JP2000042909A - 被研磨部材の保持材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】被研磨部材の支持体は、一般的には寸法安定
性、厚み均一性からポリエステルシートを使用するが、
ウレタンとの結合力が弱く、そのままではすぐに剥がれ
が生じる。 【解決手段】支持体に、支持体の組成と湿式発泡層の組
成を含む熱可塑性樹脂層、及び湿式発泡層を順次積層す
る事により、剥離強力の強い保持材を得る。更には、熱
可塑性樹脂層にポリエステル−ポリウレタン共重合体を
用いる事により、支持体−熱可塑性樹脂層−湿式発泡層
が互いに強固に接着し，２０００ｇ／２５ｍｍを大きく
上回る剥離強力の保持材を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハー、
液晶ガラス等の被研磨部材の保持材に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、半導体ウエハーを回転加工装
置等の研磨機を用いて研磨加工する場合には、ウエハー
を研磨機の定盤に固定し、そして、この定盤と対向して
配設された定盤に研磨布を相対的に回転されると共に、
両者間に砥粒等を含む研磨液を供給する事によって、ウ
エハー表面を研磨する。

【０００３】この際の、ウエハーの研磨用セラミックプ
レートへの保持方法としては、ウエハー片面にワックス
を塗布しセラミックプレートに固定するワックス方法
と、多孔質樹脂からなる保持材を用いてウエハーを水貼
りするワックスレス方法とがある。

【０００４】ワックス方法は、後工程としてワックスの
除去作業が入る為、自動化の大きな障害となっている。
この点、ワックスレス方法が優れている。ワックスレス
方法は、ウエハーの研磨用セラミックプレートへの保持
だけでなく、液晶用ガラス等片面を仕上げ研磨する際も
非研磨体用保持材として、同様の保持材を用いて研磨す
る事が広く知られている。

【０００５】これらの方法で用いられる保持体は、一般
にウレタン樹脂組成物を用いた湿式凝固で製造される。
この湿式凝固法は、ウレタン樹脂組成物を調整した後ウ
レタン樹脂組成物を支持体に塗布し、次いで水、ジメチ
ルフォルムアミド（ＤＭＦ）混合溶液中にて湿式凝固処
理を行い、支持体上に発泡層を生成させ、その後乾燥し
場合によっては最表面をバフして保持材を得るものであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような保持体は、
一般的には寸法安定性、厚み均一性からポリエステルシ
ートを使用するが、ウレタンとの結合力が弱く、そのま
まではすぐに剥がれが生じる。

【０００７】特開平２−８８２２９では、ウレタン重合
体に塩化ビニル重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合
体、及び塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコールか
らなるビニル重合体を混合し、支持体上に直接設けられ
ている事を特徴にする保持材が提案されている。

【０００８】しかしながら、ウレタン−塩化ビニル重合
体は相溶性に乏しく、分離しやすく、工業的に生産する
事が困難である。また、剥離強力も６５０ｇ／２５ｍｍ
以上が記載されているが、実用上では通算１００時間以
上使用する場合もあり少なくとも２０００ｇ／２５ｍｍ
以上の剥離強力が必要である。

【０００９】この事から保持材としてはポリエステルシ
ートと強固に接着したポリウレタン多孔質層が形成され
ている保持材が求められている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述の問
題点に鑑み鋭意研究し結果完成したものであって、本発
明の目的は剥離強力が強く、長時間使用可能な保持材を
提供する事にある。

【００１１】上述の目的は、支持体に、支持体の組成と
湿式発泡層の組成を含む熱可塑性樹脂層、及び湿式発泡
層を順次積層する事により達成される。本発明に用いら
れる支持体としては、塩化ビニルシートやポリプロピレ
ンシート、ポリエステルシート等が挙げられるが、寸法
安定性、厚均一性からポリエステルシートが好適であ
る。

【００１２】支持体に積層層される熱可塑性樹脂として
は、支持体との接着、上層のポリウレタン湿式発泡層と
の接着いずれも強固に接着する必要がある。

【００１３】ポリエステル系樹脂では、その構造の近似
性よりポリエステルシートとは強力に接着するものの、
上層のポリウレタン湿式層との接着性に問題がある。ま
た、ポリウレタン系樹脂では、逆に、上層のポリウレタ
ン湿式層とは強力に接着するものの、ポリエステルシー
ト間との接着力に問題がある。

【００１４】しかしながら、熱可塑性樹脂層にポリエス
テル−ポリウレタン共重合体を用いる事により、支持体
−熱可塑性樹脂層−湿式発泡層が互いに強固に接着し，
２０００ｇ／２５ｍｍを大きく上回る剥離強力が得られ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】ポリエステル−ポリウレタン共重
合体の組成比は相互に存在すればよく、特に限定される
ものではないが、好ましくはモル比にて２０：８０〜８
０：２０である。

【００１６】本使用の支持体には、塩化ビニルシートや
ポリプロピレンシート、ポリエステルシート等が挙げら
れるが、吸水性が低く湿潤時の寸法安定性が良く、研磨
液に対する化学的耐性に優れ、厚み精度が高く、表面平
滑性に優れるポリエステルシートを使用するのが一般的
である。好適にはクリスパーＧ１２１２’（東洋紡株式
会社製）が挙げられる。

【００１７】本発明の熱可塑性樹脂層には、塩化ビニル
やポリプロピレン、ポリエステル等と、ポリウレタンと
の共重合体が、相互接着強力の面から重要である。例え
ば市販品としては’バイロナールＵＲ−１４００’（東
洋紡株式会社製）が挙げられる。

【００１８】支持体上に、上記組成物を予め適切な塗工
粘度に調整する為、メチルエチルケトン等の溶剤に希釈
し、リバースコーター、ナイフコーター等にて支持体上
にコーティングする。その後、８０℃〜１２０℃にて溶
剤を完全に除去する。熱可塑性樹脂層の膜厚は特に限定
はされねいが薄すぎると接着効果が十分発揮されず、厚
すぎると厚みむらによる保持材としての性能を損なう危
険もある。好適には３０〜６０μｍである。

【００１９】本発明に使用されるウレタン組成物とは、
一般的に有機ジイソシアネート、ポリオール類及び鎖伸
長剤とから成る。

【００２０】有機ジイソシアネートとしては、例えばジ
フェニルメタンー４、４’ージイソシアネート、キシリ
レンジイソシアネート、ジクロヘキシルメタンー４、
４’ージイソシアネート、ヘイサメチレンジイソシアネ
ート等、或はこれらの混合物が挙げられる。

【００２１】またポリオールとしては、ポリエチレンア
ジペートグリコール、ポリプロピレンアジペートグリコ
ール、ポリエチレンプロピレンアジペートグリコール、
ポリブチレンアジペートグリコール、ポリエチレンブチ
レンアジペートグリコール、ポリペンタメチレンアジペ
ートグリコール等のポリエステルポリオール類、或はポ
リエチレンエーテルグリコール、ポリプロピレンエーテ
ルグリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール
等のポリエーテルポリオール類、或はラクトン環を開環
重合したポリカプロラクトン類の両末端に水酸基を有す
る分子量５００〜８０００のグリコール、或はポリヘキ
サメチレンカーボネート、更にはポリヘキサメチレンカ
ーボネイトと上述のポリオール類を併合し共重合させた
ものが挙げられる。

【００２２】鎖伸長剤としては、活性水素基を含んだ低
分子化合物、例えばエチレングリコール、、プロピレン
グリコール、ブチレングリコール、ジエチレングリコー
ル等のグリコール類、、例えばエチレンジアミン、プロ
ピレンジアミン、ブチレンジアミン等のジアミン類、あ
るいはアミノアルコール等を挙げることができる。

【００２３】上述の組成からなるウレタン組成物を溶解
する溶剤としては、例えばジメチルホルムアミド、ジメ
チルスルホキシド、エトラヒドロフラン、ジメチルアセ
トアミド、エチルアセテート、ジオキサン等の水混和性
有機溶剤を挙げることができるが、特にこれらに限定さ
れるものではない。

【００２４】ウレタン組成物の固形分濃度は、好ましく
は１０〜４０重量％、更に好ましくは１５〜３０重量％
である。固形分濃度が低すぎると湿式凝固後のウレタン
層表面に大きなうねりが発生し平滑性が悪化する。又固
形分が高すぎる場合空気を巻き込みやすく湿式凝固後の
ウレタン表面に大きな陥没が発生する場合がある。

【００２５】上述の組成に調整されたウレタン組成物
を、すでにコーティングされた熱可塑性樹脂層上にリバ
ースコーター、ナイフコーター等の適宜な塗工手段を用
いてコーティングする。コート量は、特に限定しないが
１５０ｇ〜１２００ｇ／ｍ² が好適である。

【００２６】ついで水、ＤＭＦ（ジメチルアミド）混合
溶液中にて湿式凝固せしめた後、脱溶剤のための水洗、
乾燥をすることにより、コート層に発泡層が得られる。

【００２７】得られた保持材の表面そのままでも、十分
保持材として使用可能であり、液晶ガラスの場合は、こ
の保持材にガラスを水の表面張力により固定し研磨す
る。

【００２８】また、保持材の表面を、例えばサンドペー
パー好ましくは＃１２０〜＃３２０番手のサンドペーパ
ーを用いて、クリアランス０．３〜０．６ｍｍ、ライン
スピード１〜１０ｍ／分、ペーパー回転数５００〜３０
００ｒｐｍの条件にてバフィングを行う。

【００２９】シリコンウエハーの場合は、この様に表面
処理された保持材を使用し、ウエハーサイズに開口した
主としてガラス入りエポシキ樹脂にて形成されているテ
ンプレートを配置し、その中に非研磨物であるシリコン
ウエハーを水吸着して研磨する。

【００３０】

【実施例】以下、実施例、比較例により本発明品を詳述
する。尚、実施例、及び比較例中の「部」及び「％」
は、特に断わりの無い限り重量当りの比率である「重量
部」及び、単位重量当りの重量％比率である「重量％」
を意味する。 剥離強力の測定方法 保持材を２５ｍｍ×１００ｍｍの長方形状に切出し、こ
れを試験片とした。２枚の試験片に、ウレタン系接着剤
を１０ｍｍのつかみしろを残して塗布し、互いに接着す
る。次に、テンシロンＵ−１７９８（オリエンテック株
式会社製）に、接着した試験片を固定し、相対的に１０
０ｍｍ／分の速度で引っ張り、その強さを測定する。保
持材の剥離強力の評価は、実測値（ｇ／２５ｍｍ）を求
めるとともに、保持材の過酷な使用環境を考慮し、２０
００ｇ／２５ｍｍ以上を○、それ以下を×として行っ
た。 実施例１〜３ ポリエステル：ポリウレタンのモル比を８０：２０、５
０：５０、２０：８０に調整し、実施例１、２、３のそ
れぞれのポリエステル−ポリウレタン共重合体を得た。

【００３１】そのポリエステル−ポリウレタン共重合体
をメチルエチルケトンで希釈して固形分２５％に調整
し、ポリエステルシート（東洋紡株式会社製、’クリス
パーＧ１２１２( 厚み０．１８８ｍｍ））上に、ナイフ
コーターでクリアランス０．１５ｍｍにて塗布した。そ
の後、８０℃、１５分間乾燥し、約３５μｍの熱可塑性
層を形成しコートしたシートを得た。

【００３２】一方、ポリテトラメチレンエーテルグリコ
ール（ＰＴＭＧ）をポリオール成分として用い、ジフェ
ニル−４、４’−ジイスシアネート、ジアミンをジメチ
ルホルムアミド中で溶液重合させて、濃度３０％のポリ
ウレタンエラストマー溶液を得た。このポリウレタンエ
ラストマー溶液１００部に、カーボンブラック粉３部、
ステアリルアルコール３部、ジメチルホルムアミド１０
０部を加え、塗布液を得た。

【００３３】得た塗布液を、上記シート上にリバースコ
ーターで６００ｇ／ｍ² 塗布した後、３５℃の凝固浴
（水：ジメチルアミド＝９０：１０重量比）中にて凝固
させ、温水で十分に脱溶媒した後、１５０℃にて熱風乾
燥を行い、厚み０．６ｍｍの保持材を得た。 比較例１ ポリエステルシート上に、同一組成のポリエステル樹脂
（ポリウレタン樹脂不含）を使用する以外は、実施例１
〜３と同一の方法で保持材を製造した。 比較例２ ポリエステルシート上に、同一組成のポリウレタン樹脂
（ポリエステル樹脂不含）を使用する以外は、実施例１
〜３と同一の方法で保持材を製造した。

【００３４】製造した各保持材は、それぞれテンシロン
Ｕ−１７９８装置で剥離強力を測定した。その結果を表
１に示した。実施例で明らかな様に、ポリエステルシー
トにポリエステル−ポリウレタン共重合体を用いた保持
材は、剥離強力は飛躍的に増加し、強靭な保持材である
ことが分かる。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【発明の効果】得られた保持材は、剥離強力が２０００
ｇ／２．５ｍｍ以上を有し、長時間の加工にも十分使用
可能な保持材であった。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】支持体上に、支持体の組成と湿式発泡層の
   組成を含む熱可塑性樹脂層、及び湿式発泡層が順次積層
   されている事を特徴とする被研磨部材の保持材。
2. 【請求項２】支持体がポリエステルからなる請求項１記
   載の保持材。
3. 【請求項３】熱可塑性樹脂層がポリエステルーポリウレ
   タン共重合体である事を特徴とする請求項１或は、請求
   項２記載の保持材。
4. 【請求項４】湿式発泡層がポリウレタン樹脂を主体とな
   す請求項１〜３記載の保持材。
5. 【請求項５】請求項１〜４の保持材の製造方法。