CN105102188B

CN105102188B - 研磨垫及研磨方法

Info

Publication number: CN105102188B
Application number: CN201480013724.8A
Authority: CN
Inventors: 土肥俊郎; 濑下清; 高木正孝; 柏田太志
Original assignee: Kyushu University NUC; Fujibo Holdins Inc
Current assignee: Kyushu University NUC; Fujibo Holdins Inc
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2014-02-27
Publication date: 2021-06-01
Anticipated expiration: 2034-02-27
Also published as: US20160016292A1; EP2974829A1; KR20150131024A; JPWO2014141889A1; US9956669B2; EP2974829B1; JP6396888B2; EP2974829A4; TWI577499B; CN105102188A; TW201501866A; WO2014141889A1; KR102178213B1

Abstract

本发明提供一种研磨垫，所述研磨垫具有研磨构件，所述研磨构件具有研磨面，所述研磨构件含有具有膨胀特性的材料。

Description

研磨垫及研磨方法

技术领域

本发明涉及研磨垫及研磨方法。

背景技术

以往，对于半导体器件、电子部件等的材料、尤其是Si基板(硅晶片)、GaAs(镓砷)基板、玻璃、硬盘、LCD(液晶显示器)用基板等薄型基板(被研磨物)的表面(加工面)要求平坦性，因而进行使用研磨垫和研磨浆料的化学机械研磨加工。另一方面，已知能适用于将来的动力设备等的材料、例如蓝宝石、SiC、GaN及金刚石等是难以进行研磨加工的难加工材料。

以往，在开发新的研磨加工技术时，以所谓的Prestonian的经验规则为参考，进行了研磨垫、研磨浆料的材料、结构及研磨条件的研究。所谓Prestonian经验规则，简单地说，是以下这样的经验规则：被研磨物的研磨量与研磨垫和被研磨物之间的相对速度(以下简称为“相对速度”。)、这两者之间的按压力(以下简称为“研磨压力”。)、以及研磨时间成比例。然而已知即使基于该Prestonian经验规则提高相对速度及研磨压力，也会由于研磨装置的能力限度等，而在将被研磨物(以下也称为“工件”。)、尤其是难加工材料在短时间内高效地研磨的方面尚不充分。

因此，作为研磨浆料，针对显示非Prestonian行为的浆料进行了研究。例如，专利文献1意图提供一种分散稳定性得到改善、显示非Prestonian研磨特性的研磨浆料的制造方法，提出了包括以下阶段的研磨浆料的制造方法：阶段(a)，在水中分散研磨粒子及阴离子性聚合物酸分散剂；及阶段(b)，以100重量份研磨粒子为基准，以0.1～8重量份的量向生成的分散液中添加碱性物质。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006－279050号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，本申请的发明人们详细研究了以上述专利文献1为代表的现有技术后发现，现有技术中，在将被研磨物在短时间内高效研磨方面仍然不够充分。即，根据专利文献1(尤其是0043段及图3)已经确认了显示非Prestonian行为：研磨速率在临界点以上的压力下急剧增加，并非随着研磨压力的变化成比例地线性增加。然而，由专利文献1图3可知，使用专利文献1涉及的研磨浆料时，与使用普通研磨浆料的情况相比，研磨压力低时的研磨速率更少。因此，即使在临界点以上的压力下研磨速率急剧增加，也无法进行与普通研磨浆料相比更短时间更高效的研磨。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种可在短时间内高效地研磨被研磨物的研磨垫、及使用了该研磨垫的研磨方法。

用于解决课题的手段

本发明的发明人们为了达成上述目的而反复进行了深入研究，结果发现，通过采用显示特定行为的材料作为构成研磨垫的研磨面的材料，可在短时间内高效地研磨被研磨物，从而完成了本发明。

即，本发明如下所述。

[1]一种研磨垫，其具有研磨构件，所述研磨构件具有研磨面，研磨构件含有具有膨胀特性的材料。

[2]如[1]所述的研磨垫，其中，具有膨胀特性的材料包含：具有膨胀特性的树脂、或含有无机粒子和介质液体的具有膨胀特性的无机粒子组合物。

[3]如[2]所述的研磨垫，其中，包含具有膨胀特性的树脂的具有膨胀特性的材料，还包含无机粒子。

[4]如[2]或[3]所述的研磨垫，其中，具有膨胀特性的树脂含有具有膨胀特性的有机硅树脂。

[5]如[1]～[4]中任一项所述的研磨垫，其中，研磨构件含有片状的纤维基材、和含浸于该纤维基材的具有膨胀特性的材料。

[6]如[1]～[5]中任一项所述的研磨垫，其中，研磨构件含有具有凹部的基材、和已被填充到凹部内的具有膨胀特性的材料。

[7]一种研磨方法，其具有使用[1]～[6]中任一项所述的研磨垫研磨被研磨物的工序。

发明的效果

通过本发明，可提供可在短时间内高效地研磨被研磨物的研磨垫、及使用了该研磨垫的研磨方法。

附图说明

[图1]为表示本发明的研磨垫的一例的示意性的剖面图。

[图2]为表示本发明的研磨垫的另一例的示意性的剖面图。

[图3]为表示本发明的研磨垫的又一例的示意性的剖面图。

[图4]为表示实施例中的研磨试验的结果的柱形图。

[图5]为表示实施例中的另一研磨试验的结果的图。

[图6]为表示实施例中的又一研磨试验的结果的图。

具体实施方式

以下，根据需要参照附图，详细说明用于实施本发明的方式(以下简称为“本实施方式”。)。需要说明的是，附图中，对相同要素标注相同符号，并省略重复说明。另外，对于上下左右等的位置关系，只要没有特别说明，基于附图所示的位置关系。此外，附图的尺寸比率不限于图示的比率。

本实施方式的研磨垫具有研磨构件，所述研磨构件具有研磨面，研磨构件含有具有膨胀特性的材料。此处，“具有膨胀特性的材料”是指以下材料：赋予剪切应变时，与未赋予该剪切应变的情况相比，具有更高的粘性。本实施方式中，以下材料也属于具有膨胀特性的材料：以某一大小的频率(即，某一大小的剪切速度)赋予剪切应变时，与以低于该频率的频率(即，低于该剪切速度的剪切速度)赋予剪切应变的情况相比，具有更高的粘性。

某材料是否为具有膨胀特性的材料(以下简称为“膨胀性材料”。)可通过以下方式确认。首先，将测定对象的材料成型成厚2mm×宽5mm×长10mm的长方体的形状，将该长方体作为试样，准备2个该试样。接下来，用两个试样在试样的厚度方向上夹持固体剪切测定用工具(被固定的工具)，进而将它们在试样的厚度方向(层叠方向)上用与上述不同的2个固体剪切测定用工具(用于赋予振动的工具)夹持。而后，在研磨垫的使用温度、规定的2种以上的频率、0.1％的剪切应变量这样的条件下使用于赋予振动的工具在试样的剪切方向(与厚度方向正交的方向)上振动，由此测定各频率时的复数模量。作为可如上所述地测定复数模量的装置，例如，可举出IT测量控制股份有限公司(日语：アイティー計測制御株式会社)制的动态粘弹性试验装置(型号：DVA－200/L2)。结果，赋予较高频率时的复数模量与赋予较低频率时的复数模量之比(膨胀系数。以下将其记载为“D系数”。)大于1.0时，判断该材料为膨胀性材料。从更有效且可靠地实现本发明的目的的观点考虑，对于膨胀性材料而言，优选的是，在接近于实际的研磨温度的温度即30℃时，赋予100HZ的频率时的复数模量(G^＊ _100Hz)相对于赋予1Hz的频率时的复数模量(G^＊ _1HZ)之比(G^＊ _100HZ/G^＊ _1HZ)、即D系数大于3.0。膨胀性材料的D系数可通过适当调整膨胀性材料中包含的各材料的种类、配合比来控制。需要说明的是，如下测定复数模量：一边以规定的频率使试样振动、一边以下述温度模式在直至80℃的温度范围内进行测定，所述温度模式为从－20℃开始以10℃/分钟升温，每升温10℃在该温度下保持2分钟，然后恢复升温。如上所述，基于30℃的温度下的复数模量的结果算出D系数。该D系数的上限没有特别限制，例如，D系数可以是10.0以下，可以是8.0以下，也可以是6.0以下。

对于膨胀性材料而言，30℃下赋予50Hz的频率时的复数模量优选为2.0×10⁵～6.0×10⁷Pa，更优选为1.0×10⁶～4.0×10⁷Pa。通过使50Hz时的复数模量为2.0×10⁵Pa以上，可得到如下效果：进一步提高已考虑了在变形时以热的形式消失的能量的、材料的动态物性值(材料的硬度)，进一步提高研磨效率。另外，通过使50Hz时的复数模量为6.0×10⁷Pa以下，可得到使研磨品质更良好这样的效果。对于50Hz时的复数模量而言，除了将频率从1Hz及100Hz变更为50Hz之外，可利用与测定计算D系数时的复数模量的上述方法相同的方法进行测定。

作为膨胀性材料，例如，可举出具有膨胀特性的树脂(以下称为“膨胀性树脂”。)、具有膨胀特性的淀粉组合物(以下称为“膨胀性淀粉组合物”。)、及具有膨胀特性的无机粒子组合物(以下称为“膨胀性无机粒子组合物”。)。另外，作为具有膨胀特性的材料已知的材料也可用作本实施方式涉及的膨胀性材料。可以单独使用它们中1种，或组合使用2种以上。

作为膨胀性树脂，例如，可举出具有膨胀特性的有机硅树脂、及具有膨胀特性的聚氨酯。作为具有膨胀特性的有机硅树脂，例如，可举出可以在末端具有取代基的二甲基聚硅氧烷树脂、通过硼进行了交联的二甲基聚硅氧烷树脂。作为通过硼进行了交联的二甲基聚硅氧烷树脂，例如，可举出日本特表2007－516303号公报中记载的聚硼二甲基硅氧烷。另外，作为市售品，作为上述可以在末端及侧链上具有取代基的二甲基聚硅氧烷树脂，例如，可举出Dow Corning公司制的商品名“DOW CORNING(注册商标)3179 DILATANT COMPOUND”中包含的羟基末端二甲基聚硅氧烷树脂、信越化学工业株式会社制的上述树脂，另外，可举出株式会社BOUNCY制的Snatch·Clay(商品名)系列(例如，型号：BX－050C、BX－100C、BX－050T、BX－100T)中包含的上述树脂。作为具有膨胀特性的聚氨酯，例如，可举出日本特开平5－320305号公报中记载的具有膨胀特性的聚氨酯。

当使用膨胀性树脂时，膨胀性材料可以是除了包含该树脂之外还包含其他成分的具有膨胀特性的树脂组合物(以下称为“膨胀性树脂组合物”。)。作为膨胀性树脂组合物中包含的膨胀性树脂以外的成分，例如，可举出含有羟基的有机硅树脂等向膨胀性材料赋予亲水性的改性剂；硅油等溶剂、分散介质(以下将溶剂及分散介质统称为“介质液体”。)；无机氧化物粒子(例如二氧化铈(CeO₂)、二氧化硅(SiO₂)、氧化铝(Al₂O₃)、二氧化锆(ZrO₂)、氧化锰(MnO₂，Mn₂O₃，Mn₃O₄等)及二氧化钛(TiO₂)的粒子)、粘土矿物粒子(例如高岭石、叶蛇纹石、叶蜡石、伊利石、蒙脱石及蛭石的粒子)、金刚石粒子、SiC粒子及B₄C粒子等的无机粒子；及甲基纤维素、羟基亚甲基纤维素等增稠剂。可以单独使用它们中1种，或组合使用2种以上。从更容易地将膨胀性树脂组合物保持于研磨垫的观点；以及提高亲水性以使得在研磨浆料含有水时容易浸润该研磨浆料的观点考虑，优选膨胀性树脂组合物包含无机粒子。由此，作为结果，研磨垫的研磨特性进一步提高。作为膨胀性树脂组合物，例如，可举出上述的商品名“DOW CORNING(注册商标)3179 DILATANT COMPOUND”、Snatch·Clay(商品名)系列(例如，型号：BX－050C、BX－100C、BX－050T、BX－100T)。

对于膨胀性树脂组合物中含有的各成分的含有比例而言，只要是膨胀性树脂组合物具有膨胀特性的范围即可，没有特别限制。例如，从保持更良好的膨胀特性的观点考虑，膨胀性树脂相对于膨胀性树脂组合物的总量的含有比例优选为50质量％以上且低于100质量％，更优选为70质量％以上且低于100质量％。另外，当膨胀性树脂组合物不仅含有膨胀性树脂而且还含有无机粒子时，从不仅保持更良好的膨胀特性，而且还保持通过含有无机粒子而带来的上述效果的观点考虑，除了膨胀性树脂的上述优选含有比例之外，优选无机粒子的含有比例为20～30质量％。另外，从更有效且可靠地发挥由膨胀性材料带来的本发明的效果的观点考虑，无机粒子的平均粒径优选为100nm～5.0μm，更优选为200nm～1.5μm，进一步优选为250nm～1.0μm。

膨胀性无机粒子组合物是含有无机粒子及其介质液体的组合物，其具有膨胀特性。作为构成无机粒子的材料，例如，可举出二氧化铈、二氧化硅(例如纳米二氧化硅)及二氧化钛(TiO₂)等无机氧化物、以及高岭石、叶蛇纹石、叶蜡石、伊利石、蒙脱石及蛭石等粘土矿物等。其中，从更有效且可靠地保持膨胀特性的观点考虑，优选无机氧化物，更优选二氧化铈。作为介质液体，例如，可举出水、以及乙醇、丙醇等低级醇、乙二醇、丙二醇等低级二醇、二醇醚类、及它们的水溶液，其中优选水。可以单独使用它们中1种，或组合使用2种以上。但是，当膨胀性无机粒子组合物使用含有水的研磨浆料时，也存在如下情况，即，无机粒子扩散到该水中，研磨效率降低。该情况下，例如可通过少量添加上述膨胀性树脂组合物而进行改善。

对于膨胀性无机粒子组合物中含有的各成分的含有比例而言，只要是膨胀性无机粒子组合物具有膨胀特性的范围即可，没有特别限制。例如，从保持更良好的膨胀特性的观点考虑，无机粒子相对于膨胀性无机粒子组合物的总量的含有比例优选为70～95质量％，更优选为80～85质量％。从同样的观点考虑，介质液体的含有比例优选为5～30质量％，更优选为15～20质量％。该情况下，若无机粒子为无机氧化物粒子、且介质液体为水，则可保持更良好的膨胀特性，因而优选。

对于本实施方式的膨胀性材料而言，不包括通过磨耗被研磨从而从体系中排出的部分，其被预先保持在研磨垫上，在研磨中途没有新的供给，在这方面，其与不保持在研磨垫上(即，在研磨加工中在研磨垫上移动并被排出到体系外)、在研磨中途有新的供给的研磨材料(磨粒)、研磨浆料不同。即，本实施方式中，膨胀性材料具有可在研磨垫的保管及使用中被保持于研磨垫的程度的物性。另外，膨胀性材料具有容易将新供给的研磨材料(磨粒)保留、保持在研磨垫上的功能。在研磨垫的使用温度下，膨胀性材料具有远高于研磨浆料的粘度，流动性非常低，因此，除了研磨屑以外，极难从研磨垫流失。

接下来，针对本实施方式的研磨垫，例举一些实施方式。但本发明的研磨垫不限于此。

对于本实施方式的第一方式的研磨垫而言，研磨构件含有片状的纤维基材、和含浸于该纤维基材的膨胀性材料。图1为表示这种研磨垫的一例的示意性的剖面图。图1所示的研磨垫100依次层叠有：研磨层110，其是含有片状的纤维基材和含浸于该纤维基材的膨胀性材料的研磨构件；支承材料120，其支承该研磨层110；双面胶带130；和剥离纸140。对于研磨垫100而言，使研磨层110的研磨面P1与被研磨物接触而进行研磨。

对于片状的纤维基材而言，只要可作为研磨布的基材使用即可，没有特别限制，可以是现有已知的物质。片状的纤维基材可以是使纤维交织而成的无纺布，也可以是织物，也可以是编织物，从更有效且可靠地发挥本发明的效果的观点考虑，优选为无纺布。得到无纺布时使纤维交织的方法没有特别限制，例如，可以是针刺法，也可以是水刺法(Spun Lace)、热结合、化学结合、针角式粘合、蒸汽喷射法。另外，作为片状的纤维基材的纤维材料，可以是天然纤维及合成纤维中的任一种，例如，可举出棉及麻等天然纤维、以及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、其他的聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯及(甲基)丙烯酸树脂等树脂纤维等合成纤维。其中，优选选自聚酯、聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯及(甲基)丙烯酸树脂中的材料。纤维材料可单独使用1种，或组合使用2种以上。

纤维的纤度的优选范围随着纤维材料的种类的不同而不同，通常，优选为2d～12d，更优选为2d～6d。通过使其纤度为上述下限值以上，从而存在以下倾向：变得易于保持用于含浸研磨层的空隙。另外，通过使其纤度为上述上限值以下，从而存在以下倾向，变得易于使研磨层具有更良好的柔软性，具有更均匀的恢复性。

纤维基材的密度优选为0.05g/cm³～0.30g/cm³，更优选为0.10g/cm³～0.20g/cm³。通过使其密度为上述下限值以上，可进一步均匀地成型、保持膨胀性材料。另外，通过使其密度为上述上限值以下，从而膨胀性材料的含浸加工变得更容易，可更多地保持膨胀性材料。

被含浸于片状的纤维基材的膨胀性材料只要是上述本实施方式的膨胀性材料即可，由于已进行过说明，所以此处省略说明。

研磨层110中的纤维基材与膨胀性材料的配合比没有特别限制，优选为相对于它们的总量100质量份、纤维基材为10～40质量份这样的配合比，更优选为相对于它们的总量100重量份、纤维基材为20～30质量份这样的配合比。通过使配合比为上述下限值以上，可进一步提高由纤维基材所产生的膨胀性材料的保持能力。另外，通过使配合比为上述上限值以下，从而形成在赋予剪切应变前后的粘性差更大的、膨胀特性更优异的研磨层。需要说明的是，研磨层110中，膨胀性材料至少被含浸于与被研磨物接触的研磨面P1即可，不一定必须被含浸于研磨层110的整体。

研磨层110的厚度优选为0.5mm～10.0mm，更优选为1.0mm～3.0mm。通过使该厚度为上述下限值以上，从而可使研磨层110具有更优异的膨胀特性。另外，通过使该厚度为上述上限值以下，从而可进一步缩小研磨垫100的边缘松弛。厚度可按照日本工业标准(JIS K6505)测定。

从更有效且可靠地实现本发明的目的的观点考虑，研磨层110的D系数(30℃下，赋予100Hz的频率时的复数模量与赋予1Hz的频率时的复数模量之比)优选为1.5以上，更优选为2.0以上。研磨层110的D系数可按照与膨胀性材料的D系数相同的方式测定。研磨层110的D系数可通过调整膨胀性材料与片状的纤维基材的配合比、或适当调整膨胀性材料中含有的各材料的种类、配合比而进行控制。研磨层110的D系数的上限没有特别限制，例如，D系数可以是8.0以下，可以是6.0以下，也可以是4.0以下。

研磨层110的密度优选为0.60g/cm³～1.0g/cm³，更优选为0.75g/cm³～0.95g/cm³。通过使密度为0.60g/cm³以上，可得到如下效果：更有效地抑制因研磨压力而导致的研磨布的失弹(抑制永久变形)。另外，通过使密度为1.0g/cm³以下，可获得如下效果：在与工件的接触点，可得到更充分的研磨压力(抑制因接触面积的增大而导致的作用点的压力降低)。其结果，当密度在上述范围内时，容易形成下述研磨布，所述研磨布不仅可确保更高的研磨速率，可确保更长的研磨布的寿命，而且可进一步确保足够高的被研磨物的平坦性。密度可按照日本工业标准(JIS K 6505)进行测定。

研磨垫100所具有的支承材料120、双面胶带130及剥离纸140的材质、厚度没有特别限制，可以与现有的研磨垫中使用的那些相同。本实施方式的研磨垫100中，支承材料120并非必须，作为支承材料120，可举出例如PET膜，作为双面胶带130，可举出例如丙烯酸类粘合剂等的粘合剂层形成于PET膜等挠曲性的基材两面而成的双面胶带。另外，支承材料120可以通过未图示的粘接剂等与研磨层110接合。

对于研磨垫100的制造方法而言，除了例如按照以下方式制作研磨层110之外，没有特别限制，可以与现有方法同样地进行。研磨层110可通过将膨胀性材料含浸于片状的纤维基材而得到。当膨胀性材料为通过加热而变得具有流动性的物质时(例如，为具有膨胀特性的热塑性树脂、含有该热塑性树脂的树脂组合物时)，在将膨胀性材料放置到纤维基材上后，将它们整体收纳在容器中，在恒温槽内等进行加热，由此，使放置的膨胀性材料流动，含浸到纤维基材中。然后，将其整体冷却，根据需要进行切割、成型，由此得到在纤维基材中含浸有膨胀性材料的研磨层110。或者，当膨胀性材料即使加热也不具有流动性的情况下(例如，为具有膨胀特性的热固性树脂、含有该热固性树脂的树脂组合物的情况，为膨胀性淀粉组合物、膨胀性无机粒子组合物的情况)，预先将热固性树脂、淀粉或者无机粒子与介质液体混合，达到具有流动性的程度，然后，在该混合液中浸渍纤维基材。接下来，将它们干燥，挥发除去介质液体直到达到具有膨胀特性的程度，由此得到在纤维基材中含浸有膨胀性材料的物质。然后，根据需要，进行切割、成型，由此可得到在纤维基材中含浸有膨胀性材料的研磨层110。

对于第一方式的研磨垫100而言，研磨层110具有下述膨胀性材料，对于所述膨胀性材料而言，通过赋予较高的剪切应变，与赋予较低剪切应变的情况相比，具有更高的粘性。结果，由于研磨层110具有膨胀特性，所以当进行研磨加工时，若提高相对速度，或增大研磨压力，则被研磨物的研磨速率急剧升高，与以往的研磨垫(具有仅使用了符合Prestonian经验规则的材料的研磨层)相比，可显著地缩短研磨时间。此外，当利用化学机械研磨等而使用研磨浆料时，研磨浆料中的磨粒被埋入到膨胀性材料内而被保持，因而可进一步提高研磨速率。另外，对于研磨层110中包含的膨胀性材料而言，随着相对速度的变化，其粘性发生变化，因此，当想要将磨粒高效地埋入到膨胀性材料中时，只要降低相对速度或研磨压力即可。然后，若提高相对速度或研磨压力，则膨胀性材料的粘性上升，更牢固地保持被埋入其中的磨粒，因此，可有效地将磨粒用于研磨。即，通过本方式，可在持续进行研磨加工的同时更高效且可靠地进行磨粒的埋入及保持这两方。另外，由于研磨层110是在片状的纤维基材中含浸膨胀性材料而成的，因此，研磨层110的研磨面P1形成较均匀的硬度，并且较平坦。因此，可更均匀地研磨被研磨物。此外，通过在纤维基材中含浸膨胀性材料，可在整个研磨面P1上均匀分布膨胀性材料，因此，可在整个研磨面P1上更有效地发挥膨胀性材料的效果。另外，第一方式中，作为研磨垫100的基材，示出了片状的纤维基材，但也可将以往的研磨垫(在无纺布之类的片状的纤维基材中含浸聚氨酯之类的树脂而形成)作为基材，进一步在其中含浸膨胀性材料，形成本实施方式涉及的研磨垫。

对于本实施方式的第二方式的研磨垫而言，研磨构件含有具有凹部的基材、和已被填充到凹部内的膨胀性材料。图2为示出这种研磨垫的一例的示意性的剖面图。图2所示的研磨垫200依次层叠有：为研磨构件的研磨层210，其含有具有凹部218的基材212、和已被填充到凹部218内的膨胀性材料214；支承材料120，其支承该研磨层210；双面胶带130；和剥离纸140。对于研磨垫200而言，使研磨层210的由膨胀性材料214形成的研磨面P21及由基材212形成的研磨面P22与被研磨物接触而进行研磨。另外，在研磨层210的研磨面P22上，形成有槽216。支承构件120、双面胶带130及剥离纸140与上述第一方式的研磨垫100所具有的那些相同，因此此处省略说明。

基材212呈现弹性，具有形成有多个空隙212b的基体树脂212a。空隙212b的形成方法没有特别限制，可以是现有已知的方法。例如，可将中空微粒分散到基体树脂212a内，或在基体212a中配合化学发泡剂并进行气体发泡，或将基体树脂212a和非活性气体加压混炼然后进行减压发泡，从而形成空隙212b。需要说明的是，作为基材，除了不存在空隙212b之外、也可使用与基材212相同的基材。

对于基材212而言，只要是可以作为现有研磨垫、尤其是硬质研磨垫的研磨层使用的基材即可，没有特别限制，作为基体树脂212a，例如，可举出聚氨酯树脂、聚降冰片烯树脂及反式－聚异戊二烯树脂、苯乙烯－丁二烯树脂。可以单独使用它们中1种，或组合使用2种以上。其中，从获得及加工的容易性、及进一步有效且可靠地实现本发明的目的的观点考虑，优选聚氨酯树脂，更优选基体树脂212a包含50质量％以上的聚氨酯树脂，更优选包含80质量％以上，进一步优选包含90质量％以上，特别优选包含95质量％以上。

作为聚氨酯树脂，例如，可举出聚酯类聚氨酯树脂、聚醚类聚氨酯树脂及聚碳酸酯类聚氨酯树脂，可以单独使用它们中的1种，或组合使用2种以上。其中，从更有效且可靠地实现本发明的目的的观点考虑，优选聚醚类聚氨酯树脂。

聚氨酯树脂可利用常规方法合成，也可以以市售品形式获得。作为市售品，例如，可举出SMP(株式会社SMP Technologies公司制商品名)、及DiAPLEX(三菱重工业株式会社制商品名)。

聚降冰片烯树脂可利用常规方法合成，也可以以市售品形式获得。作为市售品，例如，可举出Norsorex(日本ZEON株式会社制商品名)。反式－聚异戊二烯树脂可利用常规方法合成，也可以以市售品形式获得。作为市售品，例如，可举出Kuraray TPI(Kuraray株式会社制商品名)。苯乙烯－丁二烯树脂可利用常规方法合成，也可以以市售品形式获得。作为市售品，例如，可举出Asuma(旭化成株式会社制商品名)。

以下，关于基材212，对采用聚氨酯树脂作为基体树脂212a的情况进行说明。基体树脂212a优选以含有异氰酸酯基的化合物作为主成分，基材212具有研磨面P22，该研磨面P22在研磨加工时根据需要隔着研磨浆料与被研磨物的被研磨面(加工面)抵接。基体树脂212a可通过对聚氨酯树脂成型体实施切片(slice)处理、磨光等表面磨削处理而形成，所述聚氨酯树脂成型体是由混合有含有异氰酸酯基的化合物和活性氢化合物的混合液形成的。

从研磨垫的耐热性及尺寸稳定性的观点考虑，基体树脂212a的玻璃化转变温度优选为30～90℃，更优选为30～75℃。玻璃化转变温度可通过动态粘弹性测定装置测定。

另外，基体树脂212a的熔点高于玻璃化转变温度一定程度时，在使用研磨垫200进行研磨加工时及修整处理时，即使研磨面P22的温度变得过高，也可防止研磨面P22过度软化。从上述观点考虑，基体树脂212a的熔点优选为150℃以上，更优选为160℃以上。熔点可通过差示扫描量热测定装置测定。

对于基材212中的空隙212b的体积比例而言，以基材212整体为基准，优选为10～60体积％，更优选为15～45体积％。通过使空隙212b的体积比例在上述范围内，可进一步提高浆料的保持性和硬度的维持性。

对于本实施方式涉及的基材212而言，优选独泡率为80％以上，更优选为90％以上。若独泡率在上述范围内，则研磨层210难以保持多余的研磨浆料(多余的研磨浆料难以滞留在研磨层210中)，在将被研磨物向研磨层210按压时产生的研磨层的沉入，在解除被研磨物压入时快速消失，研磨层210容易恢复到原来的形状(以下，将这种性质称为“恢复特性”。)。恢复特性优异表明，凹陷及侵蚀难以发生。此处，“独泡率”是指，基材212所具有的气泡中、不与其他气泡连接的独立的气泡的比例，与“独立气泡率”含义相同。独泡率的上限没有特别限制。独泡率可按照ASTM D2856(1998)测定。

本实施方式涉及的基材212的肖氏D硬度优选为25～70°，更优选为30～60°。通过使肖氏D硬度为上述下限值以上，可抑制研磨加工时基材212的沉入，可实现被研磨物的更高程度的平坦化，通过使肖氏D硬度为上述上限值以下，可进一步抑制在被研磨物中产生刮痕。肖氏D硬度可按照JIS－K－6253(2012)测定。

本实施方式涉及的基材212的密度(松密度)优选为0.50～1.00g/cm³，更优选为0.60～0.90g/cm³。通过使密度为上述下限值以上，可抑制在研磨加工时基材212的沉入，可实现被研磨物的更高程度的平坦化，通过使密度为上述上限值以下，可提高研磨浆料的保持性，可进一步抑制在被研磨物上产生刮痕。密度可按照JIS－K－7222(2005)测定。

本实施方式涉及的基材212的厚度没有特别限制，例如可以是0.5～3.0mm。另外，基材212可在其研磨面P22上具有未图示的开孔。

基材212的制造方法与现有的硬质研磨垫中的研磨层的制造方法相同即可。例如，当基体树脂212a为聚氨酯树脂时，基材212可通过所谓干式成型得到，所述干式成型具有以下工序：原料准备工序，分别准备含有异氰酸酯基的化合物、活性氢化合物、和根据需要的中空微粒等；制备混合液的混合工序，所述混合液混合有：含有异氰酸酯基的化合物、活性氢化合物和根据需要的中空微粒等；浇铸成型工序，将混合液注入到模腔内；固化成型工序，在模腔内形成聚氨酯成型体；基材形成工序，对聚氨酯成型体实施切片处理及/或表面磨削处理而得到基材212。

可使用端铣刀(end mill)或镂铣机(router)等用于形成开孔的器具在如上所述地得到的基材212的研磨面P22侧上形成凹部218。或者，凹部218也可在基材212的浇铸成型工序及固化成型工序中通过模具成型等而形成。对于上述的凹部218深度而言，从更有效且可靠地获得由在其中填充的膨胀性材料214带来的本发明的效果的观点考虑，优选为0.5mm以上，更优选为0.8mm以上。凹部218的深度的上限没有特别限制，也可形成在基材212的厚度方向上贯通的贯通孔(未图示)来代替凹部218。

凹部218的开口大小没有特别限制，最长直径(开口形状为圆形时为直径，开口形状为矩形时为对角径)可以是5mm～50mm。另外，凹部218的邻接的开口端间的距离(间距(pitch))也没有特别限制，最短部分可以是1mm～10mm，最长部分可以是1mm～25mm。

凹部218的开口形状、截面形状没有特别限制，开口形状可以是圆形，可以是矩形，也可以是不定形，截面形状可以如图所示为矩形，但也可以取代其而为所谓的V字形状、所谓的U字形状，也可以是半圆弧状。对于截面形状而言，从使得被填充到凹部218内的膨胀性材料214的厚度更一致，使得由膨胀性材料214带来的研磨效果更均匀的观点考虑，优选如图所示为矩形。

从在研磨加工时供给研磨浆料、排出研磨屑的观点考虑，优选设置槽216，可利用槽加工、压纹加工在基材212的研磨面P22上形成槽。槽216的研磨面P22的平面形状(图案)没有特别限制，例如，可举出放射状、同心圆状、格子状及螺旋状。另外，槽216的截面形状没有特别限制，例如，可举出矩形状、所谓的U字形状、所谓的V字形状及半圆弧状。此外，对于槽216的间距、宽度及深度而言，只要可排出研磨屑、移动研磨浆料即可，没有特别限制。

被填充到凹部218中的膨胀性材料214只要是上述的本实施方式的膨胀性材料即可，由于已经进行过说明，所以此处省略说明。

向凹部218中填充膨胀性材料214的方法没有特别限制，例如，可以通过将膨胀性材料214塞入凹部218从而进行埋入、填充。或者，也可以在如上述第一方式中说明的那样通过加热、与介质液体的混合而赋予了流动性的状态下，将膨胀性材料214注入到凹部中，然后进行冷却、干燥，由此赋予膨胀特性。或者，也可以将膨胀性材料214成型使其与凹部218的形状一致，然后通过将其埋入到凹部218中而进行填充。

对于第二方式的研磨垫200而言，研磨层210具有下述膨胀性材料214，所述膨胀性材料214通过赋予较高的剪切应变，与赋予较低的剪切应变的情况相比，具有更高的粘性。结果，研磨层210在膨胀性材料214的部分具有膨胀特性，所以当进行研磨加工时，若提高相对速度，或增大研磨压力，则被研磨物的研磨速率急剧升高，与以往的研磨垫(具有仅使用了符合Prestonian经验规则的材料的研磨层)相比，可显著地缩短研磨时间。此外，当利用化学机械研磨等而使用研磨浆料时，研磨浆料中的磨粒被埋入到膨胀性材料214内而被保持，因而可进一步提高研磨速率。另外，对于膨胀性材料214而言，随着相对速度的变化，其粘性发生变化，因此，当想要将磨粒高效地埋入到膨胀性材料214中时，只要降低相对速度或研磨压力即可。然后，提高相对速度时，膨胀性材料214的粘性上升，更牢固地保持被埋入其中的磨粒，因此，可有效地将磨粒用于研磨。即，通过本方式，可在持续进行研磨加工的同时更高效且可靠地进行磨粒的埋入及保持这两者。另外，对于第二方式的研磨垫200而言，能够在难以在研磨构件(研磨层)中含浸膨胀性材料的情况下使用膨胀性材料，在这方面特别有用。此外，在第二方式的研磨垫200中，可任意调整由膨胀性材料214形成的研磨面P21与由基材212形成的研磨面P22的面积比，可更容易地控制研磨垫200的研磨性能。另外，在第二方式的研磨垫200中，可在任意的位置配置由膨胀性材料214形成的研磨面P21，因此，也可仅在与被研磨物接触的面上，或者仅在与被研磨物接触的频率高的面上，选择性地配置研磨面P21，由此，可使用较少量的膨胀性材料214，更有效地研磨被研磨物。

本实施方式的第三方式的研磨垫，与第二方式的研磨垫200同样地研磨构件含有具有凹部的基材、和已被填充到凹部内的膨胀性材料。但是，在基材为所谓的绒面皮革型(suede type)的这方面，与第二方式的研磨垫200不同。图3为表示这种研磨垫的一例的示意性的剖面图。图3所示的研磨垫300依次层叠有：为研磨构件的研磨层310，其含有具有凹部318的基材312、和已被填充到凹部318内的膨胀性材料314；支承材料120，其支承该研磨层310；双面胶带130；和剥离纸140。对于研磨垫300而言，使研磨层310的由膨胀性材料314形成的研磨面P31及由基材312形成的研磨面P32与被研磨物接触而进行研磨。支承构件120、双面胶带130及剥离纸140与上述第一方式的研磨垫100所具有的支承构件、双面胶带及剥离纸相同，因此此处省略说明。

在基材312上形成的多个凹部318为在研磨面P31侧开口的开气孔。凹部318的形状没有特别限制，可以是如图所示那样的基材312的厚度方向长的椎体状、纺锤形状，也可以是大致球状。基材312除了具有作为该开气孔的凹部318之外，也可具有未图示的多个闭气孔。

基材312只要是可作为现有的研磨垫、尤其是绒面皮革型的研磨垫的研磨层使用的基材即可，没有特别限制，作为构成基材312的材料，例如，可举出聚氨酯树脂、聚砜树脂及聚酰亚胺树脂等树脂。可以单独使用它们中的1种，或组合使用2种以上。其中，从更有效且可靠地实现本发明的目的的观点考虑，优选聚氨酯树脂。

作为聚氨酯树脂，例如，可举出聚酯类聚氨酯树脂、聚醚类聚氨酯树脂及聚碳酸酯类聚氨酯树脂，可以单独使用它们中的1种，或组合使用2种以上。其中，从更有效且可靠地实现本发明的目的的观点考虑，优选聚酯类聚氨酯树脂。

聚氨酯树脂可利用常规方法合成，也可以以市售品形式获得。作为市售品，例如，可举出CRISVON(DIC株式会社制商品名)、SANPRENE(三洋化成工业株式会社制商品名)及RESAMINE(大日精化工业株式会社制商品名)。

聚砜树脂可利用常规方法合成，也可以以市售品形式获得。作为市售品，例如，可举出UDEL(Solvay Advanced Polymers株式会社制商品名)。

聚酰亚胺树脂可利用常规方法合成，也可以以市售品形式获得。作为市售品，例如，可举出AURUM(三井化学株式会社制商品名)。

基材312除了包含上述树脂以外，还可以包含通常可在研磨垫的研磨层中含有的材料，例如可以包含炭黑等颜料、亲水性添加剂及疏水性添加剂中的1种或2种以上。这些任选使用的材料，可用于控制凹部318、闭气孔的大小及个数。

基材312在研磨面P31侧可以包含：皮层区域，其具有形成有多个较微细的气泡的微多孔结构；和发泡树脂区域，其形成有多个较大气泡(上述的闭气孔及开气孔)。发泡树脂区域形成于皮层区域的与研磨面P31相反的一侧，其厚度没有特别限制，例如为0.3～2.0mm。发泡树脂区域中，在作为基体的树脂中，形成多个作为开气孔的凹部318，该凹部318经由皮层在研磨面P31侧开口。

凹部318的开口的大小没有特别限制，从精密研磨的观点考虑，平均径优选为5～80μm，更优选为20～50μm。若开口的平均径在上述的范围内，则不易产生因孔堵塞而导致的刮痕，并且可进行平坦性更高的研磨。开口的平均径(算术平均)可通过如下方式得到：对基材312的任意的表面进行拍照，得到显微镜的二值化图像，由该图像进行图像分析。

另外，凹部318的深度没有特别限制，从膨胀性材料的填充性的观点考虑，平均优选为200～1000μm，更优选为400～700μm。凹部318的深度可通过以下方式得到：对基材312的任意的截面进行拍照，得到电子显微镜照片，对该电子显微镜照片进行图像分析。

基材312的厚度没有特别限制，优选为0.3～1.5mm。通过使基材312的厚度为0.3mm以上，可更充分地保证研磨垫300的寿命，通过使基材312的厚度为1.5mm以下，可维持基材312适度的硬度，可更有效地防止被研磨物的外周松弛。

从用于精细研磨时的有用性的观点考虑，基材312的压缩率优选为1～50％，更优选为2～20％。另外，从同样的观点考虑，基材312中包含的树脂的100％模数(modulus)优选为2～50MPa，更优选为10～35MPa。压缩率可按照日本工业标准(JIS L 1021)，使用肖伯尔式(shopper type)厚度测定器(加压面：直径1cm的圆形)求出。具体而言，测定在初载荷下加压30秒后的厚度t1，然后测定在最终压力下放置5分钟后的厚度t2。由t1和t2，利用下式算出压缩率。

压缩率(％)＝(t1－t2)/t1×100

此时，初载荷为100g/cm²，最终压力为1120g/cm²。100％模数为下述值：将无发泡树脂片材(使用了与基材312中包含的树脂相同的树脂)伸长100％时、即伸长至原来长度的2倍时所施加的载荷除以截面积而得到的值。若压缩率及100％模数在上述的范围内，则由于研磨垫所要求的适度的弹性特性，所以可更高效地且进一步高品位地对被研磨物进行研磨。

基材312的制造方法只要与现有的绒面皮革型的研磨垫中的研磨层的制造方法相同即可。例如，基材312可通过所谓的湿式成膜得到，所述湿式成膜具有以下工序：树脂溶液制备工序，将聚氨酯树脂等树脂、可溶解该树脂且在凝固液中混合的溶剂、和根据需要在基材312中含有的其他材料混合，进一步根据需要在减压下进行脱泡，制备树脂溶液；涂布工序，将树脂溶液涂布于成膜用基材；凝固再生工序，将涂布的树脂溶液中的树脂凝固再生成片状，得到前体片材；溶剂除去工序，除去在前体片材中残留的溶剂，形成上述开气孔(凹部318)、闭气孔。

在凹部318中填充的膨胀性材料314只要是上述的本实施方式的膨胀性材料即可，由于已在上文中进行过说明，所以此处省略说明。

向凹部318中填充膨胀性材料314的方法没有特别限制，例如，可以在如上述第一方式中说明的那样通过加热、与介质液体的混合而赋予了流动性的状态下，将膨胀性材料314注入到凹部，然后进行冷却、干燥，由此赋予膨胀特性。或者，当膨胀性材料314为通过加热而变得具有流动性的物质时(例如，为具有膨胀特性的热塑性树脂、含有该热塑性树脂的树脂组合物时)，可以在将膨胀性材料314放置到基材312上后，将它们整体在恒温槽内等进行加热，由此，使放置的膨胀性材料314流动，填充到凹部318内。

对于第三方式的研磨垫300而言，研磨层310具有下述膨胀性材料314，所述膨胀性材料314通过赋予较高的剪切应变，与赋予较低剪切应变的情况相比具有更高的粘性。结果，由于研磨层310在膨胀性材料314的部分具有膨胀特性，所以当进行研磨加工时，若提高相对速度，或增大研磨压力，则被研磨物的研磨速率急剧升高，与以往的研磨垫(具有仅使用了符合Prestonian经验规则的材料的研磨层)相比，可显著地缩短研磨时间。此外，当利用化学机械研磨等而使用研磨浆料时，研磨浆料中的磨粒被埋入到膨胀性材料314内而被保持，因而可进一步提高研磨速率。另外，对于膨胀性材料314而言，随着相对速度的变化，其粘性发生变化，因此，当想要将磨粒高效地埋入到膨胀性材料314中时，只要降低相对速度或研磨压力即可。然后，提高相对速度时，膨胀性材料314的粘性上升，更牢固地保持被埋入其中的磨粒，因此，可有效地将磨粒用于研磨。即，通过本方式，可在持续进行研磨加工的同时更高效且可靠地进行磨粒的埋入及保持这两者。另外，第三方式的研磨垫300中，基材312为绒面皮革型研磨垫的研磨层中使用的柔软基材，因此，通过降低研磨压力、相对速度，也可作为用于最终精加工的研磨垫使用。结果，也可仅使用研磨垫300，广泛应用于从一次研磨直到精细研磨。

使用了本实施方式的研磨垫的研磨方法具有使用上述研磨垫研磨被研磨物的工序。说明该研磨方法的一个具体例子。首先，在单面研磨机的保持平板上保持被研磨物。接下来，在以与保持平板对置的方式配置的研磨平板上装载研磨垫。在研磨平板上装载研磨垫时，从双面胶带130上剥离剥离纸140，露出双面胶带130的粘合层，然后，使露出的粘合层与研磨平板接触，并进行按压。而后，向被研磨物与研磨垫之间，循环供给包含磨粒(研磨粒子)的研磨浆料，并且，以规定的研磨压力向研磨垫按压被研磨物，同时使研磨平板或保持平板旋转，由此，利用化学机械研磨研磨被研磨物。研磨浆料没有特别限制，可以是现有的用于化学机械研磨的研磨浆料，作为磨粒，例如，可举出二氧化铈、二氧化硅、氧化锰及金刚石。从通过与本实施方式的研磨垫(研磨构件含有疏水性的膨胀性材料)组合、可改善研磨浆料的亲和性的观点考虑，这些磨粒中，优选与膨胀性材料中包含的无机粒子材质相同的磨粒。

另外，在使用本实施方式的研磨垫进行研磨之前，优选在该研磨垫的研磨构件所包含的膨胀性材料中埋入了磨粒的状态下，实施修整处理(调整处理)。通常，在修整处理中，与研磨加工时相比，向研磨构件赋予的剪切应力更小，因此，本实施方式中，修整处理中的研磨构件的粘性低于研磨加工时的研磨构件的粘性。因此，即使在修整处理前从研磨构件的研磨面突出的磨粒的高度不均匀，通过对突出的磨粒进行修整处理，也变得容易埋入膨胀性材料，变得容易使突出的磨粒高度更均匀。结果，在研磨加工时，被埋入到膨胀性材料中的磨粒能以更均等的能量研磨被研磨物，可进一步缩小被研磨物的被研磨面的表面粗糙度。

本实施方式的研磨垫可合适地用于透镜、平行平面板、反射镜等光学材料、硬盘用基板、半导体用硅晶片、液晶显示器用玻璃基板的研磨、以蓝宝石、SiC、GaN及金刚石为代表的难加工材料等的研磨。特别地，可合适地用于蓝宝石、SiC、GaN及金刚石等难加工材料的研磨，对于此类难加工材料而言，使用以往的研磨垫(具有仅使用了符合Prestonian经验规则的材料的研磨层)时，由于装置能力的限制、时间的限制，而难以充分进行研磨。通过本实施方式，通过使用膨胀性材料，还可以极大地提高研磨速率，因此，还可在较短时间内充分研磨上述难加工材料。另外，以往的研磨垫仅适于粗研磨(一次研磨)及精细研磨(二次研磨)中的某一种，而本实施方式的研磨垫，由于改变相对速度、研磨压力时随之变化的研磨速率的变化量大，所以也可用于粗研磨及精细研磨这两方。

以上，说明了用于实施本发明的方式，但本发明不限于上述本实施方式。本发明可在不超出其主旨的范围内进行多种变形。例如，上述本实施方式中，研磨层具有支承材料120、双面胶带130及剥离纸140，但本发明不限于此。例如，也可不具有支承构件120、双面胶带130及剥离纸140。或者，可以不具有支承材料120，可以在研磨层上仅涂布粘合剂来贴合剥离纸140，来代替双面胶带130。但是，若考虑到在搬运研磨垫时、或在研磨机中装载研磨垫时的处理容易性，则优选具有支承材料120，优选使用双面胶带130。

另外，在本实施方式的第一及第三方式中，也可以与第二方式同样地在研磨层的研磨面上形成槽，与此相对，在第二方式中，也可不形成槽。此外，在第二方式中，可将基材212的材料变更为无纺布等片状的纤维基材。该情况下，片状的纤维基材可使用与在本实施方式的第一方式中说明的基材相同的基材。此外，第二方式中，也可在凹部218中填充含浸在纤维基材中的膨胀性材料。

另外，本实施方式的第二方式中，存在多个凹部218，在该多个凹部218内填充有膨胀性材料214，但是也可以取代其，在除了研磨层的边缘之外的研磨层的大部分形成1个凹部。即，研磨层仅在其边缘部具有由基材212形成的研磨面P22，由膨胀性材料214形成的研磨面占据研磨层的大部分(例如，相对于研磨面的整体为80％以上，更优选90％以上)的研磨面。该情况下，研磨层的研磨面的大部分为由膨胀性材料214形成的研磨面，因此可更有效且可靠地实现通过使用膨胀性材料214而带来的上述本发明的效果。

实施例

以下，利用实施例进一步详细说明本发明，但本发明不限于这些实施例。

(实施例1)

作为膨胀性树脂，准备信越化学工业公司制的二甲基聚硅氧烷树脂(30％二甲苯溶液的25℃下的运动粘度：21000cS，25℃下的折射率：1.403，25℃下的比重：0.97，引火点：315℃以上，150℃下3小时时的挥发量：1～3％)。接下来，使用捏合机，将80质量份的上述膨胀性树脂、和20质量份的作为无机氧化物粒子的二氧化铈粒子(昭和电工公司制，商品名“SHOROX－V2104”)混炼均匀，得到膨胀性材料(1)。得到的膨胀性材料(1)的D系数(30℃，G^＊ _100HZ/G^＊ _1HZ。以下相同。)为3.9，30℃时频率为50Hz时的复数模量为2.34×10⁵Pa。

将膨胀性材料(1)放置到容器内的无纺布(市售的手工用毡(felt)，密度：0.075g/cm³，厚度：4mm)上，然后将其整体放入到已加热至40℃的恒温槽中，将膨胀性材料(1)含浸到无纺布中。而后，将含浸后的所得物从恒温槽中取出并将其冷却，得到研磨层(研磨构件)。此时，目视确认了：膨胀性材料(1)从研磨面含浸至无纺布的厚度方向的约3mm处。将该研磨层切成

大小的圆形，得到仅具有研磨层的研磨垫。然后，用双面胶带将研磨垫贴合于研磨装置的旋转平板上，在未含浸膨胀性材料(1)一侧的面进行贴合，在进行调整处理10分钟后，进行研磨试验。结果，研磨速率如图4所示。此时的调整处理条件及研磨条件如下所示地设定。

〔调整条件〕

CMP垫调整器：金刚石磨粒，#100Mesh

初始调整：P＝3kPa，N＝30rpm，20分钟

第二调整：P＝6kPa，N＝60rpm，10分钟

〔研磨条件〕

研磨装置：武藏野电子公司制桌上型抛光装置(商品名“MA－300D”)

研磨浆料：昭和电工公司制，商品名“SHOROX－V2104”，磨粒…二氧化铈粒子(平均粒径0.4μm)，磨粒浓度…5质量％，溶剂…纯水

研磨浆料流量：20mL/分钟

被研磨物：AS钠钙玻璃，

英寸，厚度1.8mm(旭硝子公司制)

平板旋转速度×研磨压力：4960kPa·rpm/分钟

另外，使研磨压力为32.0kPa，将平板转速变更为30～140rpm/分钟，确认研磨速率的变化，结果如图5所示。

(比较例1)

除了不使用膨胀性材料(1)之外，与实施例1同样地操作，制作研磨垫，进行了研磨试验。结果如图4及图5所示。

(实施例2)

准备硬质垫(Nitta Haas公司制，商品名“MH－N15A”，厚度：1.1mm，30℃时频率为50Hz时的复数模量：2.16×10⁷Pa)，切出

的圆形状。接下来，使用端铣刀，在该硬质垫的研磨面上，以15mm的间距在硬质垫的整体上以纵横排列成格子状的方式，形成

的圆柱状的凹部(凹坑(dimple))。使凹部的深度为硬质垫厚度的90％(即1mm)。在形成的凹部中以塞入方式埋入、填充实施例1中制备的膨胀性材料(1)，得到仅具有研磨层的研磨垫。接下来，与实施例1同样地操作，将研磨垫贴合于研磨装置的旋转平板，进行调整处理30分钟，然后进行研磨试验。结果如图4所示。

另外，使研磨压力为49.6kPa，将平板转速变更为20～140rpm/分钟，确认研磨速率的变化，结果如图6所示。

(比较例2)

除了不形成凹部、不使用膨胀性材料(1)以外，与实施例2同样地操作，制作研磨垫，进行研磨试验。结果如图4及图6所示。

(实施例3)

代替无纺布(市售的手工用毡，密度：0.075g/cm³，厚度：4mm)，使用作为无纺布的Fujibo爱媛公司制的毡基材(通过2d×51mm的聚酯纤维的针刺形成的毡基材，密度0.10g/cm³，厚度：2.4mm，30℃时频率为50Hz时的复数模量：1.73×10⁶Pa)，除此之外，与实施例1同样地操作，得到研磨垫。膨胀性材料的含浸量为毡基材的厚度的90％(即2.2mm)。需要说明的是，研磨垫的30℃时频率为50Hz时的复数模量为8.22×10⁵Pa。接下来，与实施例1同样地操作，将研磨垫贴合于研磨装置的旋转平板，进行调整处理30分钟，然后进行研磨试验。结果如图4所示。需要说明的是，该实施例3中，未进行在实施例1、2中进行的结果示于图5及图6那样的研磨试验(以下，在实施例4、5、及比较例3～5中也同样)。

(比较例3)

除了不使用膨胀性材料(1)以外，与实施例3同样地操作，制作研磨垫，进行研磨试验。结果如图4所示。

(实施例4)

准备无纺布垫(Fujibo爱媛公司制，商品名“FPK7000C”，厚度：1.3mm，30℃时频率为50Hz时的复数模量：1.42×10⁷Pa)，切出

的圆形状。接下来，使用端铣刀，在该无纺布垫的研磨面上，以12mm的间距在无纺布垫的整体上以纵横排列成格子状的方式，形成

的圆柱状的凹部(凹坑(dimple))。凹部的深度为硬质垫的厚度的90％(即1.2mm)。在形成的凹部中以塞入方式埋入、填充实施例1中制备的膨胀性材料(1)，得到仅具有研磨层的研磨垫。接下来，与实施例1同样地操作，将研磨垫贴合于研磨装置的旋转平板，进行调整处理30分钟，然后进行研磨试验。结果如图4所示。

(比较例4)

除了不形成凹部、不使用膨胀性材料(1)之外，与实施例4同样地操作，制作研磨垫，进行研磨试验。结果如图4所示。

(实施例5)

作为膨胀性树脂，准备株式会社Bouncy制的聚硅氧烷树脂(商品名“Snatch·ClayBX－100C”)。接下来，使用捏合机，将80质量份的上述膨胀性树脂、20质量份的作为无机氧化物粒子的二氧化铈粒子(昭和电工公司制，商品名“SHOROX－V2104”)混炼均匀，得到膨胀性材料(2)。得到的膨胀性材料(2)的D系数为5.4，30℃时频率为50Hz时的复数模量为1.28×10⁶Pa。

接下来，准备无纺布垫(Fujibo爱媛公司制，商品名“FPK7000C”，厚度：1.3mm，30℃时频率为50Hz时的复数模量：1.42×10⁷Pa)，切出

的圆柱状的凹部(凹坑(dimple))。凹部的深度为硬质垫的厚度的90％(即1.2mm)。在形成的凹部中以塞入方式埋入、填充膨胀性材料(2)，得到仅具有研磨层的研磨垫。接下来，与实施例1同样地操作，将研磨垫贴合于研磨装置的旋转平板，进行调整处理30分钟，然后进行研磨试验。结果如图4所示。

由图4所示的结果可知，通过使用含有膨胀性材料的研磨垫，在4960kPa/分钟的研磨条件下，研磨速率改善至3～6倍左右。另外，由图5所示的结果可知，使用在无纺布中含浸膨胀性材料而成的垫时，随着转速提高，而呈现由膨胀性材料带来的显著效果，相对于转速，研磨速率并非成比例地提高，而是以乘方形式提高。此外，由图6所示的结果可知，使用在硬质聚氨酯垫中填充膨胀性材料而成的研磨垫时，也确认到由膨胀性材料带来的研磨速率的提高效果。

本申请基于2013年3月12日提出申请的日本专利申请(特愿2013－49471)，将该申请的全部内容作为参照并入本文。

产业上的可利用性

本发明的研磨垫能够适用于透镜、平行平面板、反射镜等光学材料、硬盘用基板、半导体用硅晶片、液晶显示器用玻璃基板的研磨、以蓝宝石、SiC、GaN及金刚石为代表的难加工材料等的研磨。在这些领域中，存在产业上的可利用性。特别地，可适用于蓝宝石、SiC、GaN及金刚石等难加工材料的研磨。

附图标记说明

100、200、300…研磨垫

110、210、310…研磨层

120…支承材料

130…双面胶带

140…剥离纸

214、314…膨胀性材料

Claims

1.一种研磨垫，其具有研磨构件，所述研磨构件具有研磨面，所述研磨构件具有膨胀特性，所述具有膨胀特性的研磨构件具有研磨面，

所述研磨构件包含选自由具有膨胀特性的有机硅树脂、具有膨胀特性的聚氨酯、含有所述有机硅树脂或所述聚氨酯的具有膨胀特性的树脂组合物、具有膨胀特性的淀粉组合物、及含有无机粒子和介质液体的具有膨胀特性的无机粒子组合物组成的组中的1种以上膨胀性材料，

所述膨胀性材料在研磨垫的使用温度下具有远高于研磨浆料的粘度，

所述膨胀特性是指：赋予剪切应变时，与未赋予该剪切应变的情况相比，具有更高的粘性；或者，以某一大小的频率即某一大小的剪切速度赋予剪切应变时，与以低于该频率的频率即低于该剪切速度的剪切速度赋予剪切应变的情况相比，具有更高的粘性。

2.如权利要求1所述的研磨垫，其中，包含所述具有膨胀特性的树脂组合物的所述研磨构件，还包含无机粒子。

3.如权利要求1或2所述的研磨垫，其中，所述研磨构件含有片状的纤维基材、和含浸于该纤维基材的具有膨胀特性的材料。

4.如权利要求1或2所述的研磨垫，其中，所述研磨构件含有具有凹部的基材、和已被填充到所述凹部内的具有膨胀特性的材料。

5.一种研磨方法，其具有使用权利要求1～4中任一项所述的研磨垫研磨被研磨物的工序。