JP2019094380A - Polyurethane and polishing pad - Google Patents

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Abstract

To provide a novel polyurethane suitably used as a material for a polishing layer of a polishing pad and excellent in moldability and abrasion resistance and to provide a polishing pad including a polishing layer excellent in productivity and abrasion resistance.SOLUTION: The polyurethane includes at least either one of (a) a polyurethane which includes a unit including a conjugated diene moiety, a unit including a dienophile moiety, a chain extender unit, a polymer polyol unit and an organic polyisocyanate unit and (b) a mixture of a first polyurethane which includes a unit including a conjugated diene moiety, a chain extender unit, a polymer polyol unit and an organic polyisocyanate unit and a second polyurethane which includes a unit including a dienophile moiety, a chain extender unit, a polymer polyol unit and an organic polyisocyanate unit. The polishing pad includes a polishing layer using the polyurethane.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、新規なポリウレタン及びそれを含む研磨パッドに関する。   The present invention relates to a novel polyurethane and a polishing pad comprising the same.

半導体ウェハを鏡面加工したり、半導体デバイスの絶縁膜や導電体膜の表面を平坦化したりするために用いられる研磨方法として、化学的機械的研磨(CMP)が知られている。CMPは、ウェハ等の被研磨材の表面を、砥粒及び反応液を含むスラリーの存在下で研磨パッドで研磨する方法である。   Chemical mechanical polishing (CMP) is known as a polishing method used to mirror-finish a semiconductor wafer or to planarize the surface of an insulating film or a conductor film of a semiconductor device. CMP is a method of polishing the surface of a material to be polished such as a wafer with a polishing pad in the presence of a slurry containing abrasive grains and a reaction solution.

半導体デバイスには集積回路が高集積化及び多層配線化されている。半導体デバイスの平坦化加工に用いられる研磨パッドには、より高い平坦化性能が求められている。平坦化性能の高い研磨パッドは、研磨するべき部分の研磨速度が高く、研磨するべきではない部分の研磨速度が低い。   Integrated circuits are highly integrated and multilayered in semiconductor devices. Polishing pads used for planarization of semiconductor devices are required to have higher planarization performance. A polishing pad with high planarization performance has a high polishing rate of a portion to be polished and a low polishing rate of a portion not to be polished.

近年、半導体デバイスのさらなる高集積化及び多層配線化に伴い、高い平坦化性能を有する高硬度の研磨パッドが求められている。例えば、下記特許文献1は、熱可塑性ポリウレタン成形体を研磨層として備える研磨パッドを開示する。高硬度の熱可塑性ポリウレタン成形体を製造するためには、熱可塑性ポリウレタンを高分子量化することが求められる。しかし、高分子量の熱可塑性ポリウレタンは溶融粘度が高くなるために、成形性が低下するという問題があった。熱可塑性ポリウレタンの成形性を向上させるために、ポリウレタンの単量体の組成を調整したり、ポリウレタンの分子量を低下させたりした場合、硬度が低下して平坦化性能や、寿命の指標となる耐摩耗性が低下するという問題があった。   In recent years, with the further high integration of semiconductor devices and the formation of multilayer interconnections, a high hardness polishing pad having high planarization performance is required. For example, Patent Document 1 below discloses a polishing pad provided with a thermoplastic polyurethane molded body as a polishing layer. In order to produce a high hardness thermoplastic polyurethane molded article, it is required to make the thermoplastic polyurethane a high molecular weight. However, since the thermoplastic polyurethane of high molecular weight has a high melt viscosity, there is a problem that the formability is reduced. When the composition of monomers of polyurethane is adjusted or the molecular weight of polyurethane is reduced in order to improve the moldability of thermoplastic polyurethane, the hardness is lowered to be an indicator of planarization performance and life. There is a problem that the wear resistance is reduced.

ところで、下記特許文献2は、熱可塑性樹脂の高重合度化による機械的特性の向上と成形時の流動性の向上という相反する性質の両立を図ることを目的とした鎖状熱可塑性樹脂を開示する。具体的には、共役ジエン構造とジエノフィル構造とをディールスアルダー反応させることによって得られる構造を含む鎖状熱可塑性樹脂を開示する。そして、鎖状熱可塑性樹脂の基本骨格として、ポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニール、ポリスチレン、AS樹脂、メタクリル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニリデン、ポリアセタール、ポリフェニレンエーテル、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミドなどの熱可塑性を有する樹脂およびこれらの共重合体を開示する。   By the way, the following patent document 2 discloses a chain-like thermoplastic resin for the purpose of achieving the contradictory properties of improving mechanical properties by increasing the degree of polymerization of the thermoplastic resin and improving fluidity at the time of molding. Do. Specifically, disclosed is a chain thermoplastic resin comprising a structure obtained by Diels-Alder reaction of a conjugated diene structure and a dienophile structure. And, as a basic skeleton of the linear thermoplastic resin, polyamide, polyester, polyethylene, polycarbonate, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, AS resin, methacrylic resin, polyvinyl alcohol, polyvinyl alcohol, polyvinylidene chloride, polyacetal, polyphenylene ether, polysulfone, polyether Disclosed are resins having thermoplasticity such as sulfone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyamide imide, polyether imide, polyether ether ketone, polyimide and copolymers thereof.

また、下記特許文献3は、温度変化により架橋構造の形成と崩壊を可逆的に起こすことができ、耐熱性に優れ、コールドフロー性が低く、リサイクル容易なエラストマーとして、共役ジエン構造とジエノフィル構造からディールスアルダー反応によって形成される架橋構造を有するエラストマーを開示する。   Moreover, the following Patent Document 3 is capable of reversibly causing formation and collapse of a crosslinked structure by temperature change, has excellent heat resistance, has low cold flow properties, and is easily recyclable from a conjugated diene structure and a dienophile structure. Disclosed is an elastomer having a crosslinked structure formed by the Diels-Alder reaction.

また、従来、研磨パッドとしては、ポリウレタンを含浸させた不織布を含む、不織布タイプの研磨パッドも知られている。不織布タイプの研磨パッドは柔軟であるために被研磨材との接触性が良いという長所がある。また、不織布に空隙を有するためにスラリーの保持性が良い。しかし、不織布タイプの研磨パッドは、耐摩耗性が低いために寿命が短くなりやすいという短所があった。   Also, conventionally, as a polishing pad, a non-woven fabric type polishing pad including a non-woven fabric impregnated with polyurethane is also known. The non-woven fabric type polishing pad is flexible and has an advantage in that it has good contact with the material to be polished. In addition, since the non-woven fabric has voids, the retention of the slurry is good. However, the non-woven fabric type polishing pad has a disadvantage that the life is easily shortened due to the low wear resistance.

特開2014−038916号公報JP 2014-038916 A 特開2003−286347号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-286347 特開2000−1529号公報JP 2000-1529 A

本発明は、研磨パッドの研磨層の素材として好ましく用いられる、成形性と耐摩耗性とに優れた新規なポリウレタン、また、生産性と耐摩耗性とに優れた研磨層を含む研磨パッドを提供することを目的とする。   The present invention provides a novel polyurethane excellent in moldability and wear resistance, which is preferably used as a material of the polishing layer of a polishing pad, and a polishing pad including a polishing layer excellent in productivity and wear resistance. The purpose is to

本発明の一局面は(a)共役ジエン部位を含む単位とジエノフィル部位を含む単位と鎖伸長剤単位と高分子ポリオール単位と有機ポリイソシアネート単位とを含むポリウレタン、または、(b)共役ジエン部位を含む単位と鎖伸長剤単位と高分子ポリオール単位と有機ポリイソシアネート単位とを含む第1のポリウレタンと、ジエノフィル部位を含む単位と鎖伸長剤単位と高分子ポリオール単位と有機ポリイソシアネート単位とを含む第2のポリウレタンとの混合物、の少なくとも何れか一方を含むポリウレタンである。   One aspect of the present invention is a polyurethane comprising (a) a unit comprising a conjugated diene moiety, a unit comprising a dienophile moiety, a chain extender unit, a polymeric polyol unit and an organic polyisocyanate unit, or (b) a conjugated diene moiety A first polyurethane comprising units comprising, chain extender units, polymeric polyol units and organic polyisocyanate units, a unit comprising dienophile moieties, chain extender units, polymeric polyol units and organic polyisocyanate units It is a polyurethane containing at least any one of the mixture with two polyurethanes.

このようなポリウレタンは、共役ジエン部位を含む単位に含まれる共役ジエン部位とジエノフィル部位を含む単位に含まれるジエノフィル部位とがディールスアルダー反応することにより共有結合を形成して高分子量化する。そして、形成された共有結合は、高温に加熱することにより可逆的に解離する。このような共有結合を形成することにより、成形する際に加熱により共有結合が解離されて低分子量化して低粘度化するために高い流動性を発現する。また、成形後においては、共有結合を再生させることによりポリウレタンが高分子量化して、耐摩耗性が向上する。   Such polyurethanes form a covalent bond by the Diels-Alder reaction of a conjugated diene moiety contained in a unit containing a conjugated diene moiety and a dienophile moiety contained in a unit containing a dienophile moiety, thereby forming a polymer. And the formed covalent bond is reversibly dissociated by heating to high temperature. By forming such a covalent bond, the covalent bond is dissociated by heating at the time of molding, and high fluidity is exhibited to reduce the molecular weight and reduce the viscosity. In addition, after molding, by regenerating the covalent bond, the polyurethane has a high molecular weight, and the abrasion resistance is improved.

共役ジエン部位を含む単位及びジエノフィル部位を含む単位は、各ポリウレタン主鎖の末端に存在することが、ポリウレタンの重合の際には分子量が高くなりすぎず、また、ディールスアルダー反応の反応性に優れる点から好ましい。   The unit containing a conjugated diene site and the unit containing a dienophile site do not become too high in molecular weight at the time of polymerization of the polyurethane because they are present at the end of each polyurethane main chain, and the reactivity of the Diels alder reaction is excellent. It is preferable from the point of view.

共役ジエン部位を含む単位に含まれる好ましい共役ジエン部位としては、例えば、1,3−ブタジエン骨格,フラン環,及びイミダゾール環等が挙げられる。また、ジエノフィル部位を含む単位に含まれる好ましいジエノフィル部位としては、例えば、マレイミド基,アクリロイル基及びビニルケトン基等が挙げられる。   As a preferable conjugated diene part contained in the unit containing a conjugated diene part, a 1, 3- butadiene structure, a furan ring, an imidazole ring etc. are mentioned, for example. Moreover, as a preferable dienophile site | part contained in the unit containing a dienophile site | part, a maleimide group, an acryloyl group, a vinyl ketone group etc. are mentioned, for example.

また、共役ジエン部位を含む単位とジエノフィル部位を含む単位とのモル比(共役ジエン部位/ジエノフィル部位)としては、0.1〜10であることがディールスアルダー反応により高分子量化しやすい点から好ましい。   The molar ratio between the unit containing a conjugated diene moiety and the unit containing a dienophile moiety (conjugated diene moiety / dienophile moiety) is preferably 0.1 to 10 from the viewpoint of easily achieving high molecular weight by the Diels-Alder reaction.

また、共役ジエン部位を含む単位とジエノフィル部位を含む単位の総量が、0.02〜0.3mmol/gであることが、成形する際には低粘度化しやすく、成形後においては、高分子量化しやすい点から好ましい。   In addition, it is easy to lower the viscosity when molded so that the total amount of the unit containing a conjugated diene site and the unit containing a dienophile site is 0.02 to 0.3 mmol / g, and after polymerization, the molecular weight becomes high It is preferable from the easy point.

また、有機ポリイソシアネート単位に由来する窒素原子の含有割合が5〜8質量%である場合には、研磨パッドの研磨層の素材として用いる場合に、平坦化性能にとくに優れる研磨層が得られる点から好ましい。   Moreover, when the content rate of the nitrogen atom originating in the organic polyisocyanate unit is 5-8 mass%, when using as a raw material of the polishing layer of a polishing pad, the point which the polishing layer which is especially excellent in planarization performance is obtained It is preferable from

また、共役ジエン部位とジエノフィル部位とをディールスアルダー反応させて形成される共有結合を有することが耐摩耗性に優れる点から好ましい。   Moreover, it is preferable from the point which is excellent in abrasion resistance to have the covalent bond formed by making a conjugated diene site | part and a dienophile site | part make Diels-Alder reaction.

また、本発明の他の一局面は、研磨層を含む研磨パッドであって、研磨層は、共役ジエン部位とジエノフィル部位とを一分子内に有するポリウレタン、または共役ジエン部位とジエノフィル部位とを互いに異なる分子内にそれぞれ有するポリウレタンを含む研磨パッドである。このような研磨パッドは、生産性と耐摩耗性とに優れる。   In addition, another aspect of the present invention is a polishing pad including a polishing layer, wherein the polishing layer is a polyurethane having conjugated diene moiety and dienophile moiety in one molecule, or conjugated diene moiety and dienophile moiety each other. It is a polishing pad containing the polyurethane which has respectively in a different molecule | numerator. Such a polishing pad is excellent in productivity and abrasion resistance.

研磨パッドが、熱可塑性ポリウレタンの成形体である研磨層を含む場合には、成形性に優れるとともに、成形後に高分子量化することにより高い耐摩耗性を発現する点から好ましい。   When a polishing pad includes the polishing layer which is a molded object of thermoplastic polyurethane, it is preferable from the point which it is excellent in moldability, and expresses high abrasion resistance by making high molecular weight after molding.

また、研磨パッドが、不織布の内部にポリウレタンを含む研磨層を備える場合には、ポリウレタンの不織布の内部の空隙への含浸性に優れるとともに、加熱して共役ジエン部位とジエノフィル部位とを共有結合させてポリウレタンを高分子量化させることにより、高い耐摩耗性及び研磨速度を発現する点から好ましい。   In addition, when the polishing pad is provided with a polishing layer containing polyurethane inside the non-woven fabric, it is excellent in the impregnating ability of the polyurethane into the void inside the non-woven fabric, and heating is performed to covalently bond the conjugated diene site and the dienophile site. It is preferable from the point which expresses high abrasion resistance and polishing rate by making the polyurethane molecular weight increase.

本発明によれば、研磨パッドの研磨層の素材として好ましく用いられる、成形性と耐摩耗性とに優れた新規なポリウレタン、また、生産性と耐摩耗性とに優れた研磨層を含む研磨パッドを提供することができる。   According to the present invention, a polishing pad comprising a novel polyurethane excellent in moldability and wear resistance, which is preferably used as a material of the polishing layer of the polishing pad, and a polishing layer excellent in productivity and wear resistance Can be provided.

図1は、ポリウレタンに含まれる共役ジエン部位とジエノフィル部位とがディールスアルダー反応して可逆的な反応により共有結合の生成により高分子量化、または解離により低分子量化する様子を説明するための説明図である。FIG. 1 is an explanatory view for explaining how a conjugated diene site contained in a polyurethane and a dienophile site react with Diels-Alder to form a covalent bond by a reversible reaction, thereby forming a high molecular weight or a molecular weight reduction by dissociation. It is. 図2は、研磨パッドを用いた研磨方法を説明するための説明図である。FIG. 2 is an explanatory view for explaining a polishing method using a polishing pad.

はじめに、本発明に係る一実施形態のポリウレタンについて詳しく説明する。本実施形態のポリウレタンは、(a)共役ジエン部位を含む単位とジエノフィル部位を含む単位と鎖伸長剤単位と高分子ポリオール単位と有機ポリイソシアネート単位とを含むポリウレタン、または、(b)共役ジエン部位を含む単位と鎖伸長剤単位と高分子ポリオール単位と有機ポリイソシアネート単位とを含む第1のポリウレタンと、ジエノフィル部位を含む単位と鎖伸長剤単位と高分子ポリオール単位と有機ポリイソシアネート単位とを含む第2のポリウレタンとの混合物、の少なくとも何れか一方を含む。   First, the polyurethane of one embodiment according to the present invention will be described in detail. The polyurethane of this embodiment is a polyurethane comprising (a) a unit comprising a conjugated diene moiety, a unit comprising a dienophile moiety, a chain extender unit, a polymer polyol unit and an organic polyisocyanate unit, or (b) a conjugated diene moiety And a first polyurethane comprising a chain extender unit, a polymer polyol unit and an organic polyisocyanate unit, a unit comprising a dienophile site, a chain extender unit, a polymer polyol unit and an organic polyisocyanate unit And / or a mixture with a second polyurethane.

図1は、本実施形態のポリウレタンPUの主鎖の末端の、共役ジエン部位を含む単位に含まれる共役ジエン部位dnと、ジエノフィル部位dpとのディールスアルダー反応を説明する説明図である。ディールスアルダー反応は、可逆的な反応である。具体的には、図1の(a)に示すように、ディールスアルダー反応前のポリウレタンPUを、適温(例えば40℃以上)で加熱する熱処理により、異なるポリウレタンPUの分子間で共役ジエン部位dnとジエノフィル部位dpがディールスアルダー反応し、(b)に示すような共有結合を形成して高分子量化する。また、(b)に示した共有結合を形成したポリウレタンは、さらに適温(例えば140℃以上)で加熱する熱処理により、形成された共有結合が解離して低分子量化する。また、解離した共役ジエン部位dnとジエノフィル部位dpとは、冷却されることにより共有結合を形成して高分子量化する。   FIG. 1 is an explanatory view for explaining the Diels-Alder reaction between a conjugated diene site dn contained in a unit including a conjugated diene site and a dienophile site dp at the end of the main chain of the polyurethane PU of the present embodiment. The Diels-Alder reaction is a reversible reaction. Specifically, as shown in FIG. 1 (a), conjugated diene site dn between different polyurethane PU molecules is obtained by heat treatment of heating polyurethane PU before Diels-Alder reaction at an appropriate temperature (eg, 40.degree. C. or higher). The dienophile site dp undergoes Diels-Alder reaction to form a covalent bond as shown in (b) to achieve high molecular weight. Further, the polyurethane having the covalent bond shown in (b) is further heat-treated by heating at a suitable temperature (for example, 140 ° C. or more), and the formed covalent bond is dissociated to lower the molecular weight. Further, the dissociated conjugated diene site dn and the dienophile site dp are cooled to form a covalent bond and to polymerize.

本実施形態のポリウレタンは、ポリウレタンに含まれる共役ジエン部位とジエノフィル部位とをディールスアルダー反応させて共有結合を形成させることにより高分子量化する。そして、ポリウレタンが高分子量化することにより、耐摩耗性や機械的特性が向上する。また、成形する際に加熱されることにより、形成された共有結合が解離して低分子量化することにより、低粘度化して高い流動性を発現する。また、成形後には、共有結合が再生されてポリウレタンが高分子量化する。   The polyurethane of this embodiment is polymerized by causing a Diels-Alder reaction between a conjugated diene site and a dienophile site contained in the polyurethane to form a covalent bond. And, as the molecular weight of the polyurethane is increased, the abrasion resistance and mechanical properties are improved. Moreover, by heating at the time of molding, the formed covalent bond is dissociated to lower the molecular weight, thereby lowering the viscosity and expressing high fluidity. In addition, after molding, the covalent bond is regenerated and the polyurethane has a high molecular weight.

なお、ディールスアルダー反応は、酸素原子,窒素原子,硫黄原子等のヘテロ原子を含まない共役ジエン部位またはジエノフィル部位の反応である狭義のディールスアルダー反応のみならず、酸素原子,窒素原子,硫黄原子等のヘテロ原子を含む共役ジエン部位またはジエノフィル部位の反応であるヘテロディールスアルダー反応も含む。   The Diels-Alder reaction is not limited to the Diels-Alder reaction in a narrow sense, which is a reaction of a conjugated diene site or dienophile site which does not contain hetero atoms such as oxygen atom, nitrogen atom and sulfur atom, but also oxygen atom, nitrogen atom, sulfur atom, etc. Also included is the Hetero Diels-Alder reaction, which is a reaction of conjugated diene or dienophile sites containing hetero atoms of

ポリウレタン(a)は、共役ジエン部位と活性水素を有する化合物と、ジエノフィル部位と活性水素を有する化合物と、鎖伸長剤と、高分子ポリオールと、有機ポリイソシアネート化合物とを、単量体として反応させることにより得られる。また、ポリウレタン(b)に含まれる第1のポリウレタンは、共役ジエン部位と活性水素を有する化合物と、鎖伸長剤と、高分子ポリオールと、有機ポリイソシアネート化合物とを、単量体として反応させることにより得られる。また、ポリウレタン(b)に含まれる第2のポリウレタンは、ジエノフィル部位と活性水素を有する化合物と、鎖伸長剤と、高分子ポリオールと、有機ポリイソシアネート化合物とを、単量体として反応させることにより得られる。   The polyurethane (a) is obtained by reacting a compound having a conjugated diene site and an active hydrogen, a compound having a dienophile site and an active hydrogen, a chain extender, a polymer polyol and an organic polyisocyanate compound as a monomer. Obtained by In addition, the first polyurethane contained in the polyurethane (b) is to react a compound having a conjugated diene site and an active hydrogen, a chain extender, a high molecular weight polyol and an organic polyisocyanate compound as a monomer. Obtained by Moreover, the 2nd polyurethane contained in a polyurethane (b) is made to react the compound which has a dienophile site | part and active hydrogen, a chain extender, a high molecular polyol, and an organic polyisocyanate compound as a monomer. can get.

ここで、共役ジエン部位を含む単位とは共役ジエン部位と活性水素を有する化合物に由来する単位、ジエノフィル部位を含む単位とはジエノフィル部位と活性水素を有する化合物に由来する単位、鎖伸長剤単位とは鎖伸長剤に由来する単位、高分子ポリオール単位とは高分子ポリオールに由来する単位、有機ポリイソシアネート単位とは有機ポリイソシアネート化合物に由来する単位、をそれぞれ意味する。   Here, a unit containing a conjugated diene moiety is a unit derived from a compound having a conjugated diene moiety and an active hydrogen, a unit containing a dienophile moiety is a unit derived from a compound having a dienophile moiety and an active hydrogen, a chain extender unit and The term "unit derived from a chain extender", "polymer polyol unit" means a unit derived from polymer polyol, and the organic polyisocyanate unit means a unit derived from an organic polyisocyanate compound.

共役ジエン部位と活性水素を有する化合物は、共役ジエン部位と、少なくとも1つの活性水素を有する官能基を有する化合物である。   The compound having a conjugated diene moiety and an active hydrogen is a compound having a conjugated diene moiety and a functional group having at least one active hydrogen.

共役ジエン部位としては、1,3−ブタジエン骨格等の脂肪族炭化水素骨格;アントラニル環等の芳香族炭化水素骨格;シクロペンタジエンやジシクロペンタジエン等の環式ジエン;イミダゾール環,フラン環,トリアジン環,チオフェン環,ピロール環等の複素環骨格、等が例示できる。これらの中では、1,3−ブタジエン骨格,フラン環,イミダゾール環が、反応性に優れるとともに、成形性と耐摩耗性とを両立しやすい点から好ましい。また、活性水素を有する官能基としては水酸基や1級アミノ基や2級アミノ基が挙げられる。また、活性水素を有する官能基の数は、1〜2個、とくには、1個であることが、ポリウレタンの主鎖の末端に共役ジエン部位が導入されることにより、ポリウレタンの重合の際に分子量が高くなりすぎず、ディールスアルダー反応の反応性に優れる点から好ましい。   As a conjugated diene moiety, aliphatic hydrocarbon skeletons such as 1,3-butadiene skeleton; aromatic hydrocarbon skeletons such as anthranyl ring; cyclic dienes such as cyclopentadiene and dicyclopentadiene; imidazole ring, furan ring, triazine ring And heterocyclic skeletons such as thiophene ring and pyrrole ring can be exemplified. Among these, a 1,3-butadiene skeleton, a furan ring and an imidazole ring are preferable from the viewpoint of being excellent in reactivity and easily achieving both moldability and abrasion resistance. Moreover, as a functional group which has active hydrogen, a hydroxyl group, a primary amino group, and a secondary amino group are mentioned. In addition, when the number of functional groups having active hydrogen is one, especially one, by introducing a conjugated diene moiety at the end of the polyurethane main chain, polymerization of polyurethane can be carried out. It is preferable from the point which molecular weight does not become high too much and is excellent in the reactivity of Diels-Alder reaction.

共役ジエン部位と活性水素を有する化合物の具体例としては、例えば、2,4-ヘキサジエン-1-オール,2-(ヒドロキシメチル)アントラセン,2-ヒドロキシメチル-1-メチルイミダゾール,1-(2-ヒドロキシエチル)イミダゾール,4(5)-(ヒドロキシメチル)イミダゾール,1-(3-アミノプロピル)イミダゾール,フルフリルアルコール,2,5-フランジオール,フルフリルアミン,5-メチルフルフリルアミン等が挙げられる。これらは単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中では、2,4-ヘキサジエン-1-オール,1-(2-ヒドロキシエチル)イミダゾール,フルフリルアルコール,フルフリルアミン等の活性水素を有する官能基を1個含む化合物が、ポリウレタンの重合の際に分子量が高くなりすぎず、ディールスアルダー反応の反応性に優れる点から好ましい。   Specific examples of the compound having a conjugated diene moiety and active hydrogen include, for example, 2,4-hexadien-1-ol, 2- (hydroxymethyl) anthracene, 2-hydroxymethyl-1-methylimidazole, 1- (2- And hydroxyethyl) imidazole, 4 (5)-(hydroxymethyl) imidazole, 1- (3-aminopropyl) imidazole, furfuryl alcohol, 2,5-furandiol, furfurylamine, 5-methylfurfurylamine and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, compounds containing one functional group having an active hydrogen such as 2,4-hexadien-1-ol, 1- (2-hydroxyethyl) imidazole, furfuryl alcohol, furfurylamine and the like are suitable for polymerization of polyurethane. It is preferable from the viewpoint that the molecular weight does not become too high during the reaction and the reactivity of the Diels-Alder reaction is excellent.

また、ジエノフィル部位と活性水素を有する化合物は、ジエノフィル部位と、少なくとも1つの活性水素を有する官能基とを有する化合物である。   Further, a compound having a dienophile site and an active hydrogen is a compound having a dienophile site and a functional group having at least one active hydrogen.

ジエノフィル部位としては、カルボニル基やシアノ基、ニトロ基等の電子吸引基に隣接した二重結合であることが、ディールスアルダー反応の反応性に優れる点から好ましい。ジエノフィル部位の具体例としては、例えば、マレイミド基,ビニルケトン基,アクリロイル基,ベンゾキノン骨格等が挙げられる。また、活性水素を有する官能基としては水酸基や1級アミノ基や2級アミノ基が挙げられる。また、活性水素を有する官能基の数は、1〜2個、とくには、1個であることが、ポリウレタンの主鎖の末端に共役ジエン部位が導入されることにより、ポリウレタンの重合の際に分子量が高くなりすぎず、ディールスアルダー反応の反応性に優れる点から好ましい。   The dienophile moiety is preferably a double bond adjacent to an electron withdrawing group such as a carbonyl group, a cyano group or a nitro group from the viewpoint of excellent reactivity of the Diels-Alder reaction. As a specific example of the dienophile site, for example, maleimide group, vinyl ketone group, acryloyl group, benzoquinone skeleton and the like can be mentioned. Moreover, as a functional group which has active hydrogen, a hydroxyl group, a primary amino group, and a secondary amino group are mentioned. In addition, when the number of functional groups having active hydrogen is one, especially one, by introducing a conjugated diene moiety at the end of the polyurethane main chain, polymerization of polyurethane can be carried out. It is preferable from the point which molecular weight does not become high too much and is excellent in the reactivity of Diels-Alder reaction.

ジエノフィル部位と活性水素を有する化合物の具体例としては、例えば、N-(2-ヒドロキシエチル)マレイミド,N-(2-アミノエチル)マレイミド,N-(4-アミノフェニル)マレイミド,ヒドロキシメチルビニルケトン,アクリル酸2-ヒドロキシエチル,アクリル酸4-ヒドロキシブチル等が挙げられる。これらは単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Specific examples of the compound having a dienophile site and an active hydrogen include, for example, N- (2-hydroxyethyl) maleimide, N- (2-aminoethyl) maleimide, N- (4-aminophenyl) maleimide, hydroxymethyl vinyl ketone , 2-hydroxyethyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

また、鎖伸長剤としては、共役ジエン部位及びジエノフィル部位を含まない、従来ポリウレタンの製造に用いられている、水酸基やアミノ基のような活性水素を有する官能基を2個有する低分子化合物が挙げられる。鎖伸長剤の具体例としては、例えば、エチレングリコール,ジエチレングリコール,1,2-プロパンジオール,1,3-プロパンジオール,1,2-ブタンジオール,1,3-ブタンジオール,2,3-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,ネオペンチルグリコール,1,6-ヘキサンジオール,3-メチル-1,5-ペンタンジオール,1,4-ビス(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン,1,4-シクロヘキサンジオール,シクロヘキサンジメタノール(1,4-シクロヘキサンジメタノール等),ビス(β−ヒドロキシエチル)テレフタレート,1,9-ノナンジオール,スピログリコール等のジオール類;エチレンジアミン,トリメチレンジアミン,テトラメチレンジアミン,ヘキサメチレンジアミン,オクタメチレンジアミン,ノナメチレンジアミン,ヒドラジン,キシリレンジアミン,イソホロンジアミン,ピペラジン,o−フェニレンジアミン,m−フェニレンジアミン,p-フェニレンジアミン,アジピン酸ジヒドラジド,イソフタル酸ジヒドラジド,4,4’-ジアミノジフェニルメタン,4,4’-ジアミノジフェニルエーテル等のジアミン類等が挙げられる。これらは単独で用いても2種以上を組合せて用いてもよい。これらの中では、1,4-ブタンジオール,ネオペンチルグリコール,1,5-ペンタンジオール,1,6-ヘキサンジオール,3-メチル-1,5-ペンタンジオール等の水酸基を2個有する化合物が好ましい。   Moreover, as a chain extender, a low molecular weight compound having two active hydrogen-containing functional groups such as a hydroxyl group and an amino group, which are conventionally used in the production of polyurethanes, which do not contain conjugated diene sites and dienophile sites Be Specific examples of the chain extender include, for example, ethylene glycol, diethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 2,3-butanediol 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,4-bis (β-hydroxyethoxy) benzene, Diols such as 1,4-cyclohexanediol, cyclohexanedimethanol (1,4-cyclohexanedimethanol etc.), bis (β-hydroxyethyl) terephthalate, 1,9-nonanediol, spiro glycol etc .; ethylene diamine, trimethylene diamine, Tetramethylenediamine, Hexamethylenediamine, Octamethylenediamine, Nonamethylenediamine, Hydrazine, Xylylene Diamine, isophorone diamine, piperazine, o-phenylene diamine, m-phenylene diamine, p-phenylene diamine, adipic acid dihydrazide, isophthalic acid dihydrazide, diamine such as 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl ether, etc. Can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, compounds having two hydroxyl groups such as 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol and the like are preferable. .

また、高分子ポリオールとしては、従来ポリウレタンの製造に用いられている高分子ポリオールが特に限定なく用いられる。その具体例としては、例えば、ポリ(エチレングリコール),ポリ(プロピレングリコール),ポリ(テトラメチレングリコール),ポリ(メチルテトラメチレングリコール)等のポリエーテルジオール;ポリブチレンアジペート,ポリカプロラクトン,ポリ(3-メチル-1,5-ペンタメチレンアジペート)等のポリエステルジオール;ポリヘキサメチレンカーボネートジオール等のポリカーボネートジオール等が挙げられる。これらは単独で用いても2種以上を組合せて用いてもよい。これらの中では、ポリエーテルジオールやポリエステルジオール、とくにはポリエーテルジオールが好ましい。   Further, as the high molecular weight polyol, high molecular weight polyols conventionally used for the production of polyurethane are used without particular limitation. Specific examples thereof include polyether diols such as poly (ethylene glycol), poly (propylene glycol), poly (tetramethylene glycol), poly (methyl tetramethylene glycol), etc .; polybutylene adipate, polycaprolactone, poly (3 And polyester diols such as -methyl-1,5-pentamethylene adipate); polycarbonate diols such as polyhexamethylene carbonate diol and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, polyether diols and polyester diols, particularly polyether diols, are preferred.

高分子ポリオールの数平均分子量は、500〜3000、さらには550〜2500、とくには600〜2000であることが、硬度や引張弾性率等の機械的特性に優れ、研磨パッドの研磨層として用いた場合に、平坦化性能が高くなる傾向がある。高分子ポリオールの数平均分子量は、JIS K 1557に準拠して測定した水酸基価に基づいて算出した値である。   The polymer polyol has a number average molecular weight of 500 to 3,000, more preferably 550 to 2,500, and particularly 600 to 2,000, and is excellent in mechanical properties such as hardness and tensile modulus, and used as a polishing layer of a polishing pad In this case, the planarization performance tends to be high. The number average molecular weight of the polymer polyol is a value calculated based on the hydroxyl value measured in accordance with JIS K 1557.

また、有機ポリイソシアネート化合物としては、従来ポリウレタンの製造に用いられている有機ポリイソシアネート化合物が特に限定なく用いられる。その具体例としては、例えばエチレンジイソシアネート,テトラメチレンジイソシアネート,ペンタメチレンジイソシアネート,ヘキサメチレンジイソシアネート,2,2,4-又は2,4,4'-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート,ドデカメチレンジイソシアネート,イソホロンジイソシアネート,イソプロピリデンビス(4-シクロヘキシルイソシアネート),1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタン4,4'-ジイソシアナート,リジンジイソシアネート,2,6-ジイソシアナトメチルカプロエート,ビス(2-イソシアナトエチル)フマレート,ビス(2-イソシアナトエチル)カーボネート,2-イソシアナトエチル-2,6-ジイソシアナトヘキサノエート,シクロヘキシレンジイソシアネート,メチルシクロヘキシレンジイソシアネート,1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン等の脂肪族又は脂環式ジイソシアネート;2,4'-又は4,4'-ジフェニルメタンジイソシアネート,2,4-又は2,6-トリレンジイソシアネート,m-又はp-フェニレンジイソシアネート,m-又はp-キシリレンジイソシアネート,1,5-ナフチレンジイソシアネート,4,4'-ジイソシアナトビフェニル,3,3-ジメチル-4,4'-ジイソシアナトビフェニル,3,3-ジメチル-4,4'-ジイソシアナトジフェニルメタン,クロロフェニレン-2,4-ジイソシアネート,テトラメチル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等が挙げられる。これらは単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中では、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,2,6-トリレンジイソシアネート,イソホロンジイソシアネート,1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン,ジシクロヘキシルメタン4,4'-ジイソシアナートから選ばれる少なくとも1種、とくには、4,4'-ジフェニルメタンジイソシアネートが耐摩耗性にとくに優れるポリウレタンが得られやすい点から好ましい。   Moreover, as an organic polyisocyanate compound, the organic polyisocyanate compound currently used for manufacture of the polyurethane conventionally is used without limitation. As specific examples thereof, for example, ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,2,4- or 2,4,4'-trimethylhexamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, isopropylidene Bis (4-cyclohexylisocyanate), 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, dicyclohexylmethane 4,4'-diisocyanate, lysine diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethyl caproate, bis (2-isocyanate) Natoethyl) fumarate, bis (2-isocyanatoethyl) carbonate, 2-isocyanatoethyl-2,6-diisocyanatohexanoate, cyclohexylene diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate, 1,4- Aliphatic or alicyclic diisocyanates such as bis (isocyanatomethyl) cyclohexane; 2,4'- or 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4- or 2,6-tolylene diisocyanate, m- or p-phenylene Diisocyanate, m- or p-xylylene diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate, 4,4'-diisocyanatobiphenyl, 3,3-dimethyl-4,4'-diisocyanatobiphenyl, 3,3-dimethyl And aromatic diisocyanates such as -4,4'-diisocyanatodiphenylmethane, chlorophenylene-2,4-diisocyanate and tetramethyl xylylene diisocyanate. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 1,4-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, dicyclohexylmethane 4,4 ′ -At least one selected from diisocyanates, in particular 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, is preferred from the viewpoint that a polyurethane having particularly excellent abrasion resistance can be easily obtained.

ポリウレタン(a)は、共役ジエン部位と活性水素を有する化合物と、ジエノフィル部位と活性水素を有する化合物と、鎖伸長剤と、高分子ポリオールと、有機ポリイソシアネート化合物とを、単量体として反応させることにより得られる。また、ポリウレタン(b)に含まれる第1のポリウレタンは、共役ジエン部位と活性水素を有する化合物と、鎖伸長剤と、高分子ポリオールと、有機ポリイソシアネート化合物とを、単量体として反応させることにより得られる。また、ポリウレタン(b)に含まれる第2のポリウレタンは、ジエノフィル部位と活性水素を有する化合物と、鎖伸長剤と、高分子ポリオールと、有機ポリイソシアネート化合物とを、単量体として反応させることにより得られる。各成分の配合割合は目的とする特性に応じて適宜調整される。例えば、高分子ジオールと鎖伸長剤とに含まれる活性水素原子1モルに対して、有機ポリイソシアネート化合物に含まれるイソシアネート基が0.95〜1.3モル、さらには0.96〜1.10モル、とくには0.97〜1.05モルとなる割合で配合することが好ましい。   The polyurethane (a) is obtained by reacting a compound having a conjugated diene site and an active hydrogen, a compound having a dienophile site and an active hydrogen, a chain extender, a polymer polyol and an organic polyisocyanate compound as a monomer. Obtained by In addition, the first polyurethane contained in the polyurethane (b) is to react a compound having a conjugated diene site and an active hydrogen, a chain extender, a high molecular weight polyol and an organic polyisocyanate compound as a monomer. Obtained by Moreover, the 2nd polyurethane contained in a polyurethane (b) is made to react the compound which has a dienophile site | part and active hydrogen, a chain extender, a high molecular polyol, and an organic polyisocyanate compound as a monomer. can get. The blend ratio of each component is suitably adjusted according to the target characteristic. For example, an isocyanate group contained in the organic polyisocyanate compound is 0.95 to 1.3 mol, and more preferably 0.96 to 1.10 per 1 mol of active hydrogen atoms contained in the polymer diol and the chain extender. It is preferable to mix | blend in the ratio used as a mole, especially 0.97 to 1.05 mole.

各ポリウレタンの重合方法は特に限定されず、上述した各成分を単量体として、プレポリマー法やワンショット法などの公知の溶融重合方法や溶液重合方法などにより重合させることができる。溶融重合方法としては、例えば、実質的に溶媒の不存在下で、単量体として用いる各成分の混合物を、所定の比率で溶融混練して重合させることにより製造することができる。溶融混練としては、例えば、多軸スクリュー型押出機を使用して連続溶融重合する方法が挙げられる。また、溶液重合方法としては、例えば、有機溶媒中でこれらの単量体の混合物を、所定の比率で混合して重合させることにより製造することができる。   The polymerization method of each polyurethane is not particularly limited, and each component described above can be polymerized as a monomer by a known melt polymerization method such as a prepolymer method or a one shot method, a solution polymerization method, or the like. The melt polymerization method can be produced, for example, by melt-kneading and polymerizing a mixture of each component used as a monomer in a predetermined ratio substantially in the absence of a solvent. As melt-kneading, for example, a method of continuous melt polymerization using a multi-screw extruder is mentioned. Moreover, as a solution-polymerizing method, it can manufacture, for example by mixing and polymerizing the mixture of these monomers in a predetermined ratio in an organic solvent.

ポリウレタンに含まれる共役ジエン部位を含む単位とジエノフィル部位を含む単位とのモル比(共役ジエン部位のモル数/ジエノフィル部位のモル数)は、0.2〜5、さらには0.3〜3、とくには0.5〜2であることが、ディールスアルダー反応によってポリウレタンが高分子量化しやすく、それにより耐摩耗性や機械的特性が向上しやすい点から好ましい。共役ジエン部位とジエノフィル部位とのモル比が低すぎたり高すぎたりする場合には、成形性及び耐摩耗性と、研磨層として用いる場合の平坦化性能とを両立しにくくなる傾向がある。   The molar ratio of the unit containing a conjugated diene moiety contained in the polyurethane to the unit containing a dienophile moiety (number of moles of conjugated diene moiety / number of moles of dienophile moiety) is 0.2 to 5, further 0.3 to 3, In particular, it is preferable that it is 0.5 to 2 because it is easy for the polyurethane to have a high molecular weight by the Diels-Alder reaction, whereby the abrasion resistance and the mechanical properties are easily improved. When the molar ratio between the conjugated diene moiety and the dienophile moiety is too low or too high, it tends to be difficult to simultaneously achieve moldability and wear resistance and planarization performance when used as a polishing layer.

また、ポリウレタンに含まれる共役ジエン部位を含む単位とジエノフィル部位を含む単位との総量は、0.02〜0.3mmol/g、さらには、0.03〜0.2mmol/g、とくには0.05〜0.15mmol/gであることが、成形性と耐摩耗性とを両立しやすい点から好ましい。共役ジエン部位を含む単位とジエノフィル部位を含む単位との総量が低すぎたり高すぎたりする場合には、ディールスアルダー反応による高分子量化による効果が小さくなる傾向がある。なお、ポリウレタンに含まれる共役ジエン部位を含む単位とジエノフィル部位を含む単位との総量は、ポリウレタンの単位質量当たりのそれぞれのモル数を求め、その和として算出される。   Further, the total amount of the unit containing a conjugated diene site and the unit containing a dienophile site contained in the polyurethane is 0.02 to 0.3 mmol / g, further 0.03 to 0.2 mmol / g, particularly preferably 0. It is preferable that it is 05-0.15 mmol / g from the point which is easy to make moldability and abrasion resistance compatible. If the total amount of the unit containing a conjugated diene site and the unit containing a dienophile site is too low or too high, the effect of the high molecular weight formation by the Diels-Alder reaction tends to be small. The total amount of the unit containing a conjugated diene moiety contained in the polyurethane and the unit containing a dienophile moiety is calculated as the sum of the number of moles per unit mass of the polyurethane.

また、ポリウレタンのポリイソシアネート化合物に由来する窒素含有割合は、5〜8質量%、さらには5.3〜7.7質量%、とくには5.6〜7.4質量%であることが、研磨パッドの研磨層の素材として用いた場合に、平坦化性能にとくに優れる研磨層が得られる点から好ましい。   Moreover, it is polished that the nitrogen content rate derived from the polyisocyanate compound of polyurethane is 5-8 mass%, further 5.3-7.7 mass%, especially 5.6-7.4 mass%. When used as a material of the polishing layer of a pad, it is preferable from the point which the polishing layer which is especially excellent in planarization performance is obtained.

ポリウレタンは熱可塑性ポリウレタンであっても熱硬化性ポリウレタンであってもよい。なお、熱可塑性とは、押出成形,射出成形,カレンダー成形、3Dプリンタ成形等の加熱溶融させる工程を経る成形方法により成形できる特性を意味する。熱可塑性ポリウレタンの成形体は、熱可塑性ポリウレタンを上述した各種成形方法により成形して得られる。研磨パッドの研磨層のようなシート状の成形体を製造する場合には、Tダイを用いた押出成形を採用することが、均一な厚さのシート状の成形体が容易に得られる点から好ましい。   The polyurethane may be a thermoplastic polyurethane or a thermosetting polyurethane. In addition, thermoplasticity means the characteristic which can be shape | molded by the forming method which passes through the process of making it heat-melt, such as extrusion molding, injection molding, calendar molding, 3D printer molding etc. The molded article of the thermoplastic polyurethane is obtained by molding the thermoplastic polyurethane by the various molding methods described above. When manufacturing a sheet-like molded article such as the polishing layer of a polishing pad, adopting extrusion molding using a T-die is advantageous in that a sheet-like molded article having a uniform thickness can be easily obtained. preferable.

本実施形態のポリウレタンは、ポリウレタンの重合時に共役ジエン部位とジエノフィル部位とがディールスアルダー反応して形成された共有結合を有する。この共有結合は、成形時に加熱されることにより、逆ディールスアルダー反応して解離する。その結果、成形時にはポリウレタンが適度に低分子量化することにより成形性を向上させる。また、成形後に共役ジエン部位とジエノフィル部位がディールスアルダー反応して共有結合を形成することによりポリウレタンが高分子量化する。それにより耐摩耗性が向上し、研磨層の素材として用いた場合には、平坦化性能を向上させる。   The polyurethane of this embodiment has a covalent bond formed by Diels-Alder reaction between a conjugated diene site and a dienophile site during polymerization of the polyurethane. This covalent bond is dissociated by reverse Diels-Alder reaction by heating at the time of molding. As a result, the moldability is improved by appropriately reducing the molecular weight of the polyurethane during molding. Also, after molding, the conjugated diene moiety and dienophile moiety react with Diels-Alder to form a covalent bond, whereby the polyurethane has a high molecular weight. Thereby, the wear resistance is improved, and when used as a material of the polishing layer, the planarization performance is improved.

成形後のポリウレタン成形体をさらに適温で熱処理することにより、ディールスアルダー反応を促進することができる。熱処理条件としては、50〜130℃、さらには60〜120℃の温度で、1〜24時間程度熱処理することがディールスアルダー反応を充分に促進することができる点から好ましい。   The Diels-Alder reaction can be promoted by further heat-treating the molded polyurethane molded body at an appropriate temperature. As a heat treatment condition, heat treatment at a temperature of 50 to 130 ° C., and further 60 to 120 ° C. for about 1 to 24 hours is preferable from the viewpoint that the Diels-Alder reaction can be sufficiently promoted.

成形後のポリウレタン成形体を熱処理することによる共役ジエン部位とジエノフィル部位とのディールスアルダー反応が起こりやすい点から、共役ジエン部位とジエノフィル部位は、ポリウレタンの主鎖の末端にあることが好ましい。   The conjugated diene moiety and the dienophile moiety are preferably at the end of the main chain of the polyurethane, from the viewpoint that the Diels alder reaction between the conjugated diene moiety and the dienophile moiety by heat treatment of the molded polyurethane molded body is likely to occur.

本実施形態のポリウレタンは、成形性と耐摩耗性とに優れる特性を活かした各種用途に用いられうる。とくには、半導体ウェハ,半導体デバイス,シリコンウェハ,ハードディスク,ガラス基板,光学製品,または,各種金属等を研磨するための研磨パッドの研磨層を製造するための素材として好ましく用いられる。   The polyurethane of the present embodiment can be used in various applications that make use of the excellent properties of moldability and abrasion resistance. In particular, it is preferably used as a material for producing a polishing layer of a polishing pad for polishing a semiconductor wafer, a semiconductor device, a silicon wafer, a hard disk, a glass substrate, an optical product, or various metals.

本実施形態のポリウレタンは、非発泡体または発泡体の熱可塑性ポリウレタン成形体を研磨層として備える研磨パッド,不織布の内部空隙にポリウレタンを含ませた不織布タイプの研磨層、注型発泡硬化することによって製造されるポリウレタン発泡体を主体とする研磨層等、種々のタイプの研磨層のポリウレタン材料として用いられる。また、ポリウレタンとしては熱可塑性ポリウレタンでも熱硬化性ポリウレタンであってもよい。これらの中では、連続溶融重合により連続生産可能であり、シート成形性にも優れる点からは、熱可塑性ポリウレタン成形体の研磨層が好ましい。また、研磨特性が変動しにくく安定した研磨が実現できる点から非発泡体の熱可塑性ポリウレタン成形体の研磨層がとくに好ましい。例えば、注型発泡硬化することによって製造されるポリウレタン発泡体を用いた研磨層の場合には、発泡構造がばらつくことにより、平坦性や平坦化効率等の研磨特性が変動しやすくなる傾向があり、また、平坦性を向上させるための高硬度化が難しくなる傾向がある。   The polyurethane of this embodiment is a polishing pad provided with a non-foamed or foamed thermoplastic polyurethane molded article as a polishing layer, a non-woven fabric type polishing layer in which polyurethane is contained in an internal void of non-woven fabric, and cast foam curing. It is used as a polyurethane material of various types of abrasive layers, such as an abrasive layer mainly based on the polyurethane foam manufactured. The polyurethane may be a thermoplastic polyurethane or a thermosetting polyurethane. Among these, an abrasive layer of a thermoplastic polyurethane molded article is preferable from the viewpoint of being capable of continuous production by continuous melt polymerization and being excellent in sheet formability. In addition, the polishing layer of the non-foamed thermoplastic polyurethane molded article is particularly preferable in that the polishing characteristics do not easily change and stable polishing can be realized. For example, in the case of a polishing layer using a polyurethane foam produced by casting, foaming and curing, polishing characteristics such as flatness and planarization efficiency tend to fluctuate due to variations in the foam structure. Also, there is a tendency that it is difficult to achieve high hardness to improve the flatness.

ポリウレタンを不織布の内部空隙に含む不織布タイプの研磨層を製造する方法としては、溶液重合により製造されたポリウレタン溶液、または溶融重合により製造されたポリウレタンをジメチルホルムアミド (DMF)等の有機溶剤に溶解させたポリウレタン溶液を不織布に含浸し、湿式凝固または乾式凝固により不織布の内部空隙にポリウレタンを含有させるような方法が挙げられる。とくには、ポリウレタン溶液を不織布に含浸させた後、ポリウレタンを湿式凝固させることが、不織布中に微細な発泡構造を有するポリウレタンを均一に付与することができる点から好ましい。なお、本実施形態のポリウレタンは、溶液中では低分子量化して低い溶液粘度となるために、繊維密度の高い不織布に対しても内部までポリウレタン溶液を均一に浸透させることができる。また、ポリウレタンの凝固後には、熱処理することにより共役ジエン部位とジエノフィル部位とをディールスアルダー反応を促進させることにより、ポリウレタンが高分子量化し、耐摩耗性、研磨速度、及び平坦化性能が向上する。   As a method of producing a non-woven fabric type polishing layer containing polyurethane in the internal void of non-woven fabric, a polyurethane solution produced by solution polymerization or polyurethane produced by melt polymerization is dissolved in an organic solvent such as dimethylformamide (DMF) There is a method in which the non-woven fabric is impregnated with the polyurethane solution and the polyurethane is contained in the internal void of the non-woven fabric by wet coagulation or dry coagulation. In particular, it is preferable to wet-set the polyurethane after impregnating the polyurethane solution into the non-woven fabric from the viewpoint that the polyurethane having a fine foamed structure can be uniformly applied to the non-woven fabric. In addition, since the polyurethane of this embodiment is reduced in molecular weight in a solution and has a low solution viscosity, the polyurethane solution can be uniformly penetrated to the inside even to a nonwoven fabric with a high fiber density. Further, after solidification of the polyurethane, the Diels alder reaction between the conjugated diene site and the dienophile site is promoted by heat treatment, whereby the polyurethane has a high molecular weight, and the abrasion resistance, the polishing rate and the planarization performance are improved.

ディールスアルダー反応を促進するための熱処理条件としては、例えば、60〜120℃の温度で1〜24時間程度熱処理する条件が挙げられる。   As a heat treatment condition for promoting the Diels-Alder reaction, for example, a condition of heat treatment at a temperature of 60 to 120 ° C. for about 1 to 24 hours may be mentioned.

不織布タイプの研磨層に用いられる不織布としては、不織布タイプの研磨層に従来から用いられているものが特に限定なく用いられる。なお、本実施形態のポリウレタンの溶液は、低い溶液粘度になるために、従来内部にまで均一に含浸させることが困難であった、見掛け密度が0.4g/cm以上、さらには、0.5g/cm以上の高密度の不織布であっても、内部までポリウレタン溶液を均一に浸透させることができる。 As the non-woven fabric used for the non-woven fabric type polishing layer, those conventionally used for the non-woven fabric type polishing layer are used without particular limitation. In addition, since the solution of the polyurethane of the present embodiment has a low solution viscosity, it has been difficult to impregnate the solution uniformly to the inside conventionally, the apparent density is 0.4 g / cm 3 or more, further, 0. Even if it is a non-woven fabric having a high density of 5 g / cm 3 or more, the polyurethane solution can uniformly penetrate to the inside.

不織布タイプの研磨層における、不織布とポリウレタンとの質量比は特に限定されないが、不織布/ポリウレタンが、50/50〜90/10であることが研磨速度及び耐摩耗性に優れる点から好ましい。また、不織布タイプの研磨層の見掛け密度も特に限定されないが、0.6〜1.2g/cmであることが、研磨速度及び平坦化性能に優れる観点から好ましい。 The weight ratio of the non-woven fabric to the polyurethane in the non-woven fabric type polishing layer is not particularly limited, but non-woven fabric / polyurethane is preferably 50/50 to 90/10 from the viewpoint of excellent polishing rate and abrasion resistance. The apparent density of the non-woven fabric type polishing layer is not particularly limited either, but is preferably 0.6 to 1.2 g / cm 3 from the viewpoint of excellent polishing rate and flattening performance.

研磨層は切削,スライス,バフ,打ち抜き加工等により寸法、形状、厚さ等を調整される。研磨層の厚さは特に限定されず、研磨パッドの層構成や用途に応じて適宜調整されるが、具体的には、例えば、0.8〜3.0mm、さらには1.0〜2.5mm、とくには1.2〜2.0mmであることが好ましい。また、研磨層の研磨面には、研削加工やレーザー加工により、同心円状の所定のパターンで溝や穴のような凹部が形成されることが好ましい。このような凹部は、研磨面にスラリーを均一かつ充分に供給するとともに、スクラッチ発生の原因となる研磨屑の排出や、研磨層の吸着によるウェハ破損の防止に役立つ。例えば同心円状に溝を形成する場合、溝間の間隔としては、1.0〜50mm、さらには1.5〜30mm、とくには2.0〜15mm程度であることが好ましい。また、溝の幅としては、0.1〜3.0mm、さらには0.2〜2.0mm程度であることが好ましい。また、溝の深さとしては、0.2〜1.8mm、さらには0.4〜1.5mm程度であることが好ましい。また、溝の断面形状としては、例えば、長方形,台形,三角形,半円形等の形状が目的に応じて適宜選択される。   The abrasive layer is adjusted in size, shape, thickness and the like by cutting, slicing, buffing, punching and the like. The thickness of the polishing layer is not particularly limited and may be appropriately adjusted depending on the layer configuration and use of the polishing pad, and specifically, for example, 0.8 to 3.0 mm, and further 1.0 to 2 or more. It is preferably 5 mm, particularly 1.2 to 2.0 mm. Moreover, it is preferable that a recessed part like a groove | channel or a hole is formed in the grinding | polishing surface of a grinding | polishing layer by a grinding process or laser processing by the concentric-shaped predetermined | prescribed pattern. Such a recess supplies a slurry uniformly and sufficiently to the polishing surface, and also serves to discharge polishing debris that causes scratching and to prevent wafer breakage due to adsorption of the polishing layer. For example, when the grooves are formed concentrically, the distance between the grooves is preferably about 1.0 to 50 mm, more preferably 1.5 to 30 mm, and particularly preferably about 2.0 to 15 mm. The width of the groove is preferably about 0.1 to 3.0 mm, and more preferably about 0.2 to 2.0 mm. The depth of the groove is preferably 0.2 to 1.8 mm, and more preferably 0.4 to 1.5 mm. Moreover, as a cross-sectional shape of a groove | channel, shapes, such as a rectangle, a trapezoid, a triangle, and a semicircle, are suitably selected according to the objective, for example.

研磨パッドは、上述したポリウレタンからなる研磨層のみからなるものであっても、必要に応じて研磨層の研磨面ではない側の面にクッション層を積層した積層体であってもよい。クッション層としては、研磨層の硬度より低い硬度を有する層であることが好ましい。クッション層の硬度が研磨層の硬度よりも低い場合には、被研磨面の局所的な凹凸に硬質の研磨層が追従し、被研磨基材全体の反りやうねりに対してはクッション層が追従するためにグローバル平坦性とローカル平坦性とのバランスに優れた研磨が可能になる。   The polishing pad may be formed only of the above-described polyurethane polishing layer, or may be a laminate in which a cushion layer is laminated on the non-abrasive surface of the polishing layer as necessary. The cushion layer is preferably a layer having a hardness lower than that of the polishing layer. When the hardness of the cushioning layer is lower than that of the polishing layer, the hard polishing layer follows the local unevenness of the surface to be polished, and the cushioning layer follows the warpage or waviness of the entire substrate to be polished. Thus, it is possible to achieve excellent balance between global flatness and local flatness.

クッション層として用いられる素材の具体例としては、不織布にポリウレタンを含浸させた複合体(例えば、「Suba400」(ニッタ・ハース(株)製));天然ゴム,ニトリルゴム,ポリブタジエンゴム,シリコーンゴム等のゴム;ポリエステル系熱可塑性エラストマー,ポリアミド系熱可塑性エラストマー,フッ素系熱可塑性エラストマー等の熱可塑性エラストマー;発泡プラスチック;ポリウレタン等が挙げられる。これらの中では、クッション層として好ましい柔軟性が得られやすい点から、発泡構造を有するポリウレタンがとくに好ましい。   As a specific example of the material used as a cushion layer, a composite (for example, “Suba 400” (manufactured by Nitta Haas Co., Ltd.) in which a nonwoven fabric is impregnated with polyurethane); natural rubber, nitrile rubber, polybutadiene rubber, silicone rubber, etc. Thermoplastic elastomers such as polyester thermoplastic elastomers, polyamide thermoplastic elastomers, and fluorine thermoplastic elastomers; foamed plastics; polyurethanes and the like. Among these, polyurethane having a foam structure is particularly preferable in that a preferable flexibility as a cushion layer can be easily obtained.

クッション層の厚さは特に限定されないが、例えば0.5〜5mm程度であることが好ましい。クッション層が薄すぎる場合には、被研磨面の全体の反りやうねりに対する追従効果が低下してグローバル平坦性が低下する傾向がある。一方、クッション層が厚すぎる場合には、研磨パッド全体が柔らかくなって安定した研磨が難しくなる傾向がある。研磨層にクッション層を積層する場合には、研磨パッドの厚みが0.3〜5mm程度であることが好ましい。   The thickness of the cushion layer is not particularly limited, but is preferably, for example, about 0.5 to 5 mm. If the cushion layer is too thin, the effect of following the overall warpage and waviness of the surface to be polished tends to be reduced, and the global flatness tends to be reduced. On the other hand, when the cushion layer is too thick, the entire polishing pad tends to be soft and difficult to perform stable polishing. When laminating a cushioning layer on the polishing layer, the thickness of the polishing pad is preferably about 0.3 to 5 mm.

次に、上述したような研磨パッドを用いたCMPの一実施形態について説明する。   Next, an embodiment of CMP using a polishing pad as described above will be described.

CMPにおいては、例えば、図2に示す上面視したときに円形の回転定盤2と、スラリー供給ノズル3と、キャリア4と、パッドコンディショナー6とを備えたCMP装置10が用いられる。回転定盤2の表面に上述した研磨層を備えた研磨パッド1を両面テープ等により貼付ける。また、キャリア4は被研磨材5を支持する。   In CMP, for example, a CMP apparatus 10 provided with a circular rotary surface plate 2, a slurry supply nozzle 3, a carrier 4 and a pad conditioner 6 when viewed from above as shown in FIG. 2 is used. The polishing pad 1 provided with the above-described polishing layer is attached to the surface of the rotary surface plate 2 with a double-sided tape or the like. Further, the carrier 4 supports the material to be polished 5.

CMP装置10においては、回転定盤2は図略のモータにより矢印に示す方向に回転する。また、キャリア4は、回転定盤2の面内において、図略のモータにより例えば矢印に示す方向に回転する。パッドコンディショナー6も回転定盤2の面内において、図略のモータにより例えば矢印に示す方向に回転する。   In the CMP apparatus 10, the rotary surface plate 2 is rotated in the direction indicated by the arrow by a motor (not shown). Further, the carrier 4 is rotated, for example, in a direction indicated by an arrow by a motor (not shown) in the plane of the rotary surface plate 2. The pad conditioner 6 is also rotated, for example, in the direction indicated by the arrow by a motor (not shown) in the plane of the rotary surface plate 2.

はじめに、回転定盤2に固定されて回転する研磨パッド1の研磨面に蒸留水を流しながらに、例えば、ダイアモンド粒子をニッケル電着等により担体表面に固定したCMP用のパッドコンディショナー6を押し当てて、研磨パッド1の研磨面のコンディショニングを行う。コンディショニングにより、研磨面を被研磨面の研磨に好適な表面粗さに調整する。次に、回転する研磨パッド1の研磨面にスラリー供給ノズル3からスラリー7が供給される。またCMPを行うに際し、必要に応じ、スラリーと共に、潤滑油、冷却剤などを併用してもよい。   First, while flowing distilled water to the polishing surface of the rotating polishing pad 1 fixed on the rotary surface plate 2, for example, the pad conditioner 6 for CMP in which diamond particles are fixed to the carrier surface by nickel electrodeposition etc. The conditioning of the polishing surface of the polishing pad 1 is performed. By conditioning, the polishing surface is adjusted to a surface roughness suitable for polishing the surface to be polished. Next, the slurry 7 is supplied from the slurry supply nozzle 3 to the polishing surface of the rotating polishing pad 1. When performing CMP, a lubricating oil, a coolant and the like may be used in combination with the slurry, if necessary.

ここで、スラリーは、例えば、水やオイル等の液状媒体;シリカ,アルミナ,酸化セリウム,酸化ジルコニウム,炭化ケイ素等の砥粒;塩基,酸,界面活性剤,過酸化水素水等の酸化剤,還元剤,キレート剤等を含有しているCMPに用いられるスラリーが好ましく用いられる。   Here, the slurry may be, for example, a liquid medium such as water or oil; an abrasive such as silica, alumina, cerium oxide, zirconium oxide or silicon carbide; an oxidant such as a base, an acid, a surfactant or a hydrogen peroxide solution, A slurry used for CMP containing a reducing agent, a chelating agent and the like is preferably used.

そして、研磨層の研磨面にスラリー7が満遍なく行き渡った研磨パッド1に、キャリア4に固定されて回転する被研磨材5を押し当てる。そして、所定の平坦度が得られるまで、研磨処理が続けられる。研磨中に作用させる押し付け力や回転定盤2とキャリア4との相対運動の速度を調整することにより、仕上がり品質が影響を受ける。   Then, the polishing material 1 which is fixed to the carrier 4 and rotates is pressed against the polishing pad 1 on which the slurry 7 is uniformly spread on the polishing surface of the polishing layer. Then, the polishing process is continued until a predetermined flatness is obtained. The finish quality is affected by adjusting the pressing force applied during polishing and the speed of relative movement between the rotary surface plate 2 and the carrier 4.

研磨条件は特に限定されないが、効率的に研磨を行うためには、回転定盤とキャリアのそれぞれの回転速度は300rpm以下の低回転が好ましく、被研磨材にかける圧力は、研磨後に傷が発生しないように150kPa以下とすることが好ましい。研磨している間、研磨面には、スラリーをポンプ等で連続的に供給することが好ましい。スラリーの供給量は特に限定されないが、研磨面が常にスラリーで覆われるように供給することが好ましい。   The polishing conditions are not particularly limited, but in order to perform polishing efficiently, the rotational speed of each of the rotary surface plate and the carrier is preferably low at 300 rpm or less, and the pressure applied to the material to be polished is scratched after polishing Preferably, the pressure is 150 kPa or less. It is preferable to continuously supply the slurry to the polishing surface with a pump or the like while polishing. Although the supply amount of the slurry is not particularly limited, it is preferable to supply so that the polishing surface is always covered with the slurry.

そして、研磨終了後の被研磨材を流水でよく洗浄した後、スピンドライヤ等を用いて被研磨材に付着した水滴を払い落として乾燥させることが好ましい。このように、被研磨面をスラリーで研磨することによって、被研磨面全面にわたって平滑な面を得ることができる。   Then, after the material to be polished after the completion of polishing is thoroughly washed with running water, it is preferable to use a spin drier or the like to remove water droplets adhering to the material to be polished and to dry it. Thus, by polishing the surface to be polished with a slurry, a smooth surface can be obtained over the entire surface to be polished.

このような本実施形態のCMPは、各種半導体装置、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)等の製造プロセスにおける研磨に好ましく用いられる。研磨対象の例としては、半導体基板上に形成された酸化膜等の絶縁膜の他、銅,アルミニウム,タングステン等の配線用金属膜;タンタル、チタン、窒化タンタル、窒化チタン等のバリアメタル膜、特には、酸化膜等の絶縁膜を研磨するのに好ましく用いられる。金属膜として配線パターンやダミーパターン等のパターンが形成されたものを研磨することも可能である。パターンにおけるライン間のピッチは、製品により異なるが、通常は50nm〜100μm程度である。   Such CMP according to this embodiment is preferably used for polishing in manufacturing processes of various semiconductor devices, MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), and the like. Examples of the object to be polished include insulating films such as oxide films formed on a semiconductor substrate, metal films for wiring such as copper, aluminum and tungsten; barrier metal films such as tantalum, titanium, tantalum nitride and titanium nitride, In particular, it is preferably used to polish an insulating film such as an oxide film. It is also possible to polish a metal film on which a pattern such as a wiring pattern or a dummy pattern is formed. The pitch between lines in the pattern varies depending on the product, but is usually about 50 nm to 100 μm.

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明の範囲はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be more specifically described by way of examples. The scope of the present invention is not limited to these examples.

はじめに、本実施例でポリウレタンの製造に用いた共役ジエン部位と活性水素を有する化合物,ジエノフィル部位と活性水素を有する化合物,有機ポリイソシアネート化合物,高分子ポリオール,鎖伸長剤について、以下にまとめて示す。   First, the compound having conjugated diene moiety and active hydrogen, the compound having dienophile moiety and active hydrogen, the organic polyisocyanate compound, the polymer polyol, and the chain extender used in the production of the polyurethane in this example are summarized below. .

〈共役ジエン部位と活性水素を有する化合物〉
・2,4−ヘキサジエン−1−オール (HDO)
・フルフリルアルコール (FUR)
<Compound Having Conjugated Diene Moiety and Active Hydrogen>
・ 2,4-hexadien-1-ol (HDO)
・ Furfuryl alcohol (FUR)

〈ジエノフィル部位と活性水素を有する化合物〉
・N−2−ヒドロキシエチルマレイミド (HEMI)
・アクリル酸4−ヒドロキシブチル (HBA)
・ヒドロキシメチルビニルケトン (HMVK)
Compound having dienophile site and active hydrogen
・ N-2-hydroxyethyl maleimide (HEMI)
・ Acrylate 4-hydroxybutyl (HBA)
・ Hydroxymethyl vinyl ketone (HMVK)

〈ポリイソシアネート化合物〉
・4,4‘−ジフェニルメタンジイソシアネート (MDI)
<Polyisocyanate compound>
・ 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI)

〈高分子ポリオール〉
・数平均分子量600のポリエチレングリコール (PEG600)
・数平均分子量850のポリテトラメチレングリコール (PTG850)
・数平均分子量2000のポリテトラメチレングリコール (PTG2000)
<Polymer polyol>
・ Polyethylene glycol with a number average molecular weight of 600 (PEG 600)
・ Polytetramethylene glycol (PTG850) with a number average molecular weight of 850
・ Polytetramethylene glycol with a number average molecular weight of 2000 (PTG 2000)

〈鎖伸長剤〉
・1,4−ブタンジオール (BD)
・3−メチル−1,5−ペンタンジオール (MPD)
・トリメチロールプロパン (TMP)
・6−アミノ−1−ヘキサノール (6AH)
Chain extender
・ 1,4-butanediol (BD)
・ 3-Methyl-1,5-pentanediol (MPD)
・ Trimethylolpropane (TMP)
・ 6-amino-1-hexanol (6AH)

[実施例1]
HDO:PEG600:BD:MPD:MDI=1.0:12.8:14.5:8.0:63.7(質量比)の割合で混合した単量体混合物を準備した。そして、定量ポンプで単量体混合物を各ゾーンにおけるシリンダ温度が75〜260℃の二軸押出機に連続的に供給して混練しながら連続溶融重合し、二軸押出機から連続的に吐出される溶融状態のポリウレタンのストランドを水中で冷却した後、ペレタイザーで細断することにより熱可塑性を有する第1のポリウレタンのペレットを得た。原料配合比から算出したイソシアネート基に由来する窒素原子含有量は7.1質量%であった。
Example 1
The monomer mixture mixed in the ratio of HDO: PEG600: BD: MPD: MDI = 1.0: 12.8: 14.5: 8.0: 63.7 (mass ratio) was prepared. Then, the monomer mixture is continuously supplied to a twin-screw extruder having a cylinder temperature of 75 to 260 ° C. in each zone by a metering pump and continuously melt polymerized while being kneaded, and is continuously discharged from the twin-screw extruder. The molten polyurethane strands were cooled in water and then chopped with a pelletizer to obtain thermoplastic first polyurethane pellets. The nitrogen atom content derived from the isocyanate group calculated from the raw material compounding ratio was 7.1% by mass.

また、HEMI:PEG600:BD:MPD:MDI=1.4:12.8:14.4:8.0:63.4(質量比)の割合で混合した単量体混合物を準備した。そして、定量ポンプで単量体混合物を各ゾーンにおけるシリンダ温度が75〜260℃の二軸押出機に連続的に供給して混練しながら連続溶融重合することにより、ジエノフィル部位を末端に有する第2のポリウレタンを得た。二軸押出機から連続的に吐出される溶融状態のポリウレタンのストランドを水中に連続的に押出して冷却した後、ペレタイザーで細断することにより熱可塑性を有する第2のポリウレタンのペレットを得た。原料配合比から算出したイソシアネート基に由来する窒素原子含有量は7.1質量%であった。   Moreover, the monomer mixture mixed in the ratio of HEMI: PEG600: BD: MPD: MDI = 1.4: 12.8: 14.4: 8.0: 63.4 (mass ratio) was prepared. Then, the monomer mixture is continuously supplied to a twin-screw extruder having a cylinder temperature of 75 to 260 ° C. in each zone by a metering pump and continuously melt-polymerized while being kneaded, thereby having a dienophile site at the end Of polyurethane. The molten polyurethane strand continuously discharged from the twin-screw extruder was continuously extruded into water and cooled, and then chopped with a pelletizer to obtain thermoplastic polyurethane pellets. The nitrogen atom content derived from the isocyanate group calculated from the raw material compounding ratio was 7.1% by mass.

得られた第1のポリウレタン及び第2のポリウレタンのペレットを、第1のポリウレタンと第2のポリウレタンの質量比が1:1となるように混合した。原料配合比から算出したポリウレタン中に含まれる共役ジエン部位を含む単位とジエノフィル部位を含む単位のモル比(共役ジエン部位のモル数/ジエノフィル部位のモル数)は1.03であった。また、原料配合比から算出した共役ジエン部位を含む単位およびジエノフィル部を含む単位位の総量は0.101mmol/gであった。ポリウレタンの成形性は、次の評価方法により評価した。   The obtained pellets of the first polyurethane and the second polyurethane were mixed such that the mass ratio of the first polyurethane to the second polyurethane was 1: 1. The molar ratio of the unit containing the conjugated diene moiety contained in the polyurethane to the unit containing the dienophile moiety (the number of moles of conjugated diene moiety / the number of moles of dienophile moiety) calculated from the raw material blending ratio was 1.03. Moreover, the total of the unit position containing the conjugated diene site | part calculated from the raw material compounding ratio, and the unit position containing the dienophile part was 0.101 mmol / g. The moldability of the polyurethane was evaluated by the following evaluation method.

〈成形性〉
圧力ゲージを取り付けたフィルターを備えたT−ダイを設置した単軸押出成形機(スクリュー径90mm)を準備した。そして、ポリウレタンのペレットを単軸押出成形機に供給してT−ダイから吐出させ、60〜80℃に調温されたギャップ間隔1.8mmの一対のロールに通過させることにより、厚さ2mmの非発泡体のポリウレタンシートを得た。単軸押出成形機の条件は、仕込みシリンダ温度215〜240℃、ダイス温度230〜240℃、に設定した。そして、このときの成形性を以下の方法により評価した。
A :成形時に未溶融物が全く見られず、圧力ゲージも上昇しなかった。
B :成形時に未溶融物が見られたが、圧力ゲージは上昇しなかった。
C :成形時に未溶融が見られ、圧力ゲージは上昇した。
<Formability>
A single-screw extruder (screw diameter 90 mm) equipped with a T-die equipped with a filter equipped with a pressure gauge was prepared. Then, polyurethane pellets are supplied to a single-screw extruder, discharged from a T-die, and passed through a pair of rolls with a gap interval of 1.8 mm, which is controlled to 60-80 ° C., to a thickness of 2 mm. A non-foamed polyurethane sheet was obtained. The conditions of the single-screw extruder were set to a feeding cylinder temperature of 215 to 240 ° C and a die temperature of 230 to 240 ° C. And the moldability at this time was evaluated by the following method.
A: No unmelted material was observed at the time of molding, and the pressure gauge did not rise.
B: Unmelted material was observed during molding, but the pressure gauge did not rise.
C: Unmelted was observed at the time of molding, and the pressure gauge rose.

そして、得られたポリウレタンシートを窒素雰囲気中90℃で5時間熱処理した後、ポリウレタンシートの表面を研削することにより厚さ1.5mmのポリウレタン成形体を得た。次に、厚さ1.5mmのポリウレタン成形体の研磨面となる主面に、幅1.0mm,深さ1.0mmの溝を6.0mm間隔で螺旋状に形成した。そして、ポリウレタン成形体を直径38cmの円形に切り抜いて研磨層を得た。そして、研磨層の裏面にクッション層を両面粘着シートで貼り合わせて複層型の研磨パッドを作成した。クッション層としては、厚み0.8mmのポリウレタン発泡体製シートである(株)イノアックコーポレーション製「ポロンH48」を用いた。そして、得られた研磨パッドの研磨特性を次の評価方法により評価した。   And after heat-processing the obtained polyurethane sheet at 90 degreeC in nitrogen atmosphere for 5 hours, the polyurethane molded object of thickness 1.5mm was obtained by grinding the surface of a polyurethane sheet. Next, grooves having a width of 1.0 mm and a depth of 1.0 mm were spirally formed at intervals of 6.0 mm on the main surface to be a polished surface of a polyurethane molded product having a thickness of 1.5 mm. Then, the polyurethane molded body was cut into a circle having a diameter of 38 cm to obtain an abrasive layer. Then, a cushioning layer was attached to the back surface of the polishing layer with a double-sided pressure-sensitive adhesive sheet to prepare a multilayer polishing pad. As a cushion layer, "Poron H48" manufactured by Inoac Corporation, which is a polyurethane foam sheet having a thickness of 0.8 mm, was used. And the polishing characteristic of the obtained polishing pad was evaluated by the following evaluation method.

〈平坦化性能〉
(株)エム・エー・ティー製研磨装置「BC−15」の研磨定盤に研磨パッドを貼り付けた。そして、ドレッサー回転数140rpm、研磨パッド回転数100rpm、ドレッサー荷重5Nの条件で、150mL/分の速度で純水を流しながらダイヤモンドドレッサーを用いて、研磨パッド表面を30分間コンディショニングした。なお、ドレッサーは、(株)アライドマテリアル製のダイヤモンド番手#100、台金直径190mmを用いた。
そして、研磨パッド回転数100rpm、ウェハ回転数99rpm、研磨圧力24kPaの条件で、酸化セリウム砥粒を含有する水性スラリー(昭和電工(株)製「GPL−C1010」)100質量部に純水1900質量部を添加して混合した液を、100mL/分の速度で供給しながら、初期膜厚1000nmでパターンのない酸化ケイ素膜(プラズマ化学蒸着により形成されたPETEOS酸化ケイ素膜)を表面に有する直径50mmのシリコンウェハを、コンディショニングを行わずに60秒間研磨した。
Flattening performance
A polishing pad was attached to a polishing plate of a polishing apparatus "BC-15" manufactured by M.A.T. Then, the surface of the polishing pad was conditioned for 30 minutes using a diamond dresser while flowing pure water at a speed of 150 mL / min under the conditions of a dresser rotational speed of 140 rpm, a polishing pad rotational speed of 100 rpm and a dresser load of 5N. As a dresser, a diamond count # 100 made by Allied Material Co., Ltd. and a base diameter of 190 mm were used.
Then, under the conditions of 100 rpm of polishing pad rotation speed, 99 rpm of wafer rotation speed, and 24 kPa of polishing pressure, 1900 mass of pure water in 100 mass parts of aqueous slurry ("GPL-C1010" manufactured by Showa Denko KK) containing cerium oxide abrasive grains. 50 mm in diameter with a pattern-free silicon oxide film (PETEOS silicon oxide film formed by plasma chemical vapor deposition) with an initial film thickness of 1000 nm while supplying a mixed solution by adding parts at a rate of 100 mL / min The silicon wafer was polished for 60 seconds without conditioning.

そして、30秒間のコンディショニングを行った後、新たなウェハに交換して再度研磨及びコンディショニングを繰り返し、同様にして合計10枚のウェハを研磨した。   Then, after conditioning for 30 seconds, a new wafer was replaced and polishing and conditioning were repeated again, and in the same manner, a total of 10 wafers were polished.

次に、凸部と凹部が交互に繰り返し並んだ凹凸パターンを有する、SKW社製STI研磨評価用パターンウェハ「SKW3−2」を上記と同様の条件で1枚研磨した。なお、このパターンウェハは様々なパターンの領域を有するものであり、膜厚の測定対象として、凸部幅100μmおよび凹部幅100μmのパターンからなる領域(パターン1)と4mm四方の凸部のみからなる領域(パターン2)及び4mm四方の凹部のみからなる領域(パターン3)を選択した。このパターン1は凸部と凹部の初期段差が550nmであり、パターン凸部はシリコンウェハ上に膜厚15nmの酸化ケイ素膜、その上に膜厚140nmの窒化ケイ素膜、さらにその上に膜厚700nmの酸化ケイ素膜(高密度プラズマ化学蒸着により形成されたHDP酸化ケイ素膜)を積層した構造であり、パターン凹部はシリコンウェハをエッチングして溝を形成した後に膜厚700nmのHDP酸化ケイ素膜を形成した構造である。そして、凸部のみからなるパターン2は、パターン1の凸部と同じ構造であり、また、凹部のみからなるパターン3は、パターン1の凹部と同じ構造である。このパターンウェハを、パターン1の凸部の窒化ケイ素膜上に積層された酸化ケイ素膜が消失するまでの時間研磨し、パターン2の凸部の研磨量およびパターン3の凹部の研磨量を、大塚電子(株)製膜厚計「FE−3300」を用いてそれぞれ測定した。パターン3の凹部の研磨量に対する、パターン2の凸部の研磨量の比(「パターン2の凸部の酸化ケイ素膜の研磨量」/「パターン3の凹部の酸化ケイ素膜の研磨量」)を平坦化性能の指標とした。値が大きいほど、凸部が優先的に研磨されており平坦化性能に優れていることを示す。   Next, one SKW STI polishing evaluation pattern wafer “SKW3-2” having a concavo-convex pattern in which convex portions and concave portions were alternately and repeatedly arranged was polished under the same conditions as described above. The pattern wafer has areas of various patterns, and as a film thickness measurement target, an area (pattern 1) consisting of a pattern with a convex portion width of 100 μm and a concave portion width of 100 μm and only 4 mm square convex portions An area (pattern 2) and an area (pattern 3) consisting only of 4 mm square recesses were selected. This pattern 1 has an initial step difference of 550 nm between the projections and recesses, and the pattern projections are a silicon oxide film with a film thickness of 15 nm on a silicon wafer, a silicon nitride film with a film thickness of 140 nm, and a film thickness of 700 nm thereon. Is a laminated structure of a silicon oxide film (HDP silicon oxide film formed by high density plasma chemical vapor deposition), and the pattern concave portion is a groove formed by etching a silicon wafer to form an HDP silicon oxide film having a thickness of 700 nm. Structure. The pattern 2 consisting only of the convex portion has the same structure as the convex portion of the pattern 1, and the pattern 3 consisting only of the concave portion has the same structure as the concave portion of the pattern 1. The pattern wafer is polished for a time until the silicon oxide film laminated on the silicon nitride film of the convex portion of pattern 1 disappears, and the polishing amount of the convex portion of pattern 2 and the polishing amount of the concave portion of pattern 3 are Otsuka It measured using the electronic corporation | Co., Ltd. | KK product film thickness meter "FE-3300", respectively. Ratio of polishing amount of convex portions of pattern 2 to polishing amount of concave portions of pattern 3 (“polishing amount of silicon oxide film of convex portions of pattern 2” / “polishing amount of silicon oxide film of concave portions of pattern 3”) It was used as an indicator of flattening performance. As the value is larger, the convex portion is preferentially polished and indicates that the planarization performance is excellent.

〈摩耗量〉
(株)エム・エー・ティー製研磨装置「BC−15」の研磨定盤に研磨パッドを貼り付けた。そして、ドレッサー回転数140rpm、研磨パッド回転数100rpm、ドレッサー荷重5Nの条件で、150mL/分の速度で純水を流しながらダイヤモンドドレッサーを用いて、研磨パッド表面を2時間コンディショニングした。なお、ドレッサーは、(株)アライドマテリアル製のダイヤモンド番手#100、ダイヤ形状イレギュラータイプ、台金直径190mmを用いた。パッド中心から100mmの点で、コンディショニング前後の溝の深さを測定し、パッドの摩耗量を測定した。
Wear amount
A polishing pad was attached to a polishing plate of a polishing apparatus "BC-15" manufactured by M.A.T. Then, the surface of the polishing pad was conditioned for 2 hours using a diamond dresser while flowing pure water at a speed of 150 mL / min under the conditions of a dresser rotational speed of 140 rpm, a polishing pad rotational speed of 100 rpm and a dresser load of 5N. In addition, as a dresser, a diamond count # 100 made of Allied Material Co., Ltd., a diamond shape irregular type, and a base diameter of 190 mm were used. The depth of the groove before and after conditioning was measured at a point 100 mm from the center of the pad, and the amount of wear of the pad was measured.

結果を下記表1に示す。   The results are shown in Table 1 below.

Figure 2019094380
Figure 2019094380

[実施例2]
HDO:HEMI:PEG600:BD:MPD:MDI=0.6:0.8:12.8:14.4:7.9:63.5(質量比)の割合で混合した単量体混合物を準備した。そして、定量ポンプで単量体混合物を各ゾーンにおけるシリンダ温度が75〜260℃の二軸押出機に連続的に供給して混練しながら連続溶融重合し、二軸押出機から連続的に吐出される溶融状態のポリウレタンのストランドを水中で冷却した後、ペレタイザーで細断することにより、熱可塑性を有する、共役ジエン部位およびジエノフィル部位を末端に有するポリウレタンを得た。原料配合比から算出したイソシアネート基に由来する窒素原子含有量は7.1質量%であった。また、原料配合比から算出したポリウレタン中に含まれる共役ジエン部位とジエノフィル部位のモル比(共役ジエン部位のモル数/ジエノフィル部位のモル数)は1.08であり、原料配合比から算出したポリウレタン中に含まれる共役ジエン部位およびジエノフィル部位の総量は0.118mmol/gであった。
そして、得られたポリウレタンを用いて、実施例1と同様にしてポリウレタン成形体からなる研磨層及び研磨パッドを作成し、同様に評価した。結果を表1に示す。
Example 2
Prepare a monomer mixture mixed in the ratio of HDO: HEMI: PEG 600: BD: MPD: MDI = 0.6: 0.8: 12.8: 14. 4: 7.9: 63.5 (mass ratio) did. Then, the monomer mixture is continuously supplied to a twin-screw extruder having a cylinder temperature of 75 to 260 ° C. in each zone by a metering pump and continuously melt polymerized while being kneaded, and is continuously discharged from the twin-screw extruder. The molten polyurethane strand was cooled in water and then cut with a pelletizer to obtain a thermoplastic polyurethane having a conjugated diene site and a dienophile site at the end. The nitrogen atom content derived from the isocyanate group calculated from the raw material compounding ratio was 7.1% by mass. Further, the molar ratio of the conjugated diene moiety to the dienophile moiety (the number of moles of conjugated diene moiety / the number of moles of dienophile moiety) contained in the polyurethane calculated from the raw material blending ratio is 1.08, and the polyurethane calculated from the raw material blending ratio The total amount of conjugated diene and dienophile sites contained therein was 0.118 mmol / g.
Then, using the obtained polyurethane, in the same manner as in Example 1, a polishing layer and a polishing pad comprising a polyurethane molded body were produced and evaluated in the same manner. The results are shown in Table 1.

[実施例3〜5]
ポリウレタンの重合体組成の配合を表1に示した配合組成に変更した以外は、実施例1と同様にして第1のポリウレタン及び第2のポリウレタンをそれぞれ製造した。そして、実施例1と同様にしてポリウレタン成形体からなる研磨層及び研磨パッドを作成し、同様に評価した。結果を表1に示す。
[Examples 3 to 5]
A first polyurethane and a second polyurethane were produced in the same manner as in Example 1 except that the composition of the polymer composition of the polyurethane was changed to the composition shown in Table 1. Then, in the same manner as in Example 1, a polishing layer and a polishing pad made of a polyurethane molded body were prepared and evaluated in the same manner. The results are shown in Table 1.

[実施例6、比較例1〜6]
ポリウレタンの重合体組成の配合を表1に示した配合組成に変更した以外は、実施例2と同様にしてポリウレタンを製造した。そして、実施例1と同様にしてポリウレタン成形体からなる研磨層及び研磨パッドを作成し、同様に評価した。結果を表1に示す。
[Example 6, Comparative Examples 1 to 6]
A polyurethane was produced in the same manner as Example 2, except that the composition of the polymer composition of the polyurethane was changed to the composition shown in Table 1. Then, in the same manner as in Example 1, a polishing layer and a polishing pad made of a polyurethane molded body were prepared and evaluated in the same manner. The results are shown in Table 1.

表1の結果から、次のことがわかる。共役ジエン部位及びジエノフィル部位を含む単量体を用いた実施例1,2で得られた熱可塑性ポリウレタンと、共役ジエン部位及びジエノフィル部位を含む単量体を用いていない以外は近似する単量体組成の比較例1,2で得られたポリウレタンとを比較すると、比較例1,2で得られたポリウレタンは成形性,平坦化性能及び耐摩耗性の全てに優れたものが得られなかったのに対し、実施例1及び実施例2で得られたポリウレタンは、優れた成形性と平坦化性能と耐摩耗性とを兼ね備えていた。実施例3,4と比較例3,4、実施例5,6と比較例5,6を比較しても同様の結果が得られていることが分かる。   From the results of Table 1, the following can be seen. Similar monomers except that the thermoplastic polyurethane obtained in Examples 1 and 2 using a monomer containing a conjugated diene site and a dienophile site and a monomer containing a conjugated diene site and a dienophile site are not used When the polyurethanes obtained in Comparative Examples 1 and 2 were compared with the polyurethanes obtained in Comparative Examples 1 and 2 of the composition, those excellent in formability, planarization performance and abrasion resistance were not obtained. In contrast, the polyurethanes obtained in Example 1 and Example 2 have excellent formability, planarization performance and abrasion resistance. It can be seen that similar results can be obtained by comparing Examples 3 and 4 with Comparative Examples 3 and 4, and Examples 5 and 6 with Comparative Examples 5 and 6.

[実施例7]
芯成分がポリエチレンテレフタレート、鞘成分が変性ポリエチレンテレフタレート(イソフタル酸変性量32モル%、融点140℃)である芯鞘型複合ステープル繊維(1.7dtex、51mm長、芯鞘質量比=60/40、捲縮数21個/25mm)を準備した。この芯鞘型複合ステープル繊維100質量%を用いて、カード法により目付約2600g/mのカードウェブを作製した。このカードウェブをニードルパンチ処理することにより、目付け約900g/m、厚み約3mm、見掛け密度0.28g/mの絡合ウェブを得た。次いで、厚さ1.5mmのスペーサーを用いて135℃、20MPaの条件で5分間熱プレスを行って、見掛け密度0.55g/mに高密度化した絡合不織布を得た。
[Example 7]
Core-sheath composite staple fiber (1.7 dtex, 51 mm long, core-sheath mass ratio = 60/40), wherein the core component is polyethylene terephthalate and the sheath component is modified polyethylene terephthalate (modified amount of isophthalic acid 32 mol%, melting point 140 ° C.) 21 crimps / 25 mm) were prepared. Using 100% by mass of the core-sheath type composite staple fiber, a carded web with a basis weight of about 2600 g / m 2 was produced by the carding method. The carded web was needle-punched to obtain an entangled web having a basis weight of about 900 g / m 2 , a thickness of about 3 mm, and an apparent density of 0.28 g / m 3 . Next, heat pressing was performed for 5 minutes under conditions of 135 ° C. and 20 MPa using a spacer of 1.5 mm in thickness to obtain an entangled nonwoven fabric densified to an apparent density of 0.55 g / m 3 .

一方、実施例1において得られた第1のポリウレタン及び第2のポリウレタンのペレットを、それぞれポリウレタンの濃度が18質量%となるようにN,N―ジメチルホルムアミドに溶解した後、第1のポリウレタンと第2のポリウレタンの質量比が1:1となるようにポリウレタン溶液を混合した。そして、上記で得られた絡合不織布に30℃に調温したポリウレタン溶液を含浸し、40℃のDMFと水の混合液(DMF濃度30質量%)中で湿式凝固した後、水洗及び乾燥をして、不織布内部にポリウレタンが付与されたシートを得た。このとき、絡合不織布100gに対するポリウレタンの量は22gであった。このときのポリウレタン溶液の含浸性を、次の評価方法により評価した。   On the other hand, the pellets of the first polyurethane and the second polyurethane obtained in Example 1 are each dissolved in N, N-dimethylformamide so that the concentration of polyurethane becomes 18% by mass, and then the first polyurethane and The polyurethane solution was mixed such that the mass ratio of the second polyurethane was 1: 1. Then, the entangled nonwoven fabric obtained above is impregnated with a polyurethane solution adjusted to a temperature of 30 ° C., wet coagulated in a mixed solution of DMF and water at 40 ° C. (DMF concentration 30 mass%), then washed with water and dried. Thus, a sheet was obtained in which the polyurethane was applied to the inside of the nonwoven fabric. At this time, the amount of polyurethane per 100 g of entangled nonwoven fabric was 22 g. The impregnating property of the polyurethane solution at this time was evaluated by the following evaluation method.

〈含浸性〉
不織布内部にポリウレタンが付着したシートの一部を切り取り、断面を走査型電子顕微鏡で観察した。厚み方向の付着ムラとポリウレタンの付着量から、含浸性を以下の方法により評価した。
A :電子顕微鏡で観察した際に表層と内層でポリウレタンの量に差が見られず、且つ、絡合不織布100gに対するポリウレタンの付着量が20g以上であった。
B :電子顕微鏡で観察した際に表層と内層でポリウレタンの量に差が見られず、且つ、絡合不織布100gに対するポリウレタンの付着量が16g以上であった。
C :電子顕微鏡で観察した際に表層に比べて内層でポリウレタンの量が明らかに少ないか、あるいは、絡合不織布100gに対するポリウレタンの付着量が16g未満であった。
<Impregnability>
A part of the sheet having polyurethane adhered to the inside of the non-woven fabric was cut out, and the cross section was observed with a scanning electron microscope. From the adhesion unevenness in the thickness direction and the adhesion amount of polyurethane, the impregnating property was evaluated by the following method.
A: When observed with an electron microscope, no difference was found in the amount of polyurethane between the surface layer and the inner layer, and the adhesion amount of polyurethane to 100 g of the entangled nonwoven fabric was 20 g or more.
B: No difference was observed in the amount of polyurethane between the surface layer and the inner layer when observed with an electron microscope, and the adhesion amount of polyurethane to 100 g of the entangled nonwoven fabric was 16 g or more.
C: When observed with an electron microscope, the amount of polyurethane in the inner layer was clearly smaller than that in the surface layer, or the amount of polyurethane attached to 100 g of the entangled nonwoven fabric was less than 16 g.

次いで、得られたシートを窒素雰囲気中90℃で5時間熱処理した後、#60番手のサンドペーパーによりバフ掛けしてシートの厚みを1.2mmとした後、#240番手のサンドペーパーによりバフ掛けして表面を整え、見掛け密度0.62g/mの研磨層用シートを得た。この研磨層用シートの耐摩耗性を、次の評価方法により評価した。 Next, the obtained sheet is heat-treated at 90 ° C. for 5 hours in a nitrogen atmosphere, then buffed with # 60 sandpaper to make the sheet thickness 1.2 mm, and then buffed with # 240 sandpaper The surface was adjusted to obtain a sheet for abrasive layer having an apparent density of 0.62 g / m 3 . The abrasion resistance of this abrasive layer sheet was evaluated by the following evaluation method.

〈耐摩耗性〉
JIS K6264に従って、テーバー摩耗試験を行い、摩耗量を測定した。なお、磨耗輪:H−22、荷重:4.9N、回転数60rpm、500回の条件で測定した。磨耗試験前の質量と磨耗試験後の質量との差である磨耗減量(mg)を求めた。
<Abrasion resistance>
The Taber abrasion test was conducted according to JIS K6264 to measure the amount of abrasion. In addition, it measured on condition of wear ring | wheel: H-22, load: 4.9N, rotation speed 60rpm, and 500 times. The abrasion loss (mg), which is the difference between the mass before the abrasion test and the mass after the abrasion test, was determined.

そして、研磨層用シートの研磨面となる主面に、溝幅2.0mm、溝深さ0.5mm、ピッチ15mmの格子溝を形成してから、直径38cmの円形に切り抜いて、単層型の研磨パッドを作製した。そして、得られた研磨パッドの研磨特性を次の評価方法により評価した。   Then, after forming a grating groove having a groove width of 2.0 mm, a groove depth of 0.5 mm, and a pitch of 15 mm on the main surface to be a polishing surface of the polishing layer sheet, cut into a circle with a diameter of 38 cm to obtain a single layer type. The polishing pad of And the polishing characteristic of the obtained polishing pad was evaluated by the following evaluation method.

(株)エム・エー・ティー製研磨装置「BC−15」の研磨定盤に研磨パッドを貼り付けた。そして、研磨パッド回転数100rpm、ウェハ回転数99rpm、研磨圧力55kPaの条件で、酸化ケイ素砥粒を含有する研磨スラリー(フジミ社製「グランゾックス1302」)100質量部に対して、純水1900質量部を添加して混合した液を、200mL/分の速度で供給しながら、直径100mmの単結晶シリコンウェハ(密度2.33g/cm)を120秒間研磨した。そして、新たなシリコンウェハに交換して再度研磨する操作を繰り返し、同様にして合計20枚のシリコンウェハを研磨した。20枚目に研磨されたシリコンウェハについて、研磨速度及びウェハ表面粗さを測定した。 A polishing pad was attached to a polishing plate of a polishing apparatus "BC-15" manufactured by M.A.T. Then, under the conditions of 100 rpm of polishing pad rotation speed, 99 rpm of wafer rotation number, and 55 kPa of polishing pressure, 1900 mass parts of pure water with respect to 100 mass parts of polishing slurry ("Granzox 1302" manufactured by Fujimi Co., Ltd.) containing silicon oxide abrasive grains. The single crystal silicon wafer (density 2.33 g / cm 3 ) with a diameter of 100 mm was polished for 120 seconds while supplying the mixed solution with adding a portion at a rate of 200 mL / min. Then, the operation of replacing with a new silicon wafer and polishing again was repeated, and in the same manner, a total of 20 silicon wafers were polished. The polishing rate and the wafer surface roughness were measured for the twentieth polished silicon wafer.

〈研磨速度〉
研磨前および研磨後のウェハの質量を測定し、研磨前後の質量差と、ウェハの面積および密度より研磨速度を求めた。
Polishing speed
The mass of the wafer before and after polishing was measured, and the polishing rate was determined from the mass difference before and after polishing, and the area and density of the wafer.

〈ウェハ表面粗さ〉
研磨後のウェハ表面を、ザイゴ社製白色干渉顕微鏡「NewView6000」を使用して倍率2.5倍、測定範囲2.8mm×2.1mmの条件で、算術平均粗さ(Ra)および最大高低差(PV)を測定した。Raが小さいほど平滑性に優れており、またPVが小さいほど平坦性に優れている。
<Wafer surface roughness>
Arithmetic mean roughness (Ra) and maximum height difference under the conditions of 2.5 times magnification and measuring range 2.8 mm × 2.1 mm using a white interference microscope “NewView 6000” manufactured by Zygo Co., Ltd. after polishing. (PV) was measured. The smaller the Ra, the better the smoothness, and the smaller the PV, the better the flatness.

結果を下記表2に示す。   The results are shown in Table 2 below.

Figure 2019094380
Figure 2019094380

[実施例8]
実施例7において、実施例1で得られた熱可塑性ポリウレタン(A)及びポリウレタン(B)の混合物の溶液を用いる代わりに、実施例2で得られた熱可塑性ポリウレタン(C)のN,N−ジメチルホルムアミド溶液(ポリウレタンの濃度が18質量%)を用いること以外は実施例7と同様にして研磨層用シート及び研磨パッドを作成し、同様に評価した。結果を表2に示す。
[Example 8]
In Example 7, instead of using a solution of the mixture of thermoplastic polyurethane (A) and polyurethane (B) obtained in Example 1, N, N- of the thermoplastic polyurethane (C) obtained in Example 2 is used. A sheet for polishing layer and a polishing pad were prepared and evaluated in the same manner as in Example 7 except that a dimethylformamide solution (the concentration of polyurethane was 18% by mass) was used. The results are shown in Table 2.

[比較例7,8]
不織布に含浸する熱可塑性ポリウレタンの単量体混合物の配合を表2に示した配合に変更した以外は、実施例7と同様にして研磨層用シート及び研磨パッドを作成し、同様に評価した。結果を表2に示す。
Comparative Examples 7 and 8
A sheet for polishing layer and a polishing pad were prepared and evaluated in the same manner as in Example 7 except that the composition of the monomer mixture of thermoplastic polyurethane to be impregnated into the non-woven fabric was changed to the composition shown in Table 2. The results are shown in Table 2.

表2の結果から、次のことがわかる。共役ジエン部位及びジエノフィル部位を含む単量体を用いた熱可塑性ポリウレタンを不織布に含浸した実施例7,8と、共役ジエン部位及びジエノフィル部位を含む単量体を用いていないこと以外は近似する単量体組成の熱可塑性ポリウレタンを不織布に含浸した比較例7,8を比較すると、比較例7,8では不織布へのポリウレタンの含浸性が劣る上、耐摩耗性や研磨速度も劣っていた。一方、実施例7及び実施例8では、含浸性、耐摩耗性及び研磨速度のいずれも優れていた。   From the results of Table 2, the following can be seen. Examples 7 and 8 in which a thermoplastic polyurethane using a monomer containing a conjugated diene site and a dienophile site is impregnated in a non-woven fabric is similar to Examples 7 and 8 except that a monomer containing a conjugated diene site and a dienophile site is not used. Comparing Comparative Examples 7 and 8 in which the thermoplastic polyurethane of the monomer composition is impregnated into the non-woven fabric, Comparative Examples 7 and 8 are inferior in the impregnating property of the polyurethane to the non-woven fabric and also inferior in wear resistance and polishing rate. On the other hand, in Examples 7 and 8, all of the impregnatability, the abrasion resistance and the polishing rate were excellent.

本発明のポリウレタン、研磨層用シート状物及び研磨パッドは、半導体基板やガラス等の研磨用途に有用である。特に半導体やハードディスク、液晶ディスプレイなどの基板材料、あるいはレンズやミラーなどの光学部品などを化学機械研磨する際に好適である。   The polyurethane, the sheet for polishing layer and the polishing pad of the present invention are useful for polishing applications such as semiconductor substrates and glass. In particular, it is suitable for chemical mechanical polishing of substrate materials such as semiconductors, hard disks and liquid crystal displays, or optical parts such as lenses and mirrors.

1 研磨パッド
2 回転定盤
3 スラリー供給ノズル
4 キャリア
5 被研磨材
6 パッドコンディショナー
10 CMP装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Polishing pad 2 Rotating surface plate 3 Slurry supply nozzle 4 Carrier 5 Abrasive material 6 Pad conditioner 10 CMP apparatus

Claims (11)

(a)共役ジエン部位を含む単位とジエノフィル部位を含む単位と鎖伸長剤単位と高分子ポリオール単位と有機ポリイソシアネート単位とを含むポリウレタン、または、(b)共役ジエン部位を含む単位と鎖伸長剤単位と高分子ポリオール単位と有機ポリイソシアネート単位とを含む第1のポリウレタンと、ジエノフィル部位を含む単位と鎖伸長剤単位と高分子ポリオール単位と有機ポリイソシアネート単位とを含む第2のポリウレタンとの混合物、の少なくとも何れか一方を含むことを特徴とするポリウレタン。   (A) A polyurethane containing a unit containing a conjugated diene moiety, a unit containing a dienophile moiety, a chain extender unit, a high molecular weight polyol unit and an organic polyisocyanate unit, or (b) a unit containing a conjugated diene moiety and a chain extender Mixture of a first polyurethane comprising units, a polymeric polyol unit and an organic polyisocyanate unit, and a second polyurethane comprising a unit comprising a dienophile site, a chain extender unit, a polymeric polyol unit and an organic polyisocyanate unit And at least one of them. 前記共役ジエン部位を含む単位及び前記ジエノフィル部位を含む単位が各ポリウレタン主鎖の末端に存在する請求項1に記載のポリウレタン。   The polyurethane according to claim 1, wherein the unit comprising the conjugated diene moiety and the unit comprising the dienophile moiety are present at the end of each polyurethane main chain. 前記共役ジエン部位を含む単位が、1,3−ブタジエン骨格,フラン環,及びイミダゾール環からなる群から選ばれる少なくとも1種の前記共役ジエン部位を含む請求項1または2に記載のポリウレタン。   The polyurethane according to claim 1 or 2, wherein the unit containing the conjugated diene moiety contains at least one conjugated diene moiety selected from the group consisting of a 1,3-butadiene skeleton, a furan ring, and an imidazole ring. 前記ジエノフィル部位を含む単位が、マレイミド基,アクリロイル基,及びビニルケトン基からなる群から選ばれる少なくとも1種の前記ジエノフィル部位を含む請求項1〜3の何れか1項に記載のポリウレタン。   The polyurethane according to any one of claims 1 to 3, wherein the unit containing the dienophile site comprises at least one dienophile site selected from the group consisting of a maleimide group, an acryloyl group, and a vinyl ketone group. 前記共役ジエン部位を含む単位と前記ジエノフィル部位を含む単位とのモル比(共役ジエン部位/ジエノフィル部位)が0.1〜10である請求項1〜4の何れか1項に記載のポリウレタン。   The polyurethane according to any one of claims 1 to 4, wherein the molar ratio of the unit containing the conjugated diene moiety to the unit containing the dienophile moiety (conjugated diene moiety / dienophile moiety) is 0.1 to 10. 前記共役ジエン部位を含む単位と前記ジエノフィル部位を含む単位の総量が、0.02〜0.3mmol/gである請求項1〜5の何れか1項に記載のポリウレタン。   The polyurethane according to any one of claims 1 to 5, wherein a total amount of the unit including the conjugated diene moiety and the unit including the dienophile moiety is 0.02 to 0.3 mmol / g. 前記有機ポリイソシアネート単位に由来する窒素原子の含有割合が5〜8質量%である請求項1〜6の何れか1項に記載のポリウレタン。   The polyurethane according to any one of claims 1 to 6, wherein the content of the nitrogen atom derived from the organic polyisocyanate unit is 5 to 8% by mass. 前記共役ジエン部位と前記ジエノフィル部位とをディールスアルダー反応させて形成される共有結合を有する請求項1〜7の何れか1項に記載のポリウレタン。   The polyurethane according to any one of claims 1 to 7, which has a covalent bond formed by Diels-Alder reaction between the conjugated diene site and the dienophile site. 研磨層を含む研磨パッドであって、
前記研磨層は、共役ジエン部位とジエノフィル部位とを一分子内に有するポリウレタン、または共役ジエン部位とジエノフィル部位とを互いに異なる分子内にそれぞれ有するポリウレタンを含むことを特徴とする研磨パッド。
A polishing pad comprising a polishing layer, wherein
The polishing pad comprises a polyurethane having a conjugated diene site and a dienophile site in one molecule, or a polyurethane having a conjugated diene site and a dienophile site in different molecules, respectively.
前記ポリウレタンは熱可塑性ポリウレタンであり、前記研磨層は前記熱可塑性ポリウレタンの成形体である請求項9に記載の研磨パッド。   10. The polishing pad according to claim 9, wherein the polyurethane is a thermoplastic polyurethane, and the polishing layer is a molded article of the thermoplastic polyurethane. 前記研磨層は不織布を含み、前記ポリウレタンは前記不織布の内部に含まれる請求項9に記載の研磨パッド。   The polishing pad according to claim 9, wherein the polishing layer comprises a non-woven fabric, and the polyurethane is contained inside the non-woven fabric.
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