積層研磨パッド
【課題】 本発明は、長時間の研磨により高温になる場合であっても研磨層と支持層との間で剥離しにくい長寿命の積層研磨パッドを提供することを目的とする。
【解決手段】 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ており、前記接着部材は、ポリエステル系ホットメルト接着剤を含む接着剤層、又は基材の両面に前記接着剤層を有する両面テープであり、前記ポリエステル系ホットメルト接着剤は、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、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を２〜１０重量部含有することを特徴とする。
【解決手段】 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ており、前記接着部材は、ポリエステル系ホットメルト接着剤を含む接着剤層、又は基材の両面に前記接着剤層を有する両面テープであり、前記ポリエステル系ホットメルト接着剤は、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、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を２〜１０重量部含有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
従来、高精度の研磨に使用される研磨パッドとしては、一般的にポリウレタン樹脂発泡体シートが使用されている。しかし、ポリウレタン樹脂発泡体シートは、局部的な平坦化能力には優れているが、クッション性が不足しているためにウエハ全面に均一な圧力を与えることが難しい。このため、通常、ポリウレタン樹脂発泡体シートの背面に柔らかいクッション層が別途設けられ、積層研磨パッドとして研磨加工に使用されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、研磨領域、クッション層、及び透明支持フィルムがこの順に積層されており、研磨領域及びクッション層を貫く開口部内かつ透明支持フィルム上に光透過領域が設けられている研磨パッド、が開示されている。
【０００６】
しかし、従来の積層研磨パッドは、一般に研磨層とクッション層とを両面テープで貼り合わせているが、研磨中に研磨層とクッション層との間にスラリーが侵入して両面テープの耐久性が低下し、研磨層とクッション層とが剥離しやすくなるという問題がある。
【０００７】
上記問題を解決する方法として、例えば、以下の技術が提案されている。
【０００８】
特許文献２には、プラスチックフィルムと研磨パッドとを反応性ホットメルト接着剤を用いて接着することが開示されている。
【０００９】
特許文献３には、ベース層と研磨層とがホットメルト接着剤層により接着された研磨パッドが開示されている。
【００１０】
特許文献４には、研磨層と下地層とが、両面テープによって接着される研磨パッドであって、研磨層の裏面と両面テープとの間に、ホットメルト接着剤からなり、研磨スラリーを遮断する止水層を設ける技術が開示されている。
【００１１】
特許文献５には、化学−機械研磨向け研磨パッドであって、研磨層、下層（該下層は該研磨層と実質的に同延であり）、ホットメルト接着剤を含み、該ホットメルト接着剤は該研磨層と該下層を共に接合し、及び該ホットメルト接着剤は2〜18 wt.％のEVAを含み、該研磨層が40℃の温度に到達すれば実質的に耐離層性である研磨パッド、が開示されている。
【００１２】
しかし、特許文献２〜５に記載されているホットメルト接着剤は、耐熱性が低く、長時間の研磨により高温になる場合には、接着性が低下して研磨層とクッション層等とが剥離しやすくなるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００９−１７２７２７号公報
【特許文献２】特開２００２−２２４９４４号公報
【特許文献３】特開２００５−１６７２００号公報
【特許文献４】特開２００９−９５９４５号公報
【特許文献５】特表２０１０−５２５９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、長時間の研磨により高温になる場合であっても研磨層と支持層との間で剥離しにくい長寿命の積層研磨パッドを提供することを目的とする。また、前記目的に加えて反りのない積層研磨パッドを提供することを目的とする。さらに、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。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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。
【００１６】
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、前記接着部材は、ポリエステル系ホットメルト接着剤を含む接着剤層、又は基材の両面に前記接着剤層を有する両面テープであり、前記ポリエステル系ホットメルト接着剤は、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、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を２〜１０重量部含有することを特徴とする積層研磨パッド、に関する。
【００１７】
本発明者らは、接着剤層の形成材料であるポリエステル系ホットメルト接着剤に、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、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を２〜１０重量部添加して、ポリエステル樹脂を架橋させることにより、長時間の研磨により高温になる場合であっても、研磨時に生じる「ずり」に対する接着部材の耐久性が向上し、研磨層と支持層との間で剥離しにくい積層研磨パッドが得られることを見出した。
【００１８】
エポキシ樹脂の添加量が２重量部未満の場合には、長時間の研磨により高温になった際に、研磨時に生じる「ずり」に対する接着部材の耐久性が不十分になるため、研磨層と支持層との間で剥離しやすくなる。一方、１０重量部を超える場合には、接着剤層の硬度が高くなりすぎて接着性が低下するため、研磨層と支持層との間で剥離しやすくなる。
【００１９】
ベースポリマーであるポリエステル樹脂は、結晶性ポリエステル樹脂であることが好ましい。結晶性ポリエステル樹脂を用いることにより、スラリーに対する耐薬品性が向上し、接着剤層の接着力が低下しにくくなる。
【００２０】
本発明の積層研磨パッドは、研磨層と支持層が開口部を有しており、研磨層の開口部には透明部材が設けられており、透明部材は接着部材に接着しているものであってもよい。
【００２１】
また、接着剤層の厚みは１０〜２００μｍであることが好ましい。接着剤層の厚みが１０μｍ未満の場合は、長時間の研磨により高温になった際に、研磨時に生じる「ずり」に対する接着部材の耐久性が不十分になるため、研磨層と支持層との間で剥離しやすくなる。一方、２００μｍを超えると、透明性が低下するため、光学終点検知用の透明部材を設けた研磨パッドの検知精度に支障が生じる。
【００２２】
また、前記両面テープの基材は、１５０℃で３０分加熱した後と加熱前との寸法変化率が１．２％以下の樹脂フィルムであることが好ましい。また、前記支持層が高弾性層である場合には、当該高弾性層は１５０℃で３０分加熱した後と加熱前との寸法変化率が１．２％以下の樹脂フィルムであることが好ましい。また、前記支持層がクッション層である場合、当該クッション層の片面に１５０℃で３０分加熱した後と加熱前との寸法変化率が１．２％以下の樹脂フィルムが設けられていることが好ましい。
【００２３】
研磨層と支持層とをホットメルト接着剤を用いて貼り合せる場合、ホットメルト接着剤を加熱溶融させる必要があるが、その際に支持層及び両面テープの基材などにも熱が加わって変形（熱収縮）し、最終製品である研磨パッドに反りが発生しやすいという問題があった。研磨パッドに反りが発生すると、外観が悪くなるだけでなく、研磨レートの均一性が低下する傾向にある。
【００２４】
上記のように、両面テープの基材、高弾性層、又はクッション層の片面に設けられる樹脂フィルムとして、１５０℃で３０分加熱した後と加熱前との寸法変化率が１．２％以下の樹脂フィルムを用いることにより、最終製品である研磨パッドの反りの発生を効果的に抑制することができる。
【００２５】
また、研磨層の接着部材が積層される面の算術平均粗さ（Ｒａ）は１〜１５μｍであることが好ましく、より好ましくは３〜１２μｍである。当該面のＲａを１〜１５μｍに調整することにより研磨層と接着部材との接着力を向上させることができる。Ｒａが１μｍ未満の場合には、研磨層と接着部材との接着力が十分に向上し難く、Ｒａが１５μｍを超える場合には、研磨層と接着部材との密着性が低下して接着力が低下する傾向にある。
【００２６】
また、研磨層と支持層との間の８０℃におけるせん断力は２００Ｎ／２５ｍｍ□以上であることが好ましく、より好ましくは２５０Ｎ／２５ｍｍ□以上である。研磨時には積層研磨パッドの温度は８０℃程度まで上昇する。８０℃におけるせん断力が２００Ｎ／２５ｍｍ□以上であれば、研磨層と支持層との剥離を効果的に防止することができる。
【００２７】
また、本発明の積層研磨パッドは、研磨層、接着部材、支持層、及び両面接着シートがこの順で積層されており、研磨層、接着部材、及び支持層を貫く貫通孔内かつ前記両面接着シート上に透明部材が設けられており、前記接着部材は、ポリエステル系ホットメルト接着剤を含む接着剤層、又は基材の両面に前記接着剤層を有する両面テープであり、前記ポリエステル系ホットメルト接着剤は、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、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を２〜１０重量部含有するものであってもよい。
【００２８】
また、本発明の積層研磨パッドの製造方法は、研磨層と支持層とを接着部材を介して積層して積層研磨シートを作製する工程、積層研磨シートに貫通孔を形成する工程、貫通孔を形成した積層研磨シートの支持層に両面接着シートを貼り付ける工程、及び前記貫通孔内かつ前記両面接着シート上に透明部材を設ける工程を含み、
前記接着部材は、ポリエステル系ホットメルト接着剤を含む接着剤層、又は基材の両面に前記接着剤層を有する両面テープであり、前記ポリエステル系ホットメルト接着剤は、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、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を２〜１０重量部含有する。
【００２９】
また本発明は、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。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の積層研磨パッドは、研磨層と支持層とが特定のポリエステル系ホットメルト接着剤を含む接着部材を介して積層されているため、長時間の研磨により高温になる場合であっても、研磨層と支持層との間で剥離しにくい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】ＣＭＰ研磨で使用する研磨装置の一例を示す概略構成図
【図２】本発明の積層研磨パッドの一例を示す概略断面図
【図３】本発明の積層研磨パッドの他の一例を示す概略断面図
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明における研磨層は、微細気泡を有する発泡体であれば特に限定されるものではない。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について説明する。
【００３３】
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）、及び鎖延長剤からなるものである。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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、製造される研磨パッド（研磨層）に要求される特性により適宜決定される。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
本発明の積層研磨パッドは、研磨層と支持層とを接着部材で貼り合わせて作製される。
【００５４】
前記支持層は、研磨層の特性を補うものである。支持層としては、研磨層より弾性率が低い層（クッション層）を用いてもよく、研磨層より弾性率が高い層（高弾性層）を用いてもよい。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。高弾性層は、ＣＭＰにおいて、スクラッチの発生を抑制するために柔らかい研磨層を用いた場合に、研磨パッドの平坦化特性を向上させるために用いられる。また、高弾性層を用いることにより、被研磨材のエッジ部の削り過ぎを抑制することが可能である。
【００５５】
前記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。
【００５６】
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。
【００５７】
前記支持層がクッション層の場合には、クッション層の片面（研磨定盤側の面）に１５０℃で３０分加熱した後と加熱前との寸法変化率が１．２％以下の樹脂フィルムを設けることが好ましい。より好ましくは寸法変化率が０．８％以下の樹脂フィルムであり、特に好ましくは寸法変化率が０．４％以下の樹脂フィルムである。このような特性の樹脂フィルムとしては、例えば、熱収縮処理を施したポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、及びポリイミドフィルムなどが挙げられる。
【００５８】
前記樹脂フィルムの厚みは特に制限されないが、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。
【００５９】
前記高弾性層としては、例えば、金属シート、樹脂フィルムなどが挙げられる。樹脂フィルムとしては、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。
【００６０】
前記高弾性層としては、１５０℃で３０分加熱した後と加熱前との寸法変化率が１．２％以下の樹脂フィルムを用いることが好ましい。より好ましくは寸法変化率が０．８％以下の樹脂フィルムであり、特に好ましくは寸法変化率が０．４％以下の樹脂フィルムである。このような特性の樹脂フィルムとしては、例えば、熱収縮処理を施したポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、及びポリイミドフィルムなどが挙げられる。
【００６１】
前記高弾性層の厚みは特に制限されないが、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。
【００６２】
前記接着部材としては、ポリエステル系ホットメルト接着剤を含む接着剤層、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を用いる。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
ポリエステル系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。
【００８１】
ポリエステル系ホットメルト接着剤は、少なくとも前記ポリエステル樹脂、及び前記エポキシ樹脂等を任意の方法により混合して調製する。例えば、単軸押出機、噛合い形同方向平行軸二軸押出機、噛合い形異方向平行軸二軸押出機、噛合い形異方向斜軸二軸押出機、非噛合い形二軸押出機、不完全噛合い形二軸押出機、コニーダー形押出機、プラネタリギヤ形押出機、トランスファミックス押出機、ラム押出機、ローラ押出機等の押出成形機又はニーダー等により、各原料を混合して調製する。
【００８２】
ポリエステル系ホットメルト接着剤の融点は、１００〜２００℃であることが好ましい。
【００８３】
また、ポリエステル系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。
【００８４】
また、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（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。
【００８５】
ポリエステル系ホットメルト接着剤は、ペレット形状、粉末状、シート状、フィルム状、溶媒に溶解させた溶液状等の任意の形態で用いることができるが、本発明においては、シート状又はフィルム状のものを用いることが好ましい。
【００８６】
研磨層と支持層とを貼り合わせる方法は特に制限されず、例えば、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支持層上に積層し、ヒーターにより接着剤層を加熱溶融させ、その後、溶融した接着剤層上に研磨層を積層してプレスする方法が挙げられる。
【００８７】
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２５〜１２５μｍである。
【００８８】
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。
【００８９】
基材としては樹脂フィルムなどが挙げられ、樹脂フィルムとしては、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。
【００９０】
前記基材としては、１５０℃で３０分加熱した後と加熱前との寸法変化率が１．２％以下の樹脂フィルムを用いることが好ましい。より好ましくは寸法変化率が０．８％以下の樹脂フィルムであり、特に好ましくは寸法変化率が０．４％以下の樹脂フィルムである。このような特性の樹脂フィルムとしては、例えば、熱収縮処理を施したポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、及びポリイミドフィルムなどが挙げられる。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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２５〜１２５μｍである。
【００９４】
本発明の積層研磨パッドは、プラテン（研磨定盤）と接着する面に両面テープが設けられていてもよい。
【００９５】
図２は、本発明の積層研磨パッドの一例を示す概略断面図である。研磨層８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９が設けられている。透明部材９は、研磨層８に設けた開口部１０に嵌め込み、研磨層８下の接着部材１１に接着させることにより固定する。研磨層８に透明部材９を設ける場合には、支持層１２に光を透過させるための開口部１３を設けておくことが好ましい。
【００９６】
本発明の接着部材１１は、研磨層８と透明部材９との間から侵入したスラリーが支持層１２側に漏れることを防止する機能（遮水機能）を有する。さらに、本発明の接着部材１１は、研磨層８と透明部材９との間から侵入したスラリーによって接着力が低下することがないため、研磨層８と支持層１２との剥離を効果的に防止することができる。
【００９７】
図３は、本発明の積層研磨パッドの他の一例を示す概略断面図である。当該積層研磨パッド１は、研磨層８、接着部材１１、支持層１２、及び両面接着シート１４がこの順で積層されており、研磨層８、接着部材１１、及び支持層１２を貫く貫通孔１５内かつ両面接着シート１４上に透明部材９が設けられている。
【００９８】
両面接着シート１４は、基材の両面に接着剤層を有するものであり、一般に両面テープと呼ばれるものである。両面接着シート１４は、積層研磨パッド１を研磨定盤２に貼り合せるために用いられる。
【００９９】
前記積層研磨パッド１は、例えば以下の方法により製造することができる。まず、研磨層８と支持層１２とを接着部材１１を介して積層して積層研磨シートを作製する。作製した積層研磨シートに貫通孔１５を形成する。貫通孔１５を形成した積層研磨シートの支持層１２に両面接着シート１４を貼り付ける。その後、貫通孔１５内かつ両面接着シート１４上に透明部材９を設ける。また、貫通孔１５内に透明部材９を挿入した後に、支持層１２及び透明部材９に両面接着シート１４を貼り付けてもよい。
【０１００】
透明部材９の表面高さは、研磨層８の表面高さと同一高さ、または研磨層８の表面高さより低くすることが好ましい。透明部材９の表面高さが研磨層８の表面高さより高い場合には、研磨中に突き出た部分により被研磨材を傷つける恐れがある。また、研磨の際にかかる応力により透明部材９が変形し、光学的に大きく歪むため研磨の光学終点検知精度が低下する恐れがある。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【実施例】
【０１０３】
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。
【０１０４】
［測定、評価方法］
（数平均分子量の測定）
数平均分子量は、ＧＰＣ（ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィ）にて測定し、標準ポリスチレンにより換算した。
ＧＰＣ装置：島津製作所製、ＬＣ−１０Ａ
カラム：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社製、（ＰＬｇｅｌ、５μｍ、５００Å）、（ＰＬｇｅｌ、５μｍ、１００Å）、及び（ＰＬｇｅｌ、５μｍ、５０Å）の３つのカラムを連結して使用
流量：１．０ｍｌ／ｍｉｎ
濃度：１．０ｇ／ｌ
注入量：４０μｌ
カラム温度：４０℃
溶離液：テトラヒドロフラン
【０１０５】
（融点の測定）
ポリエステル系ホットメルト接着剤の融点は、TOLEDO DSC822（METTLER社製）を用い、昇温速度２０℃／ｍｉｎにて測定した。
【０１０６】
（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。
【０１０７】
（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。
【０１０８】
（せん断応力の測定）
作製した積層研磨パッドから２５ｍｍ×２５ｍｍのサンプルを３枚切り取り、各サンプルの研磨層と支持層を引張り速度３００ｍｍ／ｍｉｎで引張り、この時のせん断応力（Ｎ／２５ｍｍ２）を測定した。サンプル３枚の平均値を表１に示す。また、その時のサンプルの剥離状態を確認した。また、作製した積層研磨パッドを用いて下記条件で６０時間研磨した後に、上記と同様の方法でせん断応力の測定を行い、剥離状態を確認した。
【０１０９】
（研磨レートの均一性の評価）
研磨装置としてＳＰＰ６００Ｓ（岡本工作機械社製）を用い、作製した積層研磨パッドを用いて、研磨レートの均一性の評価を行った。研磨レートは、８インチのシリコンウエハ上にタングステン膜を１００００Å製膜したウエハを１枚につき６０秒研磨し、このときの研磨量から算出した。ウエハを交換しつつ６０時間研磨を行った。タングステン膜の膜厚測定には、非接触抵抗測定システム（ナプソン社製、Ｍｏｄｅｌ−ＮＣ−８０Ｍ）を用いた。初期研磨レートの均一性（％）は、研磨開始から５枚目のウエハ面内（１２１点）の最大研磨レート、最少研磨レート、及び平均研磨レートにより、下記式により算出した。また、６０時間経過後のウエハの研磨レートの均一性（％）も同様の方法で算出した。
均一性（％）＝{（最大研磨レート−最少研磨レート）／２}×平均研磨レート×１００
研磨条件としては、Ｗ２０００（キャボット社製）を超純水で２倍に希釈した希釈液に過酸化水素水を２重量％添加したスラリーを研磨中に流量１５０ｍｌ／ｍｉｎで添加し、研磨荷重５ｐｓｉ、研磨定盤回転数１２０ｒｐｍ、及びウエハ回転数１２０ｒｐｍとした。なお、研磨前に、ドレッサー（旭ダイヤ社製、Ｍ１００タイプ）を用いて研磨パッド表面を２０秒間ドレス処理した。ドレス条件は、ドレス荷重１０ｇ／ｃｍ２、研磨定盤回転数３０ｒｐｍ、及びドレッサー回転数１５ｒｐｍとした。
【０１１０】
（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寸法変化率は、ＪＩＳ Ｃ ２３１８に準拠して測定した。
【０１１１】
（積層研磨パッドの反りの測定）
作製した積層研磨パッドを水平なテーブル上に静置し、パッド端部の最も反りが大きい部分のテーブルからの高さ（浮き）を測定した。
【０１１２】
（せん断力の測定）
作製した積層研磨パッドから２５ｍｍ×２５ｍｍのサンプルを３枚切り取り、８０℃に調整した恒温槽中で各サンプルの研磨層と支持層を引張り速度３００ｍｍ／ｍｉｎで引張り、この時のせん断力（Ｎ／２５ｍｍ□）を測定した。サンプル３枚の平均値を表３に示す。また、その時のサンプルの剥離状態を確認した。
【０１１３】
製造例１
（研磨層の作製）
容器にトルエンジイソシアネート（２，４−体／２，６−体＝８０／２０の混合物）１２２９重量部、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート２７２重量部、数平均分子量１０１８のポリテトラメチレンエーテルグリコール１９０１重量部、ジエチレングリコール１９８重量部を入れ、７０℃で４時間反応させてイソシアネート末端プレポリマーを得た。
該プレポリマー１００重量部及びシリコン系界面活性剤（東レダウコーニングシリコン製、ＳＨ−１９２）３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（平均気泡径：５０μｍ、比重：０．８６、硬度：５２度）を得た。次に、バフ機（アミテック社製）を使用して、＃１２０番、＃２４０番、及び＃４００番のサンドペパーにて順次切削加工し、厚さ２ｍｍ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６１ｃｍ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０．６ｍｍの同心円状の溝加工を行って研磨層を作製した。
【０１１４】
実施例１
発泡ウレタンからなる支持層（日本発条社製、ニッパレイＥＸＴ）の上に、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からなる接着剤層（厚み５０μｍ）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製造例１で作製した研磨層を積層して圧着させ、研磨層の大きさに裁断した。さらに、支持層の他面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。なお、ポリエステル系ホットメルト接着剤の融点は１４２℃、比重は１．２２、メルトフローインデックスは２１ｇ／１０ｍｉｎであった。
【０１１５】
実施例２
両面をコロナ処理した厚み５０μｍのＰＥＴフィルム（東洋紡社製、Ｅ５２００）の上に、実施例１に記載の接着剤層（厚み５０μｍ）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製造例１で作製した研磨層を積層して圧着させ、研磨層の大きさに裁断して積層研磨層を作製した。
発泡ウレタンからなる支持層（日本発条社製、ニッパレイＥＸＴ）の上に、実施例１に記載の接着剤層（厚み５０μｍ）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前記積層研磨層を積層して圧着させ、積層研磨層の大きさに裁断した。さらに、支持層の他面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。
【０１１６】
実施例３
製造例１で作製した研磨層に、透明部材を嵌め込むための開口部（５６ｍｍ×２０ｍｍ）を設けた。
両面をコロナ処理した厚み５０μｍのＰＥＴフィルム（東洋紡社製、Ｅ５２００）の上に、実施例１に記載の接着剤層（厚み５０μｍ）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前記研磨層を積層して圧着させ、そして研磨層の開口部に透明部材（５５ｍｍ×１９ｍｍ、厚み１．９８ｍｍ）を嵌め込んで接着剤層に圧着させ、さらに研磨層の大きさに裁断して積層研磨層を作製した。
発泡ウレタンからなる支持層（日本発条社製、ニッパレイＥＸＴ）の上に、実施例１に記載の接着剤層（厚み５０μｍ）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前記積層研磨層を積層して圧着させ、積層研磨層の大きさに裁断した。さらに、支持層の他面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、透明部材に対応する位置の支持層及び感圧式両面テープを５０ｍｍ×１４ｍｍの大きさで打ち抜いて積層研磨パッドを作製した。
【０１１７】
実施例４
実施例１において、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）２重量部を含むポリエステル系ホットメルト接着剤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。なお、ポリエステル系ホットメルト接着剤の融点は１４０℃、比重は１．２４、メルトフローインデックスは２６ｇ／１０ｍｉｎであった。
【０１１８】
実施例５
実施例１において、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）１０重量部を含むポリエステル系ホットメルト接着剤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。なお、ポリエステル系ホットメルト接着剤の融点は１４５℃、比重は１．１９、メルトフローインデックスは１６ｇ／１０ｍｉｎであった。
【０１１９】
比較例１
実施例１において、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）１重量部を含むポリエステル系ホットメルト接着剤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。なお、ポリエステル系ホットメルト接着剤の融点は１３９℃、比重は１．２５、メルトフローインデックスは２９ｇ／１０ｍｉｎであった。
【０１２０】
比較例２
実施例１において、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）１８重量部を含むポリエステル系ホットメルト接着剤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。なお、ポリエステル系ホットメルト接着剤の融点は１４７℃、比重は１．１８、メルトフローインデックスは１５ｇ／１０ｍｉｎであった。
【０１２１】
【表１】
【０１２２】
実施例１〜５の積層研磨パッドは、６０時間研磨後においてもパッドに浮きは発生しておらず、またせん断応力も８００Ｎ以上と高く、接着剤層での界面剥離は起こらなかった。６０時間後の研磨レートの均一性についても２０％以下を維持しており、長時間の研磨でも研磨レートが安定していた。一方、比較例１では、５時間研磨後にパッドに浮きが発生し、初期せん断応力も低く、６０時間研磨後にはせん断応力が大きく低下した。また、６０時間後の研磨レートの均一性も非常に悪い。比較例２では、１時間研磨後にパッドに浮きが発生し、３時間研磨後にはパッドの浮きが影響してウエハが割れたため研磨を中断した。また、初期せん断応力もかなり低く、３時間研磨後にはせん断応力が大きく低下した。
【０１２３】
実施例６
厚み５０μｍのポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム（帝人デュポンフィルム社製、テオネックスＱ８３、寸法変化率０％）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、ＡｓｋｅｒＣ硬度５０度、厚み８００μｍ）を形成した。該クッション層上に、実施例１に記載の接着剤層（厚み５０μｍ）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製造例１で作製した研磨層を積層して圧着させ、研磨層の大きさに裁断した。そして、ＰＥＮフィルムの他面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。
【０１２４】
実施例７
厚み３８μｍのＰＥＮフィルム（帝人デュポンフィルム社製、テオネックスＱ８１、寸法変化率０．２％）を用いた以外は実施例６と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１２５】
実施例８
熱収縮処理された厚み５０μｍのＰＥＴフィルム（帝人デュポンフィルム社製、テトロンＳＬ、寸法変化率０．４％）を用いた以外は実施例６と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１２６】
実施例９
厚み５０μｍ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、寸法変化率０．６％）を用いた以外は実施例６と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１２７】
実施例１０
厚み１６μｍ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、寸法変化率１．０％）を用いた以外は実施例６と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１２８】
実施例１１
厚み５０μｍのポリイミドフィルム（三井化学社製、オーラムフィルム ＰＬ４５０Ｃ、寸法変化率０％）を用いた以外は実施例６と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１２９】
比較例３
厚み５０μｍのＰＥＴフィルム（帝人デュポンフィルム社製、テトロンＧ２、寸法変化率１．７％）を用いた以外は実施例６と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１３０】
【表２】
【０１３１】
製造例２
（透明部材の作製）
アジピン酸、ヘキサンジオール、及びエチレングリコールを重合して得られるポリエステルポリオール（数平均分子量２４００）１２８重量部、及び１，４−ブタンジオール３０重量部を混合し、得られた第１混合液を７０℃に温度調整した。第１混合液に、予め７０℃に温度調整した４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート１００重量部を加え、１分間撹拌して第２混合液を得た。その後、第２混合液を１００℃に保温した容器中に流し込み、１００℃で８時間ポストキュアを行ってポリウレタン樹脂を得た。得られたポリウレタン樹脂を用いて、インジェクション成型にて透明部材（５６ｍｍ×２０ｍｍ、厚さ２．７５ｍｍ）を作製した。
【０１３２】
製造例３
（ポリウレタン樹脂発泡体シートの作製）
容器に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、ＮＣＯ濃度：２．２２ｍｅｑ／ｇ）１００重量部、及びシリコン系界面活性剤（東レダウコーニングシリコン製、ＳＨ−１９２）３重量部を加えて混合し、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。該ポリウレタン樹脂発泡体ブロックをスライサー（フェッケン社製）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：０．８６、Ｄ硬度：５２度）を作製した。
【０１３３】
実施例１２
バフ機（アミテック社製）を使用して、製造例３で作製したポリウレタン樹脂発泡体シートの表面をバフ処理し、厚み精度を整えた。バフ処理後のポリウレタン樹脂発泡体シートの厚さは２ｍｍ、非研磨面の算術平均粗さ（Ｒａ）は７μｍであった。溝加工機（東邦鋼機社製）を用いて研磨面側の表面に溝幅０．４ｍｍ、溝ピッチ３．１ｍｍ、溝深さ０．７６ｍｍの同心円状の溝加工を行い、その後、シートを直径７７ｃｍの大きさで打ち抜いて研磨層を作製した。なお、非研磨面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４に準拠して測定した。
発泡ウレタンからなる支持層（日本発条社製、ニッパレイＥＸＴ、厚さ０．８ｍｍ）の上に、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からなる接着剤層（厚み５０μｍ）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圧着させ、ホットメルト接着剤を硬化させて積層研磨シートを作製した。そして、積層研磨シートを研磨層の大きさに裁断した。得られた円形の積層研磨シートの中心から１２ｃｍの位置に貫通孔（５６ｍｍ×２０ｍｍ）を形成した。その後、支持層の他面にラミネート機を使用して感圧式両面テープ（３Ｍ社製、４４２ＪＡ）を貼り合わせた。その後、製造例２で作製した透明部材を貫通孔に挿入し、感圧式両面テープに貼り付けて積層研磨パッドを作製した。
【０１３４】
実施例１３
ポリエステル系ホットメルト接着剤からなる接着剤層の厚みを２５μｍに変更した以外は実施例１２と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１３５】
実施例１４
非研磨面の算術平均粗さ（Ｒａ）を３μｍに変更し、ポリエステル系ホットメルト接着剤からなる接着剤層の厚みを２５μｍに変更した以外は実施例１２と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１３６】
実施例１５
非研磨面の算術平均粗さ（Ｒａ）を１２μｍに変更し、ポリエステル系ホットメルト接着剤からなる接着剤層の厚みを２５μｍに変更した以外は実施例１２と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１３７】
実施例１６
ポリエステル系ホットメルト接着剤からなる接着剤層の厚みを１２５μｍに変更した以外は実施例１２と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１３８】
実施例１７
ポリエステル系ホットメルト接着剤からなる接着剤層の厚みを２００μｍに変更した以外は実施例１２と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１３９】
実施例１８
非研磨面の算術平均粗さ（Ｒａ）を３μｍに変更し、ポリエステル系ホットメルト接着剤からなる接着剤層の厚みを２００μｍに変更した以外は実施例１２と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１４０】
実施例１９
非研磨面の算術平均粗さ（Ｒａ）を１２μｍに変更し、ポリエステル系ホットメルト接着剤からなる接着剤層の厚みを２００μｍに変更した以外は実施例１２と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１４１】
比較例４
非研磨面の算術平均粗さ（Ｒａ）を０．５μｍに変更した以外は実施例１２と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１４２】
比較例５
非研磨面の算術平均粗さ（Ｒａ）を１６μｍに変更した以外は実施例１２と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１４３】
比較例６
ポリエステル系ホットメルト接着剤からなる接着剤層の厚みを２２５μｍに変更した以外は実施例１２と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１４４】
比較例７
ポリエステル系ホットメルト接着剤からなる接着剤層の代わりに、感圧式両面テープ（積水化学工業社製、＃５７８２Ｗ、厚み１３０μｍ）を用いた以外は実施例１２と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１４５】
【表３】
【産業上の利用可能性】
【０１４６】
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。
【符号の説明】
【０１４７】
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：研磨層
９：透明部材
１０、１３：開口部
１１：接着部材
１２：支持層
１４：両面接着シート
１５：貫通孔
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
従来、高精度の研磨に使用される研磨パッドとしては、一般的にポリウレタン樹脂発泡体シートが使用されている。しかし、ポリウレタン樹脂発泡体シートは、局部的な平坦化能力には優れているが、クッション性が不足しているためにウエハ全面に均一な圧力を与えることが難しい。このため、通常、ポリウレタン樹脂発泡体シートの背面に柔らかいクッション層が別途設けられ、積層研磨パッドとして研磨加工に使用されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、研磨領域、クッション層、及び透明支持フィルムがこの順に積層されており、研磨領域及びクッション層を貫く開口部内かつ透明支持フィルム上に光透過領域が設けられている研磨パッド、が開示されている。
【０００６】
しかし、従来の積層研磨パッドは、一般に研磨層とクッション層とを両面テープで貼り合わせているが、研磨中に研磨層とクッション層との間にスラリーが侵入して両面テープの耐久性が低下し、研磨層とクッション層とが剥離しやすくなるという問題がある。
【０００７】
上記問題を解決する方法として、例えば、以下の技術が提案されている。
【０００８】
特許文献２には、プラスチックフィルムと研磨パッドとを反応性ホットメルト接着剤を用いて接着することが開示されている。
【０００９】
特許文献３には、ベース層と研磨層とがホットメルト接着剤層により接着された研磨パッドが開示されている。
【００１０】
特許文献４には、研磨層と下地層とが、両面テープによって接着される研磨パッドであって、研磨層の裏面と両面テープとの間に、ホットメルト接着剤からなり、研磨スラリーを遮断する止水層を設ける技術が開示されている。
【００１１】
特許文献５には、化学−機械研磨向け研磨パッドであって、研磨層、下層（該下層は該研磨層と実質的に同延であり）、ホットメルト接着剤を含み、該ホットメルト接着剤は該研磨層と該下層を共に接合し、及び該ホットメルト接着剤は2〜18 wt.％のEVAを含み、該研磨層が40℃の温度に到達すれば実質的に耐離層性である研磨パッド、が開示されている。
【００１２】
しかし、特許文献２〜５に記載されているホットメルト接着剤は、耐熱性が低く、長時間の研磨により高温になる場合には、接着性が低下して研磨層とクッション層等とが剥離しやすくなるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００９−１７２７２７号公報
【特許文献２】特開２００２−２２４９４４号公報
【特許文献３】特開２００５−１６７２００号公報
【特許文献４】特開２００９−９５９４５号公報
【特許文献５】特表２０１０−５２５９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、長時間の研磨により高温になる場合であっても研磨層と支持層との間で剥離しにくい長寿命の積層研磨パッドを提供することを目的とする。また、前記目的に加えて反りのない積層研磨パッドを提供することを目的とする。さらに、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。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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。
【００１６】
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、前記接着部材は、ポリエステル系ホットメルト接着剤を含む接着剤層、又は基材の両面に前記接着剤層を有する両面テープであり、前記ポリエステル系ホットメルト接着剤は、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、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を２〜１０重量部含有することを特徴とする積層研磨パッド、に関する。
【００１７】
本発明者らは、接着剤層の形成材料であるポリエステル系ホットメルト接着剤に、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、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を２〜１０重量部添加して、ポリエステル樹脂を架橋させることにより、長時間の研磨により高温になる場合であっても、研磨時に生じる「ずり」に対する接着部材の耐久性が向上し、研磨層と支持層との間で剥離しにくい積層研磨パッドが得られることを見出した。
【００１８】
エポキシ樹脂の添加量が２重量部未満の場合には、長時間の研磨により高温になった際に、研磨時に生じる「ずり」に対する接着部材の耐久性が不十分になるため、研磨層と支持層との間で剥離しやすくなる。一方、１０重量部を超える場合には、接着剤層の硬度が高くなりすぎて接着性が低下するため、研磨層と支持層との間で剥離しやすくなる。
【００１９】
ベースポリマーであるポリエステル樹脂は、結晶性ポリエステル樹脂であることが好ましい。結晶性ポリエステル樹脂を用いることにより、スラリーに対する耐薬品性が向上し、接着剤層の接着力が低下しにくくなる。
【００２０】
本発明の積層研磨パッドは、研磨層と支持層が開口部を有しており、研磨層の開口部には透明部材が設けられており、透明部材は接着部材に接着しているものであってもよい。
【００２１】
また、接着剤層の厚みは１０〜２００μｍであることが好ましい。接着剤層の厚みが１０μｍ未満の場合は、長時間の研磨により高温になった際に、研磨時に生じる「ずり」に対する接着部材の耐久性が不十分になるため、研磨層と支持層との間で剥離しやすくなる。一方、２００μｍを超えると、透明性が低下するため、光学終点検知用の透明部材を設けた研磨パッドの検知精度に支障が生じる。
【００２２】
また、前記両面テープの基材は、１５０℃で３０分加熱した後と加熱前との寸法変化率が１．２％以下の樹脂フィルムであることが好ましい。また、前記支持層が高弾性層である場合には、当該高弾性層は１５０℃で３０分加熱した後と加熱前との寸法変化率が１．２％以下の樹脂フィルムであることが好ましい。また、前記支持層がクッション層である場合、当該クッション層の片面に１５０℃で３０分加熱した後と加熱前との寸法変化率が１．２％以下の樹脂フィルムが設けられていることが好ましい。
【００２３】
研磨層と支持層とをホットメルト接着剤を用いて貼り合せる場合、ホットメルト接着剤を加熱溶融させる必要があるが、その際に支持層及び両面テープの基材などにも熱が加わって変形（熱収縮）し、最終製品である研磨パッドに反りが発生しやすいという問題があった。研磨パッドに反りが発生すると、外観が悪くなるだけでなく、研磨レートの均一性が低下する傾向にある。
【００２４】
上記のように、両面テープの基材、高弾性層、又はクッション層の片面に設けられる樹脂フィルムとして、１５０℃で３０分加熱した後と加熱前との寸法変化率が１．２％以下の樹脂フィルムを用いることにより、最終製品である研磨パッドの反りの発生を効果的に抑制することができる。
【００２５】
また、研磨層の接着部材が積層される面の算術平均粗さ（Ｒａ）は１〜１５μｍであることが好ましく、より好ましくは３〜１２μｍである。当該面のＲａを１〜１５μｍに調整することにより研磨層と接着部材との接着力を向上させることができる。Ｒａが１μｍ未満の場合には、研磨層と接着部材との接着力が十分に向上し難く、Ｒａが１５μｍを超える場合には、研磨層と接着部材との密着性が低下して接着力が低下する傾向にある。
【００２６】
また、研磨層と支持層との間の８０℃におけるせん断力は２００Ｎ／２５ｍｍ□以上であることが好ましく、より好ましくは２５０Ｎ／２５ｍｍ□以上である。研磨時には積層研磨パッドの温度は８０℃程度まで上昇する。８０℃におけるせん断力が２００Ｎ／２５ｍｍ□以上であれば、研磨層と支持層との剥離を効果的に防止することができる。
【００２７】
また、本発明の積層研磨パッドは、研磨層、接着部材、支持層、及び両面接着シートがこの順で積層されており、研磨層、接着部材、及び支持層を貫く貫通孔内かつ前記両面接着シート上に透明部材が設けられており、前記接着部材は、ポリエステル系ホットメルト接着剤を含む接着剤層、又は基材の両面に前記接着剤層を有する両面テープであり、前記ポリエステル系ホットメルト接着剤は、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、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を２〜１０重量部含有するものであってもよい。
【００２８】
また、本発明の積層研磨パッドの製造方法は、研磨層と支持層とを接着部材を介して積層して積層研磨シートを作製する工程、積層研磨シートに貫通孔を形成する工程、貫通孔を形成した積層研磨シートの支持層に両面接着シートを貼り付ける工程、及び前記貫通孔内かつ前記両面接着シート上に透明部材を設ける工程を含み、
前記接着部材は、ポリエステル系ホットメルト接着剤を含む接着剤層、又は基材の両面に前記接着剤層を有する両面テープであり、前記ポリエステル系ホットメルト接着剤は、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、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を２〜１０重量部含有する。
【００２９】
また本発明は、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。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の積層研磨パッドは、研磨層と支持層とが特定のポリエステル系ホットメルト接着剤を含む接着部材を介して積層されているため、長時間の研磨により高温になる場合であっても、研磨層と支持層との間で剥離しにくい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】ＣＭＰ研磨で使用する研磨装置の一例を示す概略構成図
【図２】本発明の積層研磨パッドの一例を示す概略断面図
【図３】本発明の積層研磨パッドの他の一例を示す概略断面図
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明における研磨層は、微細気泡を有する発泡体であれば特に限定されるものではない。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について説明する。
【００３３】
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）、及び鎖延長剤からなるものである。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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、製造される研磨パッド（研磨層）に要求される特性により適宜決定される。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
本発明の積層研磨パッドは、研磨層と支持層とを接着部材で貼り合わせて作製される。
【００５４】
前記支持層は、研磨層の特性を補うものである。支持層としては、研磨層より弾性率が低い層（クッション層）を用いてもよく、研磨層より弾性率が高い層（高弾性層）を用いてもよい。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。高弾性層は、ＣＭＰにおいて、スクラッチの発生を抑制するために柔らかい研磨層を用いた場合に、研磨パッドの平坦化特性を向上させるために用いられる。また、高弾性層を用いることにより、被研磨材のエッジ部の削り過ぎを抑制することが可能である。
【００５５】
前記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。
【００５６】
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。
【００５７】
前記支持層がクッション層の場合には、クッション層の片面（研磨定盤側の面）に１５０℃で３０分加熱した後と加熱前との寸法変化率が１．２％以下の樹脂フィルムを設けることが好ましい。より好ましくは寸法変化率が０．８％以下の樹脂フィルムであり、特に好ましくは寸法変化率が０．４％以下の樹脂フィルムである。このような特性の樹脂フィルムとしては、例えば、熱収縮処理を施したポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、及びポリイミドフィルムなどが挙げられる。
【００５８】
前記樹脂フィルムの厚みは特に制限されないが、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。
【００５９】
前記高弾性層としては、例えば、金属シート、樹脂フィルムなどが挙げられる。樹脂フィルムとしては、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。
【００６０】
前記高弾性層としては、１５０℃で３０分加熱した後と加熱前との寸法変化率が１．２％以下の樹脂フィルムを用いることが好ましい。より好ましくは寸法変化率が０．８％以下の樹脂フィルムであり、特に好ましくは寸法変化率が０．４％以下の樹脂フィルムである。このような特性の樹脂フィルムとしては、例えば、熱収縮処理を施したポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、及びポリイミドフィルムなどが挙げられる。
【００６１】
前記高弾性層の厚みは特に制限されないが、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。
【００６２】
前記接着部材としては、ポリエステル系ホットメルト接着剤を含む接着剤層、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を用いる。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
ポリエステル系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。
【００８１】
ポリエステル系ホットメルト接着剤は、少なくとも前記ポリエステル樹脂、及び前記エポキシ樹脂等を任意の方法により混合して調製する。例えば、単軸押出機、噛合い形同方向平行軸二軸押出機、噛合い形異方向平行軸二軸押出機、噛合い形異方向斜軸二軸押出機、非噛合い形二軸押出機、不完全噛合い形二軸押出機、コニーダー形押出機、プラネタリギヤ形押出機、トランスファミックス押出機、ラム押出機、ローラ押出機等の押出成形機又はニーダー等により、各原料を混合して調製する。
【００８２】
ポリエステル系ホットメルト接着剤の融点は、１００〜２００℃であることが好ましい。
【００８３】
また、ポリエステル系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。
【００８４】
また、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（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。
【００８５】
ポリエステル系ホットメルト接着剤は、ペレット形状、粉末状、シート状、フィルム状、溶媒に溶解させた溶液状等の任意の形態で用いることができるが、本発明においては、シート状又はフィルム状のものを用いることが好ましい。
【００８６】
研磨層と支持層とを貼り合わせる方法は特に制限されず、例えば、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支持層上に積層し、ヒーターにより接着剤層を加熱溶融させ、その後、溶融した接着剤層上に研磨層を積層してプレスする方法が挙げられる。
【００８７】
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２５〜１２５μｍである。
【００８８】
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。
【００８９】
基材としては樹脂フィルムなどが挙げられ、樹脂フィルムとしては、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。
【００９０】
前記基材としては、１５０℃で３０分加熱した後と加熱前との寸法変化率が１．２％以下の樹脂フィルムを用いることが好ましい。より好ましくは寸法変化率が０．８％以下の樹脂フィルムであり、特に好ましくは寸法変化率が０．４％以下の樹脂フィルムである。このような特性の樹脂フィルムとしては、例えば、熱収縮処理を施したポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、及びポリイミドフィルムなどが挙げられる。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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２５〜１２５μｍである。
【００９４】
本発明の積層研磨パッドは、プラテン（研磨定盤）と接着する面に両面テープが設けられていてもよい。
【００９５】
図２は、本発明の積層研磨パッドの一例を示す概略断面図である。研磨層８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９が設けられている。透明部材９は、研磨層８に設けた開口部１０に嵌め込み、研磨層８下の接着部材１１に接着させることにより固定する。研磨層８に透明部材９を設ける場合には、支持層１２に光を透過させるための開口部１３を設けておくことが好ましい。
【００９６】
本発明の接着部材１１は、研磨層８と透明部材９との間から侵入したスラリーが支持層１２側に漏れることを防止する機能（遮水機能）を有する。さらに、本発明の接着部材１１は、研磨層８と透明部材９との間から侵入したスラリーによって接着力が低下することがないため、研磨層８と支持層１２との剥離を効果的に防止することができる。
【００９７】
図３は、本発明の積層研磨パッドの他の一例を示す概略断面図である。当該積層研磨パッド１は、研磨層８、接着部材１１、支持層１２、及び両面接着シート１４がこの順で積層されており、研磨層８、接着部材１１、及び支持層１２を貫く貫通孔１５内かつ両面接着シート１４上に透明部材９が設けられている。
【００９８】
両面接着シート１４は、基材の両面に接着剤層を有するものであり、一般に両面テープと呼ばれるものである。両面接着シート１４は、積層研磨パッド１を研磨定盤２に貼り合せるために用いられる。
【００９９】
前記積層研磨パッド１は、例えば以下の方法により製造することができる。まず、研磨層８と支持層１２とを接着部材１１を介して積層して積層研磨シートを作製する。作製した積層研磨シートに貫通孔１５を形成する。貫通孔１５を形成した積層研磨シートの支持層１２に両面接着シート１４を貼り付ける。その後、貫通孔１５内かつ両面接着シート１４上に透明部材９を設ける。また、貫通孔１５内に透明部材９を挿入した後に、支持層１２及び透明部材９に両面接着シート１４を貼り付けてもよい。
【０１００】
透明部材９の表面高さは、研磨層８の表面高さと同一高さ、または研磨層８の表面高さより低くすることが好ましい。透明部材９の表面高さが研磨層８の表面高さより高い場合には、研磨中に突き出た部分により被研磨材を傷つける恐れがある。また、研磨の際にかかる応力により透明部材９が変形し、光学的に大きく歪むため研磨の光学終点検知精度が低下する恐れがある。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【実施例】
【０１０３】
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。
【０１０４】
［測定、評価方法］
（数平均分子量の測定）
数平均分子量は、ＧＰＣ（ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィ）にて測定し、標準ポリスチレンにより換算した。
ＧＰＣ装置：島津製作所製、ＬＣ−１０Ａ
カラム：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社製、（ＰＬｇｅｌ、５μｍ、５００Å）、（ＰＬｇｅｌ、５μｍ、１００Å）、及び（ＰＬｇｅｌ、５μｍ、５０Å）の３つのカラムを連結して使用
流量：１．０ｍｌ／ｍｉｎ
濃度：１．０ｇ／ｌ
注入量：４０μｌ
カラム温度：４０℃
溶離液：テトラヒドロフラン
【０１０５】
（融点の測定）
ポリエステル系ホットメルト接着剤の融点は、TOLEDO DSC822（METTLER社製）を用い、昇温速度２０℃／ｍｉｎにて測定した。
【０１０６】
（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。
【０１０７】
（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。
【０１０８】
（せん断応力の測定）
作製した積層研磨パッドから２５ｍｍ×２５ｍｍのサンプルを３枚切り取り、各サンプルの研磨層と支持層を引張り速度３００ｍｍ／ｍｉｎで引張り、この時のせん断応力（Ｎ／２５ｍｍ２）を測定した。サンプル３枚の平均値を表１に示す。また、その時のサンプルの剥離状態を確認した。また、作製した積層研磨パッドを用いて下記条件で６０時間研磨した後に、上記と同様の方法でせん断応力の測定を行い、剥離状態を確認した。
【０１０９】
（研磨レートの均一性の評価）
研磨装置としてＳＰＰ６００Ｓ（岡本工作機械社製）を用い、作製した積層研磨パッドを用いて、研磨レートの均一性の評価を行った。研磨レートは、８インチのシリコンウエハ上にタングステン膜を１００００Å製膜したウエハを１枚につき６０秒研磨し、このときの研磨量から算出した。ウエハを交換しつつ６０時間研磨を行った。タングステン膜の膜厚測定には、非接触抵抗測定システム（ナプソン社製、Ｍｏｄｅｌ−ＮＣ−８０Ｍ）を用いた。初期研磨レートの均一性（％）は、研磨開始から５枚目のウエハ面内（１２１点）の最大研磨レート、最少研磨レート、及び平均研磨レートにより、下記式により算出した。また、６０時間経過後のウエハの研磨レートの均一性（％）も同様の方法で算出した。
均一性（％）＝{（最大研磨レート−最少研磨レート）／２}×平均研磨レート×１００
研磨条件としては、Ｗ２０００（キャボット社製）を超純水で２倍に希釈した希釈液に過酸化水素水を２重量％添加したスラリーを研磨中に流量１５０ｍｌ／ｍｉｎで添加し、研磨荷重５ｐｓｉ、研磨定盤回転数１２０ｒｐｍ、及びウエハ回転数１２０ｒｐｍとした。なお、研磨前に、ドレッサー（旭ダイヤ社製、Ｍ１００タイプ）を用いて研磨パッド表面を２０秒間ドレス処理した。ドレス条件は、ドレス荷重１０ｇ／ｃｍ２、研磨定盤回転数３０ｒｐｍ、及びドレッサー回転数１５ｒｐｍとした。
【０１１０】
（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寸法変化率は、ＪＩＳ Ｃ ２３１８に準拠して測定した。
【０１１１】
（積層研磨パッドの反りの測定）
作製した積層研磨パッドを水平なテーブル上に静置し、パッド端部の最も反りが大きい部分のテーブルからの高さ（浮き）を測定した。
【０１１２】
（せん断力の測定）
作製した積層研磨パッドから２５ｍｍ×２５ｍｍのサンプルを３枚切り取り、８０℃に調整した恒温槽中で各サンプルの研磨層と支持層を引張り速度３００ｍｍ／ｍｉｎで引張り、この時のせん断力（Ｎ／２５ｍｍ□）を測定した。サンプル３枚の平均値を表３に示す。また、その時のサンプルの剥離状態を確認した。
【０１１３】
製造例１
（研磨層の作製）
容器にトルエンジイソシアネート（２，４−体／２，６−体＝８０／２０の混合物）１２２９重量部、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート２７２重量部、数平均分子量１０１８のポリテトラメチレンエーテルグリコール１９０１重量部、ジエチレングリコール１９８重量部を入れ、７０℃で４時間反応させてイソシアネート末端プレポリマーを得た。
該プレポリマー１００重量部及びシリコン系界面活性剤（東レダウコーニングシリコン製、ＳＨ−１９２）３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（平均気泡径：５０μｍ、比重：０．８６、硬度：５２度）を得た。次に、バフ機（アミテック社製）を使用して、＃１２０番、＃２４０番、及び＃４００番のサンドペパーにて順次切削加工し、厚さ２ｍｍ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６１ｃｍ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０．６ｍｍの同心円状の溝加工を行って研磨層を作製した。
【０１１４】
実施例１
発泡ウレタンからなる支持層（日本発条社製、ニッパレイＥＸＴ）の上に、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からなる接着剤層（厚み５０μｍ）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製造例１で作製した研磨層を積層して圧着させ、研磨層の大きさに裁断した。さらに、支持層の他面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。なお、ポリエステル系ホットメルト接着剤の融点は１４２℃、比重は１．２２、メルトフローインデックスは２１ｇ／１０ｍｉｎであった。
【０１１５】
実施例２
両面をコロナ処理した厚み５０μｍのＰＥＴフィルム（東洋紡社製、Ｅ５２００）の上に、実施例１に記載の接着剤層（厚み５０μｍ）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製造例１で作製した研磨層を積層して圧着させ、研磨層の大きさに裁断して積層研磨層を作製した。
発泡ウレタンからなる支持層（日本発条社製、ニッパレイＥＸＴ）の上に、実施例１に記載の接着剤層（厚み５０μｍ）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前記積層研磨層を積層して圧着させ、積層研磨層の大きさに裁断した。さらに、支持層の他面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。
【０１１６】
実施例３
製造例１で作製した研磨層に、透明部材を嵌め込むための開口部（５６ｍｍ×２０ｍｍ）を設けた。
両面をコロナ処理した厚み５０μｍのＰＥＴフィルム（東洋紡社製、Ｅ５２００）の上に、実施例１に記載の接着剤層（厚み５０μｍ）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前記研磨層を積層して圧着させ、そして研磨層の開口部に透明部材（５５ｍｍ×１９ｍｍ、厚み１．９８ｍｍ）を嵌め込んで接着剤層に圧着させ、さらに研磨層の大きさに裁断して積層研磨層を作製した。
発泡ウレタンからなる支持層（日本発条社製、ニッパレイＥＸＴ）の上に、実施例１に記載の接着剤層（厚み５０μｍ）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前記積層研磨層を積層して圧着させ、積層研磨層の大きさに裁断した。さらに、支持層の他面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、透明部材に対応する位置の支持層及び感圧式両面テープを５０ｍｍ×１４ｍｍの大きさで打ち抜いて積層研磨パッドを作製した。
【０１１７】
実施例４
実施例１において、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）２重量部を含むポリエステル系ホットメルト接着剤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。なお、ポリエステル系ホットメルト接着剤の融点は１４０℃、比重は１．２４、メルトフローインデックスは２６ｇ／１０ｍｉｎであった。
【０１１８】
実施例５
実施例１において、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）１０重量部を含むポリエステル系ホットメルト接着剤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。なお、ポリエステル系ホットメルト接着剤の融点は１４５℃、比重は１．１９、メルトフローインデックスは１６ｇ／１０ｍｉｎであった。
【０１１９】
比較例１
実施例１において、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）１重量部を含むポリエステル系ホットメルト接着剤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。なお、ポリエステル系ホットメルト接着剤の融点は１３９℃、比重は１．２５、メルトフローインデックスは２９ｇ／１０ｍｉｎであった。
【０１２０】
比較例２
実施例１において、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）１８重量部を含むポリエステル系ホットメルト接着剤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。なお、ポリエステル系ホットメルト接着剤の融点は１４７℃、比重は１．１８、メルトフローインデックスは１５ｇ／１０ｍｉｎであった。
【０１２１】
【表１】
【０１２２】
実施例１〜５の積層研磨パッドは、６０時間研磨後においてもパッドに浮きは発生しておらず、またせん断応力も８００Ｎ以上と高く、接着剤層での界面剥離は起こらなかった。６０時間後の研磨レートの均一性についても２０％以下を維持しており、長時間の研磨でも研磨レートが安定していた。一方、比較例１では、５時間研磨後にパッドに浮きが発生し、初期せん断応力も低く、６０時間研磨後にはせん断応力が大きく低下した。また、６０時間後の研磨レートの均一性も非常に悪い。比較例２では、１時間研磨後にパッドに浮きが発生し、３時間研磨後にはパッドの浮きが影響してウエハが割れたため研磨を中断した。また、初期せん断応力もかなり低く、３時間研磨後にはせん断応力が大きく低下した。
【０１２３】
実施例６
厚み５０μｍのポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム（帝人デュポンフィルム社製、テオネックスＱ８３、寸法変化率０％）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、ＡｓｋｅｒＣ硬度５０度、厚み８００μｍ）を形成した。該クッション層上に、実施例１に記載の接着剤層（厚み５０μｍ）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製造例１で作製した研磨層を積層して圧着させ、研磨層の大きさに裁断した。そして、ＰＥＮフィルムの他面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。
【０１２４】
実施例７
厚み３８μｍのＰＥＮフィルム（帝人デュポンフィルム社製、テオネックスＱ８１、寸法変化率０．２％）を用いた以外は実施例６と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１２５】
実施例８
熱収縮処理された厚み５０μｍのＰＥＴフィルム（帝人デュポンフィルム社製、テトロンＳＬ、寸法変化率０．４％）を用いた以外は実施例６と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１２６】
実施例９
厚み５０μｍ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、寸法変化率０．６％）を用いた以外は実施例６と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１２７】
実施例１０
厚み１６μｍ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、寸法変化率１．０％）を用いた以外は実施例６と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１２８】
実施例１１
厚み５０μｍのポリイミドフィルム（三井化学社製、オーラムフィルム ＰＬ４５０Ｃ、寸法変化率０％）を用いた以外は実施例６と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１２９】
比較例３
厚み５０μｍのＰＥＴフィルム（帝人デュポンフィルム社製、テトロンＧ２、寸法変化率１．７％）を用いた以外は実施例６と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１３０】
【表２】
【０１３１】
製造例２
（透明部材の作製）
アジピン酸、ヘキサンジオール、及びエチレングリコールを重合して得られるポリエステルポリオール（数平均分子量２４００）１２８重量部、及び１，４−ブタンジオール３０重量部を混合し、得られた第１混合液を７０℃に温度調整した。第１混合液に、予め７０℃に温度調整した４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート１００重量部を加え、１分間撹拌して第２混合液を得た。その後、第２混合液を１００℃に保温した容器中に流し込み、１００℃で８時間ポストキュアを行ってポリウレタン樹脂を得た。得られたポリウレタン樹脂を用いて、インジェクション成型にて透明部材（５６ｍｍ×２０ｍｍ、厚さ２．７５ｍｍ）を作製した。
【０１３２】
製造例３
（ポリウレタン樹脂発泡体シートの作製）
容器に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、ＮＣＯ濃度：２．２２ｍｅｑ／ｇ）１００重量部、及びシリコン系界面活性剤（東レダウコーニングシリコン製、ＳＨ−１９２）３重量部を加えて混合し、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。該ポリウレタン樹脂発泡体ブロックをスライサー（フェッケン社製）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：０．８６、Ｄ硬度：５２度）を作製した。
【０１３３】
実施例１２
バフ機（アミテック社製）を使用して、製造例３で作製したポリウレタン樹脂発泡体シートの表面をバフ処理し、厚み精度を整えた。バフ処理後のポリウレタン樹脂発泡体シートの厚さは２ｍｍ、非研磨面の算術平均粗さ（Ｒａ）は７μｍであった。溝加工機（東邦鋼機社製）を用いて研磨面側の表面に溝幅０．４ｍｍ、溝ピッチ３．１ｍｍ、溝深さ０．７６ｍｍの同心円状の溝加工を行い、その後、シートを直径７７ｃｍの大きさで打ち抜いて研磨層を作製した。なお、非研磨面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４に準拠して測定した。
発泡ウレタンからなる支持層（日本発条社製、ニッパレイＥＸＴ、厚さ０．８ｍｍ）の上に、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からなる接着剤層（厚み５０μｍ）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圧着させ、ホットメルト接着剤を硬化させて積層研磨シートを作製した。そして、積層研磨シートを研磨層の大きさに裁断した。得られた円形の積層研磨シートの中心から１２ｃｍの位置に貫通孔（５６ｍｍ×２０ｍｍ）を形成した。その後、支持層の他面にラミネート機を使用して感圧式両面テープ（３Ｍ社製、４４２ＪＡ）を貼り合わせた。その後、製造例２で作製した透明部材を貫通孔に挿入し、感圧式両面テープに貼り付けて積層研磨パッドを作製した。
【０１３４】
実施例１３
ポリエステル系ホットメルト接着剤からなる接着剤層の厚みを２５μｍに変更した以外は実施例１２と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１３５】
実施例１４
非研磨面の算術平均粗さ（Ｒａ）を３μｍに変更し、ポリエステル系ホットメルト接着剤からなる接着剤層の厚みを２５μｍに変更した以外は実施例１２と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１３６】
実施例１５
非研磨面の算術平均粗さ（Ｒａ）を１２μｍに変更し、ポリエステル系ホットメルト接着剤からなる接着剤層の厚みを２５μｍに変更した以外は実施例１２と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１３７】
実施例１６
ポリエステル系ホットメルト接着剤からなる接着剤層の厚みを１２５μｍに変更した以外は実施例１２と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１３８】
実施例１７
ポリエステル系ホットメルト接着剤からなる接着剤層の厚みを２００μｍに変更した以外は実施例１２と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１３９】
実施例１８
非研磨面の算術平均粗さ（Ｒａ）を３μｍに変更し、ポリエステル系ホットメルト接着剤からなる接着剤層の厚みを２００μｍに変更した以外は実施例１２と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１４０】
実施例１９
非研磨面の算術平均粗さ（Ｒａ）を１２μｍに変更し、ポリエステル系ホットメルト接着剤からなる接着剤層の厚みを２００μｍに変更した以外は実施例１２と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１４１】
比較例４
非研磨面の算術平均粗さ（Ｒａ）を０．５μｍに変更した以外は実施例１２と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１４２】
比較例５
非研磨面の算術平均粗さ（Ｒａ）を１６μｍに変更した以外は実施例１２と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１４３】
比較例６
ポリエステル系ホットメルト接着剤からなる接着剤層の厚みを２２５μｍに変更した以外は実施例１２と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１４４】
比較例７
ポリエステル系ホットメルト接着剤からなる接着剤層の代わりに、感圧式両面テープ（積水化学工業社製、＃５７８２Ｗ、厚み１３０μｍ）を用いた以外は実施例１２と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。
【０１４５】
【表３】
【産業上の利用可能性】
【０１４６】
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。
【符号の説明】
【０１４７】
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：研磨層
９：透明部材
１０、１３：開口部
１１：接着部材
１２：支持層
１４：両面接着シート
１５：貫通孔
【特許請求の範囲】
【請求項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、前記接着部材は、ポリエステル系ホットメルト接着剤を含む接着剤層、又は基材の両面に前記接着剤層を有する両面テープであり、前記ポリエステル系ホットメルト接着剤は、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、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を２〜１０重量部含有することを特徴とする積層研磨パッド。
【請求項２】
前記ポリエステル樹脂は、結晶性ポリエステル樹脂である請求項１記載の積層研磨パッド。
【請求項３】
研磨層と支持層は開口部を有しており、研磨層の開口部には透明部材が設けられており、透明部材は前記接着部材に接着している請求項１又は２記載の積層研磨パッド。
【請求項４】
前記接着剤層の厚みが１０〜２００μｍである請求項１〜３のいずれかに記載の積層研磨パッド。
【請求項５】
前記基材は、１５０℃で３０分加熱した後と加熱前との寸法変化率が１．２％以下の樹脂フィルムである請求項１〜４のいずれかに記載の積層研磨パッド。
【請求項６】
前記支持層は高弾性層であり、当該高弾性層は１５０℃で３０分加熱した後と加熱前との寸法変化率が１．２％以下の樹脂フィルムである請求項１〜５のいずれかに記載の積層研磨パッド。
【請求項７】
前記支持層はクッション層であり、当該クッション層の片面に１５０℃で３０分加熱した後と加熱前との寸法変化率が１．２％以下の樹脂フィルムが設けられている請求項１〜５のいずれかに記載の積層研磨パッド。
【請求項８】
研磨層の接着部材が積層される面の算術平均粗さ（Ｒａ）が１〜１５μｍである請求項１〜７のいずれかに記載の積層研磨パッド。
【請求項９】
研磨層と支持層との間の８０℃におけるせん断力が２００Ｎ／２５ｍｍ□以上である請求項１〜８のいずれかに記載の積層研磨パッド。
【請求項１０】
研磨層、接着部材、支持層、及び両面接着シートがこの順で積層されており、研磨層、接着部材、及び支持層を貫く貫通孔内かつ前記両面接着シート上に透明部材が設けられており、前記接着部材は、ポリエステル系ホットメルト接着剤を含む接着剤層、又は基材の両面に前記接着剤層を有する両面テープであり、前記ポリエステル系ホットメルト接着剤は、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、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を２〜１０重量部含有する、積層研磨パッド。
【請求項１１】
研磨層と支持層とを接着部材を介して積層して積層研磨シートを作製する工程、積層研磨シートに貫通孔を形成する工程、貫通孔を形成した積層研磨シートの支持層に両面接着シートを貼り付ける工程、及び前記貫通孔内かつ前記両面接着シート上に透明部材を設ける工程を含み、
前記接着部材は、ポリエステル系ホットメルト接着剤を含む接着剤層、又は基材の両面に前記接着剤層を有する両面テープであり、前記ポリエステル系ホットメルト接着剤は、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、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を２〜１０重量部含有する、積層研磨パッドの製造方法。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれかに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。
【請求項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、前記接着部材は、ポリエステル系ホットメルト接着剤を含む接着剤層、又は基材の両面に前記接着剤層を有する両面テープであり、前記ポリエステル系ホットメルト接着剤は、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、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を２〜１０重量部含有することを特徴とする積層研磨パッド。
【請求項２】
前記ポリエステル樹脂は、結晶性ポリエステル樹脂である請求項１記載の積層研磨パッド。
【請求項３】
研磨層と支持層は開口部を有しており、研磨層の開口部には透明部材が設けられており、透明部材は前記接着部材に接着している請求項１又は２記載の積層研磨パッド。
【請求項４】
前記接着剤層の厚みが１０〜２００μｍである請求項１〜３のいずれかに記載の積層研磨パッド。
【請求項５】
前記基材は、１５０℃で３０分加熱した後と加熱前との寸法変化率が１．２％以下の樹脂フィルムである請求項１〜４のいずれかに記載の積層研磨パッド。
【請求項６】
前記支持層は高弾性層であり、当該高弾性層は１５０℃で３０分加熱した後と加熱前との寸法変化率が１．２％以下の樹脂フィルムである請求項１〜５のいずれかに記載の積層研磨パッド。
【請求項７】
前記支持層はクッション層であり、当該クッション層の片面に１５０℃で３０分加熱した後と加熱前との寸法変化率が１．２％以下の樹脂フィルムが設けられている請求項１〜５のいずれかに記載の積層研磨パッド。
【請求項８】
研磨層の接着部材が積層される面の算術平均粗さ（Ｒａ）が１〜１５μｍである請求項１〜７のいずれかに記載の積層研磨パッド。
【請求項９】
研磨層と支持層との間の８０℃におけるせん断力が２００Ｎ／２５ｍｍ□以上である請求項１〜８のいずれかに記載の積層研磨パッド。
【請求項１０】
研磨層、接着部材、支持層、及び両面接着シートがこの順で積層されており、研磨層、接着部材、及び支持層を貫く貫通孔内かつ前記両面接着シート上に透明部材が設けられており、前記接着部材は、ポリエステル系ホットメルト接着剤を含む接着剤層、又は基材の両面に前記接着剤層を有する両面テープであり、前記ポリエステル系ホットメルト接着剤は、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、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を２〜１０重量部含有する、積層研磨パッド。
【請求項１１】
研磨層と支持層とを接着部材を介して積層して積層研磨シートを作製する工程、積層研磨シートに貫通孔を形成する工程、貫通孔を形成した積層研磨シートの支持層に両面接着シートを貼り付ける工程、及び前記貫通孔内かつ前記両面接着シート上に透明部材を設ける工程を含み、
前記接着部材は、ポリエステル系ホットメルト接着剤を含む接着剤層、又は基材の両面に前記接着剤層を有する両面テープであり、前記ポリエステル系ホットメルト接着剤は、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、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を２〜１０重量部含有する、積層研磨パッドの製造方法。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれかに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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−６６９９３（Ｐ２０１３−６６９９３Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−８４０２３（Ｐ２０１２−８４０２３）
【出願日】平成２４年４月２日（２０１２．４．２）
【出願人】（０００００３１４８）東洋ゴム工業株式会社 (2,711)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月２日（２０１２．４．２）
【出願人】（０００００３１４８）東洋ゴム工業株式会社 (2,711)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]