JP5107683B2 - Polishing pad and method of manufacturing polishing pad - Google Patents

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本発明は研磨パッドおよび研磨パッドの製造方法に係り、特に、イソシアネート基含有化合物を主成分とした研磨パッドおよび該研磨パッドの製造方法に関する。   The present invention relates to a polishing pad and a method for manufacturing the polishing pad, and more particularly to a polishing pad mainly composed of an isocyanate group-containing compound and a method for manufacturing the polishing pad.

半導体ウェハや液晶ディスプレイ用ガラス基板等の材料(被研磨物)では、表面の平坦性が求められるため、研磨パッドを使用した研磨加工が行われている。半導体ウェハでは、半導体回路の集積度が急激に増大するにつれて高密度化を目的とした微細化や多層配線化が進み、表面を一層高度に平坦化する技術が重要となっている。一方、液晶ディスプレイ用ガラス基板では、液晶ディスプレイの大型化に伴い、表面のより高度な平坦性が要求されている。   In materials (objects to be polished) such as semiconductor wafers and glass substrates for liquid crystal displays, surface flatness is required, and therefore polishing using a polishing pad is performed. In semiconductor wafers, as the degree of integration of semiconductor circuits increases rapidly, miniaturization and multilayer wiring for the purpose of higher density have progressed, and a technique for further flattening the surface has become important. On the other hand, with a glass substrate for a liquid crystal display, higher flatness of the surface is required as the liquid crystal display becomes larger.

半導体ウェハやガラス基板の表面を平坦化する方法としては、一般的に化学的機械的研磨(Chemical Mechanical Planarization、以下、CMPと略記する。)法が用いられている。CMP法では、被研磨物の表面(加工面)が研磨パッドに押し付けられた状態で、研磨粒子をアルカリ溶液に分散させた研磨液(スラリ)が供給され加工面が研磨される。スラリ中の研磨粒子による機械的作用と、アルカリ溶液による化学的作用とで研磨される。加工面に要求される平坦性の高度化に伴い、CMP法に求められる研磨精度、換言すれば、研磨パッドに要求される性能も高まっている。   As a method for planarizing the surface of a semiconductor wafer or a glass substrate, a chemical mechanical planarization (hereinafter abbreviated as CMP) method is generally used. In the CMP method, a polishing liquid (slurry) in which abrasive particles are dispersed in an alkaline solution is supplied in a state where the surface (processing surface) of an object to be polished is pressed against a polishing pad, and the processing surface is polished. Polishing is performed by mechanical action by abrasive particles in the slurry and chemical action by an alkaline solution. With the advancement of flatness required for the processed surface, the polishing accuracy required for the CMP method, in other words, the performance required for the polishing pad is also increasing.

CMP法では、研磨パッドとして硬質発泡ポリウレタンが広く使用されている。このような研磨パッドの製造では、通常、イソシアネート基含有化合物を含むプレポリマと、活性水素化合物を含む鎖伸長剤とが反応により硬化されて発泡体が成型される。得られた発泡体がシート状にスライスされ研磨パッドが形成される。発泡体内部に発泡が形成されるため、スライスにより形成される研磨パッドの表面には、研磨加工時にスラリを保持することができる開孔が形成される。   In the CMP method, rigid foam polyurethane is widely used as a polishing pad. In the production of such a polishing pad, usually, a prepolymer containing an isocyanate group-containing compound and a chain extender containing an active hydrogen compound are cured by reaction to form a foam. The obtained foam is sliced into a sheet to form a polishing pad. Since foam is formed inside the foam, an opening that can hold the slurry during polishing is formed on the surface of the polishing pad formed by slicing.

硬質発泡ポリウレタンの発泡体を成型するときに内部に発泡を形成するために種々の技術が開示されている。例えば、成型時に中空微粒子を内添する技術が挙げられる(特許文献1、特許文献2、特許文献3参照)。また、成型時に水を添加することで発泡を形成する技術として、イソシアネート基含有化合物や活性水素化合物の組成を定めて直径50〜150μmの発泡を形成した研磨パッドの技術(特許文献4参照)が開示されている。さらに、成型時に不活性気体を封入することで発泡を形成する技術として、シリコン系活性剤を添加して独立発泡の数を200〜600個/mm、平均発泡径を30〜60μmとした研磨パッドの技術(特許文献5参照)が開示されている。 Various techniques have been disclosed for forming foam inside when molding a foam of rigid polyurethane foam. For example, there is a technique of internally adding hollow fine particles during molding (see Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3). Further, as a technique for forming foam by adding water at the time of molding, there is a technique of a polishing pad in which a composition of an isocyanate group-containing compound or an active hydrogen compound is determined to form a foam having a diameter of 50 to 150 μm (see Patent Document 4). It is disclosed. Furthermore, as a technique for forming foam by enclosing an inert gas at the time of molding, a silicon-based activator is added so that the number of independent foams is 200 to 600 / mm 2 and the average foam diameter is 30 to 60 μm. A pad technology (see Patent Document 5) is disclosed.

特許3013105号公報Japanese Patent No. 3013105 特開平11−322877号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-322877 特開平11−322878号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-322878 特開2005−68168号公報JP 2005-68168 A 特許3455208号公報Japanese Patent No. 3455208

しかしながら、特許文献1〜特許文献3の技術では、研磨加工時に中空微粒子の成分が加工面と研磨パッドとの間に夾雑物(コンタミ)として介在するため、用いるスラリとの関係で予期せぬ悪影響を招くことがある。この点、特許文献4、特許文献5の技術では、中空微粒子を使用しないため、夾雑物の影響を防止することができる。ところが、特許文献4の技術では、水の添加により発泡が形成されるものの、水の分散状態を均等化することが難しいため、成型された発泡体では発泡に偏りが生じ平均孔径にも差が生じやすい、という問題がある。このため、1つの発泡体から得られる複数の研磨パッドで研磨性能にバラツキが生じることとなる。また、特許文献5の技術では、平均孔径が数μm程度の発泡であれば水による発泡の形成より制御しやすいが、平均孔径が数十μm代の若干大きな発泡の形成や均等化が難しい、という問題がある。不活性気体を封入することで極端に大きな発泡が形成されるおそれがあるため、孔径の均一化が難しくなり、研磨加工時に被研磨物にスクラッチ(キズ)を生じて平坦性の低下を招くこととなる。   However, in the techniques of Patent Documents 1 to 3, since the components of the hollow fine particles are present as contaminants between the processed surface and the polishing pad at the time of polishing, an unexpected adverse effect due to the slurry used. May be invited. In this respect, the techniques of Patent Document 4 and Patent Document 5 do not use hollow fine particles, and therefore can prevent the influence of impurities. However, in the technique of Patent Document 4, foaming is formed by the addition of water, but it is difficult to equalize the dispersion state of water. Therefore, in the molded foam, the foaming is biased and the average pore diameter is also different. There is a problem that it is likely to occur. For this reason, the polishing performance varies among a plurality of polishing pads obtained from one foam. Further, in the technology of Patent Document 5, if the average pore diameter is foam of about several μm, it is easier to control than the formation of foam by water, but it is difficult to form and equalize a slightly large foam having an average pore diameter of several tens of μm. There is a problem. Since enormous foaming may be formed by enclosing an inert gas, it is difficult to make the hole diameter uniform, and scratches are generated on the object to be polished during polishing, resulting in a decrease in flatness. It becomes.

本発明は上記事案に鑑み、開孔が略均一かつ略均等に形成され被研磨物の平坦性を向上させることができる研磨パッドおよび該研磨パッドの製造方法を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a polishing pad capable of improving the flatness of an object to be polished by forming the holes substantially uniformly and substantially uniformly, and a method for manufacturing the polishing pad.

上記課題を解決するために、本発明の第1の態様は、イソシアネート基含有化合物と、鎖伸長剤と、水を200g/m〜3000g/m含む水蒸気または前記イソシアネート基含有化合物および前記鎖伸長剤に対して非反応性の気体と前記水蒸気との混合気体と、を混合した混合液から形成された発泡体をスライスして得られたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a first aspect of the present invention, an isocyanate group-containing compound, a chain extender and water to 200g / m 3 ~3000g / m 3 including water vapor or the isocyanate group-containing compound and the chain It is characterized by being obtained by slicing a foam formed from a mixed solution obtained by mixing a gas that is non-reactive with an extender and a gas mixture of the water vapor.

第1の態様では、混合液に混合された水蒸気または混合気体により混合液中に微小な気泡が生じることから、水蒸気または混合気体に含まれた水が混合液中で略均等に分散してイソシアネート基含有化合物と反応することで発泡体の内部に略均一な大きさの発泡が略均等に分散して形成される。このため、スライスして得られた研磨パッドの表面に略均一な開孔が略均等に形成される。従って、研磨加工時に研磨液を保持しつつ被研磨物および研磨パッド間に略均等に供給することができ、被研磨物の平坦性を向上させることができる。   In the first aspect, since fine bubbles are generated in the mixed liquid by the water vapor or the mixed gas mixed in the mixed liquid, the water contained in the water vapor or the mixed gas is dispersed almost uniformly in the mixed liquid. By reacting with the group-containing compound, foams having a substantially uniform size are formed in the foam in a substantially uniform manner. For this reason, substantially uniform openings are formed substantially evenly on the surface of the polishing pad obtained by slicing. Therefore, the polishing liquid can be supplied substantially uniformly between the object to be polished and the polishing pad while holding the polishing liquid during the polishing process, and the flatness of the object to be polished can be improved.

第1の態様において、イソシアネート基含有化合物の温度50℃〜80℃における粘度を500mPa・s〜4000mPa・sの範囲とすれば、混合液中で発泡の移動が抑制されるため、発泡の偏りを抑制することができる。発泡体のスライスで表面に開孔が形成されており、開孔の平均開孔径を10μm〜100μmの範囲とすれば、研磨加工時に研磨液の保持性を向上させることができる。温度20℃の水に一定時間浸漬したときの硬度に対する、温度70℃の水に同じ一定時間浸漬したときの硬度の割合を80%以上とすれば、研磨液を使用した研磨加工時に摩擦等で発熱しても湿潤状態での硬度が変化しにくいため、研磨性能の低下を抑制することができる。発泡体のスライスで複数枚の研磨パッドが形成されたときに、それぞれの表面に形成された開孔の平均開孔径の差、および、密度の差をいずれも平均値に対し±3%の範囲内とすれば、複数の研磨パッドで平均開孔径が同等となり、発泡の占める空間の割合が同等となるので、研磨性能のバラツキを抑制することができる。   In the first embodiment, if the viscosity of the isocyanate group-containing compound at a temperature of 50 ° C. to 80 ° C. is in the range of 500 mPa · s to 4000 mPa · s, the movement of foaming is suppressed in the mixed solution, so Can be suppressed. Openings are formed on the surface by the slice of the foam, and if the average opening diameter of the openings is in the range of 10 μm to 100 μm, the retention of the polishing liquid can be improved during polishing. If the ratio of the hardness when immersed in water at a temperature of 70 ° C. for the same fixed time with respect to the hardness when immersed in water at a temperature of 20 ° C. for a fixed time is 80% or more, friction or the like may occur during polishing using a polishing liquid. Even when heat is generated, the hardness in a wet state is unlikely to change, so that a reduction in polishing performance can be suppressed. When multiple polishing pads are formed with foam slices, the difference in the average hole diameter and the density of the holes formed on each surface are within ± 3% of the average value. If it is inside, the average pore diameter is the same for the plurality of polishing pads, and the proportion of the space occupied by the foam is the same, so that variation in polishing performance can be suppressed.

また、本発明の第2の態様は、イソシアネート基含有化合物と、鎖伸長剤とを混合すると共に、水を200g/m〜3000g/m含む水蒸気または前記イソシアネート基含有化合物および前記鎖伸長剤に対して非反応性の気体と前記水蒸気との混合気体を吹き込みながら混合液を調製し、前記混合液から発泡体を形成する発泡体形成ステップと、前記発泡体形成ステップで形成された発泡体をスライスして研磨パッドを形成するスライスステップと、を含むことを特徴とする研磨パッドの製造方法である。 The second aspect of the present invention, the isocyanate group-containing compound and, while mixing the chain extender, water and 200g / m 3 ~3000g / m 3 including water vapor or the isocyanate group-containing compound and the chain extender A foam is formed in the foam forming step by preparing a mixed liquid while blowing a mixed gas of the non-reactive gas and the water vapor, and forming a foam from the mixed liquid, and the foam formed in the foam forming step And a slicing step for forming a polishing pad.

第2の態様において、発泡体形成ステップで混合液を調製した後、連続して発泡体を形成するようにしてもよい。発泡体形成ステップで吹き込まれる水蒸気または混合気体の量を、イソシアネート基含有化合物および鎖伸長剤の合計重量1kgに対して0.5〜3.4リットルの割合とすれば、混合液中の水蒸気または混合気体の量が制限されるため、極端に大きな発泡の形成を抑制することができる。また、発泡体形成ステップにおいて、剪断速度9,000〜41,000/秒、剪断回数300〜10,000回の条件で混合液を調製することが好ましい。   In the second aspect, after preparing the liquid mixture in the foam formation step, the foam may be continuously formed. If the amount of water vapor or mixed gas blown in the foam formation step is 0.5 to 3.4 liters per 1 kg of the total weight of the isocyanate group-containing compound and the chain extender, the water vapor or Since the amount of the mixed gas is limited, the formation of extremely large foam can be suppressed. Moreover, it is preferable to prepare a liquid mixture on the conditions of a shear rate of 9,000-41,000 / sec and the frequency | count of shear of 300-10,000 times in a foam formation step.

本発明によれば、混合液に混合された水蒸気または混合気体により混合液中に微小な気泡が生じることから、水蒸気または混合気体に含まれた水が混合液中で略均等に分散してイソシアネート基含有化合物と反応することで発泡体の内部に略均一な大きさの発泡が略均等に分散して形成されるため、スライスして得られた研磨パッドの表面に略均一な開孔が略均等に形成されるので、研磨加工時に研磨液を保持しつつ被研磨物および研磨パッド間に略均等に供給することができ、被研磨物の平坦性を向上させることができる、という効果を得ることができる。   According to the present invention, since fine bubbles are generated in the mixed liquid by the water vapor or the mixed gas mixed in the mixed liquid, the water contained in the water vapor or the mixed gas is dispersed substantially uniformly in the mixed liquid. By reacting with the group-containing compound, foam of a substantially uniform size is formed in the foam to be substantially uniformly dispersed, so that a substantially uniform opening is substantially formed on the surface of the polishing pad obtained by slicing. Since it is formed evenly, the polishing liquid can be supplied substantially uniformly between the object to be polished and the polishing pad while holding the polishing liquid during the polishing process, and the flatness of the object to be polished can be improved. be able to.

以下、図面を参照して、本発明を適用した研磨パッドの実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of a polishing pad to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.

(研磨パッド)
図1に示すように、研磨パッド1は、硬質発泡タイプのポリウレタンシートであり、イソシアネート基含有化合物を主成分としている。研磨パッド1は、研磨加工時に被研磨物の加工面にスラリを介して当接する研磨面Pを有している。研磨パッド1は、イソシアネート基含有化合物と、鎖伸長剤と、水を200〜3000g/m含む水蒸気とイソシアネート基含有化合物および鎖伸長剤に対して非反応性の気体(以下、非反応性気体という。)との混合気体(以下、水蒸気混合気体と略記する。)と、を混合した混合液を型枠に注型し硬化させた発泡体をスライスすることで形成されている。すなわち、研磨パッド1は乾式成型で形成されている。
(Polishing pad)
As shown in FIG. 1, the polishing pad 1 is a rigid foam type polyurethane sheet, and contains an isocyanate group-containing compound as a main component. The polishing pad 1 has a polishing surface P that abuts a processed surface of an object to be polished via a slurry during polishing. The polishing pad 1 includes an isocyanate group-containing compound, a chain extender, a water vapor containing 200 to 3000 g / m 3 of water, a gas that is non-reactive with the isocyanate group-containing compound and the chain extender (hereinafter, non-reactive gas). ) And a mixed gas (hereinafter abbreviated as a water vapor mixed gas), and a foam obtained by casting and curing a mixed liquid in a mold. That is, the polishing pad 1 is formed by dry molding.

研磨パッド1の内部には、乾式成型時に混合された水蒸気混合気体中の水とイソシアネート基含有化合物との反応により、断面略円形状の発泡3が略均等に分散して形成されている。研磨パッド1が発泡体をスライスすることで形成されているため、研磨面Pでは発泡3の一部が開孔しており、開孔4が形成されている。研磨面Pに形成された開孔4は、平均開孔径が10〜100μmの範囲に調整されている。研磨パッド1の厚さは、1.3〜2.5mmの範囲に設定されている。この研磨パッド1は、温度20℃の水に一定時間浸漬したときの硬度に対する、温度70℃の水(熱湯)に同じ一定時間浸漬したときの硬度の割合で定義される湿潤硬度保持率が80%以上に設定されている。   Inside the polishing pad 1, foam 3 having a substantially circular cross section is formed in a substantially uniform manner by reaction of water in the water vapor mixed gas mixed at the time of dry molding and the isocyanate group-containing compound. Since the polishing pad 1 is formed by slicing a foam, a part of the foam 3 is opened on the polishing surface P, and an opening 4 is formed. The opening 4 formed in the polishing surface P has an average opening diameter adjusted to a range of 10 to 100 μm. The thickness of the polishing pad 1 is set in the range of 1.3 to 2.5 mm. This polishing pad 1 has a wet hardness retention rate of 80 defined by the ratio of the hardness when immersed in water (hot water) at a temperature of 70 ° C. for the same fixed time with respect to the hardness when immersed in water at a temperature of 20 ° C. for a certain time. % Or more is set.

また、研磨パッド1は、研磨面Pと反対の面側に、研磨機に研磨パッド1を装着するための両面テープが貼り合わされている。両面テープは、ポリエチレンテレフタレート(以下、PETと略記する。)製フィルム等の基材7の両面に粘着剤層が形成されている。粘着剤層の粘着剤としては、例えば、アクリル系粘着剤等を挙げることができる。両面テープは、一面側の粘着剤層で研磨パッド1に貼り合わされており、他面側の粘着剤層の表面(図1の最下面側)が図示しない剥離紙で覆われている。   Further, the polishing pad 1 has a double-sided tape for attaching the polishing pad 1 to a polishing machine on the surface opposite to the polishing surface P. The double-sided tape has an adhesive layer formed on both surfaces of a base material 7 such as a polyethylene terephthalate (hereinafter abbreviated as PET) film. As an adhesive of an adhesive layer, an acrylic adhesive etc. can be mentioned, for example. The double-sided tape is bonded to the polishing pad 1 with a pressure-sensitive adhesive layer on one side, and the surface of the pressure-sensitive adhesive layer on the other side (the lowermost side in FIG. 1) is covered with a release paper (not shown).

(研磨パッドの製造)
研磨パッド1は、図2に示す各工程を経て製造される。すなわち、イソシアネート基含有化合物と、鎖伸長剤と、水蒸気混合気体とをそれぞれ準備する準備工程、イソシアネート基含有化合物、鎖伸長剤および水蒸気混合気体を混合して混合液を調製する混合工程(発泡体形成ステップの一部)、混合液を型枠に注型する注型工程(発泡体形成ステップの一部)、型枠内で発泡、硬化させて発泡体を形成する硬化成型工程(発泡体形成ステップの一部)、発泡体をシート状にスライスして研磨パッド1を形成するスライス工程(スライスステップ)、研磨パッド1と両面テープとを貼り合わせるラミネート工程を経て製造される。以下、工程順に説明する。
(Manufacture of polishing pad)
The polishing pad 1 is manufactured through each process shown in FIG. That is, a preparation step for preparing an isocyanate group-containing compound, a chain extender, and a water vapor mixed gas, and a mixing step for preparing a mixed solution by mixing the isocyanate group containing compound, the chain extender, and the water vapor mixed gas (foam) A part of the forming step), a casting process in which the mixed liquid is poured into the mold (a part of the foam forming step), and a curing molding process in which the foam is formed by foaming and curing in the mold (foam forming) Part of the step), a slicing process (slicing step) in which the foam is sliced into a sheet to form the polishing pad 1, and a laminating process in which the polishing pad 1 and the double-sided tape are bonded together. Hereinafter, it demonstrates in order of a process.

(準備工程)
準備工程では、イソシアネート基含有化合物と、鎖伸長剤と、水蒸気混合気体とをそれぞれ準備する。
(Preparation process)
In the preparation step, an isocyanate group-containing compound, a chain extender, and a water vapor mixed gas are prepared.

イソシアネート基含有化合物としては、分子内に2つ以上の水酸基を有するポリオール化合物と、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を反応させることで生成したイソシアネート末端ウレタンプレポリマ(以下、単に、プレポリマと略記する。)が用いられている。ポリオール化合物と、ジイソシアネート化合物とを反応させるときに、イソシアネート基のモル量を水酸基のモル量より大きくすることで、プレポリマを得ることができる。また、使用するプレポリマは、粘度が高すぎると、流動性が悪くなり次工程の混合工程で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発泡体中に形成される発泡3の大きさにバラツキが生じる。反対に粘度が低すぎると混合液中で水蒸気混合気体により生じた気泡が移動してしまい、発泡体中に略均等に分散した発泡3を形成することが難しくなる。このため、プレポリマは、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、プレポリマの分子量(重合度)を変えることで粘度を設定することができる。プレポリマは、50〜80℃程度に加熱され流動可能な状態とされる。   As an isocyanate group-containing compound, an isocyanate-terminated urethane prepolymer (hereinafter simply referred to as “isocyanate-terminated urethane prepolymer”) produced by reacting a polyol compound having two or more hydroxyl groups in the molecule with a diisocyanate compound having two isocyanate groups in the molecule. Abbreviated as prepolymer). When the polyol compound and the diisocyanate compound are reacted, the prepolymer can be obtained by making the molar amount of the isocyanate group larger than the molar amount of the hydroxyl group. Moreover, when the prepolymer to be used has a too high viscosity, the fluidity becomes poor and it becomes difficult to mix substantially uniformly in the subsequent mixing step. When the temperature is raised and the viscosity is lowered, the pot life is shortened. On the contrary, mixing spots are generated, and the size of the foam 3 formed in the foam varies. On the other hand, when the viscosity is too low, bubbles generated by the water vapor mixed gas move in the mixed solution, and it becomes difficult to form the foam 3 dispersed substantially uniformly in the foam. For this reason, it is preferable that a prepolymer sets the viscosity in the temperature of 50-80 degreeC in the range of 500-4000 mPa * s. For example, the viscosity can be set by changing the molecular weight (polymerization degree) of the prepolymer. The prepolymer is heated to about 50 to 80 ° C. to be in a flowable state.

プレポリマの生成に用いられるジイソシアネート化合物としては、例えば、m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、2,4−トリ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、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。また、これらのジイソシアネート化合物の二種以上を併用してもよい。   Examples of the diisocyanate compound used for producing the prepolymer include m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, naphthalene-1,4-diisocyanate, and diphenylmethane-4. , 4′-diisocyanate, 3,3′-dimethoxy-4,4′-biphenyl diisocyanate, 3,3′-dimethyldiphenylmethane-4,4′-diisocyanate, xylylene-1,4-diisocyanate, 4,4′-diphenyl Propane diisocyanate, trimethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, propylene-1,2-diisocyanate, butylene-1,2-diisocyanate, cyclohexylene-1,2-diisocyanate DOO, cyclohexylene-1,4-diisocyanate, p- phenylenediisothiocyanate, xylylene-1,4-diisothiocyanate, mention may be made of ethylidyne diisothiocyanate like. Two or more of these diisocyanate compounds may be used in combination.

一方、プレポリマの生成に用いられるポリオール化合物としては、ジオール化合物、トリオール化合物等であればよく、例えば、エチレングリコール、ブチレングリコール等の低分子量のポリオール化合物、および、ポリテトラメチレングリコール等のポリエーテルポリオール化合物、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化合物、ポリカーボネートポリオール化合物、ポリカプロラクトンポリオール化合物等の高分子量のポリオール化合物のいずれも使用することができる。また、これらのポリオール化合物の二種以上を併用してもよい。   On the other hand, the polyol compound used for the production of the prepolymer may be a diol compound, a triol compound, or the like, for example, a low molecular weight polyol compound such as ethylene glycol or butylene glycol, and a polyether polyol such as polytetramethylene glycol. Any of a high molecular weight polyol compound such as a compound, a reaction product of ethylene glycol and adipic acid, a polyester polyol compound such as a reaction product of butylene glycol and adipic acid, a polycarbonate polyol compound, and a polycaprolactone polyol compound can be used. . Two or more of these polyol compounds may be used in combination.

鎖伸長剤としては、ハードセグメント(高融点で剛直性を付与するウレタン結合部)を構成するため、プレポリマのイソシアネート基と反応する活性水素基を2個以上有する化合物であればよい。例えば、ポリアミン化合物としては、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、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(以下、MOCAと略記する。)およびMOCAと同様の構造を有するポリアミン化合物等を挙げることができる。また、ポリオール化合物としては、ジオール化合物、トリオール化合物等であればよく、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等の低分子量のポリオール化合物、ポリテトラメチレングリコール(以下、PTMGと略記する。)、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール(以下、PPGと略記する。)等の高分子量のポリオール化合物のいずれも使用することができる。更に、水酸基を有するアミン系化合物、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使用してもよい。   The chain extender may be a compound having two or more active hydrogen groups that react with the isocyanate group of the prepolymer in order to constitute a hard segment (urethane bond portion imparting rigidity with a high melting point). For example, as a polyamine compound, ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, isophoronediamine, dicyclohexylmethane-4,4′-diamine, 3,3′-dichloro-4,4′-diaminodiphenylmethane (hereinafter abbreviated as MOCA). And polyamine compounds having the same structure as MOCA. The polyol compound may be a diol compound, a triol compound, etc., for example, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, Low molecular weight polyol compounds such as 1,4-butanediol, neopentyl glycol, pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, and polytetramethylene glycol (hereinafter abbreviated as PTMG). ), Polyethylene glycol, polypropylene glycol (hereinafter abbreviated as PPG), and any other high molecular weight polyol compound can be used. Further, amine-based compounds having a hydroxyl group, such as 2-hydroxyethylethylenediamine, 2-hydroxyethylpropylenediamine, di-2-hydroxyethylethylenediamine, di-2-hydroxyethylpropylenediamine, 2-hydroxypropylethylenediamine, di-2 -Hydroxypropylethylenediamine or the like may be used.

鎖伸長剤の粘度をプレポリマと同程度にすることで混合工程において均一に混合させやすくなることから、鎖伸長剤がMOCAおよびMOCAと同様の構造を有するポリアミン化合物のような室温で固体の場合は、加熱し適度な粘度になるよう溶融させた状態で供給する。また、鎖伸長剤がポリオール化合物の場合、数平均分子量500〜3000のポリオール化合物を用いることが粘度的に好ましく、特に、数平均分子量800〜3000のPTMGまたはPPGが分散性や得られる研磨パッドの耐熱性の面からより好ましい。本例では、鎖伸長剤として、ポリアミン化合物としてMOCAと、ポリオール化合物として数平均分子量約2000のPPGとを併用し個別に供給して使用するが、ポリアミン化合物を溶解可能なポリオール化合物との組み合わせであれば、予めポリアミン化合物とポリオール化合物とを混合、溶解して用いることで、ポリアミン化合物を加熱溶融する温度より低温でプレポリマに近い粘度とすることができる。このような鎖伸長剤の調製では、一般的な攪拌装置を使用して攪拌混合すればよく、ポリアミン化合物およびポリオール化合物が略均一に混合されていればよい。   In the case where the chain extender is solid at room temperature such as MOCA and a polyamine compound having the same structure as MOCA, since the viscosity of the chain extender is equal to that of the prepolymer, it becomes easy to mix uniformly in the mixing step. And heated and fed in a melted state to an appropriate viscosity. Further, when the chain extender is a polyol compound, it is preferable in terms of viscosity to use a polyol compound having a number average molecular weight of 500 to 3000, and in particular, a polishing pad in which PTMG or PPG having a number average molecular weight of 800 to 3000 is dispersible or obtained. More preferable in terms of heat resistance. In this example, MOCA as a polyamine compound and PPG having a number average molecular weight of about 2000 as a polyol compound are used separately as a chain extender and used separately, but in combination with a polyol compound that can dissolve the polyamine compound If present, by mixing, dissolving, and using the polyamine compound and the polyol compound in advance, the viscosity close to that of the prepolymer can be achieved at a temperature lower than the temperature at which the polyamine compound is heated and melted. In the preparation of such a chain extender, a general stirring device may be used for stirring and mixing, and the polyamine compound and the polyol compound may be mixed substantially uniformly.

準備工程で準備する水蒸気混合気体としては、水を200〜3000g/m含むように調整する。水蒸気混合気体に含まれる水の量が少なすぎると、発泡3ひいては開孔4が小さくなりすぎて研磨加工時に研磨液等により目詰まりを起こすため、好ましくない。反対に水の量が多すぎると、水とプレポリマのイソシアネート基との反応により極端に大きな発泡が形成されることとなる。このため、水の量は、上述した範囲に調製することが好ましく、研磨液保持性の確保や目詰まりの防止を考慮すれば、500〜1500g/mの範囲となるように調整することがより好ましい。また、混合工程で水蒸気混合気体を加温(加熱)して供給することで水が水蒸気となり、湿度が50〜100%となる。水蒸気と混合する非反応性気体としては、空気、窒素、酸素、二酸化炭素、ヘリウム、アルゴン等を挙げることができる。 The water vapor mixed gas prepared in the preparation step is adjusted so as to contain 200 to 3000 g / m 3 of water. If the amount of water contained in the steam mixed gas is too small, the foam 3 and consequently the opening 4 become too small and clogging is caused by a polishing liquid or the like during polishing, which is not preferable. On the other hand, if the amount of water is too large, an extremely large foam is formed by the reaction between water and the isocyanate group of the prepolymer. For this reason, it is preferable to adjust the amount of water in the above-described range, and it is possible to adjust the amount to be in the range of 500 to 1500 g / m 3 in view of ensuring the polishing liquid retention and preventing clogging. More preferred. Moreover, water turns into water vapor | steam by heating (heating) and supplying water vapor | steam mixed gas by a mixing process, and humidity will be 50-100%. Examples of the non-reactive gas mixed with water vapor include air, nitrogen, oxygen, carbon dioxide, helium, and argon.

(混合工程、注型工程、硬化成型工程)
図2に示すように、混合工程では、準備工程で準備したプレポリマ、鎖伸長剤および水蒸気混合気体を混合した混合液を調製する。注型工程では混合工程で調製された混合液を型枠に注型し、硬化成型工程では型枠内で発泡、硬化させて発泡体を成型する。本例では、混合工程、注型工程、硬化成型工程を連続して行う。
(Mixing process, casting process, curing molding process)
As shown in FIG. 2, in a mixing process, the liquid mixture which mixed the prepolymer prepared in the preparatory process, the chain extender, and water vapor | steam mixed gas is prepared. In the casting process, the liquid mixture prepared in the mixing process is cast into a mold, and in the curing molding process, the foam is molded by foaming and curing in the mold. In this example, a mixing process, a casting process, and a curing molding process are performed continuously.

図3に示すように、混合工程では混合機20で混合液を調製し、注型工程では調製された混合液を混合機20から連続して型枠25に注型し、硬化成型工程で硬化させることにより発泡体を成型する。混合機20は、攪拌翼14が内蔵された混合槽12を備えている。混合槽12の上流側には、第1成分としてプレポリマ、第2成分、第3成分として鎖伸長剤をそれぞれ収容した供給槽、および、混合槽12内に水蒸気混合気体を供給する供給装置16が配置されている。各供給槽からの供給口は混合槽12の上流端部に接続されており、供給装置16からの供給口は混合槽12の全体の長さに対して上流端部からおよそ1/3の位置に接続されている。攪拌翼14は混合槽12内の略中央部で上流側から下流側までにわたって配置された回転軸に固定されている。回転軸の回転に伴い攪拌翼14が回転し、第1成分、第2成分および水蒸気混合気体を剪断するようにして混合する。得られた混合液は混合槽12の下流端部に形成された排出口から型枠25に注型される。型枠25は、上部が開放されており、大きさが、本例では、1050mm(長さ)×1050mm(幅)×50mm(厚さ)に設定されている。   As shown in FIG. 3, in the mixing step, a mixed solution is prepared by the mixer 20, and in the casting step, the prepared mixed solution is continuously cast from the mixer 20 into the mold 25 and cured in the curing molding step. To form a foam. The mixer 20 includes a mixing tank 12 in which a stirring blade 14 is incorporated. On the upstream side of the mixing tank 12, there are a supply tank that contains a prepolymer as the first component, a second component, and a chain extender as the third component, respectively, and a supply device 16 that supplies the steam mixed gas into the mixing tank 12. Has been placed. The supply port from each supply tank is connected to the upstream end of the mixing tank 12, and the supply port from the supply device 16 is located about 1/3 from the upstream end with respect to the entire length of the mixing tank 12. It is connected to the. The stirring blade 14 is fixed to a rotating shaft arranged from the upstream side to the downstream side at a substantially central portion in the mixing tank 12. As the rotating shaft rotates, the stirring blade 14 rotates and mixes the first component, the second component, and the steam mixed gas so as to shear. The obtained liquid mixture is poured into the mold 25 from a discharge port formed at the downstream end of the mixing tank 12. The upper part of the mold 25 is open, and in this example, the size is set to 1050 mm (length) × 1050 mm (width) × 50 mm (thickness).

第1成分のプレポリマ、第2成分、第3成分の鎖伸長剤の多くがいずれも常温で固体または流動しにくい状態のため、それぞれの供給槽は各成分が流動可能となるように加温されている。また、水を水蒸気混合気体として混合槽12内に供給するため、供給装置16は温度80〜160℃に加温(加熱)されている。供給された水蒸気混合気体が混合槽12内で攪拌翼14の回転により微細な気泡となり、この気泡が混合液中に略均等に分散する。水蒸気混合気体の供給量が少なすぎると気泡の分散状態に偏りが生じやすくなり、反対に多すぎると極端に大きな気泡が生じてしまう。このため、水蒸気混合気体の供給量は、プレポリマ、鎖伸長剤の合計重量1kgに対して0.5〜3.4Lの割合となるように調整することが好ましい。なお、混合槽12は、特に加温されておらず、常温環境下にさらされている。   Since most of the first component prepolymer, second component, and third component chain extender are solid or difficult to flow at room temperature, each supply tank is heated so that each component can flow. ing. Moreover, in order to supply water in the mixing tank 12 as a water vapor mixed gas, the supply device 16 is heated (heated) to a temperature of 80 to 160 ° C. The supplied steam mixed gas becomes fine bubbles by the rotation of the stirring blade 14 in the mixing tank 12, and these bubbles are dispersed almost uniformly in the mixed liquid. If the supply amount of the water vapor mixed gas is too small, the dispersion state of the bubbles tends to be biased. On the other hand, if the supply amount is too large, extremely large bubbles are generated. For this reason, it is preferable to adjust the supply amount of the steam mixed gas so as to be a ratio of 0.5 to 3.4 L with respect to 1 kg of the total weight of the prepolymer and the chain extender. The mixing tank 12 is not particularly heated and is exposed to a normal temperature environment.

第1成分、第2成分、第3成分を混合槽12に供給し、攪拌翼14によりある程度混合した段階で水蒸気混合気体を供給する。混合機20での混合条件、すなわち、攪拌翼14の剪断速度、剪断回数を調整することで、各成分および水蒸気混合気体が略均等に混合され混合液が調製される。攪拌翼14の剪断速度が小さすぎると、発泡体中に形成される発泡3の大きさが大きくなりすぎる。反対に剪断速度が大きすぎると、攪拌翼14および混合液間の摩擦による発熱で温度が上昇し粘度が低下するため、混合液中の気泡が(成型中に)移動してしまい、得られる発泡体に形成される発泡3の分散状態にバラツキが生じやすくなる。一方、剪断回数が少なすぎると生じる気泡の大きさにムラ(バラツキ)が生じやすく、反対に多すぎると温度上昇で粘度が低下し、発泡3が略均等に形成されなくなる。このため、混合工程では、剪断速度を9,000〜41,000/秒の範囲、剪断回数を300〜10,000回の範囲に設定し、混合する。混合機20での混合時間(滞留時間)は、混合液の流量(最大1リットル/sec)にもよるが、およそ1秒程度である。すなわち、例えば、注型工程で100kg程度の型枠25に混合液を注型するのに要する時間はおよそ1〜2分程度となる。なお、剪断速度、剪断回数は次式により求めることができる。すなわち、剪断速度(/秒)=攪拌翼14の翼先端の直径(mm)×円周率×攪拌翼14の回転数(rpm)÷60÷攪拌翼14の翼先端と混合槽12の内壁とのクリアランス(mm)、剪断回数(回)=攪拌翼14の回転数(rpm)÷60×混合槽12中での混合液の滞留時間(秒)×攪拌翼14の翼の数、により求めることができる。   The first component, the second component, and the third component are supplied to the mixing tank 12 and the water vapor mixed gas is supplied at a stage where the components are mixed to some extent by the stirring blade 14. By adjusting the mixing conditions in the mixer 20, that is, the shearing speed and the number of shearing of the stirring blade 14, the respective components and the water vapor mixed gas are mixed substantially uniformly to prepare a mixed liquid. If the shear rate of the stirring blade 14 is too low, the size of the foam 3 formed in the foam becomes too large. On the other hand, if the shear rate is too high, the temperature rises due to the heat generated by friction between the stirring blade 14 and the mixed solution and the viscosity decreases, so that bubbles in the mixed solution move (during molding) and foam is obtained. Variation in the dispersed state of the foam 3 formed on the body is likely to occur. On the other hand, if the number of times of shearing is too small, the size of the generated bubbles is likely to be uneven (variation). On the other hand, if the number of shearing is too large, the viscosity decreases due to temperature rise and the foam 3 is not formed substantially evenly. For this reason, in a mixing process, a shear rate is set to the range of 9,000-41,000 / sec, and the frequency | count of shear is set to the range of 300-10,000 times, and it mixes. The mixing time (residence time) in the mixer 20 is about 1 second although it depends on the flow rate of the mixed liquid (maximum 1 liter / sec). That is, for example, the time required to cast the mixed solution into the mold 25 of about 100 kg in the casting process is about 1 to 2 minutes. In addition, a shear rate and the frequency | count of shear can be calculated | required by following Formula. That is, shear rate (/ sec) = diameter (mm) of blade tip of stirring blade 14 × circularity × rotational speed (rpm) of stirring blade 14 ÷ 60 ÷ blade tip of stirring blade 14 and inner wall of mixing vessel 12 Clearance (mm), number of times of shearing (times) = rotation speed of stirring blade 14 (rpm) ÷ 60 × retention time of mixed solution in mixing tank 12 (second) × number of blades of stirring blade 14 Can do.

注型工程で、型枠25に混合液を注型するときは、混合機20からの混合液を混合槽12の排出口から排出し、例えばフレキシブルパイプを通じて、型枠25の対向する2辺間(例えば、図3の左右間)を往復移動する断面三角状の図示しない注液口に導液する。注液口を往復移動させながら、排出口の端部(フレキシブルパイプの端部)を注液口の移動方向と交差する方向に往復移動させる。混合液は、型枠25に略均等に注型される。   When casting the mixed solution into the mold 25 in the casting step, the mixed solution from the mixer 20 is discharged from the discharge port of the mixing tank 12 and, for example, between two opposing sides of the mold 25 through a flexible pipe. Liquid is introduced into a liquid injection port (not shown) having a triangular cross section that reciprocates (for example, between the left and right in FIG. 3). While reciprocating the liquid injection port, the end of the discharge port (the end of the flexible pipe) is reciprocated in a direction intersecting the direction of movement of the liquid injection port. The liquid mixture is cast into the mold 25 substantially evenly.

硬化成型工程では、注型された混合液を型枠25内で反応させ発泡体を形成させる。このとき、プレポリマと鎖伸長剤との反応によりプレポリマが架橋硬化する。型枠25の上部が開放されているため、大気圧下で架橋硬化が進行し発泡体が形成される。この架橋硬化の進行と同時に、水蒸気混合気体に含まれて供給された水がプレポリマのイソシアネート基と反応することで、二酸化炭素が発生する。架橋硬化が進行しているため、発生した二酸化炭素が外部に抜け出すことなく発泡3を形成する。なお、発泡3は、断面形状が、円形状、楕円形状等の種々の形状で形成される。   In the curing molding step, the cast mixture is reacted in the mold 25 to form a foam. At this time, the prepolymer is crosslinked and cured by the reaction between the prepolymer and the chain extender. Since the upper part of the mold 25 is open, the cross-linking and curing proceeds under atmospheric pressure, and a foam is formed. Simultaneously with the progress of the crosslinking and curing, the water supplied in the steam mixed gas reacts with the isocyanate group of the prepolymer to generate carbon dioxide. Since the cross-linking and curing proceeds, the generated carbon dioxide forms the foam 3 without escaping outside. In addition, the foam 3 is formed in various shapes such as a circular shape and an elliptical shape in cross section.

(スライス工程)
図2に示すように、スライス工程では、硬化成型工程で得られた発泡体をシート状にスライスして研磨パッド1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。スライス時には発泡体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する。スライスする厚さは、本例では、1.3〜2.5mmの範囲に設定されている。また、本例で用いた厚さが50mmの型枠25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、中層部の約30mm分から10〜25枚の研磨パッド1を形成することができる。硬化成型工程で内部に発泡3が略均等に形成された発泡体が得られるため、スライス工程で複数枚の研磨パッド1を形成したときは、表面に形成された開孔4の孔径の平均値がいずれも10〜100μmの範囲となる。また、各研磨パッド1では、開孔4の平均開孔径の差が平均値に対し±3%の範囲内、密度の差が平均値に対し±3%の範囲内となる。開孔4の平均開孔径が10μmを下回ると、研磨加工時に研磨液中の研磨粒子で目詰まりを起こしやすくなるため、研磨パッドの寿命低下を招きやすく、反対に100μmを上回ると、略均一な孔径の制御が難しくなり、被研磨物の平坦性向上が不十分となる。なお、混合液に混合する水蒸気混合気体の量や混合条件を調整することで発泡3の大きさ、ひいては、開孔4の孔径を制御することができる。
(Slicing process)
As shown in FIG. 2, in the slicing step, the foam obtained in the curing molding step is sliced into a sheet shape to form the polishing pad 1. A general slicing machine can be used for slicing. At the time of slicing, the lower layer portion of the foam is held and sliced to a predetermined thickness in order from the upper layer portion. In this example, the thickness to be sliced is set in a range of 1.3 to 2.5 mm. Further, in the foam molded with the mold 25 having a thickness of 50 mm used in this example, for example, about 10 mm of the upper layer portion and the lower layer portion of the foam is not used due to scratches and the like. 10 to 25 polishing pads 1 can be formed from 30 mm. Since a foam in which the foam 3 is substantially uniformly formed is obtained in the hardening molding process, when a plurality of polishing pads 1 are formed in the slicing process, the average value of the hole diameters of the openings 4 formed on the surface Are in the range of 10 to 100 μm. Further, in each polishing pad 1, the difference in the average opening diameter of the openings 4 is in a range of ± 3% with respect to the average value, and the difference in density is in a range of ± 3% with respect to the average value. If the average aperture diameter of the apertures 4 is less than 10 μm, clogging is easily caused by the abrasive particles in the polishing liquid during the polishing process, so that the life of the polishing pad is likely to be shortened. It becomes difficult to control the hole diameter, and the flatness of the object to be polished is not sufficiently improved. In addition, the magnitude | size of the foam 3 and by extension, the hole diameter of the opening 4 can be controlled by adjusting the quantity and mixing conditions of the water-vapor mixed gas mixed with a liquid mixture.

(ラミネート工程)
ラミネート工程では、スライス工程で形成された研磨パッド1と両面テープとが貼り合わせる。円形等の所望の形状、サイズに裁断した後、汚れや異物等の付着がないことを確認する等の検査を行い研磨パッド1を完成させる。
(Lamination process)
In the laminating process, the polishing pad 1 formed in the slicing process and the double-sided tape are bonded together. After cutting into a desired shape and size such as a circle, an inspection such as confirming that there is no adhesion of dirt or foreign matter is performed to complete the polishing pad 1.

被研磨物の研磨加工を行うときは、研磨機の研磨定盤に研磨パッド1を装着する。研磨定盤に研磨パッド1を装着するときは、剥離紙8を取り除き、露出した接着剤層で研磨定盤に接着固定する。被研磨物を加圧し、研磨粒子を含む研磨液(スラリ)を供給しながら研磨定盤を回転させることで、被研磨物の加工面が研磨加工される。   When polishing an object to be polished, the polishing pad 1 is mounted on a polishing surface plate of a polishing machine. When the polishing pad 1 is mounted on the polishing surface plate, the release paper 8 is removed, and the surface is adhered and fixed to the polishing surface plate with the exposed adhesive layer. The processing surface of the object to be polished is polished by rotating the polishing platen while applying pressure to the object to be polished and supplying a polishing liquid (slurry) containing abrasive particles.

(作用等)
次に、本実施形態の研磨パッド1および研磨パッド1の製造方法の作用等について説明する。
(Action etc.)
Next, the operation and the like of the polishing pad 1 and the manufacturing method of the polishing pad 1 according to the present embodiment will be described.

本実施形態では、混合工程で調製する混合液に水蒸気混合気体が混合されている。この水蒸気混合気体が混合されるときに生じた微細な気泡が混合液中に略均等に分散されるため、バブリング効果が生じると共に、微細な発泡には水蒸気混合気体中の水が略均等に含まれる。このため、水蒸気混合気体中の水が混合液中で略均等に分散されることとなる。略均等に分散された水がプレポリマのイソシアネート基と反応することで二酸化炭素が生じて発泡が形成されるため、硬化成型工程で得られる発泡体の内部に略均一な大きさの発泡3が略均等に分散して形成される。これにより、スライス工程でスライスして得られた研磨パッド1の表面(研磨面P)には、開孔4が略均一かつ略均等に形成されるので、安定した研磨性能を確保することができる。また、水蒸気混合気体中の水蒸気は、バブリング効果を発揮した後には気体でなくなるので、余計な巨大気泡の発生を抑えることができる。更に、水蒸気混合気体として混合液に混合することで、混合機20による水の分散斑が起きにくくなるので、発泡を均一化することができる。また、混合される水蒸気混合気体の量がプレポリマおよび鎖伸長剤の合計重量1kgに対して0.5〜3.4リットルの割合に調整されている。このため、混合液中の水蒸気混合気体の量が制限されるので、得られる発泡体の内部に極端に大きな発泡が形成されることを抑制することができる。これにより、発泡体の内部に形成される発泡3の大きさを均一化することができる。従って、研磨パッド1を用いた研磨加工では、開孔4に研磨液を保持しつつ、被研磨物および研磨パッド1間に研磨液を略均等に供給することができ、被研磨物の平坦性を向上させることができる。   In this embodiment, the water vapor mixed gas is mixed with the liquid mixture prepared in the mixing step. The fine bubbles generated when this steam mixed gas is mixed are dispersed almost evenly in the liquid mixture, so that a bubbling effect is produced and the water in the steam mixed gas is contained almost evenly in the fine foaming. It is. For this reason, the water in the steam mixed gas is dispersed substantially uniformly in the mixed liquid. Since substantially uniformly dispersed water reacts with the isocyanate groups of the prepolymer to generate carbon dioxide, foaming is formed. Therefore, the foam 3 having a substantially uniform size is substantially formed inside the foam obtained in the curing molding process. Formed evenly distributed. Thereby, since the opening 4 is formed substantially uniformly and substantially uniformly on the surface (polishing surface P) of the polishing pad 1 obtained by slicing in the slicing step, stable polishing performance can be ensured. . Moreover, since the water vapor in the water vapor mixed gas is not a gas after exhibiting the bubbling effect, it is possible to suppress the generation of extra giant bubbles. Furthermore, by mixing the mixed liquid as a water vapor mixture with the liquid mixture, water dispersion due to the mixer 20 is less likely to occur, so that foaming can be made uniform. Further, the amount of the steam mixed gas to be mixed is adjusted to a ratio of 0.5 to 3.4 liters with respect to 1 kg of the total weight of the prepolymer and the chain extender. For this reason, since the quantity of the water-vapor mixed gas in a liquid mixture is restrict | limited, it can suppress that an extremely big foam is formed inside the obtained foam. Thereby, the magnitude | size of the foam 3 formed in the inside of a foam can be equalize | homogenized. Therefore, in the polishing process using the polishing pad 1, the polishing liquid can be supplied substantially evenly between the object to be polished and the polishing pad 1 while holding the polishing liquid in the opening 4, and the flatness of the object to be polished. Can be improved.

また、本実施形態では、混合液に混合される水の量が200〜3000g/mに設定されている。このため、過剰な水による極端に大きな発泡の形成や偏りを抑制することができる。更に、本実施形態では、水が水蒸気混合気体として混合液に混合される。従来CMP用の軟質研磨パッドでは、ウレア結合を減少させる(なくす)ことでウレタン結合主体(ウレタン結合のみ)にするため、プレポリマの粘度上昇や発泡体成型時の固化時間の長期化により孔径の制御が難しかった。これに対して、本実施形態では、水蒸気混合気体を混合することで発泡反応も早まるため、固化時間を短縮することができ、発泡体をスライスして得られる複数の研磨パッド間で平均開孔径の差を小さくすることができる。従って、発泡体の大きさを大きくする(型枠25を大きくする)ことで、大型化(面積、厚さ)の要求に対して容易に対応することができる。 Moreover, in this embodiment, the quantity of the water mixed with a liquid mixture is set to 200-3000 g / m < 3 >. For this reason, it is possible to suppress the formation and bias of extremely large foams due to excessive water. Furthermore, in this embodiment, water is mixed with a liquid mixture as water vapor | steam mixed gas. Conventional CMP soft polishing pads reduce (eliminate) urea bonds to make them mainly urethane bonds (only urethane bonds), so the pore size can be controlled by increasing the prepolymer viscosity and extending the solidification time during foam molding. It was difficult. On the other hand, in this embodiment, since the foaming reaction is also accelerated by mixing the steam mixed gas, the solidification time can be shortened, and the average pore diameter between the plurality of polishing pads obtained by slicing the foam Can be reduced. Therefore, by increasing the size of the foam (enlarging the mold 25), it is possible to easily meet the demand for larger size (area, thickness).

更に、鎖伸長剤に配合されたポリオール化合物が混合液中に存在しているため、ポリオール化合物の水酸基がプレポリマのイソシアネート基と反応してウレタン結合を形成することで、湿潤状態における発泡体の硬度変化を生じにくくする役割を果たす。このため、発泡体をスライスして得られる複数枚の研磨パッド1では、いずれも湿潤硬度保持率、すなわち、温度20℃の水に一定時間浸漬したときの硬度に対する、温度70℃の水に同じ一定時間浸漬したときの硬度の割合を80%以上とすることができる。特に、ポリオール化合物としてPPGを用いることで、湿潤硬度保持率を向上させることができる。従って、湿潤状態での熱安定性が向上した研磨パッド1では、スラリを使用した研磨加工時に摩擦等で発熱しても硬度変化が抑制され、研磨性能の安定化を図ることができる。   Furthermore, since the polyol compound blended in the chain extender is present in the mixed solution, the hydroxyl group of the polyol compound reacts with the isocyanate group of the prepolymer to form a urethane bond. Plays a role in making changes less likely. For this reason, in the plurality of polishing pads 1 obtained by slicing the foam, all have the same wet hardness retention rate, that is, the same as water at a temperature of 70 ° C. with respect to the hardness when immersed in water at a temperature of 20 ° C. The ratio of hardness when immersed for a certain time can be 80% or more. In particular, the wet hardness retention can be improved by using PPG as the polyol compound. Therefore, in the polishing pad 1 having improved thermal stability in a wet state, even if heat is generated due to friction or the like during polishing using a slurry, the change in hardness is suppressed, and the polishing performance can be stabilized.

また更に、本実施形態では、内部に略均一な発泡3が略均等に形成された発泡体のスライスで研磨パッド1が得られるため、研磨面Pに形成される開孔4の孔径の平均値が10〜100μmの範囲に調整される。このため、研磨加工時にスラリが開孔4に保持され、被研磨物の加工面(被研磨面)に安定的に供給されるので、研磨効率の向上を図ることができる。更に、発泡体から複数枚の研磨パッド1を形成したときは、それぞれの表面に形成された開孔4の平均開孔径の差、および、(見掛け)密度の差をいずれも±3%の範囲内とすることができる。開孔径のバラツキが大きくなると、研磨加工時にスラリ中の研磨粒子(砥粒)や研磨屑等により開孔4が局所的に目詰まりを起こしやすくなり、被研磨物の平坦性を低下させる。また、密度が小さくなると硬度が小さく(柔らかく)なりすぎるため、被研磨物の平坦性を向上させることが難しくなる。反対に密度が大きくなると硬度が大きくなりすぎるため、研磨効率が低下し、被研磨物にキズが発生しやすくなる。本実施形態では、複数の研磨パッド1で開孔4の平均開孔径が同等となるので、局所的な目詰まりを抑制することができる。また、各研磨パッド1で発泡3の占める空間の割合が同等となり硬度も同等となるので、研磨パッド1を交換しても、研磨性能にバラツキが生じることを抑制することができる。   Furthermore, in this embodiment, since the polishing pad 1 is obtained by the slice of the foam in which the substantially uniform foam 3 is formed substantially uniformly, the average value of the hole diameters of the openings 4 formed in the polishing surface P Is adjusted in the range of 10 to 100 μm. For this reason, the slurry is held in the opening 4 during polishing and is stably supplied to the processed surface (surface to be polished) of the object to be polished, so that the polishing efficiency can be improved. Further, when a plurality of polishing pads 1 are formed from a foam, the difference in average opening diameter and the difference in (apparent) density of the openings 4 formed on the respective surfaces are within a range of ± 3%. Can be inside. When the variation in the aperture diameter increases, the aperture 4 is likely to be locally clogged by abrasive particles (abrasive grains), polishing scraps, etc. in the slurry during the polishing process, and the flatness of the object to be polished is lowered. Further, since the hardness becomes too small (soft) when the density is reduced, it is difficult to improve the flatness of the object to be polished. On the contrary, if the density is increased, the hardness is increased too much, so that the polishing efficiency is lowered and the object to be polished is easily damaged. In the present embodiment, since the average opening diameter of the openings 4 is equal between the plurality of polishing pads 1, local clogging can be suppressed. In addition, since the proportion of the space occupied by the foam 3 in each polishing pad 1 is equal and the hardness is also equal, even if the polishing pad 1 is replaced, it is possible to suppress variation in polishing performance.

更にまた、本実施形態では、プレポリマの温度50〜80℃における粘度が500〜4000mPa・sの範囲に設定されている。このため、混合液中で発泡の移動が抑制されるので、発泡の偏りを抑制し略均等に分散させることができる。また、混合工程で剪断速度9,000〜41,000/秒、剪断回数300〜10,000回の条件に設定され混合液が調製される。このため、水蒸気混合気体中の水が略均等に分散されることから、発泡3の分散状態を均等化することができる。   Furthermore, in this embodiment, the viscosity of the prepolymer at a temperature of 50 to 80 ° C. is set in a range of 500 to 4000 mPa · s. For this reason, since the movement of foaming is suppressed in the mixed solution, the unevenness of foaming can be suppressed and the foaming can be dispersed substantially uniformly. Further, in the mixing step, the mixture is prepared under conditions of a shear rate of 9,000 to 41,000 / second and a shearing frequency of 300 to 10,000. For this reason, since the water in water vapor | steam mixed gas is disperse | distributed substantially equally, the dispersion state of the foam 3 can be equalized.

なお、本実施形態では、水を含む水蒸気混合気体を混合液に混合する例を示したが、本発明はこれに制限されるものではない。水蒸気混合気体に代えて、水蒸気そのものを混合するようにしてもよい。この場合も、水蒸気中に含まれる水の量が200〜3000g/mとなるように調整する。また、水蒸気に含まれる水の量が水蒸気混合気体の場合と同じため、混合槽12への供給量も同じに調整する。 In the present embodiment, an example in which a water vapor mixed gas containing water is mixed with a liquid mixture has been described, but the present invention is not limited to this. Instead of the steam mixed gas, the steam itself may be mixed. Also in this case, it adjusts so that the quantity of the water contained in water vapor | steam may be 200-3000 g / m < 3 >. Moreover, since the amount of water contained in the water vapor is the same as that in the case of the water vapor mixed gas, the amount supplied to the mixing tank 12 is also adjusted to be the same.

また、本実施形態では、プレポリマとして、ポリオール化合物とジイソシアネート化合物とを反応させたイソシアネート末端ウレタンプレポリマを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ポリオール化合物に代えて水酸基やアミノ基等を有する活性水素化合物を用い、ジイソシアネート化合物に代えてポリイソシアネート化合物やその誘導体を用い、これらを反応させることで得るようにしてもよい。また、多種のイソシアネート末端プレポリマが市販されていることから、市販のものを使用することも可能である。   Moreover, in this embodiment, although the isocyanate terminal urethane prepolymer which made the polyol compound and the diisocyanate compound react was illustrated as a prepolymer, this invention is not limited to this. For example, an active hydrogen compound having a hydroxyl group, an amino group or the like may be used instead of the polyol compound, and a polyisocyanate compound or a derivative thereof may be used instead of the diisocyanate compound, and these may be reacted. In addition, since various kinds of isocyanate-terminated prepolymers are commercially available, commercially available products can be used.

更に、本実施形態では、鎖伸長剤として、ポリアミン化合物のMOCAとポリオール化合物のPPGとを混合して用いる例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。プレポリマの末端イソシアネート基と反応することができ、分子中に活性水素を有する化合物であればよく、分子量についても特に制限されるものではない。プレポリマと混合することを考慮すれば、鎖伸長剤の粘度をプレポリマと同程度に調整することが好ましく、鎖伸長剤が高分子量のポリオール化合物を含むことが好ましい。   Furthermore, in this embodiment, although the example which mixes and uses MOCA of a polyamine compound and PPG of a polyol compound was shown as a chain extender, this invention is not limited to this. Any compound that can react with the terminal isocyanate group of the prepolymer and has active hydrogen in the molecule may be used, and the molecular weight is not particularly limited. Considering mixing with the prepolymer, the viscosity of the chain extender is preferably adjusted to the same level as that of the prepolymer, and the chain extender preferably contains a high molecular weight polyol compound.

また更に、本実施形態では、混合工程、注型工程、硬化成型工程を連続して行う例を示したが、本発明はこれに制限されるものではなく、各工程を独立して行うようにしてもよい。また、本実施形態では、混合機20から型枠25に注型し大気圧下で成型する例を示したが、本発明はこれに制限されるものではない。例えば、容器中で混合液を調製し、その容器内で硬化成型させるようにしてもよく、容器を密閉して加圧下で硬化成型してもよい。更に、本実施形態では、イソシアネート基含有化合物、水蒸気混合気体、鎖伸長剤を混合した混合液を用いているが、必要に応じ、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン等のフィラー、顔料、界面活性剤、触媒等の添加剤を適宜加えてもよい。   Furthermore, in the present embodiment, an example in which the mixing step, the casting step, and the curing molding step are performed continuously has been shown, but the present invention is not limited to this, and each step is performed independently. May be. In the present embodiment, an example is shown in which casting is performed from the mixer 20 to the mold 25 and molding is performed under atmospheric pressure, but the present invention is not limited to this. For example, the liquid mixture may be prepared in a container and cured and molded in the container, or the container may be sealed and cured and molded under pressure. Furthermore, in the present embodiment, a mixed liquid in which an isocyanate group-containing compound, a water vapor mixed gas, and a chain extender are mixed is used. If necessary, fillers such as cerium oxide, zirconium oxide, and titanium oxide, pigments, surface activity You may add additives, such as an agent and a catalyst, suitably.

更にまた、本実施形態では、特に言及していないが、スラリの供給や研磨屑の排出を考慮して研磨パッド1の研磨面Pに溝加工を施すようにしてもよい。溝の形状については、放射状、格子状、螺旋状等のいずれでもよく、断面形状についても矩形状、U字状、V字状、半円状のいずれでもよい。溝のピッチ、幅、深さについては、研磨屑の排出やスラリの移動が可能であればよく、特に制限されるものではない。研磨パッドに溝加工を施した場合、例えば、研磨パッドの表面に孔径の大きな開孔が形成されていると、開孔と溝とが重なり突起状の角が形成されるため、研磨加工時に被研磨物にキズが発生することとなる。本実施形態では、研磨パッド1の開孔4は孔径の平均値が10〜100μmの範囲で略均一なため、溝加工を施しても被研磨物に対するキズの発生を抑制することができる。   Further, although not particularly mentioned in the present embodiment, the polishing surface P of the polishing pad 1 may be grooved in consideration of supply of slurry and discharge of polishing waste. The shape of the groove may be any of a radial shape, a lattice shape, and a spiral shape, and the cross-sectional shape may be any of a rectangular shape, a U shape, a V shape, and a semicircular shape. The pitch, width, and depth of the grooves are not particularly limited as long as the polishing waste can be discharged and the slurry can be moved. When grooving is performed on the polishing pad, for example, if an opening having a large hole diameter is formed on the surface of the polishing pad, the opening and the groove overlap to form a protrusion-like corner, and therefore, the polishing pad is covered during polishing. Scratches will occur in the polished material. In this embodiment, since the opening 4 of the polishing pad 1 is substantially uniform in the range of 10 to 100 μm in the average value of the hole diameter, it is possible to suppress the generation of scratches on the object to be polished even if groove processing is performed.

また、本実施形態では、混合工程で混合機20、スライス工程でスライス機を使用する例を示したが、混合機やスライス機には特に制限はなく、通常使用される混合機、スライス機を使用することができる。更に、本実施形態では、直方体状の型枠25を例示したが、本発明は型枠の形状や大きさに制限されるものではない。例えば、円柱状等の型枠を使用してもよく、混合液の粘性を考慮すれば、型枠を使用せずに発泡体を形成するようにしてもよい。   Moreover, in this embodiment, although the example which uses the mixer 20 in a mixing process and a slicing machine in a slicing process was shown, there is no restriction | limiting in particular in a mixer and a slicing machine, The mixer and slicing machine which are normally used are used. Can be used. Further, in the present embodiment, the rectangular parallelepiped mold 25 is illustrated, but the present invention is not limited to the shape and size of the mold. For example, a cylindrical form or the like may be used, and the foam may be formed without using the form if the viscosity of the mixed liquid is taken into consideration.

以下、本実施形態に従い、水蒸気混合気体の供給量、流量を変えて作製した研磨パッド1の実施例について説明する。なお、比較のために作製した比較例についても併記する。   Hereinafter, examples of the polishing pad 1 manufactured by changing the supply amount and flow rate of the steam mixed gas according to the present embodiment will be described. A comparative example prepared for comparison is also shown.

(実施例)
実施例では、下表1に示すように、水蒸気混合気体の供給量、流量を変えて、試料1〜試料4の研磨パッド1を作製した。第1成分のプレポリマとしてイソシアネート基含有量が9〜9.3%の末端イソシアネート基含有ウレタンプレポリマ(Adiprene L−325)を用い、これを55℃に加熱し減圧下で脱泡した。第2成分の鎖伸長剤としては、MOCAを120℃で溶解させた。第3成分には鎖伸長剤として、数平均分子量約2000のPPGに、更に触媒(トヨキャットET、東ソー株式会社製)の1部、シリコン系界面活性剤(SH−193、ダウコーニング社製)の5部をそれぞれ添加し攪拌混合した後、減圧下で脱泡した。プレポリマ:MOCA:PPGの重量比が下表1に示す割合になるように混合槽12に供給した。混合工程では、攪拌条件を剪断回数1689回、剪断速度9425/秒に設定した。このとき、混合槽12内に水蒸気混合気体を下表1に示す水の量、温度、流量で供給した。得られた混合液を型枠25に注型し硬化させた後、形成された発泡体を型枠25から抜き出した。この発泡体を、厚さ1.3mmにスライスし研磨パッド1を作製した。
(Example)
In the examples, as shown in Table 1 below, the polishing pads 1 of Sample 1 to Sample 4 were produced by changing the supply amount and flow rate of the water vapor mixed gas. A terminal isocyanate group-containing urethane prepolymer (Adiprene L-325) having an isocyanate group content of 9 to 9.3% was used as the first component prepolymer, which was heated to 55 ° C. and degassed under reduced pressure. As the second component chain extender, MOCA was dissolved at 120 ° C. The third component is a PPG having a number average molecular weight of about 2000 as a chain extender, and further a part of a catalyst (Toyocat ET, manufactured by Tosoh Corporation), a silicon surfactant (SH-193, manufactured by Dow Corning). Were added and mixed with stirring, and then degassed under reduced pressure. The prepolymer: MOCA: PPG was supplied to the mixing vessel 12 so that the weight ratio was as shown in Table 1 below. In the mixing step, the stirring conditions were set to a shear rate of 1689 times and a shear rate of 9425 / second. At this time, the steam mixed gas was supplied into the mixing tank 12 in the amount, temperature, and flow rate of water shown in Table 1 below. The obtained mixed liquid was poured into a mold 25 and cured, and then the formed foam was extracted from the mold 25. This foam was sliced to a thickness of 1.3 mm to produce a polishing pad 1.

(比較例)
比較例では、下表1に示すように、水の供給量、供給方法を変えて、試料5〜試料7の研磨パッドを作製した。すなわち、試料5では、プレポリマの1000部に対して2部の水を直接混合槽12に供給し、水を含まない非反応性気体のみを30℃の温度に調整し0.6リットル/固形分1kgの流量で混合槽12に供給する以外は試料1と同様にした。試料6では、プレポリマの1000部に対して2部の水を、予めPPGと混合して混合槽12に供給する以外は試料5と同様にした。試料7では、水を供給しない以外は試料5と同様にした。
(Comparative example)
In the comparative example, as shown in Table 1 below, polishing pads of Sample 5 to Sample 7 were manufactured by changing the amount of water supplied and the method of supplying water. That is, in the sample 5, 2 parts of water is directly supplied to the mixing tank 12 with respect to 1000 parts of the prepolymer, and only the non-reactive gas not containing water is adjusted to a temperature of 30 ° C. to 0.6 liter / solid content. Sample 1 was used except that it was supplied to mixing tank 12 at a flow rate of 1 kg. Sample 6 was the same as Sample 5 except that 2 parts of water per 1000 parts of the prepolymer were mixed with PPG in advance and supplied to the mixing tank 12. Sample 7 was the same as Sample 5 except that water was not supplied.

Figure 0005107683
Figure 0005107683

実施例および比較例の各試料について、密度および開孔径の測定による均質性の評価、湿潤硬度および硬度保持率の測定による耐熱性の評価を行った。各測定項目は、以下の測定方法により測定した。   About each sample of an Example and a comparative example, evaluation of the homogeneity by the measurement of a density and an aperture diameter, and heat resistance by the measurement of wet hardness and hardness retention rate were performed. Each measurement item was measured by the following measurement method.

(均質性の評価)
均質性の評価では、硬化成型した発泡体の上層部、中層部、下層部からスライスして得られた研磨パッド1の密度と開孔径をそれぞれ測定し、各層での測定値の差から均質性を評価した。密度は、所定サイズの大きさに切り出した試料の重量を測定し、サイズから求めた体積から算出した。また、開孔径は、マイクロスコープ(KEYENCE製、VH−6300)で約1.3mm四方の範囲を175倍に拡大して観察し、得られた画像を画像処理ソフト(Image Analyzer V20LAB Ver.1.3)により処理し算出した。このとき、極端に大きな開孔(500μm以上の巨大気孔)の有無についても判定した。
(Evaluation of homogeneity)
In the evaluation of homogeneity, the density and pore diameter of the polishing pad 1 obtained by slicing from the upper layer part, middle layer part and lower layer part of the cured molded foam are measured, and the homogeneity is determined from the difference in the measured values in each layer. Evaluated. The density was calculated from the volume obtained from the size obtained by measuring the weight of the sample cut into a predetermined size. In addition, the aperture diameter was observed with a microscope (manufactured by KEYENCE, VH-6300) by enlarging the range of about 1.3 mm by 175 times, and the obtained image was image processing software (Image Analyzer V20LAB Ver.1. It processed and calculated by 3). At this time, the presence / absence of extremely large pores (large pores of 500 μm or more) was also determined.

(耐熱性の評価)
耐熱性の評価では、発泡体の中層部から得られた研磨パッド1について、湿潤(WET)硬度および硬度保持率を測定した。湿潤硬度は、研磨パッド1を温度20℃の水に30分間浸漬した後、硬度として、日本工業規格(JIS K 7311)に準じてショアA硬度を測定した。硬度保持率は、同じ研磨パッド1を温度70℃の熱湯に30分間浸漬した後、ショアA硬度を同様に測定し、20℃のときの硬度に対する70℃のときの硬度の割合を百分率で求めた。密度、平均開孔径、湿潤硬度、硬度保持率および巨大気孔の有無について評価を行った結果を下表2に示す。
(Evaluation of heat resistance)
In the evaluation of heat resistance, wet (WET) hardness and hardness retention were measured for the polishing pad 1 obtained from the middle layer of the foam. The wet hardness was determined by immersing the polishing pad 1 in water at a temperature of 20 ° C. for 30 minutes, and then measuring the Shore A hardness as the hardness according to Japanese Industrial Standard (JIS K 7311). The hardness retention is determined by immersing the same polishing pad 1 in hot water at a temperature of 70 ° C. for 30 minutes, measuring the Shore A hardness in the same manner, and determining the percentage of the hardness at 70 ° C. relative to the hardness at 20 ° C. as a percentage. It was. Table 2 shows the results of evaluation of density, average pore diameter, wet hardness, hardness retention rate, and presence / absence of giant pores.

Figure 0005107683
Figure 0005107683

表1、2に示すように、水および非反応性気体を混合した比較例の試料5、試料6では、平均開孔径が大きくなり、密度が小さくなっている。また、上層、中層、下層でバラツキが認められ、巨大気孔も認められた。一方、水を供給せず非反応性気体のみを供給した比較例の試料7では、平均開孔径は試料5、6より小さくなったが、その分、密度が大きくなり、巨大気孔は認められないものの各層でバラツキが認められた。これに対して、水蒸気混合気体を供給した実施例の試料1、試料2では、上層、中層、下層で、密度、平均開孔径共に略均一(平均値に対し±3%の範囲内)である上、湿潤硬度、硬度保持率にも優れていることが判った。水蒸気混合気体の流量を11.0リットル/固形分1kgとした実施例の試料3では、流量が多すぎるため、平均開孔径が大きくなり、密度が小さくなった。反対に、水蒸気の流量を0.3リットル/固形分1kgとした実施例の試料4では、流量が少なすぎるため、平均開孔径、密度共に各層でバラツキが認められた。このことから、水蒸気の流量を0.5〜3.4リットル/固形分1kgに調整することが好ましいことが判明した。   As shown in Tables 1 and 2, in Comparative Sample 5 and Sample 6 in which water and a non-reactive gas were mixed, the average pore diameter was large and the density was small. In addition, variation was observed in the upper layer, middle layer, and lower layer, and giant pores were also observed. On the other hand, in the sample 7 of the comparative example in which only the non-reactive gas was supplied without supplying water, the average pore diameter was smaller than those of the samples 5 and 6, but the density increased correspondingly and no giant pores were recognized. Variations were observed in each layer. On the other hand, in the sample 1 and sample 2 of the example in which the steam mixed gas was supplied, both the density and the average pore diameter are substantially uniform (within ± 3% of the average value) in the upper layer, the middle layer, and the lower layer. In addition, it was found that the wet hardness and hardness retention rate were also excellent. In the sample 3 of the example in which the flow rate of the steam mixed gas was 11.0 liters / solid content 1 kg, the flow rate was too high, so the average pore diameter was increased and the density was decreased. On the other hand, in sample 4 of the example in which the flow rate of water vapor was 0.3 liter / solid content 1 kg, the flow rate was too small, and therefore, the average pore diameter and density varied in each layer. From this, it was found that it is preferable to adjust the flow rate of water vapor to 0.5 to 3.4 liters / solid content of 1 kg.

以上の結果から、プレポリマ、鎖伸長剤および水を200〜3000g/m含む水蒸気混合気体を混合した混合液から形成された発泡体をスライスして得られた研磨パッド1では、表面に略均一な開孔4が略均等に形成されていることが明らかとなった。このため、研磨加工時に研磨液が開孔4に保持されるので、被研磨物および研磨パッド間に研磨液を略均等に供給することができ、被研磨物の平坦性向上が期待できることが判明した。 From the above results, the polishing pad 1 obtained by slicing a foam formed from a mixture of a water vapor mixed gas containing 200 to 3000 g / m 3 of a prepolymer, a chain extender, and water is substantially uniform on the surface. It became clear that the open holes 4 were formed substantially evenly. For this reason, since polishing liquid is hold | maintained at the opening 4 at the time of a grinding | polishing process, it turns out that polishing liquid can be supplied substantially uniformly between to-be-polished objects and a polishing pad, and the flatness improvement of to-be-polished objects can be anticipated. did.

本発明は開孔が略均一かつ略均等に形成され被研磨物の平坦性を向上させることができる研磨パッドおよび該研磨パッドの製造方法を提供するため、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。   Since the present invention provides a polishing pad capable of improving the flatness of an object to be polished by forming holes substantially uniformly and substantially uniformly and a method for manufacturing the polishing pad, the present invention contributes to the manufacture and sales of the polishing pad. Have industrial applicability.

本発明を適用した実施形態の研磨パッドを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the polishing pad of embodiment to which this invention is applied. 実施形態の研磨パッドの製造方法の要部を示す工程図である。It is process drawing which shows the principal part of the manufacturing method of the polishing pad of embodiment. 実施形態の研磨パッドの製造に用いた混合機および型枠の概略を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline of the mixer and mold which were used for manufacture of the polishing pad of embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 研磨パッド
3 発泡
4 開孔
P 研磨面
20 混合機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Polishing pad 3 Foaming 4 Opening hole P Polishing surface 20 Mixer

Claims (9)

イソシアネート基含有化合物と、鎖伸長剤と、水を200g/m〜3000g/m含む水蒸気または前記イソシアネート基含有化合物および前記鎖伸長剤に対して非反応性の気体と前記水蒸気との混合気体と、を混合した混合液から形成された発泡体をスライスして得られたことを特徴とする研磨パッド。 Gas mixture and an isocyanate group-containing compound, a chain extender, and non-reactive gas with the water vapor to water a 200g / m 3 ~3000g / m steam or the isocyanate group-containing compound containing 3 and the chain extender And a polishing pad obtained by slicing a foam formed from a mixed liquid. 前記イソシアネート基含有化合物は、温度50℃〜80℃における粘度が500mPa・s〜4000mPa・sの範囲であることを特徴とする請求項1に記載の研磨パッド。   2. The polishing pad according to claim 1, wherein the isocyanate group-containing compound has a viscosity at a temperature of 50 ° C. to 80 ° C. in a range of 500 mPa · s to 4000 mPa · s. 前記発泡体のスライスで表面に開孔が形成されており、前記開孔の平均開孔径が10μm〜100μmの範囲であることを特徴とする請求項1に記載の研磨パッド。   The polishing pad according to claim 1, wherein an opening is formed on a surface of the foam slice, and an average opening diameter of the opening is in a range of 10 μm to 100 μm. 温度20℃の水に一定時間浸漬したときの硬度に対する、温度70℃の水に前記一定時間浸漬したときの硬度の割合が80%以上であることを特徴とする請求項1に記載の研磨パッド。   2. The polishing pad according to claim 1, wherein the ratio of the hardness when immersed in water at a temperature of 70 ° C. for 80 hours or more to the hardness when immersed in water at a temperature of 20 ° C. for a certain time is 80% or more. . 前記発泡体のスライスで複数枚の研磨パッドが形成されたときに、それぞれの表面に形成された開孔の平均開孔径の差、および、密度の差がいずれも平均値に対し±3%の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の研磨パッド。   When a plurality of polishing pads were formed with the slices of the foam, the difference in the average hole diameter of the holes formed on the respective surfaces and the difference in density were both ± 3% of the average value. The polishing pad according to claim 1, wherein the polishing pad is within a range. イソシアネート基含有化合物と、鎖伸長剤とを混合すると共に、水を200g/m〜3000g/m含む水蒸気または前記イソシアネート基含有化合物および前記鎖伸長剤に対して非反応性の気体と前記水蒸気との混合気体を吹き込みながら混合液を調製し、前記混合液から発泡体を形成する発泡体形成ステップと、
前記発泡体形成ステップで形成された発泡体をスライスして研磨パッドを形成するスライスステップと、
を含むことを特徴とする研磨パッドの製造方法。
And an isocyanate group-containing compounds, while mixing the chain extender, the steam and non-reactive gas to water to 200g / m 3 ~3000g / m 3 including water vapor or the isocyanate group-containing compound and the chain extender A foam formation step of preparing a liquid mixture while blowing a mixed gas and forming a foam from the liquid mixture;
A slicing step of slicing the foam formed in the foam forming step to form a polishing pad;
A method for producing a polishing pad comprising:
前記発泡体形成ステップでは、前記混合液を調製した後、連続して前記発泡体を形成することを特徴とする請求項6に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 6, wherein, in the foam formation step, the foam is continuously formed after preparing the mixed solution. 前記発泡体形成ステップで吹き込まれる水蒸気または混合気体の量は、前記イソシアネート基含有化合物および鎖伸長剤の合計重量1kgに対して0.5〜3.4リットルの割合であることを特徴とする請求項6に記載の製造方法。   The amount of water vapor or mixed gas blown in the foam forming step is a ratio of 0.5 to 3.4 liters per 1 kg of the total weight of the isocyanate group-containing compound and the chain extender. Item 7. The manufacturing method according to Item 6. 前記発泡体形成ステップにおいて、剪断速度9,000〜41,000/秒、剪断回数300〜10,000回の条件で前記混合液を調製することを特徴とする請求項6に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 6, wherein in the foam formation step, the mixed solution is prepared under conditions of a shear rate of 9,000 to 41,000 / second and a shearing frequency of 300 to 10,000.
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