JP2009129977A - 多層回路基板の研磨方法および多層回路基板 - Google Patents

Abstract

【課題】
金属膜や絶縁膜に欠陥を引き起こすことなく、高い研磨速度と高平坦化特性を両立させながら、金属膜を低摩擦で均一に安定して研磨することができ、研磨後のＣｕ残りが少なく、かつＣｕ膜の研磨選択性に優れた有機樹脂絶縁基板に設けられた銅または銅合金からなる配線層を研磨するための化学機械研磨用水系分散体を提供する
【解決手段】
有機樹脂絶縁基板に設けられた銅または銅合金を含む配線層を、化学機械研磨用水系分散体を用いて研磨する第一の研磨工程と、第一の研磨工程で用いた化学機械研磨用水系分散体とは異なる化学機械研磨用水系分散体を用いて前記配線層を研磨する第二の研磨工程と、を含む有機樹脂絶縁基板に設けられた銅または銅合金を含む配線層の研磨方法によって達成される。

【選択図】 なし

Description

本発明は、多層回路基板の製造における配線形成用の研磨方法、ならびに多層回路基板に関する。

近年、半導体の微細化に伴いプリント回路基板の微細化および多層化が要求されている。それに伴い、内層配線パターンの厚みのばらつきによって生じる基板表面の凹凸が大きくなる傾向がある。特に配線パターンを電解銅メッキで形成する場合、配線パターンの線幅が細いほど、メッキ厚が厚くなりやすく、また、メッキ厚は、配線密度の粗密によるメッキ時の電流分布の相違によっても不均一になる。このため、微細化が進行するに伴い電解銅メッキで形成する配線パターンのメッキ厚のばらつきも大きくなるという問題がある。各配線層の凹凸により、層間での接続不良が発生しやすくなるとともに、多層回路基板にＩＣチップを実装する場合にも、基板表面の凹凸によってＩＣチップとの接続不良が発生しやすくなるという問題があり、これを解決するために例えば、特許文献１記載されているようにロールバフ研磨による各配線層の平坦化が行われている。

しかしながら従来のロールバフ研磨は、硬い研磨砥粒をバインダーで結合して筒状に形成したロールバフを銅層の表面で転がして研磨する方法であり十分な平坦性を得ることが難しく、銅層の表面にスクラッチが生じ電気特性も低下するという問題もあった。また、このようなバフ研磨において、例えば特許文献２に記載されているようにスラリーを用いる検討も行われているが、多層配線基板のような高度な表面の平滑性が求められる技術水準とは言い難い。
特開２００２−１３４９２０ 特開２００３−２５７９１０

本発明は、金属膜や絶縁膜に欠陥を引き起こすことなく、高い研磨速度と高平坦化特性を両立させながら、金属膜を低摩擦で均一に安定して研磨することができ、研磨後のＣｕ残りが少なく、かつＣｕ膜の研磨選択性に優れた有機樹脂絶縁基板に設けられた銅または銅合金からなる配線層を研磨するための研磨方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、有機樹脂絶縁基板に設けられた銅または銅合金を含む配線層を、化学機械研磨用水系分散体を用いて研磨する第一の研磨工程と、第一の研磨工程とは異なる化学機械研磨用水系分散体を用いて前記有機樹脂絶縁基板を研磨する第二の研磨工程と、
を含む有機樹脂絶縁基板に設けられた銅または銅合金を含む配線層の研磨方法を用いて前記課題を解決できることを見出した。

本発明によれば、金属膜や絶縁膜に欠陥を引き起こすことなく、高い研磨速度と高平坦化特性を両立させながら、金属膜を低摩擦で均一に安定して研磨することができ、研磨後のＣｕ残りが少なく、かつＣｕ膜の研磨選択性に優れた有機樹脂絶縁基板に設けられた銅または銅合金からなる配線層を研磨するための研磨方法が提供される。

本発明によれば、本発明の前記課題は第一に、有機樹脂絶縁基板に設けられた銅または銅合金を含む配線層を、化学機械研磨用水系分散体を用いて研磨する第一の研磨工程と、第一の研磨工程で用いた化学機械研磨用水系分散体とは異なる化学機械研磨用水系分散体を用いて前記配線層を研磨する第二の研磨工程と、を含む有機樹脂絶縁基板に設けられた銅または銅合金を含む配線層の研磨方法によって達成される。

本発明によれば、本発明の前記課題は第二に、前記第二の研磨工程において、化学機械研磨用水系分散体が平均粒子径０．１〜１．０μｍのアルミナ粒子、セリア粒子、窒化ケイ素粒子から選ばれる少なくとも一種を含む、有機樹脂絶縁基板に設けられた銅または銅合金を含む配線層の研磨方法によって達成される。

本発明によれば、本発明の前記課題は第三に、前記第二の研磨工程において、化学機械研磨用水系分散体が平均粒子径１．０〜５．０μｍのシリカ粒子、炭酸カルシウム粒子から選ばれる少なくとも一種を含む、有機樹脂絶縁基板に設けられた銅または銅合金を含む配線層の研磨方法によって達成される。

本発明によれば、本発明の前記課題は第四に、前記第二の研磨工程において、化学機械研磨用水系分散体が（Ａ）酸化剤、（Ｂ）錯化剤、（Ｃ）界面活性剤から選ばれる１種類以上の化合物、を含む、有機樹脂絶縁基板に設けられた銅または銅合金を含む配線層の研磨方法によって達成される。

本発明によれば、本発明の前記課題は第五に、本発明の製造方法により製造される多層回路基板によって達成される。

〔第一の研磨工程〕
本発明に係る第一の研磨工程は、従来の研磨方法に用いることができる化学機械研磨用水系分散体を利用できる。例えばコロイダルシリカＰＬ−３（扶桑化学工業株式会社製）にアンモニア水及び過酸化水素を添加したスラリー等を用いることができる。
第一の研磨工程は、基板表面の平滑性が１．０μｍ以下、好ましくは０．８μｍ以下、更に好ましくは０．５μｍ以下になるまで実施する。しかしながら、前述の化学機械研磨スラリーを用いることでは、表面平滑性が１．０μｍ以下を達成することができないため、過度に研磨しない範囲で研磨を停止することが好ましい。しかし、表面平滑性が３．０μｍ以上では、本発明の第二の研磨工程でも十分に基板表面を平滑化することができない。

〔第二の研磨工程〕
本発明に係る第二の研磨工程は、第一の研磨工程で用いた化学機械研磨用水系分散体とは異なる化学機械研磨用水系分散体を用いる。本発明に係る第二の研磨工程は、第一の研磨工程で不十分である表面平滑性をさらに高めることを目的とするため、第一の研磨工程と同じ化学機械研磨用水系分散体を用いることはできない。

〔化学機械水系分散体〕
本発明の第二の研磨工程に用いることのできる化学機械研磨用水系分散体は、平均粒子径０．１〜１．０μｍのアルミナ粒子、セリア粒子、窒化ケイ素粒子から選ばれる少なくとも一種を含むことができる。また、平均粒子径１．０〜５．０μｍのシリカ粒子、炭酸カルシウム粒子から選ばれる少なくとも一種を含むことができる。さらに、本発明の第二の研磨工程に用いることのできる化学機械研磨用水系分散体は、（Ａ）酸化剤、（Ｂ）錯化剤、（Ｃ）界面活性剤から選ばれる１種類以上の化合物を含むことができる。以下、各成分について詳細に説明する。

＜アルミナ粒子、セリア粒子、窒化ケイ素粒子＞
前記第二の研磨工程において使用することのできるアルミナ粒子、セリア粒子、窒化ケイ素粒子は、平均粒子径が０．１〜１．０μｍであることが好ましく、さらに好ましくは０．１〜０．５である。この平均粒子径は、レーザー散乱回折型測定機により、または透過型電子顕微鏡による観察により、測定することができる。平均粒子径が０．１μｍ以下であると研磨速度が遅くなり、研磨時間が長時間になるために製造のスループットが悪くなるために実用的ではない。平均粒子径が１．０μｍを超えると、研磨速度は速くなるが被研磨基板にスクラッチが多数発生する傾向があるため好ましくない。平均粒子径がこの範囲にあると、研磨速度が大きく、ディッシングおよびディッシングが十分に抑制され、かつ粒子の沈降・分離が発生しにくい、安定な化学機械研磨用水系分散体を得ることができる。

前記第二の研磨工程において使用することのできるアルミナ粒子、セリア粒子、窒化ケイ素粒子は、の含有量は、化学機械研磨用水系分散体の総量に対して、０．１〜１５重量％が好ましく、０．２〜５重量％がより好ましい。砥粒量が０．１重量％未満になると十分な研磨速度を得ることができないことがあり、１５重量％を超えるとコストが高くなるとともに安定した化学機械研磨用水系分散体を得られないことがある。

前記第二の研磨工程において使用することのできるアルミナ粒子はα−アルミナ、θ−アルミナ、γ−アルミナ、コロイダルアルミナ、アルミナゾル等で、特に限定されないが、研磨速度や平滑性を考慮するとα‐アルミナが好ましい。これらの粒子を水中に分散させる方法としては、通常の攪拌機による分散処理の他に、ホモジナイザー、超音波分散機、ビーズミル、湿式ジェットミル等を用いることができる。特に、分散粒子を細かくした方が保存安定性は向上することから、ビーズミルによる分散処理を施すのが好ましい。

前記第二の研磨工程において使用することのできるセリア粒子は炭酸セリウムや水酸化
セリウムやシュウ酸セリウムを焼成したもの等で、特に限定されないが、研磨速度や平滑性を考慮すると炭酸セリウムを焼成したものが好ましい。これらの粒子を水中に分散させる方法としては、通常の攪拌機による分散処理の他に、ホモジナイザー、超音波分散機、ビーズミル、湿式ジェットミル等を用いることができる。特に、分散粒子を細かくした方が保存安定性は向上することから、ビーズミルによる分散処理を施すのが好ましい。

前記第二の研磨工程において使用することのできる窒化ケイ素粒子はα−窒化ケイ素、β−窒化ケイ素等で、特に限定されないが、研磨速度や平滑性を考慮すると、α−窒化ケイ素が好ましい。これらの粒子を水中に分散させる方法としては、通常の攪拌機による分散処理の他に、ホモジナイザー、超音波分散機、ビーズミル、湿式ジェットミル等を用いることができる。特に、分散粒子を細かくした方が保存安定性は向上することから、ビーズミルによる分散処理を施すのが好ましい。

＜シリカ粒子、炭酸カルシウム粒子＞
前記第二の研磨工程において使用することのできるシリカ粒子、炭酸カルシウム粒子は、平均粒子径が１．０〜５．０μｍであることが好ましく、さらに好ましくは１．０〜３．０である。この平均粒子径は、レーザー散乱回折型測定機により、または透過型電子顕微鏡による観察により、測定することができる。平均粒子径が１．０μｍ以下であると研磨速度が遅くなり、研磨時間が長時間になるために製造のスループットが悪くなるために実用的ではない。平均粒子径が５．０μｍを超えると、研磨速度は速くなるが被研磨基板にスクラッチが多数発生する傾向があるため好ましくない。平均粒子径がこの範囲にあると、研磨速度が大きく、ディッシングおよびディッシングが十分に抑制され、かつ粒子の沈降・分離が発生しにくい、安定な化学機械研磨用水系分散体を得ることができる。

前記第二の研磨工程において使用することのできるシリカ粒子、炭酸カルシウム粒子は、の含有量は、化学機械研磨用水系分散体の総量に対して、０．１〜１５重量％が好ましく、０．２〜５重量％がより好ましい。砥粒量が０．１重量％未満になると十分な研磨速度を得ることができないことがあり、１５重量％を超えるとコストが高くなるとともに安定した化学機械研磨用水系分散体を得られないことがある。

前記第二の研磨工程において使用することのできるシリカ粒子は、気相中で塩化ケイ素等を、酸素および水素と反応させるヒュームド法により合成されたヒュームド法シリカ、金属アルコキシドから加水分解縮合して合成するゾルゲル法により合成されたシリカ、精製により不純物を除去した無機コロイド法等により合成されたコロイダルシリカ等が挙げられる。特に、精製により不純物を除去した無機コロイド法等により合成されたコロイダルシリカが好ましい。

前記第二の研磨工程において使用することのできる炭酸カルシウム粒子は、水中で水酸化カルシウムを精製後、炭酸ガスを反応させることにより得られる高純度の炭酸カルシウム粒子が好ましい。

＜（Ａ）酸化剤＞
本発明に用いられる（Ａ）酸化剤としては、例えば、過酸化水素、過酢酸、過安息香酸、ｔｅｒｔ−ブチルハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物、過マンガン酸カリウム等の過マンガン酸化合物、重クロム酸カリウム等の重クロム酸化合物、ヨウ素酸カリウム等のハロゲン酸化合物、硝酸および硝酸鉄等の硝酸化合物、過塩素酸等の過ハロゲン酸化合物、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、ならびにヘテロポリ酸等が挙げられる。
これらの酸化剤のうち、酸化力、有機樹脂基板への腐食性、および取り扱いやすさなどを考慮すると、過酸化水素、有機過酸化物または過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩が好ましく、特に過酸化水素が好ましい。これらの酸化剤を含有させることにより、研磨速度をより大きく向上させることができる。

本発明に用いられる（Ａ）酸化剤の含有量は、該水系分散体の総量に対して０．０５〜５重量％が好ましく、さらに０．１〜３重量％が好ましく、特に０．２〜２重量％がより好ましい。（Ａ）酸化剤の含有量が０．０５重量％未満である場合には、化学的エッチングの効果が十分得られず、研磨速度に問題を生ずる場合があり、５重量％を越えて多量に含有させた場合、被研磨面が腐食する場合がある。

＜（Ｂ）錯化剤＞
本発明に用いられる（Ｂ）錯化剤としては、たとえば、ベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、チオ尿素、ベンズイミダゾール、ベンゾフロキサン、２，１，３−ベンゾチアジアゾール、２−メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプトベンゾチアジアゾール、２−メルカプトベンゾオキサゾール、キノリンカルボン酸、メラミン等の２つ以上のカルボキシル基を有する複素環化合物またはその無水物に該当しない複素環化合物；グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、シスチン、システィン酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、アミノ酪酸等のアミノ酸；上記アミノ酸のアンモニウム塩等のアミノ酸塩；サリチルアルドキシム、ｏ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、カテコール及びｏ−アミノフェノール等の化合物を挙げることができる。これらのうち、ベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、キノリンカルボン酸、グリシン、アラニン、サリチルアルドキシムが好ましく、ベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、キノリンカルボン酸、グリシン等が挙げられる。配線材料である銅または銅合金と反応し、該金属膜表面に保護膜を形成することにより研磨速度を調整する目的で配合することができる。

本発明に用いられる（Ｂ）錯化剤の含有量は、該水系分散体の総量に対して５重量％以下とすることができ、０．００１〜３重量％とすることが好ましく、０．０１〜１重量％とすることがより好ましい。この範囲の配合量とすることで、十分な研磨速度を維持しつつ金属配線のディッシングやエロージョンを抑制することができる。

＜（Ｃ）界面活性剤＞
本発明に用いられる（Ｃ）界面活性剤としては、非イオン性界面活性剤、アニオン界面活性剤またはカチオン界面活性剤を用いることができる。上記非イオン性界面活性剤としては、例えば、三重結合を有する非イオン性界面活性剤が挙げられる。具体的には、アセチレングリコールおよびそのエチレンオキサイド付加物、アセチレンアルコールなどが挙げられる。また、シリコーン系界面活性剤、ポリビニルアルコール、シクロデキストリン、ポリビニルメチルエーテル、およびヒドロキシエチルセルロースなども挙げられる。上記カチオン界面活性剤としては、例えば、脂肪族アミン塩および脂肪族アンモニウム塩などが挙げられる。上記アニオン界面活性剤としては、例えば、脂肪族せっけん、硫酸エステル塩、およびリン酸エステル塩などが挙げられる。

本発明に用いられる（Ｃ）界面活性剤としては、アニオン界面活性剤が好ましい。アニオン系界面活性剤としては、例えばアルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩等のスルホン酸塩を用いることができる。特に、ドデシルベンゼンスルホン酸カリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウム等のスルホン酸塩を用いることが好ましい。これらの界面活性剤は、１種単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。

本発明に用いられる（Ｃ）界面活性剤の含有量は、水系分散体の総量に対して０．００５〜１．０重量％が好ましく、さらに０．０１〜０．５重量％が好ましく、特に０．０２〜０．１５重量％が好ましい。（Ｃ）界面活性剤の含有量が０．００５重量％未満であると平坦性が悪化したり基盤面内の研磨性能が安定化しないことがある。また、界面活性剤の含有量が１．０重量％を超えて添加された場合、含有量に対する平坦性改良効果が低下するとともに、該水系分散体が泡立ちやすくなるため取り扱い性が悪化し、好ましくない

＜その他の成分＞
本発明の化学機械研磨用水系分散体には、上記の各成分の他、必要に応じて酸、アルカリ、配線材料の防食剤、スラリーの泡立ちを低減する抑泡剤や消泡剤等の各種添加剤を配合することができる。それら添加剤によって、研磨速度の調整や、配線表面を保護することにより平坦性の改良および腐食を抑制することができ、水系分散体中の砥粒の分散安定性を改良することができる。

例えば、酸としては、硝酸、硫酸およびリン酸等の無機酸を本発明の化学機械研磨用水分散体に用いることができる。例えば、アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、および水酸化セシウム等、アルカリ金属の水酸化物、ＴＭＡＨ，コリン等の有機アルカリ化合物等を使用することが出来る。上記酸とアルカリの配合量を調節することにより水系分散体のｐＨを調整することができる。ｐＨの調整により研磨速度を高めることもでき、被加工面の電気化学的性質、砥粒の分散性、安定性、ならびに研磨速度を勘案しつつ、砥粒が安定して存在し得る範囲内で適宜ｐＨを設定することが好ましい。

＜化学機械研磨用水系分散体の物性＞
本発明の化学機械研磨用水系分散体は、上記成分が水に分散した水系分散体であり、その粘度は２ｍＰａ・ｓ未満であることが好ましい。化学機械研磨用水系分散体の粘度が上記範囲を超えると研磨布上に安定してスラリーを供給できないことがある。その結果、研磨布の温度上昇や研磨むら（面内均一性の劣化）などが生じて、Ｃｕ研磨速度やＣｕディッシングにばらつきが発生することがある。

＜化学機械研磨用水系分散体の調整方法＞
本発明では、水に、上記成分を適時添加混合して化学機械研磨用水系分散体を調製し、これをそのまま化学機械研磨に使用してもよいが、各成分を高濃度で含有する化学機械研磨用水系分散体、すなわち濃縮された水系分散体を調製し、使用時にこれを所望の濃度に希釈して化学機械研磨に使用してもよい。

また、以下のように、上記成分のいずれかを含む複数の液（例えば、２つまたは３つの液）を調製し、これらを使用時に混合して使用することもできる。この場合、複数の液を混合して化学機械研磨用水系分散体を調製した後、これを化学機械研磨装置に供給してもよいし、複数の液を個別に化学機械研磨装置に供給して定盤上で化学機械研磨用水系分散体を形成してもよい。

本発明に使用される化学機械研磨用水系分散体は、少なくとも砥粒を含む組成物（ａ）と、その他成分を含む組成物（ｂ）の２種類の組成物の組み合わせで供給することも出来る。組成物（ａ）および（ｂ）は、混合することにより本発明の水系分散体となるものであればどのような組み合わせでもよく、組成物（ｂ）をさらに複数の組成物に分割して供給することもできる。

前記化学機械研磨用水系分散体は、必要に応じろ過により粗大な砥粒を取り除いて化学機械研磨に用いることができる。好ましくは、孔径１０ｕｍ以下のＰＰ（ポリプロピレン）製デプスタイプフィルターを用いてろ過したものが好適に用いられる。好ましくは孔径５ｕｍ以下のフィルターを用いることができる。

本発明の多層回路基板の製造方法は、本発明の研磨方法を用いて、多層回路基板の配線を形成することを特徴とする。

以下、実施例によって本発明を詳しく説明する。
［１］研磨性能評価に用いた基盤の作製
（１）平坦性評価用基板の作製
表面を粗化処理した銅張り積層板（基板厚；０．６ｍｍ、サイズ；１０ｃｍ角）にＷＰＲ−１２０１ワニス（ＪＳＲ（株）製の感光性絶縁樹脂組成物）をスピンコートし、ホットプレートで１１０℃、３分間加熱し、１０μｍ厚の均一な塗膜を作製した。その後、アライナー（Ｋａｒｌ Ｓｕｓｓ社製 ＭＡ−１００）を用い、１００ｕｍピッチのＬ／Ｓパターンを有するパターンマスクを介して高圧水銀灯からの紫外線を波長３５０ｎｍにおける露光量が３，０００〜５，０００Ｊ／ｍ２となるように露光した。次いで、ホットプレートで１１０℃、３分間加熱（ＰＥＢ）し、２．３８重量％テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）水溶液を用いて２３℃で６０秒間、浸漬現像した後、対流式オーブンで１２０℃×２時間加熱して銅張り積層板上に溝パターンを有する絶縁樹脂硬化膜を形成した。得られた絶縁樹脂硬化膜上に無電解メッキにより銅シード層を形成した後、電解メッキ法により１０ｕｍの銅メッキ層を形成することにより溝パターン内に銅を埋め込んだ平坦性評価用基板を得た。

（２）銅研磨速度評価用基板の作製
絶縁樹脂層の溝パターン形成を行わない以外は（１）平坦性評価用基板と同様にして１０ｕｍの銅膜付き基板を得た。
（３）樹脂研磨速度評価用基板の作製
絶縁樹脂想の溝パターン形成、及び銅の積層を行わない以外は（１）平坦性評価用基板と同様にして１０ｕｍの絶縁樹脂硬化膜基板を得た。

［２］砥粒を含む水分散体の調製
（１）無機砥粒を含む水分散体の調製
（ａ）コロイダルシリカを含む水分散体の調整
容量２リットルのフラスコに、２５重量％濃度のアンモニア水１００ｇ、イオン交換水４０ｇ、エタノール１７５ｇおよびテトラエトキシシラン２１ｇを投入し、１８０ｒｐｍで攪拌しながら３０℃に昇温し、この温度のまま２時間攪拌を継続した後、冷却し、平均粒子径が１．５μｍのコロイダルシリカ／アルコール分散体を得た。次いで、エバポレータにより、この分散体に８０℃の温度でイオン交換水を添加しながらアルコール分を除去する操作を数回繰り返し、分散体中のアルコール分を除き、固形分濃度が８重量％の水分散体を調製した。

（ｂ）炭酸カルシウムを含む水分散体
イオン交換水６００ｇに高純度炭酸カルシウムＣＳ−３ＮＡ（宇部マテリアルズ株式会社製）を４００ｇ添加し、ホモミキサー（プライミクス株式会社製）を用いて攪拌回転数６０００ｒｐｍで１時間攪拌し炭酸カルシウムを４０重量％含む水分散体を得た。この炭酸カルシウムの平均粒子径は１．２μｍであった。この水分散体を、ビーズミル（浅田鉄工株式会社製）を用いて微分散させたところ、平均粒子径は１２０ｎｍであった。

（ｃ）アルミナを含む水分散体
イオン交換水８００ｇにα−アルミナＴＭ−ＤＡＲ（大明化学工業株式会社製）を２００ｇ添加しホモミキサー（プライミクス株式会社製）を用いて攪拌回転数６０００ｒｐｍで１時間攪拌しα−アルミナを２０重量％含む水分散体を得た。このα−アルミナの平均粒子径は１３０ｎｍであった。
α−アルミナＲＡ−３０（岩谷化学工業株式会社製）を用い、同様の処理を行ったところ、α−アルミナの平均粒子径は２．５μｍであった。

（ｄ）窒化ケイ素を含む水分散体
イオン交換水８００ｇにα−窒化ケイ素ＳＮ−９ＦＷＳ（電気化学工業社製）を２００ｇ添加しホモミキサー（プライミクス株式会社製）を用いて攪拌回転数６０００ｒｐｍで１時間攪拌し窒化ケイ素を２０重量％含む水分散体を得た。この窒化ケイ素の平均粒子径は３５０ｎｍであった。

（ｅ）セリア粒子を含む水分散体
イオン交換水８００ｇに酸化セリウム（第一稀元素化学工業社）を２００ｇ添加しホモミキサー（プライミクス株式会社製）を用いて攪拌回転数６０００ｒｐｍで１時間攪拌し酸化セリウムを２０重量％含む水分散体を得た。この酸化セリウムの平均粒子径は３．２μｍであった。この水分散体を、ビーズミル（浅田鉄工株式会社製）を用いて微分散させたところ、平均粒子径は２５０ｎｍであった。

［３］化学機械研磨用水系分散体の調製
（ａ）第一の研磨工程に用いる水分散体の調整
イオン交換水７５０ｇにコロイダルシリカＰＬ−３を５０ｇ添加し、さらに２５重量％アンモニア水を１００ｇ、３１重量％過酸化水素水を１００ｇ添加し、十分に攪拌した。その後、孔径５μｍのフィルタで濾過した。

（ｂ）第二の研磨工程に用いる水分散体の調整
［２］において調製された水分散体の所定量を容量１リットルのポリエチレン製の瓶に投入し、これに、表１、表２および表３に記載の化合物を各々の含有量となるように添加し、十分に攪拌した。その後、孔径５μｍのフィルタで濾過し、実施例１〜５および比較例１〜３の化学機械研磨用水系分散体を得た。

［４］基板の研磨
実施例１〜５および比較例１〜３の水系分散体を用いて配線パターンの無い銅膜付き基板、絶縁樹脂硬化膜基板および、前述の溝パターン内に銅を埋め込んだ平坦性評価用基板を以下の条件で研磨した。
研磨装置 ： Ｌａｐｍａｓｔｅｒ ＬＭ１５
研磨パッド ： ＩＣ１０００（ニッタ・ハース製）
キャリア荷重 ： １５０ｈＰａ
定盤回転数 ： ９０ｐｍ
研磨剤供給量 ： １００ミリリットル／分

銅の研磨速度は配線パターンの無い銅膜付き基板の研磨結果より下記算出式を用いて計算した。
研磨速度（μｍ／分）＝研磨量（μｍ）／研磨時間（分）
なお、研磨量は、銅の密度：８．９ｇ／ｃｍ３として下式を用いて算出した。
研磨量（μｍ）＝（研磨前重量（ｇ）−研磨後重量（ｇ））／基板面積（ｃｍ^２）＊銅の密度（ｇ／ｃｍ^３）＊１０^４
また、研磨後の表面を光学顕微鏡で観察しスクラッチの有無を確認した。結果を表１、表２および表３に示す。

樹脂の研磨速度は、ダイヤモンドカッターで樹脂の表面を一部剥ぎ取り、触針式段差測定機Ｐ−１０（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製）にて初期段差、及び研磨終了後の段差を測定し、初期段差と研磨終了後の段差の差により算出した。

［５］ディッシングの評価
ディッシングとは、配線部分が過剰に研磨されることにより、凹状の形状となることで、このような形状は製造品の歩留まりを低下させてしまう点から好ましくない。
平坦性評価用基板を用い、第一の研磨工程終了時、及び第二の研磨工程終了時において、それぞれ５０μｍ配線のディッシングをＰ−１０にて評価した。なお、表の−は配線部より樹脂分の方が削れ過ぎたため、配線が凸になっている状態を表す。

絶縁樹脂が露出するまで第一の研磨を実施したところ、ディッシングの値は１．５μｍ〜３．５μｍとばらつきが生じた。スクラッチは銅、樹脂上ともに発生していた。その後、第二の研磨を１分間実施した。

表の結果によれば、実施例１〜５の化学機械研磨用水分散体では、いずれもスクラッチが無く、ディッシングも１．０μｍ以下と小さい。一方、粒子径の大きいアルミナを使用した比較例１ではスクラッチが発生しており、粒子径の小さい炭酸カルシウムを使用した比較例２では十分な樹脂研磨速度が得られないため、ディッシングの値が大きい。さらに、第一の研磨であまりに段差が大きい場合、第二の研磨によるディッシング解消が困難である。

Claims (5)

1. 有機樹脂絶縁基板に設けられた銅または銅合金を含む配線層を、化学機械研磨用水系分散体を用いて研磨する第一の研磨工程と、
   第一の研磨工程で用いた化学機械研磨用水系分散体とは異なる化学機械研磨用水系分散体を用いて、前記配線層を研磨する第二の研磨工程と、
   を含む有機樹脂絶縁基板に設けられた銅または銅合金を含む配線層の研磨方法。
2. 前記第二の研磨工程において、化学機械研磨用水系分散体が平均粒子径０．１〜１．０μｍのアルミナ粒子、セリア粒子、窒化ケイ素粒子から選ばれる少なくとも一種を含む、請求項１に記載の有機樹脂絶縁基板に設けられた銅または銅合金を含む配線層の研磨方法。
3. 前記第二の研磨工程において、化学機械研磨用水系分散体が平均粒子径１．０〜５．０μｍのシリカ粒子、炭酸カルシウム粒子から選ばれる少なくとも一種を含む、請求項１に記載の有機樹脂絶縁基板に設けられた銅または銅合金を含む配線層の研磨方法。
4. 前記第二の研磨工程において、化学機械研磨用水系分散体が（Ａ）酸化剤、（Ｂ）錯化剤、（Ｃ）界面活性剤から選ばれる１種類以上の化合物、を含む、請求項２〜３のいずれか一項に記載の有機樹脂絶縁基板に設けられた銅または銅合金を含む配線層の研磨方法。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の製造方法により製造される多層回路基板。