Dans le cadre du programme Intégration 3D de l’IRT, le procédé de collage hybride 300mm wafer-à-wafer incluant des connexions ultra fines de cuivre de 500nm de diamètre avec des pas de dimension optimisée de 1μm, a été démontré pour la première fois au niveau mondial.
Dans le cadre du programme intégration 3D de l’IRT Nanoelec, cette avancée technologique majeure a été réalisée dans les salles blanches du Leti en utilisant la plateforme de collage avancée GEMINI®FB XT, développée par EVG et entièrement automatisée.
La maitrise du procédé de collage hybride cuivre / oxyde est un facteur clé pour la fabrication de circuits intégrés 3D à haute densité, car l’empilement vertical de dispositifs semi-conducteurs est devenu une approche de plus en plus viable, permettant d’améliorer continuellement la densité et les performances des périphériques. Cependant, un alignement parfaitement contrôlé et d’une extrême précision entre les deux plaquettes est nécessaire afin de garantir un bon contact électrique entre les dispositifs interconnectés via l’interface de collage, mais aussi afin de minimiser la zone d’interconnexion à l’interface de collage, permettant ainsi de libérer plus d’espace fonctionnel sur les plaquettes. La réduction de la taille des pas d’interconnections qui est nécessaire pour suivre la feuille de route de développement des composants avancés, génère par conséquent des spécifications pour le collage hybride plaque-à-plaque de plus en plus ambitieuses et fines (quelques centaines de nanomètres actuellement) à chaque nouvelle génération de produit.
Dans cette démonstration, des plaques de 300 mm ont été directement collées dans la plateforme automatisée GEMINI FB XT grâce à un procédé de collage hybride oxyde / cuivre. Cette plateforme intègre le système d’alignement plaque-à-plaque SmartView®NT d’EVG et un module de vérification d’alignement, permettant ainsi une mesure par infrarouge in situ. Le système a permis d’atteindre une précision d’alignement de 195 nm (3 sigma) sur l’ensemble du collage. Des images de microscopie acoustique réalisées après recuit du collage, ainsi que des caractérisations spécifiques ont confirmé une interface de collage sans défaut pour des pas allant de 1 μm à 4 μm avec une densité de cuivre optimisée.
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