Cum modifică tehnologia CMP peisajul producției de cipuri

În ultimii câțiva ani, scena centrală a tehnologiei de ambalare a fost treptat cedată unei aparent „tehnologii veche” -CMP(Lustruire chimică mecanică). Când Hybrid Bonding devine rolul principal al noii generații de ambalaje avansate, CMP trece treptat din culise în centrul atenției.

Aceasta nu este o renaștere a tehnologiei, ci o întoarcere la logica industrială: în spatele fiecărui salt generațional, există o evoluție colectivă a capabilităților detaliate. Și CMP este cel mai subestimat, dar extrem de crucial, „Regele detaliilor”.

De la aplatizarea tradițională la procesele cheie

Existența CMP nu a fost niciodată pentru „inovare” de la bun început, ci pentru „rezolvarea problemelor”.

Îți mai amintești structurile de interconexiune multimetal în timpul perioadelor nodurilor de 0,8 μm, 0,5 μm și 0,35 μm? Pe atunci, complexitatea designului chipurilor era mult mai mică decât este astăzi. Dar chiar și pentru cel mai elementar strat de interconectare, fără planarizarea suprafeței adusă de CMP, adâncimea insuficientă a focalizării pentru fotolitografie, grosimea neuniformă de gravare și conexiunile interstraturilor eșuate ar fi toate probleme fatale.

Intrând în era post-Legea lui Moore, nu mai urmărim doar reducerea dimensiunii cipului, ci acordăm mai multă atenție stivuirii și integrării la nivel de sistem. Hybrid Bonding, 3D DRAM, CUA (CMOS under array), COA (CMOS over array)... Structurile tridimensionale tot mai complexe au făcut ca „interfața netedă” să nu mai fie un ideal, ci o necesitate.

Cu toate acestea, CMP nu mai este o simplă etapă de planarizare; a devenit un factor decisiv pentru succesul sau eşecul procesului de fabricaţie.

Legătura hibridă este în esență un proces de legare metal-metal + strat dielectric la nivelul interfeței. Pare o „potrivire”, dar, de fapt, este unul dintre cele mai solicitante puncte de cuplare din întreaga rută avansată a industriei de ambalare:

• Rugozitatea suprafeței nu trebuie să depășească 0,2 nm
• Copper Dishing trebuie controlat în 5 nm (mai ales în scenariul de recoacere la temperatură scăzută)
• Mărimea, densitatea de distribuție și morfologia geometrică a plăcuței de Cu afectează direct rata cavității și randamentul
• Tensiunea plachetei, arcul, deformarea și neuniformitatea grosimii vor fi toate mărite ca „variabile fatale”
• Generarea de straturi de oxid și de gol în timpul procesului de recoacere trebuie să se bazeze, de asemenea, pe „controlabilitatea pre-îngropată” a CMP în avans.

Și CMP aici își asumă rolul de mișcare de închidere înainte de „mușcarea de mare finală”

Dacă suprafața este suficient de plată, dacă cuprul este suficient de strălucitor și dacă rugozitatea este suficient de mică determină „linia de plecare” a tuturor proceselor de ambalare ulterioare.

Provocări ale procesului: nu doar uniformitate, ci și „predictibilitate”

Din calea soluției materialelor aplicate, provocările CMP depășesc cu mult uniformitate:

• Lot-to-Lot (Între loturi)
• Napolitană la napolitană (între napolitane
• În cadrul Wafer
• În Die

Între timp, pe măsură ce nodurile procesului avansează, fiecare indicator al controlului Rs (rezistența foii), al preciziei de tăiere/încasurii și al rugozității Ra este necesar să fie la precizia „nivelul nanometrului”. Aceasta nu mai este o problemă care poate fi rezolvată prin ajustarea parametrilor dispozitivului, ci mai degrabă prin control colaborativ la nivel de sistem:

• CMP a evoluat de la un proces de dispozitiv cu un singur punct la o acțiune la nivel de sistem care necesită percepție, feedback și control în buclă închisă.
• De la sistemul de monitorizare în timp real RTPC-XE până la controlul presiunii partiției cu cap multizonă, de la formula Slurry până la raportul de compresie al tamponului, fiecare variabilă poate fi modelată cu precizie doar pentru a atinge un singur obiectiv: să facă suprafața „uniformă și controlabilă” ca o oglindă.

„Lebăda neagră” a interconexiunilor metalice: oportunități și provocări pentru particulele mici de cupru

Un alt detaliu puțin cunoscut este că Small Grain Cu devine o cale materială importantă pentru lipirea hibridă la temperatură joasă.

De ce? Deoarece cuprul cu granulație mică este mai probabil să formeze conexiuni Cu-Cu fiabile la temperaturi scăzute.

Cu toate acestea, problema este că cuprul cu granulație mică este mai predispus la Dishing în timpul procesului CMP, ceea ce duce direct la o contracție a ferestrei procesului și la o creștere bruscă a dificultății controlului procesului. Soluţie? Doar un sistem mai precis de modelare a parametrilor CMP și de control al feedback-ului poate asigura că curbele de lustruire în diferite condiții de morfologie Cu sunt previzibile și ajustabile.

Aceasta nu este o provocare de proces într-un singur punct, ci o provocare pentru capacitățile platformei de proces.

Compania Vetek este specializată în producțiePasta de lustruire CMPFuncția sa de bază este de a obține planeitatea fină și lustruirea suprafeței materialului sub efectul sinergic al coroziunii chimice și al șlefuirii mecanice pentru a îndeplini cerințele de planeitate și calitate a suprafeței la nivel nano.