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公開番号2025156171
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-14
出願番号2025053115
出願日2025-03-27
発明の名称研磨パッド
出願人富士紡ホールディングス株式会社
代理人個人
主分類B24B 37/24 20120101AFI20251002BHJP(研削;研磨)
要約【課題】トポ性能及び研磨レートに優れた研磨パッドを提供することを目的とする。
【解決手段】イソシアネート末端プレポリマーと、硬化剤とを材料とするポリウレタン樹脂発泡体からなる研磨層を有する研磨パッドであって、湿潤状態におけるパルスNMR法によって40℃で測定される前記研磨層における結晶相の含有割合と非晶相の含有割合の比(非晶相/結晶相)が3.0以上、4.5以下であり、前記湿潤状態におけるパルスNMR法によって40℃で測定される前記研磨層における中間相の含有割合と非晶相の含有割合の比(非晶相/中間相)が6.5以上、13.0以下である、研磨パッド。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
イソシアネート末端プレポリマーと、硬化剤とを材料とするポリウレタン樹脂発泡体からなる研磨層を有する研磨パッドであって、
湿潤状態におけるパルスＮＭＲ法によって４０℃で測定される前記研磨層における結晶相の含有割合と非晶相の含有割合の比（非晶相／結晶相）が３．０以上、４．５以下であり、
前記湿潤状態におけるパルスＮＭＲ法によって４０℃で測定される前記研磨層における中間相の含有割合と非晶相の含有割合の比（非晶相／中間相）が６．５以上、１３．０以下である、研磨パッド。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記湿潤状態におけるパルスＮＭＲ法によって４０℃で測定される前記研磨層における非晶相の含有割合が６５．０％以上、８０．０％以下である、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項３】
前記湿潤状態におけるパルスＮＭＲ法によって４０℃で測定される前記研磨層における中間相の含有割合が１５．０％以下である、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項４】
前記イソシナネート末端プレポリマーがポリイソシアネート化合物由来の構成単位と高分子量ポリオール由来構成単位とを含み、前記高分子量ポリオール由来構成単位は、少なくともポリエーテルポリカーボネートジオール（ＰＥＰＣＤ）由来構成単位とＰＰＧ由来構成単位を含む、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項５】
前記ポリエーテルポリカーボネートジオール（ＰＥＰＣＤ）由来構成単位が、前記高分子量ポリオール由来構成単位に対して、３０重量％以上、８０重量％以下である、請求項４に記載の研磨パッド。
【請求項６】
前記ポリウレタン樹脂発泡体は、少なくとも二種のイソシアネート末端プレポリマーを原料とし、前記少なくとも二種のイソシアネート末端プレポリマーの少なくとも一種は前記ポリエーテルポリカーボネートジオール（ＰＥＰＣＤ）由来構成単位を含み、前記ポリエーテルポリカーボネートジオール（ＰＥＰＣＤ）由来構成単位を含む前記イソシアネート末端プレポリマーのＮＣＯ当量は５８０以上、７００以下である、請求項４に記載の研磨パッド。
【請求項７】
前記ポリウレタン樹脂発泡体は、少なくとも二種のイソシアネート末端プレポリマーを原料とし、前記少なくとも二種のイソシアネート末端プレポリマーの少なくとも一種は前記ＰＰＧ由来構成単位を含み、前記ＰＰＧ由来構成単位を含む前記イソシアネート末端プレポリマーのＮＣＯ当量は５８０以上、７００以下である、請求項４に記載の研磨パッド。
【請求項８】
イソシアネート末端プレポリマーと、硬化剤とを材料とするポリウレタン樹脂発泡体からなる研磨層を有する研磨パッドであって、
湿潤状態におけるパルスＮＭＲ法によって４０℃で測定される前記研磨層における結晶相の含有割合と非晶相の含有割合の比（非晶相／結晶相）が３．０以上、４．５以下であり、
前記湿潤状態におけるパルスＮＭＲ法によって４０℃で測定される前記研磨層における中間相の含有割合と非晶相の含有割合の比（非晶相／中間相）が５．０以上、１３．０以下である、研磨パッド。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は研磨パッドに関する。本発明の研磨パッドは、光学材料、半導体デバイス、ハードディスク用のガラス基板等の研磨に用いられ、特に半導体ウエハの上に酸化物層、金属層等が形成されたデバイスを研磨するのに好適に用いられる。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
光学材料、半導体ウエハ、半導体デバイス、ハードディスク用基板の表面を平坦化するための研磨法として、化学機械研磨（ｃｈｅｍｉｃａｌｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｏｌｉｓｈｉｎｇ，ＣＭＰ）法が一般的に用いられている。
ＣＭＰ法について、図１を用いて説明する。図１のように、ＣＭＰ法を実施する研磨装置１には、研磨パッド３が備えられ、当該研磨パッド３は、保持定盤１６及び被研磨物８がずれないように保持するリテーナリング（図１では図示しない）に保持された被研磨物８に当接するとともに、研磨を行う層である研磨層４と研磨層４を支持するクッション層６を含む。研磨パッド３は、被研磨物８が押圧された状態で回転駆動され、被研磨物８を研磨する。その際、研磨パッド３と被研磨物８との間には、スラリー９が供給される。スラリー９は、水と各種化学成分や硬質の微細な砥粒の混合物（分散液）であり、その中の化学成分や砥粒が流されながら、被研磨物８との相対運動により、研磨効果を増大させるものである。スラリー９は溝又は孔を介して研磨面に供給され、排出される。
【０００３】
ところで、半導体デバイスの研磨に用いられる研磨層の材料として、イソシアネート成分（トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）など）及び高分子量ポリオール（ポリオキシテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）など）を含むプレポリマーと、ジアミン系硬化剤（４，４’－メチレンビス（２－クロロアニリン）（ＭＯＣＡ）など）とを反応させて得られる硬質ポリウレタン材料が用いられる。この硬質ポリウレタン材料は、高分子量ポリオールで形成されるソフトセグメントと、ウレタン結合やウレア結合で形成されるハードセグメントにより構成されている。近年、半導体デバイスの配線の微細化に伴い、従来の研磨層又は研磨パッドでは、トポ性能や研磨レートが不十分である場合があり、さらなる検討がなされている。
【０００４】
特許文献１は、パルスＮＭＲ法で測定して得られる結晶相（Ｓ相）が所定の含有割合である研磨層を用いることにより、熱による硬度変化が少なくなり、その結果十分な研磨ができる、傷がつきにくくなる、といった安定的に研磨できる研磨パッドが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
再表２０１６／１５８３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の研磨パッドは、トポ性能及び研磨レートが十分なものではないという問題点があった。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、トポ性能及び研磨レートに優れた研磨パッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、湿潤状態におけるパルスＮＭＲ法によって４０℃で測定される研磨層における結晶相、中間層、非晶相の含有割合の比が特定の範囲に調整された研磨層を備えた研磨パッドは、トポ性能及び研磨レートに優れていることを見出し、本発明を達成した。すなわち、本発明は以下を包含する。
［１］イソシアネート末端プレポリマーと、硬化剤とを材料とするポリウレタン樹脂発泡体からなる研磨層を有する研磨パッドであって、
湿潤状態におけるパルスＮＭＲ法によって４０℃で測定される前記研磨層における結晶相の含有割合と非晶相の含有割合の比（非晶相／結晶相）が３．０以上、４．５以下であり、
前記湿潤状態におけるパルスＮＭＲ法によって４０℃で測定される前記研磨層における中間相の含有割合と非晶相の含有割合の比（非晶相／中間相）が６．５以上、１３．０以下である、
研磨パッド。
［２］前記湿潤状態におけるパルスＮＭＲ法によって４０℃で測定される前記研磨層における非晶相の含有割合が６５．０％以上、８０．０％以下である、［１］に記載の研磨パッド。
［３］前記湿潤状態におけるパルスＮＭＲ法によって４０℃で測定される前記研磨層における中間相の含有割合が１５．０％以下である、［１］に記載の研磨パッド。
［４］前記イソシナネート末端プレポリマーがポリイソシアネート化合物由来の構成単位と高分子量ポリオール由来構成単位とを含み、前記高分子量ポリオール由来構成単位は、少なくともポリエーテルポリカーボネートジオール（ＰＥＰＣＤ）由来構成単位とＰＰＧ由来構成単位を含む、［１］に記載の研磨パッド。
［５］前記ポリエーテルポリカーボネートジオール（ＰＥＰＣＤ）由来構成単位が、前記高分子量ポリオール由来構成単位に対して、３０重量％以上、８０重量％以下である、［４］に記載の研磨パッド。
［６］前記ポリウレタン樹脂発泡体は、少なくとも二種のイソシアネート末端プレポリマーを原料とし、前記少なくとも二種のイソシアネート末端プレポリマーの少なくとも一種は前記ポリエーテルポリカーボネートジオール（ＰＥＰＣＤ）由来構成単位を含み、前記ポリエーテルポリカーボネートジオール（ＰＥＰＣＤ）由来構成単位を含む前記イソシアネート末端プレポリマーのＮＣＯ当量は５８０以上、７００以下である、［４］に記載の研磨パッド。
［７］前記ポリウレタン樹脂発泡体は、少なくとも二種のイソシアネート末端プレポリマーを原料とし、前記少なくとも二種のイソシアネート末端プレポリマーの少なくとも一種は前記ＰＰＧ由来構成単位を含み、前記ＰＰＧ由来構成単位を含む前記イソシアネート末端プレポリマーのＮＣＯ当量は５８０以上、７００以下である、［４］に記載の研磨パッド。
［８］イソシアネート末端プレポリマーと、硬化剤とを材料とするポリウレタン樹脂発泡体からなる研磨層を有する研磨パッドであって、
湿潤状態におけるパルスＮＭＲ法によって４０℃で測定される前記研磨層における結晶相の含有割合と非晶相の含有割合の比（非晶相／結晶相）が３．０以上、４．５以下であり、
前記湿潤状態におけるパルスＮＭＲ法によって４０℃で測定される前記研磨層における中間相の含有割合と非晶相の含有割合の比（非晶相／中間相）が５．０以上、１３．０以下である、
研磨パッド。
【発明の効果】
【０００８】
湿潤状態におけるパルスＮＭＲ法によって４０℃で測定される研磨層における結晶相、中間相、非晶相の含有割合の比が特定の範囲に調整され、運動性の高い非晶相の割合が結晶相や中間相
に比べて多くなり、研磨層が研磨中に適度に軟化することにより、配線が混在する被研磨物においてトポ性能及び研磨レートに優れた研磨パッドになると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、研磨の状態を示す模式図である。
図２は、研磨パッドの断面図を示す図である。
図３は、配線が存在する被研磨物の研磨状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、発明を実施するための形態について説明するが、本発明は、発明を実施するための形態に限定されるものではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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