JP2007246805A - Polishing pad and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウレタン(メタ)アクリレートから誘導される構造単位とエチレン性不飽和モノマーから誘導される構造単位とを有する共重合体を含有する発泡構造の研磨層を有する研磨パッドおよびその製造方法に関する。本発明の研磨パッドは、例えば、シリコンウェハや半導体ウェハ等を高精度に、かつ高い研磨効率で研磨するのに有用である。 The present invention relates to a polishing pad having a foamed structure polishing layer containing a copolymer having a structural unit derived from urethane (meth) acrylate and a structural unit derived from an ethylenically unsaturated monomer, and a method for producing the same. . The polishing pad of the present invention is useful, for example, for polishing a silicon wafer, a semiconductor wafer or the like with high accuracy and high polishing efficiency.
従来、研磨パッドは、集積回路を形成するための基板として使用されるシリコンウェハの鏡面加工を行ったり、半導体デバイス製造時に絶縁膜や導電体膜の凹凸を平坦化加工したりする際に行われる化学機械的研磨(CMP)などに用いられている。このような研磨パッドとしては、不織布にポリウレタン樹脂を含浸させた比較的軟質の研磨パッドや発泡ポリウレタンからなる硬質の研磨パッド、あるいは、軟質の研磨パッドと硬質の研磨パッドとを貼り合わせた2層構造パッドなどが使用されている(例えば、特許文献1〜3を参照)。 Conventionally, a polishing pad is used for mirror processing of a silicon wafer used as a substrate for forming an integrated circuit, or for flattening unevenness of an insulating film or a conductor film during manufacturing of a semiconductor device. It is used for chemical mechanical polishing (CMP). As such a polishing pad, a relatively soft polishing pad in which a polyurethane resin is impregnated with a polyurethane resin, a hard polishing pad made of foamed polyurethane, or two layers in which a soft polishing pad and a hard polishing pad are bonded together A structure pad or the like is used (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
近年、半導体デバイスの高集積化、多層配線化に伴い、半導体ウェハにおいては、高度の平坦性を有することや金属不純物の混入が少ないことなど一層の品質向上や、低価格化の要求が増々高まっている。それに伴い、半導体ウェハを製造するために使用される研磨パッドに対しても、従来以上に高度の平坦化が可能であること、研磨パッド自体の金属の含有量が極めて少ないこと、研磨時におけるスクラッチの発生が極めて少ないこと、長時間使用可能であることおよび安価であることなどが要求されている。 In recent years, as semiconductor devices are highly integrated and multi-layered, there is an increasing demand for further improvements in quality and lower prices in semiconductor wafers, such as high flatness and less metal impurities. ing. Along with this, even for polishing pads used for manufacturing semiconductor wafers, higher leveling is possible than before, the metal content of the polishing pad itself is extremely low, and scratching during polishing There is a demand for extremely low occurrence, low use for a long time, and low cost.
しかしながら、上述した従来の研磨パッドは主にポリウレタン樹脂から構成されているため、長時間使用した場合にはウレタン結合の加水分解などにより研磨パッドの研磨特性が変化する恐れがある。また、通常はポリウレタン樹脂を製造するために混練機や押出機等によりポリウレタン樹脂の原料を混合するが、多くは、その内部表面は金属であるため、金属がポリウレタン樹脂中に一部混入する恐れもある。この金属混入を防ぐためには混練機や押出機等の内部をフッ素系樹脂などによりコーティングするなどの対策が考えられる。しかしながら、この場合には多大な費用がかかる上、コーティングしたフッ素系樹脂などが摩耗や剥離によりポリウレタン樹脂中に混入し、かえって研磨特性に悪影響を与えることが懸念される。 However, since the above-described conventional polishing pad is mainly composed of a polyurethane resin, the polishing characteristics of the polishing pad may change due to hydrolysis of urethane bonds when used for a long time. Usually, the polyurethane resin raw material is mixed with a kneader or an extruder to produce the polyurethane resin. However, in many cases, the inner surface is a metal, so that the metal may partially mix in the polyurethane resin. There is also. In order to prevent this metal contamination, measures such as coating the inside of a kneader or an extruder with a fluorine-based resin or the like can be considered. However, in this case, it is very expensive and there is a concern that the coated fluororesin or the like may be mixed into the polyurethane resin due to abrasion or peeling, which adversely affects the polishing characteristics.
一方、(メタ)アクリル系樹脂からなる研磨パッドも提案されている。例えば、アクリル系樹脂中に微小中空粒子等の高分子微小エレメントを分散させた構造を有する研磨パッドが知られている(特許文献4参照)。また、ウレタン結合を有する特定のフォトポリマー組成物を光硬化させた研磨パッドが知られている(特許文献5参照)。また、特定の酸価と水酸基価を有するアクリル系樹脂からなる研磨パッドが知られている(特許文献6参照)。さらに、特定のプレポリマーとエチレン性不飽和モノマーと光重合開始剤を硬化させて得られるポリウレタンフォトポリマー樹脂を含む研磨パッドが知られている(特許文献7参照)。 On the other hand, a polishing pad made of (meth) acrylic resin has also been proposed. For example, a polishing pad having a structure in which polymer microelements such as microhollow particles are dispersed in an acrylic resin is known (see Patent Document 4). Further, a polishing pad obtained by photocuring a specific photopolymer composition having a urethane bond is known (see Patent Document 5). Further, a polishing pad made of an acrylic resin having a specific acid value and hydroxyl value is known (see Patent Document 6). Furthermore, a polishing pad containing a polyurethane photopolymer resin obtained by curing a specific prepolymer, an ethylenically unsaturated monomer and a photopolymerization initiator is known (see Patent Document 7).
しかしながら、上記特許文献4の研磨パッドは軟質成分を全く含有しないか、あるいは含有していても僅かであるため研磨パッドの硬度が非常に高く、研磨対象物にスクラッチの発生が起こりやすい。特に近年は半導体デバイスにおける配線の微細化が進んでおり、従来は許容されていた微小なスクラッチでさえも極力発生しないことが望まれているため、上記特許文献4の研磨パッドよりもさらにスクラッチの発生が少ない研磨パッドが望まれている。また、特許文献4の研磨パッドは、アクリル系樹脂中での高分子微小エレメントの分散が不均一になりやすいため、一つの研磨パッド中においても場所によって硬度が異なり、研磨性能にばらつきが出やすいといった問題もある。 However, the polishing pad of the above-mentioned Patent Document 4 does not contain a soft component at all, or even if it contains only a small amount, the hardness of the polishing pad is very high, and scratches are likely to occur on the object to be polished. Particularly, in recent years, the miniaturization of wiring in a semiconductor device has progressed, and it is desired that even a fine scratch that has been allowed in the past is not generated as much as possible. A polishing pad that generates less is desired. Moreover, since the dispersion | distribution of the polymer microelement in an acrylic resin tends to become non-uniform | heterogenous in the polishing pad of patent document 4, hardness differs according to a place also in one polishing pad, and dispersion | variation in polishing performance tends to appear. There is also a problem.
また、上記特許文献5や6の研磨パッドは軟質セグメントと硬質セグメントを有しない非セグメント構造であるため、研磨パッドを構成する樹脂のガラス転移温度が高い場合には研磨パッドの硬度が高くなりすぎて研磨対象物にスクラッチが発生しやすく、一方、ガラス転移温度が低い場合には研磨パッドの耐熱性が劣るため研磨時の温度上昇により研磨パッドが変形し、研磨対象物の面内で研磨速度が不均一になりやすいといった問題がある。さらに、上記特許文献7の研磨パッドは発泡構造を有しないため、研磨均一性や研磨速度の安定性に関して、満足のできるものではなかった。 Moreover, since the polishing pad of the said patent document 5 and 6 is a non-segment structure which does not have a soft segment and a hard segment, when the glass transition temperature of resin which comprises a polishing pad is high, the hardness of a polishing pad becomes high too much. On the other hand, when the glass transition temperature is low, the polishing pad is inferior in heat resistance, so that the polishing pad is deformed by the temperature rise during polishing, and the polishing speed is within the surface of the polishing object. There is a problem that is likely to be uneven. Further, since the polishing pad of Patent Document 7 does not have a foamed structure, the polishing uniformity and the stability of the polishing rate are not satisfactory.
上記事情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、研磨時においてスクラッチの発生が極めて少なく、研磨均一性に一層優れ、より高度の平坦化が可能であり、著しく長時間使用可能であり、金属含量も少ない研磨パッドを安価に提供することである。 In view of the above circumstances, the problem to be solved by the present invention is that the occurrence of scratches at the time of polishing is extremely low, the polishing uniformity is even better, higher leveling is possible, and it can be used for a long time, It is to provide a polishing pad with a low metal content at low cost.
上述した課題を解決すべく本発明者らは鋭意検討を重ねた。その結果、ウレタン(メタ)アクリレート(A)から誘導される構造単位と、ウレタン(メタ)アクリレート(A)以外のエチレン性不飽和モノマー(B)から誘導される構造単位とを有する共重合体を含有する発泡構造の研磨層を有する研磨パッドが上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。 In order to solve the above-described problems, the present inventors have conducted intensive studies. As a result, a copolymer having a structural unit derived from urethane (meth) acrylate (A) and a structural unit derived from ethylenically unsaturated monomer (B) other than urethane (meth) acrylate (A) is obtained. The present inventors have found that a polishing pad having a polishing layer having a foam structure contained therein can solve the above-mentioned problems, and completed the present invention.
[1] 本発明は、ウレタン(メタ)アクリレート(A)から誘導される構造単位と、ウレタン(メタ)アクリレート(A)以外のエチレン性不飽和モノマー(B)から誘導される構造単位とを有する共重合体を含有する発泡構造の研磨層を有する研磨パッドである。 [1] The present invention has a structural unit derived from urethane (meth) acrylate (A) and a structural unit derived from an ethylenically unsaturated monomer (B) other than urethane (meth) acrylate (A). A polishing pad having a foamed polishing layer containing a copolymer.
[2] 本発明は、前記ウレタン(メタ)アクリレート(A)の数平均分子量が1000以上である[1]に記載の研磨パッドである。 [2] The present invention is the polishing pad according to [1], wherein the urethane (meth) acrylate (A) has a number average molecular weight of 1000 or more.
[3] 本発明は、前記エチレン性不飽和モノマー(B)の平均分子量が500以下である[1]または[2]に記載の研磨パッドである。 [3] The present invention is the polishing pad according to [1] or [2], wherein the ethylenically unsaturated monomer (B) has an average molecular weight of 500 or less.
[4] 本発明は、共重合体における、前記ウレタン(メタ)アクリレート(A)から誘導される構造単位の質量と前記エチレン性不飽和モノマー(B)から誘導される構造単位の質量との比率が、[ウレタン(メタ)アクリレート(A)から誘導される構造単位の質量]/[エチレン性不飽和モノマー(B)から誘導される構造単位の質量]=20/80〜60/40である[1]から[3]のいずれかに記載の研磨パッドである。 [4] The present invention relates to a ratio of the mass of structural units derived from the urethane (meth) acrylate (A) and the mass of structural units derived from the ethylenically unsaturated monomer (B) in the copolymer. Is [mass of structural unit derived from urethane (meth) acrylate (A)] / [mass of structural unit derived from ethylenically unsaturated monomer (B)] = 20/80 to 60/40 [ The polishing pad according to any one of [1] to [3].
[5] 本発明は、前記ウレタン(メタ)アクリレート(A)が、ポリオール(a1)、有機ジイソシアネート(a2)および水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体(a3)の少なくとも3成分を反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレートである[1]から[4]のいずれかに記載の研磨パッドである。 [5] The present invention is obtained by reacting the urethane (meth) acrylate (A) with at least three components of a polyol (a1), an organic diisocyanate (a2), and a (meth) acrylic acid derivative (a3) having a hydroxyl group. The polishing pad according to any one of [1] to [4], which is a urethane (meth) acrylate.
[6] 本発明は、前記ポリオール(a1)の数平均分子量が500〜5000である[5]に記載の研磨パッドである。 [6] The present invention is the polishing pad according to [5], wherein the polyol (a1) has a number average molecular weight of 500 to 5,000.
[7] 本発明は、前記エチレン性不飽和モノマー(B)が、エチレン性不飽和モノマー(B)のみからなる重合体としたときの該重合体のガラス転移温度が60℃以上である[1]から[6]のいずれかに記載の研磨パッドである。 [7] In the present invention, when the ethylenically unsaturated monomer (B) is a polymer composed only of the ethylenically unsaturated monomer (B), the glass transition temperature of the polymer is 60 ° C. or higher. ] To [6].
[8] 本発明は、エチレン性不飽和モノマー(B)が(メタ)アクリル酸誘導体であるか、または(メタ)アクリル酸誘導体と(メタ)アクリル酸誘導体以外のエチレン性不飽和モノマーとの混合物である[1]から[7]のいずれかに記載の研磨パッドである。 [8] In the present invention, the ethylenically unsaturated monomer (B) is a (meth) acrylic acid derivative, or a mixture of a (meth) acrylic acid derivative and an ethylenically unsaturated monomer other than the (meth) acrylic acid derivative. The polishing pad according to any one of [1] to [7].
[9] 本発明は、前記研磨層の密度が0.6〜1.1g/cm3である[1]から[8]のいずれかに記載の研磨パッドである。 [9] The present invention is the polishing pad according to any one of [1] to [8], wherein the polishing layer has a density of 0.6 to 1.1 g / cm 3 .
[10] 本発明は、前記研磨層の発泡構造を構成する気泡の平均直径が1〜100μmである[1]から[9]のいずれかに記載の研磨パッドである。 [10] The present invention is the polishing pad according to any one of [1] to [9], wherein an average diameter of bubbles constituting the foam structure of the polishing layer is 1 to 100 μm.
[11] 本発明は、前記研磨層の発泡構造が、共重合体中に分散された揮発性液体を除去することにより形成されたものである[1]から[10]のいずれかに記載の研磨パッドである。 [11] The invention according to any one of [1] to [10], wherein the foam structure of the polishing layer is formed by removing a volatile liquid dispersed in the copolymer. It is a polishing pad.
[12] 本発明は、前記研磨層の50℃における動的弾性率が9×108Pa以下である[1]から[11]のいずれかに記載の研磨パッドである。 [12] The present invention is the polishing pad according to any one of [1] to [11], wherein the polishing layer has a dynamic elastic modulus at 50 ° C. of 9 × 10 8 Pa or less.
[13] 本発明は、前記研磨層の50℃における動的弾性率が1×108Pa以上である[1]から[12]のいずれかに記載の研磨パッドである。 [13] The present invention is the polishing pad according to any one of [1] to [12], wherein the polishing layer has a dynamic elastic modulus at 50 ° C. of 1 × 10 8 Pa or more.
[14] 本発明は、前記研磨層の主分散のピーク温度が80℃以上である[1]から[13]のいずれかに記載の研磨パッドである。 [14] The present invention is the polishing pad according to any one of [1] to [13], wherein the main dispersion peak temperature of the polishing layer is 80 ° C. or higher.
[15] 本発明は、ウレタン(メタ)アクリレート(A)、ウレタン(メタ)アクリレート(A)以外のエチレン性不飽和モノマー(B)および揮発性液体を含有する混合物(S)を硬化させる工程(工程1)、並びに揮発性液体を除去する工程(工程2)を含む、発泡構造の研磨層を有する研磨パッドの製造方法である。 [15] The present invention includes a step of curing a mixture (S) containing urethane (meth) acrylate (A), an ethylenically unsaturated monomer (B) other than urethane (meth) acrylate (A), and a volatile liquid ( A method of manufacturing a polishing pad having a polishing layer having a foam structure, which includes a step 1) and a step of removing a volatile liquid (step 2).
[16] 本発明は、前記揮発性液体が水または水を含む混合物である[15]に記載の製造方法である。 [16] The present invention is the production method according to [15], wherein the volatile liquid is water or a mixture containing water.
[17] 本発明は、前記混合物(S)中において、水または水を含む混合物がW/O型に分散している[16]に記載の製造方法である。 [17] The present invention is the production method according to [16], wherein water or a mixture containing water is dispersed in the W / O type in the mixture (S).
[18] 本発明は、前記混合物(S)が、さらに分散剤を含有する[15]から[17]のいずれかに記載の製造方法である。 [18] The present invention is the production method according to any one of [15] to [17], wherein the mixture (S) further contains a dispersant.
[19] 分散剤が、(メタ)アクリル酸アルキルエステルとポリオキシアルキレンモノ(メタ)アクリレート化合物の共重合体である[18]に記載の製造方法である。 [19] The production method according to [18], wherein the dispersant is a copolymer of a (meth) acrylic acid alkyl ester and a polyoxyalkylene mono (meth) acrylate compound.
[20] 本発明は、[1]から[14]のいずれかに記載の研磨パッドを用いるシリコンウェハまたは半導体ウェハの研磨方法である。 [20] The present invention is a method for polishing a silicon wafer or a semiconductor wafer using the polishing pad according to any one of [1] to [14].
[21] 本発明は、[1]から[14]のいずれかに記載の研磨パッドを用いて製造される半導体デバイスである。 [21] The present invention is a semiconductor device manufactured using the polishing pad according to any one of [1] to [14].
本発明によれば、研磨時においてスクラッチの発生が極めて少なく、研磨均一性に一層優れ、より高度の平坦化が可能であり、著しく長時間使用可能である研磨パッドを提供することができる。また、本発明によれば、金属含量の少ない研磨パッドを安価に提供することができる。本発明の研磨パッドは、化学機械的研磨(CMP)などに特に有用である。また、本発明の研磨パッドを用いてシリコンウェハや半導体ウェハを研磨することにより、得られるシリコンウェハや半導体ウェハの収率が向上するため、シリコンウェハや半導体ウェハ、さらにはそれらより形成される半導体デバイスを品質良く安価に製造することが可能となる。さらに、本発明の製造方法によれば、本発明の研磨パッドを容易に製造することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a polishing pad that generates very little scratches during polishing, is more excellent in polishing uniformity, can be more highly planarized, and can be used for a considerably long time. Moreover, according to this invention, a polishing pad with little metal content can be provided at low cost. The polishing pad of the present invention is particularly useful for chemical mechanical polishing (CMP) and the like. Further, by polishing a silicon wafer or semiconductor wafer using the polishing pad of the present invention, the yield of the obtained silicon wafer or semiconductor wafer is improved, so that the silicon wafer, the semiconductor wafer, or a semiconductor formed from them can be obtained. It becomes possible to manufacture the device with high quality and low cost. Furthermore, according to the manufacturing method of the present invention, the polishing pad of the present invention can be easily manufactured.
以下、本発明の研磨パッドについて詳細に説明する。
本発明の研磨パッドは発泡構造の研磨層を有する。そして、該研磨層は、ウレタン(メタ)アクリレート(A)から誘導される構造単位と、ウレタン(メタ)アクリレート(A)以外のエチレン性不飽和モノマー(B)から誘導される構造単位とを有する共重合体を含有する。
Hereinafter, the polishing pad of the present invention will be described in detail.
The polishing pad of the present invention has a polishing layer having a foam structure. The polishing layer has a structural unit derived from urethane (meth) acrylate (A) and a structural unit derived from an ethylenically unsaturated monomer (B) other than urethane (meth) acrylate (A). Contains a copolymer.
なお、本発明の研磨パッドを何ら限定するものではないが、上記共重合体において、ウレタン(メタ)アクリレート(A)から誘導される構造単位は軟質セグメントを形成し、一方、エチレン性不飽和モノマー(B)から誘導される構造単位は硬質セグメントを形成しやすい。そのため共重合体は、これらの軟質セグメントと硬質セグメントとを有するセグメント構造を有しやすい。セグメント構造を有する共重合体を含有する研磨層を有する研磨パッドは、研磨時にスクラッチの発生が少なく、また、研磨時の温度上昇による研磨パッドの変形に由来する研磨対象物面内での研磨速度の不均一化が抑えられる傾向にある。 Although the polishing pad of the present invention is not limited in any way, in the above copolymer, the structural unit derived from urethane (meth) acrylate (A) forms a soft segment, while the ethylenically unsaturated monomer The structural unit derived from (B) tends to form a hard segment. Therefore, the copolymer tends to have a segment structure having these soft segments and hard segments. A polishing pad having a polishing layer containing a copolymer having a segment structure has less scratching during polishing, and the polishing rate within the surface of the polishing object due to deformation of the polishing pad due to temperature rise during polishing It tends to be possible to suppress non-uniformity.
<ウレタン(メタ)アクリレート(A)について>
本発明で用いるウレタン(メタ)アクリレート(A)は、一分子中にウレタン結合および(メタ)アクリロイル基を各々1つ以上含有する化合物である。ウレタン(メタ)アクリレート(A)中におけるウレタン結合や(メタ)アクリロイル基の位置には特に制限はないが、ウレタン(メタ)アクリレート(A)の両末端にそれぞれ(メタ)アクリロイル基を有することが好ましく、この場合には、得られる共重合体において軟質セグメントの自由末端が存在しないため、耐久性が向上した研磨パッドを得ることができる。
<About urethane (meth) acrylate (A)>
The urethane (meth) acrylate (A) used in the present invention is a compound containing one or more urethane bonds and (meth) acryloyl groups in one molecule. The position of the urethane bond or (meth) acryloyl group in the urethane (meth) acrylate (A) is not particularly limited, but it may have (meth) acryloyl groups at both ends of the urethane (meth) acrylate (A). Preferably, in this case, since the free copolymer does not have a free end in the obtained copolymer, a polishing pad with improved durability can be obtained.
本発明で用いるウレタン(メタ)アクリレート(A)は、ポリオール(a1)、有機ジイソシアネート(a2)および水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体(a3)の少なくとも3成分を反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレートであることが、所望のウレタン(メタ)アクリレート(A)を容易に製造することができることから好ましい。 The urethane (meth) acrylate (A) used in the present invention is a urethane (meta) obtained by reacting at least three components of a polyol (a1), an organic diisocyanate (a2), and a (meth) acrylic acid derivative (a3) having a hydroxyl group. ) Acrylate is preferable because the desired urethane (meth) acrylate (A) can be easily produced.
ウレタン(メタ)アクリレート(A)の製造に用いられるポリオール(a1)としては、公知のポリオールを用いることができ、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエステルカーボネートポリオールなどが挙げられる。これらのポリオール(a1)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、ポリエーテルポリオールを使用することが好ましい。また、ポリオール(a1)1分子あたりの水酸基数は2であることが好ましい。 As polyol (a1) used for manufacture of urethane (meth) acrylate (A), a well-known polyol can be used, for example, polyether polyol, polyester polyol, polycarbonate polyol, polyester carbonate polyol, etc. are mentioned. These polyols (a1) may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use a polyether polyol. The number of hydroxyl groups per molecule of polyol (a1) is preferably 2.
上記のポリエーテルポリオールとしては、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等が挙げられる。 Examples of the polyether polyol include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol, poly (methyltetramethylene glycol), and glycerin-based polyalkylene ether glycol.
上記のポリエステルポリオールとしては、例えば、常法に従い、ジカルボン酸またはそのエステル、酸無水物などのエステル形成性誘導体と低分子ポリオールとを直接エステル化反応もしくはエステル交換反応に付すか、またはラクトンを開環重合することにより製造することができる。 As the above-mentioned polyester polyol, for example, according to a conventional method, an ester-forming derivative such as dicarboxylic acid or its ester or acid anhydride and a low molecular weight polyol are directly subjected to esterification reaction or transesterification reaction, or lactone is opened. It can be produced by ring polymerization.
ポリエステルポリオールを構成する低分子ポリオールとしては、ポリエステルの製造において一般的に使用されているものを用いることができ、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2−メチル−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、2,7−ジメチル−1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、2−メチル−1,9−ノナンジオール、2,8−ジメチル−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;1,4−シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ジメチルシクロオクタンジメタノールなどの脂環式ジオール;1,4−ビス(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼンなどの芳香族二価アルコールなどを挙げることができる。これらの低分子ポリ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。また、上記の低分子ポリオールは、3官能以上の低分子ポリオールを、本発明の効果を損わない範囲で少量含有することができる。3官能以上の低分子ポリオールとしては、例えば、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオールなどを挙げることができる。 As the low-molecular polyol constituting the polyester polyol, those generally used in the production of polyester can be used. For example, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3 -Propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2-methyl-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-octanediol, 2,7-dimethyl-1,8-octanedioe Aliphatic diols such as 1,9-nonanediol, 2-methyl-1,9-nonanediol, 2,8-dimethyl-1,9-nonanediol, 1,10-decanediol; And alicyclic diols such as cyclohexanedimethanol and dimethylcyclooctanedimethanol; and aromatic dihydric alcohols such as 1,4-bis (β-hydroxyethoxy) benzene. These low molecular polyols may be used alone or in combination of two or more. Moreover, said low molecular polyol can contain a small amount of trimolecular or more low molecular polyol in the range which does not impair the effect of this invention. Examples of the trifunctional or higher functional low molecular polyol include trimethylolpropane, trimethylolethane, glycerin, 1,2,6-hexanetriol, and the like.
ポリエステルポリオールを構成するジカルボン酸としては、ポリエステルの製造において一般的に使用されているものを用いることができ、例えば、シュウ酸、マロン酸、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、ドデカン二酸、メチルコハク酸、2−メチルグルタル酸、3−メチルグルタル酸、2−メチルアジピン酸、3−メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸、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脂肪族ジカルボン酸;シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸;テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体などを挙げることができる。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。 As the dicarboxylic acid constituting the polyester polyol, those generally used in the production of polyester can be used. For example, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid Azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, methylsuccinic acid, 2-methylglutaric acid, 3-methylglutaric acid, 2-methyladipic acid, 3-methyladipic acid, trimethyladipic acid, 2-methyloctanedioic acid, 3 Aliphatic dicarboxylic acids such as 1,8-dimethyldecanedioic acid and 3,7-dimethyldecanedioic acid; Alicyclic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acid; Aromatics such as terephthalic acid, isophthalic acid, orthophthalic acid, and naphthalenedicarboxylic acid List dicarboxylic acid or its ester-forming derivatives Door can be. These dicarboxylic acids may be used alone or in combination of two or more.
前記のラクトンの例としては、ε−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトンなどを挙げることができる。 Examples of the lactone include ε-caprolactone, δ-valerolactone, and β-methyl-δ-valerolactone.
具体的なポリエステルポリオールとしては、例えば、ポリブチレンアジペートジオール、ポリブチレンセバケートジオール、ポリヘキサメチレンアジペートジオール、ポリ(3−メチル−1,5−ペンチレンアジペート)ジオール、ポリ(3−メチル−1,5−ペンチレンセバケート)ジオール、ポリカプロラクトンジオールなどが挙げられる。 Specific polyester polyols include, for example, polybutylene adipate diol, polybutylene sebacate diol, polyhexamethylene adipate diol, poly (3-methyl-1,5-pentylene adipate) diol, and poly (3-methyl-1 , 5-pentylene sebacate) diol, polycaprolactone diol, and the like.
上記のポリカーボネートポリオールとしては、例えば、低分子ポリ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することができる。ポリカーボネートポリオールを構成する低分子ポリオールとしては、ポリエステルポリオールの構成成分として先に例示した低分子ポリ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を挙げることができる。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を挙げることができ、また、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を挙げることができる。 As said polycarbonate polyol, what is obtained by reaction with carbonate compounds, such as a low molecular polyol and dialkyl carbonate, alkylene carbonate, diaryl carbonate, can be used, for example. As the low-molecular polyol constituting the polycarbonate polyol, the low-molecular polyol exemplified above as a constituent component of the polyester polyol can be used. Examples of the dialkyl carbonate include dimethyl carbonate and diethyl carbonate. Furthermore, examples of the alkylene carbonate include ethylene carbonate, and examples of the diaryl carbonate include diphenyl carbonate.
具体的なポリカーボネートポリオールとしては、例えば、ポリヘキサメチレンカーボネートジオール、ポリ(3−メチル−1,5−ペンチレンカーボネート)ジオールなどが挙げられる。 Specific examples of the polycarbonate polyol include polyhexamethylene carbonate diol and poly (3-methyl-1,5-pentylene carbonate) diol.
ポリエステルカーボネートポリオールとしては、例えば、低分子ポリオール、ジカルボン酸およびカーボネート化合物を同時に反応させて得られるものを使用することができる。あるいは、予め上記した方法によりポリエステルポリオールおよびポリカーボネートポリオールをそれぞれ合成し、次いでそれらをカーボネート化合物と反応させるか、または低分子ポリオールおよびジカルボン酸と反応させて得られるものを使用することができる。 As the polyester carbonate polyol, for example, those obtained by simultaneously reacting a low molecular polyol, a dicarboxylic acid and a carbonate compound can be used. Alternatively, a polyester polyol and a polycarbonate polyol can be synthesized in advance by the method described above and then reacted with a carbonate compound, or obtained by reacting with a low molecular polyol and a dicarboxylic acid.
また、上述した種々のポリオール(a1)のうち好ましいポリオール(a1)としては、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)が挙げられる。特に、耐水性に優れることから、ポリオール(a1)としてポリテトラメチレングリコールを用いることが好ましい。 Moreover, as a preferable polyol (a1) among the various polyols (a1) mentioned above, polytetramethylene glycol and poly (methyltetramethylene glycol) can be mentioned. In particular, polytetramethylene glycol is preferably used as the polyol (a1) because of excellent water resistance.
また、ポリオール(a1)の数平均分子量は500〜5000の範囲にあることが好ましく、この場合には研磨パッドに適度な柔軟性を与えることができると共に該ポリオール(a1)の入手も容易となる。ポリオール(a1)の数平均分子量が500未満の場合には、ウレタン(メタ)アクリレート(A)中のウレタン基濃度が高くなりすぎ、得られる研磨パッドの柔軟性が不足して研磨時にスクラッチが多く発生する傾向がある。一方、ポリオール(a1)の数平均分子量が5000より大きい場合には、ポリオール(a1)の製造が困難となったり、粘度が高くなり取り扱いが難しくなったりする傾向がある。より好ましいポリオール(a1)の数平均分子量は700〜4500であり、さらに好ましい数平均分子量は900〜4000である。なお、本明細書におけるポリオール(a1)の数平均分子量は、JIS K−1557に準拠して測定した水酸基価に基いて算出した数平均分子量である。 In addition, the number average molecular weight of the polyol (a1) is preferably in the range of 500 to 5,000. In this case, the polyol (a1) can be easily obtained while providing an appropriate flexibility to the polishing pad. . When the number average molecular weight of the polyol (a1) is less than 500, the urethane group concentration in the urethane (meth) acrylate (A) becomes too high, and the resulting polishing pad is not flexible enough to cause many scratches during polishing. Tend to occur. On the other hand, when the number average molecular weight of the polyol (a1) is larger than 5,000, the production of the polyol (a1) tends to be difficult, or the viscosity becomes high and the handling tends to be difficult. A more preferable number average molecular weight of the polyol (a1) is 700 to 4500, and a more preferable number average molecular weight is 900 to 4000. In addition, the number average molecular weight of the polyol (a1) in this specification is a number average molecular weight calculated based on the hydroxyl value measured based on JIS K-1557.
ウレタン(メタ)アクリレート(A)の製造に用いられる有機ジイソシアネート(a2)としては、公知の有機ジイソシアネートを使用することができ、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−または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、メチルシクロヘキサ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、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、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、ノルボルネンジイソシアネートなどの脂肪族または脂環式ジイソシアネート;2,4’−または4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−または2,6−トリレンジイソシアネート、m−またはp−フェニレンジイソシアネート、m−または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、これらのうちの1種または2種以上を用いることができる。 As the organic diisocyanate (a2) used in the production of the urethane (meth) acrylate (A), known organic diisocyanates can be used. For example, ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2 , 2,4- or 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, isopropylidenebis (4-cyclohexylisocyanate), cyclohexylmethane diisocyanate, methylcyclohexane diisocyanate, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate Bis (2-isocyanatoethyl) fumarate, bis (2-isocyanatoethyl) carbonate Aliphatic or alicyclic diisocyanates such as cyclohexylene diisocyanate, bis (2-isocyanatoethyl) -4-cyclohexene, norbornene diisocyanate; 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 Examples include aromatic diisocyanates such as -4,4'-diisocyanatobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diisocyanatodiphenylmethane, chlorophenylene-2,4-diisocyanate, and tetramethylxylylene diisocyanate. This Can be, can be used alone or two or more of them.
これらの中でも、イソホロンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネートなどの2つのイソシアネート基の間の反応性の差が大きい有機ジイソシアネートを用いることが好ましく、この場合には得られるウレタン(メタ)アクリレート(A)の分子量分布を狭くすることができ、研磨パッド中でウレタン(メタ)アクリレート(A)から誘導される構造単位に由来するセグメントとエチレン性不飽和モノマー(B)から誘導される構造単位に由来するセグメントとを適度に相分離させることができる。 Among these, it is preferable to use an organic diisocyanate having a large reactivity difference between two isocyanate groups such as isophorone diisocyanate and 2,4-tolylene diisocyanate. In this case, urethane (meth) acrylate (A ) Molecular weight distribution can be narrowed, derived from structural units derived from urethane (meth) acrylate (A) and structural units derived from ethylenically unsaturated monomer (B) in the polishing pad The segments to be separated can be appropriately phase separated.
ウレタン(メタ)アクリレート(A)の製造に用いられる水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体(a3)としては、公知の水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体を用いることができ、例えば、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチルなどを挙げることができる。これらの水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体(a3)は、1種を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、メタクリル酸2−ヒドロキシエチルまたはメタクリル酸4−ヒドロキシブチルを用いることが好ましく、この場合には、熱による(メタ)アクリル酸誘導体の自発重合を抑制することができ、またイソシアネート基との反応性を高めることができるため、ウレタン(メタ)アクリレート(A)を容易に製造することが可能となる。 As the (meth) acrylic acid derivative (a3) having a hydroxyl group used in the production of the urethane (meth) acrylate (A), a known (meth) acrylic acid derivative having a hydroxyl group can be used. For example, (meth) Examples include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, and the like. These (meth) acrylic acid derivatives (a3) having a hydroxyl group may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use 2-hydroxyethyl methacrylate or 4-hydroxybutyl methacrylate. In this case, spontaneous polymerization of the (meth) acrylic acid derivative due to heat can be suppressed, and Therefore, urethane (meth) acrylate (A) can be easily produced.
ウレタン(メタ)アクリレート(A)の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、ポリオール(a1)と有機ジイソシアネート(a2)とを、好ましくは[ポリオール(a1)のモル数]:[有機ジイソシアネート(a2)のモル数]=1:1.05〜1:2のモル比で反応させて両末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを合成した後、該プレポリマーと水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体(a3)とを反応させる方法が好ましい。この方法による場合には、ウレタン(メタ)アクリレート(A)の分子量分布を狭くすることができ、研磨パッド中でウレタン(メタ)アクリレート(A)から誘導される構造単位に由来するセグメント(例えば、軟質セグメント)とエチレン性不飽和モノマー(B)から誘導される構造単位に由来するセグメント(例えば、硬質セグメント)とを適度に相分離させることができる。より好ましいポリオール(a1)と有機ジイソシアネート(a2)とのモル比は[ポリオール(a1)のモル数]:[有機ジイソシアネート(a2)のモル数]=1:1.1〜1:1.8であり、さらに好ましいモル比は[ポリオール(a1)のモル数]:[有機ジイソシアネート(a2)のモル数]=1:1.15〜1.7である。 Although it does not specifically limit as a manufacturing method of urethane (meth) acrylate (A), For example, polyol (a1) and organic diisocyanate (a2), Preferably [number of moles of polyol (a1)]: [Organic diisocyanate ( The number of moles of a2)] After reacting at a molar ratio of 1: 1.05 to 1: 2, a prepolymer having isocyanate groups at both ends was synthesized, and then the (meth) acrylic acid derivative having the prepolymer and a hydroxyl group was synthesized. A method of reacting with (a3) is preferred. When this method is used, the molecular weight distribution of urethane (meth) acrylate (A) can be narrowed, and segments derived from structural units derived from urethane (meth) acrylate (A) in the polishing pad (for example, The soft segment) and the segment derived from the structural unit derived from the ethylenically unsaturated monomer (B) (for example, a hard segment) can be appropriately phase-separated. The molar ratio of the polyol (a1) to the organic diisocyanate (a2) is more preferably [number of moles of polyol (a1)]: [number of moles of organic diisocyanate (a2)] = 1: 1.1 to 1: 1.8. Yes, and a more preferable molar ratio is [number of moles of polyol (a1)]: [number of moles of organic diisocyanate (a2)] = 1: 1.15 to 1.7.
ウレタン(メタ)アクリレート(A)を製造する際には、粘度を低減させるために、溶剤を使用してもよい。この際に使用することができる溶剤としては、例えば、トルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドンなどの一般的な有機溶剤が挙げられる。また、目的とする共重合体を得る際に使用するエチレン性不飽和モノマー(B)の一部、全部または過剰量を、ウレタン(メタ)アクリレート(A)を製造する際の溶剤として使用することもできる。
また、ウレタン(メタ)アクリレート(A)を製造する際には、ウレタン化反応を促進するための触媒(ウレタン化反応触媒)や、水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体(a3)やエチレン性不飽和モノマー(B)などの熱重合を防止するための重合禁止剤などを添加してもよい。
In producing the urethane (meth) acrylate (A), a solvent may be used to reduce the viscosity. Examples of the solvent that can be used in this case include general organic solvents such as toluene, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, tetrahydrofuran, N, N-dimethylformamide, and N-methylpyrrolidone. In addition, a part, all or excess of the ethylenically unsaturated monomer (B) used for obtaining the target copolymer should be used as a solvent for producing the urethane (meth) acrylate (A). You can also.
Further, when producing urethane (meth) acrylate (A), a catalyst (urethane reaction catalyst) for promoting urethanization reaction, (meth) acrylic acid derivative (a3) having a hydroxyl group or ethylenic acid A polymerization inhibitor or the like for preventing thermal polymerization of the saturated monomer (B) may be added.
上記のウレタン化反応触媒としては、例えば、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズビス(3−メルカプトプロピオン酸エトキシブチルエステル)塩等の有機スズ系化合物;チタン酸;テトライソプロピルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネート、ポリヒドロキシチタンステアレート、チタンアセチルアセトネート等の有機チタン系化合物;トリエチレンジアミン、N−メチルモルホリン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサメチレンジアミン、トリエチルアミン、N,N−ジメチルアミノエタノール等の3級アミン系化合物などを挙げることができ、これらの1種または2種以上を用いることができる。
ウレタン化反応触媒の使用量は、ポリオール(a1)および有機ジイソシアネート(a2)の合計質量に基づいて0.1ppm〜2質量%、更には0.5ppm〜0.2質量%、特に1ppm〜0.1質量%の範囲にあることが好ましい。なお、ウレタン化反応触媒は、1度に加えても良いし、複数回に分けて加えても良い。
Examples of the urethanization reaction catalyst include organotin compounds such as dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin bis (3-mercaptopropionic acid ethoxybutyl ester) salt; titanic acid; tetraisopropyl titanate, tetra-n-butyl. Organic titanium compounds such as titanate, polyhydroxytitanium stearate, titanium acetylacetonate; triethylenediamine, N-methylmorpholine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, N, N, N ′, N ′ -Tertiary amine compounds such as tetramethylhexamethylenediamine, triethylamine, N, N-dimethylaminoethanol, etc. can be mentioned, and one or more of these can be used.
The amount of the urethanization reaction catalyst used is 0.1 ppm to 2% by mass, more preferably 0.5 ppm to 0.2% by mass, and particularly 1 ppm to 0.00% based on the total mass of the polyol (a1) and the organic diisocyanate (a2). It is preferable to be in the range of 1% by mass. The urethanization reaction catalyst may be added at once, or may be added in a plurality of times.
また、上記の重合禁止剤としては、例えば、フェノール系重合禁止剤、リン系重合禁止剤、アミン系重合禁止剤、硫黄系重合禁止剤、ヒドロキノン系重合禁止剤、キノリン系重合禁止剤などが挙げられる。 Examples of the polymerization inhibitor include a phenol polymerization inhibitor, a phosphorus polymerization inhibitor, an amine polymerization inhibitor, a sulfur polymerization inhibitor, a hydroquinone polymerization inhibitor, and a quinoline polymerization inhibitor. It is done.
フェノール系重合禁止剤としては、例えば、2,4−ジ(オクチルチオ)メチル−6−メチルフェノール[イルガノックス(Irganox)1520 チバガイギー(株)製]、2−(2−ヒドロキシ−3−t−ブチル−5−メチルベンジル)−4−メチル−6−t−ブチルフェニルアクリレート[スミライザーGM 住友化学工業(株)製]、2−[1−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ペンチルフェニル)エチル]−4,6−ジ(t−ペンチル)フェニルアクリレート[スミライザーGS 住友化学工業(株)製]、ビス[3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸]−トリエチレングリコールエステル[イルガノックス(Irganox)245 チバガイギー(株)製]、ヒドラゾビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナモイル)[イルガノックス(Irganox)MD−1024 チバガイギー(株)製]、N,N’−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ヒドロシンナムアミド)[イルガノックス(Irganox)1098 チバガイギー(株)製]、3,9−ビス{1,1−ジメチル−2−[β−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ]エチル}−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン[スミライザーGA80 住友化学工業(株)製]、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン[アデカスタブAO−330 旭電化工業(株)製]、1,3,5−トリス(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシベンジル)−S−トリアジン−2,4,6−(1H,3H,5H)トリオン[アデカスタブAO−20 旭電化工業(株)製]、テトラキス[メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン[イルガノックス(Irganox)1010 チバ・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製]などが挙げられる。 Examples of the phenol polymerization inhibitor include 2,4-di (octylthio) methyl-6-methylphenol [Irganox 1520 manufactured by Ciba Geigy Co., Ltd.], 2- (2-hydroxy-3-t-butyl). -5-methylbenzyl) -4-methyl-6-t-butylphenyl acrylate [Sumilyzer GM manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.], 2- [1- (2-hydroxy-3,5-di-t-pentylphenyl) ) Ethyl] -4,6-di (t-pentyl) phenyl acrylate [Sumilyzer GS manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.], bis [3- (3-t-butyl-5-methyl-4-hydroxyphenyl) propionic acid ] -Triethylene glycol ester [Irganox 245 manufactured by Ciba Geigy Co., Ltd.], hydrazobis (3, -Di-t-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamoyl) [Irganox MD-1024, manufactured by Ciba Geigy Co., Ltd.], N, N'-hexamethylenebis (3,5-di-t-butyl- 4-hydroxy-hydrocinnamamide) [Irganox 1098 manufactured by Ciba Geigy Co., Ltd.], 3,9-bis {1,1-dimethyl-2- [β- (3-t-butyl-4-hydroxy -5-methylphenyl) propionyloxy] ethyl} -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5,5] undecane [Sumilyzer GA80 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.], 1,3,5-trimethyl-2 , 4,6-Tris (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) benzene [ADK STAB AO-330 manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.] , 3,5-Tris (3 ′, 5′-di-t-butyl-4′-hydroxybenzyl) -S-triazine-2,4,6- (1H, 3H, 5H) trione [ADK STAB AO-20 Asahi Manufactured by Denka Kogyo Co., Ltd.], tetrakis [methylene-3- (3 ′, 5′-di-t-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionate] methane [Irganox 1010 Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd. ) Made].
リン系重合禁止剤としては、例えば、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト[アデカスタブ2112 旭電化工業(株)製]、2,2−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)オクチルホスファイト[アデカスタブHP−10 旭電化工業(株)製]、サイクリックネオペンタンテトライルビス(オクタデシル)ホスファイト[アデカスタブPEP−8 旭電化工業(株)製]、サイクリックネオペンタンテトライルビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト[アデカスタブPEP−24G 旭電化工業(株)製]、サイクリックネオペンタンテトライルビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ホスファイト[アデカスタブPEP−36 旭電化工業(株)製]などが挙げられる。 Examples of the phosphorus polymerization inhibitor include tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite [ADK STAB 2112 manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.], 2,2-methylenebis (4,6-di-t -Butylphenyl) octyl phosphite [Adeka Stub HP-10 manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.], cyclic neopentanetetraylbis (octadecyl) phosphite [Adekastab PEP-8 manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.], cyclic neo Pentanetetraylbis (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite [ADK STAB PEP-24G manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.], cyclic neopentanetetraylbis (2,6-di-t-butyl- 4-methylphenyl) phosphite [ADK STAB PEP-36 manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.] and the like.
アミン系重合禁止剤としては、芳香族アミン類、例えば、フェニル−1−ナフチルアミン、フェニル−2−ナフチルアミン、N,N’−ジフェニル−1,4−フェニレンジアミン、N−フェニル−N’−シクロヘキシル−1,4−フェニレンジアミンなどが挙げられる。 Amine polymerization inhibitors include aromatic amines such as phenyl-1-naphthylamine, phenyl-2-naphthylamine, N, N′-diphenyl-1,4-phenylenediamine, N-phenyl-N′-cyclohexyl- Examples include 1,4-phenylenediamine.
硫黄系重合禁止剤としては、例えば、ジラウリル3,3−チオジプロピオネート、ジ(トリデシル)3,3−チオジプロピオネート、ジミリスチル2,2−チオジアセテート、ジミリスチル3,3−チオジプロピオネート、ラウリルステアリル3,3−チオジプロピオネート、ジステアリル3,3−チオジプロピオネート、3,9−ジ(ラウリルチオエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカンなどが挙げられる。 Examples of the sulfur polymerization inhibitor include dilauryl 3,3-thiodipropionate, di (tridecyl) 3,3-thiodipropionate, dimyristyl 2,2-thiodiacetate, dimyristyl 3,3-thiodipropioate. Lauryl stearyl 3,3-thiodipropionate, distearyl 3,3-thiodipropionate, 3,9-di (laurylthioethyl) -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5,5 ] Undecane etc. are mentioned.
ヒドロキノン系重合禁止剤としては、例えば、2,5−ジ−t−ブチルヒドロキノン、2,5−ジ−t−アミルヒドロキノンなどが挙げられる。また、キノリン系重合禁止剤としては、例えば、6−エトキシ−2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリンなどが挙げられる。
重合禁止剤は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
Examples of the hydroquinone polymerization inhibitor include 2,5-di-t-butylhydroquinone and 2,5-di-t-amylhydroquinone. Examples of the quinoline polymerization inhibitor include 6-ethoxy-2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline.
A polymerization inhibitor may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
本発明で用いるウレタン(メタ)アクリレート(A)の数平均分子量は1000以上であることが好ましい。この場合には研磨パッドに適度な柔軟性を与えることができ、研磨時のスクラッチの発生を抑制することができる。ウレタン(メタ)アクリレート(A)の数平均分子量が1000未満であると、研磨パッド中でウレタン(メタ)アクリレートから誘導される構造単位に由来するセグメント(例えば、軟質セグメント)とエチレン性不飽和モノマー(B)から誘導される構造単位に由来するセグメント(例えば、硬質セグメント)との相分離が不十分となる場合がある。その結果、研磨パッドの柔軟性または耐熱性のいずれかが不足し、研磨時に多くのスクラッチが発生したり、研磨均一性が低下したりする場合がある。研磨時のスクラッチの発生が少なく、また研磨均一性に優れた研磨パッドを得ることができ、また、ウレタン(メタ)アクリレート(A)とエチレン性不飽和モノマー(B)との混合性に優れ研磨パッドの製造が容易となることから、ウレタン(メタ)アクリレート(A)の数平均分子量は1500〜10000の範囲にあることがより好ましく、2000〜8500の範囲にあることがさらに好ましく、2500〜7000の範囲にあることが特に好ましい。 The number average molecular weight of the urethane (meth) acrylate (A) used in the present invention is preferably 1000 or more. In this case, moderate flexibility can be given to the polishing pad, and generation of scratches during polishing can be suppressed. When the number average molecular weight of the urethane (meth) acrylate (A) is less than 1000, a segment derived from a structural unit derived from the urethane (meth) acrylate in the polishing pad (for example, a soft segment) and an ethylenically unsaturated monomer In some cases, phase separation from a segment derived from the structural unit derived from (B) (for example, a hard segment) is insufficient. As a result, either the flexibility or heat resistance of the polishing pad is insufficient, and many scratches may be generated during polishing or polishing uniformity may be reduced. Polishing pad with less scratching during polishing and excellent polishing uniformity can be obtained, and polishing with excellent mixing of urethane (meth) acrylate (A) and ethylenically unsaturated monomer (B) Since manufacture of a pad becomes easy, it is more preferable that the number average molecular weight of urethane (meth) acrylate (A) exists in the range of 1500-10000, It is further more preferable in the range of 2000-8500, 2500-7000 It is especially preferable that it is in the range.
本明細書におけるウレタン(メタ)アクリレート(A)の数平均分子量は、該ウレタン(メタ)アクリレート(A)を製造する際に使用する原料およびその使用量から求められる計算値である。例えば、ウレタン(メタ)アクリレート(A)がポリオール(a1)、有機ジイソシアネート(a2)および水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体(a3)の3成分を反応させて得られるウレタン(メタ)アクリレートである場合には、これらの3成分中に存在する水酸基およびイソシアネート基がすべて反応したとして、得られるウレタン(メタ)アクリレート(A)1分子中に存在するポリオール(a1)の単位、有機ジイソシアネート(a2)の単位、および水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体(a3)の単位の個数を算出し、ポリオール(a1)の数平均分子量、有機ジイソシアネート(a2)の分子量、および水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体(a3)の分子量から、ウレタン(メタ)アクリレート(A)の数平均分子量を求めることができる。 The number average molecular weight of the urethane (meth) acrylate (A) in the present specification is a calculated value obtained from the raw materials used in producing the urethane (meth) acrylate (A) and the amount used. For example, urethane (meth) acrylate (A) is urethane (meth) acrylate obtained by reacting three components of polyol (a1), organic diisocyanate (a2), and (meth) acrylic acid derivative (a3) having a hydroxyl group. In the case, the unit of polyol (a1) present in one molecule of urethane (meth) acrylate (A), organic diisocyanate (a2), assuming that all the hydroxyl groups and isocyanate groups present in these three components have reacted. And the number of units of the (meth) acrylic acid derivative (a3) having a hydroxyl group, the number average molecular weight of the polyol (a1), the molecular weight of the organic diisocyanate (a2), and the (meth) acrylic acid having a hydroxyl group From the molecular weight of the derivative (a3), the number of urethane (meth) acrylates (A) It can be determined average molecular weight.
より具体的な例により説明すると、1分子あたりの水酸基の数がnであるポリオール(a1)と有機ジイソシアネート(a2)とを[ポリオール(a1)のモル数]/[有機ジイソシアネート(a2)のモル数]=X/Y(但し、2Y>nX)で反応させて末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを合成した後、該プレポリマーと水酸基を1つ有する(メタ)アクリル酸誘導体(a3)とを、水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体(a3)中の水酸基の全モル数が、該プレポリマーの全イソシアネート基の全モル数以上となるように反応させてウレタン(メタ)アクリレート(A)を製造する場合には、プレポリマー1分子中に存在するポリオール(a1)の単位はX/{Y−(n−1)X}個と計算され、また、プレポリマー1分子中に存在する有機ジイソシアネート(a2)の単位の個数はY/{Y−(n−1)X}個と計算される。また、プレポリマー1分子中に存在する末端イソシアネート基の数は(2Y−nX)/{Y−(n−1)X}個と計算される。したがって、得られるウレタン(メタ)アクリレート(A)の数平均分子量は、式:[ポリオール(a1)の数平均分子量]×[X/{Y−(n−1)X}]+[有機ジイソシアネート(a2)の分子量]×[Y/{Y−(n−1)X}]+[水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体(a3)の分子量]×[(2Y−nX)/{Y−(n−1)X}]により算出される。 More specifically, the polyol (a1) and the organic diisocyanate (a2) whose number of hydroxyl groups per molecule is n are converted into [number of moles of polyol (a1)] / [mole of organic diisocyanate (a2). Number] = X / Y (where 2Y> nX) to synthesize a prepolymer having an isocyanate group at the end, and then the prepolymer and a (meth) acrylic acid derivative (a3) having one hydroxyl group. The urethane (meth) acrylate (A) is reacted by reacting such that the total number of hydroxyl groups in the (meth) acrylic acid derivative (a3) having a hydroxyl group is equal to or greater than the total number of all isocyanate groups of the prepolymer. In the case of production, the unit of the polyol (a1) existing in one molecule of the prepolymer is calculated as X / {Y- (n-1) X} units. The number of units of the organic diisocyanate (a2) present in the child Y / {Y- (n-1) X} pieces to be calculated. The number of terminal isocyanate groups present in one molecule of the prepolymer is calculated as (2Y-nX) / {Y- (n-1) X}. Therefore, the number average molecular weight of the urethane (meth) acrylate (A) obtained is expressed by the formula: [number average molecular weight of the polyol (a1)] × [X / {Y− (n−1) X}] + [organic diisocyanate ( Molecular weight of a2)] × [Y / {Y- (n-1) X}] + [Molecular weight of (meth) acrylic acid derivative (a3) having a hydroxyl group] × [(2Y-nX) / {Y- (n -1) X}].
また、使用するウレタン(メタ)アクリレート(A)が、上述したように、ポリオール(a1)、有機ジイソシアネート(a2)および水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体(a3)の少なくとも3成分を反応させて得られるものである場合には、ウレタン(メタ)アクリレート(A)中に占めるポリオール(a1)由来のセグメントの比率が70〜90質量%の範囲にあることが好ましく、この場合には研磨パッドに適度な柔軟性を与え、研磨時のスクラッチの発生を抑制することができる。ポリオール(a1)由来のセグメントの比率が70質量%未満の場合には、研磨パッドの柔軟性が不足して研磨時のスクラッチが発生しやすくなる傾向にある。一方、ポリオール(a1)由来のセグメントの比率が90質量%を超える場合には、ウレタン(メタ)アクリレート(A)の数平均分子量が大きくなりすぎるため、ウレタン(メタ)アクリレート(A)とエチレン性不飽和モノマー(B)の均一な混合が困難となる傾向にある。ウレタン(メタ)アクリレート(A)中に占めるポリオール(a1)由来のセグメントの比率は72〜88質量%の範囲にあることがより好ましく、74〜86質量%の範囲にあることがさらに好ましい。なお、本明細書における、ウレタン(メタ)アクリレート(A)中に占めるポリオール(a1)由来のセグメントの比率は、ウレタン(メタ)アクリレート(A)の全質量に対する、使用したポリオール(a1)の総質量の割合に等しい。 In addition, as described above, the urethane (meth) acrylate (A) used reacts at least three components of the polyol (a1), the organic diisocyanate (a2), and the (meth) acrylic acid derivative (a3) having a hydroxyl group. When it is obtained, the proportion of the segment derived from the polyol (a1) in the urethane (meth) acrylate (A) is preferably in the range of 70 to 90% by mass. Appropriate flexibility can be provided, and the generation of scratches during polishing can be suppressed. When the ratio of the segment derived from the polyol (a1) is less than 70% by mass, the polishing pad is not flexible enough to tend to cause scratching during polishing. On the other hand, when the ratio of the segment derived from the polyol (a1) exceeds 90% by mass, the number average molecular weight of the urethane (meth) acrylate (A) becomes too large, so that the urethane (meth) acrylate (A) and the ethylenic group It tends to be difficult to uniformly mix the unsaturated monomer (B). The proportion of the segment derived from the polyol (a1) in the urethane (meth) acrylate (A) is more preferably in the range of 72 to 88% by mass, and further preferably in the range of 74 to 86% by mass. In addition, the ratio of the segment derived from the polyol (a1) in the urethane (meth) acrylate (A) in this specification is the total of the used polyol (a1) with respect to the total mass of the urethane (meth) acrylate (A). Equal to mass percentage.
<エチレン性不飽和モノマー(B)について>
本発明で用いるエチレン性不飽和モノマー(B)とは、分子内にエチレン性不飽和結合を有する、ウレタン(メタ)アクリレート(A)以外の化合物である。エチレン性不飽和モノマー(B)の平均分子量は500以下であることが好ましい。エチレン性不飽和モノマー(B)の平均分子量が500より大きいと、エチレン性不飽和モノマー(B)のみからなる重合体のガラス転移温度が低くなりすぎて研磨パッドの耐熱性が低下し、研磨均一性が低下する傾向がある。より好ましいエチレン性不飽和モノマー(B)の平均分子量は400以下であり、さらに好ましい平均分子量は30〜350であり、特に好ましい平均分子量は50〜300である。なお、エチレン性不飽和モノマー(B)の平均分子量は、エチレン性不飽和モノマー(B)が1種類のモノマーから構成される場合にはこのモノマーの分子量を意味し、エチレン性不飽和モノマー(B)が複数の種類から構成される場合には、各モノマーの分子量とエチレン性不飽和モノマー(B)全体における各モノマーのモル分率との積の総和を意味する。
<About ethylenically unsaturated monomer (B)>
The ethylenically unsaturated monomer (B) used in the present invention is a compound other than urethane (meth) acrylate (A) having an ethylenically unsaturated bond in the molecule. The average molecular weight of the ethylenically unsaturated monomer (B) is preferably 500 or less. If the average molecular weight of the ethylenically unsaturated monomer (B) is greater than 500, the glass transition temperature of the polymer consisting only of the ethylenically unsaturated monomer (B) becomes too low, and the heat resistance of the polishing pad is lowered, resulting in uniform polishing. Tend to decrease. A more preferable average molecular weight of the ethylenically unsaturated monomer (B) is 400 or less, a further preferable average molecular weight is 30 to 350, and a particularly preferable average molecular weight is 50 to 300. The average molecular weight of the ethylenically unsaturated monomer (B) means the molecular weight of the monomer when the ethylenically unsaturated monomer (B) is composed of one type of monomer. ) Is composed of a plurality of types, it means the sum of products of the molecular weight of each monomer and the molar fraction of each monomer in the whole ethylenically unsaturated monomer (B).
本発明で用いるエチレン性不飽和モノマー(B)は、公知のエチレン性不飽和モノマーを用いることができ、例えば、(メタ)アクリル酸誘導体(b1)や、(メタ)アクリル酸誘導体(b1)以外のエチレン性不飽和モノマー(b2)(以下、単に「その他のエチレン性不飽和モノマー(b2)」と略称する場合がある)のうちの1種または2種以上を用いることができ、エチレン性不飽和モノマー(B)としては、(メタ)アクリル酸誘導体(b1)単独であるか、または(メタ)アクリル酸誘導体(b1)とその他のエチレン性不飽和モノマー(b2)との混合物であることが好ましい。 As the ethylenically unsaturated monomer (B) used in the present invention, a known ethylenically unsaturated monomer can be used. For example, other than (meth) acrylic acid derivative (b1) and (meth) acrylic acid derivative (b1) One or more ethylenically unsaturated monomers (b2) (hereinafter sometimes simply referred to as “other ethylenically unsaturated monomers (b2)”) may be used. The saturated monomer (B) may be a (meth) acrylic acid derivative (b1) alone or a mixture of the (meth) acrylic acid derivative (b1) and another ethylenically unsaturated monomer (b2). preferable.
(メタ)アクリル酸誘導体(b1)としては、公知の(メタ)アクリル酸誘導体を用いることができるが、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチルなどの単官能性の(メタ)アクリル酸誘導体;エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、2−メチル−1,8−オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、ビニル(メタ)アクリレートなどの二官能性の(メタ)アクリル酸誘導体;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートなどの三官能性の(メタ)アクリル酸誘導体;ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートなどの四官能性の(メタ)アクリル酸誘導体などを挙げることができ、これらのうちの1種または2種以上を用いることができる。 As the (meth) acrylic acid derivative (b1), known (meth) acrylic acid derivatives can be used. For example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, (Meth) acrylic acid 2-ethylhexyl, (meth) acrylic acid lauryl, (meth) acrylic acid stearyl, (meth) acrylic acid cyclohexyl, (meth) acrylic acid isobornyl, (meth) acrylic acid dicyclopentanyl, (meth) Benzyl acrylate, (meth) acrylic acid, glycidyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid 2 -Hydroxypropyl, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, etc. Functional (meth) acrylic acid derivatives; ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di ( (Meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, 2-methyl-1,8-octanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) ) Bifunctional (meth) acrylic acid derivatives such as acrylate, dimethylol tricyclodecane di (meth) acrylate, glycerin di (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate, vinyl (meth) acrylate; trimethylol proppant Examples include trifunctional (meth) acrylic acid derivatives such as (meth) acrylate and pentaerythritol tri (meth) acrylate; tetrafunctional (meth) acrylic acid derivatives such as pentaerythritol tetra (meth) acrylate and the like. , One or more of these can be used.
また、上述した種々の(メタ)アクリル酸誘導体(b1)のうち好ましい(メタ)アクリル酸誘導体(b1)は、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸、アクリル酸エチルであり、より好ましい(メタ)アクリル酸誘導体(b1)は、メタクリル酸メチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸エチルである。 Of the various (meth) acrylic acid derivatives (b1) described above, preferred (meth) acrylic acid derivatives (b1) are methyl methacrylate, ethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, methacrylic acid, and ethyl acrylate. More preferred (meth) acrylic acid derivatives (b1) are methyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, and ethyl acrylate.
一方、その他のエチレン性不飽和モノマー(b2)としては、公知のエチレン性不飽和モノマーを用いることができるが、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレンなどの単官能性の芳香族ビニル化合物;(メタ)アクリルアミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミドなどの不飽和カルボン酸のアミド類;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸またはこれらの誘導体;ビニルピロリドンなどの複素環式ビニル化合物;塩化ビニル、アクリロニトリル、ビニルエーテル、ビニルケトン、ビニルアミドなどのビニル化合物;エチレン、プロピレンなどのα−オレフィン;ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼンなどの多官能性の芳香族ビニル化合物などを挙げることができ、これらのうちの1種または2種以上を用いることができる。 On the other hand, as the other ethylenically unsaturated monomer (b2), known ethylenically unsaturated monomers can be used. For example, monofunctional aromatics such as styrene, α-methylstyrene, and p-methylstyrene are used. Vinyl compounds; amides of unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylamide and diacetone (meth) acrylamide; maleic acid, fumaric acid, itaconic acid or derivatives thereof; heterocyclic vinyl compounds such as vinylpyrrolidone; vinyl chloride; Examples include vinyl compounds such as acrylonitrile, vinyl ether, vinyl ketone, and vinyl amide; α-olefins such as ethylene and propylene; and polyfunctional aromatic vinyl compounds such as divinylbenzene and trivinylbenzene. Or by using two or more wear.
エチレン性不飽和モノマー(B)における(メタ)アクリル酸誘導体(b1)とその他のエチレン性不飽和モノマー(b2)との比率としては、(メタ)アクリル酸誘導体(b1)50〜100質量%とその他のエチレン性不飽和モノマー(b2)50〜0質量%とからなることが好ましく、この場合には研磨パッドの製造を容易にすることができ、また優れた研磨性能を付与することができる。該比率は、より好ましくは(メタ)アクリル酸誘導体(b1)60〜100質量%に対してその他のエチレン性不飽和モノマー(b2)40〜0質量%であり、さらに好ましくは(メタ)アクリル酸誘導体(b1)70〜100質量%に対してその他のエチレン性不飽和モノマー(b2)30〜0質量%である。 As a ratio of the (meth) acrylic acid derivative (b1) and the other ethylenically unsaturated monomer (b2) in the ethylenically unsaturated monomer (B), the (meth) acrylic acid derivative (b1) is 50 to 100% by mass, It is preferable that it consists of other ethylenically unsaturated monomer (b2) 50-0 mass%, and in this case, manufacture of a polishing pad can be made easy and the outstanding polishing performance can be provided. The ratio is more preferably 40 to 0% by mass of the other ethylenically unsaturated monomer (b2) with respect to 60 to 100% by mass of the (meth) acrylic acid derivative (b1), and further preferably (meth) acrylic acid. The other ethylenically unsaturated monomer (b2) is 30 to 0% by mass relative to 70 to 100% by mass of the derivative (b1).
本発明においては、特に、エチレン性不飽和モノマー(B)の50〜100質量%をメタクリル酸メチルで構成することが好ましく、この場合には研磨パッドの耐熱性や研磨スラリーへの濡れ性を優れたものとすることができ、研磨時の均一性を優れたものとしたり、スクラッチ発生を有意に抑制したりすることができる。より好ましくはエチレン性不飽和モノマー(B)の60〜100質量%がメタクリル酸メチルで構成されている場合であり、さらに好ましくはエチレン性不飽和モノマー(B)の70〜100質量%がメタクリル酸メチルで構成されている場合である。 In the present invention, it is particularly preferable that 50 to 100% by mass of the ethylenically unsaturated monomer (B) is composed of methyl methacrylate. In this case, the heat resistance of the polishing pad and the wettability to the polishing slurry are excellent. Therefore, the uniformity during polishing can be improved, and the occurrence of scratches can be significantly suppressed. More preferably, 60 to 100% by mass of the ethylenically unsaturated monomer (B) is composed of methyl methacrylate, and more preferably 70 to 100% by mass of the ethylenically unsaturated monomer (B) is methacrylic acid. This is the case when it is composed of methyl.
また、エチレン性不飽和モノマー(B)の1分子当たりのエチレン性二重結合の平均数(以下、単に「平均官能基数」と略称する場合がある)は1〜1.5であることが好ましい。平均官能基数が1.5より大きいと、ウレタン(メタ)アクリレート(A)とエチレン性不飽和モノマー(B)とを含有する共重合体中の架橋密度が高くなりすぎ、研磨パッドの柔軟性が不足して研磨時のスクラッチが発生しやすくなる傾向がある。より好ましいエチレン性不飽和モノマー(B)の平均官能基数は1〜1.4であり、さらに好ましい平均官能基数は1〜1.3である。 The average number of ethylenic double bonds per molecule of the ethylenically unsaturated monomer (B) (hereinafter sometimes simply referred to as “average functional group number”) is preferably 1 to 1.5. . If the average number of functional groups is larger than 1.5, the crosslinking density in the copolymer containing urethane (meth) acrylate (A) and ethylenically unsaturated monomer (B) becomes too high, and the flexibility of the polishing pad is increased. There is a tendency that scratches at the time of polishing tend to occur due to shortage. The average functional group number of the ethylenically unsaturated monomer (B) is more preferably 1 to 1.4, and still more preferably the average functional group number is 1 to 1.3.
また、エチレン性不飽和モノマー(B)は、エチレン性不飽和モノマー(B)のみからなる重合体としたときの該重合体のガラス転移温度が60℃以上であることが好ましく、この場合には研磨パッドの耐熱性を優れたものとすることができ、研磨均一性をより良好にすることができる。エチレン性不飽和モノマー(B)のみからなる重合体としたときの該重合体のガラス転移温度は70℃以上であることがより好ましく、80℃以上であることがさらに好ましい。 Further, the ethylenically unsaturated monomer (B) preferably has a glass transition temperature of 60 ° C. or higher when the polymer is composed of only the ethylenically unsaturated monomer (B). The heat resistance of the polishing pad can be made excellent, and the polishing uniformity can be made better. When the polymer is composed of only ethylenically unsaturated monomer (B), the glass transition temperature of the polymer is more preferably 70 ° C or higher, and further preferably 80 ° C or higher.
なお、エチレン性不飽和モノマー(B)をエチレン性不飽和モノマー(B)のみからなる重合体としたときの該重合体のガラス転移温度は、培風館社発行「高分子データ・ハンドブック(基礎編)」やJohn Wiley&Sons,Inc.社発行「POLYMER HANDBOOK FOURTH EDITION」などの刊行物に記載されている値を用いることができる。なお、2種以上のエチレン性不飽和モノマー(B)を使用する場合には、エチレン性不飽和モノマー(B)全体に占める各モノマーの質量分率を、上記の各モノマー成分の単独重合体のガラス転移温度(単位:K)で割った値の総和の逆数、つまり、下式(1)により計算した値を用いることができる。
1/Tgt=w1/Tg1+w2/Tg2+・・・+wi/Tgi (1)
(ただし、Tgt:エチレン性不飽和モノマー(B)のみからなる重合体のガラス転移温度(単位:K)、w1,w2,・・・,wi:共重合体において使用されるエチレン性不飽和モノマー(B)における各モノマー成分の質量分率、Tg1,Tg2,・・・,Tgi:エチレン性不飽和モノマー(B)のみからなる重合体を構成する各モノマー成分の単独重合体のガラス転移温度(単位:K))
また、エチレン性不飽和モノマー(B)のみからなる重合体を別途、合成し、DSC(示差走査熱量測定装置)やTMA(熱機械測定装置)などによる測定を行うことによっても求めることができる。
In addition, when the ethylenically unsaturated monomer (B) is a polymer composed only of the ethylenically unsaturated monomer (B), the glass transition temperature of the polymer is “Polymer Data Handbook (Basics)” published by Baifukan Co., Ltd. "John Wiley & Sons, Inc." Values described in publications such as “POLYMER HANDBOOK FOURTH EDITION” issued by the company can be used. In addition, when using 2 or more types of ethylenically unsaturated monomers (B), the mass fraction of each monomer occupying the whole ethylenically unsaturated monomer (B) is determined by the homopolymer of each monomer component described above. The reciprocal of the sum of the values divided by the glass transition temperature (unit: K), that is, the value calculated by the following equation (1) can be used.
1 / Tg t = w 1 / Tg 1 + w 2 / Tg 2 +... + W i / Tg i (1)
(However, Tg t : Glass transition temperature (unit: K) of the polymer consisting only of ethylenically unsaturated monomer (B), w 1 , w 2 ,..., W i : ethylene used in the copolymer , Tg 1 , Tg 2 ,..., Tg i : each monomer component constituting the polymer composed only of the ethylenically unsaturated monomer (B) alone Glass transition temperature of polymer (unit: K))
It can also be obtained by separately synthesizing a polymer consisting only of the ethylenically unsaturated monomer (B) and measuring with a DSC (differential scanning calorimeter) or TMA (thermomechanical measuring device).
本発明の研磨パッドの研磨層を構成する共重合体におけるウレタン(メタ)アクリレート(A)から誘導される構造単位の質量とエチレン性不飽和モノマー(B)から誘導される構造単位の質量との比率は、[ウレタン(メタ)アクリレート(A)から誘導される構造単位の質量]/[エチレン性不飽和モノマー(B)から誘導される構造単位の質量]=20/80〜60/40の範囲にあることが好ましい。該質量比率が20/80よりも小さい場合(ウレタン(メタ)アクリレート(A)から誘導される構造単位がより少ない場合)には、研磨層中でウレタン(メタ)アクリレート(A)から誘導される構造単位に由来するセグメント(例えば、軟質セグメント)の含有量が少なくなりすぎ、研磨パッドの柔軟性が不足して研磨時にスクラッチが発生しやすくなる傾向がある。一方、該質量比率が60/40よりも大きい場合(ウレタン(メタ)アクリレート(A)から誘導される構造単位がより多い場合)には、研磨パッドの耐熱性が不足し、研磨均一性や研磨速度の安定性が低下する傾向がある。ウレタン(メタ)アクリレート(A)から誘導される構造単位の質量とエチレン性不飽和モノマー(B)から誘導される構造単位の質量とのより好ましい比率は、[ウレタン(メタ)アクリレート(A)から誘導される構造単位の質量]/[エチレン性不飽和モノマー(B)から誘導される構造単位の質量]=25/75〜50/50の範囲であり、さらに好ましい比率は、[ウレタン(メタ)アクリレート(A)から誘導される構造単位の質量]/[エチレン性不飽和モノマー(B)から誘導される構造単位の質量]=30/70〜45/55の範囲である。 The mass of structural units derived from urethane (meth) acrylate (A) and the mass of structural units derived from ethylenically unsaturated monomer (B) in the copolymer constituting the polishing layer of the polishing pad of the present invention. The ratio is [mass of structural unit derived from urethane (meth) acrylate (A)] / [mass of structural unit derived from ethylenically unsaturated monomer (B)] = 20/80 to 60/40. It is preferable that it exists in. When the mass ratio is smaller than 20/80 (when there are fewer structural units derived from urethane (meth) acrylate (A)), it is derived from urethane (meth) acrylate (A) in the polishing layer. There is a tendency that the content of segments derived from structural units (for example, soft segments) becomes too small, and the polishing pad is not flexible enough to cause scratches during polishing. On the other hand, when the mass ratio is larger than 60/40 (when there are more structural units derived from urethane (meth) acrylate (A)), the heat resistance of the polishing pad is insufficient, and polishing uniformity and polishing are reduced. There is a tendency for speed stability to decrease. A more preferred ratio of the mass of the structural unit derived from the urethane (meth) acrylate (A) and the mass of the structural unit derived from the ethylenically unsaturated monomer (B) is [from urethane (meth) acrylate (A) Mass of derived structural unit] / [Mass of structural unit derived from ethylenically unsaturated monomer (B)] = 25/75 to 50/50, and a more preferable ratio is [urethane (meth) The mass of the structural unit derived from the acrylate (A)] / [the mass of the structural unit derived from the ethylenically unsaturated monomer (B)] = 30/70 to 45/55.
本発明の研磨パッドに用いられる上記共重合体は、上記したウレタン(メタ)アクリレート(A)から誘導される構造単位やエチレン性不飽和モノマー(B)から誘導される構造単位以外に、本発明の効果を損わない範囲内において、その他の共重合可能なモノマー(C)から誘導される構造単位を含有していてもよい。モノマー(C)は、ウレタン(メタ)アクリレート(A)とエチレン性不飽和モノマー(B)との共重合反応を阻害しないようなモノマー種であることが好ましい。また、モノマー(C)は、共重合体を構成する構造単位となった後も、ウレタン(メタ)アクリレート(A)から誘導される構造単位およびエチレン性不飽和モノマー(B)から誘導される構造単位の有する物理的特性を阻害しないようなモノマー種であることが好ましい。そのようなモノマーとしては、例えば、エチレン性不飽和結合を有さずかつエチレン性不飽和モノマーと反応性を有する官能基(例えば、炭素−炭素三重結合、水酸基、アミノ基、カルボキシル基およびその誘導体、カルボニル基、ヒドロシリル基、ハロゲン原子など)を有する化合物などが挙げられる。モノマー(C)から誘導される構造単位の含有率としては、モノマー(C)の有する化学的特性などによって異なるが、共重合体の全質量に対して、例えば、0〜30質量%に抑えることが好ましく、0〜5質量%に抑えることがより好ましく、0〜1質量%に抑えることがさらに好ましい。つまり、共重合体中における、ウレタン(メタ)アクリレート(A)から誘導される構造単位の質量およびエチレン性不飽和モノマー(B)から誘導される構造単位の質量の合計の割合は、100〜70質量%の範囲にあることが好ましく、100〜95質量%の範囲にあることがより好ましく、100〜99質量%の範囲にあることがさらに好ましい。特に好ましい態様としては、上記共重合体は、ウレタン(メタ)アクリレート(A)から誘導される構造単位とエチレン性不飽和モノマー(B)から誘導される構造単位のみからなる。 The copolymer used in the polishing pad of the present invention is not limited to the structural unit derived from the urethane (meth) acrylate (A) and the structural unit derived from the ethylenically unsaturated monomer (B). In the range which does not impair the effect of, the structural unit derived from the other copolymerizable monomer (C) may be contained. The monomer (C) is preferably a monomer species that does not inhibit the copolymerization reaction between the urethane (meth) acrylate (A) and the ethylenically unsaturated monomer (B). The monomer (C) is a structural unit derived from the urethane (meth) acrylate (A) and a structure derived from the ethylenically unsaturated monomer (B) even after the structural unit constituting the copolymer is formed. Monomer species that do not inhibit the physical properties of the unit are preferred. Such monomers include, for example, functional groups that do not have an ethylenically unsaturated bond and are reactive with ethylenically unsaturated monomers (for example, carbon-carbon triple bonds, hydroxyl groups, amino groups, carboxyl groups, and derivatives thereof) , A carbonyl group, a hydrosilyl group, a halogen atom, etc.). The content of the structural unit derived from the monomer (C) varies depending on the chemical characteristics of the monomer (C), but is suppressed to, for example, 0 to 30% by mass with respect to the total mass of the copolymer. Is preferable, it is more preferable to suppress to 0-5 mass%, and it is further more preferable to suppress to 0-1 mass%. That is, the total ratio of the mass of the structural unit derived from the urethane (meth) acrylate (A) and the mass of the structural unit derived from the ethylenically unsaturated monomer (B) in the copolymer is 100 to 70. It is preferably in the range of mass%, more preferably in the range of 100 to 95 mass%, further preferably in the range of 100 to 99 mass%. As a particularly preferred embodiment, the copolymer consists of a structural unit derived from urethane (meth) acrylate (A) and a structural unit derived from ethylenically unsaturated monomer (B).
本発明の研磨パッドは、上記の共重合体を含有する研磨層を有する。研磨層における共重合体の含有率は特に限定されないが、研磨層の全質量に対して、共重合体を80〜100質量%含有していることが好ましく、90〜100質量%含有していることがより好ましく、94〜100質量%含有していることがさらに好ましい。研磨層は、上記の共重合体のみからなっていてもよい。なお、ここでいう研磨層とは、研磨パッドの研磨面を構成する層を意味する。 The polishing pad of the present invention has a polishing layer containing the above copolymer. Although the content rate of the copolymer in a grinding | polishing layer is not specifically limited, It is preferable to contain 80-100 mass% of copolymers with respect to the total mass of a grinding | polishing layer, and it contains 90-100 mass%. It is more preferable, and it is more preferable to contain 94-100 mass%. The polishing layer may be composed only of the above copolymer. The term “polishing layer” as used herein means a layer constituting the polishing surface of the polishing pad.
研磨層は、上記の共重合体以外の他の成分を含有していてもよい。このような他の成分としては、例えば、上記の共重合体以外の樹脂、顔料、染料、防汚剤、防黴剤、架橋剤、充填剤、架橋促進剤、架橋助剤、軟化剤、粘着付与剤、老化防止剤、発泡剤、加工助剤、密着性付与剤、無機充填剤、有機フィラー、結晶核剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、帯電防止剤、着色剤、滑剤、難燃剤、難燃助剤(酸化アンチモンなど)、ブルーミング防止剤、離型剤、増粘剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、導電剤などの添加剤が挙げられる。 The polishing layer may contain components other than the above copolymer. Examples of such other components include resins, pigments, dyes, antifouling agents, antifungal agents, cross-linking agents, fillers, cross-linking accelerators, cross-linking aids, softening agents, and adhesives other than the above-mentioned copolymers. Imparting agent, anti-aging agent, foaming agent, processing aid, adhesion imparting agent, inorganic filler, organic filler, crystal nucleating agent, heat stabilizer, weathering stabilizer, antistatic agent, colorant, lubricant, flame retardant, Examples include flame retardant aids (such as antimony oxide), blooming inhibitors, mold release agents, thickeners, antioxidants, ultraviolet absorbers, and conductive agents.
研磨層は発泡構造を有する。研磨層が発泡構造を有することにより、研磨パッド表面に研磨スラリーを保持するためのくぼみが形成されやすくなり、発泡構造を有さない場合に比べて、研磨均一性や研磨速度が向上し、また、長期間の使用に耐えるようになる。なお、該発泡構造としては、独立気泡構造であることが好ましい。 The polishing layer has a foam structure. When the polishing layer has a foam structure, a recess for holding the polishing slurry is easily formed on the surface of the polishing pad, and the polishing uniformity and polishing rate are improved compared to the case where the polishing layer does not have a foam structure. To withstand long-term use. The foam structure is preferably a closed cell structure.
研磨層の密度は、0.6〜1.1g/cm3の範囲にあることが好ましい。研磨層の密度が1.1g/cm3を超える場合には、研磨層表面に研磨スラリーを保持するためのくぼみが十分に形成されず、研磨均一性や研磨速度等の改善効果が不十分となる傾向にある。一方、研磨層の密度が0.6g/cm3未満の場合には、研磨パッドの製造が困難な上、研磨層自体の摩耗速度が速くなり、使用寿命が短くなる傾向にある。研磨層の密度は、0.7〜1.05g/cm3の範囲にあることがより好ましく、0.8〜1.0g/cm3の範囲にあることがさらに好ましい。なお、研磨層の密度は、JIS K−7112に準拠して測定される値である。 The density of the polishing layer is preferably in the range of 0.6 to 1.1 g / cm 3 . When the density of the polishing layer exceeds 1.1 g / cm 3 , the recess for holding the polishing slurry is not sufficiently formed on the surface of the polishing layer, and the improvement effect such as polishing uniformity and polishing rate is insufficient. Tend to be. On the other hand, when the density of the polishing layer is less than 0.6 g / cm 3 , it is difficult to produce the polishing pad, and the wear rate of the polishing layer itself is increased, and the service life tends to be shortened. The density of the polishing layer is more preferably in the range of 0.7~1.05g / cm 3, and still more preferably in the range of 0.8~1.0g / cm 3. The density of the polishing layer is a value measured according to JIS K-7112.
また、研磨層の発泡構造を構成する気泡の平均直径は1〜100μmの範囲にあることが好ましい。平均直径が該範囲にあると、研磨層表面に形成される研磨スラリーを保持するためのくぼみの大きさを所望のものとすることができる。一方、平均直径が1μm未満である場合には、研磨スラリー液中の砥粒の大きさに比べて十分な大きさを確保できにくくなり、研磨スラリーの保持能力が低下し、研磨均一性や研磨速度が不十分となる傾向がある。平均直径が100μmを超える場合には、気泡間の間隔が広くなりすぎ、研磨パッドの単位面積当たりの研磨速度のばらつきが大きくなり、研磨均一性が不十分となる傾向がある。該平均直径は、5〜90μmの範囲にあることがより好ましく、10〜80μmの範囲にあることがさらに好ましい。なお、研磨層の気泡の平均直径とは、以下の実施例の項目において詳述するが、研磨層の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)により写真撮影するなどして、単位面積当たりの気泡数(気泡の数密度)を算出し、その値と、上記研磨層の密度と、別に作製した無発泡体の密度とから、気泡が真球状であると仮定したときの直径を意味する。 The average diameter of the bubbles constituting the foam structure of the polishing layer is preferably in the range of 1 to 100 μm. When the average diameter is in this range, the size of the recess for holding the polishing slurry formed on the polishing layer surface can be made desired. On the other hand, when the average diameter is less than 1 μm, it becomes difficult to ensure a sufficient size compared to the size of the abrasive grains in the polishing slurry liquid, the holding capacity of the polishing slurry is lowered, and polishing uniformity and polishing are reduced. There is a tendency for speed to be insufficient. When the average diameter exceeds 100 μm, the interval between the bubbles becomes too wide, the variation in the polishing rate per unit area of the polishing pad increases, and the polishing uniformity tends to be insufficient. The average diameter is more preferably in the range of 5 to 90 μm, and still more preferably in the range of 10 to 80 μm. The average diameter of the bubbles in the polishing layer will be described in detail in the items of the following examples. The number of bubbles per unit area is obtained by taking a photograph of a cross section of the polishing layer with a scanning electron microscope (SEM). The (bubble number density) is calculated, and from the value, the density of the polishing layer, and the density of the non-foamed material separately produced, it means the diameter when the bubbles are assumed to be true spherical.
研磨層の発泡構造は、どのように形成されたものであってもよく、例えば、超臨界ガスによる発泡、微小中空粒子の配合、揮発性液体の除去などにより形成する方法などが挙げられる。これらのうちで、均一に発泡構造を形成でき、また、研磨層の密度や気泡径の制御が容易となることから、該発泡構造は、共重合体中に分散された揮発性液体を除去することにより形成されたものであることが好ましい。具体的な揮発性液体の除去方法としては、揮発性液体を揮発させる方法が挙げられる。この場合には、本発明を何ら制限するものではないが、揮発性液体は、研磨層を構成する素材(上記共重合体やその他の成分など)中に拡散し、その後、揮発するものと推測される。 The foamed structure of the polishing layer may be formed in any manner, and examples thereof include a method of forming by foaming with supercritical gas, blending of fine hollow particles, removal of volatile liquid, and the like. Among these, since the foam structure can be uniformly formed and the density and bubble diameter of the polishing layer can be easily controlled, the foam structure removes the volatile liquid dispersed in the copolymer. It is preferable that it is formed by this. A specific method for removing the volatile liquid includes a method for volatilizing the volatile liquid. In this case, the present invention is not limited in any way, but it is assumed that the volatile liquid diffuses into the material constituting the polishing layer (such as the copolymer and other components) and then volatilizes. Is done.
研磨層の50℃における動的弾性率は、9×108Pa以下であることが好ましい。この場合には、研磨パッドに適度な柔軟性を付与することができ、研磨時のスクラッチ発生をより効果的に抑制することができる。より好ましい50℃における動的弾性率は8×108Pa以下であり、さらに好ましい50℃における動的弾性率は7×108Pa以下である。
一方、研磨パッドがあまりに柔軟すぎると、研磨時に研磨パッドの変形が過度に起こりやすくなり研磨均一性が低下する傾向がある。このため、研磨層の50℃における動的弾性率は、1×108Pa以上であることが好ましく、2×108Pa以上であることがより好ましく、3×108Pa以上であることがさらに好ましい。
このような50℃における動的弾性率を有する研磨層は、例えば、研磨層が含有する共重合体において、ウレタン(メタ)アクリレート(A)から誘導される構造単位に由来するセグメント(例えば、軟質セグメント)とエチレン性不飽和モノマー(B)から誘導される構造単位に由来するセグメント(例えば、硬質セグメント)とを適度に相分離させることにより得ることができる。なお、本明細書における研磨層の50℃における動的弾性率は、実施例の項目において詳述するように、粘弾性測定装置によって測定される値である。
The dynamic elastic modulus at 50 ° C. of the polishing layer is preferably 9 × 10 8 Pa or less. In this case, moderate flexibility can be imparted to the polishing pad, and the generation of scratches during polishing can be more effectively suppressed. The dynamic elastic modulus at 50 ° C. is more preferably 8 × 10 8 Pa or less, and the dynamic elastic modulus at 50 ° C. is more preferably 7 × 10 8 Pa or less.
On the other hand, if the polishing pad is too flexible, the polishing pad tends to be excessively deformed during polishing, and the polishing uniformity tends to decrease. For this reason, the dynamic elastic modulus at 50 ° C. of the polishing layer is preferably 1 × 10 8 Pa or more, more preferably 2 × 10 8 Pa or more, and 3 × 10 8 Pa or more. Further preferred.
Such a polishing layer having a dynamic elastic modulus at 50 ° C. is, for example, a segment derived from a structural unit derived from urethane (meth) acrylate (A) in a copolymer contained in the polishing layer (for example, soft Segment) and a segment derived from a structural unit derived from the ethylenically unsaturated monomer (B) (for example, a hard segment) can be obtained by appropriate phase separation. In addition, the dynamic elastic modulus at 50 ° C. of the polishing layer in the present specification is a value measured by a viscoelasticity measuring device, as described in detail in the items of the examples.
研磨層の主分散のピークの温度は、80℃以上であることが好ましい。この場合には、研磨パッドの耐熱性を優れたものとすることができ、また研磨均一性をより良好なものとすることができる。より好ましい主分散のピークの温度は90℃以上であり、さらに好ましい主分散のピークの温度は100℃以上である。このような主分散のピーク温度を有する研磨層は、例えば、研磨層が含有する共重合体において、ウレタン(メタ)アクリレート(A)から誘導される構造単位に由来するセグメント(例えば、軟質セグメント)とエチレン性不飽和モノマー(B)から誘導される構造単位に由来するセグメント(例えば、硬質セグメント)とを適度に相分離させることにより得ることができる。なお、本明細書における研磨層の主分散のピークの温度は、実施例の項目において詳述するように、粘弾性測定装置によって測定される値である。 The temperature of the main dispersion peak of the polishing layer is preferably 80 ° C. or higher. In this case, the heat resistance of the polishing pad can be made excellent, and the polishing uniformity can be made better. A more preferable main dispersion peak temperature is 90 ° C. or higher, and a more preferable main dispersion peak temperature is 100 ° C. or higher. The polishing layer having such a main dispersion peak temperature is, for example, a segment derived from a structural unit derived from urethane (meth) acrylate (A) in a copolymer contained in the polishing layer (for example, a soft segment). And a segment derived from a structural unit derived from the ethylenically unsaturated monomer (B) (for example, a hard segment) can be obtained by appropriate phase separation. In addition, the temperature of the peak of the main dispersion of the polishing layer in the present specification is a value measured by a viscoelasticity measuring device as described in detail in the items of the examples.
研磨層の水との接触角は、90度以下であることが好ましい。この場合には、研磨パッドの研磨スラリーへの濡れ性を優れたものとすることができ、研磨時のスクラッチの発生をより効果的に抑制することができる。より好ましい水との接触角は88度以下であり、さらに好ましい水との接触角は86度以下である。なお、本明細書における研磨層の水との接触角は、実施例の項目において詳述する方法によって測定される値である。 The contact angle of the polishing layer with water is preferably 90 degrees or less. In this case, the wettability of the polishing pad to the polishing slurry can be improved, and the generation of scratches during polishing can be more effectively suppressed. A more preferable contact angle with water is 88 degrees or less, and a more preferable contact angle with water is 86 degrees or less. In addition, the contact angle with water of the polishing layer in this specification is a value measured by the method described in detail in the items of the examples.
研磨層の、50℃の水に3日間浸漬後の吸水率は、10質量%未満であることが好ましい。この場合には、研磨時の吸水による研磨パッド硬度の経時変化を小さくして、研磨性能の安定性を優れたものとすることができる。より好ましい吸水率は8質量%以下であり、さらに好ましい吸水率は6質量%以下である。また、該吸水率の下限値については、本発明の効果を維持できる吸水率であればよく、好ましくは0.3質量%、より好ましくは0.5質量%である。なお、本明細書における研磨層の、50℃の水に3日間浸漬後の吸水率は、実施例の項目において詳述する方法によって測定される値である。 The water absorption after the polishing layer is immersed in 50 ° C. water for 3 days is preferably less than 10% by mass. In this case, it is possible to reduce the change with time of the polishing pad hardness due to water absorption during polishing and to improve the stability of the polishing performance. More preferable water absorption is 8% by mass or less, and further preferable water absorption is 6% by mass or less. Moreover, about the lower limit of this water absorption, what is necessary is just a water absorption which can maintain the effect of this invention, Preferably it is 0.3 mass%, More preferably, it is 0.5 mass%. In addition, the water absorption rate of the polishing layer in this specification after being immersed in water at 50 ° C. for 3 days is a value measured by the method described in detail in the items of the examples.
本発明の研磨パッドの製造方法に特に制限はないが、ウレタン(メタ)アクリレート(A)、ウレタン(メタ)アクリレート(A)以外のエチレン性不飽和モノマー(B)および揮発性液体の少なくとも3成分を含有する混合物(S)を硬化させる工程(工程1)、並びに揮発性液体を除去する工程(工程2)を含むことが好ましい。 Although there is no restriction | limiting in particular in the manufacturing method of the polishing pad of this invention, At least 3 component of ethylenically unsaturated monomer (B) other than urethane (meth) acrylate (A) and urethane (meth) acrylate (A), and a volatile liquid It is preferable to include the process (process 1) of hardening the mixture (S) containing, and the process (process 2) of removing a volatile liquid.
上記混合物(S)は、ウレタン(メタ)アクリレート(A)、ウレタン(メタ)アクリレート(A)以外のエチレン性不飽和モノマー(B)および揮発性液体の少なくとも3成分を含有する。上記工程1における硬化によって、ウレタン(メタ)アクリレート(A)と、ウレタン(メタ)アクリレート(A)以外のエチレン性不飽和モノマー(B)とが共重合体を形成する。また、揮発性液体は共重合体中において好ましくは分散相を形成する。 The mixture (S) contains at least three components of urethane (meth) acrylate (A), ethylenically unsaturated monomer (B) other than urethane (meth) acrylate (A), and volatile liquid. By the curing in Step 1, the urethane (meth) acrylate (A) and the ethylenically unsaturated monomer (B) other than the urethane (meth) acrylate (A) form a copolymer. The volatile liquid preferably forms a dispersed phase in the copolymer.
混合物(S)中におけるウレタン(メタ)アクリレート(A)と、ウレタン(メタ)アクリレート(A)以外のエチレン性不飽和モノマー(B)との使用割合は、所望とする共重合体に合わせて適宜調節されるが、[ウレタン(メタ)アクリレート(A)の質量]/[エチレン性不飽和モノマー(B)の質量]=20/80〜60/40の範囲にあることが好ましく、25/75〜50/50の範囲にあることがより好ましく、30/70〜45/55の範囲にあることがさらに好ましい。 The proportion of the urethane (meth) acrylate (A) in the mixture (S) and the ethylenically unsaturated monomer (B) other than the urethane (meth) acrylate (A) is appropriately selected according to the desired copolymer. Although adjusted, [mass of urethane (meth) acrylate (A)] / [mass of ethylenically unsaturated monomer (B)] is preferably in the range of 20/80 to 60/40, 25/75 to It is more preferably in the range of 50/50, and further preferably in the range of 30/70 to 45/55.
上記揮発性液体とは、揮発性を有する液体を意味する。該揮発性液体としては、常圧(1atm)における沸点が20〜200℃の範囲にあるものが好ましく、50〜150℃の範囲にあるものがより好ましい。揮発性液体としては、例えば、水;メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール;アセトン、2−ブタノン、メチルイソプロピルケトン、メチル−イソブチルケトン等のケトン;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリジノン等のアミド;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル;ペンタン、ヘキサン、オクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭化水素;塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化合物などが挙げられ、これらのうちの1種を単独で、または2種以上を併用して用いることができる。これらのうち、工程1においてほとんど揮発することがなく、かつ工程2において揮発等の除去が容易であることや、混合物(S)中において分散相を形成しやすく、さらに環境や人体への影響も小さいことから、水または水を含む混合物が好ましく、水がより好ましい。揮発性液体として水または水を含む混合物を使用する場合には、混合物(S)中において、水または水を含む混合物がW/O型(油中水型)に分散していることが好ましい。
混合物(S)中における、揮発性液体の使用量としては、所望とする研磨層の密度に合わせて適宜調節することができるが、ウレタン(メタ)アクリレート(A)とエチレン性不飽和モノマー(B)の合計100質量部に対して、5〜90質量部の範囲にあることが好ましく、10〜70質量部の範囲にあることがより好ましく、15〜50質量部の範囲にあることがさらに好ましい。
The volatile liquid means a liquid having volatility. The volatile liquid preferably has a boiling point in the range of 20 to 200 ° C. at atmospheric pressure (1 atm), more preferably in the range of 50 to 150 ° C. Examples of the volatile liquid include water; alcohols such as methanol, ethanol, and propanol; ketones such as acetone, 2-butanone, methyl isopropyl ketone, and methyl-isobutyl ketone; N, N-dimethylformamide, and N, N-dimethylacetamide. Amides such as N-methylpyrrolidinone; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; esters such as ethyl acetate and butyl acetate; ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether and tetrahydrofuran; hydrocarbons such as pentane, hexane, octane, benzene, toluene and xylene A halogen compound such as methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride and the like, and one of them can be used alone or two or more of them can be used in combination. Among these, there is almost no volatilization in Step 1, and removal of volatilization etc. is easy in Step 2, and it is easy to form a dispersed phase in the mixture (S), and also has an influence on the environment and the human body. Since it is small, water or a mixture containing water is preferable, and water is more preferable. When water or a mixture containing water is used as the volatile liquid, it is preferable that water or a mixture containing water is dispersed in the W / O type (water-in-oil type) in the mixture (S).
The amount of the volatile liquid in the mixture (S) can be appropriately adjusted according to the desired density of the polishing layer, but urethane (meth) acrylate (A) and ethylenically unsaturated monomer (B ) Is preferably in the range of 5 to 90 parts by mass, more preferably in the range of 10 to 70 parts by mass, and still more preferably in the range of 15 to 50 parts by mass. .
混合物(S)は、分散剤を含有することが好ましい。分散剤を含有することにより、混合物(S)中において揮発性液体を容易に分散させることができ、気泡の大きさや分布のそろった研磨層を再現性良く得ることができる。
分散剤の使用量は、揮発性液体の種類や使用量等により適宜選択することができるが、ウレタン(メタ)アクリレート(A)とエチレン性不飽和モノマー(B)の合計100質量部に対して、0.01〜10質量部の範囲にあることが好ましく、0.05〜8質量部の範囲にあることがより好ましく、0.1〜6質量部の範囲にあることがさらに好ましい。
The mixture (S) preferably contains a dispersant. By containing the dispersant, the volatile liquid can be easily dispersed in the mixture (S), and a polishing layer having a uniform bubble size and distribution can be obtained with good reproducibility.
Although the usage-amount of a dispersing agent can be suitably selected with the kind, usage-amount, etc. of a volatile liquid, with respect to a total of 100 mass parts of urethane (meth) acrylate (A) and an ethylenically unsaturated monomer (B). , Preferably in the range of 0.01 to 10 parts by mass, more preferably in the range of 0.05 to 8 parts by mass, and still more preferably in the range of 0.1 to 6 parts by mass.
分散剤は、使用する揮発性液体の種類等によって適宜選択されるが、例えば、極性の異なるセグメントをそれぞれ1個以上ずつ有する高分子などが使用される。特に、揮発性液体として、水または水を含む混合物を用いる場合には、これらを混合物(S)中で安定にW/O型(油中水型)の分散をさせる能力を有する分散剤を用いることが好ましい。分散剤としては、同一分子内に親水性成分と疎水性成分を有する高分子や乳化剤などが挙げられる。これらの中でも、混合物(S)の硬化中に安定して水または水を含む混合物などの揮発性液体の分散を維持でき、且つ得られる研磨パッドの研磨特性への影響が少ないことから、分散剤は、親水性基を有するエチレン性不飽和モノマーの重合体であることが好ましい。分散剤中の親水性基としては、ポリオキシエチレン基等のポリオキシアルキレン基、水酸基、カルボキシル基、アミノ基などが挙げられるが、水等の分散安定性に特に優れ、研磨特性への影響も極めて少なく、また分散剤の製造も容易であることから、ポリオキシアルキレン基が好ましい。特に分散剤が(メタ)アクリル酸アルキルエステルとポリオキシアルキレンモノ(メタ)アクリレート化合物の共重合体である場合には、分散剤自体の製造が容易であり、また混合物(S)中での水または水を含む混合物などの揮発性液体の分散能にも一層優れることから、さらに好ましい。なお、分散剤は1種を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
なお、上記のポリオキシアルキレンモノ(メタ)アクリレート化合物とは、ポリオキシアルキレン化合物が有する末端の水酸基の1つのみが(メタ)アクリロイロキシ基に置きかわった化合物の総称であり、該(メタ)アクリロイロキシ基を有する末端に対して反対側にある末端の構造に関しては特に制限されない。
The dispersant is appropriately selected depending on the type of volatile liquid to be used, and for example, a polymer having one or more segments having different polarities is used. In particular, when water or a mixture containing water is used as the volatile liquid, a dispersant having the ability to stably disperse W / O type (water-in-oil type) in the mixture (S) is used. It is preferable. Examples of the dispersant include a polymer having a hydrophilic component and a hydrophobic component in the same molecule, and an emulsifier. Among these, since the dispersion of volatile liquid such as water or a mixture containing water can be stably maintained during the curing of the mixture (S) and the influence on the polishing characteristics of the resulting polishing pad is small, the dispersant Is preferably a polymer of an ethylenically unsaturated monomer having a hydrophilic group. Examples of the hydrophilic group in the dispersant include a polyoxyalkylene group such as a polyoxyethylene group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, etc., but it is particularly excellent in dispersion stability of water and the like, and has an influence on polishing characteristics. A polyoxyalkylene group is preferred because it is extremely small and the production of the dispersant is easy. In particular, when the dispersant is a copolymer of a (meth) acrylic acid alkyl ester and a polyoxyalkylene mono (meth) acrylate compound, it is easy to produce the dispersant itself, and water in the mixture (S) Or it is further more preferable from the further excellent dispersibility of volatile liquids, such as a mixture containing water. In addition, a dispersing agent may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
The polyoxyalkylene mono (meth) acrylate compound is a general term for compounds in which only one of the terminal hydroxyl groups of the polyoxyalkylene compound is replaced with a (meth) acryloyloxy group, and the (meth) acryloyloxy There is no particular limitation on the structure of the terminal opposite to the terminal having a group.
上記の(メタ)アクリル酸アルキルエステルとポリオキシアルキレンモノ(メタ)アクリレート化合物の共重合体は、(メタ)アクリル酸アルキルエステルとポリオキシアルキレンモノ(メタ)アクリレート化合物とを共重合させることにより得ることができる。(メタ)アクリル酸アルキルエステルとポリオキシアルキレンモノ(メタ)アクリレート化合物の共重合体における、(メタ)アクリル酸アルキルエステルから誘導される構造単位の質量と、ポリオキシアルキレンモノ(メタ)アクリレート化合物から誘導される構造単位の質量との割合は、混合物(S)中で水または水を含む混合物を安定してW/O型(油中水型)に分散させる能力に特に優れることから、好ましくは、[(メタ)アクリル酸アルキルエステルから誘導される構造単位の質量]/[ポリオキシアルキレンモノ(メタ)アクリレート化合物から誘導される構造単位の質量]=20/80〜70/30であり、より好ましくは30/70〜60/40である。 The copolymer of the (meth) acrylic acid alkyl ester and the polyoxyalkylene mono (meth) acrylate compound is obtained by copolymerizing the (meth) acrylic acid alkyl ester and the polyoxyalkylene mono (meth) acrylate compound. be able to. In the copolymer of (meth) acrylic acid alkyl ester and polyoxyalkylene mono (meth) acrylate compound, the mass of the structural unit derived from (meth) acrylic acid alkyl ester, and from the polyoxyalkylene mono (meth) acrylate compound The ratio of the derived structural unit to the mass is preferably particularly excellent in the ability to stably disperse water or a mixture containing water into the W / O type (water-in-oil type) in the mixture (S). , [Mass of structural unit derived from (meth) acrylic acid alkyl ester] / [mass of structural unit derived from polyoxyalkylene mono (meth) acrylate compound] = 20/80 to 70/30, and more Preferably it is 30 / 70-60 / 40.
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸ジシクロペンタニル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチルなどの単官能性の(メタ)アクリル酸誘導体;エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、2−メチル−1,8−オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、ビニル(メタ)アクリレートなどの二官能性の(メタ)アクリル酸誘導体;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートなどの三官能性の(メタ)アクリル酸誘導体;ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレートなどの四官能性の(メタ)アクリル酸誘導体などの1種または2種以上を用いることができる。これらのうちで、分散剤の製造が容易であり、また混合物(S)中で水または水を含む混合物を安定してW/O型(油中水型)に分散させる能力に優れることから、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリルなどの単官能性の(メタ)アクリル酸誘導体が好ましい。 Examples of the (meth) acrylic acid alkyl ester include, for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, ( Stearyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, dimethyl (meth) acrylate Monofunctional (meth) acrylic such as aminoethyl, diethylaminoethyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate Acid derivative; ethylene glycol di (meth) acrylate Diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, 2-methyl-1,8-octanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, dimethylol tricyclodecane di (meth) acrylate, glycerin di Bifunctional (meth) acrylic acid derivatives such as (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate, vinyl (meth) acrylate; trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, etc. May be used alone or two or more of such tetrafunctional (meth) acrylic acid derivatives such as pentaerythritol tetra (meth) acrylate; trifunctional (meth) acrylic acid derivative. Among these, since the production of the dispersant is easy, and water or a mixture containing water is stably dispersed in the W / O type (water-in-oil type) in the mixture (S), Monofunctional (such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate A meth) acrylic acid derivative is preferred.
一方、ポリオキシアルキレンモノ(メタ)アクリレート化合物の具体例としては、例えば、ポリオキシエチレンメチルエーテル(メタ)アクリレート[H2C=CR−CO2(CH2CH2O)nCH3で示される化合物;但し、Rは水素原子またはメチル基を表し、nは整数を表す]、ポリオキシエチレンエチルエーテル(メタ)アクリレート[H2C=CR−CO2(CH2CH2O)nCH2CH3で示される化合物;但し、Rは水素原子またはメチル基を表し、nは整数を表す]などのポリオキシエチレンアルキルエーテル(メタ)アクリレート;ポリオキシエチレンアリールエーテル(メタ)アクリレート;ポリオキシエチレンアラルキルエーテル(メタ)アクリレート;ポリオキシエチレン(メタ)アクリレート[H2C=CR−CO2(CH2CH2O)nHで示される化合物;但し、Rは水素原子またはメチル基を表し、nは整数を表す];ポリオキシプロピレンアルキルエーテル(メタ)アクリレート;ポリオキシプロピレンアリールエーテル(メタ)アクリレート;ポリオキシプロピレンアラルキルエーテル(メタ)アクリレート;ポリオキシプロピレン(メタ)アクリレート;ポリオキシブチレンアルキルエーテル(メタ)アクリレート;ポリオキシブチレンアリールエーテル(メタ)アクリレート;ポリオキシブチレンアラルキルエーテル(メタ)アクリレート;ポリオキシブチレン(メタ)アクリレートなどが挙げられる。ポリオキシアルキレンモノ(メタ)アクリレート化合物は、1種を単独で使用しても2種以上を併用してもよい。これらのうちで、入手が容易であり、分散剤の製造も容易であることから、ポリオキシエチレンアルキルエーテル(メタ)アクリレートが好ましく、ポリオキシエチレンメチルエーテル(メタ)アクリレートがより好ましい。なお、ポリオキシアルキレンモノ(メタ)アクリレート化合物が有するポリオキシエチレン基における、オキシエチレン単位の数平均繰り返し数としては、好ましくは3〜150の範囲であり、より好ましくは4〜120の範囲である。 On the other hand, specific examples of the polyoxyalkylene mono (meth) acrylate compound include, for example, polyoxyethylene methyl ether (meth) acrylate [H 2 C═CR—CO 2 (CH 2 CH 2 O) n CH 3. Compound; provided that R represents a hydrogen atom or a methyl group, n represents an integer, polyoxyethylene ethyl ether (meth) acrylate [H 2 C═CR—CO 2 (CH 2 CH 2 O) n CH 2 CH A compound represented by 3 ; wherein R represents a hydrogen atom or a methyl group, and n represents an integer], and the like; a polyoxyethylene alkyl ether (meth) acrylate; a polyoxyethylene aryl ether (meth) acrylate; a polyoxyethylene aralkyl Ether (meth) acrylate; polyoxyethylene (meth) acrylate [Compound represented by H 2 C = CR-CO 2 (CH 2 CH 2 O) n H; where, R represents a hydrogen atom or a methyl radical, n is an integer]; polyoxypropylene alkyl ether (meth) Polyoxypropylene aryl ether (meth) acrylate; polyoxypropylene aralkyl ether (meth) acrylate; polyoxypropylene (meth) acrylate; polyoxybutylene alkyl ether (meth) acrylate; polyoxybutylene aryl ether (meth) acrylate; Examples thereof include polyoxybutylene aralkyl ether (meth) acrylate; polyoxybutylene (meth) acrylate. A polyoxyalkylene mono (meth) acrylate compound may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together. Of these, polyoxyethylene alkyl ether (meth) acrylate is preferable, and polyoxyethylene methyl ether (meth) acrylate is more preferable because it is easily available and a dispersant can be easily manufactured. In addition, as a number average repeating number of the oxyethylene unit in the polyoxyethylene group which a polyoxyalkylene mono (meth) acrylate compound has, Preferably it is the range of 3-150, More preferably, it is the range of 4-120. .
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとポリオキシアルキレンモノ(メタ)アクリレート化合物の共重合体の数平均分子量は、混合物(S)中において、揮発性液体を分散させる能力に優れることから、5,000〜2,000,000の範囲内であることが好ましく、10,000〜1,500,000の範囲内であることがより好ましく、15,000〜1,000,000の範囲内であることがさらに好ましい。なお、(メタ)アクリル酸アルキルエステルとポリオキシアルキレンモノ(メタ)アクリレート化合物の共重合体の数平均分子量は、以下の実施例の項目において詳述するように、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定される値である。 The number average molecular weight of the copolymer of the (meth) acrylic acid alkyl ester and the polyoxyalkylene mono (meth) acrylate compound is excellent in the ability to disperse the volatile liquid in the mixture (S). It is preferably in the range of 2,000,000, more preferably in the range of 10,000 to 1,500,000, and further preferably in the range of 15,000 to 1,000,000. preferable. In addition, the number average molecular weight of the copolymer of the (meth) acrylic acid alkyl ester and the polyoxyalkylene mono (meth) acrylate compound is gel permeation chromatography (GPC) as described in detail in the following examples. Is a value measured by.
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとポリオキシアルキレンモノ(メタ)アクリレート化合物の共重合体の製造方法としては、特に制限されないが、例えば、溶媒の存在下または不存在下に、ラジカル重合やアニオン重合などの公知の方法によって製造することができる。 Although it does not restrict | limit especially as a manufacturing method of the copolymer of a (meth) acrylic-acid alkylester and a polyoxyalkylene mono (meth) acrylate compound, For example, radical polymerization, anionic polymerization, etc. in the presence or absence of a solvent It can manufacture by the well-known method of these.
混合物(S)は、上記のウレタン(メタ)アクリレート(A)、ウレタン(メタ)アクリレート(A)以外のエチレン性不飽和モノマー(B)、揮発性液体、分散剤以外の他の成分を含有していてもよい。このような他の成分としては、例えば、所望により添加可能である、上記モノマー(C)、ウレタン(メタ)アクリレート(A)やエチレン性不飽和モノマー(B)から形成される重合体以外の樹脂、顔料、染料、防汚剤、防黴剤、架橋剤、充填剤、架橋促進剤、架橋助剤、軟化剤、粘着付与剤、老化防止剤、発泡剤、加工助剤、密着性付与剤、無機充填剤、有機フィラー、結晶核剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、帯電防止剤、着色剤、滑剤、難燃剤、難燃助剤(酸化アンチモンなど)、ブルーミング防止剤、離型剤、増粘剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、導電剤などの添加剤が挙げられる。混合物(S)中における、上記のウレタン(メタ)アクリレート(A)、ウレタン(メタ)アクリレート(A)以外のエチレン性不飽和モノマー(B)、揮発性液体、および分散剤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、99〜100質量%であることがさらに好ましい。 The mixture (S) contains other components other than the urethane (meth) acrylate (A), the ethylenically unsaturated monomer (B) other than the urethane (meth) acrylate (A), a volatile liquid, and a dispersant. It may be. Examples of such other components include resins other than polymers formed from the above monomer (C), urethane (meth) acrylate (A) and ethylenically unsaturated monomer (B), which can be added as desired. Pigments, dyes, antifouling agents, antifungal agents, crosslinking agents, fillers, crosslinking accelerators, crosslinking aids, softeners, tackifiers, anti-aging agents, foaming agents, processing aids, adhesion promoters, Inorganic filler, organic filler, crystal nucleating agent, heat stabilizer, weathering stabilizer, antistatic agent, colorant, lubricant, flame retardant, flame retardant aid (antimony oxide, etc.), blooming inhibitor, mold release agent, increase Additives such as a sticking agent, an antioxidant, an ultraviolet absorber, and a conductive agent can be mentioned. As a proportion of the urethane (meth) acrylate (A) and the ethylenically unsaturated monomer (B) other than the urethane (meth) acrylate (A), the volatile liquid, and the dispersant in the mixture (S), It is preferably 90 to 100% by mass, more preferably 95 to 100% by mass, and further preferably 99 to 100% by mass.
混合物(S)は、上記の成分を配合した後に十分に混合することが好ましい。混合方法としては、従来公知の方法を採用することができ、例えば、プロペラ型撹拌機、パドル型撹拌機、アンカー型撹拌機、ホモミキサー、ウルトラミキサー、磁気スターラーなどを用いた方法が挙げられる。 The mixture (S) is preferably mixed thoroughly after the above components are blended. As a mixing method, a conventionally known method can be employed, and examples thereof include a method using a propeller type stirrer, paddle type stirrer, anchor type stirrer, homomixer, ultramixer, magnetic stirrer and the like.
工程1における硬化方法としては特に限定されず、公知の方法を用いることができ、例えば、ラジカル重合開始剤を用いたラジカル重合や、アニオン重合開始剤を用いたアニオン重合などにより、ウレタン(メタ)アクリレート(A)およびエチレン性不飽和モノマー(B)、さらには必要に応じてモノマー(C)を共重合させることによって行うことができる。 The curing method in Step 1 is not particularly limited, and a known method can be used. For example, urethane (meth) is obtained by radical polymerization using a radical polymerization initiator or anionic polymerization using an anionic polymerization initiator. It can be carried out by copolymerizing the acrylate (A) and the ethylenically unsaturated monomer (B) and, if necessary, the monomer (C).
重合開始剤による硬化の開始は、熱や光などにより誘起することができる。これらの中でも、熱または光によりラジカル重合を開始する重合開始剤を用いることが、水分などの影響を受けにくく重合の制御が容易であることから好ましい。 The start of curing by the polymerization initiator can be induced by heat or light. Among these, it is preferable to use a polymerization initiator that initiates radical polymerization by heat or light because it is less susceptible to moisture and the like and the control of polymerization is easy.
上記の重合開始剤のうち、特に、熱によりラジカル重合を開始する重合開始剤を用いることが好ましく、公知の熱ラジカル重合開始剤を用いることができる。好適な熱ラジカル重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)などのアゾ化合物;ベンゾイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、ジクミルパーオキシド、ジ−t−ブチルパーオキシド、クメンヒドロパーオキシド、t−ブチルヒドロパーオキシド、ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキシドなどの過酸化物が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を用いることができる。 Among the above polymerization initiators, it is particularly preferable to use a polymerization initiator that initiates radical polymerization by heat, and a known thermal radical polymerization initiator can be used. Suitable thermal radical polymerization initiators include, for example, 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl 2,2′-azobis (2- Azo compounds such as methyl propionate); benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, dicumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, cumene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, etc. A peroxide is mentioned, Among these, 1 type (s) or 2 or more types can be used.
重合開始剤の使用量は、ウレタン(メタ)アクリレート(A)やエチレン性不飽和モノマー(B)中のエチレン性不飽和基の濃度、重合開始剤の分子量などに応じて調節することができるが、一般的には、重合を円滑に進行する観点から、ウレタン(メタ)アクリレート(A)とエチレン性不飽和モノマー(B)の合計の質量に基づいて、重合開始剤を0.01〜1質量%で用いることが好ましい。 Although the usage-amount of a polymerization initiator can be adjusted according to the density | concentration of the ethylenically unsaturated group in a urethane (meth) acrylate (A) or an ethylenically unsaturated monomer (B), the molecular weight of a polymerization initiator, etc. In general, from the viewpoint of smoothly proceeding the polymerization, 0.01 to 1 mass of the polymerization initiator is based on the total mass of the urethane (meth) acrylate (A) and the ethylenically unsaturated monomer (B). % Is preferably used.
重合開始剤は、混合物(S)を調製する際にあらかじめ添加しておいてもよいが、調製された混合物(S)に重合開始剤を添加して、これを型枠等に注入した後、光や熱などにより重合を開始して硬化を行うことが好ましい。
重合開始剤として熱ラジカル重合開始剤を使用した場合の硬化時の温度としては、使用する熱ラジカル重合開始剤の種類や使用量によって適宜選択することができるが、好ましくは15〜150℃の範囲であり、より好ましくは30〜120℃の範囲であり、さらに好ましくは50〜90℃の範囲である。
また、硬化時間についても、使用する重合開始剤の種類や使用量によって適宜選択することができるが、好ましくは1〜24時間の範囲であり、より好ましくは2〜18時間の範囲であり、さらに好ましくは3〜12時間の範囲である。
The polymerization initiator may be added in advance when preparing the mixture (S), but after adding the polymerization initiator to the prepared mixture (S) and pouring it into a mold or the like, It is preferable to start the polymerization by light or heat to perform the curing.
The temperature at the time of curing when a thermal radical polymerization initiator is used as the polymerization initiator can be appropriately selected depending on the type and amount of the thermal radical polymerization initiator to be used, but is preferably in the range of 15 to 150 ° C. More preferably, it is the range of 30-120 degreeC, More preferably, it is the range of 50-90 degreeC.
Also, the curing time can be appropriately selected depending on the type and amount of polymerization initiator used, but is preferably in the range of 1 to 24 hours, more preferably in the range of 2 to 18 hours, Preferably it is the range for 3 to 12 hours.
混合物(S)を注入する型枠の材質としては、金属、樹脂、ガラス、セラミックスなどを用いることができるが、硬化反応後の取り出しが容易であり、また、金属の含有量が極めて少なく被研磨物の金属による汚染がほとんど起こらない研磨パッドを容易に提供することができることから内部表面がフッ素系樹脂でコーティングされていることが好ましい。 As the material of the mold for injecting the mixture (S), metal, resin, glass, ceramics, etc. can be used, but it is easy to take out after the curing reaction, and the metal content is extremely small. It is preferable that the inner surface is coated with a fluorine-based resin because a polishing pad in which contamination of the object by metal hardly occurs can be easily provided.
工程2は、揮発性液体を除去する工程である。工程2は、工程1における硬化途中のものに対しておこなってもよいが、工程1において、硬化が十分に行われた後に行うことが好ましい。具体的な揮発性液体の除去方法としては、揮発性液体を揮発させる方法が挙げられる。工程2における揮発性液体の除去により、共重合体中に分散していた揮発性液体が空気等に置き換わるため、発泡構造が形成される。
工程2における温度としては、特に制限されないが、好ましくは30〜150℃の範囲であり、より好ましくは40〜120℃の範囲である。また、工程2における圧力についても特に制限はされず、減圧条件、大気圧条件等の条件を採用でき、具体的な圧力としては、絶対圧力として1〜500kPaの範囲が好ましく、3〜300kPaの範囲がより好ましい。
工程2における揮発性液体の除去時間としては、揮発性液体が十分に除去されうる時間が好ましく、通常は、1時間〜1週間の範囲である。
Step 2 is a step of removing volatile liquid. Step 2 may be performed on a product in the course of curing in step 1, but is preferably performed after the curing is sufficiently performed in step 1. A specific method for removing the volatile liquid includes a method for volatilizing the volatile liquid. By removing the volatile liquid in the step 2, the volatile liquid dispersed in the copolymer is replaced with air or the like, so that a foam structure is formed.
Although it does not restrict | limit especially as temperature in the process 2, Preferably it is the range of 30-150 degreeC, More preferably, it is the range of 40-120 degreeC. Further, the pressure in step 2 is not particularly limited, and conditions such as reduced pressure conditions and atmospheric pressure conditions can be adopted. Specific pressure is preferably in the range of 1 to 500 kPa as an absolute pressure, and in the range of 3 to 300 kPa. Is more preferable.
The removal time of the volatile liquid in the step 2 is preferably a time during which the volatile liquid can be sufficiently removed, and is usually in the range of 1 hour to 1 week.
工程2においては、揮発性液体は得られる研磨層に実質的に残存していないことが好ましいが、本発明の効果を損わない範囲で、研磨層中に揮発性液体の一部が残存していてもよい。揮発性液体の除去率としては、80〜100質量%であることが好ましく、90〜100質量%であることがより好ましい。なお、本明細書における揮発性液体の除去率とは、揮発性液体を除去する前の硬化物の質量と揮発性液体を除去した後の硬化物の質量との差を、使用した揮発性液体の質量で除した値である。 In step 2, it is preferable that the volatile liquid does not substantially remain in the obtained polishing layer, but a part of the volatile liquid remains in the polishing layer as long as the effects of the present invention are not impaired. It may be. As a removal rate of a volatile liquid, it is preferable that it is 80-100 mass%, and it is more preferable that it is 90-100 mass%. The removal rate of the volatile liquid in the present specification refers to the difference between the mass of the cured product before removing the volatile liquid and the mass of the cured product after removing the volatile liquid. The value divided by the mass of.
上記の工程1および工程2によって、発泡構造を有する研磨層を得ることができる。得られた研磨層は、そのまま研磨パッドとして使用してもよいが、切削、スライスまたは打ち抜きなどにより所望の寸法、形状を有する研磨パッドに加工することができる。また、研磨パッドの表面には、研磨スラリーの保持性、流動性の向上、研磨パッド表面からの研磨屑除去効率の向上等を目的として、溝や穴などの成形加工を施すことが好ましい。研磨パッド表面への成形加工の方法は、特に限定されるものではないが、混合物(S)の硬化反応後に、研磨パッド表面を切削加工することにより溝などを形成する方法、研磨パッド表面に加熱された金型、熱線などを接触させ、接触部を溶解させることにより溝などを形成する方法、ドリル、トムソン刃などで孔などを形成する方法、その他レーザーなどで成形加工する方法が挙げられる。また、混合物(S)を注入する型枠として型枠内面に成形加工用の形状部(例えば所望の形状の凸部など)を有する型枠を用い、硬化と同時に成形加工を施す方法などを用いることもできる。また、成形加工で施される溝や孔などの形状および径も特に限定されるものではない。 A polishing layer having a foam structure can be obtained by the above steps 1 and 2. The obtained polishing layer may be used as a polishing pad as it is, but can be processed into a polishing pad having a desired size and shape by cutting, slicing or punching. The surface of the polishing pad is preferably subjected to a forming process such as grooves and holes for the purpose of improving the retention and fluidity of the polishing slurry and improving the efficiency of removing polishing debris from the surface of the polishing pad. The method of forming the polishing pad surface is not particularly limited, but a method of forming grooves or the like by cutting the polishing pad surface after the curing reaction of the mixture (S), and heating the polishing pad surface For example, a method of forming a groove or the like by bringing a contacted mold, a heat ray or the like into contact and dissolving the contact portion, a method of forming a hole or the like with a drill, a Thomson blade, or the like, or a method of forming with a laser or the like. Further, as a mold for injecting the mixture (S), a mold having a molding part (for example, a convex part having a desired shape) on the inner surface of the mold is used, and a molding process is performed simultaneously with curing. You can also. Further, the shape and diameter of grooves and holes applied in the molding process are not particularly limited.
本発明の研磨パッドは、上記の研磨層のみから構成されていてもよいし、また、該研磨層と他の素材からなる層(例えば、クッション層)とを積層させた複層構造を有していてもよい。本発明の研磨パッドがクッション層を有すると、研磨パッドの、シリコンウェハや半導体ウェハ等へのうねりへの追随性を高めることができる場合がある。クッション層としては、現在汎用的に使用されているポリウレタンを含浸した不織布(例えば、“Suba400”(ニッタ・ハース(株)製))の他、ゴム、発泡弾性体、発泡プラスチックなどを採用することができ、特に限定されるものではない。クッション層の好ましい厚みは、0.1〜10mmである。0.1mmより小さいと、半導体ウェハ全面の平坦性の均一性(ユニフォーミティ)が損われる場合がある。一方、10mmより大きいと、半導体ウェハの局所的な平坦性が損われる場合がある。クッション層の厚みとしては、0.2〜5mm、さらには0.5〜2mmであることが好ましい。 The polishing pad of the present invention may be composed of only the above polishing layer, or has a multilayer structure in which the polishing layer and a layer made of another material (for example, a cushion layer) are laminated. It may be. When the polishing pad of the present invention has a cushion layer, the followability of the polishing pad to the swell of a silicon wafer, a semiconductor wafer or the like may be improved. As the cushion layer, rubber, foamed elastic material, foamed plastic, etc., as well as non-woven fabrics impregnated with polyurethane (for example, “Suba400” (made by Nitta Haas Co., Ltd.)) currently used for general purposes should be adopted. There is no particular limitation. The preferable thickness of the cushion layer is 0.1 to 10 mm. If it is smaller than 0.1 mm, the uniformity of the flatness (uniformity) of the entire surface of the semiconductor wafer may be impaired. On the other hand, if it is larger than 10 mm, the local flatness of the semiconductor wafer may be impaired. The thickness of the cushion layer is preferably 0.2 to 5 mm, more preferably 0.5 to 2 mm.
本発明の研磨パッドは、公知の研磨スラリーと共に、化学機械的研磨(CMP)に使用することができる。研磨スラリーは、例えば、水やオイル等の液状媒体;シリカ、アルミナ、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素等の研磨剤;塩基、酸、界面活性剤などの成分を含有している。また、化学機械的研磨(CMP)を行うに際し、必要に応じ、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 chemical mechanical polishing (CMP) together with a known polishing slurry. The polishing slurry contains components such as a liquid medium such as water and oil; an abrasive such as silica, alumina, cerium oxide, zirconium oxide, and silicon carbide; a base, an acid, and a surfactant. Further, when performing chemical mechanical polishing (CMP), a lubricating oil, a coolant, or the like may be used in combination with the polishing slurry, if necessary.
化学機械的研磨(CMP)は、公知の化学機械的研磨用装置を使用し、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は特に制限はないが、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が挙げられる。特に、研磨の対象としては、シリコンウェハや半導体ウェハであることが好ましい。半導体ウェハの具体例としては、例えば、酸化シリコン、酸化フッ化シリコン、有機ポリマーなどの絶縁膜、銅、アルミニウム、タングステンなどの配線材金属膜、タンタル、チタン、窒化タンタル、窒化チタンなどのバリアメタル膜等を表面に有するものが挙げられる。 Chemical mechanical polishing (CMP) is performed by using a known chemical mechanical polishing 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. Can do. 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. In particular, the object to be polished is preferably a silicon wafer or a semiconductor wafer. Specific examples of semiconductor wafers include, for example, insulating films such as silicon oxide, silicon oxyfluoride, and organic polymers, wiring metal films such as copper, aluminum, and tungsten, and barrier metals such as tantalum, titanium, tantalum nitride, and titanium nitride. Examples thereof include those having a film or the like on the surface.
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、実施例に記載した分散剤、樹脂および研磨パッドの物性評価は次の方法で実施した。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. The physical properties of the dispersant, resin and polishing pad described in the examples were evaluated by the following methods.
[分散剤の数平均分子量]
以下の条件により、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定することで、分散剤の数平均分子量を求めた。
カラム :昭和電工(株)製「Shodex GPC KF−806M」および「Shodex GPC KF−802.5」をこの順に直列に連結したもの。
溶媒 :テトラヒドロフラン
測定温度:35℃
検出器 :示差屈折率(RI)検出器
標準物質:ポリメタクリル酸メチル
[Number average molecular weight of dispersant]
The number average molecular weight of the dispersant was determined by gel permeation chromatography (GPC) measurement under the following conditions.
Column: Showa Denko Co., Ltd. "Shodex GPC KF-806M" and "Shodex GPC KF-802.5" connected in series in this order.
Solvent: Tetrahydrofuran Measurement temperature: 35 ° C
Detector: Differential refractive index (RI) detector Standard material: Polymethyl methacrylate
[エチレン性不飽和モノマー(B)のみからなる重合体のガラス転移温度]
エチレン性不飽和モノマー(B)のみからなる重合体のガラス転移温度は、John Wiley&Sons,Inc.社発行「POLYMER HANDBOOK FOURTH EDITION」に記載の単独重合体のガラス転移温度(単位:K)の値を用いた。
[Glass transition temperature of polymer consisting only of ethylenically unsaturated monomer (B)]
The glass transition temperature of the polymer consisting only of the ethylenically unsaturated monomer (B) is described in John Wiley & Sons, Inc. The value of the glass transition temperature (unit: K) of the homopolymer described in “POLYMER HANDBOOK FOURTH EDITION” issued by the company was used.
[研磨層の密度]
下記の実施例および比較例において得られた発泡構造体または共重合体を用いて、JIS K−7112に準拠して密度を測定し、研磨層の密度とした。
[Density of polishing layer]
Using the foamed structures or copolymers obtained in the following Examples and Comparative Examples, the density was measured according to JIS K-7112 to obtain the density of the polishing layer.
[研磨層の気泡の平均直径]
下記の実施例において得られた発泡構造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面積当たりの気泡数(気泡の数密度)を算出した。その値と、上記研磨層の密度と、別に作製した無発泡体の密度とから、気泡が真球状であると仮定したときの直径を求め、研磨層の気泡の平均直径とした。なお、上記の無発泡体とは、発泡剤(超臨界ガス、微小中空粒子、揮発性液体など)を使用しない以外は、発泡構造体の作製とすべて同じ条件によって作製されたものである。
[Average diameter of bubbles in polishing layer]
The cross section of the foam structure obtained in the following examples is photographed with a scanning electron microscope (SEM), and the number of bubbles existing in a certain area is counted to determine the number of bubbles per unit area (number density of bubbles). Calculated. From the value, the density of the polishing layer, and the density of the non-foamed material produced separately, the diameter when the bubbles were assumed to be true spheres was determined and used as the average diameter of the bubbles in the polishing layer. The above-mentioned non-foamed material is produced under the same conditions as the production of the foamed structure except that a foaming agent (supercritical gas, fine hollow particles, volatile liquid, etc.) is not used.
[研磨層の50℃における動的弾性率、および主分散のピークの温度]
研磨層の50℃における動的弾性率は、下記の実施例および比較例において得られた発泡構造体または共重合体を用いて、(株)レオロジ製粘弾性測定装置「FTレオスペクトラーDVE−V4」を用いて周波数11Hz、昇温速度3℃/分で測定を行った。また、主分散のピークの温度は、損失正接のピークの温度とした。
[Dynamic elastic modulus of polishing layer at 50 ° C. and temperature of main dispersion peak]
The dynamic elastic modulus at 50 ° C. of the polishing layer was measured using the foam structure or copolymer obtained in the following examples and comparative examples, using a viscoelasticity measuring device “FT Rheospectrer DVE-” manufactured by Rheology Co., Ltd. Measurement was performed at a frequency of 11 Hz and a heating rate of 3 ° C./min. The temperature of the main dispersion peak was the temperature of the loss tangent peak.
[研磨層の水との接触角]
研磨層の水との接触角は、下記の実施例および比較例において得られた発泡構造体または共重合体を20℃、65%RHの条件下で3日間放置し、協和界面科学(株)製「Drop Master500」を用いて測定した。
[Contact angle of polishing layer with water]
The contact angle of the polishing layer with water was determined by leaving the foamed structures or copolymers obtained in the following Examples and Comparative Examples for 3 days under the conditions of 20 ° C. and 65% RH, and Kyowa Interface Science Co., Ltd. Measurement was performed using “Drop Master 500”.
[研磨層の50℃の水に3日間浸漬後の吸水率]
研磨層の50℃の水に3日間浸漬後の吸水率は、下記の実施例および比較例において得られた発泡構造体または共重合体から、長さ3cm、断面が正方形(3mm×3mm)の棒状サンプル切り出し、これを50℃の蒸留水中に3日間浸漬し、浸漬前の質量と、浸漬後の質量とから、下式(2)により求めた。
吸水率(質量%)=(浸漬後の質量−浸漬前の質量)/浸漬前の質量 ×100 (2)
[Water absorption after polishing for 3 days in 50 ° C. water of polishing layer]
The water absorption after the polishing layer was immersed in 50 ° C. water for 3 days was 3 cm in length and square (3 mm × 3 mm) in cross section from the foamed structures or copolymers obtained in the following Examples and Comparative Examples. A rod-shaped sample was cut out, immersed in distilled water at 50 ° C. for 3 days, and determined from the mass before immersion and the mass after immersion by the following formula (2).
Water absorption (mass%) = (mass after immersion−mass before immersion) / mass before immersion × 100 (2)
[研磨パッドの研磨性能]
下記の実施例および比較例において作製した研磨パッドを、エム・エー・ティー社製研磨装置「MAT−BC15」に設置し、(株)アプライドマテリアルズ製ダイヤモンドドレッサー(#100−被覆率80%、直径10cm、質量1kg)を用い、蒸留水を150mL/分の速度で流しながらドレッサー回転数40rpmにて1時間研磨パッド表面を研削した(以下「シーズニング」と称する)。次に、プラテン回転数60rpm、ヘッド回転数59rpm、研磨圧力35kPaの条件において、キャボット社製研磨スラリー「SS25」を蒸留水で2倍に希釈した液を200mL/分の速度で供給しつつ直径4インチの酸化膜表面を有するシリコンウェハを60秒間研磨し、次いで、再びシーズニングを前記条件で30秒間行った。その後、ウェハを交換して再度研磨およびシーズニングを繰り返し、各パッドにつき計300枚のウェハを研磨した。
50枚ごとに、研磨前および研磨後の酸化膜の膜厚をウェハ面内で各49点測定し、各点での研磨速度を求めた。49点の研磨速度の平均値を研磨速度とし、研磨均一性は下式(3)により求めた不均一性により評価した。不均一性の値が小さいほど、ウェハ面内で均一に研磨されており研磨均一性が優れていることを意味する。
不均一性(%)=(σ/R)×100 (3)
(ただし、σ:49点の研磨速度の標準偏差、R:49点の研磨速度の平均値)
[Polishing performance of polishing pad]
The polishing pads prepared in the following examples and comparative examples were installed in a polishing apparatus “MAT-BC15” manufactured by MT Corporation, and a diamond dresser manufactured by Applied Materials Co., Ltd. (# 100—coverage 80%, The surface of the polishing pad was ground for 1 hour at a dresser rotational speed of 40 rpm while flowing distilled water at a rate of 150 mL / min (diameter 10 cm, mass 1 kg) (hereinafter referred to as “seasoning”). Next, under the conditions of a platen rotation speed of 60 rpm, a head rotation speed of 59 rpm, and a polishing pressure of 35 kPa, a diameter of 4 while supplying a solution obtained by diluting Cabot polishing slurry “SS25” twice with distilled water at a rate of 200 mL / min. A silicon wafer having an inch oxide film surface was polished for 60 seconds and then seasoned again for 30 seconds under the above conditions. Thereafter, the wafer was replaced, and polishing and seasoning were repeated again, and a total of 300 wafers were polished for each pad.
For every 50 sheets, the film thickness of the oxide film before and after polishing was measured at 49 points on the wafer surface, and the polishing rate at each point was determined. The average value of the 49 polishing rates was defined as the polishing rate, and the polishing uniformity was evaluated by the non-uniformity obtained by the following equation (3). A smaller non-uniformity value means that the wafer is uniformly polished in the wafer surface and the polishing uniformity is better.
Nonuniformity (%) = (σ / R) × 100 (3)
(However, σ: Standard deviation of polishing rate at 49 points, R: Average value of polishing rate at 49 points)
[製造例1] <ウレタン(メタ)アクリレート(A)の調製>
フラスコに、ポリオール(a1)として数平均分子量が2000のポリテトラメチレングリコール900g、有機ジイソシアネート(a2)としてイソホロンジイソシアネート150g、ウレタン化反応触媒としてジブチルスズジラウレート0.011g、および重合禁止剤としてチバスペシャリティケミカルズ社製「イルガノックス1010」0.277gを秤取し、乾燥窒素雰囲気下、90℃で15時間撹拌して系中の水酸基を定量的に反応させ、イソシアネート基末端のプレポリマーを得た。
これにメタクリル酸メチル277gを加えて均一に撹拌した後、70℃にフラスコ内温度を下げ、水酸基を有する(メタ)アクリル酸誘導体(a3)としてメタクリル酸2−ヒドロキシエチル58.6gを1時間かけて滴下した。
滴下終了後、ウレタン化反応触媒としてジブチルスズジラウレート0.266gを添加し、さらに6時間撹拌して系中のイソシアネート基を定量的に反応させてウレタンメタクリレート(以下、PUA−1と略称する)1109gとメタクリル酸メチル277gを含む混合液を得た。PUA−1の数平均分子量は4900であり、PUA−1中に占めるポリテトラメチレングリコール由来のセグメントの比率は81質量%であった。
[Production Example 1] <Preparation of urethane (meth) acrylate (A)>
In a flask, 900 g of polytetramethylene glycol having a number average molecular weight of 2000 as the polyol (a1), 150 g of isophorone diisocyanate as the organic diisocyanate (a2), 0.011 g of dibutyltin dilaurate as the urethanization reaction catalyst, and Ciba Specialty Chemicals, Inc. as the polymerization inhibitor 0.277 g of “Irganox 1010” manufactured by the Company was weighed and stirred at 90 ° C. for 15 hours in a dry nitrogen atmosphere to quantitatively react the hydroxyl groups in the system to obtain an isocyanate group-terminated prepolymer.
After adding 277 g of methyl methacrylate and stirring uniformly, the temperature in the flask was lowered to 70 ° C., and 58.6 g of 2-hydroxyethyl methacrylate was added as a (meth) acrylic acid derivative (a3) having a hydroxyl group over 1 hour. And dripped.
After completion of dropping, 0.266 g of dibutyltin dilaurate was added as a urethanization reaction catalyst, and further stirred for 6 hours to quantitatively react the isocyanate groups in the system to 1109 g of urethane methacrylate (hereinafter abbreviated as PUA-1). A liquid mixture containing 277 g of methyl methacrylate was obtained. The number average molecular weight of PUA-1 was 4900, and the proportion of segments derived from polytetramethylene glycol in PUA-1 was 81% by mass.
[製造例2] <分散剤−1の調製>
冷却管付きフラスコに、トルエン229gを秤取し、75℃に昇温した後、系内を十分に窒素置換した。メタクリル酸メチル25.2gおよびポリオキシエチレンメチルエーテルメタクリレート(オキシエチレン単位の数平均繰り返し数=9)37.8gを添加して20分撹拌後、2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル0.76gおよびトルエン15gからなる溶液を添加して、75℃で30分保持した。次いで、メタクリル酸メチル16.8gおよびポリオキシエチレンメチルエーテルメタクリレート(オキシエチレン単位の数平均繰り返し数=9)25.2gからなる混合液を、滴下ロートからフラスコ内に150分間かけて滴下し、滴下終了後85℃に昇温して240分間保持し重合を完了させた。その後、ロータリーエバポレーターによりトルエンを除去し、分散剤を得た(以下、分散剤−1と略称する)。分散剤−1は、メタクリル酸メチルから誘導される構造単位40質量%と、ポリオキシエチレンメチルエーテルメタクリレートから誘導される構造単位60質量%から構成される、数平均分子量が145,000の重合体からなる。
[Production Example 2] <Preparation of Dispersant-1>
In a flask equipped with a cooling tube, 229 g of toluene was weighed and heated to 75 ° C., and then the system was sufficiently purged with nitrogen. After adding 25.2 g of methyl methacrylate and 37.8 g of polyoxyethylene methyl ether methacrylate (number average repeating number of oxyethylene units = 9) and stirring for 20 minutes, 0.76 g of dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate and toluene A solution consisting of 15 g was added and held at 75 ° C. for 30 minutes. Next, a mixed liquid consisting of 16.8 g of methyl methacrylate and 25.2 g of polyoxyethylene methyl ether methacrylate (number average repeating number of oxyethylene units = 9) was dropped into the flask from the dropping funnel over 150 minutes, and dropped. After completion, the temperature was raised to 85 ° C. and maintained for 240 minutes to complete the polymerization. Thereafter, toluene was removed by a rotary evaporator to obtain a dispersant (hereinafter abbreviated as Dispersant-1). Dispersant-1 is a polymer having a number average molecular weight of 145,000, comprising 40% by mass of structural units derived from methyl methacrylate and 60% by mass of structural units derived from polyoxyethylene methyl ether methacrylate. Consists of.
[製造例3] <分散液−2の調製>
製造例2においてポリオキシエチレンメチルエーテルメタクリレート(オキシエチレン単位の数平均繰り返し数=9)に代えてポリオキシエチレンメチルエーテルメタクリレート(オキシエチレン単位の数平均繰り返し数=23)を用いること以外は、製造例2と同様にして、分散剤を得た(以下、分散剤−2と略称する)。分散剤−2は、メタクリル酸メチルから誘導される構造単位40質量%と、ポリオキシエチレンメチルエーテルメタクリレートから誘導される構造単位60質量%から構成される、数平均分子量が109,000の重合体からなる。
[Production Example 3] <Preparation of Dispersion-2>
Manufacture other than using polyoxyethylene methyl ether methacrylate (number average repeating number of oxyethylene units = 23) instead of polyoxyethylene methyl ether methacrylate (number average repeating number of oxyethylene units = 9) in Production Example 2 A dispersant was obtained in the same manner as Example 2 (hereinafter abbreviated as Dispersant-2). Dispersant-2 is a polymer having a number average molecular weight of 109,000 composed of 40% by mass of structural units derived from methyl methacrylate and 60% by mass of structural units derived from polyoxyethylene methyl ether methacrylate. Consists of.
[製造例4] <分散剤−3の調製>
冷却管付きフラスコに、トルエン229gを秤取し、75℃に昇温した後、系内を十分に窒素置換した。メタクリル酸メチル37.8gおよびポリオキシエチレンメチルエーテルメタクリレート(オキシエチレン単位の数平均繰り返し数=23)25.2gを添加して20分撹拌後、2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル0.76gおよびトルエン15gからなる溶液を添加して、75℃で30分保持した。次いで、メタクリル酸メチル25.2gおよびポリオキシエチレンメチルエーテルメタクリレート(オキシエチレン単位の数平均繰り返し数=23)16.8gからなる混合液を、滴下ロートからフラスコ内に150分間かけて滴下し、滴下終了後85℃に昇温して240分間保持し重合を完了させた。その後、ロータリーエバポレーターによりトルエンを除去し、分散剤を得た(以下、分散剤−3と略称する)。分散剤−3は、メタクリル酸メチルから誘導される構造単位60質量%と、ポリオキシエチレンメチルエーテルメタクリレートから誘導される構造単位40質量%から構成される、数平均分子量が84,500の重合体からなる。
[Production Example 4] <Preparation of Dispersant-3>
In a flask equipped with a cooling tube, 229 g of toluene was weighed and heated to 75 ° C., and then the system was sufficiently purged with nitrogen. After adding 37.8 g of methyl methacrylate and 25.2 g of polyoxyethylene methyl ether methacrylate (number average repeating number of oxyethylene units = 23) and stirring for 20 minutes, 0.76 g of dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate and toluene A solution consisting of 15 g was added and held at 75 ° C. for 30 minutes. Next, a mixed liquid consisting of 25.2 g of methyl methacrylate and 16.8 g of polyoxyethylene methyl ether methacrylate (number average repeating number of oxyethylene units = 23) was dropped from the dropping funnel into the flask over 150 minutes. After completion, the temperature was raised to 85 ° C. and maintained for 240 minutes to complete the polymerization. Thereafter, toluene was removed by a rotary evaporator to obtain a dispersant (hereinafter abbreviated as Dispersant-3). Dispersant-3 is a polymer having a number average molecular weight of 84,500 composed of 60% by mass of structural units derived from methyl methacrylate and 40% by mass of structural units derived from polyoxyethylene methyl ether methacrylate. Consists of.
[製造例5] <分散剤−4の調製>
冷却管付きフラスコに、トルエン229gを秤取し、75℃に昇温した後、系内を十分に窒素置換した。メタクリル酸メチル25.2g、ポリオキシエチレンメチルエーテルメタクリレート(オキシエチレン単位の数平均繰り返し数=9)25.2gおよびポリオキシエチレンメチルエーテルメタクリレート(オキシエチレン単位の数平均繰り返し数=90)12.6gを添加して20分撹拌後、2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル0.76gおよびトルエン15gからなる溶液を添加して、75℃で30分保持した。次いで、メタクリル酸メチル16.8g、ポリオキシエチレンメチルエーテルメタクリレート(オキシエチレン単位の数平均繰り返し数=9)16.8gおよびポリオキシエチレンメチルエーテルメタクリレート(オキシエチレン単位の数平均繰り返し数=90)8.4gからなる混合液を、滴下ロートからフラスコ内に150分間かけて滴下し、滴下終了後85℃に昇温して240分間保持し重合を完了させた。その後、ロータリーエバポレーターによりトルエンを除去し、分散剤を得た(以下、分散剤−4と略称する)。分散剤−4は、メタクリル酸メチルから誘導される構造単位40質量%と、ポリオキシエチレンメチルエーテルメタクリレート(オキシエチレン単位の数平均繰り返し数が9のものと90のものとの合計)から誘導される構造単位60質量%から構成される、数平均分子量が101,000の重合体からなる。
[Production Example 5] <Preparation of Dispersant-4>
In a flask equipped with a cooling tube, 229 g of toluene was weighed and heated to 75 ° C., and then the system was sufficiently purged with nitrogen. 25.2 g of methyl methacrylate, 25.2 g of polyoxyethylene methyl ether methacrylate (number average repeating number of oxyethylene units = 9) and 12.6 g of polyoxyethylene methyl ether methacrylate (number average repeating number of oxyethylene units = 90) After stirring for 20 minutes, a solution consisting of 0.76 g of dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate and 15 g of toluene was added and kept at 75 ° C. for 30 minutes. Next, 16.8 g of methyl methacrylate, 16.8 g of polyoxyethylene methyl ether methacrylate (number average repeating number of oxyethylene units = 9) and polyoxyethylene methyl ether methacrylate (number average repeating number of oxyethylene units = 90) 8 A liquid mixture consisting of 0.4 g was dropped from the dropping funnel into the flask over 150 minutes, and after completion of the dropping, the temperature was raised to 85 ° C. and maintained for 240 minutes to complete the polymerization. Thereafter, toluene was removed by a rotary evaporator to obtain a dispersant (hereinafter abbreviated as Dispersant-4). Dispersant-4 is derived from 40% by mass of structural units derived from methyl methacrylate and polyoxyethylene methyl ether methacrylate (the sum of the number average repeating number of oxyethylene units of 9 and 90). And a polymer having a number average molecular weight of 101,000.
[実施例1]
フラスコに、製造例1で得られたPUA−1を含む混合液および追加分のメタクリル酸メチルを、PUA−1が320gおよびメタクリル酸メチルが680gとなるように秤取し、さらに揮発性物質として蒸留水を200g、分散剤として製造例2で得られた分散剤−1を50g秤取し、300rpmで8時間撹拌を行い、水がW/O型に均一分散した混合物(S)を得た。この混合物(S)に、重合開始剤としてジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)2gを添加して均一に混合した後、内面がフッ素系樹脂でコーティング加工されたステンレス製の型枠(内寸:幅45cm×高さ50cm×厚み3mm)内に流し込み、型枠内部の空気を乾燥窒素で置換した後、65℃に昇温して5時間保持して重合硬化させた。得られた重合硬化物を50℃で3日間乾燥して内部の水を蒸発させて独立気泡構造を有する発泡構造体を得た。
得られた発泡構造体の密度は0.97g/cm3、気泡の平均直径は20μm、50℃における動的弾性率は5.4×108Pa、主分散のピークの温度は107℃、水との接触角は77度、50℃の水に3日間浸漬後の吸水率は3.3質量%であった。また、乾燥前後の水の除去率は、96質量%であった。なお、エチレン性不飽和モノマー(メタクリル酸メチルモノマー)のみからなる重合体とした場合のガラス転移温度は105℃である。
次いで、上記の発泡構造体を直径38cmの円形に打ち抜いた後、表面に幅1.5mm、深さ1mm、ピッチ10mmの格子状溝を研削加工により施して研磨パッドを製造した。研磨性能の評価を行った結果、表1に示すように、研磨速度、研磨均一性とも良好で経時変化も少なかった。
[Example 1]
In a flask, the mixed liquid containing PUA-1 obtained in Production Example 1 and additional methyl methacrylate were weighed so that PUA-1 was 320 g and methyl methacrylate was 680 g, and further, as a volatile substance. 200 g of distilled water and 50 g of Dispersant-1 obtained in Production Example 2 as a dispersant were weighed and stirred at 300 rpm for 8 hours to obtain a mixture (S) in which water was uniformly dispersed in the W / O type. . To this mixture (S), 2 g of dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) as a polymerization initiator was added and mixed uniformly, and then the inner surface was coated with a fluororesin. It was poured into a mold (inner dimensions: width 45 cm × height 50 cm × thickness 3 mm), and the air inside the mold was replaced with dry nitrogen, and then heated to 65 ° C. and held for 5 hours for polymerization and curing. The obtained polymerized cured product was dried at 50 ° C. for 3 days to evaporate the internal water to obtain a foamed structure having a closed cell structure.
The density of the obtained foamed structure was 0.97 g / cm 3 , the average diameter of the bubbles was 20 μm, the dynamic elastic modulus at 50 ° C. was 5.4 × 10 8 Pa, the temperature of the main dispersion peak was 107 ° C., water The water absorption after immersion for 3 days in water at 77 ° C. and 50 ° C. was 3.3% by mass. The water removal rate before and after drying was 96% by mass. In addition, the glass transition temperature at the time of setting it as the polymer which consists only of ethylenically unsaturated monomer (methyl methacrylate monomer) is 105 degreeC.
Next, the foamed structure was punched into a circular shape having a diameter of 38 cm, and then a grid-like groove having a width of 1.5 mm, a depth of 1 mm, and a pitch of 10 mm was formed on the surface by grinding to produce a polishing pad. As a result of evaluating the polishing performance, as shown in Table 1, both the polishing rate and the polishing uniformity were good and the change with time was small.
[実施例2]
実施例1において、分散剤として製造例2で得られた分散剤−1を50gの代わりに、製造例2で得られた分散剤−1を5gおよび製造例3で得られた分散剤−2を2.5g併用すること以外は、実施例1と同様にして独立気泡構造を有する発泡構造体および研磨パッドを製造し、研磨性能の評価を行った。発泡構造体の密度は0.96g/cm3、気泡の平均直径は40μm、50℃における動的弾性率は5.4×108Pa、主分散のピークの温度は108℃、水との接触角は79度、50℃の水に3日間浸漬後の吸水率は2.9質量%であった。また、乾燥前後の水の除去率は、98質量%であった。なお、エチレン性不飽和モノマー(メタクリル酸メチルモノマー)のみからなる重合体とした場合のガラス転移温度は105℃である。研磨性能の評価の結果、表1に示すように、研磨速度、研磨均一性とも良好で経時変化も少なかった。
[Example 2]
In Example 1, instead of 50 g of Dispersant-1 obtained in Production Example 2 as a dispersant, 5 g of Dispersant-1 obtained in Production Example 2 and Dispersant-2 obtained in Production Example 3 were used. A foamed structure and a polishing pad having a closed cell structure were produced in the same manner as in Example 1 except that 2.5 g was used in combination, and the polishing performance was evaluated. The density of the foam structure is 0.96 g / cm 3 , the average diameter of the bubbles is 40 μm, the dynamic elastic modulus at 50 ° C. is 5.4 × 10 8 Pa, the temperature of the main dispersion peak is 108 ° C., and contact with water The water absorption after immersing in water at 79 degrees and 50 ° C. for 3 days was 2.9% by mass. The water removal rate before and after drying was 98% by mass. In addition, the glass transition temperature at the time of setting it as the polymer which consists only of ethylenically unsaturated monomer (methyl methacrylate monomer) is 105 degreeC. As a result of the evaluation of the polishing performance, as shown in Table 1, both the polishing rate and the polishing uniformity were good and the change with time was small.
[実施例3]
実施例1において、分散剤として製造例2で得られた分散剤−1を50gの代わりに、製造例3で得られた分散剤−2を5gおよび製造例4で得られた分散剤−3を5g併用すること以外は、実施例1と同様にして独立気泡構造を有する発泡構造体および研磨パッドを製造し、研磨性能の試験を行った。発泡構造体の密度は0.96g/cm3、気泡の平均直径は30μm、50℃における動的弾性率は5.3×108Pa、主分散のピークの温度は108℃、水との接触角は81度、50℃の水に3日間浸漬後の吸水率は3.1質量%であった。また、乾燥前後の水の除去率は、97質量%であった。なお、エチレン性不飽和モノマー(メタクリル酸メチルモノマー)のみからなる重合体とした場合のガラス転移温度は105℃である。研磨性能の評価の結果、表1に示すように、研磨速度、研磨均一性とも良好で経時変化も少なかった。
[Example 3]
In Example 1, instead of 50 g of Dispersant-1 obtained in Production Example 2 as a dispersant, 5 g of Dispersant-2 obtained in Production Example 3 and Dispersant-3 obtained in Production Example 4 were used. A foamed structure and a polishing pad having a closed cell structure were produced in the same manner as in Example 1 except that 5 g was used together, and the polishing performance was tested. The density of the foam structure is 0.96 g / cm 3 , the average diameter of the bubbles is 30 μm, the dynamic elastic modulus at 50 ° C. is 5.3 × 10 8 Pa, the temperature of the main dispersion peak is 108 ° C., and contact with water The water absorption after immersion for 3 days in water at 81 ° and 50 ° C. was 3.1% by mass. The water removal rate before and after drying was 97% by mass. In addition, the glass transition temperature at the time of setting it as the polymer which consists only of ethylenically unsaturated monomer (methyl methacrylate monomer) is 105 degreeC. As a result of the evaluation of the polishing performance, as shown in Table 1, both the polishing rate and the polishing uniformity were good and the change with time was small.
[実施例4]
実施例1において、分散剤として製造例2で得られた分散剤−1を50gの代わりに、製造例5で得られた分散剤−4を10g用いること以外は、実施例1と同様にして独立気泡構造を有する発泡構造体および研磨パッドを製造し、研磨性能の試験を行った。発泡構造体の密度は0.96g/cm3、気泡の平均直径は60μm、50℃における動的弾性率は5.3×108Pa、主分散のピークの温度は107℃、水との接触角は81度、50℃の水に3日間浸漬後の吸水率は3.3質量%であった。また、乾燥前後の水の除去率は、96質量%であった。なお、エチレン性不飽和モノマー(メタクリル酸メチルモノマー)のみからなる重合体とした場合のガラス転移温度は105℃である。研磨性能の評価の結果、表1に示すように、研磨速度、研磨均一性とも良好で経時変化も少なかった。
[Example 4]
In Example 1, the same procedure as in Example 1 was performed except that 10 g of Dispersant-4 obtained in Production Example 5 was used instead of 50 g of Dispersant-1 obtained in Production Example 2 as a dispersant. A foam structure and a polishing pad having a closed cell structure were produced, and polishing performance was tested. The density of the foam structure is 0.96 g / cm 3 , the average diameter of the bubbles is 60 μm, the dynamic elastic modulus at 50 ° C. is 5.3 × 10 8 Pa, the temperature of the main dispersion peak is 107 ° C., and contact with water The water absorption after immersion for 3 days in water at 81 ° and 50 ° C. was 3.3% by mass. The water removal rate before and after drying was 96% by mass. In addition, the glass transition temperature at the time of setting it as the polymer which consists only of ethylenically unsaturated monomer (methyl methacrylate monomer) is 105 degreeC. As a result of the evaluation of the polishing performance, as shown in Table 1, both the polishing rate and the polishing uniformity were good and the change with time was small.
[実施例5]
実施例4において、蒸留水の量を200gから300gに変更すること以外は、実施例4と同様にして独立気泡構造を有する発泡構造体および研磨パッドを製造し、研磨性能の試験を行った。発泡構造体の密度は0.89g/cm3、気泡の平均直径は70μm、50℃における動的弾性率は3.6×108Pa、主分散のピークの温度は101℃、水との接触角は82度、50℃の水に3日間浸漬後の吸水率は3.4質量%であった。また、乾燥前後の水の除去率は、97質量%であった。なお、エチレン性不飽和モノマー(メタクリル酸メチルモノマー)のみからなる重合体とした場合のガラス転移温度は105℃である。研磨性能の評価の結果、表1に示すように、研磨速度、研磨均一性とも良好で経時変化も少なかった。
[Example 5]
In Example 4, a foamed structure and a polishing pad having a closed cell structure were produced in the same manner as in Example 4 except that the amount of distilled water was changed from 200 g to 300 g, and the polishing performance was tested. The density of the foam structure is 0.89 g / cm 3 , the average diameter of the bubbles is 70 μm, the dynamic elastic modulus at 50 ° C. is 3.6 × 10 8 Pa, the temperature of the main dispersion peak is 101 ° C., and contact with water The water absorption after immersion for 3 days in water at an angle of 82 degrees and 50 ° C. was 3.4% by mass. The water removal rate before and after drying was 97% by mass. In addition, the glass transition temperature at the time of setting it as the polymer which consists only of ethylenically unsaturated monomer (methyl methacrylate monomer) is 105 degreeC. As a result of the evaluation of the polishing performance, as shown in Table 1, both the polishing rate and the polishing uniformity were good and the change with time was small.
[比較例1]
内面がフッ素系樹脂でコーティング加工されたステンレス製の型枠(内寸:幅45cm×高さ50cm×厚み3mm)内に、製造例1で得られたPUA−1を含む混合液、追加分のメタクリル酸メチル、重合開始剤としてジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)を、PUA−1:メタクリル酸メチル:ジメチル2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)=70:30:0.15の質量比となるように混合した混合物を流し込み、型枠内部の空気を乾燥窒素で置換した後、65℃に昇温して5時間保持、次いで120℃に昇温して30分保持して重合硬化させた。
得られた共重合体の密度は1.08g/cm3、50℃における動的弾性率は9.8×107Pa、主分散のピークの温度は49℃、水との接触角は82度、50℃の水に3日間浸漬後の吸水率は1.7質量%であった。なお、エチレン性不飽和モノマー(メタクリル酸メチルモノマー)のみからなる重合体とした場合のガラス転移温度は105℃である。
次いで、上記の共重合体を直径38cmの円形に打ち抜いた後、表面に幅1.5mm、深さ1mm、ピッチ10mmの格子状溝を研削加工により施して研磨パッドを製造した。研磨性能の評価を行った結果、表1に示すように、研磨速度、研磨均一性とも劣っており、経時変化も大きかった。
[Comparative Example 1]
In a stainless steel mold (inner dimensions: width 45 cm × height 50 cm × thickness 3 mm) whose inner surface is coated with a fluororesin, a mixed liquid containing PUA-1 obtained in Production Example 1 is added. Methyl methacrylate, dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) as a polymerization initiator, PUA-1: methyl methacrylate: dimethyl 2,2′-azobis (2-methylpropionate) = 70 : After pouring the mixed mixture to a mass ratio of 30: 0.15 and replacing the air inside the mold with dry nitrogen, the temperature was raised to 65 ° C. and held for 5 hours, and then raised to 120 ° C. Held for 30 minutes for polymerization and curing.
The density of the obtained copolymer was 1.08 g / cm 3 , the dynamic elastic modulus at 50 ° C. was 9.8 × 10 7 Pa, the temperature of the main dispersion peak was 49 ° C., and the contact angle with water was 82 degrees. The water absorption after immersion in water at 50 ° C. for 3 days was 1.7% by mass. In addition, the glass transition temperature at the time of setting it as the polymer which consists only of ethylenically unsaturated monomer (methyl methacrylate monomer) is 105 degreeC.
Next, the copolymer was punched into a circle having a diameter of 38 cm, and then a grid-like groove having a width of 1.5 mm, a depth of 1 mm, and a pitch of 10 mm was formed on the surface by grinding to produce a polishing pad. As a result of evaluating the polishing performance, as shown in Table 1, the polishing rate and the polishing uniformity were inferior, and the change with time was also large.
表1から明らかな様に、発泡構造を有する研磨層からなる研磨パッドを用いた実施例1〜5においては、ウェハ研磨時の研磨均一性や研磨速度の安定性に極めて優れていることがわかる。それに対して、発泡構造を有さない研磨層からなる研磨パッドを用いた比較例1では、ウェハ研磨時の研磨均一性や研磨速度が低く、またその経時安定性が、実施例1〜5に比べて劣っていることがわかる。 As is apparent from Table 1, in Examples 1 to 5 using the polishing pad composed of the polishing layer having a foam structure, it is understood that the polishing uniformity during polishing of the wafer and the stability of the polishing rate are extremely excellent. . On the other hand, in Comparative Example 1 using a polishing pad composed of a polishing layer having no foamed structure, the polishing uniformity and polishing rate at the time of wafer polishing are low, and the temporal stability thereof is as in Examples 1 to 5. It turns out that it is inferior compared.
本発明によれば、半導体ウェハなどをより高精度に、かつ高い効率で研磨するために有用な研磨パッドおよびその製造方法を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a polishing pad useful for polishing a semiconductor wafer or the like with higher accuracy and higher efficiency and a method for manufacturing the same.
Claims (21)
A semiconductor device manufactured using the polishing pad according to claim 1.
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