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蔡司為3D非破壞性X-ray成像增添智能重構 以提升半導體封裝失效分析

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蔡司(ZEISS) 新聞稿 發表於 2020年9月2日
蔡司(ZEISS)宣布為其領先業界的Xradia Versa系列非破壞性3D X-Ray顯微鏡(XRM)以及Xradia Context 3D X-ray微電腦斷層掃描技術(microCT)系統,導入先進重構工具模組(Advanced Reconstruction Toolbox)。此一先進重構工具模組利用蔡司內部的演算法與獨特的工作流程,並結合高效能工作站,大幅改善3D成像重構的輸出率與成像品質,而這也是3D XRM進行失效分析(FA)不可或缺的步驟。其成果為更快取得需要的結果、提升FA的成功率,更為半導體先進封裝帶來全新的應用與工作流程。

先進重構工具模組具備一個工作站以及兩個模組,其中包含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。

圖、蔡司先進重構工具模組大幅改善3D X-Ray成像品質

業界需要全新的重構技術
3D XRM已成為協助封裝失效根本原因調查的缺陷成像業界標準技術,原因是它具有獨特的功能,可以讓2D X-ray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。一般來說會使用Feldkamp-Davis-Kress(FDK)濾波反投影演算法,透過從不同樣本旋轉角度獲取的許多2D投影成像,重構成3D體積檔案。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的劣化。

全新蔡司先進重構工具模組提供包含OptiRecon與 DeepRecon兩種全新先進的重構引擎,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無數的應用上,包括材料研究、生命科學與先進電池開發。

曾在電子產業擔任首席研究員的南韓Dongshin University教授J.H. Shim博士表示:「只有蔡司有辦法在如此短的掃描時間內,以少量的投影達成聚合物分離器的視覺化。OptiRecon與DeepRecon對於工業電池客戶來說,是絕佳的應用。」

OptiRecon適用於多元樣品與工作流程
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。
 
DeepRecon適用於重複樣本與工作流程
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。

蔡司製程控制解決方案負責人Stefan Preuss博士表示:「自去年推出以來,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,為我們的產品帶來更多全新功能與更高效能水準,以便迎接上述挑戰。其中一個很好的例子便是我們具備OptiRecon 與DeepRecon模組的先進重構工具模組,其為這些世界級的成像解決方案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。」

具備OptiRecon 與DeepRecon模組的蔡司先進重構工具模組,現在可以在蔡司Xradia Versa系統、蔡司Xradia Context microCT系統,以及未來的Versa與Context microCT系統上進行升級。(1505字;圖1)

 
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