半导体行业如何“变道超车”——赛默飞Helios 5 Hydra助力封装技术革新
时间：2024-12-17 阅读：11
半导体行业正处在新形势和新趋势的十字路口，半导体技术进入后摩尔时代，人工智能（AI）逐步成为从云-边-端的现象级应用并驱动产业增长，全球半导体产业迎来产业链的重新调整。通过先进封装弥补先进制造，实现“变道超车”，成为一种广泛认同的方式。
在后摩尔时代，半导体面临“四堵墙”的限制：
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存储墙：TB级带宽难以满足P级和E级算力需求；
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面积墙：芯片面积接近光罩极限，导致可用内核占比下降；
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功耗墙：功耗增大，并且散热困难；
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功能墙：单一芯片衬底可实现的功能有限；
各类先进封装技术应运而生，以突破这“四堵墙”的限制，如，晶圆基板上芯片（CoWoS）、扇出式晶圆级封装（FOWLP）、集成扇出（InFO）、晶圆级芯片级封装（WLCSP）、混合键合等。
随着先进封装的工艺和结构越发复杂，更多的缺陷、短路、断路等都会埋藏在这些复杂的构造中，更复杂的架构也给定位和分析这些缺陷提出了更多挑战。与此同时，先进封装工艺也会应用到更多的材料，这些材料一方面会影响样品制备的时间，另一方面也会影响加工后样品截面的质量。
先进封装相关的缺陷与故障：
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赛默飞创新的HeliosTM 5 Hydra DualBeam 等离子体聚焦离子束电子显微镜，在传统Xe离子的基础上增加了氩、氧、氮三种离子种类作为离子束，可以为不同样品提供最佳的离子源，实现生产力和样品质量的提升。
传统困难样品
针对传统困难材料，如玻璃、陶瓷、碳化硅等，传统Ga+离子FIB难以处理。Helios 5 Hydra可在不同离子源间灵活切换，选择最有利的离子源进行快速的切割和截面加工，得到优的截面质量。并且，在许多情况下，无需沉积金属保护层，大大节约了耗材成本。
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异质材料样品
异质集成是先进封装的重要技术。使用传统的Ga+离子FIB的对包含异质材料的封装产品进行失效分析费时费力，难以满足样品分析的需求。采用等离子体FIB可以大大加快样品的加工时间，如采用Xe离子等离子体FIB加工， 耗时只要95分钟，加工速度是Ga+离子的约20倍。
而采用Helios 5 Hydra的Ar离子等离子体加工同样的样品，仅仅需要45分钟，就可以得到比Xe离子更加均匀的样品截面。
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除此之外，采用Helios 5 Hydra加工敏感材料样品（如GaN），有机材料（如PCB, FR-4、模塑料等）等，也都可以提高加工速度，提升样品质量，减少加工成本。
“质疑Hydra，理解Hydra，青睐Hydra”是很多从事封装产品失效分析的同仁经历的过程，让我们来听听他们的声音：
客户反馈1
由于 Hydra 具有更高样品制备通量和更好的封装芯片终点精度，每年可为 FA 实验室节省高达 50 万美元的成本*。
*根据实验室具体情况估算。
客户反馈2
使用氧和氩离子源时，我们不需要沉积保护层，这让样品制备速度更快，耗材消耗更少。
客户反馈3
Hydra带来的数据获取时间的缩短对客户退回样品的分析至关重要。
封装行业正在重塑半导体产业链，封装技术也逐渐从配角走向主角，从被动服务走向主动，实现“More Than Moore”。想了解更多赛默飞Helios 5 Hydra等离子体FIB如何实现高效失效分析和样品制备，为封装技术的发展提供有力的支撑，可关扫描二维码下载Helios 5 Hydra相关资料，或关注我们的微信号和网站。
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