保持具
【課題】被研磨物および枠材の破損を抑制し安定した研磨加工を行うことができる保持具を提供する。
【解決手段】保持具１０は、枠材５とポリウレタンシート２とを備えている。枠材５は、被研磨物を挿入可能な貫通穴６が形成されており、発泡樹脂部５ａで構成されている。発泡樹脂部５ａは多数の気泡５３が内部に形成され弾性を有している。枠材５は、貫通穴６側の面Ｓを被覆するように硬質樹脂部５ｂが配されている。硬質樹脂部５ｂは、発泡樹脂部５ａより硬度が高く可撓性を有している。枠材５は、発泡樹脂部５ａでクッション性が発揮され、硬質樹脂部５ｂで剛性が維持され枠材５全体の塑性変形が抑制される。
【解決手段】保持具１０は、枠材５とポリウレタンシート２とを備えている。枠材５は、被研磨物を挿入可能な貫通穴６が形成されており、発泡樹脂部５ａで構成されている。発泡樹脂部５ａは多数の気泡５３が内部に形成され弾性を有している。枠材５は、貫通穴６側の面Ｓを被覆するように硬質樹脂部５ｂが配されている。硬質樹脂部５ｂは、発泡樹脂部５ａより硬度が高く可撓性を有している。枠材５は、発泡樹脂部５ａでクッション性が発揮され、硬質樹脂部５ｂで剛性が維持され枠材５全体の塑性変形が抑制される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は保持具に係り、特に、被研磨物を保持するための保持面を有するシート材と、シート材の保持面に貼着された枠材とを備えた保持具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体デバイス用シリコンウェハ、化合物半導体、水晶、石英、光学レンズ、液晶ディスプレイ用マザーガラス基板及び薄膜形成基板等の材料では、高精度な平坦性が要求されているため、研磨加工が行われている。通常、研磨加工には、被研磨物の両面を同時に研磨加工する両面研磨機や被研磨物の片面を研磨加工する片面研磨機等が使用されている。両面研磨機では、対向する定盤にそれぞれ貼付した研磨パッドで被研磨物の両面に研磨加工が行われる。一方、片面研磨機では、保持用定盤に被研磨物を一面側で保持させて、被研磨物の他面側に研磨加工が行われる。
【０００３】
一般に、片面研磨機を使用した研磨加工では、保持定盤および研磨パッド間の平行度のバラツキ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、保持用定盤に保持パッドが装着される。通常、保持パッドには、湿式成膜法で形成された樹脂製のシート材が使用されている。湿式成膜法によるシート材では、表面側に形成されたスキン層を残す場合もあるが、バフ処理等でスキン層を除去し、表面（保持面）に開口を形成させることがある。
【０００４】
保持面に開口が形成されたシート材では、研磨加工中に被研磨物の横ずれや脱落が生じるため、被研磨物を平坦に研磨加工することが難しくなる。この横ずれや脱落を抑制するため、被研磨物の移動範囲を枠内に規制するための枠材を保持パッドに貼着した保持具が用いられている。保持具では、枠材に被研磨物を挿入して研磨加工が行われ、研磨加工後に被研磨物が保持具から取り外される。被研磨物の挿入および取り外しを容易にするため、被研磨物および枠材間には、隙間（ギャップ）が形成されている。
【０００５】
一般に、枠材は、研磨加工で加わる抵抗で変形したり、被研磨物との接触で容易に損傷しないように、ガラス繊維強化エポキシ樹脂等の繊維強化樹脂や金属等の剛性を有する材質で構成されている。ところが、研磨加工時に定盤の回転により被研磨物および枠材が接触したときに生じる衝撃で、むしろ被研磨物が破損することがある。また、被研磨物の破損に伴い生じる破片により被研磨物に更にキズを与えてしまうおそれがある。被研磨物および枠材が接触したときに生じる衝撃を和らげるために、被研磨物を挿入可能な貫通穴が形成された枠材において、貫通穴側の面に樹脂部材を配置する技術が開示されている（特許文献１、特許文献２参照）。しかしながら、特許文献１、２の技術では、樹脂部材に軟質樹脂を用いた場合、研磨加工中に被研磨物および枠材が接触したときに生じる衝撃を和らげることができるものの、経時的に樹脂部材が塑性変形してしまい、枠材と被研磨物との隙間が大きくなる。この結果、研磨加工中に被研磨物が脱落することがある。また、樹脂部材に硬質樹脂を用いた場合、樹脂部材の配置されていない枠材を使用したときより、被研磨物および枠材が接触したときに生じる衝撃を和らげ破損を抑えることができるものの、樹脂部材に軟質樹脂を用いた場合ほどの効果は得られず、結果的に被研磨物および樹脂部材が破損してしまう。これらの問題を解決するため、被研磨物を挿入可能な貫通穴が形成された枠材において、貫通穴側の面にエラストマを配置する技術が開示されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１０５３０３号公報
【特許文献２】実用新案登録第３０８６５９１号公報
【特許文献３】特開２００３−３０５６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献３の技術では、エラストマがゴム弾性を有するため、塑性変形が生じにくいものの、被研磨物およびエラストマ間に生じる摩擦抵抗により、研磨加工中に貫通穴内で被研磨物の自転運動が起こりにくく、シート材の厚さ斑などが転写されやすくなる。また、自動機による被研磨物の挿入および取り外しでは、手動で行うときのように力を加減することが難しく、特に、ＬＣＤ用ガラス基板等の脆性を有する被研磨物の場合、基板割れ等を引き起こすおそれがある。また、特許文献１〜３の技術では、研磨加工の進行に伴い、樹脂部材やエラストマが枠材から剥離する問題もある。これを回避するために、樹脂部材を枠材に融着固定させたり、枠材の貫通穴側の面に段差を形成して接着面積を確保しているものの、樹脂部材やエラストマが疎水性で金属との凝着力を殆ど有していないため、エラストマや樹脂部材が枠材から剥離することを抑制する効果を期待することができない。
【０００８】
本発明は上記事案に鑑み、被研磨物および枠材の破損を抑制し安定した研磨加工を行うことができる保持具を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、被研磨物を保持するための保持面を有するシート材と、前記シート材の前記保持面に一面が貼着され、前記被研磨物を挿入可能な少なくとも１つの貫通穴が形成された枠材と、を備え、前記枠材は、多数の気泡が内部に形成され弾性を有する第１の樹脂で構成されており、前記第１の樹脂の前記貫通穴側の面を被覆するように前記第１の樹脂より硬度が高く可撓性を有する第２の樹脂が配されたことを特徴とする。
【００１０】
本発明では、枠材を構成する第１の樹脂が弾性を有するためクッション性を有すると共に、第１の樹脂の貫通穴側の面を被覆するように配された第２の樹脂が第１の樹脂より硬度が高いため剛性を維持でき、第２の樹脂が可撓性を有するため第１の樹脂のクッション性が発揮されるので、研磨加工時に被研磨物が枠材の第２の樹脂に繰り返し接触しても、第１の樹脂のクッション性により衝撃が吸収され被研磨物ないし枠材の破損を抑制することができ、第２の樹脂により枠材全体の塑性変形が抑制され被研磨物が枠材から脱落しにくく安定した研磨加工を行うことができる。
【００１１】
本発明において、第１の樹脂では気泡のうち貫通穴側に形成された気泡が貫通穴側の面で開口していてもよい。第１の樹脂では気泡が連通していてもよい。第２の樹脂が第１の樹脂の貫通穴側の面で開口した気泡内にも存在していることが好ましい。第２の樹脂が第１の樹脂の貫通穴側の面の面積の４０％以上を被覆するように配されていてもよい。枠材は、更に、第１の樹脂の外側面、ないし、一面に対する他面を被覆するように第２の樹脂が配されていてもよい。第１の樹脂は、気泡の開口が形成された面の単位面積当たりにおける、気泡の平均開口径を３０μｍ〜２０００μｍの範囲とし、気泡の開口面積の割合を３０％〜８０％の範囲としてもよい。第２の樹脂では、被覆厚さを１５０μｍ〜２５００μｍの範囲とすることが好ましい。第１の樹脂を熱硬化性樹脂とし、第２の樹脂をエンジニアリングプラスチックとすることができる。シート材を湿式成膜法によりポリウレタン樹脂で形成してもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、枠材を構成する第１の樹脂が弾性を有するためクッション性を有すると共に、第１の樹脂の貫通穴側の面を被覆するように配された第２の樹脂が第１の樹脂より硬度が高いため剛性を維持でき、第２の樹脂が可撓性を有するため第１の樹脂のクッション性が発揮されるので、研磨加工時に被研磨物が枠材の第２の樹脂に繰り返し接触しても、第１の樹脂のクッション性により衝撃が吸収され被研磨物ないし枠材の破損を抑制することができ、第２の樹脂により枠材全体の塑性変形が抑制され被研磨物が枠材から脱落しにくく安定した研磨加工を行うことができる、という効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用した実施形態の保持具を模式的に示す断面図である。
【図２】保持具の枠材とポリウレタンシートとの貼着部分を拡大し枠材と被研磨物との位置関係を模式的に示す断面図である。
【図３】本実施形態の保持具の製造方法の要部を示す工程図である。
【図４】本発明を適用可能な別の形態の保持具を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明を適用した保持具の実施の形態について説明する。
【００１５】
（構成）
図１に示すように、本実施形態の保持具１０は、被研磨物を保持するための保持面Ｐを有するシート材としての円形のポリウレタンシート２と、被研磨物の移動範囲を枠内に規制するための枠材としての円環状の枠材５とを備えている。枠材５は被研磨物を挿入可能な１つの貫通穴６が形成されている。ポリウレタンシート２および枠材５は外径が同じであり、枠材５はポリウレタンシート２側の面（接着面）がポリウレタンシート２の保持面Ｐの外縁部に円環シート状の接着剤７を介して貼着されている。
【００１６】
ポリウレタンシート２は、湿式成膜法により作製されており、１００％モジュラス（２倍長に引っ張るときの張力）が２０ＭＰａ以下のポリウレタン樹脂で形成されている。ポリウレタンシート２は、厚みを均一化するために、湿式成膜時に形成されたスキン層側の表面にバフ処理が施されている。このバフ処理によりスキン層が除去されている。バフ処理された面が保持面Ｐを形成する。ポリウレタンシート２は、ポリウレタンシート２の内部には、厚み方向に沿って丸みを帯びた断面三角状の発泡３が略均等に分散した状態で形成されている。発泡３は、保持面Ｐ側の孔径が裏面側の孔径より小さく形成されている。すなわち、発泡３は保持面Ｐ側で縮径されている。保持面Ｐでは、バフ処理でスキン層が除去されたため、発泡３の開口４が形成されている。発泡３の間のポリウレタン樹脂中には、発泡３より小さい孔径の図示を省略した微多孔が形成されている。発泡３および図示を省略した微多孔は、不図示の連通孔で網目状につながっている。すなわち、ポリウレタンシート２は連続発泡構造を有している。
【００１７】
枠材５は、第１の樹脂としての発泡樹脂部５ａで構成されている。発泡樹脂部５ａには、弾性を有する樹脂、すなわち、軟質プラスチックや半硬質プラスチックを用いることができ、具体的には、ポリウレタン樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を用いることができる。本例では、ショアＡ硬度が８０°の架橋硬化されたポリウレタン樹脂が用いられている。発泡樹脂部５ａは、予めポリイソシアネート化合物およびポリオール化合物を反応させて得られたイソシアネート基含有化合物と、予めポリオール化合物に水を分散希釈させ、ウレタン化反応の反応触媒および整泡剤を含む混合分散液（以下、単に、分散液という。）と、ポリアミン化合物と、を混合した混合液を型枠に注型し硬化させたポリウレタン発泡体をスライスし、円環状に裁断することで形成されている。すなわち、枠材５を構成する発泡樹脂部５ａは、乾式成型法により形成されている。
【００１８】
図２に示すように、発泡樹脂部５ａは、乾式成型時に分散液中の水により、断面が円形状ないし楕円形状の気泡５３が、内部に略均等に分散して形成されている。発泡樹脂部５ａの内部で近接して形成された気泡５３は、分散液中の水と整泡剤との作用により連通しており、連通した気泡５３の間には連通孔（不図示）が形成されている。すなわち、発泡樹脂部５ａは、気泡５３が連続状に形成された発泡構造を有している。気泡５３の平均孔径は、発泡剤の役割を果たす水の含有量や混合液調製時の攪拌条件で調整可能であり、本例では、３０〜２０００μｍの範囲に調整されている。発泡樹脂部５ａはポリウレタン発泡体をスライスし円環状に裁断することで形成される。このため、発泡樹脂部５ａでは、気泡５３の一部が貫通穴６側の面Ｓ（以下、面Ｓと略記する。）を含む表面で開口しており、気泡５３の開口が形成された面の単位面積あたりにおける気泡５３の平均開口径は３０〜２０００μｍの範囲となる。また、気泡５３の開口が形成された面の単位面積あたりにおける開口面積の割合は、平均開口径や開口の数に依存するが、本例では、３０〜８０％の範囲に設定されている。発泡樹脂部５ａの厚さはポリウレタン発泡体のスライス時に調整することができ、発泡樹脂部５ａの幅および形状は、被研磨物の大きさや形状によって、ポリウレタン発泡体の裁断時に調整することができる。
【００１９】
枠材５では、発泡樹脂部５ａの面Ｓの全体を被覆するように、第２の樹脂としての硬質樹脂部５ｂが配されている。硬質樹脂部５ｂには、発泡樹脂部５ａで使用した軟質プラスチックや半硬質プラスチックより硬度の高い樹脂、例えば、硬質プラスチックを用いることができる。このような樹脂としては、例えば、エンジニアリングプラスチックが挙げられるが、具体的には、ポリイミド、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）等がある。本例では、ロックウェル硬度がＭ１０２のポリイミドが用いられている。
【００２０】
硬質樹脂部５ｂは、ポリアミック酸溶液を発泡樹脂部５ａの面Ｓの全体に塗布後、加熱脱水しイミド化させることで形成される。硬質樹脂部５ｂの被覆厚さはポリアミック酸溶液の塗布厚さで調整することができ、本例では１５０〜２５００μｍの範囲に調整されている。硬質樹脂部５ｂの被覆厚さをこの範囲に調整することで、硬質のポリイミドを材質とする硬質樹脂部５ｂが可撓性を有することとなる。ポリアミック酸溶液は、ポリアミック酸をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（以下、ＤＭＦと略記する。）に溶解させることで形成することができる。発泡樹脂部５ａでは、気泡５３の一部が面Ｓで開口しており、気泡５３が連通孔で連通された発泡構造を有しているため、発泡樹脂部５ａにポリアミック酸溶液を塗布した際に、発泡樹脂部５ａの面Ｓで開口した気泡５３や、連通孔で連通された内部の気泡５３内にも浸透させることができる。このため、硬質樹脂部５ｂは、発泡樹脂部５ａの面Ｓで開口した気泡５３や、発泡樹脂部５ａの内部に形成された気泡５３内にも存在している。本例では、硬質樹脂部５ｂは、発泡樹脂部５ａの面Ｓから内部にかけて５ｍｍ以内の範囲に形成された気泡５３内に存在している。
【００２１】
接着剤７には、円環シート状に形成された感圧型接着剤およびホットメルト型接着剤が用いられている。感圧型接着剤としては、アクリル系、ニトリル系、ニトリルゴム系、ポリアミド系、ポリウレタン系、ポリエステル系等の各種の接着剤を挙げることができる。また、ホットメルト型接着剤としては、熱可塑性ウレタン、ウレタン樹脂を主成分とした反応性ホットメルト型接着剤を挙げることができる。本例では、ウレタン樹脂製のホットメルト型接着剤が用いられている。枠材５の接着面に接着剤７の一面側が貼り合わされ、他面側がポリウレタンシート２の保持面Ｐと貼り合わされている。
【００２２】
また、ポリウレタンシート２の裏面側には、保持具１０を研磨装置の保持用定盤に装着するために、両面テープ８が貼り合わされている。両面テープ８は、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと略記する。）製フィルム等の基材を有しており、基材の両面にアクリル系粘着材やゴム系粘着材等の粘着剤層が形成されている。両面テープ８は、基材の一面側の粘着剤層でポリウレタンシート２の裏面側と貼り合わされており、他面側の粘着剤層が剥離紙９で覆われている。
【００２３】
（製造）
図３に示すように、保持具１０は、ポリウレタンシート２および枠材５をそれぞれ作製し、枠材５、接着剤７、ポリウレタンシート２および両面テープ８を貼り合わせることで製造される。ポリウレタンシート２は、湿式成膜工程、バフ処理工程を経て製造される。すなわち、湿式成膜工程では、ポリウレタン樹脂溶液を調整する準備ステップ、ポリウレタン樹脂溶液を成膜基材に連続的に塗布し、水系凝固液中でポリウレタン樹脂をシート状に凝固再生させる凝固再生ステップ、凝固再生したポリウレタン樹脂を洗浄・乾燥させる洗浄・乾燥ステップを経てシート状のポリウレタン樹脂が形成される。バフ処理工程で厚みを均一化させることでポリウレタンシート２が作製される。
【００２４】
一方、枠材５は、乾式成型工程、塗布・乾燥工程を経て製造される。すなわち、乾式成型工程では、ポリイソシアネート化合物と、ポリオール化合物と、予めポリオール化合物に水と整泡剤とを分散希釈させた分散液と、ポリアミン化合物とをそれぞれ準備する準備ステップ、予めポリイソシアネート化合物およびポリオール化合物を反応させてイソシアネート基含有化合物を生成し、得られたイソシアネート基含有化合物、分散液、ポリアミン化合物の各成分を混合して混合液を調製する混合ステップ、混合液を型枠に注型し型枠内で発泡、硬化させてポリウレタン発泡体を形成する硬化成型ステップ、ポリウレタン発泡体をスライスし、環状に裁断するスライス・裁断ステップを経て複数枚の発泡樹脂部５ａが形成される。塗布・乾燥工程では、発泡樹脂部５ａにポリアミック酸溶液を塗布後、加熱脱水させ硬質樹脂部５を形成することで枠材５が作製される。以下、保持具１０の製造について、ポリウレタンシート２の作製、枠材５の作製、貼り合わせの順に説明する。
【００２５】
〈ポリウレタンシートの作製〉
湿式成膜工程の準備ステップでは、ポリウレタン樹脂、ポリウレタン樹脂を溶解可能な水混和性の有機溶媒のＤＭＦおよび添加剤を混合してポリウレタン樹脂を溶解させる。ポリウレタン樹脂には、１００％モジュラスが２０ＭＰａ以下のポリエステル系、ポリエーテル系、ポリカーボネート系等の樹脂から選択して用い、例えば、ポリウレタン樹脂が３０％となるようにＤＭＦに溶解させる。添加剤としては、発泡３の大きさや量（個数）を制御するカーボンブラック等の顔料、発泡形成を促進させる親水性活性剤およびポリウレタン樹脂の凝固再生を安定化させる疎水性活性剤等を用いることができる。得られた溶液を減圧下で脱泡しポリウレタン樹脂溶液を調製する。
【００２６】
凝固再生ステップでは、準備ステップで調製したポリウレタン樹脂溶液を成膜基材に連続的に塗布し、水系凝固液中でポリウレタン樹脂をシート状に凝固再生させる。ポリウレタン樹脂溶液を、ナイフコータ等の塗布装置により常温下で帯状の成膜基材に略均一に塗布する。このとき、用いた塗布装置で、ポリウレタン樹脂溶液の塗布厚み（塗布量）を調整する。成膜基材には、可撓性フィルム、不織布、織布等を用いることができるが、本例ではＰＥＴ製フィルムとして説明する。
【００２７】
成膜基材に塗布されたポリウレタン樹脂溶液を、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中に案内する。凝固液中では、まず、塗布されたポリウレタン樹脂溶液の表面側にスキン層４が厚み数μｍ程度に亘って形成される。その後、ポリウレタン樹脂溶液中のＤＭＦと凝固液との置換の進行によりポリウレタン樹脂がシート状に凝固再生する。ＤＭＦがポリウレタン樹脂溶液から脱溶媒し、ＤＭＦと凝固液とが置換することにより、スキン層４より内側のポリウレタン樹脂中に発泡３および図示を省略した微多孔が形成され、発泡３および図示を省略した微多孔を網目状に連通する不図示の連通孔が形成される。このとき、成膜基材のＰＥＴ製フィルムが水を浸透させないため、ポリウレタン樹脂溶液の表面側（スキン層４側）で脱溶媒が生じて成膜基材側が表面側より大きい発泡３が形成される。
【００２８】
洗浄・乾燥ステップでは、凝固再生した帯状（長尺状）のポリウレタン樹脂（以下、成膜樹脂という。）を洗浄した後乾燥させる。すなわち、成膜樹脂を、成膜基材から剥離した後、水等の洗浄液中で洗浄して成膜樹脂中に残留するＤＭＦを除去する。洗浄後、成膜樹脂を、例えば、内部に熱源を有するシリンダを備えたシリンダ乾燥機等で乾燥させる。乾燥後の成膜樹脂をロール状に巻き取る。
【００２９】
バフ処理工程では、洗浄・乾燥工程で乾燥させた成膜樹脂のスキン層側の面にバフ処理を施す。成膜基材に形成された成膜樹脂では、湿式成膜時に厚みバラツキが生じやすい。このため、成膜基材を剥離した後、スキン層の反対側の面に、表面が平坦な圧接治具を圧接することで、スキン層側の面に凹凸が出現する。この凹凸をバフ処理で除去する。本例では、連続的に製造された成膜樹脂が帯状のため、スキン層の反対側の面に圧接ローラを圧接しながら、スキン層側の面に連続的にバフ処理を施した後、枠材５の外径と同じ直径の円形状に裁断し、ポリウレタンシート２を得る。得られたポリウレタンシート２では、厚みバラツキが低減し厚みが均一化され、保持面Ｐに開口４が形成される。
【００３０】
〈枠材の作製〉
まず、乾式成型工程の準備ステップでは、ポリイソシアネート化合物と、ポリオール化合物と、分散液と、ポリアミン化合物とをそれぞれ準備する。準備するポリイソシアネート化合物としては、分子内に２つ以上のイソシアネート基を有していれば特に制限されるものではない。例えば、分子内に２つのイソシアネート基を有するジイソシアネート化合物としては、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート（２，６−ＴＤＩ）、２，４−トリレンジイソシアネート（２，４−ＴＤＩ）、ナフタレン−１，４−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ビフェニルジイソシアネート、３，３’−ジメチルジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、キシリレン−１，４−ジイソシアネート、４，４’−ジフェニルプロパンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、プロピレン−１，２−ジイソシアネート、ブチレン−１，２−ジイソシアネート、シクロヘキシレン−１，２−ジイソシアネート、シクロヘキシレン−１，４−ジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソチオシアネート、キシリレン−１，４−ジイソチオシアネート、エチリジンジイソチオシアネート等を挙げることができる。これらのジイソシアネート化合物の２種以上を併用してもよく、分子内に３つ以上、例えば、３つのイソシアネート基を有するトリイソシアネート化合物を用いてもよい。
【００３１】
一方、ポリオール化合物としては、ジオール化合物、トリオール化合物等の化合物であればよく、例えば、エチレングリコール、ブチレングリコール等の低分子量のポリオール化合物、および、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＧ）等のポリエーテルポリオール化合物、ポリエステルポリオール化合物、ポリカーボネートポリオール化合物、ポリカプロラクトンポリオール化合物等の高分子量のポリオール化合物のいずれも使用することができる。また、これらのポリオール化合物の２種以上を併用してもよい。
【００３２】
また、分散液の調製に用いられるポリオール化合物は、イソシアネート基含有化合物のイソシアネート基と反応することで、研磨加工時の溶出、ひいては、研磨性能に対する悪影響を抑制することができる。分散液としておくことで、次工程の混合工程で水、整泡剤の混合斑を低減する役割を果たす。ポリオール化合物としては、ジオール化合物、トリオール化合物等の化合物であればよく、例えば、エチレングリコール、ブチレングリコール等の低分子量のポリオール化合物、ＰＴＭＧ、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）等の高分子量のポリオール化合物のいずれも使用することができる。イソシアネート基含有化合物やポリアミン化合物の溶液の粘度と同程度にすることで混合工程において水、整泡剤の分散が均一化しやすくなるため、数平均分子量５００〜３０００のポリオール化合物を用いることが好ましい。本例では、数平均分子量約１０００のＰＴＭＧを使用する。分散液の調製時には、一般的な攪拌装置を使用して攪拌混合すればよく、水および整泡剤が略均等に分散希釈されていればよい。
【００３３】
分散液に分散させる水としては、特に制限はないが、不純物等の混入を回避するため、蒸留水を使用することが好ましい。また、分散液に対する水の配合割合は、上述した気泡５３の平均孔径や開口面積の割合を考慮し、３．００〜３．７５重量％の範囲に調整する。
【００３４】
一方、分散液に分散させる整泡剤は、得られるポリウレタン発泡体に形成される連通孔の割合を調整する役割を果たす。すなわち、整泡剤は、その種類によって、分散力、ポリオール化合物への相溶性、発泡の安定化力が異なるため、整泡剤の種類や添加量をコントロールすることで、連通孔の形成割合を調整することが可能である。連通孔の形成に好適な整泡剤としては、シリコン系界面活性剤を挙げることができるが、とりわけ、シリコン系ノニオン界面活性剤であって、活性水素基を有していないものを使用することが好ましい。シリコン系ノニオン界面活性剤としては、例えば、ポリエーテル変性シリコーン、すなわち、ポリオキシアルキレン・ジメチルポリシロキサン・コポリマを挙げることができる。ポリエーテル変性シリコーンを構成するポリエーテルとしては、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、これらの共重合体等を例示することができる。
【００３５】
分散液における整泡剤の添加量は、発泡剤として配合される水の１重量部に対して上述した整泡剤を０．５重量部以下とすることが好ましい。水に対する整泡剤の添加量が０．５重量部を超えるとポリウレタン発泡体に形成される連通孔が減少する。
【００３６】
準備ステップで準備するポリアミン化合物は、イソシアネート基含有化合物のイソシアネート基と反応し、鎖伸長剤および架橋剤として機能する。ポリアミン化合物としては、脂肪族や芳香族のポリアミン化合物を使用することができるが、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン、ジシクロヘキシルメタン−４，４’−ジアミン、３，３’−ジクロロ−４，４’−ジアミノジフェニルメタン（以下、ＭＯＣＡと略記する。）、ＭＯＣＡと同様の構造を有するポリアミン化合物等を挙げることができる。また、ポリアミン化合物が水酸基を有していてもよく、このようなアミン系化合物として、例えば、２−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、２−ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、ジ−２−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、ジ−２−ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、２−ヒドロキシプロピルエチレンジアミン、ジ−２−ヒドロキシプロピルエチレンジアミン等を挙げることができる。これらの化合物の２種以上を併用してもよい。ポリアミン化合物として、本例では、ＭＯＣＡが約１２０℃に加熱し溶融させた状態で用いられる。
【００３７】
混合ステップでは、準備ステップで準備したポリイソシアネート化合物と、ポリオール化合物とを反応させることでイソシアネート基含有化合物、すなわち、イソシアネート末端ウレタンプレポリマ（以下、単に、プレポリマと略記する。）を生成する。得られたプレポリマと、準備ステップで準備した分散液およびポリアミン化合物とを攪拌翼を備えた混合機で混合し、混合液を調製する。
【００３８】
プレポリマを生成するときは、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基のモル量をポリオール化合物の水酸基のモル量より大きくする。また、使用するプレポリマは、粘度が高すぎると、流動性が悪くなり混合時に略均一に混合することが難しくなる。温度を上昇させて粘度を低くするとポットライフが短くなり、却って混合斑が生じて得られるポリウレタン発泡体に形成される気泡５３の大きさにバラツキが生じる。反対に粘度が低すぎると混合液中で気泡が移動してしまい、ポリウレタン発泡体に略均等に分散した気泡５３を形成することが難しくなる。このため、プレポリマは、温度３０〜８０℃における粘度を２０００〜２００００ｍＰａ・ｓの範囲に設定することが好ましい。例えば、プレポリマの分子量（重合度）を変えることで粘度を設定することができる。プレポリマは、３０〜８０℃程度に加熱され流動可能な状態とされる。
【００３９】
また、混合液を調整するときは、攪拌翼の回転による剪断速度、剪断回数を調整することで、各成分が略均等に混合されると共に、気泡５３の平均孔径も調整することができる。剪断速度が小さすぎると、得られるポリウレタン発泡体に形成される気泡５３の平均孔径が大きくなりすぎる。反対に剪断速度が大きすぎると、攪拌翼および混合液間の摩擦による発熱で温度が上昇し粘度が低下するため、混合液中で生じた気泡が（成型中に）移動してしまい、得られるポリウレタン発泡体に形成される気泡５３の分散状態にバラツキが生じやすくなる。一方、剪断回数が少なすぎると気泡５３の孔径にムラ（バラツキ）が生じやすく、反対に多すぎると温度上昇で粘度が低下し、気泡５３が略均等に形成されなくなる。
【００４０】
硬化成型ステップでは、混合ステップで調製された混合液を連続して型枠に注型し、型枠内で発泡、架橋硬化させてポリウレタン発泡体を成型する。ポリウレタン発泡体を架橋硬化させる度合い（発泡樹脂部５ａのショアＡ硬度）は、プレポリマ、分散液およびポリアミン化合物の混合割合を変えることで調整することができる。型枠に混合液を注液するときは、混合液を、型枠に略均等に注液する。注液された混合液を型枠内で反応硬化させブロック状のポリウレタン発泡体を形成させる。このとき、プレポリマとポリオール化合物、ポリアミン化合物との反応によりプレポリマが架橋硬化する。この架橋硬化の進行と同時に、プレポリマのイソシアネート基と分散液に分散希釈された水とが反応することで、二酸化炭素が発生する。架橋硬化が進行しているため、発生した二酸化炭素が外部に抜け出すことなく、気泡５３が形成される。
【００４１】
整泡剤に用いたシリコン系界面活性剤の主骨格であるポリジメチルシロキサンは、比較的低い表面張力を示す。ポリウレタン発泡系における整泡剤の役割は、このポリジメチルシロキサンの特性がベースとなっている。シリコン系界面活性剤は、ポリウレタン発泡系において、非シリコン系界面活性剤より優れた表面活性効果を示す。整泡剤のポリウレタン発泡系に対する寄与は、低粘度域での撹拌力の補助と、反応が進行した際の高粘度域での泡の安定化とに大別される。撹拌力の補助は、原料成分を混合・乳化すること、および、巻き込みガスを分散させることを意味している。一方、泡の安定化は、泡の合一を抑制すること、および、膜を安定化させることを意味している。泡の合一抑制では表面張力の調整により、膜の安定化では動的表面張力・表面弾性・表面粘性の調整により効果を与える。従って、攪拌力の補助効果が大きくなり、生じた泡の安定化が少なくなる条件を選定することで、連通孔の形成割合を増加させることができる。この条件は、発泡剤として配合した水の添加量、整泡剤の種類や添加量にあわせて選定される。
【００４２】
スライス・裁断ステップでは、硬化成型ステップで得られたポリウレタン発泡体をシート状にスライスし、円環状に裁断して複数枚の発泡樹脂部５ａを形成する。スライスには、一般的なスライス機を使用することができる。スライス時にはポリウレタン発泡体の下層部分を保持し、上層部から順に所定厚さにスライスする。スライスする厚さは、本例では、０．５〜１．５ｍｍの範囲に設定されている。裁断時には、円環状の型で打ち抜いてもよく、裁断機で裁断してもよい。硬化成型ステップで内部に気泡５３が形成されたポリウレタン発泡体が得られるため、スライス・裁断ステップで得られる発泡樹脂部５ａは、面Ｓを含む表面で気泡５３の開口が形成されている。
【００４３】
塗布・乾燥工程では、スライス・裁断ステップで得られた発泡樹脂部５ａの面Ｓの全体にポリアミック酸溶液を塗布する。ポリアミック酸溶液は、テトラカルボン酸無水物とジアミンを重合させることで形成したポリアミック酸をＤＭＦに溶解させることで形成される。発泡樹脂部５ａにポリアミック酸溶液を塗布し低温乾燥させる作業を繰り返し行い、加熱脱水させる。ポリアミック酸溶液を加熱脱水させると、ポリアミック酸のイミド化反応が進行し、ポリイミドが形成される。すなわち、発泡樹脂部５ａの面Ｓの全体に硬質樹脂部２ｂが形成された枠材５が得られる。硬質樹脂部２ｂの被覆厚さは、ポリアミック酸溶液の塗布厚さにより調整することができ、本例では、１５０〜２５００μｍの範囲に設定されている。
【００４４】
〈貼り合わせ〉
貼り合わせでは、ポリウレタンシート２、枠材５および両面テープ８を貼り合わせる。まず、ポリウレタンシート２の保持面Ｐの反対側の面に、両面テープ８の一面側の粘着剤層を貼り合わせる。両面テープ８の他面側には剥離紙９が残されている。ポリウレタンシート２に両面テープ８が貼り合わされた保持パッドが得られる。次に、枠材５をポリウレタンシート２の保持面Ｐの外縁部に接着剤７を介して貼着する。そして、表面にキズや汚れ、異物等の付着が無いことを確認する等の検査を行い、保持具１０を完成させる。
【００４５】
図２に示すように、保持具１０を用いて被研磨物の研磨加工を行うときは、片面研磨機の保持用定盤に装着した保持具１０で保持用定盤に被研磨物３０を保持させる。保持用定盤と対向するように配置された研磨用定盤には被研磨物３０を研磨加工するための研磨パッドを装着する。保持用定盤に保持具１０を装着するときは、剥離紙８を取り除いて粘着剤層を露出させた後、露出した粘着剤層を保持用定盤に接触させ押圧する。保持面Ｐに適量の水を含ませて、枠材５の貫通穴６に被研磨物３０を挿入する。被研磨物をポリウレタンシート２側に押し付けることで、保持面Ｐと被研磨物３０との間に浸入した水の表面張力およびポリウレタンシート２のポリウレタン樹脂の弾性により被研磨物３０を保持具１０を介して保持用定盤に保持させる。研磨加工時には、被研磨物３０および研磨パッド間に研磨粒子を含む研磨液（スラリ）を循環供給すると共に、被研磨物３０に圧力をかけながら研磨用定盤ないし保持用定盤を回転させることで、被研磨物３０を研磨加工する。
【００４６】
（作用等）
次に、本実施形態の保持具１０の作用等について、発泡樹脂部５ａの面Ｓに硬質樹脂部５ｂが配された枠材５の作用を中心に説明する。
【００４７】
従来保持具では、枠材が繊維強化樹脂や金属等の剛性を有する材質で構成されていることから、研磨加工時に被研磨物が枠材に接触して被研磨物が破損することがある。また、被研磨物の破損により生じる破片により被研磨物に更にキズを与えてしまうおそれがある。被研磨物および枠材が接触したときの衝撃を和らげるために、枠材の貫通穴側の面に樹脂部材を配置する技術がある。ところが、樹脂部材が軟質樹脂の場合、研磨加工中に経時的に樹脂部材が塑性変形するため、枠材と被研磨物との隙間が大きくなり、研磨加工中に被研磨物が脱落しやすくなる。また、樹脂部材が硬質樹脂の場合、樹脂部材の配置されていない枠材を使用したときより、被研磨物の破損を抑えることができるものの、樹脂部材に軟質樹脂を用いた場合ほどの効果は得られず、結果的に被研磨物および樹脂部材のいずれも破損してしまう。更に、使用される樹脂部材は疎水性のものが多く、金属との凝着力を殆ど有しておらず、研磨加工中に樹脂部材が枠材から剥離しやすい問題もある。本実施形態はこれらを解決することができる保持具である。
【００４８】
本実施形態の保持具１０では、枠材５を構成する発泡樹脂部５ａが弾性を有するためクッション性を有している。また、発泡樹脂部５ａの貫通穴側の面を被覆するように配された硬質樹脂部５ｂが発泡樹脂部５ａより硬度が高いので剛性を維持でき、硬質樹脂部５ｂが可撓性を有するので発泡樹脂部５ａのクッション性が発揮される。このため、研磨加工時に被研磨物が枠材の硬質樹脂部５ｂに繰り返し接触しても、発泡樹脂部５ａのクッション性により衝撃が吸収され被研磨物ないし枠材の破損を抑制することができる。また、硬質樹脂部５ｂにより枠材全体の塑性変形も抑制され、被研磨物が枠材から脱落しにくく安定した研磨加工を行うことができる。
【００４９】
また、本実施形態では、発泡樹脂部５ａの内部に形成された気泡５３が連通し、気泡５３のうち発泡樹脂部５ａの貫通穴６側に形成された気泡５３が面Ｓで開口している。また、硬質樹脂部５ｂがポリアミック酸溶液を発泡樹脂部５ａに塗布することで形成される。これにより、ポリアミック酸溶液を、面Ｓで開口した気泡５３や、内部に形成された気泡５３内に浸入させることで、硬質樹脂部５ｂを面Ｓで開口した気泡５３や、内部に形成された気泡５３内にも形成することができる。このため、発泡樹脂部５ａと硬質樹脂部５ｂとの間には、ポリウレタン樹脂とポリイミドとの凝着力に加えて、硬質樹脂部５ｂの一部が発泡樹脂部５ａの気泡５３に入り込み、いわゆるアンカリング効果が生じる。これにより、ポリウレタンと研磨加工中に硬質樹脂部５ｂが発泡樹脂部５ａから剥離しにくくなり、安定した研磨加工を行うことができる。
【００５０】
更に、本実施形態では、硬質樹脂部５ｂの被覆厚さが１５０〜２５００μｍの範囲に調整されている。このため、研磨加工中に被研磨物が枠材５に接触しても、硬質樹脂部５ｂが可撓性を有するため、発泡樹脂部５ａのクッション性を発揮することができる。硬質樹脂部５ｂの被覆厚さが１５０μｍ未満の場合、硬質樹脂部５ｂが薄く剛性が不十分となるため、研磨加工中に被研磨物が枠材５に繰り返し接触することで硬質樹脂部５ｂが破損しやすくなる。反対に、硬質樹脂部５ｂの被覆厚さが２５００μｍを超える場合、硬質樹脂部５ｂの可撓性が失われてしまうため、枠材５を発泡樹脂部５ａで構成しても、発泡樹脂部５ａのクッション性を発揮することができず、研磨加工中に被研磨物が枠材５に接触したときに、被研磨物が破損してしまう。
【００５１】
また更に、本実施形態では、気泡５３の開口が形成された面の単位面積あたりにおける、気泡５３の平均開口径が３０〜２０００μｍの範囲に調整されている。このため、ポリアミック酸溶液の粘度にもよるが、硬質樹脂５ｂのポリイミドを形成する際にポリアミック酸溶液を容易に気泡５３内へ浸透させることができる。気泡５３の平均開口径が１０μｍ未満の場合、ポリアミック酸溶液を発泡樹脂部５ａに塗布しても平均開口径が小さいため、ポリアミック酸溶液を気泡５３内に浸透させにくくなり、開口した気泡５３内に硬質樹脂部５ｂが形成されないことがある。反対に、気泡５３の平均開口径が２０００μｍを超える場合、枠材５の剛性が不十分となる。
【００５２】
更にまた、本実施形態では、気泡５３の開口が形成された面の単位面積あたりにおける気泡５３の開口面積の割合が３０〜８０％の範囲に調整されている。このため、上述した気泡５３の平均開口径にもよるが、気泡５３の開口が形成された面の単位面積あたりにおける気泡５３の開口の数が適度に調整される。従って、硬質樹脂部５ｂが気泡５３の開口に入り込むことで発泡樹脂部５ａに確実に固定されるので、研磨加工中に硬質樹脂部５ｂが発泡樹脂部５ａから剥離しにくくなる。気泡５３の開口面積の割合が１０％未満の場合、気泡５３の開口の数も少なくなるため、硬質樹脂部５ｂが発泡樹脂部５ａに確実に固定されず、研磨加工中に剥離してしまう。気泡５３の開口面積の割合が８０％を超える場合、枠材５の剛性が不十分となる。
【００５３】
なお、本実施形態では、硬質樹脂部５ｂが発泡樹脂部５ａの面Ｓを被覆するように配されている例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図４に示すように、硬質樹脂部５ｂが、更に、発泡樹脂部５ａの外側面（以下、面Ｕという。）、および、ポリウレタンシート２が貼着された面の反対側の面（以下、面Ｔという。）を被覆するように配されていてもよい。この場合、硬質樹脂部５ｂが、面Ｕおよび面Ｔの何れか一方を被覆するように配されていてもよい。発泡樹脂部５ａの面Ｕおよび面Ｔに配する硬質樹脂部２ｂの被覆厚さは、面Ｓの被覆厚さと同じ範囲にすることで、可撓性を持たせることが好ましい。硬質樹脂部５ｂが面Ｕないし面Ｔに配されることで、枠材５がより高い剛性を維持することができる。
【００５４】
また、本実施形態では、硬質樹脂部５ｂが発泡樹脂部５ａの面Ｓの全体を被覆するように配されている例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、面Ｓの面積の４０％以上を被覆するように配されていればよい。硬質樹脂部５ｂが配された面積が、面Ｓの面積の４０％未満の場合、発泡樹脂部５ａが弾性を有することから、被研磨物および枠材５に摩擦抵抗が生じるため、被研磨物の挿入および取り外し作業に影響を及ぼすこととなる。結果として、被研磨物の平坦性の悪化、被研磨物の破損を誘発することとなる。
【００５５】
更に、本実施形態では、硬質樹脂部５ｂに用いたポリイミドを、ポリアミック酸溶液を発泡樹脂部５ａに塗布することで形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、金型または外枠内に発泡樹脂部５ａを載置しポリアミック酸溶液を隙間に流し込み、ポリアミック酸溶液を発泡樹脂部５ａに含浸させることで形成してもよい。ポリアミック酸溶液には、ポリイミド化の反応温度を下げる目的で、トリエチルアミン、ピリジンのような３級アミン等の反応触媒、無水酢酸や無水絡酸のような酸無水物等の脱水縮合剤等を混合してもよい。また、硬質樹脂部５ｂとして、いずれの溶媒に対しても不溶な樹脂や発泡樹脂部５ａ（例えば、ポリウレタン樹脂）を溶解する溶媒にしか溶けない樹脂を使用する場合、硬質樹脂部５ｂを高温下で射出成型することで形成してもよい。射出成型の場合、金型または外枠の中に発泡樹脂部５ａを入れ、高温下で液体状となった硬質樹脂部５ｂを隙間に流し込むことで、硬質樹脂部５ｂを形成することができる。
【００５６】
また更に、本実施形態では、発泡樹脂部５ａにポリウレタン樹脂を用い、乾式成型法により形成する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、発泡樹脂部５ａを湿式成膜法により形成してもよい。この場合、ポリウレタン樹脂溶液に架橋剤を加えておき、湿式凝固させた後、加熱処理を施し架橋硬化させればよい。また、発泡樹脂部５ａに使用したポリウレタン樹脂の原材料、すなわち、ポリイソシアネート化合物、ポリオール化合物、分散液、およびポリアミン化合物等をミキサーで攪拌し、分散液による水の気泡を、ガスを吹き込むことで粉砕し微細化させる方法（メカニカルフロス法）により形成してもよい。
【００５７】
更にまた、本実施形態では、発泡樹脂部５ａとして、耐熱性および耐溶剤性の両方を有する熱硬化性樹脂、すなわち、架橋硬化されたポリウレタン樹脂を用いる例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、発泡樹脂部５ａにおいて、耐熱性および耐溶剤性の少なくとも一方を有していれば、熱硬化性樹脂以外の樹脂を使用してもよい。例えば、硬質樹脂部５ｂに使用する樹脂の溶液を塗布または含浸させて硬質樹脂部５ｂを形成する場合、発泡樹脂部５ａが硬質樹脂部５ｂの形成に使用する溶液に溶解しないように、発泡樹脂部５ａには耐溶剤性を有する樹脂を用いることが好ましい。また、硬質樹脂部５ｂを高温下で射出成形して形成する場合、発泡樹脂部５ａが熱溶融しないように、発泡樹脂部５ａには耐熱性を有する樹脂を用いることが好ましい。
【００５８】
また、本実施形態では、発泡樹脂部５ａとしてショアＡ硬度が８０°のポリウレタン樹脂を用いる例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、軟質プラスチックまたは半硬質プラスチックで弾性を有していれば、シリコーンゴムやフッ素ゴム等のエラストマを使用してもよい。また、発泡樹脂部５ａのショアＡ硬度は、用いる材質の種類の他に、発泡樹脂部５ａを作製時に架橋硬化させる度合いにも依存する。このため、発泡樹脂部５ａのショアＡ硬度は、被研磨物の脆性に応じて、材質の種類を選択して用いたり、架橋硬化させる度合いを調整することで、調整することができる。また、本実施形態では、硬質樹脂部５ｂを構成する材料として硬質プラスチックであるポリイミドを用いたが、発泡樹脂部５ａより硬度の高い樹脂であれば、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上述したＰＰＳやＰＥＳ等のエンジニアリングプラスチックを使用してもよい。ここで付言すれば、日本工業規格（ＪＩＳ Ｋ ６９００「プラスチック−用語」）の定義では、指定条件のものでの引張試験における弾性率が７０ＭＰａより大きくないものを軟質プラスチック、７０〜７００ＭＰａのものを半硬質プラススチック、７００ＭＰａを超えるものを硬質プラスチックと定めている。
【００５９】
更に、本実施形態では、発泡樹脂部５ａは、貫通穴６側に形成された気泡５３が面Ｓで開口している例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、気泡５３が面Ｓで開口していなくてもよい。また、本実施形態では、発泡樹脂部５ａにおいて、気泡５３が連通している例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発泡樹脂部５ａの気泡５３が連通せず独立して形成された発泡構造であってもよい。この場合、発泡樹脂部５ａをポリウレタン樹脂で乾式成型法により製造する際に、乾式成型工程の準備ステップで準備する分散液において、整泡剤を添加しないことで実現することができる。気泡５３を連通させ、面Ｓで開口させると、硬質樹脂部５ｂを開口した気泡５３や内部の開口していない気泡５３内にまで存在させることができ、研磨加工中に硬質樹脂部５ｂを発泡樹脂部５ａから剥離しにくくすることができる。
【００６０】
また更に、本実施形態では、気泡５３の開口が形成された面の単位面積あたりにおける気泡５３の平均開口径が３０〜２０００μｍの範囲に調整されている例を示したが、ポリアミック酸溶液を気泡５３内に浸透させると共に、枠材５の剛性を維持することを考慮すれば、気泡５３の平均開口径を１００〜５００μｍの範囲に調整することがより好ましい。また、本実施形態では、気泡５３の開口が形成された面の単位面積あたりにおける気泡５３の開口面積の割合が３０〜８０％の範囲に調整されている例を示したが、硬質樹脂部５ｂを発泡樹脂部５ａに確実に固定すると共に、枠材５の剛性を維持することを考慮すれば、気泡５３の開口面積の割合を５０〜７０％の範囲に調整することがより好ましい。
【００６１】
更にまた、硬質樹脂部５ｂが発泡樹脂部５ａの面Ｓで開口した気泡５３や、発泡樹脂部５ａの面Ｓから内部にかけて５ｍｍ以内の範囲に形成された気泡５３内にも存在している例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。発泡樹脂部５ａのクッション性を確保することや、コスト高を招く硬質樹脂部５ｂの使用量を低減し低コスト化を図ることを考慮すれば、硬質樹脂部５ｂは、発泡樹脂部５ａの面Ｓから内部にかけて３ｍｍ以内の範囲に形成された気泡５３内に存在していることがより好ましい。
【００６２】
また、本実施形態では、枠材５の作製の乾式成型工程において、硬化成型ステップで形成したポリウレタン発泡体をスライスし円環状に裁断することで複数枚の発泡樹脂部５ａを形成する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ポリウレタン発泡体の厚さを微調整し厚さ精度を向上させることを目的として、スライス後にバフィングを施してもよい。また、硬化成型ステップで１枚の薄いポリウレタン発泡体を作製し、これをスライスせずにそのまま円環状に裁断することで、発泡樹脂部５ａを形成してもよい。この場合、発泡樹脂部５ａの気泡５３のうち貫通穴６側に形成された気泡５３が面Ｓで開口し、面Ｔおよび面Ｕ側に形成された気泡５３が面Ｔおよび面Ｕで開口していない発泡樹脂部５ａが形成されることとなる。本例では、ポリウレタン発泡体をスライスし、円環状に裁断することで発泡樹脂部５ａを形成するため、発泡樹脂部５ａは気泡５３の一部が面Ｓ、面Ｔおよび面Ｕで開口している。
【００６３】
更に、本実施形態では、円環状の枠材５を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、被研磨物の形状に合わせて矩形状や楕円形状としてもよい。また、本実施形態では、枠材５に１つの貫通穴６が形成されている例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、枠材５に２つ以上の貫通穴６が形成されていてもよい。このようにすれば、複数の被研磨物を同時に保持させ、研磨加工することが可能となる。
【００６４】
また更に、本実施形態では、シート材として湿式成膜法により形成されたポリウレタン樹脂を使用する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ポリエステル樹脂等の他の樹脂を使用してもよい。ポリウレタン樹脂を用いるようにすれば、湿式成膜法により連続状の発泡構造を容易に形成することができる。更に、本実施形態では、ポリウレタンシート２のスキン層が形成された面側にバフ処理を施す例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、バフ処理に代えてスライス処理を施すようにしてもよく、スキン層の反対側の面にバフ処理やスライス処理を施してスキン層を残してもよい。スキン層を残した場合、スキン層に水等の液体を含ませておくことで液体の表面張力等により、被研磨物をより密着して保持することができる。もちろん、湿式成膜時に略均一な厚みでポリウレタンシート２を形成することができれば、バフ処理やスライス処理を施さなくてもよい。
【００６５】
更にまた、本実施形態では、枠材５に接着剤７を介してポリウレタンシート２を貼り合わせる例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ＰＥＴ製フィルム等の基材の両面に接着剤が塗工された両面テープを使用することも可能である。更に、本実施形態では、接着剤７としてポリウレタン樹脂製のホットメルト型接着剤を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。また、本実施形態では、ポリウレタンシート２の保持面Ｐの反対側の面に基材を有する両面テープ８を貼り合わせる例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ポリウレタンシート２と両面テープ８との間にＰＥＴ、不織布、織布等の支持材を貼り合わせるようにしてもよく、両面テープ８が基材を有することなく粘着剤のみで構成されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、被研磨物および枠材の破損を抑制し安定した研磨加工を行うことができる保持具を提供するものであるため、保持具の製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００６７】
Ｐ 保持面
２ ポリウレタンシート（シート材）
５ 枠材
６ 貫通穴
１０ 保持具
５３ 気泡
５ａ 発泡樹脂部（第１の樹脂）
５ｂ 硬質樹脂部（第２の樹脂）
【技術分野】
【０００１】
本発明は保持具に係り、特に、被研磨物を保持するための保持面を有するシート材と、シート材の保持面に貼着された枠材とを備えた保持具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体デバイス用シリコンウェハ、化合物半導体、水晶、石英、光学レンズ、液晶ディスプレイ用マザーガラス基板及び薄膜形成基板等の材料では、高精度な平坦性が要求されているため、研磨加工が行われている。通常、研磨加工には、被研磨物の両面を同時に研磨加工する両面研磨機や被研磨物の片面を研磨加工する片面研磨機等が使用されている。両面研磨機では、対向する定盤にそれぞれ貼付した研磨パッドで被研磨物の両面に研磨加工が行われる。一方、片面研磨機では、保持用定盤に被研磨物を一面側で保持させて、被研磨物の他面側に研磨加工が行われる。
【０００３】
一般に、片面研磨機を使用した研磨加工では、保持定盤および研磨パッド間の平行度のバラツキ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、保持用定盤に保持パッドが装着される。通常、保持パッドには、湿式成膜法で形成された樹脂製のシート材が使用されている。湿式成膜法によるシート材では、表面側に形成されたスキン層を残す場合もあるが、バフ処理等でスキン層を除去し、表面（保持面）に開口を形成させることがある。
【０００４】
保持面に開口が形成されたシート材では、研磨加工中に被研磨物の横ずれや脱落が生じるため、被研磨物を平坦に研磨加工することが難しくなる。この横ずれや脱落を抑制するため、被研磨物の移動範囲を枠内に規制するための枠材を保持パッドに貼着した保持具が用いられている。保持具では、枠材に被研磨物を挿入して研磨加工が行われ、研磨加工後に被研磨物が保持具から取り外される。被研磨物の挿入および取り外しを容易にするため、被研磨物および枠材間には、隙間（ギャップ）が形成されている。
【０００５】
一般に、枠材は、研磨加工で加わる抵抗で変形したり、被研磨物との接触で容易に損傷しないように、ガラス繊維強化エポキシ樹脂等の繊維強化樹脂や金属等の剛性を有する材質で構成されている。ところが、研磨加工時に定盤の回転により被研磨物および枠材が接触したときに生じる衝撃で、むしろ被研磨物が破損することがある。また、被研磨物の破損に伴い生じる破片により被研磨物に更にキズを与えてしまうおそれがある。被研磨物および枠材が接触したときに生じる衝撃を和らげるために、被研磨物を挿入可能な貫通穴が形成された枠材において、貫通穴側の面に樹脂部材を配置する技術が開示されている（特許文献１、特許文献２参照）。しかしながら、特許文献１、２の技術では、樹脂部材に軟質樹脂を用いた場合、研磨加工中に被研磨物および枠材が接触したときに生じる衝撃を和らげることができるものの、経時的に樹脂部材が塑性変形してしまい、枠材と被研磨物との隙間が大きくなる。この結果、研磨加工中に被研磨物が脱落することがある。また、樹脂部材に硬質樹脂を用いた場合、樹脂部材の配置されていない枠材を使用したときより、被研磨物および枠材が接触したときに生じる衝撃を和らげ破損を抑えることができるものの、樹脂部材に軟質樹脂を用いた場合ほどの効果は得られず、結果的に被研磨物および樹脂部材が破損してしまう。これらの問題を解決するため、被研磨物を挿入可能な貫通穴が形成された枠材において、貫通穴側の面にエラストマを配置する技術が開示されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１０５３０３号公報
【特許文献２】実用新案登録第３０８６５９１号公報
【特許文献３】特開２００３−３０５６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献３の技術では、エラストマがゴム弾性を有するため、塑性変形が生じにくいものの、被研磨物およびエラストマ間に生じる摩擦抵抗により、研磨加工中に貫通穴内で被研磨物の自転運動が起こりにくく、シート材の厚さ斑などが転写されやすくなる。また、自動機による被研磨物の挿入および取り外しでは、手動で行うときのように力を加減することが難しく、特に、ＬＣＤ用ガラス基板等の脆性を有する被研磨物の場合、基板割れ等を引き起こすおそれがある。また、特許文献１〜３の技術では、研磨加工の進行に伴い、樹脂部材やエラストマが枠材から剥離する問題もある。これを回避するために、樹脂部材を枠材に融着固定させたり、枠材の貫通穴側の面に段差を形成して接着面積を確保しているものの、樹脂部材やエラストマが疎水性で金属との凝着力を殆ど有していないため、エラストマや樹脂部材が枠材から剥離することを抑制する効果を期待することができない。
【０００８】
本発明は上記事案に鑑み、被研磨物および枠材の破損を抑制し安定した研磨加工を行うことができる保持具を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、被研磨物を保持するための保持面を有するシート材と、前記シート材の前記保持面に一面が貼着され、前記被研磨物を挿入可能な少なくとも１つの貫通穴が形成された枠材と、を備え、前記枠材は、多数の気泡が内部に形成され弾性を有する第１の樹脂で構成されており、前記第１の樹脂の前記貫通穴側の面を被覆するように前記第１の樹脂より硬度が高く可撓性を有する第２の樹脂が配されたことを特徴とする。
【００１０】
本発明では、枠材を構成する第１の樹脂が弾性を有するためクッション性を有すると共に、第１の樹脂の貫通穴側の面を被覆するように配された第２の樹脂が第１の樹脂より硬度が高いため剛性を維持でき、第２の樹脂が可撓性を有するため第１の樹脂のクッション性が発揮されるので、研磨加工時に被研磨物が枠材の第２の樹脂に繰り返し接触しても、第１の樹脂のクッション性により衝撃が吸収され被研磨物ないし枠材の破損を抑制することができ、第２の樹脂により枠材全体の塑性変形が抑制され被研磨物が枠材から脱落しにくく安定した研磨加工を行うことができる。
【００１１】
本発明において、第１の樹脂では気泡のうち貫通穴側に形成された気泡が貫通穴側の面で開口していてもよい。第１の樹脂では気泡が連通していてもよい。第２の樹脂が第１の樹脂の貫通穴側の面で開口した気泡内にも存在していることが好ましい。第２の樹脂が第１の樹脂の貫通穴側の面の面積の４０％以上を被覆するように配されていてもよい。枠材は、更に、第１の樹脂の外側面、ないし、一面に対する他面を被覆するように第２の樹脂が配されていてもよい。第１の樹脂は、気泡の開口が形成された面の単位面積当たりにおける、気泡の平均開口径を３０μｍ〜２０００μｍの範囲とし、気泡の開口面積の割合を３０％〜８０％の範囲としてもよい。第２の樹脂では、被覆厚さを１５０μｍ〜２５００μｍの範囲とすることが好ましい。第１の樹脂を熱硬化性樹脂とし、第２の樹脂をエンジニアリングプラスチックとすることができる。シート材を湿式成膜法によりポリウレタン樹脂で形成してもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、枠材を構成する第１の樹脂が弾性を有するためクッション性を有すると共に、第１の樹脂の貫通穴側の面を被覆するように配された第２の樹脂が第１の樹脂より硬度が高いため剛性を維持でき、第２の樹脂が可撓性を有するため第１の樹脂のクッション性が発揮されるので、研磨加工時に被研磨物が枠材の第２の樹脂に繰り返し接触しても、第１の樹脂のクッション性により衝撃が吸収され被研磨物ないし枠材の破損を抑制することができ、第２の樹脂により枠材全体の塑性変形が抑制され被研磨物が枠材から脱落しにくく安定した研磨加工を行うことができる、という効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用した実施形態の保持具を模式的に示す断面図である。
【図２】保持具の枠材とポリウレタンシートとの貼着部分を拡大し枠材と被研磨物との位置関係を模式的に示す断面図である。
【図３】本実施形態の保持具の製造方法の要部を示す工程図である。
【図４】本発明を適用可能な別の形態の保持具を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明を適用した保持具の実施の形態について説明する。
【００１５】
（構成）
図１に示すように、本実施形態の保持具１０は、被研磨物を保持するための保持面Ｐを有するシート材としての円形のポリウレタンシート２と、被研磨物の移動範囲を枠内に規制するための枠材としての円環状の枠材５とを備えている。枠材５は被研磨物を挿入可能な１つの貫通穴６が形成されている。ポリウレタンシート２および枠材５は外径が同じであり、枠材５はポリウレタンシート２側の面（接着面）がポリウレタンシート２の保持面Ｐの外縁部に円環シート状の接着剤７を介して貼着されている。
【００１６】
ポリウレタンシート２は、湿式成膜法により作製されており、１００％モジュラス（２倍長に引っ張るときの張力）が２０ＭＰａ以下のポリウレタン樹脂で形成されている。ポリウレタンシート２は、厚みを均一化するために、湿式成膜時に形成されたスキン層側の表面にバフ処理が施されている。このバフ処理によりスキン層が除去されている。バフ処理された面が保持面Ｐを形成する。ポリウレタンシート２は、ポリウレタンシート２の内部には、厚み方向に沿って丸みを帯びた断面三角状の発泡３が略均等に分散した状態で形成されている。発泡３は、保持面Ｐ側の孔径が裏面側の孔径より小さく形成されている。すなわち、発泡３は保持面Ｐ側で縮径されている。保持面Ｐでは、バフ処理でスキン層が除去されたため、発泡３の開口４が形成されている。発泡３の間のポリウレタン樹脂中には、発泡３より小さい孔径の図示を省略した微多孔が形成されている。発泡３および図示を省略した微多孔は、不図示の連通孔で網目状につながっている。すなわち、ポリウレタンシート２は連続発泡構造を有している。
【００１７】
枠材５は、第１の樹脂としての発泡樹脂部５ａで構成されている。発泡樹脂部５ａには、弾性を有する樹脂、すなわち、軟質プラスチックや半硬質プラスチックを用いることができ、具体的には、ポリウレタン樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を用いることができる。本例では、ショアＡ硬度が８０°の架橋硬化されたポリウレタン樹脂が用いられている。発泡樹脂部５ａは、予めポリイソシアネート化合物およびポリオール化合物を反応させて得られたイソシアネート基含有化合物と、予めポリオール化合物に水を分散希釈させ、ウレタン化反応の反応触媒および整泡剤を含む混合分散液（以下、単に、分散液という。）と、ポリアミン化合物と、を混合した混合液を型枠に注型し硬化させたポリウレタン発泡体をスライスし、円環状に裁断することで形成されている。すなわち、枠材５を構成する発泡樹脂部５ａは、乾式成型法により形成されている。
【００１８】
図２に示すように、発泡樹脂部５ａは、乾式成型時に分散液中の水により、断面が円形状ないし楕円形状の気泡５３が、内部に略均等に分散して形成されている。発泡樹脂部５ａの内部で近接して形成された気泡５３は、分散液中の水と整泡剤との作用により連通しており、連通した気泡５３の間には連通孔（不図示）が形成されている。すなわち、発泡樹脂部５ａは、気泡５３が連続状に形成された発泡構造を有している。気泡５３の平均孔径は、発泡剤の役割を果たす水の含有量や混合液調製時の攪拌条件で調整可能であり、本例では、３０〜２０００μｍの範囲に調整されている。発泡樹脂部５ａはポリウレタン発泡体をスライスし円環状に裁断することで形成される。このため、発泡樹脂部５ａでは、気泡５３の一部が貫通穴６側の面Ｓ（以下、面Ｓと略記する。）を含む表面で開口しており、気泡５３の開口が形成された面の単位面積あたりにおける気泡５３の平均開口径は３０〜２０００μｍの範囲となる。また、気泡５３の開口が形成された面の単位面積あたりにおける開口面積の割合は、平均開口径や開口の数に依存するが、本例では、３０〜８０％の範囲に設定されている。発泡樹脂部５ａの厚さはポリウレタン発泡体のスライス時に調整することができ、発泡樹脂部５ａの幅および形状は、被研磨物の大きさや形状によって、ポリウレタン発泡体の裁断時に調整することができる。
【００１９】
枠材５では、発泡樹脂部５ａの面Ｓの全体を被覆するように、第２の樹脂としての硬質樹脂部５ｂが配されている。硬質樹脂部５ｂには、発泡樹脂部５ａで使用した軟質プラスチックや半硬質プラスチックより硬度の高い樹脂、例えば、硬質プラスチックを用いることができる。このような樹脂としては、例えば、エンジニアリングプラスチックが挙げられるが、具体的には、ポリイミド、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）等がある。本例では、ロックウェル硬度がＭ１０２のポリイミドが用いられている。
【００２０】
硬質樹脂部５ｂは、ポリアミック酸溶液を発泡樹脂部５ａの面Ｓの全体に塗布後、加熱脱水しイミド化させることで形成される。硬質樹脂部５ｂの被覆厚さはポリアミック酸溶液の塗布厚さで調整することができ、本例では１５０〜２５００μｍの範囲に調整されている。硬質樹脂部５ｂの被覆厚さをこの範囲に調整することで、硬質のポリイミドを材質とする硬質樹脂部５ｂが可撓性を有することとなる。ポリアミック酸溶液は、ポリアミック酸をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（以下、ＤＭＦと略記する。）に溶解させることで形成することができる。発泡樹脂部５ａでは、気泡５３の一部が面Ｓで開口しており、気泡５３が連通孔で連通された発泡構造を有しているため、発泡樹脂部５ａにポリアミック酸溶液を塗布した際に、発泡樹脂部５ａの面Ｓで開口した気泡５３や、連通孔で連通された内部の気泡５３内にも浸透させることができる。このため、硬質樹脂部５ｂは、発泡樹脂部５ａの面Ｓで開口した気泡５３や、発泡樹脂部５ａの内部に形成された気泡５３内にも存在している。本例では、硬質樹脂部５ｂは、発泡樹脂部５ａの面Ｓから内部にかけて５ｍｍ以内の範囲に形成された気泡５３内に存在している。
【００２１】
接着剤７には、円環シート状に形成された感圧型接着剤およびホットメルト型接着剤が用いられている。感圧型接着剤としては、アクリル系、ニトリル系、ニトリルゴム系、ポリアミド系、ポリウレタン系、ポリエステル系等の各種の接着剤を挙げることができる。また、ホットメルト型接着剤としては、熱可塑性ウレタン、ウレタン樹脂を主成分とした反応性ホットメルト型接着剤を挙げることができる。本例では、ウレタン樹脂製のホットメルト型接着剤が用いられている。枠材５の接着面に接着剤７の一面側が貼り合わされ、他面側がポリウレタンシート２の保持面Ｐと貼り合わされている。
【００２２】
また、ポリウレタンシート２の裏面側には、保持具１０を研磨装置の保持用定盤に装着するために、両面テープ８が貼り合わされている。両面テープ８は、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと略記する。）製フィルム等の基材を有しており、基材の両面にアクリル系粘着材やゴム系粘着材等の粘着剤層が形成されている。両面テープ８は、基材の一面側の粘着剤層でポリウレタンシート２の裏面側と貼り合わされており、他面側の粘着剤層が剥離紙９で覆われている。
【００２３】
（製造）
図３に示すように、保持具１０は、ポリウレタンシート２および枠材５をそれぞれ作製し、枠材５、接着剤７、ポリウレタンシート２および両面テープ８を貼り合わせることで製造される。ポリウレタンシート２は、湿式成膜工程、バフ処理工程を経て製造される。すなわち、湿式成膜工程では、ポリウレタン樹脂溶液を調整する準備ステップ、ポリウレタン樹脂溶液を成膜基材に連続的に塗布し、水系凝固液中でポリウレタン樹脂をシート状に凝固再生させる凝固再生ステップ、凝固再生したポリウレタン樹脂を洗浄・乾燥させる洗浄・乾燥ステップを経てシート状のポリウレタン樹脂が形成される。バフ処理工程で厚みを均一化させることでポリウレタンシート２が作製される。
【００２４】
一方、枠材５は、乾式成型工程、塗布・乾燥工程を経て製造される。すなわち、乾式成型工程では、ポリイソシアネート化合物と、ポリオール化合物と、予めポリオール化合物に水と整泡剤とを分散希釈させた分散液と、ポリアミン化合物とをそれぞれ準備する準備ステップ、予めポリイソシアネート化合物およびポリオール化合物を反応させてイソシアネート基含有化合物を生成し、得られたイソシアネート基含有化合物、分散液、ポリアミン化合物の各成分を混合して混合液を調製する混合ステップ、混合液を型枠に注型し型枠内で発泡、硬化させてポリウレタン発泡体を形成する硬化成型ステップ、ポリウレタン発泡体をスライスし、環状に裁断するスライス・裁断ステップを経て複数枚の発泡樹脂部５ａが形成される。塗布・乾燥工程では、発泡樹脂部５ａにポリアミック酸溶液を塗布後、加熱脱水させ硬質樹脂部５を形成することで枠材５が作製される。以下、保持具１０の製造について、ポリウレタンシート２の作製、枠材５の作製、貼り合わせの順に説明する。
【００２５】
〈ポリウレタンシートの作製〉
湿式成膜工程の準備ステップでは、ポリウレタン樹脂、ポリウレタン樹脂を溶解可能な水混和性の有機溶媒のＤＭＦおよび添加剤を混合してポリウレタン樹脂を溶解させる。ポリウレタン樹脂には、１００％モジュラスが２０ＭＰａ以下のポリエステル系、ポリエーテル系、ポリカーボネート系等の樹脂から選択して用い、例えば、ポリウレタン樹脂が３０％となるようにＤＭＦに溶解させる。添加剤としては、発泡３の大きさや量（個数）を制御するカーボンブラック等の顔料、発泡形成を促進させる親水性活性剤およびポリウレタン樹脂の凝固再生を安定化させる疎水性活性剤等を用いることができる。得られた溶液を減圧下で脱泡しポリウレタン樹脂溶液を調製する。
【００２６】
凝固再生ステップでは、準備ステップで調製したポリウレタン樹脂溶液を成膜基材に連続的に塗布し、水系凝固液中でポリウレタン樹脂をシート状に凝固再生させる。ポリウレタン樹脂溶液を、ナイフコータ等の塗布装置により常温下で帯状の成膜基材に略均一に塗布する。このとき、用いた塗布装置で、ポリウレタン樹脂溶液の塗布厚み（塗布量）を調整する。成膜基材には、可撓性フィルム、不織布、織布等を用いることができるが、本例ではＰＥＴ製フィルムとして説明する。
【００２７】
成膜基材に塗布されたポリウレタン樹脂溶液を、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中に案内する。凝固液中では、まず、塗布されたポリウレタン樹脂溶液の表面側にスキン層４が厚み数μｍ程度に亘って形成される。その後、ポリウレタン樹脂溶液中のＤＭＦと凝固液との置換の進行によりポリウレタン樹脂がシート状に凝固再生する。ＤＭＦがポリウレタン樹脂溶液から脱溶媒し、ＤＭＦと凝固液とが置換することにより、スキン層４より内側のポリウレタン樹脂中に発泡３および図示を省略した微多孔が形成され、発泡３および図示を省略した微多孔を網目状に連通する不図示の連通孔が形成される。このとき、成膜基材のＰＥＴ製フィルムが水を浸透させないため、ポリウレタン樹脂溶液の表面側（スキン層４側）で脱溶媒が生じて成膜基材側が表面側より大きい発泡３が形成される。
【００２８】
洗浄・乾燥ステップでは、凝固再生した帯状（長尺状）のポリウレタン樹脂（以下、成膜樹脂という。）を洗浄した後乾燥させる。すなわち、成膜樹脂を、成膜基材から剥離した後、水等の洗浄液中で洗浄して成膜樹脂中に残留するＤＭＦを除去する。洗浄後、成膜樹脂を、例えば、内部に熱源を有するシリンダを備えたシリンダ乾燥機等で乾燥させる。乾燥後の成膜樹脂をロール状に巻き取る。
【００２９】
バフ処理工程では、洗浄・乾燥工程で乾燥させた成膜樹脂のスキン層側の面にバフ処理を施す。成膜基材に形成された成膜樹脂では、湿式成膜時に厚みバラツキが生じやすい。このため、成膜基材を剥離した後、スキン層の反対側の面に、表面が平坦な圧接治具を圧接することで、スキン層側の面に凹凸が出現する。この凹凸をバフ処理で除去する。本例では、連続的に製造された成膜樹脂が帯状のため、スキン層の反対側の面に圧接ローラを圧接しながら、スキン層側の面に連続的にバフ処理を施した後、枠材５の外径と同じ直径の円形状に裁断し、ポリウレタンシート２を得る。得られたポリウレタンシート２では、厚みバラツキが低減し厚みが均一化され、保持面Ｐに開口４が形成される。
【００３０】
〈枠材の作製〉
まず、乾式成型工程の準備ステップでは、ポリイソシアネート化合物と、ポリオール化合物と、分散液と、ポリアミン化合物とをそれぞれ準備する。準備するポリイソシアネート化合物としては、分子内に２つ以上のイソシアネート基を有していれば特に制限されるものではない。例えば、分子内に２つのイソシアネート基を有するジイソシアネート化合物としては、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート（２，６−ＴＤＩ）、２，４−トリレンジイソシアネート（２，４−ＴＤＩ）、ナフタレン−１，４−ジイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ビフェニルジイソシアネート、３，３’−ジメチルジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、キシリレン−１，４−ジイソシアネート、４，４’−ジフェニルプロパンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、プロピレン−１，２−ジイソシアネート、ブチレン−１，２−ジイソシアネート、シクロヘキシレン−１，２−ジイソシアネート、シクロヘキシレン−１，４−ジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソチオシアネート、キシリレン−１，４−ジイソチオシアネート、エチリジンジイソチオシアネート等を挙げることができる。これらのジイソシアネート化合物の２種以上を併用してもよく、分子内に３つ以上、例えば、３つのイソシアネート基を有するトリイソシアネート化合物を用いてもよい。
【００３１】
一方、ポリオール化合物としては、ジオール化合物、トリオール化合物等の化合物であればよく、例えば、エチレングリコール、ブチレングリコール等の低分子量のポリオール化合物、および、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＧ）等のポリエーテルポリオール化合物、ポリエステルポリオール化合物、ポリカーボネートポリオール化合物、ポリカプロラクトンポリオール化合物等の高分子量のポリオール化合物のいずれも使用することができる。また、これらのポリオール化合物の２種以上を併用してもよい。
【００３２】
また、分散液の調製に用いられるポリオール化合物は、イソシアネート基含有化合物のイソシアネート基と反応することで、研磨加工時の溶出、ひいては、研磨性能に対する悪影響を抑制することができる。分散液としておくことで、次工程の混合工程で水、整泡剤の混合斑を低減する役割を果たす。ポリオール化合物としては、ジオール化合物、トリオール化合物等の化合物であればよく、例えば、エチレングリコール、ブチレングリコール等の低分子量のポリオール化合物、ＰＴＭＧ、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）等の高分子量のポリオール化合物のいずれも使用することができる。イソシアネート基含有化合物やポリアミン化合物の溶液の粘度と同程度にすることで混合工程において水、整泡剤の分散が均一化しやすくなるため、数平均分子量５００〜３０００のポリオール化合物を用いることが好ましい。本例では、数平均分子量約１０００のＰＴＭＧを使用する。分散液の調製時には、一般的な攪拌装置を使用して攪拌混合すればよく、水および整泡剤が略均等に分散希釈されていればよい。
【００３３】
分散液に分散させる水としては、特に制限はないが、不純物等の混入を回避するため、蒸留水を使用することが好ましい。また、分散液に対する水の配合割合は、上述した気泡５３の平均孔径や開口面積の割合を考慮し、３．００〜３．７５重量％の範囲に調整する。
【００３４】
一方、分散液に分散させる整泡剤は、得られるポリウレタン発泡体に形成される連通孔の割合を調整する役割を果たす。すなわち、整泡剤は、その種類によって、分散力、ポリオール化合物への相溶性、発泡の安定化力が異なるため、整泡剤の種類や添加量をコントロールすることで、連通孔の形成割合を調整することが可能である。連通孔の形成に好適な整泡剤としては、シリコン系界面活性剤を挙げることができるが、とりわけ、シリコン系ノニオン界面活性剤であって、活性水素基を有していないものを使用することが好ましい。シリコン系ノニオン界面活性剤としては、例えば、ポリエーテル変性シリコーン、すなわち、ポリオキシアルキレン・ジメチルポリシロキサン・コポリマを挙げることができる。ポリエーテル変性シリコーンを構成するポリエーテルとしては、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、これらの共重合体等を例示することができる。
【００３５】
分散液における整泡剤の添加量は、発泡剤として配合される水の１重量部に対して上述した整泡剤を０．５重量部以下とすることが好ましい。水に対する整泡剤の添加量が０．５重量部を超えるとポリウレタン発泡体に形成される連通孔が減少する。
【００３６】
準備ステップで準備するポリアミン化合物は、イソシアネート基含有化合物のイソシアネート基と反応し、鎖伸長剤および架橋剤として機能する。ポリアミン化合物としては、脂肪族や芳香族のポリアミン化合物を使用することができるが、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン、ジシクロヘキシルメタン−４，４’−ジアミン、３，３’−ジクロロ−４，４’−ジアミノジフェニルメタン（以下、ＭＯＣＡと略記する。）、ＭＯＣＡと同様の構造を有するポリアミン化合物等を挙げることができる。また、ポリアミン化合物が水酸基を有していてもよく、このようなアミン系化合物として、例えば、２−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、２−ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、ジ−２−ヒドロキシエチルエチレンジアミン、ジ−２−ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、２−ヒドロキシプロピルエチレンジアミン、ジ−２−ヒドロキシプロピルエチレンジアミン等を挙げることができる。これらの化合物の２種以上を併用してもよい。ポリアミン化合物として、本例では、ＭＯＣＡが約１２０℃に加熱し溶融させた状態で用いられる。
【００３７】
混合ステップでは、準備ステップで準備したポリイソシアネート化合物と、ポリオール化合物とを反応させることでイソシアネート基含有化合物、すなわち、イソシアネート末端ウレタンプレポリマ（以下、単に、プレポリマと略記する。）を生成する。得られたプレポリマと、準備ステップで準備した分散液およびポリアミン化合物とを攪拌翼を備えた混合機で混合し、混合液を調製する。
【００３８】
プレポリマを生成するときは、ポリイソシアネート化合物のイソシアネート基のモル量をポリオール化合物の水酸基のモル量より大きくする。また、使用するプレポリマは、粘度が高すぎると、流動性が悪くなり混合時に略均一に混合することが難しくなる。温度を上昇させて粘度を低くするとポットライフが短くなり、却って混合斑が生じて得られるポリウレタン発泡体に形成される気泡５３の大きさにバラツキが生じる。反対に粘度が低すぎると混合液中で気泡が移動してしまい、ポリウレタン発泡体に略均等に分散した気泡５３を形成することが難しくなる。このため、プレポリマは、温度３０〜８０℃における粘度を２０００〜２００００ｍＰａ・ｓの範囲に設定することが好ましい。例えば、プレポリマの分子量（重合度）を変えることで粘度を設定することができる。プレポリマは、３０〜８０℃程度に加熱され流動可能な状態とされる。
【００３９】
また、混合液を調整するときは、攪拌翼の回転による剪断速度、剪断回数を調整することで、各成分が略均等に混合されると共に、気泡５３の平均孔径も調整することができる。剪断速度が小さすぎると、得られるポリウレタン発泡体に形成される気泡５３の平均孔径が大きくなりすぎる。反対に剪断速度が大きすぎると、攪拌翼および混合液間の摩擦による発熱で温度が上昇し粘度が低下するため、混合液中で生じた気泡が（成型中に）移動してしまい、得られるポリウレタン発泡体に形成される気泡５３の分散状態にバラツキが生じやすくなる。一方、剪断回数が少なすぎると気泡５３の孔径にムラ（バラツキ）が生じやすく、反対に多すぎると温度上昇で粘度が低下し、気泡５３が略均等に形成されなくなる。
【００４０】
硬化成型ステップでは、混合ステップで調製された混合液を連続して型枠に注型し、型枠内で発泡、架橋硬化させてポリウレタン発泡体を成型する。ポリウレタン発泡体を架橋硬化させる度合い（発泡樹脂部５ａのショアＡ硬度）は、プレポリマ、分散液およびポリアミン化合物の混合割合を変えることで調整することができる。型枠に混合液を注液するときは、混合液を、型枠に略均等に注液する。注液された混合液を型枠内で反応硬化させブロック状のポリウレタン発泡体を形成させる。このとき、プレポリマとポリオール化合物、ポリアミン化合物との反応によりプレポリマが架橋硬化する。この架橋硬化の進行と同時に、プレポリマのイソシアネート基と分散液に分散希釈された水とが反応することで、二酸化炭素が発生する。架橋硬化が進行しているため、発生した二酸化炭素が外部に抜け出すことなく、気泡５３が形成される。
【００４１】
整泡剤に用いたシリコン系界面活性剤の主骨格であるポリジメチルシロキサンは、比較的低い表面張力を示す。ポリウレタン発泡系における整泡剤の役割は、このポリジメチルシロキサンの特性がベースとなっている。シリコン系界面活性剤は、ポリウレタン発泡系において、非シリコン系界面活性剤より優れた表面活性効果を示す。整泡剤のポリウレタン発泡系に対する寄与は、低粘度域での撹拌力の補助と、反応が進行した際の高粘度域での泡の安定化とに大別される。撹拌力の補助は、原料成分を混合・乳化すること、および、巻き込みガスを分散させることを意味している。一方、泡の安定化は、泡の合一を抑制すること、および、膜を安定化させることを意味している。泡の合一抑制では表面張力の調整により、膜の安定化では動的表面張力・表面弾性・表面粘性の調整により効果を与える。従って、攪拌力の補助効果が大きくなり、生じた泡の安定化が少なくなる条件を選定することで、連通孔の形成割合を増加させることができる。この条件は、発泡剤として配合した水の添加量、整泡剤の種類や添加量にあわせて選定される。
【００４２】
スライス・裁断ステップでは、硬化成型ステップで得られたポリウレタン発泡体をシート状にスライスし、円環状に裁断して複数枚の発泡樹脂部５ａを形成する。スライスには、一般的なスライス機を使用することができる。スライス時にはポリウレタン発泡体の下層部分を保持し、上層部から順に所定厚さにスライスする。スライスする厚さは、本例では、０．５〜１．５ｍｍの範囲に設定されている。裁断時には、円環状の型で打ち抜いてもよく、裁断機で裁断してもよい。硬化成型ステップで内部に気泡５３が形成されたポリウレタン発泡体が得られるため、スライス・裁断ステップで得られる発泡樹脂部５ａは、面Ｓを含む表面で気泡５３の開口が形成されている。
【００４３】
塗布・乾燥工程では、スライス・裁断ステップで得られた発泡樹脂部５ａの面Ｓの全体にポリアミック酸溶液を塗布する。ポリアミック酸溶液は、テトラカルボン酸無水物とジアミンを重合させることで形成したポリアミック酸をＤＭＦに溶解させることで形成される。発泡樹脂部５ａにポリアミック酸溶液を塗布し低温乾燥させる作業を繰り返し行い、加熱脱水させる。ポリアミック酸溶液を加熱脱水させると、ポリアミック酸のイミド化反応が進行し、ポリイミドが形成される。すなわち、発泡樹脂部５ａの面Ｓの全体に硬質樹脂部２ｂが形成された枠材５が得られる。硬質樹脂部２ｂの被覆厚さは、ポリアミック酸溶液の塗布厚さにより調整することができ、本例では、１５０〜２５００μｍの範囲に設定されている。
【００４４】
〈貼り合わせ〉
貼り合わせでは、ポリウレタンシート２、枠材５および両面テープ８を貼り合わせる。まず、ポリウレタンシート２の保持面Ｐの反対側の面に、両面テープ８の一面側の粘着剤層を貼り合わせる。両面テープ８の他面側には剥離紙９が残されている。ポリウレタンシート２に両面テープ８が貼り合わされた保持パッドが得られる。次に、枠材５をポリウレタンシート２の保持面Ｐの外縁部に接着剤７を介して貼着する。そして、表面にキズや汚れ、異物等の付着が無いことを確認する等の検査を行い、保持具１０を完成させる。
【００４５】
図２に示すように、保持具１０を用いて被研磨物の研磨加工を行うときは、片面研磨機の保持用定盤に装着した保持具１０で保持用定盤に被研磨物３０を保持させる。保持用定盤と対向するように配置された研磨用定盤には被研磨物３０を研磨加工するための研磨パッドを装着する。保持用定盤に保持具１０を装着するときは、剥離紙８を取り除いて粘着剤層を露出させた後、露出した粘着剤層を保持用定盤に接触させ押圧する。保持面Ｐに適量の水を含ませて、枠材５の貫通穴６に被研磨物３０を挿入する。被研磨物をポリウレタンシート２側に押し付けることで、保持面Ｐと被研磨物３０との間に浸入した水の表面張力およびポリウレタンシート２のポリウレタン樹脂の弾性により被研磨物３０を保持具１０を介して保持用定盤に保持させる。研磨加工時には、被研磨物３０および研磨パッド間に研磨粒子を含む研磨液（スラリ）を循環供給すると共に、被研磨物３０に圧力をかけながら研磨用定盤ないし保持用定盤を回転させることで、被研磨物３０を研磨加工する。
【００４６】
（作用等）
次に、本実施形態の保持具１０の作用等について、発泡樹脂部５ａの面Ｓに硬質樹脂部５ｂが配された枠材５の作用を中心に説明する。
【００４７】
従来保持具では、枠材が繊維強化樹脂や金属等の剛性を有する材質で構成されていることから、研磨加工時に被研磨物が枠材に接触して被研磨物が破損することがある。また、被研磨物の破損により生じる破片により被研磨物に更にキズを与えてしまうおそれがある。被研磨物および枠材が接触したときの衝撃を和らげるために、枠材の貫通穴側の面に樹脂部材を配置する技術がある。ところが、樹脂部材が軟質樹脂の場合、研磨加工中に経時的に樹脂部材が塑性変形するため、枠材と被研磨物との隙間が大きくなり、研磨加工中に被研磨物が脱落しやすくなる。また、樹脂部材が硬質樹脂の場合、樹脂部材の配置されていない枠材を使用したときより、被研磨物の破損を抑えることができるものの、樹脂部材に軟質樹脂を用いた場合ほどの効果は得られず、結果的に被研磨物および樹脂部材のいずれも破損してしまう。更に、使用される樹脂部材は疎水性のものが多く、金属との凝着力を殆ど有しておらず、研磨加工中に樹脂部材が枠材から剥離しやすい問題もある。本実施形態はこれらを解決することができる保持具である。
【００４８】
本実施形態の保持具１０では、枠材５を構成する発泡樹脂部５ａが弾性を有するためクッション性を有している。また、発泡樹脂部５ａの貫通穴側の面を被覆するように配された硬質樹脂部５ｂが発泡樹脂部５ａより硬度が高いので剛性を維持でき、硬質樹脂部５ｂが可撓性を有するので発泡樹脂部５ａのクッション性が発揮される。このため、研磨加工時に被研磨物が枠材の硬質樹脂部５ｂに繰り返し接触しても、発泡樹脂部５ａのクッション性により衝撃が吸収され被研磨物ないし枠材の破損を抑制することができる。また、硬質樹脂部５ｂにより枠材全体の塑性変形も抑制され、被研磨物が枠材から脱落しにくく安定した研磨加工を行うことができる。
【００４９】
また、本実施形態では、発泡樹脂部５ａの内部に形成された気泡５３が連通し、気泡５３のうち発泡樹脂部５ａの貫通穴６側に形成された気泡５３が面Ｓで開口している。また、硬質樹脂部５ｂがポリアミック酸溶液を発泡樹脂部５ａに塗布することで形成される。これにより、ポリアミック酸溶液を、面Ｓで開口した気泡５３や、内部に形成された気泡５３内に浸入させることで、硬質樹脂部５ｂを面Ｓで開口した気泡５３や、内部に形成された気泡５３内にも形成することができる。このため、発泡樹脂部５ａと硬質樹脂部５ｂとの間には、ポリウレタン樹脂とポリイミドとの凝着力に加えて、硬質樹脂部５ｂの一部が発泡樹脂部５ａの気泡５３に入り込み、いわゆるアンカリング効果が生じる。これにより、ポリウレタンと研磨加工中に硬質樹脂部５ｂが発泡樹脂部５ａから剥離しにくくなり、安定した研磨加工を行うことができる。
【００５０】
更に、本実施形態では、硬質樹脂部５ｂの被覆厚さが１５０〜２５００μｍの範囲に調整されている。このため、研磨加工中に被研磨物が枠材５に接触しても、硬質樹脂部５ｂが可撓性を有するため、発泡樹脂部５ａのクッション性を発揮することができる。硬質樹脂部５ｂの被覆厚さが１５０μｍ未満の場合、硬質樹脂部５ｂが薄く剛性が不十分となるため、研磨加工中に被研磨物が枠材５に繰り返し接触することで硬質樹脂部５ｂが破損しやすくなる。反対に、硬質樹脂部５ｂの被覆厚さが２５００μｍを超える場合、硬質樹脂部５ｂの可撓性が失われてしまうため、枠材５を発泡樹脂部５ａで構成しても、発泡樹脂部５ａのクッション性を発揮することができず、研磨加工中に被研磨物が枠材５に接触したときに、被研磨物が破損してしまう。
【００５１】
また更に、本実施形態では、気泡５３の開口が形成された面の単位面積あたりにおける、気泡５３の平均開口径が３０〜２０００μｍの範囲に調整されている。このため、ポリアミック酸溶液の粘度にもよるが、硬質樹脂５ｂのポリイミドを形成する際にポリアミック酸溶液を容易に気泡５３内へ浸透させることができる。気泡５３の平均開口径が１０μｍ未満の場合、ポリアミック酸溶液を発泡樹脂部５ａに塗布しても平均開口径が小さいため、ポリアミック酸溶液を気泡５３内に浸透させにくくなり、開口した気泡５３内に硬質樹脂部５ｂが形成されないことがある。反対に、気泡５３の平均開口径が２０００μｍを超える場合、枠材５の剛性が不十分となる。
【００５２】
更にまた、本実施形態では、気泡５３の開口が形成された面の単位面積あたりにおける気泡５３の開口面積の割合が３０〜８０％の範囲に調整されている。このため、上述した気泡５３の平均開口径にもよるが、気泡５３の開口が形成された面の単位面積あたりにおける気泡５３の開口の数が適度に調整される。従って、硬質樹脂部５ｂが気泡５３の開口に入り込むことで発泡樹脂部５ａに確実に固定されるので、研磨加工中に硬質樹脂部５ｂが発泡樹脂部５ａから剥離しにくくなる。気泡５３の開口面積の割合が１０％未満の場合、気泡５３の開口の数も少なくなるため、硬質樹脂部５ｂが発泡樹脂部５ａに確実に固定されず、研磨加工中に剥離してしまう。気泡５３の開口面積の割合が８０％を超える場合、枠材５の剛性が不十分となる。
【００５３】
なお、本実施形態では、硬質樹脂部５ｂが発泡樹脂部５ａの面Ｓを被覆するように配されている例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図４に示すように、硬質樹脂部５ｂが、更に、発泡樹脂部５ａの外側面（以下、面Ｕという。）、および、ポリウレタンシート２が貼着された面の反対側の面（以下、面Ｔという。）を被覆するように配されていてもよい。この場合、硬質樹脂部５ｂが、面Ｕおよび面Ｔの何れか一方を被覆するように配されていてもよい。発泡樹脂部５ａの面Ｕおよび面Ｔに配する硬質樹脂部２ｂの被覆厚さは、面Ｓの被覆厚さと同じ範囲にすることで、可撓性を持たせることが好ましい。硬質樹脂部５ｂが面Ｕないし面Ｔに配されることで、枠材５がより高い剛性を維持することができる。
【００５４】
また、本実施形態では、硬質樹脂部５ｂが発泡樹脂部５ａの面Ｓの全体を被覆するように配されている例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、面Ｓの面積の４０％以上を被覆するように配されていればよい。硬質樹脂部５ｂが配された面積が、面Ｓの面積の４０％未満の場合、発泡樹脂部５ａが弾性を有することから、被研磨物および枠材５に摩擦抵抗が生じるため、被研磨物の挿入および取り外し作業に影響を及ぼすこととなる。結果として、被研磨物の平坦性の悪化、被研磨物の破損を誘発することとなる。
【００５５】
更に、本実施形態では、硬質樹脂部５ｂに用いたポリイミドを、ポリアミック酸溶液を発泡樹脂部５ａに塗布することで形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、金型または外枠内に発泡樹脂部５ａを載置しポリアミック酸溶液を隙間に流し込み、ポリアミック酸溶液を発泡樹脂部５ａに含浸させることで形成してもよい。ポリアミック酸溶液には、ポリイミド化の反応温度を下げる目的で、トリエチルアミン、ピリジンのような３級アミン等の反応触媒、無水酢酸や無水絡酸のような酸無水物等の脱水縮合剤等を混合してもよい。また、硬質樹脂部５ｂとして、いずれの溶媒に対しても不溶な樹脂や発泡樹脂部５ａ（例えば、ポリウレタン樹脂）を溶解する溶媒にしか溶けない樹脂を使用する場合、硬質樹脂部５ｂを高温下で射出成型することで形成してもよい。射出成型の場合、金型または外枠の中に発泡樹脂部５ａを入れ、高温下で液体状となった硬質樹脂部５ｂを隙間に流し込むことで、硬質樹脂部５ｂを形成することができる。
【００５６】
また更に、本実施形態では、発泡樹脂部５ａにポリウレタン樹脂を用い、乾式成型法により形成する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、発泡樹脂部５ａを湿式成膜法により形成してもよい。この場合、ポリウレタン樹脂溶液に架橋剤を加えておき、湿式凝固させた後、加熱処理を施し架橋硬化させればよい。また、発泡樹脂部５ａに使用したポリウレタン樹脂の原材料、すなわち、ポリイソシアネート化合物、ポリオール化合物、分散液、およびポリアミン化合物等をミキサーで攪拌し、分散液による水の気泡を、ガスを吹き込むことで粉砕し微細化させる方法（メカニカルフロス法）により形成してもよい。
【００５７】
更にまた、本実施形態では、発泡樹脂部５ａとして、耐熱性および耐溶剤性の両方を有する熱硬化性樹脂、すなわち、架橋硬化されたポリウレタン樹脂を用いる例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、発泡樹脂部５ａにおいて、耐熱性および耐溶剤性の少なくとも一方を有していれば、熱硬化性樹脂以外の樹脂を使用してもよい。例えば、硬質樹脂部５ｂに使用する樹脂の溶液を塗布または含浸させて硬質樹脂部５ｂを形成する場合、発泡樹脂部５ａが硬質樹脂部５ｂの形成に使用する溶液に溶解しないように、発泡樹脂部５ａには耐溶剤性を有する樹脂を用いることが好ましい。また、硬質樹脂部５ｂを高温下で射出成形して形成する場合、発泡樹脂部５ａが熱溶融しないように、発泡樹脂部５ａには耐熱性を有する樹脂を用いることが好ましい。
【００５８】
また、本実施形態では、発泡樹脂部５ａとしてショアＡ硬度が８０°のポリウレタン樹脂を用いる例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、軟質プラスチックまたは半硬質プラスチックで弾性を有していれば、シリコーンゴムやフッ素ゴム等のエラストマを使用してもよい。また、発泡樹脂部５ａのショアＡ硬度は、用いる材質の種類の他に、発泡樹脂部５ａを作製時に架橋硬化させる度合いにも依存する。このため、発泡樹脂部５ａのショアＡ硬度は、被研磨物の脆性に応じて、材質の種類を選択して用いたり、架橋硬化させる度合いを調整することで、調整することができる。また、本実施形態では、硬質樹脂部５ｂを構成する材料として硬質プラスチックであるポリイミドを用いたが、発泡樹脂部５ａより硬度の高い樹脂であれば、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上述したＰＰＳやＰＥＳ等のエンジニアリングプラスチックを使用してもよい。ここで付言すれば、日本工業規格（ＪＩＳ Ｋ ６９００「プラスチック−用語」）の定義では、指定条件のものでの引張試験における弾性率が７０ＭＰａより大きくないものを軟質プラスチック、７０〜７００ＭＰａのものを半硬質プラススチック、７００ＭＰａを超えるものを硬質プラスチックと定めている。
【００５９】
更に、本実施形態では、発泡樹脂部５ａは、貫通穴６側に形成された気泡５３が面Ｓで開口している例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、気泡５３が面Ｓで開口していなくてもよい。また、本実施形態では、発泡樹脂部５ａにおいて、気泡５３が連通している例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発泡樹脂部５ａの気泡５３が連通せず独立して形成された発泡構造であってもよい。この場合、発泡樹脂部５ａをポリウレタン樹脂で乾式成型法により製造する際に、乾式成型工程の準備ステップで準備する分散液において、整泡剤を添加しないことで実現することができる。気泡５３を連通させ、面Ｓで開口させると、硬質樹脂部５ｂを開口した気泡５３や内部の開口していない気泡５３内にまで存在させることができ、研磨加工中に硬質樹脂部５ｂを発泡樹脂部５ａから剥離しにくくすることができる。
【００６０】
また更に、本実施形態では、気泡５３の開口が形成された面の単位面積あたりにおける気泡５３の平均開口径が３０〜２０００μｍの範囲に調整されている例を示したが、ポリアミック酸溶液を気泡５３内に浸透させると共に、枠材５の剛性を維持することを考慮すれば、気泡５３の平均開口径を１００〜５００μｍの範囲に調整することがより好ましい。また、本実施形態では、気泡５３の開口が形成された面の単位面積あたりにおける気泡５３の開口面積の割合が３０〜８０％の範囲に調整されている例を示したが、硬質樹脂部５ｂを発泡樹脂部５ａに確実に固定すると共に、枠材５の剛性を維持することを考慮すれば、気泡５３の開口面積の割合を５０〜７０％の範囲に調整することがより好ましい。
【００６１】
更にまた、硬質樹脂部５ｂが発泡樹脂部５ａの面Ｓで開口した気泡５３や、発泡樹脂部５ａの面Ｓから内部にかけて５ｍｍ以内の範囲に形成された気泡５３内にも存在している例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。発泡樹脂部５ａのクッション性を確保することや、コスト高を招く硬質樹脂部５ｂの使用量を低減し低コスト化を図ることを考慮すれば、硬質樹脂部５ｂは、発泡樹脂部５ａの面Ｓから内部にかけて３ｍｍ以内の範囲に形成された気泡５３内に存在していることがより好ましい。
【００６２】
また、本実施形態では、枠材５の作製の乾式成型工程において、硬化成型ステップで形成したポリウレタン発泡体をスライスし円環状に裁断することで複数枚の発泡樹脂部５ａを形成する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ポリウレタン発泡体の厚さを微調整し厚さ精度を向上させることを目的として、スライス後にバフィングを施してもよい。また、硬化成型ステップで１枚の薄いポリウレタン発泡体を作製し、これをスライスせずにそのまま円環状に裁断することで、発泡樹脂部５ａを形成してもよい。この場合、発泡樹脂部５ａの気泡５３のうち貫通穴６側に形成された気泡５３が面Ｓで開口し、面Ｔおよび面Ｕ側に形成された気泡５３が面Ｔおよび面Ｕで開口していない発泡樹脂部５ａが形成されることとなる。本例では、ポリウレタン発泡体をスライスし、円環状に裁断することで発泡樹脂部５ａを形成するため、発泡樹脂部５ａは気泡５３の一部が面Ｓ、面Ｔおよび面Ｕで開口している。
【００６３】
更に、本実施形態では、円環状の枠材５を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、被研磨物の形状に合わせて矩形状や楕円形状としてもよい。また、本実施形態では、枠材５に１つの貫通穴６が形成されている例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、枠材５に２つ以上の貫通穴６が形成されていてもよい。このようにすれば、複数の被研磨物を同時に保持させ、研磨加工することが可能となる。
【００６４】
また更に、本実施形態では、シート材として湿式成膜法により形成されたポリウレタン樹脂を使用する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ポリエステル樹脂等の他の樹脂を使用してもよい。ポリウレタン樹脂を用いるようにすれば、湿式成膜法により連続状の発泡構造を容易に形成することができる。更に、本実施形態では、ポリウレタンシート２のスキン層が形成された面側にバフ処理を施す例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、バフ処理に代えてスライス処理を施すようにしてもよく、スキン層の反対側の面にバフ処理やスライス処理を施してスキン層を残してもよい。スキン層を残した場合、スキン層に水等の液体を含ませておくことで液体の表面張力等により、被研磨物をより密着して保持することができる。もちろん、湿式成膜時に略均一な厚みでポリウレタンシート２を形成することができれば、バフ処理やスライス処理を施さなくてもよい。
【００６５】
更にまた、本実施形態では、枠材５に接着剤７を介してポリウレタンシート２を貼り合わせる例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ＰＥＴ製フィルム等の基材の両面に接着剤が塗工された両面テープを使用することも可能である。更に、本実施形態では、接着剤７としてポリウレタン樹脂製のホットメルト型接着剤を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。また、本実施形態では、ポリウレタンシート２の保持面Ｐの反対側の面に基材を有する両面テープ８を貼り合わせる例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ポリウレタンシート２と両面テープ８との間にＰＥＴ、不織布、織布等の支持材を貼り合わせるようにしてもよく、両面テープ８が基材を有することなく粘着剤のみで構成されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、被研磨物および枠材の破損を抑制し安定した研磨加工を行うことができる保持具を提供するものであるため、保持具の製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００６７】
Ｐ 保持面
２ ポリウレタンシート（シート材）
５ 枠材
６ 貫通穴
１０ 保持具
５３ 気泡
５ａ 発泡樹脂部（第１の樹脂）
５ｂ 硬質樹脂部（第２の樹脂）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被研磨物を保持するための保持面を有するシート材と、
前記シート材の前記保持面に一面が貼着され、前記被研磨物を挿入可能な少なくとも１つの貫通穴が形成された枠材と、
を備え、
前記枠材は、多数の気泡が内部に形成され弾性を有する第１の樹脂で構成されており、前記第１の樹脂の前記貫通穴側の面を被覆するように前記第１の樹脂より硬度が高く可撓性を有する第２の樹脂が配されたことを特徴とする保持具。
【請求項２】
前記第１の樹脂は、前記気泡のうち前記貫通穴側に形成された気泡が前記貫通穴側の面で開口したことを特徴とする請求項１に記載の保持具。
【請求項３】
前記第１の樹脂は、前記気泡が連通したことを特徴とする請求項２に記載の保持具。
【請求項４】
前記第２の樹脂は、前記第１の樹脂の前記貫通穴側の面で開口した気泡内にも存在していることを特徴とする請求項３に記載の保持具。
【請求項５】
前記第２の樹脂は、前記第１の樹脂の前記貫通穴側の面の面積の４０％以上を被覆するように配されていることを特徴とする請求項４に記載の保持具。
【請求項６】
前記枠材は、更に、前記第１の樹脂の外側面、ないし、前記一面に対する他面を被覆するように前記第２の樹脂が配されていることを特徴とする請求項５に記載の保持具。
【請求項７】
前記第１の樹脂は、前記気泡の開口が形成された面の単位面積当たりにおける、前記気泡の平均開口径が３０μｍ〜２０００μｍの範囲であり、前記気泡の開口面積の割合が３０％〜８０％の範囲であることを特徴とすることを特徴とする請求項６に記載の保持具。
【請求項８】
前記第２の樹脂は、被覆厚さが１５０μｍ〜２５００μｍの範囲であることを特徴とする請求項７に記載の保持具。
【請求項９】
前記第１の樹脂は熱硬化性樹脂であり、前記第２の樹脂はエンジニアリングプラスチックであることを特徴とする請求項８に記載の保持具。
【請求項１０】
前記シート材は、湿式成膜法によりポリウレタン樹脂で形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の保持具。
【請求項１】
被研磨物を保持するための保持面を有するシート材と、
前記シート材の前記保持面に一面が貼着され、前記被研磨物を挿入可能な少なくとも１つの貫通穴が形成された枠材と、
を備え、
前記枠材は、多数の気泡が内部に形成され弾性を有する第１の樹脂で構成されており、前記第１の樹脂の前記貫通穴側の面を被覆するように前記第１の樹脂より硬度が高く可撓性を有する第２の樹脂が配されたことを特徴とする保持具。
【請求項２】
前記第１の樹脂は、前記気泡のうち前記貫通穴側に形成された気泡が前記貫通穴側の面で開口したことを特徴とする請求項１に記載の保持具。
【請求項３】
前記第１の樹脂は、前記気泡が連通したことを特徴とする請求項２に記載の保持具。
【請求項４】
前記第２の樹脂は、前記第１の樹脂の前記貫通穴側の面で開口した気泡内にも存在していることを特徴とする請求項３に記載の保持具。
【請求項５】
前記第２の樹脂は、前記第１の樹脂の前記貫通穴側の面の面積の４０％以上を被覆するように配されていることを特徴とする請求項４に記載の保持具。
【請求項６】
前記枠材は、更に、前記第１の樹脂の外側面、ないし、前記一面に対する他面を被覆するように前記第２の樹脂が配されていることを特徴とする請求項５に記載の保持具。
【請求項７】
前記第１の樹脂は、前記気泡の開口が形成された面の単位面積当たりにおける、前記気泡の平均開口径が３０μｍ〜２０００μｍの範囲であり、前記気泡の開口面積の割合が３０％〜８０％の範囲であることを特徴とすることを特徴とする請求項６に記載の保持具。
【請求項８】
前記第２の樹脂は、被覆厚さが１５０μｍ〜２５００μｍの範囲であることを特徴とする請求項７に記載の保持具。
【請求項９】
前記第１の樹脂は熱硬化性樹脂であり、前記第２の樹脂はエンジニアリングプラスチックであることを特徴とする請求項８に記載の保持具。
【請求項１０】
前記シート材は、湿式成膜法によりポリウレタン樹脂で形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の保持具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−７１３８５（Ｐ２０１２−７１３８５Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１８４２４（Ｐ２０１０−２１８４２４）
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（０００００５３５９）富士紡ホールディングス株式会社 (180)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（０００００５３５９）富士紡ホールディングス株式会社 (180)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]