(57)【要約】      （修正有）【課題】樹脂の研磨速度に対する銅又は銅合金の研磨速度を調整することが可能な研磨組成物、及び、該研磨組成物を用いた研磨速度を調整する方法を提供する。【解決手段】銅又は銅合金と樹脂とを研磨する研磨組成物であって、アルミナ砥粒と、グリシンと、過酸化水素水と、水と、を含む、研磨組成物。さらに、アニオン界面活性剤を含有する研磨組成物。アニオン界面活性剤がアルキルベンゼンスルホン酸であることが好ましい。前記グリシンの含有量を調整することにより、樹脂の研磨速度に対する銅又は銅合金の研磨速度を調整する方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅又は銅合金と樹脂とを研磨する研磨組成物であって、
アルミナ砥粒と、
グリシンと、
過酸化水素水と、
水と、
を含む、研磨組成物。
【請求項２】
さらに、アニオン界面活性剤を含有する、請求項１に記載の研磨組成物。
【請求項３】
前記アニオン界面活性剤が、アルキルベンゼンスルホン酸である、請求項２に記載の研磨組成物。
【請求項４】
ｐＨが、７．０以上１１．０以下である、請求項１〜３のいずれか一つに記載の研磨組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一つに記載の研磨組成物を用いて研磨速度を調整する方法であって、
前記グリシンの含有量を調整することにより、樹脂の研磨速度に対する銅又は銅合金の研磨速度を調整する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨組成物、及び、該研磨組成物を用いた研磨速度を調整する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリント基板、モジュール基板、パッケージ基板等の小型化及び高集積化に伴い、配線の微細化及び高密度化が進められている。この配線は、幾重にも重ねられて凹凸を形成することから、研磨により該凹凸を除去し、平坦にする必要がある。
【０００３】
従来、プリント基板等では、樹脂からなる絶縁基板上に銅又は銅合金からなる配線を積層させることにより導電層を形成する。銅又は銅合金を研磨する研磨組成物としては、例えば、コロイダルシリカ等の砥粒と、銅錯化剤と、アルキルベンゼンスルホン酸トリエタノールアミンと、水とを含む研磨組成物が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−９０９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
最近では、銅又は銅合金を研磨する際、絶縁基板を構成する樹脂も同時に研磨したいという要望がある。特に、樹脂の研磨速度に対する銅又は銅合金の研磨速度を調整しながら、銅又は銅合金と樹脂とを同時に研磨することが望まれている。しかしながら、銅又は銅合金と樹脂とを同時に研磨する研磨組成物について、これまで何ら検討がされていなかった。
【０００６】
本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、樹脂の研磨速度に対する銅又は銅合金の研磨速度を調整することが可能な研磨組成物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、アルミナ砥粒、グリシン、過酸化水素水及び水を含む研磨組成物を用いて銅又は銅合金と樹脂とを同時に研磨する際、前記グリシンの含有量を調整することにより、樹脂の研磨速度に対する銅又は銅合金の研磨速度を調整することができることを見出した。本発明の要旨は、以下の通りである。
【０００８】
本発明に係る研磨組成物は、銅又は銅合金と樹脂とを研磨し、アルミナ砥粒と、グリシンと、過酸化水素水と、水と、を含む。
【０００９】
前記研磨組成物は、過酸化水素水を含むため、グリシンの含有量を調整することにより、樹脂の研磨速度に対する銅又は銅合金の研磨速度を調整することができる。また、前記研磨組成物は、グリシンを含むことにより、銅又は銅合金の研磨後の表面粗さを低減することができる。
【００１０】
本発明に係る研磨組成物は、さらに、アニオン界面活性剤を含有することが好ましい。
【００１１】
本発明に係る研磨組成物は、グリシンを含むことにより、樹脂の研磨速度に対する前記銅又は銅合金の研磨速度が上昇する場合がある。しかしながら、本発明に係る研磨組成物がアニオン界面活性剤を含むことにより、該アニオン界面活性剤が、研磨の際、銅又は銅合金の表面に吸着して、前記銅又は銅合金を保護する。その結果、樹脂の研磨速度に対する前記銅又は銅合金の研磨速度の上昇を抑制することができる。さらに、前記アニオン界面活性剤は、アルミナ砥粒表面に吸着することによりクラスターを形成し、前記アルミナ砥粒の分散性を向上させる。これにより、前記アルミナ砥粒の沈降を防ぐことができるため、研磨組成物を研磨パッド上に均一に供給することができる。また、形成された前記クラスターの粒子径は、前記アルミナ砥粒の粒子径よりも大きくなる。これにより、樹脂の研磨速度を向上させることができる。
【００１２】
本発明に係る研磨組成物は、前記アニオン界面活性剤が、アルキルベンゼンスルホン酸であることが好ましい。
【００１３】
アルキルベンゼンスルホン酸は、研磨の際、銅又は銅合金の表面により吸着しやすい。その結果、樹脂の研磨速度に対して前記銅又は銅合金の研磨速度の上昇をより抑制することができる。また、アルミナ砥粒は、表面にアルキルベンゼンスルホン酸が吸着することによりクラスターを形成し、分散性がより向上する。その結果、前記アルミナ砥粒の沈降をより防ぐことができるため、研磨組成物を研磨パッド上により均一に供給することができる。さらに、形成された前記クラスターの粒子径は、前記アルミナ砥粒の粒子径よりもより大きくなる。これにより、樹脂の研磨速度をより向上させることができる。
【００１４】
本発明に係る研磨組成物は、ｐＨが、７．０以上１１．０以下であることが好ましい。
【００１５】
斯かる構成により、樹脂に対する機械的研磨力が向上し、樹脂の研磨速度を向上させることができる。一方、銅又は銅合金に対しては、前記銅又は銅合金の表面にアニオン界面活性剤が吸着することにより、前記銅又は銅合金の研磨速度の上昇を抑制することができる。
【００１６】
本発明に係る研磨速度を調整する方法は、本発明に係る研磨組成物を用いて、前記グリシンの含有量を調整することにより、樹脂の研磨速度に対する銅又は銅合金の研磨速度を調整する。
【００１７】
斯かる構成により、樹脂の研磨速度に対する銅又は銅合金の研磨速度を容易に調整することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、樹脂の研磨速度に対する銅又は銅合金の研磨速度を調整することが可能な研磨組成物、及び、該研磨組成物を用いた研磨速度を調整する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例の研磨組成物を用いてポリイミド及び銅を研磨した際の研磨速度、並びに、銅を研磨した後の表面粗さを示すグラフである。
【図２】比較例の研磨組成物を用いてポリイミド及び銅を研磨した際の研磨速度、並びに、銅を研磨した後の表面粗さを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態に係る研磨組成物について説明する。
【００２１】
＜研磨組成物＞
本発明の実施形態に係る研磨組成物は、アルミナ砥粒、グリシン、過酸化水素水及び水を含む。
【００２２】
（アルミナ砥粒）
本実施形態に係る研磨組成物は、アルミナ砥粒を含有する。前記アルミナ砥粒としては、特に限定されるものではなく、公知の各種アルミナ粒子の中から適宜選択して用いることができる。このような公知のアルミナ粒子としては、例えば、α−アルミナ、γ−アルミナ、δ−アルミナ、θ−アルミナ、η−アルミナ、κ−アルミナ、χ−アルミナ等が挙げられる。また、製法による分類に基づき、ヒュームドアルミナと称されるアルミナ（典型的にはアルミナ塩を高温焼成する際に生産されるアルミナ微粒子）、コロイダルアルミナ又はアルミナゾルと称されるアルミナ（例えばベーマイト等のアルミナ水和物）も、前記公知のアルミナ粒子の例に含まれる。これらのアルミナ粒子は、単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２３】
前記研磨組成物における、前記アルミナ砥粒の含有量は、０．３質量％以上であることが好ましく、５．０質量％以下であることが好ましい。前記アルミナ砥粒の含有量が前記範囲であると、高い研磨性を維持しつつ、保存安定性の低下を抑制することができる。前記アルミナ砥粒の含有量は、１．０質量％以上であることがより好ましく、３．０質量％以下であることがより好ましい。なお、前記アルミナ砥粒が２種以上含まれる場合、前記アルミナ砥粒の含有量は、前記アルミナ砥粒の合計含有量とする。
【００２４】
（グリシン）
本実施形態に係る研磨組成物は、グリシンを含有する。前記研磨組成物は、後述する過酸化水素水を含むため、グリシンの含有量を調整することにより、樹脂の研磨速度に対する銅又は銅合金の研磨速度を調整することができる。また、グリシンは、銅又は銅合金の研磨後の表面粗さを低減することができる。
【００２５】
前記研磨組成物における、前記グリシンの含有量は、０．３質量％以上であることが好ましく、１５．０質量％以下であることが好ましい。前記グリシンの含有量が前記範囲であると、銅又は銅合金の研磨後の表面粗さをより低減することができる。前記グリシンの含有量は、０．４質量％以上であることがより好ましく、５．０質量％以下であることがより好ましい。
【００２６】
（過酸化水素水）
本実施形態に係る研磨組成物は、過酸化水素水を含有する。前記研磨組成物における、前記過酸化水素水の含有量は、樹脂の研磨速度に対する銅又は銅合金の研磨速度を精度良く調整する観点から、０．１質量％以上であることが好ましく、３．０質量％以下であることが好ましい。
【００２７】
（アニオン界面活性剤）
本実施形態に係る研磨組成物は、必要に応じて、アニオン界面活性剤を含んでいてもよい。前記アニオン界面活性剤としては、例えば、ポリアクリル酸、アルキルベンゼンスルホン酸、アルカンスルホン酸及びα−オレフィンスルホン酸、並びに、これらの塩等が挙げられる。これらの中でも、アルキルベンゼンスルホン酸又はその塩であることが好ましい。なお、これらのアニオン界面活性剤は、単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２８】
前記アルキルベンゼンスルホン酸としては、例えば、Ｃ６からＣ２０のアルキルベンゼンスルホン酸が挙げられ、具体的には、デシルベンゼンスルホン酸、ウンデシルベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、トリデシルベンゼンスルホン酸、テトラデシルベンゼンスルホン酸等が挙げられる。これらの中でも、銅又は銅合金の表面への吸着速度及び研磨の容易性の観点から、ドデシルベンゼンスルホン酸であることが好ましい。また、アルキルベンゼンスルホン酸塩としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルベンゼンスルホン酸トリエタノールアミン等が挙げられる。
【００２９】
本実施形態に係る研磨組成物は、アニオン界面活性剤を含むことにより、該アニオン界面活性剤が、研磨の際、銅又は銅合金の表面に吸着して、前記銅又は銅合金を保護する。その結果、樹脂の研磨速度に対する前記銅又は銅合金の研磨速度の上昇を抑制することができる。さらに、前記研磨組成物において、アニオン界面活性剤は、前記アルミナ砥粒表面に吸着することによりクラスターを形成し、前記アルミナ砥粒の分散性を向上させる。これにより、前記アルミナ砥粒の沈降を防ぐことができるため、研磨組成物を研磨パッド上に均一に供給することができる。また、形成された前記クラスターの粒子径は、前記アルミナの粒子径よりも大きくなる。これにより、樹脂の研磨速度を向上させることができる。
【００３０】
前記研磨組成物における、前記アニオン界面活性剤の含有量は、０．３質量％以上であることが好ましく、３．０質量％以下であることが好ましい。前記アニオン界面活性剤の含有量が前記範囲であると、樹脂の研磨速度に対する銅又は銅合金の研磨速度の上昇をより抑制することができる。前記アニオン界面活性剤の含有量は、０．５質量％以上であることがより好ましく、１．５質量％以下であることがより好ましい。なお、前記アニオン界面活性剤が２種以上含まれる場合、前記アニオン界面活性剤の含有量は、前記アニオン界面活性剤の合計含有量とする。
【００３１】
（水）
本実施形態に係る研磨組成物は、アルミナ砥粒、グリシン及び界面活性剤が水に溶解又は懸濁されている。前記水は、アルミナ砥粒、グリシン及び界面活性剤の各種作用を阻害しないように、イオン交換水等の不純物が少ないものを用いることが好ましい。
【００３２】
（消泡剤）
本実施形態に係る研磨組成物は、必要に応じて、消泡剤を含んでいてもよい。斯かる構成により、研磨組成物の泡立ちを抑制し、銅又は銅合金及び樹脂をより均一に研磨することができる。前記消泡剤としては、例えば、シリコーンエマルジョン、ノニオン系界面活性剤等が挙げられる。前記研磨組成物における、前記消泡剤の含有量は、０．０５質量％以上であることが好ましく、０．３質量％以下であることが好ましい。
【００３３】
（ｐＨ調整剤）
本実施形態に係る研磨組成物は、ｐＨが、７．０以上１１．０以下であることが好ましい。斯かる構成により、樹脂に対する機械的研磨力が向上し、樹脂の研磨速度を向上させることができる。一方、銅又は銅合金に対しては、前記銅又は銅合金の表面にアニオン界面活性剤が吸着することにより、前記銅又は銅合金の研磨速度の上昇を抑制することができる。ｐＨを前記範囲に調整するため、本実施形態に係る研磨組成物は、必要に応じて、ｐＨ調整剤を含んでいてもよい。前記ｐＨ調整剤としては、例えば、有機酸、無機酸等の酸、アンモニア、ＫＯＨ等の無機塩基、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）等の有機塩基等が挙げられる。
【００３４】
なお、本発明に係る研磨組成物は、前記実施形態に限定されるものではない。また、本発明に係る研磨組成物は、上述の作用効果に限定されるものでもない。本発明に係る研磨組成物は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００３５】
＜研磨対象物＞
本実施形態に係る研磨組成物は、銅又は銅合金と樹脂とを研磨する。前記銅又は銅合金としては、例えば、銅、錫−銅合金、ニッケル−銅合金等が挙げられる。また、前記樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。
【００３６】
本実施形態に係る研磨組成物で研磨する研磨対象物としては、銅又は銅合金と樹脂とを含むプリント基板、モジュール基板、パッケージ基板等が挙げられる。
【００３７】
＜研磨速度を調整する方法＞
本実施形態に係る研磨速度を調整する方法は、上述の研磨組成物を用いて、グリシンの含有量を調整することにより、樹脂の研磨速度に対する銅又は銅合金の研磨速度を調整する。斯かる構成により、樹脂の研磨速度に対する銅又は銅合金の研磨速度を容易に調整することができる。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００３９】
＜研磨組成物の調整＞
表１に示す組成の研磨組成物Ａ〜Ｉ（実施例）、及び、表２に示す組成の研磨組成物ａ〜ｅ（比較例）を作製した。表２に示す組成の研磨組成物ａ〜ｅは、過酸化水素水を含まない代わりに水の含有量を増やしたこと以外は、それぞれ、表１に示す組成の研磨組成物Ａ〜Ｅと同様である。各成分の詳細を以下に示す。
アルミナ砥粒：Ａ９２２５（サンゴバン（株）製）
グリシン：扶桑化学工業（株）製
ＬＡＳ：ドデシルベンゼンスルホン酸トリエタノールアミン（東邦化学工業（株）製）
シリコーン系消泡剤：シリコーンエマルジョン（センカ（株）製）
ＫＯＨ：東亞合成（株）製
過酸化水素水：関東化学（株）製
水：イオン交換水
【００４０】
＜ｐＨの測定＞
各研磨組成物のｐＨは、ｐＨメーターを用いて測定した。
【００４１】
＜研磨速度の測定＞
各研磨組成物を用いて、下記条件で被研磨物を研磨し、研磨速度を求めた。結果を表１及び２、並びに、図１及び２に示す。
被研磨物：ポリイミド（シリコンウェハに成膜）、銅（シリコンウェハにメッキ）
研磨機：ＦＲＥＸ（（株）荏原製作所製）
研磨圧：３ｐｓｉ
スラリー流量：３００ｍＬ／ｍｉｎ
プラテン回転数／キャリア回転数：１０３ｒｐｍ／９７ｒｐｍ
研磨時間：１ｍｉｎ
研磨パッド：ＩＣ１０００（ニッタ・ハース（株）製）
【００４２】
＜表面粗さの測定＞
各研磨組成物を用いて銅を研磨した後、非接触表面粗さ測定器（Ｗｙｋｏ  ＮＴ９３００、Ｖｅｅｃｏ社製）を用いて、銅の表面粗さＲａを測定した。測定結果を表１及び２、並びに、図１及び２に示す。
【００４３】
＜分散安定性の評価＞
各研磨組成物１００ｍｌを、側面が透明又は半透明であるプラスチック容器に取り分けて充分に撹拌した後、室温で１０分間静置することにより、各研磨組成物のスラリーを得た。そして、各スラリーを目視観察することにより、分散安定性の評価を行った。評価基準は以下の通りである。評価結果を表１に示す。
○：砥粒が容器下部に沈降した様子が観察されない。
×：砥粒が容器下部に沈降している様子が観察される。
【００４４】
【表１】
2019116529.tif 000003
【００４５】
【表２】
2019116529.tif 000004
【００４６】
表１に示すように、本発明の要件をすべて満たす研磨組成物Ａ〜Ｅでは、グリシンの含有量に応じて、ポリイミド樹脂の研磨速度に対する銅の研磨速度を調整することができる。また、本発明の要件をすべて満たす研磨組成物Ｃ，Ｆ，Ｇ，Ｈ及びＩでは、ＬＡＳを含有することにより、ポリイミド樹脂の研磨速度に対する銅の研磨速度の上昇を抑制することができる。
【００４７】
一方、表２に示すように、過酸化水素水を含まない研磨組成物ａ〜ｅは、グリシンの含有量を変化させても、ポリイミド樹脂の研磨速度に対する銅の研磨速度を調整することができない。
【図１】
2019116529.tif 000005
【図２】
2019116529.tif 000006