特許 6119049 保持パッド及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6119049

(24)【登録日】2017年4月7日

(45)【発行日】2017年4月26日

(54)【発明の名称】保持パッド及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   B24B 37/30 20120101AFI20170417BHJP

【ＦＩ】

   B24B37/30 C

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2012-250951(P2012-250951)

(22)【出願日】2012年11月15日

(65)【公開番号】特開2014-97554(P2014-97554A)

(43)【公開日】2014年5月29日

【審査請求日】2015年10月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005359

【氏名又は名称】富士紡ホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092093

【弁理士】

【氏名又は名称】辻居 幸一

(74)【代理人】

【識別番号】100082005

【弁理士】

【氏名又は名称】熊倉 禎男

(74)【代理人】

【識別番号】100084663

【弁理士】

【氏名又は名称】箱田 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100093300

【弁理士】

【氏名又は名称】浅井 賢治

(74)【代理人】

【識別番号】100119013

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 一夫

(74)【代理人】

【識別番号】100123777

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 さつき

(74)【代理人】

【識別番号】100168631

【弁理士】

【氏名又は名称】佐々木 康匡

(72)【発明者】

【氏名】藤井 崇利

【審査官】 須中 栄治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−３５５７５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１５６６３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３５５７５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０３０１４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１６８３８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０１１９７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０２３６２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｂ３７／００−３７／３４

Ｈ０１Ｌ２１／３０４

Ｃ０８Ｊ５／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

湿式成膜法によって形成される涙形状気泡を有する第１のポリウレタン樹脂シート上に積層された第２のポリウレタン樹脂シートを含む保持パッドであって、
前記第２のポリウレタン樹脂シートが被保持物に対する保持面を有しており、
該保持面の表面粗さＲａが、０．２μｍ以下であり、且つ
前記第２のポリウレタン樹脂シートの空隙率が５％以下であることを特徴とする、前記保持パッド。

【請求項2】

第１のポリウレタン樹脂シートと第２のポリウレタン樹脂シートとが他の層を介することなく積層されている、請求項１に記載の保持パッド。

【請求項3】

第２のポリウレタン樹脂シートの膜厚が、１０〜１００μｍである、請求項１又は２に記載の保持パッド。

【請求項4】

第１のポリウレタン樹脂を含む第１のポリウレタン樹脂シートを用意する工程；
第１のポリウレタン樹脂と同一又は異なる組成の第２のポリウレタン樹脂を含む溶液を離型紙上に塗布する工程；
第２のポリウレタン樹脂を含む溶液を凝固浴に浸漬させることなく乾燥処理を施し、第２のポリウレタン樹脂シートを得る工程；及び
第１のポリウレタン樹脂シート上に第２のポリウレタン樹脂シートを積層する工程、
を含む、保持パッドの製造方法。

【請求項5】

第２のポリウレタン樹脂シートを得る工程において、第２のポリウレタン樹脂を含む溶液が半乾き状態になるよう乾燥処理を施す、請求項４に記載の製造方法。

【請求項6】

第１のポリウレタン樹脂シート上に第２のポリウレタン樹脂シートを他の層を介することなく積層する、請求項５に記載の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、保持パッド及びその製造方法に関する。特には、液晶ディスプレイ用のガラス基板等の片面研磨時に使用する保持パッド及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

液晶ディスプレイ用ガラス基板等には高精度な平坦性が要求されるため、研磨パッドを使用した研磨加工が行われている。通常、これらの被研磨物の研磨加工には、被研磨物を片面ずつ研磨加工する片面研磨機が使用されている。この片面研磨機では、被研磨物が保持用定盤に保持され、研磨用定盤に装着された研磨パッドで研磨加工される。研磨加工時には、研磨粒子を含む研磨液が循環されつつ供給される。
一般に、片面研磨機を使用した研磨加工では、保持定盤の凹凸や研磨加工中に発生する偏荷重を吸収し、被研磨物を保持定盤に略平坦に保持する目的で、保持定盤に保持パッドが装着されている。通常、保持パッドには、湿式成膜法で形成されたポリウレタン樹脂製の発泡シートが使用されている（例えば特許文献１）。ポリウレタン樹脂製の発泡シートのスキン層は、表面が平坦で被研磨物との接触性に優れるため、水張り吸着により固定することで被研磨物を確実に保持できる。つまり、スキン層の表面が被研磨物を保持するための保持面となる。

【0003】

しかしながら、特許文献１の保持パッドは、被研磨物を保持する面（保持面）の平坦性が十分ではなかった。また、特許文献１の保持パッドは、保持面となるスキン層が数μm程度と薄いため、研磨時に被研磨物のエッジ部が当接することにより保持パッドの保持面がスキン層よりも深部まで削られてしまう（図４〜５参照）。スキン層よりも深部には涙状の気泡が存在するため、スキン層が削られると表面に開孔部分が露出し、開孔部分からスラリーが浸透し得る。その結果、パッドに膨潤変形が生じ、平坦性や吸着力が低下し、保持パッドの機能を果たせなくなるという問題がある。

【0004】

また、接着層を介して湿式フィルム上に薄い湿式フィルムを接着することで、保持面となる表面層を厚くする方法が特許文献２に記載されている。
しかしながら、特許文献２の方法では、接着層と下層とを貼り合わせ、さらに下層が貼り合わされた接着層と上層とを貼り合わせるという、２回の貼り合わせ工程が必要となる。このため、貼りムラが生じてしまい、その結果、パッド表面の平坦性が低下する恐れがある。また、特許文献２の保持パッドは、被研磨物と接する上層が涙形状気泡を複数有する湿式フィルムからなる。そのため、湿式発泡形成の際の発泡ムラによる厚みムラが生じやすく、上層における厚みムラによって保持パッドの平坦性が低下してしまうという問題もある（図６〜８参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８−０２３６２５号公報

【特許文献2】特開２００５−１１９７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、従来の保持パッドを用いた場合に生ずる種々の問題を改善し、平坦性、吸着性に優れる保持パッド及びその製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者は、被保持物に対する保持面を有し且つ空隙率が５％以下である第２のポリウレタン樹脂シートを涙形状気泡を有する第１のポリウレタン樹脂シート上に積層することにより、上記問題点を解決し得ることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は以下の構成を有する。

【0008】

（１） 湿式成膜法によって形成される涙形状気泡を有する第１のポリウレタン樹脂シート上に積層された第２のポリウレタン樹脂シートを含む保持パッドであって、
前記第２のポリウレタン樹脂シートが被保持物に対する保持面を有しており、
該保持面の表面粗さＲａが、０．６μｍ以下であり、且つ
前記第２のポリウレタン樹脂シートの空隙率が５％以下であることを特徴とする、前記保持パッド。
（２） 第１のポリウレタン樹脂シートと第２のポリウレタン樹脂シートとが他の層を介することなく積層されている、上記（１）に記載の保持パッド。
（３） 第２のポリウレタン樹脂シートの膜厚が、１０〜１００μｍである、上記（１）又は（２）に記載の保持パッド。
（４） 第１のポリウレタン樹脂を含む第１のポリウレタン樹脂シートを用意する工程；
第１のポリウレタン樹脂と同一又は異なる組成の第２のポリウレタン樹脂を含む溶液を離型紙上に塗布する工程；
第２のポリウレタン樹脂を含む溶液を凝固浴に浸漬させることなく乾燥処理を施し、第２のポリウレタン樹脂シートを得る工程；及び
第１のポリウレタン樹脂シート上に第２のポリウレタン樹脂シートを積層する工程、
を含む、上記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の保持パッドの製造方法。
（５） 第２のポリウレタン樹脂シートを得る工程において、第２のポリウレタン樹脂を含む溶液が半乾き状態になるよう乾燥処理を施す、上記（４）に記載の製造方法。
（６） 第１のポリウレタン樹脂シート上に第２のポリウレタン樹脂シートを他の層を介することなく積層する、上記（５）に記載の製造方法。

【発明の効果】

【0009】

本発明の保持パッドは、従来の保持パッドに比べて、平坦性が高く、被保持物との吸着性に優れる。また、研磨パッドを用いて被保持物を研磨した後でも吸着性が大きく低下しない。したがって、被保持物を保持する能力に優れる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施例１の保持パッドの厚さ方向断面写真（×５０倍）

【図2】実施例１の保持パッドの厚さ方向断面写真（×２００倍）

【図3】実施例１の保持パッドの保持面近傍における厚さ方向断面写真（×１０００倍）

【図4】比較例１の保持パッドの厚さ方向断面写真（×５０倍）

【図5】比較例１の保持パッドの厚さ方向断面写真（×２００倍）

【図6】比較例２の保持パッドの厚さ方向断面写真（×５０倍）

【図7】比較例２の保持パッドの厚さ方向断面写真（×２００倍）

【図8】比較例２の保持パッドの保持面近傍における厚さ方向断面写真（×１０００倍）

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明を実施するための形態を説明する。

【0012】

＜＜保持パッド＞＞
本発明の第１の態様は、湿式成膜法によって形成される涙形状気泡を有する第１のポリウレタン樹脂シート上に積層された第２のポリウレタン樹脂シートを含む保持パッドであって、前記第２のポリウレタン樹脂シートが被保持物に対する保持面を有しており、該保持面の表面粗さが、０．６μｍ以下であり、且つ前記第２のポリウレタン樹脂シートの空隙率が５％以下であることを特徴とする、前記保持パッドである。保持パッドは、第１のポリウレタン樹脂シートと第２のポリウレタン樹脂シートとが他の層を介することなく積層されていることが好ましい。すなわち、接着剤や接着剤シートなどの他の層を介することなく、第１のポリウレタン樹脂シートと第２のポリウレタン樹脂シートとが互いに接触するように貼り合わされていることが好ましい。
本発明の保持パッドによって保持される被保持物としては、特に制限はないが、例えば、シリコンウエハ、ハードディスク、液晶ディスプレイ用ガラス基板、半導体デバイスなどが挙げられる。本発明の保持パッドは、これらの被保持物（被研磨物）を研磨パッドを用いて研磨する際に被保持物を保持する保持パッドとして特に好ましく用いられる。

【0013】

＜第１のポリウレタン樹脂シート＞
第１のポリウレタン樹脂シートは、湿式成膜法によって形成される涙形状（teardrop-shaped）気泡を複数有する。本明細書及び特許請求の範囲において、湿式成膜法とは、成膜する樹脂を有機溶媒に溶解させ、その樹脂溶液をシート状の基材に塗布後、該有機溶媒は溶解するが該樹脂は溶解しない凝固液中に通して該有機溶媒を置換し、凝固させ、乾燥して発泡層を形成する方法を意味する。通常、湿式成膜法によりポリウレタン樹脂シートを製造すると、略涙形状のマクロ気泡（涙形状気泡）が生じる。涙形状気泡は、異方性があり、樹脂シートの上部から下部（基材と接する側）に向けて径が大きい構造を有する。
第１のポリウレタン樹脂シートは、第１のポリウレタン樹脂を含む。第１のポリウレタン樹脂の種類に特に制限はなく、種々のポリウレタン樹脂の中から使用目的に応じて選択すればよい。例えば、ポリエステル系、ポリエーテル系、又はポリカーボネート系の樹脂を用いることができる。
ポリエステル系の樹脂としては、エチレングリコールやブチレングリコール等とアジピン酸等とのポリエステルポリオールと、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート等のジイソシアネートとの重合物が挙げられる。
ポリエーテル系の樹脂としては、ポリテトラメチレンエーテルグリコールやポリプロピレングリコール等のポリエーテルポリオールと、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート等のイソシアネートとの重合物が挙げられる。
ポリカーボネート系の樹脂としては、ポリカーボネートポリオールと、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート等のイソシアネートとの重合物が挙げられる。
これらの樹脂は、ＤＩＣ（株）製の商品名「クリスボン」や、三洋化成工業（株）製の商品名「サンプレン」、大日精化工業（株）製の商品名「レザミン」など、市場で入手可能な樹脂を用いてもよく、所望の特性を有する樹脂を自ら製造してもよい。

【0014】

（モジュラス）
モジュラスとは、樹脂の硬さを表す指標であり、無発泡の樹脂シートを１００％伸ばしたとき（元の長さの２倍に伸ばしたとき）に掛かる荷重を単位面積で割った値である（以下、１００％モジュラスと呼ぶことがある。）。この値が高い程、硬い樹脂である事を意味する。
第１のポリウレタン樹脂は、４〜２０ＭＰａの樹脂モジュラスを有することが好ましく、４〜１０ＭＰａであることがより好ましい。樹脂モジュラスが上記範囲内であると、平坦性に優れ、かつ被保持物を研磨パッドを用いて研磨した場合に応力集中による破損リスクやスクラッチが低減されるため望ましい。

【0015】

第１のポリウレタン樹脂シートは、上記成分の他に、カーボンブラックなどのフィラー、発泡助剤、界面活性剤などを含んでいてもよい。カーボンブラックを含む場合には、第１のポリウレタン樹脂シートを構成する全固形分に対して１〜３０質量％含むことが好ましく、５〜２５質量％含むことがより好ましく、５〜１５質量％含むことがさらにより好ましい。カーボンブラックを上記範囲内で含んでいると、気泡形状が安定化されるため望ましい。

【0016】

＜第２のポリウレタン樹脂シート＞
第２のポリウレタン樹脂シートは、第２のポリウレタン樹脂を含む。第２のポリウレタン樹脂の例としては、第１のポリウレタン樹脂と同様のものが挙げられる。第２のポリウレタン樹脂は、第１のポリウレタン樹脂と同一であってもよく、異なっていてもよい。
第２のポリウレタン樹脂含有溶液には、上記成分の他に、カーボンブラックなどのフィラー、界面活性剤などを添加してもよい。

【0017】

（表面粗さＲａ）
本明細書及び特許請求の範囲において、保持パッドの表面粗さＲａとは、保持パッドの被保持物を保持する表面（保持面）の凹凸の高低バラツキの平均値を意味する。
本発明の保持パッドは、第２のポリウレタン樹脂シートが被保持物に対する保持面を有する。該保持面の表面粗さＲａは、０．６μｍ以下であり、０．１〜０．５μｍであることが好ましく、０．１〜０．２μｍであることがより好ましい。表面粗さが上記範囲内であると、被保持物の平坦性及び吸着力に優れるため望ましい。
（空隙率）
本明細書及び特許請求の範囲において、空隙率とは、ポリウレタン樹脂シートの厚さ方向に対して垂直な方向に切断した任意の切断面の全面積に対する気泡（開孔）面積の割合を意味する。
本発明の保持パッドは、第２のポリウレタン樹脂シートの空隙率が５％以下であり、３％以下であることが好ましく、２％以下であることがより好ましい。該空隙率は０％であってもよい。第２ポリウレタン樹脂シートの空隙率が上記範囲内であると、保持面近傍の厚みムラが小さいため、平坦性に優れる。また、研磨中に第２のポリウレタン樹脂シートに傷が発生した場合においても、第１のポリウレタン樹脂シートまでスラリーが浸透しにくいため、保持パッドの吸着力が低下しにくい。

【0018】

（密度Ｄ）
本発明の保持パッドは、第１のポリウレタン樹脂シートと第２のポリウレタン樹脂シートの平均密度が、０．１５〜０．５０ｇ／ｃｍ³であることが好ましく、０．２０〜０．４０ｇ／ｃｍ³であることがより好ましい。

【0019】

（厚み）
本発明の保持パッドの厚みに特に制限はないが、０．４〜１．２ｍｍ程度であることが好ましい。
また、本発明の保持パッドは、第２のポリウレタン樹脂シートの膜厚が１０μｍ以上であることが好ましく、１０〜１００μｍであることがより好ましく、２０〜８０μｍであることがさらにより好ましい。第２のポリウレタン樹脂シートの膜厚が上記範囲内であると、保持面付近において略涙形状気泡がほとんど存在しないため、平坦性に優れ、研磨を行っても吸着性が低下しにくい。

【0020】

（圧縮率）
本明細書及び特許請求の範囲において、圧縮率とは、保持パッドの軟らかさの指標である。
圧縮率は、日本工業規格（ＪＩＳ L １０２１）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出来る。具体的には、以下の通りである。
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の状態から最終荷重を３０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の式で算出することができる（なお、初荷重は１００ｇ／ｃｍ²、最終荷重は１１２０ｇ／ｃｍ²である）。
本発明の保持パッドの圧縮率（％）は、３０〜７０％が好ましく、３５〜４５％がより好ましい。圧縮率が上記範囲内であると、被保持物の保持性や引き剥がし性を確保しつつ、被保持物を研磨した場合の研磨効率の低下や平坦性の低下を抑制することができる。

【0021】

（圧縮弾性率）
本明細書及び特許請求の範囲において、圧縮弾性率とは、保持パッドの圧縮変形に対する戻りやすさの指標である。
圧縮弾性率は、日本工業規格（ＪＩＳ L １０２１）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出来る。具体的には、以下の通りである。
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の状態から最終荷重を３０秒間かけた後の厚さｔ₁を測定する。次に、厚さｔ₁の状態から全ての荷重を除き、５分間放置（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）の式で算出することが出来る（なお、初荷重は１００ｇ／ｃｍ²、最終荷重は１１２０ｇ／ｃｍ²である）。
本発明の保持パッドの圧縮弾性率（％）は、８０〜１００％が好ましく、９０〜１００％がより好ましい。圧縮弾性率が上記範囲内であると、繰り返し使用下での回復性が良好であり、被保持物への追従性や到達平坦度（立ち上がり）が良好となる。

【0022】

（Ａ硬度）
本明細書及び特許請求の範囲において、Ａ硬度とは、ＪＩＳ Ｋ７３１１に準じて測定した値を意味する。
本発明の保持パッドのＡ硬度は、５〜４０度であることが好ましく、１０〜３０度であることがより好ましい。Ａ硬度が上記の範囲内であると、適度に硬質であるため平坦性向上に寄与する。
（用途）

【0023】

本発明の保持パッドは、シリコンウエハ、ハードディスク、液晶ディスプレイ用ガラス基板、半導体デバイスを研磨する際の保持パッドとして、特には液晶ディスプレイ用ガラス基板の保持パッドとして、好適に用いることが出来る。

【0024】

本発明の保持パッドは、好ましくは下記本発明の第２の態様に記載した保持パッドの製造方法により製造することができる。

【0025】

［保持パッドの製造方法］
本発明の第２の態様は、第１のポリウレタン樹脂を含む第１のポリウレタン樹脂シートを用意する工程、第１のポリウレタン樹脂と同一又は異なる組成の第２のポリウレタン樹脂を含む溶液を離型紙上に塗布する工程、第２のポリウレタン樹脂を含む溶液を凝固浴に浸漬させることなく乾燥処理を施し、第２のポリウレタン樹脂シートを得る工程、及び第１のポリウレタン樹脂シート上に第２のポリウレタン樹脂シートを積層する工程、を含む、保持パッドを製造する方法である。
以下、各工程について詳しく説明する。

【0026】

＜＜（１）第１のポリウレタン樹脂シートを用意する工程＞＞
第１のポリウレタン樹脂シートを用意する工程において、第１のポリウレタン樹脂を含む第１のポリウレタン樹脂シートを用意する。第１のポリウレタン樹脂シートは湿式成膜法によって形成される涙形状気泡を複数有することが好ましい。また、第１のポリウレタン樹脂シートは、市販されているものを用いてもよく、自ら製造したものを用いてもよい。第１のポリウレタン樹脂シートは、例えば、下記（ｉ）〜（ｉｖ）の工程を経て製造することができる。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、第１のポリウレタン樹脂シートを湿式フィルムと呼ぶことがある。

【0027】

＜（ｉ）第１のポリウレタン樹脂含有溶液の調製＞
第１のポリウレタン樹脂シートの原料となる第１のポリウレタン樹脂を、第１のポリウレタン樹脂を溶解することのできる水混和性の有機溶媒に溶解することにより、第１のポリウレタン樹脂含有溶液を調製する。第１のポリウレタン樹脂含有溶液には、上記成分の他に、フィラー、発泡助剤、界面活性剤などを添加してもよい。カーボンブラックなどのフィラーを用いる場合には、第１のポリウレタン樹脂溶液を構成する全固形分に対して１〜３０質量％含むことが好ましく、５〜２５質量％含むことがより好ましく、５〜１５質量％含むことがさらにより好ましい。カーボンブラックを上記範囲内で含んでいると、気泡形状が安定化されるため望ましい。

【0028】

（Ａ）ポリウレタン樹脂
第１のポリウレタン樹脂の種類に特に制限はなく、種々のポリウレタン樹脂の中から使用目的に応じて選択すればよい。例えば、上記第１の態様で例示したポリエステル系、ポリエーテル系、又はポリカーボネート系の樹脂を用いることができる。

【0029】

（Ｂ）有機溶媒
前記有機溶媒としては、第１のポリウレタン樹脂を溶解することができ且つ水混和性であれば特に制限なく用いることが出来る。例としては、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、メチルエチルケトン(ＭＥＫ)、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、アセトン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン（ＤＭＩ）などが挙げられる。これらの中でも、ＤＭＦ又はＤＭＡｃが好ましく用いられる。
第１のポリウレタン樹脂含有溶液中の固形分濃度は、好ましくは１５〜５０質量％、より好ましくは１５〜４０質量％である。上記範囲内の濃度であれば、ポリウレタン樹脂含有溶液が適度な流動性を有し、後の塗布工程において成膜基材に均一に塗布することができる。また、ポリウレタン樹脂含有溶液には白濁しない程度に水を樹脂固形分に対して１〜２０質量％添加してもよい。

【0030】

＜（ｉｉ）塗布＞
上記で得られた第１のポリウレタン樹脂含有溶液を、ナイフコーター、リバースコーター等により成膜基材上に略均一となるように、連続的に塗布する。成膜基材としては、本技術分野で通常用いられる基材であれば特に制限なく用いることができる。例としては、ポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルム等の可撓性のある高分子フィルム、弾性樹脂を含浸固着させた不織布等が挙げられ、中でもポリエステルフィルムが好ましく用いられる。

【0031】

＜（ｉｉｉ）凝固＞
第１のポリウレタン樹脂含有溶液が塗布された基材を、第１のポリウレタン樹脂に対して貧溶媒である水を主成分とする凝固液に浸漬する。
凝固液としては、水、水とＤＭＦ等の極性溶媒との混合溶液などが用いられる。中でも、水又は水とＤＭＦ等の極性溶媒との混合溶液が好ましい。極性溶媒としては、ポリウレタン樹脂を溶解するのに用いた水混和性の有機溶媒、例えばＤＭＦ、ＤＭＡｃ、ＴＨＦ、ＤＭＳＯ、ＮＭＰ、アセトンが挙げられる。また、混合溶媒中の極性溶媒の濃度は０．５〜３０質量％が好ましい。
凝固液の温度や浸漬時間に特に制限はなく、例えば５〜８０℃で５〜６０分間浸漬すればよい。

【0032】

＜（ｉｖ）洗浄乾燥＞
凝固浴で凝固させて得られたシート状の第１のポリウレタン樹脂を成膜基材から剥離した後又は剥離せずに、洗浄、乾燥処理を行う。
洗浄処理により、ポリウレタン樹脂中に残留する有機溶媒が除去される。洗浄に用いられる洗浄液としては、水が挙げられる。
洗浄後、ポリウレタン樹脂を乾燥処理する。乾燥処理は従来行われている方法で行えばよく、例えば８０〜１５０℃で５〜６０分程度乾燥機内で乾燥させればよい。上記の工程を経て、第１のポリウレタン樹脂シートを得ることができる。

【0033】

第１のポリウレタン樹脂シートは、必要に応じて、第２のポリウレタン樹脂シートと接する面とは逆の面を研削処理してもよい。研削処理の方法に特に制限はなく、公知の方法により研削することができる。具体的には、サンドペーパーによる研削が挙げられる。

【0034】

＜＜（２）第２のポリウレタン樹脂シートを得る工程＞＞
第２のポリウレタン樹脂シートを得る工程では、離型紙にウレタン樹脂を塗布し、凝固浴に浸漬することなく乾燥処理を施すことにより、第２のポリウレタン樹脂シートを得る。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、第２のポリウレタン樹脂シートを乾式フィルムと呼ぶことがある。

【0035】

＜第２のポリウレタン樹脂を含む溶液の調製＞
第２のポリウレタン樹脂シートの原料となる第２のポリウレタン樹脂を、第２のポリウレタン樹脂を溶解することのできる水混和性の有機溶媒に溶解することにより、第２のポリウレタン樹脂を含む溶液を調製する。具体的には、第１のポリウレタン樹脂含有溶液の調製と同様の方法により、第２のポリウレタン樹脂を含む溶液を調製すればよい。
第２のポリウレタン樹脂シートの製造に使用できるポリウレタン樹脂及び有機溶媒の例としては、第１のポリウレタン樹脂シートを製造するのに使用できるポリウレタン樹脂及び有機溶媒と同様のものが挙げられる。第２のポリウレタン樹脂シートの製造に使用されるポリウレタン樹脂及び有機溶媒は、第１のポリウレタン樹脂シートを製造するのに使用されるポリウレタン樹脂及び有機溶媒と同一であってもよく、異なっていてもよい。
第２のポリウレタン樹脂含有溶液には、上記成分の他に、カーボンブラックなどのフィラー、界面活性剤などを添加してもよい。

【0036】

＜塗布＞
上記で得られた第２のポリウレタン樹脂含有溶液を、ナイフコーター、リバースコーター、グラビアコーター等により離型紙上に略均一となるように、連続的に塗布する。この際、第２のポリウレタン樹脂含有溶液を薄く塗布することが好ましく、５０〜６００μｍの厚さであることがより好ましく、１００〜５００μｍの厚さであることがさらにより好ましい。
離型紙としては、本技術分野で通常用いられるものであれば特に制限なく用いることができる。例としては、リンテック（株）製の商品名「合皮用工程紙ＥＳＲ１８０ＳＫ−２」、カイト化学工業（株）製の商品名「ＳＬＢ−８０Ｗ２」、藤森工業製の商品名「７５Ｓ−５１８Ｌ」等が挙げられる。
使用する離型紙は、表面粗さが０．５μｍ以下であることが好ましく、０．１〜０．３μmであることがより好ましい。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、離型紙の表面粗さとは、第２のポリウレタン樹脂含有溶液が塗布される面における、離型紙の表面の凹凸の高低バラツキの平均値を意味する。

【0037】

＜乾燥＞
上記塗布した後、第２のポリウレタン樹脂含有溶液を凝固浴に浸漬させることなく、乾燥処理を施すことにより、第２のポリウレタン樹脂シートを得る。乾燥処理方法としては、常温（周囲温度）あるいは加温状態で静置する方法や、乾燥した空気（常温あるいは加温）を吹き付ける方法、真空減圧による方法などが挙げられる。凝固浴に浸漬させることなく乾燥処理を施すことにより、表面及び内部にほとんど気泡を有さない第２のポリウレタン樹脂シートが得られる。したがって、保持面付近に気泡ムラが生じず、保持パッドの保持面の平坦性が向上する。また、従来の保持パッドのように開孔部がすぐに露出してしまうこともない。また、気泡がほとんどないため、被保持物に偏荷重がかかりにくくなり、吸着力や被保持物の平坦性も向上する。さらには、保持パッドの吸着力が高くなることにより、研磨中に被保持物が剥がれる等のトラブルも低減する。

【0038】

また、このとき、ポリウレタン樹脂含有溶液が乾燥し始めてはいるものの完全には乾燥してはいない状態（「半乾き状態」と呼ぶ）にまで乾燥することが好ましい。通常、半乾き状態であるか否かは目視により判断できる。具体的には、第２のポリウレタン樹脂含有溶液中の固形分濃度が約５０質量％〜約９９質量％の範囲内になるまで乾燥することが好ましく、約６０質量％〜約９０質量％の範囲内になるまで乾燥することがより好ましい。
第２のポリウレタン樹脂を含む溶液が半乾き状態であると、後のラミネート工程において、接着剤や接着剤シートなどの他の成分を介することなく、第１のポリウレタン樹脂シートと第２のポリウレタン樹脂シートとを直接貼り合わせることが出来る。これにより、貼り合わせにかかる手間を低減し、強固でシームレスな接着面を有し、且つ貼りムラによる平坦性悪化をも防ぐことが出来る。
乾燥処理の温度条件や時間は、樹脂の種類や厚み、溶媒の種類、乾燥機内の風量などによって異なるが、例えば、１０〜２００℃で１秒〜１日、好ましくは２０〜１８０℃で１０秒〜１２時間、より好ましくは５０〜１５０℃で１分〜１時間、さらにより好ましくは８０〜１３０℃で１分〜５分乾燥機内で乾燥させることにより、半乾き状態にまで乾燥することができる。
上記の工程を経て、第２のポリウレタン樹脂シートを得ることができる。

【0039】

＜＜（３）ラミネート工程＞＞
上記工程により得られた第２のポリウレタン樹脂シートを、第１のポリウレタン樹脂シート（好ましくは第１のポリウレタン樹脂シートの成膜用基材と接している又は接していた面とは反対側の面）上に積層する（ラミネート工程）。このとき、第２のポリウレタン樹脂シートの離型紙と接する面とは反対側の面と、第１のポリウレタン樹脂シートの成膜用基材と接している又は接していた面とは反対側の面とが互いに向かい合うようにして積層することが好ましい。また、半乾き状態の第２のポリウレタン樹脂シートを用いて、第１のポリウレタン樹脂シート上に第２のポリウレタン樹脂シートを他の層を介することなく積層することが好ましい。
その後、離型紙を剥離させて必要によりさらに乾燥することにより、離型紙と接していた面を被保持物に対する保持面とする本発明の保持パッドを得ることが出来る。

【0040】

＜＜（４）その他の任意工程＞＞
本発明の保持パッドの製造方法では、上記ラミネート工程後、被保持物を保持する面とは反対側の面に他の層（下層、支持層）を貼り合わせてもよい。他の層の特性は特に限定されるものではないが、保持パッドよりも硬い（Ａ硬度の高い）層が貼り合わされていることが好ましい。保持パッドよりも硬い層が設けられることにより、保持定盤上の微細な凹凸が研磨面の形状に影響することを回避でき、平坦性が更に向上する。

【0041】

複層構造を有する場合には、複数の層同士を両面テープや接着剤などを用いて、必要により加圧しながら接着・固定すればよい。この際用いられる両面テープや接着剤に特に制限はなく、当技術分野において公知の両面テープや接着剤の中から任意に選択して使用することが出来る。

【0042】

本発明の保持パッドは、第２のポリウレタン樹脂シート内部に湿式フィルム特有の気泡がなく、気泡の厚みがばらつきにくい。また、本発明の保持パッドは、接着層を介さずに第１のポリウレタン樹脂シートと第２のポリウレタン樹脂シートとを積層できるため、貼りムラも生じにくい。したがって、保持パッドの保持面の平坦性を向上させることができる。その結果、被保持物に偏荷重がかかり難くなり、吸着力や被保持物平坦性が向上する。また、保持パッドの吸着力が高くなることで、研磨中に被保持物が剥がれる等といった問題も低減する。

【実施例】

【0043】

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
各実施例及び比較例並びに表１〜３において、特段の指定のない限り、「部」とは「質量部」を意味するものとする。

【0044】

［実施例１］
下記（１）〜（３）の手順で、保持パッドを製造した。
（１）湿式フィルムの作製
１００％モジュラスが６ＭＰａのポリエステル系ポリウレタン樹脂を３０質量％含むＤＭＦ溶液１００部に対し、ＤＭＦ５０部、水５部、カーボンブラック２部、界面活性剤１部を添加混合することにより樹脂溶液を得た。得られた樹脂溶液を、クリアランス１．５ｍｍに設定したリバースコーターを用いて、ポリエステルフィルム上に１．２ｍｍ厚にてキャストした。その後樹脂溶液をキャストしたポリエステルフィルムを凝固浴（水）に浸漬し（２０℃で６０分）、該樹脂溶液を凝固させた後、剥離・洗浄・乾燥させて湿式樹脂シートを得た。

【0045】

（２）乾式フィルムの作製
１００％モジュラスが６ＭＰａのポリエステル系ポリウレタン樹脂を３０質量％含むＤＭＦ溶液７０部に対し、ＤＭＦ１５部、ＭＥＫ１５部を添加混合することにより樹脂溶液を得た（固形分濃度２１質量％）。得られた樹脂溶液を、離型紙上に３２０μm厚にてキャストした。その後第一乾燥機を通過させ（１００℃、３分）、半乾きの状態にした（固形分濃度８０質量％）。

【0046】

（３）保持パッドの作製
上記（１）で得た湿式フィルムのスキン層表面に、上記（２）で得た半乾き状態の乾式フィルムの離型紙と反対側の面を圧着させ、その後第二乾燥機を通過させた。その後、離型紙を剥離させ、スキン層の膜厚が補強された保持パッド用シートを得た。その後、湿式フィルムのスキン層と反対の面にバフ処理を施し、バフ面に対し、両面テープを貼り付け、実施例１の保持パッドを得た。湿式フィルムの厚さは８０５μｍであり、乾式フィルムの厚さは５６μｍであった（図１〜３）。

【0047】

［比較例１］
実施例１の湿式フィルムを作成する要領と全く同様の材料及び方法を用いて、湿式フィルムを作製した。その後、スキン層と反対の面にバフ処理を施し、その後、バフ処理面に対し、両面テープを貼り付け、比較例１の保持パッドを得た（図４〜５）。

【0048】

［比較例２］
下記（１）〜（３）の手順で、保持パッドを製造した。
（１）湿式フィルムの作製
実施例１の湿式フィルムを作成する要領と全く同様の方法で、湿式フィルムを作製した。
（２）湿式薄膜フィルムの作製
１００％モジュラスが６ＭＰａのポリエステル系ポリウレタン樹脂の３０％ＤＭＦ溶液１００部に対し、ＤＭＦ４４部、カーボンブラック１部を添加混合することにより樹脂溶液を得た。得られた樹脂溶液を、クリアランス０．２ｍｍに設定したリバースコーターを用いて、ポリエステルフィルム上に０．１６ｍｍ厚にてキャストした。
その後樹脂溶液をキャストしたポリエステルフィルムを凝固浴（水）に浸漬し（２０℃で６０分）、該樹脂含有溶液を凝固させた後、剥離・洗浄・乾燥させて湿式薄膜フィルムを得た。
（３）保持パッドの作製
上記（１）で得られた湿式フィルムのスキン層上に接着剤シート（ウレタン樹脂）を貼り付け、その上に上記（２）で得られた湿式薄膜フィルムを貼り合せて熱圧着した。その後湿式フィルムの、湿式薄膜フィルムと接着した反対面にバフ処理を施し、その後、バフ処理面に対し、両面テープを貼り付け、比較例２の保持パッドを得た（図６〜８）。

【0049】

【表1】

【0050】

＜物性評価＞
上記の各実施例及び比較例の保持パッドについて、下記の物性を評価した。その結果を表２に示す。

【0051】

（空隙率の測定）
空隙率の測定は次のようにして行った。
三次元計測Ｘ線ＣＴ装置（ヤマト科学製、ＴＤＭ１０００−ＩＳ／ＳＰ）を用いて、断面をスキャンし、連続断層画像を得た。このうち実施例1及び比較例２では保持面から湿式フィルムに到達しない深さまで（実施例１では乾式フィルム（第２のポリウレタン樹脂シート）内部の領域である）、比較例１では保持面から湿式フィルムの背面側までの連続断層画像に対してＳＥＭ用画像解析ソフトウエア『Ｓｃａｎｄｉｕｍ』（Ｏｌｙｍｐｕｓ Ｓｏｆｔ−Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ社製）を用いてニ値化処理し、それぞれ濃淡のある画像を得た。
濃淡のある画像のそれぞれについて、濃部を開孔部として、開孔部の濃度範囲（閾値）を目視で設定し、開孔部を積算することにより、開孔面積を求めた。続いて、それぞれの断層画像から求めた開孔面積の和を求め、観測面積の和で除した百分率を空隙率とした。
下記にＸ線ＣＴ装置の測定条件を記す。
測定条件
管電圧：３０ｋＶ
管電流：３０μＡ
画素数：５１２×５１２ｐｉｘｃｅｌ
視野サイズ：２．２３ｍｍφ×２．２３ｍｍｈ

【0052】

（厚さ）
日本工業規格（ＪＩＳ Ｋ ６５５０）に記載された厚さ測定方法に準じて、保持パッドの厚さを測定した。すなわち、保持パッドに厚さ方向に初荷重として１ｃｍ²あたり１００ｇの荷重をかけた（負荷した）ときのシート厚みを測定した。

【0053】

（密度）
所定サイズの大きさに切り出した試料の重量を測定して、サイズから体積（ｇ／ｃｍ³）を求めることにより保持パッドの密度を算出した。

【0054】

（圧縮率）
保持パッドの圧縮率は、日本工業規格（ＪＩＳ Ｌ １０２１）に従い、ショッパー型厚さ測定器（製品名Ｎｏ．５１７厚さ測定器デジタル（株式会社マイズ試験機製）；加圧面：直径１ｃｍの円形）を使用して求めた。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の状態から最終荷重を３０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／ｃｍ²、最終荷重は１１２０ｇ／ｃｍ²であった。

【0055】

（圧縮弾性率）
保持パッドの圧縮弾性率は、日本工業規格（ＪＩＳ Ｌ １０２１）に従い、ショッパー型厚さ測定器（製品名Ｎｏ．５１７厚さ測定器デジタル（株式会社マイズ試験機製）；加圧面：直径１ｃｍの円形）を使用して求めることが出来る。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の状態から最終荷重を３０秒間かけた後の厚さｔ₁を測定した。次に、厚さｔ₁の状態から全ての荷重を除き、５分間放置（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）の式で算出した。このとき、初荷重は１００ｇ／ｃｍ²、最終荷重は１１２０ｇ／ｃｍ²であった。

【0056】

（Ａ硬度）
保持パッドにおけるショアＡ硬度の測定は、発泡シートから試料片（１０ｃｍ×１０ｃｍ）を切り出し、複数枚の試料片を厚さが４．５ｍｍ以上になるように重ね、Ａ型硬度計（日本工業規格、ＪＩＳ Ｋ ７３１１）にて測定した。例えば、１枚の試料片の厚さが１．４ｍｍの場合は、４枚重ねて測定した。

【0057】

【表2】

【0058】

＜保持パッドとしての性能評価試験＞
各実施例及び比較例の保持パッドの性能を、初期条件（０回研磨）における表面粗さ、吸着力、剪断吸着力、並びに被保持物（被研磨物）を保持して３０回研磨した後の表面粗さ、吸着力、剪断吸着力を測定することにより評価した。その結果を表３に示す。

【0059】

（表面粗さ）
表面粗さＲａの測定では、表面粗さ測定機（株式会社東京精密製、サーフコム４８０Ｂ）を用い、日本工業規格（ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９９４）に基づき測定した。具体的には、測定速度０．６ｍｍ／ｓｅｃにて測定距離を４ｍｍとし、保持パッド用のシートの表面５区間測定を行った。カットオフ値は０．８ｍｍとし、それ以上の値を測定値から除外した。

【0060】

（吸着力）
垂直方向の吸着力の測定は、以下のようにして行った。予め水中に１５分間浸漬させた実施例或いは比較例の保持パッドを定盤上に両面テープを用いて固定し、保持パッド表面に霧吹きで水を５回吹きつけた。その後、ガラス（１０ｃｍ×１０ｃｍ）／ＳＵＳ板の二層の基板のガラス側を保持パッド面に接するように積載し、上から手で押し、吸着させた。次に、ＳＵＳ（ステンレス）板の上から１５０ｇｆ／ｃｍ²の荷重を１分間乗せ、１分後、吸水紙でガラスの周りの水分を取り除き、荷重を外した。その後、ＳＵＳ板に取り付けられたワイヤーを５０ｍｍ／ｍｉｎの一定速度で垂直方向に引っ張り、保持パッドが外れたときの値を読みとった。５回測定を行い、平均値を測定結果とした。

【0061】

（剪断吸着力）
剪断方向の吸着力の測定は、以下のようにして行った。予め水中に１５分間浸漬させた実施例或いは比較例の保持パッドを定盤上に両面テープを用いて固定し、保持パッド表面に霧吹きで水を５回吹きつけた。その後、ガラス（１０ｃｍ×１０ｃｍ）／ＳＵＳ板の二層の基板を、ガラス側を保持パッド面に接するように積載し、上から手で押し、吸着させた。次に、ＳＵＳ板の上から１５０ｇｆ／ｃｍ²の荷重をかけ１分間静止した。１分後、吸水紙でガラスの周りの水分を取り除いた。その後、ＳＵＳ板に取り付けられたワイヤーを１００ｍｍ／ｍｉｎの一定速度で水平方向に８０ｍｍ引っ張り、このときに要した力の最大値を測定した。５回測定を行い、平均値を測定結果とした。

【0062】

なお、３０回研磨時の各性能評価試験における研磨条件は以下の通りである。
・被保持物（被研磨物）：液晶ディスプレイ用ガラス基板（４７０ｍｍ×３７０ｍｍ×０．７ｍｍ）
・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：セリウムスラリ
・研磨時間：１分／回
・研磨剤温度：２５℃

【0063】

【表3】

【0064】

＜試験結果＞
従来の保持パッドは、表面が粗く、初期条件時及び３０回研磨後のいずれにおいても、吸着力及び剪断吸着力は十分なものではなかった（比較例１，２）。また、研磨開始前に比べて３０回研磨後の剪断吸着力が大きく低下し、使用による剪断吸着力の低下が確認された。これに対し、本発明の保持パッドは、表面が平坦であり、初期条件時及び３０回研磨後のいずれにおいても、吸着力、剪断吸着力が優れていた（実施例１）。また、３０回研磨後も剪断吸着力は低下しなかった。したがって、従来の保持パッドに比べ、本発明の保持パッドは、平坦性が高く、被保持物の保持能力に優れている。

【産業上の利用可能性】

【0065】

本発明の保持パッドは、従来の保持パッドに比べて、平坦性が高く、被保持物との吸着性に優れる。また、研磨パッドを用いて被保持物を研磨した後でも吸着性が大きく低下しない。したがって、被保持物を保持する能力に優れる。よって、本発明の保持パッド及びその製造方法は、産業上極めて有用である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】