JP4950564B2 - 高分子材料、それから得られる発泡体およびこれらを用いた研磨パッド - Google Patents
高分子材料、それから得られる発泡体およびこれらを用いた研磨パッド Download PDFInfo
- Publication number
- JP4950564B2 JP4950564B2 JP2006160537A JP2006160537A JP4950564B2 JP 4950564 B2 JP4950564 B2 JP 4950564B2 JP 2006160537 A JP2006160537 A JP 2006160537A JP 2006160537 A JP2006160537 A JP 2006160537A JP 4950564 B2 JP4950564 B2 JP 4950564B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polyurethane
- polishing
- polishing pad
- diol
- foam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Description
[1] JIS K7206:1999(A50法)に準拠したビカット軟化温度測定において、針の侵入深さが0.05mmに到達するときの温度(T1)が40〜60℃であり、針の侵入深さが0.25mmに到達するときの温度(T2)が50〜65℃(ただし、T2≧T1である)である高分子材料。
これらの中でも、特に、高分子ジオールとしてポリ(テトラメチレングリコール)と、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と、鎖伸長剤として1,4−シクロヘキサンジメタノールとを反応させることにより得られるポリウレタンが好ましい。
本発明の高分子材料は、特に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/mm2以下であることが好ましく、5000個/mm2以下であることがより好ましく、4500個/mm2以下であることがさらに好ましく、4000個/mm2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/cm3の範囲内であることが好ましく、0.50〜1.00g/cm3の範囲内であることがより好ましい。
押出し成形により作製した厚さ2mmのシートをヒート・デストーション・テスターNo.148HD−PC((株)安田精機製作所製)を用いて、JIS K7206:1999(A50法)に準拠した方法でビカット軟化温度の測定を行った。この際に、針の侵入深さが0.05mmに達した温度(T1)と0.25mmに達した温度(T2)をそれぞれ測定した。
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 K7113)を打ち抜き、50℃温水に3日間浸漬して水膨潤サンプルを作製した。該水膨潤後サンプルを用いて、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分静置した後、引張速度50mm/分にて引張弾性率を測定した。
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、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’50)および損失弾性率(E’’50)を求め、これらの値から50℃における損失正接を算出した。
研磨パッド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。
JIS K7112に準拠して、研磨パッドの密度を測定した。
下記の実施例および比較例において得られた研磨パッドをCMP研磨装置((株)野村製作所社製 PP0−60S)に設置して、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、1.8Kgf/cm2、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直径8インチの酸化膜表面を有するシリコンウェハを100秒間研磨した。
研磨後のシリコンウェハ表面のスクラッチ数および研磨レートを評価した。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、直径8インチの酸化膜表面を有するシリコンウェハを100秒間研磨したときの研磨レートを評価した。
なお、研磨レートは、エリプソメーター(溝尻光学工業所製DH A−XA)により研磨前後のシリコンウェハの厚さを49点測定し、各点における厚さの変化量を研磨時間で割った値を用いて算出された平均値である。
また、スクラッチ数の評価は、KLA−Tencor社製Surfscan SP1を用い、研磨後のウェハ表面に存在する0.16μm以上の大きさの傷の数を測定することによりおこなった。
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25.2:25.7:49.1(窒素原子の含有率:5.5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して、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のビカット軟化温度測定における針の侵入深さが0.05mmおよび0.25mmに到達するときの温度(T1およびT2)、50℃の水で飽和膨潤させた後の50℃における引張弾性率および50℃における損失正接を表1に示した。
数平均分子量2200のポリ(テトラメチレングリコール)〔略号:PTMG2200〕、CHDM、およびMDIを、PTMG2200:CHDM:MDIの重量比が27.2:25.5:47.3(窒素原子の含有率: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して、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のビカット軟化温度測定における針の侵入深さが0.05mmおよび0.25mmに到達するときの温度(T1およびT2)、50℃の水で飽和膨潤させた後の50℃における引張弾性率および50℃における損失正接を表1に示した。
数平均分子量650のポリ(テトラメチレングリコール)〔略号:PTMG650〕、CHDM、およびMDIを、PTMG650:CHDM:MDIの重量比が23.6:24.6:51.8(窒素原子の含有率: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して、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のビカット軟化温度測定における針の侵入深さが0.05mmおよび0.25mmに到達するときの温度(T1およびT2)、50℃の水で飽和膨潤させた後の50℃における引張弾性率および50℃における損失正接を表1に示した。
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〕、CHDM、およびMDIを、PTMG1000:CHDM:MDIの重量比が14.9:29.7:55.4(窒素原子の含有率:6.2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して、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のビカット軟化温度測定における針の侵入深さが0.05mmおよび0.25mmに到達するときの温度(T1およびT2)、50℃の水で飽和膨潤させた後の50℃における引張弾性率および50℃における損失正接を表1に示した。
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を作製した。
次に、得られた研磨パッドを用いて、上記した方法により研磨特性の評価をおこなった。結果を表2に示した。
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。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を作製した。
次に、得られた研磨パッドを用いて、上記した方法により研磨特性の評価をおこなった。結果を表2に示した。
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。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3.5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0.81g/cm3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を作製した。
次に、得られた研磨パッドを用いて、上記した方法により研磨特性の評価をおこなった。結果を表2に示した。
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。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を作製した。
次に、得られた研磨パッドを用いて、上記した方法により研磨特性の評価をおこなった。結果を表2に示した。
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。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を作製した。
次に、得られた研磨パッドを用いて、上記した方法により研磨特性の評価をおこなった。結果を表2に示した。
Claims (13)
- 数平均分子量1300〜2400の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含有する高分子ジオール;
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種である有機ジイソシアネート;および、
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、1,4−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種である鎖伸長剤;を、
イソシアネート基由来の窒素原子の含有量が5.2〜5.8重量%となるような配合割合で反応させることにより得られるポリウレタンであって、
JIS K7206:1999(A50法)に準拠したビカット軟化温度測定において、針の侵入深さが0.05mmに到達するときの温度(T1)が40〜60℃であり、針の侵入深さが0.25mmに到達するときの温度(T2)が50〜65℃(ただし、T2≧T1である)である、ポリウレタン。 - 50℃の水で飽和膨潤させた後の50℃における引張弾性率が50〜800MPaであり、50℃における損失正接が0.03〜0.15である、請求項1に記載するポリウレタン。
- 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、請求項1に記載するポリウレタン。
- 前記高分子ジオールが、ポリ(エチレングリコール)および/またはポリ(テトラメチレングリコール)である、請求項1に記載するポリウレタン。
- 前記ポリウレタンが、前記高分子ジオールとしてポリ(テトラメチレングリコール)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と、前記鎖伸長剤として1,4−シクロヘキサンジメタノールとを反応させることにより得られるポリウレタンである、請求項1に記載するポリウレタン。
- 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ないし5のいずれかに記載するポリウレタン。
- 請求項1ないし6のいずれかに記載するポリウレタンを発泡させることにより得られる発泡体。
- 前記発泡体が、前記ポリウレタン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、次いで該ポリウレタンを軟化温度以上の温度で発泡させて得られる、請求項7に記載する発泡体。
- 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8に記載する発泡体。
- 請求項1ないし6のいずれかに記載するポリウレタンを含有する研磨パッド。
- 請求項7ないし9のいずれかに記載する発泡体を含有する研磨パッド。
- 請求項10または11に記載する研磨パッドを用いる、シリコンウェハまたは半導体ウェハの研磨方法。
- 請求項10または11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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006160537A JP4950564B2 (ja) | 2006-06-09 | 2006-06-09 | 高分子材料、それから得られる発泡体およびこれらを用いた研磨パッド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006160537A JP4950564B2 (ja) | 2006-06-09 | 2006-06-09 | 高分子材料、それから得られる発泡体およびこれらを用いた研磨パッド |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007326984A JP2007326984A (ja) | 2007-12-20 |
JP4950564B2 true JP4950564B2 (ja) | 2012-06-13 |
Family
ID=38927673
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006160537A Active JP4950564B2 (ja) | 2006-06-09 | 2006-06-09 | 高分子材料、それから得られる発泡体およびこれらを用いた研磨パッド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4950564B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102015812B (zh) * | 2008-04-25 | 2013-03-20 | 东洋高分子股份有限公司 | 聚氨酯发泡体和抛光垫 |
US8192249B2 (en) | 2009-03-12 | 2012-06-05 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands, B.V. | Systems and methods for polishing a magnetic disk |
CN102448669B (zh) * | 2009-05-27 | 2014-12-10 | 罗杰斯公司 | 抛光垫、其聚氨酯层及抛光硅晶片的方法 |
JP7384608B2 (ja) * | 2018-09-28 | 2023-11-21 | 富士紡ホールディングス株式会社 | 研磨パッド及び研磨加工物の製造方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2801254B2 (ja) * | 1989-04-05 | 1998-09-21 | 株式会社クラレ | シートの状物の製造法 |
JPH06220151A (ja) * | 1993-01-22 | 1994-08-09 | Sanyo Chem Ind Ltd | 研磨材用ポリウレタン樹脂 |
DE4307648A1 (de) * | 1993-03-11 | 1994-09-15 | Basf Ag | Schaumstoffe auf Basis thermoplastischer Polyurethane sowie expandierbare, partikelförmige, thermoplastische Polyurethane, insbesondere geeignet zur Herstellung von Schaumstoff-Formkörpern |
JP3590505B2 (ja) * | 1996-06-26 | 2004-11-17 | 株式会社クラレ | 層間接着剤 |
JP3983610B2 (ja) * | 2002-07-02 | 2007-09-26 | 株式会社クラレ | 熱可塑性ポリウレタン発泡体およびそれからなる研磨パッド |
JP2004143422A (ja) * | 2002-08-30 | 2004-05-20 | Sanyo Chem Ind Ltd | 軟質ポリウレタンフォームの製造方法 |
JP2004123975A (ja) * | 2002-10-04 | 2004-04-22 | Kuraray Co Ltd | ポリウレタン発泡体およびそれからなる研磨パッド |
JP2006110686A (ja) * | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | 研磨パッド |
JP2007091898A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Kuraray Co Ltd | 樹脂発泡体及びこれを用いた研磨パッド |
-
2006
- 2006-06-09 JP JP2006160537A patent/JP4950564B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007326984A (ja) | 2007-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5193595B2 (ja) | 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 | |
JP6619100B2 (ja) | 研磨パッドおよびそれを用いた研磨方法 | |
JP5389448B2 (ja) | 金属膜研磨用パッドおよびそれを用いる金属膜の研磨方法 | |
CN107000157B (zh) | 抛光层用成型体及抛光垫 | |
JP2008184597A (ja) | 研磨パッドの製造方法 | |
KR102489189B1 (ko) | 폴리우레탄의 개질 방법, 폴리우레탄, 연마 패드 및 연마 패드의 개질 방법 | |
JP4994894B2 (ja) | 樹脂発泡体およびそれからなる研磨パッド | |
JP4950564B2 (ja) | 高分子材料、それから得られる発泡体およびこれらを用いた研磨パッド | |
JP4115124B2 (ja) | 熱可塑性ポリウレタン発泡体およびその製造方法並びに該発泡体からなる研磨パッド | |
JP2007091898A (ja) | 樹脂発泡体及びこれを用いた研磨パッド | |
JP4994807B2 (ja) | 発泡体の製造方法 | |
JP4474208B2 (ja) | 樹脂発泡体およびそれからなる研磨パッド | |
US20210380845A1 (en) | Polyurethane for polishing layers, polishing layer, polishing pad and method for modifying polishing layer | |
WO2023054331A1 (ja) | 研磨層用熱可塑性ポリウレタン、研磨層、及び研磨パッド | |
WO2023048265A1 (ja) | 研磨パッド | |
KR20240087742A (ko) | 연마층용 열가소성 폴리우레탄, 연마층, 및 연마 패드 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090306 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111117 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111122 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120120 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120228 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120309 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150316 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4950564 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |