JP5520026B2

JP5520026B2 - 研磨パッド固定用両面テープ

Info

Publication number: JP5520026B2
Application number: JP2009281168A
Authority: JP
Inventors: 梨絵松井; 賢司酒井
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2009-12-11
Filing date: 2009-12-11
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2029-12-11
Also published as: JP2011122069A

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に用いられる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。

すなわち、上記ＣＭＰ法では、研磨装置の研磨定盤上に両面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の研磨面を、研磨パッドをウエハに対して相対的に動かすことによって研磨するようにしている。
上記両面テープは、基材の一方の面に沿って研磨パッドを接着する研磨パッド用接着層が設けられ、基材の他方の面に沿って研磨定盤に接着する研磨定盤用接着層が設けられている。
そして、研磨定盤用接着層は、研磨パッドの交換を容易とするように、再剥離性を備えた粘着剤で形成されている（特許文献１）。

特開平６−１７２７２２号公報

しかし、従来の両面テープの場合、研磨定盤の材質によっては、研磨定盤にうまく接着できないものがあった。
すなわち、研磨装置の研磨定盤としては、ステンレス鋼、鋳鉄、アルミニウム、ポリカーボネートなどの樹脂材料等のいろいろな材質のものがあるが、特に鋳鉄製やポリカーボネート製のものにおいて従来の粘着剤では接着するのが困難な場合が多い。

本発明は、上記事情に鑑みて、従来接着しがたい材質の研磨定盤であっても、研磨定盤に接着できるとともに、使用後には糊残りがなく剥離す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。

上記目的を達成するために、本発明にかかる研磨パッド固定用両面テープ（以下、「本発明の両面テープ」とのみ記す）は、樹脂フィルムからなる基材の一方の面に定盤固定用粘着剤層が積層一体化され、前記基材の他方の面に研磨パッド固定用接着剤層が積層一体化された研磨パッド固定用両面粘着テープであって、定盤固定用粘着剤層を構成する粘着剤が、スチレン−イソプレン−スチレン系エラストマーを含むベース樹脂と、このベース樹脂１００重量部に対し、６０〜２００重量部の石油系粘着付与樹脂と、１０〜６０重量部のクマロン系粘着付与樹脂とを含むことを特徴としている。

本発明の両面テープは、基材として樹脂フィルムを用いる。基材として樹脂フィルムを用いることで、定盤固定用粘着剤層及び研磨パッド固定用接着剤層の粘接着力を強化させながら、一方で、使用後に定盤から研磨パットを剥離する際には、定盤に糊残りが生ずることなく容易に研磨パットを剥離することができる。特に、定盤固定用粘着剤層においては、研磨時は粘着力が高く、使用後の剥離時には再剥離性に優れたものとなる。
本発明において、上記基材としては、特に限定されないが、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリプロピレン系樹脂等の合成樹脂フィルムが挙げられ、なかでも、平坦であり、厚みのぶれが小さく、一定の強度を有することから、ポリエステル系樹脂フィルムが好適である。
また、基材には、粘接着剤との密着性を上げる為、コロナ処理やプラズマ処理等の表面処理を施したり、ゴム系やポリウレタン樹脂系等の易接着処理を施すことが好ましい。

また、基材となる合成樹脂フィルムの厚みは、特に限定されないが、１２〜３００μｍが好ましく、２０〜２５０μｍがより好ましく、２３〜２５０μｍが更に好ましい。
すなわち、基材となる合成樹脂フィルムの厚みが１２μｍ未満であると、得られる研磨パッド固定用両面粘着テープを研磨機の研磨定盤から剥離させる際に基材が破断して綺麗に剥離させることができないことがある。一方、厚みが３００μｍを超えると、研磨パッドと得られる研磨パッド固定用両面粘着テープとを圧着させる際の圧力の調整が困難となり、研磨パッドと研磨パッド固定用両面粘着テープとの接着強度が低下することがある。

本発明の両面テープは、基材の一方の面に定盤固定用粘着剤層が積層一体化される。
本発明において、定盤固定用粘着剤層を構成する粘着剤のベース樹脂としては、スチレン−イソプレン−スチレン系エラストマーを含んでいれば特に限定されない。
ベース樹脂中のスチレン−イソプレン−スチレン系エラストマーの含有量は、特に限定されないが、ベース樹脂全体の３０〜７０重量％が好ましい。
すなわち、ベース樹脂中のスチレン−イソプレン−スチレン系エラストマーの含有量が、３０重量％未満では、必要とする粘着力発現しない場合があり、７０重量％を超えると、相対的に粘着付与樹脂量が少なくなり、粘着力が低下する場合がある。

上記ベース樹脂中のスチレン−イソプレン−スチレン系エラストマーのスチレン量は、特に限定されないが、１４〜２４％であることが好ましく、更に好ましくは１５〜１８％である。
ベース樹脂中のスチレン−イソプレン−スチレン系エラストマーのスチレン量が１４％未満であると、凝集性の弱い粘着剤となり、研磨応力に耐えられなくなる場合があり、２４％を超えると、凝集力が高すぎて粘着力が発現しなくなる場合がある。

上記ベース樹脂中のスチレン−イソプレン−スチレン系エラストマーのジブロック率は、特に限定されないが、２５〜７０％であることが好ましく、更に好ましくは４５〜６０％である。ここでジブロックとは、スチレンとイソプレンとからなるジブロックのことをいう。

スチレン−イソプレン−スチレン系エラストマーのジブロック率が２５％未満であると凝集性が高すぎて粘着力が発現しなくなる場合があり、７０％を超えると、凝集性の弱い粘着剤となり、研磨応力に耐えられなくなる場合がある。

上記ベース樹脂中のスチレン−イソプレン−スチレン系エラストマーの分子量は、特に限定されないが、重量平均分子量で１５万〜２５万が好ましい。すなわち、重量平均分子量が１５万未満であると、耐熱性が低下する場合があり、重量平均分子量が２５万を超えると樹脂や溶剤との相溶性が悪くなる場合がある。ここで重量平均分子量とは、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィ）法によりポリスチレン換算分子量として測定されるものをいう。

また、本発明において、定盤固定用粘着剤層を構成する粘着剤中には、上記ベース樹脂１００重量部に対して５０〜２００重量部（好ましくは６０〜１５０重量部、更に好ましくは８０〜１５０重量部）の石油樹脂系粘着付与樹脂と、１０〜６０重量部（好ましくは１０〜５０重量部、更に好ましくは１０〜３０重量部）のクマロン樹脂系粘着付与樹脂とが含まれる。
すなわち、ベース樹脂１００重量部に対して石油樹脂系粘着付与樹脂の配合量が５０重量部未満、あるいは、２００重量部を超えると、粘着力が発揮できないという問題がある。

ベース樹脂１００重量部に対してクマロン樹脂系粘着付与樹脂の配合量が１０重量部未満であると、凝集力が低くなりすぎて研磨中の研磨応力に耐えられなくなり、すなわち、接着力低下をまねく。一方、クマロン樹脂系粘着付与樹脂の配合量が６０重量部を超えると、凝集性が高くなりすぎて粘着力を低下させるという問題がある。

上記石油樹脂系粘着付与樹脂としては、特に限定されないが、例えば、脂肪族系石油樹脂、脂環族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂等が挙げられ、スチレン−イソプレン−スチレン系樹脂との相溶性の観点から脂肪族系石油樹脂が好ましい。
また、上記クマロン樹脂系粘着付与樹脂としては、特に限定されないが、凝集力確保のために軟化点１２０℃付近のものがよい。

更に、定盤固定用粘着剤層を構成する粘着剤中には、必要に応じて、酸化防止剤（老化防止剤）、上記石油樹脂系粘着付与樹脂及びクマロン樹脂系粘着付与樹脂以外の粘着付与樹脂、有機過酸化物、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤等各種の添加剤を配合することができ、スチレン−イソプレン−スチレン系エラストマーの劣化を防ぐために酸化防止剤を配合することが好ましい。

上記酸化防止剤としては、特に限定されないが、例えば、２，２−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）等のフェノール系酸化防止剤、Ｎ−フェニル−Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−ｐ−フェニレンジアミン）等のアミン系酸化防止剤、２−メルカプトベンズイミダゾール等のベンズイミダゾール系酸化防止剤等が挙げられる。
酸化防止剤は、少量で効果を発揮し、多すぎる必要はなく、その配合量は、ベース樹脂１００重量部に対して２重量部以下でよい。

上記石油樹脂系粘着付与樹脂及びクマロン樹脂系粘着付与樹脂以外の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、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。

定盤固定用粘着剤層の厚さは、特に限定されないが、１０〜５０μｍが好ましい。
すなわち、定盤固定用粘着剤層の厚さが１０μｍ未満であると、研磨中に定盤から剥がれが生じる場合があり、粘着剤層の厚さが５０μｍを超えると、使用後に剥がす時、定盤側に糊残りを生じる場合がある。

一方、本発明の研磨パッド固定用両面粘着テープにおいて、研磨パッド固定用粘着剤層を構成する粘着剤としては、本発明の目的を達成することができる粘着剤であれば、特に限定されないが、感熱型粘着剤や、ホットメルト系粘接着剤が挙げられる。
本発明において、感熱型粘着剤とは、熱圧着後に高い接着力を発揮するものをいう。
上記感熱型粘着剤としては、特に限定されないが、（メタ）アクリル酸ブチルを９０重量％以上含有する重合性モノマー混合物中の重合性モノマーを共重合して得られる（メタ）アクリル酸アルキルエステル系共重合体と、該（メタ）アクリル酸アルキルエステル系共重合体の固形分１００重量部に対して、テルペンフェノール樹脂を２０〜７０重量部（より好ましくは、３０〜６０重量部）含有する感熱型粘着剤が好適である。
上記感熱型粘着剤において、テルペンフェノール樹脂の配合量が２０重量部未満であると、感熱型粘着剤として機能しなかったり、粘着力が不足する場合があり、７０重量部を超えると、粘着剤層が硬くなってしまい、初期タック性が劣る場合がある。

また、上記テルペンフェノール樹脂としては、本発明の目的を達成できれば、特に限定されず、例えば、ヤスハラケミカル社のＹＳシリーズ商品名Ｔ１１５やヤスハラケミカル社のＹＳシリーズ商品名Ｔ１３０などの市販のテルペンフェノール樹脂を用いることができる。

また、上記感熱型粘着剤には、テルペンフェノール樹脂以外に本発明の目的を阻害しない範囲でその他の粘着付与樹脂を配合しても構わない。
その他の粘着付与樹脂としては、特に限定されないが、フェノール樹脂、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂が挙げられ、これらを単独であるいは併せて用いることができる。

〔研磨パッド固定用粘着剤層の粘着力〕
研磨パッド固定用両面粘着テープにおける研磨パッド固定用粘着剤層の１８０°ピール力は、低いと、研磨工程中にスラリー液に含有された酸やアルカリによって研磨パッド固定用粘着剤層が変質してその粘着力が低下した際に、研磨パッドが研磨パッド固定用両面粘着テープから剥離してしまうことがあるため、２０Ｎ／２５ｍｍ以上が好ましく、２５Ｎ／２５ｍｍ以上がより好ましい。
ここで、上記研磨パッド固定用両面粘着テープにおける研磨パッド固定用粘着剤層の１８０°ピール力は、ＪＩＳＺ０２３７に準拠して測定するものとする。なお、上記１８０°ピール力の測定方法において、研磨パッド固定用両面粘着テープからなる試験片を試験板（ステンレス板）に貼着させてから１８０°ピール力の測定を行うまでに、温度２５℃、相対湿度５０％の雰囲気中に３０分間静置するものとする。

研磨パッド固定用粘着剤層の厚みは、特に限定されないが、５０〜１００μｍが好ましく、６０〜８０μｍがより好ましい。すなわち、研磨パッド固定用粘着剤層の厚みが薄すぎると、研磨工程中に研磨パッド固定用粘着剤層から研磨パッドが剥離したり、研磨パッドの研磨精度が劣るおそれがある一方、厚いと、研磨工程中に研磨パッド固定用粘着剤層で凝集破壊が発生することがある。

上記研磨パッド固定用粘着剤層に用いられる粘着剤には、架橋剤を添加してもよい。上記架橋剤としては、特に限定されず、例えば、イソシアネート系架橋剤、アジリジン系架橋剤、エポキシ系架橋剤、金属キレート型架橋剤などが挙げられ、中でも耐熱性及び耐久性等の性能を発現しやすいことからイソシアネート系架橋剤が好ましい。

本発明の研磨パッド固定用両面テープには、接着剤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。

本発明の両面テープを用い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、例えば、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に含有させたものが挙げられる。

本発明の両面テープは、基材として樹脂フィルムを用いることで、定盤固定用粘着剤層及び研磨パッド固定用接着剤層の粘接着力を強化させながら、一方で、使用後に定盤から研磨パットを剥離する際には、定盤に糊残りが生ずることなく容易に研磨パットを剥離することができる。また、定盤固定用粘着剤層を構成する粘着剤が、スチレン−イソプレン−スチレン系エラストマーを主成分とするベース樹脂と、このベース樹脂１００重量部に対し、６０〜２００重量部の石油系粘着付与樹脂と、１０〜６０重量部のクマロン系粘着付与樹脂とを含むので、研磨定盤に対し、研磨時は充分な粘着力を確保しつつ、使用後の研磨パットの剥離時には、定盤に糊残りが生ずることなく容易に研磨パットを剥離することができる。更に、従来接着しがたい材質の研磨定盤であっても、研磨定盤に充分な粘着力を確保しながら貼着できるとともに、使用後の研磨パットの剥離時には、糊残りがなく剥離することができる。

本発明の両面テープの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、本発明の両面テープの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、樹脂フィルムからなる基材２の一方の面に定盤固定用粘着剤層３が積層され、他方の面に研磨パッド固定用接着剤層４が積層されている。また、定盤固定用粘着剤層３及び研磨パッド固定用接着剤層４の表面には、離型シート５がそれぞれ積層されている。
樹脂フィルムからなる基材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１２〜３００μｍ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。

定盤固定用粘着剤層３は、スチレン−イソプレン−スチレン系エラストマーを主成分とするベース樹脂と、このベース樹脂１００重量部に対し、５０〜２００重量部の石油系粘着付与樹脂と、１０〜６０重量部のクマロン系粘着付与樹脂とを含む粘着剤で形成されている。
研磨パッド固定用接着剤層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、定盤固定用粘着剤層３側を定盤 (図示せず)に、研磨パッド固定用接着剤層４側を研磨パッド(図示せず)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、一つの離型シート５の離型性を有する面にスチレン−イソプレン−スチレン系エラストマーを含むベース樹脂と、このベース樹脂１００重量部に対し、５０〜２００重量部の石油系粘着付与樹脂と、１０〜６０重量部のクマロン系粘着付与樹脂とを含む粘着剤を定盤固定用粘着剤層３の厚さとなるように塗工し乾燥して定盤固定用粘着剤層３形成用シートを作製するとともに、別の離型シート５の離型性を有する面にアクリル溶剤型粘着剤を研磨パッド固定用接着剤層４の厚さとなるように塗工乾燥して研磨パッド固定用接着剤層４形成用シートを作製する。
つぎに、樹脂フィルムからなる基材２の一方の面に定盤固定用粘着剤層３形成用シートの粘着剤層側を押し当て、基材２の他方の面に研磨パッド固定用接着剤層４形成用シートの接着剤層側を押し当て、定盤固定用粘着剤層３及び研磨パッド固定用接着剤層４をそれぞれ樹脂フィルムからなる基材２の各面に転写して積層一体化させることによって得られる。

以下に、本発明の実施例と比較例とを詳しく説明するが、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に定盤固定用粘着剤層３となる以下に示す配合の粘着剤Ａ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の一方の面に定盤固定用粘着剤層３を備えた第１の積層体を得た。
厚さ２５μｍ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重量部混合したアクリル樹脂系粘着剤を、乾燥後の厚さが８０μｍ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の一方の面に研磨パッド固定用接着層４を備えた第２の積層体を得た。
つぎに、この研磨パッド固定用接着層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の積層体の定盤固定用粘着剤層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。
〔粘着剤Ａ〕
（ａ）ベース樹脂：１００重量部
〔スチレン−イソプレン−スチレン系エラストマー（日本ゼオン社製商品名Ｑｕｉｎｔａｃ3433Ｎ，スチレン量１６％，ジブロック率５６％，平均分子量１７万）１００重量部〕
（ｂ）石油系粘着付与樹脂：９０重量部
〔日本ゼオン社製商品名Ｍ１００，軟化点１００℃〕
（ｃ）クマロン系粘着付与樹脂：３０重量部
〔日塗化学社製商品名エスクロンV-120,軟化点１２０℃〕

（実施例２）
ベース樹脂１００重量部に対する石油系粘着付与樹脂の配合量を１４０重量部、クマロン系粘着付与樹脂の配合量を１０重量部とした以外は、粘着剤Ａと同様の配合の粘着剤Ｂを得た。そして、粘着剤Ａに代えて粘着剤Ｂを用いて定盤固定用粘着剤層３を形成した以外は、上記実施例１と同様にして両面テープ１を得た。

（実施例３）
基材１として厚み６０μｍのＯＰＰ（二軸延伸ポリプロピレンフィルム）を用いた以外は、上記実施例１と同様にして両面テープ１を得た。

（比較例１）
基材１としてレーヨン不織布（日本製紙パピリア社製商品名ＳＰＣ）を用いた以外は、上記実施例１と同様にして両面テープ１を得た。

（比較例２）
ベース樹脂１００重量部に対する石油系粘着付与樹脂の配合量を４０重量部とした以外は、粘着剤Ａと同様の配合の粘着剤Ｃを得た。そして、粘着剤Ａに代えて粘着剤Ｃを用いて定盤固定用粘着剤層３を形成した以外は、上記実施例１と同様にして両面テープ１を得た。

（比較例３）
ベース樹脂１００重量部に対する石油系粘着付与樹脂の配合量を２５０重量部とした以外は、粘着剤Ａと同様の配合の粘着剤Ｄを得た。そして、粘着剤Ａに代えて粘着剤Ｄを用いて定盤固定用粘着剤層３を形成した以外は、上記実施例１と同様にして両面テープ１を得た。

（比較例４）
ベース樹脂１００重量部に対するクマロン系粘着付与樹脂の配合量を５重量部とした以外は、粘着剤Ａと同様の配合の粘着剤Ｅを得た。そして、粘着剤Ａに代えて粘着剤Ｅを用いて定盤固定用粘着剤層３を形成した以外は、上記実施例１と同様にして両面テープ１を得た。

（比較例５）
ベース樹脂１００重量部に対するクマロン系粘着付与樹脂の配合量を８０重量部とした以外は、粘着剤Ａと同様の配合の粘着剤Ｆを得た。そして、粘着剤Ａに代えて粘着剤Ｆを用いて定盤固定用粘着剤層３を形成した以外は、上記実施例１と同様にして両面テープ１を得た。

上記実施例１〜３及び比較例１〜５で得られた両面テープ１について、ステンレス（ＳＰ）製、ポリカーボネート（ＰＣ）製、アルマイト製の各研磨定盤への定盤固定用粘着剤層３の粘着性能及び再剥離性について以下のように評価し、その結果を表１に示した。

〔粘着性能〕
ＪＩＳＺ０２３７に準拠した９０°ピール試験を実施して評価した。

〔再剥離性〕
研磨装置のポリカーボネート製の定盤に両面テープを介して研磨パッドを固定し、被研磨試験体としてのガラス板を、１５時間研磨した後、定盤から研磨パッドとともに、両面テープを剥離し、定盤側に糊残りがあるか否かを目視で調べ、糊残りなしが○、糊残りがあれば×、研磨途中で定盤から剥がれたものを××、基材が破壊したものを×××と評価した。

１両面テープ
２基材
３定盤固定用粘着剤層
４研磨パッド固定用接着剤層
５離型シート

Claims

樹脂フィルムからなる基材の一方の面に定盤固定用粘着剤層が積層一体化され、前記基材の他方の面に研磨パッド固定用接着剤層が積層一体化された研磨パッド固定用両面粘着テープであって、定盤固定用粘着剤層を構成する粘着剤が、スチレン−イソプレン−スチレン系エラストマーを含むベース樹脂と、
このベース樹脂１００重量部に対し、６０〜２００重量部の石油系粘着付与樹脂と、１０〜６０重量部のクマロン系粘着付与樹脂とを含むことを特徴とする研磨パッド固定用両面テープ。