研磨用クッション材
【課題】低い押圧力での研磨加工時にも優れたクッション性を発揮すると共に、被研磨物や研磨材を平坦に保持することができる研磨用クッション材を提供する。
【解決手段】発泡シート11の一方の面に粘着剤層12aが積層一体化されてなる研磨用クッション材であって、
上記発泡シート11は、厚みが０．３〜３．０ｍｍであり、密度が４００〜６００ｋｇ／ｍ3であり、引張強さが１．０〜３．０ＭＰａであり、伸びが１３０〜１６０％であり、ショアＡ硬度が２５〜４０であり、又は２５％圧縮応力が０．３０〜０．６０ＭＰａである条件のうち少なくとも一つを満たすことを特徴とする研磨用クッション材。
【解決手段】発泡シート11の一方の面に粘着剤層12aが積層一体化されてなる研磨用クッション材であって、
上記発泡シート11は、厚みが０．３〜３．０ｍｍであり、密度が４００〜６００ｋｇ／ｍ3であり、引張強さが１．０〜３．０ＭＰａであり、伸びが１３０〜１６０％であり、ショアＡ硬度が２５〜４０であり、又は２５％圧縮応力が０．３０〜０．６０ＭＰａである条件のうち少なくとも一つを満たすことを特徴とする研磨用クッション材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被研磨物を研磨して平坦性を高める際に、被研磨物や研磨材を研磨機に固定するために用いられる研磨用クッション材に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスに用いられるシリコンウェーハや液晶ディスプレイなどに用いられるガラス基板などの基板の表面には、その平坦性を高めるために化学機械研磨（以下、「ＣＭＰ」とも記載する）が行われる。ＣＭＰでは、研磨布又は研磨パッドと呼ばれる研磨材が両面粘着性テープなどにより研磨機の定盤に貼着され、シリコンウェーハ又はガラス基板などの被研磨物が回転プレートに固定され、そして、被研磨物と研磨材を加圧した状態で相対的に摺動させることによって被研磨物の研磨が行われる。
【０００３】
また、従来のＣＭＰでは、回転プレートと被研磨物との間又は定盤と研磨材との間に研磨用クッション材を介在させて、被研磨物の表面に加わる押圧力を均一にすることにより被研磨物の平坦性を向上させている。例えば、特許文献１では、回転プレートの定盤と対向する面に発泡ポリウレタン樹脂からなる研磨用クッション材を粘着剤により貼着し、この研磨用クッション材に水を含ませて被研磨物を吸着保持させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２７６１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体デバイスの配線がますます微細化しており、半導体デバイスの表面の平坦性をさらに向上させることが望まれている。また、半導体デバイスなどの被研磨物への研磨負荷を小さくするために低い押圧力でより均一に研磨加工することが求められている。したがって研磨用クッション材にも被研磨物の被研磨面に加わる押圧力をさらに均一にするために、クッション性の向上が求められている。しかしながら、従来の研磨用クッション材では、単にクッション性を向上させようとすると剛性が低下して柔らかくなり過ぎ、被研磨物や研磨材を平坦に保持できなくなる問題があった。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、低い押圧力での研磨加工時にも優れたクッション性を発揮すると共に、被研磨物や研磨材を平坦に保持することができる研磨用クッション材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の研磨用クッション材は、発泡シートの一方の面に粘着剤層が積層一体化されてなる研磨用クッション材であって、
上記発泡シートは、厚みが０．３〜３．０ｍｍであり、密度が４００〜６００ｋｇ／ｍ3であり、引張強さが１．０〜３．０ＭＰａであり、伸びが１３０〜１６０％であり、ショアＡ硬度が２５〜４０であり、又は２５％圧縮応力が０．３０〜０．６０ＭＰａである条件のうち少なくとも一つを満たすことを特徴とする。
【０００８】
本発明の第２の研磨用クッション材は、発泡シートと合成樹脂シートとが積層一体化されてなる積層シートと、前記積層シートの一方の面に積層一体化されてなる粘着剤層とを有する研磨用クッション材であって、
上記積層シートは、厚みが０．３〜３．０ｍｍであり、密度が４００〜６００ｋｇ／ｍ3であり、引張強さが１．０〜３．０ＭＰａであり、伸びが１３０〜１６０％であり、ショアＡ硬度が２５〜４０であり、又は２５％圧縮応力が０．３０〜０．６０ＭＰａである条件のうち少なくとも一つを満たすことを特徴とする。
【０００９】
本発明の第３の係る研磨用クッション材は、発泡シートと合成樹脂シートとが接着剤層を介して接着一体化されてなる積層シートと、前記積層シートの一方の面に積層一体化されてなる粘着剤層とを有する研磨用クッション材であって、
上記積層シートは、厚みが０．３〜３．０ｍｍであり、密度が４００〜６００ｋｇ／ｍ3であり、引張強さが１．０〜３．０ＭＰａであり、伸びが１３０〜１６０％であり、ショアＡ硬度が２５〜４０であり、又は２５％圧縮応力が０．３０〜０．６０ＭＰａである条件のうち少なくとも一つを満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の第１〜第３のクッション材は、発泡シート、発泡シートと合成樹脂シートとが積層一体化されてなる積層シート、又は発泡シートと合成樹脂シートとが粘着剤層を介して接着一体化されてなる積層シートが、所定の条件を満たすことから優れたクッション性及び剛性を有する。したがって、本発明の第１〜第３のクッション材によれば、低い押圧力での研磨加工であっても被研磨物に係る押圧力を均一にすることができると共に、被研磨物を損傷させずに平坦に保持することができ、被研磨物を均一に平坦化することが可能となる。このような本発明の第１〜第３のクッション材は、高密度化された半導体基板や薄型化されたガラス基板などの被研磨物を研磨加工する際に、このような被研磨物や研磨材の研磨材固定用クッション材、及びバックシート貼着用クッション材として好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一方の面に粘着剤層を有する第１の研磨用クッション材の断面図である。
【図２】双方の面に粘着剤層を有する第１の研磨用クッション材の断面図である。
【図３】一方の面に粘着剤層を有する第２の研磨用クッション材の断面図である。
【図４】双方の面に粘着剤層を有する第２の研磨用クッション材の断面図である。
【図５】一方の面に粘着剤層を有する第３の研磨用クッション材の断面図である。
【図６】双方の面に粘着剤層を有する第３の研磨用クッション材の断面図である。
【図７】研磨機の概略構成を示す模式図である。
【図８】研磨機の概略構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［第１の研磨用クッション材］
本発明の第１の研磨用クッション材の断面図を図１に示す。本発明の第１の研磨用クッション材は、発泡シート11と、この発泡シート11の一方の面に積層一体化されてなる粘着剤層12aとを有する。
【００１３】
発泡シート11の厚みは、０．３〜３．０ｍｍが好ましく、０．５〜１．５ｍｍがより好ましい。発泡シート11の厚みが０．３ｍｍ未満であると、十分なクッション性が得られない恐れがある。また、発泡シート11の厚みが３．０ｍｍを超えると、研磨時の押圧力により弾性変形しやすくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。
【００１４】
発泡シート11の密度は、４００〜６００ｋｇ／ｍ3が好ましく、４５０〜６００ｋｇ／ｍ3より好ましい。発泡シート11の密度が４００ｋｇ／ｍ3未満では、発泡シートが柔軟になり弾性変形しやくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。また、発泡シート11の密度が６００ｋｇ／ｍ3を超えると、発泡シート11の剛性が高くなり過ぎて被研磨物に傷を付ける恐れがある。
【００１５】
発泡シート11の引張強さは、１．０〜３．０ＭＰａが好ましく、１．０〜２．０ＭＰａより好ましい。発泡シート11の引張強さが１．０ＭＰａ未満であると、発泡シートが柔軟になり弾性変形を起こしやくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。また、発泡シート11の引張強さが３．０ＭＰａを超えると、発泡シート11の剛性が高くなり過ぎて被研磨物に傷を付ける恐れがある。
【００１６】
発泡シート11の伸びは、１３０〜１６０％が好ましく、１４０〜１６０％がより好ましい。発泡シート11の伸びが１３０％未満であると、十分なクッション性が得られない恐れがある。また、発泡シート11の伸びが１６０％を超えると、発泡シート11が柔軟になり弾性変形を起こしやくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。
【００１７】
発泡シート11のショアＡ硬度は、２５〜４０が好ましく、３０〜４０がより好ましい。発泡シート11のショアＡ硬度が２５未満であると、発泡シート11が柔軟になり弾性変形を起こしやくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。また、発泡シート11のショアＡ硬度が４０を超えると、発泡シート11の剛性が高くなり過ぎて被研磨物に傷を付ける恐れがある。
【００１８】
発泡シート11の２５％圧縮応力は、０．３０〜０．６０ＭＰａが好ましく、０．３０〜０．５０ＭＰａがより好ましい。発泡シート11の２５％圧縮応力が０．３０ＭＰａ未満であると、発泡シート11が柔軟になり弾性変形を起こしやくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。また、発泡シート11の２５％圧縮応力が０．６０ＭＰａを超えると、発泡シート11の剛性が高くなり過ぎて被研磨物に傷を付ける恐れがある。
【００１９】
発泡シート11は、上述した厚み、密度、引張強さ、伸び、ショアＡ硬度又は２５％圧縮応力の条件のうち少なくとも一つを満たせばよいが、複数の条件を満たすことが好ましく、全ての条件を満たすのがより好ましい。
【００２０】
粘着剤層12aは、図１に示すように、発泡シート11の一方の面に積層一体化されているが、図２に示すように、発泡シート11の他方の面にもさらに粘着剤層12bが積層一体化されていてもよい。なお、図２において、発泡シート11の両面に粘着剤層12a、12bが積層一体化されている以外は図１と同じ構成を有するため説明を省略する。
【００２１】
［第２の研磨用クッション材］
次に、本発明の第２の研磨用クッション材の断面図を図３に示す。本発明の第２の研磨用クッション材は、発泡シート21ａと合成樹脂シート21bとが積層一体化されてなる積層シート21と、この積層シート21の合成樹脂シート21b上に積層一体化されている粘着剤層22aとを有する。
【００２２】
積層シート21の厚みは、０．３〜３．０ｍｍが好ましく、０．５〜１．５ｍｍがより好ましい。積層シート21の厚みが０．５ｍｍ未満であると、十分なクッション性が得られない恐れがある。また、積層シート21の厚みが３．０ｍｍを超えると、研磨時の押圧力により弾性変形しやすくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。
【００２３】
積層シート21の密度は、４００〜６００ｋｇ／ｍ3が好ましく、４５０〜６００ｋｇ／ｍ3がより好ましい。積層シート21の密度が４００ｋｇ／ｍ3未満では、積層シート21が柔軟になり弾性変形しやすくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。また、積層シート21の密度が６００ｋｇ／ｍ3を超えると、積層シート21の剛性が高くなり過ぎて被研磨物に傷を付ける恐れがある。
【００２４】
積層シート21の引張強さは、１．０〜３．０ＭＰａが好ましく、１．０〜２．０ＭＰａがより好ましい。積層シート21の引張強さが１．０ＭＰａ未満であると、積層シート21が柔軟になり弾性変形しやすくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。また、積層シート21の引張強さが３．０ＭＰａを超えると、積層シート21の剛性が高くなり過ぎて被研磨物に傷を付ける恐れがある。
【００２５】
積層シート21の伸びは、１３０〜１６０％が好ましく、１４０〜１６０％がより好ましい。積層シート21の伸びが１３０％未満であると、十分なクッション性が得られない恐れがある。また、積層シート21の伸びが１６０％を超えると、積層シート21が柔軟になり弾性変形しやすくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。
【００２６】
積層シート21のショアＡ硬度は、２５〜４０が好ましく、３０〜４０がより好ましい。積層シート21のショアＡ硬度が２５未満であると、積層シート21が柔軟になり弾性変形しやすくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。また、積層シート21のショアＡ硬度が４０を超えると、積層シート21の剛性が高くなり過ぎて被研磨物に傷を付ける恐れがある。
【００２７】
積層シート21の２５％圧縮応力は、０．３０〜０．６０ＭＰａが好ましく、０．３０〜０．５０ＭＰａがより好ましい。積層シート21の２５％圧縮応力が０．３０ＭＰａ未満であると、積層シート21が柔軟になり弾性変形しやすくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。また、積層シート21の２５％圧縮応力が０．６０ＭＰａを超えると、積層シート21の剛性が高くなり過ぎて被研磨物に傷を付ける恐れがある。
【００２８】
なお、第２の研磨用クッション材において、積層シート21のショアＡ硬度及び２５％圧縮応力とは、積層シート21の発泡シート21ａが配置されている面におけるショアＡ硬度及び２５％圧縮応力を意味する。
【００２９】
積層シート21は、上述した厚み、密度、引張強さ、伸び、ショアＡ硬度又は２５％圧縮応力の条件うち少なくとも一つを満たせばよいが、複数の条件を満たすことが好ましく、全ての条件を満たすのがより好ましい。
【００３０】
図３に示す研磨用クッション材では、粘着剤層22aが積層シート21の合成樹脂シート21b上のみに積層一体化されているが、これに限定されず発泡シート21a上のみに粘着剤層が積層一体化されていてもよい。しかしながら、積層シート21の片面のみに粘着剤層が積層一体化されている場合、図３に示すように、粘着剤層22aが合成樹脂シート21b上に積層一体化されているのが好ましい。
【００３１】
また、図３では、粘着剤層22aが積層シート21の一方の面のみに積層一体化されているが、これに限定されず、図４に示すように、積層シート21の他方の面にもさらに粘着剤層22bが積層一体化されていてもよい。なお、図４において、積層シート21の両面に粘着剤層22a、22bが積層一体化されている以外は図３と同じ構成を有するため説明を省略する。
【００３２】
［第３の研磨用クッション材］
次に、本発明の第３の研磨用クッション材の断面図を図５に示す。本発明の第３の研磨用クッション材は、発泡シート31aと合成樹脂シート31bとが中間層31cを介して接合一体化されてなる積層シート31と、この積層シート31の合成樹脂シート31b上に積層一体化されている粘着剤層32aとを有する。
【００３３】
積層シート31の厚みは、０．３〜３．０ｍｍが好ましく、０．３〜１．５ｍｍがより好ましい。積層シート31の厚みが０．３ｍｍ未満であると、十分なクッション性が得られない恐れがある。また、積層シート31の厚みが３．０ｍｍを超えると、研磨時の押圧力により弾性変形しやすくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。
【００３４】
積層シート31の密度は、４００〜６００ｋｇ／ｍ3が好ましく、４５０〜６００ｋｇ／ｍ3がより好ましい。積層シート31の密度が４００ｋｇ／ｍ3未満では、積層シート31が柔軟になり弾性変形しやすくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。また、積層シート31の密度が６００ｋｇ／ｍ3を超えると、積層シート31の剛性が高くなり過ぎて被研磨物に傷を付ける恐れがある。
【００３５】
積層シート31の引張強さは、１．０〜３．０ＭＰａが好ましく、１．０〜２．０ＭＰａがより好ましい。積層シート31の引張強さが１．０ＭＰａ未満であると、積層シート31が柔軟になり弾性変形しやすくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。また、積層シート31の引張強さが３．０ＭＰａを超えると、積層シート31の剛性が高くなり過ぎて被研磨物に傷を付ける恐れがある。
【００３６】
積層シート31の伸びは、１３０〜１６０％が好ましく、１４０〜１６０％がより好ましい。積層シート31の伸びが１３０％未満であると、十分なクッション性が得られない恐れがある。また、積層シート31の伸びが１６０％を超えると、積層シート31が柔軟になり弾性変形しやすくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。
【００３７】
積層シート31のショアＡ硬度は、２５〜４０が好ましく、３０〜４０がより好ましい。積層シート31のショアＡ硬度が２５未満であると、積層シート31が柔軟になり弾性変形しやすくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。また、積層シート31のショアＡ硬度が４０を超えると、積層シート31の剛性が高くなり過ぎて被研磨物に傷を付ける恐れがある。
【００３８】
積層シート31の２５％圧縮応力は、０．３０〜０．６０ＭＰａが好ましく、０．３０〜０．５０ＭＰａがより好ましい。積層シート31の２５％圧縮応力が０．３０ＭＰａ未満であると、積層シート31が柔軟になり弾性変形しやすくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。また、積層シート31の２５％圧縮応力が０．６０ＭＰａを超えると、積層シート31の剛性が高くなり過ぎて被研磨物に傷を付ける恐れがある。
【００３９】
なお、第３の研磨用クッション材において、積層シート31のショアＡ硬度及び２５％圧縮応力とは、積層シート31の発泡シート31ａが配置されている面におけるショアＡ硬度及び２５％圧縮応力を意味する。
【００４０】
積層シート31は、上述した厚み、密度、引張強さ、伸び、ショアＡ硬度又は２５％圧縮応力の条件のうち少なくとも一つを満たせばよいが、複数の条件を満たすのが好ましく、全ての条件を満たすのがより好ましい。
【００４１】
図５に示す研磨用クッション材では、粘着剤層32aが積層シート31の合成樹脂シート31b上のみに積層一体化されているが、これに限定されず発泡シート31a上のみに粘着剤層が積層一体化されていてもよい。しかしながら、積層シート31の片面のみに粘着剤層が積層一体化されている場合、図５に示すように、粘着剤層32aが合成樹脂シート31b上に積層一体化されているのが好ましい。
【００４２】
また、図５では、粘着剤層32aが積層シート31の一方の面にのみ積層一体化されているが、これに限定されず、図６に示すように、積層シート31の他方の面にもさらに粘着剤層32bが積層一体化されていてもよい。なお、図６において、積層シート31の両面に粘着剤層32a、32bが積層一体化されている以外は図５と同じ構成を有するため説明を省略する。
【００４３】
以下に、本発明の第１の研磨用クッション材、第２の研磨用クッション材、及び第３の研磨用クッション材のそれぞれに用いられる発泡シート、合成樹脂シート、及び粘着剤層について説明する。
【００４４】
［発泡シート］
発泡シートとしては、ゴム発泡シート、ポリオレフィン系樹脂発泡シート、及びポリウレタン系樹脂発泡シートなどが好ましく挙げられる。
【００４５】
ゴム発泡シートは、イソプレンゴム発泡シートが好ましい。ゴム発泡シートは、例えばゴムエマルジョン又はゴムラテックスに触媒、界面活性剤等を配合し、加硫剤としての硫黄で加硫することにより製造される。
【００４６】
優れたクッション性を有するゴム発泡シートを得るためには、ゴム発泡シートにおける加硫剤の含有量が、１〜５質量％であるのが好ましい。
【００４７】
ポリオレフィン系樹脂発泡シートを構成する樹脂としては、ポリプロピレン系樹脂、及びポリエチレン系樹脂などが挙げられる。
【００４８】
ポリプロピレン系樹脂としては、プロピレン単独重合体、プロピレンと他のオレフィンとの共重合体などが挙げられ、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。又、プロピレンと他のオレフィンとの共重合体は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、ランダムブロック共重合体の何れであってもよい。なお、プロピレンと共重合されるオレフィンとしては、例えば、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセン等のα−オレフィン等が挙げられる。
【００４９】
ポリエチレン系樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン系樹脂、中密度ポリエチレン系樹脂、高密度ポリエチレン系樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂、直鎖状中密度ポリエチレン系樹脂、直鎖状高密度ポリエチレン系樹脂などが挙げられ、単独で用いられても併用されてもよい。
【００５０】
ポリオレフィン系樹脂発泡シートは、例えば、ポリオレフィン系樹脂及び熱分解型発泡剤からなる発泡性樹脂組成物を溶融混練した上で、プレス成形や押出成形などの汎用の成形方法によってシート状に成形することにより得られる。また、ポリオレフィン系樹脂及び熱分解型発泡剤からなる発泡性樹脂組成物の溶融混練物を押出成形する際に、前記押出成形物を合成樹脂シート上に直接、押し出すことにより、合成樹脂シートにポリオレフィン系樹脂発泡シートが積層一体化されている積層シートを作製することができる。
【００５１】
熱分解型発泡剤としては、従来から発泡シートの製造に用いられているものであれば、特に限定されず、例えば、アゾジカルボンアミド、ベンゼンスルホニルヒドラジド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、トルエンスルホニルヒドラジド、４，４−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）などが挙げられ、これらは単独で用いられても二種類以上が併用されてもよい。
【００５２】
また、ポリウレタン系樹脂発泡シートは、ポリオール類及びポリイソシアネート類、並びに好ましくは発泡剤及び触媒を含むポリウレタン系樹脂発泡シートの原料を反応させ、発泡及び硬化させることにより得られる。ポリオール類としては、ポリエステルポリオール又はポリエーテルポリオールが用いられる。ポリエステルポリオールとしては、アジピン酸、フタル酸等のポリカルボン酸を、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等のポリオールと反応させることによって得られる縮合系ポリエステルポリオールのほか、ラクトン系ポリエステルポリオール及びポリカーボネート系ポリオールが挙げられる。ポリエーテルポリオールとしては、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、又はこれらの変性体、グリセリンにアルキレンオキサイドを付加した化合物等が挙げられる。このポリオール類は、原料成分の種類、分子量、縮合度等を調整することによって、水酸基の数や水酸基価を変えることができる。また、架橋剤として、１,４−ブタンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等を配合することもできる。
【００５３】
次に、ポリオール類と反応させるポリイソシアネート類はイソシアネート基を複数有する化合物であって、具体的にはトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４,４−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、１,５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、トリフェニルメタントリイソシアネート、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、ジシクロヘ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（ＩＰＤＩ）及びそれらのプレポリマー等が用いられる。
【００５４】
ここで、ポリイソシアネート類のイソシアネートインデックスは好ましくは１００〜１２０である。すなわち、イソシアネートインデックスは、ポリオール類の水酸基に対するポリイソシアネート類のイソシアネート基の当量比を百分率で表したものであるが、その値が１００を越えるということはイソシアネート基が水酸基より過剰であることを意味する。イソシアネートインデックスが１００未満の場合には、ポリオール類に対するポリイソシアネート類の量が不足し、発泡体が軟らかくなって剛性が低下する傾向を示す。一方、イソシアネートインデックスが１２０を越える場合には、発泡体が硬くなる傾向がある。
【００５５】
発泡剤はポリウレタンを発泡させてポリウレタン系樹脂発泡シートとするためのものである。この発泡剤としては、水の他にメチレンクロライド等の低沸点化合物、炭酸ガス等が用いられる。発泡剤の配合量は、通常より少なくして泡化反応の進行を抑え、高密度の発泡体を得るために、ポリオール類１００質量部に対して０．０５〜０．２質量部であることが好ましい。発泡剤の配合量が０．０５質量部未満では発泡が不十分となる。また、発泡剤の配合量が０．２質量部を越えると発泡及び架橋反応が過剰となり、発泡体が硬くなる恐れがある。
【００５６】
触媒はポリオール類とポリイソシアネート類とのウレタン化反応を促進するためのものである。触媒としては、Ｎ,Ｎ’,Ｎ’−トリメチルアミノエチルピペラジン、トリエチレンジアミン、ジメチルエタノールアミン、Ｎ−エチルモルホリン等の３級アミン、オクチル酸スズ等の有機金属化合物、酢酸塩、アルカリ金属アルコラート等が用いられる。その他、ポリウレタン系樹脂発泡シートの原料としては、界面活性剤等の整泡剤、縮合リン酸エステル等の難燃剤、酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、着色剤等を用いることもできる。
【００５７】
そして、ポリウレタン系樹脂発泡シートの原料を反応させて発泡及び硬化させることによりポリウレタン系樹脂発泡シートが製造されるが、その際の反応は複雑であり、基本的には次のような反応が主体となっている。すなわち、ポリオール類とポリイソシアネート類との付加重合反応（ウレタン化反応）、ポリイソシアネート類と発泡剤としての水との泡化（発泡）反応及びこれらの反応生成物とポリイソシアネート類との架橋（硬化）反応である。ここで、上記のポリオール類はポリイソシアネート類と反応してポリウレタンの基本骨格を形成するものである。
【００５８】
ポリウレタン系樹脂発泡シートの作製は、例えば、離型フィルム上でポリウレタン系樹脂発泡シートの原料を反応させて発泡及び硬化させた後、上記離型フィルムを剥離することにより行われる。また、合成樹脂シート上でポリウレタン系樹脂発泡シートの原料を反応させて発泡及び硬化させることにより、ポリウレタン系樹脂発泡シートの製造と共に当該シートの一方の面に合成樹脂シートが積層一体化されてなる積層シートを製造することができる。
【００５９】
発泡シートを被研磨物の吸着保持に使用する場合、発泡シートが連続気泡構造を有していてもよい。連続気泡構造を有する発泡シートは、被研磨物の吸着保持性や粘着剤層、中間層との接着性に優れる。連続気泡構造を有する発泡シートは、独立気泡を含んでいてもよいが、連続気泡構造を有する発泡シートの独立気泡率は２０％以下とするのが好ましい。なお、発泡シートにおける独立気泡率はＡＳＴＭＤ２８５６に準拠して測定される値とする。
【００６０】
［合成樹脂シート］
合成樹脂シートを、発泡シートと組み合わせて用いることにより、クッション性を向上させると共に、剛性を確保して被研磨物や研磨材を平坦に保持することが可能な研磨用クッション材を得ることができる。
【００６１】
合成樹脂シートは、非発泡シートであり、このような合成樹脂シートの材料としては、特に限定されないが、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステル系樹脂が挙げられ、耐薬品性、強度的に優れると共に幅の広く且つ厚み精度の優れたフィルムを得ることができるので、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。
【００６２】
また、合成樹脂シートの表面は、必要に応じて、コロナ放電処理、プライマー処理などを施してもよく、上記処理により合成樹脂シートと、発泡シート、粘着剤層又は中間層との接着性を向上させることができる。
【００６３】
［粘着剤層］
次に、粘着剤層を構成する粘着剤は、特に限定されないが、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤が好ましい。研磨用クッション材に複数の粘着剤層が用いられる場合、これらの粘着剤層の粘着剤は、同一であってもよいし、相違していてもよい。
【００６４】
アクリル系粘着剤としては、アクリル系共重合体と、必要に応じて粘着付与樹脂とを含有する粘着剤を用いることができる。アクリル系共重合体としては、特に限定されないが、アルキル基の炭素数が１〜１２である（メタ）アクリル酸アルキルエステル及び（メタ）アクリル酸を含む単量体を重合させて得られる（メタ）アクリル酸アルキルエステル系共重合体（以下、単に「（メタ）アクリル酸アルキルエステル系共重合体」という）が好ましい。なお、本発明において「（メタ）アクリル酸」とは、「メタクリル酸又はアクリル酸」を意味する。
【００６５】
アクリル系共重合体の重量平均分子量は、小さいと、研磨時に発生する熱に耐えられないことがあり、大きいと、初期タック性が低下することがあるので、３０万〜８０万が好ましい。なお、アクリル系共重合体の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）によってテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）によるポリスチレン換算値から求められる値をいう。
【００６６】
アルキル基の炭素数が１〜１２である（メタ）アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸−ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸−ｔ−ブチル、（メタ）アクリル酸−２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸オクチルなどが挙げられ、（メタ）アクリル酸−２―エチルヘキシルが好ましい。アルキル基の炭素数が１〜１２である（メタ）アクリル酸アルキルエステルは、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【００６７】
（メタ）アクリル酸アルキルエステル系共重合体には、アルキル基の炭素数が１〜１２である（メタ）アクリル酸アルキルエステルや（メタ）アクリル酸と共重合可能な他のビニル単量体が共重合成分として含まれていてもよい。このようなビニルモノマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸グリシジル、アリルグリシジルエーテル、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸、ｎ−メチロールアクリルアミド、無水マレイン酸、酢酸ビニル、スチレンなどが挙げられる。
【００６８】
（メタ）アクリル酸アルキルエステル系共重合体中に（メタ）アクリル酸ブチル成分が含有されている場合、（メタ）アクリル酸ブチルの含有量が少ないと、粘着剤層の耐熱性が低下することがある。また、（メタ）アクリル酸ブチルの含有量が多いと、粘着剤層が柔軟性が低下する恐れがある。したがって、（メタ）アクリル酸ブチルの含有量は１０〜５０重量％とするのが好ましい。
【００６９】
（メタ）アクリル酸アルキルエステル系共重合体中に（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル成分が含有されている場合、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシルの含有量は、少ないと、粘着剤層の柔軟性が低下することがあり、多いと、粘着剤層の耐熱性が低下することがあるので、３０〜９０重量％が好ましく、５０〜８０重量％がより好ましい。
【００７０】
（メタ）アクリル酸アルキルエステル系共重合体中において、アルキル基の炭素数が１〜１２である（メタ）アクリル酸アルキルエステルの含有量は、少ないと、粘着剤層の粘着力やタックが低下することがあるので、７０重量％以上が好ましく、８０重量％以上がより好ましく、多すぎると、（メタ）アクリル酸アルキルエステル系共重合体の架橋が不十分となって凝集力が低下し、粘着剤層が凝集破壊することがあるので、８０〜９５重量％が好ましい。
【００７１】
（メタ）アクリル酸アルキルエステル系共重合体を得るためには、アルキル基の炭素数が１〜１２である（メタ）アクリル酸アルキルエステルと、（メタ）アクリル酸と、必要に応じて配合する上述の他の単量体とを、重合開始剤の存在下にてラジカル反応させればよい。なお、重合方法としては、特に限定されず、従来公知の方法が用いられ、例えば、溶液重合、乳化重合、懸濁重合、塊状重合などが挙げられる。
【００７２】
上記重合開始剤としては、特に限定されず、例えば、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ｔ−ヘキシルパーオキシピバレート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、２，５−ジメチル−２，５−ビス（２−エチルヘキサノイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、ｔ−ブチルパーオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシラウレートなどが挙げられ、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ｔ−ヘキシルパーオキシピバレートが好ましい。なお、重合開始剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【００７３】
また、粘着剤層を構成する粘着剤としてアクリル系粘着剤を用いた場合、粘着剤層のＪＩＳ Ｚ ０２３７に準拠して測定されたステンレス板に対する１８０°ピール力は、低いと、研磨中にスラリー液に含有された酸やアルカリによってアクリル系粘着剤が変質してその粘着力が低下し、粘着剤層が剥離することがあり、高いと、研磨用クッション材を貼り直したい場合に不便となることがあるので、７〜４０Ｎ／２５ｍｍが好ましく、１０〜３０Ｎ／２５ｍｍがより好ましい。
【００７４】
粘着付与樹脂としては、特に限定されず、例えば、キシレン樹脂、フェノール樹脂、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂などが挙げられ、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【００７５】
粘着剤層が研磨材と貼着するために用いられる場合、このような粘着剤層には強固着性が要求されるため、粘着剤層は粘着付与樹脂を含有することが好ましい。粘着付与樹脂としては、キシレン樹脂が好ましく、キシレン樹脂のアルキルフェノール反応物がより好ましく用いられる。このようなキシレン樹脂のアルキルフェノール反応物の市販品としては、例えば、フドー社から商品名「ニカノールＴシリーズ」で市販されている。
【００７６】
研磨材と貼着するための粘着剤層が（メタ）アクリル酸アルキルエステル系共重合体から構成されている場合、この粘着剤層に含有される粘着付与樹脂の量は、（メタ）アクリル酸アルキルエステル系共重合体１００重量部に対して５〜２０重量部が好ましく、１０〜１７重量部がより好ましい。粘着付与樹脂の配合量が少ないと、粘着剤層が凝集破壊を生じることがあり、多いと、粘着剤層の粘着力やタックが低下することがある。
【００７７】
粘着剤層が定盤や回転プレートと貼着するために用いられる場合、このような粘着剤層は、定盤や回転プレートから糊残りなく剥離することが求められる。定盤や回転プレートを貼着するための粘着剤層が（メタ）アクリル酸アルキルエステル系共重合体から構成されている場合、粘着付与剤の配合量は、多いと、再剥離性が劣る場合があるので、（メタ）アクリル酸アルキルエステル系共重合体１００重量部に対して１０重量部以下とすることが好ましい。
【００７８】
また、ゴム系粘着剤としては、例えば、積水化学工業株式会社から商品名「ＹＫ糊」にて市販されている。ゴム系粘着剤には、石油系樹脂が含有されていてもよい。なお、石油系樹脂は、例えば、荒川化学社から商品名「アルコン」で市販されている。このようなゴム系粘着剤は、強固着性を有することから、研磨材と貼着するために用いられる粘着剤層に用いるのが好ましい。
【００７９】
ゴム系粘着剤としては、ポリイソプレンゴムなどのゴム系樹脂を用いることもできる。ゴム系樹脂を含む粘着剤層は、ゴム系樹脂の他に、ポリブテン等の低分子量の液状ゴム、テルペン系樹脂等の軟化剤など従来公知の各種添加剤を含んでいてもよい。粘着剤層に上記液状ゴムや上記軟化剤を用いることによって、粘着剤層の粘着力を向上させることができる。
【００８０】
粘着剤層の作製は、離型フィルムなどの基材上に粘着剤を塗布して溶剤を完全に乾燥、除去させることにより行われる。このようにして得られた粘着剤層は、合成樹脂シート又は発泡シートなどへ転写することができる。また、合成樹脂シート上に粘着剤を塗布して溶剤を完全に乾燥、除去させることにより、合成樹脂シート上に粘着剤層を直接作製することもできる。
【００８１】
研磨用クッション材の最外層に配置されている粘着剤層の厚さは、３０〜１００μｍが好ましく、４０〜８０μｍがより好ましい。粘着剤層が薄過ぎると、粘着剤層の粘着力が不十分となる恐れがある。また、粘着剤層が厚過ぎると、粘着剤層の凝集力が低下する恐れがある。
【００８２】
［中間層］
本発明の第３の研磨用クッション材では、発泡シートと合成樹脂シートとが中間層を介して接合一体化されている。中間層を構成する材料としては、発泡シートと合成樹脂シートとを接合一体化できるものであればよく、例えば、ホットメルト接着剤、アクリル系粘着剤、及びゴム系粘着剤などを用いることができる。
【００８３】
ホットメルト接着剤は、研磨時の温度より高い軟化温度を有する熱可塑性樹脂で、その軟化温度が９０〜１４０℃の熱可塑性樹脂により構成されていることが好ましい。研磨時の温度は、通常４０〜６０℃である。このようなホットメルト接着剤としては、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ、軟化温度９５℃）、ポリエチレン（ＰＥ、軟化温度９５〜１１５℃）等が用いられる。
【００８４】
本発明の第１の研磨用クッション材の作製は、例えば、上述したように離型フィルムなどの基材上に粘着剤層を予め作製し、発泡シートの少なくとも一方の面に離型フィルム上に形成された粘着剤層を粘着剤層と発泡体シートとが対向するようにして積層し、これにより得られた積層体を押圧して粘着剤層を発泡体シートに転写一体化することにより行われる。離型フィルムは第１の研磨用クッション材を使用する際に剥離すればよい。
【００８５】
また、第２の研磨用クッション材に用いられる積層シートを作製する場合、まず、合成樹脂シート上に上述の通り発泡シートを直接作製することにより、発泡シートの一方の面に合成樹脂シートが積層一体化されてなる積層シートを得る。次に、積層シートの合成樹脂シート又は発泡シートの何れか一方又は双方に上述したように離型フィルムなどの基材上に予め作製した粘着剤層を積層シートと粘着剤層とが対向するように積層し、これにより得られた積層体を押圧して粘着剤層を積層シートに転写一体化させることにより第２の研磨用クッション材が得られる。離型フィルムは第２の研磨用クッション材を使用する際に剥離すればよい。
【００８６】
さらに、第３の研磨用クッション材に用いられる積層シートを作製する場合、まず、合成樹脂シートと発泡シートとを接着剤により接着一体化させて積層シートを得る。次に、積層シートの合成樹脂シート又は発泡シートの何れか一方又は双方に上述したように離型フィルムなどの基材上に予め作製した粘着剤層を積層シートと粘着剤層とが対向するように積層し、これにより得られた積層体を押圧して粘着剤層を積層シートに転写一体化することにより第３の研磨用クッション材が得られる。離型フィルムは第３の研磨用クッション材を使用する際に剥離すればよい。
【００８７】
本発明の第１〜第３の研磨用クッション材はそれぞれ、後述する研磨機Ａにおいて、被研磨物Ｅを定盤Ｂに吸着保持するための被研磨物保持用クッション材１、又は研磨材Ｃを回転プレートＤに固定するための研磨材固定用クッション材２として用いることができる。
【００８８】
研磨機Ａは、図７に示すように、下面に駆動軸B1が一体的に設けられて所定方向に回転し且つ上面にガラス基板やシリコンウェーハなどの被研磨物Ｅを載置可能にするための配設面B2を有する円盤状の定盤Ｂと、この定盤Ｂの上方に配設されて、被研磨物Ｅを研磨するための研磨材Ｃを固着するための回転プレートＤとを備えている。
【００８９】
回転プレートＤは、その上面に駆動軸D1が一体的に設けられて所定方向に回転可能に構成されていると共に、下面に研磨材Ｃを着脱自在に固着可能に構成されている。
【００９０】
定盤Ｂの配設面Ｂ２上にはガラス基板やシリコンウェーハなどの被研磨物Ｅが被研磨物保持用クッション材１により着脱自在に固定され、一方、回転プレートＤの下面には研磨材固定用クッション材２により研磨材Ｃが着脱自在に固定される。そして、定盤Ｂの駆動軸B1を駆動させて定盤Ｂを一定方向に回転させると共に、回転軸D1を駆動させて回転プレートＤを一定方向に回転させる。すると、定盤Ｂ上に配設された被研磨物Ｅの上面が回転プレートＤの下面に配設された研磨材Ｃによって研磨される。
【００９１】
図１、図３及び図５に示す研磨用クッション材など、一方の最外層として粘着剤層を有し、他方の最外層として発泡シートを有する研磨用クッション材は、被研磨物保持用クッション材１として用いることができる。この時、粘着剤層を剥離可能に定盤Ｂに貼着すると共に、発泡シートにより被研磨物Ｅを吸着保持することにより、研磨用クッション材を被研磨物保持用クッション材１として使用できる。発泡シートに水などを含ませることにより、発泡シートの被研磨物Ｅに対する吸着保持力を高めることができる。
【００９２】
また、図１、図３及び図５に示す研磨用クッション材など、一方の最外層として粘着剤層を有し、他方の最外層として発泡シートを有する研磨用クッション材は、研磨材固定用クッション材２として用いることもできる。例えば、粘着剤層上に研磨材Ｃを貼着した場合には発泡シートを回転プレートＤに従来公知の両面粘着テープ等を介して剥離可能に貼着するか、又は発泡シート上に従来公知の両面粘着テープ等を介して研磨材Ｃを貼着した場合には粘着剤層を回転プレートＤとの貼着に使用することにより研磨材固定用クッション材２として使用できる。
【００９３】
図２、図４及び図６に示す研磨用クッション材など、双方の最外層として粘着剤層を有する研磨用クッション材は、被研磨物Ｅを定盤Ｂに固定するための被研磨物保持用クッション材１として用いることができる。具体的には、一方の粘着剤層に被研磨物Ｅを貼着し、他方の粘着剤層を定盤Ｂとの貼着に使用すればよい。また、図４及び図６に示す研磨用クッション材では、合成樹脂シート上の粘着剤層を定盤Ｂとの貼着に使用し、発泡シート上の粘着剤層を被研磨物Ｅとの貼着に使用するのが好ましい。
【００９４】
また、図２、図４及び図６に示す研磨用クッション材など、双方の最外層として粘着剤層を有する研磨用クッション材は、研磨材Ｃを回転プレートＤに固定するための研磨材固定用クッション材２としても用いることができる。具体的には、一方の粘着剤層に研磨材Ｃを貼着し、他方の粘着剤層を回転プレートＤとの貼着に使用すればよい。また、図４及び図６に示す研磨用クッション材では、合成樹脂シート上の粘着剤層を回転プレートＤとの貼着に使用し、発泡シート上の粘着剤層を被研磨物Ｅとの貼着に使用するのが好ましい。
【００９５】
本発明の第１〜第３の研磨用クッション材は、上述した他にも、後述する図８に示す研磨機Ｇにおいて、バックシート４を定盤Ｂに固定するためのバックシート貼着用クッション材３として用いることもできる。
【００９６】
研磨機Ｇでは、定盤Ｂの配設面Ｂ２上にバックシート貼着用クッション材３によってバックシート４が着脱自在に貼着され、このバックシート４上に被研磨物Ｅが載置される以外は、図７に示す研磨機Ａと同様の構成を有している。
【００９７】
バックシート４は、被研磨物Ｅの研磨時に被研磨物Ｅに損傷が発生しないように被研磨物Ｅを保護するために用いられ、定盤Ｂと回転プレートＤとによる被研磨物Ｅの挟持力によって被研磨物Ｅが接触しているバックシート４の表面が被研磨物Ｅの形状に沿って変形して被研磨物Ｅの一部がバックシート４の表面に埋没し、被研磨物Ｅとバックシート４との間の摩擦抵抗によって被研磨物Ｅを定盤Ｂの所定位置に固定、維持しつつ、被研磨物Ｅが損傷するのを防止するために用いられるものである。バックシート４は、従来から汎用の布状体からなるバックシートを用いることができる。そして、被研磨物Ｅを回転プレートＤによって定盤Ｂ方向へ押圧して、被研磨物Ｅに加わる押圧力によってクッション材３を弾性変形させることによってバックシート４の表面を変形させて被研磨物Ｅを回転プレートＤと定盤Ｂとの間において定盤Ｂの所定位置に固定、保持しながら、定盤Ｂの駆動軸B1を駆動させて定盤Ｂを一定方向に回転させると共に、回転軸D1を駆動させて回転プレートＤを一定方向に回転させる。すると、回転プレートＤと定盤Ｂとの間に保持された被研磨物Ｅの上面が回転プレートＤの下面に配設された研磨材Ｃによって研磨される。
【００９８】
図１、図３及び図５に示す研磨用クッション材など、一方の最外層として粘着剤層を有し、他方の最外層として発泡シートを有する研磨用クッション材は、バックシート４を定盤Ｂに貼着するためのクッション材３として用いることもできる。例えば、粘着剤層上にバックシート４を貼着した場合には発泡シートを定盤Ｂに従来公知の両面粘着テープ等を介して剥離可能に貼着するか、又は発泡シート上に従来公知の両面粘着テープ等を介してバックシート４を貼着した場合には粘着剤層を定盤Ｂとの貼着に使用することによりバックシート貼着用クッション材２として使用できる。
【００９９】
また、図２、図４及び図６に示す研磨用クッション材など、双方の最外層として粘着剤層を有する研磨用クッション材も、バックシート４を定盤Ｂに貼着するためのクッション材３として用いることができる。具体的には、一方の粘着剤層にバックシート４を貼着し、他方の粘着剤層を定盤Ｂとの貼着に使用すればよい。また、図４及び図６に示す研磨用クッション材では、合成樹脂シート上の粘着剤層を定盤Ｂとの貼着に使用し、発泡シート上の粘着剤層をバックシート４との貼着に使用するのが好ましい。
【０１００】
また、研磨用クッション材の取扱性を向上させるため、最外層に配置されている粘着剤層上には離型フィルムがさらに貼着されていてもよい。離型フィルムとしては、特に制限されないが、表面にエンボス加工が施された又は離型剤が塗布されたポリエチレン系樹脂フィルムなどが用いられる。
【実施例】
【０１０１】
以下に、本発明を実施例を用いてより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されない。
【０１０２】
（実施例１）
一方の面に離型処理をしたポリエチレンテレフタレートからなる離型フィルムの離型処理面に、溶剤型アクリル系粘着剤（固形分濃度３０重量％）を塗布した後、１００℃のオーブン中で３分間加熱し溶剤を乾燥させることにより、アクリル系粘着剤層（厚み５０μｍ）を作製した。
【０１０３】
次に、一方の面に離型処理をしたポリエチレンテレフタレートからなる離型フィルムの離型処理面に、ポリイソプレンゴム（日本ゼオン株式会社製 IR-2200）１００重量部、テルペン樹脂（ヤスハラケミカル株式会社製 PX1000）１５０重量部、ポリブテン２０重量部（ＪＸ日鉱日石エネルギー（株）製 HV100）、及び老化防止剤（住友化学株式会社製 スミライザーBHT）４重量部を混合し、これにより得られた混合物にトルエンを添加して固形分濃度を３５重量％に調整した合成ゴム系粘着剤を塗布した後、１００℃のオーブン中で３分間加熱し溶剤を乾燥させることにより、ゴム系粘着剤層（厚み８０μｍ）を作製した。
【０１０４】
そして、ポリウレタン系樹脂発泡シート（日本発条株式会社製 商品名：ニッパレイＥＸＧ）の一方の面に上記の通りに作製したアクリル系粘着剤層を積層し、このポリウレタン系樹脂発泡シートの他方の面に上記の通りに作製したゴム系粘着剤層を積層し、これにより得られた積層体の両面上のそれぞれに４０℃に加熱設定したゴムロールを転動することにより、ポリウレタン系樹脂発泡シートとアクリル系粘着剤層及びゴム系粘着剤層とを積層一体化させた。これにより、ポリウレタン系樹脂発泡シート11の一方の面にアクリル系粘着剤層12aが積層一体化され、ポリウレタン系樹脂発泡シート11の他方の面にゴム系粘着剤層12bが積層一体化された図２に示す研磨用クッション材を得た。
【０１０５】
（実施例２）
離型フィルム上に実施例１と同様にしてアクリル系粘着剤層（厚み５０μｍ）を作製した。また、他の離型フィルム上に実施例１と同様にしてゴム系粘着剤層（厚み８０μｍ）を作製した。
【０１０６】
次に、非発泡のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シート（厚さ５０μｍ）上にポリウレタン系樹脂発泡シートが積層一体化されてなる積層シート（日本発条株式会社製 商品名：ニッパレイＥＸＴ）のＰＥＴシート上に上記で作製したアクリル系粘着剤層を積層し、積層シートのポリウレタン系樹脂発泡シート上に上記で作製したゴム系粘着剤層を積層した。これにより得られた積層体の両面上のそれぞれに４０℃に加熱設定したゴムロールを転動することにより、積層シートとアクリル系粘着剤層及びゴム系粘着剤層とを積層一体化させた。これにより、積層シート21のＰＥＴシート21b上にアクリル系粘着剤層22aが積層一体化され、積層シート21のポリウレタン系樹脂発泡シート22a上にゴム系粘着剤層22bが積層一体化された図４に示す研磨用クッション材を得た。
【０１０７】
（評価１）
実施例１で作製した研磨用クッション材に用いたポリウレタン系樹脂発泡シート、及び実施例２で作製した研磨用クッション材に用いた積層シートについて、以下の手順に従って、厚み、密度、引張強さ、伸び、ショアＡ硬度、及び２５％圧縮応力を測定した。得られた結果を表１に示す。
【０１０８】
（厚み）
厚み［ｍｍ］の測定は、変位計（測定端子10mmφ、株式会社小野測器製 デジタルリニアゲージ）を用いて測定荷重８０ｇにて、ポリウレタン系樹脂発泡シート表面又は積層シート表面における少なくとも１０箇所について行い、その相加平均値をポリウレタン系樹脂発泡シート又は積層シートの厚みとした。また、積層シートの厚みの測定は、積層シートのポリウレタン系樹脂発泡シートが配置された面について行った。
【０１０９】
（密度）
ポリウレタン系樹脂発泡シート又は積層シートを縦１０ｃｍ×横１０ｃｍの縦横寸法に切り出した試験片の重量を測定し、測定した重量（Ｗ［ｋｇ]）を試験片の縦横寸法及び厚さから算出した体積（Ｖ［ｍ3］）で除した値（Ｗ／Ｖ）を算出することにより密度［ｋｇ／ｍ3］を算出した。
【０１１０】
（引張強さ）
引張強さ［ＭＰａ］の測定は、ＪＩＳ Ｋ６４００で規定された方法に準拠して行った。
【０１１１】
（伸び）
伸び［％］の測定は、ＪＩＳ Ｋ６４００で規定された方法に準拠して行った。
【０１１２】
（ショアＡ硬度）
ショアＡ硬度の測定は、ＪＩＳ Ｋ６２５３で規定されたデューロメータを用いて測定した。なお、積層シートについては、積層シートのポリウレタン系樹脂発泡シートが配置された面についてショアＡ硬度の測定を行った。
【０１１３】
（２５％圧縮応力）
２５％圧縮応力の測定は、ポリウレタン系樹脂発泡シート及び積層シートをそれぞれ３０ｍｍ×３０ｍｍの平面正方形状に切断することにより試験片を作製し、この試験片を１ｍｍ／分の圧縮速度にて、圧縮前の試験片の厚みの２５％の厚みとなるまで試験片をその厚み方向に圧縮した時の応力を測定することにより行った。なお、積層シートを用いてなる試験片については、試験片のポリウレタン系樹脂発泡シートが配置された面について２５％圧縮応力の測定を行った。
【０１１４】
（評価２）
研磨用クッション材を被研磨物保持用クッション材１及び研磨材固定用クッション材２として用い、以下の手順に従って、図７に示す研磨機Ａにより半導体デバイス用のシリコンウェーハの研磨加工を行い、研磨加工後のシリコンウェーハについて平坦度及びスクラッチの発生の有無を評価した。
【０１１５】
被研磨物保持用クッション材１のアクリル系粘着剤層上に配置された離型フィルムを剥離して、このアクリル系粘着剤層と定盤Ｂとが対向した状態となるように被研磨物保持用クッション材１を定盤Ｂ上に載置して押圧することによって、被研磨物保持用クッション材１を定盤Ｂ上に接着一体化させた。次に、被研磨物保持用クッション材１のゴム系粘着剤層上に配置している離型フィルムを剥離し、このゴム系粘着剤層上にシリコンウェーハＥ（外径２００ｍｍφ）を貼着した。
【０１１６】
一方、研磨材固定用クッション材２のアクリル系粘着剤層上に配置された離型フィルムを剥離して、このアクリル系粘着剤層と回転プレートＤとが対向した状態となるように研磨材固定用クッション材２を回転プレートＤの定盤Ｂと対向する面に押圧することによって、研磨材固定用クッション材２を回転プレートＤに接着一体化させた。次に、研磨材固定用クッション材２のゴム系粘着剤層上に配置している離型フィルムを剥離し、このゴム系粘着剤層上に硬質ウレタンからなる研磨パッドＣを貼着した。
【０１１７】
そして、以下の研磨条件で、研磨パッドＣと被研磨物Ｅとの間にスラリーを供給しながら、定盤Ｂの駆動軸B1を駆動させて定盤Ｂを一定方向に回転させると共に、回転軸D1を駆動させて回転プレートＤを一定方向に回転させ、定盤Ｂ上に配設された被研磨物Ｅの上面を、回転プレートＤの下面に配設された研磨材Ｃによって研磨した。
【０１１８】
（研磨条件）
研磨速度（回転数）：３０ｒｐｍ
加工圧力：２０ｇ／ｃｍ２
スラリ：W2000（Cabot Microelectronics社製）
スラリ供給量：１００ｃｃ／ｍｉｎ
【０１１９】
研磨加工後のシリコンウェーハの厚さ分布を、非接触式３次元粗さ計（小坂研究所製、ＥＴ２００）を用いて、レーザービーム径１．６μｍの光触針で、測定長（Ｌｘ）１ｍｍ、サンプリングピッチ２μｍ、カットオフ０．２５ｍｍ、縦方向拡大倍率５０００倍、横方向拡大倍率２００倍、走査線数１００本（Ｙ方向の測定長Ｌｙ＝０．２ｍｍ）の条件にて表面の突起プロファイルを測定し、その粗さ曲面から算出した二乗平均粗さＲｑ（ＲＭＳ）をシリコンウェーハの平坦度［μｍ］とした。また、シリコンウェーハの研磨加工面を顕微鏡により観察することでスクラッチの発生の有無を判定した。得られた結果を表１に示す。
【０１２０】
【表１】
実施例１及び２で作製した研磨用クッション材によれば、低い押圧力での研磨加工であっても、傷を付けたり損傷させたりすることなくシリコンウェーハを均一に平坦化することができる。
【符号の説明】
【０１２１】
１１ 発泡シート
１２ａ、１２ｂ 粘着剤層
２１ 積層シート
２１ａ 発泡シート
２１ｂ 合成樹脂シート
２２ａ、２２ｂ 粘着剤層
３１ 積層シート
３１ａ 発泡シート
３１ｂ 合成樹脂シート
３１ｃ 中間層
３２ａ、３２ｂ 粘着剤層
１ 被研磨物保持用クッション材
２ 研磨材固定用クッション材
Ａ 研磨機
Ｂ 定盤
Ｂ１ 駆動軸
Ｂ２ 配設面
Ｃ 研磨材
Ｄ 回転プレート
Ｄ１ 回転軸
Ｅ 被研磨物
Ｆ 研磨パッド積層体
Ｇ 研磨機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被研磨物を研磨して平坦性を高める際に、被研磨物や研磨材を研磨機に固定するために用いられる研磨用クッション材に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスに用いられるシリコンウェーハや液晶ディスプレイなどに用いられるガラス基板などの基板の表面には、その平坦性を高めるために化学機械研磨（以下、「ＣＭＰ」とも記載する）が行われる。ＣＭＰでは、研磨布又は研磨パッドと呼ばれる研磨材が両面粘着性テープなどにより研磨機の定盤に貼着され、シリコンウェーハ又はガラス基板などの被研磨物が回転プレートに固定され、そして、被研磨物と研磨材を加圧した状態で相対的に摺動させることによって被研磨物の研磨が行われる。
【０００３】
また、従来のＣＭＰでは、回転プレートと被研磨物との間又は定盤と研磨材との間に研磨用クッション材を介在させて、被研磨物の表面に加わる押圧力を均一にすることにより被研磨物の平坦性を向上させている。例えば、特許文献１では、回転プレートの定盤と対向する面に発泡ポリウレタン樹脂からなる研磨用クッション材を粘着剤により貼着し、この研磨用クッション材に水を含ませて被研磨物を吸着保持させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２７６１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体デバイスの配線がますます微細化しており、半導体デバイスの表面の平坦性をさらに向上させることが望まれている。また、半導体デバイスなどの被研磨物への研磨負荷を小さくするために低い押圧力でより均一に研磨加工することが求められている。したがって研磨用クッション材にも被研磨物の被研磨面に加わる押圧力をさらに均一にするために、クッション性の向上が求められている。しかしながら、従来の研磨用クッション材では、単にクッション性を向上させようとすると剛性が低下して柔らかくなり過ぎ、被研磨物や研磨材を平坦に保持できなくなる問題があった。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、低い押圧力での研磨加工時にも優れたクッション性を発揮すると共に、被研磨物や研磨材を平坦に保持することができる研磨用クッション材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の研磨用クッション材は、発泡シートの一方の面に粘着剤層が積層一体化されてなる研磨用クッション材であって、
上記発泡シートは、厚みが０．３〜３．０ｍｍであり、密度が４００〜６００ｋｇ／ｍ3であり、引張強さが１．０〜３．０ＭＰａであり、伸びが１３０〜１６０％であり、ショアＡ硬度が２５〜４０であり、又は２５％圧縮応力が０．３０〜０．６０ＭＰａである条件のうち少なくとも一つを満たすことを特徴とする。
【０００８】
本発明の第２の研磨用クッション材は、発泡シートと合成樹脂シートとが積層一体化されてなる積層シートと、前記積層シートの一方の面に積層一体化されてなる粘着剤層とを有する研磨用クッション材であって、
上記積層シートは、厚みが０．３〜３．０ｍｍであり、密度が４００〜６００ｋｇ／ｍ3であり、引張強さが１．０〜３．０ＭＰａであり、伸びが１３０〜１６０％であり、ショアＡ硬度が２５〜４０であり、又は２５％圧縮応力が０．３０〜０．６０ＭＰａである条件のうち少なくとも一つを満たすことを特徴とする。
【０００９】
本発明の第３の係る研磨用クッション材は、発泡シートと合成樹脂シートとが接着剤層を介して接着一体化されてなる積層シートと、前記積層シートの一方の面に積層一体化されてなる粘着剤層とを有する研磨用クッション材であって、
上記積層シートは、厚みが０．３〜３．０ｍｍであり、密度が４００〜６００ｋｇ／ｍ3であり、引張強さが１．０〜３．０ＭＰａであり、伸びが１３０〜１６０％であり、ショアＡ硬度が２５〜４０であり、又は２５％圧縮応力が０．３０〜０．６０ＭＰａである条件のうち少なくとも一つを満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の第１〜第３のクッション材は、発泡シート、発泡シートと合成樹脂シートとが積層一体化されてなる積層シート、又は発泡シートと合成樹脂シートとが粘着剤層を介して接着一体化されてなる積層シートが、所定の条件を満たすことから優れたクッション性及び剛性を有する。したがって、本発明の第１〜第３のクッション材によれば、低い押圧力での研磨加工であっても被研磨物に係る押圧力を均一にすることができると共に、被研磨物を損傷させずに平坦に保持することができ、被研磨物を均一に平坦化することが可能となる。このような本発明の第１〜第３のクッション材は、高密度化された半導体基板や薄型化されたガラス基板などの被研磨物を研磨加工する際に、このような被研磨物や研磨材の研磨材固定用クッション材、及びバックシート貼着用クッション材として好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一方の面に粘着剤層を有する第１の研磨用クッション材の断面図である。
【図２】双方の面に粘着剤層を有する第１の研磨用クッション材の断面図である。
【図３】一方の面に粘着剤層を有する第２の研磨用クッション材の断面図である。
【図４】双方の面に粘着剤層を有する第２の研磨用クッション材の断面図である。
【図５】一方の面に粘着剤層を有する第３の研磨用クッション材の断面図である。
【図６】双方の面に粘着剤層を有する第３の研磨用クッション材の断面図である。
【図７】研磨機の概略構成を示す模式図である。
【図８】研磨機の概略構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［第１の研磨用クッション材］
本発明の第１の研磨用クッション材の断面図を図１に示す。本発明の第１の研磨用クッション材は、発泡シート11と、この発泡シート11の一方の面に積層一体化されてなる粘着剤層12aとを有する。
【００１３】
発泡シート11の厚みは、０．３〜３．０ｍｍが好ましく、０．５〜１．５ｍｍがより好ましい。発泡シート11の厚みが０．３ｍｍ未満であると、十分なクッション性が得られない恐れがある。また、発泡シート11の厚みが３．０ｍｍを超えると、研磨時の押圧力により弾性変形しやすくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。
【００１４】
発泡シート11の密度は、４００〜６００ｋｇ／ｍ3が好ましく、４５０〜６００ｋｇ／ｍ3より好ましい。発泡シート11の密度が４００ｋｇ／ｍ3未満では、発泡シートが柔軟になり弾性変形しやくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。また、発泡シート11の密度が６００ｋｇ／ｍ3を超えると、発泡シート11の剛性が高くなり過ぎて被研磨物に傷を付ける恐れがある。
【００１５】
発泡シート11の引張強さは、１．０〜３．０ＭＰａが好ましく、１．０〜２．０ＭＰａより好ましい。発泡シート11の引張強さが１．０ＭＰａ未満であると、発泡シートが柔軟になり弾性変形を起こしやくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。また、発泡シート11の引張強さが３．０ＭＰａを超えると、発泡シート11の剛性が高くなり過ぎて被研磨物に傷を付ける恐れがある。
【００１６】
発泡シート11の伸びは、１３０〜１６０％が好ましく、１４０〜１６０％がより好ましい。発泡シート11の伸びが１３０％未満であると、十分なクッション性が得られない恐れがある。また、発泡シート11の伸びが１６０％を超えると、発泡シート11が柔軟になり弾性変形を起こしやくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。
【００１７】
発泡シート11のショアＡ硬度は、２５〜４０が好ましく、３０〜４０がより好ましい。発泡シート11のショアＡ硬度が２５未満であると、発泡シート11が柔軟になり弾性変形を起こしやくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。また、発泡シート11のショアＡ硬度が４０を超えると、発泡シート11の剛性が高くなり過ぎて被研磨物に傷を付ける恐れがある。
【００１８】
発泡シート11の２５％圧縮応力は、０．３０〜０．６０ＭＰａが好ましく、０．３０〜０．５０ＭＰａがより好ましい。発泡シート11の２５％圧縮応力が０．３０ＭＰａ未満であると、発泡シート11が柔軟になり弾性変形を起こしやくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。また、発泡シート11の２５％圧縮応力が０．６０ＭＰａを超えると、発泡シート11の剛性が高くなり過ぎて被研磨物に傷を付ける恐れがある。
【００１９】
発泡シート11は、上述した厚み、密度、引張強さ、伸び、ショアＡ硬度又は２５％圧縮応力の条件のうち少なくとも一つを満たせばよいが、複数の条件を満たすことが好ましく、全ての条件を満たすのがより好ましい。
【００２０】
粘着剤層12aは、図１に示すように、発泡シート11の一方の面に積層一体化されているが、図２に示すように、発泡シート11の他方の面にもさらに粘着剤層12bが積層一体化されていてもよい。なお、図２において、発泡シート11の両面に粘着剤層12a、12bが積層一体化されている以外は図１と同じ構成を有するため説明を省略する。
【００２１】
［第２の研磨用クッション材］
次に、本発明の第２の研磨用クッション材の断面図を図３に示す。本発明の第２の研磨用クッション材は、発泡シート21ａと合成樹脂シート21bとが積層一体化されてなる積層シート21と、この積層シート21の合成樹脂シート21b上に積層一体化されている粘着剤層22aとを有する。
【００２２】
積層シート21の厚みは、０．３〜３．０ｍｍが好ましく、０．５〜１．５ｍｍがより好ましい。積層シート21の厚みが０．５ｍｍ未満であると、十分なクッション性が得られない恐れがある。また、積層シート21の厚みが３．０ｍｍを超えると、研磨時の押圧力により弾性変形しやすくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。
【００２３】
積層シート21の密度は、４００〜６００ｋｇ／ｍ3が好ましく、４５０〜６００ｋｇ／ｍ3がより好ましい。積層シート21の密度が４００ｋｇ／ｍ3未満では、積層シート21が柔軟になり弾性変形しやすくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。また、積層シート21の密度が６００ｋｇ／ｍ3を超えると、積層シート21の剛性が高くなり過ぎて被研磨物に傷を付ける恐れがある。
【００２４】
積層シート21の引張強さは、１．０〜３．０ＭＰａが好ましく、１．０〜２．０ＭＰａがより好ましい。積層シート21の引張強さが１．０ＭＰａ未満であると、積層シート21が柔軟になり弾性変形しやすくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。また、積層シート21の引張強さが３．０ＭＰａを超えると、積層シート21の剛性が高くなり過ぎて被研磨物に傷を付ける恐れがある。
【００２５】
積層シート21の伸びは、１３０〜１６０％が好ましく、１４０〜１６０％がより好ましい。積層シート21の伸びが１３０％未満であると、十分なクッション性が得られない恐れがある。また、積層シート21の伸びが１６０％を超えると、積層シート21が柔軟になり弾性変形しやすくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。
【００２６】
積層シート21のショアＡ硬度は、２５〜４０が好ましく、３０〜４０がより好ましい。積層シート21のショアＡ硬度が２５未満であると、積層シート21が柔軟になり弾性変形しやすくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。また、積層シート21のショアＡ硬度が４０を超えると、積層シート21の剛性が高くなり過ぎて被研磨物に傷を付ける恐れがある。
【００２７】
積層シート21の２５％圧縮応力は、０．３０〜０．６０ＭＰａが好ましく、０．３０〜０．５０ＭＰａがより好ましい。積層シート21の２５％圧縮応力が０．３０ＭＰａ未満であると、積層シート21が柔軟になり弾性変形しやすくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。また、積層シート21の２５％圧縮応力が０．６０ＭＰａを超えると、積層シート21の剛性が高くなり過ぎて被研磨物に傷を付ける恐れがある。
【００２８】
なお、第２の研磨用クッション材において、積層シート21のショアＡ硬度及び２５％圧縮応力とは、積層シート21の発泡シート21ａが配置されている面におけるショアＡ硬度及び２５％圧縮応力を意味する。
【００２９】
積層シート21は、上述した厚み、密度、引張強さ、伸び、ショアＡ硬度又は２５％圧縮応力の条件うち少なくとも一つを満たせばよいが、複数の条件を満たすことが好ましく、全ての条件を満たすのがより好ましい。
【００３０】
図３に示す研磨用クッション材では、粘着剤層22aが積層シート21の合成樹脂シート21b上のみに積層一体化されているが、これに限定されず発泡シート21a上のみに粘着剤層が積層一体化されていてもよい。しかしながら、積層シート21の片面のみに粘着剤層が積層一体化されている場合、図３に示すように、粘着剤層22aが合成樹脂シート21b上に積層一体化されているのが好ましい。
【００３１】
また、図３では、粘着剤層22aが積層シート21の一方の面のみに積層一体化されているが、これに限定されず、図４に示すように、積層シート21の他方の面にもさらに粘着剤層22bが積層一体化されていてもよい。なお、図４において、積層シート21の両面に粘着剤層22a、22bが積層一体化されている以外は図３と同じ構成を有するため説明を省略する。
【００３２】
［第３の研磨用クッション材］
次に、本発明の第３の研磨用クッション材の断面図を図５に示す。本発明の第３の研磨用クッション材は、発泡シート31aと合成樹脂シート31bとが中間層31cを介して接合一体化されてなる積層シート31と、この積層シート31の合成樹脂シート31b上に積層一体化されている粘着剤層32aとを有する。
【００３３】
積層シート31の厚みは、０．３〜３．０ｍｍが好ましく、０．３〜１．５ｍｍがより好ましい。積層シート31の厚みが０．３ｍｍ未満であると、十分なクッション性が得られない恐れがある。また、積層シート31の厚みが３．０ｍｍを超えると、研磨時の押圧力により弾性変形しやすくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。
【００３４】
積層シート31の密度は、４００〜６００ｋｇ／ｍ3が好ましく、４５０〜６００ｋｇ／ｍ3がより好ましい。積層シート31の密度が４００ｋｇ／ｍ3未満では、積層シート31が柔軟になり弾性変形しやすくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。また、積層シート31の密度が６００ｋｇ／ｍ3を超えると、積層シート31の剛性が高くなり過ぎて被研磨物に傷を付ける恐れがある。
【００３５】
積層シート31の引張強さは、１．０〜３．０ＭＰａが好ましく、１．０〜２．０ＭＰａがより好ましい。積層シート31の引張強さが１．０ＭＰａ未満であると、積層シート31が柔軟になり弾性変形しやすくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。また、積層シート31の引張強さが３．０ＭＰａを超えると、積層シート31の剛性が高くなり過ぎて被研磨物に傷を付ける恐れがある。
【００３６】
積層シート31の伸びは、１３０〜１６０％が好ましく、１４０〜１６０％がより好ましい。積層シート31の伸びが１３０％未満であると、十分なクッション性が得られない恐れがある。また、積層シート31の伸びが１６０％を超えると、積層シート31が柔軟になり弾性変形しやすくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。
【００３７】
積層シート31のショアＡ硬度は、２５〜４０が好ましく、３０〜４０がより好ましい。積層シート31のショアＡ硬度が２５未満であると、積層シート31が柔軟になり弾性変形しやすくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。また、積層シート31のショアＡ硬度が４０を超えると、積層シート31の剛性が高くなり過ぎて被研磨物に傷を付ける恐れがある。
【００３８】
積層シート31の２５％圧縮応力は、０．３０〜０．６０ＭＰａが好ましく、０．３０〜０．５０ＭＰａがより好ましい。積層シート31の２５％圧縮応力が０．３０ＭＰａ未満であると、積層シート31が柔軟になり弾性変形しやすくなり、被研磨物や研磨材を平坦に保持するのが困難になる恐れがある。また、積層シート31の２５％圧縮応力が０．６０ＭＰａを超えると、積層シート31の剛性が高くなり過ぎて被研磨物に傷を付ける恐れがある。
【００３９】
なお、第３の研磨用クッション材において、積層シート31のショアＡ硬度及び２５％圧縮応力とは、積層シート31の発泡シート31ａが配置されている面におけるショアＡ硬度及び２５％圧縮応力を意味する。
【００４０】
積層シート31は、上述した厚み、密度、引張強さ、伸び、ショアＡ硬度又は２５％圧縮応力の条件のうち少なくとも一つを満たせばよいが、複数の条件を満たすのが好ましく、全ての条件を満たすのがより好ましい。
【００４１】
図５に示す研磨用クッション材では、粘着剤層32aが積層シート31の合成樹脂シート31b上のみに積層一体化されているが、これに限定されず発泡シート31a上のみに粘着剤層が積層一体化されていてもよい。しかしながら、積層シート31の片面のみに粘着剤層が積層一体化されている場合、図５に示すように、粘着剤層32aが合成樹脂シート31b上に積層一体化されているのが好ましい。
【００４２】
また、図５では、粘着剤層32aが積層シート31の一方の面にのみ積層一体化されているが、これに限定されず、図６に示すように、積層シート31の他方の面にもさらに粘着剤層32bが積層一体化されていてもよい。なお、図６において、積層シート31の両面に粘着剤層32a、32bが積層一体化されている以外は図５と同じ構成を有するため説明を省略する。
【００４３】
以下に、本発明の第１の研磨用クッション材、第２の研磨用クッション材、及び第３の研磨用クッション材のそれぞれに用いられる発泡シート、合成樹脂シート、及び粘着剤層について説明する。
【００４４】
［発泡シート］
発泡シートとしては、ゴム発泡シート、ポリオレフィン系樹脂発泡シート、及びポリウレタン系樹脂発泡シートなどが好ましく挙げられる。
【００４５】
ゴム発泡シートは、イソプレンゴム発泡シートが好ましい。ゴム発泡シートは、例えばゴムエマルジョン又はゴムラテックスに触媒、界面活性剤等を配合し、加硫剤としての硫黄で加硫することにより製造される。
【００４６】
優れたクッション性を有するゴム発泡シートを得るためには、ゴム発泡シートにおける加硫剤の含有量が、１〜５質量％であるのが好ましい。
【００４７】
ポリオレフィン系樹脂発泡シートを構成する樹脂としては、ポリプロピレン系樹脂、及びポリエチレン系樹脂などが挙げられる。
【００４８】
ポリプロピレン系樹脂としては、プロピレン単独重合体、プロピレンと他のオレフィンとの共重合体などが挙げられ、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。又、プロピレンと他のオレフィンとの共重合体は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、ランダムブロック共重合体の何れであってもよい。なお、プロピレンと共重合されるオレフィンとしては、例えば、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセン等のα−オレフィン等が挙げられる。
【００４９】
ポリエチレン系樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン系樹脂、中密度ポリエチレン系樹脂、高密度ポリエチレン系樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂、直鎖状中密度ポリエチレン系樹脂、直鎖状高密度ポリエチレン系樹脂などが挙げられ、単独で用いられても併用されてもよい。
【００５０】
ポリオレフィン系樹脂発泡シートは、例えば、ポリオレフィン系樹脂及び熱分解型発泡剤からなる発泡性樹脂組成物を溶融混練した上で、プレス成形や押出成形などの汎用の成形方法によってシート状に成形することにより得られる。また、ポリオレフィン系樹脂及び熱分解型発泡剤からなる発泡性樹脂組成物の溶融混練物を押出成形する際に、前記押出成形物を合成樹脂シート上に直接、押し出すことにより、合成樹脂シートにポリオレフィン系樹脂発泡シートが積層一体化されている積層シートを作製することができる。
【００５１】
熱分解型発泡剤としては、従来から発泡シートの製造に用いられているものであれば、特に限定されず、例えば、アゾジカルボンアミド、ベンゼンスルホニルヒドラジド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、トルエンスルホニルヒドラジド、４，４−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）などが挙げられ、これらは単独で用いられても二種類以上が併用されてもよい。
【００５２】
また、ポリウレタン系樹脂発泡シートは、ポリオール類及びポリイソシアネート類、並びに好ましくは発泡剤及び触媒を含むポリウレタン系樹脂発泡シートの原料を反応させ、発泡及び硬化させることにより得られる。ポリオール類としては、ポリエステルポリオール又はポリエーテルポリオールが用いられる。ポリエステルポリオールとしては、アジピン酸、フタル酸等のポリカルボン酸を、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等のポリオールと反応させることによって得られる縮合系ポリエステルポリオールのほか、ラクトン系ポリエステルポリオール及びポリカーボネート系ポリオールが挙げられる。ポリエーテルポリオールとしては、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、又はこれらの変性体、グリセリンにアルキレンオキサイドを付加した化合物等が挙げられる。このポリオール類は、原料成分の種類、分子量、縮合度等を調整することによって、水酸基の数や水酸基価を変えることができる。また、架橋剤として、１,４−ブタンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等を配合することもできる。
【００５３】
次に、ポリオール類と反応させるポリイソシアネート類はイソシアネート基を複数有する化合物であって、具体的にはトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４,４−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、１,５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、トリフェニルメタントリイソシアネート、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、ジシクロヘ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（ＩＰＤＩ）及びそれらのプレポリマー等が用いられる。
【００５４】
ここで、ポリイソシアネート類のイソシアネートインデックスは好ましくは１００〜１２０である。すなわち、イソシアネートインデックスは、ポリオール類の水酸基に対するポリイソシアネート類のイソシアネート基の当量比を百分率で表したものであるが、その値が１００を越えるということはイソシアネート基が水酸基より過剰であることを意味する。イソシアネートインデックスが１００未満の場合には、ポリオール類に対するポリイソシアネート類の量が不足し、発泡体が軟らかくなって剛性が低下する傾向を示す。一方、イソシアネートインデックスが１２０を越える場合には、発泡体が硬くなる傾向がある。
【００５５】
発泡剤はポリウレタンを発泡させてポリウレタン系樹脂発泡シートとするためのものである。この発泡剤としては、水の他にメチレンクロライド等の低沸点化合物、炭酸ガス等が用いられる。発泡剤の配合量は、通常より少なくして泡化反応の進行を抑え、高密度の発泡体を得るために、ポリオール類１００質量部に対して０．０５〜０．２質量部であることが好ましい。発泡剤の配合量が０．０５質量部未満では発泡が不十分となる。また、発泡剤の配合量が０．２質量部を越えると発泡及び架橋反応が過剰となり、発泡体が硬くなる恐れがある。
【００５６】
触媒はポリオール類とポリイソシアネート類とのウレタン化反応を促進するためのものである。触媒としては、Ｎ,Ｎ’,Ｎ’−トリメチルアミノエチルピペラジン、トリエチレンジアミン、ジメチルエタノールアミン、Ｎ−エチルモルホリン等の３級アミン、オクチル酸スズ等の有機金属化合物、酢酸塩、アルカリ金属アルコラート等が用いられる。その他、ポリウレタン系樹脂発泡シートの原料としては、界面活性剤等の整泡剤、縮合リン酸エステル等の難燃剤、酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、着色剤等を用いることもできる。
【００５７】
そして、ポリウレタン系樹脂発泡シートの原料を反応させて発泡及び硬化させることによりポリウレタン系樹脂発泡シートが製造されるが、その際の反応は複雑であり、基本的には次のような反応が主体となっている。すなわち、ポリオール類とポリイソシアネート類との付加重合反応（ウレタン化反応）、ポリイソシアネート類と発泡剤としての水との泡化（発泡）反応及びこれらの反応生成物とポリイソシアネート類との架橋（硬化）反応である。ここで、上記のポリオール類はポリイソシアネート類と反応してポリウレタンの基本骨格を形成するものである。
【００５８】
ポリウレタン系樹脂発泡シートの作製は、例えば、離型フィルム上でポリウレタン系樹脂発泡シートの原料を反応させて発泡及び硬化させた後、上記離型フィルムを剥離することにより行われる。また、合成樹脂シート上でポリウレタン系樹脂発泡シートの原料を反応させて発泡及び硬化させることにより、ポリウレタン系樹脂発泡シートの製造と共に当該シートの一方の面に合成樹脂シートが積層一体化されてなる積層シートを製造することができる。
【００５９】
発泡シートを被研磨物の吸着保持に使用する場合、発泡シートが連続気泡構造を有していてもよい。連続気泡構造を有する発泡シートは、被研磨物の吸着保持性や粘着剤層、中間層との接着性に優れる。連続気泡構造を有する発泡シートは、独立気泡を含んでいてもよいが、連続気泡構造を有する発泡シートの独立気泡率は２０％以下とするのが好ましい。なお、発泡シートにおける独立気泡率はＡＳＴＭＤ２８５６に準拠して測定される値とする。
【００６０】
［合成樹脂シート］
合成樹脂シートを、発泡シートと組み合わせて用いることにより、クッション性を向上させると共に、剛性を確保して被研磨物や研磨材を平坦に保持することが可能な研磨用クッション材を得ることができる。
【００６１】
合成樹脂シートは、非発泡シートであり、このような合成樹脂シートの材料としては、特に限定されないが、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステル系樹脂が挙げられ、耐薬品性、強度的に優れると共に幅の広く且つ厚み精度の優れたフィルムを得ることができるので、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。
【００６２】
また、合成樹脂シートの表面は、必要に応じて、コロナ放電処理、プライマー処理などを施してもよく、上記処理により合成樹脂シートと、発泡シート、粘着剤層又は中間層との接着性を向上させることができる。
【００６３】
［粘着剤層］
次に、粘着剤層を構成する粘着剤は、特に限定されないが、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤が好ましい。研磨用クッション材に複数の粘着剤層が用いられる場合、これらの粘着剤層の粘着剤は、同一であってもよいし、相違していてもよい。
【００６４】
アクリル系粘着剤としては、アクリル系共重合体と、必要に応じて粘着付与樹脂とを含有する粘着剤を用いることができる。アクリル系共重合体としては、特に限定されないが、アルキル基の炭素数が１〜１２である（メタ）アクリル酸アルキルエステル及び（メタ）アクリル酸を含む単量体を重合させて得られる（メタ）アクリル酸アルキルエステル系共重合体（以下、単に「（メタ）アクリル酸アルキルエステル系共重合体」という）が好ましい。なお、本発明において「（メタ）アクリル酸」とは、「メタクリル酸又はアクリル酸」を意味する。
【００６５】
アクリル系共重合体の重量平均分子量は、小さいと、研磨時に発生する熱に耐えられないことがあり、大きいと、初期タック性が低下することがあるので、３０万〜８０万が好ましい。なお、アクリル系共重合体の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）によってテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）によるポリスチレン換算値から求められる値をいう。
【００６６】
アルキル基の炭素数が１〜１２である（メタ）アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロピル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸−ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸−ｔ−ブチル、（メタ）アクリル酸−２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸オクチルなどが挙げられ、（メタ）アクリル酸−２―エチルヘキシルが好ましい。アルキル基の炭素数が１〜１２である（メタ）アクリル酸アルキルエステルは、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【００６７】
（メタ）アクリル酸アルキルエステル系共重合体には、アルキル基の炭素数が１〜１２である（メタ）アクリル酸アルキルエステルや（メタ）アクリル酸と共重合可能な他のビニル単量体が共重合成分として含まれていてもよい。このようなビニルモノマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸グリシジル、アリルグリシジルエーテル、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸、ｎ−メチロールアクリルアミド、無水マレイン酸、酢酸ビニル、スチレンなどが挙げられる。
【００６８】
（メタ）アクリル酸アルキルエステル系共重合体中に（メタ）アクリル酸ブチル成分が含有されている場合、（メタ）アクリル酸ブチルの含有量が少ないと、粘着剤層の耐熱性が低下することがある。また、（メタ）アクリル酸ブチルの含有量が多いと、粘着剤層が柔軟性が低下する恐れがある。したがって、（メタ）アクリル酸ブチルの含有量は１０〜５０重量％とするのが好ましい。
【００６９】
（メタ）アクリル酸アルキルエステル系共重合体中に（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル成分が含有されている場合、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシルの含有量は、少ないと、粘着剤層の柔軟性が低下することがあり、多いと、粘着剤層の耐熱性が低下することがあるので、３０〜９０重量％が好ましく、５０〜８０重量％がより好ましい。
【００７０】
（メタ）アクリル酸アルキルエステル系共重合体中において、アルキル基の炭素数が１〜１２である（メタ）アクリル酸アルキルエステルの含有量は、少ないと、粘着剤層の粘着力やタックが低下することがあるので、７０重量％以上が好ましく、８０重量％以上がより好ましく、多すぎると、（メタ）アクリル酸アルキルエステル系共重合体の架橋が不十分となって凝集力が低下し、粘着剤層が凝集破壊することがあるので、８０〜９５重量％が好ましい。
【００７１】
（メタ）アクリル酸アルキルエステル系共重合体を得るためには、アルキル基の炭素数が１〜１２である（メタ）アクリル酸アルキルエステルと、（メタ）アクリル酸と、必要に応じて配合する上述の他の単量体とを、重合開始剤の存在下にてラジカル反応させればよい。なお、重合方法としては、特に限定されず、従来公知の方法が用いられ、例えば、溶液重合、乳化重合、懸濁重合、塊状重合などが挙げられる。
【００７２】
上記重合開始剤としては、特に限定されず、例えば、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ｔ−ヘキシルパーオキシピバレート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、２，５−ジメチル−２，５−ビス（２−エチルヘキサノイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、ｔ−ブチルパーオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシラウレートなどが挙げられ、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ｔ−ヘキシルパーオキシピバレートが好ましい。なお、重合開始剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【００７３】
また、粘着剤層を構成する粘着剤としてアクリル系粘着剤を用いた場合、粘着剤層のＪＩＳ Ｚ ０２３７に準拠して測定されたステンレス板に対する１８０°ピール力は、低いと、研磨中にスラリー液に含有された酸やアルカリによってアクリル系粘着剤が変質してその粘着力が低下し、粘着剤層が剥離することがあり、高いと、研磨用クッション材を貼り直したい場合に不便となることがあるので、７〜４０Ｎ／２５ｍｍが好ましく、１０〜３０Ｎ／２５ｍｍがより好ましい。
【００７４】
粘着付与樹脂としては、特に限定されず、例えば、キシレン樹脂、フェノール樹脂、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂などが挙げられ、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。
【００７５】
粘着剤層が研磨材と貼着するために用いられる場合、このような粘着剤層には強固着性が要求されるため、粘着剤層は粘着付与樹脂を含有することが好ましい。粘着付与樹脂としては、キシレン樹脂が好ましく、キシレン樹脂のアルキルフェノール反応物がより好ましく用いられる。このようなキシレン樹脂のアルキルフェノール反応物の市販品としては、例えば、フドー社から商品名「ニカノールＴシリーズ」で市販されている。
【００７６】
研磨材と貼着するための粘着剤層が（メタ）アクリル酸アルキルエステル系共重合体から構成されている場合、この粘着剤層に含有される粘着付与樹脂の量は、（メタ）アクリル酸アルキルエステル系共重合体１００重量部に対して５〜２０重量部が好ましく、１０〜１７重量部がより好ましい。粘着付与樹脂の配合量が少ないと、粘着剤層が凝集破壊を生じることがあり、多いと、粘着剤層の粘着力やタックが低下することがある。
【００７７】
粘着剤層が定盤や回転プレートと貼着するために用いられる場合、このような粘着剤層は、定盤や回転プレートから糊残りなく剥離することが求められる。定盤や回転プレートを貼着するための粘着剤層が（メタ）アクリル酸アルキルエステル系共重合体から構成されている場合、粘着付与剤の配合量は、多いと、再剥離性が劣る場合があるので、（メタ）アクリル酸アルキルエステル系共重合体１００重量部に対して１０重量部以下とすることが好ましい。
【００７８】
また、ゴム系粘着剤としては、例えば、積水化学工業株式会社から商品名「ＹＫ糊」にて市販されている。ゴム系粘着剤には、石油系樹脂が含有されていてもよい。なお、石油系樹脂は、例えば、荒川化学社から商品名「アルコン」で市販されている。このようなゴム系粘着剤は、強固着性を有することから、研磨材と貼着するために用いられる粘着剤層に用いるのが好ましい。
【００７９】
ゴム系粘着剤としては、ポリイソプレンゴムなどのゴム系樹脂を用いることもできる。ゴム系樹脂を含む粘着剤層は、ゴム系樹脂の他に、ポリブテン等の低分子量の液状ゴム、テルペン系樹脂等の軟化剤など従来公知の各種添加剤を含んでいてもよい。粘着剤層に上記液状ゴムや上記軟化剤を用いることによって、粘着剤層の粘着力を向上させることができる。
【００８０】
粘着剤層の作製は、離型フィルムなどの基材上に粘着剤を塗布して溶剤を完全に乾燥、除去させることにより行われる。このようにして得られた粘着剤層は、合成樹脂シート又は発泡シートなどへ転写することができる。また、合成樹脂シート上に粘着剤を塗布して溶剤を完全に乾燥、除去させることにより、合成樹脂シート上に粘着剤層を直接作製することもできる。
【００８１】
研磨用クッション材の最外層に配置されている粘着剤層の厚さは、３０〜１００μｍが好ましく、４０〜８０μｍがより好ましい。粘着剤層が薄過ぎると、粘着剤層の粘着力が不十分となる恐れがある。また、粘着剤層が厚過ぎると、粘着剤層の凝集力が低下する恐れがある。
【００８２】
［中間層］
本発明の第３の研磨用クッション材では、発泡シートと合成樹脂シートとが中間層を介して接合一体化されている。中間層を構成する材料としては、発泡シートと合成樹脂シートとを接合一体化できるものであればよく、例えば、ホットメルト接着剤、アクリル系粘着剤、及びゴム系粘着剤などを用いることができる。
【００８３】
ホットメルト接着剤は、研磨時の温度より高い軟化温度を有する熱可塑性樹脂で、その軟化温度が９０〜１４０℃の熱可塑性樹脂により構成されていることが好ましい。研磨時の温度は、通常４０〜６０℃である。このようなホットメルト接着剤としては、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ、軟化温度９５℃）、ポリエチレン（ＰＥ、軟化温度９５〜１１５℃）等が用いられる。
【００８４】
本発明の第１の研磨用クッション材の作製は、例えば、上述したように離型フィルムなどの基材上に粘着剤層を予め作製し、発泡シートの少なくとも一方の面に離型フィルム上に形成された粘着剤層を粘着剤層と発泡体シートとが対向するようにして積層し、これにより得られた積層体を押圧して粘着剤層を発泡体シートに転写一体化することにより行われる。離型フィルムは第１の研磨用クッション材を使用する際に剥離すればよい。
【００８５】
また、第２の研磨用クッション材に用いられる積層シートを作製する場合、まず、合成樹脂シート上に上述の通り発泡シートを直接作製することにより、発泡シートの一方の面に合成樹脂シートが積層一体化されてなる積層シートを得る。次に、積層シートの合成樹脂シート又は発泡シートの何れか一方又は双方に上述したように離型フィルムなどの基材上に予め作製した粘着剤層を積層シートと粘着剤層とが対向するように積層し、これにより得られた積層体を押圧して粘着剤層を積層シートに転写一体化させることにより第２の研磨用クッション材が得られる。離型フィルムは第２の研磨用クッション材を使用する際に剥離すればよい。
【００８６】
さらに、第３の研磨用クッション材に用いられる積層シートを作製する場合、まず、合成樹脂シートと発泡シートとを接着剤により接着一体化させて積層シートを得る。次に、積層シートの合成樹脂シート又は発泡シートの何れか一方又は双方に上述したように離型フィルムなどの基材上に予め作製した粘着剤層を積層シートと粘着剤層とが対向するように積層し、これにより得られた積層体を押圧して粘着剤層を積層シートに転写一体化することにより第３の研磨用クッション材が得られる。離型フィルムは第３の研磨用クッション材を使用する際に剥離すればよい。
【００８７】
本発明の第１〜第３の研磨用クッション材はそれぞれ、後述する研磨機Ａにおいて、被研磨物Ｅを定盤Ｂに吸着保持するための被研磨物保持用クッション材１、又は研磨材Ｃを回転プレートＤに固定するための研磨材固定用クッション材２として用いることができる。
【００８８】
研磨機Ａは、図７に示すように、下面に駆動軸B1が一体的に設けられて所定方向に回転し且つ上面にガラス基板やシリコンウェーハなどの被研磨物Ｅを載置可能にするための配設面B2を有する円盤状の定盤Ｂと、この定盤Ｂの上方に配設されて、被研磨物Ｅを研磨するための研磨材Ｃを固着するための回転プレートＤとを備えている。
【００８９】
回転プレートＤは、その上面に駆動軸D1が一体的に設けられて所定方向に回転可能に構成されていると共に、下面に研磨材Ｃを着脱自在に固着可能に構成されている。
【００９０】
定盤Ｂの配設面Ｂ２上にはガラス基板やシリコンウェーハなどの被研磨物Ｅが被研磨物保持用クッション材１により着脱自在に固定され、一方、回転プレートＤの下面には研磨材固定用クッション材２により研磨材Ｃが着脱自在に固定される。そして、定盤Ｂの駆動軸B1を駆動させて定盤Ｂを一定方向に回転させると共に、回転軸D1を駆動させて回転プレートＤを一定方向に回転させる。すると、定盤Ｂ上に配設された被研磨物Ｅの上面が回転プレートＤの下面に配設された研磨材Ｃによって研磨される。
【００９１】
図１、図３及び図５に示す研磨用クッション材など、一方の最外層として粘着剤層を有し、他方の最外層として発泡シートを有する研磨用クッション材は、被研磨物保持用クッション材１として用いることができる。この時、粘着剤層を剥離可能に定盤Ｂに貼着すると共に、発泡シートにより被研磨物Ｅを吸着保持することにより、研磨用クッション材を被研磨物保持用クッション材１として使用できる。発泡シートに水などを含ませることにより、発泡シートの被研磨物Ｅに対する吸着保持力を高めることができる。
【００９２】
また、図１、図３及び図５に示す研磨用クッション材など、一方の最外層として粘着剤層を有し、他方の最外層として発泡シートを有する研磨用クッション材は、研磨材固定用クッション材２として用いることもできる。例えば、粘着剤層上に研磨材Ｃを貼着した場合には発泡シートを回転プレートＤに従来公知の両面粘着テープ等を介して剥離可能に貼着するか、又は発泡シート上に従来公知の両面粘着テープ等を介して研磨材Ｃを貼着した場合には粘着剤層を回転プレートＤとの貼着に使用することにより研磨材固定用クッション材２として使用できる。
【００９３】
図２、図４及び図６に示す研磨用クッション材など、双方の最外層として粘着剤層を有する研磨用クッション材は、被研磨物Ｅを定盤Ｂに固定するための被研磨物保持用クッション材１として用いることができる。具体的には、一方の粘着剤層に被研磨物Ｅを貼着し、他方の粘着剤層を定盤Ｂとの貼着に使用すればよい。また、図４及び図６に示す研磨用クッション材では、合成樹脂シート上の粘着剤層を定盤Ｂとの貼着に使用し、発泡シート上の粘着剤層を被研磨物Ｅとの貼着に使用するのが好ましい。
【００９４】
また、図２、図４及び図６に示す研磨用クッション材など、双方の最外層として粘着剤層を有する研磨用クッション材は、研磨材Ｃを回転プレートＤに固定するための研磨材固定用クッション材２としても用いることができる。具体的には、一方の粘着剤層に研磨材Ｃを貼着し、他方の粘着剤層を回転プレートＤとの貼着に使用すればよい。また、図４及び図６に示す研磨用クッション材では、合成樹脂シート上の粘着剤層を回転プレートＤとの貼着に使用し、発泡シート上の粘着剤層を被研磨物Ｅとの貼着に使用するのが好ましい。
【００９５】
本発明の第１〜第３の研磨用クッション材は、上述した他にも、後述する図８に示す研磨機Ｇにおいて、バックシート４を定盤Ｂに固定するためのバックシート貼着用クッション材３として用いることもできる。
【００９６】
研磨機Ｇでは、定盤Ｂの配設面Ｂ２上にバックシート貼着用クッション材３によってバックシート４が着脱自在に貼着され、このバックシート４上に被研磨物Ｅが載置される以外は、図７に示す研磨機Ａと同様の構成を有している。
【００９７】
バックシート４は、被研磨物Ｅの研磨時に被研磨物Ｅに損傷が発生しないように被研磨物Ｅを保護するために用いられ、定盤Ｂと回転プレートＤとによる被研磨物Ｅの挟持力によって被研磨物Ｅが接触しているバックシート４の表面が被研磨物Ｅの形状に沿って変形して被研磨物Ｅの一部がバックシート４の表面に埋没し、被研磨物Ｅとバックシート４との間の摩擦抵抗によって被研磨物Ｅを定盤Ｂの所定位置に固定、維持しつつ、被研磨物Ｅが損傷するのを防止するために用いられるものである。バックシート４は、従来から汎用の布状体からなるバックシートを用いることができる。そして、被研磨物Ｅを回転プレートＤによって定盤Ｂ方向へ押圧して、被研磨物Ｅに加わる押圧力によってクッション材３を弾性変形させることによってバックシート４の表面を変形させて被研磨物Ｅを回転プレートＤと定盤Ｂとの間において定盤Ｂの所定位置に固定、保持しながら、定盤Ｂの駆動軸B1を駆動させて定盤Ｂを一定方向に回転させると共に、回転軸D1を駆動させて回転プレートＤを一定方向に回転させる。すると、回転プレートＤと定盤Ｂとの間に保持された被研磨物Ｅの上面が回転プレートＤの下面に配設された研磨材Ｃによって研磨される。
【００９８】
図１、図３及び図５に示す研磨用クッション材など、一方の最外層として粘着剤層を有し、他方の最外層として発泡シートを有する研磨用クッション材は、バックシート４を定盤Ｂに貼着するためのクッション材３として用いることもできる。例えば、粘着剤層上にバックシート４を貼着した場合には発泡シートを定盤Ｂに従来公知の両面粘着テープ等を介して剥離可能に貼着するか、又は発泡シート上に従来公知の両面粘着テープ等を介してバックシート４を貼着した場合には粘着剤層を定盤Ｂとの貼着に使用することによりバックシート貼着用クッション材２として使用できる。
【００９９】
また、図２、図４及び図６に示す研磨用クッション材など、双方の最外層として粘着剤層を有する研磨用クッション材も、バックシート４を定盤Ｂに貼着するためのクッション材３として用いることができる。具体的には、一方の粘着剤層にバックシート４を貼着し、他方の粘着剤層を定盤Ｂとの貼着に使用すればよい。また、図４及び図６に示す研磨用クッション材では、合成樹脂シート上の粘着剤層を定盤Ｂとの貼着に使用し、発泡シート上の粘着剤層をバックシート４との貼着に使用するのが好ましい。
【０１００】
また、研磨用クッション材の取扱性を向上させるため、最外層に配置されている粘着剤層上には離型フィルムがさらに貼着されていてもよい。離型フィルムとしては、特に制限されないが、表面にエンボス加工が施された又は離型剤が塗布されたポリエチレン系樹脂フィルムなどが用いられる。
【実施例】
【０１０１】
以下に、本発明を実施例を用いてより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されない。
【０１０２】
（実施例１）
一方の面に離型処理をしたポリエチレンテレフタレートからなる離型フィルムの離型処理面に、溶剤型アクリル系粘着剤（固形分濃度３０重量％）を塗布した後、１００℃のオーブン中で３分間加熱し溶剤を乾燥させることにより、アクリル系粘着剤層（厚み５０μｍ）を作製した。
【０１０３】
次に、一方の面に離型処理をしたポリエチレンテレフタレートからなる離型フィルムの離型処理面に、ポリイソプレンゴム（日本ゼオン株式会社製 IR-2200）１００重量部、テルペン樹脂（ヤスハラケミカル株式会社製 PX1000）１５０重量部、ポリブテン２０重量部（ＪＸ日鉱日石エネルギー（株）製 HV100）、及び老化防止剤（住友化学株式会社製 スミライザーBHT）４重量部を混合し、これにより得られた混合物にトルエンを添加して固形分濃度を３５重量％に調整した合成ゴム系粘着剤を塗布した後、１００℃のオーブン中で３分間加熱し溶剤を乾燥させることにより、ゴム系粘着剤層（厚み８０μｍ）を作製した。
【０１０４】
そして、ポリウレタン系樹脂発泡シート（日本発条株式会社製 商品名：ニッパレイＥＸＧ）の一方の面に上記の通りに作製したアクリル系粘着剤層を積層し、このポリウレタン系樹脂発泡シートの他方の面に上記の通りに作製したゴム系粘着剤層を積層し、これにより得られた積層体の両面上のそれぞれに４０℃に加熱設定したゴムロールを転動することにより、ポリウレタン系樹脂発泡シートとアクリル系粘着剤層及びゴム系粘着剤層とを積層一体化させた。これにより、ポリウレタン系樹脂発泡シート11の一方の面にアクリル系粘着剤層12aが積層一体化され、ポリウレタン系樹脂発泡シート11の他方の面にゴム系粘着剤層12bが積層一体化された図２に示す研磨用クッション材を得た。
【０１０５】
（実施例２）
離型フィルム上に実施例１と同様にしてアクリル系粘着剤層（厚み５０μｍ）を作製した。また、他の離型フィルム上に実施例１と同様にしてゴム系粘着剤層（厚み８０μｍ）を作製した。
【０１０６】
次に、非発泡のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シート（厚さ５０μｍ）上にポリウレタン系樹脂発泡シートが積層一体化されてなる積層シート（日本発条株式会社製 商品名：ニッパレイＥＸＴ）のＰＥＴシート上に上記で作製したアクリル系粘着剤層を積層し、積層シートのポリウレタン系樹脂発泡シート上に上記で作製したゴム系粘着剤層を積層した。これにより得られた積層体の両面上のそれぞれに４０℃に加熱設定したゴムロールを転動することにより、積層シートとアクリル系粘着剤層及びゴム系粘着剤層とを積層一体化させた。これにより、積層シート21のＰＥＴシート21b上にアクリル系粘着剤層22aが積層一体化され、積層シート21のポリウレタン系樹脂発泡シート22a上にゴム系粘着剤層22bが積層一体化された図４に示す研磨用クッション材を得た。
【０１０７】
（評価１）
実施例１で作製した研磨用クッション材に用いたポリウレタン系樹脂発泡シート、及び実施例２で作製した研磨用クッション材に用いた積層シートについて、以下の手順に従って、厚み、密度、引張強さ、伸び、ショアＡ硬度、及び２５％圧縮応力を測定した。得られた結果を表１に示す。
【０１０８】
（厚み）
厚み［ｍｍ］の測定は、変位計（測定端子10mmφ、株式会社小野測器製 デジタルリニアゲージ）を用いて測定荷重８０ｇにて、ポリウレタン系樹脂発泡シート表面又は積層シート表面における少なくとも１０箇所について行い、その相加平均値をポリウレタン系樹脂発泡シート又は積層シートの厚みとした。また、積層シートの厚みの測定は、積層シートのポリウレタン系樹脂発泡シートが配置された面について行った。
【０１０９】
（密度）
ポリウレタン系樹脂発泡シート又は積層シートを縦１０ｃｍ×横１０ｃｍの縦横寸法に切り出した試験片の重量を測定し、測定した重量（Ｗ［ｋｇ]）を試験片の縦横寸法及び厚さから算出した体積（Ｖ［ｍ3］）で除した値（Ｗ／Ｖ）を算出することにより密度［ｋｇ／ｍ3］を算出した。
【０１１０】
（引張強さ）
引張強さ［ＭＰａ］の測定は、ＪＩＳ Ｋ６４００で規定された方法に準拠して行った。
【０１１１】
（伸び）
伸び［％］の測定は、ＪＩＳ Ｋ６４００で規定された方法に準拠して行った。
【０１１２】
（ショアＡ硬度）
ショアＡ硬度の測定は、ＪＩＳ Ｋ６２５３で規定されたデューロメータを用いて測定した。なお、積層シートについては、積層シートのポリウレタン系樹脂発泡シートが配置された面についてショアＡ硬度の測定を行った。
【０１１３】
（２５％圧縮応力）
２５％圧縮応力の測定は、ポリウレタン系樹脂発泡シート及び積層シートをそれぞれ３０ｍｍ×３０ｍｍの平面正方形状に切断することにより試験片を作製し、この試験片を１ｍｍ／分の圧縮速度にて、圧縮前の試験片の厚みの２５％の厚みとなるまで試験片をその厚み方向に圧縮した時の応力を測定することにより行った。なお、積層シートを用いてなる試験片については、試験片のポリウレタン系樹脂発泡シートが配置された面について２５％圧縮応力の測定を行った。
【０１１４】
（評価２）
研磨用クッション材を被研磨物保持用クッション材１及び研磨材固定用クッション材２として用い、以下の手順に従って、図７に示す研磨機Ａにより半導体デバイス用のシリコンウェーハの研磨加工を行い、研磨加工後のシリコンウェーハについて平坦度及びスクラッチの発生の有無を評価した。
【０１１５】
被研磨物保持用クッション材１のアクリル系粘着剤層上に配置された離型フィルムを剥離して、このアクリル系粘着剤層と定盤Ｂとが対向した状態となるように被研磨物保持用クッション材１を定盤Ｂ上に載置して押圧することによって、被研磨物保持用クッション材１を定盤Ｂ上に接着一体化させた。次に、被研磨物保持用クッション材１のゴム系粘着剤層上に配置している離型フィルムを剥離し、このゴム系粘着剤層上にシリコンウェーハＥ（外径２００ｍｍφ）を貼着した。
【０１１６】
一方、研磨材固定用クッション材２のアクリル系粘着剤層上に配置された離型フィルムを剥離して、このアクリル系粘着剤層と回転プレートＤとが対向した状態となるように研磨材固定用クッション材２を回転プレートＤの定盤Ｂと対向する面に押圧することによって、研磨材固定用クッション材２を回転プレートＤに接着一体化させた。次に、研磨材固定用クッション材２のゴム系粘着剤層上に配置している離型フィルムを剥離し、このゴム系粘着剤層上に硬質ウレタンからなる研磨パッドＣを貼着した。
【０１１７】
そして、以下の研磨条件で、研磨パッドＣと被研磨物Ｅとの間にスラリーを供給しながら、定盤Ｂの駆動軸B1を駆動させて定盤Ｂを一定方向に回転させると共に、回転軸D1を駆動させて回転プレートＤを一定方向に回転させ、定盤Ｂ上に配設された被研磨物Ｅの上面を、回転プレートＤの下面に配設された研磨材Ｃによって研磨した。
【０１１８】
（研磨条件）
研磨速度（回転数）：３０ｒｐｍ
加工圧力：２０ｇ／ｃｍ２
スラリ：W2000（Cabot Microelectronics社製）
スラリ供給量：１００ｃｃ／ｍｉｎ
【０１１９】
研磨加工後のシリコンウェーハの厚さ分布を、非接触式３次元粗さ計（小坂研究所製、ＥＴ２００）を用いて、レーザービーム径１．６μｍの光触針で、測定長（Ｌｘ）１ｍｍ、サンプリングピッチ２μｍ、カットオフ０．２５ｍｍ、縦方向拡大倍率５０００倍、横方向拡大倍率２００倍、走査線数１００本（Ｙ方向の測定長Ｌｙ＝０．２ｍｍ）の条件にて表面の突起プロファイルを測定し、その粗さ曲面から算出した二乗平均粗さＲｑ（ＲＭＳ）をシリコンウェーハの平坦度［μｍ］とした。また、シリコンウェーハの研磨加工面を顕微鏡により観察することでスクラッチの発生の有無を判定した。得られた結果を表１に示す。
【０１２０】
【表１】
実施例１及び２で作製した研磨用クッション材によれば、低い押圧力での研磨加工であっても、傷を付けたり損傷させたりすることなくシリコンウェーハを均一に平坦化することができる。
【符号の説明】
【０１２１】
１１ 発泡シート
１２ａ、１２ｂ 粘着剤層
２１ 積層シート
２１ａ 発泡シート
２１ｂ 合成樹脂シート
２２ａ、２２ｂ 粘着剤層
３１ 積層シート
３１ａ 発泡シート
３１ｂ 合成樹脂シート
３１ｃ 中間層
３２ａ、３２ｂ 粘着剤層
１ 被研磨物保持用クッション材
２ 研磨材固定用クッション材
Ａ 研磨機
Ｂ 定盤
Ｂ１ 駆動軸
Ｂ２ 配設面
Ｃ 研磨材
Ｄ 回転プレート
Ｄ１ 回転軸
Ｅ 被研磨物
Ｆ 研磨パッド積層体
Ｇ 研磨機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡シートの一方の面に粘着剤層が積層一体化されてなる研磨用クッション材であって、
前記発泡シートは、厚みが０．３〜３．０ｍｍであり、密度が４００〜６００ｋｇ／ｍ3であり、引張強さが１．０〜３．０ＭＰａであり、伸びが１３０〜１６０％であり、ショアＡ硬度が２５〜４０であり、又は２５％圧縮応力が０．３０〜０．６０ＭＰａである条件のうち少なくとも一つを満たすことを特徴とする研磨用クッション材。
【請求項２】
発泡シートの他方の面に粘着剤層がさらに積層一体化されてなることを特徴とする請求項１に記載の研磨用クッション材。
【請求項３】
発泡シートと合成樹脂シートとが積層一体化されてなる積層シートと、前記積層シートの一方の面に積層一体化されてなる粘着剤層とを有する研磨用クッション材であって、
前記積層シートは、厚みが０．３〜３．０ｍｍであり、密度が４００〜６００ｋｇ／ｍ3であり、引張強さが１．０〜３．０ＭＰａであり、伸びが１３０〜１６０％であり、ショアＡ硬度が２５〜４０であり、又は２５％圧縮応力が０．３０〜０．６０ＭＰａである条件のうち少なくとも一つを満たすことを特徴とする研磨用クッション材。
【請求項４】
積層シートの他方の面に粘着剤層がさらに積層一体化されてなることを特徴とする請求項３に記載の研磨用クッション材。
【請求項５】
発泡シートと合成樹脂シートとが中間層を介して接合一体化されてなる積層シートと、前記積層シートの一方の面に積層一体化されてなる粘着剤層とを有する研磨用クッション材であって、
前記積層シートは、厚みが０．３〜３．０ｍｍであり、密度が４００〜６００ｋｇ／ｍ3であり、引張強さが１．０〜３．０ＭＰａであり、伸びが１３０〜１６０％であり、ショアＡ硬度が２５〜４０であり、又は２５％圧縮応力が０．３０〜０．６０ＭＰａである条件のうち少なくとも一つを満たすことを特徴とする研磨用クッション材。
【請求項６】
積層シートの他方の面に粘着剤層がさらに積層一体化されてなることを特徴とする請求項５に記載の研磨用クッション材。
【請求項１】
発泡シートの一方の面に粘着剤層が積層一体化されてなる研磨用クッション材であって、
前記発泡シートは、厚みが０．３〜３．０ｍｍであり、密度が４００〜６００ｋｇ／ｍ3であり、引張強さが１．０〜３．０ＭＰａであり、伸びが１３０〜１６０％であり、ショアＡ硬度が２５〜４０であり、又は２５％圧縮応力が０．３０〜０．６０ＭＰａである条件のうち少なくとも一つを満たすことを特徴とする研磨用クッション材。
【請求項２】
発泡シートの他方の面に粘着剤層がさらに積層一体化されてなることを特徴とする請求項１に記載の研磨用クッション材。
【請求項３】
発泡シートと合成樹脂シートとが積層一体化されてなる積層シートと、前記積層シートの一方の面に積層一体化されてなる粘着剤層とを有する研磨用クッション材であって、
前記積層シートは、厚みが０．３〜３．０ｍｍであり、密度が４００〜６００ｋｇ／ｍ3であり、引張強さが１．０〜３．０ＭＰａであり、伸びが１３０〜１６０％であり、ショアＡ硬度が２５〜４０であり、又は２５％圧縮応力が０．３０〜０．６０ＭＰａである条件のうち少なくとも一つを満たすことを特徴とする研磨用クッション材。
【請求項４】
積層シートの他方の面に粘着剤層がさらに積層一体化されてなることを特徴とする請求項３に記載の研磨用クッション材。
【請求項５】
発泡シートと合成樹脂シートとが中間層を介して接合一体化されてなる積層シートと、前記積層シートの一方の面に積層一体化されてなる粘着剤層とを有する研磨用クッション材であって、
前記積層シートは、厚みが０．３〜３．０ｍｍであり、密度が４００〜６００ｋｇ／ｍ3であり、引張強さが１．０〜３．０ＭＰａであり、伸びが１３０〜１６０％であり、ショアＡ硬度が２５〜４０であり、又は２５％圧縮応力が０．３０〜０．６０ＭＰａである条件のうち少なくとも一つを満たすことを特徴とする研磨用クッション材。
【請求項６】
積層シートの他方の面に粘着剤層がさらに積層一体化されてなることを特徴とする請求項５に記載の研磨用クッション材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−８２０２９（Ｐ２０１３−８２０２９Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２３１４６（Ｐ２０１１−２２３１４６）
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
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