TWI510329B - Production method of laminated polishing pad - Google Patents

Description

積層研磨墊之製造方法 發明領域

本發明係有關於一種積層研磨墊，其能夠穩定且高研磨效率地進行透鏡、反射鏡等的光學材料、矽晶圓、硬碟用的玻璃基板、鋁基板、及通常的金屬研磨加工等被要求高度表面平坦性之材料的平坦化加工。本發明的積層研磨墊係特別是能夠適合使用於將矽晶圓以及在其上形成有氧化物層、金屬層等之元件，在該等進一步積層、形成氧化物層和金屬層之前進行平坦化之步驟。

發明背景

在製造半導體裝置時，係在晶圓表面形成導電性膜，而且藉由進行光微影技術、蝕刻等來形成配線層之步驟；在配線層上形成層間絕緣膜之步驟等，藉由該等步驟而在晶圓表面生成由金屬等的導電體、絕緣體所構成之凹凸。近年來，以半導體積體電路的高密度化作為目的之配線的微細化、多層配線化係進展中，但是伴隨著此情形，將晶圓表面凹凸平坦化之技術係逐漸變為重要。

作為將晶圓表面的凹凸平坦化之方法，一般而言，係採用化學機械拋光(以下，稱為CMP)。CMP係一種 在將晶圓的被研磨面壓住研磨墊的研磨面的狀態下，使用研磨粒經分散之漿料狀的研磨劑(以下，稱為漿料)進行研磨之技術。在CMP通常使用的研磨裝置係例如圖1所顯示，係具備：研磨轉盤2，其係支撐研磨墊1；支撐台(拋光頭)5，其係支撐被研磨材(半導體晶圓)4；背襯材，其係用以將晶圓進行均勻加壓；及研磨劑的供給機構。研磨墊1係例如藉由使用雙面膠帶黏貼而被安裝在研磨轉盤2。研磨轉盤2及支撐台5係各自以被支撐的研磨墊1及被研磨材4為相對的方式被配置且各自具備旋轉軸6、7。又，在支撐台5側，係設置有用以將被研磨材4壓住研磨墊1之加壓機構。

先前，作為在高精度研磨所使用的研磨墊，一般而言，係使用聚胺甲酸酯樹脂發泡體薄片。但是，雖然聚胺甲酸酯樹脂發泡體薄片係局部的平坦化能力優異，因為緩衝性不足而難以對晶圓全面賦予均勻的壓力。因此，通常在聚胺甲酸酯樹脂發泡體薄片的背面另外設置柔軟的緩衝層而以積層研磨墊的方式使用於研磨加工。

但是，先前的積層研磨墊係通常使用雙面膠帶將研磨層與緩衝層貼合，在研磨中，由於漿料侵入研磨層與緩衝層之間，或是由於在研磨中產生熱(使用鈰氧漿料時或金屬研磨時，墊表面溫度係上升至80℃左右)，雙面膠帶的耐久性低落，而有研磨層與緩衝層容易剝離之問題。

作為解決上述問題之方法，例如有提案揭示以下的技術。

專利文獻1係揭示一種複數層化學機械研磨墊之 製造方法，其係包含以下的步驟：在研磨層與子墊層之間配置未硬化的反應性熱熔接著劑；及將二層壓住使未硬化的反應性熱熔接著劑硬化而在二層之間形成反應性熱熔接著劑結合。

專利文獻2係揭示一種使用含有EVA的熱熔接著劑將研磨層與下層接合而成之研磨墊。

專利文獻3係揭示一種研磨墊，其係由展開型10~100μm的織物或開放型格子構造所構成之研磨層，透過藉由熱塑性樹脂的熔合之接著層而與支撐體接著積層而成。

但是，如先前的製造方法之使用熱熔接著劑而將研磨層與緩衝層貼合時，在所得到的積層研磨墊，有容易產生翹曲之問題。

先行技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2010-28113號公報

專利文獻2：日本專利特表2010-525956號公報

專利文獻3：日本專利特開2011-115935號公報

發明概要

本發明之目的係提供一種無翹曲且在研磨時在研磨層與緩衝層之間不產生剝離之積層研磨墊之製造方法。

本發明者等係為了解決前述課題而專心研討的結果，發現藉由以下所顯示之積層研磨墊之製造方法，能夠達成上述目的而完成了本發明。

亦即，本發明係有關於一種積層研磨墊之製造方法，包含以下步驟：將熱熔接著劑片積層至附有基材的緩衝層中未設置熱塑性樹脂基材之面之步驟，該附有基材的緩衝層係在緩衝層的一面以可剝離的方式設置有前述熱塑性樹脂基材；將已積層的熱熔接著劑片加熱而使其熔融或軟化之步驟；在經熔融或軟化之熱熔接著劑上積層研磨層而製造積層體之步驟；將積層體切斷成為研磨層的大小而製造積層研磨片之步驟；以及將前述熱塑性樹脂基材從積層研磨片剝離之步驟。

另外的本發明，係有關於一種積層研磨墊之製造方法，包含以下步驟：將已熔融或軟化的熱熔接著劑片塗佈至附有基材的緩衝層中未設置熱塑性樹脂基材之面之步驟，該附有基材的緩衝層係在緩衝層的一面以可剝離的方式設置有前述熱塑性樹脂基材；在經熔融或軟化之熱熔接著劑上積層研磨層而製造積層體之步驟；將積層體切斷成為研磨層的大小而製造積層研磨片之步驟；以及將前述熱塑性樹脂基材從積層研磨片剝離之步驟。

使用連續生產方式(生產線生產方式)將研磨層與緩衝層貼合而製造積層研磨墊時，因為緩衝層係缺乏剛性，在貼合時容易產生皺紋、或接著不良等的不良。為了 防止此種不良，係使用在緩衝層的一面設置熱塑性樹脂基材而賦予剛性之附有基材的緩衝層。

但是，使用熱熔接著劑將研磨層與附有基材的緩 衝層貼合時，在所得到的積層研磨墊，有產生重大翹曲之傾向。本發明者等認為其原因係如以下。在貼合時，為了使熱熔接著劑熔融或軟化，必須加至150℃左右，但是此時研磨層及附有基材的緩衝層亦被施加熱量。施加熱量時，由於研磨層、緩衝層、及熱塑性樹脂基材的線膨脹率差異，致使各層的舉動係各自不同，認為因此而產生翹曲。詳細地研討時，發現研磨層及緩衝層係因加熱而膨脹，隨後冷卻時會返回原來的形狀，但是另一方面，熱塑性樹脂基材係因加熱而收縮，隨後即便冷卻亦無法返回原來的形狀，係與研磨層及緩衝層顯示不同的舉動。而且，發現由於在加熱及冷卻時之研磨層及緩衝層與熱塑性樹脂基材之膨脹、收縮舉動的差異，致使在所得到的積層研磨墊產生翹曲。

如本發明，藉由將積層體切斷成為研磨層的大小 而製造積層研磨片，隨後，將熱塑性樹脂基材從積層研磨片剝離，能夠製造無翹曲的積層研磨墊。

在本發明，係以在經熔融或軟化的熱熔接著劑完 全硬化之前，將積層體切斷成為研磨層大小而製造積層研磨片為佳。藉由在經熔融或軟化的熱熔接著劑完全硬化之前，將積層體切斷成為研磨層大小而製造積層研磨片，能夠製造研磨層及緩衝層係精確度良好地被積層而成之積層 研磨墊。在熱熔接著劑完全硬化之後將積層體切斷成為研磨層時，必須在因冷卻致使積層體的翹曲變大的狀態下進行切斷。因此，將積層體配合研磨層的大小而精確度良好地切斷係變為困難。亦即，以研磨層的外周與附有基材的緩衝層的外周為一致的方式進行切斷係變為困難(具體而言，相較於研磨層的外周，附有基材的緩衝層的外周係較大地被切斷)。

又，在本發明，以在熱熔接著劑的溫度為40℃以 上時，將積層體切斷成為研磨層的大小而製造積層研磨片為佳。熱熔接著劑的溫度小於40℃小於時，將積層體切斷成為研磨層的大小時，因為必須在因冷卻致使積層體的翹曲變大的狀態下進行切斷，將積層體配合研磨層的大小而精確度良好地切斷有變為困難之傾向。

本發明之製造方法係使用經延伸成形的熱塑性 樹脂基材時特別有效。使用經延伸成形的熱塑性樹脂基材時，雖然在積層研磨墊容易產生翹曲，但是採用本發明之製造方法時，能夠得到無翹曲的積層研磨墊。

又，在本發明，熱熔接著劑的熔融溫度係以 140~170℃為佳。熱熔接著劑的熔融溫度小於140℃時，由於研磨中所產生的熱量，熱熔接著劑的接著力低落，致使在研磨層與緩衝層之間有容易剝離之傾向。另一方面，熔融溫度大於170℃時，在如此的溫度使熱熔接著劑熔融時，有研磨層及緩衝層產生變形、或容易劣化之傾向。

又，在本發明，熱塑性樹脂基材係以聚對酞酸乙 二酯基材為佳。

又，本發明的積層研磨墊之製造方法，亦可以包含在緩衝層之將熱塑性樹脂基材剝離後之面，設置在熱塑性樹脂片的兩面具有黏著劑層之感壓型雙面膠帶之步驟。前述感壓型雙面膠帶係為了將積層研磨墊黏貼在研磨轉盤而使用。

又，本發明係有關於一種半導體元件之製造方法，其係包含使用藉由前述製造方法所得到的積層研磨墊而研磨半導體晶圓的表面之步驟。

依照本發明之製造方法，能夠容易地製造無翹曲且在研磨時在研磨層與緩衝層之間不產生剝離之積層研磨墊。而且，依照本發明之製造方法，能夠容易地製造精確度良好地積層研磨層與緩衝層而成之積層研磨墊。

1‧‧‧積層研磨墊

2‧‧‧研磨轉盤

3‧‧‧研磨劑(漿料)

4‧‧‧被研磨材(半導體晶圓)

5‧‧‧支撐台(拋光頭)

6、7‧‧‧旋轉軸

圖1係顯示在CMP研磨所使用之研磨裝置的一個例子之概略構成圖。

用以實施發明之形態

在本發明之研磨層係只要具有微細氣泡之發泡體，就沒有特別限定。例如可舉出聚胺甲酸酯樹脂、聚酯樹脂、聚醯胺樹脂、丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、鹵素系樹脂(聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride)等)、聚苯乙烯、烯烴系樹脂(聚乙烯、聚丙烯等)、 環氧樹脂、感光性樹脂等的1種或2種以上之混合物。因為聚胺甲酸酯樹脂係耐摩耗性優異，藉由將原料組成進行各種改變，能夠容易地得到具有所需要物性的聚合物，就研磨層的形成材料而言，乃是特佳材料。以下，以前述發泡體作為代表而說明聚胺甲酸酯樹脂發泡體。

前述聚胺甲酸酯樹脂係由異氰酸酯成分、多元醇 成分(高分子量多元醇、低分子量多元醇等)、及鏈延長劑所構成者。

作為異氰酸酯成分，係沒有特別限定而能夠使用 在聚胺甲酸酯的領域之眾所周知的化合物。作為異氰酸酯成分，可舉出2,4-甲苯二異氰酸酯、2,6-甲苯二異氰酸酯、2,2’-二苯基甲烷二異氰酸酯、2,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯、1,5-萘二異氰酸酯、對苯二異氰酸酯、間苯二異氰酸酯、對苯二甲基二異氰酸酯、間苯二甲基二異氰酸酯等的芳香族二異氰酸酯；伸乙基二異氰酸酯、2,2,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯、1,6-六亞甲基二異氰酸酯等的脂肪族二異氰酸酯；1,4-環己烷二異氰酸酯、4,4’-環己基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、降莰烷二異氰酸酯等的脂環式二異氰酸酯。該等係可以使用1種，混合2種以上亦沒有妨礙。

作為高分子量多元醇，能夠舉出在聚胺甲酸酯的 技術領域通常所使用者。例如可舉出以聚四亞甲基醚二醇、聚乙二醇等為代表之聚醚多元醇、以聚己二酸丁二酯(polybutylene adipate)為代表之聚酯多元醇、聚己內酯多元 醇、以如聚己內酯之聚酯二醇與碳酸伸烷酯的反應物等所例示之聚酯聚碳酸酯多元醇、使碳酸伸乙酯與多元醇反應且接著使所得到的反應混合物與有機二羧酸反應而成之聚酯聚碳酸酯多元醇、藉由多羥基化合物與碳酸芳酯的酯交換反應而得到之聚碳酸酯多元醇等。該等可以單獨使用，亦可以併用2種以上。

作為多元醇成分，係除了上述高分子量多元醇以 外，亦能夠併用乙二醇、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-環己烷二甲醇、3-甲基-1,5-戊二醇、二乙二醇、三乙二醇、1,4-雙(2-羥基乙氧基)苯、三羥甲基丙烷、甘油、1,2,6-己三醇、新戊四醇、四羥甲基環己烷、甲基葡萄糖苷、山梨糖醇、甘露糖醇、甜醇(dulcitol)、蔗糖、2,2,6,6-肆(羥甲基)環己醇、二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、及三乙醇胺等的低分子量多元醇。又，亦能夠併用乙二胺、甲苯二胺、二苯基甲烷二胺、及二伸乙三胺等的低分子量多元胺。又，亦能夠併用一乙醇胺、2-(2-胺乙基胺基)乙醇、及一丙醇胺等的醇胺。該等低分子量多元醇、低分子量多元胺等係可以單獨使用1種，亦可以併用2種以上。低分子量多元醇、低分子量多元胺等的配合量係沒有特別限定，能夠依照在所製造的研磨層所被要求的特性而適當地決定。

在使用預聚合物法製造聚胺甲酸酯樹脂發泡體 時，預聚合物的硬化係使用鏈延長劑。鏈延長劑係能夠例示具有至少2個以上的活性氫基之有機化合物，作為活性氫 基，係能夠例示羥基、第1級或第2級胺基、硫醇基(SH)等。具體而言，係能夠舉出在4,4’-亞甲雙(鄰氯苯胺)(MOCA)、2,6-二氯-對苯二胺、4,4’-亞甲雙(2,3-二氯苯胺)、3,5-雙(甲硫基)-2,4-甲苯二胺、3,5-雙(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、三亞甲基二醇-二-對胺基苯甲酸酯、聚氧化四亞甲基-二-對胺基苯甲酸酯、4,4’-二胺基-3,3’,5,5’-四乙基二苯基甲烷、4,4’-二胺基-3,3’-二異丙基-5,5’-二甲基二苯基甲烷、4,4’-二胺基-3,3’,5,5’-四異丙基二苯基甲烷、1,2-雙(2-胺基苯硫基)乙烷、4,4’-二胺基-3,3’-二乙基-5,5’-二甲基二苯基甲烷、N,N’-二-第二丁基-4,4’-二胺基二苯基甲烷、3,3’-二乙基-4,4’-二胺基二苯基甲烷、間苯二甲基二胺、N,N’-二-第二丁基-對苯二胺、間苯二胺、及對苯二甲基二胺等所例示之多元胺類、或上述的低分子量多元醇、低分子量多元胺。該等係可以使用1種，混合2種以上而使用亦沒有妨礙。

在本發明之異氰酸酯成分，多元醇成分及鏈延長劑的比係能夠依照各自的分子量、積層研磨墊所需要的物性等而進行各種改變。為了得到具有所需要的研磨特性之積層研磨墊，相對於多元醇成分與鏈延長劑的合計活性氫基(羥基+胺基)數，異氰酸酯成分的異氰酸酯基數係以0.80~1.20為佳，更佳是0.99~1.15。異氰酸酯基數為前述範圍外時，會有產生硬化不良而無法得到被要求的比重及硬度且研磨特性有低落之傾向。

聚胺甲酸酯樹脂發泡體係能夠應用熔融法、溶液 法等眾所周知的胺甲酸酯化技術而製造，但是考慮成本、作業環境等時，以使用熔融法而製造為佳。

聚胺甲酸酯樹脂發泡體的製造，係能夠是預聚合物法、單發(one-shot)法的任一者，預先從異氰酸酯成分與多元醇成分合成異氰酸酯末端預聚合物，而且使其與鏈延長劑反應之預聚合物法，因為所得到的聚胺甲酸酯樹脂的物理特性亦優異，乃是適合的。

作為聚胺甲酸酯樹脂發泡體的製造方法，可舉出使其添加中空珠粒之方法、機械發泡法、化學發泡法等。

特別是使用聚烷基矽氧烷與聚醚的共聚合物且不具有活性氫基之矽系界面活性劑之機械發泡沫為佳。

又，亦可以按照必要而添加抗氧化劑等的安定劑、滑劑、顏料、填料、抗靜電劑、其他的添加劑。

聚胺甲酸酯樹脂發泡體係可以是獨立氣泡型亦可以是連續氣泡型。

聚胺甲酸酯樹脂發泡體的製造係可以計量各成分而投入容器且進行攪拌之分批方式，又，亦可以是將各成分及非反應性氣體連續供給至攪拌裝置且攪拌，而且將氣泡分散液送出而製造成形品之連續生產方式。

又，可以是將當作聚胺甲酸酯樹脂發泡體的原料之預聚合物加入至反應容器，隨後投入鏈延長劑，攪拌後，流進預定大小的注模來製造方塊，而且將該方塊使用鉋子狀、或帶鋸狀的切片器進行切片之方法，或是在前述的注模階段，製成薄片狀。又，亦可以將當作原料之樹脂溶解， 而且從T型塑模擠出且成形而直接得到薄片狀的聚胺甲酸酯樹脂發泡體。

前述聚胺甲酸酯樹脂發泡體的平均氣泡直徑，係 以30~80μm為佳，較佳是30~60μm。從該範圍脫離時，有研磨速度低落、或研磨後之被研磨材(晶圓)的平坦性(planarity)低落之傾向。

前述聚胺甲酸酯樹脂發泡體的比重，係以0.5~1.3 為佳。比重小於0.5時，有研磨層的表面強度低落且被研磨材的平坦性低落之傾向。又，大於1.3時，研磨層表面的氣泡數變少，雖然平坦性係良好，但是有研磨速度低落之傾向。

前述聚胺甲酸酯樹脂發泡體的硬度，係使用 ASKER-D硬度計以40~75度為佳。ASKER D硬度小於40度時，被研磨材的平坦性低落，又，大於75度時，雖然坦性良好，但是有被研磨材的Uniformity(均勻性)低落之傾向。

研磨層之與被研磨材接觸之研磨表面，為了保 持、更新漿料，以具有凹凸構造為佳。由發泡體所構成之研磨層，雖然在研磨表面具有許多開口而具有保持、更新漿料之作用，但是藉由在研磨表面形成凹凸構造，能夠效率更良好地進行漿料的保持及更新，又，能夠防止因與被研磨材產生吸附引起被研磨材破壞。凹凸構造係只要是保持、更新漿料之形狀，就沒有特別限定，例如可舉出XY格子溝、同心圓狀溝、貫穿孔、未貫穿的孔穴、多角柱、圓柱、螺旋狀溝、偏心圓狀溝、放射狀溝、及組合該等溝組 合而成者。又，該等凹凸構造係通常是具有規則性者，為了使漿料的保持、更新性為所希望的，亦能夠在每個某範圍使溝間距、溝寬、溝深度等變化。

研磨層的厚度係沒有特別限定，通常為0.8~4mm左右，以1.2~2.5mm為佳。

研磨層係亦可以設置用以在進行研磨的狀態下，進行光學終點偵測之透明構件。

另一方面，附有基材的緩衝層係在緩衝層的一面，以可剝離的方式設置熱塑性樹脂基材。

在CMP，為了使呈權衡關係之平坦性與均勻性的兩者並存，緩衝層係必要的。所謂平坦性係指將圖案形成時所產生之具有微小凹凸的被研磨材研磨後之圖案部的平坦性，所謂均勻性係指被研磨材整體的均勻性。藉由研磨層的特性而改善平坦性且藉由緩衝層的特性而改善均勻性。

作為緩衝層，例如可舉出聚酯不織布、耐綸不織布、及丙烯酸酯不織布等的纖維不織布；如含浸聚胺甲酸酯而成之聚酯不織布之樹脂含浸不織布；聚胺甲酸酯發泡體及聚乙烯發泡體等的高分子樹脂發泡體；丁二烯橡膠及異戊二烯橡膠等的橡膠性樹脂；感光性樹脂等。

作為熱塑性樹脂基材，例如可舉出聚對酞酸乙二酯等的聚酯薄膜；聚乙烯薄膜及聚丙烯薄膜等的聚烯烴薄膜；聚醯胺薄膜；丙烯酸樹脂薄膜；甲基丙烯酸樹脂薄膜；聚苯乙烯薄膜等。該等之中，以使用聚酯薄膜為佳，以使 用聚對酞酸乙二酯薄膜為特佳。

熱塑性樹脂基材的厚度係沒有特別限制，以10~150μm為佳，較佳是20~100μm。

附有基材的緩衝層，係例如能夠藉由在緩衝層的一面使用剝離性接著劑貼合熱塑性樹脂基材之方法；及在經施行剝離表面處理之熱塑性樹脂基材的該處理面，塗佈緩衝層形成材料且使其硬化而形成緩衝層之方法等來製造。

在本發明的積層研磨墊之製造方法，係首先在前述附有基材的緩衝層之未設置有熱塑性樹脂基材之面，積層熱熔接著劑片。

熱熔接著劑片的原料之熱熔接著劑係只要是眾所周知者，就沒有特別限制而能夠使用。例如可舉出聚酯系、乙烯-乙酸乙烯酯樹脂系、聚醯胺樹脂系、聚胺甲酸酯樹脂系、及聚烯烴樹脂系等，以使用聚酯系熱熔接著劑為特佳。

聚酯系熱熔接著劑係至少含有基質聚合物之聚酯樹脂，及交聯成分之在1分子中具有2個以上的環氧丙基之環氧樹脂。

作為前述聚酯樹脂，能夠使用藉由酸成分與多元醇成分的縮聚合等而得到之眾所周知者，以使用結晶性聚酯樹脂為佳。

作為酸成分，可舉出芳香族二羧酸、脂肪族二羧酸及脂環族二羧酸等。該等係可以只有使用1種，亦可以併 用2種以上。

作為芳香族二羧酸的具體例，可舉出對酞酸、異酞酸、酞酸酐、α-萘二羧酸、β-萘二羧酸、及其酯形成體等。

作為脂肪族二羧酸的具體例，可舉出琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烯酸(undecylenic acid)、十二烷二酸、及其酯形成體等。

作為脂環族二羧酸的具體例，可舉出1,4-環己烷二羧酸、四氫酞酸酐、六氫酞酸酐等。

又，作為酸成分，亦可以併用順丁烯二酸、反丁烯二酸、二聚酸等的不飽和酸；及1,2,4-苯三甲酸、焦蜜石酸等的多元羧酸等。

作為多元醇成分，可舉出脂肪族二醇、脂環族二醇等的二元醇及多元醇。該等係可以只有使用1種，亦可以併用2種以上。

作為脂肪族二醇的具體例，可舉出乙二醇、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、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇等。

作為脂環族二醇的具體例，可舉出1,4-環己烷二甲醇、氫化雙酚A等。

作為多元醇，可舉出甘油、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、新戊四醇等。

結晶性聚酯樹脂係能夠使用眾所周知的方法來 合成。例如，有添加原料及觸媒且在生成物之熔點以上的溫度進行加熱之熔融聚合法；在生成物的熔點以下進行聚合之固相聚合法；及使用溶劑之溶液聚合法等，可以採用任一方法。

又，結晶性聚酯樹脂的數量平均分子量係以 5000~50000為佳。數量平均分子量小於5000時，因為熱熔接著劑的機械特性低落，而無法得到充分的接著性及耐久性，大於50000時，在合成結晶性聚酯樹脂時，有產生凝膠化等製造上的不良、或作為熱熔接著劑的性能低落之傾向。

作為前述環氧樹脂，例如可舉出雙酚A型環氧樹 脂、溴化雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚AD型環氧樹脂、茋型環氧樹脂、聯苯型環氧樹脂、雙酚A酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、二胺基二苯基甲烷型環氧樹脂、及肆(羥苯基)乙烷基質等的聚苯基基質環氧樹脂、含茀的環氧樹脂、異氰酸三環氧丙酯、含有雜芳香環(例如，三環等)的環氧樹脂等的芳香族環氧樹脂；脂肪族環氧丙基醚型環氧樹脂、脂肪族環氧丙酯型環氧樹脂、脂環族環氧丙基醚型環氧樹脂、脂環族環氧丙酯型環氧樹脂等的非芳香族環氧樹脂。該等係可以只有使用1種，亦可以併用2種以上。

該等之中，從在研磨時之與研磨層的接著性之觀點，以使用甲酚酚醛清漆型環氧樹脂為佳。

前述環氧樹脂係相對於基質聚合物之聚酯樹脂 100重量份，宜添加2~10重量份，較佳是3~7重量份。

熱熔接著劑係可以含有烯烴系樹脂等的軟化劑、黏著賦予劑、填充劑、安定劑、及偶合劑等的眾所周知的添加劑。又，亦可以含有滑石粉等眾所周知的無機填料。

熱熔接著劑的熔融溫度(熔點)係以140~170℃為佳。

又，熱熔接著劑的比重係以1.1~1.3為佳。

而且，熱熔接著劑的熔體流動指數(MI)係在150℃、荷重2.16kg的條件下，以16~26g/10min為佳。

使用熱熔接著劑所形成之接著劑層的厚度係以10~200μm為佳，較佳是30~150μm。

隨後，將所積層的熱熔接著劑片加熱而使其熔融或軟化。使其軟化時，以成為從熱熔接著劑的熔融溫度至-10℃以內的溫度之方式加熱為佳，較佳是成為從熔融溫度至-5℃以內的溫度之方式加熱。使熱熔接著劑片熔融或軟化的方法係沒有特別限制，例如可舉出邊在輸送帶上搬運薄片、邊使用紅外線加熱器將熱熔接著劑片表面加熱之方法。

隨後，在經熔融或軟化的熱熔接著劑上積層研磨層而製造積層體。作為另外的方法，可以在附有基材的緩衝層之未設置有熱塑性樹脂基材的面，塗佈經熔融或軟化的熱熔接著劑，且在經熔融或軟化的熱熔接著劑上積層研磨層而製造積層體。

在經熔融或軟化之熱熔接著劑上積層研磨層之 後，以將積層體通過輥之間且加壓而使緩衝層及研磨層密著於經熔融或軟化之熱熔接著劑為佳。

然後，將積層體切斷成為研磨層的大小而製造積 層研磨片。

在本發明之製造方法，以在經熔融或軟化之熱熔 接著劑完全硬化之前，將積層體切斷成為研磨層的大小為佳。又，以在熱熔接著劑的溫度為40℃以上時將積層體切斷成為研磨層的大小為佳，較佳是50℃以上時。

隨後，將熱塑性樹脂基材從積層研磨片剝離。藉 由將熱塑性樹脂基材剝離，能夠得到無翹曲的積層研磨墊。熱塑性樹脂基材的剝離係可以在熱熔接著劑完全硬化之前進行，亦可以在完全硬化之後進行。

在將熱塑性樹脂基材剝離之後，亦可以在緩衝層 之將熱塑性樹脂基材剝離後的面(研磨轉盤接著面)，設置在熱塑性樹脂片的兩面具有黏著劑層之感壓型雙面膠帶。

前述熱塑性樹脂片及黏著劑層係能夠使用通常 者而沒有特別限制，熱塑性樹脂片係以PET薄片為佳。又，熱塑性樹脂片的厚度係以10~200μm為佳，較佳是20~150μm。藉由使熱塑性樹脂片的厚度為前述範圍內，容易將積層研磨墊黏貼在研磨轉盤，又，容易將使用後的積層研磨墊從研磨轉盤剝離。

作為在緩衝層的研磨轉盤接著面設置感壓型雙 面膠帶之方法，例如可舉出貼合預先切斷成緩衝層的大小 之感壓型雙面膠帶之方法；或是將感壓型雙面膠帶貼合在緩衝層，隨後將感壓型雙面膠帶切斷成為緩衝層的大小之方法。又，不將熱塑性樹脂基材從積層研磨片剝離，而使感壓型雙面膠帶貼合在熱塑性樹脂基材，隨後，將感壓型雙面膠帶切斷成為積層研磨片時，因為積層研磨片翹曲，在切斷時，切刀的刀刃容易掛鉤在感壓型雙面膠帶之黏著劑層表面所設置的脫模紙，而產生脫模紙從黏著劑層剝落等的不良。

本發明的積層研磨墊係可以是圓形狀，亦可以是 長條狀。積層研磨墊的大小係能夠按照所使用的研磨裝置而適當地調整，圓形狀時係直徑為30~150cm左右，長條狀時長度為5~15m左右，寬度為60~250cm左右。

半導體元件係經過使用前述研磨墊而研磨半導 體晶圓的表面之步驟而製造。所謂半導體晶圓，係通常指在矽晶圓上積層有配線金屬及氧化膜者。半導體晶圓的研磨方法、研磨裝置係沒有特別限制，例如，如圖1所顯示，能夠使用具備下列之研磨裝置等來進行：研磨轉盤2，其係支撐積層研磨墊1；支撐台(拋光頭)5，其係支撐半導體晶圓4；背襯材，其係用以對背晶圓進行均勻加壓；以及研磨劑3的供給機構。積層研磨墊1係例如藉由使用雙面膠帶黏貼而被安裝在研磨轉盤2。所謂研磨轉盤2及支撐台5，係以各自所支撐的積層研磨墊1及半導體晶圓4為相對的方式配置，且各自具備旋轉軸6、7。又，在支撐台5側係設置有用以將半導體晶圓4壓住積層研磨墊1之加壓機構。在研磨 時，係使研磨轉盤2及支撐台5旋轉之同時，將半導體晶圓4壓住積層研磨墊1且邊供給漿料邊進行研磨。漿料的流量、研磨荷重、研磨轉盤轉數、及晶圓轉數係沒有特別限制，可適當地調整而進行。

藉此，半導體晶圓4之表面的突出部分係被除去且被研磨成為平坦狀。隨後，藉由切割(dicing)、接合、封裝等來製造半導體元件。半導體元件係能夠使用於運算處理裝置、記憶體等。

實施例

以下，舉出實施例而說明本發明，但本發明係不被該等實施例限定。

[測定、評價方法] (熔融溫度的測定)

聚酯系熱熔接著劑的熔融溫度(熔點)係使用TOLEDO DSC822(METTLER公司製)且使用升溫速度20℃/min進行測定。

(比重的測定)

依據JIS Z8807-1976而進行。將由聚酯系熱熔接著劑所構成之接著劑層切取4cm×8.5cm的薄長方形狀(厚度：任意)者作為比重測定用試料，且在溫度23℃±2℃、濕度50%±5%的環境下靜置16小時。測定係使用比重計(SARTORIUS公司製)來測定比重。

(熔體流動指數(MI)的測定)

依據ASTM-D-1238而在150℃、2.16kg的條件下，測定 聚酯系熱熔接著劑的熔體流動指數。

(積層研磨墊之翹曲的測定)

將所製造的積層研磨墊靜置在水平的試驗台上，測定墊端部之翹曲最大的部分距離試驗台的高度(浮起)。

(積層研磨墊的外觀之評價)

目視觀察所製造之積層研磨墊的緩衝層表面有無皺紋。又，目視觀察在感壓型雙面膠帶之脫模紙的切斷部分是否有「剝落」。又，依照下述基準評價研磨層與緩衝層的積層狀態。

○：研磨層的外周與緩衝層的外周為一致。

×：緩衝層的外周係較研磨層外周大一圈地被切斷。

(剪切應力的測定)

從所製造的積層研磨墊切取3片25mm×25mm的試樣，於80℃的環境下將各試樣的研磨層及緩衝層以拉伸速度300mm/min進行拉伸，來測定此時的剪切應力(N/25mm)。將3片試樣的平均值顯示在表1。剪切應力係以250N/25mm以上為佳。

製造例1 (研磨層的製造)

在容器添加甲苯二異氰酸酯(2,4-體/2,6-體=80/20的混合物)1229重量份、4,4’-二環己基甲烷二異氰酸酯272重量份、數量平均分子量1018的聚四亞甲基醚二醇1901重量份、二乙二醇198重量份，使其於70℃反應4小時而得到異氰酸酯末端預聚合物。

在聚合容器內添加該預聚合物100重量份及矽系界面活性劑(TORAY-DOWCORNING製、SH-192)3重量份而混合，且調整為80℃而進行減壓脫泡。隨後，使用攪拌葉且轉數為900rp m，以在反應系統內包含氣泡的方式激烈地進行攪拌約4分鐘攪拌。而且，添加預先溫度調整為120℃之MOCA(IHARA CHEMICAL公司製、Cuamine MT)26重量份。將該混合液攪拌約1分鐘之後，流進盤式的敞模(注模容器)。在該混合液的流動性消失時點放入至烘箱內，於100℃進行後熟化16小時而得到聚胺甲酸酯樹脂發泡體方塊。

將經加熱至約80℃之前述聚胺甲酸酯樹脂發泡體方塊使用切片器(AMITEC公司製、VGW-125)進行切片而得到聚胺甲酸酯樹脂發泡體薄片(平均氣泡直徑：50μm、比重：0.86、ASKER D硬度：52度)。其次，使用磨光機(AMITEC公司製)，使用#120號碼、#240號碼、及#400號碼砂紙依照順序進行切削加工，且進行該薄片表面的磨光處理直到成為厚度2mm為止，而製成為厚度精度一致之薄片。將該經該磨光處理之薄片以直徑61cm大小進行沖切且使用溝加工機(TECHNO公司製)在表面進行溝寬0.25mm、溝間距1.5mm、溝深度0.6mm之同心圓狀的溝加工而製成研磨層。

製造例2 (附有能夠剝離的基材之緩衝層之製造)

在經剝離處理之厚度50μm的PET基材(帝人Dupont薄膜公司製、Bulex)上，塗佈發泡胺甲酸酯組成物且使其硬化而形成緩衝層(比重：0.5、ASKER C硬度：50度、厚度： 125μm)，來製成附有基材的緩衝層。

製造例3 (附有無法剝離的基材之緩衝層之製造)

在經電暈處理之厚度50μm的PET基材(帝人Dupont薄膜公司製、TETRON G2)上，塗佈發泡胺甲酸酯組成物且使其硬化而形成緩衝層(比重：0.5、ASKER C硬度：50度、厚度：125m)，來製成附有基材的緩衝層。

實施例1

在製造例2所製造之附有能夠剝離的基材之緩衝層之緩衝層上，積層由聚酯系熱熔接著劑所構成之熱熔接著劑薄片(厚度50m)，其中該聚酯系熱熔接著劑係含有結晶性聚酯樹脂(東洋紡績(股)公司製、VYLONGM420)100重量份、及在1分子中具有2個以上的環氧丙基之鄰甲酚酚醛清漆型環氧樹脂(日本化藥(股)公司製、EOCN4400)5重量份，使用紅外線加熱器將薄片表面加熱至150℃而使熱熔接著劑熔融。隨後，使用貼合機在經熔融的熱熔接著劑上積層在製造例1所製造的研磨層，並且通過輥之間且壓黏而製造積層體。然後，邊冷卻積層體邊在熱熔接著劑的溫度為40℃以上時使用切刀將積層體切斷成為研磨層的大小，而製造積層研磨片，而且將PET基材從積層研磨片剝離。隨後，在緩衝層的PET基材剝離面，使用貼合機而貼合在厚度25μm之PET薄片的兩面具有黏著劑層之感壓型雙面膠帶(3M公司製、442JA)，使用切刀將感壓型雙面膠帶切斷成為研磨層的大小而製造積層研磨墊。又，聚酯系熱熔接著劑的熔融 溫度為142℃，比重為1.22，熔體流動指數為21g/10min。

實施例2

除了使用紅外線加熱器將薄片表面加熱至140℃而使熱熔接著劑軟化外，係使用與實施例1同樣的方法製造積層研磨墊。

實施例3

除了使用紅外線加熱器將薄片表面加熱至170℃而使熱熔接著劑熔融以外，係使用與實施例1同樣的方法製造積層研磨墊。

實施例4

除了使用在厚度100μm之PET薄片的兩面具有黏著劑層之感壓型雙面膠帶以外，係使用與實施例1同樣的方法製造積層研磨墊。

比較例1

在製造例3所製造之附有無法剝離的基材之緩衝層之緩衝層上，將在實施例1所使用之熱熔接著劑片進行積層，使用紅外線加熱器將薄片表面加熱至150℃而使熱熔接著劑熔融。隨後，使用貼合機在經熔融的熱熔接著劑上，將在製造例1所製造的研磨層進行積層，而且通過輥之間且壓黏而製造積層體。然後，將積層體冷卻而使熱熔接著劑完全硬化。隨後，使用切刀將積層體切斷成為研磨層的大小。而且，使用貼合機在附有基材的緩衝層之PET基材，貼合前述感壓型雙面膠帶(3M公司製、442JA)且使用切刀將感壓型雙面膠帶切斷成為研磨層的大小而製造積層研磨墊。

比較例2

在由聚胺甲酸酯發泡體所構成之厚度1.25mm的緩衝層(日本發條公司製、Nippalay EXG)上，將在實施例1所使用之熱熔接著劑片進行積層，使用紅外線加熱器將薄片表面加熱至150℃而使熱熔接著劑熔融。隨後，使用貼合機在經熔融的熱熔接著劑上，將在製造例1所製造的研磨層進行積層，而且通過輥之間且壓黏而製造積層體。然後，將積層體冷卻而使熱熔接著劑完全硬化。隨後，使用切刀將積層體切斷成為研磨層的大小。而且，使用貼合機在緩衝層的另外一面，貼合前述感壓型雙面膠帶(3M公司製、442JA)且將感壓型雙面膠帶切斷成為研磨層的大小而製造積層研磨墊。

比較例3

除了使用紅外線加熱器將薄片表面加熱至120℃而使熱熔接著劑軟化以外，係使用與比較例1同樣的方法製造積層研磨墊。

實施例1~4的積層研磨墊係無翹曲且在緩衝層表面無皺紋，而且高溫環境下之研磨層與緩衝層接著性優異。另一方面，因為比較例1的積層研磨墊係使用附有無法剝離的基材之緩衝層，產生重大的翹曲。又，在感壓型雙面膠帶之脫模紙的切斷部分產生「剝落」。因為比較例2的積層研磨墊係使用未設置基材之緩衝層，在緩衝層表面產生皺紋。因為比較例3的積層研磨墊係使熱熔接著劑軟化時的溫度較低，在高溫環境下之研磨層與緩衝層的接著性係不充分。

產業上之利用可能性

本發明的積層研磨墊，係能夠穩定且高研磨效率地進行透鏡、反射鏡等的光學材料、矽晶圓、硬碟用的玻璃基 板、鋁基板、及通常的金屬研磨加工等被要求高度表面平坦性之材料的平坦化加工。本發明的積層研磨墊係特別是能夠適合使用於將矽晶圓以及在其上形成有氧化物層、金屬層等之元件，在該等進一步積層、形成氧化物層和金屬層之前進行平坦化之步驟。

Claims (10)

1. 一種積層研磨墊之製造方法，係依序包含以下步驟而成：將熱熔接著劑片積層至附有基材的緩衝層中未設置熱塑性樹脂基材之面之步驟，該附有基材的緩衝層係在緩衝層的一面以可剝離的方式設置有前述熱塑性樹脂基材；將已積層的熱熔接著劑片加熱而使其熔融或軟化之步驟；在經熔融或軟化之熱熔接著劑上積層研磨層而製造積層體之步驟；將積層體切斷成為研磨層的大小而製造積層研磨片之步驟；及將前述熱塑性樹脂基材從積層研磨片剝離之步驟。
2. 一種積層研磨墊之製造方法，係依序包含以下步驟而成：將已熔融或軟化的熱熔接著劑片塗佈至附有基材的緩衝層中未設置熱塑性樹脂基材之面之步驟，該附有基材的緩衝層係在緩衝層的一面以可剝離的方式設置有前述熱塑性樹脂基材；在經熔融或軟化之熱熔接著劑上積層研磨層而製造積層體之步驟；將積層體切斷成為研磨層的大小而製造積層研磨 片之步驟；及將前述熱塑性樹脂基材從積層研磨片剝離之步驟。
3. 如申請專利範圍第1或2項之積層研磨墊之製造方法，其係在經熔融或軟化的熱熔接著劑完全硬化之前，將積層體切斷成為研磨層大小而製造積層研磨片。
4. 如申請專利範圍第1或2項之積層研磨墊之製造方法，其係在熱熔接著劑的溫度為40℃以上時，將積層體切斷成為研磨層的大小而製造積層研磨片。
5. 如申請專利範圍第1或2項之積層研磨墊之製造方法，其中前述熱塑性樹脂基材係經延伸成形者。
6. 如申請專利範圍第1或2項之積層研磨墊之製造方法，其中熱熔接著劑的熔融溫度為140~170℃。
7. 如申請專利範圍第1或2項之積層研磨墊之製造方法，其中熱塑性樹脂基材為聚對酞酸乙二酯基材。
8. 如申請專利範圍第1或2項之積層研磨墊之製造方法，其包含在緩衝層中已將熱塑性樹脂基材剝離之面設置感壓型雙面膠帶之步驟，該感壓型雙面膠帶係在熱塑性樹脂片的兩面具有黏著劑層者。
9. 一種積層研磨墊，係使用如申請專利範圍第1或2項之製造方法而製得。
10. 一種半導體元件之製造方法，係包含使用如申請專利範圍第9項之積層研磨墊而研磨半導體晶圓的表面之步驟。