JP2015116615A - Polishing pad and polishing method using polishing pad - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing pad enabling optical means to inspect a polishing target during polishing or to measure a polishing endpoint.SOLUTION: Provided is a polishing pad including a polishing layer comprising a thermoplastic polyurethane composition in which a content of nitrogen atoms deriving from isocyanate groups of thermoplastic polyurethane is 4.8 to 6.0 mass%, the polishing layer including a detection part and a remaining part, a thickness of the detection part being 0.2 to 1.0 mm and a thickness of the remaining part being 1.1 to 2.5 mm.

Description

本発明は、半導体や集積回路における絶縁膜および導電体膜等の表面を平坦化するのに有用な研磨パッド並びに該研磨パッドを用いる研磨方法に関する。   The present invention relates to a polishing pad useful for planarizing the surface of an insulating film and a conductor film in a semiconductor or an integrated circuit, and a polishing method using the polishing pad.

半導体メモリに代表される大規模集積回路(LSI)は、集積化や微細化が年々進行し、それに伴いその製造技術はより高度の高密度化に対応する必要が生じ、その製造工程も複雑化している。半導体デバイスの積層数についても増加してきており、従来では問題とならなかった半導体デバイス製造時における絶縁膜や導電体膜等のウエハ表面の凹凸が、半導体デバイスの多層化により、断線や抵抗値のバラツキを引き起こす一因となっている。そのため、ウエハ表面の一層の平坦化が求められている。   Large scale integrated circuits (LSIs) represented by semiconductor memories have been integrated and miniaturized year by year, and as a result, the manufacturing technology has to cope with higher density, and the manufacturing process has become complicated. ing. The number of stacked semiconductor devices has also increased, and irregularities on the wafer surface such as insulating films and conductor films during the manufacture of semiconductor devices, which has not been a problem in the past, are caused by disconnections and resistance values due to the multilayered semiconductor devices. This is a cause of variation. Therefore, further planarization of the wafer surface is required.

また、LSIを製造する際に、ウエハ表面にマスクのパターンを形成する技術としてリソグラフィ(投光露光)が行われているが、半導体集積回路の微細化に伴い、露光波長が短くなり露光の焦点深度が非常に浅くなっている。ウエハ表面に凹凸が存在するとマスクのパターンの解像度が低下してしまうため、この点からもウエハ表面の一層の平坦化が求められている。   In addition, when manufacturing an LSI, lithography (projection exposure) is performed as a technique for forming a mask pattern on the wafer surface. With the miniaturization of semiconductor integrated circuits, the exposure wavelength is shortened and the focus of exposure is increased. The depth is very shallow. If there are irregularities on the surface of the wafer, the resolution of the mask pattern will be reduced. From this point, further flattening of the wafer surface is required.

ウエハ表面の平坦化は、通常、化学的機械的研磨(Chemical Mechanical Polishing;CMP)を利用した研磨装置によって行われる。ウエハ表面を研磨しながら研磨の終点を決定するための技術としては、レーザー干渉計を利用した方法(例えば、特許文献1参照)や、特定の波長の光に対して透明な部分(透過窓)を有する研磨パッドを使用した方法(特許文献2および3参照)が提案されている。特許文献2には、透過プラグ(透過窓)を液体状態の不透過樹脂に埋め込んだのち不透過樹脂を硬化させ、さらにスライスして透過プラグ(透過窓)を有するパッドを製造する方法が例示されている。また特許文献3には、実質的に透明なプラグ(透過窓)が配置された研磨パッドが記載されている。   The planarization of the wafer surface is usually performed by a polishing apparatus using chemical mechanical polishing (CMP). As a technique for determining the polishing end point while polishing the wafer surface, a method using a laser interferometer (for example, refer to Patent Document 1) or a portion transparent to light of a specific wavelength (transmission window) There has been proposed a method using a polishing pad having a thickness (see Patent Documents 2 and 3). Patent Document 2 exemplifies a method of manufacturing a pad having a transmission plug (transmission window) by embedding the transmission plug (transmission window) in an impermeable resin in a liquid state and then curing the impermeable resin and further slicing. ing. Patent Document 3 describes a polishing pad in which a substantially transparent plug (transmission window) is disposed.

しかし、特許文献2および3に記載された研磨パッドは、(1)透過窓を研磨パッドに埋め込む必要があるため、その製造が煩雑である、(2)透過窓とその周辺部との間に隙間が生じると、研磨の際に使用される研磨スラリーが漏れる原因となる、(3)透過窓を構成する材料とそれ以外の部分を構成する材料とが異なるため、研磨中にこれらが異なる速度で摩耗することにより、透過窓周辺にクラックや裂け目が発生する、という問題が生じる。   However, the polishing pads described in Patent Documents 2 and 3 are (1) complicated to manufacture because the transmission window needs to be embedded in the polishing pad. (2) Between the transmission window and its peripheral part. If a gap is generated, it will cause the polishing slurry used for polishing to leak. (3) Since the material constituting the transmission window and the material constituting the other part are different, these are different speeds during polishing. As a result, the problem arises that cracks and tears occur around the transmission window.

上述の問題を解決するため、研磨表面部分と透過窓が同一の樹脂からなる研磨パッドが提案されている(特許文献4参照)。特許文献4には、ポリマー材料が透明である領域(透過窓)と、ポリマー材料が不透明である隣接した領域とを有する該成形品を含む研磨パッドが記載されている。この特許文献4では、半結晶質の熱可塑性ポリマーを用いて融解温度からガラス転移温度に冷却する際に、一部分について急速な冷却処理をすることにより、その一部分を非晶質として透明性を付与する方法、あるいはポリマー性ジオールおよびポリマー性ジアミンの混合物とジフェニルメタンジイソシアネート等のジイソシアネートとから形成される反応性熱硬化性ポリマーから研磨パッドを製造する際に、透過窓を形成する部分の反応温度を他の部分と異なる温度とすることによりその部分に透明性を付与する方法が記載されている。   In order to solve the above-mentioned problem, a polishing pad in which the polishing surface portion and the transmission window are made of the same resin has been proposed (see Patent Document 4). Patent Document 4 describes a polishing pad including the molded article having a region where the polymer material is transparent (transmission window) and an adjacent region where the polymer material is opaque. In this Patent Document 4, when a semi-crystalline thermoplastic polymer is used to cool from the melting temperature to the glass transition temperature, a part of the part is subjected to rapid cooling treatment to impart transparency to the part. Or when the polishing pad is produced from a reactive thermosetting polymer formed from a mixture of a polymeric diol and a polymeric diamine and a diisocyanate such as diphenylmethane diisocyanate, the reaction temperature of the part forming the transmission window is changed. A method is described in which transparency is imparted to the part by changing the temperature to that of the part.

しかし、特許文献4に記載された研磨パッドは、(1)透過窓となる部分における製造時の温度制御が煩雑である、(2)透過窓とそれ以外の部分が同一の樹脂であっても、温度制御により透過窓に透明性を付与させた場合には、透過窓を構成する樹脂とそれ以外の部分を構成する樹脂との間の物性の違いにより、研磨時にスクラッチが発生する等の悪影響が懸念される、という問題がある。   However, in the polishing pad described in Patent Document 4, (1) the temperature control at the time of manufacture in the portion that becomes the transmission window is complicated, (2) even if the transmission window and the other portions are the same resin In addition, when transparency is imparted to the transmission window by temperature control, there is an adverse effect such as generation of scratches during polishing due to the difference in physical properties between the resin constituting the transmission window and the resin constituting the other part. There is a problem that is concerned.

米国特許第5413941号明細書U.S. Pat. No. 5,1394,941 特表平11−512977号公報Japanese National Patent Publication No. 11-512977 米国特許第5893796号明細書US Pat. No. 5,893,796 特表2003−507199号公報Special table 2003-507199 gazette

しかして、本発明の目的は、研磨中における被研磨物の検査や研磨終点の測定を光学的手段により行うことができる研磨パッドを提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a polishing pad capable of performing inspection of an object to be polished and measurement of a polishing end point during polishing by optical means.

本発明によれば、上記の目的は、
[1] 熱可塑性ポリウレタンのイソシアネート基由来の窒素原子の含有率が4.8〜6.0質量%である熱可塑性ポリウレタン組成物からなる研磨層を有する研磨パッドであって、
研磨層が検出部分および他の部分を有し、
検出部分の厚さが0.2〜1.0mmであり、
他の部分の厚さが1.1〜2.5mmである
研磨パッド;
[2] 下記測定条件での熱可塑性ポリウレタン組成物のレーザー透過率が20〜60%である、前記[1]の研磨パッド
試験片:熱可塑性ポリウレタン組成物からなるシート
試験片の厚さ:0.5mm
レーザーの波長:660nm
レーザーの出力:310μW
検出ヘッドと出力ヘッドとの距離:10cm
試験片の測定位置:検出ヘッドと出力ヘッドとの中間;
[3] 検出部分の面積が100〜2,000mmである、前記[1]または[2]の研磨パッド;
[4] 検出部分の平面形状が短辺10〜25mmおよび長辺10〜80mmの長方形である、前記[1]〜[3]のいずれかの研磨パッド;
[5] 熱可塑性ポリウレタンが高分子ジオール、有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤を反応させることによって得られるものである、前記[1]〜[4]のいずれかの研磨パッド;
[6] 高分子ジオールの数平均分子量が1,400〜3,600である、前記[5]の研磨パッド;
[7] 高分子ジオールがポリエステルジオールおよび/またはポリエーテルジオールを含有する、前記[5]または[6]の研磨パッド;
[8] 高分子ジオールが炭素数6〜12のジオールに由来する構造単位を有するポリエステルジオールを含有する、前記[5]または[6]の研磨パッド;
[9] 高分子ジオールがポリ(エチレングリコール)、ポリ(テトラメチレングリコール)、ポリ(ノナメチレンアジペート)、ポリ(2−メチル−1,8−オクタメチレンアジペート)、ポリ(2−メチル−1,8−オクタメチレン−co−ノナメチレンアジペート)およびポリ(3−メチル−1,5−ペンタメチレンアジペート)からなる群より選ばれる少なくとも一つであり、
有機ジイソシアネートが4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネートおよびイソホロンジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも一つであり、
鎖伸長剤が1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールおよび1,4−シクロヘキサンジメタノールからなる群より選ばれる少なくとも一つである、前記[5]または[6]の研磨パッド;
[10] 高分子ジオールの質量と有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤の合計質量との質量比([高分子ジオールの質量]/[有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤の合計質量])が10/90〜50/50である、前記[5]〜[9]のいずれかの研磨パッド;
[11] 研磨層の研磨面とは反対側の面に弾性層が積層されている、前記[1]〜[10]のいずれかの研磨パッド;
[12] 研磨層の検出部分の上に位置する弾性層の部分が空隙であるか、または該空隙に透明部材がはめ込まれている、前記[11]の研磨パッド;および
[13] 前記[1]〜[12]のいずれかの研磨パッドを用いる研磨方法;
を提供することにより達成される。
According to the present invention, the above object is
[1] A polishing pad having a polishing layer comprising a thermoplastic polyurethane composition having a nitrogen atom content of 4.8 to 6.0% by mass derived from an isocyanate group of a thermoplastic polyurethane,
The polishing layer has a detection portion and other portions;
The thickness of the detection part is 0.2 to 1.0 mm,
A polishing pad having a thickness of the other part of 1.1 to 2.5 mm;
[2] The polishing pad according to [1] above, wherein the laser transmittance of the thermoplastic polyurethane composition under the following measurement conditions is 20 to 60%. Test piece: Sheet of thermoplastic polyurethane composition Test piece thickness: 0 .5mm
Laser wavelength: 660 nm
Laser power: 310μW
Distance between detection head and output head: 10 cm
Measurement position of test piece: intermediate between detection head and output head;
[3] The polishing pad of [1] or [2] above, wherein the area of the detection portion is 100 to 2,000 mm 2 ;
[4] The polishing pad according to any one of [1] to [3], wherein the planar shape of the detection portion is a rectangle having a short side of 10 to 25 mm and a long side of 10 to 80 mm;
[5] The polishing pad according to any one of [1] to [4], wherein the thermoplastic polyurethane is obtained by reacting a polymer diol, an organic diisocyanate, and a chain extender;
[6] The polishing pad according to [5], wherein the polymer diol has a number average molecular weight of 1,400 to 3,600;
[7] The polishing pad of [5] or [6] above, wherein the polymer diol contains a polyester diol and / or a polyether diol;
[8] The polishing pad according to [5] or [6], wherein the polymer diol contains a polyester diol having a structural unit derived from a diol having 6 to 12 carbon atoms;
[9] The polymer diol is poly (ethylene glycol), poly (tetramethylene glycol), poly (nonamethylene adipate), poly (2-methyl-1,8-octamethylene adipate), poly (2-methyl-1, 8-octamethylene-co-nonamethylene adipate) and poly (3-methyl-1,5-pentamethylene adipate), and at least one selected from the group consisting of
The organic diisocyanate is at least one selected from the group consisting of 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate and isophorone diisocyanate;
The chain extender is at least selected from the group consisting of 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol and 1,4-cyclohexanedimethanol One of the polishing pads of [5] or [6] above;
[10] The mass ratio ([mass of polymer diol] / [total mass of organic diisocyanate and chain extender]) of the mass of the polymer diol and the total mass of the organic diisocyanate and the chain extender is 10/90 to 50 / 50, the polishing pad according to any one of the above [5] to [9];
[11] The polishing pad according to any one of [1] to [10], wherein an elastic layer is laminated on a surface of the polishing layer opposite to the polishing surface;
[12] The polishing pad according to [11] above, wherein a portion of the elastic layer positioned above the detection portion of the polishing layer is a void, or a transparent member is fitted in the void; and [13] the above [1] ] To [12] a polishing method using the polishing pad;
Is achieved by providing

本発明によれば、研磨中における被研磨物の検査や研磨終点の測定を光学的手段により行うことができる研磨パッド、および該研磨パッドを用いる研磨方法を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the polishing pad which can perform the test | inspection of the to-be-polished object during grinding | polishing, and the measurement of a polishing end point by an optical means, and the grinding | polishing method using this polishing pad can be provided.

本発明の研磨パッドは、熱可塑性ポリウレタンのイソシアネート基由来の窒素原子の含有率が4.8〜6.0質量%である熱可塑性ポリウレタン組成物からなる研磨層を有する研磨パッドであって、研磨層が検出部分および他の部分を有し、検出部分の厚さが0.2〜1.0mmであり、他の部分の厚さが1.1〜2.5mmであることを特徴とする。   The polishing pad of the present invention is a polishing pad having a polishing layer made of a thermoplastic polyurethane composition having a content of nitrogen atoms derived from isocyanate groups of thermoplastic polyurethane of 4.8 to 6.0% by mass. The layer has a detection portion and other portions, the detection portion has a thickness of 0.2 to 1.0 mm, and the other portion has a thickness of 1.1 to 2.5 mm.

熱可塑性ポリウレタン組成物は、熱可塑性ポリウレタンのみからなるものであってもよく(即ち、熱可塑性ポリウレタン組成物=熱可塑性ポリウレタン)、熱可塑性ポリウレタンと他の成分との混合物であってもよい。熱可塑性ポリウレタンとしては、光の透過性の観点から、高分子ジオール、有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤を反応させることによって得られるものが好ましい。また、該熱可塑性ポリウレタンが実質的に発泡構造を有さないことがより好ましい。   The thermoplastic polyurethane composition may be composed only of the thermoplastic polyurethane (that is, the thermoplastic polyurethane composition = thermoplastic polyurethane), or may be a mixture of the thermoplastic polyurethane and other components. As the thermoplastic polyurethane, those obtained by reacting a polymer diol, an organic diisocyanate and a chain extender are preferable from the viewpoint of light transmittance. More preferably, the thermoplastic polyurethane does not substantially have a foam structure.

高分子ジオールとしては、例えばポリエーテルジオール、ポリエステルジオール、ポリカーボネートジオールなどが挙げられる。中でもポリエーテルジオールおよびポリエステルジオールが好ましい。   Examples of the polymer diol include polyether diol, polyester diol, and polycarbonate diol. Of these, polyether diols and polyester diols are preferred.

ポリエーテルジオールとしては、例えばポリ(エチレングリコール)、ポリ(プロピレングリコール)、ポリ(テトラメチレングリコール)、ポリ(メチルテトラメチレングリコール)などが挙げられる。中でもポリ(エチレングリコール)およびポリ(テトラメチレングリコール)が好ましい。   Examples of the polyether diol include poly (ethylene glycol), poly (propylene glycol), poly (tetramethylene glycol), poly (methyltetramethylene glycol), and the like. Of these, poly (ethylene glycol) and poly (tetramethylene glycol) are preferred.

ポリエステルジオールは、例えば、常法に従い、ジカルボン酸またはそのエステル、無水物等のエステル形成性誘導体と、低分子ジオールとを直接エステル化反応またはエステル交換反応させることにより得られる。   The polyester diol can be obtained, for example, by subjecting an ester-forming derivative such as dicarboxylic acid or its ester or anhydride and a low molecular diol directly to an esterification reaction or transesterification according to a conventional method.

ジカルボン酸としては、例えばシュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、2−メチルコハク酸、2−メチルアジピン酸、3−メチルアジピン酸、3−メチルペンタン二酸、2−メチルオクタン二酸、3,8−ジメチルデカン二酸、3,7−ジメチルデカン二酸、トリグリセリドの分留により得られる不飽和脂肪酸を二量化した脂肪族ジカルボン酸(ダイマー酸)およびこれらの水素添加物(水添ダイマー酸)等の炭素数2〜48(好ましくは炭素数2〜12)の脂肪族ジカルボン酸;1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸;テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸等の芳香族ジカルボン酸などが挙げられる。これらのジカルボン酸は1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。中でも炭素数2〜12の脂肪族ジカルボン酸が好ましく、アジピン酸がより好ましい。   Examples of the dicarboxylic acid include oxalic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, 2-methylsuccinic acid, 2-methyladipic acid, and 3-methyladipic acid. Aliphatic dicarboxylic acid obtained by dimerizing unsaturated fatty acids obtained by fractional distillation of 3-methylpentanedioic acid, 2-methyloctanedioic acid, 3,8-dimethyldecanedioic acid, 3,7-dimethyldecanedioic acid, triglyceride Aliphatic dicarboxylic acids having 2 to 48 carbon atoms (preferably 2 to 12 carbon atoms) such as acids (dimer acids) and hydrogenated products thereof (hydrogenated dimer acids); Alicyclic rings such as 1,4-cyclohexanedicarboxylic acids Formula dicarboxylic acids; aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid and orthophthalic acid. These dicarboxylic acids may be used alone or in combination of two or more. Of these, aliphatic dicarboxylic acids having 2 to 12 carbon atoms are preferred, and adipic acid is more preferred.

低分子ジオールとは炭素数が12以下のジオールをいう。低分子ジオールとしては、例えばエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,2−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール等の脂肪族ジオール;シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジオール等の脂環式ジオールなどが挙げられる。これらの低分子ジオールは1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。低分子ジオールの炭素数は6〜12であることが好ましく、8〜10であることがより好ましく、9であることがさらに好ましい。即ち、ポリエステルジオールとしては、炭素数6〜12のジオールに由来する構造単位を有するものが好ましく、炭素数8〜10のジオールに由来する構造単位を有するものがより好ましく、炭素数9のジオールに由来する構造単位を有するものがさらに好ましい。   A low molecular diol refers to a diol having 12 or less carbon atoms. Examples of the low molecular diol include ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,2-propanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,5- Pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 2-methyl-1,8-octanediol, 1,9- Examples thereof include aliphatic diols such as nonanediol and 1,10-decanediol; and alicyclic diols such as cyclohexanedimethanol and cyclohexanediol. These low molecular diols may be used alone or in combination of two or more. The low molecular diol preferably has 6 to 12 carbon atoms, more preferably 8 to 10 carbon atoms, and still more preferably 9 carbon atoms. That is, the polyester diol preferably has a structural unit derived from a diol having 6 to 12 carbon atoms, more preferably has a structural unit derived from a diol having 8 to 10 carbon atoms, Those having a derived structural unit are more preferred.

ポリエステルジオールは、ポリ(ノナメチレンアジペート)、ポリ(2−メチル−1,8−オクタメチレンアジペート)、ポリ(2−メチル−1,8−オクタメチレン−co−ノナメチレンアジペート)およびポリ(3−メチル−1,5−ペンタメチレンアジペート)が好ましい。   Polyester diols include poly (nonamethylene adipate), poly (2-methyl-1,8-octamethylene adipate), poly (2-methyl-1,8-octamethylene-co-nonamethylene adipate) and poly (3- Methyl-1,5-pentamethylene adipate) is preferred.

ポリカーボネートジオールは、低分子ジオールとジアルキルカーボネート、アルキレンカーボネート、ジアリールカーボネート等のカーボネート化合物との反応により好適に得られる。ポリカーボネートジオールを構成する低分子ジオールとしては、先に例示した低分子ジオールが挙げられる。ジアルキルカーボネートとしては、例えばジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等が挙げられる。アルキレンカーボネートとしては、例えばエチレンカーボネート等が挙げられる。ジアリールカーボネートとしては、例えばジフェニルカーボネート等が挙げられる。   The polycarbonate diol is suitably obtained by reacting a low molecular diol with a carbonate compound such as dialkyl carbonate, alkylene carbonate, or diaryl carbonate. Examples of the low molecular diol constituting the polycarbonate diol include the low molecular diols exemplified above. Examples of the dialkyl carbonate include dimethyl carbonate and diethyl carbonate. Examples of the alkylene carbonate include ethylene carbonate. Examples of the diaryl carbonate include diphenyl carbonate.

高分子ジオールは1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。高分子ジオールの数平均分子量は1,400〜3,600であることが好ましく、1,700〜3,400であることがより好ましく、2,000〜3,200であることがさらに好ましい。高分子ジオールの数平均分子量が高すぎる場合は、得られる研磨層の透明性が低下し、高分子ジオールの数平均分子量が低すぎる場合は、得られる研磨層の硬度が高くなりすぎ、スクラッチが発生しやすくなる傾向がある。なお、本明細書でいう高分子ジオールの数平均分子量はJIS K1557に準拠して測定した水酸基価に基づいて算出した数平均分子量を意味する。   Only one type of polymer diol may be used, or two or more types may be used in combination. The number average molecular weight of the polymer diol is preferably 1,400 to 3,600, more preferably 1,700 to 3,400, and further preferably 2,000 to 3,200. When the number average molecular weight of the polymer diol is too high, the transparency of the resulting polishing layer is reduced, and when the number average molecular weight of the polymer diol is too low, the hardness of the resulting polishing layer becomes too high and scratches are generated. It tends to occur easily. In addition, the number average molecular weight of the high molecular diol as used in this specification means the number average molecular weight calculated based on the hydroxyl value measured based on JISK1557.

有機ジイソシアネートとしては、通常のポリウレタンの製造に従来から使用されるものを使用できる。有機ジイソシアネートとしては、例えばエチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、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、リジンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス(2−イソシアナトエチル)フマレート、ビス(2−イソシアナトエチル)カーボネート、2−イソシアナトエチル−2,6−ジイソシアナトヘキサノエート、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、ビス(2−イソシアナトエチル)−4−シクロへキセン等の脂肪族または脂環式ジイソシアネート;2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、m−キシリレンジイソシアネート、p−キシリレンジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、4,4’−ジイソシアナトビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアナトビフェニル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジイソシアナトジフェニルメタン、クロロフェニレン−2,4−ジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネートが挙げられる。これらの有機ジイソシアネートは1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。中でも、得られる研磨パッドの耐摩耗性などの点から4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネートおよびイソホロンジイソシアネートが好ましく、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートがより好ましい。   As organic diisocyanate, what is conventionally used for manufacture of a normal polyurethane can be used. Examples of the organic diisocyanate include ethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, Isopropylidenebis (4-cyclohexylisocyanate), cyclohexylmethane diisocyanate, methylcyclohexane diisocyanate, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, lysine diisocyanate, 2,6-diisocyanatomethylcaproate, bis (2-isocyanatoethyl) fumarate Bis (2-isocyanatoethyl) carbonate, 2- Aliphatic or cycloaliphatic diisocyanates such as soocyanatoethyl-2,6-diisocyanatohexanoate, cyclohexylene diisocyanate, methylcyclohexylene diisocyanate, bis (2-isocyanatoethyl) -4-cyclohexene; 2,4 ′ -Diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, m-xylylene diisocyanate, p-xylylene diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate, 4,4′-diisocyanatobiphenyl, 3,3′-dimethyl-4,4′-diisocyanatobiphenyl, 3,3′-dimethyl-4,4′-di Socia diisocyanatodiphenylmethane, chloro-phenylene-2,4-diisocyanate, aromatic diisocyanates such as tetramethylxylylene diisocyanate. These organic diisocyanates may be used alone or in combination of two or more. Among these, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, and isophorone diisocyanate are preferable from the viewpoint of abrasion resistance of the polishing pad to be obtained, and 4,4′-diphenylmethane diisocyanate. Is more preferable.

鎖伸長剤としては、通常のポリウレタンの製造に従来から使用されるものを使用できる。鎖伸長剤としては、イソシアネート基と反応し得る活性水素原子を2個以上有する分子量300以下の低分子化合物を使用することが好ましく、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,4−ビス(β−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ビス(β−ヒドロキシエチル)テレフタレート、1,9−ノナンジオール、m−キシリレングリコール、p−キシリレングリコール等のジオール類;エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、3−メチルペンタメチレンジアミン、1,2−シクロヘキサンジアミン、1,3−シクロヘキサンジアミン、1,4−シクロヘキサンジアミン、1,2−ジアミノプロパン、ヒドラジン、キシリレンジアミン、イソホロンジアミン、ピペラジン、o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシレンジアミン、アジピン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルフォン、3,4−ジアミノジフェニルスルフォン、3,3’−ジアミノジフェニルスルフォン、4,4’−メチレン−ビス(2−クロロアニリン)、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、2,6−ジアミノトルエン、2,4−ジアミノクロロベンゼン、1,2−ジアミノアントラキノン、1,4−ジアミノアントラキノン、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、3,4−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノビベンジル、2,2’−ジアミノ−1,1’−ビナフタレン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)アルカン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)アルカン、1,5−ビス(4−アミノフェノキシ)アルカン等の1,n−ビス(4−アミノフェノキシ)アルカン(nは3〜10の整数)、1,2−ビス[2−(4−アミノフェノキシ)エトキシ]エタン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、4,4’−ジアミノベンズアニリド等のジアミン類などが挙げられる。これらの鎖伸長剤は1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールおよび1,4−シクロヘキサンジメタノールが好ましく、1,4−ブタンジオールおよび1,4−シクロヘキサンジメタノールがより好ましい。   As the chain extender, those conventionally used in the production of ordinary polyurethane can be used. As the chain extender, a low molecular weight compound having a molecular weight of 300 or less and having 2 or more active hydrogen atoms capable of reacting with an isocyanate group is preferably used. For example, ethylene glycol, diethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3 -Propanediol, neopentyl glycol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 2,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1 , 5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,4-bis (β-hydroxyethoxy) benzene, 1,4-cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedi Methanol, bis (β-hydroxyethyl) terephthalate, 1,9-nonanediol, Diols such as m-xylylene glycol and p-xylylene glycol; ethylenediamine, trimethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octamethylenediamine, nonamethylenediamine, decamethylenediamine, undecamethylenediamine , Dodecamethylenediamine, 2,2,4-trimethylhexamethylenediamine, 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine, 3-methylpentamethylenediamine, 1,2-cyclohexanediamine, 1,3-cyclohexanediamine, 1, 4-cyclohexanediamine, 1,2-diaminopropane, hydrazine, xylylenediamine, isophoronediamine, piperazine, o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, p-pheny Diamine, tolylenediamine, xylenediamine, adipic acid dihydrazide, isophthalic acid dihydrazide, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 4,4 '-Bis (3-aminophenoxy) biphenyl, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenyl sulfone, 3,4-diaminodiphenyl sulfone, 3,3′-diaminodiphenyl sulfone, 4,4′-methylene-bis (2-chloroaniline), 3 , 3′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, , 4'-diaminodiphenyl sulfide, 2,6-diaminotoluene, 2,4-diaminochlorobenzene, 1,2-diaminoanthraquinone, 1,4-diaminoanthraquinone, 3,3'-diaminobenzophenone, 3,4-diaminobenzophenone 4,4′-diaminobenzophenone, 4,4′-diaminobibenzyl, 2,2′-diamino-1,1′-binaphthalene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) alkane, 1,4-bis 1, n-bis (4-aminophenoxy) alkane (n is an integer of 3 to 10) such as (4-aminophenoxy) alkane and 1,5-bis (4-aminophenoxy) alkane, 1,2-bis [ 2- (4-Aminophenoxy) ethoxy] ethane, 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene, 4,4′-diamino Examples thereof include diamines such as benzanilide. These chain extenders may use only 1 type and may use 2 or more types together. Among these, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol and 1,4-cyclohexanedimethanol are preferable, and 1,4- Butanediol and 1,4-cyclohexanedimethanol are more preferred.

熱可塑性ポリウレタンとしては、例えばポリ(エチレングリコール)、ポリ(テトラメチレングルコール)、ポリ(ノナメチレンアジペート)、ポリ(2−メチル−1,8−オクタメチレンアジペート)、ポリ(2−メチル−1,8−オクタメチレン−co−ノナメチレンアジペート)およびポリ(3−メチル−1,5−ペンタメチレンアジペート)からなる群より選ばれる少なくとも一つの高分子ジオールと、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネートおよびイソホロンジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも一つの有機ジイソシアネートと、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールおよび1,4−シクロヘキサンジメタノールからなる群より選ばれる少なくとも一つの鎖伸長剤とを反応させて得られるものなどが挙げられる。   Examples of the thermoplastic polyurethane include poly (ethylene glycol), poly (tetramethylene glycol), poly (nonamethylene adipate), poly (2-methyl-1,8-octamethylene adipate), and poly (2-methyl-1). , 8-octamethylene-co-nonamethylene adipate) and poly (3-methyl-1,5-pentamethylene adipate), at least one polymeric diol, and 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, , 4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate and isophorone diisocyanate, and 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1, 5-pentane Lumpur, such as those obtained by reacting at least one chain extender selected from the group consisting of 1,6-hexanediol and 1,4-cyclohexanedimethanol.

熱可塑性ポリウレタンにおけるイソシアネート基由来の窒素原子の含有率は4.8〜6.0質量%であり、4.9〜5.8質量%の範囲内であることが好ましく、5.0〜5.8質量%がより好ましい。該含有率が4.8質量%未満の場合には、熱可塑性ポリウレタン組成物からなる研磨層が柔らかくなりすぎ、被研磨面の平坦性や研磨効率が低下する傾向がある。一方、該含有率が6.0質量%を超える場合には、得られる研磨パッドが硬くなりすぎて、被研磨物にスクラッチが発生しやすくなる傾向があり、また、研磨層のレーザー透過率が低下し、光学的手段による研磨終点の測定等を行うことが困難になる。   The content of the nitrogen atom derived from the isocyanate group in the thermoplastic polyurethane is 4.8 to 6.0% by mass, preferably 4.9 to 5.8% by mass, and preferably 5.0 to 5. 8 mass% is more preferable. When the content is less than 4.8% by mass, the polishing layer made of the thermoplastic polyurethane composition tends to be too soft, and the flatness and polishing efficiency of the surface to be polished tend to decrease. On the other hand, when the content exceeds 6.0% by mass, the resulting polishing pad becomes too hard and the object to be polished tends to be scratched, and the laser transmittance of the polishing layer is high. It becomes difficult to measure the polishing end point by optical means.

熱可塑性ポリウレタンは、上記の高分子ジオール、有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤を所定の比率で溶融混練して製造できる。各成分の使用比率は、耐摩耗性等、熱可塑性ポリウレタン組成物からなる研磨層に付与すべき物性などを考慮して適宜決定される。この点、高分子ジオールおよび鎖伸長剤に含まれる活性水素原子1モルに対して、有機ジイソシアネートに含まれるイソシアネート基が0.95〜1.3モルとなる割合で各成分を使用することが好ましい。該割合が0.95モル未満であると、熱可塑性ポリウレタン組成物からなる研磨層の機械的強度および耐摩耗性が低下する傾向があり、1.3モルを超えると熱可塑性ポリウレタンの生産性や保存安定性が低下する傾向がある。研磨層の機械的強度や耐摩耗性および熱可塑性ポリウレタンの生産性や保存安定性の観点から、高分子ジオールおよび鎖伸長剤に含まれる活性水素原子1モルに対して、有機ジイソシアネートに含まれるイソシアネート基が0.96〜1.1モルとなる割合で各成分を使用することがより好ましく、0.97〜1.05モルとなる割合で各成分を使用することがさらに好ましい。   The thermoplastic polyurethane can be produced by melt-kneading the above polymer diol, organic diisocyanate, and chain extender in a predetermined ratio. The use ratio of each component is appropriately determined in consideration of physical properties to be imparted to the polishing layer made of the thermoplastic polyurethane composition, such as wear resistance. In this regard, it is preferable to use each component at a ratio of 0.95 to 1.3 mol of the isocyanate group contained in the organic diisocyanate with respect to 1 mol of the active hydrogen atom contained in the polymer diol and the chain extender. . If the ratio is less than 0.95 mol, the mechanical strength and wear resistance of the polishing layer made of the thermoplastic polyurethane composition tend to be reduced, and if it exceeds 1.3 mol, the productivity of the thermoplastic polyurethane and Storage stability tends to decrease. Isocyanate contained in organic diisocyanate with respect to 1 mol of active hydrogen atom contained in polymer diol and chain extender from the viewpoint of mechanical strength and abrasion resistance of polishing layer and productivity and storage stability of thermoplastic polyurethane It is more preferable to use each component at a ratio of 0.96 to 1.1 mol, and even more preferable to use each component at a ratio of 0.97 to 1.05 mol.

また、高分子ジオールの質量と有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤の合計質量との質量比([高分子ジオールの質量]/[有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤の合計質量])が10/90〜50/50となるように各成分を使用することが好ましい。該質量比が10/90未満であると、得られる研磨パッドが硬くなり過ぎ、研磨後のウエハ表面にスクラッチが発生し易い傾向があり、50/50を超えると得られる研磨パッドが柔らかくなり過ぎ、平坦化性能が低下する傾向がある。スクラッチ抑制と平坦化性能両立の観点から、該質量比は13/87〜45/55であることがより好ましく、16/84〜40/60であることがさらに好ましい。   The mass ratio of the mass of the polymer diol to the total mass of the organic diisocyanate and the chain extender ([mass of polymer diol] / [total mass of the organic diisocyanate and chain extender]) is 10/90 to 50/50. It is preferable to use each component so that If the mass ratio is less than 10/90, the resulting polishing pad becomes too hard and scratches tend to occur on the polished wafer surface, and if it exceeds 50/50, the resulting polishing pad becomes too soft. The flattening performance tends to decrease. From the viewpoint of achieving both scratch suppression and flattening performance, the mass ratio is more preferably 13/87 to 45/55, and still more preferably 16/84 to 40/60.

数平均分子量が1,400〜3,600の高分子ジオール、有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤を反応させることによって得られ、且つイソシアネート基由来の窒素原子の含有率が4.8〜6.0質量%である熱可塑性ポリウレタンが、高い透明性を有するため好ましい。加えて、該熱可塑性ポリウレタンが実質的に発泡構造を有さないことがより好ましい。   It is obtained by reacting a polymer diol having a number average molecular weight of 1,400 to 3,600, an organic diisocyanate and a chain extender, and the content of nitrogen atoms derived from isocyanate groups is 4.8 to 6.0% by mass. The thermoplastic polyurethane is preferably because it has high transparency. In addition, it is more preferable that the thermoplastic polyurethane has substantially no foamed structure.

熱可塑性ポリウレタンは上記の高分子ジオール、有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤を原料として使用し、プレポリマー法やワンショット法などの公知の方法により製造できる。熱可塑性ポリウレタンは実質的に溶媒の不存在下に溶融重合する方法によって製造することが好ましく、多軸スクリュー型押出し機を用いて連続溶融重合する方法がより好ましい。   The thermoplastic polyurethane can be produced by a known method such as a prepolymer method or a one-shot method using the above-mentioned polymer diol, organic diisocyanate and chain extender as raw materials. The thermoplastic polyurethane is preferably produced by a method of melt polymerization substantially in the absence of a solvent, and a method of continuous melt polymerization using a multi-screw extruder is more preferred.

熱可塑性ポリウレタン組成物は、本発明の効果を阻害しない限り、上記熱可塑性ポリウレタン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、例えば架橋剤、無機充填剤、有機フィラーなどの充填剤;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、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、ブルーミング防止剤、離型剤、増粘剤、酸化防止剤などが挙げられる。熱可塑性ポリウレタン組成物における他の成分の含有量は50質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることがさらに好ましい。熱可塑性ポリウレタン組成物が熱可塑性ポリウレタンからなること、即ち、研磨層が熱可塑性ポリウレタンからなることが特に好ましい。   The thermoplastic polyurethane composition may contain components other than the thermoplastic polyurethane as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of such other components include fillers such as crosslinking agents, inorganic fillers, and organic fillers; crosslinking accelerators, crosslinking aids, softeners, tackifiers, anti-aging agents, foaming agents, processing aids, Adhesion imparting agent, crystal nucleating agent, heat stabilizer, weathering stabilizer, antistatic agent, colorant, lubricant, flame retardant, flame retardant aid, blooming inhibitor, mold release agent, thickener, antioxidant, etc. Is mentioned. The content of other components in the thermoplastic polyurethane composition is preferably 50% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and further preferably 5% by mass or less. It is particularly preferred that the thermoplastic polyurethane composition is made of thermoplastic polyurethane, that is, the polishing layer is made of thermoplastic polyurethane.

熱可塑性ポリウレタン組成物のレーザー透過率は20〜60%であることが好ましく、25〜60%であることがより好ましく、30〜60%であることがさらに好ましい。該レーザー透過率が低すぎると光学的手段による研磨終点の測定等を行うことが困難になることがある。逆に該レーザー透過率が60%より高い場合には、薄肉部分である検出部分を研磨層に形成しなくとも、研磨終点の測定等を行うことができる。なお、該レーザー透過率の測定条件は以下の通りである。
試験片:熱可塑性ポリウレタン組成物からなるシート
試験片の厚さ:0.5mm
レーザーの波長:660nm
レーザーの出力:310μW
検出ヘッドと出力ヘッドとの距離:10cm
試験片の測定位置:検出ヘッドと出力ヘッドとの中間
The laser transmittance of the thermoplastic polyurethane composition is preferably 20 to 60%, more preferably 25 to 60%, and even more preferably 30 to 60%. If the laser transmittance is too low, it may be difficult to measure the polishing end point by optical means. On the other hand, when the laser transmittance is higher than 60%, the polishing end point can be measured without forming the thinned portion of the detection portion on the polishing layer. Measurement conditions for the laser transmittance are as follows.
Test piece: Sheet made of thermoplastic polyurethane composition Test piece thickness: 0.5 mm
Laser wavelength: 660 nm
Laser power: 310μW
Distance between detection head and output head: 10 cm
Test piece measurement position: intermediate between detection head and output head

研磨層に用いられる熱可塑性ポリウレタン組成物からなるシートは、上記熱可塑性ポリウレタン組成物をシート状に押出すことによって製造される。押出し方法としては特に制限されないが、例えばT−ダイを装着した単軸押出機、二軸押出機などの押出機を使用して、上記樹脂を溶融押出してシートとする方法を採用できる。   A sheet made of the thermoplastic polyurethane composition used for the polishing layer is produced by extruding the thermoplastic polyurethane composition into a sheet. Although it does not restrict | limit especially as an extrusion method, For example, using extruders, such as a single screw extruder equipped with T-die, a twin screw extruder, the method of melt-extruding the said resin and using it as a sheet | seat is employable.

得られたシートは必要に応じて、裁断、打ち抜き、切削などにより所望の寸法、形状に加工したり、研削等により所望の厚さに加工したりして、研磨層を形成することができる。また研磨層には、必要に応じて格子状、同心円状、螺旋状の溝、貫通孔等を形成してもよい。   If necessary, the obtained sheet can be processed into a desired size and shape by cutting, punching, cutting, or the like, or processed to a desired thickness by grinding or the like to form a polishing layer. Moreover, you may form a grid | lattice form, a concentric circle form, a spiral groove | channel, a through-hole, etc. in a polishing layer as needed.

溝の形成方法としては、例えば上記のシートを切削加工することにより溝を形成する方法;上記のシートに加熱された金型、熱線等を接触させ、接触部を溶解させることにより溝を形成する方法;溝を形成するための凸部を有する金型を使用し、これに上記熱可塑性ポリウレタン組成物の溶融物を流し込んだのち固化させるなどして、予め溝が形成されたシートを製造する方法などが挙げられる。   As a method of forming the groove, for example, a method of forming the groove by cutting the above-mentioned sheet; a heated mold, a heat ray or the like is brought into contact with the above-mentioned sheet, and the groove is formed by dissolving the contact portion. Method: A method for producing a sheet in which grooves are formed in advance by using a mold having convex portions for forming grooves, pouring the melt of the thermoplastic polyurethane composition into the mold, and then solidifying the mold. Etc.

研磨層の検出部分の形成方法としては、例えば上記溝を形成後のパッド表面および/または裏面をスピンドルなどで切削加工する方法;溝および検出部分を形成するための凸部を有する金型を使用し、これに上記熱可塑性ポリウレタン組成物の溶融物を流し込んだのち固化させるなどして、予め溝および検出部分が形成されたシートを製造する方法などが挙げられる。   As a method for forming the detection portion of the polishing layer, for example, a method of cutting the pad surface and / or the back surface after forming the groove with a spindle or the like; a mold having a convex portion for forming the groove and the detection portion is used. For example, a method of manufacturing a sheet in which a groove and a detection portion are formed in advance by pouring a melt of the thermoplastic polyurethane composition and solidifying the melt.

研磨層は、厚さが0.2〜1.0mmである検出部分と、厚さが1.1〜2.5mmである他の部分とを有することを特徴とする。
ここで検出部分とは、研磨装置の研磨台(プラテン)上のレーザー照射窓付近に形成された研磨層の薄肉部分をいい、研磨層全体に形成されたスラリー流動を制御する目的の溝とは明確に区別される。また、本発明において溝とは、線状に連続的に形成され、且つ幅(詳しくは、連続方向に直交する方向の幅)が3mm以下であるくぼみの部分(即ち、光による検出に使用できない部分)をいう。
一方、検出部分とは、その平面形状が楕円形、円形または多角形等に形成され、且つ幅(楕円形の場合は短軸、円形の場合は直径、多角形の場合は最小の辺)が10mmを超える薄肉部分(即ち、光による検出に使用できる部分)をいう。また、前述の検出部分の厚さおよび他の部分の厚さは、溝が形成されていない部分の厚さをいう。なお、検出部分は研磨パッド上の1箇所だけでもよく、または2箇所以上存在していてもよい。
The polishing layer is characterized by having a detection part having a thickness of 0.2 to 1.0 mm and another part having a thickness of 1.1 to 2.5 mm.
Here, the detection portion refers to a thin portion of the polishing layer formed in the vicinity of the laser irradiation window on the polishing table (platen) of the polishing apparatus, and is a groove for controlling the slurry flow formed on the entire polishing layer. Clearly distinguished. Further, in the present invention, the groove is formed in a continuous line shape and has a recess (specifically, a width in a direction perpendicular to the continuous direction) of 3 mm or less (that is, cannot be used for detection by light). Part).
On the other hand, the detection portion is formed in an elliptical shape, a circular shape, a polygonal shape, etc., and has a width (short axis for an elliptical shape, diameter for a circular shape, minimum side for a polygonal shape). A thin part exceeding 10 mm (that is, a part that can be used for detection by light). Moreover, the thickness of the above-mentioned detection part and the thickness of another part say the thickness of the part in which the groove | channel is not formed. In addition, the detection part may be only one place on the polishing pad, or may exist in two or more places.

研磨層の検出部分の厚さは、0.25mm〜0.9mmであることが好ましく、0.3mm〜0.8mmであることがより好ましい。検出部分が薄すぎる場合は、研磨層の力学強度が低く、破損によるスラリー漏洩などの可能性があり、検出部分が厚すぎる場合は、光の透過が阻害される傾向となる。   The thickness of the detection portion of the polishing layer is preferably 0.25 mm to 0.9 mm, and more preferably 0.3 mm to 0.8 mm. When the detection portion is too thin, the mechanical strength of the polishing layer is low, and there is a possibility of slurry leakage due to breakage. When the detection portion is too thick, light transmission tends to be inhibited.

研磨層の他の部分の厚さは、1.2mm〜2.3mmであることが好ましく、1.3mm〜2.1mmであることがより好ましい。研磨層の他の部分があまりに薄いと、研磨均一性が低下する場合がある。弾性層を有する複層型研磨パッドの場合において研磨層の他の部分があまりに厚いと、被研磨物全体の反りやうねりに対する弾性層の追従効果が低下する場合がある。   The thickness of the other part of the polishing layer is preferably 1.2 mm to 2.3 mm, and more preferably 1.3 mm to 2.1 mm. If the other part of the polishing layer is too thin, polishing uniformity may be reduced. In the case of a multi-layer type polishing pad having an elastic layer, if the other part of the polishing layer is too thick, the effect of the elastic layer following the warpage and waviness of the entire object to be polished may be reduced.

研磨層の検出部分の面積は、100〜2,000mmであることが好ましく、200〜1800mmであることがより好ましく、300〜1,600mmであることがさらに好ましい。検出部分が小さすぎる場合は光学的手段による研磨終点の測定等が困難になることがあり、検出部分が大きすぎる場合は研磨層の研磨特性が変化することがある。 The area of the detection portion of the polishing layer is preferably 100~2,000Mm 2, more preferably 200~1800Mm 2, further preferably 300~1,600mm 2. If the detection portion is too small, it may be difficult to measure the polishing end point by optical means, and if the detection portion is too large, the polishing characteristics of the polishing layer may change.

検出部分の平面形状は短辺10〜25mmおよび長辺10〜80mmの長方形であることが好ましく、短辺10〜23mmおよび長辺25〜80mmの長方形であることがより好ましく、短辺10〜20mmおよび長辺35〜80mmの長方形であることがさらに好ましい。ここで、検出部分の平面形状とは、検出部分が形成された研磨層の面を上から見たときの検出部分の形状をいう。また、本発明における長方形とは、直角である四つの内角と等しい長さの対辺をもつ平面四辺形を意味し、短辺および長辺の長さが等しい正方形も含む概念である。   The planar shape of the detection portion is preferably a rectangle having a short side of 10 to 25 mm and a long side of 10 to 80 mm, more preferably a rectangle having a short side of 10 to 23 mm and a long side of 25 to 80 mm, and a short side of 10 to 20 mm. And it is more preferable that it is a rectangle with a long side of 35 to 80 mm. Here, the planar shape of the detection portion refers to the shape of the detection portion when the surface of the polishing layer on which the detection portion is formed is viewed from above. In addition, the rectangle in the present invention means a planar quadrilateral having opposite sides with a length equal to four internal angles that are perpendicular to each other, and is a concept including a square with the short side and the long side having the same length.

研磨パッドは上記の研磨層1層のみからなる単層型研磨パッドでもよく、研磨層の研磨面とは反対側の面に弾性層が積層されている複層型研磨パッドでもよい。弾性層はその硬度が研磨層の硬度よりも低いことが好ましい。弾性層の硬度が研磨層の硬度よりも低いと、被研磨物の局所的な凹凸には硬質の研磨層が作用し、一方、被研磨物全体の反りやうねりに対しては柔軟な弾性層が追従することができるため、結果としてグローバル平坦性(被研磨物の全体的な平坦性)とローカル平坦性(被研磨物の局所的な平坦性)を両立させることができる。   The polishing pad may be a single-layer polishing pad consisting of only one polishing layer, or a multi-layer polishing pad in which an elastic layer is laminated on the surface opposite to the polishing surface of the polishing layer. The elastic layer preferably has a hardness lower than that of the polishing layer. When the hardness of the elastic layer is lower than the hardness of the polishing layer, the hard polishing layer acts on local irregularities of the object to be polished, while the elastic layer is flexible against warping and waviness of the entire object to be polished. Therefore, as a result, both global flatness (overall flatness of the object to be polished) and local flatness (local flatness of the object to be polished) can be achieved.

複層型研磨パッドにおける研磨層の硬度は、被研磨物のローカル平坦性の観点や、硬度が高すぎると被研磨面にスクラッチが発生しやすくなることから、JIS−D硬度として55以上であることが好ましく、60〜80であることがより好ましく、65〜75がさらに好ましい。一方、弾性層の硬度は、グローバル平坦性の観点や、硬度が低すぎると、研磨台(プラテン)に貼り付けて研磨を行う際に研磨台の回転を研磨層に十分に伝えることができず安定した研磨を行えない場合があることから、JIS−C硬度として20〜80であることが好ましく、30〜70がより好ましく、40〜65がさらに好ましい。   The hardness of the polishing layer in the multi-layer polishing pad is 55 or more as the JIS-D hardness because scratches are likely to occur on the surface to be polished if the local flatness of the object to be polished is too high or the hardness is too high. It is preferably 60-80, more preferably 65-75. On the other hand, if the hardness of the elastic layer is global flatness or if the hardness is too low, the rotation of the polishing table cannot be sufficiently transmitted to the polishing layer when it is affixed to the polishing table (platen) and polishing. Since stable polishing may not be performed, the JIS-C hardness is preferably 20 to 80, more preferably 30 to 70, and still more preferably 40 to 65.

弾性層の厚さは、0.5〜3mmであることが好ましい。弾性層の厚さが0.5mm未満の場合には、被研磨物全体の反りやうねりに対する追従効果が低下する場合があり、一方、3mmを越える場合には、研磨パッド全体が柔らかくなりすぎるため、研磨パッドを研磨台(プラテン)に貼り付けて研磨を行う際に研磨台の回転を研磨層に十分に伝えることができず安定した研磨を行えない場合がある。弾性層の厚さは1〜2.5mmであることがより好ましい。   The thickness of the elastic layer is preferably 0.5 to 3 mm. When the thickness of the elastic layer is less than 0.5 mm, the follow-up effect on the warpage and waviness of the entire object to be polished may be reduced. On the other hand, when the thickness exceeds 3 mm, the entire polishing pad becomes too soft. When polishing is performed by attaching a polishing pad to a polishing table (platen), the rotation of the polishing table cannot be sufficiently transmitted to the polishing layer, and stable polishing may not be performed. The thickness of the elastic layer is more preferably 1 to 2.5 mm.

弾性層の材質としては、現在汎用的に使用されているポリウレタンを含浸させた不織布(例えば、ニッタ・ハース株式会社製「Suba400」等)の他、天然ゴム、ニトリルゴム、ポリブタジエンゴム、シリコーンゴム等のゴム;ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、フッ素系熱可塑性エラストマー等の熱可塑性エラストマー;発泡プラスチック;ポリウレタンなどを採用できる。中でも、弾性層に必要な柔軟性を有し、また容易に発泡構造が得られることからポリウレタンが好ましい。   As the material of the elastic layer, natural rubber, nitrile rubber, polybutadiene rubber, silicone rubber, etc., as well as non-woven fabrics impregnated with polyurethane currently used for general purposes (for example, “Suba400” manufactured by Nitta Haas Co., Ltd.) It is possible to employ a thermoplastic elastomer such as a polyester-based thermoplastic elastomer, a polyamide-based thermoplastic elastomer, a fluorine-based thermoplastic elastomer; a foamed plastic; a polyurethane, or the like. Among them, polyurethane is preferable because it has the flexibility required for the elastic layer and a foamed structure can be easily obtained.

複層型研磨パッドは、研磨層と弾性層とが直接接合しているものの他、接着剤や両面粘着テープ等により両層が接着されたものや、両層の間にさらに別の層が存在するものも含む。   Multi-layer type polishing pads are those in which the polishing layer and the elastic layer are directly bonded, as well as those in which both layers are bonded with an adhesive, double-sided adhesive tape, etc., or there is another layer between both layers Including what to do.

複層型研磨パッドでは、光学的手段による被研磨物の検査や研磨終点の測定を妨げないために、研磨層の検出部分の上に位置する弾性層の部分が空隙であるか、または該空隙に透明部材がはめ込まれていることが好ましい。ここで、透明部材とは、光学的手段に用いられる光(例えばレーザー光)に対して透明な部材をいう。透明部材としては、例えばガラス、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、塩化ビニル、ポリスチレン、ポリウレタン、エポキシなどが挙げられる。   In the multi-layer type polishing pad, in order not to interfere with the inspection of the object to be polished and the measurement of the polishing end point by optical means, the elastic layer portion located above the detection portion of the polishing layer is a void, or the void It is preferable that a transparent member is fitted in the. Here, the transparent member refers to a member that is transparent to light (for example, laser light) used for optical means. Examples of the transparent member include glass, acrylic, polycarbonate, polyethylene terephthalate, vinyl chloride, polystyrene, polyurethane, and epoxy.

本発明の研磨パッドは、公知の研磨スラリーと共に、化学的機械的研磨等の研磨方法に使用することができる。研磨スラリーとしては、例えば水やオイル等の液状媒体;酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素等の研磨剤;塩基、酸、界面活性剤などの成分を含有したものを用いることができる。また研磨方法において、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 in a polishing method such as chemical mechanical polishing together with a known polishing slurry. As the polishing slurry, for example, a liquid medium such as water or oil; an abrasive such as aluminum oxide, cerium oxide, zirconium oxide, or silicon carbide; a slurry containing components such as a base, an acid, or a surfactant can be used. In the polishing method, if necessary, a lubricating oil, a coolant, or the like may be used together with the polishing slurry.

研磨方法は、公知の装置(特に、研磨中における被研磨物の検査や研磨終点の測定を光学的手段により行うことができる装置)を使用して、研磨スラリーを介して、被研磨物と研磨パッドを、加圧下、一定速度で一定時間接触させることによって行うことができる。被研磨物としては、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、被研磨物は、シリコンウエハや半導体ウエハであることが好ましい。半導体ウエハとしては、例えば酸化シリコン、酸化フッ化シリコン、有機ポリマー等の絶縁膜;銅、アルミニウム、タングステン等の配線材金属膜;タンタル、チタン、窒化タンタル、窒化チタン等のバリアメタル膜などを表面に有するものが挙げられる。   The polishing method uses a known apparatus (in particular, an apparatus capable of performing inspection of the object to be polished and measurement of the polishing end point by optical means during polishing) and polishing the object to be polished through the polishing slurry. This can be done by contacting the pad under pressure at a constant speed for a fixed time. Examples of the object to be polished 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. As a semiconductor wafer, for example, an insulating film such as silicon oxide, silicon oxyfluoride, or an organic polymer; a wiring material metal film such as copper, aluminum, or tungsten; a barrier metal film such as tantalum, titanium, tantalum nitride, or titanium nitride; Have the following.

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。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

[レーザー透過率の評価]
下記のようにして得られた熱可塑性ポリウレタンを単軸押出し機(90mmφ)に仕込み、シリンダー温度215〜225℃、ダイス温度225℃にてリップ幅2.0mmのTダイより速度120cm/分で下向きに押出し、試験片として厚さ0.5mmのシートを作成した。次に、キーエンス社製レーザーセンサLV−NH110(波長660nm、出力310μw)を用い、検出ヘッドと出力ヘッドを10cmの距離で相対させ、該ヘッドの中間点に試験片を垂直に設置し、そのレーザー透過率を測定した。
[Evaluation of laser transmittance]
The thermoplastic polyurethane obtained as described below was charged into a single screw extruder (90 mmφ), and downward at a speed of 120 cm / min from a T die having a lip width of 2.0 mm at a cylinder temperature of 215 to 225 ° C. and a die temperature of 225 ° C. And a sheet having a thickness of 0.5 mm was prepared as a test piece. Next, a laser sensor LV-NH110 (wavelength 660 nm, output 310 μw) manufactured by Keyence Corporation is used, the detection head and the output head are made to face each other at a distance of 10 cm, and a test piece is vertically installed at the midpoint of the head. The transmittance was measured.

[光による終点検出の評価]
研磨パッドをアプライドマテリアルズ社製研磨装置「MIRRA」に設置し、旭ダイヤモンド工業株式会社製ダイヤモンドドレッサー「CMP−M」を用い、超純水を200mL/分の流速で流しながらドレッサー回転数120rpm、研磨パッド回転数50rpm、ドレッサー荷重5.0lbfにて30分間、研磨パッドの表面をコンディショニングした。次に、研磨パッドの回転数80rpm、ウエハ回転数70rpm、研磨圧力20kPaの条件において、研磨スラリー(株式会社フジミインコーポレーテッド社製「PL−7105」、超純水、過酸化水素水(濃度31質量%)を1:2:0.09の質量比で混合したもの)を200mL/分の流速で流しながら、SEMATECH製パターンウエハSEMATECH854を130秒間研磨した。この研磨において、銅膜が除去されてバリア膜が露出した時のレーザー光の反射率が10%以上変化した場合を終点検出が可能であると評価した。
[Evaluation of end point detection by light]
A polishing pad was installed in Applied Materials' polishing apparatus “MIRRA”, and a diamond dresser “CMP-M” manufactured by Asahi Diamond Industry Co., Ltd. was used, while flowing ultrapure water at a flow rate of 200 mL / min. The surface of the polishing pad was conditioned for 30 minutes at a polishing pad rotational speed of 50 rpm and a dresser load of 5.0 lbf. Next, under the conditions of a polishing pad rotation speed of 80 rpm, a wafer rotation speed of 70 rpm, and a polishing pressure of 20 kPa, a polishing slurry (“PL-7105” manufactured by Fujimi Incorporated, ultrapure water, hydrogen peroxide solution (concentration 31 mass) %) Was mixed at a mass ratio of 1: 2: 0.09) at a flow rate of 200 mL / min, and the pattern wafer SEMATECH 854 made by SEMATECH was polished for 130 seconds. In this polishing, it was evaluated that the end point could be detected when the reflectance of the laser beam changed by 10% or more when the copper film was removed and the barrier film was exposed.

[銅膜除去後のスクラッチの評価]
光による終点検出性能の評価を実施した後の研磨パッドを、超純水を200mL/分の流速で流しながらドレッサー回転数120rpm、研磨パッド回転数80rpm、ドレッサー荷重5.0lbfにて30秒間コンディショニングした後、パターンの無い銅膜を表面に有する8インチシリコンウエハを60秒間研磨した。KLA−Tencor社製Surfscan SP1を用い、研磨後に銅膜が除去されたウエハ表面に存在する0.16μm以上の大きさのスクラッチ数を測定した。
[Evaluation of scratches after removing copper film]
The polishing pad after evaluation of the end point detection performance by light was conditioned for 30 seconds at a dresser rotation speed of 120 rpm, a polishing pad rotation speed of 80 rpm, and a dresser load of 5.0 lbf while flowing ultrapure water at a flow rate of 200 mL / min. Thereafter, an 8-inch silicon wafer having a copper film without a pattern on its surface was polished for 60 seconds. Using a Surfscan SP1 manufactured by KLA-Tencor, the number of scratches having a size of 0.16 μm or more present on the wafer surface from which the copper film was removed after polishing was measured.

[製造例1]
熱可塑性ポリウレタン(PU−1)の製造
数平均分子量2000のポリ(テトラメチレングリコール)[略号:PTMG2000]、数平均分子量2000のポリ(2−メチル−1,8−オクタメチレン−co−ノナメチレンアジペート)[略号:PNOA2000、ノナメチレン単位と2−メチル−1,8−オクタメチレン単位とのモル比=7対3]、1,4−シクロヘキサンジメタノール[略号:CHDM]、1,4−ブタンジオール[略号:BD]および4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート[略号:MDI]を、PTMG2000:PNOA2000:CHDM:BD:MDIの質量比が20.1:8.4:5.7:14.2:51.6(イソシアネート基由来の窒素原子の含有率:5.8質量%)となる割合で用い、且つそれらの合計供給量が300g/分になるようにして、定量ポンプにより同軸で回転する二軸押出機(30mmφ、L/D=36、シリンダー温度:75〜260℃)に連続的に供給して、連続溶融重合を行って熱可塑性ポリウレタンを製造した。生成した熱可塑性ポリウレタンの溶融物をストランド状に水中に連続的に押出した後、ペレタイザーでペレット状に細断し、得られたペレットを70℃で20時間除湿乾燥することにより熱可塑性ポリウレタン(以下、これをPU−1という)を製造した。得られたPU−1のレーザー透過率は40%であった。
[Production Example 1]
Production of thermoplastic polyurethane (PU-1) Poly (tetramethylene glycol) having a number average molecular weight of 2000 [abbreviation: PTMG2000], poly (2-methyl-1,8-octamethylene-co-nonamethylene adipate having a number average molecular weight of 2000 ) [Abbreviation: PNOA2000, molar ratio of nonamethylene unit to 2-methyl-1,8-octamethylene unit = 7 to 3], 1,4-cyclohexanedimethanol [abbreviation: CHDM], 1,4-butanediol [ Abbreviation: BD] and 4,4′-diphenylmethane diisocyanate [abbreviation: MDI], the mass ratio of PTMG2000: PNOA2000: CHDM: BD: MDI is 20.1: 8.4: 5.7: 14.2: 51. 6 (content ratio of isocyanate group-derived nitrogen atom: 5.8% by mass), and The total supply amount of these is 300 g / min, and continuously supplied to a twin-screw extruder (30 mmφ, L / D = 36, cylinder temperature: 75 to 260 ° C.) rotated coaxially by a metering pump. Then, continuous melt polymerization was performed to produce a thermoplastic polyurethane. The melt of the produced thermoplastic polyurethane was continuously extruded into water in a strand shape, then chopped into pellets with a pelletizer, and the resulting pellets were dehumidified and dried at 70 ° C. for 20 hours to obtain thermoplastic polyurethane (hereinafter referred to as “polyurethane polyurethane”). , This is referred to as PU-1). The obtained PU-1 had a laser transmittance of 40%.

[製造例2]
熱可塑性ポリウレタン(PU−2)の製造
数平均分子量3000のポリ(テトラメチレングリコール)[略号:PTMG3000]、CHDM、BDおよびMDIを、PTMG3000:CHDM:BD:MDIの質量比が21.1:6.3:15.8:56.8(イソシアネート基由来の窒素原子の含有率:6.4質量%)となる割合で用い、且つそれらの合計供給量が300g/分になるようにして、定量ポンプにより同軸で回転する二軸押出機(30mmφ、L/D=36、シリンダー温度:75〜260℃)に連続的に供給して、連続溶融重合を行って熱可塑性ポリウレタンを製造した。生成した熱可塑性ポリウレタンの溶融物をストランド状に水中に連続的に押出した後、ペレタイザーでペレット状に細断し、得られたペレットを70℃で20時間除湿乾燥することにより熱可塑性ポリウレタン(以下、これをPU−2という)を製造した。得られたPU−2のレーザー透過率は15%であった。
[Production Example 2]
Production of Thermoplastic Polyurethane (PU-2) Poly (tetramethylene glycol) with a number average molecular weight of 3000 [abbreviation: PTMG3000], CHDM, BD and MDI, and a mass ratio of PTMG3000: CHDM: BD: MDI of 21.1: 6 .3: 15.8: 56.8 (content ratio of nitrogen atom derived from isocyanate group: 6.4% by mass) and the total supply amount thereof was 300 g / min. A thermoplastic polyurethane was produced by continuously supplying to a twin screw extruder (30 mmφ, L / D = 36, cylinder temperature: 75 to 260 ° C.) rotated coaxially by a pump, and performing continuous melt polymerization. The melt of the produced thermoplastic polyurethane was continuously extruded into water in a strand shape, then chopped into pellets with a pelletizer, and the resulting pellets were dehumidified and dried at 70 ° C. for 20 hours to obtain thermoplastic polyurethane (hereinafter referred to as “polyurethane polyurethane”). This is called PU-2). The obtained PU-2 had a laser transmittance of 15%.

[実施例1]
製造例1で得られたPU−1を単軸押出機(90mmφ)に仕込み、シリンダー温度215〜225℃、ダイス温度225℃にてリップ幅2.0mmのT−ダイより速度40cm/分で下向きに押出し、厚さ1.5mmのシートを作製した。
上記シートの表面を研削して厚さが1.2mmで均一なシートを作製し、直径510mmの円盤状に切り出した。さらに円盤状シートの研磨面となる片面に幅1.0mm、深さ0.7mm、ピッチ6.5mmの円溝を形成した。さらに中心から100mmの部分に、長辺が直径方向に平行となるように長方形(長辺57mm、短辺19mm、面積1083mm)の検出部分を研磨層の研磨面とは反対側の面に形成した。検出部分の厚さは0.5mmであり、他の部分の厚さは1.2mmであった。また、研磨層の研磨面とは反対側の面に、弾性層としてニッタ・ハース株式会社製「suba400」を貼り付けて複層型研磨パッドを形成した。このとき、弾性層で検出部分に接する部分は予め切り抜いて空隙を形成した。
[Example 1]
The PU-1 obtained in Production Example 1 was charged into a single screw extruder (90 mmφ), and downward at a speed of 40 cm / min from a T-die having a lip width of 2.0 mm at a cylinder temperature of 215 to 225 ° C. and a die temperature of 225 ° C. And a sheet having a thickness of 1.5 mm was produced.
The surface of the sheet was ground to produce a uniform sheet having a thickness of 1.2 mm, and cut into a disk shape having a diameter of 510 mm. Further, a circular groove having a width of 1.0 mm, a depth of 0.7 mm, and a pitch of 6.5 mm was formed on one surface which is a polishing surface of the disk-shaped sheet. Further, a rectangular (long side 57 mm, short side 19 mm, area 1083 mm 2 ) detection portion is formed on the surface opposite to the polishing surface of the polishing layer so that the long side is parallel to the diameter direction at a portion 100 mm from the center. did. The thickness of the detection part was 0.5 mm, and the thickness of the other part was 1.2 mm. In addition, “suba400” manufactured by Nitta Haas Co., Ltd. was attached as an elastic layer to the surface of the polishing layer opposite to the polishing surface to form a multilayer polishing pad. At this time, a portion of the elastic layer that was in contact with the detection portion was cut out in advance to form a void.

得られた複層型研磨パッドをAMAT社製研磨装置MIRRAに装着し、SEMATECH製パターンウエハSEMATECH854を研磨した結果、表面の銅膜が除去された段階で検出レーザー強度の明確な変化が認められ、光による研磨終点検出が可能であった。また、銅膜除去後のウエハ表面のスクラッチ数は100個以下であった。   As a result of attaching the obtained multilayer polishing pad to the polishing apparatus MIRRA made by AMAT and polishing the pattern wafer SEMATECH 854 made by SEMATECH, a clear change in the detected laser intensity was observed when the surface copper film was removed, Polishing end point detection by light was possible. The number of scratches on the wafer surface after removing the copper film was 100 or less.

[実施例2]
長辺40mm、短辺15mm、面積600mmおよび厚さ0.3mmの長方形の検出部分を形成したこと以外は実施例1と同様にして複層型研磨パッドを作製した。該パッドも光による研磨終点検出が可能であった。また、銅膜除去後のウエハ表面のスクラッチ数は100個以下であった。
[Example 2]
A multilayer polishing pad was prepared in the same manner as in Example 1 except that a rectangular detection portion having a long side of 40 mm, a short side of 15 mm, an area of 600 mm 2 and a thickness of 0.3 mm was formed. The polishing end point of the pad could also be detected by light. The number of scratches on the wafer surface after removing the copper film was 100 or less.

[実施例3]
長辺35mm、短辺10mm、面積350mmおよび厚さ0.7mmの長方形の検出部分を形成したこと以外は実施例1と同様にして複層型研磨パッドを作製した。該パッドも光による研磨終点検出が可能であった。また、銅膜除去後のウエハ表面のスクラッチ数は100個以下であった。
[Example 3]
A multilayer polishing pad was produced in the same manner as in Example 1 except that a rectangular detection portion having a long side of 35 mm, a short side of 10 mm, an area of 350 mm 2 and a thickness of 0.7 mm was formed. The polishing end point of the pad could also be detected by light. The number of scratches on the wafer surface after removing the copper film was 100 or less.

[比較例1]
製造例1で得られたPU−1を単軸押出機(90mmφ)に仕込み、シリンダー温度215〜225℃、ダイス温度225℃にてリップ幅3.5mmのT−ダイより速度40cm/分で下向きに押出し、厚さ3.1mmのシートを作製した。
上記シートの表面を研削して厚さが2.7mmで均一なシートを作製し、直径510mmの円盤状に切り出した。さらに円盤状シートの研磨面となる片面に幅1.0mm、深さ1.2mm、ピッチ6.5mmの円溝を形成した。さらに中心から100mmの部分に長辺が直径方向に平行となるように長方形(長辺57mm、短辺19mm、面積1083mm)の検出部分を形成した。検出部分の厚さは1.5mmであり、他の部分の厚さは2.7mmであった。また、研磨層の研磨面とは反対側の面に、弾性層としてニッタ・ハース株式会社製「suba400」を貼り付けて複層型研磨パッドを形成した。このとき、弾性層で検出部分に接する部分は予め切り抜いて空隙を形成した。
[Comparative Example 1]
The PU-1 obtained in Production Example 1 was charged into a single screw extruder (90 mmφ), and downward at a speed of 40 cm / min from a T-die having a lip width of 3.5 mm at a cylinder temperature of 215 to 225 ° C. and a die temperature of 225 ° C. And a sheet having a thickness of 3.1 mm was produced.
The surface of the sheet was ground to produce a uniform sheet having a thickness of 2.7 mm and cut into a disk shape having a diameter of 510 mm. Further, a circular groove having a width of 1.0 mm, a depth of 1.2 mm, and a pitch of 6.5 mm was formed on one surface which is a polishing surface of the disk-shaped sheet. Further, a rectangular detection portion (long side 57 mm, short side 19 mm, area 1083 mm 2 ) was formed at a portion 100 mm from the center so that the long side was parallel to the diameter direction. The thickness of the detection part was 1.5 mm, and the thickness of the other part was 2.7 mm. In addition, “suba400” manufactured by Nitta Haas Co., Ltd. was attached as an elastic layer to the surface of the polishing layer opposite to the polishing surface to form a multilayer polishing pad. At this time, a portion of the elastic layer that was in contact with the detection portion was cut out in advance to form a void.

得られた複層型研磨パッドをAMAT社製研磨装置MIRRAに装着し、SEMATECH製パターンウエハSEMATECH854を研磨した結果、表面の銅膜が除去された段階で検出レーザー強度の明確な変化が認められず、光による研磨終点検出ができなかった。また、銅膜除去後のウエハ表面のスクラッチ数は100個以下であった。   As a result of mounting the obtained multi-layer polishing pad on the polishing apparatus MIRRA manufactured by AMAT and polishing the SEMATECH patterned wafer SEMATECH 854, no clear change in the detected laser intensity was observed when the surface copper film was removed. The polishing end point could not be detected by light. The number of scratches on the wafer surface after removing the copper film was 100 or less.

[比較例2]
PU−1を製造例2で得られたPU−2に代えたこと以外は実施例1と同様の操作により複層型研磨パッドを製造した。該パッドは光による研磨終点検出ができなかった。また、銅膜除去後のウエハ表面のスクラッチ数は約1000個であった。
[Comparative Example 2]
A multilayer polishing pad was produced in the same manner as in Example 1 except that PU-1 was replaced with PU-2 obtained in Production Example 2. The pad could not detect the polishing end point by light. The number of scratches on the wafer surface after removing the copper film was about 1000.

本発明の研磨パッドを用いれば、研磨中における被研磨物の検査や研磨終点の測定を光学的手段により行うことができる。このような研磨パッドは、例えば半導体デバイス製造時におけるシリコンウエハや半導体ウエハの化学的機械的研磨などに有用である。   By using the polishing pad of the present invention, it is possible to inspect the object to be polished and measure the polishing end point during polishing by optical means. Such a polishing pad is useful for, for example, chemical mechanical polishing of a silicon wafer or a semiconductor wafer when manufacturing a semiconductor device.

Claims (13)

熱可塑性ポリウレタンのイソシアネート基由来の窒素原子の含有率が4.8〜6.0質量%である熱可塑性ポリウレタン組成物からなる研磨層を有する研磨パッドであって、
研磨層が検出部分および他の部分を有し、
検出部分の厚さが0.2〜1.0mmであり、
他の部分の厚さが1.1〜2.5mmである
研磨パッド。
A polishing pad having a polishing layer comprising a thermoplastic polyurethane composition having a content of nitrogen atoms derived from an isocyanate group of a thermoplastic polyurethane of 4.8 to 6.0% by mass,
The polishing layer has a detection portion and other portions;
The thickness of the detection part is 0.2 to 1.0 mm,
A polishing pad having a thickness of the other part of 1.1 to 2.5 mm.
下記測定条件での熱可塑性ポリウレタン組成物のレーザー透過率が20〜60%である、請求項1に記載の研磨パッド。
試験片:熱可塑性ポリウレタン組成物からなるシート
試験片の厚さ:0.5mm
レーザーの波長:660nm
レーザーの出力:310μW
検出ヘッドと出力ヘッドとの距離:10cm
試験片の測定位置:検出ヘッドと出力ヘッドとの中間
The polishing pad according to claim 1, wherein the laser transmittance of the thermoplastic polyurethane composition under the following measurement conditions is 20 to 60%.
Test piece: Sheet made of thermoplastic polyurethane composition Test piece thickness: 0.5 mm
Laser wavelength: 660 nm
Laser power: 310μW
Distance between detection head and output head: 10 cm
Test piece measurement position: intermediate between detection head and output head
検出部分の面積が100〜2,000mmである、請求項1または2に記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 1, wherein the detection portion has an area of 100 to 2,000 mm 2 . 検出部分の平面形状が短辺10〜25mmおよび長辺10〜80mmの長方形である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の研磨パッド。   The polishing pad according to any one of claims 1 to 3, wherein a planar shape of the detection portion is a rectangle having a short side of 10 to 25 mm and a long side of 10 to 80 mm. 熱可塑性ポリウレタンが高分子ジオール、有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤を反応させることによって得られるものである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の研磨パッド。   The polishing pad according to any one of claims 1 to 4, wherein the thermoplastic polyurethane is obtained by reacting a polymer diol, an organic diisocyanate, and a chain extender. 高分子ジオールの数平均分子量が1,400〜3,600である、請求項5に記載の研磨パッド。   The polishing pad according to claim 5, wherein the polymer diol has a number average molecular weight of 1,400 to 3,600. 高分子ジオールがポリエステルジオールおよび/またはポリエーテルジオールを含有する、請求項5または6に記載の研磨パッド。   The polishing pad according to claim 5 or 6, wherein the polymer diol contains a polyester diol and / or a polyether diol. 高分子ジオールが炭素数6〜12のジオールに由来する構造単位を有するポリエステルジオールを含有する、請求項5または6に記載の研磨パッド。   The polishing pad according to claim 5 or 6, wherein the polymer diol contains a polyester diol having a structural unit derived from a diol having 6 to 12 carbon atoms. 高分子ジオールがポリ(エチレングリコール)、ポリ(テトラメチレングリコール)、ポリ(ノナメチレンアジペート)、ポリ(2−メチル−1,8−オクタメチレンアジペート)、ポリ(2−メチル−1,8−オクタメチレン−co−ノナメチレンアジペート)およびポリ(3−メチル−1,5−ペンタメチレンアジペート)からなる群より選ばれる少なくとも一つであり、
有機ジイソシアネートが4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネートおよびイソホロンジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも一つであり、
鎖伸長剤が1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールおよび1,4−シクロヘキサンジメタノールからなる群より選ばれる少なくとも一つである、請求項5または6に記載の研磨パッド。
High molecular diols are poly (ethylene glycol), poly (tetramethylene glycol), poly (nonamethylene adipate), poly (2-methyl-1,8-octamethylene adipate), poly (2-methyl-1,8-octa) Methylene-co-nonamethylene adipate) and poly (3-methyl-1,5-pentamethylene adipate), and at least one selected from the group consisting of
The organic diisocyanate is at least one selected from the group consisting of 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate and isophorone diisocyanate;
The chain extender is at least selected from the group consisting of 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol and 1,4-cyclohexanedimethanol The polishing pad according to claim 5, wherein the number is one.
高分子ジオールの質量と有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤の合計質量との質量比([高分子ジオールの質量]/[有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤の合計質量])が10/90〜50/50である、請求項5〜9のいずれか一項に記載の研磨パッド。   The mass ratio ([mass of polymer diol] / [total mass of organic diisocyanate and chain extender]) between the mass of the polymer diol and the total mass of the organic diisocyanate and the chain extender is 10/90 to 50/50. The polishing pad as described in any one of Claims 5-9. 研磨層の研磨面とは反対側の面に弾性層が積層されている、請求項1〜10のいずれか一項に記載の研磨パッド。   The polishing pad according to any one of claims 1 to 10, wherein an elastic layer is laminated on a surface of the polishing layer opposite to the polishing surface. 研磨層の検出部分の上に位置する弾性層の部分が空隙であるか、または該空隙に透明部材がはめ込まれている、請求項11に記載の研磨パッド。   The polishing pad according to claim 11, wherein a portion of the elastic layer located on the detection portion of the polishing layer is a void, or a transparent member is fitted in the void. 請求項1〜12のいずれか一項に記載の研磨パッドを用いる研磨方法。   A polishing method using the polishing pad according to claim 1.
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