積層研磨パッド及びその製造方法
【課題】 本発明は、光透過領域の貼り付けが容易であり、しかもパッドの変形が生じることがない積層研磨パッドの製造方法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の製造方法は、研磨領域の開口部Ａ内に光透過領域を仮固定して研磨層を作製する工程、加熱溶融させたホットメルト接着剤を含む接着部材を前記研磨層と支持層との間に設ける工程、及び前記ホットメルト接着剤を硬化させて前記研磨層と支持層とを貼り合せる工程を含む。
【解決手段】 本発明の積層研磨パッドの製造方法は、研磨領域の開口部Ａ内に光透過領域を仮固定して研磨層を作製する工程、加熱溶融させたホットメルト接着剤を含む接着部材を前記研磨層と支持層との間に設ける工程、及び前記ホットメルト接着剤を硬化させて前記研磨層と支持層とを貼り合せる工程を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハなどの被研磨材表面の凹凸をケミカルメカニカルポリシング（ＣＭＰ）で平坦化する際に使用される積層研磨パッド及びその製造方法に関し、詳しくは、研磨状況等を光学的手段により検知するための窓（光透過領域）を有する積層研磨パッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置を製造する際には、半導体ウエハ（以下、ウエハともいう）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ＣＭＰ法が採用されている。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。
【０００４】
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（ウエハなど）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３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。
【０００５】
このようなＣＭＰを行う上で、ウエハ表面平坦度の判定の問題がある。すなわち、希望の表面特性や平面状態に到達した時点を検知する必要がある。従来、酸化膜の膜厚や研磨速度等に関しては、テストウエハを定期的に処理し、結果を確認してから製品となるウエハを研磨処理することが行われてきた。
【０００６】
しかし、この方法では、テストウエハを処理する時間とコストが無駄になり、また、あらかじめ加工が全く施されていないテストウエハと製品ウエハでは、ＣＭＰ特有のローディング効果により、研磨結果が異なり、製品ウエハを実際に加工してみないと、加工結果の正確な予想が困難である。
【０００７】
そのため、最近では上記の問題点を解消するために、ＣＭＰプロセス時に、その場で、希望の表面特性や厚さが得られた時点を検出できる方法が望まれている。このような検知については様々な方法が用いられているが、測定精度や非接触測定における空間分解能の点から光学的検知手段が主流となりつつある。
【０００８】
光学的検知手段とは、具体的には光ビームを窓（光透過領域）を通して研磨パッド越しにウエハに照射して、その反射によって発生する干渉信号をモニターすることによって研磨の終点を検知する方法である。
【０００９】
このような光学的手段による研磨の終点検知法およびその方法に用いられる研磨パッドについては様々なものが提案されている。
【００１０】
また、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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
特許文献１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。
【００１４】
特許文献２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。
【００１５】
特許文献３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。
【００１６】
特許文献４には、研磨層と下層とが、ＥＶＡを含むホットメルト接着剤により接合された研磨パッドが開示されている。
【００１７】
特許文献５には、研磨領域と開口部Ａとを有する研磨層にクッション層を積層する工程、前記開口部Ａ内のクッション層の一部を除去し、クッション層に開口部Ａよりも小さい開口部Ｂを形成する工程、前記開口部Ｂの周囲のクッション層上にホットメルト接着剤を設ける工程、前記開口部Ａ内かつ前記ホットメルト接着剤上に光透過領域を設置する工程、レーザー光を光透過領域上から照射して前記ホットメルト接着剤を溶融させる工程、及び溶融したホットメルト接着剤を硬化させることにより、該ホットメルト接着剤を介して光透過領域をクッション層に接着させる工程を含む研磨パッドの製造方法、が開示されている。
【００１８】
特許文献５に記載の研磨パッドの製造方法では、レーザー光を光透過領域上から照射してホットメルト接着剤を溶融、硬化させることにより光透過領域をクッション層に接着させているが、レーザー光を使用するため製造方法が煩雑であるという問題があった。また、レーザー光の代わりに加熱してホットメルト接着剤を溶融、硬化させると、事前に積層した研磨層及びクッション層が熱により変形しやすいという問題があった。
【００１９】
【特許文献１】特開２００２−２２４９４４号公報
【特許文献２】特開２００５−１６７２００号公報
【特許文献３】特開２００９−９５９４５号公報
【特許文献４】特開２０１０−５２５９５６号公報
【特許文献５】特開２００９−４５６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は、光透過領域の貼り付けが容易であり、しかもパッドの変形が生じることがない積層研磨パッド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】
【００２１】
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の製造方法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。
【００２２】
すなわち、本発明は、研磨領域の開口部Ａ内に光透過領域を仮固定して研磨層を作製する工程、加熱溶融させたホットメルト接着剤を含む接着部材を前記研磨層と支持層との間に設ける工程、及び前記ホットメルト接着剤を硬化させて前記研磨層と支持層とを貼り合せる工程を含む積層研磨パッドの製造方法、に関する。
【００２３】
研磨領域の開口部Ａ内に予め光透過領域を仮固定しておくことにより、研磨層及び支持層を接着部材に貼り合わせると同時に、仮固定された光透過領域を前記接着部材に貼り合わせることができる。
【００２４】
前記仮固定は、研磨表面側から研磨裏面側に向かって細くなっている開口部Ａ内に、前記開口部Ａと同じ形状の光透過領域を嵌め込むことにより行うことが好ましい。
【００２５】
また、前記仮固定は、開口部Ａ内に光透過領域を嵌め込み、研磨領域表面と光透過領域表面とを再剥離性粘着テープで貼り合せることにより行ってもよい。
【００２６】
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ることが好ましい。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
また本発明は、前記製造方法によって得られる積層研磨パッド、及び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】
【００３１】
本発明の積層研磨パッドの製造方法によると、光透過領域を簡易な方法で研磨パッドに接着固定することができる。また、研磨層及び支持層を接着部材に貼り合せる際に、同時に光透過領域を前記接着部材に貼り合せているため、従来の製造方法のように熱により積層研磨パッドが変形することがない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【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】研磨領域の開口部Ａ内に光透過領域を仮固定した状態を示す概略断面図
【図３】研磨領域の開口部Ａ内に光透過領域を仮固定した状態を示す概略断面図
【図４】研磨領域の開口部Ａ内に光透過領域を仮固定した状態を示す概略断面図
【図５】本発明の積層研磨パッドの一例を示す概略断面図
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明の積層研磨パッドの製造方法は、研磨領域の開口部Ａ内に光透過領域を仮固定して研磨層を作製する工程、加熱溶融させたホットメルト接着剤を含む接着部材を前記研磨層と支持層との間に設ける工程、及び前記ホットメルト接着剤を硬化させて前記研磨層と支持層とを貼り合せる工程を含む。
【００３４】
研磨領域は、発泡体であっても無発泡体であってもよいが、微細気泡を有する発泡体であることが好ましい。研磨領域の材料としては、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、研磨領域の形成材料として特に好ましい材料である。以下、ポリウレタン樹脂発泡体からなる研磨領域について説明する。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
研磨領域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領域は、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。
【００４９】
研磨領域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。研磨領域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。
【００５０】
研磨領域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。
【００５１】
研磨領域に開口部Ａを形成する手段は特に制限されるものではないが、例えば、切削工具でプレス又は研削する方法、炭酸レーザーなどによるレーザーを利用する方法、開口部Ａの形状を備えた金型に原料を流し込んで硬化させて形成する方法などが挙げられる。なお、開口部Ａの大きさは特に制限されない。
【００５２】
開口部Ａの平面形状は特に制限されず、例えば、円形、楕円形、正方形、長方形、及び多角形などの形状が挙げられる。また、開口部Ａの断面形状は特に制限されないが、開口部Ａ内に光透過領域を仮固定しやすくするために、研磨表面側から研磨裏面側に向かって細くなる形状であることが好ましく、具体的には、図２に示すような台形が挙げられる。
【００５３】
光透過領域の形成材料は特に制限されないが、研磨を行っている状態で高精度の光学終点検知を可能とし、波長４００〜７００ｎｍの全範囲で光透過率が２０％以上である材料を用いることが好ましく、さらに好ましくは光透過率が５０％以上の材料である。そのような材料としては、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、及びアクリル樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース系樹脂、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、及びオレフィン系樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレンなど）などの熱可塑性樹脂、ブタジエンゴムやイソプレンゴムなどのゴム、紫外線や電子線などの光により硬化する光硬化性樹脂、及び感光性樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００５４】
光透過領域に用いる材料は、研磨領域に用いる材料よりも研削性が同じか大きいものが好ましい。研削性とは、研磨中に被研磨材やドレッサーにより削られる度合いをいう。上記のような場合、光透過領域が研磨領域より突き出ることがなく、被研磨材へのスクラッチや研磨中のデチャックエラーを防ぐことができる。
【００５５】
また、研磨領域に用いられる形成材料や研磨領域の物性に類似する材料を用いることが好ましい。特に、研磨中のドレッシング痕による光透過領域の光散乱を抑制できる耐摩耗性の高いポリウレタン樹脂が望ましい。
【００５６】
光透過領域の作製方法は特に制限されず、公知の方法により作製できる。例えば、ポリウレタン樹脂のブロックをバンドソー方式やカンナ方式のスライサーを用いて所定厚みにする方法や所定厚みのキャビティーを持った金型に樹脂を流し込み硬化させる方法や、コーティング技術やシート成形技術を用いた方法などが用いられる。
【００５７】
光透過領域の大きさは特に制限されるものではないが、研磨領域の開口部Ａと同様の大きさにすることが好ましい。光透過領域の平面形状は、開口部Ａと同様の形状にすることが好ましい。光透過領域の断面形状は、開口部Ａと同様の形状にすることが好ましく、また開口部Ａ内に光透過領域を仮固定しやすくするために、研磨表面側から研磨裏面側に向かって細くなる形状であることが好ましく、具体的には、図２に示すような台形が挙げられる。
【００５８】
光透過領域の厚さは特に制限されるものではないが、研磨領域の厚みと同一厚さ、またはそれ以下にすることが好ましい。光透過領域が研磨領域より厚い場合には、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光透過領域が変形し、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。一方、薄すぎる場合には耐久性が不十分になったり、光透過領域の上面に大きな凹部が生じて多量のスラリーが溜まり、光学終点検知精度が低下する恐れがある。
【００５９】
本発明の積層研磨パッドの製造方法においては、まず、研磨領域の開口部Ａ内に光透過領域を仮固定して研磨層を作製する。
【００６０】
仮固定する方法は特に制限されず、例えば、（１）研磨表面側から研磨裏面側に向かって細くなっている開口部Ａ内に、前記開口部Ａと同じ形状の光透過領域を嵌め込むことにより行う方法（図２参照）、（２）開口部Ａ内に光透過領域を嵌め込み、研磨領域表面と光透過領域表面とを再剥離性粘着テープで貼り合せることにより行う方法（図３参照）、（１）と（２）を併用する方法（図４参照）が挙げられる。再剥離性粘着テープは公知のものを特に制限なく使用できる。
【００６１】
その後、加熱溶融させたホットメルト接着剤を含む接着部材を研磨層と支持層との間に設ける。
【００６２】
接着部材としては、例えば、ホットメルト接着剤を含む接着剤層が挙げられる。
【００６３】
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３０〜１００μｍである。
【００６４】
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。
【００６５】
基材としては、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。
【００６６】
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。
【００６７】
基材の厚みは特に制限されないが、透明性、柔軟性及び剛性等の観点から１０〜１８０μｍであることが好ましい。
【００６８】
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３０〜１００μｍである。
【００６９】
ホットメルト接着剤は公知のものを特に制限なく使用できるが、ポリエステル系ホットメルト接着剤を用いることが好ましい。
【００７０】
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ものであることが好ましい。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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好ましく、より好ましくは３〜７重量部である。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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、積層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。
【００９４】
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。
【００９５】
前記高弾性層としては、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；ナイロンフィルムなどが挙げられる。
【００９６】
支持層が不透明な場合には、図５に示すように、光を透過させるための開口部Ｂを設けておくことが好ましい。
【００９７】
加熱溶融させたホットメルト接着剤を含む接着部材を研磨層と支持層との間に設ける方法は特に制限されず、例えば、（１）ホットメルト接着剤を含む接着部材を支持層（又は研磨層）上に積層し、ヒーターによりホットメルト接着剤を加熱溶融させ、その後、溶融した接着剤層上に研磨層（又は支持層）を積層する方法、（２）支持層（又は研磨層）上に加熱溶融したホットメルト接着剤を塗布し、その後、溶融したホットメルト接着剤上に研磨層（又は支持層）を積層する方法、（３）研磨層、ホットメルト接着剤を含む接着部材、及び支持層を積層し、得られた積層体を加熱してホットメルト接着剤を溶融させる方法、などが挙げられる。各部材を積層した後にプレスして密着させてもよい。積層研磨パッドの熱による変形を防止する観点から、（１）又は（２）の方法が好ましい。
【００９８】
その後、ホットメルト接着剤を硬化させて研磨層と支持層とを貼り合せて積層研磨パッドを製造する。研磨層には、予め光透過領域が仮固定されているため、研磨層と支持層とが接着部材により貼り合わされると同時に、仮固定された光透過領域が接着部材に貼り合わされて完全に固定される。
【００９９】
本発明の積層研磨パッドは、プラテンと接着する面に両面テープが設けられていてもよい。
【０１００】
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。
【０１０１】
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】
【０１０２】
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。
【０１０３】
［測定、評価方法］
（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。
【０１０４】
（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。
【０１０５】
（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。
【０１０６】
（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。
【０１０７】
（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。
【０１０８】
実施例１
〔光透過領域の作製〕
アジピン酸とヘキサンジオールとエチレングリコールからな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、７０℃に温調した。この混合液に、予め７０℃に温調した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、約１分間撹拌した。そして、１００℃に保温した容器中に該混合液を流し込み、１００℃で８時間ポストキュアを行ってポリウレタン樹脂を作製した。作製したポリウレタン樹脂を用い、インジェクション成型にて光透過領域（研磨表面側：５６ｍｍ×２０ｍｍ、研磨裏面側：５５ｍｍ×１９ｍｍ、断面形状：台形、厚さ１．２５ｍｍ）を作製した。
【０１０９】
〔研磨領域の作製〕
反応容器内に、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ーン社製、ＳＨ−１９２）３重量部を混合し、温度を８０℃に調整した。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約４分間激しく撹拌を行った。そこへ予め１２０℃で溶融した４，４’−メチレンビス（ｏ−クロロアニリン）（イハラケミカル社製、イハラキュアミンＭＴ）２６重量部を添加した。その後、約１分間撹拌を続けてパン型のオープンモールドへ反応溶液を流し込んだ。この反応溶液の流動性がなくなった時点でオーブン内に入れ、１１０℃で６時間ポストキュアを行い、ポリウレタン発泡体ブロックを得た。このポリウレタン発泡体ブロックをバンドソータイプのスライサー（フェッケン社製）を用いてスライスし、ポリウレタン発泡体シート（比重：０．８６、Ｄ硬度：５２度）を得た。次にこのシートをバフ機（アミテック社製）を使用して、所定の厚さに表面バフをし、厚み精度を整えたシートとした（シート厚み：１．２７ｍｍ）。このバフ処理をしたシートの表面に、溝加工機（東邦鋼機社製）を用いて同心円状の溝加工（溝幅：０．２５ｍｍ、溝深さ：０．４５ｍｍ、溝ピッチ：１．５ｍｍ）を行った。このシートを直径６０ｃｍの大きさに打ち抜き、次に、打ち抜いたシートの中心から約１２ｃｍの位置に開口部Ａ（研磨表面側：５６ｍｍ×２０ｍｍ、研磨裏面側：５５ｍｍ×１９ｍｍ、断面形状：台形）を形成して研磨領域を作製した。
【０１１０】
〔積層研磨パッドの作製〕
図２に示すように、研磨領域の開口部Ａ内に光透過領域を嵌め込むことにより仮固定して研磨層を作製した。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、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前記研磨層を積層して圧着させ、前記ホットメルト接着剤を硬化させて研磨層と支持層とを貼り合せると同時に、仮固定した光透過領域を接着剤層に貼り合わせて完全に固定した。その後、研磨層の大きさに支持層を裁断した。そして、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、光透過領域に対応する領域の支持層及び感圧式両面テープを除去して（開口部Ｂを形成して）積層研磨パッドを作製した。作製した積層研磨パッドに変形は生じていなかった。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。
【０１１１】
実施例２
〔光透過領域の作製〕
実施例１で作製したポリウレタン樹脂を用い、インジェクション成型にて光透過領域（研磨表面側：５６ｍｍ×２０ｍｍ、研磨裏面側：５６ｍｍ×２０ｍｍ、断面形状：長方形、厚さ１．２５ｍｍ）を作製した。
【０１１２】
〔研磨領域の作製〕
実施例１において、開口部Ａ（研磨表面側：５６ｍｍ×２０ｍｍ、研磨裏面側：５６ｍｍ×２０ｍｍ、断面形状：長方形）を形成した以外は実施例１と同様の方法で研磨領域を作製した。
【０１１３】
〔積層研磨パッドの作製〕
図３に示すように、研磨領域の開口部Ａ内に光透過領域を嵌め込み、研磨領域表面と光透過領域表面とを再剥離性粘着テープで貼り合せることにより、光透過領域を仮固定して研磨層を作製した。その後、実施例１と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。作製した積層研磨パッドに変形は生じていなかった。
【０１１４】
実施例３
〔積層研磨パッドの作製〕
図４に示すように、実施例１で作製した研磨領域の開口部Ａ内に、実施例１で作製した光透過領域を嵌め込み、研磨領域表面と光透過領域表面とを再剥離性粘着テープで貼り合せることにより、光透過領域を仮固定して研磨層を作製した。その後、実施例１と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。作製した積層研磨パッドに変形は生じていなかった。
【０１１５】
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。作製した積層研磨パッドに変形は生じていなかった。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。
【０１１６】
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。作製した積層研磨パッドに変形は生じていなかった。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。
【０１１７】
比較例１
〔光透過領域の作製〕
実施例１で作製したポリウレタン樹脂を用い、インジェクション成型にて光透過領域（研磨表面側：５６ｍｍ×２０ｍｍ、研磨裏面側：５６ｍｍ×２０ｍｍ、断面形状：長方形、厚さ１．２５ｍｍ）を作製した。
【０１１８】
〔研磨領域の作製〕
実施例１において、開口部Ａ（研磨表面側：５６ｍｍ×２０ｍｍ、研磨裏面側：５６ｍｍ×２０ｍｍ、断面形状：長方形）を形成した以外は実施例１と同様の方法で研磨領域を作製した。
【０１１９】
〔積層研磨パッドの作製〕
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前記研磨層を積層して圧着させ、研磨層と支持層とを貼り合せ、研磨層の大きさに支持層を裁断した。その後、前記ホットメルト接着剤が完全に硬化する前に、開口部Ａ部分の接着剤層を１５０℃に再加熱した後、前記光透過領域を開口部Ａ内に嵌め込んで接着剤層に貼り合わせ、前記ホットメルト接着剤を完全に硬化させて固定した。そして、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、光透過領域に対応する領域の支持層及び感圧式両面テープを除去して（開口部Ｂを形成して）積層研磨パッドを作製した。作製した積層研磨パッドに変形が生じていた。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。
【０１２０】
参考例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。作製した積層研磨パッドに変形は生じていなかった。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。
【０１２１】
参考例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。作製した積層研磨パッドに変形は生じていなかった。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。
【０１２２】
【表１】
【０１２３】
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の積層研磨パッドは、製造時の再加熱により変形が生じており、初期から研磨レートの均一性が悪かった。参考例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。参考例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。
【符号の説明】
【０１２４】
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：研磨領域
９：開口部Ａ
１０：光透過領域
１１：再剥離性粘着テープ
１２：接着部材
１３：支持層
１４：両面テープ
１５：開口部Ｂ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハなどの被研磨材表面の凹凸をケミカルメカニカルポリシング（ＣＭＰ）で平坦化する際に使用される積層研磨パッド及びその製造方法に関し、詳しくは、研磨状況等を光学的手段により検知するための窓（光透過領域）を有する積層研磨パッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置を製造する際には、半導体ウエハ（以下、ウエハともいう）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ＣＭＰ法が採用されている。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。
【０００４】
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（ウエハなど）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３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。
【０００５】
このようなＣＭＰを行う上で、ウエハ表面平坦度の判定の問題がある。すなわち、希望の表面特性や平面状態に到達した時点を検知する必要がある。従来、酸化膜の膜厚や研磨速度等に関しては、テストウエハを定期的に処理し、結果を確認してから製品となるウエハを研磨処理することが行われてきた。
【０００６】
しかし、この方法では、テストウエハを処理する時間とコストが無駄になり、また、あらかじめ加工が全く施されていないテストウエハと製品ウエハでは、ＣＭＰ特有のローディング効果により、研磨結果が異なり、製品ウエハを実際に加工してみないと、加工結果の正確な予想が困難である。
【０００７】
そのため、最近では上記の問題点を解消するために、ＣＭＰプロセス時に、その場で、希望の表面特性や厚さが得られた時点を検出できる方法が望まれている。このような検知については様々な方法が用いられているが、測定精度や非接触測定における空間分解能の点から光学的検知手段が主流となりつつある。
【０００８】
光学的検知手段とは、具体的には光ビームを窓（光透過領域）を通して研磨パッド越しにウエハに照射して、その反射によって発生する干渉信号をモニターすることによって研磨の終点を検知する方法である。
【０００９】
このような光学的手段による研磨の終点検知法およびその方法に用いられる研磨パッドについては様々なものが提案されている。
【００１０】
また、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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
特許文献１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。
【００１４】
特許文献２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。
【００１５】
特許文献３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。
【００１６】
特許文献４には、研磨層と下層とが、ＥＶＡを含むホットメルト接着剤により接合された研磨パッドが開示されている。
【００１７】
特許文献５には、研磨領域と開口部Ａとを有する研磨層にクッション層を積層する工程、前記開口部Ａ内のクッション層の一部を除去し、クッション層に開口部Ａよりも小さい開口部Ｂを形成する工程、前記開口部Ｂの周囲のクッション層上にホットメルト接着剤を設ける工程、前記開口部Ａ内かつ前記ホットメルト接着剤上に光透過領域を設置する工程、レーザー光を光透過領域上から照射して前記ホットメルト接着剤を溶融させる工程、及び溶融したホットメルト接着剤を硬化させることにより、該ホットメルト接着剤を介して光透過領域をクッション層に接着させる工程を含む研磨パッドの製造方法、が開示されている。
【００１８】
特許文献５に記載の研磨パッドの製造方法では、レーザー光を光透過領域上から照射してホットメルト接着剤を溶融、硬化させることにより光透過領域をクッション層に接着させているが、レーザー光を使用するため製造方法が煩雑であるという問題があった。また、レーザー光の代わりに加熱してホットメルト接着剤を溶融、硬化させると、事前に積層した研磨層及びクッション層が熱により変形しやすいという問題があった。
【００１９】
【特許文献１】特開２００２−２２４９４４号公報
【特許文献２】特開２００５−１６７２００号公報
【特許文献３】特開２００９−９５９４５号公報
【特許文献４】特開２０１０−５２５９５６号公報
【特許文献５】特開２００９−４５６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は、光透過領域の貼り付けが容易であり、しかもパッドの変形が生じることがない積層研磨パッド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】
【００２１】
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の製造方法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。
【００２２】
すなわち、本発明は、研磨領域の開口部Ａ内に光透過領域を仮固定して研磨層を作製する工程、加熱溶融させたホットメルト接着剤を含む接着部材を前記研磨層と支持層との間に設ける工程、及び前記ホットメルト接着剤を硬化させて前記研磨層と支持層とを貼り合せる工程を含む積層研磨パッドの製造方法、に関する。
【００２３】
研磨領域の開口部Ａ内に予め光透過領域を仮固定しておくことにより、研磨層及び支持層を接着部材に貼り合わせると同時に、仮固定された光透過領域を前記接着部材に貼り合わせることができる。
【００２４】
前記仮固定は、研磨表面側から研磨裏面側に向かって細くなっている開口部Ａ内に、前記開口部Ａと同じ形状の光透過領域を嵌め込むことにより行うことが好ましい。
【００２５】
また、前記仮固定は、開口部Ａ内に光透過領域を嵌め込み、研磨領域表面と光透過領域表面とを再剥離性粘着テープで貼り合せることにより行ってもよい。
【００２６】
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ることが好ましい。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
また本発明は、前記製造方法によって得られる積層研磨パッド、及び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】
【００３１】
本発明の積層研磨パッドの製造方法によると、光透過領域を簡易な方法で研磨パッドに接着固定することができる。また、研磨層及び支持層を接着部材に貼り合せる際に、同時に光透過領域を前記接着部材に貼り合せているため、従来の製造方法のように熱により積層研磨パッドが変形することがない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【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】研磨領域の開口部Ａ内に光透過領域を仮固定した状態を示す概略断面図
【図３】研磨領域の開口部Ａ内に光透過領域を仮固定した状態を示す概略断面図
【図４】研磨領域の開口部Ａ内に光透過領域を仮固定した状態を示す概略断面図
【図５】本発明の積層研磨パッドの一例を示す概略断面図
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明の積層研磨パッドの製造方法は、研磨領域の開口部Ａ内に光透過領域を仮固定して研磨層を作製する工程、加熱溶融させたホットメルト接着剤を含む接着部材を前記研磨層と支持層との間に設ける工程、及び前記ホットメルト接着剤を硬化させて前記研磨層と支持層とを貼り合せる工程を含む。
【００３４】
研磨領域は、発泡体であっても無発泡体であってもよいが、微細気泡を有する発泡体であることが好ましい。研磨領域の材料としては、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、研磨領域の形成材料として特に好ましい材料である。以下、ポリウレタン樹脂発泡体からなる研磨領域について説明する。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
研磨領域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領域は、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。
【００４９】
研磨領域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。研磨領域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。
【００５０】
研磨領域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。
【００５１】
研磨領域に開口部Ａを形成する手段は特に制限されるものではないが、例えば、切削工具でプレス又は研削する方法、炭酸レーザーなどによるレーザーを利用する方法、開口部Ａの形状を備えた金型に原料を流し込んで硬化させて形成する方法などが挙げられる。なお、開口部Ａの大きさは特に制限されない。
【００５２】
開口部Ａの平面形状は特に制限されず、例えば、円形、楕円形、正方形、長方形、及び多角形などの形状が挙げられる。また、開口部Ａの断面形状は特に制限されないが、開口部Ａ内に光透過領域を仮固定しやすくするために、研磨表面側から研磨裏面側に向かって細くなる形状であることが好ましく、具体的には、図２に示すような台形が挙げられる。
【００５３】
光透過領域の形成材料は特に制限されないが、研磨を行っている状態で高精度の光学終点検知を可能とし、波長４００〜７００ｎｍの全範囲で光透過率が２０％以上である材料を用いることが好ましく、さらに好ましくは光透過率が５０％以上の材料である。そのような材料としては、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、及びアクリル樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース系樹脂、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、及びオレフィン系樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレンなど）などの熱可塑性樹脂、ブタジエンゴムやイソプレンゴムなどのゴム、紫外線や電子線などの光により硬化する光硬化性樹脂、及び感光性樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００５４】
光透過領域に用いる材料は、研磨領域に用いる材料よりも研削性が同じか大きいものが好ましい。研削性とは、研磨中に被研磨材やドレッサーにより削られる度合いをいう。上記のような場合、光透過領域が研磨領域より突き出ることがなく、被研磨材へのスクラッチや研磨中のデチャックエラーを防ぐことができる。
【００５５】
また、研磨領域に用いられる形成材料や研磨領域の物性に類似する材料を用いることが好ましい。特に、研磨中のドレッシング痕による光透過領域の光散乱を抑制できる耐摩耗性の高いポリウレタン樹脂が望ましい。
【００５６】
光透過領域の作製方法は特に制限されず、公知の方法により作製できる。例えば、ポリウレタン樹脂のブロックをバンドソー方式やカンナ方式のスライサーを用いて所定厚みにする方法や所定厚みのキャビティーを持った金型に樹脂を流し込み硬化させる方法や、コーティング技術やシート成形技術を用いた方法などが用いられる。
【００５７】
光透過領域の大きさは特に制限されるものではないが、研磨領域の開口部Ａと同様の大きさにすることが好ましい。光透過領域の平面形状は、開口部Ａと同様の形状にすることが好ましい。光透過領域の断面形状は、開口部Ａと同様の形状にすることが好ましく、また開口部Ａ内に光透過領域を仮固定しやすくするために、研磨表面側から研磨裏面側に向かって細くなる形状であることが好ましく、具体的には、図２に示すような台形が挙げられる。
【００５８】
光透過領域の厚さは特に制限されるものではないが、研磨領域の厚みと同一厚さ、またはそれ以下にすることが好ましい。光透過領域が研磨領域より厚い場合には、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光透過領域が変形し、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。一方、薄すぎる場合には耐久性が不十分になったり、光透過領域の上面に大きな凹部が生じて多量のスラリーが溜まり、光学終点検知精度が低下する恐れがある。
【００５９】
本発明の積層研磨パッドの製造方法においては、まず、研磨領域の開口部Ａ内に光透過領域を仮固定して研磨層を作製する。
【００６０】
仮固定する方法は特に制限されず、例えば、（１）研磨表面側から研磨裏面側に向かって細くなっている開口部Ａ内に、前記開口部Ａと同じ形状の光透過領域を嵌め込むことにより行う方法（図２参照）、（２）開口部Ａ内に光透過領域を嵌め込み、研磨領域表面と光透過領域表面とを再剥離性粘着テープで貼り合せることにより行う方法（図３参照）、（１）と（２）を併用する方法（図４参照）が挙げられる。再剥離性粘着テープは公知のものを特に制限なく使用できる。
【００６１】
その後、加熱溶融させたホットメルト接着剤を含む接着部材を研磨層と支持層との間に設ける。
【００６２】
接着部材としては、例えば、ホットメルト接着剤を含む接着剤層が挙げられる。
【００６３】
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３０〜１００μｍである。
【００６４】
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。
【００６５】
基材としては、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。
【００６６】
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。
【００６７】
基材の厚みは特に制限されないが、透明性、柔軟性及び剛性等の観点から１０〜１８０μｍであることが好ましい。
【００６８】
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３０〜１００μｍである。
【００６９】
ホットメルト接着剤は公知のものを特に制限なく使用できるが、ポリエステル系ホットメルト接着剤を用いることが好ましい。
【００７０】
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ものであることが好ましい。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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好ましく、より好ましくは３〜７重量部である。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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、積層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。
【００９４】
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。
【００９５】
前記高弾性層としては、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；ナイロンフィルムなどが挙げられる。
【００９６】
支持層が不透明な場合には、図５に示すように、光を透過させるための開口部Ｂを設けておくことが好ましい。
【００９７】
加熱溶融させたホットメルト接着剤を含む接着部材を研磨層と支持層との間に設ける方法は特に制限されず、例えば、（１）ホットメルト接着剤を含む接着部材を支持層（又は研磨層）上に積層し、ヒーターによりホットメルト接着剤を加熱溶融させ、その後、溶融した接着剤層上に研磨層（又は支持層）を積層する方法、（２）支持層（又は研磨層）上に加熱溶融したホットメルト接着剤を塗布し、その後、溶融したホットメルト接着剤上に研磨層（又は支持層）を積層する方法、（３）研磨層、ホットメルト接着剤を含む接着部材、及び支持層を積層し、得られた積層体を加熱してホットメルト接着剤を溶融させる方法、などが挙げられる。各部材を積層した後にプレスして密着させてもよい。積層研磨パッドの熱による変形を防止する観点から、（１）又は（２）の方法が好ましい。
【００９８】
その後、ホットメルト接着剤を硬化させて研磨層と支持層とを貼り合せて積層研磨パッドを製造する。研磨層には、予め光透過領域が仮固定されているため、研磨層と支持層とが接着部材により貼り合わされると同時に、仮固定された光透過領域が接着部材に貼り合わされて完全に固定される。
【００９９】
本発明の積層研磨パッドは、プラテンと接着する面に両面テープが設けられていてもよい。
【０１００】
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。
【０１０１】
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】
【０１０２】
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。
【０１０３】
［測定、評価方法］
（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。
【０１０４】
（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。
【０１０５】
（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。
【０１０６】
（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。
【０１０７】
（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。
【０１０８】
実施例１
〔光透過領域の作製〕
アジピン酸とヘキサンジオールとエチレングリコールからな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、７０℃に温調した。この混合液に、予め７０℃に温調した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、約１分間撹拌した。そして、１００℃に保温した容器中に該混合液を流し込み、１００℃で８時間ポストキュアを行ってポリウレタン樹脂を作製した。作製したポリウレタン樹脂を用い、インジェクション成型にて光透過領域（研磨表面側：５６ｍｍ×２０ｍｍ、研磨裏面側：５５ｍｍ×１９ｍｍ、断面形状：台形、厚さ１．２５ｍｍ）を作製した。
【０１０９】
〔研磨領域の作製〕
反応容器内に、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ーン社製、ＳＨ−１９２）３重量部を混合し、温度を８０℃に調整した。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約４分間激しく撹拌を行った。そこへ予め１２０℃で溶融した４，４’−メチレンビス（ｏ−クロロアニリン）（イハラケミカル社製、イハラキュアミンＭＴ）２６重量部を添加した。その後、約１分間撹拌を続けてパン型のオープンモールドへ反応溶液を流し込んだ。この反応溶液の流動性がなくなった時点でオーブン内に入れ、１１０℃で６時間ポストキュアを行い、ポリウレタン発泡体ブロックを得た。このポリウレタン発泡体ブロックをバンドソータイプのスライサー（フェッケン社製）を用いてスライスし、ポリウレタン発泡体シート（比重：０．８６、Ｄ硬度：５２度）を得た。次にこのシートをバフ機（アミテック社製）を使用して、所定の厚さに表面バフをし、厚み精度を整えたシートとした（シート厚み：１．２７ｍｍ）。このバフ処理をしたシートの表面に、溝加工機（東邦鋼機社製）を用いて同心円状の溝加工（溝幅：０．２５ｍｍ、溝深さ：０．４５ｍｍ、溝ピッチ：１．５ｍｍ）を行った。このシートを直径６０ｃｍの大きさに打ち抜き、次に、打ち抜いたシートの中心から約１２ｃｍの位置に開口部Ａ（研磨表面側：５６ｍｍ×２０ｍｍ、研磨裏面側：５５ｍｍ×１９ｍｍ、断面形状：台形）を形成して研磨領域を作製した。
【０１１０】
〔積層研磨パッドの作製〕
図２に示すように、研磨領域の開口部Ａ内に光透過領域を嵌め込むことにより仮固定して研磨層を作製した。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、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前記研磨層を積層して圧着させ、前記ホットメルト接着剤を硬化させて研磨層と支持層とを貼り合せると同時に、仮固定した光透過領域を接着剤層に貼り合わせて完全に固定した。その後、研磨層の大きさに支持層を裁断した。そして、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、光透過領域に対応する領域の支持層及び感圧式両面テープを除去して（開口部Ｂを形成して）積層研磨パッドを作製した。作製した積層研磨パッドに変形は生じていなかった。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。
【０１１１】
実施例２
〔光透過領域の作製〕
実施例１で作製したポリウレタン樹脂を用い、インジェクション成型にて光透過領域（研磨表面側：５６ｍｍ×２０ｍｍ、研磨裏面側：５６ｍｍ×２０ｍｍ、断面形状：長方形、厚さ１．２５ｍｍ）を作製した。
【０１１２】
〔研磨領域の作製〕
実施例１において、開口部Ａ（研磨表面側：５６ｍｍ×２０ｍｍ、研磨裏面側：５６ｍｍ×２０ｍｍ、断面形状：長方形）を形成した以外は実施例１と同様の方法で研磨領域を作製した。
【０１１３】
〔積層研磨パッドの作製〕
図３に示すように、研磨領域の開口部Ａ内に光透過領域を嵌め込み、研磨領域表面と光透過領域表面とを再剥離性粘着テープで貼り合せることにより、光透過領域を仮固定して研磨層を作製した。その後、実施例１と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。作製した積層研磨パッドに変形は生じていなかった。
【０１１４】
実施例３
〔積層研磨パッドの作製〕
図４に示すように、実施例１で作製した研磨領域の開口部Ａ内に、実施例１で作製した光透過領域を嵌め込み、研磨領域表面と光透過領域表面とを再剥離性粘着テープで貼り合せることにより、光透過領域を仮固定して研磨層を作製した。その後、実施例１と同様の方法で積層研磨パッドを作製した。作製した積層研磨パッドに変形は生じていなかった。
【０１１５】
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。作製した積層研磨パッドに変形は生じていなかった。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。
【０１１６】
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。作製した積層研磨パッドに変形は生じていなかった。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。
【０１１７】
比較例１
〔光透過領域の作製〕
実施例１で作製したポリウレタン樹脂を用い、インジェクション成型にて光透過領域（研磨表面側：５６ｍｍ×２０ｍｍ、研磨裏面側：５６ｍｍ×２０ｍｍ、断面形状：長方形、厚さ１．２５ｍｍ）を作製した。
【０１１８】
〔研磨領域の作製〕
実施例１において、開口部Ａ（研磨表面側：５６ｍｍ×２０ｍｍ、研磨裏面側：５６ｍｍ×２０ｍｍ、断面形状：長方形）を形成した以外は実施例１と同様の方法で研磨領域を作製した。
【０１１９】
〔積層研磨パッドの作製〕
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前記研磨層を積層して圧着させ、研磨層と支持層とを貼り合せ、研磨層の大きさに支持層を裁断した。その後、前記ホットメルト接着剤が完全に硬化する前に、開口部Ａ部分の接着剤層を１５０℃に再加熱した後、前記光透過領域を開口部Ａ内に嵌め込んで接着剤層に貼り合わせ、前記ホットメルト接着剤を完全に硬化させて固定した。そして、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、光透過領域に対応する領域の支持層及び感圧式両面テープを除去して（開口部Ｂを形成して）積層研磨パッドを作製した。作製した積層研磨パッドに変形が生じていた。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。
【０１２０】
参考例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。作製した積層研磨パッドに変形は生じていなかった。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。
【０１２１】
参考例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。作製した積層研磨パッドに変形は生じていなかった。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。
【０１２２】
【表１】
【０１２３】
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の積層研磨パッドは、製造時の再加熱により変形が生じており、初期から研磨レートの均一性が悪かった。参考例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。参考例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。
【符号の説明】
【０１２４】
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：研磨領域
９：開口部Ａ
１０：光透過領域
１１：再剥離性粘着テープ
１２：接着部材
１３：支持層
１４：両面テープ
１５：開口部Ｂ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨領域の開口部Ａ内に光透過領域を仮固定して研磨層を作製する工程、加熱溶融させたホットメルト接着剤を含む接着部材を前記研磨層と支持層との間に設ける工程、及び前記ホットメルト接着剤を硬化させて前記研磨層と支持層とを貼り合せる工程を含む積層研磨パッドの製造方法。
【請求項２】
前記仮固定は、研磨表面側から研磨裏面側に向かって細くなっている開口部Ａ内に、前記開口部Ａと同じ形状の光透過領域を嵌め込むことにより行う請求項１記載の積層研磨パッドの製造方法。
【請求項３】
前記仮固定は、開口部Ａ内に光透過領域を嵌め込み、研磨領域表面と光透過領域表面とを再剥離性粘着テープで貼り合せることにより行う請求項１又は２記載の積層研磨パッドの製造方法。
【請求項４】
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重量部含有する請求項１〜３のいずれかに記載の積層研磨パッドの製造方法。
【請求項５】
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４記載の積層研磨パッドの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法によって得られる積層研磨パッド。
【請求項７】
請求項６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】
研磨領域の開口部Ａ内に光透過領域を仮固定して研磨層を作製する工程、加熱溶融させたホットメルト接着剤を含む接着部材を前記研磨層と支持層との間に設ける工程、及び前記ホットメルト接着剤を硬化させて前記研磨層と支持層とを貼り合せる工程を含む積層研磨パッドの製造方法。
【請求項２】
前記仮固定は、研磨表面側から研磨裏面側に向かって細くなっている開口部Ａ内に、前記開口部Ａと同じ形状の光透過領域を嵌め込むことにより行う請求項１記載の積層研磨パッドの製造方法。
【請求項３】
前記仮固定は、開口部Ａ内に光透過領域を嵌め込み、研磨領域表面と光透過領域表面とを再剥離性粘着テープで貼り合せることにより行う請求項１又は２記載の積層研磨パッドの製造方法。
【請求項４】
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重量部含有する請求項１〜３のいずれかに記載の積層研磨パッドの製造方法。
【請求項５】
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４記載の積層研磨パッドの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法によって得られる積層研磨パッド。
【請求項７】
請求項６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４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−８２０３５（Ｐ２０１３−８２０３５Ａ）
【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２０１１−２２４０９６（Ｐ２０１１−２２４０９６）
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【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５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【出願人】（０００００３１４８）東洋ゴム工業株式会社 (2,711)
【Ｆターム（参考）】
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