JP2005512832A - 研磨パッド - Google Patents

Abstract

研磨パッドは、以下：（ａ）粒子状の熱可塑性ポリマー（例えば、粒子状の熱可塑性ポリウレタン）、橋かけ結合された粒子状のポリマー（例えば、橋かけ結合された粒子状のポリウレタンおよび／または橋かけ結合された粒子状のポリエポキシド）およびその混合物から選択され得る、粒子状ポリマー；ならびに（ｂ）粒子状のポリマーと一緒に結合しうる、有機ポリマーバインダー（例えば、ポリウレタンバインダーおよび／またはポリエポキシドバインダー）（ここで、前述の有機ポリマーバインダーは、インサイチュで調製され得る）を含有するように記載される。粒子状のポリマーおよび有機ポリマーバインダーは、研磨パッドの作用表面の実質的に全体に分配され得、そしてパッドは、研磨パッドの全体積に基づいて、体積に対して２％〜５０％の孔体積パーセントを有し得る。

Description

本出願は、仮出願番号６０／３４３，３２４号（２００１年１２月２０日出願）の優先権を主張する。

本発明は、研磨パットに関連する。特に、本発明の研磨パットは、多孔性であり得、粒子状ポリマーおよび有機ポリマーバインダーを含み得る。本発明に従う研磨パッドは、物品を研磨することにおいて有用であり、そして、超小型電子デバイスおよび光学電子デバイス（例えば、半導体ウエハであるがこれに限定されない）の化学機械的研磨またはプラナリゼーション（ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ）に関して有用である。

実施的に滑らかな表面まで、超小型電子デバイスのような物品の粗い物品の表面の研磨またはプラナリゼーションすることは、一般的に、制御された反復性の運動を使用して研磨パッドの作動表面でその粗い表面をこする工程を包含する。研磨流体は、研磨されるべき物品の粗い表面と、その研磨パッドの作動表面との間に存在し得る。

超小型デバイスの製造は、半導体基板上の複数の集積回路の形成を包含し得る。その基板は、砒化珪素物または砒化ガリウムを含み得る。その集積回路は、一般に、一連の処理工程によって形成され得る。これらの工程において、材料（例えば、導電性材料、絶縁材料、および半導体材料）のパターン層が、その基板上に形成される。ウエハあたりの集積回路の密度を最大にするために、製造プロセス全体にわたる種々の段階における平面研磨基板を有することが所望される。このように、超小型電子デバイスの製造は、代表的には、少なくとも１つの研磨工程を包含し、そしてしばしば、１以上の研磨パッドの使用を生じ得る複数の研磨工程を包含し得る。

研磨工程は、研磨流体の存在下で研磨パッドおよび半導体基材を互いに対して回転する工程を包含し得る。この研磨流体は、穏やかなアルカリ性であり、そして、必要に応じて、研磨粒子状材料を含み得、この材料は、例えば、粒子状酸化セリウム、粒子状アルミニウムまたは粒子状シリカであるが、これらに限定されない。この研磨流体は、研磨された物質をその物品の粗い表面から取り除き、そしてこの表面から離れるように輸送することを容易にし得る。

研磨パッド特性（例えば、孔の体積および孔サイズ）は、パッドごとに変化し得、そして、特定のパッドの作動寿命の間中の通して変化し得る。そのパッドの研磨特性における変更は、不十分に研磨されて、不十分なプラナリゼーションを施された基板を生じ得、そして、この基板は、半導体ウエアを製造するのに不適切であり得る。従って、研磨特性およびプラナリゼーション特性におけるパッドごとの変更を示す研磨パッドを開発することが所望される。このパッドの作動寿命に亘る研磨特性およびプラナリゼーション特性の低減した変更を示すことがさらに示される。

本発明に従って、以下を含む研磨パッドが提供される：（ａ）熱可塑性粒子状ポリマー、架橋粒子状ポリマー、相互浸透ポリマーネットワーク、およびそれらの混合物から選択された粒子状ポリマー；ならびに（ｂ）熱可塑性有機ポリマーバインダー、実質的に架橋する有機ポリマーバインダー、相互浸透ポリマーネットワーク、およびそれらの混合物から選択される有機ポリマーバインダー。

本発明は、粒子状ポリマーおよび有機ポリマーバインダーを含む研磨パッドをさらに包含し、ここで、上記バインダーは、インサチュで形成される。さらに、本発明は、粒子状ポリマーおよび有機ポリマーバインダーを含む研磨パッドを包含し、ここで、上記粒子状ポリマーは粒子の焼結が存在しない。

本明細書および特許請求の範囲で使用される場合に、「（その）パッドの作動表面に亘って実質的に一様である」との用語は、そのパッドの物理学的特性におけるバリエーションが低減されており、かつ、そのパッドの物理学的特性の一様性が増強されるような、その粒子状ポリマーおよび有機ポリマーバインダーの分布をいう。

本明細書および特許請求の範囲において使用されるような、「（その）バインダーのインサイチュ調製」、「（その）バインダーのインサイチュ重合」、「（その）バインダーのインサイチュ形成」との用語および類似の用語は、粒子状ポリマーの存在下で本発明の有機ポリマーバインダーを調製し、重合し、そして／または、形成することをいう。非限定的な実施形態において、バインダー前駆体の分子は化学的に互いに反応し、有機ポリマーバインダーを形成しつつ、その前駆体は、その粒子上ポリマーの存在下にある。別の非限定的な実施形態において、１より多くのバインダー前駆体が、使用され得、そして、１つの前駆体の分子は、別の前駆体の分子と化学的に反応し、有機ポリマーバインダーを形成しつつ、その粒子状ポリマーの存在下にあり得る。

本発明の用途において適切な有機バインダー前駆体は、当業者にとって公知である広範で多様なものから選択される。非限定的な例としては、モノマー、プレポリマー、樹脂、およびそれらの混合物が挙げられ得る。非限定的な実施形態において、その有機バインダー前駆体は、触媒、架橋剤、硬化剤、および当該分野で公知である他の従来の添加物を含み得る。

非限定的な実施形態において、本発明の研磨パッドのパーセント孔体積が、以下の式を使用して計算され得る：１００×（そのパッドの密度）×（そのパッドの孔体積）。密度（例えば、１立方センチメートルあたりのグラム数）は、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ（ＡＳＴＭ）Ｎｏ．Ｄ １６２２−８８に従って決定され得る。その孔体積（例えば、１グラムあたりの立方センチメートル）は、ＡｕｔｏｐｏｒｅＩＩＩ水銀多孔測定器（Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ製）を使用して、ＡＳＴＭ Ｄ４２８４−８８にしたがった水銀多孔度測定法によって決定され得る。

本明細書および特許請求の範囲において使用される場合に、その単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、１つの多少にに限定することが別段指定されていないかぎり、複数の対象を含む。

本明細書の目的のために、別段指定されていない限り、本明細書および特許請求の範囲において使用される、その成分量、反応条件などを表す全ての数字は、全ての例において、「約」との用語により改変されるものと理解され得る。したがって、別段指定されない限り、以下の明細書および添付の特許請求の範囲において示されるパラメーターは、本発明によって取得されようとする所望の特性に依存して変化し得る近似値である。少なくとも、本発明の範囲の均等物の原理の適用に限定されることを意図するのではなく、パラメーターの各々は、少なくとも、報告された有効数字および通常の丸めの技術の適用のもとで解釈されるべきである。

本発明の広範な範囲において示される数字の範囲およびパラメーター設定は、近似値であるにもかかわらず、その具体的な実施例において示される数値が、可能な限り厳密に示される。しかし、数値は、それぞれの試験測定において見出される標準偏差から得られた必然的な特定の誤差を含むことは自明である。

非限定的な実施形態において、本発明の研磨パッドは、粒子状ポリマーおよび有機ポリマーバインダーを含み得る。この有機ポリマーバインダーは、粒子状ポリマーを、共に結合し得る。

適切な粒子状ポリマーの非限定的な例としては、熱可塑性粒子状ポリマー、架橋粒子状ポリマーおよびこれらの混合物が挙げられ得る。非限定的な実施形態において、この粒子状ポリマーは、加熱の際に粒子の焼結がないように選択され得る。本明細書中および特許請求の範囲において使用される場合、用語「焼結がない（焼結しない）」および関連の用語は、粒子状ポリマーの境界にて最小のプラスチックフローが存在し、そして本発明の研磨パッド中の粒子状ポリマーの粒子間に、合体がほとんど〜全く存在しないことを意味する。

非限定的な実施形態において、パッドの粒子状ポリマーが、粒子状熱可塑性ポリマーを含む場合、この研磨パッドは、粒子状熱可塑性ポリマーの溶融点または焼結点より下で調製され得る。別の非限定的な実施形態において、この粒子状ポリマーは、焼結点を有し得る粒子状架橋ポリマーを含み得、従って、焼結不能であり得る。

本発明における使用のための、粒子状ポリマーを含むポリマーは、当業者に公知の種々の方法によって調製され得る。代替的な非限定的実施形態において、このポリマーは、縮合反応、もしくはフリーラジカル開始反応、またはこれらの組み合わせによって形成され得る。１つの非限定的な実施形態において、このポリマーは、イソシアネート官能性ポリウレタンプレポリマーの、ポリアミンとの縮合重合によって形成されるポリウレタンを含み得る。別の非限定的な実施形態において、このポリマーは、フリーラジカル開始剤の存在下でウレタン−ジアクリレートのフリーラジカル重合によって形成される、ポリウレタン−アクリレートを含み得る。さらなる非限定的な実施形態において、このポリマーは、段階的または同時の、縮合およびフリーラジカル重合反応によって形成される、相互浸透ポリマーネットワークを含み得る。本明細書中および特許請求の範囲において使用される場合、用語「相互浸透ポリマーネットワーク」（ＩＰＮ）とは、その両方がネットワーク形態にある２つのポリマーの組み合わせをいい、このうち少なくとも１つは、他方が直ぐそばに存在して、合成または架橋される。化学的ブレンドとは異なり、２つのポリマー間には、共有結合は誘導されていない。従って、機械的ブレンドおよび共重合に加えて、ＩＰＮは、異なるポリマーが物理的に組み合わされ得る別の機構を示す。

この粒子状ポリマーは、当業者に公知の種々の方法によって調製され得る。非限定的な実施形態において、バルクポリマーは、低温で粉砕され得、そして所望の粒子サイズ範囲へと分類され得る。別の非限定的な実施形態において、この粒子状ポリマーは、液体媒体の存在下で、ポリイソシアネートおよびＯＨ含有物質を含む２成分組成物を反応させることによって、直接調製され得る。さらなる非限定的な実施形態において、この液体媒体は、加熱および攪拌される。別の非限定的な実施形態において、この液体媒体（例えば、水性媒体が挙げられるが、これに限定されない）は、２成分組成物が媒体中で実質的に不溶であり得るように選択され得る。代替的な非限定的実施形態において、粒子状ポリマーの形状は、規則的または不規則的で有り得、そして以下の形状が挙げられ得るが、これらに限定されない：球状、ディスク、フレークおよびこれらの組み合わせまたは混合。

代替的な非限定的実施形態において、この粒子状ポリマーは、少なくとも２０ミクロン、または少なくとも５０ミクロン、または少なくとも１００ミクロンの平均粒子サイズを有し得る。代替的な非限定的実施形態において、この粒子状ポリマーは、５００ミクロン未満、または４００ミクロン未満、または３００ミクロン未満の平均粒子サイズを有し得る。粒子状ポリマーの平均粒子サイズは、当業者に周知の方法によって決定され得る。非限定的な実施形態において、粒子状ポリマーの平均粒子サイズは、当業者に周知の方法によって決定され得る。非限定的な実施形態において、粒子状ポリマーの平均粒子サイズは、光散乱技術（例えば、Ｃｏｕｌｔｅｒ ＬＳ粒子サイズ分析器（これは、Ｂｅｃｋｍａｎ Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄから製造および市販される））を使用して決定され得る。本明細書中および特許請求の範囲で使用する場合、用語「粒子サイズ（粒径）」は、Ｃｏｕｌｔｅｒ Ｃｏｕｎｔｅｒ ＬＳ粒子サイズ分析器を使用して光散乱によって決定されるような体積％に基づく、粒子の直径をいう。この光散乱技術において、直径は、粒子の実際の形状に関わらず、回転の流体力学的径から決定される。「平均」粒子サイズは、体積％に基づいた、粒子の平均直径である。

非限定的な実施形態において、この粒子状ポリマーは、実質的に中実であり得る。本明細書中および特許請求の範囲で使用する場合、研磨パッドの粒子状ポリマーに関して、用語「実質的に中実」とは、この粒子状ポリマーが、中空ではないこと、例えば、この粒子状ポリマーが、中空マイクロカプセルの形態ではないことを意味する。非限定的な実施形態において、実質的に中実な粒子状ポリマーは、内包されたガスを含み得、ここで、この内包されたガス気泡は、粒子状ポリマーの平均粒子サイズの半分未満の平均粒子サイズを有し得る。

適切な粒子状ポリマーは、当業者に周知の広範な種類のポリマーから選択され得、そのようなポリマーとしては、ポリビニルクロリド、ポリビニルフルオリド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリ（メタ）アクリレート、ポリエーテル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエポキシド、ポリスチレン、ポリイミド（例えば、ポリエーテルイミド）、ポリスルホンおよびその混合物が挙げられ得るが、これらに限定されない。本明細書中および特許請求の範囲中で使用される場合、用語「（メタ）アクリレート」とは、ウレタンアクリレート、メタクリレート、およびアクリレートとメタクリレートとの組み合わせを包含し得る、アクリレートをさす。代替的な非限定的実施形態において、ポリウレタンは、ウレタン結合（−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−Ｏ−）、尿素結合（−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−ＮＨ−または−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−Ｎ（Ｒ）−（ここで、Ｒは、水素、脂肪族基、環状脂肪族基または芳香族基であり得る）、チオカルバメート結合（−ＮＨ−Ｃ（Ｏ）−Ｓ−）、およびそれらの組み合わせから選択される骨格結合を有し得る。代替の非限定的実施形態において、ポリエポキシドは、エーテル結合、チオエーテル結合、エステル結合、アミノ結合、およびそれらの組み合わせから選択される骨格結合を有し得る。代替の非限定的実施形態において、粒子状ポリマーは、ポリ（メタ）アクリレート、ポリウレタン、ポリエポキシド、およびこれらの組み合わせから選択され得る。

粒子状ポリウレタンは、当業者に公知である種々の方法によって調製され得る。非限定的実施形態において、この粒子状ポリウレタンは、少なくとも２つのイソシアネート基、および／または少なくとも２つのキャップされたイソシアネート基を有するキャップイソシアネート反応物質を有し得る、イソシアネート官能基物質と；そのイソシアネート材料のイソシアネート基と反応性である少なくとも２つの水素基を有し得る水素官能基物質と、を含む組成物から調製され得る。

非限定的実施形態において、このイソシアネート材料と水素材料とは、一緒に混合され得、そして重合または硬化されてバルクポリウレタンを形成し得、このバルクポリウレタンは、その後、粉砕（例えば、低温粉砕）され得、必要に応じて分類され得る。別の非限定的実施形態において、この粒子状ポリウレタンは、このイソシアネート材料と水素材料とを混合し、その混合物を、（必要に応じて、有機共溶媒および／または界面活性剤の存在下で）加熱した脱イオン水中に攪拌しつつゆっくり注ぎ、形成した粒子状材料を（例えば、濾過によって）単離し、単離した粒子状材料を乾燥し、そして乾燥した粒子状ポリウレタンを必要に応じて分類することによって、形成され得る。さらなる非限定的実施形態において、このイソシアネート材料と水素材料とは、有機溶媒の存在下で一緒に混合され得る。この有機溶媒は、当該分野で公知である広範な種類から選択され得る。一実施形態において、この有機溶媒は、アルコール、水不溶性エーテル、分枝炭化水素および直鎖炭化水素、ケトン、トルエン、キシレン、ならびにこれらの混合物を包含し得る。非限定的実施形態において、この有機溶媒メチルイソブチルケトンであり得る。

非限定的実施形態において、このイソシアネート官能基物質は、イソシアネート官能基モノマー、イソシアネート官能基プレポリマー、およびその組み合わせから選択され得る。適切なイソシアネートモノマーの非限定的例としては、脂肪族ポリイソシアネート；エチレン性不飽和ポリイソシアネート；脂環式イソシアネート；イソシアネート基が芳香環に直接は結合していない芳香族ポリイソシアネート（例えば、α，α’−キシレンジイソシアネート）；（そのイソシアネート基は、芳香環に直接結合されている（例えば、ベンゼンジイソシアネート）；これらのポリイソシアネートのハロゲン化誘導体、アルキル化誘導体、ニトロ化誘導体、カルボジイミド改変誘導体、尿素改変誘導体、およびビウレット改変誘導体；ならびにこれらのポリイソシアネートの二量体化産物および三量体化産物が挙げられ得るが、これらに限定されない。

脂肪族ポリイソシアネートの非限定的例としては、エチレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシアネート、ノナメチレンジイソシアネート、２，２’−ジメチルペンタンジイソシアネート、２，２，４−トリメチルヘキサンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、１，６，１１−ウンデカントリイソシアネート、１，３，６−ヘキサメチレントリイソシアネート、１，８−ジイソシアナト−４−（イソシアナトメチル）オクタン、２，５，７−トリメチル−１，８−ジイソシアナト−５−（イソシアナトメチル）オクタン、ビス（イソシアナトエチル）−カルボネート、ビス（イソシアナトエチル）エーテル、２−イソシアナトプロピル−２，６−ジイソシアナトヘキサノエート、リジンジイソシアネートメチルエステル、リジントリイソシアネートメチルエステル、およびこれらの混合物が挙げられ得るが、これらに限定されない。

適切なエチレン性不飽和ポリイソシアネートの非限定的な例としては、ブテンジイソシアネートおよび１，３−ブタジエン−１，４−ジイソシアネートが挙げられ得るが、これらに限定されない。適切な脂肪族ポリイソシアネートの非限定的例としては、イソホロン（ｉｓｏｐｈｏｒｏｎｅ）ジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン、ビス（イソシアナトシクロヘキシル）メタン、ビス（イソシアナトシクロヘキシル）−２，２−プロパン、ビス（イソシアナトシクロヘキシル）−１，２−エタン、２−イソシアナトメチル−３−（３−イソシアナトプロピル）−５−イソシアナトメチル−ビシクロ［２，２，１］−ヘプタン、２−イソシアナトメチル−３−（３−イソシアナトプロピル）−６−イソシアナトメチル−ビシクロ［２，２，１］−ヘプタン、２−イソシアナトメチル−２−（３−イソシアナトプロピル）−５−イソシアナトメチル−ビシクロ［２，２，１］−ヘプタン、２−イソシアナトメチル−２−（３−イソシアナトプロピル）−６−イソシアナトエチル−ビシクロ［２，２，１］−ヘプタン、２−イソシアナトメチル−３−（３−イソシアナトプロピル）−６−（２−イソシアナトエチル）−ビシクロ［２，２，１］−ヘプタン、２−イソシアナトメチル−２−（３−イソシアナトプロピル）−５−（２−イソシアナトエチル）−ビシクロ［２，２，１］−ヘプタン、２−イソシアナトメチル−２−（３−イソシアナトプロピル）−６−（２−イソシアナトエチル）−ビシクロ［２，２，１］−ヘプタンおよびその混合物が挙げられ得るが、これらに限定されない。

イソシアネート基が芳香環に直接は結合されていない芳香族ポリイソシアネートの非限定的例としては、ビス（イソシアナトエチル）ベンゼン、α，α，α’，α’−テトラメチルキシレンジイソシアナト、１，３−ビス（１−イソシアナト−１−メチルエチル）ベンゼン、ビス（イソシアナトブチル）ベンゼン、ビス（イソシアナトメチル）ナフタレン、ビス（イソシアナトメチル）ジフェニルエーテル、ビス（イソシアナトエチル）フタレート、メシチレントリイソシアネート、２，５−ジ（イソシアナトメチル）フラン、およびこれらの混合物が挙げられ得るが、これらに限定されない。

芳香環に直接結合されたイソシアネート基を有する適切な芳香族ポリイソシアネートの非限定的例としては、フェニレンジイソシアネート、エチルフェニレンジイソシアネート、イソプロピルフェニレンジイソシアネート、ジメチルフェニレンジイソシアネート、ジエチルフェニレンジイソシアネート、ジイソプロピルフェニレンジイソシアネート、トリメチルベンゼントリイソシアネート、ベンゼントリイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、メチルナフタレンジイソシアネート、ビフェニルジイソシアネート、オルト−トリジンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ビス（３−メチル−４−イソシアナトフェニル）メタン、ビス（イソシアナトフェニル）エチレン、３，３’−ジメトキシ−ビフェニル−４，４’−ジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、ポリマー性４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレントリイソシアネート、ジフェニルメタン−２，４，４’−トリイソシアネート、４−メチルジフェニルメタン−３，５，２’，４’，６’−ペンタイソシアネート、ジフェニルエーテルジイソシアネート、ビス（イソシアナトフェニルエーテル）エチレングリコール、ビス（イソシアナトフェニルエーテル）−１，３−プロピレングリコール、ベンゾフェノンジイソシアネート、カルバゾールジイソシアネート、エチルカルバゾールジイソシアネート、ジクロロカルバゾールジイソシアネート、およびその混合物が挙げられ得るが、これらに限定されない。

本発明の非限定的実施形態において、そのイソシアネート官能基物質は、２つのイソシアネート基を有するポリイソシアネートモノマーであり得る。２つのイソシアネート基を有する適切なポリイソシアネートモノマーの非限定的例としては、α，α’−キシレンジイソシアネート、α，α，α’，α’−テトラメチルキシレンジイソシアネート、イソホロン（ｉｓｏｐｈｏｒｏｎｅ）ジイソシアネート、ビス（イソシアナトシクロヘキシル）メタン、トルエンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、およびその混合物が挙げられるが、これらに限定されない。

別の非限定的実施形態において、そのイソシアネート官能基物質は、イソシアネート官能基ポリウレタンプレポリマーを含み得る。イソシアネート官能基ポリウレタンプレポリマーは、当業者に公知の種々の方法によって調製され得る。非限定的実施形態において、少なくとも１つのポリオール（例えば、ジオールであるが、限定はされない）および少なくとも１つのイソシアネート官能基モノマー（例えば、ジイソシアネートモノマーであるが、限定はされない）が一緒に反応されて、少なくとも２つのイソシアネート基を有するポリウレタンプレポリマーを形成し得る。適切なイソシアネート官能基モノマーの非限定的例としては、上記のイソシアネート官能基モノマーが挙げられる。

本発明における使用のための適切なイソシアネート官能基ポリウレタンプレポリマーは、広範囲内で変動する分子量を有し得る。非限定的実施形態において、このイソシアネート官能基ポリウレタンプレポリマーは、ポリスチレン標準物を使用してゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により決定された場合、数平均分子量（Ｍｎ）５００〜１５，０００または５００〜５０００を有し得る。

イソシアネート官能基ポリウレタンプレポリマーを調製するために使用され得る非限定的例としては、直鎖もしくは分枝鎖のアルカンポリオール（例えば、１，２−エタンジオール、１，３−プロパンジオール、１，２−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、グリセロール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ジ−トリメチロールプロパン、エリスリトール、ペンタエリスリトール、およびジペンタエリスリトールであるが、限定はされない）；ポリアルキレングリコール（例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、およびテトラエチレングリコール、ならびにジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、およびテトラプロピレングリコールであるが、限定はされない）；環状アルカンポリオール（例えば、シクロペンタンジオール、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサントリオール、シクロヘキサンジメタノール、ヒドロキシプロピルシクロヘキサノール、およびシクロヘキサンジエタノールであるが、限定はされない）；芳香族ポリオール（例えば、ジヒドロキシベンゼン、ベンゼントリオール、ヒドロキシベンジルアルコール、およびジヒドロキシトルエンであるが、限定はされない）；ビスフェノール（例えば、４，４’−イソプロピリデンジフェノールであるが、限定はされない）；４，４’−オキシビスフェノール、４，４’−ジヒドロキシベンゾフェノン、４，４’−チオビスフェノール、フェノールフタレイン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、４，４’−（１，２−エテンジイル）ビスフェノール、および４，４−スルホニルビスフェノール；ハロゲン化ビスフェノール（例えば、４，４’−イソプロピリデンビス（２，６−ジブロモフェノール）、４，４’−イソプロピリデンビス（２，６−ジクロロフェノール）、４，４’−イソプロピリデンビス（２，３，５，６−テトラクロロフェノール）であるが、限定はされない）；アルコキシル化ビスフェノール（例えば、１〜７０個のアルコキシ基（例えば、エトキシ基、プロポキシ基、α−ブトキシ基およびβ−ブトキシ基であるが、これらに限定されない）を有するアルコキシル化４，４’−イソプロピリデンジフェノールであるが、これに限定されない）；ならびにビスシクロヘキサノール（これは、対応するビスフェノールを水素化することによって調製され得る）（例えば、４，４’−イソプロピリデン−ビスシクロヘキサノール、４，４’−オキシビスシクロヘキサノール、４，４’−チオビスシクロヘキサノールおよびビス（４−ヒドロキシシクロヘキサノール）メタンであるが、これらに限定されない）が挙げられるが、これらに限定されない。

さらに、本発明における使用のために適切なポリオールの非限定的な例としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない：より高級なポリアルキレングリコール（例えば、２００〜２０００の数平均分子量（Ｍｎ）を有するポリエチレングリコールであるが、これに限定されない）；ヒドロキシル保有アクリル（例えば、（メタ）アクリレートとヒドロキシ官能基メタクリレートとの共重合から形成されるヒドロキシ保有アクリルが挙げられるがこれらに限定されない）（例えば、メチルメタクリレートコポリマーおよびヒドロキシエチルメタクリレートコポリマーであるが、限定はされない）；およびヒドロキシ官能基ポリエステル（例えば、ジオール（例えば、ブタンジオール）と、二酸またはジエステル（例えば、アジピン酸またはアジピン酸ジエステルが挙げられるが、これらに限定されない）との反応から形成される官能基ポリエステル）が挙げられるが、これらに限定されない。別の非限定的な実施形態において、本発明における使用のためのポリオールは、２００〜２０００の数平均分子量（Ｍｎ）を有し得る。

さらなる非限定的な実施形態において、このイソシアネート官能基ポリウレタンプレポリマーは、ジイソシアネート（例えば、トルエンジイソシアネートであるが、これに限定されない）とポリアルキレングリコール（例えば、ポリ（テトラヒドロフラン）であるが、これに限定されない）との反応によって調製され得る。

非限定的な実施形態において、このイソシアネート官能基ポリウレタンプレポリマーは、触媒の存在下で調製され得る。適切な触媒の非限定的な実施例は、当該分野で公知の広範な種類から選択され得る。適切な触媒は、イソシアネートとＯＨ含有物質との反応によるウレタンの形成に特異的な触媒であり、これは、アロホネート（ａｌｌｏｐｈｏｎａｔｅ）形成およびイソシアネート形成を導く副反応を高める傾向をわずかしか有さない。代替の非限定的な実施形態において、使用される触媒の量は、ポリオールおよびイソシアネート官能基モノマーの総重量に基づいて、５重量％未満、または３重量％未満、または１重量％未満であり得る。

適切な触媒の非限定的な例は、Ｕｌｌｍａｎｎ’ｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆＩｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ 第５版、１９９２、第Ａ２１巻、６７３〜６７４頁に記載されるようなルイス塩基、ルイス酸および挿入触媒（ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ ｃａｔａｌｙｓｔ）の群から選択され得る。非限定的な実施形態において、この触媒は、有機酸のスズ物付加物（例えば、オクタン酸スズ（ｓｔａｎｎｏｕｓ ｏｃｔｏａｔｅ）、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズメルカプチド、ジブチルスズジマレエート、ジメチルスズジアセテート、ジメチルスズジラウレート、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、およびこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない）であり得る。代替の非限定的な実施形態において、この触媒は、オクタン酸亜鉛、ビスマス、またはアセチルアセトン酸第二鉄でありえる。

適切な触媒のさらなる非限定的な例としては、例えば、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミンおよびＮ，Ｎ−ジメチルベンジルアミンのような、第三級アミンが挙げられ得るがこれらに限定されない。このように適切な第三級アミンは、米国特許第５，６９３，７３８号（第１０欄、６〜３８行）（この開示は、本明細書中で参考として援用される）において開示されている。

本発明の非限定的な実施形態において、イソシアネート官能基物質としては、少なくとも２つのキャップドイソシアネート基を有する、キャップドイソシアネート材料が挙げられ得る。用語「キャップドイソシアネート材料」とは、本明細書中および特許請求の範囲において使用される場合、キャップされていない（すなわち、遊離の）イソシアネート基および別個のキャッピング基もしくは遊離のキャッピング基に転換され得る末端キャップドイソシアネート基および／またはペンデントキャップドイソシアネート基を有する、モノマーまたはプレポリマーをいう。このキャッピング基は、一過性であっても一過性でなくてもよい。用語「非一過性キャッピング基」とは、本明細書中および特許請求の範囲において使用される場合、キャップされていないかまたはイソシアネート基からブロックされていない場合に、実質的に三次元ネットワーク内に残存する、キャッピング基をいう。用語「一過性キャッピング基」とは、本明細書中および特許請求の範囲において使用される場合、イソシアネート基からのデキャッピングまたはデブロッキングの際に、実質的に三次元ネットワークから外へ移動する、キャッピング基をいう。

非限定的な実施形態において、キャップドイソシアネート材料のイソシアネート基としては、適切なイソシアネート官能基物質の前述の例が挙げられ得る。キャップドイソシアネート材料の非一過性キャッピング基の非限定的な例としては、以下が挙げられるがこれらに限定されない：１Ｈ−アゾール（例えば、限定されないが、１Ｈ−イミダゾール、１Ｈ−ピラゾール、３，５−ジメチル−１Ｈ−ピラゾール、１Ｈ−１，２，３−トリアゾール、１Ｈ−１，２，３−ベンゾトリアゾール、１Ｈ−１，２，４−トリアゾール、１Ｈ−５−メチル−１，２，４−トリアゾールおよび１Ｈ−３−アミノ−１，２，４−トリアゾール）；ラクタム（例えば、限定されないが、ｅ−カプロラクタムおよび２−ピロリジノン）；モルホリン（例えば、限定されないが、３−アミノプロピルモルホリン）；ならびに、Ｎ−ヒドロキシフタルイミド。

キャップドイソシアネート材料の一過性キャッピング基の非限定的な例としては、以下が挙げられるがこれらに限定されない：アルコール（例えば、限定されないが、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノールおよびヘキサノール）；アルキレングリコールモノアルキルエーテル（例えば、限定されないが、エチレンエチレングリコールモノアルキルエステル（例えば、限定されないが、エチレングリコールモノブチルエーテルおよびエチレングリコールモノヘキシルエーテル）、およびプロピレングリコールモノアルキルエーテル（例えば、限定されないが、プロピレングリコールモノメチルエーテル））；ならびに、ケトオキシム（例えば、限定されないが、メチルエチルケトオキシム）。

非限定的な実施形態において、キャップドイソシアネート材料は、粒子状ポリウレタンから調製される研磨パッドの寸法の安定性を改善するように、イソシアネート官能基物質に含まれ得る。

いかなる理論によっても束縛されることを意図しないが、イソシアネート官能基物質におけるキャップドイソシアネート材料の含有物は、以下の間で共有結合の形成を生じ得ると考えられている：（ａ）粒子状ポリウレタン粒子の少なくとも一部の間；および／または（ｂ）粒子状ポリウレタンの少なくとも一部と有機ポリマー結合剤の少なくとも一部との間。非限定的な実施形態において、キャップドイソシアネート材料は、イソシアネート官能基物質が、遊離イソシアネート基およびキャップドイソシアネート基の総モル当量に基づいて、少なくとも５ｍｏｌ％、または少なくとも１０ｍｏｌ％、または４０ｍｏｌ％未満、または５０ｍｏｌ％未満の量でキャップドイソシアネート基を含むような量で、存在し得る。

非限定的な実施形態において、イソシアネート官能基物質は、少なくとも２つの（メタ）アクリレート修飾イソシアネート基を有する、（メタ）アクリレート修飾多官能性イソシアネート材料を含み得る。本明細書中および特許請求の範囲で使用される場合、用語「（メタ）アクリレート修飾イソシアネート材料」とは、末端イソシアネート基および／またはペンデントイソシアネート基を有するポロウレタンプレポリマーと、活性水素官能性（メタ）アクリレートとの反応生成物をいう。さらなる非限定的な実施形態において、（メタ）アクリレート基は、重合開始剤を使用して、実質的に重合化され得る。

（メタ）アクリレートキャップドイソシアネート材料の多官能性イソシアネートとしては、適切なイソシアネート官能性ポリウレタンプレポリマーの前述の非限定的な例が挙げられ得るが、これらに限定されない。適切な水素官能性 （メタ）アクリレートとしては、ヒドロキシ官能性（メタ）アクリレートまたはアミノ官能性（メタ）アクリレートが挙げられ得るが、これらに限定されない。適切なヒドロキシ官能性（メタ）アクリレートまたはアミノ官能性（メタ）アクリレートの非限定的な例としては、以下が挙げられ得るがこれらに限定されない：ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート、プロピレングリコールモノメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、カプロラクトンアクリレート、ｔ−ブチルアミノエチルメタクリレートおよびそれらの混合物。

非限定的な実施形態において、（メタ）アクリレート修飾イソシアネート材料は、イソシアネート官能基物質の重量に基づいて、少なくとも５重量％、または少なくとも１０重量％、または６０重量％未満、または５０重量％未満の量で存在し得る。

本発明における使用のための水素官能基物質は、当業者に公知の、広範な種々のこのような材料から選択され得る。非限定的な実施形態において、水素官能基物質は、ヒドロキシル、メルカプト、第一級アミン、第二級アミンおよびそれらの組み合わせから選択される、水素基を有し得る。適切な水素官能基物質の例としては、前述のポリオールが挙げられ得る。

非限定的な実施形態において、水素官能基物質としては、ポリアミンが挙げられ得る。ポリアミンの非限定的な例としては、以下のようなエチレンアミンが挙げられ得るがこれらに限定されない：エチレンジアミン（ＥＤＡ）、ジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、トリエチレンテトラアミン（ＴＥＴＡ）、テトラエチレンペンタミン（ＴＥＰＡ）、ペンタエチレンヘキサミン（ＰＥＨＡ）、ピペラジン（例えば、限定されないが、ジエチレンジアミン（ＤＥＤＡ））、および２−アミノ−１−エチルピペラジン。適切なポリアミンのさらなる非限定的な例としては、Ｃ_１〜Ｃ_３ジアルキルトルエンジアミン（例えば、限定されないが、３，５−ジメチル−２，４−トルエンジアミン、３，５−ジメチル−２，６−トルエンジアミン、３，５−ジエチル−２，４−トルエンジアミン、３，５−ジエチル−２，６−トルエンジアミン、３，５−ジイソプロピル−２，４−トルエンジアミン、３，５−ジイソプロピル−２，６−トルエンジアミンおよびそれらの混合物）の１種以上の異性体が挙げられる。非限定的な実施形態において、ポリアミンは、メチレンジアニリン、トリメチレングリコールジ（パラ−アミノベンゾエート）、ならびにアミン末端化オリゴマーおよびアミン末端化プレポリマーから選択され得る。

さらなる非限定的な実施形態において、適切なポリアミンは、以下の一般式Ｉ：

によって表され得る、４，４’−メチレン−ビス（ジアルキルアニリン）に基づくものから選択され得、ここで、Ｒ_３およびＲ_４は、各々独立して、Ｃ_１〜Ｃ_３アルキルを表し得、そしてＲ_５は、水素およびハロゲン（例えば、限定されないが、塩素および臭素）から選択され得る。４，４’−メチレン−ビス（ジアルキルアニリン）に基づくポリアミンの非限定的な例としては、以下が挙げられ得るがこれらに限定されない：４，４’−メチレン−ビス（２，６−ジメチルアニリン）、４，４’−メチレン−ビス（２，６−ジエチルアニリン）、４，４’−メチレン−ビス（２−エチル−６−メチルアニリン）、４，４’−メチレン−ビス（２，６−ジイソプロピルアニリン）、４，４’−メチレン−ビス（２−イソプロピル−６−メチルアニリン）、４，４’−メチレン−ビス（２，６−ジエチル−３−クロロアニリン）およびそれらの混合物。

非限定的な実施形態において、イソシアネート官能基物質および水素官能基物質は、触媒をさらに含み得る。ポリウレタン形成材料の反応を増強するために、適切なウレタン形成触媒が、本発明において使用され得る。適切なウレタン形成触媒は、ＮＣＯ含有材料とＯＨ含有材料との反応によるウレタンの形成に対して特異的であり、かつアロホネート（ａｌｌｏｐｈｏｎａｔｅ）形成およびイソシアネート形成を誘導する副反応を加速する傾向をほとんど有さない、触媒であり得る。適切な触媒の非限定的な例は、ルイス塩基、ルイス酸および挿入触媒（Ｕｌｌｍａｎｎ’ｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、第５版、１９９２、Ｖｏｌｕｍｅ Ａ２１、ｐｐ．６７３〜６７４において記載される）の群より選択され得る。非限定的な実施形態において、この触媒は、有機酸（例えば、限定されないが、第一スズオクトエート、ジブチルスズ二ラウリン酸、ジブチルスズ二酢酸、ジブチルスズメルカプチド、ジブチルスズ二マレイン酸、ジメチルスズ二酢酸、ジメチルスズ二ラウリン酸、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、およびそれらの混合物）のスズ塩であり得る。代替の非限定的な実施形態において、この触媒は、亜鉛オクトエート、ビスマス、または第二鉄アセチルアセトネートであり得る。

適切な触媒のさらなる非限定的な実施例としては、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミンおよびＮ，Ｎ−ジメチルベンジルアミンのような第三級アミンが挙げられ得るがこれらに限定されない。このように適切な第三級アミンは、米国特許第５，６９３，７３８号（第１０欄、６〜３８行）（この開示は、本明細書中で参考として援用される）において開示されている。

非限定的な実施形態において、この触媒は、イソシアネート官能基物質と組み合わされる前に、水素官能基物質に組み込まれ得る。代替の非限定的な実施形態において、使用される触媒の量は、合わせたイソシアネート官能基物質と活性水素官能基物質との総重量に基づいて、５重量％未満、または３重量％未満、または１重量％未満であり得る。

代替の非限定的な実施形態において、イソシアネート基および任意のキャップドイソシアネート基 対 活性水素基のモル当量比は、代表的には、０．５：１．０〜１．５：１．０、例えば、０．７：１．０〜１．３：１．０または０．８：１．０〜１．２：１．０であり得る。

非限定的な実施形態において、本発明における使用のための適切な粒子状ポリマーとしては、粒子状ポリエポキシドが挙げられ得る。粒子状ポリエポキシドは、当該分野で公知の種々の方法によって調製され得る。非限定的な実施形態において、この粒子状ポリエポキシドは、少なくとも２つのエポキシド基を有し得るエポキシド官能基物質と、このエポキシド材料のエポキシド基と反応性である少なくとも２つの活性水素基を有し得る水素官能基物質との反応生成物であり得る。

非限定的な実施形態において、このエポキシド官能基物質および水素官能基物質を、一緒に混合し、そして重合するかまたは硬化して、バルクポリエポキシドを形成し得る。次いで、これを粉砕し（例えば、低温で粉砕する）、そして必要に応じて、分類し得る。別の非限定的な実施形態において、粒子状ポリエポキシドは、エポキシド官能基物質と水素官能基物質とを一緒に混合し、撹拌下でこの混合物を加熱脱イオン水中にゆっくりと注ぎ、この形成された粒子状材料を（例えば、濾過によって）単離し、この単離された粒子状材料を乾燥し、そして必要に応じて、この乾燥した粒子状ポリエポキシドを分類することによって、形成され得る。

非限定的な実施形態において、本発明における使用に適切なエポキシド官能基物質としては、以下が挙げられ得るがこれらに限定されない：エポキシド官能基モノマー、エポキシド官能基プレポリマーおよびそれらの組み合わせ。適切なエポキシド官能基モノマーの非限定的な例としては、以下が挙げられ得るがこれらに限定されない：脂肪族ポリエポキシド（例えば、限定されないが、１，２，３，４−ジエポキシブタン、１，２，７，８−ジエポキシオクタン）；脂環式ポリオキシド（例えば、限定されないが、１，２，４，５−ジエポキシシクロヘキサン、１，２，５，６−ジエポキシシクロオクタン、７−オキサ−ビシクロ［４．１．０］ヘプタン−３−カルボン酸７−オキサ−ビシクロ［４．１．０］ヘプト−３−イルメチルエステル、１，２−エポキシ−４−オキシラニル（ｏｘｉｒａｎｙｌ）−シクロヘキサンおよび２，３−（エポキシプロピル）シクロヘキサン；芳香族ポリエポキシド（例えば、限定されないが、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタンジグリシジルエーテル）；水素化ビスフェノールＡジエポキシドおよびそれらの混合物。本発明において使用され得るエポキシド官能基モノマーは、代表的には、ポリオールとエピハロヒドリン（例えば、エピクロロヒドリン）との反応から調製され得る。エポキシド官能基モノマーを調製するために使用され得るポリオールとしては、イソシアネート官能基プレポリマーの調製に関して本明細書中前記で引用されたポリオールが挙げられる。エポキシド官能基モノマーの好ましいクラスとしては、ビスフェノール（例えば、４，４’−イソプロピリデンジフェノール）と、エピクロロヒドリン（例えば、４，４’−イソプロピリデンジフェノールジグリシジルエーテル）との反応から調製され得るものが挙げられる。

非限定的な実施形態において、本発明における使用のためのエポキシド官能基プレポリマーは、重合体ポリオールとエピクロロヒドリンとを反応させることによって調製され得る。適切な重合体ポリオールの非限定的な例としては、以下が挙げられ得るがこれらに限定されない：ポリアルキレングリコール（例えば、ポリエチレングリコールおよびポリテトラヒドロフラン）；ポリエステルポリオール；ポリウレタンポリオール；ポリ（（メタ）アクリレート）ポリオール；およびそれらの混合物。

ポリマーポリオールは、当業者に公知の種々の方法に従って調製され得る。本発明の非限定的な実施形態において、エポキシド官能性プレポリマーは、エポキシ官能性ポリ（（メタ））アクリレート）ポリマーを含み得、これは、（メタ）アクリレートモノマーおよびエポキシド官能性のラジカル重合可能なモノマー（例えば、グリシジル（メタ）アクリレート）から調製され得る。適切なエポキシド官能性プレポリマーは、広範な分子量を有し得る。代替の非限定的な実施形態において、ポリスチレン標準を使用して、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって決定されるように、エポキシド官能性プレポリマーの分子量は、５００〜１５，０００または５００〜５０００であり得る。

水素官能性物質は、ヒドロキシル、メルカプト、カルボン酸、第一級アミン、第二級アミン、およびこれらの混合物から選択される水素基を含み得る。代替の非限定的な実施形態において、水素官能性物質は、本明細書中で以前に列挙されたポリオールの非限定的な例が挙げられ得るが、これらに限定されない。さらなる非限定的な実施形態において、粒状ポリエポキシドを調製する際に使用するための水素官能性物質としては、本明細書中で以前に列挙されたポリアミンの非限定的な例が挙げられ得るが、これらに限定されない。

代替の非限定的な実施形態において、適切なポリアミンとしては、第一級アミン、第二級アミンおよびこれらの組み合わせから選択される少なくとも２つのアミン基を有するポリアミドプレポリマーが挙げられ得る。ポリアミドプレポリマーは、当業者に公知の広範な種々の方法によって調製され得る。非限定的な実施形態において、少なくとも２つのアミン基を有するポリアミドプレポリマーは、ポリアミン（例えば、ジエチレントリアミン）とポリカルボン酸（例えば、二官能性カルボン酸）とを反応させることによって、調製され得る。ポリアミドプレポリマーの適切な非限定的な例としては、ＶＥＲＳＡＭＩＤポリアミド樹脂（これは、Ｃｏｇｎｉｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｃｏａｔｉｎｇ ＆ Ｉｎｋｓ Ｄｉｖｉｓｉｏｎから市販される）が挙げられ得る。

適切なポリカルボン酸の非限定的な例としては、ドデカン二酸、アゼライン酸、アジピン酸、１，６−ヘキサン二酸、コハク酸、ピメリン酸、セバシン酸、マレイン酸、クエン酸、イタコン酸、アコニット酸、酸無水物とポリオールとの反応から形成された半エステル、およびこれらの混合物が挙げられ得るが、これらに限定されない。さらなる非限定的な例としては、カルボン酸基含有ポリマー（例えば、アクリルポリマー、ポリエステルおよびポリウレタン）；およびオリゴマー（例えば、エステル基含有オリゴマー）；ならびに脂肪二酸が挙げられ得る。

非限定的な実施形態において、カルボン酸官能性アクリル物質は、当業者に公知の技術を使用して、メタアクリル酸および／またはアクリル酸モノマーを、エチレン性不飽和共重合可能モノマーと共重合させることによって調製され得る。別の実施形態において、カルボン酸官能性アクリルは、従来の当該分野において認識された技術を使用して、ヒドロキシ官能性アクリルポリマーを、環状無水物と反応させることによって、調製され得る。

さらなるポリアクリル酸反応物としては、エステル基含有オリゴマーが挙げられ得るが、これらに限定されない。エステル含有オリゴマーの非限定的な例としては、ポリオールと１，２−酸環状無水物とを反応させることによって形成される半エステル（例えば、ペンタエリスリトールとメチルヘキサヒドロフタル酸無水物とを反応させることによって形成される半エステル、またはポリオールとポリ酸もしくは無水物とに由来する酸官能性ポリエステル）が挙げられる。

非限定的な実施形態において、エポキシドおよび水素官能性物質は、必要に応じて、エポキシド開環触媒を含み得る。この触媒としては、当業者に公知の触媒が挙げられ得る。適切な触媒の非限定的例は、以下の群より選択され得る：ルイス塩基、ルイス酸およびＵｌｌｍａｎｎ’ｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，第５版，１９９２，Ｖｏｌｕｍｅ Ａ２１，ｐｐ．６７３〜６７４に記載されるような挿入触媒。非限定的実施形態において、この触媒は、有機酸の第一スズ付加物（例えば、限定ではなく、２‐エチルヘキサン酸第一スズ、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズメルカプチド、ジブチルスズジマレエート、ジメチルスズジアセテート、ジメチルスズジラウレート、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、およびこれらの混合物）であり得る。代替の非限定的実施形態において、この触媒は、亜鉛オクタアート、ビスマスまたは第二鉄アセチルアセトネートであり得る。

適切な触媒のさらなる非限定的な例としては、限定ではなく、トリエチルアミン、トリイソプロピルアミン、トリ−第三級ブチルアミン、テトラフルオロホウ酸およびＮ，Ｎ−ジメチルベンジルアミンのような第三級アミンが挙げられ得る。このような適切な第三級アミンは、米国特許第５，６９３，７３８号（この開示は、本明細書中で参考として援用される）の第１０欄、６〜３８行にて開示されている。

非限定的な実施形態において、この触媒は、エポキシド官能性物質と合わされる前に、水素官能性物質中に取り込まれ得る。代替の非限定的な実施形態において、使用される触媒量は、合わされたイソシアネートおよび活性な水素官能性物質の総重量に基づいて、５重量％未満、または約３重量％未満、または１重量％未満であり得る。

粒状架橋ポリエポキシドを調製するために使用される反応物の水素基に対する、エポキシド基のモル当量比は、代表的に、０．５：１．０〜２．０：１．０、例えば、０．７：１．０〜１．３：１．０または０．８：１．０〜１．２：１．０である。

非限定的な実施形態において、イソシアネートおよび／またはエポキシド官能性物質、ならびに水素官能性物質は、必要に応じて、公知の従来の添加剤を含み得る。このような添加剤の非限定的な例としては、熱安定剤、抗酸化剤、離型剤、静的染料（ｓｔａｔｉｃ ｄｙｅ）、色素、柔軟添加剤（ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｚｉｎｇ ａｄｄｉｔｉｖｅ）（例えば、アルコキシル化フェノールベンゾエートおよびポリ（アルキレングリコール）ジベンゾエートであるが、これらに限定されない）および界面活性剤（例えば、エチレンオキシド／プロピレンオキシドブロックコポリマー界面活性剤であるが、これに限定されない）が挙げられ得るが、これらに限定されない。代替の非限定的な実施形態において、このような添加剤は、合わされたイソシアネートおよび水素官能性物質、またはエポキシドおよび水素官能性物質の総重量に基づいて、合わせて、１０重量％未満、または５重量％未満、または約３重量％未満の量で存在し得る。

代替の非限定的な実施形態において、従来の添加剤は、イソシアネート官能性物質またはエポキシド官能性物質、および／または水素官能性物質に添加され得る。

本発明において使用するために適した粒子状ポリマーの非限定的な例としては、粒子状熱可塑性ポリマー、粒子状架橋ポリマーおよびこれらの混合物が挙げられ得る。本明細書中および特許請求の範囲中で使用される場合、用語「熱可塑性ポリマー」とは、本質的には架橋されておらず、本質的には三次元ネットワークを形成しないポリマー材料をいう。本明細書中および特許請求の範囲中で使用される場合、用語「架橋ポリマー」とは、少なくとも実質的に架橋されたポリマーをいい、ここでこのポリマーは、本質的に、三次元ネットワークを有する。ポリマー分子の構造的形状ならびに熱可塑性ポリマーまたは架橋ポリマーの特徴付けは、当該分野で公知である（Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ，Ｇｅｏｒｇｅ Ｏｄｉａｎ，ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ，Ｉｎｃ．，１９７０，１６〜１９頁および９４〜９９頁を参照のこと）。架橋の存在および／または架橋の程度が、ポリマーを調製するにあたって使用される化学量論および／または硬化により制御され得ることもまた、当該分野で公知である。

非限定的実施形態において、熱可塑性ポリウレタンは、硬化剤（例えば、ブタンジオールが挙げられるが、これらに限定されない）の必要な化学量論的量（例えば、９７％〜１０２％）を使用することによって調製され得る。

非限定的実施形態において、架橋ポリウレタンは、そのウレタンまたは尿素結合が、残りのイソシアネートと反応するように、化学量論的に必要な量より少ない硬化剤を使用することによって調製され得る。この硬化剤としては、グリコールが挙げられ得るが、これらに限定されない。別の非限定的実施形態において、この二官能性硬化剤を三官能性硬化剤またはイソシアネートで部分的に置換することは、より熱安定性の化学的架橋を生じる。さらなる非限定的実施形態において、商標名Ｔｏｌｏｎａｔｅ ＨＤＴの下でＲｈｏｎｅ Ｐｏｕｌｅｎｃから市販される三官能性イソシアネートは、ポリマー構造内の架橋を増加させるために使用され得る。

本発明における使用のための熱可塑性ポリウレタンポリマーの非限定的例としては、ＴＥＸＩＮ（登録商標）脂肪族ポリエーテルに基づく熱可塑性ポリウレタン樹脂（これは、Ｂａｙｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販される）が挙げられ得るが、これらに限定されない。熱可塑性ポリ（メタ）アクリレートの非限定的例としては、ＲＯＨＡＤＯＮ熱可塑性ポリ（メタ）アクリレート（これは、ＲＯＥＨＭ Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄから市販される）が挙げられ得るが、これらに限定されない。

非限定的実施形態において、この粒子状架橋ポリマーは、本質的に加熱の際に粒子の焼結がないように選択され得る。

本発明の研磨パッドに存在する粒子状ポリマーの量は、広範に変化し得る。代替的非限定的実施形態において、この粒子状ポリマーは、粒子状ポリマーおよび有機ポリマーバインダーの総重量に基づいて、少なくとも５１重量％、または少なくとも６５重量％、または少なくとも７５重量％の量で存在する。さらなる代替的非限定的実施形態において、この粒子状ポリマーは、粒子状ポリマーおよび有機ポリマーバインダーの総重量に基づいて、９５重量％未満、または９０重量％未満、または８５重量％未満の量で存在し得る。

本発明において、この研磨パッドは、粒子状ポリマーおよび有機ポリマーバインダーを含む。広範な種々の適した有機ポリマーバインダーは、本明細書中での使用について公知である。非限定的実施形態において、この有機ポリマーバインダーは、熱可塑性有機ポリマーバインダー、架橋有機ポリマーバインダー、相互貫入ポリマーネットワークから構成される有機ポリマーバインダー、およびこれらの混合物から選択され得る。さらなる非限定的実施形態において、この有機ポリマーは、ポリウレタンバインダー、ポリエポキシドバインダー、ウレタン修飾ポリエポキシドバインダー、および（メタ）アクリル修飾ポリウレタンバインダーならびにこれらの混合物から選択され得る。

非限定的実施形態において、本発明の有機ポリマーバインダーは、インサイチュで形成され得る。本明細書中および特許請求の範囲中で使用される場合、用語「バインダーのインサイチュ調製」、「バインダーのインサイチュ重合」、「バインダーのインサイチュ形成」、および類似の用語法は、粒子状ポリマーの存在下での本発明の有機ポリマーバインダーの調製、重合および／または形成をいう。非限定的実施形態において、有機ポリマーバインダー前駆物質の分子は、互いに反応して、有機ポリマーバインダーを形成し得る一方、その前駆物質は、粒子状ポリマーの存在下にある。別の非限定的実施形態において、１種を超える有機ポリマーバインダー前駆物質が使用され得、１種の前駆物質の分子は、別の種の前駆物質の分子と反応し得る一方、粒子状ポリマーの存在下で、有機ポリマーバインダーを形成し得る。

有機ポリマーバインダーのインサイチュ調製は、当業者に公知の重合法を含み得る。代替的非限定的実施形態において、ポリマーは、縮合反応、フリーラジカルにより開始される反応またはこれらの組み合わせにより形成され得る。１つの実施形態において、このポリマーは、イソシアネート官能性ポリウレタンプレポリマーとポリアミンとの縮合により形成されるポリウレタンであり得る。別の実施形態において、このポリマーは、フリーラジカル開始剤の存在下でウレタン−ジアクリレートの重合により形成されるポリウレタン−アクリレートであり得る。さらなる実施形態において、このポリマーは、本明細書中で先に記載されるように、段階式または同時の縮合反応およびフリーラジカル重合反応により形成される相互貫入ポリマーネットワークであり得る。

本発明において使用するための適切な有機ポリマーバインダー前駆物質は、当業者に公知の物質から選択され得、広範に変化し得る。非限定的例としては、モノマー、プレポリマー、樹脂およびこれらの混合物が挙げられ得る。非限定的実施形態において、有機バインダー前駆物質は、触媒、架橋剤、硬化剤、溶媒、および当該分野で公知の他の従来の添加剤を含み得る。

代替的非限定的実施形態において、この有機ポリマーバインダー前駆物質は、ポリウレタンバインダー前駆物質、ポリエポキシドバインダー前駆物質、ウレタン修飾ポリエポキシドバインダー前駆物質、（メタ）アクリル修飾ポリウレタンバインダー前駆物質、ならびにこれらのコポリマーおよびこれらの混合物から選択され得る。非限定的実施形態において、このポリウレタンバインダー前駆物質は、少なくとも２つのイソシアネート基を含み得るイソシアネート官能性材料、および必要に応じて、少なくとも２つのキャップされたイソシアネート基を有し得るキャップされたイソシアネート材料；ならびにイソシアネート官能性材料のイソシアネート基と反応し得る少なくとも２つの活性水素基を含み得る水素官能性材料から調製され得る。

有機ポリウレタンバインダーを調製するために使用され得る、適切なイソシアネート官能性材料、キャップされたイソシアネート材料、（メタ）アクリレート修飾イソシアネート、および水素官能性材料の非限定的例は、粒子状ポリマーに対して、それぞれ本明細書中で先に記載されたイソシアネート官能性材料、キャップされたイソシアネート材料、（メタ）アクリレート修飾イソシアネート、および水素官能性材料から選択され得る。

さらなる非限定的実施形態において、このイソシアネート官能性材料は、キャップされたイソシアネート材料を含み得る。キャップされたイソシアネート材料の存在は、イソシアネート官能性材料および水素官能性材料が組み合わされる場合にゲル化の開始を遅らせ得ると考えられる。ゲル化の開始を遅らせることにより、この粒子状ポリマーと、イソシアネートと、水素官能性材料とをいっしょに混合するためのさらなる時間が可能になる。さらなる非限定的実施形態において、このキャップされたイソシアネート材料は、このイソシアネート官能性材料が、遊離イソシアネートおよびキャップされたイソシアネート基の総モル当量に基づいて、５０モル％未満、または少なくとも５モル％、または５モル％〜４０モル％の量で、キャップされたイソシアネート基を含むような量で存在し得る。

非限定的実施形態において、このイソシアネート官能性材料は、本明細書中で先に記載されるように、少なくとも２つの（メタ）アクリレート修飾イソシアネート基を有する（メタ）アクリレート修飾多官能性イソシアネート材料を含み得る。さらなる非限定的実施形態において、この（メタ）アクリレート修飾イソシアネート材料は、粒子状 ポリウレタンを調製するために使用されるイソシアネート官能性材料に基づいて、６０重量％未満、または少なくとも５重量％、または５〜５０重量％の量で存在し得る。

非限定的実施形態において、有機ポリウレタンバインダー前駆物質を調製するために使用されるこのイソシアネートおよび水素官能性材料は、触媒を含み得る。適切な触媒の非限定的例としては、粒子状ポリウレタンの調製に関して、本明細書中で先に記載される触媒（例えば、三級アミン（例えば、トリエチルアミン）、および有機金属化合物（例えば、ジブチルスズラウレート）が挙げられるが、これらに限定されない）が挙げられ得る。さらなる非限定的実施形態において、この触媒は、イソシアネートおよび水素官能性材料を組み合わせる前に、水素官能性材料に組み込まれ得る。代替的非限定的実施形態において、この触媒は、合わせたイソシアネートおよび水素官能性材料の総重量に基づいて、５重量％未満、または３重量％未満または１重量％未満の量で存在し得る。イソシアネート基および必要に応じて、架橋ポリウレタンバインダーを調製するために使用される材料の活性水素基に対してキャップされたイソシアネート基のモル当量比は、０．５：１．０〜２．０：１．０、または０．７：１．０〜１．３：１．０、または０．８：１．０〜１．２：１．０であり得る。

本発明の非限定的実施形態において、この有機ポリウレタンバインダーは、少なくとも２つのイソシアネート基を有し得るイソシアネート官能性材料と水との反応生成物であり得る。適切なイソシアネート官能性材料の非限定的例としては、本明細書中で先に記載されるイソシアネート官能性材料の非限定的例を含み得る。さらなる非限定的実施形態において、少なくとも２つのイソシアネート基を有するイソシアネート官能性ポリウレタンプレポリマーは、水と反応して、本発明において使用するための有機ポリウレタンバインダーを形成し得る。適切なイソシアネート官能性ポリウレタンプレポリマーの非限定的例としては、本明細書中で先に記載されるものが挙げられる。非限定的実施形態において、このイソシアネート官能性ポリウレタンプレポリマーとしては、トルエンジイソシアネートとポリ（テトラヒドロフラン）との反応生成物が挙げられ得るが、これらに限定されない。

本明細書中および特許請求の範囲中で使用される場合、用語「水と反応する（反応させる）」は、イソシアネート官能性材料に水を添加すること、またはイソシアネート官能性材料を水蒸気、水分または湿度と接触させることを包含し得る。

非限定的実施形態において、この粒子状ポリマー、イソシアネート官能性材料および必要に応じて触媒は、ともに混合され得、開放型（例えば、頂部もふたも有さない型）に入れられ得る。この混合物は、機械的手段によって型内に分配されて、型を均質に充填し得る。適切な機械的手段としては、低圧圧縮または圧密ローラーの使用が挙げられ得る。その充填された開放型は、次いで、周囲温度（例えば、２５℃）または上昇温度（例えば、３０℃〜９０℃）において、％相対湿度（例えば、２５〜９５％）を有する空気の存在下で、一定期間（例えば、３０分〜２４時間）の間オーブンに入れられ得る。

非限定的実施形態において、ポリエポキシドバインダー前駆物質は、少なくとも２つのエポキシド基を含み得るエポキシド官能性材料；およびこのエポキシド官能性材料のエポキシド基と反応性の少なくとも２つの活性水素基を含み得る水素官能性材料を反応させることによって調製され得る。適切なエポキシドおよび水素官能性材料の非限定的例としては、本明細書中で先に議論されるように、粒子状ポリエポキシドを調製するために使用されるエポキシドおよび水素官能性材料に対して先に記載されるものが挙げられ得る。

ポリエポキシドバインダー前駆物質を調製するために使用され得る適切なエポキシドおよび水素官能性材料の非限定的例は、それぞれ、本明細書中で先に記載される、エポキシドおよび水素官能性材料から選択され得る。

非限定的実施形態において、ポリエポキシドバインダー前駆物質を調製するために使用されるエポキシドおよび水素官能性材料は、エポキシド環開環触媒を含み得る。適切な触媒の非限定的例としては、粒子状ポリエポキシド（例えば、三級アミン、（例えば、トリ-三級ブチルアミン）およびテトラフルオロホウ酸）の調製に関して、本明細書中で先に記載されるエポキシド触媒が挙げられる。非限定的実施形態において、この触媒は、エポキシドおよび水素材料をともに混合する前に、水素官能性材料に添加され得る。さらなる非限定的実施形態において、このエポキシド環開環触媒は、エポキシドおよび水素官能性材料の総重量に基づいて、５重量％未満、または３重量％または１重量％未満の量で存在し得る。代替的非限定的実施形態において、ポリエポキシドバインダー前駆物質を調製するために使用される材料のエポキシド基 対 活性水素基のモル当量比は、０．５：１．０〜２．０：１．０、または０．７：１．０〜１．３：１．０または０．８：１．０〜１．２：１．０であり得る。

適切な有機ポリマーバインダー前駆物質の非限定的例は、熱可塑性ポリマーを含み得る。適切な熱可塑性ポリマーは、当業者に周知の広範に種々の熱可塑性ポリマーから選択され得、熱可塑性粒子状ポリマー（例えば、熱可塑性ポリ（メタ）アクリレート、熱可塑性ポリウレタンおよびこれらの混合物）に対して、本明細書中で先に記載されるものが挙げられ得るが、これらに限定されない。

さらに、適切な有機ポリマーバインダー前駆物質の非限定的例は、架橋ポリマーを含み得る。適切な架橋ポリマーは、広範に種々の当業者に周知の架橋ポリマーから選択され得、架橋粒子状ポリマー（例えば、架橋ポリウレタン、架橋ポリエポキシド、架橋ウレタン修飾エポキシドおよびこれらの混合物）に対して、本明細書中で先に記載されるものが挙げられ得るが、これらに限定されない。

非限定的実施形態において、有機ポリマーバインダー前駆物質は、従来の添加剤を含み得る。適切な従来の添加剤の非限定的例としては、粒子状ポリウレタンおよび粒子状ポリエポキシドの調製に関して、本明細書中で先に記載される添加剤が挙げられ、例えば、離型剤、色素および柔軟剤が挙げられるが、これらに限定されない。代替的非限定的実施形態において、添加剤は、有機ポリマーバインダーの総重量に基づいて、合わせて１０重量％未満、または５重量％未満、または３重量％未満の量で存在し得る。さらなる代替的非限定的実施形態において、従来の添加剤は、エポキシドまたは水素官能性材料のいずれかに添加され得る。

代替的非限定的実施形態において、本発明の研磨パッドは、粒子状ポリマーおよび有機ポリマーバインダーの総重量に基づいて、有機ポリマーバインダーの少なくとも５重量％、または少なくとも１０重量％、または少なくとも１５重量％を含み得る。さらなる代替的非限定的実施形態において、この有機ポリマーバインダーは、粒子状ポリマーおよび有機ポリマーバインダーの総重量に基づいて、４９重量％未満、または３５重量％未満、または２５重量％未満の量で、研磨パッド中に存在し得る。

本発明の研磨パッドは、当業者に公知の種々の方法によって調整され得る。非限定的実施形態において、この研磨パッドは、粒子状ポリマーおよび有機バインダー前駆物質（イソシアネート官能性材料および水素官能性材料を含む）を共に混合する工程を包含する、多工程プロセスによって調製され得る。粒子状ポリマーおよび前駆物質の混合物は、例えば、熱の適用によって重合または硬化されて、本発明の研磨パッドを形成し得る。本明細書中で先に記載されるように、粒子状ポリマーの存在下で前駆物質を使用する有機ポリマーバインダーの重合は、本明細書中でおよび特許請求の範囲中で用語「インサイチュ」によって言及される。

本発明の非限定的実施形態において、この粒子状ポリマーは、熱可塑性粒子状ポリマーを含み得；この熱可塑性粒子状ポリマーは、有機バインダー前駆物質と混合され得、得られるパッドの熱可塑性粒子の間に焼結がないように、この粒子状熱可塑性ポリマーの融点または焼結点未満の温度で重合または硬化され得る。代替的非限定的実施形態において、この温度は、１８０℃未満、１５０℃以下、または１３５℃以下であり得る。

別の非限定的実施形態において、粒子状ポリマーおよび有機バインダー前駆物質の混合物は、圧力および熱を適用しながら型の中で重合され得、ここでこの条件は、焼結を生じない。重合工程の完了の際に、型が維持される圧力は、解放され得、次いで、この研磨パッドは、型から外され得、パッドは、さらに加工され、例えば、種々の形状に切断され得る。

本発明の研磨パッドは、１つ以上の作業表面を有し得、ここで本明細書中でおよび特許請求の範囲中で使用される「作業表面」とは、研磨される物品の表面と接触し得るパッドの表面をいう。非限定的実施形態において、研磨される物品は、シリコンウェハであり得る。非限定的実施形態において、研磨パッドの作業表面は、表面特徴（例えば、チャネル、溝、穿孔およびこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない）を有し得る。これらの表面特徴は、以下の特性のうちの１つ以上を増強し得る：（１）パッドの作業表面と、研磨される物品の表面との間の研磨スラリーの運動；（２）研磨される物品の表面から削り落とされる材料の除去および輸送；または（３）研磨パッドの研磨または平坦化効率。

表面特徴は、当業者に公知の手段によって、研磨パッドの作業表面に組み込まれ得る。非限定的実施形態において、このパッドの作業表面は、例えば、削りだしまたは切断によって、機械的に修飾され得る。別の非限定的実施形態において、表面特徴は、例えば、少なくとも１つの型の内部表面にその形成の間にパッドの作業表面に与えられ得る高まった特徴を提供することによって、成形プロセスの間にパッドの作業表面へ組み込まれ得る。表面特徴は、研磨パッドの作業表面にまたがる無作為または均質なパターンの形態で分配され得る。表面特徴パターンの非限定的例としては、渦巻き形、円形、矩形、クロスハッチおよびワッフル様パターンが挙げられ得るが、これらに限定されない。

代替的非限定的実施形態において、本発明の研磨パッドは、少なくとも１ミクロン、または少なくとも５ミクロン、または少なくとも１０ミクロンの孔サイズを有し得る。さらなる代替的非限定的実施形態において、研磨パッドの孔サイズは、１０００ミクロン未満、または５００ミクロン未満、または１００ミクロン未満であり得る。

非限定的実施形態において、この粒子状ポリマーおよび／または有機ポリマーバインダーは、研磨粒子状材料を含み得る。この研磨粒子状材料は、粒子状ポリマーおよび／または有機ポリマーバインダー全体を通して実質的に均質にまたは非均質的に分配され得る。非限定的実施形態において、研磨粒子状材料は、粒子状ポリマーおよび／または有機ポリマーバインダー全体を通して実質的に均質に分配され得る。代替的非限定的実施形態において、この研磨粒子状材料は、パッドの総重量に基づいて、７０重量％未満、または少なくとも５重量％、または５重量％〜６５重量％の量で、研磨パッド中に存在し得る。

代替的非限定的実施形態において、この研磨粒子状材料は、個々の粒子、個々の粒子の凝集物、または個々の粒子と凝集物の組み合わせの形態であり得る。さらなる代替的非限定的実施形態において、この研磨粒子状材料の形状は、球状、ロッド状、三角形、錐体、円錐形、四面体、不規則な四面体、ならびにこれらの混合物および／または組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。

一般に、研磨粒子状材料の平均粒子サイズは、広範に変化し得る。代替的非限定的実施形態において、平均粒子サイズは、少なくとも０．００１ミクロン、または少なくとも０．０１ミクロン、または少なくとも０．１ミクロンであり得る。さらなる代替的非限定的実施形態において、研磨粒子状材料の平均粒子サイズは、５０ミクロン未満、または１０ミクロン未満、または１ミクロン未満であり得る。

非限定的実施形態において、研磨粒子状材料の平均粒子サイズは、粒子の最長寸法に沿って測定され得る。

本発明において使用するための適切な研磨粒子状材料の非限定的例としては、酸化アルミニウム（例えば、γアルミナ、溶融酸化アルミニウム、熱処理酸化アルミニウム、白色溶融酸化アルミニウム、およびアルミナから誘導されるゾルゲル）；シリコンカーバイド（例えば、緑色シリコンカーバイドおよび黒色シリコンカーバイドが挙げられ得るが、これらに限定されない）；二ホウ化チタン、炭化ホウ素；窒化ケイ素；炭化タングステン；炭化チタン、；ダイアモンド；窒化ホウ素（例えば、立方晶窒化ホウ素および六方晶窒化ホウ素が挙げられるが、これらに限定されない）；ガーネット；溶融アルミナジルコニア；シリカ（例えば、溶融シリカが挙げられるが、これらに限定されない）；酸化鉄；酸化クロム；酸化セリウム；ジルコニア；二酸化チタン；酸化錫；酸化マンガン；およびこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。さらなる非限定的実施形態において、この研磨粒子状材料は、酸化アルミニウム、シリカ、酸化セリウム、ジルコニアおよびこれらの混合物から選択され得る。

非限定的実施形態において、本発明において使用される研磨粒子状材料は、その上に表面改変剤を有し得る。適切な表面改変剤の非限定的例としては、界面活性剤、カップリング剤およびこれらの混合物が挙げられ得る。非限定的実施形態において、界面活性剤は、粒子状ポリマーおよび／または有機ポリマーバインダーが、調製され得る樹脂中の研磨粒子の分散性を改善するために使用され得る。別の非限定的実施形態において、カップリング剤は、粒子状ポリマーのマトリクスおよび／または有機ポリマーバインダーのマトリクスに対する研磨粒子の結合を増強するために使用され得る。さらなる非限定的実施形態において、この表面改変剤は、研磨粒子状材料および表面改変剤の総重量に基づいて、２５重量％未満、または０．５〜１０重量％の量で存在し得る。

本発明において使用するために適切な界面活性剤の非限定的例としては、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両親媒性界面活性剤および非イオン性界面活性剤が挙げられ得、例えば、金属アルコキシド、ポリアルキレンオキシド、長鎖脂肪カルボン酸の塩が挙げられるが、これらに限定されない。本発明において使用するために適切なカップリング剤の非限定的例としては、シラン（例えば、オルガノシランが挙げられるが、これらに限定されない）、チタネートおよびジルコアルミネートが挙げられ得る。非限定的実施形態において、カップリング剤としては、ＳＩＬＱＵＥＳＴシランＡ−１７４およびＡ−１２３０（これらは、Ｗｉｔｃｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている）が挙げられ得る。

本発明の研磨パッドは、円形、楕円形、正方形、矩形、および三角形から選択される形状を有し得るが、これらに限定されない。非限定的実施形態において、この研磨パッドは、連続ベルトの形態であり得る。本発明に従うこの研磨パッドは、広範なサイズおよび厚みを有し得る。非限定的実施形態において、円形研磨パッドは、３．８ｃｍ〜１３７ｃｍの範囲の直径を有し得る。さらなる非限定的実施形態において、この研磨パッドの厚みは、０．５ｍｍ〜５ｍｍの間で変化し得る。

非限定的実施形態において、本発明の研磨パッドは、ＡＳＴＭ １６２２−８８によって測定される場合、０．５ｇ／ｃｍ^３（ｇ／ｃｃ）〜１．１ｇ／ｃｃの密度を有し得る。別の非限定的実施形態において、この研磨パッドは、ＡＳＴＭ Ｄ ２２４０に従って決定される場合、少なくとも８０、または８５〜９８のＳｈｏｒｅ Ａ硬度値、および少なくとも３５、または８５以下、または４５〜８０のＳｈｏｒｅ Ｄ硬度値を有し得る。

非限定的実施形態において、この研磨パッドは、粒子状架橋ポリウレタンおよびポリウレタンバインダーを含み得る。本発明の別の実施形態において、この研磨パッドは、粒子状架橋ポリエポキシドおよびポリウレタンバインダーを含み得る。さらなる非限定的実施形態において、この研磨パッドは、粒子状架橋ポリエポキシドおよびポリエポキシドバインダーを含み得る。さらなる実施形態において、この研磨パッドは、粒子状架橋ポリウレタンおよびポリエポキシドバインダーを含み得る。さらなる実施形態において、この研磨パッドは、粒子状架橋ポリウレタン、粒子状架橋ポリエポキシドおよびこれらの混合物、ならびにポリウレタンバインダー、ポリエポキシドバインダーおよびこれらのコポリマーを含み得る。

本発明に従う研磨パッドは、図３に言及して記載され得る。図３において、作業表面１１を一方の側面に、および実質的に平行な背面１７をそのパッドの対向する側面に有する研磨パッド６が、記載される。図３において、作業表面１１の一部１４は、拡大図１４’にさらに詳細に示される。拡大図１４’を参照すると、研磨パッド６は、粒子状ポリマー２０（これは、有機ポリマーバインダー２６によって一緒に結合される）を含む。粒子状ポリマー２０および有機ポリマーバインダー２６は、作業表面１１の上に表面孔３０および作業表面１１の下にある埋め込まれた孔２３をともに形成する。

いずれの理論によっても拘束されることを意図しない一方、使用時に、シリコンウェハの表面を研磨または平坦化する間、非限定的実施形態において、本発明の研磨パッドの作業表面の多孔性は、実質的に一定なままであると考えられる。図１をさらに参照すると、研磨パッド６の作業表面１１が、例えば、研磨またはパッド調節プロセスの間に摩損されるにつれて、新たな表面孔３０が、作業表面１１のすぐ下にあるそれらの埋め込まれた孔２３として形成され、露出される。

非限定的実施形態において、本発明の研磨パッドは、予備パッドなしで使用され得、電動化研磨ツール、機械、または装置の旋盤の上に特設配置され得る。代替的実施形態において、本発明の研磨パッドは、研磨パッドアセンブリに含められ得、ここで少なくとも１つの裏打ちシートが、研磨パッドの背面に接着され得る。非限定的実施形態において、研磨パッドアセンブリは、以下を含み得る：
（ａ）作業表面および背面を有する研磨パッド；
（ｂ）上部表面および下部表面を有する裏打ちシート；ならびに
（ｃ）この研磨パッドの背面と、この裏打ちシートの上部表面との間に挟まれ、かつこれらを接触させる接着手段。

非限定的実施形態において、この研磨パッドアセンブリの裏打ちシートは、剛性であっても可撓性であってもよく、研磨操作の間の研磨パッドを支持または安定化または衝撃吸収し得る。この裏打ちシートは、当業者に公知の材料から製作され得る。代替的非限定的実施形態において、この裏打ちシートは、有機ポリマー材料（例えば、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレートシート）およびポリオレフィン（例えば、ポリエチレンシートおよびポリプロピレンシート）が挙げられるが、これらに限定されない）から製作され得る。

別の非限定的実施形態において、本発明の研磨パッドアセンブリの裏打ちシートは、放出シートであり得、これは、接着手段から剥がされ得、それによって、パッドを別の表面（例えば、研磨装置の旋盤）に、露出された接着手段によって接着させる。放出シートは、当業者に公知である。非限定的実施形態において、この放出シートは、紙または有機ポリマー材料（ポリエチレンテレフタレートシート、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレンシートおよびポリプロピレンシート）およびフッ化ポリオレフィン（例えば、ポリテトラフルオロエチレン）が挙げられるが、これらに限定されない）から製作され得る。さらなる非限定的実施形態において、この放出シートの上部表面は、その上に、接着手段と接触した状態であり得る放出コーティングを含み得る。放出コーティングは、当業者に周知である。放出コーティングの非限定的例としては、フッ化ポリマーおよびシリコーンが挙げられ得る。

研磨パッドアセンブリの接着手段は、接着アセンブリまたは接着層から選択され得る。接着層は、公知の方法によって付与され得る。非限定的実施形態において、この接着層は、研磨パッドおよび裏打ちシートをともに加圧する前に、研磨パッドの背面および／または裏打ちシートの上部表面に付与され得る。接着層の非限定的例としては、接触接着剤、熱可塑性接着剤、および硬化性接着剤（例えば、熱硬化性接着剤が挙げられるが、これらに限定されない）が挙げられ得る。

別の非限定的実施形態において、接着アセンブリは、上部接着層と下部接着層との間に挟まれた接着支持層を含み得る。この接着アセンブリの上部接着層は、研磨パッドの背面と接触した状態であり得、接着層の下部層は、裏打ちシートの上部表面と接触した状態であり得る。接着支持シートの非限定的例は、有機ポリマー材料（例えば、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレートシート）およびポリオレフィン（例えば、ポリエチレンシートおよびポリプロピレンシート）が挙げられるが、これらに限定されない）から製作され得る。さらなる非限定的実施形態において、接着アセンブリの上部接着層および下部接着層は、接着層に関して、本明細書中で以前に記載される接着剤から選択され得る。非限定的実施形態において、接着層の上部表面および下部表面は、各々接着剤と接触し得る。さらなる非限定的実施形態において、この接着アセンブリは、２側面があり得るか、または二重コーティングテープ（例えば、３Ｍ，Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｔａｐｅ ａｎｄ Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ Ｄｉｖｉｓｉｏｎから市販されている二重コーティングされたフィルムテープが挙げられるが、これらに限定されない）であり得る。

本発明の研磨パッドアセンブリは、図１および２を参照して記載され得る。図１の研磨パッドアセンブリ７は、研磨パッド３３、バッキングシート３９、および接着層３６を備え、この研磨パッドは、上部作業表面１１および下部バック表面１７を有し、このバッキングシートは、上部表面４２および下部表面４５を有し、そしてこの接着層は、研磨パッド３３とバッキングシート３９との間に挿入される。吸着層３６は、研磨パッド３３の下部バック表面１７およびバッキングシート３９の上部表面４２の両方と接着接触する。

図２の研磨パッドアセンブリ９は、接着アセンブリ４８を備え、これは、研磨パッド３３とバッキングシート３９との間に挿入される。接着アセンブリ４８は、接着支持体シート５１から構成され、これは、上部接着層５４と下部接着層５７との間に挿入される。上部接着層５４は、研磨パッド３３の下部バック表面１７と接触し、下部接着層５７は、バッキングシート３９の上部表面４２と接触する。図１の研磨パッドアセンブリ７および図２の研磨パッドアセンブリ９のバッキングシート３９の底部表面４５は、各々、適切な手段（例えば、接着手段（示さず））で、電動化研磨機のプラテン（示さず）に接着され得る。

非限定的な実施形態において、本発明の研磨パッドは、研磨流体（例えば、研磨スラリー）（これは、当該分野で公知である）と組み合わせて使用され得る。研磨の間、研磨流体は、パッドの作業表面と研磨されるべき基材の表面との間に挿入され得る。非限定的な実施形態において、研磨工程は、研磨される基材に関して研磨パッドを動かす工程を包含し得る。本発明での使用のための適切な研磨流体の非限定的な例としては、研磨材粒子を含むスラリーが挙げられ得る。適切な研磨材の非限定的な例としては、粒子状酸化セリウム、粒子状アルミナ、および粒子状シリカが挙げられ得る。半導体基材の研磨における使用のための市販のスラリーの非限定的な例としては、Ｒｏｄｅｌ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄから市販されるＩＬＤ １２００およびＩＬＤ １３００；ならびにＣａｂｏｔ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｄｉｖｉｓｉｏｎから市販されるＳｅｍｉ−Ｓｐｅｒｓｅ ＡＭ１００およびＳｅｍｉ−Ｓｐｅｒｓｅ １２が挙げられ得る。

非限定的な実施形態において、本発明の研磨パッドは、複合材を形成するサブパッド層または多層化構造と組み合わせて使用され得る。さらなる非限定的な実施形態において、サブパッド層は、研磨パッドと共に使用され、研磨パッドと研磨される基材の表面との間の一様な接触を増加し得る。サブパッド層は、等しい圧力を研磨パッドの作業表面に付与し得る圧縮性材料から作られ得る。サブパッド層の非限定的な例としては、ポリウレタン含浸フェルト、および天然ゴム、合成ゴム、熱可塑性エラストマーからつくられる発砲シートが挙げられ得るがこれらに限定されない。非限定的な実施形態において、サブパッド層の厚さは、０．２〜２ｍｍの範囲にあり得る。本発明における使用のために適切な市販のサブパッド層の例としては、Ｓｕｂａ^ＴＭ ＩＶが挙げられ、これは、Ｒｏｄｅｌ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄから市販される。

本発明は、以下の実施例においてより詳細に記載され、これらの実施例は、例示のみであることが意図される。なぜなら、そこにおける多数の改変およびバリエーションが、当業者に明らかであるからである。他に特定されない限り、全ての部および全てのパーセンテージは、重量基準である。

（実施例Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤ）
（粒子状架橋ポリマーの調製）
（実施例Ａ）
粒子状架橋ポリウレタンを、表Ａに列挙される成分から調製した。粒子状架橋ポリウレタンを、本明細書中の実施例１および２においてさらに記載されるように、研磨パッドを調製するために使用した。

（ａ）ＬＯＮＺＡＣＵＲＥ ＭＣＤＥＡジアミン硬化剤（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃから入手）。これは、メチレンビス（クロロジエチルアナリン（ａｎａｌｉｎｅ））として記載される。
（ｂ）ＶＥＲＳＡＬＩＮＫ Ｐ−６５０ ポリ（テトラメチレングリコール）ジアミン硬化剤（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃから入手）。
（ｃ）ＰＬＵＲＯＮＩＣ Ｆ１０８界面活性剤（ＢＡＳＦ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手）
（ｄ）ＡＲＩＴＨＡＮＥ ＰＨＰ−７５Ｄプレポリマー（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃから入手）。これは、トルエンジイソシアネートおよびポリ（テトラメチレングリコール）のイソシアネート官能性反応生成物として記載される。

チャージ１を、開放コンテナに添加し、そしてコンテナの内容物が溶融状態になるまで、９０℃の温度に設定されたホットプレート上に配置する。次いで、チャージ２を、なおホットプレート上にあるこのコンテナに添加し、内容物を、一様になるまで、モーター駆動インペラーで完全に混合した。次いで、コンテナの内容物を、４００ｇの８０℃脱イオン水にゆっくりと注ぎ、同時に脱イオン水を激しく攪拌した。コンテナの内容物の添加の完了の際に、脱イオン水を、さらに１０分間激しく混合し続け、その後、濾過によって、形成された粒子状架橋ポリウレタンを単離した。この単離された粒子状架橋ポリウレタンを、１３０℃のオーブンで２時間乾燥した。

乾燥した粒子状架橋ポリウレタンを、スタックの上から下までの、以下のメッシュサイズを有するシーブのスタックを使用して分類した：４０メッシュ（４２０ミクロンシーブ開口部）、５０メッシュ（２９７ミクロンシーブ開口部）、７０メッシュ（２１０ミクロンシーブ開口部）、および１４０メッシュ（１０５ミクロンシーブ開口部）。粒子状材料を、各々のシーブスクリーンから別々に回収した。例えば、７０メッシュスクリーンから回収された粒子状材料は、５０および７０のメッシュシーブのシーブ開口サイズに基づいて、約２１０〜２９７ミクロンの粒子サイズ範囲を有することが決定された。

（実施例Ｂ）
粒子状架橋ポリエポキシドを、表Ｂに列挙される成分から調製した。粒子状架橋ポリエポキシドを、本明細書中で実施例３および４にさらに記載されるように、研磨パッドを調製するために使用した。

（ｅ）ＶＥＲＳＡＭＩＤ ２５３ポリアミン−ポリアミド硬化剤（Ｃｏｇｎｉｓ Ｃｏｒｐから得られる）。
（ｆ）ＤＯＷＡＮＯＬ ＰＭプロピレングリコールモノメチルエーテル（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌから得られる）。
（ｇ）ＥＰＯＮ ８８０エポキシ樹脂（Ｓｈｅｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌから得られる）。

チャージ１を、開放コンテナに添加し、全ての成分が溶解されたことが視覚的に観察され、一様な混合物が形成されるまで、モーター駆動インペラーを用いて６０℃で攪拌し、続いて、周囲の室温（約２５℃）まで冷却した。次いで、チャージ２を、コンテナに添加し、内容物を、一様になるまでさらに混合した。次いで、コンテナの内容物を、３００ｇの８０℃脱イオン水にゆっくりと注ぎ、同時に脱イオン水を激しく攪拌した。コンテナの内容物の添加の完了の際に、脱イオン水を、さらに２時間激しく混合し続け、その後、濾過によって、形成された粒子状架橋ポリエポキシドを単離した。この単離された粒子状架橋ポリエポキシドを、１００℃のオーブンで一晩乾燥した。

乾燥した粒子状架橋ポリエポキシドを、シーブのスタックを使用して、実施例Ａに記載されるように分類した。粒子状架橋ポリエポキシドを、各々のシーブスクリーンから別々に回収した。

（実施例Ｃ）
粒子状架橋ポリウレタンを、表Ｃに列挙される成分から調製した。粒子状架橋ポリウレタンを、本明細書中で実施例５にさらに記載されるように、研磨パッドを調製するために使用した。

チャージ１を、開放コンテナに添加し、コンテナの内容物が３５℃に到達するまで、ホットプレート上で攪拌しながら暖めた。攪拌を、成分が、一様な溶液を形成するまで、この温度で続けた。次いで、コンテナを、ホットプレートから取り外した。チャージ２を、水浴を使用して５５℃まで暖め、次いで、チャージ１に添加した。内容物を、一様になるまで、モーター駆動インペラーを用いて３分間混合した。次いで、コンテナの内容物を、１０ｋｇの４０℃脱イオン水にすぐに注ぎ、同時に脱イオン水を激しく攪拌した。コンテナの内容物の添加の完了の際に、脱イオン水を、さらに６０分間激しく混合し続けた。湿った粒子状架橋ポリウレタンを、スタックの上から下まで、以下のメッシュサイズを有するシーブのスタックを使用して分類した：５０メッシュ（３００ミクロンシーブ開口部）、および１４０メッシュ（１０５ミクロンシーブ開口部）。この１４０メッシュからの単離された粒子状架橋ポリウレタンを、８０℃のオーブンで一晩乾燥した。

（実施例Ｄ）
粒子状架橋ポリウレタンを、表Ｄに列挙される成分から調製した。粒子状架橋ポリウレタンを、本明細書中で実施例１２にさらに記載されるように、研磨パッドを調製するために使用した。

（ｊ）ＤＥＳＭＯＤＵＲ Ｎ ３３００脂肪族ポリイソシアネート（Ｂａｙｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｃｏａｔｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｌｏｒａｎｔｓ Ｄｉｖｉｓｉｏｎから得られる）。これは、ヘキサメチレンジイソシアネートに基づく多官能性脂肪族イソシアネート樹脂として記載される。

チャージ１を、開放コンテナに添加し、コンテナの内容物が３５℃に到達するまで、ホットプレート上で攪拌しながら暖めた。攪拌を、成分が一様な溶液を形成するまで、この温度で続けた。次いで、コンテナを、ホットプレートから取り外した。チャージ２を、攪拌しながら、水浴を使用して５５℃まで暖め、次いで、チャージ１に添加した。内容物を、一様になるまで、モーター駆動インペラーを用いて２分間混合した。次いで、コンテナの内容物を、１０Ｋｇの３０℃脱イオン水にすぐに注ぎ、同時に脱イオン水を激しく攪拌した。コンテナの内容物の添加の完了の際に、脱イオン水を、さらに３０分間激しく混合し続けた。湿った粒子状架橋ポリウレタンを、スタックの上から下まで、以下のメッシュサイズを有するシーブのスタックを使用して分類した：５０メッシュ（３００ミクロンシーブ開口部）、および１４０メッシュ（１０５ミクロンシーブ開口部）。１４０メッシュから単離された粒子状架橋ポリウレタン粒子状物を、８０℃のオーブンで一晩乾燥した。

（研磨パッドの調製）
（実施例１）
粒子状架橋ポリウレタンおよび架橋されたポリウレタンバインダーを含む研磨パッドを、以下の表１に要約される成分から調製した。実施例１の研磨パッドの物理的データを、表５に要約する。

（ｈ）上から下まで堆積された以下の一連のシーブの７０メッシュシーブスクリーンから回収された、実施例Ａの粒子状架橋ポリウレタン：４０メッシュ、５０メッシュ、７０メッシュおよび１４０メッシュ。そして、これを、２１０〜２９７メッシュミクロンの粒子サイズ範囲を有するように、それ相応に決定した。

チャージ１および２を、各々別々に、ステンレス鋼スパチュラを使用して手動で、一様になるまで混合した。次いで、チャージ１および２の一様な混合物を、適切なコンテナ中で合わせ、モーター駆動インペラーによって一緒に混合した。次いで、チャージ１および２の組み合わせの６．５ｇ部分を、８．３ｃｍの直径を有する１．６ｍｍディープオープン円形鋳型（ｄｅｅｐ ｏｐｅｎ ｃｉｒｃｕｌａｒ ｍｏｌｄ）に導入した。この鋳型を閉鎖し、９０７ｋｇの下向きの力および１３５℃の温度下で３０分間、プレス中に配置した。鋳型を、プレスから取り出し、周囲の室温（約２５℃）まで冷却させ、その後、鋳型から研磨パッドを脱鋳型（ｄｅｍｏｌｄ）した。

（実施例２）
粒子状の架橋ポリウレタンおよび架橋ポリエポキシドバインダーを含む研磨パッドを、以下の表２に要約される成分から調製した。実施例２の研磨パッドの物理データを、表５に要約する。

チャージ１を、均一になるまで、ステンレス鋼スパチュラを用いて適切な容器中で手作業により混合した。次いで、チャージ２を、チャージ１の均一な混合物に添加し、その後、モーター駆動インペラーによりさらに混合した。次いで、チャージ１および２の混合物の７．２ｇ部分を、実施例１に記載されるように、開環状の鋳型に入れた。この鋳型を密閉し、そして９０７キログラムの下向きの力および１２０℃の温度の下で、３０分間プレスに置いた。この鋳型をプレスから取り除き、そして室温（約２５℃）まで冷却し、その後、鋳型から研磨パッドを取り出した。次いで、取り出した研磨パッドを１２０℃の温度で１時間の後硬化（ｐｏｓｔ−ｃｕｒｅ）に供した。

（実施例３）
粒子状の架橋ポリエポキシドおよび架橋ポリエポキシドバインダーを含む研磨パッドを、以下の表３に要約される成分から調製した。実施例３の研磨パッドの物理データを、表５に要約する。

（ｉ）上から下への積み重ねられた一連のふるい（４０メッシュ、５０メッシュ、７０メッシュ、および１４０メッシュ）の７０メッシュふるいのスクリーニングにより収集され、それによって２１０〜２９７ミクロンの範囲の粒子サイズを有すると決定された実施例Ｂの粒子状の架橋ポリエポキシド。

チャージ１を、均一になるまで、ステンレス鋼スパチュラを用いて適切な容器中で手作業により混合した。次いで、チャージ２を、チャージ１の均一な混合物に添加し、その後、モーター駆動インペラーによりさらに混合した。次いで、チャージ１および２の混合物の７．２ｇ部分を、実施例１に記載されるように、開環状の鋳型に入れた。この鋳型を密閉し、そして９０７キログラムの下向きの力および１２０℃の温度の下で、３０分間プレスに置いた。この鋳型をプレスから取り除き、そして室温（約２５℃）まで冷却し、その後、鋳型から研磨パッドを取り出した。次いで、取り出した研磨パッドを１２０℃の温度で１時間の後硬化（ｐｏｓｔ−ｃｕｒｅ）に供した。

（実施例４）
粒子状の架橋ポリエポキシドおよび架橋ポリウレタンバインダーを含む研磨パッドを、以下の表４に要約される成分から調製した。実施例４の研磨パッドの物理データを、表５に要約する。

チャージ１および２を各々、ステンレス鋼スパチュラを用いて均一になるまで手作業で別々に混合した。次いで、チャージ１および２の均一な混合物を適切な容器中で合わせて、モーター駆動インペラーにより一緒に混合した。次いで、チャージ１および２の混合物の７．７ｇ部分を、実施例１に記載されるように、開環状の鋳型に入れた。この鋳型を密閉し、そして９０７キログラムの下向きの力および１２０℃の温度の下で、３０分間プレスに置いた。この鋳型をプレスから取り除き、そして室温（約２５℃）まで冷却し、その後、鋳型から研磨パッドを取り出した。取り出した研磨パッドを１２０℃の温度で１時間の後硬化（ｐｏｓｔ−ｃｕｒｅ）に供した。

（実施例５）
粒子状の架橋ポリウレタンおよび架橋ポリウレタンバインダーを含む研磨パッドを、以下の表５に要約される成分から調製した。実施例５の研磨パッドの物理学的データを、表５に要約する。

（ｊ）ＤＥＳＭＯＤＵＲ Ｎ３３００脂肪族ポリイソシアネート、Ｂａｙｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｃｏａｔｉｎｇｓ ａｎｄ Ｃｏｌｏｒａｎｔｓ Ｄｉｖｉｓｉｏｎから入手される。これは、ヘキサメチレンジイソシアネートをベースにするポリ官能性脂肪族イソシアネート樹脂であると記載されている。
（ｋ）Ｌａｎｃｏ ＰＰ１３６２Ｄ（微粉化された改変ポリプロピレンワックス）、Ｔｈｅ Ｌｕｂｒｉｚｏｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手される。

チャージ２を、均質になるまで、モーター駆動ステンレス鋼インペラーを使用して混合した。次いで、チャージ２の均質な混合物を適切な容器中でチャージ１と合わせ、そしてモーター駆動ミキサーにより一緒に混合した。次いで、チャージ１および２の混合物の１０４０グラム部分を、２６”×２６”平面型上に入れた。この型を、周囲温度で一対のローラーを介して供給し、０．１００”の厚さのシートを形成した。このシートを２５℃および８０％のＲＨで１８時間、その後１３０℃で１時間硬化した。２２．５”の直径を有する環状のパッドをそのシートから切り出した。そのパッドの上表面および下表面を、ミル機を用いて平行にした。

（ｌ）密度を、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ（ＡＳＴＭ）Ｄ１６２２−８８に従って決定した。

（ｍ）細孔容積を、ＡＳＴＭ Ｄ４２８４−８８に従い、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ製のＡｕｔｏｐｏｒｅ ＩＩＩ水銀多孔度測定器を使用し、そして以下の条件下で決定した：１４０°の接触角；４８０ｄｙｎｅｓ／ｃｍの水銀表面張力；および５０μｍの水銀の減圧下での研磨パッドサンプルの脱気。

（ｎ）％細孔容積を、以下の式から計算した：１００×（密度）×（細孔容積）。

（ｏ）平均細孔直径を、細孔容積の決定に関して本明細書中で以前に列挙した条件下で、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ製のＡｕｔｏｐｏｒｅ ＩＩＩ水銀多孔度測定器を使用して決定した。

（ｐ）ショアーＡ硬さおよびショアーＤ硬さを、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０−９１に従って決定した。８０を超えるショアーＡ硬さ値および３５を超えるショアーＤ硬さ値は、一般に、所望であるとみなされる。
（実施例６−９）
粒子状の架橋ポリウレタンおよび架橋ポリウレタンバインダーを包含する研磨パッドを、以下の表７に要約される成分から調製した。実施例６−９の研磨パッドの物理的データを、表８に要約する。

チャージ１および２を、均一になるまでステンレス鋼スパチュラを用いて手作業により各々別個に混合した。次いで、チャージ１および２の均一な混合物を、適切な容器中で混合し、モーター駆動インペラーの手段により一緒に混合した。次いで、チャージ１および２の組み合わせの一部を、直径８．３センチメートルを有する１．６ｍｍの深さの開環状の鋳型に入れた。この鋳型を密封し、その中身に圧力をかけることによって平らにした。満たされた鋳型を、３０分間１２０℃のオーブンに配置した。次いで、この鋳型を、オーブンから取り除き、周囲温度（約２５℃）に冷却させ、続いて鋳型から研磨パッドを取り出した。次いで、このパッドを完全に硬化するまでさらに１時間１２０℃のオーブンに戻した。

（ｑ）８〜１５０ミクロンの範囲に見かけの直径を有する細孔について行なった分析
（ｒ）スラリー吸収パーセントを、以下の方法を用いて決定した：１インチ×３インチ試料のパッド材料を、切断し、０．００１グラムの精度で予め秤量した。次いで，試料をＣＭＰスラリー（すなわち、ＩＤＬ１３００、Ｒｏｄｅｌ，Ｉｎｃ．，Ｎｅｗａｒｋ，ＤＥ）の容器中に浸し、２４時間の間２３±１℃の温度で保持した。２４時間の終わりに、試料をスラリーから取り除き、過剰なスラリーを表面から除き、そして湿潤した試料を、０．００１ｇの精度で直ちに秤量した。スラリー吸収パーセントを以下：

のように計算した。
（実施例１０）
実施例５の研磨パッドを、二重にコーティングされたフィルムおよび剥離ライナーを研磨パッドの１つの表面へ適用することによって、研磨パッドアセンブリ中に作製した。
（実施例１１）
二層のパッドを、２２．５”直径のポリウレタン発泡シート上に実施例６の研磨パッドアセンブリを取り付けることによって、構築した。実施例６の研磨パッドアセンブリの剥離ライナーを、粘着剤を露出させて除去した。次いで、研磨パッドアセンブリを、直径２２．５”、１／１６”の厚さおよび０．４６ｇ／ｃｍ^３の密度を有するポリウレタン発泡体ディスクに、この粘着剤で、堅く結合させた。剥離ライナーを有する二重にコーティングされたフィルムテープを、ポリウレタン発泡体の残る表面に適用した。
（実施例１２）
粒子状の架橋ポリウレタンおよび架橋ポリウレタンバインダーを包含する研磨パッドを、以下の表９において要約した成分から調製した。

（ｊ）ヘキサメチレンジイソシアネートに基づく多官能性脂肪族イソシアネート樹脂として記載される、Ｂａｙｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ， Ｃｏａｔｉｎｇｓ ａｎｄ Ｃｏｌｏｒａｎｔｓ Ｄｉｖｉｓｉｏｎから得られるＤＥＳＭＯＤＵＲ Ｎ ３３００脂肪族ポリイソシアネート
（ｓ）Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから得られたジブチル錫ジラウレート９５％
チャージ２を、均一になるまでモーター駆動ステンレス鋼インペラーを用いて混合した。次いで、チャージ２の均一混合物を、適切な容器中でチャージ１と混合し、均一になるまでモーター駆動ミキサーの手段によって一緒に混ぜた。次に、チャージ１およびチャージ２の組み合わせの９３０ｇの部分が、３つの２６”×２６”の平らな鋳型の各々に導入した。鋳型を、周囲の温度で一対のローラーを介して送り込み、０．１００”厚である３つのシートを形成する。これらのシートを、１８時間の間２５℃および８０％ＲＨで硬化し、続いて１時間の間１３０℃で硬化した。２２．５”直径を有する円形パッドが、シートから切り取られ、次いでパッドの上部表面および下部表面を、製粉機械を用いて平行にした。

本発明は、この特定の実施形態の特定の詳細を参考として記載した。このような詳細が、添付の特許請求項の範囲に含まれる程度を除いて本発明の範囲を限定するものとみなすことを意図しない。

図１は、本発明に従った研磨パッドアセンブリの断面図である。 図２は、図１と類似であるが、接着手段が接着アセンブリである、本発明に従う研磨パッドアセンブリの断面図である。 図３は、本発明に従う研磨パッドの断面図であり、ここで、パッドの作業表面の一部を含むパッドの一部が、さらに詳細に示される。図１〜３は、一定比率の拡大ではない。図１〜３において、同じ番号は、同じ構造要素をいう。

Claims (49)

1. 研磨パッドであって、以下：
   （ａ）熱可塑性粒子状のポリマー、結合した粒子状のポリマー、相互侵入ポリマーネットワークから構成される粒子状のポリマー、およびその混合物から選択される、粒子状のポリマー；および
   （ｂ）熱可塑性有機ポリマーバインダー、橋かけ結合された有機ポリマーバインダー、相互侵入ポリマーネットワークから構成される有機ポリマーバインダー、およびその混合物から選択される有機ポリマーバインダー、を含有する、研磨パッド
2. 請求項１に記載の研磨パッドであって、ここで前記粒子状のポリマーが、実質的に固体である、研磨パッド。
3. 請求項１に記載の研磨パッドであって、ここで前記粒子状のポリマーが、ポリビニルクロリド、ポリビニルフルオリド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリ（メタ）アクリレート、ポリエーテル、ポリエポキシド、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリイミド、ポリスルホンおよびその混合物から選択される、研磨パッド。
4. 請求項１に記載の研磨パッドであって、ここで前記有機ポリマーバインダーが、ポリウレタンバインダー、ポリエポキシドバインダー、ウレタン修飾ポリエポキシドバインダー、（メタ）アクリル酸修飾ポリウレタンバインダーおよびその混合物から選択される、研磨パッド。
5. 請求項１に記載の研磨パッドであって、ここで前記粒子状のポリマーが、２０ミクロン〜５００ミクロンの平均粒子サイズを有する、研磨パッド。
6. 請求項１に記載の研磨パッドであって、ここで前記粒子状のポリマーが、多い量において該研磨パッドに存在し、そして前記有機ポリマーバインダーが、少ない量において該研磨パッドに存在している、研磨パッド。
7. 請求項１に記載の研磨パッドであって、該研磨パッドが、１ミクロン〜１０００ミクロンの平均孔サイズを有する、研磨パッド。
8. 請求項１に記載の研磨パッドであって、ここで前記粒子状のポリマーおよび前記有機ポリマーバインダーが、該パッドの作用表面に沿って実質的に均一に分配され、そして該パッドが、該研磨パッドの全体積に基づいて、２体積％〜５０体積％の孔体積パーセントを有する、研磨パッド。
9. 請求項１に記載の研磨パッドであって、ここで前記有機ポリマーバインダーが、インサイチュで調製される、研磨パッド。
10. 請求項９に記載の研磨パッドであって、ここでインサイチュ調製が、有機ポリマーバインダー前駆体を含む、研磨パッド。
11. 請求項１０に記載の研磨パッドであって、ここで前記有機ポリマーバインダー前駆体が、ポリウレタンバインダー前駆体、ポリエポキシドバインダー前駆体、ウレタン修飾ポリエポキシドバインダー前駆体、（メタ）アクリル酸修飾ポリウレタンバインダー前駆体およびその混合物から選択される、研磨パッド。
12. 請求項１に記載の研磨パッドであって、該研磨パッドが、作用表面を有し、該作用表面が、チャネル、溝、打ち抜き穴、およびその組み合わせから選択される表面の特徴を有する、研磨パッド。
13. 請求項１に記載の研磨パッドであって、前記粒子状のポリマーおよび前記有機ポリマーバインダーのうちの少なくとも１つが、研磨用粒子状の材料をさらに含む、研磨パッド。
14. 請求項１３に記載の研磨パッドであって、ここで前記研磨用粒子状の材料が、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、二ホウ化チタン、炭化ホウ素、窒化ケイ素、炭化タングステン、炭化チタン、ダイアモンド、窒化ホウ素、ガーネット、融合アルミナジルコニア、シリカ、酸化鉄、クロミア、セリア、酸化ジルコニア、チタニア、酸化スズ、酸化マンガンおよびその混合物から選択される、研磨パッド。
15. 請求項１に記載の研磨パッドであって、ここで該パッドが、該パッドの全体積に基づいて、２体積％〜５０体積％のスラリーを吸収する、研磨パッド。
16. 研磨パッドであって、以下：
    （ａ）熱可塑性粒子状のポリマー、橋かけ結合した粒子状のポリマー、相互侵入ポリマーネットワークから構成される粒子状のポリマーおよびその混合物から選択される、粒子状のポリマー；および
    （ｂ）熱可塑性有機ポリマーバインダー、橋かけ結合した有機ポリマーバインダー、相互侵入ポリマーネットワークおよびその混合物から選択される有機ポリマーバインダーであって、ここで該有機ポリマーバインダーが、インサイチュで形成される、有機ポリマーバインダー
    を包含する、研磨パッド。
17. 請求項１６に記載の研磨パッドであって、ここで前記粒子状のポリマーが、ポリビニルクロリド、ポリビニルフルオリド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリ（メタ）アクリレート、ポリエーテル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリイミド、ポリスルホンおよびその混合物から選択される、研磨パッド。
18. 請求項１６に記載の研磨パッドであって、ここで前記粒子状のポリマーが、２０ミクロン〜５００ミクロンの平均粒子サイズを有する、研磨パッド。
19. 請求項１６に記載の研磨パッドであって、前記有機ポリマーバインダーが、ポリウレタンバインダー、ポリエポキシドバインダー、ウレタン修飾ポリエポキシドバインダー、および（メタ）アクリル酸修飾ポリウレタンから選択される、研磨パッド。
20. 請求項１６に記載の研磨パッドであって、ここで前記粒子状のポリマーが、該粒子状のポリマーおよび前記有機ポリマーバインダーの全重量に基づいて、５１重量％〜９５重量％の量において該研磨パッドに存在し、そして該有機ポリマーバインダーが、該粒子状のポリマーおよび該有機ポリマーバインダーの全重量に基づいて、５重量％〜４９重量％の量において該研磨パッドに存在する、研磨パッド。
21. 請求項１６に記載の研磨パッドであって、ここで前記研磨パッドが、１ミクロン〜１０００ミクロンの平均孔サイズを有する、研磨パッド。
22. 請求項１６に記載の研磨パッドであって、ここで該パッドが、作用表面を有し、ここで前記粒子状のポリマーおよび前記有機ポリマーバインダーが、該パッドの該作用表面に沿って実質的に均一に分配され、そして該パッドが、該研磨パッドの全体積に基づいて２体積％〜５０体積％の孔体積パーセントを有する、研磨パッド。
23. 請求項１６に記載の研磨パッドであって、ここで前記有機ポリマーバインダーが、インサイチュで調整される、研磨パッド。
24. 請求項２３に記載の研磨パッドであって、ここでインサイチュ調製が、有機ポリマーバインダー前駆体を包含する、研磨パッド。
25. 請求項２４に記載の研磨パッドであって、ここで前記有機ポリマーバインダー前駆体が、ポリウレタンバインダー前駆体、ポリエポキシドバインダー前駆体、ウレタン修飾ポリエポキシドバインダー前駆体、（メタ）アクリル酸修飾ポリウレタンバインダー前駆体およびその混合物から選択される、研磨パッド。
26. 請求項１６に記載の研磨パッドであって、ここで前記研磨パッドが、作用表面を有し、該作用表面が、チャネル、溝、打ち抜き穴およびその組み合わせから選択される表面特徴を有する、研磨パッド。
27. 請求項１６に記載の研磨パッドであって、ここで前記粒子状のポリマーおよび前記有機ポリマーバインダーのうちの少なくとも１つが、さらに研磨用の粒子状の材料を含有する、研磨パッド。
28. 請求項２７に記載の研磨パッドであって、ここで前記研磨用粒子状の材料が、酸化アルミニウム、炭化ケイ素カーバイド、チタニウムジボライド、ボロンカーバイド、窒化ケイ素シリコン、炭化タングステン、炭化チタン、ダイアモンド、窒化ホウ素、ガーネット、融合アルミナジルコニア、シリカ、酸化鉄、クロミア、セリア、酸化ジルコニア、チタニア、酸化スズ、酸化マンガンおよびその混合物から選択される、研磨パッド。
29. 研磨パッドアセンブリであって、以下：
    （ａ）研磨パッドであって、作用表面および裏表面を有する、研磨パッド；
    （ｂ）後方シートであって、上部表面および下部表面を有する、後方シート；および
    （ｃ）該研磨パッドの裏表面と該後方シートの上部表面との間に挿入され、粘着して接触する、粘着手段を備え、
    ここで、該研磨パッドが、
    （ｉ）粒子状のポリマーである熱可塑性粒子状のポリマー、橋かけ結合した粒子状のポリマー、相互侵入するポリマーネットワークから構成される粒子状のポリマー、およびその混合物；ならびに
    （ｉｉ）熱可塑性有機ポリマーバインダー、橋かけ結合した有機ポリマーバインダー、相互侵入するポリマーネットワークから構成される有機ポリマーバインダー、およびその混合物から選択される、有機ポリマーバインダーを含む、研磨パッドアセンブリ。
30. 請求項２９に記載の研磨パッドアセンブリであって、ここで前記粘着手段が、以下：粘着アセンブリであって、該研磨パッドの前記裏表面に接触する上部粘着層、前記後方シートの前記上部表面に接触する下部粘着層、および該上部粘着層と該下部粘着層との間に挿入される粘着支持シートを包含する粘着アセンブリ；ならびに粘着層から選択される、研磨パッドアセンブリ。
31. 研磨パッドを調製する方法であって、該研磨パッドが、粒子状のポリマーバインダーおよび有機ポリマーバインダーを含み、該方法が、該粒子状のポリマーの本質的に近触した存在下で有機ポリマーバインダー前駆体を反応させる工程を包含する、方法。
32. 請求項３１に記載の方法であって、ここで前記前駆体が、モノマー、プレポリマー、樹脂およびその混合物からなる群から選択される、方法。
33. 基体を研磨パッドと接触させる工程を包含する該基体の化学的機械的平坦化のための方法であって、ここで該パッドが、粒子状のポリマーおよび該粒子状のポリマーと一緒に結合する有機ポリマーバインダーを含有し、ここで該有機ポリマーバインダーが、該粒子状のポリマーの存在下で、少なくとも１つの有機ポリマーバインダー前駆体を化学的に反応させることによって、調製され、そしてここで該粒子状のポリマーおよび該有機ポリマーバインダーが、該パッドの作用表面に沿って実質的に均一に分配され、そして該パッドが、該研磨パッドの全体積に基づいて２体積％〜５０体積％の孔体積パーセントを有する、方法。
34. 請求項３３に記載の方法であって、ここで前記前駆体が、モノマー、プレポリマー、樹脂およびその混合物からなる群から選択される、方法。
35. 研磨パッドであって、粒子状のポリマーを含有し、ここで該粒子状のポリマーが、実質的に該粒子状のポリマーの粒子の焼結なしで、一緒に保持される、研磨パッド。
36. 請求項３５に記載の研磨パッドであって、有機ポリマーバインダーをさらに含有する、研磨パッド。
37. 請求項３５に記載の研磨パッドであって、ここで前記粒子状のポリマーが、熱可塑性粒子状のポリマー、橋かけ結合された粒子状のポリマー、相互侵入するポリマーネットワークから構成される粒子状のポリマーおよびその混合物から選択される、研磨パッド。
38. 請求項３６に記載の研磨パッドであって、ここで前記有機ポリマーバインダーが、熱可塑性有機ポリマーバインダー、橋かけ結合された有機ポリマーバインダー、相互侵入するポリマーネットワークおよびその混合物から選択される、研磨パッド。
39. 請求項３５に記載の研磨パッドであって、ここで前記粒子状のポリマーが、ポリビニルクロリド、ポリビニルフルオリド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリ（メタ）アクリレート、ポリエーテル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエポキシド、ポリスチレン、ポリイミド、ポリスルホンおよびその混合物から選択される、研磨パッド。
40. 請求項３５に記載の研磨パッドであって、ここで前記粒子状のポリマーが、２０ミクロン〜５００ミクロンの平均粒子サイズを有する、研磨パッド。
41. 請求項３６に記載の研磨パッドであって、ここで前記有機ポリマーバインダーが、ポリウレタンバインダー、ポリエポキシドバインダー、ウレタン修飾ポリエポキシドバインダー、（メタ）アクリル酸修飾ポリウレタンバインダー、およびその混合物から選択される、研磨パッド。
42. 請求項３６に記載の研磨パッドであって、ここで前記粒子状のポリマーが、該粒子状のポリマーおよび前記有機ポリマーバインダーの全重量に基づいて５１重量％〜９５重量％の量で該研磨パッドに存在し、該有機ポリマーバインダーが、該粒子状のポリマーおよび該有機ポリマーバインダーの全重量に基づいて、５重量％〜４９重量％の量で該研磨パッドに存在する、研磨パッド。
43. 請求項３５に記載の研磨パッドであって、ここで該研磨パッドが、１ミクロン〜１０００ミクロンの平均孔サイズを有する、研磨パッド。
44. 請求項３６に記載の研磨パッドであって、ここで前記粒子状のポリマーおよび前記有機ポリマーバインダーが、該パッドの作用表面に沿って実質的に均一に分配され、そして該パッドが、該研磨パッドの全体積に基づいて２体積％〜５０体積％の孔体積パーセントを有する、研磨パッド。
45. 請求項３６に記載の研磨パッドであって、ここで前記有機ポリマーバインダーが、インサイチュで調製される、研磨パッド。
46. 請求項４５に記載の研磨パッドであって、ここで前記インサイチュ調製が、有機ポリマーバインダー前駆体を包含する、研磨パッド。
47. 請求項３５に記載の研磨パッドであって、ここで前記研磨パッドが、作用表面を有し、該作用表面が、チャネル、溝、打ち抜き穴、その組み合わせから選択される表面の特徴を有する、研磨パッド。
48. 請求項３６に記載の研磨パッドであって、ここで前記粒子状のポリマーおよび前記有機ポリマーバインダーのうちの少なくとも１つが、研磨用の粒子状の材料をさらに含有する、研磨パッド。
49. 請求項４８に記載の研磨パッドであって、ここで前記研磨用粒子状の材料が、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、二ホウ化チタン、炭化ホウ素、窒化ケイ素、炭化タングステン、炭化チタン、ダイアモンド、窒化ホウ素、ガーネット、融合アルミナジルコニア、シリカ、酸化鉄、クロミア、セリア、酸化ジルコニア、チタニア、酸化スズ、酸化マンガンおよびその混合物から選択される、研磨パッド。

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