(57)【要約】      （修正有）【課題】金属元素の溶出を抑制し、砥粒の突き出し高さのばらつきを小さくして、優れたパッド研削速度とパッド平坦性とを同時に実現する、研磨布用ドレッサーの製造方法、および当該ドレッサーを提供する。【解決手段】本発明は、セラミックス原料組成物を調製する工程と、砥粒を成形用金型の底面に配置する工程と、セラミックス原料組成物内に砥粒が埋まっている成形体を得る工程と、成形体を焼成し、焼結セラミックス母相に直接固着された砥粒とを含む研削部を得る工程とを含む、研磨布用ドレッサーの製造方法である。さらに本発明は、焼結セラミックス母相３２と、その片面に直接固着された単結晶砥粒とを含む研削部を備え、砥粒３１の突き出し高さｐの平均値が２μｍ以上３００μｍ以下である、研磨布用ドレッサーである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結セラミックスからなる母相と、前記母相に直接固着された砥粒とを含む研削部を備えた、研磨布用ドレッサーの製造方法であって、
セラミックス原料粉末と、バインダー材料とを含むセラミックス原料組成物を調製する工程と、
砥粒を成形用金型の底面に配置する工程と、
前記成形用金型のキャビティ内に前記セラミックス原料組成物を充填し、前記砥粒の配置が変化しないように加圧して、前記セラミックス原料組成物内に前記砥粒が埋まっている成形体を得る工程と、
前記セラミックス原料組成物が焼結する条件において前記成形体を焼成し、前記セラミックス原料組成物を焼結させると共に、前記砥粒の一部分を前記成形体の表面に突出させて、焼結セラミックス母相と、前記焼結セラミックス母相に直接固着された前記砥粒とを含む研削部を得る工程と
を含む、
研磨布用ドレッサーの製造方法。
【請求項２】
前記焼成を、１２００℃以上２３００℃以下の温度において、１時間以上８時間以下の時間実施する、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記バインダー材料が、前記セラミックス原料粉末および前記砥粒のそれぞれと化学結合可能な化合物である、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記砥粒の平均粒径ｄ３は、２０μｍ以上３０００μｍ以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項５】
前記砥粒が単結晶砥粒である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項６】
前記単結晶砥粒が、ＳｉＣまたはＢ４Ｃである、請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】
前記セラミックス原料粉末が、ＳｉＣ、Ｂ４Ｃ、またはＳｉ３Ｎ４である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項８】
前記研削部における前記砥粒の突き出し高さは、平均値が２μｍ以上３００μｍ以下である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法によって製造された、研磨布用ドレッサー。
【請求項１０】
焼結セラミックス母相と、前記焼結セラミックス母相の片面に固着された砥粒とを含む研削部を備えた研磨布用ドレッサーであって、
前記焼結セラミックス母相は、セラミックス原料粉末と、バインダー材料とを含み、
前記砥粒は、単結晶砥粒であり、且つ前記焼結セラミックス母相に直接固着されており、
前記砥粒の突き出し高さは、平均値が２μｍ以上３００μｍ以下である、
研磨布用ドレッサー。
【請求項１１】
前記砥粒の平均粒径ｄ３が、２０μｍ以上３０００μｍ以下である、請求項１０に記載の研磨布用ドレッサー。
【請求項１２】
前記砥粒が、ＳｉＣまたはＢ４Ｃである、請求項１０または１１に記載の研磨布用ドレッサー。
【請求項１３】
前記セラミックス原料粉末が、ＳｉＣ、Ｂ４Ｃ、またはＳｉ３Ｎ４である、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の研磨布用ドレッサー。
【請求項１４】
前記セラミックス原料粉末、前記砥粒および前記バインダー材料の組み合わせが、下記（Ｉ）〜（ＩＶ）のいずれか１種である、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の研磨布用ドレッサー。
（Ｉ）前記セラミックス原料粉末がＳｉＣであり、前記砥粒がＳｉＣであり、前記バインダー材料がＢ４Ｃ、ＢＮ、Ｃ、Ａｌ２Ｏ３および希土類酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１種である、
（ＩＩ）前記セラミックス原料粉末がＳｉＣであり、前記砥粒がＢ４Ｃであり、前記バインダー材料がＡｌ２Ｏ３および希土類酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１種である、
（ＩＩＩ）前記セラミックス原料粉末がＢ４Ｃであり、前記砥粒がＳｉＣまたはＢ４Ｃであり、前記バインダー材料がＳｉＯ２、ＡｌＮ、Ｃ、Ｓｉ３Ｎ４およびＳｉＡｌ６Ｏ２Ｎ６からなる群より選ばれる少なくとも１種である、
（ＩＶ）前記セラミックス原料粉末がＳｉ３Ｎ４であり、前記砥粒がＳｉＣまたはＢ４Ｃであり、前記バインダーがＡｌ２Ｏ３、希土類酸化物、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＴｉＳｉ２、ＺｒＳｉ２、ＡｌＮおよびＳｉＡｌ６Ｏ２Ｎ６からなる群より選ばれる少なくとも１種である。
【請求項１５】
前記研削部の形状が円形または多角形であり、その円相当直径が５ｍｍ以上２００ｍｍ以下である、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の研磨布用ドレッサー。
【請求項１６】
前記研削部の厚みが、１ｍｍ以上２０ｍｍ以下である、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の研磨布用ドレッサー。
【請求項１７】
前記焼結セラミックス母相の、前記砥粒が固着されている面とは反対側の面に連結された基板を更に含む、請求項１０〜１６のいずれか一項に記載の研磨布用ドレッサー。
【請求項１８】
前記基板の形状が円形または多角形であり、その円相当直径が３０ｍｍ以上５００ｍｍ以下である、請求項１７に記載の研磨布用ドレッサー。
【請求項１９】
前記基板の厚みが、５ｍｍ以上３０ｍｍ以下である、請求項１７または１８に記載の研磨布用ドレッサー。
【請求項２０】
少なくとも前記基板が耐薬品性にコーティングされている、請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の研磨布用ドレッサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨布用ドレッサーの製造方法および研磨布用ドレッサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェーハの表面を研磨する装置、あるいは、集積回路を製造する途中の配線や絶縁層の表面を平坦化する装置、磁気ハードディスク基板に使用されるＡｌ板やガラス板の表面を平坦化する装置等では、化学的かつ機械的平面研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ、以下「ＣＭＰ研磨」と略す）が用いられている。このＣＭＰ研磨とは、例えば、ウレタン製の研磨パッドが貼り付けられた回転基板に、微細な砥粒を含むスラリー液を供給しながら、被研磨面を押し当てて、被研磨面を平坦化する方法である。当然のことながら、この研磨パッド、等の研磨能力は使用時間と共に低下していくが、この低下を抑制するために、一定時間毎に研磨パッド表層部を研削して研磨パッドの平坦性を維持しながら、常に新しい面が出るようにドレッシングしている。このドレッシングに使用する部品を、研磨布用ドレッサーと呼ぶ（以下、しばしば、「ドレッサー」とも略す）。
【０００３】
最近では、集積回路のライン／スペ−スの極狭化によるパターン露光装置の浅焦点深度化、あるいは磁気ハードディスクの記録容量増加などに伴って、被研磨面に発生するスクラッチ傷をなくすという従来からの要求に加えて、被研磨面のうねりを低減させるなど、平坦性への要求が益々高くなってきている。これらの要求に応えていくためには、ドレッシングによってパッド表面を均一に研削してパッドの平坦性を維持することが要求される。さらには、ドレッシングには、より速くパッドの目詰まりや異物を除去できる、パッド研削速度も要求される。
【０００４】
従来のドレッサーは、人工ダイヤモンド砥粒を金属製の基板の上にろう付け接合したもの（例えば、特許文献１）、人工ダイヤモンド砥粒を金属製の基板の上にニッケル電着めっき接合したもの（例えば、特許文献２）であった。
【０００５】
また、金属製基板を使用せずに、樹脂製の基板に人工ダイヤモンド砥粒を有機系接着剤で接着したもの（例えば、特許文献３）や、基板および突起をセラミックスで成形したセラミックスドレッサー（例えば、特許文献４および５）も公知である。特許文献４および５には、セラミックスを粉末成形する際の型の形状を凹凸にして、焼結体に突起を形成させたセラミックスドレッサーが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２６２３４１号公報
【特許文献２】特開２０１３−１１１７０７号公報
【特許文献３】特開２００１−２５９５７号公報
【特許文献４】特表２０１５−５２４３５８号公報
【特許文献５】特表２０１５−５３０２６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来、パッド研削速度の経時劣化を抑制して、ドレッサーの寿命を延ばすことや、パッド研削速度を高い状態に維持したままで、パット平坦性を向上することが望まれている。例えば、砥粒の突き出し部の高さのばらつきを抑制すると、ドレッシングの時に機能する砥粒の数を増やすことができるため、パッド研削速度の経時劣化を抑制することが可能となる。また、パッド研削速度を高い状態に維持したままで、パットの平坦性も向上することができる。
【０００８】
しかし、特許文献１や２に開示されているような、金属基板にダイヤモンド砥粒を接合したドレッサーの場合、砥粒の突き出し高さのばらつきを小さくすることに限界がある。砥粒の突き出し高さのばらつきは、砥粒の粒度分布の幅に比例するものであり、粒度分布が広くなると、突き出し高さのばらつきが大きくなる。一方、粒度分布が狭くなると、突き出し高さのばらつきは小さくなるが、砥粒の粒度分布の幅を狭くするには限界がある。よって、従来のろう付け接合や、ニッケル電着めっき接合を用いたドレッサーの突き出し高さのばらつきは、粒径が１００〜２００μｍの人工ダイヤモンド砥粒を用いた場合で、４０μｍ〜６０μｍ程度であり、それ以下にすることは難しい。
【０００９】
また、金属基板を用いたドレッサーの場合、酸性スラリー中でのドレッシング中に生じうる金属元素の溶出が問題となる。例えば、ＬＳＩ回路には、その線幅が十数ｎｍ以下の領域があり、このような領域では、金属汚染が問題になっている。よって、金属製の部材を使用しないドレッサーが望まれている。
【００１０】
特許文献３に開示されているような、樹脂製の基板に人工ダイヤモンド砥粒を有機系接着剤で接着したドレッサーでは、砥粒を基板に押し込んで突き出し高さを調整することができるため、砥粒の突き出し高さのばらつきを低減することが可能であり、さらに金属元素の溶出の問題もない。しかし、砥粒と基板との接合強度が十分ではなく、砥粒脱落の問題が生じやすい。
【００１１】
さらに特許文献４および５等の従来のセラミックスドレッサーでは、母相セラミックスの結晶粒径は数μｍ〜数十μｍであり、突起部の大きさは約１０μｍ〜約３００μｍであるため、突起部は必ず結晶粒界を含んでいる。そして、この結晶粒界は突起部の破壊の起点になり易いため、強度の問題がある。また、従来のセラミックスの製造方法で製造されたセラミックス製の突起部には、ダイヤモンド砥粒のような鋭いエッジを形成させることが難しく、パッド研削力が低くなるという欠点もある。
【００１２】
本発明は、前述した課題を解決するために、金属元素の溶出を抑制し、さらに砥粒の突き出し高さのばらつきを小さくして、優れたパッド研削速度とパッド平坦性とを同時に実現したドレッサーの製造方法、および当該ドレッサーの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題に鑑み、本発明の第一は、下記の研磨布用ドレッサーの製造方法である。
［１］  焼結セラミックスからなる母相と、前記母相に直接固着された砥粒とを含む研削部を備えた、研磨布用ドレッサーの製造方法であって、
セラミックス原料粉末と、バインダー材料とを含むセラミックス原料組成物を調製する工程と、
砥粒を成形用金型の底面に配置する工程と、
前記成形用金型のキャビティ内に前記セラミックス原料組成物を充填し、前記砥粒の配置が変化しないように加圧して、前記セラミックス原料組成物内に前記砥粒が埋まっている成形体を得る工程と、
前記セラミックス原料組成物が焼結する条件において前記成形体を焼成し、前記セラミックス原料組成物を焼結させると共に、前記砥粒の一部分を前記成形体の表面に突出させて、焼結セラミックス母相と、前記焼結セラミックス母相に直接固着された前記砥粒とを含む研削部を得る工程と
を含む、研磨布用ドレッサーの製造方法。
［２］  前記焼成を、１２００℃以上２３００℃以下の温度において、１時間以上８時間以下の時間実施する、［１］に記載の製造方法。
［３］  前記バインダー材料が、前記セラミックス原料粉末および前記砥粒のそれぞれと化学結合可能な化合物である、［１］または［２］に記載の製造方法。
［４］  前記砥粒の平均粒径ｄ３は、２０μｍ以上３０００μｍ以下である、［１］〜［３］のいずれかに記載の製造方法。
［５］  前記砥粒が単結晶砥粒である、［１］〜［４］のいずれかに記載の製造方法。
［６］  前記単結晶砥粒が、ＳｉＣまたはＢ４Ｃである、［５］に記載の製造方法。
［７］  前記セラミックス原料粉末が、ＳｉＣ、Ｂ４Ｃ、またはＳｉ３Ｎ４である、［１］〜［６］のいずれかに記載の製造方法。
［８］  前記研削部における前記砥粒の突き出し高さは、平均値が２μｍ以上３００μｍ以下である、［１］〜［７］のいずれかに記載の製造方法。
【００１４】
本発明の第二は、下記の研磨布用ドレッサーである。
［９］  ［１］〜［８］のいずれかに記載の方法によって製造された、研磨布用ドレッサー。
［１０］  焼結セラミックス母相と、前記焼結セラミックス母相の片面に固着された砥粒とを含む研削部を備えた研磨布用ドレッサーであって、
前記焼結セラミックス母相は、セラミックス原料粉末と、バインダー材料とを含み、
前記砥粒は、単結晶砥粒であり、且つ前記焼結セラミックス母相に直接固着されており、
前記砥粒の突き出し高さは、平均値が２μｍ以上３００μｍ以下である、
研磨布用ドレッサー。
［１１］  前記砥粒の平均粒径ｄ３が、２０μｍ以上３０００μｍ以下である、［１０］に記載の研磨布用ドレッサー。
［１２］  前記砥粒が、ＳｉＣまたはＢ４Ｃである、［１０］または「１１」に記載の研磨布用ドレッサー。
［１３］  前記セラミックス原料粉末が、ＳｉＣ、Ｂ４Ｃ、またはＳｉ３Ｎ４である、［１０］〜［１２］のいずれかに記載の研磨布用ドレッサー。
［１４］  前記セラミックス原料粉末、前記砥粒および前記バインダー材料の組み合わせが、下記（Ｉ）〜（ＩＶ）のいずれか１種である、［１０］〜［１３］のいずれかに記載の研磨布用ドレッサー。
（Ｉ）前記セラミックス原料粉末がＳｉＣであり、前記砥粒がＳｉＣであり、前記バインダー材料がＢ４Ｃ、ＢＮ、Ｃ、Ａｌ２Ｏ３および希土類酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１種である、
（ＩＩ）前記セラミックス原料粉末がＳｉＣであり、前記砥粒がＢ４Ｃであり、前記バインダー材料がＡｌ２Ｏ３および希土類酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１種である、
（ＩＩＩ）前記セラミックス原料粉末がＢ４Ｃであり、前記砥粒がＳｉＣまたはＢ４Ｃであり、前記バインダー材料がＳｉＯ２、ＡｌＮ、Ｃ、Ｓｉ３Ｎ４およびＳｉＡｌ６Ｏ２Ｎ６からなる群より選ばれる少なくとも１種である、
（ＩＶ）前記セラミックス原料粉末がＳｉ３Ｎ４であり、前記砥粒がＳｉＣまたはＢ４Ｃであり、前記バインダーがＡｌ２Ｏ３、希土類酸化物、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＴｉＳｉ２、ＺｒＳｉ２、ＡｌＮおよびＳｉＡｌ６Ｏ２Ｎ６からなる群より選ばれる少なくとも１種である。
［１５］  前記研削部の形状が円形または多角形であり、その円相当直径が５ｍｍ以上２００ｍｍ以下である、［１０］〜［１４］のいずれかに記載の研磨布用ドレッサー。
［１６］  前記研削部の厚みが、１ｍｍ以上２０ｍｍ以下である、［１０］〜［１５］のいずれかに記載の研磨布用ドレッサー。
［１７］  前記焼結セラミックス母相の、前記砥粒が固着されている面とは反対側の面に連結された基板を更に含む、［１０］〜［１６］のいずれかに記載の研磨布用ドレッサー。
［１８］  前記基板の形状が円形または多角形であり、その円相当直径が３０ｍｍ以上５００ｍｍ以下である、［１７］に記載の研磨布用ドレッサー。
［１９］  前記基板の厚みが、５ｍｍ以上３０ｍｍ以下である、［１７］または［１８］に記載の研磨布用ドレッサー。
［２０］  少なくとも前記基板が耐薬品性にコーティングされている、［１７］〜［１９］のいずれかに記載の研磨布用ドレッサー。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、金属元素の溶出を抑制し、さらに砥粒の突き出し高さのばらつきを小さくして、優れたパッド研削速度とパッド平坦性とを同時に実現したドレッサーの製造方法、および当該ドレッサーが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、焼成前後の成形体を示す模式図であり、（ａ）は焼成前の成形体、（ｂ）は焼成後の焼結体（研削部の砥粒１つだけを示す）である。
【図２】図２は、ペレット型ドレッサーの一態様を示す模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】図３は、一体型ドレッサーの一態様を示す模式的な平面図であり、（ａ）は全面凸部砥粒型のドレッサー、（ｂ）は分割凸部砥粒型のドレッサーである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
セラミックス材料は、焼結すると収縮し、その嵩密度が上昇するものである。本発明の製造方法においては、焼結時のセラミックスの収縮を利用して、砥粒の突き出し高さの揃ったドレッサーを製造することに成功した。具体的には、砥粒を成形用金型の底面に配置し、そこにセラミックス原料組成物を充填して得た成形体を焼成し、焼成の際にセラミックス原料組成物が焼結して収縮することによって、セラミックス原料組成物中に埋め込んだ砥粒を突き出させる。このように砥粒のエッジが金型の底面に揃うように配置し、その配置を維持した状態でセラミックス原料組成物を焼結させて砥粒を固着すると共に、砥粒を表面に突き出させることで、砥粒の突き出し高さのばらつきの少ない研削部を得ることできた。
【００１８】
また、本発明の製造方法においては、砥粒の突き出し高さは、母相を形成するセラミックス原料組成物の焼結時の収縮量で決まるため、ミリメートルオーダーの大きなサイズの砥粒を用いた場合でも、突き出し高さを数十μｍオーダーとすることが可能である。
本発明はこのような知見に基づき完成したものである。
【００１９】
１．研磨布用ドレッサーの製造方法
本発明の第一の態様は、研磨布用ドレッサーの製造方法である。本実施態様の製造方法は、セラミックス原料粉末と、バインダー材料とを含むセラミックス原料組成物を調製する工程と、砥粒を成形用金型の底面に配置する工程と、前記成形用金型のキャビティ内に前記セラミックス原料組成物を充填し、前記砥粒の配置が変化しないように加圧して、前記セラミックス原料組成物内に前記砥粒が埋まっている成形体を得る工程と、前記セラミックス原料組成物が焼結する条件において前記成形体を焼成し、前記セラミックス原料組成物を焼結させると共に、前記砥粒の一部分を前記成形体の表面に突出させて、焼結セラミックス母相と、前記焼結セラミックス母相に直接固着された前記砥粒とを含む研削部を得る工程とを含む。
以下、各工程について詳細に説明する。
【００２０】
（１）セラミックス原料組成物を調製する工程
初めに、セラミックス原料粉末と、バインダー材料とを含むセラミックス原料組成物を調製する。
【００２１】
（セラミックス原料粉末）
本発明において使用するセラミックス原料粉末に特に限定はなく、焼成セラミックスの原料として一般的な材料を使用することができる。セラミックス原料粉末の一例として、Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２等の酸化物系セラミックス原料、ＳｉＣ、Ｂ４Ｃ等の炭化物系セラミックス原料、Ｓｉ３Ｎ４等の窒化珪素系のセラミックス原料等が挙げられる。ＳｉＣ、Ｂ４Ｃ、またはＳｉ３Ｎ４は、焼成後の収縮率が安定していること、また、後述するバインダー材料や砥粒との固着性の観点から好ましい。
【００２２】
セラミックス原料粉末の平均粒径ｄ１に特に限定はないが、通常、０．１μｍ以上３μｍ以下であることが好ましく、０．５μｍ以上２μｍ以下であることがより好ましい。
【００２３】
（バインダー材料）
セラミックス原料粉末と共に使用するバインダー材料は、セラミックス原料粉末および砥粒のそれぞれと共有結合、金属結合、イオン結合、等の化学結合可能な化合物である限り特に限定はない。このようなバインダー材料を使用することで、焼成の際にセラミックス原料粉末同士の結合を促進し、焼結セラミックスを緻密化して強度を高めると共に、砥粒と焼結セラミックスとの間の固着性を高めることができる。一般的に焼結助剤などとして使用されている無機物系の材料をバインダー材料として使用することができる。このような無機物系のバインダー材料としては、ＢＮ、ＡｌＮ等の窒化物、Ｃ（カーボンブラック等）、Ｂ４Ｃ等の炭化物、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２等の酸化物や希土類酸化物、ＴｉＳｉ２、ＺｒＳｉ２等のケイ素化合物、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＡｌ６Ｏ２Ｎ６等の窒化珪素化合物が挙げられる。バインダー材料は、１種以上を使用すればよく、通常、２〜３種を組み合わせて使用するが、それ以上（例えば４種）のバインダー材料を使用することもできる。
【００２４】
バインダー材料の平均粒径ｄ２に特に限定はないが、通常、１０ｎｍ以上５μｍ以下であることが好ましく、２０ｎｍ以上２μｍ以下であることがより好ましい。
【００２５】
バインダー材料は、使用するセラミックス材料および砥粒の種類に応じて選択することができる。焼成の際にセラミックス原料粉末同士を固着させて緻密なセラミックス母相を得るためには、バインダー材料はセラミックス原料粉末とは異なる化合物であることが好ましい。
【００２６】
また、セラミックス原料組成物は、本発明の特徴が損なわれない範囲で、通常、セラミックス原料に添加することが可能な添加物を含有してもよい。他の添加剤としては、有機物系のバインダー、消泡剤、界面活性剤等が挙げられる。
【００２７】
セラミックス原料組成物は、セラミックス原料粉末とバインダー材料とを混合することで得ることができる。バインダー材料の使用量は、通常、セラミックス原料粉末の質量に対して、０．３質量％以上１５質量％以下であることが好ましく、０．６質量％以上１０質量％以下であることがより好ましい。尚、複数種のバインダー材料を使用する際には、それらの合計量が上記範囲内であることが好ましい。
【００２８】
セラミックス原料粉末とバインダー材料とを混合する方法に特に限定はないが、例えば、エタノールや水などの溶媒の存在下、ボールミルなどの混合器を用いてセラミックス原料粉末とバインダー材料とを混合することができる。こうして得られた混合物はスラリー状であるため、次にスラリーを乾燥させた後、粉末化する。粉末化は乳鉢を用いた解砕等でもよいが、スプレードライ法によって、スラリーの乾燥と造粒とを同時に行うこともできる。
【００２９】
このようにして得られたセラミックス原料組成物の平均粒径に特に限定はないが、通常、３μｍ以上７０μｍ以下であることが好ましく、スプレ−ドライ法を用いた場合には、４０μｍ以上７０μｍ以下の球状に近い流動性が良いセラミックス原料組成物が得られ、生産性が向上するため好ましい。
【００３０】
（２）砥粒を配置する工程
次に、砥粒を成形用金型の底面に配置する。
【００３１】
（金型）
ここで使用する成形用金型は、後の成形体を得る工程において配置した砥粒を動かすことなく金型にセラミックス原料組成物を充填し、加圧することのできる構造であれば特に限定はない。一例として、後述する実施例で使用したような、ダイと、固定型の下パンチと、可動式の上パンチとからなる成形用金型が挙げられる。また、金型の形状やサイズに特に限定はなく、最終的な研削部および／またはドレッサーの形状およびサイズに応じて設計することができる。研削部の形状およびサイズについては、ドレッサーの形状およびサイズに関連して後述する。
【００３２】
（砥粒）
砥粒は、研削部に母相として使用するセラミックスの焼結温度において元の状態で安定に存在できるものであり、ドレッシング中に触れるスラリーに対して安定であり、且つパッドを研削できる硬度を有するものである限り、特に限定はない。尚、「元の状態で安定に存在できる」とは、砥粒の実質的なサイズ変化を伴うような、全体的な形状変化が発生しないことを意味し、突起部分が丸みを帯びる程度の変化は元の状態であると見なす。このような砥粒としては、一般的なドレッサー用の砥粒を用いることができ、例えば、ダイヤモンド砥粒、ＳｉＣ砥粒、ｃ−ＢＮ砥粒およびＢ４Ｃ砥粒等が挙げられる。セラミックス母相との固着性の観点から、砥粒はセラミック原料粉末と共通する元素を含む化合物であることが好ましく、ＳｉＣ砥粒およびＢ４Ｃ砥粒がより好ましい。
【００３３】
砥粒は、単結晶砥粒でも、多結晶砥粒でもよいが、強度の観点から、単結晶砥粒が好ましい。
【００３４】
砥粒の平均粒径ｄ３に特に限定はないが、通常、２０μｍ以上３０００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以上１５００μｍ以下であることがより好ましい。本実施態様の製造方法においては、砥粒の平均粒径ｄ３が２０μｍ以上であれば、優れた研削速度を達成するのに十分な砥粒突き出し高さを達成することができる。また、３０００μｍ以下であれば、研削部に十分な数の突き出し部を形成することができるため、パッド研削速度の経時劣化を抑制することができる。
【００３５】
本実施態様の製造方法においては、ミリメートルオーダーの大きなサイズの砥粒を用いることもできる。従来のろう付け接合や、Ｎｉ電着めっき接合によって砥粒を固着したドレッサーでは、砥粒の突き出し高さは砥粒サイズのほぼ半分程度となるが、本実施態様の製造方法では、砥粒の突き出し高さは母相セラミックスの焼結時の収縮量で決まり、砥粒のサイズに係わらず、突き出し高さを数十μｍオーダーとすることが可能なためである。よって、大きな砥粒を用いても、優れたパットの平坦性を維持することができる。また、大きな砥粒では、個々の砥粒のエッジ部位が長くなり、パッド研削力が向上する。したがって、大きなサイズの砥粒を用いて、大きな研削速度と優れたパット平坦性を両立することが可能となる。
【００３６】
さらに、粒度分布の狭い砥粒を使用して、一枚のドレッサー内に存在する最大砥粒と最小砥粒との粒径差を小さくすることが好ましい。当該粒径差が小さいほど、砥粒の突き出し高さのばらつきも小さくなる。具体的には、上記粒径差が２００μｍ以下であることが好ましく、１５０μｍ以下であることがより好ましく、１００μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００３７】
尚、セラミックス原料粉末の平均粒径ｄ１、バインダー材料の平均粒径ｄ２、砥粒の平均粒径ｄ３およびセラミックス原料組成物の平均粒径は、篩分級法、レーザー回折法、遠心沈降法および走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を含む直接観察法により測定することができる。本発明においては、砥粒の粒径は篩分級法で測定した値とする。篩はＪＩＳ  Ｚ８８０１の篩を用いる。ただし、ＪＩＳ  Ｚ  ８８０１の篩の目開きサイズは２０μｍが最小であるため、２０μｍ以下の大きさの砥粒が含まれる場合には以下の篩を作製して使用した。篩の目開きの配置と同様になるように、２０μｍ厚のＳＵＳ３０４のステンレス箔に、目開きが１５μｍ、１０μｍに相当する正方形の貫通孔をレーザ−加工によって開けた箔をＪＩＳ篩のメッシュの円形の大きさに切断し、それを目開きが１ｍｍの篩のメッシュの上に配置して、周囲の隙間をエポキシ樹脂で塞いだ篩を作製した。レーザ−加工によって開けた正方形の隣り合う孔の中心間距離は、目開きが１５μｍの場合には３０μｍ、目開きが１０μｍの場合には２０μｍとした。
【００３８】
砥粒を篩にかけるやり方はＪＩＳ  Ｚ  ８８１５の篩試験方法に従って行う。このような方法で砥粒を篩った後、各篩には、分級された砥粒が残ることになる。各篩に残った砥粒の質量を測定し、合計を１００％として各篩に残った砥粒の質量％を求める。各篩に残った砥粒の粒径は、その篩の目開きさの大きさとその篩の上に配置した篩の目開きの大きさの中間の値として、横軸に砥粒径、縦軸に累積分布のグラフを描き、累積分布が５０％になるメジアン径を砥粒の平均粒径とした。ただし、目開きが１０μｍの篩を通過した砥粒の粒径は５μｍとした。
【００３９】
原料粉末、バインダ−の粒径はレ−ザ−回折法（例えば、堀場製作所、形式ＬＡ−９６０）が好適である。純水を溶媒として用いて、粉体が凝集し易い場合には、分散剤や超音波処理によって凝集を防ぐことができる。平均粒径はメジアン径を用いることが好ましい。
【００４０】
また、セラミックスドレッサーにおいては、セラミックス原料粉末、砥粒およびバインダー材料の組み合わせによって、ドレッサーの強度（具体的には、セラミックス母相の強度や砥粒の脱落しやすさ）に影響が出ることがある。母相を構成するセラミックス原料粉末と、砥粒との固着性と高め、ドレッサーの強度を高める観点からは、セラミックス原料粉末、砥粒およびバインダー材料が、下記（Ｉ）〜（ＩＶ）の組み合わせのいずれか１種を満たすように選択することが好ましい。
【００４１】
（Ｉ）前記セラミックス原料粉末がＳｉＣであり、前記砥粒がＳｉＣであり、前記バインダー材料がＢ４Ｃ、ＢＮ、Ｃ、Ａｌ２Ｏ３および希土類酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１種である、
（ＩＩ）前記セラミックス原料粉末がＳｉＣであり、前記砥粒がＢ４Ｃであり、前記バインダー材料がＡｌ２Ｏ３および希土類酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１種である、
（ＩＩＩ）前記セラミックス原料粉末がＢ４Ｃであり、前記砥粒がＳｉＣまたはＢ４Ｃであり、前記バインダー材料がＳｉＯ２、ＡｌＮ、Ｃ、Ｓｉ３Ｎ４およびＳｉＡｌ６Ｏ２Ｎ６からなる群より選ばれる少なくとも１種である、
（ＩＶ）前記セラミックス原料粉末がＳｉ３Ｎ４であり、前記砥粒がＳｉＣまたはＢ４Ｃであり、前記バインダーがＡｌ２Ｏ３、希土類酸化物、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＴｉＳｉ２、ＺｒＳｉ２、ＡｌＮおよびＳｉＡｌ６Ｏ２Ｎ６からなる群より選ばれる少なくとも１種である。
【００４２】
尚、上述したように、数種類のバインダー材料を組み合わせて使用することができる。その場合は、使用するバインダー材料の全てが、（Ｉ）〜（ＩＶ）の各組み合わせに列挙されている材料から選択されることが好ましい。しかし、バインダー材料の少なくとも１種が特定の組み合わせから選ばれており、且つ、本発明の効果が損なわれない限り、各組み合わせに列挙されていない他のバインダー材料を使用することも可能である。
【００４３】
（砥粒の配置）
砥粒を成形用金型の底面に配置する際には、次の成形体を作製する工程で砥粒の配置がずれないように、剥離可能な程度の粘着力の両面テープや接着剤を介して、金型の底面に砥粒を配置することが好ましい。砥粒は、ランダムに配置してもよいし、規則的に配列することもできる。規則的な配列としては、正方形の頂点に砥粒を配置した正方形配列、同様に三角形配列などが挙げられる。
【００４４】
砥粒を規則的に配置する方法としては、例えば、ステンレス板に砥粒が一つだけ入る大きさの貫通孔を所定の配置で設けた孔開きステンレス板を用意し、当該孔開きステンレス板を用いて砥粒を金型の下パンチの底面に配置することができる。このとき、下パンチの最外周近傍の領域（例えば、最外周から内側へ１ｍｍ入った領域）には砥粒を配置しないことが好ましい。
【００４５】
また、砥粒の平均粒径ｄ３の範囲において研削速度をより速くする観点からは、ドレッサー全体の砥粒数の７０％以上が、下記の関係を満たすことが好ましい。
ｄ３≦Ｌ＜５×ｄ３
上記式において、Ｌは隣り合う砥粒同士の中心間距離である。この関係を満たすように砥粒間の距離を小さくすることで、研削速度を速くし、かつパッドの平坦性を高めることが可能となる。
【００４６】
（３）成形体を得る工程
次に砥粒を配置した金型のキャビティにセラミックス原料組成物を充填し、加圧して、セラミックス原料組成物内に砥粒が埋まっている成形体を得る。本実施態様の方法においては、金型の底面に砥粒を配置した状態で上からセラミックス原料組成物を充填して成形体を得ることから、砥粒の先端は成形体の表層部に整列している。このような成形体を焼結させることから、砥粒の突き出し高さのばらつきの少ない研削部が得られる。
【００４７】
金型に充填するセラミックス原料組成物の量は、加圧後に砥粒が完全にセラミックス原料組成物中に埋まり、且つ焼成によるセラミックス原料組成物の収縮後にも、砥粒を保持するのに十分な厚みのセラミックス母相が形成される量である限り、特に限定はない。
【００４８】
次に、充填したセラミックス原料組成物を加圧して、成形体とする。加圧の程度に特に限定はないが、通常、５００ｋｇｆ/ｃｍ２以上５０００ｋｇｆ/ｃｍ２以下、好ましくは１０００ｋｇｆ/ｃｍ２以上３０００ｋｇｆ/ｃｍ２以下である。また、加圧後の成形体（即ち、焼成前の成形体）の嵩密度が、焼成後の嵩密度に対して４０％以上９０％以下となるように圧力を加えることが好ましい。
尚、嵩密度は、成形体の高さ、直径および重量をそれぞれ測定し、計算した値である。
【００４９】
本発明においては、次の焼成工程においてセラミックス原料組成物が焼結して収縮することによって、セラミックス原料組成物中に埋め込んだ砥粒が突き出る。最終的な砥粒の突き出し高さは、砥粒の大きさと、焼成によるセラミックス原料組成物の嵩密度の変化とによって決まる。よって、本工程における成形体の嵩密度を制御することによっても、砥粒の突き出し高さを制御することができる。
【００５０】
図１に示した模式図においては、砥粒３１の周りのセラミックス母相３２の高さＨ１と、焼結体における砥粒３１の周りのセラミックス母相３２の高さｈ１との差（Ｈ１−ｈ１）が、砥粒の突き出し高さとなる。また、焼結による成形体の収縮は、その高さ方向のどの部位においても、高さ減少率は一定である。よって、砥粒の下（成形体調製時には砥粒より上）の部分を占めるセラミックス材料組成物の高さＨ２に対する、焼結体における対応する部分の高さｈ２の比（ｈ２／Ｈ２）は、ｈ１／Ｈ１および（ｈ１＋ｈ２）／（Ｈ１＋Ｈ２）と等しい。
【００５１】
焼結後の嵩密度の変化は、使用するセラミックス原料粉末やバインダー材料の種類や平均粒子径や、焼成条件によっても異なるが、同じ原料を使用した場合には、焼結前の成形体の嵩密度が高いほど、焼結後の嵩密度の上昇率は少なくなる、即ち、収縮率が低くなる。よって、砥粒の突き出し高さも低くなる傾向にある。また、焼結前の成形体の嵩密度が低ければ、焼結後の嵩密度の上昇率は大きくなる、即ち、収縮率が高くなるため、砥粒の突き出し高さも高くなる傾向にある。このように、成形体嵩密度と焼結後の嵩密度とを調節することで、砥粒の突き出し高さを調節することできる。
【００５２】
焼成後のセラミックス原料組成物の収縮率などを考慮して、適切な砥粒の突き出し高さを達成するためには、焼成前の成形体の嵩密度は、焼成後の嵩密度に対して４０％以上９０％以下であることが好ましく、６０％以上８０％以下であることがより好ましい。
【００５３】
（４）焼成工程
上記で得られた成形体を、セラミックス原料組成物が焼結する条件において焼成する。焼成によって、セラミックス原料組成物を焼結させると共に、砥粒の一部分を成形体の表面に突出させて、焼結セラミックス母相と、前記焼結セラミックス母相に直接固着された砥粒とを含む研削部を得る。尚、「直接固着された」とは、砥粒がろう材や接着などを介してセラミックス母相に固定されているのではなく、砥粒とセラミックス母相とがバインダー材料と反応した相を介して接触した状態で固定されていることを意味する。
【００５４】
焼成条件は、使用するセラミックス原料組成物が焼結する条件である限り特に限定はなく、使用するセラミックス原料粉末の材質や粒径などによっても異なる。焼成は、常圧下でも加圧下でも実施することができるが、通常、焼成条件は、常圧下、１２００℃以上２３００℃以下の温度において、１時間以上８時間以下の時間である。具体的には、セラミックス原料粉末が窒化珪素の場合は１５００℃以上１７５０℃以下が好ましく、炭化珪素の場合は１７５０℃以上２３００℃以下が好ましく、炭化ホウ素の場合は１８００℃以上２２００℃以下が好ましい。焼結時間の好ましい範囲は、１時間以上８時間以下であり、３時間以上５時間以下がより好ましい。
上記焼成によって、焼成後の嵩密度が、真密度（成形体を完全焼結させた、空隙の無い状態の焼結体の密度）に対して９０％以上１００％以下となることが好ましく、９５％以上９９％以下となることがより好ましい。
尚、嵩密度は、成形体の高さ、直径および重量をそれぞれ測定し、計算した値である。
【００５５】
上述したように、焼成工程においてセラミックス原料組成物を焼結させると、セラミックス原料組成物の収縮（嵩密度の上昇）によって、焼成前には成形体の表面に突き出していなかった砥粒が表面に突き出る。砥粒の突き出し高さは、その平均値が２μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上２５０μｍ以下であることがより好ましく、１０μｍ以上１２０μｍ以下であることがさらに好ましい。砥粒の突き出し高さの平均値が２μｍ以上であると、十分なパッド研削速度が得られ、３００μｍ以下であると、パッド平坦性が良好である。また、パッド平坦性は、砥粒の突き出し高さが７０μｍ以下のときに向上する傾向にある。
【００５６】
さらに砥粒の突き出し高さのばらつきは、小さい程好ましく、通常、３０μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以下であることがより好ましく、１０μｍ以下であることがさらに好ましい。砥粒の突き出し高さのばらつきが３０μｍ以下であれば、高いパッド平坦性が得られる。また、長時間使用した際のパッド研削速度の劣化も抑制することができる。
【００５７】
尚、砥粒の突き出し高さの平均値およびばらつきは、以下の方法で測定する。
焼結体表面の砥粒から、２０個の砥粒を偏りなく選び、選んだ砥粒のそれぞれについて、測長顕微鏡を使用し、砥粒の周囲の母相の高さと砥粒の最頂点の高さとを求め、その差を突き出し高さとする。２０個の砥粒の突き出し高さについて、最小値、最大値、および平均値を求め、さらに最大値から最小値を引いた値を突き出し高さのばらつきとする。
【００５８】
（５）ドレッサーの作製
上記の工程（１）〜（４）によって、焼結セラミックスからなる母相と、母相に直接固着された砥粒とを含む研削部が得られる。得られた研削部は、そのものを基板と研削部とが一体化した、一体型のドレッサー（図３参照）として使用することができる。また、基板に１つまたは複数の研削部を取り付けて、ペレット型のドレッサー（図２参照）としてもよい。
【００５９】
（ペレット型のドレッサー）
基板に１つまたは複数の研削部を取り付けたペレット型のドレッサーは、ドレッサーとしての面積を広くすることができるため、より大きな面積のパットへの対応が可能となる。例えば図２のドレッサーにおいては、円形の基板２０に、円形の研削部が６個取り付けられている（図２の（ａ））。
【００６０】
研削部を連結する基板の材質としては、セラミックス；ステンレス；鋼板にＤＬＣ、樹脂、ＴｉＮ等を耐薬品性にコーティングしたもの；樹脂等が使用可能である。基板はドレッシング中に研磨パットに直接触れることはないが、酸性スラリーには触れるため、金属溶出が生じない材質がより好ましい。例えば、ステンレスは通常の鋼板と比べて金属溶出の少ない材料ではあるが、金属溶出を実質的に無くす必要がある場合には、ステンレスや通常の鋼板にＤＬＣコーティング、樹脂コーティングなどを施したものが好ましい。
【００６１】
基板はＣＭＰ装置に連結されて使用され、基板自体がドレッシング中にパッドの上で自転と公転をする。よって、基板の形状は基板の中心からみて対象性の良い円形、あるいは、五角形、六角形、八角形などの多角形が好ましい。
【００６２】
基板のサイズは円相当直径で３０ｍｍ以上５００ｍｍ以下であることが好ましく、厚みは５ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが好ましい。円相当直径が３０ｍｍ以上であれば、研削後にパット平坦性が劣化しにくくなるため好ましい。また、円相当直径が５００ｍｍ以下であれば、ドレッサーの重量が重くなってハンドリング性が悪くなることもない。厚みは５ｍｍ以上であれば、基板自体の剛性が十分であることから、反りが生じにくいため好ましい。厚みは３０ｍｍで必要な剛性は得られており、厚みの増加によって重量が重くなってハンドリング性が低下するため、３０ｍｍ以下が好ましい。
【００６３】
ペレット型のドレッサーにおいては、基板に連結する研削部の形状は、研削部の中心からみて対象性の良い形状、即ち、円形か、あるいは、五角形、六角形、八角形などの多角形が好ましい。
【００６４】
研削部のサイズは、円相当直径で５ｍｍ以上２００ｍｍ以下が好ましく、厚みは１ｍｍ以上２０ｍｍ以下が好ましい。円相当直径が５ｍｍ以上であれば、基板に連結してドレッサーとする場合に、必要な研削部の個数が多くなり過ぎることがなく、少ない作業でドレッサーを作製することができる。また、円相当直径が２００ｍｍ以下であれば、焼結体に反りが生じて、見かけ上の砥粒突き出し高さのばらつきが大きくなりにくい。厚みは１ｍｍ以上であれば、焼結体自体の強度が十分で、割れる恐れが少ない。また、厚みが２０ｍｍを超えると、格段の利点なしに、セラミックス粉末の原料コストが増加するため、２０ｍｍ以下が好ましい。研削部の厚みは、図１のｐ＋ｈ１＋ｈ２で示され、ｐは測長顕微鏡で測定でき、ｈ１＋ｈ２はノギスあるいはマイクロメ−タなどで測定できる。
【００６５】
研削部を基板に連結する方法としては、有機系接着剤を用いて貼り付ける方法、ネジ等で留める方法等が挙げられる。例えば、研削部を連結するのと反対側から基板にネジで研削部を固定すれば、ネジ自体が酸性スラリーに触れることはない。したがって、金属製のネジも用いることができる。勿論、セラミックス製や樹脂製のネジも使用可能である。
【００６６】
一つの基板に複数の研削部を連結する際に重要なことは、ＣＭＰ装置に固定する基板の裏面から測定した際に、そこから連結後の砥粒の突き出し部の頂点までの距離が、複数の研削部において等距離になるように合わせることである。使用する研削部の全ての高さが揃うことで、パッド研削速度の経時劣化を抑制し、パッド研削速度を高い状態に維持したままで、パッドを平坦に研削することが可能となり、パット平坦性も向上することができる。
【００６７】
一つの基板に複数の研削部を連結する場合、連結する研削部の数は３個以上が好ましい。研削部の数が２個では、基板がパット上を自転と公転をする際にバランスが悪くなり、安定した研削が困難な場合がある。複数の研削部は、それぞれの研削部中心位置が基板の中心から等距離の同心円上にあり、それぞれの研削部中心と基板中心を直線で結んだ場合、隣り合う直線の角度が等角度になるように配置することで、安定した研削ができるようになる。さらに同心円の半径を２つ以上に設定すれば、研削部が２重以上の同心円上に配置されることになるため、パッド均一性が更に向上する。
【００６８】
（一体型のドレッサー）
セラミック母相と砥粒とを含む研削部をそのまま一体型のドレッサーとして使用することもできる。一体型のドレッサーは、金属製の基板を使用する必要がないため、ドレッシングの際の金属溶出を完全に防止することができる。
【００６９】
一体型のセラミックスドレッサーとして用いる研削部のサイズに特に限定はないが、円相当直径で３０ｍｍ以上２００ｍｍ以下であることが好ましく、厚みは５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。円相当直径が３０ｍｍ以上であれば、パット平坦性が劣化しにくいため好ましい。また、円相当直径が２００ｍｍ以下であれば、焼結体に反りが生じて、見かけ上の砥粒突き出し高さのばらつきが大きくなりにくい。厚みは５ｍｍ以上であれば、ＣＭＰ装置への着脱の際に強度不足から割れる可能性が低くいため好ましい。また、厚みが２０ｍｍを超えても、セラミックス粉末の原料コストが増加し、格段の利点はないため２０ｍｍ以下が好ましい。研削部の厚みは、図１のｐ＋ｈ１＋ｈ２で示され、ｐは測長顕微鏡で測定でき、ｈ１＋ｈ２はノギスあるいはマイクロメ−タなどで測定できる。
【００７０】
一体型のセラミックスドレッサーは、砥粒をその全面に配置した砥粒部３３を有する、図３の（ａ）のような全面凸部砥粒型のドレッサーとすることができる。あるいは、砥粒を部分的に配置して、砥粒部３３が砥粒の存在しない領域（即ちセラミックス母相３２）によって分割された、図３の（ｂ）のような分割凸部砥粒型のドレッサーとすることもできる。分割凸部砥粒型のドレッサーにおいては、砥粒を配置する領域を、例えば、アーク状に４分割あるいは６分割（図３の（ｂ）は４分割）することができる。このように砥粒の存在する領域を分割すると、ドレッシング中にドレッサー研削部とパット表面の間に入っているスラリーの循環が良くなるため好ましい。
【００７１】
２．研磨布用ドレッサー
本発明の第二の態様は、研磨布用ドレッサーである。本実施態様のドレッサーは、上述した本実施態様の製造方法によって製造することができる。
【００７２】
本実施態様において好ましいドレッサーは、焼結セラミックス母相がセラミックス原料粉末と、バインダー材料とを含み、砥粒が単結晶砥粒であり、且つ焼結セラミックス母相に直接固着されており、さらに砥粒の突き出し高さの平均値が、２μｍ以上３００μｍ以下である。
【００７３】
さらにドレッサーに使用されている砥粒は、平均粒径ｄ３が、２０μｍ以上３０００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以上１５００μｍ以下であることがより好ましい。砥粒の平均粒径ｄ３が２０μｍ以上であることによって、優れた研削速度を達成するのに十分な砥粒突き出し高さが得られやすく、また、３０００μｍ以下であれば、研削部に十分な数の突き出し部が形成されやすい。尚、ドレッサーに用いられている砥粒の平均粒径は次のようにして求めることができる。ドレッサ−の研削部では、砥粒の一部が突き出ているが、砥粒を研削部の厚み方向に切断し、その断面から、個々の砥粒の大きさを確認することができる。具体的には、研削部の中心近傍、周辺近傍、中心部と周辺部の中間近傍から砥粒を偏りなく２０個の砥粒の選定する。個々の砥粒をほぼ砥粒の中央位置で研削部の厚み方向に切断し、切断面に見える砥粒断面の研削部厚み方向の長さの最大値、および、研削部厚み方向に垂直な方向の長さの最大値を測定し、両者の平均値をその砥粒の大きさとした。切断はＣＰ（Ｃｒｏｓｓ  Ｓｅｃｔｉｏｎ  Ｐｏｌｉｓｈｅｒ）加工を用いるのが好ましい。断面の観察には、デジタルマイクロスコ−プ、あるいは、ＳＥＭ（走査顕微鏡）を用いれば良い。その後、確認した砥粒の大きさのメジアン径を求めれば、砥粒の平均粒径を求めることができる。
【００７４】
ドレッサーは、焼結セラミックス母相と、焼結セラミックス母相の片面に固着された砥粒とを含む研削部を備える。焼結セラミックス母相は、セラミックス原料粉末と、バインダー材料とを含むものである。セラミックス原料粉末およびバインダー材料に特に限定はなく、製造方法に関連して詳述したとおりである。
【００７５】
焼結セラミックス母相の片面に直接固着された砥粒は、単結晶砥粒である。単結晶砥粒の種類およびサイズについては、製造方法に関連して詳述したとおりである。
【００７６】
本実施態様においてより好ましいドレッサーは、セラミックス原料粉末、砥粒およびバインダー材料の組み合わせが、下記（Ｉ）〜（ＩＶ）のいずれか１種である。
（Ｉ）前記セラミックス原料粉末がＳｉＣであり、前記砥粒がＳｉＣであり、前記バインダー材料がＢ４Ｃ、ＢＮ、Ｃ、Ａｌ２Ｏ３および希土類酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１種である、
（ＩＩ）前記セラミックス原料粉末がＳｉＣであり、前記砥粒がＢ４Ｃであり、前記バインダー材料がＡｌ２Ｏ３および希土類酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１種である、
（ＩＩＩ）前記セラミックス原料粉末がＢ４Ｃであり、前記砥粒がＳｉＣまたはＢ４Ｃであり、前記バインダー材料がＳｉＯ２、ＡｌＮ、Ｃ、Ｓｉ３Ｎ４およびＳｉＡｌ６Ｏ２Ｎ６からなる群より選ばれる少なくとも１種である、
（ＩＶ）前記セラミックス原料粉末がＳｉ３Ｎ４であり、前記砥粒がＳｉＣまたはＢ４Ｃであり、前記バインダーがＡｌ２Ｏ３、希土類酸化物、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＴｉＳｉ２、ＺｒＳｉ２、ＡｌＮおよびＳｉＡｌ６Ｏ２Ｎ６からなる群より選ばれる少なくとも１種である。
【００７７】
従来、セラミックス原料中に、当該セラミックス原料とは収縮率が異なるような異物を加えて焼結させると、異物とセラミックスとの界面に応力が集中し、そこからクラックが発生して、セラミックスの強度が低下すると考えられている。また、セラミックス原料と異物とでは、焼結前後の嵩密度の変化が異なることから、セラミックスと異物との界面で剥離が生じやすいと考えられている。
【００７８】
本実施態様のドレッサーにおいては、こういった問題は発生しにくいが、特に上記（Ｉ）〜（ＩＶ）のいずれか１種の組み合わせを用いると、上記問題が発生する可能性が非常に低くなる。その理由は明確ではないが、母相を構成するセラミックス原料粉末、およびセラミックス原料粉末にとって異物に相当する砥粒の両方との親和性が高いバインダー材料を使用することで、セラミックス原料粉末と砥粒との固着性が向上するためと考えられる。
【００７９】
尚、製造方法に関連して上述したように、数種類のバインダー材料を組み合わせて使用することができる。その場合は、使用するバインダー材料の全てが、（Ｉ）〜（ＩＶ）の各組み合わせに列挙されている材料から選択されることが好ましい。しかし、バインダー材料の少なくとも１種が特定の組み合わせから選ばれており、且つ、本発明の効果が損なわれない限り、各組み合わせに列挙されていない他のバインダー材料を使用することも可能である。
【００８０】
本実施態様のドレッサーにおいて、砥粒の突き出し高さは、その平均値が２μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上２５０μｍ以下であることがより好ましく、１０μｍ以上１２０μｍ以下であることがさらに好ましい。砥粒の突き出し高さの平均値が２μｍ以上であると、十分なパッド研削速度が得られ、３００μｍ以下であると、パッド平坦性が良好である。また、パッド平坦性は、砥粒の突き出し高さが７０μｍ以下のときに向上する傾向にある。
【００８１】
さらに砥粒の突き出し高さのばらつきは、小さい程好ましく、通常、３０μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以下であることがより好ましく、１０μｍ以下であることがさらに好ましい。砥粒の突き出し高さのばらつきが３０μｍ以下であれば、高いパッド平坦性が得られる。また、長時間使用した際のパッド研削速度の劣化も抑制することができる。
【００８２】
砥粒の突き出し高さの平均値およびばらつきの測定方法については、上述した通りである。
【００８３】
本実施態様のドレッサーは、上述した特定の研削部を有するものである限り、特に限定はない。研削部の形状は円形または多角形が好ましく、その円相当直径は５ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、その厚みは１ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。研削部の形状およびサイズについては、製造方法に関連して詳述したとおりである。
【００８４】
また、ドレッサーは、焼結セラミックス母相の砥粒が固着されている面とは反対側の面に連結された基板を更に含んでもよい。このように基板を含むドレッサーをペレット型のドレッサーと呼ぶ。ペレット型のドレッサーは、ドレッサーとしての面積を広くすることが容易であるため、より大きな面積のパットへの対応が可能となるため好ましい。
【００８５】
基板の形状は円形または多角形であり、その円相当直径は３０ｍｍ以上５００ｍｍ以下であり、厚みは５ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが好ましい。基板の形状およびサイズについては、製造方法に関連して詳述したとおりである。
【００８６】
特に基板が金属製の場合、基板からの金属元素の溶出を防止するために、基板は耐薬品性にコーティングされていることが好ましい。基板のコーティングについては、製造方法に関連して詳述したとおりである。
【実施例】
【００８７】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り、「質量％」を表す。
【００８８】
（実施例１：  ドレッサー１〜１０）
１．研削部の製造
＜セラミックス原料組成物の調製＞
炭化ケイ素（ＳｉＣ）をセラミックス原料粉末として使用し、研削部の母相の原料となるセラミックス原料組成物を調製した。
平均粒径０．８μｍのα−ＳｉＣ粉末に対して、バインダー材料として、平均粒径０．８μｍのＢ４ＣをＢ換算で０．３％、平均粒径１μｍの２１Ｒ型サイアロン粉末（ＳｉＡｌ６Ｏ２Ｎ６）をＡｌ換算で０．５％、平均粒径２０ｎｍのカーボンブラックを２．０％添加した。さらに有機物系のバインダーと分散剤を加え、水を溶媒として加え、ボールミルで混合してスラリーを得た。スプレードライ法を用いて得られたスラリーから平均粒径６５μｍの、セラミックス原料組成物からなる造粒物を得た。
【００８９】
＜砥粒＞
砥粒として、単結晶ＳｉＣを用意した。
砥粒の粒径は、ＪＩＳ  Ｚ８８０１の篩、および以下に記載の方法で作製した篩を用いて、揃えた。
ＪＩＳ  Ｚ８８０１の篩は、その目開きサイズで、２０μｍ、２５μｍ、４５μｍ、５３μｍ、１０６μｍ、１２５μｍ、１８０μｍ、２１２μｍ、４２５μｍ、５００μｍ、８５０μｍ、１０００μｍ、２０００μｍ、２３６０μｍである。
更に、１００μｍのステンレス箔に公知のエッチング法で目開きサイズが９５０μｍ、１８００μｍ、２０５０μｍの篩に相当する孔を複数開けた篩を作製した。
【００９０】
上記の篩を使用した、下記の目開きサイズ範囲の、１０種類の粒径の砥粒を準備した。２０〜２５μｍ、４５〜５３μｍ、１０６〜１２５μｍ、１８０〜２１２μｍ、４２５〜５００μｍ、８５０〜１０００μｍ、９５０〜１０００μｍ、１８００〜２０００μｍ、２０００〜２０５０μｍ、２０００〜２３６０μｍ。
また、使用する砥粒の最大粒径と最小粒径との差を求めた。
【００９１】
＜砥粒の配置＞
外形６０ｍｍ、内径２７ｍｍ、高さ５０ｍｍのダイと、外形２７ｍｍ、高さ８ｍｍの下パンチ（固定）と、外形２７ｍｍ、高さ７０ｍｍの上パンチ（可動）とからなる成形用金型を用意した。
【００９２】
下パンチの上に砥粒を配置した。砥粒の配置は以下のように行った。
下パンチの上に樹脂系の両面テープを貼り、その上に砥粒を正方形の頂点に砥粒が位置するように配置した。例えば、砥粒径が１８０〜２１２μｍの場合には、１００μｍ厚のステンレス板に、砥粒が一つだけ入る大きさである直径が２５０μｍの貫通孔を開けた。貫通孔は、正方形の一辺の長さが貫通孔の直径（２５０μｍ）の２．５倍に相当する６２５μｍとなる正方形の頂点に位置するように配置した。このように作製した孔開きステンレス板を用いて砥粒を両面テープの上に配置した。他の砥粒径の場合にも同様に行った。ただし、砥粒径が２０〜２５μｍ、および４５〜５３μｍの場合には、３０μｍ厚のステンレス板を用いた。ステンレス板に開ける貫通孔の直径は、２０〜２５μｍの砥粒径では３０μｍ、４５〜５３μｍの砥粒径では７０μｍ、１０６〜１２５μｍの砥粒径では１５０μｍ、４２５〜５００μｍの砥粒径では６００μｍ、８５０〜１０００μｍと９５０〜１０００μｍの砥粒径では１２００μｍ、１８００〜２０００μｍでは２２００μｍ、２０００〜２０５０μｍの砥粒径では２３００μｍ、２０００〜２３６０μｍの砥粒径では２５００μｍとし、各孔の中心間距離は孔直径の２．５倍とした。ただし、直径２７ｍｍの下パンチの最外周から内側へ１ｍｍ入った領域には砥粒を配置しなかった。
【００９３】
＜成形体の作製＞
次に、砥粒の配置がずれないように、上記で調製したセラミックス原料組成物からなる造粒物９．２ｇを、砥粒の上からダイの中に挿入した。その後、上パンチをダイの上から入れて、１５００ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力をかけて、成形体の表層部に砥粒が一層埋め込まれた成形体を作製した。
得られた成形体の高さ、直径、重量を測定して、成形体の嵩密度を求めた。
【００９４】
＜焼結＞
上記で作成した成形体を、その砥粒が埋め込まれた面が上側になるように焼結炉内にセットし、２１５０℃、Ａｒ雰囲気中で４時間焼結し、焼結セラミックス母相と、焼結セラミックス母相に直接固着された砥粒とを含む、研削部となる焼結体を得た。
得られた焼結体の高さ、直径、重量を測定して、焼結体の嵩密度を求めた。ただし、高さは砥粒が無い部位について測定した、母相のみの高さである。
【００９５】
２．砥粒突き出し高さの測定
焼結体における砥粒の突き出し高さを、次のようにして測定した。
焼結体表面の砥粒から、２０個の砥粒を偏りなく選んだ。選んだ砥粒のそれぞれについて、測長顕微鏡を使用し、砥粒の周囲の母相の高さと砥粒の最頂点の高さとを求め、その差を突き出し高さとした。２０個の砥粒の突き出し高さについて、最小値、最大値、および平均値を求め、さらに最大値から最小値を引いた値を突き出し高さのばらつきとして求めた。
【００９６】
３．ドレッサーの製造
直径１００ｍｍ、厚み７ｍｍのＳｉＣセラミックス製の基板を用意し、その中心から半径方向に６０°間隔で６本の直線を引き、中心から３２ｍｍの位置に焼結体の中心がくるように上記焼結体６個を接着した。具体的には、平坦な面の上に焼結体の砥粒面が下側に向くように所定の位置に６個配置して、各焼結体の上側の面に接着剤を厚めに塗布した。ＳｉＣセラミックス基板をその板面が焼結体を置いた面に平行になるようにセットした後、ＳｉＣセラミックス基板を徐々に下側に移動させて６個の焼結体上側の接着剤に接触したところで移動を停止させ、その位置で接着剤を硬化させた。この工程によって、ＳｉＣセラミックス円板上に６個の焼結体（研削部）があり、その全ての砥粒の高さが揃った、図２のような一つのドレッサーが得られた。
【００９７】
４．ドレッサーの評価
下記の方法に従って、各ドレッサーを評価した。
＜パッド研削速度およびパッド平坦性＞
各ドレッサーを用いて、実際にパッドを研削した。パッドは、直径２５０ｍｍの発砲ポリウレタン製のものを用いた。このパッドを研磨盤の上に貼り付けた。回転機構と、パッドの半径方向に揺動させる機構とを有する装置にドレッサーを固定し、加圧機構によって０．８７ｋｇｆの荷重（ドレッサーの面圧力で２５．５ｇｆ／ｃｍ２相当）を加えて、パッドに押し付けた。ドレッサーの中心をパッドの中心に合わせつつ、パッド中心から３０ｍｍ〜９３ｍｍの範囲で半径方向に揺動させた。パッド回転数は９５ｒｐｍ、ドレッサー回転数は８５ｒｐｍ、揺動は１２往復／分とした。パッド回転方向とドレッサーの回転方向は同じ方向にした。研削の際には、研削全面が水の膜で覆われる程度に水を供給した。
【００９８】
研削開始から５分が経過した時点で、一端研削を中断して、パッドの厚みを測定した。パッドの上に、互いに直交する２本の直線を直径上に沿って引き、１つの直線を等間隔で１０等分し、等分した部位のほぼ真中付近の２０点の厚みをマイクロメータで測定し、測定値の平均をパッド厚みとした。その後、再び研削を続けて、１時間後、９時間後、１０時間後に、同様にパッド厚みを測定した。
【００９９】
パッドの研削速度は、研削開始から５分後〜１時間後、および９時間後〜１０時間後の期間におけるパッド厚みの減少量から求めた。パッド研削速度は、大きいほど、１分間に研削できるパッドの量が多いことを意味する。
【０１００】
また、パッド平坦性は、１０時間研削後に測定した２０点のパッド厚みの値の内、最大値から最小値を引いた値として評価した。よって、この値は、小さい程、研削のばらつきが少ないことを意味し、好ましい。
【０１０１】
＜金属元素溶出量＞
市販のタングステン用スラリー（Ｃａｂｏｔ社製のＷ２０００）に対して４％の過酸化水素水を混合した溶液１０００ｍＬを用意し、その中に、作製したドレッサーを１枚づつ５日間浸漬した。その後、スラリー中の金属元素である、Ｓｉ、Ｂ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｚｎ、ＣｒをＩＣＰ発光分光分析法で分析した。これらの元素の合計量を金属元素溶出量とした。
【０１０２】
上記評価結果を、使用した砥粒の粒径および粒径差、ならびにセラミックス母相の嵩密度と共に表１に示した。
【０１０３】
【表１】
2020157421.tif 000003
【０１０４】
上記表１から明らかなように、本発明の製造方法によって、焼結セラミックス母相と、焼結セラミックス母相に直接固着された単結晶砥粒とを含む研削部を有するドレッサー１〜１０を製造することができた。さらにドレッサー１〜１０は、いずれも金属元素の溶出量が０．０５ｍｇ／Ｌ未満であり、ドレッシング中の金属溶出の恐れが無いことを確認できた。
【０１０５】
砥粒径が３０〜２０００μｍであって、一枚のドレッサー内の砥粒の粒径差（以下、「砥粒の粒径差」と略す）が２００μｍ以下であるドレッサー２〜８では、突き出し高さの平均値が２５０μｍ以下、突き出し高さのばらつきが３０μｍ以下となり、パッド研削速度が１．５μｍ／分以上、且つ平坦性が２．５μｍ以下の優れた性能が得られた。また、砥粒径が３０〜１０００μｍであって、粒径差が１５０μｍ以下のドレッサー２〜６では、突き出し高さの平均値が１２０μｍ以下、突き出し高さのばらつきが２０μｍ以下となり、２．３μｍ以下の更に優れた平坦性が得られた。さらに砥粒径が１００〜５００μｍ、粒径差が１５〜８０μｍのドレッサー３〜５は、突き出し高さの平均値が７０μｍ以下、突き出し高さのばらつきが１０μｍ以下となり、２．０μｍ／分以上のパッド研削速度と、２．２μｍ以下のパッド平坦性といった、さらに優れた結果を実現することができた。
【０１０６】
ドレッサー６とドレッサー７とを比較すると、砥粒径はほぼ同じ範囲であるが、粒径差は、ドレッサー６の１５０μｍに対して、ドレッサー７は５０μｍと狭くなっていた。そのため、砥粒の突き出し高さのばらつきもそれらの差に応じて、ドレッサー６が１８．９μｍであるのに対して、ドレッサー７では７．６μｍと小さくなった。このためパッド平坦性はドレッサー７の方が良くなっていた。
【０１０７】
ドレッサー９とドレッサー１０とを比較した場合、両者とも粒径が２０００μｍレベルの砥粒を用いているが、粒径差はドレッサー９では５０μｍ、ドレッサー１０では３６０μｍであった。この粒径差に応じて砥粒の突き出し高さのばらつきはドレッサー９の方がドレッサー１０よりも小さく、ドレッサー９の方が平坦性が向上していた。また、この砥粒の粒径差に応じて、ドレッサー１０では突き出し高さのばらつきが４５．９μｍと大きくなり、パッド研削速度は、１３．２μｍ／分から１１．５μｍ／分と１３％低下した。これに対してドレッサー９では、１２．８μｍ／分から１１．７μｍ／分の８．５％の低下に留まった。尚、ドレッサー１〜８においても突き出し高さのばらつきが３０μｍ以内であったため、パッド研削速度の劣化は１０％以内に留まった。
【０１０８】
また、いずれのドレッサーについても、パッドの研削開始から１０時間後にドレッサー表面を実体顕微鏡で観察したところ、砥粒の欠けや脱落は認められなかった。
【０１０９】
（実施例２：  ドレッサー１１〜２０）
１．研削部の製造
＜セラミックス原料組成物の調製＞
炭化ケイ素（ＳｉＣ）をセラミックス原料粉末として使用し、研削部の母相の原料となるセラミックス原料組成物を調製した。
平均粒径０．５μｍのα−ＳｉＣ粉末に対して、バインダー材料として、平均粒径０．３μｍのＹ２Ｏ３を０．３％、平均粒径０．３μｍのＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３（スピネル）を０．３％添加した。エタノールを溶媒としてさらに添加し、ボールミルで撹拌、混合した。撹拌、混合した粉末を乾燥させた後、乳鉢で解砕して、セラミックス原料組成物となる粉末を得た。
【０１１０】
＜砥粒＞
砥粒として、単結晶Ｂ４Ｃを用意した。
砥粒の粒径は実施例１と同じである。
【０１１１】
＜砥粒の配置、成形体の作製＞
上記砥粒を使用し、実施例１と同様に砥粒を金型に配置した。次に、上記セラミックス原料組成物を使用し、成形圧力を３０００ｋｇｆ／ｃｍ２に変更したこと以外は、実施例１と同様に、成形体を作製した。
得られた成形体の高さ、直径、重量を測定して、成形体の嵩密度を求めた。
【０１１２】
＜焼結＞
焼結条件を２１００℃、Ａｒ雰囲気中で３時間に変更したこと以外は、実施例１と同様に、成形体を焼結し、研削部となる焼結体を得た。
得られた焼結体の高さ、直径、重量を測定して、成形体の嵩密度を求めた。
【０１１３】
２．砥粒突き出し高さの測定
実施例１と同様に、焼結体における砥粒の突き出し高さを測定した。
【０１１４】
３．ドレッサーの製造
上記焼結体を使用し、実施例１と同様に、ドレッサーを製造した。
【０１１５】
４．ドレッサーの評価
製造したドレッサーのそれぞれについて、パッド研削速度、パッド平坦性および金属元素溶出量を実施例１と同様に評価した。
上記評価結果を、使用した砥粒の粒径および粒径差、ならびにセラミックス母相の嵩密度と共に表２に示した。
【０１１６】
【表２】
2020157421.tif 000004
【０１１７】
上記表２から明らかなように、本発明の製造方法によって、焼結セラミックス母相と、焼結セラミックス母相に直接固着された単結晶砥粒とを含む研削部を有するドレッサー１１〜２０を製造することができた。さらにドレッサー１１〜２０は、いずれも金属元素の溶出量が０．０５ｍｇ／Ｌ未満であり、ドレッシング中の金属溶出の恐れが無いことを確認できた。
【０１１８】
砥粒径が３０〜２０００μｍであって、粒径差が２００μｍ以下であるドレッサー１２〜１８では、突き出し高さの平均値が２５０μｍ以下、突き出し高さのばらつきが３０μｍ以下となり、パッド研削速度が１．５μｍ／分以上、且つ平坦性が２．５μｍ以下の優れた性能が得られた。また、砥粒径が３０〜１０００μｍであって、粒径差が１５０μｍ以下のドレッサー１２〜１６は、突き出し高さの平均値が１２０μｍ以下、突き出し高さのばらつきが２０μｍ以下となり、２．３μｍ以下の更に優れた平坦性が得られた。さらに砥粒径が１００〜５００μｍ、粒径差が１５〜８０μｍのドレッサー１３〜１５は、突き出し高さの平均値が７０μｍ以下、突き出し高さのばらつきが１０μｍ以下となり、２．０μｍ／分以上のパッド研削速度と２．２μｍ以下のパッド平坦性といった、さらに優れた結果を実現することができた。
【０１１９】
ドレッサー１６とドレッサー１７とを比較すると、砥粒径はほぼ同じ範囲であるが、粒径差は、ドレッサー１６の１５０μｍに対して、ドレッサー１７は５０μｍと狭くなっていた。そのため、砥粒の突き出し高さのばらつきもそれらの差に応じて、ドレッサー１６が１８．２μｍであるのに対して、ドレッサー１７では７．０μｍと小さくなった。このためパッド平坦性はドレッサー１７の方が良くなっていた。
【０１２０】
ドレッサー１９とドレッサー２０とを比較した場合、両者とも粒径が２０００μｍレベルの砥粒を用いているが、粒径差はドレッサー１９では５０μｍ、ドレッサー２０では３６０μｍであった。この粒径差に応じて砥粒の突き出し高さのばらつきはドレッサー１９の方がドレッサー２０よりも小さく、ドレッサー１９の方が平坦性が向上していた。また、この砥粒の粒径差に応じて、ドレッサー２０では突き出し高さのばらつきが４４．７μｍと大きくなり、パッド研削速度は、１３．９μｍ／分から１１．８μｍ／分と１５％低下した。これに対してドレッサー１９では、１２．９μｍ／分から１２．１μｍ／分の６．２％の低下に留まった。尚、ドレッサー１１〜１８においても突き出し高さのばらつきが３０μｍ以内であったため、パッド研削速度の劣化は１０％以内に留まった。
【０１２１】
また、いずれのドレッサーについても、パッドの研削開始から１０時間後にドレッサー表面を実体顕微鏡で観察したところ、砥粒の欠けや脱落は認められなかった。
【０１２２】
（実施例３：  ドレッサー２１〜３０）
１．研削部の製造
＜セラミックス原料組成物の調製＞
炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）をセラミックス原料粉末として使用し、研削部の母相の原料となるセラミックス原料組成物を調製した。
平均粒径１．９μｍの炭化ホウ素粉末に、バインダー材料として、平均粒径１μｍの２１Ｒ型サイアロン粉末（ＳｉＡｌ６Ｏ２Ｎ６）を３％、および平均粒径１μｍのカーボンブラックを１％添加した。さらにバインダーと分散剤を加え、水を溶媒として加えて、ボールミルで混合して得られたスラリーを得た。スプレードライ法を用いて得られたスラリーから平均粒径６０μｍの、セラミックス原料組成物からなる造粒物を得た。
【０１２３】
＜砥粒＞
実施例２と同じ単結晶Ｂ４Ｃ砥粒を使用した。
【０１２４】
＜砥粒の配置、成形体の作製＞
上記砥粒を使用し、実施例１と同様に砥粒を金型に配置した。次に、上記セラミックス原料組成物を７．０ｇ使用し、実施例１と同様に、成形体を作製した。
得られた成形体の高さ、直径、重量を測定して、成形体の嵩密度を求めた。
【０１２５】
＜焼結＞
焼結条件を２２００℃、Ａｒ雰囲気中で４時間に変更したこと以外は、実施例１と同様に、成形体を焼結し、研削部となる焼結体を得た。
得られた焼結体の高さ、直径、重量を測定して、成形体の嵩密度を求めた。
【０１２６】
２．砥粒突き出し高さの測定
実施例１と同様に、焼結体における砥粒の突き出し高さを測定した。
【０１２７】
３．ドレッサーの製造
上記焼結体を使用し、実施例１と同様に、ドレッサーを製造した。
【０１２８】
４．ドレッサーの評価
製造したドレッサーのそれぞれについて、パッド研削速度、パッド平坦性および金属元素溶出量を実施例１と同様に評価した。
上記評価結果を、使用した砥粒の粒径および粒径差、ならびにセラミックス母相の嵩密度と共に表３に示した。
【０１２９】
【表３】
2020157421.tif 000005
【０１３０】
上記表３から明らかなように、本発明の製造方法によって、焼結セラミックス母相と、焼結セラミックス母相に直接固着された単結晶砥粒とを含む研削部を有するドレッサー２１〜３０を製造することができた。さらにドレッサー２１〜３０は、いずれも金属元素の溶出量が０．０５ｍｇ／Ｌ未満であり、ドレッシング中の金属溶出の恐れが無いことを確認できた。
【０１３１】
砥粒径が３０〜２０００μｍであって、粒径差が１５０μｍ以下であるドレッサー２２〜２８では、突き出し高さの平均値が２５０μｍ以下、突き出し高さのばらつきが３０μｍ以下となり、パッド研削速度が１．５μｍ／分以上、且つ平坦性が２．５μｍ以下の優れた性能が得られた。また、砥粒径が３０〜１０００μｍであって、粒径差が１５０μｍ以下のドレッサー２２〜２６では、突き出し高さの平均値が１２０μｍ以下、突き出し高さのばらつきが２０μｍ以下となり、２．３μｍ以下の更に優れた平坦性が得られた。さらに砥粒径が１００〜５００μｍ、粒径差が１５〜８０μｍのドレッサー２３〜２５は、突き出し高さの平均値が７０μｍ以下、突き出し高さのばらつきが１０μｍ以下となり、２．０μｍ／分以上のパッド研削速度と２．２μｍ以下のパッド平坦性といった、さらに優れた結果を実現することができた。
【０１３２】
ドレッサー２６とドレッサー２７とを比較すると、砥粒径はほぼ同じ範囲であるが、粒径差は、ドレッサー２６の１５０μｍに対して、ドレッサー２７は５０μｍと狭くなっていた。そのため、砥粒の突き出し高さのばらつきもそれらの差に応じて、ドレッサー２６が１８．９μｍであるのに対して、ドレッサー２７では６．８μｍと小さくなった。このためパッド平坦性はドレッサー２７の方が良くなっていた。
【０１３３】
ドレッサー２９とドレッサー３０とを比較した場合、両者とも粒径が２０００μｍレベルの砥粒を用いているが、粒径差はドレッサー２９では５０μｍ、ドレッサー３０では３６０μｍであった。この粒径差に応じて、砥粒の突き出し高さのばらつきはドレッサー２９の方がドレッサー３０よりも小さく、ドレッサー２９の方が平坦性が向上していた。また、この砥粒の粒径差に応じて、ドレッサー３０では突き出し高さのばらつきが４７．４μｍと大きくなり、パッド研削速度は、１４．２μｍ／分から１２．２μｍ／分と１４％低下した。これに対してドレッサー２９では１３．２μｍ／分から１２．４μｍ／分の６％の低下に留まった。尚、ドレッサー２１〜２８においても突き出し高さのばらつきが３０μｍ以内であったため、パッド研削速度の劣化は１０％以内に留まった。
【０１３４】
また、いずれのドレッサーについても、パッドの研削開始から１０時間後にドレッサー表面を実体顕微鏡で観察したところ、砥粒の欠けや脱落は認められなかった。
【０１３５】
（実施例４：  ドレッサー３１〜４０）
１．研削部の製造
＜セラミックス原料組成物の調製＞
炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）をセラミックス原料粉末として使用し、実施例３と同様に研削部の母相の原料となるセラミックス原料組成物を調製した。
【０１３６】
＜砥粒＞
実施例１と同じ単結晶ＳｉＣ砥粒を使用した。
【０１３７】
＜砥粒の配置、成形体の作製＞
上記砥粒を使用し、実施例３と同様に砥粒を金型に配置した。次に、上記セラミックス原料組成物を使用し、実施例３と同様に、成形体を作製した。
得られた成形体の高さ、直径、重量を測定して、成形体の嵩密度を求めた。
【０１３８】
＜焼結＞
実施例３と同様に、成形体を焼結し、研削部となる焼結体を得た。
得られた焼結体の高さ、直径、重量を測定して、成形体の嵩密度を求めた。
【０１３９】
２．砥粒突き出し高さの測定
実施例１と同様に、焼結体における砥粒の突き出し高さを測定した。
【０１４０】
３．ドレッサーの製造
上記焼結体を使用し、実施例１と同様に、ドレッサーを製造した。
【０１４１】
４．ドレッサーの評価
製造したドレッサーのそれぞれについて、パッド研削速度、パッド平坦性および金属元素溶出量を実施例１と同様に評価した。
上記評価結果を、使用した砥粒の粒径および粒径差、ならびにセラミックス母相の嵩密度と共に表４に示した。
【０１４２】
【表４】
2020157421.tif 000006
【０１４３】
上記表４から明らかなように、本発明の製造方法によって、焼結セラミックス母相と、焼結セラミックス母相に直接固着された単結晶砥粒とを含む研削部を有するドレッサー３１〜４０を製造することができた。さらにドレッサー３１〜４０は、いずれも金属元素の溶出量が０．０５ｍｇ／Ｌ未満であり、ドレッシング中の金属溶出の恐れが無いことを確認できた。
【０１４４】
砥粒径が３０〜２０００μｍであって、粒径差が２００μｍ以下であるドレッサー３２〜３８では、突き出し高さの平均値が２５０μｍ以下、突き出し高さのばらつきが３０μｍ以下となり、パッド研削速度が１．５μｍ／分以上、且つ平坦性が２．５μｍ以下の優れた性能が得られた。また、砥粒径が３０〜１０００μｍであって、粒径差が１５０μｍ以下のドレッサー３２〜３６では、突き出し高さの平均値が１２０μｍ以下、突き出し高さのばらつきが２０μｍ以下となり、２．３μｍ以下の更に優れた平坦性が得られた。さらに砥粒径が１００〜５００μｍ、粒径差が１５〜８０μｍのドレッサー３３〜３５は、突き出し高さの平均値が７０μｍ以下、突き出し高さのばらつきが１０μｍ以下となり、２．０μｍ／分以上のパッド研削速度と２．２μｍ以下のパッド平坦性といった、さらに優れた結果を実現することができた。
【０１４５】
ドレッサー３６とドレッサー３７とを比較すると、砥粒径はほぼ同じ範囲であるが、粒径差は、ドレッサー３６の１５０μｍに対して、ドレッサー３７は５０μｍと狭くなっていた。そのため、砥粒の突き出し高さのばらつきもそれらの差に応じて、ドレッサー３６が１８．３μｍであるのに対して、ドレッサー３７では６．５μｍと小さくなった。このためパッド平坦性はドレッサー３７の方が良くなっていた。
【０１４６】
ドレッサー３９とドレッサー４０とを比較した場合、両者とも粒径が２０００μｍレベルの砥粒を用いているが、粒径差はドレッサー３９では５０μｍ、ドレッサー４０では３６０μｍであった。この粒径差に応じて砥粒の突き出し高さのばらつきはドレッサー３９の方がドレッサー４０よりも小さく、ドレッサー３９の方が平坦性が向上していた。また、この砥粒の粒径差に応じてドレッサー４０では突き出し高さのばらつきが４８．３μｍと大きくなり、パッド研削速度は、１３．９μｍ／分から１１．９μｍ／分と１４％低下した。これに対してドレッサー３９では、１３．０μｍ／分から１２．１μｍ／分の６．９％の低下に留まった。尚、ドレッサー３１〜３８においても突き出し高さのばらつきが３０μｍ以内であったため、パッド研削速度の劣化は１０％以内に留まった。
【０１４７】
また、いずれのドレッサーについても、パッドの研削開始から１０時間後にドレッサー表面を実体顕微鏡で観察したところ、砥粒の欠けや脱落は認められなかった。
【０１４８】
（実施例５：  ドレッサー４１〜５０）
１．研削部の製造
＜セラミックス原料組成物の調製＞
窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４粉末）をセラミックス原料粉末として使用し、研削部の母相の原料となるセラミックス原料組成物を調製した。
平均粒径０．６μｍのα型窒化珪素粉末に、バインダー材料として、平均粒径１μｍのＹ２Ｏ３粉末を３．９％、平均粒径０．５μｍのＭｇ（ＯＨ）２粉末を５．１％、平均粒径２μｍのＴｉＳｉ２粉末を０．３％、平均粒径１μｍの２１Ｒ型サイアロン粉末（ＳｉＡｌ６Ｏ２Ｎ６）を０．３％添加した。さらにバインダーと分散剤を加え、水を溶媒としてボールミルで混合してスラリーを得た。スプレードライ法を用いて得られたスラリーから平均粒径５８μｍの、セラミックス原料組成物からなる造粒物を得た。
【０１４９】
＜砥粒＞
実施例２と同じ単結晶Ｂ４Ｃ砥粒を使用した。
【０１５０】
＜砥粒の配置、成形体の作製＞
上記砥粒を使用し、実施例１と同様に砥粒を金型に配置した。次に、上記セラミックス原料組成物を９．４ｇ使用し、実施例１と同様に、成形体を作製した。
得られた成形体の高さ、直径、重量を測定して、成形体の嵩密度を求めた。
【０１５１】
＜焼結＞
焼結条件を１６００℃、Ｎ２雰囲気中で４時間に変更したこと以外は、実施例１と同様に、成形体を焼結し、研削部となる焼結体を得た。
得られた焼結体の高さ、直径、重量を測定して、成形体の嵩密度を求めた。
【０１５２】
２．砥粒突き出し高さの測定
実施例１と同様に、焼結体における砥粒の突き出し高さを測定した。
【０１５３】
３．ドレッサーの製造
上記焼結体を使用し、実施例１と同様に、ドレッサーを製造した。
【０１５４】
４．ドレッサーの評価
製造したドレッサーのそれぞれについて、パッド研削速度、パッド平坦性および金属元素溶出量を実施例１と同様に評価した。
上記評価結果を、使用した砥粒の粒径および粒径差、ならびにセラミックス母相の嵩密度と共に表５に示した。
【０１５５】
【表５】
2020157421.tif 000007
【０１５６】
上記表５から明らかなように、本発明の製造方法によって、焼結セラミックス母相と、焼結セラミックス母相に直接固着された単結晶砥粒とを含む研削部を有するドレッサー４１〜５０を製造することができた。さらにドレッサー４１〜５０は、いずれも金属元素の溶出量が０．０５ｍｇ／Ｌ未満であり、ドレッシング中の金属溶出の恐れが無いことを確認できた。
【０１５７】
砥粒径が３０〜２０００μｍであって、粒径差が２００μｍ以下であるドレッサー４２〜４８では、突き出し高さの平均値が２５０μｍ以下、突き出し高さのばらつきが３０μｍ以下となり、パッド研削速度が１．５μｍ／分以上、且つ平坦性が２．５μｍ以下の優れた性能が得られた。また、砥粒径が３０〜１０００μｍであって、粒径差が１５０μｍ以下のドレッサー４２〜４６では、突き出し高さの平均値が１２０μｍ以下、突き出し高さのばらつきが２０μｍ以下となり、２．３μｍ以下の更に優れた平坦性が得られた。さらに砥粒径が１００〜５００μｍ、粒径差が１５〜８０μｍのドレッサー４３〜４５は、突き出し高さの平均値が７０μｍ以下、突き出し高さのばらつきが１０μｍ以下となり、２．０μｍ／分以上のパッド研削速度と２．２μｍ以下のパッド平坦性といった、さらに優れた結果を実現することができた。
【０１５８】
ドレッサー４６とドレッサー４７とを比較すると、砥粒径はほぼ同じ範囲であるが、粒径差は、ドレッサー４６の１５０μｍに対して、ドレッサー４７は５０μｍと狭くなっていた。そのため、砥粒の突き出し高さのばらつきもそれらの差に応じて、ドレッサー４６が１９．５μｍであるのに対して、ドレッサー４７では５．１μｍと小さくなった。このためパッド平坦性はドレッサー４７の方が良くなっていた。
【０１５９】
ドレッサー４９とドレッサー５０とを比較した場合、両者とも粒径が２０００μｍレベルの砥粒を用いているが、粒径差はドレッサー４９では５０μｍ、ドレッサー５０では３６０μｍであった。この粒径差に応じて砥粒の突き出し高さのばらつきはドレッサー４９の方がドレッサー５０よりも小さく、ドレッサー４９の方が平坦性が向上していた。また、この砥粒の粒径差に応じてドレッサー５０では突き出し高さのばらつきが４０．６μｍと大きくなり、パッド研削速度は、１４．１μｍ／分から１２．０μｍ／分と１４％以上低下した。これに対してドレッサー４９では、１３．１μｍ／分から１２．１μｍ／分の７．６％の低下に留まった。尚、ドレッサー４１〜４８においても突き出し高さのばらつきが３０μｍ以内であったため、パッド研削速度の劣化は１０％以内に留まった。
【０１６０】
また、いずれのドレッサーについても、パッドの研削開始から１０時間後にドレッサー表面を実体顕微鏡で観察したところ、砥粒の欠けや脱落は認められなかった。
【０１６１】
（実施例６：  ドレッサー５１〜６０）
１．研削部の製造
＜セラミックス原料組成物の調製＞
窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）をセラミックス原料粉末として使用し、実施例５と同様に、研削部の母相の原料となるセラミックス原料組成物を調製した。
【０１６２】
＜砥粒＞
実施例１と同じ単結晶ＳｉＣ砥粒を使用した。
【０１６３】
＜砥粒の配置、成形体の作製＞
上記砥粒を使用し、実施例５と同様に砥粒を金型に配置した。次に、上記セラミックス原料組成物を使用し、実施例５と同様に、成形体を作製した。
得られた成形体の高さ、直径、重量を測定して、成形体の嵩密度を求めた。
【０１６４】
＜焼結＞
実施例５と同様に、成形体を焼結し、研削部となる焼結体を得た。
得られた焼結体の高さ、直径、重量を測定して、成形体の嵩密度を求めた。
【０１６５】
２．砥粒突き出し高さの測定
実施例１と同様に、焼結体における砥粒の突き出し高さを測定した。
【０１６６】
３．ドレッサーの製造
上記焼結体を使用し、実施例１と同様に、ドレッサーを製造した。
【０１６７】
４．ドレッサーの評価
製造したドレッサーのそれぞれについて、パッド研削速度、パッド平坦性および金属元素溶出量を実施例１と同様に評価した。
上記評価結果を、使用した砥粒の粒径および粒径差、ならびにセラミックス母相の嵩密度と共に表６に示した。
【０１６８】
【表６】
2020157421.tif 000008
【０１６９】
上記表６から明らかなように、本発明の製造方法によって、焼結セラミックス母相と、焼結セラミックス母相に直接固着された単結晶砥粒とを含む研削部を有するドレッサー５１〜６０を製造することができた。さらにドレッサー５１〜６０は、いずれも金属元素の溶出量が０．０５ｍｇ／Ｌ未満であり、ドレッシング中の金属溶出の恐れが無いことを確認できた。
【０１７０】
砥粒径が３０〜２０００μｍであって、粒径差が２００μｍ以下であるドレッサー５２〜５８では、突き出し高さの平均値が２５０μｍ以下、突き出し高さのばらつきが３０μｍ以下となり、パッド研削速度が１．５μｍ／分以上、且つ平坦性が２．５μｍ以下の優れた性能が得られた。また、砥粒径が３０〜１０００μｍであって、粒径差が１５０μｍ以下のドレッサー５２〜５６では、突き出し高さの平均値が１２０μｍ以下、突き出し高さのばらつきが２０μｍ以下となり、２．３μｍ以下の更に優れた平坦性が得られた。さらに砥粒径が１００〜５００μｍ、粒径差が１５〜８０μｍのドレッサー５３〜５５は、突き出し高さの平均値が７０μｍ以下、突き出し高さのばらつきが１０μｍ以下となり、２．０μｍ／分以上のパッド研削速度と２．２μｍ以下のパッド平坦性といった、さらに優れた結果を実現することができた。
【０１７１】
ドレッサー５６とドレッサー５７とを比較すると、砥粒径はほぼ同じ範囲であるが、粒径差は、ドレッサー５６の１５０μｍに対して、ドレッサー５７は５０μｍと狭くなっていた。そのため、砥粒の突き出し高さのばらつきもそれらの差に応じて、ドレッサー５６が１９．３μｍであるのに対して、ドレッサー５７では６．８μｍと小さくなった。このためパッド平坦性はドレッサー５７の方が良くなっていた。
【０１７２】
ドレッサー５９とドレッサー６０とを比較した場合、両者とも粒径が２０００μｍレベルの砥粒を用いているが、粒径差はドレッサー５９では５０μｍ、ドレッサー６０では３６０μｍであった。この粒径差に応じて、砥粒の突き出し高さのばらつきはドレッサー５９の方がドレッサー６０よりも小さく、ドレッサー５９の方が平坦性が向上していた。また、この砥粒の粒径差に応じて、ドレッサー６０では突き出し高さのばらつきが４８．２μｍと大きくなり、パッド研削速度が１３．７μｍ／分から１１．９μｍ／分と１３％低下した。これに対してドレッサー５９では１２．９μｍ／分から１２．２μｍ／分の５．４％の低下に留まった。尚、ドレッサー５１〜５８においても突き出し高さのばらつきが３０μｍ以内であったため、パッド研削速度の劣化は１０％以内に留まった。
【０１７３】
また、いずれのドレッサーについても、パッドの研削開始から１０時間後にドレッサー表面を実体顕微鏡で観察したところ、砥粒の欠けや脱落は認められなかった。
【０１７４】
（実施例７：  ドレッサー６１〜６３）
１．研削部の製造
＜セラミックス原料組成物の調製＞
炭化ケイ素（ＳｉＣ）をセラミックス原料粉末として使用し、実施例１と同様に研削部の母相の原料となるセラミックス原料組成物を調製した。
【０１７５】
＜砥粒＞
多結晶ＳｉＣ砥粒を製造した。
砥粒を使用しないこと以外は、実施例１の母相と同様にセラミックス焼結体を製造した。製造したセラミックス焼結体を約１ｍｍ厚にダイヤモンドカッターで切断し、その薄く切断したセラミックスをメノウ乳鉢を用いて粉砕した。
実施例１と同様に篩を用いて、粒径が１０６〜１２５μｍ、１８０〜２１２μｍ、４２５〜５００μｍの３種類の砥粒を得た。
【０１７６】
＜砥粒の配置、成形体の作製＞
上記砥粒を使用し、実施例１と同様に砥粒を金型に配置した。次に、上記セラミックス原料組成物を使用し、実施例１と同様に、成形体を作製した。
得られた成形体の高さ、直径、重量を測定して、成形体の嵩密度を求めた。
【０１７７】
＜焼結＞
実施例１と同様に、成形体を焼結し、研削部となる焼結体を得た。
得られた焼結体の高さ、直径、重量を測定して、成形体の嵩密度を求めた。
【０１７８】
２．砥粒突き出し高さの測定
実施例１と同様に、焼結体における砥粒の突き出し高さを測定した。
【０１７９】
３．ドレッサーの製造
上記焼結体を使用し、実施例１と同様に、ドレッサーを製造した。
【０１８０】
４．ドレッサーの評価
製造したドレッサーのそれぞれについて、パッド研削速度、パッド平坦性および金属元素溶出量を実施例１と同様に評価した。
上記評価結果を、使用した砥粒の粒径および粒径差、ならびにセラミックス母相の嵩密度と共に表７に示した。
【０１８１】
【表７】
2020157421.tif 000009
【０１８２】
上記表７から明らかなように、多結晶砥粒を使用しても、本発明の製造方法によって、焼結セラミックス母相と、焼結セラミックス母相に直接固着された砥粒とを含む研削部を有するドレッサー６１〜６３を製造することができた。さらにドレッサー６１〜６３は、いずれも金属元素の溶出量が０．０５ｍｇ／Ｌ未満であり、ドレッシング中の金属溶出の恐れが無いことを確認できた。
【０１８３】
ドレッサー６１〜６３で使用した多結晶砥粒は、ドレッサー３〜５の単結晶砥粒と同じ化合物（ＳｉＣ）からなる、同じ粒径の砥粒である。ドレッサー６１〜６３の５分後〜１時間後のパッド研削速度は２．１μｍ／分と良好であったが、ドレッサー３〜５よりも低下していた。具体的には、ドレッサー６１とドレッサー３との比較で１６％、ドレッサー６２とドレッサー４との比較で１９％、ドレッサー６３とドレッサー５との比較で１８％であった。また、パッド研削速度の劣化も単結晶ＳｉＣ砥粒の場合と比べて多結晶の方が大きくなり、ドレッサー６１で２４％、ドレッサー６２で２３％、ドレッサー６３で２２％であった。
【０１８４】
砥粒の研削力が低下したためと考えられるが、パッド平坦性も単結晶砥粒を用いたドレッサーと比較して、若干劣化傾向にあった。しかし、研削開始から１０時間後にドレッサー表面を実体顕微鏡で観察したところ、砥粒の欠けや脱落はなかった。
【０１８５】
（実施例８：  ドレッサー６４〜６６）
１．研削部の製造
＜セラミックス原料組成物の調製＞
炭化ケイ素（ＳｉＣ）をセラミックス原料粉末として使用し、実施例１と同様に、研削部の母相の原料となるセラミックス原料組成物を調製した。
【０１８６】
＜砥粒＞
粒径４２５〜５００μｍの、実施例１と同じ単結晶ＳｉＣ砥粒を使用した。
【０１８７】
＜砥粒の配置、成形体の作製＞
上記砥粒を使用し、実施例１と同様に砥粒を金型に配置した。次に、上記セラミックス原料組成物を使用し、実施例１と同様に、成形体を作製した。
得られた成形体の高さ、直径、重量を測定して、成形体の嵩密度を求めた。
【０１８８】
＜焼結＞
焼成条件を、１０００℃、１５００℃、または１９５０℃で、Ａｒ雰囲気中で４時間に変更する以外は、実施例１と同様に成形体を焼結し、研削部となる焼結体を得た。
得られた焼結体の高さ、直径、重量を測定して、成形体の嵩密度を求めた。
【０１８９】
２．砥粒突き出し高さの測定
実施例１と同様に、焼結体における砥粒の突き出し高さを測定した。
【０１９０】
３．ドレッサーの製造
上記焼結体を使用し、実施例１と同様に、ドレッサーを製造した。
【０１９１】
４．ドレッサーの評価
製造したドレッサーのそれぞれについて、パッド研削速度、パッド平坦性および金属元素溶出量を実施例１と同様に評価した。
上記評価結果を、使用した砥粒の粒径および粒径差、ならびにセラミックス母相の嵩密度と共に表８に示した。
【０１９２】
【表８】
2020157421.tif 000010
【０１９３】
使用したセラミックス原料組成物を焼結することができない温度（１０００℃および１４５０℃）で焼結を行ったドレッサー６４とドレッサー６５では、母相ＳｉＣの焼結が進行せず、母相の体積収縮が生じなかった。そのため砥粒の突き出しが起きず、本発明のドレッサーを得ることができなかった。よって、以降の評価は中止した。
【０１９４】
一方、セラミックス原料組成物を焼結することができる温度（１９５０℃）で焼結を行ったドレッサー６６では、母相ＳｉＣが焼結し、母相の体積収縮が生じた。よって、砥粒が突き出した本発明のドレッサーを得ることができた。また、ドレッサー６６は、金属元素の溶出量が０．０５ｍｇ／Ｌ未満であり、ドレッシング中の金属溶出の恐れが無いことを確認できた。
【０１９５】
ドレッサー６６と、同じセラミックス原料組成物および砥粒を使用したドレッサー５とを比較すると、ドレッサー６６はドレッサー５に比べて焼結温度を２００℃低く設定したため、焼結後の嵩密度がドレッサー５の３．０９ｇ／ｃｍ３に対して、２．９７ｇ／ｃｍ３であった。このように、ドレッサー６６では焼結による体積収縮が少なくなり、砥粒突き出し高さの平均値もドレッサー５の６１．５μｍに対して５１．３μｍと小さくなった。
【０１９６】
尚、ドレッサー６６では、パッド研削速度の劣化は１０％以内の留まり、パッド平坦性は２．２μｍと優れていた。さらに研削開始から１０時間後にドレッサー表面を実体顕微鏡で観察したが、砥粒の欠け、脱落はなかった。
【０１９７】
（実施例９：  一体型ドレッサー６７）
１．研削部の製造
＜セラミックス原料組成物の調製＞
炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）をセラミックス原料粉末として使用し、実施例３と同様に、研削部の母相の原料となるセラミックス原料組成物を調製した。
【０１９８】
＜砥粒＞
粒径４２５〜５００μｍの、実施例２と同じ単結晶炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）砥粒を用意した。
【０１９９】
＜成形＞
外形１５０ｍｍ、内径１００ｍｍ、高さ７０ｍｍのダイと、外形１００ｍｍ、高さ１０ｍｍの下パンチ（固定）と、外形１００ｍｍ、高さ８０ｍｍの上パンチ（可動）と、を用いて成形体を作製した。
【０２００】
下パンチの上に砥粒を配置した。砥粒の配置は以下のように行った。
下パンチの上に樹脂系の両面テープを貼り、その上に砥粒を正方形の頂点に砥粒が位置するように配置した。具体的には、砥粒径は４２５〜５００μｍであるため、１００μｍ厚のステンレス板に砥粒が一つだけ入る大きさの直径が６００μｍの貫通孔を開けた。貫通孔の配置は、正方形の一辺の長さが貫通孔の直径６００μｍの２．５倍に相当する１５００μｍ間隔で正方形の頂点に位置するようにした。このように作製した孔開きステンレス板を用いて砥粒を両面テープの上に配置した。ただし、直径１００ｍｍの下パンチの最外周から内側へ３ｍｍ入った領域には砥粒を配置しなかった。
【０２０１】
＜成形体の作製＞
次に、砥粒の配置がずれないように、上記で調製したセラミックス原料組成物からなる造粒物１５０ｇを、砥粒の上からダイの中に挿入した。その後、上パンチをダイに上から入れて、２５０ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力をかけて、成形体の表層部に砥粒が一層埋め込まれた成形体を作製した。さらに、その成形体に冷間等方圧加圧（ＣＩＰ）を用いて、１５００ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力を加えて焼結用成形体とした。
得られた成形体の高さ、直径、重量を測定して、成形体の嵩密度を求めた。
【０２０２】
＜焼結＞
実施例３と同様に成形体を焼結し、基板と研削部とが一体となったドレッサーを得た。
得られた焼結体の高さ、直径、重量を測定して、成形体の嵩密度を求めた。
【０２０３】
２．砥粒突き出し高さの測定
実施例１と同様に、焼結体における砥粒の突き出し高さを測定した。
【０２０４】
３．ドレッサーの評価
製造した一体型のドレッサーについて、パッド研削速度、パッド平坦性および金属元素溶出量を実施例１と同様に評価した。
ただし、パッド研削速度と平坦性の評価では、加圧機構による荷重を２ｋｇ（ドレッサの面圧力で２５．５ｇ／ｃｍ２相当）とした。
上記評価結果を、使用した砥粒の粒径および粒径差、ならびにセラミックス母相の嵩密度と共に表９に示した。
【０２０５】
【表９】
2020157421.tif 000011
【０２０６】
上記表９から明らかなように、本発明の製造方法によって、基板と研削部とが一体化し、セラミックスの母相兼基板から砥粒の突き出た、本発明のドレッサー６７を製造することができた。ドレッサー６７は、金属元素の溶出量が０．０５ｍｇ／Ｌ未満であり、ドレッシング中の金属溶出の恐れが無いことを確認できた。
【０２０７】
砥粒の突き出し高さの平均値は７０μｍ以下、突き出し高さのばらつきは１０μｍ以下となり、２．０μｍ／分以上の早いパッド研削速度と２．２μｍ以下の優れたパッド平坦性が得られた。また、パッド研削速度の劣化は１０％以内に留まった。
研削開始から１０時間後にドレッサー表面を実体顕微鏡で観察したが、砥粒の欠け、脱落はなかった。
【０２０８】
（実施例１０：  ドレッサー６８〜７０）
１．研削部の製造
＜セラミックス原料組成物の調製＞
窒化アルミニウム（ＡｌＮ）をセラミックス原料粉末として使用し、研削部の母相の原料となるセラミックス原料組成物を調製した。
平均粒径１．３μｍの窒化アルミニウム粉末に対して、バインダー材料として、平均粒径０．３μｍのＹ２Ｏ３粉末を５％添加した。さらに有機物系のバインダーと、エタノールを溶媒として加え、ボールミルで撹拌、混合してスラリーを得た。スプレードライ法を用いて、得られたスラリーから平均粒径６１μｍの、セラミックス原料組成物からなる造粒物を得た。
【０２０９】
＜砥粒＞
粒径１０６〜１２５μｍ、１８０〜２１２μｍ、４２５〜５００μｍの、実施例２と同じ単結晶Ｂ４Ｃ砥粒を使用した。
【０２１０】
＜砥粒の配置、成形体の作製＞
上記砥粒を使用し、実施例１と同様に砥粒を金型に配置した。次に、上記セラミックス原料組成物９．４ｇを使用ししたこと以外は、実施例１と同様に、成形体を作製した。
得られた成形体の高さ、直径、重量を測定して、成形体の嵩密度を求めた。
【０２１１】
＜焼結＞
焼結条件を１８００℃、Ｎ２雰囲気中で５時間に変更したこと以外は、実施例１と同様に、成形体を焼結し、研削部となる焼結体を得た。
得られた焼結体の高さ、直径、重量を測定して、成形体の嵩密度を求めた。
【０２１２】
２．砥粒突き出し高さの測定
実施例１と同様に、焼結体における砥粒の突き出し高さを測定した。
３．ドレッサーの製造
上記焼結体を使用し、実施例１と同様に、ドレッサーを製造した。
【０２１３】
４．ドレッサーの評価
製造したドレッサーのそれぞれについて、パッド研削速度、パッド平坦性および金属元素溶出量を実施例１と同様に評価した。
上記評価結果を、使用した砥粒の粒径および粒径差、ならびにセラミックス母相の嵩密度と共に表１０に示した。
【０２１４】
【表１０】
2020157421.tif 000012
【０２１５】
上記表１０から明らかなように、本発明の製造方法によって、焼結セラミックス母相と、焼結セラミックス母相に直接固着された単結晶砥粒とを含む研削部を有するドレッサー６８〜７０を製造することができた。さらにドレッサー６８〜７０は、いずれも金属元素の溶出量が０．０５ｍｇ／Ｌ未満であり、ドレッシング中の金属溶出の恐れが無いことを確認できた。
【０２１６】
砥粒径が１００〜５００μｍ、粒径差が１５〜８０μｍのドレッサー６８〜７０は、突き出し高さの平均値が７０μｍ以下、突き出し高さのばらつきが１０μｍ以下となり、２．０μｍ／分以上のパッド研削速度と２．２μｍ以下のパッド平坦性といった、優れた結果を実現することができた。
【０２１７】
いずれのドレッサーについても、パッドの研削開始から１０時間後にドレッサー表面を実体顕微鏡で観察したところ、３個の砥粒の脱落が認められたが、直ちに実用に影響のあるレベルではなかった。これはセラミックス原料粉末として使用した窒化アルミニウムが、炭化ケイ素、炭化ホウ素、窒化珪素と比べて破壊靱性値が低い材料であり、さらにバインダー材料として用いたＹ２Ｏ３が、砥粒であるＢ４Ｃとの結合性がやや低い化合物であるため、使用中にセラミックス母相の砥粒近傍に亀裂が入り易く、砥粒にかかる力が大きい場合に、砥粒脱落が発生したためと考えられる。しかし、このようなセラミックス原料粉末、バインダー材料および砥粒の組み合わせであっても、実用可能なドレッサーを製造することができた。
【０２１８】
（参考例：  ドレッサー７１〜７３）
１．研削部の製造
＜セラミックス原料組成物の調製＞
窒化アルミニウム（ＡｌＮ）をセラミックス原料粉末として使用し、研削部の母相の原料となるセラミックス原料組成物を調製した。
平均粒径０．６μｍの窒化アルミニウム粉末に対して、バインダー材料として、平均粒径５μｍのＣａＯ粉末を０．０８％および平均粒径１μｍのＮｉＯ粉末を３．８％添加した。さらに有機物系のバインダーと、エタノールを溶媒として加え、ボールミルで撹拌、混合してスラリーを得た。スプレードライ法を用いて、得られたスラリーから平均粒径５７μｍの、セラミックス原料組成物からなる造粒物を得た。
【０２１９】
＜砥粒＞
粒径１０６〜１２５μｍ、１８０〜２１２μｍ、４２５〜５００μｍの、実施例１と同じ単結晶ＳｉＣ砥粒を使用した。
【０２２０】
＜砥粒の配置、成形体の作製＞
上記砥粒を使用し、実施例１０と同様に砥粒を金型に配置し、実施例１０と同様に、成形体を作製した。
得られた成形体の高さ、直径、重量を測定して、成形体の嵩密度を求めた。
【０２２１】
＜焼結＞
焼結条件を１８００℃、Ｎ２雰囲気中で３時間に変更したこと以外は、実施例１と同様に、成形体を焼結し、研削部となる焼結体を得た。
得られた焼結体の高さ、直径、重量を測定して、成形体の嵩密度を求めた。
【０２２２】
２．砥粒突き出し高さの測定
実施例１と同様に、焼結体における砥粒の突き出し高さを測定した。
【０２２３】
３．ドレッサーの製造
上記焼結体を使用し、実施例１と同様に、ドレッサーを製造した。
【０２２４】
４．ドレッサーの評価
製造したドレッサーのそれぞれについて、パッド研削速度、パッド平坦性および金属元素溶出量を実施例１と同様に評価した。
上記評価結果を、使用した砥粒の粒径および粒径差、ならびにセラミックス母相の嵩密度と共に表１１に示した。
【０２２５】
【表１１】
2020157421.tif 000013
【０２２６】
上記表１１から明らかなように、本発明の製造方法によって、焼結セラミックス母相と、焼結セラミックス母相に直接固着された単結晶砥粒とを含む研削部を有するドレッサー７１〜７３を製造することができた。さらにドレッサー７１〜７３は、いずれも金属元素の溶出量が０．０５ｍｇ／Ｌ未満であり、ドレッシング中の金属溶出の恐れが無いことを確認できた。また、砥粒径が１００〜５００μｍ、粒径差が１５〜８０μｍのドレッサー７１〜７３は、突き出し高さの平均値が７０μｍ以下、突き出し高さのばらつきが１０μｍ以下となり、２．０μｍ／分以上のパッド研削速度を実現することができた。
【０２２７】
いずれのドレッサーについても、パッドの研削開始から１時間は、問題なくパッドの研削を実施ることができた。しかし、研削開始から２時間程経過した頃からドレッサーとパッドとの当たり方に異状が見られたため、途中で止めて、ドレッサー表面を実体顕微鏡で観察した。その結果、多くの砥粒脱落が見られたため、評価を中止した。これはセラミックス原料粉末として使用した窒化アルミニウムが、炭化ケイ素、炭化ホウ素、窒化珪素と比べて破壊靱性値が低い材料であり、さらにバインダー材料として用いたＣａＯおよびＮｉＯがＳｉＣ砥粒との結合力が殆どなく、砥粒は単にアンカー効果で保持されている状態であったためと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０２２８】
本発明によって、金属元素の溶出を抑制し、さらに砥粒の突き出し高さのばらつきを小さくして、優れたパッド研削速度とパッド平坦性とを同時に実現するドレッサーの製造方法、および当該ドレッサーが提供される。本発明に係るドレッサーは、様々な研磨装置の研磨パッドのドレッシングに適用可能である。
【符号の説明】
【０２２９】
２０  基板
３０  研削部
３１  砥粒
３２  セラミックス母相
３３  砥粒部
Ｈ１、Ｈ２  焼成前の成形体のセラミックス母相の高さ
ｈ１、ｈ２  焼成後の焼結体のセラミックス母相の高さ
ｐ  砥粒の突き出し高さ
【図１】
2020157421.tif 000014
【図２】
2020157421.tif 000015
【図３】
2020157421.tif 000016