JP2022098876A - 研磨パッド - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、加工効率と仕上がり平坦性とを高い水準で両立させつつ、さらに線傷の少ない基板加工を行うことができる研磨パッドの提供を目的とする。【解決手段】本発明の一実施形態に係る研磨パッドは、シート状の基材と、この基材の一方の面側に積層される研磨部とを備え、上記研磨部が、砥粒、充填材及びバインダーを含み、上記砥粒が、金属を含む無機材料により構成される無機層で被覆されたダイヤモンド砥粒であり、上記充填材が、無機酸化物であり、上記バインダーが、有機物を主成分とする。【選択図】図３

Description

本発明は、研磨パッドに関する。

例えばスマートフォンやハードディスク等の電子機器に用いられるガラス基板の加工は、一般に固定砥粒の研磨パッドを平面研磨機に取り付けて行われる。このような研磨パッドとして、基材の表面に砥粒及びバインダーを含む研磨層を積層して構成した研磨パッドが公知である（例えば再表２０１６／０６７８５７号公報参照）。

上記従来の研磨パッドでは、研磨層を表面が溝で区分された複数の領域（研磨部）で構成し、研磨部表面の最大山高さを制御することで砥粒の一部をバインダー表面から突出させて、加工効率と仕上がり平坦性とを高い水準で両立している。

再表２０１６／０６７８５７号公報

一般に加工効率は、研磨レートで測定され、仕上がり平坦性は、ＪＩＳ－Ｂ－０６０１で規定される線粗さ、例えば算術平均粗さＲａで評価される場合が多い。しかし、線粗さで評価された仕上がり平坦性が同等であっても、表面に生じる線傷の多寡が異なる場合がある。例えばスマートフォンの画面の表面を覆うカバーガラスでは、この線傷の多寡は、光の透過性に影響を与え、ひいてはスマートフォンの画面の視認性に影響を与えることとなる。

本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、加工効率と仕上がり平坦性とを高い水準で両立させつつ、さらに線傷の少ない基板加工を行うことができる研磨パッドの提供を目的とする。

本発明の一実施形態に係る研磨パッドは、シート状の基材と、この基材の一方の面側に積層される研磨部とを備え、上記研磨部が、砥粒、充填材及びバインダーを含み、上記砥粒が、金属を含む無機材料により構成される無機層で被覆されたダイヤモンド砥粒であり、上記充填材が、無機酸化物であり、上記バインダーが、有機物を主成分とする。

本発明の研磨パッドは、加工効率と仕上がり平坦性とを高い水準で両立させつつ、さらに線傷の少ない基板加工を行うことができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る研磨パッドを示す模式的平面図である。 図２は、図１の研磨パッドの模式的部分拡大平面図である。 図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線での模式的部分断面図である。 図４は、図３の砥粒の構成を示す模式的断面図である。 図５は、図３の研磨パッドとは異なる実施形態に係る研磨パッドを示す模式的部分断面図である。

［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。

本発明の一実施形態に係る研磨パッドは、シート状の基材と、この基材の一方の面側に積層される研磨部とを備え、上記研磨部が、砥粒、充填材及びバインダーを含み、上記砥粒が、金属を含む無機材料により構成される無機層で被覆されたダイヤモンド砥粒であり、上記充填材が、無機酸化物であり、上記バインダーが、有機物を主成分とする。

当該研磨パッドは、砥粒にダイヤモンド砥粒を用いるので、加工効率すなわち研磨レートを高めることができる。また、上記ダイヤモンド砥粒が金属を含む無機材料により構成される無機層で被覆されているので、砥粒表面がダイヤモンドに比べて柔らかく、かつ砥粒保持力を向上させることができると考えられる。さらに、有機物を主成分とするバインダー及び無機酸化物の充填材がもたらす弾性力とあいまって、当該研磨パッドは、仕上がり平坦性が高く、かつ被削体に線傷を生じさせ難い。

上記研磨部における上記充填材の含有量としては、３５体積％以上７５体積％以下が好ましい。このように上記充填材の含有量を上記範囲内とすることで、研磨部の摩耗を抑止しつつ、線傷を抑止できる。

上記充填材が、酸化アルミニウム又は酸化ケイ素であるとよい。このように上記充填材を酸化アルミニウム又は酸化ケイ素とすることで、さらに線傷を低減できる。

上記無機材料が、炭化チタン又はチタンであるとよい。炭化チタン及びチタンは、ダイヤモンドとの結着力が高く、剥がれ難い。従って、上記無機材料を炭化チタン又はチタンとすることで、線傷の発生を抑止する効果を長期に渡って維持できる。

上記有機物が、熱硬化性エポキシ樹脂であるとよい。このように上記有機物を熱硬化性エポキシ樹脂とすることで、適度な弾性を確保しつつ、基材との密着性を高めることができる。

当該研磨パッドは、基板加工用の平面研磨機に好適に用いることができる。

なお、「主成分」とは、最も含有量の多い成分であり、例えば５０質量％以上含有される成分である。

［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明の一実施形態に係る研磨パッドについて、図面を参照しつつ説明する。

図１から図３に示す研磨パッド１は、シート状の基材１０と、この基材１０の一方の面側に積層される複数の研磨部２０と、他方の面側に積層される接着層３０とを備える。以下、基材１０の研磨部２０が積層される面を「表面」、接着層３０が積層される面を「裏面」ともいう。

当該研磨パッド１は、基板加工用の平面研磨機に好適に用いることができる研磨パッドである。上記平面研磨機は、固定砥粒方式の研磨装置であり、例えば互いの対向面の間に被削体を挟み込んで研磨を行う上定盤及び下定盤を備える両面研磨装置を挙げることができる。当該研磨パッド１は、上記上定盤及び上記下定盤の対向面にそれぞれ貼付されて用いられる。

＜基材＞
基材１０は、研磨部２０を支持するための部材である。

基材１０の主成分としては、特に限定されないが、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、アラミド、アルミニウム、銅等が挙げられる。中でも耐熱性と接着性とのバランスに優れたＰＣが好ましい。また、基材１０の表面に化学処理、コロナ処理、プライマー処理等の接着性を高める処理が行われてもよい。

また、基材１０は可撓性又は延性を有するとよい。このように基材１０が可撓性又は延性を有することで、当該研磨パッド１が被削体の表面形状に追従し、研磨面と被削体との接触面積が大きくなるため、研磨レートがさらに高まる。このような可撓性を有する基材１０の材質としては、例えばＰＥＴやＰＩ等を挙げることができる。また、延性を有する基材１０の材質としては、アルミニウムや銅等を挙げることができる。

基材１０の平均厚さの下限としては、７５μｍが好ましく、１００μｍがより好ましく、１５０μｍがさらに好ましい。一方、基材１０の平均厚さの上限としては、３ｍｍが好ましく、１ｍｍがより好ましく、５００μｍがさらに好ましい。基材１０の平均厚さが上記下限未満であると、当該研磨パッド１の強度や平坦性が不足するおそれがある。逆に、基材１０の平均厚さが上記上限を超えると、当該研磨パッド１が不要に厚くなり、取扱いが困難になるおそれがある。ここで、「平均厚さ」とは、任意の１０点で測定された厚さの平均値を指す。

基材１０の形状及び大きさは、使用される研磨機の定盤の形状及び大きさに合わせて適宜決定される。例えば図１に示す研磨パッド１の基材１０は、円環状である。円環状の基材１０としては、例えば外径２００ｍｍ以上２０２２ｍｍ以下及び内径１００ｍｍ以上６５８ｍｍ以下とすることができる。なお、基材１０の形状は円環状に限定されるものではなく、直径２００ｍｍ以上２０２２ｍｍ以下の円形状や一辺が１４０ｍｍ以上１６０ｍｍ以下の正方形状等としてもよい。

また、当該研磨パッド１の取扱性の観点から、複数の基材１０が研磨機の定盤に支持される構成とすることもできる。この場合、基材１０を複数に分割して移送し、研磨機の定盤にそれぞれ固定することで、図１に示すような円環状の研磨パッド１が構成される。

＜研磨部＞
複数の研磨部２０の間には、図２に示すように、溝２０ａが形成されている。また、研磨部２０は、図２及び図３に示すように、砥粒２１、充填材２２及びバインダー２３を含む。

（砥粒）
砥粒２１は、図４に示すように、ダイヤモンド粒２１ａと、このダイヤモンド粒２１ａの表面を被覆する無機層２１ｂとを有する。この無機層２１ｂは、金属を含む無機材料により構成されている。つまり、砥粒２１は、金属を含む無機材料により構成される無機層２１ｂで被覆されたダイヤモンド砥粒である。なお、砥粒２１は、ダイヤモンド粒２１ａ及び無機層２１ｂ以外の他の層を有してもよい。上記他の層としては、シランカップリング剤による表面処理層等を挙げることができる。

ダイヤモンド粒２１ａを構成するダイヤモンドとしては、単結晶でも多結晶でもよい。単結晶ダイヤモンドは、他のダイヤモンドより硬質であり研削力が高い。また、多結晶ダイヤモンドは多結晶を構成する微結晶単位で劈開し易く目つぶれが進行し難いので、長期間研磨を行っても研磨レートの低下が小さい。

無機層２１ｂを構成する無機材料としては、金属単体、金属の炭化物、窒化物及びホウ化物などを挙げることができる。また、上記金属としては、チタン、クロム、ジルコニウム、タンタル、モリブデン等を挙げることができる。中でも上記無機材料が、炭化チタン又はチタンであるとよい。炭化チタン及びチタンは、ダイヤモンドとの結着力が高く、剥がれ難い。従って、上記無機材料を炭化チタン又はチタンとすることで、線傷を生じさせ難い効果を長期に渡って維持できる。

上記無機材料は、２種以上を混合して用いてもよい。また、無機層２１ｂを、異なる種類の無機材料を含む複数の層を積層した多層構造とすることもできる。

ダイヤモンド粒２１ａに対する無機層２１ｂの重量比の下限としては、０．０１が好ましく、０．０１５がより好ましい。一方、上記重量比の上限としては、０．２が好ましく、０．１５がより好ましい。上記重量比が上記下限未満であると、線傷の発生を抑止する効果が不十分となるおそれがある。逆に、上記重量比が上記上限を超えると、ダイヤモンド粒２１ａによる高い研磨力の発現を阻害し、研磨レートが十分に高められないおそれがある。

砥粒２１の平均粒径（ダイヤモンド粒２１ａと無機層２１ｂとを含む粒子全体の平均粒径）の下限としては、１μｍが好ましく、３μｍがより好ましい。一方、砥粒２１の平均粒径の上限としては、２００μｍが好ましく、１００μｍがより好ましく、５０μｍがさらに好ましい。砥粒２１の平均粒径が上記下限未満であると、研磨レートが不足するおそれがある。逆に、砥粒２１の平均粒径が上記上限を超えると、平坦化精度が不足するおそれがある。ここで、「平均粒径」とは、レーザー回折法等により測定された体積基準の累積粒度分布曲線の５０％値（５０％粒子径、Ｄ５０）をいう。

研磨部２０における砥粒２１の含有量の下限としては、０．５体積％が好ましく、１体積％がより好ましい。一方、砥粒２１の含有量の上限としては、２０体積％が好ましく、１０体積％がより好ましい。砥粒２１の含有量が上記下限未満であると、研磨部２０の研磨力が不足するおそれがある。逆に、砥粒２１の含有量が上記上限を超えると、研磨部２０が砥粒２１を保持できず、過度に目こぼれ（研磨部２０からの砥粒２１の脱落）が生じるおそれがある。

（充填材）
充填材２２は、無機酸化物である。上記無機酸化物としては、酸化アルミニウム（アルミナ）、酸化ケイ素（シリカ）、酸化セリウム、酸化マグネシウム、ジルコニア、酸化チタン等の酸化物、及びシリカ－アルミナ、シリカ－ジルコニア、シリカ－マグネシア、ウォラストナイト等の複合酸化物を挙げることができる。これらは単独で又は必要に応じて２種以上を組み合わせて用いてもよい。

充填材２２は、酸化アルミニウム又は酸化ケイ素であるとよい。このように充填材２２を酸化アルミニウム又は酸化ケイ素とすることで、さらに線傷を低減できる。

充填材２２の平均粒径は砥粒２１の平均粒径にも依存するが、充填材２２の平均粒径の下限としては、０．０１μｍが好ましく、０．０５μｍがより好ましい。一方、充填材２２の平均粒径の上限としては、２０μｍが好ましく、１５μｍがより好ましい。充填材２２の平均粒径が上記下限未満であると、充填材２２による研磨部２０の弾性率向上効果の不足により、線傷の発生を抑止する効果が不十分となるおそれがある。一方、充填材２２の平均粒径が上記上限を超えると、充填材２２が砥粒２１の研磨力を阻害するおそれがある。

また、充填材２２の平均粒径は砥粒２１の平均粒径よりも小さいとよい。砥粒２１の平均粒径に対する充填材２２の平均粒径の比の下限としては、０．１が好ましく、０．２がより好ましい。一方、砥粒２１の平均粒径に対する充填材２２の平均粒径の比の上限としては、０．８が好ましく、０．６がより好ましい。砥粒２１の平均粒径に対する充填材２２の平均粒径の比が上記下限未満であると、充填材２２による研磨部２０の弾性率向上効果の不足により、線傷の発生を抑止する効果が不十分となるおそれがある。逆に、砥粒２１の平均粒径に対する充填材２２の平均粒径の比が上記上限を超えると、充填材２２が砥粒２１の研磨力を阻害するおそれがある。

研磨部２０における充填材２２の含有量の下限としては、３５体積％が好ましく、４５体積％がより好ましい。一方、上記充填材２２の含有量の上限としては、７５体積％が好ましく、６５体積％がより好ましい。上記充填材２２の含有量が上記下限未満であると、充填材２２による研磨部２０の弾性率向上効果の不足により、線傷の発生を抑止する効果が不十分となるおそれがある。逆に、上記充填材２２の含有量が上記上限を超えると、充填材２２の目こぼれによる研磨部２０の摩耗が進み易くなり、当該研磨パッド１が短寿命となるおそれがある。

（バインダー）
バインダー２３は、有機物を主成分とする。上記有機物としては、ポリウレタン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル、セルロース、エチレン共重合体、ポリビニルアセタール、ポリアクリル酸及びその塩、ポリアクリル酸エステル、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド等の樹脂、特に熱可塑性樹脂を挙げることができる。なお、上記樹脂は、少なくとも一部が架橋していてもよい。

上記有機物が、熱硬化性エポキシ樹脂であるとよい。このように上記有機物を熱硬化性エポキシ樹脂とすることで、適度な弾性を確保しつつ、基材１０との密着性を高めることができる。

なお、バインダー２３には、分散剤、カップリング剤、界面活性剤、潤滑剤、消泡剤、着色剤等の各種助剤及び添加剤などを目的に応じて適宜含有させてもよい。

（研磨部の配置）
複数の研磨部２０は、図１及び図２に示すように、千鳥配置されているとよい。このように複数の研磨部２０を千鳥配置することで、基材１０の反りの発生を抑止できるので、研磨圧力の面内均一性が向上し、さらに平坦化精度を高められる。

「複数の研磨部が千鳥配置である」とは、研磨部が、平行する複数の列に等間隔で配置され、一の列に含まれる研磨部の中心を通り、この一の列に対して直交する方向に、この一の列と隣接する列の研磨部の中心が位置しないような配列をいう。図２を用いて説明すると、複数の研磨部２０は、平行する複数の列に配置される。一の列（図２のＸ方向）に配置される研磨部２０の間隔（中心間の距離、ピッチ）は等しい。この研磨部２０の間隔は、複数の列間で同じ間隔とされる。また、この一の列と隣接する列の研磨部２０の中心は、一の列で隣接する研磨部２０の中心を結ぶ直線の中点からこの一の列に対して直交する方向（図２のＹ方向）に位置する。つまり、隣接列の研磨部２０の位置は、一の列の研磨部２０の位置から半ピッチずれている。従って、複数の研磨部２０の配置としては、複数の列は２列ごとに同じパターンが繰り返される。

また、一の列で隣接する２つの研磨部２０と、この研磨部２０の中心を結ぶ直線の中点からこの一の列に対して直交する方向に位置する１の研磨部２０との３つの研磨部２０の中心Ｍを頂点として構成される三角形（例えば図３の２点鎖線で示される三角形）は、正三角形であることが好ましい。このように上記三角形を正三角形とすることで、列方向及びこの列に対して直交する方向の等方性が高められるので、さらに安定して研磨を行うことができる。

一の列に配置される研磨部２０の平均ピッチ（図２のＬ１）の下限としては、４．５ｍｍが好ましく、５ｍｍがより好ましい。一方、上記平均ピッチＬ１の上限としては、６．５ｍｍが好ましく、５．５ｍｍがより好ましい。上記平均ピッチＬ１が上記下限未満であると、研磨部２０の頂面の平均面積を十分に確保できず、研磨部２０が研磨時に倒れ易くなるおそれがある。逆に、上記平均ピッチＬ１が上記上限を超えると、隣接する研磨部２０間の溝２０ａの幅が大きくなり、基材１０に反りが発生し易くなるおそれがある。

一の列に配置される研磨部２０と、この研磨部２０の隣の列に配置される至近の研磨部２０との平均距離（図２のＬ２）の下限としては、４．５ｍｍが好ましく、５ｍｍがより好ましい。一方、上記平均距離Ｌ２の上限としては、６．５ｍｍが好ましく、５．５ｍｍがより好ましい。上記平均距離Ｌ２が上記下限未満であると、研磨部２０の頂面の平均面積を十分に確保できず、研磨部２０が研磨時に倒れ易くなるおそれがある。逆に、上記平均距離Ｌ２が上記上限を超えると、両研磨部２０間の溝２０ａの幅が大きくなり、基材１０に反りが発生し易くなるおそれがある。

研磨部２０間の最小間隔（図２のＤ）の下限としては、０．３ｍｍが好ましく、０．５ｍｍがより好ましい。一方、上記最小間隔Ｄの上限としては、２．５ｍｍが好ましく、２ｍｍがより好ましい。上記最小間隔Ｄが上記下限未満であると、研磨部２０の頂面の平均面積を十分に確保できず、研磨部２０が研磨時に倒れ易くなるおそれがある。逆に、上記最小間隔Ｄが上記上限を超えると、隣接する研磨部２０間の溝２０ａの幅が大きくなり、基材１０に反りが発生し易くなるおそれがある。これに対し、研磨部２０間の最小間隔Ｄを上記範囲内とすることで、被削体への適度な接触面積と研磨圧力とを確保できるので、当該研磨パッド１の研磨レートをさらに高めることができる。

研磨部２０頂面の平均面積の下限としては、６ｍｍ^２が好ましく、８ｍｍ^２がより好ましい。一方、研磨部２０頂面の平均面積の上限としては、３０ｍｍ^２が好ましく、２５ｍｍ^２がより好ましく、２０ｍｍ^２がさらに好ましい。研磨部２０頂面の平均面積が上記下限未満であると、研磨部２０の底面積も小さくなることから、研磨部２０が十分に基材１０と密着できず、研磨時に倒れ易くなるおそれがある。逆に、研磨部２０頂面の平均面積が上記上限を超えると、研磨圧力が分散し、研磨レートが低下するおそれや、基材１０に反りが発生し易くなるおそれがある。

複数の研磨部２０の面積占有率の下限としては、２０％が好ましく、３０％がより好ましく、３５％がさらに好ましい。一方、上記面積占有率の上限としては、６５％が好ましく、６１％がより好ましく、６０％がさらに好ましい。上記面積占有率が上記下限未満であると、研磨時に加える圧力が狭い研磨部２０に集中し過ぎるため、研磨部２０が基材１０から剥離するおそれがある。逆に、上記面積占有率が上記上限を超えると、研磨時に研磨部２０の被削体への接触面積が大きくなるため、摩擦抵抗により研磨レートが低下するおそれがある。なお、上記面積占有率は、基材１０表面の面積に対する複数の研磨部２０の合計面積の割合を指すが、例えば基材１０の外周等に研磨部２０を配置しない領域が存在する場合、この領域の面積は基材１０表面の面積から除外される。

研磨部２０の平均厚さ（複数の研磨部２０の平均高さ）の下限としては、０．５ｍｍが好ましく、０．８ｍｍがより好ましく、１ｍｍがさらに好ましい。一方、研磨部２０の平均厚さの上限としては、２ｍｍが好ましく、１．８ｍｍがより好ましい。研磨部２０の平均厚さが上記下限未満であると、研磨部２０の耐久性が不足し、当該研磨パッド１の寿命が短くなるおそれがある。逆に、研磨部２０の平均厚さが上記上限を超えると、研磨部２０のアスペクト比が大きくなり、研磨時に発生するモーメントによって研磨部２０と基材１０との界面にかかる負荷の影響で研磨部２０が倒れ易くなるおそれや、当該研磨パッド１の製造コストが増大するおそれがある。

（溝）
溝２０ａは、その平面視での大きさにより研磨部２０の面積占有率を制御するほか、研磨により発生する研磨粉を当該研磨パッド１の外部へ排出する役割を果たす。

この実施形態の研磨パッド１では、溝２０ａの底面は、図３に示すように、基材１０の表面で構成されている。このように溝２０ａの底面を基材１０の表面で構成することで、研磨粉の排出能力を高められる。また、当該研磨パッド１は、使用により研磨部２０が摩耗し、その頂面が溝２０ａの底面に近づくと寿命となるが、溝２０ａの底面を基材１０の表面で構成することで、寿命となるまでの期間を長くすることができる。

＜接着層＞
接着層３０は、当該研磨パッド１を支持し研磨装置に装着するための支持体に当該研磨パッド１を固定する層である。

この接着層３０に用いられる接着剤としては、特に限定されないが、例えば反応型接着剤、瞬間接着剤、ホットメルト接着剤、貼り替え可能な接着剤である粘着剤等を挙げることができる。

この接着層３０に用いられる接着剤としては、粘着剤が好ましい。接着層３０に用いられる接着剤として粘着剤を用いることで、支持体から当該研磨パッド１を剥がして貼り替えることができるため当該研磨パッド１及び支持体の再利用が容易になる。このような粘着剤としては、特に限定されないが、例えばアクリル系粘着剤、アクリル－ゴム系粘着剤、天然ゴム系粘着剤、ブチルゴム系等の合成ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリウレタン系粘着剤等が挙げられる。

接着層３０の平均厚さの下限としては、０．０５ｍｍが好ましく、０．１ｍｍがより好ましい。一方、接着層３０の平均厚さの上限としては、０．３ｍｍが好ましく、０．２ｍｍがより好ましい。接着層３０の平均厚さが上記下限未満であると、接着力が不足し、当該研磨パッド１が支持体から剥離するおそれがある。逆に、接着層３０の平均厚さが上記上限を超えると、例えば接着層３０の厚みのため当該研磨パッド１を所望する形状に切る際に支障をきたすなど、作業性が低下するおそれがある。

＜研磨パッドの製造方法＞
当該研磨パッド１は、例えば調製工程と、研磨部形成工程と、接着層貼付工程とを備える製造方法により製造することができる。

（調製工程）
上記調製工程では、砥粒２１と、充填材２２と、バインダー２３とを含む研磨部用組成物を調製する。当該研磨パッド１の製造では、砥粒２１として、金属を含む無機材料により構成される無機層で被覆されたダイヤモンド砥粒を用いる。

具体的には、砥粒２１、充填材２２及びバインダー２３の形成材料を含む研磨部用組成物をコーティング液として準備する。なお、固形分中の砥粒２１及び充填材２２の含有量が、それぞれ製造後の研磨部２０の砥粒２１及び充填材２２の含有量となるので、研磨部２０における含有量が所望の値となるようにそれぞれの固形分の量を適宜決定する。

また、コーティング液の粘度や流動性を制御するために、水、アルコール等の希釈剤を添加する。この希釈により、研磨部２０に含まれる砥粒２１の一部をバインダー２３の表面から突出させることができる。つまり、希釈剤を添加することで、研磨部形成工程で研磨部用組成物を乾燥させたときにバインダー２３の厚さが減少し、砥粒２１の突出量を増やすことができる。従って、この希釈により研磨の初期から高い研磨レートを発現させることができる。

（研磨部形成工程）
上記研磨部形成工程では、上記調製工程で準備した研磨部用組成物のコーティングにより複数の研磨部２０を形成する。上記研磨部形成工程は、コーティング工程と乾燥工程とを備える。

〔コーティング工程〕
上記コーティング工程では、上記研磨部用組成物を基材１０の表面にコーティングする。

具体的には、調製工程で準備したコーティング液を用い、基材１０の表面にコーティングすることにより複数の研磨部２０と、この研磨部２０間に配設される溝２０ａとを形成する。この溝２０ａを形成するために、溝２０ａの形状に対応する形状を有するマスクを用意し、このマスクを介して上記コーティング液をコーティングする。

上記コーティング用のマスクとしては、ＳＵＳ製又はフッ素樹脂製のマスクが好ましい。ＳＵＳ製又はフッ素樹脂製のマスクはマスクを厚くできるので、平均厚さの大きい研磨部２０を容易に作製することができる。

研磨部２０の高さは、主にマスクの厚みとコーティング量とにより調整することができる。従って、このコーティング工程で、研磨部２０の平均高さを所望の値とするように上記研磨部用組成物のコーティング量を調整するとよい。

〔乾燥工程〕
乾燥工程では、上記コーティング工程後のコーティング液（研磨部用組成物）を加熱乾燥する。この加熱乾燥によりコーティング液が硬化し、複数の研磨部２０が形成される。この乾燥工程は、マスクを除去して行われる。

上記乾燥工程での加熱温度の下限としては、８０℃が好ましく、１００℃がより好ましい。一方、上記加熱温度の上限としては、３００℃が好ましく、２００℃がより好ましい。上記加熱温度が上記下限未満であると、研磨部用組成物が十分に硬化せず、摩耗量が増大し、当該研磨パッド１の寿命が短くなるおそれがある。逆に、上記加熱温度が上記上限を超えると、研磨部２０が熱により変質するおそれがある。

上記乾燥工程での加熱時間は、加熱温度にもよるが、上記加熱時間の下限としては、２時間が好ましく、２．５時間がより好ましい。上記加熱時間が上記下限未満であると、研磨部用組成物が十分に硬化せず、摩耗量が増大し、当該研磨パッド１の寿命が短くなるおそれがある。一方、上記加熱時間の上限は特に限定されないが、製造効率の観点から例えば２０時間とできる。

（接着層貼付工程）
上記接着層貼付工程では、基材１０の裏面側に接着層３０を積層する。具体的には、例えば予め形成されたテープ状の接着層３０を基材１０の裏面に貼り付ける。

以上の工程を経て、当該研磨パッド１を製造することができる。

＜利点＞
当該研磨パッド１は、砥粒２１にダイヤモンド砥粒を用いるので、加工効率すなわち研磨レートを高めることができる。また、上記ダイヤモンド砥粒が金属を含む無機材料により構成される無機層で被覆されているので、砥粒表面がダイヤモンドに比べて柔らかく、かつ砥粒保持力を向上させることができると考えられる。さらに、有機物を主成分とするバインダー２３及び無機酸化物の充填材２２がもたらす弾性力とあいまって、当該研磨パッド１は、仕上がり平坦性が高く、かつ被削体に線傷を生じさせ難い。

［その他の実施形態］
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記態様の他、種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。

上記実施形態では、研磨部が円柱状である場合を説明したが、研磨部の形状は円柱状には限定されない、四角柱状や六角柱状等の角柱状であってもよいし、円錐台状や角錐台状であってもよい。

上記実施形態では、複数の研磨部を千鳥配列する構成について、隣接列の研磨部の位置が、一の列の研磨部の位置から半ピッチずれている場合を説明したが、この位置のずれは半ピッチに限定されず、例えば１／３ピッチであってもよい。この場合、複数の研磨部の配置としては、３列ごとに同じパターンが繰り返される。

また、複数の研磨部の配列は千鳥配列に限定されるものではなく、例えば同一平面上の一つの中心点に対して、半径が異なる円の円周上に研磨部の中心点が配列された同心円配列としてもよい。同心円配列では、平面研磨機において被削体を均等間隔に設置して研磨する場合、複数の研磨部が半径方向に向かって規則的に配列しているため、常に一定の研磨圧力で被削体を研磨することが可能となり、平坦化精度を高められる。あるいは、平面視で直交するＸＹ方向にわたって規則的に配列されたブロックパターン状としてもよい。この場合、複数の研磨部は等間隔の格子状に配列されるので、研磨圧力の面内均一性が向上し、平坦化精度を高められる。

上記実施形態では、研磨パッドが複数の研磨部を備える場合を説明したが、研磨部は１つであってもよい。この場合、例えば１つの研磨部が、基材の全面に積層された構成とすることができる。

上記実施形態では、研磨パッドが接着層を有する場合を説明したが、接着層は必須の構成要件ではなく、省略可能である。研磨パッドが接着層を有さない場合は、研磨パッドの製造方法の接着層貼付工程は省略される。

あるいは、図５に示すように当該研磨パッド２は、基材１０の他方の面に、接着層３０を介してさらに積層される支持体４０及びその支持体４０を介してさらに積層される第２接着層３１を備えてもよい。当該研磨パッド２が支持体４０を備えることにより、当該研磨パッド２の取扱いが容易となる。なお、当該研磨パッド２は、支持体４０及び第２接着層３１以外の構成要素は、図３に示す研磨パッド１と同様であるので、同一符号を付して説明を省略する。

（支持体）
支持体４０の主成分としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ塩化ビニル等の熱可塑性を有する樹脂やポリカーボネート、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート等のエンジニアリングプラスチックを挙げることができる。支持体４０の主成分にこのような材質を用いることにより支持体４０が可撓性を有し、当該研磨パッド２が被削体の表面形状に追従し、研磨面と被削体とが接触し易くなるため研磨レートがさらに向上する。中でも支持体４０の主成分としては、接着層３０及び第２接着層３１との接着性の観点から、ポリ塩化ビニルが好ましい。

支持体４０の形状及び大きさは、使用される研磨機の定盤の形状及び大きさに合わせて適宜決定される。上述した基材１０のように平面上に並置した複数の支持体４０が研磨機の定盤に支持される構成とすることもできる。

支持体４０の平均厚さの下限としては、０．５ｍｍが好ましく、０．８ｍｍがより好ましい。一方、支持体４０の平均厚さの上限としては、３ｍｍが好ましく、２ｍｍがより好ましい。支持体４０の平均厚さが上記下限未満であると、当該研磨パッド２の強度が不足するおそれがある。逆に、支持体４０の平均厚さが上記上限を超えると、支持体４０を研磨機の定盤に取り付け難くなるおそれや支持体４０の可撓性が不足するおそれがある。

（第２接着層）
第２接着層３１は、接着層３０と同様の接着剤を用いることができる。また、第２接着層３１は、接着層３０と同様の平均厚さとできる。

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、当該発明は以下の実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
表１に示す配合表に従って各材料を混合し、研磨部用組成物を調製した。なお、砥粒の無機層は、金属を含む無機材料であるＴｉＣにより構成される。

上記研磨部用組成物（コーティング液）を基材（住友ベークライト製、ポリカーボネート、ＥＣＧ３１３Ｃ、平均厚さ０．５ｍｍ）にコーティングすることで複数の研磨部を形成した。

上記研磨部は、平面視で直径６ｍｍの円形状とし、平均厚みを１０００μｍ、占有面積率を４３％とした。複数の研磨部のパターンとしては、図１に示すような千鳥配置のパターンとした。とした。

上記研磨部用組成物は、オーブンで１２０℃、１６時間以上の乾燥を行い硬化させ、研磨層基材を得た。

上記研磨層基材を外径３８６ｍｍ、内径１４８ｍｍの円形状に切り出し、同形状の支持体（タキロンシーアイ社製、硬質塩化ビニル樹脂板ＥＴ１９８０、平均厚さ１．０ｍｍ）に両面テープを用いて貼り付けた。両面テープには積水化学工業株式会社製の＃５６０５ＨＧＤ（平均厚さ１３０μｍ）を用いた。

このようにして実施例１の研磨パッドを得た。

［実施例２］
砥粒として、メタルボンド系ダイヤモンド（平均粒径１１μｍ、無機層：有）を用いた。このダイヤモンドの無機層は、金属を含む無機材料であるＴｉにより構成される。上記メタルボンド系ダイヤモンドの固形分を２．０体積％とした。これに伴い、充填材を６３．０体積％とした。また、研磨部を平面視で直径４ｍｍの円形状とした。その他の条件は実施例１と同様にして、実施例２の研磨パッドを得た。

［比較例１］
砥粒として、レジン系ダイヤモンド（平均粒径９μｍ、無機層：無）を用いた以外は、実施例１と同様にして、比較例１の研磨パッドを得た。

［比較例２］
砥粒として、メタルボンド系ダイヤモンド（平均粒径１１μｍ、無機層：無）を用いた以外は、実施例２と同様にして、比較例２の研磨パッドを得た。

［研磨条件］
実施例１、実施例２、比較例１及び比較例２の研磨パッドを用いて、ガラス材料の研磨を行った。また、実施例１及び比較例１の研磨パッドについては、単結晶シリコンウエハの研磨も行った。ガラス材料としては、実施例１及び比較例１では、直径２．５インチ、平均厚さ９００μｍの粗面ガラス基板を用い、実施例２及び比較例２では、直径２．５インチ、平均厚さ９００μｍの鏡面ガラス基板を用いた。単結晶シリコンウエハとしては、直径５．０８ｃｍ、厚さ８００～９００μｍのアズスライスシリコンウエハを用いた。

上記研磨には、公知の両面研磨機（日本エンギス株式会社：ＥＪＤ－６ＢＹ）を用いた。両面研磨機のキャリアには、ガラス材料の研磨には厚み５００μｍのガラスエポキシを用い、単結晶シリコンウエハの研磨には、厚み３００μｍのＳＵＳ３０４を用いた。

研磨圧力は、ガラス材料の研磨において、実施例１及び比較例１では１１６ｇｆ／ｃｍ^２、実施例２及び比較例２では１００ｇｆ／ｃｍ^２とした。また、単結晶シリコンウエハの研磨では、２５０ｇｆ／ｃｍ^２とした。

また、上定盤回転数－３０ｒｐｍ、下定盤回転数６０ｒｐｍ及びＳＵＮギア回転数８ｒｐｍの条件で、研磨をそれぞれ行った。その際、クーラントとして、イオン交換水で３０倍に希釈したノリタケクールＣＧ－５０Ｐ（ノリタケカンパニーリミテド社製）を用い、ガラス材料の研磨では１５０ｍＬ／ｍｉｎ、単結晶シリコンウエハの研磨では２００ｍＬ／ｍｉｎで供給した。

［評価］
上記研磨後のガラス材料及び単結晶シリコンウエハ（以下まとめて「被削体」ともいう）に対し、研磨レート及び表面粗さの測定と、ガラス材料の研磨について線傷の観察とを行った。

（研磨レート）
研磨レートは、研磨前後の重量変化［ｇ］を測定し、被削体の研磨面の面積［ｃｍ^２］、比重［ｇ／ｃｍ^３］及び研磨時間［ｍｉｎ］で除して算出した。結果を表２に示す。

（表面粗さ）
接触式表面粗さ計（ミツトヨ社製の「Ｓ－３０００Ｕ」）を用いて、ＪＩＳ－Ｂ－０６０１：２０１３に定義される表面粗さＲａの測定を行った。結果を表２に示す。

（線傷）
線傷については、ガラス材料に対して、白色のＬＥＤライトを斜めから照射し、目視にて以下の評価基準で判定した。結果を表２に示す。
Ａ ： 線傷が確認できない
Ｂ ： 線傷が確認できる

表２で、「－」は評価を行っていないことを意味する。

表２の結果から、金属を含む無機材料により構成される無機層で被覆されたダイヤモンド砥粒を用いた実施例は、被覆を有さないダイヤモンド砥粒を用いた比較例と比べて、表面粗さＲａは同等であり、研磨レート及び線傷の多寡で優れる。

従って、金属を含む無機材料により構成される無機層で被覆されたダイヤモンド砥粒を研磨パッドに用いることで、加工効率と仕上がり平坦性とを高い水準で両立させつつ、さらに線傷の少ない基板加工を行うことができる。

本発明の研磨パッドは、加工効率と仕上がり平坦性とを高い水準で両立させつつ、さらに線傷の少ない基板加工を行うことができる。

１、２ 研磨パッド
１０ 基材
２０ 研磨部
２０ａ 溝
２１ 砥粒
２１ａ ダイヤモンド粒
２１ｂ 無機層
２２ 充填材
２３ バインダー
３０ 接着層
３１ 第２接着層
４０ 支持体
Ｌ１ 平均ピッチ
Ｌ２ 平均距離
Ｍ 中心
Ｄ 最小間隔

Claims (6)

1. シート状の基材と、
   この基材の一方の面側に積層される研磨部と
   を備え、
   上記研磨部が、砥粒、充填材及びバインダーを含み、
   上記砥粒が、金属を含む無機材料により構成される無機層で被覆されたダイヤモンド砥粒であり、
   上記充填材が、無機酸化物であり、
   上記バインダーが、有機物を主成分とする研磨パッド。
2. 上記研磨部における上記充填材の含有量が、３５体積％以上７５体積％以下である請求項１に記載の研磨パッド。
3. 上記充填材が、酸化アルミニウム又は酸化ケイ素である請求項１又は請求項２に記載の研磨パッド。
4. 上記無機材料が、炭化チタン又はチタンである請求項１、請求項２又は請求項３に記載の研磨パッド。
5. 上記有機物が、熱硬化性エポキシ樹脂である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の研磨パッド。
6. 基板加工用の平面研磨機に用いられる請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の研磨パッド。
   

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