(57)【要約】  研磨システムは、研磨される基材と、研磨パッドとを含む。研磨パッドは、基層及び耐摩耗層を含む。システムは、研磨パッドと基材との間に配置された研磨溶液を更に含む。研磨溶液は、流体成分及び複数のセラミック研磨材複合体を含む。セラミック研磨材複合体は、多孔質セラミックマトリックス全体にわたって均一に分散された個々の研磨粒子を含む。多孔質セラミックマトリックスの少なくとも一部は、ガラス質セラミック材料を含む。セラミック研磨材複合体は、流体成分中に分散されている。【選択図】図１
2019513161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨される基材と、
基層及び耐摩耗性層を含む研磨パッドと、
前記研磨パッドと前記基材との間に配置された研磨溶液と
を含む、研磨システムであって、
前記研磨溶液が、流体成分及び複数のセラミック研磨材複合体を含み、
前記セラミック研磨材複合体が、多孔質セラミックマトリックス全体にわたって均一に分散された個々の研磨粒子を含み、
前記多孔質セラミックマトリックスの少なくとも一部が、ガラス質セラミック材料を含み、
前記セラミック研磨材複合体が、前記流体成分中に分散されている、研磨システム。
【請求項２】
前記基層が、前記基材の最も近くに位置する第１の主面を有し、前記耐摩耗性層が、前記基層の前記第１の主面上に配置されている、請求項１に記載の研磨システム。
【請求項３】
前記耐摩耗性層が、超高分子量ポリエチレンを含む、請求項１に記載の研磨システム。
【請求項４】
前記耐摩耗性層が、１〜５ミルの平均厚さを有する、請求項１に記載の研磨システム。
【請求項５】
前記基層が高分子である、請求項１に記載の研磨システム。
【請求項６】
前記基層がポリプロピレンを含む、請求項１に記載の研磨システム。
【請求項７】
前記研磨パッドが、前記基層の前記主面のうちいずれか又は両方から前記基層へ延びている複数のキャビティを更に含む、請求項１に記載の研磨システム。
【請求項８】
前記流体成分が、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセロール、又はエチレングリコールのオリゴマーを含む、請求項１に記載の研磨システム。
【請求項９】
前記研磨粒子が、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、溶融酸化アルミニウム、セラミック酸化アルミニウム、熱処理済み酸化アルミニウム、炭化ケイ素、炭化ホウ素、アルミナジルコニア、酸化鉄、セリア、又はガーネットを含む、請求項１に記載の研磨システム。
【請求項１０】
前記研磨粒子がダイヤモンドを含む、請求項１に記載の研磨システム。
【請求項１１】
前記セラミック研磨材複合体が、５００ミクロン未満の平均粒径を有する、請求項１に記載の研磨システム。
【請求項１２】
前記セラミック研磨材複合体の平均サイズが、前記研磨粒子の平均サイズの少なくとも約５倍である、請求項１に記載の研磨システム。
【請求項１３】
前記多孔質セラミックマトリックスが、酸化アルミニウム、酸化ホウ素、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化ナトリウム、酸化マンガン、又は酸化亜鉛を含むガラスを含む、請求項１に記載の研磨システム。
【請求項１４】
前記流体成分中の前記研磨材複合体の濃度が、０．０６５重量％〜６．５重量％である、請求項１に記載の研磨システム。
【請求項１５】
前記多孔質セラミックマトリックスが、少なくとも４０重量％のガラス質セラミック材料を含む、請求項１に記載の研磨システム。
【請求項１６】
基材を研磨する方法であって、
研磨される基材を準備することと、
基層及び耐摩耗性層を含む研磨パッドを準備することと、
流体成分及び複数のセラミック研磨材複合体を含む研磨溶液を準備することであって、前記セラミック研磨材複合体が、多孔質セラミックマトリックス全体にわたって均一に分散された個々の研磨粒子を含み、
前記多孔質セラミックマトリックスの少なくとも一部が、ガラス質セラミック材料を含み、
前記セラミック研磨材複合体が、前記流体成分中に分散されている、研磨溶液を準備することと、
前記基材と前記研磨パッドとの間に前記研磨溶液を位置決めすることと、
前記基材が研磨されるように、前記基材及び前記研磨パッドを互いに対して動かすことと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［分野］
本開示は、基材の研磨に有用な研磨溶液及びかかる研磨溶液の使用方法に関する。
【０００２】
［背景］
超硬基材の研磨には、様々な物品、システム及び方法が導入されてきた。このような物品、システム、及び方法は、例えば、Ｃ．Ｚ．Ｌｉ  ｅｔ．ａｌ．，Ｐｒｏｃ．ＩＭｅｃｈＥ  Ｖｏｌ．２２５  Ｐａｒｔ  Ｂ：Ｊ．Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ、及びＹ．Ｗａｎｇ，ｅｔ．ａｌ，Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｖｏｌｓ．１２６−１２８  （２０１０）  ｐｐ４２９−４３４  （２０１０）  Ｔｒａｎｓ  Ｔｅｃｈ  Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄに記載されている。
【０００３】
［概要］
いくつかの実施形態において、研磨システムが提供される。システムは、研磨される基材と、研磨パッドとを含む。
【０００４】
研磨パッドは、基層及び耐摩耗層を含む。
【０００５】
システムは、研磨パッドと基材との間に配置された研磨溶液を更に含む。研磨溶液は、流体成分及び複数のセラミック研磨材複合体を含む。
【０００６】
セラミック研磨材複合体は、多孔質セラミックマトリックス全体にわたって均一に分散された個々の研磨粒子を含む。多孔質セラミックマトリックスの少なくとも一部は、ガラス質セラミック材料を含む。セラミック研磨材複合体は、流体成分中に分散されている。
【０００７】
いくつかの実施形態において、基材の研磨の方法が提供される。方法は、研磨される基材を準備することと、研磨パッドを準備することとを含む。研磨パッドは、基層及び耐摩耗層を含む。方法は、研磨溶液を準備することを更に含む。研磨溶液は、流体成分及び複数のセラミック研磨材複合体を含む。
【０００８】
セラミック研磨材複合体は、多孔質セラミックマトリックス全体にわたって均一に分散された個々の研磨粒子を含む。多孔質セラミックマトリックスの少なくとも一部は、ガラス質セラミック材料を含む。セラミック研磨材複合体は、流体成分中に分散している。方法は、基材と研磨パッドとの間に研磨溶液を位置決めすることと、基材が研磨されるように、基材及び研磨パッドを互いに対して動かすこととを更に含む。
【０００９】
上記の本開示の概要は、本開示の各実施形態を説明することを意図したものではない。本開示の１つ以上の実施形態の詳細は、以下の説明にも記載される。本開示の他の特徴、目的及び利点は、説明及び特許請求の範囲から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
以下の本開示の様々な実施形態の詳細な説明を、添付図面と併せて考慮することで、本開示をより完全に理解することができる。
【図１】本開示のいくつかの実施形態による物品及び方法を利用するための研磨システムの一例の概略図を示す。
【図２Ａ】本開示のいくつかの実施形態による研磨パッドの斜視上面図を示す。
【図２Ｂ】本開示のいくつかの実施形態による研磨パッドの概略断面図を示す。
【図２Ｃ】本開示のいくつかの実施形態による研磨パッドの概略断面図を示す。
【００１１】
［詳細な説明］
定義
本明細書で使用する場合、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、その内容が特に明確に指示しない限り、複数の指示対象を含むものとする。本明細書及び添付の実施形態において使用される場合、用語「又は」は、その内容が特に明確に指示しない限り、一般的に「及び／又は」を包含する意味で用いられる。
【００１２】
本明細書において使用される端点による数値範囲の記載は、その範囲内に含まれる全ての数を含む（例えば、１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８、４及び５を含む）。
【００１３】
特に指示がない限り、本明細書及び実施形態で使用する量又は成分、特性の測定値等を表す全ての数は、全ての場合、「約」という用語によって修飾されていると解するものとする。したがって、特に指示がない限り、前述の明細書及び添付の実施形態の列挙において示す数値パラメータは、本開示の教示を利用して当業者が得ようとする所望の特性に依存して変化しうる。最低でも、請求項記載の実施形態の範囲への均等論の適用を限定する試みとしてではなく、各数値パラメータは少なくとも、報告される有効桁の数に照らして、通常の四捨五入を適用することにより、解釈されるべきである。
【００１４】
現在、超硬基材（例えば、サファイア基材）仕上げ法は、研磨材充填金属板の使用と、それに続くコロイドシリカスラリーを用いた化学機械研磨を伴う、固定研磨プロセス又は研磨プロセスである。超硬基材のラッピング及び研磨の課題は、かかるプロセスの既知のバージョンを使用しても解決されてはいない。例えば、不適切な材料除去速度、不十分な表面仕上げ、表面下損傷、高コスト、及びプロセス全体の困難さの全てが、かかる既知のプロセスと関連付けられてきた。
【００１５】
本開示は、従来の研磨プロセスに関連する上述の課題の多くを克服する、超硬基材を研磨するために有用な物品、システム及び方法を対象とする。
【００１６】
機械的及び化学機械的平坦化プロセスは、基材（例えば、半導体ウェハ、電界放出ディスプレイ及び他の多くのマイクロ電子基板）の表面から材料を除去して、当該基材に平坦な表面を所望の高さで形成するものである。
【００１７】
図１は、本開示のいくつかの実施形態による物品及び方法を利用するための研磨システム１０の一例を概略的に図示する。図示する通り、システム１０は、プラテン２０、キャリアアセンブリ３０、研磨パッド４０、及び研磨パッド４０の主面の周囲に配置される研磨溶液５０の層を含んでいてもよい。研磨システム１０の動作中、駆動アセンブリ５５がプラテン２０を回転させ（矢印Ａ）、研磨パッド４０を動かし、研磨動作を実行できる。研磨パッド４０及び研磨溶液５０は、別々に、又は組み合わせて、機械的及び／又は化学的に、基材１２の主面から材料を除去するか、又はこれを研磨する、研磨環境を定義できる。研磨システム１０を用いて基材１２の主面を研磨するため、キャリアアセンブリ３０は、研磨溶液５０の存在下で、基材１２を研磨パッド４０の研磨表面４２に対して圧迫できる。次に、プラテン２０（そしてそれゆえ研磨パッド４０）及び／又はキャリアアセンブリ３０を、互いに対して動かし、基材１２を研磨パッド４０の加工面４２全体にわたって並進させる。キャリアアセンブリ３０は、回転（矢印Ｂ）でき、任意選択により水平方向に横断（矢印Ｃ）できる。結果として、研磨環境中の研磨粒子（研磨パッド４０内及び／若しくは研磨溶液５０中に含有し得る）並びに／又は化学物質が、基材１２の表面から材料を除去する。図１の研磨のシステム１０は、本開示の物品及び方法との関連で用いてもよい研磨システムの一例にすぎず、他の従来の研磨システムを、本開示の範囲を逸脱することなく使用できることを理解されたい。
【００１８】
いくつかの実施形態では、本開示の研磨パッド４０は、第１及び第２の主面６５、６７（例えば、第１及び第２の主平面）を有するポリマー材料の基層を含むことができる。研磨パッドは、基層の第１及び第２の主面６５、６７のいずれか又は両方から基層へ延びている複数のキャビティを更に含んでよい。例えば、図２Ａ〜２Ｃに示すように、研磨パッド４０は、第１の主面６５を有する基層６０と、第１の主面６５から基層６０へ延びている複数のキャビティ７０とを含んでよい。キャビティ７０は、任意の所望の距離で（例えば、基層６０全体にわたって）基層６０へ延びていてよい。あるいは、基層６０の第１及び第２の主面のいずれかは又は両方とも、連続面であってよい（すなわち、キャビティを含まない）。第１の主面がキャビティを含み、第２の主面が連続している実施形態では、いずれかの主面が加工面４２（すなわち、研磨される基材に最も近く、研磨プロセス中に研磨溶液と接触することが意図されるパッドの表面）として用いられ得ることを理解されたい。
【００１９】
例示的な実施形態では、研磨パッド４０の基層をポリマー材料で形成してよい。例えば、基層は、熱可塑性材料、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンオキシド、ポリスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリスチレン、ポリオキシメチレンプラスチック等、熱硬化性樹脂、例えば、ポリウレタン、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリイミド及び尿素ホルムアルデヒド樹脂、放射線硬化樹脂又はこれらの組み合わせから形成されてよい。いくつかの実施形態では、基層は、ポリプロピレンを含んでよい又はそれから形成されてよい。基層は、１つの材料層のみから本質的になっていてもよいし、多層構造を有してもよい。例えば、基層は、複数の層、又は積層を含んでいてもよく、積層の個々の層が好適な締結機構（例えば接着）により互いに連結される。基層（又は積層の個々の層）は、任意の形状及び厚さを有してよい。基層の厚さ（すなわち、第１及び第２の主面に対して垂直方向の基層の寸法）は、１０ｍｍ未満、５ｍｍ未満、１ｍｍ未満、０．５ｍｍ未満、０．２５ｍｍ未満、０．１２５ｍｍ未満又は０．０５ｍｍ未満であってよい。
【００２０】
種々の実施形態では、キャビティ７０は、任意のサイズ及び形状を有してよい。例えば、キャビティの形状は、立方体、円筒形、プリズム形、半球形、直方体、角錐形、切頭角錐形、円錐形、切頭円錐形、十字形、弓状若しくは平坦な底部表面を持つ柱状、又はこれらの組み合わせ等の多数の幾何学的形状の中から選択され得る。あるいは、キャビティのいくつか又は全てが不規則形状を有してもよい。いくつかの実施形態では、キャビティのそれぞれは、同じ形状を有する。あるいは、任意の数のキャビティが他の任意の数のキャビティとは異なる形状を有してもよい。
【００２１】
種々の実施形態では、キャビティを形成する側壁又は内壁の１つ以上が主面上部に対して垂直であってもよいし、あるいは、いずれかの方向に次第に細くなってもよい（すなわち、キャビティの底部又はキャビティの上部に向かって（主面に向かって）細くなる）。テーパを形成する角度は、約１〜７５度、約２〜５０度、約３〜３５度、又は約５〜１５度の範囲であってよい。キャビティの高さ、つまり深さは、少なくとも１μｍ、少なくとも１０μｍ、又は少なくとも８００μｍ；１０ｍｍ未満、５ｍｍ未満、又は１ｍｍ未満であり得る。キャビティ７０の高さは同じであってもよく、又は空洞の１つ以上は、任意の数の他のキャビティ７０と異なる高さを有してもよい。
【００２２】
いくつかの実施形態では、キャビティ７０は、第１の主面６５にて画定されるキャビティ開口部７０’を有してよく、このキャビティ開口部７０’は、少なくとも２μｍ、少なくとも２５μｍ、少なくとも５０μｍ又は少なくとも１００μｍ、２０ｍｍ未満、１０ｍｍ未満、５ｍｍ未満又は１ｍｍ未満の長さ（主面の平面におけるキャビティの最長寸法）及び少なくとも２μｍ、少なくとも２５μｍ、少なくとも５０μｍ又は少なくとも１００μｍ、２０ｍｍ未満、１０ｍｍ未満、５ｍｍ未満又は１ｍｍ未満の幅（主面の平面におけるキャビティの最短寸法）を有する。種々の実施形態では、キャビティ開口部７０’の１つ以上（最大でキャビティの全て）は、非溝様である（すなわち、キャビティ開口部７０’の長さと幅の比は、１、１．５未満、２未満又は３未満である）。
【００２３】
例示的な実施形態では、キャビティの１つ以上（最大で全て）は、角錐形又は切頭角錐形として形成され得る。このような角錐形状は、３〜６つの側面（底側を含まない）を有し得るが、それより多い数又は少ない数の側面を採用してもよい。
【００２４】
いくつかの実施形態では、キャビティ７０が整列された行及び列になる配列で、キャビティ７０を設けることができる。場合によっては、キャビティ７０の１つ以上の行は、キャビティ７０の隣り合う行と直線的に整列され（directly aligned）得る。あるいは、キャビティ７０の１つ以上の行は、キャビティ７０の隣り合う行からずらしてもよい。更なる実施形態では、キャビティ７０は、螺線状、螺旋状、コルク抜き状又は格子状に配列することができる。更なる実施形態では、キャビティ７０は、「ランダムな」配列に（すなわち、組織的パターンでなく）配置されてもよい。
【００２５】
種々の実施形態では、キャビティ７０のキャビティ開口部７０’は、互いに当接（ほぼ当接）してもよく、あるいは、キャビティ開口部７０’がいくらかの既定の距離だけ互いに離されてもよい。キャビティ開口部７０’の間隔は、１直線ｃｍ当たり少なくとも５，０００個の開口部、１直線ｃｍ当たり少なくとも４００個の開口部、１直線ｃｍ当たり少なくとも２００個の開口部、又は１直線ｃｍ当たり少なくとも１００個の開口部；１直線ｃｍ当たり０．５未満の開口部、１直線ｃｍ当たり１個未満の開口部、１直線ｃｍ当たり２個未満の開口部、又は１直線ｃｍ当たり１０個未満の開口部であり得る。加えて、間隔は、キャビティ開口部７０’の集結度が、別の箇所よりも一箇所において高くなるように異なっていてもよい（例えば、集結度は、主面の中央において最大であってもよい）。いくつかの実施形態では、少なくとも１個の開口部／４ｃｍ２、少なくとも１個の開口部／ｃｍ２、少なくとも４個の開口部／ｃｍ２、少なくとも１００個の開口部／ｃｍ２又は少なくとも１，０００個の開口部／ｃｍ２の領域間隔密度（area spacing density）である。複合体の領域間隔密度は、約１個の開口部／４ｃｍ２〜４０，０００個の開口部／ｃｍ２、約２０〜１０，０００個の開口部／ｃｍ２、又は約５０〜５，０００個の開口部／ｃｍ２の範囲である。
【００２６】
いくつかの実施形態では、前述の実施形態のいずれかと共に、キャビティ配列のうち１つ以上のキャビティ７０（最大で全て）には、研磨パッド３０の性能改善を促進する物質を少なくとも部分的に充填してもよい。好適なキャビティ充填物質には、延性のある金属、ワックス、研磨用ピッチ、有機若しくは無機組成物の多孔質材料、又はこれらの組み合わせを挙げることができる。キャビティ充填物質は、キャビティの体積の任意の部分（最大で全て）を充填してよい。キャビティのそれぞれには、同じキャビティ充填物質及び／又は充填量を供給してもよいし、異なる充填物質及び／又は充填量を供給してもよい。負荷領域の小さいキャビティを作ることにより、有効な圧力を増大することができ、プレストンの式等に関連付けられるように、除去速度も増大することになる。研磨用ピッチ又は発泡体等の弾性物質又は延性物質でキャビティを充填することは、粒子が加工物から跳ね返ってくるので、負荷領域に対する影響はほとんどなくなり得るが、「充填」により作業負荷領域の箇所に研磨作用粒子を効率的に供給することができる。キャビティが深すぎると、粒子がキャビティの底部に堆積するおそれがあり、場合によっては有効な研磨領域又は負荷領域から除去されることがある。多孔質ポリウレタン等の発泡体材料は、研磨粒子の高圧領域への送達を作り出すために使用されるキャビティ充填物の別の例である。除去速度又は研磨する加工物の表面仕上げを向上させるために、板状白色アルミナ等の結合が緩い粒子添加物を研削助剤としてキャビティに加えてもよい。
【００２７】
いくつかの実施形態では、耐摩耗性コーティングは、研磨パッドの第１及び第２の主面のいずれか一方又は両方の一部（最大ですべて）を重ね合わせることができる。例えば、図２Ｂに示すように、耐摩耗性コーティング７３を、主面６５、６７（キャビティ７０の内面を含む）に重ね合わせ、一致させることができる、又は実質的に一致させることができる。あるいは、図２Ｃに示すように、耐摩耗性コーティング７３は、主面６５、６７に一致させることができない又は実質的に一致させることができないが、平面的又は実質的に平面的なコーティングとして配置されてもよい。驚くべきことに、特定の耐摩耗性コーティングを有する研磨パッドが、研磨パッドの使用寿命を実質的に増加させながら、コーティングされていない研磨パッドによって達成される場合と近い除去速度をもたらすことが発見された。図２Ｂ及び図２Ｃは、第１及び第２の主面６５、６７の両方に重ね合わさる耐摩耗性コーティング７３を示すが、耐摩耗性コーティング７３は、研磨パッドの加工面上のみに存在し得ることを理解されたい。
【００２８】
いくつかの実施形態では、耐摩耗性コーティング７３は、ポリマー材料を含み得る又はそれから形成され得る。ポリマー材料は、その上に重なる構造の形状に適合するか又は実質的に適合するように選択されてもよい。例えば、耐摩耗性コーティング７３は、超高分子量ポリエチレン、ポリフェニレンスルフィド、ＡＢＳ、Ｔｅｆｚｅｌ［ＥＴＦＥ］、ポリカーボネート、Ｈｙｔｒｅｌ［ＴＰＥ］等を含んでもよい、又はこれらで形成されていてもよい。いくつかの実施形態では、耐摩耗性コーティング７３は、０．１〜２０、１〜１０、１〜５、又は２〜５ミルの平均厚さで存在し得る。耐摩耗性コーティング７３の厚さは、その表面全体にわたって均一であってもよい（例えば、任意の一点における厚さは、表面を横切る他の点よりも１０％未満又は２０％未満で変動し得る）。耐摩耗性コーティングは、例えば、感圧接着剤、共押出し又は他の接着剤を使用する等の従来の任意の機構によって研磨パッド上に堆積され得る。
【００２９】
いくつかの実施形態において、本開示の研磨パッドは、１つ以上の追加の層を含んでいてもよい。例えば、研磨パッドは、感圧接着剤、ホットメルト接着剤、又はエポキシ等の接着剤層を含んでいてもよい。「サブパッド」、例えば熱可塑性層、例えばポリカーボネート層は、パッドにより大きな剛性を付与でき、グローバル平坦性のために使用できる。サブパッドはまた、圧縮可能な材料の層、例えば発泡材料層を含んでいてもよい。熱可塑性層及び圧縮可能な材料の層の両方の組み合わせを含むサブパッドもまた使用できる。加えて又は代わりに、帯電気除去若しくはセンサ信号モニタリングのための金属フィルム、光透過のための光学的に透明な層、加工物のより微細な仕上げのための発泡層、又は研磨表面に「ハードバンド」若しくは硬い領域を付与するためのリブ付き材料が含まれていてもよい。
【００３０】
当業者であれば認識するように、本開示の研磨パッドは、例えば、成形、押出し、型押し及びこれらの組み合わせを含めた種々の方法に従って形成することができる。
【００３１】
いくつかの実施形態では、本開示の研磨溶液５０（一般に「スラリー」と呼ばれる）は、分散した及び／又は懸濁した研磨材複合体を有する流体成分を含んでよい。
【００３２】
種々の実施形態では、流体成分は、非水性又は水性であってよい。非水性流体は、少なくとも５０重量％の非水性流体、例えば、有機溶剤を有するものとして定義される。水性流体は、少なくとも５０重量％の水を有するものとして定義される。非水性流体成分には、アルコール、例えばエタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセロール、ポリエチレングリコール、トリエチレングリコール、アセテート、例えば酢酸エチル、トリアセチン、酢酸ブチル、ケトン、例えばメチルエチルケトン、有機酸、例えば酢酸、エーテル、トリエタノールアミン、トリエタノールアミンの錯体、例えばシリトラン（silitrane）若しくはホウ素等価物又はこれらの組み合わせを挙げることができる。水性流体成分は、上記の非水性流体のいずれかを含む、非水性流体成分を（水に加えて）含んでよい。流体成分は、水から本質的になっていてもよいし、流体成分中の水の量が少なくとも５０重量％、少なくとも７０重量％、少なくとも９０重量％又は少なくとも９５重量％であってもよい。流体成分は、非水性流体から本質的になっていてもよいし、流体成分中の非水性流体の量が少なくとも５０重量％、少なくとも７０重量％、少なくとも９０重量％又は少なくとも９５重量％であってもよい。流体成分が水性流体と非水性流体の両方を含むとき、得られる流体成分は、均質、すなわち単相溶液であってもよい。
【００３３】
例示的な実施形態では、流体成分は、研磨材複合体粒子が流体成分に不溶性であるように選択することができる。
【００３４】
いくつかの実施形態では、流体成分は、例えば、分散助剤、レオロジー変性剤、腐食防止剤、ｐＨ調整剤、界面活性剤、キレート剤／錯化剤、不動態化剤、発泡防止剤、及びこれらの組み合わせ等の１種以上の添加剤を更に含んでよい。分散助剤は、多くの場合、整合性のない又は好ましくない研磨性能をもたらす場合がある、スラリー中の凝集粒子の沈下、沈降、沈殿及び／又は軟凝集を防ぐために添加される。有用な分散剤には、比較的高分子量の脂肪族又は脂環式ハロゲン化物とアミン、例えばポリアルキレンポリアミンとの反応生成物であるアミン分散剤、並びにアルキル基が少なくとも３０個の炭素原子を含むアルキルフェノールとアルデヒド（特にホルムアルデヒド）及びアミン（特にポリアルキレンポリアミン）との反応生成物であるマンニッヒ分散剤を挙げることができる。アミン分散剤の例は、全て参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第３，２７５，５５４号、同第３，４３８，７５７号、同第３，４５４，５５５号、及び同第３，５６５，８０４号に記載されている。マンニッヒ分散剤の例は、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第３，０３６，００３号、同第３，２３６，７７０号、同第３，４１４，３４７号、同第３，４４８，０４７号、同第３，４６１，１７２号、同第３，５３９，６３３号、同第３，５８６，６２９号、同第３，５９１，５９８号、同第３，６３４，５１５号、同第３，７２５，４８０号、同第３，７２６，８８２号及び同第３，９８０，５６９号に記載されている。
【００３５】
Ｌｕｂｒｉｚｏｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｗｉｃｋｌｉｆｆｅ，Ｏｈｉｏ）からＳＯＬＳＰＥＲＳＥ、ＣＡＲＢＯＳＰＥＲＳＥ及びＩＲＣＯＳＰＥＲＳＥの商品名にて入手可能なもの等の立体安定化をもたらす分散助剤を用いてもよい。追加の分散剤には、ＢＹＫ  Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ  ａｎｄ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（Ｗｅｓｅｌ，Ｇｅｒｍａｎｙ）のＤＩＳＰＥＲＢＹＫ１８０等のＤＩＳＰＥＲＢＹＫ添加剤、並びにＥｖｏｎｉｋ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（Ｈｏｐｅｗｅｌｌ，Ｖｉｒｇｉｎｉａ）のＴＥＧＯ  ＤＩＳＰＥＲＳ６５２、ＴＥＧＯ  ＤＩＳＰＥＲＳ６５６及びＴＥＧＯ  ＤＩＳＰＥＲＳＥ６７０を含むＤＩＳＰＥＲＳ添加剤が挙げられる。分散助剤は、単独で又は２種以上の組み合わせで使用することができる。
【００３６】
レオロジー変性剤としては、剪断減粘剤及び剪断増粘剤を挙げることができる。剪断減粘剤としては、ＤＩＳＰＡＲＬＯＮ  ＡＱＨ−８００、ＤＩＳＰＡＲＬＯＮ  ６１００、ＤＩＳＰＡＲＬＯＮ  ＢＢ−１０２を含む、Ｋｉｎｇ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃ（Ｎｏｒｗａｌｋ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ）からＤＩＳＰＡＲＬＯＮの商品名にて入手可能なポリオレフィンポリマー材料上にコーティングしたポリアミドワックスを挙げることができる。モンモリロナイト粘土等のある種の粘土を剪断減粘剤として添加してもよい。レオロジー変性剤は、単独で又は２種以上の組み合わせで使用することができる。
【００３７】
増粘剤には、ヒュームドシリカ、例えば、Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｂｏｓｔｏｎ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）からＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬの商品名にて入手可能なもの、Ｅｖｏｎｉｋ  ＩｎｄｕｓｔｉｒｅｓからＡＥＲＯＳＩＬの商品名にて入手可能なもの、Ｌｕｂｒｉｚｏｌ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからＳＯＬＴＨＩＸ  ＲＨＥＯＬＯＧＹ  ＭＯＤＩＦＩＥＲＳ及びＩＲＣＯＧＥＬの商品名にて入手可能なもの、水溶性ポリマー、例えばポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン、セルロース誘導体（ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、セルロースアセテートブチレート等）、ポリビニルアルコール、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリエチレングリコール、ポリ（メタ）アクリルアミド、ポリスチレンスルホン酸、又はこれらの任意の組み合わせ、非水性ポリマー、例えばポリオレフィン、スチレン／マレイン酸エステルコポリマー、並びにホモポリマー、コポリマー及びグラフトコポリマーを含めた類似のポリマー物質を挙げることができる。当該剤は、窒素含有メタクリレートポリマー、例えば、メチルメタクリレート及びジメチルアミノプロピルアミンから誘導された窒素含有メタクリレートポリマーを含んでよい。市販の材料の例には、ポリイソブチレン、例えば、ＢＰ（Ｌｏｎｄｏｎ，Ｅｎｇｌａｎｄ）のＩＮＤＯＰＡＬ及び／又はＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ（Ｉｒｖｉｎｇ，Ｔｅｘａｓ）のＰＡＲＡＰＯＬ；オレフィンコポリマー、例えば、Ｌｕｂｒｉｚｏｌ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＬＵＢＲＩＺＯＬ７０６０、７０６５及び７０６７、Ｍｉｔｓｕｉ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｔｏｋｙｏ，Ｊａｐａｎ）のＬＵＣＡＮＴ  ＨＣ−２０００Ｌ及びＬＵＣＡＮＴ  ＨＣ−６００；水素添加スチレン−ジエンコポリマー、例えばＳｈｅｌｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｈｏｕｓｔｏｎ，Ｔｅｘａｓ）のＳＨＥＬＬＶＩＳ４０及びＳＨＥＬＬＶＩＳ５０、Ｌｕｂｒｉｚｏｌ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＬＺ７３０８及びＬＺ７３１８；スチレン／マレイン酸コポリマー、例えばＬｕｂｒｉｚｏｌ  ＣｏｒｐｏｒａｔｏｎのＬＺ３７０２及びＬＺ３７１５；ポリメタクリレート、例えばＥｖｏｎｉｋ  ＲｏｈＭａｘ  ＵＳＡ，Ｉｎｃ．（Ｈｏｒｓｈａｍ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）からＶＩＳＣＯＰＬＥＸの商品名にて入手可能なもの、Ａｆｔｏｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｒｉｃｈｍｏｎｄ，Ｖｉｒｇｉｎｉａ）の粘度指数向上剤ＨＩＴＥＣシリーズ、Ｌｕｂｒｉｚｏｌ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＬＺ７７０２、ＬＺ７７２７、ＬＺ７７２５及びＬＺ７７２０Ｃ；オレフィングラフトポリメタクリレートポリマー、例えばＥｖｏｎｉｋ  ＲｏｈＭａｘ  ＵＳＡ，Ｉｎｃ．のＶＩＳＣＯＰＬＥＸ２−５００及びＶＩＳＣＯＰＬＥＸ２−６００；並びに水素添加ポリイソプレン星型ポリマー、例えばＳｈｅｌｌ  ＣｈｅｍｉｃａｌｓのＳＨＥＬＬＶＩＳ２００及びＳＨＥＬＬＶＩＳ２６０が挙げられる。他の材料には、Ｌｕｂｒｉｚｏｌ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＡＳＴＥＲＩＣポリマー等の放射状又は星型構造を有するメタクリレートポリマーが挙げられる。使用することができる粘度調整剤は、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第５，１５７，０８８号、同第５，２５６，７５２号及び同第５，３９５，５３９号に記載されている。粘度調整剤は、単独で又は２種以上の組み合わせで使用することができる。
【００３８】
流体成分に添加することができる腐食防止剤には、金属を劣化させ得る研磨プロセスの酸性副生成物を中和できる、トリエタノールアミン、脂肪族アミン、オクタン酸オクチルアミン等のアルカリ性物質、並びにドデセニルコハク酸又は無水物及びオレイン酸等の脂肪酸とポリアミンとの縮合生成物が挙げられる。腐食防止剤は、単独で又は２種以上の組み合わせで使用することができる。
【００３９】
使用することができる好適なｐＨ調整剤には、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、塩基性塩、有機アミン、アンモニア及びアンモニウム塩が挙げられる。例としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化アンモニウム、ホウ酸ナトリウム、塩化アンモニウム、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン及びエチレンジアミンが挙げられる。いくつかのｐＨ調整剤、例えばジエタノールアミン及びトリエタノールアミンはまた、金属研磨中にアルミニウムイオン等の金属不純物とキレート化錯体を形成することができる。また、緩衝系を用いてもよい。緩衝剤は、酸性から中性近くそして塩基性までの範囲にまたがるようにｐＨを調整することができる。多塩基酸は緩衝剤として機能し、水酸化アンモニウムで完全に又は部分的に中和されてアンモニウム塩を作る場合には、それらの代表例にはリン酸−リン酸アンモニウム、ポリリン酸−ポリリン酸アンモニウム、ホウ酸−テトラホウ酸アンモニウム、ホウ酸−ペンタホウ酸アンモニウムの系が挙げられる。ｐＨ調整剤は、単独で又は２種以上の組み合わせで使用することができる。他の緩衝剤には、三塩基及び多塩基プロトライト（potyprotic protolyte）及びこれらの塩（例えばアンモニウム塩）が挙げられる。これらには、アスパラギン酸、グルタミン酸、ヒスチジン、リジン、アルギニン、オルニチン、システイン、チロシン及びカルノシンのプロトライト（これらの全ては７超のｐＫａを少なくとも１つ有する）をベースにしたアンモニウムイオン緩衝系を挙げることができる。
【００４０】
使用することができる界面活性剤には、イオン性及び非イオン性界面活性剤が挙げられる。非イオン性界面活性剤には、親水性部分及び疎水性部分を含むポリマー、例えばＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｆｌｏｒｈａｍ  Ｐａｒｋ，Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ）からＰＬＵＲＯＮＩＣの商品名にて入手可能なポリ（プロピレングリコール）−ブロック−ポリ（エチレングリコール）−ブロック−ポリ（プロピレングリコール）、Ｃｒｏｄａ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ＰＬＣ（Ｅｄｉｓｏｎ，Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ）からＢＲＩＪの商品名にて入手可能なポリ（エチレン）−ブロック−ポリ（エチレングリコール）、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ）からＴＥＲＧＩＴＯＬの商品名にて入手可能なノニルフェノールエトキシレート、並びにＣｒｏｄａ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ＰＬＣからＴＷＥＥＮ  ６０の商品名にて入手可能なポリエチレングリコールソルビタンモノステアレート及び他のＴＷＥＥＮ界面活性剤を挙げることができる。
【００４１】
イオン性界面活性剤には、カチオン性界面活性剤とアニオン性界面活性剤の両方を挙げることができる。カチオン性界面活性剤には、第四級アンモニウム塩、スルホン酸塩、カルボン酸塩、直鎖アルキルアミン、アルキルベンゼンスルホン酸塩（洗剤）、（脂肪酸）石鹸、ラウリル硫酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩及びリグノスルホン酸塩が挙げられる。アニオン性界面活性剤は、水中で、両親媒性アニオンと、通常アルカリ金属（Ｎａ＋、Ｋ＋）又は第四級アンモニウムであるカチオンとに解離する。種類としては、ＫＡＯ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｋａｏ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ  Ａｍｅｒｉｃａｓ  ＬＬＣ（Ｈｉｇｈ  Ｐｏｉｎｔ，Ｎｏｒｔｈ  Ｃａｒｏｌｉｎａ）のＡＫＹＰＯ  ＲＬＭ−２５等のラウレス−カルボン酸が挙げられる。界面活性剤は、単独で又は２種以上の組み合わせで使用することができる。
【００４２】
配位子及びキレート剤等の錯化剤は、特に、用途が金属仕上げ又は研磨に関する場合であって、使用中に金属の削り屑及び／又は金属イオンが流体成分中に存在し得るとき、流体成分に含めることができる。金属の酸化及び溶解は、錯化剤の添加によって促進することができる。Ｃｏｔｔｏｎ＆Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ；ａｎｄ  Ｈａｔｈａｗａｙ  ｉｎ  Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ  Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｖｏｌ．５；Ｗｉｌｋｉｎｓｏｎ，Ｇｉｌｌａｒｄ，ＭｃＣｌｅｖｅｒｔｙ，Ｅｄｓ．にて一般的に記載されているように、これらの化合物は、金属に結合して、水性及び非水性液体中における金属又は金属酸化物の溶解度を増大することができる。液体成分に加えられてよい又はその中で使用されてよい好適な添加剤としては、単座錯化剤、例えば、アンモニア、アミン、ハロゲン化物、擬似ハライド、カルボキシレート、チオレート及び同様物（配位子とも呼ばれる）が挙げられる。加工液（working liquid）に加えてよいその他の添加剤としては、多座錯化剤、典型的には多座アミンが挙げられる。好適な多座アミンとしては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、又はこれらの組み合わせが挙げられる。２つの単座及び多座錯化剤の組み合わせとしては、グリシン等のアミノ酸、及びＥＤＴＡ（エチレンジアミン四酢酸）等の一般的分析用キレート剤並びに多数のその類似体が挙げられる。追加のキレート剤としては、ポリホスフェート、１，３−ジケトン、アミノアルコール、芳香族複素環塩基、フェノール、アミノフェノール、オキシム、シッフ塩基、及びイオウ化合物が挙げられる。好適な錯化剤の例（特に、金属酸化物表面を研磨する場合）には、ＮＨ４  ＨＣＯ３等のアンモニウム塩、タンニン酸、カテコール、Ｃｅ（ＯＨ）（ＮＯ）３、Ｃｅ（ＳＯ４）２、フタル酸、サリチル酸等が挙げられる。
【００４３】
錯化剤としては、１つのカルボキシル基（すなわち、一官能性カルボン酸）又は複数のカルボン酸基（すなわち、多官能性カルボン酸）、例えば、二官能性カルボン酸（すなわち、ジカルボン酸）及び三官能性カルボン酸（すなわち、トリカルボン酸）を有するカルボン酸及びその塩を挙げることができる。本明細書で使用する場合、「一官能性」、「二官能性」、「三官能性」及び「多官能性」という用語は、酸性分子上のカルボキシル基の数を指す。錯化剤には、炭素、水素及び１つ以上のカルボキシル基からなる単純なカルボン酸を挙げることができる。代表的な一官能性単純カルボン酸としては、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、３−ブテン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、フェニル酢酸、安息香酸及びトルイル酸が挙げられる。代表的な多官能性単純カルボン酸としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、メチルマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、イソフタル酸及びテレフタル酸が挙げられる。錯化剤としては、１つ以上のカルボキシル基に加えて、１つ以上の置換基、例えば、ハロゲン化物、ヒドロキシル基、アミノ基、エーテル基及び／又はカルボニル基を含む置換されたカルボン酸を挙げることができる。１つ以上のヒドロキシル基を含むヒドロキシカルボン酸は、置換されたカルボン酸の一種である。代表的なヒドロキシカルボン酸には、一官能性ヒドロキシカルボン酸及び多官能性ヒドロキシカルボン酸が挙げられる。代表的な一官能性ヒドロキシカルボン酸には、グリセリン酸（すなわち、２，３−ジヒドロキシプロパン酸）、グリコール酸、乳酸（例えば、Ｌ−乳酸、Ｄ−乳酸及びＤＬ−乳酸）、ヒドロキシブタン酸、３−ヒドロキシプロピオン酸、グルコン酸及びメチル乳酸（すなわち、２−ヒドロキシイソ酪酸）が挙げられる。代表的な多官能性ヒドロキシカルボン酸には、リンゴ酸及び酒石酸（二官能性ヒドロキシカルボン酸）並びにクエン酸（三官能性ヒドロキシカルボン酸）が挙げられる。錯化剤は、単独で又は２種以上の組み合わせで使用することができる。
【００４４】
不動態化剤は、研磨する基材上に不動態化層を作製するために、流体成分に添加することができ、これにより、所与の基材の除去速度を変更したり、又は基材が２つ以上の異なる材料を含む表面を備える場合に、１つの材料の除去速度をもう１つの材料に対して調整したりする。ベンゾトリアゾール及び対応する類似体を含む、金属基材を不動態化するための当該技術分野において既知の不動態化剤を用いてよい。アミノ酸、例えばグリシン、アスパラギン酸、グルタミン酸、ヒスチジン、リジン、プロリン、アルギニン、システイン及びチロシンを含めた、無機酸化物基材を不動態化することが知られている不動態化剤を用いることができる。更に、イオン性及び非イオン性界面活性剤は、不動態化剤としても機能し得る。不動態化剤は、単独で又は２種以上の組み合わせ（例えば、アミノ酸と界面活性剤）で使用することができる。
【００４５】
使用することができる発泡防止剤には、シリコーン、エチルアクリレートと２−エチルヘキシルアクリレートのコポリマー（任意選択により酢酸ビニルを更に含んでよい）、並びにトリアルキルホスフェート、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド及び（エチレンオキシド−プロピレンオキシド）ポリマーを含む抗乳化剤が挙げられる。発泡防止剤は、単独で又は２種以上の組み合わせで使用することができる。流体成分中で有用であり得る他の添加剤には、酸化剤及び／又は漂白剤、例えば過酸化水素、硝酸、硝酸第二鉄等の遷移金属錯体、潤滑剤、殺生物剤、石鹸等が挙げられる。
【００４６】
種々の実施形態では、研磨溶液中のある添加剤種の濃度、すなわち単一の添加剤種のうちの１つ以上の添加剤の濃度は、研磨溶液の重量を基準にして、少なくとも約０．０１重量％、少なくとも約０．１重量％、少なくとも約０．２５重量％、少なくとも約０．５又は少なくとも約１．０重量％、約２０重量％未満、約１０重量％未満、約５重量％未満又は約３重量％未満であってよい。
【００４７】
例示的な実施形態では、本開示の研磨材複合体は、多孔質セラミック研磨材複合体を含んでよい。多孔質セラミック研磨材複合体は、多孔質セラミックマトリックス中に分散された個々の研磨粒子を含んでよい。本明細書で使用する場合、「セラミックマトリックス」という用語は、ガラス質と結晶質の両方のセラミック材料を含む。これらの材料は、一般に、原子構造を考慮すると、同じ分類に含まれる。隣り合う原子の結合は、電子移動又は電子共有のプロセスの結果である。あるいは、二次結合として知られる、正電荷と負電荷の引力の結果としてのより弱い結合が存在し得る。結晶質セラミック、ガラス及びガラスセラミックは、イオン結合及び共有結合を有する。イオン結合は、ある原子から別の原子への電子移動の結果としてもたらされる。共有結合は、価電子の共有の結果であり、方向性が強い。比較すると、金属の一次結合は、金属結合として知られるものであり、電子の非方向的な共有が関与している。結晶質セラミックは、シリカ系ケイ酸塩（耐火粘土、ムライト、磁器及びポートランドセメント等）、非ケイ酸酸化物（例えば、アルミナ、マグネシア、ＭｇＡｌ２Ｏ４及びジルコニア）並びに非酸化セラミック（例えば、炭化物、窒化物及び黒鉛）に細分することができる。ガラスセラミックは、結晶質セラミックスと組成において同等である。特定の加工技術の結果として、これらの材料は、結晶質セラミックのような広範囲の規則性を有しない。ガラスセラミックは、少なくとも約３０％の結晶相から最大約９０％の１つ又は複数の結晶相が生成されるような制御熱処理によりもたらされる。
【００４８】
例示的な実施形態では、セラミックマトリックスの少なくとも一部は、ガラス質セラミック材料を含む。更なる実施形態では、セラミックマトリックスは、少なくとも５０重量％、７０重量％、７５重量％、８０重量％、又は９０重量％のガラス質セラミック材料を含む。一実施形態では、セラミックマトリックスは、ガラス質セラミック材料から本質的になる。
【００４９】
種々の実施形態では、セラミックマトリックスは、金属酸化物、例えば、酸化アルミニウム、酸化ホウ素、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化ナトリウム、酸化マンガン、酸化亜鉛及びこれらの混合物を含むガラスを含んでよい。セラミックマトリックスには、Ｓｉ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３及びＡｌ２Ｏ３を含めたアルミナ−ホウケイ酸ガラスを挙げることができる。アルミナ−ホウケイ酸ガラスは、約１８％のＢ２Ｏ３、８．５％のＡｌ２Ｏ３、２．８％のＢａＯ、１．１％のＣａＯ、２．１％のＮａ２Ｏ、１．０％のＬｉ２Ｏを含み、その残りはＳｉ２Ｏであり得る。こうしたアルミナ−ホウケイ酸ガラスは、Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｇｌａｓｓ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ（Ｏｌｄｓｍａｒ  Ｆｌｏｒｉｄａ）から市販されている。
【００５０】
本明細書で使用する場合、「多孔質」という用語は、その集合体全体にわたって分布する細孔又は間隙を有することを特徴とするセラミックマトリックスの構造を記述するために用いられる。細孔は、複合体の外表面に向かって開かれていてもよいし、塞がれていてもよい。セラミックマトリックス中の細孔は、セラミック研磨材複合体の破損の制御を助け、使用済み（すなわち劣化した）研磨粒子が複合体から放出されるようにすると考えられる。細孔はまた、研磨材物品と加工物との界面から削り屑及び使用済み研磨粒子を除去するための経路をもたらすことにより、研磨材物品の性能（例えば、切削速度及び表面仕上げ）を向上させ得る。間隙は、複合体の少なくとも約４容積％、複合体の少なくとも７容積％、複合体の少なくとも１０容積％又は複合体の少なくとも２０容積％、複合体の９５容積％未満、複合体の９０容積％未満、複合体の８０容積％未満又は複合体の７０容積％未満を占めてよい。多孔質セラミックマトリックスは、当該技術分野において周知の技術によって形成することができ、例えば、セラミックマトリックス前駆体を制御焼成することによって、又はセラミックマトリックス前駆体に孔形成剤、例えばガラスバブルを添加することによって形成することができる。
【００５１】
いくつかの実施形態では、研磨粒子には、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、溶融酸化アルミニウム、セラミック酸化アルミニウム、熱処理した酸化アルミニウム、炭化ケイ素、炭化ホウ素、アルミナジルコニア、酸化鉄、セリア、ガーネット及びこれらの組み合わせを挙げることができる。一実施形態では、研磨粒子は、ダイヤモンドを含んでいてもよいし、ダイヤモンドから本質的になっていてもよい。ダイヤモンド研磨粒子は、天然又は合成ダイヤモンドであってよい。ダイヤモンド粒子は、当該粒子に関連した独自のファセットを持つごつごつした形状を有してもよく、あるいは、不規則形状を有してもよい。ダイヤモンド粒子は、単結晶であってもよいし、Ｍｙｐｏｄｉａｍｏｎｄ  Ｉｎｃ．（Ｓｍｉｔｈｆｉｅｌｄ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）から「Ｍｙｐｏｌｅｘ」の商品名で市販されているダイヤモンド等の多結晶であってもよい。種々の粒子サイズの単結晶ダイヤモンドがＤｉａｍｏｎｄ  Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ（Ｗｏｒｔｈｉｎｇｔｏｎ，Ｏｈｉｏ）から入手できる。多結晶ダイヤモンドは、Ｔｏｍｅｉ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａ（Ｃｅｄａｒ  Ｐａｒｋ，Ｔｅｘａｓ）から入手することができる。ダイヤモンド粒子は、金属コーティング（ニッケル、アルミニウム、銅等）、無機コーティング（例えばシリカ）又は有機コーティング等の表面コーティングを含有してもよい。
【００５２】
いくつかの実施形態では、研磨粒子は、研磨粒子のブレンドを含んでよい。例えば、ダイヤモンド研磨粒子は、第２のより柔らかいタイプの研磨粒子と混合してよい。このような場合、第２の研磨粒子は、ダイヤモンド研磨粒子よりも小さい平均粒子サイズを有してよい。
【００５３】
例示的な実施形態では、研磨粒子は、均一に（又は実質的に均一に）セラミックマトリックス全体に分布されてよい。本明細書で使用する場合、「均一に分布される」とは、複合体粒子の第１の部分中の研磨粒子の単位平均密度が、複合体粒子の任意の第２の異なる部分と比較したとき、２０％超、１５％超、１０％超又は５％超で変動しないことを意味する。これは、例えば、研磨粒子が粒子表面に集中している研磨材複合体粒子とは対照的である。
【００５４】
種々の実施形態では、本開示の研磨材複合体粒子は、充填剤、カップリング剤、界面活性剤及び発泡抑制剤等の任意選択の添加剤も含んでよい。これらの材料の量は、所望の特性をもたらすように選択され得る。加えて、研磨材複合体粒子は、１種以上の剥離剤を含んでよい（又はその外表面に付着させてよい）。以下で更に詳述するように、１種以上の剥離剤は、粒子の凝集を防ぐために、研磨材複合体粒子の製造において使用することができる。有用な剥離剤には、例えば、金属酸化物（例えば酸化アルミニウム）、金属窒化物（例えば窒化ケイ素）、黒鉛及びこれらの組み合わせを挙げることができる。
【００５５】
いくつかの実施形態では、本開示の物品及び方法において有用な研磨材複合体は、少なくとも約５μｍ、少なくとも１０μｍ、少なくとも１５μｍ又は少なくとも２０μｍ、１，０００μｍ未満、５００μｍ未満、２００μｍ未満又は１００μｍ未満の平均サイズ（平均長軸径又は複合体上における２点間の最長の直線）を有してよい。
【００５６】
例示的な実施形態では、研磨材複合体の平均サイズは、複合体に使用される研磨粒子の平均サイズの少なくとも約３倍、複合体に使用される研磨粒子の平均サイズの少なくとも約５倍又は複合体に使用される研磨粒子の平均サイズの少なくとも約１０倍、複合体に使用される研磨粒子の平均サイズの３０倍未満、複合体に使用される研磨粒子の平均サイズの２０倍未満又は複合体に使用される研磨粒子の平均サイズの１０倍未満である。本開示の物品及び方法において有用な研磨粒子は、少なくとも約０．５μｍ、少なくとも約１μｍ又は少なくとも約３μｍ、約３００μｍ未満、約１００μｍ未満又は約５０μｍ未満の平均粒子サイズ（平均長軸径（又は粒子上における２点間の最長の直線））を有してよい。研磨粒子サイズは、例えば、所望の切削速度及び／又は加工物の所望の表面粗さをもたらすように選択することができる。研磨粒子は、少なくとも８、少なくとも９又は少なくとも１０のモース硬度を有してよい。
【００５７】
種々の実施形態では、セラミック研磨材複合体のセラミックマトリックス中のガラス質セラミック材料の重量に対する研磨粒子の重量は、少なくとも約１／２０、少なくとも約１／１０、少なくとも約１／６、少なくとも約１／３、約３０／１未満、約２０／１未満、約１５／１未満又は約１０／１未満である。
【００５８】
種々の実施形態では、セラミック研磨材複合体中の多孔質セラミックマトリックスの量は、セラミックマトリックスが研磨粒子以外の任意の充填剤、付着した剥離剤及び／又は他の添加剤を含む場合、多孔質セラミックマトリックス及び個々の研磨粒子の総重量の少なくとも５重量％、少なくとも１０重量％、少なくとも１５重量％、少なくとも３３重量％、９５重量％未満、９０重量％未満、８０重量％未満又は７０重量％未満である。
【００５９】
種々の実施形態では、研磨材複合体粒子は、精密な形状であってもよいし、不規則な形状（すなわち精密でない形状）であってもよい。精密な形状のセラミック研磨材複合体は、任意の形状（例えば、立方体、ブロック状、円筒形、角柱形、角錐形、切頭角錐形、円錐形、切頭円錐形、球形、半球形、十字形又は柱様）であってよい。研磨材複合体粒子は、異なる形状及び／又はサイズの研磨材複合体の混合物であってもよい。あるいは、研磨材複合体粒子は、同じ（又は実質的に同じ）形状及び／又はサイズを有してもよい。精密でない形状の粒子には、回転楕円体が挙げられ、例えば、噴霧乾燥プロセスにより形成することができる。
【００６０】
種々の実施形態では、流体成分中の研磨材複合体の濃度は、少なくとも０．０６５重量％、少なくとも０．１６重量％、少なくとも０．３３又は少なくとも０．６５重量％、６．５重量％未満、４．６重量％未満、３．０重量％未満又は２．０重量％未満であってよい。いくつかの実施形態では、セラミック研磨材複合体とその作製にて使用される剥離剤の両方を流体成分中に含めることができる。これらの実施形態では、流体成分中の研磨材複合体及び剥離剤の濃度は、少なくとも０．１重量％、少なくとも０．２５重量％、少なくとも０．５又は少なくとも１．０重量％、１０重量％未満、７重量％未満、５重量％未満又は３重量未満であってよい。
【００６１】
本開示の研磨材複合体粒子は、例えば、鋳造、複製、微細複製、成形、噴霧、噴霧乾燥、微粒化、塗布、めっき、堆積、加熱、硬化、冷却、凝固、圧縮、圧縮形成、押出し、焼結、ブレージング（braising）、微粒子化、浸入、含浸、真空化、吹付け、破壊を含めた任意の粒子形成プロセス（マトリックス材料の選択に応じて）又は他の任意の利用可能な方法により形成することができる。複合体は、より大きな物品として形成されてから、例えば、より大きい物品中の溝線に沿って破砕又は破壊することによって、より小さい断片に分割してもよい。複合体が最初により大きな物体として形成される場合、当業者によく知られた方法の１つによって、より狭いサイズ範囲内の使用断片を選択することが望ましい場合がある。いくつかの実施形態では、セラミック研磨材複合体には、一般に、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第６，５５１，３６６号及び同第６，３１９，１０８号の方法を用いて製造されるガラス質で結合されたダイヤモンド粒塊を挙げることができる。
【００６２】
一般に、セラミック研磨材複合体を製造するための方法は、有機結合剤、溶剤、研磨粒子（例えば、ダイヤモンド）、及びセラミックマトリックス前駆体粒子（例えば、ガラスフリット）を混合することと；混合物を高温で噴霧乾燥させて、「未完成の（green）」研磨材／セラミックマトリックス／結合剤粒子を製造することと；「未完成の」研磨材／セラミックマトリックス／結合剤粒子を収集して剥離剤（例えば、めっき白色アルミナ）と混合することと；次いで、粉末混合物を、研磨粒子を含有するセラミックマトリックス材料をガラス化するのに十分な温度で焼鈍すると同時に、燃焼によって結合剤を除去することと；セラミック研磨材複合体を形成することと、を含み得る。セラミック研磨材複合体は、任意選択により所望の粒子サイズにふるい分けすることができる。剥離剤は、「未完成の」研磨材／セラミックマトリックス／結合剤粒子がガラス化プロセス中に互いに凝集することを防ぐ。これにより、ガラス化セラミック研磨材複合体を、噴霧乾燥機から直接形成される「未完成の」研磨材／セラミックマトリックス／結合剤粒子の大きさと同様の大きさに保持することができる。剥離剤の少量部分、１０％未満、５％未満又は更に１％未満は、ガラス化プロセス中に、セラミックマトリックスの外表面に付着し得る。剥離剤は、典型的には、セラミックマトリックスの軟化点よりも高い軟化点（ガラス材料等の場合）又は融点（結晶性材料等の場合）又は分解温度を有するが、全ての材料が融点、軟化点又は分解温度のそれぞれを有するとは限らないことが理解される。融点、軟化点又は分解温度のうち２つ以上を有する材料については、融点、軟化点又は分解温度のうち、より低いものがセラミックマトリックスの軟化点よりも高いことが理解される。有用な剥離剤の例には、金属酸化物（例えば酸化アルミニウム）、金属窒化物（例えば窒化ケイ素）及び黒鉛が挙げられるが、これらに限定されない。
【００６３】
いくつかの実施形態では、本開示の研磨材複合体粒子は、研磨材スラリーに有益な特性を付与する試薬で表面改質（例えば、共有結合、イオン結合又は機械的結合）を施してよい。例えば、ガラス表面を酸又は塩基でエッチングして適切な表面ｐＨをもたらすことができる。共有結合による改質表面は、１種以上の表面処理剤を含む表面処理で粒子を反応させることによって作製することができる。好適な表面処理剤の例としては、シラン類、チタン酸塩類、ジルコン酸塩類、有機リン酸塩類、及び有機スルホン酸塩類が挙げられる。本発明に好適なシラン表面処理剤の例としては、オクチルトリエトキシシラン、ビニルシラン（例えば、ビニルトリメトキシシラン及びビニルトリエトキシシラン）、テトラメチルクロロシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、トリス−［３−（トリメトキシシリル）プロピル］イソシアヌレート、ビニル−トリス−（２−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、ビス−（γ−トリメトキシシリルプロピル）アミン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリアルコキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、アクリルオキシアルキルトリメトキシシラン、メタクリルオキシアルキルトリメトキシシラン、フェニルトリクロロシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ＳＩＬＱＵＥＳＴ  Ａ１２３０専売非イオン性シラン分散剤（Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ（Ｃｏｌｕｍｂｕｓ，Ｏｈｉｏ）から入手可能）及びこれらの混合物が挙げられる。市販の表面処理剤の例としては、ＳＩＬＱＵＥＳＴ  Ａ１７４及びＳＩＬＱＵＥＳＴ  Ａ１２３０（Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅから入手可能）が挙げられる。表面処理剤は、改質を施す表面の疎水的性質又は親水的性質を調整するために使用することができる。ビニルシランを用いて、別の試薬とビニル基を反応させることによって、更により高度な表面改質をもたらすことができる。反応性又は不活性の金属をガラスダイヤモンド粒子と組み合わせて、表面を化学的に又は物理的に変えることができる。スパッタリング、真空蒸発、化学蒸着（ＣＶＤ）、又は溶融金属技術を用いることができる。
【００６４】
本開示は、基材を研磨するための方法に、更に関する。この方法は、研磨システム、例えば図１に関して記載したものを使用して、又は任意の他の従来の研磨システム、例えば片面若しくは両面研磨及びラッピングを用いて実施できる。いくつかの実施形態において、基材の研磨の方法は、研磨される基材を準備することを含んでいてもよい。基材は、研磨及び／又は平坦化が所望される任意の基材であってよい。例えば、基材は、金属、合金、金属酸化物、セラミック、又はポリマー（一般に半導体ウェハ又は光学レンズの形態）であってもよい。いくつかの実施形態において、本開示の方法は、超硬基材、例えばサファイア（Ａ、Ｒ、又はＣ面）、ケイ素、炭化ケイ素、石英、又はケイ酸塩ガラスを研磨するのに特に有用であり得る。基材は、１つ以上の研磨される表面を有していてもよい。
【００６５】
種々の実施形態において、方法は、研磨パッド及び研磨溶液を準備することを更に含んでいてもよい。研磨パッド及び研磨溶液は、上述の研磨パッド及び研磨溶液のいずれかと同じであってもよいし、類似のものであってもよい。
【００６６】
いくつかの実施形態において、方法は、基材の表面を研磨パッド及び研磨溶液と接触させ、同時に研磨パッドと基材とを相対運動させることを更に含んでいてもよい。例えば、図１の研磨システムを再度参照すると、キャリアアセンブリ３０が、研磨溶液５０の存在下で、研磨パッド４０の研磨表面に対し、基材１２への圧力を適用しつつ、プラテン２０が、キャリアアセンブリ３０に対して移動（例えば、並進及び／又は回転）させられてもよい。加えて、キャリアアセンブリ３０が、プラテン２０に対して移動（例えば、並進及び／又は回転）させられてもよい。このとき、基材と研磨表面との間の継続的な圧力及び相対運動は、基材の研磨をもたらす。
【００６７】
例示的実施形態において、本開示のシステム及び方法は、超硬基材、例えばサファイアのＡ、Ｒ、又はＣ面の仕上げに特に適する。完成したサファイア結晶、シート又はウェハは、例えば、発光ダイオード産業及び携帯ハンドヘルドデバイスのカバー層に有用である。かかる用途において、本システム及び方法は、材料の永続的な除去を提供する。更に、本開示のシステム及び方法は、通常用いられる小さい粒子サイズで実現される表面仕上げと同等の表面仕上げをもたらしつつ、通常用いられる大きい研磨粒子サイズで実現される除去速度と同程度の除去速度を提供できることが見出された。更にまた、本開示のシステム及び方法は、固定式研磨パッドで必要とされるようなパッドの広範囲なドレッシングを行うことなく、持続的な除去速度をもたらすことができる。更に、本開示の研磨パッドは、特定の耐摩耗性コーティングを持ち、同様のコーティングされていない研磨パッドによって達成される除去速度及び表面仕上げに近い除去速度及び表面仕上げをもたらし、同時に研磨パッドの使用寿命を実質的に延長させることが発見された。
【００６８】
本開示の実施を、以下の詳細な実施例に関して更に説明する。これらの実施例は、様々な具体的な好ましい実施形態及び技術を更に示すために提供される。しかしながら、本開示の範囲内に留まりつつ、多くの変更及び修正を加えることができるということが理解されるべきである。
【表１】
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【００６９】
試験方法及び調製手順
除去速度試験方法  １
研磨前及び研磨後のサファイアウェハを重力測定法で測定した。測定された重量損失を用い、ウェハ密度３．９８ｇ／ｃｍ３に基づいて、除去された材料の量を決定した。片面研磨の場合、ミクロン／分で報告された除去速度は、指定された研磨間隔にわたる３つのウェハの平均板厚減少である。両面研磨の場合、ミクロン／分で報告された除去速度は、指定された研磨間隔にわたる９つのうちの３つのウェハの平均板厚減少である。
【００７０】
表面粗さ試験方法  １：
表面粗さ測定（Ｒａ、Ｒｍａｘ、及びＲｚを含む）は、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｍｉｌｐｉｔａｓ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ）から入手可能な触針を有する表面形状測定装置、モデルＰ−１６＋を使用して行った。
【００７１】
走査速度は１００ミクロン／秒であり、走査長は２５００ミクロンであった。片面研磨の場合、３つのウェハのうちの１つの研磨面に対して表面形状測定装置による走査を１０回行い、データを平均化した。両面研磨の場合、９つのウェハのうちの１つの上面に対して表面形状測定装置による走査を１０回行い、１０回の走査のデータを平均化した。
【００７２】
研磨試験方法−１
研磨は、Ｐｅｔｅｒ  Ｗｏｌｔｅｒｓ  ＡＣ５００、Ｌａｐｍａｓｔｅｒ  Ｗｏｌｔｅｒｓ、Ｒｅｎｄｓｂｕｒｇ，Ｇｅｒｍａｎｙ、両面ラップ工具を使用して行った。両面ＰＳＡを用いた研磨機の外径１８．３１インチ（４６．５ｃｍ）、内径７インチ（１７．８ｃｍ）の底部プラテンに、外径１８．３１インチ（４６．５ｃｍ）、内径７インチ（１７．８ｃｍ）のパッドを装着した。トップパッドは、スラリーを加工物及び底部パッドまで移動させるための上部プラテンの穴パターンに位置合わせした１６×１ｃｍのスラリー孔を除いて同様である。プラテンは、両方とも時計回りの方向に６０ｒｐｍで回転した。直径５．１ｃｍのウェハを保持する寸法にそれぞれ調整された、３つの丸穴を含む３つのエポキシガラスキャリアを、底部パッド上に設け、ツールギヤに位置合わせした。凹部中心点は、互いに等距離に位置し、キャリアの中心に対してずれており、これにより、キャリアが回転したとき、各凹部の中心点が、パッド／プラテンエッジをオーバーハングしているウェハエッジの１ｃｍを有する円で回転すると考えられる。直径５．１ｃｍ×厚さ０．５ｃｍの３つのＡ面サファイアウェハを、３つのキャリアの凹部のそれぞれに取り付け、研磨した。バッチ当たり合計９つのウェハでバッチ当たり３つのキャリアを３０分間動作した。ウェハに最も高い荷重を加え、４ｐｓｉの研磨圧を達成した。初期段階は、２０秒間、２０ｄａＮで、回転速度６０ｒｐｍの時計回りの走行に設定した。リングギヤも、時計周りの方向で、８に設定した。第２段階は、３０分間で５２ｄａＮに設定し、最終段階は、２０秒間で２０ｄａＮに設定した。スラリー流は、６ｇ／分で一定であった。
【００７３】
研磨の前後でウェハを重量測定した。測定された重量損失を用い、ウェハ密度３．９８ｇ／ｃｍ３に基づいて、除去された材料の量を決定した。ミクロン／分で報告された除去速度は、３０分の研磨間隔にわたる３つのウェハの平均板厚減少である。ウェハをそれぞれ３０分周期で再使用した。
【００７４】
研磨試験方法−２
研磨は、Ｅｎｇｉｓ  Ｃｏｒｐ．ｏｆ  １０５Ｗ（Ｈｉｎｚ  Ｒｄ．，Ｗｈｅｅｌｉｎｇ，ＩＬ  ６００９０）から入手可能なＥｎｇｉｓ  Ｍｏｄｅｌ  ＦＬ１５研磨機を使用して実施した。両面ＰＳＡを用いて、直径１５インチ（３８．１ｃｍ）の研磨機のプラテンに、直径１５インチ（３８．１ｃｍ）のパッドを取り付けた。プラテンを５０ｒｐｍで回転させた。研磨機のヘッドは、掃引運動なしで、４０ｒｐｍにて回転させた。直径５．１ｃｍのウェハを保持する寸法にそれぞれ調整された、３つの凹部を備えるキャリアをヘッドに取り付けた。凹部の中心点は、互いに等距離に位置し、ヘッドの中心に対してずれており、これにより、ヘッドが回転したとき、各凹部の中心点が１３．５ｃｍの外周を有する円で回転すると考えられる。直径５．１ｃｍ×厚さ０．５ｃｍの３つのＡ面サファイアウェハをキャリアの凹部に取り付け、研磨した。研磨時間は３０分であった。４ｐｓｉの研磨圧を達成するために、３０．７ｌｂｓ（１３．９ｋｇ）の重りを使用してウェハに荷重を加えた。スラリーの流量は１ｇ／分であり、パッドの中心から約４ｃｍの地点においてパッドに滴下された。
【００７５】
研磨の前後でウェハを重量測定した。測定された重量損失を用い、ウェハ密度３．９８ｇ／ｃｍ３に基づいて、除去された材料の量を決定した。ミクロン／分で報告された除去速度は、３０分の研磨間隔にわたる３つのウェハの平均板厚減少である。ウェハをそれぞれ３０分周期で再使用した。
【００７６】
セラミック研磨材複合体（ＣＡＣ−１）の調製
セラミック研磨材複合体を以下の噴霧乾燥技術を用いて水性分散液から調製した。４９ｇのＳｔａｎｄｅｘ２３０を１，１００ｇの脱イオン水に加え、連続的に攪拌した。１０分後、７２０ｇのＧＦを１分の時間間隔で添加した。ＧＦは、使用前に、約４．２ミクロンの粒子サイズに砕かれていたことに留意されたい。次に、８８０ｇのＭＣＤ３Ａを、継続的に攪拌しながら溶液に加えた。次に、溶液を、ＧＥＡ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ａ／Ｓ（Ｓｏｂｏｒｇ，Ｄｅｎｍａｒｋ）から入手可能なＭＯＢＩＬＥ  ＭＩＮＥＲ  ２０００遠心噴霧機内で噴霧化した。噴霧化ホイールを２０，０００ｒｐｍで動作させた。空気は、噴霧化チャンバに２００℃で供給し、液滴を形成しながら液滴を乾燥させるために用いて、噴霧乾燥したセラミック研磨材複合体を作製した。次いで、回収した複合体をＡｌＯｘと混合し、６５／３５の複合体／ＡｌＯｘ（重量／重量）の粉末ブレンドを形成した。この粉末ブレンドを７５０℃にて１時間にわたってガラス化した。冷却後、ガラス化したセラミック研磨材複合体を、約６３ミクロンの開口部を有する従来型のふるいに通した。約６３ミクロン以下の粒子サイズを有する、回収したガラス化セラミック研磨材複合体をＣＡＣ−１とした。
【００７７】
潤滑剤の調製
脱イオン水４６２ｇに、２８．５ｇのＣａｒｂｏｐｏｌ  Ａｑｕａ３０を添加し、密閉容器を約２０ｒｐｍで転がすことによって緩やかに３分間混合した。グリセロール１３８８ｇを水混合液に添加し、３０分間、気泡を巻き込まないように注意しながら緩やかに混合した。Ｋａｔｈｏｎ１．９ｇを水／グリセロール溶液に添加し、緩やかに１５分間混合した。１８％の水酸化ナトリウム及び水溶液８．５ｇを加え、粘性溶液を緩やかに３０分間混合した。
【００７８】
スラリー−１の調製
スラリーは、１０ｇのＣＡＣ−１及び９９０ｇの潤滑剤を含有するグリセロール／水溶液を形成することによって調製した。溶液を、使用前に、従来型の高剪断ミキサーを用いて約３分間混合した。
【００７９】
比較例１（ＣＥ１）のパッドの作成
ポリカーボネートの両面に４４２ＫＷ両面接着剤を含む３０ミル厚のポリカーボネートシート上に、２５×２５インチのＧｅｎ  ＩＩパッドシート４１−９１０３−５０４０−８を、Ｇｅｎ  ＩＩパッド面を上にして貼り合わせた。次に、パッドをダイカットして、適切な工具プラテンを取り付けた。
【００８０】
実施例２〜１１、１３、１５〜２２、及び２４のパッドの作成
２５×２５インチのシートの指定されたシート又はフィルム材の片面を、Ｐｒｉｍｅｒ  ９４極薄コーティングで処理した（表１参照）。次に、指定されたシート又はフィルム材のプライム化された面を、剥離ライナーが未積層面に保持された３００ＬＳＥ両面接着剤のシートで貼り合わせた。ＣＥ１の２５×２５インチのＧｅｎ  ＩＩ  Ｐａｄの上面を、Ｐｒｉｍｅｒ  ９４極薄コーティングで処理した。剥離ライナーを、３００ＬＳＥ積層シート又はフィルム材から外し、次いでＣＥ１のプライム化Ｇｅｎ  ＩＩ  Ｐａｄと貼り合わせた。次に、パッドをダイカットして、適切な工具プラテンを取り付けた。
【００８１】
実施例１２、１４及び２３のパッドの作成
ＣＥ１の２５×２５インチのＧｅｎ  ＩＩパッドの上面を、Ｐｒｉｍｅｒ  ９４極薄コーティングで処理した。接着剤と共に供給された２５×２５インチのシートの指定されたシート又はフィルム材（表１参照）から剥離ライナーを外し、次いでＣＥ１のプライム化Ｇｅｎ  ＩＩ  Ｐａｄと貼り合わせた。次に、パッドをダイカットして、適切な工具プラテンを取り付けた。
【００８２】
実施例２５のパッドの作成
両面に４４２ｋｗ接着剤を含む、直径１５インチ、中心穴１インチを有するポリカーボネートの円形シートを、１５インチのアルミニウムプラテンに取り付けた。次いで、４４２接着剤の最上層を、上接着面に粒子を塗り広げることによって、ＹＳＺ研磨媒体１ｍｍで改質した。ＹＳＺ粒子の単層は、媒体粒子間に約１ｍｍの平均キャビティがある接着層に付着している。堆積された粒子を、コーティングされたポリカーボネートシート及びプラテンを反転することにより容易に除去した。粒子球の頂部で１５インチの反転アルミニウムプラテンを適用することにより、粒子を接着剤に圧着させた。これは、２４時間の接着を築かせた。上部のアルミニウムプラテンを除去し、直径１５インチのＵＨＭＷＰＥ（２ミル）シートを、接着剤面をＹＳＺ粒子に付着させたＹＳＺ粒子上に適用した。ゴム製のハンドローラを使用して、フィルムを緩やかにロールで伸ばした。アルミニウム板を、更に２４時間、ＵＨＭＷＰＥフィルム上に適用した。上部プラテンを除去し、研磨試験方法−２に従ってパッドを試験した。
【００８３】
実施例２６のパッドの作成
両面に４４２ｋｗ接着剤を含む直径１５インチの、１インチの中心穴を有するポリカーボネートの円形シートを、１５インチのアルミニウムプラテンに取り付けた。次に、外径１５インチ及び内径１インチの穴を有するポリプロピレン変性ステムウェブの円形シートを、ステム側を上向きにして４４２接着剤の最上層に貼り付けた。次に、パッドのステム側を、Ｐｒｉｍｅｒ９４に浸漬したｗ／ａペイントブラシで全面をブラシした。このパッドを１２時間乾燥させた。最後に、ステムウェブ上に、内径１インチの穴及び２ミルの厚さを有する直径１５インチのＵＨＭＷＰＥシートを適用した。このパッドは試験しなかった。
【表２】
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【００８４】
研磨試験例ＣＥ１〜２５
例ＣＥ１〜２４の研磨試験は、研磨試験方法−１、除去速度試験方法−１、表面粗さ試験方法−１、及びスラリー−１を用いて表１に示すパッド上で実行した。試験結果を表２に列挙する。例２５は、研磨試験方法−２で実行した。
【表３】
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【００８５】
本発明の他の実施形態は、添付の請求項の範囲内である。
【図１】
2019513161.tif 000006
【図２Ａ】
2019513161.tif 000007
【図２Ｂ】
2019513161.tif 000008
【図２Ｃ】
2019513161.tif 000009
【国際調査報告】
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