IMEC
Na konferenci IEEE Electronic Components and Technology Conference (ECTC) 2026 sta imec, vodilni svetovni raziskovalni in inovacijski center na področju naprednih polprevodniških tehnologij, ter EV Group (EVG), vodilni ponudnik opreme za proizvodnjo polprevodnikov in procesnih rešitev, predstavila robustno in visoko donosno tehnologijo hibridnega spajanja rezin z razmakom 200 nm med bakrenimi povezavami, ki je bila prikazana na testnem vzorcu.
Poleg tega je bila z uporabo najnaprednejše opreme za spajanje rezin podjetja EVG dosežena rekordno visoka natančnost poravnave bakrenih kontaktnih priključkov. Imec in EVG nameravata nadalje razvijati strategijo hibridnega spajanja rezin, da bi podprla primere uporabe pri sestavljanju plasti logičnih in pomnilniških elementov, ki zahtevajo izjemno visoko gostoto medsebojnih povezav – kot je predvideno v imecovi paradigmi skaliranja CMOS 2.0.
Prihodnje arhitekture računalniških sistemov, zasnovane na podlagi paradigme skaliranja CMOS 2.0 podjetja imec, usmerjajo razvoj hibridnega spajanja rezin v smeri medsebojnih povezav z razmakom 200 nm. Pri CMOS 2.0 je sistem na čipu (SoC) razdeljen na heterogene funkcionalne plasti, ki so med seboj ponovno povezane s pomočjo tehnologij 3D-povezovanja. Glede na namembnost CMOS 2.0 predvideva razdelitev logičnega dela sistemskega čipa (SoC) na logični sloj z visoko zmogljivostjo in logični sloj z visoko gostoto. Takšno večplastno zlaganje logičnih slojev zahteva izjemno visoko gostoto medsebojnih povezav, kar lahko zagotovi le najnaprednejša tehnologija hibridnega spajanja med rezinami.
Podjetje Imec je predstavilo zanesljivo tehnologijo hibridnega spajanja rezin med seboj z razmakom med povezavami 200 nm, ki je bila dosežena na testnem vzorcu s štirimi sloji usmerljivih povezav, predhodno obdelanih na vsaki rezini pred spajanjem. Poleg tega je bil dosežen vektor prekrivanja med bakrenimi kontakti po spajanju pod 40 nm za 100 % čipov na celotni 300-milimetrski rezini – to je svetovna novost. Najsodobnejši hibridni in fuzijski sistem za spajanje rezin podjetja EVG, GEMINI® FB, je bil ključen za doseganje te izjemne natančnosti prekrivanja – kar je bistveno za zagotavljanje visokega električnega izkoristka.
Zsolt Tokei, raziskovalec pri imecu in vodja programa za integracijo 3D-sistemov: »Ta prelomni dosežek na področju hibridnega spajanja z majhnim razmakom smo dosegli s skupno optimizacijo vseh ključnih elementov imecovega procesnega toka hibridnega spajanja. Ti vključujejo med drugim uporabo SiCN kot dielektričnega materiala (kot je to prvi uvedel imec) ter korak kemično-mehanskega poliranja (CMP) pred spajanjem.« Slednji je bil optimiziran za visoko enakomernost po celotni rezini, da se zagotovijo izjemno ravne dielektrične površine, hkrati pa se doseže nadzorovana vdolbina v velikosti nekaj nanometrov za bakrene kontaktne ploščice. Visoko natančnost in nadzor prekrivanja, ki ju omogoča EVG-jevo orodje za spajanje rezine, sta dodatno olajšala izboljšana zasnova bakrenih kontaktnih ploščic in litografske popravke pred spajanjem.
»Še naprej razvijamo naš hibridni postopek spajanja rezin in uresničujemo načrt, ki predvideva razmik med povezavami precej pod 200 nm, da bi omogočili izvedbo najzahtevnejših primerov uporabe pri sestavljanju logičnih vezij z logičnimi vezji ter pomnilnikov z logičnimi vezji,« dodaja Zsolt Tokei. »To bo zahtevalo še boljšo natančnost prekrivanja, kar nameravamo nadalje raziskovati v sodelovanju z EVG.«
»Dolgoletno sodelovanje z imecom odraža pomembno vlogo, ki jo spajanje rezin še naprej igra pri razvoju polprevodniških naprav naslednje generacije,« je dejal Paul Lindner, izvršni direktor za tehnologijo pri EV Group. »V več kot treh desetletjih skupnega dela smo dokazali, kako lahko tesno sodelovanje med dobavitelji opreme in vodilnimi raziskovalnimi organizacijami, kot je imec, pripelje do pomembnih napredkov v procesni tehnologiji.« »Veselimo se nadaljevanja tega dela, da bomo podprli prihodnje arhitekture naprav in okrepili sodelovanje v globalnem ekosistemu polprevodnikov.«
Rezultati predstavljenega hibridnega spajanja rezin so podrobno opisani v predstavitvi na konferenci ECTC 2026: »Tehnologija hibridnega spajanja rezin z razmakom med povezavami 200 nm«, S. Van Huylenbroeck in sod. (Sekcija 26: Advanced Wafer-to-Wafer Hybrid Bonding).
