JP6870928B2 - ケミカルメカニカル研磨パッド及び同研磨パッドの製造方法 - Google Patents

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Description

本出願は、２０１５年６月２６日に出願され、現在は係属中の米国特許出願第１４／７５１，３４０号の第一部継続出願である。
本発明は、研磨層を有する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、研磨面を有するケミカルメカニカル研磨層を有するケミカルメカニカル研磨パッドであって、ケミカルメカニカル研磨層が、（ａ）アミン／二酸化炭素アダクトと、ポリオール類、ポリアミン類及びアルコールアミン類の少なくとも一つとを含むポリ（Ｐ）側液体成分と、（ｂ）多官能イソシアネートを含むイソ（Ｉ）側液体成分とを混合させることによって形成され、ケミカルメカニカル研磨層が≧１０容量％の気孔率を有し、ケミカルメカニカル研磨層が＜４０のショアーＤ硬さを有し、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ならびに同研磨パッドを製造する方法及び同研磨パッドを使用する方法に関する。
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、とりわけ、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
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、研磨媒体（たとえばスラリー）が研磨パッド上に分注され、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体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８，３１４，０２９号において、Hiroseらは、研磨層を製造する方法を開示している。具体的に、Hiroseらは、実質的に球形の気泡を含み、高い厚さ精度を有する研磨パッドを製造する方法であって、機械的発泡法によって気泡分散ウレタン組成物を調製する工程、気泡分散ウレタン組成物を一つの放出口からフェース材料Ａの幅方向に実質的に中央の部分に連続的に放出しながらフェース材料Ａを供給する工程、フェース材料Ｂを気泡分散ウレタン組成物上に積層する工程、次いで、気泡分散ウレタン組成物の厚さを厚さ調節手段によって均一に調節する工程、直前の工程で厚さ調節された気泡分散ウレタン組成物を、その組成物にさらなる加重を加えることなく、硬化させて、ポリウレタンフォームを含む研磨シートを形成する工程、及び研磨シートを切断する工程を含む方法を開示している。
それにもかかわらず、改善された研磨性能を有するケミカルメカニカル研磨層を含む改善されたケミカルメカニカル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にベース面から研磨面までで計測される平均研磨層厚さＴP-avgを有するケミカルメカニカル研磨層を含むケミカルメカニカル研磨パッドであって、ケミカルメカニカル研磨層が、ポリ（Ｐ）側液体成分とイソ（Ｉ）側液体成分とを混合させることによって形成され、ポリ（Ｐ）側液体成分が、アミン／二酸化炭素アダクトと、（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とを含み、イソ（Ｉ）側液体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、ケミカルメカニカル研磨層が≧１０容量％の気孔率を有し、ケミカルメカニカル研磨層が＜４０のショアーＤ硬さを有し、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、ケミカルメカニカル研磨層を製造する方法であって、アミン／二酸化炭素アダクトと、（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とを含むポリ（Ｐ）側液体成分を提供する工程、少なくとも一つの（Ｉ）側多官能イソシアネート類を含むイソ（Ｉ）側液体成分を提供する工程、加圧ガスを提供する工程、内部円柱形チャンバを有する軸混合装置を提供する工程であって、内部円柱形チャンバが、閉止端、開放端、対称軸、内部円柱形チャンバに通じる少なくとも一つの（Ｐ）側液体供給ポート、内部円柱形チャンバに通じる少なくとも一つの（Ｉ）側液体供給ポート及び内部円柱形チャンバに通じる少なくとも一つの接線方向加圧ガス供給ポートを有し、閉止端及び開放端が対称軸に対して垂直であり、少なくとも一つの（Ｐ）側液体供給ポート及び少なくとも一つの（Ｉ）側液体供給ポートが、閉止端に近い内部円柱形チャンバの周囲に沿って配置され、少なくとも一つの接線方向加圧ガス供給ポートが、閉止端から少なくとも一つの（Ｐ）側液体供給ポート及び少なくとも一つの（Ｉ）側液体供給ポートより下流で内部円柱形チャンバの周囲に沿って配置され、ポリ（Ｐ）側液体成分が、少なくとも一つの（Ｐ）側液体供給ポートを介して６，８９５〜２７，６００kPaの（Ｐ）側チャージ圧で内部円柱形チャンバに導入され、イソ（Ｉ）側液体成分が、少なくとも一つの（Ｉ）側液体供給ポートを介して６，８９５〜２７，６００kPaの（Ｉ）側チャージ圧で内部円柱形チャンバに導入され、内部円柱形チャンバへのポリ（Ｐ）側液体成分とイソ（Ｉ）側液体成分との合計質量流量が１〜５００g/s、たとえば好ましくは２〜４０g/s、より好ましくは２〜２５g/sであり、ポリ（Ｐ）側液体成分、イソ（Ｉ）側液体成分及び加圧ガスが内部円柱形チャンバ内で混ぜ合わされて混合物を形成し、加圧ガスが、少なくとも一つの接線方向加圧ガス供給ポートを介して１５０〜１，５００kPaの供給圧で内部円柱形チャンバに導入され、内部円柱形チャンバへの加圧ガスの入口速度が、２０℃及び１気圧の理想気体条件に基づいて計算して５０〜６００m/s、好ましくは７５〜３５０m/sである、工程、混合物を内部円柱形チャンバの開放端から標的に向けて５〜１，０００m/sec、好ましくは１０〜６００m/sec、より好ましくは１５〜４５０m/secの速度で放出する工程、混合物をケーキへと固化させる工程、及びケーキからケミカルメカニカル研磨層を得る工程であって、ケミカルメカニカル研磨層が、≧１０容量％の気孔率及び基材を研磨するように適合された研磨面を有する、工程を含む方法を提供する。
本発明は、ケミカルメカニカル研磨層を製造する方法であって、アミン／二酸化炭素アダクトと、（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とを含むポリ（Ｐ）側液体成分を提供する工程、少なくとも一つの（Ｉ）側多官能イソシアネート類を含むイソ（Ｉ）側液体成分を提供する工程、加圧ガスを提供する工程、内部円柱形チャンバを有する軸混合装置を提供する工程であって、内部円柱形チャンバが、閉止端、開放端、対称軸、内部円柱形チャンバに通じる少なくとも一つの（Ｐ）側液体供給ポート、内部円柱形チャンバに通じる少なくとも一つの（Ｉ）側液体供給ポート及び内部円柱形チャンバに通じる少なくとも一つの接線方向加圧ガス供給ポートを有し、閉止端及び開放端が対称軸に対して垂直であり、少なくとも一つの（Ｐ）側液体供給ポート及び少なくとも一つの（Ｉ）側液体供給ポートが、閉止端に近い内部円柱形チャンバの周囲に沿って配置され、少なくとも一つの接線方向加圧ガス供給ポートが、閉止端から少なくとも一つの（Ｐ）側液体供給ポート及び少なくとも一つの（Ｉ）側液体供給ポートより下流で内部円柱形チャンバの周囲に沿って配置され、ポリ（Ｐ）側液体成分が、少なくとも一つの（Ｐ）側液体供給ポートを介して６，８９５〜２７，６００kPaの（Ｐ）側チャージ圧で内部円柱形チャンバに導入され、イソ（Ｉ）側液体成分が、少なくとも一つの（Ｉ）側液体供給ポートを介して６，８９５〜２７，６００kPaの（Ｉ）側チャージ圧で内部円柱形チャンバに導入され、内部円柱形チャンバへのポリ（Ｐ）側液体成分とイソ（Ｉ）側液体成分との合計質量流量が１〜５００g/s、たとえば好ましくは２〜４０g/s、より好ましくは２〜２５g/sであり、ポリ（Ｐ）側液体成分、イソ（Ｉ）側液体成分及び加圧ガスが内部円柱形チャンバ内で混ぜ合わされて混合物を形成し、加圧ガスが、少なくとも一つの接線方向加圧ガス供給ポートを介して１５０〜１，５００kPaの供給圧で内部円柱形チャンバに導入され、内部円柱形チャンバへの加圧ガスの入口速度が、２０℃及び１気圧の理想気体条件に基づいて計算して５０〜６００m/s、好ましくは７５〜３５０m/sである、工程、混合物を内部円柱形チャンバの開放端から標的に向けて５〜１，０００m/sec、好ましくは１０〜６００m/sec、より好ましくは１５〜４５０m/secの速度で放出する工程、混合物をケーキへと固化させる工程、ケーキからケミカルメカニカル研磨層を得る工程、（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ポリ（Ｐ）側物質を提供する工程、少なくとも一つの（Ｉ）側多官能イソシアネート類を含むイソ（Ｉ）側物質を提供する工程であって、ポリ（Ｐ）側物質が、少なくとも一つの（Ｐ）側液体供給ポートを介して６，８９５〜２７，６００kPaの（Ｐ）側チャージ圧で内部円柱形チャンバに導入され、イソ（Ｉ）側物質が、少なくとも一つの（Ｉ）側液体供給ポートを介して６，８９５〜２７，６００kPaの（Ｉ）側チャージ圧で内部円柱形チャンバに導入され、内部円柱形チャンバへのポリ（Ｐ）側物質とイソ（Ｉ）側物質との合計質量流量が１〜５００g/s、たとえば好ましくは２〜４０g/s、より好ましくは２〜２５g/sであり、ポリ（Ｐ）側物質、イソ（Ｉ）側物質及び加圧ガスが内部円柱形チャンバ内で混ぜ合わされて混合物を形成し、加圧ガスが、少なくとも一つの接線方向加圧ガス供給ポートを介して１５０〜１，５００kPaの供給圧で内部円柱形チャンバに導入され、内部円柱形チャンバへの加圧ガスの入口速度が、２０℃及び１気圧の理想気体条件に基づいて計算して５０〜６００m/s、好ましくは７５〜３５０m/sである、工程、混合物を内部円柱形チャンバの開放端からケミカルメカニカル研磨層のベース面に向けて５〜１，０００m/sec、好ましくは１０〜６００m/sec、より好ましくは１５〜４５０m/secの速度で放出する工程、混合物をケミカルメカニカル研磨層のベース面上で固化させてサブパッドを形成する工程であって、サブパッドが、ケミカルメカニカル研磨層と一体化しており、サブパッドが、ケミカルメカニカル研磨層の気孔率とは異なるサブパッド気孔率を有し、ケミカルメカニカル研磨層が、≧１０容量％の気孔率及び基材を研磨するように適合された研磨面を有する、工程を含む方法を提供する。
本発明の方法に使用するための型の斜視図である。 本発明のケミカルメカニカル研磨層の斜視図である。 本発明の方法に使用するための軸混合装置の側面図である。 図３のＢ−Ｂ線から見た断面図である。 図３のＣ−Ｃ線から見た断面図である。 本発明のケミカルメカニカル研磨層の側面図である。 ネガ型溝パターンを有する型上で形成された本発明のケミカルメカニカル研磨層に対する軸混合装置の立面を示す側面図である。 ケミカルメカニカル研磨層と一体化しているサブパッドを有する本発明のケミカルメカニカル研磨パッドの断面の側面図である。 サブパッド及びプラテン接着剤を有する本発明のケミカルメカニカル研磨パッドの断面の側面図である。
詳細な説明
本発明のケミカルメカニカル研磨パッドは、唯一のポリ（Ｐ）側液体成分とイソ（Ｉ）側液体成分とを混合させることによって形成されるケミカルメカニカル研磨層を含み、ポリ（Ｐ）側液体成分が、アミン／二酸化炭素アダクトと、（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とを含み、イソ（Ｉ）側液体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む。驚くことに、本発明の軟質研磨層組成物へのアミン／二酸化炭素アダクトの配合が基材研磨性能における有意な改善を提供することがわかった。
明細書及び特許請求の範囲の中で使用される「研磨媒体」とは、砥粒含有研磨溶液及び非砥粒含有溶液、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型キャビティ（２０）に関して使用される「実質的に円形の断面」とは、ｘ−ｙ面（２８）上で型キャビティの中心軸Ｃaxis（２２）から周囲壁（１５）の垂直内部境界（１８）まで投影された型キャビティ（２０）の最長半径ｒcが、ｘ−ｙ面（２８）上で型キャビティの中心軸Ｃaxis（２２）から垂直内部境界（１８）まで投影された型キャビティ（２０）の最短半径ｒcよりも≦２０％しか長くないことを意味する（図１を参照）。
明細書及び特許請求の範囲の中で使用される「型キャビティ」とは、ベース（１２）と周囲壁（１５）の垂直内部境界（１８）とによって画定される容積を示す（図１を参照）。
明細書及び特許請求の範囲の中で第一の形態（たとえば水平内部境界、垂直内部境界）を第二の形態（たとえば軸、ｘ−ｙ面）に対して参照して使用される「実質的に垂直」とは、第一の形態が第二の形態に対して８０〜１００°の角度にあることを意味する。
明細書及び特許請求の範囲の中で第一の形態（たとえば水平内部境界、垂直内部境界）を第二の形態（たとえば軸、ｘ−ｙ面）に対して参照して使用される「本質的に垂直」とは、第一の形態が第二の形態に対して８５〜９５°の角度にあることを意味する。
明細書及び特許請求の範囲の中で、研磨面（９５）を有するケミカルメカニカル研磨層（９０）に関して使用される「平均研磨層厚さＴP-avg」とは、研磨面（９５）に対して垂直にケミカルメカニカル研磨層（９０）の研磨面（９５）からベース面（９２）までで計測されるケミカルメカニカル研磨層（９０）の研磨層厚さＴPの平均を意味する（図２を参照）。
明細書及び特許請求の範囲の中でケミカルメカニカル研磨層（９０）に関して使用される「実質的に円形の断面」とは、ケミカルメカニカル研磨層（９０）の中心軸（９８）からケミカルメカニカル研磨層（９０）の研磨面（９５）の外周（１１０）までの断面の最長半径ｒpが、中心軸（９８）から研磨面（９５）の外周（１１０）までの断面の最短半径ｒpよりも≦２０％しか長くないことを意味する（図２を参照）。
本発明のケミカルメカニカル研磨層（９０）は、好ましくは、中心軸（９８）を中心に回転するように適合されている（図２を参照）。好ましくは、ケミカルメカニカル研磨層（９０）の研磨面（９５）は、中心軸（９８）に対して垂直な平面（９９）にある。好ましくは、ケミカルメカニカル研磨層（９０）は、中心軸（９８）に対して８５〜９５°、好ましくは中心軸（９８）に対して９０°の角度γにある平面（９９）において回転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層（９０）は、中心軸（９８）に対して垂直な実質的に円形の断面を有する研磨面（９５）を有する。好ましくは、中心軸（９８）に対して垂直な研磨面（９５）の断面の半径ｒp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。
本明細書及び特許請求の範囲の中で、本発明の軸混合装置中で形成されるポリ（Ｐ）側液体成分とイソ（Ｉ）側液体成分との混合物に関して使用される「ゲル化時間」とは、ＡＳＴＭ Ｄ３７９５−００ａ（２００６年再承認）（Standard Test Method for Thermal Flow, Cure, and Behavior Properties of Pourable Thermosetting Materials by Torque Rheometer）にしたがって標準試験法を使用して測定される、その混合物の全硬化時間を意味する。
本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、アミン類又は水とアミン類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（法）は、研磨面（９５）、ベース面（９２）及び研磨面（９５）に対して垂直にベース面（９２）から研磨面（９５）までで計測される平均研磨層厚さＴP-avgを有するケミカルメカニカル研磨層（９０）を含み、ケミカルメカニカル研磨層（９０）は、ポリ（Ｐ）側液体成分とイソ（Ｉ）側液体成分とを混合させることによって形成され、ポリ（Ｐ）側液体成分は、アミン／二酸化炭素アダクトと、（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とを含み、イソ（Ｉ）側液体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、ケミカルメカニカル研磨層（９０）は≧１０容量％の気孔率を有し、研磨層（９０）は＜４０（好ましくは≦３５、より好ましくは≦３０、もっとも好ましくは≦２５）のショアーＤ硬さを有し、研磨面（９５）は、基材を研磨するように適されている（図２を参照）。
好ましくは、ポリ（Ｐ）側液体成分は、アミン／二酸化炭素アダクトと、（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とを含む。好ましくは、ポリ（Ｐ）側液体成分はアミン／二酸化炭素アダクト０．５〜７重量％（好ましくは１〜５重量％、より好ましくは２〜４重量％）を含む。
好ましくは、アミン／二酸化炭素アダクトは、二酸化炭素を、１分子あたり一つ又は二つのエーテル部分を含むアルカノールアミン類と接触させることによって得られる。
より好ましくは、アミン／二酸化炭素アダクトは、二酸化炭素を、式
Figure 0006870928
（式中、各Ｒ′は、独立して、水素、メチル基及びエチル基から選択され、各Ｒ″は、独立して、水素、メチル基及びエチル基から選択され、ｎは１及び２から選択され、ｎ′は１及び２から選択され、ｎ＋ｎ′＜３であり、ｘは１、２、３及び４から選択され、ｘ′は１、２、３及び４から選択される）
の一つに該当する式を有するアルカノールアミン類と接触させることによって得られる。好ましくは、アミン／二酸化炭素アダクトは、二酸化炭素を、第一級アミン類であるアルカノールアミン類と接触させることによって得られる。
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、少なくとも一つの（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（たとえばポリ（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、ポリ（Ｐ）側液体成分は少なくとも一つの（Ｐ）側ポリオール類を含み、少なくとも一つの（Ｐ）側ポリオールは、２，５００〜１００，０００の数平均分子量ＭN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ＭNを有する。
好ましくは、ポリ（Ｐ）側液体成分は少なくとも一つの（Ｐ）側ポリオール類を含み、少なくとも一つの（Ｐ）側ポリオールは、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。
Figure 0006870928
好ましくは、ポリ（Ｐ）側液体成分は、アミン／二酸化炭素アダクト０．５〜７重量％（好ましくは１〜５重量％、もっとも好ましくは２〜４重量％）及び（Ｐ）側ポリオール類２５〜９５重量％を含み、（Ｐ）側ポリオール類は高分子量ポリエーテルポリオール類であり、高分子量ポリエーテルポリオール類は、２，５００〜１００，０００（より好ましくは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ＭNを有し、１分子あたり平均４〜８個（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。好ましくは、ポリ（Ｐ）側ポリオール類は、高分子量ポリエーテルポリオール類と低分子量ポリオール類との混合物であり、高分子量ポリエーテルポリオール類は、２，５００〜１００，０００（より好ましくは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ＭNを有し、１分子あたり平均４〜８個（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し、低分子量ポリオール類は≦２００（より好ましくは≦１５０、もっとも好ましくは≦１００）の数平均分子量ＭNを有する。より好ましくは、ポリ（Ｐ）側ポリオール類は、高分子量ポリエーテルポリオール類７０〜９０重量％と低分子量ポリオール類１０〜３０重量％との混合物であり、高分子量ポリエーテルポリオール類は、２，５００〜１００，０００（より好ましくは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ＭNを有し、１分子あたり平均４〜８個（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し、低分子量ポリオール類は≦２００（より好ましくは≦１５０、もっとも好ましくは≦１００）の数平均分子量ＭNを有する。
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ＭN（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。市販されている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。
Figure 0006870928
好ましくは、イソ（Ｉ）側液体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１分子あたり２個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、脂肪族多官能イソシアネート類、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、ジイソシアネート類と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末端イソシアネート修飾ウレタンプレポリマーであり、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、使用される末端イソシアネート修飾ウレタンプレポリマーは、ジイソシアネート類とプレポリマーポリオール類との反応生成物であり、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、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、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、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、プレポリマーポリオール類がＰＴＭＥＧである場合、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。市販されている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、プレポリマーポリオール類がＰＰＧである場合、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。市販されている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、イソ（Ｉ）側液体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、少なくとも一つの（Ｉ）側多官能イソシアネート類は非ＴＤＩ系の末端イソシアネート修飾ウレタンプレポリマーである。また、非ＴＤＩ系の末端イソシアネート修飾ウレタンプレポリマーを本発明の方法に使用することもできる。たとえば、末端イソシアネート修飾ウレタンプレポリマーは、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）及びポリオール類、たとえばポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＥＧ）と、任意選択のジオール類、たとえば１，４−ブタンジオール（ＢＤＯ）との反応によって形成されるものを含む（が許容できる）。そのような末端イソシアネート修飾ウレタンプレポリマーが使用される場合、未反応イソシアネート（ＮＣＯ）濃度は、好ましくは４〜１０重量％（より好ましくは４〜８重量％、もっとも好ましくは５〜７重量％）である。この範疇の市販されている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27-85A、27-90A、27-95A）、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IE75AP、IE80AP、IE85AP、IE90AP、IE95AP、IE98AP）、Vibrathane（登録商標）プレポリマー（Chemturaから市販されている、たとえばB625、B635、B821）、Isonate（登録商標）改質プレポリマー（The Dow Chemical Companyから市販されている、たとえば、ＮＣＯ１８．７％のIsonate（登録商標）240、ＮＣＯ２３％のIsonate（登録商標）181、ＮＣＯ２９．２％のIsonate（登録商標）143L）及びポリマーＭＤＩ（The Dow Chemical Companyから市販されている、たとえばPAPI（登録商標）20、27、94、95、580N、901）を含む。
好ましくは、ポリ（Ｐ）側液体成分及びイソ（Ｉ）側液体成分の少なくとも一つは、任意選択で、さらなる液体物質を含有することができる。たとえば、ポリ（Ｐ）側液体成分及びイソ（Ｉ）側液体成分の少なくとも一つは、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（シリコーン）界面活性剤）からなる群から選択される液体物質を含有することができる。好ましくは、ポリ（Ｐ）側液体成分はさらなる液体物質を含有する。より好ましくは、ポリ（Ｐ）側液体成分はさらなる液体物質を含有し、さらなる液体成分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（Ｐ）側液体成分は触媒及び界面活性剤を含有する。
好ましくは、ポリ（Ｐ）側液体成分及びイソ（Ｉ）側液体成分は、イソ（Ｉ）側液体成分中の未反応イソシアネート（ＮＣＯ）基に対するポリ（Ｐ）側液体成分中の反応性水素基（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０．８５〜１．１５（より好ましくは０．９０〜１．１０、もっとも好ましくは０．９５〜１．０５）で提供される。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨層を製造する方法に使用される軸混合装置（６０）は内部円柱形チャンバ（６５）を有する。好ましくは、内部円柱形チャンバ（６５）は閉止端（６２）及び開放端（６８）を有する。好ましくは、閉止端（６２）及び開放端（６８）はそれぞれ内部円柱形チャンバ（６５）の対称軸（７０）に対して実質的に垂直である。より好ましくは、閉止端（６２）及び開放端（６８）はそれぞれ内部円柱形チャンバ（６５）の対称軸（７０）に対して本質的に垂直である。もっとも好ましくは、閉止端（６２）及び開放端（６８）はそれぞれ内部円柱形チャンバ（６５）の対称軸（７０）に対して垂直である（図３〜５を参照）。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨層を製造する方法に使用される軸混合装置（６０）は、対称軸（７０）を有する内部円柱形チャンバ（６５）を有し、開放端（６８）は円形の開口（６９）を有する。より好ましくは、本発明の方法に使用される軸混合装置（６０）は、対称軸（７０）を有する内部円柱形チャンバ（６５）を有し、開放端（６８）は円形の開口（６９）を有し、円形の開口（６９）は内部円柱形チャンバ（６５）と同心的である。もっとも好ましくは、本発明の方法に使用される軸混合装置（６０）は、対称軸（７０）を有する内部円柱形チャンバ（６５）を有し、開放端（６８）は円形の開口（６９）を有し、円形の開口（６９）は内部円柱形チャンバ（６５）と同心的であり、円形の開口（６９）は内部円柱形チャンバ（６５）の対称軸（７０）に対して垂直である。好ましくは、円形の開口（６９）は１〜１０mm（より好ましくは１．５〜７．５mm、さらに好ましくは２〜６mm、もっとも好ましくは２．５〜３．５mm）の直径を有する（図３〜５を参照）。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨層を製造する方法に使用される軸混合装置（６０）は、内部円柱形チャンバ（６５）に通じる少なくとも一つの（Ｐ）側液体供給ポート（７５）を有する。より好ましくは、本発明の方法に使用される軸混合装置（６０）は、内部円柱形チャンバ（６５）に通じる少なくとも二つの（Ｐ）側液体供給ポート（７５）を有する。好ましくは、本発明の方法に使用される軸混合装置（６０）は、内部円柱形チャンバ（６５）に通じる少なくとも二つの（Ｐ）側液体供給ポート（７５）を有し、少なくとも二つの（Ｐ）側液体供給ポート（７５）は内部円柱形チャンバ（６５）の周囲（６７）に沿って均等に配置されている。より好ましくは、本発明の方法に使用される軸混合装置（６０）が、内部円柱形チャンバ（６５）に通じる少なくとも二つの（Ｐ）側液体供給ポート（７５）を有する場合、少なくとも二つの（Ｐ）側液体供給ポート（７５）は、内部円柱形チャンバ（６５）の周囲（６７）に沿って均等に配置され、内部円柱形チャンバ（６５）の閉止端（６２）から等しい距離にある。好ましくは、少なくとも一つの（Ｐ）側液体供給ポートは、０．０５〜３mm（好ましくは０．１〜０．１mm、より好ましくは０．１５〜０．５mm）の内径を有するオリフィスを介して内部円柱形チャンバ（６５）に通じる。好ましくは、少なくとも一つの（Ｐ）側液体供給ポートは、内部円柱形チャンバ（６５）に通じ、内部円柱形チャンバ（６５）の対称軸（７０）に向けられる。より好ましくは、少なくとも一つの（Ｐ）側液体供給ポートは、内部円柱形チャンバ（６５）に通じ、内部円柱形チャンバ（６５）の対称軸（７０）に対して本質的に垂直に向けられる。もっとも好ましくは、少なくとも一つの（Ｐ）側液体供給ポートは、内部円柱形チャンバ（６５）に通じ、内部円柱形チャンバ（６５）の対称軸（７０）に対して垂直に向けられる。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨層を製造する方法に使用される軸混合装置（６０）は、内部円柱形チャンバ（６５）に通じる少なくとも一つの（Ｉ）側液体供給ポート（８０）を有する。より好ましくは、本発明の方法に使用される軸混合装置（６０）は、内部円柱形チャンバ（６５）に通じる少なくとも二つの（Ｉ）側液体供給ポート（８０）を有する。好ましくは、本発明の方法に使用される軸混合装置（６０）は、内部円柱形チャンバ（６５）に通じる少なくとも二つの（Ｉ）側液体供給ポート（８０）を有し、少なくとも二つの（Ｉ）側液体供給ポート（８０）は内部円柱形チャンバ（６５）の周囲（６７）に沿って均等に配置されている。より好ましくは、本発明の方法に使用される軸混合装置（６０）が、内部円柱形チャンバ（６５）に通じる少なくとも二つの（Ｉ）側液体供給ポート（８０）を有する場合、少なくとも二つの（Ｉ）側液体供給ポート（８０）は、内部円柱形チャンバ（６５）の周囲（６７）に沿って均等に配置され、内部円柱形チャンバ（６５）の閉止端（６２）から等しい距離にある。好ましくは、少なくとも一つの（Ｉ）側液体供給ポートは、０．０５〜３mm（好ましくは０．１〜０．１mm、より好ましくは０．１５〜０．５mm）の内径を有するオリフィスを介して内部円柱形チャンバ（６５）に通じる。好ましくは、少なくとも一つの（Ｉ）側液体供給ポートは、内部円柱形チャンバ（６５）に通じ、内部円柱形チャンバ（６５）の対称軸（７０）に向けられる。より好ましくは、少なくとも一つの（Ｉ）側液体供給ポートは、内部円柱形チャンバ（６５）に通じ、内部円柱形チャンバ（６５）の対称軸（７０）に対して本質的に垂直に向けられる。もっとも好ましくは、少なくとも一つの（Ｉ）側液体供給ポートは、内部円柱形チャンバ（６５）に通じ、内部円柱形チャンバ（６５）の対称軸（７０）に対して垂直に向けられる。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨層を製造する方法に使用される軸混合装置（６０）は、内部円柱形チャンバ（６５）に通じる少なくとも一つの（Ｐ）側液体供給ポート（７５）及び内部円柱形チャンバ（６５）に通じる少なくとも一つの（Ｉ）側液体供給ポート（８０）を有し、少なくとも一つの（Ｐ）側液体供給ポート（７５）及び少なくとも一つの（Ｉ）側液体供給ポート（８０）は内部円柱形チャンバ（６５）の周囲（６７）に沿って均等に配置されている。より好ましくは、本発明の方法に使用される軸混合装置（６０）は、内部円柱形チャンバ（６５）に通じる少なくとも一つの（Ｐ）側液体供給ポート（７５）及び内部円柱形チャンバ（６５）に通じる少なくとも一つの（Ｉ）側液体供給ポート（８０）を有し、少なくとも一つの（Ｐ）側液体供給ポート（７５）及び少なくとも一つの（Ｉ）側液体供給ポート（８０）は、内部円柱形チャンバ（６５）の周囲（６７）に沿って均等に配置され、内部円柱形チャンバ（６５）の閉止端（６２）から等しい距離にある。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨層を製造する方法に使用される軸混合装置（６０）は、内部円柱形チャンバ（６５）に通じる少なくとも二つの（Ｐ）側液体供給ポート（７５）及び内部円柱形チャンバ（６５）に通じる少なくとも二つの（Ｉ）側液体供給ポート（８０）を有する。好ましくは、本発明の方法に使用される軸混合装置（６０）が、内部円柱形チャンバ（６５）に通じる少なくとも二つの（Ｐ）側液体供給ポート（７５）及び内部円柱形チャンバ（６５）に通じる少なくとも二つの（Ｉ）側液体供給ポート（８０）を有する場合、少なくとも二つの（Ｐ）側液体供給ポート（７５）は内部円柱形チャンバ（６５）の周囲（６７）に沿って均等に配置され、少なくとも二つの（Ｉ）側液体供給ポート（８０）は内部円柱形チャンバ（６５）の周囲（６７）に沿って均等に配置されている。好ましくは、本発明の方法に使用される軸混合装置（６０）が、内部円柱形チャンバ（６５）に通じる少なくとも二つの（Ｐ）側液体供給ポート（７５）及び内部円柱形チャンバ（６５）に通じる少なくとも二つの（Ｉ）側液体供給ポート（８０）を有する場合、（Ｐ）側液体供給ポート（７５）及び（Ｉ）側液体供給ポート（８０）は内部円柱形チャンバ（６５）の周囲（６７）に沿って交互に位置する。より好ましくは、本発明の方法に使用される軸混合装置（６０）が、内部円柱形チャンバ（６５）に通じる少なくとも二つの（Ｐ）側液体供給ポート（７５）及び内部円柱形チャンバ（６５）に通じる少なくとも二つの（Ｉ）側液体供給ポート（８０）を有する場合、（Ｐ）側液体供給ポート（７５）及び（Ｉ）側液体供給ポート（８０）は、内部円柱形チャンバ（６５）の周囲（６７）に沿って交互に位置し、均等に離間する。もっとも好ましくは、本発明の方法に使用される軸混合装置（６０）が、内部円柱形チャンバ（６５）に通じる少なくとも二つの（Ｐ）側液体供給ポート（７５）及び内部円柱形チャンバ（６５）に通じる少なくとも二つの（Ｉ）側液体供給ポート（８０）を有する場合、（Ｐ）側液体供給ポート（７５）及び（Ｉ）側液体供給ポート（８０）は、内部円柱形チャンバ（６５）の周囲（６７）に沿って交互に位置し、均等に離間し、（Ｐ）側液体供給ポート（７５）及び（Ｉ）側液体供給ポート（８０）はすべて内部円柱形チャンバ（６５）の閉止端（６２）から等しい距離にある。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨層を製造する方法に使用される軸混合装置（６０）は、内部円柱形チャンバ（６５）に通じる少なくとも一つの接線方向加圧ガス供給ポート（８５）を有する。より好ましくは、本発明の方法に使用される軸混合装置（６０）は、内部円柱形チャンバ（６５）に通じる少なくとも一つの接線方向加圧ガス供給ポート（８５）を有し、少なくとも一つの接線方向加圧ガス供給ポート（８５）は、閉止端（６２）から少なくとも一つの（Ｐ）側液体供給ポート（７５）及び少なくとも一つの（Ｉ）側液体供給ポート（８０）より下流で内部円柱形チャンバ（６５）の周囲に沿って配置されている。さらに好ましくは、本発明の方法に使用される軸混合装置（６０）は、内部円柱形チャンバ（６５）に通じる少なくとも二つの接線方向加圧ガス供給ポート（８５）を有し、少なくとも二つの接線方向加圧ガス供給ポート（８５）は、閉止端（６２）から少なくとも一つの（Ｐ）側液体供給ポート（７５）及び少なくとも一つの（Ｉ）側液体供給ポート（８０）より下流で内部円柱形チャンバ（６５）の周囲に沿って配置されている。なおさらに好ましくは、本発明の方法に使用される軸混合装置（６０）は、内部円柱形チャンバ（６５）に通じる少なくとも二つの接線方向加圧ガス供給ポート（８５）を有し、少なくとも二つの接線方向加圧ガス供給ポート（８５）は、閉止端（６２）から少なくとも一つの（Ｐ）側液体供給ポート（７５）及び少なくとも一つの（Ｉ）側液体供給ポート（８０）より下流で内部円柱形チャンバ（６５）の周囲に沿って配置され、少なくとも二つの接線方向加圧ガス供給ポート（８５）は内部円柱形チャンバ（６５）の周囲（６７）に沿って均等に配置されている。もっとも好ましくは、本発明の方法に使用される軸混合装置（６０）は、内部円柱形チャンバ（６５）に通じる少なくとも二つの接線方向加圧ガス供給ポート（８５）を有し、少なくとも二つの接線方向加圧ガス供給ポート（８５）は、閉止端（６２）から少なくとも一つの（Ｐ）側液体供給ポート（７５）及び少なくとも一つの（Ｉ）側液体供給ポート（８０）より下流で内部円柱形チャンバ（６５）の周囲に沿って配置され、少なくとも二つの接線方向加圧ガス供給ポート（８５）は、内部円柱形チャンバ（６５）の周囲（６７）に沿って均等に配置され、内部円柱形チャンバ（６５）の閉止端（６２）から等しい距離にある。好ましくは、少なくとも一つの接線方向加圧ガス供給ポートは、０．１〜５mm（好ましくは０．３〜３mm、より好ましくは０．５〜２mm）の限界寸法を有するオリフィスを介して内部円柱形チャンバ（６５）に通じる。好ましくは、少なくとも一つの接線方向加圧ガス供給ポートは、内部円柱形チャンバ（６５）に通じ、内部円柱形チャンバ（６５）の内周に沿って接線方向に向けられる。より好ましくは、少なくとも一つの接線方向加圧ガス供給ポートは、内部円柱形チャンバ（６５）に通じ、内部円柱形チャンバ（６５）の内周に沿って接線方向に向けられ、内部円柱形チャンバ（６５）の対称軸（７０）に対して本質的に垂直である面にある。もっとも好ましくは、少なくとも一つの接線方向加圧ガス供給ポートは、内部円柱形チャンバ（６５）に通じ、内部円柱形チャンバの内周に沿って接線方向に向けられ、内部円柱形チャンバ（６５）の対称軸（７０）に対して垂直である面にある。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッドは、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０にしたがって計測して＜４０のショアーＤ硬さを有するケミカルメカニカル研磨層を含む。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は、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０にしたがって計測して≦３５（さらに好ましくは≦３０、もっとも好ましくは≦２５）のショアーＤ硬さをを有するケミカルメカニカル研磨層を含む。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッドは、≧１０容量％の気孔率を有するケミカルメカニカル研磨層を含む。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％）の気孔率を有するケミカルメカニカル研磨層を含む。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨層（９０）は２０〜１５０ミルの平均研磨層厚さＴP-avgを有する。より好ましくは、ケミカルメカニカル研磨層（９０）は３０〜１２５ミル（より好ましくは４０〜１２０ミル、もっとも好ましくは５０〜１００ミル）の平均研磨層厚さＴP-avgを有する（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層は、基材を研磨するように適合され、基材は、磁性基材、光学基材及び半導体基材の少なくとも一つである。より好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨層は、基材を研磨するように適合され、基材は半導体基材である。もっとも好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨層は、基材を研磨するように適合され、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層は、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研磨面を有する。好ましくは、研磨面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）研磨媒体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のケミカルメカニカル研磨層は、少なくとも一つの穿孔及び少なくとも一つの溝（１０５）の少なくとも一つを有する。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のケミカルメカニカル研磨層は、研磨面（９５）に開口し、研磨面（９５）に対して垂直に研磨面（９５）からベース面（９２）までで計測される、研磨層（９５）からの溝深さＧdepthを有する、研磨層（９０）に形成された少なくとも一つの溝（１０５）を有する。好ましくは、少なくとも一つの溝（１０５）は、研磨中にケミカルメカニカル研磨パッドが回転するとき、基材の上を掃くように研磨面（９５）上に配置されている。好ましくは、少なくとも一つの溝は、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。好ましくは、少なくとも一つの溝は≧１０ミル（好ましくは１０〜１５０ミル）の平均溝深さＧdepth-avgを有する。好ましくは、少なくとも一つの溝は平均溝深さＧdepth-avg＜平均研磨層厚さＴP-avgを有する。好ましくは、少なくとも一つの溝は、≧１０ミル、≧１５ミル及び１５〜１５０ミルから選択される平均溝深さＧdepth-avg、≧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）これらの組み合わせから選択される（図６を参照）。
好ましくは、溝パターンは複数の溝を含む。より好ましくは、溝パターンは溝デザインから選択される。好ましくは、溝デザインは、同心状の溝（円形又はらせん状であることができる）、カーブした溝、クロスハッチ溝（たとえばパッド表面上にＸ−Ｙ格子として配置）、他の規則的デザイン（たとえば六角形、三角形）、タイヤトレッド型パターン、不規則なデザイン（たとえばフラクタルパターン）及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。より好ましくは、溝デザインは、ランダムな溝、同心状の溝、らせん溝、クロスハッチ溝、Ｘ−Ｙ格子溝、六角形の溝、三角形の溝、フラクタルな溝及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。もっとも好ましくは、研磨面は、その中に形成されたらせん溝パターンを有する。溝プロフィールは、好ましくは、まっすぐな側壁を有する長方形から選択され、又は、溝断面は「Ｖ」字形、「Ｕ」字形、鋸子状及びそれらの組み合わせであることもできる。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨層を製造する方法は、アミン・二酸化炭素アダクトと、（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とを含むポリ（Ｐ）側液体成分を提供する工程、少なくとも一つの（Ｉ）側多官能イソシアネート類を含むイソ（Ｉ）側液体成分を提供する工程、加圧ガスを提供する工程、内部円柱形チャンバ（６５）を有する軸混合装置（６０）を提供する工程であって、内部円柱形チャンバ（６５）が、閉止端（６２）、開放端（６８）、対称軸（７０）、内部円柱形チャンバ（６５）に通じる少なくとも一つの（Ｐ）側液体供給ポート（７５）、内部円柱形チャンバ（６５）に通じる少なくとも一つの（Ｉ）側液体供給ポート（８０）及び内部円柱形チャンバ（６５）に通じる少なくとも一つの（好ましくは少なくとも二つの）接線方向加圧ガス供給ポート（８５）を有し、閉止端（６２）及び開放端（６８）が対称軸（７０）に対して垂直であり、少なくとも一つの（Ｐ）側液体供給ポート（７５）及び少なくとも一つの（Ｉ）側液体供給ポート（８０）が、閉止端（６２）に近い内部円柱形チャンバ（６５）の周囲（６７）に沿って配置され、少なくとも一つの（好ましくは少なくとも二つの）接線方向加圧ガス供給ポート（８５）が、閉止端（６２）から少なくとも一つの（Ｐ）側液体供給ポート（７５）及び少なくとも一つの（Ｉ）側液体供給ポート（８０）より下流で内部円柱形チャンバ（６５）の周囲（６７）に沿って配置され、ポリ（Ｐ）側液体成分が、少なくとも一つの（Ｐ）側液体供給ポート（７５）を介して６，８９５〜２７，６００kPaの（Ｐ）側チャージ圧で内部円柱形チャンバ（６５）に導入され、イソ（Ｉ）側液体成分が、少なくとも一つの（Ｉ）側液体供給ポート（８０）を介して６，８９５〜２７，６００kPaの（Ｉ）側チャージ圧で内部円柱形チャンバ（６５）に導入され、内部円柱形チャンバへのポリ（Ｐ）側液体成分とイソ（Ｉ）側液体成分との合計質量流量が１〜５００g/s（好ましくは２〜４０g/s、より好ましくは２〜２５g/s）であり、加圧ガスが、少なくとも一つの（好ましくは少なくとも二つの）接線方向加圧ガス供給ポートを介して１５０〜１，５００kPaの供給圧で内部円柱形チャンバに導入され、内部円柱形チャンバへの加圧ガスの入口速度が、２０℃及び１気圧の理想気体条件に基づいて計算して５０〜６００m/s、好ましくは７５〜３５０m/sであり、ポリ（Ｐ）側液体成分、イソ（Ｉ）側液体成分及び加圧ガスが内部円柱形チャンバ（６５）内で混ぜ合わされて混合物を形成する、工程、混合物を内部円柱形チャンバ（６５）の開放端（６８）から標的に向けて５〜１，０００m/sec、好ましくは１０〜６００m/sec、より好ましくは１５〜４５０m/secの速度で放出する工程、混合物をケーキへと固化させる工程、及びケーキからケミカルメカニカル研磨層を得る工程であって、ケミカルメカニカル研磨層が、≧１０容量％の気孔率及び基材を研磨するように適合された研磨面を有する（好ましくは、ケミカルメカニカル研磨層は＜４０（より好ましくは≦３５、より好ましくは≦３０、もっとも好ましくは≦２５）のショアーＤ硬さを有する）、工程を含む（図３〜５を参照）。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨層を製造する方法において、ポリ（Ｐ）側液体成分は、少なくとも一つの（Ｐ）側液体供給ポート（７５）を介して６，８９５〜２７，６００kPaの（Ｐ）側チャージ圧で内部円柱形チャンバ（６５）に導入される。より好ましくは、ポリ（Ｐ）側液体成分は、少なくとも一つの（Ｐ）側液体供給ポート（７５）を介して８，０００〜２０，０００kPaの（Ｐ）側チャージ圧で内部円柱形チャンバ（６５）に導入される。もっとも好ましくは、ポリ（Ｐ）側液体成分は、少なくとも一つの（Ｐ）側液体供給ポート（７５）を介して１０，０００〜１７，０００kPaの（Ｐ）側チャージ圧で内部円柱形チャンバ（６５）に導入される。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨層を製造する方法において、イソ（Ｉ）側液体成分は、少なくとも一つの（Ｉ）側液体供給ポート（８０）を介して６，８９５〜２７，６００kPaの（Ｉ）側チャージ圧で内部円柱形チャンバ（６５）に導入される。より好ましくは、イソ（Ｉ）側液体成分は、少なくとも一つの（Ｉ）側液体供給ポート（８０）を介して８，０００〜２０，０００kPaの（Ｉ）側チャージ圧で内部円柱形チャンバ（６５）に導入される。もっとも好ましくは、イソ（Ｉ）側液体成分は、少なくとも一つの（Ｉ）側液体供給ポート（８０）を介して１０，０００〜１７，０００kPaの（Ｉ）側チャージ圧で内部円柱形チャンバ（６５）に導入される。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨層を製造する方法において、使用される加圧ガスは、二酸化炭素、窒素、空気及びアルゴンからなる群から選択される。より好ましくは、使用される加圧ガスは、二酸化炭素、窒素及び空気からなる群から選択される。さらに好ましくは、使用される加圧ガスは、窒素及び空気からなる群から選択される、もっとも好ましくは、使用される加圧ガスは空気である。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨層を製造する方法において、使用される加圧ガスは≦１０ppmの水分含量を有する。より好ましくは、使用される加圧ガスは≦１ppmの水分含量を有する。さらに好ましくは、使用される加圧ガスは≦０．１ppmの水分含量を有する。もっとも好ましくは、使用される加圧ガスは≦０．０１ppmの水分含量を有する。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨層を製造する方法において、加圧ガスは、少なくとも二つの接線方向加圧ガス供給ポート（８５）を介して入口速度で内部円柱形チャンバ（６５）に導入され、入口速度は、２０℃及び１気圧の理想気体条件に基づいて計算して５０〜６００m/s、好ましくは７５〜３５０m/sである。理論によって拘束されることを望まないが、入口速度が低すぎる場合、型中に付着するケミカルメカニカル研磨層が望まれない亀裂を発生させる危険性が増すことが留意されよう。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨層を製造する方法において、加圧ガスは、少なくとも二つの接線方向加圧ガス供給ポート（８５）を介して１５０〜１，５００kPaの供給圧で内部円柱形チャンバ（６５）に導入される。より好ましくは、加圧ガスは、少なくとも二つの接線方向加圧ガス供給ポート（８５）を介して３５０〜１，０００kPaの供給圧で内部円柱形チャンバ（６５）に導入される。もっとも好ましくは、加圧ガスは、少なくとも二つの接線方向加圧ガス供給ポート（８５）を介して５５０〜８３０kPaの供給圧で内部円柱形チャンバ（６５）に導入される。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨層を製造する方法において、内部円柱形チャンバ（６５）へのポリ（Ｐ）側液体成分とイソ（Ｉ）側液体成分との合計質量流量は１〜５００g/s（好ましくは２〜４０g/s、より好ましくは２〜２５g/s）である。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨層を製造する方法において、（ａ）内部円柱形チャンバ（６５）へのポリ（Ｐ）側液体成分とイソ（Ｉ）側液体成分との合計質量流量と、（ｂ）内部円柱形チャンバ（６５）への加圧ガスの質量流量との比（２０℃及び１気圧の理想気体条件に基づいて計算）は≦４６：１（より好ましくは≦３０：１）である。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨層を製造する方法において、軸混合装置（６０）中で形成された混合物は、内部円柱形チャンバ（６５）の開放端（６８）から１０〜３００m/secの速度で放出される。より好ましくは、混合物は、軸混合装置（６０）の開放端（６８）の開口（６９）から標的（１２）に向けて、ｚ軸（Ｚ）に平行な方向にｚ成分を有する速度１０〜３００m/secで放出される（図１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層を製造する方法において、混合物は、軸混合装置（６０）の開放端（６８）から、標的（１２）より上のｚ次元に沿って高さＥで放出される。より好ましくは、混合物は、軸混合装置（６０）の開放端（６８）から、標的（１２）より上のｚ次元に沿って高さＥで放出され、平均高さＥavgは２．５〜１２５cm（より好ましくは７．５〜７５cm、もっとも好ましくは１２．５〜５０cm）である（図１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層を製造する方法において、使用される標的は、放出される混合物を受けるのに適当な物質である。より好ましくは、標的は、プラスチック面、ガラス面及び金属面から選択される物質である。好ましくは、標的は、平坦な物質及び付形された物質（たとえば、その中に形成されたネガ型溝パターンを有する標的）から選択される。
好ましくは、本発明の方法に使用される標的（１２）は溝パターンのネガ型（１４）を画定し、溝パターン（１００）はケミカルメカニカル研磨層（９０）の研磨面（９５）に転写される。好ましくは、標的（１２）は、平均半径ｒc（好ましくはｒcは２０〜１００cmであり、より好ましくはｒcは２５〜６５cmであり、もっとも好ましくはｒcは４０〜６０cmである）を有する実質的に円形の断面を有する（図１及び７を参照）。
好ましくは、本発明の方法に使用される標的（１２）は、周囲壁（１５）を有する型（１０）の一体部分である。好ましくは、周囲壁は、ｘ−ｙ面（２８）に対して実質的に垂直である型キャビティ（２０）の垂直内部境界（１８）を画定する。より好ましくは、周囲壁は、ｘ−ｙ面（２８）に対して本質的に垂直である型キャビティ（２０）の垂直内部境界（１８）を画定する（図１を参照）。
好ましくは、型キャビティ（２０）は、ｚ軸と一致し、中心点（２１）で型（１０）のベース（１２）の水平内部境界（１４）と交差する中心軸Ｃaxis（２２）を有する。好ましくは、中心点（２１）は、ｘ−ｙ面（２８）に投影された型キャビティ（２０）の断面Ｃx-sect（２４）の幾何学的中心に位置する（図１を参照）。
好ましくは、ｘ−ｙ面（２８）に投影された型キャビティの断面Ｃx-sect（２４）は規則的又は不規則な二次元形状であることができる。好ましくは、型キャビティの断面Ｃx-sect（２４）は多角形及び楕円から選択される。より好ましくは、型キャビティの断面Ｃx-sect（２４）は、平均半径ｒc（好ましくはｒcは２０〜１００cmであり、より好ましくはｒcは２５〜６５cmであり、もっとも好ましくはｒcは４０〜６０cmである）を有する実質的に円形の断面である。もっとも好ましくは、型キャビティ（２０）は、実質的に円形の断面Ｃx-sectを有する直円柱形領域を近似し、型キャビティは、型キャビティの中心軸Ｃaxis（２２）と一致する対称軸Ｃx-sym（２５）を有し、直円柱形領域は、次式によって求められる断面積Ｃx-areaを有する。
Figure 0006870928
式中、ｒcは、ｘ−ｙ面（２８）に投影された型キャビティの断面積Ｃx-areaの平均半径であり、ｒcは２０〜１００cm（より好ましくは２５〜６５cm、もっとも好ましくは４０〜６０cm）である（図１を参照）。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨層を製造する方法において、軸混合装置中で形成された混合物は５〜９００秒のゲル化時間を有する。より好ましくは、軸混合装置中で形成された混合物は１０〜６００秒のゲル化時間を有する。もっとも好ましくは、軸混合装置中で形成された混合物は１５〜１２０秒のゲル化時間を有する。
好ましくは、本発明の方法を使用して調製されたケミカルメカニカル研磨層は、ケミカルメカニカル研磨パッドを形成するために、少なくとも一つのさらなる層とインタフェースさせることができる。好ましくは、本発明の方法を使用して調製されたケミカルメカニカル研磨層はサブパッドとインタフェースされる。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド（２００）のためのケミカルメカニカル研磨層（９０）を製造する方法はさらに、（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ポリ（Ｐ）側物質を提供する工程、少なくとも一つの（Ｉ）側多官能イソシアネート類を含むイソ（Ｉ）側物質を提供する工程であって、ポリ（Ｐ）側物質が、少なくとも一つの（Ｐ）側液体供給ポートを介して６，８９５〜２７，６００kPaの（Ｐ）側チャージ圧で内部円柱形チャンバに導入され、イソ（Ｉ）側物質が、少なくとも一つの（Ｉ）側液体供給ポートを介して６，８９５〜２７，６００kPaの（Ｉ）側チャージ圧で内部円柱形チャンバに導入され、内部円柱形チャンバへのポリ（Ｐ）側物質とイソ（Ｉ）側物質との合計質量流量が１〜５００g/s、たとえば好ましくは２〜４０g/s、より好ましくは２〜２５g/sであり、ポリ（Ｐ）側物質、イソ（Ｉ）側物質及び加圧ガスが内部円柱形チャンバ内で混ぜ合わされて混合物を形成し、加圧ガスが、少なくとも一つの接線方向加圧ガス供給ポートを介して１５０〜１，５００kPaの供給圧で内部円柱形チャンバに導入され、内部円柱形チャンバへの加圧ガスの入口速度が、２０℃及び１気圧の理想気体条件に基づいて計算して５０〜６００m/s、好ましくは７５〜３５０m/sである、工程、混合物を内部円柱形チャンバの開放端からケミカルメカニカル研磨層のベース面に向けて５〜１，０００m/sec、好ましくは１０〜６００m/sec、より好ましくは１５〜４５０m/secの速度で放出する工程、混合物をケミカルメカニカル研磨層のベース面上で固化させてサブパッド（２２０）を形成する工程であって、サブパッド（２２０）が、ケミカルメカニカル研磨層（９０）と一体化しており、サブパッド（２２０）が、ケミカルメカニカル研磨層（９０）の気孔率とは異なるサブパッド気孔率を有する、工程を含む。好ましくは、サブパッド（２２０）は研磨層（９０）のベース面（９２）に隣接する。好ましくは、サブパッド（２２０）は、ケミカルメカニカル研磨層（９０）の研磨面（９５）に対して垂直なサブパッド厚さＴsを有する。当業者は、サブパッド（２２０）に適切なサブパッド厚さＴsを選択することを知るであろう。好ましくは、サブパッド（２２０）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ＴS-avgを有する。好ましくは、ポリ（Ｐ）側物質とポリ（Ｐ）側液体成分とは同じであることもできるし、異なることもできる。好ましくは、ポリ（Ｐ）側物質とポリ（Ｐ）側液体成分とは異なる。好ましくは、ポリ（Ｐ）側物質とポリ（Ｐ）側液体成分とは同じである。イソ（Ｉ）側液体成分とイソ（Ｉ）側物質とは同じであることもできるし、異なることもできる。好ましくは、イソ（Ｉ）側液体成分とイソ（Ｉ）側物質とは同じである。好ましくは、イソ（Ｉ）側液体成分とイソ（Ｉ）側物質とは異なる（図８を参照）。
好ましくは、本発明の方法を使用して調製されたケミカルメカニカル研磨層は、スタック接着剤（２１０）を使用して、少なくとも一つのさらなる層（２２５）（たとえばサブパッド）とインタフェースさせることができ、スタック接着剤（２１０）は、ケミカルメカニカル研磨層（９０）のベース面（９２）とさらなる層（２２５）との間に挿入される。少なくとも一つのさらなる層は、好ましくは、研磨される基材の表面に対するケミカルメカニカル研磨層の適合を改善する。好ましくは、使用されるスタック接着剤（２１０）は、感圧接着剤、反応性ホットメルト接着剤、コンタクト接着剤及びそれらの混合物からなる群から選択される接着剤である。より好ましくは、使用されるスタック接着剤は、反応性ホットメルト接着剤及び感圧接着剤からなる群から選択される。もっとも好ましくは、使用されるスタック接着剤は反応性ホットメルト接着剤である（図９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（２００）は、研磨機のプラテンとインタフェースされ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（２００）は、真空及び感圧プラテン接着剤（２３０）の少なくとも一つを使用してプラテンとインタフェースされ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（２００）は、感圧プラテン接着剤（２３０）を使用してプラテンとインタフェースされるように適合されている。好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッドが感圧プラテン接着剤（２３０）を備える場合、ケミカルメカニカル研磨パッドはまた、感圧プラテン接着剤（２３０）の上に適用された剥離層（２４０）を有する（たとえば図９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を提供する工程、本発明のケミカルメカニカル研磨層を有するケミカルメカニカル研磨パッドを提供する工程、ケミカルメカニカル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は、ＴＥＯＳ（オルトケイ酸テトラエチル）フィーチャーを有する半導体基材であ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層を有するケミカルメカニカル研磨パッドを提供する工程、ケミカルメカニカル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であって、ＴＥＯＳの少なくともいくらかが基材から除去される、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。さらに好ましくは、本発明の基材を研磨する方法は、ＴＥＯＳフィーチャーを有する半導体基材であ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層を有するケミカルメカニカル研磨パッドを提供する工程、コロイダルシリカ砥粒を含む研磨媒体を提供する工程、ケミカルメカニカル研磨パッドの研磨面上、ケミカルメカニカル研磨パッドと基材との界面の近傍に研磨媒体を分注する工程であって、研磨媒体がＴＥＯＳフィーチャー及び研磨面と接触する、工程、ケミカルメカニカル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であって、ＴＥＯＳの少なくともいくらかが基材から除去される、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。
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。
比較例Ｃ１：研磨層
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）８８．６２重量％、モノエチレングリコール１０．０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）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％及び第三級アミン触媒（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（Ｐ）側液体成分を提供した。改質ジフェニルメタンジイソシアネート（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（Ｉ）側液体成分を提供した。加圧ガス（乾燥空気）を提供した。
（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）を提供した。ポリ（Ｐ）側液体成分及びイソ（Ｉ）側液体成分を、それぞれの供給ポートを介して、（Ｐ）側チャージ圧９，５００kPa、（Ｉ）側チャージ圧１１，１００kPa及び（Ｉ）／（Ｐ）重量比０．７１（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体成分：ガス質量流量の比４．５：１を与えて混合物を形成した。混合物を、軸混合装置から、その中に形成される溝パターンのネガ型（同心円状溝のネガＫ７型パターン）を有する型ベースに向けて２５４m/secの速度で放出して、型ベース上にケーキを形成した。ケーキを１００℃で１６時間、硬化させた。次いで、ケーキを室温まで冷ましたのち、型ベースから分離させた。ケーキの下面を旋盤上で平坦に機械加工して研磨層を提供した。次いで、ホットメルト接着剤を使用して、研磨層をSuba IVサブパッドと貼り合わせて、Ｋ７型溝パターン（幅２０ミル、深さ３０ミル、ピッチ７０ミルの同心円状溝）を有するケミカルメカニカル研磨層を有するケミカルメカニカル研磨パッドを提供した。
実施例１：研磨層
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）８８．６２重量％、モノエチレングリコール１０．０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）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％及び第三級アミン触媒（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（Ｐ）側液体成分を提供した。さらなる液体物質（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（Ｐ）側液体成分１００重量部あたり３重量部でポリ（Ｐ）側液体成分に加えた。改質ジフェニルメタンジイソシアネート（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（Ｉ）側液体成分を提供した。加圧ガス（乾燥空気）を提供した。
（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）を提供した。ポリ（Ｐ）側液体成分及びイソ（Ｉ）側液体成分を、それぞれの供給ポートを介して、（Ｐ）側チャージ圧８，６００kPa、（Ｉ）側チャージ圧１３，１００kPa及び（Ｉ）／（Ｐ）重量比０．８３（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体成分：ガス質量流量の比４．４：１を与えて混合物を形成した。混合物を、軸混合装置から、その中に形成される溝パターンのネガ型（同心円状溝のネガＫ７型パターン）を有する型ベースに向けて２５４m/secの速度で放出して、型ベース上にケーキを形成した。ケーキを１００℃で１６時間、硬化させた。次いで、ケーキを室温まで冷ましたのち、型ベースから分離させた。ケーキの下面を旋盤上で平坦に機械加工して研磨層を提供した。次いで、ホットメルト接着剤を使用して、研磨層をSuba IVサブパッドと貼り合わせて、Ｋ７型溝パターン（幅２０ミル、深さ３０ミル、ピッチ７０ミルの同心円状溝）を有するケミカルメカニカル研磨層を有するケミカルメカニカル研磨パッドを提供した。
研磨層性質
比較例Ｃ１及び実施例１からの研磨層を分析して、表３に報告するような物性を測定した。報告する密度データは、ＡＳＴＭ Ｄ１６２２にしたがって測定されたものであり、報告するショアーＤ硬さデータは、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０にしたがって測定されたものであり、報告する破断点伸びデータは、ＡＳＴＭ Ｄ４１２にしたがって測定されたものであることに留意すること。
Figure 0006870928
実施例１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、比較例Ｃ１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４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。研磨実験はすべて、２０．７kPa（３psi）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Klebosol（商標）1730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、１００％インサイチューで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。研磨パッドごとの三重反復除去速度実験の平均除去速度を表４に提示する。
Figure 0006870928

Claims (4)

  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研磨層厚さＴP-avg 、を有するケミカルメカニカル研磨層、
    を含むケミカルメカニカル研磨パッドであって、
    前記ケミカルメカニカル研磨層が、ポリ（Ｐ）側液体成分とイソ（Ｉ）側液体成分とを混合させることによって形成され、
    前記ポリ（Ｐ）側液体成分が、アミン／二酸化炭素アダクトと、（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とを含み、
    前記アミン／二酸化炭素アダクトが、二酸化炭素を、式
    Figure 0006870928
    （上記式中で、各Ｒ′は、独立して、水素、メチル基及びエチル基から選択され、各Ｒ″は、独立して、水素、メチル基及びエチル基から選択され、ｎは１及び２から選択され、ｎ′は１及び２から選択され、ｎ＋ｎ′＜３であり、ｘは１、２、３及び４から選択され、ｘ′は１、２、３及び４から選択される）
    の一つに該当する式を有するアルカノールアミン類と接触させることによって得られ、
    前記イソ（Ｉ）側液体成分が、少なくとも一つの（Ｉ）側多官能イソシアネート類を含み、
    前記ケミカルメカニカル研磨層が、≧１０容量％の気孔率を有し、
    前記ケミカルメカニカル研磨層が、＜４０のショアーＤ硬さを有し、
    前記研磨面が、基材を研磨することに適するようにされている、
    ケミカルメカニカル研磨パッド。
  2. 前記ポリ（Ｐ）側液体成分が、前記アミン／二酸化炭素アダクト１〜５重量％、及び、前記（Ｐ）側ポリオール類２５〜９５重量％を含み、
    前記（Ｐ）側ポリオール類が、高分子量ポリエーテルポリオール類であり、
    前記高分子量ポリエーテルポリオール類が、２，５００〜１００，０００の数平均分子量ＭNを有し、１分子あたり平均４〜８個のヒドロキシル基を有する、
    請求項１記載のケミカルメカニカル研磨パッド。
  3. 前記ポリ（Ｐ）側液体成分が、低分子量ポリオール類１０〜３０重量％をさらに含み、
    前記低分子量ポリオール類が、≦２００の数平均分子量ＭN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。
  4. 前記（Ｉ）側多官能イソシアネート類が、１分子あたり平均２個の反応性イソシアネート基を有する、
    請求項１記載のケミカルメカニカル研磨パッド。
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