JP5738729B2 - Polishing pad - Google Patents

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JP5738729B2 JP2011207631A JP2011207631A JP5738729B2 JP 5738729 B2 JP5738729 B2 JP 5738729B2 JP 2011207631 A JP2011207631 A JP 2011207631A JP 2011207631 A JP2011207631 A JP 2011207631A JP 5738729 B2 JP5738729 B2 JP 5738729B2
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本発明はレンズ、反射ミラー等の光学材料、シリコンウエハ、及びアルミ基板等の表面を研磨する際に用いられる研磨パッド(粗研磨用又は仕上げ研磨用)に関する。特に、本発明の研磨パッドは、仕上げ用の研磨パッドとして好適に用いられる。   The present invention relates to a polishing pad (for rough polishing or finish polishing) used for polishing surfaces of optical materials such as lenses and reflection mirrors, silicon wafers, and aluminum substrates. In particular, the polishing pad of the present invention is suitably used as a polishing pad for finishing.

高度の表面平坦性を要求される材料の代表的なものとしては、半導体集積回路(IC、LSI)を製造するシリコンウエハと呼ばれる単結晶シリコンの円盤があげられる。シリコンウエハは、IC、LSI等の製造工程において、回路形成に使用する各種薄膜の信頼できる半導体接合を形成するために、酸化物層や金属層を積層・形成する各工程において、表面を高精度に平坦に仕上げることが要求される。このような研磨仕上げ工程においては、一般的に研磨パッドはプラテンと呼ばれる回転可能な支持円盤に固着され、半導体ウエハ等の加工物は研磨ヘッドに固着される。そして双方の運動により、プラテンと研磨ヘッドとの間に相対速度を発生させ、さらに砥粒を含む研磨スラリーを研磨パッド上に連続供給することにより、研磨操作が実行される。   A typical material that requires high surface flatness is a single crystal silicon disk called a silicon wafer for manufacturing a semiconductor integrated circuit (IC, LSI). Silicon wafers have a highly accurate surface in each process of stacking and forming oxide layers and metal layers in order to form reliable semiconductor junctions of various thin films used for circuit formation in IC, LSI, and other manufacturing processes. It is required to finish flat. In such a polishing finishing process, a polishing pad is generally fixed to a rotatable support disk called a platen, and a workpiece such as a semiconductor wafer is fixed to a polishing head. A polishing operation is performed by generating a relative speed between the platen and the polishing head by both movements, and continuously supplying a polishing slurry containing abrasive grains onto the polishing pad.

研磨パッドの研磨特性としては、研磨対象物の平坦性(プラナリティー)及び面内均一性に優れ、研磨速度が大きいことが要求される。研磨対象物の平坦性、面内均一性については研磨層を高弾性率化することによりある程度は改善できる。また、研磨速度については、気泡を含有する発泡体にしてスラリーの保持量を多くすることにより向上できる。   The polishing characteristics of the polishing pad are required to be excellent in the flatness (planarity) and in-plane uniformity of the object to be polished and to have a high polishing rate. The flatness and in-plane uniformity of the object to be polished can be improved to some extent by increasing the elastic modulus of the polishing layer. The polishing rate can be improved by using a foam containing bubbles and increasing the amount of slurry retained.

上記特性を満たす研磨パッドとして、ポリウレタン樹脂発泡体からなる研磨パッドが提案されている(特許文献1、2)。該ポリウレタン樹脂発泡体は、イソシアネート末端プレポリマーと鎖延長剤(硬化剤)とを反応させることにより製造されており、イソシアネートプレポリマーの高分子ポリオール成分としては、耐加水分解性、弾性特性、耐摩耗性等の観点から、ポリエーテル(数平均分子量が500〜1600であるポリテトラメチレングリコール)やポリカーボネートが好適な材料として使用されている。   As a polishing pad that satisfies the above characteristics, a polishing pad made of a polyurethane resin foam has been proposed (Patent Documents 1 and 2). The polyurethane resin foam is produced by reacting an isocyanate-terminated prepolymer with a chain extender (curing agent). As the polymer polyol component of the isocyanate prepolymer, hydrolysis resistance, elastic properties, From the viewpoint of wear and the like, polyether (polytetramethylene glycol having a number average molecular weight of 500 to 1600) and polycarbonate are used as suitable materials.

通常、研磨パッドを用いて多数の半導体ウエハの平坦化処理を行うと、研磨パッド表面の微細凹凸部が磨耗して、研磨剤(スラリー)を半導体ウエハの加工面へ供給する性能が落ちたり、ウエハ加工面の平坦化速度が低下したり、平坦化特性が悪化する。そのため、所定枚数の半導体ウエハの平坦化処理を行った後には、ドレッサーを用いて研磨パッド表面を更新・粗面化(ドレッシング)する必要がある。ドレッシングを所定時間行うと、研磨パッド表面には無数の微細凹凸部ができ、パッド表面が毛羽立った状態になる。   Normally, when a large number of semiconductor wafers are planarized using a polishing pad, the fine irregularities on the surface of the polishing pad wear out, and the ability to supply an abrasive (slurry) to the processing surface of the semiconductor wafer is reduced. The flattening speed of the wafer processing surface is reduced or the flattening characteristics are deteriorated. For this reason, it is necessary to update and roughen (dress) the surface of the polishing pad using a dresser after the planarization of a predetermined number of semiconductor wafers. When dressing is performed for a predetermined time, innumerable fine irregularities are formed on the surface of the polishing pad, and the pad surface becomes fuzzy.

しかしながら、従来の研磨パッドはドレッシング時のドレス速度が低く、ドレッシングに時間がかかりすぎるという問題があった。   However, the conventional polishing pad has a problem that the dressing speed at the time of dressing is low and the dressing takes too much time.

上記問題を解決するために、特許文献3では、ポリウレタン樹脂発泡体の原料であるイソシアネート成分として、多量化ジイソシアネート及び芳香族ジイソシアネートを用いる技術が提案されている。   In order to solve the above-mentioned problem, Patent Document 3 proposes a technique using a multimerized diisocyanate and an aromatic diisocyanate as an isocyanate component that is a raw material of a polyurethane resin foam.

しかし、多量化ジイソシアネートを用いるとポリウレタン樹脂発泡体の硬度が高くなり、当該ポリウレタン樹脂発泡体からなる研磨パッドを用いると研磨対象物の表面にスクラッチが発生しやすくなる傾向にある。   However, when the dimerized diisocyanate is used, the hardness of the polyurethane resin foam increases, and when a polishing pad made of the polyurethane resin foam is used, scratches tend to occur on the surface of the object to be polished.

特開2000−17252号公報JP 2000-17252 A 特許第3359629号明細書Japanese Patent No. 3359629 特開2006−297582号公報JP 2006-297582 A

本発明は、硬度を維持したままドレッシング性を向上させた研磨パッドを提供することを目的とする。また、該研磨パッドを用いた半導体デバイスの製造方法を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the polishing pad which improved dressing property, maintaining hardness. Moreover, it aims at providing the manufacturing method of the semiconductor device using this polishing pad.

本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す研磨パッドにより上記目的を達成できることを見出し本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the above object can be achieved by the polishing pad shown below, and have completed the present invention.

本発明は、連続気泡を有するポリウレタン樹脂発泡体からなる研磨層を有する研磨パッドにおいて、前記ポリウレタン樹脂発泡体は、原料成分として、(A)イソシアネート成分、(B)ポリオール成分、及び(C)水酸基を1つ有する芳香族化合物及び/又はアミノ基を1つ有する芳香族化合物を含むことを特徴とする研磨パッド、に関する。   The present invention provides a polishing pad having a polishing layer made of a polyurethane resin foam having open cells, wherein the polyurethane resin foam contains (A) an isocyanate component, (B) a polyol component, and (C) a hydroxyl group as raw material components. The present invention relates to a polishing pad comprising an aromatic compound having one and / or an aromatic compound having one amino group.

従来の研磨パッドがドレッシングされにくい理由としては、1)研磨層の比重が高い、2)研磨層の材料自体に「ねばり」があることが挙げられる。研磨層表面をドレッシングしやすくするためには比重を下げればよいと考えられるが、単に比重を下げると研磨パッド全体の硬度が低下して平坦化特性が悪化するため好ましくない。また、比重を小さくしつつ硬度を維持するためには高分子量ポリオールの分子量を小さくする、あるいは低分子量ポリオールの配合量を増やすことが考えられるが、その場合には、研磨層の表面摩耗が必要以上に大きくなって研磨パッドの寿命が短くなったり、ドレッシング後の研磨層表面の毛羽立ちがウエハ研磨時にすぐに除去されて研磨速度が小さくなる傾向にある。   The reason why the conventional polishing pad is difficult to dress is that 1) the specific gravity of the polishing layer is high, and 2) there is “stickiness” in the material of the polishing layer itself. It is considered that the specific gravity should be lowered in order to facilitate dressing the surface of the polishing layer, but simply reducing the specific gravity is not preferable because the hardness of the entire polishing pad is lowered and the planarization characteristics are deteriorated. In order to maintain the hardness while reducing the specific gravity, it is conceivable to reduce the molecular weight of the high molecular weight polyol or increase the blending amount of the low molecular weight polyol, but in this case, surface abrasion of the polishing layer is necessary. It becomes larger as described above, and the life of the polishing pad is shortened, or the fuzz on the surface of the polishing layer after dressing tends to be removed immediately at the time of wafer polishing, and the polishing rate tends to decrease.

本発明は、イソシアネート成分と反応させる活性水素基含有化合物として、(C)水酸基を1つ有する芳香族化合物及び/又はアミノ基を1つ有する芳香族化合物を用いたことを特徴とする。通常、イソシアネート成分と反応させる活性水素基含有化合物としては、ジオール及びジアミンなどの活性水素基を2つ有する化合物が用いられており、ジオール(又はジアミン)の2つの活性水素基とイソシアネート成分の2つのイソシアネート基とが逐次反応してポリマー化することによりポリウレタン樹脂が得られる。一方、本発明で用いる芳香族化合物は、分子内に活性水素基を1つしか有していないため、ポリマー化を一部阻害することができる。それにより、ポリウレタン樹脂中に比較的低分子量のポリマーを分散させることができ、ポリウレタン樹脂の硬度を維持したままポリウレタン樹脂自体の「ねばり」を低減させることができる。   The present invention is characterized by using (C) an aromatic compound having one hydroxyl group and / or an aromatic compound having one amino group as the active hydrogen group-containing compound to be reacted with the isocyanate component. Usually, as the active hydrogen group-containing compound to be reacted with the isocyanate component, a compound having two active hydrogen groups such as diol and diamine is used, and two active hydrogen groups of diol (or diamine) and 2 of the isocyanate component are used. A polyurethane resin is obtained by sequentially reacting with two isocyanate groups to form a polymer. On the other hand, since the aromatic compound used in the present invention has only one active hydrogen group in the molecule, polymerization can be partially inhibited. Accordingly, a polymer having a relatively low molecular weight can be dispersed in the polyurethane resin, and the “stickiness” of the polyurethane resin itself can be reduced while maintaining the hardness of the polyurethane resin.

水酸基を1つ有する芳香族化合物は、下記一般式(1)で表される化合物であることが好ましい。
−(OCHCHR−OH (1)
(式中、Rは芳香族炭化水素基であり、Rは水素又はメチル基であり、nは1〜5の整数である。)
The aromatic compound having one hydroxyl group is preferably a compound represented by the following general formula (1).
R 1 - (OCH 2 CHR 2 ) n -OH (1)
(In the formula, R 1 is an aromatic hydrocarbon group, R 2 is hydrogen or a methyl group, and n is an integer of 1 to 5.)

また、アミノ基を1つ有する芳香族化合物は、アニリン又はその誘導体であることが好ましい。   The aromatic compound having one amino group is preferably aniline or a derivative thereof.

水酸基を1つ有する芳香族化合物及び/又はアミノ基を1つ有する芳香族化合物の含有量は、イソシアネート成分のイソシアネート基1当量に対して、当該芳香族化合物の活性水素基(水酸基及び/又はアミノ基)当量が0.01〜0.3となる量であることが好ましい。前記芳香族化合物の活性水素基当量が0.01未満の場合には、ポリウレタン樹脂中に分散させる低分子量のポリマーの含有量が少なくなるため、ポリウレタン樹脂自体の「ねばり」が低減し難くなる。その結果、研磨パッドのドレッシング性が向上し難くなる。一方、0.3を超える場合には、ポリウレタン樹脂中に分散させる低分子量のポリマーの含有量が多くなりすぎるため、研磨層の表面摩耗が必要以上に大きくなって研磨パッドの寿命が短くなったり、ドレッシング後の研磨層表面の毛羽立ちがウエハ研磨時にすぐに除去されて研磨速度が小さくなる。   The content of the aromatic compound having one hydroxyl group and / or the aromatic compound having one amino group is such that the active hydrogen group (hydroxyl group and / or amino group) of the aromatic compound is equivalent to one equivalent of the isocyanate group of the isocyanate component. Group) It is preferable that the amount is equivalent to 0.01 to 0.3. When the active hydrogen group equivalent of the aromatic compound is less than 0.01, the content of the low molecular weight polymer to be dispersed in the polyurethane resin is reduced, so that the “stickiness” of the polyurethane resin itself is difficult to reduce. As a result, it becomes difficult to improve the dressing property of the polishing pad. On the other hand, when it exceeds 0.3, the content of the low molecular weight polymer dispersed in the polyurethane resin is excessively increased, so that the surface wear of the polishing layer is increased more than necessary and the life of the polishing pad is shortened. The fuzz on the surface of the polishing layer after dressing is immediately removed during wafer polishing, and the polishing rate is reduced.

研磨パッドのカットレートは、3.5〜10μm/minであることが好ましい。カットレートが3.5μm/min未満の場合には、ドレッシング時間の短縮効果が不十分であるため、半導体ウエハの製造効率を向上させることが困難になる。一方、カットレートが10μm/minを超える場合には、研磨層の表面摩耗が必要以上に大きくなって研磨パッドの寿命が短くなったり、ドレッシング後の研磨層表面の毛羽立ちがウエハ研磨時にすぐに除去され研磨速度が小さくなる傾向にある。   The cut rate of the polishing pad is preferably 3.5 to 10 μm / min. When the cut rate is less than 3.5 μm / min, the effect of shortening the dressing time is insufficient, and it becomes difficult to improve the manufacturing efficiency of the semiconductor wafer. On the other hand, when the cut rate exceeds 10 μm / min, the surface wear of the polishing layer is increased more than necessary, and the life of the polishing pad is shortened, or fluffing on the surface of the polishing layer after dressing is removed immediately during wafer polishing. Therefore, the polishing rate tends to decrease.

また本発明は、前記研磨パッドを用いて半導体ウエハの表面を研磨する工程を含む半導体デバイスの製造方法、に関する。   The present invention also relates to a semiconductor device manufacturing method including a step of polishing a surface of a semiconductor wafer using the polishing pad.

本発明の研磨パッドは、硬度を維持したままドレッシング性を向上させたものである。該研磨パッドを用いるとドレッシング時間を短縮できるため、半導体ウエハの製造効率を格段に向上させることができる。   The polishing pad of the present invention has improved dressing properties while maintaining hardness. When the polishing pad is used, the dressing time can be shortened, so that the manufacturing efficiency of the semiconductor wafer can be remarkably improved.

CMP研磨で使用する研磨装置の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the grinding | polishing apparatus used by CMP grinding | polishing.

本発明の研磨パッドは、連続気泡を有するポリウレタン樹脂発泡体からなる研磨層を有する。本発明の研磨パッドは、前記研磨層のみであってもよく、研磨層と他の層(例えば基材層又はクッション層など)との積層体であってもよい。   The polishing pad of the present invention has a polishing layer made of a polyurethane resin foam having open cells. The polishing pad of the present invention may be only the polishing layer or a laminate of the polishing layer and another layer (for example, a base material layer or a cushion layer).

ポリウレタン樹脂は耐摩耗性に優れ、原料組成を種々変えることにより所望の物性を有するポリマーを容易に得ることができるため、研磨層の形成材料として特に好ましい材料である。   Polyurethane resin is a particularly preferable material for forming the polishing layer because it has excellent wear resistance and a polymer having desired physical properties can be easily obtained by variously changing the raw material composition.

前記ポリウレタン樹脂は、原料成分として、(A)イソシアネート成分、(B)ポリオール成分(高分子量ポリオール、低分子量ポリオール、及び低分子量ポリアミンなど)、及び(C)水酸基を1つ有する芳香族化合物及び/又はアミノ基を1つ有する芳香族化合物を含む。   The polyurethane resin contains, as raw material components, (A) an isocyanate component, (B) a polyol component (high molecular weight polyol, low molecular weight polyol, low molecular weight polyamine, etc.), and (C) an aromatic compound having one hydroxyl group and / or Or an aromatic compound having one amino group.

イソシアネート成分としては、ポリウレタンの分野において公知の化合物を特に限定なく使用できる。例えば、2,4−トルエンジイソシアネート、2,6−トルエンジイソシアネート、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメリックMDI、カルボジイミド変性MDI(例えば、商品名ミリオネートMTL、日本ポリウレタン工業製)、1,5−ナフタレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、p−キシリレンジイソシアネート、m−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、エチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、4,4’−ジシクロへキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネートなどの脂環式ジイソシアネートが挙げられる。これらは1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらのうち、芳香族ジイソシアネートを用いることが好ましく、カルボジイミド変性MDIを用いることがより好ましい。   As the isocyanate component, a known compound in the field of polyurethane can be used without particular limitation. For example, 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, 2,2′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4′-diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, polymeric MDI, carbodiimide-modified MDI (for example, commercial products) Name Millionate MTL, manufactured by Nippon Polyurethane Industry), 1,5-naphthalene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-xylylene diisocyanate, m-xylylene diisocyanate and other aromatic diisocyanates, ethylene diisocyanate, 2,2 Aliphatic diisocyanates such as 1,4-trimethylhexamethylene diisocyanate and 1,6-hexamethylene diisocyanate Hexane diisocyanate, cyclohexane diisocyanate, 4,4'-dicyclohexyl methane diisocyanate, isophorone diisocyanate, alicyclic diisocyanates such as norbornane diisocyanate. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, aromatic diisocyanate is preferably used, and carbodiimide-modified MDI is more preferably used.

前記ジイソシアネートと共に、多量化ジイソシアネートを用いてもよい。多量化ジイソシアネートとは、3つ以上のジイソシアネートが付加することにより多量化したイソシアネート変性体又はそれらの混合物である。前記イソシアネート変性体としては、例えば、1)トリメチロールプロパンアダクトタイプ、2)ビュレットタイプ、3)イソシアヌレートタイプなどが挙げられるが、特にイソシアヌレートタイプであることが好ましい。   A multimerized diisocyanate may be used together with the diisocyanate. The multimerized diisocyanate is an isocyanate-modified product or a mixture thereof that has been multimerized by adding three or more diisocyanates. Examples of the modified isocyanate include 1) trimethylolpropane adduct type, 2) burette type, and 3) isocyanurate type, with isocyanurate type being particularly preferred.

高分子量ポリオールとしては、ポリウレタンの技術分野において、通常用いられるものを挙げることができる。例えば、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリエチレングリコール等に代表されるポリエーテルポリオール、ポリブチレンアジペートに代表されるポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカプロラクトンのようなポリエステルグリコールとアルキレンカーボネートとの反応物などで例示されるポリエステルポリカーボネートポリオール、エチレンカーボネートを多価アルコールと反応させ、次いでえられた反応混合物を有機ジカルボン酸と反応させたポリエステルポリカーボネートポリオール、ポリヒドロキシル化合物とアリールカーボネートとのエステル交換反応により得られるポリカーボネートポリオール、ポリマー粒子を分散させたポリエーテルポリオールであるポリマーポリオールなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   Examples of the high molecular weight polyol include those usually used in the technical field of polyurethane. Examples include polyether polyols typified by polytetramethylene ether glycol, polyethylene glycol, etc., polyester polyols typified by polybutylene adipate, polycaprolactone polyols, reactants of polyester glycols such as polycaprolactone and alkylene carbonate, etc. Polyester polycarbonate polyol obtained by reacting ethylene carbonate with polyhydric alcohol, and then reacting the obtained reaction mixture with organic dicarboxylic acid, polycarbonate polyol obtained by transesterification of polyhydroxyl compound and aryl carbonate And polymer polyol which is a polyether polyol in which polymer particles are dispersed.These may be used alone or in combination of two or more.

ポリウレタン樹脂発泡体を連続気泡構造にするには、ポリマーポリオールを用いることが好ましく、特にアクリロニトリル及び/又はスチレン−アクリロニトリル共重合体からなるポリマー粒子を分散させたポリマーポリオールを用いることが好ましい。該ポリマーポリオールは、全高分子量ポリオール中に20〜100重量%含有させることが好ましく、より好ましくは30〜60重量%である。   In order to make the polyurethane resin foam into an open-cell structure, it is preferable to use a polymer polyol, and it is particularly preferable to use a polymer polyol in which polymer particles made of acrylonitrile and / or a styrene-acrylonitrile copolymer are dispersed. The polymer polyol is preferably contained in the total high molecular weight polyol in an amount of 20 to 100% by weight, more preferably 30 to 60% by weight.

また、前記高分子量ポリオール(ポリマーポリオールを含む)は、ポリオール成分中に60〜95重量%含有させることが好ましく、より好ましくは70〜90重量%である。前記高分子量ポリオールを特定量用いることにより気泡膜が破れやすくなり、連続気泡構造を形成しやすくなる。   Moreover, it is preferable to contain the said high molecular weight polyol (a polymer polyol is included) 60 to 95 weight% in a polyol component, More preferably, it is 70 to 90 weight%. By using a specific amount of the high molecular weight polyol, the cell membrane is easily broken, and an open cell structure is easily formed.

また、上記高分子量ポリオールのうち、水酸基価が30〜350mgKOH/gの高分子量ポリオールを用いることが好ましい。水酸基価は100〜320mgKOH/gであることがより好ましい。水酸基価が30mgKOH/g未満の場合には、ポリウレタン樹脂のハードセグメント量が少なくなって耐久性が低下する傾向にあり、350mgKOH/gを超える場合には、ポリウレタン樹脂の架橋度が高くなりすぎて脆くなる傾向にある。   Of the high molecular weight polyols, it is preferable to use a high molecular weight polyol having a hydroxyl value of 30 to 350 mgKOH / g. The hydroxyl value is more preferably 100 to 320 mgKOH / g. When the hydroxyl value is less than 30 mgKOH / g, the amount of hard segment of the polyurethane resin tends to decrease and the durability tends to decrease. When it exceeds 350 mgKOH / g, the degree of crosslinking of the polyurethane resin becomes too high. Tend to be brittle.

高分子量ポリオールの数平均分子量は特に限定されるものではないが、得られるポリウレタン樹脂の弾性特性等の観点から500〜3500であることが好ましい。数平均分子量が500未満であると、これを用いたポリウレタン樹脂は十分な弾性特性を有さず、脆いポリマーとなりやすい。そのため、このポリウレタン樹脂発泡体からなる研磨層は硬くなりすぎ、研磨対象物の表面にスクラッチが発生しやすくなる。一方、数平均分子量が3500を超えると、これを用いたポリウレタン樹脂は軟らかくなりすぎる。そのため、このポリウレタン樹脂発泡体からなる研磨層は耐久性が悪くなる傾向にある。   The number average molecular weight of the high molecular weight polyol is not particularly limited, but is preferably 500 to 3500 from the viewpoint of the elastic properties of the resulting polyurethane resin. When the number average molecular weight is less than 500, a polyurethane resin using the number average molecular weight does not have sufficient elastic properties and tends to be a brittle polymer. Therefore, the polishing layer made of this polyurethane resin foam becomes too hard, and scratches are likely to occur on the surface of the object to be polished. On the other hand, when the number average molecular weight exceeds 3,500, a polyurethane resin using the number average molecular weight becomes too soft. Therefore, the durability of the polishing layer made of this polyurethane resin foam tends to deteriorate.

高分子量ポリオールと共に、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,4−ビス(2−ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、トリメチロールプロパン、グリセリン、1,2,6−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、テトラメチロールシクロヘキサン、メチルグルコシド、ソルビトール、マンニトール、ズルシトール、スクロース、2,2,6,6−テトラキス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサノール、ジエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、及びトリエタノールアミン等の低分子量ポリオールを併用することができる。また、エチレンジアミン、トリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、及びジエチレントリアミン等の低分子量ポリアミンを併用することもできる。また、モノエタノールアミン、2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール、及びモノプロパノールアミン等のアルコールアミンを併用することもできる。これら低分子量ポリオール、低分子量ポリアミン等は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   Along with high molecular weight polyol, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 3-methyl-1,5-pentanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,4-bis (2-hydroxyethoxy) benzene, tri Methylolpropane, glycerin, 1,2,6-hexanetriol, pentaerythritol, tetramethylolcyclohexane, methyl glucoside, sorbitol, mannitol, dulcitol, sucrose, 2,2,6,6-tetrakis (hydroxymethyl) cyclo Hexanol, diethanolamine, N- methyldiethanolamine, and low molecular weight polyols such as triethanolamine may be used in combination. Moreover, low molecular weight polyamines, such as ethylenediamine, tolylenediamine, diphenylmethanediamine, and diethylenetriamine, can also be used in combination. Also, alcohol amines such as monoethanolamine, 2- (2-aminoethylamino) ethanol, and monopropanolamine can be used in combination. These low molecular weight polyols and low molecular weight polyamines may be used alone or in combination of two or more.

これらのうち、水酸基価が400〜1830mgKOH/gの低分子量ポリオール及び/又はアミン価が400〜1870mgKOH/gの低分子量ポリアミンを用いることが好ましい。水酸基価は900〜1500mgKOH/gであることがより好ましく、アミン価は400〜950mgKOH/gであることがより好ましい。水酸基価が400mgKOH/g未満又はアミン価が400mgKOH/g未満の場合には、連続気泡化の向上効果が十分に得られない傾向にある。一方、水酸基価が1830mgKOH/gを超える場合又はアミン価が1870mgKOH/gを超える場合には、ウエハ表面にスクラッチが発生しやすくなる傾向にある。特に、ジエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、又はトリメチロールプロパンを用いることが好ましい。   Among these, it is preferable to use a low molecular weight polyol having a hydroxyl value of 400 to 1830 mgKOH / g and / or a low molecular weight polyamine having an amine value of 400 to 1870 mgKOH / g. The hydroxyl value is more preferably 900 to 1500 mgKOH / g, and the amine value is more preferably 400 to 950 mgKOH / g. When the hydroxyl value is less than 400 mgKOH / g or the amine value is less than 400 mgKOH / g, the effect of improving the formation of open cells tends to be insufficient. On the other hand, when the hydroxyl value exceeds 1830 mgKOH / g or the amine value exceeds 1870 mgKOH / g, scratches tend to occur on the wafer surface. In particular, it is preferable to use diethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, or trimethylolpropane.

ポリウレタン樹脂発泡体を連続気泡構造にするには、低分子量ポリオール、低分子量ポリアミン及びアルコールアミンは、ポリオール成分中に合計で5〜40重量%含有させることが好ましく、より好ましくは10〜30重量%である。上記低分子量ポリオール等を特定量用いることにより気泡膜が破れやすくなり、連続気泡を形成しやすくなるだけでなく、ポリウレタン樹脂発泡体の機械的特性が良好になる。   In order to make the polyurethane resin foam into an open-cell structure, the low molecular weight polyol, the low molecular weight polyamine and the alcohol amine are preferably contained in a total of 5 to 40% by weight, more preferably 10 to 30% by weight in the polyol component. It is. By using a specific amount of the low molecular weight polyol or the like, not only the bubble film is easily broken and it becomes easy to form open cells, but also the mechanical properties of the polyurethane resin foam are improved.

水酸基を1つ有する芳香族化合物は、1つの水酸基で置換された芳香族炭化水素、又は1つの水酸基を有する有機基で置換された芳香族炭化水素であれば特に制限されない。芳香族炭化水素としては、例えば、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ビフェニル、及びインデンなどが挙げられる。なお、芳香族炭化水素は、前記以外の置換基を有していてもよい。1つの水酸基を有する有機基としては、例えば、アルカノール基、及びグリコール基などが挙げられる。本発明においては、特に、下記一般式(1)で表される化合物を用いることが好ましい。
−(OCHCHR−OH (1)
(式中、Rは芳香族炭化水素基であり、Rは水素又はメチル基であり、nは1〜5の整数である。)
The aromatic compound having one hydroxyl group is not particularly limited as long as it is an aromatic hydrocarbon substituted with one hydroxyl group or an aromatic hydrocarbon substituted with an organic group having one hydroxyl group. Examples of the aromatic hydrocarbon include benzene, naphthalene, anthracene, biphenyl, and indene. In addition, the aromatic hydrocarbon may have a substituent other than the above. Examples of the organic group having one hydroxyl group include an alkanol group and a glycol group. In the present invention, it is particularly preferable to use a compound represented by the following general formula (1).
R 1 - (OCH 2 CHR 2 ) n -OH (1)
(In the formula, R 1 is an aromatic hydrocarbon group, R 2 is hydrogen or a methyl group, and n is an integer of 1 to 5.)

上記一般式(1)で表される化合物としては、例えば、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、ポリオキシエチレンモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジプロピレングリコールモノフェニルエーテル、ポリオキシプロピレンモノフェニルエーテル、及びポリオキシプロピレンモノメチルフェニルエーテルなどが挙げられる。   Examples of the compound represented by the general formula (1) include ethylene glycol monophenyl ether, diethylene glycol monophenyl ether, polyoxyethylene monophenyl ether, propylene glycol monophenyl ether, dipropylene glycol monophenyl ether, and polyoxypropylene. Examples thereof include monophenyl ether and polyoxypropylene monomethyl phenyl ether.

アミノ基を1つ有する芳香族化合物は、1つのアミノ基で置換された芳香族炭化水素、又は1つのアミノ基を有する有機基で置換された芳香族炭化水素であれば特に制限されない。芳香族炭化水素としては、前記と同様のものが挙げられる。1つのアミノ基を有する有機基としては、例えば、アミノアルキル基、アミノアルケニル基などが挙げられる。本発明においては、特に、アニリン、及びその誘導体を用いることが好ましい。   The aromatic compound having one amino group is not particularly limited as long as it is an aromatic hydrocarbon substituted with one amino group or an aromatic hydrocarbon substituted with an organic group having one amino group. Examples of the aromatic hydrocarbon are the same as those described above. Examples of the organic group having one amino group include an aminoalkyl group and an aminoalkenyl group. In the present invention, aniline and derivatives thereof are particularly preferably used.

アミノ基を1つ有する芳香族化合物としては、例えば、アニリン、メチルアニリン(トルイジン)、ジメチルアニリン(キシリジン)、メトキシアニリン(アニシジン)、イソプロピルアニリン(クミジン)、N−メチルアニリン、及び2−フェニルエチルアミンなどが挙げられる。   Examples of the aromatic compound having one amino group include aniline, methylaniline (toluidine), dimethylaniline (xylidine), methoxyaniline (anisidine), isopropylaniline (cumidine), N-methylaniline, and 2-phenylethylamine. Etc.

前記芳香族化合物の含有量は、イソシアネート成分(イソシアネート末端プレポリマーの場合を含む)のイソシアネート基1当量に対して、当該芳香族化合物の活性水素基(水酸基及び/又はアミノ基)当量が0.01〜0.3となる量であることが好ましく、より好ましくは0.05〜0.25となる量である。   The content of the aromatic compound is such that the active hydrogen group (hydroxyl group and / or amino group) equivalent of the aromatic compound is 0.1 equivalent to 1 equivalent of the isocyanate group of the isocyanate component (including the case of the isocyanate-terminated prepolymer). The amount is preferably from 01 to 0.3, and more preferably from 0.05 to 0.25.

ポリウレタン樹脂発泡体をプレポリマー法により製造する場合において、プレポリマーの硬化には鎖延長剤を使用する。鎖延長剤は、少なくとも2個以上の活性水素基を有する有機化合物であり、活性水素基としては、水酸基、第1級もしくは第2級アミノ基、チオール基(SH)等が例示できる。具体的には、4,4’−メチレンビス(o−クロロアニリン)(MOCA)、2,6−ジクロロ−p−フェニレンジアミン、4,4’−メチレンビス(2,3−ジクロロアニリン)、3,5−ビス(メチルチオ)−2,4−トルエンジアミン、3,5−ビス(メチルチオ)−2,6−トルエンジアミン、3,5−ジエチルトルエン−2,4−ジアミン、3,5−ジエチルトルエン−2,6−ジアミン、トリメチレングリコール−ジ−p−アミノベンゾエート、ポリテトラメチレンオキシド−ジ−p−アミノベンゾエート、4,4’−ジアミノ−3,3’,5,5’−テトラエチルジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジイソプロピル−5,5’−ジメチルジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’,5,5’−テトライソプロピルジフェニルメタン、1,2−ビス(2−アミノフェニルチオ)エタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジエチル−5,5’−ジメチルジフェニルメタン、N,N’−ジ−sec−ブチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジエチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、m−キシリレンジアミン、N,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、及びp−キシリレンジアミン等に例示されるポリアミン類、あるいは、上述した低分子量ポリオール成分や低分子量ポリアミン成分を挙げることができる。これらは1種で用いても、2種以上を混合しても差し支えない。   When a polyurethane resin foam is produced by a prepolymer method, a chain extender is used for curing the prepolymer. The chain extender is an organic compound having at least two active hydrogen groups, and examples of the active hydrogen group include a hydroxyl group, a primary or secondary amino group, and a thiol group (SH). Specifically, 4,4′-methylenebis (o-chloroaniline) (MOCA), 2,6-dichloro-p-phenylenediamine, 4,4′-methylenebis (2,3-dichloroaniline), 3,5 -Bis (methylthio) -2,4-toluenediamine, 3,5-bis (methylthio) -2,6-toluenediamine, 3,5-diethyltoluene-2,4-diamine, 3,5-diethyltoluene-2 , 6-diamine, trimethylene glycol-di-p-aminobenzoate, polytetramethylene oxide-di-p-aminobenzoate, 4,4′-diamino-3,3 ′, 5,5′-tetraethyldiphenylmethane, 4, 4'-diamino-3,3'-diisopropyl-5,5'-dimethyldiphenylmethane, 4,4'-diamino-3,3 ', 5,5'-tetra Sopropyldiphenylmethane, 1,2-bis (2-aminophenylthio) ethane, 4,4′-diamino-3,3′-diethyl-5,5′-dimethyldiphenylmethane, N, N′-di-sec-butyl -4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-diethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, m-xylylenediamine, N, N'-di-sec-butyl-p-phenylenediamine, m-phenylenediamine And polyamines exemplified by p-xylylenediamine and the like, or the low molecular weight polyol component and the low molecular weight polyamine component described above. These may be used alone or in combination of two or more.

ポリウレタン樹脂発泡体は、溶融法、溶液法など公知のウレタン化技術を応用して製造することができるが、コスト、作業環境などを考慮した場合、溶融法で製造することが好ましい。   The polyurethane resin foam can be produced by applying a known urethanization technique such as a melting method or a solution method, but is preferably produced by a melting method in consideration of cost, work environment, and the like.

ポリウレタン樹脂発泡体の製造は、プレポリマー法、ワンショット法のどちらでも可能であるが、事前にイソシアネート成分及びポリオール成分などからイソシアネート末端プレポリマーを合成しておき、これに鎖延長剤を反応させるプレポリマー法が、得られるポリウレタン樹脂の物理的特性が優れており好適である。   Polyurethane resin foam can be produced by either the prepolymer method or the one-shot method, but an isocyanate-terminated prepolymer is synthesized beforehand from an isocyanate component and a polyol component, and this is reacted with a chain extender. The prepolymer method is preferable because the physical properties of the resulting polyurethane resin are excellent.

前記ポリウレタン樹脂の製造は、イソシアネート基含有化合物を含む第1成分、及び活性水素基含有化合物を含む第2成分を混合して硬化させるものである。プレポリマー法では、イソシアネート末端プレポリマーがイソシアネート基含有化合物となり、鎖延長剤などが活性水素基含有化合物となる。ワンショット法では、イソシアネート成分がイソシアネート基含有化合物となり、鎖延長剤及びポリオール成分などが活性水素基含有化合物となる。   In the production of the polyurethane resin, a first component containing an isocyanate group-containing compound and a second component containing an active hydrogen group-containing compound are mixed and cured. In the prepolymer method, an isocyanate-terminated prepolymer becomes an isocyanate group-containing compound, and a chain extender or the like becomes an active hydrogen group-containing compound. In the one-shot method, the isocyanate component becomes an isocyanate group-containing compound, and the chain extender and the polyol component become active hydrogen group-containing compounds.

本発明の研磨層の形成材料であるポリウレタン樹脂発泡体は、シリコン系界面活性剤を使用した機械発泡法(メカニカルフロス法を含む)により作製できる。   The polyurethane resin foam, which is a material for forming the polishing layer of the present invention, can be produced by a mechanical foaming method (including a mechanical floss method) using a silicon surfactant.

特に、ポリアルキルシロキサン、又はアルキルシロキサンとポリエーテルアルキルシロキサンとの共重合体であるシリコン系界面活性剤を使用した機械発泡法が好ましい。かかるシリコン系界面活性剤としては、SH−192及びL−5340(東レダウコーニングシリコーン社製)、B8443、B8465(ゴールドシュミット社製)等が好適な化合物として例示される。   In particular, a mechanical foaming method using a silicon surfactant which is a polyalkylsiloxane or a copolymer of an alkylsiloxane and a polyetheralkylsiloxane is preferable. Examples of suitable silicon surfactants include SH-192 and L-5340 (manufactured by Toray Dow Corning Silicone), B8443, B8465 (manufactured by Goldschmidt), and the like.

シリコン系界面活性剤は、ポリウレタン樹脂発泡体中に0.1〜10重量%添加することが好ましく、より好ましくは0.5〜7重量%である。   The silicon-based surfactant is preferably added to the polyurethane resin foam in an amount of 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.5 to 7% by weight.

なお、必要に応じて、酸化防止剤等の安定剤、滑剤、顔料、充填剤、帯電防止剤、その他の添加剤を加えてもよい。   In addition, you may add stabilizers, such as antioxidant, a lubricant, a pigment, a filler, an antistatic agent, and another additive as needed.

研磨層を構成するポリウレタン樹脂発泡体を製造する方法の例について以下に説明する。かかるポリウレタン樹脂発泡体の製造方法は、以下の工程を有する。   An example of a method for producing a polyurethane resin foam constituting the polishing layer will be described below. The manufacturing method of this polyurethane resin foam has the following processes.

(1)イソシアネート成分及び高分子量ポリオールなどを反応させてなるイソシアネート末端プレポリマーにシリコン系界面活性剤を添加した第1成分を、非反応性気体の存在下で機械撹拌し、非反応性気体を微細気泡として分散させて気泡分散液とする。そして、該気泡分散液に鎖延長剤などを含む第2成分を添加し、混合して気泡分散ウレタン組成物を調製する。第2成分には、適宜触媒を添加してもよい。   (1) The first component obtained by adding a silicon surfactant to an isocyanate-terminated prepolymer obtained by reacting an isocyanate component and a high molecular weight polyol is mechanically stirred in the presence of a non-reactive gas, and the non-reactive gas is removed. Disperse as fine bubbles to obtain a cell dispersion. Then, a second component containing a chain extender and the like is added to the cell dispersion and mixed to prepare a cell-dispersed urethane composition. A catalyst may be appropriately added to the second component.

(2)イソシアネート成分(又はイソシアネート末端プレポリマー)を含む第1成分、及び活性水素基含有化合物を含む第2成分の少なくとも一方にシリコン系界面活性剤を添加し、シリコン系界面活性剤を添加した成分を非反応性気体の存在下で機械撹拌し、非反応性気体を微細気泡として分散させて気泡分散液とする。そして、該気泡分散液に残りの成分を添加し、混合して気泡分散ウレタン組成物を調製する。   (2) A silicon-based surfactant was added to at least one of the first component containing the isocyanate component (or isocyanate-terminated prepolymer) and the second component containing the active hydrogen group-containing compound, and the silicon-based surfactant was added. The components are mechanically stirred in the presence of a non-reactive gas, and the non-reactive gas is dispersed as fine bubbles to obtain a bubble dispersion. Then, the remaining components are added to the cell dispersion and mixed to prepare a cell-dispersed urethane composition.

(3)イソシアネート成分(又はイソシアネート末端プレポリマー)を含む第1成分、及び活性水素基含有化合物を含む第2成分の少なくとも一方にシリコン系界面活性剤を添加し、前記第1成分及び第2成分を非反応性気体の存在下で機械撹拌し、非反応性気体を微細気泡として分散させて気泡分散ウレタン組成物を調製する。   (3) A silicon-based surfactant is added to at least one of the first component containing the isocyanate component (or isocyanate-terminated prepolymer) and the second component containing the active hydrogen group-containing compound, and the first component and the second component are added. Is mechanically stirred in the presence of a non-reactive gas, and the non-reactive gas is dispersed as fine bubbles to prepare a cell-dispersed urethane composition.

プレポリマー法の場合、前記芳香族化合物は、予めイソシアネート成分と反応させてイソシアネート末端プレポリマーの構造に組み込んでおいてもよく、あるいは第2成分に加えてもよい。   In the case of the prepolymer method, the aromatic compound may be previously reacted with an isocyanate component and incorporated into the structure of the isocyanate-terminated prepolymer, or may be added to the second component.

ワンショット法の場合、前記芳香族化合物は、第1成分に加えてもよく、第2成分に加えてもよく、両方に加えてもよい。   In the case of the one-shot method, the aromatic compound may be added to the first component, the second component, or both.

また、気泡分散ウレタン組成物は、メカニカルフロス法で調製してもよい。メカニカルフロス法とは、原料成分をミキシングヘッドの混合室内に入れるとともに非反応性気体を混入させ、オークスミキサー等のミキサーで混合撹拌することにより、非反応性気体を微細気泡状態にして原料混合物中に分散させる方法である。メカニカルフロス法は、非反応性気体の混入量を調節することにより、容易にポリウレタン樹脂発泡体の密度を調整することができるため好ましい方法である。また、略球状の微細気泡を有するポリウレタン樹脂発泡体を連続成形することができるため製造効率がよい。   The cell dispersed urethane composition may be prepared by a mechanical floss method. The mechanical floss method is a method in which raw material components are put into a mixing chamber of a mixing head and a non-reactive gas is mixed and mixed and stirred by a mixer such as an Oaks mixer to make the non-reactive gas into a fine bubble state in the raw material mixture. It is a method of dispersing in. The mechanical floss method is a preferable method because the density of the polyurethane resin foam can be easily adjusted by adjusting the amount of the non-reactive gas mixed therein. Moreover, since the polyurethane resin foam having substantially spherical fine cells can be continuously molded, the production efficiency is good.

前記微細気泡を形成するために使用される非反応性気体としては、可燃性でないものが好ましく、具体的には窒素、酸素、炭酸ガス、ヘリウムやアルゴン等の希ガスやこれらの混合気体が例示され、乾燥して水分を除去した空気の使用がコスト的にも最も好ましい。   As the non-reactive gas used to form the fine bubbles, non-flammable gases are preferable, and specific examples include nitrogen, oxygen, carbon dioxide, rare gases such as helium and argon, and mixed gases thereof. In view of cost, it is most preferable to use air that has been dried to remove moisture.

非反応性気体を微細気泡状にして分散させる撹拌装置としては、公知の撹拌装置を特に限定なく使用可能であり、具体的にはホモジナイザー、ディゾルバー、2軸遊星型ミキサー(プラネタリーミキサー)、メカニカルフロス発泡機などが例示される。撹拌装置の撹拌翼の形状も特に限定されないが、ホイッパー型の撹拌翼の使用にて微細気泡が得られ好ましい。目的とするポリウレタン樹脂発泡体を得るためには、撹拌翼の回転数は500〜2000rpmであることが好ましく、より好ましくは800〜1500rpmである。また、撹拌時間は目的とする密度に応じて適宜調整する。   As a stirring device for dispersing the non-reactive gas in the form of fine bubbles, a known stirring device can be used without any particular limitation. Specifically, a homogenizer, a dissolver, a two-axis planetary mixer (planetary mixer), a mechanical A floss foaming machine etc. are illustrated. The shape of the stirring blade of the stirring device is not particularly limited, but it is preferable to use a whipper type stirring blade because fine bubbles can be obtained. In order to obtain the target polyurethane resin foam, the rotational speed of the stirring blade is preferably 500 to 2000 rpm, more preferably 800 to 1500 rpm. The stirring time is appropriately adjusted according to the target density.

なお、発泡工程において気泡分散液を調製する撹拌と、第1成分と第2成分を混合する撹拌は、異なる撹拌装置を使用することも好ましい態様である。混合工程における撹拌は気泡を形成する撹拌でなくてもよく、大きな気泡を巻き込まない撹拌装置の使用が好ましい。このような撹拌装置としては、遊星型ミキサーが好適である。気泡分散液を調製する発泡工程と各成分を混合する混合工程の撹拌装置を同一の撹拌装置を使用しても支障はなく、必要に応じて撹拌翼の回転速度を調整する等の撹拌条件の調整を行って使用することも好適である。   In addition, it is also a preferable aspect that the stirring for preparing the cell dispersion in the foaming step and the stirring for mixing the first component and the second component use different stirring devices. The agitation in the mixing step may not be agitation that forms bubbles, and it is preferable to use an agitation device that does not involve large bubbles. As such an agitator, a planetary mixer is suitable. There is no problem even if the same stirring device is used as the stirring device for the foaming step for preparing the bubble dispersion and the mixing step for mixing each component, and the stirring conditions such as adjusting the rotation speed of the stirring blades are adjusted as necessary. It is also suitable to use after adjustment.

その後、上記方法で調製した気泡分散ウレタン組成物を離型シート上に塗布し、該気泡分散ウレタン組成物を硬化させて、ポリウレタン樹脂発泡体を形成する。   Thereafter, the cell-dispersed urethane composition prepared by the above method is applied onto a release sheet, and the cell-dispersed urethane composition is cured to form a polyurethane resin foam.

また、上記方法で調製した気泡分散ウレタン組成物を基材層又はクッション層上に塗布し、該気泡分散ウレタン組成物を硬化させて、基材層又はクッション層上に直接ポリウレタン樹脂発泡体(研磨層)を形成してもよい。   In addition, the cell-dispersed urethane composition prepared by the above method is applied on a base material layer or cushion layer, the cell-dispersed urethane composition is cured, and the polyurethane resin foam (polishing) is directly applied on the base material layer or cushion layer. Layer) may be formed.

基材層は特に制限されず、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリアミド、及びポリ塩化ビニルなどのプラスチックフィルム、ポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォームなどの高分子樹脂発泡体、ブタジエンゴム、イソプレンゴムなどのゴム性樹脂、感光性樹脂などが挙げられる。これらのうち、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリアミド、及びポリ塩化ビニルなどのプラスチックフィルム、ポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォームなどの高分子樹脂発泡体を用いることが好ましい。また、基材層として両面テープ、片面粘着テープ(片面の粘着層はプラテンに貼り合わせるためのもの)を用いてもよい。   The substrate layer is not particularly limited. For example, plastic films such as polypropylene, polyethylene, polyester, polyamide, and polyvinyl chloride, polymer resin foams such as polyurethane foam and polyethylene foam, rubber properties such as butadiene rubber and isoprene rubber. Examples thereof include resins and photosensitive resins. Among these, it is preferable to use polymer resin foams such as plastic films such as polypropylene, polyethylene, polyester, polyamide, and polyvinyl chloride, polyurethane foam, and polyethylene foam. Moreover, you may use a double-sided tape and a single-sided adhesive tape (a single-sided adhesive layer is for affixing on a platen) as a base material layer.

基材層は、研磨パッドに靭性を付与するためにポリウレタン樹脂発泡体と同等の硬さ、もしくはより硬いことが好ましい。また、基材層(両面テープ及び片面粘着テープの場合は基材)の厚さは特に制限されないが、強度、可とう性等の観点から20〜1000μmであることが好ましく、より好ましくは50〜800μmである。   The base material layer is preferably as hard as a polyurethane resin foam or harder in order to impart toughness to the polishing pad. Moreover, the thickness of the base material layer (the base material in the case of double-sided tape and single-sided adhesive tape) is not particularly limited, but is preferably 20 to 1000 μm, more preferably 50 to 50 μm from the viewpoint of strength, flexibility, and the like. 800 μm.

クッション層は、研磨層の特性を補うものである。クッション層は、CMPにおいて、トレードオフの関係にあるプラナリティとユニフォーミティの両者を両立させるために必要なものである。プラナリティとは、パターン形成時に発生する微小凹凸のある研磨対象物を研磨した時のパターン部の平坦性をいい、ユニフォーミティとは、研磨対象物全体の均一性をいう。研磨層の特性によって、プラナリティを改善し、クッション層の特性によってユニフォーミティを改善する。   The cushion layer supplements the characteristics of the polishing layer. The cushion layer is necessary in order to achieve both planarity and uniformity in a trade-off relationship in CMP. Planarity refers to the flatness of a pattern portion when a polishing object having minute irregularities generated during pattern formation is polished, and uniformity refers to the uniformity of the entire polishing object. The planarity is improved by the characteristics of the polishing layer, and the uniformity is improved by the characteristics of the cushion layer.

クッション層としては、例えば、ポリエステル不織布、ナイロン不織布、アクリル不織布などの繊維不織布やポリウレタンを含浸したポリエステル不織布のような樹脂含浸不織布、ポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォームなどの高分子樹脂発泡体、ブタジエンゴム、イソプレンゴムなどのゴム性樹脂、感光性樹脂などが挙げられる。   Examples of the cushion layer include fiber nonwoven fabrics such as polyester nonwoven fabric, nylon nonwoven fabric, and acrylic nonwoven fabric, resin-impregnated nonwoven fabrics such as polyester nonwoven fabric impregnated with polyurethane, polymer resin foams such as polyurethane foam and polyethylene foam, butadiene rubber, and isoprene. Examples thereof include rubber resins such as rubber and photosensitive resins.

気泡分散ウレタン組成物を基材層上に塗布する方法としては、例えば、グラビア、キス、コンマなどのロールコーター、スロット、ファンテンなどのダイコーター、スクイズコーター、カーテンコーターなどの塗布方法を採用することができるが、基材層上に均一な塗膜を形成できればいかなる方法でもよい。   As a method for applying the cell-dispersed urethane composition onto the base material layer, for example, a roll coater such as gravure, kiss, or comma, a die coater such as slot or phanten, a squeeze coater, or a curtain coater is adopted. Any method may be used as long as a uniform coating film can be formed on the base material layer.

気泡分散ウレタン組成物を基材層上に塗布して流動しなくなるまで反応したポリウレタン樹脂発泡体を加熱し、ポストキュアすることは、ポリウレタン樹脂発泡体の物理的特性を向上させる効果があり、極めて好適である。ポストキュアは、30〜80℃で10分〜6時間行うことが好ましく、また常圧で行うと気泡形状が安定するため好ましい。   Heating and post-curing the polyurethane resin foam that has reacted until the cell-dispersed urethane composition is applied to the base layer and no longer flows has the effect of improving the physical properties of the polyurethane resin foam. Is preferred. Post-cure is preferably performed at 30 to 80 ° C. for 10 minutes to 6 hours, and it is preferable to perform at normal pressure because the bubble shape becomes stable.

ポリウレタン樹脂発泡体の製造において、第3級アミン系等の公知のポリウレタン反応を促進する触媒を使用してもかまわない。触媒の種類や添加量は、各成分の混合工程後、基材層などの上に塗布するための流動時間を考慮して選択する。   In the production of a polyurethane resin foam, a known catalyst that promotes a polyurethane reaction, such as a tertiary amine, may be used. The type and addition amount of the catalyst are selected in consideration of the flow time for application on the base material layer after the mixing step of each component.

ポリウレタン樹脂発泡体の製造は、各成分を計量して容器に投入し、機械撹拌するバッチ方式であってもよく、また撹拌装置に各成分と非反応性気体を連続して供給して機械撹拌し、気泡分散ウレタン組成物を送り出して成形品を製造する連続生産方式であってもよい。   The polyurethane resin foam may be manufactured by a batch method in which each component is weighed and put into a container and mechanically stirred, or each component and a non-reactive gas are continuously supplied to a stirring device to mechanically stir. In addition, a continuous production method in which the cell-dispersed urethane composition is sent out to produce a molded product may be used.

また、基材層上にポリウレタン樹脂発泡体を形成した後又はポリウレタン樹脂発泡体を形成するのと同時に、ポリウレタン樹脂発泡体の厚さを均一に調整しておくことが好ましい。ポリウレタン樹脂発泡体の厚さを均一に調整する方法は特に制限されないが、例えば、研磨材でバフがけする方法、プレス板でプレスする方法などが挙げられる。   Moreover, after forming a polyurethane resin foam on a base material layer, or simultaneously with forming a polyurethane resin foam, it is preferable to adjust the thickness of a polyurethane resin foam uniformly. The method for uniformly adjusting the thickness of the polyurethane resin foam is not particularly limited, and examples thereof include a method of buffing with an abrasive and a method of pressing with a press plate.

また、上記方法で調製した気泡分散ウレタン組成物を基材層上に塗布し、該気泡分散ウレタン組成物上に離型シートを積層する。その後、押圧手段により厚さを均一にしつつ気泡分散ウレタン組成物を硬化させてポリウレタン樹脂発泡体を形成してもよい。   Moreover, the cell-dispersed urethane composition prepared by the above method is applied on the base material layer, and a release sheet is laminated on the cell-dispersed urethane composition. Thereafter, the polyurethane foam may be formed by curing the cell-dispersed urethane composition while making the thickness uniform by a pressing means.

一方、上記方法で調製した気泡分散ウレタン組成物を離型シート上に塗布し、該気泡分散ウレタン組成物上に基材層を積層する。その後、押圧手段により厚さを均一にしつつ気泡分散ウレタン組成物を硬化させてポリウレタン樹脂発泡体を形成してもよい。   On the other hand, the cell-dispersed urethane composition prepared by the above method is applied onto a release sheet, and a base material layer is laminated on the cell-dispersed urethane composition. Thereafter, the polyurethane foam may be formed by curing the cell-dispersed urethane composition while making the thickness uniform by a pressing means.

離型シートの形成材料は特に制限されず、一般的な樹脂や紙などを挙げることができる。離型シートは、熱による寸法変化が小さいものが好ましい。なお、離型シートの表面は離型処理が施されていてもよい。   The material for forming the release sheet is not particularly limited, and examples thereof include general resin and paper. The release sheet preferably has a small dimensional change due to heat. The surface of the release sheet may be subjected to a release treatment.

基材層、気泡分散ウレタン組成物(気泡分散ウレタン層)、及び離型シートからなるサンドイッチシートの厚さを均一にする押圧手段は特に制限されないが、例えば、コーターロール、ニップロールなどにより一定厚さに圧縮する方法が挙げられる。圧縮後に発泡体中の気泡が1.2〜2倍程度大きくなることを考慮して、圧縮に際しては、(コーター又はニップのクリアランス)−(基材層及び離型シートの厚み)=(硬化後のポリウレタン樹脂発泡体の厚みの50〜85%)とすることが好ましい。   The pressing means for making the thickness of the sandwich sheet composed of the base material layer, the cell-dispersed urethane composition (cell-dispersed urethane layer), and the release sheet is not particularly limited. For example, the thickness may be constant by a coater roll, a nip roll, or the like. The method of compressing is mentioned. In consideration of the fact that the bubbles in the foam are increased by about 1.2 to 2 times after compression, (coating or nip clearance)-(base layer and release sheet thickness) = (after curing) The thickness of the polyurethane resin foam is preferably 50 to 85%.

そして、前記サンドイッチシートの厚さを均一にした後に、流動しなくなるまで反応したポリウレタン樹脂発泡体を加熱し、ポストキュアして研磨層を形成する。ポストキュアの条件は前記と同様である。   Then, after making the thickness of the sandwich sheet uniform, the reacted polyurethane resin foam is heated until it does not flow, and post-cure to form a polishing layer. Post cure conditions are the same as described above.

その後、ポリウレタン樹脂発泡体の上面側又は下面側の離型シートを剥離して研磨パッドを得る。この場合、ポリウレタン樹脂発泡体上にはスキン層が形成されているため、バフがけ等することによりスキン層を除去する。また、上記のように機械発泡法によりポリウレタン樹脂発泡体を形成した場合、気泡のバラツキは、ポリウレタン樹脂発泡体の上面側よりも下面側の方が小さい。したがって、下面側の離型シートを剥離してポリウレタン樹脂発泡体の下面側を研磨表面にした場合には、気泡のバラツキが小さい研磨表面となるため研磨速度の安定性がより向上する。   Thereafter, the release sheet on the upper surface side or the lower surface side of the polyurethane resin foam is peeled to obtain a polishing pad. In this case, since the skin layer is formed on the polyurethane resin foam, the skin layer is removed by buffing or the like. Further, when the polyurethane resin foam is formed by the mechanical foaming method as described above, the variation in bubbles is smaller on the lower surface side than on the upper surface side of the polyurethane resin foam. Therefore, when the release sheet on the lower surface side is peeled off and the lower surface side of the polyurethane resin foam is used as the polishing surface, the polishing surface has less variation in bubbles, and thus the stability of the polishing rate is further improved.

また、基材層又はクッション層上に直接ポリウレタン樹脂発泡体(研磨層)を形成せずに、研磨層を形成した後に両面テープ等を用いて基材層又はクッション層に貼り合わせてもよい。   Alternatively, the polyurethane resin foam (polishing layer) may not be formed directly on the base material layer or the cushion layer, and the polishing layer may be formed and then bonded to the base material layer or the cushion layer using a double-sided tape or the like.

前記ポリウレタン樹脂発泡体は主に略球状の連続気泡を有しており、連続気泡率は60%以上であることが好ましく、より好ましくは70%以上である。   The polyurethane resin foam mainly has substantially spherical open cells, and the open cell ratio is preferably 60% or more, more preferably 70% or more.

前記ポリウレタン樹脂発泡体の平均気泡径は、20〜300μmであることが好ましく、より好ましくは35〜200μmである。この範囲から逸脱する場合は、研磨後の研磨対象物のプラナリティ(平坦性)が低下する傾向にある。   The average cell diameter of the polyurethane resin foam is preferably 20 to 300 μm, more preferably 35 to 200 μm. When deviating from this range, the planarity (flatness) of the polished object after polishing tends to decrease.

前記ポリウレタン樹脂発泡体の比重は、0.3〜0.7であることが好ましく、より好ましくは0.4〜0.6である。比重が0.3未満の場合には、研磨層の耐久性が低下する傾向にある。また、0.7より大きい場合は、ある一定の弾性率にするために材料を低架橋密度にする必要がある。その場合、永久歪が増大し、耐久性が悪くなる傾向にある。   The specific gravity of the polyurethane resin foam is preferably 0.3 to 0.7, more preferably 0.4 to 0.6. When the specific gravity is less than 0.3, the durability of the polishing layer tends to decrease. On the other hand, when the ratio is larger than 0.7, it is necessary to make the material have a low crosslinking density in order to obtain a certain elastic modulus. In that case, the permanent set increases and the durability tends to deteriorate.

前記ポリウレタン樹脂発泡体の硬度は、アスカーC硬度計にて、10〜95度であることが好ましく、より好ましくは40〜90度である。アスカーC硬度が10度未満の場合には、研磨層の耐久性が低下したり、研磨後の研磨対象物の表面平滑性が悪くなる傾向にある。一方、95度を超える場合は、研磨対象物の表面にスクラッチが発生しやすくなる。   The polyurethane resin foam preferably has a hardness of 10 to 95 degrees, more preferably 40 to 90 degrees, as measured by an Asker C hardness meter. When the Asker C hardness is less than 10 degrees, the durability of the polishing layer tends to decrease, or the surface smoothness of the polished object after polishing tends to deteriorate. On the other hand, if it exceeds 95 degrees, scratches are likely to occur on the surface of the object to be polished.

本発明の研磨パッド(研磨層)の研磨対象物と接触する研磨表面には、スラリーを保持・更新する表面形状を有することが好ましい。発泡体からなる研磨層は、研磨表面に多くの開口を有し、スラリーを保持・更新する働きを持っているが、更なるスラリーの保持性とスラリーの更新を効率よく行うため、また研磨対象物との吸着による研磨対象物の破壊を防ぐためにも、研磨表面に凹凸構造を有することが好ましい。凹凸構造は、スラリーを保持・更新する形状であれば特に限定されるものではなく、例えば、XY格子溝、同心円状溝、貫通孔、貫通していない穴、多角柱、円柱、螺旋状溝、偏心円状溝、放射状溝、及びこれらの溝を組み合わせたものが挙げられる。また、これらの凹凸構造は規則性のあるものが一般的であるが、スラリーの保持・更新性を望ましいものにするため、ある範囲ごとに溝ピッチ、溝幅、溝深さ等を変化させることも可能である。   The polishing surface of the polishing pad (polishing layer) of the present invention that is in contact with the object to be polished preferably has a surface shape that holds and renews the slurry. The polishing layer made of foam has many openings on the polishing surface and has the function of holding and renewing the slurry. However, in order to more efficiently retain the slurry and renew the slurry, it is also a subject of polishing. In order to prevent destruction of the object to be polished due to adsorption with the object, it is preferable that the polishing surface has an uneven structure. The concavo-convex structure is not particularly limited as long as it is a shape that holds and renews the slurry. Examples include eccentric circular grooves, radial grooves, and combinations of these grooves. In addition, these uneven structures are generally regular, but in order to make the slurry retention and renewability desirable, the groove pitch, groove width, groove depth, etc. should be changed for each range. Is also possible.

前記凹凸構造の作製方法は特に限定されるものではないが、例えば、所定サイズのバイトのような治具を用い機械切削する方法、所定の表面形状を有した金型に樹脂を流しこみ、硬化させることにより作製する方法、所定の表面形状を有したプレス板で樹脂をプレスし作製する方法、フォトリソグラフィを用いて作製する方法、印刷手法を用いて作製する方法、炭酸ガスレーザーなどを用いたレーザー光による作製方法などが挙げられる。   The method for producing the concavo-convex structure is not particularly limited. For example, a method of machine cutting using a jig such as a tool of a predetermined size, pouring a resin into a mold having a predetermined surface shape, and curing. Using a press plate having a predetermined surface shape, a method of producing a resin by pressing, a method of producing using photolithography, a method of producing using a printing technique, a carbon dioxide laser, etc. Examples include a manufacturing method using laser light.

本発明の研磨パッドの形状は特に制限されず、長さ数m程度の長尺状であってもよく、直径数十cmのラウンド状でもよい。   The shape of the polishing pad of the present invention is not particularly limited, and may be a long shape of about several meters in length or a round shape having a diameter of several tens of centimeters.

研磨層の厚みは特に限定されるものではないが、通常0.2〜2mm程度であり、0.5〜1.5mmであることが好ましい。   The thickness of the polishing layer is not particularly limited, but is usually about 0.2 to 2 mm, and preferably 0.5 to 1.5 mm.

本発明の研磨パッドは、プラテンと接着する面に両面テープが設けられていてもよい。   The polishing pad of the present invention may be provided with a double-sided tape on the surface to be bonded to the platen.

半導体デバイスは、前記研磨パッドを用いて半導体ウエハの表面を研磨する工程を経て製造される。半導体ウエハとは、一般にシリコンウエハ上に配線金属及び酸化膜を積層したものである。半導体ウエハの研磨方法、研磨装置は特に制限されず、例えば、図1に示すように研磨パッド1を支持する研磨定盤2と、半導体ウエハ4を支持する支持台(ポリシングヘッド)5とウエハへの均一加圧を行うためのバッキング材と、研磨剤3の供給機構を備えた研磨装置などを用いて行われる。研磨パッド1は、例えば、両面テープで貼り付けることにより、研磨定盤2に装着される。研磨定盤2と支持台5とは、それぞれに支持された研磨パッド1と半導体ウエハ4が対向するように配置され、それぞれに回転軸6、7を備えている。また、支持台5側には、半導体ウエハ4を研磨パッド1に押し付けるための加圧機構が設けてある。研磨に際しては、研磨定盤2と支持台5とを回転させつつ半導体ウエハ4を研磨パッド1に押し付け、スラリーを供給しながら研磨を行う。スラリーの流量、研磨荷重、研磨定盤回転数、及びウエハ回転数は特に制限されず、適宜調整して行う。   The semiconductor device is manufactured through a step of polishing the surface of the semiconductor wafer using the polishing pad. A semiconductor wafer is generally a laminate of a wiring metal and an oxide film on a silicon wafer. The method and apparatus for polishing the semiconductor wafer are not particularly limited, and for example, as shown in FIG. This is performed using a backing material for performing uniform pressurization and a polishing apparatus equipped with a polishing agent 3 supply mechanism. The polishing pad 1 is attached to the polishing surface plate 2 by attaching it with a double-sided tape, for example. The polishing surface plate 2 and the support base 5 are disposed so that the polishing pad 1 and the semiconductor wafer 4 supported on each of the polishing surface plate 2 and the support table 5 face each other, and are provided with rotating shafts 6 and 7 respectively. Further, a pressurizing mechanism for pressing the semiconductor wafer 4 against the polishing pad 1 is provided on the support base 5 side. In polishing, the semiconductor wafer 4 is pressed against the polishing pad 1 while rotating the polishing surface plate 2 and the support base 5, and polishing is performed while supplying slurry. The flow rate of the slurry, the polishing load, the polishing platen rotation speed, and the wafer rotation speed are not particularly limited and are appropriately adjusted.

これにより半導体ウエハ4の表面の表面粗さが改善され、スクラッチが除去される。その後、ダイシング、ボンディング、パッケージング等することにより半導体デバイスが製造される。半導体デバイスは、演算処理装置やメモリー等に用いられる。また、レンズも前記と同様の方法で仕上げ研磨することができる。   Thereby, the surface roughness of the surface of the semiconductor wafer 4 is improved, and scratches are removed. Thereafter, a semiconductor device is manufactured by dicing, bonding, packaging, or the like. The semiconductor device is used for an arithmetic processing device, a memory, and the like. The lens can also be finished and polished by the same method as described above.

以下、本発明を実施例を上げて説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

[測定、評価方法]
(平均気泡径の測定)
作製したポリウレタン樹脂発泡体を厚み1mm以下になるべく薄くカミソリ刃で平行に切り出したものをサンプルとした。サンプルをスライドガラス上に固定し、SEM(S−3500N、日立サイエンスシステムズ(株))を用いて100倍で観察した。得られた画像を画像解析ソフト(WinRoof、三谷商事(株))を用いて、任意範囲の全気泡径を測定し、平均気泡径を算出した。ただし、楕円球状の気泡の場合は、その面積を円の面積に換算し、円相当径を気泡径とした。
[Measurement and evaluation methods]
(Measurement of average bubble diameter)
A sample obtained by cutting the produced polyurethane resin foam in parallel with a razor blade as thin as possible to a thickness of 1 mm or less was used as a sample. The sample was fixed on a glass slide and observed at 100 times using SEM (S-3500N, Hitachi Science Systems, Ltd.). Using the image analysis software (WinRoof, Mitani Shoji Co., Ltd.) for the obtained image, the total bubble diameter in an arbitrary range was measured, and the average bubble diameter was calculated. However, in the case of an oval spherical bubble, the area was converted to a circle area, and the equivalent circle diameter was taken as the bubble diameter.

(連続気泡率の測定)
連続気泡率はASTM−2856−94−C法に準拠して測定した。ただし、円形に打ち抜いたポリウレタン樹脂発泡体を10枚重ねたものを測定サンプルとした。測定器は、空気比較式比重計930型(ベックマン株式会社製)を用いた。連続気泡率は下記式により算出した。
連続気泡率(%)=〔(V−V1)/V〕×100
V:サンプル寸法から算出した見かけ容積(cm
V1:空気比較式比重計を用いて測定したサンプルの容積(cm
(Measurement of open cell ratio)
The open cell ratio was measured according to the ASTM-2856-94-C method. However, a measurement sample was obtained by stacking 10 polyurethane resin foams punched into a circle. As a measuring instrument, an air comparison type hydrometer 930 type (manufactured by Beckman Co., Ltd.) was used. The open cell ratio was calculated by the following formula.
Open cell ratio (%) = [(V−V1) / V] × 100
V: Apparent volume calculated from sample size (cm 3 )
V1: Sample volume (cm 3 ) measured using an air-comparing hydrometer

(比重の測定)
JIS Z8807−1976に準拠して行った。作製したポリウレタン樹脂発泡体を4cm×8.5cmの短冊状(厚み:任意)に切り出したものをサンプルとし、温度23℃±2℃、湿度50%±5%の環境で16時間静置した。測定には比重計(ザルトリウス社製)を用い、比重を測定した。
(Measurement of specific gravity)
This was performed according to JIS Z8807-1976. The produced polyurethane resin foam was cut into a 4 cm × 8.5 cm strip (thickness: arbitrary) and used as a sample, which was allowed to stand for 16 hours in an environment of a temperature of 23 ° C. ± 2 ° C. and a humidity of 50% ± 5%. The specific gravity was measured using a hydrometer (manufactured by Sartorius).

(硬度の測定)
JIS K−7312に準拠して行った。作製したポリウレタン樹脂発泡体を5cm×5cm(厚み:任意)の大きさに切り出したものをサンプルとし、温度23℃±2℃、湿度50%±5%の環境で16時間静置した。測定時には、サンプルを重ね合わせ、厚み10mm以上とした。硬度計(高分子計器社製、アスカーC型硬度計、加圧面高さ:3mm)を用い、加圧面を接触させてから60秒後の硬度を測定した。
(Measurement of hardness)
This was performed according to JIS K-7312. The produced polyurethane resin foam was cut into a size of 5 cm × 5 cm (thickness: arbitrary) as a sample and allowed to stand for 16 hours in an environment of temperature 23 ° C. ± 2 ° C. and humidity 50% ± 5%. At the time of measurement, the samples were overlapped to have a thickness of 10 mm or more. Using a hardness meter (manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd., Asker C type hardness meter, pressure surface height: 3 mm), the hardness 60 seconds after contacting the pressure surface was measured.

(貯蔵弾性率の測定)
作製したポリウレタン樹脂発泡体の40℃における貯蔵弾性率E’(40℃)は、動的粘弾性測定装置(メトラー・トレド社製、DMA861e)を用いて下記条件で測定した。
周波数:1.6Hz
昇温速度:2.0℃/min
測定温度範囲:0〜60℃
サンプル形状:長さ19.5mm、幅3.0mm、厚み1.0mm
(Measurement of storage modulus)
The storage elastic modulus E ′ (40 ° C.) at 40 ° C. of the produced polyurethane resin foam was measured under the following conditions using a dynamic viscoelasticity measuring device (DMA861e, manufactured by METTLER TOLEDO).
Frequency: 1.6Hz
Temperature increase rate: 2.0 ° C / min
Measurement temperature range: 0-60 ° C
Sample shape: length 19.5mm, width 3.0mm, thickness 1.0mm

(カットレートの測定)
スピードファム社製9B型両面研磨機に、作製した研磨パッドを貼り付け、その表面をダイヤモンドドレッサー(スピードファム社製、#100仕様、ダイヤペレット24個取付)4枚を用いて回転させながら均一にドレッシングした。この時のドレッサー荷重は100g/cm、研磨定盤回転数は50rpm、ドレス時間は20minとした。そして、ドレス前後の研磨パッドの厚さからカットレート(μm/min)を算出した。
(Cut rate measurement)
The prepared polishing pad is attached to a SpeedBam 9B double-side polishing machine, and the surface is evenly rotated using four diamond dressers (Speedfam, # 100 specification, 24 diamond pellets mounted). Dressed up. The dresser load at this time was 100 g / cm 2 , the polishing platen rotation speed was 50 rpm, and the dressing time was 20 min. Then, the cut rate (μm / min) was calculated from the thickness of the polishing pad before and after the dress.

実施例1
容器にポリカプロラクトンジオール(ダイセル化学工業社製、PCL210N、官能基数:2、水酸基価:110mgKOH/g)60重量部、ポリカプロラクトントリオール(ダイセル化学工業社製、PCL305、官能基数:3、水酸基価:305mgKOH/g)25重量部、トリメチロールプロパンのプロピレンオキサイド付加物(旭硝子社製、EX−890MP、官能基数:3、水酸基価:865mgKOH/g)2重量部、ジエチレングリコール(DEG、官能基数:2、水酸基価:1058mgKOH/g)13重量部、エチレングリコールモノフェニルエーテル(日本乳化剤社製、イソシアネート基1当量に対する水酸基の当量:0.105)10重量部、シリコン系界面活性剤(ゴールドシュミット社製、B8443)6重量部、及び触媒(花王社製、Kao No.25)0.06重量部を入れて混合した。そして、撹拌翼を用いて、回転数900rpmで反応系内に気泡を取り込むように約4分間激しく撹拌を行った。その後、ミリオネートMTL(日本ポリウレタン社製)95.88重量部を添加し、約1分間撹拌して気泡分散ウレタン組成物を調製した。
Example 1
Polycaprolactone diol (manufactured by Daicel Chemical Industries, PCL210N, functional group number: 2, hydroxyl value: 110 mgKOH / g) 60 parts by weight in a container, polycaprolactone triol (manufactured by Daicel Chemical Industries, PCL305, functional group number: 3, hydroxyl value: 305 mg KOH / g) 25 parts by weight, propylene oxide adduct of trimethylolpropane (Asahi Glass Co., Ltd., EX-890MP, functional group number: 3, hydroxyl value: 865 mg KOH / g) 2 parts by weight, diethylene glycol (DEG, functional group number: 2, Hydroxyl value: 1058 mg KOH / g) 13 parts by weight, ethylene glycol monophenyl ether (manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd., 10 parts by weight of hydroxyl group equivalent to 1 equivalent of isocyanate group), silicon-based surfactant (manufactured by Goldschmidt, B8443) 6 The amount unit, and a catalyst were mixed put (manufactured by Kao Corporation, Kao No.25) 0.06 parts by weight. And it stirred vigorously for about 4 minutes so that a bubble might be taken in in a reaction system with the rotation speed of 900 rpm using the stirring blade. Thereafter, 95.88 parts by weight of Millionate MTL (manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.) was added and stirred for about 1 minute to prepare a cell dispersed urethane composition.

調製した気泡分散ウレタン組成物を、離型処理した離型シート(東洋紡績製、ポリエチレンテレフタレート、厚さ:0.1mm)上に塗布して気泡分散ウレタン層を形成した。そして、該気泡分散ウレタン層上に基材層(ポリエチレンテレフタレート、厚さ:0.2mm)を被せた。ニップロールにて気泡分散ウレタン層を1.2mmの厚さにし、その後70℃で3時間キュアしてポリウレタン樹脂発泡体を形成した。その後、ポリウレタン樹脂発泡体から離型シートを剥離した。次に、バンドソータイプのスライサー(フェッケン社製)を用いてポリウレタン樹脂発泡体の表面をスライスして厚さを1.0mmにし、厚み精度を調整した。その後、基材層表面にラミ機を使用して両面テープ(ダブルタックテープ、積水化学工業製)を貼りあわせて研磨パッドを作製した。   The prepared cell-dispersed urethane composition was applied onto a release-treated release sheet (manufactured by Toyobo, polyethylene terephthalate, thickness: 0.1 mm) to form a cell-dispersed urethane layer. And the base material layer (polyethylene terephthalate, thickness: 0.2 mm) was covered on this cell dispersion | distribution urethane layer. The cell-dispersed urethane layer was made 1.2 mm thick with a nip roll, and then cured at 70 ° C. for 3 hours to form a polyurethane resin foam. Thereafter, the release sheet was peeled from the polyurethane resin foam. Next, the surface of the polyurethane resin foam was sliced using a band saw type slicer (manufactured by Fecken) to adjust the thickness accuracy to 1.0 mm, and the thickness accuracy was adjusted. Thereafter, a double-sided tape (double tack tape, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) was bonded to the surface of the base material layer using a laminator to prepare a polishing pad.

実施例2〜6、及び比較例1
表1に記載の配合を採用した以外は実施例1と同様の方法で研磨パッドを作製した。表1中の化合物は以下のとおりである。
・PCL210N(ダイセル化学工業社製、ポリカプロラクトンジオール、官能基数:2、水酸基価:110mgKOH/g)
・PTMG1000(三菱化学社製、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、官能基数:2、水酸基価:112mgKOH/g)
・PCL305(ダイセル化学工業社製、ポリカプロラクトントリオール、官能基数:3、水酸基価:305mgKOH/g)
・EX−890MP(旭硝子社製、トリメチロールプロパンのプロピレンオキサイド付加物、官能基数:3、水酸基価:865mgKOH/g)
・DEG(ジエチレングリコール、官能基数:2、水酸基価:1058mgKOH/g)
・PhG(日本乳化剤社製、エチレングリコールモノフェニルエーテル)
・PhDG(日本乳化剤社製、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル)
・PhFG(日本乳化剤社製、プロピレングリコールモノフェニルエーテル)
・B8443(ゴールドシュミット社製、シリコン系界面活性剤)
・Kao No.25(花王社製、触媒)
・ミリオネートMTL(日本ポリウレタン社製、カルボジイミド変性MDI)
Examples 2 to 6 and Comparative Example 1
A polishing pad was prepared in the same manner as in Example 1 except that the formulation shown in Table 1 was adopted. The compounds in Table 1 are as follows.
PCL210N (manufactured by Daicel Chemical Industries, polycaprolactone diol, number of functional groups: 2, hydroxyl value: 110 mgKOH / g)
PTMG1000 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, polytetramethylene ether glycol, number of functional groups: 2, hydroxyl value: 112 mgKOH / g)
PCL305 (manufactured by Daicel Chemical Industries, polycaprolactone triol, number of functional groups: 3, hydroxyl value: 305 mgKOH / g)
-EX-890MP (Asahi Glass Co., Ltd., propylene oxide adduct of trimethylolpropane, functional group number: 3, hydroxyl value: 865 mgKOH / g)
DEG (diethylene glycol, functional group number: 2, hydroxyl value: 1058 mg KOH / g)
・ PhG (Nippon Emulsifier Co., Ethylene glycol monophenyl ether)
・ PhDG (manufactured by Nippon Emulsifier Co., Ltd., diethylene glycol monophenyl ether)
・ PhFG (Nippon Emulsifier, Propylene glycol monophenyl ether)
・ B8443 (manufactured by Goldschmidt, silicon surfactant)
・ Kao No. 25 (made by Kao Corporation, catalyst)
・ Millionate MTL (Nippon Polyurethane, carbodiimide-modified MDI)

Figure 0005738729
Figure 0005738729

本発明の研磨パッドはレンズ、反射ミラー等の光学材料、シリコンウエハ、及びアルミ基板等の表面を研磨する際に用いられる。特に、本発明の研磨パッドは、仕上げ用の研磨パッドとして好適に用いられる。   The polishing pad of the present invention is used when polishing surfaces of optical materials such as lenses and reflection mirrors, silicon wafers, and aluminum substrates. In particular, the polishing pad of the present invention is suitably used as a polishing pad for finishing.

1:研磨パッド(研磨層)
2:研磨定盤
3:研磨剤(スラリー)
4:研磨対象物(半導体ウエハ)
5:支持台(ポリシングヘッド)
6、7:回転軸
1: Polishing pad (polishing layer)
2: Polishing surface plate 3: Abrasive (slurry)
4: Polishing object (semiconductor wafer)
5: Support base (polishing head)
6, 7: Rotating shaft

Claims (6)

連続気泡を有するポリウレタン樹脂発泡体からなる研磨層を有する研磨パッドにおいて、前記ポリウレタン樹脂発泡体は、原料成分として、(A)イソシアネート成分、(B)ポリオール成分、及び(C)水酸基を1つ有する芳香族化合物及び/又はアミノ基を1つ有する芳香族化合物を含むことを特徴とする研磨パッド。 In a polishing pad having a polishing layer made of a polyurethane resin foam having open cells, the polyurethane resin foam has (A) an isocyanate component, (B) a polyol component, and (C) one hydroxyl group as raw material components. A polishing pad comprising an aromatic compound and / or an aromatic compound having one amino group. 水酸基を1つ有する芳香族化合物が、下記一般式(1)で表される化合物である請求項1記載の研磨パッド。
−(OCHCHR−OH (1)
(式中、Rは芳香族炭化水素基であり、Rは水素又はメチル基であり、nは1〜5の整数である。)
The polishing pad according to claim 1, wherein the aromatic compound having one hydroxyl group is a compound represented by the following general formula (1).
R 1 - (OCH 2 CHR 2 ) n -OH (1)
(In the formula, R 1 is an aromatic hydrocarbon group, R 2 is hydrogen or a methyl group, and n is an integer of 1 to 5.)
アミノ基を1つ有する芳香族化合物が、アニリン又はその誘導体である請求項1又は2記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 1 or 2, wherein the aromatic compound having one amino group is aniline or a derivative thereof. 水酸基を1つ有する芳香族化合物及び/又はアミノ基を1つ有する芳香族化合物の含有量は、イソシアネート成分のイソシアネート基1当量に対して、当該芳香族化合物の活性水素基(水酸基及び/又はアミノ基)当量が0.01〜0.3となる量である請求項1〜3のいずれかに記載の研磨パッド。 The content of the aromatic compound having one hydroxyl group and / or the aromatic compound having one amino group is such that the active hydrogen group (hydroxyl group and / or amino group) of the aromatic compound is equivalent to one equivalent of the isocyanate group of the isocyanate component. The polishing pad according to any one of Claims 1 to 3, wherein the polishing pad is an amount such that the equivalent weight is 0.01 to 0.3. カットレートが3.5〜10μm/minである請求項1〜4のいずれかに記載の研磨パッド。 The polishing pad according to any one of claims 1 to 4, wherein the cut rate is 3.5 to 10 µm / min. 請求項1〜5のいずれかに記載の研磨パッドを用いて半導体ウエハの表面を研磨する工程を含む半導体デバイスの製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of polishing a surface of a semiconductor wafer using the polishing pad according to claim 1.
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