Lógica y memoria
Empaquetado avanzado de semiconductores

Empaquetado avanzado e integración heterogénea en 3D

Mejore la productividad con la captura de imágenes y el análisis submicrónicos

Con los dispositivos semiconductores actuales, no basta con ampliar la escala de los transistores para aumentar el rendimiento y la miniaturización del sistema. Las innovaciones en el empaquetado de semiconductores, como nuevos diseños 2.5D/3D usando vías a través de silicio (TSV) y chiplets usando unión híbrida, permiten el sistema integrado en paquete (SIP) y la integración heterogénea. La caracterización y el análisis de fallos de estas avanzadas tecnologías son fundamentales para el desarrollo general y la entrega de productos fiables de alto rendimiento.

Las nuevas arquitecturas de paquetes introducen nuevos tipos de defectos enterrados en profundidad muchas capas por debajo, desafiando todo el flujo de trabajo de análisis de fallos, desde la caracterización eléctrica hasta el análisis físico y la determinación de la causa fundamental. Los flujos de trabajo tradicionales para el análisis de paquetes de alta resolución de características enterradas carecen de la combinación necesaria de velocidad, resolución e información en 3D para entender los problemas.

Resolución submicrónica y flujos de trabajo rápidos para el análisis de fallos y la caracterización

Las soluciones de ZEISS consiguen avances significativos para los flujos de trabajo de análisis de fallos del empaquetado. Al proporcionar una captura de imágenes superior y análisis en sección transversal, además de un flujo de trabajo correlacionado que utiliza inteligencia artificial (IA), ZEISS ofrece nuevos datos desde macroescala hasta nanoescala con rápida obtención de resultados.

Las soluciones de microscopía de ZEISS incluyen:

  • Un catálogo único de herramientas de captura de imágenes de rayos X en 3D no destructiva que proporcionan una excelente captura de imágenes y contraste a resoluciones submicrónicas, dando lugar a conjuntos de datos en 3D que se pueden visualizar desde cualquier orientación usando secciones transversales virtuales interactivas
  • Tecnologías opcionales de reconstrucción por IA, que permiten escaneos de rayos X en 3D hasta 4 veces más rápidos, a la vez que se mantiene la elevada calidad de imagen
  • Un FIB-SEM con láser de femtosegundos integrado proporciona una solución específica del lugar para el acceso rápido a características enterradas en profundidad con un contraste de imagen superior y velocidades más rápidas que un FIB de plasma de xenón
  • Flujos de trabajo correlacionados, que optimizan el tiempo hasta la obtención de resultados mediante la conexión de instrumentos para navegar rápidamente entre múltiples escalas de longitud y modalidades de captura de imágenes

Aplicaciones avanzadas de empaquetado de semiconductores

Las novedosas tecnologías de paquete están ampliando la ley de Moore. Esto permite la introducción oportuna de nuevos procesos y una optimización más rápida de la producción. Nuestro paquete de instrumentos de microscopía permite el análisis de paquetes en 2D y 3D a alta resolución y con elevado rendimiento para el desarrollo de paquetes y el análisis de fallos.

Tomografía en 3D no destructiva del paquete de integración heterogénea

Imagen de rayos X en 3D de paquete heterogéneo

Imagen de rayos X en 3D de paquete heterogéneo

Imagen de rayos X en 3D de paquete heterogéneo

Análisis en 3D del paquete de integración heterogénea

La reconstrucción de microscopía de rayos X en 3D resalta el puente de interconexión que une múltiples chips.
Se ven claramente protuberancias C4 de 75 µm y microprotuberancias de 30 µm.

Imagen captada con microscopio de rayos X ZEISS Xradia Versa

Sección transversal virtual de microprotuberancias

Sección transversal virtual de microprotuberancias

Sección transversal virtual de microprotuberancias

Sección transversal virtual de microprotuberancias

La sección transversal virtual del mismo análisis resalta microprotuberancias de 30 µm captadas con una resolución de 0,8 µm/vóxel.

Imagen captada con microscopio de rayos X ZEISS Xradia Versa

Sección transversal virtual de protuberancias C4

Sección transversal virtual de protuberancias C4

Sección transversal virtual de protuberancias C4

Sección transversal virtual de protuberancias C4

La sección transversal virtual del mismo análisis detalla protuberancias C4 de 75 μm captadas con una resolución de 0,8 µm/vóxel.

Imagen captada con microscopio de rayos X ZEISS Xradia Versa

Captura de imágenes de rayos X en 3D a nanoescala de placa base de smartphone

Imagen de rayos X en 3D de placa base de control de un smartphone

Imagen de rayos X en 3D de placa base de control de un smartphone

Imagen de rayos X en 3D de placa base de control de un smartphone

Imagen de rayos X de placa base completa

Escaneo de rayos X en 3D de campo de visión amplio de paquete sobre paquete (POP) de una placa base de control de un smartphone captado a 10 µm/vóxel.

Imagen captada con ZEISS Xradia Context microCT

Bolas de soldadura en la placa base de control de un smartphone

Bolas de soldadura en la placa base de control de un smartphone

Bolas de soldadura en la placa base de control de un smartphone

Sección transversal virtual de bolas de soldadura

La sección transversal virtual del mismo análisis muestra bolas de soldadura conectando el chip biónico al sustrato principal, captado con 10 µm/vóxel.

Imagen captada con ZEISS Xradia Context microCT

Protuberancias de soldadura en la placa base de control de un smartphone

Protuberancias de soldadura en la placa base de control de un smartphone

Protuberancias de soldadura en la placa base de control de un smartphone

Corte virtual de protuberancias de soldadura

La sección transversal virtual de una capa diferente en la misma muestra revela protuberancias de soldadura conectando el chip flash NAND 3D al sustrato principal captado con 10 µm/vóxel.

Imagen captada con ZEISS Xradia Context microCT

Interconexiones de paquetes en 3D

Interconexiones de paquetes en 3D

Interconexiones de paquetes en 3D

Análisis rápido de interconexiones de paquetes en 3D enterradas en profundidad

El FIB-SEM de láser Crossbeam proporciona secciones transversales rápidas y de alta calidad de microprotuberancias de pilares de Cu de 25 µm de diámetro y estructuras BEOL enterradas a 860 µm de profundidad en un paquete de circuito integrado (IC) en 3D con un tiempo total hasta los resultados de <1 hora. Izquierda: IC en 3D preparado usando ablación de láser y pulido FIB. Derecha: Imagen de electrones retrodispersados de microprotuberancia.

Campo de visión amplio de interconexiones de paquete 2.5D

Campo de visión amplio de interconexiones de paquete 2.5D

Campo de visión amplio de interconexiones de paquete 2.5D

Captura de imágenes de alta resolución con campo de visión extremo para interconexiones de paquete 2.5D

El campo de visión amplio y sin distorsión proporcionado por el SEM de emisión de campo GeminiSEM permite una elevada productividad y un análisis eficiente del paquete y de las estructuras BEOL.

Recuadro: El primer plano de la sección transversal del paquete 2.5D muestra la estructura del grano y la grieta de soldadura en microprotuberancia de 20 µm.

Capas intermetálicas en protuberancias de soldadura

Capas intermetálicas en protuberancias de soldadura

Capas intermetálicas en protuberancias de soldadura

Análisis de capa intermetálica en protuberancias de soldadura

La sección transversal de una protuberancia de soldadura de flip-chip muestra el contraste de material, el contraste de canalización de la estructura de grano y la adhesión.

Recuadro: Fallo en la interfaz UBM RDL.
Imagen captada con FE-SEM GeminiSEM

Descargas

    • ZEISS GeminiSEM FE-SEM Family

      Perform versatile, high-resolution semiconductor imaging and characterization.

      Páginas: 2
      Tamaño de archivo: 1 MB
    • ZEISS Xradia Context microCT

      3D submicron-resolution X-ray microCT with superior image quality

      Páginas: 2
      Tamaño de archivo: 1 MB
    • Hitting Defects Accurately Through Correlation

      A Case Study of Sparse-Particle Analysis in a Bulk Material

      Páginas: 6
      Tamaño de archivo: 1 MB

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