JP6004941B2 - 相分離したポリマーブレンドを含む研磨パッド並びにその製造及び使用方法 - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２００９年１２月３０日に出願された米国特許仮出願第６１／２９１，１７６号の利益を主張し、その開示内容の全体を参照により本明細書に援用する。

（発明の分野）
本開示は、研磨パッド、並びに研磨パッドの製造方法、及び研磨プロセス（例えば化学機械的平坦化プロセス）における研磨パッドの使用方法に関する。

半導体デバイス及び集積回路の製造中、シリコンウェハは一連の沈着及びエッチング工程を経て繰り返しプロセスされて、重複する材料の層とデバイスの構造物を形成する。ウェハ表面にわたる高い均一性の、擦れ痕又は凹（ディッシングとして知られる）のない平滑なウェハ表面を得ることを目的として、沈着及びエッチング工程後に残っている表面の不規則性（出っ張り、不均等な高さ、へこみ、溝等）を取り除くために、化学機械的平坦化（ＣＭＰ）として知られる研磨技法を使用する場合がある。

通常のＣＭＰ研磨プロセスでは、典型的には水中に研削粒子があるスラリが存在する加工液及び／又はエッチング化学物質（an etching chemistry）の存在下で、ウェハのような基材を研磨パッドに対して押し当てて相対的に移動する。例えば、米国特許第５，２５７，４７８号、同第５，９２１，８５５号、同第６，１２６，５３２号、同第６，８９９，５９８ Ｂ２号、及び同第７，２６７，６１０号など、研削スラリと共に使用される多様なＣＭＰ研磨パッドが開示されている。また、固定された研削研磨パッドも知られており、米国特許第６，９０８，３６６ Ｂ２号に例示されているものでは、多くの場合、研削粒子は、正確に形作られた研削複合体の形状でパッド表面から延出してパッドの表面全体に固定される。最近では、圧縮可能な下層から延びてガイドプレートにより下層に取り付けられる複数の研磨要素を有する研磨パッドが、国際公開第２００６／０５７７１４号に記載されている。

多様な種類の研磨パッドが既知であり使用されているが、当該技術分野はなお、比較的大きい直径のダイが使用されているＣＭＰプロセス、あるいは比較的高いレベルのウェハ表面平坦性及び均一性が要求されるＣＭＰプロセスにおいては特に、新しい改良されたＣＭＰ用研磨パッドを求めている。

一態様では、本開示は、第一連続性ポリマー相と第二不連続性ポリマー相とを含む非平坦化研磨パッドを記載し、研磨パッドは、第一主面と、第一主面とは反対側の第二主面と、を有し、更に、第一及び第二主面の少なくとも一方は、表面に複数の溝を含む。特定の例示的実施形態では、溝は、約１マイクロメートル（μｍ）〜約５，０００μｍの深さを有する。更なる例示的実施形態では、研磨パッドは、第一及び第二主面に対して実質的に垂直な方向において円形断面を有し、円形断面は半径方向を画定し、更に複数の溝は、円形であり、同心性であり、及び半径方向に間隔を有する。

別の態様では、本開示は、第一主面と、第一主面とは反対側の第二主面と、を有するシート、及び、第一主面から第一主面に対して実質的に垂直な第一方向に沿って外向きに延びる複数の研磨要素、を含む研磨パッドを記載し、研磨要素の少なくとも一部は、シートと一体成形され、他の研磨要素の１つ以上に対する研磨要素の横の動きを制限するために横向きに接続されるが、研磨要素の研磨表面に対して実質的に垂直な軸においては可動性を維持し、複数の研磨要素の少なくとも一部は、第一連続性ポリマー相と第二不連続性ポリマー相とを含む。いくつかの例示的実施形態では、研磨パッドは、第一主面の少なくとも一部を覆う研磨組成物分布層を更に含む。

更なる態様では、本開示は、第一主面と、第一主面とは反対側の第二主面と、を有する支持層、及び、支持層の第一主面に接着された複数の研磨要素、を含む研磨パッドを記載し、各研磨要素は、露出した研磨表面を有し、研磨要素は、支持層の第一主面から第一主面に対して実質的に垂直な第一方向に沿って延び、更に複数の研磨要素の少なくとも一部は、第一連続性ポリマー相と第二不連続性ポリマー相とを含む。いくつかの例示的実施形態では、各研磨要素は、支持層への接着により、好ましくは直接熱接着又は接着剤を使用して、第一主面に取り付けられる。

上記のような研磨要素を含む研磨パッドの追加の例示的実施形態では、研磨要素の少なくとも１つは多孔質研磨要素であり、各多孔質研磨要素は、複数の孔を含む。特定の例示的実施形態では、研磨要素の実質的に全ては多孔質研磨要素である。いくつかの特定の例示的実施形態では、孔は、多孔質研磨要素の実質的に全体にわたって分布する。研磨要素を有する研磨パッドの特定の本発明の好ましい実施形態では、研磨要素の少なくとも１つは、透明な研磨要素である。

上記のような研磨要素を含む研磨パッドの更なる例示的実施形態では、研磨要素は、１マイクロメートル未満のメジアン径を有する研削粒子を更に含む。他の例示的実施形態では、研磨要素の少なくとも一部は、研削粒子を実質的に含まない。追加の例示的実施形態では、研磨パッドは、研削粒子を実質的に含まない。

上記のような研磨パッドの他の例示的実施形態のいずれかでは、研磨パッドは、第二主面に取り付けられた柔軟性層を含む。上記のような研磨パッドの更なる例示的実施形態では、研磨パッドは、第二主面とは反対側に、柔軟性層に取り付けられた感圧性接着剤層を含む。

更に別の態様では、本開示は、上記のように研磨パッドを使用する方法を記載し、この方法は、研磨パッドの研磨表面に基材の表面を接触させる工程と、基材の表面を研削するために研磨パッドを基材に対して相対的に移動する工程と、を含む。いくつかの例示的実施形態では、この方法は、研磨パッド表面と基材表面の間の境界面に研磨組成物を供給する工程を更に含む。

更なる態様では、本開示は、上記のような研磨パッドの製造方法を記載し、この方法は、熱を適用しながら第一ポリマーを第二ポリマーと混合して流体成形組成物を形成する工程と、流体成形組成物を成形型に分注する工程と、流体成形組成物を冷却して、第一ポリマーを含む第一連続性ポリマー相と第二ポリマーを含む第二不連続性ポリマー相とを含む研磨パッドを形成する工程と、を含み、研磨パッドは、第一主表面と、第一主表面とは反対側の第二主表面と、を有する。

いくつかの例示的実施形態では、第一ポリマーを第二ポリマー内に分注する工程は、溶融混合、混練、押出又はこれらの組み合わせを含む。特定の例示的実施形態では、流体成形組成物を成形型に分注する工程は、反応射出成形、押出成形、圧縮成形、真空成形又はこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む。いくつかの特定の例示的実施形態では、分注する工程は、流体成形組成物をフィルムダイを通して鍛造ローラー上に連続的に押し出すことを含み、更に鍛造ローラーの表面は成形型を含む。

追加の例示的実施形態では、この方法は、第一及び第二主表面の少なくとも一方をミリングして表面に複数の溝を形成することを更に含む。特定の例示的実施形態では、溝は、約１μｍ〜約５，０００μｍの深さを有する。いくつかの特定の例示的実施形態では、研磨パッドは、第一及び第二表面に対して実質的に垂直な方向において円形断面を有し、この円は半径方向を画定し、更に複数の溝は、円形であり、同心性であり、及び半径方向に間隔を有する。

更なる例示的実施形態では、成形型は三次元パターンを含み、第一主表面は三次元パターンの型穴に対応する複数の研磨要素を含み、複数の研磨要素は、第一主面から第一主面に対して実質的に垂直な方向に沿って外向きに延び、更に研磨要素はシートと一体成形され、他の研磨要素の１つ以上に対する研磨要素の横の動きを制限するために横向きに接続されるが、研磨要素の研磨表面に対して実質的に垂直な軸においては可動性を維持する。

追加の態様では、本開示は、上記のような研磨パッドの製造方法を記載し、この方法は、第一ポリマーを含む第一連続性ポリマー相と、第二ポリマーを含む第二不連続性ポリマー相とを含む複数の研磨要素を形成する工程と、第一主面とは反対側に第二主面を有する支持層の第一主面に研磨要素を接着して研磨パッドを形成する工程と、を含む。いくつかの例示的実施形態では、この方法は、柔軟性層を第二主面に取り付けることを更に含む。更なる例示的実施形態では、この方法は、第一主面の少なくとも一部を覆う研磨組成物分布層を取り付ける工程を更に含む。

いくつかの例示的実施形態では、この方法は、第一主面上に研磨要素でパターンを形成する工程を追加的に含む。特定の例示的実施形態では、パターンを形成する工程は、パターンに研磨要素を反応射出成形すること、パターンに研磨要素を押出成形すること、パターンに研磨要素を圧縮成形すること、パターンに対応する型板内に研磨要素を配置すること、又は、パターンに支持層上の研磨要素を配置することを含む。いくつかの特定の例示的実施形態では、支持層に研磨要素を接着する工程は、熱接着、超音波接着、化学線接着、接着剤接着及びこれらの組み合わせを含む。

特定の本発明で好ましい例示的実施形態では、研磨要素の少なくとも一部は、多孔質研磨要素を含む。いくつかの例示的実施形態では、研磨要素の少なくとも一部は、実質的に孔のない研磨要素を含む。いくつかの特定の例示的実施形態では、ガス飽和ポリマー溶融物の射出成形、反応物にガスを放出しポリマーを形成する反応混合物の射出成形、超臨界ガス溶解ポリマーを含む混合物の射出成形、溶媒中における非相溶性のポリマー混合物の射出成形、熱可塑性ポリマーに分散された多孔質熱硬化性微粒子の射出成形、マイクロバルーンを含む混合物の射出成形、及びこれらの組み合わせによって、多孔質研磨要素は成形される。追加の例示的実施形態では、孔は、反応射出成形、ガス分散発泡及びこれらの組み合わせにより、形成される。

本開示による研磨パッドの例示的実施形態は、多様な研磨用途にそれらを使用することを可能にする多様な特徴及び特性を有する。本発明で好ましいいくつかの実施形態では、本開示の研磨パッドは、集積回路及び半導体デバイスの製造に使用されるウェハの化学機械的平坦化（ＣＭＰ）に特に好適であり得る。いくつかの例示的実施形態では、本開示に記載されている研磨パッドは、以下の利点のいくつか又は全てを提供し得る。

例えば、いくつかの例示的実施形態では、本開示による研磨パッドは、ＣＭＰプロセスで使用される加工液をパッドの研磨表面と基材の被研磨表面との間の境界面に保持することを改善するために作用することによって、増強研磨における加工液の効果を改善することができる。他の例示的実施形態では、本開示による研磨パッドは、研磨中のウェハ表面のディッシング及び／又はエッジ侵食を低減又は除去することができる。

更なる例示的実施形態では、本開示による多孔質要素を伴う研磨パッドの使用は、より大きい直径のウェハの加工を可能にする一方で、高いチップ収率を得るために必要な度合いの表面均一性を維持すること、又はウェハ表面の研磨均一性を維持するためにパッド表面のコンディショニングが必要になる前により多くのウェハを加工すること、又はパッドコンディショナのプロセス時間及び磨耗を減らすこと、を可能にすることができる。特定の実施形態では、多孔質研磨要素を伴うＣＭＰパッドは、また、溝のような表面のテクスチャを有する従来のＣＭＰパッドの便益及び利点を提供しながらも、より低コストでより高い再現性をもたらす製造を可能にし得る。追加の実施形態では、研磨要素を支持層に接着する工程は、支持層に要素を取り付けるためにガイドプレート又は接着剤を使用する必要を省き得る。

本開示の例示的な実施形態の種々の態様及び利点の概要がまとめられてきた。上記の本開示の概要は、本発明の特定の例示的実施形態の図示された各実施形態又は全ての実現形態を説明することを意図したものではない。図及び以下の詳細な説明は、本明細書に開示された原理を使用する特定の好ましい実施形態を更に具体的に例示する。

本開示の例示的実施形態を添付の図面を参照して更に説明する。
本開示の一例示的実施形態による一体成形された研磨要素のシートを含む研磨パッドの断面側面図。 本開示の別の例示的実施形態による支持層に接着された複数の研磨要素を含む研磨パッドの断面側面図。 本開示の例示的実施形態によるパターンに配置された研磨要素を有する研磨パッドの斜視図。 本開示の別の例示的実施形態によるパターンに配置された研磨要素を有する研磨パッドの上面図。

図中、同じ参照番号は、同様の要素を指す。本明細書の図は、縮尺図として描かれておらず、これらの図中、研磨パッドの構成要素は、選択された特徴を強調するために採られたサイズである。

ウェハ研磨用の典型的なＣＭＰスラリプロセスでは、特徴的トポグラフィーを有するウェハを、研磨パッドと、研削材及び研磨化学物質を含有する研磨溶液とに接触させる。研磨パッドが柔軟性であれば、ソフトパッドがウェハの低い領域をその高い領域と同じ速度で研磨することによって、ディッシング及び侵食の現象が生じる場合がある。研磨パッドが剛性である場合は、ディッシング及び侵食が大幅に低減する場合があるが、剛性研磨パッドが良好なダイ内平坦化均一性を有利にもたらす場合もあれば、ウェハ周辺に生じるリバウンド効果による乏しいウェハ内均一性を不利にもたらす場合もある。このリバウンド効果は、乏しいエッジ降伏及び狭いＣＭＰ研磨プロセスウィンドウを結果的にもたらす。加えて、剛性の研磨パッドは異なるウェハトポグラフィに対して敏感であり、研磨溶液を保持してウェハと界面する最適な研磨材質を作り出すためにパッドコンディショナの使用に完全に依存するため、そのような研磨パッドでは安定した研磨プロセスを開発することが難しい場合がある。

したがって、いくつかの例示的実施形態では、本開示は、改善されたＣＭＰ研磨パッドを目的とし、様々な実施形態では、柔軟性の研磨パッドと剛性の研磨パッドの両方の有利な特性のいくつかを組み合わせる一方で、それらのパッドのそれぞれの不利な特性のいくつかを取り除く又は減らす。

本開示の様々な例示的実施形態を、特に図面を参照しながら説明する。本開示の例示的実施形態は、開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な修正や変更が可能である。したがって、本開示の実施形態は以下に記述する例示的実施形態に限定されず、請求項及びそれと同等の任意のものに定められた制限によって支配されるものと理解されたい。

図１を参照すると、一例示的実施形態では、本開示は、図１に示すように、第一主面３２と、第一主面３２とは反対側の第二主面３３と、を有するシート１３’、及び、第一主面３２から第一主面３２に対して実質的に垂直な第一方向に沿って外向きに延びる複数の研磨要素４を含む、研磨パッド２を提供し、研磨要素の少なくとも一部４は、シート１３’と一体成形され、他の研磨要素４の１つ以上に対する研磨要素４の横の動きを制限するために横向きに接続されるが、研磨要素４の研磨表面１４に対して実質的に垂直な軸においては可動性を維持し、複数の研磨要素４の少なくとも一部は、第一連続性ポリマー相１３と第二不連続性ポリマー相１５とを含む。

図１により示されている特定の例示的実施形態では、シート１３’は、複数の研磨要素４の反対側の面の上に（すなわち、第二主面３３の上に）位置する任意の柔軟性層１６に取り付けられる。更に、任意の接着剤層１２は、柔軟性層１６とシート１３’の間の境界面に示されている。シート１３’の第二主面３３を柔軟性層１６に取り付けるために任意の接着剤層１２を使用してもよい。加えて、研磨パッド２をＣＭＰ研磨装置（図１に示さず）の研磨圧盤（図１に示さず）に一時的に（例えば、取り外し可能に）固定するために、複数の研磨要素４とは反対側の柔軟性層１６に取り付けられた任意の感圧性接着剤層１８を使用してもよい。

いくつかの例示的実施形態では、研磨パッド２は、図１に示すように、第一主面の少なくとも一部を覆う任意の研磨組成物分布層８を更に含む。研磨プロセスの間に、任意の研磨組成物分布層８は、個々の研磨要素４への加工液及び／又は研磨スラリの分布を補助する。研磨組成物分布層８を通って延びる複数の開口部６が提供される。それぞれの研磨要素４の一部は、対応する開口６内に延びている。

図２に示す代替的実施形態では、本開示は、第一主面３４と、第一主面３４とは反対側の第二主面３５と、を有する支持層１０、及び、支持層１０の第一主面３４に接着された複数の研磨要素４、を含む研磨パッド２’を提供し、各研磨要素４は、露出した研磨表面１４を有し、研磨要素４は支持層１０の第一主面３４から第一主面３４に対して実質的に垂直な第一方向に沿って延び、更に複数の研磨要素４の少なくとも一部は、第一連続性ポリマー相１３と第二不連続性ポリマー相とを含む。

研磨パッド２’のいくつかの例示的実施形態では、各研磨要素４は、支持層１０への直接熱接着により、又は、研磨要素４を支持層１０に接着するために接着剤（図２に示さず）を使用することにより、第一主面３４に取り付けられる。特定の例示的実施形態では、研磨パッドは、第一主面３４上に支持層１０とは反対側に任意のガイドプレート２８を更に含み、ガイドプレート２８は、ガイドプレート２８を通って延びる複数の開口部６を含み、更に各研磨要素４の少なくとも一部は、対応する開口部６の中に延びる。特定の例示的実施形態では、各研磨要素４の一部は、対応する開口部６を通過する。いくつかの特定の例示的実施形態では、図２に示すように、各研磨要素はフランジ１７を有し、各フランジ１７は、対応する開口部６の外周よりも大きな外周を有する。

図２に示されている特定の例示的実施形態では、支持層１０は、支持層１０の第一主面３４に取り付けられた複数の研磨要素４とは反対側の支持層１０の第二主面３５上に位置する任意の柔軟性層１６に取り付けられる。更に、任意の接着剤層１２は、柔軟性層１６と支持層１０の間の境界面に示されている。支持層１０の第二主面３５を柔軟性層１６に取り付けるために任意の接着剤層１２を使用してもよい。加えて、研磨パッド２’をＣＭＰ研磨装置（図２に示さず）の研磨圧盤（図２に示さず）に一時的に（例えば、取り外し可能に）固定するために、複数の研磨要素４とは反対側の柔軟性層１６に取り付けられた任意の感圧性接着剤層１８を使用してもよい。

任意のガイドプレート２８もまた、図２の例示的実施形態に示される。支持層１０の第一主面上に複数の研磨要素４を配置するために位置合わせ型板としても機能し得る任意のガイドプレート２８は、本発明による研磨パッド２’を製造するために一般には必要とされない。特定の例示的実施形態では、任意のガイドプレート２８は、図１の研磨パッド２により示されるように、研磨パッドから全体が除去され得る。このような実施形態は、有利なことに、複数の研磨要素を含む他の既知のパッドよりも製作が容易であり、高価ではないものであり得る。

研磨要素４のためのガイドプレートとしても機能し得る任意の研磨組成物分布層８’もまた、図２に示されている。研磨プロセスの間に、任意の研磨組成物分布層８’は、個々の研磨要素４への加工液及び／又は研磨スラリの分布を補助する。ガイドプレートとして使用するとき、図２に示すように、研磨組成物分布層８’の第一主表面が支持層１０から遠位になり、研磨組成物分布層８’の第一主表面とは反対側の研磨組成物分布層８’の第二主表面が支持層１０に近接するような、複数の研磨要素４の配置を促進するために、研磨組成物分布層８’は、支持層１０の第一主面３４上に位置し得る。図２に示すように、少なくとも任意のガイドプレート２８（存在する場合）及び／又は任意の研磨組成物分布層８’（存在する場合）を通って延びる複数の開口部６もまた、提供され得る。

図２に示すように、各研磨要素４は、支持層１０の第一主面に対して実質的に垂直な第一方向に沿って、任意のガイドプレート２８の第一主表面から延びる。図２に示すいくつかの実施形態では、各研磨要素４は、装着フランジ１７を有し、各研磨要素４〜４’は、対応するフランジ１７の支持層１０の第一主面３４への継合により、支持層１０の第一主面に、場合により、任意の研磨組成物分布層８’又は任意のガイドプレート２８の第二主表面に、接着される。結果として、研磨プロセス中、研磨要素４は、支持層１０に依然として接着されたまま、並びに、場合により任意の研磨組成物分布層８’及び／又は任意のガイドプレート２８により支持層１０に追加的に取り付けられたまま、支持層１０の第一主面３４に実質的に垂直な方向において自由に独立して取り換えられる。

このような実施形態では、好ましくは、各研磨要素４の少なくとも一部は、対応する開口部６内に延び、より好ましくは各研磨要素４はまた、対応する開口部６を通過して任意のガイドプレート２８の第一主表面から外向きに延びる。したがって、任意のガイドプレート２８及び／又は任意の研磨組成物分布層８’の複数の開口部６はまた、支持層１０の第一主面３４上の研磨要素４の横向きの配置を誘導するための型板としても機能し得る。換言すれば、任意のガイドプレート２８及び／又は任意の研磨組成物分布層８’は、研磨パッド製作プロセス中に支持層１０の第一主面３４上に複数の研磨要素４を配置するための型板又はガイドとしても使用され得る。

図２に示される特定の実施形態では、任意のガイドプレート２８は、支持層１０と研磨組成物分布層８’の間の境界面に位置する接着剤（示されず）を含んでもよい。任意のガイドプレート２８は、したがって、任意の研磨組成物分布層８’を支持層１０に接着し、これにより、複数の研磨要素４を支持層１０の第一主面３４に固定して取り付けるために使用され得る。しかしながら、例えば、熱及び圧力を用いて支持層１０に研磨要素４を直接熱接着するといった、他の結合方法を使用してもよい。

図２の研磨パッド２’の関連する例示的実施形態では、複数の開口部は、開口部の配列として配置され得、少なくとも開口部６の一部は、任意の研磨組成物分布層８’により形成された主要な孔と、任意のガイドプレート２８により形成された穿下領域と、を含み、穿下領域は、対応する研磨要素フランジ１７と継合する肩部を形成し、これにより、研磨要素４を支持層１０に直接接着する必要なしに、研磨要素４を支持層１０に固定して取り付ける。加えて、図２により示されていないいくつかの例示的実施形態では、複数の研磨要素４は、例えば、支持層１０の主表面上に配置された要素の二次元配列としてのパターンに、あるいは、支持層１０に接着する前に研磨要素４を配置する点に使用される型板又は冶具に、配置されてもよい。

図１〜２に示される研磨パッド２〜２’の実施形態のいずれかでは、研磨要素４の少なくとも一部は多孔質研磨要素であってもよく、研磨要素の一部４’のいくつかは実質的に無孔の研磨要素であってもよい。しかしながら、他の例示的実施形態では、全ての研磨要素４が多孔質研磨要素であるように選択され得、あるいは、全ての研磨要素は実質的に無孔の研磨要素４’であるように選択され得ると理解される。いくつかの例示的実施形態では、研磨要素の少なくとも１つは多孔質研磨要素であり、各多孔質研磨要素は複数の孔を含む。特定の例示的実施形態では、研磨要素の実質的に全ては多孔質研磨要素である。いくつかの特定の例示的実施形態では、孔は、多孔質研磨要素の実質的に全体にわたって分布する。

好適な多孔質研磨要素は、国際公開第２００９／１５８６６５号に開示されている。

特定の本発明で好ましい実施形態では、複数の孔は、研磨パッド２〜２’の研磨要素４の少なくとも一部から少なくとも第二不連続性ポリマー相１５の一部を少なくとも部分的に除去し、これにより、第二不連続性ポリマー相１５により事前に占められていた体積に相当する空隙又は孔体積を除去することによって、複数の孔が作られる。いくつかの例示的実施形態では、第二不連続性ポリマー相は、第一連続性ポリマー相１３が実質的に不溶であるか又は部分的にのみ可溶である溶媒に、可溶である。

いくつかの例示的実施形態では、第二不連続性ポリマー相は、水溶性、水膨潤性又は親水性ポリマーを含み、水又は水性溶媒を使用して溶解し、これにより、少なくとも第二不連続性ポリマー相１５の一部を１つ以上の研磨要素４から除去し、これにより、１つ以上の多孔質研磨要素を作製する。特定の例示的実施形態では、水性溶媒は、化学・機械的研磨プロセスで使用される加工液であるように選択され、この加工液を使用して溶解し、これにより、１つ以上の研磨要素４から少なくとも第二不連続性ポリマー相１５の一部を除去し、これにより１つ以上の多孔質研磨要素を作製する。

図１〜２により示されている特定の実施形態では、２つの多孔質研磨要素４は、１つの実質的に無孔の研磨要素４’に沿って示される。しかしながら、任意の数の研磨要素４を使用してもよく、任意の数の研磨要素４は、多孔質研磨要素４又は実質的に無孔の研磨要素４’を選択してもよいと理解される。

いくつかの本発明で好ましい実施形態では、研磨要素４の少なくとも一部は、多孔質研磨要素であり、特定の実施形態では、研磨されることになる基材（図１には示さず）と摺動接触又は回転接触することが可能な、多孔質の研磨表面（図１〜２の１４）を少なくとも有する図１〜２を再び参照すると、研磨要素４の研磨表面１４は、実質的に平坦な表面であってもよく、又は非平坦であってもよい。特定の本発明で好ましい実施形態では、各多孔質研磨要素４の少なくとも研磨表面は、オリフィス、通路、溝、チャネル、及びこれらに類するものの形状を取り得る、例えば、微細な表面開口部又は孔１５を伴う多孔質に製造される。研磨表面にあるそのような孔１５は、基材（図示せず）と、対応する多孔質研磨要素との間の境界面にて、研磨組成物（例えば、図示されていない加工液及び／又は研削研磨スラリ）の分布及び維持を促進するように作用することができる。

特定の例示的実施形態では、研磨表面１４は、概して円筒形毛管である孔１５を含む。孔１５は、研磨表面１４から研磨要素４内に延びることができる。関連実施形態では、研磨表面は、研磨表面１４から多孔質研磨要素４内に延びている概して円筒形の毛管である孔１５を含む。孔は円筒形である必要はなく、例えば、錐体、矩形、角錘、及び同様の他の孔形状も可能である。孔の特徴的寸法は、概して、幅（又は直径）及び長さと共に、深さにより特定され得る。孔の特徴的寸法は、約２５μｍ〜約６，５００μｍの深さ、約５μｍ〜約１０００μｍの幅（又は直径）、及び約１０μｍ〜約２，０００μｍの長さの範囲であり得る。

いくつかの例示的実施形態では、多孔質研磨要素は、多孔質研磨表面１４を有さなくてもよいが、これら及び他の例示的実施形態では、孔１５は、実質的に多孔質研磨要素４の全体にわたって分布し得る。そのような多孔質研磨要素は、柔軟性研磨パッドの有利な特性のいくつかを呈する柔軟性研磨要素として有用であり得る。特定の本発明で好ましい実施形態では、研磨要素４は、多孔質発泡体の形状で実質的に研磨要素４の全体にわたって分布した複数の孔を含んでもよい。この発泡体は独立気泡発泡体でも連続気泡発泡体でもよい。いくつかの実施形態では、独立気泡発泡体が好ましい。好ましくは、発泡体の複数の孔１５は、孔のサイズ（例えば孔径）が単一モードの分布を呈する。

いくつかの特定の例示的実施形態では、複数の孔は、少なくとも約１ナノメートル（ｎｍ）、少なくとも約１００ｎｍ、少なくとも約５００ｎｍ、又は少なくとも約１μｍの平均孔径を呈する。他の例示的実施形態では、複数の孔は、最大約３００μｍ、最大約１００μｍ、最大約５０μｍ、最大約１０μｍ又は最大約１μｍの平均孔径を呈する。特定の本発明で好ましい実施形態では、複数の孔は、約１ｎｍ〜約３００μｍ、約０．５μｍ〜約１００μｍ、約１μｍ〜約１００μｍ、又は約２μｍ〜約５０μｍの平均孔径を呈する。

上記のような実質的に無孔の研磨要素４’を含む研磨パッド２〜２’の追加の例示的実施形態では、無孔の研磨要素４’の少なくとも１つは、好ましくは、透明な研磨要素である。いくつかの例示的実施形態では、シート１３’又は支持層１０、任意のガイドプレート２８、任意の研磨組成物分布層８〜８’、任意の柔軟性層１６、任意の接着剤層１２、少なくとも１つの実質的に無孔の研磨要素４’又はこれらの組み合わせは、透明である。図１に示される特定の例示的実施形態では、少なくとも１つの透明な無孔の研磨要素４’は、シート１３’の第一主面３２の透明な部分に、例えば、直接熱接着を用いて、又は、接着剤で（図１には示さず）取り付けられる。

更に、実質的に同一の研磨要素４のみを研磨パッド２〜２’が含む必要はないものと理解される。したがって、例えば、任意の組み合わせ又は配列の多孔質研磨要素及び非多孔質研磨要素が、複数の多孔質研磨要素４を構成することができる。任意の数、組み合わせ又は配列の多孔質研磨要素及び実質的に無孔の研磨要素４’が、複数の研磨要素４を有する研磨パッドを形成するために特定の実施形態では有利に使用され得る。

いくつかの例示的実施形態では、研磨要素（図１〜２では４〜４’）は、目的とする用途に応じてシート１３’（図１）又は支持層１０（図２）の第一主面上に非常に多様なパターンで分布し得、それらのパターンは規則的であっても不規則であってもよい。したがって、研磨パッド２〜２’のいくつかの例示的実施形態では、複数の研磨要素４は、例えば、支持層１０の主表面上で、又は、支持層１０への接着前に研磨要素を配置するために使用される型板若しくは冶具（図には示さず）において、所定の規則的パターンに配置され得る。型板又は冶具を用いてパターンに複数の研磨要素４を配置した後、支持層１０の第一主面３４は、複数の研磨要素４と接触してもよく、並びに、例えば、支持層１０への直接熱接着により、又は、接着剤若しくは他の接着材料を使用することにより、複数の研磨要素４に接着されてもよい。

研磨要素は、実質的にシート１３’又は支持層１０の表面全体上に位置し得、あるいは、研磨要素を全く含まないシート１３’又は支持層１０の領域が存在し得る。いくつかの実施形態では、研磨要素は、少なくとも３０％、少なくとも４０％又は少なくとも５０％の支持層の平均表面被覆率を有する。更なる実施形態では、研磨要素は、研磨要素の数と各研磨要素の断面積と研磨パッドの断面積とによって決定されるように、支持層の主表面の総面積の最大約８０％、最大約７０％又は最大約６０％の支持層の平均表面被覆率を有する。

図３Ａ〜３Ｂにより示される本発明で好ましい研磨パッド２の例示的実施形態では、研磨要素４は、シート１３’と一体成形され、シート１３’の第一主面３２上に二次元配列パターンで配置される。研磨パッド２での使用に好適である上記のような任意の層（例えば、任意の研磨組成物分布層８、任意の接着剤１２、任意の柔軟性層１６、任意の感圧性接着剤層１８及び少なくとも１つの実質的に無孔の／透明な研磨層４’）を組み合わせて、図３Ａ〜３Ｂに示す研磨パッドを形成してもよい。

図３Ａは、１つの特定の形状の研磨要素４を示す。研磨要素４は実質上任意の形状に形成され得、２つ以上の異なる形状を有する複数の研磨要素４は有利に使用され得、場合によりパターンに配置されて上記のような研磨パッド２〜２’を形成し得ることが理解される。同じ形状又は異なる形状を使用して、多孔質研磨要素又は代替的に実質的に無孔の研磨要素を製造し得ることが更に理解される。

いくつかの例示的実施形態では、研磨表面１４に対して概して平行な方向に研磨要素４を貫通する研磨要素４の断面形状は、目的とする用途に依存して大きく異なる場合がある。図３Ａは、概して円形の断面を有する概して円筒形の研磨要素４を示しているが、他の断面形も可能であり、特定の実施形態では他の断面形が望ましい場合がある。したがって、先述のような研磨要素４〜４’を含む研磨パッド２〜２’の更なる例示的実施形態では、研磨要素は、円形、楕円形、三角形、正方形、矩形及び台形及びこれらの組み合わせから選択される、第一方向において取られた断面を有するように選択される。

図３Ａ〜３Ｂに示すような円形の断面を有する概して円筒形の研磨要素４では、研磨表面１４に対して概して平行である方向における研磨要素４の断面直径は、いくつかの実施形態では、少なくとも約５０μｍ、より好ましくは少なくとも約１ｍｍ、更に好ましくは少なくとも約５ｍｍである。特定の実施形態では、研磨表面１４に対して概して平行である方向における研磨要素４の断面直径は、最大約２０ｍｍ、より好ましくは最大約１５ｍｍ、更に好ましくは最大約１２ｍｍである。いくつかの実施形態では、研磨表面１４において取られる研磨要素の直径は、約５０μｍ〜約２０ｍｍ、特定の実施形態では直径は約１ｍｍ〜約１５ｍｍ、他の実施形態では断面直径は約５ｍｍ〜約１２ｍｍである。

研磨パッド２〜２’の追加の例示的実施形態では、研磨要素４は、高さ、幅及び／又は長さの点で特徴的な寸法により特徴付けられ得る。特定の例示的実施形態では、特徴的な寸法は、少なくとも約５０μｍ、より好ましくは少なくとも約１ｍｍ、更に好ましくは少なくとも約５ｍｍであるように選択され得る。特定の実施形態では、研磨表面１４に対して概して平行である方向における研磨要素４の断面直径は、最大約２０ｍｍ、より好ましくは最大約１５ｍｍ、更に好ましくは最大約１２ｍｍである。追加の例示的実施形態では、研磨要素は、２５０〜２，５００μｍの高さ、１ｍｍ〜５０ｍｍの幅、５ｍｍ〜５０ｍｍの長さ、又は１ｍｍ〜５０ｍｍの直径のうちの少なくとも１つにより特徴付けられる。特定の例示的実施形態では、１つ以上の研磨要素４〜４’は、中空であってもよい。

他の例示的実施形態では、研磨表面１４に対して概して平行な方向における各研磨要素４の断面積は、少なくとも約１ｍｍ^２、他の実施形態では少なくとも約１０ｍｍ^２、更に他の実施形態では少なくとも約２０ｍｍ^２である場合がある。他の例示的実施形態では、研磨表面１４に対して概して平行な方向における各研磨要素４の断面積は、最大約１，０００ｍｍ^２、他の実施形態では最大約５００ｍｍ^２、更に他の実施形態では最大約２５０ｍｍ^２である場合がある。

研磨パッドの主表面に対して概して平行な方向における研磨パッドの断面積は、いくつかの例示的実施形態では約１００ｃｍ^２〜約３００，０００ｃｍ^２である場合があり、他の実施形態では約１，０００ｃｍ^２〜約１００，０００ｃｍ^２である場合があり、更に他の実施形態では約２，０００ｃｍ^２〜約５０，０００ｃｍ^２である場合がある。

研磨作業での研磨パッド（図１の２、図２の２’）の最初の使用に先立って、いくつかの実施形態では、各研磨要素（図１〜２の４〜４’）は支持層（図１〜２の１０）の第一の主面に対して実質的に垂直な第一の方向に沿って延びる。特定の例示的実施形態では、研磨要素は、任意の研磨組成物分布層（図１の８、図２の８’）及び／又は任意のガイドプレート（図２の２８）を含む平面よりも上に第一方向に沿って少なくとも約０ｍｍ、少なくとも約０．１ｍｍ、少なくとも約０．２５ｍｍ、少なくとも約０．３ｍｍ又は少なくとも約０．５ｍｍ延びる。他の例示的実施形態では、研磨要素は、任意の研磨組成物分布層（図１の８、図２の８’）及び／又は任意のガイドプレート（図２の２８）を含む平面よりも上に第一方向に沿って最大約１０ｍｍ、最大約７．５ｍｍ、最大約５ｍｍ、最大約３ｍｍ、最大２ｍｍ又は最大約１ｍｍ延びる。

他の例示的実施形態（図に示さず）では、研磨要素の研磨表面は、任意の研磨組成物分布層の露出した主表面と同一平面にしてもよい。他の例示的実施形態では、研磨要素の研磨表面は、任意の研磨組成物分布層の露出した主表面よりも低く後退させてもよく、続いて、例えば、任意の研磨組成物分布層の一部を除去することにより、任意の研磨組成物分布層の露出した主表面と同一平面にしてもよく、又は任意の研磨組成物分布層の露出した主表面よりも上に延びるようにしてもよい。このような実施形態は、研磨プロセス中に、あるいは、加工品との接触前、接触中又は接触後に研磨パッドに適用される任意の調湿プロセスにおいて、摩耗又は浸食されるように選択された研磨組成物分布層について有利に使用され得る。

更なる例示的実施形態では、各研磨要素４〜４’は、シート１３’（図１）又は支持層１０（図２）を含む平面よりも上に第一方向に沿って少なくとも約０．２５ｍｍ、少なくとも約０．３ｍｍ又は少なくとも約０．５ｍｍ延びる。追加の例示的実施形態では、研磨要素の基部又は底部の上の研磨表面（図１〜２の１４）の高さ、すなわち、研磨要素の高さ（Ｈ）は、使用される研磨組成物及び研磨要素のために選択される材料に依存して０．２５ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、２．５ｍｍ、３．０ｍｍ、５．０ｍｍ、１０ｍｍ又はそれ以上である場合がある。

再び図１〜２を参照すると、任意の研磨組成物分布層（図１の８、図２の８’）及び任意のガイドプレート２８（図２）全体にわたる開口部（図１〜２の６）の深さ及び間隔は、特定のＣＭＰプロセスのための必要に応じて変化する場合がある。いくつかの実施形態では、研磨要素（図１〜２の４〜４’）は、それぞれが互いに対して、及び研磨組成物分布層（図１の８、図２の２８）及びガイドプレート３１に対して、実質的に平面配向を維持し、任意の研磨組成物分布層（図１の８、図２の８’）及び／又は任意のガイドプレート２８の表面より上に突出する。

いくつかの例示的実施形態では、いずれかの任意のガイドプレート（図２の２８）及びいずれかの任意の研磨組成物分布層（図１の８、図２の８’）よりも上の研磨要素４の延びによって作られる空隙体積は、任意の研磨組成物分布層（図１の８、図２の８’）の表面上の研磨組成物の分布のための余地を提供することができる。研磨要素４は、研磨要素の材料特性及び研磨組成物分布層（図１の８、図２の８’）の表面上の研磨組成物（加工液及び／又は研削スラリ）に望まれる流れに少なくとも部分的に依存する量に応じて、研磨組成物分布層（図１の８、図２の８’）より上に突出する。

別の例示的実施形態（図に示さず）では、本開示は、第一連続性ポリマー相と第二不連続性ポリマー相とを含む非平坦研磨パッドを提供し、研磨パッドは、第一主面と、第一主面とは反対側の第二主面と、を有し、更に第一及び第二主面の少なくとも一方は、面の内部に延びる複数の溝を含む。いくつかの例示的実施形態では、研磨要素の研磨表面に実質的に垂直な方向における各溝の深さは、少なくとも約１０μｍ、２５μｍ、５０μｍ、１００μｍから；約１０，０００μｍ、７，５００μｍ、５，０００μｍ、２，５００μｍ、１，０００μｍまで；約１マイクロメートル（μｍ）〜約５，０００μｍ、の範囲であるように選択される。更なる例示的実施形態では、研磨パッドは、第一及び第二面に対して実質的に垂直な方向において円形断面を有し、この円は半径方向を画定し、更に複数の溝は、円形であり、同心性であり、及び半径方向に間隔を有して離れている。

他の例示的な実施形態（図に示さず）では、非平坦研磨パッドの研磨表面は、複数のチャネルの形状の孔を含み、各チャネルは研磨表面の少なくとも一部を横切って、好ましくは研磨表面に対して概して平行な方向に延びる。好ましくは、各チャネルは、研磨表面に対して概して平行な方向に研磨表面の周囲を放射状に延びる円形チャネルである。他の実施形態では、複数のチャネルは、研磨表面に一連の放射状に間隔を有する同心性の円形溝を形成する。他の例示的実施形態（図示せず）では、孔は、各チャネルが研磨表面の一部のみを横断して延びるチャネルの二次元配列の形状を取る場合がある。

更なる例示的実施形態（図示せず）では、チャネルは、例えば、円筒形、三角形、矩形、台形、半球形及びこれらの組み合わせといった実質的に任意の形状を有し得る。いくつかの例示的実施形態では、研磨要素の研磨表面に実質的に垂直な方向における各チャネルの深さは、少なくとも約１０μｍ、２５μｍ、５０μｍ、１００μｍから；約１０，０００μｍ、７，５００μｍ、５，０００μｍ、２，５００μｍ、１，０００μｍまで、の範囲であるように選択される。他の例示的な実施形態では、研磨要素の研磨表面に対して実質的に平行な方向における各チャネルの断面積は、約７５平方マイクロメートル（μｍ^２）〜約３×１０^６μｍ^２となるように選択される。

上記のような研磨要素４を有する研磨パッド２〜２’の例示的実施形態のいずれかでは、研磨要素４は、非常に様々な材料を含んでもよく、高分子材料が好ましい。好適な高分子材料としては、例えば、ポリウレタン、ポリアクリレート、ポリビニルアルコール、ポリ（エチレンオキシド）、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリアクリル酸、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリカーボネート及び商品名ＤＥＬＲＩＮ（Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ，Ｉｎｃ．（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）から入手可能）などのポリ（アセタール）が挙げられる。いくつかの例示的実施形態では、研磨要素の少なくとも一部は、熱可塑性ポリウレタン、ポリアクリレート、ポリビニルアルコール、又はこれらの組み合わせを有する。

研磨要素は、また、補強ポリマー又は他の複合材料を備える場合があり、金属微粒子、セラミック微粒子、高分子微粒子、繊維、これらの組み合わせ、及びこれらに類するものなどが例として挙げられる。特定の実施形態では、研磨要素は、それ自体に炭素、グラファイト、金属、又はこれらの組み合わせのような充填剤を含むことによって導電性及び／又は熱伝導性なものとして製造される場合がある。他の実施形態では、例えば、Ｏｒｍｅｃｏｎ Ｃｈｅｍｉｅ（ドイツ、アンメルスベック）から商品名ＯＲＭＥＣＯＭとして市販されているポリアニリン（ＰＡＮＩ）のような導電性ポリマーを、上述の導電性又は熱伝導性充填剤と共に又は上述の導電性又は熱伝導性充填剤を伴わずに、使用する場合がある。

上記のような研磨パッドの例示的実施形態のいずれかでは、研磨表面は、第一連続性ポリマー相と、室温にて第一連続性ポリマー相に不混和性である第二不連続性ポリマー相と、を含む相分離したポリマーブレンドにより、形成される。任意の特定の理論に束縛されるものではないが、本出願人は現時点で、ポリマーブレンドは高加工温度にて（例えば、少なくとも第一連続性ポリマー相を形成するポリマーの軟化若しくは溶融温度にて又はそれよりも上で）混和性であり、これにより、流体、ポリマーの二成分系溶液又は複数のポリマー種を含有する複合溶液を形成すると考えている。

高加工温度よりも低く（例えば、少なくとも第二不連続性ポリマー相を形成するポリマーの結晶化温度よりも低く）冷却すると、混合物中で使用されている各ポリマーの熱力学及び体積比に依存して、ポリマー相は、第一連続性ポリマー相と第二不連続性分散ポリマー相へと分離する。分散した位相領域のサイズは、分散した相の荷重、両方の相のポリマー特性、並びに、ポリマーブレンドが加工中に経験する熱的／機械的環境により制御することができる。

これらの種類の不混和性ブレンド系から生じる高分子フィルムは、破壊又は摩損にさらされた際に、分散した（すなわち、不連続性）ポリマー相を特徴的にはじく。それゆえに、パッド表面がこの種類の高分子ブレンドから生じる場合には、表面は、分散したポリマー相の脱離又は放出から得られる多孔性を有することで特徴付けられる。

ポリマーブレンドの組成は、好ましくは、少なくとも２つの異なるポリマー種を含むように選択されるが、複数のポリマー種は、各相において使用されてもよい。好ましくは、高分子ブレンドは、第一連続性相における主成分として熱可塑性エラストマーとして概して特徴付けられる少なくとも１つのポリマー種と、第二不連続性相における柔軟な熱可塑性ポリマーとして概して特徴付けられる少なくとも１つのポリマー種と、を含む。

上記のような研磨パッドの例示的実施形態のいずれかでは、第一連続性ポリマー相は、好ましくは、ポリウレタン、ポリオレフィンエラストマー、フルオロエラストマー、シリコーンエラストマー、合成ゴム、天然ゴム及びこれらの組み合わせから選択される熱可塑性エラストマーを含む。特定の例示的実施形態では、第二不連続性ポリマー相は、結晶質ポリマー又は熱可塑性ポリマーを含む。いくつかの例示的実施形態では、第二不連続性ポリマー相は、ポリオレフィン、環状ポリオレフィン又はポリオレフィン系熱可塑性エラストマーのうちの少なくとも１つを含む。いくつかの特定の例示的実施形態では、ポリオレフィンは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリイソブチレン、ポリオクテン、これらのコポリマー、及びこれらの組み合わせから選択される。

他の実施形態では、複数の孔は、研磨パッド２〜２’の研磨要素４の少なくとも一部から少なくとも第二不連続性ポリマー相１５の一部を少なくとも部分的に除去し、これにより、第二不連続性ポリマー相１５により事前に占められていた体積に相当する空隙又は孔体積を除去することによって、複数の孔が、研磨要素の少なくとも一部内に作られる。いくつかの例示的実施形態では、第二不連続性ポリマー相は、第一連続性ポリマー相１３が実質的に不溶であるか又は部分的にのみ可溶である溶媒に、可溶である。

いくつかの例示的実施形態では、第二不連続性ポリマー相は、水溶性、水膨潤性又は親水性熱可塑性ポリマーを含み、水又は水性溶媒を使用して溶解し、これにより、少なくとも第二不連続性ポリマー相１５の一部を１つ以上の研磨要素４から除去し、これにより、１つ以上の多孔質研磨要素を作製する。好適な水溶性ポリマーとしては、ポリ（エチレンオキシド）、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリアクリル酸、ポリ（メタ）アクリル酸、他のモノマーとのこれらのコポリマー、及びこれらの組み合わせが挙げられる。

特定の例示的実施形態では、水性溶媒は、化学・機械的研磨プロセスで使用される加工液であるように選択され、この加工液を使用して溶解し、これにより、１つ以上の研磨要素４から少なくとも第二不連続性ポリマー相１５の一部を除去し、これにより１つ以上の多孔質研磨要素を作製する。

上記のような研磨パッドの更なる例示的実施形態では、第二不連続性ポリマー相は、各研磨要素の約１重量％、２．５重量％、５重量％又は１０重量％から；約５０重量％、６０重量％、７０重量％、８０重量％又は９０重量％まで、を構成する。追加の例示的実施形態では、第二不連続性ポリマー相は、各研磨要素の約５重量％〜約９０重量％を構成する。特定の例示的実施形態では、第二不連続性ポリマー相は、５〜５，０００μｍの長さ、５〜２５０μｍの幅、５〜１００μｍの球相当径又はこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つにより、特徴付けられる。好ましくは、第二不連続性ポリマー相により画定される体積は、実質的に均一な球体形状を有し、少なくとも１μｍ、５μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ；及び最大２００μｍ、１５０μｍ、１００μｍ、９０μｍ、８０μｍ、７０μｍ又は６０μｍ、のメジアン径を呈する。

上記研磨パッドの更に例示的実施形態では、シート１３’、支持層１０又は非平坦研磨パッドは、剛性フィルム又は他の硬質基材のように、実質的に圧縮不可能であってもよいが、好ましくは、研磨表面に対して向けられる正圧を提供するために圧縮可能である。いくつかの例示的実施形態では、シート又は支持層は、柔軟性ゴム又はポリマーなどの可撓性及び柔軟性材料を含んでもよい。他の例示的実施形態では、シート、支持層又はパッドは、好ましくは、圧縮可能な高分子材料から製造され、発泡高分子材料が好ましい。特定の実施形態では、独立気泡発泡体が好ましい場合があるが、他の実施形態では、連続気泡発泡体が使用される場合がある。追加の例示的な実施形態では、研磨要素は、圧縮可能な又は柔軟性支持層であり得る支持層に取り付けられた研磨要素の単一シートとして支持層と共に成形されてもよい。

シート又は支持層は、好ましくは、加工液が支持層の中に又は支持層を通って透過若しくは浸透するのを防ぐために、液体不浸透性である。しかしながら、いくつかの実施形態では、シート又は支持層は、単独又は、液体が支持層を通って透過若しくは浸透するのを防止するように作用する任意のバリアと組み合わせて、液体浸透性材料を含んでもよい。更には、他の実施形態では、多孔質シート又は支持層は、例えば、研磨中に研磨パッドと加工品との間の境界面に加工液（例えば、研磨スラリ）を保持するために、有利に使用され得る。

特定の例示的実施形態では、シート又は支持層は、シリコーン、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ネオプレン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエチレン及びこれらの組み合わせから選択される高分子材料を含んでもよい。シート又は支持層は、更に、充填剤、微粒子、繊維、補強剤及びこれらに類するものなどの多様な添加材料を含んでもよい。

ポリウレタンは、特に有用なシート又は支持層材料であることが判明しており、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）は特に好ましい。いくつかの本発明で好ましい実施形態では、支持層は、例えば、ＥＳＴＡＮＥ ＴＰＵ（Ｌｕｂｒｉｚｏｌ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．（Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，ＯＨ）から入手可能）、ＴＥＸＩＮ又はＤＥＳＭＯＰＡＮ ＴＰＵ（Ｂａｙｅｒ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ）から入手可能）、ＰＥＬＬＥＴＨＡＮＥ ＴＰＵ（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から入手可能）及びこれらに類するものといった、１つ以上のＴＰＵを含むフィルムである。

いくつかの例示的実施形態では、研磨パッドは、研磨要素とは反対側に、支持層に取り付けられた柔軟性層１６を更に含む。柔軟性層は、表面を接着する任意の手段により、支持層に取り付けられ得るが、好ましくは、柔軟性層と支持層との間の境界面に位置する接着剤層は、支持層を研磨要素の反対側に、柔軟性層に取り付けるために使用される。

特定の実施形態では、柔軟性層は、好ましくは、研磨中、研磨要素の研磨表面を加工品に対して向ける正圧を提供するために、圧縮可能である。いくつかの例示的実施形態では、支持層は、柔軟性ゴム又はポリマーなどの可撓性及び柔軟性材料を含んでもよい。他の例示的実施形態では、支持層は、好ましくは、圧縮可能な高分子材料から製造され、発泡高分子材料が好ましい。特定の実施形態では、独立気泡発泡体が好ましい場合があるが、他の実施形態では、連続気泡発泡体が使用される場合がある。

いくつかの特定の実施形態では、柔軟性層は、シリコーン、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ネオプレン、ポリウレタン、ポリエチレン及びそのコポリマー及びこれらの組み合わせから選択される高分子材料を含んでもよい。柔軟性層は、更に、充填剤、微粒子、繊維、補強剤、及びこれらに類するものなどの、多様な添加材料を含んでもよい。柔軟性層は、好ましくは、液体不浸透性である（ただし、任意のバリアとの組み合わせにおいて浸透性材料を使用して、柔軟性層への液体の透過を防ぐ又は阻止してもよい）。

本発明で柔軟性層での使用に好ましい高分子材料はポリウレタンであり、ＴＰＵは特に好ましい。好適なポリウレタンとしては、例えば、Ｒｏｇｅｒｓ Ｃｏｒｐ．（Ｒｏｇｅｒｓ，ＣＴ）の商品名ＰＯＲＯＮ及びＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）の商品名ＰＥＬＬＥＴＨＡＮＥ、中でも特にＰＥＬＬＥＴＨＡＮＥ ２１０２−６５Ｄが挙げられる。他の好適な材料としては、例えば、商品名ＭＹＬＡＲで広く入手可能な二軸配向されたＰＥＴのようなポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、及び接着ゴムシート（例えば、Ｒｕｂｂｅｒｉｔｅ Ｃｙｐｒｅｓｓ Ｓｐｏｎｇｅ Ｒｕｂｂｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．（Ｓａｎｔａ Ａｎａ，ＣＡ）から商品名ＢＯＮＤＴＥＸで入手可能なゴムシート）が挙げられる。

いくつかの例示的実施形態では、本開示による研磨パッド２〜２’は、例えば、ウェハ内部の研磨均一性の向上、研磨後のウェハ表面の平坦性の向上、ウェハからのエッジダイ収率の向上、並びにＣＭＰプロセス運転寛容度及び一貫性の向上といった、ＣＭＰプロセスに使用するときの特定の利点を有することができる。任意の特定の理論に束縛されるものではないが、これらの利点は、支持層の下にある柔軟性層から研磨要素の研磨表面を分離し、これにより、研磨プロセス中、加工品に研磨パッドを接触させるときに要素の研磨表面に対して実質的に垂直な方向において研磨要素を「浮かす」ようにすることからもたらされ得る。

研磨パッド２’のいくつかの実施形態では、柔軟性下層から研磨要素の研磨表面を分離することは、第一主表面からガイドプレートを通って第二主表面に延びる複数の開口部を含む任意のガイドプレート２８を研磨物品の中に組み込むことにより強化されてもよく、少なくともいくつかの各研磨要素は対応する開口部の中に延び、各研磨要素はガイドプレートの第二主表面から外向きに延びる。好ましくは硬い又は非柔軟性材料を含む任意のガイドプレートは、研磨表面の空間配向を維持するために、並びに、研磨パッドの要素の横の動きを維持するために、使用されてもよい。しかしながら、他の実施形態では、研磨要素の空間配向が維持され、横の動きが、要素を支持層に接着することにより、好ましくは研磨要素を直接支持層に熱接着することにより、維持されるため、任意のガイドプレートは必要とされない。

任意のガイドプレート２８は、ポリマー、コポリマー、ポリマー配合物、ポリマー複合体、又はこれらの組み合わせのような多様な材料で製造することができる。剛性で非柔軟性で非伝導性で液体不浸透性の高分子材料が概して好ましく、ポリカーボネートが特に有用であることが見出された。

更なる実施形態では、本開示の研磨パッドは、シート又は支持層の第一主面の少なくとも一部並びに任意のガイドプレート（存在する場合）の第一主表面を覆う任意の研磨組成物分布層８〜８’を更に含む。任意の研磨組成物分布層は、多様な高分子材料で製造され得る。任意の研磨組成物分布層は、いくつかの実施形態では、少なくとも１つの親水性ポリマーを含む。好ましい親水性ポリマーとしては、ポリウレタン、ポリアクリレート、ポリビニルアルコール、ポリオキシメチレン、及びこれらの組み合わせが挙げられる。特定の一実施形態では、研磨組成物層は、研磨作業中に滑らかな表面を提供するために、例えば、水を吸収できる親水性ポリウレタン又はポリアクリレートのようなヒドロゲル材料を、好ましくは約５〜約６０重量パーセントの範囲で含んでもよい。

追加の例示的実施形態では、任意の研磨組成物分布層は、例えば、多孔質ポリマー又は発泡体といった柔軟性材料を含んで、研磨作業中、研磨組成物分布層が圧縮されると、基材に対して向かう正圧を提供する。特定の例示的実施形態では、研磨組成物分布層の柔軟性は、任意の柔軟性層の柔軟性よりも低くなるように選択される。連続又は独立気泡を有する、多孔質又は発泡材料は、特定の実施形態における任意の研磨組成物分布層での使用に好ましい柔軟性材料であり得る。いくつかの特定の実施形態では、任意の研磨組成物分布層は、約１０〜約９０パーセントの多孔質を有する。

特定の例示的実施形態では、柔軟性層は、柔軟性層と第二主面の間の境界面にて接着剤層により、第二主面に取り付けられる。

更なる例示的実施形態では、研磨要素の研磨表面は、任意の研磨組成物分布層の露出した主表面と同一平面にしてもよく、又は任意の研磨組成物分布層の露出した主表面よりも低く後退させてもよい。このような実施形態は、例えば、研磨スラリといった加工液を、研磨要素の露出した研磨表面と加工品の間の境界面に維持するために有利に採用され得る。このような実施形態では、研磨プロセス中に、あるいは、加工品との接触前、接触中又は接触後に研磨パッドの研磨表面に適用される任意の調湿プロセスにおいて、摩耗又は浸食される材料を含むように選択された研磨組成物は、有利に使用され得る。

追加の例示的実施形態では、研磨組成物分布層は、研磨されている基材の表面にわたって実質的に均一に研磨組成物を分布して、より均一な研磨を提供できるように、作用し得る。研磨組成物分布層は、研磨中に研磨組成物の流量を調節するために、場合により、バッフル、溝（図示せず）、孔及びこれらに類するもののような流れ抵抗要素を含む場合がある。更なる例示的実施形態では、研磨組成物分布層は、研磨表面から異なる深さで望ましい研磨組成物流量を達成するために、異なる材料の多様な層を含むことができる。

いくつかの例示的実施形態では、１つ以上の研磨要素は、研磨要素内に画定された連続コア領域又は空洞を含んでもよいが、そのような構成は必ずしも必要ではない。いくつかの実施形態では、国際公開第２００６／０５５７２０号に記載されているように、研磨要素のコアは、圧力、伝導性、電気容量、うず電流、及びこれらに類するものを検出するためにセンサーを含むことができる。更に別の実施形態では、研磨パッドは、国際公開第２００９／１４０６２２号に記載のように、研磨表面に対して垂直な方向においてパッドを通って延びる窓を含んで、あるいは、透明な層及び／又は透明な研磨要素を使用して、研磨プロセスの光学的終点指示を可能にしてもよい。

本開示は、研磨プロセスにおいて上記のような研磨パッドを使用する方法を更に目的とし、この方法は、少なくとも一部が多孔質である複数の研磨要素を含む研磨パッドの研磨表面と基材の表面を接触させる工程と、基材の表面を研削するために研磨パッドを基材に対して相対的に移動する工程と、を含む。特定の例示的実施形態では、加工液を、研磨パッド表面と基材表面との間の境界面に提供してもよい。好適な加工液は当該技術分野において既知であり、例えば、米国特許第６，２３８，５９２（Ｂ１）号、同第６，４９１，８４３（Ｂ１）号及び国際公開第２００２／３３７３６号に見ることができる。

本明細書に記載されている研磨パッドは、いくつかの実施形態では、比較的容易かつ安価に製造できる。本開示による研磨パッドのいくつかの例示的製造方法の簡潔な説明は、以下に記載されるが、この説明は包括的又はそうでなければ限定的であることを意図するものではない。

したがって、別の例示的実施形態では、本開示は、上記のような研磨パッドの製造方法を提供し、この方法は、熱を適用しながら第一ポリマーを第二ポリマーと混合して流体成形組成物を形成する工程と、流体成形組成物を成形型に分注する工程と、流体成形組成物を冷却して、第一ポリマーを含む第一連続性ポリマー相と第二ポリマーを含む第二不連続性ポリマー相とを含む研磨パッドを形成する工程と、を含み、研磨パッドは、第一主面又は表面と、第一主面又は表面とは反対側の第二主面又は表面と、を有する。

いくつかの例示的実施形態では、第一ポリマーを第二ポリマー内に分注する工程は、溶融混合、混練、押出又はこれらの組み合わせを含む。特定の例示的実施形態では、流体成形組成物を成形型に分注する工程は、反応射出成形、押出成形、圧縮成形、真空成形又はこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む。いくつかの特定の例示的実施形態では、分注する工程は、流体成形組成物をフィルムダイを通して鍛造ローラー上に連続的に押し出すことを含み、更に鍛造ローラーの表面は成形型を含む。

上記のような非平坦研磨パッドを製造する追加の例示的実施形態では、この方法は、第一及び第二主面の少なくとも一方をミリングして面内に延びる複数の溝を形成することを更に含む。特定の例示的実施形態では、溝は、約１μｍ〜約５，０００μｍの深さを有する。いくつかの特定の例示的実施形態では、研磨パッドは、第一及び第二面に対して実質的に垂直な方向において円形断面を有し、この円は半径方向を画定し、更に複数の溝は、円形であり、同心性であり、及び半径方向に間隔を有して離れる。

上記のような研磨パッド２を製造する代替の例示的実施形態では、成形型は三次元パターンを含み、第一主表面は三次元パターンの型穴に対応する複数の研磨要素を含み、複数の研磨要素は、第一主面から第一主面に対して実質的に垂直な方向に沿って外向きに延び、更に研磨要素はシートと一体成形され、他の研磨要素の１つ以上に対する研磨要素の横の動きを制限するために横向きに接続されるが、研磨要素の研磨表面に対して実質的に垂直な軸においては可動性を維持する。

複数の研磨要素は、例えば、それぞれ押出成形又は圧縮成形を用いて、溶融ポリマー又は高分子フィルムの複合シートから成形されてもよい。押出成形を使用して研磨要素を生じさせるために、冷却時に相分離を起こすことができる２つの異なる溶融ポリマーの混合物が、所定のパターンの研磨要素を加工するフィルムダイと鍛造ロールとを備えた二軸押出機の中に送り込まれ得る。別の方法としては、相分離した高分子フィルムは、成形板が所望の所定のパターンの研磨要素を加工する際の第二作業中に製造及び圧縮成形され得る。所望のパターンの研磨要素をシート上に作る際、シートは、例えば、熱接着フィルムに対する熱接着により、又は、接着剤の使用により、柔軟性支持層に固定され得る。あるいは、柔軟性支持層は、フィルム流延又は圧縮成形中に、研磨表面又は支持層の裏側に積層され得る。

単一研磨パッドを例示する特に有利な一実施形態では、多空洞成形型に、それぞれの空洞が研磨要素に対応する、バックフィルチャンバを提供することができる。本明細書に記載したように多孔質研磨要素及び非多孔質研磨要素を含む場合がある複数の研磨要素は、好適なポリマー溶融物を多空洞成形型に射出成形し、同じポリマー溶融物又は別のポリマー溶融物でバックフィルチャンバを埋め戻して支持層を形成することによって、形成することができる。研磨要素は成形型の冷却の際に支持層に付着されたまま保たれるので、支持層を伴う研磨要素の単一シートとして複数の研磨要素を形成することになる。成形型は、いくつかの実施形態では、回転ロール成形型を含んでもよい。

別の実施形態では、研磨要素の一体成形されたシートは、個々の隆起した研磨要素の間で摩損されて、個々に浮き出た研磨要素の研磨表面を生じ得る。別の方法としては、分離はまた、個々の隆起した要素の間に成形型内の隆起した領域を組み込むことにより、成形プロセス中に達成され得る。

研磨要素の一体シートを成形するのに好適な成形材料、成形型、装置及び方法は、下記実施例及び国際公開第２００９／１５８６６５号に記載されている。

更なる代替的実施形態では、本開示は、上記のような研磨パッド２’の製造方法を提供し、この方法は、第一ポリマーを含む第一連続性ポリマー相と、第二ポリマーを含む第二不連続性ポリマー相とを含む複数の研磨要素を形成する工程と、第一主面とは反対側に第二主面を有する支持層の第一主面に研磨要素を接着して研磨パッドを形成する工程と、を含む。いくつかの例示的実施形態では、この方法は、柔軟性層を第二主面に取り付けることを更に含む。更なる例示的実施形態では、この方法は、第一主面の少なくとも一部を覆う研磨組成物分布層を取り付ける工程を更に含む。

いくつかの例示的実施形態では、この方法は、第一主面上に研磨要素でパターンを形成する工程を追加的に含む。特定の例示的実施形態では、パターンを形成する工程は、パターンに研磨要素を反応射出成形すること、パターンに研磨要素を押出成形すること、パターンに研磨要素を圧縮成形すること、パターンに対応する型板内に研磨要素を配置すること、又は、パターンに支持層上の研磨要素を配置することを含む。いくつかの特定の例示的実施形態では、支持層に研磨要素を接着する工程は、熱接着、超音波接着、化学線接着、接着剤接着及びこれらの組み合わせを含む。

特定の本発明で好ましい実施形態では、研磨要素は、支持層に熱接着される。熱接着は、例えば、支持層の主表面を各研磨要素の表面と接触させて、接着境界面を形成し、研磨要素と支持層が軟化、溶融又は流延する温度に加熱して、接着境界面にて接着を形成させることにより、達成され得る。研磨要素に対する支持層の熱接着を実効化するために、超音波溶接も使用され得る。いくつかの本発明の好ましい実施形態では、研磨要素及び支持層を加熱しながら、圧力を接着境界面に印加する。更なる本発明で好ましい実施形態では、支持層は、研磨要素が加熱される温度よりも高い温度に加熱される。

他の例示的実施形態では、研磨要素を支持層に加熱することは、研磨要素と支持層の主表面の間の境界面において物理的又は化学的継合を形成する接着材料を使用することを含む。このような物理的及び／又は化学的継合は、特定の実施形態では、各研磨要素と支持層の主表面との間の接着境界面に位置する接着剤を使用して、形成され得る。他の実施形態では、接着材料は、例えば、熱硬化、放射線硬化（例えば、紫外線、可視光線、赤外線、電子ビーム又は他の放射線源などの化学線を使用する硬化）及びこれらに類するものといった、硬化により、結合を形成する材料であり得る。

好適な接着フィルム材料、装置及び方法は、国際公開第２０１０／００９４２０号に記載されている。

追加の本発明で好ましい例示的実施形態では、研磨要素の少なくとも一部は、多孔質研磨要素を含む。いくつかの例示的実施形態では、研磨要素の少なくとも一部は、実質的に孔のない研磨要素を含む。いくつかの特定の例示的実施形態では、ガス飽和ポリマー溶融物の射出成形、反応物にガスを放出しポリマーを形成する反応混合物の射出成形、超臨界ガス溶解ポリマーを含む混合物の射出成形、溶媒中における非相溶性のポリマー混合物の射出成形、熱可塑性ポリマーに分散された多孔質熱硬化性微粒子の射出成形、マイクロバルーンを含む混合物の射出成形、及びこれらの組み合わせによって、多孔質研磨要素は成形される。追加の例示的実施形態では、孔は、反応射出成形、ガス分散発泡及びこれらの組み合わせにより、形成される。

いくつかの例示的実施形態では、多孔質研磨要素は、実質的に研磨要素全体にわたって分布する孔を有する。他の実施形態では、孔は、実質的に多孔質研磨要素の研磨表面に分布し得る。いくつかの追加的実施形態では、多孔質研磨要素の研磨表面に付与される多孔性は、例えば、射出成形、カレンダー工法、機械的ドリリング、レーザードリリング、ニードルパンチング、ガス分散発泡、化学的加工処理、及びこれらの組み合わせによって付与される。

実質的に同一の研磨要素のみを研磨パッドが含む必要はないものと理解される。したがって、例えば、多孔質研磨要素及び非多孔質研磨要素の任意の組み合わせ又は配列が、複数の多孔質研磨要素を構成することができる。任意の数、組み合わせ又は配列の多孔質研磨要素及び実質的に無孔の研磨要素が、支持層に接着された浮いた研磨要素を有する研磨パッドを形成するために特定の実施形態では有利に使用され得る。

更なる例示的実施形態では、研磨要素は、パターンを形成するように配置されてもよい。任意のパターンが有利に採用され得る。例えば、研磨要素は、例えば、矩形、三角形又は円形配列の研磨要素といった、二次元配列を形成するように配置されてもよい。追加の例示的実施形態では、研磨要素は、支持層上にパターンで配置された多孔質研磨要素及び実質的に無孔の研磨要素の両方を含んでもよい。特定の例示的実施形態では、多孔質研磨要素は、支持層の主表面上に多孔質研磨要素及び無孔の研磨要素の配列を形成するように、任意の実質的に無孔の研磨要素に対して有利に配置され得る。このような実施形態では、実質的に無孔の研磨要素に対する多孔質研磨要素の数及び配置は、望ましい研磨性能を得るように、有利には選択され得る。

例えば、いくつかの例示的実施形態では、多孔質研磨要素は、実質的に研磨パッドの主表面の中心近くに配置されてもよく、並びに、実質的に無孔の研磨要素は、実質的に研磨パッドの主表面の周縁端部近くに配置されてもよい。このような例示的実施形態は、望ましくは、例えば、研削研磨スラリといった加工液を、研磨パッドとウェハ表面の間の接触領域に保持し、これにより、ウェハ表面の研磨均一性の改善（例えば、ウェハ表面におけるディッシングの低減）並びにＣＭＰプロセスにより生じる廃棄スラリの量の低減を達成できる。このような例示的実施形態はまた、ダイの端部にてより積極的な研磨を提供し、これにより端部隆起部の形成を低減又は排除し、収率及びダイ研磨均一性を改善することができる。

他の例示的実施形態では、多孔質研磨要素は、実質的に研磨パッドの主表面の端部近くに配置されてもよく、並びに、実質的に無孔の研磨要素は、実質的に研磨パッドの主表面の中心近くに配置されてもよい。研磨要素の他の配置及び／又はパターンは、本開示の範囲内に入るものとして想到される。

上記のような研磨パッド２’を製造する特定の実施形態では、研磨要素は、支持層の主表面上に位置付けることによりパターンに配置されてもよい。他の例示的実施形態では、研磨要素は所望のパターンの型板を使用して配置されてもよく、支持層は、接着に先立って、研磨要素及び型板の上又は下に位置してもよく、支持層の主表面は接着境界面にて各研磨要素と接触する。

本開示による研磨要素を有する研磨パッドの例示的な実施形態は、多様な研磨用途にそれらを使用することを可能にする多様な特徴及び特性を有する場合がある。本発明で好ましいいくつかの実施形態では、本開示の研磨パッドは、集積回路及び半導体デバイスの製造に使用されるウェハの化学機械的平坦化（ＣＭＰ）に特に好適であり得る。いくつかの例示的実施形態では、本開示に記載されている研磨パッドは、当該技術分野で既知の研磨パッドに勝る利点を提供し得る。

例えば、いくつかの例示的実施形態では、本開示による研磨パッドは、ＣＭＰプロセスで使用される加工液をパッドの研磨表面と基材の被研磨表面との間の境界面に保持することを改善するために作用することによって、増強研磨における加工液の効果を改善することができる。他の例示的実施形態では、本開示による研磨パッドは、研磨中のウェハ表面のディッシング及び／又はエッジ侵食を低減又は除去することができる。いくつかの例示的実施形態では、本開示による研磨パッドをＣＭＰプロセスに使用することは、ウェハ内部の研磨均一性の向上、研磨後のウェハ表面の平坦性の向上、ウェハからのエッジダイ収率の向上、並びにＣＭＰプロセス運転寛容度及び一貫性の向上をもたらすことができる。

更なる例示的な実施形態では、本開示の例示的実施形態による多孔質要素を有する研磨パッドの使用は、より大きい直径のウェハの加工を可能にする一方で、高いチップ収率を得るために必要な度合いの表面均一性を維持すること、又はウェハ表面の研磨均一性を維持するためにパッド表面のコンディショニングが必要になる前により多くのウェハを加工すること、又はパッドコンディショナのプロセス時間及び磨耗を減らすこと、を可能にすることができる。

非平坦研磨パッドのために相分離ポリマーブレンドを使用する別の利点は、表面の機械加工又はミリングが明らかに容易であることである。市販のＣＭＰパッドは、典型的には、ミリングに抵抗し、かつ、発泡体に破断又は損傷なしにミリングにかけるのがきわめて困難である、架橋されたポリウレタン発泡体から構成される。本明細書に記載されているような固体熱可塑性非平坦研磨パッド材料は、ミリング作業中の変形が少なく、それゆえにミリング及びきれいな表面を生じるのを容易にする。

次に、本開示による例示的な研磨パッドについて、下記の非限定的な例を参照して例示する。

以下の非限定的実施例は、上記のような複数の研磨要素を含む研磨パッド又は非平坦研磨パッドを調製するための様々な方法を示す。

（実施例１）
本開示の例示的実施形態による研磨パッド２の製造を三工程プロセスで行った：高分子ブレンドを押し出して高分子フィルムを成形する工程、高分子フィルムの複数のシートを三次元研磨要素構造を有する複合シートに圧縮成形する工程、及び、複合フィルムを発泡体材料を含む複合層に積層する工程。

押出プロセスは以下のように実行した。熱可塑性ポリウレタンＥｓｔａｎｅ（登録商標）５８１４４（Ｌｕｂｒｉｚｏｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｗｉｃｋｌｉｆｆｅ，Ｏｈｉｏ）から）のペレットを非常に低密度のポリエチレン−ブチレンコポリマー樹脂Ｆｌｅｘｏｍｅｒ ＤＦＤＢ−１０８５ ＮＴ（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から）のペレットと事前混合した。Ｅｓｔａｎｅ（登録商標）５８１４４／Ｆｌｅｘｏｍｅｒ ＤＦＤＢ−１０８５ ＮＴの８０／２０（重量％）混合物を同方向回転Ｂｅｒｓｔｏｒｆｆ二軸押出機（Ｋｒａｕｓｓ−Ｍａｆｆｅｉ Ｂｅｒｓｔｏｒｆｆ ＧｍｂＨ（Ｈａｎｏｖｅｒ，Ｇｅｒｍａｎｙ）からのモデルＥＯ ９３４０／９１）のホッパーの中に配置した。溶融体ポンプ及び１２インチ（３０．５ｃｍ）幅フィルムダイを押出機の押出端に取り付けた。押出条件は以下の通りであった。全領域及び溶融体ポンプで２１５℃、３００ｒｐｍのスクリュー速度、２０ｌｂｓ／時間（９．１ｋｇ／時間）のペレット供給速度、３／１の溶融体ポンプ出口／入口圧力差。ダイからのフィルムを直径１８インチ（４５．７ｃｍ）で、１０４℃に設定した艶消し仕上げ鍛造ロール上に流延した。鍛造ロール速度、押出機溶融体ポンプ速度は、５００μｍの厚さのフィルムが流延されるように設定した。

フィルムのシートをおよそ４インチ×４インチ（１０．２ｃｍ×１０．２ｃｍ）の正方形切片に切断した。３個のフィルム切片を、切片の角部を揃えて、１つを他の上に積層した。性気相されたフィルム切片を、研磨要素の所望のサイズ及び形状に対応する所定のパターンを持つ圧縮成形型の上部及び下部アルミニウムプレートの間に置いた。下部プレートはおよそ４インチ×４インチ（１０．２ｃｍ×１０．２ｃｍ）の正方形であり、約６ｍｍの厚さであった。下部プレートを、切頭円錐形状特徴部の正方形配列を含むようにエッチングした。この円錐特徴部は、基部にて７．５ｍｍの直径、及び、空洞底部にて６．５ｍｍの直径を有した。特徴部の深さは約２ｍｍであった。切頭円錘形状特徴部を中心にて約１１ｍｍの間隔にし、特徴部間のおよそ４ｍｍのランド領域を残した。特徴部の支持面積全体は、プレートの面積の約５０％を表した。空洞底部の切頭円錘特徴部の周囲を面取りした。上部プレートはおよそ４インチ×４インチ（１０．２ｃｍ×１０．２ｃｍ）の正方形であり、約１．５ｍｍの厚さであった。

フィルム切片を有する成形型を油圧式圧縮機（Ｐａｓａｄｅｎａ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ，Ｉｎｃ．（Ｅｌ Ｍｏｎｔｅ，ＣＡ）からのモデル番号ＡＰ−２２）の圧盤の間に置いた。圧縮成形を２３２℃の温度及び約７．０ｋｇ／ｃｍ^２の圧力にて３０秒にわたって実行した。圧縮成形後、成形型を圧縮機から取り外し、室温に放冷した。得られた複合フィルムは、ほぼ成形型の円錐特徴部のサイズ及び形状である三次元構造を有し、その後、成形型から取り外した。

この複合フィルムを、感圧性接着剤（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）からの３Ｍ Ａｄｈｅｓｉｖｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｔａｐｅ ９６７１）を使用して、立方フィート当たり１２ポンドのＶＯＬＴＥＣ ＶＯＬＡＲＡ Ｔｙｐｅ ＥＯ発泡体（Ｓｅｋｉｓｕｉ Ａｍｅｒｉｃａ Ｃｏｒｐ．（Ｌａｗｒｅｎｃｅ，ＭＡ）の一部門であるＶｏｌｔｅｋから）の４インチ×４インチ（１０．２ｃｍ×１０．２ｃｍ）の正方形シートに手で積層し、本開示の研磨パッド２’を形成した。

標準技術を使用して、押し出されたフィルム及び圧縮成形された複合フィルムの断面にて走査電子顕微鏡を使用した。結果は、大きな連続性相により包囲された分離性で不連続性の小さな相を有する二相形態構造を明らかにした。驚くべきことに、相形態は、高度に圧縮された領域（ランド領域）又はポスト領域のいずれでも加工プロセスと通して変化しなかった。小さな相領域の形状及びサイズは、ほぼ約１０μｍの直径を有する球体状であることが分かった。押し出されたフィルム及び複合フィルムのどちらについても同様の形態を観察した。

（実施例２）
本開示の例示的実施形態による研磨パッド２の製造を三工程プロセスで行った。高分子ブレンドを押し出して高分子フィルムを成形する工程、高分子フィルムのシートを三次元構造を有するフィルムに圧縮成形する工程、及び、複合フィルムを発泡体材料を含む複合層に積層する工程。

押出プロセスは以下のように実行した。ペレットブレンドは、実施例１と同じであった。これを同方向回転Ｄａｖｉｓ−Ｓｔａｎｄａｒｄ二軸押出機（Ｄａｖｉｓ−Ｓｔａｎｄａｒｄ，ＬＬＣ（Ｐａｗｃａｔｕｃｋ，ＣＴ）からのモデルＤ−ＴＥＸ ４７）のホッパーの中に配置した。溶融体ポンプ及び９１．５ｃｍ幅フィルムダイを押出機の押出端に取り付けた。押出条件は以下の通りであった。全領域及び溶融体ポンプで２０５℃、２００ｒｐｍのスクリュー速度、２５０ｌｂｓ／時間（１１３ｋｇ／時間）のペレット供給速度、２／１の溶融体ポンプ出口／入口圧力差。ダイからのフィルムを、５０℃に設定した直径８インチ（２０．３ｃｍ）のクロム鍛造ロールと５０℃に設定した直径８インチ（２０．３ｃｍ）の冷却ロールとの間に滴下流延した。鍛造ロール速度、押出機溶融体ポンプ速度は、１，１７０μｍの厚さのフィルムが流延されるように設定した。

フィルムの３０ｃｍ×３０ｃｍシートを切断し、同様の長さ及び幅の、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）フィルムで裏張りされたアルミニウムプレート上に置き、２５０℃に設定した炉を通して、空気流で９分にわたって加熱した。炉から取り出した後、それぞれ直径が約６．２ｍｍであり、中心から中心の距離が約８ｍｍである円形孔の六角形配列を有する約１２インチ×１２インチ（３０．５ｃｍ×３０．５ｃｍ）で厚さ約０．０６２５インチ（１．６ｍｍ）のＴｅｆｌｏｎ（登録商標）コーティングした金属スクリーン（特徴部の支持面積全体は、スクリーンの面積の約５８％を表した）をフィルムシートの上部に置いた。

続いて、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）シートをスクリーンの上部に置いた。フィルムシートは依然として熱かったが、スクリーンを含む積層体全体を、ゴムロールを有する二軸積層機に通し、０．２３ｋｇ／ｃｍ（フィルム幅の線インチ当たりの質量）まで０．９ｍ／分の速度で装填した。この成形手順は、フィルムシートの三次元構造を作り、この構造は、金属スクリーンの孔のサイズ、形状及び分布と同様のサイズ、形状及び分布を有した。成形後、このフィルムを室温に放冷し、金属スクリーンから取り出した。三次元構造を有する４枚のフィルムサンプルをこの方式で調製した。

三次元構造を有する４枚のフィルムを６０ｃｍ×６０ｃｍの正方形に組み立て、１２７μｍの厚さの転写接着剤３Ｍ Ａｄｈｅｓｉｖｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｔａｐｅ ９６７２（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから）を使用して、Ｒｏｇｅｒｓ ＰＯＲＯＮ（商標）ウレタン発泡体部品番号４７０４−５０−２００６２−０４（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ（Ｃｈａｓｋａ，ＭＮ）から）の６０ｃｍ×６０ｃｍ正方形シートに手で積層して、本開示の研磨パッド２’を形成した。

標準技術を使用して、押し出されたフィルム及び圧縮成形された複合フィルムの断面にて走査電子顕微鏡を使用した。結果は、連続性の大きな相により包囲された分離性で不連続性の小さな相を有する二相形態構造を明らかにした。小さな相領域の形状及びサイズは、ほぼ約５μｍの直径を有する球体状であることが分かった。押し出されたフィルム及び成形されたフィルムのどちらについても同様の形態を観察した。

（実施例３）
本開示の例示的実施形態による研磨パッド２の製造を三工程プロセスで行った。高分子ブレンドを押し出して高分子フィルムを成形する工程、高分子フィルムのシートを型押しして三次元構造を有するフィルムに成形する工程、及び、複合フィルムを発泡体材料を含む複合層に積層する工程。

押出プロセスは、以下の通りであった。ペレットブレンドは、実施例１と同じであった。押出機及び押出機条件は、以下の変更を除いて、実施例２のものと同じであった。ダイからのフィルムを、５０℃に設定した直径８インチ（２０．３ｃｍ）の型押ロールと５０℃に設定した８インチ（２０．３ｃｍ）の冷却ロールとの間に滴下流延した。型押ロール速度、押出機溶融体ポンプ速度は、１，３７２μｍの厚さのフィルムが達成されるように設定した。型押ロール上のパターンは、一連の六角形形状の突出部から製造されており、およそ３．５ｍｍの幅及び７１５μｍの高さと測定された。六角形突出部間のチャネルは、およそ１ｍｍの幅と測定された。型押されたフィルムは、型押ロールのものとほぼ同じ寸法の六角形形状のくぼみ部分を有した。型押された特徴部の支持面積全体は、フィルムの面積の約４０％を表した。

型押されたフィルムの６０ｃｍ×６０ｃｍの正方形シートを、感圧性接着剤３Ｍ Ａｄｈｅｓｉｖｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｔａｐｅ ９６７１（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから）を使用して、Ｒｏｇｅｒｓ ＰＯＲＯＮ（商標）ウレタン発泡体部品番号４７０４−５０−２００６２−０４（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃから）の６０ｃｍ×６０ｃｍ正方形シートに手で積層して、５１ｃｍの円にダイカットし、本開示のパッドを形成した。

標準技術を使用して、押し出されたフィルム及び圧縮成形された複合フィルムの断面にて走査電子顕微鏡を使用した。結果は、連続性の大きな相により包囲された分離性で不連続性の小さな相を有する二相形態構造を明らかにした。小さな相領域の形状及びサイズは、ほぼ約５μｍの直径を有する球体状であることが分かった。押し出されたフィルム及び複合フィルムのどちらについても同様の形態を観察した。

（実施例４）
本開示の代替的実施形態による非平坦研磨パッドの製造を三工程プロセスで行った。高分子ブレンドを押し出して高分子フィルムを成形する工程、高分子フィルムの主面の表面上に放射状に間隔を有して離れた複数の同心円形溝をミリングする工程、及び、複合フィルムを発泡体材料を含む複合層に積層する工程。

実施例１で調製したような８０％のＥｓｔａｎｅ ５８１４４熱可塑性ポリウレタン及び２０％のＤｏｗ Ｆｌｅｘｏｍｅｒ（商標）ＤＦＤＢ−１０８５ポリエチレン−ブチレンコポリマーの流延フィルムをミリングすることにより、研磨表面を生じさせた。標準技術を使用して、押し出された複合フィルムの断面にて走査電子顕微鏡を使用した。結果は、連続性の大きな相により包囲された分離性で不連続性の小さな相を有する二相形態構造を明らかにした。小さな相領域の形状及びサイズは、約２〜５マイクロメートルの直径を有するほぼ球体状であるように、現れた。

垂直エンドミル（Ｍｉｎｉ Ｌａｔｈｅ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ，Ｔａｉｗａｎ））上に流延フィルムの切片を装着し、１５００ｒｐｍでこの切片を回転し、ある形状の切断工具で溝をプランジ研削することにより、ミリングされた表面を作った。溝の深さ及び幅はそれぞれ、９１５μｍ及び５００μｍであった。

構築を完了するために、ミリングしたフィルムに１２７μｍの転写接着剤（３Ｍ ９６７２接着剤（Ｓｔ Ｐａｕｌ，ＭＮ））を積層し、直径１５ｃｍ、厚さ１．５９ｍｍのポリウレタン発泡体（Ｒｏｇｅｒｓ Ｐｏｒｏｎウレタン発泡体部品番号４７０１−５０−２００６２−０４（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ（Ｃｈａｓｋａ，ＭＮ）））に接着した。

前述の実施例１〜３は、第一主面と、第一主面とは反対側の第二主面と、を有するシート、及び、第一主面から第一主面に対して実質的に垂直な第一方向に沿って外向きに延びる複数の研磨要素、を含む研磨パッドを目的とし、研磨要素の少なくとも一部は、シートと一体成形され、他の研磨要素の１つ以上に対する研磨要素の横の動きを制限するために横向きに接続されるが、研磨要素の研磨表面に対して実質的に垂直な軸においては可動性を維持し、複数の研磨要素の少なくとも一部は、第一連続性ポリマー相と第二不連続性ポリマー相とを含む。前述の実施例４は、第一連続性ポリマー相と第二不連続性ポリマー相とを含む非平坦化研磨パッドを目的とし、研磨パッドは、第一主面と、第一主面とは反対側の第二主面と、を有し、更に、第一及び第二主面の少なくとも一方は、表面に複数の溝を含む。

しかしながら、上述の実施例１〜４の成形された又はローラーで型押しされたフィルムのいずれも、第一主面と、第一主面とは反対側の第二主面と、を有する支持層、及び、支持層の第一主面に接着した複数の研磨要素、を含む研磨パッド２’の製造において使用するための研磨要素４を作るために使用され得、各研磨要素は、露出した研磨表面を有し、研磨要素は、支持層の第一主面から第一主面に対して実質的に垂直な第一方向に沿って延び、更に複数の研磨要素の少なくとも一部は第一連続性ポリマー相と第二不連続性ポリマー相を含む。成形された又は型押しされた研磨要素は、上記のように、例えば、フィルムから切り出されてもよく、実質的に支持層の第一主面に接着されてもよく、好ましくは直接熱接着を使用する。

例示的な研磨パッド及び方法における要素の相対的な順序及び構成は、本開示の範囲から逸脱することなく、変更され得ることが更に理解される。したがって、例えば、支持層は、一時的剥離層上に配置されてもよく、型板において二次元配列パターンに研磨用要素を配置する前に研磨要素に所望されるパターンを持つ型板に重ねて置き、例えば、国際公開第２０１０／００９４２０号に記載のように、重ねて置いた支持層に研磨要素を熱接着（すなわち、熱接着フィルム）してもよい。

上記の例示的な研磨パッド及び方法における要素の相対的な順序及び構成も、本開示の範囲から逸脱することなく、変更され得ることが更に理解される。本開示の例示的実施形態の研磨パッドは、実質的に同じ研磨要素のみを含む必要がないことが追加的に理解される。したがって、例えば、多孔質研磨要素及び非多孔質研磨要素の任意の組み合わせ又は配列が、複数の多孔質研磨要素を構成することができる。任意の数、組み合わせ又は配列の多孔質研磨要素及び実質的に無孔の研磨要素が、支持層に接着された浮いた研磨要素を有する研磨パッドを形成するために特定の実施形態では有利に使用され得る。更に、多孔質研磨要素は、任意の数、構成又は組み合わせにおいて無孔の研磨要素に置き換えられてもよい。したがって、上記の「発明を実施するための形態」及び「実施例」に提供されている教示を用いて、個々の多孔質及び場合により無孔の研磨要素が、本開示の様々な追加の実施形態の研磨パッドを提供するために、支持層に取り付けられてもよい（又は支持層と一体成形されてもよい）。

最後に、本明細書に開示されているような研磨パッドは、一般に、例えば、任意の接着剤層で第二主面に取り付けられた任意の柔軟性層、第二主面とは反対側の柔軟性層に取り付けられた任意の感圧性接着剤層、（２’のような研磨パッド実施形態のための）任意のガイドプレート、任意の研磨組成物分布層及びこれらに類するものといった、任意の組み合わせで本明細書に開示されている任意要素を含んでもよい。

本明細書全体を通し、「一実施形態」、「特定の実施形態」、「１つ以上の実施形態」、又は「実施形態」を指す参照は、「実施形態（embodiment）」という用語の前に「例示的（例示的）（exemplary）」という用語が含まれているかどうかに関わらず、その実施形態の、ある特定の特徴、構造、材料、又は特性が、本開示の特定の例示的実施形態の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。それゆえに、本明細書全体を通して様々な箇所にある「１つ以上の実施形態では」、「特定の実施形態では」、「一実施形態では」、又は「ある実施形態では」といった句の出現は、必ずしも本開示の特定の例示的実施形態の同一の実施形態に言及しているわけではない。更に、特定の特徴、構造、材料、又は特性は、任意の好適な方法で１つ以上の実施形態に組み合わされてもよい。

本明細書で特定の例示的実施形態を詳細に説明したが、当然のことながら、当業者には上述の説明を理解した上で、これらの実施形態の代替物、変更物、及び均等物を容易に想起することができるであろう。したがって、本開示は本明細書で以上に述べた例示の実施形態に不当に限定されるべきではないと理解すべきである。特に、本明細書で用いるとき、端点による数値範囲が記載される場合、その範囲内に包含される全ての数を含むことを意図する（例えば、１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、及び５を含む）。加えて、本文書中、使用されている全ての数字は用語「約」によって修飾されていると見なされる。更に、本明細書にて参照される全ての出版物及び特許は、それぞれの個々の出版物又は特許が参照により援用されることを明確にかつ個別に指示されるかのごとく、それらの全体が同じ範囲で、参照により本明細書に援用される。

様々な例示的実施形態が上述された。これらの及び他の実施形態は、以下の特許請求の範囲に含まれる。

Claims (5)

1. 第一主面と、前記第一主面とは反対側の第二主面と、を有するシート、及び、
   前記第一主面から前記第一主面に対して実質的に垂直な第一方向に沿って外向きに延びる複数の研磨要素、を含む研磨パッドであって、少なくとも一部の前記研磨要素は、前記シートと一体成形され、他の研磨要素の１つ以上に対する前記研磨要素の横の動きを制限するために横向きに接続されるが、前記研磨要素の研磨表面に対して実質的に垂直な軸においては可動性を維持し、前記複数の研磨要素の少なくとも一部は、第一連続性ポリマー相と第二不連続性ポリマー相と複数の孔とを含み、前記複数の研磨要素の少なくとも１つは透明な無孔の研磨要素である、研磨パッド。
2. 第一主面と、前記第一主面とは反対側の第二主面と、を有する支持層、及び、
   各研磨要素が、前記支持層に接着することにより、前記第一主面に取り付けられた複数の研磨要素、を含む研磨パッドであって、各研磨要素は、露出した研磨表面を有し、
   前記研磨要素は、前記支持層の前記第一主面から前記第一主面に対して実質的に垂直な第一方向に沿って延び、更に前記複数の研磨要素の少なくとも一部は第一連続性ポリマー相と第二不連続性ポリマー相と複数の孔とを含み、前記複数の研磨要素の少なくとも１つは透明な無孔の研磨要素である、研磨パッド。
3. 請求項１または２に記載の研磨パッドの研磨表面に基材の表面を接触させる工程と、
   前記基材の前記表面を摩耗させるために前記研磨パッドを前記基材に対して相対的に移動させる工程と、を含む、研磨パッドの使用方法。
4. 熱を適用しながら第一ポリマーを第二ポリマーと混合して流体成形組成物を形成する工程と、
   前記流体成形組成物を成形型に分注する工程と、
   前記流体成形組成物を冷却して、前記第一ポリマーを含む第一連続性ポリマー相と前記第二ポリマーを含む第二不連続性ポリマー相とを含む研磨パッドを形成する工程と、を含む請求項１に記載の研磨パッドの製造方法であって、前記研磨パッドは、第一主表面と、第一主表面とは反対側の第二主表面と、を有する、方法。
5. 第一ポリマーを含む第一連続性ポリマー相と、第二ポリマーを含む第二不連続性ポリマー相と、を含む複数の研磨要素を形成する工程と、
   第一主面とは反対側の第二主面を有する支持層の前記第一主面に前記研磨要素を接着して研磨パッドを形成する工程と、
   前記第一主面上に前記複数の研磨要素を有するパターンを形成する工程と、を含む、請求項２に記載の研磨パッドの製造方法。

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