ZEISS
蔡司Crossbeam Laser FIB-SEM加速半導體封裝失效分析
蔡司(ZEISS)日前宣布推出蔡司Crossbeam Laser,專為指定區域使用的聚焦離子束掃描式電子顯微鏡(FIB-SEM)全新系列解決方案,可大幅提升先進半導體封裝失效分析及製程優化的速度。蔡司Crossbeam Laser系列結合飛秒雷射的速度、鎵離子(Ga+)光束的準確度以及掃描式電子顯微鏡的奈米級影像解析度,為封裝工程師與失效分析師提供最高影像效能及最快速的橫切面解決方案,同時將樣品損壞降至最低。
蔡司製程控制解決方案(PCS)暨蔡司半導體製造技術(Carl Zeiss SMT)負責人Raj Jammy表示,封裝的世界已經來到一個轉折點,單一矽中介層密度接近一百萬個輸入/輸出(I/O),而縮小互聯物已經開始反映在晶圓製造上,且堆疊的情況四處可見,包含在裝置本身裡、在封裝層裡,以及在印刷電路板裡。當一個零件失效時,會讓故障隔離與失效分析更加困難。蔡司Crossbeam Laser系列旨在減輕FA工程師的壓力,在單一儀器內結合速度、精準度與高解析影像,提供在同類機型表現最佳的系列,且在樣品到結果有革命性速度上地進步。
在獨特的架構下,蔡司Crossbeam Laser系列可以快速掃描出深埋的封裝互連物,如銅柱焊錫凸塊與矽穿孔(TSVs),以及裝置的後段製程(BEOL)與前段製程(FEOL)結構,整體過程只需幾分鐘,反觀其它方式則需耗時數小時、甚至數天,同時還能在真空狀況下將影像缺陷降至最低,並依舊維持樣品的品質。除了提供失效分析外,蔡司Crossbeam Laser系列也可協助進行結構分析、架構分析、逆向工程、FIB斷層掃描與穿透式電子顯微鏡(TEM)的樣品準備。
專訪蔡司半導體製造技術業務發展總監Thomas Gregorich 全新3D X-ray方案簡化封裝量測
蔡司半導體製造技術(SMT)業務發展總監Thomas Gregorich則指出,半導體封裝技術正出現明顯的改變。過去50年來,晶圓廠已將最小的電路板尺寸從微米縮小至奈米,這個轉變部分是透過精密的檢驗與量測系統所達成。不過,現今的技術幾乎已達Dennard微縮定律與摩爾定律的極限,使得產品效能提升的關鍵從晶片轉至IC封裝。
Gregorich進一步解釋,而封裝技術的改變,也連帶影響了封裝量測技術。舉例來說,未來的記憶體與「小晶片(Chiplet)」技術預計將使封裝互連間距降至20微米或更小,使得互連密度達到每平方公厘2,500~10,000 I/O。這類封裝會需要後段製程(BEOL)般的互連密度與晶圓廠級的組裝良率。但是,近50年來IC封裝產業高度倚賴物理橫切面來檢視、量測並定義深埋在內的結構,此方式對這些先進封裝來說並不足夠,因此需要新的檢驗與量測的技術。
為此,蔡司推出全新3D非破壞性的成像解決方案620 Versa RepScan,該產品內含經驗證過的Versa 3D XRM功能,能用次微米解析度以非破壞性方法成像並量測深埋在結構內的晶片,並運用重建的3D資料集擷取出關鍵的3D資訊。
除了能執行各種線性及體積量測之外,該產品亦能對矽穿孔與微凸塊、銲料體積與形狀、接合線厚度、晶粒翹曲、3D空隙分析與其他的量測進行各方面的分析,且僅需準備最少的樣本。半自動化的工作流程提供可重複的量測,確保不會因橫切面誤差導致成像遺失,並將手動操作導致的量測變異性降至最低。
蔡司半導體製造技術業務發展總監Thomas Gregorich指表示,封裝技術的改變,連帶使封裝量測技術增添許多挑戰。
全新3D X-ray方案亮相 蔡司讓3D封裝量測變簡單
3D封裝為目前半導體產業熱門議題,然而,3D封裝技術的出現,雖說可明顯提升晶片效能,卻也為量測、檢驗帶來新的挑戰。為此,蔡司(ZEISS)近日宣布推出微米解析度3D非破壞性的成像解決方案「Xradia 620 Versa RepScan」,與現有的物理橫切面、2D X-ray及microCT等量測方式相比,能提供更精準的量測結果,以縮短先進封裝的開發與良率學習週期,加速先進IC封裝的上市時程。
蔡司半導體製造技術(SMT)資深行銷總監Raleigh Estrada表示,行動與高效裝置對於體積微縮以及傳輸效能的需求不斷提高,使得晶片製造走向高密度、多架構的創新設計,而這些技術也帶動封裝技術邁入立體化;不過,這些技術的製程寬容度(Process Margin)通常較低或較難被控制,也因此,製程量測技術也成為是否能推出新穎且先進技術的關鍵。
蔡司半導體製造技術資深行銷總監Raleigh Estrada。
Estrada說明,現今先進封裝中因目標物太小,已無法用2D X-ray與microCT這類非破壞性的方法來觀測。此外,物理橫切面除了無法提供3D立體資料之外,還屬於破壞性量測,較為耗時,通常也只能處理少量樣本,就統計層面來說,改進製程控制的成效有限,也因此,需要更先進、精細的檢測設備。
蔡司半導體製造技術業務發展總監Thomas Gregorich則指出,半導體封裝技術正出現明顯的改變。過去50年來,晶圓廠已將最小的電路板尺寸從微米縮小至奈米,這個轉變部分是透過精密的檢驗與量測系統所達成。不過,現今的技術幾乎已達Dennard微縮定律與摩爾定律的極限,使得產品效能提升的關鍵從晶片轉至IC封裝。
蔡司半導體製造技術業務發展總監Thomas Gregorich。
Gregorich進一步解釋,而封裝技術的改變,也連帶影響了封裝量測技術。舉例來說,未來的記憶體與「小晶片(Chiplet)」技術預計將使封裝互連間距降至20微米或更小,使得互連密度達到每平方公厘2,500~10,000 I/O。這類封裝會需要後段製程(BEOL)般的互連密度與晶圓廠級的組裝良率。但是,近50年來IC封裝產業高度倚賴物理橫切面來檢視、量測並定義深埋在內的結構,此方式對這些先進封裝來說並不足夠,因此需要新的檢驗與量測的技術。
為此,蔡司推出全新3D非破壞性的成像解決方案620 Versa RepScan,該產品內含經驗證過的Versa 3D XRM功能,能用次微米解析度以非破壞性方法成像並量測深埋在結構內的晶片,並運用重建的3D資料集擷取出關鍵的3D資訊。
除了能執行各種線性及體積量測之外,該產品亦能對矽穿孔與微凸塊、銲料體積與形狀、接合線厚度、晶粒翹曲(Warpage)、3D空隙分析與其他的量測進行各方面的分析,且僅需準備最少的樣本。半自動化的工作流程提供可重複的量測,確保不會因橫切面誤差導致成像遺失,並將手動操作導致的量測變異性降至最低。