CN103945984A - 研磨垫 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供层叠研磨垫，其即使在较大的情况下也能够平坦地贴附于研磨压盘。本发明的层叠研磨垫为研磨层和支撑层经由粘接构件层叠而成，其特征在于：所述研磨层包含0.5-5重量％的亲水性物质；所述支撑层由缓冲层和热尺寸变化率为1.3-12.6％的树脂膜一体成形而成；所述层叠研磨垫以研磨层侧成为凹状的方式弯曲，垫周边的平均弯曲量为3-50mm。

Description

研磨垫
技术领域
本发明涉及层叠研磨垫，其可以稳定地且高研磨效率地进行用于透镜、反射镜等光学材料或硅晶片、硬盘用的玻璃基板、铝基板、及通常的金属研磨加工等要求高度的表面平坦性的材料的平坦化加工。本发明的层叠研磨垫特别适用于如下的步骤：将硅晶片以及其上形成有氧化物层、金属层等的装置，在进一步层叠并形成这些氧化物层或金属层之前进行平坦化。
背景技术
在制造半导体装置时，在晶片表面形成导电性膜，需实施通过光刻、蚀刻等形成配线层的形成步骤和在配线层上形成层间绝缘膜的步骤等，而这些步骤会导致晶片表面产生由金属等导电体或绝缘体构成的凹凸。近年来，以半导体集成电路高密度化为目的的配线微细化或多层配线化的不断发展，但随之对晶片表面凹凸进行平坦化的技术也变得日益重要。
作为晶片表面凹凸的平坦化方法，一般采用化学机械抛光(以下称为“CMP”)。CMP是一种在将晶片的被研磨面挤压于研磨垫的研磨面的状态下，使用分散有磨粒的浆状研磨剂(以下称为“浆料”)进行研磨的技术。在CMP中通常使用的研磨装置例如，如图1所示，具有：支撑研磨垫1的研磨压盘2、支撑被研磨材料(半导体晶片)4的支撑台(抛光头)5、用以对晶片进行均匀加压的背衬材料、以及研磨剂的供给机构。研磨垫1例如通过用双面胶带贴附而安装于研磨压盘2。研磨压盘2与支撑台5以与各自所支撑的研磨垫1与被研磨材料4相对的方式进行配置，分别具有旋转轴6、旋转轴7。另外，支撑台5侧设置有用以将被研磨材料4挤压于研磨垫1的加压机构。
专利文献1提出了一种半导体基板的研磨方法，其特征在于：将半导体基板固定于研磨头，并将微橡胶A硬度为70度以上的研磨层挤压于所述半导体基板上，其中，该研磨层经由体积弹性率为600kg/cm2以上且压缩弹性率为10kg/cm2以上-140kg/cm2以下的缓冲层而固定于研磨压盘，在该半导体基板自身的弯曲或凹凸被所述缓冲层吸收的状态下，使所述研磨头或研磨压盘或其两者旋转而研磨所述半导体基板。
近年来，由于半导体晶片的大型化，研磨垫也已大型化，将大的研磨垫贴附于研磨压盘的操作也变得困难。在将研磨垫贴附于研磨压盘的操作中，必须尽可能平坦地贴附研磨垫。但是，若研磨垫变大，则在贴附时，研磨垫和研磨压盘之间很容易进入空气。进入空气的部分会突出成凸状，因此这些部分将存在发生半导体晶片研磨加工不良(例如：研磨均匀性恶化、由修整器引起的研磨层破损等)的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2000-117619号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的是提供一种层叠研磨垫，其即使在较大的情况下也能够平坦地贴附于研磨压盘。另外，本发明的目的还在于提供一种使用该层叠研磨垫的半导体装置的制造方法。
解决问题的手段
本发明者等人为了解决所述问题而反复仔细研究，结果发现通过以下所示的层叠研磨垫而可以达成所述目的，从而完成了本发明。
即，本发明涉及层叠研磨垫，其为研磨层和支撑层经由粘接构件层叠而成，其特征在于：所述研磨层包含0.5-5重量％的亲水性物质；所述支撑层由缓冲层和热尺寸变化率为1.3-12.6％的树脂膜一体成形而成；所述层叠研磨垫以研磨层侧成为凹状的方式弯曲，垫周边的平均弯曲量为3-50mm。
图2是表示将现有未弯曲的研磨垫贴附于研磨压盘步骤的概略图。如图2所示，在现有技术中，首先，将研磨垫1的一端贴附于研磨压盘2的端部，然后，从研磨垫1的一端向相对端将研磨垫1挤压于研磨压盘2的同时进行贴附。但是，在使用这种现有的贴附方法的情况下，若研磨垫变大，则垫周围会因自重而下垂，从而容易咬进空气。
另一方面，图3是表示将本发明的有弯曲的层叠研磨垫贴附于研磨压盘步骤的概略图。本发明的层叠研磨垫1以研磨层9侧成为凹状的方式弯曲。如图3所示，首先，将层叠研磨垫1的中心部分贴附于研磨压盘2的中心部分，然后，通过从层叠研磨垫1的中心部分向周边部分将层叠研磨垫1挤压于研磨压盘2的同时进行贴附，能够在不咬进空气的情况下将层叠研磨垫1平坦地贴附于研磨压盘2。
不过，在将研磨层侧以成为凹状的方式弯曲的层叠研磨垫贴附于研磨压盘时，由于垫周边以远离研磨压盘的方式产生内部应力，因此垫周边将变得容易从研磨压盘剥离。但是，由于本发明的层叠研磨垫的研磨层包含0.5-5重量％的亲水性物质，通过湿式处理时的超纯水或研磨时的浆料使研磨层发生溶胀(膨胀)。由此，施加于垫周边的内部应力将得以缓和，垫周边将变得难以从研磨压盘剥离。
当亲水性物质的含量不足0.5重量％时，由于因超纯水等引起的研磨层溶胀变难，施加于垫周边的内部应力变得难以得到缓和，垫周边会变得容易从研磨压盘剥离。另一方面，当亲水性物质的含量超过5重量％时，由超纯水等引起的研磨层溶胀过多，导致研磨层的硬度降低，从而对研磨特性造成不良影响。
作为支撑层，使用缓冲层和热尺寸变化率为1.3-12.6％的树脂膜一体成形而成的支撑层。通过使用该支撑层，可以将垫周边的弯曲量调整为3-50mm。当树脂膜的热尺寸变化率不足1.3％时，垫周边的弯曲量将无法达到3mm以上。另一方面，当树脂膜的热尺寸变化率超过12.6％时，缓冲层和树脂膜一体成形时，树脂膜会因热收缩而产生皱褶，从而无法制作支撑层。
当垫周边的平均弯曲量不足3mm时，将层叠研磨垫从层叠研磨垫的中心部分向周边贴附于研磨压盘时，垫周围会下垂而变得容易咬进空气。另一方面，当垫周边的平均弯曲量超过50mm时，因施加于贴附在研磨压盘的垫周边的内部应力变得过大，即使由超纯水等引起的研磨层溶胀也无法充分缓和施加于垫周边的内部应力，因此，垫周边将容易从研磨压盘剥离。
另外，本发明还涉及一种层叠研磨垫的制造方法，包括以下步骤：将含有0.5-5重量％亲水性物质的研磨层加热至30-100℃；以及将加热的研磨层和支撑层经由粘接构件进行贴合，所述支撑层由缓冲层和热尺寸变化率为1.3-12.6％的树脂膜一体成形而成，
其中，研磨层侧以成为凹状的方式弯曲，垫周边的平均弯曲量为3-50mm。
通过在将研磨层加热至30-100℃的状态下，将研磨层和所述支撑层经由粘接构件进行贴合，能够制造研磨层侧以成为凹状的方式弯曲垫周边的平均弯曲量为3-50mm的层叠研磨垫。垫的弯曲可以认为是由研磨层因加热而以延伸的状态进行贴合，随后又因冷却使研磨层收缩而产生。
另外，本发明还涉及一种层叠研磨垫的制造方法，包括以下步骤：在由缓冲层和热尺寸变化率为1.3-12.6％的树脂膜一体成形而成的支撑层的缓冲层上层叠热熔粘接剂片；将层叠的热熔粘接剂片进行加热而使热熔粘接剂熔融或软化；在熔融或软化的热熔粘接剂上层叠含有0.5-5重量％亲水性物质的研磨层而制作层叠片；将层叠片通过加热至30-100℃的滚筒之间而进行压接；以及将层叠片的熔融或软化的热熔粘接剂进行硬化，
其中，研磨层侧以成为凹状的方式弯曲，垫周边的平均弯曲量为3-50mm。
另外，本发明还涉及一种层叠研磨垫的制造方法，包括以下步骤：在由缓冲层和热尺寸变化率为1.3-12.6％的树脂膜一体成形而成的支撑层的缓冲层上涂布熔融或软化的热熔粘接剂；在熔融或软化的热熔粘接剂上层叠含有0.5-5重量％亲水性物质的研磨层而制作层叠片；将层叠片通过加热至30-100℃的滚筒之间而进行压接；以及将层叠片的熔融或软化的热熔粘接剂进行硬化，
其中，研磨层侧以成为凹状的方式弯曲，垫周边的平均弯曲量为3-50mm。
通过本发明的制造方法而使层叠研磨垫发生弯曲的理由如上所述。
热熔粘接剂的熔融温度优选为130-170℃。
另外，本发明还涉及一种半导体装置的制造方法，其包括使用所述层叠研磨垫对半导体晶片的表面进行研磨的步骤。
发明效果
本发明的层叠研磨垫具有研磨层侧以成为凹状的方式弯曲的结构。因此，即使在层叠研磨垫较大时，也能够在不咬进空气的情况下平坦地贴附于研磨压盘。
附图说明
图1是表示CMP研磨中所使用的研磨装置的一个实例的概略构成图。
图2是表示将现有未弯曲的研磨垫贴附于研磨压盘步骤的概略图。
图3是表示将本发明的有弯曲的层叠研磨垫贴附于研磨压盘步骤的概略图。
具体实施方式
本发明中使用的研磨层只要含有0.5-5重量％的亲水性物质即可，其既可以是发泡体，也可以是无发泡体，但优选为具有微细气泡的发泡体。研磨层优选含有0.6-2重量％的亲水性物质。
在本发明中，所谓亲水性物质是指在10g水中溶解或混合10g以上的物质，例如可以列举：乙二醇和二乙二醇等多元醇；乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丁基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单丁基醚等乙二醇单醚；乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、乙二醇二丁基醚、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、及二乙二醇二丁基醚等乙二醇二醚；二(甲基)丙烯酸四乙二醇酯；在二乙二醇中加聚环氧乙烷而成的聚乙二醇；在聚硅氧烷中加聚环氧乙烷而成的聚硅氧烷醚等。亲水性物质优选为不与构成研磨层的树脂或其原料发生反应的物质，特别优选使用乙二醇二醚。
作为构成研磨层的树脂，例如可以列举：聚氨酯树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、卤素系树脂(聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯等)、聚苯乙烯、烯烃系树脂(聚乙烯、聚丙烯等)、环氧树脂、感光性树脂等的1种或2种以上的混合物。聚氨酯树脂耐磨性优异，并且通过对原料组成进行各种变更而可以容易地获得具有所期望的物性的聚合物，因此是作为研磨层的形成材料的特别优选材料。以下，以所述发泡体为代表对聚氨酯树脂发泡体进行说明。
所述聚氨酯树脂由异氰酸酯成分、多元醇成分(高分子量多元醇、低分子量多元醇等)和增链剂组成。
作为异氰酸酯成分，可以无特别限定地使用聚氨酯领域公知的化合物。作为异氰酸酯成分，可以列举：2，4-甲苯二异氰酸酯、2，6-甲苯二异氰酸酯、2，2′-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯、对亚苯基二异氰酸酯、间亚苯基二异氰酸酯、对苯二亚甲基二异氰酸酯、间苯二亚甲基二异氰酸酯等芳香族二异氰酸酯；亚乙基二异氰酸酯、2，2，4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、1，6-六亚甲基二异氰酸酯等脂肪族二异氰酸酯；1，4-环己烷二异氰酸酯、4，4′-二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯等脂环式二异氰酸酯。这些可以使用1种，也可以混合使用2种以上。
作为高分子量多元醇，可以列举在聚氨酯技术领域中通常所使用的高分子量多元醇。例如，可以列举：以聚四亚甲基醚二醇、聚乙二醇等为代表的聚醚多元醇、以聚己二酸丁二酯为代表的聚酯多元醇、聚己内酯多元醇、由聚己内酯这样的聚酯二醇与碳酸亚烷酯的反应物等例示的聚酯聚碳酸酯多元醇、使碳酸亚乙酯与多元醇反应接着使所得的反应混合物与有机二羧酸反应而成的聚酯聚碳酸酯多元醇、通过使多羟基化合物与碳酸芳基酯的酯交换反应而得的聚碳酸酯多元醇等。这些可以单独使用，也可以并用2种以上。
作为多元醇成分，除了所述的高分子量多元醇外，也可以并用乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、2，3-丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、1，4-环己烷二甲醇、3-甲基-1，5-戊二醇、二乙二醇、三乙二醇、1，4-双(2-羟基乙氧基)苯、三羟甲基丙烷、甘油、1，2，6-己三醇、季戊四醇、四羟甲基环己烷、甲基葡萄糖苷、山梨糖醇、甘露醇、半乳糖醇、蔗糖、2，2，6，6-四(羟基甲基)环己醇、二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺和三乙醇胺等低分子量多元醇。另外，也可以并用乙二胺、甲苯二胺、二苯基甲烷二胺和二亚乙基三胺等低分子量多胺。另外，还可以并用单乙醇胺、2-(2-氨基乙基氨基)乙醇和单丙醇胺等醇胺。这些低分子量多元醇、低分子量多胺等可以单独使用1种，也可以并用2种以上。低分子量多元醇或低分子量多胺等的混合量并没有特别限定，可根据制造的研磨层所要求的特性进行适当确定。
在利用预聚物法制造聚氨酯树脂发泡体时，在预聚物的硬化中使用增链剂。增链剂是具有至少2个以上活性氢基的有机化合物，作为活性氢基，可以例示：羟基、伯氨基或仲氨基、巯基(SH)等。具体可以列举：4，4′-亚甲基双(邻氯苯胺)(MOCA)、2，6-二氯对苯二胺、4，4′-亚甲基双(2，3-二氯苯胺)、3，5-双(甲硫基)-2，4-甲苯二胺、3，5-双(甲硫基)-2，6-甲苯二胺、3，5-二乙基甲苯-2，4-二胺、3，5-二乙基甲苯-2，6-二胺、丙二醇-二-对氨基苯甲酸酯、聚四氢呋喃-二-对氨基苯甲酸酯、4，4′-二氨基-3，3′，5，5′-四乙基二苯基甲烷、4，4′-二氨基-3，3′-二异丙基-5，5′-二甲基二苯基甲烷、4，4′-二氨基-3，3′，5，5′-四异丙基二苯基甲烷、1，2-双(2-氨基苯硫基)乙烷、4，4′-二氨基-3，3′-二乙基-5，5′-二甲基二苯基甲烷、N，N′-二-仲丁基-4，4′-二氨基二苯基甲烷、3，3′-二乙基-4，4′-二氨基二苯基甲烷、间亚二甲苯基二胺、N，N′-二-仲丁基-对苯二胺、间苯二胺和对亚二甲苯基二胺等所例示的多胺类，或所述低分子量多元醇或低分子量多胺。这些可以使用1种，也可以混合2种以上。
在本发明中，异氰酸酯成分、多元醇成分和增链剂之间的比可以根据其各自的分子量或层叠研磨垫所期望的物性等进行各种变更。为了得到具有所期望的研磨特性的层叠研磨垫，相对于多元醇成分和增链剂的总活性氢基(羟基+胺基)数，异氰酸酯成分的异氰酸酯基数优选为0.80-1.20，更优选为0.99-1.15。当异氰酸酯基数在所述范围外时，会发生硬化不良，导致无法得到所要求的比重和硬度，从而有研磨特性降低的倾向。
聚氨酯树脂发泡体可以应用熔融法、溶液法等公知的氨基甲酸酯化技术进行制造，但在考虑成本、作业环境等的情况下，优选使用熔融法进行制造。
聚氨酯树脂发泡体的制造也可以利用预聚物法、一步法的任一种，但预先由异氰酸酯成分与多元醇成分合成端异氰酸酯基预聚物、并使其与增链剂反应的预聚物法，所得的聚氨酯树脂的物理特性优异而适合。
作为聚氨酯树脂发泡体的制造方法，可以列举添加中空珠粒的方法、机械发泡法、化学发泡法等。
特别优选使用作为聚烷基硅氧烷与聚醚的共聚物的不含有活性氢基的硅系表面活性剂的机械发泡法。
另外，根据需要，也可以添加抗氧化剂等稳定剂、润滑剂、颜料、填充剂、抗静电剂、其他添加剂。
聚氨酯树脂发泡体可以是独立气泡型，也可以是连续气泡型。
聚氨酯树脂发泡体的制造可以是将各成分计量投入容器中进行搅拌的间歇方式，另外也可以是在搅拌装置中连续供给各成分和非反应性气体进行搅拌、并送出气泡分散液而制造成形品的连续生产方式。
另外，将成为聚氨酯树脂发泡体的原料的预聚物加入反应容器，然后投入增链剂，搅拌后，流入至给定大小的铸模中制作块体，该块体可以通过使用铯状或带锯状的切片机切片的方法在或所述铸塑阶段制成薄片状。另外，将成为原料的树脂溶解，从T模挤压成形，可以直接获得片状聚氨酯树脂发泡体。
所述聚氨酯树脂发泡体的平均气泡直径优选为30-80μm，更优选为30-60μm。当脱离该范围时，有研磨速度降低，且研磨后的被研磨材料(晶片)的平面性(平坦性)降低的倾向。
所述聚氨酯树脂发泡体的比重优选为0.5-1.3。当比重不足0.5时，有研磨层的表面强度降低、被研磨材料的平面性降低的倾向。另外，当比重大于1.3时，研磨层表面的气泡数变少，平面性良好，但有研磨速度降低的倾向。
所述聚氨酯树脂发泡体的硬度用ASKER D硬度计测定优选为40-75度。当ASKER D硬度不足40度时，被研磨材料的平面性降低，另外，当ASKER D硬度超过75度时，平面性良好，但有被研磨材料的均匀性(均匀性)降低的倾向。
研磨层的与被研磨材料接触的研磨表面，优选具有用于保持、更新浆料的凹凸结构。包含发泡体的研磨层在研磨表面具有多个开口，具有保持、更新浆料的功能，但通过在研磨表面形成凹凸结构，可以更有效地进行浆料的保持与更新，而且可以防止因与被研磨材料吸着而引起被研磨材料的破坏。凹凸结构只要为保持、更新浆料的形状，则没有特别限定，例如可以列举XY格子槽、同心圆状槽、贯通孔、未贯通穴、多角柱、圆柱、螺旋状槽、偏心圆状槽、放射状槽和这些槽的组合。另外，这些凹凸结构通常具有规则性，但为了使浆料的保持、更新性变得理想，也可以使槽间距、槽宽度、槽深度等各自在某范围内变化。
研磨层的形状并无特别限定，可以使用圆形状，也可以使用长条状。研磨层的大小可以根据所使用的研磨装置进行适当调整。在圆形状的情况下，直径为30-150cm左右。在长条状的情况下，长度为5-15m左右，宽度为60-250cm左右。
研磨层的厚度并无特别限定，通常为0.8-4mm左右，优选为1.2-2.5mm。
为了在进行研磨的状态下进行光学终点检测，研磨层可以设置为透明构件。
在本发明中所使用的支撑层是由缓冲层与热尺寸变化率为1.3-12.6％的树脂膜经一体成形而成的层。
缓冲层是为了在CMP中使有权衡关系的平面性与均匀性这两者兼具而需要的层。平面性是指研磨具有图案形成时所产生的微小凹凸的被研磨材料时的图案部的平坦性，均匀性是指被研磨材料整体的均匀性。利用研磨层的特性改善平面性，利用缓冲层的特性改善均匀性。
缓冲层例如可以列举：聚酯无纺布、尼龙无纺布、以及丙烯酸类无纺布等纤维无纺布；如经聚氨酯浸渍的聚酯无纺布的树脂浸渍无纺布；聚氨酯泡沫及聚乙烯泡沫等高分子树脂发泡体；丁二烯橡胶及异戊二烯橡胶等橡胶性树脂；感光性树脂等。
缓冲层的厚度并无特别限定，但优选为300-1800μm，更优选为700-1400μm。
由于缓冲层缺乏刚性，在贴合时容易发生皱褶，或引起粘接不良等问题。为了防止这样的问题，在缓冲层的一面设置树脂膜以赋予其刚性。
树脂膜使用在150℃加热30分钟后的热尺寸变化率为1.3-12.6％的膜。优选热尺寸变化率为1.4-3％的树脂膜。例如可以列举：聚对苯二甲酸乙二醇酯膜等聚酯膜；聚乙烯膜和聚丙烯膜等聚烯烃膜；聚酰胺膜；丙烯酸树脂膜；甲基丙烯酸树脂膜；聚苯乙烯膜等。在这些中，优选使用聚酯膜，特别优选使用聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。
树脂膜的厚度并无特别限定，优选为10-150μm，更优选为20-100μm。
本发明使用的支撑层，例如，可以通过使用粘接剂将树脂膜贴合于缓冲层的一面的方法，以及将缓冲层形成材料涂布于树脂膜上使其硬化而直接形成缓冲层的方法等进行制作。
本发明的层叠研磨垫通过将所述研磨层和所述支撑层经由粘接构件进行贴合而制作。例如，可以通过以下方法进行制造。
制造方法1
首先，将研磨层加热至30-100℃。然后，将加热至所述温度的研磨层与所述支撑层的缓冲层侧经由粘接构件进行压接而贴合。作为粘接构件，可以使用通常的感压性粘接剂，也可以使用在基材的两面都设置有感压性粘接剂的双面胶带。作为压接方法，例如可以列举：通过滚筒之间的方法。贴合后，通过冷却使研磨层收缩，从而得到研磨层侧以成为凹状的方式弯曲的层叠研磨垫。将支撑层切断成研磨层大小时，优选在研磨层冷却前，即，在研磨层收缩变为凹状之前进行切断。若在研磨层收缩变为凹状之后进行切断，则变得很难准确地将支撑层切断为与研磨层的大小一致。
制造方法2
首先，将热熔粘接剂片层叠于所述支撑层的缓冲层上。
所述热熔粘接剂片可以是由热熔粘接剂所形成的粘接剂层，或者，也可以是在基材两面设置了所述粘接剂层的双面胶带。
所使用的热熔粘接剂无特别限定，但优选使用聚酯系热熔粘接剂。
所述聚酯系热熔粘接剂至少包含作为基础聚合物的聚酯树脂、和作为交联成分的在1分子中具有2个以上缩水甘油基的环氧树脂。
作为所述聚酯树脂，可以使用通过酸成分与多元醇成分进行缩聚等而获得的公知的聚酯树脂，但特别优选使用结晶性聚酯树脂。
作为酸成分，可以列举：芳香族二羧酸、脂肪族二羧酸以及脂环族二羧酸等。这些酸成分可以使用1种，也可以并用2种以上。
作为芳香族二羧酸的具体实例，可以列举：对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、α-萘二羧酸、β-萘二羧酸及其酯形成体等。
作为脂肪族二羧酸的具体实例，可以列举：琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸，辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一碳烯酸，十二烷二酸及其酯形成体等。
作为脂环族二羧酸的具体实例，可以列举：1，4-环己烷二羧酸、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐等。
另外，作为酸成分，也可以并用马来酸、富马酸、二聚酸等不饱和酸，以及偏苯三甲酸、均苯四甲酸等多元羧酸等。
作为多元醇成分，可以列举：脂肪族二醇、脂环族二醇等二元醇和多元醇。它们可以使用1种，也可以并用2种以上。
作为脂肪族二醇的具体实例，可以列举：乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，8-辛二醇、1，9-壬二醇、新戊二醇、3-甲基戊二醇、2，2，3-三甲基戊二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇等。
作为脂环族二醇的具体实例，可以列举：1，4-环己烷二甲醇、氢化双酚A等。
作为多元醇，可以列举：甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇等。
结晶性聚酯树脂可以通过公知的方法进行合成。例如，添加原料和催化剂并在生成物熔点以上的温度进行加热的熔融聚合法；在生成物的熔点以下进行聚合的固相聚合法；以及使用溶剂的溶液聚合法等，可以采用其中任意一种方法。
结晶性聚酯树脂的熔点优选为100-200℃。当熔点不足100℃时，由于研磨时发热，热熔粘接剂的粘接力降低。当熔点超过200℃时，由于热熔粘接剂熔融时的温度变高，有在层叠研磨垫产生弯曲而对研磨特性造成不良影响的倾向。
另外，结晶性聚酯树脂的数均分子量优选为5000-50000。当数均分子量不足5000时，由于热熔粘接剂的机械特性降低而无法得到充分的粘接性和耐久性。当数均分子量超过50000时，会导致结晶性聚酯树脂合成时产生凝胶化等制造上的问题发生、或有作为热熔粘接剂的性能降低的倾向。
作为所述环氧树脂，例如可以列举：双酚A型环氧树脂、溴化双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚AD型环氧树脂、二苯乙烯型环氧树脂、联苯型环氧树脂、双酚A酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、二胺基二苯基甲烷型环氧树脂以及基于四(羟苯基)乙烷等的聚苯基环氧树脂、含氟环氧树脂、三缩水甘油基异氰脲酸酯、含有杂芳香环(例如：三嗪环等)的环氧树脂等芳香族环氧树脂；脂肪族缩水甘油基醚型环氧树脂、脂肪族缩水甘油基酯型环氧树脂、脂环族缩水甘油基醚型环氧树脂、脂环族缩水甘油基酯型环氧树脂等非芳香族环氧树脂。这些环氧树脂可以单独使用1种，也可以并用2种以上。
在这些中，从研磨时与研磨层的粘接性的观点来看，优选使用甲酚酚醛清漆型环氧树脂。
相对于100重量份作为基础聚合物的聚酯树脂而言，所述环氧树脂需添加2-10重量份，优选为3-7重量份。
热熔粘接剂可以含有烯烃系树脂等软化剂、粘着赋予剂、填充剂，稳定剂以及偶联剂等公知的添加剂。另外，也可以含有滑石粉等公知的无机填料。
热熔粘接剂的熔融温度(熔点)优选为130-170℃。
另外，热熔粘接剂的比重优选为1.1-1.3。
另外，在150℃负载为2.16kg的条件下，热熔粘接剂的熔体流动指数(MI)优选为16-26g/10min。
由热熔粘接剂所形成的粘接剂层的厚度优选为10-200μm，更优选为50-130μm。
也可以使用在基材两面都具有所述粘接剂层的双面胶带代替所述粘接剂层。通过基材，可以防止浆料向支撑层侧渗透，并且可以防止支撑层和粘接剂层之间的剥离。
作为基材，例如可以列举：聚对苯二甲酸乙二醇酯膜和聚萘二甲酸乙二醇酯膜等聚酯膜；聚乙烯膜和聚丙烯膜等聚烯烃膜；尼龙膜；聚酰亚胺膜等。在这些中，优选使用防止水的透过性质优异的聚酯膜。
在基材表面，也可以实施电晕处理、等离子体处理等易粘接处理。
基材的厚度并无特别限定，但从透明性、柔软性、刚性和加热时的尺寸稳定性等观点来看，优选为10-200μm，更优选为15-55μm。
在使用双面胶带的情况下，所述粘接剂层的厚度优选为10-200μm，更优选为50-130μm。
然后，将层叠的热熔粘接剂片进行加热使热熔粘接剂熔融或软化。在使其软化的情况下，优选以达到从热熔粘接剂的熔融温度-10℃以内的温度的方式进行加热。更优选以达到从热熔粘接剂的熔融温度-5℃以内的温度的方式进行加热。使热熔粘接剂片熔融或软化的方法并无特别限制，例如可以列举：在输送带上输送片的同时使用红外线加热器对热熔粘接剂片的表面进行加热的方法。
然后，将研磨层层叠于熔融或软化的热熔粘接剂上而制作层叠片，并将该层叠片通过加热至30-100℃的滚筒之间进行压接而贴合。另外，也可以将熔融或软化的热熔粘接剂涂布于支撑层的缓冲层上，代替使用热熔粘接剂片。贴合后，通过冷却使熔融或软化的热熔粘接剂硬化。此时，研磨层收缩，得到研磨层侧以成为凹状的方式弯曲的层叠研磨垫。在将支撑层切断成研磨层的大小时，优选在研磨层收缩变成凹状之前进行切断。若在研磨层收缩变成凹状之后进行切断，则很难准确地将支撑层切断为与研磨层的大小一致。
通过本发明的制造方法而获得的层叠研磨垫，其研磨层侧以成为凹状的方式弯曲，垫周边的平均弯曲量为3-50mm，优选为5-15mm。
本发明的层叠研磨垫可以为圆形状，也可以为长条状。层叠研磨垫的大小可以根据所使用的研磨装置进行适当调整。在圆形状的情况下，直径为30-150cm左右，在长条状的情况下，长度为5-15m左右，宽度为60-250cm左右。
本发明的层叠研磨垫也可以在支撑层的树脂膜侧设置双面胶带。
半导体装置可以经过使用所述研磨垫对半导体晶片的表面进行研磨的步骤而制造。半导体晶片通常在硅晶片上层叠配线金属及氧化膜而成。半导体晶片的研磨方法、研磨装置并无特别限制，例如使用如图1所示的研磨装置等来进行，此研磨装置包括：支撑研磨垫1的研磨压盘2、支撑半导体晶片4的支撑台(抛光头)5、用以对晶片进行均匀加压的背衬材料、以及研磨剂3的供给构件。研磨垫1例如通过利用双面胶带贴附而安装于研磨压盘2。研磨压盘2与支撑台5以与各自所支撑的研磨垫1与半导体晶片4相对的方式进行配置，分别具有旋转轴6、旋转轴7。另外，支撑台5侧设置有用以将半导体晶片4挤压于层叠研磨垫1的加压机构。研磨时，使研磨压盘2与支撑台5旋转并将半导体晶片4挤压于层叠研磨垫1，一边供给浆料一边进行研磨。浆料的流量、研磨负载、研磨压盘转速、及晶片转速并无特别限制，适当调整而进行。
由此将半导体晶片4的表面的突出的部分除去而研磨成平坦状。然后，通过进行切晶、接合、封装等而制造半导体装置。半导体装置可以用于运算处理装置或存储器等。
实施例
以下，列举实施例对本发明进行说明，但本发明并不限于这些实施例。
[测定、评价方法]
(熔融温度的测定)
聚酯系热熔粘接剂的熔融温度(熔点)使用TOLEDO DSC822(METTLER公司制造)，以20℃/min的升温速度进行测定。
(比重的测定)
依据JIS Z8807-1976进行。将包含聚酯系热熔粘接剂的粘接剂层切出4cm×8.5cm的短条状(厚度：任意)并作为比重测定用试样，在温度23℃±2℃、湿度50％±5％的环境下静置16小时。测定时使用比重计(Sartorius公司制造)，测定比重。
(熔体流动指数(MI)的测定)
依据ASTM-D-1238，在150℃、2.16kg的条件下，测定聚酯系热熔粘接剂的熔体流动指数。
(热尺寸变化率的测定)
依据JIS C2318测定树脂膜在150℃加热30分钟后与加热前的热尺寸变化率。
(垫周边的平均弯曲量的测定)
将所制作的层叠研磨垫静置于水平的试验台上，从垫周边弯曲量最大的部分按每90°共取4个位置，测定其高出试验台的高度(拱起程度)。
(面内均匀性的评价)
使用ARW-8C1MS(MAT公司制造)作为研磨装置，将所制作的层叠研磨垫贴附于研磨装置。使用钻石修整器(MMC公司制造、MECY#100型)对层叠研磨垫进行20分钟的修整处理。然后，使用所述层叠研磨垫，对在300mm的硅晶片上沉积1μm热氧化膜而形成的晶片进行1分钟研磨(初期研磨)。研磨条件是在研磨中以流量200ml/min供给二氧化硅浆料-SS12(Cabot公司制造)，研磨负载设为275hPa，研磨压盘转速设为60rpm，晶片转速设为60rpm。然后，在晶片直径线上的3mm间隔的99点(从晶片边缘起3mm的位置除外)处，根据研磨前后的膜厚测定值求出研磨速度最大值、研磨速度最小值和研磨速度平均值，并通过将这些值代入下式而算出面内均匀性(％)。膜厚测定时，使用干涉式膜厚测定装置(Nanometrics公司制造)。然后，使用所述钻石修整器对所述层叠研磨垫进行5小时的修整处理。然后，以与前述同样的方法对晶片进行1分钟研磨(5小时后研磨)，算出面内均匀性(％)。面内均匀性的值越小表示晶片表面的均匀性越高。当面内均匀性的值为15％以下时评定为O，当面内均匀性超过15％时评定为X。
面内均匀性(％)＝{(研磨速度最大值-研磨速度最小值)/(研磨速度平均值×2)}×100
实施例1
(研磨层的制作)
将100重量份聚醚系预聚物(UNIROYAL公司制造、ADIPRENEL-325)、3重量份硅系表面活性剂(Goldschmidt公司制造、B8465)和0.8重量份二乙二醇二乙基醚添加至聚合反应器内进行混合，调整为80℃而进行减压脱泡。然后，使用搅拌叶以转速900rpm剧烈搅拌约4分钟以使反应体系内掺入气泡。向其中添加26重量份的事先已将温度调整为120℃的MOCA(IHARA CHEMICAL公司制造、CuamineMT)。将此混合液搅拌约1分钟后，流入至平锅型开放式模具(浇铸模具容器)中。在此混合液丧失流动性的时刻加入至烘箱内，在100℃下进行16小时的后固化，而获得聚氨酯树脂发泡体块体。
使用切片机(Amitec公司制造、VGW-125)将加热至约80℃的所述聚氨酯发泡体块体进行切片，而获得聚氨酯树脂发泡体片(比重：0.85、ASKER D硬度：55度)。接着，使用抛光机(Amitec公司制造)，对该片进行表面抛光处理直至厚度为1.27mm为止，而制成厚度精度经调整的片。将此经抛光处理的片冲裁成直径78cm的大小，使用槽加工机(Techno公司制造)在表面进行槽宽度0.25mm、槽间距1.5mm、槽深度0.45mm的同心圆状的槽加工而制作研磨层。
(支撑层的制作)
将发泡氨基甲酸酯组合物涂布于厚度为50μm的PET膜(帝人Dupont膜公司制造、TETRON G2、热尺寸变化率：1.7％)上，使其硬化而形成缓冲层(比量：0.5、ASKER C硬度：50度、厚度：0.8mm)，从而制作支撑层。
(层叠研磨垫的制作)
将包含聚酯系热熔粘接剂(熔点：142℃、比重：1.22、熔体流动指数：21g/10min)的粘接剂层(厚度：100μm)层叠于所述支撑层的缓冲层上，其中，该聚酯系热熔粘接剂包括：100重量份结晶性聚酯树脂(东洋纺织(股份)公司制造、VYLON GM420)和5重量份在1分子中具有2个以上缩水甘油基的邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂(日本化药(股份)公司制造、EOCN4400)。使用红外线加热器将粘接剂层表面加热至150℃而使粘接剂层熔融。然后，使用层压机将所制作的研磨层层叠于熔融的粘接剂层上而获得层叠片，并使该层叠片通过50℃的滚筒之间而进行压接。然后，将层叠片裁断为研磨层的大小。并使用层压机将感压式双面胶带(3M公司制造、442JA)贴合于支撑层的PET膜侧，从而制作层叠研磨垫。层叠研磨垫以研磨层侧成为凹状的方式弯曲。
实施例2
将滚筒温度从50℃变更为31℃，除此以外，以与实施例1相同的方法制作层叠研磨垫。层叠研磨垫以研磨层侧成为凹状的方式弯曲。
实施例3
将滚筒温度从50℃变更为98℃，除此以外，以与实施例1相同的方法制作层叠研磨垫。层叠研磨垫以研磨层侧成为凹状的方式弯曲。
实施例4
在研磨层的制作中，将二乙二醇二乙基醚的混合量从0.8重量份变更为6.4重量份，除此以外，以与实施例1相同的方法制作层叠研磨垫。层叠研磨垫以研磨层侧成为凹状的方式弯曲。
实施例5
在支撑层的制作中，使用厚度为100μm的PET膜(Toray公司制造、Lumirror H10、热尺寸变化率：1.3％)代替TETRON G2，除此以外，以与实施例1相同的方法制作层叠研磨垫。层叠研磨垫以研磨层侧成为凹状的方式弯曲。
实施例6
在支撑层的制作中，使用厚度为100μm的PET膜(Toray公司制造、Lumirror HT50、热尺寸变化率：12.6％)代替TETRON G2，除此以外，以与实施例1相同的方法制作层叠研磨垫。层叠研磨垫以研磨层侧成为凹状的方式弯曲。
比较例1
在研磨层的制作中，不混合二乙二醇二乙基醚，除此以外，以与实施例1相同的方法制作层叠研磨垫。层叠研磨垫以研磨层侧成为凹状的方式弯曲。
比较例2
在研磨层的制作中，将二乙二醇二乙基醚的混合量从0.8重量份变更为15重量份，除此以外，以与实施例1相同的方法制作层叠研磨垫。层叠研磨垫以研磨层侧成为凹状的方式弯曲。
比较例3
将滚筒温度从50℃变更为23℃，除此以外，以与实施例1相同的方法制作层叠研磨垫。层叠研磨垫基本上是平坦的。
比较例4
将滚筒温度从50℃变更为130℃，除此以外，以与实施例1相同的方法制作层叠研磨垫。层叠研磨垫以研磨层侧成为凹状的方式严重弯曲。
比较例5
在支撑层的制作中，使用厚度为25μm的PEN膜(帝人Dupont膜公司制造、Teonex Q51、热尺寸变化率：1.0％)代替TETRON G2，除此以外，以与实施例1相同的方法制作层叠研磨垫。层叠研磨垫基本上是平坦的。
比较例6
将发泡氨基甲酸酯组合物涂布于厚度为25μm的PET膜(Toray公司制造、Lumirror HT50、热尺寸变化率：15％)上，进行加热时，因PET膜收缩而无法制作支撑层。
实施例1-6的层叠研磨垫具有适当的弯曲，因此贴附于研磨压盘的操作性良好。并且，其初期修整处理后和长时间修整处理后的面内均匀性也优异。另一方面，比较例1的层叠研磨垫具有适当的弯曲，因此贴附于研磨压盘的操作性良好，但是由于研磨层没有混合亲水性物质，初期修整处理后的面内均匀性变差，长时间修整处理后，在垫端部发生了拱起和剥离。比较例2的层叠研磨垫具有适当的弯曲，因此贴附于研磨压盘的操作性良好，但是由于研磨层含有大量的亲水性物质，导致研磨层溶胀，长时间修整处理后的面内均匀性恶化。比较例3和比较例5的层叠研磨垫因没有弯曲而基本上是平坦的，贴附于研磨压盘时，咬入了空气而无法进行平坦地贴附，因此，修整器过度地接触突出部分，长时间修整处理后在研磨层产生了破损。比较例4的层叠研磨垫因过度弯曲而无法贴附于研磨压盘。
[产业上的可利用性]
本发明的层叠研磨垫能够稳定地且以高研磨效率地进行透镜、反射镜等光学材料、硅晶片、硬盘用玻璃基板、铝基板和通常的金属研磨加工等要求高度表面平坦性的材料的平坦化加工。本发明的层叠研磨垫特别是还适用于将硅晶片及在其上形成有氧化物层、金属层等的装置在层叠、形成这些氧化物层或金属层之前进行平坦化的步骤。
符号说明
1：层叠研磨垫
2：研磨压盘
3：研磨剂(浆料)
4：被研磨材料(半导体晶片)
5：支撑台(抛光头)
6、7：旋转轴
8：空气
9：研磨层
10：支撑层

Claims (6)

1.层叠研磨垫，其为研磨层和支撑层经由粘接构件层叠而成，其特征在于：所述研磨层包含0.5-5重量％的亲水性物质；所述支撑层由缓冲层和热尺寸变化率为1.3-12.6％的树脂膜一体成形而成；所述层叠研磨垫以研磨层侧成为凹状的方式弯曲，垫周边的平均弯曲量为3-50mm。
2.层叠研磨垫的制造方法，包括以下步骤：
将含有0.5-5重量％亲水性物质的研磨层加热至30-100℃；以及
将加热的研磨层和支撑层经由粘接构件进行贴合，所述支撑层由缓冲层和热尺寸变化率为1.3-12.6％的树脂膜一体成形而成，
其中，研磨层侧以成为凹状的方式弯曲，垫周边的平均弯曲量为3-50mm。
3.层叠研磨垫的制造方法，包括以下步骤：
在由缓冲层和热尺寸变化率为1.3-12.6％的树脂膜一体成形而成的支撑层的缓冲层上层叠热熔粘接剂片；
将层叠的热熔粘接剂片加热而使热熔粘接剂熔融或软化；
在熔融或软化的热熔粘接剂上层叠含有0.5-5重量％亲水性物质的研磨层而制作层叠片；
将层叠片通过加热至30-100℃的滚筒之间而进行压接；以及
将层叠片的熔融或软化的热熔粘接剂进行硬化，
其中，研磨层侧以成为凹状的方式弯曲，垫周边的平均弯曲量为3-50mm。
4.层叠研磨垫的制造方法，包括以下步骤：
在由缓冲层和热尺寸变化率为1.3-12.6％的树脂膜一体成形而成的支撑层的缓冲层上涂布熔融或软化的热熔粘接剂；以及
在熔融或软化的热熔粘接剂上层叠含有0.5-5重量％亲水性物质的研磨层而制作层叠片；
将层叠片通过加热至30-100℃的滚筒之间而进行压接；以及
将层叠片的熔融或软化的热熔粘接剂进行硬化，
其中，研磨层侧以成为凹状的方式弯曲，垫周边的平均弯曲量为3-50mm。
5.权利要求3或4所述的层叠研磨垫的制造方法，其中，热熔粘接剂的熔融温度为130-170℃。
6.半导体装置的制造方法，其包括使用权利要求1所述的层叠研磨垫对半导体晶片的表面进行研磨的步骤。
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