(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023124056
(43)【公開日】2023-09-06
(54)【発明の名称】研磨パッド及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
B24D 11/00 20060101AFI20230830BHJP
B24D 3/00 20060101ALI20230830BHJP
H01L 21/304 20060101ALI20230830BHJP
【ＦＩ】
B24D11/00 B
B24D3/00 330A
H01L21/304 622F
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022027622
(22)【出願日】2022-02-25
(71)【出願人】
【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】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】小池 堅一
(72)【発明者】
【氏名】岡田 真治
(72)【発明者】
【氏名】梶原 一恵
(72)【発明者】
【氏名】永井 克樹
(72)【発明者】
【氏名】高木 正孝
【テーマコード（参考）】
3C063
5F057
【Ｆターム（参考）】
3C063AA02
3C063AB05
3C063AB07
3C063BB07
3C063BC03
3C063BD02
3C063CC16
5F057AA03
5F057BA12
5F057EB02
5F057EB10
5F057EB16
(57)【要約】
【課題】適切な崩壊性を有することにより、安定した研磨レートを維持することができ、また表面粗さの低い被研磨物を得ることのできる研磨パッド及びその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】基材と、該基材上に配された研磨部と、を備え、前記研磨部が、樹脂と、研磨粒子と、スペーサー粒子と、を含み、前記スペーサー粒子の平均粒子径Ｄ１が、５．０～２０μｍであり、前記スペーサー粒子のアスペクト比（平均長軸直径／平均短軸直径）が、２．０～１２である、研磨パッド。
【選択図】図１
【解決手段】基材と、該基材上に配された研磨部と、を備え、前記研磨部が、樹脂と、研磨粒子と、スペーサー粒子と、を含み、前記スペーサー粒子の平均粒子径Ｄ１が、５．０～２０μｍであり、前記スペーサー粒子のアスペクト比（平均長軸直径／平均短軸直径）が、２．０～１２である、研磨パッド。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基材と、該基材上に配された研磨部と、を備え、
前記研磨部が、樹脂と、研磨粒子と、スペーサー粒子と、を含み、
前記スペーサー粒子の平均粒子径Ｄ１が、５．０～２０μｍであり、
前記スペーサー粒子のアスペクト比（平均長軸直径／平均短軸直径）が、２．０～１２である、
研磨パッド。
前記研磨部が、樹脂と、研磨粒子と、スペーサー粒子と、を含み、
前記スペーサー粒子の平均粒子径Ｄ１が、５．０～２０μｍであり、
前記スペーサー粒子のアスペクト比（平均長軸直径／平均短軸直径）が、２．０～１２である、
研磨パッド。
【請求項2】
前記スペーサー粒子の含有量が、前記研磨部１００質量部に対して、４０～７０質量部である、
請求項１に記載の研磨パッド。
請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項3】
前記研磨粒子の含有量が、前記研磨部１００質量部に対して、１．５～２０質量部である、
請求項１又は２に記載の研磨パッド。
請求項１又は２に記載の研磨パッド。
【請求項4】
前記研磨粒子の平均粒子径Ｄ２が、１０～１００μｍである、
請求項１～３のいずれか一項に記載の研磨パッド。
請求項１～３のいずれか一項に記載の研磨パッド。
【請求項5】
前記スペーサー粒子の平均粒子径Ｄ１に対する前記研磨粒子の平均粒子径Ｄ２の比（Ｄ２／Ｄ１）が、１．５～１０である、
請求項１～４のいずれか一項に記載の研磨パッド。
請求項１～４のいずれか一項に記載の研磨パッド。
【請求項6】
前記研磨粒子が、研磨微粒子とマトリクス粒子とを含む複合粒子を含み、
前記マトリクス粒子が、ガラスフリットを含む、
請求項１～５のいずれか一項に記載の研磨パッド。
前記マトリクス粒子が、ガラスフリットを含む、
請求項１～５のいずれか一項に記載の研磨パッド。
【請求項7】
前記研磨粒子が、ダイヤモンド、酸化セリウム、炭化珪素、酸化珪素、ジルコニア、酸化鉄、酸化アルミニウム、酸化マンガン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、珪酸ジルコニウム、窒化ホウ素、窒化珪素、炭酸バリウム、及び炭酸カルシウムからなる群より選ばれる少なくとも１種を含む、
請求項１～６のいずれか一項に記載の研磨パッド。
請求項１～６のいずれか一項に記載の研磨パッド。
【請求項8】
前記研磨部が、平均粒子径Ｄ３が０．５～４．５μｍである補助粒子をさらに含む、
請求項１～７のいずれか一項に記載の研磨パッド。
請求項１～７のいずれか一項に記載の研磨パッド。
【請求項9】
基材の上に、樹脂と、研磨粒子と、スペーサー粒子と、を含む硬化性組成物を付着させる付着工程と、
付着した前記硬化性組成物を硬化させて研磨部を得る硬化工程と、を有し、
前記スペーサー粒子の平均粒子径が、５．０～２０μｍであり、
前記スペーサー粒子のアスペクト比（平均長軸直径／平均短軸直径）が、２．０～１２である、
研磨パッドの製造方法。
付着した前記硬化性組成物を硬化させて研磨部を得る硬化工程と、を有し、
前記スペーサー粒子の平均粒子径が、５．０～２０μｍであり、
前記スペーサー粒子のアスペクト比（平均長軸直径／平均短軸直径）が、２．０～１２である、
研磨パッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、研磨パッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ハードディスクドライブ等の磁気ディスク、ＥＵＶ光を用いたリソグラフィの際に使用される反射型マスクの基材として使用されるガラス基板、スマートフォンやタブレットなど、モバイル端末の液晶基板やカバーガラス等の素材として使用されるガラス基板など、各種ガラス材料の表面は高い平滑性や微小欠陥が限りなく少ないことが求められる。このようなガラス材料の表面加工には一般に研磨粒子を有する研磨パッドが使用されている。
【0003】
具体的には、平均粒子径の異なる２種の砥粒を含む研磨層をそなえる研磨材や（特許文献１）、研削砥粒と、研削砥粒を結合する結合材と、結合材よりも硬く研削砥粒よりも柔らかい分散粒と、を備える切削工具が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開2017/163565号公報
【特許文献2】特開2018-092697号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１に記載の研磨材では、平均粒子径の小さい砥粒が先に脱落することで、平均粒子径の大きい砥粒の脱落が促進され、研削力を維持することが記載されている。しかしながら、当該技術では研磨面の摩耗性が高く、研磨面が荒れやすくなるため、被研磨物表面の平坦性の向上に限界がある。
【0006】
また、特許文献２記載の切削工具では、砥粒を脱落させて研磨性能の維持を図るのではなく、研削砥粒に係る力を分散粒によって分散することにより、加工速度と加工品質の両立を図ることが記載されている。しかしながら、当該技術では研削砥粒を脱落させないため、いずれ研磨レートが低下し得るという問題を内包する。
【0007】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、適切な崩壊性を有することにより、安定した研磨レートを維持することができ、また表面粗さの低い被研磨物を得ることのできる研磨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】
【0008】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した。その結果、所定の平均粒子径Ｄ１とアスペクト比を有するスペーサー粒子を用いることにより上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0009】
すなわち、本発明は、以下のとおりである。
〔１〕
基材と、該基材上に配された研磨部と、を備え、
前記研磨部が、樹脂と、研磨粒子と、スペーサー粒子と、を含み、
前記スペーサー粒子の平均粒子径Ｄ１が、５．０～２０μｍであり、
前記スペーサー粒子のアスペクト比（平均長軸直径／平均短軸直径）が、２．０～１２である、
研磨パッド。
〔２〕
前記スペーサー粒子の含有量が、前記研磨部１００質量部に対して、４０～７０質量部である、
〔１〕に記載の研磨パッド。
〔３〕
前記研磨粒子の含有量が、前記研磨部１００質量部に対して、１．５～２０質量部である、
〔１〕又は〔２〕に記載の研磨パッド。
〔４〕
前記研磨粒子の平均粒子径Ｄ２が、１０～１００μｍである、
〔１〕～〔３〕のいずれか一項に記載の研磨パッド。
〔５〕
前記スペーサー粒子の平均粒子径Ｄ１に対する前記研磨粒子の平均粒子径Ｄ２の比（Ｄ２／Ｄ１）が、１．５～１０である、
〔１〕～〔４〕のいずれか一項に記載の研磨パッド。
〔６〕
前記研磨粒子が、研磨微粒子とマトリクス粒子とを含む複合粒子を含み、
前記マトリクス粒子が、ガラスフリットを含む、
〔１〕～〔５〕のいずれか一項に記載の研磨パッド。
〔７〕
前記研磨粒子が、ダイヤモンド、酸化セリウム、炭化珪素、酸化珪素、ジルコニア、酸化鉄、酸化アルミニウム、酸化マンガン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、珪酸ジルコニウム、窒化ホウ素、窒化珪素、炭酸バリウム、及び炭酸カルシウムからなる群より選ばれる少なくとも１種を含む、
〔１〕～〔６〕のいずれか一項に記載の研磨パッド。
〔８〕
前記研磨部が、平均粒子径Ｄ３が０．５～４．５μｍである補助粒子をさらに含む、
〔１〕～〔７〕のいずれか一項に記載の研磨パッド。
〔９〕
基材の上に、樹脂と、研磨粒子と、スペーサー粒子と、を含む硬化性組成物を付着させる付着工程と、
付着した前記硬化性組成物を硬化させて研磨部を得る硬化工程と、を有し、
前記スペーサー粒子の平均粒子径が、５．０～２０μｍであり、
前記スペーサー粒子のアスペクト比（平均長軸直径／平均短軸直径）が、２．０～１２である、
研磨パッドの製造方法。
〔１〕
基材と、該基材上に配された研磨部と、を備え、
前記研磨部が、樹脂と、研磨粒子と、スペーサー粒子と、を含み、
前記スペーサー粒子の平均粒子径Ｄ１が、５．０～２０μｍであり、
前記スペーサー粒子のアスペクト比（平均長軸直径／平均短軸直径）が、２．０～１２である、
研磨パッド。
〔２〕
前記スペーサー粒子の含有量が、前記研磨部１００質量部に対して、４０～７０質量部である、
〔１〕に記載の研磨パッド。
〔３〕
前記研磨粒子の含有量が、前記研磨部１００質量部に対して、１．５～２０質量部である、
〔１〕又は〔２〕に記載の研磨パッド。
〔４〕
前記研磨粒子の平均粒子径Ｄ２が、１０～１００μｍである、
〔１〕～〔３〕のいずれか一項に記載の研磨パッド。
〔５〕
前記スペーサー粒子の平均粒子径Ｄ１に対する前記研磨粒子の平均粒子径Ｄ２の比（Ｄ２／Ｄ１）が、１．５～１０である、
〔１〕～〔４〕のいずれか一項に記載の研磨パッド。
〔６〕
前記研磨粒子が、研磨微粒子とマトリクス粒子とを含む複合粒子を含み、
前記マトリクス粒子が、ガラスフリットを含む、
〔１〕～〔５〕のいずれか一項に記載の研磨パッド。
〔７〕
前記研磨粒子が、ダイヤモンド、酸化セリウム、炭化珪素、酸化珪素、ジルコニア、酸化鉄、酸化アルミニウム、酸化マンガン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、珪酸ジルコニウム、窒化ホウ素、窒化珪素、炭酸バリウム、及び炭酸カルシウムからなる群より選ばれる少なくとも１種を含む、
〔１〕～〔６〕のいずれか一項に記載の研磨パッド。
〔８〕
前記研磨部が、平均粒子径Ｄ３が０．５～４．５μｍである補助粒子をさらに含む、
〔１〕～〔７〕のいずれか一項に記載の研磨パッド。
〔９〕
基材の上に、樹脂と、研磨粒子と、スペーサー粒子と、を含む硬化性組成物を付着させる付着工程と、
付着した前記硬化性組成物を硬化させて研磨部を得る硬化工程と、を有し、
前記スペーサー粒子の平均粒子径が、５．０～２０μｍであり、
前記スペーサー粒子のアスペクト比（平均長軸直径／平均短軸直径）が、２．０～１２である、
研磨パッドの製造方法。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、適切な崩壊性を有することにより、安定した研磨レートを維持することができ、また表面粗さの低い被研磨物を得ることのできる研磨パッド及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本実施形態の研磨パッドを示す斜視図である。
【図2】本実施形態の研磨パッドを示す拡大断面図である。
【図3】実施例１において使用した珪灰石の電子顕微鏡写真である。
【図4】実施例２において使用した珪灰石の電子顕微鏡写真である。
【図5】比較例３において使用した珪灰石の電子顕微鏡写真である。
【図6】比較例２において使用した珪灰石の電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」という。）について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
【0013】
１．研磨パッド
本実施形態の研磨パッドは、基材と、該基材上に配された研磨部と、を備え、前記研磨部が、樹脂と、研磨粒子と、スペーサー粒子と、を含み、前記スペーサー粒子の平均粒子径Ｄ１が、５．０～２０μｍであり、前記スペーサー粒子のアスペクト比（平均長軸直径／平均短軸直径）が、２．０～１２である。
本実施形態の研磨パッドは、基材と、該基材上に配された研磨部と、を備え、前記研磨部が、樹脂と、研磨粒子と、スペーサー粒子と、を含み、前記スペーサー粒子の平均粒子径Ｄ１が、５．０～２０μｍであり、前記スペーサー粒子のアスペクト比（平均長軸直径／平均短軸直径）が、２．０～１２である。
【0014】
図１に、本実施形態の研磨パッドを表す概略斜視図を示す。図１に示されるように、この研磨パッド１０は、基材１２と、該基材１２上に配された研磨部１１とを備える。図１では、基材１２の表面上に研磨部１１による複数の凸部が配置されて凹凸パターンが形成されている。
【0015】
研磨部１１は、図１に示すように基材１２と共に凹凸パターンを構成するものであっても、基材表面上に形成された一様な層であってもよい。また、凹凸パターンは、凸部が配置されて凹凸パターンのほかに、一様な層がドット状に打ち抜かれるようにして形成された研磨部１１によるパターン（ネガパターン）であってもよく、それ以外の任意のパターンであってもよい。
【0016】
図２に、本実施形態の研磨パッドを表す概略断面図を示す。図２に示されるように、本実施形態の研磨パッド１０の研磨部１１は、スペーサー粒子と、研磨粒子１４とを結合するマトリクス１５含む。研磨部１１は、所定の平均粒子径Ｄ１とアスペクト比を有するスペーサー粒子を含むことにより崩壊性が制御されたものとなる。これにより、研磨が進むと共に研磨部１１の研磨面が徐々に削れ、研磨部１１に埋め込まれていた研磨粒子１４が露出した新たな研磨面が形成される。マトリクス１５には樹脂とスペーサー粒子が含まれる。
【0017】
以下、本実施形態の研磨パッドの各構成について詳説する。
【0018】
１．１．基材
基材としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリプロピレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム等のポリエステル系フィルム；ポリエチレン（ＰＥ）フィルム、ポリプロピレン（ＰＰ）フィルム、エチレン－プロピレン共重合体フィルム等のポリオレフィン系フィルム；ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）フィルム、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム、ポリカーボネートフィルムが挙げられる。
基材としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリプロピレンテレフタレートフィルム、ポリブチレンテレフタレートフィルム等のポリエステル系フィルム；ポリエチレン（ＰＥ）フィルム、ポリプロピレン（ＰＰ）フィルム、エチレン－プロピレン共重合体フィルム等のポリオレフィン系フィルム；ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）フィルム、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム、ポリカーボネートフィルムが挙げられる。
【0019】
基材としては上面に後述する樹脂を形成可能なものであれば特に限定されない。このなかでも、耐薬品性・耐熱性・経済性などの観点からポリステル系フィルムが好ましい。
【0020】
１．２．研磨部
研磨部は、樹脂と、研磨粒子と、スペーサー粒子と、を含み、必要に応じてその他の補助粒子を含んでいてもよい。研磨部は、基材表面上に一様な層として形成されていてもよいし、単独で又は基材と共に凹凸パターンを構成するように形成されていてもよい（図１，２参照）。
研磨部は、樹脂と、研磨粒子と、スペーサー粒子と、を含み、必要に応じてその他の補助粒子を含んでいてもよい。研磨部は、基材表面上に一様な層として形成されていてもよいし、単独で又は基材と共に凹凸パターンを構成するように形成されていてもよい（図１，２参照）。
【0021】
このなかでも、クーラント等の研磨時に使用する液体成分を研磨面に供給又は排出する観点から、研磨部は規則的な凹凸パターンを構成することが好ましい。規則的なパターンを有することにより、均質な研磨を可能とし、面品位に優れた研磨を達成し得る。なお、「規則的なパターン」とは、単位となる小パターンを複数並べて得られるパターンをいう。また、研磨部の基材と反対側の表面は、被研磨物を研磨するための研磨面となる。
【0022】
凹凸パターンとしては、被研磨物に接触する部分（凸部）と、被研磨物に接触しない部分（凹部）とを有するパターンであれば特に限定されないが、例えば、図１に示すような研磨部１１が基材１２上に独立して形成されたポジパターン（ドット状の凸部を有するパターン）；研磨部が基材上に連続して形成されたネガパターン（ドット状の凹部を有する
パターン）；ドーナツ状の凸部を有するパターン；略Ｃ型の凸部を有するパターン；同心円状に、被研磨物に接触する部分と被研磨物に接触しない部分とを有するパターン；格子状に、被研磨物に接触する部分と被研磨物に接触しない部分とを有するパターン；放射状に、被研磨物に接触する部分と被研磨物に接触しない部分とを有するパターン；螺旋状に、被研磨物に接触する部分と被研磨物に接触しない部分とを有するパターン；又はこれらを組み合わせて構成されたパターンが挙げられる。このなかでも、ドット状の凸部を有するパターンが好ましい。このような凹凸パターンを有することにより、研磨屑排出性がより向上する傾向にある。
パターン）；ドーナツ状の凸部を有するパターン；略Ｃ型の凸部を有するパターン；同心円状に、被研磨物に接触する部分と被研磨物に接触しない部分とを有するパターン；格子状に、被研磨物に接触する部分と被研磨物に接触しない部分とを有するパターン；放射状に、被研磨物に接触する部分と被研磨物に接触しない部分とを有するパターン；螺旋状に、被研磨物に接触する部分と被研磨物に接触しない部分とを有するパターン；又はこれらを組み合わせて構成されたパターンが挙げられる。このなかでも、ドット状の凸部を有するパターンが好ましい。このような凹凸パターンを有することにより、研磨屑排出性がより向上する傾向にある。
【0023】
なお、ドット状の凸部を有するパターンの場合のドットの立体形状は、特に制限されず、例えば半球状、略半球状、球帽状、略球帽状、球帯状、略球帯状、半楕円体状、略半楕円体状、柱状（円柱状、略円柱状、楕円柱状、略楕円柱状、多角柱状）、錐台状（円錐台状、略円錐台状、楕円錐台状、略楕円錐台状、多角錐台状）が挙げられる。上記のうち、錐台状は、基材側から研磨面側に向けて広がる錐台状であってもよく、研磨面側から基材側に向けて広がる錐台状であってもよい。また、ドット状の凹部を有するパターンの場合の凹部における空間の立体形状も、ドット状の凸部を有するパターンの場合の立体形状と同様のものを例示できる。
【0024】
１．２．１．樹脂
樹脂としては、特に限定されないが、熱可塑性樹脂や光硬化性樹脂が好ましく、例えば、分子内にエーテル又はエステル結合を有するポリウレタン、ポリウレタンポリウレア等のポリウレタン系樹脂；単官能アクリレート、二官能アクリレート、多官能アクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、アクリルフェノール系樹脂、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、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂、アルキド樹脂、フェノール変性アルキド樹脂、セルロース系樹脂が挙げられる。
樹脂としては、特に限定されないが、熱可塑性樹脂や光硬化性樹脂が好ましく、例えば、分子内にエーテル又はエステル結合を有するポリウレタン、ポリウレタンポリウレア等のポリウレタン系樹脂；単官能アクリレート、二官能アクリレート、多官能アクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、アクリルフェノール系樹脂、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、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド樹脂、アルキド樹脂、フェノール変性アルキド樹脂、セルロース系樹脂が挙げられる。
【0025】
このなかでも、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール編成アルキド樹脂が好ましい。このような樹脂を用いることにより、研磨レートがより向上する傾向にある。なお、研磨部を構成する樹脂は、１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
【0026】
１．２．２．研磨粒子
研磨粒子は、研磨に寄与する成分のみからなる粒子であってもよいし、研磨に寄与する成分とマトリクス成分とからなる複合粒子であってもよい。このなかでも、研磨粒子は、研磨微粒子とマトリクス粒子とを含む複合粒子を含むことが好ましい。これにより、マトリクス粒子の摩耗に従って内部から新しい研磨微粒子が露出してくるので研磨効率を高めることができる。
研磨粒子は、研磨に寄与する成分のみからなる粒子であってもよいし、研磨に寄与する成分とマトリクス成分とからなる複合粒子であってもよい。このなかでも、研磨粒子は、研磨微粒子とマトリクス粒子とを含む複合粒子を含むことが好ましい。これにより、マトリクス粒子の摩耗に従って内部から新しい研磨微粒子が露出してくるので研磨効率を高めることができる。
【0027】
研磨粒子の平均粒子径Ｄ２は、好ましくは１０～１００μｍであり、より好ましくは２５～９０μｍであり、さらに好ましくは３５～８０μｍである。平均粒子径Ｄ２が、上記範囲内であることにより、研磨粒子が研磨パッドから脱離しにくく研磨レートをより安定して維持しつつ得られる被研磨物の表面粗さがより低下する傾向にある。
【0028】
なお、本発明において、「平均粒子径」とは、体積で重み付けされた平均粒子径であり、粒子そのものをレーザー回折散乱法、動的光散乱法、または電子顕微鏡を用いて観察する方法や、屈折率層の断面や表面に現れた粒子像を電子顕微鏡で観察する方法により粒子の粒径を測定し、粒子径の小さい順からｄ１，ｄ２，・・ｄｉ，・・ｄｋの粒子がそれぞれ、ｎ１，ｎ２，・・ｎｉ，・・ｎｋ個あり、粒子１個当たりの体積がそれぞれｖ１，ｖ２，・・ｖｉ，・・ｖｋとしたとき、平均粒子径ＭＶは、
ＭＶ＝（ｖ１・ｄ１＋ｖ２・ｄ２＋・・ｖｉ・ｄｉ＋・・ｖｋ・ｄｋ）／（ｖ１＋ｖ２＋・・ｖｉ＋・・ｖｋ）＝Σ（ｖｉ・ｄｉ）／Σ（ｖｉ）
で表される。
ＭＶ＝（ｖ１・ｄ１＋ｖ２・ｄ２＋・・ｖｉ・ｄｉ＋・・ｖｋ・ｄｋ）／（ｖ１＋ｖ２＋・・ｖｉ＋・・ｖｋ）＝Σ（ｖｉ・ｄｉ）／Σ（ｖｉ）
で表される。
【0029】
研磨粒子の含有量は、研磨部１００質量部に対して、好ましくは１．５～２０質量部であり、より好ましくは２．５～１５質量部であり、さらに好ましくは５．０～１０質量部である。研磨粒子の含有量が１．５質量部以上であることにより、研磨レートがより向上する傾向にある。また、研磨粒子の含有量が２０質量部以下であることにより、研削力がより向上する傾向にある。
【0030】
１．２．２．１．研磨微粒子
研磨微粒子を構成する成分としては、特に限定されないが、研磨パッドの中で最も硬質な材料であり、最も研削能力の高い成分からなる。例えば、ダイヤモンド、酸化セリウム、炭化珪素、酸化珪素、酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸化アルミニウム、酸化マンガン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、珪酸ジルコニウム、窒化ホウ素、窒化珪素、炭酸バリウム、及び炭酸カルシウムからなる群より選ばれる少なくとも１種が挙げられ、中でもダイヤモンドが最も研削能力に優れるため好ましい。なお、これら研磨に寄与する成分は、１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
研磨微粒子を構成する成分としては、特に限定されないが、研磨パッドの中で最も硬質な材料であり、最も研削能力の高い成分からなる。例えば、ダイヤモンド、酸化セリウム、炭化珪素、酸化珪素、酸化ジルコニウム、酸化鉄、酸化アルミニウム、酸化マンガン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、珪酸ジルコニウム、窒化ホウ素、窒化珪素、炭酸バリウム、及び炭酸カルシウムからなる群より選ばれる少なくとも１種が挙げられ、中でもダイヤモンドが最も研削能力に優れるため好ましい。なお、これら研磨に寄与する成分は、１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
【0031】
研磨微粒子の平均粒子径Ｄ２１は、被研磨物やプロセスにもよるが、好ましくは１．０～２０μｍであり、より好ましくは２．０～１２．５μｍであり、さらに好ましくは３．０～１０μｍである。平均粒子径Ｄ２１が、上記範囲内であることにより、研磨微粒子により被研磨物へ深い傷が形成されてしまうことを抑制することができる。
【0032】
研磨粒子の平均粒子径Ｄ２に対する研磨微粒子の平均粒子径Ｄ２１の比（Ｄ２１／Ｄ２）は、好ましくは０．０１～０．４０であり、より好ましくは０．０３～０．３０であり、さらに好ましくは０．０５～０．２０である。平均粒子径の比（Ｄ２１／Ｄ２）が、上記範囲内であることにより、深い傷を与えることがない研磨微粒子が研磨パッドから脱離しにくくなり、研磨レートをより安定して維持することができ、また得られる被研磨物の表面粗さがより低下する傾向にある。
【0033】
研磨微粒子の含有量は、研磨粒子１００質量部に対して、好ましくは３．０～３０質量部であり、より好ましくは５．０～２５質量部であり、さらに好ましくは１０～２０質量部である。研磨微粒子の含有量が、上記範囲内であることにより、研磨微粒子と被研磨物との接点が適度に多く、１つの研磨微粒子に加かかる負荷が大きくなりすぎないため研磨レートをより安定して維持することができ、また得られる被研磨物の表面粗さがより低下する傾向にある。
【0034】
１．２．２．２．マトリクス粒子
マトリクス粒子を構成する成分としては、特に限定されないが、例えば、二酸化ケイ素、酸化ホウ素、酸化亜鉛、ホウ酸、テトラホウ酸ナトリウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸銀、硝酸カリウム、酸化銅（Ｉ）、酸化銅（ＩＩ）、酸化銀、酸化ビスマス、及び酸化チタンからなる群より選ばれる少なくとも１種を含むが挙げられる。このなかでも、二酸化ケイ素、酸化ホウ素、酸化亜鉛が好ましく、二酸化ケイ素、酸化ホウ素、酸化亜鉛を併用して主成分とするガラス材料を溶解成型後、粉末状にしたガラスフリットを使用することがより好ましい。このようなマトリクス粒子を用いることにより、コンディショニングによりマトリクス粒子の粉砕による研磨粒子の破砕が起きずに研磨微粒子を保持することのできる強度のある研磨粒子が得られ研磨をより安定して維持することができ、また得られる被研磨物の表面粗さがより低下する傾向にある。なお、これらマトリクス粒子は、１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
マトリクス粒子を構成する成分としては、特に限定されないが、例えば、二酸化ケイ素、酸化ホウ素、酸化亜鉛、ホウ酸、テトラホウ酸ナトリウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸銀、硝酸カリウム、酸化銅（Ｉ）、酸化銅（ＩＩ）、酸化銀、酸化ビスマス、及び酸化チタンからなる群より選ばれる少なくとも１種を含むが挙げられる。このなかでも、二酸化ケイ素、酸化ホウ素、酸化亜鉛が好ましく、二酸化ケイ素、酸化ホウ素、酸化亜鉛を併用して主成分とするガラス材料を溶解成型後、粉末状にしたガラスフリットを使用することがより好ましい。このようなマトリクス粒子を用いることにより、コンディショニングによりマトリクス粒子の粉砕による研磨粒子の破砕が起きずに研磨微粒子を保持することのできる強度のある研磨粒子が得られ研磨をより安定して維持することができ、また得られる被研磨物の表面粗さがより低下する傾向にある。なお、これらマトリクス粒子は、１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
【0035】
粉末状のマトリクス粒子の平均粒子径Ｄ２２は、好ましくは１．０～２０μｍであり、より好ましくは２．０～１２．５μｍであり、さらに好ましくは３．０～１０μｍである。平均粒子径Ｄ２２は研磨微粒子と同程度の大きさであると研磨粒子中の分布が均一になりやすく、研磨粒子間の研削能力のバラつきが小さくなり好ましい。
【0036】
研磨粒子の平均粒子径Ｄ２に対するマトリクス粒子の平均粒子径Ｄ２２の比（Ｄ２２／Ｄ２）は、好ましくは０．０１～０．４０であり、より好ましくは０．０３～０．３０であり、さらに好ましくは０．０５～０．２０である。平均粒子径の比（Ｄ２２／Ｄ２）が、上記範囲内であることにより、複合粒子化した際に、研磨微粒子の固定力に優れ研磨レートをより安定して維持することができ、また得られる被研磨物の表面粗さがより低下する傾向にある。
【0037】
マトリクス粒子の含有量は、研磨粒子１００質量部に対して、好ましくは４０～９７質量部であり、より好ましくは４５～９５質量部であり、さらに好ましくは５０～９０質量部である。マトリクス粒子の含有量が、上記範囲内であることにより、研磨微粒子と研磨微粒子の間隔が広がり、研磨加工時に研磨微粒子とワークとの接点が少なく、研磨微粒子１粒当たりにかかる負荷が大きく、研削力が上がり研磨レートが向上する傾向にある。
【0038】
１．２．３．スペーサー粒子
スペーサー粒子としては、研磨微粒子よりモース硬度が小さい無機粒子が挙げられる。無機粒子の形状としては、特に限定されないが、例えば、ウイスカー状、柱状、薄片状、鱗片状の形状が挙げられる。また、このような無機粒子を構成する成分としては、特に限定されないが、例えば、硅酸カリウムアルミニウム（モース硬度６）、珪藻土（モース硬度６～７）、珪灰石（モース硬度４．５～５）等のケイ酸塩鉱物；酸化鉄（モース硬度６）、酸化チタン（モース硬度６．５）、酸化亜鉛（モース硬度４）、アルミナ（モース硬度９）等の金属酸化物；炭酸カルシウム（モース硬度３）、炭酸マグネシウム（モース硬度３．５）等の金属炭酸塩；硫酸カルシウム（モース硬度３．５）、硫酸バリウム（モース硬度３～３．５）等の金属硫酸塩が挙げられる。中でも、研磨粒子の固定力とセルフドレス性の観点から珪灰石が好ましい。
スペーサー粒子としては、研磨微粒子よりモース硬度が小さい無機粒子が挙げられる。無機粒子の形状としては、特に限定されないが、例えば、ウイスカー状、柱状、薄片状、鱗片状の形状が挙げられる。また、このような無機粒子を構成する成分としては、特に限定されないが、例えば、硅酸カリウムアルミニウム（モース硬度６）、珪藻土（モース硬度６～７）、珪灰石（モース硬度４．５～５）等のケイ酸塩鉱物；酸化鉄（モース硬度６）、酸化チタン（モース硬度６．５）、酸化亜鉛（モース硬度４）、アルミナ（モース硬度９）等の金属酸化物；炭酸カルシウム（モース硬度３）、炭酸マグネシウム（モース硬度３．５）等の金属炭酸塩；硫酸カルシウム（モース硬度３．５）、硫酸バリウム（モース硬度３～３．５）等の金属硫酸塩が挙げられる。中でも、研磨粒子の固定力とセルフドレス性の観点から珪灰石が好ましい。
【0039】
珪灰石は、カルシウムケイ酸塩（ＣａＳｉＯ3）を含むケイ酸塩鉱物であり、ウォラストナイトとも呼称される。珪灰石には、カルシウムのほか、鉄、マンガン、ナトリウム、リチウムなど他の金属のケイ酸塩が含まれてもよい。珪灰石を用いることにより、研磨レートをより安定して維持することができ、また得られる被研磨物の表面粗さがより低下する。
【0040】
スペーサー粒子の平均粒子径Ｄ１は、５．０～２０μｍであり、好ましくは７．５～１７．５μｍであり、より好ましくは１０～１５μｍである。平均粒子径Ｄ１が２０μｍよりも大きい場合、スペーサー粒子のアスペクト比が影響し、樹脂と混合した際に粘性が上がり成型性に劣る。上記範囲内であることにより、樹脂と混合した際に、粘性が低く流動性が高くなり成型性に優れる。
【0041】
研磨パッド中のスペーサー粒子の平均粒子径Ｄ１は、公知の方法によって測定することができる。例えば、研磨パッドを５５０℃等に加熱処理し、試料を灰化させて、略球状の研磨粒子を取り除くことで研磨パッドからスペーサー粒子を抽出し、超音波分散機などで充分に分散して分散液を調製する。この分散液を用いて、レーザー回折散乱法粒度分布測定装置により測定される粒度分布から、スペーサー粒子の平均粒子径を測定することができる。また、研磨パッド表面を走査型電子顕微鏡にて観察して画像解析することにより得られる体積基準の粒度分布から、スペーサー粒子の平均粒径を測定することができる。
【0042】
スペーサー粒子の平均粒子径Ｄ１に対する研磨粒子の平均粒子径Ｄ２の比（Ｄ２／Ｄ１）は、好ましくは１．５～１０であり、より好ましくは２．５～９．０であり、さらに好ましくは３．５～８．０である。比（Ｄ２／Ｄ１）が１．５以上であると複合砥粒の周囲に密にスペーサー粒子を充填させることでき研磨粒子を固定しやすくなる。１０以下であると研磨時に研磨パッド側に押し込ませることなく研削力を上げることができる。上記範囲内であることにより、被研磨物の面品位をより安定して維持することができる。
【0043】
スペーサー粒子のアスペクト比（平均長軸直径／平均短軸直径）は、２．０～１２であり、であり、好ましくは２．５～１０であり、より好ましくは３．０～７．０である。アスペクト比（平均長軸直径／平均短軸直径）が上記範囲内であることにより、適度なセルフドレス性が得られ、研磨レートをより安定して維持することができ、また得られる被研磨物の表面粗さがより低下する。スペーサー粒子のアスペクト比の測定方法は特に制限されないが、電子顕微鏡により撮影した写真から計算することができる。
【0044】
スペーサー粒子の含有量は、研磨部１００質量部に対して、好ましくは４０～７０質量部であり、より好ましくは４５～６５質量部であり、さらに好ましくは５０～６０質量部である。スペーサー粒子の含有量が上記範囲内であることにより、スペーサー粒子のセルフドレス性により新たな研磨粒子が出現し続けることができ研磨レートが安定しやすく被研磨物の表面粗さがより低下する傾向にある。
【0045】
研磨粒子の含有量に対するスペーサー粒子の含有量の比は、好ましくは１．５～２２．５であり、より好ましくは２．５～１７．５であり、さらに好ましくは５．０～１２．５である。研磨粒子の含有量に対するスペーサー粒子の含有量の比が上記範囲内であることにより、研磨粒子の間隔が適切となり、研磨粒子への負荷が均等化しやすく、研磨レートをより安定して維持することができ、また得られる被研磨物の表面粗さがより低下する傾向にある。
【0046】
１．２．４．補助粒子
補助粒子としては、特に限定されないが、例えば、平均粒子径Ｄ３が０．５～４．５μｍである補助粒子が挙げられる。このような補助粒子を用いることにより、研磨レートが向上する傾向にある。
補助粒子としては、特に限定されないが、例えば、平均粒子径Ｄ３が０．５～４．５μｍである補助粒子が挙げられる。このような補助粒子を用いることにより、研磨レートが向上する傾向にある。
【0047】
このような補助粒子を構成する成分としては、特に限定されないが、例えば、白色アルミナ砥粒、褐色アルミナ砥粒、黒色炭化ケイ素砥粒、緑色炭化ケイ素砥粒、硫酸バリウム、酸化セリウムなどからなる群より選ばれる少なくとも１種を含むが挙げられる。このような成分を含む補助粒子を用いることにより、スペーサー粒子のセルフドレス時に脱離した補助粒子がセルフドレスを補助するためか、研磨レートが向上する傾向にある。なお、これら補助粒子は、１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
【0048】
補助粒子の平均粒子径Ｄ３は、好ましくは０．５～４．５μｍであり、より好ましくは０．７～４．０μｍであり、さらに好ましくは０．９～３．５μｍである。平均粒子径Ｄ３が、上記範囲内であることにより、研磨レート向上の効果を得やすく、また得られる被研磨物の表面粗さがより低下する。
【0049】
補助粒子の含有量は、研磨部１００質量部に対して、好ましくは１．０～１０質量部であり、より好ましくは１．５～７．５質量部であり、さらに好ましくは２．５～５．０質量部である。補助粒子の含有量が上記範囲内であることにより、研磨レート向上の効果を得やすく、また得られる被研磨物の表面粗さがより低下する傾向にある。
【0050】
研磨粒子の含有量に対する補助粒子の含有量の比は、好ましくは１．１～７．５であり、より好ましくは１．３～５．０であり、さらに好ましくは１．５～３．０である。研磨粒子の含有量に対する補助粒子の含有量の比が上記範囲内であることにより、研磨レート向上の効果を得やすく、また得られる被研磨物の表面粗さがより低下する傾向にある。
【0051】
１．３．接着層
本実施形態の研磨パッドは、基材の研磨部とは反対側に、研磨機の研磨定盤に研磨パッドを貼着するための接着層をさらに備えてもよい。接着層は、従来知られている研磨パッドに用いられている接着剤又は粘着剤を含むものであってもよい。
本実施形態の研磨パッドは、基材の研磨部とは反対側に、研磨機の研磨定盤に研磨パッドを貼着するための接着層をさらに備えてもよい。接着層は、従来知られている研磨パッドに用いられている接着剤又は粘着剤を含むものであってもよい。
【0052】
接着層の材料としては、例えば、アクリル系接着剤、ニトリル系接着剤、ニトリルゴム系接着剤、ポリアミド系接着剤、ポリウレタン系接着剤、ポリエステル系接着剤、シリコーン系接着剤等の各種熱可塑性接着剤が挙げられる。また、接着層は、例えば両面テープであってもよい。
【0053】
１．４．アンカー層
本実施形態の研磨パッドは、基材と研磨部との間にアンカー層を有していてもよい。アンカー層を有することにより、基材と研磨部との密着性をより向上する傾向にある。
本実施形態の研磨パッドは、基材と研磨部との間にアンカー層を有していてもよい。アンカー層を有することにより、基材と研磨部との密着性をより向上する傾向にある。
【0054】
アンカー層を構成する材料としては、特に限定されないが、例えば、熱硬化性樹脂コート剤が挙げられる。
【0055】
２．研磨パッドの製造方法
本実施形態の研磨パッドの製造方法は、基材の上に、樹脂と、研磨粒子と、スペーサー粒子と、を含む硬化性組成物を付着させる付着工程と、付着した前記硬化性組成物を硬化させて研磨部を得る硬化工程と、を有し、前記スペーサー粒子の平均粒子径が、５．０～２０μｍであり、前記スペーサー粒子のアスペクト比（平均長軸直径／平均短軸直径）が、２．０～１２である。
本実施形態の研磨パッドの製造方法は、基材の上に、樹脂と、研磨粒子と、スペーサー粒子と、を含む硬化性組成物を付着させる付着工程と、付着した前記硬化性組成物を硬化させて研磨部を得る硬化工程と、を有し、前記スペーサー粒子の平均粒子径が、５．０～２０μｍであり、前記スペーサー粒子のアスペクト比（平均長軸直径／平均短軸直径）が、２．０～１２である。
【0056】
２．１．付着工程
付着工程は、基材の上に、樹脂と、研磨粒子と、スペーサー粒子と、を含む硬化性組成物を付着させる工程である。この際に、研磨部が所望の凹凸パターンを形成するように、基材の上に硬化性組成物を付着させてもよい。
付着工程は、基材の上に、樹脂と、研磨粒子と、スペーサー粒子と、を含む硬化性組成物を付着させる工程である。この際に、研磨部が所望の凹凸パターンを形成するように、基材の上に硬化性組成物を付着させてもよい。
【0057】
基材の上に硬化性組成物を付着させる方法としては、特に限定されないが、例えば、グラビアコーター法、小径グラビアコーター法、リバースロールコーター法、トランスファロールコーター法、キスコーター法、ダイコーター法、スクリーン印刷法、スプレー塗布法、エンボスロール法、転写法等が挙げられる。これらの中では、複雑な凹凸パターンの形成のしやすさと生産性の観点から、スクリーン印刷法、もしくは転写法が好ましい。
【0058】
スクリーン印刷法では、例えば凸部に相当する開口パターンを有する版を用意し、基材層となるＰＥＴフィルム上に間隙を設け版を設置し、版の上に研磨層材料を載せスキージに適度な圧力を加え版の開口部の研磨層材料を押し付けながらスキージを移動させることで、研磨層材料が押し出され印刷される。その後、研磨層材料を硬化させることで基材層上にパターン付き研磨層からなる研磨パッドが得られる。転写法では、例えば凸部に相当する凹部を有する転写型を作製し、この転写型に研磨層材料を充填し、充填した研磨層材料と基材層となるＰＥＴフィルムとを接着剤を介して結合させる。この後、ＰＥＴフィルムの上から光照射によって研磨層材料を硬化させ、フィルムを転写型から剥離し必要に応じて再度凸部に光照射を行い硬化させることで、基材層上にパターン付き研磨層からなる研磨パッドが得られる。
【0059】
２．１．１．硬化性組成物
硬化性組成物としては、特に限定されないが、例えば、光重合開始剤及び重合性化合物を含む光硬化性組成物；熱重合開始剤及び重合性化合物を含む熱硬化性組成物；ＵＶ硬化樹脂；２液混合型の硬化樹脂を含む硬化性組成物等が挙げられる。また、硬化性組成物は、必要に応じて、重合性官能基を２以上有する架橋剤等を含んでもよい。
硬化性組成物としては、特に限定されないが、例えば、光重合開始剤及び重合性化合物を含む光硬化性組成物；熱重合開始剤及び重合性化合物を含む熱硬化性組成物；ＵＶ硬化樹脂；２液混合型の硬化樹脂を含む硬化性組成物等が挙げられる。また、硬化性組成物は、必要に応じて、重合性官能基を２以上有する架橋剤等を含んでもよい。
【0060】
重合性化合物としては、特に限定されないが、例えば、（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレートが挙げられる。
【0061】
光重合開始剤としては、特に限定されないが、例えば、ベンゾフェノン系化合物、アセトフェノン系化合物、チオチサントン系化合物が挙げられる。また、熱重合性開始剤としては、特に限定されないが、例えば、２，２’－アゾビスブチロニトリルのようなアゾ化合物、過酸化ベンゾイル（ＢＰＯ）などの過酸化物が挙げられる。
【0062】
熱硬化性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレア樹脂、ホルムアルデヒド樹脂等が挙げられる。
【0063】
ＵＶ硬化樹脂としては、特に限定されないが、例えば、数平均分子量１０００～１００００程度のプレポリマーが良く、材料としてはアクリル（メタクリル）系エステルやそのウレタン変性物、チオコール系等が挙げられ、適宜用途に応じて反応性希釈剤や有機溶剤を用いることができる。また、２液混合型の硬化樹脂としては、特に限定されないが、例えば、異なる物性のプレポリマーを用いることができる。
【0064】
２．２．硬化工程
硬化工程は、付着した前記硬化性組成物を硬化させて研磨部を得る工程である。硬化方法としては、特に限定されないが、例えば、光硬化、熱硬化等が挙げられる。得られる研磨部は、一部の研磨粒子とスペーサー粒子が表面に露出し、その他の研磨粒子とスペーサー粒子が樹脂で結合されたものとなる。
硬化工程は、付着した前記硬化性組成物を硬化させて研磨部を得る工程である。硬化方法としては、特に限定されないが、例えば、光硬化、熱硬化等が挙げられる。得られる研磨部は、一部の研磨粒子とスペーサー粒子が表面に露出し、その他の研磨粒子とスペーサー粒子が樹脂で結合されたものとなる。
【0065】
２．３．その他の工程
本実施形態の研磨パッドの製造方法は、必要に応じて、その他の工程等を有してもよい。例えば、付着工程の後、硬化工程の前に硬化性組成物中の揮発成分の少なくとも一部を揮発除去する工程を有していてもよい。また、付着工程の後であって硬化工程の前、及び／又は、硬化工程の後に、所望の凹凸パターンを形成するために、硬化性組成物や研磨部の一部を除去する工程を有していてもよい。除去する方法としては、例えば、切削が挙げられる。
本実施形態の研磨パッドの製造方法は、必要に応じて、その他の工程等を有してもよい。例えば、付着工程の後、硬化工程の前に硬化性組成物中の揮発成分の少なくとも一部を揮発除去する工程を有していてもよい。また、付着工程の後であって硬化工程の前、及び／又は、硬化工程の後に、所望の凹凸パターンを形成するために、硬化性組成物や研磨部の一部を除去する工程を有していてもよい。除去する方法としては、例えば、切削が挙げられる。
【0066】
３．研磨加工品の製造方法
本実施形態の研磨加工品の製造方法は、クーラントの存在下、上記研磨パッドを用いて、被研磨物を研磨する研磨工程を有する方法であれば、特に限定されない。研磨工程は、１次ラッピング研磨（粗ラッピング）であってもよく、２次ラッピング（仕上げラッピング）であってもよく、ポリッシング研磨であってもよく、これらのうち複数の研磨を兼ねるものであってもよい。
本実施形態の研磨加工品の製造方法は、クーラントの存在下、上記研磨パッドを用いて、被研磨物を研磨する研磨工程を有する方法であれば、特に限定されない。研磨工程は、１次ラッピング研磨（粗ラッピング）であってもよく、２次ラッピング（仕上げラッピング）であってもよく、ポリッシング研磨であってもよく、これらのうち複数の研磨を兼ねるものであってもよい。
【0067】
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（炭化珪素）基板、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）基板、ガラス、ハードディスクやＬＣＤ（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、本実施形態の研磨加工品の製造方法は、ハードディスクドライブ等の磁気ディスク、ＥＵＶ光を用いたリソグラフィの際に使用される反射型マスクの基材として使用されるガラス基板、スマートフォンやタブレットなど、モバイル端末の液晶基板やカバーガラス等の素材としてガラスの製造方法として好適に用いることができる。
【0068】
３．１．研磨工程
研磨工程は、クーラントの存在下、上記研磨パッドを用いて、被研磨物を研磨する工程である。研磨方法としては、従来公知の方法を用いることができ、特に限定されない。
研磨工程は、クーラントの存在下、上記研磨パッドを用いて、被研磨物を研磨する工程である。研磨方法としては、従来公知の方法を用いることができ、特に限定されない。
【0069】
研磨方法では、まず、研磨装置の所定位置に研磨パッドを装着する。この装着の際には、上述の接着層を介して、研磨パッドが研磨装置に固定されるよう装着される。そして、研磨定盤としての研磨パッドと対向するように配置された保持定盤に保持させた被研磨物を研磨面側へ押し付けると共に、外部からクーラントを供給しながら、研磨パッド及び／又は保持定盤を回転させる。これにより、研磨パッドと被研磨物との間に供給されたクーラントの作用で研磨抵抗を下げ研磨屑を排出しながら、被研磨物の加工面（被研磨面）に研磨加工を施す。
【実施例0070】
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。
【0071】
〔実施例１〕
（複合粒子の調製）
１２質量部のデキストリン（東海デキストリン製）、４０質量部の精製水、１質量部の添加剤セルナＤ－７３５（中京油脂製）、３３質量部のガラスフリット、及び１４質量部の平均粒子径４μｍダイヤモンドパウダー、を混合し、スラリーを調整した。その後、スプレードライヤーにより噴霧乾燥して複合粒子前駆体を形成した。続いて複合粒子前駆体と白色アルミナ（フジミ株式会社製，平均粒子径３μｍ）を６：４の割合で混合し、６００℃で４時間焼成し、平均粒子径４０μｍの複合粒子を得た。
（複合粒子の調製）
１２質量部のデキストリン（東海デキストリン製）、４０質量部の精製水、１質量部の添加剤セルナＤ－７３５（中京油脂製）、３３質量部のガラスフリット、及び１４質量部の平均粒子径４μｍダイヤモンドパウダー、を混合し、スラリーを調整した。その後、スプレードライヤーにより噴霧乾燥して複合粒子前駆体を形成した。続いて複合粒子前駆体と白色アルミナ（フジミ株式会社製，平均粒子径３μｍ）を６：４の割合で混合し、６００℃で４時間焼成し、平均粒子径４０μｍの複合粒子を得た。
【0072】
（スペーサー粒子の調製）
珪灰石（Ｋ－４００、啓和ファインマテリアル株式会社製）を、ボールミルを用いて、所定の粉砕速度で粉砕した。その後、所定の粒度分布のふるいを用いてふるい分けを行い、表１に示すような、平均粒子径とアスペクト比を有する珪灰石を得た。なお、ふるいは、例えばＪＩＳ Ｚ８８０１に記載の標準ふるいによって所定の平均径にふるい分けすることができる。
珪灰石（Ｋ－４００、啓和ファインマテリアル株式会社製）を、ボールミルを用いて、所定の粉砕速度で粉砕した。その後、所定の粒度分布のふるいを用いてふるい分けを行い、表１に示すような、平均粒子径とアスペクト比を有する珪灰石を得た。なお、ふるいは、例えばＪＩＳ Ｚ８８０１に記載の標準ふるいによって所定の平均径にふるい分けすることができる。
【0073】
（硬化性組成物の調製）
９６．９質量部の（トリメチロールプロパントリアクリレート：トリス（２－ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリレート＝７０：３０（質量比）の混合物（サートマー社製ＳＲ３６８Ｄ）、１．６質量部の分散剤（日本ルーブリゾール社製ソルスパース ３２０００）、１質量部の光重合開始剤（イルガキュア８１９（ＢＡＳＦジャパン社製）、０．５質量部の光重合開始剤（アントラキュア（登録商標）ＵＶＳ－５８１川崎化成工業株式会社製）を混合して、前駆体組成物を調製した。
９６．９質量部の（トリメチロールプロパントリアクリレート：トリス（２－ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリレート＝７０：３０（質量比）の混合物（サートマー社製ＳＲ３６８Ｄ）、１．６質量部の分散剤（日本ルーブリゾール社製ソルスパース ３２０００）、１質量部の光重合開始剤（イルガキュア８１９（ＢＡＳＦジャパン社製）、０．５質量部の光重合開始剤（アントラキュア（登録商標）ＵＶＳ－５８１川崎化成工業株式会社製）を混合して、前駆体組成物を調製した。
【0074】
次いで、７．２質量部の上記複合粒子、３．６質量部の白色アルミナ（フジミ株式会社製，平均粒子径３μｍ）、３４．６質量部の上記前駆体組成物、及び５４．６質量部の上記珪灰石（平均粒子径１８．６μｍ，アスペクト比６）を混合して、硬化性組成物を調製した。
【0075】
（研磨パッドの作製）
そして、得られた硬化性組成物を、深さ２ｍｍ、空洞開口部の寸法が２．６ｍｍ×２．６ｍｍ、隣接する開口の間隔が１ｍｍの四角柱の凹部からなる成形用シリコーン凹版に流し込み、硬化性組成物の上面と接触するようにＰＥＴ基材を配置した。そして、紫外線照射機で硬化性組成物に紫外線を照射することで硬化性組成物を硬化した。その後、得られた硬化体（研磨部）を成形型より取り外し、乾燥機で９０度１２時間加熱して、実施例１の研磨パッドを得た。
そして、得られた硬化性組成物を、深さ２ｍｍ、空洞開口部の寸法が２．６ｍｍ×２．６ｍｍ、隣接する開口の間隔が１ｍｍの四角柱の凹部からなる成形用シリコーン凹版に流し込み、硬化性組成物の上面と接触するようにＰＥＴ基材を配置した。そして、紫外線照射機で硬化性組成物に紫外線を照射することで硬化性組成物を硬化した。その後、得られた硬化体（研磨部）を成形型より取り外し、乾燥機で９０度１２時間加熱して、実施例１の研磨パッドを得た。
【0076】
〔実施例２，比較例１～３〕
珪灰石を、ボールミルを用いて、粉砕速度を変更して２４時間粉砕し、ふるい分けを行って、表１に示すような、平均粒子径とアスペクト比を有する珪灰石を得た。得られた珪灰石を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２，比較例１～３の研磨パッドを得た。
珪灰石を、ボールミルを用いて、粉砕速度を変更して２４時間粉砕し、ふるい分けを行って、表１に示すような、平均粒子径とアスペクト比を有する珪灰石を得た。得られた珪灰石を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２，比較例１～３の研磨パッドを得た。
【0077】
〔粒度分布〕
マイクロトラック・ベル株式会社製レーザー回折式粒子径分布計測定装置「マイクロトラックＭＴ３３００ＥＸＩＩ」を用いて、測定時間１０秒で、体積基準の粒子径の累積分布において小径からの積算値が全体の５０％に達したときの平均粒子径（ｄ５０％）を測定した。なお、測定時の屈折率は１．６１、媒体（脱イオン水）の屈折率は１．３３３を用いた。
マイクロトラック・ベル株式会社製レーザー回折式粒子径分布計測定装置「マイクロトラックＭＴ３３００ＥＸＩＩ」を用いて、測定時間１０秒で、体積基準の粒子径の累積分布において小径からの積算値が全体の５０％に達したときの平均粒子径（ｄ５０％）を測定した。なお、測定時の屈折率は１．６１、媒体（脱イオン水）の屈折率は１．３３３を用いた。
【0078】
〔アスペクト比〕
珪灰石のアスペクト比は走査型電子顕微鏡（日本電子株式会社製、ＪＳＭ－５５００ＬＶ）を使用して珪灰石を撮影し、画像解析ソフトを用いて１００個の珪灰石の画像に外接する最小の長方形をとり、その長方形の長辺の長さを同じ長方形の短辺の長さで除することにより得られる値の平均をアスペクト比とした。図３～６に、珪灰石の走査型電子顕微鏡写真を示す。
珪灰石のアスペクト比は走査型電子顕微鏡（日本電子株式会社製、ＪＳＭ－５５００ＬＶ）を使用して珪灰石を撮影し、画像解析ソフトを用いて１００個の珪灰石の画像に外接する最小の長方形をとり、その長方形の長辺の長さを同じ長方形の短辺の長さで除することにより得られる値の平均をアスペクト比とした。図３～６に、珪灰石の走査型電子顕微鏡写真を示す。
【0079】
〔摩耗試験〕
各実施例及び比較例の研磨パッドについて、日本工業規格（ＪＩＳ Ｋ６９０２）に準じて以下の試験条件で摩擦摩耗試験を行い、摩耗量を比較した。即ち、砥粒を表面に付着させた研磨紙を外周に貼り付けた摩耗輪に研磨面を接触させて回転させたときに研磨面での回転数６００回後の摩耗量を測定した。
各実施例及び比較例の研磨パッドについて、日本工業規格（ＪＩＳ Ｋ６９０２）に準じて以下の試験条件で摩擦摩耗試験を行い、摩耗量を比較した。即ち、砥粒を表面に付着させた研磨紙を外周に貼り付けた摩耗輪に研磨面を接触させて回転させたときに研磨面での回転数６００回後の摩耗量を測定した。
【0080】
用いた摩耗試験機は、試験試料が貼付され、回転駆動可能に軸支された回転盤を有している。回転盤の上方には、一対の円柱状の摩耗輪が端面を対向させて配置されている。摩耗輪の外周面が回転盤に貼付される試験試料と接触可能に配置されている。摩耗輪は、回転盤の回転軸に対して等距離となるように、回転盤の半径方向両側に配置されている。
【0081】
摩耗量の測定時には、回転盤と同形状に裁断された試験試料を回転盤に貼付する。研磨紙を貼り付けた摩耗輪を試験試料の上面に接触させ、荷重をかけながら押圧する。回転盤を回転させることで、外周面を試験試料に接触させた一対の摩耗輪が互いに反対方向に回転する。これにより、試験試料表面が摩耗される。
【0082】
本試験では、回転盤を６００回回転させる前後における試験試料の重量変化を摩耗量とした。測定結果は比較例１の摩耗量を１として、他のサンプルの摩耗量を比較例１の摩耗量に対する比の値で示した。つまり、数値が小さいほど摩耗量が少なく耐摩耗性に優れ、値が大きいほど自己崩壊性に優れていることを示す。
【0083】
（摩耗試験条件）
テーバー摩耗試験機：株式会社マイズ試験機 Ｎｏ．５０２ テーバーアブレーションテスター
研磨速度（回転数）：６０ｒｐｍ
荷重 ：３００ｇ
磨耗輪 ：内径１５．８８ｍｍ×外径５０．０ｍｍ×厚さ１３．０ｍｍ
研磨紙 ：♯１８０サンドペーパー
時間 ：１０分
水量 ：６０ｍｌ／ｍｉｎ
テーバー摩耗試験機：株式会社マイズ試験機 Ｎｏ．５０２ テーバーアブレーションテスター
研磨速度（回転数）：６０ｒｐｍ
荷重 ：３００ｇ
磨耗輪 ：内径１５．８８ｍｍ×外径５０．０ｍｍ×厚さ１３．０ｍｍ
研磨紙 ：♯１８０サンドペーパー
時間 ：１０分
水量 ：６０ｍｌ／ｍｉｎ
【0084】
〔研削試験〕
各実施例及び比較例の研磨パッドについて、以下の試験条件でガラス研削試験を行い、試験後のガラスの表面粗さと、研磨レートを測定した。
（研削条件）
試験機 ：摩擦摩耗試験機Ｓｐｅｅｄｆａｍ卓上研磨機（定盤サイズ３０５ｍｍφ）
ドレッサー ：ＷＡ砥石＃１０００
ドレス時間 ：５～２０分間
荷重 ：２００ｇ／ｃｍ2
回転数 ：８０ｒｐｍ
時間 ：１０分間／バッチ×７バッチ
ルブリカント：サブレルブ９０１６（Ｃｈｅｍｅｔａｌｌ社製）１０倍希釈水溶液
液量 ：３０ｍＬ／ｍｉｎ
被研削物 ：ガラス（５０ｍｍ×５０ｍｍ）
各実施例及び比較例の研磨パッドについて、以下の試験条件でガラス研削試験を行い、試験後のガラスの表面粗さと、研磨レートを測定した。
（研削条件）
試験機 ：摩擦摩耗試験機Ｓｐｅｅｄｆａｍ卓上研磨機（定盤サイズ３０５ｍｍφ）
ドレッサー ：ＷＡ砥石＃１０００
ドレス時間 ：５～２０分間
荷重 ：２００ｇ／ｃｍ2
回転数 ：８０ｒｐｍ
時間 ：１０分間／バッチ×７バッチ
ルブリカント：サブレルブ９０１６（Ｃｈｅｍｅｔａｌｌ社製）１０倍希釈水溶液
液量 ：３０ｍＬ／ｍｉｎ
被研削物 ：ガラス（５０ｍｍ×５０ｍｍ）
【0085】
（非研磨物の表面粗さＲａ）
研削後の被研磨物の表面について、表面粗さＲａを、光干渉計（キャノン製、商品名「Ｚｙｇｏ ＮｅｗＶｉｅｗ ５０１０」）を用いて測定した。
（評価基準）
×：ガラスの表面粗さＲａが３μｍ以上
△：ガラスの表面粗さＲａが１μｍ以上３μｍ未満
〇：ガラスの表面粗さＲａが１μｍ未満
研削後の被研磨物の表面について、表面粗さＲａを、光干渉計（キャノン製、商品名「Ｚｙｇｏ ＮｅｗＶｉｅｗ ５０１０」）を用いて測定した。
（評価基準）
×：ガラスの表面粗さＲａが３μｍ以上
△：ガラスの表面粗さＲａが１μｍ以上３μｍ未満
〇：ガラスの表面粗さＲａが１μｍ未満
【0086】
（研磨レート安定性）
研磨レート安定性は、７バッチ目の研磨レートを１バッチ目の研磨レートで除して算出した値より、以下の基準で評価した。なお、研磨レートは上記研磨前後のガラスの質量減少から求めた研磨量、ガラスの研磨面積及び比重から、研磨により除去された厚さを算出し、時間当たりの除去された厚さとして評価した。厚さは、加工前後のガラスの質量減少から求めた研磨量、ガラスの研磨面積及び比重から算出した。
（評価基準）
〇：４０％以上
△：２０％以上４０％未満
×：２０％未満
研磨レート安定性は、７バッチ目の研磨レートを１バッチ目の研磨レートで除して算出した値より、以下の基準で評価した。なお、研磨レートは上記研磨前後のガラスの質量減少から求めた研磨量、ガラスの研磨面積及び比重から、研磨により除去された厚さを算出し、時間当たりの除去された厚さとして評価した。厚さは、加工前後のガラスの質量減少から求めた研磨量、ガラスの研磨面積及び比重から算出した。
（評価基準）
〇：４０％以上
△：２０％以上４０％未満
×：２０％未満
【0087】
【表1】
【0088】
以上のように、本発明の研磨パッドは、スペーサー粒子である珪灰石のアスペクト比が低く、粒径が適度であったため、研磨粒子の分散性に優れ、高い研磨レートを示した。さらに、本発明の研磨パッドは、珪灰石が適度な粒子径とアスペクト比を有するため、適切な崩壊性を有し、目詰まりすることなく砥粒を保持できる。そのため、研磨レートの変動が小さく安定しており、また、非研磨物の表面粗さも良好であることが示された。
【0089】
一方で、比較例１では、アスペクト比が小さいため、崩壊性が低い結果となった。また、研削屑の目詰まりにより研磨直後より研磨レートが低下し研磨レートの安定性に欠け、表面粗さも悪化した。
【0090】
また、比較例２では、珪灰石の粒子径とアスペクト比が大きすぎで、研磨時にかかる応力に対するムラが大きいためか、実施例品よりも自己崩壊性が高い結果となった。さらに、バッチごとに研磨レートが上下し、研磨レートの安定性が実施例よりも悪化した。なお、比較例２における、研磨レートの一時的な上昇は研磨粒子が脱離し、転動して遊離砥粒のように機能したものと考えられた。そのためか、ガラス表面には、深い傷が確認でき、表面粗さが悪かった。
【0091】
比較例３では、珪灰石の粒子径が小さくアスペクト比が大きいことにより、自己崩壊性が高く、研削加工中研削面に凹凸を生じるものの、凹凸の程度が小さく目詰まりし、表面粗さ・研磨レート安定性ともに実施例よりも劣った。
【産業上の利用可能性】
【0092】
本発明の研磨パッドは、光学材料、半導体デバイス、ハードディスク用のガラス基板等のラッピングや研磨に適した研磨パッドとして産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【0093】
１０…研磨パッド、１１…研磨部、１２…基材、１４…研磨粒子、１５…マトリクス
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
