{"id":1929,"date":"2026-04-30T14:30:13","date_gmt":"2026-04-30T06:30:13","guid":{"rendered":"https:\/\/jeez-semicon.com\/?p=1929"},"modified":"2026-04-30T15:05:39","modified_gmt":"2026-04-30T07:05:39","slug":"cmp-materials-for-advanced-nodes-below-14nm","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/jeez-semicon.com\/es\/blog\/cmp-materials-for-advanced-nodes-below-14nm\/","title":{"rendered":"Materiales CMP para nodos avanzados (por debajo de 14 nm)"},"content":{"rendered":"<!-- JEEZ | Cluster 5: CMP Materials for Advanced Nodes (Below 14 nm) -->\r\n<p><style>\r\n.jz*,.jz *::before,.jz *::after{box-sizing:border-box;margin:0;padding:0}\r\n.jz{font-family:'Segoe UI',Arial,sans-serif;font-size:16px;line-height:1.8;color:#1a1a2e;max-width:900px;margin:0 auto}\r\n.jz-hero{background:linear-gradient(135deg,#0f2544 0%,#1a4a8a 55%,#0e7c86 100%);border-radius:12px;padding:56px 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completa<\/a><nav class=\"jz-toc\" aria-label=\"\u00cdndice\">\r\n<div class=\"jz-toc-title\">\ud83d\udccb \u00cdndice<\/div>\r\n<ol>\r\n<li><a href=\"#an-intro\">Por qu\u00e9 los nodos avanzados exigen m\u00e1s a los materiales CMP<\/a><\/li>\r\n<li><a href=\"#finfet\">Retos de la CMP en la arquitectura FinFET (14-7 nm)<\/a><\/li>\r\n<li><a href=\"#gaa\">Gate-All-Around (GAA) y CMP a 3 nm e inferiores<\/a><\/li>\r\n<li><a href=\"#cobalt\">CMP de cobalto: qu\u00edmica, retos y control de defectos<\/a><\/li>\r\n<li><a href=\"#ruthenium\">Rutenio CMP: la nueva frontera<\/a><\/li>\r\n<li><a href=\"#molybdenum\">Molibdeno CMP para relleno de compuertas GAA<\/a><\/li>\r\n<li><a href=\"#lowk\">CMP diel\u00e9ctrico de ultrabaja k: fragilidad mec\u00e1nica y selectividad<\/a><\/li>\r\n<li><a href=\"#3dnand\">CMP para NAND 3D: alta relaci\u00f3n de aspecto y exigencias multicapa<\/a><\/li>\r\n<li><a href=\"#3dic\">3D-IC y uni\u00f3n h\u00edbrida: El reto de la rugosidad subnanom\u00e9trica<\/a><\/li>\r\n<li><a href=\"#roadmap\">Hoja de ruta de los materiales CMP: 2026 a 2030<\/a><\/li>\r\n<li><a href=\"#faq\">PREGUNTAS FRECUENTES<\/a><\/li>\r\n<\/ol>\r\n<\/nav>\r\n<section id=\"an-intro\">\r\n<h2>1. Por qu\u00e9 los nodos avanzados exigen m\u00e1s a los materiales CMP<\/h2>\r\n<p>La transici\u00f3n del CMOS planar al FinFET, y ahora a los transistores nanosheet Gate-All-Around (GAA), no se ha limitado a reducir las dimensiones de los dispositivos, sino que ha transformado radicalmente el entorno geom\u00e9trico, qu\u00edmico y mec\u00e1nico en el que debe operar el CMP. Cada arquitectura sucesiva introduce nuevos materiales, presupuestos de eliminaci\u00f3n m\u00e1s ajustados y requisitos de recuento de pasos m\u00e1s elevados que llevan a los consumibles CMP est\u00e1ndar m\u00e1s all\u00e1 de sus l\u00edmites de dise\u00f1o.<\/p>\r\n<div class=\"jz-stats\">\r\n<div class=\"jz-stat\">\r\n<div class=\"n\">&lt;5 nm<\/div>\r\n<div class=\"l\">Nodo l\u00f3gico de vanguardia en producci\u00f3n a gran escala a partir de abril de 2026<\/div>\r\n<\/div>\r\n<div class=\"jz-stat\">\r\n<div class=\"n\">60+<\/div>\r\n<div class=\"l\">Pasos del proceso CMP por oblea en l\u00f3gica avanzada frente a &lt;10 a 180 nm<\/div>\r\n<\/div>\r\n<div class=\"jz-stat\">\r\n<div class=\"n\">0,3 nm<\/div>\r\n<div class=\"l\">Objetivo m\u00e1ximo de Ra post-CMP para la preparaci\u00f3n de la capa adhesiva h\u00edbrida<\/div>\r\n<\/div>\r\n<div class=\"jz-stat\">\r\n<div class=\"n\">5+<\/div>\r\n<div class=\"l\">Nuevos sistemas met\u00e1licos introducidos en BEOL entre los nodos de 28 nm y 3 nm<\/div>\r\n<\/div>\r\n<\/div>\r\n<p>Tres cambios fundamentales hacen que el CMP de nodo avanzado sea categ\u00f3ricamente m\u00e1s dif\u00edcil que el CMP de nodo maduro:<\/p>\r\n<ul>\r\n<li><strong>Presupuestos de mudanza m\u00e1s ajustados:<\/strong> A menos de 7 nm, los presupuestos de caracter\u00edsticas verticales de cada pel\u00edcula se miden en nan\u00f3metros de un solo d\u00edgito. Un paso de CMP que sobrepase su objetivo en 5 nm a 28 nm es una molestia menor del proceso; el mismo sobrepulido a 3 nm puede consumir por completo un revestimiento met\u00e1lico o da\u00f1ar la estructura subyacente del dispositivo. Esto exige una precisi\u00f3n en el punto final y una selectividad del lodo que las generaciones anteriores de consumibles no estaban dise\u00f1adas para ofrecer.<\/li>\r\n<li><strong>Nuevos sistemas de materiales:<\/strong> Cada nuevo nodo introduce metales (Co, Ru, Mo) y diel\u00e9ctricos (SiOC, SiCN, pel\u00edculas de alta k basadas en hafnio) para los que no se han formulado lodos CMP est\u00e1ndar. Para cada nuevo material hay que desarrollar una nueva qu\u00edmica CMP, a menudo desde cero, un proceso que puede llevar de 2 a 4 a\u00f1os de I+D para una aplicaci\u00f3n realmente novedosa.<\/li>\r\n<li><strong>Fragilidad mec\u00e1nica de estructuras avanzadas:<\/strong> Los diel\u00e9ctricos de k ultrabaja tienen m\u00f3dulos de Young tan bajos como 2-5 GPa, \u00f3rdenes de magnitud por debajo de los 70 GPa del SiO\u2082 t\u00e9rmico. Las estructuras NAND 3D de alta relaci\u00f3n de aspecto y los transistores de pel\u00edcula fina en la integraci\u00f3n 3D-IC apilada pueden deslaminar bajo niveles de fuerza descendente CMP que son rutinarios para los procesos planares convencionales.<\/li>\r\n<\/ul>\r\n<\/section>\r\n<hr class=\"jz-divider\" \/>\r\n<section id=\"finfet\">\r\n<h2>2. Retos de la CMP en la arquitectura FinFET (14-7 nm)<\/h2>\r\n<p>La tecnolog\u00eda FinFET, introducida en la producci\u00f3n en serie a 22 nm (Intel) y 16\/14 nm (TSMC, Samsung), introdujo una geometr\u00eda de transistor no planar que cre\u00f3 inmediatamente nuevos retos de CMP. Las estructuras de las aletas, estrechos pilares de silicio que se elevan por encima de la superficie del sustrato, deben sobrevivir a los pasos de CMP destinados a planarizar el material diel\u00e9ctrico circundante. Cualquier tensi\u00f3n lateral o fuerza descendente excesiva durante el CMP ILD de la zona de las aletas puede da\u00f1ar o delaminar las propias estructuras de las aletas.<\/p>\r\n<h3>Pasos clave del CMP FinFET y requisitos de consumibles<\/h3>\r\n<div class=\"jz-table-wrap\">\r\n<table class=\"jz-table\">\r\n<thead>\r\n<tr>\r\n<th>Etapa del proceso<\/th>\r\n<th>Pel\u00edcula(s) retirada(s)<\/th>\r\n<th>Requisito cr\u00edtico<\/th>\r\n<th>Tipo de lodo<\/th>\r\n<th>Preferencia de almohadilla<\/th>\r\n<\/tr>\r\n<\/thead>\r\n<tbody>\r\n<tr>\r\n<td>Fin revelar CMP<\/td>\r\n<td>SiO\u2082 Relleno STI<\/td>\r\n<td>Control preciso de la altura de las aletas (\u00b10,5 nm)<\/td>\r\n<td>Ceria de baja MRR con aditivo de alta selectividad<\/td>\r\n<td>Semiduro; bien acondicionado<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<tr>\r\n<td>Protecci\u00f3n diel\u00e9ctrica de la puerta CMP<\/td>\r\n<td>Puerta falsa Poly-Si<\/td>\r\n<td>Parada en puerta de alto k\/metal sin adelgazamiento<\/td>\r\n<td>S\u00edlice coloidal diluida; fuerza descendente muy baja<\/td>\r\n<td>Receta blanda; baja carga aerodin\u00e1mica<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<tr>\r\n<td>Puerta met\u00e1lica CMP (HKMG)<\/td>\r\n<td>W, TiN, TaN<\/td>\r\n<td>Planarizaci\u00f3n del relleno met\u00e1lico hasta el nivel de la puerta<\/td>\r\n<td>Lechada W o lechada de barrera<\/td>\r\n<td>Duro; acondicionamiento est\u00e1ndar<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<tr>\r\n<td>Co contacto CMP<\/td>\r\n<td>Sobrecarga de cobalto<\/td>\r\n<td>Co:selectividad diel\u00e9ctrica; sin corrosi\u00f3n galv\u00e1nica<\/td>\r\n<td>Formulaci\u00f3n de s\u00edlice coloidal coespec\u00edfica<\/td>\r\n<td>Compuesto semiduro o apilado<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<tr>\r\n<td>Planarizaci\u00f3n MOL ILD<\/td>\r\n<td>SiO\u2082, SiOC<\/td>\r\n<td>Baja carga aerodin\u00e1mica para proteger el FinFET subyacente<\/td>\r\n<td>Lodos diluidos de baja MRR<\/td>\r\n<td>De blando a medio; carga aerodin\u00e1mica reducida<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<\/tbody>\r\n<\/table>\r\n<\/div>\r\n<p>La introducci\u00f3n del cobalto como metal de contacto a 7 nm (en sustituci\u00f3n del tungsteno para los contactos m\u00e1s avanzados) fue una de las transiciones qu\u00edmicas CMP m\u00e1s significativas de la era FinFET. La menor dureza del cobalto y su sensibilidad a la corrosi\u00f3n galv\u00e1nica exigieron formulaciones de lechada totalmente nuevas. Para un tratamiento detallado de la qu\u00edmica CMP del cobalto, v\u00e9ase la Secci\u00f3n 4 de este art\u00edculo y el debate m\u00e1s amplio sobre la qu\u00edmica de los lodos en nuestra publicaci\u00f3n <a href=\"https:\/\/jeez-semicon.com\/es\/blog\/CMP-Slurry-Types-Applications-Selection-Guide\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">Tipos de lodos CMP, aplicaciones y gu\u00eda de selecci\u00f3n<\/a>.<\/p>\r\n<\/section>\r\n<hr class=\"jz-divider\" \/>\r\n<section id=\"gaa\">\r\n<h2>3. Gate-All-Around (GAA) y CMP a 3 nm e inferiores<\/h2>\r\n<p>Los transistores de nanohoja Gate-All-Around (GAA), actualmente en producci\u00f3n en serie en TSMC (N3), Samsung (3GAE) e Intel Foundry (18A), representan la geometr\u00eda de transistor m\u00e1s compleja de la historia de los semiconductores. En los GAA, las nanohojas horizontales de silicio o SiGe (normalmente de 4-8 nm de grosor, apiladas verticalmente en grupos de 2-4) est\u00e1n completamente rodeadas por el diel\u00e9ctrico y el metal de la puerta por los cuatro lados, lo que permite un control electrost\u00e1tico superior pero exige una precisi\u00f3n extraordinaria en los pasos de CMP que revelan, a\u00edslan y planarizan estas estructuras.<\/p>\r\n<h3>Nanosheet Reveal CMP: el paso de planaridad m\u00e1s exigente en la fabricaci\u00f3n de semiconductores<\/h3>\r\n<p>El paso de revelado de la nanohoja elimina el relleno de aislamiento de SiO\u2082 o SiOC depositado entre las filas de c\u00e9lulas GAA, deteni\u00e9ndose en la superficie de la nanohoja superior con una tolerancia de espesor de pel\u00edcula residual objetivo de \u00b11-2 nm en toda la oblea de 300 mm. Para ello es necesario:<\/p>\r\n<ul>\r\n<li>Lodos de nanoceria con un tama\u00f1o de part\u00edcula D99 inferior a 100 nm para minimizar los da\u00f1os en la superficie de las nanohojas.<\/li>\r\n<li>Selectividad SiO\u2082:Si\u2083N\u2084 y SiO\u2082:SiGe extremadamente alta para preservar la superficie superior de la nanohoja y el espaciador de la pared lateral.<\/li>\r\n<li>Uniformidad MRR estricta dentro de la oblea (&lt;1,5% 1\u03c3) para garantizar que ninguna superficie de nanohoja se pule en exceso mientras que los residuos permanecen en el lado opuesto de la oblea.<\/li>\r\n<li>Detecci\u00f3n \u00f3ptica del punto final en tiempo real con sensibilidad subnm para detener el paso CMP antes de que se agote el presupuesto de tolerancia.<\/li>\r\n<\/ul>\r\n<div class=\"jz-hl\">\r\n<p>El sistema de almohadillas para los pasos GAA CMP debe equilibrar la eficacia de la planarizaci\u00f3n (para resolver la topograf\u00eda sustancial que queda tras el grabado y la deposici\u00f3n) con la suavidad mec\u00e1nica (para evitar aplicar una tensi\u00f3n lateral destructiva a las fr\u00e1giles pilas de nanohojas). La configuraci\u00f3n preferida son las almohadillas compuestas apiladas con una compresibilidad de subalmohadilla cuidadosamente seleccionada, combinada con un ajuste de presi\u00f3n del cabezal portador multizona para compensar la falta de uniformidad radial en la altura de las nanohojas.<\/p>\r\n<\/div>\r\n<\/section>\r\n<hr class=\"jz-divider\" \/>\r\n<section id=\"cobalt\">\r\n<h2>4. CMP de cobalto: qu\u00edmica, retos y control de defectos<\/h2>\r\n<p>El cobalto se ha convertido en el metal de contacto e interconexi\u00f3n local preferido para los nodos l\u00f3gicos avanzados de 7 nm y menos, sustituyendo al tungsteno en las aplicaciones m\u00e1s exigentes debido a su menor resistividad aparente en tama\u00f1os inferiores a 20 nm. Sin embargo, las propiedades f\u00edsicas y qu\u00edmicas del cobalto crean un entorno CMP muy diferente y considerablemente m\u00e1s dif\u00edcil que el del tungsteno.<\/p>\r\n<h3>Por qu\u00e9 el cobalto CMP es m\u00e1s duro que el tungsteno CMP<\/h3>\r\n<ul>\r\n<li><strong>El cobalto es mucho m\u00e1s blando que el wolframio<\/strong> (dureza Vickers ~1.000 MPa para el Co frente a ~3.430 MPa para el W), lo que significa que las fuerzas de contacto abrasivas que son habituales para la CMP del W pueden producir dishing o ara\u00f1azos en las superficies de cobalto.<\/li>\r\n<li><strong>El cobalto es susceptible a la corrosi\u00f3n galv\u00e1nica<\/strong> en las interfaces con metales distintos (especialmente el metal de barrera TiN). En presencia de una lechada oxidante, las diferencias de potencial electroqu\u00edmico entre el Co y el TiN pueden provocar la disoluci\u00f3n an\u00f3dica del cobalto en el per\u00edmetro de contacto, creando defectos de picaduras que no son observables mediante inspecci\u00f3n \u00f3ptica est\u00e1ndar pero que degradan la resistencia y la fiabilidad del contacto.<\/li>\r\n<li><strong>Contaminaci\u00f3n por iones de cobalto<\/strong> (Co\u00b2\u207a, Co\u00b3\u207a) lixiviado de la superficie pulida al ba\u00f1o de lodo es una fuente de contaminaci\u00f3n met\u00e1lica en las superficies de las obleas si no se elimina mediante la limpieza posterior a la CMP. El Co es una trampa de nivel profundo en el silicio y puede causar graves fugas en el dispositivo si est\u00e1 presente a nivel del transistor.<\/li>\r\n<\/ul>\r\n<h3>Principios de dise\u00f1o de los lodos CMP de cobalto<\/h3>\r\n<p>La formulaci\u00f3n de una lechada CMP de cobalto eficaz requiere equilibrar tres requisitos contrapuestos: oxidaci\u00f3n suficiente de la superficie de cobalto para generar una capa de CoO\/Co(OH)\u2082 abrasiva (para una MRR adecuada), inhibici\u00f3n de la corrosi\u00f3n en la interfaz galv\u00e1nica Co\/TiN (para evitar las picaduras) y complejaci\u00f3n de los iones de cobalto disueltos (para evitar la redeposici\u00f3n). La soluci\u00f3n t\u00edpica es:<\/p>\r\n<ul>\r\n<li>Oxidante suave (H\u2082O\u2082 a 0,5-2 wt%, o periodato a baja concentraci\u00f3n) - suficientemente moderado para formar \u00f3xido de Co sin provocar una corrosi\u00f3n galopante.<\/li>\r\n<li>Inhibidores de corrosi\u00f3n espec\u00edficos del cobalto (imidazol, derivados del benzotriazol o compuestos heteroc\u00edclicos patentados) que se adsorben preferentemente en las superficies de Co en contacto con TiN.<\/li>\r\n<li>Complejantes \u00e1cidos org\u00e1nicos (\u00e1cido c\u00edtrico, \u00e1cido m\u00e1lico) para solubilizar los iones de Co y evitar su redeposici\u00f3n.<\/li>\r\n<li>S\u00edlice coloidal de defectos ultrabajos (20-50 nm, D99 &lt;150 nm) como abrasivo, operado a pH 4-7<\/li>\r\n<\/ul>\r\n<\/section>\r\n<hr class=\"jz-divider\" \/>\r\n<section id=\"ruthenium\">\r\n<h2>5. Rutenio CMP: la frontera emergente<\/h2>\r\n<p>El rutenio (Ru) se posiciona como el metal de pr\u00f3xima generaci\u00f3n para contactos, interconexiones locales y relleno de compuertas en nodos sub-5 nm. Sus ventajas sobre el cobalto son una menor resistividad en dimensiones nanom\u00e9tricas, una mayor estabilidad t\u00e9rmica (punto de fusi\u00f3n del Ru: 2.334 \u00b0C frente a 1.495 \u00b0C del Co) y una mayor compatibilidad con diel\u00e9ctricos de puerta de alta k. Varias fundiciones l\u00edderes han dado a conocer esquemas de metalizaci\u00f3n basados en Ru para sus generaciones de procesos de 2 nm y superiores.<\/p>\r\n<h3>El reto de la inercia qu\u00edmica del rutenio<\/h3>\r\n<p>El rutenio es termodin\u00e1micamente noble en la mayor\u00eda de las condiciones acuosas, mucho m\u00e1s que el cobre o el cobalto. Esta inercia qu\u00edmica, que es una ventaja para la fiabilidad de los dispositivos, es un obst\u00e1culo importante para la CMP, donde la reactividad qu\u00edmica de la superficie objetivo es un requisito previo para la eliminaci\u00f3n eficaz del material. Las lechadas CMP est\u00e1ndar de cobre y cobalto (a base de H\u2082O\u2082, moderadamente \u00e1cidas) consiguen una MRR insignificante en las superficies de Ru.<\/p>\r\n<p>La oxidaci\u00f3n eficaz del Ru requiere oxidantes muy fuertes a pH bajo (periodato, bromato o especies de Ce\u2074\u207a a pH 1-3) o asistencia electroqu\u00edmica. El principal producto de la oxidaci\u00f3n, el RuO\u2084 (tetr\u00f3xido de rutenio), es un compuesto vol\u00e1til y t\u00f3xico que puede formarse a altas concentraciones y temperaturas del oxidante, lo que plantea problemas tanto de seguridad del proceso como de contaminaci\u00f3n. Gestionar el riesgo de formaci\u00f3n de RuO\u2084 manteniendo al mismo tiempo una RMR de Ru adecuada es el reto central del desarrollo qu\u00edmico de la CMP de Ru.<\/p>\r\n<p>A partir de abril de 2026, la qu\u00edmica de Ru CMP pasar\u00e1 activamente de la demostraci\u00f3n en laboratorio a la cualificaci\u00f3n de procesos en f\u00e1bricas punteras. JEEZ participa en la I+D de lodos de Ru y acoge con satisfacci\u00f3n las asociaciones de desarrollo colaborativo con f\u00e1bricas que trabajan en la integraci\u00f3n de Ru. <a href=\"https:\/\/jeez-semicon.com\/es\/contact\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">P\u00f3ngase en contacto con nosotros para hablar de sus necesidades.<\/a><\/p>\r\n<\/section>\r\n<hr class=\"jz-divider\" \/>\r\n<section id=\"molybdenum\">\r\n<h2>6. Molibdeno CMP para relleno de compuertas GAA<\/h2>\r\n<p>El molibdeno (Mo) est\u00e1 despertando un gran inter\u00e9s como relleno met\u00e1lico alternativo para las puertas de los transistores GAA, ya que es competitivo por su funci\u00f3n cercana a la brecha media, su buena estabilidad t\u00e9rmica y su menor resistencia de puerta en comparaci\u00f3n con el tungsteno en dimensiones reducidas. Intel ha desvelado el relleno de puerta de Mo en su proceso 18A; otras fundiciones lo est\u00e1n evaluando para generaciones por debajo de los 2 nm.<\/p>\r\n<p>La qu\u00edmica del CMP de Mo es claramente diferente de la de otras aplicaciones CMP de metales. El \u00f3xido de molibdeno (MoO\u2083) se disuelve f\u00e1cilmente en una soluci\u00f3n alcalina (formando MoO\u2084\u00b2-), lo que crea una situaci\u00f3n inusual: una lechada fuertemente alcalina puede alcanzar una elevada MRR de Mo \u00fanicamente mediante disoluci\u00f3n qu\u00edmica, sin necesidad de una abrasi\u00f3n agresiva. Sin embargo, esta misma solubilidad crea un riesgo de disgregaci\u00f3n en caracter\u00edsticas de Mo anchas si la velocidad de ataque qu\u00edmico no se controla cuidadosamente mediante aditivos de bloqueo superficial.<\/p>\r\n<p>Tambi\u00e9n pueden utilizarse lodos oxidantes \u00e1cidos (pH 2-4 con peroxidisulfato o periodato) para la CMP de Mo, convirtiendo el Mo en capas superficiales de MoO\u2082 o MoO\u2083 que pueden eliminarse mec\u00e1nicamente. La elecci\u00f3n entre la qu\u00edmica de disoluci\u00f3n alcalina y la de oxidaci\u00f3n \u00e1cida depende de los requisitos espec\u00edficos de selectividad de la pila de compuerta, en particular la necesidad de detener limpiamente el diel\u00e9ctrico de compuerta de alto k sin diluirlo.<\/p>\r\n<\/section>\r\n<hr class=\"jz-divider\" \/>\r\n<section id=\"lowk\">\r\n<h2>7. CMP diel\u00e9ctrico de ultrabaja k: fragilidad mec\u00e1nica y selectividad<\/h2>\r\n<p>La reducci\u00f3n progresiva de la constante diel\u00e9ctrica (k) necesaria para reducir el retardo RC en las interconexiones BEOL ha dado lugar a una familia de pel\u00edculas diel\u00e9ctricas porosas de k ultrabajo (ULK) con m\u00f3dulos de Young tan bajos como 2-5 GPa y tenacidades a la fractura cercanas a las de los aerogeles. La CMP del cobre y los metales de barrera en estos fr\u00e1giles entornos diel\u00e9ctricos es uno de los procesos t\u00e9cnicamente m\u00e1s exigentes de la fabricaci\u00f3n de l\u00f3gica avanzada.<\/p>\r\n<h3>Modos de fallo espec\u00edficos de CMP de ultrabajo k<\/h3>\r\n<ul>\r\n<li><strong>Delaminaci\u00f3n diel\u00e9ctrica:<\/strong> La interfaz entre la pel\u00edcula ULK y el tope de grabado (normalmente SiCN o SiCO) es el plano mec\u00e1nico m\u00e1s d\u00e9bil de toda la pila de interconexi\u00f3n. Una fuerza descendente excesiva de CMP o una tensi\u00f3n de cizallamiento lateral pueden provocar la delaminaci\u00f3n de la interfaz que se propaga lateralmente, creando huecos en la capa de interconexi\u00f3n.<\/li>\r\n<li><strong>Fractura cohesiva dentro del diel\u00e9ctrico:<\/strong> En el caso de las l\u00e1minas ULK m\u00e1s porosas (k &lt; 2,2), la propia l\u00e1mina puede fracturarse cohesivamente bajo la fuerza descendente, creando una superficie rugosa y agrietada que no puede recuperarse mediante un procesamiento posterior.<\/li>\r\n<li><strong>Infiltraci\u00f3n de lechada en poros abiertos:<\/strong> Si la fase l\u00edquida de la lechada humedece y penetra en la red de poros abiertos del material ULK, puede arrastrar part\u00edculas abrasivas e iones met\u00e1licos al interior de la pel\u00edcula, provocando un aumento de la constante diel\u00e9ctrica, fugas y degradaci\u00f3n de la fiabilidad.<\/li>\r\n<\/ul>\r\n<p>El enfoque de mitigaci\u00f3n est\u00e1ndar para ULK CMP combina condiciones de proceso de baja fuerza descendente (normalmente &lt;1,5 psi de presi\u00f3n de oblea), almohadillas de pulido blandas con bajo m\u00f3dulo y formulaciones de lechada con baja concentraci\u00f3n de abrasivo y sistemas tensioactivos que reducen la infiltraci\u00f3n de lechada en los poros abiertos. Estas restricciones limitan en gran medida la MRR disponible y requieren un cuidadoso control del punto final para compensar el reducido margen del proceso.<\/p>\r\n<\/section>\r\n<hr class=\"jz-divider\" \/>\r\n<section id=\"3dnand\">\r\n<h2>8. CMP para NAND 3D: alta relaci\u00f3n de aspecto y exigencias multicapa<\/h2>\r\n<p>Las memorias flash NAND 3D, que apilan las c\u00e9lulas de memoria verticalmente en un n\u00famero de capas que oscila entre 96 capas (cosecha de 2019) y m\u00e1s de 300 capas (productos l\u00edderes en 2026), requieren CMP en varios puntos de la secuencia de fabricaci\u00f3n. Los pasos de CMP m\u00e1s complicados en las memorias NAND 3D son la planarizaci\u00f3n de la pila alternante de \u00f3xido-nitruro (ON) u \u00f3xido-polisilicio despu\u00e9s de la deposici\u00f3n de cada capa y la eliminaci\u00f3n del material de relleno de tungsteno o molibdeno de la l\u00ednea de palabras despu\u00e9s del proceso de sustituci\u00f3n de compuertas.<\/p>\r\n<div class=\"jz-hl\">\r\n<p>Las relaciones de aspecto extremas de las estructuras NAND 3D (orificios de canal con relaciones de aspecto superiores a 60:1 en los dispositivos de vanguardia) crean unas condiciones l\u00edmite de CMP \u00fanicas. La distribuci\u00f3n de la presi\u00f3n de pulido en la parte superior de la estructura es diferente de la de la periferia, y la penetraci\u00f3n de la lechada en los orificios de alta relaci\u00f3n de aspecto durante el pulido puede arrastrar part\u00edculas abrasivas que luego se convierten en residuos atrapados. Las formulaciones de lechada CMP para NAND 3D se dise\u00f1an con distribuciones de tama\u00f1o de part\u00edcula y paquetes de surfactantes dise\u00f1ados espec\u00edficamente para minimizar la penetraci\u00f3n en las caracter\u00edsticas de alta relaci\u00f3n de aspecto.<\/p>\r\n<\/div>\r\n<\/section>\r\n<hr class=\"jz-divider\" \/>\r\n<section id=\"3dic\">\r\n<h2>9. 3D-IC y uni\u00f3n h\u00edbrida: El reto de la rugosidad subnanom\u00e9trica<\/h2>\r\n<p>La uni\u00f3n h\u00edbrida es la tecnolog\u00eda que permite la integraci\u00f3n 3D-IC de mayor densidad, utilizada en memorias de gran ancho de banda (HBM), sensores de imagen CMOS (CIS) y apilamiento avanzado de l\u00f3gica sobre l\u00f3gica. En la uni\u00f3n h\u00edbrida, dos obleas se unen mediante contacto directo diel\u00e9ctrico-diel\u00e9ctrico (superficies de uni\u00f3n de SiO\u2082 o SiCN) y contacto de almohadilla met\u00e1lica Cu-Cu, sin ninguna capa intermedia de adhesivo o soldadura. La uni\u00f3n se forma mediante qu\u00edmica superficial y activaci\u00f3n t\u00e9rmica, y su calidad depende fundamentalmente de la planitud y rugosidad de ambas superficies de uni\u00f3n.<\/p>\r\n<h3>Especificaciones CMP para la preparaci\u00f3n de capas adhesivas h\u00edbridas<\/h3>\r\n<div class=\"jz-table-wrap\">\r\n<table class=\"jz-table\">\r\n<thead>\r\n<tr>\r\n<th>Par\u00e1metro<\/th>\r\n<th>Objetivo de enlace h\u00edbrido<\/th>\r\n<th>Objetivo convencional BEOL CMP<\/th>\r\n<th>Relaci\u00f3n (h\u00edbrido\/convencional)<\/th>\r\n<\/tr>\r\n<\/thead>\r\n<tbody>\r\n<tr>\r\n<td>Rugosidad superficial Ra<\/td>\r\n<td>&lt;0,3 nm<\/td>\r\n<td>&lt;1-2 nm<\/td>\r\n<td>5-7\u00d7 m\u00e1s ajustado<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<tr>\r\n<td>Recuento de part\u00edculas en superficie (&gt;50 nm)<\/td>\r\n<td>&lt;10 por oblea<\/td>\r\n<td>&lt;50-100 por oblea<\/td>\r\n<td>5-10\u00d7 m\u00e1s ajustado<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<tr>\r\n<td>Discos de Cu<\/td>\r\n<td>&lt;5 nm<\/td>\r\n<td>&lt;20-30 nm<\/td>\r\n<td>4-6\u00d7 m\u00e1s ajustado<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<tr>\r\n<td>Altura del escal\u00f3n diel\u00e9ctrico<\/td>\r\n<td>&lt;3 nm<\/td>\r\n<td>&lt;10-20 nm<\/td>\r\n<td>3-7\u00d7 m\u00e1s fuerte<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<tr>\r\n<td>Contaminaci\u00f3n met\u00e1lica post-CMP<\/td>\r\n<td>&lt;1\u00d710\u00b9\u2070 \u00e1tomos\/cm\u00b2.<\/td>\r\n<td>&lt;1\u00d710\u00b9\u00b9 \u00e1tomos\/cm\u00b2<\/td>\r\n<td>10\u00d7 m\u00e1s ajustado<\/td>\r\n<\/tr>\r\n<\/tbody>\r\n<\/table>\r\n<\/div>\r\n<p>Para cumplir estas especificaciones se requieren lodos de s\u00edlice coloidal ultrapuros, de menos de 30 nm, en concentraciones inferiores a 2 wt%, combinados con almohadillas de pulido suaves que funcionen con una fuerza descendente ultrabaja (&lt;1 psi). Para alcanzar los objetivos de part\u00edculas superficiales y contaminaci\u00f3n met\u00e1lica, es obligatoria una limpieza prolongada de varios pasos despu\u00e9s de la CMP, que suele incluir SC1 (APM), DHF y enjuague con megasonidos.<\/p>\r\n<p>Para m\u00e1s informaci\u00f3n sobre la selecci\u00f3n de purines en esta aplicaci\u00f3n, consulte nuestro art\u00edculo sobre <a href=\"https:\/\/jeez-semicon.com\/es\/blog\/CMP-Abrasives-Ceria-vs-Silica-vs-Alumina\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">Abrasivos CMP: Ceria vs. S\u00edlice vs. Al\u00famina<\/a>, en particular la secci\u00f3n de s\u00edlice coloidal que abarca las variantes ultrapuras de grado adhesivo.<\/p>\r\n<\/section>\r\n<hr class=\"jz-divider\" \/>\r\n<section id=\"roadmap\">\r\n<h2>10. Hoja de ruta de los materiales CMP: 2026 a 2030<\/h2>\r\n<div class=\"jz-timeline\">\r\n<div class=\"jz-tl-item\">\r\n<div class=\"jz-tl-dot\">\u00a0<\/div>\r\n<div class=\"jz-tl-body\"><strong>2026: maduraci\u00f3n de los lodos de Ru y Mo<\/strong> Productos comerciales de lodos CMP de Ru y Mo que pasan de la fase de cualificaci\u00f3n a la de producci\u00f3n inicial en f\u00e1bricas punteras; productos de lodos de Co de segunda generaci\u00f3n con un mejor control de la corrosi\u00f3n galv\u00e1nica que empiezan a producirse a gran escala.<\/div>\r\n<\/div>\r\n<div class=\"jz-tl-item\">\r\n<div class=\"jz-tl-dot\">\u00a0<\/div>\r\n<div class=\"jz-tl-body\"><strong>2027: La nanoplancha de GAA revela la normalizaci\u00f3n de CMP<\/strong> Las recetas de proceso para nanohojas de 3 nm y 2 nm revelan que el CMP se est\u00e1 estandarizando en TSMC, Samsung e Intel Foundry; la nano-ceria con dopaje de Mn o morfolog\u00eda core-shell se est\u00e1 convirtiendo en el abrasivo preferido para esta aplicaci\u00f3n.<\/div>\r\n<\/div>\r\n<div class=\"jz-tl-item\">\r\n<div class=\"jz-tl-dot\">\u00a0<\/div>\r\n<div class=\"jz-tl-body\"><strong>2028: Suministro de energ\u00eda trasera CMP<\/strong> La arquitectura de carril de alimentaci\u00f3n trasera (BSPDN) requiere nuevos pasos de CMP para el adelgazamiento de obleas, la revelaci\u00f3n de v\u00edas y la planarizaci\u00f3n de la metalizaci\u00f3n trasera; introduce lodos de adelgazamiento de silicio y nuevos sistemas de almohadillas optimizados para la manipulaci\u00f3n de obleas adelgazadas.<\/div>\r\n<\/div>\r\n<div class=\"jz-tl-item\">\r\n<div class=\"jz-tl-dot\">\u00a0<\/div>\r\n<div class=\"jz-tl-body\"><strong>2029-2030: 1,4 nm e integraci\u00f3n de materiales 2D<\/strong> Primeros retos de CMP para canales semiconductores 2D (MoS\u2082, WSe\u2082) en entornos de investigaci\u00f3n; desarrollo de CMP de barrera de difusi\u00f3n de grafeno; introducci\u00f3n potencial de CMP electroqu\u00edmico (ECMP) para el control de la tasa de eliminaci\u00f3n de subnm en estos niveles de geometr\u00eda extrema.<\/div>\r\n<\/div>\r\n<\/div>\r\n<\/section>\r\n<hr class=\"jz-divider\" \/>\r\n<section id=\"faq\">\r\n<h2>11. FAQ<\/h2>\r\n<h3>\u00bfCu\u00e1l es la diferencia entre los requisitos de CMP a 7 nm frente a 3 nm?<\/h3>\r\n<p>El nodo de 7 nm introdujo principalmente contactos de cobalto y requisitos de selectividad m\u00e1s estrictos para STI e ILD CMP. A 3 nm (arquitectura GAA), los retos aumentan dr\u00e1sticamente: El CMP debe manejar ahora la revelaci\u00f3n de nanohojas con una precisi\u00f3n vertical inferior a 2 nm, el relleno de compuertas con nuevos metales (Ru o Mo) y entornos diel\u00e9ctricos ultrabajos con m\u00f3dulos de Young inferiores a 5 GPa. El n\u00famero de pasos de CMP tambi\u00e9n aumenta en aproximadamente 30-40% entre 7 nm y 3 nm, lo que agrava las implicaciones de coste y rendimiento de cada diferencia de rendimiento por paso.<\/p>\r\n<h3>\u00bfPueden utilizarse los lodos CMP est\u00e1ndar para el cobalto y el rutenio?<\/h3>\r\n<p>Las lechadas CMP est\u00e1ndar de cobre o tungsteno no son adecuadas para el cobalto o el rutenio. El cobalto requiere lechadas especialmente formuladas con inhibidores de la corrosi\u00f3n espec\u00edficos del cobalto y oxidantes suaves equilibrados contra el riesgo de corrosi\u00f3n galv\u00e1nica en las interfaces Co\/TiN. El rutenio requiere productos qu\u00edmicos \u00e1cidos fuertemente oxidantes (basados en periodato o Ce\u2074\u207a) que son completamente diferentes de cualquier otra aplicaci\u00f3n CMP comercial. Si se utiliza una qu\u00edmica de lechada incorrecta en estos metales, se corre el riesgo de que se produzcan defectos graves, contaminaci\u00f3n o incapacidad total para eliminar la pel\u00edcula dentro del presupuesto de tiempo del proceso.<\/p>\r\n<h3>\u00bfEn qu\u00e9 se diferencia el CMP de uni\u00f3n h\u00edbrida del CMP de cobre est\u00e1ndar?<\/h3>\r\n<p>La diferencia fundamental es el requisito de calidad de la superficie. El CMP BEOL de cobre est\u00e1ndar tiene como objetivo una desviaci\u00f3n &lt;20-30 nm y un n\u00famero de ara\u00f1azos de decenas por oblea. El CMP de uni\u00f3n h\u00edbrida debe conseguir una desviaci\u00f3n del Cu inferior a 5 nm, una rugosidad superficial inferior a 0,3 nm Ra y menos de 10 part\u00edculas por oblea por encima de 50 nm, especificaciones que son entre 5 y 10 veces m\u00e1s estrictas que el CMP convencional en todas las m\u00e9tricas. Para alcanzar estos objetivos se requieren lodos de nanos\u00edlice ultradiluidos, almohadillas de pulido suaves con una fuerza descendente ultrabaja y secuencias de limpieza post-CMP de varios pasos que se asemejan m\u00e1s a la limpieza de obleas que a la limpieza CMP convencional.<\/p>\r\n<h3>\u00bfCu\u00e1ntos pasos de CMP requiere una oblea l\u00f3gica de 3 nm?<\/h3>\r\n<p>Una oblea l\u00f3gica de 3 nm totalmente procesada (incluyendo FEOL, MOL y BEOL a trav\u00e9s de la capa de metalizaci\u00f3n final) requiere aproximadamente 50-70 pasos de proceso CMP, dependiendo del flujo de proceso espec\u00edfico y del esquema de integraci\u00f3n. Esto contrasta con los aproximadamente 30-40 pasos a 10 nm, 15-20 pasos a 28 nm y menos de 10 a 180 nm. Cada paso adicional de CMP representa una oportunidad de p\u00e9rdida de rendimiento por defectos, falta de uniformidad o contaminaci\u00f3n, raz\u00f3n por la cual las normas de rendimiento de los consumibles de CMP de los nodos avanzados son mucho m\u00e1s estrictas que las de los nodos maduros.<\/p>\r\n<\/section>\r\n<hr class=\"jz-divider\" \/>\r\n<div class=\"jz-tags\"><span class=\"jz-tag\">Nodo avanzado CMP<\/span><span class=\"jz-tag\">FinFET CMP<\/span><span class=\"jz-tag\">GAA CMP<\/span> <span class=\"jz-tag\">Cobalto CMP<\/span><span class=\"jz-tag\">Rutenio CMP<\/span><span class=\"jz-tag\">3D-IC CMP<\/span> <span class=\"jz-tag\">Vinculaci\u00f3n h\u00edbrida<\/span><span class=\"jz-tag\">NAND 3D<\/span><span class=\"jz-tag\">JEEZ<\/span><\/div>\r\n<div class=\"jz-cta\">\r\n<h2>As\u00f3ciese con JEEZ en el desarrollo de CMP de nodo avanzado<\/h2>\r\n<p>JEEZ ofrece productos de lodo y almohadilla CMP de nodo avanzado cualificados para aplicaciones por debajo de 14 nm, incluyendo Co CMP y desarrollo de qu\u00edmica Ru emergente. P\u00f3ngase en contacto con nuestro equipo de ingenier\u00eda de aplicaciones para una consulta t\u00e9cnica.<\/p>\r\n<a class=\"jz-btn\" href=\"https:\/\/jeez-semicon.com\/es\/contact\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">Analice sus necesidades de CMP de nodos avanzados<\/a> <a class=\"jz-btn-sec\" href=\"https:\/\/jeez-semicon.com\/es\/blog\/What-Are-CMP-Materials-Complete-Guide\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">\u2190 Gu\u00eda completa de materiales CMP<\/a><\/div>\r\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Gu\u00eda t\u00e9cnica de JEEZ - CMP de nodo avanzado Una completa gu\u00eda t\u00e9cnica sobre los requisitos de los consumibles CMP para arquitecturas FinFET, Gate-All-Around, 3D NAND y 3D-IC, que abarca nuevas qu\u00edmicas met\u00e1licas, retos de ultrabaja k, ...<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":1954,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[9,59],"tags":[],"class_list":["post-1929","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-blog","category-industry"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/jeez-semicon.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1929","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/jeez-semicon.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/jeez-semicon.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/jeez-semicon.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/jeez-semicon.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1929"}],"version-history":[{"count":4,"href":"https:\/\/jeez-semicon.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1929\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1962,"href":"https:\/\/jeez-semicon.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1929\/revisions\/1962"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/jeez-semicon.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1954"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/jeez-semicon.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1929"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/jeez-semicon.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1929"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/jeez-semicon.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1929"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}