(57)【要約】      （修正有）【課題】磁性基板、光学基板及び半導体基板等を研磨するＣＭＰ研磨パッドの耐久性のある終点検出窓材料を提供する。【解決手段】窓が、厚さ２mmで波長３２５nm以下にＵＶカットオフを有し、そして窓が、（Ａ）３０〜５６重量％の１つ以上の脂環式ジイソシアネート又はポリイソシアネートと、（Ｂ）（ｉ）平均分子量５００〜１，５００を有する高分子ジオール（硬質窓にはポリカーボネート及び軟質窓にはポリエーテルポリオールなど）と（ii）平均分子量１２０〜３２０を有するトリオールとの、（Ｂ）（ｉ）高分子ジオール対（Ｂ）（ii）トリオールの重量比が１．６：１〜５．２：１に及ぶ、４３〜６９．９９９９重量％のポリオール混合物、及び触媒（好ましくは第２級若しくは第３級アミン又はネオデカン酸ビスマス）との反応混合物（全ての重量パーセントは反応混合物の全固形物重量に基づく）の生成物である、研磨パッド。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性基板、光学基板及び半導体基板の少なくとも１つから選択される基板を研磨するためのケミカルメカニカル（ＣＭＰ）研磨パッドであって、ＣＭＰ研磨パッドを含み、前記ＣＭＰ研磨パッドが、１つ以上の終点検出窓を有しており、前記窓が、厚さ２mmで波長３２５nm以下にＵＶカットオフを有するものであり、そして前記窓が、（Ａ）３０〜５６重量％の１つ以上の脂環式ジイソシアネート又はポリイソシアネートと、（Ｂ）（ｉ）平均分子量５００〜１，５００を有する高分子ジオールと（ii）平均分子量１２０〜３２０を有するトリオールとの、（Ｂ）（ｉ）高分子ジオール対（Ｂ）（ii）トリオールの重量比が１．６：１〜５．２：１に及ぶ、４３〜６９．９９９９重量％のポリオール混合物、及び触媒であって、０．００００１〜０．１重量％の量のスズ含有触媒又は０．０１〜１重量％の量のアミン触媒又は０．００００１〜０．１重量％の量のビスマス含有触媒から選択される触媒との反応混合物（全ての重量パーセントは反応混合物の全固形物重量に基づく）の生成物である、パッド。
【請求項２】
１つ以上の終点検出窓が、（Ｂ）４３〜５７．４９９９重量％のポリオール混合物と、（Ａ）４２．５〜５５重量％の脂環式ジイソシアネートとの反応生成物である、請求項１に記載のケミカルメカニカル（ＣＭＰ）研磨パッド。
【請求項３】
１つ以上の終点検出窓が、ショアＤ硬度 ASTM D2240-15 (2015) ４０〜９０を有し、（Ｂ）（ｉ）高分子ジオールが、ポリカーボネートジオールから選択され、そして（Ｂ）（ii）トリオールが、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）又は１〜４個のプロポキシ基を有するプロポキシル化トリメチロールプロパンである、請求項１に記載のケミカルメカニカル（ＣＭＰ）研磨パッド。
【請求項４】
１つ以上の終点検出窓が、ショアＤ硬度 ASTM D2240-15 (2015) ６０〜９０を有し、そして（Ｂ）（ｉ）高分子ジオール対（Ｂ）（ii）トリオールの重量比が、１．６：１〜３．５：１の範囲である、請求項１に記載のケミカルメカニカル（ＣＭＰ）研磨パッド。
【請求項５】
１つ以上の終点検出窓が、ショアＤ硬度 ASTM D2240-15 (2015) ６０〜１００を、及びタンデルタピークにより与えられるガラス転移温度（Ｔｇ）７３〜９５℃を有する、請求項１に記載のケミカルメカニカル（ＣＭＰ）研磨パッド。
【請求項６】
１つ以上の終点検出窓が、ショアＡ硬度 ASTM D2240-15 (2015) ４０〜８０を有し、（Ｂ）（ｉ）高分子ジオールが、ポリエーテルジオールから選択され、そしてトリオール（Ｂ）（ii）が、プロポキシル化トリオールである、請求項１に記載のケミカルメカニカル（ＣＭＰ）研磨パッド。
【請求項７】
１つ以上の終点検出窓が、（Ａ）脂環式ジイソシアネート又はポリイソシアネート中のイソシアネート基対（Ｂ）ポリオール混合物中のヒドロキシル基のモル数のモル比が０．９：１〜１．１０：１である反応混合物の生成物である、請求項１に記載のケミカルメカニカル（ＣＭＰ）研磨パッド。
【請求項８】
１つ以上の終点検出窓が、アミン硬化剤を実質的に含まない反応混合物の生成物である、請求項１に記載のケミカルメカニカル（ＣＭＰ）研磨パッド。
【請求項９】
触媒が、０．００００１〜０．１重量％の量のスズ含有触媒、又は０．０１〜１重量％の量のアミン触媒（全ての重量パーセントは反応混合物の全固形物重量に基づく）である、請求項１に記載のケミカルメカニカル（ＣＭＰ）研磨パッド。
【請求項１０】
触媒が、反応混合物の全固形物重量に基づいて０．００００１〜０．１重量％の量のビスマス含有触媒である、請求項１に記載のケミカルメカニカル（ＣＭＰ）研磨パッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年４月１９日に出願された米国特許出願第15/491,610号の一部継続出願である。
本発明は、１つ以上の終点検出窓を有するケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ研磨）パッドに関する。更に詳しくは、本発明は、脂環式ポリイソシアネートと、（ｉ）高分子ジオールと（ii）トリオールとの、重量比が１．６：１〜５．２：１のポリオール混合物、及び０．００００１〜０．１重量％の量のスズ含有触媒、又は０．０１〜１重量％の量のアミン触媒、又は０．００００１〜０．１重量％の量のビスマス含有触媒から選択される触媒との反応混合物（全ての重量パーセントは反応混合物の全固形物重量に基づく）の生成物である、１つ以上の終点検出窓を有するＣＭＰ研磨パッド、好ましくは発泡ポリウレタンパッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路及び他の電子デバイスの組立において、導電材料、半導体、及び絶縁材料の複数の薄層が半導体ウェーハの表面上に堆積され、次に半導体ウェーハの表面から少なくとも部分的に除去される。材料の層が順次堆積され除去されるにつれて、ウェーハの最上面は平坦でなくなる。この後の半導体処理（例えば、メタライゼーション）は、ウェーハに平坦な表面を有することを要求するため、ウェーハを平坦化する必要がある。平坦化は、望ましくない表面トポグラフィー及び表面欠陥（粗い表面、凝集した材料、結晶格子損傷、スクラッチ、及び汚染層又は汚染材料など）を除去するのに有用である。
【０００３】
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、組立中に半導体ウェーハのような、集積回路及び他の電子デバイス基板を平坦化するために一般的に利用されてきた。従来のＣＭＰでは、基板がキャリアアセンブリに取り付けられ、ＣＭＰ装置内の研磨パッドと接触させて配置される。キャリアアセンブリは、基板をＣＭＰ研磨パッドに押し付けることにより基板に制御された圧力を加え、一方パッドは外部駆動力により基板に対して移動（例えば、回転）させる。それと同時に、ウェーハとＣＭＰ研磨パッドとの間に設けられた研磨媒体（例えば、スラリー）が作用して、パッド表面及び研磨媒体の化学的及び機械的作用により基板表面が研磨及び平坦化される。
【０００４】
ＣＭＰ研磨において提示される１つの課題は、いつ基板が所望の程度まで研磨されたか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ツ方法が開発されてきた。インサイツの光学的終点指示技術は、２つの基本的なカテゴリー：（１）レーザー光源からの光のような単一波長の反射光信号のモニタリング、又は（２）複数波長からの反射光信号のモニタリング、に分けることができる。光学的終点指示に使用される典型的な波長には、可視スペクトル（例えば、４００〜７００nm）、紫外スペクトル（３１５〜４００nm）、及び赤外スペクトル（例えば、７００〜１０００nm）が含まれる。光信号のモニタリングにおいて、基板表面の組成がある材料から別の材料に変化すると、基板の反射率は変化する。この反射率の変化は次に、ＣＭＰ研磨終点を検出するために使用される。例えば、分光計を使用して、光スペクトルの可視範囲内の反射光の強度スペクトルを取得し、同時に全スペクトルを使用して研磨終点を検出する。これらの光学的終点測定技術に対応するために、終点検出窓を有するＣＭＰ研磨パッドが開発されている。
【０００５】
半導体デバイスは、機構がより精密になり、メタライゼーション層が多くなって、ますます複雑になってきている。より短波長の光を用いた終点検出の需要は、ＣＭＰ研磨応用において増加しているが、これは、半導体においてもっと薄い材料層及びもっと小さなデバイスサイズの製造を容易にするためである。この傾向は、平坦性を維持するために、及び導電線の断線又は短絡を引き起こし、半導体デバイスを機能しなくする可能性のある研磨欠陥を制限するために、研磨消耗品の性能の向上を要求する。しかしながら、従来のポリマー含有終点検出窓は、波長３３０〜４２５nmを有する光に曝露されると、しばしば不適切な劣化を示す。更に、ＣＭＰ研磨パッドに使用するための既知の終点検出窓材料は、波長４００nm未満で低い透過率を有する。したがって、波長４００nm未満で充分な透過率を有し、そのような放射線への曝露により過度に劣化しない終点検出窓材料が依然として必要とされている。
【０００６】
マイクロスクラッチ又はびびりマークのような研磨欠陥を減少させるための１つのアプローチは、欠陥性能の改善を促進するために、より軟らかい研磨層材料を使用することである。しかしながら、既存の終点検出窓材料のほとんどは、耐久性のために樹脂中に少数の芳香族基を有しており、高すぎる放射波長に透過率カットオフを有する。更に、そのような従来の窓配合物は、より軟らかい研磨層材料と充分に合わせられず、しばしば研磨欠陥の増大をもたらす。
【０００７】
例えば、Fukudaらの米国特許第7,927,183号は、ＣＭＰ研磨パッドの少なくとも窓部分が３００〜４００nmの全波長範囲において３０％以上の光透過率を示す、研磨パッドを開示している。Fukudaの終点検出窓材料は、２重量％以下の芳香環密度を有するポリウレタン樹脂を含む。このような脂肪族イソシアネート含有ポリウレタン材料は、広い光スペクトルにわたって改善された光透過率を提供することができる。残念ながら、Fukudaに開示された脂肪族ポリウレタン終点検出窓は、厳しいＣＭＰ研磨パッド応用に要求される必須の耐久性を欠いている。
【０００８】
本発明者らは、紫外線（ＵＶ）カットオフ波長３２５nm以下を有する、ＣＭＰ研磨パッドに使用するための耐久性のある終点検出窓材料を提供しようと努めた。
【０００９】
発明の説明
１．  本発明によれば、磁性基板、光学基板及び半導体基板の少なくとも１つから選択される基板を研磨するためのケミカルメカニカル（ＣＭＰ）研磨パッドは、ＣＭＰ研磨パッド、好ましくは発泡ポリウレタンパッドを含み、前記ＣＭＰ研磨パッドは、１つ以上の終点検出窓を有しており、前記窓は、厚さ２mmで波長３２５nm以下にＵＶカットオフを有するものであり、そして前記窓は、（Ａ）３０〜５６重量％の１つ以上の脂環式ジイソシアネート又はポリイソシアネートと、（Ｂ）（ｉ）平均分子量５００〜１，５００を有する高分子ジオールと（ii）トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）、１〜４個のプロポキシ基を有するプロポキシル化トリメチロールプロパン又は２〜６個のプロポキシ基を有するプロポキシル化グリセロールのような、平均分子量１２０〜３２０を有するトリオールとの、（Ｂ）（ｉ）高分子ジオール対（Ｂ）（ii）トリオールの重量比が１．６：１〜５．２：１、又は好ましくは２．５：１〜５．２：１に及ぶ、４３〜６９．９９９９重量％のポリオール混合物、及び触媒であって、０．００００１〜０．１重量％の量のスズ含有触媒（アルキルスズ化合物など、例えば、ジラウリン酸ジブチルスズ）、又は好ましくは０．０１〜１重量％、又は好ましくは０．０５〜０．５重量％の量のアミン触媒（第２級アミン又は第３級アミンなど、例えば、トリエチレンジアミン）、又は０．００００１〜０．１重量％の量のビスマス含有触媒（ネオデカン酸ビスマスなど）から選択される触媒との反応混合物（全ての重量パーセントは反応混合物の全固形物重量に基づく）の生成物である。
２．  前記項目１に記載の本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドにおいて、１つ以上の終点検出窓が、（Ｂ）４３〜５７．４９９９重量％、又は好ましくは４４〜５２．９９９９重量％のポリオール混合物と、（Ａ）４２．５〜５６重量％、又は好ましくは４７〜５６重量％の脂環式ジイソシアネート（１，４−シクロヘキサ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、イソホロンジイソシアネートなど、好ましくは、メチレンビス−シクロヘキシルイソシアネート（４，４’−ジシクロヘキシル−メタンジイソシアネート））との反応生成物である、上記パッド。
３．  前記項目１又は２のいずれか一項に記載の本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドにおいて、１つ以上の終点検出窓が、ショアＤ硬度（Shore D hardness）ASTM D2240-15 (2015) ４０〜９０、又は好ましくは６０〜８５を有し、（Ｂ）（ｉ）高分子ジオールが、ポリカーボネートジオール（ポリエステルグリコールとアルキレンカーボネートとの反応生成物のいずれか、例えば、ポリカプロラクトンポリオールとアルキレンカーボネートとの反応生成物など）；ポリエステルポリカーボネートポリオール（エチレンカーボネートをジオール又はグリコールと反応させ、得られる反応混合物を有機ジカルボン酸と反応させて得られる）；及びポリカーボネートポリオール（ジオール又はポリエーテルジオール化合物とアルキレンカーボネートとのエステル交換反応により得られる）から選択され、そして（Ｂ）（ii）トリオールが、トリメチロールプロパン（ＴＭＰ）、１〜４個のプロポキシ基を有するプロポキシル化トリメチロールプロパン、又は２〜６個のプロポキシ基を有するプロポキシル化グリセロールであり、好ましくはＴＭＰである、上記パッド。
４．  前記項目１、２又は３のいずれか一項に記載の本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドにおいて、１つ以上の終点検出窓が、ショアＤ硬度 ASTM D2240-15 (2015) ６０〜９０、又は好ましくは６４〜８５を有し、そして（Ｂ）（ｉ）高分子ジオール対（Ｂ）（ii）トリオールの重量比が、１．６：１〜３．５：１、又は好ましくは２．５：１〜３．３：１の範囲である、上記パッド。
５．  前記項目１、２、３、又は４のいずれか一項に記載の本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドにおいて、１つ以上の終点検出窓が、ショアＤ硬度 ASTM D2240-15 (2015) ６０〜１００、又は好ましくは６４〜９０を、及びタンデルタピークにより与えられるガラス転移温度（Ｔｇ）７３〜９５℃、又は好ましくは７７〜９２℃を有する、上記パッド。
６．  前記項目１に記載の本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドにおいて、１つ以上の終点検出窓が、ショアＡ硬度 ASTM D2240-15 (2015) ４０〜８５、又は好ましくは５０〜７０を有し、（Ｂ）（ｉ）高分子ジオールが、ポリエーテルジオール（ポリテトラメチレンエーテルグリコール（ＰＴＭＥＧ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）など）、又はそれらのブロックコポリマー若しくは混合物から選択され、そしてトリオール（Ｂ）（ii）が、１〜４個のプロポキシ基を有するプロポキシル化トリメチロールプロパン又は２〜６個のプロポキシ基を有するプロポキシル化グリセロールから選択されるもののような、プロポキシル化トリオールである、上記パッド。
７．  前記項目１又は６のいずれか一項に記載の本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドにおいて、（Ｂ）（ｉ）高分子ジオール対（Ｂ）（ii）トリオールの重量比が、３．５：１〜５．２：１、又は好ましくは３．８：１〜５：１である、上記パッド。
８．  前記項目１、６又は７のいずれか一項に記載の本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドにおいて、１つ以上の終点検出窓が、ショアＡ硬度 ASTM D2240-15 (2015) ４０〜８５、又は好ましくは５０〜７０を、及びタンデルタピークにより与えられるガラス転移温度（Ｔｇ）１７〜３２℃、又は好ましくは１８〜２８℃を有する、上記パッド。
９．  前記項目１、６、７又は８のいずれか一項に記載の本発明のケミカルメカニカル（ＣＭＰ）研磨パッドにおいて、１つ以上の終点検出窓が、（Ｂ）５５〜６９．９９９９重量％、又は好ましくは６０〜６９．４９９９重量％のポリオール混合物と、（Ａ）３０〜４５重量％、又は好ましくは３０〜４０重量％の脂環式ジイソシアネート（１，４−シクロヘキサ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、イソホロンジイソシアネートなど、好ましくはメチレンビス−シクロヘキシルイソシアネート（４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート））との反応生成物である、上記パッド。
１０．  前記項目１、２、３、４、５、６、７、８又は９のいずれか一項に記載の本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドにおいて、１つ以上の終点検出窓が、（Ａ）脂環式ジイソシアネート又はポリイソシアネート中のイソシアネート基対（Ｂ）ポリオール混合物中のヒドロキシル基のモル数のモル比が０．９：１〜１．１０：１、又は好ましくは０．９５：１〜１．０５：１である反応混合物の生成物である、上記パッド。
１１．  前記項目１、２、３、４、５、６、７、８、９又は１０のいずれか一項に記載の本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドにおいて、１つ以上の終点検出窓が、アミン硬化剤を実質的に含まない反応混合物の生成物である、上記パッド。
１２．  前記項目１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０又は１１のいずれか一項に記載の本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドにおいて、厚さ２mmを有する１つ以上の終点検出窓が、波長３２５nm以下にＵＶカットオフ、波長８００nmで３０％〜８５％の％透過率（ＤＰＴ）、波長４００nmと波長８００nmとの間で２０％未満の％透過率（ＤＰＴ）デルタ、及び好ましくは３９０〜８００nmの波長範囲全体で窓褪色（ＵＶ曝露由来）の最大範囲０．１を有する、上記パッド。
１３．  前記項目１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１又は１２のいずれか一項に記載の本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドにおいて、触媒が、反応混合物の全固形物重量に基づいて０．００００１〜０．１重量％の量のスズ含有触媒、又は０．０１〜１重量％の量のアミン触媒である、上記パッド。
１４．  前記項目１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１又は１２のいずれか一項に記載の本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドにおいて、触媒が、反応混合物の全固形物重量に基づいて０．００００１〜０．１重量％の量のビスマス含有触媒である、上記パッド。
【００１０】
別の態様において本発明は、基板を研磨するのに適した研磨層を有するケミカルメカニカル（ＣＭＰ）研磨パッドのための終点検出窓材料の製造方法であって、
前記項目１〜１２のいずれか一項に記載の反応混合物を提供する工程、
反応混合物の成分を合わせる工程、
所望の厚さ、又は所望の終点検出窓の長さ、幅、若しくは直径寸法を有する成形型を提供する工程、
成形型に反応混合物を充填する工程、
成形型中に１０〜９５kPa、又は好ましくは４０〜８５kPaの真空を作る工程、並びに
温度５０〜１３０℃、又は好ましくは６０〜１２０℃で、１２〜９６時間、又は好ましくは１６〜３６時間（スズ含有触媒を使用する場合）、又は好ましくは２４〜５６時間（スズを含まない触媒又はアミン触媒を使用する場合）、又は好ましくは１２〜２４時間（ビスマス含有触媒を使用する場合）、反応混合物を反応及び熱硬化させて、注型ポリウレタンを形成する工程、並びに
注型ポリウレタンから終点検出窓を形成する工程
を含む方法を提供する。
【００１１】
特に断りない限り、温度及び圧力の条件は周囲温度及び標準圧力である。列挙された全ての範囲は包括的かつ組合せ可能である。
【００１２】
特に断りない限り、括弧を含む任意の用語は、括弧が存在しないかのような用語全体及び括弧部分がない用語、並びに各選択肢の組合せのことを択一的にいう。よって、「（ポリ）イソシアネート」という用語は、イソシアネート、ポリイソシアネート、又はそれらの混合物のことをいう。
【００１３】
全ての範囲は、包括的かつ組合せ可能である。例えば、「５０〜３０００cP、又は１００cP以上の範囲」という用語は、５０〜１００cP、５０〜３０００cP、及び１００〜３０００cPのそれぞれを含むことになる。
【００１４】
本明細書に使用されるとき、「ASTM」という用語は、ASTM International, West Conshohocken, PAの刊行物のことをいう。
【００１５】
本明細書に使用されるとき、特に断りない限り、「分子量」又は「平均分子量」という用語は、その製造業者により報告された所与の材料についての式量を意味する。平均分子量とは、所与の材料中の分子の分布、例えばポリマー分布について報告された分子量のことをいう。
【００１６】
本明細書に使用されるとき、反応混合物の「化学量論」という用語は、所与の反応混合物中のＯＨ基のモル当量数に対するＮＣＯ基のモル当量の比のことをいう。
【００１７】
本明細書に使用されるとき、Ｇ’、Ｇ”、及びＧ”／Ｇ’（これは、タンデルタ（tanδ）に対応する）は、それぞれ、剪断貯蔵弾性率、剪断損失弾性率、及び剪断損失弾性率（Ｇ”）の剪断貯蔵弾性率（Ｇ’）に対する比として定義される損失正接のことをいう。このような値は全て、動的機械分析（dynamic mechanical analysis：ＤＭＡ）により決定される。試験片を幅６．３mm及び長さ３６mmに切断した。ASTM D5279-13 (2013), “Standard Test Method for Plastics: Dynamic Mechanical Properties: In Torsion.”に従って、ARES（商標）G2ねじれレオメータ又はRheometric Scientific（商標）RDA3 （両者ともTA Instruments, New Castle, DE 製）を使用した。ギャップ間隔は２０mmとした。機器分析パラメーターは、予圧１００ｇ、歪み０．２％、振動速度１０rad/秒、及び温度上昇速度３℃／分で−１００℃から１５０℃までに設定した。
【００１８】
本明細書に使用されるとき、「ポリイソシアネート」という用語は、３個以上のイソシアネート基（ブロック化イソシアネート基を含む）を有する任意のイソシアネート基含有分子を意味する。
【００１９】
本明細書に使用されるとき、「ポリウレタン」という用語は、二官能性又は多官能性のイソシアネート、例えば、ポリエーテル尿素、ポリイソシアヌレート、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリウレタン尿素、それらのコポリマー及びそれらの混合物からの重合生成物のことをいう。
【００２０】
本明細書に使用されるとき、「反応混合物」という用語は、微量元素のような任意の非反応性添加剤、及び研磨パッド中のポリウレタン反応生成物の湿潤硬度（ASTM D2240-15 (2015) によるショアＤ又はショアＡ）を低下させるための任意の添加剤を含む。
【００２１】
本明細書に使用されるとき、「半導体ウェーハ」という用語は、半導体基板（パターン形成されていない半導体又はパターンを有する半導体など）、半導体デバイス、種々のレベルの相互接続のための種々のパッケージ（単一チップウェーハ又はマルチチップウェーハを含む）、発光ダイオード（ＬＥＤ）用の基板、又ははんだ接続を必要とする他のアセンブリを包含することが意図される。
【００２２】
本明細書に使用されるとき、「半導体基板」という用語は、半導体材料を含む任意の構造物を意味するように定義される。半導体基板は、半導体デバイス、及び半導体デバイスの能動部分又は動作可能部分を含む１つ以上の半導体層又は構造を有する任意の基板を含む。
【００２３】
本明細書に使用されるとき、「半導体デバイス」という用語は、その上に少なくとも１つのマイクロ電子デバイスが組立てられた（組立てられている）半導体基板のことをいう。
【００２４】
本明細書に使用されるとき、「ショアＤ硬度」及び「ショアＡ硬度」という用語は、ASTM D2240-15 (2015), “Standard Test Method for Rubber Property-Durometer Hardness”による所与の時間後に測定される所与の材料の硬度値である。硬度は、Ｄ又はＡプローブをそれぞれ備えたRex Hybrid 硬度テスター（Rex Gauge Company, Inc., Buffalo Grove, IL）で測定された。４つの試料を積み重ね、各硬度測定のためにシャッフルし；そして各試験片を、試験の前に２３℃で５日間、相対湿度５０％に置き、そして ASTM D2240-15 (2015) に概説された方法を使用することによりコンディショニングして、硬度試験の再現性を改善した。
【００２５】
本明細書に使用されるとき、「ＳＧ」又は「比重」という用語は、本発明による研磨パッド又は研磨層から切り取った矩形の重量／体積比のことをいう。
【００２６】
本明細書に使用されるとき、「固形物」という用語は、その物理的状態が何であれ、使用条件において揮発しない、水又はアンモニア以外の任意の材料を意味する。よって、使用条件で揮発しない液体反応物は「固形物」と見なされる。
【００２７】
本明細書に使用されるとき、「アミン硬化剤を実質的に含まない」という用語は、所与の組成物が、第１級アミン水素を有する任意のアミン硬化剤化合物を、２，０００ppm以下、又は好ましくは１，０００ppm含むことを意味する。
【００２８】
本明細書に使用されるとき、「タンデルタ（tanδ）」という用語は、上記のＤＭＡにより決定される所与の材料のＧ”／Ｇ’値を意味する。タンデルタ（tanδ）のピーク値は、所与の材料のＴｇ、即ち、ガラス転移温度に対応する。
【００２９】
本明細書に使用されるとき、所与の材料の「Ｔｇ」又は「ガラス転移温度」という用語は、その材料のタンデルタがＤＭＡ試験においてピークになる温度のことをいう。
【００３０】
本明細書及び添付の特許請求の範囲において終点検出窓に関して使用されるとき、所与の波長における「％透過率（ＤＰＴ）」又は「複光路透過率」又は「ＤＰＴ」という用語は、以下の式：
ＤＰＴ＝（ＩＷＳｉ−ＩＷＤ）÷（ＩＡＳｉ−ＩＡＤ）
［式中、ＩＷＳｉ、ＩＷＤ、ＩＡＳｉ、及びＩＡＤは、SD1024F分光器、キセノン閃光灯及び３mm光ファイバーケーブルを含むVerity SP2006分光干渉計を用いて、３mm光ファイバーケーブルの発光表面を終点検出窓の第１の面に対して（かつ垂直に）原点のところに配置して、窓の厚さＴＷを介して光を導き、そして第１の面に実質的に平行な終点検出窓の第２の面に対して位置決めされた表面から反射して窓の厚さＴＷを介して戻ってきた光の強度を原点で測定することにより、測定され；
ＩＷＳｉは、原点から窓を通過し、窓の第２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で反射されて、窓を通って原点に戻る光の強度の測定値であり；
ＩＷＤは、原点から窓を通過し、黒体の表面で反射されて、窓を通って原点に戻る光の強度の測定値であり；
ＩＡＳｉは、原点から終点検出窓の厚さＴＷに等しい空気の厚さを通過し、３mm光ファイバーケーブルの発光表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で反射されて、空気の厚さを通って原点に戻る光の強度の測定値であり；そして
ＩＡＤは、３mm光ファイバーケーブルの発光表面における黒体で反射された光の強度の測定値である］を用いて決定される。
【００３１】
本明細書に使用されるとき、「４００nmでの％透過率」、即ち「ＤＰＴ４００」という用語は、波長４００nmを有する光について終点検出窓により示される％透過率である。
【００３２】
本明細書に使用されるとき、「波長４００nmと８００nmの間の％透過率デルタ」、即ち「ΔＤＰＴ８００−４００」という用語は、波長８００nmを有する光と波長４００nmを有する光について終点検出窓により示される複光路透過率の差であり、以下の式を用いて決定される：
ΔＤＰＴ８００−４００＝ＤＰＴ８００−ＤＰＴ４００
【００３３】
本明細書及び添付の特許請求の範囲に使用されるとき、「研磨媒体」という用語は、粒子含有研磨溶液、並びに砥粒を含まない研磨溶液及び反応性液体研磨溶液のような粒子非含有研磨溶液を包含する。
【００３４】
本明細書に使用されるとき、「ＵＶカットオフ」という用語は、２００nm〜８００nmの範囲のゼロ透過から最大透過までの段階における最大半値の波長として定義される。
【００３５】
本明細書に使用されるとき、「窓褪色」という用語は、加速ＵＶ安定性測定から測定される。この測定のために、直径６mmに設定された窓材料の特定の直径領域が、３６５nmのピーク強度を有する高強度のＵＶ−Ａ光に短時間持続して曝露される。強度及び持続時間は、典型的なパッド寿命中の窓のＵＶ曝露に対応するように選択される。例えば、曝露光の強度が３３０±３０mW/cm２（３６５nmで）である場合、４５秒間の曝露が典型的なパッド寿命（ＣＭＰ研磨に使用される閃光灯の閃光約６００万回）に対応する。褪色は、分析窓のＵＶ曝露領域の窓透過率対曝露していない窓の透過率の比から測定される。
【００３６】
本明細書に使用されるとき、「重量％（wt.%）」という用語は重量パーセントを表す。
【００３７】
本発明において、脂環式ジイソシアネート又はポリイソシアネートと、ジオール及びトリオールのポリオール混合物との反応混合物から製造された注型ポリウレタン由来の終点検出窓は、波長４００nm未満で高い％透過率を提供する。本発明の終点検出窓の特性は、反応混合物及び硬化条件を調整することにより調節することができる。この反応混合物は、ショアＤ硬度 ASTM D2240-15 (2015) ４０〜９０を有するパッドのような、硬質ケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ研磨）パッドに使用するのに充分な耐久性を有する終点検出窓の形成を可能にする。より硬い（高Ｔｇ）終点検出窓は、より多くの脂環式ジイソシアネート又はポリイソシアネートと、ポリマー鎖中に反復カーボネート基を含有する高分子ジオールとを有する、本発明の注型反応混合物から生じる。このような反応混合物は、上記項目１〜５、及び１０〜１２のいずれか一項に記載のものである。更に、この反応混合物は、ショアＡ硬度（ASTM D2240-15 (2015)）がより良好な硬度の尺度となる軟質ＣＭＰ研磨パッド用のより軟らかい（低Ｔｇ）終点検出窓の形成を可能にする。より軟らかい終点検出窓は、より少ない脂環式ジイソシアネート又はポリイソシアネートと、ポリエーテルジオールを含むポリオール混合物とを有する、本発明の注型反応混合物から生じる。このような反応混合物は、上記項目１、及び６〜１２のいずれか一項に記載のものである。プロポキシル化トリオールを有する反応混合物は、ＣＭＰ研磨中に透明性を維持するのに充分な耐久性を保持する、より軟らかい（低Ｔｇ）終点検出窓の注型を可能にする。更に、本発明の終点検出窓材料は、終点検出窓材料を変形させることなく、そのＴｇの直ぐ上又はＴｇで切断するか、スカイビングするか、又は形作ることができるように、明確なガラス転移温度（Ｔｇ）を有する。対照的に、当該分野において、高温ブレードでスカイビングすることにより終点検出窓を成形すると、窓耐久性の欠如を示す終点検出窓の窪み又は膨れが生じた。
【００３８】
本発明の反応混合物は、芳香族ジイソシアネート又はポリイソシアネートを含まないか又は実質的に含まない（反応混合物の全固形物重量に基づいて１０，０００ppm未満）。芳香族ジイソシアネート又はポリイソシアネートは、そこから製造されたポリウレタンの波長４００nm以下での％透過率を低下させる。
【００３９】
本発明の反応混合物は、高分子ジオールであって、そこから製造された終点検出窓が、加工中にＣＭＰ研磨パッドから窪んだり膨らんだりしない充分な耐久性を有することを可能にする、高分子ジオールを含有する。また本発明の反応混合物は、第２級又は第３級アミンのようなスズを含まない触媒であって、それで製造された終点検出窓の耐久性又は品質を損なうことがない触媒を提供する。このようなアミン触媒は、更に好ましくは少なくとも２個のアミン基を有し、かつ脂肪族である。
【００４０】
上記項目１〜５、及び１０〜１２のいずれか一項に記載される、より硬い終点検出窓を製造するための反応混合物において、高分子ジオール（Ｂ）（ｉ）は、分子量５００〜１，０００、又は好ましくは５００〜８００を有するポリカーボネートジオールを含む。このように比較的低い分子量を有するポリカーボネートジオール（Ｂ）（ｉ）は、それに由来する終点検出窓の硬度を保証するのに役立ち、こうしてショアＤ硬度 ASTM D2240-15 (2015) ４０〜９０を有する硬質ＣＭＰ研磨パッドに、加工中又は加工後にその表面から膨らんだり窪んだりしない終点検出窓を提供することを可能にする。
【００４１】
上記項目１及び６〜１２のいずれか一項に記載される、より軟らかい終点検出窓を製造するための反応混合物において、高分子ジオール（Ｂ）（ｉ）は、分子量８００〜１，５００、又は好ましくは９００〜１，２５０を有するポリエーテルジオールを含む。このように比較的高い分子量を有するポリエーテルジオール（Ｂ）（ｉ）は、それに由来する終点検出窓の柔軟性を保証するのに役立ち、こうしてショアＡ硬度（ASTM D2240-15）４０〜８０を有する軟質ＣＭＰ研磨パッドに、加工中又は加工後にその表面から膨らんだり窪んだりしない終点検出窓を提供することを可能にする。
【００４２】
本発明の終点検出窓はそれ自体、成形されたＣＭＰ研磨パッド内で透明注型ポリウレタンのロッド又はプラグであってもよい。ロッド又はプラグは、ＣＭＰ研磨パッド内に挿入成形されてもよく（即ち、「一体型窓（integral window）」）、又は軟質若しくは低Ｔｇの終点検出窓の場合には、成形作業後の研磨パッドの切り欠きにはめ込まれてもよい（即ち、「差し込み型窓（plug in place window）」）。したがって、本発明の硬質終点検出窓は、好ましくは一体型窓法により製造されるが、一方で本発明の軟質終点検出窓は、一体型窓として、又は差し込み型窓として製造され得る。
【００４３】
本発明において、一体型窓法による硬質（≧４０ショアＤ）又は軟質（≦８５ショアＡ）終点検出窓の形成は、以下の工程：
上記項目１〜１２のいずれか一項に記載される本発明による反応混合物から製造され、所望の終点検出窓の長さ及び幅寸法又は直径寸法を有する、成形された注型ポリウレタンロッド（円柱）又は矩形ブロックを提供する工程；
ポリウレタンプレポリマー及びアミン硬化剤のような、ＣＭＰ研磨パッドを製造するための硬化性又は成形可能なポリマー混合物を提供する工程；
ＣＭＰ研磨パッドケーキ用の型（ケーキ型）を提供する工程；
硬化性又は成形可能なポリマー混合物をケーキ型に充填する工程；
充填されたケーキ型に１つ以上の注型ポリウレタンのロッド又は円柱又はブロックを挿入して、これらをケーキの上部又は底部に垂直に配向させる工程；
注型してケーキを形成して、これをケーキ型から取り出す工程；並びに
ケーキを、注型ポリウレタンの円柱又はロッドの配向に垂直な方向に、所望のＣＭＰ研磨パッドの厚さまでスカイビングする工程
を含む。
【００４４】
本発明において、スカイビングは終点検出窓材料のＴｇ又はその近辺で行われる。
【００４５】
本発明は、本発明のＣＭＰ研磨パッドの製造方法であって、
研磨表面を有するＣＭＰ研磨層を提供する工程；
これとは別に、上記１〜１２のいずれか一項に記載の本発明の反応混合物から終点検出窓を形成する工程；
終点検出窓を研磨層と接合させて、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であって、
終点検出窓が、一体型窓若しくは差し込み型窓であるか、又は所望の寸法を達成するために成形された窓である方法を提供する。
【００４６】
好ましくは、差し込み型（ＰＩＰ）軟質（低Ｔｇ）終点検出窓を形成するために、終点検出窓の形成は、以下の工程：
本発明の反応混合物を提供する工程；
成形する工程であって、
（ｉ）本発明の反応混合物を成形し、次に得られた成形品を所望の厚さ０．５〜３．０mm、又は好ましくは０．５〜２．０mmとなるようにスカイビングするか；
（ii）所望の厚さ０．５〜３．０mm、又は好ましくは０．５〜２．０mmと所望の輪郭が得られるように成形するか、あるいは
（iii）所望の厚さ０．５〜３．０mm、又は好ましくは０．５〜２．０mmに成形し、注型ポリウレタンを所望の輪郭形状に打ち抜くか又は穴を開けるか、
のいずれかであってよい成形する工程によって、各終点検出窓を形成する工程；
これとは別に、適切なポリマー材料（ポリイソシアネートプレポリマー及び芳香族ジアミンなど）を成形してＣＭＰ研磨パッドを形成する（本発明のポリマー（ポリウレタンなど）ＣＭＰ研磨パッドを形成する）工程；
終点検出窓の輪郭と同じサイズか又はわずかに大きいＣＭＰ研磨パッドに凹部領域、隙間、又は開口部を切り出すか又は形成する工程；並びに
ＣＭＰ研磨パッドの凹部領域又は開口部に終点検出窓を組み込む工程
を含むことができる。
【００４７】
硬質窓は、所望の厚さ０．５〜３．０mm、又は好ましくは０．５〜２．０mmを有する注型成形品として、窓材料を打ち抜くか又は穴を開けることを可能にするのに充分な温度、例えば、そのＴｇ以上の温度に窓材料が加熱されれば、ＰＩＰ法により形成することができる。
【００４８】
一般に、本発明の終点検出窓を形成するための注型において、成形工程の前に反応混合物に真空を適用して、細孔又は気泡の形成を排除又は防止する。
【００４９】
本発明のケミカルメカニカルポリッシングパッドは、サブパッドのような、研磨層と接合した少なくとも１つの追加の層を更に含むことができる。追加の層は、ＣＭＰ研磨パッドの研磨層よりわずかに小さい開口部又は隙間を有することができるが、これは、そこに終点検出窓が静止して接合できるシェルフを提供しながら、光学的検出を可能にするために、研磨層中の穴、隙間、又は開口部と同心であるか又は同じ中心点を有する。好ましくは、研磨層は、接着剤を用いて少なくとも１つの追加の層と接合される。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これらの組合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。更に好ましくは、接着剤はホットメルト接着剤である。
【００５０】
本発明において、基板を研磨する方法は、以下の工程：
磁性基板、光学基板及び半導体基板の少なくとも１つから選択される基板を提供する工程；
上記項目１〜１２のいずれか一項に記載の終点検出窓を有するケミカルメカニカル（ＣＭＰ）研磨パッドを提供する工程；
ＣＭＰ研磨パッドの研磨層の研磨表面と基板との間に動的接触を起こして、基板の表面を研磨する工程；及び
砥粒コンディショナーにより研磨パッドの研磨表面をコンディショニングする工程
を含む。
【００５１】
更に詳しくは、本発明は、基板を研磨する方法であって、
プラテン、光源及び光センサー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１つの基板を提供する工程；
上記１〜１２のいずれか一項に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；
ケミカルメカニカルポリッシングパッドをプラテン上に設置する工程；
場合により、研磨表面と基板との間の界面に研磨媒体を提供する工程；
研磨表面と基板との間に動的接触を起こし、基板から少なくとも一部の材料を除去する工程；及び
終点検出窓を通して光源から光を送り、基板の表面から反射され終点検出窓を通って戻り、光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。
【００５２】
本発明によれば、終点検出窓を使用する方法は具体的には、終点検出窓を通ってＣＭＰ研磨パッドを介して光線で基板を照射し、そして光線の反射により生成される干渉信号をモニターすることにより、研磨の終点を検出する方法である。光線としては、例えば、白色ＬＥＤ又は波長３００〜８００nmのハロゲンランプ若しくは重水素ランプを用いた白色光が、一般に用いられる。このような方法では、ウェーハの表面層の厚さの変化のモニタリングにより、表面の凹凸のおよその深さを知ることにより、終点が決定される。このような厚さの変化が凹凸の厚さに等しくなると、ＣＭＰ工程が終了する。したがって、終点検出窓を通して光源から光を送り、基板の表面から反射され終点検出窓を通って戻り、光センサに入射する光を分析することにより、ＣＭＰ研磨終点を決定する。このような光学手段による研磨終点の検出方法及び本方法に使用される研磨パッドとしては、種々の方法及び研磨パッドが提案されている。
【００５３】
研磨中、光線は窓を通ってウェーハ表面に向けられ、そこで光は反射し、窓を通って検出器（例えば、分光光度計）に戻る。戻り信号に基づいて、基板表面の特性（例えば、その上の膜の厚さ）を、終点検出のために決定することができる。
【００５４】
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、基板を研磨するのに適した研磨表面を有する。好ましくは、研磨表面は、磁性基板、光学基板及び半導体基板の少なくとも１つから選択される基板を研磨するように適合させる。更に好ましくは、研磨表面は、半導体基板を研磨するように適合させる。
【００５５】
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、ポリスルホン、ナイロン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリスチレン、アクリルポリマー、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリエチレンイミン、ポリウレタン、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリケトン、エポキシ、シリコーン、ＥＰＤＭ、及びこれらの組合せから選択されるポリマーを含むポリマー材料で作られている。好ましくは、研磨層はポリウレタンを含む。当業者であれば、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使用するのに適した厚さを有する研磨層を選択することを受け容れよう。好ましくは、研磨層は、平均厚さ２０〜１５０ミル（更に好ましくは３０〜１２５ミル、最も好ましくは４０〜１２０ミル）を示す。
【００５６】
好ましくは、研磨表面は、穿孔及び溝の少なくとも１つから選択されるマクロ構造を有する。穿孔は、研磨表面から研磨層の厚さの一部又は全部を通して延びることができる。好ましくは、研磨中のケミカルメカニカルポリッシングパッドの回転時に、少なくとも１つの溝が、研磨される基板の表面全体を掃引するように、溝は研磨表面に配置される。好ましくは、研磨表面は、湾曲状溝、直線状溝及びこれらの組合せからなる群より選択される少なくとも１つの溝を含むマクロ構造を有する。
【００５７】
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、基板を研磨するのに適した研磨表面であって、そこに形成された溝パターンを含むマクロ構造を有する研磨表面を有する。好ましくは、溝パターンは複数の溝を含む。更に好ましくは、溝パターンは、ある溝デザインから選択される。好ましくは、溝デザインは、同心円溝（円形又は螺旋状でもよい）、湾曲状溝、斜交平行溝（例えば、パッド表面にわたってＸ−Ｙ格子として配置される）、他の規則的デザイン（例えば、六角形、三角形）、タイヤ溝型パターン、不規則なデザイン（例えば、フラクタルパターン）、及びこれらの組合せからなる群より選択される。更に好ましくは、溝デザインは、ランダム溝、同心円溝、らせん溝、斜交平行溝、Ｘ−Ｙ格子溝、六角溝、三角溝、フラクタル溝及びこれらの組合せからなる群より選択される。最も好ましくは、研磨表面には、らせん溝パターンが形成されている。溝の輪郭は、好ましくは、直線の側壁を有する矩形から選択されるか、又は溝の断面が、「Ｖ」字形、「Ｕ」字形、鋸歯、及びこれらの組合せであってもよい。
【実施例】
【００５８】
本発明は今や、以下の非限定的な実施例において詳細に説明される。
以下の実施例において、特に断りない限り、全ての圧力は標準圧力（１０１kPa）であり、そして全ての温度は周囲温度又は室温（約２２〜２３℃）である。実施例には以下の原料を使用した：
Ｈ１２ＭＤＩ：メチレンビス（４−シクロヘキシルイソシアネート）、別名ジシクロヘキシルメタン−４，４’−ジイソシアネート；
ジオール１：平均分子量約６５０g/molを有する直鎖状ヒドロキシル末端脂肪族ポリカーボネートジオール、Desmophen（商標）C XP 2716として販売（Covestro AG, Leverkusen, Germany）；
ジオール２：ポリエーテルジオールは、プロピレングリコールをプロピレンオキシドと反応させることにより製造される（ここでプロピレングリコールは開始剤として作用する）、分子量１，０００（平均分子量）；（Voranol（商標）220-110として販売、Dow Polyurethanes, The Dow Chemical Company, Midland, MI (Dow)）；
トリオール１：トリメチロールプロパン又はＴＭＰ、ＭＷ（分子量）：１３４．１７g/mol；
トリオール２：プロポキシル化トリメチロールプロパン、２５５ＭＷ（平均分子量）；各ヒドロキシル基上のプロポキシ基の平均数、ｎ＝１、（Voranol（商標）230-660として販売（Dow Polyurethanes, Dow））；
触媒１：Dabco（商標）T12 ジラウリン酸ジブチルスズ触媒、ＭＷ（分子量）：６３１．５６（Air Products and Chemicals, Inc., Allentown, PA）；
触媒２：トリエチレンジアミン、ＭＷ（分子量）：１１２．１７（Dabco（商標）33LV Air Products and Chemicals, Inc., Allentown, PA）；
触媒３：ネオデカン酸ビスマス、ＭＷ（分子量）：７２２．７５（Sigma Aldrich, Saint Louis, MO）；
ポリイソシアネートプレポリマー：Adiprene（商標）LW 570 ポリエーテル含有ポリイソシアネートポリマーは、利用可能なイソシアネート含量（％ＮＣＯ）が７．３５〜７．６５重量％の脂肪族ジイソシアネートを用いて調製された（Chemtura Corporation, Middlebury, CT）；
硬化剤：Ethacure（商標）100 アミン硬化剤は、３，５−ジエチルトルエンジアミン（Albemarle, Ltd., Baton Rouge, LA）である；そして
光安定剤：Univul（商標）3039は、シアノアクリル酸エチルヘキシルエステル（BASF Corporation, Florham Park, NJ）である。
【００５９】
実施例１〜５、７及び比較例６：終点検出窓を有するＣＭＰ研磨パッドの形成：以下の表１Ａに示される反応混合物処方から終点検出窓を形成した。
一体型窓（ＩＷ）：硬質終点検出窓（以下の表２及び３にＩＷとして示される）、及び幾つかの軟質終点検出窓（以下の表２において「ＩＷ」として示される）用の反応混合物を、以下の実施例１〜５、７及び比較例６に示された寸法を有する円柱形又は矩形ブロック成形型で、及び成形条件下で注型した。得られた注型円柱又はブロックを、その底部及び上部の表面に垂直なケーキ型に挿入した。次に、以下の表１Ｂに示されるように、以下のポリイソシアネートプレポリマー及び芳香族ジアミン硬化剤のパッド形成混合物を、ケーキ型に注ぎ入れて、示される時間及び温度で示されるＣＭＰ研磨パッドを形成した。次に得られたパッドを、示される温度でステンレス鋼ブレードを用いて厚さ２mmにスカイビングした。
ＰＩＰ（差し込み型窓（Plug in Place Windows））：幾つかの終点検出窓用の反応混合物から、以下の実施例１〜５、７及び比較例６に示される成形条件下で、成形品を形成し、次に以下の表２に「スカイビング」と示されているように成形品をスカイビングして、所望の厚さ２．０mmを得た。これとは別に、以下の表１Ｂに示される時間及び温度で、ポリイソシアネートプレポリマーと芳香族ジアミン及びポリオール硬化剤とのパッド形成混合物をケーキ型中で成形して、スカイビングすることにより厚さ２mmを有する示されるＣＭＰ研磨パッドを形成した。次にＣＭＰ研磨パッドは、所望の終点検出窓寸法の隙間、穴又は開口部を形成するように打ち抜かれ、続いてその中に終点検出窓を挿入して接着する。
成形窓：以下の実施例１〜５、７及び比較例６に示される幾つかの窓用の反応混合物を、以下の実施例１〜５、７及び比較例６に示される条件下で厚さ２mmを有する所望の円盤形状に直接注型した。成型された円盤は、以下の表２に「円盤」として示されている。
示される数の終点検出窓を評価して、以下の表１Ａに示されるように、タンデルタ及びＴｇ（平均ピークタンデルタ）について試験した。試験した各窓又は窓を含むパッドについて示された平均ＵＶカットオフ、％透過率及び４００nm〜８００nmの％透過率の変化（試験回数を含む）が以下の表２に示される。更に、終点検出窓を有するＣＭＰ研磨パッドを窪み／膨れについて評価して、終点検出窓、ＣＭＰ研磨パッド及びそれぞれについての試験回数によって、試験回数を含む平均結果を以下の表３に示す。
【００６０】
［実施例１］
硬質終点検出窓又は硬質終点検出窓を有する硬質パッド
以下の表１Ｂに示される硬度を有する、以下の表１Ｂに示される硬質ＣＭＰ研磨パッドは、ショアＤ硬度（２ｓ）約８０を有する３つの終点検出窓を有するように形成された。実施例１の終点検出窓を、以下の表１Ａに示される反応混合物から、「ＩＷ」として以下の表２に示されるように、直径１２mmの直円柱型で６５℃で１２時間、次に１１０℃で１２時間注型したか、又は「円盤」として以下の表２に示されるように、厚さ２mmを有する円盤として直接注型した。ブロック又は円柱として注型した場合、次に成形品をＣＭＰ研磨パッド用のＣＭＰ研磨パッド形成混合物中に挿入し、次に注型して、ＩＷ法により、以下の表１Ｂに示されるショアＤ硬度（２ｓ）を有する示されるＣＭＰ研磨パッドを形成した。次に、得られたパッドを温度範囲７５〜９０℃でステンレス鋼ブレードを用いて厚さ２mmまでスカイビングした。
【００６１】
［実施例２］
硬質終点検出窓又は硬質終点検出窓を有する硬質パッド
表１Ｂに示されるＣＭＰ研磨パッドが、ショアＤ硬度（２ｓ）約７９を有する３つの終点検出窓を有するように形成されたことを除いて、実施例１を繰り返した。終点検出窓を、以下の表１Ａに示される反応混合物から、「ＩＷ」若しくは「スカイビング」として以下の表２若しくは３に示されるように、直径１８mmを有する直円柱型で８０℃で１６時間、次に１１０℃で１２時間注型したか、又は「円盤」として以下の表２に示されるように、厚さ２mmを有する円盤として直接注型した。ブロック又は円柱として注型した場合、次に成形品をＣＭＰ研磨パッド用のＣＭＰ研磨パッド形成混合物中に挿入し、次に注型して、ＩＷ法により、以下の表１Ｂに示されるショアＤ硬度（２ｓ）を有する示されるＣＭＰ研磨パッドを形成した。スカイビング温度は７５〜９０℃の範囲であった。
【００６２】
［実施例３］
軟質終点検出窓又は軟質終点検出窓を有する軟質パッド
以下の表１Ｂに示されるＣＭＰ研磨パッドを、以下の表１Ａに示されるショアＡ硬度を有する終点検出窓を有するように形成された軟質パッドにより置き換えたことを除いて、実施例１を繰り返した。ショアＡ硬度（１５ｓ）５６を有する終点検出窓を、以下の表１Ａに示される反応混合物から、６５℃で１２時間、次に１１０℃で１２時間、注型又は成形してケーキを形成するか、又は「円盤」として以下の表２に示されるように、厚さ２mmを有する円盤として直接注型した。「ＩＷ」として以下の表２又は表３に示されるようにスカイビングされる場合、注型ケーキをスカイビング（温度範囲２０〜３５℃で）して厚さ２mmのシートを形成して窓を形成した。
【００６３】
［実施例４］
軟質終点検出窓又は軟質終点検出窓を有する軟質パッド
ショアＡ硬度（２ｓ）５５を有する終点検出窓を、以下の表１Ａに示される反応混合物から、１１０℃で４８時間注型又は成形してケーキを形成するか、あるいは「円盤」として以下の表２に示されるように、厚さ２mmを有する円盤として直接注型した。以下の表２に示されるようにスカイビングされる場合、注型ケーキをスカイビング（温度範囲２０〜３５℃で）して厚さ２mmのシートを形成して窓を形成した。
【００６４】
［実施例５］
硬質終点検出窓又は硬質終点検出窓を有する硬質パッド
以下の表１Ｂに示されるＣＭＰ研磨パッドを、以下の表１Ａに示されるショアＤ硬度を有する３つの終点検出窓を有するように形成したことを除いて、実施例１を繰り返した。以下の表２に示されるようにスカイビングされる場合、又は以下の表３のＩＷパッドとして使用される場合、終点検出窓を、直径１２mmを有する直円柱型中の以下の表１Ａに示される反応混合物から、５０℃で１２時間、次に１１０℃で１２時間注型した。スカイビング温度は７５〜９０℃の範囲であった。「円盤」として以下の表２に示される場合、反応混合物を厚さ２mmを有する円盤として直接注型した。
【００６５】
［比較例６］
硬質終点検出窓又は硬質終点検出窓を有する硬質パッド
以下の表１Ｂに示されるＣＭＰ研磨パッドを、ショアＤ硬度（２ｓ）約６６を有する３つの終点検出窓を有するように形成したことを除いて、実施例１を繰り返した。終点検出窓を、以下の表１Ａに示される反応混合物から注型し、そして「ＩＷ」には直径１２mmを有する直円柱型中で９５℃で２２時間注型した（以下の表２及び３を参照のこと）。スカイビング温度は７５〜９０℃の範囲であった。厚さ２mmの円盤に直接成形される場合、得られる窓は「円盤」として以下の表２に示される。
【００６６】
［実施例７］
硬質終点検出窓又は硬質終点検出窓を有する硬質パッド
表１Ｂに示されるＣＭＰ研磨パッドを、ショアＤ硬度（２ｓ）約７８を有する３つの終点検出窓を有するように形成したことを除いて、実施例１を繰り返した。終点検出窓を、以下の表１Ａに示される反応混合物から、直径１８mmを有する直円柱型中で８０℃で２時間、次に１１０℃で１２時間、即ち、「ＩＷ」又は「スカイビング」として以下の表２又は３に示されるように注型した。ブロック又は円柱として注型した場合、次に成形品をＣＭＰ研磨パッド用のＣＭＰ研磨パッド形成混合物中に挿入し、次に注型して、ＩＷ法により、以下の表１Ｂに示されるショアＤ硬度（２ｓ）を有する示されるＣＭＰ研磨パッドを形成した。スカイビング温度は７５〜９０℃の範囲であった。
【００６７】
【表１】
2018199212.tif 000002
【００６８】
【表２】
2018199212.tif 000003
【００６９】
【表３】
2018199212.tif 000004
【００７０】
上記の表２に示されるように、窓がＣＭＰ研磨パッドに組み込まれた場合であっても、本発明の終点検出窓は全て、平均ＵＶカットオフ波長を劇的に低下させた。全ての本発明の終点検出窓はまた、波長４００nm〜８００nmの範囲全体で％透過率の優れた低い平均デルタを与えた。成形された終点検出窓又は円盤は、最良の総合的性能を与えた。全体に優秀とは言えない光透過性能を有する本発明の終点検出窓の唯一の例は、実施例１の硬質窓であり、これが、硬質ＣＭＰ研磨パッドＡにおいてスカイビングされて配置されたが、このスカイビングにより窓表面にテクスチャーが生じた。このことは、そのようなスカイビングが、わずかに（１０〜１５℃）高い温度で行われることにより、窓表面のテクスチャーが生じるのを回避した可能性があることを示唆している。
【００７１】
膨れ−窪み測定は、±０．００１２５mmの不確実性を有する機械的表面形状測定計（profilometer）という平坦性測定ツールを使用して実施した。厚さゲージは、窓の外周又は周囲を取り囲む４つの等間隔の点の各々における窓の縁の研磨層のレベルを測定する。実施例の窓表面は、ＣＭＰ研磨パッドの研磨層の表面と同一平面上にある。よって、表面形状測定計は、隣接するパッド表面のレベルに対する窓の中央の突出部又は窪みを測定する。正の値は膨れ又は突出部を示し、そして負の値は窪みを示す。許容可能な結果は、０．０５mm以下の膨れ又は窪みである。結果を以下の表３に示す。
【００７２】
【表４】
2018199212.tif 000005
【００７３】
上記の表３に示されるように、本発明の終点検出窓は全てスカイビングに耐え、約７０〜８０℃のより低い温度でスカイビングすれば更に良好に機能するであろう実施例５を除いて、許容し得る膨れ／窪みの結果を与えた。実施例１の終点検出窓は最も硬く、よって最高スカイビング温度を必要とする。比較例６の窓は、その光学特性が許容できないにもかかわらず、許容し得る膨れ／窪みの結果を与えた。
【外国語明細書】
2018199212000001.pdf