JP5193595B2 - 高分子材料、それから得られる発泡体及びこれらを用いた研磨パッド - Google Patents

Description

本発明は、高分子材料、それから得られる発泡体及びこれらを用いた研磨パッドに関し、例えば、半導体ウェハー等を高精度に、かつ高効率に研磨するために有用な研磨パッドに適用することができる。

集積回路を形成するための基材として使用される半導体ウェハーの鏡面加工（例えばケミカルメカニカル研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ；ＣＭＰ））に用いられる研磨パッドとしては、一般的に、ベロア調やスエード調などの繊維と樹脂の複合材料、あるいは熱可塑性ポリウレタン樹脂を不織布に含浸させ湿式凝固させた、圧縮変形特性が大きく、比較的柔らかいシートが多用されていた。
近年、半導体ウェハーは、高集積化、多層配線化に伴い、一層の高平坦化等の品質向上に加えて低価格化の要求が増々高まっている。それに伴い、研磨パッドに対しても、従来以上の平坦化を可能にする等の高機能化や長時間使用可能であることなどが要求されている。
従来の比較的柔軟な不織布タイプの研磨パッドは、ウェハーとの接触性が良く、研磨スラリーの保持性も良好であるが、その柔軟性のために被研磨面を平坦化する性能が十分でない。しかも、研磨スラリーや研磨屑が不織布の空隙に目詰まりし、これが原因でウェハー表面に傷を生じやすくなる傾向にある。また、研磨スラリーや研磨屑が不織布の空隙深くまで侵入するため洗浄が困難であり、研磨パッドの寿命が短いという問題点も有している。
一方、高分子発泡体を使用した研磨パッドも知られており、不織布タイプの研磨パッドに比べて剛性が高いため、ウェハーの研磨等の平坦化を要求される用途によく使用されている。また、高分子発泡体を使用した研磨パッドは独立気泡構造であるため、研磨スラリーや研磨屑が不織布タイプの研磨パッドのように空隙の奥まで侵入しないので、研磨パッドの洗浄が比較的容易で長時間の使用にも耐えられるものである。特に耐摩耗性に優れることから、高分子発泡体としては発泡ポリウレタンがよく用いられている。
発泡ポリウレタン製の研磨パッドは、通常、発泡ポリウレタンを適宜研削またはスライスすることにより製造されている。従来、研磨パッドに用いられる発泡ポリウレタンは、２液硬化型ポリウレタンを用いて注型発泡硬化することによって製造されている（特開２０００−１７８３７４号公報、特開２０００−２４８０３４号公報、特開２００１−８９５４８号公報、特開平１１−３２２８７８号公報などを参照。）が、この方法では、反応・発泡の均一化が困難である上、得られる発泡ポリウレタンの高硬度化にも限界があった。また、従来の発泡ポリウレタン製の研磨パッドは、被研磨面の平坦性や平坦化効率等の研磨特性が変動することがあるが、これはもとになる発泡ポリウレタンにおける発泡構造のばらつきがその一因と考えられる。また、平坦化効率を高めるために、より硬度の高い研磨パッドが望まれている（柏木正弘ら、「ＣＭＰのサイエンス」株式会社サイエンスフォーラム、１９９７年８月２０日発行、ｐ．１１３〜１１９を参照。）。
一方で、硬度の高い研磨パッドとして、高分子ジオール、有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤を反応させて得られる、イソシアネート基由来の窒素原子含有率が６重量％以上であり、かつ５０℃における動的粘弾性率Ｅ’_５０が５×１０^９ｄｙｎ／ｃｍ^２以上である熱可塑性ポリウレタンからなり、密度が０．５〜１．０ｇ／ｃｍ^３、気泡サイズが５〜２０μｍ、硬度（ＪＩＳ−Ｃ硬度）が９０以上であるポリウレタン発泡体からなる研磨パッドが提案されている（特開２００２−３７１１５４号公報を参照。）。しかし、該発明によるイソシアネート由来の窒素原子含有率が６重量％以上である研磨パッドを用いると、硬度が高過ぎるために、ウェハーを研磨した際にウェハー表面にスクラッチが多発するおそれがある。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、被研磨面の平坦性および平坦化効率の向上が達成でき、かつスクラッチの発生が少ない研磨パッドおよび該研磨パッドとして有用な高分子材料や、それから得られる発泡体を提供することを目的とする。特に、本発明は、水の存在下においても研磨レートが安定している研磨パッドを提供することを目的とする。

上記目的を達成すべく検討を重ねた結果、本発明者らは、特定の引張り弾性率、損失正接、水との接触角を有するポリウレタンなどの高分子材料、それから得られる発泡体及びこれらを用いた研磨パッドが、目的とする特性を発現することを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における引張り弾性率が１３０〜８００ＭＰａ、５０℃における損失正接（ｔａｎδ値）が０．２以下、水との接触角が８０度以下である高分子材料（以下、単に、高分子材料ともいう）を提供する。
また、本発明は、引張り弾性率の保持率（５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における引張り弾性率を、２０℃、６５％ＲＨの条件下に放置した後の５０℃における引張り弾性率で割って１００をかけた値）が５５％以上である、上記高分子材料を包含する。
また、本発明は、２３℃における貯蔵弾性率（Ｅ’_２３）と５０℃における貯蔵弾性率（Ｅ’_５０）との比（Ｅ’_２３／Ｅ’_５０）が１．８以下である上記高分子材料を包含する。
また、本発明は、前記高分子材料が、高分子ジオール、有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤を反応させることにより得られるポリウレタンである、上記高分子材料を包含する。
また、本発明は、前記ポリウレタンが、熱可塑性ポリウレタンであり、イソシアネート基由来の窒素原子の含有量が４．８重量％以上、６．０重量％未満である、上記高分子材料を包含する。
また、本発明は、前記高分子ジオールが、数平均分子量１４００〜５０００の成分を少なくとも一種類含有する、上記高分子材料を包含する。
また、本発明は、前記高分子ジオールが、ポリエステルジオールおよび／またはポリエーテルジオールを含有する、上記高分子材料を包含する。
また、本発明は、前記高分子ジオールが、炭素数６〜１２のジオールを用いて製造されるポリエステルジオールを含有する、上記高分子材料を包含する。
また、本発明は、前記高分子ジオールとして、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（テトラメチレングリコール）、ポリ（ノナメチレンアジペート）、ポリ（２−メチル−１，８−オクタメチレンアジペート）、ポリ（２−メチル−１，８−オクタメチレン−ｃｏ−ノナメチレンアジペート）、ポリ（メチルペンタンアジペート）からなる群より選ばれる少なくとも１種と、前記有機ジイソシアネートとして、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、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、イソホロンジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも１種と、前記鎖伸長剤として、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−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノールからなる群より選ばれる少なくとも１種と、を反応させて得られる、上記高分子材料を包含する。
また、本発明は、前記高分子ジオールの重量と前記有機ジイソシアネートおよび前記鎖伸長剤の合計重量との重量比率が、［高分子ジオールの重量］：［有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤の合計重量］＝１０：９０〜５０：５０である、上記高分子材料を包含する。
また、本発明は、上記高分子材料を発泡させることにより得られる発泡体を包含する。
また、本発明は、前記高分子材料に非反応性ガスを加圧条件下で溶解させた後、軟化温度より低い温度で圧力を開放して大気圧下で取り出し、次いで該高分子材料を軟化温度以上の温度で発泡させて得られる、上記発泡体を包含する。
また、本発明は、前記非反応性ガスが、二酸化炭素または窒素である、上記発泡体を包含する。
また、本発明は、上記高分子材料を含有する研磨パッドを包含する。
また、本発明は、上記発泡体を含有する研磨パッドを包含する。
また、本発明者らは、上記目的を達成すべく検討を重ねた結果、特定の引張り弾性率、損失正接、水との接触角を有するポリウレタンなどの高分子材料からなる研磨層と軟質な弾性体層とを積層した研磨パッドが、目的とする特性を発現することを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、上記高分子材料を含有する研磨層と該研磨層よりも硬度の低い弾性体層とが積層された研磨パッドを包含する。
また、本発明は、上記発泡体を含有する研磨層と該研磨層よりも硬度の低い弾性体層とが積層された研磨パッドを包含する。
また、本発明は、前記研磨層がＪＩＳ−Ｄ硬度５５以上であり、前記弾性体層がＪＩＳ−Ｃ硬度２０〜８０である、上記研磨パッドを包含する。
また、本発明は、前記研磨層の厚みが０．３〜２ｍｍであり、前記弾性体層の厚みが０．５〜３ｍｍである、上記研磨パッドを包含する。
また、本発明は、前記弾性体層がポリウレタンから形成される上記研磨パッドを包含する。
さらに、本発明は、上記研磨パッドを用いる、シリコンウェハーまたは半導体ウェハーの研磨方法を包含する。
また、本発明は、上記研磨パッドを用いる、半導体デバイスの製造方法を提供する。
本発明の好ましい態様によれば、例えば、ケミカルメカニカル研磨に有用な高分子材料やそれから得られる発泡体を提供することができる。さらに、該高分子材料や発泡体を応用して、例えば、ウェハー研磨時に発生するスクラッチが少なく、研磨レートも安定しているなど、半導体ウェハー等を高精度に研磨することが可能な研磨パッドを提供することができる。
また、本発明の好ましい他の態様によれば、例えば、ケミカルメカニカル研磨に有用な複層型研磨パッドを提供することができる。このような複層型研磨パッドは、特に、研磨時の研磨均一性に優れる。

本発明の高分子材料は、５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における引張り弾性率が１３０〜８００ＭＰａ、５０℃における損失正接が０．２以下、水との接触角が８０度以下であることを満足する。また、本発明の研磨パッドは、該高分子材料または該高分子材料を発泡させて得られる発泡体を含有する。高分子材料の引張り弾性率（５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における値）が１３０ＭＰａよりも小さいと、研磨パッドが柔らかくなり過ぎるため、被研磨面の平坦性が低下し、また研磨効率が低下する。一方、高分子材料の引張り弾性率（５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における値）が８００ＭＰａよりも大きいとスクラッチの発生が増加する。例えば被研磨面の平坦性とスクラッチ抑制の観点から、高分子材料の引張り弾性率（５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における値）の好ましい範囲は１８０〜７５０ＭＰａ、より好ましい範囲は２３０〜７００ＭＰａ、更に好ましい範囲は２８０〜６５０ＭＰａである。
また、高分子材料の５０℃における損失正接（ｔａｎδ値）が０．２を越えると、研磨パッドが柔らかくなり過ぎるため、被研磨面の平坦性が低下し、また研磨効率が低下する。例えば被研磨面の平坦性の観点から、高分子材料の５０℃における損失正接（ｔａｎδ値）は、好ましくは０．１５以下、より好ましくは０．１０以下である。なお、該５０℃における損失正接（ｔａｎδ値）は５０℃における損失弾性率（Ｅ’’_５０）と５０℃における貯蔵弾性率（Ｅ’_５０）との比（Ｅ’’_５０／Ｅ’_５０）である。
さらに、高分子材料の水との接触角が８０度を越えるとスクラッチが発生し易くなる。例えばスクラッチ抑制の観点から、高分子材料の水との接触角は、好ましくは７５度以下、より好ましくは７０度以下である。
さらに、本発明の高分子材料は、引張り弾性率の保持率（５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における引張り弾性率を、２０℃、６５％ＲＨの条件下に放置した後の５０℃における引張り弾性率で割って１００をかけた値）が５５％以上である高分子材料を包含する。引張り弾性率の保持率が５５％未満の場合には、該高分子材料を例えば研磨パッドとして用いた場合、水分によるパッドの研磨特性変化が大きく、例えば研磨終了後、数時間〜数日間、湿潤状態でパッドを放置した場合に、研磨速度が低下するなどの問題が生じる場合がある。したがって、例えば水分による影響の観点から、引張り弾性率の保持率は、好ましくは６０％以上であり、より好ましくは７５％以上である。
また、本発明の高分子材料は、２３℃における貯蔵弾性率（Ｅ’_２３）と５０℃における貯蔵弾性率（Ｅ’_５０）との比（Ｅ’_２３／Ｅ’_５０）が１．８以下である高分子材料を包含する。比（Ｅ’_２３／Ｅ’_５０）が１．８より大きい場合には、例えば、該高分子材料を含有する研磨パッドの研磨速度などの研磨特性が温度によって変化するため、ウェハーを研磨した際に、均一な品質のものが得られにくくなる傾向がある。したがって、例えば、一定の研磨速度を有する研磨パッドを得る観点から、比（Ｅ’_２３／Ｅ’_５０）は、好ましくは１．７以下であり、より好ましくは１．４以下である。
また、本発明の高分子材料は、高分子ジオール、有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤を反応させることにより得られるポリウレタンを包含する。そして、該ポリウレタンが溶融成形可能な熱可塑性ポリウレタンであり、イソシアネート基由来の窒素原子の含有量が４．８重量％以上、６．０重量％未満である高分子材料を包含する。窒素原子の含有量が４．８重量％未満の場合には、該ポリウレタンを例えば研磨パッドとして用いた場合、研磨パッドが柔らかくなり、被研磨面の平坦性が低下し、また研磨効率が低下する傾向がある。一方、窒素原子の含有量が６．０重量％以上の場合はスクラッチが発生し易くなる傾向がある。したがって、例えばスクラッチ抑制の観点から、イソシアネート基由来の窒素原子の含有量は、好ましくは４．９重量％以上、５．８重量％以下であり、より好ましくは５．０重量％以上、５．６重量％以下である。
該ポリウレタンを製造する材料となる、高分子ジオール、有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤について詳細に説明する。
高分子ジオールとしては、例えば、ポリエーテルジオール、ポリエステルジオール、ポリカーボネートジオールなどが挙げられる。これらの高分子ジオールは単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でもポリエーテルジオールおよび／またはポリエステルジオールを使用することが好ましい。
ポリエーテルジオールとしては、例えば、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（プロピレングリコール）、ポリ（テトラメチレングリコール）、ポリ（メチルテトラメチレングリコール）、ポリ（トリメチレングリコール）、グリセリンベースポリアルキレンエーテルグリコールなどが挙げられる。これらのポリエーテルジオールは、単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（テトラメチレングリコール）を使用することが好ましい。
ポリエステルジオールは、例えば、常法に従い、ジカルボン酸またはそのエステル、無水物などのエステル形成性誘導体と低分子ジオールとを直接エステル化反応またはエステル交換反応させることにより製造することができる。
ポリエステルジオールを構成するジカルボン酸としては、例えば、シュウ酸、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、ドデカンジカルボン酸、２−メチルコハク酸、２−メチルアジピン酸、３−メチルアジピン酸、３−メチルペンタン二酸、２−メチルオクタン二酸、３，８−ジメチルデカン二酸、３，７−ジメチルデカン二酸等の炭素数２〜１２の脂肪族ジカルボン酸；トリグリセリドの分留により得られる不飽和脂肪酸を二量化した炭素数１４〜４８の二量化脂肪族ジカルボン酸（ダイマー酸）及びこれらの水素添加物（水添ダイマー酸）などの脂肪族ジカルボン酸；１，４−シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸；テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸等の芳香族ジカルボン酸などが挙げられる。これらのジカルボン酸は、単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。ダイマー酸及び水添ダイマー酸としては、ユニケマ社製商品名「プリポール１００４」、「プリポール１００６」、「プリポール１００９」、「プリポール１０１３」などを用いることができる。
ポリエステルジオールを構成する低分子ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，２−プロパンジオール、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、１，７−ヘプタンジオール、１，８−オクタンジオール、２−メチル−１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、１，１０−デカンジオール等の脂肪族ジオール；シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサンジオール等の脂環式ジオールなどを挙げることができる。これらの低分子ジオールは、単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも使用することが好ましいジオールは、炭素数６〜１２のジオールであり、より好ましくは炭素数８〜１０のジオールであり、さらに好ましくは炭素数９のジオールである。
ポリカーボネートジオールとしては、低分子ジオールとジアルキルカーボネート、アルキレンカーボネート、ジアリールカーボネートなどのカーボネート化合物との反応により得られるものを使用することができる。ポリカーボネートジオールを構成する低分子ジオールとしては、ポリエステルジオールの構成成分として先に例示した低分子ジオールを用いることができる。ジアルキルカーボネートとしては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートなどが挙げられる。アルキレンカーボネートとしてはエチレンカーボネートなどが挙げられる。ジアリールカーボネートとしてはジフェニルカーボネートなどが挙げられる。
本発明のポリウレタンに用いられる高分子ジオールは１種類または２種類以上の高分子ジオールを用いることができるが、少なくとも１種類の高分子ジオールの数平均分子量が１４００〜５０００であることが好ましい。高分子ジオールの数平均分子量が１４００未満である場合、得られるポリウレタンの弾性率が高くなり、スクラッチが発生し易くなる傾向がある。一方、高分子ジオールの数平均分子量が５０００を越える場合、押出成形または射出成形で成形する際に、成形機中で増粘現象を起こして不溶融物が発生し、成形運転を中断し内部を洗浄しなければならなくなる傾向がある。例えば適度な弾性率を有するポリウレタンを製造し、かつ押出し成形または射出成形で成形する際に増粘現象を生じさせない観点から、使用する少なくとも１種類の高分子ジオールの数平均分子量の範囲は、好ましくは１４００〜４０００、より好ましくは２０００〜３５００である。なお、本明細書でいう高分子ジオールの数平均分子量は、いずれもＪＩＳ Ｋ １５５７に準拠して測定した水酸基価に基づいて算出した数平均分子量を意味する。
何ら制限されるものではないが、数平均分子量が１４００〜５０００の高分子ジオールを用いて得られた熱可塑性ポリウレタンであって、且つ、上記したイソシアネート基由来の窒素原子の含有量が４．８重量％以上、６．０重量％未満の熱可塑性ポリウレタンを用いると本発明の高分子材料を容易に得ることが可能となり好ましい。
本発明におけるポリウレタンの製造に用いられる有機ジイソシアネートとしては、通常のポリウレタンの製造に従来から用いられている有機ジイソシアネートのいずれを使用してもよく、例えば、エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタ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、２，２，４−又は２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、イソプロピリデンビス（４−シクロヘキシルイソシアネート）、シクロヘキシルメタンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、２，６−ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス（２−イソシアナトエチル）フマレート、ビス（２−イソシアナトエチル）カーボネート、２−イソシアナトエチル−２，６−ジイソシアナトヘキサノエート、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート、ビス（２−イソシアナトエチル）−４−シクロヘキセンなどの脂肪族又は脂環式ジイソシアネート；２，４’−又は４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４−又は２，６−トリレンジイソシアネート、ｍ−又はｐ−フェニレンジイソシアネート、ｍ−又はｐ−キシリレンジイソシアネート、１，５−ナフチレンジイソシアネート、４，４’−ジイソシアナトビフェニル、３，３’−ジメチル−４，４’−ジイソシアナトビフェニル、３，３’−ジメチル−４，４’−ジイソシアナトジフェニルメタン、クロロフェニレン−２，４−ジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネートを挙げることができる。これらの有機ジイソシアネートは単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートが、得られる研磨パッドの耐摩耗性などの点から好ましい。
本発明におけるポリウレタンの製造に用いられる鎖伸長剤としては、通常のポリウレタンの製造に従来から使用されている鎖伸長剤のいずれを使用してもよい。鎖伸長剤としては、イソシアネート基と反応し得る活性水素原子を分子中に２個以上有する分子量３００以下の低分子化合物を使用することが好ましく、例えば、エチレングリコール、ジ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、２，２−ジエチル−１，３−プロパンジオール、１，２−、１，３−、２，３−又は１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキサンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，４−ビス（β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、１，４−シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール（１，４−シクロヘキサンジメタノール等）、ビス（β−ヒドロキシエチル）テレフタレート、１，９−ノナンジオール、ｍ−またはｐ−キシリレングリコールなどのジオール類；エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジアミン、２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジアミン、３−メチルペンタメチレンジアミン、１，２−シクロヘキサンジアミン、１，３−シクロヘキサンジアミン、１，４−シクロヘキサンジアミン、１，２−ジアミノプロパン、１，３−ジアミノプロパン、ヒドラジン、キシリレンジアミン、イソホロンジアミン、ピペラジン、ｏ−、ｍ−又はｐ−フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシレンジアミン、アジピン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、４，４’−ビス（３−アミノフェノキシ）ビフェニル、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルスルフォン、３，４−ジアミノジフェニルスルフォン、３，３’−ジアミノジフェニルスルフォン、４，４’−メチレン−ビス（２−クロロアニリン）、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノビフェニル、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、２，６−ジアミノトルエン、２，４−ジアミノクロロベンゼン、１，２−ジアミノアントラキノン、１，４−ジアミノアントラキノン、３，３’−ジアミノベンゾフェノン、３，４−ジアミノベンゾフェノン、４，４’−ジアミノベンゾフェノン、４，４’−ジアミノビベンジル、２，２’−ジアミノ−１，１’−ビナフタレン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）アルカン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）アルカン、１，５−ビス（４−アミノフェノキシ）アルカン等の１，ｎ−ビス（４−アミノフェノキシ）アルカン（ｎは、３〜１０）、１，２−ビス［２−（４−アミノフェノキシ）エトキシ］エタン、９，９−ビス（４−アミノフェニル）フルオレン、４，４’−ジアミノベンズアニリドなどのジアミン類などが挙げられる。これらの鎖伸長剤は単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
本発明におけるポリウレタンの具体的な例としては、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（テトラメチレングリコール）、ポリ（ノナメチレンアジペート）、ポリ（２−メチル−１，８−オクタメチレンアジペート）、ポリ（２−メチル−１，８−オクタメチレン−ｃｏ−ノナメチレンアジペート）、ポリ（メチルペンタンアジペート）からなる群より選ばれる少なくとも１種の高分子ジオールと、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、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、イソホロンジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも１種の有機ジイソシアネートと、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−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノールからなる群より選ばれる少なくとも１種の鎖伸長剤とを反応させて得られる高分子材料が挙げられる。
該ポリウレタンの製造法は特には限定されないが、架橋型ポリウレタンを製造する場合には、上記の高分子ジオールと有機ジイソシアネートとを、高分子ジオールのモル数に対する有機ジイソシアネートのモル数が１．５〜３．０倍過剰（好ましくは、１．８〜２．７倍過剰、より好ましくは、２．０〜２．５倍過剰）となる範囲で混合し、６０〜１２０℃（好ましくは、７０〜１１０℃、より好ましくは、８０〜１００℃）で反応させることによって中間重合体を合成し、該中間重合体をＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどの不活性溶媒に溶解し、有機ジアミンを反応させて鎖延長反応させる方法などが例示される。
熱可塑性ポリウレタンを製造する場合には、上記の高分子ジオールと有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤を所定の比率で溶融混合して製造することが出来る。各成分の混合比率は、熱可塑性ポリウレタンに付与すべき物性、耐摩耗性などを考慮して適宜決定されるが、高分子ジオールおよび鎖伸長剤に含まれる活性水素原子１モルに対して、有機ジイソシアネートに含まれるイソシアネート基が０．９５〜１．３モルとなる割合で各成分を使用することが好ましい。イソシアネート基の割合が０．９５モルより低いと、得られる熱可塑性ポリウレタンや、それを発泡させることにより得られる発泡体の機械的強度および耐摩耗性が低下する傾向があり、１．３モルより高いと熱可塑性ポリウレタンの生産性、保存安定性、発泡性が低下する傾向がある。例えば得られる熱可塑性ポリウレタンや発泡体の機械的強度および耐摩耗性、ポリウレタンの生産性、保存安定性、発泡性の観点から、高分子ジオールおよび鎖伸長剤に含まれる活性水素原子１モルに対して、有機ジイソシアネートに含まれるイソシアネート基は０．９６〜１．１０の範囲であることがより好ましく、０．９７〜１．０５の範囲であることがさらに好ましい。
上記の高分子ジオールと有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤に関する所定の比率について、所望の物性を有する高分子材料とする、高分子ジオールの重量と有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤の合計重量との重量比率としては、［高分子ジオールの重量］：［有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤の合計重量］＝１０：９０〜５０：５０であるのが好ましく、１５：８５〜４０：６０であるのがより好ましい。
熱可塑性ポリウレタンの製造方法は特に制限されず、前記の３成分を使用し、公知のウレタン化反応を利用して、プレポリマー法またはワンショット法のいずれの方法で製造してもよい。熱可塑性ポリウレタンは、実質的に溶剤の不存在下に溶融重合する方法によって製造することが好ましく、多軸スクリュー型押出機を用いて連続溶融重合する方法によって製造することがより好ましい。
本発明の上記ポリウレタンなどの高分子材料は、押出し成形法、射出成形法、ブロー成形法、カレンダー成形法などの各種の成形法を利用して成形体とすることができる。成形体の形状としては、特に制限されないが、例えば、シート状成形体、フィルム状成形体、板状成形体、繊維状物などを挙げることができる。なお、シート状成形体やフィルム状成形体を得る場合には、均一な厚さを有したシート状成形体やフィルム状成形体が得られることから、Ｔダイを用いた成形法を採用することが好ましい。
本発明の高分子材料は、研磨パッドを構成する素材として使用することができる。例えば、本発明の高分子材料を含有する研磨パッドとして使用することができ、特に、本発明の高分子材料を含有し、実質的に発泡構造を有さない、スクラッチの発生が極めて少ない研磨パッドとして使用することができる。
本発明の高分子材料は、これを発泡させることにより発泡体としてもよい。さらに本発明は、該発泡体を含有する研磨パッドを包含する（以下、「研磨用発泡パッド」とも称する）。
該発泡体の気泡数としては、例えば研磨用発泡パッドとした場合、研磨スラリーに含まれる研磨剤が気泡に詰まることによる研磨効率の低下やスクラッチ傷等の研磨不良を防ぎ、また、研磨スラリーの保持性などの観点から、６０００個／ｍｍ^２以下であることが好ましく、５０００個／ｍｍ^２以下であることがより好ましく、４５００個／ｍｍ^２以下であることがさらに好ましく、４０００個／ｍｍ^２以下であることが特に好ましい。
平均気泡サイズとしては、例えば研磨スラリー保持性とスクラッチ傷などの研磨不良を抑制する観点から、５〜６０μｍの範囲内であることが好ましく、１０〜５０μｍの範囲内であることがより好ましい。発泡体の密度としては、０．４０〜１．１０ｇ／ｃｍ^３の範囲内であることが好ましく、０．５０〜１．００ｇ／ｃｍ^３の範囲内であることがより好ましい。
本発明の発泡体は、上記ポリウレタンなどの高分子材料を発泡させることによって製造することができる。発泡に際しては、熱分解型発泡剤（化学発泡剤）や非反応性ガス等の物理的発泡剤等を使用することができるが、非反応性ガスを発泡剤として使用することが好ましい。非反応性ガスとは、ポリウレタンなどの高分子材料を製造するための成分と反応しない気体を意味している。非反応性ガスとしては、例えば、窒素、二酸化炭素、アルゴン、ヘリウム等が挙げられる。これらのうちでも、高分子材料、ポリウレタン、熱可塑性ポリウレタンへの溶解性および製造コストの点から、二酸化炭素または窒素が好ましい。
本発明の発泡体は、上記ポリウレタンなどの高分子材料に上記非反応性ガスを加圧条件下で溶解した後、圧力を開放し、ポリウレタンなど高分子材料の軟化温度以上の温度で発泡させることにより製造することができる。非反応性ガスの溶解量は、例えば均一な発泡構造を有する発泡体を得る観点から、溶解条件下における飽和量の９８％以上であることが好ましく、飽和量の９９％以上であることがより好ましく、飽和量であることがさらに好ましい。
非反応性ガスを溶解するポリウレタンなどの高分子材料としてシート状成形体を用いると、均一な発泡構造を有する発泡体の製造が容易である点、研磨用発泡パッドとする際の工程が簡素化できる点などにおいて有利である。該シート状成形体としては、ポリウレタンなどの高分子材料を一軸押出成形機、二軸押出成形機等の押出成形機または射出成形機を用いて成形したものが好ましい。シート状成形体の厚さは、例えば発泡体の製造のしやすさおよび非反応性ガスの溶解に要する時間の観点から、０．８〜５ｍｍの範囲内であることが好ましく、１〜４ｍｍの範囲内であることがより好ましい。
なお、熱可塑性樹脂またはその成形体に気体を溶解させ、次いで圧力を減少させることにより、発泡物品を製造する方法は、米国特許第４４７３６６５号明細書、特開平６−３２２１６８号公報、特開平８−１１１９０号公報、特開平１０−３６５４７号公報、特開２０００−１６９６１５号公報、特開２０００−２４８１０１号公報などに開示されており、これらの方法により発泡体を製造することができる。
本発明の発泡体は、圧力が３〜１５ＭＰａの範囲内、温度が５０〜１６０℃の範囲内に調整された耐圧容器内において、ポリウレタンなどの高分子材料（又はその成形体）に非反応性ガスを溶解させ、高分子材料の軟化温度より低い温度で圧力を開放し、該高分子材料（又はその成形体）を高分子材料の軟化温度以上の温度に加熱して発泡させることにより製造することができる。
ポリウレタンなどの高分子材料の組成にもよるが、生成する気泡のサイズは、非反応性ガスの溶解量に依存する。非反応性ガスの溶解量は溶解時の圧力および温度により調整することができる。非反応性ガスの溶解時の圧力が３ＭＰａ未満の場合は、非反応性ガスをポリウレタンなどの高分子材料成形体に飽和量溶解するのに長時間を要する。一方、非反応性ガスの溶解時の圧力が１５ＭＰａを越える場合、非反応性ガスの溶解に要する時間は短くなるが、溶解するガスの量が必要以上に多くなり、生成する気泡のサイズが著しく小さくなる。非反応性ガスの溶解時の圧力は、５〜１４ＭＰａの範囲内であることが好ましく、６〜１３ＭＰａの範囲内であることがより好ましく、７〜１２ＭＰａの範囲内であることがさらに好ましい。また、非反応性ガスの溶解時の温度が５０℃未満の場合は、非反応性ガスをポリウレタンなどの高分子材料（又はその成形体）に飽和量溶解するのに長時間を要する。一方、非反応性ガスの溶解時の温度が１６０℃を越える場合には、圧力開放時に部分的に発泡を生じたり、非反応性ガスの溶解量が著しく少なくなって、生成する気泡のサイズが大きくなり過ぎたりする。非反応性ガスの溶解時の温度は、７０〜１５０℃の範囲内であることが好ましく、８０〜１４０℃の範囲内であることがより好ましく、９０〜１３０℃の範囲内であることがさらに好ましい。
高分子材料（又はその成形体）に非反応性ガスを溶解させた後、圧力を開放する際の温度が高分子材料の軟化温度以上である場合には、圧力開放時に不均一な発泡が生じ、均一な発泡体が得られ難いという問題が生じる。圧力を開放する際の温度は、例えば均一な発泡構造を有する発泡体を得る観点から、好ましくは５０℃以下、より好ましくは４０℃以下、さらに好ましくは３０℃以下である。なお、本明細書において、高分子材料の軟化温度とは、高分子材料が軟化する温度を意味し、本明細書においては、貯蔵弾性率（Ｅ’）が１×１０^７Ｐａになる温度を意味する。
非反応性ガスを溶解した高分子材料（又はその成形体）において、圧力を開放した後の加熱温度がポリウレタンなど高分子材料の軟化温度未満の場合には、気泡の生成や成長が不十分となる。非反応性ガスを溶解した高分子材料（又はその成形体）を加熱する温度は、生成する気泡のサイズおよび発泡体の強度の点から、ポリウレタンなどの高分子材料の軟化温度をＴ℃としたとき、（Ｔ−１５）℃〜（Ｔ＋４０）℃の範囲内であることが好ましく、（Ｔ−１０）℃〜（Ｔ＋３５）℃の範囲内であることがより好ましく、（Ｔ−５）℃〜（Ｔ＋３０）℃の範囲内であることがさらに好ましい。加熱発泡方法には制限はないが、非反応性ガスを溶解した高分子材料（又はその成形体）に熱が均一にかかる方法が、発泡構造の均一性確保の点で好ましい。加熱発泡方法としては、例えば、熱水、熱オイルバス、熱風、水蒸気等の熱媒中を通過させる方法や、赤外線ヒーターなどの外部加熱装置により加熱する方法などが挙げられる。
本発明の高分子材料は、そのまま又は所望の加工を施すことにより研磨パッドとすることができる。例えば、上記したように、本発明の高分子材料を、押出し成形法、射出成形法などによりシート状成形体とし、これを研磨パッドとすることができる。また、本発明の発泡体は、そのまま又は所望の加工を施すことにより研磨パッド（研磨用発泡パッド）とすることができる。研磨パッドにする際の上記加工の種類は特に制限されず、たとえば、研削やスライス等の形状を整える加工や、研磨パッドの表面に格子状、同心円状、渦巻き状などの溝や孔を形成する表面加工等を挙げることができる。
なお、本発明の高分子材料を含有する研磨パッドは、本発明の効果を阻害しない範囲で、本発明の高分子材料以外の他の成分を含有していてもよい。同様に、上記の研磨用発泡パッドにおいても、本発明の効果を阻害しない範囲で、高分子材料以外の他の成分を含有していてもよい。このような他の成分としては、例えば、架橋剤、充填剤、架橋促進剤、架橋助剤、軟化剤、粘着付与剤、老化防止剤、発泡剤、加工助剤、密着性付与剤、無機充填剤、有機フィラー、結晶核剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、帯電防止剤、着色剤、滑剤、難燃剤、難燃助剤（酸化アンチモンなど）、ブルーミング防止剤、離型剤、増粘剤、酸化防止剤、導電剤などの添加剤が挙げられる。本発明の高分子材料を含有する研磨パッドや研磨用発泡パッドにおける上記他の成分の含有量としては、好ましくは５０重量％以下であり、より好ましくは２０重量％以下であり、さらに好ましくは５重量％以下であり、特に、本発明の研磨パッドや研磨用発泡パッドが、本発明の高分子材料やそれを発泡させることにより得られる発泡体のみから実質的になることが好ましい。
上記の研磨パッドや研磨用発泡パッドに、クッション層となる素材を積層させる等の加工を施して積層型研磨パッドとすることもできる。これらの加工は１種を採用してもよいし、２種以上を組み合わせてもよい。
例えば、本発明は、上述した高分子材料を含有する研磨層と該研磨層よりも硬度の低い弾性体層とが積層された研磨パッドを包含する。また、本発明は、上述した発泡体を含有する研磨層と該研磨層よりも硬度の低い弾性体層とが積層された研磨パッドを包含する。研磨パッドがこのような弾性体層を有すると、研磨時の研磨均一性が向上する。各層の具体的な硬度としては、研磨層はＪＩＳ−Ｄ硬度が５５以上であり、弾性体層はＪＩＳ−Ｃ硬度が２０〜８０の範囲にあることが好ましい。特に被研磨面のローカル平坦性（ウェハーの局所的な平坦性）の向上や、また、あまりに硬度が高すぎると被研磨面にスクラッチが発生しやすくなることから、研磨層の硬度としては、ＪＩＳ−Ｄ硬度が６０〜８０の範囲にあることがより好ましく、６５〜７５の範囲にあることがさらに好ましい。一方、グローバル平坦性（ウェハー面内の均一性）の向上や、また、あまりに硬度が低すぎると、研磨台（プラテン）に貼り付けて研磨をおこなう際に、研磨台の回転を充分に研磨層に伝えることができず安定した研磨を行なうことができなくなる場合があることから、弾性体層の硬度としては、ＪＩＳ−Ｃ硬度が３０〜７０の範囲にあることがより好ましく、４０〜６０の範囲にあることがさらに好ましい。
なお、該積層型研磨パッドは、上記の研磨層と弾性体層とが溶融接着等により直接接合しているものの他、接着剤や両面粘着テープ等により両層が接着されたものや、さらに、両層の間にさらに別の層が存在するものも含む。
積層型研磨パットにおける各層の厚みは特に制限されないが、研磨層の厚みが０．３〜２ｍｍであり、弾性体層の厚みが０．５〜３ｍｍであることが好ましい。研磨層の厚みが０．３ｍｍ未満の場合、研磨層の硬度の効果が得られにくくローカル平坦性が劣る傾向がある。また、研磨層の厚みが２ｍｍを超える場合、弾性体層によるグローバル平坦性の効果を低減させる傾向がある。研磨層の厚みは、より好ましくは０．５〜１．８ｍｍであり、さらに好ましくは０．８〜１．５ｍｍである。一方、弾性体層の厚みが０．５ｍｍ未満の場合、被研磨面の反りやうねりに追従する効果が少なくグローバル平坦性が劣る傾向がある。また、弾性体層の厚みが３ｍｍを超える場合、柔らかくなりすぎるため、研磨台（プラテン）に貼り付けて研磨する際に、研磨台の回転を充分に研磨層に伝えることができず安定した研磨を行なうことができなくなる場合がある。弾性体層の厚みは、より好ましくは１〜２．５ｍｍであり、さらに好ましくは２〜２．５ｍｍである。
また、弾性体層は空隙率が１０〜９０％である発泡構造を有することが好ましい。この範囲内であれば、研磨時の研磨圧力（ヘッド圧力）により圧縮された空隙内の反発力により安定した研磨を行なうことができる。弾性体層の空隙率が１０％未満の場合、被研磨面の反りやうねりに追従する効果が少なくグローバル平坦性が低下する傾向がある。また、弾性体層の空隙率が７０％を超える場合、柔らかくなりすぎるため、研磨台（プラテン）に貼り付けて研磨する際に、研磨台の回転を充分に研磨パッドに伝えることができず安定した研磨を行なうことが困難となる場合がある。弾性体層の空隙率は、２０〜７０％がより好ましく、３０〜６０％がさらに好ましい。
また、弾性体層の材質は、現在汎用的に使用されているポリウレタンを含浸した不織布（例えば、“Ｓｕｂａ４００”（ニッタ・ハース（株）製））の他、天然ゴム、ニトリルゴム、ポリブタジエンゴム、シリコーンゴム等のゴム；ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、フッ素系熱可塑性エラストマー等の熱可塑性エラストマー；発泡プラスチック；ポリウレタンなどを採用することができ、特に限定されるものではないが、研磨層の材料として好ましい材質であり、また弾性体層として必要な柔軟性や発泡構造が容易に得られやすい点でポリウレタンが好ましい。
本発明の研磨パッド（研磨用発泡パッドや積層型研磨パッドを含む、以後同様）は、それ自体公知の研磨スラリーと共に、ケミカルメカニカル研磨（ＣＭＰ）に使用することができる。研磨スラリーは、例えば、水やオイル等の液状媒体；シリカ、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素等の研磨剤；塩基、酸、界面活性剤などの成分を含有している。また、ＣＭＰを行うに際し、必要に応じ、研磨スラリーと共に、潤滑油、冷却剤などを併用してもよい。
ＣＭＰは、公知のＣＭＰ用装置を使用し、研磨スラリーを介して被研磨面と研磨パッドを、加圧下、一定速度で、一定時間接触させることによって実施することができる。研磨の対象となる物品には特に制限はないが、例えば、水晶、シリコン、ガラス、光学基板、電子回路基板、多層配線基板、ハードディスクなどが挙げられる。特に、研磨の対象としては、シリコンウェハーや半導体ウェハーであることが好ましい。半導体ウェハーの具体例としては、例えば、酸化シリコン、酸化フッ化シリコン、有機ポリマーなどの絶縁膜、銅、アルミニウム、タングステンなどの配線材金属膜、タンタル、チタン、窒化タンタル、窒化チタンなどのバリアメタル膜等を表面に有するものが挙げられる。

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。なお、実施例に記載したポリウレタンおよび研磨パッドの物性評価は次の方法で実施した。
貯蔵弾性率（Ｅ’）及び損失弾性率（Ｅ’’）
（５０℃における損失正接（ｔａｎδ値）及び、２３℃における貯蔵弾性率と５０℃における貯蔵弾性率との比（Ｅ’ _２３ ／Ｅ’ _５０ ））
厚さ２ｍｍの射出成形シートを作製し、該シートを９０℃で５時間熱処理した試験片を用いて、動的粘弾性測定装置（ＤＶＥレオスペクトラー、（株）レオロジー社製）を使用して、２３℃及び５０℃における動的粘弾性率を周波数１１Ｈｚで測定することにより、貯蔵弾性率（Ｅ’_２３及びＥ’_５０）及び損失弾性率（Ｅ’’_５０）を求めた。またこれらの値から５０℃における損失正接（ｔａｎδ値）、２３℃における貯蔵弾性率と５０℃における貯蔵弾性率との比（Ｅ’_２３／Ｅ’_５０）を算出した。また、同様の測定により、貯蔵弾性率（Ｅ’）が１×１０^７Ｐａとなる温度（軟化温度）を求めた。
５０℃における引張り弾性率（５０℃の水で飽和膨潤させた後、および２０℃、６５％ＲＨの条件下に放置した後）
熱プレス法により作製した厚さ３００μｍのフィルムから２号型試験片（ＪＩＳ Ｋ ７１１３）を打ち抜き、２０℃、６５％ＲＨの条件下に３日間放置したものを乾燥サンプル、５０℃温水に３日間浸漬したものを水膨潤サンプルとした。それぞれのサンプルを用いて、島津製作所社製オートグラフＡＧ５０００を用い、チャック間距離４０ｍｍでサンプル装着後、雰囲気温度５０℃において５分間静置した後、引張り速度５０ｍｍ／分にて引張り弾性率を測定した。乾燥サンプルを用いて得られた引張り弾性率を「２０℃、６５％ＲＨの条件下に放置した後の５０℃における引張り弾性率」とし、水膨潤サンプルを用いて得られた引張り弾性率を「５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における引張り弾性率」とした。
接触角
熱プレス法により作製した厚さ３００μｍのフィルムを、２０℃、６５％ＲＨの条件下に３日間放置したものを用い、協和界面科学（株）製Ｄｒｏｐ Ｍａｓｔｅｒ５００を用いて測定した。
気泡数、平均気泡サイズ及び空隙率
発泡体の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により写真撮影し、一定面積内に存在する気泡数を数えて単位面積当たりの気泡数（気泡の数密度）を算出した。その値と下記で測定した発泡体の密度と高分子材料（無発泡）の密度とから、気泡が真球状であると仮定したときの平均気泡サイズを計算した。また、下記の研磨層の密度と同様の測定方法により弾性体層の密度を求め、これと弾性体層を構成する材料（無発泡体）の密度とから弾性体層における空隙の体積を求めて、該空隙の体積を弾性体層の体積で除することにより、弾性体層の空隙率（体積％）を算出した。
密度
ＪＩＳ Ｋ ７１１２に準拠して、研磨パッド又は研磨層の密度を測定した。
硬度
研磨パッド、研磨層及び弾性体層の硬度：ＪＩＳ Ｋ ７３１１に準じて測定した。
スクラッチ数（研磨特性評価）
ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製Ｓｕｒｆｓｃａｎ ＳＰ１を用い、研磨後のウェハー表面に存在する０．１６μｍ以上の大きさの傷の数を測定した。
研磨均一性の評価
研磨前後のシリコンウェハーの膜厚を、ウェハー面内で４９点測定し、各点での研磨速度を求めた。４９点の研磨速度の平均値を研磨速度（Ｒ）とし、また、４９点の研磨速度の標準偏差（σ）を求め、下式（１）により求めた不均一性から、研磨均一性を評価した。
不均一性（％）＝（σ／Ｒ）×１００ （１）
なお、不均一性の値が小さいほど、研磨均一性に優れていることを示す。
また、以下の実施例において使用した弾性体層として、以下のものを使用した。
弾性体層−１
厚さ＝２ｍｍ、ＪＩＳ−Ｃ硬度＝６５、空隙率＝４８体積％のポリウレタン製の弾性体シート。イノアックコーポレーション製「ポロンＨ４８」。
弾性体層−２
厚さ＝２．５ｍｍ、ＪＩＳ−Ｃ硬度＝３０、空隙率＝８６体積％のポリウレタン製の弾性体シート。イノアックコーポレーション製「ポロンＬ３２」の厚さ３ｍｍのシートをスライスして厚さ２．５ｍｍとしたもの。
弾性体層−３
厚さ＝２ｍｍ、ＪＩＳ−Ｃ硬度＝３０、空隙率＝８６体積％のポリウレタン製の弾性体シート。イノアックコーポレーション製「ポロンＬ３２」。
弾性体層−４
厚さ＝２ｍｍ、ＪＩＳ−Ｃ硬度＝７０、空隙率＝４８体積％のポリウレタン製の弾性体シート。イノアックコーポレーション製「ポロンＨＨ４８」。
［実施例１］
数平均分子量２０００のポリ（テトラメチレングリコール）〔略号：ＰＴＭＧ２０００〕、数平均分子量２０００のポリ（２−メチル−１，８−オクタメチレン−ｃｏ−ノナメチレンアジペート）〔略号：ＰＮＯＡ２０００、ノナメチレン単位と２−メチル−１，８−オクタメチレン単位とのモル比＝７対３〕、１，４−シクロヘキサンジメタノール（略号：ＣＨＤＭ）、１，４−ブタンジオール（略号：ＢＤ）、および４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（略号：ＭＤＩ）を、ＰＴＭＧ２０００：ＰＮＯＡ２０００：ＣＨＤＭ：ＢＤ：ＭＤＩの重量比が２１．３：９．１：５．４：１３．６：５０．６（窒素原子の含有量：５．７重量％）となるような割合で用い、かつ、それらの合計供給量が３００ｇ／分になるようにして、定量ポンプにより同軸で回転する２軸押出機（３０ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝３６、シリンダー温度：７５〜２６０℃）に連続的に供給して、連続溶融重合を行って熱可塑性ポリウレタンを製造した。生成した熱可塑性ポリウレタンの溶融物をストランド状で水中に連続的に押出した後、ペレタイザーでペレット状に細断、このペレットを７０℃で２０時間除湿乾燥することにより、熱可塑性ポリウレタン（以下、これをＰＵ−１という）を製造した。ＰＵ−１の、５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における引張り弾性率、２０℃、６５％ＲＨの条件下に放置した後の５０℃における引張り弾性率、引張り弾性率の保持率、２３℃における貯蔵弾性率と５０℃における貯蔵弾性率との比（Ｅ’_２３／Ｅ’_５０）、５０℃における損失正接、水との接触角を表１に示した。
［実施例２］
数平均分子量２０００のポリ（２−メチル−１，８−オクタメチレン−ｃｏ−ノナメチレンアジペート）〔略号：ＰＮＯＡ２０００、ノナメチレン単位と２−メチル−１，８−オクタメチレン単位とのモル比＝７対３〕、数平均分子量６００のポリエチレングリコール〔略号：ＰＥＧ６００〕、１，４−シクロヘキサンジメタノール（略号：ＣＨＤＭ）、１，４−ブタンジオール（略号：ＢＤ）、および４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（略号：ＭＤＩ）を、ＰＮＯＡ２０００：ＰＥＧ６００：ＣＨＤＭ：ＢＤ：ＭＤＩの重量比が３１．０：５．０：２．４：１３．６：４８．０（窒素原子の含有量：５．４重量％）となるような割合で用い、かつ、それらの合計供給量が３００ｇ／分になるようにして、定量ポンプにより同軸で回転する２軸押出機（３０ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝３６、シリンダー温度：７５〜２６０℃）に連続的に供給して、連続溶融重合を行って熱可塑性ポリウレタンを製造した。生成した熱可塑性ポリウレタンの溶融物をストランド状で水中に連続的に押出した後、ペレタイザーでペレット状に細断、このペレットを７０℃で２０時間除湿乾燥することにより、熱可塑性ポリウレタン（以下、これをＰＵ−２という）を製造した。ＰＵ−２の、５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における引張り弾性率、２０℃、６５％ＲＨの条件下に放置した後の５０℃における引張り弾性率、引張り弾性率の保持率、２３℃における貯蔵弾性率と５０℃における貯蔵弾性率との比（Ｅ’_２３／Ｅ’_５０）、５０℃における損失正接、水との接触角を表１に示した。また、ＰＵ−２の軟化温度は１５７℃であった。
［実施例３］
数平均分子量１４００のポリ（テトラメチレングリコール）〔略号：ＰＴＭＧ１４００〕、１，４−シクロヘキサンジメタノール（略号：ＣＨＤＭ）、および４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（略号：ＭＤＩ）を、ＰＴＭＧ１４００：ＣＨＤＭ：ＭＤＩの重量比が１９．０：２８．３：５２．７（窒素原子の含有量：５．９重量％）となるような割合で用い、かつ、それらの合計供給量が３００ｇ／分になるようにして、定量ポンプにより同軸で回転する２軸押出機（３０ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝３６、シリンダー温度：７５〜２６０℃）に連続的に供給して、連続溶融重合を行って熱可塑性ポリウレタンを製造した。生成した熱可塑性ポリウレタンの溶融物をストランド状で水中に連続的に押出した後、ペレタイザーでペレット状に細断、このペレットを７０℃で２０時間除湿乾燥することにより、熱可塑性ポリウレタン（以下、これをＰＵ−３という）を製造した。ＰＵ−３の、５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における引張り弾性率、２０℃、６５％ＲＨの条件下に放置した後の５０℃における引張り弾性率、引張り弾性率の保持率、２３℃における貯蔵弾性率と５０℃における貯蔵弾性率との比（Ｅ’_２３／Ｅ’_５０）、５０℃における損失正接、水との接触角を表１に示した。また、ＰＵ−３の軟化温度は１２５℃であった。
＜比較例１＞
数平均分子量５００のポリ（メチルペンタンアジペート）〔略号：ＰＭＰＡ５００〕、１，４−シクロヘキサンジメタノール（略号：ＣＨＤＭ）、および４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（略号：ＭＤＩ）を、ＰＭＰＡ５００：ＣＨＤＭ：ＭＤＩの重量比が５．９：３３．３：６０．８（窒素原子の含有量：６．８重量％）となるような割合で用い、かつ、それらの合計供給量が３００ｇ／分になるようにして、定量ポンプにより同軸で回転する２軸押出機（３０ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝３６、シリンダー温度：７５〜２６０℃）に連続的に供給して、連続溶融重合を行って熱可塑性ポリウレタンを製造した。生成した熱可塑性ポリウレタンの溶融物をストランド状で水中に連続的に押出した後、ペレタイザーでペレット状に細断、このペレットを７０℃で２０時間除湿乾燥することにより、熱可塑性ポリウレタン（以下、これをＰＵ−４という）を製造した。ＰＵ−４の、５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における引張り弾性率、２０℃、６５％ＲＨの条件下に放置した後の５０℃における引張り弾性率、引張り弾性率の保持率、２３℃における貯蔵弾性率と５０℃における貯蔵弾性率との比（Ｅ’_２３／Ｅ’_５０）、５０℃における損失正接、水との接触角を表２に示した。また、ＰＵ−４の軟化温度は１３０℃であった。
＜比較例２＞
数平均分子量５５０のダイマージオール〔略号：ＤＤ５５０〕、１，４−シクロヘキサンジメタノール（略号：ＣＨＤＭ）、および４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（略号：ＭＤＩ）を、ＤＤ５５０：ＣＨＤＭ：ＭＤＩの重量比が２４．８：２３．３：５１．９（窒素原子の含有量：５．８重量％）となるような割合で用い、かつ、それらの合計供給量が３００ｇ／分になるようにして、定量ポンプにより同軸で回転する２軸押出機（３０ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝３６、シリンダー温度：７５〜２６０℃）に連続的に供給して、連続溶融重合を行って熱可塑性ポリウレタンを製造した。生成した熱可塑性ポリウレタンの溶融物をストランド状で水中に連続的に押出した後、ペレタイザーでペレット状に細断、このペレットを７０℃で２０時間除湿乾燥することにより、熱可塑性ポリウレタン（以下、これをＰＵ−５という）を製造した。ＰＵ−５の、５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における引張り弾性率、２０℃、６５％ＲＨの条件下に放置した後の５０℃における引張り弾性率、引張り弾性率の保持率、２３℃における貯蔵弾性率と５０℃における貯蔵弾性率との比（Ｅ’_２３／Ｅ’_５０）、５０℃における損失正接、水との接触角を表２に示した。また、ＰＵ−５の軟化温度は１２１℃であった。
＜比較例３＞
数平均分子量１０００のポリ（テトラメチレングリコール）〔略号：ＰＴＭＧ１０００〕、１，４−シクロヘキサンジメタノール（略号：ＣＨＤＭ）、および４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（略号：ＭＤＩ）を、ＰＴＭＧ１０００：ＣＨＤＭ：ＭＤＩの重量比が３０．０：２２．８：４７．２（窒素原子の含有量：５．３重量％）となるような割合で用い、かつ、それらの合計供給量が３００ｇ／分になるようにして、定量ポンプにより同軸で回転する２軸押出機（３０ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝３６、シリンダー温度：７５〜２６０℃）に連続的に供給して、連続溶融重合を行って熱可塑性ポリウレタンを製造した。生成した熱可塑性ポリウレタンの溶融物をストランド状で水中に連続的に押出した後、ペレタイザーでペレット状に細断、このペレットを７０℃で２０時間除湿乾燥することにより、熱可塑性ポリウレタン（以下、これをＰＵ−６という）を製造した。ＰＵ−６の、５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における引張り弾性率、２０℃、６５％ＲＨの条件下に放置した後の５０℃における引張り弾性率、引張り弾性率の保持率、２３℃における貯蔵弾性率と５０℃における貯蔵弾性率との比（Ｅ’_２３／Ｅ’_５０）、５０℃における損失正接、水との接触角を表２に示した。また、ＰＵ−６の軟化温度は７５℃であった。
［実施例４］
熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−１）を単軸押出成形機（９０ｍｍφ）に仕込み、シリンダー温度２１５〜２２５℃、ダイス温度２２５℃にて、Ｔ−ダイより押出し、６０℃に調温したギャップ間隔１．８ｍｍのロールを通過させて、厚さ２ｍｍのシートを成形した。得られたシートの表面を研削し、厚さ１．５ｍｍの均一なシートとした後、幅２．２ｍｍ、深さ１．２ｍｍの溝を１５．０ｍｍ間隔で格子状に形成し、直径５１ｃｍの円形状研磨パッド（パッド１）を作製した。
次に、得られた研磨パッド（パッド１）をＣＭＰ研磨装置（（株）野村製作所社製 ＰＰ０−６０Ｓ）に設置し、三菱マテリアル（株）社製ダイヤモンドドレッサーＭＥＣ１００−Ｌを用い、０．１８ＭＰａ、ドレッサー回転数１１０回転／分にて１８分間、研磨パッド表面を研削した（以下「シーズニング」と称する場合がある）。
次に、プラテン回転数５０回転／分、ヘッド回転数４９回転／分、研磨圧力４５ｋＰａ、研磨時間１００秒の条件において、キャボット社製研磨スラリーＳＳ２５を蒸留水で２倍に希釈した液を１２０ｍＬ／分の速度で供給しつつ酸化膜表面を有する直径８インチのシリコンウェハーを１００秒間研磨した。研磨後のシリコンウェハー表面のスクラッチ数、研磨レート（初期の研磨レート）、および不均一性を表３に示した。また、２５℃で研磨パッドを湿潤状態で２４時間放置後、再度シーズニングを行い、酸化膜表面を有する直径８インチのシリコンウェハーを１００秒間研磨した時の研磨レート（２４時間放置後の研磨レート）を表３に示した。
［実施例５］
熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−２）を単軸押出成形機（９０ｍｍφ）に仕込み、シリンダー温度２１５〜２２５℃、ダイス温度２２５℃にて、Ｔ−ダイより押出し、６０℃に調温したギャップ間隔１．８ｍｍのロールを通過させて、厚さ２ｍｍのシートを成形した。次に、得られたシート（６０ｃｍ×６０ｃｍ）を耐圧容器に入れ、温度１１０℃、圧力９ＭＰａの条件下で１０時間、二酸化炭素を溶解させ、二酸化炭素を５．１重量％含むガス溶解シートを得た。室温まで冷却した後、圧力を常圧とし、ガス溶解シートを耐圧容器から取り出した。次に、得られたガス溶解シートを１５５℃のシリコンオイル中に３分間浸漬した後に取り出し、室温まで冷却して発泡体を得た。得られた発泡体の密度は１．００ｇ／ｃｍ^３、平均気泡サイズは４８μｍであった。得られた発泡体（シート状物）の表面を研削し、気泡を表面に露出した厚さ１．５ｍｍの均一なシートとした後、幅２．２ｍｍ、深さ１．２ｍｍの溝を１５．０ｍｍ間隔で格子状に形成し、直径５１ｃｍの円形状研磨パッド（パッド２）を作製した。
次に、得られた研磨パッド（パッド２）をＣＭＰ研磨装置（（株）野村製作所社製 ＰＰ０−６０Ｓ）に設置し、三菱マテリアル（株）社製ダイヤモンドドレッサーＭＥＣ１００−Ｌを用い、０．１８ＭＰａ、ドレッサー回転数１１０回転／分にて１８分間、研磨パッド表面を研削した。
次に、プラテン回転数５０回転／分、ヘッド回転数４９回転／分、研磨圧力３５ｋＰａ、研磨時間１００秒の条件において、キャボット社製研磨スラリーＳＳ２５を蒸留水で２倍に希釈した液を１２０ｍＬ／分の速度で供給しつつ酸化膜表面を有する直径８インチのシリコンウェハーを１００秒間研磨した。研磨後のシリコンウェハー表面のスクラッチ数、研磨レート（初期の研磨レート）を表３に示した。また、２５℃で研磨パッドを湿潤状態で２４時間放置後、再度シーズニングを行い、酸化膜表面を有する直径８インチのシリコンウェハーを１００秒間研磨した時の研磨レート（２４時間放置後の研磨レート）を表３に示した。
［実施例６］
熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−３）を単軸押出成形機（９０ｍｍφ）に仕込み、シリンダー温度２１５〜２２５℃、ダイス温度２２５℃にて、Ｔ−ダイより押出し、６０℃に調温したギャップ間隔１．８ｍｍのロールを通過させて、厚さ２ｍｍのシートを成形した。次に、得られたシート（６０ｃｍ×６０ｃｍ）を耐圧容器に入れ、温度１１０℃、圧力８ＭＰａの条件下で１０時間、二酸化炭素を溶解させ、二酸化炭素を３．６重量％含むガス溶解シートを得た。室温まで冷却した後、圧力を常圧とし、ガス溶解シートを耐圧容器から取り出した。次に、得られたガス溶解シートを１２０℃のシリコンオイル中に３分間浸漬した後に取り出し、室温まで冷却して発泡体を得た。得られた発泡体の密度は０．８５ｇ／ｃｍ^３、平均気泡サイズは１８μｍであった。得られた発泡体（シート状物）の表面を研削し、気泡を表面に露出した厚さ１．５ｍｍの均一なシートとした後、幅２．２ｍｍ、深さ１．２ｍｍの溝を１５．０ｍｍ間隔で格子状に形成し、直径５１ｃｍの円形状研磨パッド（パッド３）を作製した。
次に、得られた研磨パッド（パッド３）をＣＭＰ研磨装置（（株）野村製作所社製 ＰＰ０−６０Ｓ）に設置し、三菱マテリアル（株）社製ダイヤモンドドレッサーＭＥＣ１００−Ｌを用い、０．１８ＭＰａ、ドレッサー回転数１１０回転／分にて１８分間、研磨パッド表面を研削した。
次に、プラテン回転数５０回転／分、ヘッド回転数４９回転／分、研磨圧力３５ｋＰａ、研磨時間１００秒の条件において、キャボット社製研磨スラリーＳＳ２５を蒸留水で２倍に希釈した液を１２０ｍＬ／分の速度で供給しつつ酸化膜表面を有する直径８インチのシリコンウェハーを１００秒間研磨した。研磨後のシリコンウェハー表面のスクラッチ数、研磨レート（初期の研磨レート）、および不均一性を表３に示した。また、２５℃で研磨パッドを湿潤状態で２４時間放置後、再度シーズニングを行い、酸化膜表面を有する直径８インチのシリコンウェハーを１００秒間研磨した時の研磨レート（２４時間放置後の研磨レート）を表３に示した。
［実施例７］
熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−３）を単軸押出成形機（９０ｍｍφ）に仕込み、シリンダー温度２１５〜２２５℃、ダイス温度２２５℃にて、Ｔ−ダイより押出し、６０℃に調温したギャップ間隔１．８ｍｍのロールを通過させて、厚さ２ｍｍのシートを成形した。次に、得られたシート（６０ｃｍ×６０ｃｍ）を耐圧容器に入れ、温度１１０℃、圧力８ＭＰａの条件下で１０時間、二酸化炭素を溶解させ、二酸化炭素を３．６重量％含むガス溶解シートを得た。室温まで冷却した後、圧力を常圧とし、ガス溶解シートを耐圧容器から取り出した。次に、得られたガス溶解シートを１４５℃のシリコンオイル中に３分間浸漬した後に取り出し、室温まで冷却して発泡体を得た。得られた発泡体の密度は０．４５ｇ／ｃｍ^３、平均気泡サイズは１８μｍであった。得られた発泡体（シート状物）の表面を研削し、気泡を表面に露出した厚さ１．５ｍｍの均一なシートとした後、幅２．２ｍｍ、深さ１．２ｍｍの溝を１５．０ｍｍ間隔で格子状に形成し、直径５１ｃｍの円形状研磨パッド（パッド４）を作製した。
次に、得られた研磨パッド（パッド４）をＣＭＰ研磨装置（（株）野村製作所社製 ＰＰ０−６０Ｓ）に設置し、三菱マテリアル（株）社製ダイヤモンドドレッサーＭＥＣ１００−Ｌを用い、０．１８ＭＰａ、ドレッサー回転数１１０回転／分にて１８分間、研磨パッド表面を研削した。
次に、プラテン回転数５０回転／分、ヘッド回転数４９回転／分、研磨圧力３５ｋＰａ、研磨時間１００秒の条件において、キャボット社製研磨スラリーＳＳ２５を蒸留水で２倍に希釈した液を１２０ｍＬ／分の速度で供給しつつ酸化膜表面を有する直径８インチのシリコンウェハーを１００秒間研磨した。研磨後のシリコンウェハー表面のスクラッチ数、研磨レート（初期の研磨レート）を表３に示した。また、２５℃で研磨パッドを湿潤状態で２４時間放置後、再度シーズニングを行い、酸化膜表面を有する直径８インチのシリコンウェハーを１００秒間研磨した時の研磨レート（２４時間放置後の研磨レート）を表３に示した。
＜比較例４＞
熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−４）を単軸押出成形機（９０ｍｍφ）に仕込み、シリンダー温度２１５〜２２５℃、ダイス温度２２５℃にて、Ｔ−ダイより押出し、６０℃に調温したギャップ間隔１．８ｍｍのロールを通過させて、厚さ２ｍｍのシートを成形した。次に、得られたシート（６０ｃｍ×６０ｃｍ）を耐圧容器に入れ、温度１３０℃、圧力７ＭＰａの条件下で１０時間、二酸化炭素を溶解させ、二酸化炭素を２．５重量％含むガス溶解シートを得た。室温まで冷却した後、圧力を常圧とし、ガス溶解シートを耐圧容器から取り出した。次に、得られたガス溶解シートを１１５℃のシリコンオイル中に３分間浸漬した後に取り出し、室温まで冷却して発泡体を得た。得られた発泡体の密度は０．８４ｇ／ｃｍ^３、平均気泡サイズは１７μｍであった。得られた発泡体（シート状物）の表面を研削し、気泡を表面に露出した厚さ１．５ｍｍの均一なシートとした後、幅２．２ｍｍ、深さ１．２ｍｍの溝を１５．０ｍｍ間隔で格子状に形成し、直径５１ｃｍの円形状研磨パッド（パッド５）を作製した。
次に、得られた研磨パッド（パッド５）をＣＭＰ研磨装置（（株）野村製作所社製 ＰＰ０−６０Ｓ）に設置し、三菱マテリアル（株）社製ダイヤモンドドレッサーＭＥＣ１００−Ｌを用い、０．１８ＭＰａ、ドレッサー回転数１１０回転／分にて１８分間、研磨パッド表面を研削した。
次に、プラテン回転数５０回転／分、ヘッド回転数４９回転／分、研磨圧力３５ｋＰａ、研磨時間１００秒の条件において、キャボット社製研磨スラリーＳＳ２５を蒸留水で２倍に希釈した液を１２０ｍＬ／分の速度で供給しつつ酸化膜表面を有する直径８インチのシリコンウェハーを１００秒間研磨した。研磨後のシリコンウェハー表面のスクラッチ数、研磨レート（初期の研磨レート）を表４に示した。また、２５℃で研磨パッドを湿潤状態で２４時間放置後、再度シーズニングを行い、酸化膜表面を有する直径８インチのシリコンウェハーを１００秒間研磨した時の研磨レート（２４時間放置後の研磨レート）を表４に示した。
＜比較例５＞
熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−５）を単軸押出成形機（９０ｍｍφ）に仕込み、シリンダー温度２１５〜２２５℃、ダイス温度２２５℃にて、Ｔ−ダイより押出し、６０℃に調温したギャップ間隔１．８ｍｍのロールを通過させて、厚さ２ｍｍのシートを成形した。次に、得られたシート（６０ｃｍ×６０ｃｍ）を耐圧容器に入れ、温度１３０℃、圧力９ＭＰａの条件下で１０時間、二酸化炭素を溶解させ、二酸化炭素を３．４重量％含むガス溶解シートを得た。室温まで冷却した後、圧力を常圧とし、ガス溶解シートを耐圧容器から取り出した。次に、得られたガス溶解シートを１１０℃のシリコンオイル中に３分間浸漬した後に取り出し、室温まで冷却して発泡体を得た。得られた発泡体の密度は０．８５ｇ／ｃｍ^３、平均気泡サイズは６３μｍであった。得られた発泡体（シート状物）の表面を研削し、気泡を表面に露出した厚さ１．５ｍｍの均一なシートとした後、幅２．２ｍｍ、深さ１．２ｍｍの溝を１５．０ｍｍ間隔で格子状に形成し、直径５１ｃｍの円形状研磨パッド（パッド６）を作製した。
次に、得られた研磨パッド（パッド６）をＣＭＰ研磨装置（（株）野村製作所社製 ＰＰ０−６０Ｓ）に設置し、三菱マテリアル（株）社製ダイヤモンドドレッサーＭＥＣ１００−Ｌを用い、０．１８ＭＰａ、ドレッサー回転数１１０回転／分にて１８分間、研磨パッド表面を研削した。
次に、プラテン回転数５０回転／分、ヘッド回転数４９回転／分、研磨圧力３５ｋＰａ、研磨時間１００秒の条件において、キャボット社製研磨スラリーＳＳ２５を蒸留水で２倍に希釈した液を１２０ｍＬ／分の速度で供給しつつ酸化膜表面を有する直径８インチのシリコンウェハーを１００秒間研磨した。研磨後のシリコンウェハー表面のスクラッチ数、研磨レート（初期の研磨レート）を表４に示した。また、２５℃で研磨パッドを湿潤状態で２４時間放置後、再度シーズニングを行い、酸化膜表面を有する直径８インチのシリコンウェハーを１００秒間研磨した時の研磨レート（２４時間放置後の研磨レート）を表４に示した。
＜比較例６＞
熱可塑性ポリウレタン（ＰＵ−６）を単軸押出成形機（９０ｍｍφ）に仕込み、シリンダー温度２１５〜２２５℃、ダイス温度２２５℃にて、Ｔ−ダイより押出し、６０℃に調温したギャップ間隔１．８ｍｍのロールを通過させて、厚さ２ｍｍのシートを成形した。次に、得られたシート（６０ｃｍ×６０ｃｍ）を耐圧容器に入れ、温度１００℃、圧力８ＭＰａの条件下で６時間、二酸化炭素を溶解させ、二酸化炭素を４．５重量％含むガス溶解シートを得た。室温まで冷却した後、圧力を常圧とし、ガス溶解シートを耐圧容器から取り出した。次に、得られたガス溶解シートを９０℃のシリコンオイル中に３分間浸漬した後に取り出し、室温まで冷却して発泡体を得た。得られた発泡体の密度は０．８１ｇ／ｃｍ^３、平均気泡サイズは１６μｍであった。得られた発泡体（シート状物）の表面を研削し、気泡を表面に露出した厚さ１．５ｍｍの均一なシートとした後、幅２．２ｍｍ、深さ１．２ｍｍの溝を１５．０ｍｍ間隔で格子状に形成し、直径５１ｃｍの円形状研磨パッド（パッド７）を作製した。
次に、得られた研磨パッド（パッド７）をＣＭＰ研磨装置（（株）野村製作所社製 ＰＰ０−６０Ｓ）に設置し、三菱マテリアル（株）社製ダイヤモンドドレッサーＭＥＣ１００−Ｌを用い、０．１８ＭＰａ、ドレッサー回転数１１０回転／分にて１８分間、研磨パッド表面を研削した。
次に、プラテン回転数５０回転／分、ヘッド回転数４９回転／分、研磨圧力３５ｋＰａ、研磨時間１００秒の条件において、キャボット社製研磨スラリーＳＳ２５を蒸留水で２倍に希釈した液を１２０ｍＬ／分の速度で供給しつつ酸化膜表面を有する直径８インチのシリコンウェハーを１００秒間研磨した。研磨後のシリコンウェハー表面のスクラッチ数、研磨レート（初期の研磨レート）を表４に示した。また、２５℃で研磨パッドを湿潤状態で２４時間放置後、再度シーズニングを行い、酸化膜表面を有する直径８インチのシリコンウェハーを１００秒間研磨した時の研磨レート（２４時間放置後の研磨レート）を表４に示した。

表３から明らかなように、実施例４〜７は、ウェハー研磨時に発生するスクラッチが少なく、研磨レートも安定していることが分かる。それに対して、表４から明らかなように、比較例４〜６は、ウェハー研磨時にスクラッチの発生が多いか、研磨レートが安定しないことが分かる。
［実施例８］
実施例４と同様にして作製した研磨パッド（パッド１；ＪＩＳ−Ｄ硬度＝６５）の裏面（溝が形成されていない面）に、弾性体層−１を両面粘着シートで貼り合わせて積層型研磨パッド（パッド８）を作製した。
得られた積層型研磨パッド（パッド８）をＣＭＰ研磨装置（（株）野村製作所社製 ＰＰ０−６０Ｓ）に設置し、三菱マテリアル（株）社製ダイヤモンドドレッサーＭＥＣ１００−Ｌを用い、０．１８ＭＰａ、ドレッサー回転数１１０回転／分にて１８分間、研磨パッド表面を研削した。
次に、プラテン回転数５０回転／分、ヘッド回転数４９回転／分、研磨圧力４５ｋＰａ、研磨時間１００秒の条件において、キャボット社製研磨スラリーＳＳ２５を蒸留水で２倍に希釈した液を１２０ｍＬ／分の速度で供給しつつ酸化膜表面を有する直径８インチのシリコンウェハーを１００秒間研磨した。研磨レート（初期の研磨レート）および不均一性を表５に示した。
［実施例９］
実施例６と同様にして作製した研磨パッド（パッド３；ＪＩＳ−Ｄ硬度＝６６）の裏面（溝が形成されていない面）に、弾性体層−１を両面粘着シートで貼り合わせて積層型研磨パッド（パッド９）を作製した。
得られた積層型研磨パッド（パッド９）をＣＭＰ研磨装置（（株）野村製作所社製 ＰＰ０−６０Ｓ）に設置し、三菱マテリアル（株）社製ダイヤモンドドレッサーＭＥＣ１００−Ｌを用い、０．１８ＭＰａ、ドレンサー回転数１１０回転／分にて１８分間、研磨パンド表面を研削した。
次に、プラテン回転数５０回転／分、ヘッド回転数４９回転／分、研磨圧力３５ｋＰａ、研磨時間１００秒の条件において、キャボット社製研磨スラリーＳＳ２５を蒸留水で２倍に希釈した液を１２０ｍＬ／分の速度で供給しつつ酸化膜表面を有する直径８インチのシリコンウェハーを１００秒間研磨した。研磨レート（初期の研磨レート）および不均一性を表５に示した。
［実施例１０］
実施例６と同様にして作製した研磨パッド（パッド３；ＪＩＳ−Ｄ硬度＝６６）の裏面（溝が形成されていない面）に、弾性体層−２を両面粘着シートで貼り合わせて積層型研磨パッド（パッド１０）を作製した。
得られた積層型研磨パッド（パッド１０）をＣＭＰ研磨装置（（株）野村製作所社製 ＰＰ０−６０Ｓ）に設置し、三菱マテリアル（株）社製ダイヤモンドドレッサーＭＥＣ１００−Ｌを用い、０．１８ＭＰａ、ドレッサー回転数１１０回転／分にて１８分間、研磨パッド表面を研削した。
次に、プラテン回転数５０回転／分、ヘッド回転数４９回転／分、研磨圧力３５ｋＰａ、研磨時間１００秒の条件において、キャボット社製研磨スラリーＳＳ２５を蒸留水で２倍に希釈した液を１２０ｍＬ／分の速度で供給しつつ酸化膜表面を有する直径８インチのシリコンウェハーを１００秒間研磨した。研磨レート（初期の研磨レート）および不均一性を表５に示した。
［実施例１１］
発泡体（シート状物）の表面の研削を調整することにより厚みを１．５ｍｍから０．８ｍｍに変更し、また、溝の深さを１．２ｍｍから０．５ｍｍに変更した以外は実施例６と同様にして作製した研磨パッド（ＪＩＳ−Ｄ硬度＝６６）の裏面（溝が形成されていない面）に、弾性体層−３を両面粘着シートで貼り合わせて積層型研磨パッド（パッド１１）を作製した。
得られた積層型研磨パッド（パッド１１）をＣＭＰ研磨装置（（株）野村製作所社製 ＰＰ０−６０Ｓ）に設置し、三菱マテリアル（株）社製ダイヤモンドドレッサーＭＥＣ１００−Ｌを用い、０．１８ＭＰａ、ドレッサー回転数１１０回転／分にて１８分間、研磨パッド表面を研削した。
次に、プラテン回転数５０回転／分、ヘッド回転数４９回転／分、研磨圧力３５ｋＰａ、研磨時間１００秒の条件において、キャボット社製研磨スラリーＳＳ２５を蒸留水で２倍に希釈した液を１２０ｍＬ／分の速度で供給しつつ酸化膜表面を有する直径８インチのシリコンウェハーを１００秒間研磨した。研磨レート（初期の研磨レート）および不均一性を表５に示した。
［実施例１２］
発泡体（シート状物）の表面の研削を調整することにより厚みを１．５ｍｍから０．８ｍｍに変更し、また、溝の深さを１．２ｍｍから０．５ｍｍに変更した以外は実施例６と同様にして作製した研磨パッド（ＪＩＳ−Ｄ硬度＝６６）の裏面（溝が形成されていない面）に、弾性体層−４を両面粘着シートで貼り合わせて積層型研磨パッド（パッド１２）を作製した。
得られた積層型研磨パッド（パッド１２）をＣＭＰ研磨装置（（株）野村製作所社製 ＰＰ０−６０Ｓ）に設置し、三菱マテリアル（株）社製ダイヤモンドドレッサーＭＥＣ１００−Ｌを用い、０．１８ＭＰａ、ドレッサー回転数１１０回転／分にて１８分間、研磨パッド表面を研削した。
次に、プラテン回転数５０回転／分、ヘッド回転数４９回転／分、研磨圧力３５ｋＰａ、研磨時間１００秒の条件において、キャボット社製研磨スラリーＳＳ２５を蒸留水で２倍に希釈した液を１２０ｍＬ／分の速度で供給しつつ酸化膜表面を有する直径８インチのシリコンウェハーを１００秒間研磨した。研磨レート（初期の研磨レート）および不均一性を表５に示した。

表５から明らかなように、積層型研磨パッドとすることにより、研磨均一性が一層向上することが分かる。

本発明に係る高分子材料及びそれから得られる発泡体は、例えば、研磨パッドなどに適用することができる。

Claims (17)

1. ５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における引張り弾性率が１３０〜８００ＭＰａ、５０℃における損失正接が０．２以下、水との接触角が８０度以下である高分子材料であって、
   前記高分子材料が、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（テトラメチレングリコール）、ポリ（ノナメチレンアジペート）、ポリ（２−メチル−１，８−オクタメチレンアジペート）、ポリ（２−メチル−１，８−オクタメチレン−ｃｏ−ノナメチレンアジペート）及びポリ（メチルペンタンアジペート）からなる群より選ばれる少なくとも１種の高分子ジオールと、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、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及びイソホロンジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも１種の有機ジイソシアネートと、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−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール及びシクロヘキサンジメタノールからなる群より選ばれる少なくとも１種の鎖伸長剤とを反応させることにより得られるポリウレタンであり、
   前記高分子ジオールが、数平均分子量１４００〜５０００の成分を少なくとも一種類含有する、高分子材料。
2. 引張り弾性率の保持率（５０℃の水で飽和膨潤させた後の５０℃における引張り弾性率を、２０℃、６５％ＲＨの条件下に放置した後の５０℃における引張り弾性率で割って１００をかけた値）が５５％以上である、請求項１に記載する高分子材料。
3. ２３℃における貯蔵弾性率（Ｅ’_２３）と５０℃における貯蔵弾性率（Ｅ’_５０）との比（Ｅ’_２３／Ｅ’_５０）が１．８以下である、請求項１又は２に記載する高分子材料。
4. 前記ポリウレタンが、熱可塑性ポリウレタンであり、イソシアネート基由来の窒素原子の含有量が４．８重量％以上、６．０重量％未満である、請求項１〜３のいずれかに記載する高分子材料。
5. 前記高分子ジオールの重量と前記有機ジイソシアネートおよび前記鎖伸長剤の合計重量との重量比率が、［高分子ジオールの重量］：［有機ジイソシアネートおよび鎖伸長剤の合計重量］＝１０：９０〜５０：５０である、請求項１〜４のいずれかに記載する高分子材料。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載する高分子材料を発泡させることにより得られる発泡体。
7. 前記発泡体は、前記高分子材料に非反応性ガスを加圧条件下で溶解させた後、軟化温度より低い温度で圧力を開放して大気圧下で取り出し、次いで該高分子材料を軟化温度以上の温度で発泡させて得られる、請求項６に記載する発泡体。
8. 前記非反応性ガスが、二酸化炭素または窒素である、請求項６又は７に記載する発泡体。
9. 請求項１〜５のいずれかに記載する高分子材料を含有する研磨パッド。
10. 請求項６〜８のいずれかに記載する発泡体を含有する研磨パッド。
11. 請求項１〜５のいずれかに記載する高分子材料を含有する研磨層と該研磨層よりも硬度の低い弾性体層とが積層された研磨パッド。
12. 請求項６〜８のいずれかに記載する発泡体を含有する研磨層と該研磨層よりも硬度の低い弾性体層とが積層された研磨パッド。
13. 前記研磨層はＪＩＳ−Ｄ硬度が５５以上であり、前記弾性体層はＪＩＳ−Ｃ硬度が２０〜８０である、請求項１１又は１２に記載する研磨パッド。
14. 前記研磨層の厚みが０．３〜２ｍｍであり、前記弾性体層の厚みが０．５〜３ｍｍである、請求項１１〜１３のいずれかに記載する研磨パッド。
15. 前記弾性体層がポリウレタンから形成される請求項１１〜１４のいずれかに記載する研磨パッド。
16. 請求項９〜１５のいずれかに記載する研磨パッドを用いる、シリコンウェハーまたは半導体ウェハーの研磨方法。
17. 請求項９〜１５のいずれかに記載する研磨パッドを用いる、半導体デバイスの製造方法。