研磨パッド及び研磨パッドの製造方法
【課題】被研磨物の平坦性を向上させることができる研磨パッドを提供する。
【解決手段】研磨パッド２０は、湿式成膜法により連続的に形成され内部にセル３が形成されたウレタンシート１２を備えている。ウレタンシート１２は、湿式成膜後に成膜基材の成膜樹脂が形成された面の反対側の面を圧接ローラに圧接させ、スキン層側にバフ処理が施されている。スキン層はバフ処理により除去され研磨面Ｐに開孔５が形成されている。バフ処理時に使用されるサンドペーパは、ＰＥＴ等の可撓性のフィルム基材を有しており、フィルム基材の表面にはウレタン樹脂で砥粒が固定されている。バフ処理による砥粒の脱落が低減する。
【解決手段】研磨パッド２０は、湿式成膜法により連続的に形成され内部にセル３が形成されたウレタンシート１２を備えている。ウレタンシート１２は、湿式成膜後に成膜基材の成膜樹脂が形成された面の反対側の面を圧接ローラに圧接させ、スキン層側にバフ処理が施されている。スキン層はバフ処理により除去され研磨面Ｐに開孔５が形成されている。バフ処理時に使用されるサンドペーパは、ＰＥＴ等の可撓性のフィルム基材を有しており、フィルム基材の表面にはウレタン樹脂で砥粒が固定されている。バフ処理による砥粒の脱落が低減する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は研磨パッドに係り、特に、湿式成膜法で形成された発泡構造を有する樹脂シートを備えた研磨パッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズ、平行平面板、反射ミラー等の光学材料、ハードディスク用基板、シリコンウエハ、液晶ディスプレイ用ガラス基板等の材料（被研磨物）では、高精度な平坦性が要求されるため、研磨パッドを使用した研磨加工が行われている。このような被研磨物の研磨加工では、平坦性の向上を図るために一度研磨加工（一次研磨）した後に仕上げ加工（二次研磨）が広く行われている。研磨加工時には、被研磨物および研磨パッド間に研磨粒子を含む研磨液（スラリ）が供給される。
【０００３】
一般に、仕上げ加工用研磨パッドには、湿式成膜法で形成されたポリウレタン樹脂製の樹脂シートが使用されている。湿式成膜法では、樹脂を水混和性の有機溶媒に溶解させた樹脂溶液をシート状の成膜基材に塗布後、水系凝固液中で樹脂を凝固再生させる。製造された樹脂シートの表面には緻密な微多孔が形成された厚さ数μｍ程度の表面層（スキン層）が形成されている。緻密に形成された微多孔のため、スキン層の表面はミクロな平坦性を有している。このため、スキン層側が被研磨物の仕上げ加工に好適に使用されている。
【０００４】
ところが、湿式成膜法では、樹脂溶液が粘性を有するため、成膜基材への塗布時に厚みバラツキが生じると共に、凝固再生時の有機溶媒と水系凝固液との置換により厚みバラツキが生じやすい。このため、樹脂シート自体の表面平坦性が損なわれ大きく波打った表面となる。厚みバラツキが生じた樹脂シートを使用した研磨パッドで被研磨物の研磨加工を行うと、樹脂シートの厚みの大きな部分で被研磨物にかかる圧力が大きくなるため、当該部分の加工面が大きく研磨されて平坦性を損なうこととなる。換言すれば、被研磨物の平坦性を向上させるためには、仕上げ加工に好適なスキン層のミクロな平坦性を残したまま樹脂シート自体の厚みバラツキを減少させてマクロな平坦性を向上させることが重要である。
【０００５】
湿式成膜法で作製された樹脂シートの厚みバラツキを低減させ、またスラリの保持性を確保するために、略平坦な表面を有する支持体に樹脂シートの一面側を圧接させ他面側がバフ処理（表面サンディンング）されている。通常、バフ処理には、基材に砥粒が樹脂で固定され支持体に支持されたサンドペーパが用いられる。このサンドペーパでは、砥粒の一部が接着樹脂表面から突出しており、砥粒の突出した部分で樹脂シートの表面が削り取られる。サンドペーパに固定された砥粒の粒径やバフ処理で削り取るバフ量（研削量）を調整することで表面を平坦化することが可能となる。例えば、メモリーディスク用のニッケルリンメッキされたアルミニウム基板を仕上げ加工することを目的として、湿式成膜法で得られた樹脂シートの表面を常法で穴開けした後に仕上げバフ処理により表面粗さを５０μｍ以下とした研磨パッドの技術が開示されている（特許文献１参照）。また、半導体基板の高い平坦度を達成することを目的として、湿式成膜法で得られた樹脂シートの表面をバフ処理により表面の‘けば’を平滑化させ、表面粗さＲａを２１μｍ以下とした研磨パッドの技術が開示されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３３５９７９号公報
【特許文献２】特開２００７−４４８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１、特許文献２の技術では、いずれもサンドペーパに固定された砥粒の粒径や研削量を調整することで表面粗さを改善することができるものの、バフ処理に使用するサンドペーパの基材、その表面に固定される砥粒の大きさや接着剤については特に言及されていない。従来用いられているサンドペーパは、紙基材の上に一次接着剤（下引き）としてフェノール樹脂が塗工され、静電塗装方式でアルミナの砥粒が一様に直立状に塗装された後、二次接着剤（上引き）としてフェノール樹脂で固定されたものが一般的に使用されている。フェノール樹脂は耐水、耐熱、対脱粒性および、研削性に優れ、幅広く使用されているが、柔軟性に劣り硬くてもろい特性を有している。このため、特にサンドペーパの取り付け取り外し時に発生する折れ曲がりやねじれなどにより接着剤層にひび割れ等の脆弱な部分が生じ、バフ処理中に、ひび割れ等が生じた箇所でサンドペーパの砥粒が脱落しやすくなる。サンドペーパから脱落した砥粒は、バフ処理時に研磨パッドにかかる圧力により、樹脂シートのセル内に入り込むこととなる。砥粒がセル内に入り込んだ研磨パッドで被研磨物の研磨加工を行うと、研磨加工中に供給されるスラリがセル内を出入りするため、セル内に入り込んだ砥粒が樹脂シートの外に押し出される。押し出されたサンドペーパ由来の砥粒はスラリに含まれる研磨粒子等と比較すると粒子径が非常に大きいため、外に押し出された砥粒が被研磨物にスクラッチ等の欠陥を生じさせることとなり、高精度な平坦が難しくなる。
【０００８】
本発明は上記事案に鑑み、被研磨物の平坦性を向上させることができる研磨パッド及び研磨パッドの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、湿式成膜法により内部に多数のセルが形成され、被研磨物を研磨加工するための研磨面を有する樹脂シートを備えた研磨パッドにおいて、前記樹脂シートは、可撓性を有するフィルム基材の表面に弾性樹脂材で砥粒が固定されたバフシートにより前記研磨面側がバフ処理され、前記セルのうち少なくとも一部のセルの開孔が形成されたものであることを特徴とする。
【００１０】
第１の態様では、樹脂シートを、可撓性を有するフィルム基材の表面に弾性樹脂材により砥粒が固定されたバフシートでバフ処理することで、弾性樹脂材がバフ処理に伴う砥粒の微小範囲での移動を許容しつつ砥粒を保持するため、弾性樹脂材に脆弱な部分が生じにくく、砥粒の脱落による研磨パッドへの混入が抑制されるため、研磨加工中に被研磨物へのスクラッチを低減し、被研磨物の平坦性を向上させることができる。
【００１１】
第１の態様において、バフシートは、表面と摩耗輪とを摺動させたときに、バフシートの重量減少量が１５０ｍｇ／１０００回以下であることが好ましい。また、フィルム基材を少なくともポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、塩化ビニールから選択される１種としてもよい。弾性樹脂材を少なくともウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂から選択される１種としてもよい。バフシートの砥粒の粒径を２０μｍ〜２００μｍの範囲とすることが好適である。また、樹脂シートをポリウレタン樹脂製としてもよい。
【００１２】
また、本発明の第２の態様は、第１の態様の研磨パッドの製造方法であって、前記樹脂シートを湿式成膜法により連続的に作製し、前記樹脂シートの研磨面側を該樹脂シートの厚さがほぼ一様となるように前記バフシートを用いて連続的にバフ処理することを特徴とする。この場合において、バフシートのフィルム基材を少なくともポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、塩化ビニールから選択される１種としてもよい。また、前記弾性樹脂材を少なくともウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂から選択される１種としてもよい。更に、バフシートの砥粒の粒径は２０μｍ〜２００μｍの範囲であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、樹脂シートを、可撓性を有するフィルム基材の表面に弾性樹脂材により砥粒が固定されたバフシートでバフ処理することで、弾性樹脂材がバフ処理に伴う砥粒の微小範囲での移動を許容しつつ砥粒を保持するため、弾性樹脂材に脆弱な部分が生じにくく、砥粒の脱落による研磨パッドへの混入が抑制されるため、研磨加工中に被研磨物へのスクラッチを低減し、被研磨物の平坦性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を適用した実施形態の研磨パッドを模式的に示す断面図である。
【図２】本実施形態の研磨パッドを構成する樹脂シートのバフ処理に用いたバフ機を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明を適用した研磨パッドの実施の形態について説明する。
【００１６】
（構成）
図１に示すように、本実施形態の研磨パッド２０は、被研磨物を研磨加工するための研磨面Ｐを有する樹脂シートとしてのウレタンシート１２を備えている。
【００１７】
ウレタンシート１２は、湿式成膜法によりポリウレタン樹脂でシート状に形成されている。ウレタンシート１２は、湿式成膜時に形成されたスキン層（緻密な微多孔が形成された表面層）側に、厚みが一様となるようにバフ処理が施されている。バフ処理にはバフシートとしてのサンドフィルムが用いられる。サンドフィルムは、可撓性を有するフィルム基材の表面に弾性樹脂材で砥粒が固定されている（詳細後述）。ウレタンシート１２には、厚み方向に沿って丸みを帯びた断面三角状のセル３が略均等に分散した状態で形成されている。セル３は、研磨面Ｐ側の孔径が研磨面Ｐと反対の面側より小さく形成されている。すなわち、セル３は研磨面Ｐ側で縮径されている。ウレタンシート１２では、バフ処理によりスキン層が除去されており、セル３が開孔することで、研磨面Ｐに開孔５が形成されている。セル３の間のポリウレタン樹脂中には、セル３より小さい孔径の図示しない発泡が形成されている。ウレタンシート１２のセル３および図示しない発泡は、不図示の連通孔で網目状に連通されている。すなわち、ウレタンシート１２は連続状の発泡構造を有している。
【００１８】
また、研磨パッド２０は、ウレタンシート１２の研磨面Ｐと反対側の面に、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと略記する。）製の支持材７を有している。支持材７のウレタンシート１２が貼り合わされた面と反対側の面には、研磨機に研磨パッド２０を装着するための両面テープ８（不図示）が貼り合わされている。両面テープ８の基材には、例えば、ＰＥＴ製フィルム等が用いられ、基材の両面にアクリル系接着剤等の接着剤層が形成されている。両面テープ８は、基材の一面側の接着剤層で支持材７と貼り合わされており、他面側の接着剤層が剥離紙９で覆われている。なお、両面テープ８は、基材を有することなく接着剤のみで構成されてもよい。
【００１９】
（製造）
研磨パッド２０は、ポリウレタン樹脂を溶解させた樹脂溶液を準備する準備工程、樹脂溶液を成膜基材に連続的に塗布する塗布工程、水系凝固液中でポリウレタン樹脂をシート状に凝固再生させる凝固再生工程、凝固再生したポリウレタン樹脂を洗浄・乾燥させる洗浄・乾燥工程、厚みを均一化するバフ処理工程を経て作製される。以下、工程順に説明する。
【００２０】
準備工程では、ポリウレタン樹脂、ポリウレタン樹脂を溶解可能な水混和性の有機溶媒のＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（以下、ＤＭＦと略記する。）および添加剤を混合してポリウレタン樹脂を溶解させる。ポリウレタン樹脂には、ポリエステル系、ポリエーテル系、ポリカーボネート系等の樹脂から選択して用い、例えば、ポリウレタン樹脂が３０重量％となるようにＤＭＦに溶解させる。添加剤としては、セル３の大きさや数量（個数）を制御するため、カーボンブラック等の顔料、発泡形成を促進させる親水性活性剤およびポリウレタン樹脂の凝固再生を安定化させる疎水性活性剤等を用いることができる。得られた溶液を減圧下で脱泡してウレタン樹脂溶液を得る。
【００２１】
塗布工程では、準備工程で調製されたウレタン樹脂溶液が常温下でナイフコータ等の塗布装置により帯状の成膜基材（後の支持材７）に略均一に塗布される。このとき、ナイフコータと成膜基材との間隙を調整することで、ウレタン樹脂溶液の塗布厚み（塗布量）が調整される。成膜基材には、可撓性フィルム、不織布、織布等を用いることができる。不織布、織布を用いる場合は、ウレタン樹脂溶液の塗布時に成膜基材内部へのウレタン樹脂溶液の浸透を抑制するため、予め水またはＤＭＦ水溶液（ＤＭＦと水との混合液）等に浸漬する前処理（目止め）が行われる。成膜基材としてＰＥＴ製等の可撓性フィルムを用いる場合は、液体の浸透性を有していないため、前処理が不要となる。以下、本例では、成膜基材をＰＥＴ製フィルムとして説明する。
【００２２】
凝固再生工程では、塗布工程で成膜基材に塗布されたウレタン樹脂溶液が、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（水系凝固液）に案内される。凝固液中では、まず、塗布されたウレタン樹脂溶液の表面側に厚さ数μｍ程度のスキン層が形成される。その後、ウレタン樹脂溶液中のＤＭＦと凝固液との置換の進行によりポリウレタン樹脂が成膜基材の片面にシート状に凝固再生する。ＤＭＦがウレタン樹脂溶液から脱溶媒し、ＤＭＦと凝固液とが置換することにより、スキン層の内側（ポリウレタン樹脂中）にセル３および図示しない発泡が形成され、セル３および図示しない発泡を網目状に連通する不図示の連通孔が形成される。このとき、成膜基材のＰＥＴ製フィルムが水を浸透させないため、ウレタン樹脂溶液の表面側（スキン層側）で脱溶媒が生じて成膜基材側が表面側より大きなセル３が形成される。
【００２３】
洗浄・乾燥工程では、凝固再生工程で凝固再生したシート状のポリウレタン樹脂（以下、成膜樹脂という。）が成膜基材上に成膜された後、水等の洗浄液中で洗浄されて成膜樹脂中に残留するＤＭＦが除去される。洗浄後、成膜樹脂をシリンダ乾燥機で乾燥させる。シリンダ乾燥機は内部に熱源を有するシリンダを備えている。成膜樹脂がシリンダの周面に沿って通過することで乾燥する。乾燥後の成膜樹脂は、成膜基材と共にロール状に巻き取られる。
【００２４】
バフ処理工程では、乾燥後の成膜樹脂の厚みが一様となるように、スキン層側にバフ処理が施される。バフ処理にはバフ機が用いられる。図２に示すように、バフ機４０は、成膜基材の成膜樹脂３２が形成された面の反対側の表面（以下、裏面という。）に圧接し成膜樹脂３２を略平坦に支持するために、表面が略平坦に形成された圧接ローラ２４を備えている。圧接ローラ２４の表層には、ゴム等の弾性材で弾性層２４ａが形成されている。圧接ローラ２４の上流側には、洗浄乾燥工程でロール状に巻き取られた成膜樹脂３２を送り出すための送出ローラ２２が配置されている。
【００２５】
また、圧接ローラ２４の送出ローラ２２と反対側には、成膜樹脂３２を介して圧接ローラ２４と対向するように、成膜樹脂３２のスキン層側をバフ処理するためのバフローラ２６が配置されている。すなわち、バフローラ２６は成膜樹脂３２を介して圧接ローラ２４と対向配置されている。バフローラ２６の表面には、バフシートとしてのサンドフィルム２６ａが貼付されている。圧接ローラ２４、バフローラ２６は、いずれも、成膜樹脂３２の幅以上の長さを有しており、図示を省略した駆動モータ等で駆動される駆動ローラ（回転体）である。
【００２６】
ここで、サンドフィルム２６ａについて説明する。サンドフィルム２６ａはバフローラ２６に支持されている。サンドフィルム２６ａは、可撓性のフィルム基材を有している。フィルム基材としては、ＰＥＴ、ポリプロピレン、ポリエチレン、塩化ビニールから選択される１種の可撓性フィルムを用いることができ、本例では、ＰＥＴ製フィルムが用いられている。フィルム基材の表面には、砥粒が弾性樹脂材により固定されている。弾性樹脂材は、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の弾性接着剤から選択される１種を用いることができ、本例では、ウレタン樹脂が用いられている。砥粒の粒径は、２０μｍ〜２００μｍの範囲とすることが好ましい。また、サンドフィルム２６ａは、日本工業規格（ＪＩＳ Ｋ ６９０２）のテーバー摩耗試験に準じた方法に従い測定した重量減少量（砥粒の脱落量）が１５０ｍｇ／１０００回以下の特性を有している。テーバー摩耗試験では、テーバーインダストリー社製の摩耗輪Ｈ−２２が用いられる。
【００２７】
圧接ローラ２４の下流側には、バフ処理された成膜樹脂３２および成膜基材、すなわち、ウレタンシート１２および支持材７の搬送方向を変えるために従動ローラが配置されている。従動ローラの下流側には、ウレタンシート１２および支持材７をロール状に巻き取るための巻取ローラ２８が配置されている。バフ機４０では、送出ローラ２２および巻取ローラ２８が、いずれも圧接ローラ２４に対してバフローラ２６と反対側に配置されている。
【００２８】
バフ処理時には、送出ローラ２２から引き出された成膜樹脂３２および成膜基材が圧接ローラ２４の方向（図２の矢印Ａ方向）に搬送され、圧接ローラ２４の表面に成膜基材の裏面を圧接させる。成膜樹脂３２が圧接ローラ２４の表面で略平坦に支持された状態で、スキン層側にバフローラ２６でバフ処理が施される。このとき、圧接ローラ２４が成膜樹脂３２および成膜基材を下流側に送り出す方向（矢印ａ方向）に回転し、バフローラ２６が圧接ローラ２４と逆方向（矢印ｂ方向）に回転することで成膜樹脂３２のスキン層側にバフ処理が施されウレタンシート１２が形成される。また、成膜樹脂はそのまま支持材７として残される。ウレタンシート１２は支持材７と共に、圧接ローラ２４から従動ローラを介して巻取ローラ２８の方向（矢印Ｂ方向）に搬送され、巻取ローラ２８に巻き取られる。従動ローラから巻取ローラ２８までの搬送中に、バフ処理でウレタンシート１２に付着したバフ屑が除去される。
【００２９】
バフ処理を施すことで得られたウレタンシート１２および支持材７では、厚みバラツキの低減が図られている。得られたウレタンシート１２および支持材７では、基材を有する両面テープ８を貼り合わせること、または、研磨機に装着することで研磨面Ｐが略平坦となる。
【００３０】
支持材７のウレタンシート１２と反対の面側に、両面テープ８を一面側の接着剤層で貼り合わせる。そして、円形等の所望の形状に裁断した後、汚れや異物等の付着が無いことを確認する等の検査を行い、研磨パッド２０を完成させる。
【００３１】
得られた研磨パッド２０で被研磨物の研磨加工を行うときは、例えば、両面研磨機の対向配置された２つの定盤にそれぞれ研磨パッド２０が装着される。研磨パッド２０の装着時には、剥離紙９を取り除き露出した両面テープ８の接着剤層で貼付する。２つの定盤に貼付された研磨パッド２０では、いずれも研磨面Ｐが略平坦となる。被研磨物は、２枚の研磨パッド２０の略平坦な研磨面Ｐに挟まれて両面が同時に研磨加工される。このとき、研磨粒子を含む研磨液（スラリ）が供給される。
【００３２】
（作用）
次に、本実施形態の研磨パッド２０の作用等について説明する。
【００３３】
従来、湿式成膜法で形成される樹脂シートを備えた研磨パッドでは、バフ処理工程で使用するサンドペーパは、紙や織布等の基材を有しているため、基材の厚みバラツキが大きい。また、基材の表面にフェノール樹脂等の高硬度の樹脂で砥粒が固定されている。このため、基材のバラツキがそのままサンドペーパのバラツキとして反映される。故に、サンドペーパの取り付け取り外し時に樹脂に折れ曲がりやひび割れ等が生じやすく、バフ処理中に、樹脂のひび割れ等で脆弱となった部分や基材やサンドペーパの厚みの大きな部分に過度の衝撃が掛かることでサンドペーパの砥粒が脱落し摩耗しやすくなる。脱落した砥粒はバフ処理時に研磨パッドにかかる圧力により、樹脂シートのセル内に入り込むこととなる。砥粒がセル内に入り込んだ研磨パッドで研磨加工を行うと、研磨加工中に供給されるスラリの研磨粒子（粒子径は数十ｎｍから数μｍ）を含む溶液等がセル内を出入りするため、セル内に入り込んだサンドペーパから脱落した砥粒が樹脂シートの外に押し出される。サンドペーパから脱落した砥粒はスラリの研磨粒子と比較して粒子径が非常に大きいため、樹脂シートの外に押し出されると被研磨物にスクラッチ等の欠陥を生じさせることとなる。本実施形態は、これらを解決することができる研磨パッドである。
【００３４】
本実施形態では、バフ処理工程において、バフ機のバフローラ２６に支持されたサンドフィルム２６ａにより、成膜樹脂３２がバフ処理される。サンドフィルム２６ａは、ＰＥＴ等の可撓性を有するフィルム基材を有しているため、従来サンドペーパに用いられている紙や織布と比べてフィルム基材の厚みバラツキが小さい。また、フィルム基材の表面にウレタン樹脂等の弾性樹脂材で砥粒が固定されている。すなわち、弾性樹脂材が砥粒の半分程度を覆いフィルム基材に密着している。そのため、バフ処理中のサンドフィルム２６ａの摩耗やサンドペーパ２６ａの取り付け取り外し時に発生する折れ曲がり等でも、弾性樹脂材が砥粒の微小範囲での移動を許容しつつ砥粒を保持するため、砥粒の脱落を抑制することができる。このため、研磨パッド２０への砥粒の混入が抑制されるので、研磨加工中に被研磨物へのスクラッチを低減し、被研磨物の平坦性を向上させることができる。
【００３５】
また、本実施形態では、バフ処理工程で使用するサンドフィルム２６ａは、日本工業規格（ＪＩＳ Ｋ ６９０２）のテーバー摩耗試験に準じた方法に従い評価した重量減少量（砥粒の脱落量）が１５０ｍｇ／１０００回以下の特性を有している。そのため、サンドフィルム２６ａは、従来のサンドペーパより摩耗しにくく、砥粒の脱落が生じないため、バフ処理に長く使用することができ長寿命化を図ることができる。
【００３６】
更に、本実施形態では、サンドフィルム２６ａの砥粒の粒径が２０μｍ〜２００μｍの範囲のため、成膜樹脂３２がバフ処理される時に、成膜樹脂３２の表面に形成される‘けば’を低減し平滑化することができる。バフ処理時に、サンドフィルムの砥粒の粒径が２０μｍ以下の場合は、成膜樹脂に目詰まりが生じ、バフ処理が不十分となるが、砥粒の粒径が２００μｍ以上の場合は、目詰まりが生じないものの、成膜樹脂が無理に引きちぎられて削られるため、表面を研削し平滑化するどころか、‘けば’が多く形成され、表面粗さが悪化するため好ましくない。
【００３７】
なお、本実施形態では、湿式成膜時の成膜基材にＰＥＴ製フィルムを使用する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、不織布や織布を使用してもよい。また、本実施形態では、ウレタンシート１２の作製時に成膜基材を使用してウレタン樹脂を凝固再生させた後、成膜基材を剥離せずにバフ処理を施し、成膜基材をそのまま支持材７とする例を示したが、本発明はこれに制限されるものではない。例えば、ウレタン樹脂を凝固再生させた後、成膜基材を剥離してバフ処理を施し、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等の別の基材を支持材７として貼り合わせてもよい。
【００３８】
また、本実施形態では、成膜樹脂３２のスキン層側のみにバフ処理を施す例を示したが、本発明はこれに制限されるものではなく、スキン層と反対側にもバフ処理を施すようにしてもよい。スキン層と反対側にもバフ処理を施す場合、成膜基材がＰＥＴの時は、一度成膜樹脂を成膜基材から剥離し、スキン層と反対側の面にハブ処理を行い平滑化させた後、スキン層側をバフ処理することが好ましい。成膜基材が不織布や織布の場合は、成膜樹脂の剥離が困難なため、成膜基材側の面をバフ処理して平滑化させた後に、スキン層側をバフ処理して平滑化することが好ましい。得られるウレタンシート１２の厚みの均一化精度を向上させることを考慮すれば、スキン層側のバフ処理の前に、スキン層と反対側にもバフ処理を施すことがより好ましい。
【００３９】
更に、本実施形態では、バフ機４０の圧接ローラ２４が表層に弾性層２４ａを有する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、弾性層２４ａを形成しないようにしてもよい。成膜樹脂１２を圧接することから、成膜樹脂３２に対するキズや破損等を抑制することを考慮すれば、少なくとも表層に弾性層２４ａを有していることが好ましい。
【００４０】
また更に、本実施形態では、バフ機４０の圧接ローラ２４およびバフローラ２６をそれぞれ単一のローラで構成する例を示したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、圧接ローラおよびバフローラを、それぞれ２つの対向配置された駆動ローラに無端ベルトが張架されている構成としてもよい。無端ベルトの表面にサンドフィルムを貼付することで、広範囲の平坦面でバフ処理することができる。また、２つの駆動ローラ間に従動ローラを配するようにしてもよいことはもちろんである。
【００４１】
更にまた、本実施形態では、研磨パッド２０がポリウレタン樹脂製のウレタンシート１２を備える例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。ポリウレタン樹脂に代えて、例えば、ポリエチレン等の樹脂を用いた研磨パッドにも適用することができる。
【実施例】
【００４２】
以下、本実施形態に従い製造した研磨パッド２０の実施例について説明する。なお、比較のために製造した比較例の研磨パッドについても併記する。
【００４３】
（実施例１）
実施例１では、ウレタンシート１２の作製にポリウレタン樹脂として、ポリエステルＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）ポリウレタン樹脂を用いた。このポリウレタン樹脂を溶解させた３０重量％溶液の１００部に対して、溶媒のＤＭＦの４５部、顔料としてカーボンブラックを３０％含むＤＭＦ分散液の４０部を添加し混合してポリウレタン樹脂溶液を調製した。得られたポリウレタン樹脂溶液を凝固液中で凝固再生させ成膜樹脂３２を形成した後、洗浄・乾燥させた。研磨面Ｐ側にバフ処理を施すときは、ＰＥＴ製のフィルム基材に、粒径が１２０μｍの砥粒がウレタン樹脂で固定されているサンドフィルム２６ａを使用した。得られたウレタンンシート１２と両面テープ７とを貼り合わせることで実施例１の研磨パッド２０を製造した。
【００４４】
（比較例１）
比較例１では、バフ処理に従来のサンドペーパを用いる以外は実施例１と同様にして比較例１の研磨パッドを製造した。すなわち、比較例１は、紙の基材に、粒径が１２０μｍの砥粒がフェノール樹脂で固定されている従来のサンドペーパをバフ処理に用いた。
【００４５】
実施例１および比較例１に使用したバフシートの構成および特性を表１に示した。実施例１のバフシートの基材がＰＥＴであり、基材の厚み精度が高まったため、表面粗さＲａが低下している。また、摩耗輪を使用して評価したテーバー摩耗量において、実施例１の方が比較例１より少ない値を示した。
【００４６】
【表１】
【００４７】
（評価）
次に、実施例１及び比較例１について、バフ処理後のウレタンシートの表面粗さＲａを評価した。表面粗さＲａの測定では、表面粗さ測定機（株式会社ミツトヨ社製、サーフテストＳＶ４００）を用い、日本工業規格（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）に基づき測定した。表面粗さＲａの評価結果を下表２に示す。
【００４８】
【表２】
【００４９】
表２に示すように、従来のサンドペーパを使用した比較例１のウレタンシートでは、表面粗さＲａが７．３μｍであった。これに対して、実施例１のウレタンシート１２では、サンドフィルム２６ａを使用したため、表面粗さＲａが６．４μｍであった。これは、実施例１ではサンドフィルム２６ａのフィルム基材をＰＥＴとしたため、従来の紙を基材としたサンドペーパでバフ処理を行った比較例１と比較して、ウレタンシート１２の平坦性が向上したためと考えられる。また、サンドフィルム２６ａは砥粒がフィルム基材に弾性樹脂材で固定されているため、サンドフィルム２６ａの取り付け取り外し時に、弾性樹脂材にひび割れ等の欠陥が生じにくく、研磨加工中に砥粒が脱落しにくい。そのため、研磨パッド２０への混入を抑制できるため，研磨加工時に被研磨物のスクラッチを低減し、被研磨物の平坦性を向上させることが期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、被研磨物の平坦性を向上させることができる研磨パッド及び該研磨パッドの製造方法を提供するため、研磨パッドの製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００５１】
３ セル
１２ ウレタンシート（樹脂シート）
２０ 研磨パッド
２６ａ サンドフィルム（バフシート）
【技術分野】
【０００１】
本発明は研磨パッドに係り、特に、湿式成膜法で形成された発泡構造を有する樹脂シートを備えた研磨パッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズ、平行平面板、反射ミラー等の光学材料、ハードディスク用基板、シリコンウエハ、液晶ディスプレイ用ガラス基板等の材料（被研磨物）では、高精度な平坦性が要求されるため、研磨パッドを使用した研磨加工が行われている。このような被研磨物の研磨加工では、平坦性の向上を図るために一度研磨加工（一次研磨）した後に仕上げ加工（二次研磨）が広く行われている。研磨加工時には、被研磨物および研磨パッド間に研磨粒子を含む研磨液（スラリ）が供給される。
【０００３】
一般に、仕上げ加工用研磨パッドには、湿式成膜法で形成されたポリウレタン樹脂製の樹脂シートが使用されている。湿式成膜法では、樹脂を水混和性の有機溶媒に溶解させた樹脂溶液をシート状の成膜基材に塗布後、水系凝固液中で樹脂を凝固再生させる。製造された樹脂シートの表面には緻密な微多孔が形成された厚さ数μｍ程度の表面層（スキン層）が形成されている。緻密に形成された微多孔のため、スキン層の表面はミクロな平坦性を有している。このため、スキン層側が被研磨物の仕上げ加工に好適に使用されている。
【０００４】
ところが、湿式成膜法では、樹脂溶液が粘性を有するため、成膜基材への塗布時に厚みバラツキが生じると共に、凝固再生時の有機溶媒と水系凝固液との置換により厚みバラツキが生じやすい。このため、樹脂シート自体の表面平坦性が損なわれ大きく波打った表面となる。厚みバラツキが生じた樹脂シートを使用した研磨パッドで被研磨物の研磨加工を行うと、樹脂シートの厚みの大きな部分で被研磨物にかかる圧力が大きくなるため、当該部分の加工面が大きく研磨されて平坦性を損なうこととなる。換言すれば、被研磨物の平坦性を向上させるためには、仕上げ加工に好適なスキン層のミクロな平坦性を残したまま樹脂シート自体の厚みバラツキを減少させてマクロな平坦性を向上させることが重要である。
【０００５】
湿式成膜法で作製された樹脂シートの厚みバラツキを低減させ、またスラリの保持性を確保するために、略平坦な表面を有する支持体に樹脂シートの一面側を圧接させ他面側がバフ処理（表面サンディンング）されている。通常、バフ処理には、基材に砥粒が樹脂で固定され支持体に支持されたサンドペーパが用いられる。このサンドペーパでは、砥粒の一部が接着樹脂表面から突出しており、砥粒の突出した部分で樹脂シートの表面が削り取られる。サンドペーパに固定された砥粒の粒径やバフ処理で削り取るバフ量（研削量）を調整することで表面を平坦化することが可能となる。例えば、メモリーディスク用のニッケルリンメッキされたアルミニウム基板を仕上げ加工することを目的として、湿式成膜法で得られた樹脂シートの表面を常法で穴開けした後に仕上げバフ処理により表面粗さを５０μｍ以下とした研磨パッドの技術が開示されている（特許文献１参照）。また、半導体基板の高い平坦度を達成することを目的として、湿式成膜法で得られた樹脂シートの表面をバフ処理により表面の‘けば’を平滑化させ、表面粗さＲａを２１μｍ以下とした研磨パッドの技術が開示されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３３５９７９号公報
【特許文献２】特開２００７−４４８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１、特許文献２の技術では、いずれもサンドペーパに固定された砥粒の粒径や研削量を調整することで表面粗さを改善することができるものの、バフ処理に使用するサンドペーパの基材、その表面に固定される砥粒の大きさや接着剤については特に言及されていない。従来用いられているサンドペーパは、紙基材の上に一次接着剤（下引き）としてフェノール樹脂が塗工され、静電塗装方式でアルミナの砥粒が一様に直立状に塗装された後、二次接着剤（上引き）としてフェノール樹脂で固定されたものが一般的に使用されている。フェノール樹脂は耐水、耐熱、対脱粒性および、研削性に優れ、幅広く使用されているが、柔軟性に劣り硬くてもろい特性を有している。このため、特にサンドペーパの取り付け取り外し時に発生する折れ曲がりやねじれなどにより接着剤層にひび割れ等の脆弱な部分が生じ、バフ処理中に、ひび割れ等が生じた箇所でサンドペーパの砥粒が脱落しやすくなる。サンドペーパから脱落した砥粒は、バフ処理時に研磨パッドにかかる圧力により、樹脂シートのセル内に入り込むこととなる。砥粒がセル内に入り込んだ研磨パッドで被研磨物の研磨加工を行うと、研磨加工中に供給されるスラリがセル内を出入りするため、セル内に入り込んだ砥粒が樹脂シートの外に押し出される。押し出されたサンドペーパ由来の砥粒はスラリに含まれる研磨粒子等と比較すると粒子径が非常に大きいため、外に押し出された砥粒が被研磨物にスクラッチ等の欠陥を生じさせることとなり、高精度な平坦が難しくなる。
【０００８】
本発明は上記事案に鑑み、被研磨物の平坦性を向上させることができる研磨パッド及び研磨パッドの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、湿式成膜法により内部に多数のセルが形成され、被研磨物を研磨加工するための研磨面を有する樹脂シートを備えた研磨パッドにおいて、前記樹脂シートは、可撓性を有するフィルム基材の表面に弾性樹脂材で砥粒が固定されたバフシートにより前記研磨面側がバフ処理され、前記セルのうち少なくとも一部のセルの開孔が形成されたものであることを特徴とする。
【００１０】
第１の態様では、樹脂シートを、可撓性を有するフィルム基材の表面に弾性樹脂材により砥粒が固定されたバフシートでバフ処理することで、弾性樹脂材がバフ処理に伴う砥粒の微小範囲での移動を許容しつつ砥粒を保持するため、弾性樹脂材に脆弱な部分が生じにくく、砥粒の脱落による研磨パッドへの混入が抑制されるため、研磨加工中に被研磨物へのスクラッチを低減し、被研磨物の平坦性を向上させることができる。
【００１１】
第１の態様において、バフシートは、表面と摩耗輪とを摺動させたときに、バフシートの重量減少量が１５０ｍｇ／１０００回以下であることが好ましい。また、フィルム基材を少なくともポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、塩化ビニールから選択される１種としてもよい。弾性樹脂材を少なくともウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂から選択される１種としてもよい。バフシートの砥粒の粒径を２０μｍ〜２００μｍの範囲とすることが好適である。また、樹脂シートをポリウレタン樹脂製としてもよい。
【００１２】
また、本発明の第２の態様は、第１の態様の研磨パッドの製造方法であって、前記樹脂シートを湿式成膜法により連続的に作製し、前記樹脂シートの研磨面側を該樹脂シートの厚さがほぼ一様となるように前記バフシートを用いて連続的にバフ処理することを特徴とする。この場合において、バフシートのフィルム基材を少なくともポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、塩化ビニールから選択される１種としてもよい。また、前記弾性樹脂材を少なくともウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂から選択される１種としてもよい。更に、バフシートの砥粒の粒径は２０μｍ〜２００μｍの範囲であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、樹脂シートを、可撓性を有するフィルム基材の表面に弾性樹脂材により砥粒が固定されたバフシートでバフ処理することで、弾性樹脂材がバフ処理に伴う砥粒の微小範囲での移動を許容しつつ砥粒を保持するため、弾性樹脂材に脆弱な部分が生じにくく、砥粒の脱落による研磨パッドへの混入が抑制されるため、研磨加工中に被研磨物へのスクラッチを低減し、被研磨物の平坦性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を適用した実施形態の研磨パッドを模式的に示す断面図である。
【図２】本実施形態の研磨パッドを構成する樹脂シートのバフ処理に用いたバフ機を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明を適用した研磨パッドの実施の形態について説明する。
【００１６】
（構成）
図１に示すように、本実施形態の研磨パッド２０は、被研磨物を研磨加工するための研磨面Ｐを有する樹脂シートとしてのウレタンシート１２を備えている。
【００１７】
ウレタンシート１２は、湿式成膜法によりポリウレタン樹脂でシート状に形成されている。ウレタンシート１２は、湿式成膜時に形成されたスキン層（緻密な微多孔が形成された表面層）側に、厚みが一様となるようにバフ処理が施されている。バフ処理にはバフシートとしてのサンドフィルムが用いられる。サンドフィルムは、可撓性を有するフィルム基材の表面に弾性樹脂材で砥粒が固定されている（詳細後述）。ウレタンシート１２には、厚み方向に沿って丸みを帯びた断面三角状のセル３が略均等に分散した状態で形成されている。セル３は、研磨面Ｐ側の孔径が研磨面Ｐと反対の面側より小さく形成されている。すなわち、セル３は研磨面Ｐ側で縮径されている。ウレタンシート１２では、バフ処理によりスキン層が除去されており、セル３が開孔することで、研磨面Ｐに開孔５が形成されている。セル３の間のポリウレタン樹脂中には、セル３より小さい孔径の図示しない発泡が形成されている。ウレタンシート１２のセル３および図示しない発泡は、不図示の連通孔で網目状に連通されている。すなわち、ウレタンシート１２は連続状の発泡構造を有している。
【００１８】
また、研磨パッド２０は、ウレタンシート１２の研磨面Ｐと反対側の面に、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと略記する。）製の支持材７を有している。支持材７のウレタンシート１２が貼り合わされた面と反対側の面には、研磨機に研磨パッド２０を装着するための両面テープ８（不図示）が貼り合わされている。両面テープ８の基材には、例えば、ＰＥＴ製フィルム等が用いられ、基材の両面にアクリル系接着剤等の接着剤層が形成されている。両面テープ８は、基材の一面側の接着剤層で支持材７と貼り合わされており、他面側の接着剤層が剥離紙９で覆われている。なお、両面テープ８は、基材を有することなく接着剤のみで構成されてもよい。
【００１９】
（製造）
研磨パッド２０は、ポリウレタン樹脂を溶解させた樹脂溶液を準備する準備工程、樹脂溶液を成膜基材に連続的に塗布する塗布工程、水系凝固液中でポリウレタン樹脂をシート状に凝固再生させる凝固再生工程、凝固再生したポリウレタン樹脂を洗浄・乾燥させる洗浄・乾燥工程、厚みを均一化するバフ処理工程を経て作製される。以下、工程順に説明する。
【００２０】
準備工程では、ポリウレタン樹脂、ポリウレタン樹脂を溶解可能な水混和性の有機溶媒のＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（以下、ＤＭＦと略記する。）および添加剤を混合してポリウレタン樹脂を溶解させる。ポリウレタン樹脂には、ポリエステル系、ポリエーテル系、ポリカーボネート系等の樹脂から選択して用い、例えば、ポリウレタン樹脂が３０重量％となるようにＤＭＦに溶解させる。添加剤としては、セル３の大きさや数量（個数）を制御するため、カーボンブラック等の顔料、発泡形成を促進させる親水性活性剤およびポリウレタン樹脂の凝固再生を安定化させる疎水性活性剤等を用いることができる。得られた溶液を減圧下で脱泡してウレタン樹脂溶液を得る。
【００２１】
塗布工程では、準備工程で調製されたウレタン樹脂溶液が常温下でナイフコータ等の塗布装置により帯状の成膜基材（後の支持材７）に略均一に塗布される。このとき、ナイフコータと成膜基材との間隙を調整することで、ウレタン樹脂溶液の塗布厚み（塗布量）が調整される。成膜基材には、可撓性フィルム、不織布、織布等を用いることができる。不織布、織布を用いる場合は、ウレタン樹脂溶液の塗布時に成膜基材内部へのウレタン樹脂溶液の浸透を抑制するため、予め水またはＤＭＦ水溶液（ＤＭＦと水との混合液）等に浸漬する前処理（目止め）が行われる。成膜基材としてＰＥＴ製等の可撓性フィルムを用いる場合は、液体の浸透性を有していないため、前処理が不要となる。以下、本例では、成膜基材をＰＥＴ製フィルムとして説明する。
【００２２】
凝固再生工程では、塗布工程で成膜基材に塗布されたウレタン樹脂溶液が、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（水系凝固液）に案内される。凝固液中では、まず、塗布されたウレタン樹脂溶液の表面側に厚さ数μｍ程度のスキン層が形成される。その後、ウレタン樹脂溶液中のＤＭＦと凝固液との置換の進行によりポリウレタン樹脂が成膜基材の片面にシート状に凝固再生する。ＤＭＦがウレタン樹脂溶液から脱溶媒し、ＤＭＦと凝固液とが置換することにより、スキン層の内側（ポリウレタン樹脂中）にセル３および図示しない発泡が形成され、セル３および図示しない発泡を網目状に連通する不図示の連通孔が形成される。このとき、成膜基材のＰＥＴ製フィルムが水を浸透させないため、ウレタン樹脂溶液の表面側（スキン層側）で脱溶媒が生じて成膜基材側が表面側より大きなセル３が形成される。
【００２３】
洗浄・乾燥工程では、凝固再生工程で凝固再生したシート状のポリウレタン樹脂（以下、成膜樹脂という。）が成膜基材上に成膜された後、水等の洗浄液中で洗浄されて成膜樹脂中に残留するＤＭＦが除去される。洗浄後、成膜樹脂をシリンダ乾燥機で乾燥させる。シリンダ乾燥機は内部に熱源を有するシリンダを備えている。成膜樹脂がシリンダの周面に沿って通過することで乾燥する。乾燥後の成膜樹脂は、成膜基材と共にロール状に巻き取られる。
【００２４】
バフ処理工程では、乾燥後の成膜樹脂の厚みが一様となるように、スキン層側にバフ処理が施される。バフ処理にはバフ機が用いられる。図２に示すように、バフ機４０は、成膜基材の成膜樹脂３２が形成された面の反対側の表面（以下、裏面という。）に圧接し成膜樹脂３２を略平坦に支持するために、表面が略平坦に形成された圧接ローラ２４を備えている。圧接ローラ２４の表層には、ゴム等の弾性材で弾性層２４ａが形成されている。圧接ローラ２４の上流側には、洗浄乾燥工程でロール状に巻き取られた成膜樹脂３２を送り出すための送出ローラ２２が配置されている。
【００２５】
また、圧接ローラ２４の送出ローラ２２と反対側には、成膜樹脂３２を介して圧接ローラ２４と対向するように、成膜樹脂３２のスキン層側をバフ処理するためのバフローラ２６が配置されている。すなわち、バフローラ２６は成膜樹脂３２を介して圧接ローラ２４と対向配置されている。バフローラ２６の表面には、バフシートとしてのサンドフィルム２６ａが貼付されている。圧接ローラ２４、バフローラ２６は、いずれも、成膜樹脂３２の幅以上の長さを有しており、図示を省略した駆動モータ等で駆動される駆動ローラ（回転体）である。
【００２６】
ここで、サンドフィルム２６ａについて説明する。サンドフィルム２６ａはバフローラ２６に支持されている。サンドフィルム２６ａは、可撓性のフィルム基材を有している。フィルム基材としては、ＰＥＴ、ポリプロピレン、ポリエチレン、塩化ビニールから選択される１種の可撓性フィルムを用いることができ、本例では、ＰＥＴ製フィルムが用いられている。フィルム基材の表面には、砥粒が弾性樹脂材により固定されている。弾性樹脂材は、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の弾性接着剤から選択される１種を用いることができ、本例では、ウレタン樹脂が用いられている。砥粒の粒径は、２０μｍ〜２００μｍの範囲とすることが好ましい。また、サンドフィルム２６ａは、日本工業規格（ＪＩＳ Ｋ ６９０２）のテーバー摩耗試験に準じた方法に従い測定した重量減少量（砥粒の脱落量）が１５０ｍｇ／１０００回以下の特性を有している。テーバー摩耗試験では、テーバーインダストリー社製の摩耗輪Ｈ−２２が用いられる。
【００２７】
圧接ローラ２４の下流側には、バフ処理された成膜樹脂３２および成膜基材、すなわち、ウレタンシート１２および支持材７の搬送方向を変えるために従動ローラが配置されている。従動ローラの下流側には、ウレタンシート１２および支持材７をロール状に巻き取るための巻取ローラ２８が配置されている。バフ機４０では、送出ローラ２２および巻取ローラ２８が、いずれも圧接ローラ２４に対してバフローラ２６と反対側に配置されている。
【００２８】
バフ処理時には、送出ローラ２２から引き出された成膜樹脂３２および成膜基材が圧接ローラ２４の方向（図２の矢印Ａ方向）に搬送され、圧接ローラ２４の表面に成膜基材の裏面を圧接させる。成膜樹脂３２が圧接ローラ２４の表面で略平坦に支持された状態で、スキン層側にバフローラ２６でバフ処理が施される。このとき、圧接ローラ２４が成膜樹脂３２および成膜基材を下流側に送り出す方向（矢印ａ方向）に回転し、バフローラ２６が圧接ローラ２４と逆方向（矢印ｂ方向）に回転することで成膜樹脂３２のスキン層側にバフ処理が施されウレタンシート１２が形成される。また、成膜樹脂はそのまま支持材７として残される。ウレタンシート１２は支持材７と共に、圧接ローラ２４から従動ローラを介して巻取ローラ２８の方向（矢印Ｂ方向）に搬送され、巻取ローラ２８に巻き取られる。従動ローラから巻取ローラ２８までの搬送中に、バフ処理でウレタンシート１２に付着したバフ屑が除去される。
【００２９】
バフ処理を施すことで得られたウレタンシート１２および支持材７では、厚みバラツキの低減が図られている。得られたウレタンシート１２および支持材７では、基材を有する両面テープ８を貼り合わせること、または、研磨機に装着することで研磨面Ｐが略平坦となる。
【００３０】
支持材７のウレタンシート１２と反対の面側に、両面テープ８を一面側の接着剤層で貼り合わせる。そして、円形等の所望の形状に裁断した後、汚れや異物等の付着が無いことを確認する等の検査を行い、研磨パッド２０を完成させる。
【００３１】
得られた研磨パッド２０で被研磨物の研磨加工を行うときは、例えば、両面研磨機の対向配置された２つの定盤にそれぞれ研磨パッド２０が装着される。研磨パッド２０の装着時には、剥離紙９を取り除き露出した両面テープ８の接着剤層で貼付する。２つの定盤に貼付された研磨パッド２０では、いずれも研磨面Ｐが略平坦となる。被研磨物は、２枚の研磨パッド２０の略平坦な研磨面Ｐに挟まれて両面が同時に研磨加工される。このとき、研磨粒子を含む研磨液（スラリ）が供給される。
【００３２】
（作用）
次に、本実施形態の研磨パッド２０の作用等について説明する。
【００３３】
従来、湿式成膜法で形成される樹脂シートを備えた研磨パッドでは、バフ処理工程で使用するサンドペーパは、紙や織布等の基材を有しているため、基材の厚みバラツキが大きい。また、基材の表面にフェノール樹脂等の高硬度の樹脂で砥粒が固定されている。このため、基材のバラツキがそのままサンドペーパのバラツキとして反映される。故に、サンドペーパの取り付け取り外し時に樹脂に折れ曲がりやひび割れ等が生じやすく、バフ処理中に、樹脂のひび割れ等で脆弱となった部分や基材やサンドペーパの厚みの大きな部分に過度の衝撃が掛かることでサンドペーパの砥粒が脱落し摩耗しやすくなる。脱落した砥粒はバフ処理時に研磨パッドにかかる圧力により、樹脂シートのセル内に入り込むこととなる。砥粒がセル内に入り込んだ研磨パッドで研磨加工を行うと、研磨加工中に供給されるスラリの研磨粒子（粒子径は数十ｎｍから数μｍ）を含む溶液等がセル内を出入りするため、セル内に入り込んだサンドペーパから脱落した砥粒が樹脂シートの外に押し出される。サンドペーパから脱落した砥粒はスラリの研磨粒子と比較して粒子径が非常に大きいため、樹脂シートの外に押し出されると被研磨物にスクラッチ等の欠陥を生じさせることとなる。本実施形態は、これらを解決することができる研磨パッドである。
【００３４】
本実施形態では、バフ処理工程において、バフ機のバフローラ２６に支持されたサンドフィルム２６ａにより、成膜樹脂３２がバフ処理される。サンドフィルム２６ａは、ＰＥＴ等の可撓性を有するフィルム基材を有しているため、従来サンドペーパに用いられている紙や織布と比べてフィルム基材の厚みバラツキが小さい。また、フィルム基材の表面にウレタン樹脂等の弾性樹脂材で砥粒が固定されている。すなわち、弾性樹脂材が砥粒の半分程度を覆いフィルム基材に密着している。そのため、バフ処理中のサンドフィルム２６ａの摩耗やサンドペーパ２６ａの取り付け取り外し時に発生する折れ曲がり等でも、弾性樹脂材が砥粒の微小範囲での移動を許容しつつ砥粒を保持するため、砥粒の脱落を抑制することができる。このため、研磨パッド２０への砥粒の混入が抑制されるので、研磨加工中に被研磨物へのスクラッチを低減し、被研磨物の平坦性を向上させることができる。
【００３５】
また、本実施形態では、バフ処理工程で使用するサンドフィルム２６ａは、日本工業規格（ＪＩＳ Ｋ ６９０２）のテーバー摩耗試験に準じた方法に従い評価した重量減少量（砥粒の脱落量）が１５０ｍｇ／１０００回以下の特性を有している。そのため、サンドフィルム２６ａは、従来のサンドペーパより摩耗しにくく、砥粒の脱落が生じないため、バフ処理に長く使用することができ長寿命化を図ることができる。
【００３６】
更に、本実施形態では、サンドフィルム２６ａの砥粒の粒径が２０μｍ〜２００μｍの範囲のため、成膜樹脂３２がバフ処理される時に、成膜樹脂３２の表面に形成される‘けば’を低減し平滑化することができる。バフ処理時に、サンドフィルムの砥粒の粒径が２０μｍ以下の場合は、成膜樹脂に目詰まりが生じ、バフ処理が不十分となるが、砥粒の粒径が２００μｍ以上の場合は、目詰まりが生じないものの、成膜樹脂が無理に引きちぎられて削られるため、表面を研削し平滑化するどころか、‘けば’が多く形成され、表面粗さが悪化するため好ましくない。
【００３７】
なお、本実施形態では、湿式成膜時の成膜基材にＰＥＴ製フィルムを使用する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、不織布や織布を使用してもよい。また、本実施形態では、ウレタンシート１２の作製時に成膜基材を使用してウレタン樹脂を凝固再生させた後、成膜基材を剥離せずにバフ処理を施し、成膜基材をそのまま支持材７とする例を示したが、本発明はこれに制限されるものではない。例えば、ウレタン樹脂を凝固再生させた後、成膜基材を剥離してバフ処理を施し、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等の別の基材を支持材７として貼り合わせてもよい。
【００３８】
また、本実施形態では、成膜樹脂３２のスキン層側のみにバフ処理を施す例を示したが、本発明はこれに制限されるものではなく、スキン層と反対側にもバフ処理を施すようにしてもよい。スキン層と反対側にもバフ処理を施す場合、成膜基材がＰＥＴの時は、一度成膜樹脂を成膜基材から剥離し、スキン層と反対側の面にハブ処理を行い平滑化させた後、スキン層側をバフ処理することが好ましい。成膜基材が不織布や織布の場合は、成膜樹脂の剥離が困難なため、成膜基材側の面をバフ処理して平滑化させた後に、スキン層側をバフ処理して平滑化することが好ましい。得られるウレタンシート１２の厚みの均一化精度を向上させることを考慮すれば、スキン層側のバフ処理の前に、スキン層と反対側にもバフ処理を施すことがより好ましい。
【００３９】
更に、本実施形態では、バフ機４０の圧接ローラ２４が表層に弾性層２４ａを有する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、弾性層２４ａを形成しないようにしてもよい。成膜樹脂１２を圧接することから、成膜樹脂３２に対するキズや破損等を抑制することを考慮すれば、少なくとも表層に弾性層２４ａを有していることが好ましい。
【００４０】
また更に、本実施形態では、バフ機４０の圧接ローラ２４およびバフローラ２６をそれぞれ単一のローラで構成する例を示したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、圧接ローラおよびバフローラを、それぞれ２つの対向配置された駆動ローラに無端ベルトが張架されている構成としてもよい。無端ベルトの表面にサンドフィルムを貼付することで、広範囲の平坦面でバフ処理することができる。また、２つの駆動ローラ間に従動ローラを配するようにしてもよいことはもちろんである。
【００４１】
更にまた、本実施形態では、研磨パッド２０がポリウレタン樹脂製のウレタンシート１２を備える例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。ポリウレタン樹脂に代えて、例えば、ポリエチレン等の樹脂を用いた研磨パッドにも適用することができる。
【実施例】
【００４２】
以下、本実施形態に従い製造した研磨パッド２０の実施例について説明する。なお、比較のために製造した比較例の研磨パッドについても併記する。
【００４３】
（実施例１）
実施例１では、ウレタンシート１２の作製にポリウレタン樹脂として、ポリエステルＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）ポリウレタン樹脂を用いた。このポリウレタン樹脂を溶解させた３０重量％溶液の１００部に対して、溶媒のＤＭＦの４５部、顔料としてカーボンブラックを３０％含むＤＭＦ分散液の４０部を添加し混合してポリウレタン樹脂溶液を調製した。得られたポリウレタン樹脂溶液を凝固液中で凝固再生させ成膜樹脂３２を形成した後、洗浄・乾燥させた。研磨面Ｐ側にバフ処理を施すときは、ＰＥＴ製のフィルム基材に、粒径が１２０μｍの砥粒がウレタン樹脂で固定されているサンドフィルム２６ａを使用した。得られたウレタンンシート１２と両面テープ７とを貼り合わせることで実施例１の研磨パッド２０を製造した。
【００４４】
（比較例１）
比較例１では、バフ処理に従来のサンドペーパを用いる以外は実施例１と同様にして比較例１の研磨パッドを製造した。すなわち、比較例１は、紙の基材に、粒径が１２０μｍの砥粒がフェノール樹脂で固定されている従来のサンドペーパをバフ処理に用いた。
【００４５】
実施例１および比較例１に使用したバフシートの構成および特性を表１に示した。実施例１のバフシートの基材がＰＥＴであり、基材の厚み精度が高まったため、表面粗さＲａが低下している。また、摩耗輪を使用して評価したテーバー摩耗量において、実施例１の方が比較例１より少ない値を示した。
【００４６】
【表１】
【００４７】
（評価）
次に、実施例１及び比較例１について、バフ処理後のウレタンシートの表面粗さＲａを評価した。表面粗さＲａの測定では、表面粗さ測定機（株式会社ミツトヨ社製、サーフテストＳＶ４００）を用い、日本工業規格（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）に基づき測定した。表面粗さＲａの評価結果を下表２に示す。
【００４８】
【表２】
【００４９】
表２に示すように、従来のサンドペーパを使用した比較例１のウレタンシートでは、表面粗さＲａが７．３μｍであった。これに対して、実施例１のウレタンシート１２では、サンドフィルム２６ａを使用したため、表面粗さＲａが６．４μｍであった。これは、実施例１ではサンドフィルム２６ａのフィルム基材をＰＥＴとしたため、従来の紙を基材としたサンドペーパでバフ処理を行った比較例１と比較して、ウレタンシート１２の平坦性が向上したためと考えられる。また、サンドフィルム２６ａは砥粒がフィルム基材に弾性樹脂材で固定されているため、サンドフィルム２６ａの取り付け取り外し時に、弾性樹脂材にひび割れ等の欠陥が生じにくく、研磨加工中に砥粒が脱落しにくい。そのため、研磨パッド２０への混入を抑制できるため，研磨加工時に被研磨物のスクラッチを低減し、被研磨物の平坦性を向上させることが期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、被研磨物の平坦性を向上させることができる研磨パッド及び該研磨パッドの製造方法を提供するため、研磨パッドの製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００５１】
３ セル
１２ ウレタンシート（樹脂シート）
２０ 研磨パッド
２６ａ サンドフィルム（バフシート）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿式成膜法により内部に多数のセルが形成され、被研磨物を研磨加工するための研磨面を有する樹脂シートを備えた研磨パッドにおいて、前記樹脂シートは、可撓性を有するフィルム基材の表面に弾性樹脂材で砥粒が固定されたバフシートにより前記研磨面側がバフ処理され、前記セルのうち少なくとも一部のセルの開孔が形成されたものであることを特徴とする研磨パッド。
【請求項２】
前記バフシートは、摩耗輪と前記バフシートの表面とを摺動させたときに、重量減少量が１５０ｍｇ／１０００回以下であることを特徴とする請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項３】
前記バフシートは、前記フィルム基材が少なくともポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、塩化ビニールから選択される１種であることを特徴とする請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項４】
前記バフシートは、前記弾性樹脂材が少なくともウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂から選択される１種であることを特徴とする請求項３に記載の研磨パッド。
【請求項５】
前記バフシートは、前記砥粒の粒径が２０μｍ〜２００μｍの範囲であることを特徴とする請求項４に記載の研磨パッド。
【請求項６】
前記樹脂シートは、ポリウレタン樹脂製であることを特徴とする請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項７】
請求項１に記載の研磨パッドの製造方法であって、
前記樹脂シートを湿式成膜法により連続的に作製し、
前記樹脂シートの研磨面側を該樹脂シートの厚さがほぼ一様となるように前記バフシートを用いて連続的にバフ処理する、
ことを特徴とする製造方法。
【請求項８】
前記バフシートは、前記フィルム基材が少なくともポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、塩化ビニールから選択される１種であり、前記弾性樹脂材が少なくともウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂から選択される１種であることを特徴とする請求項７に記載の製造方法。
【請求項９】
前記バフシートは、前記砥粒の粒径が２０μｍ〜２００μｍの範囲であることを特徴とする請求項７に記載の製造方法。
【請求項１】
湿式成膜法により内部に多数のセルが形成され、被研磨物を研磨加工するための研磨面を有する樹脂シートを備えた研磨パッドにおいて、前記樹脂シートは、可撓性を有するフィルム基材の表面に弾性樹脂材で砥粒が固定されたバフシートにより前記研磨面側がバフ処理され、前記セルのうち少なくとも一部のセルの開孔が形成されたものであることを特徴とする研磨パッド。
【請求項２】
前記バフシートは、摩耗輪と前記バフシートの表面とを摺動させたときに、重量減少量が１５０ｍｇ／１０００回以下であることを特徴とする請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項３】
前記バフシートは、前記フィルム基材が少なくともポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、塩化ビニールから選択される１種であることを特徴とする請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項４】
前記バフシートは、前記弾性樹脂材が少なくともウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂から選択される１種であることを特徴とする請求項３に記載の研磨パッド。
【請求項５】
前記バフシートは、前記砥粒の粒径が２０μｍ〜２００μｍの範囲であることを特徴とする請求項４に記載の研磨パッド。
【請求項６】
前記樹脂シートは、ポリウレタン樹脂製であることを特徴とする請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項７】
請求項１に記載の研磨パッドの製造方法であって、
前記樹脂シートを湿式成膜法により連続的に作製し、
前記樹脂シートの研磨面側を該樹脂シートの厚さがほぼ一様となるように前記バフシートを用いて連続的にバフ処理する、
ことを特徴とする製造方法。
【請求項８】
前記バフシートは、前記フィルム基材が少なくともポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、塩化ビニールから選択される１種であり、前記弾性樹脂材が少なくともウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂から選択される１種であることを特徴とする請求項７に記載の製造方法。
【請求項９】
前記バフシートは、前記砥粒の粒径が２０μｍ〜２００μｍの範囲であることを特徴とする請求項７に記載の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−１６１６９（Ｐ２０１１−１６１６９Ａ）
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６０４７６（Ｐ２００９−１６０４７６）
【出願日】平成２１年７月７日（２００９．７．７）
【出願人】（０００００５３５９）富士紡ホールディングス株式会社 (180)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月７日（２００９．７．７）
【出願人】（０００００５３５９）富士紡ホールディングス株式会社 (180)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]