JP2007091898A - Foamed resin and polishing pad using the same - Google Patents

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JP2007091898A JP2005283532A JP2005283532A JP2007091898A JP 2007091898 A JP2007091898 A JP 2007091898A JP 2005283532 A JP2005283532 A JP 2005283532A JP 2005283532 A JP2005283532 A JP 2005283532A JP 2007091898 A JP2007091898 A JP 2007091898A
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Shunji Kaneda
俊二 金田
Hirobumi Kikuchi
博文 菊池
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing pad which has a homogeneous foam structure and can improve the smoothness and the smoothing efficiency for a surface to be polished, wherein the change of hardness during a polishing work is small (particularly the change of hardness according to the change of the temperature during the polishing work is small). <P>SOLUTION: The foamed resin comprises mainly thermoplastic polyurethane which is obtained by reacting a polymer diol, an organic diisocyanate and a chain extender at a ratio of mass parts of the polymer diol/(the total mass parts of the organic diisocyanate and the chain extender) of 10/90-35/65. The polymer diol has a number average molecular weight of 400-2,000, 50 mol% or more of the polymer diol is a dimer diol having a carbon number of 30-42, 50 mol% or more of the chain extender is 1,4-cyclohexane dimethanol, and the nitrogen atom content originated from the organic diisocyanate of the thermoplastic polyurethane is 5-7 mass%. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は均一性の高い発泡構造を有する樹脂発泡体及び該発泡体よりなる研磨パッドに関する。本発明の研磨パッドは、半導体ウェハなどを精度良くかつ高効率に研磨する用途に特に有用である。   The present invention relates to a resin foam having a highly uniform foam structure and a polishing pad made of the foam. The polishing pad of the present invention is particularly useful for applications in which a semiconductor wafer or the like is polished with high accuracy and high efficiency.

集積回路を形成するための基材として使用される半導体ウェハの鏡面加工に用いられる研磨パッドとしては、一般的に、ベロア調やスエード調などの繊維と樹脂の複合材料、あるいは熱可塑性ポリウレタン樹脂を不織布に含浸させ、湿式凝固させてなる、圧縮変形特性が大きく比較的柔軟なシートが多用されてきた。   As a polishing pad used for mirror processing of a semiconductor wafer used as a base material for forming an integrated circuit, a fiber-resin composite material such as velor tone or suede tone, or a thermoplastic polyurethane resin is generally used. A relatively flexible sheet having a large compressive deformation characteristic, which is impregnated into a nonwoven fabric and wet-solidified, has been frequently used.

近年、半導体ウェハは、半導体素子(装置)などの高集積化、多層配線化に伴う一層の高平坦化などの品質向上に加え、低価格化の要求が増々高まっている。それに伴い、半導体ウェハを研磨する研磨パッドに対しても従来以上の平坦化を可能にするなどの高機能化が求められている。さらに長時間使用可能なことが要求されている。   In recent years, semiconductor wafers have been increasingly demanded for lower prices in addition to higher quality such as higher integration of semiconductor elements (devices) and higher flatness accompanying multilayer wiring. Along with this, there is a demand for higher functionality, such as enabling flattening more than ever for polishing pads for polishing semiconductor wafers. Furthermore, it must be usable for a long time.

従来の比較的柔軟性の高い不織布タイプの研磨パッドは、半導体ウェハとの接触性が良く、研磨スラリーの保持性も良好であるが、その柔軟性のために被研磨面の平坦化を十分に達成できない。しかも、研磨スラリーや研磨屑が不織布の空隙に目詰まりし、これが原因でウェハ表面に傷を付けやすい傾向にある。また、研磨スラリーや研磨屑が目詰まりし易く、しかも空隙深くまで侵入するとその洗浄が困難であり、研磨パッドの使用時間が短いという問題点も有している。   Conventional non-woven type polishing pads with relatively high flexibility have good contact properties with semiconductor wafers and good retention of polishing slurries. Cannot be achieved. In addition, polishing slurry and polishing scraps clog the voids in the nonwoven fabric, which tends to damage the wafer surface. In addition, the polishing slurry and polishing scraps are easily clogged, and if they penetrate deeply into the gap, it is difficult to clean them, and there is a problem that the usage time of the polishing pad is short.

一方、高分子発泡体を使用した研磨パッドも知られており、不織布タイプの研磨パッドに比べて剛性が高いため、半導体ウェハの研磨など、表面の平坦化が要求される用途によく使用されている。また、高分子発泡体を使用した研磨パッドは独立気泡構造であるため、研磨スラリーや研磨屑が不織布タイプの研磨パッドのように空隙の奥まで侵入しないので、研磨パッドの洗浄が比較的容易で長時間の使用にも耐えられるものである。高分子発泡体としては、特に耐磨耗性に優れることから発泡ポリウレタンがよく用いられている。   On the other hand, polishing pads using polymer foam are also known, and since they are more rigid than non-woven type polishing pads, they are often used for applications that require surface flattening such as polishing of semiconductor wafers. Yes. In addition, since the polishing pad using the polymer foam has a closed cell structure, the polishing slurry and polishing debris do not penetrate into the back of the gap unlike the nonwoven type polishing pad, so that the polishing pad can be cleaned relatively easily. It can withstand long-term use. As the polymer foam, foamed polyurethane is often used because it is particularly excellent in wear resistance.

この研磨パッドは、通常、発泡ポリウレタンを適宜研削又はスライスすることにより製造されている。また、研磨パッド用の発泡ポリウレタンは、従来、2液硬化型ポリウレタンを用いて注型発泡硬化することによって製造されてきた(下記特許文献1〜4などを参照。)。しかし、この方法では、反応及び発泡の均一化が困難である上、得られる発泡ポリウレタンの高硬度化にも限界があった。また、従来の発泡ポリウレタン製の研磨パッドでは、被研磨面の平坦性、平坦化効率などの研磨特性が変動することがあるが、これはもとになる発泡ポリウレタンにおける発泡構造のばらつきがその一因と考えられる。近時においては、例えば、非特許文献1に記載されているように、平坦化効率を高めるためより硬度の高い研磨パッドが望まれている。   This polishing pad is usually manufactured by appropriately grinding or slicing foamed polyurethane. Also, foamed polyurethane for polishing pads has been conventionally produced by cast foam curing using a two-component curable polyurethane (see Patent Documents 1 to 4 below). However, in this method, it is difficult to make the reaction and foam uniform, and there is a limit to increasing the hardness of the resulting polyurethane foam. In addition, with conventional foamed polyurethane polishing pads, the polishing characteristics such as the flatness and planarization efficiency of the surface to be polished may fluctuate. This is due to variations in the foamed structure of the original polyurethane foam. It is thought to be the cause. Recently, as described in Non-Patent Document 1, for example, a polishing pad with higher hardness is desired in order to increase planarization efficiency.

被研磨面の平坦性、平坦化効率などの向上を達成でき、また、研磨作業時の硬度変化が少ない研磨パッドとして、1,4−シクロヘキサンジメタノールを鎖延長剤として使用した特定のポリウレタンからなるポリウレタン発泡体を用いた研磨パッドが知られている(下記特許文献5を参照。)。研磨パッドを用いて研磨する場合、研磨作業中に生じる研磨パッド表面の微細孔の目詰り及び研磨パッドの変形、磨耗などは、研磨速度、被研磨面の平坦性や均一性などを悪化させるため、ドレッシングと呼ばれる処理が常時あるいは定期的に行われる。該「ドレッシング」とは、ダイヤモンド砥石を用いて研磨パッドの表面を削り取る作業であり、このドレッシング処理により、研磨能力の確保及び再現性のある研磨特性が維持される。しかしながら、このドレッシング処理により研磨パッド表面に形成される面は、必ずしも研磨初期状態でなく発泡孔の変形やつぶれを生じ、結果として研磨特性の安定性に欠けることがある。既存の研磨パッドには、このような研磨特性の安定性や、また、研磨の回数を重ねた際の被研磨面の面内均一性向上といった更なる高性能化が求められている。   Made of a specific polyurethane using 1,4-cyclohexanedimethanol as a chain extender as a polishing pad that can improve the flatness of the surface to be polished, flattening efficiency, etc. A polishing pad using a polyurethane foam is known (see Patent Document 5 below). When polishing with a polishing pad, clogging of the fine holes on the polishing pad surface and deformation or wear of the polishing pad that occur during the polishing operation deteriorate the polishing rate, flatness and uniformity of the surface to be polished, etc. A process called dressing is performed constantly or periodically. The “dressing” is an operation of scraping the surface of the polishing pad using a diamond grindstone, and the dressing process ensures the polishing ability and maintains the reproducible polishing characteristics. However, the surface formed on the surface of the polishing pad by this dressing treatment is not necessarily in the initial state of polishing, and foam holes are deformed or crushed, resulting in lack of stability of polishing characteristics. Existing polishing pads are required to have higher performance such as stability of such polishing characteristics and improvement of in-plane uniformity of the surface to be polished when the number of polishing is repeated.

特開2000−178374号公報JP 2000-178374 A 特開2000−248034号公報JP 2000-248034 A 特開2001−89548号公報JP 2001-89548 A 特開平11−322878号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-322878 特開2004−35669号公報JP 2004-35669 A 米国特許第4473665号公報U.S. Pat. No. 4,473,665 特開平6−322168号公報JP-A-6-322168 特開平8−11190号公報JP-A-8-11190 特開平10−36547号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-36547 特開2000−169615号公報JP 2000-169615 A 特開2000−248101号公報JP 2000-248101 A 柏木正弘ら、「CMPのサイエンス」、株式会社サイエンスフォーラム、1997年8月20日、p.113〜119Masahiro Kusunoki et al., “CMP Science”, Science Forum, Inc., August 20, 1997, p.113-119

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、均一な発泡構造を有し、研磨パッドに応用した場合に、被研磨面の平坦性及び平坦化効率の向上を図ることができる樹脂発泡体を提供することを目的とする。また、研磨作業中の硬度変化が少ない研磨パッド、特に研磨作業中の温度変動に対して硬度変化が少ない研磨パッドを与え得る樹脂発泡体を提供することを目的とする。さらに、研磨中に研磨性能(研磨速度、平坦性)に悪影響を及ぼすことの少ない研磨パッドを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a uniform foamed structure, and when applied to a polishing pad, can improve the flatness and planarization efficiency of the surface to be polished. The object is to provide a foam. It is another object of the present invention to provide a resin foam capable of providing a polishing pad with a small change in hardness during the polishing operation, particularly a polishing pad with a small change in hardness against temperature fluctuations during the polishing operation. It is another object of the present invention to provide a polishing pad that does not adversely affect polishing performance (polishing rate, flatness) during polishing.

本発明者らは、上記目的を達成すべく検討を重ねた結果、主として特定のポリウレタンからなる樹脂発泡体によれば上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of repeated studies to achieve the above object, the present inventors have found that the above problems can be solved by a resin foam mainly composed of a specific polyurethane, and have completed the present invention.

即ち、本発明は、
(1) 主として熱可塑性ポリウレタンからなり、密度が0.4〜0.95g/cm、気泡サイズが1〜100μmである樹脂発泡体であって、
該熱可塑性ポリウレタンは、高分子ジオール、有機ジイソシアネート、及び、鎖伸長剤を、高分子ジオールの質量/(有機ジイソシアネート及び鎖伸長剤の合計質量)が10/90〜35/65となる割合で反応させて得られるものであり、
該高分子ジオールの数平均分子量は400〜2000であり、
該高分子ジオールの50モル%以上は炭素数30〜42のダイマージオールであり、
該鎖伸長剤の50モル%以上は1,4−シクロヘキサンジメタノールであり、
該熱可塑性ポリウレタンの有機ジイソシアネートに由来する窒素原子の含有率が5〜7質量%である樹脂発泡体、に関する。
That is, the present invention
(1) A resin foam mainly composed of thermoplastic polyurethane, having a density of 0.4 to 0.95 g / cm 3 and a cell size of 1 to 100 μm,
The thermoplastic polyurethane reacts with a polymer diol, an organic diisocyanate, and a chain extender at a ratio of mass of polymer diol / (total mass of organic diisocyanate and chain extender) of 10/90 to 35/65. Is obtained by
The number average molecular weight of the polymer diol is 400 to 2000,
50 mol% or more of the polymer diol is a dimer diol having 30 to 42 carbon atoms,
More than 50 mol% of the chain extender is 1,4-cyclohexanedimethanol,
The present invention relates to a resin foam having a nitrogen atom content of 5 to 7% by mass derived from the organic diisocyanate of the thermoplastic polyurethane.

また、本発明は、
(2) 前記熱可塑性ポリウレタンの80℃における貯蔵弾性率(E’80)が2×10Pa〜2×10Paであり、かつ、前記熱可塑性ポリウレタンの30℃における貯蔵弾性率(E’30)と80℃における貯蔵弾性率(E’80)との比率(E’30/E’80)が1〜4である上記(1)に記載する樹脂発泡体、に関する。
The present invention also provides:
(2) The storage elastic modulus (E ′ 80 ) at 80 ° C. of the thermoplastic polyurethane is 2 × 10 8 Pa to 2 × 10 9 Pa, and the storage elastic modulus at 30 ° C. of the thermoplastic polyurethane (E ′ 30 ) and the storage elastic modulus (E ′ 80 ) at 80 ° C. (E ′ 30 / E ′ 80 ) is 1 to 4 and relates to the resin foam described in (1) above.

また、本発明は、
(3) 前記ダイマージオールの炭素数が36である、上記(1)又は(2)に記載する樹脂発泡体、に関する。
The present invention also provides:
(3) The resin foam according to (1) or (2) above, wherein the dimer diol has 36 carbon atoms.

また、本発明は、
(4) 前記ダイマージオールが、オレイン酸、リノール酸およびリノレン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種を2分子加熱重合させて得られるダイマー酸を還元して得られるものである、上記(3)に記載する樹脂発泡体、に関する。
The present invention also provides:
(4) The above-mentioned (3), wherein the dimer diol is obtained by reducing dimer acid obtained by heat-polymerizing at least one selected from the group consisting of oleic acid, linoleic acid and linolenic acid. The resin foam described in 1. above.

また、本発明は、
(5) 熱可塑性ポリウレタン、又は主として熱可塑性ポリウレタンからなるポリウレタン樹脂組成物に、非反応性ガスを加温、加圧条件下で溶解させた後、50℃以下に冷却し、次いで圧力を開放して非反応性ガスが溶解した熱可塑性ポリウレタン又は主として熱可塑性ポリウレタンからなるポリウレタン樹脂組成物を得た後、これを加熱発泡させて得られる、上記(1)ないし(4)のいずれかに記載する樹脂発泡体,に関する。
The present invention also provides:
(5) A non-reactive gas is dissolved in a polyurethane resin composition composed of thermoplastic polyurethane or mainly thermoplastic polyurethane under heating and pressure conditions, then cooled to 50 ° C. or lower, and then the pressure is released. In any one of the above (1) to (4), a polyurethane resin composition comprising a thermoplastic polyurethane in which a non-reactive gas is dissolved or mainly a thermoplastic polyurethane is obtained and then heated and foamed. Resin foam.

また、本発明は、
(6) 前記非反応性ガスが、二酸化炭素又は窒素である、上記(5)に記載する樹脂発泡体、に関する。
The present invention also provides:
(6) The resin foam according to (5), wherein the non-reactive gas is carbon dioxide or nitrogen.

また、本発明は、
(7) 上記(1)ないし(6)のいずれかに記載する樹脂発泡体を含有する研磨パッド、に関する。
The present invention also provides:
(7) It is related with the polishing pad containing the resin foam in any one of said (1) thru | or (6).

本発明の好ましい態様によれば、均一な発泡構造を有し、硬度が高くかつ硬度の温度依存性が少ない樹脂発泡体及び該樹脂発泡体を有する研磨パッドを提供することができる。本発明の好ましい態様に係る研磨パッドは、ケミカルメカニカル研磨(以下、CMPと略称することがある)に有用であり、半導体ウェハなどを高精度かつ高効率に研磨することができる。本発明の好ましい態様に係る研磨パッドは、特に、被研磨面の平坦性及び平坦化効率を従来よりも向上することができ、しかも、使用時間を従来のものよりも延長することができる。   According to a preferred aspect of the present invention, it is possible to provide a resin foam having a uniform foam structure, high hardness, and low hardness temperature dependence, and a polishing pad having the resin foam. The polishing pad according to a preferred embodiment of the present invention is useful for chemical mechanical polishing (hereinafter sometimes abbreviated as CMP), and can polish a semiconductor wafer or the like with high accuracy and high efficiency. In particular, the polishing pad according to the preferred embodiment of the present invention can improve the flatness and flattening efficiency of the surface to be polished as compared with the prior art, and can extend the use time as compared with the conventional one.

以下、本発明をより詳しく説明する。
本発明の樹脂発泡体は、主として熱可塑性ポリウレタンからなる。そして、本発明の樹脂発泡体の密度は0.4〜0.95g/cmであり、気泡サイズは1〜100μmである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The resin foam of the present invention is mainly composed of thermoplastic polyurethane. And the density of the resin foam of this invention is 0.4-0.95 g / cm < 3 >, and bubble size is 1-100 micrometers.

本発明において使用される熱可塑性ポリウレタンは高分子ジオール、有機ジイソシアネート、及び、鎖伸長剤を、高分子ジオールの質量/(有機ジイソシアネート及び鎖伸長剤の合計質量)が10/90〜35/65となる割合で反応させて得られるものである。そして、該高分子ジオールの数平均分子量は400〜2000であり、該高分子ジオールの50モル%以上は炭素数30〜42のダイマージオールであり、また、該鎖伸長剤の50モル%以上は1,4−シクロヘキサンジオールであり、さらに、該熱可塑性ポリウレタンにおける、有機ジイソシアネートに由来する窒素原子の含有率は5〜7質量%である。   The thermoplastic polyurethane used in the present invention has a polymer diol, an organic diisocyanate, and a chain extender, and the mass of the polymer diol / (total mass of the organic diisocyanate and the chain extender) is 10/90 to 35/65. It is obtained by reacting at a ratio. The number average molecular weight of the polymer diol is 400 to 2000, 50 mol% or more of the polymer diol is a dimer diol having 30 to 42 carbon atoms, and 50 mol% or more of the chain extender is 1,4-cyclohexanediol, and the content of nitrogen atoms derived from the organic diisocyanate in the thermoplastic polyurethane is 5 to 7% by mass.

該熱可塑性ポリウレタンは、高分子ジオール、有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤を反応させることにより得られる。   The thermoplastic polyurethane can be obtained by reacting a polymer diol, an organic diisocyanate and a chain extender.

本発明において使用される熱可塑性ポリウレタンの製造に用いられる高分子ジオールは、その50モル%以上が炭素数30〜42のダイマージオールである。高分子ジオールが炭素数30〜42のダイマージオールを50モル%以上含むことにより、得られる熱可塑性ポリウレタンの硬度の温度依存性が小さくなり、樹脂発泡体の硬度も温度依存性が小さく、研磨の作業中における被研磨面の平坦性の低下および研磨効率の低下が起こりにくい。また、得られる熱可塑性ポリウレタンは耐水性、耐酸性、耐アルカリ性等が向上し、樹脂発泡体においても、耐水性、耐酸性、耐アルカリ性等が向上すことにより研磨の作業中におけるスラリーの影響で弾性率等の性質が変わらないため被研磨面の平坦性の低下および研磨効率の低下が起こりにくい。高分子ジオール中における炭素数30〜42のダイマージオールの占める割合としては、80モル%以上であることが好ましく、90モル%以上であることがさらに好ましい。   The polymer diol used in the production of the thermoplastic polyurethane used in the present invention is a dimer diol having 30 to 42 carbon atoms in 50 mol% or more. When the polymer diol contains 50 mol% or more of the dimer diol having 30 to 42 carbon atoms, the temperature dependency of the hardness of the obtained thermoplastic polyurethane is reduced, and the hardness of the resin foam is also less temperature dependent. It is difficult for the flatness of the surface to be polished and the polishing efficiency to decrease during work. In addition, the thermoplastic polyurethane obtained has improved water resistance, acid resistance, alkali resistance, etc., and even in resin foam, the water resistance, acid resistance, alkali resistance, etc. are improved due to the influence of the slurry during polishing work. Since properties such as elastic modulus do not change, the flatness of the surface to be polished and the polishing efficiency are unlikely to occur. The proportion of the dimer diol having 30 to 42 carbon atoms in the polymer diol is preferably 80 mol% or more, and more preferably 90 mol% or more.

前記高分子ジオールとして使用できるダイマージオールは、炭素数30〜42のダイマー酸を還元することにより得ることができる。ダイマー酸は、二重結合を持つ不飽和脂肪族モノカルボン酸が2分子加熱重合したジカルボン酸の総称である。なお、このようにして得られたダイマージオールには未反応物や3量体が含まれる場合があるが、このような未反応物や3量体は、熱可塑性ポリウレタンの重合度の低下防止や、ゲル化物の発生防止の観点から、使用する高分子ジオール全質量に対して5質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることがより好ましい。本発明で使用されるダイマージオールは、得られるダイマージオールの炭素数が30〜42となる限り特に制限されないが、例えば、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸等の不飽和脂肪酸や、トール油、綿実油、大豆油などから得られる乾性油脂肪酸又は半乾性油脂肪酸などを2分子加熱重合して製造されたダイマー酸を還元して得られるダイマージオールが一般的である。なお、ダイマージオールとして、一般に市販されているもの(例えば、東亜合成株式会社製、ペスポールHP1000など)を使用することができる。ダイマージオールの炭素数としては、好ましくは34〜38、より好ましくは36である。炭素数36のダイマージオールのうち、オレイン酸、リノール酸およびリノレン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種を2分子加熱重合させて得られるダイマー酸を還元して得られるものが好ましい。   The dimer diol that can be used as the polymer diol can be obtained by reducing a dimer acid having 30 to 42 carbon atoms. Dimer acid is a general term for dicarboxylic acids obtained by heat-polymerizing two molecules of unsaturated aliphatic monocarboxylic acid having a double bond. The dimer diol thus obtained may contain unreacted substances and trimers. Such unreacted substances and trimers prevent the polymerization degree of the thermoplastic polyurethane from being lowered. From the viewpoint of preventing the generation of gelled products, the content is preferably 5% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, based on the total mass of the polymer diol used. The dimer diol used in the present invention is not particularly limited as long as the carbon number of the obtained dimer diol is 30 to 42. For example, unsaturated fatty acids such as oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, tall oil, cottonseed oil In general, a dimer diol obtained by reducing dimer acid produced by heat-polymerizing two molecules of dry oil fatty acid or semi-dry oil fatty acid obtained from soybean oil or the like is generally used. In addition, what is generally marketed (for example, the product made by Toa Gosei Co., Ltd., Pespol HP1000 etc.) can be used as dimer diol. As carbon number of dimer diol, Preferably it is 34-38, More preferably, it is 36. Among the dimer diols having 36 carbon atoms, those obtained by reducing dimer acid obtained by heat-polymerizing at least one selected from the group consisting of oleic acid, linoleic acid and linolenic acid are preferable.

高分子ジオールは、50モル%以下であれば、上記の炭素数30〜42のダイマージオール以外の他の高分子ジオールを含んでいてもよい。このような他の高分子ジオールとしては、例えば、ポリエーテルジオール、ポリエステルジオール、ポリカーボネートジオールなどが挙げられる。また、炭素数30〜42以外のダイマージオールを含んでいてもよい。これらの他の高分子ジオールや炭素数30〜42以外のダイマージオールは単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でもポリエーテルジオールを使用することが好ましい。   If high molecular diol is 50 mol% or less, other high molecular diols other than said C30-42 dimer diol may be included. Examples of such other polymer diols include polyether diols, polyester diols, and polycarbonate diols. Moreover, dimer diols other than those having 30 to 42 carbon atoms may be included. These other polymer diols and dimer diols other than those having 30 to 42 carbon atoms may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use polyether diol.

ポリエーテルジオールとしては、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)、グリセリンベースポリアルキレンエーテルグリコールなどが挙げられる。これらのポリエーテルジオールは、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、ポリ(テトラメチレングリコール)を使用することが好ましい。   Examples of the polyether diol include poly (ethylene glycol), poly (propylene glycol), poly (tetramethylene glycol), poly (methyltetramethylene glycol), glycerin-based polyalkylene ether glycol, and the like. These polyether diols may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use poly (tetramethylene glycol).

ポリエステルジオールとしては、例えば、常法に従い、ジカルボン酸又はそのエステル、酸無水物などのエステル形成性誘導体と低分子ジオールとを直接エステル化反応又はエステル交換反応させることにより製造できるものが挙げられる。これらのポリエステルジオールは、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。   Examples of the polyester diol include those that can be produced by direct esterification or transesterification of an ester-forming derivative such as dicarboxylic acid or its ester or acid anhydride and a low molecular diol according to a conventional method. These polyester diols may be used alone or in combination of two or more.

ポリエステルジオールを構成するジカルボン酸としては、例えば、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、2−メチルコハク酸、2−メチルアジピン酸、3−メチルアジピン酸、3−メチルペンタン二酸、2−メチルオクタン二酸、3,8−ジメチルデカン二酸、3,7−ジメチルデカン二酸などの炭素数4〜12の脂肪族ジカルボン酸;トリグリセリドの分留により得られる不飽和脂肪酸を二量化した炭素数14〜48の二量化脂肪族ジカルボン酸(ダイマー酸)及びこれらの水素添加物(水添ダイマー酸)などの脂肪族ジカルボン酸;1,4−シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環族ジカルボン酸;テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸などの芳香族ジカルボン酸などが挙げられる。これらのジカルボン酸は、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。ダイマー酸及び水添ダイマー酸としては、ユニケマ社製商品名「プリポール1004」、「プリポール1006」、「プリポール1009」、「プリポール1013」などを用いることができる。   Examples of the dicarboxylic acid constituting the polyester diol include oxalic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedicarboxylic acid, 2-methylsuccinic acid, and 2-methyladipic acid. Aliphatic dicarboxylic acids having 4 to 12 carbon atoms, such as 3-methyladipic acid, 3-methylpentanedioic acid, 2-methyloctanedioic acid, 3,8-dimethyldecanedioic acid, 3,7-dimethyldecanedioic acid Aliphatic dicarboxylic acids such as dimerized aliphatic dicarboxylic acids having 14 to 48 carbon atoms (dimer acid) obtained by dimerization of unsaturated fatty acids obtained by fractionation of triglycerides and hydrogenated products thereof (hydrogenated dimer acid); Alicyclic dicarboxylic acids such as 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid; terephthalic acid, isophthalic acid, orthophthalic acid How and aromatic dicarboxylic acids. These dicarboxylic acids may be used alone or in combination of two or more. As the dimer acid and hydrogenated dimer acid, trade names “Pripol 1004”, “Plipol 1006”, “Plipol 1009”, “Plipol 1013” and the like manufactured by Unikema Corporation can be used.

また、ポリエステルジオールを構成する低分子ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,2−プロパンジオール、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、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオールなどの脂肪族ジオール;シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジオールなどの脂環式ジオールなどを挙げることができる。これらの低分子ジオールは、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも使用することが好ましいジオールは、炭素数6〜12のジオールであり、より好ましくは炭素数8〜10のジオールであり、さらに好ましくは炭素数9のジオールである。   Examples of the low molecular diol constituting the polyester diol include ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,2-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 1,4-butanediol, Neopentyl glycol, 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 2-methyl-1,8 -Aliphatic diols such as octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol; and alicyclic diols such as cyclohexanedimethanol and cyclohexanediol. These low molecular diols may be used alone or in combination of two or more. Among these, the diol preferably used is a diol having 6 to 12 carbon atoms, more preferably a diol having 8 to 10 carbon atoms, and still more preferably a diol having 9 carbon atoms.

ポリカーボネートジオールとしては、低分子ジオールとジアルキルカーボネート、アルキレンカーボネート、ジアリールカーボネートなどのカーボネート化合物との反応により得られるものを使用できる。ポリカーボネートジオールを構成する低分子ジオールとしては、ポリエステルジオールの構成成分として先に例示した低分子ジオールを用いることができる。また、ジアルキルカーボネートとしては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートなどが挙げられる。さらに、アルキレンカーボネートとしてはエチレンカーボネートなどが挙げられる。ジアリールカーボネートとしてはジフェニルカーボネートなどが挙げられる。   As polycarbonate diol, what is obtained by reaction with carbonate compounds, such as low molecular diol, dialkyl carbonate, alkylene carbonate, diaryl carbonate, can be used. As the low molecular weight diol constituting the polycarbonate diol, the low molecular weight diol exemplified above as a constituent component of the polyester diol can be used. Examples of the dialkyl carbonate include dimethyl carbonate and diethyl carbonate. Further, examples of the alkylene carbonate include ethylene carbonate. Examples of the diaryl carbonate include diphenyl carbonate.

高分子ジオールの数平均分子量は400〜2000の範囲内であり、500〜1500の範囲内にあることが好ましく、500〜1200の範囲内にあることがより好ましい。この範囲内の数平均分子量を有する高分子ジオールを用いることにより、高硬度の熱可塑性ポリウレタンを良好に得ることができる。高分子ジオールの数平均分子量が2000を越える場合、押出成形又は射出成形で成形する際に、成形機中で増粘現象を起こして不溶融物が発生し、成形運転を中断し内部を洗浄しなければならないことがある。さらに、非反応性ガスを加温・加圧条件下で溶解させた後、冷却して得られるものを加熱発泡させる際に巨大気泡が生じやすく均一な発泡体を得ることが困難となる場合がある。一方、高分子ジオールの数平均分子量が400未満である場合、得られるポリウレタン発泡体の耐磨耗性が低下する傾向がある。なお、本明細書でいう高分子ジオールの数平均分子量は、いずれもJIS K1557に準拠して測定した水酸基価に基づいて算出した数平均分子量を意味する。   The number average molecular weight of the polymer diol is in the range of 400 to 2000, preferably in the range of 500 to 1500, and more preferably in the range of 500 to 1200. By using a polymer diol having a number average molecular weight within this range, a high-hardness thermoplastic polyurethane can be favorably obtained. When the number average molecular weight of the polymer diol exceeds 2000, when molding by extrusion molding or injection molding, a thickening phenomenon occurs in the molding machine, an insoluble material is generated, the molding operation is interrupted, and the inside is washed. There are things you have to do. Furthermore, after dissolving the non-reactive gas under heating / pressurizing conditions and then cooling and cooling the resulting product, giant bubbles are likely to be produced, making it difficult to obtain a uniform foam. is there. On the other hand, when the number average molecular weight of the polymer diol is less than 400, the wear resistance of the resulting polyurethane foam tends to decrease. The number average molecular weight of the polymer diol referred to in this specification means the number average molecular weight calculated based on the hydroxyl value measured according to JIS K1557.

本発明において使用される熱可塑性ポリウレタンの製造に用いられる有機ジイソシアネートとしては、通常の熱可塑性ポリウレタンの製造に従来から用いられている有機ジイソシアネートのいずれを使用してもよく、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)、シクロヘキシルメタンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、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、ビス(2−イソシアナトエチル)−4−シクロへキセンなど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などの芳香族ジイソシアネートなどを挙げることができる。これらの有機ジイソシアネートは単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートが、得られる樹脂発泡体の耐磨耗性などの点から好ましい。   As the organic diisocyanate used in the production of the thermoplastic polyurethane used in the present invention, any of the organic diisocyanates conventionally used in the production of ordinary thermoplastic polyurethanes may be used. For example, ethylene diisocyanate, tetra Methylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,2,4- or 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, isopropylidenebis (4-cyclohexylisocyanate), cyclohexylmethane diisocyanate, 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate, lysine diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethylcaproate, (2-isocyanatoethyl) fumarate, bis (2-isocyanatoethyl) carbonate, 2-isocyanatoethyl-2,6-diisocyanatohexanoate, cyclohexylene diisocyanate, bis (2-isocyanatoethyl)- Aliphatic or cycloaliphatic diisocyanates such as 4-cyclohexene; 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 -4,4'-diisocyanatodiphenylmethane, chlorophenylene-2 4-diisocyanate, and aromatic diisocyanates such as tetramethylxylylene diisocyanate and the like. These organic diisocyanates may be used alone or in combination of two or more. Among these, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate is preferable from the viewpoint of wear resistance of the obtained resin foam.

本発明において使用される熱可塑性ポリウレタンの製造に用いられる鎖伸長剤は、その50モル%以上が1,4−シクロヘキサンジメタノールである。鎖伸長剤が1,4−シクロヘキサンジオールを50モル%以上含むことにより、得られる熱可塑性ポリウレタンやそれを用いた樹脂発泡体の硬度の温度依存性が小さくなり、研磨作業中における被研磨面の平坦性や、研磨効率の低下を防ぐことができる。鎖伸長剤における1,4−シクロヘキサンジメタノールの含有率は70モル%以上であることが好ましく、80モル%以上であることがさらに好ましい。   As for the chain extender used for manufacture of the thermoplastic polyurethane used in this invention, the 50 mol% or more is 1, 4- cyclohexane dimethanol. When the chain extender contains 1,4-cyclohexanediol in an amount of 50 mol% or more, the temperature dependency of the hardness of the obtained thermoplastic polyurethane or the resin foam using the thermoplastic polyurethane is reduced, and the surface to be polished during the polishing operation is reduced. Flatness and reduction in polishing efficiency can be prevented. The content of 1,4-cyclohexanedimethanol in the chain extender is preferably 70 mol% or more, and more preferably 80 mol% or more.

上記鎖伸長剤は50モル%以下であれば1,4−シクロヘキサンジメタノール以外の他の化合物を含んでいてもよい。そのような他の化合物としては、通常の熱可塑性ポリウレタンの製造において従来から鎖伸長剤として使用されている化合物を使用することができるが、イソシアネート基と反応し得る活性水素原子を分子中に2個以上有する分子量300以下の低分子化合物を使用することが好ましく、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、1,2−、1,3−、2,3−又は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、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、m−またはp−キシリレングリコールなどのジオール類などが挙げられる。これらの他の化合物は、1種類のものを使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。   The chain extender may contain other compounds than 1,4-cyclohexanedimethanol as long as it is 50 mol% or less. As such other compounds, compounds conventionally used as chain extenders in the production of ordinary thermoplastic polyurethanes can be used, but active hydrogen atoms capable of reacting with isocyanate groups are added in the molecule. It is preferable to use a low molecular weight compound having a molecular weight of 300 or less, for example, ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 1,2-, 1,3-, 2,3- or 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,4-bis (β-hydroxy Ethoxy) benzene, 1,4-cyclohexanediol, bis- (β-hydroxyethyl) terephthalate Diols such as 1,9-nonanediol, m- or p-xylylene glycol. These other compounds may be used alone or in combination of two or more.

本発明において使用される熱可塑性ポリウレタンは、高分子ジオール、有機ジイソシアネート、及び鎖伸長剤を、高分子ジオールの質量/(有機ジイソシアネート及び鎖伸長剤の合計質量)が10/90〜35/65となる割合で反応させて得られるものである。高分子ジオールの質量と、有機ジイソシアネート及び鎖伸長剤の合計質量とを該範囲で反応させることにより、得られる樹脂発泡体を含有する研磨パッドは、被研磨面の平坦性や平坦化効率が向上したものとなり、また、研磨の作業中の温度変化に対して高度変化が少ない研磨パッドとなる。また、スクラッチ等の研磨不良も起こりにくくなる。高分子ジオールの質量/(有機ジイソシアネート及び鎖伸長剤の合計質量)は、15/85〜35/65の範囲内であることが好ましく、20/80〜30/70の範囲内であることがより好ましい。   The thermoplastic polyurethane used in the present invention comprises a polymer diol, an organic diisocyanate, and a chain extender, wherein the mass of the polymer diol / (total mass of the organic diisocyanate and the chain extender) is 10/90 to 35/65. It is obtained by reacting at a ratio. By making the mass of the polymer diol react with the total mass of the organic diisocyanate and the chain extender within this range, the polishing pad containing the resulting resin foam improves the flatness and planarization efficiency of the surface to be polished. In addition, a polishing pad with little change in altitude with respect to a change in temperature during polishing work is obtained. Further, poor polishing such as scratches is less likely to occur. The mass of the polymer diol / (total mass of the organic diisocyanate and the chain extender) is preferably in the range of 15/85 to 35/65, and more preferably in the range of 20/80 to 30/70. preferable.

また、本発明において使用される熱可塑性ポリウレタンを製造するにあたっては、上記の高分子ジオールと有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤とを所定の比率で溶融混合して製造することが出来る。各成分の混合比率は、熱可塑性ポリウレタンに付与すべき物性、耐磨耗性などを考慮して適宜決定されるが、高分子ジオール及び鎖伸長剤に含まれる活性水素原子1モルに対して、有機ジイソシアネートに含まれるイソシアネート基が0.95〜1.3モルとなる割合で各成分を使用することが好ましい。イソシアネート基の割合が0.95モルよりも低いと、得られる樹脂発泡体の機械的強度及び耐磨耗性が低下し、1.3モルよりも高いと熱可塑性ポリウレタンの生産性や保存安定性が低下する傾向がある。これらの観点から、高分子ジオールおよび鎖伸長剤に含まれる活性水素原子1モルに対して、有機ジイソシアネートに含まれるイソシアネート基は0.96〜1.10の範囲であることがより好ましく、0.97〜1.05の範囲であることがさらに好ましい。   In producing the thermoplastic polyurethane used in the present invention, the above-mentioned polymer diol, organic diisocyanate and chain extender can be melt-mixed at a predetermined ratio. The mixing ratio of each component is appropriately determined in consideration of physical properties to be imparted to the thermoplastic polyurethane, abrasion resistance, etc., but with respect to 1 mol of active hydrogen atoms contained in the polymer diol and the chain extender, It is preferable to use each component in such a ratio that the isocyanate group contained in the organic diisocyanate is 0.95 to 1.3 mol. When the ratio of isocyanate groups is lower than 0.95 mol, the mechanical strength and abrasion resistance of the resulting resin foam are lowered, and when it is higher than 1.3 mol, productivity and storage stability of thermoplastic polyurethane are reduced. Tends to decrease. From these viewpoints, it is more preferable that the isocyanate group contained in the organic diisocyanate is in the range of 0.96 to 1.10 with respect to 1 mol of active hydrogen atoms contained in the polymer diol and the chain extender. More preferably, it is in the range of 97 to 1.05.

本発明において使用される熱可塑性ポリウレタンの製造方法は特に制限されないが、前記の3成分(高分子ジオール、有機ジイソシアネート及び鎖伸長剤)を使用し、公知のウレタン化反応を利用してプレポリマー法又はワンショット法のいずれの方法で製造してもよい。熱可塑性ポリウレタンは実質的に溶剤の不存在下に溶融重合する方法によって製造することが好ましく、多軸スクリュー型押出機を用いて連続溶融重合する方法によって製造することがより好ましい。   The method for producing the thermoplastic polyurethane used in the present invention is not particularly limited, but a prepolymer method using the above three components (polymer diol, organic diisocyanate and chain extender) and utilizing a known urethanization reaction. Or you may manufacture by any method of a one shot method. The thermoplastic polyurethane is preferably produced by a method of melt polymerization substantially in the absence of a solvent, and more preferably produced by a method of continuous melt polymerization using a multi-screw extruder.

本発明において使用される熱可塑性ポリウレタンの80℃における貯蔵弾性率(E’80)は2×10Pa以上であることが好ましい。熱可塑性ポリウレタンの80℃における貯蔵弾性率(E’80)が2×10Pa以上であると、温度変動に対して硬度変化がより少ない樹脂発泡体となり、これから得られた研磨パッドは被研磨面の平坦化効率の低下が抑制される。熱可塑性ポリウレタンの80℃における貯蔵弾性率(E’80)は4×10Pa以上であることがより好ましい。ただし、熱可塑性ポリウレタンの80℃における貯蔵弾性率(E’80)が2×10Paを超えると、ドレッシング処理、研磨パッド表面に生じる発泡孔の変形やつぶれが起こりやすくなり、結果として研磨特性の安定性が良好な発泡体を得ることができなくなる場合がある。そのため、該熱可塑性ポリウレタンの80℃における貯蔵弾性率(E’80)は2×10Pa以下であることが好ましい。熱可塑性ポリウレタンの80℃における貯蔵弾性率(E’80)は1×10Pa以下であることがより好ましい。 The storage elastic modulus (E ′ 80 ) at 80 ° C. of the thermoplastic polyurethane used in the present invention is preferably 2 × 10 8 Pa or more. When the storage elastic modulus (E ′ 80 ) at 80 ° C. of the thermoplastic polyurethane is 2 × 10 8 Pa or more, it becomes a resin foam with less change in hardness with respect to temperature fluctuation, and the polishing pad obtained therefrom is to be polished. A decrease in the planarization efficiency of the surface is suppressed. The storage elastic modulus (E ′ 80 ) at 80 ° C. of the thermoplastic polyurethane is more preferably 4 × 10 8 Pa or more. However, if the storage elastic modulus (E ′ 80 ) at 80 ° C. of the thermoplastic polyurethane exceeds 2 × 10 9 Pa, the foaming holes generated on the surface of the dressing process and the polishing pad are likely to be deformed and crushed, resulting in polishing characteristics. It may not be possible to obtain a foam having good stability. Therefore, it is preferable that the storage elastic modulus (E ′ 80 ) at 80 ° C. of the thermoplastic polyurethane is 2 × 10 9 Pa or less. The storage elastic modulus (E ′ 80 ) at 80 ° C. of the thermoplastic polyurethane is more preferably 1 × 10 9 Pa or less.

また、熱可塑性ポリウレタンの30℃における貯蔵弾性率(E’30)と80℃における貯蔵弾性率(E’80)との比率(E’30/E’80)は1〜4であることが好ましい。かかる条件を満足する熱可塑性ポリウレタンはその硬度の温度依存性が小さいので、樹脂発泡体の硬度の温度依存性が小さくなり、研磨パッドとして使用した場合、研磨作業中における被研磨面の平坦性の低下及び平坦化効率の低下を抑制できる。該比率(E’30/E’80)は1〜3であることがより好ましい。 Further, it is preferable that a storage modulus at 30 ° C. of the thermoplastic polyurethane ratio of (E '30) and a storage modulus at 80 ℃ (E' 80) ( E '30 / E' 80) is from 1 to 4 . Thermoplastic polyurethane that satisfies these conditions has a small temperature dependency of its hardness, so the temperature dependency of the hardness of the resin foam is small, and when used as a polishing pad, the flatness of the surface to be polished during the polishing operation is reduced. It is possible to suppress a decrease and a decrease in planarization efficiency. The ratio (E ′ 30 / E ′ 80 ) is more preferably 1 to 3.

本発明の樹脂発泡体は、主として上述した熱可塑性ポリウレタンからなる。樹脂発泡体の全質量(ただし気泡部分の質量を除く)に対する熱可塑性ポリウレタンの占める割合としては、90〜100質量%であることが好ましく、95〜100質量%であることがより好ましく、98〜100質量%であることがさらに好ましい。
本発明の樹脂発泡体は、本発明の効果を損なわない範囲で熱可塑性ポリウレタン以外の他の成分を含んでいてもよい。該他の成分としては、一般的に使用される添加剤等が挙げられる。
The resin foam of the present invention is mainly composed of the thermoplastic polyurethane described above. The ratio of the thermoplastic polyurethane to the total mass of the resin foam (excluding the mass of the bubble part) is preferably 90 to 100% by mass, more preferably 95 to 100% by mass, and 98 to 98%. More preferably, it is 100 mass%.
The resin foam of the present invention may contain components other than the thermoplastic polyurethane as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of the other components include commonly used additives.

本発明の樹脂発泡体の密度は0.4〜0.95g/cmの範囲内である。例えば研磨パッドとして使用する場合、樹脂発泡体の密度が0.4g/cmより小さいと、得られる樹脂発泡体は柔らかくなりすぎるため、被研磨面の平坦性や研磨効率が低下する。一方、樹脂発泡体の密度が0.95g/cmよりも大きいと、研磨効率が低下する。樹脂発泡体の密度は、例えば被研磨面の平坦性の観点から、0.50〜0.85g/cmの範囲内であることが好ましく、0.55〜0.80g/cmの範囲内であることがより好ましい。なお、本明細書における樹脂発泡体の密度とは、JIS K 7112のA法(水中置換法)に準拠して測定した値である。 The density of the resin foam of the present invention is in the range of 0.4 to 0.95 g / cm 3 . For example, when used as a polishing pad, if the density of the resin foam is less than 0.4 g / cm 3 , the resulting resin foam becomes too soft, so that the flatness of the surface to be polished and the polishing efficiency are lowered. On the other hand, when the density of the resin foam is larger than 0.95 g / cm 3 , the polishing efficiency is lowered. The density of the resin foam is preferably in the range of 0.50 to 0.85 g / cm 3 , for example, from the viewpoint of flatness of the surface to be polished, and in the range of 0.55 to 0.80 g / cm 3 . It is more preferable that In addition, the density of the resin foam in this specification is the value measured based on A method (underwater substitution method) of JISK7112.

本発明の樹脂発泡体の気泡サイズは、1〜100μmの範囲である。例えば研磨パッドとして使用する場合に、気泡サイズが1μmより小さいと、研磨剤(砥粒)が気泡に詰まり易くなり研磨効率が低下しスクラッチ傷などの研磨不良が起こりやすくなり、また、気泡サイズが100μmよりも大きいと、樹脂発泡体の表面平滑性が悪くなり研磨剤(砥粒)の局在化を引き起こしたり、スクラッチ傷やオレンジピール傷などの研磨不良が起こりやすくなったりする。樹脂発泡体の気泡サイズは、例えば研磨剤(砥粒)の保持性の観点から、5〜80μmの範囲内であることが好ましく、10〜60μmの範囲内であることが好ましい。なお、本明細書における樹脂発泡体の気泡サイズとは、実施例に後述するように、上記樹脂発泡体の密度と、走査型電子顕微鏡(SEM)写真撮影により得られる気泡数とから算出される値である。   The cell size of the resin foam of the present invention is in the range of 1 to 100 μm. For example, when used as a polishing pad, if the bubble size is smaller than 1 μm, the abrasive (abrasive grains) is likely to be clogged with bubbles, the polishing efficiency is reduced, and polishing defects such as scratches are liable to occur. When it is larger than 100 μm, the surface smoothness of the resin foam is deteriorated, and the polishing agent (abrasive grains) is localized, and poor polishing such as scratches and orange peel scratches is likely to occur. The cell size of the resin foam is preferably in the range of 5 to 80 μm, and more preferably in the range of 10 to 60 μm, for example, from the viewpoint of retention of the abrasive (abrasive grains). The bubble size of the resin foam in the present specification is calculated from the density of the resin foam and the number of bubbles obtained by scanning electron microscope (SEM) photography, as will be described later in Examples. Value.

上記した密度及び気泡サイズを有する樹脂発泡体は、使用する熱可塑性ポリウレタンの、有機ジイソシアネートに由来する窒素原子の含有率を5〜7質量%とすることにより得ることができる。該窒素原子の含有率は、例えば得られる樹脂発泡体の硬度及び耐磨耗性の観点から、5.2〜6.5質量%の範囲内であることが好ましく、5.3〜6.0質量%の範囲内であることがより好ましい。該窒素原子の含有率が5質量%未満の場合には、熱可塑性ポリウレタン自体の硬度が低くなりすぎ、硬度の温度依存性が大きい樹脂発泡体となり、研磨パッドとして使用した場合、研磨中に研磨性能(研磨速度、平坦性)の低下が起こりやすくなる。一方、該窒素原子の含有率が7質量%を超える場合には、得られた樹脂の溶融粘度の経時変化が大きく、シート成形性が劣ったり、軟化温度が高くなりすぎて所望の発泡体が得られにくくなったりする問題がある。なお、熱可塑性ポリウレタンにおける有機ジイソシアネートに由来する窒素原子の含有率は、使用する鎖伸長剤、有機ジイソシアネート、及び、鎖伸長剤などの使用量を適宜選択することにより、調整することができる。
樹脂発泡体を含有する研磨パッドの研磨効率を向上させるためには、樹脂発泡体の表面に存在する気泡数が多いほどよいが、一般に気泡数を多くすると樹脂発泡体の密度が低下し、樹脂発泡体の硬度が低くなりすぎるため、研磨効率が低下する傾向にある。本発明においては、樹脂発泡体を構成する熱可塑性ポリウレタンの硬度を高くすることによって、気泡数を多くした際における樹脂発泡体の硬度の低下を防ぎ、研磨効率の向上を達成した。
The resin foam having the above-described density and cell size can be obtained by setting the content of nitrogen atoms derived from the organic diisocyanate in the thermoplastic polyurethane to be used to 5 to 7% by mass. The nitrogen atom content is preferably in the range of 5.2 to 6.5% by mass, for example, from the viewpoint of the hardness and abrasion resistance of the obtained resin foam. More preferably, it is in the range of mass%. When the nitrogen atom content is less than 5% by mass, the hardness of the thermoplastic polyurethane itself becomes too low, resulting in a resin foam having a large temperature dependency of the hardness, and when used as a polishing pad, polishing occurs during polishing. Performance (polishing rate, flatness) is likely to decrease. On the other hand, when the content of the nitrogen atom exceeds 7% by mass, the resulting resin has a large change in melt viscosity over time, the sheet formability is inferior, the softening temperature becomes too high, and the desired foam is obtained. There is a problem that it becomes difficult to obtain. In addition, the content rate of the nitrogen atom derived from the organic diisocyanate in a thermoplastic polyurethane can be adjusted by selecting suitably the usage-amounts, such as a chain extender to be used, organic diisocyanate, and a chain extender.
In order to improve the polishing efficiency of the polishing pad containing the resin foam, it is better that the number of bubbles present on the surface of the resin foam is larger. Generally, if the number of bubbles is increased, the density of the resin foam decreases, and the resin Since the hardness of the foam is too low, the polishing efficiency tends to decrease. In the present invention, by increasing the hardness of the thermoplastic polyurethane constituting the resin foam, a decrease in the hardness of the resin foam when the number of bubbles is increased is prevented, thereby improving the polishing efficiency.

本発明の樹脂発泡体は、上述した熱可塑性ポリウレタンや、主として該熱可塑性ポリウレタンからなるポリウレタン樹脂組成物(以下、単に「ポリウレタン樹脂組成物」と略称することがある)を発泡させることによって製造することができる。発泡に際しては、非反応性ガスを発泡剤として用いることが好ましい。非反応性ガスとは、熱可塑性ポリウレタンや該熱可塑性ポリウレタンを製造するための成分と反応しない気体を意味している。非反応性ガスの具体例としては、例えば、窒素、二酸化炭素、アルゴン、ヘリウムなどが挙げられる。これらのうちでも、熱可塑性ポリウレタンへの溶解性及び製造コストの点から二酸化炭素又は窒素が好ましい。   The resin foam of the present invention is produced by foaming the above-described thermoplastic polyurethane or a polyurethane resin composition mainly composed of the thermoplastic polyurethane (hereinafter sometimes simply referred to as “polyurethane resin composition”). be able to. In foaming, it is preferable to use a non-reactive gas as a foaming agent. The non-reactive gas means a gas that does not react with a thermoplastic polyurethane or a component for producing the thermoplastic polyurethane. Specific examples of the non-reactive gas include nitrogen, carbon dioxide, argon, helium and the like. Among these, carbon dioxide or nitrogen is preferable from the viewpoint of solubility in thermoplastic polyurethane and production cost.

非反応性ガスを溶解させる際の、熱可塑性ポリウレタンやポリウレタン樹脂組成物の形状としてシート状成形体を用いると、均一な発泡構造を有する樹脂発泡体の製造が容易である点、研磨パッドとする際の工程が簡素化できる点などにおいて有利である。該シート状成形体としては、熱可塑性ポリウレタンやポリウレタン樹脂組成物を、一軸押出成形機や二軸押出成形機などの押出成形機又は射出成形機を用いて成形したものが好ましい。シート状成形体の厚さは、例えば樹脂発泡体の製造のしやすさ及び非反応性ガスの溶解に要する時間を短縮する観点から、0.8〜5mmの範囲内であることが好ましく、1〜4mmの範囲内であることがより好ましい。   When a sheet-like molded product is used as the shape of the thermoplastic polyurethane or polyurethane resin composition when dissolving the non-reactive gas, it is easy to produce a resin foam having a uniform foam structure, and a polishing pad is obtained. This is advantageous in that the process can be simplified. As this sheet-like molded object, what shape | molded the thermoplastic polyurethane and the polyurethane resin composition using extrusion molding machines, such as a uniaxial extrusion molding machine and a biaxial extrusion molding machine, or an injection molding machine is preferable. The thickness of the sheet-like molded body is preferably in the range of 0.8 to 5 mm, for example, from the viewpoint of ease of production of the resin foam and the time required for dissolving the non-reactive gas. More preferably, it is in the range of ˜4 mm.

なお、熱可塑性樹脂又はその成形体に気体を溶解させ、次いで圧力を減少させることにより発泡物品を製造する方法は、米国特許第4473665号明細書、特開平6−322168号公報、特開平8−11190号公報、特開平10−36547号公報、特開2000−169615号公報、特開2000−248101号公報(上記特許文献6〜11を参照。)等により知られているが、該製造方法を、上記した特定の樹脂発泡体の製造に適用した例は知られていない。   A method for producing a foamed article by dissolving a gas in a thermoplastic resin or a molded body thereof and then reducing the pressure is disclosed in U.S. Pat. No. 4,473,665, JP-A-6-322168, JP-A-8- No. 11190, JP-A-10-36547, JP-A 2000-169615, JP-A 2000-248101 (see the above-mentioned Patent Documents 6 to 11) and the like. An example applied to the production of the specific resin foam described above is not known.

非反応性ガスの溶解は、圧力が3〜15MPaの範囲内、温度が50〜150℃の範囲内に調整された耐圧容器内において行うことが好ましい。反応性ガス溶解時の圧力が3MPa未満の場合には、非反応性ガスを飽和量溶解させるのに長時間を要する。一方、非反応性ガス溶解時の圧力が15MPaを超える場合、非反応性ガスの溶解に要する時間は短くなるが、溶解するガスの量が必要以上に多くなり、生成する気泡のサイズが小さくなる。非反応性ガス溶解時の圧力は5〜14MPaの範囲内であることがより好ましく、7〜13MPaの範囲内であることがさらに好ましい。また、非反応性ガス溶解時の温度が50℃未満の場合には、非反応性ガスを飽和量溶解させるのに長時間要する。一方、非反応性ガス溶解時の温度が150℃を超える場合、成形体が変形したり、非反応性ガスの溶解量が小さくなって生成する気泡のサイズが大きくなりすぎたりする。非反応性ガス溶解時の温度は、70〜150℃の範囲内であることがより好ましく、80〜140℃の範囲内であることがさらに好ましく、90〜130℃の範囲内であることが特に好ましい。
ここで、非反応性ガスの溶解量は、例えば均一な発泡構造を有する樹脂発泡体を得る観点から、溶解条件下における飽和量の98%以上であることが好ましく、飽和量の99%以上であることがより好ましく、飽和量であることがさらに好ましい。なお、非反応性ガスが飽和量溶解したことは、溶解時間と、溶解後の熱可塑性ポリウレタンやポリウレタン樹脂組成物の質量との関係を測定することにより判別できる。
The dissolution of the non-reactive gas is preferably performed in a pressure resistant vessel adjusted to have a pressure in the range of 3 to 15 MPa and a temperature in the range of 50 to 150 ° C. When the pressure at the time of dissolving the reactive gas is less than 3 MPa, it takes a long time to dissolve the saturated amount of the non-reactive gas. On the other hand, when the pressure at the time of dissolving the non-reactive gas exceeds 15 MPa, the time required for dissolving the non-reactive gas is shortened, but the amount of gas to be dissolved becomes larger than necessary, and the size of the generated bubbles is reduced. . The pressure during dissolution of the non-reactive gas is more preferably within a range of 5 to 14 MPa, and further preferably within a range of 7 to 13 MPa. Moreover, when the temperature at the time of non-reactive gas melt | dissolution is less than 50 degreeC, it takes a long time to melt | dissolve non-reactive gas in saturation amount. On the other hand, when the temperature at the time of non-reactive gas dissolution exceeds 150 ° C., the molded body is deformed, or the dissolved amount of the non-reactive gas becomes small and the size of the generated bubbles becomes too large. The temperature during dissolution of the non-reactive gas is more preferably within the range of 70 to 150 ° C, further preferably within the range of 80 to 140 ° C, and particularly preferably within the range of 90 to 130 ° C. preferable.
Here, the dissolution amount of the non-reactive gas is preferably 98% or more of the saturation amount under dissolution conditions, for example, from the viewpoint of obtaining a resin foam having a uniform foam structure, and is 99% or more of the saturation amount. More preferably, it is more preferably a saturated amount. In addition, it can discriminate | determine that the non-reactive gas melt | dissolved in the saturated amount by measuring the relationship between melt | dissolution time and the mass of the thermoplastic polyurethane and polyurethane resin composition after melt | dissolution.

上記のようにして熱可塑性ポリウレタン又はポリウレタン樹脂組成物に非反応性ガスを溶解させた後、50℃以下に冷却し、次いで圧力を開放して非反応性ガスが溶解した熱可塑性ポリウレタンやポリウレタン樹脂組成物を得た後、これを加熱発泡させることにより本発明の樹脂発泡体を得ることができる。   The thermoplastic polyurethane or polyurethane resin in which the non-reactive gas is dissolved in the thermoplastic polyurethane or polyurethane resin composition as described above, then cooled to 50 ° C. or lower, and then the pressure is released to dissolve the non-reactive gas. After obtaining the composition, the resin foam of the present invention can be obtained by heating and foaming the composition.

熱可塑性ポリウレタン又はポリウレタン樹脂組成物に非反応性ガスを溶解させた後、圧力を開放する際の温度が50℃を超える場合には、溶解した非反応ガスが樹脂から脱ガスし所望の気泡サイズが得られなかったり、スキン層(非発泡層)が増加したりするという問題が生じる場合がある。圧力を開放する際の温度は、例えば溶解した非反応性ガスを保持するという観点から、より好ましくは40℃以下、さらに好ましくは30℃以下である。   If the temperature when the pressure is released after the non-reactive gas is dissolved in the thermoplastic polyurethane or polyurethane resin composition exceeds 50 ° C., the dissolved non-reactive gas is degassed from the resin and the desired cell size May not be obtained or the skin layer (non-foamed layer) may increase. The temperature at the time of releasing the pressure is more preferably 40 ° C. or less, and further preferably 30 ° C. or less, from the viewpoint of, for example, maintaining dissolved non-reactive gas.

加熱発泡時の加熱温度としては、低すぎると気泡の生成や成長が不十分となることから、熱可塑性ポリウレタン又はポリウレタン樹脂組成物の軟化点をT℃としたとき、(T−10)〜(T+40)℃の範囲内であることが好ましく、(T−5)℃〜(T+40)℃の範囲内であることがより好ましく、(T)℃〜(T+30)℃の範囲内であることがさらに好ましい。加熱発泡の方法には特に制限はないが、非反応性ガスを溶解した成形体に熱が均一にかかる方法が、発泡構造の均一性確保の点で好ましい。加熱発泡方法としては、例えば、熱水、熱オイルバス、熱風、水蒸気などの熱媒中を通過させる方法や、高周波プレス加熱設備、赤外線ヒーターなどの外部加熱装置により加熱する方法などが挙げられる。   When the heating temperature at the time of heating and foaming is too low, the formation and growth of bubbles will be insufficient, so when the softening point of the thermoplastic polyurethane or polyurethane resin composition is T ° C, (T-10) to ( It is preferably in the range of T + 40) ° C, more preferably in the range of (T-5) ° C to (T + 40) ° C, and further in the range of (T) ° C to (T + 30) ° C. preferable. Although there is no restriction | limiting in particular in the method of heating foaming, The method of applying a heat | fever uniformly to the molded object which melt | dissolved non-reactive gas is preferable at the point of ensuring the uniformity of a foam structure. Examples of the heating and foaming method include a method of passing through a heat medium such as hot water, a hot oil bath, hot air, and water vapor, a method of heating with an external heating device such as a high-frequency press heating facility and an infrared heater.

本発明の研磨パッドは上記した本発明の樹脂発泡体を含有する。本発明の研磨パッドは、上記のようにして製造された樹脂発泡体を、その表面に気泡が露出するように研削あるいはスライスして製造することができる。また、得られた研磨パッドに対し、さらに所定の形状に整える、表面加工を施す、クッション層となる素材と積層する等の加工を施すこともできる。   The polishing pad of the present invention contains the above-described resin foam of the present invention. The polishing pad of the present invention can be produced by grinding or slicing the resin foam produced as described above so that bubbles are exposed on the surface thereof. Further, the obtained polishing pad can be further processed into a predetermined shape, subjected to surface processing, or laminated with a material to be a cushion layer.

本発明の研磨パッドは、それ自体公知の研磨スラリーと共に、CMPに使用することができる。研磨スラリーは、例えば、水やオイルなどの液状媒体;酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素などの研磨剤;塩基、酸、界面活性剤などの成分を含有している。また、CMPを行うに際し、必要に応じて、研磨スラリーと共に、潤滑油、冷却剤などを併用してもよい。   The polishing pad of the present invention can be used for CMP together with a polishing slurry known per se. The polishing slurry contains components such as a liquid medium such as water and oil; an abrasive such as aluminum oxide, cerium oxide, zirconium oxide, and silicon carbide; a base, an acid, and a surfactant. Moreover, when performing CMP, you may use lubricating oil, a coolant, etc. together with polishing slurry as needed.

CMPは、公知のCMP用装置を使用し、研磨スラリーを介して被研磨面と研磨パッドを、加圧下、一定速度で一定時間接触させることによって実施することができる。研磨の対象となる物品に特に制限はないが、例えば、水晶、シリコン、ガラス、光学基板、電子回路基板、多層配線基板、ハードディスクなどを例示することができる。   CMP can be performed by using a known CMP apparatus and bringing the surface to be polished and the polishing pad into contact with each other through a polishing slurry at a constant speed for a certain period of time under pressure. The article to be polished is not particularly limited, and examples thereof include quartz, silicon, glass, an optical substrate, an electronic circuit substrate, a multilayer wiring substrate, and a hard disk.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。なお、実施例に記した熱可塑性ポリウレタン及び樹脂発泡体の物性は次の方法により評価した。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, the physical property of the thermoplastic polyurethane described in the Example and the resin foam was evaluated by the following method.

熱可塑性ポリウレタン及び樹脂発泡体の密度
JIS K 7112のA法(水中置換法)に準拠して測定した。
Density of thermoplastic polyurethane and resin foam Measured according to JIS K 7112, Method A (submersion method).

樹脂発泡体の気泡サイズ
樹脂発泡体の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)により写真撮影し、一定面積内に存在する気泡数を数えて、単位体積当たりの気泡数(気泡の数密度)を算出した。その値と上記樹脂発泡体の密度と、熱可塑性ポリウレタンの密度から、気泡が真球状であると仮定したときの平均気泡サイズを計算して、樹脂発泡体の気泡サイズとした。
Bubble size of resin foam Photograph a cross section of the resin foam with a scanning electron microscope (SEM), count the number of bubbles present in a certain area, and calculate the number of bubbles per unit volume (number density of bubbles) did. From the value, the density of the resin foam, and the density of the thermoplastic polyurethane, the average cell size when the cells were assumed to be true spherical was calculated to obtain the cell size of the resin foam.

貯蔵弾性率、軟化温度
使用する熱可塑性ポリウレタンを用いて厚さ2mmの射出シートを作製し、該シートを90℃で8時間熱処理した試験片を用いて動的粘弾性測定装置[DVE−V4レオスペクトラー:(株)レオロジー社製]を使用して、30℃及び80℃における動的粘弾性率を周波数11Hzで測定することにより、貯蔵弾性率(E’30及びE’80)を求めた。また、貯蔵弾性率(E’)が1×10Paになる温度を軟化温度(T)とした。さらに、これらの値から、30℃における貯蔵弾性率と80℃における貯蔵弾性率との比(E’30/E’80)を求めた。
A dynamic viscoelasticity measuring device [DVE-V4 Leo was prepared using a test piece obtained by preparing a 2 mm-thick injection sheet using thermoplastic polyurethane using storage elastic modulus and softening temperature , and heat-treating the sheet at 90 ° C. for 8 hours. Storage modulus (E ′ 30 and E ′ 80 ) was determined by measuring dynamic viscoelasticity at 30 ° C. and 80 ° C. at a frequency of 11 Hz using Spectra: manufactured by Rheology Co., Ltd. . The temperature at which the storage elastic modulus (E ′) reached 1 × 10 7 Pa was defined as the softening temperature (T). Furthermore, from these values, the ratio (E ′ 30 / E ′ 80 ) between the storage elastic modulus at 30 ° C. and the storage elastic modulus at 80 ° C. was determined.

<参考例1>
ダイマージオール(略号:DD)〔東亜合成株式会社製ペスポールHP1000〕、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(略号:MDI)及び1,4−シクロヘキサンジメタノール(略号:CHDM)〔鎖伸長剤〕を、DD:MDI:CHDMのモル比が1:4.4:3.4(窒素原子の含有率:5.8質量%)となるような割合で用い、かつ、それらの合計供給量が300g/分になるようにして、定量ポンプにより同軸で回転する2軸押出機(30mmφ、L/D=36、シリンダー温度:75〜260℃)に連続的に供給して連続溶融重合を行って熱可塑性ポリウレタンを製造した。生成した熱可塑性ポリウレタンの溶融物をストランド状で水中に連続的に押出した後、ペレタイザーでペレット状に細断し、このペレットを70℃で5時間、更に90℃で5時間除湿乾燥することにより、軟化温度が104℃である熱可塑性ポリウレタン(以下、これをPU−1と略称する)を製造した。PU−1の80℃における貯蔵弾性率(E’80)は1.16×10Paであり、30℃における貯蔵弾性率(E’30)は1.6×10Paであった。両者の比率(E’30/E’80)は1.4であった(表1を参照。)。
<Reference Example 1>
Dimerdiol (abbreviation: DD) [Pespol HP1000 manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.], 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (abbreviation: MDI) and 1,4-cyclohexanedimethanol (abbreviation: CHDM) [chain extender] : MDI: CHDM molar ratio is 1: 4.4: 3.4 (nitrogen atom content: 5.8% by mass), and the total feed rate is 300 g / min. In this way, a thermoplastic polyurethane is obtained by continuously supplying to a twin-screw extruder (30 mmφ, L / D = 36, cylinder temperature: 75 to 260 ° C.) rotated coaxially by a metering pump to perform continuous melt polymerization. Manufactured. The resulting thermoplastic polyurethane melt is continuously extruded into water in the form of strands, then chopped into pellets with a pelletizer, and the pellets are dehumidified and dried at 70 ° C. for 5 hours and further at 90 ° C. for 5 hours. A thermoplastic polyurethane having a softening temperature of 104 ° C. (hereinafter abbreviated as PU-1) was produced. The storage elastic modulus (E ′ 80 ) at 80 ° C. of PU-1 was 1.16 × 10 9 Pa, and the storage elastic modulus (E ′ 30 ) at 30 ° C. was 1.6 × 10 9 Pa. The ratio between the two (E ′ 30 / E ′ 80 ) was 1.4 (see Table 1).

<参考例2>
ダイマージオール(DD)〔東亜合成株式会社製ペスポールHP1000〕、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、1,4−シクロヘキサンジメタノール(CHDM)〔鎖伸長剤〕と1,4−ブタンジオール(略号:BD)〔鎖伸長剤〕を使用して、DD:MDI:CHDM:BDのモル比が1:4.1:2.5:0.6(鎖伸長剤におけるCHDMの比率:80モル%、窒素原子の含有率:5.8質量%)となるような割合で使用したこと以外は参考例1と同様にして、軟化温度が101℃である熱可塑性ポリウレタン(以下、これをPU−2と略称する)を製造した。PU−2の80℃における貯蔵弾性率(E’80)は7.0×10Paであり、30℃における貯蔵弾性率(E’30)は1.5×10Paであった。両者の比率(E’30/E’80)は2.1であった(表1を参照。)。
<Reference Example 2>
Dimer diol (DD) [Pespol HP1000 manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.], 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM) [chain extender] and 1,4-butanediol (abbreviation) : BD) [chain extender], the molar ratio of DD: MDI: CHDM: BD is 1: 4.1: 2.5: 0.6 (the ratio of CHDM in the chain extender: 80 mol%, A thermoplastic polyurethane having a softening temperature of 101 ° C. (hereinafter referred to as “PU-2”) in the same manner as in Reference Example 1 except that the nitrogen atom content is 5.8% by mass. Abbreviated). The storage elastic modulus (E ′ 80 ) at 80 ° C. of PU-2 was 7.0 × 10 8 Pa, and the storage elastic modulus (E ′ 30 ) at 30 ° C. was 1.5 × 10 9 Pa. The ratio between the two (E ′ 30 / E ′ 80 ) was 2.1 (see Table 1).

<参考例3>
ダイマージオール(DD)〔東亜合成株式会社製ペスポールHP1000〕、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、1,4−シクロヘキサンジメタノール(CHDM)〔鎖伸長剤〕と1,4−ブタンジオール(BD)〔鎖伸長剤〕を使用して、DD:MDI:CHDM:BDのモル比が1:3.3:0.5:1.8(鎖伸長剤におけるCHDMの比率:20モル%、窒素原子の含有率:5.8質量%)となるような割合で使用したこと以外は参考例1と同様にして、軟化温度が88℃である熱可塑性ポリウレタン(以下、これをPU−3と略称する)を製造した。PU−3の80℃における貯蔵弾性率(E’80)は1.8×10Paであり30℃における貯蔵弾性率(E’30)は1.3×10Paであった。両者の比率(E’30/E’80)は7.2であった(表2を参照。)。
<Reference Example 3>
Dimerdiol (DD) [Pespol HP1000 manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.], 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM) [chain extender] and 1,4-butanediol (BD) ) [Chain extender], the molar ratio of DD: MDI: CHDM: BD is 1: 3.3: 0.5: 1.8 (CHDM ratio in the chain extender: 20 mol%, nitrogen atom) In the same manner as in Reference Example 1 except that it was used at a ratio such that the content was 5.8% by mass), a thermoplastic polyurethane having a softening temperature of 88 ° C. (hereinafter abbreviated as PU-3). ) Was manufactured. The storage elastic modulus (E ′ 80 ) at 80 ° C. of PU-3 was 1.8 × 10 8 Pa, and the storage elastic modulus (E ′ 30 ) at 30 ° C. was 1.3 × 10 9 Pa. The ratio of both (E ′ 30 / E ′ 80 ) was 7.2 (see Table 2).

<参考例4>
ダイマージオール(DD)〔東亜合成株式会社製ペスポールHP1000〕、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、1,4−ブタンジオール(BD)〔鎖伸長剤〕を使用して、DD:MDI:BDのモル比が1:3.1:2.1(窒素原子の含有率:5.8質量%)となるような割合で使用したこと以外は参考例1と同様にして、軟化温度が84℃である熱可塑性ポリウレタン(以下、これをPU−4と略称する)を製造した。PU−4の80℃における貯蔵弾性率(E’80)は1.17×10Paであり30℃における貯蔵弾性率(E’30)は1.22×10Paであった。両者の比率(E’30/E’80)は10.4であった(表2を参照。)。
<Reference Example 4>
Using dimer diol (DD) [Pespol HP1000 manufactured by Toa Gosei Co., Ltd.], 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 1,4-butanediol (BD) [chain extender], DD: MDI: BD The softening temperature was 84 ° C. in the same manner as in Reference Example 1, except that the molar ratio of 1: 3.1: 2.1 (the nitrogen atom content: 5.8% by mass) was used. A thermoplastic polyurethane (hereinafter abbreviated as PU-4) was produced. The storage elastic modulus (E ′ 80 ) at 80 ° C. of PU-4 was 1.17 × 10 8 Pa, and the storage elastic modulus (E ′ 30 ) at 30 ° C. was 1.22 × 10 9 Pa. The ratio of both (E ′ 30 / E ′ 80 ) was 10.4 (see Table 2).

<参考例5>
数平均分子量1 ,500のポリ(3−メチルペンタンジオールアジペート)ジオール〔略号:PMPA〕、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)及び1,4−ブタンジオール(BD)〔鎖伸長剤〕を、PMPA:MDI:BDのモル比が1:5.5:4.5(窒素原子の含有率:4.7質量%)となるような割合で使用したこと以外は参考例1と同様にして、軟化温度が150℃である熱可塑性ポリウレタン(以下、これをPU−5と略称する)を製造した。PU−5の80℃における貯蔵弾性率(E’80)は3.23×10Paであり、30℃における貯蔵弾性率(E’30)は1.85×10Paであった。両者の比率(E’30/E’80)は5.7であった(表2を参照。)。
<Reference Example 5>
Poly (3-methylpentanediol adipate) diol (abbreviation: PMPA) having a number average molecular weight of 1,500, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI) and 1,4-butanediol (BD) [chain extender], Except that the molar ratio of PMPA: MDI: BD was 1: 5.5: 4.5 (nitrogen atom content: 4.7% by mass), the same as in Reference Example 1, A thermoplastic polyurethane having a softening temperature of 150 ° C. (hereinafter abbreviated as PU-5) was produced. The storage elastic modulus (E ′ 80 ) at 80 ° C. of PU-5 was 3.23 × 10 7 Pa, and the storage elastic modulus (E ′ 30 ) at 30 ° C. was 1.85 × 10 8 Pa. The ratio between the two (E ′ 30 / E ′ 80 ) was 5.7 (see Table 2).

<参考例6>
数平均分子量1,400のポリ(テトラメチレングリコール)〔略号:PTMG〕、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)及び1,4−シクロヘキサンジメタノール(CHDM)〔鎖伸長剤〕を、PTMG:MDI:CHDMのモル比が1:9.6:8.6(窒素原子の含有率:5.3質量%)となるような割合で用い、かつ、それらの合計供給量が300g/分になるようにして、定量ポンプにより同軸で回転する2軸押出機(30mmφ、L/D=36、シリンダー温度:75〜260℃)に連続的に供給して、連続溶融重合を行ってポリウレタンを製造した。生成したポリウレタンの溶融物をストランド状で水中に連続的に押出した後、ペレタイザーでペレット状に細断し、このペレットを70℃で5時間、更に80℃で5時間除湿乾燥することにより、軟化温度が99℃である熱可塑性ポリウレタン(以下、これをPU−6と略称する)を製造した。PU−6の80℃における貯蔵弾性率(E’80)は1.13×10Paであり、30℃における貯蔵弾性率(E’30)は1.47×10Paであった。両者の比率(E’30/E’80)は13.0であった(表2を参照。)。
<Reference Example 6>
Poly (tetramethylene glycol) having a number average molecular weight of 1,400 [abbreviation: PTMG], 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI) and 1,4-cyclohexanedimethanol (CHDM) [chain extender] were converted to PTMG: MDI. : CHDM molar ratio is 1: 9.6: 8.6 (nitrogen atom content: 5.3 mass%), and the total supply amount thereof is 300 g / min. Then, it was continuously supplied to a twin-screw extruder (30 mmφ, L / D = 36, cylinder temperature: 75 to 260 ° C.) rotated coaxially by a metering pump, and continuous melt polymerization was performed to produce polyurethane. The resulting polyurethane melt is continuously extruded into water as a strand, then chopped into pellets with a pelletizer, and the pellets are dehumidified and dried at 70 ° C. for 5 hours and further at 80 ° C. for 5 hours to soften. A thermoplastic polyurethane having a temperature of 99 ° C. (hereinafter, abbreviated as PU-6) was produced. The storage elastic modulus (E ′ 80 ) at 80 ° C. of PU-6 was 1.13 × 10 8 Pa, and the storage elastic modulus (E ′ 30 ) at 30 ° C. was 1.47 × 10 9 Pa. The ratio between the two (E ′ 30 / E ′ 80 ) was 13.0 (see Table 2).

<実施例1>
熱可塑性ポリウレタン(PU−1)を単軸押出成形機(65mmφ)に仕込み、シリンダー温度215〜230℃、ダイス温度230℃にて、T−ダイより押出し、60℃に調温したギャップ間隔1.8mmのロールを通過させて、厚さ2mmのシートを成形した。次に、得られたシートを耐圧容器に入れ、温度110℃、圧力7MPaの条件下で5時間、二酸化炭素を溶解させ、二酸化炭素を1.6質量%(飽和量)含むガス溶解シートを得た。室温まで冷却した後、圧力を常圧とし、ガス溶解シートを耐圧容器から取り出した。次に、得られたガス溶解シートを115℃のシリコンオイル中に3分間浸漬した後に取り出し、室温まで冷却して樹脂発泡体を得た。得られた樹脂発泡体の密度は0.70g/cm、気泡サイズは48μmであった。
得られた樹脂発泡体(シート状物)の表面を研削し、気泡を表面に露出させて、厚さ1.3mm、直径38cmの円形の研磨パッドを作製し、表面には幅0.8mm、深さ0.8mm、ピッチ6mmのX−Yグルーブ加工(格子状溝)を施した。この研磨パッドを研磨装置(エム・エー・ティー社 MAT−BC15)にて4インチ熱酸化膜の研磨特性を評価した。このときのコンディショナーとして(株)アプライドマテリアルズ社製のコンディショナー(#100−被覆率80%、直径10cm、荷重1kg)、スラリーとしてシリカスラリー(キャボット社製 SS25を蒸留水で1/2に希釈)を200ml/分の流量で流しながら、研磨圧力2psi、プラテン回転数60rpm、ヘッド回転数59rpmにて研磨試験をした。研磨特性として熱酸化膜を50、100、500枚研磨した時の研磨速度と平坦性(面内均一性)を評価した。このときの熱酸化膜の面内膜厚49点を測定し、下記式(1)により面内均一性を求めた。面内均一性は値が小さいほど、均一性が優れている。結果を表1にまとめた。
<Example 1>
A gap between the thermoplastic polyurethane (PU-1) and a single screw extruder (65 mmφ), extruded from a T-die at a cylinder temperature of 215 to 230 ° C. and a die temperature of 230 ° C., and adjusted to 60 ° C. 1. An 8 mm roll was passed through to form a sheet having a thickness of 2 mm. Next, the obtained sheet is put into a pressure vessel, and carbon dioxide is dissolved for 5 hours under the conditions of a temperature of 110 ° C. and a pressure of 7 MPa to obtain a gas dissolving sheet containing 1.6% by mass (saturated amount) of carbon dioxide. It was. After cooling to room temperature, the pressure was set to normal pressure, and the gas-dissolving sheet was taken out from the pressure vessel. Next, the obtained gas-dissolved sheet was immersed in 115 ° C. silicone oil for 3 minutes and then taken out and cooled to room temperature to obtain a resin foam. The density of the obtained resin foam was 0.70 g / cm 3 and the bubble size was 48 μm.
The surface of the obtained resin foam (sheet-like material) is ground to expose the bubbles on the surface to produce a circular polishing pad having a thickness of 1.3 mm and a diameter of 38 cm. The surface has a width of 0.8 mm, XY groove processing (lattice-shaped grooves) having a depth of 0.8 mm and a pitch of 6 mm was performed. The polishing characteristics of the 4-inch thermal oxide film of this polishing pad were evaluated with a polishing apparatus (MAT-BC15 manufactured by MTT). Conditioner manufactured by Applied Materials Co., Ltd. (# 100—coverage 80%, diameter 10 cm, load 1 kg) as a conditioner at this time, silica slurry as slurry (Cabot's SS25 diluted to 1/2 with distilled water) Was run at a polishing pressure of 2 psi, a platen rotation speed of 60 rpm, and a head rotation speed of 59 rpm. As the polishing characteristics, the polishing rate and flatness (in-plane uniformity) when 50, 100, and 500 thermal oxide films were polished were evaluated. The in-plane film thickness of 49 points of the thermal oxide film at this time was measured, and the in-plane uniformity was determined by the following formula (1). The smaller the value of in-plane uniformity, the better the uniformity. The results are summarized in Table 1.

面内均一性(%)={(最大研磨厚−最小膜厚)/(2×平均膜厚)}×100
・・・ 式(1)
In-plane uniformity (%) = {(maximum polishing thickness−minimum film thickness) / (2 × average film thickness)} × 100
... Formula (1)

<実施例2>
熱可塑性ポリウレタン(PU−2)を単軸押出成形機(65mmφ)に仕込み、シリンダー温度215〜230℃、ダイス温度230℃にて、T−ダイより押出し、60℃に調温したギャップ間隔1.8mmのロールを通過させて、厚さ2mmのシートを成形した。次に、得られたシートを耐圧容器に入れ、温度110℃、圧力8MPaの条件下で5時間、二酸化炭素を溶解させ、二酸化炭素を2質量%(飽和量)を含むガス溶解シートを得た。室温まで冷却した後、圧力を常圧とし、ガス溶解シートを耐圧容器から取り出した。次に、得られたガス溶解シートを130℃のシリコンオイル中に3分間浸漬した後に取り出し、室温まで冷却して樹脂発泡体を得た。得られた樹脂発泡体の密度は0.80g/cm、気泡サイズは42μmであった。
得られた樹脂発泡体(シート状物)の表面を研削し、気泡を表面に露出させて、厚さ1.3mm、直径38cmの円形の研磨パッドを作製し、表面には幅0.8mm、深さ0.8mm、ピッチ6mmのX−Yグルーブ加工(格子状溝)を施した。この研磨パッドを研磨装置(エム・エー・ティー社 MAT−BC15)にて4インチ熱酸化膜の研磨特性を評価した。このときのコンディショナーとして(株)アプライドマテリアルズ社製のコンディショナー(#100−被覆率80%、直径10cm、荷重1kg)、スラリーとしてシリカスラリー(キャボット社製 SS25を蒸留水で1/2に希釈)を200ml/分の流量で流しながら、研磨圧力2psi、プラテン回転数60rpm、ヘッド回転数59rpmにて研磨試験をした。研磨特性として熱酸化膜を50、100、500枚研磨した時の研磨速度と平坦性(面内均一性)を評価した。このときの熱酸化膜の面内膜厚49点を測定し、上記式(1)により面内均一性を求めた。結果を表1にまとめた。
<Example 2>
1. Gap spacing 1. Thermoplastic polyurethane (PU-2) was charged into a single screw extruder (65 mmφ), extruded from a T-die at a cylinder temperature of 215 to 230 ° C. and a die temperature of 230 ° C., and adjusted to 60 ° C. An 8 mm roll was passed through to form a sheet having a thickness of 2 mm. Next, the obtained sheet was put into a pressure vessel, and carbon dioxide was dissolved for 5 hours under conditions of a temperature of 110 ° C. and a pressure of 8 MPa to obtain a gas-dissolved sheet containing 2% by mass (saturated amount) of carbon dioxide. . After cooling to room temperature, the pressure was set to normal pressure, and the gas-dissolving sheet was taken out from the pressure vessel. Next, the resulting gas-dissolved sheet was immersed in silicon oil at 130 ° C. for 3 minutes and then taken out and cooled to room temperature to obtain a resin foam. The density of the obtained resin foam was 0.80 g / cm 3 and the bubble size was 42 μm.
The surface of the obtained resin foam (sheet-like material) is ground to expose the bubbles on the surface to produce a circular polishing pad having a thickness of 1.3 mm and a diameter of 38 cm. The surface has a width of 0.8 mm, XY groove processing (lattice-shaped grooves) having a depth of 0.8 mm and a pitch of 6 mm was performed. The polishing characteristics of the 4-inch thermal oxide film of this polishing pad were evaluated with a polishing apparatus (MAT-BC15 manufactured by MTT). Conditioner manufactured by Applied Materials Co., Ltd. (# 100—coverage 80%, diameter 10 cm, load 1 kg) as a conditioner at this time, silica slurry as slurry (Cabot's SS25 diluted to 1/2 with distilled water) Was run at a polishing pressure of 2 psi, a platen rotation speed of 60 rpm, and a head rotation speed of 59 rpm. As the polishing characteristics, the polishing rate and flatness (in-plane uniformity) when 50, 100, and 500 thermal oxide films were polished were evaluated. The in-plane film thickness of 49 points of the thermal oxide film at this time was measured, and the in-plane uniformity was determined by the above formula (1). The results are summarized in Table 1.

<比較例1>
熱可塑性ポリウレタン(PU−3)を単軸押出成形機(65mmφ)に仕込み、シリンダー温度215〜230℃、ダイス温度230℃にて、T−ダイより押出し、60℃に調温したギャップ間隔1.8mmのロールを通過させて、厚さ2mmのシートを成形した。次に、得られたシートを耐圧容器に入れ、温度120℃、圧力7MPaの条件下で5時間、二酸化炭素を溶解させ、二酸化炭素を1.8質量%(飽和量)を含むガス溶解シートを得た。室温まで冷却した後、圧力を常圧とし、ガス溶解シートを耐圧容器から取り出した。次に、得られたガス溶解シートを110℃のシリコンオイル中に3分間浸漬した後に取り出し、室温まで冷却して樹脂発泡体を得た。得られた樹脂発泡体の密度は0.68g/cm、気泡サイズは45μmであった。
得られた樹脂発泡体(シート状物)の表面を研削し、気泡を表面に露出させて、厚さ1.3mm、直径38cmの円形の研磨パッドを作製し、表面には幅0.8mm、深さ0.8mm、ピッチ6mmのX−Yグルーブ加工(格子状溝)を施した。この研磨パッドを研磨装置(エム・エー・ティー社 MAT−BC15)にて4インチ熱酸化膜の研磨特性を評価した。このときのコンディショナーとして(株)アプライドマテリアルズ社製のコンディショナー(#100−被覆率80%、直径10cm、荷重1kg)、スラリーとしてシリカスラリー(キャボット社製 SS25を蒸留水で1/2に希釈)を200ml/分の流量で流しながら、研磨圧力2psi、プラテン回転数60rpm、ヘッド回転数59rpmにて研磨試験をした。研磨特性として熱酸化膜を50、100、500枚研磨した時の研磨速度と平坦性(面内均一性)を評価した。このときの熱酸化膜の面内膜厚49点を測定し、上記式(1)により面内均一性を求めた。結果を表2にまとめた。
<Comparative Example 1>
1. Gap spacing 1. Thermoplastic polyurethane (PU-3) was charged into a single screw extruder (65 mmφ), extruded from a T-die at a cylinder temperature of 215 to 230 ° C and a die temperature of 230 ° C, and adjusted to 60 ° C. An 8 mm roll was passed through to form a sheet having a thickness of 2 mm. Next, the obtained sheet is put into a pressure vessel, carbon dioxide is dissolved for 5 hours under conditions of a temperature of 120 ° C. and a pressure of 7 MPa, and a gas dissolving sheet containing 1.8% by mass (saturated amount) of carbon dioxide is obtained. Obtained. After cooling to room temperature, the pressure was set to normal pressure, and the gas-dissolving sheet was taken out from the pressure vessel. Next, the obtained gas-dissolved sheet was immersed in silicon oil at 110 ° C. for 3 minutes and then taken out and cooled to room temperature to obtain a resin foam. The density of the obtained resin foam was 0.68 g / cm 3 and the bubble size was 45 μm.
The surface of the obtained resin foam (sheet-like material) is ground to expose the bubbles on the surface to produce a circular polishing pad having a thickness of 1.3 mm and a diameter of 38 cm. The surface has a width of 0.8 mm, XY groove processing (lattice-shaped grooves) having a depth of 0.8 mm and a pitch of 6 mm was performed. The polishing characteristics of the 4-inch thermal oxide film of this polishing pad were evaluated with a polishing apparatus (MAT-BC15 manufactured by MTT). Conditioner manufactured by Applied Materials Co., Ltd. (# 100—coverage 80%, diameter 10 cm, load 1 kg) as a conditioner at this time, silica slurry as slurry (Cabot's SS25 diluted to 1/2 with distilled water) Was run at a polishing pressure of 2 psi, a platen rotation speed of 60 rpm, and a head rotation speed of 59 rpm. As the polishing characteristics, the polishing rate and flatness (in-plane uniformity) when 50, 100, and 500 thermal oxide films were polished were evaluated. The in-plane film thickness of 49 points of the thermal oxide film at this time was measured, and the in-plane uniformity was determined by the above formula (1). The results are summarized in Table 2.

<比較例2>
熱可塑性ポリウレタン(PU−4)を単軸押出成形機(65mmφ)に仕込み、シリンダー温度215〜230℃、ダイス温度230℃にて、T−ダイより押出し、60℃に調温したギャップ間隔1.8mmのロールを通過させて、厚さ2mmのシートを成形した。次に、得られたシートを耐圧容器に入れ、温度120℃、圧力7MPaの条件下で5時間、二酸化炭素を溶解させ、二酸化炭素を1.9質量%(飽和量)を含むガス溶解シートを得た。室温まで冷却した後、圧力を常圧とし、ガス溶解シートを耐圧容器から取り出した。次に、得られたガス溶解シートを100℃のシリコンオイル中に3分間浸漬した後に取り出し、室温まで冷却して樹脂発泡体を得た。得られた樹脂発泡体の密度は0.68g/cm、気泡サイズは41μmであった。
得られた樹脂発泡体(シート状物)の表面を研削し、気泡を表面に露出させて、厚さ1.3mm、直径38cmの円形の研磨パッドを作製し、表面には幅0.8mm、深さ0.8mm、ピッチ6mmのX−Yグルーブ加工(格子状溝)を施した。この研磨パッドを研磨装置(エム・エー・ティー社 MAT−BC15)にて4インチ熱酸化膜の研磨特性を評価した。このときのコンディショナーとして(株)アプライドマテリアルズ社製のコンディショナー(#100−被覆率80%、直径10cm、荷重1kg)、スラリーとしてシリカスラリー(キャボット社製 SS25を蒸留水で1/2に希釈)を200ml/分の流量で流しながら、研磨圧力2psi、プラテン回転数60rpm、ヘッド回転数59rpmにて研磨試験をした。研磨特性として熱酸化膜を50、100、500枚研磨した時の研磨速度と平坦性(面内均一性)を評価した。このときの熱酸化膜の面内膜厚49点を測定し、上記式(1)により面内均一性を求めた。結果を表2にまとめた。
<Comparative example 2>
A thermoplastic polyurethane (PU-4) was charged into a single-screw extruder (65 mmφ), extruded from a T-die at a cylinder temperature of 215 to 230 ° C and a die temperature of 230 ° C, and adjusted to 60 ° C. An 8 mm roll was passed through to form a sheet having a thickness of 2 mm. Next, the obtained sheet is put in a pressure vessel, carbon dioxide is dissolved for 5 hours under conditions of a temperature of 120 ° C. and a pressure of 7 MPa, and a gas dissolving sheet containing 1.9% by mass (saturated amount) of carbon dioxide is obtained. Obtained. After cooling to room temperature, the pressure was set to normal pressure, and the gas-dissolving sheet was taken out from the pressure vessel. Next, the obtained gas-dissolved sheet was dipped in silicon oil at 100 ° C. for 3 minutes and then taken out and cooled to room temperature to obtain a resin foam. The density of the obtained resin foam was 0.68 g / cm 3 and the bubble size was 41 μm.
The surface of the obtained resin foam (sheet-like material) is ground to expose the bubbles on the surface to produce a circular polishing pad having a thickness of 1.3 mm and a diameter of 38 cm. The surface has a width of 0.8 mm, XY groove processing (lattice-shaped grooves) having a depth of 0.8 mm and a pitch of 6 mm was performed. The polishing characteristics of the 4-inch thermal oxide film of this polishing pad were evaluated with a polishing apparatus (MAT-BC15 manufactured by MTT). Conditioner manufactured by Applied Materials Co., Ltd. (# 100-coverage 80%, diameter 10 cm, load 1 kg) as a conditioner at this time, silica slurry as slurry (Cabot's SS25 diluted to 1/2 with distilled water) Was run at a polishing pressure of 2 psi, a platen rotation speed of 60 rpm, and a head rotation speed of 59 rpm. As the polishing characteristics, the polishing rate and flatness (in-plane uniformity) when 50, 100, and 500 thermal oxide films were polished were evaluated. The in-plane film thickness of 49 points of the thermal oxide film at this time was measured, and the in-plane uniformity was determined by the above formula (1). The results are summarized in Table 2.

<比較例3>
熱可塑性ポリウレタン(PU−5)を単軸押出成形機(65mmφ)に仕込み、シリンダー温度180〜210℃、ダイス温度210℃にて、T−ダイより押出し、60℃に調温したギャップ間隔1.8mmのロールを通過させて、厚さ2mmのシートを成形した。次に、得られたシートを耐圧容器に入れ、温度80℃、圧力5MPaの条件下で5時間、二酸化炭素を溶解させ、二酸化炭素を2.8質量%(飽和量)を含むガス溶解シートを得た。室温まで冷却した後、圧力を常圧とし、ガス溶解シートを耐圧容器から取り出した。次に、得られたガス溶解シートを160℃のシリコンオイル中に3分間浸漬した後に取り出し、室温まで冷却して樹脂発泡体を得た。得られた樹脂発泡体の密度は0.70g/cm、気泡サイズは28μmであった。
得られた樹脂発泡体(シート状物)の表面を研削し、気泡を表面に露出させて、厚さ1.3mm、直径38cmの円形の研磨パッドを作製し、表面には幅0.8mm、深さ0.8mm、ピッチ6mmのX−Yグルーブ加工(格子状溝)を施した。このパッドを研磨装置(エム・エー・ティー社 MAT−BC15)にて4インチ熱酸化膜の研磨特性を評価した。このときのコンディショナーとして(株)アプライドマテリアルズ社製のコンディショナー(#100−被覆率80%、直径10cm、荷重1kg)、スラリーとしてシリカスラリー(キャボット社製 SS25を蒸留水で1/2に希釈)を200ml/分の流量で流しながら、研磨圧力2psi、プラテン回転数60rpm、ヘッド回転数59rpmにて研磨試験をした。研磨特性として熱酸化膜を50、100、500枚研磨した時の研磨速度と平坦性(面内均一性)を評価した。このときの面内熱酸化膜の膜厚49点を測定し、上記式(1)により面内均一性を求めた。結果を表2にまとめた。
<Comparative Example 3>
1. Gap spacing 1. Thermoplastic polyurethane (PU-5) was charged into a single screw extruder (65 mmφ), extruded from a T-die at a cylinder temperature of 180 to 210 ° C. and a die temperature of 210 ° C., and adjusted to 60 ° C. An 8 mm roll was passed through to form a sheet having a thickness of 2 mm. Next, the obtained sheet is put into a pressure vessel, carbon dioxide is dissolved for 5 hours under conditions of a temperature of 80 ° C. and a pressure of 5 MPa, and a gas dissolving sheet containing 2.8% by mass (saturated amount) of carbon dioxide is obtained. Obtained. After cooling to room temperature, the pressure was set to normal pressure, and the gas-dissolving sheet was taken out from the pressure vessel. Next, the obtained gas-dissolved sheet was immersed in 160 ° C. silicon oil for 3 minutes and then taken out and cooled to room temperature to obtain a resin foam. The density of the obtained resin foam was 0.70 g / cm 3 and the bubble size was 28 μm.
The surface of the obtained resin foam (sheet-like material) is ground to expose the bubbles on the surface to produce a circular polishing pad having a thickness of 1.3 mm and a diameter of 38 cm. The surface has a width of 0.8 mm, XY groove processing (lattice-shaped grooves) having a depth of 0.8 mm and a pitch of 6 mm was performed. The pad was evaluated for the polishing characteristics of a 4-inch thermal oxide film with a polishing apparatus (MAT-BC15 manufactured by MG Corporation). Conditioner manufactured by Applied Materials Co., Ltd. (# 100—coverage 80%, diameter 10 cm, load 1 kg) as a conditioner at this time, silica slurry as slurry (Cabot's SS25 diluted to 1/2 with distilled water) Was run at a polishing pressure of 2 psi, a platen rotation speed of 60 rpm, and a head rotation speed of 59 rpm. As the polishing characteristics, the polishing rate and flatness (in-plane uniformity) when 50, 100, and 500 thermal oxide films were polished were evaluated. At this time, the film thickness of 49 points of the in-plane thermal oxide film was measured, and the in-plane uniformity was determined by the above formula (1). The results are summarized in Table 2.

<比較例4>
熱可塑性ポリウレタン(PU−6)を単軸押出成形機(65mmφ)に仕込み、シリンダー温度210〜225℃、ダイス温度220℃にて、T−ダイより押出し、60℃に調温したギャップ間隔1.8mmのロールを通過させて、厚さ2mmのシートを成形した。次に、得られたシートを耐圧容器に入れ、温度110℃、圧力8MPaの条件下で10時間、二酸化炭素を溶解させ、二酸化炭素を3.5質量%(飽和量)を含むガス溶解シートを得た。室温まで冷却した後、圧力を常圧とし、ガス溶解シートを耐圧容器から取り出した。次に、得られたガス溶解シートを115℃のシリコンオイル中に3分間浸漬した後に取り出し、室温まで冷却して樹脂発泡体を得た。得られた樹脂発泡体の密度は0.82g/cm、気泡サイズは32μmであった。
得られた樹脂発泡体(シート状物)の表面を研削し、気泡を表面に露出させて、厚さ1.3mm、直径38cmの円形の研磨パッドを作製し、表面には幅0.8mm、深さ0.8mm、ピッチ6mmのX−Yグルーブ加工(格子状溝)を施した。この研磨パッドを研磨装置(エム・エー・ティー社 MAT−BC15)にて4インチ熱酸化膜の研磨特性を評価した。このときのコンディショナーとして(株)アプライドマテリアルズ社製のコンディショナー(#100−被覆率80%、直径10cm、荷重1kg)、スラリーとしてシリカスラリー(キャボット社製 SS25を蒸留水で1/2に希釈)を200ml/分の流量で流しながら、研磨圧力2psi、プラテン回転数60rpm、ヘッド回転数59rpmにて研磨試験をした。研磨特性として熱酸化膜を50、100、500枚研磨した時の研磨速度と平坦性(面内均一性)を評価した。このときの面内熱酸化膜の膜厚49点を測定し、上記式(1)により面内均一性を求めた。結果を表2にまとめた。
<Comparative example 4>
1. Gap spacing 1. Thermoplastic polyurethane (PU-6) was charged into a single screw extruder (65 mmφ), extruded from a T-die at a cylinder temperature of 210 to 225 ° C and a die temperature of 220 ° C, and adjusted to 60 ° C. An 8 mm roll was passed through to form a sheet having a thickness of 2 mm. Next, the obtained sheet is put into a pressure resistant container, carbon dioxide is dissolved for 10 hours under conditions of a temperature of 110 ° C. and a pressure of 8 MPa, and a gas dissolving sheet containing 3.5% by mass (saturated amount) of carbon dioxide is obtained. Obtained. After cooling to room temperature, the pressure was set to normal pressure, and the gas-dissolving sheet was taken out from the pressure vessel. Next, the obtained gas-dissolved sheet was immersed in 115 ° C. silicone oil for 3 minutes and then taken out and cooled to room temperature to obtain a resin foam. The density of the obtained resin foam was 0.82 g / cm 3 and the bubble size was 32 μm.
The surface of the obtained resin foam (sheet-like material) is ground to expose the bubbles on the surface to produce a circular polishing pad having a thickness of 1.3 mm and a diameter of 38 cm. The surface has a width of 0.8 mm, XY groove processing (lattice-shaped grooves) having a depth of 0.8 mm and a pitch of 6 mm was performed. The polishing characteristics of the 4-inch thermal oxide film of this polishing pad were evaluated with a polishing apparatus (MAT-BC15 manufactured by MTT). Conditioner manufactured by Applied Materials Co., Ltd. (# 100—coverage 80%, diameter 10 cm, load 1 kg) as a conditioner at this time, silica slurry as slurry (Cabot's SS25 diluted to 1/2 with distilled water) Was run at a polishing pressure of 2 psi, a platen rotation speed of 60 rpm, and a head rotation speed of 59 rpm. As the polishing characteristics, the polishing rate and flatness (in-plane uniformity) when 50, 100, and 500 thermal oxide films were polished were evaluated. At this time, the film thickness of 49 points of the in-plane thermal oxide film was measured, and the in-plane uniformity was determined by the above formula (1). The results are summarized in Table 2.

以上の結果より、本発明の構成要件を満たす実施例1及び2においては安定した研磨性能を示す研磨パッドが得られることが分かる。一方、鎖伸長剤における1,4−シクロヘキサンジメタノールの含有割合が少ない熱可塑性ポリウレタンを使用した比較例1、鎖伸長剤として1,4−シクロヘキサンジメタノールを使用せず、高分子ジオールの質量割合が多い熱可塑性ポリウレタンを使用した比較例2や、さらに高分子ジオールとしてダイマージオールを使用せず、有機ジイソシアネートに由来する窒素原子の含有率が5質量%未満の熱可塑性ポリウレタンを使用した比較例3では、研磨速度の安定性が悪く、また、研磨回数が増すにつれて研磨面の平坦性(面内均一性)が悪化した。高分子ジオールとしてポリ(テトラメチレングリコール)を使用した熱可塑性ポリウレタンを用いた比較例4においても、研磨速度の安定性が悪く、また、研磨回数が増すにつれて研磨面の平坦性(面内均一性)が悪化した。   From the above results, it can be seen that in Examples 1 and 2 satisfying the constituent requirements of the present invention, a polishing pad exhibiting stable polishing performance can be obtained. On the other hand, Comparative Example 1 using a thermoplastic polyurethane with a low content of 1,4-cyclohexanedimethanol in the chain extender, without using 1,4-cyclohexanedimethanol as the chain extender, and the mass ratio of the polymer diol Comparative Example 2 using a large amount of thermoplastic polyurethane, and Comparative Example 3 using a thermoplastic polyurethane having a nitrogen atom content of less than 5% by mass derived from organic diisocyanate without using dimer diol as a polymer diol. Then, the stability of the polishing rate was poor, and the flatness (in-plane uniformity) of the polished surface deteriorated as the number of polishing operations increased. Also in Comparative Example 4 using thermoplastic polyurethane using poly (tetramethylene glycol) as the polymer diol, the polishing rate is poor in stability, and the flatness of the polished surface (in-plane uniformity) as the number of polishing increases. ) Worsened.

本発明によれば、均一な発泡構造を有する樹脂発泡体や、該樹脂発泡体を含有する研磨パッドが提供される。本発明の研磨パッドはCMPに有用であり、半導体ウェハなどを高精度、且つ高効率に研磨することが可能となる。本発明の研磨パッドは、特に、被研磨面の平坦性、平坦化効率の向上が達成でき、従来のものよりも研磨作業中の温度変動に対して硬度変化が少ない。   According to the present invention, a resin foam having a uniform foam structure and a polishing pad containing the resin foam are provided. The polishing pad of the present invention is useful for CMP, and can polish a semiconductor wafer or the like with high accuracy and high efficiency. In particular, the polishing pad of the present invention can improve the flatness and flattening efficiency of the surface to be polished, and has less change in hardness with respect to temperature fluctuations during the polishing operation than conventional ones.

Claims (7)

主として熱可塑性ポリウレタンからなり、密度が0.4〜0.95g/cm、気泡サイズが1〜100μmである樹脂発泡体であって、
該熱可塑性ポリウレタンは、高分子ジオール、有機ジイソシアネート、及び、鎖伸長剤を、高分子ジオールの質量/(有機ジイソシアネート及び鎖伸長剤の合計質量)が10/90〜35/65となる割合で反応させて得られるものであり、
該高分子ジオールの数平均分子量は400〜2000であり、
該高分子ジオールの50モル%以上は炭素数30〜42のダイマージオールであり、
該鎖伸長剤の50モル%以上は1,4−シクロヘキサンジメタノールであり、
該熱可塑性ポリウレタンの有機ジイソシアネートに由来する窒素原子の含有率が5〜7質量%である樹脂発泡体。
A resin foam mainly composed of thermoplastic polyurethane, having a density of 0.4 to 0.95 g / cm 3 and a cell size of 1 to 100 μm,
The thermoplastic polyurethane reacts with a polymer diol, an organic diisocyanate, and a chain extender at a ratio of mass of polymer diol / (total mass of organic diisocyanate and chain extender) of 10/90 to 35/65. Is obtained by
The number average molecular weight of the polymer diol is 400 to 2000,
50 mol% or more of the polymer diol is a dimer diol having 30 to 42 carbon atoms,
More than 50 mol% of the chain extender is 1,4-cyclohexanedimethanol,
The resin foam whose content rate of the nitrogen atom derived from the organic diisocyanate of this thermoplastic polyurethane is 5-7 mass%.
前記熱可塑性ポリウレタンの80℃における貯蔵弾性率(E’80)が2×10Pa〜2×10Paであり、かつ、前記熱可塑性ポリウレタンの30℃における貯蔵弾性率(E’30)と80℃における貯蔵弾性率(E’80)との比率(E’30/E’80)が1〜4である、請求項1に記載する樹脂発泡体。 The storage elastic modulus (E ′ 80 ) of the thermoplastic polyurethane at 80 ° C. is 2 × 10 8 Pa to 2 × 10 9 Pa, and the storage elastic modulus (E ′ 30 ) of the thermoplastic polyurethane at 30 ° C. 'ratio of (80 (E storage modulus E)' at 8030 / E '80) is 1 to 4, a resin foam according to claim 1. 前記ダイマージオールの炭素数が36である、請求項1又は2に記載する樹脂発泡体。   The resin foam according to claim 1 or 2, wherein the dimer diol has 36 carbon atoms. 前記ダイマージオールが、オレイン酸、リノール酸およびリノレン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種を2分子加熱重合させて得られるダイマー酸を還元して得られるものである、請求項3に記載する樹脂発泡体。   The resin according to claim 3, wherein the dimer diol is obtained by reducing dimer acid obtained by heat-polymerizing at least one selected from the group consisting of oleic acid, linoleic acid and linolenic acid. Foam. 熱可塑性ポリウレタン、又は主として熱可塑性ポリウレタンからなるポリウレタン樹脂組成物に、非反応性ガスを加温、加圧条件下で溶解させた後、50℃以下に冷却し、次いで圧力を開放して非反応性ガスが溶解した熱可塑性ポリウレタン又は主として熱可塑性ポリウレタンからなるポリウレタン樹脂組成物を得た後、これを加熱発泡させて得られる、請求項1ないし4のいずれかに記載する樹脂発泡体。   A non-reactive gas is dissolved in a polyurethane resin composition made of thermoplastic polyurethane or mainly thermoplastic polyurethane under heating and pressure conditions, then cooled to 50 ° C. or lower, and then the pressure is released to make it unreacted. The resin foam according to any one of claims 1 to 4, which is obtained by heating and foaming a polyurethane resin composition comprising a thermoplastic polyurethane having a soluble gas dissolved therein or mainly a thermoplastic polyurethane. 前記非反応性ガスが、二酸化炭素又は窒素である、請求項5に記載する樹脂発泡体。   The resin foam according to claim 5, wherein the non-reactive gas is carbon dioxide or nitrogen. 請求項1ないし6のいずれかに記載する樹脂発泡体を含有する研磨パッド。   A polishing pad containing the resin foam according to claim 1.
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