WO2019188476A1 - Polishing pad, polishing pad production method, and method for polishing surface of optical material or semiconductor material - Google Patents

Polishing pad, polishing pad production method, and method for polishing surface of optical material or semiconductor material Download PDF

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    • H01L21/304Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Definitions

  • [6 ′′] The polishing pad according to any one of [1 ′′] to [5 ′′], wherein the curing agent includes 3,3′-dichloro-4,4′-diaminodiphenylmethane.
  • the curing agent includes 3,3′-dichloro-4,4′-diaminodiphenylmethane.
  • the curable resin composition further comprises fine hollow spheres.
  • [8 "] A method for producing a polishing pad according to any one of [1”] to [7 “], The method comprising the step of forming the polishing layer.
  • [9 "] A method for polishing a surface of an optical material or a semiconductor material, wherein the polishing pad according to any one of [1"] to [7 “] is used.
  • diethylene glycol has high hydrophilicity because it contains an oxygen atom in the molecular chain between two hydroxyl groups, while alkylene glycol having a molecular weight of 50 to 300 has a molecular chain between two hydroxyl groups consisting of carbon atoms and hydrogen. It is presumed that since it is formed only by atoms, it is highly hydrophobic (low hydrophilicity). And it is thought that the isocyanate-terminated prepolymers using these glycols as raw materials have the same characteristics.
  • glycol polyoxyalkylene glycol or alkylene glycol can be used.
  • polyisocyanate component additionally added to the polyurethane resin curable composition
  • the above-mentioned polyisocyanate component can be used without particular limitation, but 4,4′-methylene-bis (cyclohexyl isocyanate) (hydrogenated MDI) Is preferred.
  • Tolylene diisocyanate as the polyisocyanate component polytetramethylene ether glycol having a number average molecular weight of 650 as the polyol component, Urethane prepolymer having an NCO equivalent of 441 containing 1,4-butanediol (1% by weight based on the total prepolymer) and diethylene glycol (1% by weight based on the total prepolymer)
  • the polishing pads of Examples 1 to 3 having a diethylene glycol content of 1% by weight, 2% by weight, or 3% by weight with respect to the entire isocyanate-terminated urethane prepolymer are It was found that good polishing results were obtained with less occurrence.
  • the polishing pad of Comparative Example 1 in which the content of diethylene glycol relative to the entire isocyanate-terminated urethane prepolymer was 5% by weight was found to have more defects.

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Abstract

The purpose of the present invention is to provide a polishing pad that minimizes defects in a polished object, is capable of achieving a flat topography, and exhibits excellent defect performance and topography performance. Provided is a polishing pad having a polishing layer that contains a polyurethane resin, wherein: the polyurethane resin is a cured product of a curable resin composition comprising an isocyanate-terminated urethane prepolymer and a curing agent; the isocyanate-terminated urethane prepolymer is a reaction product between a polyisocyanate component and a polyol component containing a glycol having a molecular weight of 50-300; and the content of the glycol is more than 0 wt% but less than 5 wt% with respect to the total amount of the isocyanate-terminated urethane prepolymer.

Description

研磨パッド、研磨パッドの製造方法、及び光学材料又は半導体材料の表面を研磨する方法Polishing pad, method for manufacturing polishing pad, and method for polishing surface of optical material or semiconductor material
 本発明は、研磨パッド、研磨パッドの製造方法、及び光学材料又は半導体材料の表面を研磨する方法に関する。本発明の研磨パッドは、光学材料、半導体ウエハ、半導体デバイス、ハードディスク用基板等の研磨に用いられ、特に半導体ウエハの上に酸化物層、金属層等が形成されたデバイスを研磨するのに好適に用いられる。 The present invention relates to a polishing pad, a method for manufacturing a polishing pad, and a method for polishing a surface of an optical material or a semiconductor material. The polishing pad of the present invention is used for polishing optical materials, semiconductor wafers, semiconductor devices, substrates for hard disks, etc., and particularly suitable for polishing a device in which an oxide layer, a metal layer, etc. are formed on a semiconductor wafer. Used for.
 光学材料、半導体ウエハ、ハードディスク基板、液晶用ガラス基板、半導体デバイスは非常に精密な平坦性が要求される。また、半導体デバイスの研磨においては、近年の集積回路の微細化・高密度化に伴い、被研磨物のスクラッチ(傷)等のディフェクト(欠陥)の抑制や平坦なトポグラフィー(ディッシング・エロージョン等の抑制)について、より厳密なレベルが要求されるようになってきている。このような各種材料の表面を平坦に研磨するために、硬質研磨パッドが一般的に用いられている。 Optical materials, semiconductor wafers, hard disk substrates, liquid crystal glass substrates, and semiconductor devices are required to have very precise flatness. Further, in the polishing of semiconductor devices, along with the recent miniaturization and higher density of integrated circuits, it is possible to suppress defects such as scratches on the object to be polished and to provide flat topography (dishing erosion, etc.). Stricter levels of suppression are required. In order to polish the surface of such various materials flatly, a hard polishing pad is generally used.
 現在、多くの硬質研磨パッドは、ポリオール成分とイソシアネート成分との反応物であるウレタンプレポリマーに、硬化剤としてポリアミン類又はポリオール類、添加剤として発泡剤・触媒等を混合してポリウレタン組成物を製造し、当該ポリウレタン組成物を硬化させる、いわゆるプレポリマー法により製造されている。ウレタンプレポリマーの多くは、トリレンジイソシアネート(TDI)やジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)などのイソシアネート成分、ポリオキシテトラメチレングリコール(PTMG)やポリプロピレングリコール(PPG)などの高分子量ポリオール、及びジエチレングリコール(DEG)などの低分子量ポリオールから製造されている。そして、研磨パッド用ウレタンプレポリマーには、低分子量ポリオールとして、ウレタンプレポリマー全体に対してジエチレングリコール(DEG)を5~10重量%程度の比較的高い含有量で用いたもの、又は低分子量ポリオールとしてジエチレングリコール(DEG)のみを用いたものが一般的に使用されている。 Currently, many hard polishing pads are mixed with a urethane prepolymer, which is a reaction product of a polyol component and an isocyanate component, with a polyamine or polyol as a curing agent and a blowing agent / catalyst as an additive to form a polyurethane composition. It is manufactured by a so-called prepolymer method in which the polyurethane composition is manufactured and cured. Many urethane prepolymers include isocyanate components such as tolylene diisocyanate (TDI) and diphenylmethane diisocyanate (MDI), high molecular weight polyols such as polyoxytetramethylene glycol (PTMG) and polypropylene glycol (PPG), and diethylene glycol (DEG). Of low molecular weight polyols. In the urethane prepolymer for polishing pads, as a low molecular weight polyol, a diethylene glycol (DEG) with a relatively high content of about 5 to 10% by weight relative to the entire urethane prepolymer, or as a low molecular weight polyol Those using only diethylene glycol (DEG) are generally used.
 しかし、本発明者らが検討したところ、後述の比較例で示すように、低分子量グリコールとしてジエチレングリコール(DEG)をウレタンプレポリマー全体に対してジエチレングリコール(DEG)を5重量%と比較的高い含有量で含むイソシアネート末端ウレタンプレポリマーから形成した研磨パッド、又は低分子量グリコールとしてジエチレングリコール(DEG)のみを含むイソシアネート末端ウレタンプレポリマーから形成した研磨パッドは、被研磨物において、ディフェクトが発生し、平坦なトポグラフィーが得られないことがわかった。 However, as a result of studies by the present inventors, as shown in a comparative example described later, diethylene glycol (DEG) as a low molecular weight glycol is relatively high in content of 5% by weight of diethylene glycol (DEG) with respect to the entire urethane prepolymer. A polishing pad formed from an isocyanate-terminated urethane prepolymer containing 1 or an isocyanate-terminated urethane prepolymer containing only diethylene glycol (DEG) as a low molecular weight glycol causes defects in the object to be polished. I found out that I couldn't get a graphic.
 以上のように、被研磨物におけるディフェクトを抑制し、平坦なトポグラフィーを達成でき、ディフェクト性能及びトポグラフィー性能に優れる研磨パッドが望まれている。 As described above, there is a demand for a polishing pad that can suppress defects in the object to be polished, achieve a flat topography, and have excellent defect performance and topography performance.
 本発明は、被研磨物におけるディフェクトを抑制し、平坦なトポグラフィーを達成でき、ディフェクト性能及びトポグラフィー性能に優れる研磨パッド、研磨パッドの製造方法、及び光学材料又は半導体材料の表面を研磨する方法を提供することを目的とする。 The present invention suppresses defects in an object to be polished, achieves a flat topography, and has excellent defect performance and topography performance, a polishing pad manufacturing method, and a method for polishing a surface of an optical material or a semiconductor material The purpose is to provide.
 本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意研究した結果、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーの成分として用いられる、ジエチレングリコール(DEG)等のポリオキシアルキレングリコールの含有量を低く抑えること、又はイソシアネート末端ウレタンプレポリマーの成分としてジエチレングリコール(DEG)の代わりに特定のアルキレングリコールを用いることで上記課題を解決できることを知見し、本発明を完成するに至った。本発明の具体的態様は以下のとおりである。
 なお、本明細書において、「~」を用いて数値範囲を表す際は、その範囲は両端の数値を含むものとする。
As a result of diligent research to solve the above problems, the present inventors have suppressed the content of polyoxyalkylene glycol such as diethylene glycol (DEG) used as a component of an isocyanate-terminated urethane prepolymer, or isocyanate-terminated urethane. It has been found that the above problem can be solved by using a specific alkylene glycol in place of diethylene glycol (DEG) as a prepolymer component, and the present invention has been completed. Specific embodiments of the present invention are as follows.
In this specification, when a numerical range is expressed using “to”, the range includes numerical values at both ends.
 [1]  ポリウレタン樹脂を含む研磨層を有する研磨パッドであって、
 前記ポリウレタン樹脂が、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー及び硬化剤を含む硬化性樹脂組成物の硬化物であり、前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマーが、分子量50~300のグリコールを含むポリオール成分とポリイソシアネート成分との反応生成物であり、前記グリコールの含有量が前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマー全体に対して0重量%を超え5重量%未満である、前記研磨パッド。
 [2]  前記グリコールがポリオキシアルキレングリコールである、[1]に記載の研磨パッド。
 [3]  前記ポリオキシアルキレングリコールがジエチレングリコールである、[2]に記載の研磨パッド。
 [4]  前記グリコールがアルキレングリコールである、[1]に記載の研磨パッド。
 [5]  前記アルキレングリコールが、分子末端に水酸基を有する直鎖状の化合物である、[4]に記載の研磨パッド。
 [6]  前記アルキレングリコールが1,4-ブタンジオールである、[5]に記載の研磨パッド。
 [7]  前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマーのNCO当量(g/eq)が500未満である、[1]~[6]のいずれか1つに記載の研磨パッド。
 [8]  前記ポリイソシアネート成分がトリレンジイソシアネートを含む、[1]~[7]のいずれか1つに記載の研磨パッド。
 [9]  前記ポリオール成分がポリオキシテトラメチレングリコールをさらに含む、[1]~[8]のいずれか1つに記載の研磨パッド。
 [10]  前記硬化剤が3,3’-ジクロロ-4,4’-ジアミノジフェニルメタンを含む、[1]~[9]のいずれか1つに記載の研磨パッド。
 [11]  前記硬化性樹脂組成物が微小中空球体をさらに含む、[1]~[10]のいずれか1つに記載の研磨パッド。
 [12]  [1]~[11]のいずれか1つに記載の研磨パッドの製造方法であって、
 前記研磨層を成形する工程を含む、前記方法。
 [13]  光学材料又は半導体材料の表面を研磨する方法であって、[1]~[11]のいずれか1つに記載の研磨パッドを使用する、前記方法。
[1] A polishing pad having a polishing layer containing a polyurethane resin,
The polyurethane resin is a cured product of a curable resin composition containing an isocyanate-terminated urethane prepolymer and a curing agent, and the isocyanate-terminated urethane prepolymer comprises a polyol component containing a glycol having a molecular weight of 50 to 300 and a polyisocyanate component. The polishing pad as a reaction product, wherein the glycol content is more than 0% by weight and less than 5% by weight with respect to the whole isocyanate-terminated urethane prepolymer.
[2] The polishing pad according to [1], wherein the glycol is polyoxyalkylene glycol.
[3] The polishing pad according to [2], wherein the polyoxyalkylene glycol is diethylene glycol.
[4] The polishing pad according to [1], wherein the glycol is alkylene glycol.
[5] The polishing pad according to [4], wherein the alkylene glycol is a linear compound having a hydroxyl group at the molecular end.
[6] The polishing pad according to [5], wherein the alkylene glycol is 1,4-butanediol.
[7] The polishing pad according to any one of [1] to [6], wherein the isocyanate-terminated urethane prepolymer has an NCO equivalent (g / eq) of less than 500.
[8] The polishing pad according to any one of [1] to [7], wherein the polyisocyanate component contains tolylene diisocyanate.
[9] The polishing pad according to any one of [1] to [8], wherein the polyol component further contains polyoxytetramethylene glycol.
[10] The polishing pad according to any one of [1] to [9], wherein the curing agent comprises 3,3′-dichloro-4,4′-diaminodiphenylmethane.
[11] The polishing pad according to any one of [1] to [10], wherein the curable resin composition further comprises fine hollow spheres.
[12] A method for producing a polishing pad according to any one of [1] to [11],
The method comprising the step of forming the polishing layer.
[13] A method for polishing a surface of an optical material or a semiconductor material, wherein the polishing pad according to any one of [1] to [11] is used.
 [1'] ポリウレタン樹脂を含む研磨層を有する研磨パッドであって、
 前記ポリウレタン樹脂が、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー及び硬化剤を含む硬化性樹脂組成物の硬化物であり、前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマーが、分子量50~300のポリオキシアルキレングリコールを含むポリオール成分とポリイソシアネート成分との反応生成物であり、前記ポリオキシアルキレングリコールの含有量が前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマー全体に対して0重量%を超え5重量%未満である、前記研磨パッド。
 [2'] 前記ポリオキシアルキレングリコールがジエチレングリコールである、[1']に記載の研磨パッド。
 [3'] 前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマーのNCO当量(g/eq)が500未満である、[1']又は[2']に記載の研磨パッド。
 [4'] 前記ポリイソシアネート成分がトリレンジイソシアネートを含む、[1']~[3']のいずれか1つに記載の研磨パッド。
 [5'] 前記ポリオール成分がポリオキシテトラメチレングリコールをさらに含む、[1']~[4']のいずれか1つに記載の研磨パッド。
 [6'] 前記硬化剤が3,3’-ジクロロ-4,4’-ジアミノジフェニルメタンを含む、[1']~[5']のいずれか1つに記載の研磨パッド。
 [7'] 前記硬化性樹脂組成物が微小中空球体をさらに含む、[1']~[6']のいずれか1つに記載の研磨パッド。
 [8'] [1']~[7']のいずれか1つに記載の研磨パッドの製造方法であって、
 前記研磨層を成形する工程を含む、前記方法。
 [9'] 光学材料又は半導体材料の表面を研磨する方法であって、[1']~[7']のいずれか1つに記載の研磨パッドを使用する、前記方法。
[1 ′] A polishing pad having a polishing layer containing a polyurethane resin,
The polyurethane resin is a cured product of a curable resin composition containing an isocyanate-terminated urethane prepolymer and a curing agent, and the isocyanate-terminated urethane prepolymer includes a polyol component containing a polyoxyalkylene glycol having a molecular weight of 50 to 300 and a polyisocyanate. The polishing pad, which is a reaction product with components, and the content of the polyoxyalkylene glycol is more than 0% by weight and less than 5% by weight with respect to the whole isocyanate-terminated urethane prepolymer.
[2 ′] The polishing pad according to [1 ′], wherein the polyoxyalkylene glycol is diethylene glycol.
[3 ′] The polishing pad according to [1 ′] or [2 ′], wherein the isocyanate-terminated urethane prepolymer has an NCO equivalent (g / eq) of less than 500.
[4 ′] The polishing pad according to any one of [1 ′] to [3 ′], wherein the polyisocyanate component includes tolylene diisocyanate.
[5 ′] The polishing pad according to any one of [1 ′] to [4 ′], wherein the polyol component further contains polyoxytetramethylene glycol.
[6 ′] The polishing pad according to any one of [1 ′] to [5 ′], wherein the curing agent contains 3,3′-dichloro-4,4′-diaminodiphenylmethane.
[7 ′] The polishing pad according to any one of [1 ′] to [6 ′], wherein the curable resin composition further includes fine hollow spheres.
[8 ′] A method for producing a polishing pad according to any one of [1 ′] to [7 ′],
The method comprising the step of forming the polishing layer.
[9 ′] A method for polishing a surface of an optical material or a semiconductor material, wherein the polishing pad according to any one of [1 ′] to [7 ′] is used.
 [1"] ポリウレタン樹脂を含む研磨層を有する研磨パッドであって、
 前記ポリウレタン樹脂が、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー及び硬化剤を含む硬化性樹脂組成物の硬化物であり、前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマーが、分子量50~300のアルキレングリコールを含むポリオール成分とポリイソシアネート成分との反応生成物であり、前記アルキレングリコールの含有量が前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマー全体に対して0重量%を超え5重量%未満である、前記研磨パッド。
 [2"] 前記アルキレングリコールが、分子末端に水酸基を有する直鎖状の化合物である、[1"]に記載の研磨パッド。
 [3"] 前記アルキレングリコールが1,4-ブタンジオールである、[2"]に記載の研磨パッド。
 [4"] 前記ポリイソシアネート成分がトリレンジイソシアネートを含む、[1"]~[3"]のいずれか1つに記載の研磨パッド。
 [5"] 前記ポリオール成分がポリオキシテトラメチレングリコールをさらに含む、[1"]~[4"]のいずれか1つに記載の研磨パッド。
 [6"] 前記硬化剤が3,3’-ジクロロ-4,4’-ジアミノジフェニルメタンを含む、[1"]~[5"]のいずれか1つに記載の研磨パッド。
 [7"] 前記硬化性樹脂組成物が微小中空球体をさらに含む、[1"]~[6"]のいずれか1つに記載の研磨パッド。
 [8"] [1"]~[7"]のいずれか1つに記載の研磨パッドの製造方法であって、
 前記研磨層を成形する工程を含む、前記方法。
 [9"] 光学材料又は半導体材料の表面を研磨する方法であって、[1"]~[7"]のいずれか1つに記載の研磨パッドを使用する、前記方法。
[1 "] A polishing pad having a polishing layer containing a polyurethane resin,
The polyurethane resin is a cured product of a curable resin composition containing an isocyanate-terminated urethane prepolymer and a curing agent, and the isocyanate-terminated urethane prepolymer includes a polyol component containing an alkylene glycol having a molecular weight of 50 to 300, and a polyisocyanate component; The polishing pad, wherein the content of the alkylene glycol is more than 0% by weight and less than 5% by weight with respect to the whole isocyanate-terminated urethane prepolymer.
[2 "] The polishing pad according to [1"], wherein the alkylene glycol is a linear compound having a hydroxyl group at a molecular end.
[3 "] The polishing pad according to [2"], wherein the alkylene glycol is 1,4-butanediol.
[4 "] The polishing pad according to any one of [1"] to [3 "], wherein the polyisocyanate component contains tolylene diisocyanate.
[5 "] The polishing pad according to any one of [1"] to [4 "], wherein the polyol component further contains polyoxytetramethylene glycol.
[6 ″] The polishing pad according to any one of [1 ″] to [5 ″], wherein the curing agent includes 3,3′-dichloro-4,4′-diaminodiphenylmethane.
[7 "] The polishing pad according to any one of [1"] to [6 "], wherein the curable resin composition further comprises fine hollow spheres.
[8 "] A method for producing a polishing pad according to any one of [1"] to [7 "],
The method comprising the step of forming the polishing layer.
[9 "] A method for polishing a surface of an optical material or a semiconductor material, wherein the polishing pad according to any one of [1"] to [7 "] is used.
 本発明の研磨パッドは、被研磨物におけるディフェクトを抑制し、平坦なトポグラフィーを達成でき、ディフェクト性能及びトポグラフィー性能に優れる。 The polishing pad of the present invention suppresses defects in the object to be polished, can achieve a flat topography, and has excellent defect performance and topography performance.
実施例1~3及び比較例1の研磨レート(Å)の評価結果を示すグラフである。3 is a graph showing evaluation results of polishing rates (Å) of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1. 実施例1~3及び比較例1のディフェクトの評価結果を示すグラフである。6 is a graph showing the evaluation results of defects in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1.
(作用1)
 本発明では、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー全体に対する分子量50~300のポリオキシアルキレングリコールの含有量について、従来の比較的高いものに代えて0重量%を超え5重量%未満とする。
(Operation 1)
In the present invention, the content of the polyoxyalkylene glycol having a molecular weight of 50 to 300 with respect to the entire isocyanate-terminated urethane prepolymer is more than 0% by weight and less than 5% by weight instead of the conventional relatively high one.
 本発明者らは、予想外にもイソシアネート末端ウレタンプレポリマー全体に対する分子量50~300のポリオキシアルキレングリコールの含有量を0重量%を超え5重量%未満とすることにより、被研磨物におけるディフェクトを抑制し、平坦なトポグラフィーを達成でき、ディフェクト性能及びトポグラフィー性能に優れる研磨パッドが得られることを見出した。これらの特性が得られる理由の詳細は明らかではないが、以下のように推察される。 The present inventors have unexpectedly found that the content of the polyoxyalkylene glycol having a molecular weight of 50 to 300 with respect to the whole isocyanate-terminated urethane prepolymer is more than 0% by weight and less than 5% by weight, thereby preventing defects in the workpiece. It was found that a polishing pad that can suppress and achieve a flat topography and has excellent defect performance and topography performance can be obtained. Although details of the reason why these characteristics are obtained are not clear, it is assumed as follows.
 ジエチレングリコール等の分子量50~300のポリオキシアルキレングリコールは2つの水酸基の間の分子鎖内に酸素原子を含むため親水性が高く、このようなポリオキシアルキレングリコールをイソシアネート末端プレポリマーの原料として多く使用した場合、得られるイソシアネート末端プレポリマーも同様に親水性が高くなるものと思われる。研磨層の成分であるイソシアネート末端プレポリマーの親水性が高いと、研磨時に水を含むスラリーを研磨層側に引き付けやすく、スラリー中に存在する研磨くず等も併せて引き付けるため、スクラッチやディッシング・エロージョンが発生しやすくなると思われる。
 一方、ポリオキシアルキレングリコールをイソシアネート末端プレポリマーの原料として少量のみ使用した場合は、ポリオキシアルキレングリコールを多く使用した場合に比べて、得られるイソシアネート末端プレポリマーは疎水性が高くなる(親水性が低くなる)ものと思われる。研磨層の成分であるイソシアネート末端プレポリマーの疎水性が高いと、スラリー中に存在する研磨くず等を引き付けにくくなり、スクラッチやディッシング・エロージョンが発生しにくくなると思われる。
Polyoxyalkylene glycols with a molecular weight of 50 to 300 such as diethylene glycol have high hydrophilicity because they contain oxygen atoms in the molecular chain between two hydroxyl groups, and such polyoxyalkylene glycols are often used as raw materials for isocyanate-terminated prepolymers. In this case, it is considered that the resulting isocyanate-terminated prepolymer is also highly hydrophilic. When the hydrophilicity of the isocyanate-terminated prepolymer that is a component of the polishing layer is high, it is easy to attract water-containing slurry to the polishing layer side during polishing, and polishing debris present in the slurry is also attracted, so scratches and dishing erosion Is likely to occur.
On the other hand, when only a small amount of polyoxyalkylene glycol is used as a raw material for the isocyanate-terminated prepolymer, the resulting isocyanate-terminated prepolymer has higher hydrophobicity (hydrophilicity is higher) than when a large amount of polyoxyalkylene glycol is used. It seems to be lower. If the isocyanate-terminated prepolymer, which is a component of the polishing layer, has a high hydrophobicity, it is difficult to attract polishing debris and the like present in the slurry, and scratches and dishing erosion are unlikely to occur.
(作用2)
 本発明では、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーに含まれるポリオール成分として、従来使用されていたジエチレングリコールの代わりに分子量50~300のアルキレングリコールを使用する。
(Operation 2)
In the present invention, as the polyol component contained in the isocyanate-terminated urethane prepolymer, alkylene glycol having a molecular weight of 50 to 300 is used instead of conventionally used diethylene glycol.
 本発明者らは、予想外にも分子量50~300のアルキレングリコールを用いることにより、被研磨物におけるディフェクトを抑制し、平坦なトポグラフィーを達成でき、ディフェクト性能及びトポグラフィー性能に優れる研磨パッドが得られることを見出した。これらの特性が得られる理由の詳細は明らかではないが、以下のように推察される。 Unexpectedly, the present inventors use an alkylene glycol having a molecular weight of 50 to 300 to suppress defects in the object to be polished, achieve a flat topography, and provide a polishing pad excellent in defect performance and topography performance. It was found that it can be obtained. Although details of the reason why these characteristics are obtained are not clear, it is assumed as follows.
 従来使用されていたジエチレングリコールは2つの水酸基の間の分子鎖内に酸素原子を含むため親水性が高く、一方、分子量50~300のアルキレングリコールは2つの水酸基の間の分子鎖が炭素原子及び水素原子のみにより形成されているため疎水性が高い(親水性が低い)ものと推察される。そして、これらのグリコールを原料としたイソシアネート末端プレポリマーもそれぞれ同様の特性を有するものと思われる。研磨層の成分であるイソシアネート末端プレポリマーの親水性が高いと、研磨時に水を含むスラリーを研磨層側に引き付けやすく、スラリー中に存在する研磨くず等も併せて引き付けるため、スクラッチやディッシング・エロージョンが発生しやすくなると思われる。一方、研磨層の成分であるイソシアネート末端プレポリマーの疎水性が高いと、スラリー中に存在する研磨くず等を引き付けにくくなり、スクラッチやディッシング・エロージョンが発生しにくくなると思われる。 Conventionally used diethylene glycol has high hydrophilicity because it contains an oxygen atom in the molecular chain between two hydroxyl groups, while alkylene glycol having a molecular weight of 50 to 300 has a molecular chain between two hydroxyl groups consisting of carbon atoms and hydrogen. It is presumed that since it is formed only by atoms, it is highly hydrophobic (low hydrophilicity). And it is thought that the isocyanate-terminated prepolymers using these glycols as raw materials have the same characteristics. When the hydrophilicity of the isocyanate-terminated prepolymer that is a component of the polishing layer is high, it is easy to attract water-containing slurry to the polishing layer side during polishing, and polishing debris present in the slurry is also attracted, so scratches and dishing erosion Is likely to occur. On the other hand, if the isocyanate-terminated prepolymer, which is a component of the polishing layer, has high hydrophobicity, it is difficult to attract polishing debris and the like present in the slurry, and scratches and dishing erosion are unlikely to occur.
 以下、本発明の研磨パッド、研磨パッドの製造方法、及び光学材料又は半導体材料の表面を研磨する方法について、説明する。 Hereinafter, the polishing pad of the present invention, the manufacturing method of the polishing pad, and the method of polishing the surface of the optical material or semiconductor material will be described.
 本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂を含む研磨層を有し、前記ポリウレタン樹脂が、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー及び硬化剤を含む硬化性樹脂組成物の硬化物であり、前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマーが、分子量50~300のグリコールを含むポリオール成分とポリイソシアネート成分とからなる化合物(反応生成物)であり、前記グリコールの含有量が前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマー全体に対して0重量%を超え5重量%未満である。 The polishing pad of the present invention has a polishing layer containing a polyurethane resin, and the polyurethane resin is a cured product of a curable resin composition containing an isocyanate-terminated urethane prepolymer and a curing agent, and the isocyanate-terminated urethane prepolymer is , A compound (reaction product) comprising a polyol component containing a glycol having a molecular weight of 50 to 300 and a polyisocyanate component, wherein the glycol content exceeds 0% by weight and 5% by weight with respect to the whole isocyanate-terminated urethane prepolymer. %.
 上記グリコールとしては、ポリオキシアルキレングリコール又はアルキレングリコールを用いることができる。 As the glycol, polyoxyalkylene glycol or alkylene glycol can be used.
 本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂を含む研磨層を有する。研磨層は被研磨材料に直接接する位置に配置され、研磨パッドのその他の部分は、研磨パッドを支持するための材料、例えば、ゴムなどの弾性に富む材料で構成されてもよい。研磨パッドの剛性によっては、研磨層を研磨パッドとすることができる。 The polishing pad of the present invention has a polishing layer containing a polyurethane resin. The polishing layer is disposed at a position in direct contact with the material to be polished, and the other part of the polishing pad may be made of a material for supporting the polishing pad, for example, an elastic material such as rubber. Depending on the rigidity of the polishing pad, the polishing layer can be a polishing pad.
 本発明の研磨パッドは、被研磨物におけるディフェクトを抑制し、平坦なトポグラフィーを達成でき、ディフェクト性能及びトポグラフィー性能に優れることを除けば、一般的な研磨パッドと形状に大きな差異は無く、一般的な研磨パッドと同様に使用することができ、例えば、研磨パッドを回転させながら研磨層を被研磨材料に押し当てて研磨することもできるし、被研磨材料を回転させながら研磨層に押し当てて研磨することもできる。 The polishing pad of the present invention suppresses defects in the object to be polished, can achieve a flat topography, and is excellent in defect performance and topography performance. It can be used in the same manner as a general polishing pad. For example, the polishing layer can be pressed against the material to be polished while rotating the polishing pad, or can be pressed against the polishing layer while rotating the material to be polished. It can also be applied and polished.
 本発明の研磨パッドは、一般に知られたモールド成形、スラブ成形等の製造法より作成できる。まずは、それら製造法によりポリウレタンのブロックを形成し、ブロックをスライス等によりシート状とし、ポリウレタン樹脂から形成される研磨層を成形し、支持体などに貼り合わせることによって製造される。あるいは支持体上に直接研磨層を成形することもできる。 The polishing pad of the present invention can be produced by a generally known production method such as molding or slab molding. First, a polyurethane block is formed by these manufacturing methods, the block is formed into a sheet shape by slicing or the like, a polishing layer formed from a polyurethane resin is formed, and bonded to a support or the like. Alternatively, the polishing layer can be formed directly on the support.
 より具体的には、研磨層は、研磨層の研磨面とは反対の面側に両面テープが貼り付けられ、所定形状にカットされて、本発明の研磨パッドとなる。両面テープに特に制限はなく、当技術分野において公知の両面テープの中から任意に選択して使用することが出来る。また、本発明の研磨パッドは、研磨層のみからなる単層構造であってもよく、研磨層の研磨面とは反対の面側に他の層(下層、支持層)を貼り合わせた複層からなっていてもよい。 More specifically, the polishing layer has a double-sided tape attached to the surface opposite to the polishing surface of the polishing layer, cut into a predetermined shape, and becomes the polishing pad of the present invention. The double-sided tape is not particularly limited, and any double-sided tape known in the art can be selected and used. In addition, the polishing pad of the present invention may have a single layer structure consisting only of a polishing layer, and a multilayer in which another layer (lower layer, support layer) is bonded to the surface of the polishing layer opposite to the polishing surface. It may consist of
 研磨層は、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー及び硬化剤を含む硬化性樹脂組成物を調製し、当該硬化性樹脂組成物を硬化させることによって成形される。 The polishing layer is formed by preparing a curable resin composition containing an isocyanate-terminated urethane prepolymer and a curing agent and curing the curable resin composition.
 研磨層は発泡ポリウレタン樹脂から構成することができるが、発泡は微小中空球体を含む発泡剤をポリウレタン樹脂中に分散させて行うことができる。この場合、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー、硬化剤、及び発泡剤を含む硬化性樹脂組成物を調製し、当該硬化性樹脂組成物を発泡硬化させることによって成形することができる。 The polishing layer can be composed of a foamed polyurethane resin, but foaming can be performed by dispersing a foaming agent containing fine hollow spheres in the polyurethane resin. In this case, it can be molded by preparing a curable resin composition containing an isocyanate-terminated urethane prepolymer, a curing agent, and a foaming agent, and foam-curing the curable resin composition.
 硬化性樹脂組成物は、例えば、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーを含むA液と、硬化剤成分を含むB液とを混合して調製する2液型の組成物とすることもできる。それ以外の成分はA液に入れても、B液に入れてもよいが、不具合が生じる場合はさらに複数の液に分割して3液以上の液を混合して構成される組成物とすることができる。 The curable resin composition may be a two-component composition prepared by mixing, for example, a liquid A containing an isocyanate-terminated urethane prepolymer and a liquid B containing a curing agent component. Other components may be put in liquid A or liquid B, but if a problem occurs, the liquid is further divided into a plurality of liquids and mixed with three or more liquids. be able to.
 本発明において、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーは、分子量50~300のグリコールを含むポリオール成分とポリイソシアネート成分とを反応させることにより得られる生成物であり、分子量50~300のポリオキシアルキレングリコールを含むポリオール成分とポリイソシアネート成分とを反応させることにより得られる生成物、又は分子量50~300のアルキレングリコールを含むポリオール成分とポリイソシアネート成分とを反応させることにより得られる生成物であることが好ましい。 In the present invention, the isocyanate-terminated urethane prepolymer is a product obtained by reacting a polyol component containing a glycol having a molecular weight of 50 to 300 with a polyisocyanate component, and a polyol containing a polyoxyalkylene glycol having a molecular weight of 50 to 300. A product obtained by reacting a component with a polyisocyanate component or a product obtained by reacting a polyol component containing an alkylene glycol having a molecular weight of 50 to 300 with a polyisocyanate component is preferred.
 イソシアネート末端ウレタンプレポリマーのNCO当量(g/eq)としては、500未満が好ましく、350~495がより好ましく、400~490が最も好ましい。NCO当量(g/eq)が上記数値範囲内であることにより、適度な研磨性能の研磨パッドが得られ、NCO当量(g/eq)が350を下回ると得られる研磨パッドの硬度が大きくなりディフェクト性能が低下してしまい好ましくない。また、NCO当量(g/eq)が500を上回ると得られる研磨パッドの硬度が小さくなり平坦化性能が低下してしまう傾向になり好ましくない。 The NCO equivalent (g / eq) of the isocyanate-terminated urethane prepolymer is preferably less than 500, more preferably 350 to 495, and most preferably 400 to 490. When the NCO equivalent (g / eq) is within the above numerical range, a polishing pad with an appropriate polishing performance can be obtained, and when the NCO equivalent (g / eq) is less than 350, the hardness of the resulting polishing pad increases, resulting in a defect. The performance is lowered, which is not preferable. On the other hand, if the NCO equivalent (g / eq) exceeds 500, the hardness of the resulting polishing pad becomes small, and the planarization performance tends to decrease, which is not preferable.
 イソシアネート末端ウレタンプレポリマーにポリオール成分として含まれる、グリコール(好ましくはポリオキシアルキレングリコール又はアルキレングリコール)の分子量は、50~300であり、60~250が好ましく、70~200が最も好ましい。グリコール(好ましくはポリオキシアルキレングリコール又はアルキレングリコール)の分子量が上記数値範囲内であることにより、NCO当量(g/eq)の調整が可能であるが、分子量が50未満であるとプレポリマーを製造する際に反応性が高く反応速度のコントロールが難しく、分子量が300より大きいとNCO当量(g/eq)の調整に多量のグリコール(好ましくはポリオキシアルキレングリコール又はアルキレングリコール)が必要となるため親水性が高くなり好ましくない。 The molecular weight of glycol (preferably polyoxyalkylene glycol or alkylene glycol) contained as a polyol component in the isocyanate-terminated urethane prepolymer is 50 to 300, preferably 60 to 250, and most preferably 70 to 200. By adjusting the molecular weight of glycol (preferably polyoxyalkylene glycol or alkylene glycol) within the above numerical range, the NCO equivalent (g / eq) can be adjusted. If the molecular weight is less than 50, a prepolymer is produced. When the molecular weight is higher than 300, a large amount of glycol (preferably polyoxyalkylene glycol or alkylene glycol) is required to adjust the NCO equivalent (g / eq). This is not preferable because of increased properties.
(分子量50~300のポリオキシアルキレングリコール)
 分子量50~300のポリオキシアルキレングリコールのイソシアネート末端ウレタンプレポリマー全体に対する含有量は、0重量%を超え5重量%未満であり、0.5~4重量%が好ましく、1~3重量%が最も好ましい。ポリオキシアルキレングリコールの含有量が上記数値範囲内であることにより、被研磨物におけるディフェクトを抑制し、平坦なトポグラフィーを達成できる。
(Polyoxyalkylene glycol having a molecular weight of 50 to 300)
The content of polyoxyalkylene glycol having a molecular weight of 50 to 300 with respect to the entire isocyanate-terminated urethane prepolymer is more than 0% and less than 5% by weight, preferably 0.5 to 4% by weight, most preferably 1 to 3% by weight preferable. When the content of the polyoxyalkylene glycol is within the above numerical range, defects in the object to be polished can be suppressed and a flat topography can be achieved.
 分子量50~300のポリオキシアルキレングリコールとしては、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、ヘキサエチレングリコール等を使用することができ、NCO当量(g/eq)の調整の観点から、分子量の低いジエチレングリコールを使用することが好ましい。 As the polyoxyalkylene glycol having a molecular weight of 50 to 300, for example, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, pentaethylene glycol, hexaethylene glycol and the like can be used. From the viewpoint of adjusting the NCO equivalent (g / eq) Therefore, it is preferable to use diethylene glycol having a low molecular weight.
 分子量50~300のポリオキシアルキレングリコールがイソシアネート末端ウレタンプレポリマーに含まれる場合において、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーに含まれる、分子量50~300のポリオキシアルキレングリコール以外のポリオール成分としては、例えば、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-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、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、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオールなどの低分子量(分子量50~300の)アルキレングリコール;ポリオキシテトラメチレングリコール(PTMG)、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのポリエーテルポリオール;エチレングリコールとアジピン酸との反応物やブチレングリコールとアジピン酸との反応物等のポリエステルポリオール;ポリカーボネートポリオール;ポリカプロラクトンポリオール;等が挙げられる。
 この中でも、プレポリマーの取扱い性や得られる研磨パッドの機械的強度等の観点から、ポリオキシテトラメチレングリコールを使用することが好ましい。また、ポリオキシテトラメチレングリコールの数平均分子量としては、500~2000が好ましく、600~1000がより好ましく、650~850が最も好ましい。
In the case where the polyoxyalkylene glycol having a molecular weight of 50 to 300 is contained in the isocyanate-terminated urethane prepolymer, the polyol component other than the polyoxyalkylene glycol having a molecular weight of 50 to 300 contained in the isocyanate-terminated urethane prepolymer includes, for example, ethylene glycol 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,5-pentanediol, 3-methyl -1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 1,11-undecanediol, 1,12-Dodecandio Low molecular weight (molecular weight 50-300) alkylene glycols; polyether polyols such as polyoxytetramethylene glycol (PTMG), polyethylene glycol, polypropylene glycol; reaction products of ethylene glycol and adipic acid; butylene glycol and adipic acid Polyester polyols such as reaction products of the above; polycarbonate polyols; polycaprolactone polyols;
Among these, it is preferable to use polyoxytetramethylene glycol from the viewpoint of the handleability of the prepolymer and the mechanical strength of the resulting polishing pad. The number average molecular weight of polyoxytetramethylene glycol is preferably 500 to 2000, more preferably 600 to 1000, and most preferably 650 to 850.
 分子量50~300のポリオキシアルキレングリコールがイソシアネート末端ウレタンプレポリマーに含まれる場合において、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーは、ポリオール成分として挙げた上述の低分子量(分子量50~300の)アルキレングリコールを含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。低分子量(分子量50~300の)アルキレングリコールとしては、ポリオール成分として挙げた上述のものを使用することができる。
 イソシアネート末端ウレタンプレポリマーが分子量50~300のポリオキシアルキレングリコールを含み、更に分子量50~300のアルキレングリコールを含む場合、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー全体に対する分子量50~300のアルキレングリコールの含有量は、0~5重量%が好ましく、0.5~4重量%がより好ましく、1~3重量%が最も好ましい。また、ここで、「低分子量(分子量50~300の)アルキレングリコールを含まない」とは意図的な添加物として含有しないことを意味し、不純物として含まれる場合であっても、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー全体に対して0.1質量%以下が好ましく、0.05質量%以下がより好ましく、0.01質量%以下が最も好ましい。低分子量(分子量50~300の)アルキレングリコールの含有量が上記数値範囲内であることにより、被研磨物におけるディフェクトを抑制し、平坦なトポグラフィーを達成できる。
When the polyoxyalkylene glycol having a molecular weight of 50 to 300 is contained in the isocyanate-terminated urethane prepolymer, the isocyanate-terminated urethane prepolymer contains the above-described low molecular weight (molecular weight of 50 to 300) alkylene glycol mentioned as the polyol component. It does not have to be included. As the low molecular weight (molecular weight 50 to 300) alkylene glycol, those mentioned above as the polyol component can be used.
When the isocyanate-terminated urethane prepolymer includes a polyoxyalkylene glycol having a molecular weight of 50 to 300 and further includes an alkylene glycol having a molecular weight of 50 to 300, the content of the alkylene glycol having a molecular weight of 50 to 300 with respect to the whole isocyanate-terminated urethane prepolymer is 0 Is preferably 5 to 5% by weight, more preferably 0.5 to 4% by weight, and most preferably 1 to 3% by weight. Here, “not containing low molecular weight (with a molecular weight of 50 to 300) alkylene glycol” means that it is not contained as an intentional additive. 0.1 mass% or less is preferable with respect to the whole polymer, 0.05 mass% or less is more preferable, and 0.01 mass% or less is the most preferable. When the content of the low molecular weight (molecular weight 50 to 300) alkylene glycol is within the above numerical range, defects in the object to be polished can be suppressed, and a flat topography can be achieved.
(分子量50~300のアルキレングリコール)
 分子量50~300のアルキレングリコールのイソシアネート末端ウレタンプレポリマー全体に対する含有量は、0重量%を超え5重量%未満であり、0.5~4重量%が好ましく、1~3重量%が最も好ましい。アルキレングリコールの含有量が上記数値範囲内であることにより、被研磨物におけるディフェクトを抑制し、平坦なトポグラフィーを達成できる。
(Alkylene glycol having a molecular weight of 50 to 300)
The content of alkylene glycol having a molecular weight of 50 to 300 with respect to the whole isocyanate-terminated urethane prepolymer is more than 0% and less than 5% by weight, preferably 0.5 to 4% by weight, and most preferably 1 to 3% by weight. When the content of the alkylene glycol is within the above numerical range, defects in the object to be polished can be suppressed and a flat topography can be achieved.
 分子量50~300のアルキレングリコールとしては、特に限定されないが、直鎖状、分岐状のものを使用することができ、また、分子末端に水酸基を有するものを使用することができる。分子量50~300のアルキレングリコールとしては、例えば、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,2-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、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、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール等を使用することができ、NCO当量(g/eq)の調整の観点から、従来用いられているジエチレングリコールと分子量が近いため1,4-ブタンジオールを使用することが好ましい。 The alkylene glycol having a molecular weight of 50 to 300 is not particularly limited, but a linear or branched one can be used, and one having a hydroxyl group at the molecular end can be used. Examples of the alkylene glycol having a molecular weight of 50 to 300 include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, Neopentyl glycol, 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol, 1,11-undecanediol, 1,12-dodecanediol, and the like can be used. From the viewpoint of adjusting the NCO equivalent (g / eq), the molecular weight of diethylene glycol used conventionally is Since it is close, it is preferable to use 1,4-butanediol.
 本発明においては、従来使用されていたジエチレングリコールの全部又は一部に代えて分子量50~300のアルキレングリコールを用いてイソシアネート末端ウレタンプレポリマーを製造することができる。 In the present invention, an isocyanate-terminated urethane prepolymer can be produced by using alkylene glycol having a molecular weight of 50 to 300 in place of all or part of conventionally used diethylene glycol.
 分子量50~300のアルキレングリコールがイソシアネート末端ウレタンプレポリマーに含まれる場合において、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーに含まれる、分子量50~300のアルキレングリコール以外のポリオール成分としては、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、ヘキサエチレングリコールなどの低分子量(分子量50~300の)ポリオキシアルキレングリコール;ポリオキシテトラメチレングリコール(PTMG)、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのポリエーテルポリオール;エチレングリコールとアジピン酸との反応物やブチレングリコールとアジピン酸との反応物等のポリエステルポリオール;ポリカーボネートポリオール;ポリカプロラクトンポリオール;等が挙げられる。
 この中でも、プレポリマーの取扱い性や得られる研磨パッドの機械的強度等の観点から、ポリオキシテトラメチレングリコールを使用することが好ましい。また、ポリオキシテトラメチレングリコールの数平均分子量としては、500~2000が好ましく、600~1000がより好ましく、650~850が最も好ましい。
When the alkylene glycol having a molecular weight of 50 to 300 is contained in the isocyanate-terminated urethane prepolymer, the polyol component other than the alkylene glycol having a molecular weight of 50 to 300 contained in the isocyanate-terminated urethane prepolymer includes, for example, diethylene glycol, triethylene glycol, Low molecular weight (molecular weight 50-300) polyoxyalkylene glycols such as tetraethylene glycol, pentaethylene glycol, hexaethylene glycol; polyether polyols such as polyoxytetramethylene glycol (PTMG), polyethylene glycol, polypropylene glycol; and ethylene glycol Polyester polyol such as a reaction product of adipic acid or a reaction product of butylene glycol and adipic acid; Bo sulfonate polyol; polycaprolactone polyol; and the like.
Among these, it is preferable to use polyoxytetramethylene glycol from the viewpoint of the handleability of the prepolymer and the mechanical strength of the resulting polishing pad. The number average molecular weight of polyoxytetramethylene glycol is preferably 500 to 2000, more preferably 600 to 1000, and most preferably 650 to 850.
 分子量50~300のアルキレングリコールがイソシアネート末端ウレタンプレポリマーに含まれる場合において、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーは、ポリオール成分として挙げた上述の低分子量(分子量50~300の)ポリオキシアルキレングリコールを含んでいてもよく、含んでいなくてもよい。低分子量(分子量50~300の)ポリオキシアルキレングリコールとしては、ポリオール成分として挙げた上述のものを使用することができる。
 イソシアネート末端ウレタンプレポリマーが分子量50~300のアルキレングリコールを含み、更に分子量50~300のポリオキシアルキレングリコールを含む場合、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー全体に対する分子量50~300のポリオキシアルキレングリコールの含有量は、0重量%を超え3重量%未満が好ましく、0.1~2.8重量%がより好ましく、0.2~2.5重量%が最も好ましい。また、ここで、「低分子量(分子量50~300の)ポリオキシアルキレングリコールを含まない」とは意図的な添加物として含有しないことを意味し、不純物として含まれる場合であっても、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー全体に対して0.1質量%以下が好ましく、0.05質量%以下がより好ましく、0.01質量%以下が最も好ましい。低分子量(分子量50~300の)ポリオキシアルキレングリコールの含有量が上記数値範囲内であることにより、被研磨物におけるディフェクトを抑制し、平坦なトポグラフィーを達成できる。
In the case where an alkylene glycol having a molecular weight of 50 to 300 is contained in the isocyanate-terminated urethane prepolymer, the isocyanate-terminated urethane prepolymer contains the above-mentioned low molecular weight (molecular weight 50 to 300) polyoxyalkylene glycol mentioned as the polyol component. It does not have to be included. As the low molecular weight (having a molecular weight of 50 to 300) polyoxyalkylene glycol, those described above as the polyol component can be used.
When the isocyanate-terminated urethane prepolymer includes an alkylene glycol having a molecular weight of 50 to 300, and further includes a polyoxyalkylene glycol having a molecular weight of 50 to 300, the content of the polyoxyalkylene glycol having a molecular weight of 50 to 300 with respect to the entire isocyanate-terminated urethane prepolymer is More than 0% by weight and less than 3% by weight, more preferably 0.1 to 2.8% by weight, and most preferably 0.2 to 2.5% by weight. Further, here, “not containing low molecular weight (molecular weight 50 to 300) polyoxyalkylene glycol” means not containing as an intentional additive, and even if it is contained as an impurity, the isocyanate terminal 0.1 mass% or less is preferable with respect to the whole urethane prepolymer, 0.05 mass% or less is more preferable, and 0.01 mass% or less is the most preferable. When the content of the low molecular weight (with a molecular weight of 50 to 300) polyoxyalkylene glycol is within the above numerical range, defects in the object to be polished can be suppressed and a flat topography can be achieved.
 イソシアネート末端ウレタンプレポリマーに含まれるポリイソシアネート成分としては、例えば、m-フェニレンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート(2,6-TDI)、2,4-トリレンジイソシアネート(2,4-TDI)、ナフタレン-1,4-ジイソシアネート、ジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート(MDI)、4,4’-メチレン-ビス(シクロヘキシルイソシアネート)(水添MDI)、3,3’-ジメトキシ-4,4’-ビフェニルジイソシアネート、3,3’-ジメチルジフェニルメタン-4,4’-ジイソシアネート、キシリレン-1,4-ジイソシアネート、4,4’-ジフェニルプロパンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、プロピレン-1,2-ジイソシアネート、ブチレン-1,2-ジイソシアネート、シクロヘキシレン-1,2-ジイソシアネート、シクロヘキシレン-1,4-ジイソシアネート、p-フェニレンジイソチオシアネート、キシリレン-1,4-ジイソチオシアネート、エチリジンジイソチオシアネート等が挙げられる。
 この中でも、得られる研磨パッドの研磨特性や機械的強度等の観点から、2,6-トリレンジイソシアネート(2,6-TDI)、2,4-トリレンジイソシアネート(2,4-TDI)等のトリレンジイソシアネートを使用することが好ましい。
Examples of the polyisocyanate component contained in the isocyanate-terminated urethane prepolymer include m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate (2,6-TDI), 2,4-tolylene diisocyanate (2 , 4-TDI), naphthalene-1,4-diisocyanate, diphenylmethane-4,4′-diisocyanate (MDI), 4,4′-methylene-bis (cyclohexyl isocyanate) (hydrogenated MDI), 3,3′-dimethoxy -4,4'-biphenyl diisocyanate, 3,3'-dimethyldiphenylmethane-4,4'-diisocyanate, xylylene-1,4-diisocyanate, 4,4'-diphenylpropane diisocyanate, trimethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate Isocyanate, propylene-1,2-diisocyanate, butylene-1,2-diisocyanate, cyclohexylene-1,2-diisocyanate, cyclohexylene-1,4-diisocyanate, p-phenylene diisothiocyanate, xylylene-1,4-diisocyanate Examples include isothiocyanate and ethylidine diisothiocyanate.
Among these, from the viewpoint of the polishing characteristics and mechanical strength of the resulting polishing pad, 2,6-tolylene diisocyanate (2,6-TDI), 2,4-tolylene diisocyanate (2,4-TDI), etc. It is preferred to use tolylene diisocyanate.
 硬化性樹脂組成物に含まれる硬化剤としては、例えば、以下に説明するアミン系硬化剤が挙げられる。
 アミン系硬化剤を構成するポリアミンとしては、例えば、ジアミンが挙げられ、これには、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどのアルキレンジアミン;イソホロンジアミン、ジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジアミンなどの脂肪族環を有するジアミン;3,3’-ジクロロ-4,4’-ジアミノジフェニルメタン(別名:メチレンビス-o-クロロアニリン)(以下、MOCAと略記する。)などの芳香族環を有するジアミン;2-ヒドロキシエチルエチレンジアミン、2-ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、ジ-2-ヒドロキシエチルエチレンジアミン、ジ-2-ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、2-ヒドロキシプロピルエチレンジアミン、ジ-2-ヒドロキシプロピルエチレンジアミン等の水酸基を有するジアミン、特にヒドロキシアルキルアルキレンジアミン;等が挙げられる。また、3官能のトリアミン化合物、4官能以上のポリアミン化合物も使用可能である。
As a hardening | curing agent contained in curable resin composition, the amine-type hardening | curing agent demonstrated below is mentioned, for example.
Examples of the polyamine constituting the amine-based curing agent include diamines, which include alkylene diamines such as ethylene diamine, propylene diamine, and hexamethylene diamine; fats such as isophorone diamine and dicyclohexylmethane-4,4′-diamine. Diamines having aromatic rings; diamines having aromatic rings such as 3,3′-dichloro-4,4′-diaminodiphenylmethane (also known as methylenebis-o-chloroaniline) (hereinafter abbreviated as MOCA); 2- Such as hydroxyethylethylenediamine, 2-hydroxyethylpropylenediamine, di-2-hydroxyethylethylenediamine, di-2-hydroxyethylpropylenediamine, 2-hydroxypropylethylenediamine, di-2-hydroxypropylethylenediamine, etc. Diamine having an acid group, hydroxyalkyl alkylene diamine particular; and the like. Trifunctional triamine compounds and tetrafunctional or higher polyamine compounds can also be used.
 特に好ましい硬化剤は、前述したMOCAであり、このMOCAの化学構造は、以下のとおりである。 A particularly preferred curing agent is the aforementioned MOCA, and the chemical structure of this MOCA is as follows.
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 硬化剤全体の量は、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーのNCOのモル数に対する、硬化剤のNH2のモル数の比率(NH2のモル数/NCOのモル数)が、好ましくは0.7~1.1、より好ましくは0.75~1.0、最も好ましくは0.8~0.95となる量を用いる。 The amount of the entire hardener, to the number of moles of NCO isocyanate-terminated urethane prepolymer, the ratio number of moles of NH 2 of the curing agent (moles / moles of NCO of NH 2) is preferably 0.7-1 0.1, more preferably 0.75 to 1.0, most preferably 0.8 to 0.95.
 本発明において、硬化性樹脂組成物は微小中空球体をさらに含むことができる。
 微小中空球体をポリウレタン樹脂に混合することによって発泡体を形成することができる。微小中空球体とは、熱可塑性樹脂からなる外殻(ポリマー殻)と、外殻に内包される低沸点炭化水素とからなる未発泡の加熱膨張性微小球状体を、加熱膨張させたものをいう。前記ポリマー殻としては、例えば、アクリロニトリル-塩化ビニリデン共重合体、アクリロニトリル-メチルメタクリレート共重合体、塩化ビニル-エチレン共重合体などの熱可塑性樹脂を用いることができる。同様に、ポリマー殻に内包される低沸点炭化水素としては、例えば、イソブタン、ペンタン、イソペンタン、石油エーテル等を用いることができる。
In the present invention, the curable resin composition may further include fine hollow spheres.
A foam can be formed by mixing micro hollow spheres with polyurethane resin. The micro hollow sphere is obtained by heating and expanding an unfoamed heat-expandable microsphere composed of an outer shell (polymer shell) made of a thermoplastic resin and a low-boiling hydrocarbon encapsulated in the outer shell. . As the polymer shell, for example, thermoplastic resins such as acrylonitrile-vinylidene chloride copolymer, acrylonitrile-methyl methacrylate copolymer, vinyl chloride-ethylene copolymer can be used. Similarly, as the low boiling point hydrocarbon encapsulated in the polymer shell, for example, isobutane, pentane, isopentane, petroleum ether and the like can be used.
 その他に当業界で一般的に使用される触媒などを硬化性樹脂組成物に添加しても良い。
 また、上述したポリイソシアネート成分を硬化性樹脂組成物に後から追加で添加することもでき、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーと追加のポリイソシアネート成分との合計重量に対する追加のポリイソシアネート成分の重量割合は、0.1~10重量%が好ましく、0.5~8重量%がより好ましく、1~5重量%が特に好ましい。
 ポリウレタン樹脂硬化性組成物に追加で添加するポリイソシアネート成分としては、上述のポリイソシアネート成分を特に限定なく使用することができるが、4,4’-メチレン-ビス(シクロヘキシルイソシアネート)(水添MDI)が好ましい。
In addition, a catalyst generally used in the industry may be added to the curable resin composition.
Further, the above-mentioned polyisocyanate component can be additionally added to the curable resin composition later, and the weight ratio of the additional polyisocyanate component to the total weight of the isocyanate-terminated urethane prepolymer and the additional polyisocyanate component is: It is preferably 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.5 to 8% by weight, and particularly preferably 1 to 5% by weight.
As the polyisocyanate component additionally added to the polyurethane resin curable composition, the above-mentioned polyisocyanate component can be used without particular limitation, but 4,4′-methylene-bis (cyclohexyl isocyanate) (hydrogenated MDI) Is preferred.
 本発明の研磨パッドにおける研磨層は、水に対する接触角が70°より大きいことが好ましく、75°以上であることがより好ましく、80°以上が最も好ましい。接触角が70°以下であると親水性が高くなってしまい、研磨くずを含むスラリーを保持する時間が長くなってしまうため、ディフェクトが大きくなる傾向がある。本発明において、水の接触角は、後述する自動接触角計(協和界面科学株式会社製 DropMaster500)による液滴法にて測定したものを意味する。 The polishing layer in the polishing pad of the present invention preferably has a contact angle with water of more than 70 °, more preferably 75 ° or more, and most preferably 80 ° or more. If the contact angle is 70 ° or less, the hydrophilicity becomes high, and the time for holding the slurry containing polishing waste becomes long, so the defect tends to increase. In this invention, the contact angle of water means what was measured by the droplet method by the automatic contact angle meter (Kyowa Interface Science Co., Ltd. make DropMaster500) mentioned later.
 本発明を以下の例により実験的に説明するが、以下の説明は、本発明の範囲が以下の例に限定して解釈されることを意図するものではない。 The present invention will be described experimentally with the following examples, but the following description is not intended to be construed as limiting the scope of the present invention to the following examples.
(材料)
 以下の例で使用した材料を列挙する。
・イソシアネート末端ウレタンプレポリマー:
 プレポリマー(1)・・・ポリイソシアネート成分としてトリレンジイソシアネート、ポリオール成分として数平均分子量650のポリテトラメチレンエーテルグリコールを含むNCO当量513のウレタンプレポリマー
 プレポリマー(2)・・・ポリイソシアネート成分としてトリレンジイソシアネート、ポリオール成分として数平均分子量650のポリテトラメチレンエーテルグリコール及びジエチレングリコール(プレポリマー全体に対して1重量%)を含むNCO当量486のウレタンプレポリマー
 プレポリマー(3)・・・ポリイソシアネート成分としてトリレンジイソシアネート、ポリオール成分として数平均分子量650のポリテトラメチレンエーテルグリコール及びジエチレングリコール(プレポリマー全体に対して2重量%)を含むNCO当量463のウレタンプレポリマー
 プレポリマー(4)・・・ポリイソシアネート成分としてトリレンジイソシアネート、ポリオール成分として数平均分子量650のポリテトラメチレンエーテルグリコール及びジエチレングリコール(プレポリマー全体に対して3重量%)を含むNCO当量450のウレタンプレポリマー
 プレポリマー(5)・・・ポリイソシアネート成分としてトリレンジイソシアネート、ポリオール成分として数平均分子量650のポリテトラメチレンエーテルグリコール、数平均分子量1000のポリテトラメチレンエーテルグリコール、及びジエチレングリコール(プレポリマー全体に対して5重量%)を含むNCO当量437のウレタンプレポリマー
 プレポリマー(1')・・・ポリイソシアネート成分としてトリレンジイソシアネート、ポリオール成分として数平均分子量650のポリテトラメチレンエーテルグリコール及び1,4-ブタンジオール(プレポリマー全体に対して1重量%)を含むNCO当量484のウレタンプレポリマー
 プレポリマー(2')・・・ポリイソシアネート成分としてトリレンジイソシアネート、ポリオール成分として数平均分子量650のポリテトラメチレンエーテルグリコール及び1,4-ブタンジオール(プレポリマー全体に対して2重量%)を含むNCO当量459のウレタンプレポリマー
 プレポリマー(3')・・・ポリイソシアネート成分としてトリレンジイソシアネート、ポリオール成分として数平均分子量650のポリテトラメチレンエーテルグリコール及び1,4-ブタンジオール(プレポリマー全体に対して3重量%)を含むNCO当量439のウレタンプレポリマー
 プレポリマー(4')・・・ポリイソシアネート成分としてトリレンジイソシアネート、ポリオール成分として数平均分子量650のポリテトラメチレンエーテルグリコール、1,4-ブタンジオール(プレポリマー全体に対して1重量%)、及びジエチレングリコール(プレポリマー全体に対して1重量%)を含むNCO当量441のウレタンプレポリマー
(material)
The materials used in the following examples are listed.
・ Isocyanate-terminated urethane prepolymer:
Prepolymer (1): urethane prepolymer with NCO equivalent of 513 containing tolylene diisocyanate as polyisocyanate component and polytetramethylene ether glycol having a number average molecular weight of 650 as polyol component. Prepolymer (2) as polyisocyanate component Tolylene diisocyanate, NCO equivalent 486 urethane prepolymer prepolymer (3) containing polytetramethylene ether glycol having a number average molecular weight of 650 and diethylene glycol (1% by weight based on the total prepolymer) as a polyol component. Polyisocyanate component As the tolylene diisocyanate, polytetramethylene ether glycol and diethylene glycol having a number average molecular weight of 650 as the polyol component (double to the whole prepolymer) %)) Urethane prepolymer having an NCO equivalent of 463 Prepolymer (4): Tolylene diisocyanate as the polyisocyanate component, polytetramethylene ether glycol and diethylene glycol having a number average molecular weight of 650 as the polyol component (3 relative to the total prepolymer) Urethane prepolymer having an NCO equivalent weight of 450 containing 5% by weight) Prepolymer (5): Tolylene diisocyanate as the polyisocyanate component, polytetramethylene ether glycol having a number average molecular weight of 650 as the polyol component, and polytetramethylene having a number average molecular weight of 1000 Polyurethane prepolymer (1 ′) with NCO equivalent of 437 containing ether glycol and diethylene glycol (5% by weight based on the total prepolymer) Urethane prepolymer prepolymer having an NCO equivalent of 484, comprising tolylene diisocyanate as a carbonate component, polytetramethylene ether glycol having a number average molecular weight of 650 as a polyol component and 1,4-butanediol (1% by weight based on the total prepolymer) (2 ′) NCO equivalent containing tolylene diisocyanate as the polyisocyanate component, polytetramethylene ether glycol having a number average molecular weight of 650 as the polyol component and 1,4-butanediol (2% by weight based on the whole prepolymer) Urethane prepolymer of 459 Prepolymer (3 ′): Tolylene diisocyanate as polyisocyanate component, polytetramethylene ether glycol having a number average molecular weight of 650 as polyol component and 1,4-butanediol Urethane prepolymer having an NCO equivalent of 439 containing 3% by weight based on the total prepolymer) Prepolymer (4 ′)... Tolylene diisocyanate as the polyisocyanate component, polytetramethylene ether glycol having a number average molecular weight of 650 as the polyol component, Urethane prepolymer having an NCO equivalent of 441 containing 1,4-butanediol (1% by weight based on the total prepolymer) and diethylene glycol (1% by weight based on the total prepolymer)
・硬化剤:
 MOCA・・・3,3’-ジクロロ-4,4’-ジアミノジフェニルメタン(別名:メチレンビス-o-クロロアニリン)(NH2当量=133.5)
・微小中空球体の商品名:
 日本フィライト社製 EXPANCEL 551DE40d42
・ Curing agent:
MOCA: 3,3′-dichloro-4,4′-diaminodiphenylmethane (also known as methylenebis-o-chloroaniline) (NH 2 equivalent = 133.5)
・ Product name of micro hollow sphere:
EXPANCEL 551DE40d42 made by Nippon Philite
 <実施例1~3、比較例1>
 (実施例1)
 A成分としてプレポリマー(2)を100g、B成分として硬化剤であるMOCAを24g、C成分として微小中空球体(EXPANCEL 551DE40d42)4.5gをそれぞれ準備した。なお、A成分のプレポリマーのNCOのモル数に対する、B成分のアミン系硬化剤のNH2のモル数の比率(NH2のモル数/NCOのモル数)は0.87である。なお、比率を示すためg表示として記載しており、ブロックの大きさに応じて必要な重量(部)を準備する。以下同様にg(部)表記で記載する。
 A成分とC成分とを混合し、A成分とC成分の混合物を減圧脱泡した後、A成分とC成分の混合物及びB成分を混合機に供給した。
 得られた混合液を80℃に加熱した型枠に注型し、1時間加熱し硬化させた後、形成された樹脂発泡体を型枠から抜き出し、その後120℃で5時間キュアリングした。この発泡体を1.3mm厚にスライスしてウレタンシートを作成し、研磨パッドを得た。
<Examples 1 to 3, Comparative Example 1>
Example 1
100 g of prepolymer (2) was prepared as component A, 24 g of MOCA as a curing agent was prepared as component B, and 4.5 g of fine hollow spheres (EXPANCEL 551DE40d42) were prepared as component C, respectively. Incidentally, to the number of moles of NCO of the prepolymer of component A, the ratio of moles of NH 2 amine curing agent component B (the NH 2 moles / moles of NCO) is 0.87. In addition, in order to show a ratio, it describes as g display and prepares a required weight (part) according to the magnitude | size of a block. Hereinafter, it is described in g (part) notation.
The A component and the C component were mixed, the mixture of the A component and the C component was degassed under reduced pressure, and then the mixture of the A component and the C component and the B component were supplied to the mixer.
The obtained mixed liquid was poured into a mold heated to 80 ° C., heated and cured for 1 hour, and then the formed resin foam was extracted from the mold and then cured at 120 ° C. for 5 hours. This foam was sliced to a thickness of 1.3 mm to prepare a urethane sheet, and a polishing pad was obtained.
 (実施例2)
 実施例1のA成分のプレポリマー(2)100gに代えて、プレポリマー(3)を100g準備した。
 以降、実施例1と同様にしてウレタンシートを作成し、研磨パッドを得た。
(Example 2)
Instead of 100 g of the prepolymer (2) of component A of Example 1, 100 g of prepolymer (3) was prepared.
Thereafter, a urethane sheet was prepared in the same manner as in Example 1 to obtain a polishing pad.
 (実施例3)
 実施例1のA成分のプレポリマー(2)100gに代えて、プレポリマー(4)を100g準備した。
 以降、実施例1と同様にしてウレタンシートを作成し、研磨パッドを得た。
Example 3
Instead of 100 g of the prepolymer (2) of component A in Example 1, 100 g of prepolymer (4) was prepared.
Thereafter, a urethane sheet was prepared in the same manner as in Example 1 to obtain a polishing pad.
 (比較例1)
 実施例1のA成分のプレポリマー(2)100gに代えて、プレポリマー(5)を100g準備した。
 以降、実施例1と同様にしてウレタンシートを作成し、研磨パッドを得た。
(Comparative Example 1)
Instead of 100 g of the prepolymer (2) of component A in Example 1, 100 g of prepolymer (5) was prepared.
Thereafter, a urethane sheet was prepared in the same manner as in Example 1 to obtain a polishing pad.
 (比較例2)
 実施例1のA成分のプレポリマー(2)100gに代えて、プレポリマー(1)を100g準備した。以降、実施例1と同様にしてウレタンシートの作成を試みたが、A成分、B成分、及びC成分からなる硬化性樹脂組成物が硬化するまでの時間が長くかかり、かつ十分に硬化しなかったため、得られた発泡体をスライスするのが困難であり、研磨パッドを得ることができなかった。
(Comparative Example 2)
Instead of 100 g of the prepolymer (2) of component A in Example 1, 100 g of prepolymer (1) was prepared. Thereafter, an attempt was made to make a urethane sheet in the same manner as in Example 1, but it took a long time until the curable resin composition comprising the A component, the B component, and the C component was cured, and the urethane sheet was not sufficiently cured. Therefore, it was difficult to slice the obtained foam, and a polishing pad could not be obtained.
 (試験方法)
 実施例1~3及び比較例1それぞれのウレタンシート(研磨パッド)について、以下の密度、A硬度、及びD硬度の測定を行った。
 (密度)
 密度(g/cm3)は、日本工業規格(JIS  K  6505)に準拠して測定した。
 (A硬度)
 研磨パッドのA硬度は、日本工業規格(JIS-K-7311)に準拠して、ショアAデュロメータを用いて測定した。ここで、試料は、少なくとも総厚さ4.5mm以上になるように、必要に応じて複数枚のウレタンシートを重ねることで得た。
 (D硬度)
 研磨パッドのD硬度は、日本工業規格(JIS-K-6253)に準拠して、D型硬度計を用いて測定した。ここで、試料は、少なくとも総厚さ4.5mm以上になるように、必要に応じて複数枚のウレタンシートを重ねることで得た。
(Test method)
For each of the urethane sheets (polishing pads) of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, the following density, A hardness, and D hardness were measured.
(density)
The density (g / cm 3 ) was measured according to Japanese Industrial Standard (JIS K 6505).
(A hardness)
The A hardness of the polishing pad was measured using a Shore A durometer in accordance with Japanese Industrial Standard (JIS-K-7311). Here, the sample was obtained by stacking a plurality of urethane sheets as necessary so that the total thickness was 4.5 mm or more.
(D hardness)
The D hardness of the polishing pad was measured using a D-type hardness meter in accordance with Japanese Industrial Standard (JIS-K-6253). Here, the sample was obtained by stacking a plurality of urethane sheets as necessary so that the total thickness was 4.5 mm or more.
 表1には実施例1~3及び比較例1で得られた研磨パッドの基本物性を示す。 Table 1 shows the basic physical properties of the polishing pads obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1.
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
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 (研磨レート)
 実施例1~3及び比較例1それぞれの研磨パッドについて、研磨レート(Å)の測定を行った。研磨試験の条件は下記の通りである。
(Polishing rate)
The polishing rate (研磨) was measured for each of the polishing pads of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1. The conditions of the polishing test are as follows.
 (研磨試験の条件)
・使用研磨機:荏原製作所社製 F-REX300
・Disk:3MA188(#100)
・回転数:(定盤)70rpm、(トップリング)71rpm
・研磨圧力:3.5psi、2.9psi、又は1.5psiの3種類
・研磨剤:キャボット社製、品番:SS25(SS25原液:純水=1:1の混合液を使用)
・研磨剤温度:20℃
・研磨剤吐出量:200ml/min
・使用ワーク(被研磨物):12インチのシリコンウエハ上にテトラエトキシシラン(TEOS)をPE-CVDで絶縁膜1μmの厚さになるように形成した基板を使用した。研磨の初期温度が20℃であり、研磨中にパッド表面温度が上昇し、40~50℃になる。
・研磨レートは、ドレス処理を10分間施した後、3.5psiの条件で1~51枚目のウエハを研磨し、2.9psiの条件で52枚目のウエハを研磨し、1.5psiの条件で53枚目のウエハを研磨し、1、5、10、15、20、25、50、52、53枚目のウエハに関して測定した値である。
(Polishing test conditions)
・ Use polishing machine: F-REX300 manufactured by Ebara Corporation
Disk: 3MA188 (# 100)
・ Rotation speed: (Surface plate) 70 rpm, (Top ring) 71 rpm
・ Polishing pressure: 3.5 psi, 2.9 psi, or 1.5 psi ・ Abrasive: manufactured by Cabot, product number: SS25 (SS25 stock solution: pure water = 1: 1 mixed solution is used)
・ Abrasive temperature: 20 ℃
・ Abrasive discharge rate: 200ml / min
Workpiece (object to be polished): A substrate in which tetraethoxysilane (TEOS) was formed on a 12-inch silicon wafer by PE-CVD to a thickness of 1 μm of insulating film was used. The initial polishing temperature is 20 ° C., and the pad surface temperature rises during polishing to 40 to 50 ° C.
-Polishing rate is 10 minutes after dressing process, 1st-51st wafer is polished under 3.5 psi condition, 52nd wafer is polished under 2.9 psi condition, 1.5 psi This is the value measured for the first, fifth, tenth, fifteen, twenty, twenty-five, fifty-fifth, fifty-second, and fifty-third wafers after polishing the 53rd wafer.
 研磨レート(Å)の評価結果を表2及び図1に示す。図1は、3.5psi(50枚目のウエハ)、2.9psi(52枚目のウエハ)、及び1.5psi(53枚目のウエハ)における研磨レート(Å)を示すものである。 The evaluation results of the polishing rate (Å) are shown in Table 2 and FIG. FIG. 1 shows the polishing rate (Å) at 3.5 psi (the 50th wafer), 2.9 psi (the 52nd wafer), and 1.5 psi (the 53rd wafer).
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
(ディフェクト)
 実施例1~3及び比較例1それぞれの研磨パッドについて、下記の通りスクラッチ等のディフェクトの評価を行った。
 スクラッチ等のディフェクトの評価は、上記(研磨レート)の(研磨試験の条件)に基づいて、51枚の基板を研磨し、研磨加工後の11枚目、26枚目及び51枚目の基板3枚について、ウエハ表面検査装置(KLAテンコール社製、Surfscan SP2xpDLS)の高感度測定モードにて測定し、基板表面におけるマイクロスクラッチ(0.2μm以上10μm以下の微細打痕状のキズ)のディフェクトの個数を評価した。
(Defect)
For each of the polishing pads of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, defects such as scratches were evaluated as follows.
Defects such as scratches are evaluated based on the above (polishing rate) (polishing test conditions) by polishing 51 substrates, and the 11th, 26th and 51st substrates 3 after polishing. The number of defects in micro scratches (fine scratches of 0.2 μm or more and 10 μm or less) on the substrate surface, measured in a high sensitivity measurement mode of a wafer surface inspection apparatus (Surfscan SP2xpDLS, manufactured by KLA Tencor). Evaluated.
 ディフェクトの評価結果を表3及び図2に示す。 Defect evaluation results are shown in Table 3 and FIG.
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 表2及び図1の結果より、実施例1~3及び比較例1の研磨パッドについて、研磨パッドとして使用するのに十分な研磨レート(Å)を示しており、研磨性に優れることがわかった。また、実施例1~3及び比較例1の研磨パッドについて、3.5psi、2.9psi、及び1.5psiのいずれの研磨圧力においても同程度の研磨レート(Å)を示しており、大きな差が見られないことがわかった。 From the results shown in Table 2 and FIG. 1, it was found that the polishing pads of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 showed a polishing rate (Å) sufficient for use as a polishing pad and had excellent polishing properties. . In addition, the polishing pads of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 showed the same polishing rate (に お い て) at any polishing pressure of 3.5 psi, 2.9 psi, and 1.5 psi, indicating a large difference. I can't see.
 表3及び図2の結果からわかるように、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー全体に対するジエチレングリコールの含有量が1重量%、2重量%、又は3重量%である実施例1~3の研磨パッドは、ディフェクトの発生が少なく良好な研磨結果となることがわかった。
 一方、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー全体に対するジエチレングリコールの含有量が5重量%である比較例1の研磨パッドは、ディフェクトの発生が多くなってしまうことがわかった。
As can be seen from the results in Table 3 and FIG. 2, the polishing pads of Examples 1 to 3 having a diethylene glycol content of 1% by weight, 2% by weight, or 3% by weight with respect to the entire isocyanate-terminated urethane prepolymer are It was found that good polishing results were obtained with less occurrence.
On the other hand, the polishing pad of Comparative Example 1 in which the content of diethylene glycol relative to the entire isocyanate-terminated urethane prepolymer was 5% by weight was found to have more defects.
 実施例1~3及び比較例1の結果からわかるように、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー全体に対するジエチレングリコールの含有量が減少するについて、スクラッチ等のディフェクトが減少し良好な結果となることがわかった。
 また、比較例2で示した様に、ジエチレングリコールの含有量を0重量%としてしまうと、反応時間が長くなり硬化までに多くの時間を要するため生産性が悪く、さらに硬化後のスライス工程で上手くスライスできないという問題があった。
As can be seen from the results of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, it was found that as the content of diethylene glycol with respect to the whole isocyanate-terminated urethane prepolymer was decreased, defects such as scratches were reduced and favorable results were obtained.
Further, as shown in Comparative Example 2, when the content of diethylene glycol is 0% by weight, the reaction time becomes long and a lot of time is required for curing, so that the productivity is poor, and further, the slicing process after curing is successful. There was a problem that could not be sliced.
 以上のとおり、実施例1~3の研磨パッドは、研磨レート(Å)が高く研磨性に優れ、かつ被研磨物のディフェクトを抑制できた。一方、比較例1の研磨パッドは、研磨レート(Å)が高く研磨性に優れるものの、被研磨物のディフェクトの発生が多かった。 As described above, the polishing pads of Examples 1 to 3 had a high polishing rate (Å) and excellent polishing properties, and were able to suppress defects in the object to be polished. On the other hand, although the polishing pad of Comparative Example 1 had a high polishing rate (Å) and excellent polishing properties, there were many defects in the object to be polished.
 以上の結果より、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー全体に対するジエチレングリコールの含有量が0重量%を超え5重量%未満である研磨パッドが、被研磨物におけるディフェクトを抑制し、平坦なトポグラフィーを達成でき、ディフェクト性能及びトポグラフィー性能に優れることが確認できた。 From the above results, the polishing pad in which the content of diethylene glycol in the whole isocyanate-terminated urethane prepolymer is more than 0% by weight and less than 5% by weight can suppress defects in the workpiece and achieve a flat topography. It was confirmed that it was excellent in performance and topography performance.
 <実施例4~7、比較例3>
(実施例4)
 A成分としてプレポリマー(1')を100g、B成分として硬化剤であるMOCAを24g、C成分として微小中空球体(EXPANCEL 551DE40d42)4.5gをそれぞれ準備した。なお、A成分のプレポリマーのNCOのモル数に対する、B成分のアミン系硬化剤のNH2のモル数の比率(NH2のモル数/NCOのモル数)は0.87である。なお、比率を示すためg表示として記載しており、ブロックの大きさに応じて必要な重量(部)を準備する。以下同様にg(部)表記で記載する。
 A成分とC成分とを混合し、A成分とC成分の混合物を減圧脱泡した後、A成分とC成分の混合物及びB成分を混合機に供給した。
 得られた混合液を80℃に加熱した型枠に注型し、1時間加熱し硬化させた後、形成された樹脂発泡体を型枠から抜き出し、その後120℃で5時間キュアリングした。この発泡体を1.3mm厚にスライスしてウレタンシートを作成し、研磨パッドを得た。
<Examples 4 to 7, Comparative Example 3>
Example 4
100 g of prepolymer (1 ′) was prepared as component A, 24 g of MOCA as a curing agent was prepared as component B, and 4.5 g of hollow microspheres (EXPANCEL 551DE40d42) were prepared as component C, respectively. Incidentally, to the number of moles of NCO of the prepolymer of component A, the ratio of moles of NH 2 amine curing agent component B (the NH 2 moles / moles of NCO) is 0.87. In addition, in order to show a ratio, it describes as g display and prepares a required weight (part) according to the magnitude | size of a block. Hereinafter, it is described in g (part) notation.
The A component and the C component were mixed, the mixture of the A component and the C component was degassed under reduced pressure, and then the mixture of the A component and the C component and the B component were supplied to the mixer.
The obtained mixed liquid was poured into a mold heated to 80 ° C., heated and cured for 1 hour, and then the formed resin foam was extracted from the mold and then cured at 120 ° C. for 5 hours. This foam was sliced to a thickness of 1.3 mm to prepare a urethane sheet, and a polishing pad was obtained.
 (実施例5)
 実施例4のA成分のプレポリマー(1')100gに代えて、プレポリマー(2')を100g準備した。
 以降、実施例4と同様にしてウレタンシートを作成し、研磨パッドを得た。
(Example 5)
Instead of 100 g of the prepolymer (1 ′) of component A in Example 4, 100 g of prepolymer (2 ′) was prepared.
Thereafter, a urethane sheet was prepared in the same manner as in Example 4 to obtain a polishing pad.
 (実施例6)
 実施例4のA成分のプレポリマー(1')100gに代えて、プレポリマー(3')を100g準備した。
 以降、実施例4と同様にしてウレタンシートを作成し、研磨パッドを得た。
(Example 6)
In place of 100 g of the prepolymer (1 ′) of component A in Example 4, 100 g of prepolymer (3 ′) was prepared.
Thereafter, a urethane sheet was prepared in the same manner as in Example 4 to obtain a polishing pad.
 (実施例7)
 実施例4のA成分のプレポリマー(1')100gに代えて、プレポリマー(4')を100g準備した。
 以降、実施例4と同様にしてウレタンシートを作成し、研磨パッドを得た。
(Example 7)
In place of 100 g of the prepolymer (1 ′) of component A in Example 4, 100 g of prepolymer (4 ′) was prepared.
Thereafter, a urethane sheet was prepared in the same manner as in Example 4 to obtain a polishing pad.
 (比較例3)
 実施例4のA成分のプレポリマー(1')100gに代えて、プレポリマー(5)を100g準備した。
 以降、実施例4と同様にしてウレタンシートを作成し、研磨パッドを得た。
(Comparative Example 3)
In place of 100 g of the prepolymer (1 ′) of component A in Example 4, 100 g of prepolymer (5) was prepared.
Thereafter, a urethane sheet was prepared in the same manner as in Example 4 to obtain a polishing pad.
 (試験方法)
 実施例4~7及び比較例3それぞれの研磨パッドについて、以下の接触角の測定、及びディフェクトによる評価を行った。
(Test method)
For each of the polishing pads of Examples 4 to 7 and Comparative Example 3, the following contact angle measurement and evaluation by defect were performed.
 (接触角)
 実施例4~7及び比較例3それぞれのウレタンシートの表面について、水の接触角を測定した。水の接触角は、自動接触角計(協和界面科学株式会社製 DropMaster500)による液滴法にて測定した。すなわち、自動接触角計の注射器に蒸留水を入れ、温度20℃、湿度50%の条件の下に、注射針から水滴1滴(1μL)を研磨シート表面に滴下し、滴下してから300秒後の接触角を読み取った。
(Contact angle)
The contact angle of water was measured for the surfaces of the urethane sheets of Examples 4 to 7 and Comparative Example 3. The contact angle of water was measured by a droplet method using an automatic contact angle meter (DropMaster 500 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). That is, distilled water was put into a syringe of an automatic contact angle meter, and under the conditions of a temperature of 20 ° C. and a humidity of 50%, one drop (1 μL) of water was dropped from the injection needle onto the surface of the polishing sheet, and 300 seconds after dropping. The later contact angle was read.
(ディフェクト)
 ディフェクトの評価は、以下の研磨試験の条件に基づき、25枚の基板を研磨し、研磨加工後の21~25枚目の基板5枚について、ウエハ表面検査装置(KLAテンコール社製、SurfscanSP2xpDLS)の高感度測定モードにて測定し、研磨くずに起因するスクラッチの個数を評価した。ディフェクトの評価では、12インチ(300mm<b)ウエハに0.16μm以上のディフェクトが200個未満を○、200個以上を×とした。
(Defect)
Defects were evaluated based on the following polishing test conditions: 25 substrates were polished, and 5 to 21st to 25th substrates after polishing were processed using a wafer surface inspection device (SurfscanSP2xpDLS, manufactured by KLA Tencor). The measurement was performed in the high sensitivity measurement mode, and the number of scratches caused by polishing waste was evaluated. In the evaluation of the defects, less than 200 defects of 0.16 μm or more on a 12-inch (300 mm <b) wafer were marked with ◯, and 200 or more were marked with ×.
(研磨試験の条件)
・使用研磨機:荏原製作所社製、F-REX300
・Disk:3MA188(#100)
・回転数:(定盤)70rpm、(トツプリング)71rpm
・研磨圧力:3.5psi
・研磨剤:キャボット社製、品番:SS25(SS25原液:純粋=重量比1:1の混合液を使用)
・研磨剤温度:20℃
・研磨剤吐出量:200ml/min
・使用ワーク(被研磨物):12インチシリコンウエハ上にテトラエトキシシランをPE-CVDで絶縁膜1μmの厚さになるように形成した基板
 研磨の初期温度が20℃から研磨中にパッド表面温度が上昇し、40~50℃になる。
(Polishing test conditions)
-Polishing machine used: F-REX300 manufactured by Ebara Corporation
Disk: 3MA188 (# 100)
・ Rotation speed: (Surface plate) 70 rpm, (Topping) 71 rpm
Polishing pressure: 3.5 psi
・ Abrasive: manufactured by Cabot Corporation, product number: SS25 (SS25 undiluted solution: use a mixed solution of pure = weight ratio 1: 1)
・ Abrasive temperature: 20 ℃
・ Abrasive discharge rate: 200ml / min
・ Work used (to be polished): A substrate in which tetraethoxysilane is formed on a 12-inch silicon wafer by PE-CVD to a thickness of 1 μm of insulating film. The initial polishing temperature is 20 ° C. and the pad surface temperature during polishing. Rises to 40-50 ° C.
 以上の結果を表4に示す。 The above results are shown in Table 4.
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 表4に示すように、実施例4~7の研磨パッドは、接触角が75°以上であり、比較例3の研磨パッドに比べて疎水性が高く、スクラッチの発生を抑制することができた。また、実施例4~7及び比較例3の結果より、研磨パッドの接触角は、疎水性の高いアルキレングリコールである1,4-ブタンジオールの添加量を増やす程、又は親水性が高いポリオキシアルキレングリコールであるジエチレングリコールの添加量を減らす程、増加する傾向であることがわかった。 As shown in Table 4, the polishing pads of Examples 4 to 7 had a contact angle of 75 ° or more, had higher hydrophobicity than the polishing pad of Comparative Example 3, and could suppress the occurrence of scratches. . Further, from the results of Examples 4 to 7 and Comparative Example 3, the contact angle of the polishing pad was increased as the amount of 1,4-butanediol, which is an alkylene glycol having high hydrophobicity, was increased, or the polyoxy having high hydrophilicity. It turned out that it is the tendency which increases, so that the addition amount of diethylene glycol which is alkylene glycol is reduced.
 以上の結果より、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー全体に対する1,4-ブタンジオールの含有量が0重量%を超え5重量%未満である研磨パッドが、被研磨物におけるディフェクトを抑制し、平坦なトポグラフィーを達成でき、ディフェクト性能及びトポグラフィー性能に優れることが確認できた。 From the above results, the polishing pad in which the content of 1,4-butanediol in the whole isocyanate-terminated urethane prepolymer is more than 0% by weight and less than 5% by weight suppresses defects in the object to be polished, and is a flat topography. It was confirmed that the defect performance and the topography performance were excellent.

Claims (13)

  1.  ポリウレタン樹脂を含む研磨層を有する研磨パッドであって、
     前記ポリウレタン樹脂が、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー及び硬化剤を含む硬化性樹脂組成物の硬化物であり、前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマーが、分子量50~300のグリコールを含むポリオール成分とポリイソシアネート成分との反応生成物であり、前記グリコールの含有量が前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマー全体に対して0重量%を超え5重量%未満である、前記研磨パッド。
    A polishing pad having a polishing layer containing a polyurethane resin,
    The polyurethane resin is a cured product of a curable resin composition containing an isocyanate-terminated urethane prepolymer and a curing agent, and the isocyanate-terminated urethane prepolymer comprises a polyol component containing a glycol having a molecular weight of 50 to 300 and a polyisocyanate component. The polishing pad as a reaction product, wherein the glycol content is more than 0% by weight and less than 5% by weight with respect to the whole isocyanate-terminated urethane prepolymer.
  2.  前記グリコールがポリオキシアルキレングリコールである、請求項1に記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 1, wherein the glycol is polyoxyalkylene glycol.
  3.  前記ポリオキシアルキレングリコールがジエチレングリコールである、請求項2に記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 2, wherein the polyoxyalkylene glycol is diethylene glycol.
  4.  前記グリコールがアルキレングリコールである、請求項1に記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 1, wherein the glycol is alkylene glycol.
  5.  前記アルキレングリコールが、分子末端に水酸基を有する直鎖状の化合物である、請求項4に記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 4, wherein the alkylene glycol is a linear compound having a hydroxyl group at a molecular end.
  6.  前記アルキレングリコールが1,4-ブタンジオールである、請求項5に記載の研磨パッド。 The polishing pad according to claim 5, wherein the alkylene glycol is 1,4-butanediol.
  7.  前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマーのNCO当量(g/eq)が500未満である、請求項1~6のいずれか1つに記載の研磨パッド。 The polishing pad according to any one of claims 1 to 6, wherein the isocyanate-terminated urethane prepolymer has an NCO equivalent (g / eq) of less than 500.
  8.  前記ポリイソシアネート成分がトリレンジイソシアネートを含む、請求項1~7のいずれか1つに記載の研磨パッド。 The polishing pad according to any one of claims 1 to 7, wherein the polyisocyanate component contains tolylene diisocyanate.
  9.  前記ポリオール成分がポリオキシテトラメチレングリコールをさらに含む、請求項1~8のいずれか1つに記載の研磨パッド。 The polishing pad according to any one of claims 1 to 8, wherein the polyol component further contains polyoxytetramethylene glycol.
  10.  前記硬化剤が3,3’-ジクロロ-4,4’-ジアミノジフェニルメタンを含む、請求項1~9のいずれか1つに記載の研磨パッド。 The polishing pad according to any one of claims 1 to 9, wherein the curing agent comprises 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane.
  11.  前記硬化性樹脂組成物が微小中空球体をさらに含む、請求項1~10のいずれか1つに記載の研磨パッド。 The polishing pad according to any one of claims 1 to 10, wherein the curable resin composition further comprises a fine hollow sphere.
  12.  請求項1~11のいずれか1つに記載の研磨パッドの製造方法であって、
     前記研磨層を成形する工程を含む、前記方法。
    A method for producing a polishing pad according to any one of claims 1 to 11,
    The method comprising the step of forming the polishing layer.
  13.  光学材料又は半導体材料の表面を研磨する方法であって、請求項1~11のいずれか1つに記載の研磨パッドを使用する、前記方法。 A method for polishing a surface of an optical material or a semiconductor material, wherein the polishing pad according to any one of claims 1 to 11 is used.
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