(57)【要約】  断続的構造化研磨物品は、固定されている裏材の第１主表面から外向きに延出する成形研磨複合体を含む研磨層を含む。この研磨層は、成形研磨複合体を有さない少なくとも１つの開口領域を画定し、裏材を部分的又は完全に貫通して延在し得る。いくつかの実施形態において、各開口領域は、少なくとも１．５平方センチメートルの円形面積を含み、この開口領域を合わせると、裏材の第１主表面の面積の少なくとも１０パーセントとなる合計面積を有する。断続的研磨物品は、片面研磨プロセスに有用である。【選択図】図１Ａ
2017519649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を研磨する方法であって、該方法が、
中央第１軸を中心に回転可能な研磨部材であって、該研磨部材は、ある面積を有する第１主表面を有し、該第１主表面は該第１軸に対して垂直であり、断続的構造化研磨物品が該研磨部材の該第１主表面に固定され、該断続的構造化研磨物品は裏材上に配置され固定された研磨層を含み、該研磨層は結合剤材料内に保持された研磨粒子を含む成形研磨複合体を含み、少なくとも１つの外側穴が、該研磨層と該裏材を貫通して延在し、該第１軸は該少なくとも１つの外側穴のいずれも貫通しておらず、該少なくとも１つの外側穴のそれぞれは独立に、該研磨層と同一平面上にあるそれぞれの開口領域を画定し、該少なくとも１つの外側穴の該それぞれの開口領域を合わせた合計面積は、該裏材の該第１主表面の少なくとも１０面積パーセントとなる、研磨部材と、
第２主表面を有する担体部材であって、該被加工物は該第２主表面に取り外し可能に締結され、該担体部材は、該第１軸に対して平行な第２軸を中心に独立に回転可能であり、該被加工物は、該断続的構造化研磨物品に接触する、研磨されるべき外側主表面を有し、該被加工物の該第２主表面の少なくとも３０面積パーセントは、該少なくとも１つの外側穴のうちの１つに対応する該開口領域内に重なり合うことができ、該被加工物の該第２主表面の９０面積パーセント以下は、該外側穴の該それぞれの開口領域のいずれかと重なり合うことができる、担体部材と、
を含む研磨装置を準備する工程と、
該研磨部材と該担体部材とを回転させて該被加工物の該外側主表面を研磨する工程と、
を含む、方法。
【請求項２】
前記成形研磨複合体が、前記裏材に対して実質的に均一の深さを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの外側穴のそれぞれの開口領域を合わせた合計が、前記裏材の前記第１主表面の少なくとも２０面積パーセントとなる、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの外側穴が、少なくとも４つの該外側穴を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
被加工物を研磨する方法であって、該方法が、
第１軸を中心に回転可能な研磨部材であって、該研磨部材は、これに対して固定されている断続的構造化研磨物品を備えた平坦な第１主表面を有し、該平坦な第１主表面は該第１軸に対して垂直であり、該断続的構造化研磨物品は裏材の第１主表面に固定された研磨層を含み、該第１主表面はある面積を有し、該研磨層は該裏材から外向きに延出する成形研磨複合体の配列を含み、該成形研磨複合体は結合剤材料内に保持された研磨粒子を含み、該研磨層は、該成形研磨複合体の配列を有さずかつ該裏材に対して実質的に均一な深さを有する少なくとも１つの開口領域を画定する、研磨部材と、
第２主表面を有する担体部材であって、該被加工物は該第２主表面に取り外し可能に締結され、該被加工物は、該断続的構造化研磨物品に接触する、研磨されるべき外側主表面を有し、該被加工物の該第２主表面の少なくとも３０面積パーセントは、該少なくとも１つの開口領域のうちの少なくとも１つ内に重なり合うことができ、該被加工物の該第２主表面の９０面積パーセント以下は、該少なくとも１つの開口領域のいずれか１つと重なり合うことができる、担体部材と、
を含む研磨装置を準備する工程と、
該研磨部材と該担体部材とを回転させて該被加工物の該外側主表面を研磨する工程と、
を含む、方法。
【請求項６】
前記断続的構造化研磨物品が、前記研磨層と前記裏材とを貫通する、中央に配置された心軸穴を有する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記成形研磨複合体が、前記裏材に対して実質的に均一の深さを有する、請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの開口領域が、合わせて、前記裏材の前記第１主表面の少なくとも２０面積パーセントとなる合計面積を有する、請求項５〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つの開口領域が、少なくとも４つの該開口領域を含む、請求項５〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの開口領域が、少なくとも２つの同心状の環を含む、請求項５〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
裏材の第１主表面に固定された研磨層を含む断続的構造化研磨物品であって、該第１主表面はある面積を有し、該研磨層は、該裏材から外向きに延出する成形研磨複合体の配列を含み、該成形研磨複合体は結合剤材料内に保持された研磨粒子を含み、該研磨層は、該成形研磨複合体の配列を有さずかつ該裏材に対して実質的に均一な深さを有する少なくとも１つの開口領域を画定し、該少なくとも１つの開口領域のそれぞれ１つは、少なくとも１．５平方センチメートルの円形面積を含み、該少なくとも１つの開口領域は、合わせて、該裏材の該第１主表面の該面積の少なくとも１０パーセントとなる合計面積を有する、断続的構造化研磨物品。
【請求項１２】
前記断続的構造化研磨物品が、前記研磨層と前記裏材とを貫通する、中央に配置された心軸穴を有する、請求項１１に記載の断続的構造化研磨物品。
【請求項１３】
前記成形研磨複合体が、前記裏材に対して実質的に均一の深さを有する、請求項１１又は１２に記載の断続的構造化研磨物品。
【請求項１４】
前記成形研磨複合体の配列が規則的配列である、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の断続的構造化研磨物品。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの開口領域が、合わせて、前記裏材の前記第１主表面の少なくとも２０面積パーセントとなる合計面積を有する、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の断続的構造化研磨物品。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの開口領域が、少なくとも４つの該開口領域を含む、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の断続的構造化研磨物品。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの開口領域が、少なくとも２つの同心状の環を含む、請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の断続的構造化研磨物品。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
研磨物品は、様々な研削及び仕上げ用途に有用である。１つのかかる用途は、精密ラップ及び研磨である。片面ラップ装置及び研磨装置は、典型的に、被加工物に対して回転する大型の圧盤を有する。両面装置は、被加工物に対して回転する、一対の対向する圧盤を使用する。両方のタイプの機械が、固定研磨材（例えば、構造化研磨ディスク）又は液体研磨スラリーと共に使用され得る。
【０００２】
構造化研磨物品は、裏材に固定された成形研磨複合体を含む研磨層を有する。成形研磨複合体は、結合剤材料中に保持された研磨粒子を含む。
【０００３】
片面研磨中に、１つ又は２つ以上の被加工物を、第１圧盤に対して自由に回転する担体に取り付ける。被加工物は典型的に、例えばろうを用いて、この担体に取り外し可能に保持される。そのような構成において（例えば図１参照）、被加工物は、大きな圧盤に取り付けられた構造化研磨ディスクに接触している。片面研磨作業中に生じる一般的な問題は、被加工物が、研磨されるべき表面全体にわたって完全に研磨されないことである（研磨技術分野においては、表面全体にわたって完全に研磨されることを「クリア」と呼ぶ）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
研磨プロセスを改善する材料及び方法に対する継続的なニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、構造化研磨物品の研磨表面のエッジを超えて被加工物を繰り返し通過させる研磨方法を用いることにより、片面研磨プロセスにおける被加工物の不完全なクリアの問題を概ね除去できることを発見した。被加工物が担体に対して独立に回転できる場合は、不完全なクリアの問題ははるかに少なくなるため、この方法は、被加工物が担体に対して自由に回転できない場合に、特に有効である。したがって、本開示は、例えばサファイアウェハなどの被加工物の均一に研磨された表面を提供する方法及び研磨物品を提供する。
【０００６】
一態様において、本開示は被加工物を研磨する第１の方法を提供し、この方法は、
中央第１軸を中心に回転可能な研磨部材であって、該研磨部材は、ある面積を有する第１主表面を有し、該第１主表面は該第１軸に対して垂直であり、断続的構造化研磨物品が該研磨部材の該第１主表面に固定され、該断続的構造化研磨物品は裏材上に配置され固定された研磨層を含み、該研磨層は結合剤材料内に保持された研磨粒子を含む成形研磨複合体を含み、少なくとも１つの外側穴が、該研磨層と該裏材を貫通して延在し、該第１軸は該少なくとも１つの外側穴のいずれも貫通しておらず、該少なくとも１つの外側穴のそれぞれは独立に、該研磨層と同一平面上にあるそれぞれの開口領域を画定し、該少なくとも１つの外側穴の該それぞれの開口領域を合わせた合計面積は、該裏材の該第１主表面の少なくとも１０面積パーセントとなる、研磨部材と、
第２主表面を有する担体部材であって、該被加工物は該第２主表面に取り外し可能に締結され、該担体部材は、該第１軸に対して平行な第２軸を中心に独立に回転可能であり、該被加工物は、該断続的構造化研磨物品に接触する、研磨されるべき外側主表面を有し、該被加工物の該第２主表面の少なくとも３０面積パーセントは、該少なくとも１つの外側穴のうちの１つに対応する該開口領域内に重なり合うことができ、該被加工物の該第２主表面の９０面積パーセント以下は、該外側穴の該それぞれの該開口領域のいずれかと重なり合うことができる、担体部材と、
を含む研磨装置を準備する工程と、
該研磨部材と該担体部材とを回転させて該被加工物の該外側主表面を研磨する工程と、
を含む。
【０００７】
別の一態様において、本開示は被加工物を研磨する第２の方法を提供し、この方法は、
第１軸を中心に回転可能な研磨部材であって、該研磨部材は、これに対して固定されている断続的構造化研磨物品を備えた平坦な第１主表面を有し、該平坦な第１主表面は該第１軸に対して垂直であり、該断続的構造化研磨物品は裏材の第１主表面に固定された研磨層を含み、該第１主表面はある面積を有し、該研磨層は該裏材から外向きに延出する成形研磨複合体の配列を含み、該成形研磨複合体は結合剤材料内に保持された研磨粒子を含み、該研磨層は、該成形研磨複合体の配列を有さずかつ該裏材に対して実質的に均一な深さを有する少なくとも１つの開口領域を画定する、研磨部材と、
第２主表面を有する担体部材であって、該被加工物が該第２主表面に取り外し可能に締結され、該被加工物が、該断続的構造化研磨物品に接触する、研磨されるべき外側主表面を有し、該被加工物の該第２主表面の少なくとも３０面積パーセントが、該少なくとも１つの開口領域内に重なり合うことができ、該被加工物の該第２主表面の９０面積パーセント以下が、該少なくとも１つの開口領域のいずれか１つと重なり合うことができる、担体部材と、
を含む研磨装置を準備する工程と、
該研磨部材と該担体部材とを回転させて該被加工物の該外側主表面を研磨する工程と、
を含む。
【０００８】
更に別の一態様において、本開示は、裏材の第１主表面に固定された研磨層を含む断続的構造化研磨物品を提供し、ここにおいて該第１主表面はある面積を有し、該研磨層は、該裏材から外向きに延出する成形研磨複合体の配列を含み、該成形研磨複合体は結合剤材料内に保持された研磨粒子を含み、該研磨層は、該成形研磨複合体の配列を有さずかつ該裏材に対して実質的に均一な深さを有する少なくとも１つの開口領域を画定し、該少なくとも１つの開口領域のそれぞれ１つが、少なくとも１．５平方センチメートルの円形面積を含み、該少なくとも１つの開口領域が、合わせて、該裏材の該第１主表面の面積の少なくとも１０パーセントとなる合計面積を有する。
【０００９】
本明細書で使用されるとき、用語「面積（areal）」とは、ある面積に関係するか又はある面積を伴うことを意味する（例えば、面積あたりなど）。
【００１０】
本明細書で使用されるとき、用語「配列」は、ある程度の規則的な順序又は配置での一連の項目の配置を指す（例えば、矩形マトリックス又はハニカムパターンなど）。
【００１１】
本開示の特徴及び利点は、「発明を実施するための形態」並びに付属の「特許請求の範囲」を考慮することで、更に深い理解が得られるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】本開示による例示的な一実施形態による、被加工物を研磨する例示的な片面研磨装置１００の概略斜視図である。
【図１Ｂ】被加工物１８０を保持している図１Ａに示す担体支持体１３９の下側平面図である。
【図２Ａ】本開示による第１方法を実践するのに好適な、例示的な断続的構造化研磨物品２４０の平面図である。
【図２Ｂ】面２Ｂ−２Ｂで切断した断続的構造化研磨物品２４０の部分的側断面図である。
【図３Ａ】本開示による第１方法を実践するのに好適な、例示的な断続的構造化研磨物品２４０ａ〜２４０ｄの平面図である。
【図３Ｂ】本開示による第１方法を実践するのに好適な、例示的な断続的構造化研磨物品２４０ａ〜２４０ｄの平面図である。
【図３Ｃ】本開示による第１方法を実践するのに好適な、例示的な断続的構造化研磨物品２４０ａ〜２４０ｄの平面図である。
【図３Ｄ】本開示による第１方法を実践するのに好適な、例示的な断続的構造化研磨物品２４０ａ〜２４０ｄの平面図である。
【図４Ａ】本開示による第１方法を実践するのに好適な、例示的な断続的構造化研磨物品４４０の平面図である。
【図４Ｂ】図１Ａを面４Ｂ−４Ｂで切断した研磨粒子配置システム４４０の部分的側断面図である。
【図５Ａ】本開示による第１方法を実践するのに好適な、それぞれの例示的な断続的構造化研磨物品４４０ａ〜４４０ｉの平面図である。
【図５Ｂ】本開示による第１方法を実践するのに好適な、それぞれの例示的な断続的構造化研磨物品４４０ａ〜４４０ｉの平面図である。
【図５Ｃ】本開示による第１方法を実践するのに好適な、それぞれの例示的な断続的構造化研磨物品４４０ａ〜４４０ｉの平面図である。
【図５Ｄ】本開示による第１方法を実践するのに好適な、それぞれの例示的な断続的構造化研磨物品４４０ａ〜４４０ｉの平面図である。
【図５Ｅ】本開示による第１方法を実践するのに好適な、それぞれの例示的な断続的構造化研磨物品４４０ａ〜４４０ｉの平面図である。
【図５Ｆ】本開示による第１方法を実践するのに好適な、それぞれの例示的な断続的構造化研磨物品４４０ａ〜４４０ｉの平面図である。
【図５Ｇ】本開示による第１方法を実践するのに好適な、それぞれの例示的な断続的構造化研磨物品４４０ａ〜４４０ｉの平面図である。
【図５Ｈ】本開示による第１方法を実践するのに好適な、それぞれの例示的な断続的構造化研磨物品４４０ａ〜４４０ｉの平面図である。
【図５Ｉ】本開示による第１方法を実践するのに好適な、それぞれの例示的な断続的構造化研磨物品４４０ａ〜４４０ｉの平面図である。
【００１３】
本明細書及び図中で繰り返し使用される参照符合は、本開示の同じ若しくは類似の機構又は要素を表わすものとする。本開示の原理の範囲及び趣旨の範囲に含まれる多くの他の改変形態及び実施形態が当業者によれば考案され得ることは理解されるべきである。図面は、縮尺どおりに描かれていない場合がある。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
一般的なタイプの片側研磨プロセスに好適な、本開示による断続的構造化研磨物品及び方法を、図１に示す。ここで図１を参照すると、断続的構造化研磨物品１４０は、研磨部材１１０の第１主表面１４５に固定されており、この研磨部材は第１軸１０５を中心に回転可能であり、この第１軸は、所望による中央心軸穴１２６を貫通している。担体部材１３０は、第１主表面１４５に面する第２主表面１３５を有する。担体部材１３０は、バックアッププレート１３８に取り付けられた担体支持体１３９を有する。バックアッププレート１３８は、回転可能シャフト１３７に取り付けられている。被加工物１８０（図１Ｂ参照）は、担体部材１３０の第２主表面１３５に締結されている。担体部材１３０は、第１軸１０５に平行な第２軸１１５を中心に独立に回転可能である。使用中、担体部材１３０と研磨部材１１０は、被加工物１８０の外側主表面１８５（図１Ｂ参照）が断続的構造化研磨物品１４０の研磨層１２１に接触するのに十分な近さに配置される。研磨層１２１は、本開示の具体的な実施形態に応じてその中に形成された開口領域１６０を有する。担体部材１３０と研磨部材１１０は、それぞれの方向１３２及び１１２に独立に回転し（これらは同じ方向でも反対方向でもよい）、これにより研磨層１２１が被加工物１８０の外側主表面１８５を研磨する。
【００１５】
好適な研磨部材１１０は好ましくは回転可能な円形圧盤であるが、これは必要条件ではない。任意の好適な形状を使用することができる。
【００１６】
好適な担体部材１３０は好ましくは回転可能な円形圧盤であるが、これは必要条件ではない。好適な担体部材は平坦な第２主表面１３５を有してよく、あるいはこの第２主表面は、被加工物を受容するよう適合されたそれ自体の中に形成された１つ又は２つ以上の陥凹を有し得る。
【００１７】
好適な被加工物１８０は任意の形状を有し得るが、好ましくは実質的に均一な厚さを有する（すなわち、研磨により除去されるマイクロメートル規模の表面粗さによる厚さ変動を含まない）。例えば、好適な被加工物は、０．１〜１．０ミリメートルの範囲の実質的に均一な厚さを有し得る。好適な被加工物は、多角形（例えば、長方形、五角形、又は六角形）、円形、楕円形、又は他の何らかの形状であり得る。好ましくは、この被加工物は、実質的に均一な厚さの円形ウェハを含む。任意の寸法の被加工物を使用することができるが、好ましくはこの被加工物は、直径１〜１２インチ（２．５〜３０．５ｃｍ）の円形ウェハを含む。
【００１８】
好適な被加工物は、断続的構造化研磨物品（すなわち、被加工物よりも硬い断続的構造化研磨物品の研磨層中の研磨粒子）により研磨可能な任意の材料を含み得る。断続的構造化研磨物品の研磨層中にダイヤモンド研磨粒子が含まれる場合の、好適な材料の例としては、サファイア、炭化ケイ素、スピネル、石英、酸窒化アルミニウム、及びこれらの組み合わせが挙げられる。好適な被加工物には更に、例えば、これらの材料の積層体、例えば、ガラスに接着した炭化ケイ素、ガラスに接着したサファイア、及びガラスに接着した方解石が挙げられる。
【００１９】
被加工物は、任意の好適な方法（例えば、ろう、ホットメルト接着剤、感圧性接着剤、及び／又は機械的拘束などの接着材料）を用いて担体部材に取り外し可能に締結され得る。
【００２０】
本開示による研磨方法は、単一の被加工物又は複数の被加工物で実施することができ、好ましくは複数の被加工物で実施することができる。本開示の実施に容易に適合可能な一般的な片面研磨方法に関する詳細は、当業者に周知であり、典型的に研磨装置メーカーから入手可能である。
【００２１】
本開示による方法を実施するための好適な断続的構造化研磨物品には、いくつかの実施形態がある。
【００２２】
図２Ａ及び２Ｂに例示される第１の実施形態において、断続的構造化研磨ディスク２４０は、裏材２２７の第１主表面２１９の上に配置され固定された研磨層２２１を含む。所望による中央心軸穴２２６及び外側穴２２５は、研磨層２２１と裏材２２７を貫通している。裏材２２７は、支持層２２２、所望による第１接着層２２３、所望による補強サブパッド２２４、及び所望による第２接着層２２８を含む。
【００２３】
研磨層２２１は、結合剤材料２７６内に保持された研磨粒子２７４を含む成形研磨複合体２７２の配列２８９を含む。外側穴２２５は、研磨層２２１と同一平面上にある開口領域２３２を画定する。開口領域２３２を合わせた合計面積は、裏材２２７の第１主表面２１９の少なくとも１０面積パーセントを占める。
【００２４】
いくつかの実施形態において、研磨される被加工物の外側表面の少なくとも３０、少なくとも４０、又は更には少なくとも５０面積パーセントで、かつ６０、７０、８０、又は９０面積パーセント以下が、少なくとも１つの開口領域２３２内に重なり合っていてよい。
【００２５】
外側穴２２５の開口領域２３２は、合わせて、第１主表面２１９の合計面積の少なくとも１０、１５、２０、又は更には少なくとも３０パーセントの合計面積を有し得るが、これは必要条件ではない。
【００２６】
断続的構造化研磨物品の構造的一体性を維持する任意の好適な外側穴及び開口領域パターンを、使用することができる。図３Ａ〜３Ｄはそれぞれ、例示的な断続的構造化研磨物品２４０ａ〜２４０ｄにおける、所望による心軸穴２２６ａ〜２２６ｄと、穴２２５ａ〜２２５ｄによって形成された開口領域２３２ａ〜２３２ｄのパターンを示す。
【００２７】
図４Ａ及び４Ｂに例示される第２の実施形態において、断続的構造化研磨ディスク４４０は、裏材４２７の第１主表面４１９の上に配置され固定された研磨層４２１を含む。裏材４２７（これは一体型裏材又は複合材料裏材であり得る）は、支持層４２２、第１接着層４２３、補強サブパッド４２４、及び所望による第２接着層４２６を含む。研磨層４２１は、裏材４２７から外向きに延出する成形研磨複合体４７２の配列４８９を含む。成形研磨複合体４７２は、結合剤材料４７６中に保持された研磨粒子４７４を含む。研磨層４２１は、成形研磨複合体４７２の配列４８９を有さない開口領域４６０を画定する。開口領域４６０は、研磨層４２１、支持層４２２、及び第１接着層４２３を貫通して補強サブパッド４２４まで延在する。開口領域４６０は、裏材４２７に対して実質的に均一な深さを有する（例えば、裏材を通って補強サブパッド４２４まで延在し、これは開口領域４６０の底面にわたって均一に広がる）。開口領域４６０はそれぞれ、少なくとも１．５平方センチメートルの円形領域を含む。開口領域４６０は、合わせて、裏材４２７の第１主表面４１９の面積の少なくとも１０パーセント（例えば、少なくとも１０、１５、２０、２５、３０、３５、又は４０パーセント）である合計面積を有する。
【００２８】
いくつかの実施形態において、研磨される被加工物の外側表面の少なくとも３０、少なくとも４０、又は更には少なくとも５０面積パーセントで、かつ６０、７０、８０、又は９０面積パーセント以下が、少なくとも１つの開口領域４６０内に重なり合っていてよい。
【００２９】
開口領域４６０は、合わせて、第１主表面４１９の合計面積の少なくとも１パーセント、１０パーセント、１５パーセント、２０パーセント、又は３０パーセントの合計面積を有し得るが、これは必要条件ではない。
【００３０】
断続的構造化研磨物品の構造的一体性を維持する任意の好適な開口領域４６０のパターンを、使用することができる。図５Ａ〜５Ｉはそれぞれ、例示的な断続的構造化研磨物品４４０ａ〜４４０ｉにおける、所望による心軸穴４２６ａ〜４２６ｉと、開口領域４６０ａ〜４６０ｉ（これを通して補強サブパッド４２４ａ〜４２４ｉが見えている）とを示す。
【００３１】
本開示の実施に使用される断続的構造化研磨物品（例えば、ディスク）は、少なくとも３、４、５、６、７、８、９、又は更には少なくとも１０個、又はそれ以上の開口領域を有し得る。少なくとも２、３、又は４個の開口領域が、同心状の環を含み得る。
【００３２】
本開示による方法の実施に有用な断続的構造化研磨物品は、典型的に、従来型の構造化研磨物品から容易に作製することができる（例えば、上述のように調製される）。
【００３３】
第１の方法は、被加工物を研磨する第１の方法と共に使用するための断続的構造化研磨物品を製造するのに好適であり、この方法では、構造化研磨物品の厚さを完全に切断して、研磨層と裏材を完全に貫通する研磨層の断続状態を形成する。
【００３４】
第２の方法は、被加工物を研磨する第２の方法と共に使用するための断続的構造化研磨物品を製造するのに好適であり、この方法では、接着剤コーティングされた裏材（研磨層の反対側に接着剤を備える）を有する構造化研磨物品の厚さを完全に切断して、研磨層と裏材を完全に貫通する研磨層の断続状態を形成し、次に、この構造化研磨物品を断続的でない連続したシート（例えば、補強サブパッド）に積層させ、所望により、この研磨層の反対側の裏表面を接着層でコーティングする。
【００３５】
切断は、好適な手段、例えば、レーザー、パンチプレス、又はウォータージェットなどを用いて達成することができる。
【００３６】
いくつかの実施形態において、研磨層と裏材を貫通する中央心軸穴は、切断するかないしは別の方法で、断続的構造化研磨物品内に形成することができる（例えば、特にディスク形状の場合）。
【００３７】
断続的構造化研磨物品の形状と寸法は一般に、当該技術分野において知られるように、使用する片面研磨装置の選択に依存する。好ましくは、断続的構造化研磨物品は６インチ（１５ｃｍ）〜３６インチ（９１ｃｍ）、又はそれ以上の範囲の直径を備えたディスクとして成形される。
【００３８】
断続的構造化研磨物品を製造するのに使用可能な従来型の構造化研磨物品と、その作製方法に関する詳細の記述を、下記に述べる。
【００３９】
本開示の実施に使用される成形研磨複合体に含まれる研磨粒子は典型的に、研磨されるべき被加工物表面よりも硬くなるように選択すべきである。研磨粒子は、単一タイプの研磨粒子、又は異なる研磨粒子の組み合わせの、個々の研磨粒子として存在してよく、あるいはこれらの組み合わせで存在してもよい。
【００４０】
研磨粒子はまた、研磨凝集体中に存在してもよい。そのような凝集体は、複数個の研磨粒子、マトリックス材料、及び任意選択の添加剤を含む。マトリックス材料は、有機及び／又は無機とすることができる。マトリックス材料は、例えば、ポリマー樹脂、ガラス（例えば、ガラス状結合ダイヤモンド凝集体）、金属、ガラスセラミック、セラミック（例えば、米国特許第６，７９０，１２６号（Ｗｏｏｄら）で説明されるような、セラミック結合凝集体）、又はこれらの組み合わせとすることができる。例えば、石英ガラス、ガラスセラミック、ホウケイ酸ガラスなどのガラス、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、及び複合結合剤との関連で説明される他の樹脂を、マトリックス材料として使用することができる。研磨凝集体は、不規則に成形されるか、又はそれらの研磨凝集体に関連する既定の形状を有し得る。様々な研磨凝集体とその製造方法に関する付加的な詳細は、例えば、米国特許第４，３１１，４８９号（Ｋｒｅｓｓｎｅｒ）、同第４，６５２，２７５号（Ｂｌｏｅｃｈｅｒら）、同第４，７９９，９３９号（Ｂｌｏｅｃｈｅｒら）、同第５，５４９，９６２号（Ｈｏｌｍｅｓら）、同第５，９７５，９８８号（Ｃｈｒｉｓｔｉａｎｓｏｎ）、同第６，６２０，２１４号（ＭｃＡｒｄｌｅ）、同第６，５２１，００４号（Ｃｕｌｌｅｒら）、同第６，５５１，３６６号（Ｄ’Ｓｏｕｚａら）、同第６，６４５，６２４号（Ａｄｅｆｒｉｓら）、同第７，１６９，０３１号（Ｆｌｅｔｃｈｅｒら）、同第７，８８７，６０８号（Ｓｃｈｗａｂｅｌら）、及び米国特許出願公開第２００７／００２６７７０号（Ｆｌｅｔｃｈｅｒら）に見出すことができる。
【００４１】
研磨粒子は一般に、結果として得られる許容可能な仕上げを妥当な速度で達成できるような粒径分布を有するように選択すべきである。研磨粒子は、好ましくは、約０．０１マイクロメートル（小粒子）〜５００マイクロメートル（大粒子）の、より好ましくは約０．２５マイクロメートル〜約５００マイクロメートルの、更により好ましくは約３マイクロメートル〜約４００マイクロメートルの、最も好ましくは約５マイクロメートル〜約５０マイクロメートルの平均粒径を有する。場合により、研磨粒径は、「メッシュ」又は「グレード」として報告されるが、これらの双方とも、公知の研磨粒径測定法である。
【００４２】
好ましくは、研磨粒子は、少なくとも８の、より好ましくは少なくとも９のモース硬度を有する。そのような研磨粒子の例としては、溶融酸化アルミニウム、セラミック酸化アルミニウム、加熱処理酸化アルミニウム、炭化ケイ素、ダイヤモンド（天然及び合成）、立方晶窒化ホウ素、及びこれらの組み合わせが挙げられる。例えば、ガーネット、酸化鉄、アルミナジルコニア、ムライト、及びセリアなどの、より軟らかい研磨粒子も使用することができる。研磨粒子は、結合剤又は金属若しくはセラミックコーティングのような表面処理又はコーティングを更に備えてもよい。
【００４３】
本開示の実施に使用される成形研磨複合体に含めるのに好適な結合剤は、典型的に結合剤前駆体から形成され、これは未硬化又は未重合状態の樹脂である。構造化研磨物品の製造中に、結合剤前駆体が重合又は硬化し、これにより結合剤が形成される。結合剤前駆体は、縮合硬化性樹脂、添加重合性樹脂、フリーラジカル硬化性樹脂、及び／又はそのような樹脂を組み合わせたもの及びブレンドしたものであり得る。
【００４４】
１つの好ましい結合剤前駆体は、フリーラジカルメカニズムを介して重合する樹脂又は樹脂混合物である。重合プロセスは、熱エネルギー又は放射線エネルギー等のエネルギー源に、適切な触媒と共に結合剤前駆体を曝露させることによって開始される。放射線エネルギーの例には、電子線、紫外線、又は可視光線が含まれる。
【００４５】
フリーラジカル硬化性樹脂の例としては、アクリル化ウレタン、アクリル化エポキシ、アクリル化ポリエステル、エチレン性不飽和モノマー、ペンダント不飽和カルボニル基を有するアミノプラストモノマー、少なくとも１つのペンダントアクリレート基を有するイソシアヌレートモノマー、少なくとも１つのペンダントアクリレート基を有するイソシアヌレートモノマー、並びにこれらの混合物及び組み合わせが挙げられる。本明細書で使用するとき、用語「（メタ）アクリレート」は、アクリレートとメタクリレートとを含む。
【００４６】
１つの好ましい結合剤前駆体は、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー、又はウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーとエチレン性不飽和モノマーとのブレンドを含む。好ましいエチレン性不飽和モノマーは、一官能性（メタ）アクリレートモノマー、二官能性（メタ）アクリレートモノマー、三官能性（メタ）アクリレートモノマー、又はこれらの組み合わせである。これらの結合剤前駆体から形成された結合剤は、望ましい特性を伴う断続的構造化研磨物品を提供する。特に、これらの結合剤は、断続的構造化研磨物品の寿命にわたって研磨粒子をしっかりと保持する丈夫な高耐久性かつ長寿命の媒質を提供する。この結合剤の化学反応は、ダイヤモンド粒子と共に使用する場合に特に有用である。ダイヤモンド研磨粒子は実質的に大半の従来型研磨粒子よりも長持ちするからである。ダイヤモンド研磨粒子に伴う長寿命の利点をフル活用するために、丈夫で高耐久性の結合剤が望ましい。よって、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー、又はウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーと（メタ）アクリレートモノマーとのブレンドと、ダイヤモンド研磨粒子との組み合わせは、長寿命かつ高耐久性の研磨性コーティングを提供する。
【００４７】
アクリレートウレタンの例としては、ＵＣＢ  Ｒａｄｃｕｒｅ  Ｉｎｃ．（Ｓｍｙｒｎａ、Ｇｅｏｒｇｉａ）から、ＥＢＥＣＲＹＬ  ２２０六官能性芳香族ウレタンアクリレート（分子量１０００グラム／モル）、ＥＢＥＣＲＹＬ  ２８４脂肪族ウレタンジアクリレート（分子量１２００グラム／モル、１，６−ヘキサンジオールジアクリレートで希釈されている）、ＥＢＥＣＲＹＬ  ４８２７芳香族ウレタンジアクリレート（分子量１６００グラム／モル）、ＥＢＥＣＲＹＬ  ４８３０脂肪族ウレタンジアクリレート（分子量１２００グラム／モル、テトラエチレングリコールジアクリレートで希釈されている）、ＥＢＥＣＲＹＬ  ６６０２三官能性芳香族ウレタンアクリレート（分子量１３００グラム／モル、トリメチロールプロパンエトキシトリアクリレートで希釈されている）、及びＥＢＥＣＲＹＬ  ８４０脂肪族ウレタンジアクリレート（分子量１０００グラム／モル）として市販されているもの、Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｅｘｔｏｎ、Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）からＳＡＲＴＯＭＥＲ  ９６３５、９６４５、９６５５、９６３−Ｂ８０、及び９６６−Ａ８０として市販されているもの、及びＭｏｒｔｏｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（Ｃｈｉｃａｇｏ，ＩＬ）からＵＶＩＴＨＡＮＥ  ７８２として市販されているものが挙げられる。
【００４８】
エチレン性不飽和モノマー若しくはオリゴマー、又は（メタ）アクリレートモノマー若しくはオリゴマーは、一官能性、二官能性、三官能性、四官能性、又は更に高い官能性のものであってもよい。エチレン性不飽和結合剤前駆体としては、炭素原子、水素原子、及び酸素原子、並びに任意で窒素原子、及びハロゲンを含有する、モノマー及びポリマー化合物の双方が挙げられる。エチレン性不飽和モノマー又はオリゴマーは、好ましくは約４，０００グラム／モル未満の分子量を有しており、好ましくは、１つ又は２つ以上の脂肪族ヒドロキシル基を含む化合物と、１つ又は２つ以上の不飽和カルボン酸（例えばアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、及びマレイン酸など）との反応から生成されるエステルである。
【００４９】
エチレン性不飽和モノマーの代表的な例としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、スチレン、ジビニルベンゼン、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレート、ビニルトルエン、エチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、グリセロールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、及びペンタエリスリトールテトラメタクリレートが挙げられる。他のエチレン性不飽和モノマー又はオリゴマーとしては、モノアリルエステル、ポリアリルエステル、及びポリメタアリル（polymethallyl）エステル、並びにカルボン酸のアミド、例えば、フタル酸ジアリル、アジピン酸ジアリル、及びＮ，Ｎ−ジアリルアジパミドが挙げられる。更に他の窒素含有化合物としては、トリス（２−アクリルオキシエチル）イソシアヌレート、１，３，５−トリス（２−メチルアクリルオキシエチル）−ｓ−トリアジン、アクリルアミド、メチルアクリルアミド、Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、及びＮ−ビニルピペリドンが挙げられる。エチレン性不飽和希釈剤又はモノマーの例は、米国特許第５，２３６，４７２号（Ｋｉｒｋ）及び同第５，５８０，６４７号（Ｌａｒｓｏｎら）に見出すことができる。
【００５０】
一般に、これらの（メタ）アクリレートモノマー間の比は、ダイヤモンド研磨粒子及び特定の研磨物品に望ましい任意の所望による添加剤又は充填剤の重量パーセントに依存する。典型的に、これらの（メタ）アクリレートモノマーは、約５重量部〜約９５重量部のエチレン性不飽和モノマーに対して、約５重量部〜約９５重量部のウレタンアクリレートオリゴマーの範囲である。他の潜在的に有用な結合剤及び結合剤前駆体に関する追加の情報は、米国特許第４，７７３，９２０号（Ｃｈａｓｍａｎら）及び同第５，９５８，７９４号（Ｂｒｕｘｖｏｏｒｔら）に見出される。
【００５１】
アクリル化エポキシは、ビスフェノールＡエポキシ樹脂のジアクリレートエステルのような、エポキシ樹脂のジアクリレートエステルである。アクリル化エポキシの例としては、Ｒａｄｃｕｒｅ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ  ＳＡ（Ｂｒｕｓｓｅｌｓ，Ｂｅｌｇｉｕｍ）から販売されるＣＭＤ  ３５００、ＣＭＤ  ３６００、及びＣＭＤ  ３７００、並びにＳａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｅｘｔｏｎ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ）から販売されるＣＮ１０３、ＣＮ１０４、ＣＮ１１１、ＣＮ１１２、及びＣＮ１１４として入手可能なものが挙げられる。
【００５２】
アミノプラストモノマーは、少なくとも１つのペンダントα，β−不飽和カルボニル基を有する。これらの不飽和カルボニル基は、アクリレート、メタクリレート、又はアクリルアミド型の基であってもよい。かかる材料の例としては、Ｎ−（ヒドロキシメチル）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−オキシジメチレン−ビスアクリルアミド、オルト−及びパラ−アクリルアミドメチル化フェノール、アクリルアミドメチル化フェノールノボラック、並びにこれらの組み合わせが挙げられる。これらの材料は、米国特許第４，９０３，４４０号（Ｋｉｒｋら）及び同第５，２３６，４７２号（Ｋｉｒｋら）にも記載されている。
【００５３】
少なくとも１つのペンダントアクリレート基を有するイソシアヌレート、及び少なくとも１つのペンダントアクリレート基を有するイソシアネート誘導体は、米国特許第４，６５２，２７４号（Ｂｏｅｔｔｃｈｅｒら）に、更に説明されている。好ましいイソシアヌレート材料は、トリス（ヒドロキシエチル）イソシアヌレートのトリアクリレートである。
【００５４】
フリーラジカル硬化性樹脂がどのように硬化又は重合するかに応じて、結合剤前駆体は更に、硬化剤（触媒又は反応開始剤とも呼ばれる）を含み得る。硬化剤が適切なエネルギー源に曝されると、フリーラジカル源を生成し、これが重合プロセスを開始する。
【００５５】
別の好ましい結合剤前駆体は、エポキシ樹脂を含む。エポキシ樹脂は、オキシラン環を有し、開環反応によって重合される。そのようなエポキシ樹脂としては、モノマーエポキシ樹脂類及びポリマーエポキシ樹脂が挙げられる。好ましいエポキシ樹脂の例には、２，２−ビス−４−（２，３−エポキシプロポキシ）フェニルプロパン（ビスフェノールのジグリシジルエーテル）が挙げられ、これはＭｏｍｅｎｔｉｖｅ（Ｃｏｌｕｍｂｕｓ、Ｏｈｉｏ）からＥＰＯＮ  ８２８、ＥＰＯＮ  １００４、及びＥＰＯＮ  １００１Ｆとして入手可能なもの、並びにＤｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．（Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ）からＤＥＲ−３３１、ＤＥＲ−３３２、及びＤＥＲ−３３４として入手可能なものが挙げられる。他の好適なエポキシ樹脂には、環式脂肪族エポキシ、及びフェノールホルムアルデヒドノボラックのグリシジルエーテル（例えば、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．からＤＥＮ−４３１及びＤＥＮ−４２８として入手可能なもの）が挙げられる。使用可能な多官能性エポキシ樹脂の例としては、Ｈｕｎｔｓｍａｎ（Ｓａｌｔ  Ｌａｋｅ  Ｃｉｔｙ，Ｕｔａｈ）からＭＹ  ５００、ＭＹ  ５１０、ＭＹ  ７２０、及びＴＡＣＴＩＸ  ７４２として入手可能なもの、並びにＭｏｍｅｎｔｉｖｅからＥＰＯＮ  ＨＰＴ  １０７６及びＥＰＯＮ  １０３１として入手可能なものが挙げられる。フリーラジカル硬化性樹脂とエポキシ樹脂のブレンドが、更に米国特許第４，７５１，１３８号（Ｔｕｍｅｙら）及び同第５，２５６，１７０号（Ｈａｒｍｅｒら）に記述されている。
【００５６】
結合剤材料の任意のものが、研磨物品中の研磨粒子と組み合わされる場合、高い耐熱性を有することが好ましい。具体的には、好ましくは硬化した結合剤は、少なくとも摂氏１５０度（℃）、好ましくは少なくとも１６℃のガラス転移温度（すなわち、Ｔｇ）を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも１７５℃のＴｇが望ましい。いくつかの実施形態において、２００℃の高さのＴｇが好ましい。
【００５７】
裏材は、成形研磨複合体を支持する機能を果たす。裏材は、結合剤前駆体が硬化条件に曝露された後で、結合剤にくっつくことが可能になっているべきであり、かつ、得られる研磨物品が長期の使用に耐えるよう強度と耐久性とを有するものであるべきである。裏材は、一体型裏材又は複合材料裏材であり得る。例示的な裏材は、ポリマーフィルム、紙、加硫繊維、成型又は鋳造エラストマー、処理済み不織布裏材、処理済み布、及びこれらの組み合わせ（例えば、接着剤と共に積層又は接着したもの）を含み得る。裏材に含めるための好適なポリマーの例としては、ポリエステル、コポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、及びポリアミドが挙げられる。紙を含む、不織性の材料は、必要な特性を付与するため、熱硬化性材料又は熱可塑性材料により飽和させてもよい。
【００５８】
再び図４Ｂを参照して、所望による補強サブパッド４２４は、好ましくは剛性又は準剛性である。いくつかの好ましい実施形態において、補強サブパッド４２４は、エンジニアリング熱可塑性樹脂のシートを含み、例えば、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、又はポリエーテルイミドが挙げられる。所望による補強サブパッドは、実質的に剛性の層と実質的に弾力性の層とを含む、多層を含み得る。多層を備える補強サブパッドは、当該技術分野において既知であり、米国特許第５，６９２，９５０号（Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄら）及び同第６，６３２，１２９号（Ｇｏｅｔｚ）に開示されているものが挙げられる。
【００５９】
所望による接着層２２３、２２８、４２３、及び４２８のための有用な接着剤としては、例えば、感圧性接着剤（例えば、アクリル系感圧性接着剤）、ホットメルト接着剤（例えば、スチレン−ブタジエンブロックホットメルト接着剤）、及び現場硬化接着剤（例えば、２液型エポキシ）が挙げられる。４２６のような所望による接着層が存在する場合、剥離可能ライナーを接着層上に提供して、接着層をダストから保護する及び／又は接着層が誤って基材に接着しないように保護することができる。
【００６０】
上に挙げた裏材の素材の任意のものは、例えば、充填剤、繊維、染料、顔料、湿潤剤、カップリング剤、可塑剤等のような添加剤を更に含んでいてもよい。裏材は更に、補強スクリム又は布を含んでよく、例えば、Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ）からＮＯＭＥＸとして入手可能な布が挙げられる。
【００６１】
場合によっては、一体成形された裏材を有することが好ましい場合がある。すなわち、裏材（例えば布など）に複合材料を独立に付着させるのではなく、裏材を複合材料に隣接させて直接成型することが好ましい場合がある。この裏材は、複合材料を成型した後で複合材料の裏側に成型又は鋳造することができ、あるいは、複合材料と同時に成型又は鋳造することができる。裏材は、熱硬化性又は放射線硬化性の熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂のいずれかから成型することができる。典型的かつ好ましい熱硬化性樹脂の例としては、フェノール樹脂、アミノプラスト樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、エチレン性不飽和樹脂、アクリル化イソシアヌレート樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、イソシアヌレート樹脂、アクリル化ウレタン樹脂、アクリル化エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、及びこれらの混合物が挙げられる。好ましい熱可塑性樹脂の例としては、ポリアミド樹脂（例えば、ナイロン）、ポリエステル樹脂、及びポリウレタン樹脂（ポリウレタン−尿素樹脂を含む）が挙げられる。好ましい熱可塑性樹脂の１つは、ポリエステルポリオール又はポリエーテルポリオールとイソシアネートとの反応生成物から誘導されるポリウレタンである。裏材の化学構成は、複合材料の化学構成と同一又は同様であり得る。
【００６２】
成形研磨複合体は任意のパターンで配置され得るが、好ましくは規則的配列に従って配置される。成形研磨複合体の高さは、一般に２５マイクロメートル以上、約５ミリメートル以下であり、好ましくは、２ミリメートル未満であるが、これより大きい又は小さい高さの値も使用することができる。
【００６３】
構造化研磨層中の角錐状及び／又は切頭角錐状研磨複合体の面積密度は、例えば、１平方インチあたり少なくとも１０個、２０個、３０個、又は更に少なくとも５０個の研磨複合体（１平方センチメートルあたり少なくとも１．５個、３．１個、４．７個、又は更には少なくとも７．８個の研磨複合体）から、１平方インチあたり１００個、１０００個、１００００個、又は更には１００，０００個までの研磨複合体（１平方センチメートルあたり１５個、１５０個、１５００個、又は更には１５０００個以下の研磨複合体）までの範囲であるが、これより大きい又は小さい研磨材複合体の密度を用いることもできる。
【００６４】
研磨層は成形研磨複合体を有し、これは好ましくは同一形状であり、繰り返しパターン（例えば、規則的配列）に従って裏材上に配置されるが、これらのいずれも必要条件ではない。この成形研磨複合体は好ましくは、柱（例えば、円筒形柱又は角柱）、角錐、及び／又は切頭角錐を含む。角柱、角錐、及び切頭角錐は、例えば３つ、４つ、５つ、又は６つの側面を有し得る。好ましくは、この成形研磨複合体は同じ寸法及び形状を有するが、異なる寸法及び／又は形状の成形研磨複合体の組み合わせも使用することができる。成形研磨複合体の側面は同一であっても異なっていてもよい。いくつかの好ましい実施形態において、成形研磨複合体は、裏材に対して実質的に均一の深さ（例えば、製造許容誤差の範囲内）を有するが、これは必要条件ではない。
【００６５】
構造化研磨物品は典型的に、研磨砥粒と重合性結合剤前駆体とのスラリーを形成する工程と、このスラリーを適切なツール（最終的な構造化研磨物品に望ましい形状の反転トポグラフィーを有する）にコーティングする工程と、このスラリーを裏材に接触させる工程と、この結合剤前駆体を（例えば、エネルギー源に曝すことによって）重合させる工程と、により調製され、これにより結果として得られる構造化研磨物品が、裏材に固定された複数の成形研磨複合体を有するようにする。エネルギー源の例としては、熱的エネルギー及び放射エネルギー（電子ビーム、紫外線、及び可視光線を含む）が挙げられる。
【００６６】
研磨スラリーは、結合剤前駆体、砥粒及び任意の添加剤を、任意の好適な混合技術によりともに混合することにより製造される。混合技術の例としては、低剪断及び高剪断混合が挙げられるが、高剪断混合が好ましい。超音波エネルギーを混合工程と併用して利用し、研磨スラリーの粘度を低下させる場合もある。典型的には、研磨粒子は結合剤前駆体にゆっくりと添加される。研磨スラリー中の空泡の量は、混合工程中又は混合工程後のいずれかで、真空で引くことにより最小限に抑えることができる。場合によっては、一般に３０〜７０℃の範囲に研磨スラリーを加熱し、粘度を低下させることが有用である。研磨スラリーは、研磨粒子を結合剤前駆体中に分散及び／又は懸濁させるのに役立つ添加剤を含み得る。この性質の添加剤は、研磨粒子のタイプ、サイズ、及び表面の化学的性質、及び／又は結合剤前駆体の化学的特性及び粘度に基づいて選択され、これらは当該技術分野において周知である。
【００６７】
例えば、一実施形態では、スラリーを、その中に形状化された穴部（所望の構造化研磨層に対応する）を有する生産用具上に直接コーティングし、裏材と接触させてもよく、又は裏材上にコーティングし、生産用具と接触させてもよい。この実施形態において、典型的には、次に、スラリーが生産ツールの穴部内に存在する間にスラリーを固化（例えば、少なくとも部分的に硬化する）又は硬化させ、裏材をツールから分離し、これにより構造化研磨物品を形成する。
【００６８】
成形研磨複合体を有する構造化研磨物品とその製造方法に関する更なる詳細は、例えば、米国特許第５，１５２，９１７号（Ｐｉｅｐｅｒら）、同第５，４３５，８１６号（Ｓｐｕｒｇｅｏｎら）、同第５，６７２，０９７号（Ｈｏｏｐｍａｎ）、同第５，６８１，２１７号（Ｈｏｏｐｍａｎら）、同第５，４５４，８４４号（Ｈｉｂｂａｒｄら）、同第５，８５１，２４７号（Ｓｔｏｅｔｚｅｌら）、同第６，１３９，５９４号（Ｋｉｎｃａｉｄら）、及び同第７，０４４，８３５号（Ｍｕｊｕｍｄａｒら）の、例えば、第１８列４５行目から第１９列２６行目までに見出すことができる。
【００６９】
構造化研磨物品はまた、例えば、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓａｉｎｔ  Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）などの市販源から、商品名３Ｍ  ＴＲＩＺＡＣＴ  ＤＩＡＭＯＮＤ  ＴＩＬＥ研磨パッド（例えば、ダイヤモンド粒径３．０マイクロメートル、６．０マイクロメートル、及び９．０マイクロメートル）で入手可能である。これらは、感圧性接着剤支持層ありとなしの形態のもの、並びに、感圧性接着層で所望により裏当てされたポリカーボネート製補強サブパッドありとなしのものが入手可能である。研削／研磨方法は、作業液を含む場合がある。当該技術分野での具体的な選択により、有機液体、水（すなわち、水溶液）及びこれらの組み合わせを含む、任意の作業液を使用することができる。この作業液には様々な添加剤を組み込むこともでき、添加剤としては、例えば、潤滑剤、冷却剤、研削助剤、分散剤、及び懸濁化剤が挙げられる。添加剤は、研磨プロセスを改善するため、被加工物表面と化学的に相互作用させるためにも使用することができる。市販されている冷却剤の１つは、Ｉｎｔｅｒｓｕｒｆａｃｅｓ  Ｄｙｎａｍｉｃｓ，Ｉｎｃ．（Ｂｅｔｈｅｌ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ）から販売されているＣＨＡＬＬＥＮＧＥ  ５４３−ＨＴである。
【００７０】
コンディショニング粒子をこの作業液に添加することができる。そのような粒子の一例は、使用中又は研削システム内でスラリーの一部を形成し得る研磨グリットである。コンディショニング粒子は、意図される被加工物よりも低い硬度を有し、これにより、コンディショニング粒子による被加工物の研削又は研磨の結果は最小限又は検知できない程度である。しかしながら、コンディショニング粒子は研磨粒塊のマトリックス材料と同じ又はそれ以上の硬度を有しており、研磨複合体中の研磨粒子として使用した場合、このコンディショニング粒子はマトリックス材料をコンディショニングするか又は研磨し、新たな研磨粒子を露出させる。コンディショニング粒子は研磨複合体の結合剤をコンディショニングし、新たな研磨粒子を露出させることができる。市販されているコンディショニング粒子の１つは、５マイクロメートルのめっきされた白色アルミナであって、Ｆｕｊｉｍｉ  Ｉｎｃ．（Ｋｉｙｏｓｕ，Ｊａｐａｎ）からＰＷＡ  ５として入手可能である。
【００７１】
本開示による被加工物を研削するためのプロセス条件は、使用する装置によって異なる可能性があり、これは当業者の技能の範疇である。本開示による被加工物を研削するための例示的なプロセスパラメーターは次の通りである：接触圧力は、１平方インチあたり１〜２０ポンド（ｐｓｉ、６．９〜１３８ｋＰａ）、好ましくは２〜１０ｐｓｉ（１３．８〜６８．９ｋＰａ）；担体部材速度は、毎分５〜１２０回転（ｒｐｍ）、好ましくは２０〜８０ｒｐｍ；研磨部材速度は、毎分５〜１２０回転（ｒｐｍ）、好ましくは２０〜８０ｒｐｍ；作業液流量は、５〜５００ミリリットル／分（ｍＬ／分）、好ましくは２０〜２００ｍＬ／分。しかしながら、これらは必要条件ではない。
【００７２】
本開示の選択された実施形態
第１の実施形態では、本開示は、被加工物を研磨する方法を提供し、本方法は、
中央第１軸を中心に回転可能な研磨部材であって、該研磨部材は、ある面積を有する第１主表面を有し、該第１主表面は該第１軸に対して垂直であり、断続的構造化研磨物品が該研磨部材の該第１主表面に固定され、該断続的構造化研磨物品は裏材上に配置され固定された研磨層を含み、該研磨層は結合剤材料内に保持された研磨粒子を含む成形研磨複合体を含み、少なくとも１つの外側穴が、該研磨層と該裏材を貫通して延在し、該第１軸は該少なくとも１つの外側穴のいずれも貫通しておらず、該少なくとも１つの外側穴のそれぞれは独立に、該研磨層と同一平面上にあるそれぞれの開口領域を画定し、該少なくとも１つの外側穴の該それぞれの開口領域を合わせた合計面積は、該裏材の該第１主表面の少なくとも１０面積パーセントとなる、研磨部材と、
第２主表面を有する担体部材であって、該被加工物は該第２主表面に取り外し可能に締結され、該担体部材は、該第１軸に対して平行な第２軸を中心に独立に回転可能であり、該被加工物は、該断続的構造化研磨物品に接触する、研磨されるべき外側主表面を有し、該被加工物の該第２主表面の少なくとも３０面積パーセントは、該少なくとも１つの外側穴のうちの１つに対応する該開口領域内に重なり合うことができ、該被加工物の該第２主表面の９０面積パーセント以下は、該外側穴の該それぞれの該開口領域のいずれかと重なり合うことができる、担体部材と、
を含む研磨装置を準備する工程と、
該研磨部材と該担体部材とを回転させて該被加工物の該外側主表面を研磨する工程と、
を含む。
【００７３】
第２の実施形態では、本開示は、第１の実施形態による方法を提供し、前記成形研磨複合体は、前記裏材に対して実質的に均一の深さを有する。
【００７４】
第３の実施形態では、本開示は、第１又は第２の実施形態による方法を提供し、前記少なくとも１つの外側穴のそれぞれの合計開口領域を合わせた合計は、前記裏材の前記第１主表面の少なくとも２０面積パーセントとなる。
【００７５】
第４の実施形態では、本開示は、第１〜第３の実施形態のいずれか１つによる方法を提供し、前記少なくとも１つの外側穴は、少なくとも４つの該外側穴を含む。
【００７６】
第５の実施形態では、本開示は、被加工物を研磨する方法を提供し、本方法は、
第１軸を中心に回転可能な研磨部材であって、該研磨部材は、これに対して固定されている断続的構造化研磨物品を備えた平坦な第１主表面を有し、該平坦な第１主表面は該第１軸に対して垂直であり、該断続的構造化研磨物品は裏材の第１主表面に固定された研磨層を含み、該第１主表面はある面積を有し、該研磨層は該裏材から外向きに延出する成形研磨複合体の配列を含み、該成形研磨複合体は結合剤材料内に保持された研磨粒子を含み、該研磨層は、該成形研磨複合体の配列を有さずかつ該裏材に対して実質的に均一な深さを有する少なくとも１つの開口領域を画定する、研磨部材と、
第２主表面を有する担体部材であって、該被加工物は該第２主表面に取り外し可能に締結され、該被加工物は、該断続的構造化研磨物品に接触する、研磨されるべき外側主表面を有し、該被加工物の該第２主表面の少なくとも３０面積パーセントは、該少なくとも１つの開口領域のうちの少なくとも１つ内に重なり合うことができ、該被加工物の該第２主表面の９０面積パーセント以下は、該少なくとも１つの開口領域のいずれか１つと重なり合うことができる、担体部材と、
を含む研磨装置を準備する工程と、
該研磨部材と該担体部材とを回転させて該被加工物の該外側主表面を研磨する工程と、
を含む。
【００７７】
第６の実施形態では、本開示は、第５の実施形態による方法を提供し、前記断続的構造化研磨物品は、前記研磨層と前記裏材とを貫通する、中央に配置された心軸穴を有する。
【００７８】
第７の実施形態では、本開示は、第５又は第６の実施形態による方法を提供し、前記成形研磨複合体は、前記裏材に対して実質的に均一の深さを有する。
【００７９】
第８の実施形態では、本開示は、第５〜第７の実施形態のいずれか１つによる方法を提供し、前記少なくとも１つの開口領域は、合わせて、前記裏材の前記第１主表面の少なくとも２０面積パーセントとなる合計面積を有する。
【００８０】
第９の実施形態では、本開示は、第５〜第８の実施形態のいずれか１つによる方法を提供し、前記少なくとも１つの開口領域は、少なくとも４つの該開口領域を含む。
【００８１】
第１０の実施形態では、本開示は、第５〜第９の実施形態のいずれか１つによる方法を提供し、前記少なくとも１つの開口領域は、少なくとも２つの同心状の環を含む。
【００８２】
第１１の実施形態では、本開示は、裏材の第１主表面に固定された研磨層を含む断続的構造化研磨物品を提供し、ここにおいて該第１主表面はある面積を有し、該研磨層は、該裏材から外向きに延出する成形研磨複合体の配列を含み、該成形研磨複合体は結合剤材料内に保持された研磨粒子を含み、該研磨層は、該成形研磨複合体の配列を有さずかつ該裏材に対して実質的に均一な深さを有する少なくとも１つの開口領域を画定し、該少なくとも１つの開口領域のそれぞれ１つは、少なくとも１．５平方センチメートルの円形面積を含み、該少なくとも１つの開口領域は、合わせて、該裏材の該第１主表面の該面積の少なくとも１０パーセントとなる合計面積を有する。
【００８３】
第１２の実施形態では、本開示は、第１１の実施形態による断続的構造化研磨物品を提供し、前記断続的構造化研磨物品は、前記研磨層と前記裏材とを貫通する、中央に配置された心軸穴を有する。
【００８４】
第１３の実施形態では、本開示は、第１１又は第１２の実施形態による断続的構造化研磨物品を提供し、前記成形研磨複合体は、前記裏材に対して実質的に均一の深さを有する。
【００８５】
第１４の実施形態では、本開示は、第１１〜第１３の実施形態のいずれか１つによる断続的構造化研磨物品を提供し、前記成形研磨複合体の配列は規則的配列である。
【００８６】
第１５の実施形態では、本開示は、第１１〜第１４の実施形態のいずれか１つによる断続的構造化研磨物品を提供し、前記少なくとも１つの開口領域は、合わせて、前記裏材の前記第１主表面の少なくとも２０面積パーセントとなる合計面積を有する。
【００８７】
第１６の実施形態では、本開示は、第１１〜第１５の実施形態のいずれか１つによる断続的構造化研磨物品を提供し、前記少なくとも１つの開口領域は、少なくとも４つの該開口領域を含む。
【００８８】
第１７の実施形態では、本開示は、第１１〜第１６の実施形態のいずれか１つによる断続的構造化研磨物品を提供し、前記少なくとも１つの開口領域は、少なくとも２つの同心状の環を含む。
【００８９】
本開示の目的及び利点は、以下の非限定的な実施例によって更に例示されるが、これらの実施例に列挙される特定の材料及びその量、並びに他の条件及び詳細は、本開示を不当に限定するものとして解釈されるべきではない。
【実施例】
【００９０】
特に断らないかぎり、実施例及び本明細書の残りの部分における部、百分率、比などは全て重量に基づいたものである。
【００９１】
試験方法及び測定技法
研磨試験方法
直径２８インチ（７１．１ｃｍ）のパッドを、研磨ツール（ＨＹＰＲＥＺ  ２８”  ＳＩＮＧＬＥ  ＳＩＤＥＤ  ＰＯＬＩＳＨＥＲ、Ｅｎｇｉｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｗｈｅｅｌｉｎｇ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）から入手可能）の直径２８インチ（７１．１ｃｍ）の圧盤に接着した。直径６インチ（１５．２ｃｍ）のｃ面サファイアウェハ３枚を、下記のように、ろうを使って、直径１２インチ（３０．５ｃｍ）×厚さ０．７５インチ（１．９ｃｍ）の平坦な金属（鋼）担体に取り付けた。融点が約９０℃のろう（商品名ＴＥＣＨ−ＷＡＸとしてＴｒａｎｓｅｎｅ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．（Ｄａｎｖｅｒｓ，Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ）から入手可能）を融かし、各ウェハの主表面上にスピンコーティングして、各ウェハ上に薄いろうコーティングを形成した。平坦な金属担体を、ろうの融点より高い温度にした炉の中で温める。ウェハをこの温かい金属担体の上に、ろう側を担体に隣接させて置き、約２５ｋｇの負荷を、３枚のウェハの表面に均一かつ同時に印加する。ろうを冷まし、ウェハを担体に接着させる。ｃ面サファイアウェハの表面を前準備して、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）から入手可能な８０μｍ  ＥＬ  ３Ｍ  ＴＲＩＺＡＣＴ  ＤＩＡＭＯＮＤ  ＴＩＬＥを締結した研磨パッドでラップ仕上げすることにより、約０．６ｍｍの表面仕上げＲａを有するようにした。次にこの担体を、直径１０インチ（２５．４ｃｍ）のツール担体支持体に取り付けた。圧盤速度６０ｒｐｍで研磨を実施し、担体は自由に回転させ（機械的駆動なし）、圧盤と担体は両方とも、上から見たときに反時計方向に回転させた（共回転）。ウェハにかける力、すなわちウェハ上への対応する圧力を変え、２５４ｌｂｆ（３ｐｓｉ（２０．７ｋＰａ））の力、又は３８１ｌｂｆ（４．５ｐｓｉ（３１．０ｋＰａ））の力のいずれかとした。脱イオン水中５体積％のＣＨＡＬＬＥＮＧＥ  ５４３−ＨＴ（Ｉｎｔｅｒｓｕｒｆａｃｅｓ  Ｄｙｎａｍｉｃｓ，Ｉｎｃ．（Ｂｅｔｈｅｌ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ）から入手可能）と、１体積パーセントの５マイクロメートルのめっきされた白色アルミナ（商品名「ＰＷＡ  ５」としてＦｕｊｉｍｉ  Ｉｎｃ．（Ｋｉｙｏｓｕ，Ｊａｐａｎ）から入手可能）の潤滑剤を使用した。この潤滑剤を、パッドのエッジから約１０インチ（２５．４ｃｍ）の位置で、約３０ｍＬ／分の流量で、パッドに適用した。ウェハの各バッチに対して研磨サイクル３回を行い、サイクルあたりの研磨時間は２０分間、２０分間及び６０分間とし、合計研磨時間は１００分間とした。各サイクル後にウェハを金属担体から除去し、除去速度と表面仕上げＲａを測定した。研磨の次のサイクルのために、ウェハを金属担体に再び取り付けた。
【００９２】
除去速度の測定
研磨の前後にウェハを重量測定法で測定した。ウェハ密度が３．９７ｇ／ｃｍ３であることに基づき、測定された重量損失を用いて、除去された材料の量を求めた。μｍ／分で報告する除去速度は、指定の研磨期間にわたる３枚のウェハの厚み減少量の平均値である（表１参照）。
【００９３】
表面仕上げ測定
研磨後、サファイアウェハを脱イオン水ですすぎ、乾燥させた。Ｒａ、Ｒｚ、及びＲｍａｘを含めた表面粗さの測定値を、Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｎｏｒｔｈ  Ｃａｒｏｌｉｎａ（Ｃｈａｒｌｏｔｔｅ，Ｎｏｒｔｈ  Ｃａｒｏｌｉｎａ）から入手可能なＭＡＨＲ−Ｐｏｃｋｅｔ  Ｓｕｒｆ  ｍｏｄｅｌ  ＰＳ１を用いて測定した。直径０．２５マイクロメートルのスタイラスの移動は１．５ｃｍに設定し、スキャン速度は０．５ｍｍ／秒とした。
【００９４】
ウェハクリア測定
研磨後、ウェハを目視で検査して、ウェハがクリアされているかどうかを判定した。すなわち、ウェハの表面が均一に研磨されており、ウェハ全体の表面が目視でクリアに見えるかどうかを判定した。表面積の全体又は一部が依然として視覚的な不完全さを有し、不透明な表面外観を呈している場合、そのウェハはクリアされていないと判定された。
【００９５】
（実施例１）
直径２８インチ（７１．１ｃｍ）サイズの６マイクロメートルＥＬ  ３Ｍ  ＴＲＩＺＡＣＴ  ＤＩＡＭＯＮＤ  ＴＩＬＥ構造化研磨パッド（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）を入手した。パッドに、直径５インチ（１２．７ｃｍ）中央穴と円形穴の六角形配列（図２Ａに示す通り）を、穴の中心間距離を７．５インチ（１９．１ｃｍ）として、ウォータージェット切断プロセスにより切り抜いた（実施例１）。
【００９６】
比較例Ａ（ＣＥ−Ａ）
直径２８インチ（７１．１ｃｍ）サイズの６μｍ（６マイクロメートル）ＥＬ  ３Ｍ  ＴＲＩＺＡＣＴ  ＤＩＡＭＯＮＤ  ＴＩＬＥ構造化研磨パッド（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）を入手した。ウォータージェット切断プロセスによりパッドに直径５インチ（１２．７ｃｍ）の中心穴を切り抜いた（ＣＥ−Ａ）。
【００９７】
実施例１には研磨圧力３ｐｓｉ（２０．７ｋＰａ）で、ＣＥ−Ａには研磨圧力３ｐｓｉ（２０．７ｋＰａ）及び４．５ｐｓｉ（３１．０ｋＰａ）で、研磨試験方法を適用した。ＣＥ−Ａについては、２つの異なる圧力について同じパッドを使用した。上記の試験方法に従って、除去速度Ｒａと、ウェハがクリアされたかどうかを判定した。結果を表１（下記）に示す。
【００９８】
【表１】
2017519649.tif 000003
【００９９】
表１のデータからわかるように、追加の穴をあけたパッド（実施例１）は、研磨圧力３ｐｓｉ（２０．７ｋＰａ）で約４０分間の合計研磨時間後にウェハをクリアすることができた。穴のないパッドは、最高４．５ｐｓｉ（３１ｋＰａ）の研磨圧力で１００分間の合計研磨時間後でさえもウェハをクリアすることができなかった。
【０１００】
特許証のための上記出願において引用された全ての参考文献、特許、又は特許出願は、一貫した形でその全文が参照により本明細書に組み込まれている。組み込まれた参照文献の一部と本願の部分との間に不一致又は矛盾がある場合、上記の説明文における情報が優先するものとする。特許請求される開示を当業者が実施することを可能ならしめるために示される上記の説明は、特許請求の範囲及びその全ての均等物によって規定される本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図１Ａ】
2017519649.tif 000004
【図１Ｂ】
2017519649.tif 000005
【図２Ａ】
2017519649.tif 000006
【図２Ｂ】
2017519649.tif 000007
【図３Ａ】
2017519649.tif 000008
【図３Ｂ】
2017519649.tif 000009
【図３Ｃ】
2017519649.tif 000010
【図３Ｄ】
2017519649.tif 000011
【図４Ａ】
2017519649.tif 000012
【図４Ｂ】
2017519649.tif 000013
【図５Ａ】
2017519649.tif 000014
【図５Ｂ】
2017519649.tif 000015
【図５Ｃ】
2017519649.tif 000016
【図５Ｄ】
2017519649.tif 000017
【図５Ｅ】
2017519649.tif 000018
【図５Ｆ】
2017519649.tif 000019
【図５Ｇ】
2017519649.tif 000020
【図５Ｈ】
2017519649.tif 000021
【図５Ｉ】
2017519649.tif 000022
【国際調査報告】
2017519649.tif 000023
2017519649.tif 000024