Како CMP технологијата го преобликува пејзажот на производството на чипови

Во текот на изминатите неколку години, централната сцена на технологијата за пакување постепено беше отстапена на навидум „стара технологија“ -CMP(Хемиско механичко полирање). Кога Hybrid Bonding станува водечка улога на новата генерација на напредни пакувања, CMP постепено се движи од зад сцената кон центарот на вниманието.

Ова не е оживување на технологијата, туку враќање на индустриската логика: зад секој генерациски скок, постои колективна еволуција на детални способности. И CMP е најнеценетиот, но сепак исклучително клучен „Крал на деталите“.

Од традиционално израмнување до клучни процеси

Постоењето на CMP никогаш од самиот почеток не било за „иновација“, туку за „решавање проблеми“.

Дали сè уште се сеќавате на структурите за меѓусебно поврзување со повеќе метали за време на периодите на јазолот од 0,8μm, 0,5μm и 0,35μm? Тогаш, сложеноста на дизајнот на чиповите беше многу помала отколку што е денес. Но, дури и за најосновниот слој за меѓусебно поврзување, без површинската планаризација донесена од CMP, недоволната длабочина на фокус за фотолитографија, нерамна дебелина на офорт и неуспешни меѓуслојни врски, сето тоа би било фатален проблем.

Влегувајќи во ерата на пост-Муровиот закон, ние повеќе не се залагаме само за намалување на големината на чипот, туку посветуваме поголемо внимание на натрупувањето и интеграцијата на ниво на системот. Hybrid Bonding, 3D DRAM, CUA (CMOS under array), COA (CMOS over array)... Сè покомплексните тридимензионални структури направија „мазниот интерфејс“ повеќе да не е идеал, туку неопходност.

Сепак, CMP повеќе не е едноставен чекор за планаризација; тој стана одлучувачки фактор за успехот или неуспехот на производниот процес.

Хибридното поврзување во суштина е процес на поврзување на слој од метал-метал + диелектрик на ниво на интерфејс. Изгледа како „соодветно“, но всушност, тоа е една од најпребирливите точки на спојување во целата рута на напредната индустрија за пакување:

• Грубоста на површината не смее да надмине 0,2 nm
• Бакарното садови мора да се контролира во рамките на 5 nm (особено во сценарио на жарење на ниски температури)
• Големината, густината на дистрибуцијата и геометриската морфологија на Cu перничето директно влијаат на стапката и приносот на шуплината
• Напрегањето на нафора, лак, искривување и нерамномерноста на дебелината ќе се зголемат како „фатални променливи“
• Генерирањето на оксидни слоеви и празнини за време на процесот на жарење, исто така, мора однапред да се потпира на „претходно закопаната контролираност“ на CMP.

И CMP овде ја презема улогата на завршниот потег пред „потегот на големото финале“

Дали површината е доволно рамна, дали бакарот е доволно светол и дали грубоста е доволно мала, ја одредуваат „почетната линија“ на сите последователни процеси на пакување.

Процесни предизвици: не само униформност, туку и „предвидливост“

Од патот на решението на применетите материјали, предизвиците на CMP одат многу подалеку од униформноста:

• Лот-за-Лот (помеѓу серии)
• Нафора до нафора (помеѓу нафора
• Во рамките на нафора
• Во рамките на Умри

Во меѓувреме, како што напредуваат процесните јазли, секој индикатор за контрола на Rs (отпорност на лист), точност на садови/вдлабнатини и грубост Ra е потребно да биде на прецизност на „нанометарско ниво“. Ова веќе не е проблем што може да се реши со прилагодување на параметрите на уредот, туку со заедничка контрола на ниво на системот:

• CMP еволуираше од процес на уред со една точка до дејство на системско ниво кое бара перцепција, повратна информација и контрола во затворена јамка.
• Од системот за следење во реално време RTPC-XE до контролата на притисокот на преградата со повеќе зони, од формулата Slurry до односот на компресија на подлогата, секоја променлива може прецизно да се моделира само за да се постигне една цел: да се направи површината „униформа и контролирана“ како огледало.

„Црниот лебед“ на металните меѓусебни врски: можности и предизвици за мали бакарни честички

Друг малку познат детал е дека Small Grain Cu станува важен материјален пат за хибридно поврзување на ниски температури.

Зошто? Бидејќи ситнозрнестиот бакар е поверојатно да формира сигурни Cu-Cu врски при ниски температури.

Меѓутоа, проблемот е во тоа што бакарот со ситно зрнест е повеќе склон кон Дишинг за време на процесот на CMP, што директно доведува до контракција на прозорецот на процесот и нагло зголемување на тежината на контролата на процесот. Решение? Само попрецизно моделирање на параметрите CMP и систем за контрола на повратни информации може да обезбеди дека кривите на полирање под различни услови на морфологијата на Cu се предвидливи и прилагодливи.

Ова не е процесен предизвик со една точка, туку предизвик за можностите на процесната платформа.

Компанијата Ветек е специјализирана за производствоCMP кашеста маса за полирањеНејзината основна функција е да постигне фина плошност и полирање на површината на материјалот под синергистички ефект на хемиска корозија и механичко мелење за да ги исполни барањата за плошноста и квалитетот на површината на нано ниво.