(57)【要約】【課題】シリコンベアウエハ、ガラス、化合物半導体基板およびハードディスク基板の研磨に好適で、研磨速度が高く、かつ、目詰まりが起きにくく寿命が長い良好な研磨布の提供。【解決手段】  本発明の研磨布は、平均単繊維径が３．０μｍ以上８．０μｍ以下の極細繊維束が絡合してなる不織布を主成分として構成される研磨布であって、研磨布の表面が水の接触角が１００度以上の撥水性表面であり、研磨布裏面のＣ型硬度が研磨布表面のＣ型硬度より１０％以上高い非対称構造を有することを特徴とする研磨布である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
不織布と高分子弾性体とを主成分としている研磨布であって、
前記不織布は、不織布に含まれている繊維が絡合しており、前記絡合されている繊維は平均単繊維径が３．０〜８．０μｍの極細繊維を含む束であり、
研磨布の表の面は水の接触角が１００度以上の撥水性表面であり、研磨布の裏の面のＣ型硬度が研磨布の表の面のＣ型硬度より１０％以上高いことを特徴とする研磨布。
【請求項２】
高分子弾性体が研磨布の２０〜３０質量％である請求項１記載の研磨布。
【請求項３】
高分子弾性体がポリウレタン系エラストマーを必須成分とする請求項１または２記載の研磨布。
【請求項４】
ポリウレタン系エラストマーが高分子弾性体の５０〜１００質量％である請求項３記載の研磨布。
【請求項５】
ポリウレタン系エラストマーが研磨布の２０〜３０質量％である請求項３または４記載の研磨布。
【請求項６】
少なくとも研磨布の表の面にフッ素系撥水剤が付着していることを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の研磨布。
【請求項７】
研磨布の表の面に直径０．４ｍｍ以上の貫通口が、研磨布の表の面の総面積に対して１〜２０％以下の面積の割合で存在することを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載の研磨布。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンベアウエハ、ガラス、化合物半導体基板、ハードディスク基板等において良好な鏡面を形成するために好適に使用される研磨布に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、研磨布は、約２０μｍ（およそ３デニール）の直径のポリエステル繊維の短繊維をニードルパンチで絡合させた不織布に、ポリウレタンの溶液を含浸させて、湿式凝固させて乾燥させた後、ポリウレタンの溶液を乾式塗布することで得られるポリウレタン含浸不織布系研磨布が知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
この研磨布は、液晶ガラス、ガラスディスク、ホトマスク、シリコンウエハ、ＣＣＤカバーグラス等の基板の精密研磨の研磨布として、既に広く使用されている。精密研磨を行うための研磨布としては、基板の鏡面性がますます要求が厳しくなっているが、この研磨布では、繊維径が太すぎるので要求特性を満足することができない。  また、繊維径が５μｍ程度の極細繊維の短繊維をニードルパンチで絡合させた不織布で、ポリウレタン樹脂をバインダーとして極細繊維が脱落しない構造の研磨布が知られている（特許文献２）。この研磨布は、得られる鏡面性は優れているが、研磨速度が低く、その結果研磨時間が長くなるという問題、またすぐに目詰まりをするため、研磨布としての寿命が短いという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−００８１７８号公報
【特許文献２】特開２０１３−０７１２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明は、上記従来技術の背景に鑑み、シリコンベアウエハ、ガラス、化合物半導体基板およびハードディスク基板等において良好な鏡面を形成するために使用される研磨布であって、研磨速度が高く、目詰まりが起きにくく寿命が長い研磨布を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決せんとするものであり、本発明の研磨布は、以下の構成からなる。
（１）  不織布と高分子弾性体とを主成分としている研磨布であって、
前記不織布は、不織布に含まれている繊維が絡合しており、前記絡合されている繊維は平均単繊維径が３．０〜８．０μｍの極細繊維を含む束であり、
研磨布の表の面は水の接触角が１００度以上の撥水性表面であり、研磨布の裏の面のＣ型硬度が研磨布の表の面のＣ型硬度より１０％以上高いことを特徴とする研磨布。
（２）高分子弾性体が研磨布の２０〜３０質量％である上記研磨布。
（３）高分子弾性体がポリウレタン系エラストマーを必須成分とする前記いずれかの研磨布。
（４）ポリウレタン系エラストマーが高分子弾性体の５０〜１００質量％である請求前記研磨布。
（５）ポリウレタン系エラストマーが研磨布の２０〜３０質量％である前記いずれかの研磨布。
（６）少なくとも研磨布の表の面にフッ素系撥水剤が付着していることを特徴とする前記いずれかに記載の研磨布。
（７）研磨布の表の面に、直径０．４ｍｍ以上の貫通口が、研磨布表の面の総面積に対して１〜２０％以下の面積の割合で存在することを特徴とする前記いずれかの研磨布。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、シリコンベアウエハ、ガラス、化合物半導体基板およびハードディスク基板等を研磨する際に、研磨速度が高く、かつ、目詰まりが起きにくく、寿命が長い良好な研磨布が得られる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の研磨布は不織布および高分子弾性体を主成分とする。主成分という量を定義するならば、研磨布に対して８０質量％以上、さらに９０質量％以上、またさらに９５質量％以上である。
【０００９】
本発明での不織布は、不織布に含まれている繊維が絡合しており、前記絡合されている繊維は平均単繊維径が３．０〜８．０μｍの極細繊維の束である。
【００１０】
繊維が絡合した不織布としては以下のものが挙げられる。
短繊維をカードおよびクロスラッパーを用いて積層繊維ウェブを形成させた後に、ニードルパンチやウォータジェットパンチを施して得られる短繊維を含む不織布。
スパンボンド法やメルトブロー法などから得られる長繊維からなる不織布、および抄紙法で得られる不織布など。なかでも、短繊維からなる不織布やスパンボンド不織布は、後述するような極細繊維束の態様をニードルパンチ処理により得ることができる。
【００１１】
極細繊維束を構成する極細繊維の平均単繊維径は、３．０〜８．０μｍであることが重要である。平均単繊維径を８．０μｍ以下とすることにより、研磨対象の基板の鏡面性を良好にすることができる。平均単繊維径を一定以下とする理由としては、基板と研磨布が有する細い繊維群との接触面積が大きくなり、その結果接触圧力が小さくなるので、研磨対象基板の鏡面性を良好にすることができるためと推測している。  一方、平均単繊維径を一定以上とすることにより、研磨速度が大きくできるので、短い時間で研磨対象基板の鏡面性を良好にすることが可能となる。さらに好ましい極細繊維の平均単繊維径は、３．５〜６．０μｍ以下である。
【００１２】
また、本発明で用いられる束を形成している極細繊維の平均単繊維径の変動係数（ＣＶ値）は、０〜１０％、さらに０．１〜１０％の範囲であることが好ましい。ここでいう極細繊維の平均単繊維径の変動係数とは、極細繊維の単繊維径の標準偏差を平均単繊維径で割った値を百分率表示したものであり、この値が小さいほど単繊維径の分布が小さいことを示すものである。
【００１３】
本発明においては、平均単繊維径のＣＶ値を１０％以下とすることにより、極細繊維の単繊維径が均一となり、表面での繊維の同一性が保たれる。ＣＶ値は、低いほど好ましいが、製造の都合上実質的には０．１％以上となる。
【００１４】
所望のＣＶ値を得るには、例えば特公昭４４−１８３６９号公報等記載の海島型複合用口金を用いて、海成分と島成分の２成分を相互配列して紡糸して高分子相互配列体を形成する方式等の手法を用いることができる。この方式では、溶融ポリマーが均一に分散されるように分散板を調整し、かつ複合単繊維中の極細繊維の繊維径を均一にするよう適正な口金背面圧となるように口金寸法を調整した海島型パイプ口金を用いて、複合紡糸する方法が一般的である。
【００１５】
極細繊維の束の形態としては、極細繊維の単糸同士が多少離れていてもよいし、部分的に結合していてもよいし、凝集していてもよい。ここで、結合とは、化学的な反応や物理的な融着等によるものを指し、凝集とは、水素結合等の分子間力によるものを指す。
【００１６】
本発明の不織布においては、本発明で特定する極細繊維が７０質量％以上、さらに質量９０％以上、またさらに９５質量％以上含まれていることが好ましい。
【００１７】
本発明の研磨布用に用いられる不織布は、繊維径が１０．０μｍを超える繊維が混合されて，上記に定義される極細繊維と絡合していてもよい。太い繊維が混合されることにより、研磨布の強度が補強され、またクッション性等の特性を向上させることができる。混合しなくてもいいが、上で示した性能向上のためであれば、不織布において５〜３０質量％が好ましい。
【００１８】
本発明の効果を発現させるためには、不織布において極細繊維の比率が７０重量％以上となるように、太い繊維の混合比率を抑える必要がある。極細繊維の比率が１００％であっても、本発明の効果は得られ、実用上の強度およびクッション性は得られる。このような極細繊維よりも太い繊維を形成するポリマーとしては、前述の極細繊維を構成するポリマーと同様のものを使用することができる。この太い繊維の繊維径としては、特に限定されないが１０．０μｍを超え、４０μｍ以下が好ましい。また、この太い繊維は、研磨性能の観点から表面に露出していないことが好ましい。
【００１９】
実施例の測定方法においても説明しているように、本発明においては、繊維径が１０．０μｍを超える繊維が混在している場合には、当該繊維は極細繊維に該当しないものとして平均繊維径の測定対象から除外するものとする。
【００２０】
本発明で用いられる極細繊維を与えるポリマーとしては、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィンおよびポリフェニレンスルフィド（略称「ＰＰＳ」）等を挙げることができる。ポリエステルやポリアミドに代表される重縮合系ポリマーは融点が高いものが多く、耐熱性に優れており好ましく用いられる。ポリエステルの具体例としては、ポリエチレンテレフタレート（略称「ＰＥＴ」）、ポリブチレンテレフタレートおよびポチトリメチレンテレフタレート等を挙げることができる。また、ポリアミドの具体例としては、ナイロン６、ナイロン６６およびナイロン１２等を挙げることができる。
【００２１】
また、極細繊維を構成するポリマーには、他の成分が共重合されていても良いし、粒子、難燃剤および帯電防止剤等の添加剤を含有させても良い。
【００２２】
高分子弾性体と混合される前の不織布の厚みは、１．０〜４．０ｍｍであることが好ましい。また、密度は、０．１５〜０．６０ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。
【００２３】
本発明の研磨布は、高分子弾性体を含有している。この様な高分子弾性体が、バインダー効果により極細繊維が研磨布から抜け落ちるのを防止し、不織布の繊維を起毛させる場合には、均一な立毛を形成することが可能となるので好ましい。また、高分子弾性体を含有させることによって、研磨布にクッション性を付与し、研磨布の厚み均一性を向上させる。高分子弾性体としてはポリウレタン系エラストマーが好ましい。このようなものとしてはポリウレタンエラストマーやポリウレタン・ポリウレアエラストマーなどのことである。そしてこのポリウレタン系エラストマーは高分子弾性体のうち５０〜１００質量％の範囲が好ましい。
【００２４】
ポリウレタン系エラストマーのポリオール成分としては、ポリエステル系、ポリエーテル系およびポリカーボネート系のジオール、もしくはこれらの共重合物を用いることができる。また、ジイソシアネート成分としては、芳香族ジイソシアネート、脂環式イソシアネートおよび脂肪族系イソシアネートなどを使用することができる。
【００２５】
ポリウレタン系エラストマーの重量平均分子量は、好ましくは５０，０００以上である。重量平均分子量を５０，０００以上、より好ましくは１００，０００以上、さらに好ましくは１５０，０００以上とすることにより、研磨布の強度を保持し、また極細繊維の脱落を防ぐことができる。また、重量平均分子量の上の方はポリマーが架橋しており無限大となっていてもよいが、３００，０００以下、より好ましくは２５０，０００以下とするのがよい。ポリウレタン系エラストマーを不織布と共存させるには、当該エラストマーの溶液を利用する。重量平均分子量をあまり高くせず、エラストマーの溶液の年度の増大を抑えて極細繊維層への含浸を行いやすくすることができる。
【００２６】
研磨布において、高分子弾性体の含有率は、不織布および高分子弾性体の和に対して、２０〜３０質量％の範囲が好ましい。また高分子弾性体としてポリウレタン系エラストマーを使用する場合には、不織布および高分子弾性体の和に対して、２０〜３０質量％の範囲が好ましい。
この含有率が低い場合は、研磨布の寿命が短くなる傾向がある。また、含有率が高い場合は、研磨対象基板のスクラッチ・パーティクルの欠陥が多くなり、鏡面性が不良となる傾向がある。この含有率のより好ましい範囲は、２１〜２８質量％である。高分子弾性体としてポリウレタン系エラストマーを必須とするときもポリウレタン系エラストマーの含有量は上で示した範囲が好ましい。
本発明の研磨布を製造するにあたり、高分子弾性体を、繊維の絡合体である不織布に付与する。その付与には液体を媒体としたものが用いられる。ポリウレタン系エラストマーに限らず、溶媒としては、Ｎ，Ｎ’−ジメチルホルムアミドやジメチルスルホキシド等を用いることができる。高分子弾性体としてポリウレタン系エラストマーを使用する場合、水分散可能なポリウレタンを水中に分散させたエマルジョンも用いることもできる。
【００２７】
ポリウレタン系エラストマー溶液または分散液に、不織布を浸漬して、ポリウレタン系エラストマーを不織布に付与し、その後、乾燥することによってポリウレタン系エラストマーを実質的に凝固し固化させ、本発明の研磨布の材料とすることができる。乾燥にあたっては、不織布およびポリウレタン系エラストマーの性能が損なわない程度の温度で加熱してもよい。
【００２８】
得られた研磨布用材料に対して起毛処理を行うことが好ましい。この処理はサンドペーパーやロールサンダーなどでできる。特に、サンドペーパーを用いることにより、均一かつ緻密な立毛を形成することができる。
【００２９】
また、ポリウレタン系エラストマーは、必要に応じて着色剤、酸化防止剤、帯電防止剤、分散剤、柔軟剤、凝固調整剤、難燃剤、抗菌剤および防臭剤などの添加剤を含んでいてもよい。
【００３０】
本発明の研磨布には、不織布にポリウレタン系エラストマーなどの高分子弾性体を付与し、必要に応じて立毛処理したもよい。さらに毛羽落ち防止のため追加して高分子弾性体を付与してもよい。追加して付与される高分子弾性体としては、上述したポリウレタン、ポリウレア、ポリウレタン・ポリウレアエラストマー、ポリアクリル酸、アクリロニトリル・ブタジエンエラストマーおよびスチレン・ブタジエンエラストマー等が好ましく用いられる。
【００３１】
毛羽落ち防止のための高分子弾性体の付着量としては、研磨布に含まれる高分子弾性体中０．５〜６．０質量％が好ましい。毛羽落ち防止のための高分子弾性体としてポリウレタン系エラストマーを使用する場合も、研磨布中のポリウレタン系エラストマーに対して、０．５〜６．０質量％が好ましい。この範囲により優れた毛羽落ち防止機能が得られ、また研磨布に必要とされる圧縮特性を維持することができる。高分子弾性体およびポリウレタン系エラストマーそれぞれにおいて、その付着量のより好ましい範囲は、１．０〜５．０質量％である。
【００３２】
本発明の研磨布の目付は、好ましくは１００〜６００ｇ／ｍ２以下である。この目付を１００ｇ／ｍ２以上、より好ましくは１５０ｇ／ｍ２以上とすることにより、研磨布の形態安定性と寸法安定性に優れ、研磨加工時の研磨布の伸びによる加工ムラおよびスクラッチ欠点の発生を抑えることができる。一方、この目付を６００ｇ／ｍ２以下、より好ましくは３００ｇ／ｍ２以下とすることにより、研磨布の取扱い性が容易となり、また、研磨布のクッション性を適度に抑え、研磨加工時における押付圧を抑えることができる。
【００３３】
また、研磨布の厚さは、好ましくは０．１ｍｍ以上、さらに０．３ｍｍ以上とすることが好ましい。この厚さだと、研磨布の形態安定性と寸法安定性に優れ、研磨加工時の研磨布厚み変形による加工ムラ、およびスクラッチ欠点の発生を抑えることができる。また厚さの上の方の値としては、１０ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは５ｍｍ以下である。この厚み以下だと研磨加工時の押付圧を十分に伝播させることができる。
【００３４】
本発明の研磨布の表の面は、水の接触角が１００度以上の撥水性表面であることが必要である。高分子弾性体を不織布に付与したそのもの、必要に応じて起毛処理したもの、さらに必要に応じて、毛落ち防止処理したもの、いずれかの研磨布用材料の表の面に撥水処理をおこなうことで、この特性を得ることができる。撥水処理の方法として、撥水剤の溶液を不織布材料の表の面に塗布して、乾燥させる方法や、撥水機能を有する低分子化合物を蒸気で研磨布材料の表の面に接触させながらプラズマ放電をして、繊維絡合体表面に撥水機能を有する重合物を堆積させる方法が例示される。溶液上の撥水剤として、フッ素系撥水剤、シリコーン系撥水剤、脂肪族炭化水素系撥水剤等がある。これらの中で、水の接触角で１００度以上を実現できやすいという点で、フッ素系撥水剤が好ましい。フッ素系撥水剤としては、旭硝子(株)製の“アサヒガード”（登録商標）ＡＧ−Ｅ０６１、ＡＧ−Ｅ０８１、ＡＧ−Ｅ０８２やダイキン工業(株)製の“ユニダイン”（登録商標）ＴＧ−４５７１、ＴＧ−５５４１、ＴＧ−５５４６や日華化学(株)の“ＮＫガード”（登録商標）Ｓ−０７、Ｓ−１１、Ｓ−７５０、Ｓ−０６７１等があげられる。
【００３５】
所定の濃度で撥水剤の溶液を調整して、不織布材料の表の面に塗布し、溶媒を気化させることで、水の接触角を１００度以上にすることができる。環境の観点からここで溶媒としては水が好ましい。研磨布の表の面を水の接触角を１００度以上にすると、研磨中に生じる研磨速度の低下が少なくなり、その結果、研磨布の使用寿命が長くなる。
【００３６】
本発明の研磨布の表の面側から測定したＣ型硬度は、６０〜９０度が好ましい。研磨布表面のＣ型硬度が低くなると、研磨しているうちに研磨速度の低下が大きくなり、寿命が短くなる傾向がある。また、表面のＣ型硬度が高すぎると、研磨対象基板のスクラッチが生じやすくなる傾向がある。
【００３７】
本発明の研磨布の表の面から測定したＣ型硬度は、裏の面から測定したＣ型硬度より１０％以上大きいことが好ましい。Ｃ型硬度の差を１０％以上とすると、研磨布による研磨速度が大きくなり、研磨対象基板の所望の鏡面性が早い時間で得られるので好ましい。
【００３８】
裏面のＣ型硬度を研磨布の表面のＣ型硬度に対して１０％以上大きくする方法として、研磨布の裏となる不織布の面に、硬質の高分子樹脂の溶液を塗布して、一部含浸塗布して、乾燥させ、研磨布の繊維絡合体の裏面のみを高硬度化することで可能である。高分子樹脂の溶液として、ウレタン系ポリマーの溶液や、エポキシ樹脂の良溶媒の溶液や、イソシアネート系低分子化合物の良溶媒の溶液などが好ましいものとして挙げられる。ウレタン系ポリマーとしてはウレタン系エラストマーが好ましい。
【００３９】
本発明の研磨布の表の面は被研磨材料と触れる面となるが、その面からは、直径０．４ｍｍ以上の貫通口が、貫通口の開口の総面積が研磨布表面の総面積に対して１〜２０％の面積の割合で存在していることが好ましい。貫通口が円形でない場合には、その面積を与える円の直径とする。０．４ｍｍ以上の貫通口が総面積比率で１％以上存在することで、研磨対象基板のスクラッチが少なくなるので好ましい。２０％を超えると、研磨布の接触表面積が小さくなり、研磨布の研磨速度が小さくなるので好ましくない。その他に０．４ｍｍ未満の貫通口があってもいい。
【００４０】
本発明の研磨布には、安定した研磨特性を得るために、研磨布の表面に、格子状の溝、同心円の複数の溝が形成されていることが好ましい。
【００４１】
次に、本発明の研磨布を構成する不織布を製造する方法について説明する。
【００４２】
極細繊維束が絡合している不織布を得る手段としては、極細繊維になりうる繊維を用いることが好ましい。極細繊維の状態で絡合させるのは簡単ではない。そこで、例えば海成分と島成分からなる海島型繊維を絡合させ、得られた繊維絡合体のから海成分を除去し、島成分由来の極細繊維を発生させることにより、極細繊維束が絡合した状態とすることができる。
【００４３】
極細繊維発になりうる繊維としては、上で説明したように、溶剤溶解性の異なる２成分の熱可塑性樹脂を海成分と島成分とし、海成分を溶剤などを用いて溶解除去することによって、島成分を極細繊維とすることができる海島型繊維があげられる。その他に２成分の熱可塑性樹脂を繊維断面に放射状または多層状に交互に配置し、両方の成分を剥離、分割することによって極細繊維に割繊することができる剥離型複合繊維もある。
【００４４】
海島型繊維には、複合口金を用い海成分と島成分の２成分を相互配列して紡糸する海島型複合繊維や、海成分と島成分の２成分を混合して紡糸する混合紡糸繊維などがあるが、均一な繊度の極細繊維が得られる点、また十分な長さの極細繊維が得られシート状物の強度にも資する点から、海島型複合繊維が好ましく用いられる。
【００４５】
海島型繊維の海成分としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ナトリウムスルホイソフタル酸やポリエチレングリコールなどを共重合した共重合ポリエステル、およびポリ乳酸等を用いることができる。
【００４６】
海成分の溶解除去は、弾性重合体であるポリウレタン系エラストマーを付与する前、ポリウレタン系エラストマーを付与した後、または起毛処理後のいずれのタイミングで行ってもよい。
【００４７】
繊維を絡合させる方法としては、前述のとおり、繊維ウェブをニードルパンチやウォータジェットパンチにより絡合させる方法、スパンボンド法、メルトブロー法および抄紙法などを採用することができ、なかでも、前述のような極細繊維束の態様とする上で、ニードルパンチやウォータジェットパンチなどの処理を経る方法が好ましく用いられる。
【００４８】
ニードルパンチ処理に用いられるニードルにおいて、ニードルバーブ（切りかき）の数は好ましくは１〜９本である。ニードルバーブを１本以上とすることにより効率的な繊維の絡合が可能となる。一方、ニードルバーブを９本以下とすることにより繊維損傷を抑えることができる。
【００４９】
ニードルバーブのトータルデプスは、好ましくは０．０４〜０．０９ｍｍである。トータルデプスを０．０４ｍｍ以上とすることにより、繊維束への十分な引掛かりが得られるため効率的な繊維絡合が可能となる。一方、トータルデプスを０．０９ｍｍ以下とすることにより繊維損傷を抑えることが可能となる。
【００５０】
ニードルパンチのパンチング本数は、好ましくは１０００本／ｃｍ２以上４０００本／ｃｍ２以下である。パンチング本数を１０００本／ｃｍ２以上とすることにより、緻密性が得られ、高精度の仕上げを得ることができる。一方、パンチング本数を４０００本／ｃｍ２以下とすることにより、加工性の悪化、繊維損傷および強度低下を防ぐことができる。パンチング本数のより好ましい範囲は、１５００〜３５００本／ｃｍ２以下である。
【００５１】
また、ウォータジェットパンチ処理を行う場合には、水は柱状流の状態で行うことが好ましい。好適には、直径０．０５〜１．０ｍｍのノズルから、圧力１〜６０ＭＰａで水を噴出させると良い。
【００５２】
ニードルパンチ処理あるいはウォータジェットパンチ処理後の極細繊維発生型繊維からなる不織布の見掛け密度は、０．１５〜０．３５ｇ／ｃｍ３以であることが好ましい。見掛け密度を０．１５ｇ／ｃｍ３以上とすることにより、研磨パッドの形態安定性と寸法安定性に優れ、研磨加工時の加工ムラ、およびスクラッチ欠点の発生を抑えることができる。一方、見掛け密度を０．３５ｇ／ｃｍ３以下とすることにより、ポリウレタン系エラストマーを付与するための十分な空間を維持することができる。
【００５３】
このようにして得られた極細繊維発生型繊維からなる不織布は、緻密化の観点から、乾熱処理もしくは湿熱処理、またはその両者によって収縮させ、さらに高密度化することが好ましい。また、カレンダー処理等により、極細繊維発生型繊維からなる不織布を厚み方向に圧縮してもよい。
【００５４】
極細繊維発生型繊維から易溶解性ポリマー（海成分）を溶解する溶剤としては、海成分がポリエチレンやポリスチレン等のポリオレフィンであれば、トルエンやトリクロロエチレン等の有機溶媒が用いられる。また、海成分がポリ乳酸や共重合ポリエステルであれば、水酸化ナトリウム等のアルカリ水溶液を用いることができる。また、極細繊維発生加工（脱海処理）は、溶剤中に極細繊維発生型繊維からなる不織布を浸漬し、窄液することによって行うことができる。
【００５５】
また、極細繊維発生型繊維から極細繊維を発生させる加工には、連続染色機、バイブロウォッシャー型脱海機、液流染色機、ウィンス染色機およびジッガー染色機等の公知の装置を用いることができる。上記の極細繊維発生加工は、立毛処理前に行なうことができる。
【００５６】
本発明の研磨布の材料は、研磨布を製造するとき、および得られた研磨布を成形するときの毛羽落ち防止のため、上述したポリウレタン系エラストマーを付与後、さらに他のエラストマーを付与してもよい。毛羽落ち防止樹脂としては、上述したポリウレタン、ポリウレア、ポリウレタン・ポリウレアエラストマー、ポリアクリル酸、アクリロニトリル・ブタジエンエラストマーが用いられる。
【００５７】
研磨布の不織布の厚みは０．６〜１．３ｍｍであることが好ましい。厚みを０．６ｍｍ以上とすることで研磨対象基板を均一に研磨できる。また、厚みを１．３ｍｍ以下とすることで研磨対象基板の欠陥を抑えることができる。不織布の厚みは、接触式の厚み計で測定することができる。不織布の裏面に、研磨機の定盤に貼りつけるために、両面テープを貼り合せることで研磨布とすることが出来る。
【００５８】
また、本発明においては、エラストマーの付着量が少なくても、毛羽落ちを効率よく防止させるため、および研磨布の圧縮特性を維持するために、研磨布の表の面の近くのみにポリウレタン系エラストマー層を形成させることが好ましい。研磨布の繊維絡合体の表層近くにポリウレタン系エラストマー層を形成する方法としては、各種ポリウレタン系エラストマーを水系エマルジョン等の状態として、立毛後の研磨布用繊維絡合体に対し、ポリウレタン系エラストマーを通常の塗布等の方法で付与後に乾燥することが好ましい。その理由は、水系ポリウレタンエマルジョンを、研磨布用繊維絡合体に塗布して、それを乾燥して、厚み方向にポリウレタンエマルジョンを積極的にマイグレーションさせることにより、ポリウレタン系エラストマーを研磨布用繊維絡合体の表層部分により多く付着することができるためである。
【００５９】
本発明の研磨布は、シリコンベアウエハ、ガラス、化合物半導体基板およびハードディスク基板等で良好な鏡面研磨面を形成するために好適に使用される。
【実施例】
【００６０】
次に、実施例によって、さらに本発明の詳細を説明する。本実施例により本発明が限定して解釈される訳ではない。研磨評価および各測定は、次のとおりに行った。
〔研磨評価〕
岡本工作機械製作所製研磨装置（型式：ＳＰＰ６００）に研磨布を両面テープで貼り合わせて、直径６１０ｍｍにサイズ調整した。被研磨体として両面エッチド６インチシリコンベアウエハを用いて、次の条件で研磨評価を行った。
・プラテン回転：４６ｒｐｍ
・ウエハヘッド回転：４９ｒｐｍ
・ヘッド荷重：１００ｇ／ｃｍ２
・スラリー量：７００ｍｌ／ｍｉｎ（スラリー：コロイダルシリカスラリー砥粒濃度１％）
・研磨時間：３０分。
【００６１】
〔研磨布の被研磨基板面の鏡面性および研磨布の寿命の推定〕
研磨布を立ち上げ後、上記研磨評価条件で、両面エッチド６インチシリコンベアウェハを研磨時間３０分で研磨して、研磨基板面の鏡面性をＺｙｇｏ社のＮｅｗＶｉｅｗ６３００で表面粗さを計測した。また、シリコンウェハの研磨速度を測定して、１枚後の研磨速度と１００枚研磨後の研磨速度の低下をみることで寿命の判定をおこなった。
【００６２】
〔スクラッチ・パーティクル等の欠陥数〕
トップコン社製ゴミ検査装置商品名“ＷＭ−３”を使用して、０．５μｍ以上の欠陥数を測定した（ウェハー２枚でのｎ＝２測定の平均値）。
【００６３】
〔融点〕
パーキンエルマー社（Ｐｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍａｅｒ）製ＤＳＣ−７を用いて２ｎｄ  ｒｕｎでポリマーの溶融を示すピークトップ温度をポリマーの融点とした。このときの昇温速度は１６℃／分で、サンプル量は１０ｍｇとした。
【００６４】
〔メルトフローレイト（ＭＦＲ）〕
試料ペレット４〜５ｇを、ＭＦＲ計電気炉のシリンダーに入れ、東洋精機製メルトインデクサー（Ｓ１０１）を用いて、荷重２１６０ｇｆ、温度２８５℃の条件で、１０分間に押し出される樹脂の量（ｇ／１０分）を測定した。同様の測定を３回繰り返し、平均値をＭＦＲとした。
【００６５】
〔極細繊維の平均単繊維径および平均単繊維径ＣＶ〕
研磨布の厚み方向の断面を、走査型電子顕微鏡（キーエンス社製ＶＥ−７８００型）を用いて３０００倍で観察し、３０μｍ×３０μｍの視野内で、無作為に抽出した５０本の単繊維直径をμｍ単位で、有効数字３桁で測定した。ただし、これを３ヶ所で行い、合計１５０本の単繊維の直径を測定し、有効数字３桁目を四捨五入し、平均値を有効数字２桁で算出した。繊維径が１０．０μｍを超える繊維が混在している場合には、当該繊維は極細繊維に該当しないものとして平均繊維径の測定対象から除外するものとした。また、極細繊維が異形断面の場合、まず単繊維の断面積を測定し、当該断面を円形と見立てた場合の直径を算出することによって単繊維の直径とした。これを母集団とした標準偏差値および平均値を算出した。該標準偏差値を該平均値で割った値を百分率（％）で表したものを平均単繊維径径ＣＶとした。
【００６６】
〔研磨布表面の水の接触角の測定〕
２０℃の環境で行った。研磨布表面にディスペンサーで、純水の液滴３μＬを滴下する。研磨布表面で滴下後、１０分後に、接触角計で水滴の断面をＣＣＤカメラで画像を取り込み、接触角を測定する。
【００６７】
［実施例１］
（研磨布用不織布）
（海島型複合繊維用のポリマー）
融点２６０℃でＭＦＲ４６．５のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を島成分とし、融点８５℃でＭＦＲ１１７のポリスチレンを海成分として用いた。
【００６８】
（紡糸・延伸）
上記の島成分と海成分を用い、１６島／ホールの海島型複合口金を用いて、紡糸温度２８５℃、島／海質量比率８０／２０、吐出量１．２ｇ／分・ホールおよび紡糸速度１１００ｍ／分の条件で、断面が海島構造に観察される海島型複合繊維を溶融紡糸した。次いで、スチーム延伸によって２．８倍に延伸し、押し込み型捲縮機を用いて捲縮を付与し、カットして、複合繊維繊度が４．２ｄｔｅｘ、繊維長が５１ｍｍの海島型複合繊維の原綿を得た。
【００６９】
（海島型複合繊維不織布）
上記の海島型複合繊維の原綿を用い、カード工程とクロスラッパー工程を経て、積層繊維ウェブを形成した。次いで、得られた積層繊維ウェブを、トータルバーブデプス０．０８ｍｍのニードル１本を植込んだニードルパンチ機を用いて、針深度６ｍｍ、パンチ本数３０００本／ｃｍ２でニードルパンチし、目付が８１５ｇ／ｍ２、見掛け密度が０．２２５ｇ／ｃｍ３の不織布を作製した。
【００７０】
（ポリウレタンの含浸付与）
上記不織布を、９５℃の熱水で収縮処理した。ポリビニルアルコールの水溶液を不織布に付与し、乾燥し、ポリビニルアルコールを繊維に対して２６質量％付与した。トリクロロエチレンを用いて海成分のポリスチレンを溶解除去後、乾燥し、極細繊維束からなる不織布を得た。このようにして得られた極細繊維束からなる不織布に、ジイソシアネートとポリジオール成分がポリエーテル系７５質量％およびポリエステル系２５質量％とから得られたポリウレタンを、極細繊維とポリウレタンとの質量比が２２質量％となるように付与した。次いで、３０％のＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（以下「ＤＭＦ」）を含む３５℃の水溶液でポリウレタンを凝固させ、約８５℃の温度の熱水で処理し、ＤＭＦおよびポリビニルアルコールを除去した。その後、エンドレスのバンドナイフを有する半裁機により厚み方向に半裁してシート基材を得た。得られたシート基材の半裁面を、バッフィング研削し半裁面に起毛を形成させた。
【００７１】
（毛羽落ち防止剤の付与）
上記のシート基材に、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）（日本ゼオン社製  Ｎｉｐｏｌ  ＬＸ５１１Ａ）樹脂の８．５％溶液を、シート基材とＮＢＲの固形分の質量比が３．１質量％となるように付与し、１７０℃の温度で乾燥し研磨パッド用基材を得た。得られた研磨パッド用基材は、極細繊維の平均単繊維径が４．４μｍ、平均単繊維径ＣＶ値が６．２％、厚さが１．０８ｍｍ、目付が３７０ｇ／ｍ２、見かけ密度が０．３４３ｇ／ｃｍ３であった。
【００７２】
（表面の撥水付与）
上記の不織布の表面に、撥水剤として、日華化学(株)製のＮＫ−ガード  Ｓ−７５０の２０％水溶液を塗布乾燥して、撥水表面を得た。水の接触角は、１１２度であった。
【００７３】
（裏面の高硬度付与）
上記の不織布の裏面に、弾性率２００ＭＰａのポリウレタンの２０％ＤＭＦ溶液を準備して、塗布乾燥した。表面のＣ型硬度は６５度で、裏面のＣ型硬度は７３度であり、裏面の硬度が１２％高い。
【００７４】
得られた研磨布を両面エッチドシリコンウェハーを３０分研磨して、表面の平均粗さが、０．７７ｎｍで非常に鏡面性が良好であった。研磨速度は、０．４２（μｍ／分）であった。スクラッチ・パーティクル数は、０個で少なかった。１００枚後の両面エッチドシリコンウェハーの３０分研磨の表面の平均粗さは、０．８２ｎｍで鏡面性は維持されており、研磨速度も０．４５（μｍ／分）と維持されており、寿命は良好であった。
【００７５】
その他の評価結果を含めて、評価結果を表１に示す。
【００７６】
［実施例２］
（研磨布用不織布）
実施例１と同様の不織布を使用した。
【００７７】
（表面の撥水付与）
上記の不織布の表面に、撥水剤として、ダイキン工業(株)製のユニダインＴＧ−５５４１の２０％水溶液を塗布乾燥して、撥水表面を得た。水の接触角は、１０２度であった。
【００７８】
その他の評価結果を含めて、評価結果を表１に示す。
【００７９】
（裏面の高硬度付与）
上記の不織布の裏面に、弾性率３００ＭＰａのポリウレタンの２０％ＤＭＦ溶液を準備して、塗布乾燥した。表面のＣ型硬度は６５度で、裏面のＣ型硬度は８３度であり、２８％高かった。
【００８０】
得られた研磨布を両面エッチドシリコンウェハーを３０分研磨して、表面の平均粗さが、０．６２ｎｍで非常に鏡面性が良好であった。研磨速度は、０．６２（μｍ／分）であった。スクラッチ・パーティクル数は、０個で少なかった。１００枚後の両面エッチドシリコンウェハーの３０分研磨の表面の平均粗さは、０．７０ｎｍで鏡面性は維持されており、研磨速度も０．５８（μｍ／分）と維持されており、寿命は良好であった。
【００８１】
その他の評価結果を含めて、評価結果を表１に示す。
【００８２】
［実施例３］
（研磨布用不織布）
実施例１と同様の不織布を使用した。
【００８３】
（表面の撥水付与）
上記の不織布の表面に、撥水剤として、旭硝子(株)製のアサヒガードＡＧ−Ｅ０８１の３０％水溶液を塗布乾燥して、撥水表面を得た。水の接触角は、１４０度であった。
【００８４】
（裏面の高硬度付与）
上記の不織布の裏面に、弾性率３００ＭＰａのポリウレタンの１７％ＤＭＦ溶液を準備して、塗布乾燥した。表面のＣ型硬度は６５度で、裏面のＣ型硬度は８３度であり、２８％高かった。
【００８５】
得られた研磨布を両面エッチドシリコンウェハーを３０分研磨して、表面の平均粗さが、０．６５ｎｍで非常に鏡面性が良好であった。研磨速度は、０．６２（μｍ／分）であった。スクラッチ・パーティクル数は、０個で少なかった。１００枚後の両面エッチドシリコンウェハーの３０分研磨の表面の平均粗さは、０．７１ｎｍで鏡面性は維持されており、研磨速度も０．６５（μｍ／分）と維持されており、寿命は良好であった。
【００８６】
その他の評価結果を含めて、評価結果を表１に示す。
【００８７】
［実施例４］
（研磨布用不織布）
紡糸工程において、３６島／ホールの海島型複合口金を用いて、極細繊維の平均単繊維径を３．１μｍとしたこと以外は実施例１と同じに実施して、繊維径ＣＶ値が５．２％、厚さが１．０８ｍｍ、目付が３７０ｇ／ｍ２、見かけ密度が０．３４３ｇ／ｃｍ３の研磨布用不織布を作成した。
【００８８】
（表面の撥水付与）
上記の不織布の表面に、撥水剤として、ダイキン工業(株)製のユニダインＴＧ−５５４１の３０％水溶液を塗布乾燥して、撥水表面を得た。水の接触角は、１３５度であった。
【００８９】
（裏面の高硬度付与）
上記の不織布の裏面に、メタフェニレンジイソシアネートの６０％ＭＥＫ溶液を準備して、塗布乾燥した。表面のＣ型硬度は６５度で、裏面のＣ型硬度は７９度であり、２２％高かった。
【００９０】
得られた研磨布を両面エッチドシリコンウェハーを３０分研磨して、表面の平均粗さが、０．６７ｎｍで非常に鏡面性が良好であった。研磨速度は、０．４５（μｍ／分）であった。スクラッチ・パーティクル数は、０個で少なかった。１００枚後の両面エッチドシリコンウェハーの３０分研磨の表面の平均粗さは、０．６３ｎｍで鏡面性は維持されており、研磨速度も０．４７（μｍ／分）と維持されており、寿命は良好であった。
【００９１】
その他の評価結果を含めて、評価結果を表１に示す。
【００９２】
［実施例５］
紡糸工程において、１６島／ホールの海島型複合口金を用いて極細繊維の平均単繊維径を５．９μｍとし、シート基材とＮＢＲの固形分の質量比が３．２質量％となるように付与したこと以外は、実施例１と同様にして、平均単繊維径ＣＶ値が５．６％、厚さが１．０８ｍｍ、目付が３７３ｇ／ｍ２、見かけ密度が０．３４５ｇ／ｃｍ３の研磨布用不織布を作成した。
【００９３】
（表面の撥水付与）
上記の不織布の表面に、撥水剤として、ダイキン工業(株)製のユニダインＴＧ−５５４１の３０％水溶液を塗布乾燥して、撥水表面を得た。水の接触角は、１３５度であった。
【００９４】
（裏面の高硬度付与）
上記の不織布の裏面に、メタフェニレンジイソシアネートの６０％ＭＥＫ溶液を準備して、塗布乾燥した。表面のＣ型硬度は６５度で、裏面のＣ型硬度は７９度であり、２２％高かった。
【００９５】
得られた研磨布を両面エッチドシリコンウェハーを３０分研磨して、表面の平均粗さが、０．６３ｎｍで非常に鏡面性が良好であった。研磨速度は、０．５８（μｍ／分）であった。スクラッチ・パーティクル数は、０個で少なかった。１００枚後の両面エッチドシリコンウェハーの３０分研磨の表面の平均粗さは、０．６１ｎｍで鏡面性は維持されており、研磨速度も０．５４（μｍ／分）と維持されており、寿命は良好であった。
【００９６】
その他の評価結果を含めて、評価結果を表１に示す。
【００９７】
［実施例６］
（研磨布用の不織布）
極細繊維の平均単繊維径を７．９μｍとし、シート基材とＮＢＲの固形分の質量比が４．５質量％となるように付与したこと以外は、実施例１と同様にして、平均単繊維径ＣＶ値が６．１％、厚さが１．０８ｍｍ、目付が３７４ｇ／ｍ２、見かけ密度が０．３４６ｇ／ｃｍ３の研磨布用不織布を作成した。
【００９８】
（表面の撥水付与）
上記の不織布の表面に、撥水剤として、ダイキン工業(株)製のユニダインＴＧ−５５４１の３０％水溶液を塗布乾燥して、撥水表面を得た。水の接触角は、１３５度であった。
【００９９】
（裏面の高硬度付与）
上記の不織布の裏面に、メタフェニレンジイソシアネートの６０％ＭＥＫ溶液を準備して、塗布乾燥した。表面のＣ型硬度は６５度で、裏面のＣ型硬度は７９度であり、２２％高かった。
【０１００】
得られた研磨布を両面エッチドシリコンウェハーを３０分研磨して、表面の平均粗さが、０．５３ｎｍで非常に鏡面性が良好であった。研磨速度は、０．７１（μｍ／分）であった。スクラッチ・パーティクル数は、０個で少なかった。１００枚後の両面エッチドシリコンウェハーの３０分研磨の表面の平均粗さは、０．５１ｎｍで鏡面性は維持されており、研磨速度も０．７２（μｍ／分）と維持されており、寿命は良好であった。
【０１０１】
その他の評価結果を含めて、評価結果を表１に示す。
【０１０２】
［実施例７］
（研磨布用の不織布）
実施例６と同様の不織布を作成した。
【０１０３】
（表面の撥水付与）
実施例６と同様の撥水処理を実施した。
【０１０４】
（裏面の高硬度付与）
実施例６と同様の高硬度処理を実施した。
【０１０５】
得られた研磨布表面に、直径０．６５ｍｍでピッチ幅４ｍｍ、開口率６．８％の４５度千鳥パターンで全面に貫通口を加工した。なお開口率とは研磨布の表の面積に対する貫通口の面積和の割合である。
【０１０６】
得られた研磨布を用いて両面エッチドシリコンウェハーを３０分研磨して、表面の平均粗さが、０．４３ｎｍで非常に鏡面性が良好であった。研磨速度は、０．６９（μｍ／分）であった。スクラッチ・パーティクル数は、０個で少なかった。１００枚後の両面エッチドシリコンウェハーの３０分研磨の表面の平均粗さは、０．４１ｎｍで鏡面性は維持されており、研磨速度も０．７２（μｍ／分）と維持されており、寿命は良好であった。
【０１０７】
その他の評価結果を含めて、評価結果を表１に示す。
【０１０８】
［比較例１］
（研磨布用不織布）
紡糸工程において極細繊維の平均単繊維径を２．８μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、平均単繊維径ＣＶ値が６．３％、厚さが１．０８ｍｍ、目付が３７１ｇ／ｍ２、見かけ密度が０．３４４ｇ／ｃｍ３の研磨布用不織布を作成した。
【０１０９】
（表面の撥水付与）
実施例１と同様の表面撥水付与をおこなった。
【０１１０】
（裏面の高硬度付与）
実施例１と同様の裏面高硬度付与をおこなった。
【０１１１】
得られた研磨布を両面エッチドシリコンウェハーを３０分研磨して、表面の平均粗さが、１．２ｎｍで非常に鏡面性が不良であった。研磨速度は、０．２１（μｍ／分）で低かった。スクラッチ・パーティクル数は、０個で少なかった。１００枚後の両面エッチドシリコンウェハーの３０分研磨の表面の平均粗さは、１．５ｎｍで鏡面性は不良であり、研磨速度も０．１２（μｍ／分）と低下していた。寿命は不良であった。
【０１１２】
その他の評価結果を含めて、評価結果を表１に示す。
【０１１３】
［比較例２］
（研磨布用不織布）
紡糸工程において極細繊維の平均単繊維径を８．２μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、平均単繊維径ＣＶ値が６．３％、厚さが１．０８ｍｍ、目付が３７１ｇ／ｍ２、見かけ密度が０．３４４ｇ／ｃｍ３の研磨布用不織布を作成した。
【０１１４】
（表面の撥水付与）
実施例１と同様の表面撥水付与をおこなった。
【０１１５】
（裏面の高硬度付与）
実施例１と同様の裏面高硬度付与をおこなった。
【０１１６】
得られた研磨布を両面エッチドシリコンウェハーを３０分研磨して、表面の平均粗さが、２．１ｎｍで非常に鏡面性が不良であった。研磨速度は、０．７８（μｍ／分）で低かった。スクラッチ・パーティクル数は、０個で少なかった。１００枚後の両面エッチドシリコンウェハーの３０分研磨の表面の平均粗さは、２。２ｎｍで鏡面性は不良であり、研磨速度も０．８２（μｍ／分）であった。
【０１１７】
その他の評価結果を含めて、評価結果を表１に示す。
【０１１８】
［比較例３］
（研磨布用不織布）
実施例１と同様の不織布を使用した。
【０１１９】
（表面の撥水付与）
上記の不織布の表面に、撥水剤として、日華化学(株)製のＮＫ−ガード  Ｓ−７５０の９％水溶液を塗布乾燥して、撥水表面を得た。水の接触角は、９８度であった。
【０１２０】
（裏面の高硬度付与）
実施例１と同様の裏面高硬度付与をおこなった。
【０１２１】
得られた研磨布を両面エッチドシリコンウェハーを３０分研磨して、表面の平均粗さが、０．８ｎｍで鏡面性は良好であった。研磨速度は、０．４３（μｍ／分）で良好であった。スクラッチ・パーティクル数は、０個で少なかった。１００枚後の両面エッチドシリコンウェハーの３０分研磨の表面の平均粗さは、２．０ｎｍで鏡面性は不良であり、研磨速度も０．１２（μｍ／分）と低下していた。寿命は不良であった。
【０１２２】
その他の評価結果を含めて、評価結果を表１に示す。
【０１２３】
［比較例４］
（研磨布用不織布）
実施例１と同様の不織布を使用した。
【０１２４】
（表面の撥水付与）
実施例１と同様の撥水処理を実施した。
【０１２５】
（裏面の高硬度付与）
上記の不織布の裏面に、弾性率１００ＭＰａのポリウレタンの５％ＤＭＦ溶液を準備して、塗布乾燥した。表面のＣ型硬度は６５度で、裏面のＣ型硬度は７０度であり、裏面のＣ型硬度は、表面の硬度より８％程度高かった。
【０１２６】
得られた研磨布を両面エッチドシリコンウェハーを３０分研磨して、表面の平均粗さが、１．６ｎｍで非常に鏡面性が不良であった。研磨速度は、０．２３（μｍ／分）で低かった。スクラッチ・パーティクル数は、０個で少なかった。１００枚後の両面エッチドシリコンウェハーの３０分研磨の表面の平均粗さは、２．０で鏡面性は不良であり、研磨速度も０．２２（μｍ／分）であった。
【０１２７】
その他の評価結果を含めて、評価結果を表１に示す。
【０１２８】
【表１】
2019130633.tif 000002
【０１２９】
＊「裏面と表面の硬度の違い」：Ｃ型硬度の差。下記式で算出される値。
（研磨布裏面のＣ型硬度）／（研磨布表面のＣ型硬度）−１