CN106457508B - 研磨垫及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种研磨垫，对于研磨后的被研磨物，能够充分减少在测定26nm以下的颗粒尺寸时所检出的微小的缺陷，并且该被研磨物表面的平坦性也优异。该研磨垫具备：具有用于研磨被研磨物的研磨面的研磨层(110)，和在所述研磨层的与所述研磨面相对的一侧上自靠近所述研磨层的一方起依次层叠的中间层(120)、硬质层(130)和缓冲层(140)，其中对于厚度方向上被压缩时的变形量C而言，该中间层(120)大于所述研磨层，所述硬质层(130)小于所述研磨层，缓冲层(140)大于所述中间层。

Description

研磨垫及其制造方法
技术领域
本发明涉及研磨垫及其制造方法。
背景技术
以往，作为在进行半导体晶片的精细研磨时使用的研磨布，已知具有绒面革状软质研磨层和在无纺布中含浸有聚氨酯而成的支撑层的2层结构的研磨布、或者在它们的中间配置有无发泡的PET片材层的3层结构的研磨布。例如，专利文献1中公开了一种研磨垫，其旨在提供如下的研磨垫：为了在硅裸晶圆(silicon bare wafers)、玻璃、化合物半导体衬底及硬盘衬底等中形成良好的镜面而使用的精细研磨垫中，能够获得研磨时的被镜面研磨面的擦伤·颗粒等的缺陷少、并且被镜面研磨面的表面粗糙度变小的稳定的研磨特性，适用于精加工的研磨垫。特别地，专利文献的图1及说明书中，公开了如下研磨垫：自上部起依次层叠多孔质聚氨酯层(c)、塑料膜(e)及发泡塑料层(d)从而构成研磨片材(a)，进一步在其下部隔着塑料片材(f)而层叠由发泡塑料形成的缓冲片材(b)，并在其下部粘贴背胶带(g)，并记载了优选塑料膜(e)的厚度为10至45μm、其平均拉伸弹性模量为3.5GPa以上5.5GPa以下主旨。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-101339号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，近年来，半导体晶片的微细化进一步推进，深度数nm的擦伤、高度数nm的突起等作为对器件特性会产生影响的缺陷而受到关注。这种微小的缺陷可由以KLA TENCOR公司制的晶片表面检查装置(制品名“Surfscan SP2”)为代表的颗粒测定器检测出来。另外，还可引入检测灵敏度进一步提高了的颗粒测定器(KLA TENCOR公司制的晶片表面检查装置(制品名“Surfscan SP3”))，从而可测定颗粒尺寸直至26nm左右的微小的缺陷。另外，使用成为测定器的背景噪声的晶片表面的粗糙度(以下，称为“雾度”。)降低了的半导体晶片、具有消除雾度影响的功能的测定器的情况下，还可测定颗粒尺寸为26nm以下的缺陷。
因此，本申请的发明人们使用可测定颗粒尺寸为26nm以下的缺陷的低雾度晶片，对利用以往的研磨垫进行了研磨加工的半导体晶片的微小的缺陷进行了测定。结果，被认为是由研磨头、研磨平台的旋转轨迹引起的研磨轨迹的痕迹(以下，称为“研磨痕迹”。)以颗粒尺寸22nm左右的擦伤状的形式被检出多个。对于22nm这一代以后的器件而言，上述研磨痕迹有充分可能对其特性产生影响。因而，对于半导体晶片等被研磨物而言，需要能够减少上述微小的缺陷那样的研磨技术，这需要与研磨物的表面的平坦性一同实现。
本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于，提供如下研磨垫及其制造方法，就所述研磨垫而言，对于研磨后的被研磨物，能够充分减少在测定26nm以下的颗粒尺寸时所检出的微小的缺陷，并且该被研磨物表面的平坦性也优异。
解决问题的手段
本申请的发明人们为达成上述目的，反复进行了潜心研究，结果发现，若使用具有至少规定的4层并将它们层叠而成的研磨垫对半导体晶片进行研磨，则对于研磨后的半导体晶片，能够充分减少在测定26nm以下的颗粒尺寸时所检出的微小的缺陷(以下，简称为“微小缺陷”。)，并且该半导体晶片表面的平坦性也优异，从而完成了本发明。
即，本发明如下所述。
[1]一种研磨垫，具备：研磨层，其具有用于研磨被研磨物的研磨面，和在所述研磨层的与所述研磨面相对的一侧上自靠近所述研磨层的一方起依次层叠的中间层、硬质层和缓冲层，其中，
对于厚度方向上被压缩时的变形量C而言，该中间层大于所述研磨层，所述硬质层小于所述研磨层，所述缓冲层大于所述中间层。
[2]上述研磨垫，其中，所述研磨层的厚度为0.20至0.70mm，所述中间层的厚度为0.20至0.60mm，所述硬质层的厚度为0.10至0.50mm，所述缓冲层的厚度为0.40至1.3mm。
[3]上述研磨垫，其中，所述研磨层和所述中间层的总厚度、及所述缓冲层的厚度均为0.40至1.3mm。
[4]上述研磨垫，其中，穿通所述研磨层的所述研磨面的开孔的平均开孔径为10至50μm。
[5]上述研磨垫，其中，所述研磨层、所述中间层及所述缓冲层各自独立地含有选自由聚氨酯树脂、聚砜树脂及聚酰亚胺树脂组成的组中的至少1种树脂，所述硬质层含有选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、氯乙烯树脂及聚乙烯树脂组成的组中的至少1种树脂。
[6]上述研磨垫，其中，所述研磨层、所述中间层及所述缓冲层为利用湿式成膜法形成的片材，构成各层的树脂的100％模量分别为8至25MPa、4至20MPa、3至20MPa。
[7]用于研磨硅晶片的上述研磨垫。
[8]上述研磨垫的制造方法，包括如下工序：相对于具有用于研磨被研磨物的研磨面、并且具有8至25MPa的100％模量的研磨层，在所述研磨层的与所述研磨面相对的一侧上自靠近所述研磨层的一方起依次层叠中间层、硬质层和缓冲层的工序，其中，对于厚度方向上被压缩时的变形量C而言，所述中间层大于所述研磨层，所述硬质层小于所述研磨层，所述缓冲层大于所述中间层。
发明效果
根据本发明，可提供如下研磨垫及其制造方法，就所述研磨垫而言，对于研磨后的被研磨物，能够充分减少在测定26nm以下的颗粒尺寸时所检出的微小的缺陷，并且该被研磨物表面的平坦性也优异。
附图说明
[图1]为示意性地示出本发明的研磨垫的一例的剖面图。
[图2]为示意性地示出本发明的研磨垫的另一例的剖面图。
[图3]为通过评价被研磨物的微小缺陷的装置而得到的微小缺陷的图像。
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”。)，但本发明不限于下述本实施方式。在不脱离其主旨的范围内，本发明可进行各种变型。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，对于上下左右等位置关系，只要没有特别说明，则基于附图所示的位置关系。此外，附图的尺寸比例不限于图示的比例。
图1为示意性地示出本实施方式的研磨垫的一例的剖面图。研磨垫100具有研磨层110、中间层120、硬质层130和缓冲层140，且研磨层110、中间层120、硬质层130和缓冲层140依次层叠。研磨层110具有在利用研磨垫100研磨被研磨物时与被研磨物直接接触的研磨面P。
(研磨层)
研磨层110具有基体112、和在该基体112之间存在的多个孔114a，所述研磨层110利用所谓湿式成膜法形成。多个孔114a没有图示，但优选具有彼此连接的所谓的连续气泡结构。从将后述的变形量D限制在期望的数值范围内的观点考虑，研磨层110优选为利用湿式成膜法形成的研磨层，但研磨层110的形成方法不限于此。
在研磨层110是利用湿式成膜法而形成的情况下，在研磨面P侧可具有形成有多个致密的微孔114b的皮层区域。皮层区域的表面(即研磨面P)具有开孔。孔114a及微孔114b的立体形状没有特别限定，可以为大致球状、纵长的(即研磨层110的厚度方向上长)锥体状及纺锤形状中的任1种以上。从研磨垫100易于保持浆料、并能够容纳研磨屑的观点考虑，孔114a及微孔114b的立体形状优选为图示那样的纵长的锥体状及纺锤形状。
另外，孔114a及微孔114b的至少一部分具有经由皮层区域而穿通研磨面P的开孔。通过孔114a及微孔114b具有开孔，能够更高效地吸纳并保持在利用化学机械研磨法进行研磨加工时所用的浆料。通过被研磨物对研磨垫100的挤压，被保持在孔114a及微孔114b中的浆料从上述开孔排出、并被供给到被研磨物和研磨垫100之间。像这样，通过使孔114a及微孔114b具有开孔，在存在成为研磨对象的被研磨物时，能够将浆料供给到研磨面P上，因此能够更高效地利用浆料。通过利用扫描型电子显微镜来观察将研磨层110切剖而呈现的剖面，由此能够确认孔114a及微孔114b的形成。
穿通研磨面P的开孔的平均开孔径优选为10至50μm，更优选为20至35μm。通过使平均开孔径为10μm以上，可更均匀地供给浆料，可进一步提高研磨速率及表面平坦性，通过使平均开孔径为50μm以下，可进一步减少被研磨物表面的包含雾度在内的微小缺陷。平均开孔径例如可通过基体112中的树脂(以下，称为“基体树脂”。)、成膜稳定剂及发泡形成剂的种类、配比，气泡形成工序中的各条件等、皮层的研削量来控制。另外，研磨层110的平均开孔径按以下方式进行测定。即，首先，通过激光显微镜(例如KEYENCE公司制商品名“VK-X105”)将研磨层110的研磨面P的任意选择的1.0mm×1.4mm的矩形区域放大200倍并进行观察，获得其图像。接着，利用图像解析软件(例如三谷商事株式会社制商品名“WinRoof”)对所得图像进行二值化处理，从而对开孔和开孔以外的部分进行区分。然后，由区分出的各个开孔的面积算出等效圆直径，即，假设开孔为正圆并算出开孔径。然后，将各个开孔的开孔径进行算术平均从而作为平均开孔径(μm)。关于平均开孔径，优选研磨面P的至少一部分在上述范围内，更优选整体均在上述范围内。
关于研磨层110，优选为在基体112中最多地含有基体树脂的组成。例如，关于研磨层110，相对于其总量，可以含有70至100质量％的基体树脂。关于研磨层110，相对于其总量，更优选含有70至90质量％的基体树脂，进一步优选含有75至90质量％。
作为基体树脂，可举出例如聚氨酯树脂、聚砜树脂及聚酰亚胺树脂。它们可单独使用1种或组合使用2种以上，也可以是以往的研磨垫的树脂片材部分所用的树脂。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，在基体树脂中优选含有50质量％以上的聚氨酯树脂，更优选含有80质量％以上，进一步优选含有90质量％以上，特别优选含有95质量％以上。
作为聚氨酯树脂，可举出例如聚酯系聚氨酯树脂、聚醚系聚氨酯树脂、聚酯-醚系聚氨酯树脂及聚碳酸酯系聚氨酯树脂，它们可单独使用1种或组合使用2种以上。其中，从耐水解性优异的观点考虑，优选聚醚系聚氨酯树脂。
聚氨酯树脂可利用常规方法合成，也可以购买市售品。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，也可以购买市售品。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，也可以购买市售品。作为市售品，例如，可举出AURUM(三井化学株式会社制商品名)。
除基体树脂以外，研磨层110还可含有1种或2种以上的在研磨垫的研磨层中通常使用的材料。作为上述材料，例如，可举出炭黑等颜料、分子量5000以下的非离子系表面活性剂等成膜稳定剂及分子量5000以下的阴离子系表面活性剂等发泡形成剂。在不妨碍解决本发明的问题的范围内，这些任意使用的材料可用于控制孔114a及微孔114b的大小、个数、形状。对于成膜稳定剂，由于其会使浆料凝集、改性，因此优选不使用或最终从研磨层110中除去。此外，在不妨碍解决本发明的问题的范围内，在研磨层110的制造过程中使用的溶剂等各种材料可残留在研磨层110内。
构成研磨层110的树脂的100％模量优选为8至25MPa，更优选为9至23MPa，进一步优选为10至20MPa。通过使该100％模量为8MPa以上，可更充分地确保研磨速率，通过为25MPa以下，可进一步抑制被研磨物的微小缺陷。需要说明的是，100％模量是在室温23±2℃的环境下，将使用与作为测定对象的层相同的材料的无发泡的片材(试验片)进行100％拉伸时即拉伸为原长度的2倍时的拉伸力除以试验片的初期剖面积而得的值。
研磨层110的变形量D优选为15至106μm，更优选为18至53μm。各层的变形量D及后述的变形量C被认为是表示该层的柔软程度的指标之一。通过使研磨层110的变形量D为15μm以上，研磨屑、磨粒被适度地压入研磨层110，因此能够进一步抑制被研磨物的微小缺陷。另外，通过使研磨层110的变形量D为106μm以下，能够进一步提高诸如被研磨物的被研磨面的整体(global)平坦性及外周塌边的表面平坦性。需要说明的是，在本说明书中，各层的变形量D按下述方式测定。即，首先，分别对各层按照下述实施例中记载的方法测定压缩率。接着，压缩率乘以各层的厚度从而求得变形量。结果，得到变形量D＝t0-t1。需要说明的是，各层的厚度是在10cm×10cm的矩形试样中，在各角的部分和中央总计5点进行测定而得的厚度的算术平均。
研磨层110的厚度优选为0.20至0.70mm，更优选为0.30至0.60mm，进一步优选为0.40至0.50mm。通过使厚度为0.20mm以上，能够进一步抑制被研磨物的微小缺陷，通过为0.70mm以下，能够防止由研磨加工引起的被研磨物的外周塌边。
对于研磨层110，变形量D相对于厚度的比例优选为0.021至0.53，更优选为0.030至0.18，进一步优选为0.035至0.11，特别优选为0.038至0.075，极其优选为0.045至0.065。通过使该比例为0.021以上，能够进一步抑制被研磨物的微小缺陷，通过为0.53以下，能够进一步提高被研磨面的表面平坦性。
研磨层110的压缩率优选为3.0至15％，更优选为4.0至13％。通过使压缩率为上述范围内，研磨垫100能够将研磨加工时存在于被研磨物上的浆料、研磨屑适度地擦除。因而，能够进一步抑制特别是由研磨屑、浆料的凝集物引起的微小缺陷。压缩率可通过例如调整研磨层110内的孔114a及微孔114b的大小、数量来控制。压缩率基于下述实施例中记载的方法来测定。
研磨层110的压缩弹性模量优选为50至100％，更优选为70至100％。通过使压缩弹性模量为上述范围内，能够进一步减少被研磨物的微小缺陷。压缩弹性模量可通过调整例如研磨层110中所用的基体树脂的种类、组成、及/或发泡结构(孔114a及微孔114b的形状、数量)来控制。压缩弹性模量可基于下述实施例中记载的方法来测定。
研磨层110的密度(体积密度)优选为0.10至0.30g/cm3，更优选为0.13至0.25g/cm3。通过使密度为0.10g/cm3以上，由于能够进一步抑制研磨层110完全埋没磨粒，因此能够进一步提高研磨速率。另一方面，通过使密度为0.30g/cm3以下，能够更加有效且可靠地防止由未被埋入研磨面的磨粒所引起的对被研磨物赋予擦伤，能够进一步减少被研磨物的微小缺陷。各层的密度可通过以切成规定的尺寸的各层为试验片，由该试验片的25℃时的质量和尺寸(体积)来求出。
对于研磨层110，其计示硬度(durometer hardness)(A型)优选为15至50°，更优选为20至40°。通过使计示硬度为15°以上，能够进一步提高研磨速率，并且能够进一步提高研磨加工后的被研磨物的被研磨面的整体平坦性，通过为40°以下，能够进一步减少被研磨物的微小缺陷。计示硬度(A型)为25℃时的硬度，并可按照日本工业规格(JIS K 6253)来测定。更详细而言，对尺寸为30mm×30mm的试样，按照JIS K 7311使用肖氏A硬度计进行测定。
对于研磨层110，可在其研磨面P形成槽(未图示。)。通过形成槽，能够更加有效且可靠地将磨粒供给至研磨面P上、或从研磨面P上排出，由此能够进一步提高研磨速率。另外，通过形成槽，能够更加可靠地排出研磨加工时产生的研磨屑，由此能够进一步减少擦伤、微小缺陷。作为槽的平面形状，可举出例如螺旋状、同心圆状、放射状及格子状，也可以是将它们之中的2种以上组合而成的形状。另外，槽的剖面形状也可以是V字状，或者也可以是矩形状、U字状或半圆状。对于槽，可通过通常的切削加工等容易地形成期望的图案及形状。
(中间层)
中间层120为用于进一步提高研磨层110对被研磨物的追随性、特别是比较小的区域中的追随性而设置的层。中间层120为具有基体122和存在于该基体122之间的多个孔124a的层，且为利用所谓的湿式成膜法而形成的层。从将后述的变形量D限制在期望的数值范围内的观点考虑，中间层120优选利用湿式成膜法而形成的层，但中间层120的形成方法不限于此。
当中间层120为利用湿式成膜法而形成时，中间层120的研磨层110侧或硬质层130侧的任意侧可具有形成有多个致密的微孔124b的皮层区域。图1中，研磨层110侧具有皮层区域。皮层的表面具有微观平坦性。对孔124a及微孔124b的立体形状没有特别限定，可以是大致球状、纵长的(即中间层120的厚度方向上长)锥体状及纺锤形状中的任1种以上。从进一步提高研磨层110对被研磨物的追随性的观点考虑，孔124a及微孔124b的立体形状优选为图示那样的纵长的锥体状及纺锤形状。
另外，孔124a及微孔124b的至少一部分可具有开孔。此外，通过对中间层120进行抛光等来实现其厚度的均匀化，由此能够进一步提高研磨层110的追随性。可通过利用扫描型电子显微镜对将中间层120切剖而呈现的剖面进行观察来确认孔124a及微孔124b的形成。这里，所谓“抛光”是指为了消除在将层进行成膜时所形成的厚度不均、为了将层调整为目标厚度，而将该层的表面进行研削。
中间层120优选为在基体122中最多地含有基体树脂的组成。例如，关于中间层120，相对于其总量，可以含有70至100质量％的基体树脂。关于中间层120，相对于其总量，更优选含有70至90质量％的基体树脂，进一步优选含有75至90质量％。
作为基体树脂，可举出例如聚氨酯树脂、聚砜树脂及聚酰亚胺树脂。它们可单独使用1种或组合使用2种以上，也可以是在以往的研磨垫的树脂片材部分中使用的树脂。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，优选在基体树脂中含有50质量％以上的聚氨酯树脂，更优选含有80质量％以上，进一步优选含有90质量％以上，特别优选含有95质量％以上。
作为聚氨酯树脂，可举出例如聚酯系聚氨酯树脂、聚醚系聚氨酯树脂、聚酯-醚系聚氨酯树脂及聚碳酸酯系聚氨酯树脂，它们可单独使用1种或组合使用2种以上。其中，从耐水解性优异且更有效且可靠地实现本发明的目的的观点考虑，优选聚醚系聚氨酯树脂。
聚氨酯树脂可利用常规方法合成，也可以购买市售品。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，也可以购买市售品。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，也可以购买市售品。作为市售品，例如，可举出AURUM(三井化学株式会社制商品名)。
中间层120中，除了含有基体树脂以外，还可含有在研磨垫的研磨层中通常使用的材料，例如炭黑等颜料、成膜稳定剂及发泡形成剂的1种或2种以上。这些任意使用的材料可用于控制孔124a及微孔124b的大小、个数、形状。此外，在不妨碍解决本发明的问题的范围内，在中间层120的制造过程中使用的溶剂等各种材料可残留在中间层120内。
构成中间层120的树脂的100％模量优选为4至20MPa，更优选为5至18MPa，进一步优选为6至15MPa。通过使该100％模量为4MPa以上，可进一步良好地确保被研磨物的整体平坦性，通过为20MPa以下，能够进一步提高研磨层110对被研磨物的追随性，并且能够进一步抑制被研磨物的微小缺陷。另外，从同样的观点考虑，构成中间层120的树脂的100％模量优选为构成研磨层110的树脂的100％模量以下，较优选小于构成研磨层110的树脂的100％模量，进一步优选为比构成研磨层110的树脂的100％模量小5MPa以上。
中间层120的变形量C大于研磨层110的变形量C。由此，由于中间层120能够充分地辅助研磨层110对被研磨物的追随性，因此能够减少微小缺陷。需要说明的是，在本说明书中，各层的变形量C的大小按下述方式进行判断。即，将研磨垫在其厚度方向(各层的层叠方向)上利用压缩试验机以1kgf/cm2的荷重在整体上压缩时，利用显微镜等对研磨垫可具有的各层的压缩前后的剖面进行拍摄，由该图像的测长来测定厚度，从而得出压缩前后各层的厚度之差作为变形量C。通过对此时的各层的变形量C进行比较，可判断变形量C的大小。
从与变形量C的大小关系同样的观点考虑，中间层120的变形量D优选大于研磨层110的变形量D。另外，该变形量D优选为20至300μm，更优选为30至250μm。通过使变形量D为20μm以上，能够进一步提高研磨层110的追随性，进一步抑制被研磨物的微小缺陷，通过为300μm以下，能够进一步提高被研磨物的被研磨面的整体平坦性。从同样的观点考虑，中间层120的变形量D与研磨层110的变形量D之差优选为5至100μm。
中间层120的厚度优选为0.20至0.60mm，更优选为0.30至0.50mm，进一步优选为0.35至0.45mm。通过使厚度为0.20mm以上，能够进一步抑制被研磨物的微小缺陷，通过为0.60mm以下，能够更加有效且可靠地防止由研磨加工导致的在被研磨物中产生外周塌边。从同样的观点考虑，中间层120的厚度优选为研磨层110的厚度以下，更优选为比研磨层110的厚度薄，进一步优选为比研磨层110的厚度薄0.10μm以上的厚度。
对于中间层120，变形量D相对于厚度的比例优选为0.033至1.5，更优选为0.060至0.83，进一步优选为0.067至0.71。通过使该比例为0.033以上，能够进一步提高研磨层110的追随性，进一步抑制被研磨物的微小缺陷，通过为1.5以下，能够进一步提高被研磨物的被研磨面的整体平坦性。
中间层120的压缩率优选为10至60％。另外，中间层120的压缩率优选为高于研磨层110的压缩率。通过上述这种方式，能够更加有效且可靠地获得本实施方式的作用效果。另外，中间层120的压缩弹性模量优选为60至100％，更优选为70至100％。另外，中间层120的压缩弹性模量优选为研磨层110的压缩弹性模量以上，更优选为高于研磨层110的压缩弹性模量。通过上述这种方式，能够进一步减少被研磨物的微小缺陷。
此外，中间层120的密度(体积密度)优选为0.13至0.33g/cm3，更优选为0.16至0.28g/cm3。另外，中间层120的密度优选为研磨层110的密度以上，更优选为高于研磨层110的密度。通过上述这种方式，能够更加有效且可靠地获得本实施方式的作用效果。
对于中间层120，其计示硬度(A型)优选为5至38°，更优选为10至35°。通过使计示硬度为5°以上，能够进一步提高研磨速率，并且能够进一步提高研磨加工后的被研磨物的被研磨面的整体平坦性，通过为38°以下，能够进一步减少被研磨物的微小缺陷。从同样的观点考虑，中间层120的计示硬度(A型)优选为低于研磨层110的计示硬度(A型)，更优选为比研磨层110的计示硬度(A型)低5°以上。
(硬质层)
硬质层130为用于维持研磨加工后的被研磨物的整体平坦性为高的水平而设置的层。硬质层130为4层(研磨层110、中间层120、硬质层130及缓冲层140)之中变形量C最小的层，作为构成其的材料，可举出例如聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、氯乙烯树脂及聚乙烯树脂等硬质的树脂、金属氧化物等陶瓷、玻璃、环氧玻璃钢(glass epoxy)等FRP及金属等。另外，构成硬质层130的材料优选为硬质层130的厚度均匀性高、粘接面的平滑性高的材料，从上述观点考虑，构成硬质层130的材料优选含有选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、氯乙烯树脂及聚乙烯树脂组成的组中的至少1种树脂，更优选含有聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂。
硬质层130的变形量C小于研磨层110的变形量C。由此，能够维持研磨加工后的被研磨物的整体平坦性为高的水平。从同样的观点考虑，硬质层130的变形量D优选为小于研磨层110的变形量D。为了维持诸如被研磨物的整体平坦性及外周塌边的表面平坦性为更高的水平，该变形量D优选为10μm以下，更优选为6.0μm以下。对硬质层130的变形量D的下限没有特别限定，例如，变形量D可为0.0μm以上，也可以为1.0μm以上。
硬质层130的厚度优选为0.10至0.50mm，更优选为0.15至0.40mm。通过使厚度为0.10mm以上，能够维持诸如被研磨物的整体平坦性及外周塌边的表面平坦性为更高的水平，通过为0.50mm以下，能够抑制研磨垫100的制造成本。从同样的观点考虑，硬质层130的厚度优选为中间层120的厚度以下，更优选为比中间层120的厚度薄，进一步优选为比中间层120的厚度薄0.10mm以上的厚度。
对于硬质层130，变形量D相对于厚度的比例优选为0至0.10，更优选为0.0025至0.040。通过使该比例为0.040以下，能够维持诸如被研磨物的整体平坦性及防止外周塌边的表面平坦性为更高的水平。
从进一步提高诸如被研磨物的整体平坦性及外周塌边的表面平坦性的观点考虑，硬质层130的压缩率优选小于研磨层110及中间层120的压缩率，具体而言优选为5.0％以下，更优选为3.0％以下。硬质层130的压缩率的下限没有特别限定，例如，压缩率可为0.0％以上，也可以为0.5％。
从进一步提高诸如被研磨物的整体平坦性及外周塌边的表面平坦性的观点考虑，对于硬质层130，其计示硬度(A型)优选为比研磨层110及中间层120的计示硬度(A型)大，具体而言优选为50°以上，更优选为70°以上。对硬质层130的计示硬度的上限没有特别限定，例如，计示硬度可以为100°。
(缓冲层)
缓冲层140为用于通过进一步提高研磨层110对被研磨物的追随性、特别是较大区域的追随性，来进一步提高研磨加工后的被研磨物的整体平坦性而设置的层。中间层120提高较小区域的追随性，与此相对，缓冲层140提高较大区域的追随性，认为这是由于，与中间层120相比，缓冲层140被设置在距离研磨层110更远的位置，以及在缓冲层140和研磨层110之间设置有变形量C最小的硬质层130。但是，其主要原因不限于此。
缓冲层140具有基体142、和存在于该基体142之间的多个孔144a，并且利用所谓的湿式成膜法形成。从将后述的变形量D限制在期望的数值范围内的观点考虑，缓冲层140优选为利用湿式成膜法形成的缓冲层，但缓冲层140的形成方法不限于此。
在缓冲层140为利用湿式成膜法而形成的情况下，在缓冲层140的硬质层130侧或与其相对的一侧的任意侧上可具有形成有多个致密的微孔144b的皮层区域。图1中在硬质层130侧具有皮层区域。皮层区域的表面具有开孔。孔144a及微孔144b的立体形状没有特别限定，可以为大致球状、纵长的(即缓冲层140的厚度方向上长)锥体状及纺锤形状中的任1种以上。从进一步提高研磨层110对被研磨物的追随性的观点考虑，孔144a及微孔144b的立体形状优选为图示那样的纵长的锥体状及纺锤形状。
另外，孔144a及微孔144b的至少一部分可以具有穿通缓冲层140的至少一者的表面的开孔。此外，通过对缓冲层140进行抛光等来实现其厚度的进一步均匀化，由此能够进一步有效地实现由缓冲层140带来的提高整体平坦性的效果。可通过利用扫描型电子显微镜对将缓冲层140切剖而呈现的剖面进行观察来确认孔144a及微孔144b的形成。
缓冲层140优选为在基体142中最多地含有基体树脂的组成。例如，关于缓冲层140，相对于其总量，可以含有70至100质量％的基体树脂。关于缓冲层140，相对于其总量，更优选含有70至90质量％的基体树脂，进一步优选含有75至90质量％。
作为基体树脂，可举出例如聚氨酯树脂、聚砜树脂及聚酰亚胺树脂。它们可单独使用1种或组合使用2种以上，也可以是在以往的研磨垫的树脂片材部分中使用的树脂。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，优选在基体树脂中含有50质量％以上的聚氨酯树脂，更优选含有80质量％以上，进一步优选含有90质量％以上，特别优选含有95质量％以上。
作为聚氨酯树脂，可举出例如聚酯系聚氨酯树脂、聚醚系聚氨酯树脂、聚酯-醚系聚氨酯树脂及聚碳酸酯系聚氨酯树脂，它们可单独使用1种或组合使用2种以上。其中，从孔的控制及机械特性更加优异的观点考虑，优选聚酯系聚氨酯树脂。
聚氨酯树脂可利用常规方法合成，也可以购买市售品。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，也可以购买市售品。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，也可以购买市售品。作为市售品，例如，可举出AURUM(三井化学株式会社制商品名)。
除基体树脂以外，缓冲层140还可含有在研磨垫的研磨层中通常使用的材料，例如炭黑等颜料、成膜稳定剂及发泡形成剂的1种或2种以上。这些任意使用的材料可用于控制孔144a及微孔144b的大小、个数、形状。此外，在不妨碍解决本发明的问题的范围内，在缓冲层140的制造过程中使用的溶剂等各种材料可残留在缓冲层140内。
构成缓冲层140的树脂的100％模量优选为3至20MPa，更优选为6至20MPa。通过使该100％模量为3MPa以上，可通过缓冲层140来减轻研磨层110向被研磨物的外周塌边，通过为20MPa以下，可通过缓冲层140而进一步提高研磨层110对被研磨物的追随性、提高整体平坦性，进一步减少微小缺陷。另外，从同样的观点考虑，构成缓冲层140的树脂的100％模量优选为构成研磨层110及中间层120的树脂的100％模量以下，更优选为小于构成研磨层110及中间层120的树脂的100％模量。
缓冲层140的变形量C大于中间层120的变形量C。由此，能够进一步提高研磨层110对被研磨物的追随性、特别是较大区域的追随性，并且可进一步提高研磨加工后的被研磨物的整体平坦性。从同样的观点考虑，缓冲层140的变形量D优选为大于中间层120的变形量D。该变形量D优选为55至650μm，更优选为100至600μm，进一步优选为300至550μm。通过将变形量D限制在该范围内，能够进一步提高研磨层110的追随性、进一步提高被研磨面的整体平坦性。从同样的观点考虑，缓冲层140的变形量D和中间层120的变形量D之差优选为200至300μm。
缓冲层140的厚度优选为0.40至1.3mm，更优选为0.50至1.0mm。通过厚度为0.40mm以上，能够进一步抑制被研磨物的微小缺陷，通过为1.3mm以下、更优选通过为1.0mm以下，能够更加有效且可靠地防止由于研磨加工而导致在被研磨物中发生下垂(roll off)(外周塌边)。从同样的观点考虑，缓冲层140的厚度优选为研磨层110的厚度以上，更优选为比研磨层110的厚度厚，进一步优选为比研磨层110的厚度厚0.20mm以上。
对于缓冲层140，变形量D相对于厚度的比例优选为0.042至1.6，更优选为0.10至1.2，进一步优选为0.30至1.1，特别优选为0.35至0.58，极其优选为0.40至0.50。通过该比例在上述范围内，能够进一步提高研磨层110的追随性，进一步提高被研磨面的整体平坦性。
缓冲层140的压缩率优选为5至60％，更优选为20至55％，进一步优选为30至50％。若压缩率为5％以上，则更有效地获得由缓冲层带来的缓冲效果，因此能够进一步抑制研磨痕迹的产生，并且能够缓和由研磨平台所具有的应变带来的影响，因此整体平坦性变得更为良好。另外，若压缩率为60％以下，则能够进一步抑制外周塌边。此外，缓冲层140的压缩率优选高于研磨层110的压缩率。由此，能够更加有效且可靠地获得本实施方式的作用效果。另外，缓冲层140的压缩弹性模量优选为85至100％，更优选为90至100％，进一步优选为95至100％。另外，缓冲层140的压缩弹性模量优选为研磨层110的压缩弹性模量以上，更优选为高于研磨层110的压缩弹性模量。通过上述这种方式，能够进一步提高被研磨物的整体平坦性。
此外，缓冲层140的密度(体积密度)优选为0.13至0.50g/cm3，更优选为0.15至0.30g/cm3。另外，缓冲层140的密度优选为研磨层110的密度以上，更优选为高于研磨层110的密度。通过上述这种方式，能够更加有效且可靠地获得本实施方式的作用效果。
关于缓冲层140，其计示硬度(A型)优选为3至38°，更优选为5至31°。通过使计示硬度为上述范围内，能够更加有效且可靠地获得由缓冲层140带来的提高被研磨物的整体平坦性的效果。从同样的观点考虑，缓冲层140的计示硬度(A型)优选为低于研磨层110的计示硬度(A型)，更优选为比研磨层110的计示硬度(A型)低10°以上。
上述各层可利用常规方法而彼此接合或粘接，例如，可使用具有粘合剂的两面胶等将彼此接合或粘接。或者，在构成各层的材料自身具有粘接性、粘合性的情况下，可以通过使各层彼此直接接触，来进行接合或粘接，另外还可使用与构成各层的材料相同的材料进行接合或粘接。
根据本实施方式的研磨垫100，构成研磨层110的树脂的100％模量为8至25MPa，在研磨层110的与研磨面P相对的一侧上自靠近研磨层110的一方起依次层叠有变形量C大于研磨层110的变形量C的中间层120、变形量C小于研磨层110的变形量C的硬质层130、和变形量C大于中间层120的变形量C的缓冲层140。由此，特别是通过具有硬质层130和缓冲层140，能够避免对被研磨物的局部的挤压，另外，特别是通过具有中间层120，研磨层110的较小的区域对被研磨物的追随性变得良好。此外，再加上构成研磨层110的树脂的100％模量为8至25MPa，本实施方式的研磨垫100能够充分抑制被研磨物的微小缺陷，并且可获得被研磨物的表面的优异的整体平坦性，并可确保高的研磨速率。
根据本实施方式的研磨垫100，研磨层110和中间层120的总厚度(这些层叠体的厚度)优选为0.40mm以上1.3mm以下，更优选为0.70mm以上1.0mm以下。通过使研磨层110和中间层120的层叠体的厚度为0.40mm以上，能够进一步抑制被研磨物的微小缺陷，通过为1.3mm以下，能够更加有效且可靠地防止由研磨加工而导致的在被研磨物中发生下垂(外周塌边)。
下面，对本实施方式的研磨垫100的制造方法进行说明。但是，制造方法不限于此。研磨垫100的制造方法包括相对于研磨层110、在与研磨面P相对的一侧上自靠近研磨层110一方起依次层叠中间层120、硬质层130和缓冲层140的工序。研磨垫100的制造方法可包括准备用于形成研磨层110的片材(以下，称为“第1片材”。)、用于形成中间层120的片材(以下，称为“第2片材”。)、用于形成硬质层130的片材(以下，称为“第3片材”)、和用于形成缓冲层140的片材(以下，称为“第4片材”。)的工序。
第1片材、第2片材及第4片材分别可按照例如下述方式进行制作。即，上述片材可利用所谓的湿式成膜法形成，具体而言，包括：调配包含树脂、溶剂和根据需要的其他材料的树脂溶液的工序(树脂溶液调配工序)，将树脂溶液涂布于成膜用基材的表面的工序(涂布工序)，使树脂溶液中的树脂凝固再生从而形成前体片材的工序(凝固再生工序)，和将溶剂从前体片材除去从而得到片材的工序(溶剂除去工序)，和根据需要的、将片材通过抛光处理(抛光)或切片处理而进行研削及/或一部分除去的工序(研削·除去工序)。以下，对各工序进行说明。
首先，在树脂溶液调配工序中，将上述的聚氨酯树脂等树脂、和可溶解该树脂且与后述的凝固液混合的溶剂、以及根据需要在片材中所含的其他材料混合，进一步根据需要在减压下进行脱泡从而调配树脂溶液。作为溶剂，没有特别限定，可举出例如N，N-二甲基甲酰胺(以下，称为“DMF”)及N，N-二甲基乙酰胺。对相对于树脂溶液总量而言的树脂的含量没有特别限定，可以为例如10至50质量％的范围，也可以为15至35质量％的范围。
接着，涂布工序中，将树脂溶液优选在常温下使用刮刀涂布机等涂布装置涂布在带状的成膜用基材上从而形成涂膜。此时涂布的树脂溶液的厚度以最终得到的各片材的厚度成为期望的厚度的方式适当进行调整即可。作为成膜用基材的材质，可举出例如PET膜等树脂膜、布帛及无纺布。其中，优选难以浸透液体的PET膜等树脂膜。
接着，凝固再生工序中，将在成膜用基材上涂布的树脂溶液的涂膜连续地引导至以树脂的贫溶剂(例如聚氨酯树脂DMF溶液的情况下为水)为主成分的凝固液中。为了调整树脂的再生速度，在凝固液中，也可以添加树脂溶液中的溶剂以外的极性溶剂等有机溶剂。另外，关于凝固液的温度，只要是能够使树脂凝固的温度即可，没有特别限制，例如，可以为15至65℃。凝固液中，首先，在树脂溶液的涂膜与凝固液的界面形成皮膜(皮层)，在皮膜附近的树脂中形成无数致密的微孔(例如，研磨层110中的微孔114b)。其后，通过树脂溶液中所含的溶剂向凝固液中的扩散、和贫溶剂向树脂中的浸入的协同现象，具有连续气泡结构的树脂得以进行再生。此时，若成膜用基材为难以浸透液体的基材(例如PET膜)，则由于凝固液不向该基材浸透，因此树脂溶液中的溶剂和贫溶剂的置换优先在皮层附近发生，在与皮层附近相比更靠近其内侧的区域一方有形成更大的孔(例如，研磨层110的孔114a)的倾向。由此，在成膜用基材上形成前体片材。
接着，溶剂除去工序中，除去残留在所形成的前体片材中的溶剂从而得到片材。对于溶剂的除去而言，可使用以往已知的清洗液。另外，根据需要，可将除去了溶剂之后的片材进行干燥。对于片材的干燥而言，例如，可使用具有在内部有热源的圆筒的圆筒干燥机，但干燥方法不限于此。在使用圆筒干燥机时，前体片材沿圆筒的周面而通过，从而进行干燥。此外，可以将所得的片材卷绕成卷状。
接着，研削·除去工序中，将片材的两面之中的至少一者通过抛光处理或切片处理而进行研削及/或部分除去。通过抛光处理、切片处理，可实现片材的厚度的均匀化，可使片材的表面更加平坦，因此能够使相对于被研磨物的挤压力进一步均等化，能够进一步抑制被研磨物的微小缺陷并且进一步提高被研磨物的整体平坦性。由此，得到第1片材、第2片材及第4片材。
另一方面，作为第3片材，可使用通过购买市售品、或者利用常规方法合成而获得的、由在硬质层130的说明中所记载的材料构成的膜或片材那些。
接着，通过将准备的各片材按上述的顺序进行贴合，可得到相对于研磨层110，在与研磨面P相对的一侧上自靠近研磨层110的一方起依次层叠中间层120、硬质层130和缓冲层140而成的本实施方式的研磨垫100。需要说明的是，对于各片材的贴合，可使用粘接剂、粘合剂、具有它们的两面胶等。作为粘接剂，可使用与构成上述各片材的材料相同的材料。
使用本实施方式的研磨垫100的研磨方法包括使用所得的研磨垫100对被研磨物进行研磨的工序。以下说明其具体例之一。首先，在单面研磨机的保持平台上保持被研磨物。接着，在以与保持平台相对的方式配置的研磨平台上安装研磨垫100。然后，向被研磨物和研磨垫100之间供给包含磨粒(研磨粒子)的浆料(研磨浆料)，并且通过规定的研磨压力将被研磨物向研磨垫100的一方挤压，同时使研磨平台或者保持平台旋转，由此通过化学机械研磨来研磨被研磨物。
作为本实施方式的研磨垫100的用途，可举出例如半导体、半导体器件用硅晶片、各种记录用盘的衬底、液晶显示器用玻璃衬底的材料。其中，从作为减少了微小缺陷、而在将来变得有用的观点考虑，优选半导体器件用途等的硅晶片。
以上，对本实施方式详细地进行了说明，但本发明不限于上述本实施方式。例如，本发明的其他实施方式的研磨垫可以是图2所示的研磨垫。图2为示意性示出本实施方式的研磨垫的另一例的剖面图。该研磨垫200除了用缓冲层240代替缓冲层140以外，具有与上述的研磨垫100同样的构成。缓冲层240与缓冲层140的区别在于，在缓冲层140中，皮层区域位于硬质层130侧，而在缓冲层240中，皮层区域位于与硬质层130相对的一侧；以及，相较于抛光面为皮层区域的缓冲层140而言，缓冲层240中抛光面为与皮层相对的一侧的面。通过具有这种抛光面，可调整变形量、压缩率、硬度等。另外，研磨垫200具有缓冲层240，由此相对高密度的皮层区域得以保留，而皮层区域的相对侧的相对低密度的区域由于抛光而被除去。通过第4片材的抛光，能够进一步降低缓冲层的厚度不均，因此优选对与皮层区域相对的一侧的相对低密度的区域进行抛光。由此，缓冲层成为残留有相对高密度的皮层区域的缓冲层，因此能够进一步减轻缓冲层的厚度不均。作为缓冲层，通过使用厚度不均小的、平坦性高的缓冲层，能够进一步减轻研磨荷重的局部的不均，能够进一步抑制研磨痕迹，因此特别优选。
另外，关于研磨层110、中间层120及缓冲层140，在上述本实施方式中是利用所谓的湿式成膜法而形成的层，但也可以是利用干式成型法形成的层，还可以是任1层为利用湿式成膜法形成的层，其他层为利用干式成型法形成的层。
此外，关于本发明的研磨垫，除了上述的各层以外，也可包括以往的研磨垫所具有的其他构件。但是，从能够更加有效且可靠地获得本发明的作用效果的观点考虑，更优选的是，研磨层110、中间层120、硬质层130及缓冲层140按此顺序层叠，并且在上述各层之间不具有除用于各层间的接合或粘接的粘接剂等以外的其他构件。因而，当研磨垫具备其他构件时，该其他构件优选被设置在缓冲层140的与硬质层130相对的一侧。
实施例
以下，通过实施例对本发明进一步进行详细说明，但本发明不限于这些实施例。需要说明的是，各层的压缩率及压缩弹性模量按下述方式测定，树脂的100％模量、各层的密度、计示硬度及变形量C及变形量D按上述方式测定。
(压缩率及压缩弹性模量的测定)
各层的压缩率及压缩弹性模量按照JIS-L 1021-6，使用肖伯尔式(schoppertype)厚度测定器(加压面：直径1cm的圆形)求出。具体而言，在室温下，测定自无荷重的状态施加初荷重30秒后的厚度t0，接着，自厚度t0的状态施加最终压力，测定在该状态下放置1分钟后的厚度t1。进一步自厚度t1的状态解除全部荷重，放置1分钟后，测定再次施加初荷重30秒后的厚度t0’。由上述这些，通过下述式算出压缩率及压缩弹性模量：
压缩率(％)＝(t0-t1)/t0×100
压缩弹性模量(％)＝(t0’-t1)/(t0-t1)×100
此时，初荷重设为100g/cm2，最终压力设为1120g/cm2。
(实施例1)
首先，向由25℃的100％模量为10MPa的聚醚系MDI系的聚氨酯树脂(PU)30质量份和DMF70质量份形成的溶液中，分别添加DMF60质量份、炭黑2.5质量份、成膜稳定剂(数均分子量2000的3官能的聚丙二醇；相对于聚氨酯树脂100质量％为1质量％)、及发泡形成剂(二辛基磺基琥珀酸(dioctyl sulfosuccinic acid)；相对于聚氨酯树脂100质量％为1质量％)并混合搅拌，从而得到树脂溶液。使用B型旋转粘度计(东机产业株式会社制，商品名“TVB-10型”)对其25℃的粘度进行测定，结果为50dPa·s(5000cP)。
接着，作为成膜用基材，准备带状的PET膜。使用刮刀涂布机将上述树脂溶液涂布在该成膜用基材的涂布面上，从而得到涂膜。接着，将所得的涂膜浸渍在由作为凝固液的水形成的室温的凝固浴中，使树脂凝固再生从而得到前体片材。将前体片材从凝固浴中取出，将前体片材从成膜用基材剥离之后，浸渍于由水形成的70℃的清洗液(脱溶剂浴)，于120℃将前体片材干燥，从而得到树脂片材。接着，对树脂片材的皮层区域侧的表面进行抛光处理，从而得到用于形成厚度0.47mm、计示硬度(A型)为53°的研磨层的第1片材。第1片材(即研磨层)的密度、压缩率、压缩弹性模量及变形量D如表1所示。
接着，作为聚氨酯树脂使用25℃的100％模量为10MPa的聚醚系MDI系的聚氨酯树脂，使厚度、密度、压缩率、压缩弹性模量及计示硬度为表1所示，不进行抛光处理，除此之外，与第1片材同样地操作，得到第2片材(即中间层)。另外，作为聚氨酯树脂使用25℃的100％模量为6MPa的聚酯系MDI系的聚氨酯树脂，使厚度、密度、压缩率、压缩弹性模量及计示硬度为表1所示，除此之外，与第1片材同样地操作，得到第4片材(即缓冲层)。进而，准备具有表1所示厚度的PET片材作为第3片材(即硬质层)。
接着，在第1片材的没有进行抛光处理的面侧上，使用与第1片材的制作中所用的聚氨酯树脂为同系统的聚氨酯树脂贴合第2片材。接着，在第2片材的与贴合有第1片材的一侧相对的一侧的面上，利用粘接剂(环氧系树脂)贴合第3片材。进而，在第3片材的与贴合有第2片材的一侧相对的一侧的面上，使用压敏性两面胶贴合第4片材的进行了抛光处理的一侧的面。然后，在第4片材的没有进行抛光处理的一侧的面上贴合具有剥离纸的两面胶，从而得到研磨垫。
对所得的研磨垫测定各层的变形量C，结果为与变形量D同样的大小关系。
(实施例2至10，比较例1至6)
除了将各片材(各层)按表1所示那样进行变更以外，与实施例1同样地操作，得到研磨垫。需要说明的是，在实施例6及8中，在树脂片材的与皮层区域侧相对的一侧的表面上进行第4片材的抛光处理，将进行了该抛光处理的一侧的面贴合于第3片材。另外，实施例8中，在得到第1片材时，不使用成膜稳定剂，并且将发泡形成剂的添加量改为相对于聚氨酯树脂100％为0.5质量％。此外，比较例1中，不准备第2片材(即中间层)及第3片材(即硬质层)，利用粘接剂贴合第1片材和作为第4片材的无纺布，在比较例2中，不准备第2片材(中间层)，利用粘接剂贴合第1片材和第3片材。
对所得的研磨垫测定各层的变形量C，结果为与变形量D同样的大小关系。
(研磨加工评价)
使用所得的研磨垫，作为被研磨物使用300mmφ硅晶片，在下述的条件下进行研磨加工。
·研磨机：冈本制作所公司制，制品名“PNX332B”
·研磨荷重：100g/cm2
·平台旋转数：30rpm
·头旋转数：30rpm
·浆料流量：1L/min
需要说明的是，作为研磨浆料，使用株式会社Fujimi Incorporated制的制品名“FGL3900RS”。研磨结束后，使用低蚀刻条件的单片清洗机(日语为“枚葉洗净機”)清洗被研磨物。清洗条件设定为使得SP3的雾度水平不超过0.08ppm的蚀刻除去量(日文为“エツチング取代”)。
“研磨速率”通过ADE公司制静电容量型平面性测定装置(制品名，“AFS”)进行评价。具体而言，首先，准备通过使用HF的清洗而除去了氧化膜的硅晶片，通过为通常的10倍的研磨时间，依次研磨25片硅晶片，由研磨前后的平均厚度计算平均除去量，求出25片硅晶片各自的平均研磨速率。基于比较例1的研磨速率，将研磨速率的降低小于10％的情况判定为“A”，将10％以上的情况判定为“B”。结果示于表1和表2。
另外，“表面平坦性“通过KLA TENCOR公司制光干涉式平面性测定装置(制品名，“Wafersight”)进行评价。具体而言，首先，对通过使用HF的清洗而除去了氧化膜的16片硅晶片仅实施精细研磨。从该研磨前后的平面性测定结果计算ΔGBIR和ΔESFQR的平均值，将ΔGBIR作为平坦性的判断指标，将ΔESFQR作为外周塌边的判断指标。需要说明的是，GBIR在EE(Edge Exclusion(周边以外的范围))2mm、ESFQR在EE 1mm(角度5°，长度10mm)的条件下进行测定。在相对于研磨前的GBIR而言ΔGBIR为10％以下且相对于研磨前的ESFQR而言ΔESFQR为20％以下的情况下，将表面平坦性判定为“A”，在相对于研磨前的GBIR而言ΔGBIR为10％以下，并且相对于研磨前的ESFQR而言ΔESFQR大于20％的情况下，将表面平坦性判定为“B”，当相对于研磨前的GBIR而言ΔGBIR大于10％的情况下，将表面平坦性判定为“C”。
“研磨痕迹的评价”通过KLA TENCOR公司制晶片表面检查装置(制品名，“SurfscanSP3”)进行评价。具体而言，对研磨加工后的被研磨物，基于将以18nm作为颗粒尺寸而测定的颗粒数除以以26nm作为颗粒尺寸而测定的颗粒数而得的结果(以下，称为“颗粒增加量”)进行评价。颗粒增加量为300倍以上的情况，或者超出检测限的情况下，颗粒多，判定为“C”，在100倍以上且小于300倍的情况下，颗粒稍少判定为“B”，在50倍以上且小于100倍的情况下，颗粒少、判定为“A”，在20倍以上且小于50倍的情况下，颗粒微少、判定为“AA”，在小于20倍的情况下，颗粒极少、判定为“AAA”。结果示于表1及2。另外，对于实施例6、实施例8、比较例1及比较例4，将使用上述的晶片表面检查装置时所能观察到的、被研磨物表面的微小缺陷的图像示于图3。
[表1]
[表2]
本申请基于2014年5月21日提出申请的日本专利申请(特愿2014-105711)，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
根据本发明，可提供下述研磨垫等，该研磨垫能够实现高研磨速率，并且对于研磨后的被研磨物而言，能够充分减少通过可测定26nm以下的颗粒尺寸的缺陷的测定器所检出的微小的缺陷，并且被研磨物表面的平坦性也优异，因此在上述技术领域中具有产业上的可利用性。
附图标记说明
100，200…研磨垫，110…研磨层，120…中间层，130…硬质层，140，240…缓冲层。

Claims (7)

1.一种研磨垫，具备：
研磨层，其具有用于研磨被研磨物的研磨面，和
在所述研磨层的与所述研磨面相对的一侧上自靠近所述研磨层的一方起依次层叠的中间层、硬质层、缓冲层，
其中，对于厚度方向上被压缩时的变形量C而言，所述中间层大于所述研磨层，所述硬质层小于所述研磨层，所述缓冲层大于所述中间层，
所述变形量C表示：将所述研磨垫在其厚度方向上利用压缩试验机以1kgf/cm2的荷重在整体上压缩时，利用显微镜对所述研磨垫具有的各层的压缩前后的剖面进行拍摄，由该图像的测长来测定所述压缩前后所述各层的厚度，由此得出的所述压缩前后所述各层的所述厚度之差，
所述研磨层的厚度为0.20至0.70mm，所述中间层的厚度为0.20至0.60mm，所述硬质层的厚度为0.10至0.50mm，所述缓冲层的厚度为0.40至1.3mm，
所述研磨层、所述中间层及所述缓冲层各自独立地含有选自由聚氨酯树脂、聚砜树脂及聚酰亚胺树脂组成的组中的至少1种树脂，所述硬质层含有选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、氯乙烯树脂及聚乙烯树脂组成的组中的至少1种树脂。
2.如权利要求1所述的研磨垫，其中，所述研磨层、所述中间层及所述缓冲层为利用湿式成膜法形成的片材，构成各层的树脂的100％模量分别为8至25MPa、4至20MPa、3至20MPa。
3.一种研磨垫，具备：
研磨层，其具有用于研磨被研磨物的研磨面，和
在所述研磨层的与所述研磨面相对的一侧上自靠近所述研磨层的一方起依次层叠的中间层、硬质层、缓冲层，
其中，对于厚度方向上被压缩时的变形量C而言，所述中间层大于所述研磨层，所述硬质层小于所述研磨层，所述缓冲层大于所述中间层，
所述变形量C表示：将所述研磨垫在其厚度方向上利用压缩试验机以1kgf/cm2的荷重在整体上压缩时，利用显微镜对所述研磨垫具有的各层的压缩前后的剖面进行拍摄，由该图像的测长来测定所述压缩前后所述各层的厚度，由此得出的所述压缩前后所述各层的所述厚度之差，
所述研磨层的厚度为0.20至0.70mm，所述中间层的厚度为0.20至0.60mm，所述硬质层的厚度为0.10至0.50mm，所述缓冲层的厚度为0.40至1.3mm，
所述研磨层、所述中间层及所述缓冲层为利用湿式成膜法形成的片材，构成各层的树脂的100％模量分别为8至25MPa、4至20MPa、3至20MPa。
4.如权利要求1至3中任一项所述的研磨垫，其中，所述研磨层与所述中间层的总厚度、及所述缓冲层的厚度均为0.40至1.3mm。
5.如权利要求1至3中任一项所述的研磨垫，其中，穿通所述研磨层的所述研磨面的开孔的平均开孔径为10至50μm。
6.如权利要求1至3中任一项所述的研磨垫，其用于研磨硅晶片。
7.如权利要求1至6中任一项所述的研磨垫的制造方法，所述制造方法包括如下工序：
相对于具有用于研磨被研磨物的研磨面、并且具有8至25MPa的100％模量的研磨层，在所述研磨层的与所述研磨面相对的一侧上自靠近所述研磨层的一方起依次层叠中间层、硬质层和缓冲层，其中，对于厚度方向上被压缩时的变形量C而言，所述中间层大于所述研磨层，所述硬质层小于所述研磨层，所述缓冲层大于所述中间层，
所述变形量C表示：将所述研磨垫在其厚度方向上利用压缩试验机以1kgf/cm2的荷重在整体上压缩时，利用显微镜对所述研磨垫具有的各层的压缩前后的剖面进行拍摄，由该图像的测长来测定所述压缩前后所述各层的厚度，由此得出的所述压缩前后所述各层的所述厚度之差。
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