JP5134533B2 - 研磨パッド固定用両面テープ - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウエハ等を研磨する研磨装置の研磨定盤に研磨パッドを固定するための研磨パッド固定用両面テープに関する。

半導体集積回路の高密度化を目的として配線の微細化が進んでいるのに伴い、半導体ウエハや液晶用ガラス基盤などの表面の凹凸をできるだけ平坦化する必要がある。そこで、ケミカルメカニカル研磨法（Chemical Mechanical Polishing:以下、ＣＭＰ法という）が採用されている（たとえば、特許文献１参照）。

すなわち、上記ＣＭＰ法では、研磨装置の研磨定盤上に粘着テープを用いて研磨パッドを固定し、研磨パッド上に研磨スラリーを滴下しながらウエハ等を研磨定盤およびウエハを相対的に接触面の水平方向に回転あるいはスライドさせてウエハの研磨パッド接触面を研磨するようにしている。

また、研磨パッドを研磨定盤に固定する粘着テープとしては、研磨パッドによる研磨に際しては、いろいろな研磨処理剤が用いられるため、基材として耐薬品性に優れたポリエチレンテレフタレートが用いられ、この基材の両面に感圧粘着剤層が設けられた両面テープが使用されている（たとえば、特許文献２参照）。
しかし、従来の両面テープで固定された研磨パッドで研磨した場合、研磨精度が少し悪いという問題があった。

特開2001-287154号公報 特開2003-171631号公報

本発明は、上記事情に鑑みて、研磨パッドによる研磨精度を向上させることができる研磨パッド固定用両面テープを提供することを目的としている。

本発明の発明者は、上記目的を達成するために、鋭意検討を重ね、研磨精度不良の原因が、研磨圧力によって研磨パッド、特に研磨パッドの周縁部分がひずむためであることが分かり、さらに研究を進めた結果、研磨パッド固定用両面テープの基材の材質およびその厚さをコントロールすれば、研磨圧力による研磨パッドへの影響を抑えて研磨性能を向上させることができることがわかり、本発明を完成するに到った。

すなわち、本発明にかかる研磨パッド固定用両面テープ(以下、「両面テープ」とのみ記す)は、基材の両面に接着層を備える研磨パッド固定用両面テープであって、基材が、１５０μｍ〜３００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムによって形成され、一方の接着層が合成ゴム系粘着剤で形成され、他方の接着層がアクリル溶剤型粘着剤で形成されていることを特徴としている。

本発明の両面テープの形状は、特に限定されず、たとえば、ロール状に巻回された長尺帯状のもの、短尺帯状のもの、矩形や円形等のシート状のものなどが挙げられる。

本発明の両面テープの基材は、材質がポリエチレンテレフタレートフィルムに限定されるが、ポリエチレンテレフタレートフィルムが用いられる理由は、耐薬品性に優れているためである。また、基材の厚さは、１５０μｍ〜３００μｍに限定されるが、その理由は、厚さが１５０μｍ未満であると、研磨精度向上効果が不十分で、厚さが３００μｍを超えると、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ためである。
さらに、基材の表面は、特に限定されないが、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ことが好ましい。

本発明の両面テープの接着層は、特に限定されないが、たとえば、感圧型粘着剤、ホットメルト型接着剤等によって形成される。
感圧型粘着剤としては、特に限定されないが、アクリル樹脂系粘着剤、ゴム系粘着剤、ウレタン樹脂系粘着剤、シリコーン樹脂系粘着剤等が挙げられ、少なくとも１方の接着層が合成ゴム系粘着剤で形成されることが好ましく、他方の接着層をアクリル樹脂系粘着剤で形成するようにしても構わない。また、１方の接着層を合成ゴム系粘着剤、他方の接着層をアクリル樹脂系粘着剤で形成した場合、合成ゴム系粘着剤層を研磨パッド側に接着し、アクリル溶剤型粘着剤を研磨装置の定盤側に接着することが好ましい。

上記合成ゴム系粘着剤は、合成ゴムと、粘着付与樹脂とを主成分として含む一般に使用されているものを使用することができる。
合成ゴムとしては、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ポリイソブチレン（ＰＩＢ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）などが挙げられる。

粘着付与樹脂としては、例えば、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂等の天然物及びその誘導体；脂肪族系石油樹脂、脂環族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、クマロンインデン樹脂、スチレン系樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂等の合成樹脂；などが挙げられる。これらの粘着付与樹脂は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用される。

また、合成ゴム系粘着剤には、例えば、ｔｅｒｔ−ブチルヒドロペルオキシド、１，１，３，３−テトラメチルブチルヒドロペルオキシド、ｐ−メンタンヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、ジイソプロピルベンゼンヒドロペルオキシド、２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジヒドロペルオキシド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルクミルペルオキシド、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）シクロドデカン、２，２−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）オクタン、１，１−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ・シクロヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）ヘキシン−３、１，３−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシイソプロピル）ベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルペルオキシ）ヘキサン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）バレレート、ベンゾイルペルオキシド、ｍ−トルイルペルオキシド、ｐ−クロロベンゾイルペルオキシド、２，４−ジクロロベンゾイルペルオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシイソブチレート、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ２−エチルヘキサノエート、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシベンゾエート、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシイソプロピルカルボナート、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシアリルカルボナートなどの有機過酸化物も配合されうる。

上記アクリル樹脂系粘着剤としては、例えば、アルキル基の炭素数が４〜１２のアルキル基を有するアルコールの（メタ）アクリル酸エステルモノマー、好ましくは炭素数が４〜１２のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸エステルモノマーの単独重合体もしくは（メタ）アクリル酸エステルモノマー同士の共重合体、又は上記（メタ）アクリル酸エステルモノマーと該（メタ）アクリル酸エステルモノマーと共重合可能な重合性モノマーとの共重合体等を主成分としてなるものが挙げられる。
尚、本発明で言う（メタ）アクリレートとはアクリレートまたはメタクリレートを意味する。

上記アルキル基の炭素数が４〜１２のアルキル基を有する（メタ）アクリル酸エステルモノマーとしては、特に限定されず、例えば、（メタ）アクリル酸ｎーブチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸イソオクチル、（メタ）アクリル酸ｎ−オクチル、（メタ）アクリル酸イソノニル、（メタ）アクリル酸ラウリル等を挙げることができる。これらは、単独で、又は組み合わせて用いることができるが、得られる粘着剤の粘着性や、粘着力と凝集性とのバランスに優れたものとするために、通常、ホモポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）が−５０℃以下の（メタ）アクリル酸アルキルエステルを主成分とし、更に、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル等の低級のアルコールの（メタ）アクリル酸エステルを併用することが好ましい。

また、これらのビニルモノマー以外のこれらと共重合可能なモノマーとしては、（メタ）アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等のカルボキシル基含有モノマー又はその無水物や２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロオキシブチルアクリレート、ポリオキシエチレン（メタ）アクリレート、ポリオキシプロピレン（メタ）アクリレート、カプロラクトン変成（メタ）アクリレート等の水酸基含有モノマー等が挙げられる。

接着層を感圧型粘着剤によって形成する場合、その厚さは、特に限定されないが、２５μｍ〜７５μｍが好ましい。
すなわち、接着層の厚さが２５μｍ未満であると、研磨中に定盤から剥がれが生じる虞があり、接着層の厚さが７５μｍを超えると、使用後に剥がす時、定盤側に糊残りを生じる虞がある。

上記ホットメルト型接着剤としては、特に限定されないが、合成ゴム系ホットメルト型接着剤が好ましい。
合成ゴム系ホットメルト型接着剤としては、特に限定されないが、ジエン系（ブタジエン、スチレン−ブタジエン、クロロプレン、ブタジエン−アクリロニトリル）、非ジエン系（イソブチレン−イソプレン、エチレン−プロピレンなど）、熱可塑性系（熱可塑性エラストマーとも呼ばれる、スチレン系、オレフィン系、エステル系、ウレタン系など）のものなどが挙げられ、溶融温度が７５℃以上で１２０℃以下（好ましくは８０℃以上で１１０℃以下）であるものが好ましい。溶融温度領域を考慮すると、熱可塑性系が好ましい。

すなわち、溶融温度が７５℃未満であると硬質ウレタンシート表面の凹凸に対し充分な投錨効果を得る事が出来ず、１２０℃を超えると後述する離型紙のポリエチレンが発泡するなどの問題を生じる虞がある。

溶融温度が７５℃以上で１２０℃以下である合成ゴム系ホットメルト型接着剤としては、たとえば、旭化学合成社製スチレンブロック共重合物（商品名ＡＺ５００１）などの市販のものを使用することができる。

接着層を合成ゴム系ホットメルト型接着剤によって形成する場合、その厚さは、第１の接着層の厚さは、特に限定されないが、３０μｍ〜１２０μｍが好ましい。
すなわち、合成ゴム系ホットメルト型接着剤による接着層の厚さが３０μｍ未満であると、十分な接着強度を得られない虞があり、１２０μｍを超えると、塗工厚み精度が得られない虞がある。

また、上記粘着剤や接着剤中には、さらに必要に応じて、粘着性付与剤、無機もしくは有機充填剤、酸化防止剤（老化防止剤）、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤等各種の添加剤が添加されていても良い。

本発明の研磨パッド固定用両面テープには、接着層上に離型材が貼着されているのが好ましい。貼着される離型材としては、特に限定されず、例えば、シリコーン樹脂系離型剤や長鎖アルキル基ペンダント型グラフトポリマー系離型剤等により、紙やプラスチックフィルム等の少なくとも片面に離型処理を施して得られる離型紙や離型フィルム等が挙げられる。

本発明の研磨パッド固定用両面テープによって固定される研磨パッドの材質としては、特に限定されないが、たとえば、硬質ポリウレタンの発泡体、各種ゴムの発泡体、ポリエチレン・ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂の発泡体や、更に平均発泡粒径が０．５ｍｍ以上のこれらの発泡体のスライス品や、セリウムやシリカなどの砥粒やフィラー、研磨材などをこれらの発泡体含有させたものが挙げられる。

本発明の研磨パッド固定用両面テープは、以上のように、基材が、１５０μｍ〜３００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムによって形成されているので、研磨圧力によって研磨パッドのたわみ等を極力抑えて高い研磨精度を保つことができる。しかも、耐薬品性に優れ、長時間安定した研磨状態を保つことができる。

本発明にかかる研磨パッド固定用両面テープの１つの実施の形態をあらわす断面図である。

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、本発明にかかる研磨パッド固定用両面テープの１つの実施の形態をあらわしている。

図１に示すように、この両面テープ１は、基材２の一方の面に第１の接着層３が積層され、他方の面に第２の接着層４が積層されている。また、各接着層３，４の表面には、離型シート５がそれぞれ積層されている。
基材２は、両面がコロナ放電処理等によって易接着処理された厚さ１５０μｍ〜３００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムによって形成されている。

第１の接着層３は、合成ゴム系粘着剤によって形成されている。
第２の接着層４は、アクリル溶剤型粘着剤によって形成されている。
離型シート５は、両面がシリコーン処理されたポリエチレンテレフタレートフィルムによって形成されている。
そして、この両面テープ１は、離型シート５を取り除き、第１の接着層３側を研磨パッド(図示せず)に、第２の接着層４側を定盤にそれぞれ押圧接着されるようになっている。

また、この両面テープ１は、たとえば、以下のようにして製造することができる。
すなわち、離型シート５の一方の面に合成ゴム系粘着剤を第１の接着層３の厚さとなるように塗工乾燥して第１の接着層３形成用シートを作製するとともに、別の離型シート５の一方の面に合成ゴム系粘着剤を第２の接着層４の厚さとなるように塗工乾燥して第２の接着層４形成用シートを作製する。
つぎに、基材２の一方の面に第１の接着層３形成用シートの粘着剤側を押し当て、基材２の他方の面に第２の接着層４形成用シート粘着剤を押し当てて積層することによって得られる。

以下、実施例を挙げて本発明をより詳しく説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
離型シート（藤森工業社製 離型紙７５Ｓ−５１８ＬＡ）５に第１の接着層３となる合成ゴム系粘着剤（積水化学社製 ＤＣＬ）を乾燥後の厚さが４０μｍとなるように塗工し、１００℃のオーブン中で３分間加熱し溶剤を乾燥して離型紙５の一方の面に第１の接着層３を備えた第１の積層体を得た。
厚さ２５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（テイジン社製）の両面をコロナ放電処理して基材２を得た。

基材２の一方の面にアクリル酸エステル共重合体（積水化学社製 ＷＨＤ）１００重量部にイソシアネート系架橋剤（日本ポリウレタン社製 コロネートＬ−５５Ｅ）を１．５重量部混合した組成物を、乾燥後の厚さが５０μｍとなるように塗工し、１００℃のオーブン中で３分間加熱し溶剤を乾燥して、基材２の一方の面に第２の接着層４を備えた第２の積層体を得た。
つぎに、この第２の接着層４の表面に離型シート（藤森工業社製 離型紙７５Ｓ−５１８ＬＡ）５をラミネートしたのち、先に得られた第１の積層体の第１の接着層３側を第２の積層体の基材２側にラミネートして、両面テープ１を得た。

（実施例２）
基材として厚さ１５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムに代えて、厚さ１８８μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（テイジン社製）を用いた以外は、実施例１と同様にして両面テープを得た。

（実施例３）
基材として厚さ１５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムに代えて、厚さ２５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（テイジン社製）を用いた以外は、実施例１と同様にして両面テープを得た。

（実施例４）
基材として厚さ１５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムに代えて、厚さ３００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（テイジンデュポン社製、メリネックス２３８、乳白色）を用いた以外は、実施例１と同様にして両面テープを得た。

(比較例１)
基材として厚さ２５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムに代えて、１００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（テイジン社製）を用いた以外は、実施例１と同様にして両面テープ１を得た。

（比較例２）
基材として厚さ２５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムに代えて、１２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（テイジンデュポン社製、メリネックスS）を用いた以外は、実施例１と同様にして両面テープ１を得た。

(比較例３)
基材として厚さ２５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムに代えて、５００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（テイジン社製）を用いた以外は、実施例１と同様にして両面テープ１を得た。
上記実施例１〜４および比較例１〜３で得られた両面テープについて、それぞれ研磨精度、加工適正、作業性を以下のようにして調べ、その結果を表１に示した。

(研磨精度)
両面テープ１の第１の接着層３側の離型シート５を剥がし、酸化セリウム入り硬質ウレタン樹脂パッド（東レ社製）上に酸化セリウム入り硬質ウレタン樹脂パッド（東レ社製）を載せ、第２の接着層４側の離型シート５の上からゴムロールを圧力４ｋｇ／ｃｍ²、速度０．８ｍ／分で転動させて両面テープ１に硬質ウレタン樹脂パッドを積層したのち、第２の接着層４側の離型シート５を剥がし、第２の接着層４を半導体研磨装置（荏原製作所社製）定盤に載せて硬質ウレタン樹脂パッド側からゴムロールを圧力４ｋｇ／ｃｍ²、速度０．８ｍ／分で転動させて両面テープ１を介して硬質ウレタン樹脂パッドを定盤に固定した。
そして、半導体ウエハの研磨をして、研磨精度がほぼ完全と言える程度に充分であったものを◎、研磨精度が十分であったものを○、十分でなかったものを×とした。
（加工適正）
円状の研磨パッドを製作したときエッジプロファイルが極めて良好であったものを◎、エッジプロファイルが良好であったものを○、良好でなかったものを×とした。
（作業性）
定盤へパッドをゴムロールにて固定する時、作業し易く、又使用後剥がし易かったものを○、作業し難く、使用後、剥がし難かったものを×とした。

Claims (1)

1. 基材の両面に接着層を備える研磨パッド固定用両面テープであって、基材が、１５０μｍ〜３００μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムによって形成され、一方の接着層が合成ゴム系粘着剤で形成され、他方の接着層がアクリル溶剤型粘着剤で形成されていることを特徴とする研磨パッド固定用両面テープ。

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