為不同半導(dǎo)體工藝節(jié)點(diǎn)選擇Infratec設(shè)備，關(guān)鍵在于匹配缺陷的物理尺度、熱信號(hào)強(qiáng)度以及分析的深度要求。下面這個(gè)表格匯總了針對(duì)不同工藝節(jié)點(diǎn)的核心考量與推薦型號(hào)，你可以快速了解其對(duì)應(yīng)關(guān)系。
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工藝節(jié)點(diǎn)范圍? |
核心挑戰(zhàn)與缺陷類型? |
推薦Infratec型號(hào)/技術(shù)? |
關(guān)鍵技術(shù)原理與選型依據(jù)? |
典型應(yīng)用場景? |
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≥28nm 成熟制程? |
缺陷尺寸相對(duì)較大，熱信號(hào)較強(qiáng)。 |
VarioCAM® hr 系列? |
高性價(jià)比的非制冷紅外熱像儀，熱靈敏度可達(dá)0.035℃。足以檢測(cè)由焊接空洞、導(dǎo)線斷裂等引起的明顯熱點(diǎn)。 |
IC封裝層級(jí)的質(zhì)量控制、PCB板級(jí)故障定位、功率器件散熱分析。 |
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28nm - 5nm 先進(jìn)制程? |
納米級(jí)缺陷（如柵極漏電）、微弱的熱信號(hào)。 |
ImageIR 系列 (鎖相熱成像 LIT)? |
采用鎖相熱成像技術(shù)，通過周期性激勵(lì)和相敏檢測(cè)，從強(qiáng)噪聲中提取微弱的熱信號(hào)，靈敏度可達(dá)0.001℃級(jí)。 |
精準(zhǔn)定位芯片內(nèi)部納米級(jí)的短路、漏電點(diǎn)，以及3D堆疊芯片的層間熱阻分析。 |
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≤5nm 尖端制程 (如3nm, 2nm)及第三代半導(dǎo)體? |
原子級(jí)缺陷，極其微弱的熱/光發(fā)射信號(hào)。 |
高端熱成像顯微鏡 (如ImageIR 9500) 結(jié)合 Thermal EMMI 技術(shù)? |
集成了高靈敏度制冷型探測(cè)器（如MCT），結(jié)合光發(fā)射顯微鏡和熱發(fā)射顯微鏡，可同時(shí)捕捉缺陷點(diǎn)的微光發(fā)射和熱信號(hào)，實(shí)現(xiàn)超高精度定位。 |
第三代半導(dǎo)體（GaN, SiC）器件的材料缺陷分析、FinFET/GAA晶體管架構(gòu)的失效分析、超低電壓下的泄漏電流檢測(cè)。 |
※ 關(guān)鍵選型因素深度解析
在實(shí)際選型時(shí)，除了工藝節(jié)點(diǎn)，還需綜合評(píng)估以下幾方面：
1. 熱靈敏度與信噪比
工藝節(jié)點(diǎn)越先進(jìn)，晶體管的工作電壓越低，泄漏電流等產(chǎn)生的熱信號(hào)越微弱。鎖相熱成像技術(shù)能通過相位敏感檢測(cè)有效抑制背景噪聲，是檢測(cè)亞微米級(jí)缺陷的關(guān)鍵。對(duì)于5nm及以下節(jié)點(diǎn)，必須選擇配備高性能制冷型探測(cè)器和鎖相放大功能的系統(tǒng)。
2. 空間分辨率與放大光學(xué)
需要確保熱像儀的空間分辨率足以分辨單個(gè)晶體管或微小缺陷的熱點(diǎn)。對(duì)于納米級(jí)結(jié)構(gòu)，Infratec的高端型號(hào)會(huì)配備高數(shù)值孔徑的顯微紅外物鏡，有些還支持微掃模式，可將有效像素提升至2560x1440級(jí)別，以滿足高分辨率成像需求。
3. 分析功能與深度剖析能力
? 動(dòng)態(tài)分析：高幀頻的紅外熱像儀能夠捕捉芯片在啟動(dòng)、運(yùn)行不同任務(wù)時(shí)納秒級(jí)的熱變化過程，對(duì)于分析動(dòng)態(tài)功耗和瞬時(shí)熱點(diǎn)至關(guān)重要。
? 深度分析：鎖相熱成像的另一個(gè)強(qiáng)大功能是深度剖析。通過調(diào)節(jié)激勵(lì)信號(hào)的頻率，低頻熱波可以穿透到芯片更深層，從而對(duì)3D堆疊封裝的不同芯片層或晶圓的亞表面缺陷進(jìn)行分層掃描和定位。
4. 樣品適配性與無損要求
確認(rèn)設(shè)備是否支持你所需檢測(cè)的樣品尺寸和封裝形式。Infratec的熱成像系統(tǒng)通常具備非接觸、無損檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)，這在整個(gè)失效分析流程中非常重要，能夠在進(jìn)行物理剖片前快速鎖定故障區(qū)域。
※ 總結(jié)與建議
選擇Infratec設(shè)備時(shí)，工藝節(jié)點(diǎn)是最重要的初始判斷依據(jù)，但最終決策應(yīng)基于你對(duì)缺陷檢測(cè)靈敏度、空間分辨率、分析深度以及特定應(yīng)用場景的綜合需求。
