微電子封裝為芯片提供電氣連接、機(jī)械支撐、散熱和環(huán)境保護(hù)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的尺寸精度與質(zhì)量可靠性至關(guān)重要。隨著封裝技術(shù)向多芯片、三維堆疊、系統(tǒng)級封裝等方向發(fā)展，結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，特征尺寸不斷縮小，對檢測技術(shù)提出了更高要求。白光干涉儀作為一種非接觸式三維形貌測量技術(shù)，在微電子封裝的研發(fā)、工藝監(jiān)控與失效分析中發(fā)揮著作用。Sensofar S neox系統(tǒng)為此領(lǐng)域的精密測量任務(wù)提供了方案。

在晶圓級封裝中，凸點(diǎn)、銅柱、再布線層是常見結(jié)構(gòu)。白光干涉儀可以快速測量焊料凸點(diǎn)或銅柱的高度、直徑、共面性以及間距。良好的凸點(diǎn)共面性對于后續(xù)倒裝芯片鍵合的可靠性至關(guān)重要。對于再布線層，可以測量金屬走線的厚度、寬度以及絕緣層的臺階高度，確保線路的平整性和絕緣可靠性。

在芯片貼裝與引線鍵合工藝中，白光干涉儀可用于測量芯片與基板之間的粘結(jié)材料（如環(huán)氧樹脂、芯片粘接膜）的厚度均勻性，過厚或過薄都可能影響散熱和機(jī)械強(qiáng)度。對于引線鍵合，可以觀察鍵合點(diǎn)的形貌，測量其高度和變形情況，評估鍵合質(zhì)量。

在塑封或灌封后，封裝體的表面平整度、翹曲度是需要關(guān)注的參數(shù)，特別是對于大面積薄型封裝。白光干涉儀可以對封裝體表面進(jìn)行面形測量，量化其整體翹曲和局部凹陷。過大的翹曲可能導(dǎo)致后續(xù)表面貼裝時焊接不良。

在3D封裝中，硅通孔是垂直互連的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。白光干涉儀可以用于測量TSV開口的直徑、深度，以及化學(xué)機(jī)械拋光后表面的平整度，雖然對于高深寬比的TSV側(cè)壁測量存在局限，但對開口形貌和表面平整度的測量仍有價值。

在封裝可靠性測試后，白光干涉儀可用于失效分析。例如，觀察溫度循環(huán)或機(jī)械沖擊后凸點(diǎn)的變形、裂紋或坍塌情況；測量潮濕敏感測試后封裝體表面的鼓包或分層高度；分析電遷移導(dǎo)致的凸點(diǎn)或走線形貌變化。

S neox系統(tǒng)通常具有較長的Z向工作距離和自動對焦功能，能夠適應(yīng)封裝體表面可能存在的高度差。其多模式設(shè)計(jì)（白光干涉、共聚焦）使其能夠應(yīng)對封裝結(jié)構(gòu)中不同材料（金屬、聚合物、硅）帶來的反射率差異。自動化測量軟件允許用戶對封裝樣品上的多個測試結(jié)構(gòu)進(jìn)行編程測量，提高效率。

在先進(jìn)封裝技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新的背景下，對內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸與形貌的精確計(jì)量是保障良率與可靠性的基礎(chǔ)。Sensofar S neox白光干涉儀為微電子封裝行業(yè)提供了一種非破壞性的三維形貌與尺寸測量手段，服務(wù)于從工藝開發(fā)到質(zhì)量控制的多個環(huán)節(jié)。