JP2015038174A - 研磨パッド固定用両面粘着テープ - Google Patents

Abstract

【課題】手で折り曲げることができるコシのない柔軟なシート形状の研磨パッドに適する、該柔軟なシート形状の研磨パッドに対する接着力に優れた研磨パッド固定用両面粘着テープを提供する。【解決手段】基材の両面に粘着剤層を有する研磨パッド固定用両面粘着テープであって、前記粘着剤層のうち、研磨パッドを固定する側の粘着剤層は、少なくともブチルアクリレートを含む重合単量体を重合したアクリル酸エステル重合体、ノボラックフェノール樹脂、及び、軟化点が１３３℃以上の重合ロジンエステルを含み、前記アクリル酸エステル重合体は、重量平均分子量が７０万〜１００万であり、前記アクリル酸エステル重合体１００重量部に対する前記軟化点が１３３℃以上の重合ロジンエステルの配合量が、１〜２５重量部である研磨パッド固定用両面粘着テープ。【選択図】なし

Description

本発明は、手で折り曲げることができるコシのない柔軟なシート形状の研磨パッドに適する、該柔軟なシート形状の研磨パッドに対する接着力に優れた研磨パッド固定用両面粘着テープに関する。

半導体ウエハ等を所定の厚さにまで研磨する工程においては、研磨機の定盤に固定された研磨パッドを用いて研磨が行われ、研磨パッドを研磨機の定盤に固定するためには、通常、両面テープが使用されている。この研磨パッド固定用両面粘着テープには、研磨中に研磨パッドが剥離しない程度に充分な接着力を有するとともに、使用した研磨パッドを交換する際には定盤から糊残りなく剥離できることが求められる。

このような研磨パッド固定用両面粘着テープとして、例えば、特許文献１には、プラスチックフィルムの片側に、ニトリルゴム系接着剤からなる接着剤層を設け、他方の面に再はく離型の粘着剤層を設けてなる研磨材固定用両面接着テープが開示されている。

近年、半導体ウエハに形成される配線の素材としてモリブデン、タングステン等の硬い金属を極力使用せず、硬度のより低い素材を使用した半導体ウエハが現れている。また、このような硬度のより低い素材からなる配線に、研磨パッドによりスクラッチが生じることを抑制するために、手で折り曲げることができるコシのない柔軟なシート形状の研磨パッドが使用されており、研磨パッドの素材も、例えば、硬質ウレタンから柔軟なウレタンへと変わってきている。

しかしながら、従来の研磨パッド固定用両面粘着テープによって柔軟なシート形状の研磨パッドを固定すると、研磨中、特に強いせん断力が加わったり研磨作業による摩擦熱で温度が上昇したりした場合に研磨パッドが剥離することがあり、研磨パッド固定用両面粘着テープとしても柔軟なシート形状の研磨パッドに適用できるものが要望されている。

特開平６−７３３５０号公報

本発明は、手で折り曲げることができるコシのない柔軟なシート形状の研磨パッドに適する、該柔軟なシート形状の研磨パッドに対する接着力に優れた研磨パッド固定用両面粘着テープを提供することを目的とする。

本発明は、基材の両面に粘着剤層を有する研磨パッド固定用両面粘着テープであって、前記粘着剤層のうち、研磨パッドを固定する側の粘着剤層は、少なくともブチルアクリレートを含む重合単量体を重合したアクリル酸エステル重合体、ノボラックフェノール樹脂、及び、軟化点が１３３℃以上の重合ロジンエステルを含み、前記アクリル酸エステル重合体は、重量平均分子量が７０万〜１００万であり、前記アクリル酸エステル重合体１００重量部に対する前記軟化点が１３３℃以上の重合ロジンエステルの配合量が、１〜２５重量部である研磨パッド固定用両面粘着テープである。
以下、本発明を詳述する。

本発明者は、基材の両面に粘着剤層を有する研磨パッド固定用両面粘着テープであって、上記粘着剤層のうち、研磨パッドを固定する側の粘着剤層が所定のアクリル酸エステル重合体、ノボラックフェノール樹脂、及び、所定の配合量の軟化点が１３３℃以上の重合ロジンエステルを含む研磨パッド固定用両面粘着テープは、手で折り曲げることができるコシのない柔軟なシート形状の研磨パッドに適しており、該柔軟なシート形状の研磨パッドに対する接着力に優れることを見出し、本発明を完成させるに至った。

本発明の研磨パッド固定用両面粘着テープは、基材の両面に粘着剤層を有する。
上記基材は特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましい。上記基材は、その物性を損なわない範囲内において、充填剤、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤等の添加剤が含有されていてもよい。

上記基材の厚みは特に限定されないが、好ましい下限は１２μｍ、好ましい上限は３００μｍである。上記基材の厚みが１２μｍ未満であると、研磨パッド固定用両面粘着テープを研磨定盤から剥離する際に基材が破断して、きれいに剥離することができないことがある。上記基材の厚みが３００μｍを超えると、研磨パッド固定用両面粘着テープを研磨パッドに貼り付ける際の圧力の調整が困難となり、研磨パッドに対する接着力が低下することがある。上記基材の厚みのより好ましい下限は２０μｍ、より好ましい上限は２５０μｍである。

上記粘着剤層のうち、研磨パッドを固定する側の粘着剤層は、少なくともブチルアクリレートを含む重合単量体を重合したアクリル酸エステル重合体、ノボラックフェノール樹脂、及び、軟化点が１３３℃以上の重合ロジンエステルを含む。
上記研磨パッドを固定する側の粘着剤層がこのようなアクリル酸エステル重合体、ノボラックフェノール樹脂、及び、軟化点が１３３℃以上の重合ロジンエステルを含むことにより、本発明の研磨パッド固定用両面粘着テープは、柔軟なシート形状の研磨パッドに対する接着力に優れたものとなる。
なお、上記研磨パッドを固定する側の粘着剤層は、研磨パッドに貼り付けることで研磨パッドにしっかりと固定される。

上記アクリル酸エステル重合体は、少なくともブチルアクリレートを含む重合単量体を重合したアクリル酸エステル重合体である。なお、重合単量体を重合する方法は特に限定されず、従来公知の重合開始剤を用いた重合方法を用いることができる。

上記アクリル酸エステル重合体を構成する重合単量体のうちブチルアクリレートの割合は、５０モル％以上が好ましい。上記ブチルアクリレートの割合が５０モル％未満であると、ブチルアクリレートよりも炭素数の小さい重合単量体（例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート等）又は炭素数の大きい重合単量体の割合が増え、柔軟なシート形状の研磨パッドに対する接着力が低下することがある。上記ブチルアクリレートの割合は８０モル％以上がより好ましく、９０モル％以上が更に好ましく、９５モル％以上が更により好ましく、１００モル％が特に好ましい。
すなわち、上記アクリル酸エステル重合体は、共重合体であってもよいが、ブチルアクリレートの単独重合体であることが特に好ましい。これにより、柔軟なシート形状の研磨パッドに対する接着力がより向上する。

上記アクリル酸エステル重合体を構成するブチルアクリレート以外の重合単量体として、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）アクリル酸イソブチル、（メタ）アクリル酸ｓ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｔ−ブチル、（メタ）アクリル酸ペンチル、（メタ）アクリル酸イソペンチル、（メタ）アクリル酸ヘキシル、（メタ）アクリル酸ヘプチル、（メタ）アクリル酸オクチル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸イソオクチル、（メタ）アクリル酸ノニル、（メタ）アクリル酸イソノニル、（メタ）アクリル酸デシル、（メタ）アクリル酸イソデシル、（メタ）アクリル酸ウンデシル、（メタ）アクリル酸ドデシル、（メタ）アクリル酸トリデシル、（メタ）アクリル酸テトラデシル、（メタ）アクリル酸ペンタデシル、（メタ）アクリル酸ヘキサデシル、（メタ）アクリル酸ヘプタデシル、（メタ）アクリル酸オクタデシル、（メタ）アクリル酸ノナデシル、（メタ）アクリル酸エイコシル等の（メタ）アクリル酸アルキルエステル等が挙げられる。

また、上記ブチルアクリレート以外の重合単量体として、例えば、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イソクロトン酸等のカルボキシル基含有モノマー又はその無水物（無水マレイン酸等）；（メタ）アクリル酸ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸ヒドロキシブチル等の（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキル等の水酸基含有モノマー；アクリルアミド、メタアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチル（メタ）アクリルアミド等のアミド基含有モノマー；（メタ）アクリル酸アミノエチル、（メタ）アクリル酸ジメチルアミノエチル、（メタ）アクリル酸ｔ−ブチルアミノエチル等のアミノ基含有モノマー；（メタ）アクリル酸グリシジル、（メタ）アクリル酸メチルグリシジル等のグリシジル基含有モノマー；アクリロニトリル、メタアクリロニトリル等のシアノ基含有モノマー；Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、（メタ）アクリロイルモルホリン、Ｎ−ビニルピリジン、Ｎ−ビニルピペリドン、Ｎ−ビニルピリミジン、Ｎ−ビニルピペラジン、Ｎ−ビニルピロール、Ｎ−ビニルイミダゾール、Ｎ−ビニルオキサゾール等の複素環含有ビニル系モノマー；（メタ）アクリル酸メトキシエチル、（メタ）アクリル酸エトキシエチル等の（メタ）アクリル酸アルコキシアルキル系モノマー；ビニルスルホン酸ナトリウム等のスルホン酸基含有モノマー；２−ヒドロキシエチルアクリロイルフォスフェート等のリン酸基含有モノマー；シクロヘキシルマレイミド、イソプロピルマレイミド等のイミド基含有モノマー；２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート等のイソシアネート基含有モノマー等が挙げられる。

なかでも、（メタ）アクリル酸アルキルエステル、カルボキシル基含有モノマー又はその無水物が好ましく、２−エチルヘキシルアクリレート、アクリル酸がより好ましい。これらのブチルアクリレート以外の重合単量体は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

上記アクリル酸エステル重合体は、重量平均分子量が７０万〜１００万である。上記アクリル酸エステル重合体の重量平均分子量が７０万未満であると、柔軟なシート形状の研磨パッドが研磨作業による摩擦熱で８０℃程度に発熱した際に剥離することがある。上記アクリル酸エステル重合体の重量平均分子量が１００万を超えると、研磨パッド固定用両面粘着テープを研磨パッドに貼り付ける際に粘着剤層が研磨パッドの凹凸に密着しにくくなる。
なお、本明細書中、重量平均分子量とは、ポリスチレンを標準物質としてゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用いて算出した重量平均分子量を意味する。ポリスチレン換算による重量平均分子量の測定は、カラムとして例えばカラムＬＦ−８０４（昭和電工社製）を用いてＧＰＣ測定を行うことで得ることができる。

上記ノボラックフェノール樹脂は特に限定されず、例えば、ｐ−ｔ−ブチルフェノール、ｐ−オクチルフェノール、ｐ−ノニルフェノール等のアルキルフェノールのノボラック樹脂等が挙げられる。なかでも、接着性に優れていることから、ｐ−ｔ−ブチルフェノールノボラック樹脂が好ましい。これらのノボラックフェノール樹脂は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

上記ノボラックフェノール樹脂の市販品として、例えば、アルキルフェノールノボラック樹脂（荒川化学工業社製、商品名「タマノル」）等が挙げられる。

上記ノボラックフェノール樹脂の配合量は、上記アクリル酸エステル重合体１００重量部に対する好ましい下限が１重量部、好ましい上限が３０重量部である。上記配合量が１重量部未満であると、柔軟なシート形状の研磨パッドに強いせん断力が加わったり研磨作業による摩擦熱で８０℃程度に発熱したりした際に剥離することがある。上記配合量が３０重量部を超えると、粘着剤層の凝集力が高くなりすぎて接着力を低下させることがある。上記配合量のより好ましい下限は３重量部、より好ましい上限は２０重量部である。

上記研磨パッドを固定する側の粘着剤層が軟化点が１３３℃以上の重合ロジンエステルを含むことにより、本発明の研磨パッド固定用両面粘着テープは、柔軟なシート形状の研磨パッドに対する接着力に優れたものとなる。一方、重合ロジンエステルの軟化点が１３３℃未満である場合は、柔軟なシート形状の研磨パッドが研磨作業による摩擦熱で８０℃程度に発熱した際に剥離することがある。
なお、入手しやすさの観点から、上記軟化点が１３３℃以上の重合ロジンエステルの軟化点の好ましい上限は１８０℃である。

上記軟化点が１３３℃以上の重合ロジンエステルは特に限定されず、例えば、メタノール、エタノール等の１価のアルコールでエステル化した重合ロジンエステル、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等の２価のアルコールでエステル化した重合ロジンエステル、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等の３価のアルコールでエステル化した重合ロジンエステル、ペンタエリスリトール、ジグリセリン等の４価のアルコールでエステル化した重合ロジンエステル、ジペンタエリスリトール等の６価のアルコールでエステル化した重合ロジンエステル等が挙げられる。なかでも、接着性に優れていることから、重合ロジンペンタエリスリトールエステルが好ましい。これらの軟化点が１３３℃以上の重合ロジンエステルは、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

上記軟化点が１３３℃以上の重合ロジンエステルの市販品として、例えば、荒川化学工業社製のペンセルＤ−１３５（軟化点１３５℃）、ペンセルＤ−１６０（軟化点１６０℃）、ペンセルＫＫ（軟化点１６５℃）等が挙げられる。

上記軟化点が１３３℃以上の重合ロジンエステルの配合量は、上記アクリル酸エステル重合体１００重量部に対する下限が１重量部、上限が２５重量部である。上記配合量が１重量部未満であると、柔軟なシート形状の研磨パッドが研磨作業による摩擦熱で８０℃程度に発熱した際に剥離してしまう。上記配合量が２５重量部を超えると、粘着剤層の凝集力が高くなりすぎて接着力を低下させてしまう。上記配合量のより好ましい下限は３重量部、より好ましい上限は１７重量部である。

上記研磨パッドを固定する側の粘着剤層は、充填剤、老化防止剤、酸化防止剤、着色剤等の添加剤が含有されていてもよい。

上記研磨パッドを固定する側の粘着剤層の厚みは、好ましい下限が２０μｍ、好ましい上限が１００μｍである。上記厚みが２０μｍ未満であると、研磨パッド固定用両面粘着テープの研磨パッドに対する接着力が低下することがある。上記厚みが１００μｍを超えても、性能が著しく向上するわけではない。上記厚みのより好ましい下限は４０μｍ、より好ましい上限は８５μｍである。

上記粘着剤層のうち、研磨定盤を固定する側の粘着剤層は特に限定されず、上述した研磨パッドを固定する側の粘着剤層と同じ組成、厚み等を有していてもよいし、異なる組成、厚み等を有していてもよい。異なる組成を有する場合、上記研磨定盤を固定する側の粘着剤層は、例えば、アクリル樹脂系粘着剤、ゴム系粘着剤等の通常の粘着テープに用いられる汎用の粘着剤を含有することが好ましい。
なお、上記研磨定盤を固定する側の粘着剤層は、研磨定盤に貼り付けることで研磨定盤にしっかりと固定される。

本発明の研磨パッド固定用両面粘着テープの製造方法は特に限定されず、例えば、研磨パッドを固定する側の粘着剤層と研磨定盤を固定する側の粘着剤層とが同じ組成及び厚みを有する場合、以下の方法が挙げられる。
まず、所定のアクリル酸エステル重合体、ノボラックフェノール樹脂、及び、軟化点が１３３℃以上の重合ロジンエステルを含む粘着剤溶液を調製する。次いで、一面が離型処理された離型フィルムの離型処理面に上記で得られた粘着剤溶液を塗布して乾燥させて、離型フィルムの離型処理面に粘着剤層を有する積層シートを作製する。同様の要領で積層シートを合計２個作製する。次いで、２個の積層シートの粘着剤層を基材に転写及び積層一体化させて、基材の両面に粘着剤層を有する研磨パッド固定用両面粘着テープを得る。

本発明の研磨パッド固定用両面粘着テープは、半導体ウエハ、液晶用ガラス基盤等を研磨する工程において研磨パッドを研磨定盤に固定するために用いられる。
本発明の研磨パッド固定用両面粘着テープは、手で折り曲げることができるコシのない柔軟なシート形状の研磨パッドに適しており、該柔軟なシート形状の研磨パッドに対する接着力に優れたものである。このため、本発明の研磨パッド固定用両面粘着テープを用いることにより、該柔軟なシート形状の研磨パッドによる研磨中、特に強いせん断力が加わったり研磨作業による摩擦熱で温度が上昇したりした場合であっても、剥離を抑制することができる。

本発明によれば、手で折り曲げることができるコシのない柔軟なシート形状の研磨パッドに適する、該柔軟なシート形状の研磨パッドに対する接着力に優れた研磨パッド固定用両面粘着テープを提供することができる。

実施例、比較例で得られた両面粘着テープの接着力評価におけるＴ字剥離試験を模式的に示す図である。 実施例、比較例で得られた両面粘着テープのせん断接着力評価における引き剥がし方法を模式的に示す図である。

以下に実施例を掲げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されない。

（実施例１）
攪拌機、冷却器、温度計及び窒素ガス導入口を備えた２リットルのセパラブルフラスコに、ブチルアクリレート（ＢＡ）１００重量部、アクリル酸（Ａａｃ）５重量部を含む重合単量体と、酢酸エチル５重量部とを含む反応液を仕込み、窒素ガスを用いて３０分間バブリングすることにより溶存酸素を除去した。その後、セパラブルフラスコ内を窒素ガスで置換し、反応液を攪拌しながらオイルバスにて反応液が１２０℃になるまで昇温した。反応液が１２０℃に到達した時点で、ベンゾイルパーオキサイド０．１５重量部をシクロヘキサン１．３５重量部に溶解させてなる重合開始剤溶液を６時間かけて反応液に加え、重合単量体を共重合させた。重合完了後に反応液に更に酢酸エチルを加えてアクリル酸エステル重合体溶液を調製した。得られたアクリル酸エステル重合体溶液に、重合ロジンエステル（荒川化学工業社製、商品名「Ｄ−１６０」、軟化点１６０℃）２０重量部、ｐ−ｔ−ブチルフェノールノボラック樹脂（荒川化学工業社製、商品名「１００Ｓ」）５重量部を加えて攪拌し、粘着剤溶液を調製した。

一面が離型処理されたポリエチレンテレフタレートフィルムを用意した。このポリエチレンテレフタレートフィルムの離型処理面に上記で得られた粘着剤溶液を乾燥後の厚みが５０μｍとなるように塗布して１１０℃で５分間乾燥させて、ポリエチレンテレフタレートフィルムの離型処理面に粘着剤層を有する積層シートを作製した。同様の要領で積層シートを合計２個作製した。

基材としてポリエチレンテレフタレートフィルムを用意した。基材の一面に一方の積層シートをその粘着剤層が基材に対向した状態となるように積層して粘着剤層を基材に転写及び積層一体化させ、基材の他面に他方の積層シートをその粘着剤層が基材に対向した状態となるように積層して粘着剤層を基材に転写及び積層一体化させて、基材の両面に厚みが５０μｍの粘着剤層を有する両面粘着テープを得た。

（実施例２〜４、比較例１〜６）
表１に示すように材料の種類、配合量等を変更したこと以外は実施例１と同様にして、両面粘着テープを得た。

＜評価＞
実施例、比較例で得られたアクリル酸エステル重合体及び両面粘着テープについて以下の評価を行った。結果を表１に示す。

（１）アクリル酸エステル重合体の重量平均分子量
アクリル酸エステル重合体について、カラムとしてカラムＬＦ−８０４（昭和電工社製）を用いてゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）による分析を行い、ポリスチレン換算を行って、アクリル酸エステル重合体の重量平均分子量を求めた。

（２）接着力評価
両面粘着テープを８０℃で２ｋｇ／ｃｍ^２の圧力にて研磨パッド（キャボット社製、「Ｄ２００パッド」、柔軟なシート形状のもの）にラミネートし、両面粘着テープを研磨パッドに貼り付けた。両面粘着テープを貼り付けた研磨パッドを１００ｍｍ×２５ｍｍに切り出し試験片とした。
（２５℃）図１に示すように試験片を２５℃の雰囲気下で３００ｍｍ／ｍｉｎの速度でＴ字方向（図１の矢印方向）に剥離させるＴ字剥離試験を行い、接着力を測定した。
（８０℃１時間養生後）試験片を８０℃のオーブンにて１時間養生させ、８０℃の雰囲気下で２５℃の場合と同様にＴ字剥離試験を行い、接着力を測定した。
（８０℃３時間浸漬直後）試験片を８０℃の水酸化カリウム水溶液に３時間浸漬させ、取り出した後、流水にて洗浄し、水滴を取り除き、２５℃の場合と同様にＴ字剥離試験を行い、接着力を測定した。また、２５℃での接着力を初期接着力とし、初期接着力からの接着力の低下率を百分率で算出した。

（３）せん断接着力評価
１０×１０ｍｍに切り出した両面粘着テープを２枚の研磨パッド（柔軟なシート形状のもの）の間に挟み、８０℃で２ｋｇ／ｃｍ^２にてプレス圧着して貼り付け、試験片とした。
（２５℃）図２に示すように試験片を２５℃の雰囲気下で２００ｍｍ／ｍｉｎの速度で図２の矢印方向に引き剥がした際の強度を測定した。
（８０℃１時間養生後）試験片を８０℃のオーブンにて１時間養生させ、８０℃の雰囲気下で２５℃の場合と同様に引き剥がした際の強度を測定した。
（８０℃３時間浸漬直後）試験片を８０℃の水酸化カリウム水溶液に３時間浸漬させ、取り出した後、流水にて洗浄し、水滴を取り除き、２５℃の場合と同様に引き剥がした際の強度を測定した。

本発明によれば、手で折り曲げることができるコシのない柔軟なシート形状の研磨パッドに適する、該柔軟なシート形状の研磨パッドに対する接着力に優れた研磨パッド固定用両面粘着テープを提供することができる。

１ａ １００ｍｍ×２５ｍｍの両面粘着テープ
１ｂ １０×１０ｍｍの両面粘着テープ
２ 研磨パッド

Claims (1)

1. 基材の両面に粘着剤層を有する研磨パッド固定用両面粘着テープであって、
   前記粘着剤層のうち、研磨パッドを固定する側の粘着剤層は、少なくともブチルアクリレートを含む重合単量体を重合したアクリル酸エステル重合体、ノボラックフェノール樹脂、及び、軟化点が１３３℃以上の重合ロジンエステルを含み、
   前記アクリル酸エステル重合体は、重量平均分子量が７０万〜１００万であり、
   前記アクリル酸エステル重合体１００重量部に対する前記軟化点が１３３℃以上の重合ロジンエステルの配合量が、１〜２５重量部である
   ことを特徴とする研磨パッド固定用両面粘着テープ。

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