Kako tehnologija CMP preoblikuje krajino proizvodnje čipov

V zadnjih nekaj letih se je osrednji del tehnologije pakiranja postopoma prepustil na videz "stari tehnologiji" -CMP(Kemijsko mehansko poliranje). Ko Hybrid Bonding postane vodilna vloga nove generacije napredne embalaže, se CMP postopoma seli iz zakulisja v središče pozornosti.

To ni ponovna oživitev tehnologije, ampak vrnitev k industrijski logiki: za vsakim generacijskim preskokom je kolektivna evolucija podrobnih zmogljivosti. In CMP je najbolj podcenjen, a izjemno pomemben "kralj podrobnosti".

Od tradicionalnega ravnanja do ključnih procesov

Obstoj CMP že od vsega začetka nikoli ni bil namenjen »inoviranju«, temveč »reševanju problemov«.

Ali se še spomnite večkovinskih povezovalnih struktur v obdobjih vozlišč 0,8 μm, 0,5 μm in 0,35 μm? Takrat je bila kompleksnost načrtovanja čipov veliko manjša kot danes. Toda tudi za najosnovnejšo medsebojno povezovalno plast bi brez planarizacije površine, ki jo prinaša CMP, nezadostna globina ostrenja za fotolitografijo, neenakomerna debelina jedkanja in neuspešne medslojne povezave predstavljale usodne težave.

Ko vstopamo v obdobje po Moorovem zakonu, si ne prizadevamo več le za zmanjšanje velikosti čipov, ampak več pozornosti posvečamo zlaganju in integraciji na sistemski ravni. Hybrid Bonding, 3D DRAM, CUA (CMOS under array), COA (CMOS over array) ... Vse bolj zapletene tridimenzionalne strukture so naredile, da "gladek vmesnik" ni več ideal, ampak nuja.

Vendar CMP ni več preprost korak planarizacije; postala je odločilen dejavnik za uspeh ali neuspeh proizvodnega procesa.

Hibridno lepljenje je v bistvu postopek lepljenja kovina-kovina + dielektrična plast na ravni vmesnika. Zdi se kot »fit«, v resnici pa je to ena najzahtevnejših spojnih točk na celotni poti napredne industrije embalaže:

• Hrapavost površine ne sme presegati 0,2 n
• Copper Dishing je treba nadzorovati znotraj 5 nm (zlasti v scenariju nizkotemperaturnega žarjenja)
• Velikost, gostota porazdelitve in geometrijska morfologija bakrene blazinice neposredno vplivajo na stopnjo votline in izkoristek
• Napetost rezin, lok, zvitost in neenakomernost debeline bodo povečani kot "usodne spremenljivke"
• Nastajanje oksidnih plasti in praznine med postopkom žarjenja se mora vnaprej zanašati tudi na "predhodno zakopano krmiljenje" CMP.

In CMP tukaj prevzame vlogo zaključne poteze pred "veliko finalno potezo"

Ali je površina dovolj ravna, ali je baker dovolj svetel in ali je hrapavost dovolj majhna, določa "izhodišče" vseh nadaljnjih postopkov pakiranja.

Izzivi procesa: Ne samo enotnost, ampak tudi "predvidljivost"

Iz poti rešitev Applied Materials izzivi CMP daleč presegajo enotnost:

• Lot-to-lot (med serijami)
• Wafer-to-Wafer (med rezinami
• Znotraj Wafer
• Znotraj Die

Medtem, ko procesna vozlišča napredujejo, morajo biti vsi indikatorji nadzora Rs (odpornost pločevine), natančnosti izrezovanja/vdolbine in hrapavosti Ra na "nanometrski ravni" natančnosti. To ni več težava, ki bi jo lahko rešili s prilagajanjem parametrov naprave, temveč sodelovalni nadzor na ravni sistema:

• CMP se je iz enotočkovnega postopka naprave razvil v dejanje na sistemski ravni, ki zahteva zaznavanje, povratne informacije in nadzor zaprte zanke.
• Od sistema za spremljanje v realnem času RTPC-XE do nadzora tlaka v razdelilni plošči z več območji, od formule gnojevke do kompresijskega razmerja Pad, je mogoče vsako spremenljivko natančno modelirati samo za dosego enega cilja: narediti površino "enotno in nadzorljivo" kot ogledalo.

"Črni labod" kovinskih medsebojnih povezav: priložnosti in izzivi za majhne delce bakra

Druga malo znana podrobnost je, da drobnozrnati bakar postaja pomemben material za nizkotemperaturno hibridno lepljenje.

Zakaj? Ker je za drobnozrnat baker bolj verjetno, da tvori zanesljive Cu-Cu povezave pri nizkih temperaturah.

Vendar pa je težava v tem, da je drobnozrnati baker med postopkom CMP bolj nagnjen k tvorjenju v posode, kar neposredno vodi do krčenja procesnega okna in močnega povečanja težavnosti nadzora procesa. rešitev? Samo natančnejše modeliranje parametrov CMP in nadzorni sistem s povratnimi informacijami lahko zagotovita, da so krivulje poliranja pod različnimi pogoji morfologije bakra predvidljive in nastavljive.

To ni enotočkovni procesni izziv, temveč izziv zmogljivosti procesne platforme.

Podjetje Vetek je specializirano za proizvodnjoCMP polirna goščaNjegova glavna funkcija je doseči fino ravnost in poliranje površine materiala pod sinergijskim učinkom kemične korozije in mehanskega brušenja, da se izpolnijo zahteve glede ravnosti in kakovosti površine na nano ravni.