KR20090127089A - 회로 기판의 제조에 사용하는 화학 기계 연마용 수계 분산체, 회로 기판의 제조 방법, 회로 기판 및 다층 회로 기판 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은, 수지 기판에 구리 또는 구리 합금을 포함하는 배선층이 설치된 회로 기판을 형성하기 위해 바람직하게 사용되는 화학 기계 연마용 수계 분산체이며, 구리 또는 구리 합금을 연마하는 속도가 충분히 높고, 얻어지는 회로 기판의 평탄성이 양호한 화학 기계 연마용 수계 분산체를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체는, 수지 기판에 구리 또는 구리 합금을 포함하는 배선층이 설치된 회로 기판을 형성하기 위해 사용하는 화학 기계 연마용 수계 분산체이며, (A1) 유기산 및 유기산의 염 중 1종 이상, (B1) 계면활성제 및 수용성 고분자 화합물 중 1종 이상, (C1) 산화제, (D1) 지립을 포함하고, 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체에 대한 상기 (A1) 성분의 농도 MA1(질량％) 및 상기 (D1) 성분의 농도 MD1(질량％)에서, MA1/MD1=1 내지 30의 관계를 갖고, pH의 값이 8 내지 12이다.
화학 기계 연마용 수계 분산체, 유기산, 산화제, 지립, 회로기판

Description

회로 기판의 제조에 사용하는 화학 기계 연마용 수계 분산체, 회로 기판의 제조 방법, 회로 기판 및 다층 회로 기판{CHEMICAL MECHANICAL POLISHING AQUEOUS DISPERSION FOR MANUFACTURING CIRCUIT BOARD, CIRCUIT BOARD MANUFACTURING METHOD, CIRCUIT BOARD AND MULTILAYER CIRCUIT BOARD}
본 발명은, 회로 기판의 제조에 사용하는 화학 기계 연마용 수계 분산체, 상기 수계 분산체를 사용한 회로 기판의 제조 방법, 회로 기판 및 다층 회로 기판에 관한 것이다.
최근 전자 장치의 소형화가 진행되고 있으며, 이것을 구성하는 반도체 장치나 이 반도체 장치를 실장하기 위한 회로 기판에 대하여 한층 더 미세화 및 다층화가 요구되고 있다. 다층 회로 기판(다층화된 회로 기판)은 일반적으로 배선 패턴이 형성된 복수의 회로 기판이 적층되며, 삼차원적인 배선 구조를 갖는다. 다층 회로 기판 또는 회로 기판의 두께가 불균일하거나 평탄성이 불충분하면, 반도체 장치를 실장할 때 접속 불량 등의 문제점이 발생하는 경우가 있다. 그 때문에, 다층 회로 기판을 구성하는 각 층의 회로 기판은, 이것을 적층하여 다층 회로 기판으로 했을 때 요철이나 만곡(彎曲)이 발생하지 않도록, 균일한 두께를 가질 뿐만 아니라 표면이 평탄하게 형성될 필요가 있다.
회로 기판의 평탄성을 손상시키는 원인 중 하나로서는, 배선 패턴의 요철을 들 수 있다. 이러한 요철은, 회로 기판을 제조할 때 발생하는 경우가 많다. 배선 패턴을 갖는 회로 기판의 제조 방법으로서는, 예를 들면 기판의 표면에 원하는 배선 패턴에 대응하는 오목부를 형성하고, 이 표면 전체에 도금에 의해 도전층을 형성한 후, 기판의 표면측을 연마하여 오목부에만 도전층이 남도록 하는 방법이 있다. 이러한 제조 방법에서 도금 공정에서는, 배선 패턴의 선폭이 가늘수록 그 부분의 도금 두께가 두꺼워 지는 경우가 있으며, 배선 패턴의 배선 조밀(粗密)에 의해 도금시의 전류에 분포가 발생하여, 그 분포에 따라 두께가 불균일해지는 경우가 있었다. 그 때문에, 초기의 도금 두께의 변동이 이후의 연마 공정에 영향을 주고, 결과적으로 회로 기판의 평탄성을 손상시키는 경우가 있었다. 또한, 회로 기판을 연마에 의해 형성하는 경우, 회로 기판에 형성되는 배선 패턴의 연마면이 오목상이 되는 디싱이라는 현상이 발생하는 경우가 있었다.
상기 연마 공정은, 예를 들면 버프 연마에 의해 행해진다. 하기 특허 문헌 1에는 롤 버프를 사용한 연마 방법이 개시되어 있지만, 단단한 연마 지립을 결합제로 결합하여 통상(筒狀)으로 형성한 롤 버프를 사용하고 있다. 그 때문에, 이러한 연마 방법에서는 회로 기판의 두께 불균일이 발생하기 쉽고, 도전층의 표면에 손상이 발생하기 쉽다는(평탄성 손상) 결점이 있었다. 또한, 버프 연마에서 슬러리를 사용하는 방법도 제안되어 있다(예를 들면, 하기 특허 문헌 2 참조). 그러나, 이 방법도 피연마면의 재질에 따른 연마 속도의 차가 크고, 다층 회로 기판에 사용하 는 회로 기판과 같이 매우 고도의 두께 균일성이나 표면의 평탄성을 얻을 수 있을 정도의 기술 수준에는 미치지 못하였다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2002-134920호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 제2003-257910호 공보
연마 공정을 화학 기계 연마에 의해 행하는 경우에는, 다른 연마 방법에 비해 평탄성이 양호해진다. 그러나, 종래의 화학 기계 연마는 연마 속도가 느렸다. 특히, 회로 기판을 형성하기 위해서는 제거해야 하는 배선 재료의 양이 많기 때문에, 화학 기계 연마의 연마 속도를 대폭 향상시킬 필요가 있다. 이와 같이, 회로 기판을 화학 기계 연마하기 위해 사용하는 화학 기계 연마용 수계 분산체의 성능으로서는, 피연마면의 평탄성을 높일 뿐만 아니라, 연마 속도를 높이는 것이 동시에 요구되고 있다.
본 발명의 목적 중 하나는, 수지 기판에 구리 또는 구리 합금을 포함하는 배선층이 설치된 회로 기판을 형성하기 위해 바람직하게 사용되는 화학 기계 연마용 수계 분산체이며, 구리 또는 구리 합금을 연마하는 속도가 충분히 높고, 얻어지는 회로 기판의 평탄성이 양호한 화학 기계 연마용 수계 분산체를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적 중 하나는, 평탄성이 양호한 회로 기판의 제조 방법이며, 화학 기계 연마를 행하는 공정을 포함하고, 상기 공정에서의 연마 속도가 충분히 높은 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적 중 하나는, 평탄성이 양호한 회로 기판 및 상기 회로 기판이 복수 적층된 평탄성이 양호한 다층 회로 기판을 제공하는 것이다.
본 발명은 상술한 과제 중 적어도 일부를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 이하의 양태 또는 적용예로서 실현할 수 있다.
[적용예 1]
본 발명에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체의 한 양태는,
수지 기판에 구리 또는 구리 합금을 포함하는 배선층이 설치된 회로 기판을 형성하기 위해 사용하는 화학 기계 연마용 수계 분산체이며,
(A1) 유기산 및 유기산의 염 중 1종 이상,
(B1) 계면활성제 및 수용성 고분자 화합물 중 1종 이상,
(C1) 산화제,
(D1) 지립을 포함하고,
상기 화학 기계 연마용 수계 분산체에 대한 상기 (A1) 성분의 농도 MA1(질량％) 및 상기 (D1) 성분의 농도 MD1(질량％)에서, MA1/MD1=1 내지 30의 관계를 갖고,
pH의 값이 8 내지 12인 것을 특징으로 한다.
[적용예 2]
적용예 1에서,
추가로 MA1=5 내지 15(질량％)일 수 있다.
[적용예 3]
적용예 1에서,
상기 (A1) 성분은 글리신일 수 있다.
[적용예 4]
적용예 1에서,
상기 (B1) 성분은 도데실벤젠술폰산, 도데실벤젠술폰산칼륨 및 도데실벤젠술폰산암모늄으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
[적용예 5]
적용예 1에서,
상기 (C1) 성분은 과산화수소일 수 있다.
[적용예 6]
적용예 1에서,
상기 (D1) 성분은 실리카 입자, 탄산칼슘 입자, 유기 중합체 입자 및 유기 무기 복합 입자로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
[적용예 7]
본 발명에 따른 회로 기판의 제조 방법의 한 양태는,
적용예 1 내지 적용예 6 중 어느 하나에 기재된 화학 기계 연마용 수계 분산체를 사용하여 화학 기계 연마를 행하는 공정을 갖는다.
[적용예 8]
본 발명에 따른 회로 기판의 한 양태는, 적용예 7에 기재된 제조 방법에 의해 제조된다.
[적용예 9]
본 발명에 따른 다층 회로 기판의 한 양태는, 적용예 8에 기재된 회로 기판이 복수 적층되어 있다.
[적용예 10]
본 발명에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체의 한 양태는,
수지 기판에 구리 또는 구리 합금을 포함하는 배선층이 설치된 회로 기판을 형성하기 위해 사용하는 화학 기계 연마용 수계 분산체이며,
(A2) 유기산,
(B2) 질소 함유 복소환 화합물,
(C2) 산화제,
(D2) 지립을 포함하고,
상기 화학 기계 연마용 수계 분산체에 대한 상기 (A2) 성분의 농도 MA2(질량％) 및 상기 (D2) 성분의 농도 MD2(질량％)에서, MA2/MD2=1 내지 20의 관계를 갖고,
pH의 값이 1 내지 5인 것을 특징으로 한다.
[적용예 11]
적용예 10에서,
추가로 MA2=3 내지 15(질량％)일 수 있다.
[적용예 12]
적용예 10에서,
상기 (A2) 유기산은 시트르산, 글리신, 말산, 타르타르산 및 옥살산으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
[적용예 13]
적용예 10에서,
상기 (B2) 질소 함유 복소환 화합물은 벤조트리아졸, 트리아졸, 이미다졸 및 카르복시벤조트리아졸로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
[적용예 14]
적용예 10에서,
상기 (C2) 산화제는 과산화수소일 수 있다.
[적용예 15]
적용예 10에서,
상기 (D2) 지립은 실리카 입자, 탄산칼슘 입자, 유기 중합체 입자 및 유기 무기 복합 입자 중 어느 1종일 수 있다.
[적용예 16]
본 발명에 따른 회로 기판의 제조 방법의 한 양태는,
적용예 10 내지 적용예 15 중 어느 하나에 기재된 화학 기계 연마용 수계 분산체를 사용하여 화학 기계 연마를 행하는 공정을 갖는다.
[적용예 17]
본 발명에 따른 회로 기판의 한 양태는, 적용예 16에 기재된 제조 방법에 의해 제조된다.
[적용예 18]
본 발명에 따른 다층 회로 기판의 한 양태는, 적용예 17에 기재된 회로 기판이 복수 적층되어 있다.
상기 화학 기계 연마용 수계 분산체에 따르면, 수지 기판에 구리 또는 구리 합금을 포함하는 배선층이 설치된 회로 기판을 회로 기판 전체에 걸쳐서 두께가 균일하면서도 표면이 평탄하게 연마 가능하다. 또한, 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체에 따르면, 구리 또는 구리 합금의 연마 속도를 ㎛/분의 오더로 매우 높게 할 수 있다. 또한, 상기 회로 기판의 제조 방법에 따르면, 회로 기판을 평탄하면서도 고처리율로 제조할 수 있다. 또한, 상기 회로 기판 및 상기 다층 회로 기판은, 기판 전체에 걸쳐서 균일한 두께를 갖고, 평탄한 표면을 갖는다. 본 발명에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 따르면, 반도체 장치 등을 실장할 때 접속 불량 등의 문제점이 발생하기 어려운 회로 기판 또는 다층 회로 기판을 용이하게 제공할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태에 대하여 상세히 설명한다. 또한, 본 발명은 하기의 실시 형태로 한정되지 않으며, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서 실시되는 각종 변형예도 포함한다.
1. 화학 기계 연마용 수계 분산체
1.1. 제1 실시 형태
제1 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체는, (A1) 유기산 및 유기산의 염 중 1종 이상, (B1) 계면활성제 및 수용성 고분자 화합물 중 1종 이상, (C1) 산화제, (D1) 지립을 포함한다.
이하, 제1 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 포함되는 각 성분에 대하여 상세히 설명한다. 또한, 이하 (A1) 내지 (D1)의 각 물질을 각각 (A1) 성분 내지 (D1) 성분으로 생략하여 기재하는 경우가 있다.
1.1.1. (A1) 유기산 및 유기산의 염
제1 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체는, (A1) 유기산 및 유기산의 염 중 1종 이상을 함유한다. (A1) 성분의 기능 중 하나로서는, 수지 기판에 구리 또는 구리 합금을 포함하는 배선층의 연마에 대하여 화학 기계 연마용 수계 분산체를 적용했을 때의 연마 속도를 향상시키는 것을 들 수 있다. 제1 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 사용되는 (A1) 성분으로서는, 배선 재료 원소를 포함하는 이온 또는, 구리 또는 구리 합금을 포함하는 배선 재료의 표면에 대하여 배위 능력을 갖는 유기산 또는 유기산의 염이 바람직하다. (A1) 성분으로서 보다 바람직하게는, 킬레이트 배위 능력이 있는 유기산 또는 유기산의 염이 바람직하다.
제1 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 사용되는 유기산으로서는, 타르타르산, 푸마르산, 글리콜산, 프탈산, 말레산, 포름산, 아세트산, 옥살산, 시트르산, 말산, 말론산, 글루타르산, 숙신산, 벤조산, 퀴놀린산, 퀴날드산, 아미드황산 등을 들 수 있다. 또한, 본 발명에 사용되는 유기산으로서는, 글리신, 알라닌, 아스파라긴산, 글루탐산, 리신, 아르기닌, 트립토판, 방향족 아미노산 및 복소환형 아미노산 등의 아미노산도 바람직하게 사용할 수 있다. 이들 유기산 및 유기산의 염은, 화학 기계 연마용 수계 분산체 중에서 1개 이상의 양성자(수소 이 온)와 쌍을 이루는 음이온으로 해리될 수 있다. 이들 유기산 중, 화학 기계 연마용 수계 분산체의 연마 속도를 향상시키는 효과가 높다는 점에서 글리신이 특히 바람직하다.
제1 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 사용되는 유기산의 염으로서는, 상기한 유기산의 염을 들 수 있다. 유기산의 염은, 화학 기계 연마용 수계 분산체 중에서 한 쌍의 이온으로 해리될 수 있다. 2가 이상의 유기산의 염에서는, 쌍을 이루는 양이온은 1가일 수도 있고, 그 이상일 수도 있다. 본 실시 형태의 화학 기계 연마용 수계 분산체에 바람직한 유기산의 염으로서는, 예를 들면 상기 유기산의 칼륨염, 암모늄염 및 나트륨염 등을 들 수 있다. 본 실시 형태의 화학 기계 연마용 수계 분산체에 포함되는 유기산의 염으로서는, 상기한 유기산이 화학 기계 연마용 수계 분산체에 용해된 상태에서 임의적으로 첨가되는 다른 성분에서 유래하는 양이온, 예를 들면 암모늄 이온, 칼륨 이온 등과 쌍을 이루고, 이 화학 기계 연마용 수계 분산체가 건조할 때 형성되는 염도 포함한다. 본 실시 형태의 화학 기계 연마용 수계 분산체에 바람직한 유기산의 염의 구체예로서는, 아미드황산칼륨, 아미드황산암모늄, 아미드황산나트륨 등을 들 수 있다.
제1 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에는, 상술한 유기산 또는 유기산의 염이 단독으로 포함될 수도 있고, 유기산이나 유기산의 염이 2종 이상포함될 수도 있다.
제1 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에서의 (A1) 성분의 함유량은, 후술하는 (A1) 성분과 (D1) 성분의 양적 관계를 만족하는 한 임의일 수 있 지만, (A1) 성분 전체로서, 사용시의 화학 기계 연마용 수계 분산체의 질량에 대하여 5 내지 15 질량％인 것이 보다 바람직하다. 즉, (A1) 성분의 농도 MA1은, 화학 기계 연마용 수계 분산체에서 바람직하게는 5 내지 15 질량％이고, 보다 바람직하게는 7 내지 13 질량％이고, 특히 바람직하게는 8 내지 12 질량％이다. (A1) 성분의 함유량이 상기 범위 미만이면 충분한 연마 속도가 얻어지지 않는 경우가 있으며, 연마 공정을 종료하는 데 많은 시간을 필요로 하는 경우가 있다. 한편, (A1) 성분의 함유량이 상기 범위를 초과하면, 화학적 에칭 효과가 커져 배선층의 부식이 발생하거나, 피연마면의 평탄성이 손상되는 경우가 있다.
1.1.2. (B1) 계면활성제 및 수용성 고분자 화합물
제1 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체는, (B1) 계면활성제 및 수용성 고분자 화합물 중 1종 이상을 함유한다. (B1) 성분의 기능 중 하나로서는, 화학 기계 연마용 수계 분산체에 점성을 부여하여 연마 성능을 안정화시키고, 피연마면의 평탄성을 높이는 것을 들 수 있다. 즉, 화학 기계 연마용 수계 분산체의 점성은, (B1) 성분의 함유량에 따라 제어할 수 있다. 또한, 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체의 점성을 제어하면, 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체의 연마 성능을 제어할 수 있다.
제1 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 바람직하게 사용할 수 있는 계면활성제로서는, 비이온성 계면활성제, 음이온 계면활성제 또는 양이온 계면활성제를 들 수 있다. 비이온성 계면활성제로서는, 예를 들면 3중 결합을 갖 는 비이온성 계면활성제를 들 수 있다. 구체적으로는, 아세틸렌글리콜 및 그의 에틸렌옥사이드 부가물, 아세틸렌 알코올 등을 들 수 있다. 또한, 비이온성 계면활성제로서는 실리콘계 계면활성제, 시클로덱스트린 및 그의 유도체 등도 들 수 있다. 양이온 계면활성제로서는, 예를 들면 지방족 아민염 및 지방족 암모늄염 등을 들 수 있다. 음이온 계면활성제로서는, 예를 들면 지방족 비누, 황산에스테르염 및 인산에스테르염 등을 들 수 있다.
이들 중에서, 본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 바람직한 계면활성제로서는, 음이온 계면활성제를 들 수 있다. 음이온 계면활성제로서는, 알케닐숙신산 등의 숙신산의 유도체, 스테아르산, 올레산 등의 고급 유기산 및그의 염, 알킬벤젠술폰산, 알킬나프탈렌술폰산, α-올레핀술폰산 등의 고급 술폰산 및 그의 염 등이 바람직하다. 알케닐 숙신산의 염으로서는, 예를 들면 알케닐숙신산디칼륨(상품명 "라테물 ASK" 가오 가부시끼가이샤로부터 입수 가능)을 들 수 있다. 알킬벤젠술폰산으로서는, 도데실벤젠술폰산이 특히 바람직하다. 또한, 술폰산의 염으로서는 암모늄염, 칼륨염, 나트륨염이 바람직하다. 알킬벤젠술폰산염의 바람직한 구체예로서는, 도데실벤젠술폰산암모늄 및 도데실벤젠술폰산칼륨을 들 수 있다.
제1 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 바람직하게 사용할 수 있는 수용성 고분자 화합물로서는, 폴리비닐피롤리돈(PVP) 및 폴리비닐메틸에테르 등의 수용성 고분자 화합물, 폴리아크릴산(PAA), 폴리메타크릴산, 아크릴산과 메타크릴산의 공중합체, 폴리말레산 등의 카르복실산기를 갖는 수용성 고분자 화합 물 및 그의 염, 폴리이소프렌술폰산 등의 술폰산기를 갖는 수용성 고분자 화합물 및 그의 염, 히드록시에틸아크릴레이트, 히드록시에틸셀룰로오스, 폴리비닐 알코올 등의 수산기를 갖는 수용성 고분자 화합물을 들 수 있다.
제1 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 사용되는 수용성 고분자 화합물이 PVP인 경우, 수계 GPC(겔 투과 크로마토그래피)에 의해 측정된 폴리에틸렌글리콜 환산의 중량 평균 분자량(Mw)으로 측정한 값이 20만을 초과하는 PVP를 사용하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 20만을 초과하고 150만 이하, 보다 바람직하게는 30만 내지 150만, 더욱 바람직하게는 50만 내지 120만, 특히 바람직하게는 65만 내지 110만의 PVP를 사용할 수 있다. PVP의 중량 평균 분자량이 상기 범위에 있으면, 연마 중의 마찰을 감소시키는 효과가 높아지고, 구리 및 구리를 포함하는 배선층을 보다 안정적으로 연마할 수 있다. 또한, 구리 및 구리를 포함하는 배선층의 디싱 등을 억제할 수 있다. 중량 평균 분자량이 상기 하한보다 작으면, 상기 효과가 불충분해지기 쉽기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 중량 평균 분자량이 지나치게 크면 연마 속도가 저하되는 경향 및 지립의 응집을 발생시키는 경향이 있고, 응집된 지립에 의해 구리 및 구리를 포함하는 배선층 위의 스크래치가 증가하는 경우가 있기 때문에 바람직하지 않다.
제1 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체는, (B1) 성분으로서 상기한 계면활성제 및 수용성 고분자 화합물을 1종 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
제1 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에서의 (B1) 성분의 함 유량은, (B1) 성분 전체로서, 사용시의 화학 기계 연마용 수계 분산체의 질량에 대하여 바람직하게는 0.01 내지 1 질량％이고, 보다 바람직하게는 0.05 내지 0.5 질량％이고, 특히 바람직하게는 0.1 내지 0.3 질량％이다. (B1) 성분의 함유량이 상기 범위 미만이면 화학 기계 연마용 수계 분산체의 점성이 지나치게 낮기 때문에, 연마 패드로의 압력을 효율적이면서도 균일하게 피연마면으로 전달할 수 없고, 피연마면 내에서의 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체의 연마 성능이 변동되어, 평탄성을 손상시키는 경우가 있다. 또한, 화학 기계 연마용 수계 분산체의 점도가 낮아지기 때문에, 화학 기계 연마용 수계 분산체가 유효하게 작용하기 전에 연마 대상이 되는 기판과 연마 패드 사이에서 유출되어, 특히 피연마면 내의 외주부에서의 화학 기계 연마용 수계 분산체의 존재량 변동의 원인이 되는 경우가 있다. 한편, (B1) 성분의 함유량이 상기 범위를 초과하면, 함유량에 대한 평탄성 개량 효과가 둔화되어 충분한 평탄성이 얻어지지 않게 되는 경우가 있으며, 연마 속도가 저하되거나 이 화학 기계 연마용 수계 분산체의 점성이 지나치게 높아져 연마 마찰열이 상승하여 면내 균일성이 악화되는 경우가 있다. 또한, (B1) 성분의 함유량이 상기 범위를 초과하면, 화학 기계 연마용 수계 분산체에 거품이 발생하기 쉬워지기 때문에 취급성이 악화되는 경우가 있다.
1.1.3. (C1) 산화제
제1 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체는, (C1) 산화제를 함유한다. (C1) 산화제의 기능 중 하나로서는, 구리 및 구리를 포함하는 배선층이 형성된 회로 기판의 연마에 대하여 화학 기계 연마용 수계 분산체를 적용했을 때의 연마 속도를 향상시키는 것을 들 수 있다. 그 이유로서는, (C1) 산화제가 구리 등의 표면을 산화하여 화학 기계 연마용 수계 분산체의 성분과의 착화 반응을 촉진시킴으로써, 취약한 개질층을 구리 등의 표면에 형성하여, 구리 등을 연마하기 쉽게 하기 때문이라고 생각된다.
제1 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 사용하는 (C1) 산화제로서는, 과산화수소, 과아세트산, 과벤조산, tert-부틸히드로퍼옥시드 등의 유기 과산화물, 과망간산칼륨 등의 과망간산 화합물, 중크롬산칼륨 등의 중크롬산 화합물, 요오드산칼륨 등의 할로겐산 화합물, 질산, 질산철 등의 질산 화합물, 과염소산 등의 과할로겐산 화합물, 과황산암모늄 등의 과황산염 및 헤테로폴리산 등을 들 수 있다. 이들 산화제 중, 산화력, 수지 기판으로의 부식성 및 취급의 용이함 등을 고려하면, 과산화수소, 유기 과산화물 또는 과황산암모늄 등의 과황산염이 바람직하고, 분해 생성물이 무해한 과산화수소가 특히 바람직하다.
제1 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에서의 (C1) 산화제의 함유량은, 사용시의 화학 기계 연마용 수계 분산체의 질량에 대하여 바람직하게는 0.5 내지 5 질량％이고, 보다 바람직하게는 1 내지 4 질량％이고, 특히 바람직하게는 1.5 내지 3 질량％이다. (C1) 산화제의 함유량이 상기 범위 미만이면 화학적 효과가 불충분해져 연마 속도가 저하되는 경우가 있으며, 연마 공정을 종료하는 데 많은 시간을 필요로 하는 경우가 있다. 한편, (C1) 산화제의 함유량이 상기 범위를 초과하면, 피연마면이 부식되어 평탄성을 손상시키는 경우가 있다.
1.1.4. (D1) 지립
제1 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체는, (D1) 지립을 포함한다. (D1) 지립으로서는, 무기 입자, 유기 입자 및 유기 무기 복합 입자 등을 들 수 있다.
무기 입자로서는 실리카 입자, 알루미나 입자, 티타니아 입자, 지르코니아 입자, 세리아 입자, 탄산칼슘 입자 등을 들 수 있다.
상기 실리카 입자로서는, 기상 중에서 염화규소 등을 산소 및 수소와 반응시키는 퓸드법에 의해 합성된 퓸드법 실리카, 금속 알콕시드로부터 가수분해 축합하여 합성하는 졸겔법에 의해 합성된 실리카, 정제에 의해 불순물을 제거한 무기 콜로이드법 등에 의해 합성된 콜로이달 실리카 등을 들 수 있다. 특히, 실리카 입자로서는, 정제에 의해 불순물을 제거한 무기 콜로이드법 등에 의해 합성된 콜로이달 실리카가 바람직하다.
제1 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 (D1) 지립으로서 실리카 입자를 사용하는 경우에는, 평균 입경이 200 ㎚ 이하인 콜로이달 실리카를 사용하는 것이 평탄성이 양호해지기 때문에 바람직하다.
상기 탄산칼슘 입자로서는, 수중에서 수산화칼슘을 정제한 후 탄산 가스를 반응시킴으로써 얻어지는 고순도의 탄산칼슘 입자가 바람직하다.
유기 입자로서는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리-1-부텐, 폴리-4-메틸-1-펜텐 등의 올레핀계 공중합체, 폴리스티렌, 스티렌계 공중합체, 폴리염화비닐, 폴리아세탈, 포화 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리카르보네이트, 페녹시 수지, 폴리메틸메타크릴레이트, (메트)아크릴계 수지 및 아크릴계 공중합체 등의 유기 중합체 입자를 들 수 있다.
유기 무기 복합 입자로서는, 상기한 유기 입자와 상기한 무기 입자를 포함할 수 있다. 유기 무기 복합 입자는, 상기한 유기 입자 및 무기 입자가 화학 기계 연마 공정시에 쉽게 분리되지 않을 정도로 일체로 형성되어 있는 것이면 되고, 각 입자의 종류, 구성 등은 특별히 한정되지 않는다. 이 유기 무기 복합 입자로서는, 예를 들면 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 중합체 입자의 존재하에 알콕시실란, 알루미늄알콕시드, 티탄알콕시드 등을 중축합시켜, 중합체 입자의 적어도 표면에 폴리실록산, 폴리알루미녹산, 폴리티타녹산 등의 중축합물이 결합되어 이루어지는 것을 사용할 수 있다. 또한, 생성되는 중축합체는 중합체 입자가 갖는 관능기에 직접 결합될 수도 있고, 실란 커플링제 등을 통해 결합될 수도 있다. 또한, 알콕시실란 등 대신에 실리카 입자, 알루미나 입자 등을 사용할 수도 있다. 이 경우, 유기 무기 복합 입자는 폴리실록산, 폴리알루미녹산, 폴리티타녹산 등의 중축합물을 결합제로 하여, 중합체 입자의 표면에 실리카 입자 등이 존재하도록 형성된다. 이들은 폴리실록산 등과 서로 얽혀 유지될 수도 있고, 이들이 갖는 히드록실기 등의 관능기에 의해 중합체 입자에 화학적으로 결합될 수도 있다.
또한, 제1 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 사용할 수 있는 유기 무기 복합 입자로서는, 부호가 상이한 제타 전위를 갖는 유기 입자와 무기 입자를 포함하는 수분산체에서, 이들 입자가 정전력에 의해 결합되어 이루어지는 것을 들 수 있다. 유기 입자의 제타 전위는, 전체 pH 영역 또는 낮은 pH 영역을 제외한 광범위한 영역에 걸쳐서 음인 경우가 많지만, 카르복실기, 술폰산기 등을 갖는 유기 입자로 함으로써, 보다 확실하게 음의 제타 전위를 갖는 유기 입자로 할 수 있다. 또한, 아미노기 등을 갖는 유기 입자로 함으로써, 특정한 pH 영역에서 양의 제타 전위를 갖는 유기 입자로 할 수도 있다. 한편, 무기 입자의 제타 전위는 pH 의존성이 높고, 이 전위가 0이 되는 등전점을 갖고, 그 전후에 제타 전위의 부호가 역전한다. 따라서, 특정한 유기 입자와 무기 입자를 조합하고, 이들의 제타 전위가 역부호가 되는 pH 영역에서 혼합함으로써, 정전력에 의해 유기 입자와 무기 입자를 일체로 복합화할 수 있다. 또한, 혼합시에 제타 전위가 동일한 부호인 경우에도, 그 후 pH를 변화시켜 제타 전위를 역부호로 함으로써 유기 입자와 무기 입자를 일체로 할 수도 있다.
또한, 상기한 유기 무기 복합 입자로서는, 정전력에 의해 일체로 복합화된 입자의 존재하에 상기한 바와 같이 알콕시실란, 알루미늄알콕시드, 티탄알콕시드 등을 중축합시켜, 이 입자의 적어도 표면에 폴리실록산 등이 결합되어 복합화되어 이루어지는 것을 사용할 수도 있다.
상술한 지립 중, 제1 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 사용되는 지립으로서는, 실리카 입자, 탄산칼슘 입자, 유기 중합체 입자 및 유기 무기 복합 입자로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 (D1) 지립의 평균 입경은 20 내지 500 ㎚가 바람직하다. 이 평균 입경은 레이저 산란 회절형 측정기에 의해, 또는 투과형 전자 현미경에 의한 관찰에 의해 측정할 수 있다. 평균 입경이 20 ㎚ 미만이면, 충분히 연마 속도가 큰 화학 기계 연마용 수계 분산체를 얻을 수 없는 경우가 있다. 평균 입경이 500 ㎚를 초과하면, 지립의 침강ㆍ분리에 의해 안정적인 수계 분산체를 용이하게 얻을 수 없는 경우가 있다. 지립의 평균 입경은 상기 범위일 수도 있지만, 보다 바람직하게는 30 내지 400 ㎚, 특히 바람직하게는 40 내지 300 ㎚이다. 평균 입경이 이 범위에 있으면 연마 속도가 크고, 디싱이 충분히 억제되고, 입자의 침강ㆍ분리가 발생하기 어려운 안정적인 화학 기계 연마용 수계 분산체를 얻을 수 있다.
제1 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에서의 (D1) 성분의 함유량은, 후술하는 (A1) 성분과 (D1) 성분의 양적 관계를 만족하는 한 임의일 수 있지만, 사용시의 화학 기계 연마용 수계 분산체의 질량에 대하여 0.5 내지 5 질량％인 것이 보다 바람직하다. 즉, (D1) 성분의 농도 MD1은, 화학 기계 연마용 수계 분산체에서 0.5 내지 5 질량％인 것이 보다 바람직하다. (D1) 성분의 함유량은 더욱 바람직하게는 1 내지 4.5 질량％, 특히 바람직하게는 1.5 내지 4 질량％이다. (D1) 성분의 함유량이 상기 범위 미만이면 충분한 연마 속도가 얻어지지 않는 경우가 있으며, 연마 공정을 종료하는 데 많은 시간을 필요로 하는 경우가 있다. 한편, 지립의 함유량이 상기 범위를 초과하면 피연마면의 평탄성이 불충분해지는 경우가 있으며, 비용이 높아지는 경우가 있음과 동시에 화학 기계 연마용 수계 분산체의 저장 안정성을 확보할 수 없게 되는 경우가 있다.
1.1.5. 화학 기계 연마용 수계 분산체의 (A1) 성분 및 (D1) 성분의 양적 관계
제1 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체는, (A1) 성분의 농도 MA1(질량％) 및 (D1) 성분의 농도 MD1(질량％)에서, MA1/MD1=1 내지 30의 관계를 갖는 다. 여기서, MA1 및 MD1은 (A1) 성분 및 (D1) 성분의 농도를 각각 나타내고, 화학 기계 연마용 수계 분산체의 전체 질량에 대한 (A1) 성분 및 (D1) 성분의 질량의 비율을 말한다. (A1) 성분의 농도 MA1과 (D1) 성분의 농도 MD1의 비, MA1/MD1은 MA1/MD1=2 내지 20이 보다 바람직하고, MA1/MD1=3 내지 10이 더욱 바람직하다. 비 MA1/MD1이 상기 범위 미만이면, 배선층의 디싱이 커지는 경향이 있기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 비 MA1/MD1이 상기 범위 미만이면, (D1) 지립 성분이 상대적으로 많아져 수지 기판에 대한 기계적 연마가 과도하게 행해지기 때문에, 피연마물인 수지 기판에 구리 또는 구리 합금을 포함하는 배선층이 설치된 회로 기판의 피연마 표면이 거칠어져 바람직하지 않다. 또한, 안정적인 화학 기계 연마용 수계 분산체를 얻을 수 없게 되는 경우가 있다. 비 MA1/MD1이 상기 범위를 초과하면, 피연마면의 평탄성이 불충분해지는 경우가 있다. 또한, 배선 금속으로의 부식이 발생하는 경우도 있기 때문에 바람직하지 않다.
1.1.6. 화학 기계 연마용 수계 분산체의 pH
제1 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에서, 화학 기계 연마용 수계 분산체의 pH의 값은 8 내지 12이다. 여기서, pH란 수소 이온 지수를 나타내며, 그 값은 시판되는 pH 미터 등을 사용하여 측정할 수 있다. 화학 기계 연마용 수계 분산체의 pH의 값은 바람직하게는 8.5 내지 11.5이고, 보다 바람직하게는 9 내지 11이다. 화학 기계 연마용 수계 분산체의 pH의 값이 상기 범위 미만이면, 연 마 속도가 저하되는 경우가 있다. 화학 기계 연마용 수계 분산체의 pH의 값이 상기 범위를 초과하면, 지립의 용해가 발생하거나 피연마면의 평탄성이 악화되는 경우가 있다.
화학 기계 연마용 수계 분산체의 pH의 값은, 상기 (A1) 성분 내지 (D1) 성분의 배합량에 따라 변화한다. 그 때문에, 각 성분의 종류를 선택하거나 배합량을 변화시켜, 상기한 pH의 값의 범위가 되도록 조절한다. 또한, 상기 (A1) 성분 내지 (D1) 성분의 종류나 배합량에 따라서는, pH의 값이 상기 범위 내가 되지 않는 경우도 있다. 이 경우에는, 화학 기계 연마용 수계 분산체에 적절하게 pH 조정제 등을 첨가하여, pH의 값이 상기 범위 내가 되도록 조절할 수 있다.
1.1.7. pH 조정제
제1 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에는, 필요에 따라 산, 알칼리 등의 pH 조정제를 배합할 수 있다. pH 조정제의 기능 중 하나로서는, 화학 기계 연마용 수계 분산체를 원하는 pH로 조정하는 것이다. 이에 따라, 화학 기계 연마용 수계 분산체가 원하는 pH의 값이 되어, 연마 속도의 조정이나 평탄성의 개량 및 배선층의 부식을 억제할 수 있다. 또한, pH 조정제는, 화학 기계 연마용 수계 분산체의 pH가 8 내지 12의 범위를 벗어났을 때 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 화학 기계 연마용 수계 분산체의 pH가 8 내지 12의 범위에 있을 때에도 pH를 조정하기 위해 사용할 수 있다.
pH 조정제로서는, 예를 들면 산으로서는 황산 및 인산 등의 무기산을 들 수 있고, 알칼리로서는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화루비듐 및 수산화세슘 등, 알칼리 금속의 수산화물, 테트라메틸암모늄히드록시드, 콜린 등의 유기 알칼리 화합물 및 암모니아 등을 들 수 있다. 산 및 알칼리는 단독으로 배합될 수도 있고, 복수종이 배합될 수도 있다. pH 조정제를 첨가함으로써, 피연마면의 전기화학적성질, 지립의 분산성, 안정성 및 연마 속도를 감안하면서, 지립이 안정적으로 존재할 수 있도록 적절하게 pH를 설정할 수 있다. 본 실시 형태의 화학 기계 연마용 수계 분산체에 특히 바람직한 pH 조정제로서는, 연마 속도를 향상시키는 관점에서 암모니아를 들 수 있다.
1.1.8. 기타 첨가제
제1 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체는, 상기한 성분 이외에 필요에 따라 각종 첨가제를 배합할 수 있다. 기타 첨가제로서는, 배선 재료의 방식제, 슬러리에 거품이 발생하는 것을 감소시키는 억포제 및 소포제 등을 들 수 있다.
1.2. 제2 실시 형태
제2 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체는, (A2) 유기산, (B2) 질소 함유 복소환 화합물, (C2) 산화제, (D2) 지립을 포함한다. 또한, 이하 (A2) 내지 (D2)의 각 물질을 각각 (A2) 성분 내지 (D2) 성분으로 생략하여 기재하는 경우가 있다.
1.2.1. (A2) 유기산
제2 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체는, (A2) 유기산을 함유한다. (A2) 유기산의 기능 중 하나로서는, 수지 기판에 구리 또는 구리 합금을 포 함하는 배선층의 연마에 대하여 화학 기계 연마용 수계 분산체를 적용했을 때의 연마 속도를 향상시키는 것을 들 수 있다. 제2 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 사용되는 (A2) 유기산으로서는, 배선 재료 원소를 포함하는 이온, 또는 구리 또는 구리 합금을 포함하는 배선 재료의 표면에 대하여 배위 능력을 갖는 유기산이 바람직하다. (A2) 유기산으로서 보다 바람직하게는, 킬레이트 배위 능력이 있는 유기산이 바람직하다.
제2 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 사용되는 유기산으로서는, 타르타르산, 푸마르산, 글리콜산, 프탈산, 말레산, 포름산, 아세트산, 옥살산, 시트르산, 말산, 말론산, 글루타르산, 숙신산, 벤조산, 퀴놀린산, 퀴날드산, 아미드황산 등을 들 수 있다. 또한, 본 발명에 사용되는 유기산으로서는, 글리신, 알라닌, 아스파라긴산, 글루탐산, 리신, 아르기닌, 트립토판, 방향족 아미노산 및 복소환형 아미노산 등의 아미노산도 바람직하게 사용할 수 있다. 이들 유기산은, 화학 기계 연마용 수계 분산체 중에서 1개 이상의 양성자(수소 이온)와 쌍을 이루는 음이온(친이온)으로 해리될 수 있다. 제2 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에는 상술한 유기산이 단독으로 포함될 수도 있고, 상술한 유기산이 2종 이상 포함될 수도 있다. 이들 유기산 중, 화학 기계 연마용 수계 분산체의 연마 속도를 향상시키는 효과가 높다는 점에서 시트르산, 글리신, 말산, 타르타르산 및 옥살산으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 특히 바람직하다.
제2 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 사용되는 유기산은, 화학 기계 연마용 수계 분산체에 용해된 상태에서 임의적으로 첨가되는 다른 성분 에서 유래하는 양이온, 예를 들면 암모늄 이온, 칼륨 이온 등과 쌍을 이룰 수도 있고, 이 경우에는 화학 기계 연마용 수계 분산체가 건조할 때 염이 형성된다. 이 경우, 쌍을 이루는 양이온은 1가일 수도 있고, 그 이상일 수도 있다.
제2 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에서의 (A2) 유기산의 함유량은, (A2) 유기산 전체로서, 사용시의 화학 기계 연마용 수계 분산체의 질량에 대하여 바람직하게는 3 내지 15 질량％이고, 보다 바람직하게는 3.5 내지 12 질량％이고, 특히 바람직하게는 4 내지 10.5 질량％이다. (A2) 유기산의 함유량이 상기 범위 미만이면 충분한 연마 속도가 얻어지지 않는 경우가 있고, 연마 공정을 종료하는 데 많은 시간을 필요로 하는 경우가 있다. 한편, (A2) 유기산의 함유량이 상기 범위를 초과하면, 화학적 에칭 효과가 커져 배선층의 부식이 발생하거나 피연마면의 평탄성이 손상되는 경우가 있다.
1.2.2. (B2) 질소 함유 복소환 화합물
제2 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체는, (B2) 질소 함유 복소환 화합물을 함유한다. (B2) 질소 함유 복소환 화합물의 기능 중 하나로서는, 구리 등의 금속과 수불용성 착체를 형성하여 피연마면의 표면을 보호함으로써, 피연마면의 평탄성을 높이는 것을 들 수 있다. (B2) 질소 함유 복소환 화합물로서는, 배선 재료 원소를 포함하는 이온, 또는 구리 또는 구리 합금을 포함하는 배선 재료의 표면에 대하여 배위 능력을 갖는 질소 함유 복소환 화합물이 바람직하다. (B2) 질소 함유 복소환 화합물로서 보다 바람직하게는, 킬레이트 배위 능력이 있는 질소 함유 복소환 화합물이 바람직하다.
제2 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 바람직하게 사용되는 (B2) 질소 함유 복소환 화합물은, 복소환 화합물 중 헤테로 원자로서 1개 이상의 질소를 포함하는 화합물이다. 질소 함유 복소환 화합물은, 1개 이상의 질소 원자를 갖는 복소 5원환 및 복소 6원환으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 복소환을 포함하는 유기 화합물이다. 상기 복소환으로서는 피롤 구조, 이미다졸 구조, 트리아졸 구조 등의 복소 5원환 및 피리딘 구조, 피리미딘 구조, 피리다진 구조, 피라진 구조 등의 복소 6원환을 들 수 있다. 상기 복소환은 축합환을 형성할 수도 있다. 구체적으로는 인돌 구조, 이소인돌 구조, 벤조이미다졸 구조, 벤조트리아졸 구조, 퀴놀린 구조, 이소퀴놀린 구조, 퀴나졸린 구조, 신놀린 구조, 프탈라진 구조, 퀴녹살린 구조, 아크리딘 구조 등을 들 수 있다. 이러한 구조를 갖는 복소환 화합물 중, 피리딘 구조, 퀴놀린 구조, 벤조이미다졸 구조 또는 벤조트리아졸 구조를 갖는 복소환 화합물이 바람직하다. 질소 함유 복소환 화합물의 구체예로서는, 아지리딘, 피리딘, 피리미딘, 피롤리딘, 피페리딘, 피라진, 트리아진, 피롤, 이미다졸, 인돌, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 벤조이소퀴놀린, 푸린, 프테리딘, 트리아졸, 트리아졸리딘, 벤조트리아졸, 카르복시벤조트리아졸 등을 들 수 있으며, 추가로 이들 골격을 갖는 유도체를 예시할 수 있다.
제2 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체는, (B2) 질소 함유 복소환 화합물로서 상기한 질소 함유 복소환 화합물을 1종 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. (B2) 질소 함유 복소환 화합물로서는, 벤조트리아졸, 트리아졸, 이미다졸 및 카르복시벤조트리아졸로부터 선택되는 1종 이상인 것이 특히 바람직하다.
제2 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에서의 (B2) 질소 함유 복소환 화합물의 함유량은, (B2) 질소 함유 복소환 화합물 전체로서, 사용시의 화학 기계 연마용 수계 분산체의 질량에 대하여 바람직하게는 0.05 내지 2 질량％이고, 보다 바람직하게는 0.1 내지 1 질량％이고, 특히 바람직하게는 0.2 내지 0.5 질량％이다. (B2) 질소 함유 복소환 화합물의 함유량이 상기 범위 미만이면, 피연마면의 평탄성을 손상시키는 경우가 있다. (B2) 질소 함유 복소환 화합물의 함유량이 상기 범위를 초과하면, 연마 속도가 저하되는 경우가 있다.
1.2.3. (C2) 산화제
제2 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체는, (C2) 산화제를 함유한다. (C2) 산화제는, 상술한 "1.1.3. (C1) 산화제"의 항에서 설명한 산화제를 사용할 수 있다. 또한, 제2 실시 형태에서의 (C2) 산화제의 기능에 대해서도, 상술한 "1.1.3. (C1) 산화제"의 항에서 설명한 기능과 동일하다.
제2 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에서의 (C2) 산화제의 함유량은, 사용시의 화학 기계 연마용 수계 분산체의 질량에 대하여 바람직하게는 1 내지 30 질량％이고, 보다 바람직하게는 5 내지 20 질량％이고, 특히 바람직하게는 5 내지 15 질량％이다. (C2) 산화제의 함유량이 상기 범위 미만이면 화학적 효과가 불충분해져 연마 속도가 저하되는 경우가 있으며, 연마 공정을 종료하는 데 많은 시간을 필요로 하는 경우가 있다. 한편, (C2) 산화제의 함유량이 상위 범위를 초과하면 피연마면이 부식되어 평탄성을 손상시키는 경우가 있으며, 연마 속도 의 저하도 발생하는 경우가 있다.
1.2.4. (D2) 지립
제2 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체는, (D2) 지립을 함유한다. (D2) 지립은, 상술한 "1.1.4. (D1) 지립"의 항에서 설명한 지립을 사용할 수 있다. 또한, 제2 실시 형태에서의 (D2) 지립의 기능 및 함유량에 대해서도, 상술한 "1.1.4. (D1) 지립"의 항에서 설명한 기능 및 함유량과 동일하다.
1.2.5. 화학 기계 연마용 수계 분산체의 (A2) 성분 및 (D2) 성분의 양적 관계
제2 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체는, (A2) 성분의 농도 MA2(질량％) 및 (D2) 성분의 농도 MD2(질량％)에서, MA2/MD2=1 내지 20의 관계를 갖는다. 여기서, MA2 및 MD2는, 화학 기계 연마용 수계 분산체의 전체 질량에 대한 (A) 성분 및 (D2) 성분의 질량의 비율을 말한다. (A2) 성분의 농도 MA2와 (D2) 성분의 농도 MD2의 비 MA2/MD2는 MA2/MD2=1 내지 10이 보다 바람직하고, MA2/MD2=2 내지 8이 더욱 바람직하다. 비 MA2/MD2가 상기 범위 미만이면, 배선층의 디싱이 커지는 경향이 있기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 비 MA2/MD2가 상기 범위 미만이면, (D2) 지립 성분이 상대적으로 많아져 수지 기판에 대한 기계적 연마가 과도하게 행해지기 때문에, 피연마물인 수지 기판에 구리 또는 구리 합금을 포함하는 배선층이 설치된 회로 기판의 피연마 표면이 거칠어져 바람직하지 않다. 또한, 안정적인 화학 기계 연마용 수계 분산체를 얻을 수 없게 되는 경우가 있다. 비 MA2/MD2가 상기 범위를 초과하면, 피연마면의 평탄성이 불충분해지는 경우가 있다. 또한, 배선 금속으로의 부식이 발생하는 경우도 있기 때문에 바람직하지 않다.
1.2.6. 화학 기계 연마용 수계 분산체의 pH
제2 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에서, 화학 기계 연마용 수계 분산체의 pH의 값은 1 내지 5이다. 여기서, pH란 수소 이온 지수를 나타내며, 그 값은 시판되는 pH 미터 등을 사용하여 측정할 수 있는 것이다. 화학 기계 연마용 수계 분산체의 pH의 값은 바람직하게는 1.5 내지 4.5이고, 보다 바람직하게는 2 내지 4이다. 화학 기계 연마용 수계 분산체의 pH의 값이 상기 범위 미만이면, 피연마면의 평탄성이 악화되는 경우가 있다. 화학 기계 연마용 수계 분산체의 pH의 값이 상기 범위를 초과하면, 연마 속도가 저하되는 경우가 있다.
화학 기계 연마용 수계 분산체의 pH의 값은, 상기 (A2) 성분 내지 (D2) 성분의 배합량에 따라 변화한다. 그 때문에, 각 성분의 종류를 선택하거나 배합량을 변화시켜, 상기한 pH의 값의 범위가 되도록 조절한다. 또한, 상기 (A2) 성분 내지 (D2) 성분의 종류나 배합량에 따라서는, pH의 값이 상기 범위 내가 되지 않는 경우도 있다. 이 경우에는, 화학 기계 연마용 수계 분산체에 적절하게 pH 조정제 등을 첨가하여, pH의 값이 상기 범위 내가 되도록 조절할 수도 있다.
1.2.7. pH 조정제
제2 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에는, 필요에 따라 산, 알칼리 등의 pH 조정제를 배합할 수 있다. pH 조정제는, 상술한 "1.1.7. pH 조정제"의 항에서 설명한 pH 조정제를 사용할 수 있다. 또한, 제2 실시 형태에서의 pH 조정제의 기능에 대해서도, 상술한 "1.1.7. pH 조정제"의 항에서 설명한 기능과 동일하다.
1.2.8. 기타 첨가제
제2 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체는, 상기한 성분 이외에 필요에 따라 각종 첨가제를 배합할 수 있다. 기타 첨가제로서는, 배선 재료의 방식제, 슬러리에 거품이 발생하는 것을 감소시키는 억포제 및 소포제 등을 들 수 있다.
2. 회로 기판의 제조 방법, 회로 기판 및 다층 회로 기판
제3 실시 형태에 따른 회로 기판의 제조 방법은, "1. 화학 기계 연마용 수계 분산체"에서 설명한 화학 기계 연마용 수계 분산체를 사용하여 화학 기계 연마를 행하는 공정을 갖는다.
화학 기계 연마 공정은, 상술한 화학 기계 연마용 수계 분산체를 일반적인 화학 기계 연마 장치에 도입하여 행해진다. 이하, 회로 기판의 제조 공정에 대하여, 도면을 사용하여 구체적으로 설명한다. 도 1 내지 도 5는, 제3 실시 형태에 따른 회로 기판 (100)의 제조 공정의 예를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 제3 실시 형태에 따른 회로 기판 (100)의 제조 방법에서의 화학 기계 연마 공정은, 특히 구리 또는 구리 합금을 포함하는 배선층을 연마하는 공정이다.
제3 실시 형태에 따른 회로 기판 (100)의 제조 방법에 사용하는 수지 기판 (10)으로서, 배선층이 형성되는 부위에 절연성을 갖는 것이 바람직하고, 예를 들면 필름 기판, 플라스틱 기판을 사용할 수 있으며, 유리 기판 등도 사용할 수 있다. 수지 기판 (10)은 단층체일 수도 있고, 예를 들면 실리콘 등의 다른 재질의 기판 위에 수지층이 형성된 적층체일 수도 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 우선 수지 기판 (10)을 준비한다. 수지 기판 (10)에는, 포토리소그래피 및 에칭 등의 기술에 의해 오목부 (12)가 설치되어 있다. 오목부 (12)는, 회로 기판 (100)의 배선층에 대응하여 형성된다. 수지 기판 (10)의 적어도 오목부 (12)가 설치되는 측의 면은, 전기적 절연성을 갖고 있다.
이어서, 도 2에 도시한 바와 같이, 수지 기판 (10)의 표면, 오목부 (12)의 저부 및 내벽면을 덮도록 배리어 메탈막 (20)을 형성한다. 배리어 메탈막 (20)은, 필요에 따라 설치된다. 배리어 메탈막 (20)은, 예를 들면 탄탈이나 질화탄탈 등의 재질을 포함할 수 있다. 배리어 메탈막 (20)의 성막 방법으로서는, 화학적 기상 성장법(CVD)을 적용할 수 있다.
이어서, 도 3에 도시한 바와 같이, 배리어 메탈막 (20)의 표면을 덮도록 배선용 금속을 퇴적시켜 금속막 (30)을 형성한다. 금속막 (30)은, 구리 또는 구리 합금을 포함할 수 있다. 금속막 (30)은, 화학 기계 연마 공정을 거치면 오목부 (12) 내에 잔존하여, 회로 기판 (100)의 배선층을 형성한다. 금속막 (30)의 성막 방법으로서는, 스퍼터링, 진공 증착법 등의 물리적 기상 성장법(PVD)을 적용할 수 있다.
이어서, 도 4에 도시한 바와 같이, 오목부 (12)에 매몰된 부분 이외의 여분의 금속막 (30)을 본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체를 사용하여 화학 기계 연마하여 제거한다. 배리어 메탈막 (20)이 설치되어 있는 경우에는, 상 기한 방법을 배리어 메탈막 (20)이 노출될 때까지 계속한다. 화학 기계 연마 후, 피연마면에 잔류하는 지립은 제거하는 것이 바람직하다. 이 지립의 제거는 통상적인 세정 방법에 의해 행할 수 있다.
마지막으로 도 5에 도시한 바와 같이, 오목부 (12) 이외에 형성된 배리어 메탈막 (20a) 및 금속막 (30)의 표면을 배리어 메탈막용의 다른 화학 기계 연마용 수계 분산체를 사용하여 화학 기계 연마하여 제거한다.
이상과 같이 회로 기판 (100)이 형성된다. 회로 기판 (100)은, 임의의 형상의 배선층을 가질 수 있다. 또한, 적절한 형상의 배선층을 갖는 복수의 회로 기판을 적층함으로써, 다층 회로 기판을 형성할 수 있다. 다층 회로 기판은, 각 회로 기판의 배선층이 적절하게 전기적으로 접속되어 있고, 삼차원적인 배선 구조를 가질 수 있다.
제3 실시 형태의 화학 기계 연마 공정은 제1 또는 제2 실시 형태의 화학 기계 연마용 수계 분산체를 사용하여 금속막 (30)을 제거하기 때문에, 그 연마 속도가 크고, 연마의 면내 평탄성이 양호하고, 디싱 등의 선택적인 연마가 발생하기 어렵다. 그 때문에, 제3 실시 형태의 회로 기판의 제조 방법에 따르면, 면내 평탄성이 우수한 회로 기판 (100)을 높은 작업 처리량으로 제조할 수 있다.
제3 실시 형태의 제조 방법으로 제조된 회로 기판 (100)은 면내 평탄성이 높고, 디싱도 작다. 그 때문에, 회로 기판 (100)을 적층하여 형성되는 다층 회로 기판은 기판 전체에 걸쳐서 균일한 두께를 갖고, 평탄한 표면을 갖는다.
3. 실시예 및 비교예
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의해 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예 및 비교예로 한정되지 않는다.
3.1. 평가용 기판의 제조
3.1.1. 평탄성 평가용 기판의 제조
표면을 조화(粗化) 처리한 동장 적층판(기판 두께; 0.6 ㎜, 크기; 10 ㎝ 변(角))에 WPR-1201 바니시(JSR 가부시끼가이샤 제조; 감광성 절연 수지 조성물)를 스핀 코팅하고, 핫 플레이트에서 110 ℃에서 3분간 가열하여, 10 ㎛ 두께의 균일한 도막을 제조하였다. 그 후, 얼라이너(Karl Suss사 제조, "MA-100")를 사용하여, L/S=100 ㎛/100 ㎛의 배선 및 2 ㎜×2 ㎜의 패드부를 갖는 패턴 마스크를 통해 고압 수은등으로부터의 자외선을 조사하였다. 자외선의 노광은, 파장 350 ㎚에서의 노광량이 3,000 내지 5,000 J/㎡가 되도록 하였다. 이어서, 핫 플레이트에서 110 ℃에서 3분간 가열(PEB)하여, 2.38 질량％ 테트라메틸암모늄히드록시드(TMAH) 수용액을 사용하여 23 ℃에서 60초간 침지 현상한 후, 대류식 오븐에서 120 ℃×2 시간 동안 가열하여 동장 적층판 위에 홈 패턴을 갖는 절연 수지 경화막을 형성하였다. 얻어진 절연 수지 경화막 위에 무전해 도금에 의해 구리 시드층을 형성하고, 그 후 전해 도금법에 의해 10 ㎛의 구리 도금층을 형성하였다. 이와 같이 하여 홈 패턴 내에 구리를 매립한 평탄성 평가용 기판을 얻었다. 이 기판을 화학 기계 연마하여 홈 패턴 이외의 구리를 제거하면, 100 ㎛ 폭의 도전층 라인과 2 ㎜ 폭의 도전층 라인을 갖는 회로 기판이 형성된다.
3.1.2. 구리 연마 속도 평가용 기판의 제조
절연 수지층의 홈 패턴 형성을 행하지 않은 것 이외에는, "3.1.1. 평탄성 평가용 기판의 제조"와 동일하게 하여 10 ㎛의 구리 도금층 부착 기판을 얻었다.
3.2. 지립 분산체의 제조
3.2.1. 퓸드법 실리카 입자를 포함하는 수분산체의 제조
퓸드법 실리카 입자(닛본 에어로실 가부시끼가이샤 제조, 상품명 "에어로실 #90") 2 ㎏을 이온 교환수 6.7 ㎏에 초음파 분산기에 의해 분산시키고, 공경 5 ㎛의 필터에 의해 여과하여 퓸드 실리카를 함유하는 수분산체를 제조하였다.
3.2.2. 콜로이달 실리카를 포함하는 수분산체의 제조
용량 2 ℓ의 플라스크에 25 질량％ 함유량의 암모니아수 70 g, 이온 교환수 40 g, 에탄올 175 g 및 테트라에톡시실란 21 g을 투입하고, 180 rpm으로 교반하면서 60 ℃로 승온시켜 이 온도에서 2 시간 동안 교반을 계속한 후, 냉각하여 평균 입경이 70 ㎚인 콜로이달 실리카/알코올 분산체를 얻었다. 이어서, 증발기에 의해, 이 분산체에 80 ℃의 온도에서 이온 교환수를 첨가하면서 알코올분을 제거하는 조작을 수회 반복하고, 분산체 중의 알코올분을 제거하여 고형분 함유량이 8 질량％인 수분산체를 제조하였다.
3.3. (B1) 성분의 수용액의 제조
폴리비닐피롤리돈의 수용액은 이하와 같이 제조하고, 기타 도데실벤젠술폰산, 알케닐숙신산디칼륨, 폴리비닐 알코올 및 올레산의 수용액에 대해서는 이온 교환수에 소정량을 용해함으로써 제조하였다.
용량 500 mL의 플라스크에, 탈기한 N-비닐-2-피롤리돈 60 g 및 탈기한 물 240 g을 투입하였다. 이것을 질소 기류 중 교반하에 60 ℃로 승온시키고, 10 질량％의 아황산나트륨 수용액 0.3 g 및 10 질량％의 t-부틸히드로퍼옥시드 수용액 0.3 g을 첨가하였다. 60 ℃에서 3 시간 동안 교반을 계속한 후, 10 질량％의 아황산나트륨 수용액 1.8 g 및 10 질량％의 t-부틸히드로퍼옥시드 수용액 1.2 g을 첨가하여 추가로 3 시간 동안 교반을 계속하였다. 이 반응 혼합물을 이온 교환수로 희석함으로써, 폴리비닐피롤리돈의 20 질량％ 수용액을 얻었다. 또한, 여기서 제조한 폴리비닐피롤리돈에 대하여, 0.1 몰/L의 NaCl 수용액/아세토니트릴=80/20(vol/vol)을 용리액으로 한 수계 겔 투과 크로마토그래피로 측정한 폴리에틸렌글리콜 환산의 중량 평균 분자량(Mw)은 1,000,000이었다. 또한, 피켄쳐(Fikentscher)법에 의해 구한 K값은 95였다.
3.4. 화학 기계 연마용 수계 분산체의 제조
"3.2. 지립 분산체의 제조"의 항에서 설명한 수분산체의 소정량을 용량 1 ℓ의 폴리에틸렌제의 병에 투입하고, 이것에 하기 표 1 또는 표 2에 기재된 화합물을 각각의 함유량이 되도록 첨가하여 충분히 교반하였다. 그 후 pH 조정제를 첨가하여, pH를 표 1 또는 표 2에 나타낸 값으로 하였다. 그 후, 공경 5 ㎛의 필터로 여과하여, 실시예 1 내지 18 및 비교예 1 내지 8의 화학 기계 연마용 수계 분산체를 얻었다.
Figure 112009033793301-PAT00001
Figure 112009033793301-PAT00002
3.5. 기판의 연마
실시예 1 내지 18 및 비교예 1 내지 8의 화학 기계 연마용 수계 분산체를 사용하여 배선 패턴이 없는 구리막 부착 기판, 및 상술한 홈 패턴 내에 구리를 매립한 평탄성 평가용 기판을 이하의 조건으로 연마하였다.
ㆍ연마 장치: Lapmaster LM15
ㆍ연마 패드: IC1000(니타ㆍ하스사 제조)
ㆍ캐리어 헤드 하중: 280 hPa
ㆍ정반 회전수: 90 rpm
ㆍ연마제 공급량: 100 ㎖/분
구리의 연마 속도는 배선 패턴이 없는 구리막 부착 기판의 연마 결과로부터 하기 수학식 1을 사용하여 계산하였다. 각 실시예 및 비교예의 연마 속도는, 표 1 또는 표 2에 기재하였다.
연마 속도(㎛/분)=연마량(㎛)/연마 시간(분)
또한, 연마량은, 구리의 밀도를 8.9 g/㎤로서 하기 수학식 2를 사용하여 산출하였다.
연마량(㎛)={(연마 전 중량(g)-연마 후 중량(g))/(기판 면적(㎠)×구리의 밀도(g/㎤))}×104
연마 속도의 값이 5(㎛/분) 이상일 때, 연마 속도가 양호하다고 할 수 있다.
3.6. 디싱의 평가
오목부 등에 배선 재료를 퇴적시킨 두께 T(㎚)의 초기의 잉여막을 연마 속도 V(㎚/분)로 연마하는 경우, 본래 T/V(분)의 시간만큼 연마하면 목적을 달성할 수 있다. 그러나, 실제의 제조 공정에서는, 오목부 이외의 부분에 잔존하는 배선 재료를 제거하기 위해, T/V(분)를 초과하는 과잉 연마(오버 폴리시)를 실시하고 있다. 이 때, 배선 부분이 지나치게 연마됨으로써, 오목상의 형상이 되는 경우가 있다. 이러한 오목상의 배선 형상은 "디싱"이라고 불리며, 제조품의 수율을 저하시킨다는 관점에서 바람직하지 않다. 그 때문에, 각 실시예 및 비교예에서 디싱을 평가 항목으로서 이용하였다.
디싱의 평가는 침 접촉식 단차계(KLA-Tencor사 제조, 형식 "P-10")를 사용하고, 상술한 평탄성 평가용 기판을 사용하여 행하였다. 또한, 디싱의 평가에서의 연마 시간은, 두께 T(㎚)의 초기의 잉여 구리막을 "3.5. 기판의 연마"에서 얻어진 연마 속도 V(㎚/분)으로 나눈 값(T/V)(분)에 1.5를 곱한 시간(분)으로 하였다.
표 1 또는 표 2 중의 평가 항목에서의 디싱의 란은, 상기 표면 조도계에 의해 측정된 구리 배선의 오목부의 양을 디싱값(㎛)으로서 기재하였다. 표 중, "*1"은 배선이 소실되어 측정 불가능한 경우를 나타내고 있다. 평탄성 평가용 기판에 형성되는 100 ㎛ 폭의 라인 및 2 ㎜ 폭의 라인 각각에 대하여, 디싱값을 표 1에 기재하였다. 또한, 참고로서 100 ㎛ 폭의 라인 및 2 ㎜ 폭의 라인에서의 디싱값의 차도 함께 표 1에 기재하였다. 디싱의 값은, 100 ㎛ 폭의 라인에서는 1.5(㎛) 이하일 때 양호하고, 2 ㎜ 폭의 라인에서는 2.0(㎛) 이하일 때 양호하다고 할 수 있다.
3.7. 저장 안정성
각 실시예 및 각 비교예의 화학 기계 연마용 수계 분산체의 저장 안정성의 평가는, 화학 기계 연마용 수계 분산체를 제조한 후 상온, 상압에서 정치하고, 60일간 정치한 후의 각 분산체를 육안으로 관찰함으로써 실시하였다. 저장 안정성의 평가의 지표로서는 제조 직후에 변화가 없는 경우를 ◎, 다소 침전물이 관찰된 경우를 ○, 성분의 분리가 발생하거나 상청 영역이 발생한 경우를 ×로 하고, 그 결과를 표 1 또는 표 2에 기재하였다.
3.8. 평가 결과
표 1의 결과에 따르면, 실시예 1 내지 9의 화학 기계 연마용 수계 분산체에서 구리의 연마 속도는 모두 6.8 ㎛/분 이상으로 충분히 높았다. 또한, 100 ㎛ 배선의 디싱은 1.5 ㎛ 이하로 작고, 양호한 오버 폴리시 마진을 갖고 있다는 것이 판명되었다. 또한, 2 ㎜ 배선의 디싱은 2.2 ㎛ 이하로 작고, 폭이 큰 배선에 대해서도 양호한 오버 폴리시 마진을 갖고 있다는 것이 판명되었다. 또한, 100 ㎛ 라인과 2 ㎜ 라인에서 디싱의 차는 0.7 ㎛ 이하였으며, 디싱의 라인폭 의존성이 작다는 것을 알 수 있었다. 또한, 실시예 1 내지 9의 화학 기계 연마용 수계 분산체는, 저장 안정성도 양호하였다.
한편, 표 1에 나타낸 바와 같이, MA1/MD1=1 내지 30의 관계를 갖지 않는 비교예 1(MA1/MD1=0.7)에서는, 디싱이 크고 불량하였다. 또한, MA1/MD1=1 내지 30의 관계를 갖지 않는 비교예 4(MA1/MD1=36)에서는, 배선이 소실되었기 때문에 디싱이 매우 크고 불량하였다. pH의 값이 8 내지 12의 범위의 하한을 벗어난 비교예 2(pH=6.3) 에서는, 연마 속도가 작고 불량하였다. pH의 값이 8 내지 12의 범위의 상한을 벗어난 비교예 3(pH=13.5)에서는, 디싱이 매우 크고 불량하였다. 또한, 비교예 1, 3, 4에 대해서는, 저장 안정성이 불충분하였다.
표 2의 결과에 따르면, 실시예 10 내지 18의 화학 기계 연마용 수계 분산체에서는, 구리의 연마 속도가 모두 6.6 ㎛/분 이상으로 충분히 높았다. 또한, 100 ㎛ 배선의 디싱은 1.4 ㎛ 이하로 작고, 양호한 오버 폴리시 마진을 갖고 있다는 것이 판명되었다. 또한, 2 ㎜ 배선의 디싱은 2.0 ㎛ 이하로 작고, 폭이 큰 배선에 대해서도 양호한 오버 폴리시 마진을 갖고 있다는 것이 판명되었다. 또한, 100 ㎛ 라인과 2 ㎜ 라인에서 디싱의 차는 1.0 ㎛ 이하였으며, 디싱의 라인폭 의존성이 작다는 것을 알 수 있었다. 또한, 실시예 10 내지 18의 화학 기계 연마용 수계 분산체는, 저장 안정성도 양호하였다.
한편, 표 2에 기재된 바와 같이, MA2/MD2=1 내지 20의 관계를 갖지 않는 비교예 5(MA2/MD2=0.5)에서는, 2 ㎜ 배선의 디싱이 크고 불량하였다. 또한, MA2/MD2=1 내지 20의 관계를 갖지 않는 비교예 6(MA2/MD2=25)에서는, 100 ㎛ 배선 및 2 ㎜ 배선 모두 디싱이 크고 불량하였다. pH의 값이 1 내지 5의 범위의 하한을 벗어난 비교예 7(pH=0.5)에서는, 배선이 소실되었기 때문에 디싱이 매우 크고 불량하였다. pH의 값이 1 내지 5의 범위의 상한을 벗어난 비교예 8(pH=5.5)에서는, 연마 속도가 불충분하였다. 또한, 비교예 1에 대해서는, 저장 안정성도 불충분하였다.
이상과 같이, 실시예의 화학 기계 연마용 수계 분산체는, 수지 기판 위에 있 는 구리 또는 구리 합금을 포함하는 금속막을 높은 연마 속도로 연마할 수 있으며, 기판의 면내 균일성의 확보 및 연마면 내에서의 평탄성의 변동 억제를 실현할 수 있다는 것이 판명되었다.
[도 1] 본 실시 형태의 회로 기판 제조 방법의 공정을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
[도 2] 본 실시 형태의 회로 기판 제조 방법의 공정을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
[도 3] 본 실시 형태의 회로 기판 제조 방법의 공정을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
[도 4] 본 실시 형태의 회로 기판 제조 방법의 공정을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
[도 5] 본 실시 형태의 회로 기판 제조 방법에 의해 제조되는 회로 기판의 예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
10…수지 기판, 12…오목부, 20…배리어 메탈막, 30…금속막

Claims (18)

  1. 수지 기판에 구리 또는 구리 합금을 포함하는 배선층이 설치된 회로 기판을 형성하기 위해 사용하는 화학 기계 연마용 수계 분산체이며,
    (A1) 유기산 및 유기산의 염 중 1종 이상,
    (B1) 계면활성제 및 수용성 고분자 화합물 중 1종 이상,
    (C1) 산화제,
    (D1) 지립
    을 포함하고,
    상기 화학 기계 연마용 수계 분산체에 대한 상기 (A1) 성분의 농도 MA1(질량％) 및 상기 (D1) 성분의 농도 MD1(질량％)에서, MA1/MD1=1 내지 30의 관계를 갖고,
    pH의 값이 8 내지 12인 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마용 수계 분산체.
  2. 제1항에 있어서,
    추가로 MA1=5 내지 15(질량％)인 화학 기계 연마용 수계 분산체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (A1) 성분이 글리신인 화학 기계 연마용 수계 분산체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (B1) 성분이 도데실벤젠술폰산, 도데실벤젠술폰산칼륨 및 도데실벤젠술폰산암모늄으로부터 선택되는 1종 이상인 화학 기계 연마용 수계 분산체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (C1) 성분이 과산화수소인 화학 기계 연마용 수계 분산체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (D1) 성분이 실리카 입자, 탄산칼슘 입자, 유기 중합체 입자 및 유기 무기 복합 입자로부터 선택되는 1종 이상인 화학 기계 연마용 수계 분산체.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 화학 기계 연마용 수계 분산체를 사용하여 화학 기계 연마를 행하는 공정을 갖는 회로 기판의 제조 방법.
  8. 제7항에 기재된 제조 방법에 의해 제조된 회로 기판.
  9. 제8항에 기재된 회로 기판이 복수 적층된 다층 회로 기판.
  10. 수지 기판에 구리 또는 구리 합금을 포함하는 배선층이 설치된 회로 기판을 형성하기 위해 사용하는 화학 기계 연마용 수계 분산체이며,
    (A2) 유기산,
    (B2) 질소 함유 복소환 화합물,
    (C2) 산화제,
    (D2) 지립
    을 포함하고,
    상기 화학 기계 연마용 수계 분산체에 대한 상기 (A2) 성분의 농도 MA2(질량％) 및 상기 (D2) 성분의 농도 MD2(질량％)에서, MA2/MD2=1 내지 20의 관계를 갖고,
    pH의 값이 1 내지 5인 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마용 수계 분산체.
  11. 제10항에 있어서,
    추가로 MA2=3 내지 15(질량％)인 화학 기계 연마용 수계 분산체.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 (A2) 유기산이 시트르산, 글리신, 말산, 타르타르산 및 옥살산으로부터 선택되는 1종 이상인 화학 기계 연마용 수계 분산체.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 (B2) 질소 함유 복소환 화합물이 벤조트리아졸, 트리아졸, 이미다졸 및 카르복시벤조트리아졸로부터 선택되는 1종 이상인 화학 기계 연마용 수계 분산체.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 (C2) 산화제가 과산화수소인 화학 기계 연마용 수계 분산체.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 (D2) 지립이 실리카 입자, 탄산칼슘 입자, 유기 중합체 입자 및 유기 무기 복합 입자 중 어느 1종인 화학 기계 연마용 수계 분산체.
  16. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 기재된 화학 기계 연마용 수계 분산체를 사용하여 화학 기계 연마를 행하는 공정을 갖는 회로 기판의 제조 방법.
  17. 제16항에 기재된 제조 방법에 의해 제조된 회로 기판.
  18. 제17항에 기재된 회로 기판이 복수 적층된 다층 회로 기판.
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