[發明專利]一種含有機酸性物質的化學機械拋光液

無效

• 申請號: 201010591179.4
• 申請日: 2010-12-16
• 公開（公告）號: CN102559057A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 徐春
• 申請（專利權）人: 安集微電子（上海）有限公司
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02;H01L21/02
• 代理公司: 上海翰鴻律師事務所 31246
• 代理人: 李佳銘

技術領域

本發明涉及一種化學機械拋光液，尤其涉及一種用于3D封裝的TSV硅拋光的含有機酸性物質的化學機械拋光液。

背景技術

集成電路（IC）制造工藝中，平坦化技術已成為與光刻和刻蝕同等重要且相互依賴的不可缺少的關鍵技術之一。而化學機械拋光（CMP）工藝便是目前最有效、最成熟的平坦化技術。化學機械拋光系統是集清洗、干燥、在線檢測、終點檢測等技術與一體的化學機械平坦化技術,?是集成電路向微細化、多層化、平坦化、薄型化發展的產物，是集成電路提高生產效率、降低成本、晶圓全局平坦化必備技術。

IC制造工藝中對更高性能、更多功能、更小尺寸、更低功耗和成本的需求，經濟的新型小尺寸3D封裝TSV（TSV，Through-Silicon-Via硅通孔）技術也由此應運而生。3D封裝?TSV是通過在芯片和芯片之間、晶圓和晶圓之間制作垂直導通，實現芯片之間互連的最新技術。與以往IC封裝鍵合和使用凸點的疊加技術不同，TSV能夠使芯片在三維方向堆疊的密度最大，外形尺寸最小，大大改善芯片速度和低功耗的性能。它也被稱為繼鍵合(Wire?Bonding)、TAB和倒裝芯片(FC)之后的第四代封裝技術。3D封裝的主要優勢為：具有最小的尺寸和重量，將不同種類的技術集成到單個封裝中，用短的垂直互連代替長的2D互連，降低寄生效應和功耗等。

TSV與常規封裝技術相比，其制作可以集成到制造工藝的不同階段，目前比較流行的兩種方法為先通孔(via?first)與后通孔(via?last)工藝。在互補金屬氧化物半導體（CMOS）或后道互連（BEOL）步驟之前完成硅通孔通常被稱作Via-first。此時，TSV的制作可以在Fab廠前端金屬互連之前進行，實現core-to-core的連接。該方案目前在微處理器等高性能器件領域研究較多，主要作為系統級芯片（SoC）的替代方案。Via-first也可以在CMOS完成之后再進行TSV的制作，然后完成器件制造和后端的封裝。而將TSV放在封裝生產階段，通常被稱作Via-last，該方案的明顯優勢是可以不改變現有集成電路流程和設計。兩種方法互有優劣，部分廠商已開始在高端的Flash和DRAM領域采用Via-last技術，即在芯片的周邊進行通孔，然后進行芯片或晶圓的層疊。

CMP在IC制造領域應用廣泛，拋光對象包括襯底、介質及互連材料等，對于3D封裝TSV技術也至關重要。TSV技術不斷得到更多應用，CMP的拋光硅應用也越來越引起人們的重視。

目前，出現了一系列適合于拋光硅的化學機械拋光漿料，如：公開號為US?2002151252A1的美國專利公開了一種含有二氧化硅、具有堿金屬離子的無機鹽、銨鹽、哌嗪、乙二胺和螯合劑的用于硅CMP的組合物和方法；專利US?20060014390A1公開了一種用于硅和金屬的化學機械拋光漿料；專利號為US?5860848的美國專利公開了一種使用聚合體電解質的硅CMP的方法。

3D封裝技術常常平整地需要去除10個微米以上的硅。而上述拋光液或者著重在于去除過渡金屬殘留，或者注重于多晶硅與氧化硅的選擇比，或者注重使用超低濃度的拋光顆粒，對于在3D封裝的TSV硅拋光中的應用則沒有提到，而且從公開的信息來看，即使應用于3D封裝的TSV硅拋光也存在明顯的去除速率不足的情況，嚴重影響產率。

發明內容

本發明提供了一種含有機酸性物質的化學機械拋光液，所述拋光液中加入了在與強堿介質混合過程中有放熱反應的有機酸性物質，從而大幅提高硅拋光速率，提高產率。

本發明含有機酸性物質的化學機械拋光液通過以下技術方案實現其目的：

一種含有機酸性物質的化學機械拋光液，具體的，所述含有機酸性物質的化學機械拋光液包括有：研磨顆粒和速率提升劑；所述速率提升劑為與強堿介質混合過程中發生反應放熱的有機酸性物質。

上述的含有機酸性物質的化學機械拋光液，其中，所述有機酸性物質為檸檬酸、檸檬酸氫胺、檸檬酸氫二銨、乙二胺四乙酸、唑類化合物中的一種或幾種的混合。?

上述的含有機酸性物質的化學機械拋光液，其中，所述速率提升劑在所述含有機酸性物質的化學機械拋光液的質量百分比含量為1~10%。

上述的含有機酸性物質的化學機械拋光液，其中，所述研磨顆粒為氧化硅、氧化鋁、氧化鈰、聚合物顆粒中的一種或幾種的混合。

上述的含有機酸性物質的化學機械拋光液，其中，所述研磨顆粒在所述含有機酸性物質的化學機械拋光液的質量百分比含量為0.5~10%。