展会策划之超维震撼亮相2014深圳礼品展

蔡司透过Crossbeam Laser FIB-SEM 以量级化速度加快半导体封装失效分析

时间:2021-10-28 23:07

蔡司Crossbeam Laser成功将飞秒激光、镓离子FIB与场发射电子显微镜集成成单一工具,提供最快速的指定区域横切面工作流程

 

(台北讯)蔡司(ZEISS)今日宣布推出蔡司Crossbeam Laser,专为指定区域使用的聚焦离子束扫描式电子显微镜(FIB-SEM)全新系列解决方案,可大幅提升雪铁龙半导体封装失效分析及制程优化的速度。蔡司Crossbeam Laser系列结合飞秒激光的速度、镓离子(Ga+)光束的准确度以及扫描式电子显微镜的奈米级影像分辨率,为封装工程师与失效分析师提供最高影像效能及最快速的横切面解决方案,同时将样品损坏降至最低。

 

在独特的架构下,蔡司Crossbeam Laser系列可以快速扫描出深埋的封装互连物,如铜柱焊锡凸块与硅穿孔(TSVs),以及装置的后段制程(BEOL)与前段制程(FEOL)结构,整体过程只需几分钟,反观其它方式则需耗时数小时、甚至数天,同时还能在真空状况下将影像缺陷降至最低,并依旧维持样品的品质。除了提供失效分析外,蔡司Crossbeam Laser系列也可协助进行结构分析、架构分析、逆向工程、FIB断层扫描与穿透式电子显微镜(TEM)的样品准备。目前多套蔡司Crossbeam Laser系统已出售给大型的全球电子制造商。

3D封装所需的失效分析新方法

行动与高效能装置对微型化和更高互连密度的需求与日俱增,已经带动一波创新潮,并实现微矩与多芯片架构的可能。这些设计不但在封装互连尺寸越缩越小,更逐渐地将它们推进三度空间。与此同时,深埋在这些封装里的新型态缺陷也开始出现,它们可能影响良率与可靠性,因此必须迅速找出并予以排除。

 

在失效分析工作流程中,进行非破坏性分析是优化封装制程与提升封装良率的第一步。此时会采用蔡司等仪器,以非破坏性方式显现缺陷的位置,接著进行破坏性的物理失效分析(PFA)技术,以判定并解决失效的根本原因。如今,封装互连与半导体BEOL尺寸已相互交会。PFA常用的机械式横切面,现在已被要求必须迅速且精确到达深埋的结构与缺陷。此外,在半导体BEOL中采用像是极低介电系数等易碎材料,导致横切面所引发的缺陷数量越来越多,这些因样品制备造成的缺陷很难与芯片及封装互动所造成的真正缺陷作出区别。

 

等离子FIB(PFIB)是另一种横切面方法,但较飞秒激光慢了1万倍。正如许多封装FA应用的要求,其在需求范围内速度还是太慢,不足以解决大于或等于0.5 立方毫米的大体积切割。此外,PFIB缺乏最高品质TEM样品准备所需的分辨率,并且会引发半导体封装常用的碳质材料产生带状缺陷。独立式的激光系统虽然可以提供快速切割,但可能会产生较大的受热影响区域,同时增加目标区域损害的可能性与移除后加缺陷所需的研磨时间。缺乏与FIB-SEM的集成也让FA工作流程变慢且效率降低,同时因为分析前曝露大气中导致有可能氧化的风险。

 

蔡司制程控制解决方案(PCS)暨蔡司半导体制造技术(Carl Zeiss SMT)负责人Raj Jammy表示:“封装的世界已经来到一个转折点,单一硅中介层密度接近一百万个输入/ 输出(I/O),而缩小互连物已经开始反映在晶圆制造上,且堆叠的情况四处可见,包含在装置本身里、在封装层里,以及在印刷电路板里。当一个零件失效时,会让故障隔离与失效分析更加困难。蔡司Crossbeam Laser系列旨在减轻FA工程师的压力,在单一仪器内结合速度、精准度与高解析影像,提供在同类机型表现最佳的系列,且在样品到结果有革命性速度上地进步。”

 

蔡司Crossbeam Laser系列提供最佳的PFA解决方案,可大幅改善获得结果所需的时间,并提供最高的影像效能,其特色包含:

飞秒激光用于提供大型三维结构的移除,并最小化可能造成的缺陷(仅30分钟即可移除最高达一立方毫米的硅,反观其它方式则需耗时数小时、甚至数天)。 蔡司的Gemini镜筒技术可提供最高影像品质与解析。 Ga+ FIB可提供结合100nA的高速研磨与500V的精细抛光,以减少非晶化情况。 使用FIB分辨率(最小可到3奈米)可精准定位最后位置。 具备独立的激光室,和主要的拍摄腔体分开,以便隔离切割污染物,保持最高分辨率的影像能力,并同时降低维护成本。 FIB-SEM与激光室之间样品转移便利快速,且不会破坏真空。 激光配置适用许多材料,包括碳化硅与玻璃。

 

蔡司Crossbeam Laser结合蔡司Xradia Versa XRM,让标准的FA工作流程如虎添翼,将能提升FA的成功率,并加速解决问题的速度。

 

欲了解更多关于蔡司Crossbeam Laser系列的信息,请浏览

 

关于蔡司(ZEISS)

蔡司为一间领先全球的科技公司,经营领域涵盖光学与光电。在上一个会计年度中,蔡司集团旗下四个业务领域的年度营收超过64亿欧元,分别为半导体制造技术、工业品质与研究、医疗技术及消费市场(截至2019年9月30日)。

 

蔡司为客户开发、生产并销售各种高度创新的解决方案,涵盖工业量测与品管、生命科学与材料研究的显微镜解决方案,以及用于眼科及显微外科诊断与治疗的医疗技术解决方案。蔡司同时也是全球顶尖微影光学的代名词,被广泛运用在芯片产业的半导体元件制造。全球市场对于眼镜镜片、相机镜头及望远镜等引领潮流的蔡司产品皆有其需求。

 

将旗下品牌锁定于数码化、医疗及智慧制造等未来成长领域,蔡司以强劲的声势形塑光学与光电产业的未来面貌。蔡司在研究与开发的长期投资为其技术与市场奠定领先优势与持续扩展的基础。

 

蔡司旗下有超过3.1万名员工,经营版图遍及近50国,拥有约60家行销与服务据点,30个生产基地及约25个研发中心。蔡司于1846年创立于德国耶拿市,总部位于德国奥伯科亨市(Oberkochen)。卡尔蔡司基金会(Carl Zeiss Foundation)是德国规模最大的基金会之一,致力推动科学研究,也是卡尔•蔡司公司(Carl Zeiss AG)的唯一股东。

 

欲了解更多信息,请浏览网站。

 

关于半导体制程技术(Semiconductor Manufacturing Technology;SMT)公司

凭借广泛的产品组合与专业能力,蔡司旗下的半导体制程技术公司负责各种微芯片制造的关键制程,其产品包含半导体制造光学设备(主要为微影光学)及为半导体制程提供光罩系统与制程控制解决方案。透过蔡司在半导体制程的技术,业界生产的微芯片日趋微缩、功能更强大、更具能源效益且价格更实惠。随著各种电子应用持续的改进,带动科技、电子、通讯、娱乐、行动及能源等领域的全面提升。

 

半导体制程技术公司的总部设立于德国奥伯科亨市(Oberkochen),分支据点包括德国的耶拿市(Jena)、罗斯多夫市(Rossdorf)与威兹拉尔市(Wetzlar);以色列巴列夫市(Bar Lev)及美国加州普莱森顿市(Pleasanton)与麻州皮博迪市(Peabody)。