JP2020157414A - Polishing pad, method for producing polishing pad and method for polishing surface of optical material or semiconductor material - Google Patents

Polishing pad, method for producing polishing pad and method for polishing surface of optical material or semiconductor material Download PDF

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Abstract

To provide a polishing pad where a non-MOCA-based curing agent is used and a time from the supply start of a slurry to stabilization in a high polishing rate level is short.SOLUTION: In a polishing pad having a polishing layer containing a polyurethane resin, the polyurethane resin is the cured product of a curable resin composition containing an isocyanate terminal urethane prepolymer and a curing agent; the curing agent contains an amine-based curing agent expressed as formula (I). (In formula (I), A is a direct coupling or divalent group; R1 and R2 are each independently hydrogen atom and alkyl, aralkyl, aryl, heteroaryl, cycloalkyl and heterocycloalkyl which each may be substituted; and n is an integer of 0 or more.)SELECTED DRAWING: None

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。 The present invention relates to a polishing pad, a method for manufacturing a polishing pad, and a method for polishing the surface of an optical material or a semiconductor material. The polishing pad of the present invention is used for polishing optical materials, semiconductor wafers, semiconductor devices, substrates for hard disks, etc., and is particularly suitable for polishing devices in which an oxide layer, a metal layer, etc. are formed on a semiconductor wafer. Used for.

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。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。 Optical materials, semiconductor wafers, hard disk substrates, glass substrates for liquid crystals, and semiconductor devices are required to have extremely precise flatness. A hard polishing pad is generally used to polish the surface of such various materials flatly.

硬質研磨パッドを用いた研磨においては、研磨パッド上にスラリー(砥液)を供給し、被研磨物と研磨パッドとの間にスラリーが存在する状態において研磨が行われる。スラリーは、砥粒を純水に分散させ用途に応じて薬液を添加したものである。研磨パッドとスラリーとの馴染みが良く研磨パッドがスラリーを速やかに保持することができると、研磨の立ち上がり時間(スラリーの供給開始から研磨レートが高い水準において安定化するまでの時間)が短くなり、より効率的な研磨が可能となる。しかし、従来の研磨パッドにおいては、研磨パッドとスラリーとの馴染みが悪く研磨の立ち上がり時間が長くなってしまうことがあった。 In polishing using a hard polishing pad, a slurry (abrasive liquid) is supplied on the polishing pad, and polishing is performed in a state where the slurry exists between the object to be polished and the polishing pad. The slurry is obtained by dispersing abrasive grains in pure water and adding a chemical solution according to the application. If the polishing pad and the slurry are well-adapted and the polishing pad can hold the slurry quickly, the polishing start-up time (the time from the start of the supply of the slurry to the stabilization at a high polishing rate) becomes short. More efficient polishing becomes possible. However, in the conventional polishing pad, the polishing pad and the slurry are not well-matched, and the polishing start-up time may become long.

また、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。上記硬化剤としては、取扱い性が良好で得られるポリウレタン組成物の動的性能に優れている点から、芳香族ジアミンである3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノジフェニルメタン(MOCA)が最もよく用いられている。 Further, at present, many hard polishing pads have a polyurethane composition in which polyamines or polyols as a curing agent and a foaming agent / catalyst as an additive are mixed with a urethane prepolymer which is a reaction product of a polyol component and an isocyanate component. It is manufactured by a so-called prepolymer method in which a product is manufactured and the polyurethane composition is cured. As the curing agent, 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane (MOCA), which is an aromatic diamine, is used because it is easy to handle and the resulting polyurethane composition has excellent dynamic performance. Most commonly used.

しかし、上記のMOCAは、発ガン性物質の疑いが持たれているとともに、塩素化合物であるため、焼却時に猛毒であるダイオキシンの発生を誘発し、また、酸性ガスを発生させる虞がある。このため、MOCAは人体及び環境に有害な物質として指摘されている。このような状況から、MOCAの代替となる硬化剤を用いることが要望されている。 However, since the above MOCA is suspected to be a carcinogenic substance and is a chlorine compound, it may induce the generation of dioxin, which is highly toxic at the time of incineration, and may generate acid gas. Therefore, MOCA has been pointed out as a substance harmful to the human body and the environment. Under these circumstances, it is desired to use a curing agent as an alternative to MOCA.

特許文献1には、非MOCA系の硬化剤として、ビス−(アルキルチオ)芳香族ジアミン等を脂肪族トリオールと併せて用いて製造された研磨パッドが開示されている。 Patent Document 1 discloses a polishing pad manufactured by using bis- (alkylthio) aromatic diamine or the like in combination with an aliphatic triol as a non-MOCA-based curing agent.

特表2010−538461号公報Special Table 2010-538461A

以上のように、非MOCA系の硬化剤を使用して製造され、かつ従来の研磨パッドよりも研磨の立ち上がり時間が短い研磨パッドが望まれている。 As described above, a polishing pad manufactured by using a non-MOCA-based curing agent and having a shorter polishing rise time than a conventional polishing pad is desired.

本発明は、非MOCA系の硬化剤を使用して製造され、かつ従来の研磨パッドよりも研磨の立ち上がり時間(スラリーの供給開始から研磨レートが高い水準において安定化するまでの時間)が短い研磨パッド、当該研磨パッドの製造方法、及び当該研磨パッドを使用した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。 The present invention is manufactured using a non-MOCA-based curing agent, and has a shorter polishing rise time (time from the start of supply of the slurry to stabilization at a high polishing rate) than the conventional polishing pad. It is an object of the present invention to provide a pad, a method for manufacturing the polishing pad, and a method for polishing the surface of an optical material or a semiconductor material using the polishing pad.

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、硬化剤としてMOCAの代わりに特定のアミン系硬化剤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。
As a result of diligent research to solve the above problems, the present inventors have found that the above problems can be solved by using a specific amine-based curing agent instead of MOCA as the curing agent, and have completed the present invention. It was. Specific embodiments of the present invention are as follows.
In addition, in this specification, when the numerical value range is expressed by using "~", the range shall include the numerical value at both ends.

[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、前記硬化剤は、下記式(I)で表されるアミン系硬化剤を含む、前記研磨パッド。

Figure 2020157414
(上記式(I)中、
Aは、直接結合又は2価の基であり、
及びRは、それぞれ独立して、水素原子、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアラルキル、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいシクロアルキル、又は置換されていてもよいヘテロシクロアルキルであり、
nは0以上の整数である。)
[2] Aが直接結合、置換されていてもよいアルキレン、置換されていてもよいオキシアルキレン、置換されていてもよいアリーレン、スルホニル、スルフィニル、カルボニル、オキシカルボニル、酸素原子、又は硫黄原子である、[1]に記載の研磨パッド。
[3] Aが直接結合、ジメチルメチレン、又はスルホニルであり、
が水素原子又はメチル基であり、Rが水素原子であり、
nが0又は1である、
[1]又は[2]に記載の研磨パッド。
[4] 前記式(I)で表されるアミン系硬化剤が、3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、2,6−ジアミノ−4−メチルフェノール、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、[1]〜[3]のいずれか1つに記載の研磨パッド。
[5] 前記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、前記硬化剤のNHのモル数の比率(NHのモル数/NCOのモル数)が0.6〜1.2である、[1]〜[4]のいずれか1つに記載の研磨パッド。
[6] 前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマーが、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る、[1]〜[5]のいずれか1つに記載の研磨パッド。
[7] 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、[6]に記載の研磨パッド。
[8] 前記ポリオール成分がポリテトラメチレンエーテルグリコールを含む、[6]又は[7]に記載の研磨パッド。
[9] 前記硬化性樹脂組成物が微小中空球体をさらに含む、[1]〜[8]のいずれか1つに記載の研磨パッド。
[10] [1]〜[9]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。
[11] 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]〜[9]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。 [1] A polishing pad having a polishing layer containing a polyurethane resin.
The polyurethane resin is a cured product of a curable resin composition containing an isocyanate-terminated urethane prepolymer and a curing agent, and the curing agent contains an amine-based curing agent represented by the following formula (I). ..
Figure 2020157414
(In the above formula (I),
A is a direct bond or a divalent group,
R 1 and R 2 are independently hydrogen atom, optionally substituted alkyl, optionally substituted aralkyl, optionally substituted aryl, optionally substituted heteroaryl, substituted, respectively. Cycloalkyl which may be, or heterocycloalkyl which may be substituted,
n is an integer greater than or equal to 0. )
[2] A is a direct bond, optionally substituted alkylene, optionally substituted oxyalkylene, optionally substituted arylene, sulfonyl, sulfinyl, carbonyl, oxycarbonyl, oxygen atom, or sulfur atom. , [1].
[3] A is a direct bond, dimethylmethylene, or sulfonyl,
R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a hydrogen atom,
n is 0 or 1,
The polishing pad according to [1] or [2].
[4] The amine-based curing agent represented by the formula (I) is 3,3'-dihydroxy-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane, and the like. Any one of [1] to [3] selected from the group consisting of 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxydiphenylsulfone, 2,6-diamino-4-methylphenol, and combinations thereof. The polishing pad described in 1.
[5] to the number of moles of NCO of the isocyanate-terminated urethane prepolymer, the ratio of moles of NH 2 of said curing agent (number of moles / NCO of NH 2) is 0.6 to 1.2, The polishing pad according to any one of [1] to [4].
[6] The polishing pad according to any one of [1] to [5], wherein the isocyanate-terminated urethane prepolymer is a reaction product of a polyol component and a polyisocyanate component.
[7] The polishing pad according to [6], wherein the polyisocyanate component contains tolylene diisocyanate.
[8] The polishing pad according to [6] or [7], wherein the polyol component contains polytetramethylene ether glycol.
[9] The polishing pad according to any one of [1] to [8], wherein the curable resin composition further contains microhollow spheres.
[10] The method for manufacturing a polishing pad according to any one of [1] to [9].
The method comprising molding the polishing layer.
[11] The method for polishing the surface of an optical material or a semiconductor material, wherein the polishing pad according to any one of [1] to [9] is used.

本発明の研磨パッドは、非MOCA系の硬化剤を使用して製造されているため人体や環境への影響が少なく、かつ従来の研磨パッドよりも研磨の立ち上がり時間が短い。 Since the polishing pad of the present invention is manufactured by using a non-MOCA-based curing agent, it has less influence on the human body and the environment, and the polishing start-up time is shorter than that of the conventional polishing pad.

(作用)
本発明では、硬化剤として、従来使用されていたMOCAの代わりに上記式(I)で表されるアミン系硬化剤を使用する。
(Action)
In the present invention, as the curing agent, an amine-based curing agent represented by the above formula (I) is used instead of the conventionally used MOCA.

本発明者らは、予想外にも、上記式(I)で表されるアミン系硬化剤を用いることにより、MOCAを用いた従来の研磨パッドよりも研磨の立ち上がり時間が短い研磨パッドが得られることを見出した。このような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。 Unexpectedly, by using the amine-based curing agent represented by the above formula (I), the present inventors can obtain a polishing pad having a shorter polishing rise time than the conventional polishing pad using MOCA. I found that. The details of the reason why such characteristics are obtained are not clear, but it is presumed as follows.

当該アミン系硬化剤は、分子中に2つ以上のアミノ基及び1つ以上のヒドロキシル基を有する。一般的に、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーが有するイソシアネート基との反応に関して、アミノ基の方がヒドロキシル基よりも反応性が非常に高い。そのため、当該アミン系硬化剤とイソシアネート末端ウレタンプレポリマーのイソシアネート基との反応においても、アミノ基が優先的に反応し、硬化物である研磨層においてはヒドロキシル基が未反応の状態のまま残ると考えられる。 The amine-based curing agent has two or more amino groups and one or more hydroxyl groups in the molecule. In general, the amino group is much more reactive than the hydroxyl group with respect to the reaction with the isocyanate group of the isocyanate-terminated urethane prepolymer. Therefore, even in the reaction between the amine-based curing agent and the isocyanate group of the isocyanate-terminated urethane prepolymer, the amino group reacts preferentially, and the hydroxyl group remains unreacted in the cured layer. Conceivable.

一方、スラリーの主成分は純水であるため、親水性を有する材料にスラリーは引き寄せられ馴染みやすい傾向があると考えられる。上述のヒドロキシル基は親水性が高いため、当該アミン系硬化剤を使用して製造され未反応のヒドロキシル基を有する研磨パッド(研磨層)は、未反応のヒドロキシル基を有しない従来の研磨パッド(研磨層)に比べてスラリーとの馴染みが良くなり、その結果、研磨の立ち上がり時間が短くなるものと思われる。 On the other hand, since the main component of the slurry is pure water, it is considered that the slurry tends to be attracted to and easily adapted to the hydrophilic material. Since the above-mentioned hydroxyl group has high hydrophilicity, the polishing pad (polishing layer) having an unreacted hydroxyl group produced by using the amine-based curing agent is a conventional polishing pad having no unreacted hydroxyl group (polishing layer). It is thought that the compatibility with the slurry will be better than that of the polishing layer), and as a result, the rising time of polishing will be shortened.

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。 Hereinafter, the polishing pad of the present invention, a method for manufacturing the polishing pad, and a method for polishing the surface of an optical material or a semiconductor material will be described.

(研磨パッド、研磨パッドの製造方法)
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、前記硬化剤は、上述の式(I)で表されるアミン系硬化剤を含む。
(Abrasion pad, manufacturing method of polishing pad)
The polishing pad of the present invention is a polishing pad having a polishing layer containing a polyurethane resin, wherein the polyurethane resin is a cured product of a curable resin composition containing an isocyanate-terminated urethane prepolymer and a curing agent, and the curing agent. Includes an amine-based curing agent represented by the above formula (I).

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。 The polishing pad of the present invention has a polishing layer containing a polyurethane resin. The polishing layer is arranged at a position in direct contact with the material to be polished, and the other portion of the polishing pad may be composed of a material for supporting the polishing pad, for example, a highly elastic material such as rubber. Depending on the rigidity of the polishing pad, the polishing layer can be used as the polishing pad.

本発明の研磨パッドは、スラリーとの馴染みが良いために研磨の立ち上がり時間が短いことを除けば、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。 The polishing pad of the present invention has no significant difference in shape from a general polishing pad, except that the polishing rise time is short due to its good compatibility with the slurry, and it should be used in the same manner as a general polishing pad. For example, the polishing layer can be pressed against the material to be polished while rotating the polishing pad for polishing, or the material to be polished can be pressed against the polishing layer for polishing while rotating.

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。 The polishing pad of the present invention can be produced by a generally known manufacturing method such as molding or slab molding. First, a polyurethane block is formed by these manufacturing methods, the block is made into a sheet by slicing or the like, a polishing layer formed of a polyurethane resin is formed, and the block is bonded to a support or the like. Alternatively, the polishing layer can be formed directly on the support.

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。 More specifically, the polishing layer has a double-sided tape attached to the surface side of the polishing layer opposite to the polishing surface, and is cut into a predetermined shape to obtain the polishing pad of the present invention. The double-sided tape is not particularly limited, and can be arbitrarily selected and used from the double-sided tapes known in the art. Further, the polishing pad of the present invention may have a single-layer structure consisting of only a polishing layer, and is a multi-layer in which another layer (lower layer, support layer) is bonded to the surface side of the polishing layer opposite to the polishing surface. It may consist of.

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、不具合が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。
The polishing layer is formed by preparing a curable resin composition containing an isocyanate-terminated urethane prepolymer and a curing agent, and curing the curable resin composition.
The polishing layer can be made of a foamed polyurethane resin, but foaming can be performed by dispersing a foaming agent containing microhollow spheres in the polyurethane resin. In this case, a curable resin composition containing an isocyanate-terminated urethane prepolymer, a curing agent, and a foaming agent can be prepared, and the curable resin composition can be formed by foaming and curing.
The curable resin composition may be, for example, a two-component composition prepared by mixing solution A containing an isocyanate-terminated urethane prepolymer and solution B containing a curing agent component. The other components may be contained in solution A or solution B, but if a problem occurs, the composition is further divided into a plurality of solutions and mixed with three or more solutions to obtain a composition. be able to.

(硬化剤)
式(I)で表されるアミン系硬化剤中のAは直接結合又は2価の基であり、Aが2価の基である場合、好ましくは、置換されていてもよいアルキレン、置換されていてもよいオキシアルキレン、置換されていてもよいアリーレン、スルホニル、スルフィニル、カルボニル、オキシカルボニル、酸素原子、又は硫黄原子である。Aが置換されていてもよいアルキレンの場合、好ましくは置換されていてもよいC〜C10のアルキレンであり、より好ましくは2つ以上のC〜Cのアルキルにより置換されているC〜Cのアルキレンである。この中でも、Aが、直接結合、ジメチルメチレン、又はスルホニルであるものが最も好ましい。
(Hardener)
A in the amine-based curing agent represented by the formula (I) is a direct bond or a divalent group, and when A is a divalent group, preferably an optionally substituted alkylene, substituted. It may be an oxyalkylene, optionally an arylene, a sulfonyl, a sulfinyl, a carbonyl, an oxycarbonyl, an oxygen atom, or a sulfur atom. When A is an optionally substituted alkylene, it is preferably an optionally substituted C 1 to C 10 alkylene, more preferably C substituted by two or more C 1 to C 3 alkyl. is an alkylene of 1 ~C 8. Of these, those in which A is a direct bond, dimethyl methylene, or sulfonyl are most preferable.

式(I)中のR及びRは、それぞれ独立して、水素原子、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアラルキル、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいシクロアルキル、又は置換されていてもよいヘテロシクロアルキルである。Aが置換されていてもよいアルキルの場合、好ましくは(無置換の)C〜Cのアルキルであり、より好ましくは(無置換の)C〜Cのアルキルである。この中でも、Rが水素原子又はメチル基であり、Rが水素原子であるものが最も好ましい。 R 1 and R 2 in the formula (I) are independently hydrogen atom, optionally substituted alkyl, optionally substituted aralkyl, optionally substituted aryl, and optionally substituted, respectively. A good heteroaryl, a optionally substituted cycloalkyl, or a optionally substituted heterocycloalkyl. In the case of an alkyl in which A may be substituted, it is preferably an alkyl of (unsubstituted) C 1 to C 5 , and more preferably an alkyl of (unsubstituted) C 1 to C 3 . Of these, those in which R 1 is a hydrogen atom or a methyl group and R 2 is a hydrogen atom are most preferable.

式(I)中のnは、0以上の整数であり、好ましくは0〜5の整数であり、より好ましくは0〜3の整数であり、最も好ましくは0又は1である。 N in the formula (I) is an integer of 0 or more, preferably an integer of 0 to 5, more preferably an integer of 0 to 3, and most preferably 0 or 1.

式(I)で表されるアミン系硬化剤が示す具体的な化合物は、特に限定されないが、3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノビフェニル(下記の式(II)で表される化合物)、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(下記の式(III)で表される化合物)、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン(下記の式(IV)で表される化合物)、2,6−ジアミノ−4−メチルフェノール(下記の式(V)で表される化合物)、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されることが好ましい。 The specific compound represented by the amine-based curing agent represented by the formula (I) is not particularly limited, but is represented by 3,3'-dihydroxy-4,4'-diaminobiphenyl (represented by the following formula (II)). Compound), 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane (compound represented by the following formula (III)), 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxydiphenylsulfone (below) It is preferable to select from the group consisting of (a compound represented by the formula (IV)), 2,6-diamino-4-methylphenol (a compound represented by the following formula (V)), and a combination thereof. ..

Figure 2020157414
Figure 2020157414

Figure 2020157414
Figure 2020157414

Figure 2020157414
Figure 2020157414

Figure 2020157414
Figure 2020157414

硬化剤は、式(I)で表されるアミン系硬化剤のみから構成されていてもよい。
また、硬化剤全体に対する式(I)で表されるアミン系硬化剤の含有量は、50〜100重量%が好ましく、70〜100重量%がより好ましく、80〜100重量%が最も好ましい。アミン系硬化剤の含有量が上記数値範囲内であることにより、研磨の立ち上がり時間が短い研磨パッドが得られる。
The curing agent may be composed of only the amine-based curing agent represented by the formula (I).
The content of the amine-based curing agent represented by the formula (I) in the entire curing agent is preferably 50 to 100% by weight, more preferably 70 to 100% by weight, and most preferably 80 to 100% by weight. When the content of the amine-based curing agent is within the above numerical range, a polishing pad having a short polishing rise time can be obtained.

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のモル数の比率(NHのモル数/NCOのモル数)は、0.6〜1.2が好ましく、0.7〜1.0がより好ましく、0.80〜0.95が最も好ましい。NHのモル数/NCOのモル数の値が上記範囲内であることにより、硬化剤中のヒドロキシル基の一部又は全部が未反応基として研磨パッドの研磨層内に残りやすくなる。これにより、研磨層の親水性が高くなってスラリーとの馴染みが良くなり、研磨の立ち上がり時間が短くなる。 To the number of moles of NCO isocyanate-terminated urethane prepolymer, the ratio of moles of NH 2 curing agent (number of moles / NCO of NH 2) is preferably from 0.6 to 1.2, 0.7 1.0 is more preferable, and 0.80 to 0.95 is most preferable. When the value of the number of moles of NH 2 / the number of moles of NCO is within the above range, some or all of the hydroxyl groups in the curing agent are likely to remain as unreacted groups in the polishing layer of the polishing pad. As a result, the hydrophilicity of the polishing layer is increased, the compatibility with the slurry is improved, and the rising time of polishing is shortened.

硬化剤は、式(I)で表されるアミン系硬化剤以外の硬化剤をさらに含んでいてもよく、このような硬化剤としては、例えば、アミン系硬化剤、ポリオール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。
ポリオール硬化剤としては、例えば、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーのポリオール成分として後述する化合物が挙げられる。
The curing agent may further contain a curing agent other than the amine-based curing agent represented by the formula (I), and examples of such a curing agent include amine-based curing agents and polyol-based curing agents. ..
Examples of the polyamine constituting the amine-based curing agent include diamines, which include alkylenediamines such as ethylenediamine, propylenediamine and hexamethylenediamine; and fats such as isophoronediamine and dicyclohexylmethane-4,4'-diamine. Diamine having a group ring; Diamine having an aromatic ring such as 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane (also known as methylenebis-o-chloroaniline) (hereinafter abbreviated as MOCA); 2- Diamines having hydroxyl groups such as hydroxyethylethylenediamine, 2-hydroxyethylpropylenediamine, di-2-hydroxyethylethylenediamine, di-2-hydroxyethylpropylenediamine, 2-hydroxypropylethylenediamine, di-2-hydroxypropylethylenediamine, especially hydroxy Alkylalkylenediamine; and the like. In addition, trifunctional triamine compounds and tetrafunctional or higher functional polyamine compounds can also be used.
Examples of the polyol curing agent include compounds described later as the polyol component of the isocyanate-terminated urethane prepolymer.

硬化剤は、上述のMOCAを含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。
硬化剤がMOCAを含む場合、硬化剤全体に対するその含有量は、0重量%を超え50重量%未満が好ましく、0重量%を超え30重量%未満がより好ましく、0重量%を超え20重量%未満が最も好ましい。また、ここで、「3,3’−ジクロロ−4,4’−ジアミノジフェニルメタン(MOCA)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、硬化剤全体に対して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。MOCAの含有量が上記数値範囲内であることにより、人体や環境への影響が少ない研磨パッドが得られる。
The curing agent may or may not contain the above-mentioned MOCA.
When the curing agent contains MOCA, its content with respect to the entire curing agent is preferably more than 0% by weight and less than 50% by weight, more preferably more than 0% by weight and less than 30% by weight, and more than 0% by weight and 20% by weight. Less than is most preferred. Further, here, "not containing 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane (MOCA)" means that it is not contained as an intentional additive, and is a case where it is contained as an impurity. Also, 0.1% by mass or less is preferable, 0.05% by mass or less is more preferable, and 0.01% by mass or less is most preferable with respect to the whole curing agent. When the content of MOCA is within the above numerical range, a polishing pad having less influence on the human body and the environment can be obtained.

(イソシアネート末端ウレタンプレポリマー)
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ことが好ましい。
(Isocyanate-terminated urethane prepolymer)
The isocyanate-terminated urethane prepolymer is preferably a product obtained by reacting a polyol component with a polyisocyanate component.

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、600未満が好ましく、350〜550がより好ましく、400〜500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。なお、NCO当量は、“(ポリイソシアネート化合物の質量部+ポリオール化合物の質量部)/[(ポリイソシアネート化合物1分子当たりの官能基数×ポリイソシアネート化合物の質量部/ポリイソシアネート化合物の分子量)−(ポリオール化合物1分子当たりの官能基数×ポリオール化合物の質量部/ポリオール化合物の分子量)]”で求められ、NCO基1個当たりのPP(プレポリマー)の分子量を示す数値である。 The NCO equivalent (g / eq) of the isocyanate-terminated urethane prepolymer is preferably less than 600, more preferably 350 to 550, and most preferably 400 to 500. When the NCO equivalent (g / eq) is within the above numerical range, a polishing pad having appropriate polishing performance can be obtained, and when the NCO equivalent (g / eq) is less than 350, the hardness of the obtained polishing pad becomes large and is defective. It is not preferable because the performance is deteriorated. Further, when the NCO equivalent (g / eq) exceeds 500, the hardness of the obtained polishing pad becomes small and the flattening performance tends to deteriorate, which is not preferable. The NCO equivalent is "(mass part of polyisocyanate compound + mass part of polyol compound) / [(number of functional groups per molecule of polyisocyanate compound x mass part of polyisocyanate compound / molecular weight of polyisocyanate compound)-(polyxylate compound). The number of functional groups per molecule of the compound x the mass part of the polyol compound / the molecular weight of the polyol compound)] ”is a numerical value indicating the molecular weight of PP (prepolymer) per NCO group.

(ポリオール成分)
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は、
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、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、ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオールなどのジオール;
ポリテトラメチレンエーテルグリコール(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、ポリテトラメチレンエーテル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。
(Polyol component)
As a polyol component contained in the isocyanate-terminated urethane prepolymer,
For example, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, pentandiol, 3-methyl- Diols such as 1,5-pentanediol and 1,6-hexanediol;
Polyether polyols such as polytetramethylene ether glycol (PTMG), polyethylene glycol, polypropylene glycol;
Polyester polyols such as a reaction product of ethylene glycol and adipic acid and a reaction product of butylene glycol and adipic acid;
Polycarbonate polyol;
Polycaprolactone polyol; etc.
Among these, it is preferable to use polytetramethylene ether glycol from the viewpoint of the handleability of the prepolymer and the mechanical strength of the obtained polishing pad. The number average molecular weight of polyoxytetramethylene glycol is preferably 500 to 2000, more preferably 600 to 1000, and most preferably 650 to 850.

(ポリイソシアネート成分)
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。
(Polyisocyanate component)
As a polyisocyanate component contained in the isocyanate-terminated urethane prepolymer,
For example, m-phenylenediocyanate,
p-phenylene diisocyanate,
2,6-Toluene diisocyanate (2,6-TDI),
2,4-Toluene diisocyanate (2,4-TDI),
Naphthalene-1,4-diisocyanate,
Diphenylmethane-4,4'-diisocyanate (MDI),
4,4'-Methylene-bis (cyclohexyl isocyanate) (hydrogenated MDI),
3,3'-dimethoxy-4,4'-biphenyldiisocyanate,
3,3'-Dimethyldiphenylmethane-4,4'-diisocyanate,
Xylylene-1,4-diisocyanate,
4,4'-Diphenylpropane diisocyanate,
Trimethylene diisocyanate,
Hexamethylene diisocyanate,
Propylene-1,2-diisocyanate,
Butylene-1,2-diisocyanate,
Cyclohexylene-1,2-diisocyanate,
Cyclohexylene-1,4-diisocyanate,
p-Phenylisothiocyanate,
Xylylene-1,4-diisothiocyanate,
Ethilidine diisothiocyanate and the like can be mentioned.
Among these, 2,6-toluene diisocyanate (2,6-TDI), 2,4-toluene diisocyanate (2,4-TDI) and the like are used from the viewpoint of the polishing characteristics and mechanical strength of the obtained polishing pad. It is preferable to use tolylene diisocyanate.

(微小中空球体)
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。
(Micro hollow sphere)
In the present invention, the curable resin composition can further contain microhollow spheres.
A foam can be formed by mixing the fine hollow spheres with the polyurethane resin. The microhollow sphere refers to an unexpanded heat-expandable microsphere composed of an outer shell (polymer shell) made of a thermoplastic resin and a low boiling point hydrocarbon contained in the outer shell, which is heated and expanded. .. As the polymer shell, for example, a thermoplastic resin such as an acrylonitrile-vinylidene chloride copolymer, an acrylonitrile-methylmethacrylate copolymer, or a vinyl chloride-ethylene copolymer can be used. Similarly, as the low boiling point hydrocarbon contained in the polymer shell, for example, isobutane, pentane, isopentane, petroleum ether and the like can be used.

(その他の成分)
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。
(Other ingredients)
In addition, a catalyst generally used in the art may be added to the curable resin composition.
Further, the above-mentioned polyisocyanate component can be additionally added to the curable resin composition later, and the weight ratio of the additional polyisocyanate component to the total weight of the isocyanate-terminated urethane prepolymer and the additional polyisocyanate component can be determined. 0.1 to 10% by weight is preferable, 0.5 to 8% by weight is more preferable, and 1 to 5% by weight is particularly preferable.
As the polyisocyanate component to be additionally added to the polyurethane resin curable composition, the above-mentioned polyisocyanate component can be used without particular limitation, but 4,4'-methylene-bis (cyclohexylisocyanate) (hydrogenated MDI) Is preferable.

(光学材料又は半導体材料の表面を研磨する方法)
本発明においては、上述の研磨パッドを使用して、光学材料又は半導体材料の表面を研磨する。
本発明の光学材料又は半導体材料の表面を研磨する方法は、研磨パッドの表面、光学材料若しくは半導体材料の表面、又はそれらの両方にスラリーを供給する工程を更に含むことができる。
(Method of polishing the surface of optical material or semiconductor material)
In the present invention, the surface of the optical material or the semiconductor material is polished by using the above-mentioned polishing pad.
The method of polishing the surface of an optical material or a semiconductor material of the present invention can further include a step of supplying a slurry to the surface of a polishing pad, the surface of the optical material or the semiconductor material, or both of them.

(スラリー)
スラリーに含まれる液体成分としては、特に限定されないが、水(純水)、酸、アルカリ、有機溶剤等が挙げられ、被研磨物の材質や所望の研磨条件等によって選択される。スラリーは、水(純水)を主成分とすることが好ましく、スラリー全体に対して、水を80重量%以上含むことが好ましい。スラリーに含まれる砥粒成分としては、特に限定されないが、シリカ、珪酸ジルコニウム、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化マンガン等が挙げられる。スラリーは、液体成分に可溶な有機物やpH調整剤等、その他の成分を含有していてもよい。
(slurry)
The liquid component contained in the slurry is not particularly limited, and examples thereof include water (pure water), acid, alkali, and an organic solvent, which are selected depending on the material of the object to be polished, desired polishing conditions, and the like. The slurry preferably contains water (pure water) as a main component, and preferably contains 80% by weight or more of water with respect to the entire slurry. The abrasive grain component contained in the slurry is not particularly limited, and examples thereof include silica, zirconium silicate, cerium oxide, aluminum oxide, and manganese oxide. The slurry may contain other components such as an organic substance soluble in a liquid component and a pH adjuster.

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。 The present invention will be described experimentally with the following examples, but the following description is not intended to be construed as limiting the scope of the invention to the following examples.

(材料)
以下の例で使用した材料を列挙する。
(material)
The materials used in the following examples are listed.

・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ジエチレングリコールを含むNCO当量454のウレタンプレポリマー
・ Isocyanate-terminated urethane prepolymer:
Prepolymer (1): A urethane prepolymer having an NCO equivalent of 454 containing tolylene diisocyanate as a polyisocyanate component, polytetramethylene ether glycol having a number average molecular weight of 650 and diethylene glycol as a polyol component.

・硬化剤:
アミン系硬化剤(1)・・・3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノビフェニル(上記の式((II)で表される化合物)(NH当量=108.1)
アミン系硬化剤(2)・・・2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(上記の式((III)で表される化合物)(NH当量=129.2)
アミン系硬化剤(3)・・・3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン(上記の式((IV)で表される化合物)(NH当量=140.2)
アミン系硬化剤(4)・・・2,6−ジアミノ−4−メチルフェノール(上記の式((V)で表される化合物)(NH当量=69.1)
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当量=133.5)
・ Hardener:
Amine-based curing agent (1) ... 3,3'-dihydroxy-4,4'-diaminobiphenyl (compound represented by the above formula ((II)) (NH 2 equivalent = 108.1))
Amine-based curing agent (2) ... 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane (compound represented by the above formula ((III))) (NH 2 equivalent = 129.2)
Amine-based curing agent (3) ... 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxydiphenylsulfone (compound represented by the above formula ((IV)) (NH 2 equivalent = 140.2)
Amine-based curing agent (4) ... 2,6-diamino-4-methylphenol (compound represented by the above formula ((V))) (NH 2 equivalent = 69.1)
MOCA: 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane (also known as methylenebis-o-chloroaniline) (NH 2 equivalent = 133.5)

・微小中空球体:
EXPANCEL 551DE40d42(日本フィライト株式会社製)
・ Micro hollow sphere:
EXPANCEL 551DE40d42 (manufactured by Nippon Phillight Co., Ltd.)

(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アミン系硬化剤(1)を21.4g、C成分として微小中空球体(EXPANCEL 551DE40d42)2g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のモル数の比率(NHのモル数/NCOのモル数)は0.9である。また、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。
アミン系硬化剤(1)のNHはほぼ全てプレポリマーのNCOと反応していると考えられる一方、アミン系硬化剤(1)のOHは一部プレポリマーのNCOと反応しているがほぼ未反応のまま存在していると考えられる。アミン系硬化剤(1)一分子あたりのOHが2個のため、未反応のOHは約0.099×2×アボガドロ定数(個)と考えられる。
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。
(Example 1)
100 g of the prepolymer (1) was prepared as the A component, 21.4 g of the amine-based curing agent (1) as the curing agent as the B component, and 2 g of the micro hollow sphere (EXPANCEL 551DE40d42) as the C component. Incidentally, to the number of moles of NCO of the prepolymer of component A, the ratio of moles of NH 2 amine curing agent component B (the NH 2 moles / moles of NCO) is 0.9. In addition, it is described as g display to indicate the ratio, and the required weight (part) is prepared according to the size of the block. Hereinafter, it is described in g (part) notation in the same manner.
It is considered that almost all NH 2 of the amine-based curing agent (1) reacts with the NCO of the prepolymer, while OH of the amine-based curing agent (1) partially reacts with the NCO of the prepolymer. It is considered that it exists unreacted. Amine-based curing agent (1) Since there are two OHs per molecule, the unreacted OH is considered to be about 0.099 × 2 × Avogadro constant (pieces).
After mixing the A component and the C component and defoaming the mixture of the A component and the C component under reduced pressure, the mixture of the A component and the C component and the B component were supplied to the mixer.
The obtained mixed solution was cast into a mold heated to 80 ° C., heated for 1 hour to cure, and then the formed resin foam was extracted from the mold and then cured at 120 ° C. for 5 hours. This foam was sliced to a thickness of 1.3 mm to prepare a urethane sheet, and a polishing pad was obtained.

(実施例2)
実施例1のB成分のアミン系硬化剤(1)21.4gに代えて、アミン系硬化剤(2)を25.6g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のモル数の比率(NHのモル数/NCOのモル数)は0.9である。実施例1と同様に、アミン系硬化剤(2)のOHはほぼ未反応のまま存在していると考えられる。アミン系硬化剤(2)の未反応のOHは、アミン系硬化剤(2)一分子あたりのOHが2個のため、約0.099×2×アボガドロ定数(個)と考えられる。
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。
(Example 2)
25.6 g of an amine-based curing agent (2) was prepared in place of 21.4 g of the amine-based curing agent (1) of the B component of Example 1. Incidentally, to the number of moles of NCO of the prepolymer of component A, the ratio of moles of NH 2 amine curing agent component B (the NH 2 moles / moles of NCO) is 0.9. Similar to Example 1, it is considered that the OH of the amine-based curing agent (2) remains almost unreacted. The unreacted OH of the amine-based curing agent (2) is considered to be about 0.099 × 2 × Avogadro constant (pieces) because there are two OHs per molecule of the amine-based curing agent (2).
After that, a urethane sheet was prepared in the same manner as in Example 1 to obtain a polishing pad.

(実施例3)
実施例1のB成分のアミン系硬化剤(1)21.4gに代えて、アミン系硬化剤(3)を27.8g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のモル数の比率(NHのモル数/NCOのモル数)は0.9である。実施例1と同様に、アミン系硬化剤(3)のOHはほぼ未反応のまま存在していると考えられる。アミン系硬化剤(3)の未反応のOHは、アミン系硬化剤(3)一分子あたりのOHが2個のため、約0.099×2×アボガドロ定数(個)と考えられる。
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。
(Example 3)
Instead of 21.4 g of the amine-based curing agent (1) of the B component of Example 1, 27.8 g of the amine-based curing agent (3) was prepared. Incidentally, to the number of moles of NCO of the prepolymer of component A, the ratio of moles of NH 2 amine curing agent component B (the NH 2 moles / moles of NCO) is 0.9. Similar to Example 1, it is considered that the OH of the amine-based curing agent (3) remains almost unreacted. The unreacted OH of the amine-based curing agent (3) is considered to be about 0.099 × 2 × Avogadro constant (pieces) because there are two OHs per molecule of the amine-based curing agent (3).
After that, a urethane sheet was prepared in the same manner as in Example 1 to obtain a polishing pad.

(実施例4)
実施例1のB成分のアミン系硬化剤(1)21.4gに代えて、アミン系硬化剤(4)を13.7g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のモル数の比率(NHのモル数/NCOのモル数)は0.9である。実施例1と同様に、アミン系硬化剤(4)のOHはほぼ未反応のまま存在していると考えられる。アミン系硬化剤(4)の未反応のOHは、アミン系硬化剤(4)一分子あたりのOHが1個のため、約0.099×アボガドロ定数(個)と考えられる。
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。
(Example 4)
In place of 21.4 g of the amine-based curing agent (1) of the B component of Example 1, 13.7 g of the amine-based curing agent (4) was prepared. Incidentally, to the number of moles of NCO of the prepolymer of component A, the ratio of moles of NH 2 amine curing agent component B (the NH 2 moles / moles of NCO) is 0.9. Similar to Example 1, it is considered that the OH of the amine-based curing agent (4) remains almost unreacted. The unreacted OH of the amine-based curing agent (4) is considered to be about 0.099 × Avogadro constant (pieces) because there is one OH per molecule of the amine-based curing agent (4).
After that, a urethane sheet was prepared in the same manner as in Example 1 to obtain a polishing pad.

(比較例1)
実施例1のB成分のアミン系硬化剤(1)21.4gに代えて、MOCAを26.5g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のモル数の比率(NHのモル数/NCOのモル数)は0.9である。
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。MOCAにはOHが無いため、実施例1〜4とは異なり未反応のOHは0個である。
(Comparative Example 1)
26.5 g of MOCA was prepared in place of 21.4 g of the amine-based curing agent (1) of the B component of Example 1. Incidentally, to the number of moles of NCO of the prepolymer of component A, the ratio of moles of NH 2 amine curing agent component B (the NH 2 moles / moles of NCO) is 0.9.
After that, a urethane sheet was prepared in the same manner as in Example 1 to obtain a polishing pad. Since MOCA has no OH, unlike Examples 1 to 4, the number of unreacted OH is 0.

(評価方法)
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、以下の研磨の立ち上がり性能の評価を行った。
(Evaluation method)
The following polishing start-up performance was evaluated for each of the polishing pads of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1.

(研磨の立ち上がり性能の評価)
研磨の立ち上がり性能の評価は、以下の研磨試験の条件に基づいて、50枚の基板を研磨し、10枚目、25枚目及び50枚目の基板の研磨レートの変化率を求めることで、立ち上がり性能を評価した。
具体的には、まず、10枚目、25枚目及び50枚目の基板の研磨レート(単位:Å)(それぞれ、R10、R25及びR50とする)を測定した。そして、得られた研磨レートからR10/R50及びR25/R50の値(%)を算出し、以下の表1の基準に基づいて立ち上がり性能を評価した。
(Evaluation of polishing start-up performance)
The evaluation of the polishing start-up performance is performed by polishing 50 substrates and determining the rate of change in the polishing rate of the 10th, 25th, and 50th substrates based on the following polishing test conditions. The rise performance was evaluated.
Specifically, first, the polishing rates (unit: Å) of the 10th , 25th, and 50th substrates (referred to as R 10 , R 25, and R 50 , respectively) were measured. Then, the values (%) of R 10 / R 50 and R 25 / R 50 were calculated from the obtained polishing rates, and the rising performance was evaluated based on the criteria shown in Table 1 below.

Figure 2020157414
Figure 2020157414

<研磨試験の条件>
・使用研磨機:荏原製作所社製、F−REX300X
・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
・パッドブレーク:35N 10分
・コンディショニング:Ex−situ、35N、4スキャン
<Conditions for polishing test>
-Grinding machine used: F-REX300X manufactured by Ebara Corporation
・ Disk: 3MA188 (# 100)
-Rotation speed: (Surface plate) 70 rpm, (Top ring) 71 rpm
・ Polishing pressure: 3.5psi
-Abrasive: Made by Cabot Corporation, Part number: SS25 (SS25 stock solution: pure = 1: 1 weight ratio mixed solution is used)
・ Abrasive temperature: 20 ℃
・ Abrasive discharge rate: 200 ml / min
-Work (object to be polished): A substrate formed by PE-CVD with tetraethoxysilane on a 12-inch silicon wafer so that the thickness of the insulating film is 1 μm.-Pad break: 35N 10 minutes-Conditioning: Ex-situ, 35N, 4 scans

結果を以下の表2に示す。 The results are shown in Table 2 below.

Figure 2020157414
Figure 2020157414

表2の結果より未反応のヒドロキシル基を有する実施例1〜4はいずれも比較例1に比べて、立ち上がり性能が優れており、十分な立ち上がり性能を備えていた。実施例1〜4の結果から、未反応の水酸基の個数や凝集しやすい分子構造などが立ち上がり性能に関係しているものと考えられ、未反応の水酸基が多く、より凝集しやすい構造の実施例3が最も立ち上がり性能が良いことが分かった。 From the results in Table 2, all of Examples 1 to 4 having an unreacted hydroxyl group were superior in rising performance as compared with Comparative Example 1, and had sufficient rising performance. From the results of Examples 1 to 4, it is considered that the number of unreacted hydroxyl groups and the molecular structure that easily aggregates are related to the rising performance, and Examples of the structure that has many unreacted hydroxyl groups and is more likely to aggregate. It was found that 3 has the best rising performance.

以上の結果より、硬化剤として非MOCA系の材料を使用しながら、従来の研磨パッドよりも研磨の立ち上がり時間が短いことが確認できた。 From the above results, it was confirmed that the rising time of polishing was shorter than that of the conventional polishing pad while using a non-MOCA-based material as a curing agent.

Claims (11)

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、前記硬化剤は、下記式(I)で表されるアミン系硬化剤を含む、前記研磨パッド。
Figure 2020157414
(上記式(I)中、
Aは、直接結合又は2価の基であり、
及びRは、それぞれ独立して、水素原子、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアラルキル、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいシクロアルキル、又は置換されていてもよいヘテロシクロアルキルであり、
nは0以上の整数である。)
A polishing pad having a polishing layer containing a polyurethane resin.
The polyurethane resin is a cured product of a curable resin composition containing an isocyanate-terminated urethane prepolymer and a curing agent, and the curing agent contains an amine-based curing agent represented by the following formula (I). ..
Figure 2020157414
(In the above formula (I),
A is a direct bond or a divalent group,
R 1 and R 2 are independently hydrogen atom, optionally substituted alkyl, optionally substituted aralkyl, optionally substituted aryl, optionally substituted heteroaryl, substituted, respectively. Cycloalkyl which may be, or heterocycloalkyl which may be substituted,
n is an integer greater than or equal to 0. )
Aが直接結合、置換されていてもよいアルキレン、置換されていてもよいオキシアルキレン、置換されていてもよいアリーレン、スルホニル、スルフィニル、カルボニル、オキシカルボニル、酸素原子、又は硫黄原子である、請求項1に記載の研磨パッド。 Claim that A is a direct bond, optionally substituted alkylene, optionally substituted oxyalkylene, optionally substituted arylene, sulfonyl, sulfinyl, carbonyl, oxycarbonyl, oxygen atom, or sulfur atom. The polishing pad according to 1. Aが直接結合、ジメチルメチレン、又はスルホニルであり、
が水素原子又はメチル基であり、Rが水素原子であり、
nが0又は1である、
請求項1又は2に記載の研磨パッド。
A is a direct bond, dimethylmethylene, or sulfonyl,
R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a hydrogen atom,
n is 0 or 1,
The polishing pad according to claim 1 or 2.
前記式(I)で表されるアミン系硬化剤が、3,3’−ジヒドロキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、2,6−ジアミノ−4−メチルフェノール、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1〜3のいずれか1つに記載の研磨パッド。 The amine-based curing agent represented by the formula (I) is 3,3'-dihydroxy-4,4'-diaminobiphenyl, 2,2-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) propane, 3,3. The polishing according to any one of claims 1 to 3, selected from the group consisting of'-diamino-4,4'-dihydroxydiphenylsulfone, 2,6-diamino-4-methylphenol, and combinations thereof. pad. 前記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、前記硬化剤のNHのモル数の比率(NHのモル数/NCOのモル数)が0.6〜1.2である、請求項1〜4のいずれか1つに記載の研磨パッド。 To the number of moles of NCO of the isocyanate-terminated urethane prepolymer, the ratio number of moles of NH 2 of the curing agent (moles / moles of NCO of NH 2) is 0.6 to 1.2, according to claim 1 The polishing pad according to any one of 4 to 4. 前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマーが、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る、請求項1〜5のいずれか1つに記載の研磨パッド。 The polishing pad according to any one of claims 1 to 5, wherein the isocyanate-terminated urethane prepolymer is a reaction product of a polyol component and a polyisocyanate component. 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6に記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 6, wherein the polyisocyanate component contains tolylene diisocyanate. 前記ポリオール成分がポリテトラメチレンエーテルグリコールを含む、請求項6又は7に記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 6 or 7, wherein the polyol component contains polytetramethylene ether glycol. 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1〜8のいずれか1つに記載の研磨パッド。 The polishing pad according to any one of claims 1 to 8, wherein the curable resin composition further contains microhollow spheres. 請求項1〜9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。
The method for manufacturing a polishing pad according to any one of claims 1 to 9.
The method comprising molding the polishing layer.
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1〜9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。 The method for polishing the surface of an optical material or a semiconductor material, wherein the polishing pad according to any one of claims 1 to 9 is used.
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