在半導體封裝制造、微型電子元件檢測、射頻器件研發等精密電子領域,對芯片鍵合線、封裝膠體、引腳等微觀結構的 3D 輪廓測量要求嚴苛,Sensofar 新型共聚焦白光干涉輪廓儀 S neox 憑借高分辨率測量能力與半導體行業適配設計,成為封裝質量把控的實用工具,助力企業提升半導體產品的可靠性與良率。
一、產品細節:半導體場景定制設計
S neox 針對半導體檢測場景進行了多項定制化優化,機身外殼采用防靜電材質(表面電阻 10?~10?Ω),符合半導體潔凈室的防靜電要求,避免靜電對芯片、晶圓等敏感樣品造成損傷。機身尺寸保持 600mm×500mm×750mm 的緊湊設計,可輕松放入 Class 1000 級潔凈室,底部配備可鎖定的防靜電萬向輪,方便在潔凈室內移動與固定,同時避免移動過程中產生粉塵。
樣品臺新增 “晶圓專用定位" 功能,配備 6 英寸、8 英寸晶圓專用載盤,載盤表面設有真空吸附孔,可通過負壓牢固固定晶圓,防止測量過程中晶圓移位;載盤邊緣刻有精準的定位刻度,配合軟件中的 “晶圓坐標系統",能快速定位晶圓上的芯片單元(Die),實現批量芯片的自動化檢測。樣品臺還支持 “傾斜微調"(±5°),可通過軟件控制調整樣品臺角度,確保芯片鍵合線、引腳等傾斜結構能以優良角度成像,提升測量精度。
光學系統采用 “防塵防霧" 雙防護設計,鏡頭表面鍍有防霧涂層,在潔凈室恒溫恒濕環境中(溫度 23℃±2℃,濕度 45%±5%)不易產生霧氣;光學艙內部配備微型除濕模塊,可將艙內濕度控制在 30% 以下,避免水汽影響光學元件性能。鏡頭接口兼容半導體檢測專用的長工作距離物鏡(工作距離 8mm),可在不接觸封裝膠體的前提下,測量芯片內部的鍵合線高度與間距,減少樣品損傷風險。
操作界面新增 “半導體檢測模式",界面中預設了鍵合線測量、封裝膠體缺陷檢測、引腳共面度測量等專用功能模塊,操作人員無需手動設置復雜參數,只需選擇對應模塊即可啟動檢測,大幅縮短操作時間。設備還配備潔凈室專用的防水防塵觸控筆,避免操作人員直接觸摸屏幕造成污染,符合潔凈室操作規范。
二、產品性能:微觀結構精準測量
S neox 的共聚焦模塊在半導體檢測中表現突出,采用高穩定性 LED 白光光源(光譜波動 ±1.5%),配合 100x 高倍率物鏡,橫向分辨率可達 0.12μm,能清晰捕捉芯片鍵合線的表面紋理(如金線的拉絲痕跡)、封裝膠體的微小氣泡(直徑≥5μm)、引腳的氧化層缺陷等細節。光源還支持 “局部光強調節",可針對封裝膠體與鍵合線的反射率差異(膠體反射率低、金線反射率高),單獨調節測量區域的光強,確保不同材質區域均能清晰成像。
白光干涉模塊針對半導體微觀結構優化了 “臺階高度測量算法",能精準測量鍵合線的弧高(測量范圍 10μm~500μm,誤差 ±0.2μm)、鍵合點與芯片表面的高度差(誤差 ±0.1μm),以及封裝膠體與引腳之間的臺階高度,這些參數直接影響半導體封裝的電氣性能與機械可靠性??v向測量分辨率保持 0.1nm,可檢測封裝膠體表面的微小凹陷(深度≥10nm),避免因膠體缺陷導致芯片受潮、受污染。
設備還具備 “自動聚焦跟蹤" 功能,在批量芯片檢測過程中,若晶圓存在輕微翹曲,軟件會實時調整鏡頭焦距,確保每個芯片單元的成像清晰度一致,避免因晶圓翹曲導致的測量誤差。針對引腳共面度測量,S neox 支持 “多點同步測量",可同時測量多個引腳的高度,計算引腳的共面度誤差(如最大高度差、平均高度差),效率較傳統單點測量提升 3 倍以上。
三、用材與參數:半導體級部件保障
核心部件選用半導體檢測專用材質,光學鏡頭采用超低色散石英玻璃,相較于普通光學玻璃,石英玻璃在半導體檢測常用的 450nm~650nm 波段透光率更高(達 98% 以上),且熱膨脹系數更低(5.5×10??/℃),在潔凈室溫度波動環境中仍能保持光學性能穩定,確保測量數據一致性。鏡頭鏡筒采用鈦合金材質,重量輕且無磁性,避免對磁性材料樣品(如某些芯片的磁性元件)造成干擾。
樣品臺導軌采用半導體級精密滾珠絲杠,絲杠材質為高強度不銹鋼(SUS316L),表面經過電解拋光處理,粗糙度達 Ra0.02μm,不易產生粉塵,符合潔凈室要求;導軌驅動電機選用無刷伺服電機,運行過程中無粉塵排放,且噪音低于 50dB,適合潔凈室安靜的工作環境。測量軟件內置半導體行業常用的測量標準(如 JEDEC JESD22-B108 鍵合線可靠性測試標準),確保測量結果符合行業規范。
以下為 S neox 半導體檢測場景核心參數表:
四、用途與使用說明:覆蓋半導體封裝全流程
S neox 在半導體封裝領域的用途廣泛,在封裝前檢測中,可測量晶圓表面的平整度(PV 值)、芯片單元的厚度均勻性,確保晶圓符合封裝要求;在鍵合工藝檢測中,能測量鍵合線的弧高、線徑、鍵合點直徑,判斷鍵合工藝是否達標,避免因鍵合線過短導致接觸不良、過長導致信號延遲;在封裝膠體檢測中,可檢測膠體表面的缺陷(如凹陷、劃痕、氣泡),測量膠體厚度均勻性,確保膠體能有效保護芯片;在引腳檢測中,能測量引腳的共面度、引腳高度、引腳間距,避免因引腳共面度差導致焊接不良。
半導體場景下的使用說明如下:首先將設備移至潔凈室,連接防靜電接地裝置,打開設備電源與半導體專用測量軟件,軟件會自動檢測防靜電狀態與潔凈室環境參數(溫度、濕度),若參數符合要求,進入檢測界面;選擇 “晶圓檢測" 模塊,將晶圓放置在專用載盤上,啟動真空吸附固定,通過軟件中的 “晶圓定位" 功能,輸入晶圓直徑與芯片單元尺寸,軟件自動生成檢測路徑;選擇物鏡倍率(鍵合線測量選 100x,引腳檢測選 50x),設置檢測參數(如鍵合線弧高測量范圍、缺陷檢測閾值);點擊 “自動檢測",設備會按照預設路徑依次測量每個芯片單元,同步記錄鍵合線高度、缺陷位置、引腳共面度等數據;檢測完成后,軟件自動生成檢測報告,報告中包含合格芯片數量、不合格芯片位置與原因(如鍵合線弧高超標、膠體氣泡),可直接導出至半導體 MES 系統,用于生產工藝優化與質量追溯。
使用過程中需注意,晶圓放置前需通過潔凈室專用的無塵布擦拭載盤,去除表面雜質;測量不同材質樣品(如金線、銅線鍵合線)時,需在軟件中選擇對應材質的測量參數,確保測量精度;設備每周需在潔凈室中進行一次鏡頭清潔,使用專用的無塵鏡頭紙與鏡頭清潔劑,避免損傷鏡頭涂層。
五、型號特點:半導體封裝的可靠選擇
作為 Sensofar 針對精密電子領域推出的型號,S neox 的核心優勢在于半導體場景的適配性與測量精度。其防靜電設計、潔凈室兼容能力,滿足半導體行業的特殊環境要求;晶圓專用定位、鍵合線測量等定制功能,精準匹配封裝檢測需求;與 MES 系統的兼容性,能融入半導體生產的質量管控體系,實現檢測數據的實時追溯與工藝優化。
無論是半導體封裝廠的批量檢測,還是半導體研發機構的工藝驗證,S neox 都能以穩定的性能、精準的測量與便捷的操作,為半導體產品質量把控提供有力支持,助力企業提升產品良率與市場競爭力。