JP2020157415A - Polishing pad - Google Patents

Polishing pad Download PDF

Info

Publication number
JP2020157415A
JP2020157415A JP2019058669A JP2019058669A JP2020157415A JP 2020157415 A JP2020157415 A JP 2020157415A JP 2019058669 A JP2019058669 A JP 2019058669A JP 2019058669 A JP2019058669 A JP 2019058669A JP 2020157415 A JP2020157415 A JP 2020157415A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polishing
polishing layer
tan
polishing pad
prepolymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019058669A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7189057B2 (en
Inventor
立馬 松岡
Ryuma Matsuoka
立馬 松岡
栗原 浩
Hiroshi Kurihara
浩 栗原
さつき 鳴島
Satsuki Narushima
さつき 鳴島
大和 ▲高▼見沢
大和 ▲高▼見沢
Yamato TAKAMIZAWA
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujibo Holdins Inc
Original Assignee
Fujibo Holdins Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujibo Holdins Inc filed Critical Fujibo Holdins Inc
Priority to JP2019058669A priority Critical patent/JP7189057B2/en
Priority to TW109108177A priority patent/TWI833924B/en
Publication of JP2020157415A publication Critical patent/JP2020157415A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7189057B2 publication Critical patent/JP7189057B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

To provide a polishing pad which is less in temperature change of a value of tanδ of a polishing layer and is hardly affected by polishing performance.SOLUTION: A polishing pad has a polishing layer formed of a polyurethane resin foam, in which the polyurethane resin is a cured product of a curable resin composition containing an isocyanate-terminated urethane prepolymer and a curing agent, the isocyanate-terminated prepolymer contains a component derived from toluene diisocyanate (TDI) and polypropylene glycol (PPG), a value of tanδ of the polishing layer measured in dynamic viscoelasticity test at a measurement frequency of 10 radian/second in a tensile mode of 0.12 or more at 40°C, and a coefficient of variation of tanδ of the polishing layer at 20-80°C represented by tanδ of the polishing layer in expression [(maximum value of tanδ of polishing layer at 20-80°C)-(minimum value of tanδ of polishing layer at 20-80°C)]/40°C of 50% or less.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は研磨パッドに関する。本発明の研磨パッドは、光学材料、半導体デバイス、ハードディスク用のガラス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. The polishing pad of the present invention is used for polishing optical materials, semiconductor devices, glass 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.

従来、半導体デバイスの研磨には、TDI(トルエンジイソシアネート)及びPTMG(ポリオキシテトラメチレングリコール)由来の構成成分を含むプレポリマーとMOCA(4,4’−メチレンビス(2−クロロアニリン))などのジアミン硬化剤を反応させて得られたポリウレタン材料を研磨層として設けた研磨パッドを用いることが一般的である。近年、半導体デバイスの配線の微細化に伴い、従来の研磨パッドでは、段差性能やディフェクト性能が不十分である場合があり、研磨パッドを軟質化させる目的で、硬化剤としてポリオールを用いる検討がなされている。 Conventionally, for polishing semiconductor devices, prepolymers containing constituents derived from TDI (toluene diisocyanate) and PTMG (polyoxytetramethylene glycol) and diamines such as MOCA (4,4'-methylenebis (2-chloroaniline)) have been used. It is common to use a polishing pad provided with a polyurethane material obtained by reacting a curing agent as a polishing layer. In recent years, with the miniaturization of wiring of semiconductor devices, conventional polishing pads may have insufficient step performance and defect performance, and studies have been made to use polyols as a curing agent for the purpose of softening the polishing pads. ing.

しかしながら、硬化剤としてポリオールを用いた場合でもプレポリマーにPTMGが含まれる場合、研磨層のtanδの値の温度変化が大きいため、温度による研磨性能の影響が大きく、結果として所望の段差性能やディフェクト性能を示さないことがあった。そこで、本発明は研磨層のtanδの値の温度変化が小さく温度による研磨性能の影響が小さい研磨パッドを提供することを目的とする。 However, even when polyol is used as the curing agent, when PTMG is contained in the prepolymer, the temperature change of the tan δ value of the polishing layer is large, so that the polishing performance is greatly affected by the temperature, and as a result, the desired step performance and defect. Sometimes it did not show performance. Therefore, an object of the present invention is to provide a polishing pad in which the temperature change of the value of tan δ of the polishing layer is small and the influence of the polishing performance by the temperature is small.

本発明は以下のものを提供する。
[1]
ポリウレタン樹脂発泡体からなる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プレポリマーがトルエンジイソシアネート(TDI)及びポリプロピレングリコール(PPG)由来の構成成分を含み、
測定周波数10ラジアン/秒および引っ張りモードの動的粘弾性試験で測定した前記研磨層のtanδの値が40℃で0.12以上かつ下記式:
[(20℃〜80℃における前記研磨層のtanδの最大値)−(20℃〜80℃における前記研磨層のtanδの最小値)]/40℃における前記研磨層のtanδ
で表される20℃〜80℃の前記研磨層のtanδの変動率が50%以下であることを特徴とする研磨パッド。
[2]
前記硬化性樹脂組成物が、発泡剤として微小中空球体をさらに含む、[1]に記載の研磨パッド。
[3]
前記イソシアネート末端プレポリマーが、ジエチレングリコール(DEG)由来の構成成分をさらに含む、[1]又は[2]に記載の研磨パッド。
[4]
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]〜[3]のいずれかに記載の研磨パッドを使用することを特徴とする方法。
[5]
[1]〜[3]のいずれかに記載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際のスクラッチを低減する方法。
The present invention provides the following.
[1]
A polishing pad having a polishing layer made of a polyurethane resin foam.
The polyurethane resin is a cured product of a curable resin composition containing an isocyanate-terminated urethane prepolymer and a curing agent.
The isocyanate-terminated prepolymer contains components derived from toluene diisocyanate (TDI) and polypropylene glycol (PPG).
The value of tan δ of the polishing layer measured by the dynamic viscoelasticity test at a measurement frequency of 10 radians / second and the tensile mode is 0.12 or more at 40 ° C. and the following formula:
[(Maximum value of tan δ of the polishing layer at 20 ° C. to 80 ° C.)-(Minimum value of tan δ of the polishing layer at 20 ° C. to 80 ° C.)] / tan δ of the polishing layer at 40 ° C.
A polishing pad having a fluctuation rate of tan δ of the polishing layer at 20 ° C. to 80 ° C. represented by 50% or less.
[2]
The polishing pad according to [1], wherein the curable resin composition further contains microhollow spheres as a foaming agent.
[3]
The polishing pad according to [1] or [2], wherein the isocyanate-terminated prepolymer further contains a component derived from diethylene glycol (DEG).
[4]
A method for polishing the surface of an optical material or a semiconductor material, which comprises using the polishing pad according to any one of [1] to [3].
[5]
A method for reducing scratches when polishing the surface of an optical material or a semiconductor material by using the polishing pad according to any one of [1] to [3].

本発明によれば、良好な段差性能及びディフェクト性能を示す研磨パッドを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a polishing pad showing good step performance and defect performance.

実施例及び比較例の研磨パッドの研磨層の動的粘弾性測定(DMA)の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the dynamic viscoelasticity measurement (DMA) of the polishing layer of the polishing pad of an Example and a comparative example. 実施例及び比較例の研磨パッドの研磨層の動的粘弾性測定(DMA)の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the dynamic viscoelasticity measurement (DMA) of the polishing layer of the polishing pad of an Example and a comparative example.

[作用]
本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂発泡体からなる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プレポリマーがトルエンジイソシアネート(TDI)及びポリプロピレングリコール(PPG)由来の構成成分を含み、測定周波数10ラジアン/秒および引っ張りモードの動的粘弾性試験で測定した前記研磨層のtanδの値が40℃で0.12以上かつ下記式:
[(20℃〜80℃における前記研磨層のtanδの最大値)−(20℃〜80℃における記研磨層のtanδの最小値)]/40℃における前記研磨層のtanδ
で表される20℃〜80℃の前記研磨層のtanδの変動率が50%以下であることを特徴とする。すなわち、本発明の研磨パッドの研磨層は、研磨温度(40℃付近)でのtanδの値が従来の研磨パッドに比べ大きく、また20℃〜80℃の広い温度範囲においてtanδの温度変化が少ない。なお、本明細書においては、変動率の値に100を乗じた百分率で表記している。
[Action]
The polishing pad of the present invention is a polishing pad having a polishing layer made of a polyurethane resin foam, wherein the polyurethane resin is a cured product of a curable resin composition containing an isocyanate-terminated urethane prepolymer and a curing agent. The isocyanate-terminated prepolymer contains components derived from toluene diisocyanate (TDI) and polypropylene glycol (PPG), and the value of tan δ of the polishing layer measured by a dynamic viscoelastic test at a measurement frequency of 10 radians / second and a tensile mode is 40. 0.12 or more at ° C and the following formula:
[(Maximum value of tan δ of the polishing layer at 20 ° C. to 80 ° C.)-(Minimum value of tan δ of the polishing layer at 20 ° C. to 80 ° C.)] / tan δ of the polishing layer at 40 ° C.
The fluctuation rate of tan δ of the polishing layer at 20 ° C. to 80 ° C. represented by is 50% or less. That is, in the polishing layer of the polishing pad of the present invention, the value of tan δ at the polishing temperature (around 40 ° C.) is larger than that of the conventional polishing pad, and the temperature change of tan δ is small in a wide temperature range of 20 ° C. to 80 ° C. .. In addition, in this specification, it is expressed as a percentage obtained by multiplying the value of the fluctuation rate by 100.

材料の粘弾性は、弾性を反映する貯蔵弾性率(E’)と粘性を反映する損失弾性率(E’’)の両者を組み合わせて考えることができる。tanδ=損失弾性率(E’’)/貯蔵弾性率(E’)は両者のバランスを反映したパラメーターであり、一般に、tanδが大きいと粘性に富み、tanδが小さいと弾性に富む傾向がある。従来のポリウレタン樹脂の研磨層は、温度上昇に伴って粘性が高くなるのでtanδが大きくなる傾向がある。 The viscoelasticity of a material can be considered by combining both a storage elastic modulus (E ″) that reflects elasticity and a loss elastic modulus (E ″) that reflects viscosity. tan δ = loss elastic modulus (E ″) / storage elastic modulus (E ″) is a parameter that reflects the balance between the two. Generally, when tan δ is large, it tends to be rich in viscosity, and when tan δ is small, it tends to be rich in elasticity. The polishing layer of the conventional polyurethane resin tends to have a large tan δ because the viscosity increases as the temperature rises.

しかし、本発明者らは、鋭意検討した結果、ポリウレタン樹脂の構成成分にPPG由来の成分を含む場合には、研磨温度(40℃付近)での研磨層のtanδの値が従来の研磨パッドのものに比べ大きく、また20℃〜80℃の広い温度範囲において研磨層のtanδの温度変化が少ないことを見出した。このことは、本発明の研磨パッドは、20℃〜40℃の比較的温度が低い状態でも粘性に富み、被研磨物を傷つけにくい一方で、40℃〜80℃の比較的温度が高い状態でも粘性が高くなりすぎず、最初の研磨レートを維持できることを意味する。当業界では研磨層のtanδの値が高いと研磨レートが低くなると予想される傾向にあるが、本発明では、tanδの値が温度変化しにくいために、研磨工程の最初から終わりまでの全工程にわたって評価すると、スクラッチなどのディフェクトが少なく、所望の研磨レートが得られているという予想外の結果が得られる。このことは後述する研磨試験の結果において、本発明の研磨パッドが、段差性能が高く、スクラッチが少なく、研磨レートが高いという優れた研磨特性を示すことからも理解できる。 However, as a result of diligent studies, the present inventors have found that when the constituent component of the polyurethane resin contains a component derived from PPG, the value of tan δ of the polishing layer at the polishing temperature (around 40 ° C.) is that of the conventional polishing pad. It was found that the temperature change of tan δ of the polishing layer was small in a wide temperature range of 20 ° C. to 80 ° C. This means that the polishing pad of the present invention is highly viscous even in a relatively low temperature of 20 ° C to 40 ° C and is less likely to damage the object to be polished, while it is also in a relatively high temperature of 40 ° C to 80 ° C. This means that the initial polishing rate can be maintained without becoming too viscous. In the industry, it tends to be expected that the polishing rate decreases when the value of tan δ of the polishing layer is high, but in the present invention, since the value of tan δ does not easily change in temperature, the entire process from the beginning to the end of the polishing process. When evaluated over, the unexpected result that the desired polishing rate is obtained with less defects such as scratches can be obtained. This can be understood from the fact that the polishing pad of the present invention exhibits excellent polishing characteristics such as high step performance, few scratches, and a high polishing rate in the results of the polishing test described later.

本発明の作用効果は実験的に見出されたものであり、特定の理論により拘束されるものではないが、硬質研磨パッド用のポリウレタン樹脂において、プレポリマーの材料として用いられるポリオール成分として、従来、使用されてきた下記構造式:

Figure 2020157415

で表されるPTMG(ポリオキシテトラメチレングリコール)は、温度変化に対して分子が変形しやすいが、本発明で、上記プレポリマーのポリオール成分に従来のPTMGの代わりに下記構造式:
Figure 2020157415

で表されるPPG(ポリプロピレングリコール)を用いたことにより、温度変化に対して分子が変形しにくい材料を製造できたことによると考えられる。すなわち、PTMG単位は炭素数4個分の長さの直鎖構造であるため、低温領域では凝集しやすい分子構造であり、高温領域になると凝集した分子同士がほつれやすい。一方、本発明でプレポリマーに使用するPPG単位は炭素数2個分の長さの主鎖を構成し、メチル基が主鎖から分岐しているので、低い温度領域でも凝集しにくい分子構造となっている。このような両者の構造の違いは、温度上昇に伴う分子の運動性にも影響していると考えられる。 Although the action and effect of the present invention have been experimentally found and are not bound by a specific theory, they have been conventionally used as a polyol component used as a prepolymer material in polyurethane resins for hard polishing pads. , The following structural formulas that have been used:
Figure 2020157415

The molecule of PTMG (polyoxytetramethylene glycol) represented by is easily deformed by a temperature change, but in the present invention, the polyol component of the prepolymer is replaced with the following structural formula:
Figure 2020157415

It is considered that the use of PPG (polypropylene glycol) represented by (1) made it possible to produce a material in which the molecules are not easily deformed by temperature changes. That is, since the PTMG unit has a linear structure having a length of four carbon atoms, it has a molecular structure that easily aggregates in the low temperature region, and the aggregated molecules easily fray in the high temperature region. On the other hand, the PPG unit used for the prepolymer in the present invention constitutes a main chain having a length of two carbon atoms, and since the methyl group is branched from the main chain, it has a molecular structure that does not easily aggregate even in a low temperature region. It has become. It is considered that such a difference in structure between the two also affects the motility of the molecule with increasing temperature.

[プレポリマー]
本発明のイソシアネート末端プレポリマーは、トルエンジイソシアネート(TDI)及びポリプロピレングリコール(PPG)由来の構成成分を含み、好ましくは、ジエチレングリコール(DEG)由来の構成成分をさらに含む。TDIは、2,4−トルエンジイソシアネートと2,6−トルエンジイソシアネートとの割合によって等級があり、TDI100(2,4−トルエンジイソシアネート100%)、TDI80(2,4−トルエンジイソシアネート80%及び2,6−トルエンジイソシアネート20%との混合物)などが挙げられる。PPGとしては、本発明の研磨パッドの性能に影響しない範囲において置換基を有してもよいが、下記構造式:

Figure 2020157415

に示す2官能のPPGであることが好ましい。PPGの数平均分子量は、700〜5000であることが好ましく、より好ましくは1000〜2000である。数平均分子量が1000または分子長がPTMG1000と同等のPPGが特に好ましい。 [Prepolymer]
The isocyanate-terminated prepolymer of the present invention contains components derived from toluene diisocyanate (TDI) and polypropylene glycol (PPG), and preferably further contains components derived from diethylene glycol (DEG). TDI is graded according to the ratio of 2,4-toluene diisocyanate and 2,6-toluene diisocyanate, TDI100 (2,4-toluene diisocyanate 100%), TDI80 (2,4-toluene diisocyanate 80% and 2,6). -Mixture with 20% toluene diisocyanate) and the like. The PPG may have a substituent as long as it does not affect the performance of the polishing pad of the present invention, but the following structural formula:
Figure 2020157415

It is preferably a bifunctional PPG shown in. The number average molecular weight of PPG is preferably 700 to 5000, more preferably 1000 to 2000. PPG having a number average molecular weight of 1000 or a molecular length equivalent to PTMG1000 is particularly preferable.

プレポリマーにおけるイソシアネート成分とPPG成分とのモル比は、20:1〜2:1であることが好ましく、より好ましくは10:1〜2:1である。DEGなどのその他の第三成分が加わる場合には、プレポリマーを構成する成分の全体を100モル%として、第三成分が30モル%以下、特に、5〜25モル%となるように調整する。 The molar ratio of the isocyanate component to the PPG component in the prepolymer is preferably 20: 1 to 2: 1, more preferably 10: 1 to 2: 1. When other third components such as DEG are added, the total amount of the components constituting the prepolymer is set to 100 mol%, and the third component is adjusted to be 30 mol% or less, particularly 5 to 25 mol%. ..

本発明で好適に使用されるプレポリマーの例を以下に示す。
プレポリマー(1):TDI100(50〜90モル%)/PPG1000(25〜5モル%)/DEG(25〜5モル%)(NCO当量400〜600)
ポリイソシアネート成分としてTDI100(トルエン−2,4−ジイソシアネート)、ポリオール成分としてPPG1000(数平均分子量1000のポリプロピレングリコール)及びDEG(ジエチレングリコール)を含むNCO当量400〜600のウレタンプレポリマー
プレポリマー(2):TDI100(50〜90モル%)/PPG1000(15〜3モル%)/PPG2000(数平均分子量2000のポリプロピレングリコール)(10〜2モル%)/DEG(25〜5モル%)(NCO当量400〜600)
ポリイソシアネート成分としてTDI100(トルエン−2,4−ジイソシアネート)、ポリオール成分としてPPG1000(数平均分子量1000のポリプロピレングリコール)、PPG2000(数平均分子量2000のポリプロピレングリコール)及びDEG(ジエチレングリコール)を含むNCO当量400〜600のウレタンプレポリマー
Examples of prepolymers preferably used in the present invention are shown below.
Prepolymer (1): TDI100 (50-90 mol%) / PPG1000 (25-5 mol%) / DEG (25-5 mol%) (NCO equivalent 400-600)
Urethane prepolymer prepolymer (2) having an NCO equivalent of 400 to 600 containing TDI100 (toluene-2,4-diisocyanate) as a polyisocyanate component, PPG1000 (polypropylene glycol having a number average molecular weight of 1000) and DEG (diethylene glycol) as polyol components: TDI100 (50-90 mol%) / PPG1000 (15-3 mol%) / PPG2000 (polypropylene glycol with a number average molecular weight of 2000) (10-2 mol%) / DEG (25-5 mol%) (NCO equivalent 400-600) )
NCO equivalent 400 to include TDI100 (toluene-2,4-diisocyanate) as a polyisocyanate component, PPG1000 (polypropylene glycol with a number average molecular weight of 1000), PPG2000 (polypropylene glycol with a number average molecular weight of 2000) and DEG (diethylene glycol) as a polyol component. 600 urethane prepolymer

[研磨パッド]
本発明の研磨パッドは、発泡ポリウレタン樹脂からなる研磨層と基材層とが両面テープを介して積層されてなるが、用途によっては、基材層が無く、研磨層を直接研磨装置の定盤に貼り付ける態様も包含する。研磨層は被研磨材料に直接接する位置に配置される。
[Polishing pad]
The polishing pad of the present invention is formed by laminating a polishing layer made of polyurethane foam resin and a base material layer via a double-sided tape, but depending on the application, there is no base material layer and the polishing layer is directly used as a surface plate of a polishing device. It also includes a mode of pasting on. The polishing layer is arranged at a position in direct contact with the material to be polished.

本発明の研磨パッドは、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 can 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 to polish the material to be polished. It can also be polished by pressing it against the polishing layer while rotating it.

[研磨パッドの製造方法]
本発明の研磨パッドにおいて、研磨層は、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、基材に貼り合わせることによって製造される。
[Manufacturing method of polishing pad]
In the polishing pad of the present invention, the polishing layer 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 base material.

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、基材層に貼り付けられ、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。 More specifically, the polishing layer has a double-sided tape attached to the surface side opposite to the polishing surface of the polishing layer, attached to the base material layer, cut into a predetermined shape, and the polishing pad of the present invention. Become. The double-sided tape is not particularly limited, and can be arbitrarily selected and used from the double-sided tapes known in the art.

研磨層は、ポリイソシアネート化合物、ポリオール化合物を含むポリウレタン樹脂硬化性組成物を調製し、前記ポリウレタン樹脂硬化性組成物を硬化させることによって成形される。本発明では、研磨層の性能を制御しやすいプレポリマーをあらかじめ用意し、これに所定の硬化剤を混合してポリウレタン樹脂硬化性組成物を調製する。 The polishing layer is formed by preparing a polyurethane resin curable composition containing a polyisocyanate compound and a polyol compound and curing the polyurethane resin curable composition. In the present invention, a prepolymer whose performance of the polishing layer can be easily controlled is prepared in advance, and a predetermined curing agent is mixed with the prepolymer to prepare a polyurethane resin curable composition.

研磨層は上記ポリウレタン樹脂硬化性組成物中に気泡が分散されている発泡ポリウレタン樹脂からなる。気泡の形成方法としては、特に限定されるものではないが、化学的な発泡剤による発泡、機械的な泡を混入させる発泡、及び微小中空球体を混入させることで気泡を形成する方法などがある。気泡径を制御しやすいという観点では微小中空球体を混入させることで気泡を形成する方法が好ましい。この場合、プレポリマー、硬化剤及び発泡剤を含むポリウレタン樹脂発泡硬化性組成物を調製し、ポリウレタン樹脂発泡硬化性組成物を硬化させることによって発泡体を成形する。 The polishing layer is made of a foamed polyurethane resin in which bubbles are dispersed in the polyurethane resin curable composition. The method for forming bubbles is not particularly limited, and there are a method of forming bubbles by mixing a chemical foaming agent, a foam in which mechanical bubbles are mixed, and a method in which fine hollow spheres are mixed. .. From the viewpoint of easy control of the bubble diameter, a method of forming bubbles by mixing minute hollow spheres is preferable. In this case, a polyurethane resin foam-curable composition containing a prepolymer, a curing agent and a foaming agent is prepared, and a foam is formed by curing the polyurethane resin foam-curable composition.

ポリウレタン樹脂硬化性組成物は、例えば、ポリイソシアネート化合物(プレポリマー)を含むA液と、それ以外の成分を含む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。それ以外の成分を含むB液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 polyurethane resin curable composition may be, for example, a two-component composition prepared by mixing solution A containing a polyisocyanate compound (prepolymer) and solution B containing other components. The liquid B containing other components can be further divided into a plurality of liquids and mixed with three or more liquids to obtain a composition.

本発明では、前述したPPG由来の構成成分を含むプレポリマーを使用する。プレポリマーのNCO当量は、好ましくは400〜600であり、より好ましくは400〜550であり、より好ましくは450〜510である。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。 In the present invention, a prepolymer containing the above-mentioned components derived from PPG is used. The NCO equivalent of the prepolymer is preferably 400-600, more preferably 400-550, and even more preferably 450-510. 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.

[イソシアネート成分]
TDI以外の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、
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。
[Isocyanate component]
Examples of isocyanate components other than TDI include, for example.
m-Phenylene diisocyanate,
p-phenylene diisocyanate,
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.

[ポリオール成分]
PPG(即ち、1,2−プロパンジオール、)以外の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、1,3−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。
[Polycarbonate component]
Examples of the polyol component other than PPG (that is, 1,2-propanediol) include, for example.
Ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, pentandiol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1, Diols such as 6-hexanediol;
Polyether polyols such as polytetramethylene 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;
And so on.

[硬化剤]
本発明において、硬化剤はポリアミン及びポリオールからなる。
ポリアミン硬化剤:
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:
PPGを含めて上述したプレポリマーの成分の項目で例示したポリオール成分が挙げられる。
[Hardener]
In the present invention, the curing agent consists of polyamines and polyols.
Polyamine hardener:
Examples of polyamines include diamines, which include alkylenediamines such as ethylenediamine, propylenediamine and hexamethylenediamine; diamines having an aliphatic ring such as isophoronediamine and dicyclohexylmethane-4,4'-diamine; 3 , 3'-Dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane (also known as methylenebis-o-chloroaniline) (hereinafter abbreviated as MOCA) and other diamines having an aromatic ring; 2-hydroxyethylethylenediamine, 2-hydroxy Diamines having hydroxyl groups such as ethylpropylene diamine, di-2-hydroxyethylethylenediamine, di-2-hydroxyethylpropylenediamine, 2-hydroxypropylethylenediamine, di-2-hydroxypropylethylenediamine, etc., particularly hydroxyalkylalkylenediamine; Be done. In addition, trifunctional triamine compounds and tetrafunctional or higher functional polyamine compounds can also be used.
Polyol hardener:
Examples include the polyol component exemplified in the above-mentioned item of prepolymer component including PPG.

[硬化剤の組成と使用量]
研磨パッドの柔軟性は、プレポリマーの構成成分のみならず、硬化剤のポリアミン硬化剤とポリオール硬化剤の配合割合でも調節できる。ポリアミン硬化剤とポリオール硬化剤の混合物を使用する場合、硬化剤中のアミノ基の数を100とした場合の硬化剤中の水酸基の数の割合である硬化剤の水酸基比率が10〜50であることが好ましく、より好ましくは水酸基比率は15〜30である。また、プレポリマーの末端に存在するイソシアネート基に対する、硬化剤に存在する活性水素基(アミノ基及び水酸基)の当量比であるR値が、0.60〜1.2となるように硬化剤の量を用いることが好ましい。R値は、0.70〜1.0がより好ましく、0.80〜0.95がさらに好ましい。また、研磨パッドのD硬度(JISK6253−1997/ISO7619)は、好ましくは20〜70であり、より好ましくは30〜50である。
[Composition and amount of hardener used]
The flexibility of the polishing pad can be adjusted not only by the components of the prepolymer but also by the mixing ratio of the polyamine curing agent and the polyol curing agent. When a mixture of a polyamine curing agent and a polyol curing agent is used, the hydroxyl group ratio of the curing agent, which is the ratio of the number of hydroxyl groups in the curing agent when the number of amino groups in the curing agent is 100, is 10 to 50. It is preferable, and more preferably, the hydroxyl group ratio is 15 to 30. Further, the curing agent has an R value which is an equivalent ratio of active hydrogen groups (amino groups and hydroxyl groups) present in the curing agent to the isocyanate group existing at the end of the prepolymer so as to be 0.60 to 1.2. It is preferable to use the amount. The R value is more preferably 0.70 to 1.0, and even more preferably 0.80 to 0.95. The D hardness of the polishing pad (JISK6253-1997 / ISO7619) is preferably 20 to 70, more preferably 30 to 50.

[発泡剤]
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。
[Blowing agent]
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.

本発明を以下の例により具体的に説明するが、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。
The present invention will be specifically described with reference to the following examples, but the following description is not intended to be construed as limiting the scope of the present invention to the following examples.
[material]
The materials used in the following examples are listed.

・イソシアネート末端プレポリマー:
以下の4種類のプレポリマーを当業界で一般的な方法に従って調製して、以下の実施例及び比較例に供した。
プレポリマー(1):TDI100/PPG1000/DEG(NCO当量506)
ポリイソシアネート成分としてTDI100(トルエン−2,4−ジイソシアネート)(66.7モル%)、ポリオール成分としてPPG1000(数平均分子量1000のポリプロピレングリコール)(20.9モル%)及びDEG(ジエチレングリコール)(12.4モル%)を反応させて得られたNCO当量506のウレタンプレポリマー
プレポリマー(2):TDI100/PPG1000/PPG2000/DEG(NCO当量505)
ポリイソシアネート成分としてTDI100(トルエン−2,4−ジイソシアネート)(66.7モル%)、ポリオール成分としてPPG1000(数平均分子量1000のポリプロピレングリコール)(6.4モル%)、PPG2000(数平均分子量2000のポリプロピレングリコール)(6.8モル%)及びDEG(ジエチレングリコール)(20.1モル%)を反応させて得られたNCO当量505のウレタンプレポリマー
プレポリマー(3):TDI100/PTMG650/DEG(NCO当量458)
ポリイソシアネート成分としてTDI100(トルエン−2,4−ジイソシアネート)、ポリオール成分としてPTMG650(数平均分子量650のポリテトラメチレングリコール)及びDEG(ジエチレングリコール)を含むNCO当量458のウレタンプレポリマー
プレポリマー(4):TDI100/PTMG1000/PTMG650/DEG(NCO当量458)
ポリイソシアネート成分としてTDI100(トルエン−2,4−ジイソシアネート)、ポリオール成分としてPTMG1000(数平均分子量1000のポリテトラメチレングリコール)、PTMG650(数平均分子量650のポリテトラメチレングリコール)及びDEG(ジエチレングリコール)を含むNCO当量458のウレタンプレポリマー
・ Isocyanate-terminated prepolymer:
The following four types of prepolymers were prepared according to methods common in the art and subjected to the following examples and comparative examples.
Prepolymer (1): TDI100 / PPG1000 / DEG (NCO equivalent 506)
TDI100 (toluene-2,4-diisocyanate) (66.7 mol%) as a polyisocyanate component, PPG1000 (polypropylene glycol having a number average molecular weight of 1000) (20.9 mol%) and DEG (diethylene glycol) (12. Urethane prepolymer with NCO equivalent 506 obtained by reacting 4 mol%) Prepolymer (2): TDI100 / PPG1000 / PPG2000 / DEG (NCO equivalent 505)
TDI100 (toluene-2,4-diisocyanate) (66.7 mol%) as a polyisocyanate component, PPG1000 (polypropylene glycol having a number average molecular weight of 1000) (6.4 mol%), PPG2000 (number average molecular weight 2000) as a polyol component Urethane prepolymer with NCO equivalent 505 obtained by reacting polypropylene glycol) (6.8 mol%) and DEG (diethylene glycol) (20.1 mol%): TDI100 / PTMG650 / DEG (NCO equivalent) 458)
Urethane prepolymer prepolymer (4) having an NCO equivalent of 458 containing TDI100 (toluene-2,4-diisocyanate) as a polyisocyanate component, PTMG650 (polytetramethylene glycol having a number average molecular weight of 650) and DEG (diethylene glycol) as polyol components: TDI100 / PTMG1000 / PTMG650 / DEG (NCO equivalent 458)
Includes TDI100 (toluene-2,4-diisocyanate) as a polyisocyanate component, PTMG1000 (polytetramethylene glycol with a number average molecular weight of 1000), PTMG650 (polytetramethylene glycol with a number average molecular weight of 650) and DEG (diethylene glycol) as polyol components. Urethane prepolymer with NCO equivalent of 458

・硬化剤:
硬化剤(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)
硬化剤(2):MOCAとPPG2000の1:1混合物(重量比)
・ Hardener:
Hardener (1): MOCA (3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane, also known as methylenebis-o-chloroaniline)
Hardener (2): 1: 1 mixture of MOCA and PPG2000 (weight ratio)

・その他の成分
微小中空球体(発泡剤):日本フィライト社製 EXPANCEL 551DE40d42
-Other components Micro hollow sphere (foaming agent): EXPANCEL 551DE40d42 manufactured by Nippon Phillite 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MOCAを23g、C成分として微小中空球体2gをそれぞれ準備した。
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、このウレタンシートを研磨パッドとして研磨性能を評価した。
[Example 1]
100 g of the prepolymer (1) was prepared as the A component, 23 g of the curing agent MOCA was prepared as the B component, and 2 g of the micro hollow spheres were prepared as the C component.
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 the polishing performance was evaluated using this urethane sheet as a polishing pad.

表1に得られたウレタンシートの配合、R値及びD硬度を示す。D硬度は以下のようにして求めた。
(D硬度)
研磨パッドのD硬度は、日本工業規格(JIS−K−6253)に準拠して、D型硬度計を用いて測定した。ここで、試料は、少なくとも総厚さ4.5mm以上になるように、必要に応じて複数枚のウレタンシートを重ねることで得た。
Table 1 shows the composition, R value and D hardness of the obtained urethane sheet. The D hardness was determined as follows.
(D hardness)
The D hardness of the polishing pad was measured using a D-type hardness tester in accordance with the Japanese Industrial Standards (JIS-K-6253). Here, the sample was obtained by stacking a plurality of urethane sheets as needed so that the total thickness was at least 4.5 mm or more.

[実施例2〜6及び比較例1〜3]
表1の配合に基づいて実施例2〜6としてPPGを用いたプレポリマー2種を用いた研磨パッドを5種類作製した。比較例1は従来公知の研磨パッドIC1000(ニッタ・ハース社製)である。表1の配合に基づいて比較例2としてPTMGプレポリマーおよび硬化剤としてMOCAを用いた研磨パッド、比較例3としてPTMGプレポリマーに硬化剤としてMOCA及びPPG2000を用いた研磨パッドをそれぞれ作製した。表1に実施例2〜6及び比較例1〜3のウレタンシートの配合、R値及びD硬度を示す。
[Examples 2 to 6 and Comparative Examples 1 to 3]
Based on the formulation shown in Table 1, 5 types of polishing pads using 2 types of prepolymers using PPG were prepared as Examples 2 to 6. Comparative Example 1 is a conventionally known polishing pad IC1000 (manufactured by Nitta Haas). Based on the formulation shown in Table 1, a polishing pad using PTMG prepolymer and MOCA as a curing agent was prepared as Comparative Example 2, and a polishing pad using MOCA and PPG2000 as a curing agent in PTMG prepolymer was prepared as Comparative Example 3, respectively. Table 1 shows the composition, R value and D hardness of the urethane sheets of Examples 2 to 6 and Comparative Examples 1 to 3.

Figure 2020157415
Figure 2020157415

[動的粘弾性測定(DMA)]
上記の各実施例及び比較例について、動的粘弾性試験により試料の粘弾性特性として、貯蔵弾性率(E’)、損失弾性率(E”)、損失正接:tanδ(=E”/E’)の20〜80℃における温度依存性を測定した。動的粘弾性試験は、JIS K7244−4に準じ、下記条件にて測定した。
測定装置:ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン RSAIII
試験モード:引っ張り 温度分散
試験片:4×0.5×0.125cm
周波数:1.6Hz
初荷重:148g
温度:20〜80℃
歪範囲:0.1%
昇温速度:5℃/分
各実施例・比較例のDMA測定結果(tanδ)を表2、図1及び図2に示す。
[Dynamic viscoelasticity measurement (DMA)]
For each of the above Examples and Comparative Examples, the viscoelastic properties of the sample by the dynamic viscoelasticity test were the storage elastic modulus (E'), the loss elastic modulus (E "), and the loss tangent: tanδ (= E" / E'. ) Was measured at 20 to 80 ° C. The dynamic viscoelasticity test was measured under the following conditions according to JIS K7244-4.
Measuring device: TA Instruments Japan RSAIII
Test mode: Tension temperature dispersion Test piece: 4 x 0.5 x 0.125 cm
Frequency: 1.6Hz
Initial load: 148g
Temperature: 20-80 ° C
Strain range: 0.1%
Heating rate: 5 ° C./min The DMA measurement results (tan δ) of each Example / Comparative Example are shown in Table 2, FIG. 1 and FIG.

Figure 2020157415
Figure 2020157415

表2において、変動率は、以下の式で定義される。
[(20℃〜80℃におけるtanδの最大値)−(20℃〜80℃におけるtanδの最小値)]/40℃におけるtanδ
なお、表2において変動率は上記式の値に100を乗じた百分率で表記している。
In Table 2, the volatility is defined by the following equation.
[(Maximum value of tan δ at 20 ° C to 80 ° C)-(Minimum value of tan δ at 20 ° C to 80 ° C)] / tan δ at 40 ° C
In Table 2, the fluctuation rate is expressed as a percentage obtained by multiplying the value of the above formula by 100.

表2から分かる様に、従来公知の比較例1の研磨パッドはtanδの40℃の値が0.106と低く、tanδの変動率もやや大きかった。また、PTMGを含むプレポリマー(プレポリマー(3))を用い、硬化剤にMOCAとPPGを用いた比較例2は、tanδの40℃の値は0.134と高かったもののtanδの変動率が103.3%と大きくなってしまった。PTMGを含むプレポリマー(プレポリマー(4))を用い、硬化剤にMOCAを用いた比較例3は、tanδの40℃の値が0.093と低く、tanδの変動率も50.5%と大きいものであった。一方、PPGを含むプレポリマー(プレポリマー(1)及び(2))を用いた実施例1〜6は、硬化剤の成分比を変化させても、いずれもtanδの40℃の値が0.12以上で、tanδの変動率30%以下であった。 As can be seen from Table 2, the conventionally known polishing pad of Comparative Example 1 had a low value of tan δ at 40 ° C. of 0.106, and the fluctuation rate of tan δ was also slightly large. Further, in Comparative Example 2 in which a prepolymer containing PTMG (prepolymer (3)) was used and MOCA and PPG were used as curing agents, the value of tan δ at 40 ° C. was as high as 0.134, but the fluctuation rate of tan δ was high. It has increased to 103.3%. In Comparative Example 3 in which a prepolymer containing PTMG (prepolymer (4)) was used and MOCA was used as a curing agent, the value of tan δ at 40 ° C. was as low as 0.093, and the fluctuation rate of tan δ was also 50.5%. It was a big one. On the other hand, in Examples 1 to 6 using the prepolymers containing PPG (prepolymers (1) and (2)), even if the component ratio of the curing agent was changed, the value of tan δ at 40 ° C. was 0. When it was 12 or more, the fluctuation rate of tan δ was 30% or less.

上記実施例及び比較例の研磨パッドについて研磨試験を行った。その結果を以下に示す。
<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:純水=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
A polishing test was performed on the polishing pads of the above Examples and Comparative Examples. The results are shown below.
<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 water = 1: 1 weight ratio mixed solution 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

(ディフェクト性能の評価)
ディフェクト性能は、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、Surfscan SP1DLS)の高感度測定モードにて測定し、基板表面におけるスクラッチ等のディフェクトの個数をカウントした。ここで評価するディフェクトは、パーティクル、パッド屑由来と思われる有機物、有機残渣、スクラッチ、膜由来のボイド、ウォーターマーク等の欠陥の合計である。
ディフェクト性能の評価基準は以下の通り。
0.16μm以上のディフェクト個数50個未満:◎(極めて良好)
0.16μm以上のディフェクト個数100個未満:○(良好)
0.16μm以上のディフェクト個数200個未満:△(やや良好)
0.16μm以上のディフェクト個数200個以上:×(不良)
(Evaluation of defect performance)
The defect performance was measured by polishing 25 substrates and measuring 5 substrates from the 21st to 25th substrates after polishing in the high-sensitivity measurement mode of a wafer surface inspection device (Surfscan SP1DLS manufactured by KLA Tencor). The number of defects such as scratches on the surface of the substrate was counted. The defects evaluated here are the total of defects such as particles, organic substances thought to be derived from pad scraps, organic residues, scratches, voids derived from the film, and watermarks.
The evaluation criteria for defect performance are as follows.
Less than 50 defects of 0.16 μm or more: ◎ (extremely good)
Less than 100 defects of 0.16 μm or more: ○ (good)
Number of defects of 0.16 μm or more and less than 200: △ (slightly good)
Number of defects of 0.16 μm or more 200 or more: × (defective)

(段差性能の評価)
段差性能は、銅配線パターン付ウエハ(SEMATECH社製、754ウエハ)を用い、研磨剤(フジミコーポレーション製、PLANARLITE7000)で研磨を行い、100μm/100μmのディッシングを段差・表面粗さ・微細形状測定装置(KLAテンコール社製、P−16+)で測定することにより評価した。
段差性能の評価基準は絶縁膜からの窪み深さで評価して以下の通り。
ディッシングが400Å未満:◎(極めて良好)
ディッシングが500Å未満:○(良好)
ディッシングが750Å以上:×(不良)
(Evaluation of step performance)
For the step performance, a wafer with a copper wiring pattern (754 wafer manufactured by SEMATECH) is used, polished with an abrasive (manufactured by Fujimi Corporation, PLANARLITE7000), and 100 μm / 100 μm dishing is performed with a step / surface roughness / fine shape measuring device. It was evaluated by measuring with (KLA Tencor Co., Ltd., P-16 +).
The evaluation criteria for step performance are as follows, evaluated based on the depth of the depression from the insulating film.
Dishing less than 400 Å: ◎ (extremely good)
Dishes less than 500 Å: ○ (good)
Dishing is 750 Å or more: × (bad)

ディフェクト性能及び段差性能の評価結果を以下の表3に示す。

Figure 2020157415
The evaluation results of the defect performance and the step performance are shown in Table 3 below.
Figure 2020157415

表3の結果より、ディフェクト性能は、比較例1〜3はいずれも不良であった一方で、実施例1〜6はいずれもディフェクト数が200個未満であった。ディフェクト性能については、tanδの変動率及びD硬度が影響しているものと考えられ、tanδの変動率が30%未満の実施例1〜6はディフェクト数が少なく、さらにtanδの変動率が20%未満と小さい実施例3〜6はより良好な結果であった。段差性能については、40℃におけるtanδの値が影響しているものと考えられ、0.12より大きい実施例1〜6及び比較例2はディッシングが500Å未満と良好であり、さらに0.17より大きい実施例1〜3及び実施例6はきわめて良好な結果であった。 From the results in Table 3, the defect performance was poor in all of Comparative Examples 1 to 3, while the number of defects was less than 200 in all of Examples 1 to 6. It is considered that the variation rate of tan δ and the D hardness have an influence on the defect performance. In Examples 1 to 6 in which the variation rate of tan δ is less than 30%, the number of defects is small, and the variation rate of tan δ is 20%. Examples 3-6, which are less than and smaller, gave better results. It is considered that the value of tan δ at 40 ° C. has an influence on the step performance, and Examples 1 to 6 and Comparative Example 2 having a value larger than 0.12 have a good dishing of less than 500 Å, and further from 0.17. The large Examples 1 to 3 and Example 6 gave very good results.

Claims (5)

ポリウレタン樹脂発泡体からなる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プレポリマーがトルエンジイソシアネート(TDI)及びポリプロピレングリコール(PPG)由来の構成成分を含み、
測定周波数10ラジアン/秒および引っ張りモードの動的粘弾性試験で測定した前記研磨層のtanδの値が40℃で0.12以上かつ下記式:
[(20℃〜80℃における前記研磨層のtanδの最大値)−(20℃〜80℃における前記研磨層のtanδの最小値)]/40℃における前記研磨層のtanδ
で表される20℃〜80℃の前記研磨層のtanδの変動率が50%以下であることを特徴とする研磨パッド。
A polishing pad having a polishing layer made of a polyurethane resin foam.
The polyurethane resin is a cured product of a curable resin composition containing an isocyanate-terminated urethane prepolymer and a curing agent.
The isocyanate-terminated prepolymer contains components derived from toluene diisocyanate (TDI) and polypropylene glycol (PPG).
The value of tan δ of the polishing layer measured by the dynamic viscoelasticity test at a measurement frequency of 10 radians / second and the tensile mode is 0.12 or more at 40 ° C. and the following formula:
[(Maximum value of tan δ of the polishing layer at 20 ° C. to 80 ° C.)-(Minimum value of tan δ of the polishing layer at 20 ° C. to 80 ° C.)] / tan δ of the polishing layer at 40 ° C.
A polishing pad having a fluctuation rate of tan δ of the polishing layer at 20 ° C. to 80 ° C. represented by 50% or less.
前記硬化性樹脂組成物が、発泡剤として微小中空球体をさらに含む、請求項1に記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 1, wherein the curable resin composition further contains microhollow spheres as a foaming agent. 前記イソシアネート末端プレポリマーが、ジエチレングリコール(DEG)由来の構成成分をさらに含む、請求項1又は2に記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 1 or 2, wherein the isocyanate-terminated prepolymer further contains a component derived from diethylene glycol (DEG). 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1〜3のいずれかに記載の研磨パッドを使用することを特徴とする方法。 A method for polishing the surface of an optical material or a semiconductor material, which comprises using the polishing pad according to any one of claims 1 to 3. 請求項1〜3のいずれかに記載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際のスクラッチを低減する方法。
A method for reducing scratches when polishing the surface of an optical material or a semiconductor material by using the polishing pad according to any one of claims 1 to 3.
JP2019058669A 2019-03-26 2019-03-26 polishing pad Active JP7189057B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019058669A JP7189057B2 (en) 2019-03-26 2019-03-26 polishing pad
TW109108177A TWI833924B (en) 2019-03-26 2020-03-12 Polishing pads, methods for polishing the surface of optical materials or semiconductor materials, and methods for reducing scratches when polishing the surface of optical materials or semiconductor materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019058669A JP7189057B2 (en) 2019-03-26 2019-03-26 polishing pad

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020157415A true JP2020157415A (en) 2020-10-01
JP7189057B2 JP7189057B2 (en) 2022-12-13

Family

ID=72641014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019058669A Active JP7189057B2 (en) 2019-03-26 2019-03-26 polishing pad

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7189057B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022153961A1 (en) * 2021-01-14 2022-07-21 富士紡ホールディングス株式会社 Polishing pad, method for producing polishing pad, and method for polishing surface of optical material or semiconductor material

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018127562A (en) * 2017-02-09 2018-08-16 ニッタ・ハース株式会社 Polymer body, polishing pad, and method for producing polymer body

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018127562A (en) * 2017-02-09 2018-08-16 ニッタ・ハース株式会社 Polymer body, polishing pad, and method for producing polymer body

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022153961A1 (en) * 2021-01-14 2022-07-21 富士紡ホールディングス株式会社 Polishing pad, method for producing polishing pad, and method for polishing surface of optical material or semiconductor material

Also Published As

Publication number Publication date
TW202103849A (en) 2021-02-01
JP7189057B2 (en) 2022-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6311183B2 (en) Polishing pad and manufacturing method thereof
JP6600149B2 (en) Polishing pad and manufacturing method thereof
TWI352726B (en)
CN111936268B (en) Polishing pad and method for manufacturing the same
JP4101584B2 (en) Polyurethane foam for polishing sheet and method for producing the same, polishing sheet for polishing pad, and polishing pad
JP2017132012A (en) Manufacturing method for polishing pad
JP7438658B2 (en) Method for manufacturing polishing pads and polishing products
JP6688530B2 (en) Polishing pad
JP7189057B2 (en) polishing pad
JP6382659B2 (en) Polishing pad
JP6914144B2 (en) Abrasive pad
TWI833924B (en) Polishing pads, methods for polishing the surface of optical materials or semiconductor materials, and methods for reducing scratches when polishing the surface of optical materials or semiconductor materials
JP2018171675A (en) Polishing pad
CN111212705B (en) Polishing pad and method for manufacturing the same
WO2019188476A1 (en) Polishing pad, polishing pad production method, and method for polishing surface of optical material or semiconductor material
JP7137301B2 (en) polishing pad
JP6498498B2 (en) Polishing pad
JP7072429B2 (en) Polishing pads, methods of manufacturing polishing pads, and methods of polishing the surface of optical or semiconductor materials.
JP7405500B2 (en) Polishing pad, method for manufacturing polishing pad, and method for polishing the surface of optical or semiconductor material
JP2023050175A (en) Polishing pad, method for manufacturing polishing pad, and method for polishing surface of optical material or semiconductor material
JP2017064886A (en) Polishing pad
JP2017064891A (en) Polishing pad
JP2023049623A (en) Polishing pad, method for manufacturing polishing pad, and method for polishing surface of optical material or semiconductor material
JP2019177455A (en) Polishing pad, polishing pad manufacturing method, and method for polishing surface of optical material or semiconductor material
JP6588785B2 (en) Polishing pad

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211202

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220825

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220902

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221027

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221114

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221201

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7189057

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150