JP2019177455A

JP2019177455A - 研磨パッド、研磨パッドの製造方法、及び光学材料又は半導体材料の表面を研磨する方法

Info

Publication number: JP2019177455A
Application number: JP2018068376A
Authority: JP
Inventors: 立馬松岡; Ryuma Matsuoka; 栗原　浩; Hiroshi Kurihara; 浩栗原; さつき鳴島; Satsuki Narushima; 大和 ▲高▼見沢; Yamato TAKAMIZAWA
Original assignee: Fujibo Holdins Inc
Current assignee: Fujibo Holdins Inc
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2018-03-30
Publication date: 2019-10-17

Abstract

【課題】被研磨物におけるディフェクトを抑制し、平坦なトポグラフィーを達成でき、ディフェクト性能及びトポグラフィー性能に優れた研磨パッドを提供することを目的とする。
【解決手段】ポリウレタン樹脂を含む研磨層を有する研磨パッドであって、
前記ポリウレタン樹脂が、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー及び硬化剤を含む硬化性樹脂組成物の硬化物であり、前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマーが、分子量５０〜３００のアルキレングリコールを含むポリオール成分とポリイソシアネート成分との反応生成物であり、前記アルキレングリコールの含有量が前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマー全体に対して０重量％を超え５重量％未満である、前記研磨パッド。
【選択図】なし

Description

本発明は、研磨パッド、研磨パッドの製造方法、及び光学材料又は半導体材料の表面を研磨する方法に関する。本発明の研磨パッドは、光学材料、半導体ウエハ、半導体デバイス、ハードディスク用基板等の研磨に用いられ、特に半導体ウエハの上に酸化物層、金属層等が形成されたデバイスを研磨するのに好適に用いられる。

光学材料、半導体ウエハ、ハードディスク基板、液晶用ガラス基板、半導体デバイスは非常に精密な平坦性が要求される。また、半導体デバイスの研磨においては、近年の集積回路の微細化・高密度化に伴い、被研磨物のスクラッチ（傷）等のディフェクト（欠陥）の抑制や平坦なトポグラフィー（ディッシング・エロージョン等の抑制）について、より厳密なレベルが要求されるようになってきている。このような各種材料の表面を平坦に研磨するために、硬質研磨パッドが一般的に用いられている。

現在、多くの硬質研磨パッドは、ポリオール成分とイソシアネート成分との反応物であるウレタンプレポリマーに、硬化剤としてポリアミン類又はポリオール類、添加剤として発泡剤・触媒等を混合してポリウレタン組成物を製造し、当該ポリウレタン組成物を硬化させる、いわゆるプレポリマー法により製造されている。ウレタンプレポリマーの多くは、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）やジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）などのイソシアネート成分、ポリオキシテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）やポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）などの高分子量ポリオール、及びジエチレングリコール（ＤＥＧ）などの低分子量ポリオールから製造され、研磨パッド用ウレタンプレポリマーには、低分子量ポリオールとしてジエチレングリコール（ＤＥＧ）のみを用いたものが一般的に使用されている。

しかし、本発明者らが検討したところ、後述の比較例で示すように、低分子量グリコールとしてジエチレングリコール（ＤＥＧ）のみを含むイソシアネート末端ウレタンプレポリマーから形成した研磨パッドは、被研磨物において、ディフェクトが発生し、平坦なトポグラフィーが得られないことがわかった。

以上のように、被研磨物におけるディフェクトを抑制し、平坦なトポグラフィーを達成でき、ディフェクト性能及びトポグラフィー性能に優れる研磨パッドが望まれている。

本発明は、被研磨物におけるディフェクトを抑制し、平坦なトポグラフィーを達成でき、ディフェクト性能及びトポグラフィー性能に優れる研磨パッド、研磨パッドの製造方法、及び光学材料又は半導体材料の表面を研磨する方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意研究した結果、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーの成分としてジエチレングリコール（ＤＥＧ）の代わりに特定のアルキレングリコールを用いることで上記課題を解決できることを知見し、本発明を完成するに至った。本発明の具体的態様は以下のとおりである。
なお、本明細書において、「〜」を用いて数値範囲を表す際は、その範囲は両端の数値
を含むものとする。

[１] ポリウレタン樹脂を含む研磨層を有する研磨パッドであって、
前記ポリウレタン樹脂が、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー及び硬化剤を含む硬化性樹脂組成物の硬化物であり、前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマーが、分子量５０〜３００のアルキレングリコールを含むポリオール成分とポリイソシアネート成分との反応生成物であり、前記アルキレングリコールの含有量が前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマー全体に対して０重量％を超え５重量％未満である、前記研磨パッド。
[２] 前記アルキレングリコールが、分子末端に水酸基を有する直鎖状の化合物である、[１]に記載の研磨パッド。
[３] 前記アルキレングリコールが１，４−ブタンジオールである、[２]に記載の研磨パッド。
[４] 前記ポリイソシアネート成分がトリレンジイソシアネートを含む、[１]〜[３]のいずれか１つに記載の研磨パッド。
[５] 前記ポリオール成分がポリオキシテトラメチレングリコールをさらに含む、[１]〜[４]のいずれか１つに記載の研磨パッド。
[６] 前記硬化剤が３，３’−ジクロロ−４，４’−ジアミノジフェニルメタンを含む、[１]〜[５]のいずれか１つに記載の研磨パッド。
[７] 前記硬化性樹脂組成物が微小中空球体をさらに含む、[１]〜[６]のいずれか１つに記載の研磨パッド。
[８] [１]〜[７]のいずれか１つに記載の研磨パッドの製造方法であって、
前記研磨層を成形する工程を含む、前記方法。
[９] 光学材料又は半導体材料の表面を研磨する方法であって、[１]〜[７]のいずれか１つに記載の研磨パッドを使用する、前記方法。

本発明の研磨パッドは、被研磨物におけるディフェクトを抑制し、平坦なトポグラフィーを達成でき、ディフェクト性能及びトポグラフィー性能に優れる。

（作用）
本発明では、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーに含まれるポリオール成分として、従来使用されていたジエチレングリコールの代わりに分子量５０〜３００のアルキレングリコールを使用する。

本発明者らは、予想外にも分子量５０〜３００のアルキレングリコールを用いることにより、被研磨物におけるディフェクトを抑制し、平坦なトポグラフィーを達成でき、ディフェクト性能及びトポグラフィー性能に優れる研磨パッドが得られることを見出した。これらの特性が得られる理由の詳細は明らかではないが、以下のように推察される。

従来使用されていたジエチレングリコールは２つの水酸基の間の分子鎖内に酸素原子を含むため親水性が高く、一方、分子量５０〜３００のアルキレングリコールは２つの水酸基の間の分子鎖が炭素原子及び水素原子のみにより形成されているため疎水性が高い（親水性が低い）ものと推察される。そして、これらのグリコールを原料としたイソシアネート末端プレポリマーもそれぞれ同様の特性を有するものと思われる。研磨層の成分であるイソシアネート末端プレポリマーの親水性が高いと、研磨時に水を含むスラリーを研磨層側に引き付けやすく、スラリー中に存在する研磨くず等も併せて引き付けるため、スクラッチやディッシング・エロージョンが発生しやすくなると思われる。一方、研磨層の成分であるイソシアネート末端プレポリマーの疎水性が高いと、スラリー中に存在する研磨くず等を引き付けにくくなり、スクラッチやディッシング・エロージョンが発生しにくくなると思われる。

以下、本発明の研磨パッド、研磨パッドの製造方法、及び光学材料又は半導体材料の表面を研磨する方法について、説明する。

本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂を含む研磨層を有し、前記ポリウレタン樹脂が、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー及び硬化剤を含む硬化性樹脂組成物の硬化物であり、前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマーが、分子量５０〜３００のアルキレングリコールを含むポリオール成分とポリイソシアネート成分とからなる化合物（反応生成物）であり、前記アルキレングリコールの含有量が前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマー全体に対して０重量％を超え５重量％未満である。

本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂を含む研磨層を有する。研磨層は被研磨材料に直接接する位置に配置され、研磨パッドのその他の部分は、研磨パッドを支持するための材料、例えば、ゴムなどの弾性に富む材料で構成されてもよい。研磨パッドの剛性によっては、研磨層を研磨パッドとすることができる。

本発明の研磨パッドは、被研磨物におけるディフェクトを抑制し、平坦なトポグラフィーを達成でき、ディフェクト性能及びトポグラフィー性能に優れることを除けば、一般的な研磨パッドと形状に大きな差異は無く、一般的な研磨パッドと同様に使用することができ、例えば、研磨パッドを回転させながら研磨層を被研磨材料に押し当てて研磨することもできるし、被研磨材料を回転させながら研磨層に押し当てて研磨することもできる。

本発明の研磨パッドは、一般に知られたモールド成形、スラブ成形等の製造法より作成できる。まずは、それら製造法によりポリウレタンのブロックを形成し、ブロックをスライス等によりシート状とし、ポリウレタン樹脂から形成される研磨層を成形し、支持体などに貼り合わせることによって製造される。あるいは支持体上に直接研磨層を成形することもできる。

より具体的には、研磨層は、研磨層の研磨面とは反対の面側に両面テープが貼り付けられ、所定形状にカットされて、本発明の研磨パッドとなる。両面テープに特に制限はなく、当技術分野において公知の両面テープの中から任意に選択して使用することが出来る。また、本発明の研磨パッドは、研磨層のみからなる単層構造であってもよく、研磨層の研磨面とは反対の面側に他の層（下層、支持層）を貼り合わせた複層からなっていてもよい。

研磨層は、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー及び硬化剤を含む硬化性樹脂組成物を調製し、当該硬化性樹脂組成物を硬化させることによって成形される。

研磨層は発泡ポリウレタン樹脂から構成することができるが、発泡は微小中空球体を含む発泡剤をポリウレタン樹脂中に分散させて行うことができる。この場合、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー、硬化剤、及び発泡剤を含む硬化性樹脂組成物を調製し、当該硬化性樹脂組成物を発泡硬化させることによって成形することができる。

硬化性樹脂組成物は、例えば、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーを含むＡ液と、硬化剤成分を含むＢ液とを混合して調製する２液型の組成物とすることもできる。それ以外の成分はＡ液に入れても、Ｂ液に入れてもよいが、不具合を生じる場合はさらに複数の液に分割して３液以上の液を混合して構成される組成物とすることができる。

本発明において、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーは、分子量５０〜３００のアルキレングリコールを含むポリオール成分とポリイソシアネート成分とを反応させることにより得られる生成物である。

イソシアネート末端ウレタンプレポリマーのＮＣＯ当量（ｇ／ｅｑ）としては、５００未満が好ましく、３５０〜４９５がより好ましく、４００〜４９０が最も好ましい。ＮＣＯ当量（ｇ／ｅｑ）が上記数値範囲内であることにより、適度な研磨性能の研磨パッドが得られ、ＮＣＯ当量（ｇ／ｅｑ）が３５０を下回ると得られる研磨パッドの硬度が大きくなりディフェクト性能が低下してしまい好ましくない。また、ＮＣＯ当量（ｇ／ｅｑ）が５００を上回ると得られる研磨パッドの硬度が小さくなり平坦化性能が低下してしまう傾向になり好ましくない。

イソシアネート末端ウレタンプレポリマーにポリオール成分として含まれる、アルキレングリコールの分子量は、５０〜３００であり、６０〜２５０が好ましく、７０〜２００が最も好ましい。アルキレングリコールの分子量が上記数値範囲内であることにより、ＮＣＯ当量（ｇ／ｅｑ）の調整が可能であるが、分子量が５０未満であるとプレポリマーを製造する際に反応性が高く反応速度のコントロールが難しく、分子量が３００より大きいとＮＣＯ当量（ｇ／ｅｑ）の調整に多量のポリアルキレングリコールが必要となるため親水性が高くなり好ましくない。

分子量５０〜３００のアルキレングリコールのイソシアネート末端ウレタンプレポリマー全体に対する含有量は、０重量％を超え５重量％未満であり、０．５〜４重量％が好ましく、１〜３重量％が最も好ましい。アルキレングリコールの含有量が上記数値範囲内であることにより、被研磨物におけるディフェクトを抑制し、平坦なトポグラフィーを達成できる。

分子量５０〜３００のアルキレングリコールとしては、特に限定されないが、直鎖状、分岐状のものを使用することができ、また、分子末端に水酸基を有するものを使用することができる。分子量５０〜３００のアルキレングリコールとしては、例えば、エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、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、１，９−ノナンジオール、１，１０−デカンジオール、１，１１−ウンデカンジオール、１，１２−ドデカンジオール等を使用することができ、ＮＣＯ当量（ｇ／ｅｑ）の調整の観点から、従来用いられているジエチレングリコールと分子量が近いため１，４−ブタンジオールを使用することが好ましい。

本発明においては、従来使用されていたジエチレングリコールの全部又は一部に代えて分子量５０〜３００のアルキレングリコールを用いてイソシアネート末端ウレタンプレポリマーを製造することができる。

イソシアネート末端ウレタンプレポリマーに含まれる、分子量５０〜３００のアルキレングリコール以外のポリオール成分としては、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、ヘキサエチレングリコールなどの低分子量（分子量５０〜３００の）ポリオキシアルキレングリコール；ポリオキシテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのポリエーテルポリオール；エチレングリコールとアジピン酸との反応物やブチレングリコールとアジピン酸との反応物等のポリエステルポリオール；ポリカーボネートポリオール；ポリカプロラクトンポリオール；等が挙げられる。
この中でも、プレポリマーの取扱い性や得られる研磨パッドの機械的強度等の観点から、ポリオキシテトラメチレングリコールを使用することが好ましい。また、ポリオキシテトラメチレングリコールの数平均分子量としては、５００〜２０００が好ましく、６００〜１０００がより好ましく、６５０〜８５０が最も好ましい。

イソシアネート末端ウレタンプレポリマーは、ポリオール成分として挙げた上述の低分子量（分子量５０〜３００の）ポリオキシアルキレングリコールを含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。低分子量（分子量５０〜３００の）ポリオキシアルキレングリコールとしては、ポリオール成分として挙げた上述のものを使用することができる。
イソシアネート末端ウレタンプレポリマーが分子量５０〜３００のポリオキシアルキレングリコールを含む場合、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー全体に対するその含有量は、０重量％を超え３重量％未満が好ましく、０．１〜２．８重量％がより好ましく、０．２〜２．５重量％が最も好ましい。また、ここで、「低分子量（分子量５０〜３００の）ポリオキシアルキレングリコールを含まない」とは意図的な添加物として含有しないことを意味し、不純物として含まれる場合であっても、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー全体に対して０．１質量％以下が好ましく、０．０５質量％以下がより好ましく、０．０１質量％以下が最も好ましい。低分子量（分子量５０〜３００の）ポリオキシアルキレングリコールの含有量が上記数値範囲内であることにより、被研磨物におけるディフェクトを抑制し、平坦なトポグラフィーを達成できる。

イソシアネート末端ウレタンプレポリマーに含まれるポリイソシアネート成分としては、例えば、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、２，６−トリレンジイソシアネート（２，６−ＴＤＩ）、２，４−トリレンジイソシアネート（２，４−ＴＤＩ）、ナフタレン−１，４−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート（ＭＤＩ）、４，４’−メチレン−ビス（シクロヘキシルイソシアネート）（水添ＭＤＩ）、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ビフェニルジイソシアネート、３，３’−ジメチルジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、キシリレン−１，４−ジイソシアネート、４，４’−ジフェニルプロパンジイソシアネート、トリ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、プロピレン−１，２−ジイソシアネート、ブチレン−１，２−ジイソシアネート、シクロヘキシレン−１，２−ジイソシアネート、シクロヘキシレン−１，４−ジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソチオシアネート、キシリレン−１，４−ジイソチオシアネート、エチリジンジイソチオシアネート等が挙げられる。
この中でも、得られる研磨パッドの研磨特性や機械的強度等の観点から、２，６−トリレンジイソシアネート（２，６−ＴＤＩ）、２，４−トリレンジイソシアネート（２，４−ＴＤＩ）等のトリレンジイソシアネートを使用することが好ましい。

硬化性樹脂組成物に含まれる硬化剤としては、例えば、以下に説明するアミン系硬化剤が挙げられる。
アミン系硬化剤を構成するポリアミンとしては、例えば、ジアミンが挙げられ、これには、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどのアルキレンジアミン；イソホロンジアミン、ジシクロヘキシルメタン−４，４’−ジアミンなどの脂肪族環を有するジアミン；３，３’−ジクロロ−４，４’−ジアミノジフェニルメタン（別名：メチレンビス−ｏ−クロロアニリン）（以下、ＭＯＣＡと略記する。）などの芳香族環を有するジアミン；２−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、２−ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、ジ−２−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、ジ−２−ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、２−ヒドロキシプロピルエチレンジアミン、ジ−２−ヒドロキシプロピルエチレンジアミン等の水酸基を有するジアミン、特にヒドロキシアルキルアルキレンジアミン；等が挙げられる。また、３官能のトリアミン化合物、４官能以上のポリアミン化合物も使用可能である。

特に好ましい硬化剤は、前述したＭＯＣＡであり、このＭＯＣＡの化学構造は、以下のとおりである。

硬化剤全体の量は、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーのＮＣＯのモル数に対する、硬化剤のＮＨ_２のモル数の比率（ＮＨ_２のモル数／ＮＣＯのモル数）が、好ましくは０．７〜１．１、より好ましくは０．７５〜１．０、最も好ましくは０．８〜０．９５となる量を用いる。

本発明において、硬化性樹脂組成物は微小中空球体をさらに含むことができる。
微小中空球体をポリウレタン樹脂に混合することによって発泡体を形成することができる。微小中空球体とは、熱可塑性樹脂からなる外殻（ポリマー殻）と、外殻に内包される低沸点炭化水素とからなる未発泡の加熱膨張性微小球状体を、加熱膨張させたものをいう。前記ポリマー殻としては、例えば、アクリロニトリル−塩化ビニリデン共重合体、アクリロニトリル−メチルメタクリレート共重合体、塩化ビニル−エチレン共重合体などの熱可塑性樹脂を用いることができる。同様に、ポリマー殻に内包される低沸点炭化水素としては、例えば、イソブタン、ペンタン、イソペンタン、石油エーテル等を用いることができる。

その他に当業界で一般的に使用される触媒などを硬化性樹脂組成物に添加しても良い。
また、上述したポリイソシアネート成分を硬化性樹脂組成物に後から追加で添加することもでき、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーと追加のポリイソシアネート成分との合計重量に対する追加のポリイソシアネート成分の重量割合は、０．１〜１０重量％が好ましく、０．５〜８重量％がより好ましく、１〜５重量％が特に好ましい。
ポリウレタン樹脂硬化性組成物に追加で添加するポリイソシアネート成分としては、上述のポリイソシアネート成分を特に限定なく使用することができるが、４，４’−メチレン−ビス（シクロヘキシルイソシアネート）（水添ＭＤＩ）が好ましい。

本発明の研磨パッドにおける研磨層は、水に対する接触角が７０°より大きいことが好ましく、７５°以上であることがより好ましく、８０°以上が最も好ましい。接触角が７０°以下であると親水性が高くなってしまい、研磨くずを含むスラリーを保持する時間が長くなってしまうため、ディフェクトが大きくなる傾向がある。本発明において、水の接触角は、後述する自動接触角計（協和界面科学株式会社製ＤｒｏｐＭａｓｔｅｒ５００）による液滴法にて測定したものを意味する。

本発明を以下の例により実験的に説明するが、以下の説明は、本発明の範囲が以下の例に限定して解釈されることを意図するものではない。

（材料）
以下の例で使用した材料を列挙する。

・イソシアネート末端ウレタンプレポリマー：
プレポリマー（１）・・・ポリイソシアネート成分としてトリレンジイソシアネート、ポリオール成分として数平均分子量６５０のポリテトラメチレンエーテルグリコール及び１，４−ブタンジオール（プレポリマー全体に対して１重量％）を含むＮＣＯ当量４８４のウレタンプレポリマー
プレポリマー（２）・・・ポリイソシアネート成分としてトリレンジイソシアネート、ポリオール成分として数平均分子量６５０のポリテトラメチレンエーテルグリコール及び１，４−ブタンジオール（プレポリマー全体に対して２重量％）を含むＮＣＯ当量４５９のウレタンプレポリマー
プレポリマー（３）・・・ポリイソシアネート成分としてトリレンジイソシアネート、ポリオール成分として数平均分子量６５０のポリテトラメチレンエーテルグリコール及び１，４−ブタンジオール（プレポリマー全体に対して３重量％）を含むＮＣＯ当量４３９のウレタンプレポリマー
プレポリマー（４）・・・ポリイソシアネート成分としてトリレンジイソシアネート、ポリオール成分として数平均分子量６５０のポリテトラメチレンエーテルグリコール、１，４−ブタンジオール（プレポリマー全体に対して１重量％）、及びジエチレングリコール（プレポリマー全体に対して１重量％）を含むＮＣＯ当量４４１のウレタンプレポリマー
プレポリマー（５）・・・ポリイソシアネート成分としてトリレンジイソシアネート、ポリオール成分として数平均分子量６５０のポリテトラメチレンエーテルグリコール、数平均分子量１０００のポリテトラメチレンエーテルグリコール、及びジエチレングリコール（プレポリマー全体に対して５重量％）を含むＮＣＯ当量４３７のウレタンプレポリマー

・硬化剤：
ＭＯＣＡ・・・３，３’−ジクロロ−４，４’−ジアミノジフェニルメタン（別名：メチレンビス−ｏ−クロロアニリン）（ＮＨ_２当量＝１３３．５）
・微小中空球体の商品名：
日本フィライト社製 EXPANCEL 551DE40d42

（実施例１）
Ａ成分としてプレポリマー（１）を１００ｇ、Ｂ成分として硬化剤であるＭＯＣＡを２４ｇ、Ｃ成分として微小中空球体（EXPANCEL 551DE40d42）４．５ｇをそれぞれ準備した。なお、Ａ成分のプレポリマーのＮＣＯのモル数に対する、Ｂ成分のアミン系硬化剤のＮＨ_２のモル数の比率（ＮＨ_２のモル数／ＮＣＯのモル数）は０．８７である。なお、比率を示すためｇ表示として記載しており、ブロックの大きさに応じて必要な重量（部）を準備する。以下同様にｇ（部）表記で記載する。
Ａ成分とＣ成分とを混合し、Ａ成分とＣ成分の混合物を減圧脱泡した後、Ａ成分とＣ成分の混合物及びＢ成分を混合機に供給した。
得られた混合液を８０℃に加熱した型枠に注型し、１時間加熱し硬化させた後、形成された樹脂発泡体を型枠から抜き出し、その後１２０℃で５時間キュアリングした。この発泡体を１．３ｍｍ厚にスライスしてウレタンシートを作成し、研磨パッドを得た。

（実施例２）
実施例１のＡ成分のプレポリマー（１）１００ｇに代えて、プレポリマー（２）を１００ｇ準備した。
以降、実施例１と同様にしてウレタンシートを作成し、研磨パッドを得た。

（実施例３）
実施例１のＡ成分のプレポリマー（１）１００ｇに代えて、プレポリマー（３）を１００ｇ準備した。
以降、実施例１と同様にしてウレタンシートを作成し、研磨パッドを得た。

（実施例４）
実施例１のＡ成分のプレポリマー（１）１００ｇに代えて、プレポリマー（４）を１００ｇ準備した。
以降、実施例１と同様にしてウレタンシートを作成し、研磨パッドを得た。

（比較例１）
実施例１のＡ成分のプレポリマー（１）１００ｇに代えて、プレポリマー（５）を１００ｇ準備した。
以降、実施例１と同様にしてウレタンシートを作成し、研磨パッドを得た。

（試験方法）
実施例１〜４及び比較例１それぞれの研磨パッドについて、以下の接触角の測定、及びディフェクトによる評価を行った。

（接触角）
実施例１〜４及び比較例１それぞれのウレタンシートの表面について、水の接触角を測定した。水の接触角は、自動接触角計（協和界面科学株式会社製ＤｒｏｐＭａｓｔｅｒ５００）による液滴法にて測定した。すなわち、自動接触角計の注射器に蒸留水を入れ、温度２０℃、湿度５０％の条件の下に、注射針から水滴１滴（１μＬ）を研磨シート表面に滴下し、滴下してから３００秒後の接触角を読み取った。

（ディフェクト）
ディフェクトの評価は、以下の研磨試験の条件に基づき、２５枚の基板を研磨し、研磨加工後の２１〜２５枚目の基板５枚について、ウエハ表面検査装置（ＫＬＡテンコール社製、ＳｕｒｆｓｃａｎＳＰ２ｘｐＤＬＳ)の高感度測定モードにて測定し、研磨くずに起因するスクラッチの個数を評価した。ディフェクトの評価では、１２インチ(３００ｍｍ＜ｂ)ウエハに０．１６μｍ以上のディフェクトが２００個未満を○、２００個以上を×とした。

（研磨試験の条件）
・使用研磨機：荏原製作所社製、Ｆ−ＲＥＸ３００
・Ｄｉｓｋ：３ＭＡ１８８（#１００）
・回転数：（定盤)７０ｒｐｍ、（トツプリング)７１ｒｐｍ
・研磨圧力:３．５ｐｓｉ
・研磨剤：キャボット社製、品番:ＳＳ２５（ＳＳ２５原液：純粋=重量比１：１の混合液を使用）
・研磨剤温度：２０℃
・研磨剤吐出量:２００ｍｌ/ｍｉｎ
・使用ワーク（被研磨物）：１２インチシリコンウエハ上にテトラエトキシシランをＰＥ-ＣＶＤで絶縁膜１μｍの厚さになるように形成した基板
研磨の初期温度が２０℃から研磨中にパッド表面温度が上昇し、４０〜５０℃になる。

以上の結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例１〜４の研磨パッドは、接触角が７５°以上であり、比較例１の研磨パッドに比べて疎水性が高く、スクラッチの発生を抑制することができた。また、実施例１〜４及び比較例１の結果より、研磨パッドの接触角は、疎水性の高いアルキレングリコールである１，４−ブタンジオールの添加量を増やす程、又は親水性が高いポリオキシアルキレングリコールであるジエチレングリコールの添加量を減らす程、増加する傾向であることがわかった。

以上の結果より、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー全体に対する１，４−ブタンジオールの含有量が０重量％を超え５重量％未満である研磨パッドが、被研磨物におけるディフェクトを抑制し、平坦なトポグラフィーを達成でき、ディフェクト性能及びトポグラフィー性能に優れることが確認できた。

Claims

ポリウレタン樹脂を含む研磨層を有する研磨パッドであって、
前記ポリウレタン樹脂が、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー及び硬化剤を含む硬化性樹脂組成物の硬化物であり、前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマーが、分子量５０〜３００のアルキレングリコールを含むポリオール成分とポリイソシアネート成分との反応生成物であり、前記アルキレングリコールの含有量が前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマー全体に対して０重量％を超え５重量％未満である、前記研磨パッド。
前記アルキレングリコールが、分子末端に水酸基を有する直鎖状の化合物である、請求項１に記載の研磨パッド。
前記アルキレングリコールが１，４−ブタンジオールである、請求項２に記載の研磨パッド。
前記ポリイソシアネート成分がトリレンジイソシアネートを含む、請求項１〜３のいずれか１つに記載の研磨パッド。
前記ポリオール成分がポリオキシテトラメチレングリコールをさらに含む、請求項１〜４のいずれか１つに記載の研磨パッド。
前記硬化剤が３，３’−ジクロロ−４，４’−ジアミノジフェニルメタンを含む、請求項１〜５のいずれか１つに記載の研磨パッド。
前記硬化性樹脂組成物が微小中空球体をさらに含む、請求項１〜６のいずれか１つに記載の研磨パッド。
請求項１〜７のいずれか１つに記載の研磨パッドの製造方法であって、
前記研磨層を成形する工程を含む、前記方法。
光学材料又は半導体材料の表面を研磨する方法であって、請求項１〜７のいずれか１つに記載の研磨パッドを使用する、前記方法。