JP2015139851A - 研磨パッド及び研磨パッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】研磨シートの側面同士を接するように並置させた研磨層を有し、かつ研磨層及びクッション層を積層した多層構造の研磨パッドにおいて、研磨時に被研磨物によって研磨シートが剥離するのを抑制することができる研磨パッド及びその製造方法を提供する。【解決手段】研磨パッド７は、第１の積層体２７ａと、第２の積層体２７ｂを接合して形成されており、第１の積層体２７ａと第２の積層体２７ｂは、互いに相補的な形状の接合面を側部に有しており、研磨パッド７は、第１の積層体２７ａと、第２の積層体２７ｂとの接合面同士を接合させた接合部に沿って、研磨面が熱圧縮処理により厚さ方向に圧縮されていることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、研磨パッド及びこの研磨パッドの製造方法に関し、特に、湿式研磨パッド及びこの研磨パッドの製造方法に関する。

従来から、半導体デバイスや液晶ディスプレイ用基板、フォトマスク用基板、磁気ディスク用基板等の被研磨物の表面を研磨して平坦化する方法として、化学的機械的研磨法（ＣＭＰ法）が用いられている。ＣＭＰ法を用いて被研磨物を研磨する際は、研磨パッドを被研磨物に押し当て、両者の間に研磨スラリーを供給しながら研磨パッドと被研磨物とを相対回転させる。研磨スラリーは、研磨パッドの回転に伴う遠心力によって、中心側から外側に向かって流れ、最終的には研磨パッドの外部に排出される。

また、特に大型のガラス基板等の被研磨物を研磨するための研磨パッドとして、二枚以上の研磨シートの側面同士を貼り合わせて形成された一枚の大判の研磨層を有する研磨パッドが知られている。二枚以上の研磨シートを貼り合わせて形成された大判の研磨パッドは、比較的サイズの小さい研磨シートを複数枚準備すれば製造することができるため、大型の設備を用いることなく製造することができる。また、製造直後に研磨パッドの欠陥が発見されたときには、欠陥を有する部分を含む研磨シートのみを交換することで、研磨パッドの欠陥を無くすことができるという利点を有する。

このような二枚以上の研磨シート同士を貼り合わせて形成された研磨パッドとしては特許文献１に記載されたものが知られている。

特開２００５−２９４４１２号公報

しかしながら、二枚以上の研磨シートの側面同士を貼り合わせた研磨層を有する研磨パッドとして用いた場合、研磨中、研磨シート同士の継ぎ目の部分において被研磨物の進行方向側にある研磨シートの垂直な側面に被研磨物又はキャリアが引っかかってしまうことがある。これは、研磨時に研磨パッドに研磨圧が加わると、二枚の研磨シートの研磨側の面を一様に保つことができず、研磨面において隣接する研磨シート同士の継ぎ目に段差が生じることに起因する。そして研磨シート同士の継ぎ目の部分において被研磨物又はキャリアが研磨シートの垂直な側面に引っかかると、研磨シートが被研磨物又はキャリアによって水平方向に押されてしまい、その結果、研磨シートが定盤から剥離してしまうという問題があった。この問題は、研磨圧による変形量が多い軟質の研磨パッドでは、被研磨物の沈みこみがより大きくなるため、より深刻になる。

また、近年では、研磨パッドにクッション性を与える目的で、研磨層と研磨定盤との間にクッション層を設けた多層構造の研磨パッドが用いられることがある。そして多層構造の研磨パッドでは、クッション層の作用によって研磨時に多層構造の研磨パッド全体の変形量が多くなって研磨シート同士の継ぎ目における段差が更に大きくなるため上述した被研磨物による研磨シートの剥離の問題がさらに深刻になる。

そこで本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、研磨シートの側面同士が接するように貼り合わせられた大判サイズの研磨層を有し、かつ研磨層及びクッション層を積層した多層構造の研磨パッドにおいて、研磨時に被研磨物によって研磨シートが剥離することを抑制することができる研磨パッド及びその製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は、湿式凝固法により製造された熱可塑性樹脂の研磨シートからなる研磨層、及びクッション層からなる積層体を有する研磨パッドであって、前記研磨パッドは少なくとも二つ以上の積層体を有し、前記積層体の側面に形成された接合面同士を接合して形成されており、前記研磨パッドは、前記各積層体が延びる方向に沿って、研磨面が熱圧縮処理により厚さ方向に圧縮されていることを特徴とする。

このように構成された本発明によれば、各積層体を接合したときの接合面に沿って、研磨パッドの厚みが薄くなった構造を有する研磨パッド提供することができる。そしてこの構造を熱圧縮処理によって形成することにより、熱圧縮処理により厚みが薄くなった薄肉部と、圧縮前の厚みを有する肉厚部との間の移行部に傾斜面を形成することができる。傾斜面は、研磨面の端部を熱圧縮処理して研磨面に対して圧縮して塑性変形させ、圧縮された部分付近の樹脂を引っ張ることで圧縮された部分と研磨面との間に形成される。これにより、各積層体を接合した箇所の継ぎ目から垂直な側面を取り除くことができる。そして各積層体の継ぎ目から研磨パッドの垂直な側面を取り除き、薄肉部と肉厚部との間の移行部に傾斜面を形成することにより、研磨時に被研磨物が各積層体の継ぎ目を通過するときに、被研磨物を傾斜面に接触させることができる。そして被研磨物が接触する面を垂直な面ではなく傾斜面とすることにより被研磨物から研磨シートに加わる力を分散させることができ、これにより研磨シートの剥離を抑制することができる。

また、本発明において好ましくは、厚さ方向に圧縮された部分は、一定の幅を有する面を形成しており、研磨パッドにおける厚さ方向に圧縮された面と、研磨面との間に傾斜面が形成されており、この傾斜面の角度は、圧縮された面に対して２５〜６０°である。

傾斜面の角度を、圧縮された面に対して２５°以上とすることにより、薄肉部と肉厚部との間の移行部の幅が必要以上に広くなるのを抑制することができ、６０°以下とすることにより被研磨物が傾斜面に接触したときに、被研磨物から移行部に加わる力を十分に分散させることができ、被研磨物の平坦性悪化を抑制することができる。

また熱圧縮部の平坦部の幅は５ｍｍ〜１５ｍｍであることが好ましい。平坦部の幅が５ｍｍ以上であれば十分に熱圧縮されているため剥離を抑制することができ、１５ｍｍ以下であると研磨に寄与する研磨面を十部に確保でき、被研磨物の平坦性悪化を抑制することができる。

また、本発明において好ましくは、研磨シートの熱セット率は、１５〜２０％である。

このように構成された本発明によれば、研磨シートの熱セット率を１５％以上とすることにより、熱圧縮処理時の圧力及び温度をそれほど高くしなくとも熱圧縮により研磨シートを熱圧縮することができ、また、研磨シートの熱セット率を２０％以下とすることにより、熱圧縮処理時にクッション層を深く熱圧縮してしまい、圧縮部のクッション性を消失させてしまうことを防止することができる。

また、上記課題を解決するために、本発明によれば、研磨シートからなる研磨層及びクッション層を有する多層構造の研磨パッドの製造方法であって、湿式凝固法により製造された熱可塑性樹脂の研磨シートにクッション層を貼り合わせた積層体を二つ以上準備する工程と、準備した二つ以上の積層体の各々について、積層体の側面に形成された接合面に沿って研磨面を熱圧縮処理して厚さ方向に圧縮する工程と、二つ以上の積層体の前記接合面同士を接合し一枚の研磨パッドとする工程とを備えることを特徴とする。

このように構成された本発明によれば、積層体同士の接合面に沿って、即ち積層体同士の継ぎ目に沿って、研磨パッドの厚みが薄くなった構造を提供することができる。そして、この構造を熱圧縮処理によって形成することにより、熱圧縮処理により厚みが薄くなった薄肉部と、圧縮前の厚みを有する肉厚部との間の移行部に傾斜面を形成することができる。傾斜面は、研磨面の端部を熱圧縮処理して研磨面に対して圧縮して塑性変形させ、圧縮された部分付近の樹脂を引っ張ることで圧縮された部分と研磨面との間に形成される。これにより、積層体同士の継ぎ目から垂直な側面を取り除くことができる。そして研磨シートの継ぎ目から垂直な側面を取り除き、薄肉部と肉厚部との間の移行部に傾斜面を形成することにより、研磨時に被研磨物が積層体同士の継ぎ目を通過するときに、被研磨物を傾斜面に接触させることができる。被研磨物が接触する面を垂直な面ではなく傾斜面とすることにより被研磨物から研磨シートに加わる力を分散させることができ、これにより研磨層の破断(層内剥離)、研磨層とクッション層との層間剥離を抑制することができる。

以上のように本発明によれば、研磨シートの側面に形成された接合面同士を貼り合わせた大判サイズの研磨層を有し、かつ研磨層及びクッション層を積層した多層構造の研磨パッドにおいて、研磨時に被研磨物によって研磨シートが剥離すること、及び剥離した後研磨シートが破断すること抑制することができる。

本発明の実施形態による研磨パッドが適用されている研磨装置を示す概略図である。 本発明の実施形態による研磨パッドの斜視図である。 本発明の実施形態による研磨パッドの要部を拡大した側断面図である。 本発明の実施形態による研磨パッドの要部を拡大した側断面図である。 本発明の実施形態による研磨パッドの傾斜角を示す側面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態による研磨パッドについて説明する。図１は、本発明の実施形態による研磨パッドが適用されている両面研磨装置を示す概略図である。

先ず、図１に示すように、両面研磨装置１は、ＣＭＰ法により被研磨物３の両面を同時に平坦化するものである。両面研磨装置１は、回転軸周りに回転する一対の研磨定盤５と、研磨定盤５の研磨面側に固定された研磨パッド７と、被研磨物３を保持するためのキャリア９とを備えている。両面研磨装置１においては、対向する研磨定盤５の面に各々セットされた、対向する研磨パッド７の間に被研磨物３が配置される。

このような両面研磨装置１は、図示しない研磨スラリー供給装置から研磨パッド７の研磨面に研磨スラリーを供給しながら、互いに逆回りに回転するシャフト１５ａ，１５ｂによって研磨定盤５をシャフト１５周りに回転させ、キャリア９で保持された被研磨物３における研磨パッド７の研磨面と接触している面を平坦化するようになっている。

研磨定盤５は、金属製であり、円板形状を有している。研磨定盤５の一方の面は、研磨パッド７が貼り付けられる貼付面を構成しており、この貼付面は、実質的に平らである。研磨定盤５は、その中心を通るシャフト１５に固定されており、このシャフト１５を回転させることによってシャフト１５を中心に回転する。

キャリア９は、被研磨物３よりも大きい開口を有し、金属板もしくは、繊維強化プラスチック(例えば、ガラス繊維で強化されたエポキシ樹脂）やフェノール樹脂等によって形成されている。

研磨パッド７のサイズは円形若しくはドーナツ形状であれば直径若しくは外径が１．５〜３．０ｍであり、矩形であれば短辺が１．５〜３．０ｍである。研磨パッド７は少なくとも２枚の研磨シートを隣接して並置することにより形成されている。研磨シートは、例えば湿式成膜法で形成されており、内部に多数の涙形状気泡を有している。

湿式成膜法を用いて研磨シートを製造する場合には、平坦な成膜用基材上にジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を含む、粘度が３〜２０Ｐａ・ｓのポリウレタン樹脂溶液を厚さ０．４〜１．５ｍｍ程度に塗布する。そしてポリウレタン樹脂溶液が塗布された成膜用基材を、水を主成分とする凝固液に浸漬させる。ポリウレタン樹脂溶液が塗布された成膜用基材を凝固液に浸漬させると、先ず、凝固液と接触しているポリウレタン樹脂溶液の表面が凝固してスキン層を形成する。そしてスキン層が形成されると、ＤＭＦの浸透圧によりスキン層の皮膜を通して樹脂溶液中のＤＭＦが凝固液中に拡散する。これとほぼ同時に、スキン層の皮膜を通して凝固液が樹脂溶液中に流れ込み、スキン層付近から徐々に樹脂溶液の凝固が始まる。そして樹脂溶液中においてスキン層が疎水場を形成するため、凝固液はスキン層から離れる方向に集まりスキン層から離れた位置での樹脂密度が低くなる一方で、スキン層付近の樹脂密度が高くなる。これにより、樹脂内に、スキン層に対し略垂直に延びる涙形状の空間が形成される。そしてポリウレタン樹脂溶液が塗布された成膜用基材を凝固液に浸漬（凝固再生）させ、残留しているポリウレタン樹脂溶液内のＤＭＦの脱溶媒を行う。次いで、乾燥機を用いてウレタン樹脂内に含まれる水分蒸発させることで乾燥を行う。そして樹脂の空間内の水分が蒸発すると、樹脂内に多数の涙形の気泡が形成される。

そして研磨パッド７は、このように形成された研磨シートの側面同士が接するように研磨定盤５に貼り合わせて形成されている。

図２は、研磨パッドの斜視図である。図２に示すように、研磨パッド７は、研磨層として機能する研磨シート２１ａとクッション層２３ａとを接着層２５ａで貼り合わせて形成された積層体２７ａと、研磨シート２１ｂとクッション層２３ｂとを接着層２５ｂで貼り合わせて形成された積層体２７ｂとを備えている。研磨パッド７は、研磨シート２１ａとクッション層２３ａの積層体２７ａと、研磨シート２１ｂとクッション層２３ｂの積層体２７ｂとを、所定の形状に加工した後、各々の所定の接合面に沿って研磨面側より熱圧縮処理する。続いて積層体２７ａ，２７ｂの側面に形成された接合面同士を接合して積層体２７ａ，２７ｂを研磨定盤に並置させて形成されている。

図２に示す例では、研磨パッド７は、外径約２ｍのドーナツ形状を有しており、各々の積層体２７ａ，２７ｂは、半ドーナツ形状を有している。そして積層体２７ａ，２７ｂを構成する研磨シート２１ａ，２１ｂ、及びクッション層２３ａ，２３ｂも、半ドーナツ形状を有している。

積層体２７ａ，２７ｂは、各々、半ドーナツ形状の上面及び底面と、弧状に延びる周面と、垂直な側面とを有している。積層体２７ａ，２７ｂは、半ドーナツ形状を有しているため、側面の中央部分が欠けているが、欠けている部分は僅かであるため側面は実質的に面一に形成されている。そして積層体２７ａ，２７ｂは、互いに、この側面同士を接合してドーナツ形状の研磨パッド７とされる。積層体２７ａ，２７ｂの接合面をなす側面は、平面でなくてもよく、側面が互いに相補的な形状を有しており積層体２７ａ，２７ｂ同士を接合しようとしたときに隙間なく接合できる形状であればよい。

また、三つ以上の積層体を用いて研磨パッドを形成する場合には、積層体同士を組み合わせると円形、楕円形、矩形等、所定形状の研磨パッドを作れるように、積層体の形状を決定する。この場合、全ての積層体が同一の形状を有している必要はない。従って、全ての積層体同士を組み合わせたときに所定形状の研磨パッドを作れるのであれば、積層体の形状、特に接合面の形状はどのようなものであってもよい。

クッション層２３ａ，２３ｂは、研磨パッド７のクッション性を向上させるために軟質な材料で形成されている。このクッション層２３ａ、２３ｂの厚み及び圧縮率は特に制限されないが、厚みは２００〜４００μｍが好ましい。クッション層の厚みは２００μｍ以上であればクッション性を発揮することができ、４００μｍ以下であれば被研磨物が研磨パッドに過度に沈み込まないため、研磨均一性を保つことができる。圧縮率は日本工業規格（ＪＩＳ Ｌ １０２１）で測定した数値で２．０〜４．０％が好ましい。圧縮率が２．０％以上であればクッション性を発揮することでき、４．０％以下であれば被研磨物が研磨パッドに過度に沈み込まないため、研磨均一性を保つことができる。

圧縮率の測定方法について以下に示す。初めに、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３００秒間かけた後の厚さｔ１を測定した。圧縮率は、圧縮率（％）＝１００×（ｔ０−ｔ１）／ｔ０の式で算出した。このとき、初荷重は１００ｇ／ｃｍ^２、最終圧力は１１２０ｇ／ｃｍ^２である。

クッション層２３ａ，２３ｂを形成する材料としては、例えば研磨シート２１ａ，２１ｂと同様の方法で形成された発泡ポリウレタン樹脂シートや、樹脂を含浸させた不織布等が挙げられる。

研磨シート２１ａ，２１ｂ、クッション層２３ａ，２３ｂ、及び接着層２５ａ，２５ｂによって形成された積層体２７ａ，２７ｂは、半ドーナツ形状を有しており、研磨パッド７は、積層体２７ａ，２７ｂの平らな側面に形成された接合面同士を貼り合わせて形成されている。また、研磨パッド７は、積層体２７ａ，２７ｂ同士の継ぎ目２９に沿って延びる、略台形断面の凹み３１を備えている。

また、研磨パッド７は、積層体２７ａ，２７ｂそれぞれの研磨面と反対面側に研磨機に研磨パッドを装着するための両面テープ（不図示）が貼り合わされている。両面テープは、例えば、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと略記する。）製フィルム等の可撓性フィルムの基材を有しており、基材の両面にアクリル系粘着剤等の粘着剤層（不図示）がそれぞれ形成されている。両面テープは、基材の一面側の粘着剤層と樹脂シートとが貼り合わされており、他面側（樹脂シートと反対側）の粘着剤層が剥離紙で覆われている。

図３は、研磨シートの要部を示す側断面図である。図３に示すように、凹み３１は、研磨パッド７の研磨面１３側に形成されており、研磨パッド７の直径に沿って延びている。凹み３１の深さは、研磨シートの厚みに対して８０〜９９％であり、台形断面の傾斜面の角度は、研磨パッド７の平坦面３３に対して２５〜６０°であることが好ましい。凹み３１は、積層体２７ａ，２７ｂ同士を貼り合わせる前に、積層体２７ａ，２７ｂの端に熱圧縮処理を施すことで形成される。熱圧縮処理は、積層体２７ａ，２７ｂの垂直な側面に形成された接合面が延びる方向に沿って、研磨面１３側を研磨シートの厚みに対して８０〜９９％程度凹まし薄肉部を形成することによって行われる。熱圧縮処理としては、ヒートシーラー等を用いることができる。積層体２７ａ，２７ｂの端を熱圧縮する場合には、積層体２７ａ，２７ｂの垂直な側面から幅それぞれ０．５ｍｍにわたって熱圧縮処理を施し、処理を施した位置に側面に沿って延びる所定幅の平坦面３３を形成する。これにより、平坦面３３を含む薄肉部と、研磨面１３を含む肉厚部とを有する研磨パッド７を形成することができる。そして平坦面３３と、研磨シート２１ａ，２１ｂの研磨面１３との間には、平坦面３３から研磨面１３に移行する移行部３５が形成される。

移行部３５は、平坦面３３と研磨面１３との間に位置する傾斜面である。そして移行部３５は、研磨時に被研磨物３と接触したときに、被研磨物３から研磨パッド７に加わる力を分散させるようになっている。移行部３５をなす傾斜面は、平坦面３３に対して２５〜６０°の角度を有していることが好ましい。移行部３５をなす傾斜面を２５°未満とすると、研磨面１３を上面視したときに、研磨面１３に対して傾斜面が占める割合が大きくなり、研磨に寄与する平坦な研磨面面積が小さくなってしまい、その結果、研磨面１３の平坦性が損なわれてしまうため好ましくない。また、傾斜面の角度を６０°よりも大きくして垂直に近付けると、被研磨物３が移行部３５に接触したときに被研磨物３から移行部３５に加わる力を分散させることができなくなり、被研磨物の平坦性が悪化するため好ましくない。

次に、上述した研磨パッド７の製造方法について詳述する。

研磨パッド７を製造するとき、まず、湿式成膜法を用いて研磨シート２１ａ，２１ｂの外径よりも長い長辺を有し、研磨シート２１ａ，２１ｂの半径よりも長い短辺を有する長方形の発泡ポリウレタン樹脂シートを準備する。次に樹脂シートの研磨面１３側にバフ処理等の研削処理を施し、涙形状気泡を開孔させる。次いで、発泡ポリウレタン樹脂シートの研磨面１３とは反対側の面に接着剤を塗布して接着層２５を形成する。次いで、発泡ポリウレタンシートと同一のサイズを有するクッション層を、接着層２５を介して貼り合わせ積層体を形成する。得られた積層体の研磨面１３と反対側の面に両面テープ（不図示）を貼り合せる。次いで、得られた両面テープを有する積層体を半ドーナツ形状に加工し、積層体２７a、２７ｂを得る。得られた積層体２７a、２７ｂに熱圧縮処理を施す。

熱圧縮処理では、積層体２７ａ，２７ｂの側面に形成された接合面が延びる方向に沿って熱を加えながら、研磨面１３側の面を厚さ方向に圧縮する。熱圧縮処理を施す場合、積層体２７ａ，２７ｂの研磨面１３側の面のみが変形して反対側の面が変形しないように圧縮し、クッション層２３ａ，２３ｂが圧縮されないように、かつ熱圧縮後に形成される平坦面３３と、研磨面１３との間の移行部３５の角度が２５〜６０°となるように加熱・冷却時間を決定する。これにより、垂直な側面に沿って形成された、厚さが薄くなった薄肉部と、圧縮前の厚さを有する肉厚部とを有する積層体２７ａ，２７ｂを得ることができる。

また、本実施形態では、積層体２７ａ，２７ｂのうち、発泡ポリウレタン樹脂シートで形成された研磨シート２１ａ，２１ｂのみを熱圧縮処理によって圧縮する。そして好適に研磨シート２１ａ，２１ｂのみを圧縮し、クッション層２３ａ，２３ｂを圧縮しないためには、研磨シート２１ａ，２１ｂを構成する発泡ポリウレタン樹脂の熱セット率を１５〜２０％の範囲に設定することが好ましい。

熱セット率とは、熱圧縮処理の施し易さを表す指標であり、値が大きいほど熱圧縮され易く、耐熱性が低いことを示す。測定方法は無発泡状態の樹脂シート（1ｃｍ×５ｃｍ）を用意する。このとき長辺の試料長をＬ０とする。続いて試料を長手方向に１７０％まで引き延ばして１４０℃の雰囲気で１分間保持する。その後試料を無緊張状態に戻し、室温まで冷却し、長辺の試料長Ｌ１を測定する。熱セット率はＬ１−Ｌ０／Ｌ０×１００の式で算出される。

発泡ポリウレタン樹脂の熱セット率を１５％以上とすることにより、熱圧縮処理時の圧力及び温度条件を過酷にしなくとも熱圧縮により研磨シート２１ａ，２１ｂを熱圧縮することができる。また、発泡ポリウレタン樹脂の熱セット率を２０％以下とすることにより、熱圧縮時にクッション層２３ａ，２３ｂまでも圧縮してしまうことを防止することができる。

次いで、積層体２７ａ，２７ｂの垂直な接合面同士を貼りあわせる。これにより、ドーナツ形状の研磨パッド７を得ることができる。

次に、本発明の実施形態による研磨パッド７の作用について説明する。図４は、研磨パッドの要部を拡大した側断面図である。

図４の状態（ａ）に示すように、積層体２７ａ，２７ｂを貼り合わせた研磨パッド７を用いて研磨を行う場合、被研磨物３は、積層体２７ｂから、隣接する積層体２７ａに移動するように移送される。そして状態（ａ）では、被研磨物３を介して積層体２７ｂには研磨圧が加わっているため、積層体２７ｂの厚さは、積層体２７ａよりも薄くなっている。従って、被研磨物３の被研磨面の高さは、積層体２７ａの研磨面１３よりも低い位置にある。これにより被研磨物３は、積層体２７ａの研磨面１３よりも低い高さで積層体２７ａに向かって移動する。そして図４の状態（ｂ）に示すように、被研磨物３は、積層体２７ａの移行部３５に接触する。傾斜面で構成される移行部３５に被研磨物３が接触すると、被研磨物３から積層体２７ａの研磨シート２１ａに加わる力は傾斜面によって分散され、研磨シート２１ａをクッション層２３ａから剥がす原因となる水平方向の力は弱まる。これにより、研磨シート２１ａがクッション層２３ａから剥離するのを抑制することができる。

また、熱圧縮処理を用いて移行部３５を形成することにより、移行部３５の研磨面に涙形状気泡が開孔するのを防止することができる。これにより、傾斜面３５の研磨面を滑らかにすることができ、被研磨物３が移行部３５に接触したときに被研磨物３が涙形状気泡に引っ掛かって研磨シートが破損することを抑制することができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、各構成は本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

特に、上述の実施形態では、同一の形状を有する２つの半ドーナツ形状の積層体２７ａ，２７ｂを用いてドーナツ形状の研磨パッド７を形成することとしたが、本発明によれば、研磨パッドの形状はドーナツ形状に限らず、円形であってもよい。また、上述の実施形態では、半ドーナツ形状の積層体２７ａ，２７ｂの垂直な側面同士を接合してドーナツ形状の研磨パッド７を形成したが、積層体の形状は、完成品である研磨パッドを正確に二分した形状である必要はないし、接合面を平坦面とする必要もない。即ち、ドーナツ形状又は円形の研磨パッドを形成する場合、継ぎ目が研磨パッドの直径に沿って延びるように積層体を形成する必要はなく、継ぎ目が研磨パッドの任意の弦に沿って延びるように積層体を形成してもよい。また、積層体同士の接合面は、必ずしも平面である必要はなく、上面視したときに曲率を有する面を用いたりしてもよい。この場合、研磨面に形成された凹みは、接合面に沿って、即ち積層体同士の継ぎ目に沿って蛇行した形状を有する。

また、上述の実施形態では、両面研磨装置を用いて詳細な説明を行ったが、本発明による研磨パッドは、片面研磨装置においても使用することができる。

更にまた、本実施形態では、研磨シート２１ａ、２１ｂの研磨面１３側にバフ処理を施す例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、スライス機等によりスキン層を除去可能な方法を用いてもよい。また、研磨用途に応じて、研磨シート２１a、２１ｂの研磨面１３側に研削処理を施さずに、研磨面１３の反対側の面に研削処理を施し、スキン層を残してもよい。この場合、研磨パッド７は、スキン層が被研磨物の微少うねりを低減させる役割を果たすため、仕上げ加工等に適している。

以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
熱セット率が１５％である湿式凝固法によって製造された発泡ポリウレタン製の研磨シートと、同じく湿式凝固法によって製造された発泡ポリウレタン製のクッション層とを準備した。続いて研磨シートの研磨面となるスキン層側にバフ処理を施し、涙形状気泡を開孔させた。次いで研磨シートの研磨面と反対面側に接着剤を塗布し、準備していたクッション層とを貼り合せ、積層体を得た。得られた積層体に１８８μｍのＰＥＴ製の基材と両面テープを貼り合せ、この両面テープを有する積層体を２枚の半ドーナツ形状に裁断した。続いて長尺シーラー「富士インパルス社製、ＦｉＡ−１０００」を用いて、２枚の半ドーナツ形状の直線部４カ所それぞれ端部から５ｍｍ幅に対し、４秒間加熱した後、１０秒間冷却する熱圧縮処理を行った。得られた積層体の側面同士を、接着剤を介して研磨定盤に貼り合せ研磨パッドを得た。なお、熱圧縮処理後の圧縮面と研磨面の距離を「段差」とし、熱圧縮処理の条件、および各種評価結果とともに表１に示す。

（段差、研磨層・クッション層の厚さ）
段差、研磨層・クッション層の厚さについては、まずマイクロスコープ「ＫＥＹＥＮＣＥ社製、ＶＨＸ-５５０」を用い研磨パッドの断面を倍率１００倍にて撮影した。続いて、撮影画像を画像処理ソフト「ナノシステム株式会社製、ＮａｎｏＨｕｎｔｅｒ ＮＳ２Ｋ−Ｐｒｏ」に取り込んだ。研磨層・クッション層のそれぞれの厚さについては２線間距離計測処理により計測した。計測箇所は熱圧縮部以外の部分のランダムに選んだ３カ所について行い、平均値を厚さとした。また、段差については、まず、熱圧縮部の研磨層・接着層・クッション層の厚みを足した熱圧縮部の厚さを２線間距離計測処理によりランダムに３カ所計測し、平均値求めた。そして上述した方法と同様の方法により、熱圧縮部以外の箇所の研磨層・接着層・クッション層の厚みを足した熱圧縮部の以外の厚さを２線間距離計測処理によりランダムに３カ所計測し、平均値求めた。算出された熱圧縮部の以外の厚さより熱圧縮部の厚さを差し引き、段差を求めた。

（傾斜面の角度）
傾斜面の角度の測定方法については以下に示す。厚さ測定で得られた研磨パッドの断面１００倍画像を画像処理ソフト「ナノシステム株式会社製、ＮａｎｏＨｕｎｔｅｒ ＮＳ２Ｋ−Ｐｒｏ」に取り込んだ後、傾斜面の角度を２線間角度計測処理により求めた。なお、傾斜面の断面形状は曲線状であり、傾斜面の接線の傾きが最大になる接線と圧縮された面がなす角度θ（図５参照）を本発明品の傾斜面の角度とした。

（研磨試験）
上記研磨パッドを用いて研磨試験を行い、研磨層のシートの有無、及び、被研磨物の平坦度について評価を行った。研磨条件は下記のとおりとした。
（研磨条件）
・使用研磨装置：両面研磨装置
・研磨速度（回転数）：３５ｒｐｍ
・加工圧力：８０ｇ／ｃｍ^２
・研磨スラリー：セリアスラリー（平均粒子径：１μｍ）
・被研磨物：石英ガラス基板（１５０ｍｍ×１５０ｍｍ）
・研磨時間：５０ｍｉｎ／バッチ×４バッチ

剥離の有無は、研磨終了時にクッション層から研磨シートの剥離が生じたか目視にて確認することで評価した。剥離が認められた場合を「有り」、認められなかった場合を「無し」と評価した。

平坦度は、日本工業規格（ＪＩＳ Ｂ０６０１：’８２）に準じた方法で、ろ波中心うねりから測定した。平坦度ａの測定では、表面粗さ形状測定機（株式会社東京精密製、サーフコム４８０Ａ）を使用し、以下に示す測定条件に設定した。研磨加工後のガラス基板表面の凹凸に起因して得られる測定曲線から、隣り合う凸部（山部）と凸部との間の幅Ｗ、および、凸部と凹部（谷部）との高さＳを算出した後、幅Ｗを横軸、高さＳを縦軸とした散布図を作成した。得られた散布図から、一次式Ｓ＝ａＷの近似直線を求め、傾きａを研磨加工後の最終の平坦度ａとした。一般に、平坦性が高くなるほど幅Ｗが大きくなり高さＳが小さくなるため、傾きａが小さいほど平坦性に優れることを示すこととなる。

（実施例２）
熱圧縮処理における加熱時間を５秒、冷却時間を５秒に変更した以外は実施例１と同様の方法で研磨パッドを得た。得られた研磨パッドについて、実施例１と同様にして、各種評価及び研磨試験を行った。

（実施例３）
使用する樹脂の熱セット率を１８％にした以外は実施例２と同様の方法で研磨パッドを得た。得られた研磨パッドについて、実施例１と同様にして、各種評価及び研磨試験を行った。

（実施例４）
使用する樹脂の熱セット率を２０％にした以外は実施例２と同様の方法で研磨パッドを得た。得られた研磨パッドについて、実施例１と同様にして、各種評価及び研磨試験を行った。以上の実施例１乃至４で得られた結果を表１に示す。

（比較例１）
加熱も冷却もしなかったこと以外は実施例１と同様の方法で研磨パッドを得た。得られた研磨パッドについて、実施例１と同様にして、各種評価及び研磨試験を行った。以上の結果を表２に示す。

（比較例２）
熱圧縮処理における加熱時間を２．５秒、冷却時間を１０秒に変更した以外は実施例１と同様の方法で研磨パッドを得た。得られた研磨パッドについて、実施例１と同様にして、各種評価及び研磨試験を行った。以上の結果を表２に示す。

（比較例３）
熱圧縮処理における加熱時間を３秒、冷却時間を３秒に変更した以外は実施例１と同様の方法で研磨パッドを得た。得られた研磨パッドについて、実施例１と同様にして、各種評価及び研磨試験を行った。以上の結果を表２に示す。

（比較例４）
熱圧縮処理における加熱時間を３秒、冷却時間を１０秒に変更した以外は実施例１と同様の方法で研磨パッドを得た。得られた研磨パッドについて、実施例１と同様にして、各種評価及び研磨試験を行った。以上の結果を表２に示す。

（比較例５）
熱圧縮処理における加熱時間を６秒、冷却時間を１０秒に変更した以外は実施例１と同様の方法で研磨パッドを得た。得られた研磨パッドについて、実施例１と同様にして、各種評価及び研磨試験を行った。以上の結果を表２に示す。

（比較例６）
使用する樹脂の熱セット率を１２％にした以外は実施例２と同様の方法で研磨パッドを得た。得られた研磨パッドについて、実施例１と同様にして、各種評価及び研磨試験を行った。以上の結果を表２に示す。

（比較例７）
使用する樹脂の熱セット率を２３％にした以外は実施例２と同様の方法で研磨パッドを得た。得られた研磨パッドについて、実施例１と同様にして、各種評価及び研磨試験を行った。以上の結果を表２に示す。

（結果）
熱セット率が１５〜２０％の発泡ポリウレタン製の研磨シートを用い、加熱温度を４秒以上とした実施例１〜４の研磨パッドでは、剥離が生じず、平坦性も良好であった。
これに対して、実施例１〜４より加熱時間を短くした比較例１〜４では剥離が生じ、実施例より平坦性が劣る結果となった。剥離の原因は加熱時間が短く十分に熱圧縮できなかったためと考えられ、平坦性悪化の原因は実施例１〜４よりも傾斜角度が緩やかとなり、薄肉部と肉厚部との間の移行部の幅が必要以上に広くなり、平坦な研磨面が減少してしまったためと考えられる。また、実施例２より加熱時間を長くした比較例５では剥離は生じなかったものの、平坦性が実施例より劣る結果となった。平坦性悪化の原因は研磨面の傾斜角度が急となり、被研磨物から傾斜面に加わる力を十分に分散させることが出来なかったためと考えられる。さらに、熱セット率が実施例２よりも低かった比較例６では、剥離が生じ、平坦性も実施例２より劣る結果となった。剥離の原因は熱セット率が低いため十分に熱圧縮できなかったためであり、平坦性悪化の要因は実施例１〜４よりも傾斜角度が緩やかとなり、薄肉部と肉厚部との間の移行部の幅が必要以上に広くなり、平坦な研磨面が減少してしまったためと考えられる。反対に実施例２よりも熱セット率が高い比較例７では、剥離は生じなかったものの、平坦性が実施例４よりも劣る結果となった。平坦性悪化の原因は研磨面の傾斜角度が急となり、被研磨物から傾斜面に加わる力を十分に分散させることが出来なかったためと考えられる。

１ 両面研磨装置
３ 被研磨物
７ 研磨パッド
１３ 研磨面
２１ａ，２１ｂ 研磨シート
２３ａ，２３ｂ クッション層

Claims (4)

1. 湿式凝固法により製造された熱可塑性樹脂の研磨シートからなる研磨層、及びクッション層からなる積層体を有する研磨パッドであって、
   前記研磨パッドは少なくとも二つ以上の積層体を有し、前記積層体の側面に形成された接合面同士を接合して形成されており、
   前記研磨パッドは、前記各積層体の接合面が延びる方向に沿って、研磨面が熱圧縮処理により厚さ方向に圧縮されていることを特徴とする研磨パッド。
2. 前記厚さ方向に圧縮された部分は、一定の幅を有する面を形成しており、前記研磨パッドにおける前記厚さ方向に圧縮された面と、研磨面との間に傾斜面が形成されており、この傾斜面の角度は、前記厚さ方向に圧縮された面に対して２５°〜６０°である、請求項１に記載の研磨パッド。
3. 前記研磨シートの熱セット率は、１５％〜２０％である、請求項１又は２に記載の研磨パッド。
4. 研磨シートからなる研磨層及びクッション層を有する多層構造の研磨パッドの製造方法であって、
   湿式凝固法により製造された熱可塑性樹脂の研磨シートにクッション層を貼り合わせた積層体を二つ以上準備する工程と、
   準備した二つ以上の積層体の各々について、積層体の側面に形成された接合面に沿って研磨面を熱圧縮処理して厚さ方向に圧縮する工程と、
   二つ以上の積層体の前記接合面同士を接合し一枚の研磨パッドとする工程とを備えることを特徴とする研磨パッドの製造方法。

Images