(57)【要約】  サファイアガラス等の硬質材に対し、高い研磨量での三次元研磨を実現することができる等の研磨ロールを提供する。  中心軸周りで周回可能な円筒状の研磨ロールであって、トルクが付与される中心軸である芯部と、前記芯部を中心とした同心円の断面を有する中間部と、前記中間部の外周面に配置される研磨部とを含み、前記中間部が、前記研磨部よりも軟質のクッション材を素材とすることを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸周りで周回可能な円筒状の研磨ロールであって、
トルクが付与される中心軸である芯部と、前記芯部を中心とした同心円の断面を有する中間部と、前記中間部の外周面に配置される研磨部とを含み、
前記中間部が、前記研磨部よりも軟質のクッション材を素材とすることを特徴とする研磨ロール。
【請求項２】
前記研磨部が不織布又は不織布に樹脂を含浸したものである、請求項１に記載の研磨ロール。
【請求項３】
前記研磨部が発泡体又は発泡体に樹脂を含浸したものである、請求項１に記載の研磨ロール。
【請求項４】
前記樹脂がポリウレタンを含む、請求項２又は３に記載の研磨ロール。
【請求項５】
前記研磨部にセリア（酸化セリウム）及び／又はシリカ（酸化ケイ素）の砥粒が含浸されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の研磨ロール。
【請求項６】
研磨部が、表面に溝を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の研磨ロール。
【請求項７】
溝が、直線状の平行溝を含み、研磨ロールの回転軸の方向に対する溝の角度が、０度以上９０度以下である、請求項６に記載の研磨ロール。
【請求項８】
溝が、格子状の溝である、請求項６又は７に記載の研磨ロール。
【請求項９】
前記中間部が発泡体からなる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の研磨ロール。
【請求項１０】
前記発泡体がスポンジ状の発泡ポリウレタンである、請求項９に記載の研磨ロール。
【請求項１１】
前記中間部がエラストマーからなる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の研磨ロール。
【請求項１２】
前記研磨部が前記中間部の外周面に接着される研磨シートである、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の研磨ロール。
【請求項１３】
研磨シートが、平行四辺形の形状である、請求項１２項に記載の研磨ロール。
【請求項１４】
前記中間部に巻回される前記研磨シートの互いに接合される両端縁が縫合されている、請求項１２又は１３に記載の研磨ロール。
【請求項１５】
前記中間部に巻回される前記研磨シートの互いに接合される両端縁が、周回方向に対し傾斜するラインを有している、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の研磨ロール。
【請求項１６】
前記中間部に巻回される前記研磨シートの互いに接合される両端縁の接ぎ代（突合せ面）がテーパ状である、請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の研磨ロール。
【請求項１７】
芯部が、
中心軸である金属シャフト部と、
金属シャフト部がその内部に配置されるための中空円筒形状であり、金属シャフト部と着脱可能な構造を有する中空円筒部と
からなる、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の研磨ロール。
【請求項１８】
中空円筒部が、中間部に接着した構造である、請求項１７に記載の研磨ロール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）等の研磨装置に用いられる研磨ロールに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップの製造工程においては、半導体ウェハを平坦化するため、ウェハ表面を化学的及び機械的に研磨する研磨装置（以下、「ＣＭＰ」という）が実用化されている。一般的なＣＭＰ装置では、ウェハを保持した上定盤を、研磨パッドを装着した下定盤上に置き、ウェハと研磨パッドとを加圧した状態で、その間にスラリー（溶媒と砥粒とを混合した研磨剤）を供給しながら、ウェハに対し研磨パッドを相対的に摺動させることで、ウェハ表面の研磨を行う（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
しかし、上述した面接触式の研磨法では、ウェハ全体において研磨パッドが接触する研磨面の圧力分布を一定に管理することが難しい。例えば研磨パッドの一端が擦り減り表面の均一性が失われると、ウェハ全面を通してうねりや反りが生じてしまうことがある。特に、大径のウェハを研磨するためパッドが大型になるほど、その問題は顕著に深刻化する。【０００４】
その一方で、大径のウェハ全面及びウェハ周端部（べベル面）を平坦化するため、研磨パッドを回転するロール状とし、回転する研磨ロールをウェハ表面に圧接移動して研磨する線接触方式の研磨ロールも知られている（例えば、特許文献２、３及び４参照）。【０００５】
次世代のスマートフォンの開発において、操作ディスプレイであるタッチスクリーンの透明パネル素材としてサファイアガラスの採用が検討されている。スマートフォンに求められる審美的かつ柔らかな感触をもたらすデザイン性と、タッチスクリーン上での滑らかな操作性とを実現するため、サファイアガラスの上面及び側面の平坦性のみならず、エッジ部のスプライン研磨（ラウンドカット）を連続的に且つ高速で研磨できる加工技術が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−４９４４８号公報
【特許文献２】特開平９−５０９７５号公報
【特許文献３】特開平１０−１０００６３号公報
【特許文献４】特開２００４−６３９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述したＣＭＰに用いられる研磨ロールは、半導体ウェハ表面の平面的な研磨のために開発されてきた技術である。そのため、ＣＭＰに用いられる研磨ロールは、そのままでは高いレベルの研磨性が要求される上述の次世代スマートフォン等に用いられる硬質ガラス材の三次元研磨には適用することができなかった。例えば、高い研磨量を実現すべく固い素材の研磨パッドを採用すると、ワークピース（研磨対象物）に研磨ロールが線接触し、研磨表面に微細なうねりやラインマークが生じてしまうことがある。【０００８】
本発明は、こうした課題に鑑みてなされたものであり、サファイアガラス等の硬質材に対し、高い研磨量での三次元研磨を実現することができる等の研磨ロールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、中心軸周りで周回可能な円筒状の研磨ロールであって、トルクが付与される中心軸である芯部と、前記芯部を中心とした同心円の断面を有する中間部と、前記中間部の外周面に配置される研磨部とを含み、前記中間部が、前記研磨部よりも軟質のクッション材を素材とすることを特徴とする。【００１０】
研磨ロールは、前記研磨部が不織布又は不織布に樹脂を含浸したものであることが好ましい。研磨ロールは、前記研磨部が発泡体又は発泡体に樹脂を含浸したものであってもよい。前記樹脂がポリウレタンを含むことが好ましい。【００１１】
研磨ロールは、前記研磨部にセリア（酸化セリウム）及び／又はシリカ（酸化ケイ素）の砥粒が含浸されていることが好ましい。【００１２】
研磨ロールは、研磨部が、表面に溝を有することが好ましい。【００１３】
研磨ロールは、溝が、直線状の平行溝を含み、研磨ロールの回転軸の方向に対する溝の角度が、０度以上９０度以下であることが好ましい。【００１４】
研磨ロールは、溝が、格子状の溝であることが好ましい。【００１５】
研磨ロールは、前記中間部が発泡体からなることが好ましい。前記発泡体がスポンジ状の発泡ポリウレタンであることが好ましい。【００１６】
研磨ロールは、前記中間部がエラストマーからなるものでもよい。【００１７】
研磨ロールは、前記研磨部が前記中間部の外周面に接着される研磨シートであることが好ましい。【００１８】
研磨ロールは、研磨シートが、平行四辺形の形状であることが好ましい。【００１９】
研磨ロールは、前記中間部に巻回される前記研磨シートの互いに接合される両端縁が縫合されていることが好ましい。【００２０】
研磨ロールは、前記中間部に巻回される前記研磨シートの互いに接合される両端縁が、周回方向に対し傾斜するラインを有していることが好ましい。前記中間部に巻回される前記研磨シートの互いに接合される両端縁の接ぎ代（突合せ面）がテーパ状であることが好ましい。【００２１】
研磨ロールは、芯部が、中心軸である金属シャフト部と、金属シャフト部がその内部に配置されるための中空円筒形状であり、金属シャフト部と着脱可能な構造を有する中空円筒部とからなることが好ましい。【００２２】
研磨ロールは、中空円筒部が、中間部に接着した構造であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る研磨ロールによれば、サファイアガラス等の硬質材の研磨において、高い研磨量を達成することができる。また、研磨対象物の上面及び側面の平坦性のみならず、エッジ部に任意のスプライン面に従ったラウンドカット研磨のような三次元研磨を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】研磨ロールを例示する斜視図である。
【図２】研磨ロールによる研磨方法を説明するための側面図である。
【図３】研磨シートの縫合部を例示する図である。
【図４】他の実施形態による研磨ロールを例示する図である。
【図５】実施例による研磨シートが縫合された研磨ロールを示す図である。
【図６】実施例による研磨方法を示す側面図である。
【図７】実施例による研磨ロールで研磨した結果を示すグラフである。
【図８】研磨ロールを例示する平面図である。
【図９】研磨シートの表面に溝を配置する場合の、図８のＡ部の溝形状の一例の模式図である。
【図１０】研磨シートの表面に溝を配置する場合の、図８のＡ部の溝形状の一例の模式図である。
【図１１】研磨シートの表面に溝を配置する場合の、図８のＡ部の溝形状の一例の模式図である。
【図１２】別の態様の芯部を用いた例の、研磨ロールの側面模式図である。
【図１３】別の態様の芯部を用いた例の、金属シャフト部の正面模式図である。
【図１４】別の態様の芯部を用いた例の、中間部及び中空円筒部１１ｂの側面模式図である。
【図１５】平行四辺形の研磨シートを、中間部を有するロールに巻き付ける直前の様子を示す模式図である。
【図１６】平行四辺形の研磨シートを、中間部を有するロールに巻き付けている様子を示す模式図である。
【図１７】帯状の研磨シートを、中間部を有するロールに巻き付けた研磨ロールの例を示す模式図である。
【図１８】溝を有する研磨シートの一例の断面模式図である。
【図１９】溝を有する研磨シート一例の、第一端部及び第二端部を処理した断面模式図である。
【図２０】溝を有する研磨シート一例の、第一端部及び第二端部を接着した様子を示す断面模式図である。
【図２１】溝を有する研磨シート一例の、第二端部の切削部を切削した様子を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明に係る研磨ロールの好適な実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態による研磨ロール１０を示す斜視図である。研磨ロール１０は、外観が概ね円筒状を有している。研磨ロール１０の中心には、トルクが付与される芯部１１が貫いている。研磨ロール１１は、この芯部１１を中心軸として周回可能である。
【００２６】
芯部１１は、研磨使用時の押圧力によって曲げ変形等が生じない機械的剛性を有する硬質素材からなり、スラリー等に対する腐食性を有する材料で形成されることが好ましい。例えばステンレス等の金属、ガラスファイバプラスチック又は繊維強化プラスチック等により芯部１１を形成することができる。また、図１には、芯部１１が円柱状シャフトとして示されているが、中空円筒状シャフトであってもよい。
【００２７】
図１２に、別の態様の芯部１１を用いた研磨ロール１０の一例の側面模式図を示す。図１２に示す例では、芯部１１が金属シャフト部１１ａ及び中空円筒部１１ｂを含む。この場合、中空円筒部１１ｂは、金属シャフト部１１ａがその内部に配置されるための中空円筒形状であり、金属シャフト部１１ａと着脱可能な構造を有することができる。また、図１４に示すように、中空円筒部１１ｂは、中間部１２と接着した構造にすることができる。中空円筒部１１ｂが、金属シャフト部１１ａと着脱可能な構造を有することにより、研磨により研磨ロール１０が劣化した際には、中空円筒部１１ｂ（並びに、中間部１２及び研磨部１３）を金属シャフト部１１ａから取り外すことが可能となる。その結果、金属シャフト部１１ａの再利用が可能になる。
【００２８】
図１３に、金属シャフト部１１ａの正面模式図を示す。金属シャフト部１１ａは、シャフト本体４１と、キー４２とを含むことができる。図１２及び図１４に示すように、キー４２は、中空円筒部１１ｂのキー溝４３と嵌合することにより、研磨ロール１０による研磨の際に、金属シャフト部１１ａの回転を中空円筒部１１ｂ（並びに、中間部１２及び研磨部１３）に伝えることができる。キー４２はネジ止めなどにより着脱可能にシャフト本体４１に取り付けられることが好ましい。図１３には、キー４２がシャフト本体４１の一方の端部付近に配置されている様子を示しているが、キー４２は、シャフト本体４１の両端部付近に配置することが好ましい。
【００２９】
金属シャフト部１１ａは、ステンレス等の金属、ガラスファイバプラスチック又は繊維強化プラスチック等の機械的剛性を有する材料からなることが好ましい。一方、中空円筒部１１ｂは機械的剛性を有する任意の材料で形成することができる。中空円筒形状への成形及び加工の容易性、並びに中間部１２との密着性の点から、中空円筒部１１ｂは樹脂材料により形成されることが好ましい。
【００３０】
図１に示されるように、円筒状の研磨ロール１０は、芯部１１を中心とした同心円の断面を有する中間部１２と、中間部１２の外周面に配置される研磨部１３とを含む。
【００３１】
中間部１２は、研磨部１３よりも軟質のクッション材で形成される。ここで、中間部１２のクッション材としては、圧縮変形性があり、圧縮時に反発力が生じるものであれば、特に素材に限定はないが、例えば発泡体であることが好ましい。発泡体として、例えばスポンジ状の発泡ポリウレタン、発泡ポリエチレン、発泡ポリプロピレン、発泡ポリエステル、発泡ゴムなどを採用することができ、そのうち発泡ポリウレタンであることが好ましい。
【００３２】
また、中間部１２を、発泡体以外に、例えばエラストマー（弾性ポリマー）で形成することもできる。
【００３３】
なお、「軟質」とは、比較的硬度が低いことを意味する。硬度は、Ａｓｋｅｒ−Ｃ（アスカーゴム硬度計Ｃ型で測定した硬度）で示すことができる。なお、Ａｓｋｅｒ−ＣとＳｈｏｒｅ  Ｃとは、同じ硬度を示す。
【００３４】
中間部１２の製造方法は、特に限定されない。例えば、中間部１２は、所定の形状の複数の軟質のクッション材を組み合わせることにより、円筒状の形状の中間部１２を得ることができる。また、軟質のクッション材の原料を、所定の形状の型に充填するという成型によって、円筒状の形状の中間部１２を製造することができる。
【００３５】
中間部１２の硬度は、研磨部の硬度の１／２以下であることが好ましい。具体的には、中間部の硬度は、研磨部１３の硬度の０．１５〜０．５倍であることが好ましく、０．２〜０．４倍であることがより好ましい。なお、研磨部の硬度は、具体的には、Ａｓｋｅｒ−Ｃで１０以上３０以下であることが好ましい。
【００３６】
研磨ロール１０は、このようなクッション性を有する中間部１２を備えることにより、研磨部１３を研磨対象物に面接触させることができ、高い研磨量及び平坦化を両立させることができる。特に研磨対象物Ｐｏを三次元的に研磨する場合には、研磨部１３よりも軟質の中間部１２を設けることにより、例えばエッジ部のスプライン曲面Ｓｐに従って研磨部１３を追従させることができ、高速且つ円滑な三次元研磨を実現することができる（図２参照）。
【００３７】
研磨部１３は、研磨ロール１０の最外周部に配置される研磨シート又は研磨層である。ＣＭＰに用いられる研磨パッドとしては、被研磨材の平坦性の確保、及びスラリーの保持力を得るために、発泡ポリウレタン系材料、不織布又は不織布と樹脂からなる不織布系材料及びスエード系材料などが一般的である（表１参照）。本実施形態の研磨ロール１０の研磨部１３に、これらの材料を用いることができる。これらのうち、不織布系材料として、不織布に熱可塑性又は熱硬化性樹脂を含浸させた複合基材である、ニッタ・ハース社製のＳＵＢＡ（登録商標）が好ましい。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
なお、研磨対象物を研磨して所定の形状に加工する研磨工程では、複数回の研磨を繰り返すことにより、所定の表面粗さを有する被研磨物を得ることができる。研磨工程の最終仕上げ研磨には、研磨部１３として、スエード系の研磨部１３（例えば製品名：ＰＯＬＩＴＥＸ）を用いることが好ましい。表１に記載されたその他の種類の研磨部１３の材料も、研磨工程で要求される表面粗さに応じて用いることができる。
【００４０】
研磨部１３の不織布系材料を形成する不織布としては、特に限定はなく、天然繊維（改質繊維を含む）、合成繊維等から製造される不織布であればよい。例えばポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維、ビニロン等の合成繊維や、綿、麻等の天然繊維、レーヨン、トリアセテート等の再生セルロール繊維を用いることができる。これらの繊維を２種類以上用いてもよい。これらのうち、研磨部１３には、スラリーなどによる原料繊維の膨潤を防止することや原料繊維の均一性、量産性を考慮すれば、吸水（液）性を有していないポリエステル繊維等の合成繊維を用いることが好ましい。
【００４１】
研磨部１３の不織布系材料は、不織布に発泡樹脂材料を含浸したものであってもよい。発泡樹脂材料としては、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリアセタール、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、フェノール樹脂及びこれらを主成分とした樹脂を用いることができる。これらの樹脂を２種以上用いてもよい。これらのうち、研磨部１３には、独立気泡径の制御が比較的しやすい点においてポリウレタン又はそれを主成分とする樹脂素材が適している。
【００４２】
研磨部１３の材料としては、上述の不織布系材料の他にも、ポリウレタン系材料、スエード系材料などを使用することができる。また、発泡体に樹脂を含浸したものであってもよい。発泡体の素材としては、例えば発泡ポリウレタンなどを用いることができる。更にスエード系においても、例えば発泡ポリウレタンなどを素材として用いることができる。これらの発泡体に含浸する樹脂としては、例えばアクリル系樹脂を用いることができる。
【００４３】
更に研磨部１３には、セリア（酸化セリウム）及び／又はシリカ（酸化ケイ素）の砥粒が含浸されていることが好ましい。その理由は、ポリウレタン結晶に無機物を介入することで、自己崩壊性を助長させ、目詰まり防止をすることができるためである。また、その理由は、研磨時に使用される研磨スラリーに含まれる砥粒と同じ素材を用いることにより、研磨布に固定した砥粒、又は、遊離した砥粒の一部として機能するためである。
【００４４】
このような研磨部１３の厚さ（シート厚又は層厚）は、中間部１２よりも薄く形成される。研磨部１３が、シート状のもの（以下、「研磨シート」という。）である場合には、研磨中の浮きや剥がれ（デラミネーション）を防ぐため、研磨シートが中間部１２の外周面に適宜の接着剤を介して接着されることが好ましい。
【００４５】
図８は、研磨ロール１０を例示する平面図である。研磨ロール１０の研磨部１３は、その表面に溝３０を有することができる。図９〜図１１に、研磨ロール１０の表面に溝３０を配置する場合の、溝３０の形状の模式図を例示する。図９〜１１に示される溝３０の形状は、図８に示すＡ部を拡大した図である。なお、図８では溝３０の図示を省略している。図９〜１１に示される溝３０を、図８に示す研磨部１３の表面全体に配置することができる。
【００４６】
研磨部１３の表面に溝３０が存在することにより、研磨の際にスラリーの保持力を大きくすることができる。また、溝３０が、研磨の際に生じる研磨クズを取り込むことにより、研磨クズによる研磨対象物表面への悪影響を防止することができる。
【００４７】
研磨部１３の表面の溝３０の形状は、特に限定されない。溝３０は、直線状、曲線状又はそれらの組み合わせであることができる。溝３０が直線状の場合、図９に示すように、複数の溝３０が互いに平行になるような配置（平行溝）にすることができる。また、溝３０が直線状の場合、図１０及び図１１に示すように、二組の複数の平行溝が、互いに直行するように配置することにより、格子状の溝３０とすることができる。また、三組の複数の平行溝が、互いに異なる角度となるように配置することで、溝３０で囲まれた部分が三角形になるような配置とすることができる。
【００４８】
研磨部１３の表面の溝３０は、格子状の溝３０であることが好ましい。溝３０を格子状にすることにより、研磨の際にスラリーの保持力を大きくすることができる。また、溝３０を格子状にすることにより、研磨部１３の表面にエッジ部が存在することになるため、研磨速度を大きくすることができる。エッジ部とは、研磨部１３の表面が溝３０を有する場合、研磨部１３の溝３０の側壁と、溝３０が存在しない部分の表面との交点付近の部分のことをいう。
【００４９】
本明細書において、研磨部１３の表面の溝３０が、直線状の平行溝を含む場合、研磨ロール１０の回転軸２０の方向に対する溝３０の角度のことを、溝角度θという。例えば、図９に示す平行溝は、研磨ロール１０の回転軸２０の方向に対して垂直なので、溝角度θは９０度である。溝角度θは、０度以上９０度以下の角度で表すことができる。本実施形態において、溝角度θは、０度超９０度以下であることが好ましく、４５度以上９０度未満であることがより好ましく、６０度以上８０度以下であることが更に好ましい。溝３０が格子状の場合には、直交する二組の複数の平行溝のうち、一組の複数の平行溝が上述の角度となるように、溝３０が配置されることが好ましい。例えば、図１１に示す例では、溝３０は、溝角度θが７０度の平行溝を有する格子溝である。溝角度θが所定の角度であることにより、研磨対象物の研磨速度を大きくすることができる。また、溝角度θが所定の角度であることにより、研磨の際に、溝３０のエッジ部にかかる力を分散させることができ、研磨部１３の劣化を抑制することができる。その結果、研磨ロール１０の寿命を長くすることができる。
【００５０】
図９に、研磨部１３の表面の溝３０のピッチＰ及び幅Ｗを示す。溝３０のピッチＰは、溝３０の幅Ｗに、溝３０が存在しない部分の長さを加えた長さに相当する。研磨の際にスラリーの保持力及び研磨速度の増加を効果的に行うために、溝３０の幅Ｗは、好ましくは０．２〜５ｍｍ、より好ましくは０．５〜３ｍｍである。また、溝３０のピッチＰは、好ましくは１〜２０ｍｍ、より好ましくは２〜１５ｍｍである。また、溝３０の深さは、好ましくは０．２〜２ｍｍ、より好ましくは０．４〜１ｍｍである。図９は、一組の平行溝を図示したものである。図１０及び図１１に示す格子溝の場合でも、直交する二組の複数の平行溝が、それぞれ同様のピッチＰ、幅Ｗ及び深さの数値範囲であることにより、研磨の際にスラリーの保持力及び研磨速度の増加を効果的に行うことができる。
【００５１】
研磨シート１３は、中間部１２の外周面に巻回されて接着している。一つの実施態様としては、図３に示すように、研磨シート１３の互いに接合される両端縁を縫合することができる。この場合、縫合部の継ぎ布（Fabric）ｆを内側（中間部１２との接着側）にして、表の研磨面を平坦にすることが好ましい。この構造によれば、研磨ロール１０の断面を可能な限り真円に近づけることができるので、研磨シート１３のデラミネーションを効果的に防ぐことができる。
【００５２】
研磨シート１３を中間部１２のロールに巻き付ける他の実施態様としては、図４に示すように、研磨シート１３の互いに接合される両端縁（「接合部」ともいう。）が、研磨ロール１０の周回方向に対し傾斜するラインとなるように、予め斜めにカットされていることが好ましい。周回する研磨シート１３の接合部が、研磨の進行方向（周回方向）に対し交差して移動するので、研磨対象物表面の周期的なうねりをある程度解消することができる。更に、図４の円内に拡大した断面として示すように、研磨シート１３の両端縁の接ぎ代（突合せ面）がテーパ状であることが好ましい。研磨シート１３の両端縁が接着される面積を大きくすることで、研磨中に接合部の剥がれが基点となってデラミネーションが発生するのを、より効果的に防ぐことができる。
【００５３】
図４に示す研磨ロール１０のように、接合部を研磨ロール１０の周回方向に対し傾斜するラインにするために、以下の方法を用いることができる。
【００５４】
すなわち、まず、図１５に示すように、所定の平行四辺形の研磨シート１３を用意する。次に、図１６に示すように、所定の平行四辺形の研磨シート１３を、中間部１２のロールに巻き付ける。この結果、図４に示す研磨ロール１０を得ることができる。
【００５５】
なお、研磨シート１３の形状を帯状にすることにより、図１７に示すように研磨シート１３を巻き付けた研磨ロール１０を得ることができる。図１７に示すように研磨シート１３は、テニスラケットの柄にグリップテープを巻くのと同様に、中間部１２のロールに巻き付けることができる。図１７に示す例では、研磨ロール１０の製造の際に、研磨シート１３として帯状のものを巻き取ったものを用意しておけば良いので、取り扱い性に優れる。
【００５６】
溝３０を有する研磨シート１３の接合部は、次のように形成することができる。
【００５７】
図１８に示すように、まず、所定の溝３０を有する研磨シート１３を用意する。なお、研磨シート１３の一方の端部を第一端部３２、他方の端部を第二端部３４という。
【００５８】
図１９に示すように、次に、第一端部３２の溝３０が残らないように、研磨シート１３の第一端部３２の表面を切削又は研磨する。第一端部３４の裏面には、接着剤を配置する。接着剤としては、例えば両面テープなどを用いることができる。なお、第一端部３２の表面を切削又は研磨の深さは適宜調整することができる。すなわち、必要に応じて、第一端部３２の表面には浅い溝３０が残るようにすることができる。又は、溝３０の深さよりも深く第一端部３２の表面を切削又は研磨することができる。
【００５９】
図２０に示すように、次に、第一端部３２の切削又は研磨した表面と、第二端部３４の裏面を張り合わせる。このようにして、溝３０を有する研磨シート１３の接合部を形成することができる。
【００６０】
なお、図２１に示すように、必要に応じて、第二端部３４の表面を切削又は研磨することにより、切削部３６を取り除くことができる。この結果、滑らかな表面を有する接合部を形成することができる。
【００６１】
接合部での研磨シート１３の接合を確実にするために、接合部の長さ（幅）は、２〜２０ｍｍであることが好ましく、５〜１５ｍｍであることがより好ましく、８〜１２ｍｍであることが更に好ましい。
【００６２】
このような研磨ロール１０によれば、サファイアガラス等の硬質材の研磨において、高い研磨量を達成することができる。また、研磨対象物の上面及び側面の平坦性のみならず、エッジ部に任意のスプライン面に従ったラウンドカット研磨のような三次元研磨を実現することができる。
【実施例】
【００６３】
（実施例１）
実施例１−１、実施例１−２及び実施例１−３（これらをまとめて「実施例１」という。）の研磨試験に使用した研磨ロールの研磨シート、中間部の仕様を下記に示す。なお、実施例１の研磨試験の条件及び研磨速度（μｍ／分）を表２に示す。
研磨ロール
直径：φ５０ｍｍ
長さ：２６０ｍｍ
研磨シート
材料：ポリウレタン樹脂含浸不織布（製品名：ＳＵＢＡ４００）
硬度：Ａｓｋｅｒ−Ｃ  ６０
厚さ：１．２７ｍｍ
目付重量：３．８ｘ１０-4ｇ／ｍｍ２（又は嵩密度３．０ｘ１０-4ｇ／ｍｍ３）
圧縮率：８．６％
溝形状：（溝無し）
中間部（クッション材）
材料：発泡ポリウレタン
硬度：Ａｓｋｅｒ−Ｃ  ３４
密度：０．４７g／ｃｍ３
圧縮変形量：７．３８ｍｍ／ｋｇ・ｃｍ２【００６４】
研磨ロール１０の側面を図５に示す。初めに研磨シートを円筒状に緩めに縫合しておき、外周面に接着剤を塗布したポリウレタンフォーム（中間部）を、円筒状研磨シートに挿入した。その後、縫合部の糸ｔを締め付けることで、研磨シートとポリウレタンフォームとを密着させた。【００６５】
サファイアガラスを研磨対象物Ｐｏとして用い、砥粒（二酸化セリウム）７重量％を含むスラリーを供給しながら研磨ロール１０を回転させて表面研磨を行った（図６参照）。【００６６】
図７に、実施例１の研磨ロールの回転数が５００ｒｐｍ、１０００ｒｐｍ及び２５００ｒｐｍの場合における研磨量の結果を示す。各回転数で３分研磨を行った。また、表２に、実施例１の研磨ロールを用いたときの研磨速度の結果を示す。実施例１では、全ての回転数において、３分間の研磨で５．６μｍ以上の高い研磨量（研磨速度）が確認された。【００６７】
（実施例２）
表３に、実施例２−１及び実施例２−２（これらをまとめて「実施例２」という。）の研磨試験に使用した研磨ロール１０の研磨シート１３、中間部１１の仕様、試験条件及び研磨速度（μｍ／分）を示す。【００６８】
実施例２（実施例２−１及び実施例２−２）の研磨ロール１０の芯部１１は、金属シャフト部１１ａ及びポリ塩化ビニル製の中空円筒部１１ｂからなる。中空円筒部１１ｂには、キー溝４３が設けられ、金属シャフト部１１ａのシャフト本体４１に取り付けられたキー４２と嵌合する。キー４２は、金属シャフト部１１ａにネジ止めされているので、着脱可能である。実施例３及び４の場合も、実施例２と同様の芯部１１を用いた。【００６９】
実施例２の中間部１２は、所定の形状の型に、所定の発泡ポリウレタンを充填することにより製造した。また、発泡ポリウレタンを充填の際に、中空円筒部１１ｂも配置したので、中空円筒部１１ｂは中間部１２に接着した状態になった。又は、予め中空を設けた発泡ポリウレタン充填の後、中空円筒部１１ｂに接着剤を塗布して発泡ウレタン中空部に挿入した状態になった。実施例３及び４の中間部１２も同様である。【００７０】
中間部１２の形成後、中間部１２の中空円筒部１１ｂに金属シャフト部１１ａを挿入し、シャフト本体４１にキー４２を取り付けることにより、中間部１２と芯部１１とからなるロールを得た。【００７１】
次に、所定の形状の研磨シート１３を用意した。所定の形状とは、研磨シート１３の接合部を考慮して、中間部１２の表面全体を覆うことのできる形状である。所定の形状は、例えば、図１５に示すような、所定の寸法の平行四辺形の形状であることができる。【００７２】
実施例２−１の研磨シート１３は溝３０を有しない。一方、実施例２−２の研磨シートは溝３０（平行溝）を有する。実施例２−２の研磨シート１３の溝３０の形状は、図９に示すように、等間隔の平行な直線状の溝３０である。また、溝角度θは９０度である。表３に、実施例２−２の溝ピッチＰ、溝幅Ｗ及び溝深さを示す。【００７３】
次に、中間部１２の表面に、接着剤を塗布した。また、研磨シート１３の接着面（裏面）にも接着剤を塗布した。接着剤として、ボンドＧ１７（コニシ株式会社製）を用いた。その後、５分間、自然乾燥した。接着剤の乾燥後、表面に接着剤を有する中間部１２を有するロールに、研磨シート１３を巻き付けて接着した。【００７４】
溝３０を有する研磨シート１３の接合部は、研磨シート１３の一方の端部と、他方の端部とを重ね合わせ、接着剤で接着することにより貼り合わせて形成した。このとき、図１８に示すように、研磨シート１３の一方の端部である第一端部３２の表面を切削することにより薄くした。また、接合部の貼り合わせ後、他方の端部である第二端部３４の表面を切削することにより、接合部を平坦化した。なお接合部の長さ（幅）は１０ｍｍとした。以上の方法により、実施例２（実施例２−１及び実施例２−２）の研磨ロール１０を製造した。【００７５】
次に、サファイアガラスを研磨対象物Ｐｏとして用い、砥粒（二酸化セリウム）２０重量％を含むスラリーを供給しながら研磨ロール１０を回転させて、研磨対象物Ｐｏの表面研磨を行った（図６参照）。【００７６】
表３に、実施例２−１及び実施例２−２の研磨ロールの研磨速度の結果を示す。実施例２では、実施例２−１及び実施例２−２の両方とも、２．１μｍ／分以上という優れた研磨速度だった。実施例２では、表面に溝３０を有しない研磨シート１３を用いた実施例２−１と比べて、溝３０をする研磨シート１３を用いた実施例２−２の方が、高い研磨速度だった。【００７７】
（実施例３）
表４に、実施例３−１から実施例３−３（これらをまとめて「実施例３」という。）の研磨試験に使用した研磨ロール１０の研磨シート１３、中間部１１の仕様、試験条件及び研磨速度（μｍ／分）を示す。【００７８】
表４に示すように、実施例３（実施例３−１から実施例３−３）の研磨シート１３は所定の形状の格子溝を有する。実施例３−１、実施例３−１及び実施例３−３の溝角度θは、それぞれ４５度、７０度及び９０度とした。なお、この場合の溝角度θとは、研磨ロール１０の回転軸２０の方向に対する溝３０の角度であり、格子状に直交する二組の平行溝のうち、４５度以上９０度以下の範囲の一組の平行溝の溝角度θである（図１１参照）。【００７９】
実施例３−１及び実施例３−３の溝は、切削加工により形成した。実施例３−２の溝は、熱型押し（エンボス加工）により形成した。それ以外は、実施例２と同様に、研磨ロール１０を製造し、サファイアガラスを研磨対象物Ｐｏとして用い、研磨対象物Ｐｏの表面研磨を行った。【００８０】
表４に、実施例３の研磨ロール１０の研磨速度の結果を示す。実施例３では、いずれの場合も２．８μｍ／分以上という優れた研磨速度だった。実施例３では、特に、溝角度θが７０度である溝３０を有した研磨シート１３を用いた実施例３−２が、高い研磨速度（４．２６μｍ／分）だった。この結果から、溝角度θが７０度前後、具体的には、溝角度θが６０度以上８０度以下であることにより、高い研磨速度を得ることができることが示唆される。【００８１】
（実施例４）
表５に、実施例４−１から実施例４−４（これらをまとめて「実施例４」という。）の研磨試験に使用した研磨ロール１０の研磨シート１３、中間部１１の仕様、試験条件及び研磨速度（μｍ／分）を示す。【００８２】
表５に示すように、実施例４の実施例４−１から実施例４−４の研磨ロール１０の中間部１２の硬度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）は、それぞれ異なり、１０〜３４の範囲である。それ以外は、実施例２−１と同様に、溝３０を有しない研磨シート１３を用いて研磨ロール１０を製造し、サファイアガラスを研磨対象物Ｐｏとして用い、研磨対象物Ｐｏの表面研磨を行った。【００８３】
表５に、実施例４の研磨ロールの研磨速度の結果を示す。実施例４では、いずれの実施例も１．３μｍ／分以上という優れた研磨速度だった。実施例４では、中間部１２の硬度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）が１０から２８である実施例４−１、実施例４−２及び実施例４−３の研磨シート１３を用いた場合に、比較的高い研磨速度（１．６μｍ／分以上）を得ることができた。また、実施例４では、特に、中間部１２の硬度が２０である実施例４−２の研磨シート１３を用いた場合に、更に高い研磨速度（２．１３μｍ／分）を得ることができた。この結果から、中間部１２の硬度が１０以上３０以下の場合、好ましくは２０程度の場合に、高い研磨速度を得ることができることを示唆される。また、研磨シート１３の硬度（Ａｓｋｅｒ−Ｃ）が６０であることから、高い研磨速度を得るために、中間部１２の硬度は、研磨部１３の硬度の０．１５〜０．５倍であることが好ましく、０．２〜０．４倍であることがより好ましいことが示唆される。【００８４】
【表２】
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【００８５】
【表３】
2018079766.tif 000005
【００８６】
【表４】
2018079766.tif 000006
【００８７】
【表５】
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【符号の説明】
【００８８】
１０  研磨ロール
１１  芯部
１１ａ  金属シャフト部
１１ｂ  中空円筒部
１２  中間部
１３  研磨部（研磨シート）
１４  接着剤
２０  研磨ロールの回転軸
３０  溝
３２  研磨シートの第一端部
３４  研磨シートの第二端部
３６  切削部
４１  シャフト本体
４２  キー
４３  キー溝
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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