Preface
在半导体检测、材料分析等应用中,部分关键结构并不能通过常规可见光成像直接观察。当检测对象存在于硅片、聚合物封装材料等内部,或需要观察可见光下不透明的材料时,常规成像方案可能难以满足实际检测需求。针对这类应用,红外成像提供了另一种观察路径:通过匹配相应的红外光源、成像管镜与镜头,可对特定波段下的材料内部结构进行成像,为缺陷识别与材料分析提供依据。
01
从可见光成像延伸至短波红外,红外成像为半导体检测提供了新的观察维度
在半导体先进封装、Chiplet及第三代半导体材料的快速迭代的当下,产业链对良率的把控已深入微观层级。但在晶圆背面工艺、封装检测和叠层曝光等环节,Mark点常被硅层遮挡,可见光无法穿透,常规可见光(400-700nm)成像在面临硅衬底、聚合物封装时,常因材料不透光而陷入“失明”。
物理规律表明,材料的光学透射特性与波长强相关。硅基材料在1000-1700nm波段具备优良的透过窗口,这为内部结构检测提供了新路径。

图:红外光谱分段示意图
利用红外光学系统,可有效穿透硅晶圆与封装层,将被遮挡的内层结构成像,把常规方式下“不可见”的内部特征,转化为清晰、可测量的图像信号。针对红外检测需求,慕藤光推出了红外管镜 MF-200-MC-IR,为红外显微成像系统提供核心光学支持。
02
200mm管镜焦距,兼顾系统集成需求
慕藤光红外镜管MF-200-MC-IR是一款专为半导体检测、检测分析、生物组织深层次成像等领域设计的红外显微成像系统。管镜焦距为200mm,像面尺寸为24mm,采用C接口,并支持常规无限远校正SWIR显微物镜。搭配红外光源照明与高灵敏度红外相机,可以实现硅基材料的无损穿透成像,兼顾内部结构观测与定位的双重能力。

图:慕藤光红外镜管MF-200-MC-IR
打破可见光盲区,穿透硅层呈现内部结构:支持常规无限远 SWIR 显微物镜,可无缝搭配 NIR 系列物镜(5X-50X)完成多倍率穿透检测。利用红外波段特性,直接穿透可见光无法穿透的硅基材料,呈现高对比度的内部实拍效果,精准覆盖芯片失效分析(FA)与对位偏移量测等核心需求。 图:慕藤光红外镜管穿透成像能力对比效果 图:慕藤光红外镜管成像对比度与边缘锐度对比效果 03 应用实例——红外穿硅定位偏移测量 在半导体 WAT/PCM 工艺监控中,业界通常采用经典的 5 点取样布局(上、中、下、左、右)来评估整片晶圆的定位偏移与均匀性。 图:晶圆上5个测试site(上、中、下、左、右) 检测需求 穿透硅衬底,精确抓取被遮挡的底层对准标记(Mark点),并计算其 X/Y 方向的偏移量。 测试方案 以晶圆边缘的 Notch 口为基准建立直角坐标系,选取晶圆上的 1、2、3、4、5 五个代表性测试Site,进行穿硅成像与偏移量计算。 视觉方案 相机:红外相机 镜管:MF-200-MC-IR 物镜:M Plan Apo NIR 20X 光源:ML-B100X100-IR1150 检测效果 搭配MF-200-MC-IR 红外显微成像系统,测试成功获取了高对比度的底层内部图像。 从实拍量测图中可以看出慕藤光红外镜管的成像效果: ● 边缘锐利:穿透硅层后,内部圆形靶标的边界轮廓依然清晰,无严重光晕模糊。 ● 对比高:系统直接输出了高精度的尺寸数据,满足微米级精度的偏移量计算需求。 图:X轴方向偏移测量 图:Y轴方向偏移测量









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