Wafer 晶圓是半導(dǎo)體芯片制造的主要原材料,其表面平整度、內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)完整性直接決定芯片的性能和良率。Wafer 晶圓顯微鏡整合了高倍率光學(xué)成像與超聲成像技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)晶圓的各個(gè)方面檢測(cè)。在晶圓表面檢測(cè)方面,高倍率光學(xué)系統(tǒng)的放大倍率可達(dá)數(shù)百倍甚至上千倍,能夠清晰觀察晶圓表面的劃痕、污漬、微粒等微小缺陷,這些缺陷若不及時(shí)清理,會(huì)在后續(xù)的光刻、蝕刻等工藝中影響電路圖案的精度。在晶圓內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)檢測(cè)方面,超聲成像技術(shù)發(fā)揮重要作用,通過(guò)發(fā)射高頻超聲波,可穿透晶圓表層,對(duì)內(nèi)部的電路布線、摻雜區(qū)域、晶格缺陷等進(jìn)行成像檢測(cè)。例如在晶圓制造的中后段工藝中,利用 Wafer 晶圓顯微鏡可檢測(cè)電路層間的連接狀態(tài),判斷是否存在斷線、短路等問(wèn)題。通過(guò)這種各個(gè)方面的檢測(cè)方式,Wafer 晶圓顯微鏡能夠幫助半導(dǎo)體制造商在晶圓生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量管控,及時(shí)剔除不合格晶圓,降低后續(xù)芯片制造的成本損失,提升整體生產(chǎn)良率。斷層超聲顯微鏡揭示地質(zhì)結(jié)構(gòu)信息。上海C-scan超聲顯微鏡設(shè)備價(jià)格

SAM 超聲顯微鏡具備多種成像模式,其中 A 掃描與 B 掃描模式在缺陷檢測(cè)中應(yīng)用方方面面,可分別獲取單點(diǎn)深度信息與縱向截面缺陷分布軌跡,滿足不同檢測(cè)需求。A 掃描模式是基礎(chǔ)成像模式,通過(guò)向樣品某一點(diǎn)發(fā)射聲波,接收反射信號(hào)并轉(zhuǎn)化為波形圖,波形圖的橫坐標(biāo)表示時(shí)間(對(duì)應(yīng)樣品深度),縱坐標(biāo)表示信號(hào)強(qiáng)度,技術(shù)人員可通過(guò)波形圖的峰值位置判斷缺陷的深度,通過(guò)峰值強(qiáng)度判斷缺陷的大小與性質(zhì),適用于單點(diǎn)缺陷的精細(xì)定位。B 掃描模式則是在 A 掃描基礎(chǔ)上,將探頭沿樣品某一方向移動(dòng),連續(xù)采集多個(gè) A 掃描信號(hào),再將這些信號(hào)按位置排列,形成縱向截面圖像,圖像的橫坐標(biāo)表示探頭移動(dòng)距離,縱坐標(biāo)表示樣品深度,可直觀呈現(xiàn)沿移動(dòng)方向的缺陷分布軌跡,如芯片內(nèi)部的裂紋走向、分層范圍等。兩種模式結(jié)合使用,可實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷的 “點(diǎn)定位 + 面分布” 各個(gè)方面分析,提升檢測(cè)的準(zhǔn)確性與全面性。焊縫超聲顯微鏡結(jié)構(gòu)超聲掃描顯微鏡需具備 μm 級(jí)掃描精度,能對(duì)芯片內(nèi)部金線鍵合、焊盤連接等微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行完整性檢測(cè)。

傳統(tǒng)超聲檢測(cè)設(shè)備的探頭通常為單陣元,檢測(cè)時(shí)需通過(guò)機(jī)械移動(dòng)調(diào)整波束方向,面對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)件(如具有曲面、多通道的工業(yè)部件)時(shí),不僅操作繁瑣,還易出現(xiàn)檢測(cè)盲區(qū)。相控陣超聲顯微鏡則采用多陣元探頭設(shè)計(jì),每個(gè)陣元可自主控制發(fā)射超聲信號(hào)的相位與幅度。通過(guò)預(yù)設(shè)的相位控制算法,設(shè)備能靈活調(diào)整超聲波束的偏轉(zhuǎn)角度與聚焦深度,無(wú)需頻繁移動(dòng)探頭即可覆蓋檢測(cè)區(qū)域。例如在航空航天領(lǐng)域檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí),相控陣超聲顯微鏡可通過(guò)波束偏轉(zhuǎn),一次性完成對(duì)葉片曲面不同位置的檢測(cè),同時(shí)通過(guò)動(dòng)態(tài)聚焦保證各檢測(cè)點(diǎn)的成像分辨率。這種技術(shù)特性使其檢測(cè)效率相較于傳統(tǒng)設(shè)備提升 3 - 5 倍,同時(shí)有效減少檢測(cè)盲區(qū),提升檢測(cè)準(zhǔn)確性。
全自動(dòng)超聲掃描顯微鏡如何實(shí)現(xiàn)缺陷定位?解答1:缺陷定位依賴聲波傳播時(shí)間差與三維坐標(biāo)映射技術(shù)。設(shè)備通過(guò)換能器發(fā)射超聲波并記錄反射波到達(dá)時(shí)間,結(jié)合已知材料中的聲速(如鋁合金中6420m/s),可計(jì)算缺陷深度。同時(shí),掃描機(jī)構(gòu)搭載高精度線性編碼器(定位精度±1μm),實(shí)時(shí)反饋換能器在X/Y軸的位置信息。系統(tǒng)將深度數(shù)據(jù)與平面坐標(biāo)融合,生成缺陷的三維空間坐標(biāo)。例如,檢測(cè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片時(shí),可精細(xì)定位0.5mm深度的微裂紋,誤差范圍±0.02mm。關(guān)于空洞超聲顯微鏡的缺陷數(shù)據(jù)庫(kù)與合規(guī)性報(bào)告生成。

3D打印金屬零件內(nèi)部易產(chǎn)生孔隙,超聲顯微鏡通過(guò)C-Scan模式可量化孔隙率。某案例中,國(guó)產(chǎn)設(shè)備對(duì)鈦合金零件進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)0.5mm3孔隙群,通過(guò)三維重構(gòu)功能生成孔隙分布云圖。其檢測(cè)結(jié)果與CT掃描一致性達(dá)95%,且檢測(cè)成本降低80%,適用于3D打印批量質(zhì)檢。高性能陶瓷內(nèi)部裂紋影響電子器件可靠性,C-Scan模式通過(guò)平面投影成像可檢測(cè)0.1mm寬裂紋。某案例中,國(guó)產(chǎn)設(shè)備采用150MHz探頭對(duì)AMB陶瓷基板進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)燒結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生的微裂紋,通過(guò)聲速映射技術(shù)確認(rèn)裂紋深度達(dá)0.3mm。其檢測(cè)效率較X射線提升10倍,且無(wú)需輻射防護(hù)。超聲顯微鏡軟件功能強(qiáng)大,支持?jǐn)?shù)據(jù)分析。上海C-scan超聲顯微鏡設(shè)備
超聲顯微鏡系統(tǒng)集成設(shè)備、軟件于一體。上海C-scan超聲顯微鏡設(shè)備價(jià)格
SAM 超聲顯微鏡(即掃描聲學(xué)顯微鏡)憑借高頻聲波(5-300MHz)的高穿透性與分辨率,成為半導(dǎo)體封裝檢測(cè)的主要設(shè)備,其主要應(yīng)用場(chǎng)景聚焦于 Die 與基板接合面的分層缺陷分析。在半導(dǎo)體封裝流程中,Die(芯片主要)通過(guò)粘結(jié)劑與基板連接,若粘結(jié)過(guò)程中存在氣泡、膠體固化不均等問(wèn)題,易形成分層缺陷,這些缺陷會(huì)導(dǎo)致芯片散熱不良、信號(hào)傳輸受阻,嚴(yán)重時(shí)引發(fā)器件失效。SAM 超聲顯微鏡通過(guò)壓電換能器發(fā)射高頻聲波,當(dāng)聲波遇到 Die 與基板的接合面時(shí),正常粘結(jié)區(qū)域因聲阻抗匹配度高,反射信號(hào)弱;分層區(qū)域因存在空氣間隙(聲阻抗遠(yuǎn)低于固體材料),反射信號(hào)強(qiáng),在成像中呈現(xiàn)為高亮區(qū)域,技術(shù)人員可通過(guò)圖像灰度差異快速定位分層位置,并結(jié)合信號(hào)強(qiáng)度判斷分層嚴(yán)重程度,為封裝工藝優(yōu)化提供關(guān)鍵依據(jù)。上海C-scan超聲顯微鏡設(shè)備價(jià)格