JP7181140B2

JP7181140B2 - 保持パッド

Info

Publication number: JP7181140B2
Application number: JP2019062221A
Authority: JP
Inventors: 敏秀前田; 紀仁水野; 直哉田實
Original assignee: Fujibo Holdins Inc
Current assignee: Fujibo Holdins Inc
Priority date: 2019-03-28
Filing date: 2019-03-28
Publication date: 2022-11-30
Anticipated expiration: 2039-03-28
Also published as: JP2020157451A

Description

本発明は、保持パッドに関する。

半導体ウエハ、半導体デバイス用シリコンウエハ、各種記録用ディスクの基板および液晶ディスプレイ用ガラス基板など、特にガラス基板の精密平面研磨を行う場合、通常、研磨ヘッドに貼り付けられた保持パッドを、被研磨物の被研磨面に対して水により吸着させることで被研磨物を保持させたうえで研磨パッドを用いて研磨加工する。このとき、被研磨物は研磨パッドに対して押し付けられた状態となり、併せて被研磨物を保持する保持パッドも押圧を受ける。このように、研磨時において、保持パッドは圧縮された状態となるが、保持パッドにおける保持面の表面粗さにばらつきがあると、被研磨物に対して発生する応力にもばらつきが生じる傾向にある。そのような応力分布は、被研磨物への加圧ばらつきを意味し、結果として研磨後の被研磨物の平坦性に悪影響を及ぼし得る。そのため、表面粗さのばらつきが抑えられた保持パッドの開発が進められている。

例えば、特許文献１においては、ポリウレタン樹脂を主成分として構成される保持パッドに関し、軟質部及び硬質部の組成を調整し、所定の界面活性剤を含む保持パッドが、高い圧縮率および圧縮回復率を示し、半導体装置またはディスプレイ装置に用いられる基板またはガラスなどの研磨工程に使用され、表面欠陥および粗度、うねりを最小化できるとされている。

また、特許文献２においては、保持パッドにおける保持面にプレス用のフィルムを加熱圧着し、フィルムの表面粗さの形状を保持面に転写することで、保持面の表面粗さを調整する技術が開示されている。

特許第５５２４２８８号公報特許第５６８４４８９号公報

特許文献１によれば、所定の組成を有するポリウレタン樹脂組成物を用いて、いわゆる湿式凝固法により製造されたポリウレタン製の保持パッドが、表面粗さを最小化できるとされている。ところが、具体的にどの程度の表面粗さとなるかについては説明がなく、また、どの程度の表面粗さであれば十分な平坦性が確保されるかについても具体的な指針が示されていない。

また、特許文献２によれば、いわゆる湿式凝固法により製造された樹脂シートの表面に対し、所望とする表面形状を熱プレスにより転写することで、保持パッドとしての表面粗さを調整するものとされている。ところが、このようにして得られる保持パッドにおける保持面は、微視的な平坦性が損なわれたものとなる傾向にある。さらに、当該保持パッドによれば、被研磨物に対して働く吸着力が過度に大きくなる傾向にあり、被研磨物を保持する性能（保持性）に優れるものの保持パッドから被研磨物を取り外すことが困難となる。その結果、取り外しの際の過度な外力の付加によって被研磨物が破損する場合もある。

特に、特許文献２では、算術表面粗さＲａや山谷の周波数Ｐｃ（ピークカウント）といった二次元表面粗さ指標によって保持面の表面性状が評価されている。かかる二次元表面粗さ指標は、保持面上における或る直線上の凹凸を観測して得られるものであるところ、保持面全体の表面粗さを十分に評価できるとはいえない。すなわち、二次元表面粗さ指標によって保持面の表面粗さが所望とする範囲に調整されたとしても、かかる指標に反映されない凹凸が存在し、それによって保持パッドの性能を損ねる場合がある。

ここで、保持面全体の表面粗さは、保持パッドの吸着力に関係しており、当該表面粗さが大きくなると吸着力は大きくなり、当該表面粗さが小さくなると吸着力は小さくなる傾向にある。すなわち、このような傾向を踏まえて保持面全体の表面性状を制御すれば、従来技術においてトレードオフの関係であった、被研磨物の保持性と被研磨物を取り外す際の容易性（取り外し容易性）とのバランスの改善が期待できる。

本発明は、上記の従来技術が有する課題に鑑みてなされたものであり、被研磨物の保持性と取り外し容易性とのバランスに優れる保持パッドを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した。その結果、三次元表面粗さの指標として負荷面積率Ｓ_mr2を採用し、この数値を所定の範囲内とすることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は以下の態様を包含する。
［１］
被研磨物を保持するための保持面を有する樹脂シートを備える、保持パッドであって、
三次元表面粗さ解析により得られる、前記保持面の突出谷部とコア部を分離する負荷面積率Ｓ_mr2が、８０％以上９５％以下である、保持パッド。
［２］
前記樹脂シートが、Ａ硬度が１０°以上であり、ショアＤ硬度が７０°以下である、［１］に記載の保持パッド。
［３］
前記樹脂シートが、圧縮率が、３０％以上７０％以下である、［１］又は［２］に記載の保持パッド。
［４］
前記樹脂シートが、圧縮弾性率が、５５％以上１００％以下である、［１］～［３］のいずれかに記載の保持パッド。
［５］
前記樹脂シートが、厚さが、０．１０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である、［１］～［４］のいずれかに記載の保持パッド。

本発明によれば、被研磨物の保持性と取り外し容易性とのバランスに優れる保持パッドを提供することができる。

本実施形態の保持パッドの一態様を例示する概略断面模式図である。本実施形態の保持パッドを用いて被研磨物の研磨を行う方法を例示する模式図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、単に「本実施形態」という。）について詳細に説明する。なお、本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明は以下の実施形態のみに限定されない。

〔保持パッド〕
本実施形態の保持パッドは、被研磨物を保持するための保持面を有する樹脂シートを備えるものであり、三次元表面粗さ解析により得られる、前記保持面の突出谷部とコア部を分離する負荷面積率Ｓ_mr2が、８０％以上９５％以下である。本実施形態の保持パッドは、このように構成されているため、被研磨物の保持性と取り外し容易性とのバランスに優れる。

被研磨物を保持した状態の本実施形態の保持パッドの一例を、図１に基づいて説明する。保持パッド１０は、基材１１と、被研磨物Ｗを保持する保持面１２ａを有する樹脂シート１２と、基材１１と樹脂シート１２との間にこれらを接着するための接着層（図示せず）と、基材１１の樹脂シート１２側の面と反対面側に保持パッド１０を保持定盤に固定するために設けられた接着層１４と、を備える。なお、保持パッド１０において、基材１１や接着層１４は任意の構成であり、樹脂シート１２単独でも本実施形態の保持パッドとして用いることができる。

本実施形態における樹脂シートは、被研磨物を保持するための保持面を有する。本実施形態の保持パッドは、保持面に適量の水を含ませて被研磨物を押し付けることで、保持面と被研磨物の表面との相互作用により被研磨物を保持することができる。当該保持面は、被研磨物を保持しやすいように被研磨物よりやや大きく設計されていてもよい。さらに、保持面は、複数の被研磨物を同時に保持できるよう構成されていてもよい。

本実施形態における樹脂シートの構造としては、特に限定されないが、表面層として皮膜（スキン層）を備え、スキン層の下部には厚み方向に縦長の多数の気泡を備え、それらが連通した連続気泡構造を有することが好ましい。縦長の多数の気泡とは、本実施形態における樹脂シートの厚み方向に沿って、スキン層に向かって気泡径が漸次小さくなる形状を有するものを意味する。

本実施形態における樹脂シートを構成するマトリックス材料である樹脂としては、特に限定されないが、製法上の観点から湿式凝固可能な樹脂が好ましい。そのような樹脂としては、例えば、ポリウレタン、ポリウレタンポリウレア等のポリウレタン系樹脂；ポリアクリレート、ポリアクリロニトリル等のアクリル系樹脂；ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリフッ化ビニリデン等のビニル系樹脂；ポリサルホン、ポリエーテルサルホン等のポリサルホン系樹脂；アセチル化セルロース、ブチリル化セルロース等のアシル化セルロース系樹脂；ポリアミド系樹脂；及びポリスチレン系樹脂が挙げられる。なお、「湿式凝固」とは、樹脂を溶解させた樹脂溶液を塗膜にし、これを凝固液（樹脂に対して貧溶媒である。）の槽に浸漬することにより、含浸した樹脂溶液中の樹脂を凝固再生させるものである。樹脂溶液中の溶媒と凝固液とが置換されることにより樹脂溶液中の樹脂が凝集して凝固される。なお、湿式凝固に用いる観点から、本実施形態における樹脂シートを構成する樹脂は、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアルデヒド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、及びジメチルスルホキシドからなる群より選ばれる１種以上に可溶であることが好ましい。

上記の中でも、ポリウレタン系樹脂が好ましい。ポリウレタン系樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリエステル系ポリウレタン樹脂、ポリエーテル系ポリウレタン樹脂、及びポリカーボネート系ポリウレタン樹脂が挙げられる。

本実施形態における樹脂シートを構成するマトリックス材料である樹脂の２５℃における１００％モジュラスは、４．０～１０．０ＭＰａであると好ましく、５．０～９．０ＭＰａであるとより好ましく、５．０～７．０ＭＰａであると更に好ましい。この１００％モジュラスが４．０～１０．０ＭＰａであることにより、保持面の負荷面積率Ｓ_mr2を８０％以上９５％以下に調整しやすくなる。なお、本明細書において、１００％モジュラスは、室温２３±２℃の環境下において樹脂シートと同じ材料を用いた無発泡の樹脂シート（試験片）を１００％伸ばしたとき、すなわち元の長さの２倍に伸ばしたときの引張力を試験片の初期断面積で除した値である。

本実施形態における樹脂シートは、上述した樹脂以外の成分として、必要に応じてその他の添加材を１種又は２種以上含んでもよい。このような添加剤としては、特に限定されないが、例えば、発泡剤、触媒、界面活性剤、酸化防止剤、帯電防止剤、親水剤、疎水剤、染料及び顔料等が挙げられる。

（樹脂シートの各種物性）
本実施形態において、三次元表面粗さ解析により得られる、前記保持面の突出谷部とコア部を分離する負荷面積率Ｓ_mr2（％）は、被研磨物の保持性と取り外し容易性とのバランスの観点から、８０％以上９５％以下である。Ｓ_mr2は、ＩＳＯ２５１７８に準拠して測定される、コア部の下部の高さと負荷曲線の交点における負荷面積率であって、コア部と突出谷部を分画して得られる負荷面積率を表すパラメータである。この値が小さいほど、突出谷部が占める割合が大きいことを意味する。Ｓ_mr2が８０％以上であると、突出する谷部の存在を適度に抑制できていることが示唆され、被研磨物にかかる応力が均一になるため、保持力が向上し、結果として被研磨物の面品位も優れたものとなる。一方、Ｓ_mr2が９５％以下であると、突出谷部が適度に確保されていることが示唆され、保持パッドの被研磨物への強すぎる吸着を抑制できるため、研磨終了後に被研磨物を保持パッドから剥離する際に強い力を要せず、被研磨物の破損を防止することができる。上記観点より、Ｓ_mr2は、８３％以上９３％以下であることが好ましく、８５％以上９１％以下であることがより好ましい。
Ｓ_mr2は、例えば、後述する好ましい製造方法を採用すること等により、上記範囲に調整することができる。なお、Ｓ_mr2は、後述する実施例に記載の方法に基づいて測定される。

本実施形態における樹脂シートの硬度は、好ましくはショアＡ硬度１０°以上ショアＤ硬度７０°以下であり、より好ましくはショアＡ硬度１０°以上ショアＡ硬度８０°以下であり、さらに好ましくはショアＡ硬度１０°以上ショアＡ硬度５０°以下である。ショアＡ硬度が１０°以上であることにより、高い研磨圧により研磨加工された際に保持パッドの沈み込みが抑制され、被研磨物の一層高度な平坦化が達成される傾向にある。また、ショアＤ硬度が７０°以下であることにより、研磨時の衝撃に由来する研磨物表面の研磨傷の発生をより抑制できる傾向にある。各硬度は、例えば、本実施形態における樹脂シートに含まれる気泡の量を制御することにより、調整することができる。なお、ショアＡ硬度及びショアＤ硬度は、ＪＩＳ－Ｋ－６２５３（２０１２）に準拠して測定することができる。

本実施形態における樹脂シートの圧縮率は、３０％以上７０％以下であることが好ましく、より好ましくは４０％以上６０％以下であり、さらに好ましくは４５％以上５５％以下である。本実施形態における樹脂シートの圧縮率が３０％以上であることにより、研磨時の衝撃に由来する被研磨物表面の研磨傷の発生がより抑制される傾向にある。また、本実施形態における樹脂シートの圧縮率が７０％以下であることにより、研磨レートがより向上する傾向にある。圧縮率は下記の方法により測定することができる。すなわち、日本工業規格（ＪＩＳＬ１０２１）に従い、ショッパー型厚さ測定器（加圧面：直径１ｃｍの円形）を使用して求めることができる。具体的には、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６０秒間かけた後の厚さｔ₁を測定する。圧縮率は、圧縮率（％）＝１００×（ｔ₀－ｔ₁）／ｔ₀の式で算出する。このとき、初荷重は１００ｇ／ｃｍ²、最終圧力は１１２０ｇ／ｃｍ²とする。

本実施形態における樹脂シートの圧縮弾性率は、５５％以上１００％以下であることが好ましく、より好ましくは６０％以上１００％以下であり、さらに好ましくは６５％以上１００％以下である。本実施形態における樹脂シートの圧縮弾性率が５５％以上であることにより、研磨時の衝撃に由来する被研磨物表面の研磨傷の発生がより抑制される傾向にある。圧縮弾性率は下記の方法により測定することができる。すなわち、日本工業規格（ＪＩＳＬ１０２１）に従い、ショッパー型厚さ測定器（加圧面：直径１ｃｍの円形）を使用して求めることができる。具体的には、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６０秒間かけた後の厚さｔ₁を測定する。厚さｔ₁の状態から全ての荷重を除き、６０秒間放置（無荷重状態とした）後、再び初荷重を３０秒間かけた後の厚さｔ₀’を測定する。圧縮弾性率は、圧縮弾性率（％）＝１００×（ｔ₀’－ｔ₁）／（ｔ₀－ｔ₁）の式で算出する。このとき、初荷重は１００ｇ／ｃｍ²、最終圧力は１１２０ｇ／ｃｍ²とする。

本実施形態における樹脂シートの厚さは、特に限定されないが、好ましくは０．１０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であり、より好ましくは０．２０ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であり、さらに好ましくは０．３０ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。本実施形態における樹脂シートの厚さが０．１０ｍｍ以上であることにより、圧縮変形量がより向上することにより被研磨物の保持性能（密着性）が向上し、また、研磨時に被研磨物への衝撃を吸収して破損等の欠陥が減少する傾向にある。また、本実施形態における樹脂シートの厚さが５．０ｍｍ以下であることにより、圧縮変形量が高すぎることに起因した、平坦性の悪化や研磨レートの低下を抑制する傾向にある。なお、本実施形態における樹脂シートの厚さは、保持パッドの定盤と接する面から保持パッドの被研磨物保持面までの距離を意味し、日本工業規格（ＪＩＳＫ６５０５）に準拠して測定される。また、定盤と接する面に両面テープ等の接着層を有している場合は、公知の画像処理技術等を併用し、接着層の厚みを減算する。

本実施形態における樹脂シートの密度（かさ密度）は、好ましくは０．１６ｇ／ｃｍ³以上１．０ｇ／ｃｍ³以下であり、より好ましくは０．３０ｇ／ｃｍ³以上０．９０ｇ／ｃｍ³以下であり、さらに好ましくは０．３５ｇ／ｃｍ³以上０．７０ｇ／ｃｍ³以下である。本実施形態における樹脂シートの密度が０．１６ｇ／ｃｍ³以上であることにより、高い研磨圧で加工された場合においても沈み込みが抑制され、被研磨物の一層高度な平坦化が達成される傾向にある。また、本実施形態における樹脂シートの密度が１．０ｇ／ｃｍ³以下であることにより、研磨時の衝撃に由来する研磨物表面の研磨傷の発生をより抑制できる傾向にある。密度は、例えば、本実施形態における樹脂シートに含まれる気泡の量を制御することにより、調整することができる。なお、密度はＪＩＳ－Ｋ－７２２２（２００５）に準拠して測定することができる。

（枠材）
本実施形態の保持パッドは、保持面の周縁上に配され、かつ、前記被研磨物を囲むための枠材を備えるものであってもよい。上記枠材は、保持パッドにおける保持面の周囲にある面上に設けられ、研磨加工中に被研磨物が横ずれを起こして、保持パッドにおける保持面から脱落することを防止する（横ずれ範囲を規制する）ものである。

〔保持パッドの製造方法〕
本実施形態の保持パッドの製造方法は、上述した本実施形態の保持パッドの構成が得られる方法である限り、特に限定されるものではない。以下、本実施形態の保持パッドの好適な製造方法を例示する。

本実施形態の保持パッドの製造方法は、樹脂を溶媒中に混合溶解して樹脂溶液を調製する溶液調製工程と、樹脂溶液の塗膜を形成する塗膜形成工程と、塗膜を、樹脂の貧溶媒である凝固液に浸漬して、樹脂シートを作製する浸漬工程と、を有する。

（溶液調製工程）
溶液調製工程は、樹脂を溶媒中に混合溶解して樹脂溶液を調製する工程である。この際、樹脂と溶媒以外の添加剤として、顔料、孔形成剤、その他成分を用いてもよい。

樹脂の濃度は、好ましくは１０質量％以上５０質量％以下であり、より好ましくは１５質量％以上３５質量％以下である。

溶媒としては、特に制限されないが、例えば、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ_C）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）及びジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）が挙げられる。溶媒は、１種の溶媒であっても、２種以上の溶媒を混合したものであってもよい。

（塗膜形成工程）
塗膜形成工程は、樹脂溶液の塗膜を形成する工程である。塗膜の形成方法については、特に制限されないが、例えば、成膜用基材の表面に樹脂溶液をナイフコータ等の塗布装置を用いて塗布する方法が挙げられる。このときに塗布する樹脂溶液の厚さは、最終的に得られる樹脂シートの厚さが所望の厚さになるように、適宜調整すればよい。成膜用基材の材質としては、特に限定されないが、例えば、ＰＥＴフィルム等の樹脂フィルム、布帛及び不織布が挙げられる。

（浸漬工程）
浸漬工程は、塗膜を、樹脂の貧溶媒である凝固液に浸漬して、樹脂シートを作製する工程である。貧溶媒としては従来知られているものを用いることができ、特に限定されないが、例えば、水が挙げられる。貧溶媒は、１種の溶媒であっても、２種以上の溶媒を混合したものであってもよい。凝固液には、樹脂の再生速度を調整する観点から、樹脂溶液中の極性溶媒が含まれていてもよい。また、凝固液の温度は、樹脂を凝固できる温度であれば特に限定されない。

塗膜を凝固液に浸漬すると、初めに、樹脂溶液の塗膜と凝固液との界面に皮膜（スキン層）が形成され、皮膜の直近の樹脂中に無数の緻密な微多孔が形成される。その後、樹脂溶液の塗膜に含まれる溶媒が凝固液中へ拡散する現象と、塗膜中へ凝固液から貧溶媒が浸入する現象が、協調して起こる結果、表面にはスキン層を備えつつも、塗膜の内部には連続気泡構造を有する樹脂シートが得られる。このとき、成膜用基材が液体を浸透し難いもの（例えばＰＥＴフィルム）であると、凝固液がその基材に浸透しないため、塗膜中の溶媒と貧溶媒との置換がスキン層より生じ、スキン層付近よりもその内側にある領域の方に、より大きな空孔が形成される傾向にある。また、このとき、樹脂溶液中に孔形剤が含まれている場合、表面まで微多孔の先端が連通し、表面に微細孔が形成される傾向にある。

浸漬工程において、塗膜を凝固液に浸漬する際、ローラー等を使用し、樹脂溶液が塗布された成膜用基材を所定速度で引張りながら移動させることが好ましい。保持面のＳ_mr2を所定範囲に調整する観点から、このときのライン速度（例えば、ローラー速度）と、後続する洗浄工程におけるライン速度とを調整することが好ましい。ここで、成膜時のライン速度と洗浄工程に進む際のライン速度に差をつけることによって、成膜フィルムが引っ張られる。具体的には、洗浄工程におけるライン速度を浸漬工程（凝固再生工程）におけるライン速度の１．２倍以上２．０倍以下にする。２．０倍以下とする場合、フィルムが過度に強く引っ張られることに起因する問題を防止できる。すなわち、フィルム内の柔らかい部分が伸び過ぎてフィルム表面の山部が多く形成されるといった不都合を防止できる傾向にある。一方、１．２倍以上とする場合、フィルム表面が極端に平らになることを防止できる傾向にある。

上記浸漬工程の後、得られた樹脂シートを洗浄・乾燥工程に供することが好ましい。まず、樹脂シートを水等の洗浄液中で洗浄し、樹脂シート中に残存するＤＭＦ等の溶媒を除去する。その後、樹脂シートを乾燥機中で乾燥させてもよい。

上述のようにして得られた樹脂シートは、その後、必要に応じて、保持面とは反対側の面にバフ処理を施したものであってもよく、また、円形等の所望の形状、寸法に裁断されてもよく、汚れや異物等の付着がないことを確認する等の検査を施されてもよい。

本実施形態の保持パッドの製造方法は、樹脂シートにおける保持面とは反対の面に対して、基材を貼り合せる積層工程をさらに有していてもよい。積層方法としては、特に限定されないが、例えば、接着層を介して積層する方法が挙げられる。また、基材の、樹脂シートが積層された面とは反対の面に対して、粘着層を介して離型層を積層する工程をさらに有していてもよい。基材としては、以下に限定されないが、例えば、湿式凝固法により得られるウレタンシート、モールド成型法により得られるウレタンシート、ポリエチレン等のスポンジフォーム、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）等のフィルム、不織布、織布等を使用することができる。また、基材を用いず、直接、保持面とは反対の面に粘着層を介して離型層を積層してもよい。

本実施形態の保持パッドの製造方法において、上述のようにして得られた樹脂シートを、そのまま保持パッドとして用いてもよく、上述した基材等を更に備えるものを保持パッドとしてもよく、更に、所望の平面形状を有するように裁断したものを保持パッドとして用いてもよい。また、保持パッドを用いて研磨加工を施す前に、その保持パッドに汚れや異物等の付着がないことを確認する等の検査を行ってもよい。

〔研磨物の製造方法〕
本実施形態の研磨物の製造方法は、上記保持パッドにより保持した被研磨物を、研磨パッドを用いて研磨し、研磨物を得る研磨工程を有する。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。

本実施形態の保持パッドを用いた被研磨物の研磨を、図２に基づいて説明する。まず、研磨機の保持定盤１上に保持パッド１０を固定し、被研磨物Ｗを保持させる。次いで、保持パッド１０の保持面に被研磨物Ｗを保持した状態で、研磨液を供給し、研磨装置の研磨用定盤３に装着された研磨パッド２を被研磨物Ｗに押し当てて回転することにより、被研磨物Ｗを研磨することができる。

被研磨物としては、特に限定されないが、例えば、半導体デバイス、電子部品等の材料、特に、Ｓｉ基板（シリコンウェハ）、ＳｉＣ（シリコンカーバイト）基板、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）基板、レンズ、平行平面板、反射ミラー等の光学材料や液晶ディスプレイ用基板等の薄型基板（被研磨物）が挙げられる。このなかでも、本実施形態の研磨物の製造方法は、液晶ディスプレイ用基板材料の製造方法として好適に用いることができる。

以下、本発明を実施例及び比較例を用いてより具体的に説明する。本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。

（実施例１）
まず、マトリックス樹脂となる原料樹脂であるポリエステル系ポリウレタン樹脂（１００％樹脂モジュラス６．０ＭＰａ）の３５％ＤＭＦ溶液１００質量部に対して、粘度調整用のＤＭＦ５０質量部、水８質量部、顔料であるカーボンブラックを６．７質量％含むＤＭＦ分散液を４４質量部（カーボンブラックとして２．９質量部）、疎水性添加剤（ポリプロピレングリコール）２．５質量部、親水性添加剤（ラウリル硫酸ナトリウム）１．０質量部を添加して、混合撹拌し、樹脂溶液を調製した。次に、成膜用基材として、ＰＥＴフィルムを用意し、上記樹脂溶液を、ナイフコータを用いてＰＥＴフィルムへ塗布し塗膜を得た。次いで、得られた塗膜を成膜用基材と共に、凝固液である水からなる１８℃の凝固浴に浸漬し、樹脂を凝固再生して前駆体シートを得た。前駆体シートを凝固浴から取り出し、ＰＥＴフィルムを前駆体シートから剥離した後、前駆体シートを水からなる室温の洗浄液（脱溶剤浴）に浸漬し、溶媒であるＤＭＦを除去して樹脂シートを得た。なお、洗浄工程のライン速度は凝固再生工程のライン速度の１．２倍とした。その後、樹脂シートを乾燥しつつ巻き取った。得られた樹脂シートの保持面とは反対側の面（成膜用基材を剥離した側の面であって、成膜用基材に接触していた面）に対してバフ処理を施した。次に、樹脂シートのバフ処理を施した面に市販のＰＥＴ基材と市販の離型シートからなる両面テープを貼り合わせ実施例１に係る保持パッドとした。

（実施例２）
洗浄工程のライン速度を凝固再生工程のライン速度の２．０倍とした以外は実施例１と同じ条件で製造し実施例２に係る保持パッドとした。

（比較例１）
洗浄工程のライン速度を凝固再生工程のライン速度の３．０倍とした以外は実施例１と同じ条件で製造し比較例１に係る保持パッドとした。

（比較例２）
洗浄工程のライン速度を凝固再生工程のライン速度の１．０倍とした以外は実施例１と同じ条件で製造し比較例２に係る保持パッドとした。

〔３次元表面解析〕
保持パッドの保持面（測定面）における突出山部とコア部を分離する負荷面積率Ｓ_mr2（％）を、ＩＳＯ２５１７８に準拠し、ＫＥＹＥＮＣＥ社のレーザー顕微鏡であるＶＫ－Ｘ１０００（型式名）を用いて下記測定条件で測定した。
（測定条件）
レンズ：Ｘ１０
測定領域：５００μｍ×５００μｍ、
測定モード：フォーカスバリエーション
光量：９２
ＨＤＲ：使用無
照明：同軸落射＋リング照明使用
測定サイズ：標準
測定ピッチ：１００μｍ
解析ソフト：ＫＥＹＥＮＣＥ社製マルチファイル解析アプリケーション
フィルター：ガウシアンフィルター使用

得られた保持パッドを使用し、以下の研磨条件でガラス基板の研磨テストを行った。
（研磨条件）
使用研磨機：オスカー研磨機（スピードファム社製ＳＰ－１２００）
研磨速度（回転数）：６１ｒｐｍ
加工圧力：７６ｇｆ／ｃｍ²
スラリー：セリウムスラリー
被研磨物：ＬＣＤ用ガラス基板（３５５ｍｍ×４０６ｍｍ×０．５ｍｍ）
研磨時間：３０ｍｉｎ×２０回

（平坦度ａ）
上記研磨の後、研磨性能を評価した。この評価では、日本工業規格（ＪＩＳＢ０６０１：’８２）に準じた方法で、ろ波中心うねりから平坦度ａを測定した。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、及び、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。

（剥がれ状況）
また、研磨後にガラス基板を交換するときの保持パッドと保持定盤との剥がれ状況も評価した。ガラス基板を保持パッドから剥がすとき、保持パッドが保持定盤に装着された状態に維持することができれば○とし、ガラス基板とともに保持パッドが保持定盤から剥がれた場合には×とした。

（ショアＡ硬度）
ＪＩＳ－Ｋ－６２５３（２０１２）に準拠して保持パッドにおける樹脂シートのショアＡ硬度を測定した。

（圧縮率）
日本工業規格（ＪＩＳＬ１０２１）に従い、ショッパー型厚さ測定器（加圧面：直径１ｃｍの円形）を使用して保持パッドにおける樹脂シートの圧縮率を求めた。すなわち、無荷重状態から初荷重を３０秒間かけた後の樹脂シートの厚さｔ₀を測定し、次に、厚さｔ₀の状態から最終圧力を６０秒間かけた後の樹脂シートの厚さｔ₁を測定した。次いで、圧縮率（％）＝１００×（ｔ₀－ｔ₁）／ｔ₀の式から圧縮率を算出した。ここで、初荷重は１００ｇ／ｃｍ²、最終圧力は１１２０ｇ／ｃｍ²とした。

（圧縮弾性率）
日本工業規格（ＪＩＳＬ１０２１）に従い、ショッパー型厚さ測定器（加圧面：直径１ｃｍの円形）を使用して保持パッドにおける樹脂シートの圧縮弾性率を求めた。すなわち、無荷重状態から初荷重を３０秒間かけた後の樹脂シートの厚さｔ₀を測定し、次に、厚さｔ₀の状態から最終圧力を６０秒間かけた後の樹脂シートの厚さｔ₁を測定した。さらに、厚さｔ₁の状態から全ての荷重を除き、６０秒間放置（無荷重状態とした）後、再び初荷重を３０秒間かけた後の樹脂シートの厚さｔ₀’を測定した。次いで、圧縮弾性率（％）＝１００×（ｔ₀’－ｔ₁）／（ｔ₀－ｔ₁）の式から圧縮弾性率を算出した。ここで、初荷重は１００ｇ／ｃｍ²、最終圧力は１１２０ｇ／ｃｍ²とした。

（厚さ）
保持パッドにおける樹脂シートの厚さを日本工業規格（ＪＩＳＫ６５０５）に準拠して測定した。

各測定結果を次の表１に示す。

実施例１と実施例２ではガラス基板の平坦度及び剥がれ状況が良好であった。比較例１は平坦度が悪かった。比較例１は表面に谷部の面積割合が多く、ガラス基板にかかる応力が不均一になったことで保持力が低下し、結果としてガラス基板の面品位が低下したと考えられる。比較例２はバックパッドの保持面が極端に平らであり、研磨用保持具とガラス基板が強固に吸着していたため、ガラス基板交換時に保持定盤から研磨用保持具が剥がれたものと考えられる。剥がれを抑制するため研磨用保持具と保持定盤との粘着力を向上させる方法もあるが、その場合もガラス基板をさらに強い力で剥がす操作は必要になり、ガラス基板の損傷のおそれがあるものと考えられる。

本発明は、研磨加工分野の被研磨物の保持パッドとして産業上の利用可能性を有する。

１…保持定盤、２…研磨パッド、３…研磨用定盤、１０…保持パッド、１１…基材、１２…樹脂シート、１２ａ…保持面、１４…接着層、Ｗ…被研磨物。

Claims

被研磨物を保持するための保持面を有する樹脂シートを備える、保持パッドであって、
三次元表面粗さ解析により得られる、前記保持面の突出谷部とコア部を分離する負荷面積率Ｓ_mr2が、８０％以上９５％以下である、保持パッド。
前記樹脂シートが、Ａ硬度が１０°以上であり、ショアＤ硬度が７０°以下である、請求項１に記載の保持パッド。
前記樹脂シートが、圧縮率が、３０％以上７０％以下である、請求項１又は２に記載の保持パッド。
前記樹脂シートが、圧縮弾性率が、５５％以上１００％以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の保持パッド。
前記樹脂シートが、厚さが、０．１０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の保持パッド。