本發(fā)明屬于拋光，特別涉及一種粗拋液及其制備方法。

背景技術：

1、隨著科技的發(fā)展，ic芯片的需求量也越來越大，半導體的特征尺寸隨著摩爾定律越來越小，已然接近物理極限。為了應對在2d封裝下由于高密度互連導致的rc延遲問題，同時在一定尺寸的芯片上擁有更多的功能，研究人員將重點放在了z方向封裝—2.5d/3d封裝上。在過去的二十年里，2.5d/3d封裝技術的發(fā)展主要經(jīng)歷了三個階段：絲焊、倒裝芯片和通孔工藝，這些技術的發(fā)展離不開封裝堆疊和ic裸芯片的焊接(鍵合)技術的支撐。相比于傳統(tǒng)的2d封裝，2.5d/3d封裝擁有更小的尺寸和質量，可以將多種工藝技術整合到一個封裝系統(tǒng)中，這樣就可以有效地減少寄生效應和功耗，從而大大提高芯片的性能。

2、銅通孔起到連接不同晶圓的作用，在銅通孔的制作過程中，可能會在晶圓表面留下一些金屬殘留物，這些殘留物會導致電學短路。因此，在所有的2.5d/3d封裝中均存在一個必需的工藝步驟即銅通孔cmp(化學機械平坦化)；目前，在2.5d/3d封裝中銅通孔工藝主要包括tsv/tgv兩種銅通孔，然而當前tsv/tgv銅通孔cmp中存在銅膜粗拋速率過低的問題，因此，提供一種粗拋液具有重要意義。

技術實現(xiàn)思路

1、鑒于此，針對現(xiàn)有粗拋液存在拋光速率過低且成本較高的問題，本發(fā)明提供一種粗拋液及其制備方法。

2、為解決上述技術問題，本發(fā)明提供的技術方案是：

3、本發(fā)明第一個方面提供一種粗拋液，包括如下質量百分含量的組分：混合磨料1％-5％，氧化劑0.5％-2.5％，絡合劑8％-13％，表面活性劑0.1％-0.3％，分散劑0.5％-0.6％，殺菌劑0.1％-0.2％，余量為去離子水；

4、所述混合磨料為二氧化硅、氧化鋁和二氧化鈰的混合物；

5、所述絡合劑為檸檬酸、氨基酸和無水乙醇的混合物。

6、相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明提供的粗拋液，選擇二氧化硅、氧化鋁和二氧化鈰的混合物作為混合磨料，其中，二氧化硅較其他兩種材料柔軟，能夠以較低的壓力對銅膜表面進行精細打磨；氧化鋁硬度較二氧化硅高，能夠去除單晶硅片表面的較大顆粒和瑕疵；二氧化鈰通過與銅膜表面的銅離子進行化學反應，進而去除銅膜表面的銅；本發(fā)明中二氧化硅對銅膜進行表面處理、氧化鋁對銅膜進行大顆?；蛘哞Υ玫拇致源蚰ィ趸嬐ㄟ^與銅膜表面的銅發(fā)生化學反應促進銅膜表面平滑化，幾種磨料之間相互作用，極大地提高了粗拋液的拋光速率，還有效降低了銅膜表面的粗糙度；本發(fā)明選擇檸檬酸、氨基酸和無水乙醇的混合物作為絡合劑，其中，無水乙醇作為助溶劑能夠幫助檸檬酸和氨基酸溶解于粗拋液中，確保檸檬酸和氨基酸均勻分散于粗拋液中；檸檬酸和氨基酸都能夠與銅膜表面的銅化合物形成絡合物，有效地提高了拋光速率，同時降低了銅膜表面的粗糙度，三種物質之間協(xié)同作用，進一步降低了銅膜表面的粗糙度，還有效提高粗拋液的拋光速率；氧化劑能夠與銅膜表面的銅反應，形成可去除的銅層；表面活性劑能夠減少銅膜表面的劃痕、腐蝕坑以及點蝕等表面損傷；分散劑和殺菌劑的添加能夠保證粗拋液長時間存放不會出現(xiàn)團聚或變質的現(xiàn)象，進而提高粗拋液對銅膜的拋光效果。

7、優(yōu)選的，所述二氧化硅的粒徑為50nm-200nm。

8、優(yōu)選的，所述氧化鋁的粒徑為180nm-300nm。

9、優(yōu)選的，所述二氧化鈰的粒徑為150nm-180nm。

10、優(yōu)選的，所述混合磨料中二氧化硅、氧化鋁和二氧化鈰的質量比為(1-5):(1-5):1。

11、優(yōu)選的，進一步限定混合磨料中二氧化硅、氧化鋁和二氧化鈰的粒徑和質量比，能夠進一步提高粗拋液的拋光效果。

12、優(yōu)選的，所述氧化劑為過氧化氫、高碘酸鹽或次氯酸鹽中至少一種。

13、進一步優(yōu)選的，所述高碘酸鹽為高碘酸鉀。

14、進一步優(yōu)選的，所述次氯酸鹽為次氯酸鉀。

15、優(yōu)選的，所述絡合劑中檸檬酸、氨基酸和無水乙醇的質量比為(1-5):(1-3):1。

16、本發(fā)明進一步限定了絡合劑中檸檬酸、氨基酸和無水乙醇的質量比，有利于最大程度發(fā)揮檸檬酸、氨基酸和無水乙醇之間的協(xié)同作用，極大地提高了粗拋液在應用時的拋光速率，降低了銅膜的粗糙度。

17、進一步優(yōu)選的，所述氨基酸為甘氨酸或肌氨酸中至少一種。

18、優(yōu)選的，所述表面活性劑為陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑或非離子表面活性劑中至少一種。

19、優(yōu)選的，所述陽離子表面活性劑為苯扎氯銨或苯扎溴銨中至少一種。

20、優(yōu)選的，所述陰離子表面活性劑為十六烷基硫酸鈉或十八烷基硫酸鈉中至少一種。

21、優(yōu)選的，所述非離子表面活性劑為脂肪酸單甘油酯或聚山梨酯中至少一種。

22、優(yōu)選的，所述分散劑為聚丙烯酰胺或古爾膠中至少一種。

23、優(yōu)選的，所述殺菌劑為甲殼素。

24、優(yōu)選的，所述粗拋液的ph為8-10。

25、本發(fā)明第二個方面提供上述粗拋液的制備方法，包括如下步驟：

26、將所述混合磨料、氧化劑、絡合劑、表面活性劑、分散劑和殺菌劑加入去離子水中，得粗拋液。

27、本發(fā)明提供的粗拋液的制備方法簡單，且拋光液中均采用綠色環(huán)保型化學試劑，且成本低廉，能明顯提高對銅膜的去除速率，降低銅膜的粗糙度。

技術特征：

1.一種粗拋液，其特征在于，包括如下質量百分含量的組分：混合磨料1％-5％，氧化劑0.5％-2.5％，絡合劑8％-13％，表面活性劑0.1％-0.3％，分散劑0.5％-0.6％，殺菌劑0.1％-0.2％，余量為去離子水；

2.如權利要求1所述的粗拋液，其特征在于，所述二氧化硅的粒徑為50nm-200nm；和/或

3.如權利要求1所述的粗拋液，其特征在于，所述混合磨料中二氧化硅、氧化鋁和二氧化鈰的質量比為(1-5):(1-5):1。

4.如權利要求1所述的粗拋液，其特征在于，所述氧化劑為過氧化氫、高碘酸鹽或次氯酸鹽中至少一種。

5.如權利要求4所述的粗拋液，其特征在于，所述高碘酸鹽為高碘酸鉀；和/或

6.如權利要求1所述的粗拋液，其特征在于，所述絡合劑中檸檬酸、氨基酸和無水乙醇的質量比為(1-5):(1-3):1。

7.如權利要求1或6所述的粗拋液，其特征在于，所述氨基酸為甘氨酸或肌氨酸中至少一種。

8.如權利要求1所述的粗拋液，其特征在于，所述表面活性劑為陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑或非離子表面活性劑中至少一種；和/或

9.如權利要求1-8任一項所述的粗拋液，其特征在于，所述粗拋液的ph為8-10。

10.一種權利要求1-9任一項所述的粗拋液的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

技術總結
本發(fā)明屬于拋光技術領域，具體公開一種粗拋液及其制備方法。本發(fā)明提供的粗拋液包括如下質量百分含量的組分：混合磨料1％?5％，氧化劑0.5％?2.5％，絡合劑8％?13％，表面活性劑0.1％?0.3％，分散劑0.5％?0.6％，殺菌劑0.1％?0.2％，余量為去離子水；混合磨料為二氧化硅、氧化鋁和二氧化鈰的混合物；絡合劑為檸檬酸、氨基酸和無水乙醇的混合物。本發(fā)明提供的粗拋液各成分之間起到協(xié)同增效的作用，利用本發(fā)明提供的各組分制備得到的粗拋液，極大地提高了粗拋液對銅膜的去除率，并且還能明顯降低銅膜表面的粗糙度。

技術研發(fā)人員：羅付,蔡長益
受保護的技術使用者：北京晶亦精微科技股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/8