
Erweitertes Packaging und heterogene 3D‑Integration
Verbessern Sie die Produktivität mit Bildgebung und Analyse im Sub‑Mikrometerbereich
Der hohe Entwicklungsstand der Halbleitertechnik hat dazu geführt, dass eine Skalierung der Transistoren allein nicht mehr ausreicht, um Leistung und Miniaturisierung weiter zu steigern. Innovative Packaging-Lösungen für Halbleiter, wie beispielsweise 2,5D/3D‑Designs mit Silizium-Vias (TSVs) und Chiplets mit Hybrid-Bonding ermöglichen „System in Package“-Lösungen (SIP) und heterogene Integrationen. Die Charakterisierung und Fehleranalyse dieser modernen Technologien ist entscheidend für den allgemeinen Fortschritt bei der Entwicklung und Herstellung leistungsstarker und zuverlässiger Produkte.
Neue Packaging-Architekturen führen zu neuen Arten von Defekten, die tief unter vielen Schichten verborgen liegen. Das erschwert den gesamten Fehleranalyse-Workflow – von der elektrischen Charakterisierung über die physische Analyse zur Ermittlung der Fehlerursache. Herkömmliche Workflows für die hochauflösende Packaging-Analyse verborgener Merkmale bieten nicht die erforderliche Kombination aus Geschwindigkeit, Auflösung und 3D‑Informationen, um diese neuartigen Defekte untersuchen zu können.
Zerstörungsfreie 3D‑Tomografie heterogener Integrationspakete

3D‑Röntgenbild eines heterogenen Packages

3D‑Analyse heterogener Integrationspakete
Die mittels Röntgenmikroskopie erstellte 3D‑Rekonstruktion zeigt die Brückenverbindung zwischen mehreren Chips.
75‑µm-C4‑Bumps und 30‑µm-Microbumps sind deutlich erkennbar.
Aufgenommen mit ZEISS Xradia Versa-Röntgenmikroskop

Virtueller Querschnitt der Microbumps

Virtueller Querschnitt der Microbumps
Der virtuelle Querschnitt aus derselben Analyse zeigt die 30‑µm-Microbumps, Auflösung: 0,8 µm/Voxel.
Aufgenommen mit ZEISS Xradia Versa-Röntgenmikroskop

Virtueller Querschnitt der C4-Bumps

Virtueller Querschnitt der C4-Bumps
Der virtuelle Querschnitt aus derselben Analyse zeigt die 75‑µm-C4‑Bumps, Auflösung: 0,8 µm/Voxel.
Aufgenommen mit ZEISS Xradia Versa-Röntgenmikroskop
3D‑Röntgen-Imaging der Hauptplatine eines Smartphones im Nanobereich

3D‑Röntgenbild der Hauptsteuerplatine eines Smartphones

Vollständige Hauptplatine im Röntgenmikroskop
Großes Sehfeld eines 3D‑Röntgenscans der „Package on Package“-Architektur (POP) der Hauptplatine eines Smartphones, Auflösung: 10 µm/Voxel.
Aufgenommen mit ZEISS Xradia Context microCT

Lötkugeln in der Hauptsteuerplatine eines Smartphones

Virtueller Querschnitt der Lotkugeln
Der virtuelle Querschnitt aus derselben Analyse zeigt die Lotkugeln, die den bionischen Chip mit dem Hauptsubstrat verbinden, Auflösung: 10 µm/Voxel.
Aufgenommen mit ZEISS Xradia Context microCT

Lötstellen in der Hauptsteuerplatine eines Smartphones

Virtueller Schnitt der Lotkugeln
Der virtuelle Querschnitt einer anderen Schicht derselben Analyse zeigt die Lotkugeln, die den 3D‑NAND-Flash-Speicher mit dem Hauptsubstrat verbinden, Auflösung: 10 µm/Voxel.
Aufgenommen mit ZEISS Xradia Context microCT

3D‑Packaging-Verbindungen

Schnelle Analyse tiefliegender 3D‑Packaging-Verbindungen
Der FIB-SEM Crossbeam laser liefert schnell hochwertige Querschnittsbilder der Cu-Säulen-Microbumps mit einem Durchmesser von 25 µm und der BEOL-Strukturen einer integrierten 3D-Schaltung in einer Tiefe von 860 µm; Zeit bis zum Ergebnis: <1 Stunde. Links: Integrierte 3D‑Schaltung, präpariert mit Laserabtrag und Polieren mit FIB. Rechts: Rückstreuelektronenbild des Microbumps.

2,5D‑Packaging-Verbindungen im großen Sehfeld

Hochauflösendes Imaging mit extrem großen Sehfeld für 2,5D‑Packaging-Verbindungen
Das verzerrungsfreie, große Sehfeld des FE-SEM GeminiSEM ermöglicht hohe Produktivität und die effiziente Analyse der Packaging- und BEOL-Strukturen.
Bildausschnitt: Die Nahaufnahme des 2,5D‑Packaging-Querschnitts zeigt die Kornstruktur und Lotrisse in einem 20‑µm-Microbump.

Intermetallische Schichten in Lotkugeln

Analyse intermetallischer Schichten in Lotkugeln
Der Querschnitt der Flip-Chip-Lotkugeln zeigt den Materialkontrast, den Channeling-Kontrast der Kornstruktur und die Adhäsion.
Bildausschnitt: Defekt an der UBM-RDL-Schnittstelle.
Abgebildet mit GeminiSEM FE-SEM