來自德國的卡爾蔡司已有177年歷史，為全球唯一一家提供光學顯微鏡、電子顯微鏡及3D X-ray顯微鏡三大領域研發製造的顯微鏡解決方案先驅。蔡司的經驗與技術實力傲人，在顯微鏡製造領域為各行各業提供啟發靈感的專業解決方案，不僅限於顯微鏡本身，還包含完整的分析軟體及客製化服務，協助客戶達到卓越的成效。

近年來，台灣半導體技術持續蓬勃發展，成為全球供應鏈中不可或缺的一環。客戶面臨的挑戰也日益艱鉅，需要以不同的方式思考，從多角度解決問題。蔡司顯微鏡事業部於2021年開始在台灣直營，以更近距離聆聽客戶需求，並迅速協助客戶解決難題，客戶的成功即是蔡司的成功。

隨著高性能運算的需求，半導體先進封裝技術面臨著日益增大的樣品尺寸和厚度，以及迅速增長的分析需求。然而，現有的分析設備已難以滿足這些挑戰。為了協助客戶應對這一變化，蔡司顯微鏡解決方案部推出卓越的AI技術，為3D X-Ray顯微鏡上搭載名為「DeepScout」的重構軟體，以及針對半導體先進封裝的解決方案「SIVA（Sample In Volume Analysis）」，成為半導體研發的最佳夥伴。

DeepScout打造半導體研發的利器

高效重構，解決難題，效率提升百倍以上

在各種顯微鏡中，高解析度的影像視野通常受到限制，而大視野卻無法達到所需的解析度，這兩者之間的平衡是使用者常常面臨的考量。3D X-Ray顯微鏡透過拍攝樣品180度的2D投影照片，再利用這些照片進行3D體積影像的重構。

而DeepScout則運用AI中的深度學習技術，改進了重構過程，學習3D X-Ray顯微鏡高解析度掃描影像中的特徵，再透過點擴散函數還原大視野掃描影像中的細節，讓高解析度和大視野不再是二選一的難題。

透過DeepScout技術，工作效率可提高125倍，同時達成效率與品質雙贏的目標。以A12晶片拍攝為例，高解析度掃描使用體素尺寸2.1μm，視野範圍為6.3乘4.2mm；而大視野掃描則使用體素尺寸為10μm，視野範圍為30乘20mm。

圖一 : DeepScout軟體運用AI中的深度學習技術，改進了重構過程，同時達成效率與品質雙贏的目標。（source：Zeiss）

然而，透過DeepScout技術深度學習後，將大視野掃描直接重構成體素尺寸2.1μm，視野範圍維持在30乘20mm。這不僅節省大量時間，也確保掃描結果的高品質。相比傳統方式，可至少提高125倍的掃描效率，且省去了拼接所需的重疊掃瞄範圍的考慮。

SIVA技術助精準解析大體積樣品缺陷

尋找大體積樣品中的缺陷位置並進行缺陷分析，就像尋找海中的一根針般困難。然而，蔡司為此提供最佳的顯微鏡解決方案—SIVA（Sample In Volume Analysis）。這項技術利用3D X-Ray顯微鏡觀察樣品內部結構，精準定位失效位置，並將相關訊息傳送到蔡司獨有的fs Laser FIB-SEM系統（Crossbeam Laser），再利用Crossbeam Laser快速切割至失效位置，進而透過超高解析度的電子顯微鏡觀察失效位置，不僅極大提升了工作效率，更令缺陷無所遁形。

舉例來說，將SIVA應用於手機的3D封裝晶片上，該晶片內含覆晶黏晶鍵合、銲錫凸塊和基板連接，以及打線和另一晶粒接合。利用Crossbeam Laser，成功精準切斷特定打線，且不影響其他區域及下方的晶粒，這是一個極為成功的應用案例。

使用SIVA技術，首先進行3D X-Ray顯微鏡的大視野影像拍攝，整體掃描範圍為12mm乘12mm，體素尺寸為12μm，掃描時間僅需28分鐘。接著，在感興趣的區域以高解析度的參數設定取得目標打線的3D影像，此次掃描範圍為2mm乘2mm，體素尺寸落在2μm，掃描時間為2小時。

最後，使用Crossbeam Laser進行定位，在fs laser的加持下，僅花費20秒時間就能切割大小為100μm乘100μm乘150μm的體積，以精準切斷深藏在封裝內的打線，而且完全不損傷附近的打線和下方的晶粒。之後可借助電子顯微鏡進行更進一步的觀察和分析。

圖二 : IC封裝失效分析涵蓋了從電性和功能測試、檢查、排除、高解析度成像到破壞性失效分析等多個階段的工作流程。（source：Zeiss）

蔡司擁有177年的顯微鏡經驗，技術根基與時俱進，結合人工智慧和關聯技術，大幅改善顯微鏡操作作業流程，並提高失效分析的成功率。

（文章來源：卡爾蔡司股份有限公司台灣分公司）