采用CMP对以聚合物为介质层的大马士革工艺中铜沉积后的表面进行平坦化的方法

摘要

本发明提出一种采用CMP对以聚合物为介质层的大马士革工艺中铜沉积后的表面进行平坦化的方法，该方法采用三步研磨来完成铜及阻挡层去除和聚合物（如Polyimide或BCB）的表面平坦化：首先TSV铜研磨液去除表面的铜，然后用阻挡层研磨液去除阻挡层,最后使用胶体研磨液对聚合物层进行平坦化处理。本发明的优点是：利用聚合物来替换硅作为转接板基板，可以省去CVD沉积介质层的工艺步骤，直接在聚合物表面进行工艺成本大大降低；采用化学机械研磨(CMP)对聚合物表面进行平坦化处理可以提高表面均匀性，使后续高密度小线宽的集成成为可能。

主权项

采用CMP对以聚合物为介质层的大马士革工艺中铜沉积后的表面进行平坦化的方法，其特征是，包括以下步骤：1) 对聚合物表面进行固化处理，使聚合物表面接触角<70度；2) 在聚合物表面刻蚀深孔并生成阻挡层，然后进行铜种子层生长及电镀；3) 采用化学机械研磨对基板表面进行平坦化处理，分三步进行：3.1) 在第一研磨垫上去除表面全部的铜，停止在阻挡层上；3.2) 在第二研磨垫上去除表面阻挡层，停止在聚合物介质层上；3.3) 在第三研磨垫上对聚合物进行研磨，调整聚合物表面平整度，使晶圆内均匀性WIW达到<1%；4）最后对研磨后的晶圆进行清洗；步骤3.1选用研磨速率>=1um/min，选择铜：聚合物>=200:1的TSV铜研磨液，研磨颗粒选用SiO₂, CeO₂或者Al₂O₃，pH为3~7；选用表面图案的沟槽深度在2mils~200mils，硬度>=50 shore D的研磨垫。