JP6091704B2 - 研磨材及び研磨材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、研磨材及び研磨材の製造方法に関する。

近年、ハードディスク等の電子機器の精密化が進んでいる。このような電子機器の基板材料としては、小型化や薄型化に対応できる剛性、耐衝撃性及び耐熱性を考慮し、ガラス等が用いられる。

このような基板（被削体）の加工は、主にラッピング加工とポリッシング加工とにより行われる。まず、ラッピング加工においてダイヤモンド等の硬質粒子を用いた物理的な研磨加工が行われ、基板の厚さ制御や平坦化が行われる。次に、ポリッシング加工においてセリア等の微細粒子を用いた化学的な研磨加工が行われ、基板表面の平坦化精度の向上が行われる。

一般に仕上がりの平坦化精度を向上しようとすると加工時間は長くなる傾向にあり、加工効率と平坦化精度とはトレードオフの関係となる。このため加工効率と平坦化精度とを両立することが難しい。これに対し、ラッピング加工時の加工効率と平坦化精度との両立のため、バインダーと砥粒とを含む研磨層を有し、その研磨層が凸状部を有する研磨パッドが提案されている（特表２００２−５４２０５７号公報参照）。

しかしながら、この従来技術の研磨パッドを用いても、加工効率と平坦化精度とが十分に両立しているとはいえず、さらに高い水準の加工効率と仕上がり平坦性との両立が要望されている。

また、近年ＬＥＤやパワーデバイス用にサファイアや炭化ケイ素といった硬脆性かつ化学的安定性を有し加工が難しい基板の需要が増加している。このような難加工基板に対しては、既に確立しているシリコン基板の研磨よりもさらに効率の高い研磨方法が必要とされている。さらに、このような基板は化学的に安定であるため、研磨の最終工程で行われるＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）の加工に時間を要する。そのため、その前工程である研磨において基板表面の粗さや傷をできる限り低減し、ＣＭＰの加工時間を短縮する必要がある。そこで、ＣＭＰの前工程の研磨では高い研磨精度が必要とされる。

この難加工基板を研磨する方法として、研磨粒子スラリーと研磨パッドとを用いる遊離砥粒研磨（特開２０１４−１００７６６号公報参照）や遊離研磨粒子を研磨パッド表面の孔に保持させて研磨を行う半固定砥粒研磨（特開２００２−８６３５０号公報）が提案されている。

この従来の遊離砥粒研磨及び半固定砥粒研磨は、研磨粒子にダイヤモンドを用いることで効率の高い研磨を実現している。しかしながら、この従来の遊離砥粒研磨及び半固定砥粒研磨は、研磨粒子を絶えず研磨パッドに供給する必要があり、研磨コストが高い。

特表２００２−５４２０５７号公報 特開２０１４−１００７６６号公報 特開２００２−８６３５０号公報

本発明はこのような不都合に鑑みてなされたものであり、基板材料の加工効率と仕上がり平坦性とを高い水準で両立できると共に研磨コストが低く、サファイアや炭化ケイ素といった難加工基板であっても効率よく、かつ精度よく研磨できる研磨材を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた発明は、基材と、その表面側に積層される研磨層とを備える研磨材であって、上記研磨層が無機物を主成分とするバインダーとこのバインダー中に分散される研磨粒子とを有し、上記研磨層の表面が溝で区分された複数の領域から構成され、上記研磨層表面の最大山高さ（Ｒｐ）が２．５μｍ以上７０μｍ以下であることを特徴とする。

当該研磨材は研磨層が無機物を主成分とするバインダーを有するので、研磨粒子の保持力が高く、研磨粒子が脱粒し難い。また、研磨層表面の最大山高さ（Ｒｐ）を上記範囲内とするので、当該研磨材は研磨粒子の保持力を維持しつつ、研磨粒子の一部のバインダー表面からの突出量を大きくできる。このため、上記研磨粒子は使用開始時より研磨力に優れる。従って、当該研磨材は上記研磨粒子が脱粒し難く研磨力に優れるので、高い研磨効率を実現できる。また、当該研磨材は研磨層が溝で区分された複数の領域から構成されているので、加工する基板への面圧や研磨作用点数を容易に制御でき、研磨精度が高い。さらに、当該研磨材は研磨時に研磨粒子を新たに供給する必要がないため、当該研磨材を用いた研磨は、研磨コストが低い。

上記複数の領域が平面視で直交するＸＹ方向で少なくとも２以上配設されているとよい。このように上記複数の領域を平面視で直交するＸＹ方向で少なくとも２以上配設することにより、加工する基板への面圧等の異方性を低減でき、研磨精度をさらに高めることができる。

上記バインダーが酸化物を主成分とする充填剤を含有し、上記酸化物充填剤の平均粒子径が上記研磨粒子の平均粒子径よりも小さいとよい。このように上記バインダーが酸化物を主成分とする充填剤を有することで、上記バインダーの弾性率が向上し、研磨層の摩耗を抑制することができる。また、バインダーから研磨粒子と酸化物充填剤とが突出することで、研磨層表面の最大山高さ（Ｒｐ）を所定範囲内に制御し易くなり、使用開始時より確実に研磨力に優れる研磨層を得ることができる。さらに、上記酸化物充填剤の平均粒子径を上記研磨粒子の平均粒子径よりも小さくすることで、研磨粒子の研削力が阻害されないため上記研磨層の研磨力を高く維持できる。

上記無機物がケイ酸塩であるとよい。このように上記無機物をケイ酸塩とすることで、研磨層の研磨粒子保持力をさらに向上できる。

上記研磨粒子がダイヤモンドであるとよい。このように上記研磨粒子をダイヤモンドとすることで、さらに研磨力を向上できる。

上記研磨層が印刷法により形成されるとよい。このように上記研磨層を印刷法により形成することで、研磨粒子の一部をバインダー表面から容易に突出させることができるため、研磨層表面の最大山高さ（Ｒｐ）を所定範囲内に制御し易い。このため、使用開始時から高い研磨効率を実現できる。

上記課題を解決するためになされた別の発明は、基材と、その表面側に積層される研磨層とを備える研磨材の製造方法であって、研磨層用組成物の印刷により上記研磨層を形成する工程を備え、上記研磨層用組成物が、無機物を主成分とするバインダー成分及び研磨粒子を有することを特徴とする。

当該研磨材の製造方法は、研磨層を研磨層用組成物の印刷により形成するので、研磨層表面を区分する溝と、研磨粒子の一部のバインダー表面からの突出により表面の最大山高さ（Ｒｐ）が所定範囲内に制御された研磨層表面とを容易かつ確実に形成できる。このため、当該研磨材の製造方法により製造された研磨材は、高い研磨効率と高い研磨精度とを有する。

ここで「主成分」とは、最も含有量の多い成分を意味し、例えば含有量が５０質量％以上の成分をいう。「最大山高さ（Ｒｐ）」とは、ＪＩＳ−Ｂ−０６０１：２００１記載の方法に準拠してカットオフ０．２５ｍｍ、測定長さ１．２５ｍｍの設定で測定される値である。また、「平均粒子径」とは、レーザー回折法等より測定された体積基準の累積粒度分布曲線の５０％値（５０％粒径、Ｄ５０）をいう。

以上説明したように、本発明の研磨材は、基板材料の加工効率と仕上がり平坦性とを高い水準で両立できると共に研磨コストの低い研磨ができる。従って、当該研磨材は、電子機器等に用いられるガラス基板や、サファイアや炭化ケイ素といった難加工基板の研磨に好適に用いることができる。

本発明の実施形態に係る研磨材を示す模式的平面図である。 図１ＡのＡ−Ａ線での模式的端面図である。 図１Ｂとは異なる実施形態の研磨材を示す模式的端面図である。

以下、本発明の実施の形態を適宜図面を参照しつつ詳説する。

＜研磨材＞
図１Ａ及び図１Ｂに示す研磨材１は、基材１０と、その表面側に積層される研磨層２０と、基材１０の裏面側に積層される接着層３０とを備える。

（基材）
上記基材１０は、研磨層２０を支持するための板状の部材である。

上記基材１０の材質としては、特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、アラミド、アルミニウム、銅等が挙げられる。中でも研磨層２０との接着性が良好なアルミニウムが好ましい。また、基材１０の表面に化学処理、コロナ処理、プライマー処理等の接着性を高める処理が行われてもよい。

上記基材１０は可撓性又は延性を有するとよい。このように上記基材１０が可撓性又は延性を有することで、研磨材１が被削体の表面形状に追従し、研磨面と被削体とが接触し易く研磨効率がさらに向上する。このような可撓性を有する基材１０の材質としては、例えばＰＥＴやＰＩを挙げることができる。また、延性を有する基材１０の材質としては、アルミニウムや銅を挙げることができる。

上記基材１０の形状及び大きさとしては、特に制限されないが、例えば一辺が１４０ｍｍ以上１６０ｍｍ以下の正方形状や外径６００ｍｍ以上６５０ｍｍ以下及び内径２００ｍｍ以上２５０ｍｍ以下の円環状とすることができる。また、平面上に並置した複数の基材１０が単一の支持体により支持される構成であってもよい。

上記基材１０の平均厚さとしては、特に制限されないが、例えば７５μｍ以上１ｍｍ以下とできる。上記基材１０の平均厚さが上記下限未満である場合、当該研磨材１の強度や平坦性が不足するおそれがある。一方、上記基材１０の平均厚さが上記上限を超える場合、当該研磨材１が不要に厚くなり取扱いが困難になるおそれがある。

（研磨層）
研磨層２０は無機物を主成分とするバインダー２１とこのバインダー２１中に分散される研磨粒子２２とを有する。また、上記研磨層２０は表面が溝２３で区分された複数の領域（凸状部２４）を備える。

上記研磨層２０の平均厚さ（凸状部２４部分のみの平均厚さ）は特に制限されないが、上記研磨層２０の平均厚さの下限としては、１００μｍが好ましく、１３０μｍがより好ましい。また、上記研磨層２０の平均厚さの上限としては、１０００μｍが好ましく、８００μｍがより好ましい。上記研磨層２０の平均厚さが上記下限未満である場合、研磨層２０の耐久性が不足するおそれがある。一方、上記研磨層２０の平均厚さが上記上限を超える場合、当該研磨材１が不要に厚くなり取扱いが困難になるおそれがある。

（バインダー）
上記バインダー２１の主成分である無機物としては、ケイ酸塩、リン酸塩、多価金属アルコキシド等を挙げることができる。中でも研磨層２０の研磨粒子保持力が高いケイ酸塩が好ましい。

また、バインダー２１は酸化物を主成分とする充填剤を含有するとよい。このようにバインダー２１が酸化物充填剤を含有することで、上記バインダー２１の弾性率が向上し、研磨層２０の摩耗を抑制することができる。

上記酸化物充填剤としては、例えばアルミナ、シリカ、酸化セリウム、酸化マグネシウム、ジルコニア、酸化チタン等の酸化物及びシリカ−アルミナ、シリカ−ジルコニア、シリカ−マグネシア等の複合酸化物を挙げることができる。これらは単独で又は必要に応じて２種以上を組み合わせて用いてもよい。中でも高い研磨力が得られるアルミナが好ましい。

上記酸化物充填剤の平均粒子径は、研磨粒子２２の平均粒子径にも依存するが、例えば０．０１μｍ以上２０μｍ以下とできる。上記酸化物充填剤の平均粒子径が上記下限未満である場合、上記酸化物充填剤によるバインダー２１の弾性率向上効果が十分に得られないおそれがある。一方、上記酸化物充填剤の平均粒子径が上記上限を超える場合、酸化物充填剤が研磨粒子２２の研磨力を阻害するおそれがある。

また、上記酸化物充填剤の平均粒子径は研磨粒子２２の平均粒子径よりも小さいとよい。研磨粒子２２の平均粒子径に対する上記酸化物充填剤の平均粒子径の比の下限としては、０．１が好ましく、０．２がより好ましい。また、研磨粒子２２の平均粒子径に対する上記酸化物充填剤の平均粒子径の比の上限としては、０．８が好ましく、０．６がより好ましい。研磨粒子２２の平均粒子径に対する上記酸化物充填剤の平均粒子径の比が上記下限未満である場合、上記酸化物充填剤によるバインダー２１の弾性率向上効果が相対的に不足し、研磨層２０の摩耗の抑制が不十分となるおそれがある。一方、研磨粒子２２の平均粒子径に対する上記酸化物充填剤の平均粒子径の比が上記上限を超える場合、酸化物充填剤が研磨粒子２２の研磨力を阻害するおそれがある。

上記酸化物充填剤の研磨層２０に対する含有量は、研磨粒子２２の含有量にも依存するが、上記酸化物充填剤の研磨層２０に対する含有量の下限としては、１５体積％が好ましく、３０体積％がより好ましい。また、上記酸化物充填剤の研磨層２０に対する含有量の上限としては、７５体積％が好ましく、６０体積％がより好ましい。上記酸化物充填剤の研磨層２０に対する含有量が上記下限未満である場合、上記酸化物充填剤によるバインダー２１の弾性率向上効果が十分に得られないおそれがある。一方、上記酸化物充填剤の研磨層２０に対する含有量が上記上限を超える場合、酸化物充填剤が研磨粒子２２の研磨力を阻害するおそれがある。

さらに上記バインダー２１には、分散剤、カップリング剤、界面活性剤、潤滑剤、消泡剤、着色剤、各種助剤、添加剤等を目的に応じて適宜含有させてもよい。

（研磨粒子）
研磨粒子２２としては、ダイヤモンド、アルミナ、シリカ、セリア、炭化ケイ素等の粒子が挙げられる。中でも高い研削力が得られるダイヤモンド粒子が好ましい。このダイヤモンド粒子としては、単結晶でも多結晶でもよく、またＮｉコーティング等の処理がされたダイヤモンドであってもよい。

研磨粒子２２の平均粒子径は、研磨速度と研磨後の被削体の表面粗さとの観点から適宜選択される。研磨粒子２２の平均粒子径の下限としては、２μｍが好ましく、１０μｍがより好ましく、１５μｍがさらに好ましい。また、研磨粒子２２の平均粒子径の上限としては、４５μｍが好ましく、３０μｍがより好ましく、２５μｍがさらに好ましい。研磨粒子２２の平均粒子径が上記下限未満である場合、当該研磨材１の研磨力が不足し、研磨効率が低下するおそれがある。一方、研磨粒子２２の平均粒子径が上記上限を超える場合、研磨精度が低下するおそれがある。

研磨粒子２２の研磨層２０に対する含有量の下限としては、３体積％が好ましく、４体積％がより好ましく、８体積％がさらに好ましい。また、研磨粒子２２の研磨層２０に対する含有量の上限としては、５５体積％が好ましく、３５体積％がより好ましく、２０体積％がさらに好ましい。研磨粒子２２の研磨層２０に対する含有量が上記下限未満である場合、研磨層２０の研磨力が不足するおそれがある。一方、研磨粒子２２の研磨層２０に対する含有量が上記上限を超える場合、研磨層２０が研磨粒子２２を保持できないおそれがある。

また、当該研磨材１は、凸状部２４に含まれる研磨粒子２２の一部が上記バインダー２１の表面から突出していることに主に起因すると考えられる微細な凹凸を研磨層２０の表面（凸状部２４の表面）に有する。研磨層２０表面の最大山高さ（Ｒｐ）の下限としては、２．５μｍであり、５μｍが好ましく、７μｍがより好ましい。また、研磨層２０表面の最大山高さ（Ｒｐ）の上限としては、７０μｍであり、研磨粒子２２の平均粒子径の１．５倍が好ましい。研磨層２０表面の最大山高さ（Ｒｐ）が上記下限未満である場合、使用する研磨粒子２２の平均粒子径によらず研削力が不足するおそれがある。一方、研磨層２０表面の最大山高さ（Ｒｐ）が上記上限を超える場合、研磨粒子２２を物理的に保持できなくなり、研磨粒子２２が脱粒するおそれがある。なお、上記研磨層２０表面の最大山高さ（Ｒｐ）は、例えば研磨層２０を印刷法により形成する際の塗工液の濃度を調節することで制御できる。

上記研磨層２０が印刷法により形成されるとよい。このように上記研磨層２０を印刷法により形成することで、研磨粒子２２の一部をバインダー２１表面から容易に突出させることができるため、研磨層２０表面の最大山高さ（Ｒｐ）を所定範囲内に制御し易い。このため、使用開始時から高い研磨効率を実現できる。

（凸状部）
上記研磨層２０は、表面が溝２３で区分された複数の領域である複数の凸状部２４を備える。上記溝２３は、研磨層２０の表面に等間隔の格子状に配設される。すなわち上記複数の凸状部２４の形状は、平面視で直交するＸＹ方向でそれぞれ少なくとも２以上配設されたブロックパターン状である。また、凸状部２４を区分する溝２３の底面は、基材１０の表面で構成される。

上記溝２３の平均幅の下限としては、０．３ｍｍが好ましく、０．５ｍｍがより好ましい。また、上記溝２３の平均幅の上限としては、１０ｍｍが好ましく、８ｍｍがより好ましい。上記溝２３の平均幅が上記下限未満である場合、研磨により発生する研磨粉が溝２３に詰まるおそれがある。一方、上記溝２３の平均幅が上記上限を超える場合、研磨時に被削体に傷が生じるおそれがある。

上記凸状部２４の平均面積の下限としては、１ｍｍ^２が好ましく、２ｍｍ^２がより好ましい。また、上記凸状部２４の平均面積の上限としては、１５０ｍｍ^２が好ましく、１３０ｍｍ^２がより好ましい。上記凸状部２４の平均面積が上記下限未満である場合、凸状部２４が基材１０から剥離するおそれがある。一方、上記凸状部２４の平均面積が上記上限を超える場合、研磨時に研磨層２０の被削体への接触面積が大きくなり、研磨効率が低下するおそれがある。

上記複数の凸状部２４の上記研磨層２０全体に対する面積占有率の下限としては、２０％が好ましく、３０％がより好ましい。また、上記複数の凸状部２４の上記研磨層２０全体に対する面積占有率の上限としては、６０％が好ましく、５５％がより好ましい。上記複数の凸状部２４の上記研磨層２０全体に対する面積占有率が上記下限未満である場合、凸状部２４が基材１０から剥離するおそれがある。一方、上記複数の凸状部２４の上記研磨層２０全体に対する面積占有率が上記上限を超える場合、研磨層２０の研磨時の摩擦抵抗が高くなり被削体が傷付くおそれがある。なお、「研磨層全体の面積」は、研磨層が溝を有する場合、その溝の面積も含む概念である。

（接着層）
接着層３０は、当該研磨材１を支持し研磨装置に装着するための支持体に当該研磨材１を固定する層である。

この接着層３０に用いられる接着剤としては、特に限定されないが、例えば反応型接着剤、瞬間接着剤、ホットメルト接着剤、粘着剤等が挙げられる。

この接着層３０に用いられる接着剤としては、粘着剤が好ましい。接着層３０に用いられる接着剤として粘着剤を用いることで、支持体から当該研磨材１を剥がして貼り替えることができるため当該研磨材１及び支持体の再利用が容易になる。このような粘着剤としては、特に限定されないが、例えばアクリル系粘着剤、アクリル−ゴム系粘着剤、天然ゴム系粘着剤、ブチルゴム系等の合成ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ポリウレタン系粘着剤等が挙げられる。

接着層３０の平均厚さの下限としては、０．０５ｍｍが好ましく、０．１ｍｍがより好ましい。また、接着層３０の平均厚さの上限としては、０．３ｍｍが好ましく、０．２ｍｍがより好ましい。接着層３０の平均厚さが上記下限未満である場合、接着力が不足し、研磨材１が支持体から剥離するおそれがある。一方、接着層３０の平均厚さが上記上限を超える場合、例えば接着層３０の厚みのため当該研磨材１を所望する形状に切る際に支障をきたすなど、作業性が低下するおそれがある。

＜研磨材の製造方法＞
当該研磨材１は、研磨層用組成物を準備する工程、及び上記研磨層２０を研磨層用組成物の印刷により形成する工程により製造できる。

まず、研磨層用組成物準備工程において、無機物を主成分とするバインダー２１の形成材料、酸化物充填剤及び研磨粒子２２を含む研磨層用組成物を塗工液として準備する。

また、塗工液の粘度や流動性を制御するために、水、アルコール等の希釈剤等を添加する。この希釈により、凸状部２４に含まれる研磨粒子２２の一部をバインダー２１の表面から突出させることができる。この時、希釈量を多くすることで、上記研磨層用組成物を次工程で乾燥させたときにバインダー２１の厚さが減少し、上記研磨粒子２２の突出量を増やすことができる。

次に、研磨層形成工程において、上記研磨層用組成物準備工程で準備した塗工液を用い、基材１０表面に印刷法により溝２３で区分された複数の領域から構成される研磨層２０を形成する。この溝２３を形成するために、溝２３の形状に対応する形状を有するマスクを用意し、このマスクを介して上記塗工液を印刷する。この印刷方式としては、例えばスクリーン印刷、メタルマスク印刷等を用いることができる。そして、印刷した塗工液を加熱脱水及び加熱硬化させることで研磨層２０を形成する。具体的には、例えば塗工液を室温（２５℃）で乾燥させ、７０℃以上９０℃以下の熱で加熱脱水させた後、１４０℃以上１６０℃以下の熱で硬化させ、バインダー２１を形成する。この工程において研磨粒子２２の一部が上記バインダー２１の表面から突出する。

＜利点＞
当該研磨材１は研磨層２０が無機物を主成分とするバインダー２１を有するので、研磨粒子２２の保持力が高く、研磨粒子２２が脱粒し難い。また、研磨層２０表面の最大山高さ（Ｒｐ）を所定範囲内とするので、当該研磨材１は研磨粒子２２の保持力を維持しつつ、研磨粒子２２の一部のバインダー２１表面からの突出量を大きくできる。このため、上記研磨粒子２２は使用開始時より研磨力に優れる。従って、当該研磨材１は研磨粒子２２が脱粒し難く研磨力に優れるので、高い研磨効率を実現できる。また、当該研磨材１は研磨層２０が溝２３で区分された複数の領域から構成されているので、加工する基板への面圧や研磨作用点数を容易に制御でき、研磨精度が高い。さらに、当該研磨材１は研磨時に研磨粒子２２を新たに供給する必要がないため、当該研磨材１を用いた研磨は、研磨コストが低い。

また、当該研磨材の製造方法は、研磨層２０を研磨層用組成物の印刷により形成するので、研磨層２０表面を区分する溝２３と、研磨粒子２２の一部のバインダー２１表面からの突出により表面の最大山高さ（Ｒｐ）が所定範囲内に制御された研磨層２０表面とを容易かつ確実に形成できる。

［その他の実施形態］
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記態様の他、種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。上記実施形態では、溝を等間隔の格子状に構成したが、格子の間隔は、等間隔でなくともよく、例えば縦方向と横方向とで間隔を変えてもよい。ただし、溝の間隔が異なる場合、研磨に異方性が生じるおそれがあるため、等間隔が好ましい。

また、上記実施形態において、凸状部の形状が平面視で直交するＸＹ方向で少なくとも２以上配設されたブロックパターン状である場合を示したが、凸状部の形状は例えばＸ方向のみに配設された一次元形状であってもよい。

また、溝の平面形状は格子状でなくともよく、例えば四角形以外の多角形が繰り返される形状、円形状、平行な線を複数有する形状等であってもよいし、同心円状であってもよい。

上記実施形態において、溝の形成方法としてマスクを用いる方法を示したが、基材表面の全面に研磨層用組成物を印刷した後、エッチング加工やレーザー加工等により溝を形成してもよい。

さらに、図２に示すように当該研磨材２は裏面側の接着層３０を介して積層される支持体４０及びその支持体４０の裏面側に積層される第二接着層３１を備えてもよい。当該研磨材２が支持体４０を備えることにより、当該研磨材２の取扱いが容易となる。

上記支持体４０の材質としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ塩化ビニル等の熱可塑性を有する樹脂やポリカーボネート、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート等のエンジニアリングプラスチックを挙げることができる。上記支持体４０にこのような材質を用いることにより上記支持体４０が可撓性を有し、当該研磨材２が被削体の表面形状に追従し、研磨面と被削体とが接触し易くなるため研磨効率がさらに向上する。

上記支持体４０の平均厚さとしては、例えば０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下とすることができる。上記支持体４０の平均厚さが上記下限未満である場合、当該研磨材２の強度が不足するおそれがある。一方、上記支持体４０の平均厚さが上記上限を超える場合、上記支持体４０を研磨装置に取り付け難くなるおそれや上記支持体４０の可撓性が不足するおそれがある。

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、当該発明は以下の実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
ダイヤモンド研磨粒子（ランズ社の「ＬＳ６０５ＦＮ」）を用意し、日機装株式会社の「ＭｉｃｒｏｔｒａｃＭＴ３３００ＥＸＩＩ」を用いて平均粒子径を計測した。このダイヤモンド研磨粒子の平均粒子径は７．５μｍであった。なお、この研磨粒子のダイヤモンドの種類は５５質量％ニッケルコーティングされた処理ダイヤモンドである。

ケイ酸塩（富士化学株式会社の「３号ケイ酸ソーダ」）、上記ダイヤモンド研磨粒子、及び酸化物充填剤としてのアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３、太平洋ランダム株式会社の「ＬＡ４０００」、平均粒子径４μｍ）を混合し、ダイヤモンド研磨粒子の研磨層に対する含有量が３０体積％及び酸化物充填剤の研磨層に対する含有量が４０体積％となるよう調整し、塗工液を得た。

基材として平均厚さ３００μｍのアルミニウム板を用意し、上記塗工液を用いてこの基材の表面に印刷により格子状の溝を有する研磨層を形成した。なお、印刷のパターンとして溝に対応するマスクを用いることで、研磨層に溝を形成した。表面が溝で区分された複数の領域である凸状部は、平面視で１辺３ｍｍの正方形状とし、平均厚さを３００μｍとした。上記凸状部は、平面視で直交するＸＹ方向に規則的に配列したブロックパターン状とし、凸状部の研磨層全体に対する面積占有率は３６％とした。なお、塗工液は、室温（２５℃）で３０分以上乾燥させ、８０℃で１時間以上加熱脱水させた後、１５０℃で２時間以上４時間以下の時間で硬化させた。

また、基材を支持し研磨装置に固定する支持体として平均厚さ１ｍｍの硬質塩化ビニル樹脂板（タキロン株式会社の「ＳＰ７７０」）を用い、上記基材の裏面と上記支持体の表面とを平均厚さ１３０μｍの粘着剤で貼り合わせた。上記粘着剤としては、両面テープ（積水化学株式会社の「＃５６０５ＨＧＤ」）を用いた。このようにして研磨材を得た。

［実施例２］
実施例１の塗工液をダイヤモンド研磨粒子の研磨層に対する含有量が５０体積％及び酸化物充填剤の研磨層に対する含有量が２０体積％となるよう調整した以外は実施例１と同様にして研磨材を得た。

［実施例３］
実施例１の研磨層の形成において、凸状部の研磨層全体に対する面積占有率を２５％とした以外は実施例１と同様にして研磨材を得た。

［実施例４］
ダイヤモンド研磨粒子（ランズ社の「ＬＳ６００Ｆ」）を用意し、日機装株式会社の「ＭｉｃｒｏｔｒａｃＭＴ３３００ＥＸＩＩ」を用いて平均粒子径を計測した。このダイヤモンド研磨粒子の平均粒子径は４１μｍであった。なお、この研磨粒子のダイヤモンドの種類は単結晶ダイヤモンドである。

ケイ酸塩（富士化学株式会社の「３号ケイ酸ソーダ」）、上記ダイヤモンド研磨粒子、及び酸化物充填剤としてのアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３、太平洋ランダム株式会社の「ＬＡ１２００」、平均粒子径１２μｍ）を混合し、ダイヤモンド研磨粒子の研磨層に対する含有量が５体積％及び酸化物充填剤の研磨層に対する含有量が７１体積％となるよう調整し、塗工液を得た。

上記塗工液を用いた以外は実施例１と同様にして研磨材を得た。

［実施例５〜１４］
実施例４のダイヤモンド研磨粒子のダイヤモンドの種類、平均粒子径及び含有量と、研磨層の溝形状と、酸化物充填剤の種類、平均粒子径及び含有量とを表１のように変化させて、実施例５〜１４を得た。なお、ダイヤモンド研磨粒子の種類において、多結晶ダイヤモンド研磨粒子としてはランズ社の「ＬＳ６００Ｘ」を用い、処理ダイヤモンドとしては５５質量％ニッケルコーティングされたダイヤモンド研磨粒子（ランズ社の「ＬＳ６０５ＦＮ」）を用いた。また、酸化物充填剤の種類において、実施例１１、実施例１３、及び実施例１４のアルミナとしては、太平洋ランダム株式会社の「ＬＡ４０００」を用い、実施例１２のアルミナとしては電気化学工業社の「ＡＳＦＰ−２０」を用い、ジルコニア（ＺｒＯ_２）としては、第一稀元素化学工業社の「ＢＲ−１２ＱＺ」を用い、実施例７のシリカ（ＳｉＯ_２）としては、富士シリシア化学社の「サイリシア４７０」を用い、実施例１１〜１２のシリカ（ＳｉＯ_２）としては、日本アエロジル社の「ＡＥＲＯＳＩＬ ＯＸ５０」（登録商標）を用い、酸化セリウム（ＣｅＯ_２）としては、昭和電工社の「ＳＨＯＲＯＸ Ａ−１０」を用い、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）としては、神島化学工業社の「スターマグＬ」を用いた。

［比較例１］
希釈溶剤（イソホロン）に、エポキシ樹脂（三菱化学株式会社の「ＪＥＲ８２８」）、ダイヤモンド研磨粒子（単結晶、ランズ社の「ＬＳ６００Ｆ」、平均粒子径７．５μｍ）、及び硬化剤（三菱化学株式会社の「ＹＨ３０６」並びに四国化成工業株式会社の「キュアゾール１Ｂ２ＭＺ」）を加えて混合し、ダイヤモンド研磨粒子の研磨層に対する含有量が４７体積％となるよう調整し、塗工液を得た。なお、比較例１の塗工液には酸化物充填剤は加えていない。

上記塗工液を用いた以外は実施例１と同様にして比較例１の研磨材を得た。

［比較例２］
ケイ酸塩（富士化学株式会社の「３号ケイ酸ソーダ」）、酸化物充填剤としてのアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３、太平洋ランダム株式会社の「ＬＡ８００」、及び平均粒子径３０μｍ）を混合し、酸化物充填剤の研磨層に対する含有量が７３体積％となるよう調整し、塗工液を得た。なお、比較例２の塗工液にはダイヤモンド研磨粒子は加えていない。

上記塗工液を用いた以外は実施例１と同様にして比較例２の研磨材を得た。

［比較例３］
希釈溶剤（イソホロン）に、エポキシ樹脂（三菱化学株式会社の「ＪＥＲ８２８」）、ダイヤモンド研磨粒子（単結晶、ランズ社の「ＬＳ６００Ｆ」、平均粒子径３５μｍ）、及び硬化剤（三菱化学株式会社の「ＹＨ３０６」並びに四国化成工業株式会社の「キュアゾール１Ｂ２ＭＺ」）を加えて混合し、ダイヤモンド研磨粒子の研磨層に対する含有量が４５体積％となるよう調整し、塗工液を得た。なお、比較例３の塗工液には酸化物充填剤は加えていない。

上記塗工液を用いて実施例１と同様の基材の表面に実施例１と同様の印刷により研磨層を形成した。なお、塗工液は、１２０℃で３分間以上乾燥させた後、１２０℃で１６時間以上２０時間以下の時間で硬化させた。

さらに、実施例１と同様にして上記基材の裏面と支持体とを貼り合わせ比較例３の研磨材を得た。

［比較例４］
比較例３の塗工液のダイヤモンド研磨粒子を平均粒子径５０μｍとした以外は比較例３と同様にして比較例４の研磨材を得た。

［比較例５］
希釈溶剤（イソホロン）に、エポキシ樹脂（三菱化学株式会社の「ＪＥＲ８２８」）、ダイヤモンド研磨粒子（単結晶、ランズ社の「ＬＳ６００Ｆ」、平均粒子径３５μｍ）、酸化物充填剤としてのアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３、太平洋ランダム株式会社の「ＬＡ１２００」、平均粒子径１２μｍ）及び硬化剤（三菱化学株式会社の「ＹＨ３０６」並びに四国化成工業株式会社の「キュアゾール１Ｂ２ＭＺ」）を加えて混合し、ダイヤモンド研磨粒子の研磨層に対する含有量が２０体積％及び酸化物充填剤の研磨層に対する含有量が３０体積％となるよう調整し、塗工液を得た。

上記塗工液を用いた以外は比較例３と同様にして比較例５の研磨材を得た。

［研磨条件］
上記実施例１〜３及び比較例１で得られた研磨材を用いて、ガラス基板の研磨を行った。上記ガラス基板には、直径６．２５ｃｍ、比重２．４の３枚のソーダライムガラス（平岡特殊硝子製作株式会社製）を用いた。上記研磨には、市販の両面研磨機（日本エンギス株式会社「ＥＪＤ−５Ｂ−３Ｗ」）を用いた。両面研磨機のキャリアは、厚さ０．４ｍｍのエポキシガラスである。研磨は、研磨圧力を１５０ｇ／ｃｍ^２とし、上定盤回転数６０ｒｐｍ、下定盤回転数９０ｒｐｍ及びＳＵＮギア回転数１０ｒｐｍの条件で１５分間行った。その際、クーラントとして、株式会社モレスコの「ツールメイトＧＲ−２０」を毎分１２０ｃｃ供給した。

また、上記実施例４〜１４及び比較例２〜５で得られた研磨材を用いて、サファイア基板の研磨を行った。上記サファイア基板には、直径２インチ、比重３．９７、ｃ面の３枚のサファイア（アズラップ処理済、株式会社同人産業製）を用いた。上記研磨には、市販の両面研磨機（日本エンギス株式会社の「ＥＪＤ−５Ｂ−３Ｗ」）を用いた。両面研磨機のキャリアは、厚さ０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下のエポキシガラスである。研磨は、研磨圧力を２００ｇ／ｃｍ^２とし、上定盤回転数４０ｒｐｍ、下定盤回転数６０ｒｐｍ及びＳＵＮギア回転数２０ｒｐｍの条件で行った。その際、クーラントとして、出光興産株式会社の「ダフニーカットＧＳ５０Ｋ」を毎分５〜３０ｃｃ供給した。

［評価方法］
実施例１〜１４及び比較例１〜５の研磨材の研磨層表面の最大山高さ（Ｒｐ）及びこれらの研磨材を用いて研磨した基板（ガラス基板又はサファイア基板）について、研磨速度と研磨後の被削体の表面粗さ（Ｒａ）とを求めた。結果を表１に示す。

（最大山高さ）
最大山高さについて、表面粗さ測定計（株式会社ミツトヨの「ＳＶ−Ｃ４１００」）を用い、ＪＩＳ−Ｂ−０６０１：２００１記載の方法に準拠して研磨層表面の任意の３カ所に関して、送り速度０．２ｍｍ／秒、カットオフ０．２５ｍｍ、測定長さ１．２５ｍｍの設定で行い、得られた測定値の平均値を求めた。

（研磨速度）
研磨速度について、研磨前後の基板の重量変化（ｇ）を、基板の表面積（ｃｍ^２）、基板の比重（ｇ／ｃｍ^３）及び研磨時間（分）で除し、算出した。

（表面粗さ）
実施例１〜１０の表面粗さについては、接触式表面粗さ計（株式会社ミツトヨの「Ｓ−３０００」）を用い、表面及び裏面それぞれ任意の４カ所を測定し、合計８カ所の平均値を求めた。実施例１１〜１４の表面粗さについては、表面粗さが実施例１〜１０より小さいため、Ｂｕｒｋｅｒ社のオプティカルプロファイラー「Ｗｙｋｏ ＮＴ１１００」を用い、表面及び裏面それぞれ任意の４カ所を測定し、合計８カ所の平均値を求めた。比較例１〜５については、研磨力不足により、これらの比較例により本来現れるべき表面粗さが研削体に表出しなかったため、測定を行わなかった。

表１から実施例１〜３の研磨材は、比較例１の研磨材に比べガラス基板の研磨において研磨速度が大きい。また、実施例４〜１０の研磨材は、比較例２〜５の研磨材に比べサファイア基板の研磨において研磨速度が大きい。これに対し、比較例２は、研磨層が研磨粒子を有さないため研磨速度が低く、比較例１及び比較例３〜５は、バインダーの主成分が無機物ではないため研磨粒子が脱粒し易く、また最大山高さ（Ｒｐ）が小さいため、高い研磨速度が得られないと考えられる。

また、研磨粒子の平均粒子径が小さい実施例１１〜１４の研磨材は、比較例２〜５の研磨材に比べ、研磨後の被削体の表面粗さが小さく、研磨精度が高いことが分かる。

以上から、研磨層が無機物を主成分とするバインダーとこのバインダー中に分散される研磨粒子とを有し、研磨層表面の最大山高さ（Ｒｐ）を所定範囲内とすることで、当該研磨材は高い研磨効率と高い研磨精度とを有するといえる。

本発明の研磨材によれば、基板材料の加工効率と仕上がり平坦性とを高い水準で両立できると共に研磨コストの低い研磨ができる。従って、当該研磨材は、電子機器等に用いられるガラス基板や、サファイアや炭化ケイ素といった難加工基板の研磨に好適に用いることができる。

１、２ 研磨材
１０ 基材
２０ 研磨層
２１ バインダー
２２ 研磨粒子
２３ 溝
２４ 凸状部
３０ 接着層
３１ 第二接着層
４０ 支持体

Claims (6)

1. 基材と、その表面側に積層される研磨層とを備える研磨材であって、
   上記研磨層が無機物を主成分とするバインダーとこのバインダー中に分散される研磨粒子とを有し、
   上記研磨層の表面が溝で区分された複数の領域から構成され、
   上記無機物がケイ酸塩であり、
   上記研磨層表面の最大山高さ（Ｒｐ）が２．５μｍ以上７０μｍ以下であることを特徴とする研磨材。
2. 上記複数の領域が平面視で直交するＸＹ方向で少なくとも２以上配設されている請求項１に記載の研磨材。
3. 上記バインダーが酸化物を主成分とする酸化物充填剤を含有し、
   上記酸化物充填剤の平均粒子径が上記研磨粒子の平均粒子径よりも小さい請求項１又は請求項２に記載の研磨材。
4. 上記研磨粒子がダイヤモンドである請求項１、請求項２又は請求項３に記載の研磨材。
5. 上記研磨層が印刷法により形成される請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の研磨材。
6. 基材と、その表面側に積層され、表面が溝で区分された複数の領域から構成される研磨層とを備える研磨材の製造方法であって、
   研磨層用組成物の印刷により表面の最大山高さ（Ｒｐ）が２．５μｍ以上７０μｍ以下に制御された上記研磨層を形成する工程を備え、
   上記研磨層用組成物が、無機物を主成分とするバインダー成分及び研磨粒子を有し、
   上記無機物がケイ酸塩であることを特徴とする研磨材の製造方法。
   

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