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特開2024-41370研磨パッド、研磨パッドの製造方法、及び研磨加工物の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024041370
(43)【公開日】2024-03-27
(54)【発明の名称】研磨パッド、研磨パッドの製造方法、及び研磨加工物の製造方法
(51)【国際特許分類】
B24B 37/24 20120101AFI20240319BHJP
H01L 21/304 20060101ALI20240319BHJP
C08G 18/10 20060101ALI20240319BHJP
C08G 18/61 20060101ALI20240319BHJP
C08G 18/32 20060101ALI20240319BHJP
C08G 18/65 20060101ALI20240319BHJP
【ＦＩ】
B24B37/24 C
B24B37/24 A
H01L21/304 622F
C08G18/10
C08G18/61
C08G18/32 025
C08G18/65 023
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022146141
(22)【出願日】2022-09-14
(71)【出願人】
【識別番号】000005359
【氏名又は名称】富士紡ホールディングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】笹谷 健太
【テーマコード（参考）】
3C158
4J034
5F057
【Ｆターム（参考）】
3C158AA07
3C158AC04
3C158BA02
3C158BA04
3C158BA05
3C158CB01
3C158CB10
3C158DA12
3C158DA18
3C158EA01
3C158EB01
3C158EB05
3C158EB19
3C158EB20
3C158EB28
3C158EB29
4J034BA06
4J034BA07
4J034BA08
4J034CA02
4J034CA15
4J034CA17
4J034CB03
4J034CB04
4J034CB07
4J034CB08
4J034CC03
4J034CC12
4J034CC23
4J034CC26
4J034CC45
4J034CC52
4J034CC61
4J034CC62
4J034CC65
4J034CC67
4J034CD13
4J034CE01
4J034DF01
4J034DF02
4J034DF12
4J034DG03
4J034DG04
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4J034DM01
4J034HA01
4J034HA02
4J034HA06
4J034HA07
4J034HC03
4J034HC12
4J034HC13
4J034HC17
4J034HC22
4J034HC46
4J034HC52
4J034HC61
4J034HC64
4J034HC67
4J034HC71
4J034HC73
4J034JA42
4J034QB01
4J034QB14
4J034QC03
4J034RA05
4J034RA11
4J034RA14
5F057AA03
5F057AA24
5F057BA12
5F057BB03
5F057DA03
5F057EA07
5F057EA33
(57)【要約】 （修正有）
【課題】研磨パッドと被研磨物との摩擦抵抗を低減でき、被研磨物に良好な平坦性を付与することができる、研磨パッド等を提供する。
【解決手段】研磨パッドは、ポリウレタン樹脂を含み、ポリウレタン樹脂が、式（Ｉ）で表されるポリシロキサンジオール（Ａ）に由来する単位（ａ）と、ポリアミン（Ｂ）に由来する単位（ｂ）と、（Ａ）とは異なる、末端にイソシアネート基を有するプレポリマー（Ｃ）に由来する単位（ｃ）と、を有し、（ａ）の含有量が、ポリウレタン樹脂を１００質量％として、０．３～２０．０質量％である。
（式（Ｉ）中、Ｒは、各々独立して、炭素数１～１０の有機基又は水素原子を表し、ｎは５～２５の整数を表す。）
【選択図】図１
【解決手段】研磨パッドは、ポリウレタン樹脂を含み、ポリウレタン樹脂が、式（Ｉ）で表されるポリシロキサンジオール（Ａ）に由来する単位（ａ）と、ポリアミン（Ｂ）に由来する単位（ｂ）と、（Ａ）とは異なる、末端にイソシアネート基を有するプレポリマー（Ｃ）に由来する単位（ｃ）と、を有し、（ａ）の含有量が、ポリウレタン樹脂を１００質量％として、０．３～２０．０質量％である。
（式（Ｉ）中、Ｒは、各々独立して、炭素数１～１０の有機基又は水素原子を表し、ｎは５～２５の整数を表す。）
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
研磨面を有する樹脂シートを備える研磨パッドであって、
前記樹脂シートが、ポリウレタン樹脂を含み、
前記ポリウレタン樹脂が、
下記式（Ｉ）で表されるポリシロキサンジオール（Ａ）に由来する単位（ａ）と、
ポリアミン（Ｂ）に由来する単位（ｂ）と、
前記ポリシロキサンジオール（Ａ）とは異なるポリオール化合物とポリイソシアネート化合物との反応物であって末端にイソシアネート基を有するプレポリマー（Ｃ）に由来する単位（ｃ）と、
を有し、
前記単位（ａ）の含有量が、前記ポリウレタン樹脂を１００質量％として、０．３～２０．０質量％である、研磨パッド。
（式（Ｉ）中、Ｒは、各々独立して、炭素数１～１０の有機基又は水素原子を表し、ｎは５～２５の整数を表す。）
前記樹脂シートが、ポリウレタン樹脂を含み、
前記ポリウレタン樹脂が、
下記式（Ｉ）で表されるポリシロキサンジオール（Ａ）に由来する単位（ａ）と、
ポリアミン（Ｂ）に由来する単位（ｂ）と、
前記ポリシロキサンジオール（Ａ）とは異なるポリオール化合物とポリイソシアネート化合物との反応物であって末端にイソシアネート基を有するプレポリマー（Ｃ）に由来する単位（ｃ）と、
を有し、
前記単位（ａ）の含有量が、前記ポリウレタン樹脂を１００質量％として、０．３～２０．０質量％である、研磨パッド。
【化1】
【請求項2】
前記ポリオール化合物が、任意成分として、ポリシロキサン化合物を含み、
前記ポリシロキサン化合物の含有量が、前記プレポリマー（Ｃ）を１００質量％として、１．０質量％未満である、請求項１に記載の研磨パッド。
前記ポリシロキサン化合物の含有量が、前記プレポリマー（Ｃ）を１００質量％として、１．０質量％未満である、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項3】
前記ポリシロキサンジオール（Ａ）が、前記式（Ｉ）における前記Ｒの全てがメチル基であるポリシロキサンジオール（Ａ１）を含む、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項4】
前記ポリアミン（Ｂ）が、３，３’－ジクロロ－４，４’－ジアミノジフェニルメタンを含む、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項5】
前記樹脂シートのＡ硬度が５０度以上であり、かつ、前記樹脂シートのＤ硬度が６０度以下である、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項6】
前記樹脂シートの密度が、０．３～０．６ｇ／ｃｍ3である、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項7】
前記樹脂シートの動摩擦力が、５．０～５．８ｋｇｆ／１００ｃｍ2である、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項8】
前記樹脂シートの静摩擦力が、４．０～５．０ｋｇｆ／１００ｃｍ2である、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項9】
下記式（Ｉ）で表されるポリシロキサンジオール（Ａ）と、ポリアミン（Ｂ）と、前記ポリシロキサンジオール（Ａ）とは異なるポリオール化合物とポリイソシアネート化合物との反応物であって末端にイソシアネート基を有するプレポリマー（Ｃ）と、を含む組成物であって、当該組成物中の前記ポリシロキサンジオール（Ａ）の含有量が、当該組成物を１００質量％として、０．３～２０．０質量％である組成物を、硬化反応に供し、ポリウレタン樹脂を含む樹脂シートを得る工程を含む、研磨パッドの製造方法。
（式（Ｉ）中、Ｒは、各々独立して、炭素数１～１０の有機基又は水素原子を表し、ｎは５～２５の整数を表す。）
【化2】
【請求項10】
研磨スラリーの存在下、請求項１～８のいずれか１項に記載の研磨パッドを用いて、被研磨物を研磨する研磨工程を含む、研磨加工物の製造方法。
【請求項11】
前記研磨加工物が、シリコンウェハである、請求項１０に記載の研磨加工物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、研磨パッド、研磨パッドの製造方法、及び研磨加工物の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、レンズ、平行平面板、及び反射ミラーのような光学材料、半導体ウェハ、半導体デバイス、ハードディスク用基板、金属、並びにセラミック等の材料に対して、研磨パッドを用いた研磨加工が行われる。かかる研磨加工の方法として、化学機械研磨（ＣＭＰ）が広く用いられている。一般に、ＣＭＰでは、研磨パッドと半導体ウェハの被研磨面とを摺動させながら、研磨パッドの表面に必要に応じて砥粒成分と酸化剤、キレート剤、酸性又はアルカリ性等の化学成分を含む研磨液を流下させつつ、研磨を行う。
【0003】
ＣＭＰ用の研磨パッドとしては、研磨レート及び平坦性の確保やスクラッチの抑制等の観点から、種々の研磨パッドが提案されている。例えば、特許文献１には、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、前記ポリウレタン樹脂発泡体は、イソシアネート成分、高分子量ポリオール、及びポリシロキサン基含有ジオールを含有するイソシアネート末端プレポリマーと、鎖延長剤とを含むポリウレタン原料組成物の反応硬化体である研磨パッドが提案されている。また、特許文献２には、ポリシロキサン化合物を含むポリオールとポリイソシアネートとの反応物であるイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー、及び、硬化剤を含有するウレタン樹脂組成物の発泡硬化物である研磨パッドが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第５８７５３００号
【特許文献2】特許第６４２４９８６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１によれば、同文献に記載の研磨パッドは、疎水性が高く、研磨層のスラリー排出性が向上するとともに、研磨層の吸水性及び膨潤性が低下するため、長時間研磨操作を行った場合であっても研磨速度の低下を抑制することができると評価されている。また、特許文献２によれば、同文献に記載の研磨パッドは、優れた研磨レートを有し、そのような研磨パッドを用いて研磨した被研磨材はスクラッチの発生が少なく、被研磨材表面の平滑性に優れた研磨物が得られると評価されている。
一方で、ＣＭＰ用の研磨パッドには、上述した性能の他、摩擦抵抗が低いことも要求される。摩擦抵抗が高すぎると、研磨パッドによる研磨負荷が高くなるため、被研磨物が研磨中に自転せず、その結果被研磨物の平坦性が悪化することとなる。加えて、発生した摩擦熱により研磨パッドの物性が研磨中に変化して研磨特性が損なわれる懸念がある。
特許文献１及び特許文献２に記載の技術においては、上述した摩擦抵抗の観点から、未だ改善の余地があるといえる。
一方で、ＣＭＰ用の研磨パッドには、上述した性能の他、摩擦抵抗が低いことも要求される。摩擦抵抗が高すぎると、研磨パッドによる研磨負荷が高くなるため、被研磨物が研磨中に自転せず、その結果被研磨物の平坦性が悪化することとなる。加えて、発生した摩擦熱により研磨パッドの物性が研磨中に変化して研磨特性が損なわれる懸念がある。
特許文献１及び特許文献２に記載の技術においては、上述した摩擦抵抗の観点から、未だ改善の余地があるといえる。
【0006】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、研磨パッドと被研磨物との摩擦抵抗を低減でき、被研磨物に良好な平坦性を付与することができる、研磨パッド等を提供することを目的とする。
【0007】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を進めた結果、所定の成分を含む研磨パッドによって上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0008】
すなわち、本発明は以下の態様を包含する。
［１］
研磨面を有する樹脂シートを備える研磨パッドであって、
前記樹脂シートが、ポリウレタン樹脂を含み、
前記ポリウレタン樹脂が、
下記式（Ｉ）で表されるポリシロキサンジオール（Ａ）に由来する単位（ａ）と、
ポリアミン（Ｂ）に由来する単位（ｂ）と、
前記ポリシロキサンジオール（Ａ）とは異なるポリオール化合物とポリイソシアネート化合物との反応物であって末端にイソシアネート基を有するプレポリマー（Ｃ）に由来する単位（ｃ）と、
を有し、
前記単位（ａ）の含有量が、前記ポリウレタン樹脂を１００質量％として、０．３～２０．０質量％である、研磨パッド。
（式（Ｉ）中、Ｒは、各々独立して、炭素数１～１０の有機基又は水素原子を表し、ｎは５～２５の整数を表す。）
［２］
前記ポリオール化合物が、任意成分として、ポリシロキサン化合物を含み、
前記ポリシロキサン化合物の含有量が、前記プレポリマー（Ｃ）を１００質量％として、１．０質量％未満である、［１］に記載の研磨パッド。
［３］
前記ポリシロキサンジオール（Ａ）が、前記式（Ｉ）における前記Ｒの全てがメチル基であるポリシロキサンジオール（Ａ１）を含む、［１］又は［２］に記載の研磨パッド。
［４］
前記ポリアミン（Ｂ）が、３，３’－ジクロロ－４，４’－ジアミノジフェニルメタンを含む、［１］～［３］のいずれかに記載の研磨パッド。
［５］
前記樹脂シートのＡ硬度が５０度以上であり、かつ、前記樹脂シートのＤ硬度が６０度以下である、［１］～［４］のいずれかに記載の研磨パッド。
［６］
前記樹脂シートの密度が、０．３～０．６ｇ／ｃｍ3である、［１］～［５］のいずれかに記載の研磨パッド。
［７］
前記樹脂シートの動摩擦力が、５．０～５．８ｋｇｆ／１００ｃｍ2である、［１］～［６］のいずれかに記載の研磨パッド。
［８］
前記樹脂シートの静摩擦力が、４．０～５．０ｋｇｆ／１００ｃｍ2である、［１］～［７］のいずれかに記載の研磨パッド。
［９］
下記式（Ｉ）で表されるポリシロキサンジオール（Ａ）と、ポリアミン（Ｂ）と、前記ポリシロキサンジオール（Ａ）とは異なるポリオール化合物とポリイソシアネート化合物との反応物であって末端にイソシアネート基を有するプレポリマー（Ｃ）と、を含む組成物であって、当該組成物中の前記ポリシロキサンジオール（Ａ）の含有量が、当該組成物を１００質量％として、０．３～２０．０質量％である組成物を、硬化反応に供し、ポリウレタン樹脂を含む樹脂シートを得る工程を含む、研磨パッドの製造方法。
（式（Ｉ）中、Ｒは、各々独立して、炭素数１～１０の有機基又は水素原子を表し、ｎは５～２５の整数を表す。）
［１０］
研磨スラリーの存在下、［１］～［８］のいずれかに記載の研磨パッドを用いて、被研磨物を研磨する研磨工程を含む、研磨加工物の製造方法。
［１１］
前記研磨加工物が、シリコンウェハである、［１０］に記載の研磨加工物の製造方法。
［１］
研磨面を有する樹脂シートを備える研磨パッドであって、
前記樹脂シートが、ポリウレタン樹脂を含み、
前記ポリウレタン樹脂が、
下記式（Ｉ）で表されるポリシロキサンジオール（Ａ）に由来する単位（ａ）と、
ポリアミン（Ｂ）に由来する単位（ｂ）と、
前記ポリシロキサンジオール（Ａ）とは異なるポリオール化合物とポリイソシアネート化合物との反応物であって末端にイソシアネート基を有するプレポリマー（Ｃ）に由来する単位（ｃ）と、
を有し、
前記単位（ａ）の含有量が、前記ポリウレタン樹脂を１００質量％として、０．３～２０．０質量％である、研磨パッド。
【化1】
［２］
前記ポリオール化合物が、任意成分として、ポリシロキサン化合物を含み、
前記ポリシロキサン化合物の含有量が、前記プレポリマー（Ｃ）を１００質量％として、１．０質量％未満である、［１］に記載の研磨パッド。
［３］
前記ポリシロキサンジオール（Ａ）が、前記式（Ｉ）における前記Ｒの全てがメチル基であるポリシロキサンジオール（Ａ１）を含む、［１］又は［２］に記載の研磨パッド。
［４］
前記ポリアミン（Ｂ）が、３，３’－ジクロロ－４，４’－ジアミノジフェニルメタンを含む、［１］～［３］のいずれかに記載の研磨パッド。
［５］
前記樹脂シートのＡ硬度が５０度以上であり、かつ、前記樹脂シートのＤ硬度が６０度以下である、［１］～［４］のいずれかに記載の研磨パッド。
［６］
前記樹脂シートの密度が、０．３～０．６ｇ／ｃｍ3である、［１］～［５］のいずれかに記載の研磨パッド。
［７］
前記樹脂シートの動摩擦力が、５．０～５．８ｋｇｆ／１００ｃｍ2である、［１］～［６］のいずれかに記載の研磨パッド。
［８］
前記樹脂シートの静摩擦力が、４．０～５．０ｋｇｆ／１００ｃｍ2である、［１］～［７］のいずれかに記載の研磨パッド。
［９］
下記式（Ｉ）で表されるポリシロキサンジオール（Ａ）と、ポリアミン（Ｂ）と、前記ポリシロキサンジオール（Ａ）とは異なるポリオール化合物とポリイソシアネート化合物との反応物であって末端にイソシアネート基を有するプレポリマー（Ｃ）と、を含む組成物であって、当該組成物中の前記ポリシロキサンジオール（Ａ）の含有量が、当該組成物を１００質量％として、０．３～２０．０質量％である組成物を、硬化反応に供し、ポリウレタン樹脂を含む樹脂シートを得る工程を含む、研磨パッドの製造方法。
【化2】
［１０］
研磨スラリーの存在下、［１］～［８］のいずれかに記載の研磨パッドを用いて、被研磨物を研磨する研磨工程を含む、研磨加工物の製造方法。
［１１］
前記研磨加工物が、シリコンウェハである、［１０］に記載の研磨加工物の製造方法。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、研磨パッドと被研磨物との摩擦抵抗を低減でき、被研磨物に良好な平坦性を付与することができる研磨パッド等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」という。）について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
【0012】
（研磨パッド）
本実施形態の研磨パッドは、研磨面を有する樹脂シートを備える研磨パッドであって、前記樹脂シートが、ポリウレタン樹脂を含み、前記ポリウレタン樹脂が、下記式（Ｉ）で表されるポリシロキサンジオール（Ａ）に由来する単位（ａ）と、ポリアミン（Ｂ）に由来する単位（ｂ）と、前記ポリシロキサンジオール（Ａ）とは異なるポリオール化合物とポリイソシアネート化合物との反応物であって末端にイソシアネート基を有するプレポリマー（Ｃ）に由来する単位（ｃ）と、を有し、前記単位（ａ）の含有量が、前記ポリウレタン樹脂を１００質量％として、０．３～２０．０質量％である。
本実施形態の研磨パッドは、上記のように構成されているため、研磨パッドと被研磨物との摩擦抵抗を低減でき、被研磨物に良好な平坦性を付与することができる。
本実施形態の研磨パッドは、研磨面を有する樹脂シートを備える研磨パッドであって、前記樹脂シートが、ポリウレタン樹脂を含み、前記ポリウレタン樹脂が、下記式（Ｉ）で表されるポリシロキサンジオール（Ａ）に由来する単位（ａ）と、ポリアミン（Ｂ）に由来する単位（ｂ）と、前記ポリシロキサンジオール（Ａ）とは異なるポリオール化合物とポリイソシアネート化合物との反応物であって末端にイソシアネート基を有するプレポリマー（Ｃ）に由来する単位（ｃ）と、を有し、前記単位（ａ）の含有量が、前記ポリウレタン樹脂を１００質量％として、０．３～２０．０質量％である。
本実施形態の研磨パッドは、上記のように構成されているため、研磨パッドと被研磨物との摩擦抵抗を低減でき、被研磨物に良好な平坦性を付与することができる。
【0013】
本実施形態の研磨パッドは、研磨面を有する所定の樹脂シートを少なくとも備えるものである。すなわち、本実施形態の研磨パッドは、本実施形態における樹脂シートのみからなっていてもよく、当該樹脂シート以外の構成を有するものであってもよい。本実施形態において、樹脂シート以外の構成としては、例えば、種々公知の、研磨層、クッション層及び接着層等が挙げられる。
【0014】
本実施形態において、「研磨面を有する樹脂シート」とは、本実施形態の研磨パッドの少なくとも１つの表面が本実施形態における樹脂シートの表面に対応しており、当該樹脂シートの表面が、本実施形態における研磨の際、被研磨物に押し当てられる研磨面となることを意味する。
【0015】
本実施形態の研磨パッドは、必要に応じて、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く、光透過部を備えてもよい。溝加工及びエンボス加工の形状に特に限定はなく、例えば、格子型、同心円型、及び放射型等の形状が挙げられる。
【0016】
（樹脂シート）
（ポリウレタン樹脂）
本実施形態における樹脂シートは、ポリウレタン樹脂を含む。すなわち、本実施形態における樹脂シートは、ポリウレタン樹脂をシート状に成形加工すること等により得ることができる。本実施形態におけるポリウレタン樹脂は、上記式（Ｉ）で表されるポリシロキサンジオール（Ａ）に由来する単位（ａ）と、ポリアミン（Ｂ）に由来する単位（ｂ）と、前記ポリシロキサンジオール（Ａ）とは異なるポリオール化合物とポリイソシアネート化合物との反応物であって末端にイソシアネート基を有するプレポリマー（Ｃ）に由来する単位（ｃ）を有する。
（ポリウレタン樹脂）
本実施形態における樹脂シートは、ポリウレタン樹脂を含む。すなわち、本実施形態における樹脂シートは、ポリウレタン樹脂をシート状に成形加工すること等により得ることができる。本実施形態におけるポリウレタン樹脂は、上記式（Ｉ）で表されるポリシロキサンジオール（Ａ）に由来する単位（ａ）と、ポリアミン（Ｂ）に由来する単位（ｂ）と、前記ポリシロキサンジオール（Ａ）とは異なるポリオール化合物とポリイソシアネート化合物との反応物であって末端にイソシアネート基を有するプレポリマー（Ｃ）に由来する単位（ｃ）を有する。
【0017】
（単位（ａ））
本実施形態における単位（ａ）は、ポリシロキサンジオール（Ａ）に由来する。
本実施形態において、ポリシロキサンジオール（Ａ）は、後述するプレポリマー（Ｃ）の硬化剤として機能し得る。
ポリシロキサンジオール（Ａ）は、下記式（Ｉ）で表されるものであり、分子鎖の両末端にヒドロキシ基を有しているため、片末端にのみヒドロキシ基を有しているポリシロキサンジオールと比較して、研磨パッドの強度が向上し、研磨パッドの性能が研磨中に経時変化することを抑制することができる。さらに、側鎖Ｒが炭素数１～１０の有機基又は水素原子であることにより、従来の研磨パッドの物性や反応性に影響を及ぼすことなく摩擦抵抗を低減することができ、つまり、物性や反応性を制御しやすい。
とりわけ、ポリシロキサンジオール（Ａ）が後述するプレポリマー（Ｃ）とは別体としてポリウレタン樹脂を構成することになるため、均質な研磨パッドが得られる。その理由については、特に限定する趣旨ではないが、本発明者らは次のように推測している。すなわち、ポリシロキサンジオール（Ａ）に由来する単位を有するプレポリマーは、粘度が上昇する傾向にあり、ポリウレタン樹脂の調製過程において均一な撹拌ができず、研磨パッドの組成にムラが生ずる原因となり得る。本実施形態においては、ポリシロキサンジオール（Ａ）が後述するプレポリマー（Ｃ）とは別体としてポリウレタン樹脂を構成するため、均質な研磨パッドが得られると推測される。均質な研磨パッドが得られることで、研磨面の面内において摩擦抵抗が均質となる傾向にあり、これにより、被研磨物の研磨中の自転を安定化させ、被研磨物に良好な平坦性を付与することができる。
本実施形態における単位（ａ）は、ポリシロキサンジオール（Ａ）に由来する。
本実施形態において、ポリシロキサンジオール（Ａ）は、後述するプレポリマー（Ｃ）の硬化剤として機能し得る。
ポリシロキサンジオール（Ａ）は、下記式（Ｉ）で表されるものであり、分子鎖の両末端にヒドロキシ基を有しているため、片末端にのみヒドロキシ基を有しているポリシロキサンジオールと比較して、研磨パッドの強度が向上し、研磨パッドの性能が研磨中に経時変化することを抑制することができる。さらに、側鎖Ｒが炭素数１～１０の有機基又は水素原子であることにより、従来の研磨パッドの物性や反応性に影響を及ぼすことなく摩擦抵抗を低減することができ、つまり、物性や反応性を制御しやすい。
とりわけ、ポリシロキサンジオール（Ａ）が後述するプレポリマー（Ｃ）とは別体としてポリウレタン樹脂を構成することになるため、均質な研磨パッドが得られる。その理由については、特に限定する趣旨ではないが、本発明者らは次のように推測している。すなわち、ポリシロキサンジオール（Ａ）に由来する単位を有するプレポリマーは、粘度が上昇する傾向にあり、ポリウレタン樹脂の調製過程において均一な撹拌ができず、研磨パッドの組成にムラが生ずる原因となり得る。本実施形態においては、ポリシロキサンジオール（Ａ）が後述するプレポリマー（Ｃ）とは別体としてポリウレタン樹脂を構成するため、均質な研磨パッドが得られると推測される。均質な研磨パッドが得られることで、研磨面の面内において摩擦抵抗が均質となる傾向にあり、これにより、被研磨物の研磨中の自転を安定化させ、被研磨物に良好な平坦性を付与することができる。
【化3】
【0018】
上記式（Ｉ）中、Ｒは、各々独立して、炭素数１～１０の有機基又は水素原子を表す。
炭素数１～１０の有機基としては、特に限定されないが、例えば、炭素数１～１０のアルキル基が挙げられる。
炭素数１～１０のアルキル基としては、特に限定されないが、例えば、メチル、エチル、ｎ－プロピル、イソプロピル、ｎ－ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ－ブチル、ｓｅｃ－ブチル、ｎ－ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔｅｒｔ－ペンチル、１，２－ジメチルプロピル、ｎ－ヘキシル、ｎ－ヘプチル、イソヘプチル、ｎ－オクチル、イソオクチル、ｎ－ノニル、ｎ－デシル等が挙げられる。
本実施形態において、研磨パッドの物性や反応性への影響を抑え、または、物性や反応性を制御しやすくする観点から、Ｒは炭素数１～５のアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。すなわち、本実施形態においては、研磨パッドの物性や反応性への影響を抑え、または、物性や反応を制御しやすくする観点から、ポリシロキサンジオール（Ａ）が、式（Ｉ）におけるＲの全てがメチル基であるポリシロキサンジオール（Ａ１）を含むことがとりわけ好ましい。
Ｒは、各々同じ基であってもよく、異なる基であってもよい。
上記式（Ｉ）中、ｎは、摩擦抵抗を低減する観点から、５以上の整数であり、研磨パッドの諸物性を調整しやすくする観点から、２５以下の整数である。上記と同様の観点から、ｎは、１０～２０の整数であることが好ましい。
炭素数１～１０の有機基としては、特に限定されないが、例えば、炭素数１～１０のアルキル基が挙げられる。
炭素数１～１０のアルキル基としては、特に限定されないが、例えば、メチル、エチル、ｎ－プロピル、イソプロピル、ｎ－ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ－ブチル、ｓｅｃ－ブチル、ｎ－ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔｅｒｔ－ペンチル、１，２－ジメチルプロピル、ｎ－ヘキシル、ｎ－ヘプチル、イソヘプチル、ｎ－オクチル、イソオクチル、ｎ－ノニル、ｎ－デシル等が挙げられる。
本実施形態において、研磨パッドの物性や反応性への影響を抑え、または、物性や反応性を制御しやすくする観点から、Ｒは炭素数１～５のアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。すなわち、本実施形態においては、研磨パッドの物性や反応性への影響を抑え、または、物性や反応を制御しやすくする観点から、ポリシロキサンジオール（Ａ）が、式（Ｉ）におけるＲの全てがメチル基であるポリシロキサンジオール（Ａ１）を含むことがとりわけ好ましい。
Ｒは、各々同じ基であってもよく、異なる基であってもよい。
上記式（Ｉ）中、ｎは、摩擦抵抗を低減する観点から、５以上の整数であり、研磨パッドの諸物性を調整しやすくする観点から、２５以下の整数である。上記と同様の観点から、ｎは、１０～２０の整数であることが好ましい。
【0019】
ポリシロキサンジオール（Ａ）自体は、種々公知の方法に基づいて合成することもできるし、市販品として入手することもできる。
【0020】
単位（ａ）の含有量は、ポリウレタン樹脂を１００質量％として、０．３～２０．０質量％である。上記含有量は、摩擦抵抗を低減する観点から、０．３質量％以上であり、研磨パッドの諸物性を調整しやすくする観点から、２０．０質量％以下である。上記含有量が０．３質量％未満であると、摩擦抵抗を低減できなくなり、２０．０質量％超であると、物性や反応性が大きく変動して制御が困難になったり、摩擦抵抗が下がりすぎて研磨レートが低下したり、研磨パッドを研磨装置に固定するための接着成分との相性が低下する場合がある。上述した観点から、上記含有量は、好ましくは０．３～１０質量％であることが好ましく、より好ましくは０．３～５質量％である。さらに、上記と同様の観点から、ポリシロキサンジオール（Ａ１）に由来する単位の含有量は、ポリウレタン樹脂を１００質量％として、０．３～２０．０質量％であることが好ましく、より好ましくは０．３～１０質量％であり、さらに好ましくは０．３～５質量％である。
単位（ａ）の含有量は、ポリウレタン樹脂の調製時（後述する組成物の調製時）の仕込み比より求めることもできるし、公知の元素分析・構造解析手段などにより分析して求めることもできる。
単位（ａ）の含有量は、ポリウレタン樹脂の調製時（後述する組成物の調製時）の仕込み比より求めることもできるし、公知の元素分析・構造解析手段などにより分析して求めることもできる。
【0021】
（単位（ｂ））
本実施形態における単位（ｂ）は、ポリアミン（Ｂ）に由来する。
本実施形態において、ポリアミン（Ｂ）は、後述するプレポリマー（Ｃ）の硬化剤として機能し得る。
ポリアミン（Ｂ）は、分子内に２つ以上のアミノ基を有する化合物を意味し、例えば、ジアミン化合物を使用することができる。
ポリアミン化合物としては、特に限定されないが、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等のアルキレンジアミン；イソホロンジアミン、ジシクロヘキシルメタン－４，４’－ジアミン等の脂肪族環を有するジアミン；３，３’－ジクロロ－４，４’－ジアミノジフェニルメタン（別名：メチレンビス－ｏ－クロロアニリン）（以下、ＭＯＣＡともいう。）等の芳香族環を有するジアミン；２－ヒドロキシエチルエチレンジアミン、２－ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、ジ－２－ヒドロキシエチルエチレンジアミン、ジ－２－ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、２－ヒドロキシプロピルエチレンジアミン、ジ－２－ヒドロキシプロピルエチレンジアミン等の水酸基を有するジアミン等が挙げられる。これらの中で、芳香族環を有するジアミンが好ましく、ＭＯＣＡがより好ましい。
ポリアミン化合物としては、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
本実施形態における単位（ｂ）は、ポリアミン（Ｂ）に由来する。
本実施形態において、ポリアミン（Ｂ）は、後述するプレポリマー（Ｃ）の硬化剤として機能し得る。
ポリアミン（Ｂ）は、分子内に２つ以上のアミノ基を有する化合物を意味し、例えば、ジアミン化合物を使用することができる。
ポリアミン化合物としては、特に限定されないが、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等のアルキレンジアミン；イソホロンジアミン、ジシクロヘキシルメタン－４，４’－ジアミン等の脂肪族環を有するジアミン；３，３’－ジクロロ－４，４’－ジアミノジフェニルメタン（別名：メチレンビス－ｏ－クロロアニリン）（以下、ＭＯＣＡともいう。）等の芳香族環を有するジアミン；２－ヒドロキシエチルエチレンジアミン、２－ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、ジ－２－ヒドロキシエチルエチレンジアミン、ジ－２－ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、２－ヒドロキシプロピルエチレンジアミン、ジ－２－ヒドロキシプロピルエチレンジアミン等の水酸基を有するジアミン等が挙げられる。これらの中で、芳香族環を有するジアミンが好ましく、ＭＯＣＡがより好ましい。
ポリアミン化合物としては、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【0022】
（単位（ｃ））
本実施形態における単位（ｃ）は、プレポリマー（Ｃ）に由来する。
プレポリマー（Ｃ）は、ポリシロキサンジオール（Ａ）とは異なるポリオール化合物とポリイソシアネート化合物との反応物であって、末端にイソシアネート基を有する。プレポリマー（Ｃ）の分子内には、ポリウレタン結合とイソシアネート基とが含まれる。
本実施形態における単位（ｃ）は、プレポリマー（Ｃ）に由来する。
プレポリマー（Ｃ）は、ポリシロキサンジオール（Ａ）とは異なるポリオール化合物とポリイソシアネート化合物との反応物であって、末端にイソシアネート基を有する。プレポリマー（Ｃ）の分子内には、ポリウレタン結合とイソシアネート基とが含まれる。
【0023】
ポリイソシアネート化合物は、分子内に２つ以上のイソシアネート基を有する化合物を意味する。ポリイソシアネート化合物としては、特に限定されないが、例えば、ジフェニルメタンジイソシアート、ｍ－フェニレンジイソシアネート、ｐ－フェニレンジイソシアネート、２，６－トリレンジイソシアネート（２，６－ＴＤＩ）、２，４－トリレンジイソシアネート（２，４－ＴＤＩ）、ナフタレン－１，４－ジイソシアネート、ジフェニルメタン－４，４'－ジイソシアネート、３，３'－ジメトキシ－４，４'－ビフェニルジイソシアネート、３，３'－ジメチルジフェニルメタン－４，４'－ジイソシアネート、キシリレン－１，４－ジイソシアネート、４，４'－ジフェニルプロパンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソフォロンジイソシアネート、プロピレン－１，２－ジイソシアネート、ブチレン－１，２－ジイソシアネート、シクロヘキシレン－１，２－ジイソシアネート、シクロヘキシレン－１，４－ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン－４，４'－ジイソシアネート（水添ＭＤＩ）、ｐ－フェニレンジイソチオシアネート、キシリレン－１，４－ジイソチオシアネート、及びエチリジンジイソチオシアネート等が挙げられる。これらの中で、ジイソシアネート化合物が好ましく、２，４－ＴＤＩ、及び２，６－ＴＤＩ、ＭＤＩがより好ましい。
ポリイソシアネート化合物としては、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
ポリイソシアネート化合物としては、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【0024】
ポリオール化合物は、分子内に２つ以上のアルコール性水酸基（ＯＨ）を有する化合物を意味し、上記式（Ｉ）で表される化合物に該当しない点においてポリシロキサンジオール（Ａ）とは相違する。ポリオール化合物としては、特に限定されないが、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、ブチレングリコール等のジオール化合物、トリオール化合物等；ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）、及びポリ（オキシテトラメチレン）グリコール（ＰＴＭＧ）等のポリエーテルポリオール化合物；エチレングリコールとアジピン酸との反応物やブチレングリコールとアジピン酸との反応物等のポリエステルポリオール化合物；ポリカーボネートポリオール化合物、並びにポリカプロラクトンポリオール化合物等が挙げられる。また、エチレンオキサイドを付加した３官能性プロピレングリコールを用いることもできる。
ポリオール化合物としては、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
ポリオール化合物としては、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【0025】
本実施形態において、ポリオール化合物が、任意成分として、ポリシロキサン化合物を含み、ポリシロキサン化合物の含有量が、前記プレポリマー（Ｃ）を１００質量％として、１．０質量％未満であることが好ましい。上記含有量が１．０質量％未満である場合、均質な研磨パッドが得られる傾向にある。その理由については、特に限定する趣旨ではないが、本発明者らは次のように推測している。すなわち、ポリシロキサン化合物に由来する単位を有するプレポリマー（Ｃ）は、粘度が上昇する傾向にあり、結果としてポリウレタン樹脂の調製過程において均一な撹拌ができず、研磨パッドの組成にムラが生ずる原因となり得るため、上記含有量が１．０質量％未満である場合、摩擦抵抗を十分に低減するだけでなく、上述したように均質な研磨パッドが得られる傾向にある。上記と同様の観点から、上記含有量は、０．５質量％未満であることが好ましく、実質的に含まない（０質量％である）ことがより好ましい。
【0026】
（その他の成分）
本実施形態における樹脂シートは、ポリウレタン樹脂以外に、添加剤に由来する成分を含有していてもよい。そのような添加剤としては、特に限定されないが、例えば、本実施形態の研磨パッドの製造方法において後述する、消泡剤、触媒、発泡剤、整泡剤、砥粒、染料、顔料、中実微粒子、難燃剤、親水化剤、疎水化剤、耐光剤、酸化防止剤、及び帯電防止剤等が挙げられる。
添加剤としては、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
本実施形態における樹脂シートは、ポリウレタン樹脂以外に、添加剤に由来する成分を含有していてもよい。そのような添加剤としては、特に限定されないが、例えば、本実施形態の研磨パッドの製造方法において後述する、消泡剤、触媒、発泡剤、整泡剤、砥粒、染料、顔料、中実微粒子、難燃剤、親水化剤、疎水化剤、耐光剤、酸化防止剤、及び帯電防止剤等が挙げられる。
添加剤としては、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【0027】
（樹脂シートの物性）
（硬度）
本実施形態において、研磨加工物の平坦性をより高める観点から、樹脂シートのＡ硬度は５０度以上であることが好ましい。
また、研磨加工物のスクラッチをより抑制させる観点から、本実施形態における樹脂シートのＤ硬度は６０度以下であることが好ましく、平坦性とスクラッチ抑制の両立の観点から、本実施形態における樹脂シートは、Ａ硬度が５０度以上であり、かつ、Ｄ硬度が６０度以下であることがより好ましい。
本実施形態における樹脂シートは、とりわけ、研磨加工物がシリコンウェハである場合は、平坦性とスクラッチ抑制が両立しやすい観点から、Ｄ硬度が３０度以上６０度以下であることが特に好ましい。
上記Ａ硬度及びＤ硬度は、後述する実施例に記載の方法に基づいて測定することができる。
上記Ａ硬度及びＤ硬度は、例えば、ポリウレタン樹脂の構成成分及び発泡剤の添加量を調整すること等により各々上記した範囲に調整することができる。
（硬度）
本実施形態において、研磨加工物の平坦性をより高める観点から、樹脂シートのＡ硬度は５０度以上であることが好ましい。
また、研磨加工物のスクラッチをより抑制させる観点から、本実施形態における樹脂シートのＤ硬度は６０度以下であることが好ましく、平坦性とスクラッチ抑制の両立の観点から、本実施形態における樹脂シートは、Ａ硬度が５０度以上であり、かつ、Ｄ硬度が６０度以下であることがより好ましい。
本実施形態における樹脂シートは、とりわけ、研磨加工物がシリコンウェハである場合は、平坦性とスクラッチ抑制が両立しやすい観点から、Ｄ硬度が３０度以上６０度以下であることが特に好ましい。
上記Ａ硬度及びＤ硬度は、後述する実施例に記載の方法に基づいて測定することができる。
上記Ａ硬度及びＤ硬度は、例えば、ポリウレタン樹脂の構成成分及び発泡剤の添加量を調整すること等により各々上記した範囲に調整することができる。
【0028】
（密度）
本実施形態において、研磨加工物の平坦性をより高める観点から、樹脂シートの密度は０．３～０．８ｇ／ｃｍ3であることが好ましく、より好ましくは０．３～０．６ｇ／ｃｍ3である。
上記密度は、後述する実施例に記載の方法に基づいて測定することができる。
上記密度は、例えば、後述する本実施形態の研磨パッドの製造方法を採用すること等により上記した範囲に調整することができる。例えば、本実施形態における樹脂シートの製造工程において、発泡剤の量を少なくする場合、樹脂シートの密度は高くなる傾向にある。
本実施形態において、研磨加工物の平坦性をより高める観点から、樹脂シートの密度は０．３～０．８ｇ／ｃｍ3であることが好ましく、より好ましくは０．３～０．６ｇ／ｃｍ3である。
上記密度は、後述する実施例に記載の方法に基づいて測定することができる。
上記密度は、例えば、後述する本実施形態の研磨パッドの製造方法を採用すること等により上記した範囲に調整することができる。例えば、本実施形態における樹脂シートの製造工程において、発泡剤の量を少なくする場合、樹脂シートの密度は高くなる傾向にある。
【0029】
（動摩擦力）
本実施形態において、研磨加工物の平坦性をより高める観点から、樹脂シートの動摩擦力は５．０～５．８ｋｇｆ／１００ｃｍ2であることが好ましく、より好ましくは５．２～５．７ｋｇｆ／１００ｃｍ2である。
上記動摩擦力は、後述する実施例に記載の方法に基づいて測定することができる。
上記動摩擦力は、例えば、ポリシロキサンジオール（Ａ）の配合量を増減すること等により各々上記した範囲に調整することができる。
本実施形態において、研磨加工物の平坦性をより高める観点から、樹脂シートの動摩擦力は５．０～５．８ｋｇｆ／１００ｃｍ2であることが好ましく、より好ましくは５．２～５．７ｋｇｆ／１００ｃｍ2である。
上記動摩擦力は、後述する実施例に記載の方法に基づいて測定することができる。
上記動摩擦力は、例えば、ポリシロキサンジオール（Ａ）の配合量を増減すること等により各々上記した範囲に調整することができる。
【0030】
（静摩擦力）
本実施形態において、研磨加工物の平坦性をより高める観点から、樹脂シートの静摩擦力は４．０～５．０ｋｇｆ／１００ｃｍ2であることが好ましく、より好ましくは４．５～５．０ｋｇｆ／１００ｃｍ2である。
上記静摩擦力は、後述する実施例に記載の方法に基づいて測定することができる。
上記静摩擦力は、例えば、ポリシロキサンジオール（Ａ）の配合量を増減すること等により各々上記した範囲に調整することができる。
本実施形態において、研磨加工物の平坦性をより高める観点から、樹脂シートの静摩擦力は４．０～５．０ｋｇｆ／１００ｃｍ2であることが好ましく、より好ましくは４．５～５．０ｋｇｆ／１００ｃｍ2である。
上記静摩擦力は、後述する実施例に記載の方法に基づいて測定することができる。
上記静摩擦力は、例えば、ポリシロキサンジオール（Ａ）の配合量を増減すること等により各々上記した範囲に調整することができる。
【0031】
（研磨パッドの製造方法）
本実施形態の研磨パッドの製造方法としては、前述した構成を有する研磨パッドが得られる方法であれば特に限定されないが、次の方法により研磨パッドを製造することが好ましい。すなわち、本実施形態の研磨パッドの製造方法は、上記式（Ｉ）で表されるポリシロキサンジオール（Ａ）と、ポリアミン（Ｂ）と、前記ポリシロキサンジオール（Ａ）とは異なるポリオール化合物とポリイソシアネート化合物との反応物であって末端にイソシアネート基を有するプレポリマー（Ｃ）と、を含む組成物であって、当該組成物中の前記ポリシロキサンジオール（Ａ）の含有量が、当該組成物を１００質量％として、０．３～２０．０質量％である組成物を、硬化反応に供し、ポリウレタン樹脂を含む樹脂シートを得る工程を含むことが好ましい。
本実施形態の研磨パッドの製造方法としては、前述した構成を有する研磨パッドが得られる方法であれば特に限定されないが、次の方法により研磨パッドを製造することが好ましい。すなわち、本実施形態の研磨パッドの製造方法は、上記式（Ｉ）で表されるポリシロキサンジオール（Ａ）と、ポリアミン（Ｂ）と、前記ポリシロキサンジオール（Ａ）とは異なるポリオール化合物とポリイソシアネート化合物との反応物であって末端にイソシアネート基を有するプレポリマー（Ｃ）と、を含む組成物であって、当該組成物中の前記ポリシロキサンジオール（Ａ）の含有量が、当該組成物を１００質量％として、０．３～２０．０質量％である組成物を、硬化反応に供し、ポリウレタン樹脂を含む樹脂シートを得る工程を含むことが好ましい。
【0032】
（組成物の調製）
本実施形態の研磨パッドの製造方法では、ポリシロキサンジオール（Ａ）と、ポリアミン（Ｂ）と、プレポリマー（Ｃ）と、を含む組成物を用いる。すなわち、本実施形態の研磨パッドの製造方法は、ポリシロキサンジオール（Ａ）と、ポリアミン（Ｂ）と、プレポリマー（Ｃ）と、を含む組成物を調製する工程を含むことができる。ここで使用できるポリシロキサンジオール（Ａ）、ポリアミン（Ｂ）及びプレポリマー（Ｃ）は、前述したとおりである。
本実施形態の研磨パッドの製造方法では、ポリシロキサンジオール（Ａ）と、ポリアミン（Ｂ）と、プレポリマー（Ｃ）と、を含む組成物を用いる。すなわち、本実施形態の研磨パッドの製造方法は、ポリシロキサンジオール（Ａ）と、ポリアミン（Ｂ）と、プレポリマー（Ｃ）と、を含む組成物を調製する工程を含むことができる。ここで使用できるポリシロキサンジオール（Ａ）、ポリアミン（Ｂ）及びプレポリマー（Ｃ）は、前述したとおりである。
【0033】
組成物の調製においては、例えば、３０℃～９０℃に加温したプレポリマー（Ｃ）と、ポリシロキサンジオール（Ａ）及びポリアミン（Ｂ）とを温度調整可能なジャケット付き混合機に投入し、３０℃～１３０℃で攪拌すればよい。この際、必要に応じて攪拌機付きジャケット付きのタンクにポリシロキサンジオール（Ａ）、ポリアミン（Ｂ）及びプレポリマー（Ｃ）を入れて熟成させてもよい。攪拌時間は混合機の歯数や回転数、クリアランス等によって適宜調整することができるが、例えば０．１秒～６０秒である。
【0034】
本実施形態における組成物に含まれるポリシロキサンジオール（Ａ）及びポリアミン（Ｂ）は、プレポリマー（Ｃ）の硬化剤として機能する。一方、本実施形態における組成物は、ポリシロキサンジオール（Ａ）及びポリアミン（Ｂ）以外に、硬化剤として機能する成分（以下、「他の硬化剤」ともいう。）を含んでいてもよい。他の硬化剤としては、特に限定されないが、例えば、水酸基含有化合物等が挙げられる。水酸基含有化合物としては、特に限定されないが、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、１，４－ブタンジオール、１，３－ブタンジオール、２，３－ブタンジオール、１，２－ブタンジオール、３－メチル－１，２－ブタンジオール、１，２－ペンタンジオール、１，４－ペンタンジオール、２，４－ペンタンジオール、２，３－ジメチルトリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、３－メチル－４，３－ペンタンジオール、３－メチル－４，５－ペンタンジオール、２，２，４－トリメチル－１，３－ペンタンジオール、１，６－ヘキサンジオール、１，５－ヘキサンジオール、１，４－ヘキサンジオール、２，５－ヘキサンジオール、１，４－シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、トリメチロールメタン、ポリテトラメチレングリコール、ポリエチレングリコール、及びポリプロピレングリコール等が挙げられる。
他の硬化剤としては、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
他の硬化剤としては、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【0035】
ポリシロキサンジオール（Ａ）、ポリアミン（Ｂ）及び他の硬化剤の活性水素当量（例えば、ＮＨ2当量、及びＯＨ当量）は、特に限定されず、例えば５０以上５０００以下であってもよく、１００以上４０００以下であってもよく、１３０以上３０００以下であってもよい。また、水酸基含有化合物に該当する硬化剤のＯＨ当量は、１００以上５０００以下であってもよく、２００以上４０００以下であってもよく、３００以上３０００以下であってもよい。アミノ基含有化合物に該当する硬化剤のＮＨ2当量は、５０以上２０００以下であってもよく、７５以上１０００以下であってもよく、１００以上３００以下であってもよい。
【0036】
本実施形態における組成物中、ポリシロキサンジオール（Ａ）、ポリアミン（Ｂ）及び他の硬化剤の使用量の合計は、プレポリマー（Ｃ）が有する官能基の数を１としたときの、ポリシロキサンジオール（Ａ）、ポリアミン（Ｂ）及び他の硬化剤に存在する活性水素基（アミノ基及び水酸基）の当量比であるＲ値により規定することが好ましい。本実施形態においては、Ｒ値が０．７以上１．２以下になるように調整されることが好ましく、より好ましくは０．７以上１．０以下である。
【0037】
プレポリマー（Ｃ）のＮＣＯ当量は、好ましくは１５０以上７００以下であり、より好ましくは２００以上６００以下であり、更に好ましくは２００以上５００以下である。「ＮＣＯ当量」とは、“（ポリイソシアネート化合物の質量部＋ポリオール化合物の質量部）／［（ポリイソシアネート化合物１分子当たりの官能基数×ポリイソシアネート化合物の質量部／ポリイソシアネート化合物の分子量）－（ポリオール化合物１分子当たりの官能基数×ポリオール化合物の質量部／ポリオール化合物の分子量）］”で求められる、ＮＣＯ基１個当たりのウレタンプレポリマーの分子量を示す数値である。
【0038】
プレポリマー（Ｃ）の使用量は特に限定されず、前述したＲ値によって決定してもよいが、組成物全量に対して、好ましくは３０質量部以上９０質量部以下であり、より好ましくは４０質量部以上８０質量部以下である。
【0039】
本実施形態における組成物は、ポリシロキサンジオール（Ａ）、ポリアミン（Ｂ）及びプレポリマー（Ｃ）以外の成分を添加剤として含んでいてもよい。添加剤としては、ポリプロピレングリコールのような溶媒（希釈剤）；シリコーン系消泡剤のような消泡剤；触媒；水や中空微粒子のような発泡剤；シリコーン系整泡剤のような整泡剤；並びに、酸化セリウムのようなフィラー（砥粒）；染料；顔料；中実微粒子；難燃剤；親水化剤；疎水化剤；耐光剤；酸化防止剤；帯電防止剤等が挙げられる。
【0040】
本実施形態における組成物中のポリシロキサンジオール（Ａ）の含有量としては、当該組成物を１００質量％として、０．３～２０．０質量％である。上記含有量は、摩擦抵抗を低減する観点から、０．３質量％以上であり、研磨パッドの諸物性を調整しやすくする観点から、２０．０質量％以下である。上記含有量が０．３質量％未満であると、摩擦抵抗を低減できなくなり、２０．０質量％超であると、物性や反応性が大きく変動して制御が困難になったり、摩擦抵抗が下がりすぎて研磨レートが低下したり、研磨パッドを研磨装置に固定するための接着成分との相性が低下する場合がある。上述した観点から、上記含有量は、好ましくは０．３～１０質量％であることが好ましく、より好ましくは０．３～５質量％である。さらに、上記と同様の観点から、本実施形態における組成物中のポリシロキサンジオール（Ａ１）の含有量は、ポリウレタン樹脂を１００質量％として、０．３～２０．０質量％であることが好ましく、より好ましくは０．３～１０質量％であり、さらに好ましくは０．３～５質量％である。
【0041】
本実施形態における組成物において、ポリシロキサンジオール（Ａ）は、プレポリマー（Ｃ）とは別体として添加される。そのため、均質な研磨パッドが得られる。その理由については、特に限定する趣旨ではないが、本発明者らは次のように推測している。すなわち、ポリシロキサンジオール（Ａ）に由来する単位を有するプレポリマーは、粘度が上昇する傾向にあり、ポリウレタン樹脂の調製過程において均一な撹拌ができず、研磨パッドの組成にムラが生ずる原因となり得る。本実施形態においては、ポリシロキサンジオール（Ａ）がプレポリマー（Ｃ）とは別体として組成物に添加されるため、均質な研磨パッドが得られると推測される。
【0042】
（樹脂シートの作製）
本実施形態においては、上記のようにして得られた組成物を硬化反応に供し、ポリウレタン樹脂を含む樹脂シートを得る。具体的には、例えば、３０℃～１５０℃に予熱した型枠内に本実施形態における組成物を流し込み、３０℃～１５０℃程度で１０分～５時間程度加熱すればよい。これにより、少なくともポリシロキサンジオール（Ａ）、ポリアミン（Ｂ）及びプレポリマー（Ｃ）が反応してポリウレタン樹脂を形成することにより、上記組成物が硬化する。また、更に、オーブンにより、５０℃～１８０℃程度で１０分～１０時間程度加熱することで、２次硬化してもよい。上記のように組成物を硬化させる際の反応温度は、用いるポリシロキサンジオール（Ａ）、ポリアミン（Ｂ）及びプレポリマー（Ｃ）並びに任意の添加剤の種類や配合比等によって適宜調整することができ、反応温度を調整することにより、硬化反応の反応速度を制御し、得られる研磨パッドの諸物性を制御することができる傾向にある。
本実施形態においては、上記のようにして得られた組成物を硬化反応に供し、ポリウレタン樹脂を含む樹脂シートを得る。具体的には、例えば、３０℃～１５０℃に予熱した型枠内に本実施形態における組成物を流し込み、３０℃～１５０℃程度で１０分～５時間程度加熱すればよい。これにより、少なくともポリシロキサンジオール（Ａ）、ポリアミン（Ｂ）及びプレポリマー（Ｃ）が反応してポリウレタン樹脂を形成することにより、上記組成物が硬化する。また、更に、オーブンにより、５０℃～１８０℃程度で１０分～１０時間程度加熱することで、２次硬化してもよい。上記のように組成物を硬化させる際の反応温度は、用いるポリシロキサンジオール（Ａ）、ポリアミン（Ｂ）及びプレポリマー（Ｃ）並びに任意の添加剤の種類や配合比等によって適宜調整することができ、反応温度を調整することにより、硬化反応の反応速度を制御し、得られる研磨パッドの諸物性を制御することができる傾向にある。
【0043】
上記のようにして得られた樹脂シートから、適当な厚さの樹脂シートに切り出して使用することもでき、得られた樹脂シートは、３０℃～１５０℃で１時間～２４時間程度エイジングしてもよい。
【0044】
上記のようにして得られた樹脂シートは、例えば、その後、片面に両面テープなどの、研磨装置への固定手段が貼り付けられ、所定形状、好ましくは円板状にカットされて、本実施形態の研磨パッドとして使用することもできる。研磨装置への固定手段としては、特に限定されず、従来公知の両面テープや接着テープ、接着剤、粘着剤、面ファスナーなどの中から任意に選択して用いることができる。
【0045】
また、本実施形態の研磨パッドは、樹脂シートのみからなる単層構造であってもよく、樹脂シートの片面に他の層（クッション層、又は基板層）を貼り合わせた複層からなっていてもよい。複層構造を有する場合には、両面テープや接着剤等を用いて、複数の層同士を必要により加圧しながら接着、固定すればよい。用いられる両面テープ、及び接着剤としては、特に限定されず、従来公知の両面テープ及び接着剤の中から任意に選択して用いることができる。
【0046】
更に、本実施形態の研磨パッドは、必要に応じて、表面に溝加工、エンボス加工、及び／又は、穴加工（パンチング加工）を施してもよい。溝加工及びエンボス加工の形状に特に限定はなく、例えば、格子型、同心円型、放射型などの形状が挙げられる。
【0047】
また、研磨パッドは、樹脂シートの表面及び／又は裏面にドレス（研削処理）を施してもよい。ドレス処理としては、特に限定されず、ダイヤモンドドレッサーによる研削等の公知の方法によりドレスすることができる。
【0048】
（研磨加工物の製造方法）
本実施形態の研磨加工物の製造方法は、研磨スラリーの存在下、本実施形態の研磨パッドを用いて、被研磨物を研磨し、研磨加工物を得る研磨工程を含む。研磨工程は、一次研磨（粗研磨）であってもよく、仕上げ研磨であってもよく、それら両方の研磨を兼ねるものであってもよい。
本実施形態の研磨加工物の製造方法は、研磨スラリーの存在下、本実施形態の研磨パッドを用いて、被研磨物を研磨し、研磨加工物を得る研磨工程を含む。研磨工程は、一次研磨（粗研磨）であってもよく、仕上げ研磨であってもよく、それら両方の研磨を兼ねるものであってもよい。
【0049】
本実施形態の研磨加工物の製造方法においては、研磨スラリーの供給と共に、保持定盤で被研磨物を研磨パッド側に押圧しながら、保持定盤と研磨用定盤とを相対的に回転させることで、被研磨物の加工面が研磨パッドで化学機械研磨により研磨加工される。保持定盤と研磨用定盤は、互いに異なる回転速度で同方向に回転してもよく、異方向に回転してもよい。また、被研磨物は、研磨加工中に、枠部の内側で移動（自転）しながら研磨加工されてもよい。
【0050】
研磨スラリーは、被研磨物や研磨条件等に応じて、水、過酸化水素に代表される酸化剤、酸成分、アルカリ成分等の化学成分、添加剤、並びに砥粒（研磨粒子；例えば、ＳｉＣ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、及びＣｅＯ2）等を含んでいてもよい。
【0051】
また、被研磨物としては、特に限定されないが、例えば、レンズ、平行平面板、及び反射ミラーのような光学材料、半導体ウェハ、半導体デバイス、ハードディスク用基板、金属、並びにセラミック等の材料が挙げられるが、被研磨物の自転性能（研磨パッドとの低摩擦抵抗）及び、研磨パッドの諸物性の精度が要求される観点から、好ましくは半導体ウェハであり、より好ましくはシリコンウェハであれば、より顕著に平坦性が向上する傾向にある。
【実施例0052】
以下、実施例及び比較例を用いて本実施形態をより具体的に説明する。本実施形態は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
【0053】
［実施例１］
まず、ポリシロキサンジオール（上記式（Ｉ）においてＲの全てがメチル基であり、ｎ＝１３．６５；活性水素当量５８８）０．８２質量部、分散剤としてのポリプロピレングリコール（活性水素当量１００９）１．２２質量部、発泡剤としての水０．０８質量部、触媒（東ソー株式会社製、製品名「トヨキャットＥＴ」）０．０５質量部、及びシリコーン系整泡剤０．４１質量部を混合し、減圧脱泡して、第１の混合液を得た。
次いで、２，４－トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ；主成分）とポリオール化合物（ＰＴＭＧ；重量平均分子量６５０）とに由来する単位を含む、ＮＣＯ当量４００のイソシアネート末端ウレタンプレポリマー７８．１８質量部を減圧脱泡した後、第１の混合液に加え、第２の混合液を得た。
さらに、ＭＯＣＡ１９．２４質量部を減圧脱泡した後、第２の混合液に加え、実施例１に係る組成物を得た。
組成物調製時の仕込み比より、組成物のＲ値は０．８２５と算出した。また、組成物中のポリシロキサンジオール（Ａ）の含有量は、当該組成物を１００質量％として、０．８２質量％と特定した。
まず、ポリシロキサンジオール（上記式（Ｉ）においてＲの全てがメチル基であり、ｎ＝１３．６５；活性水素当量５８８）０．８２質量部、分散剤としてのポリプロピレングリコール（活性水素当量１００９）１．２２質量部、発泡剤としての水０．０８質量部、触媒（東ソー株式会社製、製品名「トヨキャットＥＴ」）０．０５質量部、及びシリコーン系整泡剤０．４１質量部を混合し、減圧脱泡して、第１の混合液を得た。
次いで、２，４－トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ；主成分）とポリオール化合物（ＰＴＭＧ；重量平均分子量６５０）とに由来する単位を含む、ＮＣＯ当量４００のイソシアネート末端ウレタンプレポリマー７８．１８質量部を減圧脱泡した後、第１の混合液に加え、第２の混合液を得た。
さらに、ＭＯＣＡ１９．２４質量部を減圧脱泡した後、第２の混合液に加え、実施例１に係る組成物を得た。
組成物調製時の仕込み比より、組成物のＲ値は０．８２５と算出した。また、組成物中のポリシロキサンジオール（Ａ）の含有量は、当該組成物を１００質量％として、０．８２質量％と特定した。
【0054】
実施例１に係る組成物を８０℃に加熱した型枠（８５０ｍｍ×８５０ｍｍの正方形の形状）に注型し、４０分間、８０℃にて一次硬化させて第１の樹脂発泡体を得た。樹脂発泡体を型枠から抜き出し、オーブンにて１３０℃で８時間、二次硬化させて第２の樹脂発泡体を得た。第２の樹脂発泡体を厚さ方向にわたって１．３ｍｍ厚にスライスして、実施例１に係る樹脂シートを得た。得られた樹脂シートを実施例１に係る研磨パッドとして後述する評価に供した。
組成物調製時の仕込み比より、樹脂シートを構成するポリウレタン樹脂において、単位（ａ）の含有量は前記ポリウレタン樹脂を１００質量％として、０．８２質量％と特定した。
組成物調製時の仕込み比より、樹脂シートを構成するポリウレタン樹脂において、単位（ａ）の含有量は前記ポリウレタン樹脂を１００質量％として、０．８２質量％と特定した。
【0055】
［比較例１］
実施例１において、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーの使用量を７８．６８質量部に、ＭＯＣＡの使用量を１９．５９質量部に、ポリシロキサンジオールの使用量を０質量部（不使用）に、分散剤の使用量を１．２質量部に、シリコーン系整泡剤の使用量を０．４０質量部に、それぞれ変更したことを除き、実施例１と同様にして比較例１に係る組成物を得た。組成物のＲ値は０．８２５であった。
実施例１において、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーの使用量を７８．６８質量部に、ＭＯＣＡの使用量を１９．５９質量部に、ポリシロキサンジオールの使用量を０質量部（不使用）に、分散剤の使用量を１．２質量部に、シリコーン系整泡剤の使用量を０．４０質量部に、それぞれ変更したことを除き、実施例１と同様にして比較例１に係る組成物を得た。組成物のＲ値は０．８２５であった。
【0056】
比較例１に係る組成物を、実施例１と同様に加工して、比較例１に係る樹脂シートを得た。得られた樹脂シートを比較例１に係る研磨パッドとして後述する評価に供した。
【0057】
［摩擦力］
後述する実施例及び比較例にて得られた研磨パッドの摩擦力を、万能引張試験機（オリエンテック社製「Ｔｅｎｓｉｌｏｎ ＲＴＣ－１２１０Ａ」）を用い、２５℃、湿度６０％の条件下で測定した。
後述する実施例及び比較例にて得られた研磨パッドをサイズ１２０ｍｍ×１９０ｍｍに切り出し、サンプルとした。まず、研磨時のスラリー湿潤状態を再現するために、サンプルを次の前処理に供した。すなわち、サンプルを水に１５分間浸漬させた後、サンプルを試験機の測定台に両面テープで固定した。固定したサンプルの表面に霧吹きで水を５回吹きかけ、サンプルの表面をゴムベラで２回掻き、水分を均一化させた。
次いで、前処理したサンプルの上に１００ｍｍ×１００ｍｍのガラス板を重ねた。ガラス板に荷重１０ｋｇを負荷しながら、ガラス板を引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎで剪断方向へ８０ｍｍ引っ張る間の引張力から動摩擦力を測定した。動摩擦力を測定する際の動き始めの値を静摩擦力とした。各例につき５回測定を実施し、平均値を採用した。
後述する実施例及び比較例にて得られた研磨パッドの摩擦力を、万能引張試験機（オリエンテック社製「Ｔｅｎｓｉｌｏｎ ＲＴＣ－１２１０Ａ」）を用い、２５℃、湿度６０％の条件下で測定した。
後述する実施例及び比較例にて得られた研磨パッドをサイズ１２０ｍｍ×１９０ｍｍに切り出し、サンプルとした。まず、研磨時のスラリー湿潤状態を再現するために、サンプルを次の前処理に供した。すなわち、サンプルを水に１５分間浸漬させた後、サンプルを試験機の測定台に両面テープで固定した。固定したサンプルの表面に霧吹きで水を５回吹きかけ、サンプルの表面をゴムベラで２回掻き、水分を均一化させた。
次いで、前処理したサンプルの上に１００ｍｍ×１００ｍｍのガラス板を重ねた。ガラス板に荷重１０ｋｇを負荷しながら、ガラス板を引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎで剪断方向へ８０ｍｍ引っ張る間の引張力から動摩擦力を測定した。動摩擦力を測定する際の動き始めの値を静摩擦力とした。各例につき５回測定を実施し、平均値を採用した。
【0058】
［密度］
樹脂シートから切り出したサンプルの体積と重量から密度を算出した。
樹脂シートから切り出したサンプルの体積と重量から密度を算出した。
【0059】
［硬度］
Ａ硬度は、Ａ型硬度計（日本工業規格、ＪＩＳ Ｋ ７３１１）により測定した。Ｄ硬度は、Ｄ型硬度計（ＪＩＳ Ｋ ７３１１）により測定した。
Ａ硬度は、Ａ型硬度計（日本工業規格、ＪＩＳ Ｋ ７３１１）により測定した。Ｄ硬度は、Ｄ型硬度計（ＪＩＳ Ｋ ７３１１）により測定した。
【0060】
［平坦度評価］
研磨パッドを用いて、シリコンウェハの両面を研磨した。具体的には、シリコンウェハの表面形状を監視しながら研磨し、シリコンウェハの厚みの平均値がキャリア（被研磨物保持材）の厚みと同程度付近になり、表面形状が最も良好となった時点で研磨を終了した。研磨の際の条件は次のとおりとした。
（研磨条件）
被研磨物：シリコンウェハ（直径３００ｍｍφ、厚み７７９μｍ）
研磨機：スピードファム株式会社製「ＤＳＭ２０Ｂ－５Ｐ－５Ｄ」
研磨液：フジミインコーポレーテッド社製のアルカリ溶液（コロイダルシリカ含有；ｐＨ１０．５）
下定盤回転数 ：３５．０ｒｐｍ
上定盤回転数 ：－１３．４ｒｐｍ
インターナル回転数：７．０ｒｐｍ
サンギア回転数 ：２５．０ｒｐ
研磨荷重 ：５２８７Ｎ
研磨パッドを用いて、シリコンウェハの両面を研磨した。具体的には、シリコンウェハの表面形状を監視しながら研磨し、シリコンウェハの厚みの平均値がキャリア（被研磨物保持材）の厚みと同程度付近になり、表面形状が最も良好となった時点で研磨を終了した。研磨の際の条件は次のとおりとした。
（研磨条件）
被研磨物：シリコンウェハ（直径３００ｍｍφ、厚み７７９μｍ）
研磨機：スピードファム株式会社製「ＤＳＭ２０Ｂ－５Ｐ－５Ｄ」
研磨液：フジミインコーポレーテッド社製のアルカリ溶液（コロイダルシリカ含有；ｐＨ１０．５）
下定盤回転数 ：３５．０ｒｐｍ
上定盤回転数 ：－１３．４ｒｐｍ
インターナル回転数：７．０ｒｐｍ
サンギア回転数 ：２５．０ｒｐ
研磨荷重 ：５２８７Ｎ
【0061】
上記のようにして研磨されたシリコンウェハを対象とし、平坦度測定装置（ＫＯＢＥＬＣＯ社製「ＬＳＷ３０２０ＦＥ」）を用いて、シリコンウェハの表面形状（厚み）を計測し、グラフを得た。得られたグラフから、端部形状（端部ダレ）を評価した。
【0062】
［評価結果］
実施例１及び比較例１に係る研磨パッドを評価した結果を下記の表１に併せて示す。
実施例１及び比較例１に係る研磨パッドを評価した結果を下記の表１に併せて示す。
【0063】
【表1】
【0064】
実施例１の研磨パッドを用いて研磨したシリコンウェハの平坦度を測定した結果を図１に示す。図１のグラフにおいて、横軸はシリコンウェハの被研磨面の中心からの距離（ｍｍ）を表し、縦軸は対応する位置におけるシリコンウェハの厚さ（μｍ）表す（後述の図２においても同じ。）。図１において、グラフの両端が急落しておらず（端部ダレが発生しておらず）、シリコンウェハは良好な平坦性を有すると評価された。なお、グラフの両端の急落は、他の部分の厚みと比較して、シリコンウェハの端部の厚みが極端に減少している（端部ダレが発生している）ことを示す。
【0065】
また、実施例１の研磨パッドに両面テープを貼り合わせたところ、問題なく貼り合わせることができた。ポリシロキサンジオールの使用量が所望とされる値（単位（ａ）の含有量として、ポリウレタン樹脂１００質量％に対して０．３～２０．０質量％）であったため、ポリシロキサンジオールを含有しているにも関わらず、貼り合わせが良好であったと考えられる。
【0066】
【産業上の利用可能性】
【0067】
本発明の研磨パッドは、レンズ、平行平面板、及び反射ミラーのような光学材料、半導体ウェハ、半導体デバイス、ハードディスク用基板、金属、並びにセラミック等の材料の研磨（とりわけ化学機械研磨（ＣＭＰ））に用いられる研磨パッドとして、産業上の利用可能性を有する。
【図1】
【図2】
