DE102014012353A1

DE102014012353A1 - Chemisch-mechanisches polierkissen

Info

Publication number: DE102014012353A1
Application number: DE102014012353.7A
Authority: DE
Inventors: Michelle K. Jensen; Bainian Qian; Fengji Yeh; Marty DeGroot; Mohammad T. Islam; Matthew Richard VanHanehem; Darrell String; James Murnane; Jeffrey James Hendron; John G. Nowland
Original assignee: Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc; Dow Global Technologies LLC; Rohm and Haas Electronic Materials LLC
Current assignee: Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc; Dow Global Technologies LLC; Rohm and Haas Electronic Materials LLC
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2014-08-20
Publication date: 2015-03-05
Also published as: FR3009988A1; KR20150026903A; JP2015047691A; TW201522406A; CN104416452A; US20150065013A1; CN104416452B

Abstract

Es wird ein chemisch-mechanisches Polierkissen bereitgestellt, enthaltend: eine Polierschicht, eine starre Schicht und ein Heißschmelzhaftmittel, das die Polierschicht an die starre Schicht bindet, wobei die Polierschicht eine spezifische Dichte von mehr als 0,6, eine Shore D-Härte von 60 bis 90, eine Bruchdehnung von 100 bis 300% sowie eine spezifische Kombination aus einer anfänglichen hydrolytischen Stabilität und einer anhaltenden hydrolytischen Instabilität aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft chemisch-mechanische Polierkissen und Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein chemisch-mechanisches Polierkissen, das eine Polierschicht, eine starre Schicht und ein Heißschmelzhaftmittel, das die Polierschicht an die starre Schicht bindet, umfasst, wobei die Polierschicht eine spezifische Dichte von mehr als 0,6, eine Shore D-Härte von 60 bis 90, eine Bruchdehnung von 100 bis 300% und eine spezifische Kombination aus einer anfänglichen hydrolytischen Stabilität und einer anhaltenden hydrolytischen Instabilität aufweist, und wobei die Polierschicht eine Polieroberfläche aufweist, die zum Polieren des Substrats angepasst ist.
Die Herstellung von Halbleitern umfasst typischerweise mehrere chemisch-mechanische Planarisierungsvorgänge (CMP-Vorgänge). Bei jedem CMP-Vorgang entfernt ein Polierkissen kombiniert mit einer Polierlösung, wie z. B. einer Schleifmittel-enthaltenden Polieraufschlämmung oder einer Schleifmittel-freien reaktiven Flüssigkeit, überschüssiges Material in einer Weise, so dass zur Aufnahme einer nachfolgenden Schicht eine Planarisierung erreicht wird oder die Ebenheit aufrechterhalten wird. Das Stapeln dieser Schichten führt zu einer Kombination, die einen integrierten Schaltkreis bildet. Die Herstellung dieser Halbleitervorrichtungen wird aufgrund von Anforderungen für Vorrichtungen mit höheren Betriebsgeschwindigkeiten, geringeren Leck- bzw. Kriechströmen und vermindertem Energieverbrauch immer komplexer. Bezüglich der Vorrichtungsarchitektur führt dies zu feineren Merkmalsgeometrien und erhöhten Metallisierungsniveaus. Diese immer strengeren Anforderungen bezüglich der Vorrichtungsgestaltung treiben die Verwendung einer Kupfermetallisierung zusammen mit neuen dielektrischen Materialien mit niedrigeren Dielektrizitätskonstanten voran. Die verschlechterten physikalischen Eigenschaften, die häufig mit Low k- und Ultra-low k-Materialien einhergehen, haben zusammen mit der erhöhten Komplexität der Vorrichtungen zu höheren Anforderungen bei den CMP-Verbrauchsmaterialien, wie z. B. Polierkissen und Polierlösungen, geführt.
Insbesondere neigen Low k- und Ultra-low k-Dielektrika dazu, verglichen mit herkömmlichen Dielektrika eine schlechtere mechanische Festigkeit und eine schlechtere Haftung aufzuweisen, was eine Planarisierung schwieriger macht. Darüber hinaus wird aufgrund der Verkleinerung der Merkmalsgrößen von integrierten Schaltkreisen eine CMP-induzierte Defektbildung, wie z. B. ein Verkratzen, zu einem schwerwiegenderen Problem. Ferner errordert die verminderte Filmdicke von integrierten Schaltkreisen eine Verbesserung der Defektbildung, während gleichzeitig für ein Wafersubstrat eine akzeptable Topographie bereitgestellt wird – wobei diese Topographieanforderungen immer strengere Planaritäts-, Dishing- und Erosionsspezifikationen erfordern.
Bei Polyurethan-Polierkissen handelt es sich um die primäre Kissenchemie, die für verschiedene anspruchsvolle Präzisionspolieranwendungen verwendet wird. Polyurethan-Polierkissen sind zum Polieren von Siliziumwafern, strukturierten Wafern, Flachbildschirmen und magnetischen Speicherplatten bzw. -scheiben effektiv. Insbesondere stellen Polyurethan-Polierkissen die mechanische Integrität und chemische Beständigkeit für die meisten Poliervorgänge bereit, die zur Herstellung von integrierten Schaltkreisen verwendet werden. Beispielsweise weisen Polyurethan-Polierkissen eine hohe Festigkeit, so dass sie einem Reißen widerstehen, eine Abriebbeständigkeit, so dass Verschleißprobleme während des Polierens vermieden werden, und eine Stabilität auf, so dass sie einem Angriff durch stark saure und stark ätzende Polierlösungen widerstehen.
Eine Familie von Polyurethan-Polierschichten wird von Kulp in dem US-Patent Nr. 8,288,448 offenbart. Kulp offenbart ein Polierkissen, das ein gegossenes polymeres Polyurethanmaterial umfasst, das mit einem Reaktionsprodukt mit Isocyanat-Endgruppen ausgebildet ist, das aus einer Vorpolymerreaktion eines Vorpolymerpolyols und eines polyfunktionellen Isocyanats ausgebildet worden ist. Das Reaktionsprodukt mit Isocyanat-Endgruppen weist 4,5 bis 8,7 Gewichtsprozent nicht-umgesetztes NCO auf und das Reaktionsprodukt mit Isocyanat-Endgruppen wird mit einem Härtungsmittel ausgehärtet, das aus der Gruppe, umfassend Polyamin-Härtungsmittel, Polyol-Härtungsmittel, Alkoholamin-Härtungsmittel und Gemische davon, ausgewählt ist.
Dennoch gibt es einen fortlaufenden Bedarf für chemisch-mechanische Polierenkissen, die geeignet ausgewogene Eigenschaften aufweisen, die einen Planarisierungsgrad bereitstellen, während eine Defektbildung minimiert wird.
Die vorliegende Erfindung stellt ein chemisch-mechanisches Polierkissen bereit, umfassend: eine Polierschicht mit einer Polieroberfläche, einer Basisoberfläche und einer durchschnittlichen Dicke, T_{P-Durchschnitt}, gemessen in einer Richtung senkrecht zu der Polieroberfläche von der Polieroberfläche zu der Basisoberfläche, wobei die Polierschicht ein gegossenes Polyurethan ist, wobei das gegossene Polyurethan ein Reaktionsprodukt von Bestandteilen ist, umfassend: (a) ein Vorpolymer mit Isocyanat-Endgruppen, das durch die Reaktion (i) eines polyfunktionellen Isocyanats und (ii) eines Polyols auf Polyetherbasis erhalten worden ist, wobei das Vorpolymer mit Isocyanat-Endgruppen 8 bis 9,5 Gewichtsprozent nicht-umgesetztes NCO aufweist, (b) ein Härtungsmittel, wobei das Härtungsmittel aus der Gruppe, bestehend aus Polyamin-Härtungsmitteln, Polyol-Härtungsmitteln, Alkoholamin-Härtungsmitteln und Gemischen davon, ausgewählt ist, und gegebenenfalls (c) eine Mehrzahl von Mikroelementen, wobei die Polierschicht eine spezifische Dichte von mehr als 0,6, eine Shore D-Härte von 60 bis 90 und eine Bruchdehnung von 100 bis 300% aufweist, wobei die Polierschicht eine anfängliche hydrolytische Stabilität aufweist, derart, dass sich die lineare Abmessung einer Probe der Polierschicht nach einem Eintauchen in entionisiertes Wasser für 24 Stunden bei 25°C um < 1% ändert, wobei die Polierschicht eine anhaltende hydrolytische Instabilität aufweist, derart, dass sich die lineare Abmessung der Probe der Polierschicht nach einem Eintauchen in entionisiertes Wasser für sieben Tage bei 25°C um ≥ 1,75% ändert, eine starre Schicht mit einer oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche, ein Heißschmelzhaftmittel, das zwischen der Basisoberfläche der Polierschicht und der oberen Oberfläche der starren Schicht angeordnet ist, wobei das Heißschmelzhaftmittel die Polierschicht an die starre Schicht bindet, eine Platten-Haftklebstoffschicht, die eine Stapelseite und eine Plattenseite aufweist, wobei die Stapelseite der Platten-Haftklebstoffschicht an die untere Oberfläche der starren Schicht angrenzt, und gegebenenfalls eine Ablöseschicht, wobei die optionale Ablöseschicht auf der Plattenseite der Platten-Haftklebstoffschicht angeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung stellt ein chemisch-mechanisches Polierkissen bereit, umfassend: eine Polierschicht mit einer Polieroberfläche, einer Basisoberfläche und einer durchschnittlichen Dicke, T_{P-Durchschnitt}, gemessen in einer Richtung senkrecht zu der Polieroberfläche von der Polieroberfläche zu der Basisoberfläche, wobei die Polierschicht ein gegossenes Polyurethan ist, wobei das gegossene Polyurethan ein Reaktionsprodukt von Bestandteilen ist, umfassend: (a) ein Vorpolymer mit Isocyanat-Endgruppen, das durch die Reaktion (i) eines polyfunktionellen Isocyanats und (ii) eines Polyols auf Polyetherbasis erhalten worden ist, wobei das Vorpolymer mit Isocyanat-Endgruppen 8 bis 9,5 Gewichtsprozent nicht-umgesetztes NCO aufweist, (b) ein Härtungsmittel, wobei das Härtungsmittel aus der Gruppe, bestehend aus Polyamin-Härtungsmitteln, Polyol-Härtungsmitteln, Alkoholamin-Härtungsmitteln und Gemischen davon, ausgewählt ist, und gegebenenfalls (c) eine Mehrzahl von Mikroelementen, wobei das Härtungsmittel und das Vorpolymer mit Isocyanat-Endgruppen ein stöchiometrisches Verhältnis von OH oder NH₂ zu nicht-umgesetztem NCO von 80 bis < 95 Prozent aufweisen, wobei die Polierschicht eine spezifische Dichte von mehr als 0,6, eine Shore D-Härte von 60 bis 90 und eine Bruchdehnung von 100 bis 300% aufweist, wobei die Polierschicht eine anfängliche hydrolytische Stabilität aufweist, derart, dass sich die lineare Abmessung einer Probe der Polierschicht nach einem Eintauchen in entionisiertes Wasser für 24 Stunden bei 25°C um < 1% ändert, wobei die Polierschicht eine anhaltende hydrolytische Instabilität aufweist, derart, dass sich die lineare Abmessung der Probe der Polierschicht nach einem Eintauchen in entionisiertes Wasser für sieben Tage bei 25°C um 1,75 bis 3,5% ändert, eine starre Schicht mit einer oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche, ein Heißschmelzhaftmittel, das zwischen der Basisoberfläche der Polierschicht und der oberen Oberfläche der starren Schicht angeordnet ist, wobei das Heißschmelzhaftmittel die Polierschicht an die starre Schicht bindet, eine Platten-Haftklebstoffschicht, die eine Stapelseite und eine Plattenseite aufweist, wobei die Stapelseite der Platten-Haftklebstoffschicht an die untere Oberfläche der starren Schicht angrenzt, und gegebenenfalls eine Ablöseschicht, wobei die optionale Ablöseschicht auf der Plattenseite der Platten-Haftklebstoffschicht angeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung stellt ein chemisch-mechanisches Polierkissen bereit, umfassend: eine Polierschicht mit einer Polieroberfläche, einer Basisoberfläche und einer durchschnittlichen Dicke, T_{P-Durchschnitt}, gemessen in einer Richtung senkrecht zu der Polieroberfläche von der Polieroberfläche zu der Basisoberfläche, wobei die Polierschicht ein gegossenes Polyurethan ist, wobei das gegossene Polyurethan ein Reaktionsprodukt von Bestandteilen ist, umfassend: (a) ein Vorpolymer mit Isocyanat-Endgruppen, das durch die Reaktion (i) eines polyfunktionellen Isocyanats und (ii) eines Polyols auf Polyetherbasis erhalten worden ist, wobei das Vorpolymer mit Isocyanat-Endgruppen 8 bis 9,5 Gewichtsprozent nichtumgesetztes NCO aufweist, (b) ein Härtungsmittel, wobei das Härtungsmittel aus der Gruppe, bestehend aus Polyamin-Härtungsmitteln, Polyol-Härtungsmitteln, Alkoholamin-Härtungsmitteln und Gemischen davon, ausgewählt ist, und gegebenenfalls (c) eine Mehrzahl von Mikroelementen, wobei die Polierschicht eine spezifische Dichte von mehr als 0,6, eine Shore D-Härte von 60 bis 90 und eine Bruchdehnung von 100 bis 300% aufweist, wobei die Polierschicht eine anfängliche hydrolytische Stabilität aufweist, derart, dass sich die lineare Abmessung einer Probe der Polierschicht nach einem Eintauchen in entionisiertes Wasser für 24 Stunden bei 25°C um < 1% ändert, wobei die Polierschicht eine anhaltende hydrolytische Instabilität aufweist, derart, dass sich die lineare Abmessung der Probe der Polierschicht nach einem Eintauchen in entionisiertes Wasser für sieben Tage bei 25°C um 1,75 bis 3,5% ändert, eine starre Schicht mit einer oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche, wobei die starre Schicht aus einem biaxial orientierten Polyethylenterephthalat hergestellt ist, wobei die starre Schicht eine durchschnittliche Dicke von 152 bis 381 Mikrometer (6 bis 15 mil) aufweist und wobei die starre Schicht einen Young'schen Modul von 3000 bis 7000 MPa aufweist, ein Heißschmelzhaftmittel, das zwischen der Basisoberfläche der Polierschicht und der oberen Oberfläche der starren Schicht angeordnet ist, wobei das Heißschmelzhaftmittel die Polierschicht an die starre Schicht bindet, eine Platten-Haftklebstoffschicht, die eine Stapelseite und eine Plattenseite aufweist, wobei die Stapelseite der Platten-Haftklebstoffschicht an die untere Oberfläche der starren Schicht angrenzt, und gegebenenfalls eine Ablöseschicht, wobei die optionale Ablöseschicht auf der Plattenseite der Platten-Haftklebstoffschicht angeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung stellt ein chemisch-mechanisches Polierkissen bereit, umfassend: eine Polierschicht mit einer Polieroberfläche, einer Basisoberfläche und einer durchschnittlichen Dicke, T_{P-Durchschnitt}, gemessen in einer Richtung senkrecht zu der Polieroberfläche von der Polieroberfläche zu der Basisoberfläche, wobei die Polierschicht ein gegossenes Polyurethan ist, wobei das gegossene Polyurethan ein Reaktionsprodukt von Bestandteilen ist, umfassend: (a) ein Vorpolymer mit Isocyanat-Endgruppen, das durch die Reaktion (i) eines polyfunktionellen Isocyanats und (ii) eines Polyols auf Polyetherbasis erhalten worden ist, wobei das Vorpolymer mit Isocyanat-Endgruppen > 8,7 bis 9 Gewichtsprozent nicht-umgesetztes NCO aufweist, (b) ein Härtungsmittel, wobei das Härtungsmittel aus der Gruppe, bestehend aus Polyamin-Härtungsmitteln, Polyol-Härtungsmitteln, Alkoholamin-Härtungsmitteln und Gemischen davon, ausgewählt ist, und gegebenenfalls (c) eine Mehrzahl von Mikroelementen, wobei die Polierschicht eine spezifische Dichte von mehr als 0,6, eine Shore D-Härte von 60 bis 90 und eine Bruchdehnung von 100 bis 300% aufweist, wobei die Polierschicht eine anfängliche hydrolytische Stabilität aufweist, derart, dass sich die lineare Abmessung einer Probe der Polierschicht nach einem Eintauchen in entionisiertes Wasser für 24 Stunden bei 25°C um < 1% ändert, wobei die Polierschicht eine anhaltende hydrolytische Instabilität aufweist, derart, dass sich die lineare Abmessung der Probe der Polierschicht nach einem Eintauchen in entionisiertes Wasser für sieben Tage bei 25°C um 1,75 bis 3,5% ändert, eine starre Schicht mit einer oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche, ein Heißschmelzhaftmittel, das zwischen der Basisoberfläche der Polierschicht und der oberen Oberfläche der starren Schicht angeordnet ist, wobei das Heißschmelzhaftmittel die Polierschicht an die starre Schicht bindet, eine Platten-Haftklebstoffschicht, die eine Stapelseite und eine Plattenseite aufweist, wobei die Stapelseite der Platten-Haftklebstoffschicht an die untere Oberfläche der starren Schicht angrenzt, gegebenenfalls eine Ablöseschicht, wobei die optionale Ablöseschicht auf der Plattenseite der Platten-Haftklebstoffschicht angeordnet ist, und ein Endpunkterfassungsfenster.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Polieren eines Substrats bereit, umfassend: Bereitstellen eines Substrats, das aus mindestens einem von einem magnetischen Substrat, einem optischen Substrat und einem Halbleitersubstrat ausgewählt ist, Bereitstellen eines chemisch-mechanischen Polierkissens gemäß der vorliegenden Erfindung, Erzeugen eines dynamischen Kontakts zwischen einer Polieroberfläche der Polierschicht und dem Substrat zum Polieren einer Oberfläche des Substrats und Konditionieren der Polieroberfläche mit einer abrasiven Konditioniereinrichtung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Abbildung einer perspektivischen Ansicht eines chemisch-mechanischen Polierkissens der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Abbildung einer aufgeschnittenen Querschnittsseitenansicht eines chemisch-mechanischen Polierkissens der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Draufsicht eines chemisch-mechanischen Polierkissens der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine perspektivische Seitenansicht einer Polierschicht der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine Abbildung einer aufgeschnittenen Querschnittsseitenansicht eines chemisch-mechanischen Polierkissens der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine Seitenansicht eines eingesetzten Fensterblocks der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine Abbildung einer aufgeschnittenen Querschnittsseitenansicht eines chemisch-mechanischen Polierkissens der vorliegenden Erfindung mit einem eingesetzten Fensterblock.
8 ist eine Abbildung einer aufgeschnittenen Querschnittsseitenansicht eines chemisch-mechanischen Polierkissens der vorliegenden Erfindung mit einem eingesetzten Fensterblock.
9 ist eine Abbildung einer aufgeschnittenen Querschnittsseitenansicht eines chemisch-mechanischen Polierkissens der vorliegenden Erfindung mit einem eingesetzten Fensterblock.
10 ist eine Abbildung einer aufgeschnittenen Querschnittsseitenansicht eines chemisch-mechanischen Polierkissens der vorliegenden Erfindung mit einem integrierten Fenster.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Herkömmliche Polyurethan-Polierschichten wurden unter Verwendung von Polyurethanmaterialien gestaltet, die sowohl eine hydrolytische Stabilität als auch eine verlängerte hydrolytische Stabilität aufweisen. Herkömmlich wird davon ausgegangen, dass Polyurethanmaterialien bei einem lang andauernden Eintauchen in Wasser zur Verwendung in chemisch-mechanischen Polierschichten abmessungsstabil bleiben müssen. Der Anmelder hat überraschend gefunden, dass das chemisch-mechanische Polierkissen der vorliegenden Erfindung, das eine Polierschicht aufweist, die eine spezifische Dichte von mehr als 0,6, eine Shore D-Härte von 60 bis 90 und eine Bruchdehnung von 100 bis 300% sowie eine spezifische Kombination aus einer anfänglichen hydrolytischen Stabilität und einer anhaltenden hydrolytischen Instabilität aufweist, ein verbessertes Planarisierungsleistungsvermögen bereitstellt, während Defekte minimiert werden, insbesondere Kratzerdefekte, die zu niedrigeren Vorrichtungsausbeuten führen können. Die hervorragende Ausgewogenheit von Eigenschaften der Polierschicht der vorliegenden Erfindung ermöglicht z. B. die effektive Planarisierung von Halbleiterwafern, die freiliegende Kupfermerkmale aufweisen, mit einer minimalen Defektbildung.
Der Ausdruck „durchschnittliche Gesamtdicke, T_{T-Durchschnitt}”, wie er hier und in den beigefügten Patentansprüchen in Bezug auf ein chemisch-mechanisches Polierkissen (10), das eine Polieroberfläche (14) aufweist, verwendet wird, steht für die durchschnittliche Dicke, T_T, des chemisch-mechanischen Polierkissens, die in einer Richtung senkrecht zur Polieroberfläche (14) von der Polieroberfläche (14) zu der unteren Oberfläche (27) der starren Schicht (25) gemessen wird. (Vgl. die 1, 2, 5 und 7 bis 10).
Der Ausdruck „anfängliche hydrolytische Stabilität”, wie er hier und in den beigefügten Patentansprüchen in Bezug auf eine Polierschicht verwendet wird, bedeutet, dass sich eine lineare Abmessung einer Probe der Polierschicht nach einem Eintauchen in entionisiertes Wasser für 24 Stunden bei 25°C um < 1% ändert, und zwar gemessen gemäß dem in den Beispielen angegebenen Verfahren.
Der Ausdruck „verlängerte hydrolytische Stabilität”, wie er hier und in den beigefügten Patentansprüchen in Bezug auf eine Polierschicht verwendet wird, bedeutet, dass sich eine lineare Abmessung einer Probe der Polierschicht nach einem Eintauchen in entionisiertes Wasser für 7 Tage bei 25°C um < 1,75% ändert, und zwar gemessen gemäß dem in den Beispielen angegebenen Verfahren.
Der Ausdruck „anhaltende hydrolytische Instabilität”, wie er hier und in den beigefügten Patentansprüchen in Bezug auf eine Polierschicht verwendet wird, bedeutet, dass sich eine lineare Abmessung einer Probe der Polierschicht nach einem Eintauchen in entionisiertes Wasser für 7 Tage bei 25°C um ≥ 1,75% ändert, und zwar gemessen gemäß dem in den Beispielen angegebenen Verfahren.
Der Ausdruck „im Wesentlichen kreisförmiger Querschnitt”, wie er hier und in den beigefügten Patentansprüchen in Bezug auf ein chemisch-mechanisches Polierkissen (10) verwendet wird, bedeutet, dass der längste Radius, r, des Querschnitts von der zentralen Achse bzw. Mittelachse (12) zu dem Außenumfang (15) der Polieroberfläche (14) der Polierschicht (20) ≤ 20% länger ist als der kürzeste Radius, r, des Querschnitts von der zentralen Achse (12) zu dem Außenumfang (15) der Polieroberfläche (14). (Vgl. die 1).
Das chemisch-mechanische Polierkissen (10) der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise für eine Drehung um eine zentrale Achse (12) angepasst. (Vgl. die 1). Vorzugsweise liegt die Polieroberfläche (14) der Polierschicht (20) in einer Ebene (28) senkrecht zur zentralen Achse (12). Das chemisch-mechanische Polierkissen (10) ist vorzugsweise für eine Drehung in einer Ebene (28) angepasst, die in einem Winkel, γ, von 85 bis 95° zur zentralen Achse (12), vorzugsweise von 90° zur zentralen Achse (12) vorliegt. Vorzugsweise weist die Polierschicht (20) eine Polieroberfläche (14) auf, die einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt senkrecht zur zentralen Achse (12) aufweist. Vorzugsweise variiert der Radius, r, des Querschnitts der Polieroberfläche (14) senkrecht zur zentralen Achse (12) um ≤ 20% für den Querschnitt, mehr bevorzugt um ≤ 10% für den Querschnitt.
Das chemisch-mechanische Polierkissen (10) der vorliegenden Erfindung ist zum Erleichtern bzw. Verbessern des Polierens eines Substrats, das aus mindestens einem von einem magnetischen Substrat, einem optischen Substrat und einem Halbleitersubstrat ausgewählt ist, spezifisch gestaltet. Vorzugsweise ist das chemisch-mechanische Polierkissen (10) der vorliegenden Erfindung zum Erleichtern bzw. Verbessern des Polierens eines Halbleitersubstrats gestaltet. Mehr bevorzugt ist das chemisch-mechanische Polierkissen (10) der vorliegenden Erfindung zum Erleichtern bzw. Verbessern des Polierens von freiliegenden Kupfermerkmalen auf der Oberfläche eines Halbleiterwafersubstrats gestaltet.
Das chemisch-mechanische Polierkissen (10) der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Polierschicht (20) mit einer Polieroberfläche (14), einer Basisoberfläche (17) und einer durchschnittlichen Dicke, T_{P-Durchschnitt}, gemessen in einer Richtung senkrecht zu der Polieroberfläche (14) von der Polieroberfläche (14) zu der Basisoberfläche (17), eine starre Schicht (25) mit einer oberen Oberfläche (26) und einer unteren Oberfläche (27), ein Heißschmelzhaftmittel (23), das zwischen der Basisoberfläche (17) der Polierschicht (20) und der oberen Oberfläche (26) der starren Schicht (25) angeordnet ist, wobei das Heißschmelzhaftmittel (23) die Polierschicht (20) an die starre Schicht (25) bindet, gegebenenfalls eine Platten-Haftklebstoffschicht (70), wobei die Platten-Haftklebstoffschicht (70) auf der unteren Oberfläche (27) der starren Schicht (25) angeordnet ist (vorzugsweise wobei die optionale Platten-Haftklebstoffschicht das Montieren des chemisch-mechanischen Polierkissens an einem Poliergerät erleichtert), gegebenenfalls eine Ablöseschicht (75), wobei die Platten-Haftklebstoffschicht (70) zwischen der unteren Oberfläche (27) der starren Schicht (25) und der optionalen Ablöseschicht (75) angeordnet ist, und gegebenenfalls ein Endpunkterfassungsfenster (30) (vorzugsweise wobei das Endpunkterfassungsfenster eine in situt-Polierendpunkterfassung erleichtert), wobei die Polierschicht (20) ein gegossenes Polyurethan ist, wobei das gegossene Polyurethan ein Reaktionsprodukt von Bestandteilen ist, umfassend: (a) ein Vorpolymer mit Isocyanat-Endgruppen, das durch die Reaktion (i) eines polyfunktionellen Isocyanats und (ii) eines Polyols auf Polyetherbasis erhalten worden ist, wobei das Vorpolymer mit Isocyanat-Endgruppen 8 bis 9,5 Gewichtsprozent (vorzugsweise 8,65 bis 9,05 Gew.-%, mehr bevorzugt > 8,7 bis 9 Gew.-%) nicht-umgesetztes NCO aufweist, (b) ein Härtungsmittel, wobei das Härtungsmittel aus der Gruppe, bestehend aus Polyamin-Härtungsmitteln, Polyol-Härtungsmitteln, Alkoholamin-Härtungsmitteln und Gemischen davon, ausgewählt ist, und (c) gegebenenfalls eine Mehrzahl von Mikroelementen, wobei die Polierschicht (20) eine spezifische Dichte von mehr als 0,6, eine Shore D-Härte von 60 bis 90 (vorzugsweise > 60 bis 75, mehr bevorzugt 61 bis 75, insbesondere > 65 bis 70) und eine Bruchdehnung von 100 bis 300% (vorzugsweise 100 bis 200%, mehr bevorzugt 125 bis 175%, insbesondere 150 bis 160%) aufweist, wobei die Polierschicht (20) eine anfängliche hydrolytische Stabilität aufweist, derart, dass sich die lineare Abmessung einer Probe der Polierschicht nach einem Eintauchen in entionisiertes Wasser für 24 Stunden bei 25°C um < 1% ändert (gemessen gemäß dem in den Beispielen beschriebenen Verfahren), wobei die Polierschicht (20) eine anhaltende hydrolytische Instabilität aufweist, derart, dass sich die lineare Abmessung der Probe der Polierschicht nach einem Eintauchen in entionisiertes Wasser für sieben Tage bei 25°C um ≥ 1,75% (vorzugsweise 1,75 bis 5%, mehr bevorzugt 1,75 bis 3,5%, insbesondere 2 bis 3%) ändert (gemessen gemäß dem in den Beispielen beschriebenen Verfahren). (Vgl. die 1 bis 10).
Vorzugsweise ist das polyfunktionelle Isocyanat, das bei der Bildung der Polierschicht (20) verwendet wird, aus der Gruppe, bestehend aus einem aliphatischen polyfunktionellen Isocyanat, einem aromatischen polyfunktionellen Isocyanat und einem Gemisch davon, ausgewählt. Vorzugsweise enthält das polyfunktionelle Isocyanat, das bei der Bildung der Polierschicht (20) verwendet wird, zwei reaktive Isocyanatgruppen (d. h., NCO). Mehr bevorzugt ist das polyfunktionelle Isocyanat, das bei der Bildung der Polierschicht (20) verwendet wird, ein Diisocyanat, das aus der Gruppe, bestehend aus 2,4-Toluoldiisocyanat, 2,6-Toluoldiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, Naphthalin-1,5-diisocyanat, Tolidindiisocyanat, para-Phenylendiisocyanat, Xylylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, 4,4'-Dicyclohexylmethandiisocyanat, Cyclohexandiisocyanat und Gemischen davon, ausgewählt ist. Mehr bevorzugt ist das polyfunktionelle Isocyanat, das bei der Bildung der Polierschicht (20) verwendet wird, ein Toluoldiisocyanat (vorzugsweise ein Toluoldiisocyanat, das aus der Gruppe, bestehend aus 2,4-Toluoldiisocyanat, 2,6-Toluoldiisocyanat und Gemischen davon, ausgewählt ist).
Vorzugsweise weist das Vorpolymer mit Isocyanat-Endgruppen, das bei der Bildung der Polierschicht (20) verwendet wird, 8 bis 9,5 Gew.-% nicht-umgesetzte Isocyanat (NCO)-Gruppen auf. Mehr bevorzugt weist das Vorpolymer mit Isocyanat-Endgruppen, das bei der Bildung der Polierschicht (20) verwendet wird, 8,65 bis 9,05 Gew.-% (insbesondere > 8,7 bis 9 Gew.-%) nicht-umgesetzte Isocyanat (NCO)-Gruppen auf.
Vorzugsweise ist das Polyol auf Polyetherbasis ein Polyol auf Polypropylenglykolbasis und weist eine Konzentration von nicht-umgesetztem Isocyanat (NCO) von 8 bis 9,5 Gew.-% (mehr bevorzugt 8,65 bis 9,05 Gew.-%, insbesondere > 8,7 bis 9 Gew.-%) auf. Beispiele für handelsübliche Urethanvorpolymere mit Isocyanat-Endgruppen auf Polypropylenglykolbasis umfassen Imuthane^®-Vorpolymere (von COIM USA, Inc., erhältlich, wie z. B. PPT-80A, PPT-90A, PPT-95A, PPT-65D, PPT-75D), Adiprene^®-Vorpolymere (von Chemtura erhältlich, wie z. B. LFG 963A, LFG 964A, LFG 740D) und Andur^®-Vorpolymere (von Anderson Development Company erhältlich, wie z. B. 8000APLF, 9500APLF, 6500DPLF, 7501DPLF).
Vorzugsweise ist das Vorpolymer mit Isocyanat-Endgruppen, das bei der Bildung der Polierschicht (20) verwendet wird, ein Urethanvorpolymer mit wenigen freien Isocyanat-Endgruppen, das einen Gehalt von weniger als 0,1 Gew.-% an freiem Toluoldiisocyanat (TDI)-Monomer aufweist.
Vorzugsweise ist das Härtungsmittel, das bei der Bildung der Polierschicht (20) verwendet wird, aus der Gruppe, bestehend aus Polyaminen, Polyol-Härtungsmitteln, Alkoholamin-Härtungsmitteln und Gemischen davon, ausgewählt. Mehr bevorzugt ist das Härtungsmittel, das bei der Bildung der Polierschicht (20) verwendet wird, aus Polyolen und Polyaminen ausgewählt. Noch mehr bevorzugt ist das Härtungsmittel, das bei der Bildung der Polierschicht (20) verwendet wird, ein difunktionelles Härtungsmittel, das aus der Gruppe, bestehend aus primären Aminen und sekundären Aminen, ausgewählt ist. Mehr bevorzugt ist das difunktionelle Härtungsmittel aus der Gruppe, bestehend aus Diethyltoluoldiamin (DETDA), 3,5-Dimethylthio-2,4-toluoldiamin und Isomeren davon, 3,5-Diethyltoluol-2,4-diamin und Isomeren davon (z. B. 3,5-Diethyltoluol-2,6-diamin), 4,4'-Bis-(sec-butylamino)-diphenylmethan, 1,4-Bis-(sec-butylamino)-benzol, 4,4'-Methylen-bis-(2-chloranilin), 4,4'-Methylen-bis-(3-chlor-2,6-diethylanilin) (MCDEA), Polytetramethylenoxid-di-p-aminobenzoat, N,N'-Dialkyldiaminodiphenylmethan, p,p'-Methylendianilin (MDA), m-Phenylendiamin (MPDA), 4,4'-Methylenbis-(2-chloranilin) (MBOCA), 4,4'-Methylen-bis-(2,6-diethylanilin) (MDEA), 4,4'-Methylen-bis-(2,3-dichloranilin) (MDCA), 4,4'-Diamino-3,3'-diethyl-5,5'-dimethyldiphenylmethan, 2,2',3,3'-Tetrachlordiaminodiphenylmethan, Trimethylenglykoldi-p-aminobenzoat, Isomeren davon und Gemischen davon, ausgewählt. Insbesondere ist das Härtungsmittel 4,4'-Methylen-bis-(2-chloranilin) (MBOCA).
Vorzugsweise beträgt das stöchiometrische Verhältnis der reaktiven Wasserstoffgruppen (d. h., der Summe der Amin(NH₂)-Gruppen und der Hydroxyl(OH)-Gruppen) in dem Härtungsmittel zu den nicht-umgesetzten Isocyanat (NCO)-Gruppen in dem Vorpolymer mit Isocyanat-Endgruppen 80 bis < 95 Prozent (mehr bevorzugt 85 bis < 95 Prozent, noch mehr bevorzugt 87 bis 94 Prozent, insbesondere 89 bis 92 Prozent).
Die Polierschicht (20) umfasst gegebenenfalls ferner eine Mehrzahl von Mikroelementen. Vorzugsweise ist die Mehrzahl von Mikroelementen einheitlich innerhalb der Polierschicht (20) verteilt. Vorzugsweise ist die Mehrzahl von Mikroelementen aus eingeschlossenen Gasblasen, polymeren Materialien mit hohlem Kern, flüssigkeitsgefüllten polymeren Materialien mit hohlem Kern, wasserlöslichen Materialien, einem Material mit unlöslicher Phase (z. B. Mineralöl) und Kombinationen davon ausgewählt. Mehr bevorzugt ist die Mehrzahl von Mikroelementen aus eingeschlossenen Gasblasen und polymeren Materialien mit hohlem Kern, die einheitlich innerhalb der Polierschicht (20) verteilt sind, ausgewählt. Vorzugsweise weist die Mehrzahl von Mikroelementen ein Gewichtsmittel des Durchmessers von weniger als 150 μm auf (mehr bevorzugt von weniger als 50 μm, insbesondere von 10 bis 50 μm). Vorzugsweise umfasst die Mehrzahl von Mikroelementen polymere Mikroballons mit Hüllenwänden aus entweder Polyacrylnitril oder einem Polyacrylnitril-Copolymer (z. B. Expancel^® von Akzo Nobel). Vorzugsweise wird die Mehrzahl von Mikroelementen in die Polierschicht (20) bei 0 bis 35 Vol.-% Porosität einbezogen (mehr bevorzugt 10 bis 25 Vol.-% Porosität).
Die Polierschicht (20) kann sowohl in porösen als auch in nicht-porösen (d. h. ungefüllten) Konfigurationen bereitgestellt werden. Vorzugsweise weist die Polierschicht (20) eine spezifische Dichte von mehr als 0,6 auf, gemessen gemäß ASTM D1622. Mehr bevorzugt weist die Polierschicht (20) eine spezifische Dichte von 0,6 bis 1,5 auf (noch mehr bevorzugt 0,7 bis 1,2, insbesondere 0,95 bis 1,2), gemessen gemäß ASTM D1622.
Vorzugsweise weist die Polierschicht (20) eine Shore D-Härte von 60 bis 90 auf, gemessen gemäß ASTM D2240. Mehr bevorzugt weist die Polierschicht (20) eine Shore D-Härte von > 60 bis 75 auf (mehr bevorzugt 61 bis 75, insbesondere > 65 bis 70), gemessen gemäß ASTM D2240.
Vorzugsweise weist die Polierschicht (20) eine Bruchdehnung von 100 bis 300% auf, gemessen gemäß ASTM D412. Vorzugsweise weist die Polierschicht (20) eine Bruchdehnung von 100 bis 200% auf (noch mehr bevorzugt 125 bis 175%, insbesondere 150 bis 160 %), gemessen gemäß ASTM D412.
Ein Fachmann ist in der Lage, eine Polierschicht (20) mit einer Dicke, T_P, auszuwählen, die für eine Verwendung in einem chemisch-mechanischen Polierkissen (10) für einen gegebenen Poliervorgang geeignet ist. Vorzugsweise weist die Polierschicht (20) eine durchschnittliche Dicke, T_{P-Durchschnitt}, entlang einer Achse (A) senkrecht zu einer Ebene (28) der Polieroberfläche (14) auf. Mehr bevorzugt beträgt die durchschnittliche Dicke, T_{P-Durchschnitt}, 0,51 bis 3,81 mm (20 bis 150 mil) (mehr bevorzugt 0,76 bis 3,30 mm (30 bis 130 mil), insbesondere 1,78 bis 2,29 mm (70 bis 90 mil)). (Vgl. die 2, 5 und 7 bis 10).
Vorzugsweise ist die Polieroberfläche (14) der Polierschicht (20) zum Polieren eines Substrats angepasst, das aus mindestens einem von einem magnetischen Substrat, einem optischen Substrat und einem Halbleitersubstrat ausgewählt ist (mehr bevorzugt einem Halbleitersubstrat, noch mehr bevorzugt einem Halbleiterwafer, insbesondere einem Halbleiterwafer, der eine Oberfläche mit freiliegenden Kupfermerkmalen aufweist). Die Polieroberfläche (14) der Polierschicht (20) weist mindestens eine von einer Makrotextur und einer Mikrotextur auf, so dass das Polieren des Substrats erleichtert wird. Vorzugsweise weist die Polieroberfläche (14) eine Makrotextur auf, wobei die Makrotextur so gestaltet ist, dass sie mindestens eines von (i) mindestens eines von Aquaplaning vermindert, (ii) das Fließen des Poliermediums beeinflusst, (iii) die Steifigkeit der Polierschicht modifiziert, (iv) Kanteneffekte vermindert und (v) die Entfernung von Polierabfallmaterialien von dem Bereich zwischen der Polieroberfläche (14) und dem polierten Substrat erleichtert.
Die Polieroberfläche (14) weist vorzugsweise eine Makrotextur auf, die aus mindestens einem von Perforationen und Rillen ausgewählt ist. Die Perforationen können sich vorzugsweise von der Polieroberfläche (14) durch einen Teil der Dicke oder durch die gesamte Dicke der Polierschicht (20) erstrecken. Vorzugsweise sind die Rillen auf der Polieroberfläche (14) derart angeordnet, dass beim Drehen des Kissens (10) während des Polierens mindestens eine Rille über das Substrat bewegt wird. Vorzugsweise sind die Rillen aus gekrümmten Rillen, linearen Rillen und Kombinationen davon ausgewählt. Die Rillen weisen eine Tiefe von ≥ 254 μm (10 mil) (vorzugsweise 254 bis 3048 μm (10 bis 120 mil)) auf. Vorzugsweise bilden die Rillen eine Rillenstruktur, die mindestens zwei Rillen umfasst, die eine Kombination aus einer Tiefe, die aus ≥ 254 μm (10 mil), ≥ 381 μm (15 mil) und 381 bis 3048 μm (15 bis 120 mil) ausgewählt ist, einer Breite, die aus ≥ 254 μm (10 mil) und 254 bis 2540 μm (10 bis 100 mil) ausgewählt ist, und einem Abstand, der aus ≥ 762 μm (30 mil), ≥ 1270 μm (50 mil), 1270 bis 5080 μm (50 bis 200 mil), 1778 bis 5080 μm (70 bis 200 mil) und 2286 bis 5080 μm (90 bis 200 mil) ausgewählt ist, aufweisen.
Vorzugsweise enthält die Polierschicht (20) < 1 ppm Schleifmittelteilchen, die darin einbezogen sind.
Vorzugsweise ist die starre Schicht (25) aus einem Material hergestellt, das aus der Gruppe, bestehend aus einem Polymer, einem Metall, einem verstärkten Polymer und Kombinationen davon, ausgewählt ist. Mehr bevorzugt ist die starre Schicht (25) aus einem Polymer hergestellt. Insbesondere ist die starre Schicht (25) aus einem Polymer hergestellt, das aus der Gruppe, bestehend aus einem Polyester, einem Nylon, einem Epoxy, einem Glasfaser-verstärkten Epoxy und einem Polycarbonat (mehr bevorzugt einem Polyester, noch mehr bevorzugt einem Polyethylenterephthalat-Polyester, insbesondere einem biaxial orientierten Polyethylenterephthalat-Polyester), ausgewählt ist.
Vorzugsweise weist die starre Schicht (25) eine durchschnittliche Dicke, T_{R-Durchschnitt}, von > 127 bis 1524 μm (5 bis 60 mil) auf (mehr bevorzugt 152 bis 381 μm (6 bis 15 mil), insbesondere 152 bis 203 μm (6 bis 8 mil)).
Vorzugsweise weist sowohl die obere Oberfläche (26) als auch die untere Oberfläche (27) der starren Schicht (25) keine Rillen auf. Mehr bevorzugt ist sowohl die obere Oberfläche (26) als auch die untere Oberfläche (27) glatt. Insbesondere weist sowohl die obere Oberfläche (26) als auch die untere Oberfläche (27) eine Rauheit, Ra, von 1 bis 500 nm auf (vorzugsweise 1 bis 100 nm, mehr bevorzugt 10 bis 50 nm, insbesondere 20 bis 40 nm), bestimmt mittels eines optischen Profilometers.
Vorzugsweise wird die obere Oberfläche (26) der starren Schicht (25) mit einem Haftförderungsmittel behandelt, so dass die Haftung zwischen der starren Schicht (25) und dem reaktiven Heißschmelzhaftmittel (23) verbessert wird. Einem Fachmann ist klar, wie ein geeignetes Haftförderungsmittel unter Berücksichtigung des Materials der starren Schicht (25) und der Zusammensetzung des Heißschmelzhaftmittels (23) auszuwählen ist.
Vorzugsweise weist die starre Schicht (25) einen Young'schen Modul, gemessen gemß ASTM D882-12, von ≥ 100 MPa auf (mehr bevorzugt 1000 bis 10000 MPa, noch mehr bevorzugt 2500 bis 7500 MPa, insbesondere 3000 bis 7000 MPa).
Vorzugsweise weist die starre Schicht (25) einen Hohlraumanteil von < 0,1 Vol.-% auf (mehr bevorzugt < 0,01 Vol.-%).
Vorzugsweise ist die starre Schicht (25) aus einem biaxial orientierten Polyethylenterephthalat mit einer durchschnittlichen Dicke von 152 bis 381 μm (6 bis 15 mil) und einem Young'schen Modul, gemessen gemäß ASTM D882-12, von 2500 bis 7500 MPa (insbesondere 3000 bis 7000 MPa) hergestellt.
Einem Fachmann ist klar, wie ein geeignetes Heißschmelzhaftmittel (23) zur Verwendung in dem chemisch-mechanischen Polierkissen (10) auszuwählen ist. Vorzugsweise ist das Heißschmelzhaftmittel (23) ein ausgehärtetes reaktives Heißschmelzhaftmittel. Mehr bevorzugt ist das Heißschmelzhaftmittel (23) ein ausgehärtetes reaktives Heißschmelzhaftmittel, das eine Schmelztemperatur in dessen nicht ausgehärtetem Zustand von 50 bis 150°C, vorzugsweise 115 bis 135°C, aufweist, und eine Topfzeit von ≤ 90 Minuten nach dem Schmelzen aufweist. Insbesondere umfasst das Heißschmelzhaftmittel (23) in dessen nicht ausgehärtetem Zustand ein Polyurethanharz (z. B. Mor-Melt^TM R5003, das von Rohm and Haas erhältlich ist).
Das chemisch-mechanische Polierkissen (10) ist vorzugsweise angepasst, mit einer Platte eines Poliergeräts verbunden zu werden. Vorzugsweise ist das chemisch-mechanische Polierkissen (10) angepasst, an der Platte eines Poliergeräts angebracht zu werden. Das chemisch-mechanische Polierkissen (10) kann an der Platte unter Verwendung von mindestens einem eines Haftklebstoffs bzw. druckempfindlichen Haftmittels und von Vakuum angebracht werden.
Vorzugsweise umfasst das chemisch-mechanische Polierkissen (10) eine Platten-Haftklebstoffschicht (70), die auf der unteren Oberfläche (27) der starren Schicht (25) aufgebracht ist. Einem Fachmann ist klar, wie ein geeigneter Haftklebstoff zur Verwendung als Platten-Haftklebstoffschicht (70) auszuwählen ist. Vorzugsweise umfasst das chemisch-mechanische Polierkissen (10) auch eine Ablöseschicht (75), die auf der Platten-Haftklebstoffschicht (70) aufgebracht ist, wobei die Platten-Haftklebstoffschicht (70) zwischen der unteren Oberfläche (27) der starren Schicht (25) und der Ablöseschicht (75) angeordnet ist. (Vgl. die 2 und 7 bis 10).
Ein wichtiger Schritt bei Substratpoliervorgängen ist die Bestimmung eines Endpunkts des Verfahrens. Ein übliches in situ-Verfahren zur Endpunkterfassung umfasst die Bereitstellung eines Polierkissens mit einem Fenster, das für ausgewählte Lichtwellenlängen transparent ist. Während des Polierens wird ein Lichtstrahl durch das Fenster auf die Waferoberfläche eingestrahlt, wo er reflektiert wird und zurück durch das Fenster auf einen Detektor (z. B. ein Spektrophotometer) fällt. Auf der Basis des Rücksignals können Eigenschaften der Substratoberfläche (z. B. die Dicke von darauf befindlichen Filmen) für eine Endpunkterfassung bestimmt werden. Um solche Endpunktverfahren auf Lichtbasis zu erleichtern, umfasst das chemisch-mechanische Polierkissen (10) der vorliegenden Erfindung gegebenenfalls ferner ein Endpunkterfassungsfenster (30). Vorzugsweise ist das Endpunkterfassungsfenster aus einem integrierten Fenster (34), das in die Polierschicht (20) einbezogen ist, und einem eingesetzten Fensterblock (32), der in das chemisch-mechanische Polierkissen (10) einbezogen ist, ausgewählt. (Vgl. die 1 bis 10). Der Fachmann kann ein geeignetes Material für das Endpunkterfassungsfenster zur Verwendung in dem vorgesehenen Polierverfahren auswählen.
Vorzugsweise ist das Endpunkterfassungsfenster, das in dem chemisch-mechanischen Polierkissen (10) der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ein integriertes Fenster (34), das in die Polierschicht (20) einbezogen ist. Vorzugsweise umfasst das chemisch-mechanische Polierkissen (10), welches das integrierte Fenster (34) enthält: eine Polierschicht (20) mit einer Polieroberfläche (14), einer Basisoberfläche (17) und einer durchschnittlichen Dicke, T_{P-Durchschnitt}, die in einer Richtung senkrecht zur Polieroberfläche (14) von der Polieroberfläche (14) zu der Basisoberfläche (17) gemessen wird, eine starre Schicht (25) mit einer oberen Oberfläche (26) und einer unteren Oberfläche (27), ein Heißschmelzhaftmittel (23), das zwischen der Basisoberfläche (17) der Polierschicht (20) und der oberen Oberfläche (26) der starren Schicht (25) angeordnet ist, wobei das Heißschmelzhaftmittel (23) die Polierschicht (20) an die starre Schicht (25) bindet, eine Platten-Haftklebstoffschicht (70), eine Ablöseschicht (75), wobei die Platten-Haftklebstoffschicht (70) zwischen der unteren Oberfläche (27) der starren Schicht (25) und der Ablöseschicht (75) angeordnet ist, und das integrierte Fenster (34), das in die Polierschicht (20) einbezogen ist, wobei die Polierschicht (20) ein gegossenes Polyurethan ist, wobei das gegossene Polyurethan ein Reaktionsprodukt von Bestandteilen ist, umfassend: (a) ein Vorpolymer mit Isocyanat-Endgruppen, das durch die Reaktion (i) eines polyfunktionellen Isocyanats und (ii) eines Polyols auf Polyetherbasis erhalten worden ist, wobei das Vorpolymer mit Isocyanat-Endgruppen 8 bis 9,5 Gewichtsprozent (mehr bevorzugt 8,65 bis 9,05 Gew.-%, insbesondere > 8,7 bis 9 Gew.-%) nicht-umgesetztes NCO aufweist, (b) ein Härtungsmittel, wobei das Härtungsmittel aus der Gruppe, bestehend aus Polyamin-Härtungsmitteln, Polyol-Härtungsmitteln, Alkoholamin-Härtungsmitteln und Gemischen davon, ausgewählt ist, und (c) gegebenenfalls eine Mehrzahl von Mikroelementen, wobei die Polierschicht (20) eine spezifische Dichte von mehr als 0,6, eine Shore D-Härte von 60 bis 90 (vorzugsweise > 60 bis 75, mehr bevorzugt 61 bis 75, insbesondere > 65 bis 70) und eine Bruchdehnung von 100 bis 300% (vorzugsweise 100 bis 200%, mehr bevorzugt 125 bis 175%, insbesondere 150 bis 160%) aufweist, wobei die Polierschicht (20) eine anfängliche hydrolytische Stabilität aufweist, derart, dass sich die lineare Abmessung einer Probe der Polierschicht nach einem Eintauchen in entionisiertes Wasser für 24 Stunden bei 25°C um < 1% ändert (gemessen gemäß dem in den Beispielen beschriebenen Verfahren), wobei die Polierschicht (20) eine anhaltende hydrolytische Instabilität aufweist, derart, dass sich die lineare Abmessung der Probe der Polierschicht nach einem Eintauchen in entionisiertes Wasser für sieben Tage bei 25°C um ≥ 1,75% (vorzugsweise 1,75 bis 5%, mehr bevorzugt 1,75 bis 3,5%, insbesondere 2 bis 3%) ändert (gemessen gemäß dem in den Beispielen beschriebenen Verfahren), wobei die Polierschicht (20) eine Polieroberfläche (14) aufweist, die zum Polieren eines Substrats angepasst ist. Das integrierte Fenster (34) weist vorzugsweise eine Dicke, T_W, gemessen entlang einer Achse, B, senkrecht zur Ebene (28) der Polieroberfläche (14) auf. (Vgl. die 10). Vorzugsweise weist das integrierte Fenster (34) eine durchschnittliche Dicke, T_{W-Durchschnitt}, entlang einer Achse (B) senkrecht zur Ebene (28) der Polieroberfläche (25) auf, wobei die durchschnittliche Fensterdicke, T_{W-Durchschnitt}, gleich der durchschnittlichen Dicke, T_{P-Durchschnitt}, der Polierschicht (20) ist. (Vgl. die 10).
Vorzugsweise ist das Endpunkterfassungsfenster, das in dem chemisch-mechanischen Polierkissen (10) der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ein eingesetzter Fensterblock (32). Vorzugsweise umfasst das chemisch-mechanische Polierkissen (10), das den eingesetzten Fensterblock (32) enthält: eine Polierschicht (20) mit einer Polieroberfläche (14), einer Basisoberfläche (17) und einer durchschnittlichen Dicke, T_{P-Durchschnitt}, die in einer Richtung senkrecht zur Polieroberfläche (14) von der Polieroberfläche (14) zu der Basisoberfläche (17) gemessen wird, eine starre Schicht (25) mit einer oberen Oberfläche (26) und einer unteren Oberfläche (27), ein Heißschmelzhaftmittel (23), das zwischen der Basisoberfläche (17) der Polierschicht (20) und der oberen Oberfläche (26) der starren Schicht (25) angeordnet ist, wobei das Heißschmelzhaftmittel (23) die Polierschicht (20) an die starre Schicht (25) bindet, eine Platten-Haftklebstoffschicht (70), eine Ablöseschicht (75), wobei die Platten-Haftklebstoffschicht (70) zwischen der unteren Oberfläche (27) der starren Schicht (25) und der Ablöseschicht (75) angeordnet ist, und ein eingesetztes Fenster (32), das in das chemisch-mechanische Polierkissen (10) einbezogen ist, wobei die Polierschicht (20) ein gegossenes Polyurethan ist, wobei das gegossene Polyurethan ein Reaktionsprodukt von Bestandteilen ist, umfassend: (a) ein Vorpolymer mit Isocyanat-Endgruppen, das durch die Reaktion (i) eines polyfunktionellen Isocyanats und (ii) eines Polyols auf Polyetherbasis erhalten worden ist, wobei das Vorpolymer mit Isocyanat-Endgruppen 8 bis 9,5 Gewichtsprozent (vorzugsweise 8,65 bis 9,05 Gew.-%, mehr bevorzugt > 8,7 bis 9,00 Gew.-%) nicht-umgesetztes NCO aufweist, (b) ein Härtungsmittel, wobei das Härtungsmittel aus der Gruppe, bestehend aus Polyamin-Härtungsmitteln, Polyol-Härtungsmitteln, Alkoholamin-Härtungsmitteln und Gemischen davon, ausgewählt ist, und (c) gegebenenfalls eine Mehrzahl von Mikroelementen, wobei die Polierschicht (20) eine spezifische Dichte von mehr als 0,6, eine Shore D-Härte von 60 bis 90 (vorzugsweise > 60 bis 75, mehr bevorzugt 61 bis 75, insbesondere > 65 bis 70) und eine Bruchdehnung von 100 bis 300% (vorzugsweise 100 bis 200%, mehr bevorzugt 125 bis 175%, insbesondere 150 bis 160%) aufweist, wobei die Polierschicht (20) eine anfängliche hydrolytische Stabilität aufweist, derart, dass sich die lineare Abmessung einer Probe der Polierschicht nach einem Eintauchen in entionisiertes Wasser für 24 Stunden bei 25°C um < 1% ändert (gemessen gemäß dem in den Beispielen beschriebenen Verfahren), wobei die Polierschicht (20) eine anhaltende hydrolytische Instabilität aufweist, derart, dass sich die lineare Abmessung der Probe der Polierschicht nach einem Eintauchen in entionisiertes Wasser für sieben Tage bei 25°C um ≥ 1,75% (vorzugsweise 1,75 bis 5%, mehr bevorzugt 1,75 bis 3,5%, insbesondere 2 bis 3%) ändert (gemessen gemäß dem in den Beispielen beschriebenen Verfahren), wobei die Polierschicht (20) eine Polieroberfläche (14) aufweist, die zum Polieren eines Substrats angepasst ist, wobei das chemisch-mechanische Polierkissen (10) eine Durchgangsöffnung (35) aufweist, die sich durch das chemisch-mechanische Polierkissen (10) von der Polieroberfläche (14) der Polierschicht (20) hindurch zu der unteren Oberfläche (27) der starren Schicht (25) erstreckt, wobei der eingesetzte Fensterblock (30) innerhalb der Durchgangsöffnung (35) angeordnet ist, und wobei der eingesetzte Fensterblock (30) an dem Platten-Haftklebstoff (70) angebracht ist. Der eingesetzte Fensterblock (30) weist eine Dicke, T_W, gemessen entlang einer Achse, B, senkrecht zur Ebene (28) der Polieroberfläche (14) auf. (Vgl. die 5 bis 7). Vorzugsweise weist der eingesetzte Fensterblock (30) eine durchschnittliche Fensterdicke, T_{W-Durchschnitt}, entlang einer Achse (B) senkrecht zu der Ebene (28) der Polieroberfläche (25) auf, wobei die durchschnittliche Fensterdicke, T_{W-Durchschnitt}, 127 Mikrometer (5 mil) bis zur durchschnittlichen Gesamtdicke, T_{T-Durchschnitt}, des chemisch-mechanischen Polierkissens (10) beträgt. (Vgl. die 7). Mehr bevorzugt weist der eingesetzte Fensterblock (30) eine durchschnittliche Fensterdicke, T_{W-Durchschnitt}, von 127 Mikrometer (5 mil) bis < T_{T-Durchschnitt}, auf. Noch mehr bevorzugt weist der eingesetzte Fensterblock (30) eine durchschnittliche Fensterdicke, T_{W-Durchschnitt}, von 127 bis 1905 Mikrometer (5 bis 75 mil) (noch mehr bevorzugt von 381 bis 1270 Mikrometer (15 bis 50 mil), insbesondere von 508 bis 1016 Mikrometer (20 bis 40 mil)) auf. (Vgl. die 5 bis 7).
Vorzugsweise ist das Endpunkterfassungsfenster, das in dem chemisch-mechanischen Polierkissen (10) der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ein eingesetzter Fensterblock (32). Vorzugsweise umfasst das chemisch-mechanische Polierkissen (10), das den eingesetzten Fensterblock (32) enthält: eine Polierschicht (20) mit einer Polieroberfläche (14), einer Basisoberfläche (17), einer durchschnittlichen Dicke, T_{P-Durchschnitt}, die in einer Richtung senkrecht zur Polieroberfläche (14) von der Polieroberfläche (14) zu der Basisoberfläche (17) gemessen wird, und einer Ansenkungsöffnung (40), die einen Durchgang (35) erweitert, der sich durch die Dicke, T_P, der Polierschicht (20) erstreckt, wobei die Ansenkungsöffnung (40) auf der Polieroberfläche (14) offen ist und einen Absatz (45) an einer Grenzfläche zwischen der Ansenkungsöffnung (40) und dem Durchgang (35) bei einer Tiefe, D_O, entlang einer Achse, B, parallel zu einer Achse, A, und senkrecht zu der Ebene (28) der Polieroberfläche (14) bildet. (Vgl. die 1, 4, 6 und 8). Vorzugsweise ist der Absatz (45) parallel zur Polieroberfläche (14). Vorzugsweise definiert die Ansenkungsöffnung ein zylindrisches Volumen mit einer Achse, die parallel zur Achse (A) ist. Vorzugsweise definiert die Ansenkungsöffnung ein nicht-zylindrisches Volumen. Vorzugsweise ist der eingesetzte Fensterblock (32) innerhalb der Ansenkungsöffnung (40) angeordnet. Vorzugsweise ist der eingesetzte Fensterblock (32) innerhalb der Ansenkungsöffnung (40) angeordnet und an die Polierschicht (20) gebunden. Vorzugsweise wird der eingesetzte Fensterblock (32) unter Verwendung von mindestens einem von Ultraschallschweißen und einem Haftmittel an die Polierschicht (20) gebunden. Vorzugsweise beträgt die durchschnittliche Tiefe der Ansenkungsöffnung, T_{O-Durchschnitt}, entlang einer Achse, B, parallel zu einer Achse, A, und senkrecht zu der Ebene (28) der Polieroberfläche (14) 127 bis 1905 μm (5 bis 75 mil) (vorzugsweise 254 bis 1524 μm (10 bis 60 mil), mehr bevorzugt 381 bis 1270 μm (15 bis 50 mil), insbesondere 508 bis 1016 μm (20 bis 40 mil)). Vorzugsweise ist die durchschnittliche Tiefe der Ansenkungsöffnung, T_{O-Durchschnitt}, ≤ der durchschnittlichen Dicke, T_{W-Durchschnitt}, des eingesetzten Fensterblocks (32). (Vgl. die 6 und 8). Mehr bevorzugt genügt die durchschnittliche Tiefe der Ansenkungsöffnung, T_{O-Durchschnitt}, dem folgenden Ausdruck: 0,90·T_{W-Durchschnitt} ≤ D_{O-Durchschnitt} ≤ T_{W-Durchschnitt}. Mehr bevorzugt genügt die durchschnittliche Tiefe der Ansenkungsöffnung, D_{O-Durchschnitt}, dem folgenden Ausdruck: 0,95·T_{W-Durchschnitt} ≤ D_{O-Durchschnitt} < T_{W-Durchschnitt}.
Vorzugsweise ist das Endpunkterfassungsfenster, das in dem chemisch-mechanischen Polierkissen (10) der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ein eingesetzter Fensterblock (32). Vorzugsweise umfasst das chemisch-mechanische Polierkissen (10), das den eingesetzten Fensterblock (32) enthält: eine Polierschicht (20) mit einer Polieroberfläche (14), einer Basisoberfläche (17), einer durchschnittlichen Dicke, T_{P-Durchschnitt}, die in einer Richtung senkrecht zur Polieroberfläche (14) von der Polieroberfläche (14) zu der Basisoberfläche (17) gemessen wird, und einer Polierschichtöffnung (37), die einen Durchgang (35) erweitert, der sich durch die Gesamtdicke, T_T, des chemisch-mechanischen Polierkissens (10) erstreckt, wobei die Polierschichtöffnung (37) auf der Polieroberfläche (14) offen ist und einen Sockel (55) auf der oberen Oberfläche (26) der starren Schicht (25) an einer Grenzfläche zwischen der Polierschichtöffnung (37) und dem Durchgang (35) bei einer Tiefe, D_O, entlang einer Achse, B, parallel zu einer Achse, A, und senkrecht zu der Ebene (28) der Polieroberfläche (14) bildet. (Vgl. die 1, 4, 6 und 9). Vorzugsweise ist der Sockel (55) parallel zur Polieroberfläche (14). Vorzugsweise definiert die Polierschichtöffnung (37) ein zylindrisches Volumen mit einer Achse, die parallel zur Achse (A) ist. Vorzugsweise definiert die Polierschichtöffnung (37) ein nicht-zylindrisches Volumen. Vorzugsweise ist der eingesetzte Fensterblock (32) innerhalb der Polierschichtöffnung (37) angeordnet. Vorzugsweise ist der eingesetzte Fensterblock (32) innerhalb der Polierschichtöffnung (37) angeordnet und an die obere Oberfläche (26) der starren Schicht (25) gebunden. Vorzugsweise wird der eingesetzte Fensterblock (32) unter Verwendung von mindestens einem von Ultraschallschweißen und einem Haftmittel an die obere Oberfläche (26) der starren Schicht (25) gebunden. Vorzugsweise beträgt die durchschnittliche Tiefe der Ansenkungsöffnung, D_{O-Durchschnitt}, entlang einer Achse, B, parallel zu einer Achse, A, und senkrecht zu der Ebene (28) der Polieroberfläche (14) 127 bis 1905 μm (5 bis 75 mil) (vorzugsweise 254 bis 1524 μm (10 bis 60 mil), mehr bevorzugt 381 bis 1270 μm (15 bis 50 mil), insbesondere 508 bis 1016 μm (20 bis 40 mil)). Vorzugsweise ist die durchschnittliche Tiefe der Ansenkungsöffnung, D_{O-Durchschnitt}, ≤ der durchschnittlichen Dicke, T_{W-Durchschnitt}, des eingesetzten Fensterblocks (32). (Vgl. die 6 und 9). Mehr bevorzugt genügt die durchschnittliche Tiefe der Ansenkungsöffnung, D_{O-Durchschnitt}, dem folgenden Ausdruck: 0,90·T_{W-Durchschnitt} ≤ D_{O-Durchschnitt} ≤ T_{W-Durchschnitt}. Mehr bevorzugt genügt die durchschnittliche Tiefe der Ansenkungsöffnung, D_{O-Durchschnitt}, dem folgenden Ausdruck: 0,95·T_{W-Durchschnitt} ≤ D_{O-Durchschnitt} < T_{W-Durchschnitt}.
Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend in den folgenden Beispielen detailliert beschrieben.
Beispiel 1: Herstellung einer Polierschicht
Eine gegossene Polyurethanmasse wurde durch das kontrollierte Mischen (a) eines Vorpolymers mit Isocyanat-Endgruppen bei 51°C, das durch die Reaktion eines polyfunktionellen Isocyanats (d. h., Toluoldiisocyanat) und eines Polyols auf Polyetherbasis (d. h., Adiprene^® LFG740D, das von Chemtura Corporation erhältlich ist) erhalten worden ist, (b) eines Härtungsmittels bei 116°C (d. h., 4,4'-Methylen-bis-(2-chloranilin)) und (c) von 0,3 Gew.-% Mikroelementen (d. h., 551DE40d42 Expancel^®-Mikrokügelchen, die von Akzo Nobel erhältlich sind) hergestellt. Das Verhältnis des Vorpolymers mit Isocyanat-Endgruppen und des Härtungsmittels wurde so eingestellt, dass die Stöchiometrie, wie sie durch das Verhältnis von aktiven Wasserstoffgruppen (d. h., der Summe der-OH-Gruppen und der-NH₂-Gruppen) in dem Härtungsmittel zu den nicht-umgesetzten Isocyanat (NCO)-Gruppen in dem Vorpolymer mit Isocyanat-Endgruppen festgelegt ist, 91 Prozent betrug. Die Mehrzahl von Mikroelementen wurde vor der Zugabe des Härtungsmittels in das Vorpolymer mit Isocyanat-Endgruppen eingemischt. Das Vorpolymer mit Isocyanat-Endgruppen mit der einbezogenen Mehrzahl von Mikroelementen und das Härtungsmittel wurden dann durch einen Mischkopf mit hoher Scherung zusammengemischt. Nach dem Austreten aus dem Mischkopf wurde das Gemisch während eines Zeitraums von 5 Minuten in eine kreisförmige Form mit einem Durchmesser von 86,4 cm (34 Zoll) eingebracht, so dass eine Gesamtgießdicke von etwa 8 cm (3 Zoll) erhalten wurde. Das eingebrachte Gemisch wurde 15 Minuten gelieren gelassen, bevor die Form in einen Aushärteofen eingebracht wurde. Die Form wurde dann in dem Aushärteofen unter Verwendung des folgenden Zyklus ausgehärtet: 30 Minuten Anstieg der Ofensolitemperatur von Umgebungstemperatur auf 104°C, dann Halten für 15,5 Stunden bei einer Ofensolitemperatur von 104°C und dann 2 Stunden Absenkung der Ofensolitemperatur von 104°C auf 21°C.
Die ausgehärteten Polyurethanmassen wurden dann aus der Form entnommen und bei einer Temperatur von 30 bis 80°C in eine Mehrzahl von Polierschichten mit einer durchschnittlichen Dicke, T_{P_Durchschnitt}, von 2,0 mm (80 mil) geschnitten (mittels einer sich bewegenden Klinge geschnitten). Das Schneiden wurde von der Oberseite jeder Masse her durchgeführt.
Analyse der Polierschichteigenschaften
Das nicht mit Rillen versehene Polierschichtmaterial, das gemäß Beispiel 1 hergestellt worden ist, wurde analysiert, um dessen physikalische Eigenschaften zu bestimmen, wie sie in der Tabelle 1 angegeben sind. Es sollte beachtet werden, dass die angegebene spezifische Dichte bezogen auf reines Wasser gemäß ASTM D1622 bestimmt worden ist und die angegebene Shore D-Härte gemäß ASTM D2240 bestimmt worden ist.
Die Zugeigenschaften der Polierschicht (d. h., der Mittelwert der Zugfestigkeit, der Mittelwert der Bruchdehnung, der Mittelwert des Moduls, die Zähigkeit) wurden gemäß ASTM D412 unter Verwendung eines mechanischen Testgeräts Alliance RT/5, das von MTS Systems Corporation erhältlich ist, bei einer Kreuzkopfgeschwindigkeit von 50,8 cm/min gemessen. Alle Tests wurden in einer Temperatur- und Feuchtigkeits-kontrollierten Laborumgebung durchgeführt, die auf 23°C und eine relative Feuchtigkeit von 50% eingestellt war. Alle Testproben wurden für 5 Tage unter den angegebenen Laborbedingungen konditioniert, bevor die Tests durchgeführt wurden. Der angegebene Mittelwert der Zugfestigkeit (MPa) und der angegebene Mittelwert der Bruchdehnung (%) für das Polierschichtmaterial wurden aus Spannungs-Dehnungs-Kurven von fünf Wiederholungsproben bestimmt.

Der Speichermodul, G', und der Verlustmodul, G'', des Polierschichtmaterials wurden gemäß ASTM D5279-08 unter Verwendung eines ARES Rheometer von TA Instruments mit Torsionshalterungen gemessen. Flüssiger Stickstoff, der dem Gerät zugeführt wurde, wurde zur Einstellung der Temperatur auf unter Umgebungstemperatur verwendet. Die lineare viskoelastische Reaktion der Proben wurde bei einer Testfrequenz von 10 rad/Sekunde (1,59 Hz) mit einem Temperaturanstieg von 3°C/min von –100°C auf 200°C gemessen. Die Testproben wurden aus der Polierschicht unter Verwendung einer 47,5 mm × 7 mm-Matrize auf einer hydraulischen Schwingarm-Schneidmaschine von Indusco ausgestanzt und dann mit einer Schere auf eine Länge von etwa 35 mm geschnitten. Tabelle 1

Polierschichteigenschaft	Polierschichtmaterial von Beispiel 1
Shore D-Härte 15 Sekunden	66,0
G' bei 30°C	241,0 MPa
G' bei 40°C	210,6 MPa
G'' bei 40°C	15,9 MPa
G' bei 30°C/G' bei 90°C	2,5
G' bei 90°C	95,5 MPa
Mittelwert der Zugfestigkeit	33,2 MPa
Mittelwert der Bruchdehnung	155,3%
Mittelwert des Moduls	391,0 MPa
Zähigkeit	44,5 MPa
Spezifische Dichte	1,072

Analyse der hydrolytischen Stabilität

Das nicht mit Rillen versehene Polierschichtmaterial, das gemäß Beispiel 1 hergestellt worden ist, wurde dann analysiert, um zu bestimmen, ob es eine anfängliche hydrolytische Stabilität und eine anhaltende hydrolytische Instabilität aufwies. Drei handelsübliche Polierschichtmaterialien wurden ebenfalls analysiert (d. h., IC1000^TM-Polierschichtmaterial, Vision-Pad^TM 3100-Polierschichtmaterial und VisionPad^TM-Polierschichtmaterial, die alle von Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc. erhältlich sind). Die Spezifikationen des handelsüblichen Kissens für die handelsüblichen Polierschichtmaterialien sind in der Tabelle 2 angegeben. Insbesondere wurden 3,81 cm × 3,81 cm-Proben (1,5 Zoll × 1,5 Zoll-Proben) von jedem der 2 mm dicken Polierschichtmaterialien anfänglich entlang beider 3,81 cm-Abmessungen (1,5 Zoll-Abmessungen) (d. h., x- und y-Abmessung) unter Verwendung eines Messschiebers gemessen. Die Proben wurden dann in entionisiertes Wasser bei 25°C eingetaucht. Die Proben wurden dann nach 24 Stunden Eintauchen und sieben Tagen Eintauchen erneut entlang sowohl der x-Abmessung als auch der y-Abmessung unter Verwendung eines Messschiebers gemessen. Die Ergebnisse dieser Messungen sind in der Tabelle 3 angegeben. Tabelle 2

Kissenmaterial	Spezifikation der handelsüblichen Kissen
	Durchschnittliche SG^Ϡ		Shore D-Härte
	LSL^Æ	USL^£	LSL^Æ	USL^£
IC1000^TM A2	0,74	0,85	52	62
VP3100^TM	0,76	0,84	42,5	49,5
VP5200^TM	0,64	0,70	44	60

^Ϡ „SG” steht für die spezifische Dichte ^Æ „LSL” steht für die Untergrenze der Spezifikation ^£ „USL” steht für die Obergrenze der Spezifikation Tabelle 3

Material	Lineare Messung (in cm (in Zoll))			24 Stunden % Δ	7 Tage % Δ
Material	Anfänglich	24 Stunden	7 Tage	24 Stunden % Δ	7 Tage % Δ
Bsp. 1 (x)	3,86 (1,52)	3,89 (1,53)	3,96 (1,56)	0,66	2,63
Bsp. 1 (y)	3,84 1,51	3,86 1,52	3,94 1,55	0,66	2,63
IC1000^TM A2 (x)	3,86 (1,52)	3,86 (1,52)	3,89 (1,53)	0	0,66
IC1000^TM A2(y)	3,84 1,51	386 1,52	3,86 1,52	0,66	0,66
VP3100^TM (x)	3,84 1,51	3,86 1,52	3,86 1,52	0,66	0,66
VP3100^TM (y)	3,86 1,52	3,86 1,52	3,86 1,52	0	0
VP5200^TM (x)	3,86 1,52	3,86 1,52	3,89 1,53	0	0,66
VP5200^TM (y)	3,86 1,52	3,86 1,52	3,89 1,53	0	0,66

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 8288448 [0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ASTM D1622 [0038]
ASTM D2240 [0039]
ASTM D412 [0040]
ASTM D882-12 [0049]
ASTM D882-12 [0051]
ASTM D1622 [0063]
ASTM D2240 [0063]
ASTM D412 [0064]
ASTM D5279-08 [0065]

Claims

Chemisch-mechanisches Polierkissen, umfassend: eine Polierschicht mit einer Polieroberfläche, einer Basisoberfläche und einer durchschnittlichen Dicke, T_{P-Durchschnitt}, gemessen in einer Richtung senkrecht zu der Polieroberfläche von der Polieroberfläche zu der Basisoberfläche, wobei die Polierschicht ein gegossenes Polyurethan ist, wobei das gegossene Polyurethan ein Reaktionsprodukt von Bestandteilen ist, umfassend: (a) ein Vorpolymer mit Isocyanat-Endgruppen, das durch die Reaktion (i) eines polyfunktionellen Isocyanats und (ii) eines Polyols auf Polyetherbasis erhalten worden ist, wobei das Vorpolymer mit Isocyanat-Endgruppen 8 bis 9,5 Gewichtsprozent nicht-umgesetztes NCO aufweist, (b) ein Härtungsmittel, wobei das Härtungsmittel aus der Gruppe, bestehend aus Polyamin-Härtungsmitteln, Polyol-Härtungsmitteln, Alkoholamin-Härtungsmitteln und Gemischen davon, ausgewählt ist, und gegebenenfalls (c) eine Mehrzahl von Mikroelementen, wobei die Polierschicht eine spezifische Dichte von mehr als 0,6, eine Shore D-Härte von 60 bis 90 und eine Bruchdehnung von 100 bis 300% aufweist, wobei die Polierschicht eine anfängliche hydrolytische Stabilität aufweist, derart, dass sich die lineare Abmessung einer Probe der Polierschicht nach einem Eintauchen in entionisiertes Wasser für 24 Stunden bei 25°C um < 1% ändert, wobei die Polierschicht eine anhaltende hydrolytische Instabilität aufweist, derart, dass sich die lineare Abmessung der Probe der Polierschicht nach einem Eintauchen in entionisiertes Wasser für sieben Tage bei 25°C um ≥ 1,75% ändert, eine starre Schicht mit einer oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche, ein Heißschmelzhaftmittel, das zwischen der Basisoberfläche der Polierschicht und der oberen Oberfläche der starren Schicht angeordnet ist, wobei das Heißschmelzhaftmittel die Polierschicht an die starre Schicht bindet, eine Platten-Haftklebstoffschicht, die eine Stapelseite und eine Plattenseite aufweist, wobei die Stapelseite der Platten-Haftklebstoffschicht an die untere Oberfläche der starren Schicht angrenzt, und gegebenenfalls eine Ablöseschicht, wobei die optionale Ablöseschicht auf der Plattenseite der Platten-Haftklebstoffschicht angeordnet ist.
Chemisch-mechanisches Polierkissen nach Anspruch 1, bei dem das Härtungsmittel und das Vorpolymer mit Isocyanat-Endgruppen ein stöchiometrisches Verhältnis von OH oder NH₂ zu nicht-umgesetztem NCO von 80 bis < 95 Prozent aufweisen.
Chemisch-mechanisches Polierkissen nach Anspruch 1, bei dem die obere Oberfläche und die untere Oberfläche der starren Schicht keine Rillen aufweisen.
Chemisch-mechanisches Polierkissen nach Anspruch 1, bei dem die starre Schicht einen Young'schen Modul von 2500 bis 7500 MPa aufweist.
Chemisch-mechanisches Polierkissen nach Anspruch 2, bei dem die starre Schicht aus einem biaxial orientierten Polyethylenterephthalat hergestellt ist, wobei die starre Schicht eine durchschnittliche Dicke von 152 bis 381 Mikrometer (6 bis 15 mil) aufweist und wobei die starre Schicht einen Young'schen Modul von 3000 bis 7000 MPa aufweist.
Chemisch-mechanisches Polierkissen nach Anspruch 5, bei dem das gegossene Polyurethan ein Reaktionsprodukt von Bestandteilen ist, umfassend: (a) das Vorpolymer mit Isocyanat-Endgruppen, das durch die Reaktion (i) des polyfunktionellen Isocyanats und (ii) des Polyols auf Polyetherbasis erhalten worden ist, wobei das Vorpolymer mit Isocyanat-Endgruppen > 8,7 bis 9 Gewichtsprozent nicht-umgesetztes NCO aufweist, (b) das Härtungsmittel, wobei das Härtungsmittel ein Polyamin-Härtungsmittel ist, und (c) die Mehrzahl von Mikroelementen, wobei die Polierschicht eine spezifische Dichte von mehr als 0,6, eine Shore D-Härte von 61 bis 75 und eine Bruchdehnung von 100 bis 200% aufweist.
Chemisch-mechanisches Polierkissen nach Anspruch 6, das ferner ein Endpunkterfassungsfenster umfasst.
Chemisch-mechanisches Polierkissen nach Anspruch 7, bei dem das Endpunkterfassungsfenster ein integriertes Fenster ist.
Chemisch-mechanisches Polierkissen nach Anspruch 7, bei dem das Endpunkterfassungsfenster ein eingesetztes Fenster ist.
Verfahren zum Polieren eines Substrats, umfassend: Bereitstellen eines Substrats, das aus mindestens einem von einem magnetischen Substrat, einem optischen Substrat und einem Halbleitersubstrat ausgewählt ist, Bereitstellen eines chemisch-mechanischen Polierkissens nach Anspruch 1, Erzeugen eines dynamischen Kontakts zwischen einer Polieroberfläche der Polierschicht und dem Substrat zum Polieren einer Oberfläche des Substrats, und Konditionieren der Polieroberfläche mit einer abrasiven Konditioniereinrichtung.