KR101189899B1 - 알루미늄막 연마용 연마액 및 이것을 이용한 알루미늄막의 연마방법 - Google Patents
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Abstract
LSI 등에 이용되는 알루미늄 표면을 평활하게 또한 고속으로 연마할 수 있는 연마액 및 이 연마액을 이용한 알루미늄막의 연마방법을 제공한다. 25℃에 있어서의 제1단의 산해리지수가 3 이하인 다가 카본산, 콜로이달 실리카 및 물을 함유하고, pH가 2~4인 알루미늄막 연마용 연마액 및 이 연마액을 이용하여 알루미늄막을 연마하는 연마방법. 또 이 연마액을 이용하여 알루미늄막을 연마하는 연마방법.
Description
본 발명은, 알루미늄막 연마용 연마액 및 이것을 이용한 알루미늄막의 연마방법에 관한 것이며, 특히, 반도체집적회로(이하, LSI라 한다)에 다머신(damascene) 배선을 형성하기 위해서 사용되는 알루미늄막 연마용 연마액 및 이것을 이용한 알루미늄막의 연마방법에 관한 것이다.
최근, LSI의 고집적화, 고성능화에 수반하여 새로운 미세가공기술이 개발되고 있다. 화학기계연마(이하, CMP라 한다)법도 그 하나이고, LSI 제조공정, 특히 다층배선 형성공정에 있어서의 층간절연막의 평탄화, 금속 플러그 형성, 매립 배선(다머신 배선) 형성에 있어서 빈번히 이용되는 기술이다. 이 기술은, 예를 들면 미국특허 제4944836호 명세서에 개시되어 있다.
다머신 배선기술은 배선공정의 간략화, 수율과 신뢰성의 향상이 가능하여, 향후 적용이 확대해 나갈 것으로 생각되고 있다. 현재, 다머신 배선에 이용하는 배선 금속으로서, 고속 로직 디바이스용으로는, 저저항인 구리가 주로 이용되고 있고, 또한, DRAM로 대표되는 메모리 디바이스용으로는, 저비용인 알루미늄 또는 텅스텐이 이용되고 있다.
그러나, 어느 디바이스 있어서도, 저저항과 저비용을 감안하여, 배선 금속으로서, 구리 다음으로 낮은 저항을 가지는 알루미늄이 유력시되고 있다.
금속막을 연마하는 금속 CMP의 일반적인 방법은, 원형의 연마정반(플래튼(platen))상에 연마패드를 첩부하고, 연마패드 표면을 연마액에 담그어, 기판의 금속막을 형성한 면을 눌러 붙이고, 그 이면으로부터 소정의 압력(이하, 연마압력이라 기재한다)을 가한 상태에서 연마정반을 돌려, 연마액와 금속막의 볼록부와의 기계적 마찰에 의해서 볼록부의 금속막을 제거하는 것이다.
CMP에 이용되는 연마액은, 일반적으로는 산화제 및 지립으로 이루어져 있고, 필요에 따라 산화 금속 용해제가 더 첨가된다. 이 CMP용 연마액에 의한 CMP의 기본적인 메커니즘은, 우선, 산화제에 의해 금속막 표면을 산화하고, 그 산화층을 지립에 의해서 벗겨내는 것이라고 생각되고 있다.
오목부의 금속 표면의 산화층은 연마패드에 그다지 접촉하지 않아, 지립에 의한 벗겨짐의 효과가 미치지 않기 때문에, CMP의 진행과 함께 볼록부의 금속층이 제거되어 기판 표면은 평탄화된다. 이 상세한 설명에 관해서는 저널ㆍ오브ㆍ일렉트로케미컬 소사이어티지(Journal of Electrochemical Society), 제138권, 제11호, 1991년 발행, p3460~3464에 개시되어 있다.
CMP에 있어서는, 금속막에 대한 고속 연마, 연마 표면의 평탄성 및 연마 표면에 있어서의 낮은 결함밀도가 요구된다.
그러나, 알루미늄막은, 구리막이나 텅스텐막 등과 같은 다른 다머신 배선용 금속막과 비교해서 연질이기 때문에, 고속 연마는 가능하지만, 알루미나 입자와 같은 비교적 경질인 연마 지립을 함유하는 연마액을 이용하여 CMP를 행하면, 연마 표면에 있어서의 결함 중, 특히 표면 거칠기가 증대하여 평활성이 손상되어, 배선 수율을 현저하게 저하시킨다는 문제가 있다.
이와 같이, 최근의 LSI에 있어서의 품질 향상의 요구에 대해서, 종래 기술에서는 알루미늄막의 표면을 충분히 평활하게 또한 고속으로 연마하는 것은 어려웠다.
본 발명은, LSI 등에 이용되는 알루미늄막의 표면을 평활하게 또한 고속으로 연마할 수 있는 알루미늄막 연마용 연마액 및 이것을 이용한 알루미늄막의 연마방법을 제공하는 것이다.
발명의 개시
본 발명은, (1) 25℃에 있어서의 제1단의 산해리지수가 3 이하인 다가 카본산, 콜로이달 실리카 및 물을 함유하고, pH가 2~4인 알루미늄막 연마용 연마액에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, (2) 상기 다가 카본산이, 옥살산, 말론산, 타르타르산으로부터 선택된 적어도 1종인 상기 (1) 기재의 알루미늄막 연마용 연마액에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, (3) 상기 콜로이달 실리카의 2차 입자의 평균 입경이 5~100nm인 상기 (1) 기재의 알루미늄막 연마용 연마액에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, (4) 산화제를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 (1)~(3)의 어느 한 항에 기재된 알루미늄막 연마용 연마액에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, (5) 상기 산화제가, 과산화수소, 질산, 과요오드산칼륨, 차아염소산 및 오존수로부터 선택된 적어도 1종인 상기 (4) 기재의 알루미늄막 연마용 연마액에 관한 것이다.
더욱이, 본 발명은, (6) 알루미늄막을 형성한 기판을 연마정반의 연마포에 눌러 가압하고, 상기 (1)~(5)의 어느 한 항에 기재된 알루미늄막 연마용 연마액을 막과 연마포와의 사이에 공급하면서, 기판과 연마정반을 움직여서 알루미늄막을 연마하는 것을 특징으로 하는 알루미늄막의 연마방법에 관한 것이다.
본 발명의 알루미늄막 연마용 연마액을 이용하는 것에 의해, 알루미늄막의 표면을 평활하게 또한 고속으로 연마하는 것이 가능하다. 이 때문에, 알루미늄막을 이용한 LSI 등의 고품질화에 기여할 수 있다.
발명을 실시하기
위한 최선의 형태
본 발명의 알루미늄막 연마용 연마액은, 25℃에 있어서 제1단의 산해리지수가 3 이하인 다가 카본산, 콜로이달 실리카 및 물을 함유하고, pH가 2~4인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 이용하는 다가 카본산은, 1분자 내에 카르복실기를 2개 이상 가지는 카본산이고, 바람직하게는 디카본산이다. 상기 다가 카본산의 25℃에 있어서의 제1단의 산해리지수(pKa1)는 3 이하이며, 바람직하게는 2.95 이하, 더욱 바람직하게는 2.90 이하이다. 25℃에 있어서의 제1단의 산해리지수(pKa1)가 3을 넘는 다가 카본산으로는, 연마속도가 늦어지게 되어 본 발명의 목적을 달성할 수 없다. 이러한 다가 카본산으로서는, 옥살산, 말론산, 타르타르산, 말레인산, 시트르산, 이들의 암모늄염 등을 들 수 있고, 이들은 수화물이어도 좋다. 이들 중에서도, 실용적인 연마속도가 얻어진다는 점에서 옥살산, 말론산, 타르타르산이 바람직하고, 옥살산이 특히 바람직하다. 이들 다가 카본산은 1종류, 또는 2종류 이상으로 이용할 수 있다. 또, 본 발명에 있어서의 산해리지수(pKa)란, 산해리정수의 역수의 대수값으로, 예를 들면 「화학편람 기초편」개정 4판(1993년 9월 30일 발행), 마루젠주식회사, II-317~321페이지에 상세한 기재가 있다.
본 발명의 알루미늄막 연마용 연마액에 있어서의 상기 다가 카본산의 배합량은, 연마액 전체 중량 100g에 대해서, 0.0001~0.05mol인 것이 바람직하고, 0.001~0.01mol인 것이 보다 바람직하다. 이 배합량이 0.05mol을 넘으면 연마 후의 알루미늄막의 평활이 악화하는 경향이 있고, 0.0001mol 미만에서는 충분한 알루미늄막의 연마속도가 얻어지지 않는 경향이 있다.
CMP에 의한 연마속도를 빨리 하려면, 산화제에 의해 알루미늄막의 표면을 산화한 후, 산화 금속 용해제를 첨가하는 것이 유효하다고 생각되고 있다. 이것은, 지립에 의해서 벗겨진 알루미늄막 표면의 산화물을 연마액에 용해시킴으로써, 지립에 의한 벗겨짐 효과가 증가하기 때문이라고 해석할 수 있다. 이러한 산화 금속 용해제로서는, 알루미늄에 대해서 킬레이트능을 가지는 물질이 유용하고, 일반적으로 유기산이나 무기산이 이용되고 있다. 본 발명자들은 이들 유기산이나 무기산에 관해서 예의 검토한 결과, 25℃에 있어서 제1단의 산해리지수가 3 이하인 다가 카본산이 알루미늄막에 대한 연마속도를 향상시키는 효과가 높은 것을 발견했다.
본 발명에서 이용하는 산화제는, 과산화수소；과아세트산, 과벤조산, tert-부틸하이드로퍼옥사이드, 과망간산칼륨, 중크롬산칼륨, 요오드산칼륨, 과요오드산칼륨, 질산, 질산철, 과염소산, 차아염소산, 페리시안화칼륨, 과황산암모늄, 오존수 등을 들 수 있고, 이들 중에서도, 과산화수소, 질산, 과요오드산칼륨, 차아염소산 및 오존수가 바람직하고, 과산화수소가 특히 바람직하다. 이들의 산화제는, 1종류, 또는 2종 이상으로 이용할 수 있다. 기판이 집적회로용 소자를 포함하는 실리콘 기판인 경우, 알칼리금속, 알칼리토류금속, 할로겐화물 등에 의한 오염은 바람직하지 않기 때문에, 불휘발 성분을 포함하지 않는 산화제가 바람직하다. 또한, 적용 대상의 기판이 반도체소자를 포함하지 않는 유리 기판 등인 경우는 불휘발 성분을 포함하는 산화제이어도 상관 없다.
알루미늄막 연마용 연마액에 있어서의 산화제의 배합량은, 연마액 전체 중량에 대해서 0.1~50중량%인 것이 바람직하고, 0.3~40중량%의 범위인 것이 보다 바람직하다. 이 배합량이 0.1중량% 미만에서는 알루미늄막에 대해 충분한 연마속도가 얻어지지 않는 경향이 있고, 50중량%를 넘어서 가해도 연마속도의 향상이 나타나지 않는 경향이 있다.
본 발명에서는 지립으로서 콜로이달 실리카를 이용한다. 콜로이달 실리카는 알루미늄막 표면의 평활화가 뛰어나기 때문에, 그것을 포함해서 이루어지는 연마액은 본 발명의 목적을 달성할 수 있다. 이러한 콜로이달 실리카의 2차 입자의 평균 입경은, 5~100nm의 범위가 바람직하고, 10~90nm의 범위가 보다 바람직하다. 2차 입자의 평균 입경이 5nm 미만인 경우는 알루미늄막에 대해 충분한 연마속도가 얻어지지 않는 경향이 있고, 2차 입자의 평균 입경이 100nm를 넘으면 연마 후의 알루미늄막 표면에 대해서 충분한 평활이 얻어지지 않는 경향이 있다. 또, 2차 입자의 평균 입경은 연마액을 회전수 8000min-1의 조건에서 10분간 원심분리하고, 그 상등액을 맬번사제의 제타전립ㆍ입자경 측정장치 제타사이저3000HS에 의해 측정할 수 있다.
콜로이달 실리카로서는, 예를 들면, 염화규소 등을 기상 중에서 산소 및 수소와 반응시키는 흄드법, 테트라에톡시실란 등의 알콕시실란으로부터 가수분해 축합하여 합성하는 졸겔법, 정제에 의해 불순물을 제거한 무기 콜로이드법 등에 의해 합성된 콜로이달 실리카를 이용할 수 있다. 특히, 테트라에톡시실란 등의 알콕시실란으로부터 가수분해 축합하여 합성하는 졸겔법에 의해 합성된 콜로이달 실리카를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 콜로이달 실리카는, 알루미늄면의 오염을 피하기 위해서 고순도인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 함유 나트륨량으로서 바람직하게는 10ppm 이하, 더욱 바람직하게는 8ppm 이하, 특히 바람직하게는 5ppm 이하인 콜로이달 실리카가 바람직하다. 나트륨 함량이 10ppm을 넘으면, CMP 슬러리로서 이용할 때에, 나트륨에 의한 알루미늄면의 오염이 발생하는 경우가 있다.
알루미늄막 연마용 연마액에 있어서 콜로이달 실리카의 배합량은, 연마액 전체 중량에 대해서 0.01~10중량%인 것이 바람직하고, 0.05~5중량%의 범위인 것이 보다 바람직하다. 이 배합량이 0.01중량% 미만에서는 콜로이달 실리카를 포함하지 않는 연마액을 이용했을 경우의 연마속도와 유의차가 확인되지 않는 경향이 있고, 10중량%를 넘어서 가해도 연마속도의 향상은 볼 수 없는 경향이 있다.
본 발명의 연마액은, 콜로이달 실리카가 물 중에 슬러리상으로 분산한 것이다. 물의 배합량은 각종 성분(다가 카본산, 산화제, 콜로이달 실리카, 그 밖의 임의의 첨가제)의 합계량에 대한 잔분이 된다.
본 발명의 알루미늄막 연마용 연마액의 pH는 2~4, 바람직하게는 2.1~3.8, 보다 바람직하게는 2.2~3.7의 범위이다. pH가 2 미만이면 연마장치의 배관계에 손상을 주기 때문에 조작성이 떨어지고, pH가 4를 넘으면 연마 후의 알루미늄막 표면의 평활성이 저하하거나, 연마액의 보존 안정성이 손상되거나 한다. 연마액의 pH를 상기 범위로 조정하는 방법으로서는, 상기 다가 카본산의 첨가량에 의해 조정하는 방법, 에틸렌디아민, 에탄올아민, 암모니아, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 테트라메틸암모늄히드록시드 등의 알칼리 성분의 첨가에 의해 조정하는 방법 등을 들 수 있고, 통상은, 암모니아 등의 무기염기의 첨가에 의해 조정하는 방법에 의해 행해진다.
본 발명의 연마액에는, 상술한 각종 성분 외에, 염료, 안료 등의 착색제나, 물과 혼합가능한 용매, 수용성 폴리머, 그 밖에 일반적으로 연마재에 첨가되는 첨가제를, 연마액의 작용 효과를 손상하지 않는 범위에서 첨가해도 좋다.
본 발명의 알루미늄막의 연마방법은, 알루미늄막을 형성한 기판을 연마정반의 연마포로 눌러 덮어 가압하고, 본 발명의 알루미늄막 연마용 연마액을 알루미늄막과 연마포와의 사이에 공급하면서, 기판과 연마정반을 움직여서 알루미늄막을 연마하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서 연마 대상으로 되는 알루미늄막을 형성한 기판으로서는, 반도체장치 제조와 관련되는 기판, 예를 들면 회로소자와 배선패턴이 형성된 단계의 반도체기판, 회로소자가 형성된 단계의 반도체기판 등을 들 수 있다.
본 발명의 알루미늄막의 연마방법에 있어서, 사용할 수 있는 연마장치로서는, 기판을 유지하는 홀더와, 연마포(패드)를 첩부한 정반(회전수가 변경 가능한 모터 등을 설치하고 있다)을 가지는 일반적인 연마장치이어도 좋고, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 주식회사 나노팩터제 연마장치：FACT-200을 사용할 수 있다.
연마포로서는, 일반적인 부직포, 발포 폴리우레탄, 다공질 불소수지 등을 들 수 있고, 특별히 제한은 없지만, 연마포에 알루미늄막 연마용 연마액이 머물도록 홈 가공을 실시하는 것이 바람직하다.
더욱이, 연마 조건에 제한은 없지만, 정반의 회전속도는 기판이 튀어 나오지 않도록 200min-1 이하의 저회전이 바람직하고, 기판에 걸리는 압력은 연마 후에, 기판의 알루미늄막 표면에 손상이 발생하지 않도록 1kg/㎠(98kPa) 이하로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 알루미늄막 연마용 연마액을 연마장치에 공급하는 방법은, 연마 하고 있는 사이, 연마포에 연마액을 펌프 등으로 연속적으로 공급할 수 있으면 특별히 제한은 없다. 이 연마액의 공급량에 관해서도 특별히 제한은 없지만, 연마포의 표면이 항상 연마액으로 덮여 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 연마포 면적 1㎠당, 0.001~1밀리리터 공급되는 것이 바람직하다.
기판의 알루미늄막을 연마포로 압압(押壓)한 상태에서, 기판과 연마정반을 움직이려면, 구체적으로는 기판과 연마정반과의 적어도 한쪽을 움직이면 된다. 연마정반을 회전시키는 것 이외에, 홀더를 회전이나 요동시켜 연마해도 좋다. 또한, 연마정반을 유성회전시키는 연마방법, 벨트상의 연마포를 긴 방향의 한쪽 방향으로 직선상으로 움직이는 연마방법 등을 들 수 있다. 또, 홀더는 고정, 회전, 요동의 어느 상태이어도 좋다. 이들의 연마방법은, 연마장치 등에 의해 적절히 선택할 수 있다.
연마 종료 후의 기판은, 유수 중에서 잘 세정 후, 스핀 드라이어 등을 이용하여 기판상에 부착한 물방울을 털어서 떨어뜨리고 나서 건조시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 알루미늄막 연마용 연마액을 이용하여 알루미늄막을 형성한 기판을 연마하는 것에 의해, 알루미늄막의 표면을 평활하게 또한 고속으로 연마하는 것이 가능하다. 본 발명의 알루미늄막 연마용 연마액을 이용하여 연마하는 것에 의해 연마속도 25nm/min 이상, 또한, 평균 표면 거칠기(Ra) 1nm 이하의 연마가 가능하게 된다. 본 발명에 있어서 평활성의 지표는 연마 종료 후의 알루미늄막 표면의 평균 표면 거칠기(Ra)이고, 알루미늄막 표면을 주사형 프로브 현미경(세이코 인스트루먼트 주식회사제, SPI3800N/SPA500)을 이용하여, 측정 영역 5미크론스퀘어에서 측정하는 것에 의해 구했다. 또한 연마속도는, 연마 전후의 기판의 알루미늄막의 막두께 차이를 시트 저항치로부터 환산하여 구하여, 연마시간으로부터 산출했다.
본 발명의 알루미늄막 연마용 연마액은, LSI용 알루미늄막의 연마에 특히 적절하지만, 다른 용도의 알루미늄막의 연마에 대해서도 이용할 수 있다.
이하, 실시예에 의해 본 발명을 상세하게 설명한다. 또, 본 발명은 이들의 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1
옥살산2수화물 0.47중량%(연마액 전량 100g에 대해서 0.00373몰)를 물을 가하여 용해한 후, 2차 입자의 평균 입경 50nm의 농도 20중량% 콜로이달 실리카 5중량%(고형분으로서 1중량%)를 분산시키고, 30% 농도의 과산화수소수 10중량%를 가한 후, 농도 25중량%의 암모니아수에 의해 pH를 2.5로 조정하여 알루미늄막 연마용 연마액(A)을 제작했다.
또, 콜로이달 실리카는, 통상의 방법에 따라 테트라에톡시실란의 암모니아 용액 중에서의 가수분해에 의해 제작했다.
다음에, 상기에서 얻은 알루미늄막 연마용 연마액(A)을 정반에 첩부한 패드에 적하하면서, 하기에 나타내는 연마 조건에서 CMP처리를 행하여, 하기에 나타내는 평가를 행했다. 그 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
(연마 조건)
연마장치：주식회사 나노팩터제, FACT-200
연마패드：독립 기포를 가지는 발포 폴리우레탄 수지
연마압력：30kPa(300gf/㎠)
연마정반의 회전속도：50min-1
연마액의 유량：11cc/min
연마시간：1분
(사용 기판)
두께 2.4㎛의 알루미늄막을 형성한 실리콘 기판(가로,세로 2cm)
연마 전의 평균 표면 거칠기(Ra)：3.1nm
(평가 항목 및 평가 방법)
CMP에 의한 알루미늄막에 대한 연마속도：기판의 연마 전후에서의 막두께 차이를 시트저항치의 변화로부터 환산하여 구하여, 연마시간으로부터 산출했다.
평균 표면 거칠기：연마 후의 알루미늄막 평균 표면 거칠기를 주사형 프로브 현미경(세이코 인스트루먼트 주식회사제, SPI3800N/SPA500)을 이용하여, 측정 영역 5미크론스퀘어에서 측정하는 것에 의해 구했다.
평가의 결과, 알루미늄막에 대한 연마속도는 65nm/min, 평균 표면 거칠기(Ra)는 0.4nm이며, 고속으로 연마할 수 있고, 또한 양호한 평활성을 나타냈다.
실시예 2
과산화수소수를 첨가하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 같이 조작하여 알루미늄막 연마용 연마액(B)을 제작했다.
다음에, 상기에서 얻은 알루미늄막 연마용 연마액(B)을 사용하여 실시예 1과 같은 방법으로 연마를 행하여, 평가를 행했다. 평가의 결과, 알루미늄막에 대한 연마속도는 63nm/min, 평균 표면 거칠기(Ra)는 0.4nm이며, 고속으로 연마할 수 있고, 또한 양호한 평활성을 나타냈다.
실시예 3
30% 농도의 과산화수소수를 3중량% 이용하는 것 이외에는 실시예 1과 같이 조작하여 알루미늄막 연마용 연마액(C)을 제작했다.
다음에, 상기에서 얻은 알루미늄막 연마용 연마액(C)을 사용하여 실시예 1과 같은 방법으로 연마를 행하여, 평가를 행했다. 평가의 결과, 알루미늄막에 대한 연마속도는 63nm/min, 평균 표면 거칠기(Ra)는 0.4nm이며, 고속으로 연마할 수 있고, 또한 양호한 평활성을 나타냈다.
실시예 4
옥살산2수화물 0.47중량% 대신에 타르타르산 0.56중량%(연마액 전량 100g에 대해서 0.00373몰)를 이용하는 것 이외에는 실시예 1과 같이 조작하여 알루미늄막 연마용 연마액(D)을 제작했다.
다음에, 상기에서 얻은 알루미늄막 연마용 연마액(D)을 사용하여 실시예 1과 같은 방법으로 연마를 행하여, 평가를 행했다. 평가의 결과, 알루미늄막에 대한 연마속도는 32nm/min, 평균 표면 거칠기(Ra)는 0.6nm이며, 고속으로 연마할 수 있고, 또한 양호한 평활성을 나타냈다.
실시예 5
옥살산2수화물 0.47중량% 대신에 말론산 0.39중량%(연마액 전량 100g에 대해서 0.00375몰)를 이용하는 것 이외에는 실시예 1과 같이 조작하여 알루미늄막 연마용 연마액(E)을 제작했다.
다음에, 상기에서 얻은 알루미늄막 연마용 연마액(E)을 사용하여 실시예 1과 같은 방법으로 연마를 행하여, 평가를 행했다. 평가의 결과, 알루미늄막에 대한 연마속도는 41nm/min, 평균 표면 거칠기(Ra)는 0.6nm이며, 고속으로 연마할 수 있고, 또한 양호한 평활성을 나타냈다.
실시예 6
2차 입자의 평균 입경 50nm의 농도 20중량% 콜로이달 실리카 5중량% 대신에 2차 입자의 평균 입경 80nm의 농도 20중량% 콜로이달 실리카 5중량%(고형분으로서 1중량%)를 이용하는 것 이외에는 실시예 1과 같이 조작하여 알루미늄막 연마용 연마액(F)을 제작했다.
다음에, 상기에서 얻은 알루미늄막 연마용 연마액(F)을 사용하여 실시예 1과 같은 방법으로 연마를 행하여, 평가를 행했다. 평가의 결과, 알루미늄막에 대한 연마속도량은 67nm/min, 평균 표면 거칠기(Ra)는 0.8nm이며, 고속으로 연마할 수 있고, 또한 양호한 평활성을 나타냈다.
실시예 7
과산화수소수를 첨가하지 않은 것 이외에는 실시예 6과 같이 조작하여 알루미늄막 연마용 연마액(G)을 제작했다.
다음에, 상기에서 얻은 알루미늄막 연마용 연마액(G)을 사용하여 실시예 1과 같은 방법으로 연마를 행하여, 평가를 행했다. 평가의 결과, 알루미늄막에 대한 연마속도량은 70nm/min, 평균 표면 거칠기(Ra)는 0.8nm이며, 고속으로 연마할 수 있고, 또한 양호한 평활성을 나타냈다.
실시예 8
실시예 1과 같은 성분을 이용하여 암모니아수의 첨가량을 컨트롤하여 pH를 3.0으로 조정하여 알루미늄막 연마용 연마액(H)을 제작했다.
다음에, 상기에서 얻은 알루미늄막 연마용 연마액(H)을 사용하여 실시예 1과 같은 방법으로 연마를 행하여, 평가를 행했다. 평가의 결과, 알루미늄막에 대한 연마속도는 64nm/min, 평균 표면 거칠기(Ra)는 0.8nm이며, 고속으로 연마할 수 있고, 또한 양호한 평활성을 나타냈다.
비교예 1
옥살산2수화물 0.47중량% 대신에 말산 0.5중량%(연마액 전량 100g에 대해서 0.00373몰)를 이용하는 것 이외에는 실시예 1과 같이 조작하여 알루미늄막 연마용 연마액(I)을 제작했다.
다음에, 상기에서 얻은 알루미늄막 연마용 연마액(I)을 사용하여 실시예 1과 같은 방법으로 연마를 행하여, 평가를 행했다. 평가의 결과, 알루미늄막에 대한 연마속도는 15nm/min, 평균 표면 거칠기(Ra)는 0.6nm이며, 평활성은 양호했지만 연마속도는 실시예 1~8에 비해 크게 저하했다.
비교예 2
실시예 1과 같은 성분을 이용하여 암모니아수의 첨가량을 컨트롤하여 pH를 5.0으로 조정하여 알루미늄막 연마용 연마액(J)을 제작했다.
다음에, 상기에서 얻은 알루미늄막 연마용 연마액(J)을 사용하여 실시예 1과 같은 방법으로 연마를 행하여, 평가를 행했다. 평가의 결과, 알루미늄막에 대한 연마속도는 64nm/min, 평균 표면 거칠기(Ra)는 1.4nm이며, 고속으로 연마할 수 있었지만, 알루미늄막 표면의 평활성은 실시예 1~8에 비해 악화했다.
비교예 3
평균 입경 50nm의 농도 20중량% 콜로이달 실리카 5중량% 대신에 평균 입경 160nm의 농도 20중량% 흄드 실리카 현탁액 5중량%(고형분으로서 1중량%)를 이용하는 것 이외에는 실시예 1과 같이 조작하여 알루미늄막 연마용 연마액(K)을 제작했다. 또, 흄드 실리카 현탁액은 아에로실200(일본아에로실 주식회사사제)을 순수 중에 현탁하여 초음파 분산하여 제작했다.
다음에, 상기에서 얻은 알루미늄막 연마용 연마액(K)을 사용하여 실시예 1과 같은 방법으로 연마를 행하여, 평가를 행했다. 평가의 결과, 알루미늄막에 대한 연마속도는 89nm/min, 평균 표면 거칠기 Ra는 1.6nm이며, 고속으로 연마할 수 있었지만, 알루미늄 표면의 평활성은 실시예 1~8에 비해 악화했다.
비교예 4
옥살산2수화물 0.47중량% 대신에 브로모아세트산 0.52중량%(연마액 전량 100g에 대해서 0.00374몰)를 이용하는 것 이외에는 실시예 1과 같이 조작하여 알루미늄막 연마용 연마액(L)을 제작했다.
다음에, 상기에서 얻은 알루미늄막 연마용 연마액(L)을 사용하여 실시예 1과 같은 방법으로 연마를 행하여, 평가를 행했다. 평가의 결과, 알루미늄막에 대한 연마속도는 18nm/min, 평균 표면 거칠기(Ra)는 0.8nm이며, 평활성은 양호했지만 연마속도는 실시예 1~8에 비해 크게 저하했다.
이상의 실시예 1~8 및 비교예 1~4에 관한 연마액의 조성 및 연마 평가에 관해서 표 1 및 표 2에 각각 나타낸다. 또, 표 1 및 표 2 중의 지립, 유기산 및 산화제의 농도(중량%)는 연마액 전체 중량에 대한 각 성분의 농도를 나타낸다.
Claims (6)
- 25℃에 있어서의 제1단의 산해리지수가 3 이하인 다가 카본산을 알루미늄막 연마용 연마액 100g에 대하여 0.0001~0.01mol, 콜로이달 실리카, 및 물로 이루어지고,
pH가 2~4인,
알루미늄막 연마용 연마액. - 제 1항에 있어서, 상기 다가 카본산이, 옥살산, 말론산, 타르타르산으로부터 선택된 적어도 1종인 알루미늄막 연마용 연마액.
- 제 1항에 있어서, 상기 콜로이달 실리카의 2차 입자의 평균 입경이 5~100nm인 알루미늄막 연마용 연마액.
- 삭제
- 삭제
- 알루미늄막을 형성한 기판을 연마정반의 연마포로 눌러 덮어 가압하고, 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 기재된 알루미늄막 연마용 연마액을 알루미늄막과 연마포와의 사이에 공급하면서, 기판과 연마정반을 움직여서 알루미늄막을 연마하는 것을 특징으로 하는 알루미늄막의 연마방법.
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