(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリビニルアルコールを含まない研磨布基体に樹脂を含浸させてなる研磨パッドであって、前記樹脂が、乾燥後の樹脂全質量に対して、０．５〜１８質量％の導電性微粒子を含むことを特徴とする、研磨パッド。
【請求項２】
研磨布基体が不織布である、請求項１記載の研磨パッド。
【請求項３】
化合物半導体用である、請求項１または２記載の研磨パッド。
【請求項４】
前記含浸樹脂が１次含浸樹脂と２次含浸樹脂を含み、導電性微粒子が、２次含浸樹脂のみに又は１次含浸樹脂及び２次含浸樹脂の双方に含まれている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の研磨パッド。
【請求項５】
導電性微粒子が、カーボンブラック及びナノダイヤからなる群より選択される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の研磨パッド。
【請求項６】
樹脂が、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エラストマー、及び生ゴムからなる群より選択される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の研磨パッド。
【請求項７】
ポリビニルアルコールを含まない研磨布基体を用意し、乾燥後の樹脂全質量に対して０．５〜１８質量％の導電性微粒子を含む樹脂溶液に前記基体を含浸させて樹脂を形成する工程を含む、研磨パッドの製造方法。
【請求項８】
樹脂溶液に研磨布基体を含浸させて樹脂を形成する工程が、１次含浸樹脂溶液に研磨布基体を含浸させて樹脂を形成する工程及び２次含浸樹脂溶液に研磨布基体を含浸させて樹脂を形成する工程を含み、導電性微粒子が、２次含浸樹脂溶液のみに又は１次含浸樹脂溶液及び２次含浸樹脂溶液の双方に含まれていることを特徴とする、請求項７に記載の研磨パッドの製造方法。
【請求項９】
２次含浸樹脂が乾式凝固法により形成されることを特徴とする、請求項８に記載の研磨パッドの製造方法。
【請求項１０】
１次含浸樹脂が湿式凝固法により形成されることを特徴とする、請求項８または９に記載の研磨パッドの製造方法。
【請求項１１】
研磨布基体が不織布であり、前記樹脂溶液に研磨布基体を含浸させて樹脂を形成する工程が、導電性微粒子を含む樹脂溶液に前記不織布を含浸させる前に、前記不織布を樹脂に浸漬する仮止め工程を更に含むことを特徴とする、請求項８〜１０のいずれか一項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、研磨パッド及びその製造方法に関する。特に、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＬＴ、ＬＮ等の化合物よりなるウェハー用化合物半導体を研磨するための研磨パッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、パワーデバイスとして、シリコン基板を採用したものが用いられている。しかし、シリコンの有する材料特性により、シリコンへ微細な加工を施すことによるパワーデバイスのさらなる高性能化には限界がある。シリコンに代わる材料として、ＳｉＣ（炭化珪素）がある。ＳｉＣの禁制帯幅はシリコンの３倍、絶縁破壊電界についてはシリコンの約１０倍、熱伝導度についてはシリコンの約３倍であり、ＳｉＣはシリコンよりも放熱性に優れ、冷却されやすいという利点も有している。このため、ＳｉＣ基板はシリコン基板に変わるパワーデバイス用半導体基板として注目されている。しかし、ＳｉＣは化学的に安定で非反応性物質であり、ダイヤモンドに次ぐ硬質材料であり、最終的に研磨面のスクラッチを無くす仕上げ研磨に要する時間が極めて長くなるという問題があった。このため、ＳｉＣ基板に関する研磨方法について多くの出願がなされていて、研磨パッドについては不織布タイプの研磨パッドが使用されていた。しかしながら、従来報告されているＳｉＣ基板に関する研磨方法は、ＳｉＣ基板研磨用スラリーの改良に関するものがほとんどで、不織布タイプの研磨パッドを使用することは記載されているものの、研磨パッドと研磨特性の関係について言及しているものはなかった（特許文献１，２参照）。
一方、不織布タイプの研磨パッドは従来から様々なタイプのものが数多く出願されている。例えば目付の高い不織布を使用しかつ含浸樹脂として硬い樹脂を使用した研磨パッドにより、被研磨物の平坦性が向上し、スクラッチの発生を防止する例が報告されている（特許文献４参照）。また、不織布に樹脂を含浸し樹脂内部に界面活性剤を含む空孔を設けた研磨パッドにより、被研磨物の平坦性が向上し、スクラッチの発生が減少することも報告されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０２１７０３
【特許文献２】特開２００７−０２７６６３
【特許文献３】特開２００２−２８３２２１
【特許文献４】特許３６５２５７２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）等の化合物半導体の研磨において、研磨後の被研磨物表面のスクラッチ（キズ）を短時間に消去でき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】
【０００５】
本発明者らは、上記課題に対し、特に不織布を利用した研磨パッドについて鋭意検討した結果、不織布に樹脂を含浸させて作成した研磨パッドにおいて、特定量の導電性微粒子を添加することにより、化合物半導体の研磨においてスクラッチを短時間に消去できる研磨パッドが得られることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は以下を提供する。
１．研磨布基体に樹脂を含浸させてなる研磨パッドであって、前記樹脂が、乾燥後の樹脂全質量に対して、０．５〜１８質量％の導電性微粒子を含むことを特徴とする、研磨パッド。
２．研磨布基体が不織布である、前記１記載の研磨パッド。
３．化合物半導体用である、前記１または２記載の研磨パッド。
４．前記含浸樹脂が１次含浸樹脂と２次含浸樹脂を含み、導電性微粒子が、２次含浸樹脂のみに又は１次含浸樹脂及び２次含浸樹脂の双方に含まれている、前記１〜３のいずれか一に記載の研磨パッド。
５．導電性微粒子が、カーボンブラック及びナノダイヤからなる群より選択される、前記１〜４のいずれか一に記載の研磨パッド。
６．樹脂が、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エラストマー、及び生ゴムからなる群より選択される、前記１〜５のいずれか一に記載の研磨パッド。
７．研磨布基体を用意し、乾燥後の樹脂全質量に対して０．５〜１８質量％の導電性微粒子を含む樹脂溶液に前記基体を含浸させる工程を含む、研磨パッドの製造方法。
８．樹脂溶液に研磨布基体を含浸させて樹脂を形成する工程が、１次含浸樹脂溶液に研磨布基体を含浸させて樹脂を形成する工程及び２次含浸樹脂溶液に研磨布基体を含浸させて樹脂を形成する工程を含み、導電性微粒子が、２次含浸樹脂溶液のみに又は１次含浸樹脂溶液及び２次含浸樹脂溶液の双方に含まれていることを特徴とする、前記７に記載の研磨パッドの製造方法。
９．２次含浸樹脂が乾式凝固法により形成されることを特徴とする、前記８に記載の研磨パッドの製造方法。
１０．１次含浸樹脂が湿式凝固法により形成されることを特徴とする、前記８または９に記載の研磨パッドの製造方法。
１１．研磨布基体が不織布であり、前記樹脂溶液に研磨布基体を含浸させて樹脂を形成する工程が、導電性微粒子を含む樹脂溶液に前記不織布を含浸させる前に、前記不織布を樹脂に浸漬する仮止め工程を更に含むことを特徴とする、前記８〜１０のいずれか一に記載の研磨パッドの製造方法。
【発明の効果】
【０００６】
不織布基体に樹脂を含浸させて製造する研磨パッドにおいて、樹脂に一定量のカーボンブラック等の導電性微粒子を添加することで、ＳｉＣ等の基板の研磨時に基板表面のキズを従来よりも短時間で除去することが可能である。
また、特に不織布基体に樹脂を含浸させる際、１次含浸樹脂および２次含浸樹脂の双方に導電性微粒子を添加することにより、不織布全体の導電性微粒子含有量を増やし、かつ研磨パッド全体に導電性微粒子を均一に分散させることができ、ＳｉＣ基板研磨時に基板のキズの除去能を更に強化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の研磨パッドの断面の顕微鏡写真（５０倍）である。
【図２】本発明の研磨パッドの表面の顕微鏡写真（５０倍）である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
１．研磨パッド
本発明の研磨パッドは、研磨布基体に樹脂を含浸させてなる研磨パッドであって、前記樹脂が、乾燥後の樹脂全質量に対して、０．５〜１８質量％の導電性微粒子を含むことを特徴とする。
本発明の研磨パッドは、研磨布基体に樹脂を含浸させて製造するものである。研磨布基体としては、不織布、織物、編み物、フェルト、多孔膜、フィルム、粒子等が挙げられる。物性調整のしやすさの観点から、不織布であることが好ましい。
繊維としては、特に限定はなく、天然繊維（改質繊維を含む）、合成繊維等から製造される不織布であればよい。例えばポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維等の樹脂繊維や、綿、麻等の天然繊維を用いてもよいが、製造工程中でＤＭＦ等の有機溶媒や水等の洗浄液を吸収することによる原料繊維の膨潤を防止することや原料繊維の量産性を考慮すれば、吸水（液）性を有していないポリエステル繊維等の樹脂繊維を用いることが好ましい。原料繊維には、繊度１〜５０ｄtex、繊維長２０〜１００ｍｍの繊維を用いることが好ましい。
【０００９】
不織布基材の密度は、０．１ｇ／ｃｍ3未満ではポリウレタン樹脂溶液に含浸してもポリウレタン樹脂が繊維の間隙を通じて流出し繊維に付着しにくく、０．２ｇ／ｃｍ3を超えるとポリウレタン樹脂の付着量が大きくなり繊維の間隙を塞いでしまうので、０．１〜０．２ｇ／ｃｍ3の範囲とすることが好ましい。
研磨布基体の厚さは目的により異なるが、１．５ｍｍ未満ではポリウレタン樹脂溶液に含浸後の乾燥時に厚さ方向でポリウレタン樹脂の移動（樹脂マイグレーション）が発生しポリウレタン樹脂の被覆厚さが偏りやすく、５．０ｍｍを超えると不織布基材の内部までポリウレタン樹脂溶液が浸透できなくなるので、１．５〜５．０ｍｍの範囲とすることが好ましい。
【００１０】
前記研磨布基体に樹脂を含浸させることにより、本発明の研磨パッドを製造する。本発明は、前記樹脂中に、樹脂全質量に対して、０．５〜１８質量％の導電性微粒子を含むことが特徴である。
前記導電性微粒子を添加することにより、研磨速度を低下させることなく、被研磨物表面に存在するスクラッチの数を減らすことができる。導電性微粒子の量は、樹脂全質量に対して、好ましくは０．９〜１７質量％、より好ましくは２．５〜１５質量％であり、更に好ましくは４〜１０質量％である。０．５質量％より少ないと十分にスクラッチ数を低減することができない。また、１８質量％より多くなると、徐々に研磨速度が低下し、更にスクラッチ数の低減効果も無くなってくる。
【００１１】
後述するように、１次含浸樹脂と２次含浸樹脂にわけて樹脂を含浸する場合には、導電性粒子をどちらか一方、あるいは双方の樹脂に加えてもよい。少なくとも２次含浸樹脂に含むように添加することが好ましい。すなわち、２次含浸樹脂のみあるいは１次含浸樹脂と２次含浸樹脂の双方に添加することが好ましい。更に１次含浸樹脂と２次含浸樹脂の双方に添加することがより好ましい。理由は明らかではないが、スクラッチ数を低減する効果が高くなるからである。なお、双方に添加する場合には、導電性微粒子の量は、導電性微粒子の１次含浸樹脂と２次含浸樹脂中の全質量の導電性微粒子に対し５０質量％以上が２次含浸樹脂中に含まれることが好ましい。
【００１２】
本発明は理論に拘束されるものではないが、本発明の導電性微粒子を使用する効果については以下の点が考察される。カーボンブラックやナノダイヤは、電子を放出する性質が知られている。放出された電子は導電性の単結晶、多結晶基板材料に入ると考えられ、電子が入りこんだ基板材料は壊れやすくなる。このため、研磨表面を効率的に研磨でき、表面のスクラッチが少なくなる効果を呈すると考えられる。
【００１３】
本発明において導電性微粒子は、例えば、カーボンブラック、ナノダイヤ等が挙げられるが、本発明の効果、特にスクラッチを少なくする観点から、カーボンブラックが好ましい。添加するカーボンブラックの種類は特に限定はなく、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いずれも使用できる。粒子の形状は特に限定されないが、粒子サイズ（平均直径）は１０〜１００ｎｍ程度が好ましく、１０〜３０ｎｍであることがより好ましい。
【００１４】
ストラクチャー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、ストラクチャーを構成するカーボンブラック粒子の数が多くなるほど粒子間の空隙が増大するため、ストラクチャー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。
本発明において、カーボンブラックのストラクチャーはＤＢＰ吸油量が４０〜２００ｃｍ3／１００ｇ程度であることが好ましく、５０〜９０ｃｍ3／１００ｇであることがより好ましい。
【００１５】
本発明において、樹脂は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エラストマー、生ゴム等が挙げられ、更に詳細には、ポリアミド、ポリアクリル、ポリオレフィン、ポリビニル、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリウレタン、ポリイミド樹脂等の熱可塑性樹脂、ポリウレタン、エポキシ、フェノール、メラミン、ウレア、ポリイミド等の熱硬化性樹脂が挙げられる。エラストマー又は生ゴムとしては、ジエン系エラストマー（例えば１，２−ポリブタジエン等）、オレフィン系エラストマー（例えばエチレン−プロピレンゴムとポリプロピレン樹脂を動的に架橋したもの等）、ウレタン系エラストマー、ウレタン系ゴム（例えばウレタンゴム等）、スチレン系エラストマー（例えばスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体の水素添加物等）、共役ジエン系ゴム（例えば高シスブタジエンゴム、低シスブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、スチレン−イソプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム等）、エチレン−α−オレフィンゴム（例えばエチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−非共役ジエンゴム等）、ブチルゴム、その他のゴム（例えばシリコーンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、多硫化ゴム等）等を挙げることができる。また、これらの樹脂を混合して用いてもよい。
【００１６】
本発明において、樹脂は、少なくとも２回にわけて含浸することにより形成されたものであることが好ましい。このように２回にわけて含浸することにより、樹脂を十分量含浸させやすく、導電性微粒子が樹脂内に安定して担持されるからである。樹脂の種類と導電性微粒子のサイズや性状により、３回以上にわけて含浸してもよい。
【００１７】
また、導電性微粒子を含んだ樹脂を含浸する前に、繊維間に形成された空隙を維持するために、乾式樹脂（乾式凝固法により形成された樹脂）を事前に含浸して繊維を仮止めしてもよい。これにより繊維間に形成された空隙が維持されるため、導電性微粒子を含んだ樹脂を十分含浸させることができる。なお、本明細書において「樹脂全質量」という場合には、複数回にわけて含浸した樹脂質量の全合計量を意味する。
仮止めに使用される乾式樹脂の付着量は、繊維集合体質量（樹脂非含浸）の１０質量％以下であることが好ましい。一次含浸樹脂の付着量は、繊維集合体質量の５０〜８０質量％であることが好ましい。二次含浸樹脂の付着量は、繊維集合体質量の５０〜８０質量％であることが好ましい。
【００１８】
１次含浸樹脂と２次含浸樹脂は、上述した樹脂からそれぞれ任意に選択することができるが、２次含浸樹脂として、乾式凝固により形成される樹脂が好ましい。そのような樹脂の例としては、ポリウレタン、エポキシ、フェノール、メラミン、ウレア、ポリイミド等、が挙げられる。
【００１９】
更に１次含浸樹脂は、湿式凝固により形成される樹脂が好ましい。そのような樹脂の例としては、ポリウレタン、ポリウレタンポリウレア等のポリウレタン系、ポリアクリレート、ポリアクリロニトリル等のアクリル系、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリフッ化ビニリデン等のビニル系、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン等のポリサルホン系、アセチル化セルロース、ブチリル化セルロース等のアシル化セルロース系、ポリアミド系、ポリスチレン系、等が挙げられる。
１次含浸樹脂量と、２次含浸樹脂量は、質量比で１：１〜１：５程度であることが好ましい。
【００２０】
本発明の樹脂には、更に、架橋剤、添加剤等が含まれていてもよい。
架橋剤としては、多価イソシアネート化合物、有機ジアミン化合物等が挙げられる。架橋剤の量は、架橋させる樹脂（１次含浸樹脂あるいは２次含浸樹脂各々）に対して、１〜２０質量％程度添加することが好ましい。
添加剤としては、発泡を促進させる親水性活性剤及びポリウレタン樹脂の凝固再生を安定化させる疎水性活性剤等を用いることができる。親水性添加剤としては、例えば、カルボン酸塩、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、燐酸エステル塩等のアニオン界面活性剤を使用する。疎水性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、パーフルオロアルキルエチレンオキサイド付加物、グリセリン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステルなどのノニオン系界面活性剤や、アルキルカルボン酸などのアニオン系界面活性剤を用いることができる。添加量は添加剤の種類や樹脂の種類によって異なり、特に制限されるものではないが、例えば、樹脂溶液１００質量部に対して０．２〜１０質量部の間で添加する。
【００２１】
化合物半導体とは、II−VI族、III−V族、IV−IV族の２種以上の元素が結合して半導体の性質を示す物質によりなる基板を意味し、例えば、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）基板、ＧａＮ（窒化ガリウム）基板等が挙げられる。
【００２２】
ＳｉＣ単結晶を例に簡単に製造方法について説明する。
ＳｉＣ単結晶は昇華再結合法という結晶成長法で製造される。２４００℃という高温のるつぼの中でＳｉＣ粉末を昇華させ、その蒸気を種結晶上に再結合させることでＳｉＣインゴットを得る。出来上がったインゴットはダイヤモンド電着ワイヤーソー等により切断し単結晶基板を得る。
得られた単結晶基板をラッピングにより表面のスクラッチを除去するが、完全に除去することができないため仕上げ研磨処理を行うことでスクラッチを除去する。
得られた基板単結晶上に異なる導電型や所定の抵抗率を持つ単結晶層を基板の結晶構造に連続して成長させるエピタキシャル成長を行うことでＳｉＣウェハーを製造するが、基板表面にスクラッチ等があるとエピタキシャル成長させた単結晶層に欠陥が出てしまう。このため、エピタキシャル成長の前に基板の欠陥は仕上げ研磨処理により取り除いておく必要がある。
【００２３】
本発明の研磨パッドは、特に、従来の研磨パッドでは、スクラッチ数を低減するために非常に時間がかかっていた化合物半導体の研磨、特に上述した仕上げ研磨処理に適している。十分な研磨速度をもってスクラッチ数を低減することができるからである。
なお、本発明の研磨パッドの研磨面には必要に応じて適宜ミゾ加工を行ってもよい。
【００２４】
２．研磨パッドの製造方法
本発明の研磨パッドの製造方法は、研磨布基体を用意し、乾燥後の樹脂全質量に対して０．５〜１８質量％の導電性微粒子を含む樹脂溶液に前記基体を含浸させる工程を含む。
本発明の方法において、樹脂溶液は、上述した導電性微粒子を含む樹脂を溶媒に溶解して作成する。溶媒の種類としては、湿式凝固の場合には、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、アセトン、アセトニトリル、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）等及びこれらの混合物が挙げられる。この中で特にＤＭＦが好ましい。乾式凝固の場合には、ＤＭＦ，ＭＥＫ及びこれらの混合物が挙げられる。
溶媒量は、特に制限されないが、樹脂固形分濃度が例えば１０〜５０（ｖ／ｗ）％となるように添加すればよい。
【００２５】
前記樹脂溶液に、研磨布基体を浸漬する。５〜４０℃程度で１〜３０分程度浸漬すれば良い。浸漬後乾燥して、溶媒を除去する。
その後、使用する樹脂の種類により、任意に、熱硬化処理などを行う。
【００２６】
前記樹脂溶液に基体を含浸させて樹脂を形成する工程は、１次含浸樹脂溶液に基体を含浸させて樹脂を形成する工程及び２次含浸樹脂溶液に基体を含浸させて樹脂を形成する工程を含むことが好ましい。
【００２７】
（１次含浸工程）
各含浸工程で含浸する方法に特に規定はないが、１次含浸で乾式樹脂を直接シート状繊維基材に含浸し、乾燥炉内において溶剤乾燥と樹脂の硬化を同時に行わせる場合、乾燥硬化までの間に繊維基材の厚さ方向に樹脂移行が起こり、研磨クロスの厚み方向で樹脂量が不均一となる可能性がある。このため、次の含浸工程で含浸する樹脂が不均一になり物性のバラツキが発生する可能性がある。従って、１次含浸では湿式凝固法を使用することが好ましい。
【００２８】
湿式凝固法とは、不織布等の基体を樹脂溶液に含浸させ、含浸後の不織布を樹脂に対して貧溶媒である水を主成分とする水系凝固液に常温で浸漬することで樹脂を凝固再生させることにより行う方法である。凝固液中では、不織布の繊維に付着している樹脂溶液の表面で樹脂溶液の溶媒（例えばＤＭＦ）と凝固液との置換の進行により樹脂が繊維の表面に凝固再生される。本発明の方法では、上記樹脂溶液に導電性微粒子を予め添加しておく。
【００２９】
洗浄・乾燥工程では、表面に樹脂が凝固再生された不織布基材を水等の洗浄液中で洗浄し不織布基材中に残存するＤＭＦ等の溶媒を除去する。洗浄後、不織布基材を洗浄液から引き上げ、マングルローラ等を用いて余分な洗浄液を絞り落とす。その後、不織布基材を、１００℃〜１５０℃（例えば、約１２０℃）の乾燥機中で乾燥させてもよい。
【００３０】
ポリウレタン樹脂等の樹脂溶液に予め多価イソシアネート化合物のような架橋剤を含ませておき、前記乾燥を行った後、熱処理等により架橋剤による架橋反応を進行させ、架橋された樹脂層を更に作成してもよい。
熱処理工程では、例えば、乾燥後の不織布基材を、１００〜１３０℃（例えば、約１１０℃）に設定された加熱機中でおよそ１２〜３６時間（例えば１７時間）加熱する。この加熱処理により、凝固再生した樹脂の分子間に、樹脂溶液に予め含有された多価イソシアネート化合物等の架橋剤により架橋結合が形成される。ポリエステル繊維の表面には、架橋された樹脂による架橋樹脂層が形成される
【００３１】
前記乾燥後あるいは架橋後、更にバフ処理又はスライス処理工程を行ってもよい。
バフ処理工程では、第１層形成後（１次含浸後）の不織布基材の両面側にバフ処理を施してもよい。繊維の表面に熱硬化被覆層が形成された不織布基材では、両面側の樹脂量が多く、繊維間の空隙が狭められているため、両面側にバフ処理を施すことで、空隙が狭められた部分を除去する。このとき、樹脂量が多い部分を除去するためには、両面をそれぞれ、厚さ０．１〜０．７ｍｍバフ処理する必要がある。
【００３２】
（２次含浸工程）
２次含浸樹脂溶液に基体を含浸させて樹脂を形成する工程は、乾式凝固法により行うことが好ましい。乾式凝固法とは、モノマーあるいはプレポリマーを含む溶剤溶液あるいはポリマー（樹脂）を含む溶剤溶液に、不織布等の基体を浸漬して、モノマーについては加熱等により硬化させた後、溶剤を除去して行う。
本明細書において「樹脂溶液に前記基体を含浸させて樹脂を形成する工程」という場合、前記「樹脂溶液」には、モノマーあるいはプレポリマーを含む溶剤溶液のような溶液を含むものとする。
【００３３】
２次含浸工程についてより具体的に例を挙げて説明する。
一つの例は、不織布等の基体を、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー、有機ジアミン化合物等のモノマーを含む樹脂の溶剤溶液に浸漬し、基体にモノマーを含浸させる。
他の例は、一次含浸で用いた溶剤溶液に含有された熱硬化性ポリウレタン樹脂の濃度の少なくとも１／２以下の濃度で熱硬化性ポリウレタン樹脂を溶解した溶剤溶液に含浸する。
前者の溶剤溶液を用いた場合、二次含浸工程では、イソシアネート末端ウレタンプレポリマと、有機ジアミン化合物とを、例えばメチルエチルケトン（以下、ＭＥＫと略記する。）に溶解した溶剤溶液に、両面がバフ処理された不織布中間体を浸漬した後、一次含浸工程と同様にマングルローラを用いて過剰な溶剤溶液を絞り落とし、不織布中間体に均一に含浸させる。
溶剤溶液の固形分濃度は、例えば、３０〜７０質量％の範囲とすることが好ましい。また、架橋剤の固形分濃度は、４〜２０質量％が好ましい。二次含浸は、５〜４０℃で行うことが好ましく、２０〜３０℃が更に好ましい。二次含浸をこの温度範囲で行うことで、溶剤溶液に含有された有機ジアミン化合物による架橋反応の進行が抑制される。
【００３４】
また、導電性微粒子を含んだ樹脂を含浸する前（あるいは一次含浸工程前）に、繊維間に形成された空隙を維持するために、乾式樹脂を事前に含浸して繊維を仮止めしてもよい。この時の乾式樹脂の付着量は、繊維集合体質量（樹脂非含浸）の１０質量％以下であることが好ましい。これにより繊維間に形成された空隙が維持されるため、繊維間に導電性微粒子を含んだ樹脂を十分含浸させることができる。
【００３５】
本発明の研磨パッドは、上述した樹脂含浸処理工程の後、任意に、乾燥、架橋、熱硬化処理等を行い、その後、０．５〜２．０ｍｍ程度の厚さにスライスすることが好ましい。
また、スライスした後、更に表面のバフ処理を行うことが好ましい。バフ処理は、バフ機により処理することができる。バフ機は表面が略平坦に形成された圧接ローラを備えている。圧接ローラの表層には、ゴム等の弾性材で弾性層が形成されている。圧接ローラの反対側には、樹脂含浸不織布を介して圧接ローラと対向するように、樹脂含浸不織布をバフ処理するためのバフローラが配置されている。バフローラの表面には、バフシートとしてのサンドペーパーが貼付されている。バフ処理時には、圧接ローラの表面に樹脂含浸不織布の裏面を圧接させる。樹脂含浸不織布が圧接ローラの表面で略平坦に支持された状態で、反対面側にバフローラでバフ処理が施される。バフ量は圧接ローラとバフローラの間隔（クリアランス）を適宜変更することで調整する。サンドペーパーの番手、バフ量、処理スピードは適宜調整するが、サンドペーパーの番手は＃１００〜＃２００、バフ量０．０５〜１．０ｍｍ、処理スピードは０．５〜５ｍ/ｍｉｎで処理することが好ましい。
【００３６】
本発明の研磨パッドを製造する方法の一例を挙げると以下のとおりとなる。
(i)不織布基体に含浸した熱硬化性ポリウレタン樹脂を湿式凝固させた後乾燥し、熱処理により湿式凝固した熱硬化性ポリウレタン樹脂を架橋する第１の工程
(ii)第１の工程で樹脂層が形成された繊維集合体の両面をバフ処理する工程
(iii)バフ処理された繊維集合体をイソシアネート末端ウレタンプレポリマと架橋剤との溶剤溶液に含浸する２次含浸工程と、乾燥熱処理により２次含浸工程で含浸したイソシアネート末端ウレタンプレポリマを架橋剤で架橋させる工程
(iv)２次含浸後、架橋剤で架橋した繊維集合体をスライスする工程
(v)スライスした繊維集合体をバフ処理する工程
上記方法において、導電性微粒子は(i)及び／又は(iii)の工程で樹脂に添加する。
【００３７】
他の態様として、以下のように、熱硬化性ポリウレタン樹脂を用いて不織布基体に繊維を仮止めさせる工程を含む方法が挙げられる。
(a)不織布基体に乾式樹脂を含浸させたのち、乾燥、熱処理により樹脂を硬化させることで繊維を仮止めする工程
(b)工程(a)で仮止めした繊維集合体をスライスする工程
(i)工程(b)の繊維集合体、熱硬化性ポリウレタン樹脂を含浸し、湿式凝固させた後乾燥し、熱処理により湿式凝固した熱硬化性ポリウレタン樹脂を架橋する第１の工程
(ii)第１の工程で樹脂層が形成された繊維集合体の両面をバフ処理する工程
(iii)バフ処理された繊維集合体をイソシアネート末端ウレタンプレポリマと架橋剤との溶剤溶液に含浸する２次含浸工程と、乾燥熱処理により２次含浸工程で含浸したイソシアネート末端ウレタンプレポリマを架橋剤で架橋させる工程
(vi)２次含浸後、架橋剤で架橋した繊維集合体をスライスする工程
(v)スライスした繊維集合体をバフ処理する工程
上記方法において、導電性微粒子は(i)及び／又は(iii)の工程で樹脂に添加する。
【実施例】
【００３８】
以下の工程により研磨パッドを製造した。
１）製造工程
(i)不織布基体（繊維名：ポリエステル）（目付：０．１３８ｇ／ｃｍ3）（厚さ：３．４ｍｍ）に乾式樹脂バーノックＤＮ９５０（ＤＩＣ社製）（ポリイソシアネートプレポリマー／ＤＭＦ＋ＭＥＫ、８質量％濃度）を含浸させたのち、乾燥（１２０℃）、熱処理（１１０℃、１７時間）により樹脂を硬化させることで繊維を仮止めした。
(ii)前記(i)の工程で仮止めした不織布基体を厚さ２．２〜２．３ｍｍにスライスした。
(iii)前記(ii)の不織布基体に熱硬化性ポリウレタン樹脂を含浸し、湿式凝固させた後乾燥し、熱処理（１１０℃、１７時間）により、湿式凝固した熱硬化性ポリウレタン樹脂を架橋した（１次含浸工程）。
(iv)前記(iii)の工程で樹脂層が形成された繊維集合体の両面をバフ処理し、厚さ１．９５ｍｍの繊維集合体を得た。
(v)前記(iv)の工程でバフ処理した繊維集合体を、イソシアネート末端ウレタンプレポリマと架橋剤との溶剤溶液に含浸した後、乾燥（１２０℃）、熱処理（１１０℃、２４時間）により含浸したイソシアネート末端ウレタンプレポリマを架橋剤で架橋した（２次含浸工程）。
(vi)前記(v)の工程後、架橋剤で架橋した繊維集合体を１．５〜１．６ｍｍ厚にスライスした。
(vii)スライスした繊維集合体を更にバフ処理して最終厚み１．３ｍｍの研磨パッドを得た。
カーボンブラック（平均直径１６ｎｍ，吸油量：６９）は(iii)(v)の両工程（実施例６、７では一方の工程）で、エステル系ウレタン樹脂に分散させたカーボンブラックを所定のカーボンブラック量になるように樹脂に添加した。
比較例３では、カーボンブラックの代わりにシリカ（粒径：約２０ｎｍ、比重１．０７０〜１．１００）を使用した。
各樹脂、カーボンブラック、架橋剤、溶剤の量を、表１及び２に示した。
なお、仮止め工程における乾式樹脂の付着量は、繊維集合体質量（樹脂非含浸）の１０質量％であった。一次含浸樹脂の付着量は、繊維集合体質量の７５質量％であった。二次含浸樹脂の付着量は、繊維集合体質量の６５質量％であった。従って、仮止め樹脂、一次含浸樹脂及び二次含浸樹脂の合計付着量は、繊維集合体質量の１５０質量％であった。
【００３９】
表１及び２における略号の意味を以下に記載する。
ＭＤＩ：ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート
ＭＢＯＣＡ：４，４’−メチレン−ビス［２−クロロアニリン］
ＤＭＦ：ジメチルホルムアミド
添加剤Ａ：成膜安定剤、セルロース系添加剤(アセチルブチルセルロース)
【００４０】
２）研磨評価方法
(i)研磨方法
研磨装置にＳｉＣ基板、研磨パッドをセットし、研磨剤を間欠的にパッドに滴下しながら研磨した。
研磨剤はＤＳＣ−０９０１（（株）フジミインコーポレーテッド製）を使用し、１分間に１２ｃｃを研磨パッドに滴下した。定盤の回転速度は３５ｒｐｍとした。
加圧ヘッドによりＳｉＣ基板を研磨パッドに押し付ける圧力は０．１ＭＰａ（５３０ｇ／ｃｍ2）とした。
尚、ＳｉＣ基板は３インチ（直径７．６２ｃｍ）を５枚使用してＳｉ面の研磨を行った。研磨時間は６時間行った。
【００４１】
(ii)物性
（厚さ）
日本工業規格（ＪＩＳ  Ｋ６５５０）に記載された厚さ測定方法に準じて、ポリウレタンシートの厚さを測定した。すなわち、ポリウレタンシートに厚さ方向に初荷重として１ｃｍ2あたり１００ｇの荷重をかけた（負加した）ときのシート厚みを測定した。シートを縦１０ｃｍ×横１０ｃｍの１００ピースに切り分け、１ピースにつき四隅および中心部の厚みをダイヤルゲージ（最小目盛り０．０１ｍｍ）を使用して最小目盛りまで読み取り計測し、５点の平均値を１ピースの厚みとした。シートの平均厚みは、１００ピースについてそれぞれ測定した厚みの平均値とした。
【００４２】
（Ａ硬度）
Ａ硬度は、ＪＩＳ  Ｋ７３１１に準じて測定した。
（密度ｇ／ｃｍ3）
所定サイズの大きさに切り出した試料の重量（ｇ）を測定して、サイズから体積（ｇ／ｃｍ3）を求めることにより算出した。
（圧縮率％）
圧縮率は、ＪＩＳ  Ｌ  １０２１に従い、圧縮時の厚み減少分を測定し、圧縮前の厚さに対する圧縮時の厚み減少分の百分率を算出した。
（圧縮弾性率％）
圧縮率は、ＪＩＳ  Ｌ  １０２１に従い算出した。
（テーバー摩耗（ｍｇ／１０００回））
日本工業規格（ＪＩＳ  Ｋ  ６９０２）のテーバー摩耗試験に準じた方法に従い測定した。
【００４３】
(iii)顕微鏡写真
実施例３の研磨パッドの断面の顕微鏡写真（５０倍）を図１に示す。
実施例３の研磨パッドの表面（上面）の顕微鏡写真（５０倍）を図２に示す。
【００４４】
(iv)評価方法
・レート：研磨前後の重量を測定して減少量を算出した（ｎ＝５）。ＳｉＣ密度＝３．２２ｇ／ｃｍ3のものを使用した。
・スクラッチ測定：コンフォーカル（共焦点）顕微鏡を使用して基板１枚当たりのスクラッチ数を測定した。
【００４５】
【表１】
0005990830.tif 000002
【００４６】
【表２】
0005990830.tif 000003
【００４７】
表１及び表２から以下のことが明らかである。
本発明の導電性微粒子であるカーボンブラックを０．５〜１８質量％含む場合には、それぞれ、研削量、研磨レートが十分に大きく、かつスクラッチ数を低減することができた（実施例１〜８）。なお、１次含浸樹脂のみにカーボンブラックを添加した場合（実施例６）には、双方に添加した場合（実施例３）と比較して研磨レートはほぼ同等であったが、スクラッチ数の低減効果が弱かった。
一方、カーボンブラックを全く含まない場合には、研磨レートの低下はあまり見られないが、スクラッチ数は１．４個／基板１枚（５回平均）（研磨前は無数のスクラッチあり）であり、低減できなかった（比較例１）。また、カーボンブラックを１８質量％より多く添加した場合には、研磨レートが低下し、更にスクラッチも十分に低減できなかった（比較例２）。カーボンブラックをシリカに変更した場合には、スクラッチの低減効果が無かった（比較例３）。
【図１】
0005990830.tif 000004
【図２】
0005990830.tif 000005