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JP5100241B2 - Polishing pad and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP5100241B2
JP5100241B2 JP2007201011A JP2007201011A JP5100241B2 JP 5100241 B2 JP5100241 B2 JP 5100241B2 JP 2007201011 A JP2007201011 A JP 2007201011A JP 2007201011 A JP2007201011 A JP 2007201011A JP 5100241 B2 JP5100241 B2 JP 5100241B2
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polishing
cell
polishing pad
molecular weight
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JP2007201011A
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武司 福田
純司 廣瀬
賢治 中村
真人 堂浦
一泰 榊原
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Toyo Tire Corp
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Toyo Tire and Rubber Co Ltd
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Description

本発明はレンズ、反射ミラー等の光学材料やシリコンウエハ、ハードディスク用のガラス基板、アルミ基板、及び一般的な金属研磨加工等の高度の表面平坦性を要求される材料の平坦化加工を安定、かつ高い研磨効率で行うことが可能な研磨パッド及びその製造方法に関するものである。本発明の研磨パッドは、シリコンウエハ並びにその上に酸化物層、金属層等が形成されたデバイスを、さらにこれらの酸化物層や金属層を積層・形成する前に平坦化する工程(粗研磨工程)に好適に使用される。また、本発明の研磨パッドは、前記材料の表面を仕上げ研磨する際にも好適に用いられ、特にシリコンウエハやガラスの仕上げ研磨に有用である。   The present invention stabilizes flattening processing of optical materials such as lenses and reflecting mirrors, silicon wafers, glass substrates for hard disks, aluminum substrates, and materials that require high surface flatness such as general metal polishing processing, The present invention also relates to a polishing pad that can be performed with high polishing efficiency and a method for manufacturing the same. The polishing pad of the present invention is a step (rough polishing) of a silicon wafer and a device on which an oxide layer, a metal layer, etc. are formed, before further laminating and forming these oxide layers and metal layers. It is preferably used in the step). The polishing pad of the present invention is also suitably used for finish polishing the surface of the material, and is particularly useful for finish polishing of silicon wafers and glass.

半導体装置を製造する際には、ウエハ表面に導電性膜を形成し、フォトリソグラフィー、エッチング等をすることにより配線層を形成する形成する工程や、配線層の上に層間絶縁膜を形成する工程等が行われ、これらの工程によってウエハ表面に金属等の導電体や絶縁体からなる凹凸が生じる。近年、半導体集積回路の高密度化を目的として配線の微細化や多層配線化が進んでいるが、これに伴い、ウエハ表面の凹凸を平坦化する技術が重要となってきた。   When manufacturing a semiconductor device, a step of forming a conductive layer on the wafer surface and forming a wiring layer by photolithography, etching, or the like, or a step of forming an interlayer insulating film on the wiring layer These steps cause irregularities made of a conductor such as metal or an insulator on the wafer surface. In recent years, miniaturization of wiring and multilayer wiring have been advanced for the purpose of increasing the density of semiconductor integrated circuits, and along with this, technology for flattening the irregularities on the wafer surface has become important.

ウエハ表面の凹凸を平坦化する方法としては、一般的にケミカルメカニカルポリシング(以下、CMPという)が採用されている。CMPは、ウエハの被研磨面を研磨パッドの研磨面に押し付けた状態で、砥粒が分散されたスラリー状の研磨剤(以下、スラリーという)を用いて研磨する技術である。CMPで一般的に使用する研磨装置は、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、被研磨材(半導体ウエハ)4を支持する支持台(ポリシングヘッド)5とウエハの均一加圧を行うためのバッキング材と、研磨剤の供給機構を備えている。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と被研磨材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、被研磨材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。   As a method for flattening the irregularities on the wafer surface, chemical mechanical polishing (hereinafter referred to as CMP) is generally employed. CMP is a technique of polishing using a slurry-like abrasive (hereinafter referred to as slurry) in which abrasive grains are dispersed in a state where the surface to be polished of a wafer is pressed against the polishing surface of a polishing pad. As shown in FIG. 1, for example, a polishing apparatus generally used in CMP includes a polishing surface plate 2 that supports a polishing pad 1 and a support base (polishing head) 5 that supports a material to be polished (semiconductor wafer) 4. And a backing material for uniformly pressing the wafer, and an abrasive 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 material to be polished 4 supported by each of the polishing surface plate 2 and the support base 5 are opposed to each other, and are provided with rotating shafts 6 and 7 respectively. Further, a pressurizing mechanism for pressing the workpiece 4 against the polishing pad 1 is provided on the support base 5 side.

従来、このような研磨パッドは、1)金型に樹脂材料を流し込んで樹脂ブロックを作製し、その樹脂ブロックをスライサーでスライスして製造する方法、2) 金型に樹脂材料を流し込んで押圧することにより、薄いシート状にして製造する方法、3)原料となる樹脂を溶解し、Tダイから押し出し成形して直接シート状にして製造する方法などのバッチ方式により製造されていた。例えば、特許文献1では反応射出成形法により研磨用パッドを製造している。   Conventionally, such a polishing pad is produced by 1) pouring a resin material into a mold to produce a resin block, and slicing the resin block with a slicer, and 2) pouring the resin material into the mold and pressing it. Thus, it has been produced by a batch method such as a method for producing a thin sheet, and 3) a method in which a resin as a raw material is dissolved and extruded from a T-die and directly produced into a sheet. For example, in Patent Document 1, a polishing pad is manufactured by a reaction injection molding method.

また、積層研磨パッドの場合、上記方法で得られた研磨層やクッション層等の複数の樹脂シートを接着剤や両面テープで貼り合わせることにより製造されていたため、製造工程が多く、生産性が悪いという問題を有していた。該問題を解決するために、特許文献2では押出機を用いて積層研磨用パッドを製造している。   In addition, in the case of a laminated polishing pad, since it was manufactured by bonding a plurality of resin sheets such as a polishing layer and a cushion layer obtained by the above method with an adhesive or a double-sided tape, there are many manufacturing steps and productivity is poor. Had the problem. In order to solve the problem, in Patent Document 2, a laminated polishing pad is manufactured using an extruder.

また、バッチ方式の製造方法に起因する硬度や気泡サイズ等のバラツキを防止するために、ポリウレタン・ポリウレア研磨シート材を連続的に製造する方法が提案されている(特許文献3)。詳しくは、ポリウレタン原料と300μm以下の粒子径を有する微粉末や有機発泡剤を混合して、該混合物を一対の無限軌道面ベルト間に吐出し流延させる。その後、加熱手段によって該混合物の重合反応を行い、生成したシート状成形物を面ベルトから分離して研磨シート材を得る方法である。   In addition, a method for continuously producing a polyurethane / polyurea abrasive sheet material has been proposed in order to prevent variations in hardness, bubble size, and the like due to a batch production method (Patent Document 3). Specifically, a polyurethane raw material is mixed with a fine powder having a particle size of 300 μm or less and an organic foaming agent, and the mixture is discharged and cast between a pair of endless track belts. Thereafter, a polymerization reaction of the mixture is performed by a heating means, and the produced sheet-like molded product is separated from the face belt to obtain an abrasive sheet material.

一方、高精度の研磨に使用される研磨パッドとしては、一般的にポリウレタン発泡体シートが使用されている。しかし、ポリウレタン発泡体シートは、局部的な平坦化能力には優れているが、クッション性が不足しているためにウエハ全面に均一な圧力を与えることが難しい。このため、通常、ポリウレタン発泡体シートの背面に柔らかいクッション層が別途設けられ、積層研磨パッドとして研磨加工に使用されている。積層研磨パッドとしては、例えば以下のようなものが開発されている。   On the other hand, a polyurethane foam sheet is generally used as a polishing pad used for high-precision polishing. However, although the polyurethane foam sheet is excellent in local flattening ability, it is difficult to apply a uniform pressure to the entire wafer surface because of insufficient cushioning properties. For this reason, usually, a soft cushion layer is separately provided on the back surface of the polyurethane foam sheet, and is used for polishing as a laminated polishing pad. For example, the following polishing pads have been developed.

比較的硬い第一層と比較的軟らかい第二層とが積層されており、該第一層の研磨面に所定のピッチの溝又は所定の形状の突起が設けられた研磨パッドが開示されている(特許文献4)。   A polishing pad is disclosed in which a relatively hard first layer and a relatively soft second layer are laminated, and a groove having a predetermined pitch or a protrusion having a predetermined shape is provided on the polishing surface of the first layer. (Patent Document 4).

また、弾性を有し、表面に凹凸が形成された第1シート状部材と、この第1シート状部材の凹凸が形成された面上に設けられ被処理基板の被研磨面と対向する面を有する第2シート状部とを有する研磨布が開示されている(特許文献5)。   Also, a first sheet-like member having elasticity and having irregularities formed on the surface, and a surface that is provided on the surface of the first sheet-like member on which the irregularities are formed and that faces the surface to be polished of the substrate to be processed. A polishing cloth having a second sheet-like portion is disclosed (Patent Document 5).

さらに、研磨層及び該研磨層の一面に積層され、かつ該研磨層よりも大きな圧縮率の発泡体である支持層を備える研磨パッドが開示されている(特許文献6)。   Furthermore, a polishing pad is disclosed that includes a polishing layer and a support layer that is laminated on one surface of the polishing layer and is a foam having a higher compressibility than the polishing layer (Patent Document 6).

しかしながら、上記従来の積層研磨パッドは、研磨層とクッション層とを両面テープ(粘着剤層)で貼り合わせて製造されているため、研磨中に研磨層とクッション層との間にスラリーが侵入して両面テープの粘着力が弱まり、その結果研磨層とクッション層とが剥離するという問題があった。   However, since the conventional laminated polishing pad is manufactured by bonding the polishing layer and the cushion layer with a double-sided tape (adhesive layer), the slurry enters between the polishing layer and the cushion layer during polishing. As a result, the adhesive force of the double-sided tape is weakened, and as a result, the polishing layer and the cushion layer are peeled off.

また、研磨パッド間の差異を減らすことを目的として、下地層及び研磨層を有する研磨パッドを連続的に製造する方法が開示されている(特許文献7)。具体的には、移送される下地層上に流体相高分子組成物を供給し、その後、該流体相高分子組成物を硬化させて下地層に付着して固相研磨層を形成する方法が提案されている。前記製造方法によれば、両面テープ等を用いずに固相研磨層と下地層とを直接積層しているため、両部材間の剥離を防止することができる。しかし、研磨パッドには、通常、研磨定盤に装着するための両面テープを設ける必要がある。前記製造方法では、下地層の他面に両面テープを貼り合わせる必要があるが、その場合、下地層と両面テープとが剥離するという問題が残る。また、流体相高分子組成物を硬化させて固相研磨層を形成する際に、固相研磨層が硬化により収縮して研磨パッドが反りやすいという問題もある。   Also, a method for continuously producing a polishing pad having an underlayer and a polishing layer has been disclosed for the purpose of reducing the difference between polishing pads (Patent Document 7). Specifically, there is a method in which a fluid phase polymer composition is supplied onto the transferred underlayer, and then the fluid phase polymer composition is cured and attached to the underlayer to form a solid phase polishing layer. Proposed. According to the manufacturing method, since the solid phase polishing layer and the base layer are directly laminated without using a double-sided tape or the like, it is possible to prevent peeling between the two members. However, the polishing pad usually needs to be provided with a double-sided tape for mounting on the polishing surface plate. In the manufacturing method described above, it is necessary to attach a double-sided tape to the other surface of the underlayer. In this case, however, there remains a problem that the underlayer and the double-sided tape are peeled off. In addition, when the fluid phase polymer composition is cured to form a solid phase polishing layer, there is also a problem that the solid phase polishing layer shrinks due to curing and the polishing pad tends to warp.

特開2004−42189号公報JP 2004-42189 A 特開2003−220550号公報JP 2003-220550 A 特開2004−169038号公報JP 2004-169038 A 特開2003−53657号公報JP 2003-53657 A 特開平10−329005号公報JP-A-10-329005 特開2004−25407号公報JP 2004-25407 A 特表2003−516872号公報Special table 2003-516872 gazette

本発明は、研磨層、クッション層、及び粘着シートの各部材間で剥離しにくい研磨パッド、及びそ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 is hard to peel between each member of a polishing layer, a cushion layer, and an adhesive sheet, and its manufacturing method.

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及びその製造方法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 and the method for producing the same shown below, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は、少なくとも研磨層とクッション層とを有する研磨パッドにおいて、前記クッション層の片面は、前記研磨層に自己接着により直接接着しており、かつ前記クッション層の他面は、樹脂シートの片面に粘着層を有する粘着シートの該樹脂シートに自己接着により直接接着していることを特徴とする研磨パッド、に関する。   That is, the present invention provides a polishing pad having at least a polishing layer and a cushion layer, wherein one side of the cushion layer is directly bonded to the polishing layer by self-adhesion, and the other side of the cushion layer is a resin sheet. It is related with the polishing pad characterized by adhere | attaching directly to this resin sheet of the adhesive sheet which has an adhesion layer in the single side | surface by self-adhesion.

本発明の研磨パッドは、研磨層、クッション層、及び粘着シートの各部材が、両面テープ等の接着部材を介さずに直接接着しているため、各部材間での接着強度が非常に強く、長時間スラリーを用いて研磨操作を行った場合でも各部材間で剥離することがない。   In the polishing pad of the present invention, since the members of the polishing layer, the cushion layer, and the pressure-sensitive adhesive sheet are directly bonded without using an adhesive member such as a double-sided tape, the adhesive strength between the members is very strong, Even when the polishing operation is performed using the slurry for a long period of time, there is no separation between the members.

前記研磨層は、平均気泡径30〜70μm、かつアスカーD硬度40〜70度の独立気泡構造を有する熱硬化性ポリウレタン発泡体からなることが好ましい。平均気泡径がこの範囲から逸脱する場合は、研磨速度が低下したり、研磨後の被研磨材(ウエハ)のプラナリティ(平坦性)が低下する傾向にある。また、アスカーD硬度が40度未満の場合には、被研磨材のプラナリティが低下し、70度より大きい場合は、プラナリティは良好であるが、被研磨材のユニフォーミティ(均一性)が低下する傾向にある。   The polishing layer is preferably made of a thermosetting polyurethane foam having an closed cell structure with an average cell diameter of 30 to 70 μm and an Asker D hardness of 40 to 70 degrees. When the average bubble diameter deviates from this range, the polishing rate tends to decrease or the planarity (flatness) of the polished material (wafer) after polishing tends to decrease. Further, when the Asker D hardness is less than 40 degrees, the planarity of the material to be polished is lowered. When the Asker D hardness is more than 70 degrees, the planarity is good, but the uniformity (uniformity) of the material to be polished is lowered. There is a tendency.

前記クッション層は、平均気泡径30〜200μm、かつアスカーC硬度10〜80度の連続気泡構造を有する熱硬化性ポリウレタン発泡体からなることが好ましい。平均気泡径がこの範囲から逸脱する場合は、クッション層としての機能が十分に発現しない傾向にある。また、アスカーC硬度が10度未満の場合には、製造時にクッション層の厚みバラツキが大きくなり、安定した研磨特性が得られない傾向にある。一方、80度を超える場合には、ウエハに対する研磨パッドの追従性が悪くなって面内均一性が悪化する傾向にある。また、クッション層の形成材料である熱硬化性ポリウレタン発泡体を連続気泡構造にすることにより、硬化時におけるクッション層の収縮を抑制し、研磨パッドの反りを防止することができる。   The cushion layer is preferably made of a thermosetting polyurethane foam having an open cell structure with an average cell diameter of 30 to 200 μm and an Asker C hardness of 10 to 80 degrees. When the average cell diameter deviates from this range, the function as a cushion layer tends to be insufficient. Further, when the Asker C hardness is less than 10 degrees, the thickness variation of the cushion layer becomes large at the time of production, and there is a tendency that stable polishing characteristics cannot be obtained. On the other hand, when the angle exceeds 80 degrees, the followability of the polishing pad with respect to the wafer tends to deteriorate and the in-plane uniformity tends to deteriorate. Moreover, by making the thermosetting polyurethane foam, which is a material for forming the cushion layer, into an open-cell structure, shrinkage of the cushion layer during curing can be suppressed and warping of the polishing pad can be prevented.

また、本発明は、研磨層を送り出しつつその上に気泡分散ウレタン組成物を連続的に吐出する工程、前記気泡分散ウレタン組成物上に、樹脂シートの片面に粘着層を有する粘着シートを気泡分散ウレタン組成物と樹脂シートが接触するように積層する工程、及び厚さを均一に調整しつつ気泡分散ウレタン組成物を硬化させることにより熱硬化性ポリウレタン発泡体からなるクッション層を形成する工程を含む研磨パッドの製造方法、に関する。   The present invention also includes a step of continuously discharging a cell-dispersed urethane composition onto the polishing layer while feeding the polishing layer, and cell-dispersing an adhesive sheet having an adhesive layer on one side of the resin sheet on the cell-dispersed urethane composition. Including a step of laminating the urethane composition and the resin sheet so as to contact each other and a step of forming a cushion layer made of a thermosetting polyurethane foam by curing the cell-dispersed urethane composition while uniformly adjusting the thickness. The present invention relates to a method for manufacturing a polishing pad.

上記製造方法によると、研磨層、クッション層、及び粘着シートの各部材が、両面テープ等の接着部材を介さずに直接接着している研磨パッドを生産性よく製造することができる。また、剛性の高い研磨層上にクッション層を形成することにより、硬化時にクッション層の収縮が起こった場合でも研磨パッドの反りを抑制することができる。   According to the said manufacturing method, each member of a polishing layer, a cushion layer, and an adhesive sheet can manufacture the polishing pad which has adhere | attached directly without interposing adhesive members, such as a double-sided tape, with sufficient productivity. In addition, by forming a cushion layer on a highly rigid polishing layer, warping of the polishing pad can be suppressed even when the cushion layer shrinks during curing.

本発明における研磨パッドの研磨層は、独立気泡構造を有する発泡体であれば特に限定されるものではない。発泡体の原料としては、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ハロゲン系樹脂(ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンなど)、ポリスチレン、オレフィン系樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレンなど)、エポキシ樹脂、感光性樹脂などの1種または2種以上の混合物が挙げられる。熱硬化性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。以下、発泡体を代表して熱硬化性ポリウレタン樹脂(以下、ポリウレタン樹脂という)について説明する。   The polishing layer of the polishing pad in the present invention is not particularly limited as long as it is a foam having a closed cell structure. Examples of the foam material include polyurethane resin, polyester resin, polyamide resin, acrylic resin, polycarbonate resin, halogen resin (polyvinyl chloride, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, etc.), polystyrene, and olefin resin (polyethylene). , Polypropylene, etc.), epoxy resins, photosensitive resins and the like, or a mixture of two or more. A thermosetting polyurethane resin is particularly preferable as a material for forming a 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. Hereinafter, a thermosetting polyurethane resin (hereinafter referred to as a polyurethane resin) will be described on behalf of the foam.

ポリウレタン樹脂は、イソシアネート成分、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)、及び鎖延長剤からなるものである。   The polyurethane resin is composed of an isocyanate component, a polyol component (high molecular weight polyol, low molecular weight polyol), and a chain extender.

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。イソシアネート成分としては、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、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等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等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等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、2種以上を混合しても差し支えない。   As the isocyanate component, a known compound in the field of polyurethane can be used without particular limitation. As the isocyanate component, 2,4-toluene diisocyanate, 2,6-toluene diisocyanate, 2,2′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4′-diphenylmethane diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, aromatic diisocyanates such as p-phenylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-xylylene diisocyanate, m-xylylene diisocyanate, ethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, etc. Aliphatic diisocyanate, 1,4-cyclohexane diisocyanate, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate Isocyanate, alicyclic diisocyanates such as norbornane diisocyanate. These may be used alone or in combination of two or more.

高分子量ポリオールとしては、ポリテトラメチレンエーテルグリコール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、次いで得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、及びポリヒド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 polyether polyols typified by polytetramethylene ether glycol, polyester polyols typified by polybutylene adipate, polycaprolactone polyol, and a reaction product of a polyester glycol such as polycaprolactone and alkylene carbonate. Polyester polycarbonate polyol, polyester polycarbonate polyol obtained by reacting ethylene carbonate with polyhydric alcohol and then reacting the resulting reaction mixture with organic dicarboxylic acid, and polycarbonate polyol obtained by transesterification reaction between polyhydroxyl compound and aryl carbonate Etc. These may be used alone or in combination of two or more.

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.

ポリウレタン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、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や低分子量ポリアミン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 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, 1,2-bis (2-aminophenylthio) ethane, 4,4′-diamino-3,3′-diethyl-5,5′-dimethyl Diphenylmethane, N, N′-di-sec-butyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,3′-diethyl-4,4′-diaminodiphenylmethane, m-xyl And polyamines exemplified by N, N'-di-sec-butyl-p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, and p-xylylenediamine, or the above-mentioned low molecular weight polyols and low molecular weight polyamines. be able to. These may be used alone or in combination of two or more.

イソシアネート成分、ポリオール成分、及び鎖延長剤の比は、各々の分子量や研磨層の所望物性などにより種々変え得る。所望する研磨特性を有する研磨層を得るためには、ポリオール成分と鎖延長剤の合計活性水素基(水酸基+アミノ基)数に対するイソシアネート成分のイソシアネート基数は、0.80〜1.20であることが好ましく、さらに好ましくは0.99〜1.15である。イソシアネート基数が前記範囲外の場合には、硬化不良が生じて要求される比重及び硬度が得られず、研磨特性が低下する傾向にある。   The ratio of the isocyanate component, the polyol component, and the chain extender can be variously changed depending on the molecular weight of each and the desired physical properties of the polishing layer. In order to obtain a polishing layer having desired polishing characteristics, the number of isocyanate groups of the isocyanate component relative to the total number of active hydrogen groups (hydroxyl group + amino group) of the polyol component and the chain extender is 0.80 to 1.20. Is more preferable, and 0.99 to 1.15 is more preferable. When the number of isocyanate groups is outside the above range, curing failure occurs and the required specific gravity and hardness cannot be obtained, and the polishing characteristics tend to be deteriorated.

ポリウレタン発泡体の製造は、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とポリオール成分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の物理的特性が優れており好適である。   Polyurethane foam can be produced by either the prepolymer method or the one-shot method, but an isocyanate-terminated prepolymer is synthesized in advance from an isocyanate component and a polyol component, and this is reacted with a chain extender. The method is suitable because the physical properties of the resulting polyurethane are excellent.

ポリウレタン発泡体の製造方法としては、中空ビーズを添加させる方法、機械発泡法(メカニカルフロス法を含む)、化学的発泡法などが挙げられる。   Examples of the method for producing the polyurethane foam include a method of adding hollow beads, a mechanical foaming method (including a mechanical floss method), and a chemical foaming method.

特に、シリコン系界面活性剤を使用した機械的発泡法が好ましい。かかるシリコン系界面活性剤としては、SH−192(東レダウコーニングシリコーン社製)、B−8443、B−8465(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。シリコン系界面活性剤は、ポリウレタン発泡体中に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。シリコン系界面活性剤の量が0.1重量%未満の場合には、微細気泡の発泡体が得られない傾向にある。一方、10重量%を超える場合には、該界面活性剤の可塑効果により高硬度のポリウレタン発泡体を得にくい傾向にある。   In particular, a mechanical foaming method using a silicon surfactant is preferable. Examples of suitable silicon surfactants include SH-192 (manufactured by Toray Dow Corning Silicone), B-8443, B-8465 (manufactured by Goldschmidt), and the like. The silicon-based surfactant is preferably added to the polyurethane foam in an amount of 0.1 to 10% by weight, and more preferably 0.5 to 7% by weight. When the amount of the silicon-based surfactant is less than 0.1% by weight, a fine-bubble foam tends to be not obtained. On the other hand, when it exceeds 10% by weight, a polyurethane foam having a high hardness tends to be difficult to obtain due to the plasticizing effect of the surfactant.

ポリウレタン発泡体からなる研磨層を製造する方法の例について以下に説明する。かかる研磨層の製造方法は、以下の工程を有する。
1)イソシアネート末端プレポリマーの気泡分散液を作製する発泡工程
イソシアネート末端プレポリマー(第1成分)にシリコン系界面活性剤を添加し、非反応性気体の存在下で撹拌し、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。前記プレポリマーが常温で固体の場合には適宜の温度に予熱し、溶融して使用する。
2)硬化剤(鎖延長剤)混合工程
上記の気泡分散液に鎖延長剤(第2成分)を添加、混合、撹拌して発泡反応液とする。
3)注型工程
上記の発泡反応液を長尺モールドに流し込む。
4)硬化工程
長尺モールドに流し込まれた発泡反応液を加熱し、反応硬化させる。
An example of a method for producing a polishing layer made of polyurethane foam will be described below. The manufacturing method of this polishing layer has the following steps.
1) Foaming process for producing a cell dispersion of isocyanate-terminated prepolymer A silicon-based surfactant is added to the isocyanate-terminated prepolymer (first component), and the mixture is stirred in the presence of a non-reactive gas to remove the non-reactive gas. Disperse as fine bubbles to obtain a cell dispersion. When the prepolymer is solid at normal temperature, it is preheated to an appropriate temperature and melted before use.
2) Curing Agent (Chain Extender) Mixing Step A chain extender (second component) is added to the above cell dispersion, mixed and stirred to obtain a foaming reaction solution.
3) Casting step The above foaming reaction liquid is poured into a long mold.
4) Curing step The foaming reaction solution poured into the long mold is heated to cause reaction curing.

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シリコン系界面活性剤を含む第1成分に分散させる撹拌装置としては、公知の撹拌装置は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)等が例示される。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。   A known stirring device can be used without particular limitation as a stirring device for dispersing non-reactive gas in the form of fine bubbles and dispersed in the first component containing the silicon-based surfactant. Specifically, a homogenizer, a dissolver, 2 A shaft planetary mixer (planetary mixer) is exemplified. 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 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作成する撹拌と、混合工程における鎖延長剤を添加して混合する撹拌は、異なる撹拌装置を使用することも好ましい態様である。特に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。発泡工程と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 to use a different stirring apparatus for the stirring which produces a cell dispersion in a foaming process, and the stirring which adds and mixes the chain extender in a mixing process. In particular, the stirring in the mixing step may not be stirring that forms bubbles, and it is preferable to use a stirring 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 and the mixing step, and it is also preferable to adjust the stirring conditions such as adjusting the rotation speed of the stirring blade as necessary. .

ポリウレタン発泡体の製造方法においては、発泡反応液を型に流し込んで流動しなくなるまで反応した発泡体を、加熱、ポストキュアすることは、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。長尺モールドに発泡反応液を流し込んで直ちに加熱オーブン中に入れてポストキュアを行う条件としてもよく、そのような条件下でもすぐに反応成分に熱が伝達されないので、気泡径が大きくなることはない。硬化反応は、常圧で行うと気泡形状が安定するため好ましい。   In the production method of polyurethane foam, heating and post-curing the foam that has reacted until the foaming reaction liquid is poured into the mold and no longer flows is effective in improving the physical properties of the foam and is extremely suitable. It is. The foam reaction solution may be poured into a long mold and immediately put into a heating oven for post cure, and since heat is not immediately transferred to the reaction components even under such conditions, the bubble diameter may increase. Absent. The curing reaction is preferably performed at normal pressure because the bubble shape is stable.

また、メカニカルフロス法により発泡反応液を調製し、面材を送り出しつつその上に発泡反応液を連続的に吐出し、厚さを均一に調整しつつ発泡反応液を硬化させることによりポリウレタン発泡体からなる研磨層を連続的に作製してもよい。   Also, a polyurethane foam is prepared by preparing a foaming reaction liquid by a mechanical flossing method, continuously discharging the foaming reaction liquid onto the face material while curing the foaming reaction liquid while uniformly adjusting the thickness. A polishing layer made of may be continuously produced.

また、原料となる樹脂を溶解し、Tダイから押し出し成形して直接シート状のポリウレタン発泡体を得ても良い。   Alternatively, a raw material resin may be dissolved and extruded from a T-die to directly obtain a sheet-like polyurethane foam.

前記ポリウレタン発泡体の平均気泡径は、30〜70μmであることが好ましく、より好ましくは30〜60μmである。   The average cell diameter of the polyurethane foam is preferably 30 to 70 μm, more preferably 30 to 60 μm.

前記ポリウレタン発泡体の比重は、0.5〜1であることが好ましい。比重が0.5未満の場合には、研磨層の表面強度が低下し、被研磨材のプラナリティが低下する傾向にある。一方、1より大きい場合には、研磨層表面の気泡数が少なくなり、プラナリティは良好であるが、研磨速度が低下する傾向にある。   The specific gravity of the polyurethane foam is preferably 0.5-1. When the specific gravity is less than 0.5, the surface strength of the polishing layer decreases, and the planarity of the material to be polished tends to decrease. On the other hand, when it is larger than 1, the number of bubbles on the surface of the polishing layer is reduced, and planarity is good, but the polishing rate tends to decrease.

前記ポリウレタン発泡体の硬度は、アスカーD硬度計にて、40〜70度であることが好ましく、より好ましくは45〜65度である。   The polyurethane foam preferably has a hardness of 40 to 70 degrees, more preferably 45 to 65 degrees as measured by an Asker D hardness meter.

研磨層の厚みは特に限定されるものではないが、通常0.5〜4mm程度であり、1〜2.5mmであることが好ましい。また、研磨層の幅も特に制限されないが、要求される研磨パッドの大きさを考慮すると60〜250cm程度である。   The thickness of the polishing layer is not particularly limited, but is usually about 0.5 to 4 mm, and preferably 1 to 2.5 mm. The width of the polishing layer is not particularly limited, but is about 60 to 250 cm in consideration of the required polishing pad size.

研磨層の研磨表面は、スラリーを保持・更新するための凹凸構造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、研磨表面に凹凸構造を形成することにより、スラリーの保持と更新をさらに効率よく行うことができ、また被研磨材との吸着による被研磨材の破壊を防ぐことができる。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、X(ストライプ)溝、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 layer preferably has a concavo-convex structure for holding and updating the slurry. The polishing layer made of foam has many openings on the polishing surface and has the function of holding and updating the slurry. By forming a concavo-convex structure on the polishing surface, the slurry can be held and updated more efficiently. It can be performed well, and destruction of the material to be polished due to adsorption with the material to be polished can be prevented. The concavo-convex structure is not particularly limited as long as it is a shape that holds and renews slurry. For example, an X (striped) groove, an XY lattice groove, a concentric groove, a through hole, a hole that does not pass through, a polygonal column, Examples include a cylinder, a spiral groove, an eccentric circular groove, a radial groove, and a combination 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て機械切削する方法、所定の表面形状を有したプレス板で樹脂をプレスする方法、フォトリソグラフィにより作製する方法、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, a method of pressing a resin with a press plate having a predetermined surface shape And a method of producing by photolithography, a method of producing by using a printing method, a method of producing by laser light using a carbon dioxide gas laser, and the like.

クッション層は、研磨層より軟らかい発泡体であれば特に限定されるものではない。クッション層の形成材料としては、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、オレフィン系樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレンなど)、感光性樹脂、又はこれらの混合物が挙げられる。研磨層をポリウレタン樹脂で形成する場合には、接着性を高める観点からクッション層の形成材料もポリウレタン樹脂を用いることが好ましい。以下、クッション層の形成材料を代表してポリウレタン樹脂について説明する。   The cushion layer is not particularly limited as long as it is a foam that is softer than the polishing layer. Examples of the material for forming the cushion layer include polyurethane resin, polyester resin, polyamide resin, acrylic resin, olefin resin (polyethylene, polypropylene, etc.), photosensitive resin, or a mixture thereof. When the polishing layer is formed of a polyurethane resin, it is preferable to use a polyurethane resin as a material for forming the cushion layer from the viewpoint of improving adhesiveness. Hereinafter, the polyurethane resin will be described as a representative material for forming the cushion layer.

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。イソシアネート成分としては、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等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等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等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、2種以上を混合しても差し支えない。   As the isocyanate component, a known compound in the field of polyurethane can be used without particular limitation. As the isocyanate component, 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, trade 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, Aliphatic diisocyanates such as 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate and 1,6-hexamethylene diisocyanate , 1,4-cyclohexane diisocyanate, cyclohexane diisocyanate, 4,4'-dicyclohexyl methane diisocyanate, isophorone diisocyanate, and cycloaliphatic diisocyanates such as norbornane diisocyanate. These may be used alone or in combination of two or more.

高分子量ポリオールは、前記と同様のものを用いることができる。特に、水酸基価が20〜200mgKOH/gの高分子量ポリオールを用いることが好ましい。水酸基価が20mgKOH/g未満の場合には、ポリウレタン樹脂が軟らかくなりすぎて耐久性が低下する傾向にある。一方、水酸基価が200mgKOH/gを超える場合には、ポリウレタン樹脂の弾性特性が低下してクッション性が悪くなる傾向にある。   High molecular weight polyols similar to those described above can be used. In particular, it is preferable to use a high molecular weight polyol having a hydroxyl value of 20 to 200 mgKOH / g. When the hydroxyl value is less than 20 mgKOH / g, the polyurethane resin becomes too soft and the durability tends to decrease. On the other hand, when the hydroxyl value exceeds 200 mgKOH / g, the elastic properties of the polyurethane resin tend to deteriorate and the cushioning property tends to deteriorate.

高分子量ポリオールと共に、前記低分子量ポリオール等を併用してもよい。これら低分子量ポリオール等は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   The low molecular weight polyol or the like may be used in combination with the high molecular weight polyol. These low molecular weight polyols may be used alone or in combination of two or more.

ポリオール成分中の高分子量ポリオールと低分子量ポリオール等の比は、これらから製造されるクッション層に要求される特性により決められる。   The ratio of the high molecular weight polyol to the low molecular weight polyol in the polyol component is determined by the properties required for the cushion layer produced therefrom.

ポリウレタン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、活性水素含有化合物中に合計で2〜15重量%含有させることが好ましく、より好ましくは5〜10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、ポリウレタン発泡体のクッション性が良好になる。   In order to make the polyurethane foam into an open cell structure, the low molecular weight polyol, the low molecular weight polyamine, and the alcohol amine are preferably contained in the active hydrogen-containing compound in a total amount of 2 to 15% by weight, more preferably 5 to 10%. % By weight. 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 cushioning property of the polyurethane foam is improved.

また、ポリウレタン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、使用する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 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 to be used in an amount of 20 to 100% by weight, more preferably 30 to 60% by weight.

イソシアネート成分、ポリオール成分、及び鎖延長剤の比は、各々の分子量やクッション層の所望物性などにより種々変え得る。所望する研磨特性を有するクッション層を得るためには、ポリオール成分と鎖延長剤の合計活性水素基(水酸基+アミノ基)数に対するイソシアネート成分のイソシアネート基数は、0.80〜1.20であることが好ましく、さらに好ましくは0.99〜1.15である。イソシアネート基数が前記範囲外の場合には、硬化不良が生じて要求される比重及び硬度が得られず、クッション性が低下する傾向にある。   The ratio of the isocyanate component, the polyol component, and the chain extender can be variously changed depending on the molecular weight of each, the desired physical properties of the cushion layer, and the like. In order to obtain a cushion layer having desired polishing characteristics, the number of isocyanate groups of the isocyanate component relative to the total number of active hydrogen groups (hydroxyl group + amino group) of the polyol component and the chain extender is 0.80 to 1.20. Is more preferable, and 0.99 to 1.15 is more preferable. When the number of isocyanate groups is outside the above range, curing failure occurs and the required specific gravity and hardness cannot be obtained, and the cushioning property tends to be lowered.

ポリウレタン発泡体の製造は、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。   The polyurethane foam can be produced by either the prepolymer method or the one-shot method.

ポリウレタン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、前記と同様のものを用いることができる。   When a polyurethane foam is produced by a prepolymer method, a chain extender is used for curing the prepolymer. As the chain extender, the same ones as described above can be used.

以下、図2を参照しつつ、本発明の研磨パッドの製造方法について詳しく説明する。図2は、本発明の研磨パッドの製造方法の一例を示す工程図である。   Hereinafter, the polishing pad manufacturing method of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is a process diagram showing an example of a method for producing a polishing pad according to the present invention.

供給ロール8から送り出された研磨層9は非可動式定板10上を移動している。まず、クッション層の形成材料である気泡分散ウレタン組成物11をミキシングヘッド12の吐出口から研磨層9上に連続的に吐出する。非可動式定板の代わりにベルトコンベアを用いてもよいが、クッション層の厚み精度を高くする観点から非可動式定板を用いることが好ましい。   The polishing layer 9 sent out from the supply roll 8 moves on the non-movable plate 10. First, the cell-dispersed urethane composition 11 as a cushion layer forming material is continuously discharged onto the polishing layer 9 from the discharge port of the mixing head 12. A belt conveyor may be used instead of the non-movable plate, but it is preferable to use a non-movable plate from the viewpoint of increasing the thickness accuracy of the cushion layer.

気泡分散ウレタン組成物11は、機械発泡法(メカニカルフロス法を含む)により調製される。例えば、気泡分散ウレタン組成物は、以下の方法により調製される。   The cell dispersed urethane composition 11 is prepared by a mechanical foaming method (including a mechanical floss method). For example, the cell-dispersed urethane composition is prepared by the following method.

(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、該気泡分散液に高分子量ポリオールや低分子量ポリオールなどの活性水素含有化合物を含む第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。   (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 an active hydrogen-containing compound such as a high molecular weight polyol or a low molecular weight polyol is added to the cell dispersion and mixed to prepare a cell dispersed urethane composition.

(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攪拌し、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 component in which a silicon-based surfactant is added to at least one of a first component containing an isocyanate component (or an isocyanate-terminated prepolymer) and a second component containing an active hydrogen-containing compound, and a silicon-based surfactant is added Is mechanically stirred in the presence of a non-reactive gas to disperse the non-reactive gas 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攪拌し、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-containing compound, and the first component and the second component are added. A foam-dispersed urethane composition is prepared by mechanically stirring in the presence of a non-reactive gas and dispersing the non-reactive gas as fine bubbles.

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、平均気泡径30〜200μmの微細気泡を有するポリウレタン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 foam can be easily adjusted by adjusting the amount of the non-reactive gas mixed therein. Moreover, since the polyurethane foam which has a fine bubble with an average cell diameter of 30-200 micrometers can be continuously shape | molded, manufacturing efficiency is good.

シリコン系界面活性剤としては、前記と同様のものを用いることができる。シリコン系界面活性剤は、気泡分散ウレタン組成物中に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。シリコン系界面活性剤の量が0.1重量%未満の場合には、微細気泡の発泡体が得られない傾向にある。一方、10重量%を超える場合には、界面活性剤がブリードして自己接着強度が低下する傾向にある。   As the silicon-based surfactant, the same ones as described above can be used. The silicon-based surfactant is preferably added in an amount of 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.5 to 7% by weight, in the cell-dispersed urethane composition. When the amount of the silicon-based surfactant is less than 0.1% by weight, a fine-bubble foam tends to be not obtained. On the other hand, when it exceeds 10% by weight, the surfactant tends to bleed and the self-adhesive strength tends to decrease.

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、前記と同様のものを用いることができる。また、非反応性気体を微細気泡状にして分散させる撹拌装置も前記と同様のものを用いることができる。   As the non-reactive gas used for forming the fine bubbles, the same as described above can be used. Also, the same stirring device as described above can be used for dispersing the non-reactive gas in the form of fine bubbles.

その後、気泡分散ウレタン組成物11上に、樹脂シートの片面に粘着層を有する粘着シート13を気泡分散ウレタン組成物と樹脂シートが接触するように積層し、厚さ調整手段により気泡分散ウレタン組成物11の厚さを均一に調整する。粘着シート13は、研磨パッドを研磨定盤に貼り付けるための部材である。   Thereafter, the pressure-sensitive adhesive sheet 13 having an adhesive layer on one side of the resin sheet is laminated on the cell-dispersed urethane composition 11 so that the cell-dispersed urethane composition and the resin sheet are in contact with each other. The thickness of 11 is adjusted uniformly. The adhesive sheet 13 is a member for attaching the polishing pad to the polishing surface plate.

粘着シート13の樹脂シートを形成する樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリフルオロエチレンなどの含フッ素樹脂、ナイロン、セルロースなどを挙げることができる。これらのうち、熱膨張率の小さいポリエチレンテレフタレートを用いることが好ましい。   Examples of the resin forming the resin sheet of the pressure-sensitive adhesive sheet 13 include polyethylene terephthalate, polyester, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyimide, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyfluoroethylene, and other fluorine-containing resins, nylon, and cellulose. be able to. Of these, it is preferable to use polyethylene terephthalate having a low coefficient of thermal expansion.

樹脂シートの厚さは特に制限されないが、強度や巻き取り等の観点から20〜200μm程度であることが好ましい。また、樹脂シートの幅も特に制限されないが、要求される研磨パッドの大きさを考慮すると60〜250cm程度であることが好ましい。   Although the thickness in particular of a resin sheet is not restrict | limited, It is preferable that it is about 20-200 micrometers from viewpoints, such as intensity | strength and winding-up. The width of the resin sheet is not particularly limited, but is preferably about 60 to 250 cm in consideration of the required polishing pad size.

粘着層の組成は特に制限されず、例えば、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤等が挙げられる。   The composition in particular of an adhesion layer is not restrict | limited, For example, a rubber adhesive, an acrylic adhesive, etc. are mentioned.

厚さ調整手段としては、例えば、ドクターブレードなどのブレード14;ニップロール及びコーターロールなどのロールなどが挙げられる。厚さ調整は、気泡分散ウレタン組成物の流動性がなくなる前に行う必要がある。   Examples of the thickness adjusting means include a blade 14 such as a doctor blade; a roll such as a nip roll and a coater roll. The thickness adjustment must be performed before the fluidity of the cell-dispersed urethane composition is lost.

その後、前工程で厚さを調整した気泡分散ウレタン組成物を硬化させることによりポリウレタン発泡体からなるクッション層を形成し、研磨シートを作製する。気泡分散ウレタン組成物の硬化は、例えば、非可動式定板に設けられた加熱オーブン15内を通過させることにより行われる。加熱温度は40〜100℃程度であり、加熱時間は5〜60分程度である。熱源は、非可動式定板の上又は下のみに設けてもよく、上下に設けてもよいが、研磨層9及び粘着シート13の熱膨張を同程度にするために上下に設けることが好ましい。それにより、反りがなく、厚み精度に優れる研磨パッドを作製することができる。   Thereafter, the foam-dispersed urethane composition whose thickness is adjusted in the previous step is cured to form a cushion layer made of a polyurethane foam, thereby producing an abrasive sheet. Curing of the cell-dispersed urethane composition is performed, for example, by passing through a heating oven 15 provided on a non-movable plate. The heating temperature is about 40 to 100 ° C., and the heating time is about 5 to 60 minutes. The heat source may be provided only above or below the non-movable fixed plate, and may be provided above and below, but is preferably provided above and below to make the thermal expansion of the polishing layer 9 and the pressure-sensitive adhesive sheet 13 comparable. . Thereby, a polishing pad having no warpage and excellent thickness accuracy can be produced.

ポリウレタン発泡体の平均気泡径は、30〜200μmであることが好ましく、より好ましくは30〜100μmである。   It is preferable that the average cell diameter of a polyurethane foam is 30-200 micrometers, More preferably, it is 30-100 micrometers.

得られた研磨シートは、例えば、裁断機により所望の形状(例えば、円形、正方形、矩形、長さ数mの反物など)よりやや大きい形状で1次裁断される。その後、ポストキュア工程などを経て研磨パッドが作製される。ポストキュアすることにより、ポリウレタン発泡体の物理的特性を向上させる効果がある。ポストキュア後、研磨シートは、所望の形状に合わせて2次裁断される。円形に裁断する場合、直径は50〜200cm程度であり、好ましくは50〜100cmである。正方形に裁断する場合、1辺は50〜200cm程度であり、好ましくは50〜100cmである。矩形に裁断する場合、幅は50〜200cm程度、好ましくは50〜100cmであり、長さは幅の1.1倍〜2倍程度である。反物に裁断する場合、長さは使用する研磨装置に応じて適宜調整されるが、通常5〜10m程度である。   The obtained abrasive sheet is primarily cut into a shape slightly larger than a desired shape (for example, a circular shape, a square shape, a rectangular shape, a fabric having a length of several meters) by a cutting machine. Thereafter, a polishing pad is produced through a post-cure process or the like. Post-curing has the effect of improving the physical properties of the polyurethane foam. After the post cure, the abrasive sheet is secondarily cut according to a desired shape. In the case of cutting into a circle, the diameter is about 50 to 200 cm, preferably 50 to 100 cm. When cutting into a square, one side is about 50 to 200 cm, preferably 50 to 100 cm. When cutting into a rectangle, the width is about 50 to 200 cm, preferably 50 to 100 cm, and the length is about 1.1 to 2 times the width. When cutting into a fabric, the length is appropriately adjusted according to the polishing apparatus to be used, but is usually about 5 to 10 m.

クッションの厚みは特に限定されるものではないが、通常0.5〜1.5mm程度であり、0.5〜1mmであることが好ましい。また、クッション層の幅も特に制限されないが、要求される研磨パッドの大きさを考慮すると60〜250cm程度であることが好ましい。   Although the thickness of a cushion is not specifically limited, Usually, it is about 0.5-1.5 mm, and it is preferable that it is 0.5-1 mm. The width of the cushion layer is not particularly limited, but is preferably about 60 to 250 cm in consideration of the required polishing pad size.

クッション層の比重は、0.2〜0.6であることが好ましい。比重が0.2未満の場合には、クッション層の耐久性が低下する傾向にある。また、0.6より大きい場合は、クッション性が悪くなる傾向にある。   The specific gravity of the cushion layer is preferably 0.2 to 0.6. When the specific gravity is less than 0.2, the durability of the cushion layer tends to decrease. Moreover, when larger than 0.6, it exists in the tendency for cushioning properties to worsen.

クッション層の硬度は、アスカーC硬度で10〜80度であることが好ましく、より好ましくは20〜70度である。   The cushion layer preferably has an Asker C hardness of 10 to 80 degrees, more preferably 20 to 70 degrees.

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. For example, as shown in FIG. 1, a polishing surface plate 2 that supports the polishing pad 1, a support table (polishing head) 5 that supports the semiconductor wafer 4, and the wafer. 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、レンズやハードディスク用のガラス基板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. Further, a glass substrate for a lens or hard disk can 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)
作製した研磨層及びクッション層を厚み1mm以下になるべく薄くミクロトームカッターで平行に切り出したものを平均気泡径測定用試料とした。試料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。
[Measurement and evaluation methods]
(Average bubble diameter)
The prepared polishing layer and cushion layer were cut as thin as possible to a thickness of 1 mm or less in parallel with a microtome cutter and used as samples for measuring the average cell diameter. The sample was fixed on a slide glass 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.

(比重)
JIS Z8807−1976に準拠して行った。作製した研磨層及びクッション層を4cm×8.5cmの短冊状(厚み:任意)に切り出したものを比重測定用試料とし、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。
(specific gravity)
This was performed according to JIS Z8807-1976. The produced polishing layer and cushion layer were cut into 4 cm × 8.5 cm strips (thickness: arbitrary) and used as a sample for measuring specific gravity, and the temperature was 23 ° C. ± 2 ° C. and the humidity was 50% ± 5% for 16 hours. Left to stand. The specific gravity was measured using a hydrometer (manufactured by Sartorius).

(D硬度)
JIS K6253−1997に準拠して行った。作製した研磨層を2cm×2cm(厚み:任意)の大きさに切り出したものを硬度測定用試料とし、温度23℃±2℃、湿度50%±5%の環境で16時間静置した。測定時には、試料を重ね合わせ、厚み6mm以上とした。硬度計(高分子計器社製、アスカーD型硬度計)を用い、硬度を測定した。
(D hardness)
This was performed in accordance with JIS K6253-1997. A sample obtained by cutting the prepared polishing layer into a size of 2 cm × 2 cm (thickness: arbitrary) was used as a sample for hardness measurement, and was 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 a thickness of 6 mm or more. The hardness was measured using a hardness meter (manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd., Asker D type hardness meter).

(C硬度)
JIS K−7312に準拠して行った。作製したクッション層を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。
(C hardness)
This was performed according to JIS K-7312. The produced cushion layer was cut into a size of 5 cm × 5 cm (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%. 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.

実施例1
(研磨層の作製)
トルエンジイソシアネート(2,4−体/2,6−体=80/20の混合物)32重量部、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート8重量部、ポリテトラメチレングリコール(数平均分子量:1006)54重量部、及びジエチレングリコール6重量部を混合し、80℃で120分間加熱撹拌してイソシアネート末端プレポリマー(イソシアネート当量:2.1meq/g)を作製した。該イソシアネート末端プレポリマー100重量部、シリコン系界面活性剤(東レダウコーニングシリコーン社製、SH−192)3重量部を混合して80℃に温度調節した混合物を調製した。該混合物80重量部、及び120℃で溶融した4,4’−メチレンビス(o−クロロアニリン)(イハラケミカル社製、イハラキュアミンMT)20重量部を混合チャンバー内で混合し、同時に空気を混合物中に機械的に撹拌することにより分散させて気泡分散ウレタン組成物Aを調製した。
Example 1
(Preparation of polishing layer)
Toluene diisocyanate (mixture of 2,4-isomer / 2,6-isomer = 80/20) 32 parts by weight, 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate 8 parts by weight, polytetramethylene glycol (number average molecular weight: 1006) 54 parts by weight And 6 parts by weight of diethylene glycol were mixed and heated and stirred at 80 ° C. for 120 minutes to prepare an isocyanate-terminated prepolymer (isocyanate equivalent: 2.1 meq / g). 100 parts by weight of the isocyanate-terminated prepolymer and 3 parts by weight of a silicon surfactant (SH-192, manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.) were mixed to prepare a mixture whose temperature was adjusted to 80 ° C. 80 parts by weight of the mixture and 20 parts by weight of 4,4′-methylenebis (o-chloroaniline) (Ihara Chemical Amine, Iharacamine MT) melted at 120 ° C. were mixed in a mixing chamber and air was mixed at the same time. A cell-dispersed urethane composition A was prepared by mechanically stirring the mixture therein.

PETフィルムからなり、剥離処理を施した面材(厚さ188μm、幅100cm)を送り出しつつ、その面材上に前記気泡分散ウレタン組成物Aを連続的に吐出した。そして、PETフィルムからなり、剥離処理を施した別の面材(厚さ188μm、幅100cm)で気泡分散ウレタン組成物Aを覆い、ニップロールを用いて厚さを均一に調整した。その後、80℃に加熱することにより該組成物を硬化させて、独立気泡構造のポリウレタン発泡体からなる長尺状の研磨層(厚さ:1.5mm)を作製した。その後、研磨層から面材を剥離し、100℃で6時間ポストキュアを行った。次に、バフ機(アミテック社製)を使用して該研磨層の表面バフ処理をし、厚さ1.27mmに厚み精度を整えた。そして、該研磨層の研磨表面に溝加工機(東邦鋼機社製)を用いて溝加工を施した。研磨層は、平均気泡径50μm、比重0.86、及びD硬度55度であった。   The cell-dispersed urethane composition A was continuously discharged onto the face material while feeding the face material (thickness: 188 μm, width: 100 cm) made of a PET film and subjected to a peeling treatment. Then, the cell-dispersed urethane composition A was covered with another face material (thickness: 188 μm, width: 100 cm) made of a PET film and subjected to a peeling treatment, and the thickness was uniformly adjusted using a nip roll. Thereafter, the composition was cured by heating to 80 ° C. to prepare a long polishing layer (thickness: 1.5 mm) made of a polyurethane foam having a closed cell structure. Thereafter, the face material was peeled off from the polishing layer and post-cured at 100 ° C. for 6 hours. Next, the polishing layer was surface buffed using a buffing machine (manufactured by Amitech) to adjust the thickness accuracy to 1.27 mm. And the groove | channel process was given to the grinding | polishing surface of this grinding | polishing layer using the groove processing machine (made by Toho Steel Machine). The polishing layer had an average cell diameter of 50 μm, a specific gravity of 0.86, and a D hardness of 55 degrees.

(研磨パッドの作製)
容器にPOP36/28(三井化学株式会社製、ポリマーポリオール、水酸基価:28mgKOH/g)50重量部、PCL210(ダイセル化学工業株式会社製、ポリエステルポリオール、水酸基価:112mgKOH/g)25重量部、ジエチレングリコール5重量部、PCL312(ダイセル化学工業株式会社製、ポリエステルポリオール、水酸基価:134mgKOH/g)20重量部、シリコン系界面活性剤(ゴールドシュミット社製、B−8443)6重量部、及び触媒(No.25、花王製)0.25重量部を入れて混合し40℃に温度調節した混合物を調製した。該混合物106重量部、及びミリオネートMTL(日本ポリウレタン工業製)35.2重量部を混合チャンバー内で混合し、同時に空気を混合物中に機械的に撹拌することにより分散させて気泡分散ウレタン組成物Bを調製した。
(Preparation of polishing pad)
50 parts by weight of POP36 / 28 (manufactured by Mitsui Chemicals, polymer polyol, hydroxyl value: 28 mgKOH / g), 25 parts by weight of PCL210 (manufactured by Daicel Chemical Industries, polyester polyol, hydroxyl value: 112 mgKOH / g), diethylene glycol 5 parts by weight, 20 parts by weight of PCL 312 (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd., polyester polyol, hydroxyl value: 134 mg KOH / g), 6 parts by weight of a silicon surfactant (manufactured by Goldschmidt, B-8443), and catalyst (No .25, manufactured by Kao Corporation) 0.25 part by weight was added and mixed to prepare a mixture whose temperature was adjusted to 40 ° C. 106 parts by weight of the mixture and 35.2 parts by weight of Millionate MTL (manufactured by Nippon Polyurethane Industry) were mixed in a mixing chamber, and at the same time, air was mechanically stirred to disperse the foam-dispersed urethane composition B. Was prepared.

作製した研磨層を非可動式定板上に送り出しつつ、調製した気泡分散ウレタン組成物Bを該研磨層上に吐出した。そして、該気泡分散ウレタン組成物B上に、ポリエチレンテレフタレートシート(厚さ0.2mm)の片面にアクリル系粘着層を有する粘着シート(幅100cm)を気泡分散ウレタン組成物Bとポリエチレンテレフタレートシートが接触するように被せた。ニップロールにて気泡分散ウレタン組成物Bを1.0mmの厚さにし、その後70℃で40分間キュアして連続気泡構造のポリウレタン発泡体からなるクッション層を形成して研磨シートを作製した。クッション層は、平均気泡径70μm、比重0.34、C硬度23度であった。また、クッション層の片面は、研磨層に自己接着により強固に接着しており、クッション層の他面は、粘着シートのポリエチレンテレフタレートシートに自己接着により強固に接着していた。作製した研磨シートを80cm角で1次裁断した後、80℃で6時間ポストキュアした。その後、直径70cmの大きさに2次裁断して研磨パッドを作製した。   The prepared cell-dispersed urethane composition B was discharged onto the polishing layer while feeding the prepared polishing layer onto a non-movable plate. Then, the cell-dispersed urethane composition B and the polyethylene terephthalate sheet are contacted with the pressure-sensitive adhesive sheet (width 100 cm) having an acrylic adhesive layer on one side of the polyethylene terephthalate sheet (thickness 0.2 mm) on the cell-dispersed urethane composition B. I put it on. The cell-dispersed urethane composition B was made to a thickness of 1.0 mm with a nip roll, and then cured at 70 ° C. for 40 minutes to form a cushion layer made of polyurethane foam having an open-cell structure to prepare an abrasive sheet. The cushion layer had an average cell diameter of 70 μm, a specific gravity of 0.34, and a C hardness of 23 degrees. Further, one side of the cushion layer was firmly adhered to the polishing layer by self-adhesion, and the other surface of the cushion layer was firmly adhered to the polyethylene terephthalate sheet of the pressure-sensitive adhesive sheet by self-adhesion. The prepared polishing sheet was primarily cut at 80 cm square and then post-cured at 80 ° C. for 6 hours. Thereafter, the polishing pad was produced by secondary cutting into a size of 70 cm in diameter.

CMP研磨で使用する研磨装置の一例を示す概略構成図Schematic configuration diagram showing an example of a polishing apparatus used in CMP polishing 本発明の研磨パッドの製造工程を示す概略図Schematic showing the manufacturing process of the polishing pad of the present invention

符号の説明Explanation of symbols

1:研磨パッド
2:研磨定盤
3:研磨剤(スラリー)
4:被研磨材(半導体ウエハ)
5:支持台(ポリシングヘッド)
6、7:回転軸
8:供給ロール
9:研磨層
10:非可動式定板
11:気泡分散ウレタン組成物
12:ミキシングヘッド
13:粘着シート
14:ブレード
15:加熱オーブン
1: Polishing pad 2: Polishing surface plate 3: Abrasive (slurry)
4: Material to be polished (semiconductor wafer)
5: Support base (polishing head)
6, 7: Rotating shaft 8: Supply roll 9: Polishing layer 10: Non-movable fixed plate 11: Cell-dispersed urethane composition 12: Mixing head 13: Adhesive sheet 14: Blade 15: Heating oven

Claims (5)

研磨層を送り出しつつその上に機械発泡法により調製した気泡分散ウレタン組成物を連続的に吐出する工程、前記気泡分散ウレタン組成物上に、樹脂シートの片面に粘着層を有する粘着シートを気泡分散ウレタン組成物と樹脂シートが接触するように積層する工程、及び厚さを均一に調整しつつ気泡分散ウレタン組成物を硬化させることにより熱硬化性ポリウレタン発泡体からなるクッション層を形成する工程を含む研磨パッドの製造方法。 A step of continuously discharging a cell-dispersed urethane composition prepared by a mechanical foaming method while delivering a polishing layer, and a cell-dispersed adhesive sheet having an adhesive layer on one side of a resin sheet on the cell-dispersed urethane composition Including a step of laminating the urethane composition and the resin sheet so as to contact each other and a step of forming a cushion layer made of a thermosetting polyurethane foam by curing the cell-dispersed urethane composition while uniformly adjusting the thickness. Manufacturing method of polishing pad. 前記気泡分散ウレタン組成物は、イソシアネート成分、高分子量ポリオールを含む活性水素含有化合物、及びシリコン系界面活性剤を含み、前記高分子量ポリオールの水酸基価は、20〜200mgKOH/gである請求項1記載の研磨パッドの製造方法。2. The cell-dispersed urethane composition contains an isocyanate component, an active hydrogen-containing compound containing a high molecular weight polyol, and a silicon-based surfactant, and the hydroxyl value of the high molecular weight polyol is 20 to 200 mgKOH / g. Method of manufacturing a polishing pad. 前記気泡分散ウレタン組成物は、イソシアネート成分、高分子量ポリオールを含む活性水素含有化合物、及びシリコン系界面活性剤を含み、前記高分子量ポリオールは、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20〜100重量%含有する請求項1記載の研磨パッドの製造方法。The cell-dispersed urethane composition includes an isocyanate component, an active hydrogen-containing compound containing a high molecular weight polyol, and a silicon surfactant, and the high molecular weight polyol is a polymer particle made of acrylonitrile and / or a styrene-acrylonitrile copolymer. The manufacturing method of the polishing pad of Claim 1 which contains 20-100 weight% of polymer polyols in which is dispersed. 前記活性水素含有化合物は、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の少なくとも1種を合計で2〜15重量%含有する請求項2又は3記載の研磨パッドの製造方法。4. The method for producing a polishing pad according to claim 2, wherein the active hydrogen-containing compound contains 2 to 15 wt% in total of at least one of a low molecular weight polyol, a low molecular weight polyamine, and an alcohol amine. 前記クッション層は、平均気泡径30〜200μm、かつアスカーC硬度10〜80度の連続気泡構造を有する熱硬化性ポリウレタン発泡体からなる請求項1〜4のいずれかに記載の研磨パッドの製造方法。The method for producing a polishing pad according to any one of claims 1 to 4, wherein the cushion layer is made of a thermosetting polyurethane foam having an average cell diameter of 30 to 200 µm and an open cell structure having an Asker C hardness of 10 to 80 degrees. .
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