C-scan超声显微镜仪器

    超声扫描：穿透晶圆的“**眼”传统光学检测（AOI）受限于光波波长，X射线检测（X-Ray）难以分辨微小分层，而超声扫描显微镜（SAT）通过高频超声波（5MHz-70MHz）的穿透特性，实现了对键合界面的“无损解剖”：工作原理：超声波以去离子水为耦合介质，穿透晶圆时遇到空洞、裂纹等缺陷会反射回波，设备通过分析回波信号的幅度、时间差，生成内部缺陷的3D声学图像。**优势：穿透力强：可检测12英寸晶圆内部微米级缺陷，覆盖硅-硅、硅-玻璃、金属-陶瓷等异质键合界面。无损检测：避免传统破坏性检测（如剖面分析）对样品的损耗，支持100%在线抽检。多层成像：支持A/B/C/T扫描模式，可分层显示键合界面、焊点、金属互连层的缺陷分布。突破三大检测痛点，重塑先进封装质量标准痛点1：微米级缺陷的**识别在HBM芯片的TSV（硅通孔）键合中，直径*5μm的空洞即可导致信号传输中断。骄成超声Wafer400系列设备采用30MHz高频探头，配合亚微米级聚焦技术，可清晰捕捉键合界面中直径≥2μm的缺陷，检测灵敏度较传统设备提升3倍。痛点2：高速大批量检测需求针对，Wafer400系列支持四探头同步扫描，单片12英寸晶圆检测时间缩短至3分钟以内，较进口设备效率提升40%。MEMS（微机电系统）芯片封装的结构完整性检测，超声显微镜能发现微小结构异常，防止芯片失效。C-scan超声显微镜仪器

SAM 超声显微镜具备多种成像模式，其中 A 扫描与 B 扫描模式在缺陷检测中应用方方面面，可分别获取单点深度信息与纵向截面缺陷分布轨迹，满足不同检测需求。A 扫描模式是基础成像模式，通过向样品某一点发射声波，接收反射信号并转化为波形图，波形图的横坐标表示时间（对应样品深度），纵坐标表示信号强度，技术人员可通过波形图的峰值位置判断缺陷的深度，通过峰值强度判断缺陷的大小与性质，适用于单点缺陷的精细定位。B 扫描模式则是在 A 扫描基础上，将探头沿样品某一方向移动，连续采集多个 A 扫描信号，再将这些信号按位置排列，形成纵向截面图像，图像的横坐标表示探头移动距离，纵坐标表示样品深度，可直观呈现沿移动方向的缺陷分布轨迹，如芯片内部的裂纹走向、分层范围等。两种模式结合使用，可实现对缺陷的 “点定位 + 面分布” 各个方面分析，提升检测的准确性与全面性。C-scan超声显微镜仪器陶瓷材料烧结质量评估用超声显微镜，其高对比度成像清晰区分孔隙与致密区域。

半导体制造车间通常有多台设备（如光刻机、刻蚀机、输送机械臂）同时运行，会产生持续的振动，若半导体超声显微镜无抗振动设计，振动会导致探头与样品相对位置偏移，影响扫描精度与检测数据稳定性。因此，该设备在结构设计上采用多重抗振动措施：首先，设备底座采用重型铸铁材质，增加整体重量，降低共振频率，减少外部振动对设备的影响；其次，探头与扫描机构之间设置减震装置（如空气弹簧、减震橡胶），可有效吸收振动能量，确保探头在扫描过程中保持稳定；之后，设备内部的信号采集与处理模块采用抗干扰设计，避免振动导致的电路接触不良或信号波动。此外，设备还会进行严格的振动测试，确保在车间常见的振动频率（1-50Hz）与振幅（≤0.1mm）范围内，检测数据的重复性误差≤1%，满足半导体制造对检测精度的严苛要求，确保在复杂的车间环境中仍能稳定运行，提供可靠的检测结果。

    系统成功识别出Metal2层中直径*5μm的埋孔空洞，助力客户将良率从89%提升至。3.非破坏性检测，保障晶圆完整性区别于X射线与电子束检测的辐射损伤风险，超声扫描通过水浸式耦合技术，以纯水为介质传递声波，避免对晶圆表面光刻胶、金属层的物理损伤。这一特性使其成为**封装工艺中“在线检测”的优先方案，已通过台积电、三星等头部企业的严苛可靠性验证。4.智能数据平台，实现“检测-分析-优化”闭环系统内置WaferMap缺陷分布热力图功能，可实时生成缺陷位置、类型、密度统计报告，并与MES系统联动，自动调整上游工艺参数。例如，当检测到TSV通孔空洞率超标时，系统将触发蚀刻设备补偿程序，将工艺优化周期从72小时缩短至8小时。三、行业应用：从晶圆键合到AI芯片堆叠的全场景覆盖晶圆键合检测：针对3D封装中铜-铜键合、混合键合等工艺，系统可检测键合界面1μm级脱层，检测精度达±μm。TSV通孔验证：通过高频超声波穿透硅通孔，识别孔内金属填充缺陷，支持8层以上堆叠芯片检测，满足HBM存储芯片制造需求。**封装气密性测试：检测、Bumping凸点下的微小空洞，保障芯片长期可靠性。芯纪源采用超声检测技术后，芯片微裂纹检出率从30%提升至90%，良品率提高15%，市场份额增长5%。

穿透晶圆“黑箱”：超声扫描的三大主要作用1.缺陷可视化：从“盲人摸象”到“成像”传统检测手段（如X-Ray、红外热成像）受限于材料密度差异或穿透深度不足，难以识别晶圆内部的多层结构缺陷。而超声扫描通过高频声波（50-300MHz）穿透晶圆，利用不同材料界面反射信号的时差与强度差异，可准确定位：键合层缺陷：、微凸点（Microbump）间的气泡（Void）、分层（Delamination）；材料内部裂纹：SiC功率器件中因热应力导致的基体裂纹；工艺残留杂质：光刻胶残留、蚀刻不均匀等制造偏差。芯纪源案例：某头部车企的IGBT模块封装产线中，CrystalScan系列设备成功检测出传统X-Ray漏检的μm级键合层气泡，将产品失效率从，单条产线年节约成本超2000万元。2.无损检测：守护晶圆“生命线”相较于机械探针的物理接触或激光扫描的局部热效应，超声扫描通过非接触式声波探测，避免了对晶圆的二次损伤，尤其适用于：柔性晶圆（FlexibleWafer）：如OLED驱动芯片用的聚酰亚胺基板；第三代半导体材料：SiC、GaN等脆性材料，传统检测易引发隐性裂纹；高价值晶圆：12英寸先进制程晶圆单片价值超10万美元，无损检测是刚需。芯纪源技术突破：自主研发的低应力超声耦合技术。塑料制品内部气泡检测靠超声显微镜，其穿透不透明材料的能力可定位微小气孔。上海空洞超声显微镜操作

在晶圆的光刻胶检测中，超声显微镜能发现光刻胶中的气泡、杂质等缺陷，确保光刻质量。C-scan超声显微镜仪器

陶瓷基板的烧结过程需严格控制温度与时间，否则易产生内部缺陷。超声扫描仪通过实时监测烧结过程中的声波传播特性，为工艺优化提供数据支持。例如，在氧化铝陶瓷基板烧结中，超声波速度与材料密度呈正相关，通过连续扫描可绘制烧结进度曲线，精细判断致密化完成时间。某企业引入超声扫描仪后，将烧结周期缩短20%，同时将产品良率从85%提升至95%。此外，超声扫描仪还可检测烧结后的残余应力，通过分析声波频移数据，指导后续热处理工艺，避免因应力集中导致的基板开裂，***提升产品稳定性。C-scan超声显微镜仪器