(57)【要約】【課題】被研磨面の平坦性および平坦化効率の向上を達成でき、且つスクラッチの発生が少なく、長時間使用可能な研磨パッド及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】湿熱接着性樹脂を含む複数の湿熱接着性繊維同士が互いに接着した不織繊維基材を含む、見掛け密度０．３〜０．９ｇ／ｃｍ３、Ｄ硬度２５〜６５、且つ磨耗減量１０〜６００ｍｇであるシートを、研磨層として備える研磨パッド。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿熱処理により接着性を示す湿熱接着性樹脂を含む複数の湿熱接着性繊維同士が互いに接着した不織繊維基材を含む、見掛け密度０．３〜０．９ｇ／ｃｍ３、Ｄ硬度２５〜６５、且つテーバー摩耗（摩耗輪Ｈ−２２、荷重４．９Ｎ、６０ｒｐｍ、５００回）での磨耗減量が１０〜６００ｍｇであるシートを、研磨層として備えることを特徴とする研磨パッド。
【請求項２】
前記湿熱接着性繊維は、前記湿熱接着性樹脂（ａ）と湿熱処理により接着性を示さない非湿熱接着性樹脂（ｂ）とを含む繊維であり、前記湿熱接着性樹脂（ａ）が非湿熱接着性樹脂（ｂ）の繊維の周囲の少なくとも一部分に、該繊維の長手方向に連続するように被着されている請求項１に記載の研磨パッド。
【請求項３】
前記湿熱接着性樹脂と前記非湿熱接着性樹脂との質量比（ａ／ｂ）が２５／７５〜９０／１０である請求項２に記載の研磨パッド。
【請求項４】
前記湿熱接着性繊維が、前記非湿熱接着性樹脂（ｂ）の繊維からなる芯部と、前記湿熱接着性樹脂（ａ）からなる鞘部とを備える芯鞘型複合繊維である請求項２または３に記載の研磨パッド。
【請求項５】
前記湿熱接着性樹脂は、エチレン共重合率２０〜６０モル％のエチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物である請求項１〜４の何れか１項に記載の研磨パッド。
【請求項６】
前記繊維ウェブが前記湿熱接着性繊維（Ａ）と湿熱処理により接着性を示さない非湿熱接着性繊維（Ｂ）とを含有し、
前記湿熱接着性繊維（Ａ）と前記非湿熱接着性繊維（Ｂ）との質量比（Ａ/Ｂ）が３０／７０〜１００／０である請求項１〜５の何れか１項に記載の研磨パッド。
【請求項７】
前記非湿熱接着性繊維（Ｂ）が、熱収縮率の異なる複数の樹脂で相分離構造が形成された複合繊維であり、平均曲率半径１０〜９００μｍで捲縮している請求項６に記載の研磨パッド。
【請求項８】
前記繊維ウェブを形成する繊維の平均繊度が０．１〜１０ｄｔｅｘである請求項１〜７のいずれか１項に記載の研磨パッド。
【請求項９】
前記シートが高分子弾性体バインダを含有していない請求項１〜８のいずれか１項に記載の研磨パッド。
【請求項１０】
研磨パッドの研磨層として用いられる不織布基材を含むシートの製造方法であって、
前記不織布基材は、見掛け密度０．３〜０．９ｇ／ｃｍ３、Ｄ硬度２５〜６５、且つテーバー摩耗（摩耗輪Ｈ−２２、荷重４．９Ｎ、６０ｒｐｍ、５００回）での磨耗減量が１０〜６００ｍｇであり、
湿熱処理により接着性を示す湿熱接着性樹脂を含む湿熱接着性繊維を含有する繊維ウェブを製造する工程と、
前記繊維ウェブを湿熱処理することにより前記繊維ウェブを形成する繊維を接着させて不織繊維基材を形成する工程とを含む、
ことを特徴とする研磨パッドの製造方法。
【請求項１１】
前記不織繊維基材を形成する工程の後に、不織布繊維基材を加熱加圧処理する工程を含む請求項１０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、半導体ウェハ等の基材、ハードディスクや光学用のガラス基板、レンズ、各種金属や、半導体デバイス等の研磨に好ましく用いられる研磨パッド及び研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体やシリコンウェハなどの基板材料や、ハードディスク，液晶ディスプレイ，レンズの材料であるガラスを鏡面加工する際に研磨パッドが用いられている。これらの製造においては、高精度化や低コスト化が求められており、従来以上の平坦性や平滑性を確保しつつ、表面のスクラッチの低減や、研磨速度およびその安定性の向上、更には、長時間使用可能であることなどの一層の高性能化が求められている。
【０００３】
研磨パッドとしては、不織布にポリウレタン樹脂を含浸させた不織布タイプの研磨パッドや、２液硬化型ポリウレタンを用いて注型発泡硬化後、適宜研削またはスライスすることにより製造される発泡ポリウレタンタイプの研磨パッドが知られている。一般に、不織布タイプの研磨パッドは低弾性で軟質であり、発泡ポリウレタンタイプの研磨パッドは高弾性で高剛性である
【０００４】
従来の不織布タイプの研磨パッドは、発泡ポリウレタンタイプの研磨パッドに比べて、被研磨面に接触する面（以下、研磨面とも称する）が柔軟であるために被研磨面の形状に従いやすく低スクラッチ性には優れていたが、その反面、低弾性であるために被研磨面を平坦化する性能が低かった。また、不織布に含浸したポリウレタン樹脂が厚み方向に不均一に存在しやすいため、パッド磨耗に伴い研磨特性が変化する場合もあった。
【０００５】
一方、発泡ポリウレタンタイプの研磨パッドは、不織布タイプの研磨パッドに比べて、その高い剛性により平坦化効率は高かったが、その反面、研磨時に被研磨面の凸部に対して局所的に荷重が掛かりやすいために低スクラッチ性に劣っていた。
【０００６】
不織布タイプの研磨パッドにおいて、近年、より高い平坦化性能を得ること等を目的として、極細繊維束から形成される不織布を用いて得られる不織布タイプの研磨パッドも知られている。具体的には、例えば、下記特許文献１は、平均繊度が０．０００１〜０．０１ｄｔｅｘのポリエステル極細繊維束が絡合してなる不織布と、その不織布内部空間に存在するポリウレタンを主成分とした高分子弾性体とから構成されるシート状物からなる研磨パッドを開示する。そして、特許文献１には、このような研磨パッドによれば、従来よりも高精度な研磨加工が実現されることが記載されている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されたような研磨パッドにおいては、繊度の小さい短繊維の極細繊維をニードルパンチ処理することにより得られる不織布を用いているために、見掛け密度が低く、空隙率も高かった。そのために、柔らかく剛性が低い研磨パッドしか得られず、そのために、表面形状に追従して変形しすぎるために、高い平坦化性能が充分に得られていなかった。
【０００８】
ところで、研磨パッドに関する技術ではないが、下記特許文献２は、湿熱接着性繊維を含み、かつ不織繊維構造を有する成形体であって、不織繊維を構成する繊維が前記湿熱接着性繊維の融着により繊維接着率８５％以下の割合で接着され、０．０５〜０．７ｇ／ｃ ｍ3の見掛け密度を有する、軽量で高通気性の成形体を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−５４９１０号公報
【特許文献２】ＷＯ２００７/１１６６７６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、半導体やハードディスク、液晶ディスプレイなどに用いるガラス等の基板材料、レンズやミラーなどの光学部品、各種金属等を研磨する際に、被研磨面の平滑性および平坦性の向上を達成でき、且つスクラッチの発生が少なく、長時間使用可能な研磨パッド及びその製造方法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】
【００１１】
すなわち本発明の一局面は、湿熱処理により接着性を示す湿熱接着性樹脂を含む複数の湿熱接着性繊維同士が互いに接着した不織繊維基材を含む、見掛け密度０．３〜０．９ｇ／ｃｍ３、Ｄ硬度２５〜６５、且つテーバー摩耗（摩耗輪Ｈ−２２、荷重４．９Ｎ、６０ｒｐｍ、５００回）での磨耗減量が１０〜６００ｍｇであるシートを、研磨層として備える研磨パッドである。このような研磨パッドにおいては、湿熱接着性繊維が互いに接着して形成されるシートを研磨層として備える。このような研磨層は、繊維間の強固な接着によって高い強度や耐摩耗性を有しながら、水性スラリーと接触した際に繊維の表面が軟化するために被研磨面に接触する研磨面付近は柔軟になり、被研磨面のスクラッチの発生を抑制することができる。また、疎水性が比較的高いポリウレタン等の高分子弾性体を使用しなくても形態を安定化させることができるために、親水性が非常に高い研磨層が得られ、付着した研磨屑などを水洗等により容易に除去することができる。さらに、厚さ方向に付着量のばらつきが生じやすい高分子弾性体を使用しなくても良いため、研磨層が厚み方向に均一となり、パッドが磨耗しても研磨特性が安定している。
【００１２】
湿熱接着性繊維は、湿熱接着性樹脂（ａ）と湿熱処理により接着性を示さない非湿熱接着性樹脂（ｂ）とを含む繊維であり、湿熱接着性樹脂（ａ）が非湿熱接着性樹脂（ｂ）の繊維の周囲の少なくとも一部分に、該繊維の長手方向に連続するように被着されていることが繊維の強度が向上する上に繊維同士の接着性が高くなって耐磨耗性に優れる上、研磨パッドの剛性や硬さを調整しやすくなる点から好ましい。
【００１３】
湿熱接着性樹脂と非湿熱接着性樹脂との質量比（ａ／ｂ）が２５／７５〜９０／１０であることが繊維の強度と研磨パッドとしての耐久性や耐摩耗性と、接着性等のバランスに優れる点から好ましい。
【００１４】
湿熱接着性繊維が、非湿熱接着性樹脂（ｂ）の繊維からなる芯部と、湿熱接着性樹脂（ａ）からなる鞘部とを備える芯鞘型複合繊維であることが繊維同士の接着性が高く耐摩耗性に優れる上、研磨パッドの剛性や硬さが高くなる点から好ましい。
【００１５】
湿熱接着性樹脂は、エチレン共重合率２０〜６０モル％のエチレン−ビニルエステル共重合体のケン化物であることが良好な湿熱接着性を示すとともに、研磨時に吸水しても高い強度や耐摩耗性を維持する点から好ましい。
【００１６】
繊維ウェブが湿熱接着性繊維（Ａ）と湿熱処理により接着性を示さない非湿熱接着性繊維（Ｂ）とを含有し、湿熱接着性繊維（Ａ）と非湿熱接着性繊維（Ｂ）との質量比（Ａ/Ｂ）が３０／７０〜１００／０であることが研磨層の硬度や剛性、表面平滑性、良好な研磨速度や平坦性、耐磨耗性等のバランスに優れる点から好ましい。
【００１７】
非湿熱接着性繊維（Ｂ）が、熱収縮率の異なる複数の樹脂で相分離構造が形成された複合繊維であり、平均曲率半径１０〜９００μｍで捲縮していることが研磨層の見掛け密度や硬度を調整しやすい点から好ましい。
【００１８】
熱収縮率の異なる複数の樹脂が、ポリエステル系樹脂と変性ポリエステル系樹脂とを含み、それらが並列型または偏芯芯鞘型構造の繊維断面を形成していることが好ましい。
【００１９】
繊維ウェブを形成する繊維の平均繊度が０．１〜１０ｄｔｅｘであることが研磨速度や研磨後表面の平滑性に優れる点から好ましい。
【００２０】
シートが高分子弾性体バインダを含有していないことが、疎水性が比較的高いポリウレタン等の高分子弾性体を使用しなくても形態を安定化させることができるために、親水性が非常に高い研磨層が得られ、付着した研磨屑などを水洗等により容易に除去することができる点から好ましい。また、高分子弾性体バインダが存在しないことにより、研磨層の厚さ方向の均一性が向上するため、パッドが磨耗しても研磨特性が安定となる。
【００２１】
また本発明の他の一局面は、湿熱処理により接着性を示す湿熱接着性樹脂を含有する湿熱接着性繊維を含む繊維ウェブを製造する工程と、繊維ウェブを湿熱処理することにより繊維ウェブを形成する繊維を接着させて不織繊維基材を形成する工程と、を少なくとも含む研磨パッドの製造方法である。このような製造方法によれば、上述したような研磨層を備える研磨パッドを得ることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の研磨パッドによれば、平滑性および平坦性が高く、且つ低スクラッチ性にも優れた研磨を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、製造例１で得られたシート１の断面のＳＥＭ写真である。
【図２】図２は、比較例６で用いた市販の不織布タイプの研磨パッドの断面のＳＥＭ写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明に係る研磨パッドの一実施形態について詳しく説明する。
【００２５】
本実施形態の研磨パッドは、湿熱処理により接着性を示す湿熱接着性樹脂を含む湿熱接着性繊維が互いに接着した不織繊維基材を含む、見掛け密度０．３〜０．９ｇ／ｃｍ３、Ｄ硬度２５〜６５、且つテーバー摩耗（摩耗輪Ｈ−２２、荷重４．９Ｎ、６０ｒｐｍ、５００回）での磨耗減量が１０〜６００ｍｇであるシートを研磨層として備える。
【００２６】
湿熱接着性繊維は湿熱処理により接着性を示す湿熱接着性樹脂を含む繊維であって、例えば、高温水蒸気や熱水に接触させる等の湿熱処理により接着性を帯び、湿熱接着性繊維同士、または、湿熱接着性繊維と湿熱処理により接着性を示さない非湿熱接着性繊維とを接着する繊維である。湿熱処理により湿熱接着性樹脂は軟化して流動したり変形したりするために繊維間を強固に接着することができる。また、研磨パッドの表面に湿熱接着性樹脂が存在する場合には、研磨時において研磨スラリーと接触したときに研磨面付近のみが軟化することによりスクラッチの発生を抑制する。また、疎水性が比較的高いポリウレタン等の高分子弾性体をバインダとして用いなくても繊維同士を固定することができるために、高分子弾性体による親水性の低下が抑制でき、非常に高い親水性を実現することにより、研磨層に付着した研磨屑などを水洗等により容易に除去することができる。さらに、厚み方向に付着量のばらつきが生じやすい高分子弾性体バインダを含有させなくてもよく、研磨層の厚さ方向の均一性が向上するため、パッドが磨耗しても研磨特性が安定となる。
【００２７】
湿熱接着性繊維を含む繊維ウェブは、湿熱処理により湿熱接着性繊維を他の繊維に接着させて不織繊維基材を形成しうる湿熱接着性繊維を含む繊維ウェブであればとくに限定なく用いられる。湿熱接着性繊維としては、湿熱接着性樹脂のみからなる繊維であっても、異なる種類の湿熱接着性樹脂同士を組み合わせて複合化された複合繊維であっても、湿熱処理により接着性を示さない非湿熱接着性樹脂と湿熱接着性樹脂を組み合わせて複合化された複合繊維であってもよい。また、湿熱接着性繊維と湿熱処理により接着性を示さない非湿熱接着性繊維とを組み合わせて用いてもよい。なお、湿熱処理の条件は特に限定されないが、例えば、７０〜１５０℃、さらには９０〜１３０℃、とくには８０〜１２０℃程度の高温水蒸気や熱水に接触させるような条件が挙げられる。
【００２８】
湿熱接着性樹脂の具体例としては、例えば、加水分解によりビニルアルコール骨格を形成するビニルエステル基含有単量体２０〜１００モル％と不飽和二重結合を有するその他の単量体８０〜０モル％との重合体を加水分解（ケン化）して得られる重合体；カルボキシ基，水酸基，エーテル基およびアミド基から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する単量体２０〜１００質量％と不飽和二重結合を有するその他の単量体８０〜０質量％とを重合して得られる樹脂；セルロース又はその誘導体；ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシドなどのポリアルキレンオキシドおよびそれらを骨格中に有する樹脂；等が挙げられる。
【００２９】
なお、加水分解によりビニルアルコール骨格を形成するビニルエステル基含有単量体の具体例としては、例えば酢酸ビニル，プロピオン酸ビニル，酪酸ビニル，カプロン酸ビニル等が挙げられる。また、不飽和二重結合を有するその他の単量体の具体例としては、例えば（メタ）アクリル酸メチル，（メタ）アクリル酸エチル，（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル，（メタ）アクリルアミド，Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド，スチレン，メチルビニルエーテル，ビニルピロリドン，エチレン，プロピレン，ブタジエン等が挙げられる。また、カルボキシ基，水酸基，エーテル基およびアミド基から選ばれる少なくとも１種の官能基を有する単量体の具体例としては、例えば（メタ）アクリル酸，（無水）マレイン酸，イタコン酸，（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル，４−ヒドロキシスチレン，メチルビニルエーテル，エチルビニルエーテル，（メタ）アクリルアミド，Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミドおよびビニルピロリドン等が挙げられる。また、セルロースの誘導体の具体例としては、例えば、メチルセルロースなどのアルキルセルロースエーテル，ヒドロキシメチルセルロースなどのヒドロキシアルキルセルロースエーテル，カルボキシメチルセルロースなどのカルボキシアルキルセルロースエーテルまたはそれらの塩等が挙げられる。また、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド等のポリアルキレンオキシドおよびそれらを骨格中に有する樹脂の具体例としては、例えば、ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコールなどを共重合したポリエステルまたはポリウレタン等が挙げられる。なお、例えば、（メタ）アクリル酸のような表記は、メタアクリル酸またはアクリル酸を意味するものとする。従って、（メタ）アクリルアミドの表記はメタクリルアミドまたはアクリルアミドを意味する。
【００３０】
上述したような湿熱接着性樹脂は、単独でも２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中では、加水分解によりビニルアルコール骨格を形成するビニルエステル基含有単量体２０〜１００モル％と不飽和二重結合を有するその他の単量体８０〜０モル％との重合体を加水分解（ケン化）して得られる重合体が、湿熱接着性に優れ、また、研磨時に吸水しても高い強度や耐摩耗性を維持する点から好ましい。なお、ビニルエステル基含有単量体とその他の単量体との重合体は、ケン化により主鎖骨格中のビニルエステル単位はビニルアルコール単位に変換される。
【００３１】
加水分解によりビニルアルコール骨格を形成するビニルエステル基含有単量体単位とその他の単量体単位とを含む重合体中の、その他の単量体単位の共重合率としては、２０〜６０モル％、さらには、２５〜５５モル％、とくには、３０〜５０モル％であることが好ましい。
【００３２】
また、加水分解によりビニルアルコール骨格を形成するビニルエステル基含有単量体２０〜１００モル％と不飽和二重結合を有するその他の単量体８０〜０モル％との重合体を加水分解（ケン化）して得られる重合体としては、酢酸ビニルとエチレンとの重合体のケン化物である、エチレン−ビニルエステル共重合体のケン化物（エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）とも称される）が特に好ましい。
【００３３】
ＥＶＯＨのエチレン単位の共重合率としては、２０〜６０モル％、さらには２５〜５５モル％、とくには３０〜５０モル％であることが好ましい。エチレン単位の共重合率がこのような範囲である場合には、湿熱接着性は高いが熱水溶解性は低いという特異な性質が得られる。エチレン単位の共重合率が低すぎる場合には、低温の水や水性スラリーに容易に膨潤したりゲル化しやすいＥＶＯＨが得られる傾向があり、得られる研磨パッドの研磨速度が低下しやすくなる傾向がある。また、エチレン単位の共重合率が高すぎる場合には、吸湿性が低下することにより湿熱接着性が低下し、得られる研磨層の強度や耐摩耗性が低下する傾向がある。なお、エチレン単位の共重合率が３０〜５０モル％の範囲である場合には、得られる研磨層の耐久性や研磨速度がとくに優れる点から好ましい。
【００３４】
また、ＥＶＯＨにおけるビニルエステル単位のケン化度（加水分解した割合）としては、９０〜９９．９９モル％、さらには９３〜９９．９モル％、とくには９５〜９９．５モル％程度であることが好ましい。ケン化度が低すぎる場合には、熱安定性が低下することにより紡糸時に熱分解やゲル化を起こしやすくなる傾向がある。また、ケン化度が高すぎる場合には、ケン化に長時間要するなど生産性が低下するとともに顕著な改善効果が低い傾向がある。
【００３５】
また、湿熱接着性繊維が湿熱接着性樹脂と非湿熱接着性樹脂との複合繊維であることが、得られるシートの強度や硬さを調整しやすい点から好ましい。非湿熱接着性樹脂の具体例としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート，ポリトリメチレンテレフタレート，ポリブチレンテレフタレート，ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂；ポリプロピレン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂；ポリアミド６，ポリアミド６６，ポリアミド６１０，ポリアミド１０，ポリアミド１２，ポリアミド６−１２，ポリアミド９Ｔ等のポリアミド系樹脂；（メタ）アクリル系樹脂；塩化ビニル系樹脂；スチレン系樹脂；ポリカーボネート系樹脂；ポリウレタン系樹脂；熱可塑性エラストマー等の非水溶性樹脂が挙げられる。これらは単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中では、ポリエステル系樹脂やポリアミド系樹脂が、とくにはポリエチレンテレフタレートが、ＥＶＯＨのような湿熱接着性樹脂よりも融点が高く、耐熱性や繊維形成性に優れる点から特に好ましい。
【００３６】
湿熱接着性樹脂が複合繊維である場合、湿熱接着性樹脂は、非湿熱接着性樹脂からなる繊維の表面に、その長手方向に連続するように被着されていることが好ましい。また、複合繊維の横断面の相構造としては、例えば、芯鞘型、海島型、サイドバイサイド型または多層貼合型、放射状貼合型、ランダム複合型等が挙げられる。これらの中では、湿熱接着性樹脂が鞘部を形成し、非湿熱接着性樹脂または他の湿熱接着性樹脂繊維が芯部を形成し、湿熱接着性樹脂が繊維の表面を覆う芯鞘型構造であることが、湿熱接着性が高い点から好ましい。また、湿熱接着性繊維は、非湿熱接着性繊維の表面に湿熱接着性樹脂をコートして形成されるような繊維であってもよい。
【００３７】
湿熱接着性繊維が湿熱接着性樹脂と非湿熱接着性樹脂との複合繊維である場合、湿熱接着性樹脂と非湿熱接着性樹脂との複合割合は、湿熱接着性樹脂を少なくとも表面に有して湿熱接着性を維持する繊維であれば特に限定されず、複合繊維の横断面構造等に応じて適宜調整される。具体的には、例えば、湿熱接着性樹脂／非湿熱接着性樹脂が、２５／７５〜９０／１０、さらには３５／６５〜８０／２０、とくには４０／６０〜７０／３０、ことには４５／５５〜７５／２５程度であることが好ましい。なお、湿熱接着性樹脂の割合が低すぎる場合には、繊維の長手方向に連続して表面を覆いにくくなり、湿熱接着性が低下して、得られる研磨パッドの強度や耐久性、耐摩耗性が低下する傾向がある。また、湿熱接着性樹脂の割合が高すぎる場合には、非湿熱接着性樹脂との複合化による強度や耐久性の向上効果が充分に得られなくなる傾向がある。
【００３８】
また、湿熱接着性繊維の捲縮数は、例えば、１〜１００個／２５ｍｍ、さらには５〜５０個／２５ｍｍ、とくには１０〜３０個／２５ｍｍ程度であることが好ましい。
【００３９】
繊維ウェブを形成するための繊維成分は、湿熱接着性繊維に組み合わせて、湿熱処理により接着性を示さない非湿熱接着性繊維を含んでもよい。非湿熱接着性繊維を形成する樹脂の具体例としては、例えば、ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系樹脂；アクリロニトリル−塩化ビニル共重合体等のアクリロニトリル単位を有するアクリロニトリル系樹脂等のアクリル系樹脂；ポリビニルアセタール系樹脂；ポリ塩化ビニル，塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体，塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体等のポリ塩化ビニル系樹脂；塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体，塩化ビニリデン−酢酸ビニル共重合体等のポリ塩化ビニリデン系樹脂；ポリスチレン，スチレン−メタクリル酸メチル共重合体等のスチレン系樹脂；ポリエチレンテレフタレート，ポリトリメチレンテレフタレート，ポリブチレンテレフタレート，ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂；ポリアミド６，ポリアミド６６，ポリアミド１０，ポリアミド１１，ポリアミド１２，ポリアミド６１０，ポリアミド６１２等の脂肪族ポリアミド系樹脂やポリアミド６Ｔ，ポリアミド９Ｔ等の半芳香族ポリアミド系樹脂等のポリアミド系樹脂；ビスフェノール型ポリカーボネート等のポリカーボネート系樹脂；ポリウレタン系樹脂等が挙げられる。これらは、単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。さらに、これらの樹脂には、共重合可能なその他の単量体単位が含まれていてもよい。これらの樹脂の中では、ポリオレフィン系樹脂，ポリエステル系樹脂，ポリアミド系樹脂から選ばれる、湿熱処理で溶融または軟化して融着しない軟化点または融点が１００℃以上の樹脂が好ましく、さらには、耐熱性や繊維形成性などのバランスに優れる点からポリエステル系樹脂及びポリアミド系樹脂がとくに好ましく、ポリエステル系樹脂が最も好ましい。
【００４０】
非湿熱接着性繊維としては、とくに、湿熱処理等による加熱により捲縮が増加する、熱収縮率または熱膨張率の異なる複数の樹脂が非対称または層状に複合化された繊維断面の相構造を有する複合繊維である、いわゆるバイメタル構造を有する潜在捲縮繊維を用いることがとくに好ましい。このようなバイメタル構造を有するような潜在捲縮繊維は、互いの樹脂の熱収縮率等の違いにより、加熱により捲縮を顕在化させる繊維である。潜在捲縮繊維は湿熱処理時に捲縮を顕在化させるために、湿熱接着性繊維とともに繊維ウェブに含有させることにより不織繊維基材の見掛け密度や硬度の調整に寄与する。
【００４１】
潜在捲縮繊維を形成する熱収縮率または熱膨張率の異なる複数の樹脂としては、互いに熱収縮率または熱膨張率が異なる樹脂の組み合わせであれば、特に限定なく用いられ、同系の樹脂の組み合わせや、異系の樹脂の組み合わせであってもよい。なお、同系の樹脂の組み合わせであることが密着性に優れる点からとくに好ましい。同系の樹脂を組み合わる場合には、例えば、少なくとも一種の樹脂を変性するために少量成分の変性用の単量体を共重合させ、その成分や割合を調整することにより融点、軟化点、結晶化度等を制御して熱収縮率や熱膨張率を調整できる。変性用の単量体の含有割合としては、１〜５０モル％、さらには２〜４０モル％、とくには３〜３０モル％、ことには５〜２５モル％程度であることが好ましい。このようにして、互いの樹脂の融点または軟化点の差が５〜１５０℃、さらには５０〜１３０℃、とくには７０〜１２０℃程度になるような組み合わせを選択することが好ましい。
【００４２】
このような潜在捲縮繊維を形成するための熱収縮率または熱膨張率が異なる樹脂の組み合わせの具体例としては、例えば、ポリエステル系樹脂同士の組み合わせやポリアミド系樹脂同士の組み合わせが、さらにはポリエステル系樹脂同士の組み合わせ、とくにはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）と変性ＰＥＴとの組み合わせが製造性と物性のバランスに優れている点から好ましい。なお、変性ＰＥＴは、ＰＥＴの構成成分であるエチレングリコールおよびテレフタル酸に、少量成分として、エチレングリコールール以外のジオール成分またはテレフタル酸以外のジカルボン酸成分を共重合することにより変性されたＰＥＴである。エチレングリコール以外のジオール成分の具体例としては、例えば、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなど等が挙げられる。またテレフタル酸以外のジカルボン酸成分の具体例としては、例えば、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸等が挙げられる。
【００４３】
非湿熱接着性繊維が熱収縮率または熱膨張率の異なる複数の樹脂が複合化された潜在捲縮繊維である場合、その横断面の相構造としては、例えば、異なる相が隣り合う構造であるサイドバイサイド型または多層貼合型のようなバイメタル構造、相構造が非対称な偏芯芯鞘型構造または並列型構造、芯鞘型構造、海島型構造、ブレンド型構造、放射状貼合型や中空放射型のような放射型構造、ブロック型構造、ランダム複合型構造等が挙げられる。これらの中では、加熱による高い捲縮性を発現させ易い点からバイメタル構造や偏芯芯鞘型構造または並列型構造がとくに好ましい。このような潜在捲縮繊維は、加熱により、螺旋状やつるまきバネ状のようなコイル状の立体捲縮を顕在化または増加させる。
【００４４】
このような潜在捲縮繊維の捲縮数は、加熱前は０〜３０個／２５ｍｍ、さらには１〜２５個／２５ｍｍ、とくには５〜２０個／２５ｍｍ程度であり、加熱後は、３０〜２００個／２５ｍｍ、さらには３５〜１５０個／２５ｍｍ、とくには４０〜１２０個／２５ｍｍ、ことには５０〜１００個／２５ｍｍ程度であることが好ましい。
【００４５】
湿熱接着性繊維と非湿熱接着性繊維とを組み合わせて用いる場合、その質量比は特に限定されないが、得られる研磨層の硬度や剛性、表面平滑性、良好な研磨速度や平坦性、耐磨耗性等のバランスから、湿熱接着性繊維と非湿熱接着性繊維との合計量に対する非湿熱接着性繊維の含有割合は７０質量％以下、さらには６０質量％以下、とくには５０質量％以下、ことには４０質量％以下であることが好ましい。非湿熱接着性繊維は、単独で用いても二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４６】
繊維ウェブを形成する湿熱接着性繊維や非湿熱接着性繊維の平均繊度は特に限定されないが、０．１〜１０ｄｔｅｘ、さらには０．５〜７ｄｔｅｘ、とくには１〜５ｄｔｅｘであることが、シートの生産性及び研磨パッドの研磨速度や耐久性、低スクラッチ性に優れる点から好ましい。
【００４７】
また、繊維ウェブを形成する湿熱接着性繊維や非湿熱接着性繊維の平均繊維長も特に限定されないが、例えば１０〜１００ｍｍ、さらには２０〜８０ｍｍ、とくには２５〜７５ｍｍ程度であることが好ましい。この範囲であれば、カード機による繊維間の開繊状態がより良好となり、各繊維が均一に分散した繊維ウェブを得ることができる。それにより均一な繊維絡合体を形成できるために、繊維間の距離が近くなる。その結果、湿熱処理によって繊維間の接着点となりやすい部位が数多く且つ均一に形成されることにより、湿熱接着性繊維の接着性が向上し、シートの機械的強度が充分に維持される。
【００４８】
繊維ウェブを形成する繊維の横断面の形状も特に限定されない。具体例としては、例えば、一般的な中実断面形状である丸型断面や、偏平状，楕円状，多角形状，３〜１４葉状，Ｔ字状，Ｈ字状，Ｖ字状，ドッグボーン（Ｉ字状），中空断面等の異型断面等が挙げられる。
【００４９】
研磨層として用いられる不織繊維基材を含むシートの見掛け密度は０．３〜０．９ｇ／ｃｍ３であり、０．３２〜０．８７ｇ／ｃｍ３、さらには０．３４〜０．８４ｇ／ｃｍ３、とくには０．３６〜０．８１ｇ／ｃｍ３、ことには０．３８〜０．７８ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。見掛け密度が０．３ｇ／ｃｍ３未満の場合には、研磨面の空隙に研磨スラリーが吸収されて被研磨面に供給されにくくなるため研磨速度が低下しやすく、剛性も低くなるために平坦性も低下する。一方、見掛け密度が０．９ｇ／ｃｍ３を超える場合には、研磨層の研磨面の空隙が少なくなって研磨スラリーの保持性が低下するため研磨速度が低下し、被研磨面への追従性も低下するためにレンズなどの曲面の研磨が困難になる。なお、パッドの空隙は連通孔であっても独立孔であっても良いが、連通孔であることが研磨スラリーの保持性に優れるために好ましい。
【００５０】
また、乾燥状態における不織繊維基材を含むシートのＤ硬度は２５〜６５であり、２７〜６３、さらには３０〜６０、ことには３２〜５８であることが好ましい。Ｄ硬度が２５未満の場合、吸水後の研磨層の硬度が低くなりすぎ、研磨速度や平坦性が低下する。また、Ｄ硬度が６５を超える場合、吸水後においても研磨層の硬度が高くなりすぎ、被研磨面に傷が発生しやすい上、被研磨面の平滑性も低下しやすい。なお、シートのＤ硬度は見掛け密度と強く相関し、一般に見掛け密度が高いほどＤ硬度が高くなり、見掛け密度が低いほどＤ硬度も低くなる。また、ＥＶＯＨやＰＥＴのように樹脂のガラス転移温度が室温よりも高い場合には、樹脂の違いによる影響は比較的小さい。したがって、繊維を構成する樹脂に応じて見掛け密度を適宜調整することにより、所望のＤ硬度とすることが可能である。
【００５１】
そして、研磨層の研磨面は、テーバー摩耗（摩耗輪Ｈ−２２、荷重４．９Ｎ、６０ｒｐｍ、５００回）での磨耗減量が１０〜６００ｍｇであり、１１〜５５０ｍｇ、さらには１２〜５００ｍｇ、とくには１３〜４５０ｍｇ、ことには１４〜４００ｍｇであることが好ましい。磨耗減量が６００ｍｇを超える場合には、繊維が抜けやすくなるために、研磨安定性が低下したり、脱落した繊維によりスクラッチを発生させやすくする。また、研磨パッドの寿命も短くなる。一方、磨耗減量が１０ｍｇ未満の場合には、研磨面がスキン層が形成されているような状態になってパッド表面での繊維の毛羽立ちが少なくなるために、スラリー保持性が低下して研磨速度が低下する。また、研磨パッドの表面が硬くなるためにスクラッチが発生しやすくなる。なお、テーバー磨耗での磨耗減量は繊維同士の接着強度や繊維の強度に強く依存し、一般に繊維と繊維が強く接着しているほど、また、繊維の強度が高いほど磨耗減量が少なくなる。従って、湿熱処理や熱プレスを行う際の温度や圧力を高くして繊維間の接着を強固にしたり、繊維の繊度を太くしたりすることにより、テーバー磨耗での磨耗減量を低下させることができ、一方、湿熱処理や熱プレスを行う際の温度や圧力を低くして繊維間の接着を抑制したり、繊維の繊度を細くしたりすることにより、テーバー磨耗での磨耗減量を増加させることができる。このようにして、テーバー磨耗での磨耗減量を調整できる。
【００５２】
さらに、不織繊維基材中の繊維は、各々の繊維の接点で接着しているが、この接着点が厚さ方向に沿って、表面から中央部を経て裏面に至るまで、ほぼ均一に分布していることが好ましい。接着点が表層または内層に偏在する場合には、シートの特性が厚み方向で不均一になるために、研磨層が磨耗するにつれて研磨特性が変化する傾向がある。
【００５３】
また、不織繊維基材が潜在捲縮繊維を含む場合には、捲縮が顕在化した後の捲縮繊維の捲縮数が厚さ方向においてほぼ均一であることが好ましい。また、捲縮繊維のコイルで形成される円の平均曲率半径は、１０〜９００μｍ、さらには２０〜７００μｍ、とくには３０〜５００μｍ、ことには４０〜３００μｍ、最も５０〜２００μｍであることが研磨パッドの見掛け密度と硬度を好適な範囲に調整しやすく、製造も容易である点から好ましい。なお、平均曲率半径は、捲縮繊維のコイルにより形成される円の平均的大きさを表す指標であり、この値が大きい場合は形成されたコイルがルーズな形状を有し、言い換えれば捲縮数の少ない形状を有していることを意味する。また、コイル状に捲縮した複合繊維において、コイルの平均ピッチは、０．０３〜５ｍｍ、さらには０．０３〜２ｍｍ、とくには０．０５〜１ｍｍ、ことには０．０５〜０．５ｍｍ程度であることが好ましい。
【００５４】
また、上述した繊維成分には、本発明の効果を損なわない限り、例えば、熱安定剤，紫外線吸収剤，光安定剤，酸化防止剤等の安定剤、微粒子、着色剤、帯電防止剤、可塑剤、潤滑剤、結晶化速度遅延剤等の添加剤を必要に応じて含有してもよい。また、本発明の効果を阻害しない限り、繊維の外部に熱可塑性樹脂，熱硬化性樹脂，無機粒子等を必要に応じて含んでもよい。
【００５５】
次に、本実施形態の研磨パッドの製造方法の一例を説明する。
【００５６】
はじめに、上述したような湿熱接着性繊維を含む繊維ウェブを製造する。繊維ウェブの製造方法の具体例としては、例えば、スパンボンド法、メルトブロ一法などの直接法を用いて溶融紡糸された繊維をそのまま積層するようにしてウェブ化する方法や、ステープル繊維をカーディングしてウェブ化するカード法やエアレイ法等の乾式法等、特に限定されない。これらの中では、特にステープル繊維を用いたカード法が好ましく用いられる。ステープル繊維を用いて得られたウェブとしては、例えば、ランダムウェブ、セミランダムウェブ、パラレルウェブ、クロスラップウェブなどが挙げられる。
【００５７】
次に、得られた繊維ウェブを湿熱処理することにより繊維同士を接着させて不織繊維基材を形成する。具体的には、例えば、得られた繊維ウェブをメッシュコンベアで搬送しながら、蒸気噴射装置のノズルから噴出される高温水蒸気（高圧スチーム）に接触させることにより繊維同士を接着させて不織繊維基材を得ることができる。
【００５８】
蒸気噴射装置から噴射される高温水蒸気は、気流であるため、水流絡合処理やニードルパンチ処理とは異なり、繊維ウェブ中の繊維を大きく動かさずに繊維ウェブの内部に進入する。そして、繊維ウェブ中に蒸気流が進入することにより、繊維ウェブを形成する湿熱接着性繊維中の湿熱接着性樹脂が接着性を帯び、繊維同士が接着される。このような方法によれば、湿熱処理が蒸気による高速気流下で短時間で行われるために、繊維表面に対しては熱が充分に付与され、一方、繊維内部に対しては過剰な熱が伝わる前に湿熱処理が終了する。そのため、蒸気の圧力や熱により繊維の形態が完全には失われることがない。その結果、繊維ウェブの溶融または軟化による大きな変形等が生じることなく、厚み方向に均一に接着された不織繊維基材が得られる。
【００５９】
なお、上述したような繊維ウェブを湿熱処理することにより得られる不織繊維基材は、ニードルパンチ等の機械的交絡によらないために、繊維ウェブ面に対して平行に繊維を配列した状態を維持することができる。すなわち、繊維ウェブ面に対して垂直な厚さ方向に配向した繊維が少なくなる。厚さ方向に沿って配向した繊維が多い場合には、その周辺に繊維配列の乱れが生じるために、得られる研磨層の空隙の大きさや分布がばらつきやすくなったり、研磨面の表面粗さが大きくなって平坦性が悪化しやすい傾向がある。具体的には、例えば、研磨層の厚み方向の任意の断面を電子顕微鏡観察して得られる像において、厚さに対する３０％以上の長さに連続して延びる繊維の本数の割合が１０％以下であることが好ましい。
【００６０】
高温水蒸気の圧力は、繊維ウェブを湿熱処理することにより繊維同士を接着させうる限り特に限定されない。具体的には、例えば、０．０５〜３ＭＰａ、さらには０．１〜２ＭＰａ、とくには０．２〜１．５ＭＰａ、ことには０．３〜１ＭＰａ程度であることが好ましい。蒸気の圧力や気流の速度が高すぎる場合には、繊維ウェブ中の繊維が動くことにより地合に乱れを生じたり、繊維形状を保持されない部分が生じたりする傾向がある。また、蒸気の圧力や気流の速度が低すぎる場合には、繊維ウェブを形成する繊維同士を接着させるのに充分な熱量が付与されなかったり、水蒸気が繊維ウェブを充分に通過せず厚さ方向に接着斑を生ずる場合がある。さらに、ノズルからの蒸気の均一噴出の制御が困難になる場合もある。高温水蒸気の温度としては、７０〜１５０℃、さらには８０〜１４０℃、とくには９０〜１３０℃、ことには１００〜１２０℃程度であることが好ましい。
【００６１】
また、繊維ウェブが、加熱により捲縮を生じる潜在捲縮繊維を含む場合には、高温水蒸気による処理により捲縮が発現しコイル状となる。高温水蒸気は気流であるため、水流絡合処理やニードルパンチ処理とは異なり、被処理体であるウェブ中の繊維を大きく移動させることなくウェブ内部へ進入する。このウェブ中への水蒸気流の進入作用によって、水蒸気流がウェブ内に存在する各繊維の表面を効率的に覆い、均一な熱捲縮の発現を可能にすると考えられる。また、乾熱処理に比べても、ウェブ内部の繊維に対して充分に熱を伝えることができるため、繊維ウェブの表面および厚さ方向における捲縮の程度が概ね均一になる。
【００６２】
このような湿熱処理により得られる不織繊維基材の見掛け密度としては、０．１〜０．７ｇ／ｃｍ３、さらには０．１２〜０．６ｇ／ｃｍ３、とくには０．１５〜０．５ｇ／ｃｍ３、ことには０．２〜０．４ｇ／ｃｍ３程度であることが好ましい。不織繊維基材の見掛け密度が低すぎる場合にはテーバー磨耗による減量が多くなり、研磨パッドの寿命や研磨安定性が低下する傾向がある。また、一方、不織繊維基材の見掛け密度が高すぎる場合には、繊維ウェブに蒸気が通過しにくくなりることにより、厚さ方向に接着斑が生じやすくなる傾向がある。
【００６３】
上述したような湿熱処理を行うための装置の構成としては、コンベアやローラを用いて繊維ウェブを搬送しながら、繊維ウェブを蒸気や熱水に接触させるような構成であれば特に限定されないが、代表的な構成を以下に説明する。
【００６４】
互いの間隔を任意に調整可能な、上側のメッシュコンベアと下側のメッシュコンベアとを備える一対のコンベア装置を準備する。そして、コンベア装置の片側のメッシュコンベアの背面に、他の側のメッシュコンベアに向けて略垂直に蒸気を噴射するように蒸気噴射装置を配置する。そして、このような装置構成の湿熱処理装置において、不織繊維基材が目的とする厚みになるように上側のメッシュコンベアと下側のメッシュコンベアとの間隔を調整し、上側のメッシュコンベアと下側のメッシュコンベアとの間に繊維ウェブを介挿し、介挿した状態で繊維ウェブを搬送する。そして、搬送される繊維ウェブが蒸気噴射装置から噴射される蒸気に接触することにより、繊維ウェブを形成する繊維同士が接着されて不織繊維基材が形成される。
【００６５】
なお、背面に蒸気噴射装置が配されたメッシュコンベアに対向する、他の側のメッシュコンベアの背面には、必要に応じて蒸気を吸引排出するためのサクションボックスを配置してもよい。サクションボックスを配置することにより、繊維ウェブに蒸気を効果的に通過させることができる。また、蒸気噴射装置とサクションボックスとは一組のみであっても、例えばコンベア装置の上流側と下流側に１組ずつ配するように、複数組設けるような構成であってもよい。なお、コンベア装置の上流側と下流側に１組ずつ配する場合、上流側と下流側の蒸気噴射装置とサクションボックスとを互いに逆方向に向くように配置することが好ましい。このように配置することにより、繊維ウェブの表面及び裏面の両面から蒸気を通過させるために、厚み方向の接着斑を抑制することができる。また、蒸気噴射装置とサクションボックスを一組のみ配置する場合には、一度蒸気噴射装置で湿熱処理した繊維ウェブを、表裏を反転させて再度蒸気噴射装置で湿熱処理することにより、厚み方向の接着斑を抑制することができる。また、サクションボックスを配置しない場合には、その代わりにメッシュコンベアの背面にステンレス板などを設置して蒸気が抜けない構造にすることにより、一旦繊維ウェブを通過した蒸気がステンレス板で留められるために蒸気の保温効果によって接着斑が抑制される。
【００６６】
また、不織繊維基材の見掛け密度を調整するためには、目付け量を調整した繊維ウェブを用い、上側のメッシュコンベアと下側のメッシュコンベアとの間、またはローラーのギャップ等を調整して、所定の厚さに圧縮した状態で蒸気を噴射することが好ましい。特に、高密度のシートを得る場合には、繊維ウェブを充分に圧縮した状態で湿熱処理することが好ましい。また、メッシュコンベアの場合には、急激に繊維ウェブを圧縮することが難しいために、メッシュコンベアの張力を高く設定し、上流側から下流側に向かって徐々に上側のメッシュコンベアと下側のメッシュコンベアとのクリアランスを狭めていくことが好ましい。なお、コンベアベルトやローラー表面の材質は、蒸気処理に耐えられるものであれば特に限定されず、耐熱処理したポリエステル、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、あるいはポリアリレートや全芳香族系ポリエステル等の耐熱性樹脂であることが好ましい。
【００６７】
続いて、湿熱処理により得られた不織繊維基材を熱プレスや加熱ロール等を用いて見掛け密度をさらに高密度化してもよい。ただし、高温水蒸気による処理によって所望の見掛け密度となっている場合には、熱プレスや加熱ロール等による高密度化処理を行わなくてもよい。なお、熱プレスや加熱ロール等による高密度処理においては、加熱温度を繊維表面の樹脂の融点よりやや低い温度で行うことにより、表面にスキン層が形成されて厚さ方向に繊維の接着斑やシートの密度斑が発生することを抑制できる。例えば、熱プレスの条件としては、湿熱接着性繊維に含まれる湿熱接着性樹脂の融点よりも、３〜２５℃、さらには５〜２０℃、とくには７〜１５℃低い温度で、１〜１００ＭＰａ、さらには３〜５０ＭＰａ、とくには５〜３０ＭＰａの圧力で行うような条件が挙げられる。この際、上記した熱プレスの前に、湿熱接着性樹脂の融点より好ましくは３０〜１００℃、さらには３５〜９０℃、とくには４０〜８０℃低い温度で、予備的に熱プレスを行ってもよい。このように二段階で高密度化を行うことにより、一段目で繊維の接着を防止しながらある程度高密度化し、二段目で繊維を接着させつつ高密度化することができる。この結果、スキン層形成の防止効果が一層高くなり、厚み方向にさらに均一に高密度化することができる。なお、このような高密度化する処理においても、蒸気処理を併用することができるが、その場合にも湿熱接着性樹脂が完全に溶融しないような温度に設定することが好ましい。
【００６８】
本実施形態で得られる研磨パッドの研磨層として用いられるシートは、湿熱接着性を示さない通常の熱接着繊維からなる繊維ウェブを、ニードルパンチの様な機械的絡合をした後に熱プレス処理を経て得られたシートに比べ、表面のみならず内部まで均一に繊維が接着されているため、研磨パッドの研磨層に適した表面や硬度、耐久性を実現できる。また、非湿熱接着性繊維からなる不織布にポリウレタン等の高分子弾性体を含浸して付与したシートと比べ、親水性が非常に高いため研磨層に付着した研磨屑などを水洗等により容易に除去できスクラッチの発生を抑制できる上、シートの見掛け密度や硬さの調整が容易でしかも厚み方向に均一であるため、研磨安定性に優れる上、研磨対象や研磨条件に合わせた変更も容易である。また、製造工程が短いために性状のばらつきも小さくなる。さらに、高温水蒸気雰囲気下に曝露されてその際に紡糸油剤などの繊維への付着物が洗浄されるため、水洗などの処理を別途行わなくても異物の含有が少ない特長も有する。
【００６９】
このようにして得られたシートは、必要に応じて、裁断、切削、スライス、打ち抜きなどにより所望の寸法、形状に加工することにより、研磨層とすることができる。研磨層の厚みは、研磨性能とパッド寿命の観点から、０．５〜４．０ｍｍ、さらには０．６〜３．５ｍｍ、とくには０．７〜３．０ｍｍ、ことには０．８〜２．５ｍｍであることが好ましい。研磨層が薄すぎる場合には研磨パッドの寿命が短くなりやすい傾向がある。一方、研磨層が厚すぎる場合には、研磨パッドの曲げ剛性が大きくなり、取り扱いが難しくなる傾向がある。
【００７０】
また、研磨層の表面を、サンドペーパー、針布、ダイヤモンド等によりバフ処理しても良い。さらに、研磨層の表面に、研削やレーザー、エンボス加工などにより溝や穴などをしても良い。
【００７１】
本実施形態の研磨パッドは、研磨層のみからなる単層パッドでも良く、研磨層の下に軟質層あるいは硬質層を備えた多層構造のパッドでも良い。積層は、公知の粘着剤あるいは接着剤を用いて行うことができる。
【００７２】
本発明の研磨パッドの研磨対象は特に制限されないが、半導体やハードディスク、液晶などの基板材料、あるいはレンズやミラーなどの光学部品などの研磨に特に適している。研磨は、公知の化学機械研磨用装置および研磨スラリーを用いて行うことができる。例えば、研磨定盤上に少なくとも研磨層を有する研磨パッドを貼り付け、研磨層表面に研磨スラリーを供給しながら、被研磨物（例えばウェハ）を押し当てて加圧し、研磨定盤と被研磨物をともに回転させて被研磨物を研磨することができる。研磨前や研磨中には、ダイヤモンドドレッサーやナイロンブラシ等のドレッサーを使用して研磨パッドをコンディショニングし、研磨パッドの表面を整えても良い。
【実施例】
【００７３】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。なお、実施例中の「部」および「％」はことわりのない限り、質量基準である。
【００７４】
［製造例１］
湿熱接着性繊維として、芯成分がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、鞘成分がエチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ、エチレン共重合率４４モル％、ケン化度９８．４モル％、融点１６５℃）である芯鞘型複合ステープル繊維（３．０ｄｔｅｘ、５１ｍｍ長、芯鞘質量比＝５０／５０、捲縮数２１個／２５ｍｍ）を準備した。この芯鞘型複合ステープル繊維１００質量％を用いて、カード法により目付約８５０ｇ／ｍ２のカードウェブを作製した。このカードウェブを、コンベア装置とその経路に水蒸気を噴射させる水蒸気噴射装置とを備えた湿熱処理装置に移送した。
【００７５】
なお、コンベア装置は、５０メッシュ，幅５００ｍｍのポリカーボネート製エンドレスネットからなる、上側メッシュコンベアと下側メッシュコンベアとを備え、それらがそれぞれ同速度で同方向に進行し、かつ、互いの間隔を任意に調整可能な一対のメッシュコンベアを備える。また、コンベア装置の上流側には、下側メッシュコンベアの裏側に、搬送されるカードウェブに向かってネットを介して高温水蒸気を吹き付ける水蒸気噴射装置が配置されており、一方、上側メッシュコンベアの裏側にはサクション装置が配置されている。逆に、コンベアの下流側では、下側メッシュコンベアの裏側に同様のサクション装置が配置されており、上側メッシュコンベア内の裏側に同様の水蒸気噴射装置が配置されている。各水蒸気噴射装置は、コンベアの幅方向に沿って１ｍｍピッチで１列に並べられた複数の孔径０．３ｍｍのノズルを有する。また、ノズルはメッシュコンベアのネットの裏側にほぼ接するように配置されている。このような構成によれば、カードウェブの表裏の両面に対して高温水蒸気が吹き付けられる。
【００７６】
各水蒸気噴射装置から０．４ＭＰａの高温水蒸気を略垂直に噴出させることにより、搬送されるカードウェブに水蒸気処理を施した。なお、コンベアの搬送速度は３ｍ／分であり、厚み約４ｍｍの不織繊維基材が得られるように上側メッシュコンベアと下側メッシュコンベアとの間隔を調整した。このようにして、湿熱性接着性繊維同士が湿熱接着して形成された見掛け密度０．２１ｇ／ｍ3、厚み約４ｍｍの不織繊維基材が得られた。
【００７７】
そして、得られた不織繊維基材を、一段目の熱プレスとして、厚さ１．７ｍｍのスペーサーを用いて１２０℃、１５ＭＰａの条件で５分間熱プレスを行った。、そして、さらに二段目の熱プレスとして、厚さ１．５ｍｍのスペーサーを用いて、１５４℃，１５ＭＰａの条件で５分間熱プレスを行い、高密度化したシートを得た。次いで、シート表面を＃６０番手のサンドペーパーによりバフ掛けしてシートの厚みを１．４ｍｍとした後、＃３２０番手のサンドペーパーによりバフ掛けして表面を整え、シート１を製造した。シート１の断面の走査型顕微鏡（ＳＥＭ）の写真を図１に示す。
【００７８】
［製造例２］
製造例１において、不織繊維基材の二段目の熱プレスを１５４℃で行う代わりに１４７℃で行った以外は製造例１と同様の条件で熱プレスしてシート２を製造した。
【００７９】
［製造例３］
製造例１において、目付約８５０ｇ／ｍ２のカードウェブの代わりに目付約５５０ｇ／ｍ２のカードウェブを作製した以外は同様の条件で、見掛け密度０．１４ｇ／ｍ3、厚み約４ｍｍの不織繊維基材を得た。そして、得られた不織繊維基材を、厚さ１．５ｍｍのスペーサーを用いて１５６℃、１５ＭＰａの条件で５分間、一段階のみで熱プレスを行った以外は製造例１と同様の条件で熱プレスしてシート３を製造した。
【００８０】
［製造例４］
製造例１において、目付約８５０ｇ／ｍ２のカードウェブの代わりに目付約１１００ｇ／ｍ２のカードウェブを作製した以外は同様の条件で、見掛け密度０．２８ｇ／ｍ3、厚み約４ｍｍの不織繊維基材を得た。そして、得られた不織繊維基材の二段目の熱プレスを１５４℃で行う代わりに１４５℃で行った以外は製造例１と同様の条件で熱プレスしてシート３を製造した。
【００８１】
［製造例５］
製造例１において、３．０ｄｔｅｘの芯鞘型複合ステープル繊維の代わりに、繊度のみを１．７ｄｔｅｘに変更した芯鞘型複合ステープル繊維（５１ｍｍ長、芯鞘質量比＝５０／５０、捲縮数２１個／２５ｍｍ）を用いて、目付約８５０ｇ／ｍ２のカードウェブの代わりに目付約９００ｇ／ｍ２のカードウェブを作製した以外は同様の条件で、見掛け密度０．２３ｇ／ｍ3、厚み約４ｍｍの不織繊維基材を得た。そして、得られた不織繊維基材を製造例１と同様の条件で熱プレスしてシート５を製造した。
【００８２】
［製造例６］
製造例１において、芯成分がＰＥＴ、鞘成分がＥＶＯＨである芯鞘型複合ステープル繊維の代わりに、芯成分がポリアミド６（ＰＡ６）、鞘成分がＥＶＯＨ（エチレン共重合率４８モル％、ケン化度９８．９モル％、融点１６０℃）である芯鞘型複合ステープル繊維（５．０ｄｔｅｘ、５１ｍｍ長、芯鞘質量比＝６０／４０、捲縮数２１個／２５ｍｍ）を用い、さらに、目付約８５０ｇ／ｍ２のカードウェブの代わりに目付約７００ｇ／ｍ２のカードウェブを作製して見掛け密度０．１７ｇ／ｍ3、厚み約４ｍｍの不織繊維基材を得た。そして、得られた不織繊維基材の二段目の熱プレスを１５４℃で行う代わりに１５０℃で行った以外は製造例１と同様の条件で熱プレスしてシート６を製造した。
【００８３】
［製造例７］
製造例１において湿熱接着性繊維１００質量％を用いて目付約８５０ｇ／ｍ２のカードウェブを作製した代わりに、製造例１で製造した湿熱接着性繊維８０質量％と潜在捲縮繊維である非湿熱接着性繊維２０質量％とを混綿したものを用いて目付約８５０ｇ／ｍ２のカードウェブを作製して見掛け密度０．２２ｇ／ｍ3、厚み約４ｍｍの不織繊維基材を得た。そして得られた不織繊維基材の二段目の熱プレスを１５４℃で行う代わりに１５６℃で行った以外は、製造例１と同様の条件で熱プレスシート７を製造した。なお、潜在捲縮繊維である非湿熱接着性繊維としては、ＰＥＴ樹脂と、変性モノマーとしてイソフタル酸２０モル％およびジエチレングリコール５モル％を共重合させた変性ＰＥＴ樹脂とを複合化したサイドバイサイド型複合ステープル繊維（１．７ｄｔｅｘ、５１ｍｍ長、機械捲縮数１２個／２５ｍｍ、１３０℃×１分熱処理後における捲縮数６２個／２５ｍｍ）を用いた。なお、他の製造例も同様に、捲縮数は、ＪＩＳＬ１０１５（８．１２．１）に準じて評価した。
【００８４】
［製造例８］
製造例１において湿熱接着性繊維１００質量％を用いて目付約８５０ｇ／ｍ２のカードウェブを作製した代わりに、湿熱接着性繊維である、芯成分がＰＥＴ、鞘成分がＥＶＯＨである芯鞘型複合ステープル繊維（３．０ｄｔｅｘ、５１ｍｍ長、芯鞘質量比＝３０／７０、捲縮数２０個／２５ｍｍ）６０質量％と潜在捲縮繊維である非湿熱接着性繊維４０質量％とを混綿したものを用いて目付約１３００ｇ／ｍ２のカードウェブを作製した以外は同様の条件で、見掛け密度０．３１ｇ／ｍ3、厚み約４ｍｍの不織繊維基材を得た。そして得られた不織繊維基材の二段目の熱プレスを１５４℃で行う代わりに１５６℃で行った以外は、製造例１と同様の条件で熱プレスしてシート８を製造した。なお、潜在捲縮繊維である非湿熱接着性繊維としては、ＰＥＴ樹脂と、変性モノマーとしてイソフタル酸１５モル％を共重合させた変性ＰＥＴ樹脂とを複合化したサイドバイサイド型複合ステープル繊維（１．７ｄｔｅｘ、５１ｍｍ長、機械捲縮数１２個／２５ｍｍ、１３０℃×１分熱処理後における捲縮数４８個／２５ｍｍ）を用いた。
【００８５】
［比較製造例１］
製造例１において、目付約８５０ｇ／ｍ２のカードウェブの代わりに目付約３５０ｇ／ｍ２のカードウェブを作製し、水蒸気処理の際に厚み約２．５ｍｍの不織繊維基材が得られるように上側メッシュコンベアと下側メッシュコンベアとの間隔を調整した以外は同様の条件で、見掛け密度０．１４ｇ／ｍ3、厚み約４ｍｍの不織繊維基材を得た。そして、得られた不織繊維基材を製造例１とは同様の条件で熱プレスしてシート９を製造した。
【００８６】
［比較製造例２］
製造例１において、目付約８５０ｇ／ｍ２のカードウェブの代わりに目付約１６００ｇ／ｍ２のカードウェブを作製し、水蒸気処理の際に厚み約５．５ｍｍの不織繊維基材が得られるように上側メッシュコンベアと下側メッシュコンベアとの間隔を調整した以外は同様の条件で、見掛け密度０．２７ｇ／ｍ3、厚み約４ｍｍの不織繊維基材を得た。そして、得られた不織繊維基材の二段目の熱プレスを１５４℃で行う代わりに１３０℃で行った以外は同様の条件で熱プレスしてシート１０を製造した。
【００８７】
［比較製造例３］
製造例１において、得られた不織繊維基材を、厚さ１．５ｍｍのスペーサーを用いて９０℃、１５ＭＰａの条件で５分間、一段階のみで熱プレスを行った以外は、製造例１と同様にしてシート１１を製造した。
【００８８】
［比較製造例４］
比較製造例３において、９０℃で熱プレスする代わりに、１２０℃で熱プレスした以外は同様にしてシート１２を製造した。
【００８９】
［比較製造例５］
製造例４において、得られた不織繊維基材を厚さ１．５ｍｍのスペーサーを用いて１６３℃、１５ＭＰａの条件で５分間熱プレスを行った以外は、参考例１と同様にしてシート１３を製造した。
【００９０】
［比較製造例６］
製造例１において、芯成分がＰＥＴ、鞘成分がＥＶＯＨである、湿熱接着性繊維である芯鞘型複合ステープル繊維の代わりに、非湿熱接着性繊維である、芯成分がＰＥＴ、鞘成分が変性ＰＥＴ（イソフタル酸変性量３２モル％、融点１４０℃）である芯鞘型複合ステープル繊維（３．０ｄｔｅｘ、５１ｍｍ長、芯鞘質量比＝５０／５０、捲縮数２１個／２５ｍｍ）を用い、さらに、カード法により目付約２６００ｇ／ｍ２のカードウェブを作製した。このカードウェブをニードルパンチ処理することにより、目付け約９００ｇ／ｍ２、厚み約３ｍｍ、見掛け密度０．２９ｇ／ｍ3の不織繊維基材を得た。次いで、厚さ１．５ｍｍのスペーサーを用いて１４０℃、１５ＭＰａの条件で５分間熱プレスを行って高密度化した。次いで、シート表面を＃６０番手のサンドペーパーによりバフ掛けしてシートの厚みを１．４ｍｍとした後、＃３２０番手のサンドペーパーによりバフ掛けして表面を整え、シート１４を製造した。
【００９１】
［シート１〜１４の評価］
上述して得られたシート１〜１４の各種特性を以下のようにして評価した。
〈厚さ、目付け、見掛け密度〉
ＪＩＳ  Ｌ１９１３に準じて、厚さ（ｍｍ）および目付け（ｇ／ｃｍ２）を測定し、これらの値から見掛け密度（ｇ／ｃｍ３）を算出した。
〈デュロメータ硬さ〉
ＪＩＳ  Ｋ６２５３に準じたデュロメータ硬さ試験（タイプＤ）により、硬さを測定した。
〈テーバー磨耗〉
ＪＩＳ  Ｋ６２６４に従って測定した。なお、磨耗輪：Ｈ−２２、荷重：４．９Ｎ、回転数６０ｒｐｍ、５００回の条件で測定した。磨耗試験前の質量と磨耗試験後の質量との差である磨耗減量（ｍｇ）を求めた。
（平均曲率半径）
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、シートの断面を１００倍に拡大した撮影像を得た。撮影像に写っている繊維の中で、１周以上の螺旋（コイル）を形成している繊維について、その螺旋に沿って円を描いたときの円の半径（コイル軸方向から捲縮繊維を観察したときの円の半径）これを曲率半径とした。なお、繊維が楕円状に螺旋を描いている場合は、楕円の長径と短径との和の１／２を曲率半径とした。ただし、捲縮繊維が充分なコイル捲縮を発現していない場合や、繊維の螺旋形状が斜めから観察されることにより楕円として写っている場合を排除するために、楕円の長径と短径との比が０．８〜１．２の範囲に入る楕円だけを測定対象とした。なお、測定は、任意の断面について撮影したＳＥＭ画像について測定し、ｎ数＝５０の平均値とした。
【００９２】
結果をまとめて表１および表２に示す。
【００９３】
【表１】
2015100895.tif 000003
【００９４】
【表２】
2015100895.tif 000004
【００９５】
［実施例１〜６、及び比較例１〜６：シリコン研磨性能評価］
製造例で得られたシート１〜３、４、６、７、９〜１３及び市販品の研磨パッドの研磨性能を次のようにして評価した。なお、市販品の研磨パッドとしては、繊度３ｄｔｅｘのポリエチレンテレフタレート繊維に溶剤系ポリウレタン樹脂を含浸させて形成されている不織布タイプの研磨パッド（ニッタハース社製「ＳＵＢＡ４００」，見掛け密度０．３２ｇ／ｃｍ３，Ｄ硬度２１，テーバー磨耗量１６２ｍｇ）を用いた。「ＳＵＢＡ４００」の断面のＳＥＭの写真を図２に示す。
各シートの片面に、両面テープを貼り、直径が３８ｃｍの円形状の研磨パッドを作製した。そして、得られた各研磨パッドのシリコン研磨性能を次のようにして評価した。
【００９６】
研磨装置の研磨定盤に研磨パッドを貼り付けた。そして、研磨パッド回転数１００ｒｐｍ、ウェハ回転数９９ｒｐｍ、研磨圧力５５ｋＰａの条件で、酸化ケイ素砥粒を含有する研磨スラリー（フジミ社製「グランゾックス１３０２」）１００質量部に対して、純水１９００質量部を添加して混合した液を、２００ｍＬ／分の速度で供給しながら、直径１００ｍｍの単結晶シリコンウェハ（密度２．３３ｇ／ｃｍ３）を１２０秒間研磨した。
【００９７】
そして、新たなシリコンウェハに交換して再度研磨する操作を繰り返し、同様にして合計２０枚のシリコンウェハを研磨した。
【００９８】
そして、２０枚目に研磨されたシリコンウェハについて、研磨速度、スクラッチの有無、ウエハ表面粗さを測定した。
【００９９】
〈研磨速度〉
研磨前および研磨後のウェハの質量を測定し、研磨前後の質量差と、ウエハの面積および密度より研磨速度を求めた。
【０１００】
〈スクラッチ〉
研磨後のウェハ表面を、キーエンス社製レーザー顕微鏡「ＶＫ−Ｘ２００」を使用して倍率１０００倍でランダムに２０ヶ所観察して、傷の有無を確認した
【０１０１】
〈ウエハ表面粗さ〉
研磨後のウエハ表面を、ザイゴ社製白色干渉顕微鏡「ＮｅｗＶｉｅｗ６０００」を使用して倍率２．５倍、測定範囲２．８ｍｍ×２．１ｍｍの条件で、算術平均粗さ（Ｒａ）および最大高低差（ＰＶ）を測定した。Ｒａが小さいほど平滑性に優れており、またＰＶが小さいほど平坦性に優れている。
【０１０２】
結果をまとめて表３に示す。
【０１０３】
【表３】
2015100895.tif 000005
【０１０４】
表３の結果から、製造例１〜７で得られたシートを用いた実施例１〜６で得られた研磨パッドはいずれもスクラッチが発生せず、また、研磨速度も速く、さらに、Ｒａ及びＰＶの低かった。一方、見掛け密度及びＤ硬度が低い比較製造例１で得られたシート９を用いた比較例１で得られた研磨パッドは、研磨速度が極めて低かった。また、見掛け密度及びＤ硬度が高い比較製造例２で得られたシート１０を用いた比較例２で得られた研磨パッドは、硬度が高すぎてスクラッチが発生し、また、Ｒａ及びＰＶも高かった。また、熱プレスによる繊維同士の接着処理が不充分であったためにテーバー摩耗減量が多かった、比較製造例３で得られたシート１１を用いた比較例３で得られた研磨パッド、及び比較製造例４で得られたシート１２を用いた比較例４で得られた研磨パッドは研磨速度が低く、また、Ｒａ及びＰＶも高かった。また、逆に、熱プレスによる繊維同士の接着処理が過剰であるために硬度が高く、テーバー摩耗減量も少なかった比較製造例５で得られたシート１３を用いた比較例５で得られた研磨パッドは、砥粒が被研磨面に充分に供給できないために研磨速度が低く、また硬度が高すぎてスクラッチが発生し、さらにＲａ及びＰＶも高かった。
【０１０５】
［実施例７〜１２、及び比較例７〜１２：ガラス研磨性能評価］
製造例で得られたシート１〜４、５、８，９、１０、１１、１３、１４及び市販品の研磨パッドのガラスの研磨性能を次のようにして評価した。なお、市販品の研磨パッドとしては、繊度３ｄｔｅｘのポリエチレンテレフタレート繊維に溶剤系ポリウレタン樹脂を含浸させて形成されている不織布タイプの研磨パッド（ニッタハース社製「ＳＵＢＡ４００」，見掛け密度０．３２ｇ／ｃｍ３，Ｄ硬度２１，テーバー磨耗量１６２ｍｇ）を用いた。
【０１０６】
各シートの片面に、両面テープを貼り、直径が３８ｃｍの円形状の研磨パッドを作製した。そして、得られた各研磨パッドのガラス研磨性能を次のようにして評価した。
【０１０７】
研磨装置の研磨定盤に研磨パッドを貼り付けた。そして、研磨パッド回転数１００ｒｐｍ、ウェハ回転数９９ｒｐｍ、研磨圧力４５ｋＰａの条件で、酸化セリウム砥粒を含有する研磨スラリー（昭和電工社製「ＧＰＬ−Ｃ１０１０」）１００質量部に対して、純水１９００質量部を添加して混合した液を、１２０ｍＬ／分の速度で供給しながら、直径１００ｍｍの合成石英ガラスウェハ（密度２．２０ｇ／ｃｍ３）を１２０秒間研磨した。
【０１０８】
そして、新たなガラスウェハに交換して再度研磨操作を繰り返し、同様にして合計２０枚のガラスウェハを研磨した。
【０１０９】
そして、２０枚目に研磨されたガラスウェハについて、研磨速度、スクラッチの有無、ウエハ表面粗さを測定した。なお、シリコン研磨性能評価における測定方法と同様に行った。
【０１１０】
結果をまとめて表３に示す。
【０１１１】
【表４】
2015100895.tif 000006
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明の研磨パッドおよび研磨方法は、半導体基板やガラス等の研磨に有用である。特に半導体やハードディスク、液晶ディスプレイなどの基板材料、あるいはレンズやミラーなどの光学部品などを化学機械研磨する際に好適である。
【図１】
2015100895.tif 000007
【図２】
2015100895.tif 000008