研磨パッドの現在地と未来――寡占市場が変わるとき、「知能を持つパッド」が現れる

仕上げを支える「硬さ」という一点

仕上げ工程で使われる消耗材である研磨パッド。粗加工で形を作り、最後に面を整える――その仕上げの良し悪しを、スラリーや砥粒とともに静かに左右しているのがパッドです。材料はポリウレタンが主流ですが、発泡を効かせた硬質タイプから、不織布に樹脂を含浸させた軟質タイプまで幅広い選択肢があります。

なかでも現場で最も重要と感じるのが、この「硬さ」という一点です。硬ければ平坦性は出るが傷が入りやすく、柔らかければ傷は減るがうねりが残る。硬さはパッドの個性そのものであり、ここの絶妙な作り込みが最終的な製品の顔つきを決めます。地味な消耗材に見えて、実は極めて繊細なチューニングの産物なのです。

面粗さとレートは、なぜ両立しないのか

レートを上げようとすればパッドを硬くし、圧力や回転速度を上げることになりますが、その分だけ面に微細な傷やダメージが入りやすくなります。逆に、滑らかな面を狙って条件を穏やかにすれば、加工時間が延びて生産性が落ちます。

「速く、かつ綺麗に」という相反する要求のあいだで、どこに着地点を置くか――それを物理的に体現しているのがパッドの硬さと表面構造です。強火は速いが焦げる、弱火は丁寧だが時間がかかる料理の火加減に近いものがあり、最適点はワークによって毎回異なり、レシピ通りにはいきません。

富士紡とQnity――寡占という現実

国内の現場で実際に名前が挙がるのは、日本の富士紡（フジボウ）と、デュポン系の実質的に二社に集約されます。長年の世界標準であるIC1000系の硬質パッドはもともとデュポンの製品ですが、その出自をたどるとロデール、ローム・アンド・ハース、ダウと買収を重ね、近年デュポンに統合されました。そして2025年にはエレクトロニクス事業が分離独立して「Qnity（クニティ）」となり、半導体パッドは現在このQnity（日本ではQnityジャパングループ）が担っています。

視野を世界に広げると、キャボット系（インテグリス傘下）も大手であり、中国のディンロンや韓国勢も伸びています。それでも供給側の顔ぶれは驚くほど限られており、寡占的な市場構造は変わっていません。

なぜ革新が止まって見えるのか

この寡占構造のためか、パッドの世界は長らく「革新の止まった領域」に見えます。素材も構造も、数十年前の延長線上にある製品が今なお現役です。

わかりやすい例が、パッドの貼り替え作業です。パッドは定盤に粘着シートで貼り付けて使いますが、この作業は地味に面倒で、気泡が入れば即不良につながる神経を使う工程です。立ち上げや交換のたびに装置を止め、人手で慎重に貼る。熟練者ほど手早く綺麗に貼れますが、それは裏を返せば属人的なノウハウへの依存を意味します。

ワンタッチで脱着でき、位置決めも自動化されるようなハンドリング技術があれば、現場の負担とダウンタイムは大きく減るはずです。消耗材としての性能競争に偏り、「使い勝手」という地に足のついた革新が後回しにされてきた印象が拭えません。買い手が少数の大手に集中していれば、作業性で差別化する動機も働きにくいのでしょう。

パッドに「知能」を――摩耗モニタリングという伸びしろ

最も期待しているのは、パッドが自らの状態を語り出すことです。自動車のタイヤが常に空気圧を監視して異常を知らせてくれるように、研磨パッドも装置上で摩耗レベルや目詰まりをリアルタイムに把握し、最適な交換タイミングをアラートしてくれてよいはずです。

この方向の開発は静かに進んでいます。コンディショナーアームにセンサーを組み込んでパッド厚みをその場で測る手法、パッドに混ぜたマーカー成分の濃度から摩耗の偏りを読む試み、振動を摩耗の指標とするアプローチなどが提案されています。

もっとも、スラリーと砥粒にまみれる過酷な環境でセンサーが長期間にわたり精度を保ち続けるのは容易ではなく、コスト負担の問題も残ります。それでもパッド交換には相応のダウンタイムが伴い、寿命を一割縮めるだけでもコストへの影響は無視できません。だからこそ「知能を持つパッド」は、確かな伸びしろのある領域だと考えます。

ウレタンの先はあるのか――私の見立て

正直に言えば、ウレタンを超える革新的な新素材が研磨パッドの主役に躍り出た、という実感は今のところありません。発泡の制御や不織布との組み合わせ、使用済みパッドを再生してコストを下げる技術といった改良は進んでいますが、それらはあくまでウレタンという土俵の上での工夫です。

新しい樹脂系や複合材料の検討が無いわけではありませんが、量産ラインの信頼性という高い壁の前で、置き換えには至っていないのが実情です。半導体材料が酸化ガリウムやGaNへと多様化し、加工対象がこれほど変わっていく時代に、それを支えるパッドの素材だけが据え置きでよいはずがありません。

研磨パッドは、研磨システムの中で最も革新の余地を残した部材だと考えています。硬さの設計、使い勝手、そして知能化――この三つが噛み合ったとき、研磨パッドはようやく「もう一つの主役」として正当に評価されるでしょう。

記事No,454