特許 6502159 終点検出ウィンドウ付きケミカルメカニカルポリッシングパッド

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6502159

(24)【登録日】2019年3月29日

(45)【発行日】2019年4月17日

(54)【発明の名称】終点検出ウィンドウ付きケミカルメカニカルポリッシングパッド

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20190408BHJP

   B24B 37/24 20120101ALI20190408BHJP

   B24B 37/26 20120101ALI20190408BHJP

   B24B 37/013 20120101ALI20190408BHJP

   C08G 18/12 20060101ALI20190408BHJP

   C08G 18/32 20060101ALI20190408BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/304 622F

   H01L21/304 621D

   B24B37/24 C

   B24B37/26

   B24B37/013

   C08G18/12

   C08G18/32

【請求項の数】10

【外国語出願】

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2015-91402(P2015-91402)

(22)【出願日】2015年4月28日

(65)【公開番号】特開2015-211224(P2015-211224A)

(43)【公開日】2015年11月24日

【審査請求日】2018年4月13日

(31)【優先権主張番号】14/264,440

(32)【優先日】2014年4月29日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】504089426

【氏名又は名称】ローム アンド ハース エレクトロニック マテリアルズ シーエムピー ホウルディングス インコーポレイテッド

(73)【特許権者】

【識別番号】502141050

【氏名又は名称】ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】110001508

【氏名又は名称】特許業務法人 津国

(72)【発明者】

【氏名】バイニャン・チャン

(72)【発明者】

【氏名】マーティー・ディグルート

【審査官】 儀同 孝信

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−００４３３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０３１７２６１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−１４８０８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０７１４１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１５４９１３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−０２８５５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１９８３４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２８２５０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０４８１５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０３９１４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

Ｂ２４Ｂ ３７／０１３

Ｂ２４Ｂ ３７／２４

Ｂ２４Ｂ ３７／２６

Ｃ０８Ｇ １８／１２

Ｃ０８Ｇ １８／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

研磨面を有する研磨層と、
終点検出ウィンドウと
を含み、
前記終点検出ウィンドウが、
（i）（ａ）芳香族多官能イソシアネート、及び
（ｂ）プレポリマーポリオール
を含む成分の反応生成物である、５．５〜９．５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と、
（ii）二官能硬化剤０〜９０重量％、及び
１分子あたり少なくとも１個の窒素原子を有し、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１０〜１００重量％
を含む硬化剤系と
を含む成分の反応生成物を含む、ケミカルメカニカルポリッシングパッド。

【請求項2】

前記研磨面が、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なる群より選択される基材を研磨するように適合されている、請求項１記載のケミカルメカニカルポリッシングパッド。

【請求項3】

前記硬化剤系が複数の反応性水素基を有し、前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマーが複数の未反応ＮＣＯ基を有し、前記未反応ＮＣＯ基に対する前記反応性水素基の化学量論比が０．７〜１．２である、請求項１記載のケミカルメカニカルポリッシングパッド。

【請求項4】

前記終点検出ウィンドウが、≧１g/cm³の密度、０．１容量％未満の気孔率、３５〜６５のショアＤ硬度、＜３００％の破断伸度及び２５〜１００％の４００nmにおける複光路透過率ＤＰＴ₄₀₀を示す、請求項１記載のケミカルメカニカルポリッシングパッド。

【請求項5】

前記終点検出ウィンドウが、４０〜１００％の８００nmにおける複光路透過率ＤＰＴ₈₀₀を示し、さらに、＜３０％の８００nmと４００nmとの間の複光路透過率デルタΔＤＰＴ_800-400を示す、請求項４記載のケミカルメカニカルポリッシングパッド。

【請求項6】

前記研磨面が、その中に形成されたらせん溝パターンを有する、請求項２記載のケミカルメカニカルポリッシングパッド。

【請求項7】

請求項１記載のケミカルメカニカルポリッシングパッドを製造する方法であって、
研磨面を有する研磨層を提供する工程、
芳香族多官能イソシアネート、及び
プレポリマーポリオール
を含む成分の反応生成物である、５．５〜９．５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を提供する工程、並びに、
二官能硬化剤０〜９０重量％、及び
１分子あたり少なくとも１個の窒素原子を有し、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１０〜１００重量％
を含む硬化剤系を提供する工程、
前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマーと前記硬化剤系とを混合して混合物を形成する工程、
前記混合物を反応させて生成物を形成する工程、
前記生成物から終点検出ウィンドウを形成する工程、
前記終点検出ウィンドウを前記研磨層とインタフェースで連結させてケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供する工程
を含む方法。

【請求項8】

前記終点検出ウィンドウが一体型ウィンドウである、請求項７記載の方法。

【請求項9】

基材を研磨する方法であって、
プラテン、光源及びフォトセンサを有するケミカルメカニカルポリッシング装置を提供する工程、
少なくとも一つの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ポリッシングパッドを提供する工程、
前記ケミカルメカニカルポリッシングパッドを前記プラテンの上に設置する工程、
任意選択的に、研磨面と前記基材との間の界面に研磨媒を提供する工程、
前記研磨面と前記基材との間に動的接触を生じさせて、少なくとも前記基材から材料を除去する工程、及び
前記光源からの光を前記終点検出ウィンドウに通して伝送し、前記基材の表面から反射して前記終点検出ウィンドウを反対に通過して前記フォトセンサに入射する光を分析することによって研磨終点を決定する工程
を含む方法。

【請求項10】

前記少なくとも一つの基材が、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なる群より選択される、請求項９記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、終点検出ウィンドウを有するケミカルメカニカルポリッシングパッドに関する。本発明はまた、終点検出ウィンドウを有するケミカルメカニカルポリッシングパッドを使用する基材のケミカルメカニカルポリッシングの方法に関する。

【背景技術】

【0002】

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、多くの付着技術を使用して付着させることができる。最新の加工において一般的な付着技術としては、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（ＥＣＰ）がある。

【0003】

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、望ましく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。

【0004】

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基材を平坦化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、ＣＭＰ装置中、ウェーハがキャリヤアセンブリに取り付けられ、ポリッシングパッドと接する状態に配置される。キャリヤアセンブリが制御可能な圧をウェーハに提供して、ウェーハをポリッシングパッドに押し当てる。パッドは、外部駆動力によってウェーハに対して動かされる（たとえば回転する）。それと同時に、研磨媒（たとえばスラリー）がウェーハとポリッシングパッドとの間に供給される。このように、ウェーハ表面は、パッド表面及び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。

【0005】

ケミカルメカニカルポリッシングに関して呈示される一つの難題は、基材が所望の程度まで研磨されたときを決定することである。研磨終点を決定するためのインサイチュー法が開発されている。インサイチュー光学終点検出技術は、二つの基本カテゴリー：（１）単一波長の反射光学信号をモニタする技術、又は（２）複数の波長からの反射光学信号をモニタする技術に分類することができる。光学終点検出に使用される一般的な波長としては、可視スペクトルの波長（たとえば４００〜７００nm）、紫外スペクトルの波長（３１５〜４００nm）及び赤外スペクトルの波長（たとえば７００〜１０００nm）がある。米国特許第５，４３３，６５１号明細書において、Lustigらは、レーザ光源からの光をウェーハ表面に伝送し、反射した信号をモニタする、単一波長を使用するポリマー終点検出法を開示した。ウェーハ表面の組成が一つの金属から別の金属へと変化すると、反射率は変化する。そして、この反射率の変化を使用して研磨終点を検出する。米国特許第６，１０６，６６２号明細書において、Bibbyらは、分光計を使用して、光学スペクトルの可視範囲における反射光の強度スペクトルを取得することを開示した。金属ＣＭＰ用途において、Bibbyらは、スペクトル全体を使用して研磨終点を検出することを教示している。

【0006】

これらの光学終点検出技術を適応させるために、ウィンドウを有するケミカルメカニカルポリッシングパッドが開発されてきた。たとえば、米国特許第５，６０５，７６０号明細書において、Robertsは、少なくとも一部分が一定範囲の波長のレーザ光に対して透過性であるポリッシングパッドを開示している。開示された実施態様のいくつかにおいて、Robertsは、透明なウィンドウ片を含むが、そこ以外は不透明であるポリッシングパッドを教示している。ウィンドウ片は、成形されたポリッシングパッド中の透明なポリマーのロッド又はプラグとすることができる。ロッド又はプラグは、ポリッシングパッド内にインサート成形することもできるし（すなわち「一体型ウィンドウ」）、成形作業後にポリッシングパッド中の切抜きの中に設置することもできる（すなわち「嵌め込み型ウィンドウ」）。

【0007】

米国特許第６，９８４，１６３号明細書に記載されているような脂肪族イソシアネート系のポリウレタン材料が、広い光スペクトルにわたって改善された光透過を提供した。残念ながら、これらの脂肪族ポリウレタンウィンドウは、とりわけ、厳しい研磨用途に求められる必須の耐久性を欠く傾向にある。

【0008】

従来のポリマー系の終点検出ウィンドウは、しばしば、３３０〜４２５nmの波長を有する光に暴露されると、望ましくない劣化を示す。しかし、より薄い材料層及びより小さな装置サイズを容易にするために、より短い波長の光を半導体研磨用途における終点検出目的に利用することがますます迫られている。

【0009】

加えて、より微細な形体及びより多くのメタライゼーション層とともに、半導体装置はますます複雑になっている。この傾向は、平坦さを維持し、研磨の欠陥を制限するために、研磨消耗品の改善された性能を要求する。研磨の欠陥は、半導体装置を機能不能にするであろう導線の電気的断絶又は短絡を生じさせるおそれがある。マイクロスクラッチ又はチャターマークのような研磨の欠陥を減らすための一つの手法が、より軟質な研磨層材料を使用することであることは一般に知られている。したがって、欠陥品率性能の改善を促進するために、より軟質な研磨層材料を使用しようとする傾向がある。それにもかかわらず、従来のウィンドウ組成は、そのようなより軟質の研磨層材料とうまく適合せず、研磨欠陥品率の増大を招く傾向にある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

したがって、ケミカルメカニカルポリッシングパッドにおける使用のための改善されたポリマー終点検出ウィンドウ組成の必要性が絶えずある。特に、≦６５ショアＤ硬度を＜３００％の破断伸度及び２５〜１００％の４００nmにおける複光路透過率ＤＰＴ₄₀₀とともに示し、望ましくないウィンドウ変形を示さず、厳しい研磨用途に求められる耐久性を有するポリマー終点検出ウィンドウ組成の必要性が絶えずある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明は、研磨面を有する研磨層と、終点検出ウィンドウとを含み、前記終点検出ウィンドウが、（i）（ａ）芳香族多官能イソシアネート、及び（ｂ）プレポリマーポリオールを含む成分の反応生成物である、５．５〜９．５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と、（ii）二官能硬化剤０〜９０重量％、及び１分子あたり少なくとも１個の窒素原子を有し、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１０〜１００重量％を含む硬化剤系とを含む成分の反応生成物を含む、ケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供する。

【0012】

本発明は、研磨面を有する研磨層と、終点検出ウィンドウとを含み、前記終点検出ウィンドウが、（i）（ａ）芳香族多官能イソシアネート、及び（ｂ）プレポリマーポリオールを含む成分の反応生成物である、５．５〜９．５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と、（ii）二官能硬化剤０〜９０重量％、及び１分子あたり少なくとも１個の窒素原子を有し、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１０〜１００重量％を含む硬化剤系とを含む成分の反応生成物を含み、そして、前記研磨面が、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なる群より選択される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ポリッシングパッドを提供する。

【0013】

本発明は、研磨面を有する研磨層と、終点検出ウィンドウとを含み、前記終点検出ウィンドウが、（i）（ａ）芳香族多官能イソシアネート、及び（ｂ）プレポリマーポリオールを含む成分の反応生成物である、５．５〜９．５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と、（ii）二官能硬化剤０〜９０重量％、及び１分子あたり少なくとも１個の窒素原子を有し、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１０〜１００重量％を含む硬化剤系とを含む成分の反応生成物を含み、前記硬化剤系が複数の反応性水素基を有し、前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマーが複数の未反応ＮＣＯ基を有し、前記未反応ＮＣＯ基に対する前記反応性水素基の化学量論比が０．７〜１．２である、ケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供する。

【0014】

本発明は、研磨面を有する研磨層と、終点検出ウィンドウとを含み、前記終点検出ウィンドウが、（i）（ａ）芳香族多官能イソシアネート、及び（ｂ）プレポリマーポリオールを含む成分の反応生成物である、５．５〜９．５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と、（ii）二官能硬化剤０〜９０重量％、及び１分子あたり少なくとも１個の窒素原子を有し、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１０〜１００重量％を含む硬化剤系とを含む成分の反応生成物を含み、そして、前記終点検出ウィンドウが、≧１g/cm³の密度、０．１容量％未満の気孔率、３５〜６５のショアＤ硬度、＜３００％の破断伸度及び２５〜１００％の４００nmにおける複光路透過率ＤＰＴ₄₀₀を示す、ケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供する。

【0015】

本発明は、研磨面を有する研磨層と、終点検出ウィンドウとを含み、前記終点検出ウィンドウが、（i）（ａ）芳香族多官能イソシアネート、及び（ｂ）プレポリマーポリオールを含む成分の反応生成物である、５．５〜９．５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と、（ii）二官能硬化剤０〜９０重量％、及び１分子あたり少なくとも１個の窒素原子を有し、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１０〜１００重量％を含む硬化剤系とを含む成分の反応生成物を含み、そして、前記終点検出ウィンドウが、≧１g/cm³の密度、０．１容量％未満の気孔率、３５〜６５のショアＤ硬度、＜３００％の破断伸度、２５〜１００％の４００nmにおける複光路透過率ＤＰＴ₄₀₀及び４０〜１００％の８００nmにおける複光路透過率ＤＰＴ₈₀₀を示し、さらに、＜３０％の８００nmと４００nmとの間の複光路透過率デルタΔＤＰＴ_800-400を示す、ケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供する。

【0016】

本発明は、研磨面を有する研磨層と、終点検出ウィンドウとを含み、前記終点検出ウィンドウが、（i）（ａ）芳香族多官能イソシアネート、及び（ｂ）プレポリマーポリオールを含む成分の反応生成物である、５．５〜９．５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と、（ii）二官能硬化剤０〜９０重量％、及び１分子あたり少なくとも１個の窒素原子を有し、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１０〜１００重量％を含む硬化剤系とを含む成分の反応生成物を含み、前記研磨面が、その中に形成されたらせん溝パターンを有し、前記研磨面が、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なる群より選択される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ポリッシングパッドを提供する。

【0017】

本発明は、本発明によるケミカルメカニカルポリッシングパッドを製造する方法であって、研磨面を有する研磨層を提供する工程、芳香族多官能イソシアネート、及びプレポリマーポリオールを含む成分の反応生成物である、５．５〜９．５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を提供する工程、二官能硬化剤０〜９０重量％、及び１分子あたり少なくとも１個の窒素原子を有し、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１０〜１００重量％を含む硬化剤系を提供する工程、前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマーと前記硬化剤系とを混合して混合物を形成する工程、前記混合物を反応させて生成物を形成する工程、前記生成物から終点検出ウィンドウを形成する工程、及び前記終点検出ウィンドウを前記研磨層とインタフェースで連結させてケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供する工程を含む方法を提供する。

【0018】

本発明は、本発明によるケミカルメカニカルポリッシングパッドを製造する方法であって、研磨面を有する研磨層を提供する工程、５．５〜９．５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を提供する工程、二官能硬化剤０〜９０重量％、及び１分子あたり少なくとも１個の窒素原子を有し、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１０〜１００重量％を含む硬化剤系を提供する工程、前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマーと前記硬化剤系とを混合して混合物を形成する工程、前記混合物を反応させて生成物を形成する工程、前記生成物から終点検出ウィンドウを形成する工程、及び前記終点検出ウィンドウを前記研磨層とインタフェースで連結させてケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供する工程を含み、前記終点検出ウィンドウが一体型ウィンドウである、方法を提供する。

【0019】

本発明は、基材を研磨する方法であって、プラテン、光源及びフォトセンサを有するケミカルメカニカルポリッシング装置を提供する工程、少なくとも一つの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ポリッシングパッドを提供する工程、前記ケミカルメカニカルポリッシングパッドを前記プラテンの上に設置する工程、任意選択的に、研磨面と前記基材との間の界面に研磨媒を提供する工程、前記研磨面と前記基材との間に動的接触を生じさせて、少なくとも前記基材から材料を除去する工程、及び前記光源からの光を前記終点検出ウィンドウに通して伝送し、前記基材の表面から反射して前記終点検出ウィンドウを反対に通過して前記フォトセンサに入射する光を分析することによって研磨終点を決定する工程を含む方法を提供する。

【0020】

本発明は、基材を研磨する方法であって、プラテン、光源及びフォトセンサを有するケミカルメカニカルポリッシング装置を提供する工程、少なくとも一つの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ポリッシングパッドを提供する工程、前記ケミカルメカニカルポリッシングパッドを前記プラテンの上に設置する工程、任意選択的に、研磨面と前記基材との間の界面に研磨媒を提供する工程、前記研磨面と前記基材との間に動的接触を生じさせて、少なくとも前記基材から材料を除去する工程、及び前記光源からの光を前記終点検出ウィンドウに通して伝送し、前記基材の表面から反射して前記終点検出ウィンドウを反対に通過して前記フォトセンサに入射する光を分析することによって研磨終点を決定する工程を含み、前記少なくとも一つの基材が、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なる群より選択される、方法を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】比較例Ｃ３にしたがって作製された終点検出ウィンドウについて、光の波長の関数として、例に記載される条件の下で計測された複光路透過率ＤＰＴを示すプロットである。

【図2】比較例Ｃ４にしたがって作製された終点検出ウィンドウについて、光の波長の関数として、例に記載される条件の下で計測された複光路透過率ＤＰＴを示すプロットである。

【図3】例３にしたがって作製された終点検出ウィンドウについて、光の波長の関数として、例に記載される条件の下で計測された複光路透過率ＤＰＴを概略的に示すプロットである。

【図4】例４にしたがって作製された終点検出ウィンドウについて、光の波長の関数として、例に記載される条件の下で計測された複光路透過率ＤＰＴを概略的に示すプロットである。

【図5】例５にしたがって作製された終点検出ウィンドウについて、光の波長の関数として、例に記載される条件の下で計測された複光路透過率ＤＰＴを概略的に示すプロットである。

【図6】例６にしたがって作製された終点検出ウィンドウについて、光の波長の関数として、例に記載される条件の下で計測された複光路透過率ＤＰＴを概略的に示すプロットである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

詳細な説明
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ポリッシング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、そこで光ビームは反射し、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）まで戻る。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）を求めることができる。そのような研磨プロセス終点検出技術を容易にするために、本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドは、他に類のない成分のセットの反応生成物を含む終点検出ウィンドウを有し、その反応生成物は、硬さ（すなわち、３５〜６５のショアＤ硬度）及び低い引張り伸び（すなわち、破断伸度＜３００％）と、研磨終点検出を容易にするための良好な光学的性質（すなわち、２５〜１００％の４００nmにおける複光路透過率ＤＰＴ₄₀₀）との他に類のない組み合わせを示し、その終点検出ウィンドウ組成は、望ましくないウィンドウ変形（すなわち、過度な膨らみ）を示さず、厳しい研磨用途に求められる耐久性を有する。

【0023】

本願明細書及び添付の特許請求の範囲の中で使用される「研磨媒」とは、砥粒含有研磨溶液及び非砥粒含有研磨溶液、たとえば無砥粒及び反応液研磨溶液を包含する。

【0024】

本願明細書及び添付の特許請求の範囲の中で終点検出ウィンドウに関して使用される「複光路透過率」又は「ＤＰＴ」は、以下の式を使用して決定される。
ＤＰＴ＝（ＩＷ_Si−ＩＷ_D）÷（ＩＡ_Si−ＩＡ_D）
式中、ＩＷ_Si、ＩＷ_D、ＩＡ_Si及びＩＡ_Dは、SD1024F分光器、キセノン閃光ランプ及び３mm光ファイバケーブルを含むVerity SP2006スペクトル干渉計を使用して、３mm光ファイバケーブルの発光面を原点で終点検出ウィンドウの第一の面に対して（垂直に）配置し、光をウィンドウの厚さＴ_Wに通して送り、第一の面に対して実質的に平行な終点検出ウィンドウの第二の面に対して配置された面から反射してウィンドウの厚さＴ_Wを反対に通過する光の強さを原点で計測することによって計測され、ＩＷ_Siは、原点からウィンドウを通過し、ウィンドウの第二の面に対して配置されたシリコンブランケットウェーハの表面から反射してウィンドウを反対に通過して原点に戻る光の強さの計測値であり、ＩＷ_Dは、原点からウィンドウを通過し、黒体の表面から反射してウィンドウを反対に通過して原点に戻る光の強さの計測値であり、ＩＡ_Siは、原点から終点検出ウィンドウの厚さＴ_wに等しい空気の厚さを通過し、３mm光ファイバケーブルの発光面に対して垂直に配置されたシリコンブランケットウェーハの表面から反射して空気の厚さを反対に通過して原点に戻る光の強さの計測値であり、ＩＡ_Dは、３mm光ファイバケーブルの発光面で黒体から反射する光の強さの計測値である。

【0025】

本願明細書及び添付の特許請求の範囲の中で使用される「ＤＰＴ₄₀₀」とは、４００nmの波長を有する光の場合に終点検出ウィンドウによって示されるＤＰＴである。

【0026】

本願明細書及び添付の特許請求の範囲の中で使用される「ＤＰＴ₈₀₀」とは、８００nmの波長を有する光の場合に終点検出ウィンドウによって示されるＤＰＴである。

【0027】

本願明細書及び添付の特許請求の範囲の中で使用される「８００nmと４００nmとの間の複光路透過率デルタ」又は「ΔＤＰＴ_800-400」とは、以下の式
ΔＤＰＴ_800-400＝ＤＰＴ₈₀₀−ＤＰＴ₄₀₀
を使用して求められる、８００nmの波長を有する光の場合に終点検出ウィンドウによって示される複光路透過率と、４００nmの波長を有する光の場合に終点検出ウィンドウによって示される複光路透過率との差である。

【0028】

本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドは、研磨面を有する研磨層と、終点検出ウィンドウとを含み、その終点検出ウィンドウは、（i）（ａ）芳香族多官能イソシアネート、及び（ｂ）プレポリマーポリオールを含む成分の反応生成物である、５．５〜９．５重量％（好ましくは５．７５〜９．０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と、（ii）二官能硬化剤０〜９０重量％（好ましくは０〜７５重量％、より好ましくは０〜７０重量％）、及び１分子あたり少なくとも１個の窒素原子（好ましくは１〜４個の窒素原子、より好ましくは２〜４個の窒素原子、もっとも好ましくは２個の窒素原子）を有し、１分子あたり平均少なくとも３個（好ましくは３〜６個、より好ましくは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硬化剤１０〜１００重量％（好ましくは２５〜１００重量％、より好ましくは３０〜１００重量％）を含む硬化剤系とを含む成分の反応生成物を含む。

【0029】

本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドの研磨層は、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、研磨面は、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研磨するように適合されている。より好ましくは、研磨面は、半導体基材を研磨するように適合されている。

【0030】

本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドの研磨層は、好ましくは、ポリカーボネート類、ポリスルホン類、ナイロン類、ポリエーテル類、ポリエステル類、ポリスチレン類、アクリルポリマー類、ポリメチルメタクリレート類、ポリ塩化ビニル類、ポリフッ化ビニル類、ポリエチレン類、ポリプロピレン類、ポリブタジエン類、ポリエチレンイミン類、ポリウレタン類、ポリエーテルスルホン類、ポリアミド類、ポリエーテルイミド類、ポリケトン類、エポキシ類、シリコーン類、ＥＰＤＭ及びそれらの組み合わせから選択されるポリマーを含むポリマー材料でできている。好ましくは、研磨層はポリウレタンを含む。当業者は、所与の研磨作業のためにケミカルメカニカルポリッシングパッドにおける使用に適した厚さを有する研磨層を選択することを理解するであろう。好ましくは、研磨層は、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）の平均厚さを示す。

【0031】

好ましくは、研磨面は、穿孔及び溝の少なくとも一つから選択されるマクロテキスチャを有する。穿孔は、研磨面から研磨層の厚さの途中まで又は全部に延びることができる。好ましくは、溝は、研磨中にケミカルメカニカルポリッシングパッドが回転すると、少なくとも一つの溝が、研磨されている基材の表面を掃くように研磨面上に配設される。好ましくは、研磨面は、カーブした溝、直線状の溝及びそれらの組み合わせからなる群より選択される少なくとも一つの溝を含むマクロテキスチャを有する。

【0032】

好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドの研磨層は、基材を研磨するように適合された研磨面を有し、研磨面は、その中に形成された溝パターンを含むマクロテキスチャを有する。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（円形又はらせん状とすることができる）、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グリッドとして配設）、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より選択される。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グリッド溝、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より選択される。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とすることもできる。

【0033】

本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドの終点検出ウィンドウの形成に使用されるイソシアネート末端ウレタンプレポリマーは、５．５〜９．５重量％（好ましくは５．７５〜９．０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、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーは、芳香族多官能イソシアネート及びプレポリマーポリオールを含む成分の反応生成物である。

【0034】

本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドの終点検出ウィンドウの形成に使用されるイソシアネート末端ウレタンプレポリマーは、好ましくは、１分子あたり平均２個の反応性イソシアネート基（すなわちＮＣＯ）を含む。

【0035】

本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドの終点検出ウィンドウの形成に使用されるイソシアネート末端ウレタンプレポリマーは、好ましくは、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末端ウレタンプレポリマーである。

【0036】

好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドの終点検出ウィンドウの形成に使用されるイソシアネート末端ウレタンプレポリマーの調製に使用される芳香族多官能イソシアネートは、芳香族ジイソシアネートである。より好ましくは、芳香族多官能イソシアネートは、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレン−１，５−ジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、パラ−フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、及びそれらの混合物からなる群より選択される。もっとも好ましくは、使用される芳香族多官能イソシアネートは、２，４−トルエンジイソシアネート、２，６−トルエンジイソシアネート、及びそれらの混合物からなる群より選択される。

【0037】

イソシアネート末端ウレタンプレポリマーの調製に使用されるプレポリマーポリオールは、好ましくは、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より選択される。より好ましくは、プレポリマーポリオールは、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、ポリ（オキシエチレン）グリコール）、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より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より選択される。さらに好ましくは、プレポリマーポリオールは、任意選択的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より選択される少なくとも一つの低分子量ポリオールと混合した、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＥＧ）、ポリプロピレンエーテルグリコール類（ＰＰＧ）及びポリエチレンエーテルグリコール類（ＰＥＧ）の少なくとも一つからなる群より選択される。もっとも好ましくは、プレポリマーポリオールは、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の少なくとも一つと混合したＰＰＧを含む。

【0038】

本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドの終点検出ウィンドウの形成に使用される硬化剤系は、好ましくは、二官能硬化剤０〜９０重量％（好ましくは０〜７５重量％、より好ましくは０〜７０重量％）、及び１分子あたり少なくとも１個の窒素原子（好ましくは１〜４個の窒素原子、より好ましくは２〜４個の窒素原子、もっとも好ましくは２個の窒素原子）を有し、１分子あたり平均少なくとも３個（好ましくは３〜６個、より好ましくは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硬化剤１０〜１００重量％（好ましくは２５〜１００重量％、より好ましくは３０〜１００重量％）を含む。好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドの終点検出ウィンドウの形成に使用される硬化剤系は、２，０００〜１００，０００の数平均分子量Ｍ_Nを有し、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硬化剤＜１重量％（好ましくは＜０．１重量％、より好ましくは＜０．０１重量％）を含む。より好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドの終点検出ウィンドウの形成に使用される硬化剤系は、二官能硬化剤０〜９０重量％（好ましくは０〜７５重量％、より好ましくは０〜７０重量％）、１分子あたり少なくとも１個の窒素原子（好ましくは１〜４個の窒素原子、より好ましくは２〜４個の窒素原子、もっとも好ましくは２個の窒素原子）を有し、１分子あたり平均少なくとも３個（好ましくは３〜６個、より好ましくは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硬化剤１０〜１００重量％（好ましくは２５〜１００重量％、より好ましくは３０〜１００重量％）、及び２，０００〜１００，０００の数平均分子量Ｍ_Nを有し、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硬化剤＜０．００１重量％を含む。もっとも好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドの終点検出ウィンドウの形成に使用される硬化剤系は、二官能硬化剤０〜９０重量％（好ましくは０〜７５重量％、より好ましくは０〜７０重量％）、１分子あたり少なくとも１個の窒素原子（好ましくは１〜４個の窒素原子、より好ましくは２〜４個の窒素原子、もっとも好ましくは２個の窒素原子）を有し、１分子あたり平均少なくとも３個（好ましくは３〜６個、より好ましくは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硬化剤１０〜１００重量％（好ましくは２５〜１００重量％、より好ましくは３０〜１００重量％）、及び２，０００〜１００，０００の数平均分子量Ｍ_Nを有し、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硬化剤を＜検出可能量含む。

【0039】

本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドの終点検出ウィンドウの形成に使用されるアミン開始ポリオール硬化剤は、１分子あたり少なくとも１個の窒素原子（好ましくは１〜４個の窒素原子、より好ましくは２〜４個の窒素原子、もっとも好ましくは２個の窒素原子）を含み、１分子あたり平均少なくとも３個（好ましくは３〜６個、より好ましくは３〜５個、もっとも好ましくは４個）のヒドロキシル基を含む。好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドの終点検出ウィンドウの形成に使用されるアミン開始ポリオール硬化剤は、≦７００（より好ましくは１５０〜６５０、さらに好ましくは２００〜５００、もっとも好ましくは２５０〜３００）の数平均分子量Ｍ_Nを有する。

【0040】

本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドの終点検出ウィンドウの形成に使用されるアミン開始ポリオール硬化剤は、好ましくは、３５０〜１，２００mgKOH/g（より好ましくは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（ＡＳＴＭ試験法Ｄ４２７４−１１によって測定）。

【0041】

市販されているアミン開始ポリオール硬化剤の例は、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から入手可能）、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から入手可能）、Pluracol（登録商標）アミン系ポリオール類（BASFから入手可能）、Multranol（登録商標）アミン系ポリオール類（Bayer MaterialScience LLCから入手可能）、トリイソプロパノールアミン（ＴＩＰＡ）（The Dow Chemical Companyから入手可能）及びトリエタノールアミン（ＴＥＡ）（Mallinckrodt Baker Inc.から入手可能）を含む。いくつかの好ましいアミン開始ポリオール硬化剤を表１に掲げる。

【0042】

【表1】

【0043】

理論によって拘束されることを望まないが、硬化剤系中に使用されるアミン開始ポリオール硬化剤の濃度は、それを用いて製造される終点検出ウィンドウにおける物性の所望のバランスを促進することに加えて、その反応及び硬化剤系中の二官能硬化剤とイソシアネート末端ウレタンプレポリマー中に存在する未反応イソシアネート（ＮＣＯ）基との反応を自触媒するようにも働くと考えられる。

【0044】

本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドの終点検出ウィンドウの形成に使用される二官能硬化剤は、好ましくは、ジオール類及びジアミン類から選択される。より好ましくは、二官能硬化剤は、ジエチルトルエンジアミン（ＤＥＴＤＡ）、３，５−ジメチルチオ−２，４−トルエンジアミン及びその異性体、３，５−ジエチルトルエン−２，４−ジアミン及びその異性体（たとえば３，５−ジエチルトルエン−２，６−ジアミン）、４，４′−ビス−（sec−ブチルアミノ）−ジフェニルメタン、１，４−ビス−（sec−ブチルアミノ）−ベンゼン、４，４′−メチレン−ビス−（２−クロロアニリン）、４，４′−メチレン−ビス−（３−クロロ−２，６−ジエチルアニリン）（ＭＣＤＥＡ）、ポリテトラメチレンオキシド−ジ−ｐ−アミノベンゾエート、Ｎ，Ｎ′−ジアルキルジアミノジフェニルメタン、ｐ，ｐ′−メチレンジアニリン（ＭＤＡ）、ｍ−フェニレンジアミン（ＭＰＤＡ）、４，４′−メチレン−ビス−（２−クロロアニリン）（ＭＢＯＣＡ）、４，４′−メチレン−ビス−（２，６−ジエチルアニリン）（ＭＤＥＡ）、４，４′−メチレン−ビス−（２，３−ジクロロアニリン）（ＭＤＣＡ）、４，４′−ジアミノ−３，３′−ジエチル−５，５′−ジメチルジフェニルメタン、２，２′，３，３′−テトラクロロジアミノジフェニルメタン、トリメチレングリコールジ−ｐ−アミノベンゾエート及びそれらの混合物からなる群より選択される二官能芳香族硬化剤である。さらに好ましくは、使用される二官能芳香族硬化剤は、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。もっとも好ましくは、使用される二官能芳香族硬化剤は４，４′−メチレン−ビス−（２−クロロアニリン）（ＭＢＯＣＡ）である。

【0045】

本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドの終点検出ウィンドウの形成に使用される、硬化剤系の成分に含まれる反応性水素基の合計（すなわち、アミン（ＮＨ₂）基とヒドロキシル（ＯＨ）基との合計）を、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）基で割った比（すなわち化学量論比）は、好ましくは０．７〜１．２（好ましくは０．８〜１．１０、より好ましくは０．９５〜１．０５、もっとも好ましくは０．９８〜１．０２）である。

【0046】

本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドの終点検出ウィンドウは、好ましくは、≧１g/cm³（好ましくは１．０５〜１．２g/cm³、より好ましくは１．１〜１．２g/cm³）の密度、０．１容量％未満の気孔率、３５〜６５のショアＤ硬度、＜３００％（好ましくは１００〜＜３００％、より好ましくは１５０〜２５０％、もっとも好ましくは１７５〜２４５％）の破断伸度及び、本明細書の例に記載される条件の下で計測して、４００nmで２５〜１００％（好ましくは２５〜８５％、より好ましくは２５〜８０％、もっとも好ましくは２５〜６５％）の複光路透過率ＤＰＴ₄₀₀を示す。

【0047】

本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドの終点検出ウィンドウは、好ましくは、本明細書の例に記載される条件の下で計測して、８００nmで２５〜１００％（好ましくは３０〜８５％、より好ましくは４５〜８０％、もっとも好ましくは４０〜６５％）の複光路透過率ＤＰＴ₈₀₀を示す。好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドの終点検出ウィンドウは、本明細書の例に記載される条件の下で計測して、２５〜１００％（好ましくは３０〜８５％、より好ましくは４５〜８０％、もっとも好ましくは４０〜６５％）のＤＰＴ₈₀₀を示し、本明細書の例に記載される条件の下で計測して、４００nmで２５〜１００％（好ましくは２５〜８５％、より好ましくは２５〜８０％、もっとも好ましくは２５〜６５％）の複光路透過率ＤＰＴ₄₀₀を示し、本明細書の例に記載される条件の下で計測して、８００nmと４００nmとの間で＜３０％≦２５％、（より好ましくは≦１５％、もっとも好ましくは≦１０％）の複光路透過率デルタΔＤＰＴ_800-400を示す。

【0048】

本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドの終点検出ウィンドウは、好ましくは、嵌め込み型ウィンドウ及び一体型ウィンドウから選択される。より好ましくは、終点検出ウィンドウは、研磨層に組み込まれた一体型ウィンドウである。

【0049】

任意選択的に、本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドはさらに、研磨層とインタフェースで連結する少なくとも一つの追加層を含む。好ましくは、研磨層は、接着剤を使用して、少なくとも一つの追加層とインタフェースで連結させる。接着剤は、感圧接着剤、ホットメルト接着剤、コンタクト接着剤及びそれらの組み合わせから選択することができる。好ましくは、接着剤はホットメルト接着剤又は感圧接着剤である。より好ましくは、接着剤はホットメルト接着剤である。

【0050】

本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドは、好ましくは、研磨機のプラテンとインタフェースで連結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ポリッシングパッドは、研磨機のプラテンに固定されるように適合されている。好ましくは、ケミカルメカニカルポリッシングパッドは、感圧接着剤及び真空の少なくとも一つを使用してプラテンに固定することができる。好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドはさらに、プラテンへの固定を容易にするための感圧プラテン接着剤層を含む。当業者には、感圧プラテン接着剤層としての使用に適切な感圧接着剤を選択する方法はわかるであろう。好ましくは、本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドはまた、感圧プラテン接着剤の上に適用される剥離ライナを含むであろう。

【0051】

本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドを製造する方法は、研磨面を有する研磨層を提供する工程、（ａ）芳香族多官能イソシアネート、及び（ｂ）プレポリマーポリオールを含む成分の反応生成物である、５．５〜９．５重量％（好ましくは５．７５〜９．０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を提供する工程、二官能硬化剤０〜９０重量％（好ましくは０〜７５重量％、より好ましくは０〜７０重量％）、及び１分子あたり少なくとも１個の窒素原子（好ましくは１〜４個の窒素原子、より好ましくは２〜４個の窒素原子、もっとも好ましくは２個の窒素原子）を有し、１分子あたり平均少なくとも３個（好ましくは３〜６個、より好ましくは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硬化剤１０〜１００重量％（好ましくは２５〜１００重量％、より好ましくは３０〜１００重量％）を含む硬化剤系を提供する工程、前記イソシアネート末端ウレタンプレポリマーと前記硬化剤系とを混合して混合物を形成する工程、前記混合物を反応させて生成物を形成する工程、前記生成物から終点検出ウィンドウを形成する工程、及び前記終点検出ウィンドウを前記研磨層とインタフェースで連結させてケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供する工程を含む。好ましくは、終点検出ウィンドウは、公知の技術を使用して研磨層に組み込まれた一体型ウィンドウとして、又は公知の技術を使用してケミカルメカニカルポリッシングパッドに組み込まれた嵌め込み型ウィンドウとして、研磨層とインタフェースで連結する。もっとも好ましくは、終点検出ウィンドウは一体型ウィンドウとして研磨層に組み込まれる。

【0052】

基材のケミカルメカニカルポリッシングのための本発明の方法は、プラテン、光源及びフォトセンサ（好ましくはマルチセンサ分光器）を有するケミカルメカニカルポリッシング装置を提供する工程、研磨される少なくとも一つの基材を提供する工程（好ましくは、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からなる群より選択され、より好ましくは、基材は半導体基材であり、もっとも好ましくは、基材は半導体ウェーハである）、本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供する工程、前記ケミカルメカニカルポリッシングパッドを前記プラテンの上に設置する工程、任意選択的に、前記ケミカルメカニカルポリッシングパッドの研磨面と前記基材との間の界面に研磨媒を提供する工程（好ましくは、研磨媒は、研磨スラリー及び非砥粒含有反応性液剤からなる群より選択される）、前記研磨面と前記基材との間に動的接触を生じさせて、少なくとも前記基材から材料を除去する工程、及び前記光源からの光を前記終点検出ウィンドウに通して伝送し、前記基材の表面から反射して前記終点検出ウィンドウを反対に通過して前記フォトセンサに入射する光を分析することによって研磨終点を決定する工程を含む。好ましくは、研磨終点は、基材の表面から反射し、終点検出ウィンドウを通過して伝送される光の波長の分析に基づいて決定され、光の波長は＞３７０nm〜８００nmの波長を有する。より好ましくは、研磨終点は、基材の表面から反射し、終点検出ウィンドウを通過して伝送される光の複数の波長の分析に基づいて決定され、分析される波長の一つは＞３７０nm〜８００nmの波長を有する。

【0053】

ここで、以下の例において本発明のいくつかの実施態様を詳細に説明する。

【0054】

比較例Ｃ１〜Ｃ４及び例１〜６
表２に提供する組成詳細にしたがって終点検出ウィンドウを作製した。ボルテックスミキサを１，０００rpmで３０秒間使用して、ウィンドウプレポリマーを硬化剤系の成分と混合した。二官能硬化剤（例えばＭＢＯＣＡ及びＭＣＤＥＡ）を除くすべての原料は６０℃の予備混合温度に維持した。ＭＢＯＣＡ及びＭＣＤＥＡは、使用時、１２０℃の予備混合温度に維持した。

【0055】

終点検出ウィンドウに使用されるウィンドウプレポリマーと硬化剤系との間の化学量論比は、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）基に対する硬化剤系中の反応性水素基（すなわち、−ＯＨ基と−ＮＨ₂基との合計）の比として表２に提供されている。

【0056】

例それぞれにおいて、ボルテックスミキサを使用して、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーと硬化剤系とを混合した。混合ののち、混合物を、２mm×１２５mm×１８５mmの寸法のポケット金型の中に計量分配した。次いで、計量分配された混合物を含むポケット金型をオーブン中で１８時間硬化させた。オーブンの設定値温度は、はじめの２０分間は９３℃であり、その後１５時間４０分間は１０４℃であり、最後の２時間は２１℃に下げた。その後、ポケット金型及びその内容物をオーブンから取り出し、生成物終点検出ウィンドウをポケット金型から取り出した。

【0057】

【表2】

【0058】

比較例Ｃ１〜Ｃ４及び例１〜６のそれぞれにしたがって作製した終点検出ウィンドウを分析して、表３に報告するような物性を測定した。

【0059】

終点検出ウィンドウについて報告するＤＰＴ₄₀₀及びＤＰＴ₈₀₀透過率データは、以下の式を使用して求めたものである。
ＤＰＴ＝（ＩＷ_Si−ＩＷ_D）÷（ＩＡ_Si−ＩＡ_D）
式中、ＩＷ_Si、ＩＷ_D、ＩＡ_Si及びＩＡ_Dは、SD1024F分光器、キセノン閃光ランプ及び３mm光ファイバケーブルを含むVerity SP2006スペクトル干渉計を使用して、３mm光ファイバケーブルの発光面を原点で終点検出ウィンドウの第一の面に対して（垂直に）配置し、所与の波長の光（すなわち、それぞれ４００nm及び８００nm）をウィンドウの厚さＴ_Wに通して送り、第一の面に対して実質的に平行な終点検出ウィンドウの第二の面に対して配置された面から反射してウィンドウの厚さＴ_Wを反対に通過する所与の波長の光の強さを原点で計測することによって計測され、ＩＷ_Siは、原点からウィンドウを通過し、ウィンドウの第二の面に対して配置されたシリコンブランケットウェーハの表面から反射してウィンドウを反対に通過して原点に戻る所与の波長の光の強さの計測値であり、ＩＷ_Dは、原点からウィンドウを通過し、黒体の表面から反射してウィンドウを反対に通過して原点に戻る所与の波長の光の強さの計測値であり、ＩＡ_Siは、原点から終点検出ウィンドウの厚さＴ_wに等しい空気の厚さを通過し、３mm光ファイバケーブルの発光面に対して垂直に配置されたシリコンブランケットウェーハの表面から反射して空気の厚さを反対に通過して原点に戻る所与の波長の光の強さの計測値であり、ＩＡ_Dは、３mm光ファイバケーブルの発光面で黒体から反射する所与の波長の光の強さの計測値である。比較例Ｃ３及びＣ４ならびに例３〜６にしたがって作製された終点検出ウィンドウについて、観測された複光路透過率を３００〜８００nmの光の波長に対して描いたグラフをそれぞれ図１〜６に示す。

【0060】

終点検出ウィンドウについて報告する密度データは、ＡＳＴＭ Ｄ１６２２にしたがって測定したものである。

【0061】

終点検出ウィンドウについて報告するショアＤ硬度データは、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０にしたがって測定したものである。

【0062】

終点検出ウィンドウの引張り特性（すなわち引張り強さ及び破断伸度）は、ＡＳＴＭ Ｄ１７０８−１０にしたがって、MTS Systems Corporationから入手可能なAlliance RT/5メカニカルテスタを５０．８cm/minのクロスヘッド速度で使用して計測したものである。すべての引張り特性試験は、２３℃及び相対湿度５０％に設定された温度・湿度制御された実験室内で実施した。試験を実施する前に、すべての試料を前記実験室条件下で５日間コンディショニングした。各終点検出ウィンドウ材料について報告する引張り強さ（MPa）及び破断伸度（％）は、四つの反復試験試料の応力ひずみ曲線から求めたものである。

【0063】

【表3】

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】