銅凹陷(Cu Recess)是指在混合鍵合之前,接合面上銅(Cu)電極墊的表面比周圍絕緣膜表面略低(約幾 nm)的狀態,或指這個凹陷的量。混合鍵合是讓2個銅電極與絕緣膜混在一起的平坦表面相對,同時把銅與銅、絕緣膜與絕緣膜接合的技術,這幾 nm 凹陷的控制會左右接合的成敗。
接合分2個階段進行。首先在室溫把2個表面貼合,平坦的絕緣膜之間會以分子間的力黏在一起。此時因為銅略為凹陷,銅與銅之間還留有小間隙。接著進行熱處理,銅受熱膨脹的幅度比絕緣膜大(熱膨脹係數較大),因此會填滿間隙,銅與銅互相壓緊,原子擴散後合為一體。若銅是凸出的,銅會先碰在一起,使絕緣膜之間無法接合,留下間隙(孔洞,void)。
反之,凹陷太深時,即使受熱膨脹,銅與銅也碰不到,無法電性連接。凹陷量會隨 CMP 的研磨條件、銅與絕緣膜的研磨速率比、墊的大小與圖形密度而變化,因此必須在整片晶圓上控制在幾 nm 的範圍內。一般以原子力顯微鏡(AFM)等量測表面高度來管理。電極間距越細,允許的範圍就越窄。