40nm BSI CMOS Image Sensor预览

s）或匹配的功能性良率图谱能够相互关联 [P1]。与后续进行物理对准标记的对准步骤，或建立物理接触的热压（TC）键合步骤不同，该步骤的作用是确定指定的晶圆配对，验证输入CMP形貌的兼容性，并同步将它们装载入键合机台 [P1]。进行细致配对的根本必要性源于Cu-Cu混合键合对物理条件的严苛要求，即依赖于金属与金属间的原子扩散以及介质与介质间的化学键合同时发生 [P1]。由于最终的键合机制取决于初始的范德华力粘附，随后是跨界面的共价键形成，因此晶圆翘曲（bow）、弯曲（warp）或全局形貌上的任何宏观不匹配都会阻碍必要的紧密接触 [P1, P2]。通过在配对阶段评估CIS和ISP晶圆的CMP诱导铜凹陷（recess）、碟形坑（dishing）及介质侵蚀分布，该工艺可确保组合后的形貌变化处于防止界面间隙所需的严格公差范围内 [P2]。这为选定的晶圆对后续的RF等离子体或表面活化键合（SAB）步骤做好了充分准备，这些步骤要求表面洁净且紧密接触，以允许高密度的悬挂键有效相互作用并融合 [P3, A1]。预活化配对模块的战略性实施还有助于降低时间依赖性表面退化的风险 [P3]。混合键合表面，特别是暴露的铜互连线，极易发生自发氧化和空气中有机物污染，这两者都会成为实现高质量结所需的低温原子级重构的严重障碍 [P3]。通过在原位RF表面活化之前立即将晶圆配对至统一载具或装载口，可以严格最小化并同步等待时间，从而保持后续活化过程中产生的高表面能状态 [P3]。此外，这种物流配对支持异质层的先进集成，例如氧氮化物键合薄膜或low-k介质，这些层依赖于精确匹配的几何设计和表面能，以在温度敏感型图像传感器所需的降低热预算条件下实现稳健的直接键合 [T3, A1]。