CN104755227A - 层叠抛光垫 - Google Patents

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CN104755227A CN201380054160.8A CN201380054160A CN104755227A CN 104755227 A CN104755227 A CN 104755227A CN 201380054160 A CN201380054160 A CN 201380054160A CN 104755227 A CN104755227 A CN 104755227A
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Abstract

本发明的目的在于提供一种即使在长时间抛光导致高温的情况下，在抛光层与缓冲层之间也难以剥离，并且即使进行长时间抛光，在缓冲层也不产生缺陷的长寿命的层叠抛光垫。就本发明的层叠抛光垫而言，抛光层和缓冲层介由粘接部件层叠，其特征在于，所述粘接部件为含有聚酯类热熔粘接剂的粘接剂层，或在基材的双面具有所述粘接剂层的双面胶带，所述粘接剂层或所述双面胶带相对于表面积具有1-40％的非粘接区域，所述聚酯类热熔粘接剂相对于100重量份作为基础聚合物的聚酯树脂，含有2-10重量份1分子中具有2个以上缩水甘油基的环氧树脂。

Description

层叠抛光垫
技术领域
本发明涉及可以稳定且以高抛光效率进行透镜、反射镜等光学材料或硅晶片、硬盘用玻璃基板、铝基板及一般的金属抛光加工等要求高度表面平坦性的材料的平坦化加工的层叠抛光垫。本发明的层叠抛光垫特别适组合使用于对硅晶片及其上形成了氧化物层、金属层等的器件在进一步层叠或形成这些氧化物层或金属层之前进行平坦化的步骤。
背景技术
制造半导体器件时，进行在晶片表面形成导电膜，并通过进行光刻、蚀刻等形成配线层的形成步骤、在配线层上形成层间绝缘膜的步骤等，通过这些步骤在晶片表面上产生由金属等导电体或绝缘体构成的凹凸。近年来，以半导体集成电路的高密度化为目的，正在进行配线的微细化或多层配线化，与此同时，使晶片表面的凹凸平坦化的技术变得重要。
作为将晶片表面的凹凸平坦化的方法，一般采用化学机械抛光法(以下，称为CMP)。CMP是在将晶片的被抛光面压在抛光垫的抛光面上的状态下，使用磨粒分散的浆料状的抛光剂(以下称为浆料)进行抛光的技术。CMP中一般使用的抛光装置，例如，如图1所示，具有用于支撑抛光垫1的抛光压盘2、用于支撑被抛光材料(半导体晶片)4的支撑台(抛光头)5和用于进行晶片的均匀加压的背衬材料和抛光剂的供给机构。抛光垫1，例如，通过双面胶带粘贴而安装在抛光压盘2上。抛光压盘2和支撑台5以使其各自支撑的抛光垫1与被抛光材料4相对的方式配置，并分别具有旋转轴6，7。此外，支撑台5一侧，设置了用于使被抛光材料4压在抛光垫1上的加压机构。
以往，作为高精度的抛光所使用的抛光垫，一般使用聚氨酯树脂发泡体片。但是，虽然聚氨酯树脂发泡体片局部的平坦化能力优异，但缓冲性不足，因此难以在晶片整个面上提供均匀的压力。因此，通常在聚氨酯树脂发泡体片的背面另外设置柔软的缓冲层，作为层叠抛光垫用于抛光加工。
例如，专利文献1公开了一种以抛光区域、缓冲层、及透明支撑膜的顺序层叠，并在贯通抛光区域及缓冲层的开口部内且在透明支撑膜上设置光透过区域的抛光垫。
但是，以往的层叠抛光垫一般将抛光层与缓冲层利用双面胶带粘贴，因此存在着抛光中浆料侵入抛光层与缓冲层之间，导致双面胶带的耐久性降低，抛光层与缓冲层易剥离的问题。
作为解决上述问题的方法，例如，提出了以下技术。
专利文献2公开了用反应性热熔粘接剂将塑料薄膜和抛光垫粘接。
专利文献3公开了基础层和抛光层通过热熔粘接剂层而粘接的抛光垫。
专利文献4公开了抛光层与基底层利用双面胶带粘接的抛光垫，在抛光层的背面与双面胶带之间含有热熔粘接剂，并设有阻断抛光浆料的止水层的技术。
专利文献5公开了一种抛光垫，其为面向化学-机械抛光的抛光垫，其包括抛光层、底层(该底层与该抛光层实质上同延)、热熔粘接剂，该热熔粘接剂将该抛光层和该底层一起接合，及该热熔粘接剂含有2-18wt.％的EVA，该抛光层若达到40℃的温度，则实质上有耐离层性。
但是，专利文献2-5记载的热熔粘接剂耐热性低，在长时间抛光导致高温的情况下，存在粘接性降低、抛光层与缓冲层等容易剥离的问题。
为解决上述问题，本申请人提出了即使在长时间抛光导致高温的情况下，在抛光层与支持层之间也难以剥离的长寿命的层叠抛光垫(未公开)。
但是，若使用所述层叠抛光垫进行长时间抛光，有时会在缓冲层产生破损等缺陷。
现有技术文献：
专利文献
专利文献1：特开2009-172727号公报
专利文献2：特开2002-224944号公报
专利文献3：特开2005-167200号公报
专利文献4：特开2009-95945号公报
专利文献5：特表2010-525956号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于，提供一种即使在长时间抛光导致高温的情况下，在抛光层与缓冲层之间也难以剥离，并且即使进行长时间抛光，在缓冲层也不产生缺陷的长寿命的层叠抛光垫。另外，目的还在于提供一种使用了该层叠抛光垫的半导体器件的制造方法。
解决课题的方法
本发明者为了解决所述课题而反复进行努力研究，结果发现，通过以下所示的层叠抛光垫可达成上述目的，从而完成了本发明。
即，本发明涉及一种层叠抛光垫，其抛光层和缓冲层介由粘接部件层叠，其特征在于，在所述层叠抛光垫中，所述粘接部件为含有聚酯类热熔粘接剂的粘接剂层，或在基材的双面具有所述粘接剂层的双面胶带，所述粘接剂层或所述双面胶带相对于表面积具有1-40％的非粘接区域，所述聚酯类热熔粘接剂相对于100重量份作为基础聚合物的聚酯树脂，含有2-10重量份1分子中具有2个以上缩水甘油基的环氧树脂。
本发明者发现，通过在作为粘接剂层的形成材料的聚酯类热熔粘接剂中，相对于100重量份作为基础聚合物的聚酯树脂，添加2-10重量份1分子中具有2个以上缩水甘油基的环氧树脂，使聚酯树脂交联，由此可获得即使在长时间抛光导致高温的情况下，粘接构件对抛光时产生的“移位”的耐久性也提高，抛光层与缓冲层之间难以剥离的层叠抛光垫。
在环氧树脂的添加量不足2重量份的情况下，当长时间抛光导致高温时，粘接构件对抛光时产生的“移位”的耐久性变得不充分，因此在抛光层与缓冲层之间容易剥离。另一方面，当超过10重量份时，粘接剂层的硬度变得过高从而粘接性降低，因此在抛光层与缓冲层之间容易剥离。
所述热熔粘接剂的粘接力非常高。若用所述热熔粘接剂将抛光层和缓冲层整个面粘接，则缓冲层的整个单面可通过热熔粘接剂牢固地固定。其结果认为，由于对于抛光时产生的“移位”，缓冲层的变形受到限制，从而不能缓冲外力，因此在强度低的缓冲层产生破损等缺陷。
如本发明所述，通过在所述粘接剂层或所述双面胶带设置相对于表面积为1-40％的非粘接区域，从而能够降低缓冲层对粘接剂层或双面胶带的固定化程度。其结果为，由于缓冲层容易变形，从而容易缓冲外力，因此难以在缓冲层产生破损等缺陷。当非粘接区域不足1％时，基于上述理由，有时会在缓冲层产生破损等缺陷。另一方面，当非粘接区域超过40％时，粘接面积变得过少，因此在抛光层与缓冲层之间容易剥离。
作为基础聚合物的聚酯树脂，优选为结晶性聚酯树脂。通过使用结晶性聚酯树脂，对浆料的耐化学试剂性提高，粘接剂层的粘接力不容易降低。
本发明的层叠抛光垫可以是抛光层和缓冲层具有开口部，在抛光层的开口部设置有透明部件，且透明部件粘接于粘接部件的层叠抛光垫。
另外，粘接剂层的厚度优选为50-250μm。在粘接剂层的厚度不足50μm的情况下，当长时间的抛光导致高温时，粘接部件对抛光时产生的“移位”的耐久性变得不充分，因此在抛光层与缓冲层之间容易剥离。另外，由于加热引起的熔融效率变高，从而热熔粘接剂容易流动，因此非粘接区域容易消失。另一方面，若超过250μm，则透明性降低，因此在设置了光学终点检测用透明部件的抛光垫的检测精度方面发生障碍。另外，存在加热引起的熔融效率降低，从而粘接力降低的倾向。
另外，层叠有抛光层的粘接部件的面的算数平均粗糙度(Ra)优选为1-15μm，更优选为3-12μm。通过将该面的Ra调整至1-15μm，能够提高抛光层与粘接部件之间的粘接力。当Ra不足1μm时，难以充分地提高抛光层与粘接部件之间的粘接力，当Ra超过15μm时，存在抛光层与粘接部件之间的粘着性降低，从而粘接力降低的倾向。
另外，本发明的层叠抛光垫可以是如下的层叠抛光垫：即，以抛光层、粘接部件、缓冲层、及双面粘接片的顺序层叠，在贯通抛光层、粘接部件、及缓冲层的贯通孔内且在所述双面粘接片上设置透明部件，所述粘接部件为含有聚酯类热熔粘接剂的粘接剂层，或在基材的双面具有所述粘接剂层的双面胶带，所述粘接剂层或所述双面胶带相对于表面积具有1-40％的非粘接区域，所述聚酯类热熔粘接剂相对于100重量份作为基础聚合物的聚酯树脂，含有2-10重量份1分子中具有2个以上缩水甘油基的环氧树脂。
另外，本发明的层叠抛光垫的制造方法包括如下步骤：抛光层和缓冲层介由粘接部件层叠从而制作层叠抛光片的步骤；在层叠抛光片形成贯通孔的步骤；在形成了贯通孔的层叠抛光片的缓冲层粘贴双面粘接片的步骤；及在所述贯通孔内且在所述双面粘接片上设置透明部件的步骤，
所述粘接部件为含有聚酯类热熔粘接剂的粘接剂层，或在基材的双面具有所述粘接剂层的双面胶带，所述粘接剂层或所述双面胶带相对于表面积具有1-40％的非粘接区域，所述聚酯类热熔粘接剂相对于100重量份作为基础聚合物的聚酯树脂，含有2-10重量份1分子中具有2个以上缩水甘油基的环氧树脂。
另外，本发明还涉及一种半导体器件的制造方法，其包括使用所述层叠抛光垫对半导体晶片表面进行抛光的步骤。
发明的效果
本发明的层叠抛光垫，由于抛光层和缓冲层介由含有特定的聚酯类热熔粘接剂的粘接部件层叠，因此即使在长时间抛光导致高温的情况下，在抛光层与缓冲层之间也难以剥离。另外，本发明的层叠抛光垫，由于使用相对于表面积具有1-40％的非粘接区域的粘接剂层或双面胶带将抛光层和缓冲层粘接，因此即使进行长时间抛光，在缓冲层也不会产生破损等缺陷。
附图说明
图1是示出在CMP抛光中使用的抛光装置的一例的示意结构图。
图2是示出本发明的层叠抛光垫的一例的示意剖面图。
图3是示出本发明的层叠抛光垫的另一例的示意剖面图。
具体实施方式
本发明的抛光层只要是具有微细气泡的发泡体即可，没有特别限定。例如，可列举聚氨酯树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、卤素类树脂(聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯等)、聚苯乙烯、烯烃类树脂(聚乙烯、聚丙烯等)、环氧树脂、感光性树脂等中的1种或2种以上的混合物。聚氨酯树脂的耐磨损性优异，通过对原料组成进行各种改变能够容易地得到具有所需物性的聚合物，因此是作为抛光层的形成材料的特别优选的材料。以下代表所述发泡体就聚氨酯树脂进行说明。
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)及增链剂形成。
作为异氰酸酯成分，可以没有特别限定地使用聚氨酯领域中公知的化合物。作为异氰酸酯成分，可列举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、对苯二异氰酸酯、间苯二异氰酸酯、对二甲苯二异氰酸酯、间二甲苯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。这些物质可以使用1种也可以2种以上混合使用。
作为高分子量多元醇，可列举聚氨酯技术领域中通常使用的化合物。例如，可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、以聚己二酸丁二醇酯为代表的聚酯多元醇、聚己内酯多元醇、以聚己内酯之类的聚酯二醇与碳酸亚烷基酯的反应产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然后使得到的反应混合物与有机二元羧酸反应而得到的聚酯聚碳酸酯多元醇、以及通过多羟基化合物与碳酸芳基酯的酯交换反应得到的聚碳酸酯多元醇等。这些物质可以单独使用也可以2种以上组合使用。
作为多元醇成分，除了上述的高分子量多元醇之外，也可组合使用乙二醇、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、二甘醇、三甘醇、1，4-双(2-羟基乙氧基)苯、三羟甲基丙烷、丙三醇、1，2，6-己三醇、季戊四醇、四羟甲基环己烷、甲基葡糖苷、山梨糖醇、甘露醇、卫矛醇、蔗糖、2，2，6，6-四(羟甲基)环己醇、二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺及三乙醇胺等低分子量多元醇。另外，也可以组合使用乙二胺、甲苯二胺、二苯基甲烷二胺及二亚乙基三胺等低分子量多胺。另外，也可以组合使用单乙醇胺、2-(2-氨基乙基氨基)乙醇及单丙醇胺等醇胺。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2种以上组合使用。低分子量多元醇或低分子量多胺等的配合量没有特别限定，由制造的抛光垫(抛光层)所要求的特性适当地决定。
在采用预聚物法制造聚氨酯树脂发泡体的情况下，使用增链剂用于预聚物的固化。增链剂是具有至少2个以上活性氢基团的有机化合物，作为活性氢基团，可例示羟基、伯氨基或仲氨基、巯基(SH)等。具体地，可列举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、聚氧亚丁基-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-氨基苯基巯基)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、间二甲苯二胺、N，N’-二-仲丁基对苯二胺、间苯二胺及对二甲苯二胺等例示的多胺类、或者上述的低分子量多元醇或低分子量多胺。这些物质可以使用1种也可以2种以上混合使用。
本发明的异氰酸酯成分、多元醇成分、及增链剂的比例，可根据各自分子量或抛光垫的所需物性等，进行各种改变而获得。为了得到具有所需抛光特性的抛光垫，异氰酸酯成分的异氰酸酯基数相对于多元醇成分和增链剂的总计活性氢基团(羟基+氨基)数，优选为0.80-1.20，进一步优选为0.99-1.15。在异氰酸酯基数为所述范围外的情况下，存在发生固化不良、无法得到所要求的比重和硬度、抛光特性降低的倾向。
聚氨酯树脂发泡体可应用熔融法、溶液法等公知的氨基甲酸酯化技术来制造，在考虑到成本、作业环境等的情况下，优选采用熔融法制造。
聚氨酯树脂发泡体的制造可采用预聚物法、一步法中的任何一种，但事先由异氰酸酯成分和多元醇成分合成异氰酸酯封端预聚物并使增链剂与其反应的预聚物法，其所得到的聚氨酯树脂的物理特性优异，因而适合。
作为聚氨酯树脂发泡体的制造方法，可列举添加中空微珠的方法、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具有活性氢基团的硅类表面活性剂的机械发泡法。
此外，根据需要，也可添加抗氧化剂等稳定剂、润滑剂、颜料、填充剂、防静电剂及其他的添加剂。
聚氨酯树脂发泡体可以是独立气泡类型，也可以是连续气泡类型。
聚氨酯树脂发泡体的制造可以是将各成分测量后投入到容器中再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并搅拌各成分和非反应性气体，并送出气泡分散液从而制造成形品的连续生产方式。
另外，将作为聚氨酯树脂发泡体的原料的预聚物放入反应容器中，然后投入增链剂，搅拌后，流入至规定大小的铸模中而制作块体，该块体可以通过使用刨状或带锯状的切片机进行切片的方法，或在所述注塑阶段，制成薄片状。另外，也可以将作为原料的树脂溶解，从T模挤出成形从而直接得到片状的聚氨酯树脂发泡体。
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。在脱离该范围的情况下，存在抛光速度降低、抛光后的被抛光材料(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，存在抛光层的表面强度降低、被抛光材料的平面性降低的倾向。另外，当大于1.3时，虽然抛光层表面的气泡数变少、平面性良好，但存在抛光速度降低的倾向。
所述聚氨酯树脂发泡体的硬度采用ASKER D硬度计测定优选为40-75度。当ASKER D硬度不足40度时，被抛光材料的平面性降低，此外，当大于75度时，平面性良好，但是，存在被抛光材料的均匀性(均一性)降低的倾向。
与抛光层的被抛光材料接触的抛光表面，优选具有用于保持、更新浆料的凹凸结构。由发泡体构成的抛光层在抛光表面具有多个开口，并具有保持和更新浆料的作用，通过在抛光表面形成凹凸结构，能够更高效率地进行浆料的保持和更新，还能够防止吸附被抛光材料引起的被抛光材料的破坏。凹凸结构只要是保持和更新浆料的形状即可，没有特别限定，例如，可列举XY格子槽、同心圆形槽、贯通孔、不贯通的孔、多角棱柱、圆柱、螺旋形槽、偏心圆形槽、放射状槽、以及将这些槽组合而成的结构。另外，通常这些凹凸结构具有规则性，但为了使浆料的保持、更新性变得更理想，也以可使槽间距、槽宽度、槽深度等在某个范围内进行变化。
抛光层的形状没有特别限定，可以是圆形形状，也可以是长条状。抛光层的大小可以根据使用的抛光装置适当地调整，在圆形形状的情况下，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。
抛光层的厚度没有特别限定，通常为0.8-4mm左右，优选为1.2-2.5mm。
本发明的层叠抛光垫通过用粘接部件使抛光层和缓冲层贴合而制作。
缓冲层是弹性率低于抛光层的层。缓冲层是为了兼顾在CMP中处于权衡关系的平面性和均匀性两者而必要的层。平面性是指对具有图案形成时产生的微小凹凸的被抛光材料进行抛光时图案部的平坦性，均匀性是指被抛光材料整体的均匀性。通过抛光层的特性改善平面性，通过缓冲层的特性改善均匀性。
作为缓冲层，例如，可列举聚酯无纺布、尼龙无纺布、及丙烯酸无纺布等纤维无纺布；浸渍聚氨酯的聚酯无纺布之类的树脂浸渍无纺布；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。
缓冲层的厚度没有特别限定，优选为300-1800μm，更优选为700-1400μm。
优选地，在缓冲层的单面(抛光压盘侧的面)设置在150℃加热30分钟后与加热前的尺寸变化率为1.2％以下的树脂膜。更优选尺寸变化率为0.8％以下的树脂膜，特别优选尺寸变化率为0.4％以下的树脂膜。通过设置该树脂膜，能够抑制层叠抛光垫的弯曲。作为这种特性的树脂膜，例如，可列举实施了热收缩处理的聚对苯二甲酸乙二酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、及聚酰亚胺膜等。
树脂膜的厚度没有特别限定，从刚性及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。
作为所述粘接部件，使用含有聚酯类热熔粘接剂的粘接剂层或在基材的双面设置了所述粘接剂层的双面胶带。
所述聚酯类热熔粘接剂至少含有作为基础聚合物的聚酯树脂和作为交联成分的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，可使用通过酸成分及多元醇成分的缩聚等得到的公知的聚酯树脂，特别优选使用结晶性聚酯树脂。
作为酸成分，可列举芳香族二羧酸、脂肪族二羧酸及脂环族二羧酸等。这些物质可以仅使用1种也可以2种以上组合使用。
作为芳香族二羧酸的具体例，可列举对苯二甲酸、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例，可列举琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一碳烯酸、十二碳二酸及其酯形成体等。
作为脂环族二羧酸的具体例，可列举1，4-环己烷二甲酸、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐等。
另外，作为酸成分，可组合使用马来酸、富马酸、二聚酸等不饱和酸、偏苯三酸、均苯四甲酸等多元羧酸等。
作为多元醇成分，可列举脂肪族二醇、脂环族二醇等二元醇及多元醇。这些物质可以只使用1种也可以2种以上组合使用。
作为脂肪族二醇的具体例，可列举乙二醇、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、二甘醇、三甘醇、双丙甘醇等。
作为脂环族二醇的具体例，可列举1，4-环己烷二甲醇、氢化双酚A等。
作为多元醇，可列举丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、及季戊四醇等。
作为结晶性聚酯树脂，可采用公知的方法来合成。例如，有投入原料及催化剂，在生成物的熔点以上的温度下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、使用溶剂的溶液聚合法等，可使用任何一种方法。
结晶性聚酯树脂的熔点优选为100-200℃。当熔点不足100℃时，抛光时放热引起热熔粘接剂的粘接力降低，当超过200℃时，使热熔粘接剂熔融时的温度变高，因此存在层叠抛光垫上产生弯曲、对抛光特性有不良影响的倾向。
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，热熔粘接剂的机械特性降低，因此得不到充分的粘接性及耐久性，当超过50000时，存在发生合成结晶性聚酯树脂时产生凝胶化等制造上的不良情况、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、1，2-二苯乙烯型环氧树脂、联苯型环氧树脂、双酚A酚醛型环氧树脂、甲酚酚醛型环氧树脂、二氨基二苯甲烷型环氧树脂及四(羟基苯基)乙烷类等聚苯基类环氧树脂、含芴环氧树脂、三缩水甘油基异氰脲酸酯、含有杂芳环(例如，三嗪环等)的环氧树脂等芳香族环氧树脂；脂肪族缩水甘油醚型环氧树脂、脂肪族缩水甘油酯型环氧树脂、脂环族缩水甘油醚型环氧树脂、脂环族缩水甘油酯型环氧树脂等非芳香族环氧树脂。这些物质可以单独使用1种也可以2种以上组合使用。
这些物质中，从抛光时与抛光层的粘接性的观点来看，优选甲酚酚醛型环氧树脂。
所述环氧树脂，相对于100重量份作为基础聚合物的聚酯树脂，需要添加2-10重量份，优选3-7重量份。
聚酯类热熔粘接剂可以含有烯烃类树脂等软化剂、增粘剂、填充剂、稳定剂及偶联剂等公知的添加剂。另外，也可含有滑石等公知的无机填料。
聚酯类热熔粘接剂通过任意的方法混合至少所述聚酯树脂及所述环氧树脂等来调制。例如，通过单轴挤出机、啮合型同向平行轴双轴挤出机、啮合型异向平行轴双轴挤出机、啮合型异向斜轴双轴挤出机、非啮合型双轴挤出机、不完全啮合型双轴挤出机、共捏合型挤出机、行星齿轮式挤出机、传递混合(transfermix)式挤出机、柱塞式挤出机、辊式挤出机等挤出成形机或捏合机等，混合各原料而调制。
聚酯类热熔粘接剂的熔点优选为100-200℃。
另外，聚酯类热熔粘接剂的比重优选为1.1-1.3。
另外，聚酯类热熔粘接剂的熔体流动指数(MI)在150℃、载荷2.16kg的条件下优选为16-26g/10min。
聚酯类热熔粘接剂可以以颗粒形状、粉末状、片状、膜状、及溶解于溶剂中的溶液状等任意的形态使用，在本发明中，优选使用片状或膜状的聚酯类热熔粘接剂。
将抛光层和缓冲层贴合的方法没有特别限定，例如，可列举如下方法，即，在缓冲层上层叠由聚酯类热熔粘接剂构成的粘接剂层，用加热器加热熔融粘接剂层，然后，在熔融的粘接剂层上层叠抛光层并压制的方法。
所述粘接剂层，相对于表面积具有1-40％的非粘接区域。优选地，非粘接区域相对于表面积为3-20％。
非粘接区域的形状没有特别限定，例如，可列举圆形、多边形等。当为圆形时，直径为1-10mm左右。优选地，非粘接区域在粘接剂层的表面均一地形成。
非粘接区域的形成方法没有特别限定，从作业效率的观点来看，优选在片状或膜状的粘接剂层以特定的形状及图案进行冲裁加工的方法。
所述粘接剂层的厚度优选为50-250μm，更优选为75-125μm。
可以使用在基材的双面具有所述粘接剂层的双面胶带代替所述粘接剂层。如上所述，粘接剂层相对于表面积具有1-40％的非粘接区域。通过基材可防止浆料向缓冲层侧浸透，从而能够防止在缓冲层与粘接剂层之间的剥离。
作为基材可列举树脂膜等，作为树脂膜，例如，可列举聚对苯二甲酸乙二酯膜及聚萘二甲酸乙二醇酯膜等聚酯膜；聚乙烯膜及聚丙烯膜等聚烯烃膜；尼龙膜；聚酰亚胺膜等。这些物质中，优选使用防止水透过的性质优异的聚酯膜。
作为所述基材，优选使用在150℃加热30分钟后与加热前的尺寸变化率为1.2％以下的树脂膜。更优选尺寸变化率为0.8％以下的树脂膜，特别优选尺寸变化率为0.4％以下的树脂膜。通过使用该树脂膜，能够抑制层叠抛光垫的弯曲。作为这种特性的树脂膜，例如，可列举实施了热收缩处理的聚对苯二甲酸乙二酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、及聚酰亚胺膜等。
在基材的表面，也可实施电晕处理、等离子体处理等易粘接处理。
基材的厚度没有特别限定，从透明性、柔软性、刚性及加热时的尺寸稳定性等的观点来看，优选为10-200μm，更优选为15-55μm。
使用双面胶带的情况下，所述粘接剂层的厚度优选为50-250μm，更优选为75-125μm。
本发明的层叠抛光垫可以在与压板(抛光压盘)粘接的面设置双面胶带。
图2是示出本发明的层叠抛光垫的一例的示意剖面图。在抛光层8设置用于在进行抛光的状态下进行光学终点检测的透明部件9。透明部件9嵌入至设置于抛光层8的开口部10，并通过粘接于抛光层8下的粘接部件11来固定。当在抛光层8设置透明部件9时，优选地，在缓冲层12设置用于使光透过的开口部13。
本发明的粘接部件11具有防止从抛光层8与透明部件9之间侵入的浆料漏到缓冲层12侧的作用(隔水作用)。另外，由于本发明的粘接部件11，并未由从抛光层8与透明部件9之间侵入的浆料引起粘接力降低，因此能够有效地防止抛光层8与缓冲层12的剥离。
图3是示出本发明的层叠抛光垫的另一例的示意剖面图。该层叠抛光垫1以抛光层8、粘接部件11、缓冲层12、及双面粘接片14的顺序层叠，在贯通抛光层8、粘接部件11、及缓冲层12的贯通孔15内且在双面粘接片14上设置透明部件9。
双面粘接片14为在基材的双面具有粘接剂层的粘接片，通常也称为双面胶带。双面粘接片14用于将层叠抛光垫1贴合至抛光压盘2。
所述层叠抛光垫1可以采用例如以下的方法制造。首先，介由粘接部件11层叠抛光层8和缓冲层12从而制作层叠抛光片。在制作的层叠抛光片形成贯通孔15。在形成了贯通孔15的层叠抛光片的缓冲层12粘贴双面粘接片14。然后，在贯通孔15内且在双面粘接片14上设置透明部件9。另外，也可在将透明部件9插入至贯通孔15内后，将双面粘接片14粘贴于缓冲层12及透明部件9。
就透明部件9的表面高度而言，优选与抛光层8的表面高度相同或者低于抛光层8的表面高度。当透明部件9的表面高度高于抛光层8的表面高度时，有可能在抛光中突出的部分会导致被抛光材料损伤。另外，由于抛光时应力导致透明部件9变形，并且在光学上产生大的变形，因此抛光的光学终点检测精度有降低的可能。
半导体器件经使用所述抛光垫对半导体晶片的表面进行抛光的步骤而进行制造。半导体晶片一般是指在硅晶片上层叠配线金属及氧化膜而形成的物质。半导体晶片的抛光方法、抛光装置没有特别限定，例如，可以使用如图1所示的抛光装置等进行，所述抛光装置具有支撑层叠抛光垫1的抛光压盘2、支撑半导体晶片4的支撑台(抛光头)5、用于对晶片进行均匀加压的背衬材料、以及抛光剂3的供给机构。层叠抛光垫1例如通过用双面胶带粘贴而安装在抛光压盘2上。抛光压盘2和支撑台5以各自支撑的抛光垫1和半导体晶片4相对的方式配置，并分别具有旋转轴6、7。此外，在支撑台5侧设置用于将半导体晶片4压在层叠抛光垫1上的加压机构。抛光时，使抛光压盘2和支撑台5旋转的同时将半导体晶片4压在抛光垫1上，一边供给浆料一边进行抛光。浆料的流量、抛光载荷、抛光压盘转速及晶片转速没有特别限制，适当调整而进行。
由此，将半导体晶片4的表面的突出部分除去而抛光为平坦状。之后，通过切片、粘合、封装等制造半导体器件。半导体器件用于运算处理装置或存储器等。
【实施例】
以下，列举实施例说明本发明，但是，本发明不限定于这些实施例。
[测定、评价方法]
(数均分子量的测定)
就数均分子量而言，用GPC(凝胶渗透色谱法)测定并根据标准聚苯乙烯换算。
GPC装置：岛津制作所制、LC-10A
色谱柱：将Polymer Laboratories公司制(PLgel，5μm，)、(PLgel，5μm，)、及(PLgel，5μm，)的三种色谱柱连结使用。
流量：1.0ml/min
浓度：1.0g/l
注入量：40μl
柱温度：40℃
洗脱液：四氢呋喃
(熔点的测定)
聚酯类热熔粘接剂的熔点用TOLEDO DSC822(METTLER公司制)，以20℃/min的升温速度进行测定。
(比重的测定)
根据JIS Z8807-1976进行。将由聚酯类热熔粘接剂构成的粘接剂层切成4cm×8.5cm的短条状(厚度：任意)作为比重测定用样品，在温度为23℃±2℃、湿度为50％±5％的环境下静置16小时。对于测定，使用比重计(赛多利斯公司制)测定比重。
(熔体流动指数(MI)的测定)
根据ASTM-D-1238，在150℃、2.16kg的条件下，测定聚酯类热熔粘接剂的熔体流动指数。
(剥离状态的评价)
从制作的层叠抛光垫切下3个25mm×25mm的样品，在调整至80℃的恒温槽中以300mm/min的拉伸速度拉伸各样品的抛光层和缓冲层。然后，确认样品的剥离状态。
(抛光后的抛光垫的状态评价)
使用ARW-8C1A(MAT公司制)作为抛光装置，用制作的层叠抛光垫，在8英寸的硅晶片上制作的氮化钛膜，进一步对每个制作成的钨膜的晶片进行5分钟抛光，交换晶片，并且进行24小时连续抛光。然后，评价抛光垫的状态。此外，通过在对每个晶片进行5分钟抛光削去钨膜后，对抛光摩擦高的氮化钛膜进行抛光，由此提高了层叠抛光垫的负荷(摩擦导致的剪切力及摩擦导致的温度)。
作为抛光条件，在抛光中以150ml/min的流量添加浆料，该浆料通过在用超纯水将W2000(卡博特公司制)稀释2倍的稀释液中添加了2重量％双氧水来制作。抛光载荷为5psi、挡板载荷为6psi、抛光压盘转速为100rpm、及晶片转速为100rpm。另外，用修整器(Saesol公司制、DK45)以修整器转速60rpm对抛光垫表面边进行修整处理边抛光。
实施例1
(抛光层的制作)
将1229重量份甲苯二异氰酸酯(2，4-体/2，6-体＝80/20的混合物)、272重量份4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、1901重量份数均分子量为1018的聚四亚甲基醚二醇、及198重量份二乙二醇放入容器中，使其在70℃下反应4小时，得到异氰酸酯封端预聚物。
将100重量份该预聚物及3重量份硅类表面活性剂(东丽道康宁有机硅公司制、SH-192)加到聚合容器内并混合，调整至80℃进行减压脱泡。然后，使用搅拌叶片，以转速900rpm进行约4分钟剧烈搅拌，从而将气泡带入反应体系内。向其中添加26重量份预先将温度调整至120℃的MOCA(IHARA CHEMICAL公司制、cuamine MT)。搅拌该混合液约1分钟后，将其流入到盘型敞模(注塑容器)。在该混合液的流动性消失的时刻放入到烘箱中，在100℃进行16小时后固化，得到聚氨酯树脂发泡体块体。
使用切片机(AMITEQ公司制、VGW-125)，将加热至约80℃的所述聚氨酯树脂发泡体块体进行切片，得到聚氨酯树脂发泡体片(平均气泡直径：50μm，比重：0.86，硬度：52度)。然后，使用磨光机(AMITEQ公司制)，用#120号、#240号、及#400号的砂纸，对该片表面进行磨光处理，直至厚度为2mm为止，从而制作成厚度精度调节好的片。该片的非抛光面的算数平均粗糙度(Ra)为5μm。此外，非抛光面的算数平均粗糙度(Ra)根据JIS B0601-1994测定。将进行了磨光处理的片冲裁成直径为61cm的大小，使用槽加工机(TECHNO公司制)，对表面进行槽宽度为0.25mm、槽间距为1.5mm、槽深度为0.6mm的同心圆状的槽加工，从而制作抛光层。
(层叠抛光垫的制作)
在由含有100重量份结晶性聚酯树脂(东洋纺织(有限)公司制，Byron GM420)、及5重量份1分子中具有2个以上缩水甘油基的邻甲酚酚醛型环氧树脂(日本化药(有限)公司制，EOCN4400)的聚酯类热熔粘接剂构成的粘接剂层(厚度为100μm)上，以直径1.6mm×间距5.5mm的正方格子状形成圆形孔。在由发泡聚氨酯构成的缓冲层(日本发条公司制、Nippalay EXT)上，层叠所述粘接剂层，并用红外加热器将粘接剂层表面加热至150℃，从而使粘接剂层熔融。然后，使用层压机，对在熔融的粘接剂层上制作的抛光层进行层叠并按压，剪断成抛光层的大小。另外，使用层压机，在缓冲层的另一面贴合压敏式双面胶带(3M公司制，442JA)，从而制作层叠抛光垫。此外，聚酯类热熔粘接剂的熔点为142℃，比重为1.22，熔体流动指数为21g/10min。
实施例2
除了在所述粘接剂层以直径1.6mm×间距10mm的正方格子状形成圆形孔以外，采用与实施例1同样的方法制作层叠抛光垫。
实施例3
除了在所述粘接剂层以直径8mm×间距12mm的正方格子状形成圆形孔以外，采用与实施例1同样的方法制作层叠抛光垫。
实施例4
除了在所述粘接剂层以直径5mm×间距5mm的正方格子状形成圆形孔以外，采用与实施例1同样的方法制作层叠抛光垫。
实施例5
除了在所述粘接剂层以直径8mm×间距7mm的正方格子状形成圆形孔以外，采用与实施例1同样的方法制作层叠抛光垫。
实施例6
除了在所述粘接剂层以直径8mm×间距4mm的正方格子状形成圆形孔以外，采用与实施例1同样的方法制作层叠抛光垫。
比较例1
除了在所述粘接剂层以直径10mm×间距3mm的正方格子状形成圆形孔以外，采用与实施例1同样的方法制作层叠抛光垫。
比较例2
除了在所述粘接剂层以直径0.5mm×间距9.5mm的正方格子状形成圆形孔以外，采用与实施例1同样的方法制作层叠抛光垫。
实施例7
除了使用含有100重量份结晶性聚酯树脂(东洋纺织(有限)公司制，Byron GM420)、及2重量份1分子中具有2个以上缩水甘油基的邻甲酚酚醛型环氧树脂(日本化药(有限)公司制，EOCN4400)的聚酯类热熔粘接剂以外，采用与实施例1同样的方法制作层叠抛光垫。此外，聚酯类热熔粘接剂的熔点为140℃，比重为1.24，熔体流动指数为26g/10min。
实施例8
除了使用含有100重量份结晶性聚酯树脂(东洋纺织(有限)公司制，Byron GM420)、及10重量份1分子中具有2个以上缩水甘油基的邻甲酚酚醛型环氧树脂(日本化药(有限)公司制，EOCN4400)的聚酯类热熔粘接剂以外，采用与实施例1同样的方法制作层叠抛光垫。此外，聚酯类热熔粘接剂的熔点为145℃，比重为1.19，熔体流动指数为16g/10min。
比较例3
除了使用含有100重量份结晶性聚酯树脂(东洋纺织(有限)公司制，Byron GM420)、及1重量份1分子中具有2个以上缩水甘油基的邻甲酚酚醛型环氧树脂(日本化药(有限)公司制，EOCN4400)的聚酯类热熔粘接剂以外，采用与实施例1同样的方法制作层叠抛光垫。此外，聚酯类热熔粘接剂的熔点为139℃，比重为1.25，熔体流动指数为29g/10min。
比较例4
除了使用含有100重量份结晶性聚酯树脂(东洋纺织(有限)公司制，Byron GM420)、及18重量份1分子中具有2个以上缩水甘油基的邻甲酚酚醛型环氧树脂(日本化药(有限)公司制，EOCN4400)的聚酯类热熔粘接剂以外，采用与实施例1同样的方法制作层叠抛光垫。此外，聚酯类热熔粘接剂的熔点为147℃，比重为1.18，熔体流动指数为15g/10min。
实施例9
除了将抛光层的非抛光面的算数平均粗糙度(Ra)设置为3μm以外，采用与实施例1同样的方法制作层叠抛光垫。
实施例10
除了将抛光层的非抛光面的算数平均粗糙度(Ra)设置为12μm以外，采用与实施例1同样的方法制作层叠抛光垫。
实施例11
除了使用由厚度为50μm的聚酯类热熔粘接剂构成的粘接剂层以外，采用与实施例1同样的方法制作层叠抛光垫。
实施例12
除了使用由厚度为250μm的聚酯类热熔粘接剂构成的粘接剂层以外，采用与实施例1同样的方法制作层叠抛光垫。
产业上的可利用性
本发明的层叠抛光垫可以稳定且以高抛光效率地进行透镜、反射镜等光学材料或硅晶片、硬盘用玻璃基板、铝基板及一般的金属抛光加工等要求高度表面平坦性的材料的平坦化加工。本发明的层叠抛光垫特别适合用于对硅晶片及其上形成了氧化物层、金属层等的器件在进一步层叠和形成这些氧化物层或金属层之前进行平坦化的步骤。
附图标记说明
1：层叠抛光垫
2：抛光压盘
3：抛光剂(浆料)
4：被抛光材料(半导体晶片)
5：支撑台(抛光头)
6、7：旋转轴
8：抛光层
9：透明部件
10、13：开口部
11：粘接部件
12：支撑层
14：双面粘接片
15：贯通孔

Claims (8)

1.一种层叠抛光垫，其抛光层和缓冲层介由粘接部件层叠，其特征在于，在所述层叠抛光垫中，所述粘接部件为含有聚酯类热熔粘接剂的粘接剂层，或在基材的双面具有所述粘接剂层的双面胶带，所述粘接剂层或所述双面胶带相对于表面积具有1-40％的非粘接区域，所述聚酯类热熔粘接剂相对于100重量份作为基础聚合物的聚酯树脂，含有2-10重量份1分子中具有2个以上缩水甘油基的环氧树脂。
2.根据权利要求1所述的层叠抛光垫，其中所述聚酯树脂为结晶性聚酯树脂。
3.根据权利要求1或2所述的层叠抛光垫，其中抛光层和缓冲层具有开口部，并在抛光层的开口部设置透明部件，透明部件粘接于所述粘接部件。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的层叠抛光垫，其中所述粘接剂层的厚度为50-250μm。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的层叠抛光垫，其中层叠有抛光层的粘接部件的面的算数平均粗糙度(Ra)为1-15μm。
6.一种层叠抛光垫，其以抛光层、粘接部件、缓冲层、及双面粘接片的顺序层叠，在贯通抛光层、粘接部件、及缓冲层的贯通孔内且在所述双面粘接片上设置透明部件，所述粘接部件为含有聚酯类热熔粘接剂的粘接剂层，或在基材的双面具有所述粘接剂层的双面胶带，所述粘接剂层或所述双面胶带相对于表面积具有1-40％的非粘接区域，所述聚酯类热熔粘接剂相对于100重量份作为基础聚合物的聚酯树脂，含有2-10重量份1分子中具有2个以上缩水甘油基的环氧树脂。
7.一种层叠抛光垫的制造方法，其包括如下步骤：介由粘接部件层叠抛光层和缓冲层从而制作层叠抛光片的步骤；在层叠抛光片形成贯通孔的步骤；在形成了贯通孔的层叠抛光片的缓冲层粘贴双面粘接片的步骤；及在所述贯通孔内且在所述双面粘接片上设置透明部件的步骤，
所述粘接部件为含有聚酯类热熔粘接剂的粘接剂层，或在基材的双面具有所述粘接剂层的双面胶带，所述粘接剂层或所述双面胶带相对于表面积具有1-40％的非粘接区域，所述聚酯类热熔粘接剂对于100重量份作为基础聚合物的聚酯树脂，含有2-10重量份1分子中具有2个以上缩水甘油基的环氧树脂。
8.一种半导体器件的制造方法，其包括使用权利要求1-6中任一项所述的层叠抛光垫对半导体晶片的表面进行抛光的步骤。
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