TWI853796B - 研磨組合物、及調整研磨速度之方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之研磨組合物係研磨銅或銅合金及樹脂者，且包含氧化鋁研磨粒、甘胺酸、過氧化氫水、及水。
Description
本發明係關於一種研磨組合物、及調整使用該研磨組合物之研磨速度的方法。
近年來，隨著印刷基板、模組基板、封裝基板等之小型化及高積體化，推進配線之微細化及高密度化。該配線由於多次重疊形成凹凸，故而必須藉由研磨除去該凹凸，使其平坦。
先前，印刷基板等中，藉由於包含樹脂之絕緣基板上積層包含銅或銅合金之配線而形成導電層。作為研磨銅或銅合金之研磨組合物，例如已知包含膠體二氧化矽等研磨粒、銅錯合劑、烷基苯磺酸三乙醇胺、及水之研磨組合物(專利文獻1)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2015-90922號公報
[發明所欲解決之問題]
最近期望研磨銅或銅合金時，亦同時研磨構成絕緣基板之樹脂。尤其，期望一面調整銅或銅合金相對於樹脂之研磨速度之研磨速度，一面同時研磨銅或銅合金及樹脂。然而，關於同時研磨銅或銅合金及樹脂的研磨組合物至今為止未進行任何研究。
本發明係鑒於此種現狀而成者，其課題在於提供一種可調整銅或銅合金相對於樹脂之研磨速度之研磨速度的研磨組合物。
[解決問題之技術手段]
本發明者等人發現使用包含氧化鋁研磨粒、甘胺酸、過氧化氫水及水的研磨組合物，同時研磨銅或銅合金及樹脂時，調整上述甘胺酸之含量，藉此可調整銅或銅合金相對於樹脂之研磨速度之研磨速度。本發明之要旨如以下所述。
本發明之研磨組合物係研磨銅或銅合金及樹脂者，且包含氧化鋁研磨粒、甘胺酸、過氧化氫水、及水。
本發明之研磨組合物較佳為進而含有陰離子界面活性劑。
本發明之研磨組合物較佳為上述陰離子界面活性劑為烷基苯磺酸。
本發明之研磨組合物較佳為pH為7.0以上11.0以下。
本發明之調整研磨速度之方法藉由使用本發明之研磨組合物調整上述甘胺酸之含量，而調整銅或銅合金相對於樹脂之研磨速度之研磨速度。
以下，對本發明之實施形態之研磨組合物進行說明。
＜研磨組合物＞
本發明之實施形態的研磨組合物包含氧化鋁研磨粒、甘胺酸、過氧化氫水及水。
(氧化鋁研磨粒)
本實施形態之研磨組合物含有氧化鋁研磨粒。作為上述氧化鋁研磨粒，並無特別限定，可適當選自公知之各種氧化鋁粒子中而使用。作為此種公知之氧化鋁粒子，例如可列舉：α-氧化鋁、γ-氧化鋁、δ-氧化鋁、θ-氧化鋁、η-氧化鋁、κ-氧化鋁、χ-氧化鋁等。又，根據因製法之分類，上述公知之氧化鋁粒子之例中亦包含稱為發煙氧化鋁之氧化鋁(典型而言高溫煅燒氧化鋁鹽時生產之氧化鋁微粒子)、稱為膠體氧化鋁或氧化鋁溶膠之氧化鋁(例如水鋁石等氧化鋁水合物)。該等氧化鋁粒子可單獨使用，亦可將2種以上組合使用。
上述研磨組合物中之上述氧化鋁研磨粒的含量較佳為0.3質量%以上，較佳為5.0質量%以下。若上述氧化鋁研磨粒之含量為上述範圍，則可維持較高之研磨性且抑制保存穩定性之降低。上述氧化鋁研磨粒之含量更佳為1.0質量%以上，更佳為3.0質量%以下。再者，上述氧化鋁研磨粒包含2種以上之情形時，上述氧化鋁研磨粒之含量設為上述氧化鋁研磨粒之合計含量。
(甘胺酸)
本實施形態之研磨組合物含有甘胺酸。上述研磨組合物包含下述過氧化氫水，故而藉由調整甘胺酸之含量，可調整銅或銅合金相對於樹脂之研磨速度之研磨速度。又，甘胺酸可降低銅或銅合金之研磨後的表面粗度。
上述研磨組合物中之上述甘胺酸的含量較佳為0.3質量%以上，較佳為15.0質量%以下。若上述甘胺酸之含量為上述範圍，則可更降低銅或銅合金之研磨後的表面粗度。上述甘胺酸之含量更佳為0.4質量%以上，更佳為5.0質量%以下。
(過氧化氫水)
本實施形態之研磨組合物含有過氧化氫水。上述研磨組合物中之上述過氧化氫水之含量，就高精度調整銅或銅合金相對於樹脂之研磨速度之研磨速度的觀點而言，較佳為0.1質量%以上，較佳為3.0質量%以下。
(陰離子界面活性劑)
本實施形態之研磨組合物亦可視需要包含陰離子界面活性劑。作為上述陰離子界面活性劑，例如可列舉：聚丙烯酸、烷基苯磺酸、烷磺酸及α-烯烴磺酸、以及該等之鹽等。該等之中，較佳為烷基苯磺酸或其鹽。再者，該等陰離子界面活性劑可單獨使用，亦可將2種以上組合使用。
作為上述烷基苯磺酸，例如可列舉：C6至C20之烷基苯磺酸，具體而言，可列舉：癸基苯磺酸、十一烷基苯磺酸、十二烷基苯磺酸、十三烷基苯磺酸、十四烷基苯磺酸等。該等之中，就銅或銅合金對表面之吸附速度及研磨之容易性的觀點而言，較佳為十二烷基苯磺酸。又，作為烷基苯磺酸鹽，例如可列舉：烷基苯磺酸鈉、烷基苯磺酸三乙醇胺等。
本實施形態之研磨組合物藉由包含甘胺酸，存在上述銅或銅合金相對於樹脂之研磨速度之研磨速度上升之情形。然而，本實施形態之研磨組合物藉由包含陰離子界面活性劑，該陰離子界面活性劑於研磨時，吸附於銅或銅合金之表面，保護上述銅或銅合金。其結果，可抑制上述銅或銅合金相對於樹脂之研磨速度之研磨速度的上升。進而，上述研磨組合物中，陰離子界面活性劑藉由吸附於上述氧化鋁研磨粒表面而形成簇，提高上述氧化鋁研磨粒之分散性。藉此，可防止上述氧化鋁研磨粒之沈降，故而可將研磨組合物均一供給於研磨墊上。又，形成之上述簇之粒徑大於上述氧化鋁之粒徑。藉此，可提高樹脂之研磨速度。
上述研磨組合物中之上述陰離子界面活性劑的含量較佳為0.3質量%以上，較佳為3.0質量%以下。若上述陰離子界面活性劑之含量為上述範圍，則可更抑制銅或銅合金相對於樹脂之研磨速度之研磨速度之上升。上述陰離子界面活性劑之含量更佳為0.5質量%以上，更佳為1.5質量%以下。再者，上述陰離子界面活性劑包含2種以上之情形時，上述陰離子界面活性劑之含量設為上述陰離子界面活性劑之合計含量。
(水)
本實施形態之研磨組合物係氧化鋁研磨粒、甘胺酸及界面活性劑溶解或懸浮於水中。上述水較佳為使用離子交換水等雜質較少者，以不阻礙氧化鋁研磨粒、甘胺酸及界面活性劑之各種作用。
(消泡劑)
本實施形態之研磨組合物可視需要包含消泡劑。藉由該構成，可抑制研磨組合物之起泡，可更均一研磨銅或銅合金及樹脂。作為上述消泡劑，例如可列舉：聚矽氧乳液、非離子系界面活性劑等。上述研磨組合物中之上述消泡劑之含量較佳為0.05質量%以上，較佳為0.3質量%以下。
(pH調整劑)
本實施形態之研磨組合物較佳為pH為7.0以上11.0以下。藉由該構成，可提高對於樹脂之機械研磨力，提高樹脂之研磨速度。另一方面，藉由對於銅或銅合金，於上述銅或銅合金之表面吸附陰離子界面活性劑，可抑制上述銅或銅合金之研磨速度的上升。由於將pH調整為上述範圍，故而本實施形態之研磨組合物可視需要包含pH調整劑。作為上述pH調整劑，例如可列舉：有機酸、無機酸等酸、氨、KOH等無機鹼、氫氧化四甲基氨(TMAH)等有機鹼等。
再者，本發明之研磨組合物並不限定於上述實施形態。又，本發明之研磨組合物並不限定於上述作用效果。本發明之研磨組合物可於不脫離本發明之要旨之範圍進行各種變更。
＜研磨對象物＞
本實施形態之研磨組合物係研磨銅或銅合金及樹脂。作為上述銅或銅合金，例如可列舉：銅、錫-銅合金、鎳-銅合金等。又，作為上述樹脂，例如可列舉：環氧樹脂、酚樹脂、聚醯亞胺樹脂等。
作為以本實施形態之研磨組合物研磨之研磨對象物，可列舉包含銅或銅合金及樹脂的印刷基板、模組基板、封裝基板等。
＜調整研磨速度之方法＞
調整本實施形態之研磨速度之方法係使用上述研磨組合物，調整甘胺酸之含量，藉此調整銅或銅合金相對於樹脂之研磨速度之研磨速度。藉由該構成，可容易調整銅或銅合金相對於樹脂之研磨速度之研磨速度。
實施例
以下，對本發明之實施例進行說明，但本發明並不限定於以下實施例。
＜研磨組合物之調整＞
製作表1所示之組成之研磨組合物A~I(實施例)、及表2所示之組成的研磨組合物a~e(比較例)。表2所示之組成之研磨組合物a~e除增加水之含量代替不含過氧化氫水以外，分別與表1所示之組成的研磨組合物A~E同樣。以下表示各成分之詳細。
氧化鋁研磨粒：A9225(Saint-Gobain(股)製造)
甘胺酸：扶桑化學工業(股)製造
LAS：十二烷基苯磺酸三乙醇胺(東邦化學工業(股)製造)
矽酮系消泡劑：聚矽氧乳液(Senka(股)製造)
KOH：東亞合成(股)製造
過氧化氫水：關東化學(股)製造
水：離子交換水
＜pH之測定＞
各研磨組合物之pH係使用pH測定計進行測定。
＜研磨速度之測定＞
使用各研磨組合物，以下述條件研磨被研磨物，求出研磨速度。結果示於表1及2、以及圖1及2。
被研磨物：聚醯亞胺(成膜於矽晶圓)、銅(鍍覆於矽晶圓)
研磨機：FREX(荏原製作所(股)製造)
研磨壓：3 psi
漿料流量：300 mL/min
研磨盤轉數/載具轉數：103 rpm/97 rpm
研磨時間：1 min
研磨墊：IC1000(Nittahaas(股)製造)
＜表面粗度之測定＞
使用各研磨組合物研磨銅後，使用非接觸表面粗度測定器(Wyko NT9300，Veeco公司製造)，測定銅之表面粗度Ra。測定結果示於表1及2、以及圖1及2。
＜分散穩定性之評價＞
將各研磨組合物100 ml分取於側面為透明或半透明之塑膠容器並充分攪拌後，於室溫下靜置10分鐘，藉此獲得各研磨組合物之漿料。並且，目視觀察各漿料，藉此進行分散穩定性之評價。評價基準如以下所述。評價結果示於表1。
○：未觀察到研磨粒沈降於容器下部之情況。
×：觀察到研磨粒沈降於容器下部之情況。
[表1]
[表2]
如表1所示，全部滿足本發明之要件的研磨組合物A~E中，可根據甘胺酸之含量，調整銅相對於聚醯亞胺樹脂之研磨速度之研磨速度。又，全部滿足本發明之要件的研磨組合物C、F、G、H及I中，含有LAS，藉此可抑制銅相對於聚醯亞胺樹脂之研磨速度之研磨速度之上升。
另一方面，如表2所示，不包含過氧化氫水之研磨組合物a~e即便改變甘胺酸之含量，亦無法調整銅相對於聚醯亞胺樹脂之研磨速度之研磨速度。
[相關申請案之參照]
本申請案主張日本專利特願2017-250050號之優先權，藉由引用而組入本申請案說明書之記載中。
圖1係表示使用實施例之研磨組合物研磨聚醯亞胺及銅時之研磨速度、以及研磨銅後之表面粗度的圖表。
圖2係表示使用比較例之研磨組合物研磨聚醯亞胺及銅時之研磨速度、以及研磨銅後之表面粗度的圖表。
Claims (4)
- 一種研磨組合物，其係研磨銅或銅合金及樹脂者，且包含：氧化鋁研磨粒、甘胺酸、過氧化氫水、及水，上述氧化鋁研磨粒的含量為0.3質量%以上3.0質量%以下，上述過氧化氫水的含量為0.1質量%以上3.0質量%以下，上述甘胺酸的含量為0.3質量%以上15.0質量%以下，上述研磨組合物進而含有陰離子界面活性劑，上述陰離子界面活性劑的含量為0.3質量%以上3.0質量%以下。
- 如請求項1之研磨組合物，其中上述陰離子界面活性劑為烷基苯磺酸。
- 如請求項1或2之研磨組合物，其pH為7.0以上11.0以下。
- 一種調整研磨速度之方法，其使用如請求項1至3中任一項之研磨組合物，且該方法係藉由調整上述甘胺酸之含量，而調整相對於樹脂之研磨速度之銅或銅合金之研磨速度。
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| JP2017250050A JP7057662B2 (ja) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | 研磨組成物、及び、研磨速度を調整する方法 |
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| JP2009129977A (ja) | 2007-11-20 | 2009-06-11 | Jsr Corp | 多層回路基板の研磨方法および多層回路基板 |
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