行分析的FA與架構分析應用,提供更高的輸出率與成功率。與FDK相比,DeepRecon針對指定的樣本類別,在類似或更佳的成像品質情況下,掃描速度最高快達四倍,而若使用相同的掃描時間,則可以產出更好的低雜訊成像品質。此圖顯示標準FDK與DeepRecon成像重構在2.5D封裝下的比較。

蔡司製程控制解決方案負責人Stefan Preuss表示,自2019年推出以來,蔡司Xradia 600系列Versa憑藉其為封裝失效分析提供卓越的解析度、成像品質與輸出率,在電子業與半導體封裝產業都取得強勁的動能。由於我們的客戶在先進封裝失效分析領域持續面臨新的挑戰,因此,蔡司也不斷進行創新,為產品帶來更多新功能與更高效能。內含OptiRecon與DeepRecon模組的先進重建工具模組可大幅提升輸出率與成像品質,並協助客戶縮短取得結果所需的時間,同時達成更勝於以往的封裝良率。

研討會專區
主題式電子報
熱門文章