CMP 键合片
精密 CMP 抛光的键合级硅片：表面粗糙度低于 0.2nm、TTV 小于 1μm，用于混合键合、熔融键合与直接键合互连。
产品介绍
CMP 键合片（CMP Bonding Wafer）是经化学机械精密抛光、面向晶圆级直接键合的硅片。其表面粗糙度可低于 0.2nm RMS、铜盘凹陷控制在纳米级、总厚度变化小于 1μm——这些指标是实现无空洞、高良率晶圆对晶圆键合的必要条件。
按键合类型提供不同等级：Cu / SiO₂ 混合键合片，铜盘在氧化硅介质中微凹（约 1–5nm），室温先由介质贴合、退火（约 200–400℃）后铜膨胀形成导电连接，间距可至微米级；SiO₂ / SiO₂ 熔融键合片，超光滑表面室温贴合后退火形成共价 Si–O–Si 键，界面接近体氧化硅；以及兼容直接键合互连（DBI）的等级。直径覆盖 100–300mm，CMP 工艺按客户的焊盘布局、图形密度与键合要求调整；每片进行 AFM 粗糙度、铜凹陷轮廓、TXRF 金属与表面能量测，相关工艺见晶圆键合。
核心特性
- 表面粗糙度 ＜ 0.2nm RMS（高级 ＜ 0.15nm）；
- TTV ＜ 1μm（200mm）；
- 铜凹陷 ＜ 30nm（高级 ＜ 15nm）；
- Cu / SiO₂、SiO₂ / SiO₂、DBI 多等级；
- 颗粒 ≤ 10 @ 0.2μm；
- 表面能 ＞ 45mN/m（亲水活化后）。
CMP 键合片：超光滑、键合就绪
应用场景
3D IC 堆叠
混合键合实现逻辑、存储、传感的面对面对堆叠，互连密度高。
HBM 存储
先进存储由微凸点转向混合键合，需要高良率与低粗糙度。
背照式图像传感器
光电层与读出电路层之间的像素级互连。
SOI 制造
熔融键合加离子切割形成 SOI，表面质量决定埋氧界面。
硅光集成
III–V 材料与硅光电路的异质直接键合。
MEMS 圆片级封装
盖帽片与器件片气密键合，详见MEMS 与传感器。
参数规格
| 参数 | 规格 / 可定制范围 |
|---|---|
| 材料 | 单晶 Si（CZ / FZ）、SOI、热氧 / 氮化片 |
| 直径 | 100mm、150mm、200mm、300mm |
| 厚度 | 200–775μm（标准），50–100μm（超薄） |
| 粗糙度 | ＜ 0.2nm RMS（高级 ＜ 0.15nm） |
| TTV | ≤ 1μm（200mm），≤ 2μm（300mm） |
| Bow / Warp | ≤ 20 / 25μm（200mm） |
| 参数 | 规格 / 可定制范围 |
|---|---|
| 铜凹陷 | ＜ 30nm（高级 ＜ 15nm） |
| 介质侵蚀 | ＜ 25nm（高级 ＜ 10nm） |
| 颗粒 @ 0.2μm | ≤ 10 颗 |
| 表面能 | ＞ 45mN/m（亲水），＞ 30mN/m（疏水） |
| 金属污染 | Fe、Cu、Ni、Cr ＜ 5×10¹⁰ atoms/cm² |
| 边缘排除 / 包装 | 2mm（高级 1mm）；真空单片盒充气封装 |
设备与工艺装备
| 设备类别 | 典型配置 | 用途 |
|---|---|---|
| CMP 抛光机 | 多区压力 / 多浆料系统 | 精密平面化 |
| 后清洗 | 刷洗 / 兆声 / 气相清洗 | 去除浆料与残留 |
| AFM | 原子力显微镜 | 粗糙度与铜凹陷 |
| 轮廓仪 | 接触 / 光学轮廓 | 凹陷与侵蚀测绘 |
| TXRF / 接触角 | 全反射荧光 / 表面能量测 | 金属污染与键合启动评估 |
| 颗粒扫描 | 激光散射颗粒仪 | 0.2μm 颗粒计数 |
常见问题
什么是 CMP 键合片？
经精密 CMP 达到 ＜ 0.2nm RMS、TTV ＜ 1μm 的键合级硅片，用于混合键合、熔融键合与 DBI。
混合键合和熔融键合有何区别？
混合键合是铜加介质、既机械贴合又导电，间距小；熔融键合是 SiO₂ 间形成共价键，用于密封与绝缘。
铜凹陷为何重要？
铜盘微凹（约 1–5nm）可防止铜氧化与键合空洞，是高良率混合键合的关键。
键合片需要哪些量测？
AFM 粗糙度、铜凹陷、TXRF 金属、表面能、颗粒与几何尺寸。
表面能做到多光滑？
标准 ＜ 0.2nm RMS，高级混合键合等级可做到 ＜ 0.15nm。
CMP 键合片用在哪些场景？
主要用于 3D IC 堆叠、HBM 存储、背照式图像传感器、SOI 制造、硅光异质集成与 MEMS 圆片级封装等需要晶圆级直接键合的领域。
有哪些直径和厚度可选？
直径覆盖 100/150/200/300mm，厚度 200–775μm（标准）或 50–100μm（超薄），材料可为单晶 Si、SOI、热氧或氮化片。
键合启动对表面能和颗粒有什么要求？
表面能 > 45mN/m（亲水活化后，疏水 > 30mN/m），颗粒 ≤ 10 颗 @ 0.2μm，TTV ＜ 1μm（200mm），这些是获得无空洞键合的基础。
可以做哪些材料的 CMP，边缘能排除多少？
可做铜、氧化硅、钨、硅、STI 与 ILD 等多种 CMP，铜凹陷 ＜ 30nm（高级 ＜ 15nm），边缘排除可至 1mm（常规 2mm）。
金属污染控制到什么水平？
Fe、Cu、Ni、Cr 等金属污染控制在 ＜ 5×10¹⁰ atoms/cm²，每片经 TXRF、AFM、接触角与颗粒全检后，随附键合就绪数据。
告知键合类型、直径、焊盘布局与数量，24 小时内回复方案
单片工程样品到批量均可对接