本发明专利技术提供了一种用于3D封装的硅通孔技术硅抛光的化学机械抛光液，所述的化学机械抛光液包括研磨颗粒、一种或多种强碱和水；所述强碱的在所述抛光液中的质量浓度为2~50wt%。本发明专利技术的抛光液是可以在碱性条件下同时提高抛光液以及抛光机台温度从而超高速地抛光硅衬底的新型的化学机械抛光液，显著提高3D封装中的TSV硅抛光的产率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种化学机械抛光液，尤其涉及一种用于3D封装的TSV硅抛光的化学机械抛光液。
技术介绍
在集成电路制造工艺中，平坦化技术已成为与光刻和刻蚀同等重要且相互依赖的不可缺少的关键技术之一，而化学机械抛光(CMP)工艺便是目前最有效、最成熟的平坦化技术。化学机械抛光系统是集清洗、干燥、在线检测、终点检测等技术于一体的化学机械平坦化技术，是IC向微细化、多层化、平坦化、薄型化发展的产物；是集成电路提高生产效率、降低成本、晶圆全局平坦化必备技术。随着科技的发展，现代消费电子产品在提供多样功能的同时，也需具备更小巧的体积与更低的制造成本要求。对此，作为电子产品的制造基础，半导体产业面临着重大的挑战。为了满足电子产品发展的需求，3D堆叠式封装技术已被视为能否以较小尺寸来制造高效能芯片的关键，而硅通孔技术是透过以垂直导通来整合晶圆堆栈的方式，以达到芯片间的电气互连，该技术让元件整合的方式进入到利用穿孔信道的区域数组式互连 (Area-array-like Interconnects)的新阶段，让不同的芯片或晶圆能够堆栈在一起，并实现更快的速度、更少的噪声，以及更强的功能，这将促使电子产品能实现创新性的应用。因此3D硅通孔技术一经问世，便受到了广泛的关注与青睐。在集成电路(integrated circuit，简称IC)制造工艺中，3D封装硅通孔技术是通过在芯片和芯片之间、晶圆和晶圆之间制作垂直导通，实现芯片之间互连的最新技术。与以往的IC封装键合和使用凸点的叠加技术不同，3D封装硅通孔技术封装具有最小的尺寸和重量，可以将不同种类的技术集成到单个封装中，用短的垂直互连代替长的2D互连，降低寄生效应和功耗等。此技术能够很好的节约制造成本，且有效提高集成电路系统的整合度与效能。CMP在IC制造领域应用广泛，抛光对象包括衬底、介质及互连材料等。其中金属 CMP是90纳米以下芯片制造中器件和互连制造的关键工艺之一，是亚90纳米时代的研究热点。金属铜、铝、钨正在越来越多地应用于集成电路器件上的互连，必须通过化学机械抛光实现多层互连，因而开发出新一代的金属化学机械抛光液一直让业界关注。随着集成电路技术的不断发展，对于化学机械工艺也不断寻求新的改进。尤其是在集成电路的3D封装技术成熟后，硅通孔技术不断得到更多应用，对于抛光硅技术的改进也越来越引起人们的重视。然而在抛光过程中，3D封装技术常常平整地需要去除10个微米以上的硅，使得化学机械抛光液的选择提出要求。目前，出现了一系列适合于抛光硅的化学机械抛光液，如美国专利US 2002151252A1公开了一种用于硅CMP的组合物和方法，其提供了种以氧化硅，以及碱金属、铵盐、哌嗪(对二氮己环)、乙二胺中的一种或多种，和一种结构类似于EDTA的有机酸作为主要成分抛光液对硅基材进行抛光；专利US 20060014390A1公开了一种用于硅的抛光方法，其采用以4. 25 18. 5wt%的研磨颗粒，8(T95wt%的去离子水，表面活性剂，和 0. 05^1. 5衬％氢氧化钾、氢氧化钠、氨水、或胺类化合物中的一种或是多种作为主要成份的化学机械抛光液，并配合特定的抛光工艺对硅进行抛光；专利US005860848A公开了一种使用聚合体电解质的硅CMP的方法。然而上述抛光液在对3D封存技术的抛光应用上存在明显的去除速率不足的情况，严重影响产率。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于3D封装TSV技术硅抛光的化学机械抛光液，在抛光液主要成分中加入强碱，其目的在于改善3D封装TSV技术中硅基材的抛光速率。本专利技术一种用于3D封装的硅通孔技术硅抛光的化学机械抛光液通过以下技术方案实现其目的一种用于3D封装TSV硅抛光的化学机械抛光液，其中，包括水、研磨颗粒、一种或多种强碱；所述强碱在所述抛光液中的质量浓度为2 50wt%。上述的化学机械抛光液，其中，所述强碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化铯、四甲基氢氧化胺、四乙基氢氧化胺、四丙基氢氧化胺、氨水、羟胺、乙二胺、乙醇胺，三乙醇胺中的一种或多种混合物。上述的化学机械抛光液，其中，所述研磨颗粒为氧化硅、氧化铝、氧化铈或聚合物颗粒中的一种或多种。上述的化学机械抛光液，其中，所述聚合物颗粒为聚乙烯、聚四氟乙烯、或其混合物。上述的化学机械抛光液，其中，所述研磨颗粒的直径为2(T200nm。上述的化学机械抛光液，其中，所述研磨颗粒的直径为3(Tl00nm。上述的化学机械抛光液，其中，还包括表面活性剂、稳定剂、抑制剂、杀菌剂或pH 值调节剂。上述的化学机械抛光液，其中，所述PH值调节剂为氢氧化钾溶液或硝酸。上述的化学机械抛光液，其中，所述氢氧化钾溶液的浓度为5 40wt%。一种如权利要求1所述的化学机械抛光液在3D封装TSV硅抛光中的应用，其中， 将机台、以及包括研磨颗粒和2飞0wt%浓度强碱的抛光液加热，并将温度控制在6(T90°C范围内进行抛光。采用本专利技术一种用于3D封装TSV硅抛光的化学机械抛光液的优点在于1.本专利技术的抛光液是可以在碱性条件下同时提高抛光液以及抛光机台温度从而超高速地抛光硅衬底的新型的化学机械抛光液，显著提高3D封装中的TSV硅抛光的产率。2.本专利技术的抛光液不含氧化剂，其成份更简单，抛光工艺更易控制。具体实施方式本专利技术提供了一种用于抛光3D封装的TSV硅基材的化学机械抛光液。本专利技术采用以强碱和研磨颗粒为主要成份，在碱性条件下同时提高抛光液以及抛光机台温度从而超高速地抛光硅衬底的新型的化学机械抛光液，显著提高3D封装中的TSV硅抛光的速率。其中所述强碱可以是氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化铯、四甲基氢氧化胺、四乙基氢氧化胺、四丙基氢氧化胺、氨水、羟胺、乙二胺、乙醇胺或三乙醇胺等等。上述的强碱可以一种单独使用，或是多种强配合使用。所述研磨颗粒可以是氧化硅、氧化铝、氧化铈或聚合物颗粒，所述的聚合颗粒如聚乙烯或聚四氟乙烯等。并优选为氧化硅。这些研磨颗粒的直径控制在2(T200nm，最优选的范围为3(Tl00nm。在所述抛光液中，所述的研磨颗粒质量浓度为0. 5^10wt%o还可以在抛光液中再加入常用的一些附加剂如，表面活性剂、稳定剂，抑制剂、杀菌剂或PH值调节剂，以进一步提高表面的抛光性能。下面我们例举一些具体实施例，从而说明采用本专利技术的抛光液对于提高抛光3D 封装中的TSV硅基材的抛光速率卓越效果。权利要求1.一种用于3D封装TSV硅抛光的化学机械抛光液，其特征在于，包括水、研磨颗粒、一种或多种强碱；所述强碱在所述抛光液中的质量浓度为2 50wt%。2.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，所述强碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化铯、四甲基氢氧化胺、四乙基氢氧化胺、四丙基氢氧化胺、氨水、羟胺、 乙二胺、乙醇胺，三乙醇胺中的一种或多种混合物。3.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，所述研磨颗粒为氧化硅、氧化铝、氧化铈或聚合物颗粒中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的化学机械抛光液，其特征在于，所述聚合物颗粒为聚乙烯、聚四氟乙烯、或其混合物。5.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，所述研磨颗粒的直径为 20 200nm。6.根据权利要求5所述的化学机械抛光液，其特征在于，所述研磨颗粒的直径为 30本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐春，
申请(专利权)人：安集微电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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