KR20110013360A - Aqueous dispersion for chemical mechanical polishing, kit for preparing the aqueous dispersion for chemical mechanical polishing, and method of chemical mechanical polishing - Google Patents

Aqueous dispersion for chemical mechanical polishing, kit for preparing the aqueous dispersion for chemical mechanical polishing, and method of chemical mechanical polishing Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체는 (A) 화학식 1로 표시되는 화합물, (B) 알킬벤젠술폰산, 알킬나프탈렌술폰산, α-올레핀술폰산 및 이들의 염으로부터 선택되는 1종 이상인 계면활성제, (C) 지립, 및 (D) 아미노산을 포함한다.The chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the present invention is at least one surfactant selected from (A) a compound represented by the formula (1), (B) alkylbenzenesulfonic acid, alkylnaphthalenesulfonic acid, α-olefinsulfonic acid and salts thereof, (C) abrasive grains, and (D) amino acids.

Description

화학 기계 연마용 수계 분산체 및 이 화학 기계 연마용 수계 분산체를 제조하기 위한 키트, 및 화학 기계 연마 방법 {AQUEOUS DISPERSION FOR CHEMICAL MECHANICAL POLISHING, KIT FOR PREPARING THE AQUEOUS DISPERSION FOR CHEMICAL MECHANICAL POLISHING, AND METHOD OF CHEMICAL MECHANICAL POLISHING}Aqueous dispersions for chemical mechanical polishing and kits for producing the aqueous dispersions for chemical mechanical polishing, and methods for polishing chemical mechanical polishing MECHANICAL POLISHING}

본 발명은 화학 기계 연마용 수계 분산체 및 이 화학 기계 연마용 수계 분산체를 제조하기 위한 키트, 및 이 화학 기계 연마용 수계 분산체를 이용한 화학 기계 연마 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a chemical mechanical polishing aqueous dispersion, a kit for producing the chemical mechanical polishing aqueous dispersion, and a chemical mechanical polishing method using the chemical mechanical polishing aqueous dispersion.

최근 들어, 전기 광학 표시 장치의 기술의 진보에 의해, 다양한 구조를 갖는 표시 장치가 제안되어 있다. 이러한 표시 장치로서는, 예를 들면 액정 표시 장치(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마 표시 장치(PDP: Plasma Display Panel), 전기변색 표시 장치(ECD: Electrochromic Display), 전계 발광 표시 장치(ELD: Electro Luminescent Display), 전계 방출 표시 재료 장치(FED: Field Emission Display) 등의 평판 디스플레이를 들 수 있다. 평판 디스플레이는, 통상 액정 등의 표시 재료를 한쌍의 기판 사이에 협지시키고, 그 표시 재료에 전압을 인가한다는 방법으로 구성된다. 이 때, 적어도 한쪽의 기판에는 도전 재료를 포함하는 전기 배선을 배열시킬 필요가 있다. 이러한 평판 디스플레이에 있어서, 디스플레이의 대면적화 및 디스플레이의 고정밀화를 도모하고자 하면, 구동 주파수가 높아짐과 동시에, 전기 배선의 저항 및 기생 용량이 증대한다. 그의 영향에 의해 구동 신호의 지연이 생기기 때문에, 큰 문제가 된다. 또한, 동일한 문제가 반도체 장치에도 발생하고 있어, 다층 배선화에 기인하는 신호 지연이 큰 문제가 되고 있다.Recently, display devices having various structures have been proposed due to the progress of the technology of the electro-optical display device. As such a display device, for example, a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), an electrochromic display (ECD), an electroluminescent display (ELD: Electro Luminescent) Flat panel displays such as a display, a field emission display material device (FED), and the like. A flat panel display is normally comprised by the method of clamping display materials, such as a liquid crystal, between a pair of board | substrates, and applying a voltage to the display material. At this time, it is necessary to arrange the electrical wiring containing a conductive material in at least one board | substrate. In such a flat panel display, when a large area of the display and a high definition of the display are intended, the driving frequency increases, and the resistance and parasitic capacitance of the electrical wiring increase. This effect is a big problem because of the delay of the drive signal. In addition, the same problem occurs in semiconductor devices, and signal delay due to multilayer wiring becomes a big problem.

따라서, 상기한 바와 같은 신호의 지연을 해결하기 위해서, 다양한 기술 개발이 행해지고 있다. 예를 들면, 일본 특허 공개 제2002-353222호 공보에서는 종래의 배선 재료인 알루미늄이나, α-탄탈, 몰리브덴 대신에 이들 금속보다 전기 저항이 작은 구리를 배선 재료에 이용하여, 구동 신호 지연의 해결을 시도하고 있다.Therefore, in order to solve the delay of a signal as mentioned above, various technique development is performed. For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-353222 discloses that the wiring material is replaced with aluminum, α-tantalum, and molybdenum, which are smaller in electrical resistance than those metals, and solve the drive signal delay. I'm trying.

또한, 디스플레이의 추가적인 고정밀화를 달성하기 위해서는 도전 배선의 초미세화 및 고집적화된 배선 구조가 필수가 된다. 그런데, 기판에 구리 또는 구리 합금 등의 배선 재료를 배치하는 경우, 종래의 스퍼터링법, 증착법, CVD법 등의 건식 성막법이나 무전해 도금법, 열 분해법 등의 습식 성막법만으로 초미세화 및 고 집적화된 배선 구조를 형성하는 데에는 한계가 있다.In addition, in order to achieve further high precision of the display, ultra-fine and highly integrated wiring structure of the conductive wiring becomes essential. However, when disposing wiring materials such as copper or a copper alloy on a substrate, ultrafine and highly integrated with only dry film formation methods such as conventional sputtering, vapor deposition, and CVD, or wet film formation methods such as electroless plating and thermal decomposition. There is a limit in forming the wiring structure.

이러한 배선 구조를 형성할 수 있는 기술로서, 화학 기계 연마(Chemical Mechanical Polishing) 기술, 이른바 상감법이라고 불리는 기술이 주목받고 있다. 이 방법은 기판에 형성된 홈 등에 배선 재료를 매립한 후, 화학 기계 연마에 의해 잉여의 배선 재료를 제거함으로써 원하는 배선을 형성하는 것이다. As a technique which can form such a wiring structure, the technique called a chemical mechanical polishing technique, what is called a damascene method, attracts attention. This method forms a desired wiring by embedding the wiring material in a groove or the like formed in the substrate and then removing the excess wiring material by chemical mechanical polishing.

그러나, 종래의 반도체 장치의 제조에 이용되는 기판(이하, 「반도체 장치용 기판」이라고 함)의 크기는 최대 치수가 약 50 내지 300 mm인 데 대하여, 전기 광학 표시 장치의 제조에 이용되는 기판(이하, 「전기 광학 표시 장치용 기판」이라고 함)은 최대 치수가 약 1500 내지 3000 mm 정도로 대형이 되는 경우가 있기 때문에, 화학 기계 연마 기술을 이용할 때에, 그의 기판의 크기의 차이에 기인한 새로운 문제가 생기고 있다. 구체적으로는, 예를 들면 단위 시간당의 연마량(이하, 「연마 속도」라고도 함)의 피연마면에서의 균일성을 유지할 수 없게 되는 문제가 있다. 이 문제가 생기면, 피연마면의 면내에서 제거되는 물질의 양이 변동하여, 평탄성이 얻어지지 않게 된다. 종래의 반도체 장치용 기판의 경우, 피연마면의 면적은 면내의 평탄성을 손상시키는 정도의 크기가 아니고, 품질 관리상의 허용 범위 내가 되어, 현저한 문제로는 되지 않았다. 그러나, 피연마면의 면적이 반도체 장치용 기판보다 훨씬 큰 전기 광학 표시 장치용 기판을 연마하는 경우에는 연마 속도의 균일성을 유지할 수 없음은 무시할 수 없는 문제로 되고 있다.However, while the size of a substrate (hereinafter referred to as a "semiconductor device substrate") used in the manufacture of a conventional semiconductor device has a maximum dimension of about 50 to 300 mm, the substrate used in the manufacture of an electro-optic display device ( In the following, `` substrate for electro-optical display device '' may be large in size of about 1500 to 3000 mm, and therefore, a new problem due to the difference in the size of the substrate when using chemical mechanical polishing technology. Is happening. Specifically, there is a problem that, for example, the uniformity in the polished surface of the polishing amount per unit time (hereinafter also referred to as "polishing speed") cannot be maintained. When this problem occurs, the amount of the substance removed in the plane of the surface to be polished fluctuates and flatness is not obtained. In the case of the conventional substrate for semiconductor devices, the area of the surface to be polished is not a size that impairs the in-plane flatness, but falls within an allowable range in quality control and does not become a significant problem. However, when polishing a substrate for an electro-optical display device having a much larger surface area than that of a semiconductor device substrate, the uniformity of polishing rate cannot be maintained.

또한, 최근의 반도체 장치용 기판은 집적도를 향상시키기 위해서, 추가적인 미세화가 요구되고 있고, 이것에 따라 더욱 고정밀도로 평탄화를 달성할 수 있는 화학 기계 연마 기술이 요구되고 있다.In addition, in recent years, substrates for semiconductor devices require further refinement in order to improve the degree of integration, and accordingly, there is a demand for a chemical mechanical polishing technique capable of achieving flattening with higher accuracy.

화학 기계 연마란, 연마 대상 기판과 연마용 패드의 사이에 화학 기계 연마용 수계 분산체를 채워, 연마 대상 기판을 연마하는 방법이다. 이 방법에서는 연마 대상 기판의 크기가 커짐에 따라서, 기판면 내에서의 화학 기계 연마용 수계 분산체의 존재량이 불균일하게 된다. 그 때문에, 연마 속도의 균일성을 확보할 수 없게 되어 상기한 문제가 생긴다고 생각된다. 기판면 내의 단위 면적당 동일량의 화학 기계 연마용 수계 분산체를 공급하고자 하면, 이론적으로는 회전 중심으로부터 외주로 향하는 거리에 따라서, 화학 기계 연마용 수계 분산체를 그의 거리의 2승(면적 상당)에 비례하여 증가시켜 공급할 필요가 있다고 한다. 그러나, 현실적으로는 연마용 패드 상에 일정한 압력으로 압박되어, 회전하고 있는 연마 대상 기판과 연마용 패드의 사이에, 상기한 바와 같이 화학 기계 연마용 수계 분산체를 공급하는 것은 기술적으로 곤란하다.Chemical mechanical polishing is a method of polishing a substrate to be polished by filling an aqueous dispersion for chemical mechanical polishing between a substrate to be polished and a polishing pad. In this method, as the size of the substrate to be polished increases, the amount of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion in the substrate surface becomes nonuniform. Therefore, the uniformity of a polishing rate cannot be ensured and it is thought that the said problem arises. In order to supply the same amount of chemical mechanical polishing aqueous dispersion per unit area in the substrate surface, theoretically, the chemical mechanical polishing aqueous dispersion is squared (area equivalent) according to the distance from the rotation center to the outer periphery. It needs to be increased in proportion to the supply. In reality, however, it is technically difficult to supply the chemical mechanical polishing aqueous dispersion between the polishing target substrate and the polishing pad which is pressed under a constant pressure on the polishing pad and rotates.

또한, 전기 광학 표시 장치용 기판을 화학 기계 연마하는 경우, 다른 재질을 가능한 한 같은 연마 속도로 연마하는 것도 요구된다. 예를 들면, 유리 기판의 오목부에 구리 배선을 형성하는 경우 등은 유리의 연마 속도와 구리의 연마 속도가 다른 경우가 있고, 구리 배선의 연마면이 오목형이 되는 디싱이라는 현상이나, 유리가 용해되는 것에 의한 침식이라고 불리는 현상이 생기는 경우가 있다. 이러한 현상은 반도체 장치용 기판에 있어서 생기는 경우가 있는데, 동일하게 전기 광학 표시 장치용 기판에 있어서도 생기는 경우가 있어, 이것을 억제할 수 있는 화학 기계 연마용 수계 분산체가 요구되고 있다.In the case of chemical mechanical polishing of the substrate for an electro-optical display device, it is also required to polish different materials at the same polishing rate as possible. For example, when copper wiring is formed in the recessed part of a glass substrate, the polishing rate of glass and the polishing rate of copper may differ, and the phenomenon of dishing in which the polishing surface of copper wiring becomes concave, The phenomenon called erosion by melting may occur. Such a phenomenon may occur in a substrate for a semiconductor device, but may also occur in an electro-optical display substrate, and a chemical mechanical polishing aqueous dispersion capable of suppressing this is required.

한편, 전기 광학 표시 장치용 기판과 같은 대면적의 기판을 연마하는 경우에 있어서는 화학 기계 연마에 의해서 제거하여야 할 배선 등의 양이 많다. 그 때문에, 이러한 기판에 대하여, 작업 처리량이 많은 화학 기계 연마 가공을 행하기 위해서는 연마 속도가 충분히 높을 필요가 있다.On the other hand, when polishing a large area substrate such as an electro-optical display substrate, there is a large amount of wiring or the like to be removed by chemical mechanical polishing. Therefore, the polishing rate needs to be sufficiently high in order to perform a chemical mechanical polishing process with a large throughput on such a substrate.

이와 같이, 전기 광학 표시 장치용 기판 등을 연마하기 위해서 이용하는 화학 기계 연마용 수계 분산체의 성능으로서는 피연마면의 평탄성을 높이는 것, 디싱을 억제하는 것뿐만 아니라, 연마 속도를 높이는 것이 동시에 요구되고 있다.As described above, the performance of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion used for polishing the substrate for the electro-optic display device is required not only to increase the flatness of the polished surface, to suppress dishing, but also to increase the polishing rate. have.

본 발명은 상기 과제를 해결하는 것으로, 그의 목적은 구리 또는 구리 합금을 포함하는 배선층을 화학 기계 연마하는 공정에서, 연마 속도가 크고, 연마 속도의 면내 균일성 및 피연마면의 면내 평탄성을 확보할 수 있고, 디싱 등의 문제점이 생기기 어려운 화학 기계 연마용 수계 분산체, 및 이 화학 기계 연마용 수계 분산체를 제조하기 위한 키트, 및 이 화학 기계 연마용 수계 분산체를 이용한 화학 기계 연마 방법을 제공하는 데에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above problems, and its object is to achieve a high polishing rate in the process of chemical mechanical polishing a wiring layer containing copper or a copper alloy, and to ensure in-plane uniformity of polishing rate and in-plane flatness of the surface to be polished. A chemical mechanical polishing aqueous dispersion, a kit for producing the chemical mechanical polishing aqueous dispersion, and a chemical mechanical polishing method using the chemical mechanical polishing aqueous dispersion can be provided. It's there.

본 발명에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체는Aqueous dispersion for chemical mechanical polishing according to the present invention

(A) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물,(A) a compound represented by the following formula (1),

(B) 알킬벤젠술폰산, 알킬나프탈렌술폰산, α-올레핀술폰산 및 이들의 염으로부터 선택되는 1종 이상인 계면활성제,(B) at least one surfactant selected from alkylbenzenesulfonic acids, alkylnaphthalenesulfonic acids, α-olefinsulfonic acids and salts thereof,

(C) 지립, 및(C) an abrasive grain, and

(D) 아미노산을 포함한다.(D) amino acids.

Figure pct00001
Figure pct00001

(상기 화학식 1에 있어서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자, 금속 원자, 또는 치환 또는 비치환된 알킬기를 나타내고, R3은 치환 또는 비치환된 알케닐기 또는 술폰산기(-SO3X)를 나타내되, 다만 X는 수소 이온, 암모늄 이온 또는 금속 이온을 나타냄)In Formula 1, R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, a metal atom, or a substituted or unsubstituted alkyl group, and R 3 represents a substituted or unsubstituted alkenyl group or sulfonic acid group (-SO 3 X ) With the proviso that X represents hydrogen ions, ammonium ions or metal ions)

본 발명에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 있어서,In the aqueous mechanical dispersion for chemical mechanical polishing according to the present invention,

상기 (B) 계면활성제는 알킬벤젠술폰산, 알킬벤젠술폰산칼륨 및 알킬벤젠술폰산암모늄으로부터 선택되는 1종 이상이며, 상기 계면활성제의 알킬기는 치환 또는 비치환의 탄소수 10 내지 20의 알킬기일 수 있다.The (B) surfactant is at least one selected from alkylbenzenesulfonic acid, alkylbenzenesulfonic acid potassium and alkylbenzenesulfonic acid ammonium, and the alkyl group of the surfactant may be a substituted or unsubstituted alkyl group having 10 to 20 carbon atoms.

본 발명에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 있어서,In the aqueous mechanical dispersion for chemical mechanical polishing according to the present invention,

상기 (B) 계면활성제는 도데실벤젠술폰산, 도데실벤젠술폰산칼륨 및 도데실벤젠술폰산암모늄으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.The (B) surfactant may be at least one selected from dodecylbenzenesulfonic acid, potassium dodecylbenzenesulfonic acid and ammonium dodecylbenzenesulfonic acid.

본 발명에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 있어서,In the aqueous mechanical dispersion for chemical mechanical polishing according to the present invention,

상기 (C) 지립은 실리카 및 유기 무기 복합 입자로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.The (C) abrasive grain may be one or more selected from silica and organic inorganic composite particles.

본 발명에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 있어서,In the aqueous mechanical dispersion for chemical mechanical polishing according to the present invention,

추가로, (E) 산화제를 포함할 수 있다.In addition, (E) may include an oxidizing agent.

본 발명에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 있어서,In the aqueous mechanical dispersion for chemical mechanical polishing according to the present invention,

상기 (E) 산화제는 과산화수소일 수 있다.The (E) oxidant may be hydrogen peroxide.

본 발명에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 있어서,In the aqueous mechanical dispersion for chemical mechanical polishing according to the present invention,

추가로, (F) 산암모늄염을 포함할 수 있다.In addition, (F) ammonium acid salt may be included.

본 발명에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 있어서,In the aqueous mechanical dispersion for chemical mechanical polishing according to the present invention,

상기 (F) 산암모늄염은 아미드황산암모늄일 수 있다.The ammonium acid salt (F) may be ammonium amide sulfate.

본 발명에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 있어서,In the aqueous mechanical dispersion for chemical mechanical polishing according to the present invention,

이 화학 기계 연마용 수계 분산체는 전기 광학 표시 장치용 기판에 설치된 구리 또는 구리 합금을 포함하는 배선층을 연마하기 위해서 이용될 수 있다.This chemical mechanical polishing aqueous dispersion can be used for polishing a wiring layer containing copper or a copper alloy provided on a substrate for an electro-optical display device.

본 발명에 따른 화학 기계 연마 방법은Chemical mechanical polishing method according to the present invention

전기 광학 표시 장치용 기판에 설치된 구리 또는 구리 합금을 포함하는 배선층을 연마하기 위해서, 상술한 화학 기계 연마용 수계 분산체를 이용한다.In order to polish the wiring layer containing copper or a copper alloy provided in the board | substrate for electro-optic display devices, the above-mentioned chemical mechanical polishing aqueous dispersion is used.

본 발명에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체 제조용 키트는The kit for preparing an aqueous dispersion for chemical mechanical polishing according to the present invention

제1의 조성물 및 제2의 조성물로부터 구성된 화학 기계 연마용 수계 분산체를 제조하기 위한 키트이며,A kit for preparing a chemical mechanical polishing aqueous dispersion composed from a first composition and a second composition,

상기 제1의 조성물은The first composition is

(A) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물,(A) a compound represented by the following formula (1),

(B) 계면활성제,(B) surfactants,

(C) 지립, 및(C) an abrasive grain, and

(D) 아미노산을 포함하고,(D) comprises amino acids,

상기 제2의 조성물은 (E) 산화제를 포함한다.The second composition comprises (E) an oxidizing agent.

<화학식 1><Formula 1>

Figure pct00002
Figure pct00002

(상기 화학식 1에 있어서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자, 금속 원자, 또는 치환 또는 비치환된 알킬기를 나타내고, R3은 치환 또는 비치환된 알케닐기 또는 술폰산기(-SO3X)를 나타내되, 다만 X는 수소 이온, 암모늄 이온 또는 금속 이온을 나타냄)In Formula 1, R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, a metal atom, or a substituted or unsubstituted alkyl group, and R 3 represents a substituted or unsubstituted alkenyl group or sulfonic acid group (-SO 3 X ) With the proviso that X represents hydrogen ions, ammonium ions or metal ions)

본 발명에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체 제조용 키트에 있어서,In the kit for producing an aqueous dispersion for chemical mechanical polishing according to the present invention,

상기 제1의 조성물은 추가로 (F) 산암모늄염을 포함할 수 있다.The first composition may further comprise (F) ammonium acid salt.

본 발명에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체 제조용 키트는The kit for preparing an aqueous dispersion for chemical mechanical polishing according to the present invention

제3의 조성물 및 제4의 조성물로부터 구성된 화학 기계 연마용 수계 분산체를 제조하기 위한 키트이며,A kit for preparing a chemical mechanical polishing aqueous dispersion composed from a third composition and a fourth composition,

상기 제3의 조성물은 (C) 지립을 포함하고,The third composition comprises (C) an abrasive,

상기 제4의 조성물은 (D) 아미노산을 포함하고,The fourth composition comprises (D) an amino acid,

상기 제3의 조성물 및 상기 제4의 조성물의 적어도 한쪽은At least one of the third composition and the fourth composition

(A) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 및(A) a compound represented by the following formula (1), and

(B) 계면활성제를 포함하고,(B) contains a surfactant,

상기 제3의 조성물 및 상기 제4의 조성물의 적어도 한쪽은 (E) 산화제를 포함한다.At least one of the said 3rd composition and said 4th composition contains the (E) oxidizing agent.

<화학식 1><Formula 1>

Figure pct00003
Figure pct00003

(상기 화학식 1에 있어서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자, 금속 원자, 또는 치환 또는 비치환된 알킬기를 나타내고, R3은 치환 또는 비치환된 알케닐기 또는 술폰산기(-SO3X)를 나타내되, 다만 X는 수소 이온, 암모늄 이온 또는 금속 이온을 나타냄)In Formula 1, R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, a metal atom, or a substituted or unsubstituted alkyl group, and R 3 represents a substituted or unsubstituted alkenyl group or sulfonic acid group (-SO 3 X ) With the proviso that X represents hydrogen ions, ammonium ions or metal ions)

본 발명에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체 제조용 키트에 있어서,In the kit for producing an aqueous dispersion for chemical mechanical polishing according to the present invention,

상기 제3의 조성물 및 상기 제4의 조성물의 적어도 한쪽은 추가로 (F) 산암모늄염을 포함할 수 있다.At least one of the third composition and the fourth composition may further comprise an ammonium acid (F) acid salt.

본 발명에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체 제조용 키트는The kit for preparing an aqueous dispersion for chemical mechanical polishing according to the present invention

제5의 조성물, 제6의 조성물 및 제7의 조성물로부터 구성된 화학 기계 연마용 수계 분산체를 제조하기 위한 키트이며,A kit for producing a chemical mechanical polishing aqueous dispersion composed from a fifth composition, a sixth composition, and a seventh composition,

상기 제5의 조성물은 (E) 산화제를 포함하고,The fifth composition comprises (E) an oxidizing agent,

상기 제6의 조성물은 (C) 지립을 포함하고,The sixth composition comprises (C) abrasive grains,

상기 제7의 조성물은 (D) 아미노산을 포함하고,The seventh composition comprises (D) an amino acid,

상기 제5의 조성물, 상기 제6의 조성물 및 상기 제7의 조성물로부터 선택되는 1종 이상은At least one selected from the fifth composition, the sixth composition and the seventh composition is

(A) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 및(A) a compound represented by the following formula (1), and

(B) 계면활성제를 포함한다.(B) it contains a surfactant.

<화학식 1><Formula 1>

Figure pct00004
Figure pct00004

(상기 화학식 1에 있어서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자, 금속 원자, 또는 치환 또는 비치환된 알킬기를 나타내고, R3은 치환 또는 비치환된 알케닐기 또는 술폰산기(-SO3X)를 나타내되, 다만 X는 수소 이온, 암모늄 이온 또는 금속 이온을 나타냄)In Formula 1, R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, a metal atom, or a substituted or unsubstituted alkyl group, and R 3 represents a substituted or unsubstituted alkenyl group or sulfonic acid group (-SO 3 X ) With the proviso that X represents hydrogen ions, ammonium ions or metal ions)

본 발명에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체 제조용 키트에 있어서,In the kit for producing an aqueous dispersion for chemical mechanical polishing according to the present invention,

추가로, 상기 제5의 조성물, 상기 제6의 조성물 및 상기 제7의 조성물로부터 선택되는 1종 이상은 추가로 (F) 산암모늄염을 포함할 수 있다.In addition, at least one selected from the fifth composition, the sixth composition, and the seventh composition may further include an ammonium acid (F) salt.

본 발명에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체의 제조 방법은 상술한 화학 기계 연마용 수계 분산체 제조용 키트의 각 조성물을 혼합하는 공정을 포함한다.The method for producing a chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the present invention includes a step of mixing the respective compositions of the above-described kit for producing a chemical mechanical polishing aqueous dispersion.

상기 화학 기계 연마용 수계 분산체에 따르면, 피연마면의 최대 치수를 약 1500 내지 3000 mm로 하는 전기 광학 표시 장치용 기판에 설치된 구리 또는 구리 합금을 포함하는 배선층을 기판 전체에 걸쳐 균일하고 평탄하게 연마 가능하다. 또한, 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체에 따르면, 피연마면의 디싱을 억제할 수 있다. 게다가, 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체에 따르면, 상기 배선층을 고속으로 연마 가능하다. 그 결과, 예를 들면 전기 광학 표시 장치용 기판이나 반도체 장치용 기판에 초미세화되고 고집적화된 배선 구조를 용이하게 설치할 수 있다. 또한, 상기 화학 기계 연마 방법에 따르면, 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체를 이용하기 때문에, 예를 들면 평판 디스플레이의 대면적화 및 고정밀화를 도모할 수 있다.According to the chemical mechanical polishing aqueous dispersion, a wiring layer comprising copper or a copper alloy provided on a substrate for an electro-optic display device having a maximum dimension of the surface to be polished of about 1500 to 3000 mm is uniform and flat throughout the substrate. Can be polished Moreover, according to the said chemical mechanical polishing aqueous dispersion, dishing of the to-be-polished surface can be suppressed. In addition, according to the chemical mechanical polishing aqueous dispersion, the wiring layer can be polished at high speed. As a result, for example, an ultrafine and highly integrated wiring structure can be easily provided on the substrate for an electro-optical display device or the substrate for a semiconductor device. Further, according to the chemical mechanical polishing method, since the chemical mechanical polishing aqueous dispersion is used, for example, a large area and high precision of a flat panel display can be achieved.

상기 화학 기계 연마용 수계 분산체 제조용 키트에 따르면, 장기간의 보존을 행하더라도, 양호한 화학 기계 연마용 수계 분산체를 얻을 수 있다. 즉, 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체 제조용 키트에 따르면, 화학 기계 연마용 수계 분산체의 보존 안정성을 높일 수 있다.According to the kit for producing a chemical mechanical polishing aqueous dispersion, a good chemical mechanical polishing aqueous dispersion can be obtained even after long-term storage. That is, according to the kit for producing the chemical mechanical polishing aqueous dispersion, the storage stability of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion can be improved.

[도 1] 도 1은 본 실시 형태의 전기 광학 장치용 기판의 제조 방법의 공정의 일부를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
[도 2] 도 2는 본 실시 형태의 전기 광학 장치용 기판의 제조 방법의 공정의 일부를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
[도 3] 도 3은 본 실시 형태의 전기 광학 장치용 기판의 제조 방법의 공정의 일부를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
[도 4] 도 4는 본 실시 형태의 전기 광학 장치용 기판의 제조 방법의 공정의 일부를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
[도 5] 도 5는 본 실시 형태의 전기 광학 장치용 기판의 제조 방법에 의해서 제조되는 전기 광학 장치용 기판의 예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
1: is sectional drawing which shows typically a part of process of the manufacturing method of the board | substrate for electro-optical devices of this embodiment.
FIG. 2: is sectional drawing which shows a part of process of the manufacturing method of the board | substrate for electro-optical devices of this embodiment typically.
FIG. 3: is sectional drawing which shows typically a part of process of the manufacturing method of the board | substrate for electro-optical devices of this embodiment. FIG.
FIG. 4: is sectional drawing which shows typically a part of process of the manufacturing method of the board | substrate for electro-optical devices of this embodiment. FIG.
FIG. 5: is sectional drawing which shows typically the example of the board | substrate for electro-optical devices manufactured by the manufacturing method of the board | substrate for electro-optical devices of this embodiment. FIG.

이하, 본 발명에 따른 실시 형태에 대해서 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment which concerns on this invention is described in detail.

또한, 본 발명은 하기의 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서 실시되는 각종 변형예도 포함한다.In addition, this invention is not limited to the following embodiment, Comprising: Various modified examples implemented in the range which does not change the summary of this invention are included.

1. 화학 기계 연마용 수계 분산체1. Aqueous dispersion for chemical mechanical polishing

본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체는 (A) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, (B) 알킬벤젠술폰산, 알킬나프탈렌술폰산, α-올레핀술폰산 및 이들의 염으로부터 선택되는 1종 이상인 계면활성제, (C) 지립, 및 (D) 아미노산을 포함한다.The chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the present embodiment is at least one interface selected from (A) a compound represented by the following formula (1), (B) alkylbenzenesulfonic acid, alkylnaphthalenesulfonic acid, α-olefinsulfonic acid and salts thereof. Active agents, (C) abrasive grains, and (D) amino acids.

<화학식 1><Formula 1>

Figure pct00005
Figure pct00005

(상기 화학식 1에 있어서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자, 금속 원자, 또는 치환 또는 비치환된 알킬기를 나타내고, R3은 치환 또는 비치환된 알케닐기 또는 술폰산기(-SO3X)를 나타내되, 다만 X는 수소 이온, 암모늄 이온 또는 금속 이온을 나타냄)In Formula 1, R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, a metal atom, or a substituted or unsubstituted alkyl group, and R 3 represents a substituted or unsubstituted alkenyl group or sulfonic acid group (-SO 3 X ) With the proviso that X represents hydrogen ions, ammonium ions or metal ions)

이하, 본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 포함되는 각 성분에 대해서, 상세히 설명한다. 또한, 이하 (A) 내지 (F)의 각 화합물을 각각 (A) 성분 내지 (F) 성분으로 생략하여 기재하는 경우가 있다.Hereinafter, each component contained in the chemical mechanical polishing aqueous dispersion which concerns on this embodiment is demonstrated in detail. In addition, each compound of (A)-(F) may be abbreviate | omitted as (A) component-(F) component, respectively, and may be described below.

1.1. (A) 화학식 1로 표시되는 화합물1.1. (A) the compound represented by formula (1)

본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체는 (A) 화학식 1로 표시되는 화합물을 함유한다. (A) 화학식 1로 표시되는 화합물의 기능의 하나로서는 상기 화합물이 구리 표면에 흡착되어, 구리 표면을 과도의 에칭이나 침식으로부터 보호하는 것을 들 수 있다. 이에 따라, 평활한 피연마면을 얻을 수 있다.The chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the present embodiment contains a compound represented by the formula (A). (A) As one of the functions of the compound represented by General formula (1), the said compound is adsorb | sucked to the copper surface and protects the copper surface from excessive etching or erosion. Thereby, a smooth to-be-polished surface can be obtained.

화학식 1로 표시되는 화합물에 있어서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자, 금속 원자, 또는 치환 또는 비치환된 알킬기인 것이 바람직하다. R1 및 R2가 알킬기인 경우에는 탄소수 1 내지 8의 치환 또는 비치환된 알킬기인 것이 더욱 바람직하다. 또한, R1, R2가 금속 원자인 경우에는 알칼리 금속 원자인 것이 바람직하고, 나트륨 또는 칼륨인 것이 가장 바람직하다.In the compound represented by the formula (1), each of R 1 and R 2 is preferably a hydrogen atom, a metal atom, or a substituted or unsubstituted alkyl group. When R <1> and R <2> is an alkyl group, it is more preferable that it is a C1-C8 substituted or unsubstituted alkyl group. In addition, when R <1> , R <2> is a metal atom, it is preferable that it is an alkali metal atom, and it is most preferable that it is sodium or potassium.

화학식 1로 표시되는 화합물에 있어서, R3은 치환 또는 비치환된 알케닐기 또는 술폰산기(-SO3X)를 나타낸다. 다만, X는 수소 이온, 암모늄 이온 또는 금속 이온을 나타낸다. R3이 알케닐기인 경우, 탄소수 2 내지 8의 치환 또는 비치환된 알케닐기인 것이 바람직하다. R3이 술폰산기(-SO3X)인 경우, X가 수소 이온, 나트륨 이온, 칼륨 이온, 암모늄 이온인 것이 바람직하다. 이러한 구조를 갖는 (A) 화학식 1로 표시되는 화합물은 구리막의 표면에 흡착되어 구리막 표면을 보호하기 때문에, 구리가 너무 연마되는 것을 막을 수 있다.In the compound represented by the formula (1), R 3 represents a substituted or unsubstituted alkenyl group or sulfonic acid group (-SO 3 X). However, X represents hydrogen ion, ammonium ion, or metal ion. When R <3> is an alkenyl group, it is preferable that it is a C2-C8 substituted or unsubstituted alkenyl group. When R 3 is a sulfonic acid group (-SO 3 X), it is preferable that X is a hydrogen ion, sodium ion, potassium ion, ammonium ion. Since the compound represented by the formula (A) having such a structure (1) is adsorbed on the surface of the copper film to protect the surface of the copper film, it is possible to prevent the copper from being too polished.

화학식 1로 표시되는 화합물의 구체적인 예로서는 화학식 1의 화학식 중 R3에 술폰산기(-SO3X)를 갖는 상품명 「뉴콜 291-M」(닛본 뉴카자이 가부시끼가이샤에서 입수 가능), 화학식 중 R3에 술폰산기(-SO3X)를 갖는 상품명 「뉴콜 292-PG」(닛본 뉴카자이 가부시끼가이샤에서 입수 가능), 알케닐숙신산디칼륨인 상품명 「라테물 ASK」(카오 가부시끼가이샤에서 입수 가능), 및 화학식 중 R3에 술폰산기(-SO3X)를 갖는 상품명 「페렉스 TA」(카오 가부시끼가이샤에서 입수 가능) 등을 들 수 있다.Specific examples of the compound represented by general formula (1) trade name "Newcol 291-M" having a sulfonic acid group (-SO 3 X) in R 3 in the formula of the formula (1) (available from manufactured by Nippon New kajayi whether or sikki), R 3 in the formula sulfonic acid group (-SO 3 X), the trade name "Newcol 292-PG" (available from manufactured by Nippon New kajayi whether or sikki) having, alkenylsuccinic acid dipotassium the trade name "Latemul ASK" in (available from manufactured by Kao whether or sikki And the brand name "Ferex TA" (available from Kao Kabushiki Kaisha) having a sulfonic acid group (-SO 3 X) in R 3 in the chemical formula.

본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 대한 (A) 성분의 첨가량은 전기 광학 표시 장치용 기판에 설치된 배선층을 연마할 때에는, 사용시의 화학 기계 연마용 수계 분산체의 질량에 대하여, 바람직하게는 0.0005 내지 1 질량%이고, 보다 바람직하게는 0.001 내지 0.5 질량%이고, 특히 바람직하게는 0.01 내지 0.2 질량%이다. 또한, 반도체 기판에 설치된 배선층을 연마할 때에는, 바람직하게는 0.00005 내지 0.2 질량%이고, 보다 바람직하게는 0.0001 내지 0.1 질량%이고, 특히 바람직하게는 0.0003 내지 0.05 질량%이다. (A) 성분의 첨가량이 상기 범위 미만이면, 구리 표면의 보호가 약해져, 침식이나 과도한 에칭이 진행되어 평활한 표면이 얻어지지 않을 경우가 있다. 한편, 첨가량이 상기 범위를 초과하면, 구리 표면의 보호가 너무 강해져, 충분한 연마 속도를 얻을 수 없는 경우가 있다. 전기 광학 표시 장치용 기판과 반도체 기판에서 최적 농도가 다른 이유는 요구되는 연마 속도가 다르기 때문에 농도를 변경함으로써 보호 강도를 조정할 필요가 있기 때문이다.The addition amount of (A) component with respect to the chemical mechanical polishing aqueous dispersion which concerns on this embodiment is preferable with respect to the mass of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion at the time of using, when grind | polishing the wiring layer provided in the board | substrate for electro-optic display apparatuses. Preferably it is 0.0005-1 mass%, More preferably, it is 0.001-0.5 mass%, Especially preferably, it is 0.01-0.2 mass%. In addition, when polishing the wiring layer provided in the semiconductor substrate, Preferably it is 0.00005-0.2 mass%, More preferably, it is 0.0001-0.1 mass%, Especially preferably, it is 0.0003-0.05 mass%. If the addition amount of (A) component is less than the said range, protection of a copper surface will become weak, erosion or excessive etching advances and a smooth surface may not be obtained. On the other hand, when the addition amount exceeds the above range, the protection of the copper surface may be too strong, and a sufficient polishing rate may not be obtained. The reason why the optimum concentration differs from the substrate for an electro-optical display device and the semiconductor substrate is that it is necessary to adjust the protection strength by changing the concentration because the required polishing rate is different.

1.2. (B) 계면활성제1.2. (B) surfactant

본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체는 (B) 계면활성제를 함유한다. (B) 성분의 기능의 하나로서는 화학 기계 연마용 수계 분산체에 점성을 부여하는 것을 들 수 있다. 즉, 화학 기계 연마용 수계 분산체의 점성은 (B) 성분의 첨가량에 의해서 제어할 수 있다. 그리고, 이 화학 기계 연마용 수계 분산체의 점성을 제어하면, 이 화학 기계 연마용 수계 분산체의 연마 성능을 제어할 수 있다.The chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the present embodiment contains the surfactant (B). As one of the functions of the component (B), it is possible to give viscosity to the chemical mechanical polishing aqueous dispersion. That is, the viscosity of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion can be controlled by the addition amount of the component (B). If the viscosity of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion is controlled, the polishing performance of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion can be controlled.

본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 이용하는 (B) 계면활성제로서는 음이온계 계면활성제가 바람직하고, 알킬벤젠술폰산, 알킬나프탈렌술폰산, α-올레핀술폰산 등의 술폰산, 및 이들의 염이 보다 바람직하다. 알킬벤젠술폰산으로서는 도데실벤젠술폰산이 특히 바람직하다. 또한, 이들 술폰산의 염으로서는 암모늄염, 칼륨염, 나트륨염이 바람직하다. 알킬벤젠술폰산염의 바람직한 구체예로서는 도데실벤젠술폰산암모늄 및 도데실벤젠술폰산칼륨을 들 수 있다.As (B) surfactant used for the chemical mechanical polishing aqueous dispersion which concerns on this embodiment, anionic surfactant is preferable, and sulfonic acids, such as alkylbenzene sulfonic acid, alkyl naphthalene sulfonic acid, and alpha-olefin sulfonic acid, and salts thereof are more preferable. desirable. As alkylbenzene sulfonic acid, dodecylbenzene sulfonic acid is especially preferable. Moreover, as a salt of these sulfonic acids, ammonium salt, potassium salt, and sodium salt are preferable. Preferable specific examples of the alkylbenzene sulfonate include ammonium dodecylbenzenesulfonate and potassium dodecylbenzenesulfonate.

본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 대한 (B) 계면활성제의 첨가량은 사용시의 화학 기계 연마용 수계 분산체의 질량에 대하여, 바람직하게는 0.005 내지 1 질량%이고, 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.5 질량%이고, 특히 바람직하게는 0.02 내지 0.15 질량%이다. 계면활성제의 첨가량이 상기 범위 미만이면, 화학 기계 연마용 수계 분산체의 점성이 너무 낮기 때문에, 연마 패드에 대한 압박 압력을 효율적이고 균일하게 피연마면으로 전달할 수 없고, 피연마면 내에서의 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체의 연마 성능의 변동의 원인이 된다. 또한, 화학 기계 연마용 수계 분산체가 유효하게 작용하기 전에 연마 대상이 되는 기판과 연마 패드 사이로부터 유출되어 버려, 특히 피연마면 내의 외주부에서의 화학 기계 연마용 수계 분산체의 존재량 변동의 원인이 되는 경우가 있다. 한편, 계면활성제의 첨가량이 상기 범위를 초과하면, 첨가량에 대한 평탄성 개량 효과가 둔화되어, 평탄성 개선 효과는 얻어지지 않게 될 뿐만 아니라, 연마 속도가 저하되거나, 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체의 점성이 너무 높아져 연마 마찰열이 상승하여 면내 균일성이 악화되어 버리는 경우가 있다.The amount of the (B) surfactant added to the chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the present embodiment is preferably 0.005 to 1 mass%, more preferably relative to the mass of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion at the time of use. It is 0.01-0.5 mass%, Especially preferably, it is 0.02-0.15 mass%. If the amount of the surfactant added is less than the above range, since the viscosity of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion is too low, the pressure applied to the polishing pad can not be transmitted efficiently and uniformly to the surface to be polished, and the It causes a change in the polishing performance of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion. In addition, the chemical mechanical polishing aqueous dispersion flows out between the substrate to be polished and the polishing pad before the effective effect of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion, which causes variation in the amount of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion in the outer periphery of the surface to be polished. It may become. On the other hand, when the amount of the surfactant added exceeds the above range, the effect of improving the flatness with respect to the amount of addition is slowed, and the effect of improving the flatness is not obtained, and the polishing rate is lowered, or the viscosity of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion is reduced. This may become too high, and the abrasive friction heat will rise, and in-plane uniformity may deteriorate.

1.3. (C) 지립1.3. (C) abrasive

본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체는 (C) 지립을 포함한다. (C) 지립으로서는 무기 입자, 유기 입자 및 유기 무기 복합 입자로부터 선택되는 1종 이상을 들 수 있다. 무기 입자로서는 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 세리아 등을 들 수 있다. 유기 입자로서는 폴리염화비닐, 폴리스티렌 및 스티렌계 공중합체, 폴리아세탈, 포화 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리-1-부텐, 폴리-4-메틸-1-펜텐 등의 폴리올레핀 및 올레핀계 공중합체, 페녹시 수지, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 (메트)아크릴 수지 및 아크릴계 공중합체 등을 들 수 있다. 유기 무기 복합 입자로서는 상기한 유기 입자와 상기한 무기 입자를 포함할 수 있다.The chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the present embodiment includes (C) abrasive grains. (C) As an abrasive, 1 or more types chosen from inorganic particle, organic particle | grain, and organic inorganic composite particle | grains are mentioned. Examples of the inorganic particles include silica, alumina, titania, zirconia, ceria, and the like. Examples of the organic particles include polyolefins such as polyvinyl chloride, polystyrene and styrene copolymers, polyacetals, saturated polyesters, polyamides, polycarbonates, polyethylenes, polypropylenes, poly-1-butenes, and poly-4-methyl-1-pentenes. And (meth) acrylic resins such as olefin copolymers, phenoxy resins, and polymethyl methacrylates, and acrylic copolymers. The organic inorganic composite particles may include the above organic particles and the above inorganic particles.

이들 중에서, 본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 이용되는 지립으로서는 실리카 및 유기 무기 복합 입자로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.Among these, it is preferable that it is at least 1 sort (s) chosen from a silica and organic inorganic composite particle as an abrasive grain used for the chemical mechanical polishing aqueous dispersion which concerns on this embodiment.

본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 이용할 수 있는 실리카로서는 기상 중에서 염화규소, 염화알루미늄, 염화티탄 등을 산소 및 수소와 반응시키는 퓸드(fumed)법에 의해 합성된 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. 이들 중에서, 정제에 의해 불순물을 제거한 무기 콜로이드법 등에 의해 합성된 콜로이달 실리카가 특히 바람직하다. 콜로이달 실리카는 피연마면의 평탄성을 확보하는 관점에서, 평균 입경 100 nm 이하의 것을 바람직하게 사용할 수 있다.Examples of the silica that can be used for the chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the present embodiment include silica and metal alkoxide synthesized by a fumed method of reacting silicon chloride, aluminum chloride, titanium chloride and the like with oxygen and hydrogen in the gas phase. Silica synthesized by the sol-gel method synthesize | combined by hydrolysis condensation, the colloidal silica synthesize | combined by the inorganic colloidal method etc. which removed the impurity by purification etc. are mentioned. Among them, colloidal silica synthesized by an inorganic colloidal method or the like from which impurities are removed by purification is particularly preferable. The colloidal silica can preferably use an average particle diameter of 100 nm or less from a viewpoint of ensuring the flatness of a to-be-polished surface.

본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 이용할 수 있는 유기 무기 복합 입자는 상기한 유기 입자 및 무기 입자가 화학 기계 연마 공정시에 용이하게 분리되지 않을 정도로 일체로 형성되어 있으면 되고, 그의 종류, 구성 등은 특별히 한정되지 않는다. 이 유기 무기 복합 입자로서는, 예를 들면 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 중합체 입자의 존재하, 알콕시실란, 알루미늄알콕시드, 티탄알콕시드 등을 중축합시켜, 중합체 입자의 적어도 표면에 폴리실록산 등이 결합되어 이루어지는 것을 사용할 수 있다. 또한, 생성되는 중축합체는 중합체 입자가 갖는 관능기에 직접 결합되어 있을 수도 있고, 실란 커플링제 등을 통해 결합되어 있을 수도 있다. 또한, 알콕시실란 등 대신에 실리카 입자, 알루미나 입자 등을 이용할 수도 있다. 이들은 폴리실록산 등과 얽혀 유지되어 있을 수도 있고, 이들이 갖는 히드록실기 등의 관능기에 의해 중합체 입자에 화학적으로 결합되어 있을 수도 있다.The organic-inorganic composite particles which can be used for the chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the present embodiment should just be integrally formed so that the above-mentioned organic particles and inorganic particles are not easily separated during the chemical mechanical polishing process. The configuration and the like are not particularly limited. As this organic-inorganic composite particle | grain, polycondensation of an alkoxysilane, aluminum alkoxide, titanium alkoxide, etc. in presence of polymer particle, such as polystyrene and polymethylmethacrylate, for example, polysiloxane etc. are carried out on the at least surface of a polymer particle. Combination can be used. In addition, the resulting polycondensate may be directly bonded to the functional group of the polymer particles, or may be bonded via a silane coupling agent or the like. Instead of alkoxysilanes, silica particles, alumina particles, and the like may also be used. These may be entangled with polysiloxane and the like, or may be chemically bonded to the polymer particles by functional groups such as hydroxyl groups they have.

또한, 본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 이용할 수 있는 유기 무기 복합 입자로서는 부호가 다른 제타 전위를 갖는 유기 입자와 무기 입자를 포함하는 수 분산체에 있어서, 이들 입자가 정전력에 의해 결합되어 이루어지는 것도 들 수 있다. 유기 입자의 제타 전위는 전 pH 영역, 또는 저 pH 영역을 제외한 광범한 영역에 걸쳐 마이너스인 경우가 많지만, 카르복실기, 술폰산기 등을 갖는 유기 입자로 함으로써, 보다 확실하게 마이너스의 제타 전위를 갖는 유기 입자로 할 수 있다. 또한, 아미노기 등을 갖는 유기 입자로 함으로써, 특정한 pH 영역에 있어서 플러스의 제타 전위를 갖는 유기 입자로 할 수도 있다. 한편, 무기 입자의 제타 전위는 pH 의존성이 높고, 이 전위가 0이 되는 등전점을 갖고, 그 전후로 제타 전위의 부호가 역전된다. 따라서, 특정한 유기 입자와 무기 입자를 조합하여, 이들의 제타 전위가 역부호가 되는 pH 영역에서 혼합함으로써, 정전력에 의해 유기 입자와 무기 입자를 일체로 복합화할 수 있다. 또한, 혼합시, 제타 전위가 동부호라도, 그 후 pH를 변화시켜, 제타 전위를 역부호로 함으로써, 유기 입자와 무기 입자를 일체로 할 수도 있다.Moreover, as an organic-inorganic composite particle | grains which can be used for the chemical mechanical polishing aqueous dispersion which concerns on this embodiment, in the aqueous dispersion containing the organic particle | grains and inorganic particle which have a zeta potential different from a code | symbol, these particle | grains are an electrostatic force. It is also combined by the same. The zeta potential of the organic particles is often negative over the entire pH range or a wide range except for the low pH range. However, organic particles having a negative zeta potential more reliably by being organic particles having a carboxyl group, a sulfonic acid group, or the like. You can do Moreover, it can also be set as the organic particle which has a positive zeta potential in a specific pH range by setting it as the organic particle which has an amino group etc .. On the other hand, the zeta potential of the inorganic particles has a high pH dependence, has an isoelectric point at which the potential becomes zero, and the sign of the zeta potential is reversed before and after. Therefore, by combining specific organic particles and inorganic particles and mixing them in a pH region where these zeta potentials are inverted, organic particles and inorganic particles can be integrally combined by electrostatic force. In addition, at the time of mixing, even if the zeta potential is the eastern arc, the pH can be changed after that and the zeta potential is inverted so that the organic particles and the inorganic particles can be integrated.

또한, 상기한 유기 무기 복합 입자로서는 정전력에 의해 일체로 복합화된 입자의 존재하, 상기한 바와 같이 알콕시실란, 알루미늄알콕시드, 티탄알콕시드 등을 중축합시켜, 이 입자의 적어도 표면에 추가로 폴리실록산 등이 결합되어 복합화되어 이루어지는 것을 사용할 수도 있다.In addition, as the organic-inorganic composite particles described above, polycondensation of alkoxysilanes, aluminum alkoxides, titanium alkoxides, and the like as described above is carried out in the presence of particles integrally complexed with electrostatic force, and further on at least the surface of the particles. Polysiloxane and the like can also be used in combination.

본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 이용하는 유기 무기 복합 입자의 평균 입경으로서는 50 내지 500 nm가 바람직하다. 평균 입경이 50 nm 미만이면, 충분한 연마 속도가 발현되지 않는 경우가 있다. 또한, 500 nm를 초과하는 경우에는 입자의 응집이나 침강이 생기기 쉬워진다. 또한, 지립의 평균 입경은 레이저 산란 회절형 측정기에 의해 측정할 수 있고, 투과형 전자현미경에 의해서 개개의 입자를 관찰하여 누적 입경과 개수로부터 산출할 수도 있다.As an average particle diameter of the organic-inorganic composite particle used for the chemical mechanical polishing aqueous dispersion which concerns on this embodiment, 50-500 nm is preferable. If the average particle diameter is less than 50 nm, a sufficient polishing rate may not be expressed. In addition, when it exceeds 500 nm, aggregation and sedimentation of particles tend to occur. In addition, the average particle diameter of an abrasive grain can be measured with a laser scattering diffractometer, and can also be computed from a cumulative particle diameter and number by observing an individual particle with a transmission electron microscope.

본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 사용되는 (C) 지립의 첨가량은 사용시의 화학 기계 연마용 수계 분산체의 질량에 대하여, 바람직하게는 0.01 내지 10 질량%이고, 보다 바람직하게는 0.02 내지 5 질량%이다. 지립의 첨가량이 상기 범위 미만이면, 충분한 연마 속도가 얻어지지 않는 경우가 있고, 연마 공정을 종료하는 데 많은 시간을 요하는 경우가 있다. 한편, 지립의 첨가량이 상기 범위를 초과하면, 비용이 높아짐과 동시에 안정된 화학 기계 연마용 수계 분산체를 얻을 수 없는 경우가 있다.The amount of the (C) abrasive grain used in the chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the present embodiment is preferably 0.01 to 10 mass%, more preferably relative to the mass of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion at the time of use. It is 0.02-5 mass%. If the added amount of the abrasive grain is less than the above range, a sufficient polishing rate may not be obtained, and a large amount of time may be required to complete the polishing process. On the other hand, when the added amount of the abrasive grain exceeds the above range, the cost may be increased and a stable chemical mechanical polishing aqueous dispersion may not be obtained.

1.4. (D) 아미노산1.4. (D) amino acids

본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체는 (D) 아미노산을 함유한다. (D) 아미노산의 기능의 하나로서는 전기 광학 표시 장치용 기판이나 반도체 기판의 연마에 대하여 화학 기계 연마용 수계 분산체를 적용했을 때의 연마 속도를 향상시키는 것을 들 수 있다. (D) 아미노산은 특히 구리 또는 구리 합금을 포함하는 배선 재료에 대하여, 연마 속도를 촉진시킬 수 있다.The chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the present embodiment contains the amino acid (D). One of the functions of the amino acid (D) is to improve the polishing rate when the chemical mechanical polishing aqueous dispersion is applied to the polishing of the substrate for an electro-optical display device or the semiconductor substrate. The amino acid (D) can promote the polishing rate, particularly for wiring materials containing copper or copper alloy.

본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 이용할 수 있는 (D) 아미노산으로서는 배선 재료 원소를 포함하는 이온 또는 배선 재료의 표면에 대하여 배위 능력을 갖는 아미노산이 바람직하다. 보다 바람직하게는 배선 재료 원소를 포함하는 이온 또는 배선 재료의 표면에 대하여 킬레이트 배위 능력을 갖는 아미노산으로, 구체적으로는 글리신, 알라닌, 아스파라긴산, 글루탐산, 리신, 아르기닌, 방향족 아미노산, 복소환 아미노산 등을 들 수 있다. 본 실시 형태에서 이용하는 (D) 아미노산으로서는 연마 속도를 향상시키는 효과가 높은 점에서, 상기 아미노산 중에서도 글리신이 특히 바람직하다.As (D) amino acid which can be used for the chemical mechanical polishing aqueous dispersion which concerns on this embodiment, the amino acid which has coordination ability with respect to the surface of the wiring material or the ion containing a wiring material element is preferable. More preferably, it is an amino acid having a chelate coordination ability with respect to the surface of the wiring material or an ion containing a wiring material element, and specifically, glycine, alanine, aspartic acid, glutamic acid, lysine, arginine, aromatic amino acid, heterocyclic amino acid, etc. Can be. As (D) amino acid used by this embodiment, glycine is especially preferable among the said amino acids from the point which the effect of improving a polishing rate is high.

본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 대한 (D) 아미노산의 첨가량은 사용시의 화학 기계 연마용 수계 분산체의 질량에 대하여, 바람직하게는 0.05 내지 5 질량%이고, 보다 바람직하게는 0.1 내지 4 질량%이고, 특히 바람직하게는 0.2 내지 3 질량%이다. (D) 아미노산의 첨가량이 상기 범위 미만이면, 충분한 연마 속도를 얻을 수 없는 경우가 있고, 연마 공정을 종료하는 데 많은 시간을 요하는 경우가 있다. 한편, (D) 아미노산의 첨가량이 상기 범위를 초과하면, 화학적 에칭 효과가 커져, 피연마면의 평탄성을 손상시키는 경우가 있다.The amount of the (D) amino acid added to the chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the present embodiment is preferably 0.05 to 5 mass%, more preferably 0.1 to the mass of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion at the time of use. 4 mass%, Especially preferably, it is 0.2-3 mass%. If the addition amount of (D) amino acid is less than the said range, sufficient grinding | polishing rate may not be obtained and it may require a lot of time to complete | finish a grinding | polishing process. On the other hand, when the addition amount of (D) amino acid exceeds the said range, a chemical etching effect may become large and the flatness of a to-be-polished surface may be impaired.

1.5. (E) 산화제1.5. (E) oxidizing agent

본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체는 필요에 따라서 (E) 산화제를 첨가할 수 있다. (E) 산화제의 기능의 하나로서는 전기 광학 표시 장치용 기판이나 반도체 기판의 연마에 대하여 화학 기계 연마용 수계 분산체를 적용했을 때의 연마 속도를 향상시키는 것을 들 수 있다. 그의 이유로서는 (E) 산화제가 구리막의 표면을 산화시켜, 화학 기계 연마용 수계 분산체의 성분과의 착화 반응을 재촉함으로써, 취약한 개질층을 구리막의 표면에 형성하여, 구리막을 연마하기 쉬워지기 때문이라고 생각된다.In the chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the present embodiment, an oxidizing agent (E) can be added as necessary. One of the functions of the (E) oxidizing agent is to improve the polishing rate when the chemical mechanical polishing aqueous dispersion is applied to the polishing of the substrate for an electro-optical display device or the semiconductor substrate. The reason for this is that (E) the oxidizing agent oxidizes the surface of the copper film and promotes the complexing reaction with the components of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion, thereby forming a weakly modified layer on the surface of the copper film, thereby making it easier to polish the copper film. I think.

본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 이용하는 (E) 산화제로서는 과산화수소, 과아세트산, 과벤조산, tert-부틸히드로퍼옥사이드 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, 분해 생성물이 무해한 과산화수소 등의 유기 과산화물 또는 과황산암모늄 등의 과황산염이 보다 바람직하고, 과산화수소가 특히 바람직하다.Examples of the (E) oxidizing agent used in the chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the present embodiment include organic peroxides such as hydrogen peroxide, peracetic acid, perbenzoic acid and tert-butyl hydroperoxide, permanganate compounds such as potassium permanganate, and dichromic acid such as potassium dichromate. And halogenic acid compounds such as potassium iodide, nitric acid compounds such as nitric acid and iron nitrate, perhalonic acid compounds such as perchloric acid, persulfates such as ammonium persulfate, and heteropolyacids. Among these oxidants, organic peroxides such as hydrogen peroxide or persulfates such as ammonium persulfate, which are harmless to decomposition products, are more preferable, and hydrogen peroxide is particularly preferable.

본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 대한 (E) 산화제의 첨가량은 사용시의 화학 기계 연마용 수계 분산체의 질량에 대하여, 바람직하게는 0.005 내지 5 질량%이고, 보다 바람직하게는 0.01 내지 3 질량%이고, 특히 바람직하게는 0.05 내지 1 질량%이다. (E) 산화제의 첨가량이 상기 범위 미만이 되면, 화학적 에칭의 효과가 충분히 얻어지지 않는 경우가 있다. 그 때문에, 충분한 연마 속도를 얻을 수 없고, 연마 공정을 종료하는 데 많은 시간을 요하는 경우가 있다. 한편, (E) 산화제의 첨가량이 상기 범위를 초과하면, 피연마면이 침식되는 경우가 있다.The amount of the (E) oxidizing agent added to the chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the present embodiment is preferably 0.005 to 5 mass%, more preferably 0.01 to the mass of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion at the time of use. 3 mass%, Especially preferably, it is 0.05-1 mass%. When the addition amount of the (E) oxidizing agent is less than the above range, the effect of chemical etching may not be sufficiently obtained. Therefore, a sufficient polishing rate cannot be obtained, and it may take a long time to finish the polishing step. On the other hand, when the addition amount of the (E) oxidizing agent exceeds the said range, the to-be-polished surface may be eroded.

1.6. (F) 산암모늄염1.6. (F) ammonium acid salt

본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체는 필요에 따라서 (F) 산암모늄염을 첨가할 수 있다. (F) 산암모늄염의 기능의 하나로서는 전기 광학 표시 장치용 기판이나 반도체 기판의 연마에 대하여 화학 기계 연마용 수계 분산체를 적용했을 때의 연마 속도를 향상시키는 것을 들 수 있다.In the chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the present embodiment, (F) ammonium acid salt may be added as necessary. One of the functions of the (F) ammonium acid salt is to improve the polishing rate when the chemical mechanical polishing aqueous dispersion is applied to the polishing of the substrate for an electro-optical display device or the semiconductor substrate.

본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 이용할 수 있는 (F) 산암모늄염으로서는, 예를 들면 황산암모늄, 염화암모늄, 질산암모늄 및 유기산 암모늄을 들 수 있다. 유기산 암모늄으로서는 아미드황산암모늄, 포름산암모늄, 아세트산암모늄, 프로피온산암모늄, 부티르산암모늄, 락트산암모늄, 숙신산암모늄, 말론산암모늄, 말레산암모늄, 푸마르산암모늄, 퀴날드산암모늄, 퀴놀린산암모늄 등을 들 수 있다. 이들 중에서, 아미드황산암모늄이 특히 바람직하다. 또한, (F) 성분은 (A) 성분 및 (B) 성분의 적어도 한쪽의 화합물이 산암모늄염인 경우에는 이 화합물과는 다른 산암모늄염인 것을 말한다.As (F) ammonium acid salt which can be used for the chemical mechanical polishing aqueous dispersion which concerns on this embodiment, ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium nitrate, and ammonium organic acid are mentioned, for example. Examples of the ammonium organic acid include ammonium amide sulfate, ammonium formate, ammonium acetate, ammonium propionate, ammonium butyrate, ammonium lactate, ammonium succinate, ammonium malonate, ammonium maleate, ammonium fumarate, ammonium quinalate, and ammonium quinolate. Among them, ammonium amide sulfate is particularly preferred. In addition, (F) component means that it is an ammonium acid salt different from this compound, when the at least one compound of (A) component and (B) component is an ammonium acid salt.

본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체에 대하여 (F) 산암모늄염을 첨가하는 경우의 첨가량은 사용시의 화학 기계 연마용 수계 분산체의 질량에 대하여, 바람직하게는 0.05 내지 5 질량%이고, 보다 바람직하게는 0.1 내지 3 질량%이고, 특히 바람직하게는 0.2 내지 2 질량%이다. (F) 산암모늄염의 첨가량이 상기 범위 미만이면, 연마 속도의 향상 효과가 얻어지지 않는 경우가 있다. 한편, (F) 산암모늄염의 첨가량이 상기 범위를 초과하면, 피연마면의 평탄성을 손상시키는 경우가 있다.The addition amount in the case of adding the (F) ammonium acid salt to the chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the present embodiment is preferably 0.05 to 5 mass% with respect to the mass of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion in use, More preferably, it is 0.1-3 mass%, Especially preferably, it is 0.2-2 mass%. When the addition amount of the (F) ammonium acid salt is less than the above range, the effect of improving the polishing rate may not be obtained. On the other hand, when the addition amount of (F) ammonium acid salt exceeds the said range, the flatness of a to-be-polished surface may be impaired.

1.7. 그 밖의 첨가제1.7. OTHER ADDITIVES

본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체는 상기한 성분 이외에, 필요에 따라서 각종 첨가제를 배합할 수 있다.The chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the present embodiment can be blended with various additives as necessary in addition to the above components.

본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체는 유기산 또는 무기산을 첨가함으로써, 지립의 분산 안정성을 높일 수 있다. 유기산으로서는 포름산, 아세트산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 벤조산, 및 퀴날드산, 퀴놀린산 등의 복소환을 갖는 화합물 등을 들 수 있다. 무기산으로서는 질산, 황산 및 인산 등을 들 수 있다. 이들 중에서, 유기산이 특히 바람직하다.In the chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the present embodiment, the dispersion stability of the abrasive can be enhanced by adding an organic acid or an inorganic acid. Examples of the organic acid include compounds having heterocycles such as formic acid, acetic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, benzoic acid, and quinal acid and quinoline acid. Examples of the inorganic acid include nitric acid, sulfuric acid and phosphoric acid. Among these, organic acids are particularly preferred.

본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체는 상기한 산 또는 알칼리를 첨가함으로써, 원하는 pH로 조정할 수 있다. 알칼리로서는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화루비듐, 수산화세슘 등의 알칼리 금속의 수산화물, 또는 암모니아 등을 들 수 있다. 화학 기계 연마용 수계 분산체의 pH를 조정함으로써, 연마 속도를 제어할 수 있다. 피연마면의 전기 화학적 성질이나 지립의 분산 안정성 등의 요소를 감안하면서, 적절하게 산 또는 알칼리를 첨가하여 pH를 설정할 수 있다. 이들 중에서, 연마 속도를 향상시키는 관점에서는 암모니아가 특히 바람직하다.The chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the present embodiment can be adjusted to a desired pH by adding the above acid or alkali. Examples of the alkali include hydroxides of alkali metals such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide and cesium hydroxide, or ammonia. By adjusting the pH of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion, the polishing rate can be controlled. PH can be set suitably by adding an acid or an alkali, taking into consideration factors, such as the electrochemical property of a to-be-polished surface and the dispersion stability of an abrasive grain. Among them, ammonia is particularly preferable from the viewpoint of improving the polishing rate.

2. 화학 기계 연마용 수계 분산체를 제조하기 위한 키트2. Kits for preparing aqueous dispersions for chemical mechanical polishing

상기 화학 기계 연마용 수계 분산체는 제조 후에 그대로 연마용 조성물로서 사용할 수 있는 상태로 공급할 수 있다. 또는, 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체의 각 성분을 고농도로 함유하는 연마용 조성물(즉 농축된 연마용 조성물)을 준비해 놓고, 사용시에 이 농축된 연마용 조성물을 희석하여 원하는 화학 기계 연마용 수계 분산체를 얻을 수도 있다.The chemical mechanical polishing aqueous dispersion can be supplied in a state capable of being used as a polishing composition as it is after production. Alternatively, a polishing composition (i.e., a concentrated polishing composition) containing each component of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion in high concentrations is prepared, and the concentrated polishing composition is diluted during use to prepare a desired chemical mechanical polishing aqueous system. Dispersions can also be obtained.

또한, 이하와 같이, 상기 성분 중 어느 하나를 포함하는 복수의 조성물(예를 들면, 2개 또는 3개의 조성물)을 제조하고, 이들을 사용시에 혼합하여 사용할 수도 있다. 이 경우, 복수의 액을 혼합하여 화학 기계 연마용 수계 분산체를 제조한 후, 이것을 화학 기계 연마 장치에 공급할 수도 있고, 복수의 액을 개별로 화학 기계 연마 장치에 공급하여 정반상에서 화학 기계 연마용 수계 분산체를 제조할 수도 있다. 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체는, 예를 들면 이하에 나타내는 제1 내지 제3의 키트를 이용하여, 복수의 액을 혼합함으로써 제조할 수 있다.In addition, a plurality of compositions (for example, two or three compositions) containing any one of the above components may be prepared as described below, and these may be mixed and used at the time of use. In this case, a plurality of liquids may be mixed to produce an aqueous mechanical dispersion for chemical mechanical polishing, and then the chemical liquid may be supplied to a chemical mechanical polishing apparatus. Aqueous dispersions may also be prepared. The said chemical mechanical polishing aqueous dispersion can be manufactured by mixing several liquid, for example using the 1st thru | or 3rd kit shown below.

2.1. 제1의 키트2.1. First kit

제1의 키트는 제1의 조성물 및 제2의 조성물을 혼합하여, 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체를 얻기 위한 키트이다. 제1의 키트에 있어서, 제1의 조성물은 (A) 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, (B) 계면활성제, (C) 지립, 및 (D) 아미노산을 포함하는 수계 분산체이고, 상기 제2의 조성물은 (E) 산화제를 포함하는 수용액이다. 또한, 상기 제1의 조성물에는 (F) 산암모늄염을 첨가할 수도 있다. 또한, (A) 성분 내지 (F) 성분은 「1. 화학 기계 연마용 수계 분산체」의 항에서 설명한 것과 동일하다.The first kit is a kit for mixing the first composition and the second composition to obtain the chemical mechanical polishing aqueous dispersion. In the first kit, the first composition is an aqueous dispersion comprising (A) a compound represented by the formula (1), (B) a surfactant, (C) abrasive grains, and (D) amino acids, and the second The composition of (E) is an aqueous solution containing an oxidizing agent. Moreover, (F) ammonium acid salt can also be added to the said 1st composition. In addition, (A) component-(F) component are "1. Chemical mechanical polishing aqueous dispersion ".

제1의 키트를 구성하는 제1의 조성물 및 제2의 조성물을 제조하는 경우, 제1의 조성물 및 제2의 조성물을 혼합하여 얻어진 수계 분산체 중에, 상술한 각 성분이 상술한 농도 범위 내에 포함되도록, 제1의 조성물 및 제2의 조성물에 함유되는 각 성분의 농도를 결정할 필요가 있다. 또한, 제1의 조성물 및 제2의 조성물은 각 성분을 고농도로 함유하고 있을 수도 있고(즉 농축된 것일 수도 있고), 이 경우, 사용시에 희석하여 제1의 조성물 및 제2의 조성물을 얻는 것이 가능하다. 제1의 키트에 따르면, 제1의 조성물과 제2의 조성물을 나눠 놓음으로써, 특히 제2의 조성물에 포함되는 (E) 산화제의 보존 안정성을 향상시킬 수 있다.When manufacturing the 1st composition and 2nd composition which comprise a 1st kit, each component mentioned above is contained in the above-mentioned concentration range in the aqueous dispersion obtained by mixing a 1st composition and a 2nd composition. If possible, it is necessary to determine the concentration of each component contained in the first composition and the second composition. In addition, the first composition and the second composition may contain a high concentration of each component (ie, may be concentrated), and in this case, dilution at the time of use to obtain the first composition and the second composition It is possible. According to the first kit, the storage stability of the (E) oxidant contained in the second composition can be particularly improved by dividing the first composition and the second composition.

제1의 키트를 이용하여 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체를 제조하는 경우, 제1의 조성물 및 제2의 조성물이 별개로 준비ㆍ공급되어, 연마시에 일체로 되면 좋고, 그의 혼합 방법 및 타이밍은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 각 성분을 고농도로 함유하는 제1의 조성물 및 제2의 조성물을 제조하여, 사용시에 제1의 조성물 및 제2의 조성물을 희석하고, 이들을 혼합하여, 각 성분의 농도가 상기 범위 내에 있는 화학 기계 연마용 수계 분산체를 제조한다. 구체적으로는 제1의 조성물과 제2의 조성물을 1:1의 중량비로 혼합하는 경우에는 실제로 사용하는 화학 기계 연마용 수계 분산체의 각 성분의 농도보다 2배로 농축된 제1의 조성물 및 제2의 조성물을 제조할 수 있다. 또한, 2배 이상의 농도의 제1의 조성물 및 제2의 조성물을 제조하여, 이들을 1:1의 중량비로 혼합한 후, 각 성분이 상기 범위가 되도록 물로 희석할 수도 있다.In the case of producing the chemical mechanical polishing aqueous dispersion using the first kit, the first composition and the second composition may be separately prepared and supplied, and may be integrated at the time of polishing, and the mixing method and timing thereof. Is not specifically limited. For example, a first composition and a second composition containing high concentrations of each component are prepared, and when used, the first composition and the second composition are diluted, and these are mixed, and the concentration of each component is in the above range. A chemical mechanical polishing aqueous dispersion is prepared. Specifically, in the case where the first composition and the second composition are mixed in a weight ratio of 1: 1, the first composition and the second composition are concentrated at twice the concentration of each component of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion actually used. The composition of can be prepared. In addition, the first composition and the second composition of twice or more concentrations may be prepared, and these may be mixed in a weight ratio of 1: 1, and then diluted with water so that each component is in the above range.

제1의 키트를 사용하는 경우, 연마시에 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체가 제조되면 된다. 예를 들면, 제1의 조성물과 제2의 조성물을 혼합하여 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체를 제조한 후, 이것을 화학 기계 연마 장치에 공급할 수도 있고, 제1의 조성물과 제2의 조성물을 별개로 화학 기계 연마 장치에 공급하여, 정반상에서 혼합할 수도 있다. 또는, 제1의 조성물과 제2의 조성물을 별개로 화학 기계 연마 장치에 공급하여, 장치 내에서 라인 혼합할 수도 있고, 화학 기계 연마 장치에 혼합 탱크를 설치하여, 혼합 탱크 내에서 혼합할 수도 있다. 또한, 라인 혼합시에는 보다 균일한 수계 분산체를 얻기 위해서, 라인 믹서 등을 이용할 수도 있다.When using the first kit, the chemical mechanical polishing aqueous dispersion may be produced at the time of polishing. For example, after mixing a 1st composition and a 2nd composition to produce the said chemical mechanical polishing aqueous dispersion, it can also supply this to a chemical mechanical polishing apparatus, and can separate a 1st composition and a 2nd composition separately. It can also supply to a chemical mechanical polishing apparatus, and can mix on a surface plate. Alternatively, the first composition and the second composition may be separately supplied to the chemical mechanical polishing apparatus to be line mixed in the apparatus, or a mixing tank may be provided in the chemical mechanical polishing apparatus to be mixed in the mixing tank. . In addition, in line mixing, in order to obtain a more uniform aqueous dispersion, a line mixer etc. can also be used.

2.2. 제2의 키트2.2. Second kit

제2의 키트는 제3의 조성물 및 제4의 조성물을 혼합하여, 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체를 제조하기 위한 키트이다. 제2의 키트에 있어서, 상기 제3의 조성물은 (C) 지립을 포함하는 수 분산체이고, 상기 제4의 조성물은 (D) 아미노산을 포함하는 수용액이다. 그리고, 상기 제3의 조성물 및 상기 제4의 조성물의 적어도 한쪽은 (A) 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 및 (B) 계면활성제를 포함한다. 또한 상기 제3의 조성물 및 상기 제4의 조성물의 적어도 한쪽은 (E) 산화제를 포함한다. 또한, (F) 암모늄염을 제3의 조성물 및 제4의 조성물의 적어도 한쪽에 포함시킬 수 있다. 또한, (A) 성분 내지 (F) 성분은 「1. 화학 기계 연마용 수계 분산체」의 항에서 설명한 것과 동일하다.The second kit is a kit for producing the chemical mechanical polishing aqueous dispersion by mixing the third composition and the fourth composition. In a second kit, the third composition is an aqueous dispersion containing (C) abrasive grains, and the fourth composition is an aqueous solution containing (D) amino acids. And at least one of the said 3rd composition and the said 4th composition contains (A) the compound represented by the said Formula (1), and (B) surfactant. Moreover, at least one of the said 3rd composition and the said 4th composition contains the (E) oxidizing agent. Moreover, (F) ammonium salt can be contained in at least one of a 3rd composition and a 4th composition. In addition, (A) component-(F) component are "1. Chemical mechanical polishing aqueous dispersion ".

제2의 키트를 구성하는 제3의 조성물 및 제4의 조성물을 제조하는 경우, 제3의 조성물 및 제4의 조성물을 혼합하여 얻어진 수계 분산체 중에, 상술한 각 성분이 상술한 농도 범위 내에 포함되도록, 제3의 조성물 및 제4의 조성물에 함유되는 각 성분의 농도를 결정할 필요가 있다. 또한, 제3의 조성물 및 제4의 조성물은 각 성분을 고농도로 함유하고 있을 수도 있고(즉 농축된 것일 수도 있고), 이 경우, 사용시에 희석하여 제3의 조성물 및 제4의 조성물을 얻는 것이 가능하다. 제2의 키트에 따르면, 제3의 조성물과 제4의 조성물을 나눠 놓음으로써, 특히 제3의 조성물에 포함되는 (C) 지립의 보존 안정성을 향상시킬 수 있다.When manufacturing the 3rd composition and 4th composition which comprise a 2nd kit, each component mentioned above is contained in the above-mentioned concentration range in the aqueous dispersion obtained by mixing a 3rd composition and a 4th composition. If possible, it is necessary to determine the concentration of each component contained in the third composition and the fourth composition. In addition, the third composition and the fourth composition may contain a high concentration of each component (ie, may be concentrated), and in this case, dilution at the time of use to obtain the third composition and the fourth composition It is possible. According to the second kit, by dividing the third composition and the fourth composition, the storage stability of the (C) abrasive grains contained in the third composition can be particularly improved.

제2의 키트를 이용하여 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체를 제조하는 경우, 제3의 조성물 및 제4의 조성물이 별개로 준비ㆍ공급되어, 연마시에 일체로 되면 되고, 그의 혼합 방법 및 타이밍은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 각 성분을 고농도로 함유하는 제3의 조성물 및 제4의 조성물을 제조하여, 사용시에 제3의 조성물 및 제4의 조성물을 희석하고, 이들을 혼합하여, 각 성분의 농도가 상기 범위 내에 있는 화학 기계 연마용 수계 분산체를 제조한다. 구체적으로는 제3의 조성물과 제4의 조성물을 1:1의 중량비로 혼합하는 경우에는 실제로 사용하는 화학 기계 연마용 수계 분산체의 각 성분의 농도보다 2배로 농축된 제3의 조성물 및 제4의 조성물을 제조할 수 있다. 또한, 2배 이상의 농도의 제3의 조성물 및 제4의 조성물을 제조하여, 이들을 1:1의 중량비로 혼합한 후, 각 성분이 상기 범위가 되도록 물로 희석할 수도 있다.When manufacturing the said chemical mechanical polishing aqueous dispersion using a 2nd kit, a 3rd composition and a 4th composition may be prepared and supplied separately, and may be integrated at the time of grinding | polishing, the mixing method and timing thereof Is not specifically limited. For example, a third composition and a fourth composition containing each component at high concentrations are prepared, and when used, the third composition and the fourth composition are diluted, and these are mixed, and the concentration of each component is in the above range. A chemical mechanical polishing aqueous dispersion is prepared. Specifically, in the case where the third composition and the fourth composition are mixed in a weight ratio of 1: 1, the third composition and the fourth composition are concentrated twice as much as the concentration of each component of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion actually used. The composition of can be prepared. In addition, the third composition and the fourth composition of twice or more concentrations may be prepared, and these may be mixed in a weight ratio of 1: 1, and then diluted with water so that each component is in the above range.

제2의 키트를 사용하는 경우, 연마시에 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체가 제조되면 된다. 예를 들면, 제3의 조성물과 제4의 조성물을 혼합하여 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체를 제조한 후, 이것을 화학 기계 연마 장치에 공급할 수도 있고, 제3의 조성물과 제4의 조성물을 별개로 화학 기계 연마 장치에 공급하여, 정반상에서 혼합할 수도 있다. 또는, 제3의 조성물과 제4의 조성물을 별개로 화학 기계 연마 장치에 공급하여, 장치 내에서 라인 혼합할 수도 있고, 화학 기계 연마 장치에 혼합 탱크를 설치하여, 혼합 탱크 내에서 혼합할 수도 있다. 또한, 라인 혼합시에는 보다 균일한 수계 분산체를 얻기 위해서, 라인 믹서 등을 이용할 수도 있다.When using the second kit, the chemical mechanical polishing aqueous dispersion may be produced at the time of polishing. For example, after mixing the third composition and the fourth composition to produce the chemical mechanical polishing aqueous dispersion, it may be supplied to the chemical mechanical polishing apparatus, and the third composition and the fourth composition may be separately. It can also supply to a chemical mechanical polishing apparatus, and can mix on a surface plate. Alternatively, the third composition and the fourth composition may be separately supplied to the chemical mechanical polishing apparatus to be line mixed in the apparatus, or a mixing tank may be provided in the chemical mechanical polishing apparatus to mix in the mixing tank. . In addition, in line mixing, in order to obtain a more uniform aqueous dispersion, a line mixer etc. can also be used.

2.3. 제3의 키트2.3. Third kit

제3의 키트는 제5의 조성물, 제6의 조성물 및 제7의 조성물을 혼합하여, 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체를 제조하기 위한 키트이다. 제3의 키트에 있어서, 상기 제5의 조성물은 (E) 산화제를 포함하는 수용액이고, 상기 제6의 조성물은 (C) 지립을 포함하는 수 분산체이고, 상기 제7의 조성물은 (D) 아미노산을 포함하는 수용액이다. 그리고, 상기 제5의 조성물, 상기 제6의 조성물 및 상기 제7의 조성물로부터 선택되는 1종 이상은 (A) 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 및 (B) 계면활성제를 포함한다. 또한, (F) 산암모늄염을 제5 내지 제7의 조성물로부터 선택되는 1종 이상에 첨가할 수 있다. 또한, (A) 성분 내지 (F) 성분은 「1. 화학 기계 연마용 수계 분산체」의 항에서 진술한 것과 동일하다.The third kit is a kit for preparing the chemical mechanical polishing aqueous dispersion by mixing the fifth composition, the sixth composition, and the seventh composition. In a third kit, the fifth composition is an aqueous solution containing (E) an oxidizing agent, the sixth composition is an aqueous dispersion comprising (C) abrasive grains, and the seventh composition is (D) It is an aqueous solution containing amino acids. And at least one selected from the fifth composition, the sixth composition, and the seventh composition includes (A) the compound represented by the formula (1), and (B) a surfactant. Moreover, (F) ammonium acid salt can be added to 1 or more types chosen from the 5th-7th composition. In addition, (A) component-(F) component are "1. Chemical mechanical polishing aqueous dispersion &quot;.

제3의 키트를 구성하는 제5 내지 제7의 조성물을 제조하는 경우, 제5 내지 제7의 조성물을 혼합하여 얻어진 수계 분산체 중에, 상술한 각 성분이 상술한 농도 범위 내에 포함되도록, 제5 내지 제7의 조성물에 함유되는 각 성분의 농도를 결정할 필요가 있다. 또한, 제5 내지 제7의 조성물은 각 성분을 고농도로 함유하고 있을 수도 있고(즉 농축된 것일 수도 있고), 이 경우, 사용시에 희석하여 제5 내지 제7의 조성물을 얻는 것이 가능하다. 제3의 키트에 따르면, 제5 내지 제7의 조성물을 나눠 놓음으로써, 제5의 조성물에 포함되는 (E) 산화제 및 제6의 조성물에 포함되는 (C) 지립의 보존 안정성을 향상시킬 수 있다.In the case of producing the fifth to seventh compositions constituting the third kit, the fifth component is included in the above-described concentration range in the aqueous dispersion obtained by mixing the fifth to seventh compositions. It is necessary to determine the concentration of each component contained in the seventh to seventh compositions. In addition, the fifth to seventh compositions may contain a high concentration of each component (that is, may be concentrated), and in this case, it is possible to dilute at the time of use to obtain the fifth to seventh compositions. According to the third kit, by dividing the fifth to seventh compositions, the storage stability of the (E) oxidant included in the fifth composition and the (C) abrasive grains included in the sixth composition can be improved. .

본 실시 형태의 제3의 키트를 이용하여 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체를 제조하는 경우, 제5 내지 제7의 조성물이 별개로 준비ㆍ공급되어, 연마시에 일체로 되면 되고, 그의 혼합 방법 및 타이밍은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 각 성분을 고농도로 함유하는 제5 내지 제7의 조성물을 제조하여, 사용시에 제5 내지 제7의 조성물을 희석하고, 이들을 혼합하여, 각 성분의 농도가 상기 범위 내에 있는 화학 기계 연마용 수계 분산체를 제조한다. 구체적으로는 제5 내지 제7의 조성물을 1:1:1의 중량비로 혼합하는 경우에는 실제로 사용하는 화학 기계 연마용 수계 분산체의 각 성분의 농도보다 3배로 농축된 제5 내지 제7의 조성물을 제조할 수 있다. 또한, 3배 이상의 농도의 제5 내지 제7의 조성물을 제조하여, 이들을 1:1:1의 중량비로 혼합한 후, 각 성분이 상기 범위가 되도록 물로 희석할 수도 있다.In the case of producing the chemical mechanical polishing aqueous dispersion using the third kit of the present embodiment, the fifth to seventh compositions may be separately prepared and supplied, and may be integrated at the time of polishing. And timing are not particularly limited. For example, a fifth to seventh composition containing a high concentration of each component is prepared, and when used, the fifth to seventh compositions are diluted, and these are mixed, so that the concentration of each component is within the above range. A polishing aqueous dispersion is prepared. Specifically, in the case where the fifth to seventh compositions are mixed at a weight ratio of 1: 1: 1, the fifth to seventh compositions are concentrated to three times the concentration of each component of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion actually used. Can be prepared. In addition, the fifth to seventh compositions having a concentration of three times or more may be prepared, and these may be mixed in a weight ratio of 1: 1: 1, and then diluted with water so that each component is in the above range.

제3의 키트를 사용하는 경우, 연마시에 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체가 제조되어 있을 수 있다. 예를 들면, 제5 내지 제7의 조성물을 혼합하여 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체를 제조한 후, 이것을 화학 기계 연마 장치에 공급할 수도 있고, 제5 내지 제7의 조성물을 별개로 화학 기계 연마 장치에 공급하여, 정반상에서 혼합할 수도 있다. 또는, 제5 내지 제7의 조성물을 별개로 화학 기계 연마 장치에 공급하여, 장치 내에서 라인 혼합할 수도 있고, 화학 기계 연마 장치에 혼합 탱크를 설치하여, 혼합 탱크 내에서 혼합할 수도 있다. 또한, 라인 혼합시에는 보다 균일한 수계분산체를 얻기 위해서, 라인 믹서 등을 이용할 수도 있다.When using the third kit, the chemical mechanical polishing aqueous dispersion may be prepared at the time of polishing. For example, after mixing the fifth to seventh compositions to produce the chemical mechanical polishing aqueous dispersion, this may be supplied to a chemical mechanical polishing apparatus, and the fifth to seventh compositions may be chemically polished separately. It can also supply to an apparatus and mix on a surface plate. Alternatively, the fifth to seventh compositions may be separately supplied to the chemical mechanical polishing apparatus to be line mixed in the apparatus, or a mixing tank may be provided in the chemical mechanical polishing apparatus to be mixed in the mixing tank. In addition, in line mixing, in order to obtain a more uniform aqueous dispersion, a line mixer etc. can also be used.

3. 화학 기계 연마 방법 및 전기 광학 표시 장치용 기판의 제조 방법3. Chemical mechanical polishing method and manufacturing method of substrate for electro-optical display device

화학 기계 연마 공정에서는 연마 대상의 차이에 의해서, 그의 목적에 따른 적절한 화학 기계 연마용 수계 분산체를 선택할 수 있다. 본 실시 형태에 따른 전기 광학 표시 장치용 기판의 제조 방법에 있어서의 화학 기계 연마 공정은 주로 배선층을 연마하는 1단계째의 공정과, 주로 배리어 금속막을 연마하는 2단계째의 공정으로 나눌 수 있다. 본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체는 특히 구리 또는 구리 합금을 포함하는 배선층을 연마하기 위한 1단계째의 공정에 적용할 수 있다.In the chemical mechanical polishing step, it is possible to select an appropriate chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the purpose depending on the difference in the polishing target. The chemical mechanical polishing process in the method for manufacturing an electro-optical display substrate according to the present embodiment can be divided into a first step of mainly polishing a wiring layer and a second step of mainly polishing a barrier metal film. The chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the present embodiment can be applied to the first step process for polishing a wiring layer containing copper or a copper alloy.

본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마 방법 및 전기 광학 표시 장치용 기판의 제조 방법을 도면을 이용하여 구체적으로 설명한다. 도 1 내지 도 5는 본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마의 공정을 나타내는 전기 광학 표시 장치용 기판의 단면도이다.The chemical mechanical polishing method and the manufacturing method of the substrate for an electro-optical display device according to the present embodiment will be specifically described with reference to the drawings. 1 to 5 are cross-sectional views of a substrate for an electro-optical display device showing a process of chemical mechanical polishing according to the present embodiment.

본 실시 형태에 따른 전기 광학 표시 장치용 기판의 제조 방법에 이용하는 기판으로서, 예를 들면 유리 기판, 필름 기판 또는 플라스틱 기판을 사용할 수 있다. 기판의 크기는, 예를 들면 대각선 치수가 1500 mm 내지 3000 mm인 것을 사용할 수 있다. 상기 기판은 단층체일 수도 있고, 기판 상에 산화규소 등의 절연막이 형성된 적층체일 수도 있다.As a board | substrate used for the manufacturing method of the board | substrate for electro-optical display apparatus which concerns on this embodiment, a glass substrate, a film substrate, or a plastic substrate can be used, for example. As the size of the substrate, for example, a diagonal dimension of 1500 mm to 3000 mm can be used. The substrate may be a monolayer, or may be a laminate in which an insulating film such as silicon oxide is formed on the substrate.

우선, 도 1에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 유리 기판 (10)을 준비한다. 유리 기판 (10)은 배선을 형성하기 위한 배선용 오목부 (12)를 갖고 있다. 유리 기판 (10) 상에 배선용 오목부 (12)를 형성하는 방법으로서, 드라이 에칭이 이용된다. 드라이 에칭이란, 가속시킨 이온을 유리 기판에 조사하여 물리적으로 가공하는 방법이고, 조사빔을 정밀히 컨트롤함으로써 미세한 패턴 가공을 할 수 있다. 유리 기판 (10)은 소다석회 유리, 붕규산 유리, 알루미노규산 유리, 석영 유리 등의 재질을 포함할 수 있다.First, as shown in FIG. 1, the glass substrate 10 is prepared, for example. The glass substrate 10 has the wiring recessed part 12 for forming wiring. Dry etching is used as a method of forming the recessed part 12 for wiring on the glass substrate 10. Dry etching is a method of physically processing an accelerated ion by irradiating a glass substrate, and fine pattern processing can be performed by precisely controlling an irradiation beam. The glass substrate 10 may include materials such as soda lime glass, borosilicate glass, aluminosilicate glass, quartz glass, and the like.

다음으로 도 2에 나타낸 바와 같이, 유리 기판 (10)의 표면 및 배선용 오목부 (12)의 바닥부 및 내벽면을 덮도록, 배리어 금속막 (20)을 형성한다. 배리어 금속막 (20)은, 예를 들면 탄탈이나 질화탄탈 등의 재질을 포함할 수 있다. 배리어 금속막 (20)의 성막 방법으로서는 화학적 기상 성장법(CVD)을 적용한다.Next, as shown in FIG. 2, the barrier metal film 20 is formed so that the surface of the glass substrate 10 and the bottom part and inner wall surface of the wiring recessed part 12 may be covered. The barrier metal film 20 may include a material such as tantalum or tantalum nitride. As the method for forming the barrier metal film 20, chemical vapor deposition (CVD) is applied.

다음으로 도 3에 나타낸 바와 같이, 배리어 금속막 (20)의 표면을 덮도록 배선용 금속을 퇴적시켜, 금속막 (30)을 형성한다. 금속막 (30)은 구리 또는 구리 합금을 포함할 수 있다. 금속막 (30)의 성막 방법으로서, 스퍼터링, 진공 증착법 등의 물리적 기상 성장법(PVD)을 적용할 수 있다.Next, as shown in FIG. 3, the metal for wiring is deposited so that the surface of the barrier metal film 20 may be covered, and the metal film 30 is formed. The metal film 30 may include copper or a copper alloy. As the method for forming the metal film 30, a physical vapor deposition method (PVD) such as sputtering or vacuum deposition can be applied.

다음으로 도 4에 나타낸 바와 같이, 배선용 오목부 (12)에 매몰된 부분 이외의 여분의 금속막 (30)을 본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체를 이용하여 화학 기계 연마하여 제거한다. 또한, 상기한 방법을 배리어 금속막 (20)이 노출될 때까지 반복한다. 화학 기계 연마 후, 피연마면에 잔류하는 지립은 제거하는 것이 바람직하다. 이 지립의 제거는 통상의 세정 방법에 의해서 행할 수 있다.Next, as shown in FIG. 4, the extra metal film 30 other than the part buried in the wiring recessed part 12 is removed by chemical mechanical polishing using the chemical mechanical polishing aqueous dispersion which concerns on this embodiment. . The above-described method is also repeated until the barrier metal film 20 is exposed. After chemical mechanical polishing, it is preferable to remove the abrasive grains remaining on the surface to be polished. Removal of this abrasive grain can be performed by a normal washing method.

마지막으로, 도 5에 나타낸 바와 같이, 배선용 오목부 (12) 이외에 형성된 배리어 금속막 (20) 및 유리 기판 (10)의 표면을 배리어 금속막용의 화학 기계 연마용 수계 분산체를 이용하여 화학 기계 연마하여 제거한다.Finally, as shown in FIG. 5, the surfaces of the barrier metal film 20 and the glass substrate 10 formed in addition to the wiring recess 12 are chemically mechanically polished using a chemical mechanical polishing aqueous dispersion for the barrier metal film. To remove it.

상기한 화학 기계 연마 방법은 본 실시 형태에 따른 화학 기계 연마용 수계 분산체를 이용하여 금속막 (30)을 제거하기 때문에, 그의 연마 속도가 크고, 연마의 면내 평탄성이 양호하고, 디싱 등의 연마 결함이 생기기 어렵다. 그 때문에, 본 방법에 따르면, 배선 금속을 갖고, 고도로 미세화되어, 면내 평탄성이 우수한 전기 광학 표시 장치용 기판이나 반도체 기판을 고작업 처리량으로 제조할 수 있다.Since the chemical mechanical polishing method removes the metal film 30 using the chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the present embodiment, its polishing rate is high, the in-plane flatness of polishing is good, and polishing such as dishing is performed. It is difficult for defects to occur. Therefore, according to this method, the board | substrate for electro-optical display devices and semiconductor substrate which have wiring metal, it is highly refined, and is excellent in in-plane flatness can be manufactured with high throughput.

4. 실시예4. Examples

이하, 본 발명을 실시예에 의해 설명하지만, 본 발명은 이 실시예에 의해 어떠한 한정이 되는 것은 아니다.Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited at all by this Example.

4.1. 평가용 기판4.1. Evaluation board

4.1.1. 평탄성(디싱)의 평가에 이용하는 기판4.1.1. Substrate to be used for evaluation of flatness (discing)

깊이 3 μm의 오목부에 의해 형성된 폭 300 μm의 배선 패턴을 구비한 대각선 치수 2000 mm의 유리 기판 표면에 30 nm 두께의 질화탄탈을 포함하는 배리어 금속막을 성막하였다. 그 후, 구리를 상기 배리어 금속막 위 및 오목부 내에 스퍼터링에 의해 6 μm의 두께로 퇴적하였다. 이하, 이와 같이 하여 얻어진 기판을 「 기판 a」라고 부른다.A barrier metal film containing tantalum nitride having a thickness of 30 nm was formed on the surface of a glass substrate having a diagonal dimension of 2000 mm having a wiring pattern having a width of 300 µm formed by a recess having a depth of 3 µm. Thereafter, copper was deposited to a thickness of 6 탆 by sputtering on the barrier metal film and in the recesses. Hereinafter, the board | substrate obtained in this way is called "substrate a."

4.1.2. 면내 균일성의 평가에 이용하는 기판4.1.2. Substrate to be used for evaluation of in-plane uniformity

대각선 치수 2000 mm의 유리 기판 표면에 30 nm 두께의 질화탄탈을 포함하는 배리어 금속막을 성막한다. 그 후, 구리를 상기 배리어 금속막 위에 스퍼터링에 의해 6 μm의 두께로 퇴적하였다. 이하, 이와 같이 하여 얻어진 기판을 「기판 b」라고 부른다.A barrier metal film containing tantalum nitride having a thickness of 30 nm is formed on the surface of the glass substrate having a diagonal dimension of 2000 mm. Thereafter, copper was deposited on the barrier metal film to a thickness of 6 탆 by sputtering. Hereinafter, the board | substrate obtained in this way is called "substrate b."

4.1.3. 연마 속도의 평가에 이용하는 기판4.1.3. Substrate to be used for evaluation of polishing rate

ㆍ막 두께 15,000 옹스트롬의 구리막이 적층된 8인치 열산화막 부착 실리콘 기판(이하, 「기판 c」라고 부름).A silicon substrate with an 8-inch thermal oxide film on which a copper film having a film thickness of 15,000 angstroms is laminated (hereinafter referred to as "substrate c").

ㆍ막 두께 2,000 옹스트롬의 탄탈막이 적층된 8인치 열산화막 부착 실리콘 기판(이하, 「기판 d」라고 부름).A silicon substrate with an 8-inch thermal oxide film on which a tantalum film having a thickness of 2,000 angstroms is laminated (hereinafter referred to as "substrate d").

4.1.4. 평탄성(디싱, 침식)의 평가에 이용하는 기판4.1.4. Substrate used for evaluation of flatness (dishing, erosion)

상기 기판 c, d에서 산출되는 구리막과 PETEOS막의 연마 속도의 비율을 산출함으로써, 화학 기계 연마용 수계 분산체의 반도체 기판 연마에 있어서의 기본적인 연마 특성을 확인할 수 있다.By calculating the ratio of the polishing rate between the copper film and the PETEOS film calculated by the substrates c and d, basic polishing characteristics in polishing the semiconductor substrate of the aqueous mechanical dispersion for chemical mechanical polishing can be confirmed.

그러나, 배선 패턴이 되는 홈이 형성된 패턴 웨이퍼의 화학 기계 연마에서는 국소적으로 너무 연마되는 개소가 발생하는 것이 알려져 있다. 이것은 화학 기계 연마 전의 패턴 웨이퍼 표면에는 배선 패턴이 되는 홈을 반영한 요철이 금속막의 표면에 생겨 있고, 화학 기계 연마를 행하는 경우에 패턴 밀도에 따라서 국소적으로 높은 압력이 가해져, 그 부분의 연마 속도가 빨라지기 때문이다.However, in chemical mechanical polishing of patterned wafers with grooves serving as wiring patterns, it is known that localized areas are excessively polished. In the surface of the pattern wafer before chemical mechanical polishing, irregularities reflecting grooves serving as wiring patterns are formed on the surface of the metal film. When chemical mechanical polishing is performed, a high pressure is applied locally according to the pattern density, and the polishing rate of the portion is increased. Because it is faster.

따라서, 반도체 기판을 모방한 패턴 웨이퍼를 연마하여, 그의 연마 속도나 침식을 평가할 필요가 있기 때문에, 패턴 부착 기판(실리콘 기판 상에 질화규소막 1,000 옹스트롬을 퇴적시켜, 그 위에 저유전율 절연막(Black Diamond막)을 4,500 옹스트롬, 추가로 PETEOS막을 500 옹스트롬 순차 적층시킨 후, 「SEMATECH 854」 마스크 패턴 가공하고, 그 위에 250 옹스트롬의 탄탈막, 1000 옹스트롬의 구리 시드막 및 10,000 옹스트롬의 구리 도금막을 순차 적층시킨 테스트용의 기판, 이하, 「기판 e」라고 부름)을 이용하여 시험을 행하였다.Therefore, since it is necessary to polish a pattern wafer that mimics a semiconductor substrate, and to evaluate its polishing rate and erosion, a substrate with a pattern (1,000 angstroms of silicon nitride film is deposited on a silicon substrate, and a low dielectric constant insulating film (Black Diamond film) is deposited thereon. ), 4,500 angstroms, and further PETEOS film 500 angstrom sequential lamination, and then "SEMATECH 854" mask pattern processing, 250 angstrom tantalum film, 1000 angstrom copper seed film and 10,000 angstrom copper plating film sequentially laminated The test was performed using the board | substrate for dragons, "substrate e" hereafter.

4.2. 무기 지립 또는 복합 입자를 포함하는 지립을 포함하는 수 분산체의 제조4.2. Preparation of an Aqueous Dispersion Comprising an Abrasive Grain Including an Abrasive Grain or Composite Particles

4.2.1. 무기 지립을 포함하는 수 분산체의 제조4.2.1. Preparation of Aqueous Dispersion Including Inorganic Abrasives

(a) 퓸드법 실리카 입자를 포함하는 수 분산체의 제조(a) Preparation of Aqueous Dispersion Containing Fumed Silica Particles

퓸드법 실리카 입자(닛본 아에로질 가부시끼가이샤 제조, 상품명 「아에로질#90」) 2 kg을 이온 교환수 6.7 kg에 초음파 분산기를 이용하여 분산시키고, 공경 5 μm의 필터에 의해서 여과하여, 퓸드법 실리카를 포함하는 수 분산체를 제조하였다.2 kg of fumed silica particles (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., trade name "Aerosil # 90") are dispersed in 6.7 kg of ion-exchanged water using an ultrasonic disperser and filtered by a filter having a pore diameter of 5 μm. Thus, an aqueous dispersion containing fumed silica was prepared.

(b) 콜로이달 실리카 a를 포함하는 수 분산체의 제조(b) Preparation of an Aqueous Dispersion Containing Colloidal Silica a

용량 2000 ㎤의 플라스크에 25 질량% 농도의 암모니아수 70 g, 이온 교환수 40 g, 에탄올 175 g 및 테트라에톡시실란 21 g을 투입하고, 180 rpm으로 교반하면서 60 ℃로 승온하였다. 60 ℃인채로 2시간 교반한 후 냉각하여, 평균 입경 70 nm의 콜로이달 실리카/알코올 분산체를 얻었다. 이어서, 증발기에 의해, 80 ℃에서 이 분산체에 이온 교환수를 첨가하면서 알코올 분량을 제거하는 조작을 수회 반복함으로써 분산체 중의 알코올을 제거하여, 고형분 농도 8 질량%의 수 분산체를 제조하였다.70 g of ammonia water, 40 g of ion-exchanged water, 175 g of ethanol, and 21 g of tetraethoxysilane were charged into a 2000 cm 3 flask, and the temperature was raised to 60 ° C. while stirring at 180 rpm. After stirring for 2 hours at 60 ° C, the mixture was cooled and a colloidal silica / alcohol dispersion having an average particle diameter of 70 nm was obtained. Subsequently, the evaporator removed the alcohol in a dispersion by repeating the operation which removes alcohol amount several times, adding ion-exchange water to this dispersion at 80 degreeC, and the water dispersion of 8 mass% of solid content concentration was manufactured.

(c) 콜로이달 실리카 b를 포함하는 수 분산체의 제조(c) Preparation of an Aqueous Dispersion Containing Colloidal Silica b

3호 물유리(실리카 농도 24 질량%)를 물로 희석하여, 실리카 농도 3.0 질량%의 희석 규산나트륨 수용액으로 하였다. 이 희석 규산나트륨 수용액을 수소형 양이온 교환 수지층을 통과시켜, 나트륨 이온의 대부분을 제거한 pH 3.1의 활성 규산 수용액으로 하였다. 그 후, 곧 교반하 10 질량% 수산화칼륨 수용액을 가하여 pH를 7.2로 조정하고, 추가로 계속하여 가열하고 비등시켜 3시간 열숙성하였다. 얻어진 수용액에 먼저 pH를 7.2로 조정한 활성 규산 수용액의 10배량을 6시간 걸쳐 소량씩 첨가하여, 실리카 입자의 평균 입경을 26 nm로 성장시켰다.No. 3 water glass (24 mass% of silica concentration) was diluted with water, and it was set as the diluted sodium silicate aqueous solution of 3.0 mass% of silica concentrations. This diluted sodium silicate aqueous solution was passed through a hydrogen type cation exchange resin layer to obtain an active silicic acid aqueous solution of pH 3.1 from which most of sodium ions were removed. Then, 10 mass% potassium hydroxide aqueous solution was added immediately under stirring, pH was adjusted to 7.2, and it heated further and boiled further, and heat-aged for 3 hours. To the obtained aqueous solution, 10 times the amount of the active silicic acid aqueous solution which adjusted pH to 7.2 first was added little by little over 6 hours, and the average particle diameter of a silica particle was grown to 26 nm.

다음으로, 상기 실리카 입자를 함유하는 분산체 수용액을 감압 농축(비점 78℃)하고, 실리카 농도: 32.0 질량%, 실리카의 평균 입경: 26 nm, pH: 9.8인 실리카 입자 분산체를 얻었다. 이 실리카 입자 분산체를 재차 수소형 양이온 교환 수지층을 통과시켜, 나트륨의 대부분을 제거한 후, 10 질량%의 수산화칼륨 수용액을 가하여, 실리카 입자 농도: 28.0 질량%, pH: 10.0인 실리카 입자 분산체를 얻었다.Next, the dispersion aqueous solution containing the said silica particle was concentrated under reduced pressure (boiling point 78 degreeC), and the silica particle dispersion which was a silica concentration: 32.0 mass%, the average particle diameter of a silica: 26 nm, pH: 9.8 was obtained. After passing this silica particle dispersion again through a hydrogen type cation exchange resin layer and removing most of sodium, 10 mass% potassium hydroxide aqueous solution was added, and a silica particle dispersion of silica particle concentration: 28.0 mass% and pH: 10.0. Got.

4.2.2. 복합 입자를 포함하는 지립을 포함하는 수 분산체의 제조4.2.2. Preparation of an Aqueous Dispersion Containing Abrasive Grains Containing Composite Particles

(d) 중합체 입자를 포함하는 수 분산체의 제조(d) Preparation of Aqueous Dispersion Including Polymer Particles

메틸메타크릴레이트 90 질량부, 메톡시폴리에틸렌글리콜메타크릴레이트(신나카무라 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 제조, 상품명 「NK 에스테르 M-90G」, #400) 5 질량부, 4-비닐피리딘 5 질량부, 아조계 중합 개시제(와코 쥰야꾸 가부시끼가이샤 제조, 상품명 「V50」) 2 질량부, 및 이온 교환수 400 질량부를 용량 2000 ㎤의 플라스크에 투입하고, 질소 가스 분위기하, 교반하면서 70 ℃로 승온하고, 6시간 중합시켰다. 이에 따라 아미노기의 양이온 및 폴리에틸렌글리콜쇄를 갖는 관능기를 구비한 평균 입경 150 nm의 폴리메틸메타크릴레이트계 입자를 포함하는 수 분산체를 얻었다. 또한, 중합 수율은 95%였다.90 parts by mass of methyl methacrylate, 5 parts by mass of methoxy polyethylene glycol methacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Industries, Ltd., trade name "NK Ester M-90G", # 400), 4-vinylpyridine, 2 parts by mass of an azo polymerization initiator (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., brand name "V50") and 400 parts by mass of ion-exchanged water were charged into a flask having a capacity of 2000 cm 3, and heated to 70 ° C. under a nitrogen gas atmosphere while stirring. And polymerization was carried out for 6 hours. This obtained the water dispersion containing the polymethylmethacrylate type particle | grains of 150 nm of average particle diameters provided with the functional group which has the cation of an amino group, and a polyethyleneglycol chain. In addition, the polymerization yield was 95%.

(e) 복합 입자를 포함하는 수 분산체의 제조(e) Preparation of Aqueous Dispersion Containing Composite Particles

상기 「(d) 중합체 입자를 포함하는 수 분산체의 제조」에서 얻어진 폴리메틸메타크릴레이트계 입자를 10 질량% 포함하는 수 분산체 100 질량부를 용량 2000 ㎤의 플라스크에 투입하고, 메틸트리메톡시실란 1 질량부를 첨가하여, 40 ℃에서 2시간 교반하였다. 그 후, 질산에 의해 pH를 2로 조정하여 수 분산체 (f)를 얻었다. 또한, 콜로이달 실리카(닛산 가가꾸 가부시끼가이샤 제조, 상품명 「스노텍스 O」)를 10 질량% 포함하는 수 분산체의 pH를 수산화칼륨에 의해 8로 조정하여, 수 분산체 (g)를 얻었다. 수 분산체 (f)에 포함되는 폴리메틸메타크릴레이트계 입자의 제타 전위는 +17 mV, 수 분산체 (g)에 포함되는 실리카 입자의 제타 전위는 -40 mV였다. 그 후, 수 분산체 (f) 100 질량부에 수 분산체 (g) 50 질량부를 2시간에 걸쳐 서서히 첨가하여 혼합하고, 2시간 교반하여 폴리메틸메타크릴레이트계 입자에 실리카 입자가 부착된 입자를 포함하는 수계 분산체를 얻었다. 이어서, 이 수계 분산체에 비닐트리에톡시실란 2부를 첨가하여, 1시간 교반한 후, 테트라에톡시실란 1 질량부를 첨가하고, 60 ℃로 승온하여 3시간 교반을 계속한 후, 냉각함으로써, 복합 입자를 포함하는 수 분산체 (e)를 얻었다. 이 복합 입자의 평균 입경은 180 nm이고 폴리메틸메타크릴레이트계 입자 표면의 80%에 실리카 입자가 부착되어 있었다.100 mass parts of the water dispersion containing 10 mass% of polymethylmethacrylate type particle | grains obtained by said "production of the water dispersion containing (d) polymer particle" were thrown into the flask of capacity 2000cm <3>, and methyltrimethoxy 1 mass part of silanes were added, and it stirred at 40 degreeC for 2 hours. Thereafter, the pH was adjusted to 2 with nitric acid to obtain an aqueous dispersion (f). Furthermore, the pH of the aqueous dispersion containing 10 mass% of colloidal silica (Nissan Chemical Co., Ltd. make, brand name "Snotex O") was adjusted to 8 with potassium hydroxide, and the aqueous dispersion (g) was obtained. . The zeta potential of the polymethylmethacrylate-based particles contained in the water dispersion (f) was +17 mV, and the zeta potential of the silica particles contained in the water dispersion (g) was -40 mV. Thereafter, 50 parts by mass of the aqueous dispersion (g) were gradually added over 2 hours to 100 parts by mass of the water dispersion (f), mixed, stirred for 2 hours, and particles having silica particles attached to the polymethylmethacrylate particles. An aqueous dispersion containing the obtained was obtained. Subsequently, 2 parts of vinyl triethoxysilanes are added to this aqueous dispersion, and after stirring for 1 hour, 1 mass part of tetraethoxysilanes are added, and it heats up at 60 degreeC, continues stirring for 3 hours, and then cools it, An aqueous dispersion (e) containing the particles was obtained. The average particle diameter of this composite grain | particle was 180 nm, and the silica particle was affixed on 80% of the surface of a polymethylmethacrylate type particle | grain.

4.3. 화학 기계 연마용 수계 분산체의 제조4.3. Preparation of Aqueous Dispersions for Chemical Mechanical Abrasion

상기 「4.2. 무기 지립 또는 복합 입자를 포함하는 지립을 포함하는 수 분산체의 제조」에서 제조된 수 분산체의 소정량을 각 실시예마다 용량 1000 ㎤의 폴리에틸렌제의 병에 투입하고, 이것에 각각 (A) 화학식 1의 화합물, (D) 아미노산, 및 (F) 산암모늄염을 최종적으로 표 1 내지 표 2에 기재된 함유량이 되도록 각각 첨가하여, 충분히 교반하였다. 표 1 내지 표 2에 기재된 (A) 화학식 1의 화합물은 화합물 (가)로서, 화학식 1의 화학식 중 R3에 -SO3X로 표시되는 기를 갖는 계면활성제(상품명 「뉴콜 291-M」 닛본 뉴카자이 가부시끼가이샤 제조)를, 화합물 (나)로서, 화학식 1의 화학식 중 R3에 -SO3X로 표시되는 기를 갖는 계면활성제(상품명 「뉴콜 292-PG」 닛본 뉴카자이 가부시끼가이샤 제조)를, 화합물 (다)로서, 알케닐숙신산디칼륨인 계면활성제(상품명 「라테물 ASK」 카오 가부시끼가이샤 제조)를, 그리고 화합물 (라)로서, 화학식 1의 화학식 중 R3에 -SO3X로 표시되는 기를 갖는 계면활성제(상품명 「페렉스 TA」 카오 가부시끼가이샤 제조)를 각각 이용하였다. 또한, (D) 아미노산으로서는 글리신, 알라닌 및 아스파라긴산 중 어느 1종을 이용하였다. (F) 산암모늄염으로서는 아미드황산암모늄을 이용하였다.Said "4.2. A predetermined amount of the water dispersion prepared in "Preparation of an Aqueous Dispersion Comprising an Abrasive Grain incorporating Inorganic Abrasives or Composite Particles" was added to a polyethylene bottle having a capacity of 1000 cm 3 for each Example, respectively, to which (A) The compounds of the general formula (1), (D) amino acids, and (F) ammonium acid salts were each added so as to finally have the contents shown in Tables 1 to 2, and the mixture was sufficiently stirred. The compound of formula (A) shown in Tables 1 to 2 is a compound (A), and a surfactant having a group represented by -SO 3 X in R 3 in the formula (1) (trade name "Nucol 291-M" Nippon Nu) Kazai Kabushiki Co., Ltd.) as a compound (B), and a surfactant having a group represented by -SO 3 X in R 3 in the general formula (1) (brand name "New Cole 292-PG" Nippon New Kazai Co., Ltd.) , As the compound (C), a surfactant which is a dipotassium alkenyl succinate (manufactured by the trade name "Latte ASK" Cao Kabu Seiki Co., Ltd.), and as a compound (D), is represented by R 3 to -SO 3 X in the general formula (1). Surfactants (brand name "Ferex TA" Kao Kabuki Kaisha, Ltd.) which have the group shown are used, respectively. As the (D) amino acid, any one of glycine, alanine and aspartic acid was used. (F) Ammonium amide sulfate was used as an ammonium acid salt.

그 후, 교반을 하면서 표 1 내지 표 2에 기재된 (B) 계면활성제 및 (E) 산화제의 수용액을 (B) 계면활성제 및 (E) 산화제가 최종적으로 표 1 내지 표 2에 기재된 함유량이 되도록 각각 첨가하였다. 여기서 이용한 (B) 계면활성제는 도데실벤젠술폰산, 도데실벤젠술폰산칼륨 및 도데실벤젠술폰산암모늄 중 어느 1종이고, (E) 산화제는 과산화수소 및 과황산암모늄 중 어느 1종이다. 또한, 충분히 교반한 후, 수산화칼륨 수용액 또는 암모니아에 의해 pH를 조정한 후, 이온 교환수를 가하고, 공경 5 μm의 필터로 여과하여, 실시예 1 내지 8, 12 내지 18, 비교예 1 내지 7, 참고예 1 및 2의 화학 기계 연마용 수계 분산체를 얻었다.Thereafter, with stirring, the aqueous solutions of the (B) surfactants and (E) oxidizing agents shown in Tables 1 to 2 were each added so that the (B) surfactants and (E) oxidizing agents were finally the contents of Tables 1 to 2, respectively. Added. The (B) surfactant used here is any one of dodecylbenzenesulfonic acid, potassium dodecylbenzenesulfonic acid, and ammonium dodecylbenzenesulfonic acid, and (E) the oxidizing agent is any one of hydrogen peroxide and ammonium persulfate. After sufficiently stirring, the pH was adjusted with aqueous potassium hydroxide solution or ammonia, followed by addition of ion-exchanged water, followed by filtration with a filter having a pore diameter of 5 μm, Examples 1 to 8, 12 to 18, and Comparative Examples 1 to 7 And the chemical mechanical polishing aqueous dispersions of Reference Examples 1 and 2 were obtained.

4.4. 제1의 키트를 이용한 화학 기계 연마용 수계 분산체의 제조4.4. Preparation of Aqueous Dispersion for Chemical Mechanical Polishing Using the First Kit

4.4.1. 제1의 조성물의 제조4.4.1. Preparation of the First Composition

상기 「4.2.1 (b) 콜로이달 실리카 a를 포함하는 수 분산체의 제조」에서 제조한 콜로이달 실리카를 포함하는 수 분산체를 실리카로 환산하여 6.0 질량%에 상당하는 양을 폴리에틸렌제의 병에 넣고, 알케닐숙신산디칼륨(상품명 「라테물 ASK」, 카오 가부시끼가이샤 제조) 0.24 질량%, 도데실벤젠술폰산(상품명 「네오페렉스 GS」, 카오사 제조) 0.24 질량%, 이것에 글리신 2.4 질량%, 아미드황산암모늄 3.0 질량%를 순차 첨가하여, 15분간 교반하였다. 이어서, 암모니아 및 수산화칼륨을 적량 가하여 pH를 조정하고, 전 구성 성분의 합계량이 100 질량%가 되도록 이온 교환수를 가한 후, 공경 5 μm의 필터로 여과함으로써, 수계 분산체인 제1의 조성물 A1을 얻었다.Polyethylene bottle was converted into the amount equivalent to 6.0 mass% of the water dispersion containing the colloidal silica manufactured in said "4.2.1 (b) preparation of the water dispersion containing colloidal silica a" into silica. 0.24 mass% of alkenyl succinate dipotassium (brand name "Latte water ASK", the Kao Kabushiki Kaisha), dodecylbenzenesulfonic acid (brand name "Neoperex GS", the Kao Corporation) 0.24 mass%, glycine to this 2.4 mass% and 3.0 mass% of ammonium amide sulfates were added sequentially, and it stirred for 15 minutes. Subsequently, a proper amount of ammonia and potassium hydroxide is adjusted to adjust the pH, and ion-exchanged water is added so that the total amount of all components becomes 100 mass%, and then filtered through a filter having a pore diameter of 5 μm, thereby obtaining the first composition A1 as an aqueous dispersion. Got it.

4.4.2. 제2의 조성물의 제조4.4.2. Preparation of Second Composition

과산화수소 농도가 5 질량%가 되도록 이온 교환수로 농도 조절을 행하여, 제2의 조성물 B1을 얻었다. 이상의 공정에 의해, 제1의 조성물 A1 및 제2의 조성물 B1을 포함하는 화학 기계 연마용 수계 분산체를 제조하기 위한 키트를 제작하였다.The concentration was adjusted with ion exchanged water so that the hydrogen peroxide concentration was 5% by mass, to obtain a second composition B1. By the above process, the kit for manufacturing the chemical mechanical polishing aqueous dispersion containing the 1st composition A1 and the 2nd composition B1 was produced.

4.4.3. 화학 기계 연마용 수계 분산체 X1의 제조4.4.3. Preparation of Aqueous Dispersion X1 for Chemical Mechanical Abrasion

제1의 조성물 A1, 제2의 조성물 B1을 각각 별도의 폴리에틸렌제의 용기에 넣고 마개를 하여, 실온에서 6개월 보관하였다. 이 6개월 보관 후의 A1; 50 질량% 및 B1; 8 질량%를 혼합하고, 전 구성 성분의 합계량이 100 질량%가 되도록 이온 교환수를 가하여, 화학 기계 연마용 수계 분산체 X1을 제조하였다. 이 화학 기계 연마용 수계 분산체 X1은 상기 실시예 5에서 제조한 화학 기계 연마용 수계 분산체와 동일한 조성 및 pH를 갖는다. 이 화학 기계 연마용 수계 분산체 X1을 이용하여, 하기 「4.7. 연마 평가 시험」에 따라서 시험을 행하였다. 이것을 실시예 9로 하고, 그의 결과를 표 1에 나타내었다.The 1st composition A1 and the 2nd composition B1 were each put in the container made of polyethylene, and it stopped and stored for 6 months at room temperature. A1 after 6 months storage; 50 mass% and B1; 8 mass% was mixed, ion-exchange water was added so that the total amount of all the components might be 100 mass%, and the chemical mechanical polishing aqueous dispersion X1 was manufactured. This chemical mechanical polishing aqueous dispersion X1 has the same composition and pH as the chemical mechanical polishing aqueous dispersion prepared in Example 5. Using this chemical mechanical polishing aqueous dispersion X1, "4.7. Test in accordance with the "polishing evaluation test". Let this be Example 9, and the result is shown in Table 1.

4.5. 제2의 키트를 이용한 화학 기계 연마용 수계 분산체의 제조4.5. Preparation of Aqueous Dispersion for Chemical Mechanical Polishing Using a Second Kit

4.5.1. 제3의 조성물의 제조4.5.1. Preparation of Third Composition

상기 「4.2.1. (b) 콜로이달 실리카 a를 포함하는 수 분산체의 제조」에서 제조한 콜로이달 실리카를 포함하는 수 분산체를 실리카로 환산하여 6.0 질량%에 상당하는 양을 폴리에틸렌제의 병에 넣고, 알케닐숙신산디칼륨 0.24 질량%, 도데실벤젠술폰산 0.24 질량%, 및 35 질량% 과산화수소수의 과산화수소로 환산하여 0.8 질량%에 상당하는 양을 순차 첨가하고, 암모니아로 pH를 조정한 후, 15분간 교반하였다. 이어서, 전 구성 성분의 합계량이 100 질량%가 되도록 이온 교환수를 가한 후, 공경 5 μm의 필터로 여과함으로써, 수계 분산체인 제3의 조성물 A2를 얻었다.Said "4.2.1. (b) Preparation of an Aqueous Dispersion Containing Colloidal Silica a ”, in which the aqueous dispersion containing colloidal silica was converted into silica, an amount equivalent to 6.0 mass% was placed in a polyethylene bottle, and an alkenyl 0.24 mass% of dipotassium succinate, 0.24 mass% of dodecylbenzenesulfonic acid, and 35 mass% of hydrogen peroxide were sequentially added in an amount equivalent to 0.8 mass%, and the pH was adjusted with ammonia, followed by stirring for 15 minutes. . Subsequently, after adding ion-exchange water so that the total amount of all components may be 100 mass%, the 3rd composition A2 which is an aqueous dispersion was obtained by filtering by the filter of 5 micrometers of pore diameters.

4.5.2. 제4의 조성물의 제조4.5.2. Preparation of the Fourth Composition

폴리에틸렌제의 병에 글리신 2.4 질량%, 아미드황산암모늄 3.0 질량%에 상당하는 양을 순차적으로 넣고, 전 구성 성분의 합계량이 100 질량%가 되도록 이온 교환수를 가한 후, 15분간 교반하여, 공경 5 μm의 필터로 여과함으로써, 수계 분산체인 제4의 조성물 B2를 얻었다. 이상의 공정에 의해, 제3의 조성물 A2 및 제4의 조성물 B2를 포함하는 화학 기계 연마용 수계 분산체를 제조하기 위한 키트를 제작하였다.Into a bottle made of polyethylene, 2.4 mass% of glycine and 3.0 mass% of ammonium amide sulfate were sequentially added, and ion-exchanged water was added so that the total amount of all components was 100 mass%, followed by stirring for 15 minutes. The fourth composition B2 as an aqueous dispersion was obtained by filtration with a filter of μm. By the above process, the kit for manufacturing the chemical mechanical polishing aqueous dispersion containing the 3rd composition A2 and the 4th composition B2 was produced.

4.5.3. 화학 기계 연마용 수계 분산체 X2의 제조4.5.3. Preparation of Aqueous Dispersion X2 for Chemical Mechanical Abrasion

제3의 조성물 A2, 제4의 조성물 B2를 각각 별도의 폴리에틸렌제의 용기에 넣고 마개를 하여, 실온에서 6개월 보관하였다. 이 6개월 보관 후의 A2; 50 질량% 및 B2; 50 질량%를 혼합하여, 화학 기계 연마용 수계 분산체 X2를 제조하였다. 이 화학 기계 연마용 수계 분산체 X2는 상기 실시예 5에서 제조한 화학 기계 연마용 수계 분산체와 동일한 조성이며, 동일한 pH였다. 이 화학 기계 연마용 수계 분산체 X2를 이용하여, 하기 「4.7. 연마 평가 시험」에 따라서 시험을 행하였다. 이것을 실시예 10으로 하고, 그의 결과를 표 1에 나타내었다.The third composition A2 and the fourth composition B2 were each placed in a separate polyethylene container and capped and stored at room temperature for six months. A2 after 6 months storage; 50 mass% and B2; 50 mass% was mixed and the chemical mechanical polishing aqueous dispersion X2 was produced. This chemical mechanical polishing aqueous dispersion X2 had the same composition as the chemical mechanical polishing aqueous dispersion prepared in Example 5 and had the same pH. Using this chemical mechanical polishing aqueous dispersion X2, the following "4.7. Test in accordance with the "polishing evaluation test". This was set to Example 10, and the results are shown in Table 1.

4.6. 제3의 키트를 이용한 화학 기계 연마용 수계 분산체의 제조4.6. Preparation of Aqueous Dispersion for Chemical Mechanical Polishing Using a Third Kit

4.6.1. 제5의 조성물의 제조4.6.1. Preparation of the Fifth Composition

상기 「4.2.1. (b) 콜로이달 실리카 a를 포함하는 수 분산체의 제조」에서 제조한 콜로이달 실리카를 포함하는 수 분산체를 실리카로 환산하여 6.0 질량%에 상당하는 양을 폴리에틸렌제의 병에 넣고, 알케닐숙신산디칼륨 0.24 질량%, 도데실벤젠술폰산 0.24 질량%, 이어서 암모니아를 첨가한 후, 15분간 교반하였다. 이어서, 전 구성 성분의 합계량이 100 질량%가 되도록 이온 교환수를 가한 후, 공경 5 μm의 필터로 여과함으로써, 수계 분산체인 제5의 조성물 A3을 얻었다.Said "4.2.1. (b) Preparation of an Aqueous Dispersion Containing Colloidal Silica a ”, in which the aqueous dispersion containing colloidal silica was converted into silica, an amount equivalent to 6.0 mass% was placed in a polyethylene bottle, and an alkenyl 0.24 mass% of dipotassium disuccinate, 0.24 mass% of dodecylbenzenesulfonic acid, and then ammonia were added, and it stirred for 15 minutes. Subsequently, after adding ion-exchange water so that the total amount of all the components might be 100 mass%, the 5th composition A3 which is an aqueous dispersion was obtained by filtering by the filter of 5 micrometers of pore diameters.

4.6.2. 제6의 조성물의 제조4.6.2. Preparation of the Sixth Composition

폴리에틸렌제의 병에 글리신 4.8 질량%, 아미드황산암모늄 6.0 질량%에 상당하는 양을 순차적으로 넣고, 전 구성 성분의 합계량이 100 질량%가 되도록 이온 교환수를 가한 후, 15분간 교반하여, 공경 5 μm의 필터로 여과함으로써, 수계 분산체인 제6의 조성물 B3을 얻었다.Into a bottle made of polyethylene, 4.8 mass% of glycine and 6.0 mass% of ammonium amide sulfate were sequentially added, and ion-exchanged water was added so that the total amount of all components was 100 mass%, followed by stirring for 15 minutes. The 6th composition B3 which is an aqueous dispersion was obtained by filtering by the filter of micrometer.

4.6.3. 제7의 조성물의 제조4.6.3. Preparation of Seventh Composition

과산화수소 농도가 5 질량%가 되도록 이온 교환수로 농도 조절을 행하여, 제7의 조성물 C3을 얻었다. 이상의 공정에 의해, 제5의 조성물 A3, 제6의 조성물 B3, 및 제7의 조성물 C3을 포함하는 화학 기계 연마용 수계 분산체를 제조하기 위한 키트를 제작하였다.The 7th composition C3 was obtained by density | concentration adjustment with ion-exchange water so that hydrogen peroxide concentration might be 5 mass%. By the above process, the kit for manufacturing the chemical mechanical polishing aqueous dispersion containing the 5th composition A3, the 6th composition B3, and the 7th composition C3 was produced.

4.6.4. 화학 기계 연마용 수계 분산체 X3의 제조4.6.4. Preparation of Aqueous Dispersion X3 for Chemical Mechanical Abrasion

제5의 조성물 A3, 제6의 조성물 B3, 제7의 조성물 C3을 각각 별도의 폴리에틸렌제의 용기에 넣고 마개를 하여, 실온에서 6개월 보관하였다.The 5th composition A3, the 6th composition B3, and the 7th composition C3 were each put in the container made of polyethylene, and it stopped and stored for 6 months at room temperature.

이 6개월 보관 후의 A3; 50 질량%, B3; 25 질량% 및 C3; 8 질량%를 혼합하고, 전 구성 성분의 합계량이 100 질량%가 되도록 이온 교환수를 가하여, 화학 기계 연마용 수계 분산체 X3을 제조하였다. 이 화학 기계 연마용 수계 분산체 X3은 상기 실시예 5에서 제조한 화학 기계 연마용 수계 분산체와 동일한 조성이며, 동일한 pH였다. 이 화학 기계 연마용 수계 분산체 X3을 이용하여, 하기 「4.7. 연마 평가 시험」에 따라서 시험을 행하였다. 이것을 실시예 11로 하고, 그의 결과를 표 1에 나타내었다.A3 after 6 months storage; 50 mass%, B3; 25 mass% and C3; 8 mass% was mixed, ion-exchange water was added so that the total amount of all the components might be 100 mass%, and the chemical mechanical polishing aqueous dispersion X3 was manufactured. This chemical mechanical polishing aqueous dispersion X3 had the same composition as the chemical mechanical polishing aqueous dispersion prepared in Example 5 and had the same pH. Using this chemical mechanical polishing aqueous dispersion X3, the following "4.7. Test in accordance with the "polishing evaluation test". Let this be Example 11, and the result is shown in Table 1.

4.7. 연마 평가 시험4.7. Abrasive evaluation test

4.7.1. 구리막 부착 기판의 연마4.7.1. Polishing Copper Clad Substrate

4.7.1a. 연마 속도의 평가4.7.1a. Evaluation of Polishing Speed

실시예 1 내지 실시예 11, 비교예 1 내지 비교예 3 및 참고예 1의 화학 기계 연마용 수계 분산체를 이용하여 구리막 부착 기판을 이하의 조건으로 연마하였다. 이 평가는 상술한 기판 b를 이용하여 행하였다.Using the chemical mechanical polishing aqueous dispersion of Examples 1 to 11, Comparative Examples 1 to 3 and Reference Example 1, the substrate with a copper film was polished under the following conditions. This evaluation was performed using the board | substrate b mentioned above.

ㆍ연마 장치: 표시 기판용 화학 기계 연마기ㆍ Polishing device: chemical mechanical polishing machine for display substrate

ㆍ연마 패드: 홈이 부착된 우레탄 발포 소재 화학 기계 연마용 패드ㆍ Polishing pad: Grooved urethane foam material chemical mechanical polishing pad

ㆍ캐리어-헤드 하중: 200 g/㎠Carrier-head load: 200 g / cm 2

ㆍ헤드 회전수: 60 rpmHead rotation speed: 60 rpm

ㆍ테이블 회전수: 65 rpmTable rotation speed: 65 rpm

ㆍ연마제 공급량: 150 ㎤/분ㆍ Abrasive Supply: 150 cm 3 / min

ㆍ연마 시간: 30초Polishing time: 30 seconds

표시 기판용 화학 기계 연마기란, 대각 치수가 2000 mm의 크기인 표시 기판을 화학 기계 연마할 수 있도록, 기존의 화학 기계 연마 장치(가부시끼가이샤 에바라 세이사꾸쇼 제조, 형식 「EPO-112」)를 개조한 것이다.Conventional chemical mechanical polishing apparatus (manufactured by Ebara Seisakusho Co., Ltd., model `` EPO-112 '') so that the chemical mechanical polishing machine for the display substrate is capable of chemical mechanical polishing the display substrate having a diagonal dimension of 2000 mm. It is a renovation.

연마 속도는 하기 수학식 2에 의해 산출하였다.The polishing rate was calculated by the following equation.

[수학식 2][Equation 2]

연마 속도(nm/분)=(연마 전의 구리막의 두께-연마 후의 구리막의 두께)/연마 시간Polishing speed (nm / min) = (thickness of copper film after polishing-thickness of copper film after polishing) / polishing time

또한, 구리막의 두께는 저항율 측정기(NPS사 제조, 형식 「Z-5」)를 사용하여, 직류 4침법에 의해 시트 저항을 측정하고, 이 저항율과 구리의 저항율로부터 하기 수학식 3에 따라서 산출하였다.In addition, the thickness of the copper film measured the sheet resistance by the direct current 4-needle method using a resistivity measuring instrument (made by NPS Corporation, model "Z-5"), and calculated it according to following formula (3) from this resistivity and the resistivity of copper. .

[수학식 3]&Quot; (3) &quot;

구리막의 두께(nm)=구리의 이론 저항율(Ωㆍcm)÷시트 저항값(Ω)×107 Copper film thickness (nm) = copper theoretical resistivity (Ωcm) ÷ sheet resistance value (Ω) × 10 7

연마 속도의 값이 1500(nm/분) 이상일 때, 연마 속도가 양호하다고 할 수 있다.When the value of the polishing rate is 1500 (nm / min) or more, it can be said that the polishing rate is good.

4.7.1b. 디싱의 평가4.7.1b. Evaluation of dishing

오목부 등에 배선 재료를 퇴적시킨 두께 T(nm)의 초기의 잉여막을 연마 속도 V(nm/분)로 연마하면, 본래 T/V(분)의 시간만 연마하면 목적을 달성할 수 있을 것이다. 그러나, 실제의 제조 공정에서는 오목부 이외의 부분에 남는 배선 재료를 제거하기 위해서, T/V(분)을 초과하는 과잉 연마(over polish)를 실시하고 있다. 이 때, 배선 부분이 지나치게 연마됨으로써, 오목형의 형상이 되는 경우가 있다. 이러한 오목형의 배선 형상은 「디싱」이라고 불리고, 제조품의 수율을 저하시켜 버리는 관점에서 바람직하지 않다. 그 때문에, 각 실시예에서 디싱을 평가 항목으로서 채용하였다.If the initial excess film of thickness T (nm) in which the wiring material is deposited on the recessed part is polished at the polishing rate V (nm / min), the object can be achieved by polishing only the time of T / V (min). However, in an actual manufacturing process, in order to remove the wiring material which remains in parts other than a recessed part, over polishing exceeding T / V (minute) is performed. At this time, the wiring portion may be excessively polished, which may result in a concave shape. Such concave wiring shape is called "discing" and is not preferable from the viewpoint of reducing the yield of a manufactured product. Therefore, dishing was adopted as an evaluation item in each Example.

디싱의 평가는 표면 조도계(KLA 텐코르사 제조, 형식 「P-10」)를 사용하고, 기판 a의 300 μm 배선을 측정하여 행하였다. 또한, 디싱의 평가에 있어서의 연마 시간은 두께 T(nm)의 초기의 잉여 구리막을 「4.7.1. 구리막 부착 기판의 연마」에서 얻어진 연마 속도 V(nm/분)로 나눈 값(T/V)(분)에 1.5를 곱한 시간(분)으로 하였다.Evaluation of dishing was performed by measuring the 300 micrometer wiring of the board | substrate a using the surface roughness meter (KLA Tencor company make, model "P-10"). In addition, the grinding | polishing time in evaluation of dishing shows the excess copper film of the initial stage of thickness T (nm) "4.7.1. It was set as the time (minutes) which multiplied 1.5 by the value (T / V) (minutes) divided by the polishing rate V (nm / minute) obtained by the polishing of the board | substrate with a copper film.

표 1 중의 평가 항목에 있어서의 디싱의 항은 상기 표면 조도계에 의해서 측정된 구리 배선의 오목부의 양을 디싱값(μm)으로서 기재하였다. 디싱의 값이 1(μm) 이하일 때, 디싱이 억제되어 있다고 할 수 있다.The term of dishing in the evaluation item of Table 1 described the quantity of the recessed part of the copper wiring measured by the said surface roughness meter as a dishing value (micrometer). When the value of dishing is 1 (micrometer) or less, it can be said that dishing is suppressed.

4.7.1c. 면내 균일성의 평가4.7.1c. In-plane uniformity evaluation

상기한 구리막이 성막된 기판 b의 길이 방향에 대하여 양끝으로부터 5 mm의 범위를 제외하고, 균등하게 취한 33점에 대해서 화학 기계 연마 전후의 기판의 막 두께를 측정하였다. 이 측정 결과로부터, 하기 수학식 4 내지 6에 의해, 연마 속도 및 면내 균일성을 계산하였다.The film thickness of the board | substrate before and after chemical mechanical polishing was measured about 33 points taken uniformly except the range of 5 mm from both ends with respect to the longitudinal direction of the board | substrate b in which the said copper film was formed. From these measurement results, polishing rates and in-plane uniformity were calculated by the following equations (4) to (6).

[수학식 4]&Quot; (4) &quot;

연마량=연마 전의 막 두께-연마 후의 막 두께Polishing amount = film thickness before polishing-film thickness after polishing

[수학식 5][Equation 5]

연마 속도=Σ(연마량)/연마 시간Polishing speed = Σ (polishing amount) / polishing time

[수학식 6]&Quot; (6) &quot;

면내 균일성=(연마량의 표준편차÷연마량의 평균값)×100(%)In-plane uniformity = (average of standard deviation of polishing amount ÷ polishing amount) × 100 (%)

면내 균일성이 10% 이하일 때, 면내 균일성은 양호하다고 할 수 있다.When in-plane uniformity is 10% or less, it can be said that in-plane uniformity is favorable.

Figure pct00006
Figure pct00006

4.7.1d. 평가 결과4.7.1d. Evaluation results

실시예 1 내지 8, 비교예 1 내지 3, 참고예 1은 화학 기계 연마용 수계 분산체의 성분 또는 농도를 일부 변경한 것으로서, 그의 배합은 표 1에 기재한 바와 같다.Examples 1 to 8, Comparative Examples 1 to 3, and Reference Example 1 partially changed the components or concentration of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion, and the formulation thereof is as shown in Table 1.

실시예 1 내지 8의 화학 기계 연마용 수계 분산체에서 연마 속도는 1710 nm/분 이상으로 충분히 높고, 300 μm 배선의 디싱은 0.82 μm 이하로 작고, 면내 균일성은 8.6% 이하이다. 이상의 점에서, 실시예 1 내지 8의 화학 기계 연마용 수계 분산체는 피연마면의 면적이 큰 기판(표시 기판)에 대한 화학 기계 연마에 있어서, 연마 속도가 크고, 면내 균일성을 확보할 수 있고, 디싱을 억제할 수 있는 것이 판명되었다.In the chemical mechanical polishing aqueous dispersions of Examples 1 to 8, the polishing rate was sufficiently high at 1710 nm / min or more, the dishing of 300 μm wiring was small at 0.82 μm or less, and the in-plane uniformity was 8.6% or less. In view of the above, the chemical mechanical polishing aqueous dispersions of Examples 1 to 8 have a high polishing rate and high in-plane uniformity in chemical mechanical polishing of a substrate (display substrate) having a large surface area to be polished. It turned out that dishing can be suppressed.

특히 실시예 1에서는 연마 속도가 2980 nm/분으로 매우 높음에도 불구하고, 300 μm 배선의 디싱은 0.77 μm로 작고, 더구나 면내 균일성은 8.0%로 낮아, 매우 양호한 결과가 얻어지고 있다.In particular, in Example 1, although the polishing rate was very high at 2980 nm / min, the dishing of the 300 μm wiring was as small as 0.77 μm, and the in-plane uniformity was low at 8.0%, and very good results were obtained.

또한, 표 1에 나타낸 바와 같이 실시예 9 내지 11은 실시예 5와 거의 동등한 결과가 얻어지고 있다. 즉, 실온에서 6개월 보관한 키트를 이용하여 화학 기계 연마용 수계 분산체를 제조하더라도, 제조 직후와 거의 동등한 성능을 갖는 것을 알 수 있었다. 이 결과에 의해, 적어도 키트로서 보관하면 화학 기계 연마용 수계 분산체에 포함되는 각 성분의 보존 안정성을 확보할 수 있는 것이 판명되었다. 한편, 실온에서 6개월 보관한 실시예 5의 화학 기계 연마용 수계 분산체는 지립의 비대화가 보이고, 사용에 있어서는 초음파 처리 등의 재분산이 필요한 상태로 되어 있었다.In addition, as shown in Table 1, the results which are substantially the same as those in Examples 9 to 11 are obtained. That is, even when the chemical mechanical polishing aqueous dispersion was prepared using the kit stored at room temperature for 6 months, it was found that the same performance was obtained immediately after the preparation. This result proved that the storage stability of each component contained in the chemical mechanical polishing aqueous dispersion can be ensured at least as a kit. On the other hand, the chemical mechanical polishing aqueous dispersion of Example 5 stored at room temperature for 6 months showed an enlargement of abrasive grains, and in use, the dispersion was required to be re-dispersed such as ultrasonication.

비교예 1은 (D) 아미노산이 포함되어 있지 않은 예로, 연마 속도가 충분하지 않고, 전기 광학 표시 장치용 기판 등의 대면적의 기판의 제조에 이용한 경우, 고작업 처리량을 실현하는 것이 곤란하다.Comparative Example 1 is an example in which the amino acid (D) is not contained. The polishing rate is not sufficient, and when used for the production of a large-area substrate such as a substrate for an electro-optical display device, it is difficult to realize a high throughput.

비교예 2는 (A) 화학식 1로 표시되는 화합물이 포함되어 있지 않은 예로, 연마 속도는 불량이라고는 할 수 없지만, 디싱 및 면내 균일성이 지나치게 크기 때문에, 전기 광학 표시 장치용 기판 등의 제조에 바람직하다고는 할 수 없다.Comparative Example 2 is an example in which the compound represented by the formula (A) (1) is not included. The polishing rate is not bad, but the dishing and in-plane uniformity are too large, so that the preparation of a substrate for an electro-optic display device is performed. It is not desirable.

비교예 3은 (B) 계면활성제가 포함되어 있지 않은 예로, 연마 속도는 불량이라고는 할 수 없지만, 디싱 및 면내 균일성이 지나치게 크기 때문에, 전기 광학 표시 장치용 기판 등의 기판의 제조에 바람직하다고는 할 수 없다.Comparative Example 3 is an example in which the (B) surfactant is not included, but the polishing rate is not bad, but because dishing and in-plane uniformity are too large, it is preferable for the production of substrates such as substrates for electro-optic display devices. Can not.

참고예 1은 (E) 산화제가 포함되어 있지 않은 예로, 연마 속도가 매우 작고, 전기 광학 표시 장치용 기판 등의 대면적의 기판의 제조에 이용한 경우, 고작업 처리량을 실현하는 것이 곤란하다. 또한, 본 예에서는 연마 속도가 지나치게 작기 때문에, 디싱 및 면내 균일성의 평가가 불가능하였다.Reference Example 1 is an example in which the (E) oxidizing agent is not contained. The polishing rate is very small, and when used for the production of a large-area substrate such as a substrate for an electro-optic display device, it is difficult to realize a high throughput. In addition, in this example, since the polishing rate was too small, it was impossible to evaluate dishing and in-plane uniformity.

4.7.2. 반도체 기판 연마4.7.2. Semiconductor Substrate Polishing

화학 기계 연마 장치(어플라이드 머테리얼사 제조, 형식 「MIRRA-Mesa」)에 다공질 폴리우레탄제 연마 패드(롬&하스사 제조, 품번 「IC1010」)를 장착하고, 화학 기계 연마용 수계 분산체를 공급하면서, 기판 c, 기판 d, 기판 e에 대하여 하기의 연마 조건에서 1분간 연마 처리를 행하여, 하기의 수법에 의해서 연마 속도, 평탄성 및 결함의 유무를 평가하였다. 그의 결과를 표 2에 더불어 나타내었다.A porous polyurethane polishing pad (Rom & Haas, Part No. `` IC1010 '') was attached to a chemical mechanical polishing device (manufactured by Applied Material, model "MIRRA-Mesa"), and supplied an aqueous dispersion for chemical mechanical polishing. On the other hand, the substrate c, the substrate d, and the substrate e were polished for 1 minute under the following polishing conditions, and the polishing rate, flatness and the presence or absence of defects were evaluated by the following method. His results are shown in Table 2.

4.7.2a. 연마 속도의 평가4.7.2a. Evaluation of Polishing Speed

(1) 연마 조건(1) polishing conditions

ㆍ헤드 회전수: 70 rpmHead rotation speed: 70 rpm

ㆍ헤드 하중: 200 gf/㎠Head load: 200 gf / ㎠

ㆍ테이블 회전수: 70 rpmTable rotation speed: 70 rpm

ㆍ화학 기계 연마 수계 분산체의 공급 속도: 200 mL/분ㆍ feed rate of chemical mechanical polishing aqueous dispersion: 200 mL / min

이 경우에 있어서의 화학 기계 연마용 수계 분산체의 공급 속도란, 전 공급액의 공급량의 합계를 단위 시간당 할당한 값을 말한다.In this case, the supply rate of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion means the value assigned per unit time to the total of the supply amount of all the feed liquids.

(2) 연마 속도의 산출 방법(2) Calculation method of polishing rate

구리막 및 탄탈막에 대해서, 전기 전도식 막 두께 측정기(KLA 텐코르사 제조, 형식 「옴니맙 RS75」)를 이용하여, 기판 c, 기판 d에서의 각각의 막의 연마 처리 후의 막 두께를 측정하여, 화학 기계 연마에 의해 감소한 막 두께 및 연마 시간에 의해 연마 속도를 산출하였다.About the copper film and the tantalum film, the film thickness after the grinding | polishing process of each film in the board | substrate c and the board | substrate d was measured using the electrically conductive film thickness meter (KLA Tencor Corporation make, "omnimab RS75"), The polishing rate was calculated from the film thickness and polishing time reduced by chemical mechanical polishing.

4.7.2b. 평탄성 평가4.7.2b. Flatness evaluation

(1) 연마 처리 공정의 연마 조건(1) Polishing Conditions of Polishing Process

ㆍ연마 처리 공정용의 수계 분산체로서는 실시예 12 내지 실시예 18 및 비교예 4 내지 비교예 7, 참고예 2의 화학 기계 연마용 수계 분산체를 이용하였다.The aqueous mechanical dispersion for chemical mechanical polishing of Examples 12 to 18 and Comparative Examples 4 to 7 and Reference Example 2 was used as the aqueous dispersion for the polishing treatment step.

ㆍ헤드 회전수: 70 rpmHead rotation speed: 70 rpm

ㆍ헤드 하중: 200 gf/㎠Head load: 200 gf / ㎠

ㆍ테이블 회전수: 70 rpmTable rotation speed: 70 rpm

ㆍ화학 기계 연마 수계 분산체의 공급 속도: 200 mL/분ㆍ feed rate of chemical mechanical polishing aqueous dispersion: 200 mL / min

이 경우에 있어서의 화학 기계 연마용 수계 분산체의 공급 속도란, 전 공급액의 공급량의 합계를 단위 시간당 할당한 값을 말한다.In this case, the supply rate of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion means the value assigned per unit time to the total of the supply amount of all the feed liquids.

ㆍ연마 시간: 피연마면에서 구리막이 제거되어, 배리어 금속막이 노출된 후, 추가로 30초 연마를 행한 시점을 연마 종점으로 하였다.Polishing time: After the copper film was removed from the surface to be polished and the barrier metal film was exposed, the time point of polishing for 30 seconds was further defined as the polishing end point.

(2) 평탄성의 평가 방법(2) Evaluation method of flatness

상기 조건에서 연마 처리 후의 기판 e의 피연마면에 대하여, 고해상도 프로파일러(KLA 텐코르사 제조, 형식 「HRP240ETCH」)를 이용하여, 구리 배선폭(라인, L)/절연막폭(스페이스, S)이 각각 100 μm/100 μm인 구리 배선 부분에서의 디싱량(nm)을 측정하였다. 그의 결과를 표 2에 나타내었다. 디싱량은 30 nm 이하인 것이 바람직하고, 20 nm 이하인 것이 보다 바람직하다.With respect to the to-be-polished surface of the board | substrate e after the grinding | polishing process on the said conditions, copper wiring width (line, L) / insulation film width (space, S) were made using the high resolution profiler (KLA Tencor company make, model "HRP240ETCH"). The dishing amount (nm) in the copper wiring part which is 100 micrometers / 100 micrometers, respectively was measured. The results are shown in Table 2. It is preferable that it is 30 nm or less, and, as for a dishing amount, it is more preferable that it is 20 nm or less.

구리 배선폭(라인, L)/절연막폭(스페이스, S)이 각각 9 μm/1 μm인 패턴에 있어서의 미세 배선 길이가 1000 μm 연속한 부분에서의 침식량(nm)을 측정하였다. 그의 결과를 표 2에 나타내었다. 침식량은 30 nm 이하인 것이 바람직하고, 20 nm 이하인 것이 보다 바람직하다.The erosion amount (nm) in the part where the micro wiring length was 1000 micrometers continuous in the pattern whose copper wiring width (line, L) / insulation film width (space, S) is 9 micrometers / 1 micrometer, respectively was measured. The results are shown in Table 2. It is preferable that it is 30 nm or less, and, as for the amount of erosion, it is more preferable that it is 20 nm or less.

4.7.2c. 침식 평가4.7.2c. Erosion Assessment

주사형 전자현미경(어플라이드 머테리얼사 제조, 형식 「SEM Vision G3」)을 이용하여, 주위가 절연부이고, 폭 0.18 um인 구리 배선이 배리어 금속막을 통해 고립되어 존재하고 있는 개소를 관찰하였다. 표 2에 있어서, 구리와 배리어 금속막의 계면에 폭이 0.01 μm 이상인 간극이 확인된 경우에는 침식이 있다고 하여 「×」로, 간극이 확인되지 않은 경우 또는 구리와 배리어 금속막의 계면에 폭이 0.01 μm 미만인 간극이 확인된 경우에는 침식이 없는 것으로 하여 「○」라고 표기하였다.Using a scanning electron microscope (manufactured by Applied Material Co., Ltd., model "SEM Vision G3"), the portion where the periphery was an insulating portion and a 0.18 um wide copper wiring was isolated through the barrier metal film was observed. In Table 2, when a gap having a width of 0.01 μm or more is found at the interface between the copper and the barrier metal film, there is an erosion, and the width is 0.01 μm at the time when the gap is not observed or at the interface between the copper and the barrier metal film. When less than the clearance gap was confirmed, it was described as "(circle)" as having no erosion.

Figure pct00007
Figure pct00007

4.7.2d. 평가 결과4.7.2d. Evaluation results

실시예 12 내지 18에서는 구리막에 대한 연마 속도가 7,000 옹스트롬/분 이상으로 충분히 높고, 배리어 금속막에 대한 연마 속도가 10 옹스트롬/분 이하로 충분히 낮다. 따라서, 구리막에 대한 연마 선택성이 우수함을 알 수 있었다.In Examples 12 to 18, the polishing rate for the copper film was sufficiently high at 7,000 angstroms / minute or more, and the polishing rate for the barrier metal film was sufficiently low at 10 angstroms / minute or less. Therefore, it turned out that the polishing selectivity with respect to a copper film is excellent.

이것에 대하여, 비교예 4에서는 (A) 성분을 사용하지 않기 때문에, 디싱, 침식, 부식이 악화되어 있었다.In contrast, in Comparative Example 4, since the component (A) was not used, dishing, erosion and corrosion were deteriorated.

비교예 5에서는 (B) 성분을 사용하지 않기 때문에, 디싱, 침식, 부식이 악화되어 있었다.In Comparative Example 5, since the component (B) was not used, dishing, erosion and corrosion were deteriorated.

비교예 6에서는 (C) 성분을 사용하지 않기 때문에, 연마 속도가 매우 작고, 평탄성을 평가할 수 없었다.In Comparative Example 6, since the component (C) was not used, the polishing rate was very small, and flatness could not be evaluated.

비교예 7에서는 (D) 성분을 사용하지 않기 때문에, 연마 속도가 매우 작고, 평탄성을 평가할 수 없었다.In Comparative Example 7, since the component (D) was not used, the polishing rate was very small, and flatness could not be evaluated.

참고예 2에서는 (E) 성분을 사용하지 않기 때문에, 연마 속도가 매우 작고, 평탄성을 평가할 수 없었다.In Reference Example 2, since the component (E) was not used, the polishing rate was very small, and flatness could not be evaluated.

10…유리 기판, 12…배선용 오목부, 20…배리어 금속막, 30…금속막10... Glass substrate, 12... 20 recess for wiring. Barrier metal film, 30... Metal film

Claims (17)

(A) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물,
(B) 알킬벤젠술폰산, 알킬나프탈렌술폰산, α-올레핀술폰산 및 이들의 염으로부터 선택되는 1종 이상인 계면활성제,
(C) 지립, 및
(D) 아미노산
을 포함하는 화학 기계 연마용 수계 분산체.
<화학식 1>
Figure pct00008

(상기 화학식 1에 있어서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자, 금속 원자, 또는 치환 또는 비치환된 알킬기를 나타내고, R3은 치환 또는 비치환된 알케닐기 또는 술폰산기(-SO3X)를 나타내되, 다만 X는 수소 이온, 암모늄 이온 또는 금속 이온을 나타냄)
(A) a compound represented by the following formula (1),
(B) at least one surfactant selected from alkylbenzenesulfonic acids, alkylnaphthalenesulfonic acids, α-olefinsulfonic acids and salts thereof,
(C) an abrasive grain, and
(D) amino acids
Aqueous dispersion for chemical mechanical polishing comprising a.
<Formula 1>
Figure pct00008

In Formula 1, R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, a metal atom, or a substituted or unsubstituted alkyl group, and R 3 represents a substituted or unsubstituted alkenyl group or sulfonic acid group (-SO 3 X ) With the proviso that X represents hydrogen ions, ammonium ions or metal ions)
제1항에 있어서, 상기 (B) 계면활성제는 알킬벤젠술폰산, 알킬벤젠술폰산칼륨 및 알킬벤젠술폰산암모늄으로부터 선택되는 1종 이상이며, 상기 계면활성제의 알킬기는 치환 또는 비치환의 탄소수 10 내지 20의 알킬기인 화학 기계 연마용 수계 분산체.The said (B) surfactant is 1 or more types chosen from alkylbenzene sulfonic acid, potassium alkylbenzene sulfonate, and ammonium alkylbenzene sulfonate, The alkyl group of the said surfactant is a substituted or unsubstituted C10-20 alkyl group. Aqueous dispersion for phosphorus chemical mechanical polishing. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 (B) 계면활성제는 도데실벤젠술폰산, 도데실벤젠술폰산칼륨 및 도데실벤젠술폰산암모늄으로부터 선택되는 1종 이상인 화학 기계 연마용 수계 분산체.The aqueous mechanical dispersion for chemical mechanical polishing according to claim 1 or 2, wherein the (B) surfactant is at least one selected from dodecylbenzenesulfonic acid, potassium dodecylbenzenesulfonic acid, and ammonium dodecylbenzenesulfonic acid. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 (C) 지립은 실리카 및 유기 무기 복합 입자로부터 선택되는 1종 이상인 화학 기계 연마용 수계 분산체.The chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to any one of claims 1 to 3, wherein the (C) abrasive grain is at least one selected from silica and organic inorganic composite particles. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 추가로, (E) 산화제를 포함하는 화학 기계 연마용 수계 분산체.The aqueous mechanical dispersion for chemical mechanical polishing according to any one of claims 1 to 4, further comprising (E) an oxidizing agent. 제5항에 있어서, 상기 (E) 산화제는 과산화수소인 화학 기계 연마용 수계 분산체.The chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to claim 5, wherein the (E) oxidant is hydrogen peroxide. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 추가로, (F) 산암모늄염을 포함하는 화학 기계 연마용 수계 분산체.The aqueous mechanical dispersion for chemical mechanical polishing according to any one of claims 1 to 6, further comprising (F) an ammonium acid salt. 제7항에 있어서, 상기 (F) 산암모늄염은 아미드황산암모늄인 화학 기계 연마용 수계 분산체.8. The aqueous mechanical dispersion for chemical mechanical polishing according to claim 7, wherein the ammonium acid salt (F) is ammonium amide sulfate. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 전기 광학 표시 장치용 기판에 설치된 구리 또는 구리 합금을 포함하는 배선층을 연마하기 위해서 이용되는 화학 기계 연마용 수계 분산체.The chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to any one of claims 1 to 8, which is used for polishing a wiring layer comprising copper or a copper alloy provided on a substrate for an electro-optical display device. 전기 광학 표시 장치용 기판에 설치된 구리 또는 구리 합금을 포함하는 배선층을 연마하기 위해서, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 화학 기계 연마용 수계 분산체를 이용하는 화학 기계 연마 방법.The chemical mechanical polishing method using the chemical mechanical polishing aqueous dispersion of any one of Claims 1-9 in order to grind | wire the wiring layer containing copper or a copper alloy provided in the board | substrate for electro-optic display devices. 제1의 조성물 및 제2의 조성물로부터 구성된 화학 기계 연마용 수계 분산체를 제조하기 위한 키트이며,
상기 제1의 조성물은
(A) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물,
(B) 계면활성제,
(C) 지립, 및
(D) 아미노산을 포함하고,
상기 제2의 조성물은 (E) 산화제를 포함하는 것인 화학 기계 연마용 수계 분산체 제조용 키트.
<화학식 1>
Figure pct00009

(상기 화학식 1에 있어서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자, 금속 원자, 또는 치환 또는 비치환된 알킬기를 나타내고, R3은 치환 또는 비치환된 알케닐기 또는 술폰산기(-SO3X)를 나타내되, 다만 X는 수소 이온, 암모늄 이온 또는 금속 이온을 나타냄)
A kit for preparing a chemical mechanical polishing aqueous dispersion composed from a first composition and a second composition,
The first composition is
(A) a compound represented by the following formula (1),
(B) surfactants,
(C) an abrasive grain, and
(D) comprises amino acids,
The second composition is a kit for producing an aqueous dispersion for chemical mechanical polishing (E) comprising an oxidizing agent.
<Formula 1>
Figure pct00009

In Formula 1, R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, a metal atom, or a substituted or unsubstituted alkyl group, and R 3 represents a substituted or unsubstituted alkenyl group or sulfonic acid group (-SO 3 X ) With the proviso that X represents hydrogen ions, ammonium ions or metal ions)
제11항에 있어서, 상기 제1의 조성물은 추가로 (F) 산암모늄염을 포함하는 것인 화학 기계 연마용 수계 분산체 제조용 키트.12. The kit of claim 11, wherein the first composition further comprises (F) ammonium acid salt. 제3의 조성물 및 제4의 조성물로부터 구성된 화학 기계 연마용 수계 분산체를 제조하기 위한 키트이며,
상기 제3의 조성물은 (C) 지립을 포함하고,
상기 제4의 조성물은 (D) 아미노산을 포함하고,
상기 제3의 조성물 및 상기 제4의 조성물의 적어도 한쪽은
(A) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 및
(B) 계면활성제를 포함하고,
상기 제3의 조성물 및 상기 제4의 조성물의 적어도 한쪽은 (E) 산화제를 포함하는 것인 화학 기계 연마용 수계 분산체 제조용 키트.
<화학식 1>
Figure pct00010

(상기 화학식 1에 있어서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자, 금속 원자, 또는 치환 또는 비치환된 알킬기를 나타내고, R3은 치환 또는 비치환된 알케닐기 또는 술폰산기(-SO3X)를 나타내되, 다만 X는 수소 이온, 암모늄 이온 또는 금속 이온을 나타냄)
A kit for preparing a chemical mechanical polishing aqueous dispersion composed from a third composition and a fourth composition,
The third composition comprises (C) an abrasive,
The fourth composition comprises (D) an amino acid,
At least one of the third composition and the fourth composition
(A) a compound represented by the following formula (1), and
(B) contains a surfactant,
The at least one of the said 3rd composition and the said 4th composition contains the (E) oxidizing agent, The kit for manufacture of the aqueous dispersion for chemical mechanical polishing.
<Formula 1>
Figure pct00010

In Formula 1, R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, a metal atom, or a substituted or unsubstituted alkyl group, and R 3 represents a substituted or unsubstituted alkenyl group or sulfonic acid group (-SO 3 X ) With the proviso that X represents hydrogen ions, ammonium ions or metal ions)
제13항에 있어서, 상기 제3의 조성물 및 상기 제4의 조성물의 적어도 한쪽은 추가로 (F) 산암모늄염을 포함하는 것인 화학 기계 연마용 수계 분산체 제조용 키트. The kit of claim 13, wherein at least one of the third composition and the fourth composition further comprises (F) ammonium acid salt. 제5의 조성물, 제6의 조성물 및 제7의 조성물로부터 구성된 화학 기계 연마용 수계 분산체를 제조하기 위한 키트이며,
상기 제5의 조성물은 (E) 산화제를 포함하고,
상기 제6의 조성물은 (C) 지립을 포함하고,
상기 제7의 조성물은 (D) 아미노산을 포함하고,
상기 제5의 조성물, 상기 제6의 조성물 및 상기 제7의 조성물로부터 선택되는 1종 이상은
(A) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 및
(B) 계면활성제를 포함하는 것인 화학 기계 연마용 수계 분산체 제조용 키트.
<화학식 1>
Figure pct00011

(상기 화학식 1에 있어서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자, 금속 원자, 또는 치환 또는 비치환된 알킬기를 나타내고, R3은 치환 또는 비치환된 알케닐기 또는 술폰산기(-SO3X)를 나타내되, 다만 X는 수소 이온, 암모늄 이온 또는 금속 이온을 나타냄)
A kit for producing a chemical mechanical polishing aqueous dispersion composed from a fifth composition, a sixth composition, and a seventh composition,
The fifth composition comprises (E) an oxidizing agent,
The sixth composition comprises (C) abrasive grains,
The seventh composition comprises (D) an amino acid,
At least one selected from the fifth composition, the sixth composition and the seventh composition is
(A) a compound represented by the following formula (1), and
(B) A kit for producing an aqueous dispersion for chemical mechanical polishing comprising a surfactant.
<Formula 1>
Figure pct00011

In Formula 1, R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, a metal atom, or a substituted or unsubstituted alkyl group, and R 3 represents a substituted or unsubstituted alkenyl group or sulfonic acid group (-SO 3 X ) With the proviso that X represents hydrogen ions, ammonium ions or metal ions)
제15항에 있어서, 추가로, 상기 제5의 조성물, 상기 제6의 조성물 및 상기 제7의 조성물로부터 선택되는 1종 이상은 추가로 (F) 산암모늄염을 포함하는 것인 화학 기계 연마용 수계 분산체 제조용 키트.The aqueous chemical mechanical polishing system according to claim 15, wherein at least one selected from the fifth composition, the sixth composition and the seventh composition further comprises (F) ammonium acid salt. Kit for preparing dispersions. 제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 기재된 화학 기계 연마용 수계 분산체 제조용 키트의 각 조성물을 혼합하는 공정을 포함하는 화학 기계 연마용 수계 분산체의 제조 방법. The manufacturing method of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion containing the process of mixing each composition of the kit for chemical-mechanical polishing aqueous dispersion manufacture of any one of Claims 11-16.
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