(57)【要約】【課題】  研磨パッドの貼り換え作業を行うことなく、研磨パッドの表面にポリイミド樹脂からなる膜を薄く均一に形成することができるとともに、研磨パッドの研磨能率及び耐久性を向上させることができる研磨パッド用表面処理剤、研磨パッド製造装置、及び研磨パッド用スプレーを提供する。【解決手段】  ポリイミド樹脂を主成分とするＡ硬度が７０〜９８°の範囲内である樹脂を溶剤に分散させた２０℃における粘度が１０００ｃＰ（センチポイズ）以下である分散液からなる研磨パッド用表面処理剤３を噴霧可能な容器２に高圧ガスと共に充填してなる研磨パッド用スプレー１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリイミド樹脂を主成分とする樹脂を溶剤に分散させた分散液からなることを特徴とする研磨パッド用表面処理剤。
【請求項２】
前記樹脂は、Ａ硬度が７０〜９８°の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の研磨パッド用表面処理剤。
【請求項３】
前記分散液は、２０℃における粘度が１０００ｃＰ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨パッド用表面処理剤。
【請求項４】
前記分散液に気孔材を混合したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の研磨パッド用表面処理剤。
【請求項５】
前記分散液に固体粒子を混合したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の研磨パッド用表面処理剤。
【請求項６】
回転自在な定盤に取り付けられた基材上に請求項１乃至５のいずれかに記載の研磨パッド用表面処理剤を均一に塗布するための研磨パッド製造装置であって、
前記研磨パッド用表面処理剤を前記基材上に塗布する表面処理剤塗布手段と、
前記基材上に前記研磨パッド用表面処理剤を均一に塗布するよう前記表面処理剤塗布手段を移動させる移動手段と、を備えることを特徴とする研磨パッド製造装置。
【請求項７】
前記移動手段は、前記表面処理剤塗布手段が前記定盤の回転中心と該定盤の周縁部の一点を結ぶ直線上を移動するよう案内するものであって、前記周縁部から前記回転中心に向かう際に加速的に前記表面処理剤塗布手段を移動又は／及び前記回転中心から前記周縁部に向かう際に減速的に前記表面処理剤塗布手段を移動させることによって、前記研磨パッド用表面処理剤を前記基材上に均一に塗布することを特徴とする請求項６に記載の研磨パッド製造装置。
【請求項８】
請求項１乃至５のいずれかに記載の研磨パッド用表面処理剤を噴霧可能な容器に充填してなることを特徴とする研磨パッド用スプレー。
【請求項９】
前記噴霧可能な容器に高圧ガスを充填してなることを特徴とする請求項８に記載の研磨パッド用スプレー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ、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の被研磨物を研磨加工する際に用いられる研磨パッドの表面に樹脂膜を形成するための研磨パッド用表面処理剤、研磨パッド製造装置、及び研磨パッド用スプレーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズ、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、ハードディスク用ガラス基板、アルミ基板等の高精度な平坦性が要求される被研磨物では、研磨パッドを用いた研磨加工が行われている。このような高精度な平坦性が要求される被研磨物の研磨加工では、一般的に平坦度の調整を主目的とする粗研磨を行った後に、表面粗さを改善することを主目的とする仕上げ研磨が行われる。
【０００３】
これらの研磨加工を行うために用いる研磨パッドとしては、例えば、繊維を絡合して構成した不織布の繊維基材にポリウレタン樹脂を含浸して硬化させたウレタン含浸不織布タイプの研磨パッド（例えば、特許文献１参照）や繊維により構成される不織布や樹脂フィルムからなる基材上にウレタン樹脂溶液を塗布し、これを凝固処理して多数の気泡を有する多孔質の銀面層を形成し、該銀面層の表面を研削して多孔質の研磨層であるナップ層を形成したスエードタイプの研磨パッド（例えば、特許文献２参照）等がこれまで用いられている。被研磨物の表面の研磨を行う際には、例えば、これらの研磨パッドを回転可能な研磨定盤の上に貼り付け、該研磨パッドに研磨ヘッドに保持された被研磨物を押し当てた状態で、研磨パッド上に研磨材である砥粒が分散された研磨スラリーを供給しながら、研磨定盤及び研磨ヘッドを相対的に回転させることにより研磨が行われる。
【０００４】
しかしながら、従来の研磨加工においては、研磨パッド表面の磨耗等に伴って、研磨パッドを研磨定盤上に貼り換える作業が必要であった。特に大口径の研磨パッドにおいては、この貼り換え作業に多大な時間を要するため、生産効率が低下するという問題があった。また、レンズ等の研磨加工では形状精度が大事な要素となるため、研磨パッドの表面を均一にすることが求められる。
【０００５】
そこで、本発明者らは、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を溶剤に分散させた分散液からなる研磨パッド表面処理剤を発明した（例えば、特許文献３参照）。このような研磨パッド用表面処理剤を、従来から研磨加工に用いられている研磨パッドの表面に塗布することにより、研磨パッドの表面にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなる膜を容易に形成することができる。従って、一度研磨パッドを研磨定盤上に貼り付けておけば、その後は研磨パッドの表面が磨耗したとしても、研磨パッドを貼り換えることなく、研磨パッドの表面に熱硬化性樹脂からなる膜を形成することにより、研磨加工を再度行うことが可能になるので、生産効率を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２４９７３７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４９２５９号公報
【特許文献３】特開２０１２−１０１３４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような表面処理剤を塗布した研磨パッドにおいても長時間使用した場合には、磨耗等によって研磨能率を維持することが難しくなる恐れがあるため、研磨能率の向上とともに耐久性の向上が求められている。
【０００８】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、研磨パッドの貼り換え作業を行うことなく、研磨パッドの表面にポリイミド樹脂からなる膜を薄く均一に形成することができるとともに、研磨パッドの研磨能率及び耐久性を向上させることができる研磨パッド用表面処理剤、研磨パッド製造装置、及び研磨パッド用スプレー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】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の研磨パッド用表面処理剤は、ポリイミド樹脂を主成分とする樹脂を溶剤に分散させた分散液からなることを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の研磨パッド用表面処理剤では、前記樹脂は、Ａ硬度が７０〜９８°の範囲内であることを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の研磨パッド用表面処理剤では、前記分散液は、２０℃における粘度が１０００ｃＰ以下であることを特徴としている。
【００１２】
請求項４に記載の研磨パッド用表面処理剤は、前記分散液に気孔材を混合したことを特徴としている。
【００１３】
請求項５に記載の研磨パッド用表面処理剤は、前記分散液に固体粒子を混合したことを特徴としている。また、この固体粒子としては、被研磨物の表面への傷を防止するために、研磨加工の際に使用される研磨スラリーに含まれる砥粒よりも硬度が柔らかいものを用いるのが好適であり、例えば、この条件に合う無機物粒子、金属粒子、有機物粒子等を用途に応じて用いる。
【００１４】
請求項６に記載の研磨パッド製造装置は、回転自在な盤に取り付けられた基材上に請求項１乃至５のいずれかに記載の研磨パッド用表面処理剤を均一に塗布するための研磨パッド製造装置であって、前記研磨パッド用表面処理剤を前記基材上に塗布する表面処理剤塗布手段と、前記基材上に前記研磨パッド用表面処理剤を均一に塗布するよう前記表面処理剤塗布手段を移動させる移動手段と、を備えることを特徴としている。ここで、基材とは、従来から用いられている研磨パッドの基材だけでなく、研磨加工に用いられる研磨パッドそのものも含む概念である。
【００１５】
請求項７に記載の研磨パッド製造装置では、前記移動手段は、前記表面処理剤塗布手段が前記定盤の回転中心と該定盤の周縁部の一点を結ぶ直線上を移動するよう案内するものであって、前記周縁部から前記回転中心に向かう際に加速的に前記表面処理剤塗布手段を移動又は／及び前記回転中心から前記周縁部に向かう際に減速的に前記表面処理剤塗布手段を移動させることによって、前記研磨パッド用表面処理剤を前記基材上に均一に塗布することを特徴としている。
【００１６】
請求項８に記載の研磨パッド用スプレーは、請求項１乃至５のいずれかに記載の研磨パッド用表面処理剤を噴霧可能な容器に充填してなることを特徴としている。
【００１７】
請求項９に記載の研磨パッド用スプレーは、前記噴霧可能な容器に高圧ガスを充填してなることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の研磨パッド用表面処理剤によれば、研磨加工に用いられる研磨パッドの表面にポリイミド樹脂を主成分とする樹脂を溶剤に分散させた分散液を塗布することにより、研磨パッドの表面にポリイミド樹脂を主成分とする樹脂からなる樹脂膜を容易に形成することができる。従って、一度研磨パッドを研磨定盤上に貼り付けておけば、その後は研磨パッドの表面が磨耗したとしても、研磨パッドを貼り換えることなく、研磨パッドの表面にポリイミド樹脂を含む樹脂膜を形成することにより、研磨加工を再度行うことが可能になるので、生産効率を向上させることができる。また、研磨パッド表面にポリイミド樹脂を含む樹脂膜を形成することによって、研磨スラリーに対する濡れ性を高め、研磨材（砥粒）の保持力を向上させるとともに、研磨材に対する滞留性を改善することができる。これにより、本発明の研磨パッド用表面処理剤を塗布した研磨パッドを用いて、研磨加工する際に、研磨パッドに保持された研磨材が被研磨物との相対的な回転に伴って被研磨物に引きずられて動いてしまうことを抑制するとともに、研磨パッドの回転に伴う遠心力によって研磨スラリーが排除されるのを抑制することができるので、研磨能率を向上させることができる。また、ポリイミド樹脂によって研磨加工の際の磨耗を軽減することができ、耐久性を向上させることができる。これにより、高い研磨特性を長時間維持することができるので、生産効率を更に改善することができる。
【００１９】
また、本発明によれば、Ａ硬度が７０〜９８°の範囲内にあるポリイミド樹脂を主成分とする樹脂を用いている。これにより、研磨パッドの表面に分散液が塗布されることにより、硬度が柔らかいポリイミド樹脂を含む樹脂膜が形成されるので、研磨加工の際に研磨材が研磨パッドと被研磨物の間を滑ってしまうことを防止することができる。また、このような硬度が柔らかいポリイミド樹脂を用いることにより、研磨加工を行うことによる磨耗を更に軽減することができる。
【００２０】
また、本発明によれば、分散液は、粘度が１０００ｃＰ（センチポイズ）以下の低粘度であるので、研磨パッドの表面に容易に当該分散液を薄く均一に塗布することができる。これにより、研磨パッド表面のポリイミド樹脂を含む樹脂膜は薄く均一に形成されるので、レンズ等のように研磨加工において形状精度が大事な要素となる被研磨物に対しても有効に用いることができる。
【００２１】
また、本発明によれば、分散液に固体粒子が混合されている。これにより、研磨パッドの表面に固体粒子が含まれる樹脂膜が形成されるので、研磨加工を行う際に、被研磨物と研磨パッドの表面に隙間が設けられ、研磨スラリーが流入しやすくなり、研磨特性を向上させることができる。また、固体粒子によって研磨パッドの表面に凹凸を形成することができるので、砥粒の滞留性の向上、切りくず等の排出の促進、及び被研磨物との摩擦の低減等を図ることができる。
【００２２】
また、本発明によれば、分散液に気孔材が混合されている。そのため、研磨パッドの表面には気孔材が含まれる樹脂膜が形成されるので、水等の気孔材のみを溶出する物質を用いて、この研磨パッドの表面を洗い流すことにより、研磨パッドの表面に複数の気孔を形成することができる。これにより、研磨加工を行う際に用いられる研磨スラリーに含まれる砥粒に対する構造的なグリップ力を得ることができるので、更に研磨能率を向上させることができる。
【００２３】
本発明の研磨パッド製造装置によれば、表面処理剤塗布手段は、移動手段によって回転する定盤の周縁部から回転中心に向かう際に加速的に移動又は／及び前記回転中心から前記周縁部に向かう際に減速的に移動するので、基材の中心付近の樹脂膜が厚くなったり、逆に基材の周縁部付近の樹脂膜が薄くなったりすることなく、樹脂膜が表面に均一に形成された研磨パッドを再生又は製造することができるため、研磨パッドを貼り換える必要がないので、作業を簡易化することができるとともに作業時間も短縮することができる。
【００２４】
本発明の研磨パッド用スプレーによれば、従来、研磨加工に用いられている研磨パッドの表面にポリイミド樹脂を主成分とする樹脂が分散された分散液からなる研磨パッド用表面処理剤を噴霧して、塗布することができるので、研磨パッドの表面に容易にポリイミド樹脂を含む樹脂膜を形成することができる。
【００２５】
また、本発明の研磨パッド用スプレーによれば、従来の研磨パッドの表面にポリイミド樹脂を含む樹脂膜を容易に形成することができるので、研磨パッドの製造メーカは、新たに設備投資等をする必要がなく、研磨パッドの表面にポリイミド樹脂を含む樹脂膜が形成される研磨パッドの製造を行うことが可能になる。また、本発明の研磨パッド用スプレーを用いることにより、従来の研磨パッドの硬度を活かしたまま、被研磨物と接する表面だけをポリイミド樹脂を含む樹脂膜にすることができるので、様々な用途の被研磨物に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る研磨パッド用表面処理剤が充填された研磨パッド用スプレーを用いて、研磨パッドの表面にポリイミド樹脂を含む樹脂膜を形成する際の様子の一例を示す概略説明図である。
【図２】本発明に係る研磨パッド用表面処理剤が充填された研磨パッド用スプレーを用いて、研磨パッドの表面にポリイミド樹脂を含む樹脂膜を形成する際の様子の他の一例を示す概略説明図である。
【図３】本発明に係る研磨パッド製造装置の一例を示す概略平面図である。
【図４】本発明に係る研磨パッド製造装置の一例を示す概略正面図である。
【図５】本発明に係る研磨パッド製造装置の他の一例を示す概略平面図である。
【図６】塗布樹脂による研磨特性の比較を示すグラフである。
【図７】塗布樹脂による接触角の比較を示す図である。
【図８】塗布樹脂による滑落角の比較を示す図である。
【図９】塗布厚さによる研磨特性を示すグラフであって、（ａ）は本発明に係る研磨パッド用表面処理剤を塗布した場合の研磨特性を示しており、（ｂ）はエポキシ樹脂を塗布した場合の研磨特性を示している。
【図１０】本発明に係る研磨パッド用表面処理剤を塗布した場合とエポキシ樹脂を塗布した場合の耐久性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る研磨パッド用表面処理剤及び研磨パッド用スプレーの実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本発明に係る研磨パッド用表面処理剤及び研磨パッド用スプレーは、主に従来の研磨パッドや繊維を絡合して構成した不織布の繊維基材、ポリ塩化ビニル等のプラスチックフィルムやベークライト等からなる基材等の表面にポリイミド樹脂を主成分とする樹脂を溶剤に分散させた分散液を噴霧して塗布することにより、ポリイミド樹脂を主成分とする樹脂からなる樹脂膜を形成するためのものである。
【００２８】
図１に示すように、研磨パッド用スプレー１は、内容物を噴霧可能な容器２にポリイミド樹脂を主成分とする樹脂を溶剤に分散させた分散液からなる研磨パッド用表面処理剤３と共に高圧ガスを充填してなるものである。このような研磨パッド用スプレー１を用いて、研磨パッド用表面処理剤３を研磨パッド４の表面に噴霧して塗布することにより、図１に示すようにポリイミド樹脂を含む樹脂膜５を研磨パッド４の表面上に容易に形成することができる。
【００２９】
研磨パッド用表面処理剤３が内部に充填される容器２は、例えば、スチールやアルミニウム等の金属製の缶からなるものであり、高圧ガスにより圧力が加わった内部の研磨パッド用表面処理剤３を外部へと噴霧するためのノズル６が設けられたキャップ７が先端に備えられている。ノズル６には、内部から外部に通じる細い穴（不図示）が複数形成されており、研磨パッド用表面処理剤３がその穴を通って外部へと勢い良く押し出されることにより、研磨パッド用表面処理剤３が噴霧される。
【００３０】
研磨パッド用表面処理剤３は、ポリイミド樹脂を主成分とする樹脂を溶剤に分散させた分散液からなるものであり、この分散液に用いるポリイミド樹脂を主成分とする樹脂としては、Ａ硬度が７０〜９８°の範囲内であるものを使用するのが好適である。このように硬度が柔らかいポリイミド樹脂を研磨パッド用スプレー１に用いることにより、図１に示すように、研磨パッド４の表面に形成されたポリイミド樹脂を含む樹脂膜５は、研磨加工による磨耗を軽減することができるとともに、研磨加工の際に研磨材が研磨パッド４の表面のポリイミド樹脂を含む樹脂膜５と被研磨物の間を滑ってしまうことを防止することができる。尚、ポリイミド樹脂を主成分とする樹脂とは、ポリイミド樹脂が有する効果を効率的に得るために、少なくともポリイミド樹脂が３０％以上の割合（より好ましくは５０％以上の割合）で含まれていれば良く、エポキシ樹脂やウレタン樹脂等の他の樹脂が混合されていても良い。
【００３１】
ポリイミド樹脂を主成分とする樹脂を分散させる溶剤としては、例えば、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）やＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等の溶剤を用いることができるが、特にこれらに限定されるものではなく、従来公知の溶剤を適宜用いても良い。
【００３２】
また、ポリイミド樹脂は低粘度のものを使用し、分散液の２０℃における粘度が１０００ｃＰ（センチポイズ）以下となるように調製する。このように低粘度の分散液を使用すれば、研磨パッド４の表面に当該分散液を噴霧することによりポリイミド樹脂を主成分とする樹脂を薄く均一に塗布することが容易になる。従って、研磨パッド４には、表面が薄く均一に形成されたポリイミド樹脂を含む樹脂膜５を形成することができるので、レンズ等の研磨加工において形状精度が大事な要素となる被研磨物に対しても有効な研磨パッドを製造することができる。尚、本実施形態では、研磨パッド４として、例えば繊維を絡合して構成した繊維基材８上にウレタン樹脂をジメチルホルムアミド等の水溶性有機溶媒に溶解させたウレタン樹脂溶液を塗布し、これを水中で処理し湿式凝固して多孔質銀面層を形成し、水洗乾燥後に該銀面層表面を研削することにより厚さ方向に細長い縦穴（ナップ）９１が多数形成されたナップ層９を有する所謂スエードタイプの研磨パッドを用いた例を示しているが、ポリイミド樹脂を主成分とする樹脂が表面に塗布される研磨パッドや基材は特に限定されるものではなく、図２に示すように繊維基材８やその他の従来から使用されている基材の表面に研磨パッド用表面処理剤３を直接塗布することにより表面にポリイミド樹脂を含む樹脂膜５が形成された研磨パッド４ａを製造することも可能である。
【００３３】
次に、この研磨パッド用スプレー１を用いて、研磨パッド４の表面にポリイミド樹脂を含む樹脂膜５を形成する方法の一例について説明する。
【００３４】
図１に示すように、まずユーザは、研磨パッド用スプレー１を用いて、研磨パッド用表面処理剤３を研磨パッド４の表面上に噴霧して略均一に塗布する。この際のポリイミド樹脂を主成分とする樹脂の塗布厚は、被研磨物の種類に対応する所望の厚さになるようにすれば良いが、研磨加工を行う際の研磨パッド４の寿命や研磨特性等を考慮して、２０μｍ以上の厚みを有するように塗布することが好ましい。
【００３５】
そして、この研磨パッド４上に塗布されたポリイミド樹脂を主成分とする樹脂を硬化させる。これにより、研磨パッド４の表面に薄膜状のポリイミド樹脂を含む樹脂膜５を形成することができる。また、ポリイミド樹脂は、スエードタイプの研磨パッド４に対する濡れ性が高いので、ポリイミド樹脂を主成分とする樹脂を塗布しても縦穴９１が詰まってしまうことなく、この縦穴９１による構造的なグリップ力を維持することができる。これにより、縦穴９１による構造的なグリップ力に加えて、ポリイミド樹脂を含む樹脂膜５により得られる保持力によって研磨材（砥粒）を保持することができるので、研磨能率を向上させることができる。
【００３６】
尚、本実施形態では、ポリイミド樹脂を主成分とする樹脂を溶剤に分散させた分散液からなる研磨パッド用表面処理剤３を用いた例について説明しているが、このような分散液に予め固体粒子を混合させたものを研磨パッド用表面処理剤３として用いることもできる。尚、研磨加工の際に固体粒子によって被研磨物の表面に傷がつくことを防止するために、この固体粒子には、研磨加工の際に使用される研磨スラリーに含まれる砥粒よりも硬度が柔らかいものを用いるのが好適である。固体粒子としては、例えば、砥粒のような無機物粒子、ポリマー微粒子等の有機物粒子、又は金属粒子等を用途に応じて用いることができる。
【００３７】
このような固体粒子を分散液に混合させた研磨パッド用表面処理剤３を用いることにより、研磨パッドの表面に固体粒子が含まれるポリイミド樹脂を主成分とする樹脂からなる膜が形成されるので、研磨加工を行う際に、被研磨物と研磨パッドの表面に隙間が設けられ、研磨スラリーが流入しやすくなり、研磨特性を向上させることができる。また、固体粒子によって研磨パッドの表面に凹凸を形成することができるので、砥粒の滞留性の向上、切りくず等の排出の促進、及び被研磨物との摩擦の低減等を図ることができる。また、固体粒子として金属酸化物粒子のような無機物粒子を用いた場合には、更に酸化作用や切りくずの吸着等の効果を図ることができる。また、固体粒子としてポリマー微粒子を用いた場合には、潤滑性を向上させることができる。また、固体粒子として金属粒子を用いた場合には、触媒作用及び還元作用を図ることができる。以上のように、分散液に混合させる固体粒子の種類によって、砥粒の滞留性の向上、切りくず等の排出の促進、及び被研磨物との摩擦の低減等以外に、固体粒子の材質に基づく効果も付加させることができるので、研磨加工時の要求に応じて、これらの固体粒子を選択することが好ましい。
【００３８】
また、その他に、プラスティック等の繊維を分散液に混合させたものを研磨パッド用表面処理剤３として用いることもできる。このような繊維を分散液に混合させた研磨パッド用表面処理剤３を用いることにより、研磨パッドの表面に繊維が含まれるポリイミド樹脂を主成分とする樹脂からなる樹脂膜が形成され、この繊維によって研磨パッドの表面に凹凸が形成されるので、上記の固体粒子を混合させた場合と同様に砥粒の滞留性の向上、切りくず等の排出の促進、及び被研磨物との摩擦の低減等の効果を図ることができる。
【００３９】
また、デンプン、食塩、砂糖等の所謂気孔材を分散液に混合させたものを研磨パッド用表面処理剤３として用いても良い。このような気孔材を混合させた研磨パッド用表面処理剤３を用いた場合には、研磨パッドの表面には気孔材が含まれるポリイミド樹脂を主成分とする樹脂からなる樹脂膜が形成されることになる。従って、水等の気孔材のみを溶出する物質を用いて、この研磨パッドの表面を洗い流すことにより、研磨パッドの表面には複数の気孔が形成されるので、研磨加工を行う際に用いられる研磨スラリーに含まれる砥粒に対する構造的なグリップ力を得ることができる。
【００４０】
また、本実施形態に係る研磨パッド用スプレー１では、研磨パッド用表面処理剤３と共に高圧ガスを噴霧可能な容器２に充填した例を用いて説明しているが、本発明に係る研磨パッド用スプレー１は、このような形態に限定されるものではなく、例えば、高圧ガスによる圧力を利用する代わりに、電動ポンプによる電動スプレータイプのものや、外部の空気圧を利用したエアスプレータイプのもの等、容器２内に充填された研磨パッド用表面処理剤３を外部へと噴霧可能なものであれば良い。また、容器２も金属製の缶等に限定されるものではなく、プラスティック容器やその他の容器を利用しても良い。
【００４１】
次に、このような研磨パッド用表面処理剤３を基材８上に塗布して、研磨パッド４ａの表面にポリイミド樹脂を含む樹脂膜５を形成するための研磨パッド製造装置１０の一例について図３及び図４を参照しつつ説明する。
【００４２】
研磨パッド製造装置１０は、図３及び図４に示すように、モータ等の駆動手段（不図示）を用いて回転軸１１に駆動力を与えることによって回転中心Ｏ周りに水平回転する定盤１２の表面に取り付けた基材８上に研磨パッド用表面処理剤３を塗布する表面処理剤塗布部１３と、基材８上に研磨パッド用表面処理剤３を均一に塗布するよう表面処理剤塗布部１３を移動させる移動手段１４とを備えるものである。
【００４３】
表面処理材塗布部１３は、研磨パッド用表面処理剤３が格納されたタンク等の表面処理剤供給源（不図示）から供給される研磨パッド用表面処理剤３を噴霧して基材８上に塗布するものであり、その先端はノズル状に形成されている。表面処理剤供給源は、例えば、高圧ガス等により圧力を調節することで所定量の研磨パッド用表面処理剤３が供給できるようになっている。移動手段１４は、図３及び図４に示すように、表面処理剤塗布部１３が定盤１２の回転中心Ｏと定盤１２の周縁部の一点であるＰを通る直線Ｌ上を移動するよう案内するものであって、この直線Ｌと平行に設けられたレール１５と、該レール１５上を摺動可能な保持部材１６を備えている。
【００４４】
レール１５は、図４に示すように、定盤１２に取り付けられた基材８の上方に所定間隔あけた状態で平行になるよう設けられており、その両端は、テーブル１７に支持されている。また、保持部材１６は、例えば、不図示のアクチュエータ等の駆動手段とコンピュータ等の制御手段によって、レール１５上を移動する速度が制御されるようになっており、保持部材１６の移動速度を調節することにより、保持部材１６に保持されている表面処理剤塗布部１３の直線Ｌ上の移動速度を調節することができる。
【００４５】
以下、この研磨パッド製造装置１０を用いて、表面にポリイミド樹脂を含む樹脂膜５が形成された研磨パッド４ａを製造する場合の動作の一例について図３及び図４を参照しつつ説明する。まず、研磨パッド製造装置１０では、予め表面処理剤塗布部１３を初期位置として、例えば、定盤１２の周縁部Ｐに位置するように保持部材１６を配置しておく。
【００４６】
そして、基材８が定盤１２に取り付けられた状態で、定盤１２を回転中心Ｏ周りに一定の回転速度で水平回転させる。これにより定盤１２に取り付けられている基材８も定盤１２と共に水平回転する。
【００４７】
この状態で、表面処理剤塗布部１３が直線Ｌ上を移動するように、保持部材１６をレール１５に沿って移動させる。この際、制御手段によって、保持部材１６が周縁部Ｐから回転中心Ｏに近付くにつれて加速的に移動し、回転中心Ｏを越えて直線Ｌ上の他方の周縁部Ｑに近付くにつれて減速的に移動するよう制御する。また、基材８上に塗布する研磨パッド用表面処理剤３の量に応じて、これらの動作を繰り返し行うようにしても良い。これにより、表面処理剤塗布部１３は、円運動の速度が速い周縁部Ｐ，Ｑ付近では遅く、円運動の速度が遅い回転中心Ｏ付近では速く移動するので、研磨パッド用表面処理剤３を、基材８上に渦巻状に均一に塗布することができる。これにより、基材８上に表面が均一な薄膜状のポリイミド樹脂を含む樹脂膜５が形成された研磨パッド４ａを製造することができる。
【００４８】
尚、図３及び図４では、保持部材１６が、定盤１２の一方の周縁部Ｐから他方の周縁部Ｑまで、つまり定盤１２のほぼ直径に相当する距離を移動する場合を例に説明したが、回転中心Ｏで折り返すように構成しても良い。この場合も、定盤１２は水平回転しているので、保持部材１６の移動速度を調節することにより、基材８上に研磨パッド用表面処理剤３を均一に塗布することができる。また、この場合には、レール１５は、必ずしも図３及び図４に示すように、定盤１２の直径よりも長く構成しておく必要はなく、少なくとも定盤１２の回転中心Ｏから定盤１２の周縁Ｐまでの距離分の長さを有していれば良く、レール１５の両端については、天井部（不図示）等に固定するように構成しても良い。また、上記のように表面処理剤塗布部１３の移動速度をその位置に応じて調節する代わりに、表面処理剤塗布部１３の塗布量を調節するようにしても良い。また、表面処理剤塗布部１３の移動速度の制御と合わせて、定盤１２の回転速度を制御するようにしても良い。具体的には、表面処理剤塗布部１３が定盤１２の回転中心Ｏに近付くにつれて回転速度を加速するように制御する。これにより、回転中心Ｏ付近で研磨パッド用表面処理剤３が基材８上の所定箇所に過剰に塗布されるのを防止することができるのでより精度良く均一に塗布することができる。
【００４９】
また、図３及び図４では、表面処理剤塗布部１３を１つ用いている例を示しているが、複数使用するように構成しても良い。具体的には、表面処理剤塗布部１３を保持する保持部材１６を定盤１２の周縁部Ｐから回転中心Ｏまでの直線上を移動するようにレール１５上に摺動可能に設けると共に、別途、表面処理剤塗布部１３を保持する保持部材１６を定盤１２の周縁部Ｑから回転中心Ｏまでの直線上を移動するようにレール１５上に摺動可能に設けても良い。これにより、２つの表面処理剤塗布部１３によって、研磨パッド用表面処理剤３を基材８上に渦巻状に均一に塗布することができるので、より効率的に基材８上に薄膜状のポリイミド樹脂を含む樹脂膜５が形成された研磨パッド７を製造することができる。また、図３及び図４に示す研磨パッド製造装置１０では、１つのレール１５を用いた場合を例に説明しているが、レール１５と回転中心Ｏで交差するように別のレールを設けて、当該レールに更に表面処理剤塗布１３を保持する保持部材１６を摺動可能に設けるように構成することも可能である。また、研磨パッド製造装置１０の表面処理剤塗布部１３を直線移動させるための機構は、図３及び図４に示すような構成に限定されるものではなく、直線移動の速度を制御できるような機構であれば良い。
【００５０】
次に、本発明の研磨パッド製造装置の他の一例について図５を参照しつつ説明する。この研磨パッド製造装置１０ａは、スイングヘッドタイプのものであって、図５に示すように、モータ等の駆動手段（不図示）によって回転軸Ｒを中心に回転するアーム１８の先端に表面処理剤塗布部１３を保持する保持部材１６を設けたものである。尚、図３及び図４に示す研磨パッド製造装置１０と同様の構成等については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５１】
以下、この研磨パッド製造装置１０ａを用いて、表面にポリイミド樹脂を含む樹脂膜５が形成された研磨パッド７ａを製造する場合の動作の一例について図５を参照しつつ説明する。まず、研磨パッド製造装置１０ａでは、予め表面処理剤塗布部１３を初期位置として、例えば、基材８の周縁部に位置するようにアーム１８を調整しておく。
【００５２】
そして、基材８を一定の回転速度で水平回転させる。この状態で、表面処理剤塗布部１３を基材８の周縁部から中心部まで移動させる。この際、アーム１８の回転速度を制御することにより、表面処理剤塗布部１３が基材８の周縁部から中心部に近付くにつれて加速的に移動するようにする。また、逆に基材８中心部から周縁部に表面処理剤塗布部１３が移動する際は、減速的に移動するよう制御する。これにより、表面処理剤塗布部１３は、円運動の速度が速い基材８の周縁部付近では遅く、円運動の速度が遅い基材８の中心部付近では速く移動するので、研磨パッド用表面処理剤３を、基材８上に渦巻状に均一に塗布することができる。また、研磨パッド製造装置１０ａでは、少なくとも基材８の周縁部から中心部までの長さのアーム１８を用いれば良いので、省スペース化を図ることができる。
【００５３】
尚、図５に示す研磨パッド製造装置１０ａでは、アーム１８の先端に設けられた表面処理剤塗布部１３が、基材８の周縁部から中心部まで移動する構成を示しているが、中心部を通過したもう一方側の周縁部まで移動するように構成しても良い。
【００５４】
以上のように、本発明の研磨パッド製造装置１０、１０ａでは、研磨装置の定盤に研磨パッドや基材８を貼り付けたままの状態で、ポリイミド樹脂を含む樹脂膜５を容易に形成することができるので、従来のように研磨パッドの貼り換え作業を行う必要がない。そのため、特に大口径の研磨パッドを使用するような場合には大幅に作業時間を短縮することができるので、生産効率を向上させることができる。
【実施例】
【００５５】
以下、本発明に係る研磨パッド用表面処理剤３を用いて製造した研磨パッドの実施例と他の研磨パッドとの比較について説明する。
【００５６】
（実施例１）
実施例１は、図１に示すようなスエードタイプ研磨パッドＢＥＬＬＡＴＲＩＸ（ＦＩＬＷＥＬ社製）の表面にポリイミド樹脂を溶剤に分散させた分散液からなる研磨パッド用表面処理剤３を塗布厚さが１００μｍになるように塗布して作製した研磨パッドである。そして、この研磨パッドを用いて、ソーダガラスの研磨加工を行った。研磨条件については、以下に示すような条件で研磨を行った。
（研磨条件）
研磨装置：片面ラッピング装置ＮＰ−３００（ナノファクタ社製）
定盤径：直径２００ｍｍ
ワーク：ソーダガラス（直径２０ｍｍ、厚さ１０ｍｍ、粗さ０．４μｍＲａ）
研磨スラリー：酸化セリウムを３ｗｔ％水に懸濁したスラリー
スラリー流量：２５ｍＬ／ｍｉｎ
研磨圧力：２０ｋＰａ
研磨定盤回転数：９０ｒｐｍ
ワークホルダー回転数：９０ｒｐｍ
研磨時間：３０ｍｉｎ
【００５７】
（比較例１）
比較例１では、未処理の状態のスエードタイプ研磨パッドＢＥＬＬＡＴＲＩＸ（ＦＩＬＷＥＬ社製）を用いて、実施例１と同様の条件にてソーダガラスの研磨を行った。
【００５８】
（比較例２）
比較例２では、スエードタイプ研磨パッドＢＥＬＬＡＴＲＩＸ（ＦＩＬＷＥＬ社製）の表面にフッ素樹脂を塗布厚さが２０μｍになるように塗布して作製した研磨パッドを用いて、実施例１と同様の条件にてソーダガラスの研磨を行った。
【００５９】
（比較例３）
また、比較例３では、スエードタイプ研磨パッドＢＥＬＬＡＴＲＩＸ（ＦＩＬＷＥＬ社製）の表面にエポキシ樹脂を塗布厚さが６０μｍになるように塗布して作製した研磨パッドを用いて、実施例１と同様の条件にてソーダガラスの研磨を行った。
【００６０】
その結果、図６に示すように、実施例１の研磨パッド用表面処理剤３を塗布して表面にポリイミド樹脂膜を形成した研磨パッドは、比較例１の未処理の研磨パッド及び比較例２のフッ素樹脂を塗布した研磨パッドよりも研磨能率が大幅に向上し、表面粗さも改善された。また、比較例３のエポキシ樹脂を塗布した研磨パッドと比較した場合、表面粗さについてはほとんど差がないものの、研磨能率については研磨パッド用表面処理剤３を塗布した研磨パッドが高い値を示しており、研磨能率がエポキシ樹脂を塗布した研磨パッドよりも向上していることがわかる。尚、図３は、各樹脂をそれぞれ２０μｍ、６０μｍ、１００μｍの厚さに塗布した際に最も研磨特性が良かった時の結果を示している。従って、実施例１、比較例２、及び比較例３では、それぞれ塗布厚さが異なっている。
【００６１】
図７は、実施例１のポリイミド樹脂を塗布した研磨パッド、比較例２のフッ素樹脂を塗布した研磨パッド、及び比較例３のエポキシ樹脂を塗布した研磨パッドのそれぞれに液量２μｌの研磨スラリーを供給した際の接触角を示している。図７に示すように、ポリイミド樹脂を塗布した研磨パッドでは、接触角が５２°と最も小さく、親水性が高いことがわかる。従って、ポリイミド樹脂を用いることにより、研磨スラリーに対する濡れ性を改善させることができ、エポキシ樹脂を用いた場合よりも更に砥粒に対する保持力を向上させることができる。
【００６２】
図８は、実施例１のポリイミド樹脂を塗布した研磨パッド、比較例２のフッ素樹脂を塗布した研磨パッド、及び比較例３のエポキシ樹脂を塗布した研磨パッドのそれぞれに液量５０μｌの研磨スラリーを供給した際の滑落角の測定結果を示している。図８に示すように、滑落角６２°でエポキシ樹脂を塗布した研磨パッドは研磨スラリーが滑落し始めているのに対して、ポリイミド樹脂を塗布した研磨パッドでは、まだ研磨パッド上に研磨スラリー滞留した状態であり、滑落角が最も大きいことがわかる。このようにポリイミド樹脂が表面に含まれる研磨パッドを用いた場合には、研磨加工を行う際に、研磨パッドの回転に伴う遠心力によって研磨スラリーが研磨パッド上から排除されるのをエポキシ樹脂を用いた場合よりも更に抑制することができる。つまり、研磨パッド上での砥粒の滞留性を改善することができる。このように図７及び図８に示す結果からもポリイミド樹脂を用いることによって、砥粒の保持力を向上させるとともに、研磨材に対する滞留性を改善することができるので、研磨能率を向上させることができるものと考えられる。
【００６３】
図９は、ポリイミド樹脂を塗布した研磨パッドとエポキシ樹脂を塗布した研磨パッドの塗布厚さによる研磨特性を示すグラフである。図９に示すように、エポキシ樹脂を塗布した研磨パッドでは、２０μｍから６０μｍへ塗布厚さを３倍に増加させた場合には研磨能率は向上するが、塗布厚さを１００μｍまで増加させた場合には逆に研磨能率が低下している。一方、ポリイミド樹脂を塗布した研磨パッドでは、塗布厚さを１００μｍまで増加させた場合には、塗布厚さが６０μｍの場合よりも更に研磨能率は向上しており、塗布厚さを増やしても研磨能率は低下しないので、実用性にも優れている。
【００６４】
次に、ポリイミド樹脂とエポキシ樹脂の耐久性について説明する。図１０は、ポリイミド樹脂を塗布した研磨パッドとエポキシ樹脂を塗布した研磨パッドの耐久性をそれぞれ示すものであって、上記の研磨条件にて研磨加工を１０回繰り返した際の研磨特性を示している。図１０に示すように、エポキシ樹脂を塗布した研磨パッドの場合には、研磨回数の増加に伴って研磨能率は徐々に低下し、研磨特性を維持することができなかった。一方、ポリイミド樹脂を塗布した研磨パッドは、図１０に示すように、研磨加工を１０回繰り返した後（計３００分の研磨後）でも研磨能率及び表面粗さはほとんど低下しておらず、研磨特性を高い精度で維持することができている。
【００６５】
このように、本発明に係る研磨パッド用表面処理剤３を用いて研磨パッドの表面にポリイミド樹脂膜を形成することにより、研磨スラリーに対する濡れ性を高め、研磨材（砥粒）の保持力を向上させるとともに、研磨材に対する滞留性を改善することができるので、研磨能率を向上させることができる。また、ポリイミド樹脂によって研磨加工の際の磨耗を軽減することができ、耐久性を向上させることができる。これにより、高い研磨特性を長時間維持することができるので、作業効率を改善することができる。
【００６６】
尚、本発明の実施の形態は上述の形態に限るものではなく、本発明の思想の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明に係る研磨パッド用表面処理剤、研磨パッド用スプレー、及び研磨パッド製造装置は、研磨パッドの表面にポリイミド樹脂膜を容易に形成するための表面処理剤、研磨パッド用スプレー、及び研磨パッド製造装置として有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１        研磨パッド用スプレー
２        容器
３        研磨パッド用表面処理剤
４、４ａ  研磨パッド
５        樹脂膜
８        基材
１０      研磨パッド製造装置
１３      表面処理剤塗布部（表面処理剤塗布手段）
１４      移動手段
【図１】
2014083618.tif 000003
【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】
2014083618.tif 000009
【図８】
2014083618.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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