CN117794687A - 抛光垫 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种抛光垫，其具备具有圆形的抛光面的抛光层，并且具备从抛光面的中央区域遍及至周缘区域而形成的螺旋状槽或由配置成同心圆状的多个环状槽形成的同心圆状槽、和由从中央区域向周缘区域延伸的线段状槽形成的放射状槽。而且，线段状槽在从放射状槽中心起相对于抛光面的半径为5～10％的距离的区域具有第1端部，在从放射状槽中心起相对于抛光面的半径为35～70％的距离的区域具有第2端部，线段状槽具有相对于抛光面的半径为30～65％的比例的平均长度。而且，线段状槽的截面积Sa(mm2)与螺旋状槽或同心圆状槽的截面积Sb(mm2)满足0.1≤Sb/Sa＜1.0。

Description

抛光垫
技术领域
本发明涉及可优选用于化学机械抛光(CMP)的抛光垫。
背景技术
以往，为了对半导体、硅晶片等的基板材料、作为硬盘、液晶显示器、透镜的材料的玻璃进行镜面加工、或者将由半导体器件的制造工序中的绝缘膜、金属膜形成的凹凸进行平坦化，使用了一边向抛光垫的抛光面滴加抛光浆料(以下，也简称为浆料)、一边将被抛光材料按压至抛光垫并进行抛光的化学机械抛光(CMP)。
对于CMP用的抛光垫而言，出于将浆料无遗漏地保持于整个抛光面、将抛光屑排出、防止由被抛光材料的吸附所导致的破损的目的，形成了螺旋状槽、同心圆状槽、格子状槽、放射状槽等槽。
例如，下述专利文献1公开了一种半导体晶片的抛光垫，其在抛光时接触晶片的中央部的部分形成有从中央朝向外周的多个放射状槽，并且至少在接触晶片的周边部的部分形成有与抛光垫同心的多个圆形槽。而且，公开了形成有放射状槽的部分的宽度为晶片的直径的约1/2。
另外，例如，下述专利文献2公开了一种抛光垫，其中，放射状槽与同心圆状槽以共有中心且相互交叉的方式在抛光层的抛光侧表面开口，在放射状槽与同心圆状槽的交叉部分属于放射状槽的情况下，放射状槽与同心圆状槽满足：条件(A)放射状槽的面积(s1)在放射状槽的面积(s1)与同心圆状槽的面积(s2)之和(s1+s2)中所占的比例为8～17％、以及条件(B)放射状槽的面积(s1)与同心圆状槽的面积(s2)之和(s1+s2)在抛光侧表面的面积(S)中所占的比例为18～25％。
另外，例如，下述专利文献3公开了一种抛光垫，其包含抛光层和与半径交叉的多个供给槽(δ)，该抛光层包含中心、周缘、从中心延伸至周缘的半径、以及围绕中心且与半径交叉的抛光轨道，在供给槽(δ)之间具有用于将被抛光材料平坦化的凸台区域。而且，抛光垫包含：具有平均供给截面积(δa)的多个供给槽(δ)、和与多个供给槽(δ)交叉的抛光层中的至少一个径向排流槽(ρ)，该至少一个径向排流槽(ρ)用于允许抛光流体从多个供给槽(δ)流到至少一个径向排流槽(ρ)。而且，对于抛光垫而言，公开了径向排流槽(ρ)具有平均排流截面积(ρa)，根据2×δa≤ρa≤8×δa、(0.15)nf×δa≤nr×ρa≤(0.35)nf×δa(式中，(nr)表示径向槽的数量，(nf)表示供给槽的数量)，径向排流槽的平均排流截面积(ρa)大于平均供给截面积(δa)，径向排流槽(ρ)延伸穿过抛光轨道，促进在抛光垫旋转期间，使抛光碎屑在半导体基材、光学基材及磁性基材中的至少一个下面通过抛光轨道并越过抛光轨道而向抛光垫的周缘去除。
另外，例如，下述专利文献4公开了一种抛光垫，其具备：中央轨道，其具有抛光层的中央的旋转中心、与旋转中心具有间隔的配置的中心；以中央作为同心圆状的中心而排列有多个环状槽的环状槽；以及在径向上延伸的槽，其中，在中央轨道设置有多个交叉点。
另外，例如，下述专利文献5公开了一种抛光垫，其形成有：同时存在未延伸至抛光层的中心的在径向上延伸的槽和环状槽的第1区域、和仅存在环状槽的第2区域，第1区域的半径为抛光垫的半径的30～70％。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-237950号公报
专利文献2：日本特开2011-177884号公报
专利文献3：日本特开2017-208530号公报
专利文献4：TW M459065U1号公报
专利文献5：TW I548484号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在CMP中，要求实现更高的抛光速度的抛光垫。本发明的目的在于提供用于实现CMP高的抛光速度的抛光垫。
解决问题的方法
本发明的一个方面为一种抛光垫，其包含具有圆形的抛光面的抛光层。而且，抛光面具备从抛光面的中心起相对于半径为0～10％的范围的中央区域、和为90～100％的范围的周缘区域，抛光层具备从中央区域遍及至周缘区域而配置的至少1条螺旋状槽、或者由配置成同心圆状的多个环状槽形成的同心圆状槽，进一步具备由从中央区域向周缘区域延伸的至少2条线段状槽形成的放射状槽。而且，螺旋状槽的中心、同心圆状槽的中心、以及放射状槽的中心存在于中央区域，线段状槽具有相对于抛光面的半径为30～65％的比例的平均长度，并且在从放射状槽的中心起相对于抛光面的半径为5～10％的距离的区域具有第1端部，在为35～70％的距离的区域具有第2端部。而且，截面积Sa(mm2)和截面积Sb(mm2)满足0.1≤Sb/Sa＜1.0，所述截面积Sa为线段状槽的相对于长度方向垂直的方向的截面的截面积的平均值，所述截面积Sb为螺旋状槽或同心圆状槽的相对于切线方向垂直的方向的截面的截面积的平均值。
这里，抛光面是指与被抛光材料接触的抛光层的表面。另外，例如，参照图7，中央区域是指以从圆形的抛光面的中心G起相对于半径为0～10％的范围的点所表示的区域、即圆形的区域R1。另外，周缘区域是指从圆形的抛光面的中心起相对于半径为90～100％的范围的区域，详细而言，为以沿着相对于半径为90～100％的圆形的周缘的点所表示的带状的区域R2。
另外，线段状槽是指，线状的槽未到达抛光面的周缘而在抛光面的面内具有两端。另外，螺旋状槽是在抛光面内的中央区域具有螺旋中心的至少1条螺旋状的槽。另外，同心圆状槽是由在抛光面内的中央区域具有共通的中心、且配置成同心圆状的多个环状槽形成的槽。另外，螺旋状槽或同心圆状槽从中央区域遍及至周缘区域而配置是指，从抛光面的中央区域遍及至周缘区域的整个区域形成有至少1条螺旋状槽或配置成同心圆状的多个环状槽。具体而言，在同心圆状槽的情况下是指离中心最近的槽通过中央区域，最外周的槽通过周缘区域。另外，在螺旋状槽的情况下是指螺旋状槽的起点存在于中央区域，螺旋状槽的终点存在于周缘区域。另外，抛光区域是指，抛光面中的与硅晶片等被抛光材料的被抛光面接触且对被抛光材料进行抛光的区域。
在这样的抛光垫中，多个线段状槽抑制滴落至抛光面并在中央区域附近积存的浆料从抛光面的周缘漏出至体系外，并且向从中央区域遍及至周缘区域形成的螺旋状槽、同心圆状槽适度地供给浆料。其结果是，通过向抛光区域高效地供给浆料，可实现很高的抛光速度。
另外，从获得更高的抛光速度、而且被抛光材料的被抛光面内的抛光均匀性优异的方面考虑，优选抛光垫满足0.25≤Sb/Sa≤0.85，进一步优选满足0.44≤Sb/Sa≤0.80。
另外，对于抛光垫而言，优选线段状槽的宽度的平均值即槽宽度Wa(mm)和螺旋状槽或同心圆状槽的宽度的平均值即槽宽度Wb(mm)满足0.1≤Wb/Wa＜1.0。在这样的情况下，可将浆料更无遗漏地保持于整个抛光区域，因此可实现更高的抛光速度。
另外，对于抛光垫而言，优选螺旋状槽或同心圆状槽的宽度的平均值即槽宽度Wb(mm)和螺旋状槽或同心圆状槽的平均槽间距P(mm)满足0.02≤Wb/P≤0.25。在这样的情况下，能够充分确保与被抛光材料接触的凸台区域的面积，并且能够将足够量的浆料供给至凸台区域，因此可实现更高的抛光速度。需要说明的是，在具有螺旋状槽的情况下，槽间距P是指相邻的各螺旋环绕的槽的间隔与槽宽度的合计的平均值，在具有同心圆状槽的情况下，槽间距P是指相邻的各环状槽的槽的间隔与槽宽度的合计的平均值。
另外，对于抛光垫而言，优选线段状槽的宽度的平均值即槽宽度Wa(mm)、螺旋状槽或同心圆状槽的宽度的平均值即槽宽度Wb(mm)、以及螺旋状槽或同心圆状槽的平均槽间距P(mm)满足0.2≤{Wb2/(P×Wa)}×100≤25。在这样的情况下，通过将浆料快速地供给至抛光区域，并在抛光面与被抛光材料的被抛光面之间充分地保持浆料，可实现更高的抛光速度。
另外，在抛光垫中，从低刮痕性优异、且容易成型的方面考虑，优选抛光层包含热塑性聚氨酯。另外，从抛光速度的稳定性优异、且容易成型的方面考虑，优选抛光层为非发泡体。
发明的效果
根据本发明，可得到能够容易地实现CMP的抛光速度的高速化的抛光垫。
附图说明
图1是实施方式的具有螺旋状槽的抛光垫10的抛光层1的抛光面一侧的平面示意图。
图2是实施方式的具有同心圆状槽的抛光垫20的抛光层11的抛光面一侧的平面示意图。
图3A是螺旋状槽或同心圆状槽的相对于切线方向垂直的方向的截面的示意图。
图3B是用于对将槽的角部进行倒角而形成的斜面的角度进行说明的槽的截面的示意图。
图3C是用于对具有倒梯形的截面的槽的斜面的角度进行说明的槽的截面的示意图。
图4是线段状槽的相对于长度方向垂直的方向的截面的示意图。
图5是抛光垫10或抛光垫20的厚度方向的截面的部分截面示意图。
图6是用于对CMP进行说明的说明图。
图7是用于对抛光面的中央区域及周缘区域进行说明的说明图。
符号说明
1、11 抛光层
10、20 抛光垫
E1 第1端部
E2 第2端部
C1～C9 环状槽(同心圆状槽)
S1～S8 线段状槽(放射状槽)
H 螺旋状槽
F 抛光面
具体实施方式
参照附图对本实施方式的抛光垫详细地进行说明。
图1是作为本实施方式的抛光垫的一例的抛光垫10的抛光面的平面示意图，上述抛光垫10包含具有圆形的抛光面的抛光层1，上述抛光层1具备从中央区域遍及至周缘区域而形成的1条螺旋状槽H、和由从中央区域向周缘区域延伸的8条线段状槽S1～S8形成的放射状槽。
另外，图2是作为本实施方式的抛光垫的另一例的抛光垫20的抛光面的平面示意图，上述抛光垫20包含具有圆形的抛光面的抛光层11，上述抛光层11具备从中央区域遍及至周缘区域而形成的配置成同心圆状的11个环状槽C1～C11、和由从中央区域向周缘区域延伸的8条线段状槽S1～S8形成的放射状槽。
图7是用于对抛光垫10的中央区域R1及周缘区域R2进行说明的说明图。在图7所示出的抛光垫10中，以从圆形的抛光面的中心G起相对于半径为0～10％的范围的点所表示的圆形的区域为中央区域R1，从抛光面的中心起相对于半径为90～100％的范围的区域为周缘区域R2，详细而言，以沿着相对于半径为90～100％的圆形周缘的带状的点所表示的区域为周缘区域R2。
图5是用于对抛光垫10或抛光垫20的层构成进行说明的厚度方向的截面的部分截面示意图。抛光垫10或抛光垫20具有缓冲层7夹隔粘接层6而粘接于抛光层1、11的与抛光面F相反一面的层叠结构。需要说明的是，本实施方式的抛光垫并不限于具有这样的层叠结构的抛光垫，可以是仅由具有抛光面的抛光层形成的单层的抛光垫。
参照图1，在抛光垫10中，抛光层1的抛光面为圆形。而且，在该抛光面形成有以中央区域中包含的抛光面的中心G作为螺旋中心且从中央区域遍及至周缘区域而配置的1条螺旋状槽H。另外，形成有放射状槽，该放射状槽包含以中心G作为放射中心且从中央区域向周缘区域延伸的8条线段状槽S1～S8。这样，在抛光垫10中，螺旋状槽H和放射状槽共有中心。
另外，参照图2，在抛光垫20中，抛光层11的抛光面为圆形。而且，在抛光面形成有以中央区域中包含的抛光面的中心G作为共通的中心且从中央区域遍及至周缘区域而配置的环状的同心圆状的11个环状槽C1～C11。另外，形成有放射状槽，该放射状槽包含以中心G作为放射中心且从中央区域向周缘区域延伸的8条线段状槽S1～S8。这样，在抛光垫20中，环状槽C1～C11和放射状槽共有中心。
在抛光垫10及抛光垫20中，成为旋转中心的圆形的抛光面的中心G、螺旋状槽或同心圆状槽的中心、以及放射状槽的中心是一致的。在这样的情况下，浆料的流动容易变得更均匀。需要说明的是，本实施方式的抛光垫也可以具有抛光面的中心与螺旋状槽或同心圆状槽的中心或放射状槽的中心不一致的偏心的螺旋状槽、同心圆状槽或放射状槽。在具有偏心的螺旋状槽或同心圆状槽的情况下，从容易抑制由于沿着各槽被过度抛光而发生的各槽的形状转印至晶片等被抛光材料的被抛光面的方面考虑是优选的。
圆形的抛光面的直径采用CMP所使用的一般的圆形的抛光垫的抛光面的直径，例如优选为500～780mm左右。因此，圆形的抛光面的半径例如优选为250～390mm左右。
在抛光垫10或抛光垫20中，未形成线段状槽S1～S8及螺旋状槽H或同心圆状的环状槽C1～C11的部分成为与被抛光材料的被抛光面接触并进行抛光的凸台区域。抛光垫10和抛光垫20除了螺旋状槽H与同心圆状的环状槽C1～C11不同以外，为同样的抛光垫。需要说明的是，图1中示出的抛光垫10形成有螺旋状槽H，图2中示出的抛光垫10形成有同心圆状的环状槽C1～C11。在本实施方式的抛光垫中，可以形成将螺旋状槽及同心圆状的环状槽组合而成的槽。
这样，本实施方式的抛光垫具备从抛光面的中央区域遍及至周缘区域而形成的螺旋状槽或同心圆状槽。
这样，从抛光面的中央区域遍及至周缘区域而形成的螺旋状槽或同心圆状槽优选从螺旋中心或同心圆的中心起至少遍及至抛光面的半径5～90％的区域而形成，进一步优选遍及至4.5～95％的区域而形成，特别优选遍及至4～100％的区域的范围而形成。
参照图1，在抛光垫10中，形成有在从螺旋中心起至少遍及至抛光面的半径5～90％的区域具有均等的槽间距的旋转数10的螺旋状槽H，所述螺旋中心与抛光层1的抛光面的中央区域中包含的中心G一致。需要说明的是，槽间距均等的螺旋也称为阿基米德螺旋。而且，螺旋状槽H的旋转数1～旋转数6的槽与线段状槽S1～S8交叉，形成了41处交叉部分。
在这样形成有螺旋状槽的抛光层中，优选起点位于从抛光面的中心起为半径的5％以下、进一步优选为半径的4.5％以下、特别优选为半径的4％以下的区域，优选终点到达了半径的90％以上、进一步优选到达了半径的95％以上、特别优选到达了半径的100％的周缘。通过这样在从抛光面的中央区域起遍及至周缘区域的基本整个区域形成有螺旋状槽，能够使浆料无遗漏地遍布整个抛光区域。
螺旋状槽可以为1条螺旋状槽，也可以包含多个螺旋状槽并列而成的2条以上的螺旋状槽。具体而言，并列的螺旋状槽的槽的数量优选为1～16条、进一步优选为1～10条。
另外，参照图2，在抛光垫20中，形成有在从同心圆的中心起至少遍及至抛光面的半径5～90％的区域具有均等的槽间距的环状槽C1～C11，所述同心圆的中心与抛光层11的抛光面的中央区域中包含的中心G一致。而且，在环状槽C1～C11中，环状槽C2～C6与线段状槽S1～S8交叉，形成了40处交叉部分。
在这样形成有同心圆状槽的抛光层中，优选形成有如下的同心圆状槽，在该同心圆状槽中，距抛光面的中心最近的环状槽通过从抛光面的中心起为半径的5％以下、进一步为半径的4.5％以下、特别是半径的4％以下的区域，且最外周的槽通过为半径的90％以上、进一步为半径的95％以上的区域。
螺旋状槽或同心圆状槽的相邻的各槽的间隔、即槽间距没有特别限定，参照图3A，相邻的槽的间隔的平均值、即槽间距P(mm)优选为1～15mm、进一步优选为2～12mm、特别优选为2～10mm。在螺旋状槽或同心圆状槽的槽间距P过大的情况下，从螺旋状槽或同心圆状槽供给至凸台区域的浆料容易不足。另外，在槽间距P过小的情况下，凸台区域的比例变得过低，存在抛光速度降低的倾向。
螺旋状槽或同心圆状槽的截面形状没有特别限定。具体而言，螺旋状槽或同心圆状槽的相对于切线方向垂直的方向的截面的形状没有限定，可使用长方形、正方形、梯形、倒梯形等四边形状、三角形状、半圆形状、半长圆形状等。其中，从加工性、浆料的保持性及供给稳定性优异的方面考虑，优选为四边形状。
另外，为了抑制抛光中的毛刺的产生，螺旋状槽或同心圆状槽优选具有以槽朝向开口成为倒锥形的方式倾斜的截面。具体而言，优选如图3B所示，为具有以使形成位于抛光面的四边形状的槽的2个角以给定的角度α倾斜的方式进行了倒角的锥形部的所谓Y字形，或者如图3C所示，为以使斜边相对于形成底角的2个角以给定的角度α倾斜的方式形成的倒梯形的截面。这样的倾斜的角度没有特别限定，优选为20度以上且小于90度、进一步优选为25～80度、特别优选为30～75度。特别是在角度为30～80度的情况下，容易抑制在抛光中容易在槽的角部产生的毛刺的产生，由此，容易抑制抛光速度的降低、抛光均匀性的降低。
另外，参照图3A，对于螺旋状槽或同心圆状槽的宽度而言，从抛光速度、抛光均匀性特别优异的方面考虑，各槽的宽度的平均值、即槽宽度Wb(mm)优选为0.1～4mm、进一步优选为0.2～2mm。需要说明的是，在相对于环状槽或螺旋状槽的切线方向垂直的方向上切断时的截面形状中，如下所述地定义螺旋状槽或同心圆状槽的宽度。在截面形状为长方形或正方形的情况下，定义为抛光面上的宽度。另外，在为梯形或倒梯形的情况下，定义为下底的平均宽度。另外，在如Y字形那样形成了经倒角的锥形部的情况下，定义为抛光面上的假定未形成锥形部时的槽截面的宽度。另外，在三角形状、半圆形状、半长圆形状的情况下，定义为深度的1/2的位置的宽度。
另外，对于螺旋状槽或同心圆状槽的深度而言，从确保用于使浆料充分遍布抛光区域的供给性、而且抑制抛光垫的变形使抛光性能稳定化的方面考虑，螺旋状槽或同心圆状槽的最深部的深度的平均值优选为0.3～3.0mm、进一步优选为0.5～2.5mm左右。在螺旋状槽或同心圆状槽过深的情况下，螺旋状槽或同心圆状槽的容积容易变大，为了在抛光时使浆料充分遍布抛光区域，必须供给更多的浆料，有时在成本上是不优选的。另外，在螺旋状槽或同心圆状槽过浅的情况下，螺旋状槽或同心圆状槽的容积容易变小，抛光时抛光区域中的浆料的保持量降低，存在供给至抛光区域的凸台区域的浆料的量变少而容易抛光速度降低的倾向。
另外，对于螺旋状槽或同心圆状槽的截面积而言，从能够充分地确保浆料向抛光区域的供给量的方面考虑，如图3A所示，相对于切线方向垂直的方向的截面的截面积的平均值、即截面积Sb(mm2)优选为0.2～4.5mm2、进一步为0.3～4.0mm2。在截面积Sb过大的情况下，为了使浆料充分地遍布抛光区域，必须滴加更多的浆料，有时在成本上不优选。另外，在截面积Sb过小的情况下，存在供给至抛光区域的浆料的量减少而使抛光速度降低的倾向。需要说明的是，截面积的平均值也是各槽的截面积的平均值。
需要说明的是，螺旋状槽或同心圆状槽的槽间距P、槽宽度Wb、深度及截面积Sb等以磨合处理前的未使用的抛光垫作为基准。
另外，如上所述，本实施方式的抛光垫具备包含从抛光面的中央区域向周缘区域延伸的至少2条线段状槽的放射状槽。而且，各线段状槽在从放射状槽的中心起相对于抛光面的半径为5～10％的距离的区域具有第1端部。另外，在从放射状槽的中心起相对于抛光面的半径为35～70％的距离的区域具有第2端部。这里，放射状槽的中心是指全部线段状槽的第1端部的重心的位置。而且，相对于抛光面的半径，具有线段状槽的长度的比例为30～65％的比例的平均长度。这样的线段状槽在抛光面内形成与螺旋状槽或同心圆状槽的交叉部分。
需要说明的是，从放射状槽的中心起相对于抛光面的半径为5％的距离是指，从放射状槽的中心起，相对于抛光面的半径为5％的长度量的距离。同样地，从放射状槽的中心起相对于抛光面的半径为10％的距离是指，从放射状槽的中心起，相对于抛光面的半径为10％的长度量的距离。
参照图1，在抛光垫10中，形成于抛光面的线段状槽S1～S8在从放射状槽的中心G起相对于抛光面的半径为5～10％的距离的区域具有第1端部E1，该放射状槽的中心G与螺旋状槽H的中心一致。另外，在从放射状槽的中心G起相对于抛光面的半径为35～70％的距离的区域具有第2端部E2，该放射状槽的中心G与螺旋状槽H的中心一致。而且，线段状槽S1～S8具有相对于抛光面的半径为30～65％的比例的平均长度。另外，参照图2，在抛光垫20中，形成于抛光面的线段状槽S1～S8在从放射状槽的中心G起相对于抛光面的半径为5～10％的距离的区域具有第1端部E1，该放射状槽的中心G与同心圆状的环状槽C1～C11的中心一致。另外，在从放射状槽的中心G相对于抛光面的半径为35～70％的距离的区域具有第2端部E2，该放射状槽的中心G与同心圆状槽的中心一致。而且，线段状槽S1～S8具有相对于抛光面的半径为30～65％的比例的平均长度。
即，在本实施方式的抛光垫10或抛光垫20中，8条线段状槽S1～S8的各槽沿着表示从放射状槽的中心G起为抛光面半径的约7％的位置的假想圆K1配置有第1端部E1，沿着表示从放射状槽的中心G起为抛光面半径的约52.5％的位置的假想圆K2配置有第2端部E2。而且，8条线段状槽S1～S8具有相对于抛光面的半径为约45.5％的比例的平均长度。
在这样使成为线段状槽的起点的第1端部位于从放射状槽的中心起相对于抛光面半径为5～10％的距离的区域时，滴加至抛光面的浆料可在适度的时机浸入线段状槽，容易使浆料均匀地分布于抛光区域。
在第1端部存在于从放射状槽的中心起相对于抛光面的半径小于5％的距离的区域的情况下，与螺旋状槽或同心圆状槽相比，积存于抛光面的中央区域附近的浆料容易更优先地进入线段状槽，中央区域附近的浆料的供给量变得不均匀，抛光速度降低。另外，成为线段状槽的起点的第1端部存在于从放射状槽的中心起相对于抛光面的半径超过10％的距离的区域的情况下，积存于中央区域附近的浆料难以浸入线段状槽，由此，浆料向抛光区域的供给量容易降低。
另一方面，以存在于从放射状槽的中心起相对于抛光面的半径为35～70％的距离的区域的方式形成有成为线段状槽的终点的第2端部。成为线段状槽的终点的第2端部存在于从放射状槽的中心起相对于抛光面的半径为35～70％的距离的区域时，从中央区域附近浸入线段状槽的浆料被适度地送至抛光区域，另一方面，不会被送至抛光面的周缘区域附近。因此，浆料不易从抛光面的周缘漏出体系外，容易在抛光区域保持足够量的浆料。线段状槽的第2端部进一步优选位于从放射状槽的中心起相对于抛光面的半径为40～65％的距离的区域。
在线段状槽的第2端部存在于从放射状槽的中心起小于抛光面半径的35％的距离的区域的情况下，线段状槽的长度变得过短，浸入线段状槽的浆料难以充分地到达抛光区域，在抛光区域，浆料的供给变得不足，抛光速度降低。另外，在线段状槽的第2端部位于从放射状槽的中心起超过抛光面半径的70％的距离的区域的情况下，会向抛光面的周缘区域附近过度地供给浆料，由此，浆料容易从周缘漏出至体系外而使浆料被浪费。其结果是，抛光区域中的浆料的分布变得不均匀，从而使抛光速度降低。
具有构成这样的放射状槽的线段状槽的长度的比例相对于抛光面的半径为30～65％、优选为35～60％的比例的平均长度。在线段状槽的平均长度的比例相对于抛光面的半径小于30％的情况下，浸入线段状槽的浆料难以充分地到达抛光区域，在抛光区域，浆料的供给变得不足，抛光速度降低。另外，在线段状槽的平均长度的比例相对于抛光面的半径超过65％的情况下，会向抛光面的周缘区域附近过度地供给浆料，由此，浆料容易从周缘漏出至体系外而使浆料被浪费。需要说明的是，线段状槽的平均长度也是各线段状槽的长度的平均。
构成放射状的槽的线段状槽的条数只要为2条以上即可，没有特别限定，为了使浆料的供给性与排出性的平衡优异，从抛光区域中的浆料保持力提高的方面考虑，优选为4～24条，进一步优选为5～16条。线段状槽的条数过少的情况下，浆料向抛光区域的供给容易不足，在过多的情况下，向抛光面的排出性变高，平均每1条槽所供给的浆料的量不足，存在浆料向抛光区域的供给性不均的倾向。
线段状槽可以为直线状，也可以为曲线状，从容易控制浆料的供给量或排出量的方面考虑，优选为直线。
线段状槽的截面形状也没有特别限定。具体而言，线段状槽的相对于长度方向垂直的方向的截面的形状没有特别限定，可以使用长方形、正方形、梯形、倒梯形等四边形状、三角形状、半圆形状、半长圆形状等。其中，从加工性、浆料的保持性及供给稳定性优异的方面考虑，优选为四边形状。
另外，为了抑制抛光中的毛刺的产生，线段状槽也优选具有以槽朝向开口成为倒锥形的方式倾斜的截面。具体而言，优选为具有以使形成位于抛光面的四边形状的槽的2个角以给定的角度β倾斜的方式进行了倒角的锥形部的所谓Y字形，或者为以使斜边相对于形成底角的2个角以给定的角度β倾斜的方式形成的倒梯形的截面。这样的倾斜的角度没有特别限定，优选为20度以上且小于90度、进一步优选25～80度、特别优选为30～75度。特别别是在角度为30～80度的情况下，易于抑制在抛光中容易在槽的角部产生的毛刺的产生，由此，容易抑制抛光速度的降低、抛光均匀性的降低。
另外，参照图4，对于线段状槽的宽度而言，从放射状槽与凸台区域的面积的平衡良好的方面考虑，各线段状槽的宽度的平均值、即槽宽度Wa(mm)优选为0.1～10mm、进一步优选为0.2～5mm。需要说明的是，在相对于长度方向垂直的方向上切断时的截面形状中，与上述的螺旋状槽或同心圆状槽的宽度同样地定义线段状槽的宽度。
另外，对于线段状槽的深度而言，从充分地确保使浆料充分地遍布抛光区域的供给性、而且抑制抛光垫的变形性使抛光性能稳定的方面考虑，以线段状槽的最深部的深度的平均值计，深度优选为0.3～3.0mm、进一步优选为0.5～2.5mm左右。在线段状槽过深的情况下，线段状槽的容积容易变大，为了在抛光时使浆料充分地遍布抛光区域，必须在抛光区域滴加更多的浆料，有时在成本上是不优选的。另外，在线段状槽过浅的情况下，线段状槽的容积容易变小，在抛光时浆料在中央区域的凸台区域溢出，从而存在浆料难以充分地到达抛光区域的倾向。另外，在线段状槽过浅的情况下，在连续使用抛光垫时，会由于抛光面的磨损而进一步变浅，也存在提高抛光速度的效果难以持续的倾向。
另外，如图4所示，在将相对于长度方向垂直的方向的截面的截面积的平均值设为截面积Sa(mm2)的情况下，从确保浆料向抛光区域的供给性的方面考虑，线段状槽的截面积优选为0.3～4.5mm2、进一步优选为0.5～4.0mm2。在线段状槽的截面积的平均值过大的情况下，为了在抛光时使浆料充分地遍布抛光面的抛光区域，必须将更多的浆料滴加至抛光面，有时在成本上不优选。另外，线段状槽的截面积的平均值过小的情况下，容易在抛光时使浆料遍布至抛光区域之前在中央区域的凸台区域溢出，存在难以充分地遍布抛光面的抛光区域的倾向。需要说明的是，线段状槽的截面积的平均值也是各线段状槽的截面积的平均值。
需要说明的是，线段状槽的深度、槽宽度Wa及截面积Sa等也以磨合处理前的未使用的抛光垫作为基准。
这样的本实施方式的抛光垫在从放射状槽的中心起抛光面半径的5～70％的区域内存在线段状槽与螺旋状槽或同心圆状槽的交叉部分。
参照图1，在抛光垫10的抛光层1的抛光面中，在从螺旋中心起抛光面半径的4.5～100％的区域形成有均等的槽间距P的旋转数10的螺旋状槽H。而且，螺旋状槽H的旋转数1～6的槽与线段状槽S1～S8交叉，形成了41处交叉部分。该交叉部分存在于被假想圆K1和假想圆K2包围的半径约7～52.5％的区域内，所述假想圆K1表示从螺旋状槽H的中心起为抛光面半径的约7％的位置、所述假想圆K2表示从螺旋状槽H的中心起为抛光面半径的约52.5％的位置。
另外，同样地参照图2，在抛光垫20的抛光层21的抛光面中，在从同心圆的中心起至少遍及至抛光面半径的5～90％的区域形成有均等的槽间距P的同心圆状的环状槽C1～C11。而且，线段状槽S1～S8的各槽与环状槽C2～C6交叉，形成了40处交叉部分。该交叉部分存在于被假想圆K1和假想圆K2包围且从中心起相对于抛光面的半径为约7～52.5％的距离的区域内，上述假想圆K1表示从同心圆状槽的中心G起相对于抛光面的半径为约7％的距离的位置，上述假想圆K2表示从螺旋状槽H的中心起相对于抛光面的半径为约52.5％的距离的位置。
这样，通过在从放射状槽的中心起相对于抛光面的半径为5～70％的距离的区域内存在线段状槽与螺旋状槽或同心圆状槽的交叉部分，从而容易将浸入线段状槽的浆料快速地供给至抛光区域并保持。在交叉部分存在于从放射状槽的中心起相对于抛光面的半径超过70％的距离的区域的情况下，抛光时浆料容易过度地遍布至抛光面的周缘区域附近，浆料容易从抛光面的周缘溢出至体系外，其结果是，抛光区域中的浆料的保持量降低，抛光速度降低。另外，在交叉部分存在于从放射状槽的中心起相对于抛光面的半径小于5％的距离的区域的情况下，滴加至抛光面的浆料被直接滴加至线段状槽而容易发生反弹，由此，容易在抛光面内产生供给速度的偏差。
而且，对于本实施方式的抛光垫而言，线段状槽的相对于长度方向垂直的方向的截面的截面积的平均值即截面积Sa(mm2)、和螺旋状槽或同心圆状槽的相对于切线方向垂直的方向的截面的截面积的平均值即截面积Sb(mm2)满足0.1≤Sb/Sa＜1.0，优选满足0.15≤Sb/Sa≤0.85。图3A中示出了螺旋状槽或同心圆状槽的相对于切线方向垂直的方向的截面的截面积Sb，图4中示出了线段状槽的相对于长度方向垂直的方向的截面的截面积Sa。
在螺旋状槽或同心圆状槽的截面积Sb相对于线段状槽的截面积Sa之比Sb/Sa为1.0以上的情况下，浆料容易流至螺旋状或同心圆状槽，由此，浆料向抛光区域的供给性降低，抛光速度降低。另外，在Sb/Sa小于0.1的情况下，浆料过于优先地流至线段状槽，由此，浆料在抛光面的中央区域附近的凸台区域溢出，存在浆料向抛光区域的供给性降低的倾向。
另外，从获得更高的抛光速度、进而使被抛光材料的被抛光面内的抛光均匀性优异的方面考虑，Sb/Sa优选为0.25≤Sb/Sa≤0.85、进一步优选为0.44≤Sb/Sa≤0.80。
另外，对于本实施方式的抛光垫而言，从存在通过使浆料快速地流至线段状槽而提高向抛光区域的供给性的倾向的方面考虑，优选线段状槽的宽度的平均值即槽宽度Wa(mm)大于螺旋状槽或同心圆状槽的宽度的平均值即槽宽度Wb(mm)，具体而言，优选0.1≤Wb/Wa＜1.0、进一步优选0.1≤Wb/Wa≤0.9、特别优选0.1≤Wb/Wa≤0.6。在槽宽度Wb相对于槽宽度Wa之比Wb/Wa过高的情况下，浆料容易流至螺旋状或同心圆状槽，由此，存在浆料向抛光区域的供给性降低的倾向。另外，在Wb/Wa过低的情况下，浆料过于优先地流至线段状槽，由此，浆料在抛光面的中央区域附近的凸台区域溢出，存在浆料向抛光区域的供给性降低的倾向。
另外，对于本实施方式的抛光垫而言，螺旋状槽或同心圆状槽的宽度的平均值即槽宽度Wb(mm)与槽间距P(mm)优选满足0.02≤Wb/P≤0.25、进一步优选满足0.025≤Wb/P≤0.16。在螺旋状槽或同心圆状槽的宽度的平均值相对于槽间距P(mm)过大的情况下，存在与被抛光材料接触的抛光面变得过小而使抛光效率降低的倾向，在过小的情况下，存在通过槽而供给的浆料在抛光面不足的倾向。
另外，对于本实施方式的抛光垫而言，线段状槽的宽度的平均值即槽宽度Wa(mm)、螺旋状槽或同心圆状槽的宽度的平均值即槽宽度Wb(mm)、以及螺旋状槽或同心圆状槽的平均槽间距P(mm)优选满足0.20≤{Wb2/(P×Wa)}×100≤25、进一步优选满足0.25≤{Wb2/(P×Wa)}×100≤15、特别优选满足0.25≤{Wb2/(P×Wa)}×100≤10。在{Wb2/(P×Wa)}×100过大的情况下，浆料容易优先地流入螺旋状槽或同心圆状槽，由此，浆料向抛光区域的供给性降低。另外，在{Wb2/(P×Wa)}×100过小的情况下，浆料优先地浸入线段状槽，由此，浆料在抛光面的中央区域附近的凸台区域溢出，存在浆料向抛光区域的供给性降低的倾向。
形成本实施方式的抛光垫中包含的抛光层的材料没有特别限定，可使用以往用于抛光垫的抛光层的制造的合成或天然的高分子材料。作为形成抛光层的高分子材料的具体例，例如可举出：聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、丁缩醛树脂、聚苯乙烯、聚氯乙烯、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酯、聚酰胺等。它们可以单独使用，也可以组合2种以上使用。其中，从得到平坦化性优异、而且不易产生刮痕的抛光层的方面考虑，特别优选以聚氨酯作为主体。以下，对于作为形成抛光层的材料而使用的聚氨酯，以代表例的形式详细地进行说明。
聚氨酯可通过使包含高分子二醇、有机二异氰酸酯及扩链剂的聚氨酯原料进行反应而得到。作为聚氨酯原料的高分子二醇、有机二异氰酸酯、扩链剂，例如可举出如下所述的化合物。
作为高分子二醇的具体例，例如可举出：聚乙二醇、聚四亚甲基二醇等聚醚二醇；聚(九亚甲基己二酸酯)二醇、聚(2-甲基-1,8-八亚甲基己二酸酯)二醇、聚(3-甲基-1,5-五亚甲基己二酸酯)二醇等聚酯二醇；聚(六亚甲基碳酸酯)二醇、聚(3-甲基-1,5-五亚甲基碳酸酯)二醇等聚碳酸酯二醇等。它们可以单独使用，也可以组合2种以上使用。
另外，作为有机二异氰酸酯的具体例，例如可举出：六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、1,4-双(异氰酸根合甲基)环己烷等脂肪族或脂环式二异氰酸酯；4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯等芳香族二异氰酸酯。它们可以单独使用，也可以组合2种以上使用。其中，从得到的抛光层的耐磨损性优异等方面考虑，优选为4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯。
另外，作为扩链剂，可举出在分子中具有2个以上能够与异氰酸酯基进行反应的活性氢原子的分子量350以下的低分子化合物。作为其具体例，例如可举出：乙二醇、二乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,4-双(β-羟基乙氧基)苯、1,9-壬二醇、顺式-2-丁烯-1,4-二醇、螺二醇等二醇类；乙二胺、四亚甲基二胺、六亚甲基二胺、九亚甲基二胺、肼、苯二甲基二胺、异佛尔酮二胺、哌嗪等二胺类等。它们可以单独使用，也可以组合2种以上使用。其中，特别优选包含选自1,4-丁二醇、顺式-2-丁烯-1,4-二醇、1,5-戊二醇、以及1,9-壬二醇中的至少1种。
聚氨酯原料的各成分的配合比例可以考虑想要对抛光层赋予的特性等而适当调整，例如，相对于高分子二醇及扩链剂中包含的活性氢原子1摩尔，优选以使有机二异氰酸酯中包含的异氰酸酯基成为0.95～1.3摩尔、进一步优选成为0.96～1.1摩尔、特别优选成为0.97～1.05摩尔的比例配合各成分。在有机二异氰酸酯中包含的异氰酸酯基过少的情况下，存在得到的聚氨酯的机械强度及耐磨损性降低的倾向。另外，在有机二异氰酸酯中包含的异氰酸酯基过多的情况下，存在聚氨酯的生产性、聚氨酯原料的保存稳定性降低的倾向。
从可得到平坦化性、低刮痕性特别优异的抛光层的方面考虑，聚氨酯中的来自有机多异氰酸酯的异氰酸酯基的氮原子的比例优选为4.8～7.5质量％、进一步优选为5.0～7.3质量％、特别优选为5.2～7.1质量％。在来自异氰酸酯基的氮原子的比例过低的情况下，存在得到的抛光层的硬度降低的倾向。
另外，作为用作形成抛光层的材料的聚氨酯，从可得到具有高硬度且平坦化性优异的抛光层的方面考虑，优选为热塑性聚氨酯。需要说明的是，热塑性是指能够通过挤出成型、注塑成型、压延成型、3D打印成型等加热工序熔融并成型的特性。这样的热塑性聚氨酯可使用包含高分子二醇、有机二异氰酸酯及扩链剂的聚氨酯原料并利用预聚物法、一步法等公知的聚氨酯的制造方法而制造。从生产性优异的方面考虑，特别优选为在实质上不存在溶剂的条件下将聚氨酯原料熔融混炼并进行熔融聚合的方法，进一步优选为使用多螺杆型挤出机进行连续熔融聚合的方法。
另外，抛光层优选为非发泡结构(非多孔性)。从能够保持高的硬度、显示出更优异的平坦化性的方面考虑，优选为非发泡结构的抛光层。另外，对于非发泡结构的抛光层而言，由于在其表面不露出气孔，浆料中的磨粒在气孔中不凝聚、凝集，因此不易产生刮痕，从这方面考虑是优选的。另外，非发泡结构的抛光层与发泡结构的抛光层相比，抛光层的磨损速度小，因此寿命长，从这方面考虑是优选的。
抛光层的制造方法没有特别限定，例如，利用公知的成片方法将抛光层用的高分子材料组合物形成片，所述抛光层用的高分子材料组合物在上述的形成抛光层的高分子材料中根据需要而配合有以往使用的抛光层用的添加剂等。具体可举出例如通过安装有T-模头的单螺杆挤出机、双螺杆挤出机等挤出机将抛光层用的高分子材料组合物熔融挤出而形成片的方法。另外，片也可以将上述的抛光层用材料组合物成型为块状后对块状的成型体进行切片而制造。抛光层用的高分子材料组合物的组成没有特别限定。具体而言，高分子材料组合物优选含有高分子材料50质量％以上、进一步优选含有80质量％以上、特别优选含有90质量％以上、尤其优选含有99质量％以上。即，在高分子材料组合物含有添加剂的情况下，优选为50质量％以下、进一步优选为20质量％以下、特别优选为10质量％以下、尤其优选为1质量％以下。
然后，通过磨削等将所得到的片调整为期望的厚度，通过裁切、冲裁、切削等而成型为圆形，由此得到抛光层用片。然后，将圆形的抛光层用片的一面作为抛光面，设置如上所述的包含从抛光面的中央区域向周缘区域延伸的至少2条线段状槽的放射状槽、和从中央区域遍及至周缘区域而形成的螺旋状槽或同心圆状槽，由此得到本实施方式的抛光垫所使用的抛光层。
这样的抛光层例如在为包含非发泡结构的热塑性聚氨酯的抛光层的情况下，作为其密度，优选为1.0g/cm3以上、进一步优选为1.1g/cm3以上、特别优选为1.2g/cm3以上。在包含非发泡结构的热塑性聚氨酯的抛光层的密度过低的情况下，存在抛光层变得过于柔软而使抛光速度、抛光均匀性降低的倾向。
另外，抛光层的D硬度为45～90、进一步为50～88、特别是为55～87、尤其是为60～86时平坦化性高，从而使抛光均匀性优异，而且在抑制被抛光材料的被抛光面的表面的刮痕产生方面也优异，从这样的观点考虑是优选的。
抛光面所具备的放射状槽、螺旋状槽或同心圆状槽的形成方法没有特别限定。具体而言，例如可举出：通过对抛光层用片的一面进行切削加工而形成各槽的方法；通过在抛光层用片的一面压印经加热的模具、金属线并使其接触的转印加工，使高分子熔融或挥发而形成槽的方法；通过对抛光层用片的一面进行激光加工，使高分子分解或挥发，由此形成槽的方法；使用预先形成有用于形成槽的凸部的模具，成型为具备具有槽的抛光面的抛光层用片的方法；等。其中，从生产性优异的方面考虑，优选为进行切削加工的方法或进行转印加工的方法，特别是从加工精度优异的方面考虑，优选为进行切削加工的方法。作为抛光层的厚度，优选为0.4～5.0mm、进一步优选为0.6～4.5mm左右。
如以上说明的那样，可制造抛光垫所包含的抛光层。对于本实施方式的抛光垫而言，可以将这样制造的抛光层直接以单层的抛光垫的形式使用，也可以以具有在抛光层的与抛光面相反的面层叠有缓冲层、支撑体层等其它层的2层以上的层叠结构的抛光垫的形式使用。
图5是抛光垫10及抛光垫20的局部侧面示意图。参照图5，在抛光垫10及抛光垫20中，在抛光层1或抛光层11的与抛光面F为相反面的反抛光面夹隔粘接层6而层叠有缓冲层7。在具有层叠有缓冲层的层叠结构的情况下，从面内整体的抛光均匀性容易提高的方面考虑是特别优选的。在抛光垫具有层叠结构的情况下，可在抛光层的抛光面的相反面经由粘合剂、粘接剂而层叠缓冲层、支撑体层。
缓冲层的C硬度优选为20～70。另外，缓冲层的原材料没有特别限定，例如可举出使树脂浸渗于无纺布而成的片、非发泡结构或发泡结构的弹性体的片等。具体可举出：使聚氨酯浸渗于无纺布而成的复合体；天然橡胶、丁腈橡胶、聚丁二烯橡胶、有机硅橡胶等橡胶；聚酯类热塑性弹性体、聚酰胺类热塑性弹性体、氟类热塑性弹性体等热塑性弹性体；发泡塑料；聚氨酯等的片。其中，从容易获得优选的柔软性的方面考虑，特别优选为具有发泡结构的聚氨酯的片。
以上说明的本实施方式的抛光垫可优选用于CMP。接下来，对使用了本实施方式的抛光垫10的CMP的一个实施方式进行说明。
在CMP中，例如使用具备如图6所示的圆形的旋转平台101、浆料供给喷嘴102、托板103、以及垫调节器104的CMP装置100。通过双面粘合片等将抛光垫10粘贴于旋转平台101的表面。另外，托板103支撑作为抛光对象的被抛光材料50。
在CMP装置100中，旋转平台101通过图中省略的电动机例如沿箭头所示的方向旋转。另外，托板103一边将被抛光材料50的被抛光面压接于抛光垫10的抛光面，一边通过图中省略的电动机例如沿箭头所示的方向旋转。垫调节器104例如沿箭头所示的方向旋转。在垫调节器104的直径小于被抛光材料50的直径的情况下，为了使抛光垫的与被抛光材料接触的区域整体成为适于抛光的粗糙度，使垫调节器104在旋转平台101的径向上摇动。
使用未使用的抛光垫时，通常在被抛光材料的抛光之前进行被称为磨合的调节，所述磨合用于使抛光垫的抛光面精细地***糙而形成适于抛光的粗糙度。具体而言，一边使水在固定于旋转平台101并旋转的抛光垫10的表面流动，一边按压CMP用的垫调节器104，进行抛光垫10的表面的调节。作为垫调节器，例如可举出通过镍电沉积等将金刚石颗粒固定于载体表面的垫调节器。
然后，在完成磨合后，开始被抛光材料的被抛光面的抛光。在抛光中，从浆料供给喷嘴向旋转的抛光垫的表面供给浆料。浆料例如含有水、油等液态介质；二氧化硅、氧化铝、氧化铈、氧化锆、碳化硅等抛光剂；碱、酸、表面活性剂、氧化剂、还原剂、螯合剂等。另外，进行CMP时，可以根据需要而与浆料一起组合使用润滑油、冷却剂等。然后，将固定于托板并旋转的被抛光材料按压至在抛光面无遗漏地遍布有浆料的抛光垫。然后，持续进行抛光处理，直至得到给定的平坦度、抛光量。通过调整抛光时施加的按压力、旋转平台与托板的相对运动的速度，可影响最终完成品质。
抛光条件没有特别限定，为了高效地进行抛光，平台及被抛光材料各自的旋转速度优选为300rpm以下的低旋转，从想要在抛光后不产生伤痕的方面考虑，为了压接于抛光垫而对被抛光材料施加的压力优选设为150kPa以下。另外，在正在进行抛光的期间，优选以使浆料无遗漏地遍布抛光面的方式对抛光垫连续或不连续的供给浆料。
然后，对抛光结束后的被抛光材料充分地进行清洗之后，使用旋转干燥器等使附着于被抛光材料的水滴掉落，进行干燥。由此，被抛光面成为平滑的面。
这样的本实施方式的CMP可优选用于各种半导体器件、MEMS(Micro ElectroMechanical Systems)等的制造工艺中的抛光。作为被抛光材料的例子，例如可举出：硅、碳化硅、氮化镓、砷化镓、氧化锌、蓝宝石、锗、金刚石等半导体基材；形成于具有给定布线的布线板的氧化硅膜、氮化硅膜、low-k膜等绝缘膜、铜、铝、钨等布线材料；玻璃、水晶、光学基材、硬盘等。本实施方式的抛光垫特别可以优选用于对形成于半导体基材上的绝缘膜、布线材料进行抛光的用途。
实施例
以下，通过实施例对本发明更具体地进行说明。需要说明的是，本发明的范围并不受这些实施例的任何限定。
[制造例1]
将数均分子量850的聚四亚甲基二醇[简称：PTMG]、数均分子量600的聚乙二醇[简称：PEG]、1,4-丁二醇[简称：BD]、以及4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯[简称：MDI]以PTMG∶PEG∶BD∶MDI的质量比成为24.6∶11.6∶13.8∶50.0这样的比例配合，通过定量泵连续地供给至同轴旋转的双螺杆挤出机，连续熔融聚合热塑性聚氨酯。然后，将聚合后的热塑性聚氨酯的熔融物以线料状连续地挤出至水中后，通过造粒机切断，得到了颗粒。将该颗粒在70℃下进行了20小时的除湿干燥后，供给至单螺杆挤出机，从T-模头挤出，成型为片。然后，对所得到的片的表面进行磨削，制成厚度2.0mm的均匀的片后，剪裁成直径740mm的圆形状，由此得到了作为非发泡体的抛光层用片。基于JIS K 7311，在测定温度25℃的条件下测得的抛光层用片的D硬度为62。
[制造例2]
在制造例1中，使用了将数均分子量850的聚四亚甲基二醇、3-甲基-1,5-戊二醇[简称：MPD]、1,4-丁二醇、以及4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯以PTMG∶MPD∶BD∶MDI的质量比成为12.5∶5.7∶17.5∶64.3这样的比例进行配合而成的聚氨酯原料来代替以使PTMG∶PEG∶BD∶MDI的质量比成为24.6∶11.6∶13.8∶50.0这样的比例进行配合而成的聚氨酯原料，除此以外，与制造例1同样地得到了热塑性聚氨酯的颗粒。然后，与制造例1同样地得到了作为非发泡体的抛光层用片。基于JIS K 7311，在测定温度25℃的条件下测得的抛光层用片的D硬度为86。
[制造例3]
在制造例1中，使用了将数均分子量850的聚四亚甲基二醇、数均分子量600的聚乙二醇[简称：PEG]、1,9-壬二醇[简称：ND]、以及4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯以PTMG∶PEG∶ND∶MDI的质量比成为32.2∶5.7∶19.6∶42.5这样的比例进行配合而成的聚氨酯原料来代替以使PTMG∶PEG∶BD∶MDI的质量比成为24.6∶11.6∶13.8∶50.0这样的比例进行配合而成的聚氨酯原料，除此以外，与制造例1同样地得到了热塑性聚氨酯的颗粒。然后，与制造例1同样地得到了作为非发泡体的抛光层用片。基于JIS K 7311，在测定温度25℃的条件下测得的抛光层用片的D硬度为56。
[制造例4]
在制造例1中，使用了将数均分子量850的聚四亚甲基二醇、数均分子量600的聚乙二醇、3-甲基-1,5-戊二醇[简称：MPD]、1,9-壬二醇、以及4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯以PTMG∶PEG∶MPD∶ND∶MDI的质量比成为36.1∶6.4∶1.3∶15.7∶40.5这样的比例进行配合而成的聚氨酯原料来代替以使PTMG∶PEG∶BD∶MDI的质量比成为24.6∶11.6∶13.8∶50.0这样的比例进行配合而成的聚氨酯原料，除此以外，与制造例1同样地得到了热塑性聚氨酯的颗粒。然后，与制造例1同样地得到了作为非发泡体的抛光层用片。基于JIS K 7311，在测定温度25℃的条件下测得的抛光层用片的D硬度为46。
[实施例1～25及比较例1～13]
通过切削加工在制造例1中得到的D硬度62的抛光层用片的一面即抛光面形成了具有表1及表2中记载的形状的图案的槽。
需要说明的是，在实施例12及比较例4中，形成了同心圆的中心距抛光面的中心偏心了15mm的同心圆槽。此时，同心圆槽的中心位于从抛光面的中心起离开相对于半径为约4％的距离的位置。另外，实施例13的放射状槽的中心与同心圆槽的中心一致。
另外，对于各实施例中的同心圆状槽、螺旋状槽、格子状槽、形成放射状槽的线段状槽而言，根据需要，以使槽的斜面以35～80度的范围的角度倾斜的方式进行了倒角。另外，倒梯形的槽的斜面也以35～80度的范围的角度倾斜的方式形成。通过使斜面的角度发生变化，截面积发生变化。
基于截面的200倍的扫描电子显微镜(SEM)图像对同心圆状槽、螺旋状槽、格子状槽、以及形成放射状槽的线段状槽的各槽的槽宽度及槽的截面积进行了测定。具体而言，任意在18个部位拍摄各抛光层的槽的切截面，测量各图像的槽的宽度，进一步通过图像处理测量截面积，求出它们的平均值。另外，对于同心圆状槽、螺旋状槽、以及格子状槽的平均槽间距P而言，使用标尺放大镜对从抛光面的与硅晶片接触的区域分别任意选择的8个部位进行测定，将其平均值作为平均槽间距P。另外，使用株式会社中村制作所制深度计“E-DP2J”，对从与硅晶片接触的区域分别任意选择的8个部位进行测定，对该测定值进行平均而求出各槽的深度。
然后，通过双面粘合片将缓冲层贴合于抛光层的与抛光面相对的背面，制作了多层型的抛光垫。作为缓冲层，使用了厚度0.8mm的作为发泡聚氨酯制片的InoacCorporation公司制“PORON H48”。然后，通过以下评价方法对所得到的抛光垫的抛光特性进行了评价。
〈抛光速度〉
将得到的抛光垫安装于株式会社荏原制作所制的抛光装置“FREX-300”。然后，准备将日立化成株式会社制的浆料“HS-8005”稀释调整至10倍而得到的浆料，在压板转速100rpm、抛光头转速99rpm、抛光压力30.0kPa的条件下，一边以200mL/分的速度将浆料供给至抛光垫的抛光面，一边对表面具有膜厚2000nm的氧化硅膜的直径12英寸的硅晶片进行了60秒钟的抛光。
然后，使用垫调节器(Allied Material公司制的金刚石修整器(金刚石型号#100Blocky、基体件直径19cm))，在修整器转速70rpm、抛光垫转速100rpm、修整器负载20N的条件下，一边以150mL/分的速度流过纯水，一边对抛光垫的表面进行了30秒钟的调节。然后，对另一个硅晶片再次进行抛光，进一步进行了30秒钟的调节。然后，在60秒钟的抛光后，进行了抛光垫的调节30秒钟。然后，对另一个硅晶片再次进行抛光，进一步进行了30秒钟的调节。如此地对10片硅晶片进行了抛光。
然后，在晶片面内对第10片经抛光的硅晶片的抛光前及抛光后的氧化硅膜的膜厚测定各49个点，求出各点处的抛光速度(nm/min)。具体而言，将49个点的抛光速度的平均值作为抛光速度。
然后，将通过现有的一般的槽形状能够实现的抛光速度1050nm/min作为基准，通过下式计算出各实施例的抛光速度的改善率。
抛光速度的改善率(％)＝抛光速度÷1050×100
将结果示于下述表1及表2。
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表1所示的本发明的实施例1～25中得到的抛光垫的抛光速度均高。另一方面，表2所示的比较例1～13中得到的抛光垫的抛光速度均低。另外，参照表1，满足0.25≤Sb/Sa≤0.85且满足0.2≤{Wb2/(P×Wa)}×100≤21.0的实施例1～21中得到的抛光垫的抛光速度特别高。
＜Sb/Sa对抛光均匀性的影响＞
选择了Sb/Sa不同的12个实施例的抛光垫。然后，与〈抛光速度〉的测定方法同样地对多片硅晶片进行了抛光。然后，如下所述地对抛光至与未使用的抛光层的环状槽的槽深度相比槽深度减少了50％的抛光垫的抛光均匀性进行了评价。
在晶片面内(无效边缘区域3mm)对抛光层的环状槽的槽深度减少了50％时经抛光的硅晶片的抛光前及抛光后的氧化硅膜的膜厚测定49个点，求出各点处的抛光速度(nm/min)。然后，计算出49个点处的抛光速度的平均值及标准偏差1σ，根据该平均值及标准偏差1σ求出变动系数(单位：％)。变动系数越小，表明抛光均匀性越优异。将Sb/Sa和抛光速度及抛光均匀性的评价结果示于下述表3。
表3
参照表3可知，满足0.44≤Sb/Sa≤0.80的实施例4、2、10、16、3的抛光均匀性的变动系数低至2.8％以下，抛光均匀性特别优异，而且抛光速度也高。
[实施例26～实施例28]
分别使用了制造例2中得到的D硬度86的抛光层用片、制造例3中得到的D硬度56的抛光层用片、或者制造例4中得到的D硬度49的抛光层用片，除此以外，与实施例10同样地制作了抛光垫(实施例26、27、28)。然后，研究了抛光层的D硬度对抛光均匀性的影响。
将抛光层的D硬度对抛光均匀性的影响的评价结果示于表3。
表4
参照表4可知，使用了JIS D硬度为56～86的范围的实施例10或实施例26、27的抛光层的抛光垫与JIS D硬度为46的实施例28的抛光层相比，抛光均匀性的变动系数显著降低，抛光均匀性特别优异、
[实施例29～39及比较例14～24]
通过切削加工在制造例1中得到的抛光层用片的一面即抛光面形成了具有表5及表6中记载的形状的图案的槽。需要说明的是，在实施例30及实施例32中，形成了同心圆的中心距抛光面的中心偏心了15mm的同心圆槽。此时， 同心圆槽的中心位于从抛光面的中心起离开相对于半径为约4％的距离的位置。另外，放射状槽的中心与同心圆槽的中心一致。另外，各实施例中的槽为长方形状的截面的角经倒角的Y字形、倒梯形状、或长方形状。然后，与上述的方法同样地测定了各槽的槽宽度及槽的截面积、槽间距、深度。
然后，通过双面粘合片将缓冲层贴合于抛光层的与抛光面相对的背面，制作了多层型的抛光垫。作为缓冲层，使用了厚度0.8mm的作为发泡聚氨酯制片的InoacCorporation公司制“PORON H48”。然后，通过以下评价方法对所得到的抛光垫的抛光特性进行了评价。
〈抛光速度〉
将得到的抛光垫安装于株式会社荏原制作所制的抛光装置“FREX-300”。然后，准备将Cabot Microelectronics制的浆料“SEMI-SPERSE25”稀释调整至2倍而得到的浆料，在压板转速100rpm、抛光头转速99rpm、抛光压力20.0kPa的条件下，一边以200mL/分的速度将浆料供给至抛光垫的抛光面，一边对表面具有膜厚2000nm的氧化硅膜的直径12英寸的硅晶片进行了60秒钟的抛光。
然后，使用垫调节器(Allied Material公司制的金刚石修整器(金刚石型号#100Blocky、基体件直径19cm))，在修整器转速70rpm、抛光垫转速100rpm、修整器负载20N的条件下，一边以150mL/分的速度流过纯水，一边对抛光垫的表面进行了30秒钟的调节。然后，对另一个硅晶片再次进行抛光，进一步进行了30秒钟的调节。然后，在60秒钟的抛光后，进行了抛光垫的调节30秒钟。然后，对另一个硅晶片再次进行抛光，进一步进行了30秒钟的调节。如此地对10片硅晶片进行了抛光。
然后，在晶片面内对第10片经抛光的硅晶片的抛光前及抛光后的氧化硅膜的膜厚测定各49个点，求出各点处的抛光速度具体而言，将49个点的抛光速度的平均值作为抛光速度。
另外，将通过现有的一般的槽形状能够实现的抛光速度作为基准，通过下式计算出各实施例的抛光速度的改善率。
抛光速度的改善率(％)＝抛光速度÷2400×100
将结果示于表5及表6。
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表5所示的本发明的实施例29～39中得到的抛光垫的抛光速度均高。另一方面，表6所示的比较例14～24中得到的抛光垫的抛光速度均低。需要说明的是，参照表5，满足0.1≤Wb/Wa＜1.0且满足0.2≤{Wb2/(P×Wa)}×100≤10的实施例28～37中得到的抛光垫的抛光速度特别高。

Claims (12)

1.一种抛光垫，其包含具有圆形的抛光面的抛光层，其中，
所述抛光面具备从所述抛光面的中心起相对于半径为0～10％的范围的中央区域、和为90～100％的范围的周缘区域，
所述抛光层具备从所述中央区域遍及至所述周缘区域而配置的至少1条螺旋状槽、或者由配置成同心圆状的多个环状槽形成的同心圆状槽，进一步具备由从所述中央区域向周缘区域延伸的至少2条线段状槽形成的放射状槽，
所述螺旋状槽的中心、所述同心圆状槽的中心、以及所述放射状槽的中心存在于所述中央区域，
所述线段状槽具有相对于所述抛光面的半径为30～65％的比例的平均长度，并且在从所述放射状槽的中心起相对于所述抛光面的半径为5～10％的距离的区域具有第1端部，在为35～70％的距离的区域具有第2端部，
截面积Sa(mm2)和截面积Sb(mm2)满足0.1≤Sb/Sa＜1.0，所述截面积Sa为所述线段状槽的相对于长度方向垂直的方向的截面的截面积的平均值，所述截面积Sb为所述螺旋状槽或所述同心圆状槽的相对于切线方向垂直的方向的截面的截面积的平均值。
2.根据权利要求1所述的抛光垫，其满足0.25≤Sb/Sa≤0.85。
3.根据权利要求1所述的抛光垫，其满足0.44≤Sb/Sa≤0.80。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的抛光垫，其中，
槽宽度Wa(mm)和槽宽度Wb(mm)满足0.1≤Wb/Wa＜1.0，槽宽度Wa为所述线段状槽的宽度的平均值，所述槽宽度Wb为所述螺旋状槽或所述同心圆状槽的宽度的平均值。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的抛光垫，其中，
槽宽度Wb(mm)和所述螺旋状槽或所述同心圆状槽的平均槽间距P(mm)满足0.02≤Wb/P≤0.25，所述槽宽度Wb为所述螺旋状槽或所述同心圆状槽的宽度的平均值。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的抛光垫，其中，槽宽度Wa(mm)、槽宽度Wb(mm)、以及所述螺旋状槽或所述同心圆状槽的平均槽间距P(mm)满足0.2≤{Wb2/(P×Wa)}×100≤25，所述槽宽度Wa为所述线段状槽的宽度的平均值，所述槽宽度Wb为所述螺旋状槽或所述同心圆状槽的宽度的平均值。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的抛光垫，其中，
包含所述螺旋状槽。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的抛光垫，其中，
包含所述同心圆状槽。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的抛光垫，其中，
所述抛光层包含热塑性聚氨酯。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的抛光垫，其中，
所述抛光层为非发泡体。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的抛光垫，其中，
所述抛光层的JISD硬度为45～90。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的抛光垫，其中，
所述抛光层的密度为1.00～1.20g/cm3。
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