国仪量子电镜在硅穿孔（TSV）铜填充空洞检测的应用报告

一、背景介绍

在半导体封装技术持续演进的当下，硅穿孔（TSV）技术凭借其能实现芯片间高效垂直互连、显著提升集成度和性能的优势，成为先进封装的关键技术，广泛应用于 3D 芯片堆叠、系统级封装等领域。在 TSV 工艺中，铜填充是极为关键的环节，高质量的铜填充可保障信号传输的稳定性与可靠性。然而，实际生产过程中，铜填充时极易出现空洞缺陷。这些空洞会增大电阻，引发信号传输延迟、损耗，甚至在热应力作用下导致铜柱断裂，严重影响芯片的电气性能和长期可靠性。因此，精准检测 TSV 铜填充空洞，对提升芯片制造质量、降低生产成本、推动半导体封装技术发展意义重大。传统检测方法在检测微小空洞时存在精度欠佳、难以直观呈现空洞形貌等不足，难以满足日益增长的高精度检测需求。

二、电镜应用能力

（一）高分辨率成像检测空洞

国仪量子 SEM3200 电镜具备出色的高分辨率成像能力，能够清晰呈现 TSV 铜填充区域的微观结构。在检测空洞时，可精准识别微小空洞，哪怕是尺寸极小的空洞也无处遁形。通过高分辨率成像，能清晰观察到空洞的形状、大小、位置以及分布情况，为后续分析提供直观且精确的图像依据。例如，可清晰分辨出圆形、椭圆形等不同形状的空洞，以及它们在铜填充层中的具体位置，便于准确评估空洞对 TSV 性能的影响程度。

（二）截面分析确定空洞特征

借助 SEM3200，对 TSV 进行截面观察分析，能深入了解空洞的内部特征。可以测量空洞的深度、与周围铜层的边界情况等关键参数。通过对截面的细致观察，还能判断空洞是否与 TSV 壁存在间隙，以及空洞周围铜的结晶状态等信息。这些详细的特征分析有助于研究人员深入探究空洞形成的原因，为优化铜填充工艺提供有力的数据支持。

（三）多区域扫描评估整体质量

利用 SEM3200 对多个 TSV 铜填充区域进行扫描检测，可获取大量样本数据，从而对整体铜填充质量进行评估。通过分析不同区域空洞的数量、大小分布规律等，能够判断生产工艺的稳定性和一致性。例如，若在多个区域检测到空洞数量和大小差异较大，就表明当前工艺存在不稳定因素，需要进行调整优化，以此确保芯片制造的整体质量。

三、产品推荐

国仪量子 SEM3200 是 TSV 铜填充空洞检测的理想设备。其高分辨率成像性能，能够精准检测微小空洞，满足高精度检测需求。操作简便，研究人员无需复杂培训即可熟练操作，大大提高检测效率。设备稳定性强，长时间运行也能保证检测结果的准确性和重复性。此外，SEM3200 性价比高，为半导体制造企业、科研机构提供了经济高效的检测方案。选择 SEM3200，能助力企业有效提升芯片制造质量，降低生产成本，在半导体封装技术领域占据竞争优势，推动行业技术创新发展。