國儀量子電鏡在硅穿孔（TSV）銅填充空洞檢測的應用報告

一、背景介紹

在半導體封裝技術持續演進的當下，硅穿孔（TSV）技術憑借其能實現芯片間高效垂直互連、顯著提升集成度和性能的優勢，成為先進封裝的關鍵技術，廣泛應用于 3D 芯片堆疊、系統級封裝等領域。在 TSV 工藝中，銅填充是極為關鍵的環節，高質量的銅填充可保障信號傳輸的穩定性與可靠性。然而，實際生產過程中，銅填充時極易出現空洞缺陷。這些空洞會增大電阻，引發信號傳輸延遲、損耗，甚至在熱應力作用下導致銅柱斷裂，嚴重影響芯片的電氣性能和長期可靠性。因此，精準檢測 TSV 銅填充空洞，對提升芯片制造質量、降低生產成本、推動半導體封裝技術發展意義重大。傳統檢測方法在檢測微小空洞時存在精度欠佳、難以直觀呈現空洞形貌等不足，難以滿足日益增長的高精度檢測需求。

二、電鏡應用能力

（一）高分辨率成像檢測空洞

國儀量子 SEM3200 電鏡具備出色的高分辨率成像能力，能夠清晰呈現 TSV 銅填充區域的微觀結構。在檢測空洞時，可精準識別微小空洞，哪怕是尺寸極小的空洞也無處遁形。通過高分辨率成像，能清晰觀察到空洞的形狀、大小、位置以及分布情況，為后續分析提供直觀且精確的圖像依據。例如，可清晰分辨出圓形、橢圓形等不同形狀的空洞，以及它們在銅填充層中的具體位置，便于準確評估空洞對 TSV 性能的影響程度。

（二）截面分析確定空洞特征

借助 SEM3200，對 TSV 進行截面觀察分析，能深入了解空洞的內部特征。可以測量空洞的深度、與周圍銅層的邊界情況等關鍵參數。通過對截面的細致觀察，還能判斷空洞是否與 TSV 壁存在間隙，以及空洞周圍銅的結晶狀態等信息。這些詳細的特征分析有助于研究人員深入探究空洞形成的原因，為優化銅填充工藝提供有力的數據支持。

（三）多區域掃描評估整體質量

利用 SEM3200 對多個 TSV 銅填充區域進行掃描檢測，可獲取大量樣本數據，從而對整體銅填充質量進行評估。通過分析不同區域空洞的數量、大小分布規律等，能夠判斷生產工藝的穩定性和一致性。例如，若在多個區域檢測到空洞數量和大小差異較大，就表明當前工藝存在不穩定因素，需要進行調整優化，以此確保芯片制造的整體質量。

三、產品推薦

國儀量子 SEM3200 是 TSV 銅填充空洞檢測的理想設備。其高分辨率成像性能，能夠精準檢測微小空洞，滿足高精度檢測需求。操作簡便，研究人員無需復雜培訓即可熟練操作，大大提高檢測效率。設備穩定性強，長時間運行也能保證檢測結果的準確性和重復性。此外，SEM3200 性價比高，為半導體制造企業、科研機構提供了經濟高效的檢測方案。選擇 SEM3200，能助力企業有效提升芯片制造質量，降低生產成本，在半導體封裝技術領域占據競爭優勢，推動行業技術創新發展。