JP5122107B2 - 研磨装置用超強粘着シート - Google Patents
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Description
本発明は、被研磨物を固定し所定の研磨を行なう研磨装置に使用される研磨装置用超強粘着シートに関し、特に吸着機能を併せ備えることによって、粘着面に対して安定に粘着される研磨装置用超強粘着シートに関する。
半導体製造分野では、半導体素子や薄型ディスプレイの微細化及び多層化による高集積化に伴い、半導体層や金属層の平坦化技術が重要な要素技術となっている。ウエハ上に集積回路を形成する場合、配線や電極などを高精度で再現性良く形成するためには、平坦化技術が不可欠であり、そのような平坦化処理を行なう研磨装置としてＣＭＰ（Chemical Mechanical Planarization）装置が用いられている。
このような平坦化を行なうＣＭＰ装置は、一般に回転定盤部、研磨回転部、スラリ供給部などが設けられており、回転定盤部、研磨回転部には、それぞれ回転機構が接続している（例えば、特許文献１参照。）。研磨の対象物としてのウエハは、回転定盤部上に位置する研磨パット上に配設されており、回転定盤部と研磨パットの間は、磨耗した研磨パットなどを取り替えたりする目的から、両面に粘着面が形成された粘着シートが使用されている。
一方、両面粘着テープ等を用いた取り付け物品の粘着、止め着けにあっては、取り付け物品が、取り付け対象面に対して固定的に止着されることが無く、取り付け面においてずれ出し、あるいは取り付け面から引き剥がされる等の難がある。粘着面におけるずれ出し、あるいは引き剥しは、取り付け物品の重さ等に対応して、粘着面にもたらされる荷重が大きくなるほど顕著に生ずるとともに、粘着後の時間の経過に伴って、より顕著に生ずる難がある。
このような状況から、本願出願人は、プラスチックフォームの吸着機能を利用した強粘構造を既に提案している（特許文献２参照。）。この強粘構造は、粘着剤層を備えるプラスチックフォーム材において、少なくとも粘着対象面に粘着される粘着剤層を備えた面に開口されている孔が、該プラスチックフォーム材の圧縮変形後における弾性復帰に伴って、前記粘着対象面に吸着する吸着機能を備えており、粘着剤層による粘着機能と、孔による吸着機能とが、同時に取付け物の取付け面に作用することとなり、取付け物を確実に止着状態に保持することができる特長を有している。
前述のようなＣＭＰ装置においては、加工精度を高めるためには、粘着シートにはより一層強い強度で粘着することが求められており、種々の粘着シートが開発されているが、現在要求されている精度において十分な粘着力を有しているとは言えない状態である。このような研磨加工分野への応用として、特許文献１記載の強粘構造及びそれを備える粘着テープによれば、比較的に強い接着固定力を得ることができ、しかも比較的簡単に剥がせ、剥離後に跡が残ることもない等、幾多の長所を有することから、半導体製造分野への転用でその有用性は確実である。そして、この粘着シートをより更に一層改良することで、現在要求されている精度を満たすような十分な粘着力を有する粘着シートを提供することが求められており、本発明はこのような技術的な課題を解決するものである。
本発明は、前記特許文献１記載の強粘構造を有する粘着シートをより一層改良して、研磨装置に適用することを目的に提案されたものである。すなわち、本発明は、特許文献１記載の強粘構造よりも優れた接着力を実現することが可能な研磨装置用超強粘着シートを提供することを目的とする。
本発明の研磨装置用超強粘着シートは、被研磨物を固定し所定の研磨を行なう研磨装置に使用される研磨装置用超強粘着シートであって、前記粘着シートは、粘着対象面に臨むように開口された孔が形成されたプラスチックフォーム材と、前記プラスチックフォーム材に形成された前記孔の大方を埋め込んで形成され且つ前記孔に対応する位置にその中心近傍が前記孔に入り込むように中心に向かって徐々に深くされた吸盤状の凹部を形成するように前記プラスチックフォーム材の粘着対象面に備えられ、前記凹部間が平面とされる粘着剤層とを有し、前記プラスチックフォーム材の圧縮変形にともなって前記凹部が略平面状に変形し、前記プラスチックフォーム材の弾性復帰に応じて吸着機能を有してなり、前記研磨装置の可動部に粘着されることを特徴とする。
本発明の研磨装置用超強粘着シートによれば、粘着剤層の吸盤状の凹部による吸着機能により、粘着剤の粘着力と吸盤状の凹部の吸着力によって粘着対象物をより強く粘着することができる。また、前記凹部は、吸盤状であることから、孔を粘着剤によって吸盤状とすることで、単なる吸着機能に比べせん断接着力が向上させることができる。また、本発明の研磨装置用超強粘着シートにおいて、前記プラスチックフォーム材をシート状基材上に形成されていることを特徴とする。また、本発明の研磨装置用超強粘着シートにおいて、前記プラスチックフォーム材は、前記シート状基材の両面に粘着対象面を外側となるように形成されていることを特徴とする。これにより、両面に粘着することができる。
さらに、本発明の研磨装置用超強粘着シートによれば、前記粘着剤層と接して離型処理された剥離シートが設けられ、使用時に前記剥離シートが粘着剤層から剥離されることを特徴とする。これにより、粘着剤層の経時劣化や埃等の進入を防止することができ、粘着剤層の粘着力の低下を防ぐことができる。
さらに、本発明の研磨装置における部材の固定方法は、粘着対象面に臨むように開口された孔が形成されたプラスチックフォーム材と、前記プラスチックフォーム材に形成された前記孔の大方を埋め込んで形成され且つ前記孔に対応する位置にその中心近傍が前記孔に入り込むように中心に向かって徐々に深くされた吸盤状の凹部を形成するように前記プラスチックフォーム材の粘着対象面に備えられ、前記凹部間が平面とされる粘着剤層とをシート状基材の両面に有する研磨装置用超強粘着シートを用意し、研磨装置の可動部に、前記研磨装置用超強粘着シートを、そのプラスチックフォーム材の圧縮変形にともなって前記凹部が略平面状に変形し、前記プラスチックフォーム材の弾性復帰に応じて吸着するように片面を粘着させ、所要の部材を前記研磨装置用超強粘着シートの他の面に粘着させることを特徴とする。
本発明の研磨装置用超強粘着シートによれば、粘着剤層の吸盤状の凹部による吸着機能により、粘着剤の粘着力と凹部の吸着力によって粘着対象物をより強く粘着することができ、研磨装置における可動部をより強く粘着することが可能である。また、孔を粘着剤によって吸盤状とすること、或いは当該フォーム材の厚み方向に延在される空隙部を形成することで、従来のものに比べて著しく高いせん断接着力を実現することが可能である。
以下、本発明の研磨装置用超強粘着シートについて、図面を参照して詳細に説明する。図１はＣＭＰ処理を施すための研磨装置の要部を示す図であり、研磨装置は、図示しない機構部により回転駆動される回転定盤部１１を有している。回転定盤部１１は所定の厚みを有した円盤状であり、その底面中心に形成された回転軸に機構部からの回転力が与えられ、所定の方向に回転する。回転定盤部１１の上面は平面となっており、その上面に本実施形態の研磨装置用超強粘着シート１２が貼り合わせられ、その研磨装置用超強粘着シート１２の上面に大きな円板状の研磨パッド１３が貼り合わせられている。研磨パッド１３は所要の樹脂の積層構造を有しており、裏面側が研磨装置用超強粘着シート１２を介して回転定盤部１１に固定されることになる。表面側はシリコンウエハの如きウエハ１４に接触し、そのウエハ１４を研磨する。この研磨パッド１３においては上側の層は、例えば、ポリウレタンなどの発泡性の合成樹脂を発泡硬化させて形成される硬質層であり、下側の層はウレタンを含浸させて得られる不織布タイプまたはフォームタイプの軟質層である。
この研磨パッド１３には、スラリーが供給され、回転定盤部１１と研磨回転部１５のそれぞれの回転に従い、ウエハ１４が研磨、すなわちＣＭＰ処理が施される。研磨回転部１５は、ウエハ１４を研磨パッド１３上で相対的に移動させるための機構である。なお、この研磨回転部１５の底面側にも、研磨用の部材１７を取り付けることができ、例えば点線で示す位置に本実施形態の研磨装置用超強粘着シート１６を配置し、研磨パッドや研磨シートなどの研磨用の部材１７を取り付けることも可能である。
このように両面粘着型の研磨装置用超強粘着シート１２、１６の一方の面を研磨装置の可動部である回転定盤部１１や研磨回転部１５に対して貼り合わせ、さらに他の面に研磨用のパッドや部材を貼り合わせることで、粘着対象物をより強く粘着することができ、精度の高いＣＭＰ加工が可能となる。それぞれ研磨装置用超強粘着シート１２、１６は、後述するように、フォーム材の厚み方向に延在される空隙部である孔を有しており、その空隙部が略平面状に変形して、プラスチックフォーム材の弾性復帰に応じて吸着機能を発するように構成されているため、大変優れた粘着力を発揮することになる。
図２は研磨装置の他の構造例であり、ベルト型の研磨装置の例である。このベルト型の研磨装置では、一対の円筒状の駆動部２１、２１を有し、これら円筒状の駆動部２１、２１の周囲に巻回されるようにエンドレスのベルト部２２が設けられ、その外周囲には研磨装置用超強粘着シート２３を介して研磨材２４が取り付けられている。この研磨装置用超強粘着シート２３は、前述の研磨装置用超強粘着シート１２、１６と同様に、フォーム材の厚み方向に延在される空隙部である孔を有しており、その空隙部が略平面状に変形して、プラスチックフォーム材の弾性復帰に応じて吸着機能を発するように構成されているため、大変優れた粘着力を発揮することになる。
このようなベルト型の研磨装置に対しても、本発明にかかる研磨装置用超強粘着シート２３を用いることができ、プラスチックフォーム材の弾性復帰に応じて吸着機能を発するように構成されているため、吸盤としての機能が向上し、高いせん断接着力が実現され、粘着対象物をより強く粘着することができる。
ここで、本発明にかかる研磨装置用超強粘着シートについてさらに詳しく説明すると、その基本構成は、図３のように、シート状基材１と、粘着対象面に望むように開口される孔２０及び内部に空間を有するプラスチックフォーム材２と、プラスチックフォーム材２の粘着対象面に形成される粘着剤層３と、粘着剤層３と接して離型処理された剥離シート４とにより構成されている。
シート状基材１は、プラスチックフォーム材２と粘着剤層３とを有する強粘構造を備えるシート状の部材である。このシート状基材１は、粘着テープの用途に応じて材質等を適宜変更することができ、例えば、ポリエチレンテレフタレートといったポリマーを使用したシートとすることができる。さらに、例えばこのシート状基材１を非通気性の材料を使用することで、下記で説明する粘着剤層３の凹部３０の気密性を高めることができ、吸着機能を高めることができる。
プラスチックフォーム材２は、内部や表面に孔２０を有する多孔質構造で、粘着テープに対する押圧にともなって圧縮変形し、この押圧を解除した際に、押圧前の状態に弾性復帰する各種のプラスチックフォーム材である。例えば、ポリウレタンフォーム材、ポリエチレンフォーム材、ポリアクリルフォーム材等が挙げられる。このプラスチックフォーム材は、本実施形態の如き研磨装置用超強粘着シートの場合、シート状基材１上に形成され、本発明に特有の強粘構造の使用を容易にさせることができる。
このプラスチックフォーム材２は、図３のように、少なくとも粘着対象面に孔２０が開口されている。この孔２０は、プラスチックフォーム材２の形成時に形成された孔２０であり、粘着対象面に限らず、プラスチックフォーム材２の内部に形成されている。
このプラスチックフォーム材２は、粘着テープに対する押圧時に変形し、その押圧が解除された際に弾性復帰するものであれば、いかなる態様の発泡体孔であってもよい。例えば、連続気泡タイプのプラスチックフォーム材、独立気泡タイプのプラスチックフォーム材、及び独立気泡と連続気泡との混在タイプのプラスチックフォーム材等、任意のフォ−ム材を用いることができる。
粘着剤層３は、粘着剤からなる層で、少なくとも、プラスチックフォーム材２の粘着対象面に形成されている。そして、この粘着剤層３は、プラスチックフォーム材２の粘着対象面にある孔２０に対応する位置に凹部３０が形成されている。図３に示されるように粘着剤層３０における凹部３０間は平面とされている。
この凹部３０は、プラスチックフォーム材２の孔２０に孔２０の大方を埋めるように粘着剤が入り込んでいる。そして、図４のように、凹部３０の中心近傍が孔２０に入り込むように凹部３０の中心に向かって徐々に深くする。この吸盤状の凹部３０は、粘着剤の量や層の厚さを調節して、このような形状いわゆる吸盤状となるように形成されている。この凹部３０の吸着機能により粘着対象物を吸着することができる。そして、凹部３０を吸盤状とすることで、凹部３０と粘着対象物との気密性が高くなり、吸着力が向上する。したがって、吸盤としての機能が向上し、高いせん断接着力が実現され、粘着対象物をより強く粘着することができる。また、押しつけることで、強いせん断接着力が実現される。
この凹部３０を吸盤状とするためには、プラスチックフォーム材２の孔２０が気泡１つによって形成されている方が好ましい。あるいは、２つ以上の気泡が連なって形成された状態であっても、例えば気泡１つから２つ程度のあまり深くない孔２０が好ましい。深すぎる孔の場合、粘着剤層３の形成時に凹部３０の略中央のくぼみが深くなり、粘着対象物の粘着の際に凹部３０が略平面となりにくくなり、凹部３０の気密性が損なわれる。
したがって、気泡１つすなわち単独気泡タイプのフォーム材を使用するか、連続気泡タイプ又は混在タイプのフォーム材の場合、プラスチックフォーム材２の厚さを薄くしたものを使用することで好適となる。例えば、プラスチックフォーム材２の厚さを１０ｍｍから０．０１ｍｍとすることが好ましい。プラスチックフォーム材２の厚さを薄くすることで、単独の気泡を増加させることができ、２つ以上の気泡が連なって形成された孔２０であっても、１つから２つ程度のあまり深くないものとなる。したがって、孔２０の大部分を粘着剤によって埋めるのが容易となる。
粘着剤層３は、典型的には、溶剤タイプのウレタン系粘着剤、溶剤タイプのアクリル系粘着剤、あるいはエマルジョンタイプの酢酸ビニル系粘着剤、紫外線硬化型接着剤等を用いることができる。例えば、粘着剤層３は、比較的粘性の強い粘着剤を、ローラーコーティング法等によって、プラスチックフォーム材２の貼着面に塗布することによって形成することができる。
また、この粘着剤層３の凹部３０を非気密構造とすることで、より強い吸着機能が得られる。そのために、例えば、プラスチックフォーム材２の粘着対象面に、その形状に合わせ、粘着剤層３の凹部３０の形成を阻害しない程度に薄く合成樹脂を塗布して、粘着剤層３の凹部３０への通気を防ぐことができ、吸着機能が向上する。また、また、例えば、プラスチックフォーム材の貼着面以外の面に合成樹脂液を塗布し、貼着面以外の面を非通気性の樹脂コーティング面としても同様の効果が得られる。
剥離シート４は、粘着テープが粘着対象物に粘着する前に粘着剤層３に接するように設けられている。この剥離シート４は、すくなくとも、粘着剤層３と接する面に離型処理が施され、容易に粘着剤層３から剥離することができる。
このように形成される粘着テープは、粘着剤による粘着機能と、粘着剤層３に形成された凹部３０の吸着機能とが、同時に粘着対象物５に作用し、粘着対象物相互を確実に粘着することができる。すなわち、この粘着テープは、プラスチックフォーム材２における粘着対象面、粘着剤層３の凹部３０の開口周縁が、粘着剤によって、粘着対象面に対して粘着されることとなり、このプラスチックフォーム材２に吸着機能をもたらす孔の吸着面に対する気密状態での密着を可能としている。
上述のように構成される粘着テープにおいては、図４及び図５のように粘着対象物５を粘着テープの粘着機能と吸着機能とにより、強固に粘着することができる。図４は、粘着テープに粘着対象物５が粘着する前の状態を示す図であり、図５は、粘着対象物５の粘着テープに対する押圧によって、粘着テープに粘着させている状態を示す図である。
図４のように、粘着テープの粘着剤層３には、吸盤状の凹部３０が形成されている。この粘着テープに粘着対象物５を粘着する際、剥離シート４を剥離し、表出した粘着剤層３に対する粘着対象物５の押圧によって、プラスチックフォーム材２が弾性圧縮する。このとき、プラスチックフォーム材２の孔２０が変形する。そして、この孔２０の対応する位置に形成されている吸盤状の凹部３０が粘着対象物５に押し付けられる。
凹部３０が粘着対象物５に押し付けられることで、図３のように、凹部３０の粘着対象物５との接触部分が略平面となる。これにより、凹部３０と粘着対象物５とが密着し、粘着対象物５が押し付ける前に存在した凹部３０内の空気が外に逃げ、負圧となる。すなわち、粘着対象物５に対して凹部３０が吸着する。したがって、粘着対象物５の粘着テープに対する押圧を解除しても、凹部３０の吸着機能により、粘着対象物５を吸着することができる。また、同時に、粘着剤層３０の粘着機能を有するため、粘着対象物５を粘着テープにより強固に粘着させることができる。また、凹部３０が吸盤状であるため、せん断接着力が強い。
このようにして構成される粘着テープにおいては、粘着対象物に対して、圧縮後における弾性復帰に伴う孔の有する吸着機能と、この孔を有する面における粘着剤層による粘着機能とによって、強固な止着状態を作り出すことができる。そして、凹部３０が吸盤としての機能を備えることで、せん断接着力が向上する。一方、凹部３０は吸盤として機能するため、粘着対象物を粘着テープから引き剥がすことで容易に引き剥がすことができる。
先の実施の形態で説明した粘着テープは、片面の粘着テープに限られるものではなく、例えば、シート状基材の両面に粘着対象面を外側となるようにプラスチックフォーム材を有するような両面粘着テープであってもよい。
この両面粘着テープは、図６のように、シート状基材１の両面に、プラスチックフォーム材２と、粘着剤層３と、剥離シート４とを備えている。そして、プラスチックフォーム材２の粘着対象面には、孔２０を備えている。そして、粘着剤層３は、その孔２０の対応する位置に吸盤状の凹部３０を備えている。尚、実施の形態２で説明する両面粘着テープの各部材は、同一の番号を付し、説明を省略する。
両面に強粘構造を備えた両面粘着テープとすることで、粘着テープの両側から２つの粘着対象物５の粘着テープに対する押圧によって、上述と同様に、粘着テープの粘着剤層３０に２つの粘着対象物５が押し付けられる。２つの粘着対象物５が押し付けられることで、凹部３０が粘着対象物５に対して略平面となり、吸着機能が生じ、粘着テープが粘着機能と吸着機能とによって強固に粘着する。また、凹部３０が吸盤状であることで、せん断接着力が高くなる。また、粘着対象物５を両面粘着テープから引き剥がすことも容易である。
図７は、一方の面が圧縮された状態の両面粘着テープの断面を示すものである。シート状基材１は、プラスチックフォーム材２と粘着剤層３が備えられ、図７にはシート状基材１を構成する繊維１０が確認できる。そして、シート状基材１の図７中下方には、シート状基材１から粘着剤層３に向かうように図中垂直方向に延在される空隙部３５が形成されている。一方、シート状基材１の図７中上方は、プラスチックフォーム材２が圧縮されている。粘着対象物を粘着させる際に、この粘着テープを図７のような状態となるように粘着対象物を押しつけることで、吸着力が向上し、粘着対象物をより強く粘着することができるとともに、強いせん断接着力が実現される。
１ シート状基材
２ プラスチックフォーム材
３ 粘着剤層
４ 剥離シート
１１ 回転定盤部
１２ 研磨装置用超強粘着シート
１３ 研磨パッド
１４ ウエハ
１５ 研磨回転部
１６ 研磨装置用超強粘着シート
１７ 研磨用の部材
２０ 孔
２１ 駆動部
２２ ベルト部
２３ 研磨装置用超強粘着シート
２４ 研磨材
３０ 凹部
３５ 空隙部
２ プラスチックフォーム材
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１６ 研磨装置用超強粘着シート
１７ 研磨用の部材
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２２ ベルト部
２３ 研磨装置用超強粘着シート
２４ 研磨材
３０ 凹部
３５ 空隙部
Claims (6)
- 被研磨物を固定し所定の研磨を行なう研磨装置に使用される研磨装置用超強粘着シートにおいて、
前記粘着シートは、粘着対象面に臨むように開口された孔が形成されたプラスチックフォーム材と、前記プラスチックフォーム材に形成された前記孔の大方を埋め込んで形成され且つ前記孔に対応する位置にその中心近傍が前記孔に入り込むように中心に向かって徐々に深くされた吸盤状の凹部を形成するように前記プラスチックフォーム材の粘着対象面に備えられ、前記凹部間が平面とされる粘着剤層とを有し、
前記プラスチックフォーム材の圧縮変形にともなって前記凹部が略平面状に変形し、前記プラスチックフォーム材の弾性復帰に応じて吸着機能を有してなり、
前記研磨装置の可動部に粘着されることを特徴とする研磨装置用超強粘着シート。 - 前記プラスチックフォーム材をシート状基材上に形成してなることを特徴とする請求項１記載の研磨装置用超強粘着シート。
- 前記プラスチックフォーム材は、前記シート状基材の両面に粘着対象面を外側となるように形成されていることを特徴とする請求項２記載の研磨装置用超強粘着シート。
- 前記粘着剤層と接して離型処理された剥離シートが設けられ、使用時に前記剥離シートが粘着剤層から剥離されることを特徴とする請求項１記載の研磨装置用超強粘着シート。
- 前記可動部は、前記研磨装置の定盤部、研磨回転部、若しくはベルト部であることを特徴とする請求項１記載の研磨装置用超強粘着シート。
- 粘着対象面に臨むように開口された孔が形成されたプラスチックフォーム材と、前記プラスチックフォーム材に形成された前記孔の大方を埋め込んで形成され且つ前記孔に対応する位置にその中心近傍が前記孔に入り込むように中心に向かって徐々に深くされた吸盤状の凹部を形成するように前記プラスチックフォーム材の粘着対象面に備えられ、前記凹部間が平面とされる粘着剤層とをシート状基材の両面に有する研磨装置用超強粘着シートを用意し、
研磨装置の可動部に、前記研磨装置用超強粘着シートを、そのプラスチックフォーム材の圧縮変形にともなって前記凹部が略平面状に変形し、前記プラスチックフォーム材の弾性復帰に応じて吸着するように片面を粘着させ、
所要の部材を前記研磨装置用超強粘着シートの他の面に粘着させることを特徴とする研磨装置における部材の固定方法。
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