迫近的晶体管缩放限制使半导体行业推动了预付包装以保持符合摩尔定的。TSV通过在封装中通过堆叠堆叠和芯片模具实现系统集成，促进先进的半导体封装。然而，开发低成本，高产生产过程和欠款设备架构的设计仍然是市场采用复杂3D包装技术的关键障碍。为了解决这些问题，需要观察到的TSV形态，并且需要表征和量化和处理和/或操作引起的失败。
现有技术的缺点
诸如物理横截面的现有方法具有足够的2D分辨率，以捕获故障截面的图像。然而，横截面的常见缺点，各个切割技术，是切割技术的轻微未对准从通孔的真正中心的位置。这些未对准导致偏离中心和弦横截面切割，其沿真正的中心直径部分对齐，从而导致偏离缺陷形成估计和大小的形态测量差异差异。通过大小减少时，此问题变得更加重要。由于切片本质上是破坏性的，它可能会损坏或完全破坏失败区域。因此，反复成像以进行故障排除和观察失败的演变是不可能的。
此外，切片是耗时的过程，因此少量的TSV可以仅通过该技术进行成像。因此，需要一种新的TSV分析方法，其是无损性的，并且能够在3D分析中提供高分辨率和可靠性结论的大容量统计数据。
Xradia的合适解决方案
这UltraxRM-L200.来自Xradia是一种3D X射线显微镜，空间分辨率降至50 nm。它可以满足分辨率要求捕获电流和下一代TSV的图像，并可以同时捕获大量TSV的3D图像。它本质上是非破坏性的，因此它可以执行时间流逝（4D）成像，以探索包装在不同的处理条件下的结构完整性和可靠性。每个通孔的整个音量的同步观察可以在多通视通阵列中启用UltraxRM-L200以避免缺陷的时间密集位置，从而能够在一个扫描中分析多个通孔，以便优化模具的数据集统计数据样品。为了在晶片表面上拍摄结构的图像，需要将待成像的位置的完整晶片厚度降低到50μm。UltraxRM-L200提供了两个分辨率和视野（FOV）配对：15μmfoV，分辨率为50nm，65μmfoV for150 nm分辨率。
在一个研究中，使用UltraxRM-L200分析晶片，切割为10×10mm的外部尺寸，然后抛光背面至50μm。研究结果如图1和2所示。
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图1。三维可视化许多通孔一次，使得在填充铜填充的通孔内的位置。（a）以可见的空隙显示硅内的通孔;（b）在通孔内显示空隙。在该扫描中，同时采样4μm（左上角）和5μm（右下）通孔的行以比较每个过程。
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图2。金属填充物内空隙的尺寸分布。在该扫描中表征了两种不同的通过直径，在该曲线上产生两个分离的直方图。
结论
从结果中，显而易见的是，通过执行局部的缺陷的局部量化，UltraxRM-L200能够在4μm和5μm的通孔中显示空隙体积和5μm的差异。这localization of the defect information in each via enables the measurements to provide additional conclusions about failure mechanisms, i.e., plotting the void volume against the via volume in order to correlate the effect of via size to defect growth, or determining processing variability through the measurements of void volume trends along vias in a lateral direction. Non-destructive die-level inspection enables repeated imaging, which can be used to analyze failure evolution in each via as a function of many different variable such as electrical current or heat.
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