JP7534861B2 - Polishing pad, method for manufacturing polishing pad, method for polishing surface of optical material or semiconductor material, and method for evaluating polishing pad - Google Patents
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Description
Translated fromJapanese本発明は、研磨パッド、研磨パッドの製造方法、光学材料又は半導体材料の表面を研磨する方法、及び研磨パッドの評価方法に関する。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, a method for polishing the surface of an optical material or a semiconductor material, and a method for evaluating a polishing pad. The polishing pad of the present invention is used for polishing optical materials, semiconductor wafers, semiconductor devices, substrates for hard disks, etc., and is particularly suitable for polishing devices in which an oxide layer, a metal layer, etc. is formed on a semiconductor wafer.
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、スクラッチ（傷）、有機残渣等のディフェクト（欠陥）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, glass substrates for liquid crystal displays, and semiconductor devices require extremely precise flatness. Furthermore, in the polishing of semiconductor devices, as integrated circuits have become finer and denser in recent years, more stringent levels of suppression of defects such as scratches and organic residues are now required. Hard polishing pads are commonly used to polish the surfaces of these various materials to a flat surface.
被研磨物にスクラッチが発生する要因には様々なものがある。例えば、研磨工程において発生する研磨パッドにおける研磨層の屑（パッド屑）が被研磨物の表面に接触し、スクラッチを発生させることがある。There are various factors that cause scratches to occur on the object being polished. For example, debris from the polishing layer of the polishing pad (pad debris) that is generated during the polishing process may come into contact with the surface of the object being polished, causing scratches.
特許文献１には、イソシアネート成分及び活性水素含有化合物を含有するウレタン組成物の反応硬化体であり、多量化ジイソシアネートを含有する熱硬化性ポリウレタン発泡体からなる研磨層を有する研磨パッドが開示されている。特許文献１の研磨パッドにおいては、特定量の多量化ジイソシアネートを含有することにより、研磨時に生じるパッド屑を小さくし、研磨速度を長期間にわたり安定化させているものの、研磨時に発生するスクラッチに関する評価は行われていない。Patent Document 1 discloses a polishing pad having a polishing layer made of a thermosetting polyurethane foam containing a polymerized diisocyanate, which is a reaction-cured product of a urethane composition containing an isocyanate component and an active hydrogen-containing compound. The polishing pad of Patent Document 1 contains a specific amount of polymerized diisocyanate, which reduces pad waste generated during polishing and stabilizes the polishing speed over a long period of time, but no evaluation has been conducted regarding scratches generated during polishing.
以上のように、パッド屑に由来するスクラッチの発生を抑制できる研磨パッドが望まれている。As described above, there is a demand for polishing pads that can suppress the occurrence of scratches caused by pad debris.
本発明は、パッド屑に由来するスクラッチの発生を抑制できる研磨パッド、当該研磨パッドの製造方法、当該研磨パッドを使用した光学材料又は半導体材料の表面を研磨する方法、及び当該研磨パッドの評価方法を提供することを目的とする。The present invention aims to provide a polishing pad that can suppress the generation of scratches caused by pad debris, a method for manufacturing the polishing pad, a method for polishing the surface of an optical material or a semiconductor material using the polishing pad, and a method for evaluating the polishing pad.
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、研磨層について、摩耗試験後の研磨屑を含む試料の粒度分布測定により得られる、体積積算粒度分布における積算粒度で９０％の粒径（Ｄ９０）が特定の数値範囲内であることにより、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、本願において、「Ｘ～Ｙ」を用いて数値範囲を表す際は、その範囲は両端の数値であるＸ及びＹを含むものとする。 The present inventors have conducted intensive research to solve the above-mentioned problems, and have found that the above-mentioned problems can be solved by measuring the particle size distribution of the sample containing the grinding debris after the wear test, and that the particle size (D90) of the 90% cumulative particle size in the volume cumulative particle size distribution is within a specific numerical range, and have completed the present invention. The specific aspects of the present invention are as follows.
In this application, when a numerical range is expressed using "X to Y", the range includes both the numerical values X and Y 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、
前記研磨層は、下記条件で行った摩耗試験後の研磨層の屑を含む試料の粒度分布測定により得られる、体積積算粒度分布における積算粒度で９０％の粒径（Ｄ９０）が６６．５μｍ以下である、前記研磨パッド。
（摩耗試験条件）
使用研磨機：Ｓｐｅｅｄｆａｍ社製、商品名「ＦＡＭ－１２ＢＳ」
定盤回転数（研磨パッドの回転数）：５０ｒｐｍ
流量：１００ｍｌ／ｍｉｎ（純水） 純水は研磨パッドの回転中心から滴下
ドレッサー：３Ｍ社製ダイヤモンドドレッサー、型番「Ａ１８８」
ドレッサーの形状：半径５．４ｃｍの円盤状
ドレッサー回転数：１００ｒｐｍ
ドレッサーの位置：研磨パッドの回転中心から外周方向に１０５ｍｍ離れた位置をドレッサーの回転中心とする
ドレス圧力：０．１１５ｋｇｆ／ｃｍ２
ドレッサーの回転方向：研磨パッドと同一方向に回転
試験時間：６０分
（試料採取条件）
採取時間：摩耗試験の４５分から６０分の間
採取箇所：研磨パッド上のドレッサー外周部
採取量：６０ｍｌ（１分間４ｍｌずつ採取）
（粒度分布測定条件）
測定装置：ＭＡＺ６１３０（スペクトリス株式会社製）
測定方式：湿式
粒子の光の屈折率：１．５４０
吸収率：０．０１０
分散媒：純水
分散媒の屈折率：１．３３０
光散乱モデル：Ｍｉｅ散乱
[２] 前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマーが、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る、[１]に記載の研磨パッド。
[３] 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]又は[２]に記載の研磨パッド。
[４] 前記ポリオール成分がポリテトラメチレンエーテルグリコールを含む、[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ジエチレングリコールを含む、[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して光学材料又は半導体材料の表面を研磨する工程を含む、前記方法。
[１０] ポリウレタン樹脂を含む研磨層を有する研磨パッドの評価方法であって、
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、
下記条件で前記研磨層に対して摩耗試験を行い、得られた研磨層の屑を含む試料の粒度分布測定を行い、体積積算粒度分布における積算粒度で９０％の粒径（Ｄ９０）に基づき、前記研磨層のスクラッチ性能の評価を行う工程を含む、前記方法。
（摩耗試験条件）
使用研磨機：Ｓｐｅｅｄｆａｍ社製、商品名「ＦＡＭ－１２ＢＳ」
定盤回転数（研磨パッドの回転数）：５０ｒｐｍ
流量：１００ｍｌ／ｍｉｎ（純水） 純水は研磨パッドの回転中心から滴下
ドレッサー：３Ｍ社製ダイヤモンドドレッサー、型番「Ａ１８８」
ドレッサーの形状：半径５．４ｃｍの円盤状
ドレッサー回転数：１００ｒｐｍ
ドレッサーの位置：研磨パッドの回転中心から外周方向に１０５ｍｍ離れた位置をドレッサーの回転中心とする
ドレス圧力：０．１１５ｋｇｆ／ｃｍ２
ドレッサーの回転方向：研磨パッドと同一方向に回転
試験時間：６０分
（試料採取条件）
採取時間：摩耗試験の４５分から６０分の間
採取箇所：研磨パッド上のドレッサー外周部
採取量：６０ｍｌ（１分間４ｍｌずつ採取）
（粒度分布測定条件）
測定装置：ＭＡＺ６１３０（スペクトリス株式会社製）
測定方式：湿式
粒子の光の屈折率：１．５４０
吸収率：０．０１０
分散媒：純水
分散媒の屈折率：１．３３０
光散乱モデル：Ｍｉｅ散乱 [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,
The polishing pad, wherein the polishing layer has a 90% particle size (D90) of 66.5 μm or less in terms of cumulative particle size in a volume cumulative particle size distribution obtained by measuring the particle size distribution of a sample containing debris from the polishing layer after a wear test performed under the following conditions.
(Wear test conditions)
Polishing machine used: Speedfam, product name "FAM-12BS"
Rotation speed of the polishing plate (rotation speed of the polishing pad): 50 rpm
Flow rate: 100 ml/min (pure water) Pure water is dripped from the center of rotation of the polishing pad. Dresser: 3M diamond dresser, model number "A188"
Shape of the dresser: disk-shaped with a radius of 5.4 cm. Dresser rotation speed: 100 rpm.
Dresser position: The dresser rotation center is set at a position 105 mm away from the rotation center of the polishing pad in the outer circumferential direction. Dressing pressure: 0.115 kgf/cm2
Rotation direction of the dresser: Rotate in the same direction as the polishing pad Test time: 60 minutes (Sample collection conditions)
Sampling time: Between 45 and 60 minutes of the abrasion test Sampling location: Outer periphery of the dresser on the polishing pad Sampling amount: 60 ml (4 ml per minute)
(Particle size distribution measurement conditions)
Measuring device: MAZ6130 (Spectris Corporation)
Measurement method: Wet type Particle light refractive index: 1.540
Absorption rate: 0.010
Dispersion medium: pure water Refractive index of dispersion medium: 1.330
Light scattering model: Mie scattering
[2] The polishing pad according to [1], wherein the isocyanate-terminated urethane prepolymer is a reaction product of a polyol component and a polyisocyanate component.
[3] The polishing pad according to [1] or [2], wherein the polyisocyanate component contains tolylene diisocyanate.
[4] The polishing pad according to any one of [1] to [3], wherein the polyol component contains polytetramethylene ether glycol.
[5] The polishing pad according to any one of [1] to [4], wherein the polyol component contains diethylene glycol.
[6] The polishing pad according to any one of [1] to [5], wherein the hardening agent comprises 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane.
[7] The polishing pad according to any one of [1] to [6], wherein the curable resin composition further contains micro hollow spheres.
[8] A method for producing a polishing pad according to any one of [1] to [7],
The method further comprising the step of shaping the abrasive layer.
[9] A method for polishing a surface of an optical material or a semiconductor material, comprising a step of polishing the surface of the optical material or the semiconductor material using the polishing pad described in any one of [1] to [7].
[10] A method for evaluating a polishing pad having a polishing layer containing a polyurethane resin, comprising:
the polyurethane resin is a cured product of a curable resin composition containing an isocyanate-terminated urethane prepolymer and a curing agent,
The method includes the steps of: conducting an abrasion test on the abrasive layer under the following conditions; measuring the particle size distribution of a sample containing the resulting abrasive layer debris; and evaluating the scratch performance of the abrasive layer based on the particle size (D90) of 90% of the cumulative particle size in the volume cumulative particle size distribution.
(Wear test conditions)
Polishing machine used: Speedfam, product name "FAM-12BS"
Rotation speed of the polishing plate (rotation speed of the polishing pad): 50 rpm
Flow rate: 100 ml/min (pure water) Pure water is dripped from the center of rotation of the polishing pad. Dresser: 3M diamond dresser, model number "A188"
Shape of the dresser: disk-shaped with a radius of 5.4 cm. Dresser rotation speed: 100 rpm.
Dresser position: The dresser rotation center is set at a position 105 mm away from the rotation center of the polishing pad in the outer circumferential direction. Dressing pressure: 0.115 kgf/cm2
Rotation direction of the dresser: Rotate in the same direction as the polishing pad Test time: 60 minutes (Sample collection conditions)
Sampling time: Between 45 and 60 minutes of the abrasion test Sampling location: Outer periphery of the dresser on the polishing pad Sampling amount: 60 ml (4 ml per minute)
(Particle size distribution measurement conditions)
Measuring device: MAZ6130 (Spectris Corporation)
Measurement method: Wet type Particle light refractive index: 1.540
Absorption rate: 0.010
Dispersion medium: pure water Refractive index of dispersion medium: 1.330
Light scattering model: Mie scattering
本発明の研磨パッドは、パッド屑に由来するスクラッチの発生を抑制できる。The polishing pad of the present invention can suppress the occurrence of scratches caused by pad debris.
（作用）
本発明者らは、パッド屑とスクラッチとの関係について鋭意研究した結果、予想外にも、摩耗試験後のパッド屑を含む試料の上記Ｄ９０が特定の数値範囲内であることにより、スクラッチの発生を抑制できる研磨パッドが得られることを見出した。このような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。(Action)
As a result of intensive research into the relationship between pad debris and scratches, the inventors unexpectedly found that a polishing pad capable of suppressing the occurrence of scratches can be obtained by setting the above-mentioned D90 of a sample containing pad debris after abrasion testing within a specific numerical range. Although the details of the reason for obtaining such characteristics are not clear, it is presumed as follows.
研磨中に発生するパッド屑が研磨パッドと被研磨物との間に堆積すると、研磨時に被研磨物にスクラッチを発生させやすくなってしまうと考えられる。パッド屑がスクラッチを引き起こす際には、パッド屑の大きさ、数などの様々な条件により発生するスクラッチの大きさや頻度が左右されると考えられる。本発明者らが見出した上記Ｄ９０は、パッド屑の大きさに関連する数値であり、上記Ｄ９０が小さいとパッド屑が小さくなり、それによりパッド屑が被研磨物に及ぼす影響が小さくなりスクラッチを抑制できると推察される。このようなパッド屑の大きさとスクラッチとの関係は、本発明者らが初めて発見したものと考えられる。
また、一般にポリウレタン樹脂は，ハードセグメントとソフトセグメントが結合したブロック共重合体であり，ポリイソシアネート成分と低分子量ポリオール成分（ジエチレングリコールなど）から成るハードセグメントが結晶相を，高分子量ポリオール成分（ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど）から成るソフトセグメントが非晶相を形成してミクロ相分離構造を形成している。本発明者らは、研磨層に含まれるイソシアネート末端ウレタンプレポリマーにおけるハードセグメントの部分からパッド屑が発生しており、ハードセグメントの長さを短くすることによりパッド屑の大きさを小さくすることができると考え、上記Ｄ９０が小さい本発明の研磨パッドを完成させるに至った。上述のように、ハードセグメントは、ポリイソシアネート成分と低分子量ポリオール成分とから成るが、これらの２成分の反応を制御し、当該２成分の反応物の分子量を小さくすることによりハードセグメントの長さを短くすることができる。 It is believed that if pad debris generated during polishing accumulates between the polishing pad and the object to be polished, scratches will easily occur on the object to be polished during polishing. When pad debris causes scratches, the size and frequency of scratches generated are considered to be influenced by various conditions such as the size and number of pad debris. The above D90 discovered by the present inventors is a value related to the size of pad debris, and it is presumed that if the above D90 is small, the pad debris will be small, and therefore the effect of pad debris on the object to be polished will be small, and scratches can be suppressed. It is believed that the present inventors were the first to discover such a relationship between the size of pad debris and scratches.
In addition, polyurethane resins are generally block copolymers in which hard segments and soft segments are bonded, and the hard segments consisting of polyisocyanate components and low molecular weight polyol components (such as diethylene glycol) form a crystalline phase, while the soft segments consisting of high molecular weight polyol components (such as polytetramethylene ether glycol) form an amorphous phase to form a microphase separation structure. The inventors of the present invention have come to the conclusion that pad scraps are generated from the hard segment portion of the isocyanate-terminated urethane prepolymer contained in the polishing layer, and that the size of the pad scraps can be reduced by shortening the length of the hard segment, and have completed the polishing pad of the present invention with a small D90. As described above, the hard segment is composed of a polyisocyanate component and a low molecular weight polyol component, and the length of the hard segment can be shortened by controlling the reaction between these two components and reducing the molecular weight of the reactant of the two components.
以下、本発明の研磨パッド、研磨パッドの製造方法、光学材料又は半導体材料の表面を研磨する方法、及び研磨パッドの評価方法について、説明する。
本発明において、「パッド屑」とは、研磨工程中に研磨パッドの表面が摩耗して発生する研磨パッドにおける研磨層の屑を意味する。本発明においては、後述の摩耗試験を行った後の研磨層の屑を含む試料を使用して、「パッド屑」の評価を行う。 The polishing pad of the present invention, the method for producing the polishing pad, the method for polishing the surface of an optical material or a semiconductor material, and the method for evaluating the polishing pad will be described below.
In the present invention, "pad debris" refers to debris of the polishing layer of the polishing pad that is generated when the surface of the polishing pad is worn away during the polishing process. In the present invention, the "pad debris" is evaluated using a sample containing debris of the polishing layer after the wear test described below.
１．研磨パッド、研磨パッドの製造方法
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、前記研磨層は、摩耗試験後の研磨層の屑を含む試料の粒度分布測定により得られる、体積積算粒度分布における積算粒度で９０％の粒径（Ｄ９０）が６６．５μｍ以下である。 1. Polishing pad, manufacturing method of polishing pad The polishing pad of the present invention is a polishing pad having a polishing layer containing a polyurethane resin, the polyurethane resin being a cured product of a curable resin composition containing an isocyanate-terminated urethane prepolymer and a curing agent, and the polishing layer has a 90% particle size (D90) of 66.5 μm or less in terms of cumulative particle size in a volume cumulative particle size distribution obtained by measuring the particle size distribution of a sample containing the scraps of the polishing layer after an abrasion test.
本発明の研磨パッドの研磨層について、摩耗試験後の研磨層の屑を含む試料の粒度分布測定により得られる、体積積算粒度分布における積算粒度で９０％の粒径（Ｄ９０）は、６６．５μｍ以下であり、２０．０～６６．３μｍが好ましく、２５．０～６６．１μｍがより好ましく、６０．０～６６．０μｍが最も好ましい。上記Ｄ９０が６６．５μｍより大きいと、被研磨物に発生するスクラッチが多くなる。For the polishing layer of the polishing pad of the present invention, the particle size (D90) of 90% of the cumulative particle size in the volume cumulative particle size distribution obtained by measuring the particle size distribution of a sample containing the scraps of the polishing layer after the abrasion test is 66.5 μm or less, preferably 20.0 to 66.3 μm, more preferably 25.0 to 66.1 μm, and most preferably 60.0 to 66.0 μm. If the D90 is greater than 66.5 μm, more scratches will occur on the object being polished.
本発明の研磨パッドの研磨層について、摩耗試験後の研磨層の屑を含む試料の粒度分布測定により得られる、体積積算粒度分布における積算粒度で１０％の粒径（Ｄ１０）は、１５．０ｍ以下が好ましく、１．０～１４．５μｍがより好ましく、２．０～１４．３μｍがさらに好ましく、１１．０～１４．０μｍが最も好ましい。上記Ｄ１０が上記数値範囲内であることにより被研磨物に発生するスクラッチを抑制することができる。For the polishing layer of the polishing pad of the present invention, the particle size (D10) at 10% of the cumulative particle size in the volume cumulative particle size distribution obtained by measuring the particle size distribution of a sample containing the scraps of the polishing layer after the abrasion test is preferably 15.0 m or less, more preferably 1.0 to 14.5 μm, even more preferably 2.0 to 14.3 μm, and most preferably 11.0 to 14.0 μm. By having the above D10 within the above numerical range, scratches occurring on the polished object can be suppressed.
本発明の研磨パッドの研磨層について、摩耗試験後の研磨層の屑を含む試料の粒度分布測定により得られる、体積積算粒度分布における積算粒度で５０％の粒径（Ｄ５０、メディアン径）は、４０．０μｍ以下が好ましく、１５．０～３８．０μｍがより好ましく、１７．０～３６．０μｍがさらに好ましく、２７．０～３５．０μｍが最も好ましい。上記Ｄ５０が上記数値範囲内であることにより被研磨物への影響を小さくすることができ、被研磨物に発生するスクラッチを抑制できる。For the polishing layer of the polishing pad of the present invention, the particle size at 50% of the cumulative particle size in the volumetric cumulative particle size distribution obtained by measuring the particle size distribution of a sample containing the scraps of the polishing layer after the abrasion test (D50, median diameter) is preferably 40.0 μm or less, more preferably 15.0 to 38.0 μm, even more preferably 17.0 to 36.0 μm, and most preferably 27.0 to 35.0 μm. By having the D50 within the above numerical range, the effect on the polished object can be reduced, and scratches occurring on the polished object can be suppressed.
本願において、上記Ｄ９０、Ｄ１０、及びＤ５０を測定するに際して行う、摩耗試験、研磨層の屑（パッド屑）を含む試料の採取、及び粒度分布測定は、後述の「（評価方法）」の「（２）研磨パッドの屑の粒度分布の測定」に記載の方法に基づいて行ったものを意味する。In this application, the abrasion test, collection of samples containing scraps of the polishing layer (pad scraps), and particle size distribution measurement carried out when measuring the above D90, D10, and D50 are based on the method described in "(2) Measurement of particle size distribution of scraps from polishing pad" in "(Evaluation method)" below.
上記Ｄ１０に対する上記Ｄ９０の比（Ｄ９０／Ｄ１０）は、２．５～６．５が好ましく、２．７～６．３がより好ましく、３．０～６．０がさらに好ましく、３．３～６．０が最も好ましい。上記Ｄ９０／Ｄ１０の比が上記数値範囲内であることにより極端に大きいパッド屑の発生が抑制されるため、被研磨物に発生するスクラッチが抑制できる。The ratio of D90 to D10 (D90/D10) is preferably 2.5 to 6.5, more preferably 2.7 to 6.3, even more preferably 3.0 to 6.0, and most preferably 3.3 to 6.0. By keeping the D90/D10 ratio within the above range, the generation of extremely large pad debris is suppressed, and scratches on the workpiece can be suppressed.
上記Ｄ１０に対する上記Ｄ５０の比（Ｄ５０／Ｄ１０）は、１．２～３．０が好ましく、１．３～２．８がより好ましく、１．４～２．６がさらに好ましく、１．５～２．５が最も好ましい。上記Ｄ５０／Ｄ１０の比が上記数値範囲内であることにより被研磨物への影響を小さくすることができ、被研磨物に発生するスクラッチを抑制できる。The ratio of D50 to D10 (D50/D10) is preferably 1.2 to 3.0, more preferably 1.3 to 2.8, even more preferably 1.4 to 2.6, and most preferably 1.5 to 2.5. By keeping the D50/D10 ratio within the above numerical range, the effect on the workpiece can be reduced, and scratches on the workpiece can be suppressed.
上記Ｄ５０に対する上記Ｄ９０の比（Ｄ９０／Ｄ５０）は、１．１～２．５が好ましく、１．２～２．４がより好ましく、１．３～２．３がさらに好ましく、１．４～２．２が最も好ましい。上記Ｄ９０／Ｄ５０の比が上記数値範囲内であることにより粒度の大きなパッド屑の発生が抑制され被研磨物への影響が小さくなり、被研磨物に発生するスクラッチを抑制できる。The ratio of D90 to D50 (D90/D50) is preferably 1.1 to 2.5, more preferably 1.2 to 2.4, even more preferably 1.3 to 2.3, and most preferably 1.4 to 2.2. By keeping the D90/D50 ratio within the above range, the generation of large-grain pad debris is suppressed, the impact on the workpiece is reduced, and scratches on the workpiece can be suppressed.
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 in a position in direct contact with the material to be polished, and the other parts of the polishing pad may be composed of a material for supporting the polishing pad, for example, a highly elastic material such as rubber. Depending on the rigidity of the polishing pad, the polishing layer can be made into a polishing pad.
本発明の研磨パッドは、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 has a shape that is not significantly different from that of a general polishing pad and can be used in the same way as a general polishing pad. For example, the polishing pad can be rotated while the polishing layer is pressed against the material to be polished, or the material to be polished can be rotated while the material is pressed against the polishing layer to be 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 commonly known manufacturing methods such as molding and slab molding. First, a block of polyurethane is formed by these manufacturing methods, and the block is sliced into a sheet, and an abrasive layer made of polyurethane resin is formed and laminated to a support or the like. Alternatively, the abrasive 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 is provided with a double-sided tape attached to the side opposite the polishing surface of the polishing layer, and then cut into a predetermined shape to form the polishing pad of the present invention. There are no particular limitations on the double-sided tape, and any double-sided tape known in the art can be selected and used. The polishing pad of the present invention may have a single-layer structure consisting of only the polishing layer, or may be a multi-layer structure in which another layer (lower layer, support layer) is attached to the side opposite the polishing surface of the polishing layer.
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。
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。
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 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.
The polishing layer can be made of a foamed polyurethane resin, and foaming can be performed by dispersing a foaming agent containing micro hollow spheres in the polyurethane resin. In this case, a curable resin composition containing an isocyanate-terminated urethane prepolymer, a curing agent, and a foaming agent is prepared, and the curable resin composition is foamed and cured to form the polishing layer.
The curable resin composition may be, for example, a two-liquid composition prepared by mixing liquid A containing an isocyanate-terminated urethane prepolymer with liquid B containing a curing agent component. The other components may be added to either liquid A or liquid B, but if problems arise, the composition may be divided into a plurality of liquids and mixed to form a composition consisting of three or more liquids.
（イソシアネート末端ウレタンプレポリマー）
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。 (Isocyanate-terminated urethane prepolymer)
The isocyanate-terminated urethane prepolymer is preferably a product obtained by reacting a polyol component with a polyisocyanate component.
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、６００未満が好ましく、３５０～５５０がより好ましく、４００～５００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る。The NCO equivalent (g/eq) of the isocyanate-terminated urethane prepolymer is preferably less than 600, more preferably 350 to 550, and most preferably 400 to 500. By having the NCO equivalent (g/eq) within the above numerical range, a polishing pad with appropriate polishing performance can be obtained.
(ポリオール成分)
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は、低分子量ポリオール、高分子量ポリオール、又はそれらの組み合わせが挙げられる。本発明において、低分子量ポリオールとは数平均分子量が３０～３００であるポリオールであり、高分子量ポリオールとは数平均分子量が３００を超えるポリオールである。上記低分子量ポリオール及び高分子量ポリオールの数平均分子量は、以下の条件にてゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）に基づき測定したポリスチレン換算の分子量を意味する。
＜測定条件＞
カラム：Ohpak SB-802.5HQ(排除限界10000)
移動相：5mM LiBr/DMF
流速：0.5ml/min(26kg/cm2)
オーブン：60℃
検出器：RI 40℃
試料量：20μl
上記低分子量ポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリ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、１，３－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、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、又はそれらの組み合わせが挙げられる。
上記高分子量ポリオールとしては、例えば、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（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；又はそれらの組み合わせ；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、低分子量ポリオールとして、ジエチレングリコールを使用することが好ましく、また、高分子量ポリオールとして、ポリテトラメチレンエーテルグリコールを使用することが好ましい。また、ポリテトラメチレンエーテルグリコールの数平均分子量としては、５００～２０００が好ましく、６００～１５００がより好ましく、６５０～１０００が最も好ましい。 (Polyol component)
The polyol component contained in the isocyanate-terminated urethane prepolymer may be a low molecular weight polyol, a high molecular weight polyol, or a combination thereof. In the present invention, the low molecular weight polyol is a polyol having a number average molecular weight of 30 to 300, and the high molecular weight polyol is a polyol having a number average molecular weight of more than 300. The number average molecular weights of the low molecular weight polyol and the high molecular weight polyol refer to the polystyrene-equivalent molecular weight measured based on gel permeation chromatography (GPC) under the following conditions.
<Measurement conditions>
Column: Ohpak SB-802.5HQ (exclusion limit 10,000)
Mobile phase: 5mM LiBr/DMF
Flow rate: 0.5ml/min (26kg/cm2 )
Oven: 60°C
Detector: RI 40℃
Sample volume: 20 μl
Examples of the low molecular weight polyol include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, pentanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, and combinations thereof.
Examples of the high molecular weight polyol include polyether polyols such as polytetramethylene ether glycol (PTMG), polyethylene glycol, and polypropylene glycol;
polyester polyols such as a reaction product of ethylene glycol with adipic acid and a reaction product of butylene glycol with adipic acid;
Polycarbonate polyol;
polycaprolactone polyols; or combinations thereof.
Among these, from the viewpoints of the handling property of the prepolymer and the mechanical strength of the resulting polishing pad, it is preferable to use diethylene glycol as the low molecular weight polyol, and it is preferable to use polytetramethylene ether glycol as the high molecular weight polyol. The number average molecular weight of polytetramethylene ether glycol is preferably 500 to 2000, more preferably 600 to 1500, and most preferably 650 to 1000.
(ポリイソシアネート成分)
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、又はそれらの組み合わせが挙げられる。
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。 (Polyisocyanate component)
The polyisocyanate component contained in the isocyanate-terminated urethane prepolymer is
For example, 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,
Propylene-1,2-diisocyanate,
butylene-1,2-diisocyanate,
cyclohexylene-1,2-diisocyanate,
cyclohexylene-1,4-diisocyanate,
p-phenylene diisothiocyanate,
xylylene-1,4-diisothiocyanate,
ethylidine diisothiocyanate, or a combination thereof.
Among these, from the viewpoint of the polishing characteristics and mechanical strength of the resulting polishing pad, it is preferable to use tolylene diisocyanates such as 2,6-tolylene diisocyanate (2,6-TDI) and 2,4-tolylene diisocyanate (2,4-TDI).
イソシアネート末端ウレタンプレポリマーに含まれる上記低分子量ポリオールの含有量としては、０重量％を超え１５重量％以下が好ましく、０．１～１４重量％がより好ましく、０．５～１２重量％がさらに好ましく、１．０～１０．０重量％が最も好ましい。
イソシアネート末端ウレタンプレポリマーに含まれる上記高分子量ポリオールの含有量としては、３０～７０重量％が好ましく、３５～７０重量％がより好ましく、４０～７０重量％がさらに好ましく、４０～６５重量％が最も好ましい。
イソシアネート末端ウレタンプレポリマーに含まれる上記ポリイソシアネート成分の含有量としては、２５～６０重量％が好ましく、３０～６０重量％がより好ましく、３５～６０重量％がさらに好ましく、３５～５５重量％が最も好ましい。
上記（作用）に示したように、低分子量ポリオールとポリイソシアネート成分との反応物がハードセグメントを構成するので、上記低分子量ポリオール及び上記ポリイソシアネート成分の含有量を上記数値範囲内とすることにより、ハードセグメントの長さを短くでき、Ｄ９０が小さい、すなわちスクラッチを抑制できる研磨パッドが得られると考えられる。 The content of the low molecular weight polyol contained in the isocyanate-terminated urethane prepolymer is preferably more than 0% by weight and not more than 15% by weight, more preferably 0.1 to 14% by weight, even more preferably 0.5 to 12% by weight, and most preferably 1.0 to 10.0% by weight.
The content of the high molecular weight polyol contained in the isocyanate-terminated urethane prepolymer is preferably 30 to 70% by weight, more preferably 35 to 70% by weight, even more preferably 40 to 70% by weight, and most preferably 40 to 65% by weight.
The content of the polyisocyanate component contained in the isocyanate-terminated urethane prepolymer is preferably 25 to 60% by weight, more preferably 30 to 60% by weight, even more preferably 35 to 60% by weight, and most preferably 35 to 55% by weight.
As described above in (Action), the reaction product between the low molecular weight polyol and the polyisocyanate component constitutes the hard segment. Therefore, by setting the content of the low molecular weight polyol and the polyisocyanate component within the above numerical range, it is believed that the length of the hard segment can be shortened and a polishing pad with a small D90, i.e., a polishing pad capable of suppressing scratches, can be obtained.
(硬化剤)
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；又はそれらの組み合わせが挙げられる。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。 (hardening agent)
The curing agent contained in the curable resin composition may, for example, be an amine-based curing agent described below.
Examples of polyamines constituting the amine-based curing agent include diamines, such as alkylenediamines such as ethylenediamine, propylenediamine, and hexamethylenediamine; diamines having an aliphatic ring such as isophoronediamine and dicyclohexylmethane-4,4'-diamine; diamines having an aromatic ring such as 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane (also known as methylenebis-o-chloroaniline) (hereinafter abbreviated as MOCA); diamines having a hydroxyl group such as 2-hydroxyethylethylenediamine, 2-hydroxyethylpropylenediamine, di-2-hydroxyethylethylenediamine, di-2-hydroxyethylpropylenediamine, 2-hydroxypropylethylenediamine, and di-2-hydroxypropylethylenediamine, particularly hydroxyalkylalkylenediamines; or combinations thereof. Trifunctional triamine compounds and polyamine compounds having 4 or more functional groups can also be used.
特に好ましい硬化剤は、上述した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 hardener is the above-mentioned MOCA, whose chemical structure is as follows:
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 total amount of the curing agent is such that the ratio of the number of moles ofNH2 in the curing agent to the number of moles of NCO in the isocyanate-terminated urethane prepolymer (number of moles ofNH2 /number of moles of NCO) is preferably 0.7 to 1.1, more preferably 0.75 to 1.0, and most preferably 0.8 to 0.95.
(微小中空球体)
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と、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、又はそれらの組み合わせを用いることができる。 (Micro hollow spheres)
In the present invention, the curable resin composition may further contain hollow microspheres.
A foam can be formed by mixing the hollow microspheres with a polyurethane resin. The hollow microspheres refer to unfoamed heat-expandable microspheres having an outer shell (polymer shell) made of a thermoplastic resin and a low-boiling point hydrocarbon encapsulated in the outer shell, and those obtained by thermally expanding the unfoamed heat-expandable microspheres. As the polymer shell, for example, a thermoplastic resin such as an acrylonitrile-vinylidene chloride copolymer, an acrylonitrile-methyl methacrylate copolymer, or a 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, or a combination thereof can be used.
(その他の成分)
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。 (Other Ingredients)
In addition, catalysts and the like that are generally used in the industry may be added to the curable resin composition.
The polyisocyanate component can also be added later to the curable resin composition. The weight ratio of the additional polyisocyanate component to the total weight of the isocyanate-terminated urethane prepolymer and the additional polyisocyanate component 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 hardening composition, the above-mentioned polyisocyanate components can be used without particular limitation, but 4,4'-methylene-bis(cyclohexyl isocyanate) (hydrogenated MDI) is preferred.
２．光学材料又は半導体材料の表面を研磨する方法
本発明の光学材料又は半導体材料の表面を研磨する方法は、上述の研磨パッドを使用して光学材料又は半導体材料の表面を研磨する工程を含む。
本発明の光学材料又は半導体材料の表面を研磨する方法は、研磨パッドの表面、光学材料若しくは半導体材料の表面、又はそれらの両方にスラリーを供給する工程を更に含むことができる。 2. Method for polishing a surface of an optical material or a semiconductor material The method for polishing a surface of an optical material or a semiconductor material of the present invention comprises the step of polishing the surface of an optical material or a semiconductor material using the polishing pad described above.
The method of polishing a surface of an optical or semiconductor material of the present invention can further include the step of applying a slurry to the surface of the polishing pad, the surface of the optical or semiconductor material, or both.
（スラリー）
スラリーに含まれる液体成分としては、特に限定されないが、水（純水）、酸、アルカリ、有機溶剤、又はそれらの組み合わせが挙げられ、被研磨物の材質や所望の研磨条件等によって選択される。スラリーは、水（純水）を主成分とすることが好ましく、スラリー全体に対して、水を８０重量％以上含むことが好ましい。スラリーに含まれる砥粒成分としては、特に限定されないが、シリカ、珪酸ジルコニウム、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化マンガン、又はそれらの組み合わせが挙げられる。スラリーは、液体成分に可溶な有機物やｐＨ調整剤等、その他の成分を含有していてもよい。 (slurry)
The liquid component contained in the slurry is not particularly limited, but may be water (pure water), acid, alkali, organic solvent, or a combination thereof, and may be selected depending on the material of the workpiece to be polished, the desired polishing conditions, etc. The slurry is preferably mainly composed of water (pure water), and preferably contains 80% by weight or more of water relative to the entire slurry. The abrasive grain component contained in the slurry is not particularly limited, but may be silica, zirconium silicate, cerium oxide, aluminum oxide, manganese oxide, or a combination thereof. The slurry may contain other components, such as organic matter soluble in the liquid component and a pH adjuster.
３．研磨パッドの評価方法
本発明のポリウレタン樹脂を含む研磨層を有する研磨パッドの評価方法は、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、前記研磨層に対して摩耗試験を行い、得られた研磨層の屑を含む試料の粒度分布測定を行い、体積積算粒度分布における積算粒度で９０％の粒径（Ｄ９０）に基づき、前記研磨層のスクラッチ性能の評価を行う工程を含む。 3. Evaluation method of a polishing pad The evaluation method of a polishing pad having a polishing layer containing a polyurethane resin of the present invention includes the steps of: performing an abrasion test on the polishing layer, measuring the particle size distribution of a sample containing the resulting scraps of the polishing layer, and evaluating the scratch performance of the polishing layer based on the particle size (D90) of 90% of the cumulative particle size in the volume cumulative particle size distribution, the polyurethane resin being a cured product of a curable resin composition containing an isocyanate-terminated urethane prepolymer and a curing agent.
本発明の研磨パッドの評価方法における、ポリウレタン樹脂、研磨層、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー、及び硬化剤、並びに研磨層に対して行う摩耗試験の方法、粒度分布測定の方法、及びＤ９０の数値範囲などは、上記「１．研磨パッド、研磨パッドの製造方法」に記載のものを採用することができる。In the method for evaluating the polishing pad of the present invention, the polyurethane resin, polishing layer, isocyanate-terminated urethane prepolymer, and curing agent, as well as the method of abrasion testing performed on the polishing layer, the method of measuring particle size distribution, and the numerical range of D90, can be those described above in "1. Polishing pad and method of manufacturing polishing pad."
本発明の研磨パッドの評価方法は、研磨層に対して摩耗試験を行い、得られた研磨層の屑を含む試料の粒度分布測定を行い、体積積算粒度分布における積算粒度で１０％の粒径（Ｄ１０）、体積積算粒度分布における積算粒度で５０％の粒径（Ｄ５０）、上記Ｄ１０に対する上記Ｄ９０の比（Ｄ９０／Ｄ１０）、上記Ｄ１０に対する上記Ｄ５０の比（Ｄ５０／Ｄ１０）、上記Ｄ５０に対する上記Ｄ９０の比（Ｄ９０／Ｄ５０）、又はそれらの組み合わせに基づき、上記研磨層のスクラッチ性能の評価を行う工程を更に含むことができる。
本発明の研磨パッドの評価方法における上記Ｄ１０、Ｄ５０、Ｄ９０／Ｄ１０、Ｄ５０／Ｄ１０、及びＤ９０／Ｄ１０の数値範囲などは、上記「１．研磨パッド、研磨パッドの製造方法」に記載のものを採用することができる。 The method for evaluating the polishing pad of the present invention may further include a step of performing an abrasion test on the polishing layer, measuring the particle size distribution of the obtained sample containing debris from the polishing layer, and evaluating the scratch performance of the polishing layer based on the 10% particle size (D10) in the cumulative particle size distribution of the volume, the 50% particle size (D50) in the cumulative particle size distribution of the volume, the ratio of the D90 to the D10 (D90/D10), the ratio of the D50 to the D10 (D50/D10), the ratio of the D90 to the D50 (D90/D50), or a combination thereof.
The numerical ranges of D10, D50, D90/D10, D50/D10, and D90/D10 in the evaluation method of the polishing pad of the present invention can be those described in "1. Polishing pad and manufacturing method of polishing pad" above.
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 by the following examples, but the following description is not intended to limit 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。(material)
The materials used in the following examples are listed below.
・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２，４－トリレンジイソシアネートを５３重量％含み、水添ＭＤＩを含まず、ポリオール成分として数平均分子量１０００のポリテトラメチレンエーテルグリコールを２１重量％、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１８重量％、ジエチレングリコールを８重量％含むＮＣＯ当量４５５のウレタンプレポリマー
＊各成分の含有量（重量％）はウレタンポリマー全体を１００重量％とした場合の値を意味する。以下、プレポリマー（２）及び（３）においても同様である。
プレポリマー（２）・・・ポリイソシアネート成分として、２，４－トリレンジイソシアネート及び２，６－トリレンジイソシアネートを質量比で８０：２０の割合で混合した混合物を３６重量％含み、水添ＭＤＩを含まず、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６３重量％、ジエチレングリコールを１重量％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２，４－トリレンジイソシアネートを３９重量％含み、水添ＭＤＩを含まず、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５８重量％、ジエチレングリコールを３重量％含むＮＣＯ当量４４０のウレタンプレポリマー
＊ウレタンプレポリマー中のハードセグメントの平均長さは、プレポリマー（３）＞プレポリマー（１）＞プレポリマー（２）の順序となる。Isocyanate-terminated urethane prepolymer:
Prepolymer (1): A urethane prepolymer containing 53% by weight of 2,4-tolylene diisocyanate as a polyisocyanate component, no hydrogenated MDI, and containing 21% by weight of polytetramethylene ether glycol having a number average molecular weight of 1000, 18% by weight of polytetramethylene ether glycol having a number average molecular weight of 650, and 8% by weight of diethylene glycol as polyol components, with an NCO equivalent of 455. *The content (weight %) of each component means the value when the entire urethane polymer is taken as 100% by weight. The same applies to prepolymers (2) and (3) below.
Prepolymer (2): A urethane prepolymer containing 36% by weight of a mixture of 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate in a mass ratio of 80:20 as a polyisocyanate component, containing no hydrogenated MDI, and containing 63% by weight of polytetramethylene ether glycol having a number average molecular weight of 650 and 1% by weight of diethylene glycol as polyol components, with an NCO equivalent of 486. Prepolymer (3): A urethane prepolymer containing 39% by weight of 2,4-tolylene diisocyanate as a polyisocyanate component, containing no hydrogenated MDI, and containing 58% by weight of polytetramethylene ether glycol having a number average molecular weight of 650 and 3% by weight of diethylene glycol as polyol components, with an NCO equivalent of 440. *The average length of the hard segments in the urethane prepolymer is in the order of prepolymer (3) > prepolymer (1) > prepolymer (2).
・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）・Hardening agent:
MOCA: 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane (also known as methylene bis-o-chloroaniline) (NH2 equivalents = 133.5)
・微小中空球体：
Ｅｘｐａｎｃｅｌ４６１ＤＵ２０（日本フィライト株式会社製）
Ｅｘｐａｎｃｅｌ４６１ＤＥ２０ｄ７０（日本フィライト株式会社製）・Micro hollow spheres:
Expancel 461DU20 (manufactured by Nippon Phillite Co., Ltd.)
Expancel 461DE20d70 (manufactured by Nippon Phillite Co., Ltd.)
（実施例１）
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２６．１４ｇ、Ｃ成分として微小中空球体（Ｅｘｐａｎｃｅｌ４６１ＤＵ２０）２．７ｇをそれぞれ準備した。なお、各成分の比率を示すためにｇ表示として記載しているが、ブロックの大きさに応じて必要な重量（部）を準備すれば良い。以下同様にｇ（部）表記で記載する。
Ａ成分とＣ成分を混合し、Ａ成分とＣ成分との混合物及びＢ成分それぞれを予め減圧脱泡した後、Ａ成分とＣ成分との混合物及びＢ成分を混合機に供給し、Ａ成分、Ｂ成分、及びＣ成分の混合液を得た。なお、得られたＡ成分、Ｂ成分、及びＣ成分の混合液における、Ａ成分のプレポリマーのＮＣＯのモル数に対する、Ｂ成分のＭＯＣＡのＮＨ２のモル数の比率（ＮＨ２のモル数／ＮＣＯのモル数）は０．９０である。
得られたＡ成分、Ｂ成分、及びＣ成分の混合液を８０℃に加熱した型枠（８５０ｍｍ×８５０ｍｍの正方形の形状）に注型し、３０分間、８０℃にて一次硬化させた。形成された樹脂発泡体を型枠から抜き出し、オーブンにて１２０℃で４時間、二次硬化した。得られた樹脂発泡体を２５℃まで放冷した後、再度オーブンにて１２０℃で５時間加熱した。得られた樹脂発泡体を厚さ方向にわたって１．３ｍｍ厚にスライスしてウレタンシートを作成し、このウレタンシートの裏面に両面テープを貼り付け、研磨パッドとした。 Example 1
100 g of prepolymer (1) was prepared as component A, 26.14 g of MOCA, a curing agent, as component B, and 2.7 g of hollow microspheres (Expancel 461DU20) as component C. Note that the amounts are listed in grams to show the ratio of each component, but it is sufficient to prepare the required weight (parts) depending on the size of the block. The amounts below will also be listed in grams (parts).
Component A and component C were mixed, and the mixture of components A and C and component B were each previously degassed under reduced pressure, and then the mixture of components A and C and component B were fed to a mixer to obtain a mixed solution of components A, B, and C. In the obtained mixed solution of components A, B, and C, the ratio of the number of moles of NH2 of MOCA of component B to the number of moles ofNCO of the prepolymer of component A (number of moles ofNH2 /number of moles of NCO) was 0.90.
The obtained mixed solution of components A, B, and C was poured into a mold (square shape of 850 mm x 850 mm) heated to 80 ° C., and primary cured at 80 ° C. for 30 minutes. The formed resin foam was removed from the mold and secondary cured at 120 ° C. for 4 hours in an oven. The obtained resin foam was allowed to cool to 25 ° C., and then heated again in an oven at 120 ° C. for 5 hours. The obtained resin foam was sliced in the thickness direction to a thickness of 1.3 mm to prepare a urethane sheet, and a double-sided tape was attached to the back side of this urethane sheet to prepare a polishing pad.
（実施例２）
実施例１のＡ成分のプレポリマー（１）１００ｇ、Ｂ成分のＭＯＣＡ ２６．１４ｇ、及びＣ成分の微小中空球体（Ｅｘｐａｎｃｅｌ４６１ＤＵ２０）２．７ｇに代えて、Ａ成分としてプレポリマー（２）１００ｇ、Ｂ成分として硬化剤であるＭＯＣＡ ２３．５７ｇ、Ｃ成分として微小中空球体（Ｅｘｐａｎｃｅｌ４６１ＤＥ２０ｄ７０）３．６ｇをそれぞれ準備した以外は、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。
なお、Ａ成分、Ｂ成分、及びＣ成分の混合液における、Ａ成分のプレポリマーのＮＣＯのモル数に対する、Ｂ成分のＭＯＣＡのＮＨ２のモル数の比率（ＮＨ２のモル数／ＮＣＯのモル数）は０．８９である。 Example 2
Instead of 100 g of prepolymer (1) as component A, 26.14 g of MOCA as component B, and 2.7 g of hollow microspheres (Expancel461DU20) as component C in Example 1, 100 g of prepolymer (2) as component A, 23.57 g of MOCA as hardener as component B, and 3.6 g of hollow microspheres (Expancel461DE20d70) as component C were prepared, except that a urethane sheet was prepared in the same manner as in Example 1, and a polishing pad was obtained.
In addition, in the mixed liquid of components A, B, and C, the ratio of the number of moles ofNH2 of MOCA of component B to the number of moles of NCO of the prepolymer of component A (number of moles ofNH2 /number of moles of NCO) is 0.89.
（比較例１）
市販の研磨パッドであるＩＣ１０００（登録商標）（ニッタ・ハース社製）を用いた。 (Comparative Example 1)
A commercially available polishing pad, IC1000 (registered trademark) (manufactured by Nitta Haas Corporation), was used.
（比較例２）
実施例１のＡ成分のプレポリマー（１）１００ｇ、Ｂ成分のＭＯＣＡ ２６．１４ｇ、及びＣ成分の微小中空球体（Ｅｘｐａｎｃｅｌ４６１ＤＵ２０）２．７ｇに代えて、プレポリマー（３）１００ｇ、Ｂ成分として硬化剤であるＭＯＣＡ ２７．２４ｇ、Ｃ成分として微小中空球体（Ｅｘｐａｎｃｅｌ４６１ＤＵ２０）３．２ｇをそれぞれ準備した以外は、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。
なお、Ａ成分、Ｂ成分、及びＣ成分の混合液における、Ａ成分のプレポリマーのＮＣＯのモル数に対する、Ｂ成分のＭＯＣＡのＮＨ２のモル数の比率（ＮＨ２のモル数／ＮＣＯのモル数）は０．９０である。 (Comparative Example 2)
Instead of 100 g of prepolymer (1) as component A, 26.14 g of MOCA as component B, and 2.7 g of hollow microspheres (Expancel 461DU20) as component C in Example 1, 100 g of prepolymer (3), 27.24 g of MOCA as a hardener as component B, and 3.2 g of hollow microspheres (Expancel 461DU20) as component C were prepared, respectively. A urethane sheet was prepared in the same manner as in Example 1, and a polishing pad was obtained.
In addition, in the mixed liquid of components A, B, and C, the ratio of the number of moles ofNH2 of MOCA of component B to the number of moles of NCO of the prepolymer of component A (number of moles ofNH2 /number of moles of NCO) was 0.90.
（評価方法）
実施例１及び２並びに比較例１及び２それぞれの研磨パッドについて、以下の（１）密度、圧縮率、圧縮弾性率、及びＤ硬度の測定、（２）研磨パッドの屑の粒度分布の測定、並びに（３）スクラッチ性能の評価を行った。測定結果を以下の表１及び２に示す。 (Evaluation Method)
The polishing pads of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were subjected to the following measurements of (1) density, compressibility, compressive modulus, and D hardness, (2) particle size distribution of the polishing pad debris, and (3) evaluation of scratch performance. The measurement results are shown in Tables 1 and 2 below.
（１）密度、圧縮率、圧縮弾性率、及びＤ硬度の測定
（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。 (1) Measurement of density, compressibility, compressive modulus, and D hardness (density)
The density (g/cm3 ) was measured in accordance with Japanese Industrial Standards (JIS K 6505).
（圧縮率）
研磨層の圧縮率は、ＪＩＳ Ｌ １０２１に準拠して、ショッパー型厚さ測定器（加圧面：直径１ｃｍの円形）を使用して求めた。具体的には、室温（約２０℃）において、無荷重の状態から初荷重を３０秒間かけて加圧した後の厚さｔ0を測定し、次に厚さｔ0の状態から最終圧力をかけて、そのままの荷重のもとで１分間放置後の厚さｔ1を測定した。これらから下記式により、圧縮率を算出した。なお、初荷重は３００ｇ／ｃｍ2、最終圧力は１８００ｇ／ｃｍ2とした。 (Compression ratio)
The compression ratio of the polishing layer was determined using a Shopper-type thickness measuring instrument (pressure surface: circular with a diameter of 1 cm) in accordance with JIS L 1021. Specifically, at room temperature (about 20°C), the thicknesst0 was measured after applying an initial load for 30 seconds from an unloaded state, and then the final pressure was applied from the thicknesst0 state, and the thicknesst1 was measured after leaving the layer for 1 minute under the load. From these values, the compression ratio was calculated according to the following formula. The initial load was 300 g/cm2 , and the final pressure was 1800 g/cm2 .
（圧縮弾性率）
圧縮弾性率は、日本工業規格（ＪＩＳ Ｌ １０２１）に準拠して測定した。ショッパー型厚さ測定器（加圧面：直径１ｃｍの円形）を使用して求めた。具体的には、室温（約２０℃）において、無荷重の状態から初荷重を３０秒間かけて加圧した後の厚さｔ0を測定し、次に厚さｔ0の状態から最終圧力をかけて、そのままの荷重のもとで１分間放置後の厚さｔ1を測定した。次に、厚さｔ１の状態から全ての荷重を除き、５分間放置（無荷重状態とした）後、再び初荷重を３０秒間かけた後の厚さｔ０’を測定する。これらから下記式により、圧縮率を算出した。なお、初荷重は３００ｇ／ｃｍ2、最終圧力は１８００ｇ／ｃｍ2とした。 (Compressive Elastic Modulus)
The compression modulus was measured in accordance with the Japanese Industrial Standards (JIS L 1021). It was determined using a Shopper-type thickness gauge (pressure surface: circular with a diameter of 1 cm). Specifically, at room temperature (about 20°C), the thickness t0 was measured after applying an initial load for 30 seconds from an unloaded state, and then the final pressure was applied from the thickness t0 state, and the thickness t1 was measured after leaving it for 1 minute under the same load. Next, all loads were removed from the thickness t1 state, and after leaving it for 5 minutes (unloaded state), the thickness t0 ' was measured again after applying the initial load for 30 seconds. From these, the compression ratio was calculated by the following formula. The initial load was 300 g/cm2 and the final pressure was 1800 g/cm2 .
（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、測定試料は、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 hardness)
The D hardness of the polishing pad was measured using a D-type hardness tester in accordance with the Japanese Industrial Standards (JIS-K-6253). Here, the measurement sample was obtained by stacking multiple urethane sheets as necessary so that the total thickness was at least 4.5 mm.
（２）研磨パッドの屑の粒度分布の測定
実施例１及び２並びに比較例１及び２の研磨パッドそれぞれを用い、以下の摩耗試験を行い、試験開始の４５分から６０分までの間に、研磨パッド上のドレッサー外周部から研磨パッドの屑を含む処理水をスポイトで１分間に４ｍｌずつ合計６０ｍｌ採取し、試料とした。研磨パッドの屑を含む処理水の採取箇所を、図１に示す。
得られた試料６０ｍｌに対して、粒度分布測定装置に付属する超音波処理装置とスターラーを用いて、超音波を当て続けながら、スターラーにより３０００ｒｐｍで５分間撹拌して、試料中に研磨パッドの屑を含む成分を十分に分散させた。得られた分散後の試料について、以下の条件にて粒度分布の測定を行い、体積積算粒度分布における積算粒度で１０％の粒径（Ｄ１０）、積算粒度で５０％の粒径（Ｄ５０）、積算粒度で９０％の粒径（Ｄ９０）の結果を得た。ここで、実施例１及び２並びに比較例１及び２それぞれの研磨パッドについて、１つの試料に対して粒度分布測定を３回用い、最も測定値が安定する３回目のＤ１０、Ｄ５０、及びＤ９０の値を粒度分布測定の結果として採用した。また、得られたＤ１０、Ｄ５０、及びＤ９０の各測定値に基づき、Ｄ５０／Ｄ１０、Ｄ９０／Ｄ１０、及びＤ９０／Ｄ１０の各比の値を算出した。実施例１及び２並びに比較例１及び２のそれぞれから得られた粒度分布の結果を図２～５に示す。 (2) Measurement of particle size distribution of polishing pad debris Using the polishing pads of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, the following wear test was performed, and 4 ml of treated water containing polishing pad debris was collected from the outer periphery of the dresser on the polishing pad with a dropper every minute for a total of 60 ml between 45 and 60 minutes after the start of the test, and used as a sample. The collection points of the treated water containing polishing pad debris are shown in FIG. 1.
The obtained sample (60 ml) was stirred at 3000 rpm for 5 minutes with a stirrer while continuously applying ultrasonic waves using an ultrasonic processing device and a stirrer attached to a particle size distribution measuring device, and the components including the scraps of the polishing pad were thoroughly dispersed in the sample. The obtained dispersed sample was subjected to particle size distribution measurement under the following conditions, and the results of the particle size of 10% of the integrated particle size in the volume integrated particle size distribution (D10), the particle size of 50% of the integrated particle size (D50), and the particle size of 90% of the integrated particle size (D90) were obtained. Here, for each polishing pad of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, the particle size distribution measurement was performed three times for one sample, and the values of D10, D50, and D90 of the third measurement, which are the most stable, were adopted as the results of the particle size distribution measurement. In addition, the values of the ratios of D50/D10, D90/D10, and D90/D10 were calculated based on the measured values of D10, D50, and D90 obtained. The particle size distribution results obtained from Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 are shown in Figures 2 to 5, respectively.
＜摩耗試験条件＞
使用研磨機：Ｓｐｅｅｄｆａｍ社製、商品名「ＦＡＭ－１２ＢＳ」
定盤回転数（研磨パッドの回転数）：５０ｒｐｍ
流量：１００ｍｌ／ｍｉｎ（純水） 純水は研磨パッドの回転中心から滴下
ドレッサー：３Ｍ社製ダイヤモンドドレッサー、型番「Ａ１８８」
ドレッサーの形状：半径５．４ｃｍの円盤状
ドレッサー回転数：１００ｒｐｍ
ドレッサーの位置：研磨パッドの回転中心から外周方向に１０５ｍｍ離れた位置をドレッサーの回転中心とする
ドレス圧力：０．１１５ｋｇｆ／ｃｍ２
ドレッサーの回転方向：研磨パッドと同一方向に回転
試験時間：６０分 <Wear test conditions>
Polishing machine used: Speedfam, product name "FAM-12BS"
Rotation speed of the polishing plate (rotation speed of the polishing pad): 50 rpm
Flow rate: 100 ml/min (pure water) Pure water is dripped from the center of rotation of the polishing pad. Dresser: 3M diamond dresser, model number "A188"
Shape of the dresser: disk-shaped with a radius of 5.4 cm. Dresser rotation speed: 100 rpm.
Dresser position: The dresser rotation center is set at a position 105 mm away from the rotation center of the polishing pad in the outer circumferential direction. Dressing pressure: 0.115 kgf/cm2
Rotation direction of the dresser: Rotate in the same direction as the polishing pad Test time: 60 minutes
＜粒度分布測定＞
測定装置：ＭＡＺ６１３０（スペクトリス株式会社製）
測定方式：湿式
粒子の光の屈折率：１．５４０
吸収率：０．０１０
分散媒：純水
分散媒の屈折率：１．３３０
光散乱モデル：Ｍｉｅ散乱 <Particle size distribution measurement>
Measuring device: MAZ6130 (Spectris Corporation)
Measurement method: Wet type Particle light refractive index: 1.540
Absorption rate: 0.010
Dispersion medium: pure water Refractive index of dispersion medium: 1.330
Light scattering model: Mie scattering
（３）スクラッチ性能の評価
上記実施例１及び２並びに比較例１及び２それぞれの研磨パッドを、研磨装置の所定位置にアクリル系接着剤を有する両面テープを介して設置し、Ｃｕ膜基板に対して、下記の研磨条件にて研磨加工を施した。
研磨処理枚数が１１枚目、２６枚目、５１枚目のＣｕ膜基板を表面検査装置（ＫＬＡテンコール社製、Ｓｕｒｆｓｃａｎ ＳＰ２ＸＰ）の高感度測定モードにて測定し、基板表面における０．１６μｍ以下の大きさのマイクロスクラッチの個数を観察し、合計を求めた。結果を表２に示す。
マイクロスクラッチの数が５個以下であるとスクラッチが少なく良好であるといえる。(3) Evaluation of scratch performance The polishing pads of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were placed in a predetermined position of a polishing device via double-sided tape having an acrylic adhesive, and polished against a Cu film substrate under the following polishing conditions.
The 11th, 26th, and 51st Cu film substrates polished were measured using a surface inspection device (KLA Tencor Corporation, Surfscan SP2XP) in high sensitivity measurement mode, and the number of micro-scratches with a size of 0.16 μm or less on the substrate surface was observed and the total was calculated. The results are shown in Table 2.
When the number of micro-scratches is 5 or less, the number of scratches is small and it can be said to be good.
＜研磨条件＞
研磨機 ：Ｆ－ＲＥＸ３００（荏原製作所社製）
Ｄｉｓｋ ：Ａ１８８（３Ｍ社製）
回転数 ：（定盤）７０ｒｐｍ、（トップリング）７１ｒｐｍ
研磨圧力 ：３．５ｐｓｉ
研磨剤温度 ：２０℃
研磨剤吐出量 ：２００ｍｌ／ｍｉｎ
研磨剤 ：ＰＬＡＮＥＲＬＩＴＥ７０００（フジミコーポレーション社製）
被研磨物 ：Ｃｕ膜基板
研磨時間 ：６０秒
パッドブレーク ：３５Ｎ １０分
コンディショニング：Ｅｘ－ｓｉｔｕ、３５Ｎ、４スキャン <Polishing conditions>
Grinding machine: F-REX300 (manufactured by Ebara Corporation)
Disk: A188 (manufactured by 3M)
Rotation speed: (platen) 70 rpm, (top ring) 71 rpm
Polishing pressure: 3.5 psi
Polishing agent temperature: 20°C
Abrasive discharge amount: 200 ml/min
Abrasive: PLANERLITE 7000 (manufactured by Fujimi Corporation)
Polished object: Cu film substrate Polishing time: 60 seconds Pad break: 35N 10 minutes Conditioning: Ex-situ, 35N, 4 scans
表１の結果より、実施例１及び２の研磨パッドは、Ｄ９０が６６．５μｍ以下であり、一方、比較例１及び２の研磨パッドは、Ｄ９０が６６．５μｍを超えていた。
そして、表２の結果より、実施例１及び２の研磨パッドは、マイクロスクラッチの個数が少なく、一方、比較例１及び２の研磨パッドは、マイクロスクラッチの個数が多いことがわかった。
以上より、Ｄ９０が６６．５μｍ以下である研磨パッドは、研磨時に発生するスクラッチの数が少ないことがわかった。 The results in Table 1 show that the polishing pads of Examples 1 and 2 had a D90 of 66.5 μm or less, while the polishing pads of Comparative Examples 1 and 2 had a D90 of more than 66.5 μm.
The results in Table 2 show that the polishing pads of Examples 1 and 2 had a small number of microscratches, while the polishing pads of Comparative Examples 1 and 2 had a large number of microscratches.
From the above, it was found that a polishing pad having a D90 of 66.5 μm or less generates fewer scratches during polishing.
Claims (6)
Translated fromJapanese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、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、
前記ポリイソシアネート成分がトリレンジイソシアネートを含み、
前記ポリオール成分が、ポリテトラメチレンエーテルグリコールを含む高分子量ポリオールとジエチレングリコールを含む低分子量ポリオールとを含み、
前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマーにおける前記ポリイソシアネート成分の含有量が２５～６０重量％であり、前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマーにおける前記高分子量ポリオールの含有量が３０～７０重量％であり、前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマーにおける前記低分子量ポリオールの含有量が０重量％を超え１５重量％以下であり、
前記研磨層は、下記条件で行った摩耗試験後の研磨層の屑を含む試料の粒度分布測定により得られる、体積積算粒度分布における積算粒度で９０％の粒径（Ｄ９０）が６６．５μｍ以下である、前記研磨パッド。
（摩耗試験条件）
使用研磨機：Ｓｐｅｅｄｆａｍ社製、商品名「ＦＡＭ－１２ＢＳ」
定盤回転数（研磨パッドの回転数）：５０ｒｐｍ
流量：１００ｍｌ／ｍｉｎ（純水） 純水は研磨パッドの回転中心から滴下
ドレッサー：３Ｍ社製ダイヤモンドドレッサー、型番「Ａ１８８」
ドレッサーの形状：半径５．４ｃｍの円盤状
ドレッサー回転数：１００ｒｐｍ
ドレッサーの位置：研磨パッドの回転中心から外周方向に１０５ｍｍ離れた位置をドレッサーの回転中心とする
ドレス圧力：０．１１５ｋｇｆ／ｃｍ２
ドレッサーの回転方向：研磨パッドと同一方向に回転
試験時間：６０分
（試料採取条件）
摩耗試験開始の４５分から６０分までの間に、研磨パッド上のドレッサー外周部から研磨パッドの屑を含む処理水をスポイトで１分間に４ｍｌずつ合計６０ｍｌ採取し、試料とする。
採取時間：摩耗試験の４５分から６０分の間
採取箇所：研磨パッド上のドレッサー外周部
採取量：６０ｍｌ（１分間４ｍｌずつ採取）
（粒度分布測定条件）
測定装置：ＭＡＺ６１３０（スペクトリス株式会社製）
測定方式：湿式
粒子の光の屈折率：１．５４０
吸収率：０．０１０
分散媒：純水
分散媒の屈折率：１．３３０
光散乱モデル：Ｍｉｅ散乱 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,
the isocyanate-terminated urethane prepolymer is a reaction product of a polyol component and a polyisocyanate component;
the polyisocyanate component comprises tolylene diisocyanate;
the polyol component comprises a high molecular weight polyol including polytetramethylene ether glycol and a low molecular weight polyol including diethylene glycol;
the content of the polyisocyanate component in the isocyanate-terminated urethane prepolymer is 25 to 60% by weight, the content of the high molecular weight polyol in the isocyanate-terminated urethane prepolymer is 30 to 70% by weight, and the content of the low molecular weight polyol in the isocyanate-terminated urethane prepolymer is more than 0% by weight and 15% by weight or less;
The polishing pad, wherein the polishing layer has a 90% particle size (D90) of 66.5 μm or less in terms of cumulative particle size in a volume cumulative particle size distribution obtained by measuring the particle size distribution of a sample containing debris from the polishing layer after a wear test performed under the following conditions.
(Wear test conditions)
Polishing machine used: Speedfam, product name "FAM-12BS"
Rotation speed of the polishing plate (rotation speed of the polishing pad): 50 rpm
Flow rate: 100 ml/min (pure water) Pure water is dripped from the center of rotation of the polishing pad. Dresser: 3M diamond dresser, model number "A188"
Shape of the dresser: disk-shaped with a radius of 5.4 cm. Dresser rotation speed: 100 rpm.
Dresser position: The dresser rotation center is set at a position 105 mm away from the rotation center of the polishing pad in the outer circumferential direction. Dressing pressure: 0.115 kgf/cm2
Rotation direction of the dresser: Rotate in the same direction as the polishing pad Test time: 60 minutes (Sample collection conditions)
During the period from 45 minutes to 60 minutes after the start of the abrasion test, 60 ml of treated water containing the polishing pad debris is collected with a dropper at 4 ml per minute from the outer periphery of the dresser on the polishing pad to prepare a sample.
Sampling time: Between 45 and 60 minutes of the abrasion test Sampling location: Outer periphery of the dresser on the polishing pad Sampling amount: 60 ml (4 ml per minute)
(Particle size distribution measurement conditions)
Measuring device: MAZ6130 (Spectris Corporation)
Measurement method: Wet type Particle light refractive index: 1.540
Absorption rate: 0.010
Dispersion medium: pure water Refractive index of dispersion medium: 1.330
Light scattering model: Mie scattering
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 to3 , comprising the steps of:
The method further comprising the step of shaping the abrasive layer.
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、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、
前記ポリイソシアネート成分がトリレンジイソシアネートを含み、
前記ポリオール成分が、ポリテトラメチレンエーテルグリコールを含む高分子量ポリオールとジエチレングリコールを含む低分子量ポリオールとを含み、
前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマーにおける前記ポリイソシアネート成分の含有量が２５～６０重量％であり、前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマーにおける前記高分子量ポリオールの含有量が３０～７０重量％であり、前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマーにおける前記低分子量ポリオールの含有量が０重量％を超え１５重量％以下であり、
下記条件で前記研磨層に対して摩耗試験を行い、得られた研磨層の屑を含む試料の粒度分布測定を行い、体積積算粒度分布における積算粒度で９０％の粒径（Ｄ９０）が６６．５μｍ以下であるか否かを確認して、前記研磨層のスクラッチ性能の評価を行う工程を含む、前記方法。
（摩耗試験条件）
使用研磨機：Ｓｐｅｅｄｆａｍ社製、商品名「ＦＡＭ－１２ＢＳ」
定盤回転数（研磨パッドの回転数）：５０ｒｐｍ
流量：１００ｍｌ／ｍｉｎ（純水） 純水は研磨パッドの回転中心から滴下
ドレッサー：３Ｍ社製ダイヤモンドドレッサー、型番「Ａ１８８」
ドレッサーの形状：半径５．４ｃｍの円盤状
ドレッサー回転数：１００ｒｐｍ
ドレッサーの位置：研磨パッドの回転中心から外周方向に１０５ｍｍ離れた位置をドレッサーの回転中心とする
ドレス圧力：０．１１５ｋｇｆ／ｃｍ２
ドレッサーの回転方向：研磨パッドと同一方向に回転
試験時間：６０分
（試料採取条件）
摩耗試験開始の４５分から６０分までの間に、研磨パッド上のドレッサー外周部から研磨パッドの屑を含む処理水をスポイトで１分間に４ｍｌずつ合計６０ｍｌ採取し、試料とする。
採取時間：摩耗試験の４５分から６０分の間
採取箇所：研磨パッド上のドレッサー外周部
採取量：６０ｍｌ（１分間４ｍｌずつ採取）
（粒度分布測定条件）
測定装置：ＭＡＺ６１３０（スペクトリス株式会社製）
測定方式：湿式
粒子の光の屈折率：１．５４０
吸収率：０．０１０
分散媒：純水
分散媒の屈折率：１．３３０
光散乱モデル：Ｍｉｅ散乱 A method for evaluating a polishing pad having a polishing layer containing a polyurethane resin, comprising:
the polyurethane resin is a cured product of a curable resin composition containing an isocyanate-terminated urethane prepolymer and a curing agent,
the isocyanate-terminated urethane prepolymer is a reaction product of a polyol component and a polyisocyanate component;
the polyisocyanate component comprises tolylene diisocyanate;
the polyol component comprises a high molecular weight polyol including polytetramethylene ether glycol and a low molecular weight polyol including diethylene glycol;
the content of the polyisocyanate component in the isocyanate-terminated urethane prepolymer is 25 to 60% by weight, the content of the high molecular weight polyol in the isocyanate-terminated urethane prepolymer is 30 to 70% by weight, and the content of the low molecular weight polyol in the isocyanate-terminated urethane prepolymer is more than 0% by weight and 15% by weight or less;
The method includes a step of performing an abrasion test on the abrasive layer under the following conditions, measuring the particle size distribution of a sample containing the resulting scraps of the abrasive layer,and confirming whether or not the 90% particle size (D90) in the cumulative particle size in the volume cumulative particle size distribution is 66.5 μm or less , thereby evaluating the scratch performance of the abrasive layer.
(Wear test conditions)
Polishing machine used: Speedfam, product name "FAM-12BS"
Rotation speed of the polishing plate (rotation speed of the polishing pad): 50 rpm
Flow rate: 100 ml/min (pure water) Pure water is dripped from the center of rotation of the polishing pad. Dresser: 3M diamond dresser, model number "A188"
Shape of the dresser: disk-shaped with a radius of 5.4 cm. Dresser rotation speed: 100 rpm.
Dresser position: The dresser rotation center is set at a position 105 mm away from the rotation center of the polishing pad in the outer circumferential direction. Dressing pressure: 0.115 kgf/cm2
Rotation direction of the dresser: Rotate in the same direction as the polishing pad Test time: 60 minutes (Sample collection conditions)
During the period from 45 minutes to 60 minutes after the start of the abrasion test, 60 ml of treated water containing the polishing pad debris is collected with a dropper at 4 ml per minute from the outer periphery of the dresser on the polishing pad to prepare a sample.
Sampling time: Between 45 and 60 minutes of the abrasion test Sampling location: Outer periphery of the dresser on the polishing pad Sampling amount: 60 ml (4 ml per minute)
(Particle size distribution measurement conditions)
Measuring device: MAZ6130 (Spectris Corporation)
Measurement method: Wet type Particle light refractive index: 1.540
Absorption rate: 0.010
Dispersion medium: pure water Refractive index of dispersion medium: 1.330
Light scattering model: Mie scattering
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