蔡司為3D非破壞性X-ray成像增添智能重構以提升半導體封裝失效分析
前言：
全新疊代與深度學習重構演算法為蔡司Xradia Versa
與Xradia Context microCT系統大幅縮短掃描時間與提升成像品質
蔡司（ZEISS）今日宣布為其領先業界的Xradia Versa系列非破壞性3D X-Ray顯微鏡（XRM）以及Xradia Context 3D X-ray微電腦斷層掃描技術（microCT）系統，導入先進重構工具模組（Advanced Reconstruction Toolbox）。此一先進重構工具模組利用蔡司內部的演算法與獨特的工作流程，並結合高效能工作站，大幅改善3D成像重構的輸出率與成像品質，而這也是3D XRM進行失效分析（FA）不可或缺的步驟。其成果為更快取得需要的結果、提升FA的成功率，更為半導體先進封裝帶來全新的應用與工作流程。
先進重構工具模組具備一個工作站以及兩個模組，其中包含用於疊代重構的蔡司OptiRecon，以及首款市售用於顯微鏡應用的深度學習重構技術蔡司DeepRecon。
圖一_蔡司先進重構工具模組大幅改善3D X-Ray成像重構的輸出率與成像品質，而這也是進行封裝開發與失效分析不可或缺的步驟。先進重構工具模組具備兩個基於工作站的模組
，包含用於疊代重構的蔡司OptiRecon，以及首款市售用於顯微鏡應用的深度學習重構技術蔡司DeepRecon。
業界需要全新的重構技術
3D XRM已成為協助封裝失效根本原因調查的缺陷成像業界標準技術，原因是它具有獨特的功能，可以讓2D X-ray投影成像看不到的缺陷視覺化。在封裝FA中，快速取得結果與高FA成功率相當重要。因此，縮短成像所需時間同時維持成像品質，具有高度的價值。一般來說會使用Feldkamp-Davis-Kress（FDK）濾波反投影演算法，透過從不同樣本旋轉角度獲取的許多2D投影成像，重構成3D 體積檔案。為了提升輸出率，當成像曝光時間或拍攝投影次數減少時，FDK技術往往會導致成像品質的劣化。
全新蔡司先進重構工具模組提供包含OptiRecon與 DeepRecon兩種全新先進的重構引擎，可以帶來更快的掃描速度，同時保持或甚至提升成像品質，並為半導體先進封裝的失效與架構分析，達到更佳的對比雜訊比（contrast-to-noise ratios）。除了電子與半導體封裝外，先進重構工具模組也可以運用在無數的應用上，包括材料研究、生命科學與先進電池開發。
曾在電子產業擔任首席研究員的南韓Dongshin University教授J.H. Shim博士表示：「只有蔡司有辦法在如此短的掃描時間內，以少量的投影達成聚合物分離器的視覺化。OptiRecon與DeepRecon對於工業電池客戶來說，是絕佳的應用。」
OptiRecon適用於多元樣品與工作流程
OptiRecon適用於各種半導體封裝，同時也適合研發應用以及FA。其使用一種稱為疊代重構的流程，透過多次疊代來計算真實與模型化投影間的差異，直到達成收斂為止。與FDK相比，OptiRecon使用數量遠遠更少的投影與更短的獲取時間，即可達成最佳的掃描狀態。對於半導體封裝，當它產出相同或更佳的成像品質，掃描速度最高快達兩倍。如此高的生產力可以帶來許多好處，包含可以擴大感興趣的區域、可於單一輪班班次內完成分析工作，並且可以減少樣本的輻射劑量。在與FDK相似的輸出率水準下，OptiRecon可以提供更佳的成像品質，達到更佳的對比雜訊比、更簡易的缺陷視覺化，並減輕分析人員的眼睛疲勞。OptiRecon包含用於優化重構參數的簡易使用介面，以及可達成快速與高效重構的先進高效能離線工作站。
圖二_與標準的FDK重構相比，
蔡司OptiRecon透過疊代重構，可在相同的掃描時間內提高成像品質，或是在產出相同或更佳的成像品質時，掃描速度最高快達兩倍。此圖顯示標準FDK與OptiRecon成像重構在2.5D封裝下的比較。
DeepRecon適用於重複樣本與工作流程
DeepRecon模組透過客製化訓練神經網路，為因樣本相同或類似而需要重複進行分析的FA與架構分析應用，提供更高的輸出率與更高的成功率。蔡司為特定的樣本類別提供優化的客製化神經網路，以滿足客戶的需求。與FDK相比，DeepRecon針對指定的樣本類別，在類似或更佳的成像品質情況下，掃描速度最高快達四倍，而若使用相同的掃描時間，則可以產出更好的低雜訊成像品質。將想要使用的DeepRecon網路模型套用至工作流程相當簡單，工具操作人員只需從下拉式選單中，選擇其中一項由蔡司開發的網路模型即可。
圖三_蔡司DeepRecon透過客製化訓練神經網路，為需要重複進行分析的FA與架構分析應用，提供更高的輸出率與成功率。與FDK相比，
DeepRecon針對指定的樣本類別，在類似或更佳的成像品質情況下，掃描速度最高快達四倍，而若使用相同的掃描時間，則可以產出更好的低雜訊成像品質。此圖顯示標準FDK與DeepRecon成像重構在2.5D封裝下的比較。
蔡司製程控制解決方案負責人Stefan Preuss博士表示：「自去年推出以來，蔡司Xradia 600系列Versa憑藉其為封裝失效分析提供卓越的解析度、成像品質與輸出率，在電子業與半導體封裝產業都取得強勁的動能。由於我們的客戶在先進封裝失效分析領域持續面臨新的挑戰，因此，蔡司也不斷進行創新，為我們的產品帶來更多全新功能與更高效能水準，以便迎接上述挑戰。其中一個很好的例子便是我們具備OptiRecon 與DeepRecon模組的先進重構工具模組，其為這些世界級的成像解決方案大幅提升輸出率與成像品質，並協助客戶縮短取得結果所需的時間，同時達成更勝於以往的封裝良率。」
具備OptiRecon 與DeepRecon模組的蔡司先進重構工具模組，現在可以在蔡司Xradia Versa系統、蔡司Xradia Context microCT系統，以及未來的Versa與Context microCT系統上進行升級。
欲了解更多關於蔡司先進重構工具模組與其他3D X-ray 成像解決方案的訊息，請瀏覽www.zeiss.com/pcs。
關於蔡司（ZEISS）
蔡司為一間領先全球的科技公司，經營領域涵蓋光學與光電。在上一個會計年度中，蔡司集團旗下四個業務領域的年度營收超過64億歐元，分別為半導體製造技術、工業品質與研究、醫療技術及消費市場（截至2019年9月30日）。
蔡司為客戶開發、生產並銷售各種高度創新的解決方案，涵蓋工業量測與品管、生命科學與材料研究的顯微鏡解決方案，以及用於眼科及顯微外科診斷與治療的醫療技術解決方案。蔡司同時也是全球頂尖微影光學的代名詞，被廣泛運用在晶片產業的半導體元件製造。全球市場對於眼鏡鏡片、相機鏡頭及望遠鏡等引領潮流的蔡司產品皆有其需求。
將旗下品牌鎖定於數位化、醫療及智慧製造等未來成長領域，蔡司以強勁的聲勢形塑光學與光電產業的未來面貌。蔡司在研究與開發的長期投資為其技術與市場奠定領先優勢與持續擴展的基礎。
蔡司旗下有超過3.1萬名員工，經營版圖遍及近50國，擁有約60家行銷與服務據點，30個生產基地及約25個研發中心。蔡司於1846年創立於德國耶拿市，總部位於德國奧伯科亨市（Oberkochen）。卡爾蔡司基金會（Carl Zeiss Foundation）是德國規模最大的基金會之一，致力推動科學研究，也是卡爾•蔡司公司（Carl Zeiss AG）的唯一股東。
欲了解更多資訊，請瀏覽網站www.zeiss.com。
關於半導體製程技術（Semiconductor Manufacturing Technology；SMT）公司
憑藉產品組合與專業能力，蔡司旗下的半導體製程技術公司負責各種微晶片製造的關鍵製程，其產品包含半導體製造光學設備（主要為微影光學）及為半導體製程提供光罩系統與製程控制解決方案。透過蔡司在半導體製程的技術，業界生產的微晶片日趨微縮、功能更強大、更具能源效益且價格更實惠。隨著各種電子應用持續的改進，帶動科技、電子、通訊、娛樂、行動及能源等領域的全面提升。
半導體製程技術公司的總部設立於德國奧伯科亨市（Oberkochen），分支據點包括德國的耶拿市（Jena）、羅斯多夫市（Rossdorf）與威茲拉爾市（Wetzlar）；以色列巴列夫市（Bar Lev）及美國加州普萊森頓市（Pleasanton）與麻州皮博迪市（Peabody）。
