專利名稱：基底銅層的磨光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磨光基底銅層的方法，這種基底例如為復(fù)合基底，半導(dǎo)體晶片。
背景技術(shù)：
有些多層電路板采用復(fù)合方法進行制造。這些電路板上裝有電子器件，例如，半導(dǎo)體集成電路片。
現(xiàn)說明這種復(fù)合方法。
首先，如圖9所示，一絕緣樹脂層12形成在下部電纜圖案11上，然后，形成通路孔13，以暴露各下部電纜圖案11的一部分。
接著，如

圖10所示，用非電鍍和電鍍的方法將一銅層14形成在通路孔13內(nèi)和絕緣樹脂層12的一表面上。在某些情形中，銅層14填充各通路孔13的內(nèi)部空間。由電鍍形成的銅層14在絕緣樹脂層12的邊緣附近易于增厚。因此，對應(yīng)通路孔13的銅層14的部分向上凸出，這樣，銅層14的表面平整度必定較差。
為了使銅層14的表面平整，首先用滾壓磨輪磨削銅層14的表面。然后將銅層14蝕刻而形成規(guī)定的電纜圖案(上部電纜圖案)。應(yīng)用這種方法，上部電纜圖案與下部電纜圖案11電氣連接。這種方法將重復(fù)規(guī)定的次數(shù)以形成多層的電路板。
對于在半導(dǎo)體晶片上形成電路的情形，在晶片上形成電路之后，在晶片上上形成連接終端(例如銅凸起)。銅凸起由下列步驟形成在晶片上形成一具有開口部分的阻擋掩模，其對應(yīng)于銅凸起；用銅電鍍暴露在開口部分中的電路部分；以及磨去阻擋掩模。用這種方法，銅凸起可從晶片的表面突伸。應(yīng)注意到，具有銅凸起的的晶片將被切割并分成多個半導(dǎo)體集成電路片。每個半導(dǎo)體集成電路片通過作為終端的銅凸起與一電路板電氣連接。
在某些情形中，銅凸起形成在一電路板上，以將半導(dǎo)體集成電路片連接到電路板。
然而，上述的傳統(tǒng)方具有如下的缺點。
滾壓磨輪由硬質(zhì)磨粒制成，其由粘合劑粘合而形成一圓柱形。滾壓磨輪在銅層的表面上滾壓，從而磨削去銅層的凸起部分。滾壓磨輪可以磨削去凸起部分，但大面積上的波形不能用滾壓磨輪磨去，這樣難于形成具有均勻厚度的銅層。此外，銅層的表面被滾壓磨輪刮傷，所以電氣元件的可靠性必定較差。
另一方面，銅凸起的高度必須相等，以牢固地連接銅凸起。磨削銅凸起以使其高度相同是有意義的，但沒有有效的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決傳統(tǒng)方法的問題。
本發(fā)明的一個目的是提供一種磨光基底銅層的方法，它能提高磨削率，形成具有均勻厚度的銅層，限制銅層表面的刮傷，以及形成具有均勻高度的銅凸起。
這就是說，本發(fā)明的方法包括下列諸步驟將具有一銅層的基底供應(yīng)到在一磨光板上的一磨光墊上，并使銅層面對磨光墊；借助一壓頭用一背墊將基底壓到磨光墊上；相對于磨光板相對地轉(zhuǎn)動壓頭，并將軟膏供應(yīng)到在磨光墊上，以磨光銅層，其中，背墊是由Asker C硬度為75-95、壓縮率為10％或更小的材料制成，且磨光軟膏包括用來螯合銅的螯合劑、用來蝕刻銅層表面的蝕刻劑、用來氧化銅層表面的氧化劑以及水。
應(yīng)用本發(fā)明，可有效地磨去形成在基底上的銅凸起。銅凸起的高度可以做得相等，且能均勻地磨光基底的表面。
此外，形成在復(fù)合基底上的銅層也可通過本發(fā)明被有效地磨光。
在本發(fā)明的方法中，使用硬且低壓縮性的背墊，其Asker C硬度為75-95、壓縮率為10％或更小。
因此，當磨光基底的銅層(正面?zhèn)?時，基底被壓頭保持住，而背墊接觸基底的背側(cè)。
在這種情形中，如果背墊太軟，施加在正面?zhèn)鹊耐蛊鹕系膲毫騺碜杂谀ス鈮|的反力傳遞到背墊上，背墊被凸起壓陷。這就是說，對應(yīng)于凸起的基底部分被埋在背墊中，這樣，難于磨削去基底正面?zhèn)鹊耐蛊穑毅~層不能被均勻地磨光。
另一方面，如果背墊太硬，例如，Asker C硬度為96-100，基底的背側(cè)變成磨光的標準面。如果在基底的背側(cè)有小的凸起，這些凸起不埋在背墊中，這樣，凸起對磨光產(chǎn)生不利的影響。磨光銅層的均勻性必定較差。
在本發(fā)明的方法中，背墊具有所述的硬度和壓縮率，這樣，基底的背側(cè)中的凸起可由背墊磨削去，且銅層中的凸起不會不利地影響背墊。因此，銅層能被均勻地磨光，而且可以形成具有均勻厚度的銅層。
在該方法中，背墊可由聚氨酯泡沫制成。
此外，用于本方法中的磨光軟膏能夠增加磨削率而不會刮傷銅層的表面，這樣可提高制造效率。這就是說，磨光軟膏包括用來螯合銅的螯合劑、用來蝕刻銅層表面的蝕刻劑、用來氧化銅層表面的氧化劑以及水。銅層通過蝕刻劑進行化學(xué)蝕刻。
在磨光軟膏包括磨削晶粒的情況中，螯合劑螯合通過蝕刻劑和磨削晶粒分離和磨削的銅晶粒，并起磨光加速劑的作用。
此外螯合劑防止銅層表面免受銅晶粒的刮傷，這樣，在銅層表面上不會形成表面缺陷。
在本方法中，螯合劑可以是有機羧酸。例如，它可以是選自包括下列有機酸的組群中的一種氨基酸；喹啉-2-羧酸(喹啉酸)；2-吡啶羧酸；6-吡啶羧酸；以及奎寧。更好選用氨基酸，因其具有良好環(huán)境狀態(tài)和高的磨削率。此外，螯合劑可以是選自包括下列氨基酸的組群中的至少一種氨基酸中性氨基酸，例如甘氨酸、α-丙氨酸、β-丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、L-異亮氨酸、D-異亮氨酸、L-別異亮氨酸、D-別異亮氨酸、絲氨酸、L-蘇氨酸、D-蘇氨酸、L-別蘇氨酸、D-別蘇氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、苯基丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、脯氨酸、胱氨酸；以及堿性氨基酸，例如賴氨酸、精氨酸、組氨酸。尤其是，較佳的螯合劑是選自包括下列中性氨基酸的組群中的至少一種甘氨酸、α-丙氨酸、β-丙氨酸，因它們具有高的磨削率。
軟膏中的螯合劑量應(yīng)為0.015-2.5mol/l(摩爾/升)。如果其小于0.015mol/l，則磨削率必定較低；如果其大于2.5mol/l，則有一些螯合劑沉淀。必須高度注意。
軟膏中螯合劑的較佳含量是0.03-2.0mol/l；最佳含量是0.05-1.8mol/l。
蝕刻劑化學(xué)蝕刻銅層的表面。它進一步加速機械磨光，其中，使用包括磨粒的軟膏。
對銅具有蝕刻力的任何材料均可使用。
可用酸性蝕刻劑和堿性蝕刻劑對銅蝕刻。較佳地，蝕刻劑是選自包括下列化學(xué)品的組群中的至少一種氨；和銨鹽，因它們具有與氧化劑最好的協(xié)同作用。例如，銨鹽是選自包括下列化學(xué)品的組群中的至少一種無機銨鹽，例如，碳酸銨，碳酸氫銨，磷酸銨，硝酸銨，硫酸銨，氯化銨；以及有機銨鹽，例如，乳酸銨，檸檬酸銨，蘋果酸銨，草酸銨。最好選用碳酸銨，因其具有良好的環(huán)境狀態(tài)和高的磨削率。
蝕刻劑的量應(yīng)為磨光軟膏的5-25wt％(重量百分比)。如果其小于5wt％，則磨削率太低；如果其大于25wt％，則有些蝕刻劑將沉淀。要求高度注意。
磨光軟膏的蝕刻劑的較佳的量是10-25wt％，更好是15-25wt％。
蝕刻劑可以高濃度添加，并可在使用中稀釋。在使用氨(氨水)作為蝕刻劑的情形中，由于磨光軟膏的穩(wěn)定性，最好在使用前立即添加。
氧化劑化學(xué)地氧化銅層的表面。螯合劑對氧化銅層的作用，且在磨光軟膏包括磨粒的情形中，磨粒對其起機械磨削作用，這樣，進一步加快磨光。即，采用磨粒的氧化劑加快了磨光。
應(yīng)當注意，較佳的氧化劑是過氧化氫水，這是由于其氧化力和成本的緣故。
氧化劑的量應(yīng)為軟膏的0.1-10wt％。如果其小于0.1wt％，則磨削率太低；如果大于10wt％，則儲存磨光軟膏的容器擴大且磨光軟膏的穩(wěn)定性低。
磨光軟膏的氧化劑較佳的量是0.5-8wt％，更好是1-5wt％。
可以準備高濃度的氧化劑，它可在使用時用溶劑進行稀釋。鑒于磨光軟膏的穩(wěn)定性和防止自然溶解，較佳地，在使用前立即添加氧化劑。
水用來分散和溶解試劑。較佳地，水是經(jīng)過濾后去除雜質(zhì)的離子交換水，或者是蒸餾水。
磨光軟膏的PH值應(yīng)為7-10。如果其小于7，則磨削率太低；如果其大于10，則軟膏形成為凝膠且使銅層的表面變得粗糙。
在本發(fā)明的方法中，磨光軟膏可包括由選自包括選自下列物質(zhì)的組群中的至少一種物質(zhì)制成的磨粒，下列物質(zhì)是二氧化硅；氧化鋁；氧化鈰；氧化鈦；氮化硅；以及氧化鋯，且磨粒的量可以是磨光軟膏的0.1-50wt％。
在磨光軟膏包括磨粒的情形中，銅層也可用機械方法磨削。磨光的銅層的表面粗糙度可得到改善，且可進一步實施精密磨光。通過機械磨光，可減少蝕刻劑的量，這樣，可減少化學(xué)磨光的影響。因此，可改善磨光的銅層的表面粗糙度。
如果磨粒量小于0.1wt％，會使銅層的表面變得粗糙；如果其大于50wt％，則其它化學(xué)品的混合和溶解較為困難。磨粒較佳的量為0.5-40wt％，更好為1-35wt％。
應(yīng)當注意，較佳的磨粒材料是二氧化硅，更好是膠體硅。
現(xiàn)將對磨粒的平均直徑加以說明。在磨粒由二氧化硅制成的情形中，較佳的平均直徑是10-300nm(納米) (用BET方法測量)，更好是30-100nm。在磨粒由氧化鈰制成的情形中，較佳的平均直徑是0.01-0.5μm(微米) (用掃描電子顯微鏡觀察)，更好是0.05-0.45μm。在磨粒由其它材料制成的情形中，較佳的平均直徑是0.01-2μm(由由美國Coulter公司制造的激光衍射顆粒大小分析儀LS-230測量)，更好是0.05-1.5μm。
如上所述，可以高濃度制備所述試劑的未稀釋的溶液，它們可以適當?shù)谋嚷驶旌锨矣盟m當?shù)叵♂?。以這種方式，它們可以方便而有效地儲存和運輸。此外，包括螯合劑、水及磨粒(在磨光軟膏包括磨粒的情形中)的高濃度的混合物可以預(yù)先制備，螯合劑(在使用氨水的情形中)和氧化劑可按規(guī)定的比率添加到混合物中，然后，可用水進一步稀釋該混合物，以用作磨光軟膏。
附圖的簡要說明現(xiàn)將借助于實例并參照附圖描述本發(fā)明的實施例，其中
圖1是一磨光機的正視圖；圖2是一壓頭的局部截面圖；圖3是一基底的說明圖，其中形成一通孔；圖4是該基底的說明圖，其中一鍍膜形成在通孔中；圖5是該基底的說明圖，電纜圖案形成在基底上；圖6是該基底的說明圖，一絕緣樹脂層形成在基底上；圖7是該基底的說明圖，其中形成一通孔和一銅層；圖8是該基底的說明圖，其中形成銅凸起；圖9是該基底的說明圖，其中形成一通孔；以及圖10是該基底的說明圖，一銅層形成在基底上。
具體實施例方式
現(xiàn)參照附圖詳細描述本發(fā)明的較佳實施例。
圖1是一磨光機20的正視圖，圖2是一壓頭22的局部截面圖。
一磨光墊24，例如其由聚氨酯泡沫、一硬性的無紡織物制成，它粘貼在磨光板23表面上。
如網(wǎng)格狀互相交叉的淺槽(未示出)，或者是小孔(未示出)可形成在磨光墊24的上表面上。例如，一磨光墊SUBA800(D52)可用作磨光墊24及用于磨光硅晶片的磨光機，該種磨光墊由RodelNitta公司制造，淺槽網(wǎng)格尺寸為20mm×20mm。
磨光板23通過一已知的傳動機構(gòu)(未示出)，繞一轉(zhuǎn)動軸(未示出)在一水平平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。
壓頭22固定在軸26的下端，它可繞其自身的軸線轉(zhuǎn)動，并隨軸26一起轉(zhuǎn)動。軸26穿過一設(shè)置在一臂27上的塊體25，且能沿垂直方向移動。
一氣缸單元28設(shè)置在臂27上。一支承塊30固定在氣缸單元28的氣缸桿29的上端。支承塊30可轉(zhuǎn)動地保持軸26。一轉(zhuǎn)動接頭31連接到軸26的上端。
在塊體25中設(shè)有一轉(zhuǎn)動缸(未示出)，其中在外圓周面上設(shè)置一齒輪，軸26穿過該轉(zhuǎn)動缸且能沿垂直方向移動。轉(zhuǎn)動缸通過一鍵銷(未示出)和一鍵槽(未示出)與軸26連接。
軸26可沿垂直方向相對于轉(zhuǎn)動缸自由移動，但如果轉(zhuǎn)動缸繞其自身軸線轉(zhuǎn)動，則軸26被強制轉(zhuǎn)動。一電機32設(shè)置在臂27上。一齒輪(未示出)固定在電機32的電機軸上并與轉(zhuǎn)動缸的齒輪嚙合。
臂27固定在活動臺34，活動臺可沿軌道33移動。
待磨光的一基底36保持在壓頭22的底面上。
通過一噴嘴37供應(yīng)磨光軟膏。
當活動臺34通過一傳動機構(gòu)(未示出)沿軌道33移動時，夾持基底36的壓頭22在位于磨光板23的外面第一位置和位于磨光板23的上方第二位置之間移動。
通過向下移動氣缸單元28的氣缸桿29，壓頭22也向下移動，這樣，基底36接觸磨光板23的磨光墊24。此外，一壓力機構(gòu)(下文中將描述)以規(guī)定的壓力將基底36壓到磨光墊24上，從噴嘴37將軟膏供應(yīng)到磨光墊24上。磨光板23和壓頭22分別繞其自身軸線轉(zhuǎn)動，這樣，基底36可進行磨光。
現(xiàn)參照圖2詳細說明壓頭22。
壓頭22的本體(body proper)40的截面形狀形成一倒置的U形。底面敞開，在本體40內(nèi)形成一空間41。標號40a表示本體40的側(cè)壁部分。
一例如由陶瓷制成的板42設(shè)置在本體40的下部，以封閉空間41。一由彈性片(例如橡膠片)制成的隔膜44固定在板42的上表面。隔膜44的外邊緣固定在一臺階部分43的底表面。由于這種結(jié)構(gòu)，板42通過隔膜44而懸置。此外，在本體40內(nèi)的空間41被隔膜44分隔。
通過設(shè)置在軸26中的一空氣管46向空間41供應(yīng)壓縮空氣。從空氣供應(yīng)裝置(未示出)，例如，一壓縮機，通過轉(zhuǎn)動接頭31將壓縮空氣引入到空氣管46。
形成在板42的外圓周面上的臺階部分和形成在側(cè)壁部分40a的下部內(nèi)的臺階部分的之間設(shè)置有一O形環(huán)47。
例如通過粘合劑(未示出)將一背墊48可交換地粘貼在板42的底面上。背墊48的Asker C硬度是75-95，其壓縮率是10％或更小。例如，由Fujiboseki公司制造的背墊BP201(壓縮率3.4％、壓縮彈性75％、Asker C硬度84)可用作背墊48。此外，可將聚氨酯泡沫用作背墊48。
基底36的背側(cè)(上表面)接觸背墊48的底面，且基底36被背墊48保持住?；?6被壓向包含水的背墊48，以清除殘留在基底36和背墊48之間的空氣。通過清除空氣，在基底36和背墊48之間形成負壓，于是，基底36可被保持在背墊48的底面上。較佳地，一保持環(huán)(未示出)設(shè)置在背墊48的外圓周面上，它的下端從背墊48的下端略微向下凸出。通過提供這樣的保持環(huán)，基底36在磨光過程中決不會彈出。保持環(huán)壓迫在基底36的周緣的磨光墊24上，這樣，背墊48的上表面被壓陷，且其平面與基底36的下端面(正面?zhèn)?的平面相同。由于這種功能，可防止基底36的一邊緣的過度磨光。
通過空氣管46向空間41提供壓縮空氣，板42和被背板48保持住的基底36可以規(guī)定的力壓靠在磨光墊24上，以磨光基底36的下表面。
接下來，參照圖3-7說明制造一復(fù)合基底的普通工藝過程。
首先，如圖3所示，通過鉆孔或激光方法，多個通孔51(其中示出一個孔)形成在一核心基底50上，例如一包括玻璃絲布的塑料基底，其兩側(cè)覆蓋有銅薄層。通孔51按規(guī)定的圖案排列。
然后，通過非電鍍銅層方法和電鍍銅層方法在銅薄層和通孔51的內(nèi)表面上形成銅層(見圖4)。
對銅層進行蝕刻，以在核心基底50的兩面形成電纜圖案52a和52b(見圖5)。
在核心基底50的兩面涂覆樹脂，以覆蓋電纜52a和52b，這樣就形成絕緣樹脂層53a和53b(見圖6)。在某些情形中，可對絕緣樹脂層53a和53b的表面進行磨光以磨平?？衫萌鐖D1所示的磨光機并添加合適的磨光軟膏進行磨光。
然后，如圖7所示，形成通孔54a和54b，以部分地暴露電纜圖案52a和52b。如果絕緣樹脂層53a和53b是用光敏樹脂制成，則可通過曝光和顯影處理來形成通孔54a和54b；如果絕緣樹脂層53a和53b是用非光敏樹脂制成，則它們可以例如通過激光方法來形成。銅層55a和55b形成在通孔54a和54b中以及絕緣樹脂層53a和53b上。在某些情形中，通孔54a和54b可用銅填充。
在本實施例中，基底的銅層55a和55b進行磨光以磨平。首先，磨光銅層55a，然后，倒置基底，磨光另一銅層55b。在銅層55a和55b磨平之后，它們被蝕刻而形成電纜圖案。上述工藝重復(fù)規(guī)定的次數(shù)，以形成一多層的復(fù)合基底。
在上述的實施例中，磨光大面積的銅層55a和55b；在另一實施例中，磨光銅凸起。
在圖8中，用作連接終端的銅凸起62形成在一基底60上，例如，一硅晶片上。
銅凸起62通過以下步驟制成在晶片60上形成一具有開口部分的阻擋掩模，其對應(yīng)于銅凸起62；對暴露在開口部分中的電路部分進行鍍銅；并除去阻擋掩模。采用這種方法，銅凸起62能從晶片60的表面上凸起。
通過本發(fā)明的方法，形成在一電路板(一基底)上的銅凸起可以被磨削去?；撞痪窒抻谒芰匣?；也可磨光陶瓷基底、玻璃絲基底等。
下面將說明試驗和對比實例的結(jié)果。
(試驗1)使用如圖1和2所示的磨光機，在下列條件下磨光基底的銅層1.磨光軟膏磨粒膠體硅，平均磨粒直徑35nm(納米)，10wt％(重量百分比)螯合劑甘氨酸，0.5mol/l(摩爾/升)蝕刻劑氨水(濃度30％)，1wt％氧化劑過氧化氫水(濃度31％)，3wt％水蒸餾水2.背墊BP201Fujiboseki公司，壓縮率3.4％Asker C硬度843.磨光墊SUBA800(D52)RodelNitta公司，網(wǎng)格尺寸20mm(毫米)×20mm4.磨光壓力35.316kPa(千帕)5.磨光板轉(zhuǎn)動速度70rpm(轉(zhuǎn)/分)磨光10個樣品，結(jié)果如下
磨削率8-9μm/min.(微米/分)(目標10μm/min.或以上)磨光層的均勻度0.15-0.47μm(目標0.75μm或以下)平均表面粗糙度(Ra)0.05-0.19μm(目標0.5μm或以下)應(yīng)當注意，磨光層的均勻度是指銅層厚度的均勻度，它是中心和八個靠近邊緣的點測得的銅層厚度的標準偏差(1σ)。
平均表面粗糙度(Ra)是指由非接觸測量儀測得的銅層表面的粗糙度。
磨削率略小于目標，但磨光層的均勻度和平均表面粗糙度是滿足的。
(試驗2)使用如圖1和2所示的磨光機磨光基底的銅層，僅有磨光軟膏作如下變化1.磨光軟膏螯合劑甘氨酸，0.7mol/l蝕刻劑氨水(濃度30％)，1.25wt％氧化劑過氧化氫水(濃度31％)，3wt％水蒸餾水磨光10個樣品，如同試驗1一樣評價磨光層的均勻度，結(jié)果如下磨削率8-9μm/min.
(目標10μm/min.或以上)磨光層的均勻度0.18-0.48μm(目標0.75μm或以下)平均表面粗糙度(Ra)0.07-0.24μm(目標0.5μm或以下)磨削率略小于目標，但磨光層的均勻度和平均表面粗糙度如同試驗1一樣是滿足的。它們?nèi)缤囼?一樣測得。
(試驗3)
使用如圖1和2所示的磨光機，在下列條件下磨光基底的銅層1.磨光軟膏磨粒膠體硅，平均磨粒直徑35nm，10wt％螯合劑甘氨酸，0.04mol/l蝕刻劑碳酸銨，6.5wt％氧化劑過氧化氫水(濃度31％)，3wt％水蒸餾水2.背墊BP201Fujiboseki公司，壓縮率3.4％Asker C硬度843.磨光墊SUBA800(D52+H5)RodelNitta公司，網(wǎng)格尺寸20mm×20mm，孔直徑5mm4.磨光壓力35.316kPa5.磨光板轉(zhuǎn)動速度110rpm磨光10個樣品，結(jié)果如下磨削率10-12μm/min.
(目標10μm/min.或以上)磨光層的均勻度0.45-0.50μm(目標0.75μm或以下)平均表面粗糙度(Ra)0.07-0.24μm(目標0.5μm或以下)應(yīng)當注意，磨光層的均勻度是均勻地在25個點測得的銅層厚度的標準偏差(1σ)。
平均表面粗糙度(Ra)由如同試驗1和2那樣的非接觸測量儀測得。
磨削率略大于目標，但磨光層的均勻度和平均表面粗糙度是滿足的。
(試驗4)使用如圖1和2所示及例3中所用的磨光機，磨光基底的銅層，僅有磨光軟膏作如下變化
1.磨光軟膏螯合劑甘氨酸，0.07mol/l蝕刻劑碳酸銨，8wt％氧化劑過氧化氫水(濃度31％)，3wt％水蒸餾水磨光10個樣品，結(jié)果如下磨削率12-15μm/min.
(目標10μm/min.或以上)磨光層的均勻度0.23-0.6μm(目標0.75μm或以下)平均表面粗糙度(Ra)0.09-0.30μm(目標0.5μm或以下)磨削率，磨光層的均勻度和平均表面粗糙度是充分滿足的。它們?nèi)缤囼?一樣測得。
(試驗5)使用如圖1和2所示的磨光機，在下列條件下磨光基底的銅凸起1.磨光軟膏磨粒膠體硅，平均磨粒直徑35nm，10wt％螯合劑甘氨酸，0.04mol/l蝕刻劑碳酸銨，6.5wt％氧化劑過氧化氫水(濃度31％)，3wt％水蒸餾水2.背墊BP201Fujiboseki公司，壓縮率3.4％Asker C硬度843.磨光墊IC1000RodelNitta公司，4.磨光壓力3.43kPa5.磨光板轉(zhuǎn)動速度7rpm
磨光10個樣品，結(jié)果如下磨削率5-10μm/min.
磨光層的均勻度0.3-0.5μm(目標1μm或以下)應(yīng)當注意，在每個基底內(nèi)，在中心和中間部分以及從中心以等角間距徑向延伸的四條虛線的最外部分形成九個銅凸起。測量每個基底的九個銅凸起的高度。計算每個基底最高凸起和最低凸起之間的高度差。這樣，在本試驗中，10個試樣的所述差異的一分布范圍就被認為是所磨光銅凸起的高度均勻度。
磨削率和高度的均勻度是充分滿足的。
應(yīng)當注意，在試驗1-5中，在任何銅層和凸起的磨光表面上未發(fā)現(xiàn)刮痕。
(對比試驗1)使用如圖1所示的磨光機，在下列條件下磨光基底的銅層1.磨光軟膏CMP軟膏PLANERLITE-7101Fujimi公司，2.背墊BP201Fujiboseki公司，壓縮率18.8％，Asker C硬度713.磨光墊SUBA800(D52)RodelNitta公司，網(wǎng)格尺寸20mm×20mm4.磨光壓力35.316kPa5.磨光板轉(zhuǎn)動速度70rpm磨光10個樣品，結(jié)果如下磨削率0.45-0.50μm/min.
(目標10μm/min.或以上)磨光層的均勻度0.60-1.88μm(目標0.75μm或以下)平均表面粗糙度(Ra)0.06-0.10μm(目標0.5μm或以下)如同試驗1那樣測量磨光層的均勻度和平均表面粗糙度。
試驗結(jié)果遠低于目標且是不滿足的。
(對比試驗2)使用如圖1所示的磨光機，在下列條件下磨光基底的銅層1.磨光軟膏POLIPLA-103Fujimi公司，2.背墊BP201Fujiboseki公司，3.磨光墊ICl000RodelNitta公司，4.磨光壓力3.43kPa5.磨光板轉(zhuǎn)動速度7rpm磨光10個樣品，如同試驗5那樣評價高度的均勻度，結(jié)果如下磨削率1-3μm/min.
磨光層的均勻度0.60-1.88μm試驗結(jié)果是不滿足的。
在不脫離本發(fā)明的精神或基本特征的前提下，本發(fā)明還可以其它特殊的形式實施。因此從各個方面看，本發(fā)明的實施例都被認為是示例性的，而不是限制性的，本發(fā)明的范圍由附后的權(quán)利要求書指明，而不是由上述的說明書指明，因此，落入權(quán)利要求書的含義和其等價的范圍內(nèi)的所有變化都必定包括在本發(fā)明內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種磨光基底銅層的方法，包括下列步驟將一基底供應(yīng)到在一磨光板上的一磨光墊上，并使銅層面對磨光墊；借助一壓頭用一背墊將基底壓到磨光墊上；相對于磨光板相對地轉(zhuǎn)動壓頭，并將軟膏供應(yīng)到在磨光墊上，以磨光銅層，其中，所述背墊是由Asker C硬度為75-95、壓縮率為10％或更小的材料制成，且所述磨光軟膏包括用來螯合銅的螯合劑、用來蝕刻銅層表面的蝕刻劑、用來氧化銅層表面的氧化劑以及水。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述磨光軟膏包括由選自包括下列物質(zhì)的組群中的至少一種物質(zhì)制成的磨粒，下列物質(zhì)是二氧化硅；氧化鋁；氧化鈰；氧化鈦；氮化硅；以及氧化鋯。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述銅層是形成在基底上的一銅凸起。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述銅層是形成在基底上的一銅凸起。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基底是一復(fù)合的基底。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述基底是一復(fù)合的基底。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述背墊是由聚氨酯泡沫制成。
8.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述背墊是由聚氨酯泡沫制成。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述螯合劑是有機羧酸。
10.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述螯合劑是有機羧酸。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述螯合劑是選自包括下列有機酸的組群中的至少一種有機羧酸氨基酸包括中性氨基酸和/或堿性氨基酸；喹啉-2-羧酸，即喹啉酸；2-吡啶羧酸；6-吡啶羧酸；以及奎寧。所述中性氨基酸是選自包括下列氨基酸的組群中的至少一種甘氨酸、α-丙氨酸、β-丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、L-異亮氨酸、D-異亮氨酸、L-別異亮氨酸、D-別異亮氨酸、絲氨酸、L-蘇氨酸、D-蘇氨酸、L-別蘇氨酸、D-別蘇氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、苯基丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、脯氨酸及胱氨酸；以及所述堿性氨基酸是選自包括下列氨基酸的組群中的至少一種賴氨酸、精氨酸及組氨酸。
12.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述螯合劑是選自包括下列有機酸的組群中的至少一種有機羧酸氨基酸包括中性氨基酸和/或堿性氨基酸；喹啉-2-羧酸，即喹啉酸；2-吡啶羧酸；6-吡啶羧酸；以及奎寧。所述中性氨基酸是選自包括下列氨基酸的組群中的至少一種氨基酸甘氨酸、α-丙氨酸、β-丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、L-異亮氨酸、D-異亮氨酸、L-別異亮氨酸、D-別異亮氨酸、絲氨酸、L-蘇氨酸、D-蘇氨酸、L-別蘇氨酸、D-別蘇氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、苯基丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、脯氨酸及胱氨酸；以及所述堿性氨基酸是選自包括下列氨基酸的組群中的至少一種賴氨酸、精氨酸及組氨酸。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述螯合劑是一堿性的化合物。
14.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述螯合劑是一堿性的化合物。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述螯合劑是選自包括下列化學(xué)品的組群中的至少一種氨；以及無機酸或有機酸的銨鹽。
16.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述螯合劑是選自包括下列化學(xué)品的組群中的至少一種氨；以及無機酸或有機酸的銨鹽。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氧化劑是過氧化氫水。
18.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述氧化劑是過氧化氫水。
19.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述磨光軟膏中的所述螯合劑的量是0.015-2.5mol/1；所述螯合劑量是所述磨光軟膏的5-25wt％；且所述氧化劑的量是磨光軟膏的0.1-10wt％。
20.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述磨光軟膏中的所述螯合劑的量是0.015-2.5mol/l；所述螯合劑量是所述磨光軟膏的5-25wt％；且所述氧化劑的量是磨光軟膏的0.1-10wt％。
21.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述磨光軟膏的PH值是7-10。
22.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述磨光軟膏的PH值是7-10。
23.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述螯合劑和所述氧化劑在使用磨光軟膏之前立即混合。
24.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述螯合劑和所述氧化劑在使用磨光軟膏之前立即混合。
全文摘要
磨光一基底的銅層的方法能夠提高磨削率等。該方法包括下列步驟將一基底供應(yīng)到在一磨光板上的一磨光墊的上，并使銅層面對磨光墊；借助一壓頭用一背墊將基底壓到磨光墊上；相對于磨光板相對地轉(zhuǎn)動壓頭，并將軟膏供應(yīng)到在磨光墊上。背墊是由Asker C硬度為75－95、壓縮率為10％或更小的材料制成，磨光軟膏包括用來螯合銅的螯合劑、用來蝕刻銅層表面的蝕刻劑、用來氧化銅層表面的氧化劑以及水。
文檔編號B24B37/30GK1428827SQ02158978
公開日2003年7月9日 申請日期2002年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月28日
發(fā)明者宮入廣雄, 稻田安雄, 長谷川毅, 寺島優(yōu)二, 酒井健兒, 北村忠浩, 梅田剛宏 申請人:不二越機械工業(yè)株式會社, 不二見株式會社