JP2017035773A - ケミカルメカニカル研磨パッド複合研磨層調合物 - Google Patents

Abstract

【課題】寸法が縮小し続けるウェーハの研磨プロセスに対応し、ケミカルメカニカル研磨パッドの作動性能範囲を拡大させる研磨層設計を提供する。【解決手段】研磨面１４を有する研磨層２０を含み、研磨層が第１の連続不揮発性ポリマー相３０及び第２の不揮発性ポリマー相５０を含み、第１の連続不揮発性ポリマー相が複数の周期性凹部４０を有し、複数の周期性凹部が第２の不揮発性ポリマー相によって埋められ、第１の連続不揮発性ポリマー相が≦６容量％の連続気泡気孔率を有し、第２の不揮発性ポリマー相が≧１０容量％の連続気泡気孔率を有し、研磨面が、基材を研磨するように適合されている、ケミカルメカニカル研磨パッド１０が提供される。【選択図】図３

Description

本発明はケミカルメカニカル研磨パッドに関する。より具体的には、本発明は、研磨面を有する研磨層を含み、研磨層が、第１の連続不揮発性ポリマー相及び第２の不揮発性ポリマー相を含み、第１の連続不揮発性ポリマー相が複数の周期性凹部を有し、複数の周期性凹部が第２の不揮発性ポリマー相によって埋められ、第１の連続不揮発性ポリマー相が≦６容量％の連続気泡気孔率を有し、第２の不揮発性ポリマー相が≧１０容量％の連続気泡気孔率を有し、研磨面が、基材を研磨するように適合されている、ケミカルメカニカル研磨パッドに関する。

集積回路及び他の電子装置の作製においては、導体、半導体及び絶縁体の複数の層を半導体ウェーハの表面に付着させたり、半導体ウェーハの表面から除去したりする。導体、半導体及び絶縁体の薄層は、いくつかの付着技術を使用して付着させることができる。最新のウェーハ加工において一般的な付着技術としては、とりわけ、スパッタリングとも知られる物理蒸着法（ＰＶＤ）、化学蒸着法（ＣＶＤ）、プラズマ増強化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）及び電気化学的めっき法がある。一般的な除去技術としては、数ある中で、湿式及び乾式の等方性及び異方性エッチングがある。

材料層が順次に付着され、除去されるにつれ、ウェーハの最上面は非平坦になる。後続の半導体加工（たとえばメタライゼーション）は、ウェーハが平坦面を有することを要するため、ウェーハは平坦化されなければならない。平坦化は、望まれない表面トポグラフィーならびに表面欠陥、たとえば粗面、凝集した材料、結晶格子の損傷、スクラッチ及び汚染された層又は材料を除去するのに有用である。

ケミカルメカニカルプラナリゼーション又はケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）は、半導体ウェーハのような加工物を平坦化又は研磨するために使用される一般的な技術である。従来のＣＭＰにおいては、ウェーハキャリヤ、すなわち研磨ヘッドがキャリヤアセンブリに取り付けられる。その研磨ヘッドがウェーハを保持し、ウェーハを、ＣＭＰ装置内でテーブル又はプラテン上に取り付けられている研磨パッドの研磨層と接する状態に配置する。キャリヤアセンブリがウェーハと研磨パッドとの間に制御可能な圧を提供する。同時に、研磨媒（たとえばスラリー）が研磨パッド上に小出しされ、ウェーハと研磨層との間の間隙に引き込まれる。研磨を実施するために、研磨パッド及びウェーハは一般に互いに対して回転する。研磨パッドがウェーハの下で回転するとき、ウェーハは一般に環状の研磨トラック、すなわち研磨領域を掃き出し、その中でウェーハの表面が研磨層と直接対面する。ウェーハ表面は、研磨層及び表面上の研磨媒の化学的かつ機械的作用によって研磨され、平坦化される。

米国特許第６，７３６，７０９号において、Jamesらは、ケミカルメカニカル研磨パッドの研磨面に溝を設ける重要性を開示している。具体的に、Jamesらは、「溝剛性係数」（「ＧＳＱ」）がパッド剛性に対する溝形成の効果を推定し、「溝フロー係数」（「ＧＦＱ」）が（パッド界面）流体流に対する溝形成の効果を推定し、所与の研磨プロセスに理想的な研磨面を選択する際にＧＳＱとＧＦＱとの間に精巧なバランスがあることを教示している。

それにもかかわらず、ウェーハ寸法が縮小し続けるとともに、関連する研磨プロセスの必要性はますます切実になる。

したがって、ケミカルメカニカル研磨パッドの作動性能範囲を拡大させる研磨層設計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にベース面から研磨面までで計測される平均厚さＴ_P-avgを有する研磨層を含み、研磨層が第１の連続不揮発性ポリマー相及び第２の不揮発性ポリマー相を含み、第１の連続不揮発性ポリマー相が、研磨面に対して垂直に研磨面からベース面に向けて計測される、研磨面からの平均凹部深さＤ_avgを有する複数の周期性凹部を有し、平均凹部深さＤ_avgが平均厚さＴ_P-avg未満であり、複数の周期性凹部が第２の不揮発性ポリマー相によって埋められ、第１の連続不揮発性ポリマー相が、８〜１２重量％の未反応ＮＣＯ基を有する第１の連続相末端イソシアネート修飾ウレタンプレポリマーと第１の連続相硬化剤との反応生成物であり、第２の不揮発性ポリマー相が第２の連続不揮発性ポリマー相及び第２の不連続不揮発性ポリマー相から選択され、第２の不揮発性ポリマー相が、ポリ側（Ｐ）液状成分とイソ側（Ｉ）液状成分とを合わせることによって形成され、ポリ側（Ｐ）液状成分が、（Ｐ）側ポリオール類、（Ｐ）側ポリアミン類及び（Ｐ）側アルコールアミン類の少なくとも一つを含み、イソ側（Ｉ）液状成分が少なくとも一つの（Ｉ）側多官能イソシアネート類を含み、第１の連続不揮発性ポリマー相が≦６容量％の連続気泡気孔率を有し、第２の不揮発性ポリマー相が≧１０容量％の連続気泡気孔率を有し、研磨面が、基材を研磨するように適されている、ケミカルメカニカル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、本発明のケミカルメカニカル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、及び研磨面を砥粒コンディショナによって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。

本発明の研磨層の斜視図である。 本発明のケミカルメカニカル研磨パッドの平面図である。 図２のＡ−Ａ線から見た、本発明のケミカルメカニカル研磨パッドの断面図である。 本発明のケミカルメカニカル研磨パッドの平面図である。 本発明のケミカルメカニカル研磨パッドの平面図である。 本発明のケミカルメカニカル研磨パッドの平面図である。 図６のＢ−Ｂ線から見た、本発明のケミカルメカニカル研磨パッドの断面図である。 本発明のケミカルメカニカル研磨パッドの平面図である。 本発明のケミカルメカニカル研磨パッドの平面図である。 本発明の研磨層の平面図である。 図１０のＣ−Ｃ線から見た、本発明の研磨層の断面図である。 ウィンドウを備えた本発明の研磨層の斜視図である。 本発明のケミカルメカニカル研磨パッドの平面図である。 本発明の研磨層の平面図である。 図１４のＡＡ−ＡＡ線から見た、本発明の研磨層の断面図である。

詳細な説明
過去、所与の研磨層の研磨面に関するＧＳＱ及びＧＦＱ値が、効果的な研磨層を設計するための動作可能範囲を提供した。驚くことに、本発明は、研磨層設計の研磨層剛性とスラリー分布性能とを切り離すことにより、研磨層に関してこれまで定着していたＧＳＱ及びＧＦＱパラメータの型を打破するための手段を提供して、それにより、研磨層設計の範囲を、これまで得られなかった研磨性能特性のバランスへと拡大する。

明細書及び特許請求の範囲の中でポリマー相を参照して使用される「不揮発性」とは、ポリマー相（たとえば第２の連続不揮発性ポリマー相）が、研磨層中に存在する別のポリマー相（たとえば第１の連続不揮発性ポリマー相）に対して選択的に融解、溶解、分解又は他のやり方で消失しないことをいう。

明細書及び特許請求の範囲の中で、研磨面（１４）を有するケミカルメカニカル研磨パッド（１０）を参照して使用される「平均全厚さＴ_T-avg」とは、研磨面（１４）に対して垂直に研磨面（１４）からサブパッド（２５）の下面（２７）までで計測される、ケミカルメカニカル研磨パッドの平均厚さＴ_Tをいう（図３及び７を参照）。

明細書及び特許請求の範囲の中で研磨層（２０）を参照して使用される「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）。

本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（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。ケミカルメカニカル研磨パッド（１０）は、任意選択で、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。

明細書及び特許請求の範囲の中で使用される「研磨媒」とは、粒子含有研磨溶液及び非粒子含有研磨溶液、たとえば無砥粒及び反応液研磨溶液を包含する。

明細書及び特許請求の範囲の中で使用される「化学結合」とは、原子間の引力を指し、共有結合、イオン結合、金属結合、水素結合及びファンデルワールス力を包含する。

明細書及び特許請求の範囲の中で使用される「ポリ（ウレタン）」とは、（ａ）（ｉ）イソシアネート類と（ii）ポリオール類（ジオール類を含む）との反応から形成されるポリウレタン類、ならびに（ｂ）（ｉ）イソシアネート類と（ii）ポリオール類（ジオール類を含む）及び（iii）水、アミン類（ジアミン類及びポリアミン類を含む）又は水とアミン類（ジアミン類及びポリアミン類を含む）との混合物との反応から形成されるポリ（ウレタン）を包含する。

好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）は、特に、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設計されている。より好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）は、特に、半導体基材の研磨を容易にするように設計されている。もっとも好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）は、特に、半導体基材の研磨を容易にするように設計され、半導体基材は半導体ウェーハである。

好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）は、研磨面（１４）、ベース面（１７）及び研磨面（１４）に対して垂直にベース面（１７）から研磨面（１４）までで計測される平均厚さＴ_P-avgを有する研磨層（２０）を含み、研磨層（２０）は第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）及び第２の不揮発性ポリマー相（５０）を含み、第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）は、研磨面（１４）に対して垂直に研磨面（１４）からベース面（１７）に向けて計測される、研磨面（１４）からの平均凹部深さＤ_avgを有する複数の周期性凹部（４０）を有し、平均凹部深さＤ_avgは平均厚さＴ_P-avg未満であり（好ましくはＤ_avg≦０．５＊Ｔ_P-avg、より好ましくはＤ_avg≦０．４＊Ｔ_P-avg、もっとも好ましくはＤ_avg≦０．３７５＊Ｔ_P-avg）、複数の周期性凹部（４０）は第２の不揮発性ポリマー相（５０）によって埋められ、第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）は、８〜１２重量％の未反応ＮＣＯ基を有する第１の連続相末端イソシアネート修飾ウレタンプレポリマーと第１の連続相硬化剤との反応生成物であり、第２の不揮発性ポリマー相（５０）は第２の連続不揮発性ポリマー相及び第２の不連続不揮発性ポリマー相から選択され、第２の不揮発性ポリマー相（５０）は、ポリ側（Ｐ）液状成分とイソ側（Ｉ）液状成分とを合わせることによって形成され、ポリ側（Ｐ）液状成分は、（Ｐ）側ポリオール類、（Ｐ）側ポリアミン類及び（Ｐ）側アルコールアミン類の少なくとも一つを含み、イソ側（Ｉ）液状成分は少なくとも一つの（Ｉ）側多官能イソシアネート類を含み、任意選択で、第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）は複数の中空コアポリマー材料を含み、複数の中空コアポリマー材料は０〜５８容量％で第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）に配合され、第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）は≦６容量％（好ましくは≦５容量％、より好ましくは≦４容量％、もっとも好ましくは≦３容量％）の連続気泡気孔率を有し、第２の不揮発性ポリマー相（５０）は≧１０容量％（好ましくは２５〜７５容量％、より好ましくは３０〜６０容量％、もっとも好ましくは４５〜５５容量％）の連続気泡気孔率を有し、研磨面は、基材を研磨するように適されている（図１〜１５）。

好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）の研磨層（２０）中の第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）は、８〜１２重量％の未反応ＮＣＯ基を有する第１の連続相末端イソシアネート修飾ウレタンプレポリマーと第１の連続相硬化剤との反応生成物を含む。より好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）の研磨層（２０）中の第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）は、８．７５〜１２重量％の未反応ＮＣＯ基を有する第１の連続相末端イソシアネート修飾ウレタンプレポリマーと第１の連続相硬化剤との反応生成物を含む。より好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）の研磨層（２０）中の第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）は、９．０〜９．２５重量％の未反応ＮＣＯ基を有する第１の連続相末端イソシアネート修飾ウレタンプレポリマーと第１の連続相硬化剤との反応生成物を含む。

好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）の研磨層（２０）中の第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）は、８〜１２重量％の未反応ＮＣＯ基を有する第１の連続相末端イソシアネート修飾ウレタンプレポリマーと第１の連続相硬化剤との反応生成物であり、第１の連続相末端イソシアネート修飾ウレタンプレポリマーは、第１の連続相ポリイソシアネート類（好ましくはジイソシアネート類）と第１の連続相ポリオール類との相互作用から得られ、第１の連続相ポリオール類は、ジオール類、ポリオール類、ポリオールジオール類、それらのコポリマー及びそれらの混合物からなる群から選択される。好ましくは、第１の連続相ポリオール類は、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＥＧ）、ＰＴＭＥＧとポリプロピレンエーテルグリコール（ＰＰＧ）とのブレンド、及び低分子量ジオール類（たとえば１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール）とのそれらの混合物からなる群から選択される。

好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）の研磨層（２０）中の第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）は、８〜１２重量％の未反応ＮＣＯ基を有する第１の連続相末端イソシアネート修飾ウレタンプレポリマーと第１の連続相硬化剤との反応生成物であり、第１の連続相硬化剤は第１の連続相ポリアミン類である。好ましくは、第１の連続相ポリアミン類は芳香族ポリアミン類である。より好ましくは、第１の連続相ポリアミン類は、４，４′−メチレン−ビス−ｏ−クロロアニリン（ＭｂＯＣＡ）、４，４′−メチレン−ビス−（３−クロロ−２，６−ジエチルアニリン）（ＭＣＤＥＡ）、ジメチルチオトルエンジアミン、トリメチレングリコールジ−ｐ−アミノベンゾエート、ポリテトラメチレンオキシドジ−ｐ−アミノベンゾエート、ポリテトラメチレンオキシドモノ−ｐ−アミノベンゾエート、ポリプロピレンオキシドジ−ｐ−アミノベンゾエート、ポリプロピレンオキシドモノ−ｐ−アミノベンゾエート、１，２−ビス（２−アミノフェニルチオ）エタン、４，４′−メチレン−ビス−アニリン、ジエチルトルエンジアミン、５−tert−ブチル−２，４−トルエンジアミン、３−tert−ブチル−２，６−トルエンジアミン、５−tert−アミル−２，４−トルエンジアミン、３−tert−アミル−２，６−トルエンジアミン、５−tert−アミル−２，４−クロロトルエンジアミン及び３−tert−アミル−２，６−クロロトルエンジアミンからなる群から選択される芳香族ポリアミン類である。もっとも好ましくは、第１の連続相ポリアミン類は４，４′−メチレン−ビス−ｏ−クロロアニリン（ＭｂＯＣＡ）である。

市販のＰＴＭＥＧ系の末端イソシアネート修飾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、たとえばPET-80A、PET-85A、PET-90A、PET-93A、PET-95A、PET-60D、PET-70D、PET-75D）、Adiprene（登録商標）プレポリマー（Chemturaから市販されている、たとえばLF800A、LF900A、LF910A、LF930A、LF931A、LF939A、LF950A、LF952A、LF600D、LF601D、LF650D、LF667、LF700D、LF750D、LF751D、LF752D、LF753D及びL325）、Andur（登録商標）プレポリマー（Anderson Development Companyから市販されている、たとえば70APLF、80APLF、85APLF、90APLF、95APLF、60DPLF、70APLF、75APLF）を含む。

好ましくは、本発明の方法に使用される第１の連続相末端イソシアネート修飾ウレタンプレポリマーは、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、低遊離イソシアネートで末端修飾されたウレタンプレポリマーである。

好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）の研磨層（２０）中の第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）は、多孔構造及び無孔（すなわち非充填）構造の両方で提供されることができる。好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）の研磨層（２０）中の第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）は、ＡＳＴＭ Ｄ１６２２にしたがって計測して≧０．５の比重を有する。より好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）の研磨層（２０）中の第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）は、ＡＳＴＭ Ｄ１６２２にしたがって計測して０．５〜１．２（さらに好ましくは０．５５〜１．１、もっとも好ましくは０．６〜０．９５）の比重を有する。

好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）の研磨層（２０）中の第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）は、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０にしたがって計測して４０〜９０のショアーＤ硬さを有する。より好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）の研磨層（２０）中の第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）は、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０にしたがって計測して５０〜７５のショアーＤ硬さを有する。もっとも好ましくは、ケミカルメカニカル研磨パッド（１０）の研磨層（２０）中の第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）は、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０にしたがって計測して５５〜７０のショアーＤ硬さを有する。

好ましくは、ケミカルメカニカル研磨パッド（１０）の研磨層（２０）中の第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）は多孔性である。好ましくは、第１の連続不揮発性ポリマー相は複数の微小要素を含む。好ましくは、複数の微小要素は、ケミカルメカニカル研磨パッド（１０）の研磨層（２０）中の第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）全体に均一に分散している。好ましくは、複数の微小要素は、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、水溶性材料及び不溶相材料（たとえば鉱油）から選択される。より好ましくは、複数の微小要素は、第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）全体に均一に分散した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、複数の微小要素は、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、複数の微小要素は、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、複数の微小要素は、０〜５８容量％の気孔率（より好ましくは１〜５８容量％、もっとも好ましくは１０〜３５容量％の気孔率）でケミカルメカニカル研磨パッド（１０）の研磨層（２０）中の第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）に配合される。好ましくは、ケミカルメカニカル研磨パッド（１０）の研磨層（２０）中の第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）は≦６容量％（より好ましくは≦５容量％、さらに好ましくは≦４容量％、もっとも好ましくは≦３容量％）の連続気泡気孔率を有する。

好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）の研磨層（２０）中の第２の不揮発性ポリマー相（５０）は、第２の連続不揮発性ポリマー相（５２）（たとえば図７及び１１を参照）及び第２の不連続不揮発性ポリマー相（５８）（たとえば図３及び１５を参照）から選択される。

好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）の研磨層（２０）中の第２の不揮発性ポリマー相（５０）は、ポリ側（Ｐ）液状成分とイソ側（Ｉ）液状成分とを合わせることによって形成される。

好ましくは、ポリ側（Ｐ）液状成分は、（Ｐ）側ポリオール類、（Ｐ）側ポリアミン類及び（Ｐ）側アルコールアミン類の少なくとも一つを含む。

好ましくは、（Ｐ）側ポリオール類は、ジオール類、ポリオール類、ポリオールジオール類、それらのコポリマー及びそれらの混合物からなる群から選択される。より好ましくは、（Ｐ）側ポリオール類は、ポリエーテルポリオール類（たとえばポリ（オキシテトラメチレン）グリコール、ポリ（オキシプロピレン）グリコール及びそれらの混合物）、ポリカーボネートポリオール類、ポリエステルポリオール類、ポリカプロラクトンポリオール類、それらの混合物、ならびにエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，５−ペンタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール及びトリプロピレングリコールからなる群から選択される一つ以上の低分子量ポリオール類とのそれらの混合物からなる群から選択される。さらに好ましくは、（Ｐ）側ポリオール類は、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＥＧ）、エステル系ポリオール類（たとえばエチレンアジペート、ブチレンアジペート）、ポリプロピレンエーテルグリコール類（ＰＰＧ）、ポリカプロラクトンポリオール類、それらのコポリマー及びそれらの混合物からなる群から選択される。

好ましくは、使用されるポリ側（Ｐ）液状成分は（Ｐ）側ポリオール類を含み、（Ｐ）側ポリオール類は、２，５００〜１００，０００の数平均分子量Ｍ_Nを有する高分子量ポリオール類を含む。より好ましくは、使用される高分子量ポリオール類は、５，０００〜５０，０００（さらに好ましくは７，５００〜２５，０００、もっとも好ましくは１０，０００〜１２，０００）の数平均分子量Ｍ_Nを有する。

好ましくは、使用されるポリ側（Ｐ）液状成分は（Ｐ）側ポリオール類を含み、（Ｐ）側ポリオール類は、１分子あたり平均３〜１０個のヒドロキシル基を有する高分子量ポリオール類を含む。より好ましくは、使用される高分子量ポリオール類は、１分子あたり平均４〜８個（さらに好ましくは５〜７個、もっとも好ましくは６個）のヒドロキシル基を有する。

市販の高分子量ポリオール類の例は、Specflex（登録商標）ポリオール類、Voranol（登録商標）ポリオール類及びVoralux（登録商標）ポリオール類（The Dow Chemical Companyから市販）、Multranol（登録商標）スペシャルティーポリオール及びUltracel（登録商標）フレキシブルポリオール（Bayer MaterialScience LLCから市販）ならびにPluracol（登録商標）ポリオール（BASFから市販）を含む。いくつかの好ましい高分子量ポリオール類を表１に挙げる。

好ましくは、（Ｐ）側ポリアミン類は、ジアミン類及び他の多官能アミン類からなる群から選択される。より好ましくは、（Ｐ）側ポリアミン類は、芳香族ジアミン類及び他の多官能芳香族アミン類、たとえば４，４′−メチレン−ビス−ｏ−クロロアニリン（ＭｂＯＣＡ）、４，４′−メチレン−ビス−（３−クロロ−２，６−ジエチルアニリン）（ＭＣＤＥＡ）、ジメチルチオトルエンジアミン、トリメチレングリコールジ−ｐ−アミノベンゾエート、ポリテトラメチレンオキシドジ−ｐ−アミノベンゾエート、ポリテトラメチレンオキシドモノ−ｐ−アミノベンゾエート、ポリプロピレンオキシドジ−ｐ−アミノベンゾエート、ポリプロピレンオキシドモノ−ｐ−アミノベンゾエート、１，２−ビス（２−アミノフェニルチオ）エタン、４，４′−メチレン−ビス−アニリン、ジエチルトルエンジアミン、５−tert−ブチル−２，４−トルエンジアミン、３−tert−ブチル−２，６−トルエンジアミン、５−tert−アミル−２，４−トルエンジアミン及び３−tert−アミル−２，６−トルエンジアミン及びクロロトルエンジアミンからなる群から選択される。

好ましくは、（Ｐ）側アルコールアミン類は、アミン開始ポリオール類からなる群から選択される。より好ましくは、（Ｐ）側アルコールアミン類は、１分子あたり１〜４個（さらに好ましくは２〜４個、もっとも好ましくは２個）の窒素原子を含むアミン開始ポリオール類からなる群から選択される。好ましくは、（Ｐ）側アルコールアミン類は、１分子あたり平均少なくとも３個のヒドロキシル基を有するアミン開始ポリオール類からなる群から選択される。より好ましくは、（Ｐ）側アルコールアミン類は、１分子あたり平均３〜６個（さらに好ましくは３〜５個、もっとも好ましくは４個）のヒドロキシル基を有するアミン開始ポリオール類からなる群から選択される。特に好ましいアミン開始ポリオール類は、≦７００（好ましくは１５０〜６５０、より好ましくは２００〜５００、もっとも好ましくは２５０〜３００）の数平均分子量Ｍ_N（を有し）、３５０〜１，２００mgKOH/gのヒドロキシル価（ＡＳＴＭ試験法Ｄ４２７４−１１によって測定）を有する。より好ましくは、使用されるアミン開始ポリオール類は４００〜１，０００mgKOH/g（もっとも好ましくは６００〜８５０mgKOH/g）のヒドロキシル価を有する。市販のアミン開始ポリオール類の例は、Voranol（登録商標）ファミリーのアミン開始ポリオール類（The Dow Chemical Companyから市販）、Quadrol（登録商標）スペシャルティーポリオール（Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラキス（２−ヒドロキシプロピルエチレンジアミン）（BASFから市販）、Pluracol（登録商標）アミン系ポリオール類（BASFから市販）、Multranol（登録商標）アミン系ポリオール類（Bayer MaterialScience LLCから市販）、トリイソプロパノールアミン（ＴＩＰＡ）（The Dow Chemical Companyから市販）及びトリエタノールアミン（ＴＥＡ）（Mallinckrodt Baker Inc.から市販）を含む。いくつかの好ましいアミン開始ポリオール類を表２に挙げる。

好ましくは、イソ側（Ｉ）液状成分は少なくとも一つの（Ｉ）側多官能イソシアネート類を含む。好ましくは、少なくとも一つの（Ｉ）側多官能イソシアネート類は二つの反応性イソシアネート基（すなわちＮＣＯ）を含む。

好ましくは、少なくとも一つの（Ｉ）側多官能イソシアネート類は、（Ｉ）側脂肪族多官能イソシアネート類、（Ｉ）側芳香族多官能イソシアネート類及びそれらの混合物からなる群から選択される。より好ましくは、（Ｉ）側多官能イソシアネート類は、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、ナフタレンジ−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から選択される（Ｉ）側ジイソシアネート類である。さらに好ましくは、少なくとも一つの（Ｉ）側多官能イソシアネート類は、（Ｉ）側ジイソシアネート類と（Ｉ）側プレポリマーポリオール類との反応によって形成される（Ｉ）側末端イソシアネート修飾ウレタンプレポリマーである。

好ましくは、少なくとも一つの（Ｉ）側多官能イソシアネート類は（Ｉ）側末端イソシアネート修飾ウレタンプレポリマーであり、（Ｉ）側末端イソシアネート修飾ウレタンプレポリマーは２〜１２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、本発明の方法に使用される（Ｉ）側末端イソシアネート修飾ウレタンプレポリマーは２〜１０重量％（さらに好ましくは４〜８重量％、もっとも好ましくは５〜７重量％）の未反応イソシアネート（ＮＣＯ）基を有する。

好ましくは、使用される（Ｉ）側末端イソシアネート修飾ウレタンプレポリマーは、（Ｉ）側ジイソシアネート類及び（Ｉ）側プレポリマーポリオール類から反応し、（Ｉ）側プレポリマーポリオール類は、ジオール類、ポリオール類、ポリオールジオール類、それらのコポリマー及びそれらの混合物からなる群から選択される。より好ましくは、（Ｉ）側プレポリマーポリオール類は、ポリエーテルポリオール類（たとえばポリ（オキシテトラメチレン）グリコール、ポリ（オキシプロピレン）グリコール及びそれらの混合物）、ポリカーボネートポリオール類、ポリエステルポリオール類、ポリカプロラクトンポリオール類、それらの混合物、ならびにエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，５−ペンタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール及びトリプロピレングリコールからなる群から選択される一つ以上の低分子量ポリオール類とのそれらの混合物からなる群から選択される。さらに好ましくは、（Ｉ）側プレポリマーポリオール類は、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＥＧ）、エステル系ポリオール類（たとえばエチレンアジペート、ブチレンアジペート）、ポリプロピレンエーテルグリコール類（ＰＰＧ）、ポリカプロラクトンポリオール類、それらのコポリマー及びそれらの混合物からなる群から選択される。もっとも好ましくは、（Ｉ）側プレポリマーポリオール類は、ＰＴＭＥＧ及びＰＰＧからなる群から選択される。

好ましくは、（Ｉ）側プレポリマーポリオール類がＰＴＭＥＧである場合、（Ｉ）側末端イソシアネート修飾ウレタンプレポリマーは２〜１０重量％（より好ましくは４〜８重量％、もっとも好ましくは６〜７重量％）の未反応イソシアネート（ＮＣＯ）濃度を有する。市販のＰＴＭＥＧ系の末端イソシアネート修飾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、たとえばPET-80A、PET-85A、PET-90A、PET-93A、PET-95A、PET-60D、PET-70D、PET-75D）、Adiprene（登録商標）プレポリマー（Chemturaから市販されている、たとえばLF800A、LF900A、LF910A、LF930A、LF931A、LF939A、LF950A、LF952A、LF600D、LF601D、LF650D、LF667、LF700D、LF750D、LF751D、LF752D、LF753D及びL325）、Andur（登録商標）プレポリマー（Anderson Development Companyから市販されている、たとえば70APLF、80APLF、85APLF、90APLF、95APLF、60DPLF、70APLF、75APLF）を含む。

好ましくは、（Ｉ）側プレポリマーポリオール類がＰＰＧである場合、（Ｉ）側末端イソシアネート修飾ウレタンプレポリマーは３〜９重量％（より好ましくは４〜８重量％、もっとも好ましくは５〜６重量％）の未反応イソシアネート（ＮＣＯ）濃度を有する。市販のＰＰＧ系の末端イソシアネート修飾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、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、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、たとえば8000APLF、9500APLF、6500DPLF、7501DPLF）を含む。

好ましくは、本発明の方法に使用される（Ｉ）側末端イソシアネート修飾ウレタンプレポリマーは、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、低遊離イソシアネートで末端修飾されたウレタンプレポリマーである。

好ましくは、ポリ側（Ｐ）液状成分及びイソ側（Ｉ）液状成分の少なくとも一つは、任意選択で、さらなる液状物質を含有することができる。たとえば、ポリ側（Ｐ）液状成分及びイソ側（Ｉ）液状成分の少なくとも一つは、発泡剤（たとえばカルバメート発泡剤、たとえば、The Dow Chemical Companyから市販されているSpecflex（商標）NR556ＣＯ₂／脂肪族アミンアダクト）、触媒（たとえば第三級アミン触媒、たとえば、Air Products, Inc.から市販されているDabco（登録商標）33LV触媒及びスズ触媒、たとえばMomentiveから市販されているFomrez（登録商標）スズ触媒）及び界面活性剤（たとえば、Evonikから市販されているTegostab（登録商標）シリコン界面活性剤）からなる群から選択される液状物質を含有することができる。好ましくは、ポリ側（Ｐ）液状成分はさらなる液状物質を含有する。より好ましくは、ポリ側（Ｐ）液状成分はさらなる液状物質を含有し、さらなる液状物質は触媒及び界面活性剤の少なくとも一つである。もっとも好ましくは、ポリ側（Ｐ）液状成分は触媒及び界面活性剤を含有する。

好ましくは、ケミカルメカニカル研磨パッド（１０）の研磨層（２０）中の第２の不揮発性ポリマー相（５０）は、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０にしたがって計測して１０〜７０のショアーＤ硬さを有する。より好ましくは、ケミカルメカニカル研磨パッド（１０）の研磨層（２０）中の第２の不揮発性ポリマー相（５０）は、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０にしたがって計測して２０〜６０（さらに好ましくは２５〜５５、もっとも好ましくは４０〜５０）のショアーＤ硬さを有する。

好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）の研磨層（２０）中の第２の不揮発性ポリマー相（５０）は≧１０容量％の連続気泡気孔率を有する。より好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）の研磨層（２０）中の第２の不揮発性ポリマー相（５０）は２５〜７５容量％（より好ましくは３０〜６０容量％、もっとも好ましくは４５〜５５容量％）の連続気泡気孔率を有する。

好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）中の第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）は、研磨面（１４）に対して垂直に研磨面（１４）からベース面に向けて計測される深さＤを有する複数の周期性凹部（４０）を有する。好ましくは、複数の周期性凹部（４０）は平均深さＤ_avg（Ｄ_avg＜Ｔ_P-avg）を有する。より好ましくは、複数の周期性凹部（４０）は平均深さＤ_avg（Ｄ_avg≦０．５＊Ｔ_P-avg、より好ましくはＤ_avg≦０．４＊Ｔ_P-avg、もっとも好ましくはＤ_avg≦０．３７５＊Ｔ_P-avg）を有する。好ましくは、複数の周期性凹部は少なくとも一つの溝によって切開されている（図３、７、１１及び１５を参照）。

好ましくは、複数の周期性凹部（４０）は、カーブした凹部、直線状の凹部及びそれらの組み合わせから選択される（図２、５、６、８、９、１０、１３及び１４を参照）。

好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）中の第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）は複数の周期性凹部（４０）を含み、複数の周期性凹部は、少なくとも二つの同心的な凹部（４５）の群である（図２、５、６及び９を参照）。好ましくは、少なくとも二つの同心的な凹部（４５）は、≧１５ミル（好ましくは１５〜４０ミル、より好ましくは２５〜３５ミル、もっとも好ましくは３０ミル）の平均凹部深さＤ_avg、≧５ミル（好ましくは５〜１５０ミル、より好ましくは１０〜１００ミル、もっとも好ましくは１５〜５０ミル）の幅及び≧１０ミル（好ましくは２５〜１５０ミル、より好ましくは５０〜１００ミル、もっとも好ましくは６０〜８０ミル）のピッチを有する。好ましくは、少なくとも二つの同心的な凹部（４５）は幅及びピッチを有し、幅とピッチは等しい。

好ましくは、複数の周期性凹部（４０）は、複数の不連続な周期性凹部（４１）及び複数の相互接続された周期性凹部（４２）からなる群から選択することができる。好ましくは、複数の周期性凹部（４０）が複数の不連続な周期性凹部（４１）である場合、第２の不揮発性ポリマー相（５０）は第２の不連続不揮発性ポリマー相（５８）である（たとえば図２、３及び５を参照）。好ましくは、複数の周期性凹部（４０）が複数の相互接続された周期性凹部（４２）である場合、第２の不揮発性ポリマー相（５０）は第２の連続不揮発性ポリマー相（５２）である（たとえば図６及び７を参照）。

好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）中の第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）は複数の不連続な周期性凹部（４１）を含み、複数の不連続な周期性凹部（４１）は、少なくとも二つの同心的な凹部（４５）の群である（たとえば図２を参照）。

好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）中の第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）は複数の不連続な周期性凹部（４１）を含み、複数の周期性凹部（４１）は、少なくとも二つのクロスハッチ状凹部（６１）の群であり、複数の周期性凹部（４１）は少なくとも一つの溝（６２）によって切開されている（たとえば図１４及び１５を参照）。

好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）中の第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）は複数の相互接続された周期性凹部（４２）を含み、複数の相互接続された周期性凹部は、少なくとも二つの同心的な凹部（４５）の群であり、少なくとも一つの相互接続部（４８）が少なくとも二つの同心的な凹部（４５）を相互接続している（たとえば図６及び７を参照）。

好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）中の連続不揮発性ポリマー相（３０）は複数の相互接続された周期性凹部（４０）を含み、複数の周期性凹部は、少なくとも二つの相互接続されたクロスハッチ状凹部（６０）の群である（たとえば図８を参照）。

好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）中の複数の周期性凹部（４０）を埋める第２の不揮発性ポリマー相（５０）は、研磨面（１４）に対して垂直に研磨層（２０）のベース面（１７）から研磨面（１４）に向けて計測される高さＨを有する。好ましくは、複数の周期性凹部（４０）を埋める第２の不揮発性ポリマー相（５０）は、研磨面（１４）に対して垂直に研磨層（２０）のベース面（１７）から研磨面（１４）に向けて計測される平均高さＨ_avgを有し、研磨層（２０）の平均厚さＴ_P-avgと第２の不揮発性ポリマー相（５０）の平均高さＨ_avgとの差ΔＳの絶対値は≦０．５μmである。より好ましくは、複数の周期性凹部（４０）を埋める第２の不揮発性ポリマー相（５０）は、研磨面（１４）に対して垂直に研磨層（２０）のベース面（１７）から研磨面（１４）に向けて計測される平均高さＨ_avgを有し、研磨層（２０）の平均厚さＴ_P-avgと第２の不揮発性ポリマー相（５０）の平均高さＨ_avgとの差ΔＳの絶対値は≦０．２μmである。さらに好ましくは、複数の周期性凹部（４０）を埋める第２の不揮発性ポリマー相（５０）は、研磨面（１４）に対して垂直に研磨層（２０）のベース面（１７）から研磨面（１４）に向けて計測される平均高さＨ_avgを有し、研磨層（２０）の平均厚さＴ_P-avgと第２の不揮発性ポリマー相（５０）の平均高さＨ_avgとの差ΔＳの絶対値は≦０．１μmである。もっとも好ましくは、複数の周期性凹部（４０）を埋める第２の不揮発性ポリマー相（５０）は、研磨面（１４）に対して垂直に研磨層（２０）のベース面（１７）から研磨面（１４）に向けて計測される平均高さＨ_avgを有し、研磨層（２０）の平均厚さＴ_P-avgと第２の不揮発性ポリマー相（５０）の平均高さＨ_avgとの差ΔＳの絶対値は≦０．０５μｍである（図３、７、１１及び１５を参照）。

好ましくは、第２の不揮発性ポリマー相（５０）は第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）中の複数の周期性凹部（４０）を埋め、第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）と第２の不揮発性ポリマー相（５０）との間には化学結合がある。より好ましくは、第２の不揮発性ポリマー相（５０）は第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）中の複数の周期性凹部（４０）を埋め、第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）と第２の不揮発性ポリマー相（５０）との間には共有結合があり、相間の共有結合が分断されない限り、相を分離することはできない。

当業者は、所与の研磨作業のためにケミカルメカニカル研磨パッド（１０）における使用に適した厚さＴ_Pを有する研磨層（２０）を選択すること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（１２）に沿って平均厚さＴ_P-avgを示す。より好ましくは、平均厚さＴ_P-avgは２０〜１５０ミル（より好ましくは３０〜１２５ミル、もっとも好ましくは４０〜１２０ミル）である（図１、３、７、１１及び１５を参照）。

好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）の研磨層（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、もっとも好ましくは半導体ウェーハ）を研磨するように適合されている。好ましくは、研磨層（２０）の研磨面（１４）は、基材の研磨を促進するための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有する。好ましくは、研磨面（１４）はマクロテキスチャを有し、マクロテキスチャは、（ｉ）ハイドロプレーニングを緩和すること、（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移送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。

好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）の研磨層（２０）はさらに、少なくとも一つの穿孔（図示せず）及び少なくとも一つの溝（６２）の少なくとも一つを含む。より好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）の研磨層（２０）は、研磨面（１４）に開口し、研磨面（１４）に対して垂直に研磨面（１４）からベース面（１７）に向けて計測される、研磨層（１４）からの溝深さＧ_depthを有する、研磨層（２０）に形成された少なくとも一つの溝（６２）を有する。好ましくは、少なくとも一つの溝（６２）は研磨面（１４）上に配置されて、研磨中にケミカルメカニカル研磨パッド（１０）が回転するとき、少なくとも一つの溝（６２）が基材の上を掃くようになっている。好ましくは、少なくとも一つの溝（６２）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。好ましくは、少なくとも一つの溝（６２）は≧１０ミル（好ましくは１０〜１５０ミル）の溝深さＧ_depthを有する。好ましくは、少なくとも一つの溝（６２）は溝深さＧ_depth≦複数の周期性凹部の平均深さＤ_avgを有する。好ましくは、少なくとも一つの溝（６２）は溝深さＧ_depth＞複数の周期性凹部の平均深さＤ_avgを有する。好ましくは、少なくとも一つの溝（６２）は、≧１０ミル、≧１５ミル及び１５〜１５０ミルから選択される溝深さＧ_depth、≧１０ミル及び１０〜１００ミルから選択される幅、及び≧３０ミル、≧５０、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（６２）を含む溝パターンを形成する。好ましくは、少なくとも一つの溝（６２）は、（ａ）少なくとも二つの同心状の溝、（ｂ）少なくとも一つのらせん溝、（ｃ）クロスハッチ溝パターン、及び（ｄ）それらの組み合わせから選択される（図１１及び１５を参照）。

好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）の研磨層（２０）は、その中に配合された砥粒＜０．２重量％を有する。より好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）の研磨層（２０）は、その中に配合された砥粒＜１ppmを有する。

好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）はさらにサブパッド（２５）を含む。好ましくは、サブパッド（２５）は、連続気泡発泡体、独立気泡発泡体、織布材料、不織材料（たとえばフェルト、スパンボンデッド及びニードルパンチド材料）及びそれらの組み合わせからなる群から選択される材料でできている。当業者は、サブパッド（２５）としての使用に適切な材料構成及び厚さＴ_sを選択することを承知しているであろう。好ましくは、サブパッド（２５）は、≧１５ミル（より好ましくは３０〜１００ミル、もっとも好ましくは３０〜７５ミル）の平均サブパッド厚さＴ_S-avgを有する（図３及び７を参照）。

当業者は、ケミカルメカニカル研磨パッド（１０）における使用に適切なスタック接着剤（２３）を選択する方法を承知しているであろう。好ましくは、スタック接着剤（２３）はホットメルト接着剤である。より好ましくは、スタック接着剤（２３）は反応性ホットメルト接着剤である。さらに好ましくは、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、その非硬化状態の反応性ホットメルト接着剤（２３）はポリウレタン樹脂（たとえば、The Dow Chemical Companyから市販されているMor-Melt（商標）R5003）を含む。

好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）は、研磨機のプラテンとインタフェースするように適合されている。好ましくは、ケミカルメカニカル研磨パッド（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。より好ましくは、ケミカルメカニカル研磨パッド（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されることができる。

好ましくは、ケミカルメカニカル研磨パッド（１０）は、サブパッド（２５）の下面（２７）に適用される感圧プラテン接着剤（７０）を含む。当業者は、感圧プラテン接着剤（７０）としての使用に適切な感圧接着剤を選択する方法を承知しているであろう。好ましくは、ケミカルメカニカル研磨パッド（１０）はまた、感圧プラテン接着剤（７０）の上に適用される剥離ライナ（７５）を含み、感圧プラテン接着剤（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３及び７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、光ビームがその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。そのような光学終点検出法を容易にするために、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（１０）はさらに、任意選択で、終点検出ウィンドウ（６５）を含む。好ましくは、終点検出ウィンドウ（６５）は、研磨層（２０）に組み込まれた一体型ウィンドウ及びケミカルメカニカル研磨パッド（１０）に組み込まれた嵌め込み型終点検出ウィンドウブロックから選択される。当業者は、所期の研磨加工に使用するための終点検出ウィンドウに適切な構成材料を選択することを承知しているであろう（図１２を参照）。

好ましくは、本発明の基材を研磨する方法は、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（好ましくは半導体基材、より好ましくは半導体ウェーハである半導体基材）を提供する工程、本発明のケミカルメカニカル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、及び研磨面を砥粒コンディショナによってコンディショニングする工程を含む。より好ましくは、本発明の基材を研磨する方法において、第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）及び第２の不揮発性ポリマー相（５０）は研磨層（２０）の研磨面（１４）から均等に摩耗する。もっとも好ましくは、本発明の基材を研磨する方法において、第１の連続不揮発性ポリマー相（３０）及び第２の不揮発性ポリマー相（５０）は、研磨層（２０）の研磨面（１４）から、研磨層（２０）の平均厚さＴ_P-avgと第２の不揮発性ポリマー相（５０）の平均高さＨ_avgとの差ΔＳの絶対値がケミカルメカニカル研磨パッド（１０）の耐用寿命を通して≦０．５μｍ（好ましくは≦０．２μｍ、より好ましくは≦０．１μｍ、もっとも好ましくは≦０．０５μｍ）にとどまるような実質的に同じ速度で摩耗する。

以下の実施例において本発明のいくつかの実施形態を詳細に説明する。

実施例１〜３：ケミカルメカニカル研磨パッド
市販のポリウレタン研磨パッドを、実施例１〜３それぞれにしたがって調製されたケミカルメカニカル研磨パッド中の第１の連続不揮発性ポリマー相として使用した。特に、実施例１においては、３０ミルの平均凹部深さＤ_avg、６０ミルの幅及び１２０ミルのピッチを有する複数の同心円状の周期性凹部を有する市販のIC1000（商標）ポリウレタン研磨パッドを第１の連続不揮発性ポリマー相として提供した。実施例２においては、３０ミルの平均凹部深さＤ_avg、３５ミルの幅及び７０ミルのピッチを有する複数の同心円状の凹部を有する市販のVP5000（商標）ポリウレタン研磨パッドを第１の連続不揮発性ポリマー相として提供した。実施例３においては、３０ミルの平均凹部深さＤ_avg、６０ミルの幅及び１２０ミルのピッチを有する複数の同心円状の凹部を有する市販のVP5000（商標）ポリウレタン研磨パッドを第１の連続不揮発性ポリマー相として提供した。

高分子量ポリエーテルポリオール（The Dow Chemical Companyから市販されているVoralux（登録商標）HF505ポリオール）７７．６２重量％、モノエチレングリコール２１．０重量％、シリコーン界面活性剤（Evonikから市販されているTegostab（登録商標）B8418界面活性剤）１．２３重量％、スズ触媒（Momentiveから市販されているFomrez（登録商標）UL-28）０．０５重量％及び第３級アミン触媒（Air Products, Inc.から市販されているDabco（登録商標）33LV触媒）０．１０重量％を含有するポリ側（Ｐ）液状成分を提供した。さらなる液状物質（The Dow Chemical Companyから市販されているSpecflex（商標）NR556ＣＯ₂／脂肪族アミンアダクト）を、ポリ側（Ｐ）液状成分１００重量部あたり４重量部でポリ側（Ｐ）液状成分に加えた。改質ジフェニルメタンジイソシアネート類（The Dow Chemical Companyから市販されているIsonate（商標）181ＭＤＩプレポリマー）１００重量％を含有するイソ側（Ｉ）液状成分を提供した。加圧ガス（乾燥空気）を提供した。

次いで、（Ｐ）側液体供給ポート、（Ｉ）側液体供給ポート及び四つの接線方向加圧ガス供給ポートを有する軸混合装置（Hennecke GmbHから市販されているMicroLine 45CSM軸混合装置）を使用して、第１の連続不揮発性ポリマー相材料それぞれの複数の同心円状の凹部中に第２の不揮発性ポリマー相を提供した。ポリ側（Ｐ）液状成分及びイソ側（Ｉ）液状成分を、それぞれの供給ポートを介して、（Ｐ）側チャージ圧１２，５００kPa、（Ｉ）側チャージ圧１７，２００kPa及び（Ｉ）／（Ｐ）重量比１．５６４（ＮＣＯ基に対する反応性水素基の化学量論比０．９５を与える）で軸混合装置に供給した。接線方向加圧ガス供給ポートを介して加圧ガスを８３０kPaの供給圧で供給して、軸混合装置を通過する合計液状成分：ガス質量流量の比３．８：１を与えて混合物を形成した。次いで、混合物を、軸混合装置から、前記第１の連続不揮発性ポリマー相それぞれに向けて２５４m/secの速度で放出して複数の凹部に充填し、複合構造を形成した。複合構造を１００℃で１６時間、硬化させた。次いで、複合構造を旋盤上で平坦に機械加工して、実施例１〜３のケミカルメカニカル研磨パッドを得た。次いで、実施例１〜３のケミカルメカニカル研磨パッドそれぞれの研磨面に溝を形成して、７０ミルの溝幅、３２ミルの溝深さ及び５８０ミルのピッチを有するＸ−Ｙ溝パターンを設けた。

連続気泡気孔率
市販のIC1000（商標）研磨パッド研磨層及びVP5000（商標）研磨パッド研磨層の連続気泡気孔率は＜３容量％であると報告されている。実施例１〜３それぞれのケミカルメカニカル研磨パッド中に形成された第２の不揮発性ポリマー相の連続気泡気孔率は＞１０容量％であった。

比較例ＰＣ１〜ＰＣ２及び実施例Ｐ１〜Ｐ３
ケミカルメカニカルポリッシング除去速度実験
実施例１〜３それぞれにしたがって調製したケミカルメカニカル研磨パッドを使用して二酸化ケイ素除去速度研磨試験を実施し、実施例に記した同じＸ−Ｙ溝パターンをそれぞれ有するIC1000（商標）ポリウレタン研磨パッド及びVP5000（商標）（いずれもRohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.から市販）を使用して比較例ＰＣ１〜ＰＣ２で得られた試験と比較した。具体的に、各研磨パッドの場合の二酸化ケイ素除去速度を表３に提示する。研磨除去速度実験は、Novellus Systems, Inc.の２００mmブランケットS15KTEN ＴＥＯＳシートウェーハに対して実施した。Applied Materialsの２００mm Mirra（登録商標）研磨機を使用した。すべての研磨実験を、８．３kPa（１．２psi）のダウンフォース、２００ml/minのスラリー（Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.から市販されているACuPlane（商標）5105スラリー）流量、９３rpmのテーブル回転速度及び８７rpmのキャリヤ回転速度で実施した。Saesol 8031Cダイアモンドパッドコンディショナ（Saesol Diamond Ind. Co., Ltd.から市販）を使用して研磨パッドをコンディショニングした。各研磨パッドを、コンディショナにより、３１．１Nのダウンフォースを使用して３０分間ならし運用した。さらに、研磨中、研磨パッドを、研磨パッドの中心から１．７〜９．２インチまで、３１．１Nのダウンフォースを使用して毎分１０スイープで、インサイチューで５０％コンディショニングした。研磨の前後で、４９点スパイラルスキャンを使用するKLA-Tencor FX200計測ツールを使用して、エッジ除外領域３mmで膜厚さを計測することにより、除去速度を測定した。除去速度実験それぞれを三回実施した。研磨パッドそれぞれの三重反復除去速度実験の平均除去速度を表３に提示する。

Claims (10)

1. 研磨面、ベース面及び前記研磨面に対して垂直に前記ベース面から前記研磨面までで計測される平均厚さＴ_P-avgを有する研磨層を含み、
   前記研磨層が第１の連続不揮発性ポリマー相及び第２の不揮発性ポリマー相を含み、
   前記第１の連続不揮発性ポリマー相が、前記研磨面に対して垂直に前記研磨面から前記ベース面に向けて計測される、前記研磨面からの平均凹部深さＤ_avgを有する複数の周期性凹部を有し、
   前記平均凹部深さＤ_avgが前記平均厚さＴ_P-avg未満であり、
   前記複数の周期性凹部が前記第２の不揮発性ポリマー相によって埋められ、
   前記第１の連続不揮発性ポリマー相が、８〜１２重量％の未反応ＮＣＯ基を有する第１の連続相末端イソシアネート修飾ウレタンプレポリマーと第１の連続相硬化剤との反応生成物であり、
   前記第２の不揮発性ポリマー相が第２の連続不揮発性ポリマー相及び第２の不連続不揮発性ポリマー相から選択され、
   前記第２の不揮発性ポリマー相が、ポリ側（Ｐ）液状成分とイソ側（Ｉ）液状成分とを合わせることによって形成され、
   前記ポリ側（Ｐ）液状成分が、（Ｐ）側ポリオール類、（Ｐ）側ポリアミン類及び（Ｐ）側アルコールアミン類の少なくとも一つを含み、
   前記イソ側（Ｉ）液状成分が少なくとも一つの（Ｉ）側多官能イソシアネート類を含み、
   前記第１の連続不揮発性ポリマー相が≦６容量％の連続気泡気孔率を有し、
   前記第２の不揮発性ポリマー相が≧１０容量％の連続気泡気孔率を有し、
   前記研磨面が、基材を研磨するように適されている、ケミカルメカニカル研磨パッド。
2. 前記複数の周期性凹部を埋める前記第２の不揮発性ポリマー相が、前記研磨面に対して垂直に前記研磨層の前記ベース面から前記研磨面に向けて計測される平均高さＨ_avgを有し、前記平均厚さＴ_P-avgと前記平均高さＨ_avgとの差ΔＳの絶対値が≦０．５μｍである、請求項１記載のケミカルメカニカル研磨パッド。
3. 前記第１の連続不揮発性ポリマー相が複数の中空コアポリマー材料を含み、前記複数の中空コアポリマー材料が１〜５８容量％で前記第１の連続不揮発性ポリマー相に配合されている、請求項２記載のケミカルメカニカル研磨パッド。
4. 前記複数の周期性凹部が少なくとも二つの同心的な凹部の群であり、前記平均凹部深さＤ_avgが≧１５ミルであり、幅が≧５ミルであり、ピッチが≧１０ミルである、請求項２記載のケミカルメカニカル研磨パッド。
5. 複数の周期性凹部が少なくとも二つのクロスハッチ状の凹部の群である、請求項２記載のケミカルメカニカル研磨パッド。
6. 前記研磨層中、前記研磨面に形成された少なくとも一つの溝をさらに含み、前記少なくとも一つの溝が、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に向けて計測される、前記研磨面からの溝深さＧ_depthを有する、請求項２記載のケミカルメカニカル研磨パッド。
7. 前記少なくとも一つの溝が少なくとも二つの同心状の溝の群である、請求項６記載のケミカルメカニカル研磨パッド。
8. 前記少なくとも一つの溝が少なくとも一つのらせん溝である、請求項６記載のケミカルメカニカル研磨パッド。
9. 前記少なくとも一つの溝がクロスハッチパターンで設けられている、請求項６記載のケミカルメカニカル研磨パッド。
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記載のケミカルメカニカル研磨パッドを提供する工程、
    前記研磨層の前記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
    前記研磨面を砥粒コンディショナによって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。