本发明涉及化学机械抛光垫技术领域，提供一种化学机械抛光垫的抛光层的制备方法和化学机械抛光垫，在抛光垫中采用本发明制备的抛光层，能够有效改善抛光垫抛光晶圆时的抛光速率不一致等问题。所述抛光层的制备步骤包括：（1）将包括聚氨酯预聚体、固化剂和部分膨胀的聚合物膨胀微球的混合料浇注于模具的浇注腔内，部分膨胀的聚合物膨胀微球经加热能二次膨胀；所述模具具有温度调节功能，并且沿着模具的浇注腔的横截面具有多个温度调节区域；（2）调节各个温度调节区域的温度以使至少两个所述温度调节区域的温度不同；（3）将混合料进行包括硫化的后处理，得到抛光层，且所述抛光层的各个抛光层区域之间的密度极差为0.05‑0.3g/cm3，硬度极差为5‑10D。