(57)【要約】【課題】ガラス基板の表面研磨に適用した際の研磨パッドの長寿命化が図られるとともに、ガラス基板の表面研磨に適した研磨能が確保できる研磨パッド及びこれを用いた研磨方法を提供すること。【解決手段】ガラス基板の表面研磨に用いられる研磨パッドであって、基材層と、前記基材層の一面側に設けられた研磨層と、を備え、前記研磨層が、前記基材層上に互いに離間して配列された複数の柱状の研磨部を有し、前記研磨部が、研磨砥粒、充填材及びバインダ樹脂を含む研磨材料からなり、前記研磨砥粒が、研磨粒子及びガラスマトリックスを含み、前記充填材が、前記表面研磨時に破壊又は脱落して前記研磨部の頂面に略球冠状の凹部を形成する第一の充填材を含む、研磨パッド。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板の表面研磨に用いられる研磨パッドであって、
基材層と、前記基材層の一面側に設けられた研磨層と、を備え、
前記研磨層が、前記基材層上に互いに離間して配列された複数の柱状の研磨部を有し、
前記研磨部が、研磨砥粒、充填材及びバインダ樹脂を含む研磨材料からなり、
前記研磨砥粒が、研磨粒子及びガラスマトリックスを含み、
前記充填材が、前記表面研磨時に破壊又は脱落して前記研磨部の頂面に略球冠状の凹部を形成する第一の充填材を含む、研磨パッド。
【請求項２】
前記第一の充填材が平均粒径４０μｍ以上のガラスバルーンを含む、請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項３】
前記第一の充填材が平均粒径１０μｍ以上のガラスビーズを含む、請求項１又は２に記載の研磨パッド。
【請求項４】
前記充填材がケイ酸塩鉱物からなる第二の充填材を更に含む、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】
前記研磨部が４〜１００ｍｍ2の頂面を有する、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】
前記充填材の含有量が、前記研磨材料の全体積基準で１０〜５０体積％である、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】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の研磨パッドを用いたガラス基板の研磨方法であって、
前記基材層の他面側を定盤に固定して前記研磨層と被研磨体とを接触させ、前記被研磨体と前記研磨層との間に研削液を導入しながら、前記研磨パッドと前記被研磨体とを相対的に擦り合わせる工程を含む、ガラス基板の研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨パッド及びガラス基板の研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の研磨パッドとして、例えば特許文献１に記載の研磨物品がある。この研磨物品は、矩形などの形状をなした研磨材料を一面側に有する裏材を備えて構成されている。また、特許文献２に記載の研磨物品では、研磨材料で形成された研磨層の土台部上に錐状の突起部が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００２−５４２０５７号公報
【特許文献２】米国公開特許公報ＵＳ２０１１／００５３４６０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
工業用のガラス基板の研磨を行う場合には、生産性の向上のため、研磨物品の長寿命化が必要となる。研磨物品の長寿命化のためには、研磨層の突起部分の高さを高くして、研磨層の体積を大きくすることが考えられる。しかしながら、突起部分を高くしていくと、研磨時の負荷によって突起部分が倒れやすくなる場合がある。また、突起部分の形成に要する研磨材料の量が増加して、コストメリットが低下するという課題もある。
【０００５】
研磨物品の長寿命化のためには、また、研磨層の摩耗量を低減させることが考えられる。研磨層の摩耗量は、例えば研磨層の硬さを低下させて研磨時の偏荷重を逃がしやすくすることによって低減させることが考えられる。しかしながら、研磨層の硬さを低下させると、被研磨体の研削量が著しく低下して、十分な研磨が達成できなくなる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、ガラス基板の表面研磨に用いられる研磨パッドであって、基材層と、基材層の一面側に設けられた研磨層と、を備える研磨パッドに関する。本態様において、研磨層は、基材層上に互いに離間して配列された複数の柱状の研磨部を有し、研磨部は、研磨砥粒、充填材及びバインダ樹脂を含む研磨材料からなり、研磨砥粒は、研磨粒子及びガラスマトリックスを含み、充填材は、表面研磨時に破壊又は脱落して前記研磨部の頂面に略球冠状の凹部を形成する第一の充填材を含んでいる。
【０００７】
本態様では、ガラス基板の表面研磨に適用した際の研磨パッドの長寿命化が図られるとともに、ガラス基板の表面研磨に適した研磨能が確保できる。
【０００８】
また、本発明の一態様は、上記研磨パッドを用いたガラス基板の研磨方法であって、基材層の他面側を定盤に固定して研磨層と被研磨体とを接触させ、被研磨体と研磨層との間に研削液を導入しながら、研磨パッドと被研磨体とを相対的に擦り合わせる工程を含む、ガラス基板の研磨方法に関する。
【０００９】
本態様のガラス基板の研磨方法では、上記研磨パッドを用いているため長期間にわたって安定してガラス基板の表面研磨を行うことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ガラス基板の表面研磨に適用した際の研磨パッドの長寿命化が図られるとともに、ガラス基板の表面研磨に適した研磨能が確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る研磨パッドを示す斜視図である。
【図２】図1に示した研磨パッドの要部を示す拡大斜視図である。
【図３】図１に示した研磨パッドの要部を示す拡大側面図である。
【図４】研磨部の変形例を示す斜視図である。
【図５】図１に示した研磨パッドを用いた被研磨体の研磨方法を示す側面図である。
【図６】実施例及び比較例で作製した研磨パッドサンプルの研磨部頂面を、研磨テスト実施後に、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した観察結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る研磨パッド及びガラス基板の研磨方法の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る研磨パッドを示す斜視図である。また、図２は、図１に示した研磨パッドの要部を示す拡大斜視図であり、図３は、拡大側面図である。図１〜図３に示すように、研磨パッド１は、パッドの支持体となる基材層１１と、該基材層１１の一面側に設けられた研磨層１２とを備えて構成されている。また、研磨層１２は、基材層１１上に互いに離間して配列された複数の柱状の研磨部１５を有している。
【００１４】
研磨パッド１は、全体として例えば直径３０ｍｍ以上１５００ｍｍ以下程度の円板状をなしている。なお、本発明の研磨パッドの形状はこれに限定されるものではなく、研磨条件、研磨装置などに応じて適宜その形状を変形することができる。
【００１５】
基材層１１は、研磨パッド１が一定の強度と可撓性とを有するように、例えば厚さ１ｍｍ程度に構成されている。また、基材層は、例えば基材１３と接着層１４とを備えて構成されている。
【００１６】
基材１３は、例えばポリマーフィルム、紙、バルカナイズドファイバー、不織布材、織布材等によって構成することができる。これらの中でも、ポリマーフィルムを用いることが好ましく、ポリマーフィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタラートフィルム、ポリエステルフィルム、コポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム、ポリアミドフィルム等が挙げられる。
【００１７】
接着層１４は、基材１３と研磨部１５とを接合して一体の研磨パッドとなす層である。接着層１４は、例えばホットメルト型接着剤、熱硬化型接着剤、等により形成することができる。ホットメルト型接着剤としては、例えば、エチレン−アクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等の熱可塑性樹脂を含むホットメルト型接着剤が挙げられる。また、熱硬化性接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等の熱硬化性樹脂及び硬化剤を含む熱硬化型接着剤が挙げられる。
【００１８】
研磨部１５は、基材層１１上に互いに離間して配列されており、研磨砥粒、充填材及びバインダ樹脂を含む研磨材料から構成されている。
【００１９】
研磨砥粒は、研磨粒子及びガラスマトリックスを含んで構成されており、研磨部１５内で分散してバインダ樹脂に保持されている。また、研磨砥粒において、研磨粒子はガラスマトリックス内に分散して保持されている。
【００２０】
研磨砥粒の平均粒径は、例えば１０μｍ以上であってよく、好ましくは２５μｍ以上である。また、研磨砥粒の平均粒径は、例えば２００μｍ以下であってよく、好ましくは１００μｍ以下である。なお、本明細書中、研磨砥粒の平均粒径は、レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置ＬＡ−９２０（株式会社堀場製作所（京都府京都市）製）を用いて測定されるメジアン径を示す。
【００２１】
研磨材料中の研磨砥粒の含有量は、研磨材料の総量基準で、例えば０．５質量％以上であってよく、好ましくは１質量％以上であり、より好ましくは２質量％以上である。また、研磨材料中の研磨砥粒の含有量は、研磨材料の総量基準で、例えば６０質量％以下であってよく、好ましくは３０質量％以下、より好ましくは１０質量％以下である。
【００２２】
研磨粒子としては、例えばダイヤモンド研磨粒子、酸化アルミニウム粒子、酸化セリウム粒子、立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）粒子等が挙げられ、これらのうちダイヤモンド研磨粒子を用いることが好ましい。
【００２３】
研磨粒子の平均粒径は、例えば０．５μｍ以上であってよく、好ましくは２μｍ以上である。また、研磨粒子の平均粒径は、例えば１００μｍ以下であってよく、好ましくは５０μｍ以下である。なお、本明細書中、研磨粒子の平均粒径は、レーザー回折／散乱式粒度分布測定装置ＬＡ−９２０（株式会社堀場製作所（京都府京都市）製）を用いて測定されるメジアン径を示す。
【００２４】
研磨砥粒における研磨粒子の含有量は、研磨砥粒の全体積基準で、例えば２０体積％以上であってよく、好ましくは３０体積％以上である。また、研磨砥粒における研磨粒子の含有量は、研磨砥粒の全体積基準で、例えば８０体積％以下であってよく、好ましくは７０体積％以下である。
【００２５】
研磨砥粒におけるガラスマトリックスの含有量は、研磨砥粒の全体積基準で、例えば２０体積％以上であってよく、好ましくは３０体積％以上である。また、研磨砥粒におけるガラスマトリックスの含有量は、研磨砥粒の全体積基準で、例えば８０体積％以下であってよく、好ましくは７０体積％以下である。
【００２６】
バインダ樹脂は、バインダ前駆体から形成される。バインダ前駆体は、未硬化または未重合状態の樹脂を含み、研磨部１５の作製にあたって、バインダ前駆体中の樹脂が硬化または重合してバインダ樹脂が形成される。バインダ前駆体としては、例えば、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂が挙げられ、これらのうち光硬化性樹脂が好適に用いられる。また光硬化性樹脂としては、例えばアクリル樹脂等を用いることができ、熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂等を用いることができる。
【００２７】
充填材は、研磨部１５の崩壊速度を制御するために用いられる。本実施形態において、研磨材料は、充填材として、ガラス基板の表面研磨時に破壊又は脱落して研磨部１５の頂面１６に略球冠状の凹部を形成する充填材（以下、「第一の充填材」という。）を含む。
【００２８】
本実施形態では、頂面１６に略球冠状の凹部が形成されることで、ガラス基板の表面研磨に適した研磨能を確保しつつ、研磨パッドの長寿命化を図ることができると考えられる。この理由は必ずしも明らかではないが、破壊又は脱落により略球冠状の凹部を形成し得る充填材（すなわち、略球状の充填材）の使用によって研磨部１５の摩耗が低減されるとともに、被研磨体に接する頂面１６に凹部が形成されることで被研磨体と研磨部１５との接触面積が減少して、被研磨部に効果的に荷重がかかり十分な研磨能が確保されると考えられる。
【００２９】
上述の効果がより顕著に奏される観点から、第一の充填材は、ガラスバルーン及びガラスビーズから選択されることが好ましい。第一の充填材がガラスバルーン又はガラスビーズであると、ガラス基板の表面研磨の際に、研磨部１５の頂面１６において効果的に破壊又は脱落が生じ、略球冠状の凹部が効果的に形成される。
【００３０】
ガラスバルーンは、ガラスからなる中空粒子であり、ガラス微小中空粉体ということもできる。
【００３１】
ガラスバルーンとしては、例えば耐圧強度１ＭＰａ以上のガラスバルーンを好適に用いることができる。このような耐圧強度を有するガラスバルーンは、研磨パッドの作製過程で破壊され難いため、研磨時の上述の効果をより確実に得ることができる。
【００３２】
ガラスバルーンの真密度は、例えば０．１ｇ／ｃｍ３以上であってよく、好ましくは０．２ｇ／ｃｍ３以上である。また、ガラスバルーンの真密度は、例えば１ｇ／ｃｍ３以下であってよく、好ましくは０．６ｇ／ｃｍ３以下である。
【００３３】
ガラスバルーンの平均粒径は、例えば１０〜７０μｍである。ここで、ガラスバルーンの平均粒径は、レーザ回折／散乱式粒子径分布測定装置Ｐａｒｔｉｃａ  ＬＡ−９５０Ｖ２（株式会社堀場製作所（京都府京都市））により測定されるメジアン径を示す。なお、ガラスバルーンのメジアン径は、ガラスバルーンをその粒子径で２つに分けたとき、その粒子径より小さいガラスバルーンとその粒子径より大きいガラスバルーンとが体積基準で等量となる粒子径をいう。
【００３４】
低摩耗であり且つ研磨能に特に優れる研磨部１５が得られる観点からは、ガラスバルーンの平均粒径は、４０μｍ以上であることが好ましく、５０μｍ以上であることがより好ましい。ガラスバルーンの平均粒径が４０μｍ以上であると、研磨部の摩耗量Ａ（ｃｍ３）に対する被研磨体の研削量Ｂ（ｃｍ３）の比Ｇ（Ｇ−ｒａｔｉｏ、Ｂ／Ａ）が著しく向上して、長期間にわたって良好な研磨能を発現し得る研磨パッドを得ることができる。また、ガラスバルーンの平均粒径は、７０μｍ以下であってよく、好ましくは６５μｍ以下である。
【００３５】
ガラスビーズは、ガラスからなる中実粒子であり、ガラスビーズの平均粒径は、例えば５〜１００μｍである。ここで、ガラスビーズの平均粒径は、レーザ回折／散乱式粒子径分布測定装置Ｐａｒｔｉｃａ  ＬＡ−９５０Ｖ２（株式会社堀場製作所（京都府京都市））により測定されるメジアン径を示す。なお、ガラスビーズのメジアン径は、ガラスビーズをその粒子径で２つに分けたとき、その粒子径より小さいガラスビーズとその粒子径より大きいガラスビーズとが体積基準で等量となる粒子径をいう。
【００３６】
ここで、低摩耗であり且つ研磨能に特に優れる研磨部１５が得られる観点からは、ガラスビーズの平均粒径は、５μｍ以上であることが好ましく、１０μｍ以上であることがより好ましい。ガラスビーズの平均粒径が１０μｍ以上であると、研磨部の摩耗量Ａ（ｃｍ３）に対する被研磨体の研削量Ｂ（ｃｍ３）の比であるＧレシオ（Ｇ−ｒａｔｉｏ、Ｂ／Ａ）が著しく向上して、長期間にわたって良好な研磨能を発現し得る研磨パッドを得ることができる。また、ガラスビーズの平均粒径は、１００μｍ以下であってよく、好ましくは５０μｍ以下である。
【００３７】
ガラスビーズの真密度は、例えば１．５ｇ／ｃｍ３以上であってよく、２ｇ／ｃｍ３以上であってもよい。また、ガラスビーズの真密度は、例えば４ｇ／ｃｍ３以下であってよく、好ましくは３．５ｇ／ｃｍ３以下である。
【００３８】
本実施形態において、研磨材料は、第一の充填材以外の公知の充填材（以下、「第二の充填材」という。）を含有していてもよい。
【００３９】
第二の充填材としては、例えば、金属炭酸塩（炭酸カルシウム（白亜、方解石、泥炭、トラバーチン、大理石、及び石灰石）、炭酸カルシウムマグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸マグネシウム等）、シリカ（ガラスファイバー等）、シリケート（タルク、クレイ（モンモリロン石）長石、マイカ、ケイ酸カルシウム、メタケイ酸カルシウム、アルミノケイ酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸リチウム、及びケイ酸カリウム等）、金属硫酸塩（硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸ナトリウム、硫酸アルミニウムナトリウム、硫酸アルミニウム等）、石膏、蛭石、木粉、三水和アルミニウム、カーボンブラック、金属酸化物（酸化カルシウム（石灰）、酸化アルミニウム、酸化スズ（例えば酸化第二スズ）、二酸化チタン等）、金属亜硫酸塩（亜硫酸カルシウム等）、熱可塑性粒子（ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンブロックコポリマー、ポリプロピレン、アセタールポリマー、ポリウレタン、ナイロン粒子）、及び熱硬化性粒子（フェノール泡、フェノールビーズ、ポリウレタン泡粒子等）等が例示される。
【００４０】
また、第二の充填材としては、ハロゲン化物塩のような塩を用いることもできる。ハロゲン化物塩としては、塩化ナトリウム、氷晶石カリウム、氷晶石ナトリウム、氷晶石アンモニウム、四フッ化ホウ酸カリウム、四フッ化ホウ酸ナトリウム、フッ化ケイ素、塩化カリウム、及び塩化マグネシウムが例示される。また、金属充填材を用いることもでき、例えばスズ、鉛、ビスマス、コバルト、アンチモン、カドミウム、鉄、チタンが例示される。また、硫黄、有機硫黄化合物、グラファイト、及び金属硫化物を用いることもできる。
【００４１】
研磨材料中の充填材の含有量は、研磨材料の全体積基準で、１０体積％以上であることが好ましく、２０体積％以上であることがより好ましい。充填材の含有量が１０体積％以上であると、バインダ樹脂の硬化収縮による研磨部１５の構造変化が十分に抑制される。また、研磨材料中の充填材の含有量は、研磨材料の全体積基準で、７０体積％以下であることが好ましく、５０体積％以下であることがより好ましい。充填材の含有量が７０体積％を超えると研磨部１５の形成が困難となる場合がある。
【００４２】
本実施形態では、充填材として、第一の充填材を単独で用いることも、第一の充填材と第二の充填材とを組み合わせて用いることもできる。
【００４３】
研磨材料中の充填材の総量に対する第一の充填材の量は、例えば１０体積％以上であってよく、好ましくは２０体積％以上であり、より好ましくは３０体積％以上である。なお、第一の充填材及び第二の充填材の含有割合は、所望の、研磨部１５の単位時間当たりの摩耗量、被研磨体の単位時間当たりの研削量及び両者の比（Ｇ−ｒａｔｉｏ）等に応じて、適宜調整することができる。
【００４４】
例えば、第一の充填材がガラスバルーン及びガラスビーズから選択されるとき、第一の充填材の含有量が多いと、研磨部１５の単位時間当たりの摩耗量及び被研磨体の単位時間当たりの研削量はいずれも少なくなる傾向にあるが、摩耗量の低減率がより大きいため、両者の比（Ｇ−ｒａｔｉｏ）は大きくなる傾向にある。すなわち、第一の充填材によると、研磨部の単位量当たりの被研磨体の研削量は多くなるが、所定の研削量を達成するための研磨時間は長くなる傾向がある。この一方で、例えば充填材としてケイ酸塩鉱物を用いると、充填材の含有量を多くすることで、被研磨体の単位時間当たりの研削量は増えるが、同時に研磨部１５の単位時間当たりの摩耗量も増える傾向にある。
【００４５】
このため、第一の充填材としてガラスバルーン及び／又はガラスビーズを用い、第二の充填材としてケイ酸塩鉱物を用いることで、研磨部の単位量当たりの研磨効率（すなわちＧ−ｒａｔｉｏ）をある程度維持しつつ、単位時間当たりの研削量を増やして、研磨時間の短縮を図ることができる。
【００４６】
すなわち、本実施形態においては、第一の充填材と第二の充填材との含有割合を調整して、所望の研磨部１５の単位時間当たりの摩耗量及び被研磨体の単位時間当たりの研削量を達成できるように、すなわち、所望の研磨効率（Ｇ−ｒａｔｉｏ）と研削時間とを達成できるように、研磨パッド１を作製することができる。
【００４７】
次に、研磨層１２を成す研磨部１５の構造について説明する。
【００４８】
研磨層１２は、図２及び図３に示すように、柱状の複数の研磨部１５を有して構成されている。研磨部１５は頂面１６を有し、複数の研磨部１５の各頂面１６により、研磨パッドの研磨面が形成されている。
【００４９】
研磨部１５は、例えば１ｃｍ２辺り３個〜７個の密度となるように基材層１１上にマトリクス状に配列されている。各研磨部１５は、略直方体形状をなし、平面視において略正方形状をなしている。
【００５０】
研磨部１５の頂面１６の面積は、例えば４ｍｍ２以上であってよく、好ましくは５ｍｍ２以上である。また、頂面１６の面積は、例えば１００ｍｍ２以下であってよく、好ましくは５０ｍｍ２以下である。このような好適な面積範囲の頂面１６を有する研磨部１５においては、上述の好適な範囲の平均粒径を有する第一の充填材により形成される凹部による摩耗量の低減効果を、一層顕著に得ることができる。
【００５１】
研磨部１５の高さは特に制限されないが、例えば、研磨部１５の底面における短辺の長さに対して２０％以上とすることができ、３０％以上とすることもできる。また、研磨部１５の高さの上限も特に限定されないが、研磨部１５の摺動方向への十分な強度を確保する観点からは、２７０％以下とすることが好ましく、１５０％以下としてもよい。
【００５２】
研磨部１５の高さは、具体的には、例えば０．０１ｍｍ以上とすることができ、１ｍｍ以上とすることもできる。また、研磨部の高さは、１０ｍｍ以下であってもよく、７ｍｍ以下であってもよい。
【００５３】
研磨部１５の立体形状は、頂面を有する柱状形状であればよい。図４は、研磨部１５の変形例を示す斜視図である。変形例の一つである研磨部１５ａは、略三角柱状をなしており、その頂面１６ａは略三角形状をなしている。また、変形例の一つである研磨部１５ｂは、略六角柱状をなしており、その頂面１６ｂは略六角形状をなしている。また、変形例の一つである研磨部１５ｃは、略円柱形状をなしており、その頂面１６ｃは略円形状をなしている。また、変形例の一つである研磨部１５ｄは、略直方体形状をなしており、その頂面１６ｄは略長方形状をなしている。また、変形例の一つである１５ｅは、略四角錐台状をなしており、その頂面１６ｅは略正方形上をなしている。研磨層１２は、研磨部１５としてこれらの変形例の一つを有するものであってよく、これらの変形例を複数有するものであってもよい。研磨部１５の立体形状は、研磨態様等に応じて適宜選定することができる。
【００５４】
隣り合う研磨部１５同士は、基材層１１上に所定の間隔で設けられた溝部１７によって仕切られている。溝部１７の幅は、例えば０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度の範囲で適宜選択される。溝部１７の幅が狭すぎると、研磨パッド１の可撓性を低下させるおそれがある。また、被研磨体の研磨を行う際に生じた研磨屑が溝部１７内に詰まり易くなり、研磨効率が低下することが考えられる。一方、溝部１７の幅が広すぎると、研磨層１２がなす研磨面の単位面積当りに占める研磨部１５の頂面１６の面積が小さくなるため、頂面１６の単位面積当たりにかかる荷重が大きくなり、研磨部１５が摩耗しやすくなり、結果として研磨パッド１の寿命が低下する場合がある。したがって、溝部１７の幅を上記範囲とすることにより、研磨パッド１の研磨効率の確保及び寿命の確保を両立できる。なお、研磨パッド１において、溝部１７の底面は基材層１１で形成されていてよく、研磨部１５同士は互いに独立して基材層１１上に設けられていてよい。このように研磨部１５同士が互いに独立して基材層１１上に設置されることで、剛直な研磨部１５を有しつつも全体として柔軟性を有する研磨パッド１が得られる。
【００５５】
以上のような研磨部１５を有する研磨層１２を形成する方法としては、例えば、転写法を用いることができる。転写法では、例えば研磨部１５に相当する立体形状が施された転写型を作製し、この転写型に、研磨部１５を成す研磨材料の前駆体として、研磨砥粒、充填材及びバインダ前駆体を含むスラリーを充填する。次いで、スラリーが充填された転写型に、基材層１１となるフィルムをラミネートする。この後、光照射等によってスラリーを硬化させ、フィルムを転写型から剥離することによって、基材層１１上に研磨層１２が形成された研磨パッド１が得られる。
【００５６】
また、上記方法では、基材層１１となるフィルムの研磨部１５が形成される側の面に、接着剤からなる接着剤層を設けておき、フィルムを転写型から剥離した後、当該接着剤層を硬化させてフィルムと研磨部１５とを強固に接着させることもできる。
【００５７】
図５は、研磨パッド１を用いたガラス基板の研磨方法を示す図である。図５（ａ）は、片面研磨の例であり、被研磨体（ガラス基板）Ｐ１の一方面を研磨する研磨方法を示している。この例では、弾性体層２１を介して研磨パッド１を研磨盤（定盤）２２の表面に固定し、被研磨体Ｐ１と研磨パッド１との間に研削液を供給しながら研磨盤２２を回転させ、荷重をかけながら被研磨体Ｐ１の表面を研磨する。被研磨体Ｐ１を保持する保持具２３についても、研磨盤２２と同方向又は逆方向に回転させてよい。
【００５８】
また、図５（ｂ）は、両面研磨の例であり、被研磨体（ガラス基板）Ｐ２の両面を同時に研磨する研磨方法を示している。この例では、弾性体層２１を介して研磨パッド１を上下の研磨盤２４の表面にそれぞれ固定し、保持具２５で保持した被研磨体Ｐ２を研磨盤２４の間にセットする。そして、被研磨体Ｐ２と研磨パッド１との間に研削液を供給しながら研磨盤２４を回転させ、荷重をかけながら被研磨体Ｐ２の両面を研磨する。このとき、研磨盤２４は、互いに逆方向に回転させることが好ましい。
【００５９】
上記例において、研磨盤２２，２４に対する研磨パッド１の取り付けには、例えば感圧型の接着剤を用いることができる。このような接着剤としては、例えばラテックスクレープ、ロジン、ポリアクリレートエステル、アクリルポリマー、ポリブチルアクリレート、ポリアクリレートエステル、ビニルエーテル（例えば、ポリビニルｎ−ブチルエーテル）、アルキド接着剤、ゴム接着剤（例えば、天然ゴム、合成ゴム、塩素化ゴム）、及びこれらの混合物が挙げられる。
【００６０】
また、弾性体層（柔軟性を有する層）２１としては、例えばポリウレタン発泡体、ゴム、エラストマー、ゴム発泡体等を用いることができる。このような弾性体層２１を介在させることで、研磨盤２２，２４に対する研磨パッド１の形状の追従性を向上させることができる。なお、弾性体層２１は、研磨パッド１において基材層１１の他面側（研磨層１２の反対面側）に予め設けておいてもよい。また、柔軟性を有する層２１は必ずしも設ける必要はなく、研磨パッド１を研磨盤２２，２４に直接取り付けてもよい。
【００６１】
研削液としては、例えばアミン、鉱油、灯油、ミネラルスピリッツ、水溶性エマルジョン、ポリエチレンイミン、エチレングリコール、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、プロピレングリコール、アミンボレート、ホウ酸、アミンカルボキシレート、パイン油、インドール、チオアミン塩、アミド、ヘキサヒドロ−１，３，５−トリエチルトリアジン、カルボン酸、ナトリウム２−メルカプトベンゾチアゾール、イソプロパノールアミン、トリエチレンジアミン四酢酸、プロピレングリコールメチルエーテル、ベンゾトリアゾール、ナトリウム２−ピリジンチオール−１−オキシド、及びヘキシレングリコールのうち１種類以上を含む水ベースの溶液が挙げられる。研削液には、腐食防止剤、殺菌剤、安定化剤、界面活性剤、及び乳化剤などが含まれる場合もある。
【００６２】
このような被研磨体Ｐの研磨では、上述したように、研磨パッド１では研磨層１２の研磨面をなす研磨部１５の頂面１６において、研磨時の荷重等により第一の充填材が破壊又は脱落して、略球冠状の凹部が形成される。これにより、上記方法では、研磨部１５の摩耗が低減され、長期間にわたって安定して被研磨体Ｐの研磨を行うことができる。
【００６３】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００６４】
例えば、本発明は一側面において、研磨部の単位時間当たりの摩耗量及び被研磨体の単位時間当たりの研削量に基づいて決定された配合割合で第一の充填剤を配合する、研磨パッドの製造方法ということができる。また、本発明は一側面において、研磨パッドの充填材を上記第一の充填材に置き換える、研磨パッドの長寿命化方法ということもできる。
【実施例】
【００６５】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００６６】
実施例及び比較例では、下記（１）〜（６）の工程を含む方法により研磨パッドサンプルを作製した。
（１）ポリプロピレン製転写型へ、硬化型ダイヤモンドスラリーを充填させる工程；
（２）エチレン−アクリル酸共重合体（ＥＡＡ）層が一面に設けられたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムのＥＡＡ層上にプライマーを塗布し、上記転写型へラミネートする工程；
（３）硬化型ダイヤモンドスラリーを硬化させる工程；
（４）転写型を離型して、複数の研磨部が形成されたＰＥＴフィルムを得る工程；
（５）形成された研磨部を養生する工程；及び
（６）ＥＡＡの軟化温度以上でＥＡＡを溶融させて、研磨部とＰＥＴフィルムとを強固に接合する工程。
【００６７】
なお、工程（１）の硬化型ダイヤモンドスラリーは研磨砥粒、充填材及びバインダ前駆体を含み、その組成は、下記表１の「スラリー組成」の項目に記載のとおりとした。また、工程（２）のプライマーとしては、プライマーＮ２００（ポリメチレンポリフェニレンイソシアネート及び塩素化ゴムをそれぞれ１〜５質量％含む混合溶液（住友スリーエム（東京都  品川区））を用いた。また、工程（３）では、紫外線照射により硬化型ダイヤモンドスラリーを硬化した。また、工程（５）では、９０℃、３６時間のオーブンキュアにより研磨部を養生した。また、工程（６）では、１３０℃で２時間加熱することによりＥＡＡを溶融させ、その後室温まで冷却することで研磨部とＰＥＴフィルムとを接合した。
【００６８】
また、作製した研磨パッドサンプルは、下記の（ａ）〜（ｅ）の工程を含む方法により、研磨テストを実施した。
（ａ）研磨パッドサンプルに、感圧式の接着材を介して厚さ０．８ｍｍのポリカーボネート板を貼り合わせて、１００ｍｍφの円形ディスクを作製した。
（ｂ）被研磨体として、１５０ｍｍφに加工したガラス基板を用意した。
（ｃ）この被研磨体を、研磨定盤にワックスで貼り合わせた。
（ｄ）研磨装置  Ｅｃｏｍｅｔ  ２５０（Ｂｕｅｈｌｅｒ社製）を用い、下記の条件にて研磨テストを実施した。
上定盤回転数：６０ｒｐｍ
下定盤回転数：４５０ｒｐｍ
荷重：１２０Ｎ
研削液：アルカリ性水溶性研削液  ５％水溶液
研削液の滴下量：４２ｃｃ／分
試験時間：２０分×４回
（ｅ）試験後、下記式によりＧ−ｒａｔｉｏ（Ｇ）を算出した。
Ｇ−ｒａｔｉｏ＝ガラス基板の総研削量（ｃｍ３）／研磨部の総摩耗量（ｃｍ３）
【００６９】
［実施例１］
表１に記載のスラリー組成の硬化型ダイヤモンドスラリーを用いて、上記の方法で研磨パッドサンプルを作製し、得られた研磨パッドサンプルについて上記の方法で研磨テストを実施した。なお、充填材としては、ガラスバルーン１（３ＭＴＭグラスバブルスＳ２２（住友スリーエム株式会社  東京都品川区）、平均粒径３５μｍ、耐圧強度２．８ＭＰａ、真密度０．２２、比誘電率１．４）（表中、「ＧＢ１」で示す。）を用いた。研磨テストの結果は、表２に示すとおりであった。
【００７０】
なお、表中、「ＳＲ３６８Ｄ」はアクリル樹脂（サートマー社  ペンシルバニア州、ウエストチェスター）を示し、「Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ３２０００」は分散剤（日本ルーブリゾール株式会社  東京都目黒区）を示し、「ＩＲ８１９」は光開始剤（ＢＡＳＦ社）を示し、「ＰＷＡ３」は板状結晶アルミナ（株式会社フジミインコーポレーテッド  愛知県清須市）を示す。また、表中の「Ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅ」はダイヤモンド研磨粒子がガラスマトリックス中に分散した研磨砥粒を示す。
【００７１】
［実施例２〜５］
充填材としてガラスバルーン１にかえて下記のガラスバルーン２〜５（表中、「ＧＢ２」、「ＧＢ３」、「ＧＢ４」、「ＧＢ５」で示した。）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして研磨パッドサンプルを作製し、得られた研磨パッドサンプルについて研磨テストを実施した。なお、ガラスバルーンの配合量は、研磨部に占める充填材の含有割合（体積％）が実施例１と同じになるよう調整した。研磨テストの結果は、表２に示すとおりであった。
・ガラスバルーン２（ＧＢ２）：３ＭＴＭグラスバブルスＳ３８（住友スリーエム株式会社  東京都品川区）、メジアン径４０μｍ、耐圧強度２８．０ＭＰａ、真密度０．３８、比誘電率１．６
・ガラスバルーン３（ＧＢ３）：３ＭＴＭグラスバブルスＫ３７（住友スリーエム株式会社  東京都品川区）、メジアン径４５μｍ、耐圧強度２１．０ＭＰａ、真密度０．３７、比誘電率１．６
・ガラスバルーン４（ＧＢ４）：３ＭＴＭグラスバブルスＫ２５（住友スリーエム株式会社  東京都品川区）、メジアン径５５μｍ、耐圧強度５．２ＭＰａ、真密度０．２５、比誘電率１．４
・ガラスバルーン５（ＧＢ５）：３ＭＴＭグラスバブルスＫ２０（住友スリーエム株式会社  東京都品川区）、メジアン径６０μｍ、耐圧強度３．５ＭＰａ、真密度０．１５、比誘電率１．３
【００７２】
［実施例６］
充填材としてガラスバルーン１にかえて下記のガラスビーズ１（表中、「ＧＤ１」で示す。）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして研磨パッドサンプルを作製し、得られた研磨パッドについて研磨テストを実施した。なお、ガラスビーズの配合量は、研磨部に占める充填材の含有割合（体積％）が実施例１と同じになるよう調整した。研磨テストの結果は、表２に示すとおりであった。
・ガラスビーズ１（ＧＤ１）：平均粒径１０μｍ、真密度２．４
【００７３】
［比較例１］
充填材としてガラスバルーン１にかえてワラストナイト（珪灰石、針状フィラー、平均粒径９μｍ、真密度２．９、モース硬度４．５）（表中、「Ｗ１」で示す。）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして研磨パッドサンプルを作製し、得られた研磨パッドについて研磨テストを実施した。なお、ワラストナイトの配合量は、研磨部に占める充填材の含有割合（体積％）が実施例１と同じになるよう調整した。研磨テストの結果は、表２に示すとおりであった。
【００７４】
【表１】
2015178155.tif 000003
【００７５】
【表２】
2015178155.tif 000004
【００７６】
表２に示すとおり、実施例１〜６では比較例１と比較して研磨部の総摩耗量が著しく低減されている。また、所定の平均粒径を有する実施例２〜６では、Ｇ−ｒａｔｉｏが比較例１と比較して向上しており、より効率的な研磨作業が実施可能であることがわかる。
【００７７】
［実施例７〜１１］
表３に記載のとおりのスラリー組成の硬化型ダイヤモンドスラリーを用いて、上記の方法で研磨パッドサンプルを作製し、得られた研磨パッドサンプルについて上記の方法で研磨テストを実施した。なお、充填材としては、ガラスバルーン５（ＧＢ５）及びワラストナイト（Ｗ１）を用いた。また、充填材の配合量は、研磨部に占める充填材（ＧＢ５及びＷ１）の含有割合（体積％）が、実施例７〜１１で全て同じになるよう調整した。また、ガラスバルーン５の配合量は、充填材の総体積に対するガラスバルーン５の量（表中、「ＧＢ割合」で示す。）が、それぞれ２５体積％（実施例７）、３５体積％（実施例８）、５０体積％（実施例９）、７５体積％（実施例１０）、１００体積％（実施例１１）となるように調整した。研磨テストの結果は、表４に記載のとおりであった。
【００７８】
［比較例２］
表３に記載のとおりのスラリー組成の硬化型ダイヤモンドスラリーを用いて、上記の方法で研磨パッドサンプルを作製し、得られた研磨パッドサンプルについて上記の方法で研磨テストを実施した。なお、充填材としては、ワラストナイト（Ｗ１）を用いた。また、充填材の配合量は、研磨部に占める充填材の含有割合（体積％）が実施例７〜１１と同じになるよう調整した。研磨テストの結果は、表４に示すとおりであった。
【００７９】
【表３】
2015178155.tif 000005
【００８０】
【表４】
2015178155.tif 000006
【００８１】
［実施例１２〜１６］
表５に記載のとおりのスラリー組成の硬化型ダイヤモンドスラリーを用いて、上記の方法で研磨パッドサンプルを作製し、得られた研磨パッドサンプルについて上記の方法で研磨テストを実施した。なお、充填材としては、ガラスバルーン４（ＧＢ４）及びワラストナイト（Ｗ１）を用いた。また、充填材の配合量は、研磨部に占める充填材（ＧＢ４及びＷ１）の含有割合（体積％）が、実施例１２〜１６で全て同じになるよう調整した。また、ガラスバルーン４の配合量は、充填材の総体積に対するガラスバルーン４の量（表中、「ＧＢ割合」で示す。）が、それぞれ２５体積％（実施例１２）、４５体積％（実施例１３）、５０体積％（実施例１４）、７５体積％（実施例１５）、１００体積％（実施例１６）となるように調整した。研磨テストの結果は、表６に記載のとおりであった。
【００８２】
［比較例３］
表５に記載のとおりのスラリー組成の硬化型ダイヤモンドスラリーを用いて、上記の方法で研磨パッドサンプルを作製し、得られた研磨パッドサンプルについて上記の方法で研磨テストを実施した。なお、充填材としては、ワラストナイト（Ｗ１）を用いた。また、充填材の配合量は、研磨部に占める充填材の含有割合（体積％）が実施例１２〜１６と同じになるよう調整した。研磨テストの結果は、表６に示すとおりであった。
【００８３】
【表５】
2015178155.tif 000007
【００８４】
【表６】
2015178155.tif 000008
【００８５】
［実施例１７〜２０］
表７に記載のとおりのスラリー組成の硬化型ダイヤモンドスラリーを用いて、上記の方法で研磨パッドサンプルを作製し、得られた研磨パッドサンプルについて上記の方法で研磨テストを実施した。なお、充填材としては、ガラスバルーン２（ＧＢ２）及びワラストナイト（Ｗ１）を用いた。また、充填材の配合量は、研磨部に占める充填材（ＧＢ２及びＷ１）の含有割合（体積％）が、実施例１７〜２０で全て同じになるよう調整した。また、ガラスバルーン２の配合量は、充填材の総体積に対するガラスバルーン２の量（表中、「ＧＢ割合」で示す。）が、それぞれ２５体積％（実施例１７）、５０体積％（実施例１８）、７５体積％（実施例１９）、１００体積％（実施例２０）となるように調整した。研磨テストの結果は、表８に記載のとおりであった。
【００８６】
［比較例４］
表７に記載のとおりのスラリー組成の硬化型ダイヤモンドスラリーを用いて、上記の方法で研磨パッドサンプルを作製し、得られた研磨パッドサンプルについて上記の方法で研磨テストを実施した。なお、充填材としては、ワラストナイト（Ｗ１）を用いた。また、充填材の配合量は、研磨部に占める充填材の含有割合（体積％）が実施例１７〜２０と同じになるよう調整した。研磨テストの結果は、表８に示すとおりであった。
【００８７】
【表７】
2015178155.tif 000009
【００８８】
【表８】
2015178155.tif 000010
【００８９】
図６は、実施例及び比較例で作製した研磨パッドサンプルの研磨部頂面を、研磨テスト実施後に、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した観察結果を示す図である。図６（ａ）が実施例４の研磨パッドサンプル、図６（ｂ）が実施例５の研磨パッドサンプル、図６（ｃ）が実施例６の研磨パッドサンプル、図６（ｄ）が比較例１の研磨パッドサンプルの観察結果である。
【００９０】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すＳＥＭ観察画像では、ガラスバルーンが破壊又は脱落して形成された略球冠状の凹部が観察された。図６（ｃ）に示すＳＥＭ観察画像では、ガラスビーズが脱落して形成された略球冠状の凹部が観察された。一方、図６（ｄ）に示すＳＥＭ観察画像ではそのような凹部は観察されなかった。
【符号の説明】
【００９１】
１…研磨パッド、１１…基材層、１２…研磨層、１３…基材、１４…接着層、１５…研磨部、１６…頂面、１７…溝部、２１…弾性体層、２２，２４…研磨盤、２３，２５…保持具。
【図１】
2015178155.tif 000011
【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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