JP6290004B2 - 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 - Google Patents
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Description
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)を参照して使用される「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を参照)。
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
表3に提供された配合の詳細にしたがって研磨層を調製した。具体的には、51℃で、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー(すなわち、比較例A及び実施例1〜9の場合にはAdiprene(登録商標)LF667ならびに比較例B及び実施例10〜19の場合にはAdiprene(登録商標)LFG963A、いずれもChemtura Corporationから市販)と硬化剤パッケージの成分との制御された混合によってポリウレタンケーキを調製した。アミン開始ポリオール硬化剤(すなわち、The Dow Chemical Companyから市販されているVoranol(登録商標)800)及び高分子量ポリオール硬化剤(すなわち、The Dow Chemical Companyから市販されているVoralux(登録商標)HF505)をプレミックスしたのち、他の原料に配合した。MBOCAを除くすべての原料を51℃のプレミックス温度に維持した。MBOCAは、116℃のプレミックス温度に維持した。イソシアネート末端ウレタンプレポリマーと硬化剤パッケージとの比率は、イソシアネート末端ウレタン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)の比として定義される化学量論比が表3に記される比になるように設定した。
Claims (12)
- 研磨面及びベース面、カウンタボア開口、貫通孔、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、
前記研磨面の平面に対して垂直な軸に沿って平均厚さTW-avgを有するプラグ配置終点検出ウィンドウブロック、
上面及び下面を有する硬質層、
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ホットメルト接着剤であって、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、
を含み;
前記研磨層が、
多官能イソシアネートと、
1分子あたり少なくとも1個の窒素原子を含み、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硬化剤少なくとも5重量%、
2,500〜100,000の数平均分子量MNを有し、1分子あたり平均5〜7個のヒドロキシル基を有する高分子量ポリオール硬化剤25〜95重量%、及び
二官能硬化剤0〜70重量%
を含む硬化剤パッケージと
を含む成分の反応生成物を含み;、
前記研磨層が、0.6g/cm3よりも高い密度、5〜40のショアD硬さ、100〜450%の破断点伸び及び25〜150μm/hrの切削速度を示し;
前記貫通孔が前記研磨層を前記研磨面から前記ベース面まで貫通し;
前記カウンタボア開口が、前記研磨面上に開口し、前記貫通孔を拡大させ、棚状部を形成し;
前記カウンタボア開口が、前記研磨面の平面に対して垂直な方向に前記研磨面の平面から前記棚状部までで計測される平均深さDO-avgを有し;
前記平均深さDO-avgが前記平均厚さTP-avgよりも小さく;
前記プラグ配置終点検出ウィンドウブロックが前記カウンタボア開口内に配置され;
前記プラグ配置終点検出ウィンドウブロックが前記研磨層に接着されている、化学機械研磨パッド。 - 前記硬質層の前記上面が溝を有さず、前記硬質層の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。
- 前記硬質層の前記上面及び前記下面が1〜500nmの粗さRaを有する、請求項1記載の化学機械研磨パッド。
- 前記硬質層が二軸延伸ポリエチレンテレフタレート製であり、前記硬質層が6〜10ミルの平均厚さを有し、前記硬質層が3,000〜7,000MPaのヤング率を示す、請求項1記載の化学機械研磨パッド。
- 前記多官能イソシアネートが、2〜12重量%の未反応NCO基を有するイソシアネート末端ウレタンプレポリマーであり、
前記硬化剤パッケージが、
1分子あたり2個の窒素原子を含み、1分子あたり平均4個のヒドロキシル基を有し、200〜400の数平均分子量MNを有するアミン開始ポリオール硬化剤5〜20重量%、
10,000〜12,000の数平均分子量MNを有し、1分子あたり平均6個のヒドロキシル基を有する高分子量ポリオール硬化剤50〜75重量%、及び
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−(3−クロロ−2,6−ジエチルアニリン)(MCDEA)及びそれらの異性体からなる群より選択されるジアミン硬化剤である二官能硬化剤10〜30重量%
からなり、
前記多官能イソシアネート中の未反応イソシアネート基に対する前記硬化剤パッケージ中の反応性水素基の化学量論比が0.95〜1.05であり、
前記研磨層が、0.75〜1.0g/cm3の密度、5〜20のショアD硬さ、150〜300%の破断点伸び及び30〜60μm/hrの切削速度を示す、請求項1記載の化学機械研磨パッド。 - 前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマーが、5〜7重量%の未反応NCO基を有し、400〜2,500の数平均分子量MNを示す、請求項5記載の化学機械研磨パッド。
- 前記化学機械研磨パッドが、前記研磨層、前記プラグ配置終点検出ウィンドウブロック、前記硬質層、前記研磨層と前記硬質層との間に挿入されたホットメルト接着剤、前記硬質層の前記下面と前記剥離ライナとの間に配置された感圧プラテン接着剤からなり、
前記多官能イソシアネートが、2〜12重量%の未反応NCO基を有するイソシアネート末端ウレタンプレポリマーであり、
前記硬化剤パッケージが、
1分子あたり2個の窒素原子を含み、1分子あたり平均4個のヒドロキシル基を有し、200〜400の数平均分子量MNを有するアミン開始ポリオール硬化剤5〜20重量%、
10,000〜12,000の数平均分子量MNを有し、1分子あたり平均6個のヒドロキシル基を有する高分子量ポリオール硬化剤50〜75重量%、
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−(3−クロロ−2,6−ジエチルアニリン)(MCDEA)及びそれらの異性体からなる群より選択されるジアミン硬化剤である二官能硬化剤10〜30重量%
からなり、
前記多官能イソシアネート中の未反応イソシアネート基に対する前記硬化剤パッケージ中の反応性水素基の化学量論比が0.95〜1.05であり、
前記研磨層が、0.75〜1.0g/cm3の密度、5〜20のショアD硬さ、150〜300%の破断点伸び及び30〜60μm/hrの切削速度を示す、請求項1記載の化学機械研磨パッド。 - 前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマーが、5〜7重量%の未反応NCO基を有し、400〜2,500の数平均分子量MNを示す、請求項7記載の化学機械研磨パッド。
- 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を有する研磨層を提供する工程、
前記研磨面の平面に対して垂直な軸に沿って平均厚さTW-avgを有するプラグ配置終点検出ウィンドウブロックを提供する工程、
上面及び下面を有する硬質層を提供する工程、
ホットメルト接着剤を非硬化状態で提供する工程、
前記研磨層を前記研磨面から前記ベース面まで貫通する貫通孔を設ける工程、
前記研磨面上に開口し、前記貫通孔を拡大させ、棚状部を形成するカウンタボア開口であって、前記研磨面の平面に対して垂直な方向に前記研磨面の平面から前記棚状部までで計測される平均深さDO-avg(前記平均深さDO-avgは前記平均厚さTP-avgよりも小さい)を有するカウンタボア開口を設ける工程、
前記ホットメルト接着剤をその非硬化状態で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する工程、
前記ホットメルト接着剤を硬化させて前記研磨層と前記硬質層とを互いに接着させる工程、及び
前記プラグ配置終点検出ウィンドウブロックを前記カウンタボア開口内に配置し、前記プラグ配置終点検出ウィンドウブロックを前記研磨層に接着する工程
を含み;
前記研磨層が、
多官能イソシアネートと、
1分子あたり少なくとも1個の窒素原子を含み、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硬化剤少なくとも5重量%、
2,500〜100,000の数平均分子量MNを有し、1分子あたり平均5〜7個のヒドロキシル基を有する高分子量ポリオール硬化剤25〜95重量%、及び
二官能硬化剤0〜70重量%
を含む硬化剤パッケージと
を含む成分の反応生成物を含み;
前記研磨層が、0.6g/cm3よりも高い密度、5〜40のショアD硬さ、100〜450%の破断点伸び及び25〜150μm/hrの切削速度を示す、化学機械研磨パッドを製造する方法。 - 感圧プラテン接着剤を提供する工程、
剥離ライナを提供する工程、
前記感圧プラテン接着剤を前記硬質層の前記下面に適用する工程、及び
前記剥離ライナを前記感圧プラテン接着剤の上に適用する工程
をさらに含み、前記感圧プラテン接着剤が前記硬質層の前記下面と前記剥離ライナとの間に挿入される、請求項9記載の方法。 - さらに、前記硬質層の前記下面に配置される感圧プラテン接着剤を含む、請求項1記載の化学機械研磨パッド。
- さらに、剥離ライナ(前記感圧プラテン接着剤が前記硬質層の前記下面とこの剥離ライナとの間に挿入される)を含む、請求項11記載の化学機械研磨パッド。
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