(57)【要約】  被研磨物を保持するための保持面を有するポリウレタン樹脂シートを備える保持パッドであって、上記ポリウレタン樹脂シートの４０℃における貯蔵弾性率Ｅ’は０．３〜２．０ＭＰａであり、かつ、上記ポリウレタン樹脂シートの吸水量が９５〜２００ｍｇ／５０．３ｃｍ２である、保持パッド。【特許請求の範囲】
【請求項１】
被研磨物を保持するための保持面を有するポリウレタン樹脂シートを備える保持パッドであって、前記ポリウレタン樹脂シートの４０℃における貯蔵弾性率Ｅ’は０．３〜２．０ＭＰａであり、かつ、前記ポリウレタン樹脂シートの吸水量が９５〜２００ｍｇ／５０．３ｃｍ２である、保持パッド。
【請求項２】
前記ポリウレタン樹脂シートの４０℃におけるＫＥＬが１．０×１０５〜５．０×１０５Ｐａ−１である、請求項１に記載の保持パッド。
【請求項３】
前記ポリウレタン樹脂シートを構成する樹脂の２５℃における１００％モジュラスが４．０〜１０．０ＭＰａである、請求項１又は２に記載の保持パッド。
【請求項４】
前記ポリウレタン樹脂シートは撥水剤を含有するものである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の保持パッド。
【請求項５】
前記撥水剤は炭素数が６〜８のパーフルオロアルキル基を有するフッ素系撥水剤を含むものである、請求項４に記載の保持パッド。
【請求項６】
前記ポリウレタン樹脂シートに含まれる前記フッ素系撥水剤の６０〜１００モル％が、炭素数６のパーフルオロアルキル基を有するフッ素系撥水剤である、請求項５に記載の保持パッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保持パッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体ウエハ、半導体デバイス用シリコンウエハ、各種記録用ディスクの基板及び液晶ディスプレイ用ガラス基板など、特にガラス基板の精密平面研磨を行う場合、研磨ヘッドに貼り付けられた保持パッドを、被研磨物に対して水により吸着させることで被研磨物を保持させた上で、研磨パッドを用いて研磨加工する。保持パッドは、連続気泡を有するポリウレタン樹脂などの弾性材料からなるシートを備え、そのシートの表面（保持面）の微細な気泡が吸盤のような役目をして被研磨物を保持することができる。すなわち、そのシートは保持層として機能するものである。【０００３】
ところで、保持パッドは、研磨加工時に研磨液（研磨スラリ）に曝されるので、保持パッドが備える保持層の内部に存在する連続気泡にまで研磨液が浸入することがある。一旦研磨液が浸入すると、保持層を構成する弾性材料の弾性が失われたり、保持層が膨潤したりして、安定した保持が困難になり、その結果、研磨加工性が低下する。これを予防する策として、例えば特許文献１には、フッ素系撥水剤を含む保持パッドが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２５４０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されているような撥水剤を用いた場合、研磨液の保持層内部への浸入を抑制することができる。しかしながら、保持パッドを被研磨物に吸着させるために水を用いて保持層の保持面を湿潤状態にする際、撥水剤が存在するため水との馴染みが低下し、水をはじいた箇所において吸着不良が起きやすくなる。一方、そのような吸着不良を防止するために、撥水剤の添加量を減らすと、保持層内で撥水剤の分散ムラが発生し、撥水の弱い部分から水が浸入する結果、研磨加工の際に保持層において局所的に表皮摩耗が生じ、被研磨物を安定に保持することが困難になる。ここで、「表皮摩耗」とは、保持層が浸水等により膨潤する結果、その保持層の保持面が研磨パッドの研磨面と直接接触して削られたり、あるいは、被研磨物の角部と接触する保持面がその角部により削られたりして、開孔することを意味する。これらは、保持層が膨潤して研磨ヘッドから剥がれ、部分的に撓むことに起因するものである。【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、被研磨物の吸着不良及び表皮摩耗の両方を抑制することのできる保持パッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、保持パッドが、４０℃における貯蔵弾性率Ｅ’が適度に低く、かつ、特定の吸水量測定による吸水量が適度な範囲にあるシートを保持層として備えると、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。【０００８】
すなわち、本発明は下記のとおりである。
［１］被研磨物を保持するための保持面を有するポリウレタン樹脂シートを備える保持パッドであって、上記ポリウレタン樹脂シートの４０℃における貯蔵弾性率Ｅ’は０．３〜２．０ＭＰａであり、かつ、上記ポリウレタン樹脂シートの吸水量が９５〜２００ｍｇ／５０．３ｃｍ２である、保持パッド。
［２］上記ポリウレタン樹脂シートの４０℃でのＫＥＬが１．０×１０５〜５．０×１０５Ｐａ−１である、上記保持パッド。
［３］上記ポリウレタン樹脂シートを構成する樹脂の２５℃における１００％モジュラスが４．０〜１０．０ＭＰａである、上記保持パッド。
［４］上記ポリウレタン樹脂シートは撥水剤を含有するものである、上記保持パッド。
［５］上記撥水剤は炭素数が６〜８のパーフルオロアルキル基を有するフッ素系撥水剤を含むものである、上記保持パッド。
［６］上記ポリウレタン樹脂シートに含まれる上記フッ素系撥水剤の６０〜１００モル％が、炭素数６のパーフルオロアルキル基を有するフッ素系撥水剤である、上記保持パッド。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、被研磨物の吸着不良及び表皮摩耗の両方を抑制することのできる保持パッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る保持パッドの一例を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明に係る吸着量の測定に用いる器具を模式的に示す透視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態（以下、単に「本実施形態」という。）について詳細に説明するが、本発明は下記本実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００１２】
本実施形態の保持パッドは、被研磨物を保持するための保持面を有するポリウレタン樹脂シートを備える保持パッドであって、ポリウレタン樹脂シートの４０℃における貯蔵弾性率Ｅ’は０．３〜２．０ＭＰａであり、かつ、ポリウレタン樹脂シートの吸水量が９５〜２００ｍｇ／５０．３ｃｍ２である。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る保持パッドの一例を示す模式断面図である。保持パッド１１０は、ポリウレタン樹脂シート（以下、単に「樹脂シート」という。）１１２と基材１１４とをこの順に積層して含む。樹脂シート１１２と基材１１４は、互いに接合されており、この例では、樹脂シート１１２と基材１１４とは接着層１１６を介して接合されている。
【００１４】
保持パッド１１０に含まれる樹脂シート１１２は、ポリウレタン樹脂を含有し、被研磨物を保持するための保持面Ｐを有する保持層として機能する。樹脂シート１１２の貯蔵弾性率Ｅ’は、４０℃において０．３〜２．０ＭＰａである。４０℃における貯蔵弾性率Ｅ’が０．３ＭＰａ以上であることにより、研磨加工において樹脂シート１１２に表皮摩耗が生じ難くなる。一方、４０℃における貯蔵弾性率Ｅ’が２．０ＭＰａ以下であることにより、樹脂シート１１２の被研磨物に対する吸着力が高まり、吸着不良を起こし難くなる。同様の観点から、樹脂シート１１２の貯蔵弾性率Ｅ’は、４０℃において０．４〜１．５ＭＰａであると好ましく、０．５〜１．０ＭＰａであるとより好ましく、０．５〜０．７ＭＰａであると更に好ましい。
【００１５】
（貯蔵弾性率Ｅ’の測定方法）
本明細書において、樹脂シートの貯蔵弾性率Ｅ’は、動的粘弾性測定装置（例えば、ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン社製商品名「ＲＳＡ  ＩＩＩ」）を用いて、下記条件で２枚測定され、その相加平均とする。
［測定条件］
・試料寸法：１０ｍｍ×１０ｍｍ×厚さ０．８ｍｍ×３枚重ね
・試験方向：圧縮モード
・荷重：１００ｇ／ｃｍ２
・歪：０．１０％
・周波数：１Ｈｚ
・温度範囲：２０〜８０℃、昇温速度：５℃／ｍｉｎ
・試料厚さ：厚み計にて測定
・厚さが異なる試料の場合は２ｍｍから３ｍｍの範囲になるよう重ねて測定する。
【００１６】
樹脂シート１１２の吸水量は、９５〜２００ｍｇ／５０．３ｃｍ２である。この吸水量が９５ｍｇ／５０．３ｃｍ２以上であることにより、樹脂シート１１２の被研磨物に対する吸着力が高まり、吸着不良を起こし難くなる。一方、吸着量が２００ｍｇ／５０．３ｃｍ２以下であることにより、研磨加工において樹脂シート１１２に表皮摩耗が生じ難くなる。同様の観点から、樹脂シート１１２の吸水量は、１００〜１６０ｍｇ／５０．３ｃｍ２であると好ましく、１０７〜１５０ｍｇ／５０．３ｃｍ２であるとより好ましく、１１０〜１３０ｍｇ／５０．３ｃｍ２であると更に好ましい。
【００１７】
（吸水量の測定方法）
樹脂シート１１２の吸水量は、下記のようにして測定される。図２は、樹脂シートの吸水量を測定するのに用いられる器具を模式的に示す透視図である。まず、測定対象である試料１０となる直径φ１２５ｍｍの保持パッド１１０、及び塩化ビニル製の突合せ溶接式フランジ２０及び同じく塩化ビニル製の板フランジ３０（いずれもＪＩＳ  １０Ｋ−８０Ａ）を用意する。フランジ２０、３０は内径φが８０ｍｍ（断面積が５０．３ｃｍ２）である。次に、試料１０を４０℃の乾燥機内で１０時間以上乾燥する。以降、室温２０℃、相対湿度５０％の大気雰囲気中で作業を行う。次いで、試料１０を大気雰囲気下で室温まで自然冷却させ、電子天秤にてその質量を測定する。次に、図２に示すように、試料１０を、その保持面Ｐを突合せ溶接式フランジ２０側にして、突合せ溶接式フランジ２０及び板フランジ３０で挟んで、上下から締め付けることで固定する。次いで、突合せ溶接式フランジ２０の管内に、２０℃のイオン交換水Ｗを３００ｍＬ注入する（このときの試料１０の保持面Ｐからの水面の高さは約６０ｍｍとなる。）。注入後、それらを８時間静置した後で、試料１０を固定から開放して取り出し、濾紙により表面の水分を吸い取る。この際、濾紙を試料１０に押しつけず、試料１０の表面をなでるようにして水分を吸い取る。その後、速やかに試料１０の質量を測定する。イオン交換水Ｗを注入して静置する前後での試料１０の質量差を、樹脂シート１１２の吸水量とする。
【００１８】
本実施形態に係る樹脂シート１１２が上述の範囲の貯蔵弾性率Ｅ’及び吸水量を有するように制御する方法としては、例えば、樹脂シート１１２を構成する樹脂の２５℃における１００％モジュラス、４０℃におけるＫＥＬ、樹脂の種類、撥水剤の添加、その撥水剤の種類及び添加量、樹脂シート１１２の厚さ、密度、及び、樹脂シート１１２のスキン層とは反対側である裏面のバフ加工量を調整する方法が挙げられる。
【００１９】
樹脂シート１１２を構成する樹脂の２５℃における１００％モジュラスは、４．０〜１０．０ＭＰａであると好ましく、５．０〜９．０ＭＰａであるとより好ましく、５．０〜７．０ＭＰａであると更に好ましい。この１００％モジュラスが４．０ＭＰａ以上であることにより、樹脂シート１１２の貯蔵弾性率Ｅ’が０．３ＭＰａ以上になりやすくなり、１０．０ＭＰａ以下であることにより、樹脂シート１１２の貯蔵弾性率Ｅ’が２．０ＭＰａ以下になりやすくなる。なお、本明細書において、１００％モジュラスは、室温２３±２℃の環境下において樹脂シート１１２と同じ材料を用いた無発泡の樹脂シート（試験片）を１００％伸ばしたとき、すなわち元の長さの２倍に伸ばしたときの引張力を試験片の初期断面積で除した値である。
【００２０】
樹脂シート１１２の４０℃におけるＫＥＬは、１．０×１０５〜５．０×１０５Ｐａ−１であると好ましく、１．５×１０５〜４．０×１０５Ｐａ−１であるとより好ましく、２．０×１０５〜３．０×１０５Ｐａ−１であると更に好ましい。このＫＥＬが１．０×１０５Ｐａ−１以上であることにより、樹脂シート１１２が変形しやすくなり、被研磨物の保持性及び吸着性を高めることができる。また、研磨加工時に被研磨物の面内方向へのずれが生じ難くなる。一方、ＫＥＬが５．０×１０５Ｐａ−１以下であることにより、樹脂シート１１２の変形量を少なくして（すなわち、研磨加工時の樹脂シート１１２の沈み込み量を低減して）表皮摩耗の発生をより抑制することができ、保持パッド１１０の寿命をより長くすることができる。
【００２１】
（ＫＥＬの算出方法）
本明細書において、ＫＥＬ（エネルギー損失因子）は、上記「貯蔵弾性率Ｅ’の測定方法」と同じ条件にて測定された４０℃の貯蔵弾性率Ｅ’及び損失弾性率Ｅ”から、下記式（１ａ）及び（１ｂ）により算出される。
ＫＥＬ＝ｔａｎδ×１０１２／（Ｅ’×（１＋ｔａｎδ２））    （１ａ）
ｔａｎδ＝Ｅ”／Ｅ’    （１ｂ）
【００２２】
本実施形態に係る樹脂シート１１２の密度（かさ密度）は、２５℃において０．１５〜０．３０ｇ／ｃｍ２であると好ましい。この密度が０．１５ｇ／ｃｍ２以上であることにより、樹脂シート１１２の永久歪みが生じ難くなり、また、０．３０ｇ／ｃｍ２以下であることにより、樹脂シート１１２の全体に亘って被研磨物をより均一に保持しやすくなる。これらの結果、樹脂シート１１２の密度が上記範囲にあることにより、研磨加工時に被研磨物が保持パッド１１０に対して面内方向にずれたり、研磨加工時の研磨ムラが発生したりすることを更に抑制することができる。
【００２３】
樹脂シート１１２の厚さは特に限定されないが、例えば、０．２〜１．５ｍｍであってもよく、０．６〜１．２ｍｍであってもよい。なお、樹脂シート１１２の厚さは、ＪＩＳ  Ｋ  ６５５０（１９９４）に記載された測定方法に準拠して測定される。つまり、樹脂シート１１２の厚み方向に初荷重として１ｃｍ２当たり１００ｇの荷重をかけた（負荷した）ときの厚さである。
【００２４】
樹脂シート１１２は、樹脂などのマトリックスを構成する材料（以下、「マトリックス材料」という。）中に複数の気泡（図示しない。）を有するものであり、所謂湿式成膜法により形成されたものであっても、乾式成型法により形成されたものであってもよいが、本発明の目的をより有効かつ確実に達成する観点から、好ましくは湿式成膜法により形成されたものである。樹脂シート１１２が湿式成膜法により形成されたものである場合、保持面Ｐ側に図示しない緻密な微多孔が形成されたスキン層を有していてもよい。スキン層の表面は微細な平坦性を有している。一方、スキン層のより内側（樹脂シート１１２の内部）には、スキン層の微多孔よりも大きな孔径で樹脂シート１１２の厚さ方向に沿って丸みを帯びた断面三角状の空孔（連続気泡；図示しない。）が形成されていてもよい。その空孔は、保持面Ｐ側の大きさが、保持面Ｐと反対の面側よりも小さく形成されていてもよい。樹脂シート１１２には、スキン層の微多孔よりも大きく空孔よりも小さいサイズの孔（図示しない。）が形成されていてもよい。スキン層の微多孔、空孔及び小さいサイズの孔は互いに連通孔で網目状につながっていてもよい。
【００２５】
樹脂シート１１２を構成するマトリックス材料は、ポリウレタン樹脂を最も多く含む組成であれば特に限定されず、例えば、樹脂シート１１２は、そのマトリックス材料の全体量に対して、ポリウレタン樹脂を８０〜１００質量％含むものであってもよい。樹脂シート１１２は、その全体量に対して、ポリウレタン樹脂をより好ましくは８５〜１００質量％含み、更に好ましくは９０〜１００質量％含み、特に好ましくは９０〜９５質量％含む。
【００２６】
ポリウレタン樹脂としては、例えば、ポリエステル系ポリウレタン樹脂、ポリエーテル系ポリウレタン樹脂及びポリカーボネート系ポリウレタン樹脂が挙げられ、これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。これらの中では、本発明の目的をより有効且つ確実に奏する観点から、ポリエステル系ポリウレタン樹脂が好ましい。
【００２７】
ポリウレタン樹脂は、常法により合成してもよく、市販品を入手してもよい。市販品としては、例えば、クリスボン（ＤＩＣ（株）社製商品名）、サンプレン（三洋化成工業（株）社製商品名）、レザミン（大日本精化工業（株）社製商品名）が挙げられる。ポリウレタン樹脂は１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。
【００２８】
樹脂シート１１２は、ポリウレタン樹脂以外に、ポリサルホン樹脂及び／又はポリイミド樹脂などの他の樹脂を含んでもよい。ポリサルホン樹脂は、常法により合成してもよく、市販品を入手してもよい。市販品としては、例えば、ユーデル（ソルベイアドバンストポリマーズ（株）社製商品名）が挙げられる。ポリイミド樹脂は、常法により合成してもよく、市販品を入手してもよい。市販品としては、例えば、オーラム（三井化学（株）社製商品名）が挙げられる。
【００２９】
樹脂シート１１２は、マトリックス材料以外に撥水剤を含有すると好ましい。撥水剤としては、例えば、フッ素系撥水剤、シリコン系撥水剤及び炭化水素系撥水剤が挙げられる。これらの中でも、本発明の目的をより有効かつ確実に達成する観点から、フッ素系撥水剤が好ましい。撥水剤は１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。
【００３０】
フッ素系撥水剤としては、例えば、パーフルオロアルキル基を有する化合物（フッ素系撥水剤）が挙げられ、好ましくは、下記式（２）で表されるフッ素テロマーが挙げられる。
Ｒｆ−Ｒ−Ｘ    （２）
ここで、Ｒｆはパーフルオロアルキル基を示し、その炭素数は３〜８であり、好ましくは４〜８であり、より好ましくは６〜８であり、特に好ましくは６である。また、Ｒはアルキレン基を示し、その炭素数は２〜６であり、好ましくは２〜４であり、特に好ましくは２である。Ｘは官能基を示し、例えば、水酸基、ＣＨ２＝ＣＨＣ（＝Ｏ）ＣＯ−、Ｈ（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｘＯ−、ＹＳＯ３−〔Ｙは水素原子又はＮＨ４を示す。〕等が挙げられ、好ましくは水酸基である。また、パーフルオロアルキル基を有する化合物として、樹脂をパーフルオロアルキル基で変性した化合物も挙げられる。樹脂としては、樹脂シートに対する分散性及び経時安定性を向上させる観点から、保持パッドの樹脂シートを構成し得る樹脂、例えばポリウレタン樹脂が挙げられ、変性方法としては、例えば、樹脂の末端及び／又は側鎖にパーフルオロアルキル基を導入する方法が挙げられる。パーフルオロアルキル基を有する化合物は１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。
【００３１】
フッ素テロマーの中でも、本発明の目的をより有効かつ確実に達成する観点から、Ｒｆの炭素数が６であるものが好ましく、さらにＲの炭素数が２であるものが好ましい。また、樹脂シートに対する分散性及び経時安定性を考慮すると、樹脂をパーフルオロアルキル基で変性した化合物として、フッ素テロマーをその樹脂に導入した化合物、例えば、上記式（２）のうちのＲｆ−Ｒ−で表される基を有する樹脂が好ましく、上記式（２）のうちのＲｆ−Ｒ−で表される基を有するポリウレタン樹脂がより好ましい。そのような樹脂としては、例えば、国際公開第２０１２／１７２９３６号に記載のポリウレタン樹脂が挙げられる。
【００３２】
フッ素テロマーは常法により合成してもよく、市販品を入手してもよい。市販品としては、例えば、クリスボンアシスター  ＳＤシリーズ（ＤＩＣ株式会社製商品名）、アサヒガードＥシリーズ（ＡＧＣセイミケミカル株式会社製商品名）、ＮＫガードＳシリーズ（日華化学株式会社製商品名）、ユニダインマルチシリーズ（ダイキン工業株式会社製商品名）などが挙げられる。フッ素テロマーは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。
【００３３】
樹脂シート１１２における撥水剤の含有量は、樹脂シート１１２を構成する樹脂３０質量部に対して、２〜１４質量部であると好ましく、３〜１３質量部であるとより好ましい。撥水剤の含有量が樹脂３０質量部に対して２質量部以上であることにより、吸水量が２００ｍｇ／５０．３ｃｍ２以下になりやすくなり、また、撥水剤の局在化を防ぐことができるので局所的な表皮摩耗を抑制することも可能となる。また、撥水剤の含有量が樹脂３０質量部に対して１４質量部以下であることにより、吸水量が９５ｍｇ／５０．３ｃｍ２以上になりやすくなる。また、後述の保持パッド１１０の製造方法において、凝固再生工程を経て樹脂シート１１２を作製する場合であって、凝固再生工程よりも前の段階で樹脂溶液に撥水剤を含む場合は、凝固ムラが生じ難くなり、結果として樹脂シート１１２の成膜ムラをより抑制することができる。
【００３４】
また、撥水剤としてフッ素テロマーのようなフッ素系撥水剤を用い、そのフッ素系撥水剤が炭素数６のＲｆを有するフッ素系撥水剤を含む場合、樹脂シート１１２に含まれるフッ素系撥水剤の６０〜１００モル％が、炭素数６のＲｆを有するフッ素系撥水剤であると好ましい。このことは、炭素数が６を超えるＲｆを有するフッ素テロマーのようなフッ素原子を多く含む化合物や、炭素数が６未満のＲｆを有するフッ素テロマーのようなフッ素原子を少なく含む化合物を制限することになる。これにより、フッ素原子を多く含む化合物の含有量を低減して吸水量の低下及び吸着不良をより有効に抑制することができ、また、フッ素原子を少なく含む化合物の含有量を低減して適度な撥水性をより有効に確保することができる。
【００３５】
樹脂シート１１２は、樹脂及び任意の撥水剤以外に、本発明の課題解決を阻害しない範囲で、保持パッドの樹脂シートに通常用いられる材料、例えば、カーボンブラックなどの顔料、親水性添加剤及び疎水性添加剤の１種又は２種以上を含んでもよい。さらには、樹脂シート１１２には、樹脂シート１１２の製造過程において用いられた溶媒などの各種の材料が、本発明の課題解決を阻害しない範囲で残存していてもよい。
【００３６】
樹脂シート１１２の保持面Ｐには微細気孔が存在していてもよい。微細気孔は、例えば、樹脂シート１１２の成膜時に、保持面（スキン層）に微細気孔を形成させる添加剤を添加することにより形成することができる。
【００３７】
保持パッド１１０に備えられる基材１１４は、樹脂シート１１２を支持するためのものであり、特に限定されず、従来の保持パッドに基材として含まれるものであってもよく、具体的には、ポリエチレンテレフタレート（以下、「ＰＥＴ」という。）フィルムなどの樹脂フィルムが挙げられる。
【００３８】
また、接着層１１６は、従来知られている保持パッドに用いられている接着剤又は粘着剤を含むものであってもよい。接着層１１６の材料としては、例えば、アクリル系、ニトリル系、ニトリルゴム系、ポリアミド系、ポリウレタン系、ポリエステル系等の各種熱可塑性接着剤が挙げられる。
【００３９】
なお、保持パッド１１０における、基材１１４及び接着層１１６は、それらを備える両面テープ由来のものであってもよい。その両面テープは、基材１１４の両面に接着剤又は粘着剤を含む接着層を有し、一方の接着層が上記接着層１１６に相当する。他方の接着層は、研磨機の保持用定盤に保持パッド１１０を貼り合わせて装着するためのものである。両面テープは、従来の保持パッドに含まれるものであってもよく、基材１１４とは反対側に図示しない剥離紙を有していてもよい。
【００４０】
次に、本実施形態の保持パッドの製造方法の一例について説明する。ここでは、樹脂シート１１２を湿式成膜法で作製する場合を説明するが、樹脂シート１１２の作製方法は、これに限定されない。この製造方法では、樹脂シート１１２を準備する工程と、樹脂シート１１２に基材１１４を接合して保持パッド１１０を得る工程とを有する。
【００４１】
樹脂シート１１２を準備する工程は、更に、樹脂と溶媒と必要に応じて撥水剤とを含む樹脂溶液を調製する工程（樹脂溶液調製工程）と、樹脂溶液を成膜用基材の表面に塗布する工程（塗布工程）と、樹脂溶液中の樹脂を凝固再生して、前駆体シートを形成する工程（凝固再生工程）と、前駆体シートから溶媒を除去して樹脂シート１１２を得る工程（溶媒除去工程）と、樹脂シート１１２をバフ処理又はスライス処理により研削及び／又は一部除去する工程（研削・除去工程）とを有するものである。以下、各工程について説明する。
【００４２】
まず、樹脂溶液調製工程では、上述のポリウレタン樹脂などの樹脂と、その樹脂を溶解可能であって、後述の凝固液に混和する溶媒と、必要に応じて樹脂シート１１２に含ませる撥水剤及びその他の材料（例えば、顔料、親水性添加剤及び疎水性添加剤）とを混合し、更に必要に応じて減圧下で脱泡して樹脂溶液を調製する。溶媒としては、特に限定されないが、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（以下、「ＤＭＦ」という。）及びＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドが挙げられる。樹脂溶液の全体量に対する樹脂の含有量は、特に限定されないが、例えば１０〜５０質量％の範囲であってもよく、１５〜３５質量％の範囲であってもよい。
【００４３】
次に、塗布工程では、樹脂溶液を、好ましくは常温下で、ナイフコータ等の塗布装置を用いて帯状の成膜用基材の表面に塗布して塗膜を形成する。このときに塗布する樹脂溶液の厚さは、最終的に得られる樹脂シート１１２の厚さが所望の厚さになるように、適宜調整すればよい。成膜用基材の材質としては、例えば、ＰＥＴフィルムなどの樹脂フィルム、布帛及び不織布が挙げられる。これらの中では、液を浸透し難いＰＥＴフィルムなどの樹脂フィルムが好ましい。
【００４４】
次いで、凝固再生工程では、成膜用基材に塗布された樹脂溶液の塗膜を、樹脂に対する貧溶媒（例えばポリウレタン樹脂の場合は水）を主成分とする凝固液中に連続的に案内する。凝固液には、樹脂の再生速度を調整するために、樹脂溶液中の溶媒以外の極性溶媒等の有機溶媒を添加してもよい。また、凝固液の温度は、樹脂を凝固できる温度であれば特に限定されず、例えば、１５〜６５℃であってもよい。凝固液中では、まず、樹脂溶液の塗膜と凝固液との界面に皮膜（スキン層）が形成され、皮膜の直近の樹脂中に無数の緻密な微多孔が形成される。その後、樹脂溶液に含まれる溶媒の凝固液中への拡散と、樹脂中への貧溶媒の浸入との協調現象により、好ましくは連続気泡構造を有する樹脂の再生が進行する。このとき、成膜用基材が液を浸透し難いもの（例えばＰＥＴフィルム）であると、凝固液がその基材に浸透しないため、樹脂溶液中の溶媒と貧溶媒との置換がスキン層付近で優先的に生じ、スキン層付近よりもその内側にある領域の方に、より大きな空孔が形成される傾向にある。こうして成膜用基材上に前駆体シートが形成される。
【００４５】
樹脂溶液が撥水剤を含む場合、撥水剤の含有量が樹脂３０質量部に対して１４質量部以下であると、撥水剤と凝固液との間の干渉で生じ得る凝固ムラをより抑制することができるので、結果として得られる樹脂シート１１２の成膜ムラをより防止することが可能となる。
【００４６】
次に、溶媒除去工程では、形成された前駆体シート中に残存する溶媒を除去して樹脂シート１１２を得る。溶媒の除去には、従来知られている洗浄液を用いることができる。また、溶媒を除去した後の樹脂シート１１２を、必要に応じて乾燥してもよい。樹脂シート１１２の乾燥には、例えば、内部に熱源を有するシリンダを備えたシリンダ乾燥機を用いることができるが、乾燥方法はこれに限定されない。シリンダ乾燥機を用いる場合、前駆体シートがシリンダの周面に沿って通過することで乾燥する。さらに、得られた樹脂シート１１２をロール状に巻き取ってもよい。
【００４７】
次いで、研削・除去工程では、樹脂シート１１２の好ましくはスキン層側の主面と、その反対側である裏面とのうちの少なくとも一方を、バフ処理又はスライス処理で研削及び／又は一部除去する。バフ処理やスライス処理により樹脂シート１１２の厚さの均一化を図ることができるため、被研磨物に対する押圧力を一層均等化し、被研磨物の損傷を更に抑制すると共に被研磨物の平坦性を向上させることができる。また、スキン層側の主面は樹脂シート１１２において保持面Ｐとなる面であるため、裏面を研削処理して被研磨物の研磨均一性を向上させることが好ましい。
【００４８】
次に、樹脂シート１１２に基材１１４を接合して保持パッド１１０を得る。この工程では、例えば基材１１４及び接着層１１６を有する両面テープを用いて、樹脂シート１１２の保持面Ｐとは反対側の面上に接着層１１６を介して基材１１４を接合する。さらに、その基材１１４の接着層１１６とは反対側に、両面テープの他方の接着層と剥離紙とが備えられてもよい。こうして保持パッド１１０が得られる。
【００４９】
次に、本実施形態の保持パッド１１０を用いた研磨加工の方法について説明する。研磨加工における被研磨物としては、特に限定されないが、例えば、半導体、半導体デバイス用シリコンウエハ、各種記録用ディスクの基板、液晶ディスプレイ用ガラス基板の材料が挙げられる。これらの中では、本発明による効果をより有効かつ確実に奏する観点から、被研磨物がガラス基板であると好ましい。
【００５０】
研磨加工においては、まず、研磨機の被研磨物ホルダに保持パッド１１０を装着し、保持パッド１１０で被研磨物を保持する。被研磨物ホルダに保持パッド１１０を装着するには、必要に応じて両面テープの剥離紙を取り除き、露出した接着層で保持面Ｐが下方（又は上方）に向くように被研磨物ホルダに接着固定する。あるいは、保持パッド１１０が両面テープを備えていない場合は、別に用意した接着剤又は粘着剤で保持パッド１１０を被研磨物ホルダに接着固定する。次に、樹脂シート１１２の保持面Ｐに適量の水を含ませて被研磨物を押し付けることで、被研磨物が水の表面張力及び樹脂シート１１２の粘着性により保持パッド１１０を介して被研磨物ホルダに保持される。このとき、被研磨物の被研磨面（加工面）が下方（又は上方）に向いている。一方、被研磨物ホルダの下方（又は上方）で被研磨物ホルダと対向するように配置された研磨用定盤には、表面に研磨パッド（研磨布）を研磨面が上方（又は下方）に向くように装着する。
【００５１】
次に、被研磨物の被研磨面が研磨パッドの研磨面に接触するように、被研磨物ホルダを研磨用定盤の方へ移動させ被研磨物を搬送する。そして、被研磨物と研磨パッドとの間に、砥粒（研磨粒子；例えば、ＳｉＯ２、ＣｅＯ２）及び過酸化水素に代表される酸化剤などの化学成分を含む研磨スラリを循環供給する。それと共に、被研磨物ホルダで被研磨物を研磨パッド側に押圧しながら、被研磨物ホルダと研磨用定盤とを回転させることで、被研磨物の加工面が研磨パッドでＣＭＰにより研磨加工される。
【００５２】
本実施形態においては、樹脂シート１１２の４０℃における貯蔵弾性率Ｅ’を０．３〜２．０ＭＰａにし、かつ、樹脂シート１１２の吸水量を９５〜２００ｍｇ／５０．３ｃｍ２にすることで、被研磨物の吸着不良及び表皮摩耗の両方を抑制することができる。４０℃における貯蔵弾性率Ｅ’が０．３ＭＰａ以上であることにより、研磨加工において樹脂シート１１２に表皮摩耗が生じ難くなる。一方、４０℃における貯蔵弾性率Ｅ’が２．０ＭＰａ以下であることにより、樹脂シート１１２の被研磨物に対する吸着力が高まり、吸着不良を起こし難くなる。さらに、吸水量が９５ｍｇ／５０．３ｃｍ２以上であることにより、樹脂シート１１２の被研磨物に対する吸着力が高まり、吸着不良を起こし難くなる。一方、吸着量が２００ｍｇ／５０．３ｃｍ２以下であることにより、研磨加工において樹脂シート１１２に表皮摩耗が生じ難くなる。表皮摩耗の発生を抑制することは、保持面Ｐの損傷を防止することになるので、結果として保持パッド１１０の長寿命化に繋がる。
【００５３】
以上、本実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記本実施形態に限定されるものではない。例えば、上記本実施形態では、樹脂シート１１２と基材１１４との接合に接着層１１６を用いているが、それらの接合は接着層１１６を用いることに限定されない。さらには、本発明の保持パッドは、基材を備えていなくてもよいが、保持パッドの取扱い性の観点から、基材を備えることが好ましい。また、保持パッドの製造方法において、研削・除去工程を省略してもよい。さらに、保持パッドの製造方法において、樹脂溶液に撥水剤を添加することに代えて、又はそれに加えて、得られた樹脂シートに撥水剤を塗布した後、必要に応じて乾燥することにより、樹脂シートに撥水剤を含有させてもよい。撥水剤の塗布方法としては、例えば、ディップ法及びスプレー法が挙げられる。
【実施例】
【００５４】
以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。【００５５】
（実施例１）
原料の樹脂である１００％モジュラス（２５℃におけるもの。以下同様。）が６．０ＭＰａであるポリエステル系ポリウレタン樹脂の３０％ＤＭＦ溶液１００質量部に対して、ＤＭＦ５０質量部、水８質量部、撥水剤として、パーフルオロヘキシル化合物を含むＤＩＣ株式会社製の「クリスボンアシスター  ＳＤ−３８」（商品名）３質量部を添加して、混合撹拌し、樹脂溶液を調製した。次に、成膜用基材として、ＰＥＴフィルムを用意し、そこに、上記樹脂溶液を、ナイフコータを用いて塗布し、厚さ１．０ｍｍの塗膜を得た。ポリエステル系ポリウレタン樹脂としては、エチレングリコール及びプロピレングリコールとアジピン酸とを脱水縮合して得られたポリエステルポリオールと、メチレンビス（４，１−フェニレン）＝ジイソシアネート（ＭＤＩ）と、低分子ジオールとを縮合して得られたものを用いた（以下の実施例及び比較例においても同様。）。【００５６】
次いで、得られた塗膜を成膜用基材と共に、凝固液である水からなる１８℃の凝固浴に浸漬し、樹脂を凝固再生して前駆体シートを得た。前駆体シートを凝固浴から取り出し、成膜用基材を前駆体シートから剥離した後、前駆体シートを水からなる室温の洗浄液（脱溶剤浴）に浸漬し、溶媒であるＤＭＦを除去して樹脂シートを得た。その後、樹脂シートを乾燥しつつ巻き取った。次に、樹脂シートの裏面（成膜用基材を剥離した側の面であって、成膜基材に接触していた面）に対してバフ処理を施して、０．８ｍｍの厚さとした。【００５７】
次に、樹脂シートのバフ処理を施した面に、ＰＥＴ製の基材の両面に接着層（材質：アクリル系樹脂）を有し、更に片面に剥離紙を有する両面テープを、その剥離紙とは反対側の接着層で貼り合わせた後、外径３３．５ｃｍの円形に裁断し保持パッドを得た。【００５８】
保持パッドに備えられる樹脂シートの４０℃における貯蔵弾性率Ｅ’を上記「貯蔵弾性率Ｅ’の測定方法」、吸水量を上記「吸水量の測定方法」、４０℃におけるＫＥＬを上記「ＫＥＬの算出方法」によって、それぞれ測定した。なお、貯蔵弾性率Ｅ’及びＫＥＬの測定方法では、動的粘弾性測定装置として、ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン社製製品名「ＲＳＡ  ＩＩＩ」を用いた。【００５９】
（吸着力の測定）
保持パッドを約１００ｍｍ×１００ｍｍの正方形に切り出した。また、吸着対象物として直径φ６０ｍｍ、厚さ約１ｍｍのガラス基板を準備した。固定した定盤上に、切り出した保持パッドを装着した。次いで、保持パッドに備えられる樹脂シートの保持面に適量の水を吹き付け、適度に水切りをした後、ガラス基板を保持パッドにしっかり押し付けて吸着させた。次に、ガラス基板の保持パッド側とは反対側の面に、ガラス基板と同じサイズのクッション層入り両面テープを介して、引張用の治具をしっかり押し付けて貼り付けた。その後、引張用の治具をガラス基板とは反対側に引っ張り、ガラス基板が保持パッドから引き離された際の引張荷重の最大値を読み取った。引張試験機としてＴＥＮＳＩＬＯＮ（ＯＲＩＥＮＴＥＣ社製）を用いた。被研磨物ホルダに装着した保持パッドを交換することなく、上記操作を３回繰り返して（ただし、２回目以降は、引張用の治具がガラス基板に貼り付けられた状態でガラス基板を保持パッドに吸着させた。）、その３回の引張荷重の最大値を相加平均して吸着力とした。【００６０】
（保持パッドの寿命測定）
研磨機（スピードファム株式会社製、商品名「ＳＰ−１２００」）の所定の位置に保持パッドを装着した。次いで、保持パッドに備えられる樹脂シートの保持面に適量の水を吹き付け、適度に水切りをした後、被研磨物である液晶ディスプレイ用ガラス基板（４７０ｍｍ×３７０ｍｍ×０．５ｍｍ）を保持パッドに吸着させた。研磨パッドとしてポリパスＦＸ−７Ｍ（フジボウ愛媛株式会社製商品名）を用い、下記の条件にて研磨加工を行った。保持パッドから被研磨物が外れ破損した時点、又は、保持パッドに表皮摩耗が生じた時点をライフエンドとして研磨ができなくなるまで研磨加工を行い、研磨が完了した被研磨物の枚数によって、保持パッドの寿命を評価した。なお、被研磨物の枚数は最大５０枚とした。
使用研磨機：オスカー研磨機ＳＰ−１２００（スピードファム株式会社製商品名）
研磨速度（回転数）：６１ｒｐｍ
加工圧力：７６ｇｆ／ｃｍ２
スラリ：ショウロックス  Ａ−１０（昭和電工株式会社製商品名）１０％スラリ
研磨時間：１０分／枚
上記各測定の結果を表１に示す。【００６１】
【表１】
2015046203.tif 000002
【００６２】
（実施例２）
撥水剤の添加量を、ポリエステル系ポリウレタン樹脂の３０％ＤＭＦ溶液１００質量部に対して７質量部に変更した以外は実施例１と同様にして保持パッドを作製し、各測定を行った。各測定の結果を表１に示す。【００６３】
（実施例３）
撥水剤の添加量を、ポリエステル系ポリウレタン樹脂の３０％ＤＭＦ溶液１００質量部に対して１０質量部に変更した以外は実施例１と同様にして保持パッドを作製し、各測定を行った。各測定の結果を表１に示す。【００６４】
（実施例４）
撥水剤の添加量を、ポリエステル系ポリウレタン樹脂の３０％ＤＭＦ溶液１００質量部に対して１３質量部に変更した以外は実施例１と同様にして保持パッドを作製し、各測定を行った。各測定の結果を表１に示す。【００６５】
（実施例５）
原料の樹脂を、１００％モジュラスが８．４ＭＰａであるポリエステル系ポリウレタン樹脂に変更した以外は実施例３と同様にして保持パッドを作製し、各測定を行った。各測定の結果を表１に示す。【００６６】
（比較例１）
原料の樹脂を、１００％モジュラスが３．０ＭＰａであるポリエステル系ポリウレタン樹脂に変更した以外は実施例３と同様にして保持パッドを作製し、各測定を行った。各測定の結果を表１に示す。【００６７】
（比較例２）
撥水剤を、パーフルオロオクチル化合物を含むＤＩＣ株式会社製の「クリスボンアシスター  ＳＤ−２７」（商品名）に変更した以外は実施例３と同様にして保持パッドを作製し、各測定を行った。各測定の結果を表１に示す。【００６８】
（比較例３）
撥水剤の添加量を、ポリエステル系ポリウレタン樹脂の３０％ＤＭＦ溶液１００質量部に対して１質量部に変更した以外は実施例１と同様にして保持パッドを作製し、各測定を行った。各測定の結果を表１に示す。【００６９】
（比較例４）
撥水剤の添加量を、ポリエステル系ポリウレタン樹脂の３０％ＤＭＦ溶液１００質量部に対して１５質量部に変更した以外は実施例１と同様にして保持パッドを作製し、各測定を行った。各測定の結果を表１に示す。【００７０】
（比較例５）
原料の樹脂を、１００％モジュラスが２０ＭＰａであるポリエステル系ポリウレタン樹脂に変更した以外は実施例３と同様にして保持パッドを作製し、各測定を行った。各測定の結果を表１に示す。【００７１】
保持パッドの寿命測定において、比較例１、３では、樹脂シートに表皮摩耗が発生し、被研磨物が保持パッドの面内方向にずれた結果、研磨が困難になった。また、比較例２、４、５では、保持パッドから被研磨物が剥がれた結果、研磨が困難になった。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明の保持パッドは、半導体、半導体デバイス用シリコンウエハ、各種記録用ディスクの基板、液晶ディスプレイ用ガラス基板などを被研磨物とする研磨加工に好適には用いられるので、それらの用途に産業上の利用可能性がある。
【符号の説明】
【００７３】
１１０…保持パッド、１１２…ポリウレタン樹脂シート、１１４…基材、１１６…接着層、Ｐ…保持面。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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