JP7370904B2 - 半導体パッケージ基板の層間絶縁材料の研磨方法 - Google Patents
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Description
半導体パッケージ基板を研磨する方法であって、
基板上に、無機粒子と樹脂材料とからなる無機有機混合樹脂シートとして層間絶縁材料を適用する工程と、
前記無機粒子の平均粒子径と等しいかまたは大きい平均粒子径を有する第一の研磨粒子と、分散剤とを含んだ第一の研磨スラリーを調製する工程と、
前記無機粒子の平均粒子径よりも小さい平均粒子径を有する第二の研磨粒子と、分散剤とを含んだ第二の研磨スラリーを調製する工程と、
前記層間絶縁材料を、前記第一の研磨スラリーで研磨する工程と、
前記第一の研磨スラリーで研磨された前記層間絶縁材料を、前記第二の研磨スラリーでさらに研磨する工程と
を含む、方法。
前記無機有機混合樹脂シートにおける前記無機粒子の含有量が、80~90質量%であることを特徴とする、態様1に記載の方法。
前記無機有機混合樹脂シートが、無機粒子としてシリカ粒子を、樹脂材料としてエポキシ樹脂を含み、
前記第一の研磨スラリーおよび前記第二の研磨スラリーの一方もしくは両方が、研磨粒子としてシリカ粒子を、分散剤として硝酸を含む
ことを特徴とする、態様1または2に記載の方法。
前記無機有機混合樹脂シートが含む前記無機粒子の平均粒子径Psに対して、前記第一の研磨スラリーが含む前記第一の研磨粒子の平均粒子径P1が、P1≧2Psを満たし、
前記第二の研磨スラリーが含む前記第二の研磨粒子の平均粒子径P2が、P2≦0.5Psを満たす
ことを特徴とする、態様1~3のいずれか一項に記載の方法。
前記無機有機混合樹脂シートが含む前記無機粒子の平均粒子径Psが、Ps = 0.5~1.5μmであることを特徴とする、態様1~4のいずれか一項に記載の方法。
前記第一の研磨スラリーおよび前記第二の研磨スラリーの少なくとも一方がさらにpH調整剤を含むことにより、pHが6.5~7.5であることを特徴とする、態様1~5のいずれか一項に記載の方法。
<研磨スラリーの作製>
粒子径の異なる各種シリカの40質量%シリカ/水混合物に対し、硝酸0.7質量%を添加し、ビーズミルで分散した後、希釈してシリカ濃度(砥粒濃度)が1質量%である研磨スラリーをそれぞれ作製した。研磨スラリーのpHを、アンモニア添加により pH = 7 に調整した。
研磨対象基板を模擬する被研磨物として以下を調製した。平均粒子径1μmの球状シリカ粒子を85質量%含有したエポキシ樹脂シートを、シリコンウェハ(株式会社アドバンテック社製、φ200mm低抵抗シリコンウェハ)上に熱圧着して積層したものを準備した。積層したエポキシ樹脂シートは、厚さ35μm、Ra75 ≒ 25nmであった。中心線平均粗さ Ra75 は、接触式表面粗さ計(Tencor社製 P-15 KLA)を用いて測定した。
研磨実験は、スピードファム・アイペック社製SH-24型を使用して以下に示す条件設定で行った。研磨機の定盤には研磨パッド(ニッタ・ハース社製IC 1400)を貼り付けて使用した。
Down Force = 4.0 psi (1.11kg/cm2)
Career Speed / Table Speed = 103/100 rpm
Slurry Flow = 200 ml/min
Polish Time = 180 sec
研磨速度は、研磨前後の被研磨物の重量変化を精密天秤で測定し、重量変化値を膜厚値に換算して、研磨時間あたりの膜厚減少量を研磨速度として算出した。研磨後の中心線平均粗さも上記と同様に測定した。
粒子径の異なる各種シリカを研磨粒子として用いた研磨スラリーによる研磨結果を下記表1に示す。
実験例1で使用したものと同じ被研磨物に対し、実験例1で使用した研磨スラリーNo.8(平均粒子径2.8μm)を使って上記条件下で第一研磨工程を行い、さらにその後に研磨スラリーNo.3(平均粒子径0.20μm)を使って上記条件下で第二研磨工程を行った。結果を下記表に示す。また、研磨前、第一研磨後、および第二研磨後の被研磨物の表面をそれぞれ日立ハイテクフィールディング社製S-4800型走査電子顕微鏡を使って、被研磨物の表面にAu蒸着を施した後、加速電圧5~10kV、倍率20000倍で撮影した写真を図2~4に示した。
Claims (6)
- 半導体パッケージ基板を研磨する方法であって、
基板上に、無機粒子と樹脂材料とからなる無機有機混合樹脂シートとして層間絶縁材料を適用する工程と、
前記無機粒子の平均粒子径と等しいかまたは大きい平均粒子径を有する第一の研磨粒子と、分散剤とを含んだ第一の研磨スラリーを調製する工程と、
前記無機粒子の平均粒子径よりも小さい平均粒子径を有する第二の研磨粒子と、分散剤とを含んだ第二の研磨スラリーを調製する工程と、
前記層間絶縁材料を、前記第一の研磨スラリーで研磨する工程と、
前記第一の研磨スラリーで研磨された前記層間絶縁材料を、前記第二の研磨スラリーでさらに研磨する工程と
を含む、方法。 - 前記無機有機混合樹脂シートにおける前記無機粒子の含有量が、80~90質量%であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記無機有機混合樹脂シートが、無機粒子としてシリカ粒子を、樹脂材料としてエポキシ樹脂を含み、
前記第一の研磨スラリーおよび前記第二の研磨スラリーの一方もしくは両方が、研磨粒子としてシリカ粒子を、分散剤として硝酸を含む
ことを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。 - 前記無機有機混合樹脂シートが含む前記無機粒子の平均粒子径Psに対して、前記第一の研磨スラリーが含む前記第一の研磨粒子の平均粒子径P1が、P1≧2Psを満たし、
前記第二の研磨スラリーが含む前記第二の研磨粒子の平均粒子径P2が、P2≦0.5Psを満たす
ことを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。 - 前記無機有機混合樹脂シートが含む前記無機粒子の平均粒子径Psが、Ps = 0.5~1.5μmであることを特徴とする、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第一の研磨スラリーおよび前記第二の研磨スラリーの少なくとも一方がさらにpH調整剤を含むことにより、pHが6.5~7.5であることを特徴とする、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
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