JP2023146016A - Polishing pad and method for manufacturing polishing pad - Google Patents

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JP2023146016A JP2022052981A JP2022052981A JP2023146016A JP 2023146016 A JP2023146016 A JP 2023146016A JP 2022052981 A JP2022052981 A JP 2022052981A JP 2022052981 A JP2022052981 A JP 2022052981A JP 2023146016 A JP2023146016 A JP 2023146016A
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哲平 立野
Teppei Tateno
浩 栗原
Hiroshi Kurihara
大和 ▲高▼見沢
Yamato TAKAMIZAWA
恵介 越智
Keisuke Ochi
哲明 川崎
Tetsuaki KAWASAKI
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Fujibo Holdins Inc
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Abstract

To provide a polishing pad which is excellent in step elimination performance and defect performance, and is also excellent in abrasion resistance.SOLUTION: A polishing pad has a polishing layer composed of a polyurethane resin foam derived from an isocyanate-terminated prepolymer and a curing agent, wherein a distance between hard segments in the polishing layer measured by an X-ray small angle scattering method is 9.5 nm or less.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は研磨パッドに関する。詳細には、本発明は、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好適に用いることができる研磨パッドに関する。 FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to polishing pads. Specifically, the present invention relates to a polishing pad that can be suitably used for polishing optical materials, semiconductor wafers, semiconductor devices, hard disk substrates, and the like.

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の表面を平坦化するための研磨法として、化学機械研磨(chemical mechanical polishing,CMP)法が一般的に用いられている。 Chemical mechanical polishing (CMP) is generally used as a polishing method for flattening the surfaces of optical materials, semiconductor wafers, semiconductor devices, and hard disk substrates.

CMP法について、図1を用いて説明する。図1のように、CMP法を実施する研磨装置1には、研磨パッド3が備えられ、当該研磨パッド3は、保持定盤16に保持された被研磨物8に当接するとともに、研磨を行う層である研磨層4と研磨層4を支持するクッション層6を含む。研磨パッド3は、被研磨物8が押圧された状態で回転駆動され、被研磨物8を研磨する。その際、研磨パッド3と被研磨物8との間には、スラリー9が供給される。スラリー9は、水と各種化学成分や硬質の微細な砥粒の混合物(分散液)であり、その中の化学成分や砥粒が流されながら、被研磨物8との相対運動により、研磨効果を増大させるものである。スラリー9は溝又は孔を介して研磨面に供給され、排出される。 The CMP method will be explained using FIG. As shown in FIG. 1, a polishing apparatus 1 that performs the CMP method is equipped with a polishing pad 3, and the polishing pad 3 contacts a workpiece 8 held on a holding surface plate 16 and performs polishing. The polishing layer 4 includes a polishing layer 4 and a cushion layer 6 that supports the polishing layer 4. The polishing pad 3 is driven to rotate while the object 8 to be polished is pressed, and polishes the object 8 to be polished. At that time, slurry 9 is supplied between polishing pad 3 and object to be polished 8 . Slurry 9 is a mixture (dispersion liquid) of water, various chemical components, and hard fine abrasive grains, and as the chemical components and abrasive grains in the slurry flow, relative movement with the object to be polished 8 increases the polishing effect. This increases the Slurry 9 is supplied to the polishing surface through the grooves or holes and is discharged.

ところで、半導体デバイスの研磨には、イソシアネート成分(トルエンジイソシアネート(TDI)など)及び高分子量ポリオール(ポリオキシテトラメチレングリコール(PTMG)など)を含むプレポリマーとジアミン系硬化剤(4,4’-メチレンビス(2-クロロアニリン)(MOCA)など)を反応させて得られた硬質ポリウレタン材料を研磨層4として用いた研磨パッドを用いることが一般的である。プレポリマーに含まれる高分子量ポリオールはウレタンのソフトセグメントを形成し、その取り扱いやすさや適度なゴム弾性を示すPTMGが高分子量ポリオールとして従来からよく用いられていた。 By the way, for polishing semiconductor devices, a prepolymer containing an isocyanate component (such as toluene diisocyanate (TDI)) and a high molecular weight polyol (such as polyoxytetramethylene glycol (PTMG)) and a diamine-based curing agent (4,4'-methylene bis It is common to use a polishing pad using a hard polyurethane material obtained by reacting (2-chloroaniline) (MOCA), etc.) as the polishing layer 4. The high molecular weight polyol contained in the prepolymer forms a soft segment of urethane, and PTMG, which exhibits ease of handling and appropriate rubber elasticity, has been commonly used as the high molecular weight polyol.

しかし、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、段差解消性能やディフェクト性能が不十分である場合があり、高分子量ポリオールとしてPTMG以外を用いる検討がなされている。 However, in recent years, with the miniaturization of wiring in semiconductor devices, conventional polishing pads may have insufficient performance to eliminate step differences and defect performance, and studies are being conducted to use materials other than PTMG as high molecular weight polyols.

上記のような課題を検討した文献として、特許文献1には、プレポリマーの高分子量ポリオールとして、ポリプロピレングリコール(PPG)を用いることで、段差解消性能が高く、スクラッチが少ない研磨パッドが開示されている。 As a document that considers the above-mentioned issues, Patent Document 1 discloses a polishing pad that uses polypropylene glycol (PPG) as a high-molecular-weight polyol in a prepolymer to have high level difference elimination performance and fewer scratches. There is.

また、特許文献2には、プレポリマーの高分子量ポリオールとして、PPG及びPTMGの混合物を用いることで、欠陥率を低減した研磨パッドがそれぞれ開示されている。 Further, Patent Document 2 discloses a polishing pad in which the defect rate is reduced by using a mixture of PPG and PTMG as a high molecular weight polyol of a prepolymer.

特開2020-157415号公報Japanese Patent Application Publication No. 2020-157415 特開2011-040737号公報Japanese Patent Application Publication No. 2011-040737

しかしながら、特許文献1に記載の研磨パッドは、研磨層の耐摩耗性が悪く研磨パッドのライフが短いという問題点があった。また、特許文献2に記載の研磨パッドは、段差解消性能やディフェクト性能が十分なものではないという問題点があった。 However, the polishing pad described in Patent Document 1 has a problem in that the polishing layer has poor wear resistance and the life of the polishing pad is short. Furthermore, the polishing pad described in Patent Document 2 has a problem in that its level difference elimination performance and defect performance are not sufficient.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、段差解消性能やディフェクト性能に優れ、さらに耐摩耗性に優れた研磨パッドを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a polishing pad that is excellent in level difference elimination performance and defect performance, and also has excellent wear resistance.

本発明者は、鋭意研究の結果、研磨パッドが有する研磨層に使用する材料において、ハードセグメント間の距離を特定の長さであるような構造である場合に、段差解消性能やディフェクト性能に優れ、さらに耐摩耗性に優れた研磨パッドになることを見出し、本発明に到達した。すなわち、本発明は以下を包含する。
[1] イソシアネート末端プレポリマー及び硬化剤由来の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、
X線小角散乱法により測定される前記研磨層におけるハードセグメント間の距離が9.5nm以下である、研磨パッド。
[2] 前記イソシアネート末端プレポリマーが、ポリイソシアネート化合物由来構成単位と、高分子量ポリオール由来構成単位とを含み、
前記高分子量ポリオール由来構成単位は、少なくともポリプロピレングリコール構成単位と、ポリエステルジオール構成単位とからなる、[1]に記載の研磨パッド。
[3] 前記ポリプロピレングリコール構成単位が、前記高分子量ポリオール由来の構成単位に対して、60重量%未満である、[2]に記載の研磨パッド。
[4] 前記ポリエステルジオール構成単位を形成するためのポリエステルジオールが、600~2500の数平均分子量である、[2]に記載の研磨パッド。
[5] 前記ポリウレタン樹脂発泡体の平均気泡径が5μm以上20μm未満である、[1]に記載の研磨パッド。
[6] 前記イソシアネート末端プレポリマーのNCO当量が500~600である、[1]に記載の研磨パッド。
[7] X線小角散乱法により測定される前記研磨層におけるハードセグメント間の距離が3.0~9.5nmである、[1]に記載の研磨パッド。
[8] 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の製造方法であって、
イソシアネート末端プレポリマーと、硬化剤とを混合し、反応させ、前記ポリウレタン樹脂発泡体を得る工程と、
前記ポリウレタン樹脂発泡体を成形し、研磨層の形状にする工程と、を含み、
X線小角散乱法により測定される前記研磨層におけるハードセグメント間の距離が9.5nm以下である、研磨パッドの製造方法。
[9] イソシアネート末端プレポリマーと、硬化剤とを混合する際に、未膨張バルーンも共存させる、[8]に記載の研磨パッドの製造方法。
As a result of intensive research, the present inventor has found that when the material used for the polishing layer of a polishing pad has a structure in which the distance between hard segments is a specific length, it has excellent step elimination performance and defect performance. It was discovered that a polishing pad with further excellent wear resistance can be obtained, and the present invention was achieved. That is, the present invention includes the following.
[1] A polishing pad having a polishing layer made of a polyurethane resin foam derived from an isocyanate-terminated prepolymer and a curing agent,
A polishing pad, wherein the distance between hard segments in the polishing layer measured by small-angle X-ray scattering is 9.5 nm or less.
[2] The isocyanate-terminated prepolymer contains a polyisocyanate compound-derived structural unit and a high molecular weight polyol-derived structural unit,
The polishing pad according to [1], wherein the high molecular weight polyol-derived structural unit includes at least a polypropylene glycol structural unit and a polyester diol structural unit.
[3] The polishing pad according to [2], wherein the polypropylene glycol structural unit is less than 60% by weight based on the high molecular weight polyol-derived structural unit.
[4] The polishing pad according to [2], wherein the polyester diol for forming the polyester diol structural unit has a number average molecular weight of 600 to 2,500.
[5] The polishing pad according to [1], wherein the polyurethane resin foam has an average cell diameter of 5 μm or more and less than 20 μm.
[6] The polishing pad according to [1], wherein the isocyanate-terminated prepolymer has an NCO equivalent of 500 to 600.
[7] The polishing pad according to [1], wherein the distance between hard segments in the polishing layer measured by small-angle X-ray scattering is 3.0 to 9.5 nm.
[8] A method for manufacturing a polishing pad having a polishing layer made of polyurethane resin foam, comprising:
A step of mixing and reacting an isocyanate-terminated prepolymer with a curing agent to obtain the polyurethane resin foam;
molding the polyurethane resin foam into the shape of an abrasive layer,
A method for producing a polishing pad, wherein the distance between hard segments in the polishing layer as measured by small-angle X-ray scattering is 9.5 nm or less.
[9] The method for producing a polishing pad according to [8], wherein an unexpanded balloon is also allowed to coexist when mixing the isocyanate-terminated prepolymer and the curing agent.

本発明の研磨パッドが有する研磨層は、特定の長さのハードセグメント間の距離を有し、それにより、段差解消性能やディフェクト性能に優れ、さらに耐摩耗性に優れた研磨パッドを提供することができる。 The polishing layer of the polishing pad of the present invention has a distance between hard segments of a specific length, thereby providing a polishing pad with excellent step elimination performance and defect performance as well as excellent wear resistance. Can be done.

図1は、研磨装置1の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of the polishing apparatus 1. FIG. 図2は、研磨パッドの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the polishing pad. 図3は、実施例1及び比較例1の研磨パッドのそれぞれの研磨層のX線小角散乱法による測定結果である。FIG. 3 shows the measurement results of the polishing layers of the polishing pads of Example 1 and Comparative Example 1 by small-angle X-ray scattering. 図4は、図3の囲んだ付近の拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of the area surrounded by FIG. 3. 図5は、極大を求めやすいように図4のグラフを補正させた図である。FIG. 5 is a diagram in which the graph of FIG. 4 has been corrected to make it easier to find the local maximum. 図6は、段差研磨量試験における段差状態の模式図を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a schematic diagram of a step state in a step polishing amount test.

以下、発明を実施するための形態について説明するが、本発明は、発明を実施するための形態に限定されるものではない。 Hereinafter, the embodiments for carrying out the invention will be described, but the present invention is not limited to the embodiments for carrying out the invention.

<<研磨パッド>>
研磨パッド3の構造について図2(a)を用いて説明する。研磨パッド3は、図2(a)のように、研磨層4と、クッション層6とを含む。研磨パッド3の形状は円盤状が好ましいが、特に限定されるものではなく、また、大きさ(径)も、研磨パッド3を備える研磨装置1のサイズ等に応じて適宜決定することができ、例えば、直径10cm~2m程度とすることができる。
なお、本発明の研磨パッド3は、好ましくは図2(a)に示すように、研磨層4がクッション層6に接着層7を介して接着されている。
研磨パッド3は、クッション層6に配設された両面テープ等によって研磨装置1の研磨定盤10に貼付される。研磨パッド3は、研磨装置1によって被研磨物8を押圧した状態で回転駆動され、被研磨物8を研磨する(図1参照)。
<<Polishing pad>>
The structure of the polishing pad 3 will be explained using FIG. 2(a). The polishing pad 3 includes a polishing layer 4 and a cushion layer 6, as shown in FIG. 2(a). The shape of the polishing pad 3 is preferably disc-shaped, but is not particularly limited, and the size (diameter) can be determined as appropriate depending on the size of the polishing device 1 equipped with the polishing pad 3, etc. For example, the diameter can be about 10 cm to 2 m.
Preferably, in the polishing pad 3 of the present invention, the polishing layer 4 is bonded to the cushion layer 6 via an adhesive layer 7, as shown in FIG. 2(a).
The polishing pad 3 is attached to the polishing surface plate 10 of the polishing device 1 with a double-sided tape or the like provided on the cushion layer 6. The polishing pad 3 is rotated by the polishing device 1 while pressing the object 8 to be polished, and polishes the object 8 (see FIG. 1).

<研磨層>
(構成)
研磨パッド3は、被研磨物8を研磨するための層である研磨層4を備える。研磨層4を構成する材料は、特定のポリウレタン樹脂である。
研磨層4の大きさ(径)は、研磨パッド3と同様であり、直径10cm~2m程度とすることができ、研磨層4の厚みは、通常1~5mm程度とすることができる。
研磨層4は、研磨装置1の研磨定盤10と共に回転され、その上にスラリー9を流しながら、スラリー9の中に含まれる化学成分や砥粒を、被研磨物8と一緒に相対運動させることにより、被研磨物8を研磨する。
研磨層4は、中空微小球体4Aが分散されていてもよい。中空微小球体4Aが分散されている場合は、研磨層4が摩耗されると中空微小球体4Aが研磨面に露出され研磨面に微少な空隙が生じ、この微少な空隙がスラリーを保持することで被研磨物8の研磨をより進行させることができる。
<Polishing layer>
(composition)
The polishing pad 3 includes a polishing layer 4 that is a layer for polishing the object 8 to be polished. The material constituting the polishing layer 4 is a specific polyurethane resin.
The size (diameter) of the polishing layer 4 is similar to that of the polishing pad 3, and can be about 10 cm to 2 m in diameter, and the thickness of the polishing layer 4 can usually be about 1 to 5 mm.
The polishing layer 4 is rotated together with the polishing surface plate 10 of the polishing device 1, and while the slurry 9 is poured onto it, the chemical components and abrasive grains contained in the slurry 9 are caused to move relative to the object to be polished 8. By doing so, the object to be polished 8 is polished.
The polishing layer 4 may have hollow microspheres 4A dispersed therein. When the hollow microspheres 4A are dispersed, when the polishing layer 4 is worn away, the hollow microspheres 4A are exposed to the polishing surface and minute voids are created on the polishing surface, and these minute voids retain the slurry. Polishing of the object to be polished 8 can be further progressed.

研磨層4は、イソシアネート末端プレポリマーと、硬化剤(鎖伸長剤)と、必要により中空微小球体4Aとを混合した混合液を注型し硬化させたポリウレタン樹脂発泡体をスライスすることで形成されている。すなわち、研磨層4は、乾式成型されている。 The polishing layer 4 is formed by slicing a polyurethane resin foam that has been cured by casting a mixture of an isocyanate-terminated prepolymer, a curing agent (chain extender), and, if necessary, hollow microspheres 4A. ing. That is, the polishing layer 4 is dry molded.

(ハードセグメント間の距離)
研磨層4を構成する材料は、X線小角散乱法により測定されるハードセグメント間の距離が9.5nm以下である。ハードセグメント間の距離が9.5nm以下であると、その研磨層を備える研磨パッドは、優れた段差解消性能、優れたディフェクト性能及び、優れた耐摩耗性を有する。
ハードセグメント間の距離は、好ましくは3.0~9.5nm、より好ましくは、4.0~9.0nmである。
(distance between hard segments)
The material constituting the polishing layer 4 has a distance between hard segments of 9.5 nm or less as measured by small-angle X-ray scattering. When the distance between hard segments is 9.5 nm or less, a polishing pad provided with the polishing layer has excellent step elimination performance, excellent defect performance, and excellent wear resistance.
The distance between hard segments is preferably 3.0 to 9.5 nm, more preferably 4.0 to 9.0 nm.

ハードセグメント間の距離は、X線小角散乱法により測定される。ここで、X線小角散乱法とは、試料に対してX線を入射することで、散乱したX線を検出器で得る方法であり、散乱する角度により、測定対象のサイズ・形状・構造相関などのデータを非破壊で得ることができるものである。
ポリウレタン樹脂発泡体の研磨層4に対して、X線小角散乱法で測定すると、図3のような曲線を得ることができる。
The distance between hard segments is measured by small angle X-ray scattering. Here, the small-angle X-ray scattering method is a method in which X-rays are incident on a sample and the scattered X-rays are obtained using a detector. It is possible to obtain data such as non-destructively.
When the polishing layer 4 made of polyurethane resin foam is measured using the small angle X-ray scattering method, a curve as shown in FIG. 3 can be obtained.

なお、本明細書において、ハードセグメントとは、研磨層4を構成するポリウレタン樹脂におけるイソシアネートと硬化剤との反応により形成されるウレタン結合又はウレア結合から構成される部分を意味する。
一般的に、X線小角散乱法で測定した場合、得られたデータの強度(Intensity)をそのまま用いるのではなく、以の式を用いて補正した強度で検討する。本発明においても、この計算により補正している。
補正後の強度=(対象サンプルの強度/対象サンプルの透過率)-(空気の強度/空気の透過率)
In this specification, the hard segment refers to a portion composed of urethane bonds or urea bonds formed by a reaction between isocyanate and a curing agent in the polyurethane resin constituting the polishing layer 4.
Generally, when measuring by small-angle X-ray scattering, the intensity of the obtained data is not used as is, but the intensity is corrected using the following formula. In the present invention, correction is also performed using this calculation.
Intensity after correction = (Intensity of target sample / Transmittance of target sample) - (Intensity of air / Transmittance of air)

ハードセグメント間の距離は、図3で囲んだ部分において、極大のときのQの値から算出する。すなわち、ハードセグメント間の距離は、距離=2π/Qから求めることができる。したがって、Qの値が小さいと、ハードセグメント同士の距離が大きいものとなる。 The distance between hard segments is calculated from the maximum value of Q in the area enclosed in FIG. That is, the distance between hard segments can be determined from distance=2π/Q. Therefore, when the value of Q is small, the distance between hard segments becomes large.

図3を用いて説明する。図3の曲線において、透過率などを用いて補正をしたものである。この図3の平坦部分の最も高いピークの場所に着目し、そのX軸がハードセグメント間の距離に対応する。このように得られるハードセグメント間の距離が9.5nm以下であると、その研磨層を備える研磨パッドは、優れた段差解消性能、優れたディフェクト性能及び、優れた耐摩耗性を有する。 This will be explained using FIG. 3. The curve in FIG. 3 has been corrected using transmittance and the like. Focusing on the location of the highest peak in the flat portion of FIG. 3, its X axis corresponds to the distance between hard segments. When the distance between the hard segments thus obtained is 9.5 nm or less, the polishing pad provided with the polishing layer has excellent step elimination performance, excellent defect performance, and excellent wear resistance.

ここからさらに、極大を求めやすいように変換する。以下の方法でグラフ再描画する。
(再描画方法)
(1)得られた曲線のうち、強度が右肩下がりとなる部分から接線を導出する。例えば、図3の測定結果から、Qが0.1~0.2付近の強度から接線を導出する。
(2)上記(1)で導出した接線のQ値(X)から強度を求め、変曲点付近における補正後の強度との差を計算する。例えば、図3の測定結果から、Qが0.3~1.2に変曲点があるため、接線の式にQを代入して得た強度を求める。その後、補正後の強度から、接線の式で得られた強度を引いて差を求める。
(3)上記(2)で求めた差から、強度差のグラフ(正規分布)を作成する。
(4)正規分布のピーク(図5で示すグラフのピーク)がハードセグメント間距離と推定される。
From here, we convert to make it easier to find the maximum. Redraw the graph using the following method.
(Redraw method)
(1) From the obtained curve, a tangent line is derived from the part where the intensity slopes downward to the right. For example, from the measurement results in FIG. 3, a tangent line is derived from the intensity when Q is around 0.1 to 0.2.
(2) Obtain the intensity from the Q value (X) of the tangent derived in (1) above, and calculate the difference between it and the corrected intensity near the inflection point. For example, from the measurement results in FIG. 3, since there is an inflection point between Q and 0.3 to 1.2, the intensity is obtained by substituting Q into the equation of the tangent. Thereafter, the difference is obtained by subtracting the intensity obtained by the tangent equation from the corrected intensity.
(3) Create an intensity difference graph (normal distribution) from the difference obtained in (2) above.
(4) The peak of the normal distribution (the peak of the graph shown in FIG. 5) is estimated to be the distance between hard segments.

なお、強度差のグラフの傾斜がなだらかな場合、ハードセグメントの大きさがバラバラである傾向(ハードセグメントの大きさがバラついている傾向)があり、強度差のグラフの傾斜が急な場合、同じ大きさのハードセグメントが多い傾向(ハードセグメントの大きさが揃っている傾向)がある。 Note that when the slope of the strength difference graph is gentle, the sizes of hard segments tend to vary (the sizes of hard segments tend to vary), and when the slope of the strength difference graph is steep, the same There is a tendency for there to be many hard segments of the same size (the hard segments tend to have the same size).

すでに説明したように、ハードセグメント間の距離が9.5nm以下であると良好な特性を得ることができるが、このハードセグメント間の距離は、研磨層4の材料の変更や製造方法を変更することによって、調整することができる。
例えば、研磨層4の材料である高分子量ポリオールが、ポリプロピレングリコールと、ポリエステルジオールの両方を用いて得る場合、ポリプロピレングリコール及びポリエステルジオールの割合を変えることによって、ハードセグメント間の距離が変わる。すなわち、ポリプロピレングリコール及びポリエステルジオールの割合を変更することにより、ハードセグメント間の距離を調整することができることができる。
As already explained, good characteristics can be obtained when the distance between the hard segments is 9.5 nm or less, but the distance between the hard segments requires changing the material of the polishing layer 4 or changing the manufacturing method. It can be adjusted by.
For example, when the high molecular weight polyol that is the material of the polishing layer 4 is obtained using both polypropylene glycol and polyester diol, the distance between the hard segments can be changed by changing the ratio of polypropylene glycol and polyester diol. That is, by changing the ratio of polypropylene glycol and polyester diol, the distance between hard segments can be adjusted.

(中空微小球体)
本発明の研磨パッドにおける研磨層4に含有してもよい中空微小球体4Aは、研磨層4の研磨面や研磨層4の断面に中空体として確認でき、当該中空体は、通常、2~200μmの開口径(中空微小球体4Aの直径)を有する。平均気泡径としては、好ましくは、5μm以上20μm未満である。中空微小球体4Aの形状は、球状、楕円状、及びこれらに近い形状のものが挙げられる
(Hollow microspheres)
The hollow microspheres 4A, which may be contained in the polishing layer 4 in the polishing pad of the present invention, can be confirmed as hollow bodies on the polishing surface of the polishing layer 4 or the cross section of the polishing layer 4, and the hollow bodies usually have a diameter of 2 to 200 μm. (the diameter of the hollow microsphere 4A). The average cell diameter is preferably 5 μm or more and less than 20 μm. The shapes of the hollow microspheres 4A include spherical, elliptical, and shapes close to these.

中空微小球体4Aは、市販のバルーンを用いることができるが、既膨張タイプのもの、及び、未膨張のものが挙げられる。未膨張のものは、加熱膨張性微小球状体であり、製造過程で加熱膨張させ、所定の大きさの気泡にすることができる。本発明では、必要に応じ適宜使用することができる。 As the hollow microspheres 4A, commercially available balloons can be used, and examples thereof include already-expanded balloons and unexpanded balloons. The unexpanded microspheres are heat-expandable microspheres, which can be heated and expanded during the manufacturing process to form bubbles of a predetermined size. In the present invention, it can be used as appropriate if necessary.

(溝加工)
本発明の研磨層4の被研磨物8側の表面には、溝加工を設けることができる。溝は、特に限定されるものではなく、研磨層4の周囲に連通しているスラリー排出溝、及び研磨層4の周囲に連通していないスラリー保持溝のいずれでもよく、また、スラリー排出溝とスラリー保持溝の両方を有してもよい。スラリー排出溝としては、格子状溝、放射状溝などが挙げられ、スラリー保持溝としては、同心円状溝、パーフォレーション(貫通孔)などが挙げられ、これらを組み合わせることもできる。
(Groove machining)
Grooving can be provided on the surface of the polishing layer 4 of the present invention on the object to be polished 8 side. The groove is not particularly limited, and may be either a slurry discharge groove that communicates with the periphery of the polishing layer 4 or a slurry holding groove that does not communicate with the periphery of the polishing layer 4. It may have both slurry holding grooves. Examples of the slurry discharge grooves include lattice grooves and radial grooves, and examples of the slurry holding grooves include concentric grooves and perforations (through holes), and these can also be combined.

<クッション層>
(構成)
本発明の研磨パッド3は、クッション層6を有する。クッション層6は、研磨層4の被研磨物8への当接をより均一にすることが望ましい。クッション層6の材料としては、樹脂を含浸させた含浸不織布、合成樹脂やゴム等の可撓性を有する材料、気泡構造を有する発泡体等のいずれから構成されていてもよい。例えば、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリブタジエン、シリコーン等の樹脂や天然ゴム、ニトリルゴム、ポリウレタンゴム等のゴムなどが挙げられる。密度及び圧縮弾性率の調整の観点で、含浸不織布が好ましく、不織布に含浸させる樹脂材料にポリウレタンを用いることが好ましい。
<Cushion layer>
(composition)
The polishing pad 3 of the present invention has a cushion layer 6. It is desirable that the cushion layer 6 allows the polishing layer 4 to contact the object to be polished 8 more uniformly. The material of the cushion layer 6 may be any one of an impregnated nonwoven fabric impregnated with resin, a flexible material such as synthetic resin or rubber, and a foam having a cell structure. Examples include resins such as polyurethane, polyethylene, polybutadiene, and silicone, and rubbers such as natural rubber, nitrile rubber, and polyurethane rubber. From the viewpoint of adjusting the density and compressive elastic modulus, an impregnated nonwoven fabric is preferable, and it is preferable to use polyurethane as the resin material with which the nonwoven fabric is impregnated.

また、クッション層6は、スポンジ状の微細気泡を有するポリウレタン樹脂製のものも好ましく用いられる。 Further, the cushion layer 6 is preferably made of polyurethane resin having sponge-like microbubbles.

本発明の研磨パッド3におけるクッション層6の圧縮弾性率、密度、気泡は特に限定されるものではなく、公知の特性値を有するクッション層6を用いることができる。 The compressive modulus, density, and bubbles of the cushion layer 6 in the polishing pad 3 of the present invention are not particularly limited, and a cushion layer 6 having known characteristic values can be used.

<接着層>
接着層7は、クッション層6と研磨層4を接着させるための層であり、通常、両面テープ又は接着剤から構成される。両面テープ又は接着剤は、当技術分野において公知のもの(例えば、接着シート)を使用することができる。
研磨層4およびクッション層6は、接着層7で貼り合わされている。接着層7は、例えば、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系から選択される少なくとも1種の粘着剤で形成することができる。例えば、アクリル系粘着剤が用いられ、厚みが0.1mmに設定することができる。
<Adhesive layer>
The adhesive layer 7 is a layer for adhering the cushion layer 6 and the polishing layer 4, and is usually made of double-sided tape or adhesive. As the double-sided tape or adhesive, those known in the art (for example, adhesive sheets) can be used.
The polishing layer 4 and the cushion layer 6 are bonded together with an adhesive layer 7. The adhesive layer 7 can be formed of at least one type of adhesive selected from acrylic, epoxy, and urethane adhesives, for example. For example, an acrylic adhesive may be used, and the thickness may be set to 0.1 mm.

本発明の研磨パッド3は、段差解消性能やディフェクト性能に優れ、しかも、耐摩耗性に優れたものである。
ここで、段差解消性能とは、研磨に伴い段差(凹凸)を有するパターンウエハの段差を少なくする性能のことを言う。段差解消性能を測定する実験の模式図を図6に示す。被研磨物において3500オングストロームの段差がある場合、段差解消性能が高い研磨パッド(点線)と、相対的に段差解消性能が低い研磨パッド(実線)を用いた場合の段差の解消状態を示す。図6の(a)の時点では差がないものの、研磨が進み、研磨量が2000オングストロームのときに、良好な段差解消性能がある研磨パッド(点線)は、相対的に段差解消性能が低い研磨パッド(実線)に比べて、段差が少ないことが示されており((b))、段差解消性能が高い研磨パッドは、相対的に早く段差が解消する((c))。点線で示す研磨パッドは、実線の研磨パッドよりも相対的に段差解消性能が高いと言える。
The polishing pad 3 of the present invention has excellent step elimination performance and defect performance, as well as excellent wear resistance.
Here, the level difference elimination performance refers to the ability to reduce the level difference of a patterned wafer that has a level difference (irregularities) due to polishing. Figure 6 shows a schematic diagram of an experiment to measure the level difference elimination performance. When there is a step difference of 3500 angstroms on the object to be polished, the state in which the step difference is eliminated is shown when a polishing pad with high step resolving performance (dotted line) and a polishing pad with relatively low step resolving performance (solid line) are used. Although there is no difference at the time of (a) in Figure 6, when polishing progresses and the amount of polishing reaches 2000 angstroms, the polishing pad (dotted line) with good level difference elimination performance has a relatively low level difference elimination performance. Compared to the pad (solid line), it is shown that there are fewer level differences ((b)), and the polishing pad with high level difference elimination performance eliminates the level difference relatively quickly ((c)). It can be said that the polishing pad indicated by the dotted line has relatively higher level difference elimination performance than the polishing pad indicated by the solid line.

また、「ディフェクト」とは、被研磨物の表面に付着した細かい粒子が残留したものを示す「パーティクル(Particle)」、被研磨物の表面に付着した研磨層の屑を示す「パッド屑(Pad Debris)」、被研磨物の表面についた傷を示す「スクラッチ(Scratch)」等を含めた欠陥の総称を意味し、ディフェクト性能とはこの「ディフェクト」を少なくする性能のことを言う。 In addition, "defects" refer to "particles," which refer to the remains of fine particles attached to the surface of the object to be polished, and "pad debris," which refers to the debris of the polishing layer attached to the surface of the object to be polished. Defect performance refers to the ability to reduce these "defects".

そして、耐摩耗性とは、摩耗に対する耐性のことを言う。 And wear resistance refers to resistance to wear.

<<研磨パッドの製造方法>>
本発明の研磨パッド3の製造方法について説明する。
<<Manufacturing method of polishing pad>>
A method for manufacturing the polishing pad 3 of the present invention will be explained.

<研磨層の材料>
研磨層の材料としては、本発明では、主成分としてはポリウレタン樹脂である。具体的な主成分の材料としては、例えば、イソシアネート末端プレポリマーと硬化剤とを反応させて得られるポリウレタン樹脂発泡体材料を挙げることができる。
<Material of polishing layer>
In the present invention, the main component of the polishing layer material is polyurethane resin. A specific example of the main component material is a polyurethane resin foam material obtained by reacting an isocyanate-terminated prepolymer with a curing agent.

イソシアネート末端プレポリマーと硬化剤とを用いた研磨層4の製造方法としては、例えば、イソシアネート末端プレポリマーを調製する調製工程;イソシアネート末端プレポリマー、硬化剤、任意選択的な添加剤、及び任意選択的な中空微小球体を準備する材料準備工程;イソシアネート末端プレポリマー、硬化剤、任意選択的な添加剤、及び任意選択的な中空微小球体を混合して成形体成形用の混合液を得る混合工程;前記成形体成形用混合液から研磨層を成形する硬化工程、を含む製造方法が挙げられる。 A method of manufacturing the polishing layer 4 using an isocyanate-terminated prepolymer and a curing agent includes, for example, a preparation step of preparing an isocyanate-terminated prepolymer; an isocyanate-terminated prepolymer, a curing agent, an optional additive, and an optional additive. a material preparation step for preparing hollow microspheres; a mixing step for mixing the isocyanate-terminated prepolymer, a curing agent, optional additives, and optional hollow microspheres to obtain a liquid mixture for molding the compact; ; a manufacturing method including a curing step of molding an abrasive layer from the mixture liquid for forming a molded body;

以下、調製工程;材料準備工程、混合工程、成形工程に分けて、それぞれ説明する。 Hereinafter, the preparation process; material preparation process, mixing process, and molding process will be explained separately.

<調製工程>
本発明で用いられるイソシアネート末端プレポリマーは、ポリイソシアネート化合物と、ポリプロピレングリコールやポリエステルジオール等の高分子量ポリオールとを反応させることにより得ることができるものであり、イソシアネート基を分子末端に含むものである。イソシアネート末端プレポリマーは、市販のものがあればそれを用いることができるが、通常は、ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とを部分的に反応させたものをプレポリマーとして用いる。前記反応に特に制限はなく、ポリウレタン樹脂の製造において公知の方法及び条件を用いて付加重合反応すればよい。例えば、40℃に加温したポリオール化合物に、窒素雰囲気にて撹拌しながら50℃に加温したポリイソシアネート化合物を添加し、30分後に80℃まで昇温させ更に80℃にて60分間反応させるといった方法で製造することができる。
<Preparation process>
The isocyanate-terminated prepolymer used in the present invention can be obtained by reacting a polyisocyanate compound with a high molecular weight polyol such as polypropylene glycol or polyester diol, and contains an isocyanate group at the molecular end. If a commercially available isocyanate-terminated prepolymer is available, it can be used, but usually a prepolymer prepared by partially reacting a polyisocyanate compound and a polyol compound is used. There are no particular limitations on the reaction, and the addition polymerization reaction may be carried out using methods and conditions known in the production of polyurethane resins. For example, a polyisocyanate compound heated to 50°C is added to a polyol compound heated to 40°C while stirring in a nitrogen atmosphere, the temperature is raised to 80°C after 30 minutes, and the reaction is further carried out at 80°C for 60 minutes. It can be manufactured by such methods.

イソシアネート末端プレポリマーのNCO当量は、特に限定されるものではないが、好ましくは500~600である。500未満だと、ディフェクト性能が悪化する場合があり、600を超えると、所望の研磨レートが得られず段差解消性能が悪化する場合があるからである。 The NCO equivalent of the isocyanate-terminated prepolymer is not particularly limited, but is preferably 500 to 600. If it is less than 500, the defect performance may deteriorate, and if it exceeds 600, the desired polishing rate may not be obtained and the step removal performance may deteriorate.

以下、各成分について説明する。 Each component will be explained below.

(ポリイソシアネート化合物)
イソシアネート末端プレポリマーは、ポリイソシアネート化合物を原料として用いる。
(Polyisocyanate compound)
The isocyanate-terminated prepolymer uses a polyisocyanate compound as a raw material.

ポリイソシアネート化合物としては、市販されているものを用いてもよく、特に限定されるものではない。
本明細書において、ポリイソシアネート化合物とは、分子内に2つ以上のイソシアネート基を有する化合物を意味する。
ポリイソシアネート化合物としては、分子内に2つ以上のイソシアネート基を有していれば特に制限されるものではない。例えば、分子内に2つのイソシアネート基を有するジイソシアネート化合物としては、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’-ジイソシアネー卜(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を挙げることができる。これらのポリイソシアネート化合物は、単独で用いてもよく、複数のポリイソシアネート化合物を組み合わせて用いてもよい。
The polyisocyanate compound may be a commercially available one and is not particularly limited.
In this specification, the polyisocyanate compound means a compound having two or more isocyanate groups in the molecule.
The polyisocyanate compound is not particularly limited as long as it has two or more isocyanate groups in the molecule. For example, diisocyanate compounds having two isocyanate groups in the molecule include m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate (2,6-TDI), 2,4-tolylene 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'-biphenyl diisocyanate, 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-phenylene diisothiocyanate, xylylene-1,4-diisothiocyanate , ethyridine diisothiocyanate, and the like. These polyisocyanate compounds may be used alone or in combination of a plurality of polyisocyanate compounds.

ポリイソシアネート化合物としては、2,4-TDI及び/又は2,6-TDIを含むことが好ましい。 The polyisocyanate compound preferably contains 2,4-TDI and/or 2,6-TDI.

(イソシアネート末端プレポリマーの原料としての高分子量ポリオール)
本明細書において、「ポリオール」とは、分子内に2つ、またはそれ以上の水酸基(OH)を有する化合物を意味する。また、「高分子量」とは、分子量500以上のことを言う。
本発明では、イソシアネート末端プレポリマーの原料としての高分子量ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール(DEG)、ブチレングリコール等のジオール化合物、トリオール化合物等;ポリ(オキシテトラメチレン)グリコール(又はポリテトラメチレンエーテルグリコール)(PTMG)等のポリエーテルポリオール化合物;ポリエステルジオールを挙げることができる。
中でもハードセグメント間の距離を調整できる観点から、ポリプロピレングリコールとポリエステルジオールを組み合わせて使用することが好ましい。以下、ポリプロピレングリコールとポリエステルについて、説明する。
(High molecular weight polyol as raw material for isocyanate-terminated prepolymer)
As used herein, "polyol" means a compound having two or more hydroxyl groups (OH) in the molecule. Moreover, "high molecular weight" refers to a molecular weight of 500 or more.
In the present invention, examples of the high molecular weight polyol as a raw material for the isocyanate-terminated prepolymer include diol compounds such as ethylene glycol, diethylene glycol (DEG), butylene glycol, triol compounds, etc.; poly(oxytetramethylene) glycol (or polytetra Examples include polyether polyol compounds such as methylene ether glycol (PTMG); and polyester diols.
Among them, from the viewpoint of being able to adjust the distance between hard segments, it is preferable to use polypropylene glycol and polyester diol in combination. Polypropylene glycol and polyester will be explained below.

本発明で用いることができるポリプロピレングリコールは、特に限定されるものではなく、例えば、500~2000、より好ましくは650~1000の数平均分子量(Mn)を有するポリプロピレングリコールが挙げられる。
なお、数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography:GPC)により測定することができる。なお、ポリウレタン樹脂からポリオール化合物の数平均分子量を測定する場合は、アミン分解等の常法により各成分を分解した後、GPCによって推定することもできる。
The polypropylene glycol that can be used in the present invention is not particularly limited, and includes, for example, polypropylene glycol having a number average molecular weight (Mn) of 500 to 2,000, more preferably 650 to 1,000.
Note that the number average molecular weight can be measured by gel permeation chromatography (GPC). In addition, when measuring the number average molecular weight of a polyol compound from a polyurethane resin, it can also be estimated by GPC after decomposing each component by a conventional method such as amine decomposition.

本発明では、イソシアネート末端プレポリマーの原料としての高分子量ポリオールとして、ポリエステルジオールを用いることができる。本明細書において、ポリエステルジオールは、2つ以上のエステル結合と、2つの水酸基(OH)を有する。
ポリエステルジオールは、例えば、ジカルボン酸化合物と、ジオール化合物とを反応させることにより得ることができる。
ジカルボン酸化合物としては、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカン二酸、ドデカン二酸等の脂肪族ジカルボン酸;無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸等の不飽和結合含有ジカルボン酸;1,3-シクロペンタンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族多価カルボン酸;オルトフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、1,4-ナフタレンジカルボン酸、2,5-ナフタレンジカルボン酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、ナフタル酸、ビフェニルジカルボン酸、ジフェン酸およびこれらの無水物等の芳香族ジカルボン酸;等が挙げられ、単独でも組み合わせても用いることができる。
In the present invention, polyester diol can be used as the high molecular weight polyol as a raw material for the isocyanate-terminated prepolymer. In this specification, polyester diol has two or more ester bonds and two hydroxyl groups (OH).
Polyester diol can be obtained, for example, by reacting a dicarboxylic acid compound and a diol compound.
Examples of dicarboxylic acid compounds include aliphatic dicarboxylic acids such as succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, decanedioic acid, and dodecanedioic acid; maleic anhydride, maleic acid, and fumaric acid. unsaturated bond-containing dicarboxylic acids such as; alicyclic polycarboxylic acids such as 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid; orthophthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, and 1,4-naphthalene dicarboxylic acid; acids, aromatic dicarboxylic acids such as 2,5-naphthalene dicarboxylic acid, 2,6-naphthalene dicarboxylic acid, naphthalic acid, biphenyl dicarboxylic acid, diphenic acid, and anhydrides thereof; etc., and can be used alone or in combination. be able to.

ポリエステルジオールの合成に用いられているジオール化合物としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、2-メチル1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール等が挙げられ、単独でも組み合わせても用いることができる。 Diol compounds used in the synthesis of polyester diol include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 2-methyl 1,3-propanediol, 1,3 -Butanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, etc., and can be used alone or in combination. be able to.

上記の中で、アジピン酸と、1,4-ブタンジオールとのポリエステルジオール、及び、アジピン酸と、ジエチレングリコールとのポリエステルジオールが好ましい。 Among the above, polyester diols of adipic acid and 1,4-butanediol and polyester diols of adipic acid and diethylene glycol are preferred.

ポリエステルジオールの数平均分子量は、ソフトセグメントとして研磨パッドに必要なゴム弾性を示す観点から、600~2500であることが好ましい。 The number average molecular weight of the polyester diol is preferably 600 to 2,500 from the viewpoint of exhibiting the rubber elasticity necessary for the polishing pad as a soft segment.

ポリプロピレングリコールは、高分子量ポリオール全体に対して、60重量%未満が好ましい。60重量%以上の場合、耐摩耗性が悪くなってしまう場合がある。好ましくは、ポリプロピレングリコールは、高分子量ポリオール全体に対して30~50重量%である。
また、ポリエステルジオールは、高分子量ポリオール全体に対して、70重量%以下が好ましい。70重量%を超えると、段差解消性能が悪くなってしまう場合がある。好ましくは、ポリエステルジオールは、高分子量ポリオール全体に対して50~70重量%である。
ポリプロピレングリコールとポリエステルジオールの合計量は、高分子量ポリオール全体に対して80重量%以上であることが好ましい。80重量%以上であれば、効果が顕著に表れるためである。
The content of polypropylene glycol is preferably less than 60% by weight based on the entire high molecular weight polyol. If it is 60% by weight or more, wear resistance may deteriorate. Preferably, the polypropylene glycol is 30-50% by weight based on the total high molecular weight polyol.
Moreover, the polyester diol is preferably 70% by weight or less based on the entire high molecular weight polyol. If it exceeds 70% by weight, the level difference elimination performance may deteriorate. Preferably, the polyester diol is 50-70% by weight based on the total high molecular weight polyol.
The total amount of polypropylene glycol and polyester diol is preferably 80% by weight or more based on the entire high molecular weight polyol. This is because if the content is 80% by weight or more, the effect will be noticeable.

本発明において、高分子量ポリオールとして、ポリオキシテトラメチレングリコール等も用いてもよく、高分子量ポリオール全体に対して、好ましくは10重量%以下、より好ましくは5重量%以下、さらに好ましくは3重量%以下である。10重量%を超えて含むと、段差解消性能やディフェクト性能が不十分になる場合がある。 In the present invention, polyoxytetramethylene glycol or the like may also be used as the high molecular weight polyol, and is preferably 10% by weight or less, more preferably 5% by weight or less, still more preferably 3% by weight based on the entire high molecular weight polyol. It is as follows. If the content exceeds 10% by weight, the level difference elimination performance and defect performance may become insufficient.

<材料準備工程>
本発明の研磨層4の製造のために、イソシアネート末端プリポリマー、硬化剤、任意選択的な添加剤、及び任意選択的な中空微小球体を準備する。イソシアネート末端プレポリマーについては、すでに説明したので、ここでは、硬化剤、添加剤、及び中空微小球体について説明する。
<Material preparation process>
For the production of the polishing layer 4 of the present invention, an isocyanate-terminated prepolymer, a curing agent, optional additives, and optional hollow microspheres are provided. Since the isocyanate-terminated prepolymer has been previously discussed, the curing agent, additives, and hollow microspheres will now be discussed.

(硬化剤)
本発明の研磨層4の製造方法では、混合工程において硬化剤(鎖伸長剤ともいう)をイソシアネート末端プレポリマーなどと混合させる。硬化剤を加えることにより、その後の成形体成形工程において、ウレタン結合含有ポリイソシアネート化合物の主鎖末端が硬化剤と結合してポリマー鎖を形成し、硬化することができる。
硬化剤としては、例えば、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、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、3,3’-ジクロロ-4,4’-ジアミノジフェニルメタン(MOCA)、4-メチル-2,6-ビス(メチルチオ)-1,3-ベンゼンジアミン、2-メチル-4,6-ビス(メチルチオ)-1,3-ベンゼンジアミン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス[3-(イソプロピルアミノ)-4-ヒドロキシフェニル]プロパン、2,2-ビス[3-(1-メチルプロピルアミノ)-4-ヒドロキシフェニル]プロパン、2,2-ビス[3-(1-メチルペンチルアミノ)-4-ヒドロキシフェニル]プロパン、2,2-ビス(3,5-ジアミノ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,6-ジアミノ-4-メチルフェノール、トリメチルエチレンビス-4-アミノベンゾネート、及びポリテトラメチレンオキサイド-di-p-アミノベンゾネート等の多価アミン化合物;エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,2-ブタンジオール、3-メチル-1,2-ブタンジオール、1,2-ペンタンジオール、1,4-ペンタンジオール、2,4-ペンタンジオール、2,3-ジメチルトリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、3-メチル-4,3-ペンタンジオール、3-メチル-4,5-ペンタンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,5-ヘキサンジオール、1,4-ヘキサンジオール、2,5-ヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、トリメチロールメタン、ポリ(オキシテトラメチレン)グリコール、ポリエチレングリコール、及びポリプロピレングリコール等の多価アルコール化合物が挙げられる。また、多価アミン化合物が水酸基を有していてもよく、このようなアミン系化合物として、例えば、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を挙げることができる。多価アミン化合物としては、ジアミン化合物が好ましく、例えば、3,3’-ジクロロ-4,4’-ジアミノジフェニルメタン(メチレンビス-o-クロロアニリン)(以下、MOCAと略記する。)を用いることがさらに好ましい。
(hardening agent)
In the method for manufacturing the polishing layer 4 of the present invention, a curing agent (also referred to as a chain extender) is mixed with an isocyanate-terminated prepolymer and the like in the mixing step. By adding a curing agent, the main chain end of the urethane bond-containing polyisocyanate compound can be bonded to the curing agent to form a polymer chain and cured in the subsequent molding step.
Examples of the curing agent include ethylene diamine, propylene diamine, hexamethylene diamine, isophorone diamine, dicyclohexylmethane-4,4'-diamine, 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane (MOCA), 4-methyl -2,6-bis(methylthio)-1,3-benzenediamine, 2-methyl-4,6-bis(methylthio)-1,3-benzenediamine, 2,2-bis(3-amino-4-hydroxy phenyl)propane, 2,2-bis[3-(isopropylamino)-4-hydroxyphenyl]propane, 2,2-bis[3-(1-methylpropylamino)-4-hydroxyphenyl]propane, 2,2 -bis[3-(1-methylpentylamino)-4-hydroxyphenyl]propane, 2,2-bis(3,5-diamino-4-hydroxyphenyl)propane, 2,6-diamino-4-methylphenol, Polyvalent amine compounds such as trimethylethylene bis-4-aminobenzonate and polytetramethylene oxide-di-p-aminobenzonate; ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, trimethylene glycol, tetraethylene glycol, triethylene glycol, Dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 2,3-butanediol, 1,2-butanediol, 3-methyl-1,2-butanediol, 1,2-pentanediol, 1,4-pentanediol, 2,4-pentanediol, 2,3-dimethyltrimethylene glycol, tetramethylene glycol, 3-methyl-4,3-pentanediol, 3-methyl-4,5-pentanediol, 2 , 2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,5-hexanediol, 1,4-hexanediol, 2,5-hexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, Examples include polyhydric alcohol compounds such as neopentyl glycol, glycerin, trimethylolpropane, trimethylolethane, trimethylolmethane, poly(oxytetramethylene) glycol, polyethylene glycol, and polypropylene glycol. Further, the polyvalent amine compound may have a hydroxyl group, and examples of such amine compounds include 2-hydroxyethylethylenediamine, 2-hydroxyethylpropylenediamine, di-2-hydroxyethylethylenediamine, and di-2-hydroxyethylethylenediamine. -hydroxyethylpropylenediamine, 2-hydroxypropylethylenediamine, di-2-hydroxypropylethylenediamine, and the like. As the polyvalent amine compound, a diamine compound is preferable, and for example, it is further preferable to use 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane (methylenebis-o-chloroaniline) (hereinafter abbreviated as MOCA). preferable.

(添加剤)
研磨層4の材料として、酸化剤等の添加剤を必要に応じて添加することができる。本発明においては、本発明の効果を阻害するものでなければ、特に限定されるものではない。
(Additive)
As a material for the polishing layer 4, additives such as an oxidizing agent can be added as necessary. In the present invention, there are no particular limitations as long as they do not inhibit the effects of the present invention.

(中空微小球体)
研磨層4は、必要により、外殻を有し、内部が中空状である中空微小球体4Aを含む。上記したように、中空微小球体4Aの材料としては、市販のものを使用することができる。あるいは、常法により合成することにより得られたものを使用してもよい。中空微小球体4Aの外殻の材質としては、特に制限されないが、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ(メタ)アクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール、ポリヒドロキシエーテルアクリライト、マレイン酸共重合体、ポリエチレンオキシド、ポリウレタン、ポリ(メタ)アクリロニトリル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル及び有機シリコーン系樹脂、並びにそれらの樹脂を構成する単量体を2種以上組み合わせた共重合体が挙げられる。また、市販品の中空微小球体としては、以下に限定されないが、例えば、エクスパンセルシリーズ(アクゾ・ノーベル社製商品名)、マツモトマイクロスフェア(松本油脂(株)社製商品名)などが挙げられる。
(Hollow microspheres)
The polishing layer 4 includes, if necessary, hollow microspheres 4A having an outer shell and having a hollow interior. As described above, commercially available materials can be used for the hollow microspheres 4A. Alternatively, those obtained by synthesis by conventional methods may be used. The material for the outer shell of the hollow microspheres 4A is not particularly limited, but includes, for example, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, poly(meth)acrylic acid, polyacrylamide, polyethylene glycol, polyhydroxyether acrylate, maleic acid copolymer, Examples include polyethylene oxide, polyurethane, poly(meth)acrylonitrile, polyvinylidene chloride, polyvinyl chloride, and organic silicone resins, as well as copolymers made by combining two or more types of monomers constituting these resins. Examples of commercially available hollow microspheres include, but are not limited to, the Expancel series (trade name manufactured by Akzo Nobel) and Matsumoto Microspheres (trade name manufactured by Matsumoto Yushi Co., Ltd.). It will be done.

中空微小球体4Aの材料は、イソシアネート末端プレポリマー100質量部に対して、好ましくは0.1~10質量部、より好ましくは1~5質量部、さらにより好ましくは1~3質量部となるように添加する。 The material of the hollow microspheres 4A is preferably 0.1 to 10 parts by weight, more preferably 1 to 5 parts by weight, and even more preferably 1 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the isocyanate-terminated prepolymer. Add to.

また、上記の成分以外に、本発明の効果を損なわない範囲において、従来使用されている発泡剤を、中空微小球体4Aと併用してもよく、下記混合工程中に前記各成分に対して非反応性の気体を吹き込んでもよい。該発泡剤としては、水の他、炭素数5又は6の炭化水素を主成分とする発泡剤が挙げられる。該炭化水素としては、例えば、n-ペンタン、n-ヘキサンなどの鎖状炭化水素や、シクロペンタン、シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素が挙げられる。 In addition to the above-mentioned components, conventionally used foaming agents may be used in combination with the hollow microspheres 4A to the extent that they do not impair the effects of the present invention. A reactive gas may also be blown. Examples of the blowing agent include water and a blowing agent whose main component is a hydrocarbon having 5 or 6 carbon atoms. Examples of the hydrocarbon include chain hydrocarbons such as n-pentane and n-hexane, and alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane and cyclohexane.

プレポリマーを製造する方法は、例えば、ポリイソシアネート化合物と、ポリプロピレングリコールと、ポリエステルジオールとを混ぜて反応させてもよいし、ポリイソシアネート化合物とポリプロピレングリコールとの混合物1と、ポリイソシアネート化合物とポリエステルジオールとの混合物2とを、混合することによって、反応させてもよい。 The prepolymer can be produced by, for example, mixing a polyisocyanate compound, polypropylene glycol, and polyester diol and reacting them, or by mixing a mixture 1 of a polyisocyanate compound and polypropylene glycol with a polyisocyanate compound and a polyester diol. You may react by mixing mixture 2 with.

<混合工程>
混合工程では、前記準備工程で得られた、イソシアネート末端プレポリマー、硬化剤、任意選択的な添加剤、任意選択的な中空微小球体を混合機内に供給して攪拌・混合する。混合工程は、上記各成分の流動性を確保できる温度に加温した状態で行われるが、加熱しすぎると、中空微小球体が、膨張してしまい、所定の開口分布を有さなくなってしまうため、注意が必要である。
<Mixing process>
In the mixing step, the isocyanate-terminated prepolymer, curing agent, optional additives, and optional hollow microspheres obtained in the preparation step are fed into a mixer and stirred and mixed. The mixing process is carried out at a temperature that ensures the fluidity of each of the above components, but if the heating is too high, the hollow microspheres will expand and will no longer have the desired aperture distribution. ,Caution must be taken.

<成形工程>
成形体成形工程では、前記混合工程で調製された成形体成形用混合液を30~100℃に予熱した型枠内に流し込み一次硬化させた後、100~150℃程度で10分~5時間程度加熱して二次硬化させることにより硬化したポリウレタン樹脂(ポリウレタン樹脂成形体)を成形する。このとき、イソシアネート末端プレポリマー、硬化剤が反応してポリウレタン樹脂発泡体を形成することにより該混合液は硬化する。
イソシアネート末端プレポリマーは、粘度が高すぎると、流動性が悪くなり混合時に略均一に混合することが難しくなる。温度を上昇させて粘度を低くするとポットライフが短くなり、却って混合斑が生じて得られる発泡体に含まれる中空微小球体の大きさにバラツキが生じる。特に、反応温度が高すぎると、未膨張タイプの中空微小球体を用いた場合、必要以上に膨張してしまい、所望の開孔を得られなくなる。反対に粘度が低すぎると混合液中で気泡が移動してしまい、中空微小球体が略均等に分散した発泡体を得ることが難しくなる。このため、イソシアネート末端プレポリマーは、温度50~80℃における粘度を500~4000mPa・sの範囲に設定することが好ましい。このことは、例えば、イソシアネート末端プレポリマーの分子量(重合度)を変えることで粘度を設定することができる。イソシアネート末端プレポリマーは、50~80℃程度に加熱され流動可能な状態とされる。
<Molding process>
In the molded body forming step, the mixed liquid for molding the molded body prepared in the mixing step is poured into a mold preheated to 30 to 100°C, and after it is primarily cured, it is heated at about 100 to 150°C for about 10 minutes to 5 hours. The cured polyurethane resin (polyurethane resin molded body) is molded by heating and secondary curing. At this time, the isocyanate-terminated prepolymer and the curing agent react to form a polyurethane resin foam, thereby curing the mixed liquid.
If the viscosity of the isocyanate-terminated prepolymer is too high, the fluidity will deteriorate and it will be difficult to mix substantially uniformly during mixing. If the temperature is raised to lower the viscosity, the pot life will be shortened, and uneven mixing will occur, leading to variations in the size of the hollow microspheres contained in the resulting foam. In particular, if the reaction temperature is too high, if unexpanded hollow microspheres are used, they will expand more than necessary, making it impossible to obtain the desired openings. On the other hand, if the viscosity is too low, air bubbles will move in the mixed liquid, making it difficult to obtain a foam in which the hollow microspheres are substantially uniformly dispersed. Therefore, the isocyanate-terminated prepolymer preferably has a viscosity of 500 to 4000 mPa·s at a temperature of 50 to 80°C. This can be done, for example, by changing the molecular weight (degree of polymerization) of the isocyanate-terminated prepolymer to set the viscosity. The isocyanate-terminated prepolymer is heated to about 50 to 80°C to make it flowable.

成形工程では、必要により注型された混合液を型枠内で反応させ発泡体を形成させる。このとき、イソシアネート末端プレポリマーと硬化剤との反応によりイソシアネート末端プレポリマーが架橋硬化する。 In the molding process, if necessary, the cast mixture is reacted within the mold to form a foam. At this time, the isocyanate-terminated prepolymer is crosslinked and cured by the reaction between the isocyanate-terminated prepolymer and the curing agent.

成形体を得た後、シート状にスライスして複数枚の研磨層4を形成する。スライスには、一般的なスライス機を使用することができる。スライス時には研磨層4の下層部分を保持し、上層部から順に所定厚さにスライスされる。スライスする厚さは、例えば、1.3~2.5mmの範囲に設定されている。厚さが50mmの型枠で成型した発泡体では、例えば、発泡体の上層部および下層部の約10mm分をキズ等の関係から使用せず、中央部の約30mm分から10~25枚の研磨層4が形成される。硬化成型ステップで内部に中空微小球体4Aが略均等に形成された発泡体が得られる。 After obtaining the molded product, it is sliced into sheets to form a plurality of polishing layers 4. A general slicing machine can be used for slicing. When slicing, the lower layer portion of the polishing layer 4 is held, and the polishing layer 4 is sliced to a predetermined thickness in order from the upper layer. The thickness of slicing is set, for example, in the range of 1.3 to 2.5 mm. For a foam molded in a mold with a thickness of 50 mm, for example, approximately 10 mm of the upper and lower layers of the foam are not used due to scratches, etc., and 10 to 25 sheets are polished from approximately 30 mm of the center. Layer 4 is formed. In the curing and molding step, a foam in which hollow microspheres 4A are formed substantially uniformly is obtained.

得られた研磨層4の研磨面に、必要により溝加工を施してもよい。本発明においては、溝加工の方法及びその形状は特に限定されない。 The polished surface of the obtained polishing layer 4 may be grooved if necessary. In the present invention, the groove processing method and its shape are not particularly limited.

このようにして得られた研磨層4は、その後、研磨層4の研磨面とは反対側の面に両面テープが貼り付けられる。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。 After that, a double-sided tape is attached to the polishing layer 4 obtained in this way on the surface opposite to the polishing surface of the polishing layer 4. There are no particular restrictions on the double-sided tape, and any double-sided tape known in the art can be selected and used.

<クッション層6の製造方法>
クッション層6は、樹脂を含浸してなる含浸不織布で構成することが好ましい。不織布に含浸させる樹脂としては、好ましくは、ポリウレタン及びポリウレタンポリウレア等のポリウレタン系、ポリアクリレート及びポリアクリロニトリル等のアクリル系、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル及びポリフッ化ビニリデン等のビニル系、ポリサルホン及びポリエーテルサルホン等のポリサルホン系、アセチル化セルロース及びブチリル化セルロース等のアシル化セルロース系、ポリアミド系並びにポリスチレン系などが挙げられる。不織布の密度は、樹脂含浸前の状態(ウェッブの状態)で、好ましくは0.3g/cm以下であり、より好ましくは0.1~0.2g/cmである。また、樹脂含浸後の不織布の密度は、好ましくは0.7g/cm以下であり、より好ましくは0.25~0.5g/cmである。樹脂含浸前及び樹脂含浸後の不織布の密度が上記上限以下であることにより、加工精度が向上する。また、樹脂含浸前及び樹脂含浸後の不織布の密度が上記下限以上であることにより、基材層に研磨スラリーが浸透することを低減することができる。不織布に対する樹脂の付着率は、不織布の重量に対する付着させた樹脂の重量で表され、好ましくは50重量%以上であり、より好ましくは75~200重量%である。不織布に対する樹脂の付着率が上記上限以下であることにより、所望のクッション性を有することができる。
<Method for manufacturing cushion layer 6>
The cushion layer 6 is preferably composed of an impregnated nonwoven fabric impregnated with resin. The resin to be impregnated into the nonwoven fabric is preferably a polyurethane type such as polyurethane and polyurethane polyurea, an acrylic type such as polyacrylate and polyacrylonitrile, a vinyl type such as polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, and polyvinylidene fluoride, polysulfone, and polyether. Examples include polysulfone-based materials such as sulfone, acylated cellulose-based materials such as acetylated cellulose and butyrylated cellulose, polyamide-based materials, and polystyrene-based materials. The density of the nonwoven fabric before resin impregnation (web state) is preferably 0.3 g/cm 3 or less, more preferably 0.1 to 0.2 g/cm 3 . Further, the density of the nonwoven fabric after resin impregnation is preferably 0.7 g/cm 3 or less, more preferably 0.25 to 0.5 g/cm 3 . When the density of the nonwoven fabric before resin impregnation and after resin impregnation is below the above upper limit, processing accuracy is improved. Furthermore, by setting the density of the nonwoven fabric before and after resin impregnation to be at least the above lower limit, it is possible to reduce penetration of the polishing slurry into the base material layer. The adhesion rate of the resin to the nonwoven fabric is expressed as the weight of the attached resin relative to the weight of the nonwoven fabric, and is preferably 50% by weight or more, and more preferably 75 to 200% by weight. When the adhesion rate of the resin to the nonwoven fabric is below the above upper limit, desired cushioning properties can be obtained.

<接合工程>
接合工程では、形成された研磨層4およびクッション層6を接着層7で貼り合わせる(接合する)。接着層7には、例えば、アクリル系粘着剤を用い、厚さが0.1mmとなるように接着層7を形成する。すなわち、研磨層4の研磨面と反対側の面にアクリル系粘着剤を略均一の厚さに塗布する。研磨層4の研磨面Pと反対側の面と、クッション層6の表面と、を塗布された粘着剤を介して圧接させて、研磨層4およびクッション層6を接着層7で貼り合わせる。そして、円形等の所望の形状に裁断した後、汚れや異物等の付着が無いことを確認する等の検査を行い、研磨パッド3を完成させる。
<Joining process>
In the bonding step, the formed polishing layer 4 and cushion layer 6 are bonded together (bonded) using an adhesive layer 7. For the adhesive layer 7, an acrylic adhesive is used, for example, and the adhesive layer 7 is formed to have a thickness of 0.1 mm. That is, an acrylic adhesive is applied to the surface of the polishing layer 4 opposite to the polishing surface to a substantially uniform thickness. The surface of the polishing layer 4 opposite to the polishing surface P and the surface of the cushion layer 6 are brought into pressure contact via the applied adhesive, and the polishing layer 4 and the cushion layer 6 are bonded together with the adhesive layer 7. After cutting into a desired shape such as a circle, the polishing pad 3 is inspected to confirm that there is no dirt or foreign matter attached thereto, and the polishing pad 3 is completed.

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

各実施例及び比較例において、特段の指定のない限り、「部」とは「質量部」を意味するものとする。 In each Example and Comparative Example, "parts" means "parts by mass" unless otherwise specified.

また、NCO当量とは、“(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)]”で求められるNCO基1個当たりのプレポリマー(PP)の分子量を示す数値である。 In addition, the NCO equivalent is "(mass (parts) of polyisocyanate compound + mass (parts) of polyol compound) / [(number of functional groups per molecule of polyisocyanate compound x mass (parts) of polyisocyanate compound / polyisocyanate Molecular weight of the compound) - (Number of functional groups per molecule of the polyol compound x Mass (parts) of the polyol compound / Molecular weight of the polyol compound)] A numerical value indicating the molecular weight of the prepolymer (PP) per NCO group. be.

(研磨層の製造)
表1に記載の割合になるように、2,4-トリレンジイソシアネート(TDI)、高分子量ポリオールを混合し、PP1とPP2をそれぞれ調製し、それを表2の割合になるように混合し得られるNCO当量約520のイソシアネート基末端ウレタンプレポリマー100部に、殻部分がアクリロニトリル-塩化ビニリデン共重合体からなり、殻内にイソブタンガスが内包された未膨張タイプの中空微小球体3.5部を添加混合し、混合液を得た。得られた混合液を第1液タンクに仕込み、保温した。次に、第1液とは別途に、硬化剤としてMOCA23.1部を第2液タンクに仕込み、第2液タンク内で保温した。第1液タンク、第2液タンクの夫々の液体を、注入口を2つ具備した混合機に夫々の注入口からプレポリマー中の末端イソシアネート基に対する硬化剤に存在するアミノ基及び水酸基の当量比を表わすR値が0.90となるように注入した。注入した2液を混合攪拌しながら80℃に予熱した成形機の金型へ注入した後、型締めをし、30分間、加熱し一次硬化させた。一次硬化させた成形物を脱型後、オーブンにて120℃で4時間二次硬化し、ウレタン成形物を得た。得られたウレタン成形物を25℃まで放冷した後に、再度オーブンにて120℃で5時間加熱してから1.3mmの厚みにスライスし、研磨層1~4を得た。
(Manufacture of polishing layer)
2,4-tolylene diisocyanate (TDI) and a high molecular weight polyol are mixed in the proportions shown in Table 1 to prepare PP1 and PP2, and then mixed in the proportions shown in Table 2. To 100 parts of isocyanate group-terminated urethane prepolymer having an NCO equivalent of approximately 520, 3.5 parts of unexpanded hollow microspheres whose shell portion is made of acrylonitrile-vinylidene chloride copolymer and isobutane gas encapsulated in the shell are added. The mixture was added and mixed to obtain a mixed solution. The obtained liquid mixture was charged into a first liquid tank and kept warm. Next, separately from the first liquid, 23.1 parts of MOCA as a curing agent was charged into a second liquid tank and kept warm in the second liquid tank. The liquids in the first liquid tank and the second liquid tank are fed into a mixer equipped with two injection ports, and the equivalent ratio of the amino groups and hydroxyl groups present in the curing agent to the terminal isocyanate groups in the prepolymer is determined. The injection was performed so that the R value representing 0.90. The two injected liquids were mixed and stirred and injected into a mold of a molding machine preheated to 80° C., the mold was clamped, and the mixture was heated for 30 minutes for primary curing. After demolding the primarily cured molded product, it was secondarily cured in an oven at 120° C. for 4 hours to obtain a urethane molded product. The obtained urethane molded product was allowed to cool to 25° C., then heated again in an oven at 120° C. for 5 hours, and then sliced into 1.3 mm thick pieces to obtain polishing layers 1 to 4.

(クッション層の製造)
ポリエステル繊維からなる不織布をウレタン樹脂溶液(DIC社製、商品名「C1367」)に浸漬した。浸漬後、1対のローラ間を加圧可能なマングルローラを用いて樹脂溶液を絞り落として、不織布に樹脂溶液を略均一に含浸させた。次いで、室温の水からなる凝固液中に浸漬することにより、含浸樹脂を凝固再生させて樹脂含浸不織布を得た。その後、樹脂含浸不織布を凝固液から取り出し、さらに水からなる洗浄液に浸漬して、樹脂中のN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)を除去した後、乾燥させた。乾燥後、バフィング処理により表面のスキン層を除去し厚み1.3mmのクッション層を作製した。
(Manufacture of cushion layer)
A nonwoven fabric made of polyester fibers was immersed in a urethane resin solution (manufactured by DIC Corporation, trade name "C1367"). After dipping, the resin solution was squeezed out using a mangle roller capable of applying pressure between a pair of rollers, so that the nonwoven fabric was substantially uniformly impregnated with the resin solution. Next, the impregnated resin was coagulated and regenerated by immersing it in a coagulation solution consisting of water at room temperature, thereby obtaining a resin-impregnated nonwoven fabric. Thereafter, the resin-impregnated nonwoven fabric was taken out from the coagulation solution, further immersed in a cleaning solution consisting of water to remove N,N-dimethylformamide (DMF) in the resin, and then dried. After drying, the surface skin layer was removed by buffing to produce a cushion layer with a thickness of 1.3 mm.

(実施例及び比較例)
研磨層1~4およびクッション層を厚さ0.1mmの両面テープ(PET基材の両面にアクリル系樹脂からなる接着剤を備えるもの)で接合した。
なお、表1において、TDIは2,4-トルエンジイソシアネート、PPG1000は数平均分子量1000のポリプロピレングリコールであり、エステルは、アジピン酸とブタンジオールとを反応させて得られた数平均分子量1000のポリエステルジオールである。
(Example and comparative example)
The polishing layers 1 to 4 and the cushion layer were bonded using double-sided tape (having an adhesive made of acrylic resin on both sides of a PET base material) having a thickness of 0.1 mm.
In Table 1, TDI is 2,4-toluene diisocyanate, PPG1000 is polypropylene glycol with a number average molecular weight of 1000, and ester is polyester diol with a number average molecular weight of 1000 obtained by reacting adipic acid and butanediol. It is.

(ハードセグメントンの距離)
研磨層1~4のハードセグメントの距離を上記説明した内容に基づいて以下の測定条件により測定した。
[測定条件]
装置 :BL8S3(あいちシンクロトロン光センター)
波長 :1.5オングストローム
測定検出器 :R-AXIS IV++
測定時間 :120sec
測定カメラ長:3976.88mm
研磨層1(実施例1)と、研磨層3(比較例1)の測定データを図3、図4、図5に示す。データから得られたハードセグメントの距離(HS距離)と、そのときのピーク時のQの値、及び透過率を表3に示す。
(distance of hard segment)
The distances between the hard segments of polishing layers 1 to 4 were measured under the following measurement conditions based on the content explained above.
[Measurement condition]
Equipment: BL8S3 (Aichi Synchrotron Light Center)
Wavelength: 1.5 angstrom Measurement detector: R-AXIS IV++
Measurement time: 120sec
Measurement camera length: 3976.88mm
Measurement data for polishing layer 1 (Example 1) and polishing layer 3 (Comparative Example 1) are shown in FIGS. 3, 4, and 5. Table 3 shows the hard segment distance (HS distance) obtained from the data, the Q value at the peak time, and the transmittance.

(密度)
研磨層の密度(g/cm)は、日本工業規格(JIS K 6505)に準拠して測定した。
(density)
The density (g/cm 3 ) of the polishing layer was measured in accordance with Japanese Industrial Standards (JIS K 6505).

(D硬度)
研磨層の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、測定試料は、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研磨層を重ねることで得た。
(D hardness)
The D hardness of the polishing layer was measured using a D-type hardness meter in accordance with Japanese Industrial Standards (JIS-K-6253). Here, the measurement sample was obtained by stacking a plurality of polishing layers as necessary so that the total thickness was at least 4.5 mm.

(摩耗試験)
得られた研磨パッドについて、小型摩擦摩耗試験機を用いて、下記条件にて摩耗試験を行った。得られた摩耗試験結果において、表3では0.15mm以下のとき、○と表記し、0.15mmを超えるときに×と表記した。
(wear test)
The resulting polishing pad was subjected to an abrasion test using a small friction and abrasion tester under the following conditions. In the obtained abrasion test results, in Table 3, when it is 0.15 mm or less, it is written as ◯, and when it exceeds 0.15 mm, it is written as ×.

(摩耗試験条件)
使用研磨機:小型摩擦摩耗試験機
圧子側:PAD(17φ)
定盤側:♯180サンドペーパー
荷重:300g
液:水
流量:45ml/分
定盤回転数:40rpm
時間:10分
厚み測定荷重:300g
(Abrasion test conditions)
Polishing machine used: Small friction and wear tester Indenter side: PAD (17φ)
Surface plate side: #180 sandpaper load: 300g
Liquid: Water flow rate: 45ml/min Surface plate rotation speed: 40rpm
Time: 10 minutes Thickness measurement load: 300g

適切なハードセグメント距離である実施例1乃至2は、優れた摩耗性能を示すが、イソシアネート末端プレポリマーにおける高分子量ポリオールがPPGのみやエステルのみの研磨層を用いた比較例1乃至2では、良い結果ではなかった。 Examples 1 and 2, in which the hard segment distance is appropriate, show excellent wear performance, but Comparative Examples 1 and 2, in which the high molecular weight polyol in the isocyanate-terminated prepolymer uses only PPG or only ester, show good wear performance. It wasn't the result.

得られた実施例1、2、比較例1及び2の研磨パッドを用いて、下記研磨条件で研磨試験を行い、研磨性能(段差解消性能及びディフェクト性能)を評価した。
(研磨条件)
使用研磨機:F-REX300X(荏原製作所社製)
Disk:A188(3M社製)
研磨剤温度:20℃
研磨定盤回転数:85rpm
研磨ヘッド回転数:86rpm
研磨圧力:3.5psi
研磨スラリー(金属膜):CSL-9044C(CSL-9044C原液:純水=重量比1:9の混合液を使用) (フジミコーポレーション製)
研磨スラリー流量:200ml/min
研磨時間:60秒
被研磨物(金属膜):Cu膜基板
パツドブレーク:35N 10分
コンディショニング:Ex-situ、35N、4スキャン
Using the obtained polishing pads of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, a polishing test was conducted under the following polishing conditions, and the polishing performance (level difference elimination performance and defect performance) was evaluated.
(polishing conditions)
Polishing machine used: F-REX300X (manufactured by Ebara Corporation)
Disk: A188 (manufactured by 3M)
Abrasive temperature: 20℃
Polishing surface plate rotation speed: 85 rpm
Polishing head rotation speed: 86 rpm
Polishing pressure: 3.5psi
Polishing slurry (metal film): CSL-9044C (CSL-9044C stock solution: pure water = 1:9 weight ratio mixture was used) (manufactured by Fujimi Corporation)
Polishing slurry flow rate: 200ml/min
Polishing time: 60 seconds Polished object (metal film): Cu film substrate Pad break: 35N 10 minutes Conditioning: Ex-situ, 35N, 4 scans

(段差解消性能試験)
研磨パッドを、研磨装置の所定位置にアクリル系接着剤を有する両面テープを介して設置し、上記研磨条件にて研磨加工を施した。段差解消性能は、120μm/120μm、100μm/100μm、50μm/50μm、10μm/10μmの各配線幅における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。
7000オングストローム膜厚、3000オングストロームの段差を有するパターンウエハに対して、1回の研磨量が1000オングストロームになるように研磨レートを調整して研磨を実施し、段階的に研磨を行い都度ウエハの段差測定を実施した。すべての配線幅において、研磨量が6000オングストローム以下で段差が解消したものを○、研磨量が6000オングストロームを超えた後に解消したものや段差が解消しなかったものを×と表記した。
(Level difference elimination performance test)
A polishing pad was installed at a predetermined position of a polishing device via a double-sided tape having an acrylic adhesive, and polishing was performed under the above-mentioned polishing conditions. The level difference elimination performance is measured by measuring dishing at each wiring width of 120 μm/120 μm, 100 μm/100 μm, 50 μm/50 μm, and 10 μm/10 μm using a step/surface roughness/fine shape measuring device (manufactured by KLA Tencor, P-16+). It was evaluated based on the following.
For a patterned wafer with a film thickness of 7000 angstroms and a step difference of 3000 angstroms, polishing was performed by adjusting the polishing rate so that the amount of polishing per time was 1000 angstroms. Measurements were carried out. For all wiring widths, cases where the level difference was eliminated when the amount of polishing was 6000 angstroms or less were marked as ○, and cases where the level difference was resolved after the amount of polishing exceeded 6000 angstroms or cases where the level difference was not eliminated were marked with x.

(ディフェクト性能評価)
研磨処理枚数が16枚目・26枚目・51枚目の基板を、表面検査装置(KLAテンコール社製、Surfscan SP2XP)の高感度測定モードを用いて、大きさが155nm以上となるディフェクト(表面欠陥)を検出した。検出された各ディフェクトについて、レビューSEMを用いて撮影したSEM画像の解析を行い、スクラッチの個数を計測した。実務上必要と考えられる10個以下のスクラッチ数であれば○と表記し、10個を超えるスクラッチ数であれば×と表記した。
(Defect performance evaluation)
The 16th, 26th, and 51st polished substrates were inspected for defects (surface defects with a size of 155 nm or more) using the high-sensitivity measurement mode of a surface inspection device (Surfscan SP2XP, manufactured by KLA-Tencor). defect) was detected. For each detected defect, a SEM image taken using a review SEM was analyzed, and the number of scratches was counted. If the number of scratches was 10 or less, which is considered necessary in practice, it was written as ○, and if the number of scratches exceeded 10, it was written as ×.

本発明は、研磨パッドの製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。 The present invention has industrial applicability because it contributes to the manufacture and sale of polishing pads.

1 研磨装置
3 研磨パッド
4 研磨層
4A 中空微小球体
6 クッション層
7 接着層
8 被研磨物
9 スラリー
10 研磨定盤
1 Polishing device 3 Polishing pad 4 Polishing layer 4A Hollow microspheres 6 Cushion layer 7 Adhesive layer 8 Object to be polished 9 Slurry 10 Polishing surface plate

Claims (9)

イソシアネート末端プレポリマー及び硬化剤由来の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、
X線小角散乱法により測定される前記研磨層におけるハードセグメント間の距離が9.5nm以下である、研磨パッド。
A polishing pad having a polishing layer made of a polyurethane resin foam derived from an isocyanate-terminated prepolymer and a curing agent,
A polishing pad, wherein the distance between hard segments in the polishing layer measured by small-angle X-ray scattering is 9.5 nm or less.
前記イソシアネート末端プレポリマーが、ポリイソシアネート化合物由来構成単位と、高分子量ポリオール由来構成単位とを含み、
前記高分子量ポリオール由来構成単位は、少なくともポリプロピレングリコール構成単位と、ポリエステルジオール構成単位とからなる、請求項1に記載の研磨パッド。
The isocyanate-terminated prepolymer includes a polyisocyanate compound-derived structural unit and a high molecular weight polyol-derived structural unit,
The polishing pad according to claim 1, wherein the high molecular weight polyol-derived structural unit comprises at least a polypropylene glycol structural unit and a polyester diol structural unit.
前記ポリプロピレングリコール構成単位が、前記高分子量ポリオール由来の構成単位に対して、60重量%未満である、請求項2に記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 2, wherein the polypropylene glycol structural unit is less than 60% by weight based on the structural unit derived from the high molecular weight polyol. 前記ポリエステルジオール構成単位を形成するためのポリエステルジオールが、600~2500の数平均分子量である、請求項2に記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 2, wherein the polyester diol for forming the polyester diol structural unit has a number average molecular weight of 600 to 2,500. 前記ポリウレタン樹脂発泡体の平均気泡径が5μm以上20μm未満である、請求項1に記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 1, wherein the polyurethane resin foam has an average cell diameter of 5 μm or more and less than 20 μm. 前記イソシアネート末端プレポリマーのNCO当量が500~600である、請求項1に記載の研磨パッド。 The polishing pad of claim 1, wherein the isocyanate-terminated prepolymer has an NCO equivalent weight of 500-600. X線小角散乱法により測定される前記研磨層におけるハードセグメント間の距離が3.0~9.5nmである、請求項1に記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 1, wherein the distance between hard segments in the polishing layer as measured by small-angle X-ray scattering is 3.0 to 9.5 nm. 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の製造方法であって、
イソシアネート末端プレポリマーと、硬化剤とを混合し、反応させ、前記ポリウレタン樹脂発泡体を得る工程と、
前記ポリウレタン樹脂発泡体を成形し、研磨層の形状にする工程と、を含み、
X線小角散乱法により測定される前記研磨層におけるハードセグメント間の距離が9.5nm以下である、研磨パッドの製造方法。
A method for manufacturing a polishing pad having a polishing layer made of polyurethane resin foam, the method comprising:
A step of mixing and reacting an isocyanate-terminated prepolymer with a curing agent to obtain the polyurethane resin foam;
molding the polyurethane resin foam into the shape of an abrasive layer,
A method for producing a polishing pad, wherein the distance between hard segments in the polishing layer as measured by small-angle X-ray scattering is 9.5 nm or less.
イソシアネート末端プレポリマーと、硬化剤とを混合する際に、未膨張バルーンも共存させる、請求項8に記載の研磨パッドの製造方法。 9. The method for manufacturing a polishing pad according to claim 8, wherein unexpanded balloons are also allowed to coexist when the isocyanate-terminated prepolymer and the curing agent are mixed.
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