CN102554766A - 研磨垫及研磨垫的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于，提供一种研磨垫，其在进行研磨的状态下进行高精度的光学终点检测，即使在长时间使用的情况下，也可以防止来自研磨区域与透光区域之间的漏浆。本发明的研磨垫将具有研磨区域及透光区域的研磨层和具有比透光区域小的开口部(B)的缓冲层层叠，使得透光区域与开口部(B)重合，并且在所述透光区域的背面与所述开口部(B)的断面的接触部分，设有将该接触部分覆盖的环状的不透水性弹性构件。

Description

研磨垫及研磨垫的制造方法
本申请是200580042055.8(国际申请号：PCT/JP2005/022550)的分案申请，原申请的申请日为2005年12月8日，原申请的发明名称为研磨垫及研磨垫的制造方法。
技术领域
本发明涉及在将半导体晶片等被研磨体表面的凹凸用化学机械研磨(CMP)平坦化之时所用的研磨垫，具体来说，涉及具有用于利用光学机构检测研磨状况等的窗(透光区域)的研磨垫及使用了该研磨垫的半导体器件的制造方法。
背景技术
在制造半导体装置时，进行在半导体晶片(以下也称作晶片)表面形成导电性膜并通过进行光刻、蚀刻等来形成配线层的工序；在配线层之上形成层间绝缘膜的工序等，在晶片表面会因这些工序而产生由金属等导电体或绝缘体构成的凹凸。近年来，虽然以半导体集成电路的高密度化为目的而进行配线的微细化或多层配线化，但是与之相伴，将晶片表面的凹凸平坦化的技术变得重要起来。
作为将晶片表面的凹凸平坦化的方法，一般来说采用CMP法。CMP是在将晶片的被研磨面推压在研磨垫的研磨面上的状态下，使用分散了磨料的料浆状的研磨剂(以下称为料浆)来进行研磨的技术。
CMP中一般使用的研磨装置例如如图1所示，具备支承研磨垫1的研磨平台2、支承被研磨体(晶片等)4的支承台(研磨头)5和用于进行晶片的均一加压的衬板材料、研磨剂3的供给机构。研磨垫1例如通过用双面胶带贴附，而被安装在研磨平台2上。研磨平台2和支承台5被配置为使各自所支承的研磨垫1和被研磨体4相面对，分别具备旋转轴6、7。另外，在支承台5侧，设有用于将被研磨体4向研磨垫1推压的加压机构。
在进行此种CMP方面，有晶片表面的平坦度的判定的问题。即，需要检测到达希望的表面特性或平面状态的时刻。一直以来，关于氧化膜的膜厚或研磨速度等，是将测试晶片定期处理，在确认结果后对成为产品的晶片进行研磨处理。
但是，该方法中，处理测试晶片的时间和成本变得多余，另外，在预先完全未实施加工的测试晶片和产品晶片中，因CMP特有的加载效果，研磨结果不同，当在实际中未对产品晶片进行试加工时，则难以进行对加工结果的正确的预想。
由此，最近为了解决所述的问题，在进行CMP过程时，希望有可以在现场检测出能够获得希望的表面特性或厚度的时刻的方法。对于此种检测，使用了各种各样的方法。现在，作为已经提出的检测途径，可以举出：
(1)将晶片和垫间的摩擦系数作为晶片保持头或平台的旋转力矩的变化而检测出的力矩检测法(专利文献1)
(2)检测出残留在晶片上的绝缘膜的厚度的静电电容法(专利文献2)
(3)在旋转平台内装入利用激光进行的膜厚监视机构的光学的方法(专利文献3、专利文献4)
(4)解析由安装在头或轴上的振动或加速传感器获得的频率谱图的振动解析方法
(5)内置于头内的差动变压器应用检测法
(6)对晶片和研磨垫的摩擦热或料浆和被研磨体的反应热用红外线放射温度计测定的方法(专利文献5)
(7)通过测定超声波的传播时间来测定被研磨体的厚度的方法(专利文献6、专利文献7)
(8)测定晶片表面的金属膜的薄片电阻的方法(专利文献8)等。现在，虽然多使用(1)的方法，但是从测定精度或非接触测定中的空间分辨率的观点考虑，(3)的方法逐渐成为主流。
所谓(3)的方法的光学检测机构具体来说是将光束穿过窗(透光区域)而越过研磨垫向晶片照射，通过检测由其反射产生的干涉信号来检测研磨的终点的方法。
现在，作为光束一般来说使用具有600nm附近的波长光的He-Ne激光或使用了在380～800nm具有波长光的卤灯的白色光。
此种方法中，通过监视晶片的表面层的厚度的变化，得知表面凹凸的近似的深度来确定终点。在此种厚度的变化与凹凸的深度相等的时刻，就结束CMP过程。另外，对于利用此种光学的机构进行的研磨的终点检测法及该方法中所使用的研磨垫，已经提出了各种各样的方案。
例如，已经公布有在至少一部分上具有固体且均质的透过从190nm到3500nm的波长光的透明的聚合物薄片的研磨垫(专利文献9、专利文献10)。另外，还公布有插入了带有阶梯的透明塞子的研磨垫的方案(专利文献3)。另外，还公布有具有与研磨面齐平面的透明塞子的研磨垫(专利文献11)。另外，还公布有透光性构件含有非水溶性矩阵材料、分散在该非水溶性矩阵材料中的水溶性粒子而成，400～800nm的光线透过率为0.1％以上的研磨垫(专利文献12、13)。
另外，还提出过用于不使料浆从研磨区域与透光区域的边界(接缝)漏出的方案(专利文献14、15)。但是，即使在设置了这些防漏薄片的情况下，料浆也会从研磨区域与透光区域的边界(接缝)向研磨层下部漏出，在该防漏薄片上堆积料浆而在光学的终点检测上产生问题。
今后在半导体制造的高集成化·超小型化中，集成电路的配线宽度预计将会越来越小，那时将需要高精度的光学的终点检测，但是以往的终点检测用窗无法充分地解决所述漏浆的问题。另外，以往的终点检测用的窗所使用的材料受到限定，并且不具有令人足够满意的程度的检测精度。另外，在使用了具有透光区域的研磨垫的情况下，有研磨特性(面内均一性等)恶化、在晶片中产生划痕等问题。
另一方面，在进行CMP过程方面，有晶片的金属污染的问题。在CMP过程中，当在使料浆流向研磨垫的同时研磨作为被研磨体的晶片时，在所研磨的晶片表面上，会残留料浆或研磨垫内所含的金属。此种晶片的金属污染会诱发绝缘末端可靠性的降低·泄露电流的产生·成膜的异常等，对半导体器件产生很大的不良影响，另外还会引起材料利用率的降低。特别是，在现在的半导体制造中，在为了进行半导体基板上的元件分离而成为主流的浅沟槽隔离(STI)中，研磨后的氧化膜的金属污染将成为非常大的问题。STI是在硅晶片表面挖出规定的浅的槽(浅沟槽)，在该沟槽内堆积SiO2膜。其后，研磨该表面，制作与氧化膜分离的区域。由于是在该分离的区域中制作元件(晶体管部等)，因此研磨后的晶片表面的金属污染会导致元件整体的性能或可靠性的降低。现在，为了减少晶片的金属污染，在CMP后进行晶片清洗工序。
但是，晶片的清洗也有很多配线的氧化等缺点，最好减少由料浆或研磨垫造成的污染。特别是Fe离子等金属很难利用清洗来除去，容易残留于晶片上。
所以，最近，为了消除所述的问题，提出了在研磨层中具有金属杂质浓度在100ppm以下的高分子量聚乙烯类树脂多孔薄膜的研磨用薄片(专利文献16)。另外，提出了锌含量在200ppm以下的半导体晶片用研磨布(专利文献17)。
但是，在所述的金属杂质浓度下，无法充分地防止晶片的金属污染，在CMP后的晶片清洗工序中将对晶片施加载荷，难以提高器件的材料利用率。
另外，还提出过使用了尽可能不含有金属原子的有机类分子间交联剂的研磨垫(专利文献18)。
但是，对于具体的研磨垫中的金属含有浓度尚不清楚。另外，由于是在研磨垫的制造时进行模具成型，因而在该研磨垫中仍然无法减少晶片表面的金属污染。
专利文献1：美国专利第5069002号说明书
专利文献2：美国专利第5081421号说明书
专利文献3：特开平9-7985号公报
专利文献4：特开平9-36072号公报
专利文献5：美国专利第5196353号说明书
专利文献6：特开昭55-106769号公报
专利文献7：特开平7-135190号公报
专利文献8：美国专利第5559428号说明书
专利文献9：特表平11-512977号公报
专利文献10：特开2003-48151号公报
专利文献11：特开平10-83977号公报
专利文献12：特开2002-324769号公报
专利文献13：特开2002-324770号公报
专利文献14：特开2001-291686号公报
专利文献15：特表2003-510826号公报
专利文献16：特开2000-343411号公报
专利文献17：国际公开第01/15860号小册子
专利文献18：特开2001-308045号公报
发明内容
本发明是为了解决所述问题而完成的，其目的在于，提供一种研磨垫，其可以在进行研磨的状态下进行高精度的光学终点检测，即使在长时间使用的情况下，也可以防止从研磨区域与透光区域之间的漏浆。另外，本发明的目的还在于，提供一种研磨垫，其可以抑制研磨区域与透光区域的由研磨中的行为差异引起的研磨特性(面内均一性等)的恶化、划痕的产生。另外，本发明的目的还在于，提供一种研磨垫，其具有特定金属的含有浓度在特定值(阈值)以下的研磨区域及透光区域。另外，其目的还在于，提供一种使用了所述研磨垫的半导体器件的制造方法。
本发明人鉴于如上所述的现状反复进行了深入研究，结果发现，利用下述研磨垫，可以解决所述问题。
(第一发明)
本发明涉及一种研磨垫，是具有研磨区域及透光区域的研磨垫，其特征是，在所述研磨区域及透光区域的单面设有防透水层，并且透光区域和防透水层由相同材料一体化形成。
以往的具有研磨区域及透光区域的研磨垫形成如图2所示的构造。在CMP中，研磨垫与晶片等被研磨体一起自转·公转，利用加压下的摩擦来实行研磨。在研磨中，由于在透光区域9及研磨区域8上作用有各种(特别是水平方向)的力，因此在两构件的边界经常产生拉剥状态。以往的研磨垫1在两构件的边界容易剥离，在边界上出现间隙而产生漏浆。该漏浆会引起光检测器中的模糊等光学的问题，使得终点检测精度降低或无法进行终点检测。
本发明的研磨垫即使是在研磨中作用有将透光区域和研磨区域拉剥的力，从两构件的边界漏出料浆的情况下，由于在下层设有防透水层，因此不会有在光检测器附近漏出料浆的情况。另外，由于防透水层由与透光区域相同的材料形成，具有透光性，因而也不会有对光学终点检测造成妨碍的情况。另外，通过将透光区域和防透水层用相同材料一体化形成，就可以抑制由折射率的不同造成的光的散射，可以进行高精度的光学终点检测。这里，所谓一体化形成是指，在透光区域和防透水层之间不夹隔其他的材料。
本发明中，最好在透光区域和防透水层之间不存在界面。该情况下，可以进一步抑制由折射率的不同造成的光的散射，可以进行高精度的光学终点检测。
本发明中，最好所述防透水层具有缓冲性。通过使防透水层具有缓冲性，就可以省略另外设置缓冲层的工序。
另外，所述透光区域及防透水层的形成材料优选非发泡体。由于如果是非发泡体，则可以抑制光的散射，因此可以检测出正确的反射率，可以提高研磨的光学终点的检测精度。
另外，最好在所述透光区域的研磨侧表面不具有保持·更新研磨液的凹凸构造。所谓凹凸构造是指，利用切削加工等施加在构件表面的槽或孔。当在透光区域的研磨侧表面具有大的表面凹凸时，则会在凹部存留含有磨料等添加剂的料浆，引起光的散射·吸收，有对检测精度造成影响的倾向。另外，最好防透水层的表面也不具有大的表面凹凸。这是因为，当有大的表面凹凸时，则容易引起光的散射，有可能对检测精度造成影响。
本发明中，所述研磨区域的形成材料优选微细发泡体。
另外，最好在所述研磨区域的研磨侧表面设有保持·更新研磨液的凹凸构造。
另外，所述微细发泡体的平均气泡直径优选70μm以下，更优选50μm以下。如果平均气泡直径在70μm以下，则平坦性(planarity)就变得良好。
另外，所述微细发泡体的比重优选0.5～1.0，更优选0.7～0.9。在比重小于0.5的情况下，研磨区域的表面的强度降低，被研磨体的平坦性降低，另外，在大于1.0的情况下，研磨区域表面的微细气泡的数目变少，虽然平坦性良好，但是研磨速度有减小的倾向。
另外，所述微细发泡体的硬度以ASKER D硬度表示优选35～65度，更优选40～60度。在ASKER D硬度小于35度的情况下，被研磨体的平坦性降低，在大于65度的情况下，虽然平坦性良好，但是被研磨体的均一性(uniformity)有降低的倾向。
另外，所述微细发泡体的压缩率优选0.5～5.0％，更优选0.5～3.0％。如果压缩率在所述范围内，则能够充分地实现平坦性和均一性两方面。而且，压缩率是利用下式算出的值。
压缩率(％)＝{(T1-T2)/T1}×100
T1：对微细发泡体从无载荷状态开始将30KPa(300g/cm2)的应力的载荷保持60秒钟时的微细发泡体的厚度。
T2：从T1的状态开始将180KPa(1800g/cm2)的应力的载荷保持60秒钟时的微细发泡体的厚度。
另外，所述微细发泡体的压缩回复率优选50～100％，更优选60～100％。在小于50％的情况下，随着在研磨中载荷反复加在研磨区域上，在研磨区域的厚度上就会显现很大的变化，研磨特性的稳定性有降低的倾向。而且，压缩回复率是利用下式算出的值。
压缩回复率(％)＝{(T3-T2)/(T1-T2)}×100
T1：对微细发泡体从无载荷状态开始将30KPa(300g/cm2)的应力的载荷保持60秒钟时的微细发泡体的厚度。
T2：从T1的状态开始将180KPa(1800g/cm2)的应力的载荷保持60秒钟时的微细发泡体的厚度。
T3：从T2的状态开始在无载荷状态下保持60秒钟，其后，将30KPa(300g/cm2)的应力的载荷保持60秒钟时的微细发泡体的厚度。
另外，所述微细发泡体的40℃、1Hz下的贮藏弹性模量优选150MPa以上，更优选250MPa以上。在贮藏弹性模量小于150MPa的情况下，研磨区域的表面的强度降低，被研磨体的平坦性有降低的倾向。而且，所谓贮藏弹性模量是指，对微细发泡体以动态粘弹性测定装置，使用拉伸试验用夹具，施加正弦波振动而测定的弹性模量。
本发明涉及所述研磨垫的制造方法，其包括：在研磨区域形成用于设置透光区域的开口部的工序、通过向具有透光区域及防透水层的形状的模具中注入材料而将其硬化来制作一体化地形成了透光区域和防透水层的透明构件的工序、在所述研磨区域的开口部中嵌合所述透光区域而将研磨区域与透明构件层叠的工序。
另外，本发明涉及所述研磨垫的制造方法，其包括：在研磨区域形成用于设置透光区域的开口部的工序、通过向具有所述开口部及防透水层的形状的空间部中注入材料而将其硬化来制作一体化地形成了透光区域和防透水层的透明构件的工序。
(第二发明)
本发明涉及一种研磨垫，其将具有研磨区域和用于设置透光区域的开口部A的研磨层、具有比透光区域小的开口部B的缓冲层层叠，使得开口部A与开口部B重合，在所述开口部B上并且在所述开口部A内设有透光区域，另外，在处于所述开口部A和所述透光区域之间的环状槽内，设有硬度低于研磨区域及透光区域的不透水性弹性构件。
以往的插入了透光区域的研磨垫为了防止漏浆，被尽可能不产生间隙地嵌入研磨区域的开口部中。但是，在研磨中会将料浆流向研磨垫表面，研磨区域或透光区域因料浆中的溶剂而膨胀。这样，因研磨区域或透光区域的膨胀，会在透光区域或嵌入部分中产生变形而使透光区域突出，或研磨垫变形。其结果是，面内均一性等研磨特性降低。
另外，在CMP中，研磨垫与晶片等被研磨体一起自转·公转，利用加压下的摩擦实行研磨。在研磨中，由于在透光区域及研磨区域上作用有各种(特别是水平方向)的力，因此在两构件的边界经常产生拉剥状态。以往的研磨垫在两构件的边界容易剥离，在边界上出现间隙而产生漏浆。该漏浆会引起光终点检测器中的模糊等光学的问题，使得终点检测精度降低或无法进行终点检测。
本发明的研磨垫在处于开口部A和透光区域之间的环状槽内，具有硬度低于研磨区域及透光区域的不透水性弹性构件，由于该不透水性弹性构件具有，并且硬度足够小，因此可以吸收在透光区域或嵌入部分中产生的变形或尺寸变化。由此，在研磨中就不会有透光区域突出、变形或研磨垫变形的情况，可以抑制面内均一性等研磨特性的恶化。
另外，该不透水性弹性构件将研磨区域、透光区域和缓冲层的各接触部分完全地密封，即使在研磨中作用有将透光区域和研磨区域拉剥的力的情况下，也具有能够经受它的足够的抵抗力。由此，在各接触部分就难以产生剥离，可以有效地防止漏浆，可以进行高精度的光学的终点检测。
所述不透水性弹性构件的ASKER A硬度优选80度以下，更优选60度以下。在ASKERA硬度超过80度的情况下，无法充分地吸收在透光区域或嵌入部分中产生的变形或尺寸变化，在研磨中透光区域突出或变形，从而有研磨垫变得容易变形的倾向。
不透水性弹性构件优选由含有选自由橡胶、热塑性弹性体及反应硬化性树脂构成的组中的至少一种不透水性树脂的不透水性树脂组合物制成。
通过使用所述材料，就可以容易地形成不透水性弹性构件，所述效果更为优良。
所述不透水性弹性构件最好高度低于环状槽。在不透水性弹性构件的高度与环状槽同等或更高的情况下，在研磨时就会从垫表面突出，成为产生划痕的原因，从而有面内均一性等研磨特性变差的倾向。
本发明中，所述透光区域的形成材料优选非发泡体。由于如果是非发泡体，则可以抑制光的散射，因此可以检测出正确的反射率，可以提高研磨的光学终点的检测精度。
透光区域的ASKER D硬度优选30～75度。通过使用该硬度的透光区域，就可以抑制晶片表面的划痕的产生。另外，还可以抑制透光区域表面的损伤的产生，由此就可以稳定地进行高精度的光学终点检测。在ASKERD硬度小于30的情况下，在透光区域表面容易扎入料浆中的磨料，容易因所扎入的磨料在硅晶片上产生划痕。另外，由于容易变形，因此面内均一性等研磨特性降低，容易产生漏浆。另一方面，在ASKER D硬度超过75度的情况下，由于透光区域过硬，因此容易在硅晶片上产生划痕。另外。由于容易对透光区域表面造成损伤，因此透明性降低，研磨的光学终点检测精度有降低的倾向。
另外，最好在所述透光区域的研磨侧表面不具有保持·更新研磨液的凹凸构造。当在透光区域的研磨侧表面具有大的表面凹凸时，则会在凹部存留含有磨料等添加剂的料浆，引起光的散射·吸收，有对检测精度造成影响的倾向。另外，最好透光区域的另一面侧表面也不具有大的表面凹凸。这是因为，当有大的表面凹凸时，则容易引起光的散射，有可能对检测精度造成影响。
本发明中，所述研磨区域的形成材料优选微细发泡体。另外，最好在所述研磨区域的研磨侧表面设有槽。
所述微细发泡体的平均气泡直径优选70μm以下，更优选50μm以下。如果平均气泡直径在70μm以下，则平坦性(planarity)就变得良好。
另外，所述微细发泡体的比重优选0.5～1.0，更优选0.7～0.9。在比重小于0.5的情况下，研磨区域的表面的强度降低，被研磨体的平坦性降低，另外，在大于1.0的情况下，研磨区域表面的微细气泡的数目变少，虽然平坦性良好，但是研磨速度有减小的倾向。
另外，所述微细发泡体的硬度以ASKER D硬度表示优选45～85度，更优选45～65度。在ASKER D硬度小于45度的情况下，被研磨体的平坦性降低，在大于85度的情况下，虽然平坦性良好，但是被研磨体的均一性(uniformity)有降低的倾向。
另外，所述微细发泡体的压缩率优选0.5～5.0％，更优选0.5～3.0％。如果压缩率在所述范围内，则能够充分地实现平坦性和均一性两方面。而且，压缩率是利用前面所述式子算出的值。
另外，所述微细发泡体的压缩回复率优选50～100％，更优选60～100％。在小于50％的情况下，随着在研磨中载荷反复加在研磨区域上，在研磨区域的厚度上就会显现很大的变化，研磨特性的稳定性有降低的倾向。而且，压缩回复率是利用前面所述式子算出的值。
另外，所述微细发泡体的40℃、1Hz下的贮藏弹性模量优选200MPa以上，更优选250MPa以上。在贮藏弹性模量小于200MPa的情况下，研磨区域的表面的强度降低，被研磨体的平坦性有降低的倾向。而且，所谓贮藏弹性模量是指，对微细发泡体以动态粘弹性测定装置，使用拉伸试验用夹具，施加正弦波振动而测定的弹性模量。
本发明涉及所述研磨垫的制造方法，其包括：在具有研磨区域和用于设置透光区域的开口部A的研磨层上层叠缓冲层的工序；将所述开口部A内的缓冲层的一部分除去，在缓冲层上形成比透光区域小的开口部B的工序；在所述开口部B上并且在所述开口部A内设置透光区域的工序；以及通过向处于所述开口部A和所述透光区域之间的环状槽内注入不透水性树脂组合物而将其硬化，来形成不透水性弹性构件的工序。
另外，本发明涉及所述研磨垫的制造方法，其包括：将具有研磨区域和用于设置透光区域的开口部A的研磨层、具有比透光区域小的开口部B的缓冲层层叠，使得开口部A与开口部B重合的工序；在所述开口部B上并且在所述开口部A内设置透光区域的工序；以及通过向处于所述开口部A和所述透光区域之间的环状槽内注入不透水性树脂组合物而将其硬化，来形成不透水性弹性构件的工序。
(第三发明)
本发明涉及一种研磨垫，其将具有研磨区域及透光区域的研磨层和具有比透光区域小的开口部B的缓冲层层叠，使得透光区域与开口部B重合，并且在所述透光区域的背面与所述开口部B的断面的接触部分，设有将该接触部分覆盖的环状的不透水性弹性构件。
在CMP中，研磨垫与晶片等被研磨体一起自转·公转，利用加压下的摩擦来实行研磨。在研磨中，由于在透光区域、研磨区域及缓冲层上作用有各种(特别是水平方向)的力，因此在各构件的边界经常产生拉剥状态。以往的研磨垫在各构件的边界容易剥离，在边界上出现间隙而产生漏浆。该漏浆会引起光终点检测器中的模糊等光学的问题，使得终点检测精度降低或无法进行终点检测。
然而，本发明的研磨垫在透光区域的背面与开口部B的断面的接触部分，设有将该接触部分覆盖的环状的不透水性弹性构件。该不透水性弹性构件由于具有弹性，并且硬度足够小，因此即使是在研磨中作用有拉剥的力的情况下，也可以没有剥离地将透光区域的背面与开口部B的断面的接触部分完全地密封。由此，即使在所述各构件的边界产生间隙而浸透料浆，也可以利用不透水性弹性构件有效地防止漏浆，可以进行高精度的光学的终点检测。
所述不透水性弹性构件的ASKER A硬度优选80度以下，更优选60度以下。在ASKERA硬度超过80度的情况下，在研磨中作用有拉剥的力之时，有容易从透光区域的背面或开口部B的断面剥离的倾向。
不透水性弹性构件优选由含有选自由橡胶、热塑性弹性体及反应硬化性树脂构成的组中的至少一种不透水性树脂的不透水性树脂组合物制成。通过使用所述材料，就可以容易地形成不透水性弹性构件，所述效果更为优良。
本发明中，所述透光区域的形成材料优选非发泡体。由于如果是非发泡体，则可以抑制光的散射，因此可以检测出正确的反射率，可以提高研磨的光学终点的检测精度。
透光区域的ASKER D硬度优选30～75度。通过使用该硬度的透光区域，就可以抑制晶片表面的划痕的产生。另外，还可以抑制透光区域表面的损伤的产生，由此就可以稳定地进行高精度的光学终点检测。透光区域的ASKER D硬度优选40～60度。在ASKER D硬度小于30的情况下，在透光区域表面容易扎入料浆中的磨料，容易因所扎入的磨料而在硅晶片上产生划痕。另一方面，在ASKER D硬度超过75度的情况下，由于透光区域过硬，因此容易在硅晶片上产生划痕。另外。由于容易对透光区域表面造成损伤，因此透明性降低，研磨的光学终点检测精度有降低的倾向。
另外，最好在所述透光区域的研磨侧表面不具有保持·更新研磨液的凹凸构造。当在透光区域的研磨侧表面具有大的表面凹凸时，则会在凹部存留含有磨料等添加剂的料浆，引起光的散射·吸收，有对检测精度造成影响的倾向。另外，最好透光区域的另一面侧表面也不具有大的表面凹凸。这是因为，当有大的表面凹凸时，则容易引起光的散射，有可能对检测精度造成影响。
本发明中，所述研磨区域的形成材料优选微细发泡体。另外，最好在所述研磨区域的研磨侧表面设有槽。
所述微细发泡体的平均气泡直径优选70μm以下，更优选50μm以下。如果平均气泡直径在70μm以下，则平坦性(planarity)就变得良好。
另外，所述微细发泡体的比重优选0.5～1.0，更优选0.7～0.9。在比重小于0.5的情况下，研磨区域的表面的强度降低，被研磨体的平坦性降低，另外，在大于1.0的情况下，研磨区域表面的微细气泡的数目变少，虽然平坦性良好，但是研磨速度有减小的倾向。
另外，所述微细发泡体的硬度以ASKER D硬度表示优选45～85度，更优选45～65度。在ASKER D硬度小于45度的情况下，被研磨体的平坦性降低，在大于85度的情况下，虽然平坦性良好，但是被研磨体的均一性(uniformity)有降低的倾向。
另外，所述微细发泡体的压缩率优选0.5～5.0％，更优选0.5～3.0％。如果压缩率在所述范围内，则能够充分地实现平坦性和均一性两方面。而且，压缩率是利用前面所述式子算出的值。
另外，所述微细发泡体的压缩回复率优选50～100％，更优选60～100％。在小于50％的情况下，随着在研磨中载荷反复加在研磨区域上，在研磨区域的厚度上就会显现很大的变化，研磨特性的稳定性有降低的倾向。而且，压缩回复率是利用前面所述式子算出的值。
另外，所述微细发泡体的40℃、1Hz下的贮藏弹性模量优选200MPa以上，更优选250MPa以上。在贮藏弹性模量小于200MPa的情况下，研磨区域的表面的强度降低，被研磨体的平坦性有降低的倾向。而且，所谓贮藏弹性模量是指，对微细发泡体以动态粘弹性测定装置，使用拉伸试验用夹具，施加正弦波振动而测定的弹性模量。
本发明涉及所述研磨垫的制造方法，其包括：将具有研磨区域及透光区域的研磨层与具有比透光区域小的开口部B的缓冲层层叠，使得透光区域和开口部B重合的工序；以及通过在所述透光区域的背面与所述开口部B的断面的接触部分，涂布不透水性树脂组合物而将其硬化，来形成将该接触部分覆盖的环状的不透水性弹性构件的工序。
另外，本发明涉及所述研磨垫的制造方法，其包括：在具有研磨区域和用于插设透光区域的开口部A的研磨层上层叠缓冲层的工序；将所述开口部A内的缓冲层的一部分除去，在缓冲层上形成比透光区域小的开口部B的工序；在所述开口部B上并且在所述开口部A内设置透光区域的工序；以及通过在所述透光区域的背面与所述开口部B的断面的接触部分，涂布不透水性树脂组合物而将其硬化，来形成将该接触部分覆盖的环状的不透水性弹性构件的工序。
另外，本发明涉及所述研磨垫的制造方法，其包括：将具有研磨区域及用于插设透光区域的开口部A的研磨层与具有比透光区域小的开口部B的缓冲层层叠，使得开口部A和开口部B重合的工序；在所述开口部B上并且在所述开口部A内设置透光区域的工序；以及通过在所述透光区域的背面与所述开口部B的断面的接触部分，涂布不透水性树脂组合物而将其硬化，来形成将该接触部分覆盖的环状的不透水性弹性构件的工序。
(第四发明)
本发明涉及一种研磨垫，是具有研磨区域及透光区域的研磨垫，其特征是，透光区域的压缩率大于研磨区域的压缩率。
CMP法是利用加压机构将作为被研磨体的晶片向研磨垫推压，在加压的状态下使之滑动而研磨的方法。通常来说，研磨区域与透光区域的物质构造不同，在CMP法中，由于基于研磨区域和透光区域的轻微的应力差或磨损差，两构件的研磨中的行为差逐渐增大。这样，因该行为差的影响，透光区域从研磨垫平面中突出，研磨特性恶化，或在晶片中产生划痕。
本发明人等发现，通过使透光区域的压缩率大于研磨区域的压缩率，即使在研磨区域和透光区域的行为差随着使用而增大的情况下，也可以防止研磨中的透光区域从研磨垫表面的突出，由此可以抑制研磨特性的恶化、划痕的产生。
所述透光区域的压缩率优选1.5～10％，更优选2～5％。在压缩率小于1.5％的情况下，即使透光区域的压缩率大于研磨区域的压缩率，也会因透光区域而有产生划痕的倾向。另一方面，在压缩率超过10％的情况下，即使透光区域的压缩率大于研磨区域的压缩率，也会有研磨特性(平坦化特性或面内均一性等)恶化的倾向。
另外，所述研磨区域的压缩率优选0.5～5％，更优选0.5～3％。在研磨区域的压缩率小于0.5％的情况下，面内均一性有恶化的倾向。另一方面，在压缩率超过5％的情况下，平坦化特性有恶化的倾向。而且，压缩率是利用前面所述式子算出的值。
所述透光区域最好在波长500～700nm的全部区域中的透光率在80％以上。
虽然如前所述，作为光束使用He-Ne激光或使用了卤灯的白色光等，但是在使用白色光的情况下，有如下的优点，即，可以将各种各样的波长光打到晶片上，能够获得较多的晶片表面的轮廓。另外，由于穿过透光区域的光的强度的衰减越少，则越可以提高研磨终点的检测精度或膜厚的测定精度，因此为了决定研磨终点的检测精度或膜厚的测定精度，所用的测定光的波长下的透光率的程度就变得十分重要。根据所述观点，作为透光区域，优选使用在短波长侧的透光率的衰减小，可以在很宽的波长范围中维持较高的检测精度的透光区域。
另外，透光区域的肖氏A硬度优选60度以上，更优选65～90度。在肖氏A硬度小于60度的情况下，由于透光区域容易变形，因此就有可能从研磨区域和透光区域之间引起漏水(漏浆)。
本发明中，所述透光区域的形成材料优选非发泡体。由于如果是非发泡体，则可以抑制光的散射，因此可以检测出正确的反射率，可以提高研磨的光学终点的检测精度。
另外，最好在所述透光区域的研磨侧表面不具有保持·更新研磨液的凹凸构造。当在透光区域的研磨侧表面具有大的表面凹凸时，则会在凹部存留含有磨料等添加剂的料浆，引起光的散射·吸收，有对检测精度造成影响的倾向。另外，最好透光区域的另一面侧表面也不具有大的表面凹凸。这是因为，当有大的表面凹凸时，则容易引起光的散射，有可能对检测精度造成影响。
本发明中，所述研磨区域的形成材料优选微细发泡体。另外，所述微细发泡体的平均气泡直径优选70μm以下，更优选50μm以下。如果平均气泡直径在70μm以下，则平坦性(planarity)就变得良好。
另外，所述微细发泡体的比重优选0.5～1.0，更优选0.7～0.9。在比重小于0.5的情况下，研磨区域的表面的强度降低，被研磨体的平坦性降低，另外，在大于1.0的情况下，研磨区域表面的微细气泡的数目变少，虽然平坦性良好，但是研磨速度有减小的倾向。
另外，所述微细发泡体的压缩回复率优选50～100％，更优选60～100％。在小于50％的情况下，随着在研磨中载荷反复加在研磨区域上，在研磨区域的厚度上就会显现很大的变化，研磨特性的稳定性有降低的倾向。而且，压缩回复率是利用前面所述式子算出的值。
另外，所述微细发泡体的40℃、1Hz下的贮藏弹性模量优选200MPa以上，更优选250MPa以上。在贮藏弹性模量小于200MPa的情况下，研磨区域的表面的强度降低，被研磨体的平坦性有降低的倾向。而且，所谓贮藏弹性模量是指，对微细发泡体以动态粘弹性测定装置，使用拉伸试验用夹具，施加正弦波振动而测定的弹性模量。
(第五发明)
本发明涉及一种研磨垫，是具有研磨区域及透光区域的研磨垫，其特征是，所述研磨区域及透光区域各自Fe的含有浓度在0.3ppm以下，Ni的含有浓度在1.0ppm以下，Cu的含有浓度在0.5ppm以下，Zn的含有浓度在0.1ppm以下，另外Al的含有浓度在1.2ppm以下。
本发明人等发现，如图14～20所示，根据研磨垫的形成材料中所含的金属的种类及含有浓度，对器件的材料利用率的影响度有很大不同。例如研磨垫的形成材料中所含的Fe的含有浓度对器件的材料利用率有很大影响，然而Mg或Cr的含有浓度对器件的材料利用率基本上没有影响。此外，发现Fe、Ni、Cu、Zn及Al对器件的材料利用率有很大影响。另外发现，在形成材料中所含的所述各金属的含有浓度超过各金属特有的阈值的情况下，器件的材料利用率就会极端地降低。
所述各金属的含有浓度值为阈值，即使是所述当中的一个超过阈值，器件的材料利用率也会极端地降低。
本发明中，研磨区域及透光区域的形成材料优选选自由聚烯烃树脂、聚氨酯树脂、(甲基)丙烯酸树脂、硅树脂、氟树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂及感光性树脂构成的组中的至少一种高分子材料，特别优选聚氨酯树脂。
通过使用本发明的研磨垫，就可以减少晶片上的所述各金属的含有浓度。由此，由于不仅可以简单地进行晶片清洗工序，可以实现作业工序的高效化、制造成本的削减，而且可以在晶片清洗工序中减少对晶片的载荷，所以就可以提高半导体器件的材料利用率。
另外，第一～第五发明涉及包括使用所述研磨垫研磨半导体晶片的表面的工序的半导体器件的制造方法。
附图说明
图1是表示CMP研磨中所使用的研磨装置的一个例子的概略构成图。
图2是表示以往的研磨垫的一个例子的概略剖面图。
图3是表示第一发明的研磨垫的一个例子的概略剖面图。
图4是表示设置了开口部的研磨区域的一个例子的概略剖面图。
图5是表示一体化地形成了透光区域和防透水层的透明构件的一个例子的概略构成图。
图6是利用浇铸成型法制作第一发明的研磨垫的概略工序图。
图7是表示具有透光区域及防透水层的形状的模具的一个例子的概略剖面图。
图8是表示第二发明的研磨垫的一个例子的概略剖面图。
图9是表示第三发明的研磨垫的一个例子的概略剖面图。
图10是表示第三及第四发明的研磨垫的一个例子的概略剖面图。
图11是表示第三及第四发明的研磨垫的另一个例子的概略剖面图。
图12是表示第三及第四发明的研磨垫的另一个例子的概略剖面图。
图13是表示第三及第四发明的研磨垫的另一个例子的概略剖面图。
图14是表示Fe浓度与器件的材料利用率的关系的图表。
图15是表示Ni浓度与器件的材料利用率的关系的图表。
图16是表示Cu浓度与器件的材料利用率的关系的图表。
图17是表示Zn浓度与器件的材料利用率的关系的图表。
图18是表示Al浓度与器件的材料利用率的关系的图表。
图19是表示Mg浓度与器件的材料利用率的关系的图表。
图20是表示Cr浓度与器件的材料利用率的关系的图表。
图21是表示具有第一～第五发明的终点检测装置的CMP研磨装置的一个例子的概略构成图。
其中，1：研磨垫(研磨片)，2：研磨平台，3：研磨剂(料浆)，4：被研磨体(半导体晶片)，5：支承台(研磨头)，6、7：旋转轴，8：研磨区域，9：透光区域，10：防透水层，11：开口部，12：透明材料，13：脱模性薄膜，14：模具框，15：空间部，16：树脂材料，17：模具，d：透光区域的厚度，18：开口部A，19：研磨层，20：缓冲层，21：开口部B，22：环状槽，23：不透水性弹性构件，24：双面胶带，25：背面，26：断面，27：脱模纸(薄膜)，28：填塞开口部的构件，29：激光干涉仪，30：激光束
具体实施方式
(第一发明)
本发明的研磨垫1如图3所示，具有研磨区域8及透光区域9，在所述研磨区域8及透光区域9的单面设有防透水层10，并且透光区域9与防透水层10由相同材料一体化形成。
透光区域及防透水层的形成材料没有特别限制，然而优选使用可以在进行研磨的状态下进行高精度的光学终点检测，在波长400～700nm的全部范围中透光率在20％以上的材料，更优选透光率在50％以上的材料。作为此种材料，例如可以举出聚氨酯树脂、聚酯树脂、酚醛树脂、尿素树脂、密胺树脂、环氧树脂及丙烯酸树脂等热硬化性树脂；聚氨酯树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、纤维素类树脂、丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、卤素类树脂(聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等)、聚苯乙烯及烯烃类树脂(聚乙烯、聚丙烯等)等热塑性树脂；丁二烯橡胶或异丁烯橡胶等橡胶、利用紫外线或电子射线等光硬化的光硬化性树脂；及感光性树脂等。这些树脂既可以单独使用，也可以并用两种以上。而且，热硬化性树脂优选在比较低的温度下硬化的。在使用光硬化性树脂的情况下，最好并用光聚合引发剂。
透光区域及防透水层的形成材料最好考虑与在研磨区域中所用的材料的粘接性(密接性)、研磨区域的热稳定性或制造装置而选择。
光硬化性树脂只要是利用光进行反应而硬化的树脂，就没有特别限制。例如可以举出具有乙烯性不饱和烃基的树脂。具体来说，可以举出：二甘醇二甲基丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、六丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、1，9-壬二醇二丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯及寡丁二烯二醇二丙烯酸酯等多元醇类(甲基)丙烯酸酯、2，2-双(4-(甲基)丙烯酰氧基乙氧基苯基)丙烷、双酚A或表氯醇类环氧树脂的(甲基)丙烯酸加成物等环氧基(甲基)丙烯酸酯、邻苯二甲酸酐-新戊基二醇-丙烯酸的缩合物等低分子不饱和聚酯、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚的(甲基)丙烯酸加成物、利用三甲基六亚甲基二异氰酸酯和二元醇和(甲基)丙烯酸单酯的反应得到的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯、壬基苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯及壬基苯氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯等。它们可以单独使用，也可以组合两种以上使用。
为了提高光硬化性树脂的光硬化性，可以添加光聚合引发剂或敏化剂。它们没有特别限制，根据所用的光源、波长区域选择使用。
在将i线(365nm)附近的紫外线用于光源中的情况下，例如可以举出二苯甲酮、4，4’-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4，4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、4-甲氧基-4’-二甲基氨基二苯甲酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)-丁烷-1-鎓、2-乙基蒽醌及菲醌等芳香族酮类；甲基苯偶姻、乙基苯偶姻等苯偶姻类；苄基二甲基缩酮等苄基衍生物；2-(o-氯苯基)-4，5-二苯基咪唑二聚体、2-(o-氯苯基)-4，5-二(m-甲氧基苯基)咪唑二聚体、2-(o-氟苯基)-4，5-苯基咪唑二聚体、2-(o-甲氧基苯基)-4，5-二苯基咪唑二聚体、2-(p-甲氧基苯基)-4，5-二苯基咪唑二聚体、2-(2，4-二甲氧基苯基)-4，5-二苯基咪唑二聚体等咪唑类；9-苯基吖啶、1，7-双(9，9’-吖啶基)庚烷等吖啶衍生物；N-苯基氨基乙酸等。它们可以单独使用，也可以组合使用两种以上。
作为感光性树脂，只要是利用光进行化学反应的树脂，就没有特别限制，具体来说，可以举出(1)将含有活性乙烯基的化合物或芳香族多环化合物导入了高分子的主链或侧链的树脂；将聚乙烯基肉桂酸、p-亚苯基二丙烯酸与乙二醇缩聚了的不饱和聚酯、将亚肉桂基乙酸用聚乙烯醇酯化了的树脂、将肉桂酰基、亚肉桂基、查耳酮残基、异香豆素残基、2，5-二甲氧基茋残基、苯乙烯基吡啶残基、胸腺嘧啶残基、α-苯基马来酰胺、蒽残基及2-吡喃酮等感光性官能基导入了高分子的主链或侧链的树脂等。
(2)将重氮基或叠氮基导入了高分子的主链或侧链的树脂；p-重氮二苯基胺的多聚甲醛缩合物、4-(苯基氨基)磷酸重氮苯的甲醛缩合物、4-(苯基氨基)甲氧基重氮苯的盐加成物的甲醛缩合物、聚乙烯基-p-叠氮甲苯树脂、叠氮丙烯酸酯等。
(3)在主链或侧链中导入了苯基酯的高分子；导入了(甲基)丙烯酰基等不饱和碳-碳双键的高分子、不饱和聚酯、不饱和聚氨酯、不饱和聚酰胺、在侧链中以酯键导入了不饱和碳-碳双键的聚(甲基)丙烯酸、环氧基(甲基)丙烯酸酯及酚醛清漆树脂(甲基)丙烯酸酯等。
另外，可以用各种感光性聚酰亚胺、感光性聚酰胺酸、感光性聚酰胺酰亚胺或苯酚树脂与叠氮化合物的组合来使用。另外，可以用环氧树脂或导入了化学交联型部位的聚叠氮与光阳离子聚合引发剂的组合来使用。另外，还可以用天然橡胶、合成橡胶或环化橡胶与双叠氮化合物的组合来使用。
在透光区域中使用的材料优选研削性与在研磨区域中所用的材料相同或更大的材料。所谓研削性是指，在研磨中由被研磨体或修整器切削的程度。在如上所述的情况下，不会有透光区域比研磨区域更突出的情况，可以防止对被研磨体造成的划痕或研磨中的脱卡盘错误。
另外，优选使用在研磨区域中所用的形成材料或与研磨区域的物性类似的材料。特别优选可以抑制由研磨中的修整痕造成的透光区域的光散射的耐磨损性高的聚氨酯树脂。
所述聚氨酯树脂是由有机异氰酸酯、多羟基化合物(高分子量多元醇化合物或低分子量多元醇化合物)及链延长剂构成的树脂。
作为有机异氰酸酯，可以举出2，4-甲苯二异氰酸酯、2，6-甲苯二异氰酸酯、2，2’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、1，5-亚萘基二异氰酸酯、p-亚苯基二异氰酸酯、m-亚苯基二异氰酸酯、p-亚二甲苯基二异氰酸酯、m-亚二甲苯基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、1，4-环己烷二异氰酸酯、4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯等。它们既可以单独使用，也可以并用两种以上。
作为有机异氰酸酯，除了所述二异氰酸酯化合物以外，还可以使用三官能基以上的多官能聚异氰酸酯化合物。作为多官能的异氰酸酯化合物，以Desmodur N(Bayer公司制)或商品名Duranate(旭化成工业公司制)在市场上销售有一连串的二异氰酸酯加合体化合物。由于如果将这些三官能基以上的聚异氰酸酯化合物单独使用，则在进行预聚物合成之时，容易凝胶化，因此最好添加到二异氰酸酯化合物中使用。
作为高分子量多元醇化合物，可以举出以聚四亚甲基醚二醇为代表的聚醚多元醇化合物；以聚丁烯己二酸为代表的聚酯多元醇化合物；聚己内酯多元醇化合物；以聚己内酯之类的聚酯二醇与亚烷基碳酸酯的反应物等例示的聚酯聚碳酸酯多元醇化合物；使碳酸亚乙酯与多元醇反应，然后将所得的反应混合物与有机二羧酸反应的聚酯聚碳酸酯多元醇化合物；及利用多羟基化合物与芳基碳酸酯的酯交换反应得到的聚碳酸酯多元醇化合物等。它们既可以单独使用，也可以并用两种以上。
另外，作为多元醇，除了所述的高分子量多元醇以外，还可以并用乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、1，4-环己烷二甲醇、3-甲基-1，5-戊二醇、二甘醇、三甘醇、1，4-双(2-羟基乙氧基)苯等低分子量多元醇。
作为链延长剂，可以举出乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、新戊二醇、1，4-环己烷二甲醇、3-甲基-1，5-戊二醇、二甘醇、三甘醇、1，4-双(2-羟基乙氧基)苯等低分子量多元醇类；或以2，4-甲苯二胺、2，6-甲苯二胺、3，5-二乙基-2，4-甲苯二胺、4，4’-二-sec-丁基-二氨基二苯基甲烷、4，4’-二氨基-二苯基甲烷、3，3’-二氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷、2，2’，3，3’-四氯-4，4’-二氨基二苯基甲烷、4，4’-二氨基-3，3’-二乙基-5，5’-二甲基二苯基甲烷、3，3’-二甲基-4，4’-二氨基二苯基甲烷、4，4’-亚甲基-双-甲基氨基苯甲酸酯、4，4’-亚甲基-双-氨基苯甲酸、4，4’-二氨基二苯基砜、N，N’-二-sec-丁基-p-苯二胺、4，4’-亚甲基-双(3-氯-2，6-二乙基苯胺)、3，3’-二氯-4，4’-二氨基-5，5’-二乙基二苯基甲烷、1，2-双(2-氨基苯基硫代)乙烷、丙撑二醇-二-p-氨基苯甲酸酯、3，5-双(甲基硫代)-2，4-甲苯二胺等例示的多胺类。它们既可以使用一种，也可以将两种以上混合。但是，对于多胺类，由于经常有自身着色或使用它们而成的树脂着色的情况，因此最好以不损害物性或透光性的程度配合。另外，由于当使用具有芳香族烃基的化合物时，则短波长侧的透光率有降低的倾向，因此特别优选不使用此种化合物。另外，卤素基或硫基等电子给予性基或电子吸引性基与芳香环结合的化合物由于有透光率降低的倾向，因此特别优选不使用此种化合物。但是，也可以以不损害短波长侧所要求的透光性的程度配合。
所述聚氨酯树脂中的有机异氰酸酯、多元醇及链延长剂的比可以根据各自的分子量或由它们制造的透光区域的所需物性等适当地变更。有机异氰酸酯的异氰酸酯基数相对于多元醇与链延长剂的合计官能基(羟基+氨基)数优选0.95～1.15，更优选0.99～1.10。所述聚氨酯树脂可以应用熔融法、溶液法等公知的氨基甲酸酯化技术来制造，然而在考虑了成本、操作环境等的情况下，优选利用熔融法来制造。
作为所述聚氨酯树脂的聚合程序，无论是预聚物法、一步法的哪一种都可以，然而从研磨时的聚氨酯树脂的稳定性及透明性的观点考虑，优选事先由有机异氰酸酯和多元醇合成异氰酸酯末端预聚物，使链延长剂与之反应的预聚物法。另外，所述预聚物的NCO重量％优选2～8重量％左右，更优选3～7重量％左右。在NCO重量％小于2重量％的情况下，在反应硬化中花费时间过多，有生产性降低的倾向，另一方面，在NCO重量％超过8重量％的情况下，反应速度过快，产生空气的卷入等，聚氨酯树脂的透明性或透光率等物理特性有变差的倾向。而且，在透光区域中有气泡的情况下，因光的散射而使反射光的衰减变大，研磨终点检测精度或膜厚测定精度有降低的倾向。所以，为了将此种气泡除去而将透光区域变为非发泡体，最好通过在混合所述材料之前减压为10Torr以下来充分地除去材料中所含的气体。另外，为了在混合后的搅拌工序中不混入气泡，在通常所用的搅拌叶片式搅拌机的情况下，最好以100rpm以下的转速搅拌。另外，在搅拌工序中也最好在减压下进行。另外，由于自转公转式混合机由于即使是高速旋转也难以混入气泡，因此使用该混合机进行搅拌、脱泡也是优选的方法。
透光区域的形状、大小虽然没有特别限制，但是最好设为与研磨区域的开口部相同的形状、大小。
透光区域的厚度(d)虽然没有特别限制，然而最好设为与研磨区域的厚度相同的厚度，或设为在其以下。具体来说，为0.5～6mm左右，优选0.6～5mm左右。在透光区域比研磨区域更厚的情况下，有可能在研磨中因突出的部分损伤硅晶片。另外，由于透光区域在研磨之时因施加的应力而变形，在光学上很大地扭曲，因此研磨的光学终点检测精度有可能降低。另一方面，在过薄的情况下，耐久性变得不足，在透光区域的上面产生大的凹部而存留大量的料浆，光学终点检测精度有可能降低。
另外，透光区域的厚度的不均优选100μm以下，更优选50μm以下。由于在厚度的不均超过100μm的情况下，将会具有很大的起伏，产生与晶片的接触状态不同的部分，因此有对研磨特性造成影响的倾向。
作为抑制厚度的不均的方法，可以举出将透光区域的表面磨光的方法。磨光最好使用粒度等不同的研磨片阶段性地进行。而且，在将透光区域磨光的情况下，表面粗糙度越小越好。在表面粗糙度大的情况下，由于在透光区域表面入射光发生乱反射，因此透光率降低，检测精度有降低的倾向。
另外，防透水层的厚度也没有特别限制，但是通常为0.01～5mm左右。在防透水层的单面层叠缓冲层的情况下，更优选0.01～1.5mm左右，另一方面，在对防透水层赋予缓冲性而不另外层叠缓冲层的情况下，更优选0.5～5mm左右。
另外，防透水层的厚度的不均优选50μm以下，更优选30μm以下。由于在厚度的不均超过50μm的情况下，将会具有很大的起伏，产生与晶片的接触状态不同的部分，因此有对研磨特性造成影响的倾向。作为抑制厚度的不均的方法，可以举出如上所述地将防透水层的表面磨光的方法。
作为研磨区域的形成材料，例如可以举出聚氨酯树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、卤素类树脂(聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等)、聚苯乙烯、烯烃类树脂(聚乙烯、聚丙烯等)、环氧树脂及感光性树脂等。它们既可以单独使用，也可以并用两种以上。而且，研磨区域的形成材料既可以是与透光区域相同的组成，也可以是不同的组成，优选使用与透光区域中所用的形成材料同种的材料。
由于聚氨酯树脂在耐磨损性方面优良，通过对原料组成进行各种改变可以容易地获得具有所需的物性的聚合物，因此是作为研磨区域的形成材料特别优选的材料。
所述聚氨酯树脂是由有机异氰酸酯、多元醇(高分子量多元醇或低分子量多元醇)、链延长剂构成的树脂。
所用的有机异氰酸酯没有特别限制，例如可以举出所述有机异氰酸酯。
所用的高分子量多元醇没有特别限制，例如可以举出所述高分子量多元醇。而且，这些高分子量多元醇的数均分子量没有特别限定，但是从所得的聚氨酯的弹性特性等观点考虑，优选500～2000。当数均分子量小于500时，则使用了它的聚氨酯不具有足够的弹性特性，变为脆性的聚合物。由此，由该聚氨酯制造的研磨垫变得过硬，成为导致晶片表面的划痕的原因。另外，由于变得容易磨损，因此从垫的寿命的观点考虑也不够理想。另一方面，当数均分子量超过2000时，则由于使用了它的聚氨酯变得过软，因此由该聚氨酯制造的研磨垫在平坦化特性方面有变差的倾向。
另外，作为多元醇，除了高分子量多元醇以外，也可以并用所述低分子量多元醇。
另外，多元醇中的高分子量多元醇与低分子量多元醇的比可以根据对由它们制造的研磨区域所要求的特性来决定。
作为链延长剂，可以举出以4，4’-亚甲基双(o-氯苯胺)、2，6-二氯-p-苯二胺、4，4’-亚甲基双(2，3-二氯苯胺)等例示的聚胺类或所述的低分子量多元醇。它们既可以使用一种，也可以并用两种以上。
所述聚氨酯树脂中的有机异氰酸酯、多元醇及链延长剂的比可以根据各自的分子量或由它们制造的透光区域的所需物性等进行各种改变。为了获得研磨特性优良的研磨区域，有机异氰酸酯的异氰酸酯基数相对于多元醇与链延长剂的合计官能基(羟基+氨基)数优选0.95～1.15，更优选0.99～1.10。
所述聚氨酯树脂可以利用与所述方法相同的方法来制造。而且，根据需要，也可以向聚氨酯树脂中添加防氧化剂等稳定剂、表面活性剂、润滑剂、颜料、实心珠子或水溶性粒子、乳液粒子等填充剂、防带电剂、研磨磨料、其他的添加剂。
研磨区域中所用的聚氨酯树脂优选微细发泡体。通过设为微细发泡体，就可以在表面的微细孔中保持料浆，增大研磨速度。
使所述聚氨酯树脂微细发泡的方法没有特别限制，例如可以举出利用添加空心珠子的方法、机械的发泡法及化学的发泡法等将其发泡的方法等。而且，虽然也可以将各方法并用，但是特别优选使用了作为聚烷基硅氧烷与聚醚的共聚体的不具有活性氢基的硅类表面活性剂的机械的发泡法。作为该硅类表面活性剂，可以将SH-192(Tore Dowconing Silicon制)等作为理想的化合物例示。
对于制造在研磨区域中所用的独立气泡型的聚氨酯树脂发泡体的方法的例子说明如下。该聚氨酯树脂发泡体的制造方法具有以下的工序。
1)制作异氰酸酯末端预聚物的气泡分散液的搅拌工序
向异氰酸酯末端预聚物中添加硅类表面活性剂，此后与非反应性气体搅拌，将非反应性气体作为微细气泡分散而形成气泡分散液。在异氰酸酯末端预聚物在常温下为固体的情况下，预热到适当的温度，将其熔融而使用。
2)硬化剂(链延长剂)混合工序
向所述的气泡分散液中添加链延长剂，混合搅拌。
3)硬化工序
将混合了链延长剂的异氰酸酯末端预聚物浇铸，将其加热硬化。
作为为了形成微细气泡而使用的非反应性气体，优选非可燃性的气体，具体来说，可以例示出氮气、氧气、二氧化碳气体、氦气或氩气等稀有气体或它们的混合气体，在成本方面最优选使用干燥而除去了水分的空气。
作为将非反应性气体变为微细气泡状而分散于含有硅类表面活性剂的异氰酸酯末端预聚物中的搅拌装置，可以没有特别限定地使用公知的搅拌装置，具体来说，可以例示出均化器、溶解器、双轴行星型搅拌器(planetary mixer)等。搅拌装置的搅拌叶片的形状没有特别限定，然而由于当使用鞭(whipper)型的搅拌叶片时，可以获得微细气泡，因此优选。
另外，在搅拌工序中制作气泡分散液的搅拌核在混合工序中添加混合链延长剂的搅拌最好使用不同的搅拌装置。尤其在混合工序中的搅拌可以不是形成气泡的搅拌，最好使用不卷入大气泡的搅拌装置。作为这样的搅拌装置，最好使用游星型混合器。还可以无障碍地在搅拌工序和混合工序的搅拌装置可以使用相同的搅拌装置，并根据需要调整搅拌条件，如调整搅拌叶片等的旋转速度。
在所述聚氨酯微细发泡体的制造方法中，对将气泡分散液流入模具而反应至不流动为止的发泡体进行加热、后固化有提高发泡体的物理的特性的效果，极为适合。也可以设为在将气泡分散液流入模具后立即加入加热烤炉中而进行后固化的条件，由于即使在此种条件下，热也不会立即向反应成分传递，因此不会有气泡直径变大的情况。由于当在常压下进行硬化反应时，气泡形状稳定，因此优选。
在所述聚氨酯树脂的制造中，也可以使用叔胺类、有机锡类等公知的促进聚氨酯反应的催化剂。催化剂的种类、添加量要考虑在混合工序后流入规定形状的模具的流动时间来选择。
所述聚氨酯树脂发泡体的制造既可以是向容器中计量地投入各成分而搅拌的批处理方式，也可以是向搅拌装置连续地供给各成分和非反应性气体而搅拌，将气泡分散液送出而制造成型品的连续生产方式。
成为研磨层的研磨区域是将如上所述地制作的聚氨酯树脂发泡体裁割为规定的尺寸而制造的。
本发明的研磨区域最好在与晶片接触的研磨侧表面设有用于保持·更新料浆的凹凸构造(槽或孔)。在研磨区域由微细发泡体形成的情况下，虽然在研磨表面具有较多的开口，会起到保持料浆的作用，然而为了进一步提高料浆的保持性和有效地进行料浆的更新，另外为了防止由晶片的吸附造成的脱卡盘错误的引发或晶片的破损、研磨效率的降低，最好在研磨侧表面具有凹凸构造。凹凸构造只要是保持·更新料浆的表面形状，就没有特别限定，例如可以举出XY格子槽、同心圆状槽、贯穿孔、未贯穿的孔、多角柱、圆柱、螺旋状槽、偏心圆状槽、放射状槽及将这些槽组合了的构造。另外，槽间距、槽宽度、槽深度等也没有特别限制，可以适当地选择而形成。另外，这些凹凸构造虽然一般来说为具有规则性的构造，但是为了将料浆的保持·更新性设为所需的程度，也可以在每个一定范围中改变槽间距、槽宽度、槽深度等。
所述凹凸构造的形成方法没有特别限定，然而例如可以举出使用规定尺寸的车刀之类的夹具进行机械切削的方法、将树脂流入具有规定的表面形状的模具而将其硬化的方法、用具有规定的表面形状的冲压板将树脂冲压成形的方法、使用光刻来形成的方法、使用印刷手法来形成的方法及利用使用了二氧化碳气体激光器等的激光来形成的方法等。
研磨区域的厚度没有特别限定，然而优选与透光区域相同程度的厚度(0.5～6mm左右)，更优选0.6～5mm。作为制作所述厚度的研磨区域的方法，可以举出使用带锯或刨方式的切片机设为规定厚度的方法、将树脂流入具有规定厚度的空腔的模具而将其硬化的方法及使用了涂覆技术或薄片成型技术的方法等。
另外，研磨区域的厚度的不均优选100μm以下，特别优选50μm以下。由于在厚度的不均超过100μm的情况下，研磨区域将会具有很大的起伏，产生与晶片的接触状态不同的部分，因此有对研磨特性造成影响的倾向。另外，为了消除研磨区域的厚度的不均，一般来说在研磨初期使用电沉积或熔接了金刚石磨料的修整器来修整研磨区域的表面，然而超过所述范围的材料的修整时间变长，使得生产效率降低。另外，作为抑制厚度的不均的方法，有将设为规定厚度的研磨区域表面磨光的方法。在进行磨光之时，最好用粒度不同的研磨片阶段性地进行。
本发明的具有研磨区域、透光区域及防透水层的研磨垫的制造方法没有特别限制，可以考虑各种制造方法。将其具体力说明如下。
图4是设置了开口部11的研磨区域8的概略构成图，图5是一体化地形成了透光区域9和防透水层10的透明构件11的概略构成图。
作为在研磨区域的一部分形成开口部的方法，例如可以举出1)将所制造的树脂块材使用带锯方式或刨方式的切片机制作规定厚度的树脂片。此后，通过使用切削夹具进行冲压等而在该片上形成开口部的方法；2)将研磨区域形成材料流入具备了开口部的形状的模具而将其硬化来形成的方法等。而且，开口部的大小及形状没有特别限制。
另一方面，作为制造一体化地形成了透光区域和防透水层的透明构件的方法，例如可以举出向具有透光区域及防透水层的形状的模具(参照图7)中注入树脂材料而将其硬化的方法、使用了涂覆技术或薄片成型技术的方法等。根据该制造方法，由于在透光区域和防透水层之间不存在界面，因此可以抑制光的散射，可以实现高精度的光学终点检测。而且，在利用所述方法形成的情况下，最好控制温度而在最佳的粘度下进行。另外，在溶剂中溶解树脂材料而制作最佳粘度的溶液，在注入等后将溶剂蒸馏除去也是理想的方法。
此后，通过在研磨区域的开口部嵌合透明构件的透光区域，将研磨区域与透明构件层叠等，就可以制作本发明的研磨垫。
作为将研磨区域和透明构件层叠的途径，例如可以举出将研磨区域和透明构件用双面胶带夹持、冲压的方法。另外，也可以在表面涂布粘接剂而贴合。
双面胶带是具有在无纺布或薄膜等基材的两面设置了粘接层的一般的构成的材料。作为粘接层的组成，例如可以举出橡胶类粘接剂或丙烯酸类粘接剂等。当考虑金属离子的含量时，由于丙烯酸类粘接剂的金属离子含量少，因此优选。
另外，图6是利用浇铸成型法制作研磨垫的概略工序图。
利用与所述相同的方法，制作形成了开口部11的研磨区域8。然后，在研磨区域8的研磨表面侧临时固定脱模薄膜13，设于模具框14内。其后，通过向用于形成透光区域9及防透水层10的空间部15中注入树脂材料16而将其硬化，来形成一体化地形成了透光区域9和防透水层10的透明构件12。此后，通过从模具框内取出，将脱模薄膜剥离等，就可以制作本发明的研磨垫。根据该制造方法，由于在透光区域与防透水层之间不存在界面，因此可以抑制光的散射，可以实现高精度的光学终点检测。另外，根据该制造方法，由于可以将研磨区域和透明构件密接，因此可以有效地防止漏浆。
作为其他的制造方法，可以举出以下的方法。首先，制作形成了开口部的研磨区域，在其背面侧贴合用与透光区域相同材料形成的防透水层。在贴合中，使用双面胶带或粘接剂等。但是，在开口部与防透水层相接的部分也可以不设置双面胶带或粘接剂。其后，通过向开口部注入透光区域形成材料而将其硬化，一体化地形成透光区域和防透水层，制作出研磨垫。
研磨区域和防透水层最好为相同大小。另外，也优选防透水层的大小小于研磨区域的大小，研磨区域将防透水层的侧面覆盖的方式。此种方式的情况下，在研磨中可以防止料浆从侧面浸入，其结果是，可以防止研磨区域与防透水层的剥离。
本发明的研磨垫也可以是在防透水层的单面层叠了缓冲层的叠层研磨垫。在防透水层不具有缓冲性的情况下，最好另外设置缓冲层。
缓冲层是补充研磨层(研磨区域)的特性的部分。缓冲层在CMP中，是为了同时实现处于折衷关系的平坦性与均一性两方面而必需的。所谓平坦性是指在对具有在图案形成时产生的微小凹凸的晶片进行研磨时的图案部的平坦性，所谓均一性是指晶片整体的均一性。利用研磨层的特性，来进行平坦性的改善，利用缓冲层的特性来进行均一性的改善。本发明的研磨垫中，缓冲层优选使用比研磨层柔软的材料。
所述缓冲层的形成材料没有特别限制，例如可以举出聚酯无纺布、尼龙无纺布、丙烯腈无纺布等纤维无纺布、浸渍了聚氨酯的聚酯无纺布之类的浸渍树脂无纺布、聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫等高分子树脂发泡体、丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶等橡胶性树脂及感光性树脂等。
作为将防透水层与缓冲层贴合的途径，例如可以举出将防透水层与缓冲层用双面胶带夹持、冲压的方法。最好在对终点检测精度不会造成影响的低透过率的缓冲层或双面胶带上，预先形成有与透光区域相同形状的贯穿孔。
双面胶带是具有在无纺布或薄膜等基材的两面设置了粘接层的一般的构成的材料。作为粘接层的组成，例如可以举出橡胶类粘接剂或丙烯酸类粘接剂等。当考虑金属离子的含量时，由于丙烯酸类粘接剂的金属离子含量少，因此优选。另外，由于防透水层与缓冲层也有组成不同的情况，因此也可以将双面胶带的各粘接层的组成设为不同的组成，将各层的粘接力最佳化。
也可以在防透水层或缓冲层的另一面侧，设置用于与压盘贴合的双面胶带。作为将防透水层或缓冲层与双面胶带贴合的途径，可以举出在防透水层或缓冲层上冲压粘接双面胶带的方法。而且，在对终点检测精度不会造成影响的低透过率的该双面胶带上，最好也预先形成与透光区域相同形状的贯穿孔。
所述双面胶带与所述相同，是具有在无纺布或薄膜等基材的两面设置了粘接层的一般的构成的材料。当考虑在研磨垫的使用后，从压盘上剥离时，如果在基材中使用薄膜，则由于可以消除胶带残留等，因此优选。另外，粘接层的组成与所述相同。
(第二及第三发明)
本发明的研磨垫至少具有研磨区域、透光区域、缓冲层及不透水性弹性构件。
透光区域的形成材料没有特别限制，可以举出与第一发明相同的材料。而且，优选使用在研磨区域中所用的形成材料或与研磨区域的物性类似的材料。特别优选可以抑制由研磨中的修整痕造成的透光区域的光散射的耐磨损性高的聚氨酯树脂。
作为所述聚氨酯树脂的原料，可以举出与第一发明相同的原料。有机异氰酸酯、多元醇及链延长剂的比可以根据各自的分子量或由它们制造的透光区域的所需物性等适当地变更。为了将透光区域的ASKER D硬度调整为30～75度，有机异氰酸酯的异氰酸酯基数相对于多元醇与链延长剂的合计官能基(羟基+氨基)数优选0.9～1.2，更优选0.95～1.05。
为了将透光区域的ASKER D硬度调整为30～75度，也可以添加增塑剂。增塑剂可以没有特别限制地使用公知的材料。例如可以举出邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、邻苯二甲酸二壬基酯及邻苯二甲酸二月桂基酯等邻苯二甲酸二酯；己二酸二辛基酯、己二酸二(2-乙基己基)酯、己二酸二异壬基酯、癸二酸二丁基酯、癸二酸二辛基酯及癸二酸二(2-乙基己基)酯等脂肪族二元酸酯；磷酸三甲苯基酯、磷酸三(2-乙基己基)酯及磷酸三(2-氯丙基)酯等磷酸三酯；聚乙二醇酯、乙二醇单丁基醚乙酸酯及二甘醇单丁基醚乙酸酯等二醇酯；环氧基化大豆油及环氧基脂肪酸酯等环氧基化合物等。它们当中，从与聚氨酯树脂及研磨料浆的相溶性的观点考虑，优选使用不含有活性氢的二醇酯类增塑剂。
所述增塑剂最好以在聚氨酯树脂中达到4～40重量％的范围内的方式添加。通过添加所述特定量的增塑剂，就可以容易地将透光区域的ASKERA硬度调整为所述范围内。增塑剂的添加量更优选在聚氨酯树脂中为7～25重量％。
所述聚氨酯树脂可以利用与第一发明相同的方法来制造。
透光区域的制作方法没有特别限制，可以利用公知的方法来制作。例如，可以使用将利用所述方法制造的聚氨酯树脂的块材使用带锯方式或刨方式的切片机制成规定厚度的方法、将树脂流入具有规定厚度的空腔的模具而将其硬化的方法、使用了涂覆技术或薄片成型技术的方法等。
透光区域的形状没有特别限制，然而最好设为与研磨区域的开口部A相同的形状。
透光区域的厚度及厚度的不均没有特别限制，与第一发明的记载相同。
研磨区域的形成材料及制造方法没有特别限制，与第一发明的记载相同。
不透水性弹性构件的形成材料只要是可以赋予耐水性及弹性，并且硬度小于研磨区域及透光区域的材料，就没有特别限制，例如可以举出橡胶、热塑性弹性体或含有反应硬化性树脂等不透水性树脂的组合物(胶粘剂或粘接剂)。
作为橡胶，可以举出天然橡胶、硅橡胶、丙烯酸橡胶、聚氨酯橡胶、丁二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、丁腈橡胶、表氯醇橡胶、丁基橡胶、氟橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、乙烯-丙烯橡胶及苯乙烯-丁二烯橡胶等。它们当中，从与研磨区域、透光区域或缓冲层的形成材料的密接性的观点考虑，优选使用硅橡胶、丙烯酸橡胶或聚氨酯橡胶。
作为热塑性弹性体(TPE)，可以举出天然橡胶类TPE、聚氨酯类TPE、聚酯类TPE、聚酰胺类TPE、氟类TPE、聚烯烃类TPE、聚氯乙烯类TPE、苯乙烯类TPE、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段聚合物(SBS)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段聚合物(SEBS)、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段聚合物(SEPS)及苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段聚合物(SIS)等。
所谓反应硬化性树脂是热硬化性、光硬化性或湿气硬化性的树脂，例如可以举出硅类树脂、弹性环氧树脂、(甲基)丙烯酸类树脂及聚氨酯类树脂等。它们当中，优选使用硅类树脂、弹性环氧树脂或聚氨酯类树脂。
在不透水性树脂组合物中，为了调整不透水性弹性构件的弹性或硬度，也可以适当地添加增塑剂或交联剂。作为交联剂，可以举出硅烷化合物、聚异氰酸酯化合物、环氧化合物、吖啶化合物、密胺树脂、尿素树脂、无水化合物、聚胺、含羧基聚合物等。另外，在使用光硬化性树脂的情况下，最好预先添加有光聚合引发剂。另外，根据需要，除了所述成分以外，还可以含有以往公知的各种粘接赋予剂、防老化剂、填充剂、防老化剂、催化剂等添加剂。
第二发明的研磨垫的制作方法没有特别限制，可以考虑各种方法，将具体的例子说明如下。
图8是表示第二发明的研磨垫的一个例子的概略构成图。
作为第一个具体例，首先，在具有研磨区域8、用于设置透光区域9的开口部A(18)的研磨层19上贴合缓冲层20。然后，将开口部A内的缓冲层的一部分除去，在缓冲层上形成比透光区域小的开口部B(21)。然后，在开口部B上并且在所述开口部A内嵌入透光区域。其后，向处于开口部A与透光区域的间隙的环状槽22内，注入不透水性树脂组合物，通过利用加热、光照射或湿气等将其硬化，形成不透水性弹性构件23。
作为第二个具体例，首先，将具有研磨区域8、用于设置透光区域9的开口部A(18)的研磨层19与具有比所述透光区域小的开口部B(21)的缓冲层20贴合，使得开口部A与开口部B重合。然后，在开口部B上并且在所述开口部A内嵌入透光区域。其后，向处于开口部A与透光区域的间隙的环状槽22内，注入不透水性树脂组合物，通过利用加热、光照射或湿气等将其硬化，形成不透水性弹性构件23。
在所述研磨垫的制作方法中，将研磨区域或缓冲层等开口的途径没有特别限制，例如可以举出冲压具有切削能力的夹具而开口的方法、利用二氧化碳激光器等激光器的方法及用车刀之类的夹具研削的方法等。而且，开口部A的大小或形状没有特别限制。
处于开口部A与透光区域之间的环状槽的宽度没有特别限制，然而如果考虑向槽内注入不透水性树脂组合物、透光区域在研磨垫中所占的比例等，则优选0.5～3mm左右，更优选1～2mm。在槽宽度小于0.5mm的情况下，不透水性树脂组合物向槽内的注入将变得困难。另外，由于无法充分地吸收在透光区域或嵌入部分产生的扭曲或尺寸变化，因此在研磨中透光区域突出，研磨垫变形，面内均一性等研磨特性有恶化的倾向。另一方面，在槽宽度超过3mm的情况下，由于在研磨垫中不参与研磨的部分的比例变大，因此不够理想。
第三发明的研磨垫的制作方法没有特别限制，可以考虑各种方法，将具体的例子说明如下。
图9是表示第三发明的研磨垫的一个例子的概略构成图。
作为第一个具体例，首先，将具有研磨区域8及透光区域9的研磨层19与具有比透光区域小的开口部B(21)的缓冲层20贴合，使得透光区域与开口部B重合。然后，在透光区域的背面25与开口部B的断面26的接触部分，涂布不透水性树脂组合物，通过利用加热、光照射或湿气等将其硬化，形成将该接触部分覆盖的环状的不透水性弹性构件23。
作为第二个具体例，首先，在具有研磨区域8、用于设置透光区域9的开口部A(18)的研磨层19上贴合缓冲层20。然后，将开口部A内的缓冲层的一部分除去，在缓冲层上形成比透光区域小的开口部B(21)。然后，在开口部B上并且在所述开口部A内嵌入透光区域。其后，在透光区域的背面25与开口部B的断面26的接触部分，涂布不透水性树脂组合物，通过利用加热、光照射或湿气等将其硬化，形成将该接触部分覆盖的环状的不透水性弹性构件23。
作为第三个具体例，首先，将具有研磨区域8、用于设置透光区域9的开口部A(18)的研磨层19与具有比所述透光区域小的开口部B(21)的缓冲层20贴合，使得开口部A与开口部B重合。然后，在透光区域的背面25与开口部B的断面26的接触部分，涂布不透水性树脂组合物，通过利用加热、光照射或湿气等将其硬化，形成将该接触部分覆盖的环状的不透水性弹性构件23。
在所述研磨垫的制作方法中，将研磨区域或缓冲层等开口的途径没有特别限制，例如可以举出冲压具有切削能力的夹具而开口的方法、利用二氧化碳激光器等激光器的方法及用车刀之类的夹具研削的方法等。而且，开口部A的大小或形状没有特别限制。
从不会对密接强度或光学的终点检测造成妨碍的观点考虑，透光区域的背面及开口部B的断面与不透水性弹性构件的接触宽度分别优选0.1～3mm，更优选0.5～2mm。而且，不透水性弹性构件的断面形状没有特别限制。
在第二及第三发明中，缓冲层的形成材料没有特别限制，与第一发明中的记载相同。
作为将研磨层与缓冲层贴合的途径，例如可以举出将研磨层与缓冲层用双面胶带24夹持、冲压的方法。双面胶带24没有特别限制，与第一发明中的记载相同。
在缓冲层的另一面侧，也可以设置用于与压盘贴合的双面胶带24。作为将缓冲层与双面胶带贴合的途径，可以举出在缓冲层上冲压双面胶带而粘接的方法。
(第四发明)
本发明的研磨垫具有研磨区域及透光区域。
作为透光区域的形成材料，需要选择透光区域的压缩率比研磨区域的压缩率更大的材料。此种形成材料没有特别限制，例如可以举出合成橡胶、聚氨酯树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、卤素类树脂(聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等)、聚苯乙烯、烯烃类树脂(聚乙烯、聚丙烯等)及环氧树脂等。它们既可以单独使用，也可以并用两种以上。而且，优选使用在研磨区域中所用的形成材料或与研磨区域的物性类似的材料。特别优选合成橡胶或可以抑制由研磨中的修整痕造成的透光区域的光散射的耐磨损性高的聚氨酯树脂。
作为所述合成橡胶，例如可以举出丙烯腈丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、丁基橡胶、聚丁二烯橡胶、乙烯丙烯橡胶、聚氨酯橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、丙烯酸橡胶、表氯醇橡胶及氟橡胶等。为了获得透光率高的透光区域，优选使用丙烯腈丁二烯橡胶及/或聚丁二烯橡胶。特别优选丙烯腈丁二烯橡胶的交联体。
作为所述聚氨酯树脂的原料，可以举出与第一发明相同的原料。所述聚氨酯树脂可以利用与第一发明相同的方法制造。
透光区域的制作方法没有特别限制，可以利用公知的方法制作。透光区域的形状没有特别限制，然而优选设为与研磨区域的开口部相同的形状。
本发明的透光区域的厚度为0.5～4mm左右，优选0.6～3.5mm。这是因为，透光区域最好设为与研磨区域的厚度相同的厚度或在其以下。在透光区域与研磨区域相比过厚的情况下，即使透光区域的压缩率大于研磨区域的压缩率，也有可能因在研磨中突出的部分将晶片损伤。另一方面，在过薄的情况下，耐久性变得不足，有可能引起漏水(漏浆)。
另外，透光区域的厚度的不均与第一发明中的记载相同。
研磨区域的形成材料及制造方法没有特别限制，与第一发明中的记载相同。
研磨区域的厚度没有特别限制，然而优选与透光区域相同程度的厚度(0.5～4mm左右)，更优选0.6～3.5mm。作为制作所述厚度的研磨区域的方法，可以举出使用带锯方式或刨方式的切片机将所述微细发泡体的块材制成规定厚度的方法、将树脂流入具有规定厚度的空腔的模具而将其硬化的方法及使用了涂覆技术或薄片成型技术的方法等。
具有研磨区域及透光区域的研磨垫的制作方法没有特别限制，可以考虑各种方法，将具体的例子说明如下。而且，在下述具体例中虽然是对设置了缓冲层的研磨垫进行记述，但是也可以是不设置缓冲层的研磨垫。
首先，第一个例子是如下的方法，即，如图10所示，将以规定的大小开口的研磨区域8与双面胶带24贴合，在其下贴合以规定的大小开口的缓冲层20，使之与研磨区域8的开口部对齐。然后，在缓冲层20上贴合带有脱模纸27的双面胶带24，向研磨区域8的开口部中嵌入透光区域9并贴合。
作为第二个具体例，是如下的方法，即，如图11所示，将以规定的大小开口的研磨区域8与双面胶带24贴合，在其下贴合以规定的大小开口的缓冲层20，使之与研磨区域8的开口部对齐。然后，在缓冲层20上贴合带有脱模纸27的双面胶带24，向研磨区域8的开口部中嵌入透光区域9并贴合。
作为第三个具体例，是如下的方法，即，如图12所示，将以规定的大小开口的研磨区域8与双面胶带24贴合，在其下贴合缓冲层20。然后，在缓冲层20的相反面贴合带有脱模纸27的双面胶带24，其后，以规定的大小从双面胶带24开口至脱模纸27，使之与研磨区域8的开口部对齐。向研磨区域8的开口部中嵌入透光区域9并贴合。而且，该情况下，由于透光区域9的相反侧处于被敞开的状态，有可能存留灰尘等，因此最好安装将其填塞的构件28。
作为第四个具体例，是如下的方法，即，如图13所示，将贴合了带有脱模纸27的双面胶带24的缓冲层20以规定的大小开口。然后，将以规定的大小开口的研磨区域8与双面胶带24贴合，以使开口部对齐的方式将它们贴合。此后，向研磨区域8的开口部中嵌入透光区域9并贴合。而且，该情况下，由于研磨区域的相反侧处于被敞开的状态，有可能存留灰尘等，因此最好安装将其填塞的构件28。
在所述研磨垫的制作方法中，将研磨区域或缓冲层等开口的途径没有特别限制，例如可以举出冲压具有切削能力的夹具而开口的方法、利用二氧化碳激光器等激光器的方法及用车刀之类的夹具研削的方法等。而且，研磨区域的开口部的大小及形状没有特别限制。
缓冲层及双面胶带的形成材料、贴合方法没有特别限制，与第一发明中的记载相同。
所述构件28只要是将开口部填塞的构件，就没有特别限制。但是，必须是在进行研磨之时可以剥离的构件。
(第五发明)
本发明的研磨区域及透光区域只要各自的Fe的含有浓度在0.3ppm以下，Ni的含有浓度在1.0ppm以下，Cu的含有浓度在0.5ppm以下，Zn的含有浓度在0.1ppm以下，另外Al的含有浓度在1.2ppm以下，就没有特别限制。本发明中，作为研磨区域及透光区域的形成材料，优选使用选自由聚烯烃树脂、聚氨酯树脂、(甲基)丙烯酸树脂、硅树脂、氟树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂及感光性树脂构成的组中的至少一种高分子材料。
作为聚烯烃树脂，例如可以举出聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯等。
作为氟树脂，例如可以举出聚氯三氟乙烯(PCTFE)、全氟烷氧基烷烃(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)等。
作为聚酯树脂，例如可以举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等。
作为感光性树脂，可以举出利用了重氮基或叠氮基等的光分解的光分解型感光性树脂、利用了向线型聚合物的侧链中导入的官能基的光二聚化的光二聚化型感光性树脂、利用了烯烃的光自由基聚合、硫醇基向烯烃上的光加成反应及环氧基的开环加成反应等的光聚合型感光性树脂等。
为了减少研磨区域及透光区域中的金属含量，所述树脂合成中所用的原料中的金属含量最好尽可能少。
但是，即使减少原料中的金属含量，因在制造工序中树脂与金属接触，树脂中的金属含量也会增加。
所述高分子材料的制造方法没有特别限制，可以利用公知的方法制造，然而在本发明中，在直到制造高分子材料的全部的工序中，优选使用与原料及/或其反应生成物直接接触的表面并非金属的器具或镀铬的器具来制造。所述高分子材料的制造工序虽然根据高分子材料的种类而不同，然而例如在1)聚氨酯树脂等情况下，可以举出原料的计量工序、过滤工序、混合工序、搅拌工序及浇铸工序；在2)感光性树脂等情况下，可以举出原料的计量工序、混合工序及挤出工序等。在全部这些工序中，最好以使原料及/或其反应生成物不与铬以外的金属直接接触的方式来进行各制造工序。作为其方法，可以举出如下的方法，即，在所述高分子材料的制造工序中所用的器具，例如计量容器、过滤器、聚合容器、搅拌叶片、浇铸容器、挤出装置等的与原料及/或其反应生成物直接接触的表面是并非金属的材料或是被镀铬了的材料。
作为所述表面并非金属的材料，可以举出树脂制或陶瓷制的材料、将器具的表面涂覆了非金属涂层的材料。作为非金属涂层，例如可以举出树脂涂层、陶瓷涂层及金刚石涂层等，然而并不限定于它们。
对于树脂涂层的情况，作为所涂覆的树脂，只要是富有耐腐蚀性，金属污染性极少的材料，就没有特别限定。氟树脂由于耐腐蚀性优良，金属污染性极少，因此特别优选。作为氟树脂的具体例，可以举出PFA、PTFE等。
本发明的研磨垫具有研磨区域及透光区域。
透光区域的形成材料优选在测定波长区域(400～700nm)中透光率在10％以上的材料。在透光率小于10％的情况下，因在研磨中所供给的料浆或修整痕等的影响，反射光变小，膜厚检测精度降低，有无法检测的倾向。作为形成材料，特别优选可以抑制由研磨中的修整痕造成的透光区域的光散射的耐磨损性高的聚氨酯树脂。
作为所述聚氨酯树脂的原料，可以举出与第一发明相同的原料。
作为所述聚氨酯树脂的聚合程序，无论是预聚物法、一步法的哪一种都可以，然而优选事先由有机异氰酸酯和多元醇合成异氰酸酯末端预聚物，使链延长剂与之反应的预聚物法。此时，优选使用与所述成分及/或其反应生成物直接接触的表面并非金属的或被镀铬了的聚合容器、搅拌叶片及浇铸容器来制造。另外，聚氨酯原料的计量容器、过滤器等也优选使用所述表面并非金属的器具或被镀铬了的器具。另外，在使用前最好使用含有金属浓度极少的酸或碱清洗容器等的表面。
通常来说，从强度等观点考虑，在聚氨酯树脂等高分子材料的制造中所用的器具可以使用金属，特别是从耐腐蚀性及加工性的观点考虑，可以使用铁、铝、铜、镀锌的钢材、不锈钢(不锈钢一般来说是由Fe、Ni、Cr构成的合金)等。所述器具由于与原料或其反应生成物直接接触，因此会使制造时剥离的金属混入原料或其反应生成物中。此种金属的混入由于成为使原料或其反应生成物中的含有金属浓度增大的原因，因此使用与原料或其反应生成物直接接触的器具的表面部分并非金属的器具或被镀铬了的器具来制造。
透光区域的制造方法没有特别限制，可以利用公知的方法来制造。例如可以使用：将利用所述方法制造的聚氨酯树脂的块材使用带锯方式或刨方式的切片机制成规定厚度的方法、将树脂流入具有规定厚度的空腔的模具而将其硬化的方法、使用了涂覆技术或薄片成型技术的方法等。所述切片机、模具等的夹具最好进行了金刚石蒸镀等而没有金属的露出。另外，也优选进行镀铬。
所述透光区域的形成材料优选非发泡体。由于如果是非发泡体，则可以抑制光的散射，因此可以检测出正确的反射率，可以提高研磨的光学终点的检测精度。
另外，最好在所述透光区域的研磨侧表面不具有保持·更新研磨液的凹凸构造。当在透光区域的研磨侧表面具有大的表面凹凸时，则会在凹部存留含有磨料等添加剂的料浆，引起光的散射·吸收，有对检测精度造成影响的倾向。另外，最好透光区域的另一侧表面也不具有大的表面凹凸。这是因为，当有大的表面凹凸时，则容易引起光的散射，有可能对检测精度造成影响。
透光区域的厚度没有特别限制，然而优选设为与研磨区域的厚度相同的厚度，或者在其以下。在透光区域比研磨区域厚的情况下，在研磨中有可能因该突出的部分而将被研磨体损伤。
研磨区域的形成材料及制造方法没有特别限制，与第一发明中的记载相同。但是，本发明中，至少到制造聚氨酯树脂为止，需要使用与原料等直接接触的表面并非金属的器具或镀铬的器具。
研磨区域的厚度没有特别限定，然而一般来说为0.8～2.0mm。作为制作该厚度的研磨区域的方法，可以使用将所述高分子材料的块材使用带锯方式或刨方式的切片机制成规定厚度的方法、将树脂流入具有规定厚度的空腔的模具而将其硬化的方法、使用了涂覆技术或薄片成型技术的方法等。在所述切片机的情况下，为了维持刀刃的锋利，需要进行打磨刀尖的工序(磨削)，然而在该情况下，在磨削之后，最好使用超纯水或金属含量极少的溶剂清扫刀尖。模具等夹具最好利用树脂的涂覆或金刚石蒸镀等来消除金属的露出。另外，也优选将表面镀铬。
在与被研磨体接触的研磨区域表面，优选具有保持·更新料浆的表面形状。由发泡体制成的研磨区域在研磨表面具有很多的开口，起到保持·更新料浆的作用，然而为了进一步实现料浆的保持性和有效地进行料浆的更新，另外也为了防止由与被研磨体的吸附造成的被研磨体的破损，最好在研磨表面具有凹凸构造。
所述凹凸构造的制作方法没有特别限定，然而例如可以举出使用规定尺寸的车刀之类的夹具进行机械切削的方法、将树脂原料流入具有规定的表面形状的模具并通过将其硬化来制作的方法、用具有规定的表面形状的冲压板冲压树脂而制作的方法、使用光刻来制作的方法、使用印刷手法来制作的方法及利用使用了二氧化碳气体激光器等的激光的制作方法等。所述车刀、模具等的夹具最好进行金刚石蒸镀等而消除金属的露出。另外，也优选进行镀铬。
另外，所述研磨区域的厚度不均优选100μm以下。厚度不均超过100μm的情况下，研磨区域将会具有很大的起伏，产生与被研磨体的接触状态不同的部分，对研磨特性造成不良影响。另外，为了消除研磨区域的厚度不均，一般来说在研磨初期使用电沉积或熔接了金刚石磨料的修整器来修整研磨区域表面，然而超过所述范围的材料的修整时间变长，使得生产效率降低。
作为抑制研磨区域的厚度不均的方法，可以举出将以规定厚度切片的研磨区域表面磨光的方法。在进行磨光的情况下，虽然使用涂满了磨料的研磨皮带等来进行，然而优选所述研磨皮带的金属含量少的皮带。
具有研磨区域及透光区域的研磨垫的制作方法没有特别限制，例如可以举出第四发明中记载的方法。
第一～第五发明的研磨垫可以在将被研磨体表面的凹凸平坦化之时使用。作为被研磨体，可以举出透镜或反射镜等光学材料、半导体器件中所用的硅晶片、等离子体显示器或硬盘用的玻璃基板、信息记录用树脂板或MEMS元件等被要求高度的表面平坦性的材料。本发明的研磨垫对于硅晶片、在其上形成了氧化物层、金属层、低介电常数(low-k)层及高介电常数(high-k)层等的设备的研磨特别有效。
在研磨半导体器件中所用的半导体晶片的表面的情况下，研磨形成于半导体晶片上的绝缘层或金属层。虽然作为绝缘层，现在氧化硅为主流，然而基于由伴随着半导体的高集成化产生的配线间距离的缩小造成的延迟时间的问题，可以举出低介电常数的有机或无机材料、通过将它们发泡而进一步低介电常数化的材料。作为这些绝缘层，可以举出STI或金属配线部的层间绝缘膜等。作为金属层，有铜、铝、钨等，可以利用插塞(plug)、(双)镶嵌(dual-damascene)等构造。对于金属层的情况，设有屏蔽层，它也成为研磨对象。
作为研磨中所用的料浆，只要是能够实现被研磨体的研磨、平坦化的材料，就没有特别限定。在研磨硅晶片的情况下，作为磨料，使用含有SiO2、CeO2、Al2O3、ZrO2或MnO2等的水溶液。磨料可以根据被研磨体的种类而改变。在被研磨体为硅晶片上的硅氧化物的情况下，一般来说使用含有SiO2的碱性水溶液或含有CeO2的中性水溶液。另外，在硅晶片上的研磨对象物为铝、钨及铜等金属的情况下，使用在能够将这些金属表面氧化的酸性水溶液中添加了磨料的料浆。另外，由于金属层脆，容易形成被称作划痕的损伤，因此有时也使用不含有磨料的酸性水溶液进行研磨。出于减少晶片与研磨垫的摩擦阻力、减少划痕及控制研磨速度的目的，也可以在滴下表面活性剂的同时进行研磨。表面活性剂既可以将其单独地向研磨垫上滴下，也可以预先混合到所述料浆中滴下。
将被研磨体向研磨垫推压的压力、固定了研磨垫的研磨平台(压盘)与固定了被研磨体的研磨头的相对速度对被研磨体的研磨量有很大的影响。相对速度或压力根据被研磨体的种类或料浆的种类而不同，将同时实现研磨量与平坦性等两方面的点作为研磨条件使用。
另外，由于研磨垫的研磨面被被研磨体平滑化，导致研磨特性的降低，因此最好抑制研磨垫的平滑化。作为其方法，例如可以举出用电沉积了金刚石的修整器定期地修整等机械的方法、化学地将研磨表面溶解等化学的方法。
半导体晶片的研磨方法、研磨装置没有特别限制，例如如图1所示，使用具备了支承研磨垫1的研磨平台2、支承半导体晶片4的支承台5(研磨头)和用于对晶片进行均一加压的衬板材料、研磨剂3的供给机构的研磨装置等来进行。研磨垫1例如被通过用双面胶带贴附而安装于研磨平台2上。研磨平台2与支承台5被配置为使得各自所支承的研磨垫1与半导体晶片4相面对，在各自之上具备旋转轴6、7。另外，在支承台5侧，设有用于将半导体晶片4向研磨垫1推压的加压机构。在研磨之时，一边旋转研磨平台2和支承台5，一边将半导体晶片4向研磨垫1推压，在供给碱性或酸性的料浆的同时进行研磨。
这样就可以将半导体晶片4的表面的突出的部分除去而研磨为平坦状。其后，通过进行切片、粘结、封装等就可以制造半导体器件。半导体器件可以用于运算处理装置或存储器等中。
实施例
下面对具体地表示第一～第五发明的构成与效果的实施例等进行说明。而且，实施例等的评价项目是如下所示地测定的。
(平均气泡直径测定)
将用切片机尽可能薄至厚度1mm左右地平行切出的研磨区域作为平均气泡直径测定用试样。将试样固定于载玻片上，使用图像处理装置(东洋纺织公司制，Image Analyzer V10)，测定任意的0.2mm×0.2mm范围的总气泡直径，算出了平均气泡直径。
(比重测定)
依照JIS Z8807-1976的标准进行。将以4cm×8.5cm的长方形(厚度：任意)切出的研磨区域作为比重测定用试样，在温度23℃±2℃、湿度50％±5％的环境下静置了16小时。在测定中使用比重计(Zaltrius公司制)，测定了比重。
(ASKER D或A硬度测定)
依照JIS K6253-1997的标准进行。将以2cm×2cm(厚度：任意)的大小切出的研磨区域、透光区域、发泡层或不透水性弹性构件作为硬度测定用试样，在温度23℃±2℃、湿度50％±5％的环境下静置了16小时。在测定时将试样重合，使厚度在6mm以上。使用硬度计(高分子计量仪器公司制，ASKER D或A型硬度计)，测定了硬度。
(压缩率及压缩回复率测定)
将以直径7mm的圆(厚度：任意)切出的研磨区域(研磨层)作为压缩率及压缩回复率测定用试样，在温度23℃±2℃、湿度50％±5％的环境下静置了40小时。在测定中使用热分析测定仪TMA(SEIKOINTRUMENTS制、SS6000)，测定了压缩率和压缩回复率。另外，将压缩率和压缩回复率的计算式表示如下。
另外，对于透光区域及发泡层也用相同的方法测定。
压缩率(％)＝{(T1-T2)/T1}×100
T1：对研磨层从无载荷状态开始将30kPa(300g/cm2)的应力的载荷保持60秒钟时的研磨层厚度。
T2：从T1的状态开始将180kPa(1800g/cm2)的应力的载荷保持60秒钟时的研磨层厚度。
压缩回复率(％)＝{(T3-T2)/(T1-T2)}×100
T1：对研磨层从无载荷状态开始将30kPa(300g/cm2)的应力的载荷保持60秒钟时的研磨层厚度。
T2：从T1的状态开始将180kPa(1800g/cm2)的应力的载荷保持60秒钟时的研磨层厚度。
T3：从T2的状态开始在无载荷状态下保持60秒钟，其后，将30kPa(300g/cm2)的应力的载荷保持60秒钟时的研磨层厚度。
(贮藏弹性模量测定)
依照JIS K7198-1991的标准进行。将以3mm×40mm的长方形(厚度：任意)切出的研磨区域作为动态粘弹性测定用试样，在23℃的环境下，在装入了硅胶的容器内静置了4天。切出后的各薄片的正确的宽度及厚度的计测用测微计进行。在测定中使用动态粘弹性分光计(岩本制作所制，现IS技研)，测定了贮藏弹性模量E’。将此时的测定条件表示如下。
<测定条件>
测定温度：40℃
施加变形：0.03％
初期载荷：20g
频率：1Hz
(透光率测定)
将所制作的透光区域构件以2cm×6cm(厚度：任意)的大小切出而作为透光率测定用试样。使用分光光度计(日立制作所制，U-3210 SpectroPhotometer)，在测定波长区域300～700nm中进行了测定。
[第一发明]
(研磨区域的制作)
加入甲苯二异氰酸酯(2，4-体/2，6-体＝80/20的混合物)14790重量份、4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯3930重量份、聚丁二醇(数均分子量：1006，分子量分布：1.7)25150重量份、二甘醇2756重量份，在80℃下加热搅拌120分钟，得到了异氰酸酯当量2.10meq/g的预聚物。向反应容器内，混合所述预聚物100重量份及硅类非离子表面活性剂(Tore·Dowconing公司制，SH192)3重量份，将温度调整为80℃。使用搅拌叶片，以转速900rpm进行了大约4分钟的剧烈搅拌，使得向反应体系内加入气泡。向其中添加了预先在120℃下熔融了的4，4’-亚甲基双(o-氯苯胺)(Ihara Chemical公司制，IHARACU AMINE MT)26重量份。在继续搅拌了大约1分钟后，将反应溶液流入了盘型的烤炉模具中。在该反应溶液的流动性消失的时刻加入烤炉内，在110℃下进行6小时后固化，得到了聚氨酯树脂发泡体块材。将该聚氨酯树脂发泡体块材使用带锯型的切片机(Fecken公司制)切片，得到了聚氨酯树脂发泡体薄片。然后使用磨光机(Amitech公司制)，将该薄片以规定的厚度进行表面磨光，形成了调整了厚度精度的薄片(薄片厚度：1.27mm)。将进行了该磨光处理的薄片冲裁为规定的直径(61cm)，使用槽加工机(东邦钢机公司制)，在表面上进行了槽宽0.25mm、槽间距1.50mm、槽深0.40mm的同心圆状的槽加工。其后，在该进行了槽加工的薄片的给定位置冲裁用于设置透光区域的开口部(厚度1.27mm，57.5mm×19.5mm)，制作了研磨区域。所制作的研磨区域的各物性为：平均气泡直径为45μm，比重为0.86，ASKERD硬度为53度，压缩率为1.0％，压缩回复率为65.0％，贮藏弹性模量为275MPa。
实施例1
将液状的丙烯酸氨基甲酸酯(Actilane290，AKCROS CHEMICALS公司制)100重量份和苄基二甲基缩酮1重量份，使用自转公转式搅拌机(Shinky公司制)，以转速800rpm搅拌约3分钟，得到了液状的光硬化性树脂组合物。在所制作的研磨区域表面临时固定剥离薄膜，将该研磨区域设置于模具框内。其后，向用于形成开口部及防透水层的空间部流入了所述光硬化性树脂组合物。将模具框温度设为40度。其后，通过进行紫外线照射将光硬化性树脂组合物硬化，形成了一体化地形成了透光区域和防透水层的透明构件。使用磨光机将防透水层表面磨光，调整了厚度精度。透光区域的厚度为1.27mm，防透水层的厚度为25μm。其后，使用层压机在防透水层表面贴合双面胶带(积水化学工业公司制，Doubletuck tape)，制作了研磨垫。透光区域的各物性为，ASKERA硬度为70度，压缩率为3.9％，压缩回复率为96.8％。
实施例2
除了将防透水层的厚度设为0.8mm以外，利用与实施例1相同的方法制作了研磨垫。
实施例3
利用与实施例1相同的方法，形成了一体化地形成了透光区域和防透水层的透明构件。其后，使用层压机在防透水层表面贴合了双面胶带(积水化学工业公司制，Doubletuck tape)。此后，将由对表面进行了磨光、电晕处理的聚乙烯泡沫(Tore公司制，TOREPEF，厚度：0.8mm)制成的缓冲层贴合在所述双面胶带上。另外在缓冲层表面贴合了所述双面胶带。其后，在与透光区域对齐的位置，以51mm×13mm的大小将双面胶带及缓冲层除去，制作了研磨垫。
实施例4
利用与实施例1相同的方法，形成了一体化地形成了透光区域和防透水层的透明构件。另外，将所述液状的丙烯酸氨基甲酸酯100重量份和苄基二甲基缩酮1重量份使用搅拌叶片以转速900rpm剧烈地搅拌约4分钟，使得加入气泡，得到了发泡液状的光硬化性树脂组合物。此后，为了不流入透光区域部分而用氟类树脂薄片将透光区域覆盖，将该光硬化性树脂组合物流向防透水层上。将模具框温度设为40度。其后，通过进行紫外线照射将光硬化性树脂组合物硬化，形成了发泡层(缓冲层)。使用磨光机将发泡层表面磨光，调整了厚度精度。发泡层的厚度为0.8mm。其后，在发泡层表面使用层压机贴合双面胶带(积水化学工业公司制，Doubletucktape)，制作了研磨垫。发泡层的各物性为，ASKERA硬度为68度，压缩率为5.6％，压缩回复率为94.5％。
实施例5
在实施例1中，除了取代液状的丙烯酸氨基甲酸酯(Actilane290，AKCROS CHEMICALS公司制)100重量份，而使用了液状的丙烯酸氨基甲酸酯(Actilane290，Aczo Nobeles公司制)80重量份及液状的丙烯酸氨基甲酸酯(UA-101H，共荣社化学制)20重量份以外，利用与实施例1相同的方法制作了研磨垫。透光区域的各物性为，ASKERA硬度为87度，压缩率为1.3％，压缩回复率为94.3％。
实施例6
在实施例2中，除了取代液状的丙烯酸氨基甲酸酯(Actilane290，AKCROS CHEMICALS公司制)100重量份，而使用了液状的丙烯酸氨基甲酸酯(Actilane290，Aczo Nobeles公司制)80重量份及液状的丙烯酸氨基甲酸酯(UA-101H，共荣社化学制)20重量份以外，利用与实施例2相同的方法制作了研磨垫。透光区域的各物性为，ASKERA硬度为87度，压缩率为1.3％，压缩回复率为94.3％。
实施例7
在实施例3中，除了取代液状的丙烯酸氨基甲酸酯(Actilane290，AKCROS CHEMICALS公司制)100重量份，而使用了液状的丙烯酸氨基甲酸酯(Actilane290，Aczo Nobeles公司制)80重量份及液状的丙烯酸氨基甲酸酯(UA-101H，共荣社化学制)20重量份以外，利用与实施例3相同的方法制作了研磨垫。透光区域的各物性为，ASKERA硬度为87度，压缩率为1.3％，压缩回复率为94.3％。
实施例8
在实施例4中，除了取代液状的丙烯酸氨基甲酸酯(Actilane290，AKCROS CHEMICALS公司制)100重量份，而使用了液状的丙烯酸氨基甲酸酯(Actilane290，Aczo Nobeles公司制)80重量份及液状的丙烯酸氨基甲酸酯(UA-101H，共荣社化学制)20重量份以外，利用与实施例4相同的方法制作了研磨垫。透光区域的各物性为，ASKERA硬度为87度，压缩率为1.3％，压缩回复率为94.3％。发泡层的各物性为，ASKERA硬度为80度，压缩率为3.4％，压缩回复率为93.1％。
实施例9
向反应容器中加入甲苯二异氰酸酯(2，4-体/2，6-体＝80/20的混合物)14790重量份、4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯3930重量份、聚丁二醇(数均分子量：1006，分子量分布：1.7)25150重量份、二甘醇2756重量份，在80℃下加热搅拌120分钟，得到了异氰酸酯末端预聚物(异氰酸酯当量：2.1meq/g)。在减压罐中计量该预聚物100重量份，利用减压(约10Torr)脱除残存于预聚物中的气体。向脱泡了的所述预聚物中，添加预先在120℃下熔融了的4，4’-亚甲基双(o-氯苯胺)29重量份，使用自转公转式搅拌机(Shinky公司制)，以转速800rpm搅拌约3分钟。在所制作的研磨区域表面临时固定剥离薄膜，将该研磨区域设置于模具框内。其后，向用于形成开口部及防透水层的空间部流入了所述混合物。此时的模具框温度设为100度。在真空脱泡后，在110℃的烤炉中进行9小时的后固化，形成了一体化地形成了透光区域和防透水层的透明构件。使用磨光机将防透水层表面磨光，调整了厚度精度。透光区域的厚度为1.27mm，防透水层的厚度为25μm。其后，使用层压机在防透水层表面贴合双面胶带(积水化学工业公司制，Doubletuck tape)，制作了研磨垫。透光区域的各物性为，ASKER A硬度为94度，压缩率为0.9％，压缩回复率为73％。
实施例10
将由己二酸、己二醇和乙二醇构成的聚酯多元醇(数均分子量2050)128重量份及1，4-丁二醇30重量份混合，调温到70℃。向该混合液中，添加预先调温到70℃的4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯100重量份，使用自转公转式搅拌机(Shinky公司制)，以转速800rpm搅拌约3分钟。在所制作的研磨区域表面临时固定剥离薄膜，将该研磨区域设置于模具框内。其后，向用于形成开口部及防透水层的空间部流入了所述混合物。此时的模具框温度设为100度。在真空脱泡后，在100℃的烤炉中进行8小时的后固化，形成了一体化地形成了透光区域和防透水层的透明构件。使用磨光机将防透水层表面磨光，调整了厚度精度。透光区域的厚度为1.27mm，防透水层的厚度为25μm。其后，使用层压机在防透水层表面贴合双面胶带(积水化学工业公司制，Doubletuck tape)，制作了研磨垫。透光区域的各物性为，ASKERA硬度为93度，压缩率为1.1％，压缩回复率为87.9％。
实施例11
将由己二酸、己二醇和乙二醇构成的聚酯多元醇(数均分子量2050)128重量份及1，4-丁二醇30重量份混合，调温到70℃。向该混合液中，添加预先调温到70℃的4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯100重量份，使用自转公转式搅拌机(Shinky公司制)，以转速800rpm搅拌约3分钟，得到了混合物。此后，向具有透光区域及防透水层的形状的模具(参照图7)中流入了所述混合物。模具的温度设为100度。在真空脱泡后，在100℃的烤炉中进行8小时的后固化，形成了一体化地形成了透光区域和防透水层的透明构件。使用磨光机将防透水层表面磨光，调整了厚度精度。透光区域的厚度为1.27mm，防透水层的厚度为25μm。在防透水层的研磨区域侧以均一的厚度涂布了丙烯酸类粘接剂，与所制作的研磨区域贴合，制作了研磨垫。其后，使用层压机在防透水层表面贴合双面胶带(积水化学工业公司制，Doubletuck tape)，制作了研磨垫。透光区域的各物性为，ASKERA硬度为93度，压缩率为1.1％，压缩回复率为87.9％。
比较例1
向反应容器中加入甲苯二异氰酸酯(2，4-体/2，6-体＝80/20的混合物)14790重量份、4，4’-二环己基甲烷二异氰酸酯3930重量份、聚丁二醇(数均分子量：1006，分子量分布：1.7)25150重量份、二甘醇2756重量份，在80℃下加热搅拌120分钟，得到了异氰酸酯末端预聚物(异氰酸酯当量：2.1meq/g)。在减压罐中计量该预聚物100重量份，利用减压(约10Torr)脱除残存于预聚物中的气体。向脱泡了的所述预聚物中，添加预先在120℃下熔融了的4，4’-亚甲基双(o-氯苯胺)29重量份，使用自转公转式搅拌机(Shinky公司制)，以转速800rpm搅拌约3分钟。此后，将该混合物流入模具中，在真空脱泡后，在110℃的烤炉中进行9小时的后固化，得到了聚氨酯树脂。其后，使用磨光机将该聚氨酯树脂的两面磨光研磨，制作了透光区域(纵57mm，横19mm，厚1.25mm)。透光区域的各物性为，ASKER A硬度为94度，压缩率为0.9％，压缩回复率为73％。
在前面所述制作的研磨区域的与槽加工面相反一侧的面上，使用层压机贴合了双面胶带(积水化学工业公司制，Doubletuck tape)。然后，将由对表面进行了磨光、电晕处理的聚乙烯泡沫(Tore公司制，TOREPEF，厚度：0.8mm)制成的缓冲层贴合在所述双面胶带的粘接面上。另外在缓冲层表面贴合了所述双面胶带。其后，将研磨区域的开口部当中，以51mm×13mm的大小冲裁缓冲层及双面胶带，使孔贯穿。其后，嵌入前面所述制作的透光区域，制作了研磨垫。
(漏水评价)
作为研磨装置使用SPP600S(冈本工作机械公司制)，使用所制作的研磨垫，进行了漏水评价。研磨8英寸的假片(dummy wafer)，利用目视观察了每个规定时间中是否在透光区域的背面侧有漏水。将漏水与研磨时间的关系表示于表1中。作为研磨条件如下设置，作为碱性料浆在研磨中以150ml/min的流量添加氧化硅料浆(SS12，Cabot Microelectronics公司制)，研磨载荷为350g/cm3，研磨平台转速为35rpm，另外晶片转速为30rpm。另外，晶片的研磨是在使用#100修整器进行研磨垫表面的修整的同时实施的。修整条件设为，修整器载荷为80g/cm2，修整器转速为35rpm。
[表1]
  研磨时间与漏水的关系
 实施例1   即使在1800分钟以上也没有漏水
  实施例2   即使在1800分钟以上也没有漏水
  实施例3   即使在1800分钟以上也没有漏水
  实施例4   即使在1800分钟以上也没有漏水
  实施例5   即使在1800分钟以上也没有漏水
  实施例6   即使在1800分钟以上也没有漏水
  实施例7   即使在1800分钟以上也没有漏水
  实施例8   即使在1800分钟以上也没有漏水
  实施例9   即使在1800分钟以上也没有漏水
  实施例10   即使在1800分钟以上也没有漏水
  实施例11   即使在1800分钟以上也没有漏水
  比较例1   在1400分钟时发生漏水
从表1中可以清楚地看到，通过使用第一发明的研磨垫，可以长时间地防止来自研磨区域与透光区域之间的漏浆。
[第二发明]
(透光区域的制作)
将由己二酸、己二醇和乙二醇构成的聚酯多元醇(数均分子量2400)128重量份及1，4-丁二醇30重量份混合，调温到70℃。向该混合液中，添加预先调温到70℃的4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯100重量份，搅拌了约1分钟。此后，将该混合液流入保温为100℃的容器中，在100℃下进行8小时的后固化，制作了聚氨酯树脂。使用所制作的聚氨酯树脂，利用注射成型制作了透光区域(纵56mm，横20mm，厚1.25mm)。所制作的透光区域的ASKER D硬度为59度。
(研磨区域的制作)
制造例1
在反应容器中，混合聚醚类预聚物(UNIROYCEL公司制，ADIPRENEL-325，NCO浓度：2.22meq/g)100重量份及硅类非离子表面活性剂(Tore·Dowsilicon公司制，SH192)3重量份，将温度调整为80℃。使用搅拌叶片，以转速900rpm进行了大约4分钟的剧烈搅拌，使得在反应体系内加入气泡。向其中添加预先在120℃下熔融了的4，4’-亚甲基双(o-氯苯胺)(Iharachemical公司制，IHARACU AMINE MT)26重量份。其后，继续搅拌约1分钟，使反应溶液流入盘型的烤炉模具中。在该反应溶液的流动性消失的时刻加入烤炉内，在110℃下进行6小时的后固化，得到了聚氨酯树脂发泡体块材。将该聚氨酯树脂发泡体块材使用带锯类型的切片机(Fecken公司制)切片，得到了聚氨酯树脂发泡体薄片。然后使用磨光机(Amitech公司制)，将该薄片以规定的厚度进行表面磨光，形成了调整了厚度精度的薄片(薄片厚度：1.27mm)。将该进行了磨光处理的薄片冲裁为规定的直径(61cm)，使用槽加工机(东邦钢机公司制)，在表面上进行了槽宽0.25mm、槽间距1.50mm、槽深0.40mm的同心圆状的槽加工。在该薄片的与槽加工面相反一侧的面上使用层压机粘贴双面胶带(积水化学工业公司制，Doubletuck tape)，其后，在该进行了槽加工的薄片的规定位置冲裁用于嵌入透光区域的开口部A(60mm×24mm)，制作了带有双面胶带的研磨区域。所制作的研磨区域的各物性为：平均气泡直径为45μm，比重为0.86，ASKER D硬度为53度，压缩率为1.0％，压缩回复率为65.0％，贮藏弹性模量为275MPa。
制造例2
除了将开口部A的大小设为56mm×20mm以外，用与制造例1相同的方法制作了带有双面胶带的研磨区域。
(研磨垫的制作)
实施例1
将由对表面进行了磨光、电晕处理的聚乙烯泡沫(Tore公司制，TOREPEF，厚度：0.8mm)制成的缓冲层使用层压机贴合在制造例1中制作的带有双面胶带的研磨区域的粘接面上。然后在缓冲层表面贴合了双面胶带。其后，将以为了嵌入透光区域而冲裁的孔洞部分当中，以50mm×14mm的大小冲裁缓冲层，形成了开口部B。此后，向开口部A内(环状槽宽度：2mm)嵌入了所制作的透光区域。其后，向环状槽内注入硅密封胶(Sedine公司制，8060)，使高度达到1mm，通过将其硬化形成了不透水性弹性构件(高度：1mm，ASKER A硬度：27度(ASKER D硬度4度))，制作了研磨垫。
实施例2
在实施例1中，除了取代硅密封胶，而使用了氨基甲酸酯类密封剂(Sedine公司制，S-700M)以外，利用与实施例1相同的方法，制作了研磨垫。该不透水性弹性构件的ASKER A硬度为32度(ASKER D硬度为7度)。
实施例3
在实施例1中，除了取代硅密封胶，而使用了弹性环氧类粘接剂(Sedine公司制，PM210)以外，利用与实施例1相同的方法，制作了研磨垫。该不透水性弹性构件的ASKER A硬度为58度(ASKER D硬度为15度)。
实施例4
在实施例1中，除了取代硅密封胶，而使用了下述的氨基甲酸酯类密封剂以外，利用与实施例1相同的方法，制作了研磨垫。该不透水性弹性构件的ASKER A硬度为55度(ASKER D硬度为14度)。
将调温为80℃的异氰酸酯预聚物(UNIROYCEL公司制，L100)、作为硬化剂调温为100℃的4，4’-二-sec-丁基-二氨基二苯基甲烷(Unilink4200)混合，使得异氰酸酯基与氨基的摩尔比达到1.05/1.0，调制了氨基甲酸酯类密封剂。
实施例5
在实施例1中，除了取代硅密封胶，而使用下述的光硬化性树脂组合物，通过进行紫外线照射而将其光硬化以外，利用与实施例1相同的方法制作了研磨垫。该不透水性弹性构件的ASKERA硬度为70度(ASKER D硬度为26度)。
将丙烯酸氨基甲酸酯(AKCROS CHEMICALS公司制，Actilane290)100重量份和苄基二甲基缩酮1重量份，使用自转公转式搅拌机(Shinky公司制)，以转速800rpm搅拌约3分钟，得到了液状的光硬化性树脂组合物。
比较例1
除了在环状槽内未设置不透水性弹性构件以外，利用与实施例1相同的方法制作了研磨垫。
比较例2
将由对表面进行了磨光、电晕处理的聚乙烯泡沫(Tore公司制，TOREPEF，厚度：0.8mm)制成的缓冲层使用层压机贴合在制造例2中制作的带有双面胶带的研磨区域的粘接面上。然后在缓冲层表面贴合了双面胶带。其后，将以研磨区域的为了嵌入透光区域而冲裁的孔洞部分当中，以50mm×14mm的大小冲裁缓冲层，形成了开口部B。此后，将所制作的透光区域嵌入开口部A内而制作了研磨垫。而且，由于透光区域与开口部A为相同大小，因此在研磨区域与透光区域之间没有间隙。
比较例3
在实施例1中，除了取代硅密封胶，而使用下述的氨基甲酸酯类密封剂以外，利用与实施例1相同的方法制作了研磨垫。该不透水性弹性构件的ASKER D硬度为75度。
将调温为80℃的异氰酸酯预聚物(UNIROYCEL公司制，L325)、作为硬化剂调温为120℃的4，4’-亚甲基双(o-氯苯胺)(Iharachemical公司制，IHARACU AMINE MT)混合，使得异氰酸酯基与氨基的摩尔比达到1.05/1.0，调制了氨基甲酸酯类密封剂。
(漏水评价)
作为研磨装置使用SPP600S(冈本工作机械公司制)，使用所制作的研磨垫，进行了漏水评价。连续研磨8英寸的假片30分钟，其后利用目视观察了研磨垫背面侧的透光区域的嵌入部分，以下述基准进行了漏水评价。将评价结果表示于表2中。作为研磨条件如下设置，作为碱性料浆在研磨中以150ml/min的流量添加氧化硅料浆(SS12，Cabot Microelectronics公司制)，研磨载荷为350g/cm3，研磨平台转速为35rpm，另外晶片转速为30rpm。另外，晶片的研磨是在使用#100修整器进行研磨垫表面的修整的同时实施的。修整条件设为，修整器载荷为80g/cm2，修整器转速为35rpm。
○：完全未看到嵌入部分的漏浆。
×：可以看到嵌入部分的漏浆。
(透光区域的变形评价)
利用与所述相同的方法研磨了晶片。其后，观察透光区域表面，以下述基准进行了透光区域的变形评价。将评价结果表示于表2中。而且，在透光区域表面越是不均匀地带有修整痕，就说明在研磨中透光区域越容易变形。
○：在透光区域表面均匀地带有修整痕。
×：在透光区域表面不均匀地带有修整痕。
[表2]
  漏水评价   变形评价
 实施例1   ○   ○
 实施例2   ○   ○
 实施例3   ○   ○
 实施例4   ○   ○
 实施例5   ○   ○
 比较例1   ×   ○
 比较例2   ×   ×
 比较例3   ○   ×
从表2可以清楚地看到，通过在处于研磨区域与透光区域之间的环状槽内，设置硬度比研磨区域及透光区域小的不透水性弹性构件，就可以吸收在透光区域及嵌入部分产生的扭曲或尺寸变化。另外，该不透水性弹性构件由于可以将研磨区域和透光区域、缓冲层的各接触部分完全地密封，因此可以有效地防止漏浆。
[第三发明]
(透光区域的制作)
将由己二酸、己二醇和乙二醇构成的聚酯多元醇(数均分子量2400)128重量份及1，4-丁二醇30重量份混合，调温到70℃。向该混合液中，添加预先调温到70℃的4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯100重量份，搅拌了约1分钟。此后，将该混合液流入保温为100℃的容器中，在100℃下进行8小时的后固化，制作了聚氨酯树脂。使用所制作的聚氨酯树脂，利用注射成型制作了透光区域(纵56.5mm，横19.5mm，厚1.25mm)。所制作的透光区域的ASKER D硬度为59度。
(研磨区域的制作)
在反应容器内，混合聚醚类预聚物(UNIROYCEL公司制，ADIPRENEL-325，NCO浓度：2.22meq/g)100重量份及硅类非离子表面活性剂(Tore·Dowsilicon公司制，SH192)3重量份，将温度调整为80℃。使用搅拌叶片，以转速900rpm进行了大约4分钟的剧烈搅拌，使得在反应体系内加入气泡。向其中添加预先在120℃下熔融了的4，4’-亚甲基双(o-氯苯胺)(Iharachemical公司制，IHARACU AMINE MT)26重量份。其后，继续搅拌约1分钟，使反应溶液流入盘型的烤炉模具中。在该反应溶液的流动性消失的时刻加入烤炉内，在110℃下进行6小时的后固化，得到了聚氨酯树脂发泡体块材。将该聚氨酯树脂发泡体块材使用带锯类型的切片机(Fecken公司制)切片，得到了聚氨酯树脂发泡体薄片。然后使用磨光机(Amitech公司制)，将该薄片以规定的厚度进行表面磨光，形成了调整了厚度精度的薄片(薄片厚度：1.27mm)。将该进行了磨光处理的薄片冲裁为规定的直径(61cm)，使用槽加工机(东邦钢机公司制)，在表面上进行了槽宽0.25mm、槽间距1.50mm、槽深0.40mm的同心圆状的槽加工。在该薄片的与槽加工面相反一侧的面上使用层压机粘贴双面胶带(积水化学工业公司制，Doubletuck tape)，其后，在该进行了槽加工的薄片的规定位置冲裁用于嵌入透光区域的开口部A(57mm×20mm)，制作了带有双面胶带的研磨区域。所制作的研磨区域的各物性为：平均气泡直径为45μm，比重为0.86，ASKER D硬度为53度，压缩率为1.0％，压缩回复率为65.0％，贮藏弹性模量为275MPa。
(研磨垫的制作)
实施例1
将由对表面进行了磨光、电晕处理的聚乙烯泡沫(Tore公司制，TOREPEF，厚度：0.8mm)制成的缓冲层使用层压机贴合在所制作的带有双面胶带的研磨区域的粘接面上。然后在缓冲层表面贴合了双面胶带。其后，将以为了嵌入透光区域而冲裁的孔洞部分当中，以51mm×14mm的大小冲裁缓冲层，形成了开口部B。此后，向开口部A内嵌入了所制作的透光区域。其后，在透光区域的背面与开口部B的断面的接触部分涂布硅密封胶(Sedine公司制，8060)，通过将其硬化形成了环状的不透水性弹性构件(接触宽度：各为2mm，ASKERA硬度：27度)，制作了研磨垫。
实施例2
在实施例1中，除了取代硅密封胶，而使用了下述的氨基甲酸酯类密封剂以外，利用与实施例1相同的方法，制作了研磨垫。该不透水性弹性构件的ASKER A硬度为75度。
将调温为80℃的异氰酸酯预聚物(日本聚氨酯公司制，CORONATE4076)、作为硬化剂调温为120℃的4，4’-亚甲基双(o-氯苯胺)(Iharachemical公司制，IHARACU AMINE MT)混合，使得异氰酸酯基与氨基的摩尔比达到1.05/1.0，调制了氨基甲酸酯类密封剂。
实施例3
在实施例1中，除了取代硅密封胶，而使用了氨基甲酸酯类密封剂(Sedine公司制，S-700M)以外，利用与实施例1相同的方法，制作了研磨垫。该不透水性弹性构件的ASKERA硬度为32度。
实施例4
在实施例1中，除了取代硅密封胶，而使用了环氧基改性硅弹性粘接剂(Sedine公司制，EP-001)以外，利用与实施例1相同的方法，制作了研磨垫。该不透水性弹性构件的ASKER A硬度为77度。
参考例1
在实施例1中，除了取代硅密封胶，而使用了下述的氨基甲酸酯类密封剂以外，利用与实施例1相同的方法，制作了研磨垫。该不透水性弹性构件的ASKER A硬度为95度。
将调温为80℃的异氰酸酯预聚物(日本聚氨酯公司制，CORONATE4096)、作为硬化剂调温为120℃的4，4’-亚甲基双(o-氯苯胺)(Iharachemical公司制，IHARACU AMINE MT)混合，使得异氰酸酯基与氨基的摩尔比达到1.05/1.0，调制了氨基甲酸酯类密封剂。
比较例1
除了未设置不透水性弹性构件以外，利用与实施例1相同的方法制作了研磨垫。
(漏水评价)
作为研磨装置使用SPP600S(冈本工作机械公司制)，使用所制作的研磨垫，进行了漏水评价。连续研磨8英寸的假片30分钟，其后利用目视观察了研磨垫背面侧的透光区域的嵌入部分，以下述基准进行了漏水评价。反复进行所述操作，直到研磨时间合计达到420分钟，利用相同的方法进行了漏水评价。将评价结果表示于表3中。作为研磨条件如下设置，作为碱性料浆在研磨中以150ml/min的流量添加氧化硅料浆(SS12，CabotMicroelectronics公司制)，研磨载荷为350g/cm3，研磨平台转速为35rpm，另外晶片转速为30rpm。另外，晶片的研磨是在使用#100修整器进行研磨垫表面的修整的同时实施的。修整条件设为，修整器载荷为80g/cm2，修整器转速为35rpm。
○：完全未看到嵌入部分的漏浆。
×：可以看到嵌入部分的漏浆。
[表3]
Figure BDA0000129501200000561
从表3中可以清楚地看到，通过在透光区域的背面与开口部B的断面的接触部分，设置将该接触部分覆盖的环状的不透水性弹性构件，就可以有效地防止漏浆。
[第四发明]
制造例1
(研磨区域的制作)
在涂覆了氟的反应容器内，混合过滤了的聚醚类预聚物(UNIROYCEL公司制，ADIPRENE L-325，NCO浓度：2.22meq/g)100重量份及过滤了的硅类非离子表面活性剂(Tore·Dowsilicon公司制，SH192)3重量份，将温度调整为80℃。使用涂覆了氟的搅拌叶片，以转速900rpm进行了大约4分钟的剧烈搅拌，使得在反应体系内加入气泡。向其中添加预先在120℃下熔融了的4，4’-亚甲基双(o-氯苯胺)(Iharachemical公司制，IHARACUAMINE MT)26重量份。其后，继续搅拌约1分钟，使反应溶液流入涂覆了氟的盘型的烤炉模具中。在该反应溶液的流动性消失的时刻加入烤炉内，在110℃下进行6小时的后固化，得到了聚氨酯树脂发泡体块材。将该聚氨酯树脂发泡体块材使用带锯类型的切片机(Fecken公司制)切片，得到了聚氨酯树脂发泡体薄片。然后使用磨光机(Amitech公司制)，将该薄片以规定的厚度进行表面磨光，形成了调整了厚度精度的薄片(薄片厚度：1.27mm)。将该进行了磨光处理的薄片冲裁为规定的直径(61cm)，使用槽加工机(东邦钢机公司制)，在表面上进行了槽宽0.25mm、槽间距1.50mm、槽深0.40mm的同心圆状的槽加工。在该薄片的与槽加工面相反一侧的面上使用层压机粘贴双面胶带(积水化学工业公司制，Doubletucktape)，其后，在该进行了槽加工的薄片的规定位置冲裁用于嵌入透光区域的孔洞(厚1.27mm，57.5mm×19.5mm)，制作了带有双面胶带的研磨区域。所制作的研磨区域的各物性为：平均气泡直径为45μm，比重为0.86，ASKER D硬度为53度，ASKER A硬度为95度，压缩率为1.0％，压缩回复率为65％，贮藏弹性模量为275MPa。
实施例1
(研磨垫的制作)
将由对表面进行了磨光、电晕处理的聚乙烯泡沫(Tore公司制，TOREPEF，厚度：0.8mm)制成的缓冲层使用层压机贴合在前面所制作的带有双面胶带的研磨区域的粘接面上。然后在缓冲层表面贴合了双面胶带。其后，将以研磨区域的为了嵌入透光区域而冲裁的孔洞部分当中，以51mm×13mm的大小冲裁缓冲层，使孔洞贯穿。
其后，用UV曝光机将由丙烯腈丁二烯橡胶及聚丁二烯橡胶制成的柔性印刷版NS(东洋纺织公司制)完全曝光，将其作为透光区域(纵57mm，横19mm，厚1.25mm)。该透光区域的压缩率为2.5％，ASKER A硬度为61度。将其嵌入用于嵌入透光区域的孔洞中，制作了研磨垫。透光率在400nm下为26.4％，在500nm下为84.5％，在600nm下为88.3％，在700nm下为88.7％。
比较例1
(研磨垫的制作)
除了未使用硅类非离子表面活性剂，未向反应体系内加入气泡以外，利用与制造例1相同的方法得到了聚氨酯树脂非发泡体薄片。切割该聚氨酯树脂薄片，得到了透光区域(纵57mm，横19mm，厚1.25mm)。该透光区域的压缩率为0.5％，ASKER A硬度为95度。将其嵌入用于嵌入透光区域的孔洞，制作了研磨垫。透光率在400nm下为21.2％，在500nm下为64.4％，在600nm下为73.5％，在700nm下为76.8％。
(研磨特性的评价)
作为研磨装置使用SPP600S(冈本工作机械公司制)，使用所制作的研磨垫，进行了研磨特性的评价。表4中给出研磨速度与面内均一性的评价结果。研磨速度是将在8英寸的硅晶片上形成了1μm的热氧化膜的材料研磨大约0.5μm，根据此时的时间算出。在氧化膜的膜厚测定中，使用了干涉式膜厚测定装置(大塚电子公司制)。作为研磨条件如下设置，作为料浆在研磨中以流量150ml/min添加氧化硅料浆(SS12，CABOT公司制)。作为研磨载荷，设为350g/cm2，研磨平台转速为35rpm，晶片转速为30rpm。
另外，面内均一性是由晶片的任意25点的膜厚测定值利用下式算出的。而且，面内均一性的值越小，则表示晶片表面的均一性越高。
面内均一性(％)＝{(膜厚最大值-膜厚最小值)/(膜厚最大值+膜厚最小值)}×100
(划痕数的测定)
作为研磨装置使用SPP600S(冈本工作机械公司制)，使用所制作的研磨垫，将在8英寸的硅晶片上形成了1μm的热氧化膜的材料研磨大约0.5μm。作为研磨条件如下设置，作为料浆在研磨中以流量150ml/min添加氧化硅料浆(SS12，CABOT公司制)。作为研磨载荷，设为350g/cm2，研磨平台转速为35rpm，晶片转速为30rpm。研磨后，使用TOPCON公司制的晶片表面检查装置(WM2500)，测定了在晶片上有多少0.2μm以上的条痕。将测定结果表示于表4中。
(膜厚检测评价)
晶片的膜厚的光学检测评价是利用如下所示的手法进行的。作为晶片，使用在8英寸的硅晶片上制成了1μm的热氧化膜的晶片，在其上，设置了利用所述方法研磨了1000片硅晶片后的研磨垫。使用干涉式膜厚测定装置(大塚电子公司制)，在波长区域500～700nm中进行了数次膜厚测定。进行了所算出的膜厚结果及各波长下的干涉光的峰与谷的状况确认。利用如下所示的基准进行了检测评价。将评价结果表示于表4中。而且可以认为，在透光区域中伤痕越多，则膜厚检测的再现性就越差。
○：可以再现良好地测定膜厚。
×：再现性差，检测精度不足。
[表4]
Figure BDA0000129501200000591
从表4中可以清楚地看到，通过使用透光区域的压缩率大于研磨区域的压缩率的研磨垫，就可以防止研磨中的透光区域从研磨垫表面的突出，由此可以抑制研磨特性(面内均一性等)的恶化、晶片上的划痕的产生。
[第五发明]
实施例1
(透光区域的制作)
使用涂覆了氟的计量容器计量由己二酸、己二醇和乙二醇构成的聚酯多元醇(数均分子量2400)128重量份及1，4-丁二醇30重量份，将它们添加到涂覆了氟的聚合容器中混合，调温到70℃。向该混合液中，添加预先调温到70℃的4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯100重量份，使用涂覆了氟的搅拌叶片搅拌了约1分钟。此后，将该混合液流入保温为100℃的镀铬了的模具中，在100℃下进行8小时的后固化，制作了聚氨酯。使用所制作的聚氨酯，使用镀铬了的模具，利用注射成型制作了透光区域(纵56.5mm，横19.5mm，厚1.25mm)。在到此为止的全部工序中，都是使用与原料等直接接触的表面被涂覆了氟或镀铬了的器具制造的。
(研磨区域的制作)
使用涂覆了氟的计量容器计量聚醚类预聚物(UNIROYCEL公司制，ADIPRENE L-325；异氰酸酯基浓度：2.22meq/g)3000重量份及硅类非离子表面活性剂(Tore·Dowsilicon公司制，SH192)90重量份，将它们添加到涂覆了氟的聚合容器中混合，将反应温度调整到80℃。使用涂覆了氟的搅拌叶片以900rpm的转速剧烈地搅拌了约4分钟，向反应体系内加入了气泡。向其中添加了预先在120℃的温度下熔融了的4，4’-亚甲基双(o-氯苯胺)(Ihara Chemical公司制，IHARACU AMINE MT)26重量份。在继续搅拌了大约4分钟后，将反应溶液流入了涂覆了氟的模具中。在该反应溶液的流动性消失的时刻，加入将镍铬热线部设于另外小室的烤炉内，在110℃下进行6小时后固化，得到了聚氨酯发泡体块材。在到此为止的全部工序中，都是使用与原料等直接接触的表面并非金属的器具制造的。
使用了在将切片机的旋转刀片打磨后用超纯水(电阻率在12MΩ·cm以上)清洗了的带锯型切片机，将前面所制作的聚氨酯发泡体块材切片，得到了聚氨酯发泡体薄片。然后，使用设置了作为磨料采用了碳化硅的研磨皮带(理研CORUNDUM公司制)的磨光机，将该薄片以规定的表面厚度进行表面磨光，形成了调整了厚度精度的薄片。将进行了该磨光处理的聚氨酯发泡体薄片(厚度：1.27mm)冲裁为规定的直径，使用槽加工机在表面上进行了槽宽0.25mm、槽间距1.50mm、槽深0.40mm的同心圆状的槽加工。
在该薄片的与槽加工面相反一侧的面上，使用层压机贴附双面胶带(积水化学工业公司制，Doubletucktape)，其后，在该进行了槽加工的薄片的给定位置冲裁用于设置透光区域的开口部(57mm×20mm)，制作了带有双面胶带的研磨区域。所制作的研磨区域的各物性为：平均气泡直径为45μm，比重为0.86，ASKER D硬度为53度。
(研磨垫的制作)
将由对表面进行了磨光、电晕处理的聚乙烯泡沫(Tore公司制，TOREPEF，厚度：0.8mm)制成的缓冲层使用层压机贴合在所制作的带有双面胶带的研磨区域的粘接面上。然后，在缓冲层表面贴合了双面胶带。其后，将为了嵌入透光区域而冲裁的孔洞部分当中，以51mm×14mm的大小冲裁缓冲层。其后，将前面所制作的透光区域嵌入开口部内，制作了研磨垫。
比较例1
在实施例1中，除了在透光区域的制作时使用了未镀铬的模具以外，利用与实施例1相同的方法制作了研磨垫。
(含有金属浓度的测定)
在将所制作的研磨区域用的聚氨酯发泡体及透光区域用的聚氨酯碳化、灰化(550℃)后，将残渣溶解于1.2N盐酸溶液中，将其作为试验液。试验液中的元素是利用ICP发光分析法(理学公司制，CIROS-120)求得的。将测定结果表示于表5中。
ICP发光分析的测定发光线
Fe：259.940nm，Ni：231.604nm，Cu：324.754nm，Zn：213.856nm，Al：396.152nm
(氧化膜耐压的评价)
使用制作面方位(100)、电阻率10Ωcm的n型Cz-Si晶片的研磨垫进行了研磨。作为研磨装置使用了SPP600S(冈本工作机械公司制)。作为研磨条件如下设置，作为料浆在研磨中以150ml/min的流量添加了氧化硅料浆(SS12，Cabot公司制)。研磨载荷为350g/cm3，研磨平台转速为35rpm，晶片转速为30rpm。研磨时间设为2分钟。
对研磨后的晶片进行RCA清洗，使用5％稀释HF将清洗中形成的化学氧化膜除去。其后，在900℃下进行了2小时的干式氧化。此时的氧化膜厚约为
Figure BDA0000129501200000611
在该晶片上制成Al电极MOS电容器，在其上制作了5mmφ的电极。另外对晶片的背面进行喷砂，蒸镀金，形成了背面电极。相对于5mmφ的电极以将Al电极设为(+)，将背面电极设为(-)的极性施加了斜坡电压。
将在氧化膜的泄露电流密度达到1μA/cm2时，氧化膜施加电压显示为7.5MV/cm以上的电容器作为优良品。进行100片晶片的研磨，根据优良品电容器相对于全部电容器的比例求出了优良品率。将各个优良品率表示于表5中。
[表5]
从以上所示的结果可以清楚地看到，通过使用由特定金属的含有浓度在阈值以下的高分子材料制成的研磨垫进行研磨，就可以减少研磨后的晶片的金属污染，大幅度提高半导体器件的材料利用率。

Claims (6)

1.一种研磨垫，其将具有研磨区域及透光区域的研磨层和具有比透光区域小的开口部B的缓冲层层叠，使得透光区域与开口部B重合，并且在所述透光区域的背面与所述开口部B的断面的接触部分，设有将该接触部分覆盖的环状的不透水性弹性构件。
2.根据权利要求1所述的研磨垫，其中，不透水性弹性构件的ASKERA硬度在80度以下。
3.根据权利要求1所述的研磨垫，其中，不透水性弹性构件是由含有选自由橡胶、热塑性弹性体及反应硬化性树脂构成的组中的至少一种不透水性树脂的不透水性树脂组合物制成。
4.一种制造权利要求1所述的研磨垫的方法，其包括：将具有研磨区域及透光区域的研磨层与具有比透光区域小的开口部B的缓冲层层叠，使得透光区域和开口部B重合的工序；以及通过在所述透光区域的背面与所述开口部B的断面的接触部分，涂布不透水性树脂组合物而将其硬化，来形成将该接触部分覆盖的环状的不透水性弹性构件的工序。
5.一种制造权利要求1所述的研磨垫的方法，其包括：在具有研磨区域和用于插设透光区域的开口部A的研磨层上层叠缓冲层的工序；将所述开口部A内的缓冲层的一部分除去，在缓冲层上形成比透光区域小的开口部B的工序；在所述开口部B上并且在所述开口部A内设置透光区域的工序；以及通过在所述透光区域的背面与所述开口部B的断面的接触部分，涂布不透水性树脂组合物而将其硬化，来形成将该接触部分覆盖的环状的不透水性弹性构件的工序。
6.一种制造权利要求1所述的研磨垫的方法，其包括：将具有研磨区域及用于插设透光区域的开口部A的研磨层与具有比透光区域小的开口部B的缓冲层层叠，使得开口部A和开口部B重合的工序；在所述开口部B上并且在所述开口部A内设置透光区域的工序；以及通过在所述透光区域的背面与所述开口部B的断面的接触部分，涂布不透水性树脂组合物而将其硬化，来形成将该接触部分覆盖的环状的不透水性弹性构件的工序。
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