WO2018181347A1 - 研磨パッド - Google Patents

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WO2018181347A1
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groove
polishing pad
resin
roughness
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亘俊 横田
翔太 杉山
貴 成松
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古河電気工業株式会社
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    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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    • C08L81/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of polysulfones; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L81/02—Polythioethers; Polythioether-ethers
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    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Definitions

  • the present invention relates to a polishing pad excellent in polishing performance and polishing slurry discharge characteristics.
  • HDDs hard disk drives
  • the polishing pad is required to have not only polishing properties but also polishing slurry discharge characteristics for smooth mirror surface processing. Therefore, in order to improve the balance (discharge characteristics) between supply and discharge of the polishing slurry, the polishing layer has grooves on the polishing surface, and the average roughness (Ra) of the inner surface of the grooves is 1.0 to 5.
  • a polishing pad having a thickness of 0 ⁇ m has been proposed (Patent Document 1).
  • a groove is formed by cutting or the like on the porous material, and the inner surface of the groove is made non-porous by post-processing such as laser melting, so that the processing is complicated.
  • the state of the polishing surface (especially roughness) of the polishing layer is not specified, and there is a problem that it is sometimes impossible to achieve both polishing properties and discharge characteristics of the polishing slurry. There was a problem that it could not be obtained.
  • an object of the present invention is to provide a polishing pad excellent in polishing performance and polishing slurry discharge characteristics.
  • An aspect of the present invention is a polishing pad having a polishing part and a groove part on a polishing surface, wherein the surface of the groove part has an unfoamed part, and the surface of the polishing part is polished by the foam part. It is a pad.
  • the polishing surface is for polishing the polishing target to be processed and polishing slurry supplied to the polishing pad when the processing target is polished. And a groove portion. Since the foamed part of the foam is exposed on the surface of the polished part and the surface of the groove part has an unfoamed part, the maximum height roughness (Rz) of the polished part surface is the maximum height roughness (Rz) of the groove part surface. The arithmetic average roughness (Ra) of the surface of the polished part is larger than the arithmetic average roughness (Ra) of the surface of the groove part.
  • An aspect of the present invention is a polishing pad in which the maximum height roughness (Rz) of the surface of the groove is 10 ⁇ m to 30 ⁇ m, and the maximum height roughness (Rz) of the surface of the polishing part is 30 ⁇ m to 100 ⁇ m. It is.
  • An aspect of the present invention is a polishing pad in which an arithmetic average roughness (Ra) of the surface of the groove is 0.1 ⁇ m to 10 ⁇ m, and an arithmetic average roughness (Ra) of the surface of the polishing part is 10 ⁇ m to 45 ⁇ m. is there.
  • An aspect of the present invention is a polishing pad having a value of (maximum height roughness (Rz) of the surface of the polishing portion) ⁇ (maximum height roughness (Rz) of the surface of the groove portion) of 20 ⁇ m to 70 ⁇ m. is there.
  • An aspect of the present invention is a polishing pad having a value of (arithmetic average roughness (Ra) of the surface of the polishing portion) ⁇ (arithmetic average roughness (Ra) of the surface of the groove portion) of 5 ⁇ m to 35 ⁇ m.
  • An aspect of the present invention has a resin foam made of a thermoplastic resin having a three-dimensional cell structure, and the thermoplastic resin is at least selected from the group consisting of a polyphenylene sulfide resin, a polyethylene terephthalate resin, and a polycarbonate resin. This is a type of polishing pad.
  • the polishing slurry can be smoothly discharged from the polishing pad because the surface of the groove has an unfoamed portion. Accordingly, it is possible to prevent the polishing residue (polishing residue) mixed in the polishing slurry by the polishing process from staying in the polishing pad. Further, since the polishing slurry can be smoothly discharged from the polishing pad, the temperature rise of the polishing pad can be prevented. On the other hand, the foamed part is exposed on the surface of the polished part, that is, the surface is rough, so that the polishing performance of the polished part is improved, and the polishing slurry is captured by the exposed foamed part. The polishing performance of the polishing part is improved.
  • the polishing surface 10 which is a surface on the polishing side has a polishing portion 11 and a groove portion 12.
  • the polishing unit 11 is a part that polishes an object to be processed (not shown) to be polished.
  • the groove portion 12 is a portion for discharging the polishing slurry and polishing dust supplied to the polishing pad when polishing the object to be processed from the polishing surface 10 to the outside.
  • the polishing pad 1 includes a resin foam 15 having a surface unfoamed layer 13 whose surface layer is an unfoamed portion and a foamed portion 14 provided inside the surface unfoamed layer 13.
  • the foamed portion 14 of the resin foam 15 is exposed on substantially the entire surface of the polishing portion 11. Therefore, in the polishing pad 1, the surface of the polishing portion 11 does not have the surface unfoamed layer 13.
  • the foamed portion 14 of the resin foam 15 has a three-dimensional cell structure in which a plurality of cells 17 partitioned by the cell walls 16 are densely formed. Since the three-dimensional bubble structure is exposed from the surface in the polishing unit 11, the inner surface of the bubble 17 is exposed on the surface of the polishing unit 11. Therefore, the surface of the polishing part 11 has a porous structure. In the polishing part 11, the foamed part 14 can be exposed by removing the unfoamed surface layer 13 in advance by a polishing process or the like.
  • the surface of the groove 12 has an unfoamed portion of the resin foam 15. That is, the surface of the groove 12 is a surface unfoamed layer 13. In the surface non-foamed layer 13, bubbles due to foaming are not formed. In the polishing pad 1, substantially the entire surface of the groove 12 is a surface unfoamed layer 13 that is an unfoamed portion. Therefore, the surface of the groove portion 12 does not expose the inside of the bubble 17, that is, the inner surface of the bubble wall 16, and does not reveal a porous structure.
  • the surface of the groove part 12 which is the surface unfoamed layer 13 is smooth, and the surface of the polishing part 11 where the foamed part 14 is exposed is rougher than the surface of the groove part 12.
  • the maximum height roughness (Rz) and arithmetic average roughness (Ra) of the surface of the polishing portion 11 are larger than the surface of the groove portion 12.
  • “maximum height roughness (Rz)” and “arithmetic mean roughness (Ra)” mean values measured with a laser microscope (VX-X150, manufactured by Keyence Corporation).
  • the maximum height roughness (Rz) of the surface of the polishing part 11 is not particularly limited, for example, the lower limit is preferably 20 ⁇ m or more from the viewpoint of improving the polishing performance of the polishing part 11 due to the rough surface.
  • the thickness is more preferably 25 ⁇ m or more, and particularly preferably 30 ⁇ m or more from the viewpoint that the polishing slurry is trapped on the inner surface of the bubble wall 16 of the foamed portion 14 and the polishing performance of the polishing portion 11 is further improved.
  • the upper limit of the maximum height roughness (Rz) of the surface of the polishing part 11 is preferably 100 ⁇ m or less, more preferably 65 ⁇ m or less, and particularly preferably 55 ⁇ m or less, from the viewpoint of ease of production of the resin foam 15. .
  • the arithmetic average roughness (Ra) of the surface of the polishing part 11 is not particularly limited.
  • the lower limit is preferably 10 ⁇ m or more from the viewpoint of improving the polishing performance of the polishing part 11 due to the rough surface.
  • the thickness is more preferably 15 ⁇ m or more, and particularly preferably 25 ⁇ m or more from the viewpoint that the polishing slurry is trapped on the inner surface of the bubble wall 16 of the portion 14 and the polishing performance of the polishing portion 11 is further improved.
  • the upper limit value of the arithmetic average roughness (Ra) on the surface of the polishing part 11 is preferably 45 ⁇ m or less, particularly preferably 35 ⁇ m or less, from the viewpoint of ease of manufacturing the resin foam 15.
  • the maximum height roughness (Rz) of the surface of the groove 12 is not particularly limited.
  • the lower limit is preferably 10 ⁇ m or more, particularly preferably 15 ⁇ m or more, from the viewpoint of ease of production of the resin foam 15.
  • the upper limit of the maximum height roughness (Rz) is, for example, that the polishing slurry is smoothly discharged from the polishing pad, and the polishing debris mixed in the polishing slurry by the polishing process to the target object is retained in the polishing pad.
  • 30 ⁇ m or less is preferable from the viewpoint of reliably preventing the polishing, and 25 ⁇ m or less is more preferable, and 20 ⁇ m or less is particularly preferable from the viewpoint of reliably discharging the polishing slurry from the polishing pad and reliably preventing the polishing pad from rising in temperature.
  • the arithmetic average roughness (Ra) of the surface of the groove 12 is not particularly limited.
  • the lower limit is preferably 0.1 ⁇ m or more, and particularly preferably 0.5 ⁇ m or more from the viewpoint of ease of production of the resin foam 15.
  • the upper limit value of the arithmetic average roughness (Ra) is, for example, that the polishing slurry is smoothly discharged from the polishing pad, and the polishing residue mixed in the polishing slurry by the polishing process on the object to be processed remains in the polishing pad.
  • the thickness is preferably 10 ⁇ m or less from the viewpoint of reliably preventing this, more preferably 5 ⁇ m or less, and particularly preferably 3 ⁇ m or less from the viewpoint of smoothly discharging the polishing slurry from the polishing pad and reliably preventing the temperature of the polishing pad from rising.
  • the difference in the maximum height roughness (Rz) of 12 surfaces is not particularly limited.
  • the lower limit is preferably 20 ⁇ m or more, and preferably 30 ⁇ m or more from the viewpoint of improving the balance between the polishing performance and the discharge characteristics of the polishing slurry. Is particularly preferred.
  • the upper limit value of the difference between the maximum height roughness (Rz) on the surface of the polishing part 11 and the maximum height roughness (Rz) on the surface of the groove part 12 is not particularly limited, but it is easy to manufacture the resin foam 15. From the viewpoint, 70 ⁇ m or less is preferable, and 60 ⁇ m or less is particularly preferable.
  • the difference in arithmetic average roughness (Ra) is not particularly limited.
  • the lower limit is preferably 5 ⁇ m or more, and particularly preferably 10 ⁇ m or more, from the viewpoint of improving the balance between the polishing performance and the discharge characteristics of the polishing slurry.
  • the upper limit of the difference between the arithmetic average roughness (Ra) on the surface of the polishing part 11 and the arithmetic average roughness (Ra) on the surface of the groove part 12 is not particularly limited, but from the viewpoint of ease of manufacturing the resin foam 15. 35 ⁇ m or less is preferable, and 30 ⁇ m or less is particularly preferable.
  • the material of the resin foam 15 is not particularly limited, and examples thereof include hard resins such as polyphenylene sulfide resin (PPS resin), polyethylene terephthalate (PET resin), and polycarbonate resin (PC resin).
  • PPS resin polyphenylene sulfide resin
  • PET resin polyethylene terephthalate
  • PC resin polycarbonate resin
  • the thickness of the resin foam 15 provided in the polishing pad 1 is not particularly limited, and for example, a range of about 0.5 to 2.0 mm can be given. It is 0 mm.
  • the depth of the groove 12 is not particularly limited. For example, a range of about 0.2 to 1.0 mm can be given, and the polishing pad 1 has a depth of about 0.5 mm.
  • the resin foam 15 has a three-dimensional cell structure configured by a plurality of bubbles (cells) and cell walls partitioned so that these cells have mutually independent partitions.
  • the average cell diameter is not particularly limited, but is preferably 4 to 50 ⁇ m, for example, and the average cell wall thickness is not particularly limited, but is preferably 1 to 5 ⁇ m, for example.
  • the bubble diameter is a diameter when bubbles in an arbitrary cross section are converted into a circle of the same area, and the average bubble diameter is an average of the bubble diameters of 10 arbitrarily selected bubbles.
  • the bubble wall thickness is the minimum thickness of the bubble wall between adjacent bubbles in an arbitrary cross section, and the average bubble wall thickness is the average of the 10 selected bubble wall thicknesses.
  • the average bubble diameter and the average bubble wall thickness can be obtained by image processing of a structural photograph of the resin foam 15 observed with a scanning electron microscope (SEM, manufactured by JEOL Ltd.).
  • the average bubble diameter is smaller than 4 ⁇ m, the number of abrasive grains held inside the bubbles is reduced, the polishing rate is lowered and a stable polished surface cannot be obtained.
  • the average bubble diameter exceeds 50 ⁇ m, the strength of the bubble wall is increased. Insufficient and stable surface quality cannot be obtained, and the surface quality is deteriorated. At the same time, a large amount of abrasive particles accumulate in the bubbles and secondary particles are generated, and surface defects such as scratches are likely to occur. By setting the average bubble diameter within this range, the bubble structure is further optimized and the polishing rate is excellent.
  • the ratio of the average bubble diameter to the average bubble wall thickness is preferably 4 or more and 10 or less.
  • the ratio of the average cell diameter to the average cell wall thickness is less than 4, the number of abrasive grains as abrasive particles held inside the cells decreases, the polishing rate decreases, and a stable polished surface cannot be obtained. If it exceeds 1, the strength of the bubble wall is insufficient, and a stable polishing state cannot be obtained, resulting in a decrease in the polishing rate.
  • a flat resin member having a surface unfoamed layer 13 whose surface layer is an unfoamed portion and a foamed portion 14 provided inside the surface unfoamed layer 13. 20 is used.
  • One flat surface provided with the surface unfoamed layer 13 is a surface on the polishing side of the polishing pad 1. Therefore, the outer surface of the surface unfoamed layer 13 of the resin member 20 is substantially flat.
  • the thickness of the resin member 20 is the thickness of the resin foam 15 described above, and the thickness of the surface unfoamed layer 13 of the resin member 20 is not particularly limited, but may be in the range of about 25 to 100 ⁇ m, for example.
  • the resin member 20 has a thickness of about 50 ⁇ m.
  • the thickness of the foamed portion 14 of the resin member 20 is a thickness obtained by subtracting the thickness of the surface unfoamed layer 13 on the front and back surfaces of the resin member 20 from the thickness of the resin member 20.
  • the groove 12 is formed in the surface non-foamed layer 13 of the resin member 20 described above.
  • a groove portion forming mold member 21 having a blade-like protruding portion 22 may be used as a method for forming the groove portion 12.
  • the groove forming mold member 21 has a thin flat plate shape.
  • the arrangement of the protrusions 22 of the groove forming mold member 21 is not particularly limited, but in FIG. 3A, a plurality of protrusions 22 are formed at substantially equal intervals in a concentric circle shape.
  • the cross-sectional shape of the protrusion 22 is not particularly limited, but as shown in FIG. 3B, in the groove forming mold member 21, the cross-section of the protrusion 22 is substantially triangular.
  • the groove forming mold member 21 By applying the groove forming mold member 21 on the resin member 20 of FIG. 2 and pressing the top of the protrusion 22 of the groove forming mold member 21 against the surface unfoamed layer 13 of the resin member 20 with a predetermined pressure, The unfoamed layer 13 is pushed in the direction of the foamed portion 14, and the groove portion 12 can be formed in the polishing pad 1. Therefore, the groove 12 is formed in the surface non-foamed layer 13 of the resin member 20 corresponding to the position of the protrusion 22 of the groove forming mold member 21 of FIG. Further, the depth of the groove 12 is specified corresponding to the height of the protrusion 22.
  • the height of the protrusion 22 can be selected as appropriate according to the desired depth of the groove 12, and can be in the range of about 0.2 to 1.0 mm, for example, to manufacture the polishing pad 1.
  • the length is about 0.5 mm.
  • the material of the groove forming mold member 21 include metals and hard resins.
  • the groove forming mold member 21 As a method of applying the groove forming mold member 21 to the resin member 20, for example, as shown in FIG. 4, the groove forming mold member 21 is formed into a roll shape, and while rotating the roll-shaped groove forming mold member 21, The groove 12 can be formed on the resin member 20 by pressing the protrusion 22 against the unfoamed surface layer 13 of the resin member 20 with a predetermined pressure.
  • a portion other than the groove portion 12 functions as the polishing portion 11.
  • a polishing process such as buffing
  • the foamed portion 14 of the resin member 20 can be exposed to form the polishing portion 11 and the polishing pad 1 can be obtained.
  • the thickness of the resin foam 15 including the unfoamed surface layer 13 that is removed by buffing or the like is not particularly limited, and examples thereof include removal in the range of about 50 to 200 ⁇ m.
  • the surface unfoamed layer 13 of the resin member 20 since the surface unfoamed layer 13 of the resin member 20 has a thickness of about 50 ⁇ m, it is in a mode after being removed by about 100 ⁇ m.
  • the groove portion 12 having a smooth surface can be formed by pressing the blade-like protrusion 22 against the resin member 20 having the surface non-foamed layer 13 and the foamed portion 14. Is easy to manufacture. Moreover, since the groove part 12 can be formed by pressing the projection part 22 against the resin member 20, the shape and arrangement of the groove part 12 can be changed by changing the shape and arrangement of the projection part 22, and the design of the groove part 12 is free. The degree can be improved.
  • the method for producing the resin member 20 having the surface unfoamed layer 13 and the foamed portion 14 is not particularly limited, and a known method can be used.
  • a predetermined unfoamed resin molded body is sealed in a high-pressure container, an inert gas is injected into the high-pressure container, and the inert gas is infiltrated into the molded body under pressure. After infiltrating the inert gas, the pressure in the pressure vessel is released, and then the molded body is heated to foam, and the molded body is further cooled to produce the resin member 20 having the surface unfoamed layer 13 and the foamed portion 14.
  • the method of doing can be mentioned.
  • an aerated nucleating agent is added to the thermoplastic resin layer for forming the foamed layer, or a crystallization nucleating agent and a crystallization accelerator are added to the thermoplastic resin layer for forming the non-foamed layer.
  • the foamability of each resin layer can be controlled to some extent.
  • the foamability can be controlled more strictly.
  • the polishing pad according to the embodiment of the present invention can be used, for example, in a polishing apparatus for polishing a magnetic disk, a semiconductor wafer, various substrates, and an electronic material.
  • a polishing apparatus for example, a lower surface plate having a polishing pad disposed on the inner surface, a support member for supporting a workpiece such as a semiconductor wafer on the polishing pad of the lower surface plate, and a polishing pad disposed on the inner surface, the semiconductor wafer
  • the semiconductor wafer examples thereof include a polishing apparatus provided with an upper surface plate for applying a predetermined pressure to the object to be processed and a polishing slurry supply means.
  • the foamed portion 14 is exposed from the entire surface of the polishing portion 11, and the polishing portion 11 does not have the surface non-foamed layer 13.
  • the foamed portion 14 may be exposed from a part of the surface, and the surface may be the unfoamed layer 13 on the other surface.
  • the cross section of the protrusion is substantially triangular, but the shape is not limited as long as it is a protrusion, and instead, for example, a quadrangle such as a trapezoid or It may be a polygon such as a pentagon, a substantially semi-ellipse, or a substantially semi-circle.
  • the polishing pad of the present invention is excellent in polishing performance and polishing slurry discharge characteristics, it can be used in a wide variety of fields. For example, in the field of polishing of magnetic disks and semiconductor wafers that require advanced smooth mirror surface processing. High utility value.

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Abstract

本発明は、研磨性能と研磨スラリーの排出特性とに優れた研磨パッドを提供することを目的とする。　研磨部と溝部とを研磨面に有する研磨パッドであって、前記溝部の表面は、未発泡部を有し、前記研磨部の表面は、発泡部が表出している研磨パッド。

Description

研磨パッド
　本発明は、研磨性能と研磨スラリーの排出特性に優れた研磨パッドに関するものである。
　従来、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）内の磁気ディスクや半導体ウエハなどの薄板部材の研磨処理では、被処理体の表面に微小傷や潜傷等が発生しない加工が要求されることから、微小砥粒を含有する研磨スラリーを供給しながら、不織布系あるいは発泡体系の研磨パッドを用いて平滑鏡面加工が行われている。
　研磨パッドには、平滑鏡面加工のために、研磨性だけではなく、研磨スラリーの排出特性が要求される。そこで、研磨スラリーの供給と排出のバランス（排出特性）を向上させるために、研磨表面に溝を有する研磨層であって、該溝の内面の平均粗さ（Ｒａ）を１．０～５．０μｍ とした研磨パッドが提案されている（特許文献１）。
　しかし、特許文献１の研磨パッドでは、多孔質材に対して切削等で溝を形成し、レーザー溶融等の後加工により溝内面を非孔質面としているため、加工が煩雑である。また、研磨層の研磨表面の状態（特に粗さ）について特定されておらず、研磨性と研磨スラリーの排出特性とを両立することができない場合があるという問題、従って、優れた平滑鏡面加工が得られない場合があるという問題があった。
特開２００６－１８６２３９号公報
　上記事情に鑑み、本発明は、研磨性能と研磨スラリーの排出特性とに優れた研磨パッドを提供することを目的とする。
　本発明の態様は、研磨部と溝部とを研磨面に有する研磨パッドであって、前記溝部の表面は、未発泡部を有し、前記研磨部の表面は、発泡部が表出している研磨パッドである。
　上記態様の研磨パッドでは、研磨面は、研磨対象である被処理体を研磨する研磨部と、被処理体を研磨する際に研磨パッドへ供給される研磨スラリーを研磨パッドから外部へ排出するための溝部と、を有している。研磨部の表面には発泡体の発泡部が表出し、溝部の表面は未発泡部を有するので、研磨部表面の最大高さ粗さ（Ｒｚ）は、溝部表面の最大高さ粗さ（Ｒｚ）よりも大きく、研磨部表面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、溝部表面の算術平均粗さ（Ｒａ）よりも大きい態様となっている。
　本発明の態様は、前記溝部の表面の最大高さ粗さ（Ｒｚ）が、10μｍ～30μｍであり、前記研磨部の表面の最大高さ粗さ（Ｒｚ）が、30μｍ～100μｍである研磨パッドである。
　本発明の態様は、前記溝部の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が、0.1μｍ～10μｍであり、前記研磨部の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が、10μｍ～45μｍである研磨パッドである。
　本発明の態様は、（前記研磨部の表面の最大高さ粗さ（Ｒｚ））－（前記溝部の表面の最大高さ粗さ（Ｒｚ））の値が、20μｍ～70μｍである研磨パッドである。
　本発明の態様は、（前記研磨部の表面の算術平均粗さ（Ｒａ））－（前記溝部の表面の算術平均粗さ（Ｒａ））の値が、5μｍ～35μｍである研磨パッドである。
　本発明の態様は、３次元の気泡構造を有する、熱可塑性樹脂からなる樹脂発泡体を有し、前記熱可塑性樹脂が、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂及びポリカーボネート樹脂からなる群から選択された少なくとも１種である研磨パッドである。
　本発明の態様によれば、溝部の表面が未発泡部を有することにより、研磨スラリーを円滑に研磨パッドから排出できる。従って、研磨処理によって研磨スラリーに混入した研磨かす（研磨残渣）が、研磨パッドに滞留することを防止できる。また、研磨スラリーを円滑に研磨パッドから排出できるので、研磨パッドの昇温を防止できる。一方で、研磨部の表面には発泡部が表出している、すなわち、その表面は粗いことから、研磨部の研磨性能が向上し、また、表出した発泡部に研磨スラリーが捕らえられる点でも、研磨部の研磨性能が向上する。
本発明の実施形態例に係る研磨パッドの部分側面断面図である。 本発明の実施形態例に係る研磨パッドの製造方法例で使用する樹脂部材の部分側面断面図である。 （a）図は、本発明の実施形態例に係る研磨パッドの製造方法例に使用する溝部形成用型部材全体の説明図、（b）図は、溝部形成用型部材のＡ－Ａ線断面図である。 溝部形成用型部材を用いた、本発明の実施形態例に係る研磨パッドの製造方法例の説明図である。
　以下、本発明の実施形態例に係る研磨パッドについて、図面を用いながら説明する。
　図１に示すように、本発明の実施形態例に係る研磨パッド１では、研磨側の面である研磨面１０は、研磨部１１と溝部１２とを有している。研磨部１１は、研磨対象である被処理体（図示せず）を研磨する部位である。溝部１２は、被処理体を研磨する際に研磨パッドへ供給される研磨スラリーと研磨かすとを研磨面１０から外部へ排出するための部位である。
　研磨パッド１は、表層が未発泡部である表面未発泡層１３と、表面未発泡層１３の内部に設けられた発泡部１４と、を有する樹脂発泡体１５を備えている。研磨パッド１では、研磨部１１の略全表面にて、樹脂発泡体１５の発泡部１４が表出している。従って、研磨パッド１では、研磨部１１の表面は表面未発泡層１３を有していない。
　樹脂発泡体１５の発泡部１４は、気泡壁１６で区画された気泡１７が複数密集して形成された、３次元の気泡構造となっている。研磨部１１では、３次元の気泡構造が表面から露出しているので、研磨部１１の表面では、気泡１７の内面が露出している態様となっている。従って、研磨部１１の表面は、多孔質の構造となっている。研磨部１１では、表面未発泡層１３を研磨処理等にてあらかじめ除去することで、発泡部１４を表出させることができる。
　一方で、溝部１２の表面は、樹脂発泡体１５の未発泡部を有している。すなわち、溝部１２の表面は、表面未発泡層１３となっている。表面未発泡層１３には、発泡処理による気泡は形成されていない。研磨パッド１では、溝部１２表面の略全域が未発泡部である表面未発泡層１３となっている。従って、溝部１２の表面は、気泡１７の内部、すなわち、気泡壁１６の内面は露出しておらず、多孔質の構造は表出していない。
　上記から、表面未発泡層１３となっている溝部１２の表面は滑らかであり、発泡部１４が表出している研磨部１１の表面は、溝部１２の表面よりも粗くなっている。すなわち、研磨部１１の表面は、溝部１２の表面よりも、最大高さ粗さ（Ｒｚ）、算術平均粗さ（Ｒａ）ともに大きい値となっている。なお、本明細書中、「最大高さ粗さ（Ｒｚ）」及び「算術平均粗さ（Ｒａ）」は、レーザー顕微鏡（株式会社キーエンス製、VX-X150）にて測定した値を意味する。
　研磨部１１表面の最大高さ粗さ（Ｒｚ）は、特に限定されないが、例えば、その下限値は、表面が粗いことによる研磨部１１の研磨性能向上の点から20μｍ以上が好ましく、表出した発泡部１４の気泡壁１６内面に研磨スラリーが捕らえられて研磨部１１の研磨性能がさらに向上する点から25μｍ以上がより好ましく、30μｍ以上が特に好ましい。一方で、研磨部１１表面の最大高さ粗さ（Ｒｚ）の上限値は、例えば、樹脂発泡体１５の製造容易性の点から100μｍ以下が好ましく、65μｍ以下がより好ましく、55μｍ以下が特に好ましい。
　研磨部１１表面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、特に限定されないが、例えば、その下限値は、表面が粗いことによる研磨部１１の研磨性能向上の点から10μｍ以上が好ましく、表出した発泡部１４の気泡壁１６内面に研磨スラリーが捕らえられて研磨部１１の研磨性能がさらに向上する点から15μｍ以上がより好ましく、25μｍ以上が特に好ましい。一方で、研磨部１１表面の算術平均粗さ（Ｒａ）の上限値は、例えば、樹脂発泡体１５の製造容易性の点から45μｍ以下が好ましく、35μｍ以下が特に好ましい。
　溝部１２表面の最大高さ粗さ（Ｒｚ）は、特に限定されないが、例えば、その下限値は、樹脂発泡体１５の製造容易性の点から10μｍ以上が好ましく、15μｍ以上が特に好ましい。一方で、最大高さ粗さ（Ｒｚ）の上限値は、例えば、研磨スラリーを円滑に研磨パッドから排出して、被処理体への研磨処理によって研磨スラリーに混入した研磨かすが、研磨パッドに滞留することを確実に防止する点から30μｍ以下が好ましく、研磨スラリーを円滑に研磨パッドから排出して研磨パッドの昇温を確実に防止する点から25μｍ以下がより好ましく、20μｍ以下が特に好ましい。
　溝部１２表面の算術平均粗さ（Ｒａ）は、特に限定されないが、例えば、その下限値は、樹脂発泡体１５の製造容易性の点から0.1μｍ以上が好ましく、0.5μｍ以上が特に好ましい。一方で、算術平均粗さ（Ｒａ）の上限値は、例えば、研磨スラリーを円滑に研磨パッドから排出して、被処理体への研磨処理によって研磨スラリーに混入した研磨かすが、研磨パッドに滞留することを確実に防止する点から10μｍ以下が好ましく、研磨スラリーを円滑に研磨パッドから排出して研磨パッドの昇温を確実に防止する点から5μｍ以下がより好ましく、3μｍ以下が特に好ましい。
　（研磨部１１表面の最大高さ粗さ（Ｒｚ））－（溝部１２表面の最大高さ粗さ（Ｒｚ））の値、すなわち、研磨部１１表面の最大高さ粗さ（Ｒｚ）と溝部１２表面の最大高さ粗さ（Ｒｚ）の差は、特に限定されないが、例えば、その下限値は、研磨性能と研磨スラリーの排出特性とのバランスを向上させる点から20μｍ以上が好ましく、30μｍ以上が特に好ましい。一方で、研磨部１１表面の最大高さ粗さ（Ｒｚ）と溝部１２表面の最大高さ粗さ（Ｒｚ）の差の上限値は、特に限定されないが、樹脂発泡体１５の製造容易性の点から70μｍ以下が好ましく、60μｍ以下が特に好ましい。
　（研磨部１１表面の算術平均粗さ（Ｒａ））－（溝部１２表面の算術平均粗さ（Ｒａ））の値、すなわち、研磨部１１表面の算術平均粗さ（Ｒａ）と溝部１２表面の算術平均粗さ（Ｒａ）の差は、特に限定されないが、例えば、その下限値は、研磨性能と研磨スラリーの排出特性とのバランスを向上させる点から5μｍ以上が好ましく、10μｍ以上が特に好ましい。一方で、研磨部１１表面の算術平均粗さ（Ｒａ）と溝部１２表面の算術平均粗さ（Ｒａ）の差の上限値は、特に限定されないが、樹脂発泡体１５の製造容易性の点から35μｍ以下が好ましく、30μｍ以下が特に好ましい。
　樹脂発泡体１５の材料は、特に限定されないが、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ樹脂）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ樹脂）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ樹脂）等の硬質樹脂を挙げることができる。
　また、研磨パッド１に備えられている樹脂発泡体１５の厚さは、特に限定されないが、例えば、約０．５～２．０ｍｍの範囲を挙げることができ、研磨パッド１では、約１．０ｍｍとなっている。また、溝部１２の深さは、特に限定されないが、例えば、約０．２～１．０ｍｍの範囲を挙げることができ、研磨パッド１では、約０．５ｍｍとなっている。
　樹脂発泡体１５は、複数の気泡（セル）とこれらのセルが相互に独立した区画を有するように気泡壁で区画されて構成された３次元セル構造を有している。平均気泡径は、特に限定されないが、例えば、４～５０μｍが好ましく、平均気泡壁厚さは、特に限定されないが、例えば、１～５μｍが好ましい。ここで、気泡径とは、任意の断面における気泡を同面積の円に換算した場合の直径であり、平均気泡径とは、任意に選択した１０個の気泡の気泡径の平均をいう。また、気泡壁厚さとは、任意の断面における近接する気泡間の気泡壁の最小厚さであり、平均気泡壁厚さとは、任意に選択した１０箇所の気泡壁厚さの平均をいう。平均気泡径と平均気泡壁厚さは、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ、日本電子製）で観察した樹脂発泡体１５の組織写真を、画像処理することで求めることができる。
　平均気泡径が４μｍより小さいと、気泡内部に保持される砥粒が少なくなり、研磨速度が低下するとともに安定した研磨面が得られず、平均気泡径が５０μｍを超えると、気泡壁の強度が不足し、安定した研磨状態が得られずに表面品質が低下すると同時に、気泡内に研磨粒子が多量に集積し２次粒子が発生してスクラッチなどの表面欠陥が発生し易くなる。平均気泡径をこの範囲にすることにより、気泡構造がより最適化され、研磨速度に優れる。
　また、平均気泡径と平均気泡壁厚さの比率は、４以上１０以下が好ましい。平均気泡径と平均気泡壁厚さの比率が４未満であると、気泡内部に保持される研磨粒子としての砥粒が少なくなり、研磨速度が低下するとともに安定した研磨面が得られず、１０を超えると、気泡壁の強度が不足し、安定した研磨状態が得られずに研磨速度が低下する。
　次に、本発明の実施形態例に係る研磨パッド１の製造方法例について、図面を用いながら説明する。
　図２に示すように、研磨パッド１の製造には、表層が未発泡部である表面未発泡層１３と表面未発泡層１３の内部に設けられた発泡部１４とを有する平板状の樹脂部材２０を使用する。表面未発泡層１３の設けられた一方の平坦面が、研磨パッド１の研磨側の面である。従って、樹脂部材２０の表面未発泡層１３の外面は、略平坦となっている。樹脂部材２０の厚さは、上記した樹脂発泡体１５の厚さであり、樹脂部材２０の表面未発泡層１３の厚さは、特に限定されないが、例えば、約２５～１００μｍの範囲を挙げることができ、樹脂部材２０では、約５０μｍとなっている。樹脂部材２０の発泡部１４の厚さは、樹脂部材２０の厚さから樹脂部材２０の表裏の表面未発泡層１３の厚さを差し引いた厚さである。
　上記した樹脂部材２０の表面未発泡層１３に、先ず、溝部１２を形成する。溝部１２の形成方法としては、例えば、図３（a）、（b）に示すように、ブレード状の突起部２２を有する溝部形成用型部材２１を用いることが挙げられる。溝部形成用型部材２１は、薄い平板状となっている。溝部形成用型部材２１の突起部２２の配置は、特に限定されないが、図３（a）では、同心円状に略等間隔に、複数の突起部２２が形成されている。また、突起部２２の断面形状は、特に限定されないが、図３（b）に示すように、溝部形成用型部材２１では、突起部２２の断面形状は略三角形状となっている。
　図２の樹脂部材２０上に溝部形成用型部材２１を当てて、溝部形成用型部材２１の突起部２２の頂部を樹脂部材２０の表面未発泡層１３へ所定の圧力で押すことにより、表面未発泡層１３が発泡部１４方向へ押し込まれて、研磨パッド１に溝部１２を形成することができる。従って、図３の溝部形成用型部材２１の突起部２２の位置に対応して、樹脂部材２０の表面未発泡層１３に溝部１２が形成されることとなる。また、突起部２２の高さに対応して溝部１２の深さが特定される。従って、突起部２２の高さは、溝部１２の所望の深さに応じて、適宜選択可能であり、例えば、約０．２～１．０ｍｍの範囲を挙げることができ、研磨パッド１を製造するための溝部形成用型部材２１では、約０．５ｍｍとなっている。溝部形成用型部材２１の材質としては、例えば、金属や硬質の樹脂等を挙げることができる。
　樹脂部材２０に溝部形成用型部材２１を当てる方法としては、例えば、図４に示すように、溝部形成用型部材２１をロール形状とし、ロール形状の溝部形成用型部材２１を回転させながら、突起部２２を樹脂部材２０の表面未発泡層１３へ所定の圧力で押し当てることで、樹脂部材２０上に溝部１２を形成することができる。
　溝部１２を形成した樹脂部材２０の研磨側の面のうち、溝部１２以外の部位が研磨部１１として機能する。溝部１２以外の部位の表面未発泡層１３をバフ研磨等の研磨処理で除去することで、樹脂部材２０の発泡部１４を表出させて研磨部１１とし、研磨パッド１とすることができる。
　バフ研磨等にて除去される、表面未発泡層１３を含めた樹脂発泡体１５の厚さは、特に限定されないが、例えば、約５０～２００μｍの範囲での除去を挙げることができ、実施形態例に係る研磨パッド１では、樹脂部材２０の表面未発泡層１３の厚さが約５０μｍであることから、約１００μｍ除去した後の態様となっている。
　研磨パッド１の上記した製造方法例では、表面未発泡層１３と発泡部１４を有する樹脂部材２０にブレード状の突起部２２を押し当てることで表面平滑な溝部１２を形成できるので、研磨パッド１の製造が容易である。また、樹脂部材２０に突起部２２を押し当てることで溝部１２を形成できるので、突起部２２の形状、配置を変更することで、溝部１２の形状、配置を変更でき、溝部１２の設計の自由度を向上させることができる。
　表面未発泡層１３と発泡部１４を有する樹脂部材２０の製造方法としては、特に限定されず、公知の方法を利用できる。例えば、所定の未発泡樹脂の成形体を高圧容器中に封入し、この高圧容器に不活性ガスを注入して、加圧下、成形体に不活性ガスを浸透させる。不活性ガスを浸透後、圧力容器内の圧力を解放してから成形体を加熱して発泡させ、さらに成形体を冷却して、表面未発泡層１３と発泡部１４を有する樹脂部材２０を製造する方法を挙げることができる。あるいは、発泡層を形成するための熱可塑性樹脂層に気泡化核剤を添加したり、非発泡層を形成するための熱可塑性樹脂層に結晶化核剤、結晶化促進剤を添加しておくことでも、各樹脂層の発泡性をある程度制御することができる。また、各層の形成に用いる熱可塑性樹脂として特定の樹脂を採用することにより、さらに厳密に発泡性を制御することが可能になる。上記発泡条件を適宜調整することで、気泡１７の寸法、気泡壁１６の寸法、気泡１７の密集状態等を調節して、研磨部１１の最大高さ粗さ（Ｒｚ）及び算術平均粗さ（Ｒａ）を調節することができる。
　本発明の実施形態例に係る研磨パッドでは、例えば、磁気ディスクや半導体ウエハ、各種基板、電子材料を研磨する研磨装置に用いることができる。前記研磨装置としては、例えば、研磨パッドを内面に配置した下定盤と、下定盤の研磨パッド上に半導体ウエハなどの被処理体を支持する支持部材と、研磨パッドを内面に配置し、半導体ウエハなどの被処理体へ所定の加圧を行う上定盤と、研磨スラリー供給手段と、を備えた研磨装置などを挙げることができる。
　次に、本発明の研磨パッドの他の実施形態例について説明する。上記実施形態例に係る研磨パッド１では、研磨部１１の全表面から発泡部１４が表出し、研磨部１１は表面未発泡層１３を有していなかったが、これに代えて、研磨部１１のうち、一部の表面から発泡部１４が表出し、それ以外の表面では、表面未発泡層１３となっている態様としてもよい。
　また、上記した溝部形成用型部材では、突起部の断面は略三角形状であったが、突起した態様であれば、その形状は限定されず、これに代えて、例えば、台形等の四角形や五角形等の多角形、略半楕円形、略半円形などでもよい。
　本発明の研磨パッドは、研磨性能と研磨スラリーの排出特性とに優れるので、広汎な分野で利用可能であり、例えば、高度な平滑鏡面加工が要求される磁気ディスクや半導体ウエハの研磨の分野で利用価値が高い。
　１　　　　　　　　研磨パッド
　１０　　　　　　　研磨面
　１１　　　　　　　研磨部
　１２　　　　　　　溝部
　１３　　　　　　　表面未発泡層
　１４　　　　　　　発泡部
　１５　　　　　　　樹脂発泡体

Claims (6)

  1. 　研磨部と溝部とを研磨面に有する研磨パッドであって、
    　前記溝部の表面は、未発泡部を有し、前記研磨部の表面は、発泡部が表出している研磨パッド。
  2. 　前記溝部の表面の最大高さ粗さ（Ｒｚ）が、10μｍ～30μｍであり、前記研磨部の表面の最大高さ粗さ（Ｒｚ）が、30μｍ～100μｍである請求項１に記載の研磨パッド。
  3. 　前記溝部の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が、0.1μｍ～10μｍであり、前記研磨部の表面の算術平均粗さ（Ｒａ）が、10μｍ～45μｍである請求項１または２に記載の研磨パッド。
  4. 　（前記研磨部の表面の最大高さ粗さ（Ｒｚ））－（前記溝部の表面の最大高さ粗さ（Ｒｚ））の値が、20μｍ～70μｍである請求項１乃至３のいずれか１項に記載の研磨パッド。
  5. 　（前記研磨部の表面の算術平均粗さ（Ｒａ））－（前記溝部の表面の算術平均粗さ（Ｒａ））の値が、5μｍ～35μｍである請求項１乃至４のいずれか１項に記載の研磨パッド。
  6. 　３次元の気泡構造を有する、熱可塑性樹脂からなる樹脂発泡体を有し、前記熱可塑性樹脂が、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂及びポリカーボネート樹脂からなる群から選択された少なくとも１種である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の研磨パッド。
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