JP2011212822A

JP2011212822A - 研磨保持用パッド

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Publication number: JP2011212822A
Application number: JP2010085300A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Sera; 範幸世良; Yuji Maeda; 裕司前田
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 2010-04-01
Filing date: 2010-04-01
Publication date: 2011-10-27
Anticipated expiration: 2030-04-01
Also published as: JP5935159B2

Abstract

【課題】生産コストを低減でき、低密度でありながら研磨粒子を含むスラリーが気孔内に浸透することがなく、復元性に優れるため長期間使用可能で、溶剤使用量が少なく環境汚染を改善できる研磨保持用パッドを得る。
【解決手段】研磨対象物を保持するパッドは、機材付き粘着層５’の上に積層された表面を研磨加工したウレタン発泡体３’と、この発泡体３’上に積層された非発泡ウレタンシート２とからなり、このシート２は表面粗さ（Ｒａ）が０．５〜１７μｍの微少な凹凸が全面にわたって形成されており、水との接触角が９０°以上で、その圧縮応力が０．０５〜０．５ＭＰａで、厚みが５〜３０μであり、前記ウレタン発泡体３’は圧縮永久歪が１０以下である。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハードディスク基板、半導体基板または半導体ウエハ、液晶ディスプレイ用のガラス基板などの各種基板、ＬＣＤなどの表面を研磨する際に、研磨テーブルと研磨対象物との間に介在されて、前記研磨対象物を保持する研磨保持用パッドに関する。

コンピュータの記憶手段として用いられるハードディスク基板、シリコーン棒から切り出したシリコンウエハ、液晶ディスプレイ用のガラス基板などの研磨対象物を製造する場合には、高い精度での平坦性が求められる。このため、これらの基板の表面は研磨粒子を用いて研磨加工される。この研磨加工では研磨対象物を保持する必要があるが、研磨対象物と研磨テーブルを直接接触させると研磨対象物に傷が発生してしまう。この様な傷の発生を回避するために、従来から研磨対象物の保持に適する多孔質型のポリウレタン発泡体からなる研磨保持用パッドが広く用いられている（例えば、特許文献１、２参照）。

また、前記ポリウレタン発泡体は、研磨対象物の吸着面に緻密で、しかも内部より密度の高い発泡表面層（スキン層）を持つことが好ましく、従って、このポリウレタン発泡体は、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板に塗布した後、水系凝固液中で凝固再生させる、いわゆる湿式成膜法で製造されている（例えば、特許文献１
参照）。

一方、ポリエステルポリオール類、ポリイソシアネート類、発泡剤、触媒および撥水付与剤を含むポリウレタン発泡体の原料を反応させ、発泡および硬化させるに際して、発泡時における温度を低く設定することにより、衷面に密度の高い前記スキン層を形成する研磨保持用パッドが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

更に、被着体とバッキング材との間に空気の咬み込みを防止すると共に、バッキング内部への水と研磨粒子のスラリーの侵入しない保持パッドとして、基材の上に弾性体を積層し、次いでこの弾性体の表面を研磨により平滑加工し、その平滑化された面に粘着性の樹脂をコーティングし、その樹脂が完全に硬化する前に凹凸を有するフィルムを圧着し、樹脂の硬化後フィルムを剥離することにより製造する研磨保持用パッドが提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００６−０６２０５９特開２００６−３３４７４５特開２００２−３５５７５５

しかしながら、前記従来の（例えば、特許文献１に記載のような）湿式成膜法は湿式であるため発泡層の密度が高いものしかできず、また厚み精度も悪いために研磨を行う必要があった。さらに塗布された樹脂が水混和性有機溶媒の３０％液で現場発泡方式によって製造されたためか圧縮した場合の復元回復性が悪く、いわゆる「へたり」が生じ、その結果長期間の使用ができないばかりでなく、製造方法が湿式のため低密度のものはできないという不都合があった。また、生産性が悪く、コストが高くなるという課題もあった。

また、前記従来の低温での（例えば、特許文献２に記載のような）スキン形成技術にあっては、連続気泡のため表面皮膜がポーラスとなるため研磨砥粒が皮膜の気孔内に入り込んでしまう。このため、皮膜の密度を上げるために整泡剤を用いない組成でパッド体を製造しているが、密度が６００〜８００ｋｇ／ｍ^３と極めて高い製品となってしまい、重量大でしかも原料費が高くなるという課題があった。

さらに、前記従来の（例えば、特許文献３に記載のような）被着体とバッキング材との間に空気の咬み込みを防いで平らなバッキング面を得ようとするバッキング材では、前記の粘着性樹脂表面の凹凸形状により、被研磨物と、保持パッド間に噛み込まれたエアーはある程度分散される。しかし、上記弾性体の研磨加工面がスキン層の様に平滑で均一で無い為、樹脂コーティングが平滑にならない。更に、凹凸形状の圧着が場所によりバラツキがある為、出来た保持パッドの平滑性・均一性は劣る。その結果、披研磨物と保持パッドの間に噛み込まれたエアー量が大きくなるとエアーの貯留が発生する。また、被研磨物と保持パッドの間の水量が一定で無い為、一定の保持力が発現できないという課題があった。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、生産コストを低減でき、低密度でありながら研磨塗粒を含むスラリーが気孔内に浸透することがなく、復元性に優れるため長期使用可能で、溶剤使用量が削減できるので環境汚染を改善できる研磨保持用パッドを提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る研磨保持用パッドは、非発泡ウレタンシートの一面側にウレタン発泡体が形成されており、研磨対象物を保持するための定盤に前記ウレタン発泡体の他面側を固着させて前記非発泡ウレタンシートの他面側が前記研磨対象物に当接する研磨保持用パッドにおいて、前記非発泡ウレタンシートは表面粗さＲａが０．５〜１７μｍであり、水との接触角が９０°以上であり、圧縮応力が０．０５〜０．５ＭＰａであり、厚みが５〜３０μｍであって、前記ウレタン発泡体は圧縮永久歪が１０以下であることを特徴とする。

この構成の研磨保持用パッドによれば、研磨対象物（被研磨物）に当接する非発泡ウレタンシートは表面粗さ（Ｒａ）が０．５〜１７μmの微少な凹凸を有するので、研磨対象物に対する吸着度合を制御できると共に、パッドに研磨対象物を貼着する際に、この凹凸を通して空気を外部へ逃がすことができ、空気の咬み込みを防止することができる。
また、水との接触角が９０°以上の前記非発泡ウレタンシートは、撥水性（疎水性）が高く、吸水性及び水膨潤もなく、水（研磨砥粒を含むスラリー）の下面側に位置するウレタン発泡体への侵入を防止できる。

また、本発明の請求項２に係る研磨保持用パッドは、前記ウレタン発泡体の定盤への固着面が厚み調整平滑処理され、その平滑面に粘着剤が塗工されていることを特徴とする。
この構成により、その表面は比較的平滑であるので、表面精度が良く、基材付き粘着層が確実に貼着でき、ひいては定盤への装着性が向上する。

本発明の研磨保持用パッドによれば、次のような効果を奏する。
（１）研磨時にパッド内部に水やスラリーが浸入しないので、研磨後の洗浄・乾燥時間の短縮が可能である。また、研磨中の吸水による研磨性能の変動も少ない。
（２）軽く扱い易く、低硬度パッドの要求に対応出来る。
（３）復元性に優れ長期使用でも「へたり」が少ない為、コスト低減が出来る。
（４）生産時のＮ、Ｎ−ジメチルホルムアミドなどの溶剤使用量を削減できるので、環境面での寄与が出来る。
（５）発泡層は低密度のウレタン発泡体でよいので、安価に提供できる。

本発明に係る研磨保持用パッドの製造工程を工程順（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示す断面説明図である。使用形態の一例を示す断面説明図である。

以下、本発明の実施形態にかかる研磨保持用パッドについて、図面を参照して詳細に説明する。
まず、工程１として図１（ａ）においてウレタンシートの作製について説明する。表面粗さ（Ｒａ）０・５〜１７μｍの微小な凹凸の表面形状を持つ基材１（リンテック株式会社製ＦＮ、Ｒ８、１０８ＳＧ、ＰＥＴＬＳＭ−１００ＧＳなど）に熟可塑性ポリウレタン樹脂（ＤｌＣ株式会社製ゾルテックスＰＸ−５５０など）をスキージを用いて塗工し、例えば、７０℃×５ｍｉｎ間乾燥させ、非発泡ウレタンシート２を得る。あるいは、基材１に熟硬化性ポリウレタン原料を塗布したものを加熱し、反応硬化させ、非発泡のウレタンシート２を得る。
なお、図１中で１としては、片面をサンドマット処理し、更に離型処理を行ったポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと略す）フイルム、紙＋ポリプロピレンラミネート品（微小な凹凸を持つ表面形状）などが使用でき、２は非発泡ウレタンシート（熟可塑性ポリウレタン樹脂又は熟硬化性ポリウレタン樹脂）である。

次に図１（ｂ）の工程２のウレタン発泡体の一体成形工程としては、基材１付き非発泡ウレタンシート２の表面にポリウレタン原料を塗布し、さらに基材４を被せ、加熱し（８０℃×２ｍｉｎ、１２０℃×４ｍｉｎ）弾性体３を得る。又は、基材４にポリウレタン原料を塗布し、更に基材１を被せ、加熱し（８０℃×２ｍｉｎ、１２０℃×４ｍｉｎ）発泡させても良い。
図１において、弾性体３は熱硬化性ポリウレタン発泡体である。圧縮永久歪を１０以下にし、長期使用でも「へたり」を少なくするために、このタイプのウレタン発泡体を使用する。なお、４は弾性体から剥離可能な基材であって、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フイルムが好ましく使用され、この外にポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ナイロンフィルム等を使用可能な基材に挙げられる。

次の図１（ｃ）の工程３のウレタン発泡体研磨工程においては、基材４を剥離して取除き、弾性体３の表面を研磨して均一厚みにする。
続く工程４（図１（ｄ））の粘着テープ貼り付け工程においては、研磨加工されたウレタン発泡体（弾性体）３の被研磨面に基材付き粘着層５を貼り合わせる。なお、基材付き粘着層は、粘着剤−ＰＥＴフィルム−粘着剤−セパレータによって構成されている。

更に、使用形態の一例を図２に示す。
前記図１（ｄ）の工程４で作成した研磨保持用パッドを所定の形状に切り取り、切断面（端部）を防水処理７する。なお、使用条件によってはこの端部の防水処理７は不要である。
このパッドを使用する際には、先ず基材１を剥離し、次いで基材付き粘着層５のセパレータを剥離したもの５’を定盤６に貼り付ける。そして、基材１が剥離された非発泡ウレタンシート２上に水を介して研磨対象物として、例えば、ガラス基盤を水の表面張力により吸着させ、研磨に付される。

前記研磨保持用パッドの研磨対象物（被研磨物）と当接する非発泡低硬度ウレタンシートは、請求項１に記載の特徴を有するものであれば、ジイソシアナートとポリオールの重付加で作られるポリウレタンである限り熱可塑性、熱硬化性のどちらの樹脂であってもよい。

この非発泡ウレタンシートと定盤の間に介在させるポリウレタン発泡体（弾性体）３は、請求項１に記載した圧縮永久歪が１０以下の熱硬化性ポリウレタン発泡体でなければならない。そのためには、密度が３００ｋｇ／ｍ^３近辺である必要がある。こうすることで、研磨保持用パッドとしての好適な圧縮応力や長期使用での「へたり」の少なさを維持できるばかりでなく、低吸水性にもなる。密度が３００ｋｇ／ｍ^３を可成り下回る場合にはフォーム体の吸水量が増加し、被研磨物との吸着性が低下する。さらに、密度が低くなるほど単位面積当りの塗布量が少なくなり、また発泡倍率も増すため、厚み精度が悪くなる。また、密度が３００ｋｇ／ｍ^３を大幅に超えると、フォーム体が硬くなり、十分なクッション性を得ることができなくなる。結果として、研磨時の衝撃で研磨対象のガラス基板が外れる惧れがある。従って、密度は３００ｋｇ／ｍ^３前後が好ましい。

前記ポリウレタン発泡体（弾性体）３は、ポリオール、ポリイソシアネート、発泡剤、触媒および必要に応じ架橋剤、着色剤、樹脂改質剤、難然剤、紫外線吸収剤、耐久性改良剤から選択される添加剤、等の配合物を混合撹拌して得られた反応原料を、剥離処理を施した工程紙（基材）４の剥離面に均一に塗布した後、この塗布原料の上面に剥離面がくるように工程紙を被せて加熱発泡して硬化させ、自己スキン層を形成したエアリークの無い独立気泡性ポリウレタン発泡体を形成することで製造できる。

前記ポリオール類としては、ポリエステルポリオールあるいはポリエーテルポリオールがあるが、疎水性のポリオールを用いることで、水との接触角が９０°以上のポリウレタン発泡体を得ることができ好ましい。例えば、ポリブタジエン系ポリオール、ダイマー酸系ポリオール、ヒマシ油系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオール或いはポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどが挙げられる。この中でも、ポリテトラメチレングリコールは強度が出て、長期使用に耐えるため好ましい。また、ダイマー酸系ポリオールは特に疎水性が高くなり好ましい。

また、多官能性イソシアナートとしては、分子中にイソシアナート基を２個以上含有する芳香族イソシアナートおよび脂肪酸族イソシアナートそれらの変成物を用いることができる。具体的には、トルエンジイソシアナート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアナート（ＭＤＩ）、イソホロンジイソシアナート（ＩＰＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアナート（ＨＤＩ）、キシレンジイソシアナート（ＸＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアナート（ＴＭＸＤＩ）等、およびこれらの混合物等を用いることができるが、これらに限定されるものではない。また、これらをプレポリマーにすることで伸びおよび強度、耐久性が向上し、長期の使用が可能になる。

前記発泡剤として、水、常圧で気体の窒素ガス、炭酸ガスおよび空気等の不活性ガス、モノフッ化トリ塩化メタンや塩化メタン等のハロゲン化アルカン、ブタンやペンタン等の低沸点アルカン、分解窒素ガス等を発生するアゾビスイソブチルニトリル等およびこれらの混合物が用いられるが、これらに限定されるものではない。

この発明の研磨保持用パッドの固定定盤６に装着するための弾性体としてのポリウレタン発泡体３は、前記実施の形態に示した製造方法だけでなく、前記のような諸原料を使用して、従来から知られているワンショット法、部分プレポリマー法等の方法によって製造してもよい。製造されるポリウレタン発泡体は、モールド成形、連続シート成形等によってシート状に成形すると、研磨保持用パッドのクッション材に使用するのに好都合となるので好ましい。特に、前記実施の形態で示した上下面の離型紙と非発泡ポリウレタンシートとの間にポリウレタン原液を挟み込んで発泡させる「シート状発泡法」が最も適する方法である。

次に、本発明を実施例及び比較例により詳細に説明する。以下において、「部」及び「％」は重量基準の単位とする。
表面粗さ（Ｒａ）１１μｍの微小な凹凸の表面形状を持つ基材１（リンテック株式会社製ＦＮ）にメチルエチルケトン：トルエンの１：２の有機溶剤で熱可塑性ポリウレタン樹脂２（ＤＩＣ株式会社製ゾルテックスＰＸ−５５０）の固形分が２０％になるように希釈したものを４０μｍ間隙のスキージを用いて塗工し、７０℃×５ｍｉｎ間乾燥させ、厚み５μｍ、表面粗さ（Ｒａ）６μｍの非発泡ウレタンシート２を作製した。
次にポリウレタン原料として、ポリオールとしてダイマー酸ポリエステルジオール（分子量１２３６、水酸基価１０４．４、ＤＩＣ株式会社製ＵＡ２８１２）１００部とポリイソシアネートとして４，４−ジフェニルメタンジイソシアネートとＰＰＧとのプレポリマー（イソシアネート含有量１３．１ｗｔ％、日本ポリウレタン株式会社製ＤＣ６９７４）をＮＣＯ／ＯＨ比率＝１．０５で混合し、３５℃に温調した。更に触媒として１，８−ジアザ・ビシクロ［５，４，０］ウンデセン・７有機酸塩（三洋化成製ＳＡ１０２）を０．４部、発泡剤として水を０．５部添加し、よく攪拌した後に基材４上に塗布し、基材１付き非発泡ウレタンシート２を被せ、８０℃×２ｍｉｎ、１２０℃×４ｍｉｎｎ加温し、厚み１ｍｍ、密度；３００ｋｇ／ｍ^３の弾性体を得た。更に基材４を取除き、弾性体３の表面を平滑研磨し、厚み公差±０．０１ｍｍに調整した後に基材付き粘着層５を貼り付けた。

表面粗さ（Ｒａ）１７μｍの微小な凹凸の表面形状を持つ基材１（リンテック株式会社製１０８ＳＧ）にメチルエチルケトン：トルエンの１：２の有機溶剤で熱可塑性ポリウレタン樹脂２（ＤＩＣ株式会社製クリスボンＮＢ−６３７Ｎ）の固形分が２０％になるように希釈したものを２００μｍ間隙のスキージを用いて塗工し、７０℃×５ｍｉｎ間乾燥させ、表面粗さ（Ｒａ）１５μｍ、厚み２３μｍの非発泡ウレタンシート２を作製した。以降は実施例１と同じ作業を行い、粘着テープ付きウレタンシートを作製した。

表面粗さ（Ｒａ）４．６μｍの微小な凹凸の表面形状を持つ基材１（リンテック株式会社製Ｒ８）にメチルエチルケトン：トルエンの１：２の有機溶剤で熱可塑性ポリウレタン樹脂２（ＤＩＣ株式会社製ゾルテックスＰＸ−５５０）の固形分が２０％になるように希釈したものを２００μｍ間隙のスキージを用いて塗工し、７０℃×５ｍｉｎ間乾燥させ、表面粗さ（Ｒａ）６μｍ、厚み２０μｍの非発泡ウレタンシート２を作製した。以降は実施例１と同じ作業を行い、粘着テープ付きウレタンシートを作製した。

表面粗さ（Ｒａ）１１μｍの微小な凹凸の表面形状を持つ基材１（リンテック株式会社製ＦＮ）に熱硬化性ポリウレタン樹脂としてポリオールとしてダイマー酸ポリエステルジオール（分子量１２３６、水酸基価１０４．４、ＤＩＣ株式会社製ＵＡ２８１２）１００部とポリイソシアネート成分のカルボジイミド変性４、４−ジフェニルメタンジイソシアネート（イソシアネート含有量２９．５ｗｔ％、日本ポリウレタン株式会社製Ｃ−９８）をＮＣＯ／ＯＨ比率＝１．０５で混合し、３５℃で温調し、更に触媒としてジブチルチンジラウレート（Ｕ−１００）を０．３５部添加し、よく攪拌及び脱泡した後にポリウレタン原料を２５０μｍ間隙のスキージを用いて塗工し、１００℃×１０ｍｉｎ間加温し、表面粗さ（Ｒａ）７．１μｍ、厚み２４μｍの非発泡ウレタンシート２を作製した。
次に、ポリオール成分のポリテトレメチレングリコール（分子量２０００、水酸基価５７、三菱化学株式会社製ＰＴＭＧ２０００）１００部及びトリメチロールプロパントリメタクリレート（ＩＲ９４）５部とポリイソシアネートとして４，４−ジフェニルメタンジイソシアネートとＰＰＧとのプレポリマー（イソシアネート含有量１３．１ｗｔ％、日本ポリウレタン株式会社製ＤＣ６９７４）をＮＣＯ／ＯＨ比率＝１．０５で混ぜ、３５℃に温調した。更に触媒として１，８−ジアザ・ビシクロ［５，４，０］ウンデセン・７有機酸塩（三洋化成製ＳＡ１０２）０．４部、発泡剤として水を０．５部添加し、よく攪拌した後にポリウレタン原料を基材４上に塗布し、基材１付非発泡ウレタンシート２を被せ、８０℃×２ｍｉｎ、１２０℃×４ｍｉｎｎ加温し、厚み１ｍｍ、密度；３００ｋｇ／ｍ^３の弾性体を得た。更に基材４を取除き、弾性体３の表面を平滑研磨し、厚み公差±０．０１ｍｍに調整した後に基材付き粘着層５を貼り付けた。

表面粗さ（Ｒａ）０．５μｍの微小な凹凸の表面形状を持つ基材１（リンテック株式会社製ＰＥＴＬＳＭ１００ＧＳ）にメチルエチルケトン：トルエンの１：２の有機溶剤で熱可塑性ポリウレタン樹脂２（ＤＩＣ株式会社製ゾルテックスＰＸ−５５０）の固形分が２０％になるように希釈したものを２５０μｍ間隙のスキージを用いて塗工し、７０℃×５ｍｉｎ間乾燥させ、表面粗さ（Ｒａ）０．８μｍ、厚み３０μｍの非発泡ウレタンシート２を作製した。
次に実施例１と同様にその上に弾性体を発泡させた。更に基材４を取除き、弾性体３の表面を平滑研磨し、厚み公差±０．０１ｍｍに調整した後に基材付き粘着層５を貼り付けた。

比較例１

表面粗さ（Ｒａ）０μｍの表面形状を持つ基材１（リンテック株式会社製ＰＥＴ１００ＧＳ）にメチルエチルケトン：トルエンの１：２の有機溶剤で熱可塑性ポリウレタン樹脂２（ＤＩＣ株式会社製ゾルテックスＰＸ−５５０）の固形分が２０％になるように希釈したものを２００μｍ間隙のスキージを用いて塗工し、７０℃×５ｍｉｎ間乾燥させ、表面粗さ（Ｒａ）０．３μｍ、厚み２０μｍの非発泡ウレタンシート２を作製した。更に実施例１と同様にその上に弾性体を発泡させたあと更に基材４を取除き、弾性体３の表面を平滑研磨し、厚み公差±０．０１ｍｍに調整した後に基材付粘着層５を貼り付けた。

比較例２

表面粗さ（Ｒａ）１１μｍの表面形状を持つ基材１（リンテック株式会社製ＦＮ）にポリオールＥＰ５５１Ｃ（分子量３０００、水酸基価５７、三井化学株式会社製）１００部とカルボジイミド変性４、４−ジフェニルメタンジイソシアネート（イソシアネート含有量２９．５ｗｔ％、日本ポリウレタン株式会社製Ｃ・９８）を１５部、触媒として１，８−ジアザ・ビシクロ［５，４，０］ウンデセン・７有機酸塩（三洋化成製ＳＡ１０２）を０．４部混合し脱泡したものを１００μｍ間隙のスキージを用いて塗工し、８０℃×３ｍｉｎ、１２０℃×４ｍｉｎ間加温させ、表面粗さ（Ｒａ）５．５μｍ、厚み２５μｍの非発泡ウレタンシート２を作製した。
次に、ポリオール成分の分子量２０００のポリテトレメチレングリコール（分子量２０００、水酸基価５７、三菱化学株式会社製ＰＴＭＧ２０００）とトリメチロールプロパントリメタクリレート（ＩＲ−９４）５部とポリイソシアネート成分のカルボジイミド変性４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート（イソシアネート含有量２９．５ｗｔ％、日本ポリウレタン株式会社製Ｃ・９８）をＮＣＯ／ＯＨ比率＝１．０５で混合し、３５℃に温調した。触媒として１，８−ジアザ・ビシクロ［５，４，０］ウンデセン・７有機酸塩（三洋化成製ＳＡ１０２）を０．４部、発泡剤として水を０．５部添加し、よく攪拌した後に非発泡ウレタンシート上にポリウレタン原料を塗布し、更に塗布後にその上から別の基材４を被せ、８０℃×２ｍｉｎ、１２０℃×４ｍｉｎ加温し、ポリウレタン熱硬化性ポリウレタン発泡体を作製した。更に基材４を取除き、弾性体３の表面を平滑研磨し、厚み公差±０．０１ｍｍに調整した後に基材付き粘着層５を貼り付けた。

比較例３

表面粗さ（Ｒａ）２０μｍの表面形状を持つ基材１（リンテック株式会社製Ｒ８０Ｎ２）にメチルエチルケトン：トルエンの１：２の有機溶剤で熱可塑性ポリウレタン樹脂２（ＤＩＣ株式会社製ゾルテックスＰＸ−５５０）の固形分が２０％になるように希釈したものを２００μｍ間隙のスキージ等を用いて塗工し、７０℃×５ｍｉｎ間乾燥させ、表面粗さ（Ｒａ）１９μｍ、厚み２３μｍの非発泡ウレタンシート２を作製した。
次に、熱硬化性ポリウレタン樹脂としてポリオールとしてダイマー酸ポリエステルジオール（分子量１２３６、水酸基価１０４．４、ＤＩＣ株式会社製ＵＡ２８１２）１００部とポリイソシアネートとして４、４−ジフェニルメタンジイソシアネート（イソシアネート含有量１３．１ｗｔ％、日本ポリウレタン株式会社製ＤＣ６９７４）をＮＣＯ／ＯＨ比率＝１．０５で混合し、３５℃に温調した。触媒として１，８−ジアザ・ビシクロ［５，４，０］ウンデセン・７有機酸塩（三洋化成製ＳＡ１０２）を０．４部、発泡剤として水を０．５部添加し、よく攪拌した後に非発泡ウレタンシート上にポリウレタン原料を塗布し、更に塗布後にその上から別の基材４を被せ、８０℃×２ｍｉｎ、１２０℃×４ｍｉｎ加温し、ポリウレタン熱硬化性ポリウレタン発泡体を作製した。更に基材４を取除き、弾性体３の表面を平滑研磨し、厚み公差±０．０１ｍｍに調整した後に基材付粘着層５を貼り付けた。

比較例４

ポリオールとしてダイマー酸ポリエステルジオール（ＤＩＣ株式会社製分子量１２５９、水酸基価８９．１、ＤＩＣ株式会社製ＵＡ２７０１）とポリイソシアネートとして４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート（イソシアネート含有量１３．１％、日本ポリウレタン株式会社製ＤＣ６９７４）をＮＣＯ／ＯＨ比率＝１．０５で混合し、３５℃に温調した。更に触媒として１，８−ジアザ・ビシクロ［５，４，０］ウンデセン・７有機酸塩（三洋化成製ＳＡ１０２）０．４部、発泡剤として水を０．５部添加し、よく攪拌した後にポリウレタン原料を表面粗さ（Ｒａ）０．８μｍの表面形状を持つ基材１（リンテック株式会社製ＴＰ−ＳＧ）上に塗布し、更に塗布後にその上から別の基材４を被せ、８０℃×２ｍｉｎ、１２０℃×４ｍｉｎ加温し、表面粗さ（Ｒａ）１０．２μｍの微小な凹凸の表面形状を接触角１０５度、厚み１ｍｍ、密度；３００ｋｇ／ｍ^３の熱硬化性ポリウレタン発泡体を作製した。弾性体３の表面を平滑研磨し、厚み公差±０．０１ｍｍに調整した後に基材付き粘着層５を貼り付けた。

比較例５

表面粗さ（Ｒａ）１１μｍの表面形状を持つ基材１（リンテック株式会社製ＦＮ）にメチルエチルケトン：トルエンの１：２の有機溶剤で熱可塑性ポリウレタン樹脂２（ＤＩＣ株式会社製ゾルテックスＰＸ−５５０）の固形分が２０％になるように希釈したものを２００μｍ間隙のスキージを用いて塗工し、７０℃×５ｍｉｎ間乾燥させ、表面粗さ（Ｒａ）４．９μｍ、厚み２６μｍの非発泡ウレタンシート２を作製した。
次に、熱硬化性ポリウレタン樹脂としてポリオール成分の分子量２０００のポリテトレメチレングリコール（分子量２０００、水酸基価５７、三菱化学株式会社製ＰＴＭＧ２０００）とポリイソシアネート成分のトルエンジイソシアネート（イソシアネート含有量３０％、日本ポリウレタン株式会社製Ｔ−６５）をＮＣＯ／ＯＨ比率＝１．０で混合し、３５℃に温調した。触媒としてジブチルチンジラウレート（日東化成株式会社製ネオスタンＵ−１００）を０．１５部添加し、トリエチレンジアミン（花王株式会社製カオーライザーＮｏ．３０Ｐ）を０．１５部、発泡剤として水を０．５部添加し、よく攪拌した後に非発泡ウレタンシート上にポリウレタン原料を塗布し、更に塗布後にその上から別の基材４を被せ、８０℃×２ｍｉｎ、１２０℃×４ｍｉｎ加温し、密度２８０ｋｇ／ｍ^３の熱硬化性ポリウレタン発泡体を作製した。弾性体３の表面を平滑研磨し、厚み公差±０．０１ｍｍに調整した後に基材付き粘着層５を貼り付けた。

比較例６

表面粗さ（Ｒａ）１１μｍの表面形状を持つ基材１（リンテック株式会社製ＦＮ）にメチルエチルケトン：トルエンの１：２の有機溶剤で熱可塑性ポリウレタン樹脂２（ＤＩＣ株式会社製ゾルテックスＰＸ−５５０）の固形分が２０％になるように希釈したものを６０μｍ間隙のスキージを用いて塗工し、７０℃×５ｍｉｎ間乾燥させ、表面粗さ（Ｒａ）７μｍ、厚み２．５μｍの非発泡ウレタンシート２を作製した。
次に、熱硬化性ポリウレタン樹脂としてポリオールとしてダイマー酸ポリエステルジオール（分子量１２３６、水酸基価１０４．４、ＤＩＣ株式会社製ＵＡ２８１２）１００部とポリイソシアネートとして４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート（イソシアネート含有量１３．１ｗｔ％、日本ポリウレタン株式会社製ＤＣ６９７４）をＮＣＯ／ＯＨ比率＝１．０５で混合し、３５℃に温調した。触媒として１，８−ジアザ・ビシクロ［５，４，０］ウンデセン・７有機酸塩（三洋化成製ＳＡ１０２）を０．４部、発泡剤として水を０．５部添加し、よく攪拌した後に非発泡ウレタンシート上にポリウレタン原料を塗布し、更に塗布後にその上から別の基材４を被せ、８０℃×２ｍｉｎ、１２０℃×４ｍｉｎ加温し、ポリウレタン熱硬化性ポリウレタン発泡体を作製した。更に基材４を取除き、弾性体３の表面を平滑研磨し、厚み公差±０．０１ｍｍに調整した後に基材付き粘着層５を貼り付けた。

比較例７

表面粗さ（Ｒａ）１１μｍの表面形状を持つ基材１（リンテック株式会社製ＦＮ）にメチルエチルケトン：トルエンの１：２の有機溶剤で熱可塑性ポリウレタン樹脂２（ＤＩＣ株式会社製ゾルテックスＰＸ−５５０）の固形分が２０％になるように希釈したものを４００μｍ間隙のスキージを用いて塗工し、７０℃×５ｍｉｎ間乾燥させ、表面粗さ（Ｒａ）５μｍ、厚み５０μｍの非発泡ウレタンシート２を作製した。
以降は比較例６と同じ作業を行い、粘着テープ付きウレタンシートを作製した。

比較例８

表面粗さ（Ｒａ）１１μｍの表面形状を持つ基材１（リンテック株式会社製ＦＮ）にメチルエチルケトン：トルエンの１：２の有機溶剤で熱可塑性ポリウレタン樹脂２（ＤＩＣ株式会社製ゾルテックスＰＸ−５５０）の固形分が２０％になるように希釈し、ポリブテン（新日本石油株式会社製ＬＶ−１００）を５部添加し、混合したものを２００μｍ間隙のスキージ等を用いて塗工し、７０℃×５ｍｉｎ間乾燥させ、表面粗さ（Ｒａ）６．１μｍ、厚み２２μｍの非発泡ウレタンシート２を作製した。
以降は比較例６と同じ作業を行い、粘着テープ付きウレタンシートを作製した。

比較例９

表面粗さ（Ｒａ）１１μｍの表面形状を持つ基材１（リンテック株式会社製ＦＮ）にメチルエチルケトン：トルエンの１：２の有機溶剤で熱可塑性ポリウレタン樹脂２（ＤＩＣ株式会社製ゾルテックスＰＸ−５５０）の固形分が２０％になるように希釈し、イソシアネートプレポリマー（ＤＩＣ株式会社製ゾルテックスＣＬ−１５）を３部、有機錫触媒（ＤＩＣ株式会社製ゾルテックスＴ・８１Ｅ）を３部添加し、混合したものを２００μｍ間隙のスキージを用いて塗工し、７０℃×５ｍｉｎ間乾燥させ、表面粗さ（Ｒａ）６．１μｍ、厚み２４μｍの非発泡ウレタンシート２を作製した。
以降は比較例６と同じ作業を行い、粘着テープ付きウレタンシートを作製した。

表１、表２及び表３における各用語の意味を以下に示す。
表面粗さ（Ｒａ）：各工程紙で作製した非発泡ウレタンシート表面の表面粗さＲａを表面粗さ計で測定した値を示す。表面粗さ計は、株式会社東京精密製ＳＵＲＦＣＯＭ１１０Ａを使用した。
保持力：試験治具に５０×５０ｍｍ角のサンプル片を貼付け、８ｇ／ｃｍ^２の荷重がかかるように調整する。５０μＬの水をガラス上に滴下し、その上にサンプル片を馴染ませ、静値させる。ガラス板と水平方向にサンプル片を引張り、サンプル片がずれる時の引張力のピーク値を測定した。単位；Ｎ（ニュートン）引張速度；１００ｍｍ／ｍｉｎ。試験機；ＵＴ４−５ＫＮ
エアー残留性：１００×１００ｍｍ角のガラス板を０．１ｍｌの霧状の水で濡らした保持パッド材上に５°の傾きをつけた状態から静かに置く。ガラス上に４００ｇのおもりを１分置いた後、おもりを外し、エアーの有無を確認する。
吸水量：１００×１００ｍｍ角のガラス板上に１ｍｌの水を滴下し、その上に５０×５０ｍｍ角のサンプル片を静置させる。８０ｇ／ｃｍ^２の荷重を繰返し１０回かけ、吸水した水の量を測定した。単位；ｍｇ
スラリー残留性：１００×１００ｍｍ角のガラス板上に０．１ｍｌの研磨用スラリー液を滴下し、その上に５０×５０ｍｍ角のサンプル片を静置させる。８０ｇ／ｃｍ^２の荷重を繰返し１０回かけた後、流水でスラリーを洗い流す。保持パッド材表面にスラリー（研磨砥粒）を目視にて確認できなければ○、スラリーを目視にて確認できた場合を×とした。

乾燥時間：５０×５０ｍｍ角のガラス板を一定量の霧状の水で濡らした保持パッド材上に静置する。５０％圧縮率でガラス板を１０回／分で４分間上下した後、８０℃のオーブン中に１分間入れ、乾燥しているか否かを確認する。
復元性：７０℃オーブンにて促進した、５０％圧縮永久歪。
非発泡ウレタンシート樹脂：熱可塑性とは熱可塑性ポリウレタン樹脂を用いて作製したものをいい、熱硬化とは熱硬化性ポリウレタン樹脂を用いて作製したシートを言う。
厚み；非発泡ウレタンシートを株式会社ミツトヨ製ＩＤ−Ｈで測定した値である。単位；μｍ
接触角：鏡面仕上げのＰＥＴ上に各ポリウレタン原料を塗布、乾燥し、平滑なフィルム状となしたものを接触角計で測定した値である。接触角計としては協和接触角計ＣＡ―Ａ型（協和科学社製）を使用した。
ポリウレタン発泡体：エステルとは、各種ポリエステルポリオール原料を使用し、所定の条件で発泡させたポリウレタン発泡体をいい、エーテルとはポリエーテルポリオール原料を使用し、所定の条件で発泡させたポリウレタン発泡体いう。
圧縮応力：３０×３０ｍｍのサンプルを１０枚積層し、１ｍｍ／ｍｉｎの速度で２５％圧縮したときの圧縮応力値（ＪＩＳＫ６４００−２準拠）。測定機は島津製作所製ａｕｔｏｇｒａｐｈＡＧ−Ｘを使用した。単位；ＭＰａ
耐磨耗性；ＪＩＳＫ５６００・５・９＜塗膜・機械的性質（第９節；耐磨耗性（磨耗輪法））準拠
磨耗輪；Ｈ・１８、荷重２５０ｇを用い、試験サンプルの重量減少率（％）を測定した値である。耐磨耗試験機はティーバー式（東洋精機製）を使用した。

表１に示した結果から、実施例１〜５は、研磨対象物を吸着保持する非発泡ウレタンシートの厚み、圧縮応力、接触角及び表面粗さ、並びにポリウレタン発泡体のタイプ、エステルタイプ又はエーテルタイプにより保持力、復元性、耐摩耗性などに若干のバラツキが見られるものの、エアー残留性（空気の咬み込み）、吸水量、スラリー残留性、乾燥時間において十分満足できる結果が得られている。

一方、表２及び表３に示した結果から比較例１は表面粗さ（Ｒａ）が０．３と小さすぎて表面がほぼ平坦なため保持力が０．８と極めて小さくなるだけでなく、エアー残留性も悪化し不合格と言える。比較例２は接触角が８０°と低いため親水性が生じ、そのため吸水量が大きく乾燥時間が長くなり実用的に非効率的になるばかりでなく、非発泡ウレタンシートの厚みが２５μｍと厚いため圧縮応力も大きくなり、表面粗さが５．５とそこそこの値を有するものの保持力が２．１Ｎと言う不満足で不合格な結果になる。比較例３は、非発泡ウレタンシートの厚みが２３μｍと厚いため、表面粗さ（Ｒａ）が１９もあっても保持力が２Ｎと言う不満足で不合格なものになる。比較例４はポリウレタン発泡体だけからなるために、当然想到されることであるが吸水量が妥当な値であるにもかかわらず乾燥時間が長くなり、しかも耐摩耗性が悪化するだけでなく保持力も２．５Ｎと言う不満足で不合格となる結果を生じる。比較例５はポリウレタン発泡体の密度が２８０ｋｇ／ｍ^３と若干低いため復元性（圧縮永久歪）が３０と大きく長期間の使用に耐えないだけでなく、吸水量も大きく乾燥時長時間要し実用性に劣るという不合格となる結果に終わる。

比較例６は非発泡ウレタンシートの厚みが２．５μｍと薄すぎたため、表面粗さ（Ｒａ）が７であったので保持力も４．５Ｎと言う良好な性能を有し、エアー残留性から復元性まで良好な性能を示したにもかかわらず、耐摩耗性（重量減少率）が０．５％という実施例に比べて見劣りするという不満足な結果になる。比較例７は比較例６とは反対に非発泡ウレタンシートの厚みが５０μｍと極めて厚過ぎたため、保持力以下耐摩耗性に至るまで良好な性能が得られたにもかかわらず非発泡ウレタンシートが破れるという不合格な結果となる。比較例７は非発泡ウレタンシートの厚みが２２μｍとやや厚かったため表面粗さ（Ｒａ）が６．１という程良い粗さであったにもかかわらず、保持力が２．７Ｎというやや見劣りする結果で不合格となる。比較例９は比較例８と同様に非発泡ウレタンシートの厚みが２４μｍと少々厚かったため表面粗さ（Ｒａ）が６．３という良好な粗さであったにもかかわらず、保持力が２Ｎと言う不満足で不合格な数値になる。

１基材
２非発泡ウレタンシート
３ポリウレタン発泡体
４基材
５基材付き粘着層（セパレータを付けた状態）
５’ 基材付き粘着層（セパレータで剥離した状態）
６定盤
７端部の防水処理加工

Claims

非発泡ウレタンシートの一面側にウレタン発泡体が形成されており、研磨対象物を保持するための定盤に前記ウレタン発泡体の他面側を固着させて前記非発泡ウレタンシートの他面側が前記研磨対象物に当接する研磨保持用パッドにおいて、前記非発泡ウレタンシートは表面粗さＲａが０．５〜１７μｍであり、水との接触角が９０°以上であり、圧縮応力が０．０５〜０．５ＭＰａであり、厚みが５〜３０μｍであって、前記ウレタン発泡体は圧縮永久歪が１０以下であることを特徴とする研磨保持用パッド。
前記ウレタン発泡体の定盤への固着面が厚み調整平滑処理され、その平滑面に粘着剤が塗工されていることを特徴とする請求項１記載の研磨保持用パッド。