研磨パッド
【課題】発泡形状を安定化させ被研磨物の平坦性を向上させることができる研磨パッドを提供する。
【解決手段】研磨パッド１０は、ウレタン樹脂で形成された発泡シート２を有している。発泡シート２は、湿式成膜法により形成された連続状の発泡構造を有している。発泡シート２には、カーボンブラックのストラクチャー９が凝集した凝集体５が含有されている。凝集体５は、分散剤のＡＢＳ樹脂で被覆されている。凝集体５は、グラインドゲージ分布図法で測定した分散状態が３．０μｍ以下に制限されている。凝集体５が湿式成膜時にさらに凝集した大きな凝集体を形成することなく、略均一に分散される。
【解決手段】研磨パッド１０は、ウレタン樹脂で形成された発泡シート２を有している。発泡シート２は、湿式成膜法により形成された連続状の発泡構造を有している。発泡シート２には、カーボンブラックのストラクチャー９が凝集した凝集体５が含有されている。凝集体５は、分散剤のＡＢＳ樹脂で被覆されている。凝集体５は、グラインドゲージ分布図法で測定した分散状態が３．０μｍ以下に制限されている。凝集体５が湿式成膜時にさらに凝集した大きな凝集体を形成することなく、略均一に分散される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は研磨パッドに係り、特に、湿式成膜法により形成されたウレタン樹脂製の発泡シートを備えた研磨パッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズ、平行平面板、反射ミラー等の光学材料、ハードディスク用アルミニウム基板、半導体デバイス用シリコンウエハ、液晶ディスプレイ用ガラス基板等、高精度に平坦性が要求される材料（被研磨物）では、研磨パッドを使用した研磨加工が行われている。半導体デバイスでは、半導体回路の高密度化を目的とした微細化や多層配線化が進み、シリコンウエハを一層高度に平坦化する技術が重要となっている。液晶ディスプレイでも、大型化に伴い、ガラス基板のより高度な平坦性が求められている。
【０００３】
一般に、研磨パッドには、湿式成膜法で形成されたウレタン樹脂製の発泡シートが使用されている。湿式成膜法では、ウレタン樹脂を水混和性の有機溶媒に溶解させた樹脂溶液をシート状の成膜基材に塗布後、水系凝固液中に浸漬することで樹脂がシート状に凝固再生される。得られた発泡シートでは、内部にウレタン樹脂の凝固再生に伴う多数の発泡が形成されている。すなわち、被研磨物を研磨加工するための研磨面側に微多孔が形成された表面層（スキン層）を有し、表面層より内側に発泡が連続状に形成されている。このような発泡シートでは、内部に形成される発泡の大きさのバラツキや発泡形成の偏りが生じると、発泡シートの弾性等の物性が安定せず被研磨物の高度な平坦性を得ることが難しくなる。発泡形成を安定化させるために、樹脂溶液にカーボンブラック等の添加剤が配合されることがある。
【０００４】
一方、湿式成膜法で形成された発泡シートを用いた研磨パッドでは、その物理的強度を補強し、取り扱いを容易にするため、成膜基材に代えて剛性支持体上に直接発泡シートを形成することがある。ところが、発泡シートは、剛性支持体との結合力が弱く、剥離してしまう。これは、本来粘着性を有するウレタン樹脂に、発泡形状を安定化させるためにカーボンブラック等が配合されていることが原因と考えられている。すなわち、カーボンブラックでは、表面にカルボキシル基、フェノール基、カルボニル基、キノン基などの活性な酸素含有基が存在することが知られており、この活性な酸素含有基がウレタン樹脂と相互作用し、またウレタン樹脂のウレタン基同士の凝集力が強くなるため、ウレタン樹脂の剛性支持体に対する結合力を低下させることとなる。
【０００５】
発泡シートが剛性支持体から剥離することを抑制するため、成膜基材上で作製した発泡シートを強制的に成膜基材から剥がして、剛性支持体に接着剤で貼り付け直していた。この場合、発泡シートは接着剤を介して剛性支持体に積層されているので、その用いた接着剤の塗布厚みのバラツキや、平坦性の欠如によってウエハの研磨精度を向上させることが難しい、という欠点が生じる。これに対して、ウレタン樹脂溶液中にカーボンブラックと共に、ビニル重合体を配合することで、厚み精度の優れた剛性支持体（例としてポリエチレンテレフタレートがある。）に直接結合させた発泡シートを作製する技術が開示されている（特許文献１参照）。この技術では、発泡シートを成膜基材から剥離して別の剛性支持体に接着し直す必要がなく、またカーボンブラックとビニル重合体とが相互作用することでカーボンブラック表面の活性基が消費され、ウレタン基がカーボンブラック表面の活性基と相互作用せず、またビニル基によりウレタン基の凝集力が弱められる。このため、剛性支持体のポリエチレンテレフタレート表面のエステル基とファンデルワールス力が水素結合によって結合するウレタン基の数が増大し、発泡シートと剛性支持体との間に強固な結合力が得られる。また、ウレタン樹脂にカーボンブラックを配合することに加えて、ビニル重合体を配合することで、シリコンウエハの表面親水化（濡れ性）を図る技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平５−２０２６８号公報
【特許文献２】特開２００４−３３５７１３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１の技術では、発泡シートと剛性支持体との剥離を抑制することができるものの、ウレタン樹脂に配合するカーボンブラックについては制限されていない。このため、得られる発泡シートでは、発泡の大きさや偏りが生じるおそれがあり、研磨性能を損なうことがある。また、カーボンブラックでは、上述したように表面に活性基を有することで粒子の凝集体を形成しやすいため、カーボンブラック粒子が数個から数十個凝集した一次凝集体（アグリゲート）を形成するばかりでなく、一次凝集体がさらに凝集した二次凝集体（アグロメレート）を形成することがある。二次凝集体は通常、数十〜数百μｍの大きさであり、このような二次凝集体が発泡シートに含有された状態では、研磨加工時に発泡シートの摩耗に伴い研磨面にカーボンブラックの二次凝集体が露出することとなる。このため、被研磨物の表面にスクラッチ等の欠点を生じさせることとなり、高精度な平坦化が難しくなる。また、特許文献２の技術では、被研磨物の表面親水化を図ることができるものの、カーボンブラックを配合することで特許文献１と同様に、被研磨物の平坦性向上が難しくなる。
【０００８】
本発明は上記事案に鑑み、発泡形状を安定化させ被研磨物の平坦性を向上させることができる研磨パッド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、本発明は、湿式成膜法により形成されたウレタン樹脂製の発泡シートを備えた研磨パッドにおいて、前記発泡シートには非晶質炭素の粒子が凝集した凝集体が含有されており、前記凝集体は、前記発泡シート内で前記凝集体を分散させる分散剤で被覆されて略均一に分散されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明では、ウレタン樹脂製の発泡シートに、非晶質炭素の粒子が凝集した凝集体が発泡シート内で、分散剤で被覆されることで略均一に分散された状態で含有されているので、発泡形状を安定化させ研磨加工時にスクラッチが抑制されるため、被研磨物の表面の平坦性を向上させることができる。
【００１１】
この場合において、凝集体の大きさを３．０μｍ以下とすることが好ましい。非晶質炭素をカーボンブラックとしてもよい。また、カーボンブラックを少なくともチャネルブラック、ファーネスブラック及びアセチレンブラックから選択される１種としてもよい。分散剤を少なくともアクリロニトリル・スチレン・ブタジエン樹脂、ポリウレタン、スチレン・ブタジエン樹脂、セルロースアセテート及びビニル化合物から選択される１種としてもよい。このとき、ビニル化合物を非ハロゲン化合物とすることができる。また、凝集体が、カーボンブラックの粒子の凝集で形成された一次凝集体が凝集して形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ウレタン樹脂製の発泡シートに、非晶質炭素の粒子が凝集した凝集体が発泡シート内で、分散剤で被覆されることで略均一に分散された状態で含有されているので、発泡形状を安定化させ研磨加工時にスクラッチが抑制されるため、被研磨物の表面の平坦性を向上させることができる、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研磨パッドを示す断面図である。
【図２】実施形態の研磨パッドに含有されたカーボンブラック粒子のストラクチャーを模式的に示す説明図である。
【図３】実施形態の研磨パッドの製造工程の概略を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照にして、本発明を適用した研磨パッドの実施の形態について説明する。
【００１５】
（研磨パッド）
図１に示すように、本実施形態の研磨パッド１０は、ウレタン樹脂で形成された発泡シート２を備えている。発泡シート２は、略平坦な研磨面Ｐを有している。
【００１６】
発泡シート２には、研磨面Ｐ側に、図示しない緻密な微多孔が形成されておりミクロな平坦性を有するスキン層４が形成されている。スキン層４より内側（ウレタン樹脂内）には、発泡シート２の厚さ方向に沿って丸みを帯びた断面三角状の発泡３が形成されている。発泡３は、研磨面Ｐ側の大きさが、研磨面Ｐと反対の面側より小さく形成されている。発泡３の間のウレタン樹脂中には、スキン層４に形成された微多孔より大きく発泡３より小さい図示を省略した発泡が形成されている。発泡３および図示を省略した発泡は、スキン層４に形成された微多孔の直径より大きい不図示の連通孔で網目状につながっている。すなわち、発泡シート２は、湿式成膜法により形成された連続状の発泡構造を有している。また、発泡シート２にはカーボンブラック粒子が凝集した凝集体５が含有されている。凝集体５は、発泡シート２内で略均一に分散されている。
【００１７】
ここでカーボンブラックの凝集体５について説明する。図２に示すように、カーボンブラックでは球状のカーボンブラック粒子が複数融着した複雑な構造を有しており、本例では、この粒子がつながったもの（一次凝集体）をストラクチャー９と呼称する。これは、カーボンブラック粒子の表面に水酸基やカルボキシル基等の活性な官能基が存在しており、これらの官能基同士の相互作用が働くためである。ストラクチャー９は、通常、カーボンブラック粒子の数個から数十個が凝集しており、数十〜数百ｎｍの大きさである。ストラクチャー９が更に凝集して凝集体５（二次凝集体）が形成されている。
【００１８】
ストラクチャー９の大きさは日本工業規格（ＪＩＳＫ６２１７−４、ゴム用カーボンブラック−基本特性−第４章：オイル吸収量の求め方（圧縮試料を含む））のオイル吸収量で間接的に表される。ストラクチャー９では、空隙率と大きさとが正の相関を示す。すなわち、ストラクチャー９を構成するカーボンブラック粒子の数が多くなるほど空隙が増大するため、ストラクチャー９の空隙に吸収されるオイルの量（オイル吸収量）も増加する。オイル吸収量の測定にはアブソープトメータが用いられ、オイルにはフタル酸ジブチル（以下、ＤＢＰと略記する。）やパラフィンオイルが使用される。本例では、ＤＢＰを用いて測定したＤＢＰ吸収量でストラクチャー９の大きさが表されている。
【００１９】
ストラクチャー９が凝集した凝集体５は発泡シート２内で略均一に分散されているが、これは準備工程（詳細後述）で準備する凝集体分散液とウレタン樹脂溶液との混合液における凝集体５の分散状態で定められる。換言すれば、ストラクチャー９の凝集を抑制することで凝集体５の分散状態を良化することができる。この分散状態は、日本工業規格（ＪＩＳ Ｋ５６００−２−５、塗料一般試験方法−第２部：塗料の性状・安定性−第５節：分散度）のグラインドゲージ分布図法により長さの単位（例えば、μｍ）で表すことができる。グラインドゲージ分布図法では、長手方向に一端から深さゼロの他端まで均一な深さ勾配を有する溝（例えば、１５、２５、５０、又は１００μｍ）が形成されたゲージを用いて測定する。
【００２０】
分散状態の測定では、スクレーパーを用いてゲージの溝にウレタン樹脂溶液を満たし、液面に粒が観察された位置での溝の深さを示す目盛りを読み取る。この結果、ウレタン樹脂溶液中に存在する凝集体５の分散状態が測定される。本例では、凝集体５の分散状態がグラインドゲージ分布図法で３．０μｍ以下に調整されている。凝集体５がストラクチャー９の凝集により形成されることから、ストラクチャー９の大きさ、すなわちＤＢＰ吸収量が大きくなると凝集体５の分散状態が３．０μｍを超える可能性がある。このため、ストラクチャー９では、ＤＢＰ吸収量が１５０ｍｌ／１００ｇ以下であることが好ましい。
【００２１】
ストラクチャー９の大きさ（ＤＢＰ吸収量）が小さくなるほど凝集力が強くなり凝集体５の分散状態が大きくなる。このため、凝集体５は、凝集体同士を分散させる分散剤で被覆されている。分散剤で被覆された凝集体５では、表面の活性基が分散剤により消費されるため、それ以上凝集することがなく、略均一に分散される。すなわち、凝集体５が分散剤で被覆されることにより、分散状態が３．０μｍ以下となる。分散剤としては、アクリロニトリル・スチレン・ブタジエン（以下、ＡＢＳと略記する。）樹脂、ポリウレタン、スチレン・ブタジエン樹脂、セルロースアセテートおよびビニル化合物から選択される１種を用いることができる。本例では、分散剤にＡＢＳ樹脂が用いられている。
【００２２】
また、研磨パッド１０は、研磨面Ｐと反対の面側に、発泡シート２を支持する支持体６の一面側が貼り合わされている。支持体６には、本例では、ポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと略記する。）製のシートが用いられている。支持体６の他面側には、一面側（最下面側）に剥離紙８を有し研磨機に研磨パッド１０を装着するための両面テープ７の他面側が貼り合わされている。
【００２３】
（研磨パッドの製造）
研磨パッド１０は、図３に示すように、湿式成膜法の各工程を経て作製された発泡シート２をラミネート加工工程で支持体６、両面テープ７と貼り合わせることで製造される。湿式成膜法では、まず準備工程でカーボンブラックが凝集した凝集体５と分散剤のＡＢＳ樹脂とを混合した凝集体分散液と、ウレタン樹脂を溶解可能な水混和性の有機溶媒のＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（以下、ＤＭＦと略記する。）にウレタン樹脂を溶解させたウレタン樹脂溶液と、をそれぞれ作製する。塗布工程では、凝集体分散液とウレタン樹脂溶液とを混合し、その混合液を成膜基材に塗工する。凝固再生工程では、ウレタン樹脂をシート状に凝固再生させる。洗浄・乾燥工程では、シート状のポリウレタン樹脂を洗浄し乾燥させる。これらの工程を経て発泡シート２が作製される。以下、工程順に説明する。
【００２４】
準備工程では、カーボンブラックの凝集体５と分散剤のＡＢＳ樹脂とを混合した凝集体分散液を作製する。凝集体５の大きさは３．０μｍ以下が好ましい。また、カーボンブラックの添加量は、５〜２０重量％に設定されている。ＡＢＳ樹脂はカーボンブラックの添加量に対して０．２〜２．０倍の量に設定されている。一方、ウレタン樹脂、ＤＭＦ及び添加剤を混合してウレタン樹脂を溶解させる。ウレタン樹脂は、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ポリウレタン樹脂から選択して用い、例えば、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、発泡を促進させる親水性活性剤、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。得られた溶液を真空下で脱泡してウレタン樹脂溶液を得る。
【００２５】
塗布工程では、準備工程で作製した凝集体分散液とウレタン樹脂溶液とを混合した混合液を作製する。凝集体５を分散させた凝集体分散液とウレタン樹脂溶液とを混合することで、得られた混合液中では、凝集体５がＡＢＳ樹脂で被覆された状態で分散している。混合液中の凝集体５の分散状態を上述したグラインドゲージ分布図法により測定する。本例の混合液では、凝集体５が１．５μｍ以下であった。この混合液が常温下でナイフコータ等により帯状の成膜基材に略均一に塗布される。このとき、ナイフコータ等と成膜基材との間隙（クリアランス）を調整することで、ウレタン樹脂溶液の塗布厚さ（塗布量）が調整される。成膜基材にはＰＥＴ樹脂等の樹脂製の不織布やフィルムを用いることができるが、本例では、成膜基材をＰＥＴシートとして説明する。
【００２６】
凝固再生工程では、成膜基材に塗布された混合液が、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される。凝固液中では、まず、塗布された混合液の表面側に微多孔が形成され厚さ数μｍ程度のスキン層が形成される。その後、混合液中のＤＭＦと凝固液との置換の進行によりウレタン樹脂が成膜基材上にシート状に凝固再生する。ＤＭＦが混合液から脱溶媒し、ＤＭＦと凝固液とが置換することで、スキン層より内側のウレタン樹脂中に発泡３および図示を省略した発泡が形成され、発泡３および図示を省略した発泡が網目状に連通する。このとき、成膜基材のＰＥＴシートが水を浸透させないため、混合液の表面側（スキン層側）で脱溶媒が生じて成膜基材側が表面側より大きな発泡３が形成される。
【００２７】
洗浄・乾燥工程では、凝固再生工程で凝固再生したウレタン樹脂が水等の洗浄液中で洗浄されてウレタン樹脂中に残留するＤＭＦが除去される。洗浄後、ウレタン樹脂をシリンダ乾燥機で乾燥させ発泡シート２を得る。シリンダ乾燥機は内部に熱源を有するシリンダを備えている。ウレタン樹脂がシリンダの周面に沿って通過することで乾燥する。
【００２８】
ラミネート加工工程では、発泡シート２の研磨面Ｐと反対の面側と支持体６の一面側とを貼り合わせ、支持体６の他面側に、一面側（最下面側）に剥離紙８が貼付された両面テープ７を貼り合わせる。汚れや異物等の付着がないことを確認する等の検査を行い、研磨パッド１０を完成させる。
【００２９】
（作用）
次に、本実施形態の研磨パッド１０の作用等について説明する。
【００３０】
従来湿式成膜法で形成される発泡シートを備えた研磨パッドでは、発泡を安定化させるために、湿式成膜時の樹脂溶液にカーボンブラックが添加されている。ところが、カーボンブラックが粒子表面に活性な官能基を有するため、凝集体を形成しやすい性質を有している。このため、湿式成膜時の樹脂溶液中でカーボンブラックの大きな凝集体が形成され、得られる発泡シート内にはこの大きな凝集体が偏在することとなる。このような発泡シートを用いた研磨パッドでは、発泡の大きさや発泡形成の偏りが生じるため、安定した研磨加工を行うことが難しく研磨効率を低下させることとなる。また、研磨加工時には、発泡シートの摩耗に伴い大きな凝集体が研磨面に露出するため、被研磨物にスクラッチを発生させ平坦性を損なうこととなる。本実施形態は、これらを解決することができる研磨パッドである。
【００３１】
本実施形態の研磨パッド１０では、ストラクチャー９が凝集した凝集体５が分散剤のＡＢＳ樹脂で被覆された状態で発泡シート２に含有されている。このため、凝集体５が湿式成膜時に更に凝集した大きな凝集体を形成することなく発泡シート２内で略均一に分散されるので、発泡形成が安定化され、発泡の大きさが均等化される。これにより、発泡シート２が略均質に形成されるので、研磨効率を損なうことなく安定した研磨加工を行うことができる。
【００３２】
また、本実施形態の研磨パッド１０では、ストラクチャー９の大きさがＤＢＰ吸収量で１５０ｍｌ／１００ｇ以下に制限されており、更に凝集体５の分散状態が３．０μｍ以下に制限されている。凝集体５が分散剤で被覆されているため、発泡シ−ト２の作製時に凝集体５が更に凝集体を形成することなく、略均一に分散される。これにより、研磨加工時に研磨面に凝集体５が露出しても、被研磨物に対するスクラッチの発生を抑制し平坦性向上を図ることができる。
【００３３】
更に、本実施形態の研磨パッド１０では、発泡シ−ト２内で凝集体５の分散状態が均等化されているため、発泡形成を安定化させることができる。これにより、発泡シ−ト２の引張伸度が向上するので、研磨加工時の破断が抑制され研磨パッド１の長寿命化を図ることができる。
【００３４】
なお、本実施形態では、発泡シート２に含有させる凝集体５としてカーボンブラック（ストラクチャー９）の凝集体を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、非晶質の炭素材であればよい。例えば、カーボンブラックに代えて非晶質炭素の石炭を使用してもよい。また、カーボンブラックには、その製法により、例えば、チャンネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック等の種類があるが、本発明はカーボンブラックの製法に制限されるものではなく、いずれのものを使用してもよい。製法の異なるカーボンブラックを混合して使用することも可能である。
【００３５】
また、本実施形態では、凝集体５の分散状態をグラインドゲージ分布図法で測定する例を示したが、本発明はこれに制限されるものではない。例えば、一般的な粒度の測定法を用いてもよく、凝集体５の分散状態が３．０μｍ以下であることが確認できるものであればよい。製造工程中で凝集体５の分散状態を確認することを考慮すれば、グラインドゲージ分布図法で簡便に確認することができる。更に、本実施形態では、凝集体５の分散状態を３．０μｍ以下とする例を示したが、研磨加工時に研磨面Ｐに露出することを考慮すれば、凝集体５を１．５μｍ以下とすることが好ましい。このようにすれば、凝集体５の大きさが更に制限されるため、研磨面Ｐに露出したときのスクラッチ抑制効果を高めることができ、被研磨物の平坦性を一層向上させることができる。また、本実施形態では、ストラクチャー９の大きさをＤＢＰ吸収量で表す例を示したが、本発明はこれに制限されるものではなく、ストラクチャー９の大きさがＤＢＰ吸収量で１５０ｍｌ／１００ｇ以下に相当することを評価できるものであればよい。ストラクチャー９のＤＢＰ吸収量は、凝集体５の分散状態を考慮すれば、１４０ｍｌ／１００ｇ以下であることが好ましく、特に１３０ｍｌ／１００ｇ以下であることが好適である。
【００３６】
更に、本実施形態では、分散剤として、ＡＢＳ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い。例えば、ＡＢＳ樹脂に代えて、ポリウレタン、スチレン・ブタジエン樹脂、セルロースアセテート、ビニル化合物を使用しても上述した効果を得ることができる。これら分散剤の２種以上を混合して使用してもよいことはもちろんである。また、分散剤としてビニル化合物を用いる場合は、ハロゲン分子が含有されていない非ハロゲン化合物を用いることが好ましい。このようにすれば、研磨パッドの廃棄時等に環境に対する影響の低減を図ることができる。
【００３７】
また更に、本実施形態では、発泡シート２の作製時に成膜基材を使用してウレタン樹脂を凝固再生させた後、成膜基材を剥離してウレタン発泡体２とＰＥＴ製の支持体６とを貼り合わせる例を示したが、本発明はこれに制限されるものではない。例えば、湿式成膜時に、成膜基材に代えて支持体６を用いることで、直接支持体６にウレタン発泡体２を凝固再生させるようにしてもよい。発泡シート２に含有された凝集体５がＡＢＳ樹脂で被覆されていることから、凝集体５を形成するカーボンブラック（ストラクチャー９）の粒子表面に存在する活性基の影響を抑制することができる。すなわち、粒子表面の活性基がウレタン樹脂と相互作用すると、ウレタン樹脂と支持体６のＰＥＴとの接着力が低減し研磨加工時に剥離することがある。これに対して、ＡＢＳ樹脂で被覆し活性基の影響を抑制した凝集体５では、ウレタン樹脂との相互作用が低減することから、発泡シート２と支持体６との接着力を確保することができる。また、支持体６の材質としては、ＰＥＴに限定されるものではなく、剛性を有する樹脂製であればいかなる材質のものも使用することができる。
【実施例】
【００３８】
以下、本実施形態に従い製造した研磨パッド１０の実施例について説明する。なお、比較のために製造した比較例の研磨パッドについても併記する。
【００３９】
（実施例１）
実施例１では、ウレタン樹脂としてポリエステルＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）ポリウレタン樹脂を用いた。このポリウレタン樹脂を３０重量％でＤＭＦに溶解させたウレタン樹脂溶液を調製した。また、凝集体５の２０重量％とＡＢＳ樹脂の２０重量％とをＤＭＦと混合し凝集体分散液を調製した。得られたウレタン樹脂溶液の１００部に対して、凝集体分散液の４０部を混合し混合液を得た。この混合液の凝集体５の分散状態を、グラインドゲージ分布図を用いて測定した結果、１．５μｍ以下（３．０μｍ以下）であった。得られた混合液から湿式成膜法により発泡シート２を作製し研磨パッド１０を製造した。
【００４０】
（比較例１）
比較例１では、ＡＢＳ樹脂等の分散剤を使用することなく、実施例１と同じポリウレタン樹脂とカーボンブラックとＤＭＦとを一緒に混合したウレタン混合液を調製した。このウレタン混合液では、カーボンブラックの凝集体の分散状態を、グラインドゲージ分布図法を用いて測定した結果、２５〜４０μｍであった。このウレタン混合液を用いる以外は実施例１と同様にして比較例１の研磨パッドを製造した。
【００４１】
（評価）
各実施例および比較例について、湿式成膜後の発泡シートの引張強度、引張伸度を測定した。測定には、引張伸度測定器（株式会社エー・アンド・デイ製、テンシロン万能試験機ＲＴＣ）を使用した。測定方法は日本工業規格（ＪＩＳ Ｋ６５５０）に準じた方法で測定した。引張強度、引張伸度の測定結果を下表１に示した。
【００４２】
【表１】
【００４３】
表１に示すように、分散剤を添加していない比較例１では、発泡シートの引張強度が０．１０ｋｇ／ｍｍ２、引張伸度が９７％を示した。このため、比較例１の研磨パッドでは、研磨加工時に発泡シートが破断するおそれがある。また、比較例１で用いた発泡シートでは、含有されているカーボンブラック凝集体の大きさが２５〜４０μｍのため、研磨加工時には被研磨物にスクラッチ等を発生させる可能性があり、高精度な平坦性を期待することは難しい。これに対して、実施例１の研磨パッド１０では、発泡シ−ト２の引張強度が０．１９ｋｇ／ｍｍ２、引張伸度が２２１％を示し、比較例１と比べて向上することが判った。これは、予め凝集体分散液を調製し、凝集体５をＡＢＳ樹脂で被覆したことで、凝集体５の分散性が向上して発泡シ−ト２に略均等に分散されたためと考えられる。また、実施例１の研磨パッド１０では、凝集体５の分散状態が１．５μｍ以下であったことから、研磨加工時に被研磨物にスクラッチ等を発生させることを抑制し、平坦性向上を図ることが期待できる。このような研磨パッド１０では、例えば、ハードディスク用アルミニウム基板等の仕上げ研磨加工に好適に使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は発泡形状を安定化させ被研磨物の平坦性を向上させることができる研磨パッドを提供するものであるため、研磨パッドの製造、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】
【００４５】
Ｐ 研磨面
２ 発泡シート
５ 凝集体
１０ 研磨パッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は研磨パッドに係り、特に、湿式成膜法により形成されたウレタン樹脂製の発泡シートを備えた研磨パッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズ、平行平面板、反射ミラー等の光学材料、ハードディスク用アルミニウム基板、半導体デバイス用シリコンウエハ、液晶ディスプレイ用ガラス基板等、高精度に平坦性が要求される材料（被研磨物）では、研磨パッドを使用した研磨加工が行われている。半導体デバイスでは、半導体回路の高密度化を目的とした微細化や多層配線化が進み、シリコンウエハを一層高度に平坦化する技術が重要となっている。液晶ディスプレイでも、大型化に伴い、ガラス基板のより高度な平坦性が求められている。
【０００３】
一般に、研磨パッドには、湿式成膜法で形成されたウレタン樹脂製の発泡シートが使用されている。湿式成膜法では、ウレタン樹脂を水混和性の有機溶媒に溶解させた樹脂溶液をシート状の成膜基材に塗布後、水系凝固液中に浸漬することで樹脂がシート状に凝固再生される。得られた発泡シートでは、内部にウレタン樹脂の凝固再生に伴う多数の発泡が形成されている。すなわち、被研磨物を研磨加工するための研磨面側に微多孔が形成された表面層（スキン層）を有し、表面層より内側に発泡が連続状に形成されている。このような発泡シートでは、内部に形成される発泡の大きさのバラツキや発泡形成の偏りが生じると、発泡シートの弾性等の物性が安定せず被研磨物の高度な平坦性を得ることが難しくなる。発泡形成を安定化させるために、樹脂溶液にカーボンブラック等の添加剤が配合されることがある。
【０００４】
一方、湿式成膜法で形成された発泡シートを用いた研磨パッドでは、その物理的強度を補強し、取り扱いを容易にするため、成膜基材に代えて剛性支持体上に直接発泡シートを形成することがある。ところが、発泡シートは、剛性支持体との結合力が弱く、剥離してしまう。これは、本来粘着性を有するウレタン樹脂に、発泡形状を安定化させるためにカーボンブラック等が配合されていることが原因と考えられている。すなわち、カーボンブラックでは、表面にカルボキシル基、フェノール基、カルボニル基、キノン基などの活性な酸素含有基が存在することが知られており、この活性な酸素含有基がウレタン樹脂と相互作用し、またウレタン樹脂のウレタン基同士の凝集力が強くなるため、ウレタン樹脂の剛性支持体に対する結合力を低下させることとなる。
【０００５】
発泡シートが剛性支持体から剥離することを抑制するため、成膜基材上で作製した発泡シートを強制的に成膜基材から剥がして、剛性支持体に接着剤で貼り付け直していた。この場合、発泡シートは接着剤を介して剛性支持体に積層されているので、その用いた接着剤の塗布厚みのバラツキや、平坦性の欠如によってウエハの研磨精度を向上させることが難しい、という欠点が生じる。これに対して、ウレタン樹脂溶液中にカーボンブラックと共に、ビニル重合体を配合することで、厚み精度の優れた剛性支持体（例としてポリエチレンテレフタレートがある。）に直接結合させた発泡シートを作製する技術が開示されている（特許文献１参照）。この技術では、発泡シートを成膜基材から剥離して別の剛性支持体に接着し直す必要がなく、またカーボンブラックとビニル重合体とが相互作用することでカーボンブラック表面の活性基が消費され、ウレタン基がカーボンブラック表面の活性基と相互作用せず、またビニル基によりウレタン基の凝集力が弱められる。このため、剛性支持体のポリエチレンテレフタレート表面のエステル基とファンデルワールス力が水素結合によって結合するウレタン基の数が増大し、発泡シートと剛性支持体との間に強固な結合力が得られる。また、ウレタン樹脂にカーボンブラックを配合することに加えて、ビニル重合体を配合することで、シリコンウエハの表面親水化（濡れ性）を図る技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平５−２０２６８号公報
【特許文献２】特開２００４−３３５７１３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１の技術では、発泡シートと剛性支持体との剥離を抑制することができるものの、ウレタン樹脂に配合するカーボンブラックについては制限されていない。このため、得られる発泡シートでは、発泡の大きさや偏りが生じるおそれがあり、研磨性能を損なうことがある。また、カーボンブラックでは、上述したように表面に活性基を有することで粒子の凝集体を形成しやすいため、カーボンブラック粒子が数個から数十個凝集した一次凝集体（アグリゲート）を形成するばかりでなく、一次凝集体がさらに凝集した二次凝集体（アグロメレート）を形成することがある。二次凝集体は通常、数十〜数百μｍの大きさであり、このような二次凝集体が発泡シートに含有された状態では、研磨加工時に発泡シートの摩耗に伴い研磨面にカーボンブラックの二次凝集体が露出することとなる。このため、被研磨物の表面にスクラッチ等の欠点を生じさせることとなり、高精度な平坦化が難しくなる。また、特許文献２の技術では、被研磨物の表面親水化を図ることができるものの、カーボンブラックを配合することで特許文献１と同様に、被研磨物の平坦性向上が難しくなる。
【０００８】
本発明は上記事案に鑑み、発泡形状を安定化させ被研磨物の平坦性を向上させることができる研磨パッド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、本発明は、湿式成膜法により形成されたウレタン樹脂製の発泡シートを備えた研磨パッドにおいて、前記発泡シートには非晶質炭素の粒子が凝集した凝集体が含有されており、前記凝集体は、前記発泡シート内で前記凝集体を分散させる分散剤で被覆されて略均一に分散されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明では、ウレタン樹脂製の発泡シートに、非晶質炭素の粒子が凝集した凝集体が発泡シート内で、分散剤で被覆されることで略均一に分散された状態で含有されているので、発泡形状を安定化させ研磨加工時にスクラッチが抑制されるため、被研磨物の表面の平坦性を向上させることができる。
【００１１】
この場合において、凝集体の大きさを３．０μｍ以下とすることが好ましい。非晶質炭素をカーボンブラックとしてもよい。また、カーボンブラックを少なくともチャネルブラック、ファーネスブラック及びアセチレンブラックから選択される１種としてもよい。分散剤を少なくともアクリロニトリル・スチレン・ブタジエン樹脂、ポリウレタン、スチレン・ブタジエン樹脂、セルロースアセテート及びビニル化合物から選択される１種としてもよい。このとき、ビニル化合物を非ハロゲン化合物とすることができる。また、凝集体が、カーボンブラックの粒子の凝集で形成された一次凝集体が凝集して形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ウレタン樹脂製の発泡シートに、非晶質炭素の粒子が凝集した凝集体が発泡シート内で、分散剤で被覆されることで略均一に分散された状態で含有されているので、発泡形状を安定化させ研磨加工時にスクラッチが抑制されるため、被研磨物の表面の平坦性を向上させることができる、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研磨パッドを示す断面図である。
【図２】実施形態の研磨パッドに含有されたカーボンブラック粒子のストラクチャーを模式的に示す説明図である。
【図３】実施形態の研磨パッドの製造工程の概略を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照にして、本発明を適用した研磨パッドの実施の形態について説明する。
【００１５】
（研磨パッド）
図１に示すように、本実施形態の研磨パッド１０は、ウレタン樹脂で形成された発泡シート２を備えている。発泡シート２は、略平坦な研磨面Ｐを有している。
【００１６】
発泡シート２には、研磨面Ｐ側に、図示しない緻密な微多孔が形成されておりミクロな平坦性を有するスキン層４が形成されている。スキン層４より内側（ウレタン樹脂内）には、発泡シート２の厚さ方向に沿って丸みを帯びた断面三角状の発泡３が形成されている。発泡３は、研磨面Ｐ側の大きさが、研磨面Ｐと反対の面側より小さく形成されている。発泡３の間のウレタン樹脂中には、スキン層４に形成された微多孔より大きく発泡３より小さい図示を省略した発泡が形成されている。発泡３および図示を省略した発泡は、スキン層４に形成された微多孔の直径より大きい不図示の連通孔で網目状につながっている。すなわち、発泡シート２は、湿式成膜法により形成された連続状の発泡構造を有している。また、発泡シート２にはカーボンブラック粒子が凝集した凝集体５が含有されている。凝集体５は、発泡シート２内で略均一に分散されている。
【００１７】
ここでカーボンブラックの凝集体５について説明する。図２に示すように、カーボンブラックでは球状のカーボンブラック粒子が複数融着した複雑な構造を有しており、本例では、この粒子がつながったもの（一次凝集体）をストラクチャー９と呼称する。これは、カーボンブラック粒子の表面に水酸基やカルボキシル基等の活性な官能基が存在しており、これらの官能基同士の相互作用が働くためである。ストラクチャー９は、通常、カーボンブラック粒子の数個から数十個が凝集しており、数十〜数百ｎｍの大きさである。ストラクチャー９が更に凝集して凝集体５（二次凝集体）が形成されている。
【００１８】
ストラクチャー９の大きさは日本工業規格（ＪＩＳＫ６２１７−４、ゴム用カーボンブラック−基本特性−第４章：オイル吸収量の求め方（圧縮試料を含む））のオイル吸収量で間接的に表される。ストラクチャー９では、空隙率と大きさとが正の相関を示す。すなわち、ストラクチャー９を構成するカーボンブラック粒子の数が多くなるほど空隙が増大するため、ストラクチャー９の空隙に吸収されるオイルの量（オイル吸収量）も増加する。オイル吸収量の測定にはアブソープトメータが用いられ、オイルにはフタル酸ジブチル（以下、ＤＢＰと略記する。）やパラフィンオイルが使用される。本例では、ＤＢＰを用いて測定したＤＢＰ吸収量でストラクチャー９の大きさが表されている。
【００１９】
ストラクチャー９が凝集した凝集体５は発泡シート２内で略均一に分散されているが、これは準備工程（詳細後述）で準備する凝集体分散液とウレタン樹脂溶液との混合液における凝集体５の分散状態で定められる。換言すれば、ストラクチャー９の凝集を抑制することで凝集体５の分散状態を良化することができる。この分散状態は、日本工業規格（ＪＩＳ Ｋ５６００−２−５、塗料一般試験方法−第２部：塗料の性状・安定性−第５節：分散度）のグラインドゲージ分布図法により長さの単位（例えば、μｍ）で表すことができる。グラインドゲージ分布図法では、長手方向に一端から深さゼロの他端まで均一な深さ勾配を有する溝（例えば、１５、２５、５０、又は１００μｍ）が形成されたゲージを用いて測定する。
【００２０】
分散状態の測定では、スクレーパーを用いてゲージの溝にウレタン樹脂溶液を満たし、液面に粒が観察された位置での溝の深さを示す目盛りを読み取る。この結果、ウレタン樹脂溶液中に存在する凝集体５の分散状態が測定される。本例では、凝集体５の分散状態がグラインドゲージ分布図法で３．０μｍ以下に調整されている。凝集体５がストラクチャー９の凝集により形成されることから、ストラクチャー９の大きさ、すなわちＤＢＰ吸収量が大きくなると凝集体５の分散状態が３．０μｍを超える可能性がある。このため、ストラクチャー９では、ＤＢＰ吸収量が１５０ｍｌ／１００ｇ以下であることが好ましい。
【００２１】
ストラクチャー９の大きさ（ＤＢＰ吸収量）が小さくなるほど凝集力が強くなり凝集体５の分散状態が大きくなる。このため、凝集体５は、凝集体同士を分散させる分散剤で被覆されている。分散剤で被覆された凝集体５では、表面の活性基が分散剤により消費されるため、それ以上凝集することがなく、略均一に分散される。すなわち、凝集体５が分散剤で被覆されることにより、分散状態が３．０μｍ以下となる。分散剤としては、アクリロニトリル・スチレン・ブタジエン（以下、ＡＢＳと略記する。）樹脂、ポリウレタン、スチレン・ブタジエン樹脂、セルロースアセテートおよびビニル化合物から選択される１種を用いることができる。本例では、分散剤にＡＢＳ樹脂が用いられている。
【００２２】
また、研磨パッド１０は、研磨面Ｐと反対の面側に、発泡シート２を支持する支持体６の一面側が貼り合わされている。支持体６には、本例では、ポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと略記する。）製のシートが用いられている。支持体６の他面側には、一面側（最下面側）に剥離紙８を有し研磨機に研磨パッド１０を装着するための両面テープ７の他面側が貼り合わされている。
【００２３】
（研磨パッドの製造）
研磨パッド１０は、図３に示すように、湿式成膜法の各工程を経て作製された発泡シート２をラミネート加工工程で支持体６、両面テープ７と貼り合わせることで製造される。湿式成膜法では、まず準備工程でカーボンブラックが凝集した凝集体５と分散剤のＡＢＳ樹脂とを混合した凝集体分散液と、ウレタン樹脂を溶解可能な水混和性の有機溶媒のＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（以下、ＤＭＦと略記する。）にウレタン樹脂を溶解させたウレタン樹脂溶液と、をそれぞれ作製する。塗布工程では、凝集体分散液とウレタン樹脂溶液とを混合し、その混合液を成膜基材に塗工する。凝固再生工程では、ウレタン樹脂をシート状に凝固再生させる。洗浄・乾燥工程では、シート状のポリウレタン樹脂を洗浄し乾燥させる。これらの工程を経て発泡シート２が作製される。以下、工程順に説明する。
【００２４】
準備工程では、カーボンブラックの凝集体５と分散剤のＡＢＳ樹脂とを混合した凝集体分散液を作製する。凝集体５の大きさは３．０μｍ以下が好ましい。また、カーボンブラックの添加量は、５〜２０重量％に設定されている。ＡＢＳ樹脂はカーボンブラックの添加量に対して０．２〜２．０倍の量に設定されている。一方、ウレタン樹脂、ＤＭＦ及び添加剤を混合してウレタン樹脂を溶解させる。ウレタン樹脂は、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ポリウレタン樹脂から選択して用い、例えば、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、発泡を促進させる親水性活性剤、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。得られた溶液を真空下で脱泡してウレタン樹脂溶液を得る。
【００２５】
塗布工程では、準備工程で作製した凝集体分散液とウレタン樹脂溶液とを混合した混合液を作製する。凝集体５を分散させた凝集体分散液とウレタン樹脂溶液とを混合することで、得られた混合液中では、凝集体５がＡＢＳ樹脂で被覆された状態で分散している。混合液中の凝集体５の分散状態を上述したグラインドゲージ分布図法により測定する。本例の混合液では、凝集体５が１．５μｍ以下であった。この混合液が常温下でナイフコータ等により帯状の成膜基材に略均一に塗布される。このとき、ナイフコータ等と成膜基材との間隙（クリアランス）を調整することで、ウレタン樹脂溶液の塗布厚さ（塗布量）が調整される。成膜基材にはＰＥＴ樹脂等の樹脂製の不織布やフィルムを用いることができるが、本例では、成膜基材をＰＥＴシートとして説明する。
【００２６】
凝固再生工程では、成膜基材に塗布された混合液が、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される。凝固液中では、まず、塗布された混合液の表面側に微多孔が形成され厚さ数μｍ程度のスキン層が形成される。その後、混合液中のＤＭＦと凝固液との置換の進行によりウレタン樹脂が成膜基材上にシート状に凝固再生する。ＤＭＦが混合液から脱溶媒し、ＤＭＦと凝固液とが置換することで、スキン層より内側のウレタン樹脂中に発泡３および図示を省略した発泡が形成され、発泡３および図示を省略した発泡が網目状に連通する。このとき、成膜基材のＰＥＴシートが水を浸透させないため、混合液の表面側（スキン層側）で脱溶媒が生じて成膜基材側が表面側より大きな発泡３が形成される。
【００２７】
洗浄・乾燥工程では、凝固再生工程で凝固再生したウレタン樹脂が水等の洗浄液中で洗浄されてウレタン樹脂中に残留するＤＭＦが除去される。洗浄後、ウレタン樹脂をシリンダ乾燥機で乾燥させ発泡シート２を得る。シリンダ乾燥機は内部に熱源を有するシリンダを備えている。ウレタン樹脂がシリンダの周面に沿って通過することで乾燥する。
【００２８】
ラミネート加工工程では、発泡シート２の研磨面Ｐと反対の面側と支持体６の一面側とを貼り合わせ、支持体６の他面側に、一面側（最下面側）に剥離紙８が貼付された両面テープ７を貼り合わせる。汚れや異物等の付着がないことを確認する等の検査を行い、研磨パッド１０を完成させる。
【００２９】
（作用）
次に、本実施形態の研磨パッド１０の作用等について説明する。
【００３０】
従来湿式成膜法で形成される発泡シートを備えた研磨パッドでは、発泡を安定化させるために、湿式成膜時の樹脂溶液にカーボンブラックが添加されている。ところが、カーボンブラックが粒子表面に活性な官能基を有するため、凝集体を形成しやすい性質を有している。このため、湿式成膜時の樹脂溶液中でカーボンブラックの大きな凝集体が形成され、得られる発泡シート内にはこの大きな凝集体が偏在することとなる。このような発泡シートを用いた研磨パッドでは、発泡の大きさや発泡形成の偏りが生じるため、安定した研磨加工を行うことが難しく研磨効率を低下させることとなる。また、研磨加工時には、発泡シートの摩耗に伴い大きな凝集体が研磨面に露出するため、被研磨物にスクラッチを発生させ平坦性を損なうこととなる。本実施形態は、これらを解決することができる研磨パッドである。
【００３１】
本実施形態の研磨パッド１０では、ストラクチャー９が凝集した凝集体５が分散剤のＡＢＳ樹脂で被覆された状態で発泡シート２に含有されている。このため、凝集体５が湿式成膜時に更に凝集した大きな凝集体を形成することなく発泡シート２内で略均一に分散されるので、発泡形成が安定化され、発泡の大きさが均等化される。これにより、発泡シート２が略均質に形成されるので、研磨効率を損なうことなく安定した研磨加工を行うことができる。
【００３２】
また、本実施形態の研磨パッド１０では、ストラクチャー９の大きさがＤＢＰ吸収量で１５０ｍｌ／１００ｇ以下に制限されており、更に凝集体５の分散状態が３．０μｍ以下に制限されている。凝集体５が分散剤で被覆されているため、発泡シ−ト２の作製時に凝集体５が更に凝集体を形成することなく、略均一に分散される。これにより、研磨加工時に研磨面に凝集体５が露出しても、被研磨物に対するスクラッチの発生を抑制し平坦性向上を図ることができる。
【００３３】
更に、本実施形態の研磨パッド１０では、発泡シ−ト２内で凝集体５の分散状態が均等化されているため、発泡形成を安定化させることができる。これにより、発泡シ−ト２の引張伸度が向上するので、研磨加工時の破断が抑制され研磨パッド１の長寿命化を図ることができる。
【００３４】
なお、本実施形態では、発泡シート２に含有させる凝集体５としてカーボンブラック（ストラクチャー９）の凝集体を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、非晶質の炭素材であればよい。例えば、カーボンブラックに代えて非晶質炭素の石炭を使用してもよい。また、カーボンブラックには、その製法により、例えば、チャンネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック等の種類があるが、本発明はカーボンブラックの製法に制限されるものではなく、いずれのものを使用してもよい。製法の異なるカーボンブラックを混合して使用することも可能である。
【００３５】
また、本実施形態では、凝集体５の分散状態をグラインドゲージ分布図法で測定する例を示したが、本発明はこれに制限されるものではない。例えば、一般的な粒度の測定法を用いてもよく、凝集体５の分散状態が３．０μｍ以下であることが確認できるものであればよい。製造工程中で凝集体５の分散状態を確認することを考慮すれば、グラインドゲージ分布図法で簡便に確認することができる。更に、本実施形態では、凝集体５の分散状態を３．０μｍ以下とする例を示したが、研磨加工時に研磨面Ｐに露出することを考慮すれば、凝集体５を１．５μｍ以下とすることが好ましい。このようにすれば、凝集体５の大きさが更に制限されるため、研磨面Ｐに露出したときのスクラッチ抑制効果を高めることができ、被研磨物の平坦性を一層向上させることができる。また、本実施形態では、ストラクチャー９の大きさをＤＢＰ吸収量で表す例を示したが、本発明はこれに制限されるものではなく、ストラクチャー９の大きさがＤＢＰ吸収量で１５０ｍｌ／１００ｇ以下に相当することを評価できるものであればよい。ストラクチャー９のＤＢＰ吸収量は、凝集体５の分散状態を考慮すれば、１４０ｍｌ／１００ｇ以下であることが好ましく、特に１３０ｍｌ／１００ｇ以下であることが好適である。
【００３６】
更に、本実施形態では、分散剤として、ＡＢＳ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い。例えば、ＡＢＳ樹脂に代えて、ポリウレタン、スチレン・ブタジエン樹脂、セルロースアセテート、ビニル化合物を使用しても上述した効果を得ることができる。これら分散剤の２種以上を混合して使用してもよいことはもちろんである。また、分散剤としてビニル化合物を用いる場合は、ハロゲン分子が含有されていない非ハロゲン化合物を用いることが好ましい。このようにすれば、研磨パッドの廃棄時等に環境に対する影響の低減を図ることができる。
【００３７】
また更に、本実施形態では、発泡シート２の作製時に成膜基材を使用してウレタン樹脂を凝固再生させた後、成膜基材を剥離してウレタン発泡体２とＰＥＴ製の支持体６とを貼り合わせる例を示したが、本発明はこれに制限されるものではない。例えば、湿式成膜時に、成膜基材に代えて支持体６を用いることで、直接支持体６にウレタン発泡体２を凝固再生させるようにしてもよい。発泡シート２に含有された凝集体５がＡＢＳ樹脂で被覆されていることから、凝集体５を形成するカーボンブラック（ストラクチャー９）の粒子表面に存在する活性基の影響を抑制することができる。すなわち、粒子表面の活性基がウレタン樹脂と相互作用すると、ウレタン樹脂と支持体６のＰＥＴとの接着力が低減し研磨加工時に剥離することがある。これに対して、ＡＢＳ樹脂で被覆し活性基の影響を抑制した凝集体５では、ウレタン樹脂との相互作用が低減することから、発泡シート２と支持体６との接着力を確保することができる。また、支持体６の材質としては、ＰＥＴに限定されるものではなく、剛性を有する樹脂製であればいかなる材質のものも使用することができる。
【実施例】
【００３８】
以下、本実施形態に従い製造した研磨パッド１０の実施例について説明する。なお、比較のために製造した比較例の研磨パッドについても併記する。
【００３９】
（実施例１）
実施例１では、ウレタン樹脂としてポリエステルＭＤＩ（ジフェニルメタンジイソシアネート）ポリウレタン樹脂を用いた。このポリウレタン樹脂を３０重量％でＤＭＦに溶解させたウレタン樹脂溶液を調製した。また、凝集体５の２０重量％とＡＢＳ樹脂の２０重量％とをＤＭＦと混合し凝集体分散液を調製した。得られたウレタン樹脂溶液の１００部に対して、凝集体分散液の４０部を混合し混合液を得た。この混合液の凝集体５の分散状態を、グラインドゲージ分布図を用いて測定した結果、１．５μｍ以下（３．０μｍ以下）であった。得られた混合液から湿式成膜法により発泡シート２を作製し研磨パッド１０を製造した。
【００４０】
（比較例１）
比較例１では、ＡＢＳ樹脂等の分散剤を使用することなく、実施例１と同じポリウレタン樹脂とカーボンブラックとＤＭＦとを一緒に混合したウレタン混合液を調製した。このウレタン混合液では、カーボンブラックの凝集体の分散状態を、グラインドゲージ分布図法を用いて測定した結果、２５〜４０μｍであった。このウレタン混合液を用いる以外は実施例１と同様にして比較例１の研磨パッドを製造した。
【００４１】
（評価）
各実施例および比較例について、湿式成膜後の発泡シートの引張強度、引張伸度を測定した。測定には、引張伸度測定器（株式会社エー・アンド・デイ製、テンシロン万能試験機ＲＴＣ）を使用した。測定方法は日本工業規格（ＪＩＳ Ｋ６５５０）に準じた方法で測定した。引張強度、引張伸度の測定結果を下表１に示した。
【００４２】
【表１】
【００４３】
表１に示すように、分散剤を添加していない比較例１では、発泡シートの引張強度が０．１０ｋｇ／ｍｍ２、引張伸度が９７％を示した。このため、比較例１の研磨パッドでは、研磨加工時に発泡シートが破断するおそれがある。また、比較例１で用いた発泡シートでは、含有されているカーボンブラック凝集体の大きさが２５〜４０μｍのため、研磨加工時には被研磨物にスクラッチ等を発生させる可能性があり、高精度な平坦性を期待することは難しい。これに対して、実施例１の研磨パッド１０では、発泡シ−ト２の引張強度が０．１９ｋｇ／ｍｍ２、引張伸度が２２１％を示し、比較例１と比べて向上することが判った。これは、予め凝集体分散液を調製し、凝集体５をＡＢＳ樹脂で被覆したことで、凝集体５の分散性が向上して発泡シ−ト２に略均等に分散されたためと考えられる。また、実施例１の研磨パッド１０では、凝集体５の分散状態が１．５μｍ以下であったことから、研磨加工時に被研磨物にスクラッチ等を発生させることを抑制し、平坦性向上を図ることが期待できる。このような研磨パッド１０では、例えば、ハードディスク用アルミニウム基板等の仕上げ研磨加工に好適に使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は発泡形状を安定化させ被研磨物の平坦性を向上させることができる研磨パッドを提供するものであるため、研磨パッドの製造、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】
【００４５】
Ｐ 研磨面
２ 発泡シート
５ 凝集体
１０ 研磨パッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿式成膜法により形成されたウレタン樹脂製の発泡シートを備えた研磨パッドにおいて、前記発泡シートには非晶質炭素の粒子が凝集した凝集体が含有されており、前記凝集体は、前記発泡シート内で前記凝集体を分散させる分散剤で被覆されて略均一に分散されていることを特徴とする研磨パッド。
【請求項２】
前記凝集体の大きさは、３．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項３】
前記非晶質炭素はカーボンブラックであることを特徴とする請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項４】
前記カーボンブラックは、少なくともチャンネルブラック、ファーネスブラック及びアセチレンブラックから選択される１種であることを特徴とする請求項３に記載の研磨パッド。
【請求項５】
前記分散剤は、少なくともアクリロニトリル・スチレン・ブタジエン樹脂、ポリウレタン、スチレン・ブタジエン樹脂、セルロースアセテート及びビニル化合物から選択される１種であることを特徴とする請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項６】
前記ビニル化合物は非ハロゲン化合物であることを特徴とする請求項５に記載の研磨パッド。
【請求項７】
前記凝集体は、前記カーボンブラックの粒子の凝集で形成された一次凝集体が凝集して形成されたものであることを特徴とする請求項３に記載の研磨パッド。
【請求項１】
湿式成膜法により形成されたウレタン樹脂製の発泡シートを備えた研磨パッドにおいて、前記発泡シートには非晶質炭素の粒子が凝集した凝集体が含有されており、前記凝集体は、前記発泡シート内で前記凝集体を分散させる分散剤で被覆されて略均一に分散されていることを特徴とする研磨パッド。
【請求項２】
前記凝集体の大きさは、３．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項３】
前記非晶質炭素はカーボンブラックであることを特徴とする請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項４】
前記カーボンブラックは、少なくともチャンネルブラック、ファーネスブラック及びアセチレンブラックから選択される１種であることを特徴とする請求項３に記載の研磨パッド。
【請求項５】
前記分散剤は、少なくともアクリロニトリル・スチレン・ブタジエン樹脂、ポリウレタン、スチレン・ブタジエン樹脂、セルロースアセテート及びビニル化合物から選択される１種であることを特徴とする請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項６】
前記ビニル化合物は非ハロゲン化合物であることを特徴とする請求項５に記載の研磨パッド。
【請求項７】
前記凝集体は、前記カーボンブラックの粒子の凝集で形成された一次凝集体が凝集して形成されたものであることを特徴とする請求項３に記載の研磨パッド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−１８４３２７（Ｐ２０１０−１８４３２７Ａ）
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３０５８２（Ｐ２００９−３０５８２）
【出願日】平成２１年２月１３日（２００９．２．１３）
【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２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１３日（２００９．２．１３）
【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）】
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