JP2024024760A - 研磨パッド及びその製造方法、並びに、研磨加工品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】研磨レートや被研磨物の面品位に優れる研磨パッド及びその製造方法並びに、その研磨パッドを用いた研磨加工品の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 同一の平面上に複数の錐台形状の凸部を有する研磨層を備え、前記凸部は、研磨面となる上面の直径Ｄ１が底面の直径Ｄ２よりも小さく、前記凸部の欠損率が、３０％以下である、研磨パッド。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、研磨パッド及びその製造方法、並びに、研磨加工品の製造方法に関する。

光学材料、半導体デバイス、ハードディスク用のガラス基板などの研磨には研磨パッドが用いられる。また、半導体ウエハの上に酸化物層、金属層等が形成されたデバイスを研磨する際にも研磨パッドが用いられる。従来の研磨パッドとしては、ポリウレタン等の合成樹脂から形成された研磨層を有し、研磨層表面に同心円状や格子状の溝形状を有するものが用いられてきた。このような溝形状は、研磨の際において研磨スラリーの供給や排出に寄与し得る。

近年、半導体デバイスの配線の微細化などにより、さらに精密な研磨が求められており、研磨パッドの研磨面の凹凸もさらに微細化されたものが要求されている。例えば、特許文献１には、金属からなるマスター金型を用いてマイクロモールディング法により表面に微細加工を施して研磨パッドを得る方法が開示されている。このようなモールド法を用いる手法では、細かい凹凸パターンを有する金型を用いることにより、細かい凹凸パターンを形成することができる。

特開2005-74614号公報

しかしながら、金型は高価であり、凹凸パターンを変更したい場合には高価な金型を改めて作製しなおす必要がある。また、金型に代えて、スクリーン印刷法により基材上に凹凸パターンを形成する方法が考えられる。しかしながら、スクリーン印刷法では高さのある凹凸パターンを形成することは困難であり、また微細な凹凸パターンが得られにくいという問題もある。

さらに、モールド法により細かい凹凸パターンを形成できたとしても、形成される凸部の形状が設計通りにならず欠損する場合があることが分かってきた。このような欠損は、成形する凸部の高さを高くするために、凹凸パターンを深くすることによるものと考えられる。例えば、凹凸パターンを深くすることで、成形型から研磨パッドを剥離するときに凸部の先端が成形型に引っ掛かりやすくなり物理的に欠損し得る。また、凹凸パターンを深くすることで、樹脂が凹凸パターンの細かい凹部に充填されにくくなり、気泡の巻き込み等が生じ得る。このような状態で硬化することで気泡状に欠損した凸部が計生成される。

このような凸部の欠損が生じると、研磨パッドの凸部と被研磨物の接触面積が部分ごとにより異なることになり不均一となる。また、研磨中に欠損した凸部が折れたり、欠損により角が多くなる。そのため、凸部の欠損は、研磨レートや被研磨物の面品位に影響することが想定される。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、研磨レートや被研磨物の面品位に優れる研磨パッド及びその製造方法並びに、その研磨パッドを用いた研磨加工品の製造方法を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は以下のとおりである。
〔１〕
同一の平面上に複数の錐台形状の凸部を有する研磨層を備え、
前記凸部は、研磨面となる上面の直径Ｄ１が底面の直径Ｄ２よりも小さく、
前記凸部の欠損率が、３０％以下である、
研磨パッド。
〔２〕
前記凸部の欠損率が１５％以下である、
〔１〕に記載の研磨パッド。
〔３〕
前記欠損率は、前記上面の外形が欠損した凸部の欠損率である、
〔１〕又は〔２〕に記載の研磨パッド。
〔４〕
前記凸部は、円錐台形状であり、前記欠損率は、欠損により上面が三日月状である凸部の欠損率である、
〔１〕～〔３〕のいずれか一項に記載の研磨パッド。
〔５〕
前記凸部は、多角錐台形状である、
〔１〕～〔３〕のいずれか一項に記載の研磨パッド。
〔６〕
前記凸部の側面と前記平面とのなす角θが、１０５～１３５°である、
〔１〕～〔５〕のいずれか一項に記載の研磨パッド。
〔７〕
前記研磨層のショアＤ硬度が、３０～７０である、
〔１〕～〔６〕のいずれか一項に記載の研磨パッド。
〔８〕
前記平面は、前記凸部が設けられていない領域に、溝を有する、
〔１〕～〔７〕のいずれか一項に記載の研磨パッド。
〔９〕
〔１〕～〔８〕のいずれか一項に記載の研磨パッドの製造方法であって、
硬化性組成物を、複数の凹部を有する凹版に流し込む流込工程と、
前記凹版に流し込まれた前記硬化性組成物を硬化して、研磨層を得る硬化工程と、を備え、
前記研磨層は、同一の平面上に複数の錐台形状の凸部を有し、
前記凸部は、研磨面となる上面の直径Ｄ１が底面の直径Ｄ２よりも小さく、
前記凸部の欠損率が、３０％以下である、
研磨パッドの製造方法。

本発明によれば、研磨レートや被研磨物の面品位に優れる研磨パッド及びその製造方法並びに、その研磨パッドを用いた研磨加工品の製造方法を提供することができる。

本実施形態の研磨パッドの一例を示す斜視図である。 本実施形態の研磨パッドの他の例を示す斜視図である。 本実施形態の凸部の斜視図及び断面図である。 欠損のある四角錐台の凸部を平面視した写真である。 欠損のある円角錐台の凸部を平面視した写真である。 本実施形態の版作製工程の一例を示す概略図である。 本実施形態の成形型作製工程の一例を示す概略図である。 本実施形態の流込工程，硬化工程、剥離工程の一例を示す概略図である。 本実施形態の流込工程，硬化工程、剥離工程の他の例を示す概略図である。

以下、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」という。）について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。

本開示において記載する数値については、複数の上限の候補値のうちの任意の１つと、複数の下限の候補値のうちの任意の１つとを組み合わせることによって、数値範囲を画定してもよい。このほか、特に言及しなくとも、複数の上限の候補値のうちの任意の２つを組み合わせることによって数値範囲を画定してもよいし、複数の下限の候補値のうちの任意の２つを組み合わせることによって数値範囲を画定してもよい。

１．研磨パッド
本実施形態の研磨パッドは、同一の平面上に複数の錐台形状の凸部を有する研磨層を備え、凸部は、研磨面となる上面の直径Ｄ１が底面の直径Ｄ２よりも小さく、凸部の欠損率が、３０％以下である。

このように構成することにより、研磨が進行し凸部が摩耗しても直径の変化を小さくできる。そのため、凸部の摩耗が進行した場合にも、研磨点面圧を比較的に維持しやすい。

図１Ａ及び図１Ｂに、本実施形態の研磨パッドを表す概略斜視図を示す。本実施形態の研磨パッド１は、基材１１と、基材１１上に配された上記研磨層１２と、を有してもよい。図１では、基材１１の表面上に研磨層１２による複数の凸部が配置されて凹凸パターンが形成されている。

１．１．研磨層
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、研磨層１２は、同一の平面上に複数の錐台形状の凸部を有する。凸部の上面は、被研磨物を研磨するための研磨面となる。研磨層１２は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように基材１１と共に凹凸パターンを構成するものであっても、研磨層１２単体で凹凸パターンを構成するものであってもよい。

１．１．１．凸部
図２Ａに示すように、凸部は、研磨面となる上面の直径Ｄ１が底面の直径Ｄ２よりも小さく、凸部の欠損率が、３０％以下である。

凸部の錐台形状は、特に制限されず、例えば、円錐台形状、略円錐台形状、楕円錐台形状、略楕円錐台形状などの円錐台形状；多角錐台形状等が挙げられる。被研磨物に接触する凸部は、規則的なパターンを形成していることが好ましい。規則的なパターンを有することにより、均質な研磨を可能とし、面品位に優れた研磨を達成し得る。なお、「規則的なパターン」とは、単位となる小パターンを複数並べて得られるパターンをいう。

図２Ｂに、欠損のある四角錐台の凸部を平面視した写真をしめす。また、図２Ｃに、欠損のある円角錐台の凸部を平面視した写真をしめす。このように、凸部の欠損は写真により特定することができる。

欠損が生じる理由は、特に限定されないが、例えば、後述する流込工程の際に、原料を速く流し込んでしまうなどの理由で、転写不良が生じてしまう場合が挙げられる。他には、後述する剥離工程の際に、離型性が悪いなどの理由で、物理的に欠損をする場合が挙げられる。またこの他にも、バフ処理や溝加工時に凸部が物理的に欠損することがある。

また、その他、流込工程や硬化工程の際に気泡が巻き込まれた状態で硬化することで、気泡部分が欠損として現れることがある。特に、図２Ｃのように欠損部分の形状が円形であるような場合は、気泡による欠損であることが多い傾向にある。また、欠損部分の形状が円形以外の場合には物理的な欠損かあるいは物理的な欠損と気泡による欠損が組み合わせられたものである場合がある。

物理的な欠損を防止する観点からは、成形型として離型性に優れるものを使用したり、成形型として柔らかいものを使用することなどが挙げられる。このような成形型としてはシリコーン製の成形型が好ましい。また、後述する凸部の角θを大きくすることすることや、凸部の無い領域（後述する溝）を設けることで欠損が生じにくくなる傾向にある。

また、気泡による欠損を防止する観点からは、気泡を巻き込まないように流し込み工程や硬化工程を行うことが挙げられる。より具体的には流し込む樹脂組成物の粘度を低下したり、樹脂組成物の混練時や流し込み時に気泡が混入しないようにすることが挙げられる。

本実施形態においてこのような凸部の欠損率は、３０％以下であり、好ましくは、２７％以下であってもよく、２４％以下であってもよく、２１％以下であってもよく、１８％以下であってもよく、１５％以下であってもよく、１２％以下であってもよく、９．０％以下であってもよく、６．０％以下であってもよく、３．０％以下であってもよい。凸部の欠損率の下限値は、好ましくは、０％であってもよく、１．０％であってもよく、２．０％であってもよく、３．０％であってもよい。

凸部の欠損率は、平面上の不特定領域範囲内の「欠損した凸部の数／凸部の数」、例えばＳＥＭ画像を用いて目視で確認したり、二値化処理して算出することができる。ここで、欠損率は、凸部の上面の外形が欠損した凸部の個数割合であってもよい。また、欠損した凸部とは、その凸部の上面の表面積の１０％以上が欠けている凸部を言う。例えば、凸部が円錐台形状であるとき、欠損率は、欠損により上面が三日月状である凸部の欠損率であってもよい。

なお、「凸部の上面の表面積の１０％以上が欠けている凸部」とは、欠損がない凸部の上面の面積と、欠損がある凸部の上面の面積とを対比して、算出することができる。

欠損がない凸部の上面の直径Ｄ１は、好ましくは、１００μｍ以上であってもよく、１２５μｍ以上であってもよく、１５０μｍ以上であってもよく、１７５μｍ以上であってもよい。また、上面の直径Ｄ１は、好ましくは、３００μｍ以下であってもよく、２７５μｍ以下であってもよく、２５０μｍ以下であってもよく、２２５μｍ以下であってもよい。

直径Ｄ１を上記範囲に調整にすることにより、研磨レート及び面品位がより向上する傾向にある。

底面の直径Ｄ２は、好ましくは、１５０μｍ以上であってもよく、１８０μｍ以上であってもよく、２００μｍ以上であってもよく、２２５μｍ以上であってもよく、２５０μｍ以上であってもよく、２７５μｍ以上であってもよく、３００μｍ以上であってもよい。底面の直径Ｄ２は、好ましくは、６００μｍ以下であってもよく、５７５μｍ以下であってもよく、５５０μｍ以下であってもよく、５２５μｍ以下であってもよく、５００μｍ以下であってもよく、４７５μｍ以下であってもよく、４５０μｍ以下であってもよく、４２５μｍ以下であってもよく、４００μｍ以下であってもよい。

直径Ｄ２を上記下限値以上にすることにより、研磨時において凸部が折れにくくなる傾向にある。また、直径Ｄ２を上記上限値以下にすることにより、研磨が進行し凸部が摩耗しても直径の変化が少なく、研磨点面圧を比較的に維持しやすい傾向にある。

直径Ｄ１に対する直径Ｄ２の比（Ｄ２／Ｄ１）は、好ましくは、１．０以上であってもよく、１．１以上であってもよく、１．２以上であってもよく、１．３以上であってもよく、１．４以上であってもよく、１．５以上であってもよく、１．６以上であってもよい。また、比（Ｄ２／Ｄ１）は、好ましくは、２．５以下であってもよく、２．４以下であってもよく、２．３以下であってもよく、２．２以下であってもよく、２．１以下であってもよく、２．０以下であってもよく、１．９以下であってもよく、１．８以下であってもよく、１．７以下であってもよい。

比（Ｄ２／Ｄ１）を上記下限値以上にすることにより、研磨時において凸部が折れにくくなる傾向にある。また、比（Ｄ２／Ｄ１）を上記上限値以下にすることにより、研磨が進行し凸部が摩耗しても直径の変化が少なく、研磨点面圧を比較的に維持しやすい傾向にある。

なお、直径Ｄ１、直径Ｄ２、及び比（Ｄ２／Ｄ１）の各範囲は、上述の複数の下限の候補値のうちの任意の１つと、上述の複数の上限の候補値のうちの任意の１つの組み合わせによって定められてもよい。

直径Ｄ１及び直径Ｄ２は、凸部を任意に１０点抽出し、凸部１つあたりの上面と底面の円相当直径を求め、得られた円相当直径を加重平均することにより凸部の上面の平均円相当直径を算出する。このようにして求めた平均円相当直径を、直径Ｄ１及び直径Ｄ２とすることができる。

「円相当直径」は、研磨パッドを研磨面側から平面視した際の凸部の上面又は底面の面積Ｓを算出し、その面積Ｓに基づいて下記式（１）により算出した半径ｒから求めることができる。なお、円相当直径は、２ｒである。これにより、上面や底面が円形状でないとしても直径を算出することができる。
面積Ｓ＝（半径ｒ）^２×π ・・・ （１）

凸部の高さＨは、好ましくは、５０μｍ以上であってもよく、７５μｍ以上であってもよく、１００μｍ以上であってもよい。また、凸部の高さＨは、好ましくは、３００μｍ以下であってもよく、２７５μｍ以下であってもよく、２５０μｍ以下であってもよく、２２５μｍ以下であってもよく、２００μｍ以下であってもよく、１７５μｍ以下であってもよく、１５０μｍ以下であってもよく、１４０μｍ以下であってもよく、１３０μｍ以下であってもよい。

高さＨを上記下限値以上にすることにより、研磨パッドの製品寿命が延びるほか、研磨が進行し凸部が摩耗しても直径の変化が少なく、研磨点面圧を比較的に維持しやすい傾向にある。また、高さＨを上記上限値以下にすることにより、研磨時において凸部が折れにくくなる傾向にある。

凸部の側面と平面とのなす角θは、好ましくは、９０°以上であってもよく、９５°以上であってもよく、１００°以上であってもよく、１０５°以上であってもよく、１１０°以上であってもよく、１１５°以上であってもよい。また、角θは、好ましくは、１５０°以下であってもよく、１４５°以下であってもよく、１４０°以下であってもよく、１３５°以下であってもよく、１３０°以下であってもよく、１２５°以下であってもよい。

なお、凸部が多角錐台形状などであり、側面によって角θが異なる場合には、凸部の周囲の角θのうち最大値となる値を上記角θとする。

角θを上記下限値以上にすることにより、研磨時において凸部が折れにくくなる傾向にある。また、角θを上記上限値以下にすることにより、研磨パッドの製品寿命が延びるほか、研磨が進行し凸部が摩耗しても直径の変化が少なく、研磨点面圧を比較的に維持しやすい傾向にある。

なお、高さＨ、及び角度θの各範囲は、上述の複数の下限の候補値のうちの任意の１つと、上述の複数の上限の候補値のうちの任意の１つの組み合わせによって定められてもよい。

任意に選択した隣り合う凸部の底面の中心間距離Ｌにより、凸部の密度を表現してもよい。中心間距離Ｌは、好ましくは、３００μｍ以上であってもよく、４００μｍ以上であってもよく、５００μｍ以上であってもよく、６００μｍ以上であってもよく、７００μｍ以上であってもよい。また、中心間距離Ｌは、好ましくは、２０００μｍ以下であってもよく、１８００μｍ以下であってもよく、１６００μｍ以下であってもよく、１４００μｍ以下であってもよく、１２００μｍ以下であってもよく、１０００μｍ以下であってもよく、８００μｍ以下であってもよい。なお、凸部の「底面の中心」とは、底面の幾何中心をいう。

中心間距離Ｌは、上面の直径Ｄ１に対して、好ましくは、２．０倍以上であってもよく、２．２５倍以上であってもよく、２．５倍以上であってもよく、２．７５倍以上であってもよく、３．０倍以上であってもよく、３．２５倍以上であってもよい。中心間距離Ｌは、上面の直径Ｄ１に対して、好ましくは、５．０倍以下であってもよく、４．７５倍以下であってもよく、４．５倍以下であってもよく、４．２５倍以下であってもよく、４．０倍以下であってもよく、３．７５倍以下であってもよく、３．５倍以下であってもよい。

中心間距離Ｌが上記範囲内であることにより、比較的小さい凸部が比較的高密度に配された凹凸パターンを得ることができるため、研磨レートがより向上する傾向にある。

なお、中心間距離Ｌの各範囲は、上述の複数の下限の候補値のうちの任意の１つと、上述の複数の上限の候補値のうちの任意の１つの組み合わせによって定められてもよい。

１．１．２．溝
本実施形態の研磨パッドの上記平面は、凸部が設けられていない領域において溝を有していてもよい。図１Ｂに溝１３が形成された研磨パッドの斜視図を示す。このような溝があることにより、研磨面へスラリーが供給されやすく、また、研磨くずが排出されやすくなる傾向にある。

１．１．３．物性
研磨層のショアＤ硬度は、好ましくは、２０以上であってもよく、２５以上であってもよく、３０以上であってもよく、３５以上であってもよく、４０以上であってもよい。研磨層のショアＤ硬度は、好ましくは、８０以下であってもよく、７５以下であってもよく、７０以下であってもよく、６５以下であってもよく、６０以下であってもよい。

なお、ショアＤ硬度の範囲は、上述の複数の下限の候補値のうちの任意の１つと、上述の複数の上限の候補値のうちの任意の１つの組み合わせによって定められてもよい。

１．１．３．組成
研磨層は、樹脂により構成されてもよい。例えば、研磨層は、熱硬化性組成物又は光硬化性組成物の硬化物であってもよい。研磨層は、樹脂を含み、必要に応じてその他の添加剤を含んでいてもよい。

研磨層を構成する樹脂としては、特に限定されないが、例えば、分子内にエーテル又はエステル結合を有するポリウレタン、ポリウレタンポリウレア、ポリウレタンアクリレート、アミド化合物とイソシアネート化合物の付加重合体等のポリウレタン系樹脂；ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のエポキシ系樹脂；ポリエチレンテレフタレートや、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂；不飽和ポリエステル系樹脂；ポリエーテルアミド、ポリエーテルエステルアミド、アンモニウム塩型三級窒素原子含有ポリアミド等のポリアミド系樹脂；ポリアクリレート、ポリアクリロニトリル等のアクリル系樹脂；ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリフッ化ビニリデン等のビニル系樹脂；ポリサルホン、ポリエーテルサルホン等のポリサルホン系樹脂；アセチル化セルロース、ブチリル化セルロース等のアシル化セルロース系樹脂；及びポリスチレン系樹脂が挙げられる。なお、研磨層を構成する樹脂は、１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。

このなかでも、エポキシ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、及びポリウレタン系樹脂が好ましい。このような樹脂を用いることにより、研磨レートがより向上する傾向にある。

なお、ポリウレタン系樹脂を調製する場合、その原料は、ポリイソシアネートと、ポリオールと、を含むことが好ましく、ポリイソシアネートとポリオールとが反応したウレタンプレポリマーを含んでいてもよい。また、原料は、必要に応じて、硬化剤を含んでいてもよい。これにより、研磨レートや面品位がより向上する傾向にある。

ポリイソシアネートに由来する構成単位は、特に限定されないが、例えば、脂環族イソシアネートに由来する構成単位、脂肪族イソシアネートに由来する構成単位、及び芳香族イソシアネートに由来する構成単位が挙げられる。このなかでも、芳香族イソシアネートが好ましく、ジフェニルメタン－４，４’－ジイソシアネー卜（ＭＤＩ）がより好ましい。

脂環族イソシアネートとしては、特に限定されないが、例えば、４，４’－メチレン－ビス（シクロヘキシルイソシアネート）（水添ＭＤＩ）、シクロヘキシレン－１，２－ジイソシアネート、シクロヘキシレン－１，４－ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどが挙げられる。

脂肪族イソシアネートとしては、特に限定されないが、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、ペンタメチレンジイソシアネート（ＰＤＩ）、テトラメチレンジイソシアネート、プロピレン－１，２－ジイソシアネート、ブチレン－１，２－ジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートなどが挙げられる。

芳香族イソシアネートとしては、特に限定されないが、例えば、フェニレンジイソシアネート、２，６－トリレンジイソシアネート（２，６－ＴＤＩ）、２，４－トリレンジイソシアネート（２，４－ＴＤＩ）、キシリレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ジフェニルメタン－４，４’－ジイソシアネー卜（ＭＤＩ）が挙げられる。

ポリオールに由来する構成単位としては、特に限定されないが、例えば、分子量３００未満の低分子ポリオールと、分子量３００以上の高分子ポリオールが挙げられる。このなかでも、少なくとも低分子ポリオールを用いることが好ましく、低分子ポリオールと高分子ポリオールとを併用すること好ましい。

低分子ポリオールとしては、特に限定されないが、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２－ブチレングリコール、１，３－ブチレングリコール、２，３－ブチレングリコール、１，４－ブチレングリコール、１，５－ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，６－ヘキサングリコール、２，５－ヘキサンジオール、ジプロピレングリコール、２，２，４－トリメチル－１，３－ペンタンジオール、トリシクロデカンジメタノール、１，４－シクロヘキサンジメタノール等の水酸基を２つ有する低分子ポリオール；グリセリン、ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、イソシアヌル酸、エリスリトール等の水酸基を３つ以上有する低分子ポリオールが挙げられる。低分子ポリオールは１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。

また、高分子ポリオールとしては、特に限定されないが、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエーテルポリカーボネートポリオール、ポリウレタンポリオール、エポキシポリオール、植物油ポリオール、ポリオレフィンポリオール、アクリルポリオール、および、ビニルモノマー変性ポリオールが挙げられる。高分子ポリオールは１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。

なお、高分子ポリオールの数平均分子量は、好ましくは３００～１２００であり、より好ましくは４００～９５０であり、さらに好ましくは５００～８００である。このような高分子ポリオールを用いることにより、動的粘弾性特性やＤ硬度を上記範囲内に調整しやすい傾向にある。

１．２．基材
基材としては、特に限定されないが、例えば、樹脂含浸不織布、スポンジ状の樹脂発泡体及び樹脂フィルムなどが挙げられる。上記樹脂としては、例えば、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂などが挙げられる。

基材としては上面に後述する樹脂を形成可能なものであれば特に限定されない。このなかでも、耐薬品性・耐熱性・経済性などの観点から樹脂含浸不織布及びスポンジ状の樹脂発泡体が好ましい。

２．研磨パッドの製造方法
本実施形態の研磨パッドの製造方法は、硬化性組成物を、複数の凹部を有する成形型に流し込む流込工程と、成形型に流し込まれた硬化性組成物を硬化して、研磨層を得る硬化工程と、を備え、研磨層は上述の構成を有する。

また、本実施形態の研磨パッドの製造方法は、支持体と支持体上に設けられた感光性樹脂層とを備える版材の感光性樹脂層上にマスクを形成し、マスク側から感光性樹脂層へ光を照射し、感光性樹脂層の光が照射された部分又は光が照射されなかった部分を選択的に取り除くことにより凹凸パターンを形成した凹版を作製する版作製工程をさらに有していてもよい。

さらに、本実施形態の研磨パッドの製造方法は、版作製工程で得られた凹版に形成された凹凸パターンに対して、成形型用樹脂組成物を接触させた状態で硬化させた後、凹版から硬化物を剥離することにより、凹凸パターンを転写した成形型を作製する成形型作製工程をさらに有してもよい。

以下、図３Ａ～３Ｄを参照しつつ各工程について説明する。

２．１．版作製工程
版作製工程Ｓ１は、支持体３１と支持体３１上に設けられた感光性樹脂層３２とを備える版材３０の感光性樹脂層３２上にマスク３３を形成し、マスク３３側から感光性樹脂層３２へ光を照射し、該感光性樹脂層３２の光が照射された部分又は光が照射されなかった部分を選択的に取り除くことにより凹凸パターンを形成した凹版を作製する工程である。以下においては、光照射によって硬化する感光性樹脂層３２を例に説明するが、これに限定されない。

版作製工程Ｓ１においては、初めに、支持体３１と感光性樹脂層３２とカバーシート３４を備える版材３０を用意し（Ｓ１１）、支持体３１側から感光性樹脂層３２に対して光を照射する（Ｓ１２）。これにより、支持体３１側の感光性樹脂層３２の一部３２ａが部分的に硬化する。

次いで、カバーシート３４を剥離してマスク３３を形成し、マスク３３側から感光性樹脂層３２へ光を照射する（Ｓ１３）。これにより、マスク３３を通過した光により感光性樹脂層３２が部分的に硬化する。この際、マスク３３側からの露光で硬化した感光性樹脂層３２と、支持体３１側の露光で硬化した感光性樹脂層３２は、一体となった硬化物を構成してもよい。

そしてその後、その後、マスク３３を剥離し（Ｓ１４）、光が照射されなかった部分を選択的に取り除く（Ｓ１５）。これによって、支持体３１上に任意の凹凸パターンを形成した凹版４０を得ることができる。なお、支持体３１は凹版４０から剥離してもよい。

ここで、版材としては、支持体と支持体上に設けられた感光性樹脂層とを備えるものであれば特に制限されない。ここで、感光性樹脂層と上記支持体とを有するものとしては、特に制限されないが、例えば、カバーフィルムを剥離して感光性樹脂層を露出させた後の東洋紡社製のプリンタイト（商品名）、東レ社製のトレリーフ（商品名）などが挙げられる。

感光性樹脂としては、光の作用により化学変化を起こし、その結果溶媒に対する溶解度または親和性に変化を生ずるものであれば特に制限さない。本実施形態において、感光性樹脂層を構成する感光性樹脂としては、光によって化学的または構造的な変化を生じる樹脂の他、樹脂自体が感光性をもたない場合でも光増感剤などを混入することにより感光性を発揮し得る樹脂組成物も含まれる。

このような感光性樹脂としては、特に制限されないが、例えば、ポリエーテルアミド、ポリエーテルエステルアミド、アンモニウム塩型三級窒素原子含有ポリアミド、アミド結合を１つ以上有するアミド化合物と有機ジイソシアネート化合物の付加重合体、アミド結合を有しないジアミンと有機ジイソシアネート化合物の付加重合体などが例示できる。

また、感光性樹脂は、従来公知のもの用いることができ、官能基の光２量化により不溶化する樹脂、官能基の光分解によりラジカルを生成してラジカル再結合で不溶化する樹脂、光照射により低分子モノマーが重合して不溶化する樹脂などの光不溶化系樹脂；光照射により架橋結合の切断により可溶化する樹脂、光照射により極性が変化する官能基を有する樹脂、光照射により主鎖が切断されることにより可溶化する樹脂などの光可溶化系樹脂が挙げられる。感光性樹脂は、１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。

支持体としては、特に制限されないが、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリエステルフィルムなどのプラスチック板；スチール、アルミニウムなどの金属板；ガラスなどのその他の板が挙げられる。支持体は、凹版とした場合において、感光性樹脂層を選択的に取り除いて形成される凹凸パターンを支持する機能を有し得る。

マスクは、感光性樹脂層へ照射される光を部分的に遮るものであり、版作製工程においてマスクの有するパターンが、光照射により感光性樹脂層へ転写される。マスクとしては、感光性樹脂層へ照射される光を部分的に遮断できるものであれば特に制限されない。また、カバーフィルムを剥離して感光性樹脂層を露出させた後に所望のパターンを有するマスクを密着させるものでも、感光性樹脂層上に密着させたマスクにパターンを形成するものでもよい。

照射する光としては、上記感光性樹脂の性状を変化させることが可能なものであれば特に制限されないが、例えば、紫外線などが挙げられる。また、このような光を発する光源としては、ケミカルランプ又は超高圧水銀灯などが挙げられる。

感光性樹脂層の選択的な除去としては、各々の感光性樹脂に適した方法であれば特に制限されないが、例えば、水や有機溶媒を用いた洗い出し処理などが挙げられる。このようにして得られる凹版は、感光性樹脂層のうち光が照射された部分又は光が照射されなかった部分が選択的に取り除かれた凹凸パターンを有する。

なお、感光性樹脂層が光不溶化系樹脂である場合には、光が照射されなかった部分を選択的に取り除き、感光性樹脂層が光可溶化系樹脂である場合には、光が照射された部分を選択的に取り除く。

凹凸パターンの形状は、用いるマスクにより適宜変更することができ、また、凹凸パターンの高さｈ（深さ若しくは厚さ）は、用いた感光性樹脂層の厚み及び照射（露光）した光の強さにより適宜調整することができる。凹凸パターンの高さは、研磨層の凸部の高さＨと実質的に同等となる。また、凹凸パターンの高さは選択的に除去された感光性樹脂層の深さと同義となる。

得られた凹版は、洗い出し処理などの後に乾燥させ、さらに、凹凸パターンに対して光を照射（後露光）してもよい。後露光をすることにより、支持体と凹凸パターンの密着性を向上させたり、凹凸パターンの硬度をより向上させたりすることができる。

２．２．成形型作製工程
成形型作製工程Ｓ２は、版作製工程Ｓ１で得られた凹版４０に形成された凹凸パターンに対して、成形型用樹脂組成物４１を接触させた状態で硬化させた後（Ｓ２１，Ｓ２２）、凹版４０から硬化物４３を剥離することにより（Ｓ２３）、凹凸パターンを転写した成形型５０を作製する工程である。

成形型用樹脂組成物としては、製造法上の観点からは、比較的低温で硬化が進むものが好ましく、また、硬化後には耐熱性及び可撓性に優れる硬化物を与えるものが好ましい。このような樹脂組成物としては、特に制限されないが、例えば、常温（低温）硬化型の樹脂組成物、２液を混合することにより硬化する混合型の樹脂組成物が挙げられる。

この中でも、１３０℃以下の低温又は室温で硬化して固形ゴムとなるものが好ましく、シリコーンゴムとなるものがより好ましい。このような固形ゴムからなる成形型は、適度な可撓性を有し凹版や硬化性組成物が硬化した硬化物から剥離しやすいため好ましい。また、凹版から剥離しやすいことから、凹版に成形型用樹脂組成物の硬化物が残留しにくくなる傾向にある。

凹版に形成された凹凸パターンと、樹脂組成物とを接触させる方法としては、凹版の凹部に樹脂組成物が充填（流し込み）される態様であれば特に制限されないが、例えば、常温常圧で成形型用組成物自身の重さによって凹部に流し込む重力注型法や、型と樹脂を真空容器に入れて減圧し大気圧で凹部に流し込む真空注型法が挙げられる。

また、成形型は、芯材を含有していてもよい。芯材を有することにより、成形型の寸法安定性がより向上する傾向にある。芯材を含有する成形型の製造方法としては、特に制限されないが、例えば、成形型作製工程において成形型用樹脂組成物が芯材に接触した状態で硬化させる方法や、硬化後の成形型の凹凸パターンの転写面とは反対側の面に芯材を接着させる方法が挙げられる。

また、成形型用樹脂組成物が芯材に接触した状態で硬化させる方法の例として、凹版に形成された凹凸パターンと、成形型用樹脂組成物とを接触させた後、成形型用樹脂組成物を硬化させる前に、成形型用樹脂組成物の凹版と接する面と反対側の面に芯材を接合させ、露出した芯材の面をさらに成形型用樹脂組成物で芯材を覆うことにより、成形型内部に芯材を埋め込んでもよい。

芯材としては、特に制限されないが、例えば、成形型用樹脂組成物の硬化物よりも機械的強度の高いものが挙げられる。

成形型用樹脂組成物を硬化させる方法としては、各々の成形型用樹脂組成物に適した方法であれば特に制限されないが、例えば、常温で放置することにより硬化させる硬化方法、熱を加える熱硬化方法、又は２液混合型のように混合して放置する方法等が挙げられる。このなかでも、感光性樹脂からなる樹脂材で構成されている凹版の耐熱性を考慮する観点から、常温にて硬化が進むものが好ましい。

また、凹版の耐熱性及び耐久性の観点から、成形型用樹脂組成物の硬化時における凹版の温度は、好ましくは１３０℃以下であり、より好ましくは１００℃以下であり、さらに好ましくは７５℃以下である。また、凹版の温度の下限は特に制限されないが、１５℃以上とすることができる。成形型作製工程における凹版の温度が１３０℃以下であることにより、熱による凹版の変形などを抑制することができる。

この凹版の温度は、熱硬化方法により凹版とそれに接触した硬化性組成物を加熱するような場合のほかにも、光硬化方法及び２液混合型樹脂を用いた場合であって、光照射による昇温や反応による発熱が生じることにより凹版が加熱され得る状況においても同様に考慮されることが好ましい。

２．３．流込工程
流込工程Ｓ３１は、硬化性組成物５１を、複数の凹部を有する成形型５０に流し込む工程である。成形型に形成された凹凸パターンと、硬化性組成物とを接触させる方法としては、成形型の凹部に硬化性組成物が充填（流し込み）される態様であれば特に制限されないが、例えば、常温常圧で硬化性組成物自身の重さによって凹部に流し込む重力注型法や、型と樹脂を真空容器に入れて減圧し大気圧で凹部に流し込む真空注型法が挙げられる。

また、成形型に形成された凹凸パターンと、硬化性組成物とを接触させた後、硬化性組成物を硬化させる前に、硬化性樹脂の成形型と接する面と反対側の面に基材を接合させる工程をさらに有していてもよい。基材を用いることにより、基材と成形型で硬化性組成物を挟んだ状態で、硬化性組成物を硬化させることになる。これにより、得られる硬化物の厚さの均一性が向上したり、得られる硬化物の裏面（成形型と接する面と反対側の面）の平坦性がより向上したりする傾向にある。

また、基材１１と成形型５０との位置関係は、図３Ｃに示すように、基材１１が成形型５０の凹凸パターンに接しないようにしてもよいし、図３Ｄに示すように、基材１１が成形型５０の凹凸パターンに接するようにしてもよい。基材１１が成形型５０の凹凸パターンに接しないようにした場合には、得られる硬化物は凹凸パターンを構成する凸部と、凸部同士を連結するための支持領域とを有するものとなる。また、基材１１が成形型５０の凹凸パターンに接するようにした場合には、得られる硬化物は凹凸パターンを構成する凸部となり、該凸部が基材１１上に形成されるものとなる。

２．４．硬化工程
硬化工程Ｓ３２は、成形型に流し込まれた硬化性組成物５１を硬化して、研磨層１２を得る工程である。得られた成形型に形成された凹凸パターンに対して、硬化性組成物を接触させた状態で硬化させることにより、凹凸パターンが転写された硬化性組成物の硬化物を得ることができる。この工程で得られる硬化物の凹凸パターンの表面（凸部の表面）は、被研磨物を研磨するための研磨面となる。

硬化性組成物としては、特に制限されないが、例えば、熱硬化性樹脂；ＵＶ硬化性樹脂；光重合開始剤及び重合性化合物を含む光硬化性組成物；熱重合開始剤及び重合性化合物を含む熱硬化性組成物；２液混合型の硬化樹脂を含む硬化性組成物等が挙げられる。また、硬化性組成物は、必要に応じて、重合性官能基を２以上有する架橋剤等を含んでもよい。

上記重合性化合物としては、特に限定されないが、例えば、（メタ）アクリル酸、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の重合性不飽和基を有する不飽和カルボン酸；（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート等の重合性不飽和基を有する不飽和カルボン酸エステル；不飽和基を有するポリエステル；重合性不飽和基を有するポリエーテル；重合性不飽和基を有するポリアミド；重合性不飽和基を有するウレタン；スチレン等の重合性不飽和基を有する芳香族系化合物が挙げられる。

上記光重合開始剤としては、特に限定されないが、例えば、ベンゾフェノン系化合物、アセトフェノン系化合物、チオチサントン系化合物が挙げられる。また、熱重合開始剤としては、特に限定されないが、例えば、２，２’－アゾビスブチロニトリルのようなアゾ化合物；メチルエチルケトンパーオキサイド、過酸化ベンゾイル（ＢＰＯ）などの過酸化物が挙げられる。

熱硬化性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ホルムアルデヒド樹脂等が挙げられる。

ＵＶ硬化性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、数平均分子量１０００～１００００程度のプレポリマーが好ましく、材料としてはアクリル（メタクリル）系エステル樹脂やそのウレタン変性樹脂、チオコール系樹脂等が挙げられ、適宜用途に応じて反応性希釈剤や有機溶剤を用いることができる。

また、２液混合型の硬化樹脂としては、特に限定されないが、例えば、異なる物性のプレポリマーを用いることができ、エポキシ樹脂や、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂などが挙げられる。

このなかでも、成形型の耐熱性を考慮する観点から、常温にて硬化が進むものが好ましい。このような硬化性組成物としては、特に制限されないが、例えば、常温にて作用する重合開始剤を含む硬化性組成物、光照射により硬化するＵＶ硬化性樹脂及び光硬化性組成物、２液を混合することにより硬化する混合型の硬化性組成物が挙げられる。

硬化性組成物を硬化させる方法としては、各々の硬化性組成物に適した方法であれば特に制限されないが、例えば、紫外線などを照射する光硬化方法、熱を加える熱硬化方法（常温で放置する方法も含む）、又は２液混合型のように混合して放置する方法等が挙げられる。

硬化工程は、複数の成形型を用いて行ってもよい。成形型作製工程と同様に、作製する研磨パッドの大きさが一つの成形型よりも大きい場合には、複数の成形型を組み合わせて用いて所望の大きさの成形型を作製したうえで、組み合わせた成形型を用いて硬化物（研磨層）を形成することができる。これにより、研磨パッドの大きさに応じた成形型を作製する必要がなく、大小さまざまな成形型を作製する工程を省略することが可能となり、製造コストをより低減させることができる。また、上記例では、四角形の成形型を例示したが、この場合、円形の研磨パッドを得ようとする場合には、得られた硬化物（研磨層）を円形に切り出してもよい。

２．５．剥離工程
剥離工程Ｓ３３は、硬化した硬化物を成形型５０から剥離することにより、研磨層１２を得る工程である。この工程で得られる研磨層１２は成形型５０から転写された凹凸パターンを有し、その凹凸パターンの凸部の表面は、被研磨物を研磨するための研磨面となる。また、剥離工程で得られた研磨層１２に、基材１１を両面テープ等で貼着する工程をさらに有していても良い。

このような方法により、本実施形態においては、切削工程を経ることなく、より低コストで簡便に十分な高さのある凹凸パターンを有する研磨パッドを製造することができる。

３．研磨加工品の製造方法
本実施形態の研磨加工品の製造方法は、遊離砥粒の存在下、上記研磨パッドを用いて、被研磨物を研磨する研磨工程を有する方法であれば、特に限定されない。研磨工程は、１次ラッピング研磨（粗ラッピング）であってもよく、２次ラッピング（仕上げラッピング）であってもよく、ポリッシング研磨であってもよく、これらのうち複数の研磨を兼ねるものであってもよい。

被研磨物としては、特に限定されないが、例えば、半導体デバイス、電子部品等の材料、特に、Ｓｉ基板（シリコンウェハ）、ＳｉＣ（炭化珪素）基板、ＧａＡｓ（ガリウム砒素）基板、ガラス、ハードディスクやＬＣＤ（液晶ディスプレイ）用基板等の薄型基板（被研磨物）が挙げられる。このなかでも、本実施形態の研磨加工品の製造方法は、パワーデバイス、ＬＥＤなどに適用され得る材料、例えば、サファイア、ＳｉＣ、ＧａＮ、及びダイヤモンドなど、研磨加工の困難な難加工材料の製造方法として好適に用いることができる。これらの中では、本実施形態の研磨パッドによる作用効果をより有効に活用できる観点から、半導体ウエハが好ましく、ＳｉＣ基板、サファイア基板又はＧａＮ基板が好ましい。その材質としては、ＳｉＣ単結晶及びＧａＮ単結晶等の難削材が好ましいが、サファイア、窒化珪素、窒化アルミニウムの単結晶などであってもよい。

３．１．研磨工程
研磨工程は、遊離砥粒の存在下、上記研磨パッドを用いて、被研磨物を研磨する工程である。研磨方法としては、従来公知の方法を用いることができ、特に限定されない。

研磨方法では、まず、研磨装置の所定位置に研磨パッドを装着する。この装着の際には、上述の接着層を介して、研磨パッドが研磨装置に固定されるよう装着される。そして、研磨定盤としての研磨パッドと対向するように配置された保持定盤に保持させた被研磨物を研磨面側へ押し付けると共に、外部から砥粒を含む研磨スラリーを供給しながら、研磨パッド及び／又は保持定盤を回転させる。これにより、研磨パッドと被研磨物との間に供給された砥粒の作用で、被研磨物の加工面（被研磨面）に研磨加工を施す。

本発明は、半導体デバイスなどを研磨する研磨パッドとして産業上の利用可能性を有する。

１…研磨パッド、１１…基材、１２…研磨層、１３…溝、３０…版材、３１…支持体、３２…部分、３２…感光性樹脂層、３２ａ…一部、３３…マスク、３４…カバーシート、４０…凹版、４１…成形型用樹脂組成物、４３…硬化物、５０…成形型、５１…硬化性組成物

Claims (9)

1. 同一の平面上に複数の錐台形状の凸部を有する研磨層を備え、
   前記凸部は、研磨面となる上面の直径Ｄ１が底面の直径Ｄ２よりも小さく、
   前記凸部の欠損率が、３０％以下である、
   研磨パッド。
2. 前記凸部の欠損率が１５％以下である、
   請求項１に記載の研磨パッド。
3. 前記欠損率は、前記上面の外形が欠損した凸部の欠損率である、
   請求項１に記載の研磨パッド。
4. 前記凸部は、円錐台形状であり、前記欠損率は、欠損により上面が三日月状である凸部の欠損率である、
   請求項１に記載の研磨パッド。
5. 前記凸部は、多角錐台形状である、
   請求項１に記載の研磨パッド。
6. 前記凸部の側面と前記平面とのなす角θが、１０５～１３５°である、
   請求項１に記載の研磨パッド。
7. 前記研磨層のショアＤ硬度が、３０～７０である、
   請求項１に記載の研磨パッド。
8. 前記平面は、前記凸部が設けられていない領域に、溝を有する、
   請求項１に記載の研磨パッド。
9. 請求項１～８のいずれか一項に記載の研磨パッドの製造方法であって、
   硬化性組成物を、複数の凹部を有する凹版に流し込む流込工程と、
   前記凹版に流し込まれた前記硬化性組成物を硬化して、研磨層を得る硬化工程と、を備え、
   前記研磨層は、同一の平面上に複数の錐台形状の凸部を有し、
   前記凸部は、研磨面となる上面の直径Ｄ１が底面の直径Ｄ２よりも小さく、
   前記凸部の欠損率が、３０％以下である、
   研磨パッドの製造方法。