保持墊片的制作方法

本發明涉及一種在以半導體、電子零件等所使用的晶片(wafer)或玻璃等作為被研磨構件的研磨步驟中，用以保持/固定被研磨構件的保持墊片。

背景技術：

于如半導體晶片、顯示器用玻璃基板、硬盤用基板的半導體零件、電子零件的制造工序中，包括用以使其表面平坦化、鏡面化的研磨步驟。研磨步驟中，一般而言，通過將被研磨構件(以下有時也稱為“工件”)保持于研磨裝置的研磨床，將研磨墊片固定于固定盤，一邊供給研磨漿液，一邊以加壓被研磨構件與研磨墊片的狀態相對地滑動而進行。

于此研磨步驟中，將工件保持/固定于研磨床的手段，最普遍使用保持墊片的固定方法。所謂保持墊片是在與工件的接合面具有由聚胺酯發泡物等表面具有微孔的軟質材料所成的保持層的片料。保持墊片的使用方法是在研磨處理時使水侵入于保持墊片與工件之間，使水浸入至保持層表面的微孔而通過其表面張力吸附固定工件。

繼而，于使用保持墊片的研磨處理時，多會對保持墊片進行接合/固定用以防止工件的橫向偏移的模框材料而進行處理。這種模框材料已知有模板(template)、卡圈(retainerring)等數種名稱，但由具有與工件形狀相似形狀的孔的板材所構成(權宜上，以下于本發明有時也將這種模框材料稱為模板)。模板通過在框內插入工件而在橫向上拘束工件，防止研磨處理時工件的偏移。

該模板是如上述的方式以在橫向拘束工件為目的而被固定于保持墊片，故如果能被容易地剝離則喪失其意義。因此，至今在附模板的保持墊片的制造上費了各種心思，例如，如專利文獻1，于模板與用以粘合的粘合劑之間介入底涂層等以確保模板的接合強度。

[現有技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2007-069295號公報。

技術實現要素：

(發明欲解決的課題)

以如上述方式所制造的傳統附模板的保持墊片，模板經牢固地接合，而無法任意地卸載。此若考量研磨處理的成本而言并不優選。由于模板不須視被研磨物的形狀、尺寸而區分使用，因此必須對于每個工件準備多組的保持墊片。故而其取得/保管成本會提高。

而且，傳統的附模板的保持墊片，實際上用后即丟，因此以盡可能地長期使用為較優選。就此而言，模板及保持墊片本身不因研磨處理而磨耗/消耗。但是，伴隨著長期使用，研磨用研磨粒會侵入保持層表面與模板的接合界面，隨即成為研磨燒傷及刮痕的主要原因。因此，無關于有無磨耗而難以長期使用。

因而，本發明提供一種保持墊片，其對于使用模板的研磨處理，可彈性地以低成本對應者。

(解決課題的手段)

本發明人研究開發一種可卸載模板的保持墊片作為可解決上述課題的保持墊片。通過可卸載模板，成為可使用合乎進行研磨的工件的形狀/尺寸的模板，并可有效率地進行運用。而且，若可卸載模板，則可清掃侵入于保持層表面與模板的接合界面的研磨粒同時并進行研磨處理，且可防止研磨燒傷、刮痕，同時并長期安定地使用研磨墊片。

另一方面，當使模板可卸載時，接合的方法要成為何種乃問題所在。研磨處理時，工件受到的橫向應力絕不低，為了防止因橫應力所致的偏移，模板必須以對應的強力與保持墊片接合。然而，若過強力地接合模板，則會無法達成可卸載的目的。

本發明人對于將模板以可卸載的狀態接合于保持墊片的手法進行檢討。其結果，于裝配模板的部分采用由既定的聚硅氧所構成的吸附層而思及本發明。

即，本發明的保持墊片，具有用以保持被研磨構件的保持層，其中，所述保持層在其表面上的一部分具有用以貼附防止被研磨構件的橫向偏移用的模板的模板固定部，所述模板固定部在其表面具有用以吸附固定模板的吸附層，所述吸附層包含使選自下述的至少一種的聚硅氧交聯而成的組成物：由僅于兩末端具有乙烯基的直鏈聚有機硅氧烷所成的聚硅氧；由在兩末端及側鏈具有乙烯基的直鏈聚有機硅氧烷所成的聚硅氧；由僅于末端具有乙烯基的支鏈聚有機硅氧烷所成的聚硅氧；及，由于末端及側鏈具有乙烯基的支鏈聚有機硅氧烷所成的聚硅氧。

如上所述，本發明的保持墊片，為了固定模板，而于保持層上形成有由特定的聚硅氧制吸附材所成的吸附層。以下詳細說明本發明的保持墊片的各結構。

首先，具有成為本發明的基礎的保持層的保持墊片，基本上為與傳統保持墊片相同。構成保持墊片的工件側的表層的保持層，由表面具有微孔的軟質樹脂材所成，為使水浸入至該微孔而可通過表面張力吸附/固定工件。就保持層的構成材料而言，適合使用由聚胺酯、聚酰胺、聚酰亞胺等聚合物所成的發泡塑膠泡體。而且，保持層可依需要而為使不織布或有機樹脂材料等單獨或組合其等而成的基材片料貼合的保持墊片。又且，于保持墊片的內側(保持層的相反側)的最外層，也為了固定固定盤而可適宜地涂布接著劑。

對于形成于保持層上的模板固定部，其設置位置及形狀依所既定使用的模板而決定。模板具有其外部輪廓形狀及插入工件的開口部形狀，依其等而決定模板固定部的形狀。本發明中，除了對應于僅既定使用一種模板之外，也可對應于使用多種模板。即，有關模板固定部的形狀可設定為大致等同于一種模板的形狀，而且，也可設定形狀為以包含多種模板的形狀。例如，如圖1(a)所示，對于圓盤狀的保持墊片僅適用1片環狀的模板(多被稱作護環)時，模板固定部也可為與該環狀模板大致等相同的形狀、區域尺寸。而且，如圖1(b)所示，為了對應于不同尺寸的環狀模板，也可將模板固定部設成包含各模板的形狀的區域。而且，如圖1(c)般，也可對應于尺寸、形狀不同的多種模板。

模板的開口部的形狀(對應于此的模板固定部的形狀)并無特別限制。除了如上述圖1(a)般，對應于單一工件的環狀的模板固定部外，也可為如圖2般對應于具有固定多種工件用的多個圓形開口的模板的形狀。

而且，模板固定部的表面接合吸附層。構成吸附層的吸附材料是使選自由如下聚硅氧的至少1種聚硅氧交聯而成的組成物層疊所形成，即：由僅于兩末端具有乙烯基的直鏈聚有機硅氧烷所成的聚硅氧；由于兩末端及側鏈具有乙烯基的直鏈聚有機硅氧烷所成的聚硅氧、由僅于末端具有乙烯基的支鏈聚有機硅氧烷所成的聚硅氧、及由于末端及側鏈具有乙烯基的支鏈聚有機硅氧烷所成的聚硅氧。

上述聚硅氧不論對于玻璃或金屬等材質皆具有吸附作用，且其保持力也良好。此保持力尤其具有剪切力(橫向的固定強度)高，但對于剝離力(縱向的固定強度)低的特性。因此，于研磨處理造成的橫向應力也可不橫向偏移地保持模板。而且，吸附層的吸附力在面內為均勻，且不易產生部分剝離、隙縫，研磨漿液不會侵入至保持墊片與模板的間。

而且，由于上述剪切力與剝離力的關系，模板變得容易固定/脫附。即，于固定/脫附模板時，只要將模板以朝相對于墊片為垂直方向施壓即可固定，且只要朝垂直方向拉伸即可剝離。又，對于此吸附層，即使剝離力低，其相對于以剪切力作為基準，并非指弱至在研磨處理中模板會脫離或產生隙縫的程度的力。

構成吸附層的聚硅氧的具體例，就直鏈聚有機硅氧烷的例子而言，可列舉化學式1的化合物。而且，支鏈聚有機硅氧烷的例子，可列舉化學式2的化合物。

[化學式1]

[化學式2]

(式中，r表示取代基，n表示整數)

(式中，r表示取代基，m、n表示整數)

化學式1、化學式2中，取代基(r)的具體例可列舉如：甲基、乙基、丙基等烷基，苯基、甲苯基等芳基，或除去鍵結于所述基的碳原子的氫原子的一部分或全部經鹵原子、氰基等取代的同種或不同種的非取代或取代的脂肪族不飽和基的1價烴基。優選為至少50摩爾％以上為甲基。取代基可為不同種也可為同種。而且，該聚硅氧烷可為單獨或2種以上的混合物。

而且，構成吸附層的聚硅氧，數均分子量為30000至100000的具有較好的吸附作用。但是，使用的聚硅氧的數目平均分子量與制造階段的燒成溫度會影響到表面粗度的調整。為了容易地發揮較好的表面粗度，優選為聚硅氧的數均分子量為30000至60000。

本發明的保持墊片使用由以上說明的聚硅氧材所成的吸附層而形成模板固定部。吸附層的厚度優選為20至50μm。

在形成具有吸附層的模板固定部時，只要將預先將制成目的的形狀的吸附層接合于保持墊片的保持層上即可。此時，也可將直接吸附層的聚硅氧材接合于保持層，但優選在吸附層的下方(保持墊片側)疊合支撐吸附層的支撐層，并經由該支撐層接合于保持層。

該支撐層用以提高吸附層與保持層的密著性。由于成為吸附層的聚硅氧材是薄的軟質材料，故難以確保對保持層的密著性。因此，可通過于兩層之間挾住硬的支撐層，以確保密著性。而且，此時通過設定適當硬度的支撐層，可吸收因研磨處理時的微小振動造成的工件的橫向偏移。

吸附層的支撐層較優選為具有適度的硬度/可撓性的有機樹脂材料，以拉伸彈性率為2600至4200mpa(干燥時的測定値)的有機樹脂材料為較優選。具體例為聚酯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、尼龍、聚胺基甲酸酯、聚偏氯乙烯、聚氯乙烯等樹脂。優選為聚酯系樹脂材料的聚對苯二甲酸乙二酯(pet)、聚萘二甲酸乙二酯(pen)，特優選為pet。pet的強度良好且具有耐藥品性，故即使長期重復研磨處理也不會破裂/被侵蝕，而可作為保持墊片的構成構件的功能。又且，此緩沖層可為單層，但也可以多種樹脂作為多層構造。支撐層的厚度優選為20至200μm。

本發明的保持墊片，可準備傳統的保持墊片，并于其保持層的表面上接合吸附層而制造。吸附層優選采用預先接合有支撐層。為在支撐層上形成吸附層，在支撐層涂布含有成為吸附層原料的聚硅氧成分的涂裝液并進行燒成，以使聚有機硅氧烷交聯，形成吸附層。涂裝液包含上述直鏈或支鏈聚有機硅氧烷化合物與交聯劑。交聯劑可為公知者，可列舉例如有機氫聚硅氧烷。有機氫聚硅氧烷在1分子中至少具有3個與硅原子鍵結的氫原子，實用上，優選在分子中具有2個≡sih鍵的為其總量的50重量％，其余為于分子中包含至少3個≡sih鍵的。

涂裝液也可包含用于交聯反應的鉑系觸媒。鉑系觸媒適用公知者，可列舉例如三氯化鉑酸、四氯化鉑酸等氯化鉑酸、氯化鉑酸的醇化合物、醛化合物或氯化鉑酸與各種烯烴的鹽等。而且，涂裝液可為無溶劑型、溶劑型、乳化劑型中的任一形態。使用溶劑型涂裝液時，優選為于涂布后進行干燥并去除溶劑。涂布涂裝液后的燒成，優選以120至180℃加熱60至150秒。

本發明的保持墊片的尺寸并無特別限制。可對應被研磨物而為大致相同的形狀/尺寸，直徑也可大于被研磨物。

而且，本發明雖以使用模板作為前提，但模板并非一體地接合于保持墊片者。本發明中，可依照工件的形狀/尺寸而使用較適的模板。模板其本身可使用與傳統模板相同者。模板具有與工件的形狀相似的開口的模框材料，材質為以樹脂例如環氧玻璃(glassepoxy)、peek、聚酰亞胺、電木、聚氯乙烯、abs等有機樹脂材料或不銹鋼等金屬所構成且厚度為20μm至10mm的薄板。使用本發明的保持墊片時，模板可重復使用，更換保持墊片時，也可回收使用模板。又且，如前述，本發明中，將具有用以防止工件的橫向偏移的開口模框材料統稱為“模板”。對于該模框材有時以卡圈等數種名稱稱呼，但本發明的“模板”的概念也包括與該等名稱相異者的。

(發明的效果)

本發明的保持墊片，可使傳統被接著固定的模板卸載。依據本發明，可適宜地脫附模板并成為較優選的狀態，并可抑制工件的研磨燒傷、刮痕的發生。而且，在更換保持墊片時可回收使用模板，故較為經濟。

附圖說明

圖1(a)至(c)是說明本發明的保持墊片的模板固定部的形態的圖。

圖2說明本發明的保持墊片的模板固定部的其他形態的圖。

圖3以本實施形態所制造的保持墊片的剖面圖。

圖4以本實施形態所使用的研磨裝置的簡圖。

具體實施方式

以下說明本發明的優選實施形態。于本實施形態中，制造具有與圖1(a)相同的環狀模板固定部的保持墊片。圖3簡略說明其剖面結構。

保持墊片的制造步驟，是在成為保持墊片的模板固定部的任意區域接合吸附層并制造。而且，評估其工件保持性能、有無對研磨特性造成影響。保持墊片的制造步驟如以下所述。

保持墊片以材質為聚胺基甲酸酯發泡體的圓形片料(尺寸：直徑355mm，厚度0.8mm)作為保持層，于其背面貼附涂布有接著劑的基材片料(pet制)。粘合劑的面以剝離膜保護，且在使用時可將剝離膜剝除而固定于研磨床。本實施形態所使用的模板，外徑與保持墊片同樣的355mm，內徑為301.5mm的環狀模板。本實施形態中，將沿著保持墊片的外周的模板同樣的寬度(26.75mm)的環帶狀區域設定為模板固定部。

繼而，制造接合于模板固定部的吸附層。準備pet片料(厚度50μm、尺寸500mm×500mm)作為構成支撐層的有機樹脂材料。對此pet片料預先測定其拉伸彈性率，結果為2800mpa。而且，對此pet片料涂布含有由吸附層的前驅物的聚有機硅氧烷所構成的聚硅氧成分的涂裝液。涂裝液是在由僅于兩末端具有乙烯基的直鏈聚有機硅氧烷所成的聚硅氧(分子量30000)100重量份中，含有交聯劑0.6重量份、鉑觸媒2重量份的無溶劑型聚硅氧液。將該涂裝液涂布于有機樹脂材料后，以150℃燒成100秒，使聚硅氧交聯而形成吸附層。交聯后的吸附層的厚度為28μm。形成吸附層后，將片料進行脫模并加工而制成環狀板材。

然后，將以上述操作制造的吸附層接合于保持墊片。吸附層的接合，是在支撐層的背面涂布丙烯酸系粘合劑，并以0.75kgf/cm²的荷重壓縮，保持加壓1小時，將吸附層的支撐層接合于保持墊片上。

使用本實施形態所制造的保持墊片進行研磨試驗。于此研磨試驗是在以黏著膠帶將保持墊片貼附于圖4所示的研磨裝置的研磨床之后，將模板定位并吸附固定于模板保持部。而且，于模板的開口部固定被研磨構件的硅晶片。

繼而，于固定盤貼附研磨墊片，一面將研磨漿液(將glanzox(fujimiincorporated股份有限公司制)以純水稀釋成30倍者)滴入至研磨層(流量150ml/分鐘)一面進行研磨處理。其他的研磨條件如下所述。

·研磨壓力：0.163kgf/cm²。

研磨墊片的旋轉速度：45rpm

被研磨構件的旋轉速度：47rpm。

·頭部的搖動速度：250mm/分鐘。

·研磨時間：3分鐘

研磨處理后，確認保持墊片上的晶片的固定位置，并進行確認是否產生位置偏移，確認保持墊片的保持性能。其結果，確認出晶片固定位置無變化，無問題地被保持墊片保持著。而且，也未發現模板的位置偏移。

研磨試驗后，以純水洗凈晶片的被研磨面，并以無塵狀態干燥的。而且，確認研磨面的狀態，觀察端部是否有研磨粒固著后，未見到刮痕發生，于端部也未見到研磨燒傷。

而且，研磨試驗后模板可通過朝垂直方向拉伸而容易地剝除，且可清潔保持墊片的保持層。繼而，可于清潔后再度吸附固定模板。此種模板的卸載容易性為本發明的保持墊片的特征，通過卸載/清潔模板，可較傳統品更長期地使用保持墊片。

(產業上的可利用性)

本發明適用至今未曾被思及的可卸載模板保持墊片者，借此，可使工件的固定/脫附的處理性良好。而且，也不對研磨特性造成影響。依據本發明，可有效率地進行研磨處理，且可謀求降低半導體零件等的制造成本。