CN116323100A - 研磨垫 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于，提供无需变更研磨层的物性、气泡结构就能够实现端部塌边的改善和/或台阶消除性能的提高的研磨垫。一种研磨垫，其具备：研磨层，该研磨层具有用于对被研磨物进行研磨加工的研磨面；以及缓冲层，该缓冲层配置于所述研磨层的与研磨面相反一侧，关于通过以弯曲模式利用于25℃的频散进行的动态粘弹性试验得到的、研磨垫整体的储能弹性模量E’和损耗弹性模量E”之比(tanδ)，以100～1000rad/s测得的tanδ的最大值(tanδmax100‑1000)相对于以1～10rad/s测得的tanδ的最大值(tanδmax1‑10)的比值为0.75～1.30。

Description

研磨垫
技术领域
本发明涉及研磨垫。详细而言，本发明涉及能够很好地用于光学材料、半导体晶片、半导体器件、硬盘用基板等的研磨的研磨垫。
背景技术
作为用于使光学材料、半导体晶片、半导体器件、硬盘用基板的表面平坦化的研磨法，通常使用化学机械研磨(chemical mechanical polishing，CMP)法。
采用图1，对CMP法进行说明。像图1那样，实施CMP法的研磨装置1中具备研磨垫3，该研磨垫3与保持于以使得保持平台16和被研磨物8不会发生偏离的方式进行保持的扣环(图1中未图示)的被研磨物8抵接，并且，包括进行研磨的层即研磨层4和对研磨层4进行支撑的缓冲层6。研磨垫3以被研磨物8被按压的状态驱动旋转，对被研磨物8进行研磨。此时，向研磨垫3与被研磨物8之间供给浆料9。浆料9为水和各种化学成分或硬质的微细磨粒的混合物(分散液)，在使其中的化学成分或磨粒流动的状态下，通过与被研磨物8的相对运动，使研磨效果增大。浆料9经由沟或孔而向研磨面供给、排出。
不过，作为上述研磨垫3，以往采用研磨层4使用发泡聚氨酯的研磨垫，但是，研磨层4在研磨中追随于被研磨物8的边缘的形状，发生图2所示的被研磨物8的边缘与中央部相比被大幅研磨的“端部塌边”(图2中的8a)这一过研磨现象。针对利用现有技术进行了研磨的被研磨物将纵轴示为研磨速率(R.R.)并将横轴示为从被研磨物8的中心通过的直线上的距离(横轴的“0”为被研磨物的中心)的图3中，可知：两端部分的研磨速率大于其他部分，发生端部塌边。关于该端部塌边，特别是在被研磨物的最边缘部(外周部分)的研磨速率为被研磨物的其他部分的研磨速率的1.5倍以上的情况下，有时在半导体研磨(特别是氧化膜研磨工艺)中构成问题。
针对上述端部塌边这一过研磨现象，专利文献1公开一种研磨垫，其中，使发泡体中的气泡的结构为特定的结构，由此将研磨层的硬度控制在一定的范围内，抑制产生研磨伤且防止端部塌边。
专利文献2中公开一种研磨垫，其中，使研磨层的硬度和断裂强度为规定范围，由此没有端部塌边的问题。
并且，作为CMP法的研磨垫，以往采用研磨层使用发泡聚氨酯的研磨垫，不过，近年来，半导体器件的配线向微细化发展，还要求带有图案的晶片等的平坦化及台阶性能的改善。
例如，专利文献3公开一种研磨垫，其中，使研磨层的以DMA测得的储能弹性模量(E’)等为特定的范围，由此体现出高刚性，并且，特别是因压缩中的高能量耗散，体现出金属特征较少的凹陷(dishing)、良好的平坦化、低缺陷度。
另外，专利文献4中公开一种研磨垫，其中，作为研磨层材料的预聚物的高分子量多元醇，使用PPG和PTMG的混合物，由此实现了高平坦化效率和低缺陷率。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-714号公报
专利文献2：日本特开2016-190313号公报
专利文献3：日本特表2004-507076号公报
专利文献4：日本特开2018-43342号公报
发明内容
然而，上述专利文献1、2中记载的研磨垫需要使研磨层的物性、气泡结构为特定的，即便能够实现端部塌边的改善，其他研磨性能也有时变差。
另外，对专利文献3中记载的研磨垫进行了调查，结果，台阶消除性能不充分。认为这是因为：着眼于仅研磨层的DMA特性，并且，仅使用研磨垫中心部分的频率10rad/s来求解测定频率。另外，专利文献4中记载的研磨垫是在以往用作研磨垫的材料的PTMG(聚四亚甲基醚二醇)中混合PPG(聚丙二醇)得到的，因PPG的添加，构成研磨层的聚氨酯的软段的结构发生变化，因此，硬度等物性发生变化，有时其他研磨特性不充分。
本发明是鉴于上述问题而实施的，其目的在于，提供无需大幅变更研磨层的物性、气泡结构就能够实现端部塌边的改善、且无需大幅改变研磨层的组成、物性等就实现台阶消除性能的提高的研磨垫。
本发明的发明人进行了潜心研究，结果，发现端部塌边得以抑制和/或台阶消除性能得到提高的研磨垫，实现了本发明。
本发明包含以下方案。
[1]一种研磨垫，其特征在于，
具备：研磨层，该研磨层具有用于对被研磨物进行研磨加工的研磨面；以及缓冲层，该缓冲层配置于所述研磨层的与研磨面相反一侧，
关于通过以弯曲模式利用频散(25℃)进行的动态粘弹性试验得到的、研磨垫整体的储能弹性模量E’和损耗弹性模量E”之比(tanδ)，以100～1000rad/s测得的tanδ的最大值(tanδmax100-1000)相对于以1～10rad/s测得的tanδ的最大值(tanδmax1-10)的比值为0.75～1.30。
[2]根据[1]所述的研磨垫，其特征在于，以100～1000rad/s测得的tanδ的最大值(tanδmax100-1000)相对于以1～10rad/s测得的tanδ的最大值(tanδmax1-10)的比值为0.85～1.15。
[3]根据[1]或[2]所述的研磨垫，其特征在于，以0.1～10000rad/s测得的tanδ的最大值与最小值之比(最大值(tanδmax0.1-10000)/最小值(tanδmin0.1-10000))为1～1.3。
[4]根据[1]至[3]中的任一项所述的研磨垫，其特征在于，以0.1～10000rad/s测得的tanδ的最大值与最小值之差(最大值(tanδmax0.1-10000)/最小值(tanδmin0.1-10000))为0～0.1。
[5]一种研磨垫，其特征在于，
具备：研磨层，该研磨层具有用于对被研磨物进行研磨加工的研磨面；以及缓冲层，该缓冲层配置于所述研磨层的与研磨面相反一侧，
所述研磨垫的特征在于，
关于以弯曲模式利用频散(25℃)对所述研磨垫整体进行动态粘弹性试验时的储能弹性模量E’，1000rad/s的E’的值(E’1000)与10rad/s的E’的值(E’10)之比(E’1000/E’10)为1～2。
[6]根据[5]所述的研磨垫，其特征在于，所述1000rad/s的E’的值(E’1000)与10rad/s的E’的值(E’10)之比(E’1000/E’10)为1.4～1.9。
[7]根据[5]或[6]所述的研磨垫，其特征在于，所述研磨层由包含中空微小球体的聚氨酯树脂形成。
[8]根据[5]～[7]中的任一项所述的研磨垫，其特征在于，所述缓冲层为选自由含浸无纺布、海绵材料及绒面革材料构成的组中的至少一种。
[9]根据[5]～[8]中的任一项所述的研磨垫，其特征在于，对具有台阶的图案晶片进行研磨时，在研磨量达到2000埃之前的初始研磨阶段，针对配线宽度为10μm至120μm的任一图案晶片，台阶消除量(埃)相对于研磨量(埃)的比值均超过1。
发明效果
根据本发明的研磨垫，无需变更研磨层的物性、气泡结构，通过使研磨垫整体的储能弹性模量E’与损耗弹性模量E”之比即tanδ为特定的范围，能够抑制端部塌边。
另外，通过使研磨垫整体的1000rad/s的E’的值(E’1000)与10rad/s的E’的值(E’10)之比(E’1000/E’10)为特定的范围，无需大幅改变研磨层的组成、物性，就能够改善台阶消除性能。
附图说明
图1是研磨装置1的立体图。
图2是处于端部塌边状态的被研磨物8的侧视图。
图3表示从利用现有技术(比较例1的研磨垫)进行了研磨的被研磨物8的中心通过的直线上的被研磨物整体的研磨速率的曲线(对第50个被研磨物实施时的曲线)。
图4是本发明的研磨垫3的立体图(a)及截面图(b)。
图5表示以将被研磨物8配置于扣环16A之中的状态在研磨垫上进行研磨的情形。图中箭头表示被研磨物8、研磨垫3的旋转方向。
图6表示对研磨垫3整体进行动态粘弹性试验测定时的概要图。
图7是表示台阶研磨量试验中的台阶状态的示意图的图。
图8是对实施例1的研磨垫整体进行弯曲模式的动态粘弹性测定时的tanδ的图表。
图9表示从通过实施例1的研磨垫进行了研磨的被研磨物8的中心通过的直线上的被研磨物整体的研磨速率的曲线(对第50个被研磨物进行实施时的曲线)。
图10是对实施例2的研磨垫整体进行弯曲模式的动态粘弹性测定时的tanδ的图表。
图11表示从通过实施例2的研磨垫进行了研磨的被研磨物8的中心通过的直线上的被研磨物整体的研磨速率的曲线(对第50个被研磨物进行实施时的曲线)。
图12是仅对实施例1及2的研磨垫的研磨层B进行弯曲模式的动态粘弹性测定时的tanδ的图表。
图13是对比较例1的研磨垫整体进行弯曲模式的动态粘弹性测定时的tanδ的图表。
图14是对实施例2的研磨垫整体进行弯曲模式的动态粘弹性测定时的E’相对于频率的图表。
图15是对实施例4的研磨垫整体进行弯曲模式的动态粘弹性测定时的E’相对于频率的图表。
图16是对比较例2的研磨垫整体进行弯曲模式的动态粘弹性测定时的E’相对于频率的图表。
图17是使用了实施例2、实施例4、比较例2的研磨垫的台阶消除性能试验的结果(使用了Cu配线宽度120μm的配线的被研磨物的情形)。
图18是使用了实施例2、实施例4、比较例2的研磨垫的台阶消除性能试验的结果(使用了相对于Cu配线宽度100μm而言绝缘膜的宽度为100μm的配线的被研磨物的情形)。
图19是使用了实施例2、实施例4、比较例2的研磨垫的台阶消除性能试验的结果(使用了相对于Cu配线宽度50μm而言绝缘膜的宽度为50μm的配线的被研磨物的情形)。
图20是使用了实施例2、实施例4、比较例2的研磨垫的台阶消除性能试验的结果(使用了相对于Cu配线宽度10μm而言绝缘膜的宽度为10μm的配线的被研磨物的情形)。
具体实施方式
以下，对用于实施发明的方案进行说明，不过，本发明并不限定于用于实施发明的方案。
＜＜研磨垫＞＞
采用图4，对研磨垫3的结构进行说明。研磨垫3像图4那样包括研磨层4和缓冲层6。研磨垫3的形状优选为圆盘状，但没有特别限定，另外，大小(直径)也可以根据具备研磨垫3的研磨装置1的尺寸等而适当确定，例如直径可以为10cm～2m左右。
应予说明，本发明的研磨垫3优选如图4所示研磨层4借助粘接层7而粘接于缓冲层6。
研磨垫3借助配设于缓冲层6的双面胶等而粘贴于研磨装置1的研磨平台10。研磨垫3以由研磨装置1按压了被研磨物8的状态驱动旋转，对被研磨物8进行研磨。
＜研磨层＞
(构成)
研磨垫3具备用于对被研磨物8进行研磨的层即研磨层4。构成研磨层4的材料可以优选使用聚氨酯树脂、聚脲树脂及聚氨酯聚脲树脂，可以更优选使用聚氨酯树脂。
研磨层4的大小(直径)与研磨垫3相同，直径可以为10cm～2m左右，研磨层4的厚度通常可以为1～5mm左右。
研磨层4与研磨装置1的研磨平台10一同旋转，使浆料9在研磨平台10上流动的状态下，使浆料9之中包含的化学成分、磨粒与被研磨物8一起相对运动，由此对被研磨物8进行研磨。
研磨层4中分散有中空微小球体4A(发泡)。
(沟加工)
在本发明的研磨层4的被研磨物8侧的表面优选进行沟加工。沟没有特别限定，可以为与研磨层4的周围连通的浆料排出沟及未与研磨层4的周围连通的浆料保持沟中的任一者，另外，可以同时具有浆料排出沟和浆料保持沟。作为浆料排出沟，可以举出格子状沟、辐射状沟等；作为浆料保持沟，可以举出同心圆状沟、穿孔(贯通孔)等，也可以将它们进行组合。
应予说明，低压研磨加工中，由于使针对被研磨物8的按压力变小，所以，从确保研磨速率的观点出发，平台高速旋转。因此，有可能发生浆料9呈层状存在于研磨面与加工面之间而妨碍研磨加工的所谓的水滑现象。通过对研磨面实施沟加工，能够抑制该现象。另外，还能够促进研磨屑的排出及研磨液的移动。截面形状可以为U字状、V字状、半圆状中的任一者。沟的间距、宽度、深度也没有特别限制。另外，为了使研磨垫3的平坦性提高，可以对研磨垫3的研磨面侧至与研磨面相反的面侧实施抛光处理等表面磨削处理。
(肖氏D级硬度)
本发明的研磨层4的肖氏D级硬度没有特别限定，例如为20～100，优选为30～80，更优选为40～70。肖氏D级硬度较小的情况下，利用低压研磨加工使微细的凹凸平坦化变得困难。另外，也有时对端部塌边造成影响。如果肖氏D级硬度过高，则被研磨物8等有可能被强烈摩擦，在被研磨物8的加工面产生划痕。
研磨层4如下形成，即，将后述的混有中空微小球体的含异氰酸酯基化合物和固化剂(扩链剂)混合，得到混合液，将该混合液注塑并使其固化，得到发泡体，对该发泡体进行切片，由此形成研磨层。即，研磨层4是干式成型得到的。
本发明的研磨垫3中，使用中空微小球体4A，使气泡内包于聚氨酯树脂成型体内部。中空微小球体是指具有空隙的微小球体。中空微小球体4A的形状包括球状、椭圆状及接近于它们的形状。作为例子，可以举出已膨胀型的微小球体及使未膨胀的加热膨胀性微小球状体加热膨胀得到的微小球体。
通过对研磨层4的组成、中空微小球体4A的数量、大小等进行调整，能够将研磨层4的肖氏D级硬度等物性设为所期望的数值范围。
＜缓冲层＞
(构成)
本发明的研磨垫3具有缓冲层6。对于缓冲层6，希望使研磨层4与被研磨物8的抵接更均匀。作为缓冲层6的材料，可以举出：树脂；使所述树脂含浸于基材得到的含浸材料；合成树脂、橡胶等具有柔性的材料；及使用了所述树脂的海绵材料。作为上述树脂，例如可以举出：聚氨酯、聚乙烯、聚丁二烯、有机硅等树脂；天然橡胶、丁腈橡胶、聚氨酯橡胶等橡胶等。
缓冲层6可以采用具有气泡结构的发泡体等。作为气泡结构，除了在无纺布等的内部形成有空隙的气泡结构以外，还可以优选使用利用湿式成膜法形成的具有泪型气泡的绒面革状的气泡结构、形成有微细的气泡的海绵状的气泡结构。
＜粘接层＞
粘接层7是用于使缓冲层6和研磨层4粘接的层，通常由双面胶或粘接剂构成。双面胶或粘接剂可以使用本技术领域中公知的材料(例如粘接片)。
研磨垫3及缓冲层6利用粘接层7而粘贴。粘接层7可以由例如选自丙烯酸系、环氧系、氨酯系中的至少1种粘着剂形成。例如使用丙烯酸系粘着剂，厚度可以设定为0.1mm。
＜tanδ＞
本发明的研磨垫3的特征在于，关于以弯曲模式利用频散(25℃)对研磨垫3整体进行动态粘弹性试验时的储能弹性模量E’与损耗弹性模量E”之比即tanδ，100～1000rad/s的tanδ的最大值(tanδmax100-1000)相对于1～10rad/s的tanδ的最大值(tanδmax1-10)的比值为0.75～1.30。
另外，优选为，0.1～10000rad/s的tanδ的最大值相对于最小值的比值(最大值(tanδmax0.1-10000)/最小值(tanδmin0.1-10000))为1～1.3。
另外，优选为，0.1～10000rad/s的tanδ的最大值与最小值之差(最大值(tanδmax0.1-10000)-最小值(tanδmin0.1-10000))为0～0.1。
tanδ为E”(损耗弹性模量)与E’(储能弹性模量)之比(E”/E’)。根据tanδ的值，着眼于对凹陷现象造成的影响，调查端部塌边与tanδ之间的关联性，结果判明，如果以弯曲模式对研磨垫3整体进行试验得到的tanδ为上述的范围，则能够抑制端部塌边。
即，频率为100～1000rad/s的tanδ的最大值相对于1～10rad/s的tanδ的最大值的比值为0.80～1.25意味着：即便是较宽范围的频率，tanδ也没有较大的差异。
采用图5，对频率的探讨进行说明。图5是从上方观察正在研磨的状态的图。箭头表示旋转方向。被研磨物8配置于扣环16A(或保持平台16)内并配置于研磨垫3的研磨层4之上。该例中，研磨层4像箭头那样逆时针旋转。并且，配置于扣环16A内的被研磨物顺时针旋转，执行研磨。
对于以往的研磨频率的见解，根据由研磨物和被研磨物各自的直径、速度计算出的接触时间等计算出角频率，研磨的通常频率为约1～10rad/s的角频率。这是根据如下模型进行计算的，即，研磨垫3与被研磨物8开始接触之后以等速变形直至通过，被研磨物8通过后，以等速释放，变形复原。
不过，在实现本发明时进行了探讨，结果，实际上被研磨物8处于由扣环16A保持的状态。因此，研磨层4的某些部分因旋转而首先与扣环16A接触，之后与被研磨物8接触，接着与扣环16A接触，最后释放。若考虑这种状况进行计算，则认为频率为100～1000rad/s左右。
考虑上述状况可知：频率优选为，不仅在1～10rad/s的范围的频率没有差异，在100～1000rad/s的较宽范围的频率也没有差异。换言之，优选1～10rad/s的tanδ的最大值与100～1000rad/s的最大值之比的变动较小，实际上，可知：如果是频率为100～1000rad/s的tanδ的最大值相对于1～10rad/s的tanδ的最大值的比值为0.75～1.30这样的研磨垫3，则端部塌边较小。
计算频率100～1000rad/s时，在图5的符号E附近(边缘附近)，研磨垫的旋转方向和被研磨物的旋转方向实质上相反，因此，相对速度为各速度之差。另一方面，在C附近(中心附近)，研磨垫的旋转方向和被研磨物的旋转方向实质上相同，因此，相对速度为各速度之和。应予说明，在M附近(中间附近)，被研磨物的角速度为0，因此，相对速度与研磨垫的旋转速度相同。这些说明当然用于计算频率100～1000rad/s之时。
(动态粘弹性试验)
关于tanδ，通过动态粘弹性试验(DMA)以弯曲模式对研磨垫整体进行测定。动态粘弹性试验(DMA)是如下方法，即，对试样施加根据时间而发生变化(振动)的形变或应力，对由此产生的应力或形变进行测定，从而测定试样的力学性质。将对本发明的研磨垫3整体进行动态粘弹性试验测定时的概要图示于图6。像图6那样以将上侧设为研磨层4的研磨面并将下侧设为缓冲层6的面的方式利用夹具12夹入，对施加微小振幅的正弦波形的形变时的应力进行测定。即，本发明中，对研磨垫3整体进行动态粘弹性试验测定，所谓该“整体”，不是仅对研磨垫的研磨层4进行测定，另外，也不是仅对缓冲层6进行测定。其是指：对研磨层4和缓冲层6借助粘接层而粘接的状态的研磨垫进行测定。应予说明，图6中，粘接层未图示。
下文中，进行对研磨垫3整体测定tanδ的说明。
tanδ为E”(损耗弹性模量)与E’(储能弹性模量)之比(E”/E’)，这些值不仅受到研磨层4的影响，还受到缓冲层6的影响。以往，该技术领域中，仅针对研磨层的材料进行tanδ的测定。但是，实际上，不仅受到研磨层的影响，还受到缓冲层的材质的大幅影响，可知端部塌边的大小因缓冲层而发生变化。将后述的实施例1及2的研磨垫整体的tanδ的测定结果示于图7及图9，并将仅实施例1及2中使用的研磨层B的tanδ的测定结果示于图11。由图7、图9及图11可知：tanδ的频散时的行为有时在仅为研磨层的情形和使研磨层及缓冲层为一体的研磨垫整体的情形发生大幅变化。因此，本发明中，对不仅包括研磨层还包括缓冲层的研磨垫整体进行tanδ的测定。
另外，通常动态粘弹性试验具有弯曲模式的测定和拉伸压缩模式的测定，本发明中，以弯曲模式的测定进行试验。关于实际的研磨，针对研磨垫3的各层，在垂直方向上按压被研磨物8。因此，可知应当以与该按压方向相同方向上的测定模式(弯曲模式)进行测定。
频率为100～1000rad/s的tanδ的最大值相对于1～10rad/s的tanδ的最大值的比值为0.80～1.25意味着：在1～10rad/s的范围和100～1000rad/s的范围内，储能弹性模量E’和损耗弹性模量E”没有较大差异。这样的研磨垫能够抑制端部塌边。
此外，0.1～10000rad/s的tanδ的最大值/最小值为1～1.3这样的研磨垫意味着：在较宽频率范围内，tanδ没有大幅变动；0.1～10000rad/s的tanδ的最大值与最小值之差(最大值-最小值)为0～0.1也意味着：在较宽频率范围内，tanδ没有大幅变动。
应予说明，通过例如变更研磨层4、缓冲层6的材料、改变研磨层4、缓冲层6中包含的气泡的大小、气泡的数量、气泡的密度，能够调整tanδ的值。
＜储能弹性模量之比E’1000/E’10＞
对于本发明的研磨垫3，关于以弯曲模式利用频散(25℃)对研磨垫3整体进行动态粘弹性试验时的储能弹性模量E’，通过1000rad/s的E’的值(E’1000)与10rad/s的E’的值(E’10)之比(E’1000/E’10)为1～2，使得台阶消除性能提高。对于通常研磨垫中使用的研磨层、缓冲层，如果频率增大，则E’的值单调增加，因此，E’1000/E’10小于1的材料为特殊材料，这样的材料的物性、研磨性能多数情况下不适合作为研磨垫，不理想。另一方面，如果E’1000/E’10超过2，则台阶消除性降低。E’1000/E’10的优选范围为1.4以上且1.9以下，更优选为1.5以上且1.85以下。储能弹性模量是指：物体因外力和形变而产生的能量中的保存于物体内部的成分。
储能弹性模量E’的测定中，使用1000rad/s的E’的值与10rad/s的E’的值之比，这是为了在较宽范围的频率下对储能弹性模量进行比较。选择这样的较宽范围的频率的理由与tanδ的情形相同。实际上，这样的针对较宽范围内的频率的储能弹性模量E’的值的变动较小(E’10与E’1000之比为1～2)的本发明的研磨垫中，E’的值没有因被研磨物的位置而发生大幅变化，因此，可知：不仅平坦化性能优异，对于具有台阶的被研磨物，其台阶消除性能也优异。
储能弹性模量E’是通过动态粘弹性试验(DMA)以弯曲模式对研磨垫整体进行测定得到的，测定方法与已经说明的方法相同，故省略。
储能弹性模量E’的值与tanδ的情形同样地不仅受到研磨层4的影响，还受到缓冲层6的影响。以往，该技术领域中，仅针对研磨层的材料进行储能弹性模量E’的测定。但是，实际上，不仅受到研磨层的影响，还受到缓冲层的材质的大幅影响，可知台阶消除性能因缓冲层而大幅变化。由后述的实施例5及6的研磨垫整体的储能弹性模量E’的测定结果和即便是相同的研磨层也使用了不同的缓冲层的比较例1的测定结果可知：储能弹性模量E’的频散时的行为有时因组合而大幅变化。因此，本发明中，对不仅包括研磨层还包括缓冲层的研磨垫整体进行储能弹性模量E’的测定。
应予说明，通过例如变更研磨层4、缓冲层6的材料、调整研磨层4、缓冲层6的硬度、密度、压缩率等、改变研磨层4、缓冲层6中包含的气泡的大小、气泡的数量、气泡的密度，能够调整储能弹性模量E’的值，不过，使E’10与E’1000之比为1～2非常重要。如果E’10与E’1000之比为1～2，则意味着：在较宽频率范围内，储能弹性模量E’没有大幅变动。
台阶消除性能是指：随着研磨，使具有台阶(凹凸)的图案晶片的台阶变小的性能。将测定台阶消除性能的实验的示意图示于图7。被研磨物中具有3500埃的台阶的情况下，示出使用台阶消除性能高的研磨垫(虚线)时的台阶的消除状态和使用台阶消除性能相对低的研磨垫(实线)时的台阶的消除状态。在图7的(a)的时刻，台阶没有差异，不过，随着研磨，在研磨量为2000埃时，显示具有良好的台阶消除性能的研磨垫(虚线)与台阶消除性能相对低的研磨垫(实线)相比台阶较小((b))，台阶消除性能高的研磨垫即使研磨量相对少，也能够使台阶消失((c))。可以说：虚线所示的研磨垫与实线的研磨垫相比，台阶消除性能相对高。
＜＜研磨垫的制造方法＞＞
对本发明的研磨垫3的制造方法进行说明。
＜研磨层的材料＞
作为研磨层4的材料，没有特别限定，例如，作为主成分，优选为聚氨酯树脂、聚脲树脂及聚氨酯聚脲树脂，更优选为聚氨酯树脂。作为具体的主成分的材料，例如可以举出使含氨基甲酸酯键的聚异氰酸酯化合物和固化剂反应而得到的材料。
以下，采用使用了含氨基甲酸酯键的异氰酸酯化合物、多元醇化合物以及固化剂的例子，对研磨层4的材料的制造方法进行说明。
作为使用了含氨基甲酸酯键的聚异氰酸酯化合物和固化剂的研磨层4的制造方法，例如可以举出如下制造方法，其包括：准备至少含氨基甲酸酯键的聚异氰酸酯化合物、添加剂、固化剂的材料准备工序；至少将上述含氨基甲酸酯键的聚异氰酸酯化合物、添加剂、固化剂混合而得到成型体成型用的混合液的混合工序；以及从上述成型体成型用混合液中将研磨层4成型的固化工序。
以下，分为材料准备工序、混合工序、成型工序分别进行说明。
＜材料准备工序＞
为了制造本发明的研磨层4，作为聚氨酯树脂成型体(固化树脂)的原料，准备含氨基甲酸酯键的聚异氰酸酯化合物、固化剂。此处，含氨基甲酸酯键的聚异氰酸酯为用于形成聚氨酯树脂成型体的氨基甲酸酯预聚物。将研磨层4设为聚脲树脂成型体、聚氨酯聚脲树脂成型体的情况下，使用与其对应的预聚物。
以下，对各成分进行说明。
(含氨基甲酸酯键的聚异氰酸酯化合物)
含氨基甲酸酯键的聚异氰酸酯化合物(氨基甲酸酯预聚物)为使下述聚异氰酸酯化合物和多元醇化合物以通常采用的条件反应而得到的化合物，其分子内包含氨基甲酸酯键和异氰酸酯基。另外，含氨基甲酸酯键的聚异氰酸酯化合物中可以在无损本发明的效果的范围内包含其他成分。
作为含氨基甲酸酯键的聚异氰酸酯化合物，可以使用市售品，也可以使用使聚异氰酸酯化合物和多元醇化合物发生反应而合成的产品。所述反应没有特别限制，在聚氨酯树脂制造中采用公知的方法及条件进行加成聚合反应即可。例如可以利用如下方法进行制造，即，一边在氮气氛下进行搅拌，一边向加温到40℃的多元醇化合物中添加加温到50℃的聚异氰酸酯化合物，30分钟后使其升温至80℃，进而于80℃使其反应60分钟。
应予说明，含氨基甲酸酯键的聚异氰酸酯的NCO当量优选为300～600左右。因此，含氨基甲酸酯键的聚异氰酸酯为市售品的情况下，优选NCO当量满足上述范围，在通过合成进行制造时，优选以适当比例使用下述原料而实现上述范围的NCO当量。
(聚异氰酸酯化合物)
本说明书中，聚异氰酸酯化合物是指：在分子内具有2个以上异氰酸酯基的化合物。
作为聚异氰酸酯化合物，在分子内具有2个以上异氰酸酯基即可，没有特别限制。例如，作为在分子内具有2个异氰酸酯基的二异氰酸酯化合物，可以举出：间苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、2，6-甲苯二异氰酸酯(2，6-TDI)、2，4-甲苯二异氰酸酯(2，4-TDI)、萘-1，4-二异氰酸酯、二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯(MDI)、4，4’-亚甲基-双(环己基异氰酸酯)(氢化MDI)、3，3’-二甲氧基-4，4’-联苯二异氰酸酯、3，3’-二甲基二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯、二甲苯-1，4-二异氰酸酯、4，4’-二苯基丙烷二异氰酸酯、三亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、亚丙基-1，2-二异氰酸酯、亚丁基-1，2-二异氰酸酯、亚环己基-1，2-二异氰酸酯、亚环己基-1，4-二异氰酸酯、对苯二异硫氰酸酯、二甲苯-1，4-二异硫氰酸酯、亚乙基二异硫氰酸酯等。这些聚异氰酸酯化合物可以单独使用，也可以将多种聚异氰酸酯化合物组合使用。
应予说明，作为聚异氰酸酯化合物，优选包含2，4-TDI和/或2，6-TDI。
(作为预聚物的原料的多元醇化合物)
本说明书中，多元醇化合物是指：在分子内具有2个以上羟基(OH)的化合物。
作为用于合成作为预聚物的含氨基甲酸酯键的聚异氰酸酯化合物的多元醇化合物，例如可以举出：乙二醇、二乙二醇(DEG)、丁二醇等二醇化合物、三醇化合物等；聚(四亚甲基氧基)二醇(或聚四亚甲基醚二醇)(PTMG)等聚醚多元醇化合物。其中，优选为DEG及PTMG。
PTMG的数均分子量(Mn)没有特别限定，例如可以为500～2000。此处，可以利用凝胶渗透色谱仪(Gel Permeation Chromatography：GPC)来测定数均分子量。应予说明，根据聚氨酯树脂测定多元醇化合物的数均分子量的情况下，也可以利用胺分解等常规方法将各成分进行分解后，通过GPC进行推定。
上述多元醇化合物可以单独使用，也可以将多种多元醇化合物组合使用。
(添加剂)
如上所述，作为研磨层4的材料，可以根据需要添加氧化剂等添加剂。
(固化剂)
本发明的研磨层4的制造方法中，在混合工序中使固化剂(也称为扩链剂)与含氨基甲酸酯键的聚异氰酸酯化合物等混合。通过加入固化剂，使得之后的成型体成型工序中，含氨基甲酸酯键的聚异氰酸酯化合物的主链末端与固化剂键合而形成聚合物链，进行固化。
作为固化剂，例如可以举出：乙二胺、丙二胺、六亚甲基二胺、异佛尔酮二胺、二环己基甲烷-4，4’-二胺、3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷(MOCA)、4-甲基-2，6-双(甲硫基)-1，3-苯二胺、2-甲基-4，6-双(甲硫基)-1，3-苯二胺、2，2-双(3-氨基-4-羟基苯基)丙烷、2，2-双[3-(异丙基氨基)-4-羟基苯基]丙烷、2，2-双[3-(1-甲基丙基氨基)-4-羟基苯基]丙烷、2，2-双[3-(1-甲基戊基氨基)-4-羟基苯基]丙烷、2，2-双(3，5-二氨基-4-羟基苯基)丙烷、2，6-二氨基-4-甲基苯酚、三甲基亚乙基双-4-氨基苯甲酸酯及聚四亚甲基氧化物双对氨基苯甲酸酯等多元胺化合物；乙二醇、丙二醇、二乙二醇、三亚甲基二醇、四乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、1，4-丁二醇、1，3-丁二醇、2，3-丁二醇、1，2-丁二醇、3-甲基-1，2-丁二醇、1，2-戊二醇、1，4-戊二醇、2，4-戊二醇、2，3-二甲基三亚甲基二醇、四亚甲基二醇、3-甲基-4，3-戊二醇、3-甲基-4，5-戊二醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇、1，6-己二醇、1，5-己二醇、1，4-己二醇、2，5-己二醇、1，4-环己烷二甲醇、新戊二醇、甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、三羟甲基甲烷、聚(四亚甲基氧基)二醇、聚乙二醇及聚丙二醇等多元醇化合物。另外，多元胺化合物可以具有羟基，作为这样的胺系化合物，例如可以举出：2-羟乙基乙二胺、2-羟乙基丙二胺、二-2-羟乙基乙二胺、二-2-羟乙基丙二胺、2-羟丙基乙二胺、二-2-羟丙基乙二胺等。作为多元胺化合物，优选为二胺化合物，例如更优选使用3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷(亚甲基双邻氯苯胺)(以下简称为MOCA。)。
研磨层4可以采用具有外壳且内部呈中空状的中空微小球体4A的材料进行成型。作为中空微小球体4A的材料，可以使用市售品，也可以使用以常规方法合成得到的产品。作为中空微小球体4A的外壳的材质，没有特别限制，例如可以举出：聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚(甲基)丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚羟基醚丙烯酸酯、马来酸共聚物、聚环氧乙烷、聚氨酯、聚(甲基)丙烯腈、聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯及有机硅系树脂、以及将构成上述树脂的单量体2种以上进行组合得到的共聚物(例如可以举出丙烯腈-偏二氯乙烯共聚物)。另外，作为市售品的中空微小球体，不限定于以下产品，例如可以举出：Expancel系列(商品名，Akzonobel公司制)、Matsumoto Microsphere(商品名，松本油脂(株)公司制)等。
作为中空微小球体4A中包含的气体，没有特别限定，例如可以举出烃，具体可以举出异丁烷等。
中空微小球体4A的形状没有特别限定，例如可以为球状及大致球状。中空微小球体4A的平均粒径没有特别限制，优选为5～200μm，更优选为5～80μm，进一步优选为5～50μm，特别优选为5～35μm。应予说明，可以利用激光衍射式粒度分布测定装置(例如Spectris(株)制，Mastersizer-2000)来测定平均粒径。
对于中空微小球体4A的材料，按相对于氨基甲酸酯预聚物100质量份而言优选为0.1～10质量份、更优选为1～5质量份、进一步优选为1～4质量份的方式进行添加。
另外，除了上述成分以外，可以在无损本发明的效果的范围内将以往使用的发泡剂与中空微小球体4A组合使用，也可以在下述混合工序中相对于所述各成分而吹入非反应性的气体。作为该发泡剂，除了水以外，可以举出以碳原子数为5或6的烃为主成分的发泡剂。作为该烃，例如可以举出：正戊烷、正己烷等链状烃、环戊烷、环己烷等脂环式烃。
＜混合工序＞
混合工序中，将所述准备工序中得到的含氨基甲酸酯键的聚异氰酸酯化合物(氨基甲酸酯预聚物)、添加剂、固化剂供给到混合机内，进行搅拌混合。以加温到能够确保上述各成分的流动性的温度的状态进行混合工序。
＜成型工序＞
成型体成型工序中，将所述混合工序中制备的成型体成型用混合液流入于预热到30～100℃的四边形型箱内，使其一次固化后，于100～150℃左右加热10分钟～5小时左右，使其二次固化，由此将已固化的聚氨酯树脂(聚氨酯树脂成型体)成型。此时，氨基甲酸酯预聚物、固化剂发生反应而形成聚氨酯树脂，由此该混合液固化。
氨基甲酸酯预聚物的粘度过高时，流动性变差，在混合时很难大致均匀地混合。如果使温度上升来降低粘度，则使用寿命缩短，反而形成为产生有混合斑的发泡体，且中空微小球体4A的大小产生偏差。相反，如果粘度过低，则气泡在混合液中移动，难以形成大致均等地分散于得到的发泡体的中空微小球体4A。因此，对于预聚物，优选将于温度50～80℃的粘度设定为500～4000mPa·s的范围。例如，通过改变预聚物的分子量(聚合度)，能够设定粘度。预聚物加热到50～80℃左右而成为可流动的状态。
成型工序中，根据需要使所注射的混合液在型箱内反应，形成发泡体。此时，通过预聚物和固化剂的反应，使得预聚物进行交联固化。
得到成型体后，切成片状，形成多块研磨层4。切片可以使用通常的切片机。在切片时，对研磨层4的下层部分进行保持，自上层部开始依次切为规定厚度。切片的厚度设定为例如1.3～2.5mm的范围。以厚度50mm的型箱进行成型的发泡体中，例如，因为伤痕等的关系不使用发泡体的上层部及下层部的约10mm部分，从中央部的约30mm部分形成10～25块研磨层4。得到固化成型步骤中在内部大致均等地形成有中空微小球体4A的发泡体。
根据需要对得到的研磨层4的研磨面实施沟加工。使用所需刀具对研磨面进行切削加工等，由此能够形成具有任意的间距、宽度、深度的沟。作为浆料保持沟，例如可以举出形成为同心圆状的圆形沟；作为浆料排出沟，例如可以举出：形成为格子状的直线沟、自研磨层的中心呈辐射状形成的直线沟等。
之后，针对这样得到的研磨层4，在研磨层4的与研磨面相反一侧的面粘贴双面胶。双面胶没有特别限制，可以从本技术领域中公知的双面胶之中任意选择使用。
＜缓冲层6的制造方法＞
如上所述，作为缓冲层6的材质，可以举出：使聚氨酯等树脂溶液含浸于由聚乙烯、聚酯等纤维形成的无纺布、织布等基材得到的含浸材料；使用了聚氨酯等树脂材料的绒面革材料；以及使用了聚氨酯等材料的海绵材料，其中，对使用了聚氨酯树脂的含浸织布或无纺布、使用了聚氨酯等树脂材料的绒面革材料的制造方法进行说明。应予说明，缓冲层6可以按照如下所述的制造方法来制造，也可以使用市售品。
＜含浸材料、绒面革材料的情形＞
缓冲层6的形成工序中，将缓冲层6湿式成膜。即，经过如下工序而形成：准备聚氨酯树脂大致均匀地溶解于有机溶剂中得到的树脂溶液的准备工序、将准备工序中制备的树脂溶液延展为片状并在水系凝固液中自树脂溶液除去有机溶剂而使聚氨酯体凝固再生的凝固再生工序、将凝固再生工序中凝固再生的聚氨酯体清洗并干燥而形成缓冲层6的清洗干燥工序，以下按上述工序顺序进行说明。
(准备工序)
准备工序中，使聚氨酯树脂及根据需要添加的添加剂溶解于有机溶剂中，制备树脂溶液。树脂溶液如下制备，即，使聚氨酯树脂及添加剂大致均匀地溶解于可溶解聚氨酯树脂的水混和性的有机溶剂中，通过过滤除去凝聚块等之后，在真空下脱泡，由此制备树脂溶液。作为有机溶剂，可以使用N，N-二甲基甲酰胺(以下简称为DMF)、二甲基乙酰胺(以下简称为DMAc)等。例如，有机溶剂使用DMF。聚氨酯树脂可以从聚酯系、聚醚系、聚碳酸酯系等树脂中选择使用。
作为根据需要添加的添加剂，可以使用炭黑等颜料、促进发泡的亲水性活性剂及使聚氨酯树脂的凝固再生稳定化的疏水性活性剂等。通过改变添加剂的种类、添加量，能够控制在缓冲层6的内部形成的泪型气泡6A的大小或量(个数)。研磨垫3的tanδ、储能弹性模量E’还受到缓冲层6的物性的影响，因此，通过适当设定材料的选定、有机溶剂的选定、树脂与有机溶剂的混合比、泪型气泡6A的大小及量、缓冲层6的厚度来调整研磨垫3的tanδ、储能弹性模量E’。例如，相对于树脂溶液100份，将聚氨酯树脂设定为45～62份的范围，并将DMF设定为8～32份的范围。
(凝固再生工序)
凝固再生工序中，将准备工序中制备的树脂溶液连续地涂布于成膜基材(延展为片状)，并浸渍于水系凝固液中，由此使聚氨酯树脂呈片状凝固再生。将准备工序中制备的树脂溶液于常温下利用刮刀涂布机等涂布机大致均匀地涂布于带状的成膜基材。此时，通过对涂布机与成膜基材之间的间隙(Clearance)进行调整，来调整树脂溶液的涂布厚度(涂布量)。本例中，按缓冲层6的厚度达到0.5～2.0mm的范围的方式调整涂布量。成膜基材可以使用柔性薄膜、无纺布、织布等。使用无纺布、织布的情况下，为了抑制在树脂溶液涂布时向成膜基材内部的渗透，预先进行浸渍于水或DMF水溶液(DMF与水的混合液)等的预处理(封孔)。
涂布有树脂溶液的成膜基材被浸渍于以相对于聚氨酯树脂而言为贫溶剂的水为主成分的水系凝固液。在水系凝固液中，首先，在所涂布的树脂溶液的表面以遍及厚度数μm左右的方式形成构成表层的微多孔。之后，在树脂溶液中进行DMF与水系凝固液的置换，由此聚氨酯体在成膜基材的单面呈片状凝固再生。将DMF从树脂溶液中除去，DMF和水系凝固液进行置换，由此在聚氨酯体中形成大量泪型气泡6A，并将泪型气泡6A形成立体网状。此时，由于成膜基材的PET制薄膜不会使水渗透，所以在树脂溶液的表面侧(表层侧)发生脱溶剂，形成孔径在成膜基材侧比表面侧大的泪型气泡6A。即，在聚氨酯体的内部以大致均等分散的状态形成沿着聚氨酯体的厚度方向带有圆度的截面大致三角形的大量发泡6。
(清洗干燥工序)
清洗干燥工序中，将凝固再生工序中凝固再生的带状(长条状)的聚氨酯体清洗后，使其干燥，形成缓冲层6。即，在水等清洗液中进行清洗，将聚氨酯体中残留的DMF除去。清洗后，利用滚筒干燥机使聚氨酯体干燥。滚筒干燥机具备内部具有热源的滚筒。聚氨酯体沿着滚筒的周面通过而干燥，形成缓冲层6。
＜接合工序＞
接合工序中，将所形成的研磨层4及缓冲层6借助粘接层7进行粘贴(接合)。粘接层7例如使用丙烯酸系粘着剂，按厚度0.1mm形成粘接层7。即，在研磨层4的与研磨面相反一侧的面以大致均匀的厚度涂布丙烯酸系粘着剂。使研磨层4的与研磨面P相反一侧的面和缓冲层6的表面(形成有表层的面)借助所涂布的粘着剂进行压接，从而将研磨层4及缓冲层6借助粘接层7进行粘贴。然后，裁剪为圆形等所期望的形状后，进行确认有无污垢、异物等附着等检查，使研磨垫3完成。
实施例
以下，利用实施例，对本发明进一步详细地进行说明，不过，本发明并不受这些例子的限定。
各实施例及比较例中，只要没有特别指定，“份”是指“质量份”。
另外，NCO当量是：以“(聚异氰酸酯化合物的质量(份)+多元醇化合物的质量(份))/[(聚异氰酸酯化合物每1分子的官能团数×聚异氰酸酯化合物的质量(份)/聚异氰酸酯化合物的分子量)-(多元醇化合物每1分子的官能团数×多元醇化合物的质量(份)/多元醇化合物的分子量)]”求出的表示每1个NCO基的预聚物(PP)的分子量的数值。
(关于研磨层A)
在使2，4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚(四亚甲基氧基)二醇(PTMG)及二乙二醇(DEG)反应得到的NCO当量460的异氰酸酯基末端氨基甲酸酯预聚物100份中添加壳部分由丙烯腈-偏二氯乙烯共聚物构成且在壳内包有异丁烷气体的未膨胀型的中空微小球体2.6份，进行混合，得到混合液。将得到的混合液装入第一液容器，进行保温。接下来，有别于第一液，另行准备固化剂，作为固化剂，添加MOCA25.5份及聚丙二醇(PPG)8.5份，进行混合，在第二液容器内进行保温。将第一液容器、第二液容器各自的液体向具备2个注入口的混合机注入，且从分别的注入口按表示固化剂中存在的氨基及羟基相对于预聚物中的末端异氰酸酯基的当量比的R值为0.90的方式进行注入。一边对所注入的2种液体进行混合搅拌，一边向已预热的成型机的模具注入，之后，合模，加热30分钟，使其一次固化。将一次固化得到的成型物脱模后，在烘箱中于130℃进行2小时二次固化，得到聚氨酯成型物。将得到的聚氨酯成型物放冷至25℃后，再次在烘箱中于120℃进行5小时加热，之后，切成1.3mm的厚度，得到研磨层A。
(关于研磨层B)
使研磨层A中使用的第一液的混合液为NCO当量455的异氰酸酯基末端氨基甲酸酯预聚物100份与未膨胀型的中空微小球体的添加量2.7份的混合液，并使研磨层A中使用的第二液仅为MOCA25.8份，除此以外，利用与研磨层A同样的方法进行制作，得到研磨层B。
(关于研磨层C)
在研磨层A中使用的第一液中进一步混合4，4’-亚甲基-双(环己基异氰酸酯)(氢化MDI)2份，使未膨胀型的中空微小球体的添加量为2.85份，并使研磨层A中使用的第二液仅为MOCA28份，除此以外，利用与研磨层A同样的方法进行制作，得到研磨层C。
(关于作为研磨层的研磨层D)
将NITTA HAAS公司制的商品名“IC1000”用作研磨层D。
(关于缓冲层(I)至(V))
缓冲层(I)的制作中，作为聚氨酯树脂，使用聚酯MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)聚氨酯树脂。在30％聚氨酯树脂溶液100份中添加溶剂DMF25份、包含炭黑20％作为颜料的DMF分散液40份、作为成膜稳定剂的疏水性活性剂2份，进行混合，制备聚氨酯树脂溶液。将得到的树脂溶液以厚度0.7mm涂布于PET基材(厚度0.188mm)，在水系凝固液中自树脂溶液除去有机溶剂，以包括PET基材的形式制作出缓冲层(I)。
将市售的具有微细气泡的聚氨酯片材(积水化学工业社制“积水海绵2504KMS”)设为缓冲层(II)。
将市售的具有微细气泡的聚氨酯片材(Inoac公司制“PORON HH-48C”)设为缓冲层(III)。
将由聚酯纤维形成的无纺布(密度：0.216g/cm3)浸渍于聚氨酯树脂溶液(DIC公司制，商品名“C1367”)中。浸渍后，使用可对1对辊间进行加压的万向辊拧绞树脂溶液，使树脂溶液大致均匀地含浸于无纺布。接下来，浸渍于由室温的水形成的凝固液中，使含浸树脂凝固再生，得到树脂含浸无纺布。之后，将树脂含浸无纺布从凝固液中取出，进而，浸渍于由水形成的清洗液中，将树脂中的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)除去后，使其干燥。干燥后，利用抛光处理除去表面的表层，制作缓冲层(IV)。缓冲层(IV)的树脂附着率为55％，厚度为1.00mm。
将NITTA HAAS公司制“SUBA400”设为缓冲层(V)。
(实施例及比较例)
将研磨层A～D及缓冲层(I)～(V)借助厚度0.1mm的双面胶(在PET基材的两面具备由丙烯酸系树脂形成的粘接层的部件)进行接合，在缓冲层与粘接层的相对侧的面粘贴双面胶，制造实施例及比较例的研磨垫。各实施例、比较例的研磨层及缓冲层如表1所示。
[表1]
Figure BDA0004138334120000211
(动态粘弹性测定1)
基于下述条件，进行实施例及比较例的研磨垫(将研磨层及缓冲层借助双面胶进行粘接得到的部件)的动态粘弹性测定。将研磨垫在温度23℃(±2℃)、相对湿度50％(±5％)的恒温恒湿槽中保持40小时的干燥状态的研磨垫用作样品，在通常的大气气氛下(干燥状态)以弯曲模式进行动态粘弹性测定。以下示出弯曲模式的测定条件。
测定条件
测定装置：RSA-G2(TA instruments公司制)
样品：纵5cm×横0.5cm×厚度0.125cm
试验模式：弯曲模式
频率：约0.01～约10000(10-2～104)rad/s
测定温度：5℃、25℃、45℃
形变范围 ：0.10％
如上所述，于5℃、25℃、45℃的各温度利用频散进行测定，使用温度-频率换算规则，进行测定图表的合成，计算出0.001rad/s～100000rad/s的tanδ。将各实施例及比较例的测定结果示于表2。另外，关于整体的结果，图8、10、13中分别示出实施例1、实施例2、比较例1，作为参考，将使用了研磨层B单体的结果示于图12。
[表2]
Figure BDA0004138334120000221
(研磨试验结果)
将实施例及比较例的研磨垫以下述研磨条件实施研磨。实施研磨时，在121条直径测定研磨速率(RR)。将比较例1的被研磨物整体的研磨速率的曲线示于图3，将实施例1及2的被研磨物整体的研磨速率的曲线分别示于图9及图11。应予说明，相对于半径140mm，内侧以2.5mm间距进行测定，外侧以1mm间距进行测定。
(研磨条件1)
使用研磨机：F-REX300(荏原制作所公司制)
研磨剂温度：20℃
研磨平台转速：70rpm
研磨头转速：71rpm
研磨压力：3.5psi
研磨浆料：Cabot Microelectronics Corporation制，商品名：SS25
研磨浆料流量：200ml/min
研磨时间：60秒
被研磨物：带有TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate)的硅晶片
将实施例及比较例的各研磨垫的研磨结果示于表3。应予说明，对于研磨结果“最边缘速率”是：被研磨物的最边缘部(自中心起算为149mm的部分)的研磨速率除以自中心起算为100～140mm的部分的研磨速率的平均值得到的值。
[表3]
Figure BDA0004138334120000231
如图3、图13及表2～3所示，比值(tanδmax100-1000/tanδmax1-10)高达1.364的比较例1的研磨垫中，最边缘部的速率高达1.58，确认到端部塌边。另外，使用了不同的研磨层及缓冲层的比较例2中，比值(tanδmax100-1000/tanδmax1-10)高达1.366，同样地确认到端部塌边。
另一方面，如图8～9及表2～3所示，比值(tanδmax100-1000/tanδmax1-10)低至1.18的实施例1的研磨垫中，最边缘部的速率可以控制在1.18，其为1.5以下，能够抑制端部塌边。使用了不同的缓冲层的实施例2中，比值(tanδmax100-1000/tanδmax1-10)低至1.29，与实施例1同样地能够抑制端部塌边。应予说明，将仅实施例1及2中使用的研磨层B的tanδ示于图12，不过，tanδ的行为与以研磨垫整体测定的图8及图10差异较大。另外，对研磨层、缓冲层进行了各种变更的实施例3～6中，通过将比值(tanδmax100-1000/tanδmax1-10)设为规定范围内，最边缘部的研磨速率为1.5以下，能够抑制端部塌边，可以得到良好的边缘轮廓。
(动态粘弹性测定2)
以与动态粘弹性试验1所示的测定条件相同的条件，于5℃、25℃、45℃的各温度，利用频散进行测定，使用温度-频率换算规则，进行测定图表的合成。然后，以0.001rad/s～100000rad/s求出储能弹性模量E’。将各实施例及比较例的测定结果示于表4。另外，关于针对频率的储能弹性模量E’整体的结果，代表性地，将实施例2示于图14，将实施例4示于图15，将比较例2示于图16。
[表4]
Figure BDA0004138334120000241
(台阶研磨量试验(台阶消除性能试验))
将实施例及比较例的研磨垫借助具有丙烯酸系粘接剂的双面胶而设置于研磨装置的规定位置，以上述研磨条件实施研磨加工。利用台阶·表面粗糙度·微细形状测定装置(KLATenchor公司制、P-16+OF)对100μm/100μm的凹陷进行测定，由此评价台阶消除性能。将结果示于图17～图20。应予说明，凹陷是指：主要在宽度较宽配线图案处配线截面呈皿状凹下的现象；侵蚀是指：主要在微细配线部配线和绝缘膜均削掉的现象，均属于过度研磨的现象。
针对具有约3000～约3500埃的台阶的图案晶片，按1次的研磨量为1000埃的方式调整研磨速率，实施研磨，阶段性地进行研磨，每次都实施晶片的台阶测定。纵轴的台阶高度表示台阶。
图17为对配线宽度为120μm的配线的被研磨物实施研磨的结果，图18为对相对于Cu配线宽度100μm而言绝缘膜的宽度为100μm的配线的被研磨物实施研磨的结果，图19为对相对于Cu配线宽度50μm而言绝缘膜的宽度为50μm的配线的被研磨物实施研磨的结果，图20为对相对于Cu配线宽度10μm而言绝缘膜的宽度为10μm的配线的被研磨物实施研磨的结果，数字越小，配线越微细。
另外，关于上述表2的台阶消除性能，在研磨量达到2000埃之前的初始研磨阶段，针对配线宽度为10μm至120μm的任一图案晶片，台阶消除量(埃)相对于研磨量(埃)的比值超过1的情形设为良好，以〇表示，在任一配线宽度下，台阶消除量(埃)相对于研磨量(埃)的比值为1以下的情形设为不良，以×表示。应予说明，以研磨前的初始台阶(约3000～约3500埃)减去在某个研磨时刻确认到的台阶得到的值(埃)求解台阶消除量。
(研磨条件2)
使用研磨机：F-REX300X(荏原制作所公司制)
Disk：A188(3M公司制)
研磨剂温度：20℃
研磨平台转速：90rpm
研磨头转速：81rpm
研磨压力：3.5psi
研磨浆料：CSL-9044C(使用CSL-9044C原液：纯水＝重量比1：9的混合液)(FujimiCorporation制)
研磨浆料流量：200ml/min
研磨时间：60秒
被研磨物：Cu膜基板
垫断裂：32N 10分
调整：in-situ 18N 16扫描，Ex-situ 32N 4扫描
产业上的可利用性
本发明提供能够实现端部塌边的改善和/或台阶消除性能的提高的研磨垫，因此，有助于研磨垫的制造、销售，所以具有产业上的可利用性。
附图标记
1 研磨装置
3 研磨垫
4 研磨层
4A中空微小球体
6 缓冲层
7 粘接层
8 被研磨物
8a 端部塌边
9 浆料
10 研磨平台
11 基盘
12 夹具
16 保持平台

Claims (9)

1.一种研磨垫，其特征在于，
具备：研磨层，该研磨层具有用于对被研磨物进行研磨加工的研磨面；以及缓冲层，该缓冲层配置于所述研磨层的与研磨面相反一侧，
关于通过以弯曲模式利用于25℃的频散进行的动态粘弹性试验得到的、研磨垫整体的储能弹性模量E’和损耗弹性模量E”之比tanδ，以100～1000rad/s测得的tanδ的最大值tanδmax100-1000相对于以1～10rad/s测得的tanδ的最大值tanδmax1-10的比值为0.75～1.30。
2.根据权利要求1所述的研磨垫，其特征在于，
以100～1000rad/s测得的tanδ的最大值tanδmax100-1000相对于以1～10rad/s测得的tanδ的最大值tanδmax1-10的比值为0.85～1.15。
3.根据权利要求1或2所述的研磨垫，其特征在于，
以0.1～10000rad/s测得的tanδ的最大值与最小值之比、即最大值tanδmax0.1-10000/最小值tanδmin0.1-10000为1～1.3。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的研磨垫，其特征在于，
以0.1～10000rad/s测得的tanδ的最大值与最小值之差、即最大值tanδmax0.1-10000/最小值tanδmin0.1-10000为0～0.1。
5.一种研磨垫，其特征在于，
具备：研磨层，该研磨层具有用于对被研磨物进行研磨加工的研磨面；以及缓冲层，该缓冲层配置于所述研磨层的与研磨面相反一侧，
所述研磨垫的特征在于，
关于以弯曲模式利用于25℃的频散对所述研磨垫整体进行动态粘弹性试验时的储能弹性模量E’，1000rad/s的E’的值E’1000与10rad/s的E’的值E’10之比、即E’1000/E’10为1～2。
6.根据权利要求5所述的研磨垫，其特征在于，
所述1000rad/s的E’的值E’1000与10rad/s的E’的值E’10之比、即E’1000/E’10为1.4～1.9。
7.根据权利要求5或6所述的研磨垫，其特征在于，
所述研磨层由包含中空微小球体的聚氨酯树脂形成。
8.根据权利要求5～7中的任一项所述的研磨垫，其特征在于，
所述缓冲层为选自由含浸无纺布、海绵材料及绒面革材料构成的组中的至少一种。
9.根据权利要求5～8中的任一项所述的研磨垫，其特征在于，
对具有台阶的图案晶片进行研磨时，在研磨量达到2000埃之前的初始研磨阶段，针对配线宽度为10μm至120μm的任一图案晶片，台阶消除量相对于研磨量的比值均超过1，其中，台阶消除量及研磨量的单位为埃。
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