JP3316757B2

JP3316757B2 - 研磨パッド用ウレタン成形物の製造方法及び研磨パッド用ウレタン成形物

Info

Publication number: JP3316757B2
Application number: JP15742199A
Authority: JP
Inventors: 勝志木原; 吉見望月
Original assignee: 富士紡績株式会社
Priority date: 1999-06-04
Filing date: 1999-06-04
Publication date: 2002-08-19
Anticipated expiration: 2019-06-04
Also published as: JP2000344850A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子等の被
研磨物を研磨するのに供される研磨パッド用ウレタン成
形物の製造方法と、研磨パッド用ウレタン成形物に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子やガラス等の研磨パッドとし
ては、従来から特開昭６４−５８４７５号公報等に記載
されているように不織布にポリウレタン溶液を塗布して
得られる多孔質不織布タイプや、ポリウレタン溶液を湿
式法で成型した発泡ポリウレタンタイプを利用したもの
があったが、いずれも表面に気泡孔を具備させた構造で
研磨時に被研磨物の保持性に優れ、供給する砥液（研磨
スラリー）を保持させるのにも好適ではあるが、硬さの
点で柔らかく、使用時に圧縮変形が生じ、研磨によって
得られる被研磨物である製品表面の平坦性に劣り、研磨
パッドの寿命も短いという欠点があった。

【０００３】近年、半導体素子の高集積化に伴って基板
の配線パターンの緻密化が進んでパターンの転写に影響
するため、基板表面の平坦化がより強く要望されるよう
になった。そして、半導体基板のウェハ表面をより平坦
化するため化学的な作用と機械的な作用を組み合わせた
化学的機械的研磨法（ＣｈｅｍｉｃａｌＭｅｃｈａｎ
ｉｃａｌＰｏｌｉｓｈｉｎｇ、略称ＣＭＰ法）が採用
されている。このＣＭＰ法に利用するのにより好適な研
磨パッドの開発が要望されている。

【０００４】このために、例えば特表平８−５００６２
２号公報にはポリウレタンの高分子マトリックス中に複
数の膨脹済みの微小中空球体等の高分子微小エレメント
が含有された研磨パッドが開示されている。このものは
表面硬度が硬いので前述の不織布タイプや発泡ポリウレ
タンタイプの研磨パッドに比べて圧縮変形が生じ難く研
磨速度及び平坦性が良好である。しかし、使用する高分
子微小エレメントは膨脹済みの微小中空球体であり、そ
の比重が小さく、イソシアネート基末端ウレタンプレポ
リマーと比重差が大きいため混合しても分離しやすく分
散状態が悪く、その粘度も高くなり、アミン化合物と混
合攪拌すると泡かみを生ずる欠点が有り、又微小中空
球体混合イソシアネート基末端ウレタンプレポリマーと
アミン化合物を金型内に注入成形するとき、ポリウレタ
ン樹脂が硬化するまでの間に膨脹済微小中空球体が浮上
して均一に分散した研磨パッドが得られない欠点があ
り、さらなる改善が要望されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
した従来の欠点を解決するために研磨パッド用ウレタン
成形物中に未発泡の加熱膨脹性微小中空球体による発泡
と、これよりも大きさが大きい水による気泡の２種類の
大きさの異なる気泡を形成させることにより、得られた
ウレタン成形物をスライスして得られる研磨パッドの研
磨特性を向上させ、研磨パッド間の研磨特性のバラツキ
の少ない研磨パッド用ウレタン成形物を得ることにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、未発泡の加熱
膨脹性微小球状体（Ａ）とイソシアネート基末端ウレタ
ンプレポリマー（Ｂ）と活性水素含有化合物（Ｃ）の混
合物の合計量に対し、水（Ｄ）を０．００５〜０．５重
量％混合し、反応熱及び外部からの加熱により未発泡の
加熱膨脹性微小球状体（Ａ）を発泡させるとともに、水
（Ｄ）による気泡を形成させる研磨パッド用ウレタン成
形物の製造方法であり、該製造方法において、未発泡の
加熱膨脹性微小球状体（Ａ）はイソシアネート基末端ウ
レタンプレポリマー（Ｂ）及び／又は活性水素含有化合
物（Ｃ）に対し予め混合する。又、本発明は活性水素含
有化合物（Ｃ）がジアミン系化合物（Ｃ−１）のみ、も
しくはジアミン系化合物（Ｃ−１）及び分子量５００〜
１０００の低分子ジオール（Ｃ−２）との混合物を用い
る研磨パッド用ウレタン成形物の製造方法を含む。未発
泡の加熱膨脹性微小球状体（Ａ）の配合量は、イソシア
ネート基末端ウレタンプレポリマー（Ｂ）と活性水素含
有化合物（Ｃ）の合計１００重量部に対し０．１〜１０
重量部とすることができる。更に、本発明は、ウレタン
成形物中に未発泡の加熱膨脹性微小球状体（Ａ）をウレ
タン成形時の熱により膨脹させた微小中空球体と水
（Ｄ）による気泡が含有されている研磨パッド用ウレタ
ン成形物を提供する。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明で用いられる未発泡の加熱
膨脹性微小球状体（Ａ）は、特開昭５７−１３７３２３
号公報等に開示されている如く中心部に、例えば、イソ
ブタン，ペンタン，イソペンタン，石油エーテル等の低
沸点炭化水素が内包され、殻部分は例えば、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
共重合体等の熱可塑性樹脂からなり、加熱することによ
り中心部の低沸点炭化水素が気化しガス状となり殻部分
が軟化しガスを内包した微小中空球体（Ｅ）となる。未
発泡の加熱膨脹性微小球状体（Ａ）の粒径は好ましくは
５〜３０μｍであり、加熱により発泡し粒径は１０〜１
００μｍになるが、未発泡の加熱膨脹性微小球状体
（Ａ）の粒径が３０μｍより大きいと発泡後の粒径が大
きくなり過ぎ研磨パッド用ウレタン成形物として好まし
くない。又、未発泡の加熱膨脹性微小球状体（Ａ）の比
重は、用いられるイソシアネート基末端ウレタンプレポ
リマー（Ｂ）の比重に近いものが使用上支障が無く好ま
しい。

【０００８】本発明で用いられるイソシアネート基末端
ウレタンプレポリマー（Ｂ）とは、ポリオール又はポリ
オールと低分子ジオールの混合物と有機ジイソシアネー
ト化合物とから通常用いられる反応条件で得られる反応
物である。有機ジイソシアネート化合物としては、２，
４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイ
ソシアネート、４，４´−ジフェニルメタンジイソシア
ネート、ナフタレン−１，５−ジイソシアネート、トリ
ジンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネー
ト、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシ
アネート等が挙げられ、これらの１種以外に２種以上を
併用しても良い。

【０００９】有機ジイソシアネート化合物と反応させる
ポリオールとしては、例えば、ポリ（オキシテトラメチ
レン）グリコールやポリ（オキシプロピレン）グリコー
ル等のポリエーテル系ポリオール、ポリカーボネート系
ポリオール、ポリエステル系ポリオール等が挙げられ
る。

【００１０】上記ポリオールに例えば、エチレングリコ
ール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピ
レングリコール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブ
タンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオー
ル、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコー
ル、１，５−ペンタジオール、３−メチル−１，５−ペ
ンタジオール、１，６−ヘキサンジオール、ジエチレン
グリコール、ジプロピレングリコール等の低分子ジオー
ルを混合して用いることができる。

【００１１】本発明で用いられるイソシアネート基末端
ウレタンプレポリマー（Ｂ）を重合反応させる活性水素
含有化合物（Ｃ）としては、例えば、ジアミン系化合物
（Ｃ−１）として、３，３´−ジクロロ−４，４´−ジ
アミノジフェニルメタン、クロロアニリン変性ジクロロ
ジアミノジフェニルメタン、３，５−ビス（メチルチ
オ）−２，４−トルエンジアミン、３，５−ビス（メチ
ルチオ）−２，６−トルエンジアミン等が挙げられ、更
に活性水素含有化合物（Ｃ）として上述のジアミン系化
合物（Ｃ−１）以外に分子量５００〜１０００の範囲に
ある低分子ジオール（Ｃ−２）として、例えば、ポリ
（オキシテトラメチレン）グリコール、ポリ（オキシプ
ロピレン）グリコール等のポリエーテル系グリコール、
ポリカーボネート系グリコール、ポリエステル系グリコ
ール等を混合併用してもよい。

【００１２】本発明においては未発泡の加熱膨脹性微小
球状体（Ａ）をイソシアネート基末端ウレタンプレポリ
マー（Ｂ）及び／又は活性水素含有化合物（Ｃ）に添加
混合し、水を加えて反応させる。具体的には、イソシア
ネート基末端ウレタンプレポリマー（Ｂ）に未発泡の加
熱膨脹性微小球状体（Ａ）を添加した溶液と、未発泡の
加熱膨脹性微小球状体（Ａ）を添加していない活性水素
含有化合物（Ｃ）を混合する方法、未発泡の加熱膨脹性
微小球状体（Ａ）を添加していないイソシアネート基末
端ウレタンプレポリマー（Ｂ）と活性水素含有化合物
（Ｃ）に未発泡の加熱膨脹性微小球状体（Ａ）を添加し
た溶液を混合する方法、イソシアネート基末端ウレタン
プレポリマー（Ｂ）に未発泡の加熱膨脹性微小球状体
（Ａ）を添加した溶液と活性水素含有化合物（Ｃ）に未
発泡の加熱膨脹性微小球状体（Ａ）を添加した溶液を混
合する方法のいずれでも良い。

【００１３】その未発泡の加熱膨脹性微小球状体（Ａ）
の配合量は、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマ
ー（Ｂ）と活性水素含有化合物（Ｃ）の合計１００重量
部に対して、０．１〜１０重量部、より好ましくは２〜
５重量部の範囲である。その配合量が少ないと研磨パッ
ドとして用いたとき研磨速度と平坦性等の研磨特性に劣
り、又、配合量が多すぎると研磨パッドの硬度が低下し
好ましくない。

【００１４】そして本発明では、イソシアネート基末端
ウレタンプレポリマー（Ｂ）に未発泡の加熱膨脹性微小
球状体（Ａ）を添加した溶液と未発泡の加熱膨脹性微小
球状体（Ａ）を添加していない活性水素含有化合物
（Ｃ）、又は、未発泡の加熱膨脹性微小球状体（Ａ）を
添加していないイソシアネート基末端ウレタンプレポリ
マー（Ｂ）と活性水素含有化合物（Ｃ）に未発泡の加熱
膨脹性微小球状体（Ａ）を添加した溶液、又は、イソシ
アネート基末端ウレタンプレポリマー（Ｂ）に未発泡の
加熱膨脹性微小球状体（Ａ）を添加した溶液と活性水素
含有化合物（Ｃ）に未発泡の加熱膨脹性微小球状体
（Ａ）を添加した溶液を、注入口が３つの混合機に夫々
の注入口から注入すると同時に、水（Ｄ）を混合機に添
加混合するには第３の注入口から注入する。注入口が２
つの場合は、水（Ｄ）を予め未発泡の加熱膨脹性微小球
状体（Ａ）を添加していない活性水素含有化合物（Ｃ）
又は活性水素含有化合物（Ｃ）に未発泡の加熱膨脹性微
小球状体（Ａ）を添加した溶液に添加し混合機に注入し
てもよい。

【００１５】上記のそれぞれの溶液を本発明の製造方法
に用いるとき、混合機に注入する前に約１００℃以下に
保温しておくことが好ましいが、未発泡の加熱膨脹性微
小球状体（Ａ）の膨脹発泡温度より低い温度で保温して
おくことが好ましい。添加した未発泡の未発泡の加熱膨
脹性微小球状体（Ａ）は、混合機内でイソシアネート基
末端ウレタンプレポリマー（Ｂ）と活性水素含有化合物
（Ｃ）が反応するときの反応熱により発泡を開始する。

【００１６】添加された水（Ｄ）は混合機中で分散混合
され、ウレタン成形物を得る過程においてガス化し、生
じた気泡がウレタン成形物中に含有される。そして水
（Ｄ）による気泡は発泡した加熱膨脹性微小中空球体
（Ｅ）の粒径より約１０倍程度大きい１００〜８００μ
ｍが好ましく、その数は前記微小中空球体（Ｅ）の１／
１０〜１／２０が好ましく、得られたウレタン成形物を
研磨パッドとして半導体研磨等に用いた場合、大きさの
異なる２種類の開孔を研磨材表面に具備させる結果とな
るため、研磨中にウレタンパッドが磨耗し常に新しい２
種類の気泡孔が出現するので、研磨パッド上の砥粒等の
保持量が多くなり、研磨速度や平坦性等の研磨特性が向
上し、又、研磨パッドの被研磨面と接触する面が常にク
リーンに保たれるため、被研磨面の損傷を防ぐという効
果を奏する。

【００１７】混合機に注入される水（Ｄ）の添加量は、
未発泡の加熱膨脹性微小球状体（Ａ）とイソシアネート
基末端ウレタンプレポリマー（Ｂ）と活性水素含有化合
物（Ｃ）の合計量に対し、０．００５〜０．５重量％、
好ましくは０．０２〜０．０５重量％である。水（Ｄ）
の添加量が０．００５重量％より少ないと水（Ｄ）によ
る気泡の数が少なくなり、研磨速度の向上や研磨屑に起
因する被研磨面の傷付き防止の効果はなく、又、０．５
重量％より多いと研磨パッド用ウレタン成形物中に発泡
した加熱膨脹性微小中空球体（Ｅ）より大きい径の気泡
の割合が多くなり、ウレタン成形物の硬度が低下し、
又、得られた研磨パッドの表面が粗くなり、研磨速度は
向上するものの平坦性に劣るため好ましくない。

【００１８】混合機からの重合体溶液を９０〜１２０℃
に昇温されている金型内に注入し、型締し、９０〜１２
０℃で約３０分間一次硬化する。更に、脱型後加熱オー
ブンに入れ９０〜１２０℃で５〜２０時間二次硬化す
る。このときの外部からの加熱により未発泡の加熱膨脹
性微小球状体（Ａ）は完全に発泡され加熱膨脹した微小
中空球体（Ｅ）となりウレタン成形物中に含有される。

【００１９】本発明の製造方法で得られる研磨パッド用
ウレタン成形物は、その中に加熱膨脹した微小中空球体
（Ｅ）と水（Ｄ）による大きさの異なる２種類の気泡を
含有しているため上記のような性状を有し、成形物をス
ライスすることにより研磨特性に優れた研磨パッドを得
ることが出来る。

【００２０】本発明で得られた研磨パッド用ウレタン成
形物を所望の厚さにスライスし、所望の大きさに裁断し
て研磨パッドを得るが、スライス、裁断の方法、更には
研磨パッドの表面への所望の溝の付与等については特に
限定されるものではない。

【００２１】

【実施例】以下、実施例を挙げて説明するが、本発明は
これに限定されるものではない。尚、実施例に記載の部
は特記しない限り重量部である。実施例に記載の研磨特
性の評価は以下の方法による。

【００２２】〈研磨特性評価方法〉研磨試験の条件・被研磨物：シリコンウェハのＳｉＯ₂膜・ウェハ荷重：５．０ｐｓｉ・プラテン回転数：２８０ｒｐｍ・研磨時間：６０秒１．研磨速度同一の研磨パッド用ウレタン成形物よりスライスして得
た研磨パッド１０枚を準備し、上記条件で１枚ずつ研磨
試験を行い、１枚の研磨パッド当たり、被研磨物の５０
箇所について試験前後の厚み（Å）を測定する。試験前
後の厚みの差の平均値を算出し、単位時間当たりの研磨
速度とした。そして１０枚分の研磨速度の平均値Ｘ及び
分散値ＹをＸ±Ｙで表記し、研磨速度と研磨パッド間の
バラツキとした。尚、Ｘの数値が大きいほど研磨効率が
優れていることを、Ｙの数値が小さいほど研磨パッド間
のバラツキが小さいことを示している。２．平坦性上記１．の試験で得た１０枚分のデータに基づいて１枚
ずつの試験前後の厚みの差の最大値（Ｍａｘ）と最小値
（Ｍｉｎ）及び平均値（Ａｖｅ）から、次式により研磨
パッドの平坦性（％）とした。平坦性（％）＝｛（Ｍａｘ−Ｍｉｎ）／Ａｖｅ｝×１０
０そして１０枚分の平坦性の平均値Ｍ及び分散値ＮをＭ±
Ｎで表記し、平坦性と研磨パッド間のバラツキとした。
尚、Ｍの数値が小さいほど平坦性に優れていることを、
Ｎの数値が小さいほど研磨パッド間のバラツキが小さい
ことを示している。

【００２３】〔実施例１〕トリレンジイソシアネート７
７０部をポリ（オキシテトラメチレン）グリコール１０
００部とジエチレングリコール１５５部の混合グリコー
ルに反応させて得られたイソシアネート基末端ウレタン
プレポリマー１０００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
スが内包された商品名：マツモトマイクロスフェアＦ−
３０Ｄ（松本油脂製薬（株）製）の粒子の大きさが１０
〜２０μｍである未発泡の加熱膨脹性微小球状体４０部
を添加混合した混合液を第１液タンクに仕込み７０℃で
保温し、活性水素含有化合物として３，３´−ジクロロ
−４，４´−ジアミノジフェニルメタンを２３８部第２
液タンクに仕込み、１２０℃で保温した。前記の未発泡
の加熱膨脹性微小球状体とイソシアネート基末端ウレタ
ンプレポリマー及び活性水素含有化合物の合計量に対し
て、０．００３重量％の水を第３液タンクに仕込み常温
で管理した。第１液タンク，第２液タンク，第３液タン
クの夫々の液体を注入口を３つ具備した混合機に夫々の
注入口から注入し、３液を混合攪拌しながら１００℃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、１１０℃で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５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、１．５ｍｍの厚みにスライ
スし、研磨パッドを１０枚作製しこれを試料２とした。

【００２４】水の添加量を０．００５重量％、０．０２
重量％、０．０３重量％、０．０５重量％、０．５重量
％、０．８重量％に変えた以外は上述と同じ方法で研磨
パッドを夫々１０枚作製しそれぞれ試料３〜８とした。
尚、比較例として水の添加量を０重量％（水を添加しな
い）で同じ方法で得た研磨パッド１０枚を試料１とし
た。上記方法により製造した試料１〜８の研磨パッドを
研磨装置に装着し、研磨試験を行った結果を表１に示
す。

【００２５】

【表１】

【００２６】表１によれば、本発明の試料３〜７は研磨
速度、平坦性とも優れているが、比較例の水を添加させ
ていない試料１及び水の添加量が少ない試料２は平坦性
は優れているものの研磨速度が本発明の研磨パッドより
劣っており、水の添加量が多すぎる試料８は研磨速度は
優れているものの平坦性が本発明の研磨パッドより劣っ
ていることがわかる。

【００２７】〔比較例１〕トリレンジイソシアネート７
７０部をポリ（オキシテトラメチレン）グリコール１０
００部とジエチレングリコール１５５部の混合グリコー
ルに反応させて得られたイソシアネート基末端ウレタン
プレポリマーの１０００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
スが内包された粒子の大きさが３０〜５０μｍの商品
名：ＥＸＰＡＮＣＥＬ５５１ＤＥ（エクスパンセル
社製）の膨脹済みの微小中空球体２３部を添加混合した
混合液を第１液タンクに仕込み７０℃で保温し、活性水
素含有化合物の３，３’−ジクロロ−４，４’−ジアミ
ノジフェニルメタン２３８部を第２液タンクに仕込み１
２０℃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
ら注入し、混合機中で２液混合攪拌しながら１００℃に
予熱された成形機の金型へ注入後、型締めをし、３０分
間、１１０℃で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５時間二次硬
化させウレタン成形物を得た。得られたウレタン成形物
は２５℃まで放冷した後に、１．５ｍｍの厚みにスライ
スし、研磨パッドを１０枚作製し、これを試料９とし
た。

【００２８】上記方法により製造した試料９の研磨パッ
ドを研磨装置に装着し、研磨試験を行った結果、研磨速
度は１８１０±３０（Å／分）、平坦性は７±１（％）
であり、膨脹済みの微小中空球体のみを用い水を添加し
ない従来の方法で得た試料９は研磨速度、平坦性とも本
発明のウレタン成形物から得られる研磨パッドより劣っ
ていることがわかる。

【００２９】〔実施例２〕実施例１と同様にして得られ
たイソシアネート基末端ウレタンプレポリマー１０００
部を第１液タンクに仕込み８０℃で保温した。活性水素
含有化合物の３，５−ビス（メチルチオ）−２，６−ト
ルエンジアミン（商品名；エタキュアー３００、エチル
コーポレーション製）１８８部に商品名：マツモトマイ
クロスフェアＦ−３０Ｄの粒子の大きさが１０〜２０μ
ｍである未発泡の加熱膨脹性微小球状体の３８部を添加
混合した混合液を第２液タンクに仕込み、５０℃で保温
した。前記のイソシアネート基末端ウレタンプレポリマ
ー、活性水素含有化合物及び未発泡の加熱膨脹性微小球
状体の合計量に対し水０．０２重量％を第３液タンクに
仕込み常温で管理した。第１液タンク、第２液タンク、
第３液タンクの夫々の液体を注入口を３つ具備した混合
機に夫々の注入口から注入し、３液を混合攪拌しながら
１００℃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、１１０℃で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
５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、１．５ｍｍの厚
みにスライスし、研磨パッドを１０枚作製し、これを試
料１０とした。

【００３０】上記方法により製造した試料１０の研磨パ
ッドを研磨装置に装着し、研磨試験を行った結果、研磨
速度は１９８０±２０（Å／分）、平坦性は４．５±１
（％）であり、未発泡の加熱膨脹性微小球状体を実施例
１と異なりウレタンプレポリマーではなく活性水素含有
化合物に混合して得た本発明のウレタン成形物をスライ
スして得た研磨パッドも研磨特性が優れていることが明
らかである。

【００３１】〔実施例３〕トリレンジイソシアネート３
４４部をポリ（オキシテトラメチレン）グリコール１０
００部とジエチレングリコール１５５部の混合グリコー
ルに反応させて得られたイソシアネート基末端ウレタン
プレポリマー１０００部を第１液タンクに仕込み８０℃
で保温した。活性水素含有化合物の３，５−ビス（メチ
ルチオ）−２，６−トルエンジアミン（商品名；エタキ
ュアー３００、エチルコーポレーション製）と分子量６
５０のポリ（オキシテトラメチレン）グリコールの１：
１混合物３３４部に商品名：マツモトマイクロスフェア
Ｆ−３０Ｄの粒子の大きさが１０〜２０μｍである未発
泡の加熱膨脹性微小球状体４５部を添加混合した混合液
を第２液タンクに仕込み５０℃で保温した。前記のイソ
シアネート基末端ウレタンプレポリマー、活性水素含有
化合物及び未発泡の加熱膨脹性微小球状体の合計量に対
して０．０２重量％の水を第３液タンクに仕込み常温で
管理した。第１液タンク，第２液タンク，第３液タンク
の夫々の液体を注入口を３つ具備した混合機に夫々の注
入口から注入し、３液を混合攪拌しながら１００℃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、１１０℃で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５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、１．５ｍｍの厚みにスライス
し、研磨パッドを１０枚作製し、これを試料１１とし
た。

【００３２】上記方法により製造した試料１１の研磨パ
ッドを研磨装置に装着し、研磨試験を行った結果、研磨
速度は２０００±２０（Å／分）、平坦性は５±１
（％）であり、活性水素含有化合物に低分子ジオールを
混合使用しても研磨特性に優れ、且つ、研磨パッド間の
バラツキが小さいことが明らかである。

【００３３】〔実施例４〕実施例３と同様にして得られ
たイソシアネート基末端ウレタンプレポリマー１０００
部を第１液タンクに仕込み、８０℃で保温した。活性水
素含有化合物のクロロアニリン変性ジクロロジアミノジ
フェニルメタンと分子量６５０のポリ（オキシテトラメ
チレン）グリコールの１：１混合物４３２部に商品名：
マツモトマイクロスフェアＦ−３０Ｄの粒子の大きさが
１０〜２０μｍである未発泡の加熱膨脹性微小球状体４
７部を添加混合した混合液を第２液タンクに仕込み５０
℃で保温した。前記のイソシアネート基末端ウレタンプ
レポリマー、活性水素含有化合物及び未発泡の加熱膨脹
性微小球状体の合計量に対して０．０２重量％の水を第
３液タンクに仕込み常温で管理した。第１液タンク，第
２液タンク，第３液タンクの夫々の液体を注入口を３つ
具備した混合機に夫々の注入口から注入し、３液を混合
攪拌しながら１００℃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、１１０℃で加熱し一次硬
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５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、
１．５ｍｍの厚みにスライスし、研磨パッド１０枚を作
製し、これを試料１２とした。

【００３４】上記方法により製造した試料１２の研磨パ
ッドを研磨装置に装着し、研磨試験を行った結果、研磨
速度は１９６０±２０（Å／分）、平坦性は５±１．５
（％）であり、研磨特性に優れ、且つ、研磨パッド間の
バラツキが小さいことが明らかである。

【００３５】〔実施例５〕実施例４における商品名：マ
ツモトマイクロスフェアＦ−３０Ｄの粒子の大きさが１
０〜２０μｍである未発泡の加熱膨脹性微小球状体の添
加混合量を１、２、２９、７７、１４３、２８６部とし
た以外は実施例４と同じ方法で研磨パッドをそれぞれ１
０枚作製し夫々試料１３〜１８とした。

【００３６】上記方法により製造した試料１３〜１８の
研磨パッドを研磨装置に装着し、研磨試験を行った結果
を表２に示す。

【００３７】

【表２】

【００３８】表２から明らかな通り、本発明の試料１４
〜１７は研磨速度、平坦性とも優れている。これに対し
て、未発泡の加熱膨脹性微小球状体の添加混合量がウレ
タンプレポリマーと活性水素含有化合物の合計１００重
量部に対して０．１重量部よりも少ない試料１３は、研
磨速度、平坦性ともに劣っており、添加混合量が１０重
量部よりも多い試料１８は、平坦性が劣っていることが
明らかである。

【００３９】

【発明の効果】本発明の製造方法で得られた研磨パッド
用ウレタン成形物は、その成形物中に未発泡の加熱膨脹
性微小球状体が発泡した微小中空球体と水による気泡
の、大きさが異なる２種類の気泡が分散含有されている
ので、このウレタン成形物をスライス，裁断して得られ
る研磨パッドを被研磨物の半導体研磨に用いたとき、研
磨パッド上の砥粒等の保持量が多くなり、研磨速度や平
坦性等の研磨特性に優れ、研磨パッド間の研磨特性のバ
ラツキを大幅に改善できるという効果を奏する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＣ０９Ｋ 3/14 ５５０Ｃ０９Ｋ 3/14 ５５０ＬＨ０１Ｌ 21/304 ６２２Ｈ０１Ｌ 21/304 ６２２Ｆ // Ｃ０８Ｊ 5/14 ＣＦＦＣ０８Ｊ 5/14 ＣＦＦ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08G 18/00 - 18/87 B24B 37/00 C08J 9/00 - 9/14 H01L 21/304 C08J 5/14 C09K 3/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】未発泡の加熱膨脹性微小球状体（Ａ）と
イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー（Ｂ）と活
性水素含有化合物（Ｃ）の合計量に対し、水（Ｄ）を
０．００５〜０．５重量％混合し、反応熱及び外部から
の加熱により未発泡の加熱膨脹性微小球状体（Ａ）を発
泡させるとともに、水（Ｄ）による気泡を形成させるこ
とを特徴とする研磨パッド用ウレタン成形物の製造方
法。
【請求項２】未発泡の加熱膨脹性微小球状体（Ａ）
を、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー（Ｂ）
及び／又は活性水素含有化合物（Ｃ）に対し予め混合さ
せることを特徴とする請求項１記載の研磨パッド用ウレ
タン成形物の製造方法。
【請求項３】活性水素含有化合物（Ｃ）がジアミン系
化合物（Ｃ−１）のみ、もしくはジアミン系化合物（Ｃ
−１）及び分子量５００〜１０００の低分子ジオール
（Ｃ−２）との混合物であることを特徴とする請求項１
記載の研磨パッド用ウレタン成形物の製造方法。
【請求項４】未発泡の加熱膨脹性微小球状体（Ａ）の
配合量が、イソシアネート基末端ウレタンプレポリマー
（Ｂ）と活性水素含有化合物（Ｃ）の合計１００重量部
に対し０．１〜１０重量部であることを特徴とする請求
項１又は２に記載の研磨パッド用ウレタン成形物の製造
方法。
【請求項５】ウレタン成形物中に、未発泡の加熱膨脹
性微小球状体（Ａ）をウレタン成形時の熱により膨脹さ
せた微小中空球体（Ｅ）と水（Ｄ）による気泡が含有さ
れていることを特徴とする研磨パッド用ウレタン成形
物。
【請求項６】イソシアネート基末端ウレタンプレポリ
マー（Ｂ）と、活性水素含有化合物（Ｃ）の合計１００
重量部に対し、未発泡の加熱膨脹性微小球状体（Ａ）を
０．１〜１０重量部、（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の混合物
の合計量に対し水（Ｄ）を０．００５〜０．５重量％混
合して成形してなる、膨脹させた微小中空球体（Ｅ）に
よる気泡と、ガス化した水による気泡とを有する請求項
5記載の研磨パッド用ウレタン成形物。