JP2002194104A - Method for preparing polyurethane polishing pad used for polishing semiconductor - Google Patents

Method for preparing polyurethane polishing pad used for polishing semiconductor

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JP2002194104A
JP2002194104A JP2000398149A JP2000398149A JP2002194104A JP 2002194104 A JP2002194104 A JP 2002194104A JP 2000398149 A JP2000398149 A JP 2000398149A JP 2000398149 A JP2000398149 A JP 2000398149A JP 2002194104 A JP2002194104 A JP 2002194104A
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polishing
isocyanate
mixing
polishing pad
silicone
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Hiroshi Seyanagi
博 瀬柳
Kazuyuki Ogawa
一幸 小川
Koichi Ono
浩一 小野
Tetsuo Shimomura
哲生 下村
Masahiko Nakamori
雅彦 中森
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Toyo Tire Corp
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Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Toyobo Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for preparing polishing pad having excellent scratching property, polishing characteristic and evenness by controlling the generation of voids in the pad. SOLUTION: In the method for preparing the polyurethane polishing pad to be used for polishing a semiconductor, in which an isocyanate-terminated prepolymer, an active hydrogen compound and micro-particulates are subjected to mixing, agitating and hardening, wherein the micro-particulates are previously wet with a silicone type surface active agent or silicone oil, and before the mixing step of the isocyanate-terminated prepolymer with the active hydrogen compound, by interposing deaeration step under reduced pressure so that the generation of voids can be controlled by removing gases such as air and the like being present in each step under reduced pressure.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、均一に微小中空体
を分散させた微小中空体を有するポリウレタン研磨パッ
ドの製造方法に関する。本発明のポリウレタン研磨パッ
ドは、樹脂、ガラスやレンズ、水晶、半導体等の製造用
シリコン、電子基板、光学基板等を研磨するに好適な研
磨材料として好適に使用可能である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a polyurethane polishing pad having fine hollow bodies in which fine hollow bodies are uniformly dispersed. The polyurethane polishing pad of the present invention can be suitably used as a polishing material suitable for polishing resin, silicon for production of glass, lenses, quartz, semiconductors, etc., electronic substrates, optical substrates, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来このようなポリウレタン研磨パッド
を製造する技術としては、微小中空発泡体をポリウレタ
ン樹脂形成原料組成物に分散する方法などが知られてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a technique for producing such a polyurethane polishing pad, there is known a method of dispersing a fine hollow foam in a raw material composition for forming a polyurethane resin.

【0003】この微小体をポリウレタン樹脂形成原料組
成物に分散する方法は、特表平08−500622号公
報を中心として、多くの特許が出願されている。該公報
によれば、微発泡ポリウレタン樹脂は、複数の柔軟性を
有する空隙スペースを有した高分子微小エレメントを含
浸したポリマーからなっており、高分子微小エレメント
としては、水溶性ポリマー類又はポリウレタンからなっ
ている。
A number of patents have been filed for dispersing the microparticles in a raw material composition for forming a polyurethane resin, mainly in Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-500622. According to the gazette, the microfoamed polyurethane resin is made of a polymer impregnated with a polymer microelement having a plurality of flexible void spaces, and the polymer microelement is made of a water-soluble polymer or polyurethane. Has become.

【0004】該公報に因れば、ウレタン系プレポリマー
と活性水素化合物とを混合・硬化させてポリウレタン系
研磨パッドを得る。その際混合液が未だ低粘度である間
に高分子微小エレメントを混合・均一に分散・硬化させ
ているが、このような方法では高分子エレメントを分散
させる時間が短いため激しく攪拌させる必要があり、そ
のため空気が混入して不均一な泡を発生しやすく、また
激しい攪拌による熱及び反応熱の発生のために混合液に
溶存している気体が気化・膨張し、そのためにボイドが
発生して、製造したウレタン硬化物(ブロック)からス
ライスして研磨パッドを得た場合、パッド表面にボイド
が不均一な分布、大きさで現れる。そのため研磨用スラ
リーを使用して半導体等の製造用シリコンなどの研磨を
行った場合、研磨用スラリーがパッド全面に均等に分布
するのではなくので該ボイド部分に偏在・凝集しやすく
なるため、被研磨表面に傷(スクラッチ)が発生しやす
くなると言った問題が発生していた。
According to this publication, a polyurethane-based polishing pad is obtained by mixing and curing a urethane-based prepolymer and an active hydrogen compound. At this time, the polymer microelements are mixed, uniformly dispersed and cured while the mixed liquid is still low in viscosity, but in such a method, it is necessary to vigorously agitate the polymer elements because the dispersion time of the polymer elements is short. Therefore, it is easy for air to mix and generate uneven foam, and the gas dissolved in the mixture evaporates and expands due to the generation of heat and reaction heat due to vigorous stirring, and as a result, voids are generated. When a polishing pad is obtained by slicing from a manufactured urethane cured product (block), voids appear in the pad surface with uneven distribution and size. Therefore, when polishing silicon for production of semiconductors or the like using the polishing slurry, the polishing slurry is not uniformly distributed over the entire surface of the pad, so that the polishing slurry tends to be unevenly distributed and aggregated in the void portion. There has been a problem that scratches are likely to occur on the polished surface.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、パッドのボ
イドの発生を押さえることでスクラッチ性、研磨性、平
坦性に優れた研磨用パッドを製造する方法を提供するこ
とを目的としたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for producing a polishing pad having excellent scratching, polishing and flatness by suppressing the generation of voids in the pad. is there.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
目的を達成するために鋭意研究した結果、ボイド発生の
少ない半導体研磨用ウレタンパッドの製造方法を見いだ
し、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have made intensive studies to achieve these objects, and as a result, have found a method of manufacturing a urethane pad for semiconductor polishing with less generation of voids, and have completed the present invention. Was.

【0007】イソシアネート末端プレポリマーと、活性
水素化合物と、微小体とを混合・攪拌・硬化させて、半
導体研磨用ポリウレタン研磨パッドを製造する方法にお
いて、予めシリコーン系界面活性剤又はシリコーンオイ
ルで湿らした微小体を使用し、イソシアネート末端プレ
ポリマーと、活性水素化合物とを混合する工程より前
に、減圧により脱泡させる工程を含むことを特徴とする
半導体研磨用ポリウレタン研磨パッドを製造する方法を
提供するものである。
In a method for producing a polyurethane polishing pad for semiconductor polishing by mixing, stirring, and curing an isocyanate-terminated prepolymer, an active hydrogen compound, and fine particles, the prepolymer is wetted with a silicone-based surfactant or silicone oil in advance. The present invention provides a method for producing a polyurethane polishing pad for semiconductor polishing, comprising a step of defoaming under reduced pressure before a step of mixing an isocyanate-terminated prepolymer and an active hydrogen compound by using a minute body. Things.

【0008】本発明によれば、イソシアネート末端プレ
ポリマー、活性化水素化合物に含まれていた空気などの
気体、微小体表面に吸着していた空気などの気体、更に
は微小体の混合工程において巻き込まれる空気などの気
体を減圧で脱泡除去することで、製造されたブロックに
はボイド発生が少なくなり、ブロックをスライスするこ
とにより得られた研磨用パッドも表面のボイドが少な
く、従ってそれに起因する被研磨物表面のスクラッチも
少なくなる。又微小体を予めシリコーン系界面活性剤又
はシリコーンオイルで濡らしておくことで、表面に吸着
した空気などの気体を除去することができ、混合液への
気体の持ち込みが減少するだけではなく、微小体の投入
時の舞い上がりが少なくなり、環境を汚染しないばかり
でなく、イソシアネート末端プレポリマー又は活性水素
化合物のいずれか、又は両方との混合の際、団子状に凝
集しにくくなり、均一な分散が可能となった。なお微小
体は、予めイソシアネート末端プレポリマー又は活性水
素化合物のいずれか又は両方に混合することが可能であ
るが、イソシアネート末端プレポリマーに予め混合する
方が、好ましい。
According to the present invention, a gas such as air contained in an isocyanate-terminated prepolymer, an activated hydrogen compound, a gas such as air adsorbed on the surface of a minute body, and a entangled gas in a mixing step of a minute body. By removing bubbles such as air under reduced pressure, voids are reduced in the manufactured block, and the polishing pad obtained by slicing the block also has a small number of voids on the surface, and thus is caused by it. Scratch on the surface of the object to be polished is also reduced. In addition, by pre-wetting the microparticles with a silicone-based surfactant or silicone oil, it is possible to remove gas such as air adsorbed on the surface, and not only to reduce the amount of gas brought into the mixture, In addition to not polluting the environment when the body is thrown, not only does it not pollute the environment, but also when mixed with either or both of the isocyanate-terminated prepolymer and the active hydrogen compound, it becomes difficult to aggregate in a dumpling form, and uniform dispersion is achieved. It has become possible. The microparticles can be mixed in advance with either or both of the isocyanate-terminated prepolymer and the active hydrogen compound, but it is more preferable to mix the microparticles with the isocyanate-terminated prepolymer in advance.

【0009】又請求項2の発明では、該微小体を混合す
る前に減圧により脱泡させる工程を含むことを特徴とす
る半導体研磨用ポリウレタン研磨パッドを製造する方法
を提供するものでもある。
Further, the invention of claim 2 provides a method for producing a polyurethane polishing pad for semiconductor polishing, which comprises a step of defoaming under reduced pressure before mixing the fine particles.

【0010】イソシアネート末端プレポリマー、活性化
水素化合物などに含まれる空気などの気体は、各化合物
に溶け込んでいる場合が多く、混合時に巻き込まれる空
気に比較して除去しにくいので、本発明のように該微小
体を混合する前に減圧脱泡により溶存している気体を除
去することは好ましいことである。
Gases such as air contained in isocyanate-terminated prepolymers, activated hydrogen compounds and the like are often dissolved in each compound, and are more difficult to remove than air entrained during mixing. It is preferable to remove the dissolved gas by degassing under reduced pressure before mixing the microparticles.

【0011】更に請求項3の発明では、該微小体を混合
後に減圧により脱泡させる工程を含むことを特徴とする
半導体研磨用ポリウレタン研磨パッドを製造する方法を
提供する。
Further, the invention according to claim 3 provides a method for producing a polyurethane polishing pad for semiconductor polishing, which comprises a step of defoaming under reduced pressure after mixing the fine particles.

【0012】微小体を混合する際には、微小体表面に含
まれる空気等の気体は勿論、混合時巻き込まれる空気な
どによりブロックにボイドが発生しやすくなるので、本
発明により、減圧脱泡して、気体を除去することは好ま
しい。
At the time of mixing the fine particles, voids are likely to be generated in the block due to air and the like included in the surface of the fine particles as well as air and the like contained in the surface of the fine particles. Therefore, it is preferable to remove gas.

【0013】該減圧脱泡は、微小体をイソシアネート末
端プレポリマー又は活性水素化合物のいずれか、又は両
方に混合する前に行うことができるし、又混合後に行う
こともできるが、混合前後の両方において行うことが、
溶存する気体を効果的に除去する事ができるのでより好
ましい。
The defoaming under reduced pressure can be performed before mixing the microparticles with either or both of the isocyanate-terminated prepolymer and the active hydrogen compound, or can be performed after the mixing. What can be done in
It is more preferable because dissolved gas can be effectively removed.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明に使用するイソシアネート
末端プレポリマーは、ポリウレタンの分野において公知
のイソシアネート化合物と、ポリオールとを反応させて
得られる末端がイソシアネート基を有する化合物であ
る。イソシアネート化合物としてはジイソシアネート化
合物が、好適である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The isocyanate-terminated prepolymer used in the present invention is a compound having an isocyanate group at the end obtained by reacting an isocyanate compound known in the field of polyurethane with a polyol. As the isocyanate compound, a diisocyanate compound is preferable.

【0015】ジイソシアネート化合物としては、2,4
−トリレンジイソシアネートを主として使用するが、こ
れ以外のジイソシアネートを本発明の効果を損なわない
範囲で併用することも可能で、その例としては2,6−
トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタ
ンジイソシアネート、ナフタレンー1,5−ジイソシア
ネート、トリジンジイソシアネート、パラフェニレンジ
イソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホ
ロンジイソシアネート、水添化トリレンジイソシアネー
ト、水添化ジフェニルメタンジイソシアネート等の化合
物を挙げることができるが、これに限るものではない。
As the diisocyanate compound, 2,4
-Tolylene diisocyanate is mainly used, but other diisocyanates can be used in combination as long as the effects of the present invention are not impaired.
Compounds such as tolylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, naphthalene-1,5-diisocyanate, tolidine diisocyanate, paraphenylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, hydrogenated tolylene diisocyanate, hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, and the like. But it is not limited to this.

【0016】ポリオールとしては、例えばポリ(オキシ
テトラメチレン)グリコール、ポリ(オキシプロピレ
ン)グリコール等のポリエーテルポリオール、ポリカー
ボネートポリオール、ポリエステルポリオール等が利用
できる。
As the polyol, for example, polyether polyols such as poly (oxytetramethylene) glycol and poly (oxypropylene) glycol, polycarbonate polyols, polyester polyols and the like can be used.

【0017】また物性を改良するために、短鎖グリコー
ル、例えばエチレングリコール、1,2−プロピレング
リコール、1,3−プロピレングリコール、1,2−ブ
タンジオール、1,3−ブタンジオール、2−メチル−
1,3−プロパンジオール、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、
3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキ
サンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレング
リコールなどの鎖延長剤を適宜入れることが出来る。
In order to improve the physical properties, short-chain glycols such as ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 2-methyl −
1,3-propanediol, 1,4-butanediol,
Neopentyl glycol, 1,5-pentanediol,
Chain extenders such as 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol and dipropylene glycol can be appropriately added.

【0018】活性水素含有化合物としては、例えば3,
3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノジフェニルメタ
ン、クロロアニリン変性ジクロロジアミノジフェニルメ
タン、3,5−ビス(メチルチオ)−2,4−トルエン
ジアミン、3,5−ビス(メチルチオ)−2,6−トル
エンジアミン等のジアミン類のうち少なくとも1つを主
に使用する。これらジアミン類は、イソシアネート末端
プレポリマーの架橋剤として働く。これらジアミン類
は、単独でも使用可能であるが、必要に応じてポリ(オ
キシテトラメチレン)グリコール、ポリ(オキシプロピ
レン)グリコール等のポリエーテルポリオール、ポリカ
ーボネートポリオール、ポリエステルポリオール等と併
用することも可能である。アミンと併用するポリオール
の分子量は低分子量のものが適しており、特に分子量5
00〜1000の範囲にあるポリ(オキシテトラメチレ
ン)グリコールが好ましい。
As the active hydrogen-containing compound, for example, 3,
3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane, chloroaniline-modified dichlorodiaminodiphenylmethane, 3,5-bis (methylthio) -2,4-toluenediamine, 3,5-bis (methylthio) -2,6-toluene At least one of diamines such as diamine is mainly used. These diamines act as crosslinking agents for the isocyanate-terminated prepolymer. These diamines can be used alone, but if necessary, can be used in combination with polyether polyols such as poly (oxytetramethylene) glycol and poly (oxypropylene) glycol, polycarbonate polyols, polyester polyols and the like. is there. The polyol used in combination with the amine preferably has a low molecular weight, particularly
Poly (oxytetramethylene) glycols in the range from 00 to 1000 are preferred.

【0019】本発明に用いられる微小体は、中空部に低
沸点炭化水素を内包し、殻部分は軟化温度が内包した低
沸点炭化水素の沸点よりも高温である熱塑性樹脂からな
っており、熱可塑性樹脂製の軟化温度以上の温度が加え
られると、熱可塑性樹脂の軟化及び低沸点炭化水素の体
積膨張が同時に起こり、微小中空球体が膨張する性質を
有する。その軟化温度は、好ましくは90〜120℃の
範囲である。
The microparticles used in the present invention contain a low-boiling hydrocarbon in the hollow part, and the shell is made of a thermoplastic resin whose softening temperature is higher than the boiling point of the low-boiling hydrocarbon contained therein. When a temperature equal to or higher than the softening temperature of the thermoplastic resin is applied, the softening of the thermoplastic resin and the volume expansion of the low-boiling hydrocarbons occur simultaneously, and the hollow microspheres have the property of expanding. Its softening temperature is preferably in the range from 90 to 120C.

【0020】未発泡の加熱膨張性微小中空球体の粒径
は、好ましくは5〜30μmである。この微小中空球体
は2液反応硬化の際に発泡するが、発泡後は、好ましく
は粒径10〜100μmの範囲で成形物中に微小泡とし
て存在する。
The particle diameter of the unfoamed heat-expandable micro hollow spheres is preferably 5 to 30 μm. The hollow microspheres foam during the two-component reaction curing, and after foaming, are preferably present as microbubbles in a molded product having a particle size of preferably from 10 to 100 μm.

【0021】又、未発泡の加熱膨張性微小中空球体の真
比重は、好ましくは1.0〜1.3であり、この範囲を
取ることはイソシアネート末端プレポリマーの比重に近
いため、混合時の分離が起こりにくく、良好な分散状態
を維持できる。
The true specific gravity of the non-foamed heat-expandable fine hollow spheres is preferably 1.0 to 1.3, and this range is close to the specific gravity of the isocyanate-terminated prepolymer. Separation hardly occurs and a good dispersion state can be maintained.

【0022】未発泡の加熱膨張性微小中空球体の殻部を
構成する熱可塑性樹脂は、アクリロニトリル-塩化ビニ
リデン共重合体またはアクリロニトリル-メチルメタク
リレート共重合体などが使用可能である。また、該中空
体の中空部に存する低沸点炭化水素としては、例えば、
イソブタン、ペンタン、イソペンタン、石油エーテル等
が挙げられる。この未発泡の加熱膨張性微小中空球体
は、主に、イソシアネート末端プレポリマーと活性水素
含有化合物とを混合・攪拌させ、反応硬化する際に放出
される反応熱によって発泡するものである。
As the thermoplastic resin constituting the shell of the unexpanded heat-expandable micro hollow sphere, an acrylonitrile-vinylidene chloride copolymer or an acrylonitrile-methyl methacrylate copolymer can be used. Further, as the low boiling hydrocarbon present in the hollow portion of the hollow body, for example,
Isobutane, pentane, isopentane, petroleum ether and the like. The non-foamed heat-expandable micro hollow spheres are mainly foamed by the reaction heat released when the isocyanate-terminated prepolymer and the active hydrogen-containing compound are mixed and stirred, and the reaction is cured.

【0023】させた微小体を予め濡らしておくシリコー
ン系界面活性剤又はシリコーンオイルとしては、シリコ
ーン系界面活性剤又はシリコーンオイルとしては、イソ
シアネート末端化合物と反応しないSH−192(トー
レ・ダウシリコーン社製)、SH−200(トーレ・ダ
ウシリコーン社製)、L−5340(日本ユニカー社
製)などがある。
As the silicone-based surfactant or silicone oil that wets the microparticles beforehand, SH-192 (manufactured by Toray Dow Silicone Co., Ltd.) that does not react with isocyanate-terminated compounds is used as the silicone-based surfactant or silicone oil. ), SH-200 (manufactured by Toray Dow Silicone), L-5340 (manufactured by Nippon Unicar) and the like.

【0024】微小体をシリコーン系界面活性剤又はシリ
コーンオイルで濡らす際は、タンクに微小体を投入して
おき、攪拌しながら、シリコーン系界面活性剤又はシリ
コーンオイルを噴霧させても良いが、より簡単な方法と
して、微小体を袋詰めにし、シリコーン系界面活性剤又
はシリコーンオイルをスプレーガンにて噴霧するのが実
際的な方法である。
When the microparticles are wetted with a silicone-based surfactant or silicone oil, the microparticles may be charged into a tank, and the silicone-based surfactant or silicone oil may be sprayed with stirring. As a simple method, it is a practical method to pack the microparticles and spray a silicone-based surfactant or silicone oil with a spray gun.

【0025】シリコーン系界面活性剤又はシリコーンオ
イルの噴霧量としては、微小体重量の1〜5倍重量部が
適切である。シリコーン系界面活性剤又はシリコーンオ
イルを噴霧させ、微小体を濡らすことで、イソシアネー
ト末端プレポリマーに混合する際、微小体の舞い上がり
が少なくなり、環境を汚染しない。更には、予め均一に
濡らしておくことで微小体表面に吸着している空気がシ
リコーン系界面活性剤又はシリコーンオイルに置換され
るので、プレポリマーとの混合時に空気の持ち込みが減
るばかりでなく、微小体が団子状に凝集しなくなり、均
一な分散が可能となる。シリコーン系界面活性剤又はシ
リコーンオイルが微小体重量の1倍重量部以下であれ
ば、微小体表面への吸着が不十分となり、プレポリマー
との混合時団子状に凝集するのは避けられないものにな
る。又逆に5倍以上噴霧することはイソシアネート末端
プレポリマーと反応しないものを必要以上に入れること
になり、研磨パッドの物性が低下するので良くない。
The amount of the silicone surfactant or silicone oil to be sprayed is suitably 1 to 5 times the weight of the fine particles. By spraying the silicone-based surfactant or silicone oil and wetting the microparticles, when mixed with the isocyanate-terminated prepolymer, the microparticles are less likely to fly up and do not pollute the environment. Furthermore, since the air adsorbed on the microparticle surface is replaced by a silicone-based surfactant or silicone oil by pre-wetting evenly, not only the air intake is reduced when mixing with the prepolymer, The fine particles are not aggregated in a dumpling shape, and uniform dispersion can be achieved. If the amount of the silicone surfactant or silicone oil is 1 part by weight or less of the weight of the microparticles, the adsorption to the microparticle surface becomes insufficient, and it is inevitable that the silicone powder aggregates in a cluster when mixed with the prepolymer. become. On the contrary, spraying 5 times or more is not preferable because the one that does not react with the isocyanate-terminated prepolymer is added more than necessary, and the physical properties of the polishing pad are reduced.

【0026】混合に際しては、先ず減圧可能なブレンド
タンクにイソシアネート末端プレポリマーを投入し、4
0〜80℃、好ましくは60〜80℃に加温し、予めシ
リコーン系界面活性剤又はシリコーンオイルで湿らした
微小体を混合・攪拌する。混合後、溶存した空気などの
気体や、混合時に取り込まれた空気などを10Torr
程度までの減圧により脱泡して取り除く。その際、予め
決められた高さ以上に液が上昇したら常圧に戻し、再度
減圧を繰り返して、液が上昇しなくなるまで繰り返す。
At the time of mixing, first, an isocyanate-terminated prepolymer is charged into a blend tank capable of reducing pressure, and
The mixture is heated to 0 to 80 ° C, preferably 60 to 80 ° C, and mixed and stirred with microparticles which have been wetted with a silicone surfactant or silicone oil in advance. After mixing, gas such as dissolved air, air taken in during mixing, etc. is 10 Torr.
Degas and remove by depressurizing to a degree. At this time, if the liquid rises above a predetermined height, the pressure is returned to normal pressure, the pressure is reduced again, and the process is repeated until the liquid no longer rises.

【0027】微小体を混合した後に減圧操作を繰り返す
ことで、巻き込まれたり、溶存したりしていた空気など
の気体を充分に除くことは可能であるが、イソシアネー
ト末端プレポリマーに溶存している気体を除くには時間
がかかるため、微小体を混合する前に、同様の減圧操作
により気体を除いておくことが、より好ましい。
By repeating the depressurizing operation after mixing the microparticles, it is possible to sufficiently remove the gas such as air which has been caught or dissolved, but it is dissolved in the isocyanate-terminated prepolymer. Since it takes time to remove the gas, it is more preferable to remove the gas by a similar decompression operation before mixing the microscopic bodies.

【0028】又、減圧脱泡時、減圧操作中攪拌できるよ
うな構造を持つブレンドタンクを使用すると、微小体が
比重差により分離しにくく、より好ましい。
It is more preferable to use a blend tank having a structure that enables stirring during the decompression operation during defoaming under reduced pressure, because the minute particles are less likely to be separated due to a difference in specific gravity.

【0029】又微小体を予め発泡させたものを使用する
こともできるが、この場合は、比重が軽いため、減圧に
より分離する傾向がある。その場合は、プレポリマーの
温度を60〜70℃と低めに設定することで粘度を予め
高めに設定しておき、更に減圧を攪拌しながら行った方
が、より均一なポリウレタン発泡体が得られる。
It is also possible to use fine particles which have been foamed in advance, but in this case, since the specific gravity is light, they tend to be separated by reduced pressure. In that case, setting the temperature of the prepolymer to a low temperature of 60 to 70 ° C. to set the viscosity higher in advance, and further performing the stirring while further reducing the pressure provides a more uniform polyurethane foam. .

【0030】微小体を混合させる攪拌機としては通常の
デイゾルバーがあり、例えば粉体混合用ミキサー、プラ
イマリーミキサーを使用する。
As a stirrer for mixing the fine particles, there is an ordinary dissolver, for example, a powder mixing mixer or a primary mixer.

【0031】又ブレンドタンクとしては、10torr
程度の減圧が可能であり、且つ減圧中において攪拌可能
な構造を持つものが好ましい。更に、液面計がついてお
り、減圧による液面のモニターが出来るものが好まし
い。又、ブレンドタンクの投入穴に、減圧に耐えるガラ
ス製、又は透明硬質プラスチック製の監視窓を設置し
て、これにより液面の状態を目視監視しても良い。
As a blend tank, 10 torr
It is preferable that the pressure can be reduced to a certain degree and the structure has a structure capable of stirring under reduced pressure. Further, it is preferable that a liquid level gauge is provided so that the liquid level can be monitored by reducing the pressure. Further, a monitoring window made of glass or transparent hard plastic that can withstand reduced pressure may be provided in the charging hole of the blend tank, and the state of the liquid level may be visually monitored by this.

【0032】脱泡が終わったプレポリマーと微小体との
混合物を反応タンクに計量し、そこに活性水素化合物を
混合・攪拌させ、型に注入し、反応硬化させて半導体研
磨用ポリウレタン研磨パッドを得る。ここにおける攪拌
は、大きな気泡を巻き込まない攪拌機の使用が好まし
い。このような攪拌機としては、プライマリーミキサー
が好適である。又活性水素化合物との混合は、2液成分
系発泡機を使用してもよい。
The mixture of the depolymerized prepolymer and the fine particles is weighed in a reaction tank, and an active hydrogen compound is mixed and stirred therein, poured into a mold, and cured by reaction to form a polyurethane polishing pad for semiconductor polishing. obtain. It is preferable to use a stirrer that does not involve large bubbles for stirring. As such a stirrer, a primary mixer is suitable. For mixing with the active hydrogen compound, a two-component foaming machine may be used.

【0033】[0033]

【実施例】以下本発明を実施例を用いてより詳細に説明
するが、本発明は実施例に何ら限定されるものでない。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the examples.

【0034】(実施例1)70℃に加温したイソシアネ
ート末端プレポリマーL−325(ユニロイヤル社製N
CO9.45%)200kg重量部を減圧タンクに計量
し、70℃に保ちながら、10Torr程度までの減圧
により、プレポリマーに溶存している気体を脱泡させ
る。この際ガラス製の監視窓から目視にて監視をし、決
められた線まで上昇したら常圧に戻し、再度減圧を繰り
返して、液が上昇しなくなるまで繰り返す。その後、予
めエキスパンセル 551DE(日本フィライト社製
既発泡) 6.4kgを袋詰めにし、スプレーガンにより、シリコー
ン系界面活性剤SH−192(トーレダウコーニング社
製)を10kg噴霧させたものを投入し、プライマリー
ミキサーにて混合したものを、70℃に保ち、同様な方
法により減圧脱泡させる。この微小体が混合された液を
反応容器に30kg計量し、更に、120℃で融解させ
た3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノジフェニル
メタンを7.8kg投入し、プライマリーミキサーにて
70秒間、攪拌・混合し、型に流し込み、成型体を得
た。
(Example 1) Isocyanate-terminated prepolymer L-325 (N manufactured by Uniroyal Co.)
200 kg parts by weight of CO (9.45%) is weighed in a reduced pressure tank, and while maintaining the temperature at 70 ° C., the gas dissolved in the prepolymer is degassed by reducing the pressure to about 10 Torr. At this time, monitoring is performed visually through a glass monitoring window, and when the pressure rises to a predetermined line, the pressure is returned to normal pressure, pressure reduction is repeated again, and the process is repeated until the liquid no longer rises. After that, Expandel 551DE (manufactured by Nippon Philite)
6.4 kg was packed in a bag, and 10 kg of a silicone-based surfactant SH-192 (manufactured by Toray Dow Corning) was sprayed with a spray gun, and the mixture was mixed with a primary mixer at 70 ° C. And degassed under reduced pressure by the same method. 30 kg of the liquid in which the microparticles are mixed is weighed into a reaction vessel, and 7.8 kg of 3,3′-dichloro-4,4′-diaminodiphenylmethane melted at 120 ° C. is added thereto. After stirring and mixing for seconds, the mixture was poured into a mold to obtain a molded body.

【0035】(比較例1)実施例1において、シリコー
ン系界面活性剤噴霧及び減圧工程を除いたほかは同様に
して成型体を得た。
Comparative Example 1 A molded product was obtained in the same manner as in Example 1, except that the step of spraying the silicone-based surfactant and the step of reducing the pressure were omitted.

【0036】各得られた成型体を1.3mmにスライス
して得られた15枚のシートについて、その切断面を目
視観察したところ、実施例1においてはいずれのシート
も0.5mmφ以上のボイドが20個以下/600mmφ
成型体に対し、比較例1においては30個以上/600
mmφであった。又比較例1においては、微小体をプレ
ポリマーに混合した際、団子状になり、均一化に時間を
要した。(実施例においては50mmφ中にバルーンの
クラスター(径は1mm程度)が3以下だったのに対し、
比較例1においては10個以上あった。)
The cut surface of 15 sheets obtained by slicing each obtained molded body into 1.3 mm was visually observed. In Example 1, each sheet had a void of 0.5 mmφ or more. Is less than 20 pieces / 600mmφ
30 or more / 600 in Comparative Example 1
mmφ. Further, in Comparative Example 1, when the microparticles were mixed with the prepolymer, the microparticles were formed into a dumpling, and time was required for homogenization. (In the example, the balloon cluster (diameter is about 1 mm) was 3 or less in 50 mmφ,
In Comparative Example 1, there were 10 or more. )

【0037】また、それらを用いて、8インチシリコン
ウエハの研磨試験(ウエハ荷重300g/cm2、プラ
テン回転数60rpm、研磨時間120秒)を行った。
得られたシリコンウエハの被研磨表面を、トプコン社製
表面欠陥装置、WM2500にて0.2μm以上の異物
の検出を行ない、線状に検出される物に関してスクラッ
チとして評価したところ、実施例1においては、スクラ
ッチの数としては、10個以下であった。又研磨特性、平
坦性は、いずれも良好であった。一方、比較例において
は、スクラッチ性は、100個以上のものがあり、実用
上問題のあるものであった。
Using them, an 8-inch silicon wafer was subjected to a polishing test (wafer load: 300 g / cm 2 , platen rotation speed: 60 rpm, polishing time: 120 seconds).
The surface to be polished of the obtained silicon wafer was subjected to detection of a foreign substance having a size of 0.2 μm or more with a surface defect device manufactured by Topcon Corporation, WM2500, and a linearly detected object was evaluated as a scratch. Had less than 10 scratches. The polishing characteristics and flatness were all good. On the other hand, in the comparative examples, the scratchability was 100 or more, which was problematic in practical use.

【0038】[0038]

【発明の効果】イソシアネート末端プレポリマーとさせ
た微小体及び活性水素含有化合物を混合・攪拌・硬化さ
せ半導体研磨用ポリウレタン研磨パッドを製造するに際
し、予めシリコーン系界面活性剤又はシリコーンオイル
でさせた微小体を湿らしておき、更に減圧脱泡工程を入
れることで、ボイドの発生を押さえることができ、又、
微小体が均一に分散した、スクラッチ性、研磨特性、平
坦性に優れた研磨用パッドを得ることが出来た。
EFFECTS OF THE INVENTION In the production of a polyurethane polishing pad for semiconductor polishing by mixing, stirring and hardening a microparticle made into an isocyanate-terminated prepolymer and an active hydrogen-containing compound, a microparticle previously made with a silicone surfactant or silicone oil By moistening the body and adding a vacuum degassing step, the occurrence of voids can be suppressed,
It was possible to obtain a polishing pad in which the fine particles were uniformly dispersed and which was excellent in the scratch property, the polishing property, and the flatness.

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成14年3月14日(2002.3.1
4)
[Submission date] March 14, 2002 (2002.3.1)
4)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0023[Correction target item name] 0023

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0023】微小体を予め湿らしておくシリコーン系界
面活性剤又はシリコーンオイルとしては、イソシアネー
ト末端化合物と反応しないSH−192(トーレ・ダウ
シリコーン社製)、SH−200(トーレ・ダウシリコ
ーン社製)、L−5340(日本ユニカー社製)などが
ある。
Examples of the silicone surfactant or silicone oil for prewetting the microparticles include SH-192 (manufactured by Toray Dow Silicone) and SH-200 (manufactured by Toray Dow Silicone) which do not react with isocyanate-terminated compounds. ), L-5340 (manufactured by Nippon Unicar).

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0038[Correction target item name] 0038

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0038】[0038]

【発明の効果】イソシアネート末端プレポリマーと微小
体及び活性水素含有化合物を混合・撹拌・効果させ半導
体研磨用ポリウレタン研磨パッドを製造するに際し、予
めシリコーン系界面活性剤又はシリコーンオイルで微小
体を湿らせておき、さらに減圧脱泡工程を入れること
で、ボイドの発生を押さえることができ、又、微小体が
均一に分散した、スクラッチ性、研磨特性、平坦性に優
れた研磨用パッドを得ることが出来た。
When the isocyanate-terminated prepolymer, the microparticles and the active hydrogen-containing compound are mixed, agitated, and effected to produce a polyurethane polishing pad for semiconductor polishing, the microparticles are wetted with a silicone surfactant or silicone oil in advance. In addition, by further applying a reduced pressure defoaming step, the generation of voids can be suppressed, and a polishing pad excellent in scratch property, polishing characteristics, and flatness in which fine particles are uniformly dispersed can be obtained. done.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 浩一 滋賀県大津市堅田二丁目1番1号 東洋紡 績株式会社総合研究所内 (72)発明者 下村 哲生 滋賀県大津市堅田二丁目1番1号 東洋紡 績株式会社総合研究所内 (72)発明者 中森 雅彦 滋賀県大津市堅田二丁目1番1号 東洋紡 績株式会社総合研究所内 Fターム(参考) 3C058 AA09 CA01 CA04 CA05 CA06 CA07 CB01 CB02 CB03 CB06 4F071 AA53 AC16 AD04 AE10 AH19 DA20 4J002 BD102 BG062 BG092 CK021 CK031 CK041 FA092 FB092 GT00  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Koichi Ono 2-1-1 Katata, Otsu-shi, Shiga Inside Toyobo Co., Ltd. Research Institute (72) Inventor Tetsuo Shimomura 2-1-1 Katata, Otsu-shi, Shiga Inside Toyobo Co., Ltd. (72) Inventor Masahiko Nakamori 2-1-1 Katata, Otsu-shi, Shiga F-term in Toyobo Co., Ltd. (Ref.) 3C058 AA09 CA01 CA04 CA05 CA06 CA07 CB01 CB02 CB03 CB06 4F071 AA53 AC16 AD04 AE10 AH19 DA20 4J002 BD102 BG062 BG092 CK021 CK031 CK041 FA092 FB092 GT00

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】イソシアネート末端プレポリマーと、活性
水素化合物と、微小体とを混合・攪拌・硬化させて、半
導体研磨用ポリウレタン研磨パッドを製造する方法にお
いて、予めシリコーン系界面活性剤又はシリコーンオイ
ルで湿らした微小体を使用し、イソシアネート末端プレ
ポリマーと、活性水素化合物とを混合する工程より前
に、減圧により脱泡させる工程を含むことを特徴とする
半導体研磨用ポリウレタン研磨パッドを製造する方法。
1. A method for producing a polyurethane polishing pad for semiconductor polishing by mixing, stirring and curing an isocyanate-terminated prepolymer, an active hydrogen compound, and a microparticle, wherein a silicone-based surfactant or silicone oil is used in advance. A method for producing a polyurethane polishing pad for semiconductor polishing, comprising a step of defoaming under reduced pressure before a step of mixing an isocyanate-terminated prepolymer and an active hydrogen compound using a wet microparticle.
【請求項2】該微小体を混合する前に減圧により脱泡さ
せる工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導
体研磨用ポリウレタン研磨パッドを製造する方法。
2. The method for producing a polyurethane polishing pad for semiconductor polishing according to claim 1, further comprising the step of defoaming under reduced pressure before mixing said microscopic objects.
【請求項3】該微小体を混合後に減圧により脱泡させる
工程を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の半
導体研磨用ポリウレタン研磨パッドを製造する方法
3. The method for producing a polyurethane polishing pad for semiconductor polishing according to claim 1, further comprising a step of defoaming the microparticles under reduced pressure after mixing.
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