JP2015047691A - 化学機械研磨パッド - Google Patents

化学機械研磨パッド Download PDF

Info

Publication number
JP2015047691A
JP2015047691A JP2014174664A JP2014174664A JP2015047691A JP 2015047691 A JP2015047691 A JP 2015047691A JP 2014174664 A JP2014174664 A JP 2014174664A JP 2014174664 A JP2014174664 A JP 2014174664A JP 2015047691 A JP2015047691 A JP 2015047691A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polishing
layer
chemical mechanical
mechanical polishing
polishing pad
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2014174664A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015047691A5 (ja
Inventor
ミッシェル・ケイ・ジェンセン
K Jensen Michelle
バイニャン・チャン
Bainian Qian
フェンジィ・イエ
Fengji Yeh
マーティー・ディグルート
Degroot Marty
モハマッド・ティー・イスラム
T Islam Mohammad
マシュー・リチャード・ヴァンハネヘム
Richard Van Hanehem Matthew
ダレル・ストリング
Darrell String
ジェームズ・ムルナン
Murnane James
ジェフリー・ジェームズ・ヘンドロン
James Hendron Jeffrey
ジョン・ジー・ノーランド
G Nowland John
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc
Dow Global Technologies LLC
Rohm and Haas Electronic Materials LLC
Original Assignee
Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc
Dow Global Technologies LLC
Rohm and Haas Electronic Materials LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc, Dow Global Technologies LLC, Rohm and Haas Electronic Materials LLC filed Critical Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc
Publication of JP2015047691A publication Critical patent/JP2015047691A/ja
Publication of JP2015047691A5 publication Critical patent/JP2015047691A5/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/24—Lapping pads for working plane surfaces characterised by the composition or properties of the pad materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/205—Lapping pads for working plane surfaces provided with a window for inspecting the surface of the work being lapped
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/22—Lapping pads for working plane surfaces characterised by a multi-layered structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40—High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48—Polyethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65—Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66—Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6666—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
    • C08G18/667—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/6681—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/32 or C08G18/3271 and/or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/6685—Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/32 or C08G18/3271 and/or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3225 or polyamines of C08G18/38
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08—Processes
    • C08G18/10—Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28—Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30—Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/38—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen
    • C08G18/3802—Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having halogens
    • C08G18/3814—Polyamines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

【課題】欠陥形成を最小限にしながらも平坦化の程度を提供する性質の適切なバランスを示す化学機械研磨パッドを提供する。
【解決手段】研磨層２０、硬質層２５及び研磨層を硬質層に接着するホットメルト接着剤２３を含み、研磨層が、０．６よりも高い比重、６０〜９０のショアＤ硬さ、１００〜３００％の破断点伸び及び初期加水分解安定性と持続的加水分解不安定性との独自の組み合わせを示す。
【選択図】図１

Description

本発明は、化学機械研磨パッド及びそれを製造し、使用する方法に関する。より具体的には、本発明は、研磨層と、硬質層と、研磨層を硬質層に接着するホットメルト接着剤とを含み、研磨層が、０．６よりも高い比重、６０〜９０のショアＤ硬さ、１００〜３００％の破断点伸び及び初期加水分解安定性と持続的加水分解不安定性との独自の組み合わせを示し、研磨層が、基材を研磨するように適合された研磨面を有する、化学機械研磨パッドに関する。
半導体の製造は通常、いくつかの化学機械平坦化（ＣＭＰ）工程を含む。各ＣＭＰ工程において、研磨パッドが、研磨溶液、たとえば砥粒含有研磨スラリー又は無砥粒反応性液と組み合わさって、後続の層の受け入れに備えて平坦化する、又は平坦さを維持するようなやり方で余剰材料を除去する。これらの層の積み重ねが、集積回路を形成するようなやり方で組み合わさる。これらの半導体素子の製造は、より高い作動速度、より少ない漏れ電流及び低下した電力消費を有する素子に対する要求のせいで、より複雑化し続けている。素子アーキテクチャの点では、これは、より微細な形体幾何学及び増大したメタライゼーションレベルと言い換えることができる。これらのますます厳しくなる素子設計要求が、より低い誘電率を有する新たな絶縁材料とともに銅メタライゼーションの採用を強要している。多くの場合、low-k及び超low-k絶縁体と関連する低下した物性が、素子の増大した複雑さと組み合わさって、ＣＭＰ消費材料、たとえば研磨パッド及び研磨溶液に対する、より大きな要求を招くに至った。
特に、low-k及び超low-k絶縁体は、従来の絶縁体に比べて低い機械的強度及び劣る付着性を有する傾向にあり、平坦化をより困難にする。加えて、集積回路の形体サイズが縮小するにつれ、ＣＭＰ誘発欠陥、たとえばスクラッチがより大きな問題になる。さらに、集積回路の膜厚さの減少が、ウェーハ基材に対して許容可能なトポグラフィーを提供すると同時に欠陥率を改善することを要求する。これらのトポグラフィー要件は、ますます厳格な平坦さ、ディッシング及びエロージョン規格を要求する。
ポリウレタン研磨パッドが、多様な厳しい高精度研磨用途に使用される主要なパッドケミストリーである。ポリウレタン研磨パッドは、シリコンウェーハ、パターン付きウェーハ、フラットパネル表示装置及び磁気記憶ディスクを研磨するのに有効である。特に、ポリウレタン研磨パッドは、集積回路を作製するために使用される大部分の研磨作業に関して機械的結着性及び耐薬品性を提供する。たとえば、ポリウレタン研磨パッドは、引き裂きに抵抗する高い強度、研磨中の摩耗問題を回避させる耐摩耗性ならびに強酸性及び強腐食性の研磨溶液による攻撃に抵抗する安定性を有する。
ポリウレタン研磨層のファミリーがKulpによって米国特許第８，２８８，４４８号に開示されている。Kulpは、プレポリマーポリオールと多官能イソシアネートとのプレポリマー反応から形成されるイソシアネート末端反応生成物で形成されるキャストポリウレタンポリマー材料を含む研磨パッドを開示している。イソシアネート末端反応生成物は４．５〜８．７重量％の未反応ＮＣＯを有し、イソシアネート末端反応生成物は、硬化剤ポリアミン、硬化剤ポリオール、硬化剤アルコールアミン及びそれらの混合物からなる群より選択される硬化剤で硬化させられる。
それにもかかわらず、欠陥形成を最小限にしながらも平坦化の程度を提供する性質の適切なバランスを示す化学機械研磨パッドの必要性が絶えずある。
本発明は、研磨面、ベース面及び研磨面に対して垂直な方向に研磨面からベース面までで計測される平均厚さＴP-avgを有する研磨層であって、研磨層がキャストポリウレタンであり、キャストポリウレタンが、（ａ）（ｉ）多官能イソシアネートと（ii）ポリエーテル系ポリオールとの反応によって得られる、８〜９．５重量％の未反応ＮＣＯを有するイソシアネート末端プレポリマー、（ｂ）硬化剤ポリアミン、硬化剤ポリオール、硬化剤アルコールアミン及びそれらの混合物からなる群より選択される硬化剤、ならびに場合によっては（ｃ）複数の微小エレメントを含む成分の反応生成物であり、研磨層が、０．６よりも高い比重、６０〜９０のショアＤ硬さ及び１００〜３００％の破断点伸びを示し、研磨層が、研磨層の試料の長さ寸法が２５℃の脱イオン水中２４時間の浸漬ののち＜１％変化する初期加水分解安定性を示し、研磨層が、研磨層の試料の長さ寸法が２５℃の脱イオン水中７日間の浸漬ののち≧１．７５％変化する持続的加水分解不安定性を示す研磨層と、上面及び下面を有する硬質層と、研磨層のベース面と硬質層の上面との間に挿入された、研磨層を硬質層に接着するホットメルト接着剤と、スタック側及びプラテン側を有する感圧プラテン接着剤層であって、スタック側が硬質層の下面に隣接する感圧プラテン接着剤層と、場合によっては、感圧プラテン接着剤層のプラテン側に配置される任意選択の剥離ライナとを含む化学機械研磨パッドを提供する。
本発明は、研磨面、ベース面及び研磨面に対して垂直な方向に研磨面からベース面までで計測される平均厚さＴP-avgを有する研磨層であって、研磨層がキャストポリウレタンであり、キャストポリウレタンが、（ａ）（ｉ）多官能イソシアネートと（ii）ポリエーテル系ポリオールとの反応によって得られる、８〜９．５重量％の未反応ＮＣＯを有するイソシアネート末端プレポリマー、（ｂ）硬化剤ポリアミン、硬化剤ポリオール、硬化剤アルコールアミン及びそれらの混合物からなる群より選択される硬化剤、ならびに場合によっては（ｃ）複数の微小エレメントを含む成分の反応生成物であり、硬化剤及びイソシアネート末端プレポリマーが、８０〜＜９５％の、未反応ＮＣＯに対するＯＨ又はＮＨ2の化学量論比を有し、研磨層が、０．６よりも高い比重、６０〜９０のショアＤ硬さ及び１００〜３００％の破断点伸びを示し、研磨層が、研磨層の試料の長さ寸法が２５℃の脱イオン水中２４時間の浸漬ののち＜１％変化する初期加水分解安定性を示し、研磨層が、研磨層の試料の長さ寸法が２５℃の脱イオン水中７日間の浸漬ののち１．７５〜３．５％変化する持続的加水分解不安定性を示す研磨層と、上面及び下面を有する硬質層と、研磨層のベース面と硬質層の上面との間に挿入された、研磨層を硬質層に接着するホットメルト接着剤と、スタック側及びプラテン側を有する感圧プラテン接着剤層であって、スタック側が硬質層の下面に隣接する感圧プラテン接着剤層と、場合によっては、感圧プラテン接着剤層のプラテン側に配置される任意選択の剥離ライナとを含む化学機械研磨パッドを提供する。
本発明は、研磨面、ベース面及び研磨面に対して垂直な方向に研磨面からベース面までで計測される平均厚さＴP-avgを有する研磨層であって、研磨層がキャストポリウレタンであり、キャストポリウレタンが、（ａ）（ｉ）多官能イソシアネートと（ii）ポリエーテル系ポリオールとの反応によって得られる、８〜９．５重量％の未反応ＮＣＯを有するイソシアネート末端プレポリマー、（ｂ）硬化剤ポリアミン、硬化剤ポリオール、硬化剤アルコールアミン及びそれらの混合物からなる群より選択される硬化剤、ならびに場合によっては（ｃ）複数の微小エレメントを含む成分の反応生成物であり、研磨層が、０．６よりも高い比重、６０〜９０のショアＤ硬さ及び１００〜３００％の破断点伸びを示し、研磨層が、研磨層の試料の長さ寸法が２５℃の脱イオン水中２４時間の浸漬ののち＜１％変化する初期加水分解安定性を示し、研磨層が、研磨層の試料の長さ寸法が２５℃の脱イオン水中７日間の浸漬ののち１．７５〜３．５％変化する持続的加水分解不安定性を示す研磨層と、上面及び下面を有する硬質層であって、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートでできており、６〜１５ミルの平均厚さを有し、３，０００〜７，０００MPaのヤング率を示す硬質層と、研磨層のベース面と硬質層の上面との間に挿入された、研磨層を硬質層に接着するホットメルト接着剤と、スタック側及びプラテン側を有する感圧プラテン接着剤層であって、スタック側が硬質層の下面に隣接する感圧プラテン接着剤層と、場合によっては、感圧プラテン接着剤層のプラテン側に配置される任意選択の剥離ライナとを含む化学機械研磨パッドを提供する。
本発明は、研磨面、ベース面及び研磨面に対して垂直な方向に研磨面からベース面までで計測される平均厚さＴP-avgを有する研磨層であって、研磨層がキャストポリウレタンであり、キャストポリウレタンが、（ａ）（ｉ）多官能イソシアネートと（ii）ポリエーテル系ポリオールとの反応によって得られる、＞８．７〜９の未反応ＮＣＯを有するイソシアネート末端プレポリマー、（ｂ）硬化剤ポリアミン、硬化剤ポリオール、硬化剤アルコールアミン及びそれらの混合物からなる群より選択される硬化剤、ならびに場合によっては（ｃ）複数の微小エレメントを含む成分の反応生成物であり、研磨層が、０．６よりも高い比重、６０〜９０のショアＤ硬さ及び１００〜３００％の破断点伸びを示し、研磨層が、研磨層の試料の長さ寸法が２５℃の脱イオン水中２４時間の浸漬ののち＜１％変化する初期加水分解安定性を示し、研磨層が、研磨層の試料の長さ寸法が２５℃の脱イオン水中７日間の浸漬ののち１．７５〜３．５％変化する持続的加水分解不安定性を示す研磨層と、上面及び下面を有する硬質層と、研磨層のベース面と硬質層の上面との間に挿入された、研磨層を硬質層に接着するホットメルト接着剤と、スタック側及びプラテン側を有する感圧プラテン接着剤層であって、スタック側が硬質層の下面に隣接する感圧プラテン接着剤層と、場合によっては、感圧プラテン接着剤層のプラテン側に配置される任意選択の剥離ライナと、終点検出ウィンドウとを含む化学機械研磨パッドを提供する。
本発明は、磁性基材、光学基材及び半導体基材の少なくとも一つから選択される基材を提供する工程、本発明の化学機械研磨パッドを提供する工程、研磨層の研磨面と基材との間に動的接触を生じさせて基材の表面を研磨する工程、及び砥粒コンディショナによって研磨面をコンディショニングする工程を含む、基材を研磨する方法を提供する。
本発明の化学機械研磨パッドの斜視図である。 本発明の化学機械研磨パッドの断面立面図である。 本発明の化学機械研磨パッドの平面図である。 本発明の研磨層の側方斜視図である。 本発明の化学機械研磨パッドの断面立面図である。 本発明のプラグ配置（plug in place）ウィンドウブロックの立面図である。 プラグ配置ウィンドウブロックを備えた本発明の化学機械研磨パッドの断面立面図である。 プラグ配置ウィンドウブロックを備えた本発明の化学機械研磨パッドの断面立面図である。 プラグ配置ウィンドウブロックを備えた本発明の化学機械研磨パッドの断面立面図である。 一体型ウィンドウを備えた本発明の化学機械研磨パッドの断面立面図である。
詳細な説明
従来のポリウレタン研磨層は、加水分解安定性及び長期加水分解安定性の両方を示すポリウレタン材料を使用して設計されている。従来の見識は、ポリウレタン材料は、化学機械研磨層における使用のために水中に長期間浸漬されたときでも寸法安定性を維持しなければならないということである。本出願人は、驚くことに、０．６よりも高い比重、６０〜９０のショアＤ硬さ、１００〜３００％の破断点伸び及び初期加水分解安定性と持続的加水分解不安定性との独自の組み合わせを示す研磨層を有する本発明の化学機械研磨パッドが、素子収率の低下を招きかねない欠陥、特にスクラッチ欠陥を最小限にしながらも改善された平坦化性能を提供するということを見いだした。本発明の研磨層によって示される性質の独自のバランスは、たとえば、欠陥形成を最小限にしながらも、露出した銅フィーチャーを有する半導体ウェーハの効果的な平坦化を可能にする。
本明細書及び特許請求の範囲の中で研磨面（１４）を有する化学機械研磨パッド（１０）に関して使用される「平均全厚さＴT-avg」とは、研磨面（１４）に対して垂直な方向に研磨面（１４）から硬質層（２５）の下面（２７）までで計測される化学機械研磨パッドの平均厚さＴTをいう（図１、２、５及び７〜１０を参照）。
本明細書及び特許請求の範囲の中で研磨層に関して使用される「初期加水分解安定性」とは、実施例に記載される手順にしたがって計測して、研磨層の試料の長さ寸法が２５℃の脱イオン水中２４時間の浸漬ののち＜１％変化することをいう。
本明細書及び特許請求の範囲の中で研磨層に関して使用される「長期加水分解安定性」とは、実施例に記載される手順にしたがって計測して、研磨層の試料の長さ寸法が２５℃の脱イオン水中７日間の浸漬ののち＜１．７５％変化することをいう。
本明細書及び特許請求の範囲の中で研磨層に関して使用される「持続的加水分解不安定性」とは、実施例に記載される手順にしたがって計測して、研磨層の試料の長さ寸法が２５℃の脱イオン水中７日間の浸漬ののち≧１．７５％変化することをいう。
本明細書及び特許請求の範囲の中で化学機械研磨パッド（１０）に関して使用される「実質的に円形の断面」とは、中心軸（１２）から研磨層（２０）の研磨面（１４）の外周（１５）までの断面の最長半径ｒが中心軸（１２）から研磨面（１４）の外周（１５）までの断面の最短半径ｒよりも≦２０％しか長くないことをいう（図１を参照）。
本発明の化学機械研磨パッド（１０）は、好ましくは、中心軸（１２）を中心に回転するように適合されている（図１を参照）。好ましくは、研磨層（２０）の研磨面（１４）は、中心軸（１２）に対して垂直な平面（２８）にある。化学機械研磨パッド（１０）は、好ましくは、中心軸（１２）に対して８５〜９５°、好ましくは中心軸（１２）に対して９０°の角度γにある平面（２８）において回転するように適合されている。好ましくは、研磨層（２０）は、中心軸（１２）に対して垂直な実質的に円形の断面を有する研磨面（１４）を有する。好ましくは、中心軸（１２）に対して垂直な研磨面（１４）の断面の半径ｒは、断面に関して≦２０％、より好ましくは断面に関して≦１０％しか変化しない。
本発明の化学機械研磨パッド（１０）は、磁性基材、光学基材及び半導体基材の少なくとも一つから選択される基材の研磨を容易にするように具体的に設計されている。好ましくは、本発明の化学機械研磨パッド（１０）は、半導体基材の研磨を容易にするように設計されている。より好ましくは、本発明の化学機械研磨パッド（１０）は、半導体ウェーハ基材の表面上の露出した銅フィーチャーの研磨を容易にするように設計されている。
本発明の化学機械研磨パッド（１０）は、研磨面（１４）、ベース面（１７）及び研磨面（１４）に対して垂直な方向に研磨面（１４）からベース面（１７）までで計測される平均厚さＴP-avgを有する研磨層（２０）と、上面（２６）及び下面（２７）を有する硬質層（２５）と、研磨層（２０）のベース面（１７）と硬質層（２５）の上面（２６）との間に挿入された、研磨層（２０）を硬質層（２５）に接着するホットメルト接着剤（２３）と、場合によっては、硬質層（２５）の下面（２７）に配置される感圧プラテン接着剤層（７０）（好ましくは、任意選択の感圧プラテン接着剤層は、研磨機への化学機械研磨パッドの取り付けを容易にする）と、場合によっては、剥離ライナ（７５）（感圧プラテン接着剤層（７０）が硬質層（２５）の下面（２７）と任意選択の剥離ライナ（７５）との間に挿入される）と、場合によっては、終点検出ウィンドウ（３０）（好ましくは、終点検出ウィンドウはインサイチュー研磨終点検出を容易にする）とを含み、研磨層（２０）はキャストポリウレタンであり、キャストポリウレタンは、（ａ）（ｉ）多官能イソシアネートと（ii）ポリエーテル系ポリオールとの反応によって得られる、８〜９．５重量％（好ましくは８．６５〜９．０５重量％、より好ましくは＞８．７〜９重量％）の未反応ＮＣＯを有するイソシアネート末端プレポリマー、（ｂ）硬化剤ポリアミン、硬化剤ポリオール、硬化剤アルコールアミン及びそれらの混合物からなる群より選択される硬化剤、ならびに（ｃ）場合によっては、複数の微小エレメントを含む成分の反応生成物であり、研磨層（２０）は、０．６よりも高い比重、６０〜９０（好ましくは＞６０〜７５、より好ましくは６１〜７５、もっとも好ましくは＞６５〜７０）のショアＤ硬さ及び１００〜３００％（好ましくは１００〜２００％、より好ましくは１２５〜１７５％、もっとも好ましくは１５０〜１６０％）の破断点伸びを示し、研磨層（２０）は、研磨層の試料の長さ寸法が２５℃の脱イオン水中２４時間の浸漬ののち＜１％変化する初期加水分解安定性（実施例に記載される方法にしたがって計測）を示し、研磨層（２０）は、研磨層の試料の長さ寸法が２５℃の脱イオン水中７日間の浸漬ののち≧１．７５％（好ましくは１．７５〜５％、より好ましくは１．７５〜３．５％、もっとも好ましくは２〜３％）変化する持続的加水分解不安定性（実施例に記載される方法にしたがって計測）を示す（図１〜１０を参照）。
好ましくは、研磨層（２０）の形成に使用される多官能イソシアネートは、脂肪族多官能イソシアネート、芳香族多官能イソシアネート及びそれらの混合物からなる群より選択される。好ましくは、研磨層（２０）の形成に使用される多官能イソシアネートは二つの反応性イソシアネート基（すなわちＮＣＯ）を含有する。より好ましくは、研磨層（２０）の形成に使用される多官能イソシアネートは、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−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、ナフタレン−１，５−ジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、パラ−フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、４，４′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート及びそれらの混合物からなる群より選択されるジイソシアネートである。もっとも好ましくは、研磨層（２０）の形成に使用される多官能イソシアネートはトルエンジイソシアネート（好ましくは、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート及びそれらの混合物からなる群より選択されるトルエンジイソシアネート）である。
好ましくは、研磨層（２０）の形成に使用されるイソシアネート末端プレポリマーは８〜９．５重量％の未反応イソシアネート（ＮＣＯ）基を有する。より好ましくは、研磨層（２０）の形成に使用されるイソシアネート末端プレポリマーは８．６５〜９．０５重量％（もっとも好ましくは＞８．７〜９重量％）の未反応イソシアネート（ＮＣＯ）基を有する。
好ましくは、ポリエーテル系ポリオールは、ポリプロピレングリコール系ポリオールであり、８〜９．５重量％（より好ましくは８．６５〜９．０５重量％、もっとも好ましくは＞８．７〜９重量％）の未反応イソシアネート（ＮＣＯ）濃度を有する。市販されているポリプロピレングリコール系イソシアネート末端ウレタンプレポリマーの例は、Imuthane（登録商標）プレポリマー（COIM USA, Inc.から市販されているもの、たとえばPPT-80A、PPT-90A、PPT-95A、PPT-65D、PPT-75D）、Adiprene（登録商標）プレポリマー（Chemturaから市販されているもの、たとえばLFG963A、LFG964A、LFG740D）及びAndur（登録商標）プレポリマー（Anderson Development Companyから市販されているもの、たとえば8000APLF、9500APLF、6500DPLF、7501DPLF）を含む。
好ましくは、研磨層（２０）の形成に使用されるイソシアネート末端プレポリマーは、０．１重量％未満の遊離トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）モノマー含量を有する、低遊離のイソシアネート末端ウレタンプレポリマーである。
好ましくは、研磨層（２０）の形成に使用される硬化剤は、ポリアミン、硬化剤ポリオール、硬化剤アルコールアミン及びそれらの混合物からなる群より選択される。より好ましくは、研磨層（２０）の形成に使用される硬化剤はポリオール及びポリアミンから選択される。さらに好ましくは、研磨層（２０）の形成に使用される硬化剤は、第一級アミン及び第二級アミンからなる群より選択される二官能硬化剤である。より好ましくは、二官能硬化剤は、ジエチルトルエンジアミン（ＤＥＴＤＡ）、３，５−ジメチルチオ−２，４−トルエンジアミン及びその異性体、３，５−ジエチルトルエン−２，４−ジアミン及びその異性体（たとえば３，５−ジエチルトルエン−２，６−ジアミン）、４，４′−ビス−（sec−ブチルアミノ）−ジフェニルメタン、１，４−ビス−（sec−ブチルアミノ）−ベンゼン、４，４′−メチレン−ビス−（２−クロロアニリン）、４，４′−メチレン−ビス−（３−クロロ−２，６−ジエチルアニリン）（ＭＣＤＥＡ）、ポリテトラメチレンオキシド−ジ−ｐ−アミノベンゾエート、Ｎ，Ｎ′−ジアルキルジアミノジフェニルメタン、ｐ，ｐ′−メチレンジアニリン（ＭＤＡ）、ｍ−フェニレンジアミン（ＭＰＤＡ）、４，４′−メチレン−ビス−（２−クロロアニリン）（ＭＢＯＣＡ）、４，４′−メチレン−ビス−（２，６−ジエチルアニリン）（ＭＤＥＡ）、４，４′−メチレン−ビス−（２，３−ジクロロアニリン）（ＭＤＣＡ）、４，４′−ジアミノ−３，３′−ジエチル−５，５′−ジメチルジフェニルメタン、２，２′，３，３′−テトラクロロジアミノジフェニルメタン、トリメチレングリコールジ−ｐ−アミノベンゾエート、それらの異性体及びそれらの混合物からなる群より選択される。もっとも好ましくは、硬化剤は４，４′−メチレン−ビス−（２−クロロアニリン）（ＭＢＯＣＡ）である。
好ましくは、イソシアネート末端プレポリマー中の未反応イソシアネート（ＮＣＯ）基に対する硬化剤中の反応性水素基（すなわちアミン（ＮＨ2）基とヒドロキシル（ＯＨ）基との合計）の化学量論比は８０〜＜９５％（より好ましくは８５〜＜９５％、さらに好ましくは８７〜９４％、もっとも好ましくは８９〜９２％）である。
研磨層（２０）は、場合によっては、複数の微小エレメントをさらに含む。好ましくは、複数の微小エレメントは研磨層（２０）全体に均一に分散している。好ましくは、複数の微小エレメントは、閉じ込められた気泡、中空コアポリマー材料、液体充填中空コアポリマー材料、水溶性材料、不溶相材料（たとえば鉱油）及びそれらの組み合わせから選択される。より好ましくは、複数の微小エレメントは、研磨層（２０）全体に均一に分散している閉じ込められた気泡及び中空コアポリマー材料から選択される。好ましくは、複数の微小エレメントは、１５０μm未満（より好ましくは５０μm未満、もっとも好ましくは１０〜５０μm）の重量平均直径を有する。好ましくは、複数の微小エレメントは、ポリアクリロニトリル又はポリアクリロニトリルコポリマーのシェル壁を有するポリマーマイクロバルーン（たとえばAkzo NobelのExpancel（登録商標））を含む。好ましくは、複数の微小エレメントは、０〜３５容量％の気孔率（より好ましくは１０〜２５容量％の気孔率）で研磨層（２０）に組み込まれる。
研磨層（２０）は、多孔構造及び無孔（すなわち非充填）構造の両方で提供することができる。好ましくは、研磨層（２０）は、ＡＳＴＭ Ｄ１６２２にしたがって計測して０．６よりも高い比重を示す。より好ましくは、研磨層（２０）は、ＡＳＴＭ Ｄ１６２２にしたがって計測して０．６〜１．５（さらに好ましくは０．７〜１．２、もっとも好ましくは０．９５〜１．２）の比重を示す。
好ましくは、研磨層（２０）は、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０にしたがって計測して６０〜９０のショアＤ硬さを示す。より好ましくは、研磨層（２０）は、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０にしたがって計測して＞６０〜７５（より好ましくは６１〜７５、もっとも好ましくは＞６５〜７０）のショアＤ硬さを示す。
好ましくは、研磨層（２０）は、ＡＳＴＭ Ｄ４１２にしたがって計測して１００〜３００％の破断点伸びを示す。好ましくは、研磨層（２０）は、ＡＳＴＭ Ｄ４１２にしたがって計測して１００〜２００％（さらに好ましくは１２５〜１７５％、もっとも好ましくは１５０〜１６０％）の破断点伸びを示す。
当業者は、所与の研磨作業のための化学機械研磨パッド（１０）における使用に適した厚さＴPを有する研磨層（２０）を選択する方法を理解するであろう。好ましくは、研磨層（２０）は、研磨面（１４）の平面（２８）に対して垂直な軸（Ａ）に沿って平均厚さＴP-avgを示す。より好ましくは、平均厚さＴP-avgは２０〜１５０ミル（より好ましくは３０〜１３０ミル、もっとも好ましくは７０〜９０ミル）である（図２、５及び７〜１０を参照）。
好ましくは、研磨層（２０）の研磨面（１４）は、磁性基材、光学基材及び半導体基材の少なくとも一つから選択される基材（より好ましくは半導体基材、さらに好ましくは半導体ウェーハ、もっとも好ましくは、露出した銅フィーチャーを有する半導体ウェーハ）を研磨するように適合されている。研磨層（２０）の研磨面（１４）は、基材の研磨を促進するためにマクロテキスチャ及びミクロテキスチャの少なくとも一つを示す。好ましくは、研磨面（１４）はマクロテキスチャを示し、マクロテキスチャは、（ｉ）ハイドロプレーニングの少なくとも１つを緩和すること、（ii）研磨媒の流れに影響すること、（iii）研磨層の剛性を変化させること、（iv）エッジ効果を減らすこと、及び（v）研磨面（１４）と研磨される基材との間の区域からの研磨くずの運び出しを促進することの少なくとも一つを実行するように設計されている。
研磨面（１４）は、好ましくは、穿孔及び溝の少なくとも一つから選択されるマクロテキスチャを示す。好ましくは、穿孔は、研磨面（１４）から研磨層（２０）の厚さの途中まで又は全部に延びることができる。好ましくは、溝は、研磨中にパッド（１０）が回転すると、少なくとも一つの溝が基材の上を掃くように研磨面（１４）上に配設される。好ましくは、溝は、カーブした溝、直線状の溝及びそれらの組み合わせから選択される。溝は、≧１０ミル（好ましくは１０〜１２０ミル）の深さを示す。好ましくは、溝は、≧１０ミル、≧１５ミル及び１５〜１２０ミルから選択される深さ、≧１０ミル及び１０〜１００ミルから選択される幅ならびに≧３０ミル、≧５０ミル、５０〜２００ミル、７０〜２００ミル及び９０〜２００ミルから選択されるピッチの組み合わせを有する少なくとも二つの溝を含む溝パターンを形成する。
好ましくは、研磨層（２０）は、その中に組み込まれた砥粒＜１ppmを含有する。
好ましくは、硬質層（２５）は、ポリマー、金属、強化ポリマー及びそれらの組み合わせからなる群より選択される材料でできている。より好ましくは、硬質層（２５）はポリマーでできている。もっとも好ましくは、硬質層（２５）は、ポリエステル、ナイロン、エポキシ、ガラス繊維強化エポキシ及びポリカーボネートからなる群より選択されるポリマー（より好ましくはポリエステル、さらに好ましくはポリエチレンテレフタレートポリエステル、もっとも好ましくは二軸延伸ポリエチレンテレフタレートポリエステル）でできている。
好ましくは、硬質層（２５）は、＞５〜６０ミル（より好ましくは６〜１５ミル、もっとも好ましくは６〜８ミル）の平均厚さＴR-avgを有する。
好ましくは、硬質層（２５）の上面（２６）及び下面（２７）はいずれも溝を有しない。より好ましくは、上面（２６）及び下面（２７）はいずれも滑らかである。もっとも好ましくは、上面（２６）及び下面（２７）は、光学プロフィルメータを使用して測定して１〜５００nm（好ましくは１〜１００nm、より好ましくは１０〜５０nm、もっとも好ましくは２０〜４０nm）の粗さＲａを有する。
好ましくは、硬質層（２５）の上面（２６）は、硬質層（２５）と反応性ホットメルト接着剤（２３）との間の接着を改善するための接着促進剤で処理される。当業者は、硬質層（２５）の構成材料及びホットメルト接着剤（２３）の組成を考慮して適切な接着促進剤を選択する方法を知るであろう。
好ましくは、硬質層（２５）は、ＡＳＴＭ Ｄ８８２−１２にしたがって計測して≧１００MPa（より好ましくは１，０００〜１０，０００MPa、さらに好ましくは２，５００〜７，５００MPa、もっとも好ましくは３，０００〜７，０００MPa）のヤング率を示す。
好ましくは、硬質層（２５）は＜０．１容量％（より好ましくは＜０．０１容量％）のボイド率を示す。
好ましくは、硬質層（２５）は、６〜１５ミルの平均厚さ及びＡＳＴＭ Ｄ８８２−１２にしたがって計測して２，５００〜７，５００MPa（もっとも好ましくは３，０００〜７，０００MPa）のヤング率を有する二軸延伸ポリエチレンテレフタレートでできている。
当業者は、化学機械研磨パッド（１０）における使用に適切なホットメルト接着剤（２３）を選択する方法を知るであろう。好ましくは、ホットメルト接着剤（２３）は硬化反応性ホットメルト接着剤である。より好ましくは、ホットメルト接着剤（２３）は、その非硬化状態で５０〜１５０℃、好ましくは１１５〜１３５℃の融解温度を示し、融解後≦９０分の可使時間を示す硬化反応性ホットメルト接着剤である。もっとも好ましくは、その非硬化状態のホットメルト接着剤（２３）はポリウレタン樹脂を含む（たとえばRohm and Haasから市販されているMor-Melt（商標）R5003）。
化学機械研磨パッド（１０）は、好ましくは、研磨機のプラテンと対面するように適合されている。好ましくは、化学機械研磨パッド（１０）は、研磨機のプラテンに固定されるように適合されている。化学機械研磨パッド（１０）は、感圧接着剤及び真空の少なくとも一つを使用してプラテンに固定することができる。
好ましくは、化学機械研磨パッド（１０）は、硬質層（２５）の下面（２７）に適用された感圧プラテン接着剤層（７０）を含む。当業者は、感圧プラテン接着剤層（７０）としての使用に適切な感圧接着剤を選択する方法を知るであろう。好ましくは、化学機械研磨パッド（１０）はまた、感圧プラテン接着剤層（７０）の上に適用された剥離ライナ（７５）を含み、感圧プラテン接着剤層（７０）は硬質層（２５）の下面（２７）と剥離ライナ（７５）との間に挿入される（図２及び７〜１０を参照）。
基材研磨作業における重要な工程は、加工の終点を決定することである。終点検出のための一つの一般的なインサイチュー法は、選択された波長の光に対して透過性であるウィンドウを研磨パッドに設けることを含む。研磨中、光ビームがウィンドウを通してウェーハ表面に当てられると、そこで反射し、ウィンドウを反対に通過して検出器（たとえば分光光度計）に達する。この戻り信号に基づき、終点検出のために基材表面の性質（たとえばその上の膜の厚さ）を測定することができる。そのような光ベースの終点検出法を容易にするために、本発明の化学機械研磨パッド（１０）は、場合によっては、終点検出ウィンドウ（３０）をさらに含む。好ましくは、終点検出ウィンドウは、研磨層（２０）に組み込まれた一体型ウィンドウ（３４）及び化学機械研磨パッド（１０）に組み込まれたプラグ配置ウィンドウブロック（３２）から選択される（図１〜１０を参照）。当業者は、所期の研磨加工において使用するための終点検出ウィンドウの構築に適切な材料を選択する方法を知るであろう。
好ましくは、本発明の化学機械研磨パッド（１０）に使用される終点検出ウィンドウは、研磨層（２０）に組み込まれた一体型ウィンドウ（３４）である。好ましくは、一体型ウィンドウ（３４）を含む化学機械研磨パッド（１０）は、研磨面（１４）、ベース面（１７）及び研磨面（１４）に対して垂直な方向に研磨面（１４）からベース面（１７）までで計測される平均厚さＴP-avgを有する研磨層（２０）と、上面（２６）及び下面（２７）を有する硬質層（２５）と、研磨層（２０）のベース面（１７）と硬質層（２５）の上面（２６）との間に挿入された、研磨層（２０）を硬質層（２５）に接着するホットメルト接着剤（２３）と、感圧プラテン接着剤（７０）と、剥離ライナ（７５）（感圧プラテン接着剤（７０）が硬質層（２５）の下面（２７）と剥離ライナ（７５）との間に挿入される）と、研磨層（２０）に組み込まれた一体型ウィンドウ（３４）とを含み、研磨層（２０）はキャストポリウレタンであり、キャストポリウレタンは、（ａ）（ｉ）多官能イソシアネートと（ii）ポリエーテル系ポリオールとの反応によって得られる、８〜９．５重量％（より好ましくは８．６５〜９．０５重量％、もっとも好ましくは＞８．７〜９重量％）の未反応ＮＣＯを有するイソシアネート末端プレポリマー、（ｂ）硬化剤ポリアミン、硬化剤ポリオール、硬化剤アルコールアミン及びそれらの混合物からなる群より選択される硬化剤、ならびに（ｃ）場合によっては、複数の微小エレメントを含む成分の反応生成物であり、研磨層（２０）は、０．６よりも高い比重、６０〜９０（好ましくは＞６０〜７５、より好ましくは６１〜７５、もっとも好ましくは＞６５〜７０）のショアＤ硬さ及び１００〜３００％（好ましくは１００〜２００％、より好ましくは１２５〜１７５％、もっとも好ましくは１５０〜１６０％）の破断点伸びを示し、研磨層（２０）は、研磨層の試料の長さ寸法が２５℃の脱イオン水中２４時間の浸漬ののち＜１％変化する初期加水分解安定性（実施例に記載される方法にしたがって計測）を示し、研磨層（２０）は、研磨層の試料の長さ寸法が２５℃の脱イオン水中７日間の浸漬ののち≧１．７５％（好ましくは１．７５〜５％、より好ましくは１．７５〜３．５％、もっとも好ましくは２〜３％）変化する持続的加水分解不安定性（実施例に記載される方法にしたがって計測）を示し、研磨層（２０）は、基材を研磨するように適合された研磨面（１４）を有する。一体型ウィンドウ（３４）は、好ましくは、研磨面（１４）の平面（２８）に対して垂直な軸Ｂに沿って計測される厚さＴWを有する（図１０を参照）。好ましくは、一体型ウィンドウ（３４）は、研磨面（２５）の平面（２８）に対して垂直な軸（Ｂ）に沿って平均厚さＴW-avgを有し、平均ウィンドウ厚さＴW-avgは研磨層（２０）の平均厚さＴP-avgに等しい（図１０を参照）。
好ましくは、本発明の化学機械研磨パッド（１０）に使用される終点検出ウィンドウはプラグ配置ウィンドウブロック（３２）である。好ましくは、プラグ配置ウィンドウブロック（３２）を含む化学機械研磨パッド（１０）は、研磨面（１４）、ベース面（１７）及び研磨面（１４）に対して垂直な方向に研磨面（１４）からベース面（１７）までで計測される平均厚さＴP-avgを有する研磨層（２０）と、上面（２６）及び下面（２７）を有する硬質層（２５）と、研磨層（２０）のベース面（１７）と硬質層（２５）の上面（２６）との間に挿入された、研磨層（２０）を硬質層（２５）に接着するホットメルト接着剤（２３）と、感圧プラテン接着剤（７０）と、剥離ライナ（７５）（感圧プラテン接着剤（７０）が硬質層（２５）の下面（２７）と剥離ライナ（７５）との間に挿入される）と、化学機械研磨パッド（１０）に組み込まれたプラグ配置ウィンドウ（３２）とを含み、研磨層（２０）はキャストポリウレタンであり、キャストポリウレタンは、（ａ）（ｉ）多官能イソシアネートと（ii）ポリエーテル系ポリオールとの反応によって得られる、８〜９．５重量％（好ましくは８．６５〜９．０５重量％、より好ましくは＞８．７〜９．００重量％）の未反応ＮＣＯを有するイソシアネート末端プレポリマー、（ｂ）硬化剤ポリアミン、硬化剤ポリオール、硬化剤アルコールアミン及びそれらの混合物からなる群より選択される硬化剤、ならびに（ｃ）場合によっては、複数の微小エレメントを含む成分の反応生成物であり、研磨層（２０）は、０．６よりも高い比重、６０〜９０（好ましくは＞６０〜７５、より好ましくは６１〜７５、もっとも好ましくは＞６５〜７０）のショアＤ硬さ及び１００〜３００％（好ましくは１００〜２００％、より好ましくは１２５〜１７５％、もっとも好ましくは１５０〜１６０％）の破断点伸びを示し、研磨層（２０）は、研磨層の試料の長さ寸法が２５℃の脱イオン水中２４時間の浸漬ののち＜１％変化する初期加水分解安定性（実施例に記載される方法にしたがって計測）を示し、研磨層（２０）は、研磨層の試料の長さ寸法が２５℃の脱イオン水中７日間の浸漬ののち≧１．７５％（好ましくは１．７５〜５％、より好ましくは１．７５〜３．５％、もっとも好ましくは２〜３％）変化する持続的加水分解不安定性（実施例に記載される方法にしたがって計測）を示し、研磨層（２０）は、基材を研磨するように適合された研磨面（１４）を有し、化学機械研磨パッド（１０）は、化学機械研磨パッド（１０）を研磨層（２０）の研磨面（１４）から硬質層（２５）の下面（２７）まで延びる貫通孔（３５）を有し、プラグ配置ウィンドウブロック（３０）は貫通孔（３５）の中に配置され、プラグ配置ウィンドウブロック（３０）は感圧プラテン接着剤（７０）に固着されている。プラグ配置ウィンドウブロック（３０）は、研磨面（１４）の平面（２８）に対して垂直な軸Ｂに沿って計測される厚さＴWを有する（図５〜７を参照）。好ましくは、プラグ配置ウィンドウブロック（３０）は、研磨面（２５）の平面（２８）に対して垂直な軸（Ｂ）に沿って平均ウィンドウ厚さＴW-avgを有し、平均ウィンドウ厚さＴW-avgは、５ミル〜化学機械研磨パッド（１０）の平均全厚さＴT-avgである（図７を参照）。より好ましくは、プラグ配置ウィンドウブロック（３０）は５ミル〜＜ＴT-avgの平均ウィンドウ厚さＴW-avgを有する。さらに好ましくは、プラグ配置ウィンドウブロック（３０）は５ミル〜７５ミル（さらに好ましくは１５〜５０ミル、もっとも好ましくは２０〜４０ミル）の平均ウィンドウ厚さＴW-avgを有する（図５〜７を参照）。
好ましくは、本発明の化学機械研磨パッド（１０）に使用される終点検出ウィンドウはプラグ配置ウィンドウブロック（３２）である。好ましくは、プラグ配置ウィンドウブロック（３２）を含む化学機械研磨パッド（１０）は、研磨面（１４）、ベース面（１７）及び研磨面（１４）に対して垂直な方向に研磨面（１４）からベース面（１７）までで計測される平均厚さＴP-avgを有する研磨層（２０）と、研磨層（２０）の厚さＴPを通して延びる貫通路（３５）を拡大するカウンタボア開口（４０）であって、研磨面（１４）上に開口し、軸Ａと平行かつ研磨面（１４）の平面（２８）に対して垂直な軸Ｂに沿う深さＤOの位置で、カウンタボア開口（４０）と貫通路（３５）との間の境界面に、棚状部（４５）を形成するカウンタボア開口（４０）とを含む（図１、４、６及び８を参照）。好ましくは、棚状部（４５）は研磨面（１４）と平行である。好ましくは、カウンタボア開口は、軸（Ａ）に対して平行である軸を有する円柱形容積を画定する。好ましくは、カウンタボア開口は非円柱形の容積を画定する。好ましくは、プラグ配置ウィンドウブロック（３２）がカウンタボア開口（４０）内に配置される。好ましくは、プラグ配置ウィンドウブロック（３２）がカウンタボア開口（４０）内に配置され、研磨層（２０）に接着される。好ましくは、プラグ配置ウィンドウブロック（３２）は、超音波溶接及び接着剤の少なくとも一つを使用して研磨層（２０）に接着される。好ましくは、軸Ａと平行かつ研磨面（１４）の平面（２８）に対して垂直な軸Ｂに沿うカウンタボア開口の平均深さＤO-avgは５〜７５ミル（好ましくは１０〜６０ミル、より好ましくは１５〜５０ミル、もっとも好ましくは２０〜４０ミル）である。好ましくは、カウンタボア開口の平均深さＤO-avgはプラグ配置ウィンドウブロック（３２）の平均厚さＴW-avg以下である（図６及び８を参照）。より好ましくは、カウンタボア開口の平均深さＤO-avgは以下の式を満たす。
０．９０＊ＴW-avg≦ＤO-avg≦ＴW-avg
より好ましくは、カウンタボア開口の平均深さＤO-avgは以下の式を満たす。
０．９５＊ＴW-avg≦ＤO-avg＜ＴW-avg
好ましくは、本発明の化学機械研磨パッド（１０）に使用される終点検出ウィンドウはプラグ配置ウィンドウブロック（３２）である。好ましくは、プラグ配置ウィンドウブロック（３２）を含む化学機械研磨パッド（１０）は、研磨面（１４）、ベース面（１７）及び研磨面（１４）に対して垂直な方向に研磨面（１４）からベース面（１７）までで計測される平均厚さＴP-avgを有する研磨層（２０）と、化学機械研磨パッド（１０）の全厚さＴTを通して延びる貫通路（３５）を拡大する研磨層開口（３７）であって、研磨面（１４）上に開口し、軸Ａと平行かつ研磨面（１４）の平面（２８）に対して垂直な軸Ｂに沿う深さＤOの位置で、研磨層開口（３７）と貫通路（３５）との間の境界面にある硬質層（２５）の上面（２６）に、棚状部（５５）を形成する研磨層開口（３７）とを含む（図１、４、６及び９を参照）。好ましくは、棚状部（５５）は研磨面（１４）と平行である。好ましくは、研磨層開口（３７）は、軸（Ａ）に対して平行である軸を有する円柱形容積を画定する。好ましくは、研磨層開口（３７）は非円柱形の容積を画定する。好ましくは、プラグ配置ウィンドウブロック（３２）が研磨層開口（３７）内に配置される。好ましくは、プラグ配置ウィンドウブロック（３２）が研磨層開口（３７）内に配置され、硬質層（２５）の上面（２６）に接着される。好ましくは、プラグ配置ウィンドウブロック（３２）は、超音波溶接及び接着剤の少なくとも一つを使用して硬質層（２５）の上面（２６）に接着される。好ましくは、軸Ａと平行かつ研磨面（１４）の平面（２８）に対して垂直な軸Ｂに沿うカウンタボア開口の平均深さＤO-avgは５〜７５ミル（好ましくは１０〜６０ミル、より好ましくは１５〜５０ミル、もっとも好ましくは２０〜４０ミル）である。好ましくは、カウンタボア開口の平均深さＤO-avgはプラグ配置ウィンドウブロック（３２）の平均厚さＴW-avg以下である（図６及び９を参照）。より好ましくは、カウンタボア開口の平均深さＤO-avgは以下の式を満たす。
０．９０＊ＴW-avg≦ＤO-avg≦ＴW-avg
より好ましくは、カウンタボア開口の平均深さＤO-avgは以下の式を満たす。
０．９５＊ＴW-avg≦ＤO-avg＜ＴW-avg
ここで、以下の実施例において本発明のいくつかの実施態様を詳細に説明する。
実施例１：研磨層の調製
（ａ）多官能イソシアネート（すなわちトルエンジイソシアネート）とポリエーテル系ポリオール（すなわちChemtura Corporationから市販されているAdiprene（登録商標）LFG740D）との反応によって得られる５１℃のイソシアネート末端プレポリマー、（ｂ）１１６℃の硬化剤（すなわち４，４′−メチレン−ビス−（２−クロロアニリン））、及び（ｃ）複数の微小エレメント（すなわち、Akzo Nobelから市販されている551DE40d42 Expancel（登録商標）微小球）０．３重量％の制御された混合により、キャストポリウレタンケーキを調製した。イソシアネート末端プレポリマーと硬化剤との比は、イソシアネート末端プレポリマー中の未反応イソシアネート（ＮＣＯ）基に対する硬化剤中の活性水素基（すなわち−ＯＨ基と−ＮＨ2基との合計）の比によって決まる化学量論比が９１％になるように設定した。硬化剤の添加の前に複数の微小エレメントをイソシアネート末端プレポリマーに混入した。次いで、高剪断混合ヘッドを使用して、複数の微小エレメントを組み込まれたイソシアネート末端プレポリマーと硬化剤とを混合した。混合ヘッドを出たのち、混合物を直径８６．４cm（３４インチ）の円形型の中に５分間かけて小出しして、約８cm（３インチ）の全流し込厚さを得た。小出しした混合物を１５分間ゲル化させたのち、型を硬化オーブンに入れた。次いで、以下のサイクルを使用して型を硬化オーブン中で硬化させた。周囲温度から１０４℃までのオーブン設定温度で３０分間の勾配、次いで１０４℃のオーブン設定温度で１５．５時間保持、次いで１０４℃から２１℃までのオーブン設定温度で２時間の勾配。
その後、硬化したポリウレタンケーキを型から取り出し、３０〜８０℃の温度で、２．０mm（８０ミル）の平均厚さＴP-avgを有する複数の研磨層にスカイビング（可動ブレードを使用してカット）した。スカイビングは、各ケーキの頂部から開始した。
研磨層性質の分析
実施例１にしたがって調製した溝のない研磨層材料を分析して、表１に報告するようなその物性を測定した。報告される比重は、ＡＳＴＭ Ｄ１６２２にしたがって純水に対して測定されたものであり、報告されるショアＤ硬さはＡＳＴＭ Ｄ２２４０にしたがって測定されたものである。
研磨層の引張り性質（すなわちメジアン引張り強さ、メジアン破断点伸び、メジアン弾性率、靱性）を、ＡＳＴＭ Ｄ４１２にしたがって、MTS Systems Corporationから市販のAlliance RT/5メカニカルテスタを５０．８cm/minのクロスヘッド速度で使用して計測した。すべて試験は、２３℃及び相対湿度５０％に設定された温度・湿度制御された実験室で実施した。試験を実施する前に、すべての試料を前記実験室条件下で５日間コンディショニングした。研磨層材料に関して報告するメジアン引張り強さ（MPa）及びメジアン破断点伸び（％）は、５つの反復試料の応力ひずみ曲線から決定されたものである。
研磨層材料の貯蔵弾性率Ｇ′及び損失弾性率Ｇ″は、ＡＳＴＭ Ｄ５２７９−０８にしたがって、TA Instrumentsのねじれ固定具付きARESレオメータを使用して計測されたものである。計器に接続された液体窒素を周囲以下温度制御に使用した。試料の線形粘弾性応答を１０rad/secの試験周波数（１．５９Hz）で−１００℃から２００℃まで３℃／minの温度勾配で計測した。Indusco油圧スイングアーム切断機上、４７．５mm×７mmのダイを使用して、研磨層から試料を打ち抜き、ハサミを使用して約３５mmの長さにカットした。
Figure 2015047691
加水分解安定性分析
次に、実施例１にしたがって調製した溝のない研磨層材料を分析して、それが初期加水分解安定性及び持続的加水分解不安定性を示すかどうかを判定した。また、市販されている三つの研磨層材料を分析した（すなわち、すべてRohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.から市販されているIC1000（商標）研磨層材料、VisionPad（商標）3100研磨層材料及びVisionPad（商標）研磨層材料）。市販の研磨層材料の市販パッド規格を表２に示す。具体的には、まず、キャリパーを使用して、厚さ２mmの研磨層材料それぞれの１．５″×１．５″試料を両方の１．５″寸法（すなわちｘ及びｙ寸法）に沿って計測した。次いで、試料を２５℃の脱イオン水に浸漬した。２４時間の浸漬及び７日間の浸漬ののち、キャリパーを使用して再び試料をｘ及びｙの両寸法に沿って計測した。これらの計測の結果を表３に示す。
Figure 2015047691
Figure 2015047691

Claims (10)

  1. 研磨面、ベース面及び前記研磨面に対して垂直な方向に前記研磨面から前記ベース面までで計測される平均厚さＴP-avgを有する研磨層であって、
    前記研磨層がキャストポリウレタンであり、前記キャストポリウレタンが、
    （ａ）（ｉ）多官能イソシアネート、及び
    （ii）ポリエーテル系ポリオール
    の反応によって得られる、８〜９．５重量％の未反応ＮＣＯを有するイソシアネート末端プレポリマー、
    （ｂ）硬化剤ポリアミン、硬化剤ポリオール、硬化剤アルコールアミン及びそれらの混合物からなる群より選択される硬化剤、ならびに
    場合によっては、（ｃ）複数の微小エレメント
    を含む成分の反応生成物であり、
    前記研磨層が、０．６よりも高い比重、６０〜９０のショアＤ硬さ及び１００〜３００％の破断点伸びを示し、
    前記研磨層が、前記研磨層の試料の長さ寸法が２５℃の脱イオン水中２４時間の浸漬ののち＜１％変化する初期加水分解安定性を示し、
    前記研磨層が、前記研磨層の前記試料の前記長さ寸法が２５℃の脱イオン水中７日間の浸漬ののち≧１．７５％変化する持続的加水分解不安定性を示す研磨層と、
    上面及び下面を有する硬質層と、
    前記研磨層の前記ベース面と前記硬質層の前記上面との間に挿入された、前記研磨層を前記硬質層に接着するホットメルト接着剤と、
    スタック側及びプラテン側を有する感圧プラテン接着剤層であって、前記スタック側が前記硬質層の前記下面に隣接する感圧プラテン接着剤層と、
    場合によっては、前記感圧プラテン接着剤層の前記プラテン側に配置される任意選択の剥離ライナと
    を含む化学機械研磨パッド。
  2. 前記硬化剤及び前記イソシアネート末端プレポリマーが、８０〜＜９５％の、未反応ＮＣＯに対するＯＨ又はＮＨ2の化学量論比を有する、請求項１記載の化学機械研磨パッド。
  3. 前記硬質層の前記上面及び前記下面が溝を有しない、請求項１記載の化学機械研磨パッド。
  4. 前記硬質層が２，５００〜７，５００MPaのヤング率を有する、請求項１記載の化学機械研磨パッド。
  5. 前記硬質層が、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートでできており、６〜１５ミルの平均厚さを有し、３，０００〜７，０００MPaのヤング率を示す、請求項２記載の化学機械研磨パッド。
  6. 前記キャストポリウレタンが、（ａ）（ｉ）前記多官能イソシアネートと（ii）前記ポリエーテル系ポリオールとの反応によって得られる、＞８．７〜９重量％の未反応ＮＣＯを有するイソシアネート末端プレポリマー、（ｂ）硬化剤ポリアミンである前記硬化剤、及び（ｃ）前記複数の微小エレメントを含む成分の反応生成物であり、前記研磨層が、０．６よりも高い比重、６１〜７５のショアＤ硬さ及び１００〜２００％の破断点伸びを示す、請求項５記載の化学機械研磨パッド。
  7. 終点検出ウィンドウをさらに含む、請求項６記載の化学機械研磨パッド。
  8. 前記終点検出ウィンドウが一体型ウィンドウである、請求項７記載の化学機械研磨パッド。
  9. 前記終点検出ウィンドウがプラグ配置ウィンドウである、請求項７記載の化学機械研磨パッド。
  10. 磁性基材、光学基材及び半導体基材の少なくとも一つから選択される基材を提供する工程、
    請求項１記載の化学機械研磨パッドを提供する工程、
    前記研磨層の研磨面と前記基材との間に動的接触を生じさせて前記基材の表面を研磨する工程、及び
    砥粒コンディショナによって前記研磨面をコンディショニングする工程
    を含む、基材を研磨する方法。
JP2014174664A 2013-08-30 2014-08-29 化学機械研磨パッド Withdrawn JP2015047691A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/014,468 2013-08-30
US14/014,468 US20150065013A1 (en) 2013-08-30 2013-08-30 Chemical mechanical polishing pad

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015047691A true JP2015047691A (ja) 2015-03-16
JP2015047691A5 JP2015047691A5 (ja) 2017-09-28

Family

ID=52470533

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014174664A Withdrawn JP2015047691A (ja) 2013-08-30 2014-08-29 化学機械研磨パッド

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20150065013A1 (ja)
JP (1) JP2015047691A (ja)
KR (1) KR20150026903A (ja)
CN (1) CN104416452B (ja)
DE (1) DE102014012353A1 (ja)
FR (1) FR3009988A1 (ja)
TW (1) TW201522406A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020519458A (ja) * 2017-07-11 2020-07-02 エスケイシー・カンパニー・リミテッドＳｋｃ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． 研磨層と類似の硬度を有するウィンドウを含む研磨パッド
WO2023190428A1 (ja) * 2022-03-29 2023-10-05 富士紡ホールディングス株式会社 研磨パッド、研磨パッドの製造方法、及び光学材料又は半導体材料の表面を研磨する方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9421666B2 (en) * 2013-11-04 2016-08-23 Applied Materials, Inc. Printed chemical mechanical polishing pad having abrasives therein
US9216489B2 (en) * 2014-03-28 2015-12-22 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Chemical mechanical polishing pad with endpoint detection window
US20150306731A1 (en) * 2014-04-25 2015-10-29 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Chemical mechanical polishing pad
US9314897B2 (en) * 2014-04-29 2016-04-19 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Chemical mechanical polishing pad with endpoint detection window
TWI626117B (zh) * 2017-01-19 2018-06-11 智勝科技股份有限公司 研磨墊及研磨方法
KR101835090B1 (ko) * 2017-05-29 2018-03-06 에스케이씨 주식회사 다공성 폴리우레탄 연마패드 및 이를 사용하여 반도체 소자를 제조하는 방법
US10464187B2 (en) * 2017-12-01 2019-11-05 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. High removal rate chemical mechanical polishing pads from amine initiated polyol containing curatives
TWI833018B (zh) * 2019-05-07 2024-02-21 美商Ｃｍｃ材料有限責任公司 經基於槽生產之化學機械平坦化墊
KR102345784B1 (ko) * 2019-07-10 2022-01-03 에프엔에스테크 주식회사 웨이퍼 후면 연마용 고경도 연마패드
KR102526513B1 (ko) * 2021-05-26 2023-04-26 에스케이엔펄스 주식회사 연마패드 접착필름, 이를 포함하는 연마패드 적층체 및 웨이퍼의 연마방법
CN115502881B (zh) * 2021-06-23 2024-09-27 均豪精密工业股份有限公司 研磨装置
US20230390970A1 (en) * 2022-06-02 2023-12-07 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Method of making low specific gravity polishing pads

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7101275B2 (en) * 2003-09-26 2006-09-05 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Resilient polishing pad for chemical mechanical polishing
US20050171224A1 (en) * 2004-02-03 2005-08-04 Kulp Mary J. Polyurethane polishing pad
US20060089095A1 (en) * 2004-10-27 2006-04-27 Swisher Robert G Polyurethane urea polishing pad
US7569268B2 (en) * 2007-01-29 2009-08-04 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Chemical mechanical polishing pad
US8083570B2 (en) * 2008-10-17 2011-12-27 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Chemical mechanical polishing pad having sealed window
US8512427B2 (en) * 2011-09-29 2013-08-20 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Acrylate polyurethane chemical mechanical polishing layer

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020519458A (ja) * 2017-07-11 2020-07-02 エスケイシー・カンパニー・リミテッドＳｋｃ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． 研磨層と類似の硬度を有するウィンドウを含む研磨パッド
US11964360B2 (en) 2017-07-11 2024-04-23 Sk Enpulse Co., Ltd. Polishing pad comprising window similar in hardness to polishing layer
WO2023190428A1 (ja) * 2022-03-29 2023-10-05 富士紡ホールディングス株式会社 研磨パッド、研磨パッドの製造方法、及び光学材料又は半導体材料の表面を研磨する方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20150065013A1 (en) 2015-03-05
KR20150026903A (ko) 2015-03-11
DE102014012353A1 (de) 2015-03-05
CN104416452A (zh) 2015-03-18
TW201522406A (zh) 2015-06-16
CN104416452B (zh) 2017-07-07
FR3009988A1 (fr) 2015-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2015047691A (ja) 化学機械研磨パッド
TWI630066B (zh) 化學機械硏磨基材之方法
JP6805191B2 (ja) 下地層および研磨表面層を有する研磨パッド
JP6487249B2 (ja) 研磨層及びウィンドウを有するケミカルメカニカル研磨パッド
JP6290004B2 (ja) 軟質かつコンディショニング可能な化学機械ウィンドウ研磨パッド
TWI475056B (zh) Grinding pad manufacturing method
JP6367611B2 (ja) 軟質かつコンディショニング可能な研磨層を有する多層化学機械研磨パッドスタック
JP6334266B2 (ja) 軟質かつコンディショニング可能な化学機械研磨パッドスタック
KR20160000856A (ko) 컨디셔닝 내성을 갖는 화학적 기계적 연마 층 배합물
JP6538397B2 (ja) 軟質かつコンディショニング可能なウィンドウ付きケミカルメカニカル研磨パッド
KR101092944B1 (ko) 연마 패드
TWI480942B (zh) Polishing pad
TW201522404A (zh) 聚胺酯硏磨墊
KR20180111553A (ko) 화학적 기계적 연마 패드
WO2016052155A1 (ja) 研磨パッド
WO2023182392A1 (ja) 研磨パッド及び研磨加工物の製造方法
JP2022155532A (ja) 研磨パッド及び研磨加工物の製造方法
TWI450811B (zh) A storage tank and a polishing pad manufacturing method using the same
JP2022154128A (ja) 研磨パッド及び研磨加工物の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20150304

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170815

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170815

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20180404