蔡司高分辨3D X射線顯微鏡和搭載了飛秒激光系統(tǒng)的蔡司雙束電鏡LaserFIB聯(lián)用的方案，為封裝行業(yè)失效分析建立新的標(biāo)準(zhǔn)流程，助力國內(nèi)封測企業(yè)加速開發(fā)下一代封裝技術(shù)。

半個多世紀(jì)以來半導(dǎo)體工藝隨著摩爾定律不斷演進(jìn)到了4nm制程，先進(jìn)封裝作為使芯片性能繼續(xù)提升的另一道路，吸引了國內(nèi)市場的越來越多的關(guān)注和投資。

為縮短下一代封裝技術(shù)的開發(fā)周期，封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部的失效分析和缺陷表征已成為行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。

新型封裝技術(shù)中關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的尺寸逐漸縮小，密度變高，芯片3D堆疊的層數(shù)增多，集成度也越來越高。這些因素使缺陷表征和失效分析的難度更大，周期更長，在這種情況下，3D X射線技術(shù)由于其無需破壞樣品便能觀察到內(nèi)部微米級缺陷的特性在半導(dǎo)體封裝FA（Failure Analysis)流程里發(fā)揮著越來越重要的作用。

不破壞大尺寸樣品

怎樣定位和“看清”內(nèi)部微米級缺陷？

蔡司X射線顯微鏡Xradia Versa系列能檢測的典型缺陷類型包括：Microbump voids、Solder bump voids、TSV voids,seams、Microbumpshort, Head in pillow, RDL and routing shorts, Trace break and electromigration, Substrate cracks、 Solder bleed, Fatigue cracks.

當(dāng)我們手握一個失效的高度集成的封裝樣品，在不破壞樣品以便用于后續(xù)分析的情況下，怎么從厘米級的大樣品中找到并看清微米級的缺陷呢？這兩者的體積相差了10^12倍。傳統(tǒng)的2D X射線或SAM(Scanning Acoustic Microscopy)無法檢測復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)中的微小缺陷，普通的micro CT由于分辨率隨工作距離增大而衰減，對于大尺寸樣品也是無能為力。

蔡司Xradia Versa系列高分辨3D X射線顯微鏡獨(dú)特的幾何和光學(xué)兩級放大技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)大樣品大工作距離下的高分分率無損成像，輕松解決上述難題。

樣品數(shù)量太多，處理不完？

為了呈現(xiàn)出封裝樣品中極微小的缺陷結(jié)構(gòu)，通常高通量高分辨的X射線圖像要求較長的掃描時間以保證質(zhì)量，有時需要花費(fèi)數(shù)小時甚至更多時間來完成FA流程中無損定位的工作，導(dǎo)致確定失效根源和改進(jìn)方案的用時不斷延長。

如今隨著蔡司發(fā)布最新的基于深度學(xué)習(xí)的三維重構(gòu)技術(shù)，在更短時間內(nèi)獲得高分辨率高信噪比的圖像不再成為困難，這項(xiàng)獨(dú)特的重構(gòu)算法可以提高最大達(dá)4倍的成像效率，快在半小時內(nèi)即可獲得分析結(jié)果，重新定義了X射線顯微鏡的未來。

找到封裝內(nèi)部缺陷后
工程師花幾天開封研磨樣品截面？

蔡司高分辨3D X射線顯微鏡和搭載了飛秒激光系統(tǒng)的蔡司雙束電鏡LaserFIB的關(guān)聯(lián)解決方案對3D封裝中深層的微凸塊結(jié)構(gòu)的分析。

在有些案例中，定位并看到缺陷還不夠，需要在電鏡中做進(jìn)一步分析以確定失效機(jī)理，工程師們不得不在拋光機(jī)前夜以繼日地研磨樣品。如今蔡司高分辨3D X射線顯微鏡和搭載了飛秒激光系統(tǒng)的蔡司雙束電鏡LaserFIB聯(lián)用的方案，為封裝行業(yè)失效分析建立新的標(biāo)準(zhǔn)流程，助力國內(nèi)封測企業(yè)加速開發(fā)下一代封裝技術(shù)！

信息來源：蔡司工業(yè)質(zhì)量解決方案