JPH08293477A - 研磨布及びその研磨布の研磨機定盤への脱着方法 - Google Patents

研磨布及びその研磨布の研磨機定盤への脱着方法

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JPH08293477A
JPH08293477A JP10137995A JP10137995A JPH08293477A JP H08293477 A JPH08293477 A JP H08293477A JP 10137995 A JP10137995 A JP 10137995A JP 10137995 A JP10137995 A JP 10137995A JP H08293477 A JPH08293477 A JP H08293477A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 研磨布の交換時において、定盤および研磨布
の接着剤層を冷却するだけで、容易に定盤面から剥離す
ることができる研磨布とその研磨布の定盤からの脱着方
法を提供すること。 【構成】 研磨布は、研磨布基体１と、研磨布基体１の
片面に積層された感圧接着剤層２と、感圧接着剤層２に
離型可能に貼り付けられた離型シート３と、を有する。
その感圧接着剤層２を形成する接着剤組成物に含有され
るポリマーは、１５℃より狭い温度範囲にわたって起こ
る第１次溶融転移を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハ等の被研
磨部材の研磨加工において、研磨布を研磨機の定盤に固
定し研磨加工するにあたって、その被研磨部材の保持の
ために使用される研磨布、並びに該研磨布を研磨機定盤
に装着および定盤から取り外す方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体業界においては、ＩＣの集
積度が飛躍的に増大し、４Ｍ、１６Ｍ、さらには６４Ｍ
へと進行中である。
【０００３】このような状況下では、ＩＣの基盤である
ウエハの表面の品位の向上、およびコストに対する要求
がますます高度化して来ている。ウエハの化学的性状、
電気的性状も当然のことであるが、ＩＣの集積度を高め
るためには、ウエハ上に設けられるデバイスを構成する
最小線幅がますます小さくなり、０．５ミクロンから
０．３５ミクロンへと要求は高度化しつつある。さらに
ウエハの大型化が急速に進み、ビットあたりのコストも
これに伴い急速に低下している。ウエハの大型化に伴い
加工機械の大型化も著しく、例えば、ウエハ表面を鏡面
に仕上げるために行われる研磨加工においては、５イン
チウエハの研磨加工には４２インチ程度の定盤径を持つ
研磨機が使用されていたのに対し、８インチ径のウエハ
を加工する場合には５９インチ径にも達する研磨定盤を
持つ研磨機がウエハ生産に使用される。一般にウエハの
研磨は研磨スラリーの存在下において、研磨布と摩擦さ
えることで研磨を行い、研磨布が下定盤側、被加工物で
あるウエハが上定盤側に保持して加工される。
【０００４】従って、研磨布は研磨機の下定盤側と同じ
寸法のものが用いられる。すなわち、通常５インチウエ
ハの研磨加工には４２インチ程度の研磨布が使用され、
８インチ径のウエハを加工する場合には、５９インチ径
の研磨布がウエハの生産に使用される。
【０００５】一般に研磨布は研磨機定盤に固定して使用
されるが、固定する方法として研磨布を高性能の両面テ
ープを使用して固定される。このような方式の問題点
は、前記のように研磨布の裏面の粘着剤層が定盤面に馴
染んで密着するため、研磨機定盤に貼り付けた研磨布を
通常に剥離しようとする場合には、約２Ｋｇ／インチ幅
から３ｋｇ／インチ幅程度の粘着強度が必要となる。従
って、５２インチ径の研磨機定盤から該研磨布を剥離す
る場合には、最大１５６ｋｇの力が必要となり、また５
９インチ径の研磨機定盤から研磨布を剥離する場合には
最大１８０ｋｇの力が必要となり、研磨布を使用後、新
たなものと交換する場合には非常な労力が必要となって
いた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の研磨布
を研磨機定盤から剥離する際の問題点を解決するもので
あり、その目的はウエハの研磨時には強力にしかも安定
的に研磨機定盤に高精細に粘着し、研磨機定盤から剥離
する際には該定盤から容易に剥離することができる研磨
布と、その研磨布の研磨機定盤への脱着方法を提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の研磨布は、研磨
布基体と、該研磨布基体の片面に積層された感圧接着剤
層と、該感圧接着剤層に離型可能に貼り付けられた離型
シートと、を有し、該感圧接着剤層を形成する接着剤組
成物に含有されるポリマーが、１５℃より狭い温度範囲
にわたって起こる第１次溶融転移を有することを特徴と
し、そのことにより上記目的が達成される。
【０００８】上記ポリマーが側鎖結晶可能ポリマーであ
り、２０℃以下では上記感圧接着剤層が研磨機の定盤面
に対して実質的に非粘着性となり、かつそれより上の温
度では該感圧接着剤層が該研磨機の定盤面に対して実質
的に粘着性を有するように、該接着剤組成物に該側鎖結
晶可能ポリマーが配合されていることが好ましい。
【０００９】本発明の研磨布の定盤への脱着方法は、上
記研磨布の前記離型シートを感圧接着剤層から除去した
後、該研磨布の該感圧接着剤層を、適宜温度Ｔ1の研磨
機の定盤面に粘着させることにより該研磨布を装着し、
該研磨布の使用後は、該温度Ｔ1より低い温度Ｔ2に該研
磨機の定盤を冷却した状態で該研磨布を該研磨機の定盤
面から取り外すことを特徴とし、そのことにより上記目
的が達成される。
【００１０】以下本発明を詳細に説明する。
【００１１】（研磨布基体）本発明の研磨布に使用され
る研磨布基体としては、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹
脂あるいはビニル樹脂等より選ばれる重合体の組成物よ
りなるもの（例えば、発泡体）、あるいは該組成物と基
材とからなる複合体からなるものであり、例えば、以下
のものが挙げられる。
【００１２】（１）発泡体 上記発泡体は、例えば、ウレタン重合体と、ジメチルホ
ルムアミドとを含有する発泡体組成物を湿式凝固法によ
り形成することができる。もしくは、ウレタン重合体
と、塩化ビニル重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合
体、塩化ビニル−酢酸ビニル−ビニルアルコール三元共
重合体等のビニル重合体と、ジメチルホルムアミドとを
含有する発泡体組成物を、湿式凝固法により形成するこ
とができる。この発泡体の表面部、特にその表面に形成
されたスキン層はバフされて、表面に発泡構造が表われ
る構造にするのが良い。
【００１３】上記ウレタン重合体としては、ポリエーテ
ル系ウレタン樹脂、ポリエステル系ウレタン樹脂、ポリ
エステルエーテル系ウレタン樹脂のいずれも使用するこ
とができる。各ウレタン樹脂の製造に使用されるポリオ
ール成分としては、例えば、ポリオキシエチレングリコ
ール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシテ
トラメチレングリコール、ポリエチレンアジペート、ポ
リプロピレンアジペートレ、ポリオキシテトラメチレン
アジペート等が挙げられる。また、イソシアネート成分
としては、例えば、４、４'−ジフェニルメタンジイソ
シアネート、２，４−トリレンジイソシアネート等が挙
げられる。
【００１４】鎖伸張剤としては、例えば、エチレングリ
コール、１、４−ブタンジオール、プロピレングリコー
ル、等が挙げられる。
【００１５】上記ウレタン重合体は、例えば、ポリオー
ル成分としてポリオキシプロピレングリコール、イソシ
アネート成分として４、４'−ジフェニルメタンジイソ
シアネート、鎖伸張剤として１、４−ブタンジオール、
重合停止剤としてエタノール、溶媒としてジメチルホル
ムアミドを用いて重合したウレタン重合体のジメチルホ
ルムアミド溶液が使用される。
【００１６】上記発泡体組成物には、カーボンブラック
等の充填剤、界面活性剤等の分散安定剤、湿式凝固助剤
が添加されてもよい。
【００１７】上記発泡体組成物を表面が離型性の支持体
上に塗布し、例えば、以下に示す湿式凝固法により発泡
体を得ることができる。
【００１８】すなわち、発泡体組成物が塗布された支持
体を、所定温度の水中に浸漬した後、所定温度の湯中に
一定時間浸漬する。この浸漬中に、発泡体組成物に含ま
れる溶剤は水の浸透によって置換することにより、発泡
体組成物は脱溶剤され、発泡体組成物を低発泡し、弾性
ある発泡体層が支持体上に形成される。次に、水中から
このものを取り出し、所定温度および所定時間熱風乾燥
し、バフして発泡体が得られる。
【００１９】（２）複合体 上記発泡体組成物を基材に含浸し、上記（１）と同様に
湿式凝固法により複合体を形成することができる。基材
としては、例えば、不織布（日本フェルト ＢＳ−３０
０）等を使用することができる。
【００２０】（接着剤層）本発明に使用される接着剤層
は、上記研磨布基体の裏面に積層される。
【００２１】該接着剤層を形成する接着剤組成物には、
約１５℃より狭い温度範囲にわたって起こる第１次溶融
転移を持つポリマーを含有する。該接着剤組成物は、約
５℃と５０℃との間に第１次溶融転移をもつポリマー組
成物であり、この転移は約１５℃より低い溶融範囲にお
いて、さらに好ましくは約１０℃より低い温度範囲にお
いて起こる。
【００２２】このポリマーの第１次溶融転移は、粘弾性
測定機によって測定することができる。
【００２３】該接着剤組成物には特公表平４−５０７４
２５号に開示されているように、側鎖結晶可能ポリマー
が、該接着剤層を２０℃以下の温度で研磨機の定盤面に
対して実質的に非粘着性にし、かつそれより上の温度で
は感圧接着剤層が該研磨機の定盤面に対して実質的に粘
着性を有するように、十分な量だけ接着剤組成物中に存
在することが好ましい。
【００２４】研磨布の研磨作業時の温度は２５〜３５℃
が好ましく、さらに好ましくは２５〜３０℃である。研
磨布の定盤面からの剥離する時の温度は１５〜２５℃が
好ましく、さらに好ましくは１５〜２０℃である。
【００２５】上記側鎖結晶可能ポリマーポリマーの具体
例としては、米国 ランデック ラブス インコーポレ
ーテッドより販売されている側鎖結晶化可能および主鎖
結晶化可能ポリマーを用いるのが好的であり、これら
は、温度依存接着特性を示すポリマーを含むもので、接
着性組成物に使用され得る結晶化可能ポリマーは、側鎖
結晶化可能および主鎖結晶化可能ポリマーを共に含むこ
とができる。側鎖結晶化可能ポリマーは、結晶化可能側
鎖部分を含み、主鎖結晶化可能ポリマーはその骨格構造
により結晶化可能とされることである。該ポリマーは単
一の立体規則性のポリオレフィン、アルキルアクリレー
ト、およびアルキルメタクリレートよりなる群から選択
されるポリマーであり得る。
【００２６】本発明に使用される側鎖結晶化可能ポリマ
ーは、以下に述べるように２つ以上の異なるポリマーの
混合物を含有するように処方され得る。
【００２７】一般に、これらポリマーは下式のモノマー
ユニットＸを含む。
【００２８】
【化１】
【００２９】式中、Ｍはポリマーの主鎖を形成し得る２
価の基（もしくは骨格原子）、Ｓはスペーサー基、Ｃは
結晶化可能な基である。これらのポリマーは通常は少な
くとも約２０ジュール／ｇの、好ましくは少なくとも約
４０ジュール／ｇの溶融熱（△Ｈｆ）をもつ。
【００３０】ポリマーは「Ｘ」により表される５０から
１００ｖｔ．％モノマーユニットを含有する。ポリマー
が１００％より少ないＸを含有する場合は、「Ｙ」また
は「Ｚ」またはその両者により表され得るモノマーユニ
ットをさらに含有する。ここでＹは、ＸまたはＺと重合
化可能な極性のまたは無極性のモノマー、もしくは極性
のまたは無極性のモノマーの混合物であり、Ｚは極性の
または無極性のモノマーの混合物である。
【００３１】上記極性のモノマーとしては、例えばポリ
オキシアルキレン、ヒドロキシエチルアクリレートを含
有するアクリレート、アクリルアミド、およびメタクリ
ルアミド等が挙げられ、これらはほとんどの基材に対し
て接着性を増大させる。
【００３２】ポリマーの骨格（「Ｍ」により定義され
る）は、有機構造体（脂肪族または芳香属の炭化水素、
エステル、エーテル、アミドなど）であり得、または無
機構造体（スルファイド、ホスファジン、シリコンな
ど）であり得、また適切な有機または無機のユニット、
例えばエステル、アミド、炭化水素、フェニール、エー
テル、またはイオン塩（例えばカーボキシル−アルキル
アンモニウムまたはスルフォニウムまたはホスホニウム
イオンペア、またはその他既知のイオン塩ペア）であり
得るスペーサ結合を含み得る。
【００３３】側鎖（「Ｓ」および「Ｃ」により定義され
る）は、脂肪族または芳香族、もしくは脂肪族と芳香族
の組合せであり得るが、ポリマーが結晶状態になり得る
ものでなければならない。通常の例としては、少なくと
も１０個の炭素原子を有する線形の脂肪族側鎖、例えば
Ｃ14−Ｃ22のアクリレートまたはメタクリレート、アク
リルアミドまたはメタクリルアミド、ビニルエーテルま
たはエステル、シロキサンまたはアルファオレフィン、
少なくとも６個の炭素原子を有するフッ素化脂肪族側
鎖、およびアルキルが８から２４個の炭素原子よりなる
ｐ−アルキルスチレン側鎖がある。
【００３４】側鎖部分の長さは、通常は、アクリレー
ト、メタクリレート、ビニルエステル、アクリルアミ
ド、メタクリアミド、ビニルエーテル、およびα−オレ
フィンの場合の側鎖間の距離の５倍より大である。
【００３５】側鎖ユニットはポリマーの容積の５０％よ
り大きい、好ましくは容積の６５％より大きい部分を形
成する。
【００３６】このような温度依存接着特性を示すポリマ
ーを含む接着性組成物は、研磨布基体に直接均一な厚さ
に塗布して接着剤層を形成してもよく、また他の薄いシ
ート基材に予め均一な厚みに薄く塗布しておき、研磨布
基体にラミネート加工を施し接着しても良い。
【００３７】上記接着剤層の裏面側には、離型シート
（もしくは離型フィルム）が添着されており、本発明の
研磨布が使用される時まで、該接着剤層が該離型シート
により保護される。
【００３８】このようにして構成される本発明の研磨布
を、研磨機定盤に装着するに当たっては、まず研磨機定
盤を清浄に為し、常温（通常は約２５℃）において、研
磨布を包装より取り出して、粘着面の離型シートの端部
を除去して粘着面を定盤端に合わせて端から張り合わせ
る。
【００３９】次いで、テストダミーで研磨を行う。
【００４０】このようにする事により、研磨布の裏面の
接着剤層が定盤面に馴染んで密着する。このようにして
研磨機定盤に貼り付けた研磨布を、通常に定盤面から剥
離しようとする場合には、約２ｋｇ／インチ幅から３ｋ
ｇ／インチ幅程度の粘着強度を示す。
【００４１】上記のような方法で研磨布を研磨機に供
し、ウエハの加工を行った後、研磨布を取り外す際に
は、定盤を常温より約５℃程度冷却することで、即ち約
２０℃もしくはそれ以下とすることで、研磨布の背面に
取付けられた温度活性の感圧接着剤の粘着性が急速に低
下し、剥離強度は約０．２から０．５ｋｇ／インチ幅程
度に低下するため、容易に定盤面から剥離できる。
【００４２】
【作用】本発明の研磨布は、接着剤層を形成する接着剤
組成物が、１５℃より狭い温度範囲にわたって起こる第
１次溶融転移を有するポリマーを含有している。このよ
うに接着剤組成物は温度活性を有する感圧接着剤にて形
成されていることにより、研磨布の交換時において、定
盤および研磨布の接着剤層を冷却してその接着剤層の定
盤面に対する粘着性を大きく低下させることで、容易に
定盤面から該研磨布を剥離することができる。
【００４３】この第１次溶融転移とは、ポリマーの粘弾
性率に関して温度を順次上げて測定するとき、ガラス転
移点と融点との中間に位置し、任意に設定した温度から
温度を若干変化させることにより（例えば、２〜５
℃）、ポリマーが結晶と非結晶との間を可逆的に変化す
ることで、上記したように定盤面に対する粘着性が大き
く変化するものである。
【００４４】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。
【００４５】（実施例１）ポリエステル不織布上に、表
１に示す配合物Ｉを含浸し、湿式凝固させ、洗浄、乾燥
工程をへて、両面スキン層を有する研磨布の原反を製作
した。この研磨布原反の両表層１００ミクロンを研磨
し、図２に示す研磨布基体１を作製した。
【００４６】図３に示すように、厚み２５ミクロンのポ
リエステルフィルム（ルミラー、東レ社製）４の一方の
面に、ランデック社製の温度活性感圧接着剤２を５０ミ
クロンの厚みにコーティングし、他面には従来の粘着性
組成物として三共化学製アクリル接着剤ＡＲ−７９８
（図３中、符号５で表す）を５０ミクロンの厚みにコー
ティングして両面粘着テープを製作し、離型シート付き
粘着フィルムを製作した（図３）。なお、図３中、符号
３、６はそれぞれ離型シートを表す。） 前記研磨布基体１に、前記の粘着フィルムを図４に示す
ように貼り合わせ、温度活性感圧接着剤付きの研磨布７
を製作した。
【００４７】次に、前記研磨布７を直径６０インチにカ
ットし、離型シート３を剥し、５９インチ径の研磨機の
下定盤上に該研磨布を軽く貼り合わせた。この時の接着
温度は２５℃であった。
【００４８】その後、接着剤を定盤に馴染ませるためダ
ミーの被加工物を用い、数分の研磨を行った。その後、
表２に示す加工条件でウエハの加工を行った。３０分の
研磨を５０回繰り返して使用した。使用後、寿命の達し
た研磨布を取り外すために、定盤に貼り付けた研磨布に
約２０℃の冷水を５分間掛け流し、温度活性感圧接着剤
付きの研磨布を定盤から剥離した。この時の剥離力は最
大で１２ｋｇで容易に剥離出来た。
【００４９】（実施例２）発泡ポリウレタン研磨布基体
（ロデール社製、ＩＣ 1000）の背面に、ランデック社
製の温度活性感圧接着剤を直接、２０ミクロンの厚みに
コーティングし、離型シートを付けて図５に示す研磨布
を作製した。なお、図５中、１は研磨布基体、２は接着
剤層、３は離型シートである。
【００５０】得られた研磨布７を直径２４インチにカッ
トし、離型シート３を剥し、２３インチ径の研磨機の下
定盤上に該研磨布を軽く貼り合わせた。この時の接着温
度は２５℃であった。
【００５１】その後、接着剤を定盤に馴染ませるためダ
ミーの被加工物を用い、数分の研磨を行った。その後、
ウエハの加工を行った。この時の加工条件は表３に記載
した。５分の研磨を１５０回繰り返して使用した。
【００５２】使用後、寿命の達した研磨布を取り外すた
めに、定盤に貼り付けた研磨布に約２０℃の冷水を１０
分間掛け流し、温度活性感圧接着剤付きの研磨布を定盤
から剥離した。この時の剥離力は最大で４．８ｋｇで容
易に剥離出来た。
【００５３】（比較例）実施例１と同様に、ポリエステ
ル不織布上に、表１に示す配合物Ｉを含浸し、湿式凝固
させ、洗浄、乾燥工程をへて、両面スキン層を有する研
磨布の原反を製作した。この研磨布原反の両表層１００
ミクロンを研磨し、図２の構造の研磨布基体１を作製し
た。
【００５４】厚み２５ミクロンのポリエステルフィルム
（ルミラー、東レ社製）の両面に、従来の粘着剤を５０
ミクロンの厚みにコーティングした市販の両面テープ
（住友スリーエム社製ＳＴ４４２）を入手し、前記研磨
布基体１の背面に張り合わせ、両面テープ付き研磨布を
製作した。
【００５５】得られた研磨布を直径６０インチにカット
し、離型紙を剥し、５９インチ径の研磨機の下定盤上に
該研磨布を軽く貼り合わせた。この時の接着温度は２５
℃であった。
【００５６】その後、接着剤を定盤に馴染ませるためダ
ミーの被加工物を用い、数分の研磨を行った。その後、
表２に示す加工条件でウエハの加工を行った。３０分の
研磨を５０回繰り返して使用した。使用後、寿命の達し
た研磨布を取り外した。この時の剥離力は最大で１２０
ｋｇで容易に剥離出来なかった。
【００５７】
【表１】
【００５８】
【表２】
【００５９】
【表３】
【００６０】
【発明の効果】本発明によれば、研磨布の交換時におい
て、定盤および研磨布の接着剤層を冷却するだけで、容
易に定盤面から剥離することができるので、研磨作業終
了後の段替え作業を格段に容易ならしめることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の研磨布の一実施例の断面図である。
【図２】研磨布基体の断面図である。
【図３】両面粘着テープの断面図である。
【図４】本発明の研磨布の他の実施例の断面図である。
【図５】本発明の研磨布のさらに他の実施例の断面図で
ある。
【符号の説明】
１…研磨布基体 ２…接着剤層 ３…離型シート ４…ポリエステルフィルム ５…粘着剤層 ６…離型シート ７…研磨布
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ３２Ｂ 27/12 Ｂ３２Ｂ 27/12

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 研磨布基体と、該研磨布基体の片面に積
    層された感圧接着剤層と、該感圧接着剤層に離型可能に
    貼り付けられた離型シートと、を有する研磨布におい
    て、 該感圧接着剤層を形成する接着剤組成物に含有されるポ
    リマーが、１５℃より狭い温度範囲にわたって起こる第
    １次溶融転移を有することを特徴とする研磨布。
  2. 【請求項２】 前記ポリマーが側鎖結晶可能ポリマーで
    あり、２０℃以下では前記感圧接着剤層が研磨機の定盤
    面に対して実質的に非粘着性となり、かつそれより上の
    温度では該感圧接着剤層が該研磨機の定盤面に対して実
    質的に粘着性を有するように、該接着剤組成物に該側鎖
    結晶可能ポリマーが配合されている請求項１記載の研磨
    布。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の研磨布の前記離型シー
    トを前記感圧接着剤層から除去した後、該研磨布の該感
    圧接着剤層を、適宜温度Ｔ1の研磨機の定盤面に粘着さ
    せることにより該研磨布を装着し、該研磨布の使用後
    は、該温度Ｔ1より低い温度Ｔ2に該研磨機の定盤を冷却
    した状態で該研磨布を該研磨機の定盤面から取り外すこ
    とを特徴とする研磨布の研磨機定盤への脱着方法。
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