CMP，逐梦混合键合!

摘要：本次分享的报告全面概述了半导体制造中用于混合键合（Hybrid Bonding）的化学机械抛光（CMP）技术。CMP 被定义为一种结合化学与机械作用以实现薄膜平坦化的关键技术。报告深入探讨了 CMP 在混合键合中的作用，强调了其在实现可控凹陷和表面粗糙度方面的

复杂的芯片集成方式正在驱使先进封装工艺的变革

本次分享的报告全面概述了半导体制造中用于混合键合（Hybrid Bonding）的化学机械抛光（CMP）技术。CMP 被定义为一种结合化学与机械作用以实现薄膜平坦化的关键技术。报告深入探讨了 CMP 在混合键合中的作用，强调了其在实现可控凹陷和表面粗糙度方面的重要性，并针对 CMP 工艺中的划伤、凹陷及负载效应等核心挑战提出了相应的解决策略。最后，总结了 CMP 混合键合技术协同优化的重要性及其对半导体制造和先进封装领域的深远影响。

CMP 通过化学腐蚀与机械抛光相结合，实现晶圆表面的全局和局部平坦化。它是先进集成电路制造中不可或缺的工艺，尤其在高密度互连和3D集成中至关重要。CMP 使得光刻更容易进行，提高器件性能和良率。

混合键合间距从 2 μm 向 3D NAND、3D DRAM、逻辑堆叠等应用推动 CMP 技术创新。CMP 需与材料、沉积、清洗等工艺协同优化，以实现高良率键合。

混合键合（尤其是Cu-Cu键合）对表面质量要求极高，CMP 直接影响以下方面：

表面粗糙度：影响键合强度和界面质量。Cu 凹陷（Dishing）控制：需控制在1–5 nm范围内。全局与局部平坦化：确保晶圆间和芯片间的匹配性。缺陷控制：包括颗粒、划伤、腐蚀等。

1. 局部（芯片级）挑战：

图案密度差异导致的 topography 不均匀。Cu 垫的凹陷控制（dishing）。芯片中心与边缘的厚度差异。抛光后清洗过程中的腐蚀风险。

2. 全局（晶圆级）挑战：

晶圆间（WIW）和批间（LTL）均匀性控制。抛光速率稳定性与选择性控制。缺陷率（颗粒、有机物、划伤等）管理。

多区抛光头（Multi-zone Head）：可实时调整压力，改善均匀性。原位传感器（In-situ Metrology）：实时监测厚度，实现闭环控制。RTPC™ XE 技术：实时过程控制，适应不同Cu晶粒尺寸和沉积方式。Catalyst™ 技术：提高吞吐量并改善 topography 控制。低温键合支持：成功演示在180°C–200°C下实现Cu-Cu键合，适用于小晶粒Cu。