JP2008111008A - 研磨材固定用両面粘着テープ - Google Patents

Abstract

【課題】研磨材、特に硬質ウレタン発泡体からなる研磨パッドに対して強粘着力・強せん断接着力を示し、定盤から研磨パッドごと再剥離可能かつ、研磨剤スラリーに対して強い耐性を有する研磨材固定用両面粘着テープを提供する。
【解決手段】基材の片面に再剥離性粘着剤層が積層され、基材の他面に強粘着層を備える研磨材固定用両面粘着テープであって、強粘着層がスチレン−イソプレン−スチレン共重合体樹脂系エラストマーをベースエラストマーとして含み、少なくとも石油系樹脂とテルペンフェノール樹脂とを粘着付与樹脂として含む粘着剤によって形成されていることを特徴としている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シリコンウエハのような半導体ウエハ表面の凹凸をケミカルメカニカルポリシング法によって平坦化するために使用される研磨パッドを、研磨装置の定盤に固定する用途に用いられる両面粘着テープに関する。

ウエハ表面の凹凸を平坦化する方法としては、一般的にケミカルメカニカルポリシング（Chemical Mechanical Polishing：以下CMPと略）法が採用されている。CMPは、研磨装置の定盤と呼ばれる円盤に両面粘着テープを用いて研磨材としての研磨パッドを固定し、被研磨面を研磨パッドの研磨面に押し付けた状態で回転運動や往復運動によって、アルカリ性または酸性に調整された水溶液に砥粒を分散させた研磨剤スラリー中で研磨する技術である。

上記研磨パッドは研磨作業により磨耗し、定期的に交換する必要がある。そのため、研磨材固定用両面粘着テープには、発泡体、不織布や樹脂フィルム等の基材の片面に再剥離可能な粘着層が設けられ、反対面は研磨パッド固定用に強粘着層が設けられるのが一般的である。また、強粘着層には、アクリル樹脂系粘着剤が一般に用いられている（たとえば、特許文献１参照）。

特開2001-354926号公報

ところで、研磨材、特に研磨パッドの表面は多孔質であり、特に硬質ウレタン発泡体からなる研磨パッドに対しては、強い粘着力・せん断接着力が得られないことが多く、研磨パッドが回転研磨中に両面粘着テープから剥がれるという事故が生じることがある。また、研磨パッドの種類によっては、反りなどを招くことになるため、粘着テープを研磨パッドにラミネートする時に大きな圧力をかけられない場合がある。

また、研磨剤スラリーは、研磨する対象物によってその組成が異なり、従来のアクリル樹脂系粘着剤の場合、研磨剤スラリーよっては、研磨剤スラリーの影響によって糊の軟化を引き起こし、剥離を起こしてしまう虞があった。

本発明は、上記従来の研磨パッド固定用両面粘着テープの問題を解決するものであり、その目的は、研磨材、特に硬質ウレタン発泡体からなる研磨パッドに対して強粘着力・強せん断接着力を示し、定盤から研磨パッドごと再剥離可能かつ、研磨剤スラリーに対して強い耐性を有する研磨材固定用両面粘着テープを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明にかかる研磨材固定用両面粘着テープ(以下、「両面粘着テープ」とのみ記す)は、基材の片面に再剥離性粘着剤層が積層され、基材の他面に強粘着層を備える研磨材固定用両面粘着テープであって、強粘着層がスチレン−イソプレン−スチレン共重合体樹脂系エラストマーをベースエラストマーとして含み、少なくとも石油系樹脂とテルペンフェノール樹脂とを粘着付与樹脂として含む粘着剤によって形成されていることを特徴としている。

本発明の両面粘着テープは、研磨剤スラリーに４８時間浸漬後の研磨材との粘着力・せん断接着力が、研磨剤スラリーに非浸漬状態の研磨材との粘着力・せん断接着力の９０%以上に保持されることが好ましい。

本発明において、基材としては、特に限定されないが、たとえば、ポリエチレン、ポリウレタン又は合成ゴムなどを主原料とする発泡体、もしくは不織布、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）や塩化ビニル樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のフィルム、もしくはこれらの積層フィルムなどが挙げられ、ポリウレタンを主原料とする発泡体が好適である。

また、基材の厚さは、特に限定されないが、PET基材の場合は２３〜１８８μｍ程度、又、発泡体基材の場合は７５０〜１３００μｍ程度が好ましい。すなわち、基材が薄すぎると、研磨精度向上効果が不十分で、基材が厚すぎると、研磨パッドへの取り付け作業や生産性などに問題がでる虞がある。
さらに、基材の表面は、必要に応じて、コロナ放電処理、プライマー処理等の易接着処理を施し、濡れ性を向上させるようにしても構わない。

定盤側の再剥離性粘着剤層を形成する粘着剤としては、特に限定されないが、一般に（メタ）アクリル酸エステルポリマーを主成分とし、これに粘着付与樹脂を混合して粘着力を低く調整したものが用いられるが、上記（メタ）アクリル酸エステルポリマーに代えて、（メタ）アクリル酸エステルと（メタ）アクリル酸や2−ヒドロキシエチルメタクリレートのようなカルボキシル基や水酸基を有するモノマーとのコポリマーを主成分とし、これに粘着剤付与樹脂を混合し、さらにイソシアネート系の架橋剤を含有させて粘着力を低く調整したものなども使用できる。

本発明の両面粘着テープは、強粘着層がスチレン−イソプレン−スチレン共重合体樹脂系エラストマー(以下、「ＳＩＳ系エラストマー」と記す)をベースエラストマーとして含み、少なくとも石油系樹脂とテルペンフェノール樹脂を粘着付与樹脂として含む粘着剤で形成されている。

上記ＳＩＳ系エラストマーとしては、特に限定されないが、ＳＩジブロック量が５０〜８０%のものが好ましい。すなわち、ＳＩジブロック量が５０％未満では、研磨パッドに対して十分な粘着性能が得られないことがあり、８０％を超えると凝集力性能が著しく低下する虞がある。

上記石油系(C1~C5)樹脂の配合量としては、上記ＳＩＳ系エラストマー１００重量部に対して、５０〜９０重量部であることが好ましい。すなわち、石油系(C1~C5)樹脂の配合量が、ＳＩＳ系エラストマー１００重量部に対し５０重量部未満であると、研磨パッドに対して十分な粘着性能が得られず、剥がれの原因となる虞がある。

上記テルペンフェノール樹脂としては、特に限定されないが、ＳＩＳ系エラストマーとの相溶性が良く、軟化点が８０〜１２０℃のものを使用し、その配合量が上記ＳＩＳ系エラストマー１００重量部に対して、３０〜６０重量部であることが好ましい。
すなわち、テルペンフェノール樹脂の配合量が、ＳＩＳ系エラストマー１００重量部に対して３０重量部未満では被着体への接着が乏しく、６０重量部を超えると、せん断接着力の低下を招く虞がある。

また、強粘着層を形成する粘着剤中には、粘着付与樹脂として、上記石油系樹脂およびテルペンフェノール樹脂以外のものを必要に応じてさらに添加するようにしても構わない。
たとえば、凝集力向上を望むのであれば、クマロン樹脂等をさらに添加すればよい。

本発明の両面粘着テープは、以上のように、強粘着層がスチレン−イソプレン−スチレン共重合体樹脂系エラストマーをベースエラストマーとして含み、少なくとも石油系樹脂とテルペンフェノール樹脂とを粘着付与樹脂として含む粘着剤によって形成されているので、研磨材、特に硬質ウレタン発泡体からなる研磨パッドに対して、低圧でラミネートしても高い接着性と高いせん断接着性を示す。また、酸性もしくはアルカリ性のスラリー溶液中において、その粘着テープ性能は概ね保持される。

特に、研磨剤スラリーに４８時間浸漬後の研磨材との粘着力・せん断接着力が、研磨剤スラリーに非浸漬状態の研磨材との粘着力・せん断接着力の９０%以上に保持されるようなものを選択すれば、研磨材の交換時まで研磨材が剥離することがほぼなくなる。

以下に、本発明を、その実施の形態をあらわす図面を参照しつつ詳しく説明する。
図１は、本発明の両面粘着テープの１つの実施の形態をあらわしている。

図１に示すように、この両面粘着テープ1は、基材2の一方の面に定盤用の再剥離性粘着層３が積層され、他方の面に研磨パッド用の強粘着層4が積層されている。
強粘着層４は、ＳＩＳ系エラストマーをベースエラストマーとして含み、少なくとも石油系樹脂とテルペンフェノール樹脂を粘着付与樹脂として含み、研磨剤スラリーに４８時間浸漬後の研磨材との粘着力・せん断接着力が、研磨剤スラリーに非浸漬状態の研磨材との粘着力・せん断接着力の９０%以上に保持される粘着剤で形成されている。
再剥離性粘着層３および強粘着層4の基材３と反対側の面には、図示していないが、必要に応じてたとえば、ＰＥＴ製の離型シートを添設してもよい。

この両面粘着テープ１は、図示していないが、たとえば、まず、硬質ウレタン樹脂製研磨パッド等の研磨材の表面に強粘着層4側を押し付けて研磨材に接着したのち、再剥離性粘着層３側を定盤に接着し、両面粘着テープ１を介して研磨材を定盤に固定し、従来と同様にしてＣＭＰ法を用いて研磨装置でシリコンウエハ等の研磨物を研磨することができる。

以下に、本発明の実施例及び比較例を示す。

（実施例１〜３）
図２(ａ)に示すように、ＰＥＴ製の離型シート５上に再剥離性架橋型アクリル系粘着剤溶液（積水化学工業株式会社製の「固形分40% WHD糊」と日本ポリウレタン社製の架橋剤「コロネートL55E 1.6部」とからなるもの）３ａを乾燥後の厚みが６０μmになるように塗工し、その上に図２（ｂ）に示すように、片面ＰＥＴフィルム２１付きウレタン樹脂発泡体２２からなる基材２のＰＥＴフィルム２１側が再剥離性架橋型アクリル系粘着剤溶液３ａ側にくるように積層し、更に図２（ｃ）に示すように、強粘着層用である以下の表１に示す配合の固形分５５%の合成ゴム系粘着剤４ａをそれぞれ乾燥後の厚みが１２０μmとなるように塗工して図1に示すような両面粘着テープ１を作製した。

（比較例１）
実施例の強粘着層用の粘着剤に代えて、表１に示す配合の粘着剤を用いた以外は、上記実施例１〜３と同様にして両面粘着テープを得た。

なお、表１中、SIS系エラストマーIは日本ゼオン株式会社製商品名クインタック#3433N（SIジブロック量56％品）、ＳＩＳ系エラストマーIIは日本ゼオン株式会社製商品名クインタック#3520（SIジブロック量78％品）、ＳＩＳ系エラストマーIIIは日本ゼオン株式会社製商品名クインタック#3450（SIジブロック量30％品）、石油系樹脂Ｉは日本ゼオン株式会社製商品名クイントンM100、クマロン樹脂Ｉは新日鐵化学株式会社製商品名エスクロンV-120、テルペンフェノール樹脂Iは安原ケミカル株式会社製商品名YSポリスターT-80を意味する。
また、表１中、数字の単位はすべて重量部である。

上記実施例１〜３および比較例１で得られた両面粘着テープのそれぞれについて、常態経時４８時間後、研磨剤スラリー浸漬４８時間後の90°剥離粘着力および低速せん断接着力をそれぞれ調べ、その結果を保持率とともに表２に示した。

なお、常態経時４８時間後の90度剥離粘着力は、硬質ウレタン発泡体からなる研磨パッド（トーヨー・アドバンスト・テクノロジー社製）に両面粘着テープの強粘着層側を貼り付けた状態で、ゴムローラで２ｋｇ/ｃｍ²の圧力を加えながら圧着速度5mm/秒、1往復で圧着し、圧着４８時間後に対研磨パッド90度剥離粘着力（引張速度：300mm/分）を測定した。
研磨剤スラリー浸漬４８時間後の90°剥離粘着力は、常態経時４８時間後の90度剥離粘着力と同様にして両面粘着テープを研磨パッドに圧着し、この圧着体を酸性研磨剤スラリー（キャボット社製）に４８時間浸漬した後の対研磨パッド90度剥離粘着力（引張速度：300mm/分）を測定した。

常態経時４８時間後の低速せん断接着力は、硬質ウレタン発泡体からなる研磨パッド（トーヨー・アドバンスト・テクノロジー社製）に両面粘着テープの強粘着層側を、アルミニウム板に再剥離性粘着剤層を沿わせた状態で、ゴムローラで２ｋｇ/ｃｍ²の圧力を加えながら圧着速度5mm/秒、1往復で圧着し、圧着４８時間後に対研磨パッド低速せん断接着力（引張速度：20mm/分）を測定した。
研磨剤スラリー浸漬４８時間後の低速せん断接着力は、常態経時４８時間後の低速せん断接着力の場合と同様にして両面粘着テープを介して研磨パッドとアルミニウム板とを圧着したのち、この圧着体を酸性研磨剤スラリー（キャボット社製）に４８時間浸漬した後の対研磨パッド低速せん断接着力（引張速度：20mm/分）を測定した。

上記表２から、本発明の両面粘着テープは、各種の研磨材、特に硬質ウレタン発泡体からなる研磨パッドに対して、感圧ラミネートにより強粘着力・強せん断接着力を示し、スラリーによる粘着性能の低下を抑制できるので、研磨作業中に研磨パッドからのテープ剥がれを最大限回避させることができ、実用上、極めて好適であることがよくわかる。

本発明の両面粘着テープの１つの実施の形態を示す模式断面図である。 図１の両面粘着テープの製造工程の１例を工程順に説明する説明図である。

符号の説明

１ 両面粘着テープ
２ 基材
２１ ＰＥＴフィルム
２２ ウレタン樹脂発泡体
３ 再剥離性粘着層
３ａ 再剥離性架橋型アクリル系粘着剤溶液
４ 強粘着層
４ａ 合成ゴム系粘着剤
５ 離型シート

Claims (2)

1. 基材の片面に再剥離性粘着剤層が積層され、基材の他面に強粘着層を備える研磨材固定用両面粘着テープであって、
   強粘着層がスチレン−イソプレン−スチレン共重合体樹脂系エラストマーをベースエラストマーとして含み、少なくとも石油系樹脂とテルペンフェノール樹脂とを粘着付与樹脂として含む粘着剤によって形成されていることを特徴とする研磨材固定用両面粘着テープ。
2. 研磨剤スラリーに４８時間浸漬後の研磨材との粘着力・せん断接着力が、研磨剤スラリーに非浸漬状態の研磨材との粘着力・せん断接着力の９０%以上に保持されることを特徴とする請求項1記載の研磨材固定用両面粘着テープ

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