(57)【要約】【課題】  ブレークインに要する時間を短縮しつつ、研磨初期のディフェクトを低減する研磨パッドを提供することを目的とする。【解決手段】  被研磨物を研磨する研磨層を有する研磨パッドであって、研磨層の研磨面の平均面に対して、各点の高さの差の絶対値の平均を表す算術平均高さ（Ｓａ）が３〜１０（μｍ）であり、前記研磨面の山頂点の主曲率の平均である山頂点の算術平均曲（Ｓｐｃ）が２００〜６００（１／ｍｍ）であることを特徴とする、研磨パッド。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
被研磨物を研磨する研磨層を有する研磨パッドであって、研磨層の研磨面の平均面に対して、各点の高さの差の絶対値の平均を表す算術平均高さ（Ｓａ）が３〜１０（μｍ）であり、前記研磨面の山頂点の主曲率の平均である山頂点の算術平均曲（Ｓｐｃ）が２００〜６００（１／ｍｍ）であることを特徴とする、研磨パッド。
【請求項２】
前記研磨面の単位面積当たりの山頂点の数を表す山の頂点密度（Ｓｐｄ）が２０００〜６０００（１／ｍｍ２）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】
ペーパー周速と定盤速度の比（ペーパー周速／定盤速度）が５０〜７５０である条件下でバフ処理を実施する工程を含む、請求項１又は２に記載の研磨パッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨パッドに関する。詳細には、本発明は、光学材料、半導体ウエハ、半導体デバイス、ハードディスク用基板等の研磨に用いることができ、特に半導体ウエハの上に酸化物層、金属層等が形成されたデバイスを研磨するのに好適に用いることができる研磨パッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスは、集積度が増大するにつれ、微細化や多層化が進んでいる。したがって、半導体デバイスに用いるガラス基板等の研磨は、生産性に加えて、研磨傷の削除（ディフェクト、スクラッチの抑制）などが求められる。
【０００３】
このような要望を満たす研磨方法としては、様々な研磨方法の中でも遊離砥粒方式の研磨を採用することが一般的である。遊離砥粒方式は、研磨パッドと被研磨物の間に砥粒を含むスラリー（研磨液）を供給しながら、被研磨物の加工面を研磨加工する方法である。
【０００４】
遊離砥粒方式の研磨では、研磨パッドを研磨装置に取り付けた後、実際の研磨を行う前に、ダイヤモンド砥粒ディスクなどを用いたドレス処理により研磨パッドの表面（研磨面）を荒らして目立て処理を行うことが一般的に行われている。ドレス処理を行うことにより、研磨パッドの研磨性能の向上を図る、いわゆる、ブレークイン（立ち上げ）を行なうことができる。半導体ウエハの生産性を高めるために、かかるブレークインに要する時間を短縮することが望まれている。
【０００５】
特許文献１には、研磨パッド表面の平均表面粗さ（Ｒａ）を１μｍ以上５μｍ以下とすることで、ブレークインに要する時間を短縮することができる研磨パッドが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００８／０２９７２５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、単に平均表面粗さ（Ｒａ）を調整するだけでは、ブレークインに要する時間を短縮することはできたとしても、その後の研磨初期におけるディフェクトが大きく、所望の研磨性能を示さない場合があることがわかった。
【０００８】
そこで、本発明はブレークインに要する時間を短縮しつつ、研磨初期のディフェクトを低減する研磨パッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、算術平均高さ（Ｓａ）及び研磨層表面の山頂点の主曲率の平均である山頂点の算術平均曲（Ｓｐｃ）が所定の範囲内である研磨パッドにすることにより、ブレークイン時間を短縮でき、かつ、ディフェクトを低減することができることを見出し、本発明に到達することができた。すなわち、本発明は、以下を包含する。
［１］  被研磨物を研磨する研磨層を有する研磨パッドであって、研磨層の研磨面の平均面に対して、各点の高さの差の絶対値の平均を表す算術平均高さ（Ｓａ）が３〜１０（μｍ）であり、前記研磨面の山頂点の主曲率の平均である山頂点の算術平均曲（Ｓｐｃ）が２００〜６００（１／ｍｍ）であることを特徴とする、研磨パッド、
［２］  前記研磨面の単位面積当たりの山頂点の数を表す山の頂点密度（Ｓｐｄ）が２０００〜６０００（１／ｍｍ２）であることを特徴とする、［１］に記載の研磨パッド、
［３］  ペーパー周速と定盤速度の比（ペーパー周速／定盤速度）が５０〜７５０である条件下でバフ処理を実施する工程を含む、［１］又は［２］に記載の研磨パッドの製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の研磨パッドは、ブレークイン時間を短縮でき、かつ、研磨初期のディフェクトを低減することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の研磨パッドの斜視図である。
【図２】図２は、本発明の研磨パッドの断面図である。
【図３】図３は、本発明の研磨パッドに含まれる中空微小球体の断面図である。
【図４】図４は、参考研磨パッドの研磨面のＳＥＭ写真である。
【図５】図５は、実施例１の研磨パッドの研磨面のＳＥＭ写真である。
【図６】図６は、実施例２の研磨パッドの研磨面のＳＥＭ写真である。
【図７】図７は、比較例１の研磨パッドの研磨面のＳＥＭ写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、発明を実施するための形態について説明するが、本発明は、発明を実施するための形態にのみ限定されるものではない。
【００１３】
本明細書において、Ｒａとは、対象表面の平均線の方向に基準長さｌだけを抜き取り、この抜取り部分の平均線に対し、各点の高さの差の絶対値の平均を表すものであり、ＪＩＳ  Ｂ  ６７１−１／ＩＳＯ  １３５６５−１(線粗さ測定)で規定されるものである。
【００１４】
本明細書において、Ｓａとは、表面の基準面に対して、基準面積Ａを抜き取り、各点の高さの差の絶対値の平均を表すものである。本明細書では、Ｓａの単位は、（μｍ）である。
【００１５】
本明細書において、Ｓｐｃとは、表面の山頂点の主曲率の平均を表す。すなわち、研磨層表面の山頂点の主曲率の平均である山頂点の算術平均曲である。なお、Ｓｐｃの値が小さい場合は、ほかの物体と接触する点が丸みを帯びていることを示し、Ｓｐｃの値が大きい場合は、ほかの物体と接触する点が尖っていることを示す。本明細書では、Ｓｐｃの単位は、（１／ｍｍ）である。
【００１６】
本明細書において、Ｓｐｄとは、単位面積あたりの山頂点の数を表す。この値が大きいと、他の物体との接触点が多いことを表す。本明細書では、単位は、（１／ｍｍ２）である。
【００１７】
なお、Ｓａ、Ｓｐｃ、Ｓｐｄは、いずれもＩＳＯ  ２５１７８（三次元表面性状（面粗さ））で規定されている。
【００１８】
＜＜研磨パッド＞＞
本発明の研磨パッドについて説明する。
通常、製造後初めて研磨する研磨パッドは、研磨面に表面処理なしで研磨に用いても、研磨レートが十分ではなく、研磨が適切にできるとは言い難い。そのため、研磨の初期段階は、ドレス処理と予備研磨を繰り返し、十分な研磨レートになってから、実際の製品の研磨を行う。
しかし、本発明の研磨パッドでは、ドレス処理を全くしない、又は、通常のドレス処理よりも短い時間のドレス処理であっても、十分な研磨レートで研磨することができる。
【００１９】
本発明の研磨パッドの構造について図１〜図３を用いて説明する。図１のように、研磨パッド１は、被研磨物に当接し、研磨を行う層である研磨層２を含む。研磨層２は、被研磨物に当接する研磨面２ａを有する。本発明の研磨パッド１の研磨層２の形状は、特に限定されるものではない。形状は円盤状、帯状等が挙げられるが、円盤状が好ましい。
研磨パッド１の大きさ（径）は、研磨パッド１を備える研磨装置のサイズ等に応じて決定することができ、例えば、直径１０ｃｍ〜１ｍ程度とすることができる。
研磨層２は、厚さは、好ましくは０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、より好ましくは０．３ｍｍ〜５ｍｍである。
なお、本発明の研磨パッドは、研磨層のみから構成されていてもよい。
【００２０】
研磨パッド１においては、研磨層２がクッション層４に接着層３を介して接着されていることが好ましい。接着層３は、クッション層４と研磨層２を接着させるための層であり、通常、粘着テープ又は粘着材から構成される。
【００２１】
クッション層４は、研磨層２の被研磨物への当接をより均一にする層である。クッション層４は、不織布や合成樹脂等の可撓性を有する材料から構成することができる。
【００２２】
研磨パッド１は、クッション層４に配設された粘着テープ等によって研磨装置に貼付される。研磨パッド１は、研磨装置によって被研磨物に押圧された状態で回転駆動され、被研磨物を研磨する。その際、研磨パッド１と被研磨物との間には、スラリーが供給される。スラリーは溝又は孔を介して研磨面に供給され、排出される。
【００２３】
＜研磨層＞
研磨層２を構成する材料は、研磨層２の主たる構成成分である樹脂６である。また、必要により、中空微小球体５をさらに含むことができる。
【００２４】
研磨層２に、中空微小球体５が含まれる場合は、図２に示すように、樹脂６の中に中空微小球体５が分散されていることが好ましい。
【００２５】
研磨層２が含むことができる中空微小球体５は、例えば、図３に示すように、一般的に熱可塑性樹脂からなる球殻状の外殻５ａと、外殻に囲まれた内部空間５ｂを有する。中空微小球体５は、液状の低沸点炭化水素を熱可塑性樹脂の外殻５ａで包みこんでいる形状である。
【００２６】
樹脂６と中空微小球体５の詳細については、＜＜研磨パッドの製造方法＞＞の項で説明する。
【００２７】
＜研磨面＞
本発明の研磨パッド１に備えられる研磨層２の研磨面２ａは、表面加工により、必要により溝を設けることができる。溝は、直交する溝（Ｘ軸とＹ軸）や、パーフォレーション加工の溝（穿孔加工による溝）、同心円状の溝等を設けることができる。研磨面のＳａ、Ｓｐａ、Ｓｐｄについては後述する。
【００２８】
＜＜研磨パッドの製造方法＞＞
本発明の研磨パッドの製造方法について説明する。研磨パッドの材料としては、研磨に用いることができる材料であれば、特に限定されるものではないが、例えば、ウレタン結合含有ポリイソシアネート化合物と硬化剤とを反応させて得られるポリウレタン樹脂材料を挙げることができる。以下、研磨パッドの製造方法については、ウレタン結合含有ポリイソシアネート化合物と硬化剤とを用いて得られるポリウレタン樹脂の研磨パッドを例にして説明する。
【００２９】
ウレタン結合含有ポリイソシアネート化合物と硬化剤とを用いた研磨パッドの製造方法としては、例えば、少なくともウレタン結合含有ポリイソシアネート化合物、硬化剤、そして任意選択的に、中空微小球体を準備する準備工程；少なくとも、前記ウレタン結合含有ポリイソシアネート化合物、硬化剤、中空微小球体を混合して成形体成形用の混合液を得る混合工程；前記成形体成形用混合液からポリウレタン樹脂成形体を成形する成形体成形工程；及び前記ポリウレタン樹脂成形体から、被研磨物を研磨加工するための研磨表面を有する研磨層を形成する研磨層形成工程、を含む製造方法が挙げられる。
【００３０】
以下、準備工程、混合工程、成形体成形工程、研磨層形成工程に分けて、それぞれ説明する。
【００３１】
＜準備工程＞
本発明の研磨パッドの製造のために、ポリウレタン樹脂成形体（硬化樹脂）の原料として、ウレタン結合含有ポリイソシアネート化合物、硬化剤を準備する。また、樹脂成形体中に発泡物を含ませる目的で、中空微小球体又は水を用意する。ここで、ウレタン結合含有ポリイソシアネートは、ポリウレタン樹脂成形体を形成するための、プレポリマーである。
【００３２】
準備工程において、更にポリオール化合物を上記成分とともに用いる場合や、本発明の効果を損なわない範囲で、上記以外の成分を併せて用いる場合は、それらの成分も準備する。以下、各成分について説明する。
【００３３】
［ウレタン結合含有ポリイソシアネート化合物］
ウレタン結合含有ポリイソシアネート化合物（プレポリマー）は、下記ポリイソシアネート化合物とポリオール化合物とを、通常用いられる条件で反応させることにより得られる化合物であり、ウレタン結合とイソシアネート基を分子内に含むものである。また、本発明の効果を損なわない範囲内で、他の成分がウレタン結合含有ポリイソシアネート化合物に含まれていてもよい。
【００３４】
ウレタン結合含有ポリイソシアネート化合物としては、市販されているものを用いてもよく、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て合成したものを用いてもよい。前記反応に特に制限はなく、ポリウレタン樹脂の製造において公知の方法及び条件を用いて付加重合反応すればよい。例えば、４０℃に加温したポリオール化合物に、窒素雰囲気にて撹拌しながら５０℃に加温したポリイソシアネート化合物を添加し、３０分後に８０℃まで昇温させ更に８０℃にて６０分間反応させるといった方法で製造することが出来る。
【００３５】
［ポリイソシアネート化合物］
本明細書及び特許請求の範囲において、ポリイソシアネート化合物とは、分子内に２つ以上のイソシアネート基を有する化合物を意味する。
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（ＭＤＩ）、４，４’−メチレン−ビス（シクロヘキシルイソシアネート）（水添ＭＤＩ）、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。
ポリイソシアネート化合物としては、ジイソシアネート化合物が好ましく、中でも２，４−ＴＤＩ、２，６−ＴＤＩ、ＭＤＩがより好ましく、２，４−ＴＤＩ、２，６−ＴＤＩが特に好ましい。
これらのポリイソシアネート化合物は、単独で用いてもよく、複数のポリイソシアネート化合物を組み合わせて用いてもよい。
【００３６】
［プレポリマーの原料としてのポリオール化合物］
本明細書及び特許請求の範囲において、ポリオール化合物とは、分子内に２つ以上の水酸基（ＯＨ）を有する化合物を意味する。
プレポリマーとしてのウレタン結合含有ポリイソシアネート化合物の合成に用いられるポリオール化合物としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、ブチレングリコール等のジオール化合物、トリオール化合物等；ポリ（オキシテトラメチレン）グリコール（又は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；エチレングリコールとアジピン酸との反応物やブチレングリコールとアジピン酸との反応物等の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を挙げることができる。また、エチレンオキサイドを付加した３官能性プロピレングリコールを用いることもできる。これらの中でも、ＰＴＭＧ、又はＰＴＭＧとＤＥＧの組み合わせが好ましい。
上記ポリオール化合物は単独で用いてもよく、複数のポリオール化合物を組み合わせて用いてもよい。
【００３７】
（プレポリマーのＮＣＯ当量）
プレポリマーである、ウレタン結合含有ポリイソシアネート化合物の特徴を示す指標として、ＮＣＯ当量が挙げられる。ＮＣＯ当量は、“（ポリイソシアネート化合物の質量部＋ポリオール化合物の質量部）／［（ポリイソシアネート化合物１分子当たりの官能基数×ポリイソシアネート化合物の質量部／ポリイソシアネート化合物の分子量）−（ポリオール化合物１分子当たりの官能基数×ポリオール化合物の質量部／ポリオール化合物の分子量）］”で求められ、ＮＣＯ基１個当たりのＰＰ（プレポリマー）の分子量を示す数値である。該ＮＣＯ当量は、２００〜８００であることが好ましく、３００〜７００であることがより好ましく、４００〜６００であることがさらにより好ましい。
【００３８】
［硬化剤］
本発明の研磨パッドの製造方法では、混合工程において硬化剤（鎖伸長剤ともいう）をウレタン結合含有ポリイソシアネート化合物などと混合させる。硬化剤を加えることにより、その後の成形体成形工程において、ウレタン結合含有ポリイソシアネート化合物の主鎖末端が硬化剤と結合してポリマー鎖を形成し、硬化する。
硬化剤としては、例えば、ポリアミン化合物及び／又はポリオール化合物を用いることが出来る。
【００３９】
［ポリアミン化合物］
本明細書及び特許請求の範囲において、ポリアミン化合物とは、分子内に２つ以上のアミノ基を有する化合物を意味する。
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、特にはジアミン化合物を使用することができ、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（メチレンビス−ｏ−クロロアニリン）（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、ポリアミン化合物は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。
ポリアミン化合物としては、ジアミン化合物が好ましく、ＭＯＣＡ、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホンがより好ましく、ＭＯＣＡが特に好ましい。
【００４０】
ここで、ＭＯＣＡとしては、例えば、ＰＡＮＤＥＸ  Ｅ（ＤＩＣ社製）、イハラキュアミンＭＴ（クミアイ化学社製）などが挙げられる。
ポリアミン化合物は、単独で用いてもよく、複数のポリアミン化合物を組み合わせて用いてもよい。
【００４１】
ポリアミン化合物は、他の成分と混合し易くするため及び／又は後の成形体形成工程における気泡径の均一性を向上させるために、必要により加熱した状態で減圧下脱泡することが好ましい。減圧下での脱泡方法としては、ポリウレタン樹脂の製造において公知の方法を用いればよく、例えば、真空ポンプを用いて０．１ＭＰａ以下の真空度で脱泡することができる。
硬化剤（鎖伸長剤）として固体の化合物を用いる場合は、加熱により溶融させつつ、減圧下脱泡することができる。
【００４２】
［プレポリマー合成後に用いられてもよいポリオール化合物］
また、本発明においては、前記プレポリマーとしてのウレタン結合含有ポリイソシアネート化合物を形成するために用いられるポリオール化合物とは別に、硬化剤としてポリオール化合物を用いてもよい。
該ポリオール化合物としては、ジオール化合物やトリオール化合物等の化合物であれば特に制限なく用いることができる。また、プレポリマーを形成するのに用いられるポリオール化合物と同一であっても異なっていてもよい。
具体例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオールなどの低分子量ジオール、ポリ（オキシテトラメチレン）グリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどの高分子量のポリオール化合物などが挙げられる。
上記ポリオール化合物は単独で用いてもよく、複数のポリオール化合物を組み合わせて用いてもよい。
【００４３】
硬化剤としては、ポリアミン化合物を用いてもよく、ポリオール化合物を用いてもよく、これらの混合物を用いてもよい。
【００４４】
（Ｒ値）
本発明の研磨パッドの製造方法では、プレポリマーとしてのウレタン結合含有ポリイソシアネート化合物の末端に存在するイソシアネート基に対する、硬化剤に存在する活性水素基（アミノ基及び水酸基）の当量比であるＲ値が、０．６０〜１．４０となるように各成分を混合することが好ましい。Ｒ値は、０．７０〜１．２０がより好ましく、０．８０〜１．１０がさらに好ましい。
【００４５】
［中空微小球体］
本発明の研磨パッドの製造方法においては、必要に応じ中空微小球体又は水を用いて、ポリウレタン樹脂成形体内部に気泡を内包させることができる。
中空微小球体とは、空隙を有する微小球体を意味する。中空微小球体には、球状、楕円状、及びこれらに近い形状のものが含まれる。例としては、未発泡の加熱膨張性微小球状体を、加熱膨張させたものが挙げられる。
前記ポリマー殻としては、特開昭５７−１３７３２３号公報等に開示されているように、例えば、アクリロニトリル−塩化ビニリデン共重合体、アクリロニトリル−メチルメタクリレート共重合体、塩化ビニル−エチレン共重合体などの熱可塑性樹脂を用いることができる。同様に、ポリマー殻に内包される低沸点炭化水素としては、例えば、イソブタン、ペンタン、イソペンタン、石油エーテル等を用いることができる。
【００４６】
中空微小球体は、市販品を利用することも可能である。例えばマツモトマイクロスフェアーシリーズ（松本油脂製薬株式会社製）やエクスパンセルシリーズ（ＡｋｚｏＮｏｂｅｌ社製）を中空微小球体として利用することができる。市販の中空微小球体は、既に加熱膨張された既膨張タイプと未だ加熱膨張されていない未膨張タイプがある。既膨張タイプは後述する混合工程により発生する反応熱の影響をあまり受けず一定の気泡径とすることができる一方、未膨張タイプは後述する混合工程により発生する反応熱により膨張する。そのため未膨張タイプの場合、気泡径を制御するためには、例えば、重合反応によって生成する反応熱を迅速に冷却したり、重合反応を迅速に促進させて、中空微小球体の周りに存在する樹脂によって強制的に膨張が抑制されたりするなどの反応条件を調整する必要がある。
【００４７】
中空微小球体の平均粒径としては、１０〜１５０μｍの中空微小球体を用いることが好ましい。既膨張タイプの中空微小球体の平均粒径は、１５〜１３０μｍであることがより好ましく、２０〜１００μｍであることがさらにより好ましく、２０〜６０μｍであることがさらにより好ましく、３０〜５０μｍであることが特に好ましい。なお、既膨張タイプは、すでに膨張しているため、樹脂に含める前の中空微小球体の平均粒径と、研磨層形成後の中空微小球体の平均気泡径は、大きくは変わらない。
また、既膨張タイプは平均粒径が２０μｍ以上のものしか市販されていないため、樹脂中の気泡径を２０μｍ未満としたい場合には平均粒径１０〜２０μｍの未膨張タイプの中空微小球体を用い、反応条件を調整し中空微小球体があまり膨張しないように制御する必要がある。未膨張タイプの中空微小球体の平均粒径は１０〜２０μｍを用いることが好ましく、後述の各工程を経た後、研磨層のポリウレタン樹脂中に分散された気泡としての平均気泡径は１０〜２０μｍであることが好ましく、１２〜２０μｍであることがより好ましく、１５〜２０μｍであることがより好ましい。
なお、使用する前の中空微小球体の平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（例えばスペクトリス（株）製、マスターサイザー２０００）により測定することができる。
また、研磨パッド中の中空微小球体の平均気泡径は、レーザー顕微鏡の測定画像から画像処理を行うことにより測定することができる。
【００４８】
中空微小球体は、研磨層の材料に対して、１０〜６０体積％が好適であり、１５〜４５体積％であるとより好適である。中空微小球体は、研磨層が研磨によって磨耗すると研磨面に露出し、研磨面の研磨特性に影響する。
【００４９】
中空微小球体は、プレポリマー１００質量部に対して、好ましくは０．１〜１０質量部、より好ましくは１〜５質量部、さらにより好ましくは２〜４質量部となるように添加する。
【００５０】
＜混合工程＞
混合工程では、前記準備工程で得られた、ウレタン結合含有ポリイソシアネート化合物（プレポリマー）、硬化剤を混合機内に供給して攪拌・混合する。混合工程は、上記各成分の流動性を確保できる温度に加温した状態で行われる。
混合工程では、少なくとも、ウレタン結合含有ポリイソシアネート化合物（プレポリマー）、硬化剤及び中空微小球体を、混合機内に供給して攪拌・混合する。混合順序に特に制限はないが、ウレタン結合含有ポリイソシアネート化合物と中空微小球体とを混合した混合液と、硬化剤及び必要に応じて他の成分を混合した混合液とを用意し、両混合液を混合器内に供給して混合撹拌することが好ましい。このようにして、成形体成形用の混合液が調製される。混合工程は、上記各成分の流動性を確保できる温度に加温した状態で行われる。
【００５１】
＜成形体成形工程＞
成形体成形工程では、前記混合工程で調製された成形体成形用混合液を３０〜１００℃に予熱した型枠内に流し込み一次硬化させた後、１００〜１５０℃程度で１０分〜５時間程度加熱して二次硬化させることにより硬化したポリウレタン樹脂（ポリウレタン樹脂成形体）を成形する。このとき、プレポリマー、硬化剤が反応してポリウレタン樹脂を形成することにより該混合液は硬化する。
【００５２】
＜研磨層形成工程＞
成形体成形工程により得られたポリウレタン樹脂成形体は、シート状にスライスされてポリウレタン樹脂シートを形成する。スライスされることにより、シート表面に開孔が設けられることになる。このとき、耐摩耗性に優れ目詰まりしにくい研磨層表面の開孔を形成するために、３０〜１５０℃で１時間〜２４時間程度エイジングしてもよい。
【００５３】
このようにして得られたポリウレタン樹脂シートを有する研磨層は、その後、研磨層の研磨面とは反対側の面に両面テープが貼り付けられ、所定形状、好ましくは円板状にカットされて、本発明の研磨パッドとして完成する。両面テープに特に制限はなく、当技術分野において公知の両面テープの中から任意に選択して使用することが出来る。
【００５４】
また、本発明の研磨パッドは、研磨層のみからなる単層構造であってもよく、研磨層の研磨面とは反対側の面に他の層（下層、支持層、図１ではクッション層）を貼り合わせた複層からなっていてもよい。他の層の特性は特に限定されるものではないが、研磨層の反対側の面に研磨層よりも軟らかい（Ａ硬度又はＤ硬度の小さい）層が貼り合わされていることが好ましい。研磨層よりも軟らかい層が貼り合わされていると、研磨平坦性が更に向上する。一方、研磨層の反対側の面に研磨層よりも硬い（Ａ硬度又はＤ硬度の大きい）層が貼り合わされていると、研磨レートが更に向上する。
【００５５】
複層構造を有する場合には、複数の層同士を両面テープや接着剤などを用いて、必要により加圧しながら接着・固定すればよい。この際用いられる両面テープや接着剤に特に制限はなく、当技術分野において公知の両面テープや接着剤の中から任意に選択して使用することが出来る。
【００５６】
さらに、本発明の研磨パッドは、必要に応じて、研磨層の表面及び／又は裏面を研削処理したり、溝加工やエンボス加工を表面に施してもよく、基材及び／又は粘着層を研磨層と貼り合わせてもよく、光透過部を備えてもよい。
溝加工及びエンボス加工の形状に特に制限はなく、例えば、格子型、同心円型、放射型などの形状が挙げられる。
【００５７】
［表面処理］
本発明の研磨パッドの研磨面は、物理的又は化学的な処理を施すことができる。表面処理をしない場合であっても、研磨面が所定の範囲のＳａ、Ｓｐｃ（必要であればＳｐｄ）にすることができれば、ブレークイン時間を短縮でき、かつディフェクトを低減することができる。しかし、表面処理を行った方が、所定のＳａ、Ｓｐｃを達成しやすくなるため、表面処理を実施する方が好ましい。
また、従来表面粗さは、接触式の方法特定の線方向のみ測定するＲａが指標として用いられていたが、表面処理の方向（回転方向等）が特定方向に偏っていた場合正確な表面状態を測定することが困難であった。本発明は、光学式の方法で面粗さを測定することにより、方向性を考慮した正確な表面状態を測定することが可能である。
【００５８】
本発明の研磨パッドにおいて、所定の範囲のＳａ及びＳｐｃ（必要であればＳｐｄ）を達成するための一つの表面処理の方法として、バフ処理が挙げられる。したがって、本発明の研磨パッドは、バフ処理済であることが好ましい。ここで、バフ処理とは、サンドペーパーを用いて、研磨面をある程度荒く処理した後で、布、皮、ゴム等のバフを回転させながら、研磨面に押しつけて、表面を処理する方法である。
【００５９】
本発明においてバフ処理に用いるサンドペーパーの番手は、特に限定されるものではないが、♯１２０〜♯６００であることが好ましい。このようなサンドペーパーを用いることにより、適切なＳａ及びＳｐｃに調整しやすくなるためである。
【００６０】
本発明においてバフ処理におけるサンドペーパーのペーパー周速は、特に限定されるものではないが、３００ｍ／ｍｉｎ〜１５００ｍ／ｍｉｎであることが好ましい。３００ｍ／ｍｉｎより小さいペーパー周速となると切削力が低くなってしまい表面が十分荒らされないおそれがある。また、１５００ｍ／ｍｉｎより大きいペーパー周速となると切削力が大きくなりすぎて所定の範囲のＳａ、Ｓｐｃ（必要であればＳｐｄ）とすることが難しくなる。
【００６１】
本発明においてバフ処理におけるバフを押しつける際の定盤速度は、特に限定されるものではないが、０．１ｍ／ｍｉｎ〜２０ｍ／ｍｉｎであることが好ましい。
本発明においては、前記ペーパー周速と定盤速度の比（ペーパー周速／定盤速度）を５０〜７５０とするのが好ましい。前記定盤速度を前記ペーパー速度に対し、十分遅くすることで、切削力を好ましい範囲としながら、せん断力を抑えることができ、所定の範囲のＳａ、Ｓｐｃ（必要であればＳｐｄ）とすることが可能となる。ペーパー周速／定盤速度を５０より小さくすると、せん断力が生じ意図しないちぎれが発生し、山頂点がとがった形状となったり、山頂点の数が増えてしまい、所定範囲のＳａ、Ｓｐｃ、Ｓｐｄとするのが難しくなる。また、ペーパー周速／定盤速度を７５０より大きくすると、切削力が大きくなりすぎ、所定範囲のＳａ、Ｓｐｃ、Ｓｐｄとするのが難しくなる。
【００６２】
本発明の研磨パッドは、表面処理なし、あるいは、必要であればこのようなバフ処理等の表面処理を行うことにより、所定の範囲のＳａ、Ｓｐｃ、Ｓｐｄを有する研磨層を備える。
【００６３】
本発明において、研磨層の研磨面のＳａは３〜１０μｍである。この範囲にあると、ブレークイン時間を短縮できるという効果を奏する。Ｓａの下限は、好ましくは３μｍ以上であり、より好ましくは、４μｍ以上である。一方Ｓａの上限は、好ましくは１０μｍ以下であり、より好ましくは、８μｍ以下である。
【００６４】
本発明において、研磨層の研磨面のＳｐｃは２００〜６００（１／ｍｍ）である。この範囲にあると、スクラッチを低減するという効果を奏する。Ｓｐｃの下限は、好ましくは２００（１／ｍｍ）以上であり、より好ましくは、３００（１／ｍｍ）以上である。一方Ｓｐｃの上限は、好ましくは６００（１／ｍｍ）以下であり、より好ましくは、５００（１／ｍｍ）以下である。
【００６５】
本発明において、研磨層の研磨面のＳｐｄは好ましくは２０００〜６０００（１／ｍｍ２）である。この範囲にあると、スクラッチを低減するという効果を奏するため好ましい。Ｓｐｄの下限は、好ましくは２０００（１／ｍｍ２）以上であり、より好ましくは、３０００（１／ｍｍ２）以上である。一方Ｓｐｄの上限は、好ましくは６０００（１／ｍｍ２）以下であり、より好ましくは、５０００（１／ｍｍ２）以下である。
【００６６】
本発明の研磨パッドを使用するときは、研磨パッドを研磨層の研磨面が被研磨物と向き合うようにして研磨機の研磨定盤に取り付ける。そして、研磨スラリーを供給しつつ、研磨定盤を回転させて、被研磨物の加工表面を研磨する。
【実施例】
【００６７】
以下、本発明について実施例を用いて詳細に説明するが、本発明は、実施例に限定されるものではない。
【００６８】
（表面状態の測定）
Ｓａ、Ｓｐｃ及びＳｐｄは、レーザー顕微鏡を用いて測定した。
【００６９】
（ディフェクトの評価）
研磨パッドを研磨装置の所定位置にアクリル系接着剤を有する両面テープを介して設置し、Ｃｕ膜基板に対して、下記条件にて研磨加工を施した。
（研磨条件）
研磨機：Ｆ−ＲＥＸ３００（荏原製作所社製）
Ｄｉｓｋ：Ａ１８８（３Ｍ社製）
回転数：（定盤）７０ｒｐｍ、（トップリング）７１ｒｐｍ
研磨圧力：３．５ｐｓｉ
研磨剤温度：２０℃
研磨剤吐出量：２００ｍｌ／ｍｉｎ
研磨剤：ＰＬＡＮＥＲＬＩＴＥ７０００（フジミコーポレーション社製）
被研磨物：Ｃｕ膜基板
研磨時間：６０秒  パッドブレーク：３５Ｎ  １０分
コンディショニング：Ｅｘ−ｓｉｔｕ、３５Ｎ、４スキャン
上記研磨加工後の被研磨物１０枚目以降５０枚目までについて、被研磨面の１５５ｎｍより大きい直線状の研磨傷（スクラッチ）及び点状の研磨傷（マイクロスクラッチ）をｅＤＲ５２１０（ＫＬＡテンコール社製）のＲｅｖｉｅｗＳＥＭで目視にてスクラッチ数の確認をした。
【００７０】
（参考研磨パッドの製造）
２，４−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ポリ（オキシテトラメチレン）グリコール（ＰＴＭＧ）及びジエチレングリコール（ＤＥＧ）を反応させてなるＮＣＯ当量４６０のイソシアネート基末端ウレタンプレポリマ１００部に、殻部分がアクリロニトリル−塩化ビニリデン共重合体からなり、殻内にイソブタンガスが内包された未膨張タイプの中空体３部を添加混合し、混合液を得た。得られた混合液を第１液タンクに仕込み、保温した。次に、第１液とは別途に、硬化剤としてＭＯＣＡ２５．５部及びポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）８．５部を添加混合し、第２液タンク内で保温した。第１液タンク、第２液タンクの夫々の液体を、注入口を２つ具備した混合機に夫々の注入口からプレポリマー中の末端イソシアネート基に対する硬化剤に存在するアミノ基及び水酸基の当量比を表わすＲ値が０．９０となるように注入した。注入した２液を混合攪拌しながら予熱した成形機の金型へ注入した後、型締めをし、３０分間、加熱し一次硬化させた。一次硬化させた成形物を脱型後、オーブンにて１３０℃で２時間二次硬化し、ウレタン成形物を得た。得られたウレタン成形物を２５℃まで放冷した後に、再度オーブンにて１２０℃で５時間加熱してから１．３ｍｍの厚みにスライスし、研磨パッドを得た。得られた研磨パッドの平均気泡径は１５μｍであった。
【００７１】
（参考研磨パッドのドレス処理）
得られた研磨パッドについて、バフ処理を行わずに、ドレス処理を行った。ドレス処理としては、ドレッサーを使用し、研磨パッドの表面を若干量のみ研磨する処理であり、研磨機として、株式会社荏原製作所製、商品名「Ｆ−ＲＥＸ３００」を使用し、定盤回転数を８０ｒｐｍ、ドレス圧力を２０Ｎ、スラリー吐出量を１．５Ｌ／分に設定し、スラリーとしては純水を用いて１０分間ドレッシングを行った。得られた参考研磨パッドの研磨面のＳＥＭ写真を図４に示す。
【００７２】
ドレス処理を行った参考研磨パッドを用いて、また、試験用被研磨サンプルを用いて、研磨を行った。研磨速度が十分ではなかったので、ドレス処理と試験サンプルの予備研磨を交互に行い、ドレス処理を２５回目で目標とする研磨スピードになった。また、参考研磨パッドを使用したときは、スクラッチ数が３個、マイクロスクラッチ数が２５個であり、研磨傷（スクラッチ）が少ないことが確認された。
【００７３】
このときの参考研磨パッドの研磨面のＳａは４．７であり、Ｓｐｃは４９０であり、Ｓｐｄは４８００であった。
【００７４】
（実施例１）
参考研磨パッドと同じ製造方法により得られた研磨パッドについて、ドレス処理を行わず、番手＃２４０のペーパーを用いて、ペーパー周速（５００ｍ／ｍｌ）、定盤速度（１ｍ／分）の条件で取り代が５０μｍとなるようバフ処理を行うことにより、研磨パッドＡを得た。研磨パッドＡ（バフ処理後）の研磨面の表面のＳａ、Ｓｐｃ、Ｓｐｄをそれぞれ４回測定し平均値を取った。それぞれの結果は、Ｓａは４．３であり、Ｓｐｃは４２０であり、Ｓｐｄは３６００であった。得られた実施例１の研磨パッドの研磨面のＳＥＭ写真を図５に示す。
この研磨パッドＡを用いて研磨試験を行ったところ、ドレス処理を行わなくとも、十分な研磨レートであった。すなわち、ブレークインの時間を短縮することがでた。さらに、スクラッチ数は２個、マイクロスクラッチ数は１８個であり、研磨傷（スクラッチ）が少ないことが確認された。
【００７５】
（実施例２）
参考研磨パッドと同じ製造方法により得られた研磨パッドについて、ドレス処理を行わず、番手＃１８０のペーパーを用いて、ペーパー周速（５００ｍ／ｍｌ）、定盤速度（１ｍ／分）の条件でバフ処理を行うことにより、研磨パッドＢを得た。研磨パッドＢ（バフ処理後）の研磨面の表面のＳａ、Ｓｐｃ、Ｓｐｄをそれぞれ４回測定し平均値を取った。それぞれの結果は、Ｓａは５．４であり、Ｓｐｃは４８０であり、Ｓｐｄは４５００であった。得られた実施例２の研磨パッドの研磨面のＳＥＭ写真を図６に示す。
この研磨パッドＢを用いて研磨試験を行ったところ、ドレス処理を行わなくとも、十分な研磨レートであった。すなわち、ブレークインの時間を短縮することがでた。さらに、スクラッチ数は４個、マイクロスクラッチ数は２６個であり、研磨傷（スクラッチ）が少ないことが確認された。
【００７６】
（比較例１）
参考研磨パッドと同じ製造方法により得られた研磨パッドについて、番手＃１２０のペーパーを用いて、ペーパー周速（１０００ｍ／ｍｌ）、定盤速度（１ｍ／分）の条件でバフ処理を行うことにより、研磨パッドＣを得た。研磨パッドＣ（バフ処理後）の研磨面の表面のＳａ、Ｓｐｃ、Ｓｐｄをそれぞれ４回測定し平均値を取った。それぞれの結果は、Ｓａは６．３であり、Ｓｐｃは８００であり、Ｓｐｄは８２００であった。得られた比較例１の研磨パッドの研磨面のＳＥＭ写真を図７に示す。
この研磨パッドＣを用いて研磨試験を行ったところ、ブレークインの時間を短縮することができたが、スクラッチ数は９個、マイクロスクラッチ数は４２個であり、実施例に比べて研磨傷（スクラッチ）が多いことが確認された。
【００７７】
十分な研磨レートを有し、ディフェクトも少ない参考研磨パッドと、比較例１の研磨パッドＣを比較すると、Ｒａの値がほぼ同等であるにもかかわらず、ディフェクトの観点から優れた研磨パッドであるとは言い難いものであった。Ｓａ、Ｓｐｃ、Ｓｐｄなどの値が、所定の範囲内でなかったからだと考えられる。
一方、研磨パッドＡ及びＢがブレークインの時間を短縮することができ、かつ、ディフェクトが少なかったのは、ドレス処理をしている参考研磨パッドと同等のＲａ、Ｓａ、Ｓｐｃであり、さらに、Ｓｐｄも同等であったことだと考えられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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