Technologie de transfert de couches pour chiplets à 2 nm
EVG en Autriche a lancé le premier système de libération de couches pour la fabrication en grande quantité de chiplets et de processus sub-3nm.
Le transfert de couches est une technologie clé pour l’assemblage de systèmes de puces désagrégées et pour les processus de fabrication de puces de pointe. Auparavant, il fallait utiliser des supports en verre pour maintenir la matrice, ce qui rendait le packaging plus épais et plus lourd.
Dans un processus d’intégration 3D, les substrats en verre sont devenus une méthode établie pour construire des couches de composants par le biais d’une liaison temporaire avec des adhésifs organiques, en utilisant un laser à longueur d’onde ultraviolette (UV) pour dissoudre les adhésifs et libérer les couches de composants, qui sont ensuite collées de manière permanente sur la plaquette du produit final. Cependant, les substrats en verre sont difficiles à traiter avec les équipements de fabrication de semiconducteurs qui ont été conçus principalement pour le silicium et qui nécessitent des mises à niveau coûteuses pour permettre le traitement des substrats en verre. En outre, les adhésifs organiques sont généralement limités à des températures de traitement inférieures à 300 °C, ce qui limite leur utilisation au traitement en aval.
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Le système de libération par transfert de couche EVG850 NanoCleave est la première plate-forme à utiliser la technologie NanoCleave d’EVG pour la libération avec une précision nanométrique de couches collées, déposées ou cultivées sur des substrats de support en silicium. Le système utilise un laser infrarouge (IR) couplé à des matériaux de libération inorganiques spécialement formulés dans une plate-forme éprouvée, capable de fabriquer des volumes importants.
Par conséquent, l’EVG850 NanoCleave élimine le besoin de supports en verre, permettant l’empilage de chiplets ultra-minces pour un packaging avancé, ainsi que l’empilage de couches 3D ultra-minces pour le traitement frontal, y compris la logique avancée, la mémoire et la formation de composants de puissance, afin de soutenir les futures feuilles de route d’intégration 3D.
Les premiers systèmes EVG850 NanoCleave ont déjà été installés chez des clients, et près de deux douzaines de démonstrations de produits sont en cours avec des clients et des partenaires sur des sites clients et au siège d’EVG.
L’utilisation de supports en silicium avec des couches de séparation inorganiques permet d’éviter ces problèmes de température et de compatibilité avec les supports en verre. En outre, la précision nanométrique du clivage par laser IR permet de traiter des plaquettes extrêmement fines sans modifier les processus d’enregistrement. L’empilement ultérieur de ces couches minces de composants permet de réaliser des interconnexions à plus grande largeur de bande et offre de nouvelles possibilités de conception et de segmentation des matrices pour les dispositifs haute performance de la prochaine génération.
Dans le même temps, les feuilles de route des transistors pour le nœud inférieur à 3 nm exigent de nouvelles architectures et des innovations en matière de conception, telles que des rails d’alimentation enfouis, des réseaux de distribution d’énergie à l’arrière, des transistors à effet de champ complémentaires (CFET) et des canaux atomiques 2D, qui nécessitent tous un transfert de couches de matériaux extrêmement minces.
Les supports en silicium et les couches de séparation inorganiques répondent aux exigences de propreté des processus, de compatibilité des matériaux et de températures de traitement élevées pour les flux de fabrication frontaux. Cependant, jusqu’à présent, les supports de silicium devaient être complètement éliminés par des processus de meulage, de polissage et de gravure, ce qui entraînait des variations de l’ordre du micron sur la surface de la couche de travail du composant, rendant cette méthode inadaptée à l’empilement de couches minces à des nœuds avancés.
La compatibilité à haute température (jusqu’à 1000 °C) de l’EVG850 NanoCleave permet un traitement frontal, tandis que l’étape de clivage IR à température ambiante garantit l’intégrité de la couche du composant et du substrat porteur. Le processus de transfert de couches élimine également la nécessité d’utiliser des solvants coûteux associés au meulage, au polissage et à la gravure des plaquettes de support.
L’EVG850 NanoCleave est basé sur la même plate-forme que la série EVG850 d’EVG, leader de l’industrie, de systèmes automatisés de collage/décollage temporaire et de collage de silicium sur isolant (SOI), avec une conception compacte et un système de manipulation des wafers éprouvé par HVM.
« Récemment, l’intégration 3D et l’intégration hétérogène se sont imposées comme les principaux facteurs d’amélioration des performances des nouvelles générations de semiconducteurs. Cette évolution a fait du collage des tranches de silicium un processus essentiel pour la poursuite de la mise à l’échelle PPACt (puissance, performance, surface, coût et délai de mise sur le marché) », a déclaré le Dr Bernd Thallner, chef de projet R&D au sein du groupe EVG.
« Avec son système EVG850 NanoCleave, EVG a fusionné les avantages du collage temporaire et du collage par fusion en une seule plate-forme polyvalente qui permet à nos clients d’étendre leurs futures feuilles de route dans les domaines de l’emballage avancé et de la conception et de la fabrication de transistors à l’échelle de la prochaine génération. »
www.evgroup.com/products/bonding/temporary-bonding-and-debonding-systems/evg850-nanocleave
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