WO2013099556A1 - 研磨パッド - Google Patents

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WO2013099556A1
WO2013099556A1 PCT/JP2012/081692 JP2012081692W WO2013099556A1 WO 2013099556 A1 WO2013099556 A1 WO 2013099556A1 JP 2012081692 W JP2012081692 W JP 2012081692W WO 2013099556 A1 WO2013099556 A1 WO 2013099556A1
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WO
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polishing
layer
laminated
pad
polishing pad
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PCT/JP2012/081692
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English (en)
French (fr)
Inventor
数野　淳
Original Assignee
東洋ゴム工業株式会社
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/22—Lapping pads for working plane surfaces characterised by a multi-layered structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D18/00—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
    • B24D18/0072—Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for using adhesives for bonding abrasive particles or grinding elements to a support, e.g. by gluing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Definitions

  • the present invention stabilizes flattening processing of optical materials such as lenses and reflecting mirrors, silicon wafers, glass substrates for hard disks, aluminum substrates, and materials that require high surface flatness such as general metal polishing processing
  • the present invention also relates to a laminated polishing pad that can be performed with high polishing efficiency.
  • the laminated polishing pad of the present invention is particularly suitable for a step of planarizing a silicon wafer and a device having an oxide layer, a metal layer, etc. formed thereon, before further laminating and forming these oxide layers and metal layers. Preferably used.
  • a step of forming a conductive layer on the wafer surface and forming a wiring layer by photolithography, etching, or the like, or a step of forming an interlayer insulating film on the wiring layer cause irregularities made of a conductor such as metal or an insulator on the wafer surface.
  • miniaturization of wiring and multilayer wiring have been advanced for the purpose of increasing the density of semiconductor integrated circuits, and along with this, technology for flattening the irregularities on the wafer surface has become important.
  • CMP chemical mechanical polishing
  • slurry a slurry-like abrasive
  • abrasive grains are dispersed in a state where the surface to be polished of a wafer is pressed against the polishing surface of a polishing pad.
  • a polishing apparatus generally used in CMP includes a polishing surface plate 2 that supports a polishing pad 1 and a support base (polishing head) 5 that supports a material to be polished (semiconductor wafer) 4.
  • the polishing pad 1 is attached to the polishing surface plate 2 by attaching it with a double-sided tape, for example.
  • the polishing surface plate 2 and the support base 5 are disposed so that the polishing pad 1 and the material to be polished 4 supported by each of the polishing surface plate 2 and the support base 5 are opposed to each other, and are provided with rotating shafts 6 and 7 respectively. Further, a pressurizing mechanism for pressing the workpiece 4 against the polishing pad 1 is provided on the support base 5 side.
  • Patent Document 1 a semiconductor substrate is fixed to a polishing head, and a volume elastic modulus is 600 kg / cm 2 or more and a compression elastic modulus is 10 kg / cm 2 or more and 140 kg / cm 2 or less on a polishing platen.
  • the polishing layer having a fixed micro rubber A hardness of 70 degrees or more is pressed against the semiconductor substrate, and the polishing head and / or the polishing surface plate are used in a state where the warp or unevenness of the semiconductor substrate itself is absorbed by the cushion layer.
  • polishing pads have also increased in size, making it difficult to attach large polishing pads to a polishing surface plate.
  • it is necessary to attach the polishing pad so as to be as flat as possible.
  • air is likely to enter between the polishing pad and the polishing surface plate at the time of attachment. Since the air-filled portion protrudes in a convex shape, there is a problem that the portion causes defects in the polishing process of the semiconductor wafer (for example, deterioration of polishing uniformity, breakage of the polishing layer due to a dresser).
  • An object of the present invention is to provide a laminated polishing pad that can be flatly attached to a polishing surface plate even when it is large. Moreover, it aims at providing the manufacturing method of the semiconductor device using the said multilayer polishing pad.
  • the present inventors have found that the above object can be achieved by the laminated polishing pad shown below, and have completed the present invention.
  • the present invention relates to a laminated polishing pad in which a polishing layer and a support layer are laminated via an adhesive member, wherein the polishing layer contains 0.5 to 5% by weight of a hydrophilic substance, and the support layer Is formed by integrally molding a cushion layer and a resin film having a thermal dimensional change rate of 1.3 to 12.6%, and the laminated polishing pad is warped so that the polishing layer side is concave,
  • the average polishing amount of the laminated polishing pad is 3 to 50 mm.
  • FIG. 2 is a schematic view showing a process of attaching a conventional warp-free polishing pad to a polishing surface plate.
  • one end of the polishing pad 1 is first attached to the end of the polishing surface plate 2, and then the polishing pad 1 is pressed against the polishing surface plate 2 from one end of the polishing pad 1 toward the opposite end. While pasting.
  • the polishing pad is large, the pad periphery hangs down by its own weight and air is easily caught.
  • FIG. 3 is a schematic view showing a process of attaching the warped laminated polishing pad of the present invention to a polishing surface plate.
  • the laminated polishing pad 1 of the present invention is warped so that the polishing layer 9 side is concave.
  • the central portion of the laminated polishing pad 1 is first bonded to the central portion of the polishing surface plate 2, and then the laminated polishing pad 1 is moved from the central portion of the laminated polishing pad 1 toward the peripheral edge.
  • the laminated polishing pad 1 can be flatly attached to the polishing surface plate 2 without entraining air by being stuck to each other.
  • the polishing layer of the laminated polishing pad of the present invention contains 0.5 to 5% by weight of a hydrophilic substance, the polishing layer swells (expands) with ultrapure water during wet treatment or slurry during polishing. ) As a result, the internal stress applied to the peripheral edge of the pad is relaxed, and the peripheral edge of the pad becomes difficult to peel from the polishing surface plate.
  • the polishing layer When the content of the hydrophilic substance is less than 0.5% by weight, the polishing layer is not easily swollen by ultrapure water or the like, so that the internal stress applied to the pad peripheral edge is hardly relaxed, and the pad peripheral edge is polished. Easy to peel off from the surface plate. On the other hand, when the content of the hydrophilic substance exceeds 5% by weight, the polishing layer is excessively swollen by ultrapure water or the like, and the hardness of the polishing layer is lowered.
  • a cushion layer and a resin film having a thermal dimensional change rate of 1.3 to 12.6% are integrally formed.
  • the amount of warpage of the pad peripheral edge can be adjusted to 3 to 50 mm.
  • the thermal dimensional change rate of the resin film is less than 1.3%, the warpage amount of the pad peripheral edge cannot be 3 mm or more.
  • the thermal dimensional change rate of the resin film exceeds 12.6%, when the cushion layer and the resin film are integrally formed, wrinkles are generated in the resin film due to thermal shrinkage, and the support layer cannot be produced. .
  • the pad periphery hangs down and it is easy to take in air Become.
  • the average amount of warpage of the pad peripheral edge exceeds 50 mm, the internal stress applied to the pad peripheral edge attached to the polishing surface plate becomes too large, so even if the polishing layer is swollen by ultrapure water or the like. The internal stress applied to the peripheral edge of the pad cannot be sufficiently relaxed. For this reason, the peripheral edge of the pad is easily peeled off from the polishing surface plate.
  • the present invention also includes a step of heating a polishing layer containing 0.5 to 5% by weight of a hydrophilic substance to 30 to 100 ° C., a heated polishing layer, a cushion layer, and a thermal dimensional change rate of 1.3 to Including a step of bonding a support layer integrally formed with 12.6% resin film via an adhesive member,
  • the present invention relates to a method for manufacturing a laminated polishing pad, wherein the polishing layer side is warped so as to have a concave shape, and the average warp amount of the pad peripheral edge is 3 to 50 mm.
  • the polishing layer When the polishing layer is heated to 30 to 100 ° C., the polishing layer and the support layer are bonded to each other through an adhesive member, so that the polishing layer side is warped so as to have a concave shape, and the average warpage amount at the peripheral edge of the pad A laminated polishing pad having a thickness of 3 to 50 mm can be produced. It is considered that the warping of the pad occurs when the polishing layer is bonded in a state where the polishing layer is stretched by heating, and then the polishing layer is contracted by cooling.
  • the present invention also includes a step of laminating a hot melt adhesive sheet on a cushion layer of a support layer in which a cushion layer and a resin film having a thermal dimensional change rate of 1.3 to 12.6% are integrally formed.
  • a process of melting or softening the hot melt adhesive by heating the hot melt adhesive sheet, and laminating a polishing layer containing 0.5 to 5% by weight of a hydrophilic substance on the melted or softened hot melt adhesive Including a step of producing a sheet, a step of pressing the laminated sheet through a roll heated to 30 to 100 ° C., and a step of curing the molten or softened hot melt adhesive of the laminated sheet,
  • the present invention relates to a method for manufacturing a laminated polishing pad, wherein the polishing layer side is warped so as to have a concave shape, and the average warp amount of the pad peripheral edge is 3 to 50 mm.
  • the present invention also includes a step of applying a molten or softened hot melt adhesive onto a cushion layer of a support layer in which a cushion layer and a resin film having a thermal dimensional change rate of 1.3 to 12.6% are integrally formed. And a step of laminating a polishing layer containing 0.5 to 5% by weight of a hydrophilic substance on a molten or softened hot-melt adhesive to produce a laminated sheet, and a roll heated at 30 to 100 ° C.
  • the present invention relates to a method for manufacturing a laminated polishing pad, wherein the polishing layer side is warped so as to have a concave shape, and the average warp amount of the pad peripheral edge is 3 to 50 mm.
  • polishing pad is warped by the manufacturing method of the present invention.
  • the melting temperature of the hot melt adhesive is preferably 130 to 170 ° C.
  • the present invention relates to a semiconductor device manufacturing method including a step of polishing a surface of a semiconductor wafer using the laminated polishing pad.
  • the laminated polishing pad of the present invention has a structure warped so that the polishing layer side is concave. Therefore, even when the laminated polishing pad is large, it can be applied flatly without causing air to bite into the polishing surface plate.
  • Schematic configuration diagram showing an example of a polishing apparatus used in CMP polishing Schematic showing the process of attaching a conventional polishing pad without warping to a polishing surface plate
  • the polishing layer used in the present invention is not limited as long as it contains 0.5 to 5% by weight of a hydrophilic substance, and may be a foam or non-foam. Preferably there is.
  • the polishing layer preferably contains 0.6 to 2% by weight of a hydrophilic substance.
  • the hydrophilic substance refers to a substance that is dissolved or mixed in 10 g of water in an amount of 10 g or more.
  • polyhydric alcohols such as ethylene glycol and diethylene glycol
  • ethylene glycol monoethers such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, and diethylene glycol monobutyl ether
  • ethylene glycol Ethylene glycol diethers such as dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, and diethylene glycol dibutyl ether
  • tetraethylene di (meth) acrylate Polyethylene glycol was addition polymerization Chiren'okishido;, polysiloxane polyether obtained by addition polymerization of ethylene
  • the resin constituting the polishing layer examples include polyurethane resin, polyester resin, polyamide resin, acrylic resin, polycarbonate resin, halogen resin (polyvinyl chloride, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, etc.), polystyrene, and olefin resin. (Polyethylene, polypropylene, etc.), epoxy resin, photosensitive resin, etc. 1 type, or 2 or more types of mixtures are mentioned.
  • Polyurethane resin is a particularly preferable material for forming the polishing layer because it has excellent wear resistance and a polymer having desired physical properties can be easily obtained by variously changing the raw material composition.
  • the polyurethane resin foam will be described on behalf of the foam.
  • the polyurethane resin is composed of an isocyanate component, a polyol component (high molecular weight polyol, low molecular weight polyol, etc.), and a chain extender.
  • isocyanate component a known compound in the field of polyurethane can be used without particular limitation.
  • isocyanate component 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, 2,2′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4′-diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, Aromatic diisocyanates such as p-phenylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-xylylene diisocyanate, m-xylylene diisocyanate; ethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, etc.
  • Aliphatic diisocyanate 1,4-cyclohexane diisocyanate, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate Isocyanate, alicyclic diisocyanates such as norbornane diisocyanate. These may be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the high molecular weight polyol include those usually used in the technical field of polyurethane. Examples include polyether polyols typified by polytetramethylene ether glycol, polyethylene glycol, etc., polyester polyols typified by polybutylene adipate, polycaprolactone polyols, reactants of polyester glycols such as polycaprolactone and alkylene carbonate, etc. Polyester polycarbonate polyol obtained by reacting ethylene carbonate with polyhydric alcohol and then reacting the obtained reaction mixture with organic dicarboxylic acid, polycarbonate polyol obtained by transesterification of polyhydroxyl compound and aryl carbonate Etc. These may be used alone or in combination of two or more.
  • low molecular weight polyamines such as ethylenediamine, tolylenediamine, diphenylmethanediamine, and diethylenetriamine
  • alcohol amines such as monoethanolamine, 2- (2-aminoethylamino) ethanol, and monopropanolamine can be used in combination.
  • These low molecular weight polyols and low molecular weight polyamines may be used alone or in combination of two or more.
  • the blending amount of the low molecular weight polyol, the low molecular weight polyamine or the like is not particularly limited and is appropriately determined depending on the properties required for the polishing layer to be produced.
  • a chain extender is used for curing the prepolymer.
  • the chain extender is an organic compound having at least two active hydrogen groups, and examples of the active hydrogen group include a hydroxyl group, a primary or secondary amino group, and a thiol group (SH).
  • the ratio of the isocyanate component, the polyol component, and the chain extender in the present invention can be variously changed depending on the molecular weight of each, the desired physical properties of the laminated polishing pad, and the like.
  • the number of isocyanate groups of the isocyanate component relative to the total number of active hydrogen groups (hydroxyl group + amino group) of the polyol component and the chain extender is 0.80 to 1.20. It is preferably 0.99 to 1.15. When the number of isocyanate groups is outside the above range, curing failure occurs and the required specific gravity and hardness cannot be obtained, and the polishing characteristics tend to be deteriorated.
  • the polyurethane resin foam can be produced by applying a known urethanization technique such as a melting method or a solution method, but is preferably produced by a melting method in consideration of cost, working environment, and the like.
  • the polyurethane resin foam can be produced by either the prepolymer method or the one-shot method.
  • an isocyanate-terminated prepolymer is synthesized beforehand from an isocyanate component and a polyol component, and this is reacted with a chain extender.
  • the polymer method is preferred because the resulting polyurethane resin has excellent physical properties.
  • Examples of the method for producing a polyurethane resin foam include a method of adding hollow beads, a mechanical foaming method, and a chemical foaming method.
  • a mechanical foaming method using a silicon surfactant which is a copolymer of polyalkylsiloxane and polyether and does not have an active hydrogen group is preferable.
  • stabilizers such as antioxidants, lubricants, pigments, fillers, antistatic agents, and other additives may be added.
  • the polyurethane resin foam may be a closed cell type or an open cell type.
  • Polyurethane resin foam can be manufactured by batch feeding each component into a container and stirring, or by continuously supplying each component and non-reactive gas to the stirring device and stirring, It may be a continuous production method in which a dispersion is sent out to produce a molded product.
  • the prepolymer that is the raw material of the polyurethane resin foam is placed in a reaction vessel, and then a chain extender is added and stirred, and then poured into a casting mold of a predetermined size to produce a block, and the block is shaped like a bowl or a band saw.
  • a thin sheet may be used.
  • a raw material resin may be dissolved and extruded from a T-die to directly obtain a sheet-like polyurethane resin foam.
  • the average cell diameter of the polyurethane resin foam is preferably 30 to 80 ⁇ m, more preferably 30 to 60 ⁇ m. When deviating from this range, the polishing rate tends to decrease, or the planarity of the polished material (wafer) after polishing tends to decrease.
  • the specific gravity of the polyurethane resin foam is preferably 0.5 to 1.3.
  • the specific gravity is less than 0.5, the surface strength of the polishing layer decreases, and the planarity of the material to be polished tends to decrease.
  • the ratio is larger than 1.3, the number of bubbles on the surface of the polishing layer is reduced and planarity is good, but the polishing rate tends to decrease.
  • the hardness of the polyurethane resin foam is preferably 40 to 75 degrees as measured by an Asker D hardness meter.
  • Asker D hardness is less than 40 degrees, the planarity of the material to be polished is lowered, and when it is larger than 75 degrees, the planarity is good, but the uniformity (uniformity) of the material to be polished is lowered. There is a tendency.
  • the polishing surface that comes into contact with the material to be polished of the polishing layer preferably has a concavo-convex structure for holding and renewing the slurry.
  • the polishing layer made of foam has many openings on the polishing surface and has the function of holding and updating the slurry.
  • the concavo-convex structure is not particularly limited as long as it is a shape that holds and renews slurry. Examples include eccentric circular grooves, radial grooves, and combinations of these grooves.
  • these uneven structures are generally regular, but the groove pitch, groove width, groove depth, etc. can be changed for each range in order to make the retention and renewability of the slurry desirable. Is also possible.
  • the shape of the polishing layer is not particularly limited, and may be circular or long.
  • the size of the polishing layer can be appropriately adjusted according to the polishing apparatus to be used. In the case of a circular shape, the diameter is about 30 to 150 cm, and in the case of a long shape, the length is about 5 to 15 m. The width is about 60 to 250 cm.
  • the thickness of the polishing layer is not particularly limited, but is usually about 0.8 to 4 mm, preferably 1.2 to 2.5 mm.
  • the polishing layer may be provided with a transparent member for detecting the optical end point while polishing.
  • the support layer used in the present invention is formed by integrally molding a cushion layer and a resin film having a thermal dimensional change rate of 1.3 to 12.6%.
  • the cushion layer is necessary for achieving both trade-off planarity and uniformity in CMP.
  • Planarity refers to the flatness of a pattern portion when a material having fine irregularities generated during pattern formation is polished, and uniformity refers to the uniformity of the entire material to be polished.
  • the planarity is improved by the characteristics of the polishing layer, and the uniformity is improved by the characteristics of the cushion layer.
  • the cushion layer examples include fiber nonwoven fabrics such as polyester nonwoven fabric, nylon nonwoven fabric, and acrylic nonwoven fabric; resin-impregnated nonwoven fabrics such as polyester nonwoven fabric impregnated with polyurethane; polymer resin foams such as polyurethane foam and polyethylene foam; butadiene rubber and Examples thereof include rubber resins such as isoprene rubber; and photosensitive resins.
  • the thickness of the cushion layer is not particularly limited, but is preferably 300 to 1800 ⁇ m, more preferably 700 to 1400 ⁇ m.
  • cushion layer is poor in rigidity, so defects such as wrinkles or poor adhesion are likely to occur during bonding.
  • a resin film is provided on one side of the cushion layer to provide rigidity.
  • the resin film one having a thermal dimensional change rate of 1.3 to 12.6% after heating at 150 ° C. for 30 minutes is used.
  • a polyester film such as a polyethylene terephthalate film; a polyolefin film such as a polyethylene film and a polypropylene film; a polyamide film; an acrylic resin film; a methacrylic resin film; Among these, it is preferable to use a polyester film, and it is particularly preferable to use a polyethylene terephthalate film.
  • the thickness of the resin film is not particularly limited, but is preferably 10 to 150 ⁇ m, more preferably 20 to 100 ⁇ m.
  • the support layer used in the present invention is, for example, a method in which a resin film is bonded to one side of the cushion layer, a method in which a cushion layer forming material is applied and cured on the resin film, and a cushion layer is directly formed. Can be produced.
  • the laminated polishing pad of the present invention is prepared by bonding the polishing layer and the support layer with an adhesive member.
  • it can be manufactured by the following method.
  • the polishing layer is heated to 30 to 100 ° C. Thereafter, the polishing layer heated to the above temperature and the cushion layer side of the support layer are pressure-bonded and bonded via an adhesive member.
  • an adhesive member a general pressure-sensitive adhesive may be used, or a double-sided tape in which a pressure-sensitive adhesive layer is provided on both surfaces of the substrate may be used. Examples of the pressure bonding method include a method of passing between rolls. After bonding, the polishing layer shrinks by cooling and a laminated polishing pad warped so that the polishing layer side is concave is obtained.
  • the support layer When the support layer is cut to the size of the polishing layer, it is preferable to cut the support layer before cooling the polishing layer, that is, before the polishing layer shrinks and becomes concave. If the polishing layer is cut after being contracted to be concave, it becomes difficult to accurately cut the support layer in accordance with the size of the polishing layer.
  • a hot melt adhesive sheet is laminated on the cushion layer of the support layer.
  • the hot melt adhesive sheet may be an adhesive layer formed of a hot melt adhesive, or a double-sided tape in which the adhesive layer is provided on both sides of a base material.
  • the hot melt adhesive to be used is not particularly limited, but a polyester hot melt adhesive is preferably used.
  • the polyester-based hot melt adhesive contains at least a polyester resin as a base polymer and an epoxy resin having two or more glycidyl groups in one molecule as a crosslinking component.
  • polyester resin known ones obtained by condensation polymerization of an acid component and a polyol component can be used, and it is particularly preferable to use a crystalline polyester resin.
  • the acid component examples include aromatic dicarboxylic acids, aliphatic dicarboxylic acids, and alicyclic dicarboxylic acids. These may be used alone or in combination of two or more.
  • aromatic dicarboxylic acid examples include terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic anhydride, ⁇ -naphthalenedicarboxylic acid, ⁇ -naphthalenedicarboxylic acid, and ester formers thereof.
  • aliphatic dicarboxylic acid examples include succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecylenic acid, dodecanedioic acid, and ester formers thereof.
  • alicyclic dicarboxylic acid examples include 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride and the like.
  • unsaturated acids such as maleic acid, fumaric acid and dimer acid
  • polyvalent carboxylic acids such as trimellitic acid and pyromellitic acid
  • polyol component examples include dihydric alcohols such as aliphatic glycols and alicyclic glycols, and polyhydric alcohols. These may be used alone or in combination of two or more.
  • aliphatic glycol examples include ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6 -Hexanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, neopentyl glycol, 3-methylpentanediol, 2,2,3-trimethylpentanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, etc. It is done.
  • alicyclic glycol examples include 1,4-cyclohexanedimethanol and hydrogenated bisphenol A.
  • polyhydric alcohol examples include glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, and pentaerythritol.
  • the crystalline polyester resin can be synthesized by a known method. For example, there are a melt polymerization method in which raw materials and a catalyst are charged and heated at a temperature equal to or higher than the melting point of the product, a solid phase polymerization method in which polymerization is performed at a temperature lower than the melting point of the product, a solution polymerization method using a solvent, and the like. It may be adopted.
  • the melting point of the crystalline polyester resin is preferably 100 to 200 ° C.
  • the adhesive force of the hot melt adhesive is reduced due to heat generated during polishing, and when it exceeds 200 ° C., the temperature at which the hot melt adhesive is melted increases, The pad is warped and tends to adversely affect the polishing characteristics.
  • the number average molecular weight of the crystalline polyester resin is preferably 5000 to 50000.
  • the number average molecular weight is less than 5,000, the mechanical properties of the hot melt adhesive deteriorate, so that sufficient adhesion and durability cannot be obtained.
  • the number average molecular weight exceeds 50,000, the crystalline polyester resin is synthesized. There is a tendency for production problems such as gelation to occur, and the performance as a hot melt adhesive tends to deteriorate.
  • epoxy resin examples include bisphenol A type epoxy resin, brominated bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol AD type epoxy resin, stilbene type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, and bisphenol A novolak type epoxy resin.
  • Cresol novolac type epoxy resin diaminodiphenylmethane type epoxy resin, polyphenyl base epoxy resin such as tetrakis (hydroxyphenyl) ethane base, fluorene-containing epoxy resin, triglycidyl isocyanurate, heteroaromatic ring (eg triazine ring etc.)
  • Aromatic epoxy resin such as epoxy resin contained; aliphatic glycidyl ether type epoxy resin, aliphatic glycidyl ester type epoxy resin, alicyclic glycine Ether type epoxy resin, aromatic epoxy resins such as alicyclic glycidyl ester type epoxy resins. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the epoxy resin needs to be added in an amount of 2 to 10 parts by weight, preferably 3 to 7 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyester resin as the base polymer.
  • the hot melt adhesive may contain known additives such as softeners such as olefin resins, tackifiers, fillers, stabilizers, and coupling agents. Moreover, you may contain well-known inorganic fillers, such as a talc.
  • the melting temperature (melting point) of the hot melt adhesive is preferably 130 to 170 ° C.
  • the specific gravity of the hot melt adhesive is preferably 1.1 to 1.3.
  • the melt flow index (MI) of the hot melt adhesive is preferably 16 to 26 g / 10 min under the conditions of 150 ° C. and a load of 2.16 kg.
  • the thickness of the adhesive layer formed of a hot melt adhesive is preferably 10 to 200 ⁇ m, more preferably 50 to 130 ⁇ m.
  • a double-sided tape having the adhesive layer on both sides of the substrate may be used.
  • the base material can prevent the slurry from penetrating to the support layer side, and can prevent peeling between the support layer and the adhesive layer.
  • the substrate examples include polyester films such as polyethylene terephthalate film and polyethylene naphthalate film; polyolefin films such as polyethylene film and polypropylene film; nylon film; polyimide film and the like. Among these, it is preferable to use a polyester film having excellent properties for preventing water permeation.
  • the surface of the substrate may be subjected to easy adhesion treatment such as corona treatment or plasma treatment.
  • the thickness of the substrate is not particularly limited, but is preferably 10 to 200 ⁇ m, more preferably 15 to 55 ⁇ m from the viewpoint of transparency, flexibility, rigidity, dimensional stability during heating, and the like.
  • the thickness of the adhesive layer is preferably 10 to 200 ⁇ m, more preferably 50 to 130 ⁇ m.
  • the laminated hot melt adhesive sheet is heated to melt or soften the hot melt adhesive.
  • softening it is preferably heated to a temperature within ⁇ 10 ° C. from the melting temperature of the hot melt adhesive, and more preferably heated to a temperature within ⁇ 5 ° C. from the melting temperature.
  • the method for melting or softening the hot melt adhesive sheet is not particularly limited, and examples thereof include a method of heating the surface of the hot melt adhesive sheet with an infrared heater while conveying the sheet on a conveyor belt.
  • an abrasive layer is laminated on the melted or softened hot melt adhesive to produce a laminated sheet, and the laminated sheet is passed through a roll heated to 30 to 100 ° C. and bonded by pressure bonding.
  • a molten or soft hot melt adhesive may be applied on the cushion layer of the support layer.
  • the hot melt adhesive melted or softened by cooling is cured.
  • a laminated polishing pad warped so that the polishing layer shrinks and the polishing layer side becomes concave is obtained.
  • the support layer is cut to the size of the polishing layer, it is preferable to cut the support layer before the polishing layer shrinks and becomes concave. If the polishing layer is cut after being contracted to be concave, it becomes difficult to accurately cut the support layer in accordance with the size of the polishing layer.
  • the laminated polishing pad obtained by the production method of the present invention is warped so that the polishing layer side is concave, and the average warpage amount of the pad peripheral edge is 3 to 50 mm, preferably 5 to 15 mm.
  • the laminated polishing pad of the present invention may be circular or long.
  • the size of the laminated polishing pad can be appropriately adjusted according to the polishing apparatus to be used.
  • the diameter is about 30 to 150 cm
  • the length is about 5 to 15 m.
  • the width is about 60 to 250 cm.
  • a double-sided tape may be provided on the resin film side of the support layer.
  • the semiconductor device is manufactured through a process of polishing the surface of the semiconductor wafer using the polishing pad.
  • a semiconductor wafer is generally a laminate of a wiring metal and an oxide film on a silicon wafer.
  • the method and apparatus for polishing the semiconductor wafer are not particularly limited.
  • a polishing surface plate 2 that supports the laminated polishing pad 1
  • a support table (polishing head) 5 that supports the semiconductor wafer 4
  • This is performed using a backing material for performing uniform pressurization and a polishing apparatus equipped with a polishing agent 3 supply mechanism.
  • the laminated polishing pad 1 is attached to the polishing surface plate 2 by attaching it with a double-sided tape, for example.
  • the polishing surface plate 2 and the support base 5 are disposed so that the laminated polishing pad 1 and the semiconductor wafer 4 supported on each of the polishing surface plate 2 and the support base 5 are opposed to each other, and are provided with rotating shafts 6 and 7 respectively. Further, a pressurizing mechanism for pressing the semiconductor wafer 4 against the laminated polishing pad 1 is provided on the support base 5 side. In polishing, the semiconductor wafer 4 is pressed against the laminated polishing pad 1 while rotating the polishing surface plate 2 and the support base 5, and polishing is performed while supplying slurry.
  • the flow rate of the slurry, the polishing load, the polishing platen rotation speed, and the wafer rotation speed are not particularly limited and are appropriately adjusted.
  • the protruding portion of the surface of the semiconductor wafer 4 is removed and polished flat. Thereafter, a semiconductor device is manufactured by dicing, bonding, packaging, or the like. The semiconductor device is used for an arithmetic processing device, a memory, and the like.
  • melt flow index (MI)
  • MI melt flow index
  • the produced laminated polishing pad was allowed to stand on a horizontal table, and the height (floating) from the table was measured at a total of four points every 90 ° from the portion with the largest warpage of the pad peripheral edge.
  • ARW-8C1MS evaluation of in-plane uniformity
  • ARW-8C1MS manufactured by MAT
  • MAT evaluation of in-plane uniformity
  • ARW-8C1MS manufactured by MAT
  • MAT evaluation of in-plane uniformity
  • the laminated polishing pad was attached to the polishing apparatus.
  • a diamond dresser MEMC # 100 type, manufactured by MMC
  • the laminated polishing pad was dressed for 20 minutes. Thereafter, using the laminated polishing pad, a wafer having a thermal oxide film of 1 ⁇ m deposited on a 300 mm silicon wafer was polished for 1 minute (initial polishing).
  • silica slurry SS12 manufactured by Cabot was supplied at a flow rate of 200 ml / min during polishing, and the polishing load was 275 hPa, the polishing platen rotation speed was 60 rpm, and the wafer rotation speed was 60 rpm. Then, for 99 points at intervals of 3 mm on the wafer diameter line (excluding the position of 3 mm from the wafer edge), the maximum polishing rate value, the minimum polishing rate value, and the average polishing rate value are obtained from the measured film thickness values before and after polishing. Was substituted into the following equation to calculate in-plane uniformity (%).
  • Example 1 (Preparation of polishing layer) 100 parts by weight of a polyether-based prepolymer (Uniroy, Adiprene L-325), 3 parts by weight of a silicon-based surfactant (Goldschmitt, B8465), and 0.8 parts by weight of diethylene glycol diethyl ether are placed in a polymerization vessel. In addition, the mixture was adjusted to 80 ° C. and degassed under reduced pressure. Then, it stirred vigorously for about 4 minutes so that a bubble might be taken in in a reaction system with the rotation speed of 900 rpm using the stirring blade. Thereto was added 26 parts by weight of MOCA (Cuamine MT, manufactured by Ihara Chemical Co., Ltd.) whose temperature was adjusted to 120 ° C.
  • MOCA Metal Organic Chemical Co., Ltd.
  • the mixed solution was stirred for about 1 minute and then poured into a pan-shaped open mold (casting container). When the fluidity of this mixed solution disappeared, it was put in an oven and post-cured at 100 ° C. for 16 hours to obtain a polyurethane resin foam block.
  • the polyurethane resin foam block heated to about 80 ° C. was sliced using a slicer (AGW), VGW-125, and a polyurethane resin foam sheet (specific gravity: 0.85, Asker D hardness: 55 degrees) was obtained. Obtained. Next, the surface of the sheet was buffed using a buffing machine (Amitech Co., Ltd.) until the thickness reached 1.27 mm, to obtain a sheet with an adjusted thickness accuracy.
  • the buffed sheet is punched out with a diameter of 78 cm, and a groove processing machine (manufactured by Techno Co.) is used to form a concentric circle having a groove width of 0.25 mm, a groove pitch of 1.5 mm, and a groove depth of 0.45 mm. Groove processing was performed to produce a polishing layer.
  • a groove processing machine manufactured by Techno Co.
  • a foamed urethane composition is applied onto a 50 ⁇ m thick PET film (Tetron G2, manufactured by Teijin DuPont Films Ltd., thermal dimensional change rate: 1.7%) and cured to be a cushion layer (specific gravity: 0.5, Asker) C hardness: 50 degrees, thickness: 0.8 mm) was formed to produce a support layer.
  • the polishing layer produced using the laminating machine was laminated
  • a pressure-sensitive double-sided tape (3M, 442JA) was bonded to the support layer on the PET film side using a laminating machine to produce a laminated polishing pad.
  • the laminated polishing pad was warped so that the polishing layer side was concave.
  • Example 2 A laminated polishing pad was produced in the same manner as in Example 1 except that the roll temperature was changed from 50 ° C. to 31 ° C. The laminated polishing pad was warped so that the polishing layer side was concave.
  • Example 3 A laminated polishing pad was produced in the same manner as in Example 1 except that the roll temperature was changed from 50 ° C. to 98 ° C. The laminated polishing pad was warped so that the polishing layer side was concave.
  • Example 4 In the production of the polishing layer, a laminated polishing pad was produced in the same manner as in Example 1 except that the blending amount of diethylene glycol diethyl ether was changed from 0.8 parts by weight to 6.4 parts by weight. The laminated polishing pad was warped so that the polishing layer side was concave.
  • Example 5 Lamination polishing in the same manner as in Example 1 except that a PET film having a thickness of 100 ⁇ m (Lumirror H10, manufactured by Toray Industries Inc., thermal dimensional change rate: 1.3%) was used instead of Tetron G2 in the production of the support layer. A pad was prepared. The laminated polishing pad was warped so that the polishing layer side was concave.
  • a PET film having a thickness of 100 ⁇ m Limirror H10, manufactured by Toray Industries Inc., thermal dimensional change rate: 1.3%) was used instead of Tetron G2 in the production of the support layer.
  • a pad was prepared. The laminated polishing pad was warped so that the polishing layer side was concave.
  • Example 6 Lamination polishing in the same manner as in Example 1 except that a PET film having a thickness of 100 ⁇ m (Lumirror HT50, thermal dimensional change rate: 12.6%) was used instead of Tetron G2 in the production of the support layer. A pad was prepared. The laminated polishing pad was warped so that the polishing layer side was concave.
  • a PET film having a thickness of 100 ⁇ m Limirror HT50, thermal dimensional change rate: 12.6%
  • Comparative Example 1 In the production of the polishing layer, a laminated polishing pad was produced in the same manner as in Example 1 except that diethylene glycol diethyl ether was not blended. The laminated polishing pad was warped so that the polishing layer side was concave.
  • Comparative Example 2 In the production of the polishing layer, a laminated polishing pad was produced in the same manner as in Example 1 except that the blending amount of diethylene glycol diethyl ether was changed from 0.8 parts by weight to 15 parts by weight. The laminated polishing pad was warped so that the polishing layer side was concave.
  • Comparative Example 3 A laminated polishing pad was produced in the same manner as in Example 1 except that the roll temperature was changed from 50 ° C. to 23 ° C. The laminated polishing pad was almost flat.
  • Comparative Example 4 A laminated polishing pad was produced in the same manner as in Example 1 except that the roll temperature was changed from 50 ° C. to 130 ° C. The laminated polishing pad was greatly warped so that the polishing layer side was concave.
  • Comparative Example 5 In the production of the support layer, the same method as in Example 1 was used except that a PEN film having a thickness of 25 ⁇ m (manufactured by Teijin DuPont Films, Teonex Q51, thermal dimensional change rate: 1.0%) was used instead of Tetron G2. A laminated polishing pad was produced. The laminated polishing pad was almost flat.
  • the laminated polishing pads of Examples 1 to 6 had an appropriate warp, the workability of attaching to the polishing surface plate was good. Also, the in-plane uniformity after the initial dressing process and after the long-time dressing process was good. On the other hand, since the laminated polishing pad of Comparative Example 1 had an appropriate warp, the workability of attaching to the polishing surface plate was good, but since no hydrophilic substance was blended in the polishing layer, In-plane uniformity after the dressing process was poor, and after the dressing process for a long time, floating and peeling occurred at the pad edge.
  • the laminated polishing pad of Comparative Example 2 Since the laminated polishing pad of Comparative Example 2 has an appropriate warp, the workability of attaching to the polishing platen was good, but since the polishing layer contains a lot of hydrophilic substances, the polishing layer Swelled and the in-plane uniformity after prolonged dressing deteriorated. Since the laminated polishing pads of Comparative Examples 3 and 5 were almost flat with no warpage, they could not be applied flatly by biting air when applied to the polishing surface plate. For this reason, the polishing layer was torn after the dresser excessively contacted the protruding portion and dressed for a long time. The laminated polishing pad of Comparative Example 4 could not be attached to the polishing platen because the warpage was too large.
  • the laminated polishing pad of the present invention is used for flattening optical materials such as lenses and reflecting mirrors, silicon wafers, glass substrates for hard disks, aluminum substrates, and materials requiring high surface flatness such as general metal polishing processing. Processing can be performed stably and with high polishing efficiency.
  • the laminated polishing pad of the present invention is a process for planarizing a silicon wafer and a device on which an oxide layer, a metal layer, etc. are formed, before further laminating and forming these oxide layers and metal layers. It can be used suitably.
  • polishing surface plate 3 Abrasive (slurry) 4: Material to be polished (semiconductor wafer) 5: Support base (polishing head) 6, 7: Rotating shaft 8: Air 9: Polishing layer 10: Support layer

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Abstract

　本発明は、大きい場合でも研磨定盤に平坦に貼り付けることができる積層研磨パッドを提供することを目的とする。本発明の積層研磨パッドは、研磨層と支持層とが接着部材を介して積層されたものであり、前記研磨層は親水性物質を０．５～５重量％含有しており、前記支持層はクッション層と熱寸法変化率が１．３～１２．６％の樹脂フィルムとが一体成形されたものであり、前記積層研磨パッドは研磨層側が凹状になるように反っており、パッド周端の平均反り量が３～５０ｍｍであることを特徴とする。

Description

研磨パッド
　本発明はレンズ、反射ミラー等の光学材料やシリコンウエハ、ハードディスク用のガラス基板、アルミ基板、及び一般的な金属研磨加工等の高度の表面平坦性を要求される材料の平坦化加工を安定、かつ高い研磨効率で行うことが可能な積層研磨パッドに関するものである。本発明の積層研磨パッドは、特にシリコンウエハ並びにその上に酸化物層、金属層等が形成されたデバイスを、さらにこれらの酸化物層や金属層を積層・形成する前に平坦化する工程に好適に使用される。
　半導体装置を製造する際には、ウエハ表面に導電性膜を形成し、フォトリソグラフィー、エッチング等をすることにより配線層を形成する形成する工程や、配線層の上に層間絶縁膜を形成する工程等が行われ、これらの工程によってウエハ表面に金属等の導電体や絶縁体からなる凹凸が生じる。近年、半導体集積回路の高密度化を目的として配線の微細化や多層配線化が進んでいるが、これに伴い、ウエハ表面の凹凸を平坦化する技術が重要となってきた。
　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（以下、ＣＭＰという）が採用されている。ＣＭＰは、ウエハの被研磨面を研磨パッドの研磨面に押し付けた状態で、砥粒が分散されたスラリー状の研磨剤（以下、スラリーという）を用いて研磨する技術である。ＣＭＰで一般的に使用する研磨装置は、例えば、図１に示すように、研磨パッド１を支持する研磨定盤２と、被研磨材（半導体ウエハ）４を支持する支持台（ポリシングヘッド）５とウエハの均一加圧を行うためのバッキング材と、研磨剤の供給機構を備えている。研磨パッド１は、例えば、両面テープで貼り付けることにより、研磨定盤２に装着される。研磨定盤２と支持台５とは、それぞれに支持された研磨パッド１と被研磨材４が対向するように配置され、それぞれに回転軸６、７を備えている。また、支持台５側には、被研磨材４を研磨パッド１に押し付けるための加圧機構が設けてある。
　特許文献１では、半導体基板を研磨ヘッドに固定し、研磨定盤に体積弾性率が６００ｋｇ／ｃｍ２以上でかつ圧縮弾性率が１０ｋｇ／ｃｍ２以上１４０ｋｇ／ｃｍ２以下であるクッション層を介して固着したマイクロゴムＡ硬度が７０度以上の研磨層を前記半導体基板に押し当て、該半導体基板自体の反りあるいは凹凸を前記クッション層に吸収させた状態で前記研磨ヘッド或いは研磨定盤或いはその双方を回転させて前記半導体基板を研磨する事を特徴とする半導体基板の研磨方法、が提案されている。
　近年、半導体ウエハの大型化により研磨パッドも大型化しており、研磨定盤に大きな研磨パッドを貼り付ける作業が困難になってきている。研磨定盤に研磨パッドを貼り付ける作業においては、できるだけ平坦になるように研磨パッドを貼り付ける必要がある。しかし、研磨パッドが大きくなると、貼り付け時に研磨パッドと研磨定盤との間に空気が入りやすくなる。空気が入った部分は凸状に出っ張るため、その部分によって半導体ウエハの研磨加工に不具合（例えば、研磨の均一性の悪化、ドレッサーによる研磨層の破れなど）が発生するという問題があった。
特開２０００－１１７６１９号公報
　本発明は、大きい場合でも研磨定盤に平坦に貼り付けることができる積層研磨パッドを提供することを目的とする。また、当該積層研磨パッドを用いた半導体デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
　本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す積層研磨パッドにより上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明は、研磨層と支持層とが接着部材を介して積層されている積層研磨パッドにおいて、前記研磨層は親水性物質を０．５～５重量％含有しており、前記支持層はクッション層と熱寸法変化率が１．３～１２．６％の樹脂フィルムとが一体成形されたものであり、前記積層研磨パッドは研磨層側が凹状になるように反っており、パッド周端の平均反り量が３～５０ｍｍであることを特徴とする積層研磨パッド、に関する。
　図２は、従来の反りのない研磨パッドを研磨定盤に貼り付ける工程を示す概略図である。図２に示すように、従来は、まず研磨パッド１の一端を研磨定盤２の端部に貼り付け、そして研磨パッド１の一端から対向端に向かって研磨パッド１を研磨定盤２に押し付けながら貼り合せていた。しかし、このような従来の貼り付け方法の場合、研磨パッドが大きくなるとパッド周囲が自重で垂れて空気を噛み込みやすかった。
　一方、図３は、本発明の反りのある積層研磨パッドを研磨定盤に貼り付ける工程を示す概略図である。本発明の積層研磨パッド１は研磨層９側が凹状になるように反っている。図３に示すように、まず積層研磨パッド１の中心部分を研磨定盤２の中心部分に貼り合せ、そして積層研磨パッド１の中心部分から周端に向かって積層研磨パッド１を研磨定盤２に押し付けながら貼り合せることにより、空気を噛み込むことなく積層研磨パッド１を研磨定盤２に平坦に貼り付けることができる。
　ただし、研磨層側が凹状になるように反った積層研磨パッドを研磨定盤に貼り付けると、パッド周端が研磨定盤から離れるように内部応力が生じるため、パッド周端が研磨定盤から剥離しやすくなる。しかし、本発明の積層研磨パッドの研磨層は、親水性物質を０．５～５重量％含有しているため、ウエット処理時の超純水、又は研磨時のスラリーによって研磨層が膨潤（膨張）する。それにより、パッド周端にかかる内部応力が緩和されて、パッド周端が研磨定盤から剥離し難くなる。
　親水性物質の含有量が０．５重量％未満の場合には、超純水等によって研磨層が膨潤し難くなるため、パッド周端にかかる内部応力が緩和され難くなり、パッド周端が研磨定盤から剥離しやすくなる。一方、親水性物質の含有量が５重量％を超える場合には、超純水等によって研磨層が膨潤しすぎて研磨層の硬度が低下するため研磨特性に悪影響を及ぼす。
　支持層としては、クッション層と熱寸法変化率が１．３～１２．６％の樹脂フィルムとが一体成形されたものを用いる。当該支持層を用いることにより、パッド周端の反り量を３～５０ｍｍに調整することができる。樹脂フィルムの熱寸法変化率が１．３％未満の場合、パッド周端の反り量を３ｍｍ以上にすることができない。一方、樹脂フィルムの熱寸法変化率が１２．６％を超える場合、クッション層と樹脂フィルムとを一体成形する際に、熱収縮により樹脂フィルムにシワが発生し、支持層を作製することができない。
　パッド周端の平均反り量が３ｍｍ未満の場合には、積層研磨パッドの中心部分から周端に向かって積層研磨パッドを研磨定盤に貼り合せる際に、パッド周囲が垂れて空気を噛み込みやすくなる。一方、パッド周端の平均反り量が５０ｍｍを超える場合には、研磨定盤に貼り付けられたパッド周端にかかる内部応力が大きくなりすぎるため、超純水等によって研磨層が膨潤したとしてもパッド周端にかかる内部応力を十分に緩和することができない。そのため、パッド周端が研磨定盤から剥離しやすくなる。
　また、本発明は、親水性物質を０．５～５重量％含有する研磨層を３０～１００℃に加熱する工程、及び加熱した研磨層と、クッション層と熱寸法変化率が１．３～１２．６％の樹脂フィルムとが一体成形された支持層とを接着部材を介して貼り合せる工程を含み、
　研磨層側が凹状になるように反っており、パッド周端の平均反り量が３～５０ｍｍである積層研磨パッドの製造方法、に関する。
　研磨層を３０～１００℃に加熱した状態で、研磨層と前記支持層とを接着部材を介して貼り合せることにより、研磨層側が凹状になるように反っており、パッド周端の平均反り量が３～５０ｍｍである積層研磨パッドを製造することができる。パッドの反りは、加熱により研磨層が伸びた状態で貼り合わされ、その後、冷却により研磨層が収縮することで起こると考えられる。
　また、本発明は、クッション層と熱寸法変化率が１．３～１２．６％の樹脂フィルムとが一体成形された支持層のクッション層上にホットメルト接着剤シートを積層する工程、積層したホットメルト接着剤シートを加熱してホットメルト接着剤を溶融又は軟化させる工程、溶融又は軟化したホットメルト接着剤上に親水性物質を０．５～５重量％含有する研磨層を積層して積層シートを作製する工程、積層シートを３０～１００℃に加熱したロールの間を通過させて圧着する工程、及び積層シートの溶融又は軟化したホットメルト接着剤を硬化させる工程を含み、
　研磨層側が凹状になるように反っており、パッド周端の平均反り量が３～５０ｍｍである積層研磨パッドの製造方法、に関する。
　また、本発明は、クッション層と熱寸法変化率が１．３～１２．６％の樹脂フィルムとが一体成形された支持層のクッション層上に溶融又は軟化したホットメルト接着剤を塗布する工程、及び溶融又は軟化したホットメルト接着剤上に親水性物質を０．５～５重量％含有する研磨層を積層して積層シートを作製する工程、積層シートを３０～１００℃に加熱したロールの間を通過させて圧着する工程、及び積層シートの溶融又は軟化したホットメルト接着剤を硬化させる工程を含み、
　研磨層側が凹状になるように反っており、パッド周端の平均反り量が３～５０ｍｍである積層研磨パッドの製造方法、に関する。
　本発明の製造方法によって積層研磨パッドの反りが起こる理由は上記のとおりである。
　ホットメルト接着剤の溶融温度は１３０～１７０℃であることが好ましい。
　さらに、本発明は、前記積層研磨パッドを用いて半導体ウエハの表面を研磨する工程を含む半導体デバイスの製造方法、に関する。
　本発明の積層研磨パッドは、研磨層側が凹状になるように反った構造を有する。そのため、積層研磨パッドが大きい場合でも研磨定盤に空気を噛み込むことなく平坦に貼り付けることができる。
ＣＭＰ研磨で使用する研磨装置の一例を示す概略構成図 従来の反りのない研磨パッドを研磨定盤に貼り付ける工程を示す概略図 本発明の反りのある積層研磨パッドを研磨定盤に貼り付ける工程を示す概略図
　本発明で用いる研磨層は、親水性物質を０．５～５重量％含有するものであればよく、発泡体であっても無発泡体であってもよいが、微細気泡を有する発泡体であることが好ましい。研磨層は、親水性物質を０．６～２重量％含有することが好ましい。
　本発明において親水性物質とは、１０ｇの水に１０ｇ以上溶解又は混和する物質をいう。例えば、エチレングリコール及びジエチレングリコールなどの多価アルコール；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、及びジエチレングリコールモノブチルエーテルなどのエチレングリコールモノエーテル；エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、及びジエチレングリコールジブチルエーテルなどのエチレングリコールジエーテル；テトラエチレンジ（メタ）アクリレート；ジエチレングリコールにエチレンオキシドを付加重合させたポリエチレングリコール；ポリシロキサンにエチレンオキシドを付加重合させたポリシロキサンエーテルなどが挙げられる。親水性物質は、研磨層を構成する樹脂やその原料と反応しないものが好ましく、特にエチレングリコールジエーテルを用いることが好ましい。
　研磨層を構成する樹脂としては、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ハロゲン系樹脂（ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンなど）、ポリスチレン、オレフィン系樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレンなど）、エポキシ樹脂、感光性樹脂などの１種または２種以上の混合物が挙げられる。ポリウレタン樹脂は耐摩耗性に優れ、原料組成を種々変えることにより所望の物性を有するポリマーを容易に得ることができるため、研磨層の形成材料として特に好ましい材料である。以下、前記発泡体を代表してポリウレタン樹脂発泡体について説明する。
　前記ポリウレタン樹脂は、イソシアネート成分、ポリオール成分（高分子量ポリオール、低分子量ポリオール等）、及び鎖延長剤からなるものである。
　イソシアネート成分としては、ポリウレタンの分野において公知の化合物を特に限定なく使用できる。イソシアネート成分としては、２，４－トルエンジイソシアネート、２，６－トルエンジイソシアネート、２，２’－ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート、１，５－ナフタレンジイソシアネート、ｐ－フェニレンジイソシアネート、ｍ－フェニレンジイソシアネート、ｐ－キシリレンジイソシアネート、ｍ－キシリレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート；エチレンジイソシアネート、２，２，４－トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、１，６－ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート；１，４－シクロヘキサンジイソシアネート、４，４’－ジシクロへキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート等の脂環式ジイソシアネートが挙げられる。これらは１種で用いても、２種以上を混合しても差し支えない。
　高分子量ポリオールとしては、ポリウレタンの技術分野において、通常用いられるものを挙げることができる。例えば、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリエチレングリコール等に代表されるポリエーテルポリオール、ポリブチレンアジペートに代表されるポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカプロラクトンのようなポリエステルグリコールとアルキレンカーボネートとの反応物などで例示されるポリエステルポリカーボネートポリオール、エチレンカーボネートを多価アルコールと反応させ、次いでえられた反応混合物を有機ジカルボン酸と反応させたポリエステルポリカーボネートポリオール、ポリヒドロキシル化合物とアリールカーボネートとのエステル交換反応により得られるポリカーボネートポリオールなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
　ポリオール成分として上述した高分子量ポリオールの他に、エチレングリコール、１，２－プロピレングリコール、１，３－プロピレングリコール、１，２－ブタンジオール、１，３－ブタンジオール、１，４－ブタンジオール、２，３－ブタンジオール、１，６－ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４－シクロヘキサンジメタノール、３－メチル－１，５－ペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，４－ビス（２－ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、トリメチロールプロパン、グリセリン、１，２，６－ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、テトラメチロールシクロヘキサン、メチルグルコシド、ソルビトール、マンニトール、ズルシトール、スクロース、２，２，６，６－テトラキス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサノール、ジエタノールアミン、Ｎ－メチルジエタノールアミン、及びトリエタノールアミン等の低分子量ポリオールを併用することができる。また、エチレンジアミン、トリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、及びジエチレントリアミン等の低分子量ポリアミンを併用することもできる。また、モノエタノールアミン、２－（２－アミノエチルアミノ）エタノール、及びモノプロパノールアミン等のアルコールアミンを併用することもできる。これら低分子量ポリオール、低分子量ポリアミン等は１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。低分子量ポリオールや低分子量ポリアミン等の配合量は特に限定されず、製造される研磨層に要求される特性により適宜決定される。
　ポリウレタン樹脂発泡体をプレポリマー法により製造する場合において、プレポリマーの硬化には鎖延長剤を使用する。鎖延長剤は、少なくとも２個以上の活性水素基を有する有機化合物であり、活性水素基としては、水酸基、第１級もしくは第２級アミノ基、チオール基（ＳＨ）等が例示できる。具体的には、４，４’－メチレンビス（ｏ－クロロアニリン）（ＭＯＣＡ）、２，６－ジクロロ－ｐ－フェニレンジアミン、４，４’－メチレンビス（２，３－ジクロロアニリン）、３，５－ビス（メチルチオ）－２，４－トルエンジアミン、３，５－ビス（メチルチオ）－２，６－トルエンジアミン、３，５－ジエチルトルエン－２，４－ジアミン、３，５－ジエチルトルエン－２，６－ジアミン、トリメチレングリコール－ジ－ｐ－アミノベンゾエート、ポリテトラメチレンオキシド－ジ－ｐ－アミノベンゾエート、４，４’－ジアミノ－３，３’，５，５’－テトラエチルジフェニルメタン、４，４’－ジアミノ－３，３’－ジイソプロピル－５，５’－ジメチルジフェニルメタン、４，４’－ジアミノ－３，３’，５，５’－テトライソプロピルジフェニルメタン、１，２－ビス（２－アミノフェニルチオ）エタン、４，４’－ジアミノ－３，３’－ジエチル－５，５’－ジメチルジフェニルメタン、Ｎ，Ｎ’－ジ－ｓｅｃ－ブチル－４，４’－ジアミノジフェニルメタン、３，３’－ジエチル－４，４’－ジアミノジフェニルメタン、ｍ－キシリレンジアミン、Ｎ，Ｎ’－ジ－ｓｅｃ－ブチル－ｐ－フェニレンジアミン、ｍ－フェニレンジアミン、及びｐ－キシリレンジアミン等に例示されるポリアミン類、あるいは、上述した低分子量ポリオールや低分子量ポリアミンを挙げることができる。これらは１種で用いても、２種以上を混合しても差し支えない。
　本発明におけるイソシアネート成分、ポリオール成分、及び鎖延長剤の比は、各々の分子量や積層研磨パッドの所望物性などにより種々変え得る。所望する研磨特性を有する積層研磨パッドを得るためには、ポリオール成分と鎖延長剤の合計活性水素基（水酸基＋アミノ基）数に対するイソシアネート成分のイソシアネート基数は、０．８０～１．２０であることが好ましく、さらに好ましくは０．９９～１．１５である。イソシアネート基数が前記範囲外の場合には、硬化不良が生じて要求される比重及び硬度が得られず、研磨特性が低下する傾向にある。
　ポリウレタン樹脂発泡体は、溶融法、溶液法など公知のウレタン化技術を応用して製造することができるが、コスト、作業環境などを考慮した場合、溶融法で製造することが好ましい。
　ポリウレタン樹脂発泡体の製造は、プレポリマー法、ワンショット法のどちらでも可能であるが、事前にイソシアネート成分とポリオール成分からイソシアネート末端プレポリマーを合成しておき、これに鎖延長剤を反応させるプレポリマー法が、得られるポリウレタン樹脂の物理的特性が優れており好適である。
　ポリウレタン樹脂発泡体の製造方法としては、中空ビーズを添加させる方法、機械的発泡法、化学的発泡法などが挙げられる。
　特に、ポリアルキルシロキサンとポリエーテルの共重合体であって活性水素基を有しないシリコン系界面活性剤を使用した機械的発泡法が好ましい。
　なお、必要に応じて、酸化防止剤等の安定剤、滑剤、顔料、充填剤、帯電防止剤、その他の添加剤を加えてもよい。
　ポリウレタン樹脂発泡体は独立気泡タイプであってもよく、連続気泡タイプであってもよい。
　ポリウレタン樹脂発泡体の製造は、各成分を計量して容器に投入し、撹拌するバッチ方式であっても、また撹拌装置に各成分と非反応性気体を連続して供給して撹拌し、気泡分散液を送り出して成形品を製造する連続生産方式であってもよい。
　また、ポリウレタン樹脂発泡体の原料となるプレポリマーを反応容器に入れ、その後鎖延長剤を投入、撹拌後、所定の大きさの注型に流し込みブロックを作製し、そのブロックを鉋状、あるいはバンドソー状のスライサーを用いてスライスする方法、又は前述の注型の段階で、薄いシート状にしても良い。また、原料となる樹脂を溶解し、Ｔダイから押し出し成形して直接シート状のポリウレタン樹脂発泡体を得ても良い。
　前記ポリウレタン樹脂発泡体の平均気泡径は、３０～８０μｍであることが好ましく、より好ましくは３０～６０μｍである。この範囲から逸脱する場合は、研磨速度が低下したり、研磨後の被研磨材（ウエハ）のプラナリティ（平坦性）が低下する傾向にある。
　前記ポリウレタン樹脂発泡体の比重は、０．５～１．３であることが好ましい。比重が０．５未満の場合、研磨層の表面強度が低下し、被研磨材のプラナリティが低下する傾向にある。また、１．３より大きい場合は、研磨層表面の気泡数が少なくなり、プラナリティは良好であるが、研磨速度が低下する傾向にある。
　前記ポリウレタン樹脂発泡体の硬度は、アスカーＤ硬度計にて、４０～７５度であることが好ましい。アスカーＤ硬度が４０度未満の場合には、被研磨材のプラナリティが低下し、また、７５度より大きい場合は、プラナリティは良好であるが、被研磨材のユニフォーミティ（均一性）が低下する傾向にある。
　研磨層の被研磨材と接触する研磨表面は、スラリーを保持・更新するための凹凸構造を有することが好ましい。発泡体からなる研磨層は、研磨表面に多くの開口を有し、スラリーを保持・更新する働きを持っているが、研磨表面に凹凸構造を形成することにより、スラリーの保持と更新をさらに効率よく行うことができ、また被研磨材との吸着による被研磨材の破壊を防ぐことができる。凹凸構造は、スラリーを保持・更新する形状であれば特に限定されるものではなく、例えば、ＸＹ格子溝、同心円状溝、貫通孔、貫通していない穴、多角柱、円柱、螺旋状溝、偏心円状溝、放射状溝、及びこれらの溝を組み合わせたものが挙げられる。また、これらの凹凸構造は規則性のあるものが一般的であるが、スラリーの保持・更新性を望ましいものにするため、ある範囲ごとに溝ピッチ、溝幅、溝深さ等を変化させることも可能である。
　研磨層の形状は特に制限されず、円形状であってもよく、長尺状であってもよい。研磨層の大きさは使用する研磨装置に応じて適宜調整することができるが、円形状の場合には直径は３０～１５０ｃｍ程度であり、長尺状の場合には長さ５～１５ｍ程度、幅６０～２５０ｃｍ程度である。
　研磨層の厚みは特に限定されるものではないが、通常０．８～４ｍｍ程度であり、１．２～２．５ｍｍであることが好ましい。
　研磨層には、研磨を行っている状態で光学終点検知をするための透明部材が設けられていてもよい。
　本発明で用いる支持層は、クッション層と熱寸法変化率が１．３～１２．６％の樹脂フィルムとが一体成形されたものである。
　クッション層は、ＣＭＰにおいて、トレードオフの関係にあるプラナリティとユニフォーミティの両者を両立させるために必要なものである。プラナリティとは、パターン形成時に発生する微小凹凸のある被研磨材を研磨した時のパターン部の平坦性をいい、ユニフォーミティとは、被研磨材全体の均一性をいう。研磨層の特性によって、プラナリティを改善し、クッション層の特性によってユニフォーミティを改善する。
　クッション層としては、例えば、ポリエステル不織布、ナイロン不織布、及びアクリル不織布などの繊維不織布；ポリウレタンを含浸したポリエステル不織布のような樹脂含浸不織布；ポリウレタンフォーム及びポリエチレンフォームなどの高分子樹脂発泡体；ブタジエンゴム及びイソプレンゴムなどのゴム性樹脂；感光性樹脂などが挙げられる。
　クッション層の厚みは特に制限されないが、３００～１８００μｍであることが好ましく、より好ましくは７００～１４００μｍである。
　クッション層は剛性に乏しいため貼り合せ時に皺の発生、又は接着不良などの不具合が起こりやすい。このような不具合を防止するために、クッション層の片面に樹脂フィルムを設けて剛性を付与する。
　樹脂フィルムとしては、１５０℃で３０分加熱後の熱寸法変化率が１．３～１２．６％であるものを用いる。好ましくは熱寸法変化率が１．４～３％の樹脂フィルムである。例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどのポリエステルフィルム；ポリエチレンフィルム及びポリプロピレンフィルムなどのポリオレフィンフィルム；ポリアミドフィルム；アクリル樹脂フィルム；メタクリル樹脂フィルム；ポリスチレンフィルムなどが挙げられる。これらのうち、ポリエステルフィルムを用いることが好ましく、特にポリエチレンテレフタレートフィルムを用いることが好ましい。
　樹脂フィルムの厚みは特に制限されないが、１０～１５０μｍであることが好ましく、より好ましくは２０～１００μｍである。
　本発明で用いる支持層は、例えば、クッション層の片面に接着剤を用いて樹脂フィルムを貼り合せる方法、及び樹脂フィルム上にクッション層形成材料を塗布し硬化させてクッション層を直接形成する方法などにより作製することができる。
　本発明の積層研磨パッドは、前記研磨層と前記支持層とを接着部材で貼り合わせて作製する。例えば、以下の方法で製造することができる。
　製造方法１
　まず、研磨層を３０～１００℃に加熱する。その後、前記温度に加熱した研磨層と前記支持層のクッション層側とを接着部材を介して圧着して貼り合せる。接着部材としては、一般的な感圧性接着剤を用いてもよく、基材の両面に感圧性接着剤層が設けられた両面テープを用いてもよい。圧着方法としては、例えばロールの間を通過させる方法が挙げられる。貼り合せ後、冷却することにより研磨層が収縮し、研磨層側が凹状になるように反った積層研磨パッドが得られる。支持層を研磨層の大きさに切断する場合は、研磨層を冷却する前、つまり研磨層が収縮して凹状になる前に切断することが好ましい。研磨層が収縮して凹状になった後に切断すると、支持層を研磨層の大きさに合わせて正確に切断することが困難になる。
　製造方法２
　まず、前記支持層のクッション層上にホットメルト接着剤シートを積層する。
　前記ホットメルト接着剤シートは、ホットメルト接着剤で形成された接着剤層であってもよく、又は基材の両面に前記接着剤層が設けられた両面テープであってもよい。
　使用するホットメルト接着剤は特に制限されないが、ポリエステル系ホットメルト接着剤を用いることが好ましい。
　前記ポリエステル系ホットメルト接着剤は、少なくともベースポリマーであるポリエステル樹脂と、架橋成分である１分子中にグリシジル基を２つ以上有するエポキシ樹脂とを含有する。
　前記ポリエステル樹脂としては、酸成分及びポリオール成分の縮重合等により得られる公知のものを用いることができるが、特に結晶性ポリエステル樹脂を用いることが好ましい。
　酸成分としては、芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸及び脂環族ジカルボン酸等が挙げられる。これらは、１種のみ用いてもよく２種以上を併用してもよい。
　芳香族ジカルボン酸の具体例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、α－ナフタレンジカルボン酸、β－ナフタレンジカルボン酸、及びそのエステル形成体等が挙げられる。
　脂肪族ジカルボン酸の具体例としては、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデシレン酸、ドデカン二酸、及びそのエステル形成体等が挙げられる。
　脂環族ジカルボン酸の具体例としては、１，４－シクロヘキサンジカルボン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸等が挙げられる。
　また、酸成分として、マレイン酸、フマル酸、ダイマー酸等の不飽和酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の多価カルボン酸等を併用してもよい。
　ポリオール成分としては、脂肪族グリコール、脂環族グリコール等の２価アルコール及び多価アルコールが挙げられる。これらは、１種のみ用いてもよく２種以上を併用してもよい。
　脂肪族グリコールの具体例としては、エチレングリコール、１，２－プロピレングリコール、１，３－プロピレングリコール、１，３－ブタンジオール、１，４－ブタンジオール、１，５－ペンタンジオール、１，６－ヘキサンジオール、１，８－オクタンジオール、１，９－ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、３－メチルペンタンジオール、２，２，３－トリメチルペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール等が挙げられる。
　脂環族グリコールの具体例としては、１，４－シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールＡ等が挙げられる。
　多価アルコールとしては、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
　結晶性ポリエステル樹脂は、公知の方法により合成することができる。例えば、原料及び触媒を仕込み、生成物の融点以上の温度で加熱する溶融重合法、生成物の融点以下で重合する固相重合法、溶媒を使用する溶液重合法等があり、いずれの方法を採用してもよい。
　結晶性ポリエステル樹脂の融点は１００～２００℃であることが好ましい。融点が１００℃未満の場合は、研磨時の発熱によってホットメルト接着剤の接着力が低下し、２００℃を超える場合には、ホットメルト接着剤を溶融させる際の温度が高くなるため、積層研磨パッドに反りが生じて研磨特性に悪影響を与える傾向にある。
　また、結晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量は５０００～５００００であることが好ましい。数平均分子量が５０００未満の場合は、ホットメルト接着剤の機械的特性が低下するため、十分な接着性及び耐久性が得られず、５００００を超える場合には、結晶性ポリエステル樹脂を合成する際にゲル化が生じる等の製造上の不具合が発生したり、ホットメルト接着剤としての性能が低下する傾向にある。
　前記エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタン型エポキシ樹脂、及びテトラキス（ヒドロキシフェニル）エタンベースなどのポリフェニルベースエポキシ樹脂、フルオレン含有エポキシ樹脂、トリグリシジルイソシアヌレート、複素芳香環（例えば、トリアジン環など）を含有するエポキシ樹脂などの芳香族エポキシ樹脂；脂肪族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、脂肪族グリシジルエステル型エポキシ樹脂、脂環族グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、脂環族グリシジルエステル型エポキシ樹脂などの非芳香族エポキシ樹脂が挙げられる。これらは１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
　これらのうち、研磨時における研磨層との接着性の観点から、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂を用いることが好ましい。
　前記エポキシ樹脂は、ベースポリマーであるポリエステル樹脂１００重量部に対して、２～１０重量部添加することが必要であり、好ましくは３～７重量部である。
　ホットメルト接着剤は、オレフィン系樹脂等の軟化剤、粘着付与剤、充填剤、安定剤、及びカップリング剤などの公知の添加剤を含有していてもよい。また、タルクなどの公知の無機フィラーも含有していてもよい。
　ホットメルト接着剤の溶融温度（融点）は、１３０～１７０℃であることが好ましい。
　また、ホットメルト接着剤の比重は、１．１～１．３であることが好ましい。
　また、ホットメルト接着剤のメルトフローインデックス（ＭＩ）は、１５０℃、荷重２．１６ｋｇの条件にて、１６～２６ｇ／１０ｍｉｎであることが好ましい。
　ホットメルト接着剤で形成された接着剤層の厚みは１０～２００μｍであることが好ましく、より好ましくは５０～１３０μｍである。
　前記接着剤層の代わりに、基材の両面に前記接着剤層を有する両面テープを用いてもよい。基材により支持層側へのスラリーの浸透を防止し、支持層と接着剤層との間での剥離を防止することができる。
　基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム及びポリエチレンナフタレートフィルムなどのポリエステルフィルム；ポリエチレンフィルム及びポリプロピレンフィルムなどのポリオレフィンフィルム；ナイロンフィルム；ポリイミドフィルムなどが挙げられる。これらのうち、水の透過を防ぐ性質に優れるポリエステルフィルムを用いることが好ましい。
　基材の表面には、コロナ処理、プラズマ処理などの易接着処理を施してもよい。
　基材の厚みは特に制限されないが、透明性、柔軟性、剛性、及び加熱時の寸法安定性等の観点から１０～２００μｍであることが好ましく、より好ましくは１５～５５μｍである。
　両面テープを用いる場合、前記接着剤層の厚みは１０～２００μｍであることが好ましく、より好ましくは５０～１３０μｍである。
　その後、積層したホットメルト接着剤シートを加熱してホットメルト接着剤を溶融又は軟化させる。軟化させる場合には、ホットメルト接着剤の溶融温度から－１０℃以内の温度になるように加熱することが好ましく、より好ましくは溶融温度から－５℃以内の温度になるように加熱する。ホットメルト接着剤シートを溶融又は軟化させる方法は特に制限されず、例えば、コンベアベルト上でシートを搬送しながら、赤外ヒーターでホットメルト接着剤シート表面を加熱する方法が挙げられる。
　そして、溶融又は軟化したホットメルト接着剤上に研磨層を積層して積層シートを作製し、当該積層シートを３０～１００℃に加熱したロールの間を通過させて圧着して貼り合せる。なお、ホットメルト接着剤シートを用いる代わりに、支持層のクッション層上に溶融又は軟化したホットメルト接着剤を塗布してもよい。貼り合せ後、冷却することにより溶融又は軟化したホットメルト接着剤を硬化させる。その際、研磨層が収縮し、研磨層側が凹状になるように反った積層研磨パッドが得られる。支持層を研磨層の大きさに切断する場合は、研磨層が収縮して凹状になる前に切断することが好ましい。研磨層が収縮して凹状になった後に切断すると、支持層を研磨層の大きさに合わせて正確に切断することが困難になる。
　本発明の製造方法により得られる積層研磨パッドは、研磨層側が凹状になるように反っており、パッド周端の平均反り量は３～５０ｍｍであり、好ましくは５～１５ｍｍである。
　本発明の積層研磨パッドは、円形状であってもよく、長尺状であってもよい。積層研磨パッドの大きさは使用する研磨装置に応じて適宜調整することができるが、円形状の場合には直径は３０～１５０ｃｍ程度であり、長尺状の場合には長さ５～１５ｍ程度、幅６０～２５０ｃｍ程度である。
　本発明の積層研磨パッドは、支持層の樹脂フィルム側に両面テープが設けられていてもよい。
　半導体デバイスは、前記研磨パッドを用いて半導体ウエハの表面を研磨する工程を経て製造される。半導体ウエハとは、一般にシリコンウエハ上に配線金属及び酸化膜を積層したものである。半導体ウエハの研磨方法、研磨装置は特に制限されず、例えば、図１に示すように積層研磨パッド１を支持する研磨定盤２と、半導体ウエハ４を支持する支持台（ポリシングヘッド）５とウエハへの均一加圧を行うためのバッキング材と、研磨剤３の供給機構を備えた研磨装置などを用いて行われる。積層研磨パッド１は、例えば、両面テープで貼り付けることにより、研磨定盤２に装着される。研磨定盤２と支持台５とは、それぞれに支持された積層研磨パッド１と半導体ウエハ４が対向するように配置され、それぞれに回転軸６、７を備えている。また、支持台５側には、半導体ウエハ４を積層研磨パッド１に押し付けるための加圧機構が設けてある。研磨に際しては、研磨定盤２と支持台５とを回転させつつ半導体ウエハ４を積層研磨パッド１に押し付け、スラリーを供給しながら研磨を行う。スラリーの流量、研磨荷重、研磨定盤回転数、及びウエハ回転数は特に制限されず、適宜調整して行う。
　これにより半導体ウエハ４の表面の突出した部分が除去されて平坦状に研磨される。その後、ダイシング、ボンディング、パッケージング等することにより半導体デバイスが製造される。半導体デバイスは、演算処理装置やメモリー等に用いられる。
　以下、本発明を実施例を挙げて説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
　［測定、評価方法］
　（溶融温度の測定）
　ポリエステル系ホットメルト接着剤の溶融温度（融点）は、TOLEDO　DSC822（METTLER社製）を用い、昇温速度２０℃／ｍｉｎにて測定した。
　（比重の測定）
　ＪＩＳ　Ｚ８８０７－１９７６に準拠して行った。ポリエステル系ホットメルト接着剤からなる接着剤層を４ｃｍ×８．５ｃｍの短冊状（厚み：任意）に切り出したものを比重測定用試料とし、温度２３℃±２℃、湿度５０％±５％の環境で１６時間静置した。測定には比重計（ザルトリウス社製）を用い、比重を測定した。
　（メルトフローインデックス（ＭＩ）の測定）
　ＡＳＴＭ－Ｄ－１２３８に準じて１５０℃、２．１６ｋｇの条件で、ポリエステル系ホットメルト接着剤のメルトフローインデックスを測定した。
　（熱寸法変化率の測定）
　樹脂フィルムの１５０℃で３０分加熱した後と加熱前との熱寸法変化率は、ＪＩＳ　Ｃ　２３１８に準拠して測定した。
　（パッド周端の平均反り量の測定）
　作製した積層研磨パッドを水平なテーブル上に静置し、パッド周端の最も反りが大きい部分から９０°毎に合計４ヶ所について、テーブルからの高さ（浮き）を測定した。
　（面内均一性の評価）
　研磨装置としてＡＲＷ－８Ｃ１ＭＳ（ＭＡＴ社製）を用い、作製した積層研磨パッドを研磨装置に貼り付けた。ダイヤモンドドレッサー（ＭＭＣ社製、ＭＥＣＹ＃１００タイプ）を用いて積層研磨パッドのドレス処理を２０分間行った。その後、前記積層研磨パッドを用いて、３００ｍｍのシリコンウエハに熱酸化膜が１μｍ堆積したウエハを１分間研磨した（初期研磨）。研磨条件としては、シリカスラリーＳＳ１２（キャボット社製）を研磨中に流量２００ｍｌ／ｍｉｎで供給し、研磨荷重２７５ｈＰａ、研磨定盤回転数６０ｒｐｍ、及びウエハ回転数６０ｒｐｍとした。そして、ウエハ直径ライン上の３ｍｍ間隔の９９点（ウエハエッヂから３ｍｍの位置は除外）について研磨前後の膜厚測定値から研磨速度最大値、研磨速度最小値、及び研磨速度平均値を求め、その値を下記式に代入することにより面内均一性（％）を算出した。膜厚測定には、干渉式膜厚測定装置（ナノメトリクス社製）を用いた。その後、前記ダイヤモンドドレッサーを用いて前記積層研磨パッドのドレス処理を５時間行った。その後、前記と同様の方法でウエハを１分間研磨し（５時間後研磨）、面内均一性（％）を算出した。面内均一性の値が小さいほどウエハ表面の均一性が高いことを示す。面内均一性の値が１５％以下の場合は○、１５％を超える場合は×とした。
　面内均一性（％）＝{（研磨速度最大値－研磨速度最小値）／（研磨速度平均値×２）}×１００
　実施例１
　（研磨層の作製）
　ポリエーテル系プレポリマー（ユニロイヤル社製、アジプレンＬ－３２５）１００重量部、シリコン系界面活性剤（ゴールドシュミット社製、Ｂ８４６５）３重量部、及びジエチレングリコールジエチルエーテル０．８重量部を重合容器内に加えて混合し、８０℃に調整して減圧脱泡した。その後、撹拌翼を用いて、回転数９００ｒｐｍで反応系内に気泡を取り込むように激しく約４分間撹拌を行った。そこへ予め１２０℃に温度調整したＭＯＣＡ（イハラケミカル社製、キュアミンＭＴ）２６重量部を添加した。該混合液を約１分間撹拌した後、パン型のオープンモールド（注型容器）へ流し込んだ。この混合液の流動性がなくなった時点でオーブン内に入れ、１００℃で１６時間ポストキュアを行い、ポリウレタン樹脂発泡体ブロックを得た。　
　約８０℃に加熱した前記ポリウレタン樹脂発泡体ブロックをスライサー（アミテック社製、ＶＧＷ－１２５）を使用してスライスし、ポリウレタン樹脂発泡体シート（比重：０．８５、アスカーＤ硬度：５５度）を得た。次に、バフ機（アミテック社製）を使用して厚さ１．２７ｍｍになるまで該シートの表面バフ処理をし、厚み精度を整えたシートとした。このバフ処理をしたシートを直径７８ｃｍの大きさで打ち抜き、溝加工機（テクノ社製）を用いて表面に溝幅０．２５ｍｍ、溝ピッチ１．５ｍｍ、溝深さ０．４５ｍｍの同心円状の溝加工を行って研磨層を作製した。
　（支持層の作製）
　厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム（帝人デュポンフィルム社製、テトロンＧ２、熱寸法変化率：１．７％）の上に発泡ウレタン組成物を塗布し、硬化させてクッション層（比重：０．５、アスカーＣ硬度：５０度、厚さ：０．８ｍｍ）を形成して支持層を作製した。
　（積層研磨パッドの作製）
　前記支持層のクッション層上に、結晶性ポリエステル樹脂（東洋紡績（株）社製、バイロンＧＭ４２０）１００重量部、及び１分子中にグリシジル基を２つ以上有するｏ－クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（日本化薬（株）社製、ＥＯＣＮ４４００）５重量部を含むポリエステル系ホットメルト接着剤（融点：１４２℃、比重：１．２２、メルトフローインデックス：２１ｇ／１０ｍｉｎ）からなる接着剤層（厚み１００μｍ）を積層し、赤外ヒーターを用いて接着剤層表面を１５０℃に加熱して接着剤層を溶融させた。その後、溶融させた接着剤層上にラミネート機を用いて作製した研磨層を積層して積層シートを得て、当該積層シートを５０℃のロールの間を通過させて圧着させた。その後、積層シートを研磨層の大きさに裁断した。さらに、支持層のＰＥＴフィルム側にラミネート機を使用して感圧式両面テープ（３Ｍ社製、４４２ＪＡ）を貼り合わせて積層研磨パッドを作製した。積層研磨パッドは研磨層側が凹状になるように反っていた。
　実施例２
　ロールの温度を５０℃から３１℃に変更した以外は実施例１と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。積層研磨パッドは研磨層側が凹状になるように反っていた。
　実施例３
　ロールの温度を５０℃から９８℃に変更した以外は実施例１と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。積層研磨パッドは研磨層側が凹状になるように反っていた。
　実施例４
　研磨層の作製において、ジエチレングリコールジエチルエーテルの配合量を０．８重量部から６．４重量部に変更した以外は実施例１と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。積層研磨パッドは研磨層側が凹状になるように反っていた。
　実施例５
　支持層の作製において、テトロンＧ２の代わりに厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム（東レ社製、ルミラーＨ１０、熱寸法変化率：１．３％）を用いた以外は実施例１と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。積層研磨パッドは研磨層側が凹状になるように反っていた。
　実施例６
　支持層の作製において、テトロンＧ２の代わりに厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム（東レ社製、ルミラーＨＴ５０、熱寸法変化率：１２．６％）を用いた以外は実施例１と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。積層研磨パッドは研磨層側が凹状になるように反っていた。
　比較例１
　研磨層の作製において、ジエチレングリコールジエチルエーテルを配合しなかった以外は実施例１と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。積層研磨パッドは研磨層側が凹状になるように反っていた。
　比較例２
　研磨層の作製において、ジエチレングリコールジエチルエーテルの配合量を０．８重量部から１５重量部に変更した以外は実施例１と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。積層研磨パッドは研磨層側が凹状になるように反っていた。
　比較例３
　ロールの温度を５０℃から２３℃に変更した以外は実施例１と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。積層研磨パッドはほぼ平坦であった。
　比較例４
　ロールの温度を５０℃から１３０℃に変更した以外は実施例１と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。積層研磨パッドは研磨層側が凹状になるように大きく反っていた。
　比較例５
　支持層の作製において、テトロンＧ２の代わりに厚さ２５μｍのＰＥＮフィルム（帝人デュポンフィルム社製、テオネックスＱ５１、熱寸法変化率：１．０％）を用いた以外は実施例１と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。積層研磨パッドはほぼ平坦であった。
　比較例６
　厚さ２５μｍのＰＥＴフィルム（東レ社製、ルミラーＨＴ５０、熱寸法変化率：１５％）の上に発泡ウレタン組成物を塗布して加熱したところ、ＰＥＴフィルムが収縮してしまい支持層を作製することができなかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　実施例１～６の積層研磨パッドは、適度な反りを有しているため研磨定盤への貼り付け作業性が良好であった。また、初期ドレス処理後、及び長時間ドレス処理後の面内均一性も良好であった。一方、比較例１の積層研磨パッドは、適度な反りを有しているため研磨定盤への貼り付け作業性が良好であったが、研磨層に親水性物質が配合されていないため、初期ドレス処理後の面内均一性が悪く、長時間ドレス処理後にはパッド端部に浮き及び剥離が発生した。比較例２の積層研磨パッドは、適度な反りを有しているため研磨定盤への貼り付け作業性が良好であったが、研磨層に親水性物質が多く含まれているため、研磨層が膨潤して長時間ドレス処理後の面内均一性が悪化した。比較例３及び５の積層研磨パッドは、反りがなくほぼ平坦なものだったため、研磨定盤に貼り付ける際に空気を噛み込んで平坦に貼り付けることができなかった。そのため、突出した部分にドレッサーが過剰に接触して長時間ドレス処理した後に研磨層に破れが生じた。比較例４の積層研磨パッドは、反りが大きすぎるため研磨定盤へ貼り付けることができなかった。
　本発明の積層研磨パッドはレンズ、反射ミラー等の光学材料やシリコンウエハ、ハードディスク用のガラス基板、アルミ基板、及び一般的な金属研磨加工等の高度の表面平坦性を要求される材料の平坦化加工を安定、かつ高い研磨効率で行うことができる。本発明の積層研磨パッドは、特にシリコンウエハ並びにその上に酸化物層、金属層等が形成されたデバイスを、さらにこれらの酸化物層や金属層を積層・形成する前に平坦化する工程に好適に使用できる。
１：積層研磨パッド
２：研磨定盤
３：研磨剤（スラリー）
４：被研磨材（半導体ウエハ）
５：支持台（ポリシングヘッド）
６、７：回転軸
８：空気
９：研磨層
１０：支持層
 
 

Claims (6)

  1. 研磨層と支持層とが接着部材を介して積層されている積層研磨パッドにおいて、前記研磨層は親水性物質を０．５～５重量％含有しており、前記支持層はクッション層と熱寸法変化率が１．３～１２．６％の樹脂フィルムとが一体成形されたものであり、前記積層研磨パッドは研磨層側が凹状になるように反っており、パッド周端の平均反り量が３～５０ｍｍであることを特徴とする積層研磨パッド。
  2. 親水性物質を０．５～５重量％含有する研磨層を３０～１００℃に加熱する工程、及び加熱した研磨層と、クッション層と熱寸法変化率が１．３～１２．６％の樹脂フィルムとが一体成形された支持層とを接着部材を介して貼り合せる工程を含み、
    　研磨層側が凹状になるように反っており、パッド周端の平均反り量が３～５０ｍｍである積層研磨パッドの製造方法。
  3. クッション層と熱寸法変化率が１．３～１２．６％の樹脂フィルムとが一体成形された支持層のクッション層上にホットメルト接着剤シートを積層する工程、積層したホットメルト接着剤シートを加熱してホットメルト接着剤を溶融又は軟化させる工程、溶融又は軟化したホットメルト接着剤上に親水性物質を０．５～５重量％含有する研磨層を積層して積層シートを作製する工程、積層シートを３０～１００℃に加熱したロールの間を通過させて圧着する工程、及び積層シートの溶融又は軟化したホットメルト接着剤を硬化させる工程を含み、
    　研磨層側が凹状になるように反っており、パッド周端の平均反り量が３～５０ｍｍである積層研磨パッドの製造方法。
  4. クッション層と熱寸法変化率が１．３～１２．６％の樹脂フィルムとが一体成形された支持層のクッション層上に溶融又は軟化したホットメルト接着剤を塗布する工程、及び溶融又は軟化したホットメルト接着剤上に親水性物質を０．５～５重量％含有する研磨層を積層して積層シートを作製する工程、積層シートを３０～１００℃に加熱したロールの間を通過させて圧着する工程、及び積層シートの溶融又は軟化したホットメルト接着剤を硬化させる工程を含み、
    　研磨層側が凹状になるように反っており、パッド周端の平均反り量が３～５０ｍｍである積層研磨パッドの製造方法。
  5. ホットメルト接着剤の溶融温度が１３０～１７０℃である請求項３又は４記載の積層研磨パッドの製造方法。
  6. 請求項１記載の積層研磨パッドを用いて半導体ウエハの表面を研磨する工程を含む半導体デバイスの製造方法。
     
     
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