JP6859056B2 - Polishing pad and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、研磨パッド及びその製造方法に関する。特には、半導体デバイスの化学的機械的研磨法(CMP)用研磨パッド及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a polishing pad and a method for manufacturing the polishing pad. In particular, the present invention relates to a polishing pad for a chemical mechanical polishing method (CMP) of a semiconductor device and a method for manufacturing the same.
シリコン、ハードディスク、液晶ディスプレイ用マザーガラス、半導体デバイスなどの材料の表面には平坦性が求められるため、研磨パッドを用いた遊離砥粒方式の研磨が行われている。遊離砥粒方式は、研磨パッドと被研磨物の間に砥粒を含むスラリー(研磨液)を供給しながら被研磨物の加工面を研磨加工する方法である。 Since the surface of materials such as silicon, hard disks, mother glass for liquid crystal displays, and semiconductor devices is required to be flat, free abrasive grain polishing using a polishing pad is performed. The free abrasive grain method is a method of polishing the machined surface of the object to be polished while supplying a slurry (polishing liquid) containing abrasive grains between the polishing pad and the object to be polished.
研磨パッドは、硬質、軟質に大別され、硬質はウレタンプレポリマーを鎖伸長させながら成形する乾式法が、軟質はウレタン樹脂溶液を凝固浴で凝固・成形し乾燥する湿式成膜法が主流である。
硬質研磨パッド(乾式研磨パッド)は基板の平坦性を確保するために必要であるが、硬質ゆえスクラッチなどの欠陥が増加する。そのため、仕上げ用研磨工程を中心に、スクラッチなどの欠陥が発生しにくい軟質研磨パッド(湿式研磨パッド)を利用するケースが増えている(特許文献1)。
Polishing pads are roughly classified into hard and soft, and the mainstream is the dry method in which urethane prepolymer is formed by chain elongation for hard, and the wet film formation method in which urethane resin solution is solidified and molded in a coagulation bath and dried for soft. is there.
A hard polishing pad (dry polishing pad) is necessary to ensure the flatness of the substrate, but since it is hard, defects such as scratches increase. Therefore, there are an increasing number of cases where a soft polishing pad (wet polishing pad) that is less likely to cause defects such as scratches is used mainly in the finishing polishing process (Patent Document 1).
しかしながら、被研磨物の欠陥には、スクラッチなどによる凹状の欠陥の他に、研磨加工中に生じた有機残渣やパッド屑などが被研磨物に付着することによる凸状の欠陥がある。従来の軟質研磨パッドは、軟質であるためスクラッチなどの凹状の欠陥を抑制することはできるものの、上記凸状の欠陥を抑制することに劣り、研磨後の被研磨物に生ずる欠陥を十分に抑えることはできなかった。そのため、有機残渣やパッド屑の付着による凸状の欠陥の問題を改善することのできる研磨パッドに対する高い需要が存在する。 However, the defects of the object to be polished include not only concave defects due to scratches and the like, but also convex defects due to adhesion of organic residues and pad debris generated during polishing to the object to be polished. Since the conventional soft polishing pad is soft, it can suppress concave defects such as scratches, but it is inferior in suppressing the convex defects and sufficiently suppresses defects generated in the object to be polished after polishing. I couldn't. Therefore, there is a high demand for a polishing pad that can improve the problem of convex defects due to the adhesion of organic residues and pad debris.
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、被研磨物を研磨しても被研磨物の表面に有機残渣が付着しにくい研磨パッドを提供することを目的とする。また、本発明は、被研磨物を研磨しても被研磨物の表面にパッド屑が付着しにくい研磨パッドを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a polishing pad in which organic residue does not easily adhere to the surface of the object to be polished even if the object to be polished is polished. Another object of the present invention is to provide a polishing pad in which pad dust does not easily adhere to the surface of the object to be polished even if the object to be polished is polished.
本発明者は、鋭意努力の結果、有機残渣の被研磨物への付着が、ポリウレタン樹脂シート中に含まれる硬度成分と関係があることを見出し、ポリウレタン樹脂シート中に含まれる硬度成分量を一定以下に抑えることによって、有機残渣の被研磨物への付着量を顕著に低減することの出来る研磨パッドが得られることを見出した。また、本発明者は、ポリウレタン樹脂シート中に含まれる硬度成分は、主に湿式凝固に用いられる凝固液によってもたらされていることを見出し、硬度成分濃度が小さい凝固液を用いることにより、ポリウレタン樹脂シート中に含まれる硬度成分量を一定以下に抑え、有機残渣の被研磨物への付着量が顕著に低減した研磨パッドを容易に製造することができることを見出した。
すなわち、本発明は以下を提供する。
As a result of diligent efforts, the present inventor has found that the adhesion of the organic residue to the object to be polished is related to the hardness component contained in the polyurethane resin sheet, and the amount of the hardness component contained in the polyurethane resin sheet is constant. It has been found that a polishing pad capable of remarkably reducing the amount of the organic residue adhering to the object to be polished can be obtained by suppressing the following. Further, the present inventor has found that the hardness component contained in the polyurethane resin sheet is mainly brought about by the coagulating liquid used for wet coagulation, and by using the coagulating liquid having a small hardness component concentration, polyurethane It has been found that it is possible to easily manufacture a polishing pad in which the amount of hardness components contained in the resin sheet is suppressed to a certain level or less and the amount of organic residue adhering to the object to be polished is remarkably reduced.
That is, the present invention provides the following.
<1> 湿式成膜されたポリウレタン樹脂シートを含む研磨パッドであって、
前記ポリウレタン樹脂シートは研磨面を有し、且つ
前記ポリウレタン樹脂シート中に含まれるカルシウム塩及びマグネシウム塩由来のカルシウム及びマグネシウムの量を同モルの炭酸カルシウムの量に換算した値である硬度成分量が、ポリウレタン樹脂シート1kgあたり100mg以下である、前記研磨パッド。
<2> 前記ポリウレタン樹脂シートが、1〜20MPaの100%モジュラスを有するポリウレタン樹脂を含む、<1>に記載の研磨パッド。
<3> 前記ポリウレタン樹脂シートが、ポリウレタン樹脂100質量部に対して、カーボンブラック及びシリカからなる群から選択されるフィラーを0.1〜30質量部の割合で含む、<1>又は<2>に記載の研磨パッド。
<4> 前記ポリウレタン樹脂シートに含まれるカルシウム塩由来のカルシウムの量を同モルの炭酸カルシウムの量に換算した値が、ポリウレタン樹脂シート1kgあたり70.0mg以下である、<1>〜<3>のいずれかに記載の研磨パッド。
<5> 前記ポリウレタン樹脂シートに含まれるマグネシウム塩由来のマグネシウムの量を同モルの炭酸カルシウムの量に換算した値が、ポリウレタン樹脂シート1kgあたり35.0mg以下である、<1>〜<4>のいずれかに記載の研磨パッド。
<6> アニオン性界面活性剤を含むスラリーを用いて被研磨物を研磨するための、<1>〜<5>のいずれかに記載の研磨パッド。
<7> ポリウレタン樹脂及び溶媒を含むポリウレタン樹脂含有溶液を調製する工程、及び
ポリウレタン樹脂含有溶液を凝固液に浸漬してポリウレタン樹脂を凝固させる工程、
を含み、
前記凝固液に含まれるカルシウム塩及びマグネシウム塩由来のカルシウム及びマグネシウムの濃度を同モルの炭酸カルシウムの濃度に換算した値である硬度成分濃度が60.0mg/L以下である、<1>〜<6>のいずれかに記載の研磨パッドの製造方法。
<8> 前記ポリウレタン樹脂含有溶液が、ポリウレタン樹脂100質量部に対して、アニオン性界面活性剤を0〜15質量部の割合で含む、<7>に記載の製造方法。
<9> 前記ポリウレタン樹脂含有溶液が、ポリウレタン樹脂100質量部に対して、カーボンブラック及びシリカからなる群から選択される少なくとも1つのフィラーを0.1〜30質量部の割合で含む、<7>又は<8>に記載の製造方法。
<1> A polishing pad containing a wet-deposited polyurethane resin sheet.
The polyurethane resin sheet has a polished surface, and the amount of the hardness component which is a value obtained by converting the amount of calcium and magnesium derived from the calcium salt and the magnesium salt contained in the polyurethane resin sheet into the amount of calcium carbonate in the same molar amount. The polishing pad, which is 100 mg or less per 1 kg of the polyurethane resin sheet.
<2> The polishing pad according to <1>, wherein the polyurethane resin sheet contains a polyurethane resin having a 100% modulus of 1 to 20 MPa.
<3><1> or <2>, wherein the polyurethane resin sheet contains a filler selected from the group consisting of carbon black and silica in a ratio of 0.1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyurethane resin. Polishing pad described in.
<4> The value obtained by converting the amount of calcium derived from the calcium salt contained in the polyurethane resin sheet into the amount of calcium carbonate in the same mole is 70.0 mg or less per 1 kg of the polyurethane resin sheet, <1> to <3>. The polishing pad described in any of.
<5> The value obtained by converting the amount of magnesium derived from the magnesium salt contained in the polyurethane resin sheet into the amount of calcium carbonate in the same molar amount is 35.0 mg or less per 1 kg of the polyurethane resin sheet, <1> to <4>. The polishing pad described in any of.
<6> The polishing pad according to any one of <1> to <5> for polishing an object to be polished using a slurry containing an anionic surfactant.
<7> A step of preparing a polyurethane resin-containing solution containing a polyurethane resin and a solvent, and a step of immersing the polyurethane resin-containing solution in a coagulating solution to coagulate the polyurethane resin.
Including
The hardness component concentration, which is a value obtained by converting the concentration of calcium and magnesium derived from the calcium salt and magnesium salt contained in the coagulation liquid into the concentration of calcium carbonate in the same molar amount, is 60.0 mg / L or less, <1> to < The method for manufacturing a polishing pad according to any one of 6>.
<8> The production method according to <7>, wherein the polyurethane resin-containing solution contains 0 to 15 parts by mass of an anionic surfactant with respect to 100 parts by mass of the polyurethane resin.
<9> The polyurethane resin-containing solution contains 0.1 to 30 parts by mass of at least one filler selected from the group consisting of carbon black and silica with respect to 100 parts by mass of the polyurethane resin. <7> Alternatively, the production method according to <8>.
本発明によれば、有機残渣の被研磨物への付着量を顕著に低減することの出来る研磨パッドを提供することができる。また、本発明の研磨パッドは、被研磨物を研磨してもパッド屑が被研磨物に付着しにくい。従って、半導体デバイスなどの被研磨物に生ずる欠陥(ディフェクト)を大幅に低減することが出来る。 According to the present invention, it is possible to provide a polishing pad capable of significantly reducing the amount of organic residue adhering to an object to be polished. Further, in the polishing pad of the present invention, even if the object to be polished is polished, the pad dust does not easily adhere to the object to be polished. Therefore, defects (defects) that occur in the object to be polished such as a semiconductor device can be significantly reduced.
<<研磨パッド>>
本発明の研磨パッドは、湿式成膜されたポリウレタン樹脂シートを含む研磨パッドであって、前記ポリウレタン樹脂シートは研磨面を有し、且つ前記ポリウレタン樹脂シート中に含まれるカルシウム塩及びマグネシウム塩由来のカルシウム及びマグネシウムの量を同モルの炭酸カルシウムの量に換算した値である硬度成分量が、ポリウレタン樹脂シート1kgあたり100mg以下であることを特徴とする。
<< Polishing pad >>
The polishing pad of the present invention is a polishing pad containing a wet-deposited polyurethane resin sheet, and the polyurethane resin sheet has a polished surface and is derived from a calcium salt and a magnesium salt contained in the polyurethane resin sheet. The amount of the hardness component, which is a value obtained by converting the amount of calcium and magnesium into the amount of calcium carbonate in the same molar amount, is 100 mg or less per 1 kg of the polyurethane resin sheet.
<ポリウレタン樹脂シート>
本明細書及び特許請求の範囲において、湿式成膜されたポリウレタン樹脂シートとは、成膜基材上に塗布したポリウレタン樹脂及び溶媒を含む溶液を、湿式成膜法により湿式凝固して形成された樹脂シートをいう。湿式成膜されたポリウレタン樹脂シートは、複数の涙形状気泡を有する。涙形状気泡とは、湿式法で成形される成形体に含まれる気泡形状(異方性があり、研磨パッドの研磨表面から底部に向けて径が大きい構造を有する)を意味する概念であり、乾式成膜法で成形される成形体に存在する通常の気泡形状(等方性があり、球状、楕円状、あるいはこれらに近い形状である)と区別するために用いられる。従って、「湿式成膜されたポリウレタン樹脂シート」なる表現は、「複数の涙形状気泡を有するポリウレタン樹脂シート」などと表現することもできる。
本発明のポリウレタン樹脂シートは、被研磨物を研磨するための研磨面を有する。
<Polyurethane resin sheet>
In the present specification and claims, the wet-deposited polyurethane resin sheet is formed by wet-solidifying a solution containing a polyurethane resin and a solvent applied on a film-forming substrate by a wet film-forming method. A resin sheet. The wet-deposited polyurethane resin sheet has a plurality of tear-shaped bubbles. The teardrop-shaped bubble is a concept that means the bubble shape (having anisotropy and having a structure having a large diameter from the polished surface to the bottom of the polishing pad) contained in the molded body formed by the wet method. It is used to distinguish from the usual bubble shape (isotropic, spherical, elliptical, or a shape close to these) existing in the molded product formed by the dry film forming method. Therefore, the expression "wet-deposited polyurethane resin sheet" can also be expressed as "polyurethane resin sheet having a plurality of tear-shaped bubbles".
The polyurethane resin sheet of the present invention has a polished surface for polishing an object to be polished.
本明細書において、パッド屑とは、研磨時にポリウレタン樹脂シートと被研磨物との摩擦によりポリウレタン樹脂シートが千切れて発生したものをいう。
本明細書において、有機残渣とは、研磨後に被研磨物上に見られるパッド屑や砥粒以外の凸状の有機物をいう。有機残渣の例としては、研磨パッド中に含まれる界面活性剤などの成分由来の石鹸カスなどの異物や、スラリー中の成分由来の石鹸カスなどの異物などが挙げられる。
In the present specification, the pad waste refers to the material generated by tearing the polyurethane resin sheet due to friction between the polyurethane resin sheet and the object to be polished during polishing.
In the present specification, the organic residue refers to a convex organic substance other than pad scraps and abrasive grains found on the object to be polished after polishing. Examples of the organic residue include foreign substances such as soap scum derived from components such as surfactants contained in the polishing pad, and foreign substances such as soap scum derived from components in the slurry.
<硬度成分量>
本明細書及び特許請求の範囲において、硬度成分とは、カルシウム塩由来のカルシウム及びマグネシウム塩由来のマグネシウムをいう。
本明細書及び特許請求の範囲おいて、カルシウム塩由来のカルシウムは、カルシウム単体からなる金属と区別するために用いられる概念であり、酸化カルシウム、酢酸カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウムなどのカルシウム塩を構成しているカルシウム(カルシウムイオン)を意味する。
本明細書及び特許請求の範囲において、マグネシウム塩由来のマグネシウムは、マグネシウム単体からなる金属と区別するために用いられる概念であり、酸化マグネシウム、酢酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、硫酸マグネシウムなどのマグネシウム塩を構成しているマグネシウム(マグネシウムイオン)を意味する。
本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂シート中に含まれるカルシウム塩及びマグネシウム塩由来のカルシウム及びマグネシウムの量(合計量)を同モルの炭酸カルシウムの量に換算した値(硬度成分量)が、ポリウレタン樹脂シート1kgあたり100mg以下である。
<Amount of hardness component>
In the present specification and claims, the hardness component refers to calcium derived from a calcium salt and magnesium derived from a magnesium salt.
In the present specification and the scope of patent claims, calcium derived from calcium salt is a concept used to distinguish it from a metal composed of calcium alone, and calcium salts such as calcium oxide, calcium acetate, calcium carbonate, and calcium sulfate are used. It means the constituent calcium (calcium ion).
In the present specification and the scope of patent claims, magnesium derived from magnesium salt is a concept used to distinguish it from a metal composed of magnesium alone, and constitutes magnesium salts such as magnesium oxide, magnesium acetate, magnesium carbonate, and magnesium sulfate. It means magnesium (magnesium ion).
In the polishing pad of the present invention, the value (hardness component amount) obtained by converting the amount (total amount) of calcium salt and magnesium salt-derived calcium and magnesium contained in the polyurethane resin sheet into the amount of calcium carbonate in the same molar amount is polyurethane. It is 100 mg or less per 1 kg of the resin sheet.
本明細書及び特許請求の範囲において、硬度成分量とは、水の硬度の算出方法と同様に、カルシウム塩由来のカルシウム及びマグネシウム塩由来のマグネシウムの量を、当該カルシウム及びマグネシウムの合計と同モルの炭酸カルシウムの量に換算した値をいい、下記(1)の式にて算出される。
硬度成分量(mg/kg)=Ca含有量(mg/kg)×2.496+Mg含有量(mg/kg)×4.119 ・・・(1)
なお、上記式中の数値「2.496」は、炭酸カルシウムの分子量/カルシウムの分子量により算出される値であり、数値「4.119」は、炭酸カルシウムの分子量/マグネシウムの分子量により算出される値である。
In the present specification and the scope of patent claims, the hardness component amount is the amount of calcium derived from calcium salt and magnesium derived from magnesium salt, which is the same as the total amount of calcium and magnesium, as in the method of calculating the hardness of water. It means the value converted into the amount of calcium carbonate of, and is calculated by the formula (1) below.
Hardness component amount (mg / kg) = Ca content (mg / kg) x 2.496 + Mg content (mg / kg) x 4.119 ... (1)
The numerical value "2.496" in the above formula is a value calculated by the molecular weight of calcium carbonate / the molecular weight of calcium, and the numerical value "4.119" is calculated by the molecular weight of calcium carbonate / the molecular weight of magnesium. The value.
ポリウレタン樹脂シート中に含まれるカルシウム塩及びマグネシウム塩由来のカルシウム及びマグネシウムの量を同モルの炭酸カルシウムの量に換算した値である硬度成分量は、80mg/kg以下であることが好ましく、70mg/kg以下であることがより好ましく、60mg/kg以下であることがさらにより好ましく、50mg/kg以下であることがさらにより好ましく、40mg/kg以下であることがさらにより好ましい。下限値に特に制限はなく、硬度成分量は、0mg/kg以上であってもよく、1.0mg/kg以上であってもよく、5.0mg/kg以上であってもよく、10mg/kg以上であってもよい。硬度成分量が上記範囲内であると、有機残渣の被研磨物への付着を十分に抑制することができる。
本発明において、硬度成分量が有機残渣の被研磨物への付着量に影響を及ぼす理由は必ずしも明らかではないが、ポリウレタン樹脂シート中に硬度成分が存在すると、硬度成分が湿式研磨パッド中の界面活性剤やスラリー中の界面活性剤などに結合し、水に不溶で粘性を有する石鹸カスのようなもの(有機残渣の1種)を形成してしまうためではないかと推測される。この石鹸カスが被研磨物に付着する量が増えるほど、被研磨物の凸状欠陥が増大することになる。
本発明の研磨パッドは、硬度成分量が少ないため、石鹸カスの生成が抑えられ、これにより被研磨物に付着する有機残渣の量を低減することができるのではないかと推測される。
The amount of the hardness component, which is a value obtained by converting the amount of calcium and magnesium derived from the calcium salt and magnesium salt contained in the polyurethane resin sheet into the amount of calcium carbonate in the same molar amount, is preferably 80 mg / kg or less, preferably 70 mg / kg. It is more preferably kg or less, even more preferably 60 mg / kg or less, even more preferably 50 mg / kg or less, and even more preferably 40 mg / kg or less. The lower limit is not particularly limited, and the amount of hardness component may be 0 mg / kg or more, 1.0 mg / kg or more, 5.0 mg / kg or more, or 10 mg / kg. It may be the above. When the amount of the hardness component is within the above range, the adhesion of the organic residue to the object to be polished can be sufficiently suppressed.
In the present invention, the reason why the amount of the hardness component affects the amount of the organic residue adhering to the object to be polished is not necessarily clear, but when the hardness component is present in the polyurethane resin sheet, the hardness component is the interface in the wet polishing pad. It is presumed that this is because it binds to an activator or a surfactant in a slurry to form something like soap residue (a type of organic residue) that is insoluble in water and has viscosity. As the amount of the soap scum adhering to the object to be polished increases, the convex defects of the object to be polished increase.
Since the polishing pad of the present invention has a small amount of hardness components, it is speculated that the formation of soap scum is suppressed, and thus the amount of organic residue adhering to the object to be polished can be reduced.
本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂シート中に含まれるカルシウム塩及びマグネシウム塩由来のカルシウム及びマグネシウムの合計量が、ポリウレタン樹脂シート1kgあたり1.0×10-3mol以下であることが好ましく、8.0×10-4mol/kg以下であることがより好ましく、7.0×10-4mol/kg以下であることがさらにより好ましく、6.0×10-4mol/kg以下であることがさらにより好ましく、5.0×10-4mol/kg以下であることがさらにより好ましく、4.0×10-4mol/kg以下であることがさらにより好ましい。下限値に特に制限はなく、カルシウム塩及びマグネシウム塩由来のカルシウム及びマグネシウムの合計量は、0mol/kg以上であってもよく、0.1×10-4mol/kg以上であってもよく、0.5×10-4mol/kg以上であってもよく、1.0×10-4mol/kg以上であってもよい。カルシウム塩及びマグネシウム塩由来のカルシウム及びマグネシウムの合計量が上記範囲内であると、被研磨物に付着する有機残渣の量を低減することができる。 In the polishing pad of the present invention, the total amount of calcium salt and calcium and magnesium derived from the magnesium salt contained in the polyurethane resin sheet is preferably 1.0 × 10 -3 mol or less per 1 kg of the polyurethane resin sheet, preferably 8 more preferably .0 × is 10 -4 mol / kg or less, even more preferably at most 7.0 × 10 -4 mol / kg, it is 6.0 × 10 -4 mol / kg or less Is even more preferably 5.0 × 10 -4 mol / kg or less, and even more preferably 4.0 × 10 -4 mol / kg or less. The lower limit is not particularly limited, and the total amount of calcium and magnesium derived from the calcium salt and the magnesium salt may be 0 mol / kg or more, or 0.1 × 10 -4 mol / kg or more. It may be 0.5 × 10 -4 mol / kg or more, or 1.0 × 10 -4 mol / kg or more. When the total amount of calcium and magnesium derived from the calcium salt and the magnesium salt is within the above range, the amount of organic residue adhering to the object to be polished can be reduced.
本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂シート中に含まれるカルシウム塩由来のカルシウムの量を同モルの炭酸カルシウムの量に換算した値が、ポリウレタン樹脂シート1kgあたり70.0mg以下であることが好ましい。カルシウムの量を同モルの炭酸カルシウムの量に換算した値は、60.0mg/kg以下であることがより好ましく、50.0mg/kg以下であることがさらにより好ましく、40.0mg/kg以下であることがさらにより好ましく、30.0mg/kg以下であることがさらにより好ましく、20.0mg/kg以下であることがさらにより好ましい。下限値に特に制限はなく、例えば、カルシウムの量は、0mg/kg以上であってもよく、0.1mg/kg以上であってもよく、0.5mg/kg以上であってもよく、1.0mg/kg以上であってもよい。
また、本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂シート中に含まれるカルシウム塩由来のカルシウムの量が、ポリウレタン樹脂シート1kgあたり7.0×10-4mol以下であることが好ましい。カルシウムの量は、6.0×10-4mol/kg以下であることがより好ましく、5.0×10-4mol/kg以下であることがさらにより好ましく、4.0×10-4mol/kg以下であることがさらにより好ましく、3.0×10-4mol/kg以下であることがさらにより好ましく、2.0×10-4mol/kg以下であることがさらにより好ましい。下限値に特に制限はなく、例えば、カルシウムの量は、0mol/kg以上であってもよく、0.1×10-5mol/kg以上であってもよく、0.5×10-5mol/kg以上であってもよく、1.0×10-5mol/kg以上であってもよい。
In the polishing pad of the present invention, the value obtained by converting the amount of calcium derived from the calcium salt contained in the polyurethane resin sheet into the amount of calcium carbonate in the same mole is preferably 70.0 mg or less per 1 kg of the polyurethane resin sheet. The value obtained by converting the amount of calcium into the amount of calcium carbonate in the same mole is more preferably 60.0 mg / kg or less, further preferably 50.0 mg / kg or less, and 40.0 mg / kg or less. It is even more preferably 30.0 mg / kg or less, and even more preferably 20.0 mg / kg or less. The lower limit is not particularly limited, and for example, the amount of calcium may be 0 mg / kg or more, 0.1 mg / kg or more, 0.5 mg / kg or more, and 1 It may be 0.0 mg / kg or more.
Further, in the polishing pad of the present invention, the amount of calcium derived from the calcium salt contained in the polyurethane resin sheet is preferably 7.0 × 10 -4 mol or less per 1 kg of the polyurethane resin sheet. The amount of calcium is more preferably 6.0 × 10 -4 mol / kg or less, even more preferably 5.0 × 10 -4 mol / kg or less, 4.0 × 10 -4 mol / kg or less. It is even more preferably less than / kg, even more preferably 3.0 × 10 -4 mol / kg or less, and even more preferably 2.0 × 10 -4 mol / kg or less. The lower limit is not particularly limited, and for example, the amount of calcium may be 0 mol / kg or more, 0.1 × 10 -5 mol / kg or more, and 0.5 × 10 -5 mol / kg or more. It may be / kg or more, and may be 1.0 × 10 -5 mol / kg or more.
本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂シート中に含まれるマグネシウム塩由来のマグネシウムの量を同モルの炭酸カルシウムの量に換算した値が、ポリウレタン樹脂シート1kgあたり35.0mg以下であることが好ましい。マグネシウムの量を同モルの炭酸カルシウムの量に換算した値は、30.0mg/kg以下であることがより好ましく、25.0mg/kg以下であることがさらにより好ましく、20.0mg/kg以下であることがさらにより好ましく、15.0mg/kg以下であることがさらにより好ましく、10.0mg/kg以下であることがさらにより好ましい。下限値に特に制限はなく、例えば、マグネシウムの量は、0mg/kg以上であってもよく、0.1mg/kg以上であってもよく、0.3mg/kg以上であってもよく、0.5mg/kg以上であってもよい。
また、本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂シート中に含まれるマグネシウム塩由来のマグネシウムの量が、ポリウレタン樹脂シート1kgあたり3.5×10-4mol以下であることが好ましい。マグネシウムの量は、3.0×10-4mol以下であることがさらにより好ましく、2.5×10-4mol/kg以下であることがさらにより好ましく、2.0×10-4mol/kg以下であることがさらにより好ましく、1.5×10-4mol/kg以下であることがさらにより好ましく、1.0×10-4mol/kg以下であることがさらにより好ましい。下限値に特に制限はなく、例えば、マグネシウムの量は、0mol/kg以上であってもよく、0.1×10-5mol/kg以上であってもよく、0.3×10-5mol/kg以上であってもよく、0.5×10-5mol/kg以上であってもよい。
ポリウレタン樹脂シート中のカルシウム塩及び/又はマグネシウム塩由来のカルシウム及び/又はマグネシウムの含有量、又は、ポリウレタン樹脂シート中のカルシウム塩及び/又はマグネシウム塩由来のカルシウム及び/又はマグネシウムを同モルの炭酸カルシウムに換算した値が上記範囲内であると、有機残渣の被研磨物への付着量を十分低減することができる。
In the polishing pad of the present invention, the value obtained by converting the amount of magnesium derived from the magnesium salt contained in the polyurethane resin sheet into the amount of calcium carbonate in the same mole is preferably 35.0 mg or less per 1 kg of the polyurethane resin sheet. The value obtained by converting the amount of magnesium into the amount of calcium carbonate in the same mole is more preferably 30.0 mg / kg or less, further preferably 25.0 mg / kg or less, and 20.0 mg / kg or less. It is even more preferably 15.0 mg / kg or less, and even more preferably 10.0 mg / kg or less. The lower limit is not particularly limited, and for example, the amount of magnesium may be 0 mg / kg or more, 0.1 mg / kg or more, 0.3 mg / kg or more, and 0. It may be 5.5 mg / kg or more.
Further, in the polishing pad of the present invention, the amount of magnesium derived from the magnesium salt contained in the polyurethane resin sheet is preferably 3.5 × 10 -4 mol or less per 1 kg of the polyurethane resin sheet. The amount of magnesium is even more preferably 3.0 × 10 -4 mol / or less, even more preferably 2.5 × 10 -4 mol / kg or less, and 2.0 × 10 -4 mol / kg. It is even more preferably kg or less, even more preferably 1.5 × 10 -4 mol / kg or less, and even more preferably 1.0 × 10 -4 mol / kg or less. The lower limit is not particularly limited, and for example, the amount of magnesium may be 0 mol / kg or more, 0.1 × 10 -5 mol / kg or more, and 0.3 × 10 -5 mol / kg or more. It may be / kg or more, and may be 0.5 × 10 -5 mol / kg or more.
The content of calcium and / or magnesium derived from calcium salt and / or magnesium salt in the polyurethane resin sheet, or calcium carbonate and / or magnesium derived from calcium salt and / or magnesium salt in the polyurethane resin sheet is the same molar amount of calcium carbonate. When the value converted to is within the above range, the amount of the organic residue adhering to the object to be polished can be sufficiently reduced.
<(A)ポリウレタン樹脂>
本発明の研磨パッドにおけるポリウレタン樹脂シートの材料となるポリウレタン樹脂の種類に特に制限はなく、種々のポリウレタン樹脂の中から使用目的に応じて選択すればよい。例えば、ポリエステル系、ポリエーテル系、又はポリカーボネート系の樹脂を用いることできる。
ポリエステル系の樹脂としては、エチレングリコールやブチレングリコール等とアジピン酸等とのポリエステルポリオールと、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート等のジイソシアネートとの重合物が挙げられる。ポリエーテル系の樹脂としては、ポリテトラメチレンエーテルグリコールやポリプロピレングリコール等のポリエーテルポリオールと、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート等のイソシアネートとの重合物が挙げられる。ポリカーボネート系の樹脂としては、ポリカーボネートポリオールと、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート等のイソシアネートとの重合物が挙げられる。これらの樹脂は、DIC(株)製の商品名「クリスボン」や、三洋化成工業(株)製の商品名「サンプレン」、大日精化工業(株)製の商品名「レザミン」など、市場で入手可能な樹脂を用いてもよく、所望の特性を有する樹脂を自ら製造してもよい。
これらの中でも、成膜安定性及び機械的特性に優れている、ポリエステル系のポリウレタン樹脂が特に好ましい。
<(A) Polyurethane resin>
The type of polyurethane resin used as the material for the polyurethane resin sheet in the polishing pad of the present invention is not particularly limited, and may be selected from various polyurethane resins according to the purpose of use. For example, polyester-based, polyether-based, or polycarbonate-based resins can be used.
Examples of the polyester-based resin include a polymer of a polyester polyol of ethylene glycol, butylene glycol and the like and adipic acid and the like, and a diisocyanate such as diphenylmethane-4,4'-diisocyanate. Examples of the polyether resin include a polymer of a polyether polyol such as polytetramethylene ether glycol and polypropylene glycol and an isocyanate such as diphenylmethane-4,4'-diisocyanate. Examples of the polycarbonate-based resin include a polymer of a polycarbonate polyol and an isocyanate such as diphenylmethane-4,4'-diisocyanate. These resins are available on the market, such as the product name "Chrisbon" manufactured by DIC Corporation, the product name "Samplen" manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., and the product name "Resamine" manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd. Available resins may be used, or resins having the desired properties may be produced by themselves.
Among these, polyester-based polyurethane resins, which are excellent in film formation stability and mechanical properties, are particularly preferable.
(100%モジュラス)
100%モジュラス(又は樹脂モジュラス)とは、樹脂の硬さを表す指標であり、無発泡の樹脂シートを100%伸ばしたとき(元の長さの2倍に伸ばしたとき)に掛かる荷重を断面積で割った値である(以下、樹脂モジュラスと呼ぶことがある。)。この値が高い程、硬い樹脂である事を意味する。
ポリウレタン樹脂は、1〜20MPaの樹脂モジュラスを有することが好ましく、1〜15MPaであることがより好ましく、3〜10MPaであることがさらにより好ましい。樹脂モジュラスが上記範囲内であると、研磨パッドに求められる適度な弾性特性から、被研磨物を効率良く高品位で研磨できるといった効果が得られるとともに、スクラッチを低減する効果がある。
(100% modulus)
100% modulus (or resin modulus) is an index showing the hardness of the resin, and cuts off the load applied when the non-foamed resin sheet is stretched 100% (when stretched to twice the original length). It is the value divided by the area (hereinafter, may be referred to as resin modulus). The higher this value is, the harder the resin is.
The polyurethane resin preferably has a resin modulus of 1 to 20 MPa, more preferably 1 to 15 MPa, and even more preferably 3 to 10 MPa. When the resin modulus is within the above range, it is possible to obtain an effect that the object to be polished can be efficiently polished with high quality and an effect of reducing scratches due to the appropriate elastic characteristics required for the polishing pad.
<(B)フィラー>
本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂シート中に、カーボンブラック及びシリカからなる群から選択される少なくとも1つのフィラーを含んでいてもよい。
カーボンブラック及びシリカからなる群から選択される少なくとも1つのフィラーは、ポリウレタン樹脂シート中に、ポリウレタン樹脂100質量部に対して、0.1〜30質量部含まれることが好ましく、0.5〜20質量部含まれることがより好ましく、1〜15質量部含まれることがさらにより好ましく、2〜10質量部含まれることがさらにより好ましい。前記フィラーの割合が上記範囲内であると、研磨レートを向上させることができる。また、脆性を付与させることで表面のドレス性を改善させることもできる。
<(B) Filler>
The polishing pad of the present invention may contain at least one filler selected from the group consisting of carbon black and silica in a polyurethane resin sheet.
At least one filler selected from the group consisting of carbon black and silica is preferably contained in the polyurethane resin sheet in an amount of 0.1 to 30 parts by mass, and 0.5 to 20 parts by mass, based on 100 parts by mass of the polyurethane resin. It is more preferably contained in parts by mass, further preferably 1 to 15 parts by mass, and even more preferably 2 to 10 parts by mass. When the ratio of the filler is within the above range, the polishing rate can be improved. In addition, the dressing property of the surface can be improved by imparting brittleness.
カーボンブラック及びシリカ等のフィラーの粒子径(分散径)は、20〜800nmであることが好ましく、50〜500nmであることがより好ましく、100〜400nmであることがさらにより好ましい。粒子径が上記範囲内であると、ポリウレタン樹脂シートの剛性を改善させるとともに、研磨時のスクラッチを有効に抑制できるため好ましい。
フィラーの粒子径は、動的光散乱法を用いて測定することができる。より具体的には、フィラーの粒子径は、動的光散乱法を用いて測定される分散状態での粒子径である。以下、フィラーの粒子径を、分散径ということがある。
The particle size (dispersion diameter) of the filler such as carbon black and silica is preferably 20 to 800 nm, more preferably 50 to 500 nm, and even more preferably 100 to 400 nm. When the particle size is within the above range, the rigidity of the polyurethane resin sheet can be improved and scratches during polishing can be effectively suppressed, which is preferable.
The particle size of the filler can be measured using a dynamic light scattering method. More specifically, the particle size of the filler is the particle size in the dispersed state measured by using the dynamic light scattering method. Hereinafter, the particle size of the filler may be referred to as a dispersion diameter.
本発明の研磨パッドは、本発明の効果を損なわない範囲内で、カーボンブラック及び/又はシリカ以外の他のフィラーを、カーボンブラック及び/又はシリカと組み合わせて用いてもよい。当該他のフィラーとしては、アゾ系顔料などの有機顔料、酸化チタンなどの無機顔料が挙げられる。 The polishing pad of the present invention may use a filler other than carbon black and / or silica in combination with carbon black and / or silica as long as the effect of the present invention is not impaired. Examples of the other filler include organic pigments such as azo pigments and inorganic pigments such as titanium oxide.
<(C)その他の任意成分>
本発明の研磨パッドは、本発明の効果を損なわない範囲内で、ポリウレタン樹脂シート中に、上記成分に加えて、発泡助剤、架橋剤、分散剤、撥水剤、成膜安定剤などの添加剤が含まれていてもよい。発泡助剤としては、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤が挙げられる。これらの中で発泡を大きく形成するためにはアニオン性界面活性剤が好ましく、脂肪酸系のアニオン性界面活性剤がより好ましく、高級脂肪酸のナトリウム塩やカリウム塩が好ましく、例えば、ラウリル硫酸ナトリウムなどの、硫酸のモノ長鎖(好ましくはC8−C18、より好ましくはC10-C14)アルキルエステルのナトリウム塩が挙げられる。
<(C) Other optional ingredients>
In addition to the above components, the polishing pad of the present invention contains a foaming aid, a cross-linking agent, a dispersant, a water repellent, a film-forming stabilizer, etc. in a polyurethane resin sheet within a range that does not impair the effects of the present invention. Additives may be included. Examples of the foaming aid include anionic surfactants, nonionic surfactants, and amphoteric surfactants. Among these, anionic surfactants are preferable, fatty acid-based anionic surfactants are more preferable, and sodium salts and potassium salts of higher fatty acids are preferable in order to form large foaming, for example, sodium lauryl sulfate and the like. , Sodium salts of monolong chain (preferably C8-C18, more preferably C10-C14) alkyl esters of sulfuric acid.
本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂シートの研磨面及び/又は研磨面とは反対側の面が研削処理(バフ処理)されていてもよい。これらの中でも、本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂シートの研磨面が研削処理されていることが好ましい。これにより、研磨面に微小気泡由来の開口部が多数存在することとなり、当該開口部にスラリーを保持することで研磨レートが向上する。
また、本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂シートの研磨面に、溝加工、エンボス加工及び/又は穴加工(パンチング加工)が施されていてもよい。本発明の研磨パッドは、光透過部を備えていてもよい。
In the polishing pad of the present invention, the polished surface and / or the surface opposite to the polished surface of the polyurethane resin sheet may be ground (buffed). Among these, in the polishing pad of the present invention, it is preferable that the polished surface of the polyurethane resin sheet is ground. As a result, a large number of openings derived from microbubbles are present on the polished surface, and the polishing rate is improved by holding the slurry in the openings.
Further, in the polishing pad of the present invention, the polished surface of the polyurethane resin sheet may be grooved, embossed and / or hole-processed (punching). The polishing pad of the present invention may include a light transmitting portion.
<その他の層>
本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂シート(研磨層)が、被研磨物を研磨する面(研磨面)とは反対側の面に他の層(下層、支持層)と貼り合わされていてもよい。他の層としては、ポリウレタン樹脂シートよりもショアA硬度が大きいものを用いることが好ましい。他の層を設けることにより、基板のプロファイル(表面及び端部形状)を調整することができる。
他の層としては、不織布、プラスッチックシート、ゴム、スポンジ等が挙げられる。
他の層の厚みについては特に限定するものはないが、好ましくは、0.1〜3mmが好ましく、より好ましくは0.15〜2mm程度が研磨機構の機械的制約をうけず、且つ、研磨定盤の影響を十分に小さくできる。
<Other layers>
In the polishing pad of the present invention, the polyurethane resin sheet (polishing layer) may be bonded to another layer (lower layer, support layer) on the surface opposite to the surface (polishing surface) on which the object to be polished is to be polished. .. As the other layer, it is preferable to use a layer having a higher Shore A hardness than the polyurethane resin sheet. By providing another layer, the profile (surface and edge shape) of the substrate can be adjusted.
Examples of the other layer include non-woven fabric, plastic sheet, rubber, sponge and the like.
The thickness of the other layer is not particularly limited, but preferably 0.1 to 3 mm, more preferably about 0.15 to 2 mm is not subject to the mechanical restrictions of the polishing mechanism, and the polishing surface plate is determined. The influence of the board can be reduced sufficiently.
研磨パッドが多層構造を形成する場合には、複数の層同士を両面テープや接着剤などを用いて、必要により加圧・加熱しながら接着・固定すればよい。この際用いられる両面テープや接着剤に特に制限はなく、当技術分野において公知の両面テープや接着剤の中から任意に選択して使用することが出来る。また、両面テープや接着剤などを使用せず、直接基材に研磨層を形成するダイレクトコート法を用いることもできる。 When the polishing pad forms a multi-layer structure, the plurality of layers may be bonded and fixed to each other by using double-sided tape or an adhesive while pressurizing and heating as necessary. The double-sided tape and adhesive used at this time are not particularly limited, and can be arbitrarily selected from the double-sided tapes and adhesives known in the art. It is also possible to use a direct coating method in which a polishing layer is directly formed on a base material without using double-sided tape or an adhesive.
<ポリウレタン樹脂シートの物性>
(厚み)
本発明の研磨パッドにおけるポリウレタン樹脂シートの厚みに特に制限はないが、0.3〜2mm程度であることが好ましい。
<Physical characteristics of polyurethane resin sheet>
(Thickness)
The thickness of the polyurethane resin sheet in the polishing pad of the present invention is not particularly limited, but is preferably about 0.3 to 2 mm.
(密度D)
本発明の研磨パッドにおけるポリウレタン樹脂シートの密度は、0.15〜0.50g/cm3が好ましく、0.18〜0.35g/cm3であることがより好ましい。密度が上記範囲内であると、研磨特性(研磨レート、形状)を制御しやすくすることができる。
(Density D)
The density of the polyurethane resin sheet in the polishing pad of the present invention is preferably 0.15~0.50g / cm 3, more preferably 0.18~0.35g / cm 3. When the density is within the above range, the polishing characteristics (polishing rate, shape) can be easily controlled.
(圧縮率)
本明細書において、圧縮率とは、研磨パッドの軟らかさの指標である。
圧縮率は、日本工業規格(JIS L 1021)に従い、ショッパー型厚さ測定器(加圧面:直径1cmの円形)を使用して求めることが出来る。具体的には、以下の通りである。
無荷重状態から初荷重を30秒間かけた後の厚さt0を測定し、次に、厚さt0の状態から最終圧力を30秒間かけた後の厚さt1を測定する。圧縮率は、圧縮率(%)=100×(t0−t1)/t0の式で算出することができる(なお、初荷重は100g/cm2、最終圧力は1120g/cm2である)。
本発明の研磨パッドにおけるポリウレタン樹脂シートは、圧縮率が1〜70%であることが好ましく、3〜60%であることがより好ましく、4〜40%であることがさらにより好ましく、5〜20%であることが特に好ましい。圧縮率が上記範囲内であると、スクラッチ性能と研磨レートのバランスが良い。
(Compression rate)
In the present specification, the compression ratio is an index of the softness of the polishing pad.
The compression ratio can be determined by using a shopper type thickness measuring instrument (pressurized surface: circular with a diameter of 1 cm) in accordance with Japanese Industrial Standards (JIS L 1021). Specifically, it is as follows.
The thickness t0 after applying the initial load for 30 seconds from the unloaded state is measured, and then the thickness t1 after applying the final pressure for 30 seconds from the state of the thickness t0 is measured. The compression rate can be calculated by the formula of compression rate (%) = 100 × (t0-t1) / t0 (note that the initial load is 100 g / cm 2 and the final pressure is 1120 g / cm 2 ).
The polyurethane resin sheet in the polishing pad of the present invention preferably has a compression ratio of 1 to 70%, more preferably 3 to 60%, still more preferably 4 to 40%, and 5 to 20%. % Is particularly preferable. When the compression ratio is within the above range, the scratch performance and the polishing rate are well balanced.
(圧縮弾性率)
本明細書において、圧縮弾性率とは、研磨パッド又はポリウレタン樹脂シートの圧縮変形に対する戻りやすさの指標である。
圧縮弾性率は、日本工業規格(JIS L 1021)に従い、ショッパー型厚さ測定器(加圧面:直径1cmの円形)を使用して求めることが出来る。具体的には、以下の通りである。
無荷重状態から初荷重を30秒間かけた後の厚さt0を測定し、次に、厚さt0の状態から最終荷重を5分間かけた後の厚さt1を測定する。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。圧縮弾性率は、圧縮弾性率(%)=100×(t0’−t1)/(t0−t1)の式で算出することが出来る(なお、初荷重は100g/cm2、最終荷重は1120g/cm2である)。
本発明の研磨パッドにおけるポリウレタン樹脂シートは、圧縮弾性率(%)が、50〜100%であることが好ましく、70〜100%であることがより好ましく、80〜100%であることがさらにより好ましい。圧縮弾性率が上記範囲内であると、研磨負荷によるパッドの変形を低減させ、研磨特性の安定した状態を保つことができる。
(Compressive modulus)
In the present specification, the compressive elastic modulus is an index of the ease of return to the compressive deformation of the polishing pad or the polyurethane resin sheet.
The compressive elastic modulus can be determined by using a shopper type thickness measuring instrument (pressurized surface: circular with a diameter of 1 cm) in accordance with Japanese Industrial Standards (JIS L 1021). Specifically, it is as follows.
The thickness t 0 after applying the initial load for 30 seconds from the unloaded state is measured, and then the thickness t 1 after applying the final load for 5 minutes from the state of the thickness t 0 is measured. Next, all the loads are removed from the state of the thickness t 1 , and after leaving for 5 minutes (the state of no load), the initial load is applied again for 30 seconds, and then the thickness t 0'is measured. Compressive modulus, compression modulus (%) = 100 × (t 0 '-t 1) / (t 0 -t 1) can be calculated by the formula (Incidentally, the initial load 100 g / cm 2, the final The load is 1120 g / cm 2 ).
The polyurethane resin sheet in the polishing pad of the present invention preferably has a compressive elastic modulus (%) of 50 to 100%, more preferably 70 to 100%, and even more preferably 80 to 100%. preferable. When the compressive elastic modulus is within the above range, the deformation of the pad due to the polishing load can be reduced, and the polishing characteristics can be maintained in a stable state.
(ショアA硬度)
本明細書において、ショアA硬度とは、JIS K7311に準じて測定した値を意味する。
本発明の研磨パッドにおけるポリウレタン樹脂シートのショアA硬度は、1〜40度であることが好ましく、5〜38度であることがより好ましく、10〜35度であることがさらにより好ましく、15〜30度であることが特により好ましい。ショアA硬度が上記範囲内であると、スクラッチ性能と研磨レートとのバランスが良い。
(Shore A hardness)
In the present specification, the shore A hardness means a value measured according to JIS K7311.
The shore A hardness of the polyurethane resin sheet in the polishing pad of the present invention is preferably 1 to 40 degrees, more preferably 5 to 38 degrees, still more preferably 10 to 35 degrees, and 15 to 15 degrees. It is particularly more preferably 30 degrees. When the shore A hardness is within the above range, the scratch performance and the polishing rate are well balanced.
(平均開孔径)
本明細書において、平均開孔径とは、研磨パッド又はポリウレタン樹脂シートの表面画像を二値化処理し、各々の開孔部分の面積と個数から算出した円相当径の平均値である。
本発明の研磨パッドにおけるポリウレタン樹脂シートの平均開孔径は、20〜80μmの範囲内であることが好ましく、25〜70μmがより好ましく、30〜60μmがさらにより好ましい。
平均開孔径が上記範囲内であると、スラリーの保持性が良く、安定した研磨レートを得られる。
(Average opening diameter)
In the present specification, the average pore diameter is an average value of the circle-equivalent diameter calculated from the area and number of the pored portions obtained by binarizing the surface image of the polishing pad or the polyurethane resin sheet.
The average opening diameter of the polyurethane resin sheet in the polishing pad of the present invention is preferably in the range of 20 to 80 μm, more preferably 25 to 70 μm, and even more preferably 30 to 60 μm.
When the average pore size is within the above range, the retention of the slurry is good and a stable polishing rate can be obtained.
(開孔率)
本明細書において、開孔率とは、研磨パッド又はポリウレタン樹脂シートの表面(研磨面)に対する開孔面積の割合(%)を意味する。
本発明の研磨パッドにおけるポリウレタン樹脂シートの開孔率は、5〜50%の範囲内であることが好ましく、7〜35%がより好ましく、10〜30%がさらにより好ましい。
開孔率が上記範囲内であると、スラリーの保持性が良く、安定した研磨レートが得られる。
(Aperture ratio)
In the present specification, the opening ratio means the ratio (%) of the opening area to the surface (polished surface) of the polishing pad or the polyurethane resin sheet.
The aperture ratio of the polyurethane resin sheet in the polishing pad of the present invention is preferably in the range of 5 to 50%, more preferably 7 to 35%, and even more preferably 10 to 30%.
When the aperture ratio is within the above range, the retention of the slurry is good and a stable polishing rate can be obtained.
<研磨パッドの物性>
(厚み)
本発明の研磨パッドの厚みに特に制限はないが、0.5〜3mm程度であることが好ましい。
<Physical characteristics of polishing pad>
(Thickness)
The thickness of the polishing pad of the present invention is not particularly limited, but is preferably about 0.5 to 3 mm.
(密度)
本発明の研磨パッドの密度は、0.15〜0.4g/cm3が好ましく、0.21〜0.31g/cm3であることがより好ましい。密度が上記範囲内であると、研磨レートとスクラッチ性能とのバランスがよい。
(density)
The density of the polishing pad of the present invention is preferably 0.15~0.4g / cm 3, more preferably 0.21~0.31g / cm 3. When the density is within the above range, the polishing rate and the scratch performance are well balanced.
(圧縮率)
本発明の研磨パッドは、上記条件下で測定される圧縮率が10〜70%であることが好ましく、15〜55%であることがより好ましく、20〜50%であることがさらにより好ましく、25〜45%であることが特に好ましい。圧縮率が上記範囲内であると、研磨レートとスクラッチ性能とのバランスがよい。
(Compression rate)
The polishing pad of the present invention preferably has a compression ratio of 10 to 70%, more preferably 15 to 55%, and even more preferably 20 to 50%, as measured under the above conditions. It is particularly preferably 25 to 45%. When the compression ratio is within the above range, the polishing rate and the scratch performance are well balanced.
(圧縮弾性率)
本発明の研磨パッドは、圧縮弾性率(%)が、50〜100%であることが好ましく、70〜100%であることがより好ましく、85〜100%であることがさらにより好ましい。圧縮弾性率が上記範囲内であると、研磨負荷によるパッドの変形を低減させ、研磨特性の安定した状態を保つことができる。
(Compressive modulus)
The polishing pad of the present invention preferably has a compressive elastic modulus (%) of 50 to 100%, more preferably 70 to 100%, and even more preferably 85 to 100%. When the compressive elastic modulus is within the above range, the deformation of the pad due to the polishing load can be reduced, and the polishing characteristics can be maintained in a stable state.
(ショアA硬度)
本発明の研磨パッドのショアA硬度は、5〜40度であることが好ましく、10〜35度であることがより好ましく、15〜30度であることがさらにより好ましい。ショアA硬度が上記の範囲内であると、研磨レートとスクラッチ性能とのバランスがよい。
(Shore A hardness)
The shore A hardness of the polishing pad of the present invention is preferably 5 to 40 degrees, more preferably 10 to 35 degrees, and even more preferably 15 to 30 degrees. When the shore A hardness is within the above range, the polishing rate and the scratch performance are well balanced.
(用途)
本発明の研磨パッドは、シリコン、ハードディスク、液晶ディスプレイ用マザーガラス、半導体デバイス、カバーガラスの研磨、特に半導体デバイスの化学機械研磨(CMP)に好適に用いることが出来る。
(Use)
The polishing pad of the present invention can be suitably used for polishing silicon, a hard disk, a mother glass for a liquid crystal display, a semiconductor device, and a cover glass, particularly for chemical mechanical polishing (CMP) of a semiconductor device.
本発明の研磨パッドを使用するときは、研磨パッドを構成するポリウレタン樹脂シートの研磨面が被研磨物と向き合うようにして研磨機の研磨定盤に取り付ける。そして、スラリーを供給しつつ、研磨定盤を回転させて、被研磨物の加工表面を研磨する。
本発明の研磨パッドにより加工される被研磨物としては、ハードディスク用ガラス基板やアルミ基板、LCD用マザーガラス、半導体ウェハ、半導体デバイス、カバーガラスなどが挙げられる。中でも、本発明の研磨パッドは、半導体デバイスを加工するのに好適に用いられる。
本発明の研磨パッドを用いて被研磨物を研磨するために使用するスラリーの種類に特に制限はなく、例えば、界面活性剤及び/又は砥粒を含むスラリーなどを使用することができる。スラリー中に含まれる界面活性剤の例としては、上記発泡助剤としての界面活性剤と同様のものが挙げられる。本発明の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂シート中に含まれるカルシウム塩及びマグネシウム塩由来のカルシウム及びマグネシウムの量が低減されているため、スラリー中に界面活性剤(例えばアニオン性界面活性剤)が含まれていても、被研磨物の研磨中に有機残渣(石鹸カス)が形成されにくく、有機残渣の被研磨物への付着量を低減させることができる。従って、スラリー中の添加剤の種類に縛られることなく用途に応じて自由にスラリーを選択し用いることができる。
本発明の研磨パッドは、好ましくは下記の方法により製造することができる。
When the polishing pad of the present invention is used, it is attached to the polishing surface plate of the polishing machine so that the polishing surface of the polyurethane resin sheet constituting the polishing pad faces the object to be polished. Then, while supplying the slurry, the polishing surface plate is rotated to polish the processed surface of the object to be polished.
Examples of the object to be polished processed by the polishing pad of the present invention include a glass substrate for a hard disk, an aluminum substrate, a mother glass for an LCD, a semiconductor wafer, a semiconductor device, and a cover glass. Above all, the polishing pad of the present invention is suitably used for processing a semiconductor device.
The type of slurry used for polishing the object to be polished using the polishing pad of the present invention is not particularly limited, and for example, a slurry containing a surfactant and / or abrasive grains can be used. Examples of the surfactant contained in the slurry include the same surfactants as the foaming aid. In the polishing pad of the present invention, since the amount of calcium salt and calcium and magnesium derived from the magnesium salt contained in the polyurethane resin sheet is reduced, a surfactant (for example, an anionic surfactant) is contained in the slurry. Even so, it is difficult for organic residue (soap residue) to be formed during polishing of the object to be polished, and the amount of the organic residue adhering to the object to be polished can be reduced. Therefore, the slurry can be freely selected and used according to the intended use without being restricted by the type of additive in the slurry.
The polishing pad of the present invention can preferably be produced by the following method.
<<研磨パッドの製造方法>>
本発明の研磨パッドの製造方法は、ポリウレタン樹脂及び溶媒を含むポリウレタン樹脂含有溶液を調製する工程、及び前記ポリウレタン樹脂含有溶液を凝固液に浸漬してポリウレタン樹脂を凝固させる工程を含み、且つ前記凝固液に含まれるカルシウム塩及びマグネシウム塩由来のカルシウム及びマグネシウムの濃度を同モルの炭酸カルシウムの濃度に換算した値である硬度成分濃度が60.0mg/L以下であることを特徴とする。
<< Manufacturing method of polishing pad >>
The method for producing a polishing pad of the present invention includes a step of preparing a polyurethane resin-containing solution containing a polyurethane resin and a solvent, and a step of immersing the polyurethane resin-containing solution in a coagulating solution to coagulate the polyurethane resin, and the coagulation The hardness component concentration, which is a value obtained by converting the concentrations of calcium and magnesium derived from the calcium salt and magnesium salt contained in the solution into the concentration of calcium carbonate in the same molar amount, is 60.0 mg / L or less.
<硬度成分濃度>
本明細書及び特許請求の範囲において、硬度成分濃度とは、溶液中に含まれるカルシウム塩及びマグネシウム塩由来のカルシウムとマグネシウムの濃度を、当該カルシウムとマグネシウムの合計と同モルの炭酸カルシウムの濃度に換算した値をいい、下記(2)の式により算出される。
硬度成分濃度(mg/L)=Ca濃度(mg/L)×2.496+Mg濃度(mg/L)×4.119 ・・・(2)
なお、上記式中の数値「2.496」は、炭酸カルシウムの分子量/カルシウムの分子量により算出される値であり、数値「4.119」は、炭酸カルシウムの分子量/マグネシウムの分子量により算出される値である。
なお、上記では硬度成分濃度をmg/Lで規定しているが、溶液の質量が明らかである場合には硬度成分濃度を溶液1kgあたりの質量、すなわち、mg/kgで規定してもよい。
凝固液に含まれるカルシウム塩由来のカルシウム及びマグネシウム塩由来のマグネシウムは、それぞれカルシウムイオン及びマグネシウムイオンとして凝固液中に存在していてもよく、アニオンとの塩として凝固液中に存在していてもよい。
以下、本発明の製造方法の各工程について説明する。
<Hardness component concentration>
In the present specification and the scope of the patent claim, the hardness component concentration is the concentration of calcium and magnesium derived from the calcium salt and magnesium salt contained in the solution, and the concentration of calcium carbonate in the same molar amount as the total of the calcium and magnesium. The converted value is calculated by the formula (2) below.
Hardness component concentration (mg / L) = Ca concentration (mg / L) x 2.496 + Mg concentration (mg / L) x 4.119 ... (2)
The numerical value "2.496" in the above formula is a value calculated by the molecular weight of calcium carbonate / the molecular weight of calcium, and the numerical value "4.119" is calculated by the molecular weight of calcium carbonate / the molecular weight of magnesium. The value.
In the above, the hardness component concentration is specified in mg / L, but when the mass of the solution is clear, the hardness component concentration may be specified in terms of the mass per 1 kg of the solution, that is, mg / kg.
Calcium salt-derived calcium and magnesium salt-derived magnesium contained in the coagulation liquid may be present in the coagulation liquid as calcium ions and magnesium ions, respectively, or may be present in the coagulation liquid as salts with anions. Good.
Hereinafter, each step of the production method of the present invention will be described.
<樹脂溶液の調製工程>
本調製工程において、ポリウレタン樹脂を溶媒(以下、溶媒1と呼ぶことがある)に添加・混合して、ポリウレタン樹脂及び溶媒を含むポリウレタン樹脂含有溶液を調製する。
(ポリウレタン樹脂)
原料となるポリウレタン樹脂としては、例えば、上記<<研磨パッド>>の項で記載したポリウレタン樹脂を使用することができる。ポリウレタン樹脂は、1〜20MPaの樹脂モジュラスを有することが好ましく、3〜15MPaであることが好ましく、4〜12MPaであることが最も好ましい。
<Preparation process of resin solution>
In this preparation step, a polyurethane resin is added to and mixed with a solvent (hereinafter, may be referred to as solvent 1) to prepare a polyurethane resin-containing solution containing the polyurethane resin and the solvent.
(Polyurethane resin)
As the raw material polyurethane resin, for example, the polyurethane resin described in the above section << Polishing pad >> can be used. The polyurethane resin preferably has a resin modulus of 1 to 20 MPa, preferably 3 to 15 MPa, and most preferably 4 to 12 MPa.
(溶媒)
また、樹脂を溶解させる溶媒としては、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、テトラヒドロフラン(THF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、アセトン、アセトニトリル、N−メチルピロリドン(NMP)等及びこれらの混合物が挙げられる。これらの中でも、DMFが好ましい。凝固時にウレタン樹脂溶液中の極性を有する有機溶剤と凝固液中の水が置換することにより発泡が形成される。
(solvent)
Examples of the solvent for dissolving the resin include N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMAc), tetrahydrofuran (THF), dimethyl sulfoxide (DMSO), acetone, acetonitrile, and N-methylpyrrolidone (DMSO). NMP) and the like and mixtures thereof. Among these, DMF is preferable. Foaming is formed by substituting the polar organic solvent in the urethane resin solution with water in the coagulation solution during solidification.
ポリウレタン樹脂は、ポリウレタン樹脂100質量部に対して溶媒100〜800質量部となる割合で、ポリウレタン樹脂含有溶液中に含まれることが好ましく、ポリウレタン樹脂100質量部に対して溶媒が150〜600質量部の割合であることがより好ましく、ポリウレタン樹脂100質量部に対して溶媒が200〜500質量部の割合であることがさらにより好ましい。ポリウレタン樹脂及び溶媒には、通常、カルシウム塩及びマグネシウム塩はほとんど含まれていないが、ポリウレタン樹脂及び溶媒中にカルシウム塩及びマグネシウム塩由来のカルシウム及び/又はマグネシウムが大量に含まれる場合には、ポリウレタン樹脂含有溶液中の硬度成分濃度、カルシウム濃度、及びマグネシウム濃度が、下記の凝固液中に含まれるそれぞれの濃度以下になるよう調整することが好ましい。 The polyurethane resin is preferably contained in the polyurethane resin-containing solution at a ratio of 100 to 800 parts by mass of the solvent with respect to 100 parts by mass of the polyurethane resin, and 150 to 600 parts by mass of the solvent with respect to 100 parts by mass of the polyurethane resin. The ratio of the solvent is more preferably 200 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyurethane resin. The polyurethane resin and solvent usually contain almost no calcium salt and magnesium salt, but when the polyurethane resin and solvent contain a large amount of calcium and / or magnesium derived from calcium salt and magnesium salt, polyurethane is used. It is preferable to adjust the hardness component concentration, the calcium concentration, and the magnesium concentration in the resin-containing solution so as to be equal to or less than the respective concentrations contained in the following coagulation liquid.
ポリウレタン樹脂含有溶液は、上記成分以外にフィラーや添加剤等を含んでいてもよい。フィラーや添加剤は、ポリウレタン樹脂を溶媒に溶解させる前に溶媒に添加してもよく、ポリウレタン樹脂を溶媒に溶解させて得られる溶液に添加してもよい。 The polyurethane resin-containing solution may contain a filler, an additive, or the like in addition to the above components. The filler and the additive may be added to the solvent before the polyurethane resin is dissolved in the solvent, or may be added to the solution obtained by dissolving the polyurethane resin in the solvent.
<フィラー>
フィラーとしては、例えば、上記<<研磨パッド>>の項で記載したフィラーを使用することができる。
フィラーを用いる場合、フィラーは、ポリウレタン樹脂含有溶液中に、ポリウレタン樹脂100質量部に対して、0.1〜30質量部の割合で含まれることが好ましく、1〜20質量部含まれることがより好ましく、1〜15質量部含まれることがさらにより好ましく、2〜10質量部含まれることがさらにより好ましい。前記フィラーの割合が上記範囲内であると、得られた研磨パッドの研磨レートを向上させることができる。また、脆性を付与させることで表面のドレス性を改善させることもできる。
<Filler>
As the filler, for example, the filler described in the above section << Polishing pad >> can be used.
When a filler is used, the filler is preferably contained in the polyurethane resin-containing solution at a ratio of 0.1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyurethane resin, and more preferably 1 to 20 parts by mass. It is even more preferably contained in an amount of 1 to 15 parts by mass, and even more preferably contained in an amount of 2 to 10 parts by mass. When the ratio of the filler is within the above range, the polishing rate of the obtained polishing pad can be improved. In addition, the dressing property of the surface can be improved by imparting brittleness.
フィラーは、溶媒(以下、溶媒2と呼ぶことがある)に分散させた分散液の形態でポリウレタン樹脂や溶媒1などの成分と混合してもよい。溶媒2は、溶媒1と同一の溶媒であっても異なる溶媒であってもよく、同一の溶媒であることが好ましい。フィラーを溶媒2に分散させた分散液の形態でポリウレタン樹脂及び溶媒1と混合する場合、ポリウレタン樹脂含有溶液中に含まれるフィラー由来の硬度成分の量は、ポリウレタン樹脂含有溶液の固形分1kgあたり20.0mg以下であることが好ましく、15.0mg以下であることがより好ましく、10.0mg以下であることがさらにより好ましい。硬度成分の量が上記範囲内であると、被研磨物に付着する有機残渣量の低減に効果がある。
ポリウレタン樹脂含有溶液中に含まれるフィラー由来の硬度成分の量の下限値に特に制限はなく、例えば、ポリウレタン樹脂含有溶液の固形分1kgあたり0mg以上であってもよく、0.1mg以上であってもよく、0.5mg以上であってもよく、1.0mg以上であってもよい。
The filler may be mixed with a component such as a polyurethane resin or a solvent 1 in the form of a dispersion liquid dispersed in a solvent (hereinafter, may be referred to as a solvent 2). The solvent 2 may be the same solvent as the solvent 1 or a different solvent, and is preferably the same solvent. When the filler is mixed with the polyurethane resin and the solvent 1 in the form of a dispersion liquid in which the filler is dispersed in the solvent 2, the amount of the filler-derived hardness component contained in the polyurethane resin-containing solution is 20 per 1 kg of the solid content of the polyurethane resin-containing solution. It is preferably 0.0 mg or less, more preferably 15.0 mg or less, and even more preferably 10.0 mg or less. When the amount of the hardness component is within the above range, it is effective in reducing the amount of organic residue adhering to the object to be polished.
The lower limit of the amount of the hardness component derived from the filler contained in the polyurethane resin-containing solution is not particularly limited, and may be, for example, 0 mg or more per 1 kg of solid content of the polyurethane resin-containing solution, or 0.1 mg or more. It may be 0.5 mg or more, or 1.0 mg or more.
また、ポリウレタン樹脂含有溶液中に含まれるフィラーに由来するカルシウム塩及びマグネシウム塩由来のカルシウム及びマグネシウムの合計濃度は、ポリウレタン樹脂含有溶液の固形分1kgあたり2.0×10-4mol以下であることが好ましく、1.5×10-4mol以下であることがより好ましく、1.0×10-4mol以下であることがさらにより好ましい。ポリウレタン樹脂含有溶液中に含まれるフィラーに由来するカルシウム塩及びマグネシウム塩由来のカルシウム及びマグネシウムの合計濃度の下限値に特に制限はなく、例えば、ポリウレタン樹脂含有溶液の固形分1kgあたり0mol以上であってもよく、0.1×10-5mol以上であってもよく、0.5×10-5mol以上であってもよく、1.0×10-5mol以上であってもよい。
ポリウレタン樹脂含有溶液中に含まれるカルシウム塩由来のカルシウム及びマグネシウム塩由来のマグネシウムは、それぞれカルシウムイオン及びマグネシウムイオンとしてポリウレタン樹脂含有溶液中に存在していてもよく、アニオンとの塩としてポリウレタン樹脂含有溶液中に存在していてもよい。
The total concentration of calcium salt derived from the filler and calcium and magnesium derived from the magnesium salt contained in the polyurethane resin-containing solution shall be 2.0 × 10 -4 mol or less per 1 kg of solid content of the polyurethane resin-containing solution. Is more preferable, and it is more preferably 1.5 × 10 -4 mol or less, and even more preferably 1.0 × 10 -4 mol or less. The lower limit of the total concentration of the calcium salt derived from the filler and the calcium and magnesium derived from the magnesium salt contained in the polyurethane resin-containing solution is not particularly limited, and is, for example, 0 mol or more per 1 kg of the solid content of the polyurethane resin-containing solution. It may be 0.1 × 10 -5 mol or more, 0.5 × 10 -5 mol or more, or 1.0 × 10 -5 mol or more.
The calcium salt-derived calcium and the magnesium salt-derived magnesium contained in the polyurethane resin-containing solution may be present in the polyurethane resin-containing solution as calcium ions and magnesium ions, respectively, and the polyurethane resin-containing solution as a salt with an anion. It may be present in.
また、フィラーを分散液の形態でポリウレタン樹脂及び溶媒1と混合する場合、フィラー中に含まれるカルシウム塩由来のカルシウムの量を同モルの炭酸カルシウムの量に換算した値は、フィラー1kgあたり150mg以下であることが好ましく、120mg以下であることがより好ましく、60mg以下であることがさらにより好ましい。カルシウムの量を同モルの炭酸カルシウムの量に換算した値が上記範囲内であると、被研磨物に付着する有機残渣量の低減に効果がある。
フィラー中に含まれるカルシウム塩由来のカルシウムの量を同モルの炭酸カルシウムの濃度に換算した値の下限値に特に制限はなく、例えば、分散液1kgあたり0mg以上であってもよく、0.1mg以上であってもよく、0.5mg以上であってもよく、1.0mg以上であってもよい。
When the filler is mixed with the polyurethane resin and the solvent 1 in the form of a dispersion liquid, the value obtained by converting the amount of calcium derived from the calcium salt contained in the filler into the amount of calcium carbonate in the same mole is 150 mg or less per 1 kg of the filler. It is preferably 120 mg or less, and even more preferably 60 mg or less. When the value obtained by converting the amount of calcium into the amount of calcium carbonate in the same mole is within the above range, it is effective in reducing the amount of organic residue adhering to the object to be polished.
The lower limit of the value obtained by converting the amount of calcium derived from the calcium salt contained in the filler into the concentration of calcium carbonate in the same mole is not particularly limited, and may be, for example, 0 mg or more per 1 kg of the dispersion liquid, 0.1 mg. It may be more than or equal to 0.5 mg or more, and may be 1.0 mg or more.
また、フィラー中に含まれるカルシウム塩由来のカルシウムの量は、フィラー1kgあたり1.5×10-3mol以下であることが好ましく、1.2×10-3mol以下であることがより好ましく、0.6×10-3mol以下であることがさらにより好ましい。フィラー中に含まれるカルシウム塩由来のカルシウムの量の下限値に特に制限はなく、例えば、フィラー1kgあたり0mol以上であってもよく、0.1×10-5mol以上であってもよく、0.5×10-5mol以上であってもよく、1.0×10-5mol以上であってもよい。 The amount of calcium derived from the calcium salt contained in the filler is preferably 1.5 × 10 -3 mol or less, more preferably 1.2 × 10 -3 mol or less, per 1 kg of the filler. It is even more preferably 0.6 × 10 -3 mol or less. The lower limit of the amount of calcium derived from the calcium salt contained in the filler is not particularly limited, and may be, for example, 0 mol or more, 0.1 × 10 -5 mol or more, or 0, per 1 kg of the filler. It may be .5 × 10 -5 mol or more, or 1.0 × 10 -5 mol or more.
フィラーを分散液の形態でポリウレタン樹脂及び溶媒1と混合する場合、フィラー中に含まれるマグネシウム塩由来のマグネシウムの量を同モルの炭酸カルシウムの量に換算した値は、フィラー1kgあたり80mg以下であることが好ましく、50mg以下であることがより好ましく、30mg以下であることがさらにより好ましい。マグネシウムの量を同モルの炭酸カルシウムの量に換算した値が上記範囲内であると、被研磨物に付着する有機残渣量の低減に効果がある。
フィラー中に含まれるマグネシウム塩由来のマグネシウムの量を同モルの炭酸カルシウムの量に換算した値の下限値に特に制限はなく、例えば、フィラー1kgあたり0mg以上であってもよく、0.1mg以上であってもよく、0.5mg以上であってもよく、1.0mg以上であってもよい。
When the filler is mixed with the polyurethane resin and the solvent 1 in the form of a dispersion liquid, the value obtained by converting the amount of magnesium derived from the magnesium salt contained in the filler into the amount of calcium carbonate in the same mole is 80 mg or less per 1 kg of the filler. It is preferably 50 mg or less, and even more preferably 30 mg or less. When the value obtained by converting the amount of magnesium into the amount of calcium carbonate in the same mole is within the above range, it is effective in reducing the amount of organic residue adhering to the object to be polished.
There is no particular limitation on the lower limit of the value obtained by converting the amount of magnesium derived from the magnesium salt contained in the filler into the amount of calcium carbonate in the same mole, and for example, it may be 0 mg or more per 1 kg of the filler, and 0.1 mg or more. It may be 0.5 mg or more, or 1.0 mg or more.
フィラー中に含まれるマグネシウム塩由来のマグネシウムの量は、フィラー1kgあたり0.8×10-3mol以下であることが好ましく、0.5×10-3mol以下であることがより好ましく、0.3×10-3mol以下であることがさらにより好ましい。フィラー中に含まれるマグネシウム塩由来のマグネシウムの量の下限値に特に制限はなく、例えば、フィラー1kgあたり0mol以上であってもよく、0.1×10-5mol以上であってもよく、0.5×10-5mol以上であってもよく、1.0×10-5mol以上であってもよい。 The amount of magnesium derived from the magnesium salt contained in the filler is preferably 0.8 × 10 -3 mol or less, more preferably 0.5 × 10 -3 mol or less, and 0. Even more preferably, it is 3 × 10 -3 mol or less. The lower limit of the amount of magnesium derived from the magnesium salt contained in the filler is not particularly limited, and may be, for example, 0 mol or more, 0.1 × 10 -5 mol or more, or 0, per 1 kg of the filler. It may be 0.5 × 10 -5 mol or more, or 1.0 × 10 -5 mol or more.
(添加剤)
添加剤としては、例えば、発泡助剤や成膜安定剤が挙げられる。発泡助剤としては、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤が挙げられる。これらの中で発泡を大きく形成するためにはアニオン性界面活性剤が好ましく、脂肪酸系のアニオン性界面活性剤がより好ましく、高級脂肪酸のナトリウム塩やカリウム塩が好ましく、例えば、ラウリル硫酸ナトリウムなどの、硫酸のモノ長鎖(好ましくはC8−C18、より好ましくはC10-C14)アルキルエステルのナトリウム塩が挙げられる。
アニオン性界面活性剤は、ポリウレタン樹脂100質量部に対して0〜15質量部の割合でポリウレタン樹脂溶液中に含まれることが好ましく、0.1〜15質量部が好ましく、1〜12質量部がより好ましい。当該アニオン性界面活性剤の含有量が上記範囲内であると、湿式凝固時に発泡を大きくすることができる。さらに、成膜性を向上させることができる。また、従来の研磨パッドは、製造工程中にアニオン性界面活性剤を用いると、後述する凝固液中に含まれるカルシウム塩由来のカルシウム及びマグネシウム塩由来のマグネシウムと結合して石鹸カスが生じ得るが、本発明の製造方法では、凝固液中のカルシウム塩由来のカルシウム及びマグネシウム塩由来のマグネシウムを大幅に低減させているため、アニオン性界面活性剤を用いた場合でも石鹸カスの発生量を抑制でき、被研磨物への有機残渣の付着量を低減させることができる。
発泡助剤や成膜安定剤には、通常、カルシウム塩及びマグネシウム塩由来のカルシウム及びマグネシウムを与える成分はほとんど含まれていないが、発泡助剤や成膜安定剤中にカルシウム塩及びマグネシウム塩由来のカルシウム及び/又はマグネシウムが大量に含まれる場合には、発泡助剤及び/又は成膜安定剤を含むポリウレタン樹脂含有溶液中の硬度成分濃度、カルシウム濃度、及びカルシウム濃度が、下記の凝固液中に含まれるそれぞれの濃度以下になるよう調整することが好ましい。
(Additive)
Examples of the additive include a foaming aid and a film-forming stabilizer. Examples of the foaming aid include anionic surfactants, nonionic surfactants, and amphoteric surfactants. Among these, anionic surfactants are preferable, fatty acid-based anionic surfactants are more preferable, and sodium salts and potassium salts of higher fatty acids are preferable in order to form large foaming, for example, sodium lauryl sulfate and the like. , Sodium salts of monolong chain (preferably C8-C18, more preferably C10-C14) alkyl esters of sulfuric acid.
The anionic surfactant is preferably contained in the polyurethane resin solution at a ratio of 0 to 15 parts by mass, preferably 0.1 to 15 parts by mass, and 1 to 12 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyurethane resin. More preferred. When the content of the anionic surfactant is within the above range, foaming can be increased during wet solidification. Further, the film forming property can be improved. Further, in the conventional polishing pad, if an anionic surfactant is used during the manufacturing process, soap residue may be generated by combining with calcium derived from calcium salt and magnesium derived from magnesium salt contained in the coagulating liquid described later. In the production method of the present invention, calcium derived from calcium salt and magnesium derived from magnesium salt in the coagulating liquid are significantly reduced, so that the amount of soap residue generated can be suppressed even when an anionic surfactant is used. , The amount of organic residue adhering to the object to be polished can be reduced.
Foaming aids and film-forming stabilizers usually contain almost no components that give calcium and magnesium derived from calcium salts and magnesium salts, but the foaming aids and film-forming stabilizers are derived from calcium salts and magnesium salts. When a large amount of calcium and / or magnesium is contained, the hardness component concentration, calcium concentration, and calcium concentration in the polyurethane resin-containing solution containing the foaming aid and / or the film-forming stabilizer are determined in the coagulating solution below. It is preferable to adjust the concentration to be less than or equal to each concentration contained in.
<塗布工程>
前記調製工程で得られたポリウレタン樹脂含有溶液を、成膜基材上に塗布する。塗布方法に特に制限はなく、例えば、ナイフコーター、リバースコーター等により、ポリウレタン樹脂含有溶液を、成膜基材上に略均一となるように連続的に塗布すればよい。成膜基材としては、本技術分野で通常用いられる基材であれば特に制限なく用いることができる。例としては、ポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルム等の可撓性のある高分子フィルム、弾性樹脂を含浸固着させた不織布等が挙げられ、中でもポリエステルフィルムが好ましく用いられる。
<Applying process>
The polyurethane resin-containing solution obtained in the preparation step is applied onto the film-forming substrate. The coating method is not particularly limited, and for example, the polyurethane resin-containing solution may be continuously coated on the film-forming substrate by a knife coater, a reverse coater, or the like so as to be substantially uniform. As the film-forming base material, any base material usually used in the present technical field can be used without particular limitation. Examples include a flexible polymer film such as a polyester film and a polyolefin film, and a non-woven fabric impregnated and fixed with an elastic resin. Among them, a polyester film is preferably used.
<凝固工程>
次に、湿式成膜法により、ポリウレタン樹脂含有溶液中のポリウレタン樹脂を凝固させる。
湿式成膜法とは、ポリウレタン樹脂含有溶液が塗布された基材を、ポリウレタン樹脂に対して貧溶媒である水を主成分とする凝固液に浸漬することで、ポリウレタン樹脂を凝固再生させる方法である。凝固液中で、ポリウレタン樹脂含有溶液の溶媒(例えばDMF)と凝固液とが置換され、ポリウレタン樹脂が凝固再生される。湿式凝固では凝固液に浸漬すると界面にスキン層と呼ばれる表面皮膜が形成され、その皮膜を通して樹脂溶液中の溶剤と凝固液の置換により樹脂が凝固する。凝固がスキン層より内部に進行するため、スキン層側から内部に行くにつれて大きくなる湿式凝固特有の涙滴状の発泡が厚み方向で形成される。
凝固液としては、水、水とDMF等の極性溶媒との混合溶液などが用いられる。極性溶媒としては、水混和性の有機溶媒、例えばDMF、DMAc、THF、DMSO、NMP、アセトン、IPA(イソプロピルアルコール)、エタノール、メタノールなどが挙げられる。また、凝固液中の極性溶媒の濃度は0〜20質量%が好ましい。
凝固液の温度や浸漬時間に特に制限はなく、例えば15〜50℃で10〜100分間浸漬すればよい。
<Coagulation process>
Next, the polyurethane resin in the polyurethane resin-containing solution is solidified by a wet film forming method.
The wet film-forming method is a method of coagulating and regenerating a polyurethane resin by immersing a base material coated with a polyurethane resin-containing solution in a coagulating solution containing water, which is a poor solvent for the polyurethane resin, as a main component. is there. In the coagulation liquid, the solvent (for example, DMF) of the polyurethane resin-containing solution and the coagulation liquid are replaced, and the polyurethane resin is coagulated and regenerated. In wet coagulation, when immersed in a coagulating liquid, a surface film called a skin layer is formed at the interface, and the resin solidifies by replacing the solvent and the coagulating liquid in the resin solution through the film. Since coagulation proceeds inward from the skin layer, teardrop-like foaming peculiar to wet coagulation that increases from the skin layer side to the inside is formed in the thickness direction.
As the coagulating liquid, water, a mixed solution of water and a polar solvent such as DMF, or the like is used. Examples of the polar solvent include water-miscible organic solvents such as DMF, DMAc, THF, DMSO, NMP, acetone, IPA (isopropyl alcohol), ethanol and methanol. The concentration of the polar solvent in the coagulation liquid is preferably 0 to 20% by mass.
The temperature and immersion time of the coagulation liquid are not particularly limited, and may be immersed at, for example, 15 to 50 ° C. for 10 to 100 minutes.
凝固液中に含まれるカルシウム塩及びマグネシウム塩由来のカルシウム及びマグネシウムの濃度を、同モルの炭酸カルシウムの濃度に換算した値である硬度成分濃度は、凝固液1Lあたり60mg以下であり、45mg以下であることが好ましく、30mg以下であることがより好ましい。硬度成分濃度が上記範囲内であると、凝固再生させるポリウレタン樹脂シート中のカルシウム成分及びマグネシウム成分の含有量を低下させることができ、被研磨物に付着する有機残渣量を低減することができる。
硬度成分濃度の下限値に特に制限はなく、例えば、凝固液1Lあたり0mg以上であってもよく、0.1mg以上であってもよく、0.5mg以上であってもよく、1.0mg以上であってもよい。
The hardness component concentration, which is the value obtained by converting the concentration of calcium and magnesium derived from the calcium salt and magnesium salt contained in the coagulation liquid into the concentration of calcium carbonate in the same molar amount, is 60 mg or less per 1 L of the coagulation liquid, and is 45 mg or less. It is preferably present, and more preferably 30 mg or less. When the hardness component concentration is within the above range, the contents of the calcium component and the magnesium component in the polyurethane resin sheet to be solidified and regenerated can be reduced, and the amount of organic residue adhering to the object to be polished can be reduced.
The lower limit of the hardness component concentration is not particularly limited, and for example, it may be 0 mg or more, 0.1 mg or more, 0.5 mg or more, or 1.0 mg or more per 1 L of the coagulating liquid. It may be.
また、凝固液中に含まれるカルシウム塩及びマグネシウム塩由来のカルシウム及びマグネシウムの合計濃度は、凝固浴1Lあたり6.0×10-4mol以下であることが好ましく、4.5×10-4mol以下であることがより好ましく、3.0×10-4mol以下であることがさらにより好ましい。凝固液中に含まれるカルシウム塩及びマグネシウム塩由来のカルシウム及びマグネシウムの合計濃度の下限値に特に制限はなく、例えば、凝固液1Lあたり0mol以上であってもよく、0.1×10-5mol以上であってもよく、0.5×10-5mol以上であってもよく、1.0×10-5mol以上であってもよい。 The total concentration of calcium salt and calcium and magnesium derived from the magnesium salt contained in the coagulation liquid is preferably 6.0 × 10 -4 mol or less per 1 L of the coagulation bath, preferably 4.5 × 10 -4 mol. It is more preferably 3.0 × 10 -4 mol or less, and even more preferably 3.0 × 10 -4 mol or less. The lower limit of the total concentration of calcium salt and calcium and magnesium derived from the calcium salt and magnesium salt contained in the coagulating liquid is not particularly limited, and may be, for example, 0 mol or more per 1 L of the coagulated liquid, and 0.1 × 10 -5 mol. It may be 0.5 × 10 -5 mol or more, or 1.0 × 10 -5 mol or more.
凝固液中に含まれるカルシウム塩由来のカルシウムの濃度を、同モルの炭酸カルシウムの濃度に換算した値は、凝固液1Lあたり44.0mg以下であることが好ましく、40.0mg以下であることがより好ましく、20.0mg以下であることがさらにより好ましい。カルシウム塩由来のカルシウムの濃度を同モルの炭酸カルシウムの濃度に換算した値が上記範囲内であると、被研磨物に付着する有機残渣量の低減に効果がある。
カルシウム塩由来のカルシウム濃度を同モルの炭酸カルシウムの濃度に換算した値の下限値に特に制限はなく、例えば、凝固液1Lあたり0mg以上であってもよく、0.1mg以上であってもよく、0.5mg以上であってもよく、1.0mg以上であってもよい。
The value obtained by converting the concentration of calcium derived from the calcium salt contained in the coagulation liquid into the concentration of calcium carbonate in the same mole is preferably 44.0 mg or less per 1 L of the coagulation liquid, and preferably 40.0 mg or less. More preferably, it is 20.0 mg or less, and even more preferably. When the value obtained by converting the concentration of calcium derived from the calcium salt into the concentration of calcium carbonate in the same mole is within the above range, it is effective in reducing the amount of organic residue adhering to the object to be polished.
There is no particular limitation on the lower limit of the value obtained by converting the calcium concentration derived from the calcium salt into the concentration of calcium carbonate in the same mole, and for example, it may be 0 mg or more or 0.1 mg or more per 1 L of the coagulation liquid. , 0.5 mg or more, or 1.0 mg or more.
また、凝固液中に含まれるカルシウム塩由来のカルシウムの濃度は、凝固浴1Lあたり4.4×10-4mol以下であることが好ましく、4.0×10-4mol以下であることがより好ましく、2.0×10-4mol以下であることがさらにより好ましい。凝固液中に含まれるカルシウム塩由来のカルシウムの濃度の下限値に特に制限はなく、例えば、凝固液1Lあたり0mol以上であってもよく、0.1×10-5mol以上であってもよく、0.5×10-5mol以上であってもよく、1.0×10-5mol以上であってもよい。 Further, the concentration of calcium derived from the calcium salt contained in the coagulation liquid is preferably 4.4 × 10 -4 mol or less per 1 L of the coagulation bath, and more preferably 4.0 × 10 -4 mol or less. It is preferably 2.0 × 10 -4 mol or less, and even more preferably 2.0 × 10 -4 mol or less. The lower limit of the concentration of calcium derived from the calcium salt contained in the coagulation liquid is not particularly limited, and may be, for example, 0 mol or more, or 0.1 × 10 -5 mol or more per 1 L of the coagulation liquid. , 0.5 × 10 -5 mol or more, or 1.0 × 10 -5 mol or more.
凝固液中に含まれるマグネシウム塩由来のマグネシウムの濃度を同モルの炭酸カルシウムの濃度に換算した値は、凝固液1Lあたり19.5mg未満であることが好ましく、19.0mg以下であることがより好ましく、10.0mg以下であることがさらにより好ましい。マグネシウム塩由来のマグネシウムの濃度を同モルの炭酸カルシウムの濃度に換算した値が上記範囲内であると、被研磨物に付着する有機残渣量の低減に効果がある。
マグネシウム塩由来のマグネシウム濃度を同モルの炭酸カルシウムの濃度に換算した値の下限値に特に制限はなく、例えば、凝固液1Lあたり0mg以上であってもよく、0.1mg以上であってもよく、0.5mg以上であってもよく、1.0mg以上であってもよい。
The value obtained by converting the concentration of magnesium derived from the magnesium salt contained in the coagulating liquid into the concentration of calcium carbonate in the same mole is preferably less than 19.5 mg per 1 L of the coagulated liquid, and more preferably 19.0 mg or less. It is preferably 10.0 mg or less, and even more preferably 10.0 mg or less. When the value obtained by converting the concentration of magnesium derived from the magnesium salt into the concentration of calcium carbonate in the same mole is within the above range, it is effective in reducing the amount of organic residue adhering to the object to be polished.
There is no particular limitation on the lower limit of the value obtained by converting the magnesium concentration derived from the magnesium salt into the concentration of calcium carbonate in the same mole, and for example, it may be 0 mg or more or 0.1 mg or more per 1 L of the coagulation liquid. , 0.5 mg or more, or 1.0 mg or more.
また、凝固液中に含まれるマグネシウム塩由来のマグネシウムの濃度は、凝固液1Lあたり2.0×10-4mol未満であることが好ましく、1.9×10-4mol以下であることがより好ましく、1.0×10-4mol以下であることがさらにより好ましい。凝固液中に含まれるマグネシウム塩由来のマグネシウムの濃度の下限値に特に制限はなく、例えば、凝固液1Lあたり0mol以上であってもよく、0.1×10-5mol以上であってもよく、0.5×10-5mol以上であってもよく、1.0×10-5mol以上であってもよい。
凝固液の硬度成分濃度、カルシウム濃度及び/又はマグネシウム濃度を上記範囲内にする方法としては、例えば、凝固液を調製後、限外ろ過膜や逆浸透膜を用いて当該凝固液を処理する方法が挙げられる。限外ろ過膜及び逆浸透膜の孔径としては、0.0001〜0.1μmが好ましく、0.0005〜0.05μmがより好ましく、0.001〜0.02μmがさらにより好ましく、0.001〜0.005μmが特に好ましい。凝固液の硬度成分濃度が上記範囲内となる限りにおいて、イオン交換水(軟水)等を適用することも可能である。
Further, the concentration of magnesium derived from the magnesium salt contained in the coagulation liquid is preferably less than 2.0 × 10 -4 mol per 1 L of the coagulation liquid, and more preferably 1.9 × 10 -4 mol or less. It is preferably 1.0 × 10 -4 mol or less, and even more preferably 1.0 × 10 -4 mol or less. The lower limit of the concentration of magnesium derived from the magnesium salt contained in the coagulation liquid is not particularly limited, and may be, for example, 0 mol or more, or 0.1 × 10 -5 mol or more per 1 L of the coagulation liquid. , 0.5 × 10 -5 mol or more, or 1.0 × 10 -5 mol or more.
As a method for keeping the hardness component concentration, calcium concentration and / or magnesium concentration of the coagulation liquid within the above range, for example, a method of treating the coagulation liquid using an ultrafiltration membrane or a reverse osmosis membrane after preparing the coagulation liquid. Can be mentioned. The pore diameters of the ultrafiltration membrane and the reverse osmosis membrane are preferably 0.0001 to 0.1 μm, more preferably 0.0005 to 0.05 μm, even more preferably 0.001 to 0.02 μm, and 0.001 to 0.001. 0.005 μm is particularly preferable. Ion-exchanged water (soft water) or the like can also be applied as long as the hardness component concentration of the coagulating liquid is within the above range.
凝固液の硬度成分濃度が高いと、湿式凝固による置換により、カルシウム及びマグネシウムがポリウレタン樹脂シートに多く含まれることとなる。ポリウレタン樹脂含有溶液の調製工程において、発泡助剤として高級脂肪酸のナトリウム塩のようなアニオン性界面活性剤が発泡の形成及び調整のため添加されることがあるが、その大部分は凝固工程で凝固液に溶出するものの、一部はポリウレタン樹脂シートに残留する。この際、凝固液中にカルシウム塩及びマグネシウム塩由来のカルシウム及びマグネシウムが多く含まれていると、溶出する際にアニオン性界面活性剤のナトリウム塩由来のナトリウムが凝固液中のカルシウム塩及びマグネシウム塩由来のカルシウム及びマグネシウムと置換することにより水に不溶で粘性を有する石鹸カスが形成され、ポリウレタン樹脂シート中に残留しやすくなるものと考えられる。この石鹸カスは、水に不溶であり、研磨加工時に被研磨物に有機残渣として付着してしまう。その結果、凸状欠陥が増大することとなる。本発明は、凝固液の硬度成分濃度を低減することにより、石鹸カスの形成を低減し、有機残渣が被研磨物に付着して凸状欠陥を生ずるという問題を改善することができる。 When the hardness component concentration of the coagulation liquid is high, the polyurethane resin sheet contains a large amount of calcium and magnesium due to replacement by wet coagulation. In the process of preparing the polyurethane resin-containing solution, an anionic surfactant such as a sodium salt of a higher fatty acid may be added as a foaming aid for the formation and adjustment of foaming, but most of them coagulate in the coagulation step. Although it elutes in the liquid, part of it remains on the polyurethane resin sheet. At this time, if the coagulation liquid contains a large amount of calcium and magnesium derived from calcium salt and magnesium salt, sodium derived from the sodium salt of the anionic surfactant is contained in the coagulation liquid at the time of elution. It is considered that by substituting with the derived calcium and magnesium, soap residue that is insoluble in water and has viscosity is formed and easily remains in the polyurethane resin sheet. This soap scum is insoluble in water and adheres to the object to be polished as an organic residue during the polishing process. As a result, convex defects increase. The present invention can reduce the formation of soap scum by reducing the concentration of the hardness component of the coagulating liquid, and can improve the problem that the organic residue adheres to the object to be polished and causes convex defects.
<洗浄乾燥工程>
凝固液で凝固させて得られたシート状のポリウレタン樹脂を、洗浄し、乾燥させる。
洗浄処理により、ポリウレタン樹脂含有溶液中に残留する溶媒が除去される。洗浄に用いられる洗浄液としては、水が挙げられる。ポリウレタン樹脂シート中に含まれるカルシウム塩及びマグネシウム塩由来のカルシウム及びマグネシウムの量をより低減させる目的で、希酸による洗浄、キレート洗浄、中和洗浄、純水による洗浄工程等を追加してもよい。洗浄液中にカルシウム塩及びマグネシウム塩由来のカルシウム及びマグネシウムが多く含まれる場合には、洗浄液の硬度成分濃度、カルシウム濃度、及びマグネシウム濃度が、凝固液中に含まれるそれぞれの濃度以下になるよう調整することが好ましい。
洗浄後、ポリウレタン樹脂を乾燥処理する。乾燥処理は従来行われている方法で行えばよく、例えば100〜180℃で5〜30分程度乾燥機内で乾燥させればよい。上記の工程を経て、ポリウレタン樹脂シートを得ることができる。また、乾燥前に洗浄液等をできるだけ絞り、カルシウム塩及びマグネシウム塩由来のカルシウム及びマグネシウムを含む凝固液の水や洗浄液の水をできるだけ少なくした後に乾燥することで、よりシート状のポリウレタン樹脂中に含まれる硬度成分量を低下させることができる。
<Washing and drying process>
The sheet-shaped polyurethane resin obtained by coagulating with a coagulating liquid is washed and dried.
The cleaning treatment removes the solvent remaining in the polyurethane resin-containing solution. Examples of the cleaning liquid used for cleaning include water. For the purpose of further reducing the amount of calcium salt and calcium and magnesium derived from the calcium salt and magnesium salt contained in the polyurethane resin sheet, cleaning with dilute acid, chelate cleaning, neutralization cleaning, cleaning with pure water and the like may be added. .. If the cleaning solution contains a large amount of calcium and magnesium derived from calcium salts and magnesium salts, adjust the hardness component concentration, calcium concentration, and magnesium concentration of the cleaning solution so that they are equal to or less than the respective concentrations contained in the coagulating solution. Is preferable.
After cleaning, the polyurethane resin is dried. The drying treatment may be carried out by a conventional method, for example, drying at 100 to 180 ° C. for about 5 to 30 minutes in a dryer. A polyurethane resin sheet can be obtained through the above steps. In addition, the cleaning liquid and the like are squeezed as much as possible before drying, and the water of the coagulating liquid containing calcium and magnesium derived from calcium salt and magnesium salt and the water of the cleaning liquid are reduced as much as possible and then dried to be contained in the sheet-shaped polyurethane resin. The amount of hardness component can be reduced.
<バフ処理工程>
洗浄乾燥工程後に得られたポリウレタン樹脂シートをバフ処理してもよい。バフ処理を行う場合、ポリウレタン樹脂シートの研磨面をバフ処理してもよく、研磨面とは反対側の面をバフ処理してもよい。ポリウレタン樹脂シートの研磨面をバフ処理する場合、ポリウレタン樹脂シートのスキン層の一部又は全部を除去することが好ましく、スキン層の全部を除去することがより好ましい。
<Buffing process>
The polyurethane resin sheet obtained after the washing and drying step may be buffed. When buffing, the polished surface of the polyurethane resin sheet may be buffed, or the surface opposite to the polished surface may be buffed. When the polished surface of the polyurethane resin sheet is buffed, it is preferable to remove a part or all of the skin layer of the polyurethane resin sheet, and it is more preferable to remove all of the skin layer.
<多層形成工程>
本発明の製造方法は、ポリウレタン樹脂シートを、ポリウレタン樹脂シートの研磨面とは反対側の面で、他の層(下層、支持層)と貼り合わせる工程を有していてもよい。他の層としては、上記<<研磨パッド>>の項で記載した他の層を挙げることができる。他の層と貼り合わせる方法としては、例えば、ポリウレタン樹脂シートと他の層を両面テープや接着剤などを用いて、必要により加圧しながら接着・固定すればよい。この際用いられる両面テープや接着剤に特に制限はなく、当技術分野において公知の両面テープや接着剤の中から任意に選択して使用することが出来る。
<Multilayer formation process>
The manufacturing method of the present invention may include a step of bonding the polyurethane resin sheet to another layer (lower layer, support layer) on the surface opposite to the polished surface of the polyurethane resin sheet. Examples of the other layer include the other layers described in the above section << Polishing pad >>. As a method of bonding to another layer, for example, the polyurethane resin sheet and the other layer may be bonded and fixed while being pressed as necessary using double-sided tape or an adhesive. The double-sided tape and adhesive used at this time are not particularly limited, and can be arbitrarily selected from the double-sided tapes and adhesives known in the art.
さらに、本発明の研磨パッドは、必要に応じて、研磨層の表面及び/又は裏面を研削処理したり、溝加工やエンボス加工を表面に施したりしてもよく、基材及び/又は粘着層を研磨層と貼り合わせてもよく、光透過部を備えてもよい。
研削処理の方法に特に制限はなく、公知の方法により研削することができる。具体的には、サンドペーパーによる研削が挙げられる。これによりスエード調の研磨表面を得ることができる。
溝加工及びエンボス加工の形状に特に制限はなく、例えば、格子型、同心円型、放射型などの形状が挙げられる。
Further, in the polishing pad of the present invention, the front surface and / or the back surface of the polishing layer may be ground, and the surface may be grooved or embossed, if necessary, and the base material and / or the adhesive layer may be subjected to. May be bonded to the polishing layer, or may be provided with a light transmitting portion.
The method of grinding is not particularly limited, and grinding can be performed by a known method. Specifically, grinding with sandpaper can be mentioned. This makes it possible to obtain a suede-like polished surface.
The shape of grooving and embossing is not particularly limited, and examples thereof include a lattice type, a concentric type, and a radial type.
<<研磨パッドの製造>>
以下の材料及び製造方法を用いて、実施例1〜6及び比較例1〜2の研磨パッドを製造した。各実施例及び比較例の研磨パッドを製造する際に用いたポリウレタン樹脂含有溶液の組成を表1〜2に示す。また、凝固工程で用いた凝固液に含まれるカルシウム塩及びマグネシウム塩由来のカルシウム濃度及びマグネシウム濃度を表3〜4に示す。
<< Manufacturing of polishing pads >>
Polishing pads of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2 were manufactured using the following materials and manufacturing methods. Tables 1 and 2 show the compositions of the polyurethane resin-containing solutions used in producing the polishing pads of each Example and Comparative Example. Tables 3 to 4 show the calcium salt and the calcium concentration derived from the magnesium salt and the magnesium concentration contained in the coagulation liquid used in the coagulation step.
<実施例1>
(1)樹脂溶液の調製工程
N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)にポリエステル系ポリウレタン樹脂(100%モジュラス:6MPa)を溶解させた30質量%ポリウレタン樹脂含有溶液を準備した。
(2)塗布工程
ポリウレタン樹脂含有溶液を常温下でナイフコーター等の塗布装置により帯状の成膜基材(ポリエチレンテレフタレート)に略均一に塗布した。
(3)凝固工程
(2)で得られた、成膜基材上に塗布したポリウレタン樹脂含有溶液を、限外ろ過膜(孔径:0.01μm)で処理して得た凝固液(硬度成分濃度が58.6mg/Lの水)を用いて、18℃で75分間湿式凝固した。これにより、成膜基材上にポリウレタン樹脂シートを形成させた。
(4)洗浄乾燥工程
ポリウレタン樹脂シートを成膜基材から剥離し、硬度成分濃度が58.6mg/Lの水で洗浄してポリウレタン樹脂シート中に残留するDMFを除去した。その後、乾燥機を用いて、135℃で10分間ポリウレタン樹脂シートを乾燥させた。
(5)バフ処理工程
乾燥後、得られたポリウレタン樹脂シートの表面に形成されたスキン層側にバフ処理を施した。
(6)貼り合わせ工程
接着剤を用いて基材(厚み188μmのポリエチレンテレフタレート樹脂シート)とバフ処理済みのポリウレタン樹脂シートのバフ処理した面とは反対側の面とを貼り合わせた。
(7)ラミネート加工工程
基材のポリウレタン樹脂シートと貼り合わされている面とは反対側の面に両面テープを貼り合わせた。
(8)エンボス加工工程
格子状のエンボスパターンを有する金網と、基材及び両面テープが貼り合わされたポリウレタン樹脂シートとを上下の熱定盤で挟んだ後に熱プレスし、ポリウレタン樹脂シートのバフ処理した面に金網格子に対応した凹凸のエンボスを形成させて、実施例1の研磨パッドを得た。
<Example 1>
(1) Preparation Step of Resin Solution A 30 mass% polyurethane resin-containing solution in which a polyester-based polyurethane resin (100% modulus: 6 MPa) was dissolved in N, N-dimethylformamide (DMF) was prepared.
(2) Coating Step The polyurethane resin-containing solution was substantially uniformly coated on the strip-shaped film-forming substrate (polyethylene terephthalate) at room temperature by a coating device such as a knife coater.
(3) Coagulation liquid (hardness component concentration) obtained by treating the polyurethane resin-containing solution applied on the film-forming substrate obtained in the coagulation step (2) with an ultrafiltration membrane (pore size: 0.01 μm). Was wet-coagulated at 18 ° C. for 75 minutes using 58.6 mg / L of water). As a result, a polyurethane resin sheet was formed on the film-forming substrate.
(4) Washing and Drying Step The polyurethane resin sheet was peeled off from the film-forming substrate and washed with water having a hardness component concentration of 58.6 mg / L to remove DMF remaining in the polyurethane resin sheet. Then, the polyurethane resin sheet was dried at 135 ° C. for 10 minutes using a dryer.
(5) Buffing Step After drying, the skin layer side formed on the surface of the obtained polyurethane resin sheet was buffed.
(6) Bonding Step The base material (polyethylene terephthalate resin sheet having a thickness of 188 μm) and the surface of the buffed polyurethane resin sheet opposite to the buffed surface were bonded using an adhesive.
(7) Lamination process A double-sided tape was attached to the surface opposite to the surface to which the polyurethane resin sheet of the base material was attached.
(8) Embossing process A wire mesh having a grid-like embossing pattern and a polyurethane resin sheet to which a base material and double-sided tape are bonded are sandwiched between upper and lower heat platens and then heat-pressed to buff the polyurethane resin sheet. The surface was embossed with irregularities corresponding to the wire mesh lattice to obtain the polishing pad of Example 1.
<実施例2>
(1)樹脂溶液の調製工程
N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)に、30質量%ポリエステル系ポリウレタン樹脂(100%モジュラス:6MPa)溶液と、20質量%シリカ(御国色素社製、製品名GO#2167(一次粒子径(平均):169nm、分散径:256nm))DMF分散液を、30質量%ポリウレタン樹脂溶液:DMF:20質量%シリカDMF分散液=100:41:12となるように混合させたポリウレタン樹脂含有溶液を準備した。
(2)塗布工程
ポリウレタン樹脂含有溶液を常温下でナイフコーター等の塗布装置により帯状の成膜基材(ポリエチレンテレフタレート)に略均一に塗布した。
(3)凝固工程
(2)で得られた、成膜基材上に塗布したポリウレタン樹脂含有溶液を、限外ろ過膜(孔径:0.01μm)で処理して得た凝固液(硬度成分濃度が58.6mg/Lの水)を用いて、18℃で75分間湿式凝固した。これにより、成膜基材上にポリウレタン樹脂シートを形成させた。
(4)洗浄乾燥工程
ポリウレタン樹脂シートを成膜基材から剥離し、硬度成分濃度が58.6mg/Lの水で洗浄してポリウレタン樹脂シート中に残留するDMFを除去した。その後、乾燥機を用いて、135℃で10分間ポリウレタン樹脂シートを乾燥させた。
(5)バフ処理工程
乾燥後、得られたポリウレタン樹脂シートの表面に形成されたスキン層側にバフ処理を施した。
(6)貼り合わせ工程
接着剤を用いて基材(厚み188μmのポリエチレンテレフタレート樹脂シート)とバフ処理済みのポリウレタン樹脂シートのバフ処理した面とは反対側の面とを貼り合わせた。
(7)ラミネート加工工程
基材のポリウレタン樹脂シートと貼り合わされている面とは反対側の面に両面テープを貼り合わせた。
(8)エンボス加工工程
格子状のエンボスパターンを有する金網と、基材及び両面テープが貼り合わされたポリウレタン樹脂シートとを上下の熱定盤で挟んだ後に熱プレスし、ポリウレタン樹脂シートのバフ処理した面に金網格子に対応した凹凸のエンボスを形成させて、実施例2の研磨パッドを得た。
<Example 2>
(1) Resin solution preparation step N, N-dimethylformamide (DMF), 30% by mass polyester polyurethane resin (100% modulus: 6MPa) solution, and 20% by mass silica (manufactured by Gokoku Dye Co., Ltd., product name GO #) 2167 (primary particle size (average): 169 nm, dispersion diameter: 256 nm)) DMF dispersion is mixed so that 30 mass% polyurethane resin solution: DMF: 20 mass% silica DMF dispersion = 100: 41: 12. A polyurethane resin-containing solution was prepared.
(2) Coating Step The polyurethane resin-containing solution was substantially uniformly coated on the strip-shaped film-forming substrate (polyethylene terephthalate) at room temperature by a coating device such as a knife coater.
(3) Coagulation liquid (hardness component concentration) obtained by treating the polyurethane resin-containing solution applied on the film-forming substrate obtained in the coagulation step (2) with an ultrafiltration membrane (pore size: 0.01 μm). Was wet-coagulated at 18 ° C. for 75 minutes using 58.6 mg / L of water). As a result, a polyurethane resin sheet was formed on the film-forming substrate.
(4) Washing and Drying Step The polyurethane resin sheet was peeled off from the film-forming substrate and washed with water having a hardness component concentration of 58.6 mg / L to remove DMF remaining in the polyurethane resin sheet. Then, the polyurethane resin sheet was dried at 135 ° C. for 10 minutes using a dryer.
(5) Buffing Step After drying, the skin layer side formed on the surface of the obtained polyurethane resin sheet was buffed.
(6) Bonding Step The base material (polyethylene terephthalate resin sheet having a thickness of 188 μm) and the surface of the buffed polyurethane resin sheet opposite to the buffed surface were bonded using an adhesive.
(7) Lamination process A double-sided tape was attached to the surface opposite to the surface to which the polyurethane resin sheet of the base material was attached.
(8) Embossing process A wire mesh having a grid-like embossing pattern and a polyurethane resin sheet to which a base material and double-sided tape are bonded are sandwiched between upper and lower heat platens and then heat-pressed to buff the polyurethane resin sheet. The surface was embossed with irregularities corresponding to the wire mesh lattice to obtain the polishing pad of Example 2.
<実施例3>
工程(1)において、30質量%ポリウレタン樹脂溶液:DMF:20質量%シリカDMF分散液=100:41:27となるように、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)に、30質量%ポリエステル系ポリウレタン樹脂(100%モジュラス:6MPa)溶液と、20質量%シリカDMF分散液とを混合させたこと以外は実施例2と同様の方法により、実施例3の研磨パッドを得た。
<Example 3>
In step (1), 30% by mass polyester-based polyurethane was added to N, N-dimethylformamide (DMF) so that 30% by mass polyurethane resin solution: DMF: 20% by mass silica DMF dispersion = 100: 41: 27. The polishing pad of Example 3 was obtained by the same method as in Example 2 except that the resin (100% modulus: 6 MPa) solution and the 20 mass% silica DMF dispersion were mixed.
<実施例4>
工程(1)において、30質量%ポリエステル系ポリウレタン樹脂溶液に100%モジュラスが12MPaのポリウレタン樹脂を用い、添加剤として30質量%ポリウレタン樹脂溶液100質量部に対して1質量部のラウリル硫酸ナトリウム(日光ケミカルズ社製、製品名NIKKOL SLS)を混合(ポリウレタン樹脂100質量部に対して3.3質量部のラウリル硫酸ナトリウムを混合)させたこと以外は実施例2と同様の方法により、実施例4の研磨パッドを得た。
<Example 4>
In step (1), a polyurethane resin having a 100% modulus of 12 MPa was used in the 30 mass% polyester polyurethane resin solution, and 1 part by mass of sodium lauryl sulfate (sunlight) was used as an additive with respect to 100 parts by mass of the 30 mass% polyurethane resin solution. Example 4 by the same method as in Example 2 except that 3.3 parts by mass of sodium lauryl sulfate was mixed with 100 parts by mass of polyurethane resin (manufactured by Chemicals, Inc., product name NIKKOL SLS). Obtained a polishing pad.
<実施例5>
工程(1)において、30質量%ポリエステル系ポリウレタン樹脂溶液に100%モジュラスが8MPaのポリウレタン樹脂を用い、20質量%シリカDMF分散液の代わりに15質量%カーボンブラック(DIC社製、製品名ダイラックブラック(一次粒子径(平均):30nm、分散径:428nm))DMF分散液を30質量%ポリウレタン樹脂溶液100質量部に対して16質量部使用し、添加剤として30質量%ポリウレタン樹脂溶液100質量部に対して1質量部のラウリル硫酸ナトリウム(日光ケミカルズ社製、製品名NIKKOL SLS)を混合(ポリウレタン樹脂100質量部に対して3.3質量部のラウリル硫酸ナトリウムを混合)させたこと以外は実施例2と同様の方法により、実施例5の研磨パッドを得た。
<Example 5>
In step (1), a polyurethane resin having a 100% modulus of 8 MPa was used in a 30 mass% polyester polyurethane resin solution, and 15 mass% carbon black (manufactured by DIC, product name: Dyrac) was used instead of the 20 mass% silica DMF dispersion. 16 parts by mass of black (primary particle size (average): 30 nm, dispersion diameter: 428 nm) DMF dispersion is used with respect to 100 parts by mass of 30 mass% polyurethane resin solution, and 100 mass by mass of 30 mass% polyurethane resin solution is used as an additive. Except that 1 part by mass of sodium lauryl sulfate (manufactured by Nikko Chemicals, product name NIKKOL SLS) was mixed (3.3 parts by mass of sodium lauryl sulfate was mixed with 100 parts by mass of polyurethane resin). The polishing pad of Example 5 was obtained by the same method as in Example 2.
<実施例6>
工程(1)において、30質量%ポリエステル系ポリウレタン樹脂溶液に樹脂モジュラスが10MPaのポリウレタン樹脂を用い、20質量%シリカDMF分散液の代わりに15質量%カーボンブラック(DIC社製、製品名ダイラックブラック(一次粒子径(平均):22nm、分散径:375nm))DMF分散液を30質量%ポリウレタン樹脂溶液100質量部に対して16質量部使用し、添加剤として30質量%ポリウレタン樹脂溶液100質量部に対して3質量部のラウリル硫酸ナトリウム(日光ケミカルズ社製、製品名NIKKOL SLS)を混合(ポリウレタン樹脂100質量部に対して10.0質量部のラウリル硫酸ナトリウムを混合)させ、工程(3)において、限外ろ過膜で処理した凝固液の代わりに、逆浸透膜(孔径:0.002μm)で処理して得た凝固液(硬度成分濃度が15.1mg/Lの水)を用いたこと以外は実施例2と同様の方法により、実施例6の研磨パッドを得た。
<Example 6>
In step (1), a polyurethane resin having a resin modulus of 10 MPa was used in a 30 mass% polyester polyurethane resin solution, and 15 mass% carbon black (manufactured by DIC, product name: Dailac Black) was used instead of the 20 mass% silica DMF dispersion. (Primary particle size (average): 22 nm, dispersion diameter: 375 nm)) 16 parts by mass of the DMF dispersion was used with respect to 100 parts by mass of the 30 mass% polyurethane resin solution, and 100 parts by mass of the 30 mass% polyurethane resin solution was used as an additive. 3 parts by mass of sodium lauryl sulfate (manufactured by Nikko Chemicals, product name NIKKOL SLS) was mixed (10.0 parts by mass of sodium lauryl sulfate was mixed with 100 parts by mass of polyurethane resin), and step (3) In the above, instead of the coagulating solution treated with the ultrafiltration membrane, the coagulating solution (water having a hardness component concentration of 15.1 mg / L) obtained by treating with a back-penetrating film (pore size: 0.002 μm) was used. The polishing pad of Example 6 was obtained by the same method as in Example 2 except for the above.
<比較例1>
工程(3)において、限外ろ過膜で処理した凝固液の代わりに、精密ろ過膜(孔径:0.05μm)で処理して得た凝固液(硬度成分濃度が64.7mg/Lの水)を用いたこと以外は実施例6と同様の方法により、比較例1の研磨パッドを得た。
<Comparative example 1>
In step (3), instead of the coagulation liquid treated with the ultrafiltration membrane, the coagulation liquid obtained by treatment with a microfiltration membrane (pore diameter: 0.05 μm) (water having a hardness component concentration of 64.7 mg / L). The polishing pad of Comparative Example 1 was obtained by the same method as in Example 6 except that the above was used.
<比較例2>
工程(1)において、20質量%シリカDMF分散液の代わりに、15質量%カーボンブラック(DIC社製、製品名ダイラックブラック(一次粒子径(平均):22nm、分散径:375nm))のDMF分散液を30質量%ポリウレタン樹脂溶液100質量部に対して35質量部使用し、添加剤として30質量%ポリウレタン樹脂溶液100質量部に対して5質量部のラウリル硫酸ナトリウム(日光ケミカルズ社製、製品名NIKKOL SLS)を用いて混合(ポリウレタン樹脂100質量部に対して16.7質量部のラウリル硫酸ナトリウムを用いて混合)させたこと以外は実施例2と同様の方法により、比較例2の研磨パッドを得た。
<Comparative example 2>
In the step (1), instead of the 20% by mass silica DMF dispersion, the DMF of 15% by mass carbon black (manufactured by DIC, product name: Dilac Black (primary particle size (average): 22 nm, dispersion size: 375 nm)). 35 parts by mass of the dispersion is used with respect to 100 parts by mass of the 30 mass% polyurethane resin solution, and 5 parts by mass of sodium lauryl sulfate (manufactured by Nikko Chemicals Co., Ltd.) is used as an additive with respect to 100 parts by mass of the 30 mass% polyurethane resin solution. Polishing of Comparative Example 2 by the same method as in Example 2 except that it was mixed using the name NIKKOL SLS) (mixed with 16.7 parts by mass of sodium lauryl sulfate with respect to 100 parts by mass of polyurethane resin). Got a pad.
<<物性>>
実施例1〜6及び比較例1〜2の研磨パッドについて、以下の方法により、ポリウレタン樹脂シートの物性(厚さ、密度、圧縮率、圧縮弾性率、ショアA硬度、平均開孔径、開孔率、カルシウム塩及びマグネシウム塩由来のカルシウム量及びマグネシウム量)、及び研磨パッドの物性(厚さ、密度、圧縮率、圧縮弾性率、ショアA硬度)を測定した。その結果を、表5〜8に示す。
<< Physical characteristics >>
For the polishing pads of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2, the physical characteristics (thickness, density, compression modulus, compressive modulus, shore A hardness, average pore diameter, pore ratio) of the polyurethane resin sheet were obtained by the following methods. , Calcium salt and magnesium salt-derived calcium amount and magnesium amount), and physical characteristics (thickness, density, compression modulus, compressive modulus, shore A hardness) of the polishing pad were measured. The results are shown in Tables 5-8.
(密度g/cm3)
密度は、研磨パッド又はポリウレタン樹脂シートから試料片(10cm×10cm)を切り出し、該試料片の質量を自動天秤で測定後、下記式:
密度(g/cm3)=質量(g)/(10cm×10cm×試料片の厚さcm)
により測定した。
(Density g / cm 3 )
The density is determined by cutting out a sample piece (10 cm x 10 cm) from a polishing pad or polyurethane resin sheet, measuring the mass of the sample piece with an automatic balance, and then using the following formula:
Density (g / cm 3 ) = Mass (g) / (10 cm x 10 cm x sample piece thickness cm)
Measured by.
(圧縮率%、圧縮弾性率%)
圧縮率及び圧縮弾性率は、JISL1021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)を使用して測定した。具体的には、無荷重状態から初荷重を30秒間かけた後の厚さt0を測定し、次に、厚さt0の状態から最終圧力を30秒間かけた後の厚さt1を測定した。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’を測定した。
圧縮率(%)=100×(t0−t1)/t0
圧縮弾性率(%)=100×(t0’−t1)/(t0−t1)
初荷重は100g/cm2、最終圧力は1120g/cm2。
(Compression rate%, compressive elastic modulus%)
The compressibility and compressibility were measured using a shopper type thickness measuring device (pressurized surface: circular with a diameter of 1 cm) in accordance with JIS L1021. Specifically, the thickness t0 after applying the initial load for 30 seconds from the unloaded state was measured, and then the thickness t1 after applying the final pressure for 30 seconds from the state of the thickness t0 was measured. After removing all the loads from the state of the thickness t1 and leaving it for 5 minutes (in the no-load state), the initial load was applied again for 30 seconds, and then the thickness t0'was measured.
Compression rate (%) = 100 × (t0-t1) / t0
Compressive modulus (%) = 100 × (t0'-t1) / (t0-t1)
The initial load is 100 g / cm 2 and the final pressure is 1120 g / cm 2 .
(ショアA硬度)
ショアA硬度は、研磨パッド又はポリウレタン樹脂シートから試料片(10cm×10cm)を切り出し、複数枚の該試料片を厚さが4.5mm以上となるように重ね、A型硬度計(日本工業規格、JISK7311)にて測定した。
(Shore A hardness)
For Shore A hardness, a sample piece (10 cm x 10 cm) is cut out from a polishing pad or a polyurethane resin sheet, and a plurality of the sample pieces are stacked so as to have a thickness of 4.5 mm or more, and an A type hardness tester (Japanese Industrial Standards) is used. , JISK7311).
(平均開孔径、開孔率)
平均開孔径及び開孔率は、ポリウレタン樹脂シートの研磨面を走査型電子顕微鏡(日本電子社製、JMS−5500LV)によって、100倍に拡大して9か所観察した後、これらの画像を画像処理ソフト(ニコン社製、ImageAnalyzerV20LABVer.1.3)により二値化処理をして算出した。
(Average hole diameter, aperture ratio)
For the average pore size and aperture ratio, the polished surface of the polyurethane resin sheet was magnified 100 times with a scanning electron microscope (JMS-5500LV, manufactured by JEOL Ltd.) and observed at 9 locations, and then these images were imaged. It was calculated by binarizing with processing software (Image Analyzer V20LAB Ver.1.3 manufactured by Nikon Ltd.).
(カルシウム量及びマグネシウム量)
試料約0.1gをコニカルビーカーに精秤し、硝酸10ml+硫酸3mlを試料に加えた。時計皿で蓋をして加温し、有機成分を分解し、溶液が少量になるまで加熱した。放冷後、過酸化水素3mlを加え液が少量になるまで、再加熱した。濾紙にて濾過しながら1N硝酸で50mlにメスアップして試料とした。
そして、この試料を用いて分析装置によりカルシウム塩及びマグネシウム塩由来のカルシウム及びマグネシウムの含有量を測定した。
分析方法:ICP発光分光分析法
装置名:パーキンエルマー社製 Optima 2100DV
(Calcium amount and magnesium amount)
About 0.1 g of the sample was precisely weighed in a conical beaker, and 10 ml of nitric acid + 3 ml of sulfuric acid was added to the sample. It was covered with a watch glass and warmed to decompose organic components and heated until the solution was small. After allowing to cool, 3 ml of hydrogen peroxide was added and the mixture was reheated until the amount of the liquid became small. While filtering with a filter paper, the sample was prepared by measuring up to 50 ml with 1N nitric acid.
Then, using this sample, the content of calcium and magnesium derived from calcium salt and magnesium salt was measured by an analyzer.
Analytical method: ICP emission spectroscopic analysis Device name: Optima 2100DV manufactured by PerkinElmer
<<評価1>>
(研磨試験)
研磨装置:Ebara社製:F REX300
スラリー:Planar社 Slurry
ワーク:直径300mm Metal(Cu)膜付きウエハ
パッド径:740mm
パッドブレイク:30N 30分、ダイヤモンドドレッサー
研磨:定盤回転数70rpm、ヘッド回転数71rpm、スラリー流量200ml/min、研磨時間:60秒
実施例1〜6及び比較例1〜2の研磨パッドについて、上記の研磨条件にて研磨加工を行い、有機残渣の個数、パッド屑(パッドデブリ)の個数を測定し、各評価基準に従って評価した。そして、C評価が1つもないものを実施例とし、C評価が1つでもあるものを比較例とした。その結果を表7〜8に示す。
<< Evaluation 1 >>
(Polishing test)
Polishing equipment: Ebara: FREX300
Slurry: Planar Slurry
Work: Wafer with diameter 300 mm Metal (Cu) film Pad diameter: 740 mm
Pad break: 30N 30 minutes, diamond dresser polishing: surface plate rotation speed 70 rpm, head rotation speed 71 rpm, slurry flow rate 200 ml / min, polishing time: 60 seconds The polishing pads of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2 are described above. The polishing process was performed under the polishing conditions of the above, and the number of organic residues and the number of pad debris (pad debris) were measured and evaluated according to each evaluation standard. Then, the one having no C evaluation was used as an example, and the one having no C evaluation was used as a comparative example. The results are shown in Tables 7-8.
(有機残渣)
有機残渣については、Metal(Cu)研磨で、35枚の基板を研磨し、35枚目の基板をパターンなしウェハ表面検査装置(KLAテンコール社製、Surfscan SP2XP)の高感度測定モードにて測定し、基板表面に付着した有機残渣の数を観察した。
有機残渣の個数が10個以下だったものをA評価、11個以上で20個以下だったものをB評価、21個以上をC評価とした。
(Organic residue)
For organic residues, 35 substrates were polished by Metal (Cu) polishing, and the 35th substrate was measured in the high-sensitivity measurement mode of an unpatterned wafer surface inspection device (Surfscan SP2XP, manufactured by KLA Corporation). , The number of organic residues adhering to the substrate surface was observed.
The number of organic residues of 10 or less was evaluated as A, 11 or more and 20 or less was evaluated as B, and 21 or more was evaluated as C.
(パッド屑(パッドデブリ))
パッド屑については、Metal(Cu)研磨で、35枚の基板を研磨し、35枚目の基板をパターンなしウェハ表面検査装置(KLAテンコール社製、Surfscan SP2XP)の高感度測定モードにて測定し、基板表面に付着したパッド屑の数を観察した。
パッド屑の個数が10個以下だったものをA評価、11個以上で20個以下だったものをB評価、21個以上だったものをC評価とした。
(Pad waste (pad debris))
For pad scraps, 35 substrates were polished by Metal (Cu) polishing, and the 35th substrate was measured in the high-sensitivity measurement mode of an unpatterned wafer surface inspection device (Surfscan SP2XP, manufactured by KLA Corporation). , The number of pad debris adhering to the substrate surface was observed.
Those with 10 or less pad scraps were evaluated as A, those with 11 or more and 20 or less were evaluated as B, and those with 21 or more were evaluated as C.
<<評価2>>
また、実施例1〜6及び比較例1〜2の研磨パッドについて、上記の研磨条件で、有機残渣の個数、パッド屑(パッドデブリ)の個数以外にも、研磨レート、スクラッチ個数について測定した。その結果を表7〜8に示す。
<< Evaluation 2 >>
Further, with respect to the polishing pads of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2, the polishing rate and the number of scratches were measured in addition to the number of organic residues and the number of pad debris (pad debris) under the above polishing conditions. The results are shown in Tables 7-8.
(研磨レート)
研磨レートは、1分間あたりの研磨量を厚さ(Å)で表したものである。研磨加工前後の基板の絶縁膜について求めた。なお、Cu膜厚測定は、シート抵抗マッピングシステム(KLAテンコール社製、RS−200)で測定した。
研磨レートが500Å以上のものA評価、450Å以上〜500Å未満だったものをB評価、450Å未満だったものをC評価とした。
(Polishing rate)
The polishing rate is the amount of polishing per minute expressed in thickness (Å). The insulating film of the substrate before and after polishing was determined. The Cu film thickness was measured by a sheet resistance mapping system (RS-200 manufactured by KLA Corporation).
A polishing rate of 500 Å or more was evaluated as A, a polishing rate of 450 Å or more and less than 500 Å was evaluated as B, and a polishing rate of less than 450 Å was evaluated as C.
(スクラッチ)
スクラッチについては、35枚の基板を研磨し、35枚目の基板をパターンなしウェハ表面検査装置(KLAテンコール社製、Surfscan SP2XP)の高感度測定モードにて測定し、基板表面におけるスクラッチの数を観察した。
スクラッチの数が4個以下だったものをA評価、5〜8個だったものをB評価、9個以上だったものをC評価とした。
(scratch)
For scratches, 35 substrates were polished, and the 35th substrate was measured in the high-sensitivity measurement mode of an unpatterned wafer surface inspection device (Surfscan SP2XP, manufactured by KLA Corporation) to determine the number of scratches on the substrate surface. Observed.
Those with 4 or less scratches were evaluated as A, those with 5 to 8 were evaluated as B, and those with 9 or more were evaluated as C.
※1 カッコ内の数値はポリウレタン樹脂100質量部に対する添加剤の含有量(質量部)を示す。
* 1 The value in parentheses indicates the content (parts by mass) of the additive with respect to 100 parts by mass of the polyurethane resin.
※2 カッコ内の数値はポリウレタン樹脂100質量部に対する添加剤の含有量(質量部)を示す。
* 2 The values in parentheses indicate the content (parts by mass) of the additive with respect to 100 parts by mass of the polyurethane resin.
上記表中、「含有量(mg/kg)」及び「含有量(mol/kg)」は、ポリウレタン樹脂含有溶液、フィラー又はポリウレタン樹脂シート中に含まれるカルシウム塩由来のカルシウム量又はマグネシウム塩由来のマグネシウム量をそれぞれ「mg/kg」及び「mol/kg」の単位で表したものである。「換算値(mg/kg)」は、上記カルシウム量又はマグネシウム量を同モルの炭酸カルシウム量に換算した値である。
また、「含有量(mg/L)」及び「含有量(mol/L)」は、凝固液中に含まれるカルシウム塩由来のカルシウム量又はマグネシウム塩由来のマグネシウム量をそれぞれ「mg/L」及び「mol/L」の単位で表したものである。「換算値(mg/L)」は、上記カルシウム量又はマグネシウム量を同モルの炭酸カルシウム濃度に換算した値である。
In the above table, "content (mg / kg)" and "content (mol / kg)" are the amount of calcium derived from the calcium salt contained in the polyurethane resin-containing solution, the filler or the polyurethane resin sheet, or the amount derived from the magnesium salt. The amount of magnesium is expressed in units of "mg / kg" and "mol / kg", respectively. The "converted value (mg / kg)" is a value obtained by converting the above-mentioned calcium amount or magnesium amount into the same molar amount of calcium carbonate.
In addition, "content (mg / L)" and "content (mol / L)" are the amount of calcium derived from the calcium salt or the amount of magnesium derived from the magnesium salt contained in the coagulation liquid as "mg / L" and respectively. It is expressed in the unit of "mol / L". The "converted value (mg / L)" is a value obtained by converting the amount of calcium or magnesium into the same molar amount of calcium carbonate.
表5〜8に示す結果から明らかなように、比較例1〜2の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂シート中に含まれる硬度成分量が209mg/kg、332mg/kgと非常に多く、20個以上の有機残渣が発生していた。
これに対し、実施例1〜6の研磨パッドは、ポリウレタン樹脂シート中に含まれる硬度成分量が100mg/kg以下であり、比較例1〜2の研磨パッド比べて、被研磨物に付着する有機残渣の量が顕著に抑制されていた。また、パッド屑の付着量も少なく、スクラッチの点でも良好であった。以上から、実施例1〜6の研磨パッドは、凸状欠陥及び凹状欠陥のいずれも抑制されており、顕著なディフェクト低減効果を有することが判った。さらに、実施例1〜6の研磨パッドは、研磨レートの点でも良好であった。
As is clear from the results shown in Tables 5 to 8, the polishing pads of Comparative Examples 1 and 2 have a very large amount of hardness components of 209 mg / kg and 332 mg / kg contained in the polyurethane resin sheet, and have 20 or more. Organic residue was generated.
On the other hand, the polishing pads of Examples 1 to 6 have a hardness component content of 100 mg / kg or less in the polyurethane resin sheet, and are organically attached to the object to be polished as compared with the polishing pads of Comparative Examples 1 and 2. The amount of residue was significantly suppressed. In addition, the amount of pad waste adhered was small, and the scratching was also good. From the above, it was found that the polishing pads of Examples 1 to 6 had both convex defects and concave defects suppressed, and had a remarkable effect of reducing defects. Further, the polishing pads of Examples 1 to 6 were also good in terms of polishing rate.
本発明によれば、被研磨物に付着する有機残渣の量を低減させることのできる研磨パッドを提供することができる。したがって、産業上、極めて有用である。 According to the present invention, it is possible to provide a polishing pad capable of reducing the amount of organic residue adhering to the object to be polished. Therefore, it is extremely useful industrially.
Claims (9)
前記ポリウレタン樹脂シートは研磨面を有し、且つ
前記ポリウレタン樹脂シート中に含まれるカルシウム塩及びマグネシウム塩由来のカルシウム及びマグネシウムの量を同モルの炭酸カルシウムの量に換算した値である硬度成分量が、ポリウレタン樹脂シート1kgあたり100mg以下である、前記研磨パッド。 A polishing pad containing a wet-deposited polyurethane resin sheet.
The polyurethane resin sheet has a polished surface, and the amount of the hardness component which is a value obtained by converting the amount of calcium and magnesium derived from the calcium salt and the magnesium salt contained in the polyurethane resin sheet into the amount of calcium carbonate in the same molar amount. The polishing pad, which is 100 mg or less per 1 kg of the polyurethane resin sheet.
ポリウレタン樹脂含有溶液を凝固液に浸漬してポリウレタン樹脂を凝固させる工程、
を含み、
前記凝固液に含まれるカルシウム塩及びマグネシウム塩由来のカルシウム及びマグネシウムの濃度を同モルの炭酸カルシウムの濃度に換算した値である硬度成分濃度が60.0mg/L以下であり、且つ
ポリウレタン樹脂含有溶液がフィラーを含む場合、ポリウレタン樹脂含有溶液中に含まれるフィラーに由来するカルシウム及びマグネシウムの濃度を同モルの炭酸カルシウムの濃度に換算した値である硬度成分濃度が、ポリウレタン樹脂含有溶液の固形分1kgあたり20.0mg以下である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の研磨パッドの製造方法。 Step preparing a polyurethane resin and a solvent unrealized and good polyurethane resin-containing solution may contain a filler, and a polyurethane resin-containing solution immersed in a coagulation liquid to coagulate the polyurethane resin,
Including
The coagulation liquid hardness component concentration of calcium and magnesium concentration from calcium and magnesium salts are values in terms of the concentration of the same mole of calcium carbonate contained in the Ri Der below 60.0 mg / L, and
When the polyurethane resin-containing solution contains a filler, the hardness component concentration, which is a value obtained by converting the concentrations of calcium and magnesium derived from the filler contained in the polyurethane resin-containing solution into the same molar concentration of calcium carbonate, is the polyurethane resin-containing solution. Ru solids 1kg per 20.0mg der following method for producing a polishing pad according to any one of claims 1-6.
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