半導(dǎo)體制程逐步邁入3納米及更先進(jìn)階段,芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)愈發(fā)復(fù)雜密集,供電電壓不斷降低,微觀熱行為對(duì)器件性能的影響日益明顯。在這一背景下,致晟光電熱紅外顯微鏡應(yīng)運(yùn)而生,并在傳統(tǒng)熱發(fā)射顯微技術(shù)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了深度優(yōu)化與迭代。該設(shè)備專(zhuān)為應(yīng)對(duì)先進(jìn)制程中的熱管理挑戰(zhàn)而設(shè)計(jì),能夠在芯片設(shè)計(jì)驗(yàn)證、失效排查及性能優(yōu)化等關(guān)鍵環(huán)節(jié)中提供精密、可靠的熱成像支持。通過(guò)對(duì)微觀熱信號(hào)的高靈敏度捕捉,致晟光電熱紅外顯微鏡為研發(fā)人員呈現(xiàn)出清晰的熱分布圖譜,有助于深入理解芯片內(nèi)部的熱演化過(guò)程,從而更有效地推動(dòng)相關(guān)技術(shù)研究與產(chǎn)品迭代。熱紅外顯微鏡成像儀分辨率可達(dá)微米級(jí)別,能清晰呈現(xiàn)微小樣品表面的局部熱點(diǎn)與低溫區(qū)域。自銷(xiāo)熱紅外顯微鏡探測(cè)器
隨著半導(dǎo)體器件向先進(jìn)封裝(如 2.5D/3D IC、Chiplet 集成)方向發(fā)展,傳統(tǒng)失效分析方法在穿透力和分辨率之間往往存在取舍。而 Thermal EMMI 在這一領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì),它能夠透過(guò)硅層或封裝材料觀測(cè)內(nèi)部熱點(diǎn)分布,并在不破壞結(jié)構(gòu)的情況下快速鎖定缺陷位置。對(duì)于 TSV(硅通孔)結(jié)構(gòu)中的漏電、短路或工藝缺陷,Thermal EMMI 結(jié)合多波段探測(cè)和長(zhǎng)時(shí)間積分成像,可在微瓦級(jí)功耗下識(shí)別異常點(diǎn),極大減少了高價(jià)值樣品的損壞風(fēng)險(xiǎn)。這一能力讓 Thermal EMMI 成為先進(jìn)封裝良率提升的重要保障,也為后續(xù)的物理剖片提供精確坐標(biāo),從而節(jié)省分析時(shí)間與成本。實(shí)時(shí)成像熱紅外顯微鏡技術(shù)參數(shù)熱紅外顯微鏡成像:可疊加光學(xué)顯微圖像,實(shí)現(xiàn) “熱 - 光” 關(guān)聯(lián)分析,明確樣品熱異常對(duì)應(yīng)的微觀結(jié)構(gòu)。
在半導(dǎo)體芯片的研發(fā)與生產(chǎn)全流程中,失效分析(FailureAnalysis,FA)是保障產(chǎn)品可靠性與性能的重要環(huán)節(jié)。芯片內(nèi)部的微小缺陷,如漏電、短路、靜電損傷等,通常難以通過(guò)常規(guī)檢測(cè)手段識(shí)別,但這類(lèi)缺陷可能導(dǎo)致整個(gè)芯片或下游系統(tǒng)失效。為實(shí)現(xiàn)對(duì)這類(lèi)微小缺陷的精確定位,蘇州致晟光電科技有限公司研發(fā)的ThermalEMMI熱紅外顯微鏡(業(yè)界也稱(chēng)之為熱發(fā)射顯微鏡),憑借針對(duì)性的技術(shù)能力滿足了這一需求,目前已成為半導(dǎo)體工程師開(kāi)展失效分析工作時(shí)不可或缺的設(shè)備。
紅外線介于可見(jiàn)光和微波之間,波長(zhǎng)范圍0.76~1000μm。凡是高于jd零度(0 K,即-273.15℃)的物質(zhì)都可以產(chǎn)生紅外線,也叫黑體輻射。
由于紅外肉眼不可見(jiàn),要察覺(jué)這種輻射的存在并測(cè)量其強(qiáng)弱離不開(kāi)紅外探測(cè)器。1800年英國(guó)天文學(xué)家威廉·赫胥爾發(fā)現(xiàn)了紅外線,隨著后續(xù)對(duì)紅外技術(shù)的不斷研究以及半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,紅外探測(cè)器得到了迅猛的發(fā)展,先后出現(xiàn)了硫化鉛(PbS)、碲化鉛(PbTe)、銻化銦(InSb)、碲鎘汞(HgCdTe,簡(jiǎn)稱(chēng)MCT)、銦鎵砷(InGaAs)、量子阱(QWIP)、二類(lèi)超晶格(type-II superlattice,簡(jiǎn)稱(chēng)T2SL)、量子級(jí)聯(lián)(QCD)等不同材料紅外探測(cè)器等 針對(duì)消費(fèi)電子芯片,Thermal EMMI 助力排查因封裝散熱不良導(dǎo)致的局部熱失效問(wèn)題。
從傳統(tǒng)熱發(fā)射顯微鏡到致晟光電熱紅外顯微鏡的技術(shù)進(jìn)化,不只是觀測(cè)精度與靈敏度的提升,更實(shí)現(xiàn)了對(duì)先進(jìn)制程研發(fā)需求的深度適配。它以微觀熱信號(hào)為紐帶,串聯(lián)起芯片設(shè)計(jì)、制造與可靠性評(píng)估全流程。在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)助力優(yōu)化熱布局,制造階段輔助排查熱相關(guān)缺陷,可靠性評(píng)估時(shí)提供精細(xì)熱數(shù)據(jù)。這種全鏈條支撐,為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)突破先進(jìn)制程的熱壁壘提供了扎實(shí)技術(shù)保障,助力研發(fā)更小巧、運(yùn)算更快、性能更可靠的芯片,推動(dòng)其從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)穩(wěn)步邁向量產(chǎn)應(yīng)用。熱紅外顯微鏡工作原理:利用紅外光學(xué)透鏡組收集樣品熱輻射,經(jīng)分光系統(tǒng)分光后,由探測(cè)器接收并輸出熱信息。制冷熱紅外顯微鏡用戶(hù)體驗(yàn)
熱紅外顯微鏡應(yīng)用于光伏行業(yè),可檢測(cè)太陽(yáng)能電池片微觀區(qū)域的熱損耗,助力提升電池轉(zhuǎn)換效率。自銷(xiāo)熱紅外顯微鏡探測(cè)器
對(duì)于3D封裝產(chǎn)品,傳統(tǒng)的失效點(diǎn)定位往往需要采用逐層去層的方法,一層一層地進(jìn)行異常排查與確認(rèn),不僅耗時(shí)長(zhǎng)、人工成本高,還存在對(duì)樣品造成不可逆損傷的風(fēng)險(xiǎn)。借助Thermal EMMI設(shè)備,可通過(guò)檢測(cè)失效點(diǎn)熱輻射在傳導(dǎo)過(guò)程中的相位差,推算出失效點(diǎn)在3D封裝結(jié)構(gòu)中的深度位置(Z軸方向)。這一方法能夠在不破壞封裝的前提下,快速判斷失效點(diǎn)所在的芯片層級(jí),實(shí)現(xiàn)高效、精細(xì)的失效定位。如圖7所示,不同深度空間下失效點(diǎn)與相位的關(guān)系為該技術(shù)提供了直觀的參考依據(jù)。自銷(xiāo)熱紅外顯微鏡探測(cè)器