一种应用在晶圆背面减薄的化学研磨液配方的制作方法

阅读：评论：0

1.本发明涉及一种研磨技术领域，尤其涉及一种应用在晶圆背面减薄的化学研磨液配方。

背景技术：

2.从全球经济发展来看，ic技术已经渗透到国防建设和国民经济发展的各个领域，成为世界第一大产业。在半导体制造领域中，随着封装技术的更新，从第一代打线封装、第二代2.5d封装再到现在的芯片3d封装技术。3d封装技术的核心为tsv技术，它缩短了芯片与芯片之间的互联距离，使产品具备更加出的电学性能、更小的外观尺寸、更轻的质量；tsv技术将长期应用在高性能、高密度封装领域。tsv进程之后便是对晶圆的背面减薄，需减薄至露出铜层传递电信号，才能实现垂直互联。晶圆背面减薄主要采用cmp技术，目前市场上大多数研磨液粘度大，表面吸附比严重，不容易清洗，导致磨片清洗后表面易出现花斑，这直接影响到磨片的成品率，并且还会对下道工序的加工带来危害。专利cn104272439a中所述的研磨液仍然存在悬浮性差等问题，另外在日本专利特开2004-128089号公报存在稳定性差等问题。
3.因此，如何提高研磨液悬浮性、稳定性，从而实现提高研磨效率，减少硅粉、磨料等粒子和金属离子在表面的吸附和清洗是当前研磨中需解决的问题之一。

技术实现要素：

4.针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种应用在晶圆背面减薄的化学研磨液配方。该研磨液具有一定的润滑、冷却、防锈作用，易于研磨后的清洗，悬浮性能好，对铜离子的螯合能力强，可以极大降低铜离子对研磨液使用寿命的影响。
5.为了实现上述目的，本发明提供一种应用在晶圆背面减薄的化学研磨液配方，按包括以下质量浓度组分：
[0006][0007][0008]
所述磨料为纳米级sio2。
[0009]
其中，所述的助洗剂为四羟乙基乙二胺。
[0010]
其中，所述的复合分散剂为三聚磷酸盐和聚丙烯酸，其在使用时的质量浓度比为
2:1，三聚磷酸盐为20-40g/kg，聚丙烯酸为10-20g/kg。
[0011]
其中，所述的复合表面活性剂为脂肪醇聚氧乙稀醚和烷基醇酰胺，其在使用时的质量浓度比为9:1，脂肪醇聚氧乙稀醚为0.9-9g/kg，烷基醇酰胺为 0.1-1g/kg。
[0012]
其中，所述的润滑剂为甘油。
[0013]
其中，所述的螯合剂为乙二胺四甲叉膦酸。
[0014]
其中，所述的润滑剂与复合分散剂在使用时的质量浓度比为2:3。
[0015]
其中，所述的磨料与助洗剂在使用时的质量浓度比为1:1。
[0016]
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供一种应用在晶圆背面减薄的化学研磨液配方，具有以下优势：
[0017]
1)本发明所述的助洗剂四羟乙基乙二胺一方面可以提高研磨液的ph，使研磨液呈现弱碱性，另一方面可以与硅片损伤层表面的硅原子发生反应，表面生成半程亲水性的硅氧化合物，这样在研磨的过程中，能增加硅片表面的润湿性，从而减少硅片表面点划伤缺点的增多。
[0018]
2)本发明所述的润湿剂脂肪醇聚氧乙稀醚和烷基醇酰胺可以润湿磨料粒子与硅片表面，乳化研磨液内部组分，并在研磨过程中对硅片的研磨起到一定的润滑作用。
[0019]
3)本发明设置的润滑剂与复合分散剂在使用时的质量浓度比为2:3，可以提高研磨液的悬浮性能。
[0020]
4)本发明提供的螯合剂，结合设计的磨料与助洗剂在使用时的质量浓度比为1:1，可以极大提高研磨液在使用时的稳定性。
具体实施方式
[0021]
为了更清楚地表述本发明，下面通过文字对本发明作进一步地描述。
[0022]
本发明提供一种应用在晶圆背面减薄的化学研磨液配方，按包括以下质量浓度组分：
[0023][0024]
所述磨料为纳米级sio2。
[0025]
在本实施例中，所述的助洗剂为四羟乙基乙二胺。
[0026]
在本实施例中，所述的复合分散剂为三聚磷酸盐和聚丙烯酸，其在使用的质量浓度比为2:1，三聚磷酸盐为20-40g/kg，聚丙烯酸为10-20g/kg。
[0027]
在本实施例中，所述的复合表面活性剂为脂肪醇聚氧乙稀醚和烷基醇酰胺，其在使用的质量浓度比为9:1，脂肪醇聚氧乙稀醚为0.9-9g/kg，烷基醇酰胺为0.1-1g/kg。
[0028]
在本实施例中，所述的润滑剂为甘油。
[0029]
在本实施例中，所述的螯合剂为乙二胺四甲叉膦酸。
[0030]
在本实施例中，所述的润滑剂与复合分散剂在使用时的质量浓度比为2:3。
[0031]
在本实施例中，所述的磨料与助洗剂在使用时的质量浓度比为1:1。
[0032]
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供一种应用在晶圆背面减薄的化学研磨液配方，具有以下优势：
[0033]
1)本发明所述的助洗剂四羟乙基乙二胺一方面可以提高研磨液的ph，使研磨液呈现弱碱性，另一方面可以与硅片损伤层表面的硅原子发生反应，表面生成半程亲水性的硅氧化合物，这样在研磨的过程中，能增加硅片表面的润湿性，从而减少硅片表面点划伤缺点的增多。
[0034]
2)本发明所述的润湿剂脂肪醇聚氧乙稀醚和烷基醇酰胺可以润湿磨料粒子与硅片表面，乳化研磨液内部组分，并在研磨过程中对硅片的研磨起到一定的润滑作用。
[0035]
3)本发明设置的润滑剂与分散剂在使用时的质量浓度比为2:3，可以提高研磨液的悬浮性能。
[0036]
4)本发明提供的螯合剂，结合设计的磨料与助洗剂在使用时的质量浓度比为1:1，可以极大提高研磨液在使用时的稳定性。
[0037]
以下通过具体实施例对本发明做进一步的阐述，以下评判标准为：1、稳定性测试标准，使用过程中不发生损伤基材现象，且晶片表面依旧为优、晶片未损伤但是洁白度发暗为良、出现基材损伤为差；2、平坦度效果测试标准，平坦度小于1μm为优、1-3μm为良、3μm以上为差；3、悬浮性测试标准，混合液均一不结胶为优、偶见块状胶为良、明显块状胶为差。
[0038]
操作流程：将上述研磨液与去离子水按1∶100稀释，加入cmp研磨装置，背面研磨至露出铜。
[0039]
实施例1：
[0040][0041]
实施1得到结果为：稳定性测试为优；平坦度效果测试优；悬浮性测试为优。
[0042]
实施例2:
[0043][0044][0045]
实施2得到结果为：稳定性测试为优；平坦度效果测试优；悬浮性测试为优。
[0046]
实施例3
[0047][0048]
实施3得到结果为：稳定性测试为优；平坦度效果测试优；悬浮性测试为优。
[0049]
对比例
[0050]
磨料
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
150g/kg
[0051]
烷基醇酰胺
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0.1g/kg
[0052]
余量为水
[0053]
对比例与实施例相比缺少助洗剂、润滑剂、螯合剂、复合表面活性剂中的脂肪醇聚氧乙稀醚、复合分散剂得到结果为：稳定性测试为差；平坦度效果测试差；悬浮性测试为差。
[0054]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种应用在晶圆背面减薄的化学研磨液配方，其特征在于，包括以下质量浓度组分：余量为水所述磨料为纳米级sio2。2.根据权利要求1所述的一种应用在晶圆背面减薄的化学研磨液配方，其特征在于，所述的助洗剂为四羟乙基乙二胺。3.根据权利要求1所述的一种应用在晶圆背面减薄的化学研磨液配方，其特征在于，所述的复合分散剂为三聚磷酸盐和聚丙烯酸，其在使用时的质量浓度比为2:1，三聚磷酸盐为20-40g/kg，聚丙烯酸为10-20g/kg。4.根据权利要求1所述的一种应用在晶圆背面减薄的化学研磨液配方，其特征在于，所述的复合表面活性剂为脂肪醇聚氧乙稀醚和烷基醇酰胺，其在使用时的质量浓度比为9:1，脂肪醇聚氧乙稀醚为0.9-9g/kg，烷基醇酰胺为0.1-1g/kg。5.根据权利要求1所述的一种应用在晶圆背面减薄的化学研磨液配方，其特征在于，所述的润滑剂为甘油。6.根据权利要求1所述的一种应用在晶圆背面减薄的化学研磨液配方，其特征在于，所述的螯合剂为乙二胺四甲叉膦酸。7.根据权利要求1所述的一种应用在晶圆背面减薄的化学研磨液配方，其特征在于，所述的润滑剂与复合分散剂在使用时的质量浓度比为2:3。8.根据权利要求1所述的一种应用在晶圆背面减薄的化学研磨液配方，其特征在于，所述的磨料与助洗剂在使用时的质量浓度比为1:1。

技术总结

本发明公开了一种应用在晶圆背面减薄的化学研磨液配方，该研磨液配方由磨料、助洗剂、润滑剂、复合分散剂、复合表面活性剂、螯合剂以及水组成。本发明的优越性在于它具有一定的润滑、冷却、防锈作用，易于研磨后的清洗，悬浮性能好，对铜离子的螯合能力强，可以极大降低铜离子对研磨液使用寿命的影响。离子对研磨液使用寿命的影响。