(57)【要約】      （修正有）【課題】多孔質ポリウレタン研磨パッド、およびそれを用いて半導体デバイスを調製する。【解決手段】多孔質ポリウレタン研磨パッド１００は、ウレタン系プレポリマーおよび硬化剤を含んで成り、１．５〜２．５ｍｍの厚さ、平均径１０〜６０μｍの多数の孔１３０、０．７〜０．９ｇ／ｃｍ３の比重、４５〜６５ショアＤの２５℃における表面硬さ、１５〜２５Ｎ／ｍｍ２の引張強度、８０〜２５０％の伸びを有しており、研磨される対象物と直接的に接する研磨面１１０から所定深さ１〜１０μｍまでで測定されるＡＦＭ（原子間力顕微鏡）弾性係数が１０１〜２５０ＭＰａである。【選択図】図２
2019024078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質ポリウレタン研磨パッドであって、
ウレタン系プレポリマーおよび硬化剤を含んで成り、
１．５〜２．５ｍｍの厚さ、平均径１０〜６０μｍの多数の孔、０．７〜０．９ｇ／ｃｍ３の比重、４５〜６５ショアＤの２５℃における表面硬さ、１５〜２５Ｎ／ｍｍ２の引張強度、８０〜２５０％の伸びを有しており、研磨される対象物と直接的に接する研磨面から所定深さ１〜１０μｍまで測定されるＡＦＭ（原子間力顕微鏡）弾性係数が１０１〜２５０ＭＰａである、多孔質ポリウレタン研磨パッド。
【請求項２】
ウレタン系プレポリマーの１００重量部を基準にして、０．５〜１０重量部の量の固相発泡剤を含んで成る、請求項１に記載の多孔質ポリウレタン研磨パッド。
【請求項３】
固相発泡剤が、１０〜６０μｍの平均粒径を有する、請求項２に記載の多孔質ポリウレタン研磨パッド。
【請求項４】
研磨面のＡＦＭ硬さが、５０〜１５０ＭＰａである、請求項１に記載の多孔質ポリウレタン研磨パッド。
【請求項５】
研磨面のＡＦＭ平方根平均粗さが３０〜１１０ｎｍである、請求項１に記載の多孔質ポリウレタン研磨パッド。
【請求項６】
前記研磨パッドは、外部に露出する多数の開口孔を含んで成り、該開口孔が、互いに隣接しつつも互いに離隔する第１開口孔と第２開口孔とを有して成り、
第１開口孔と第２開口孔との間に研磨面が配置されている、請求項１に記載の多孔質ポリウレタン研磨パッド。
【請求項７】
研磨面の領域が、研磨パッドの上面における全領域の３０〜７０％である、請求項６に記載の多孔質ポリウレタン研磨パッド。
【請求項８】
開口孔は、１０〜３０μｍの平均径および８〜２８μｍの平均深さを有する、請求項６に記載の多孔質ポリウレタン研磨パッド。
【請求項９】
半導体デバイスを調製するための方法であって、
多孔質ポリウレタン研磨パッドを供すること、
研磨される対象物を研磨パッドに配置すること、
研磨される対象物を研磨パッドに対して相対的に回転させ、該対象物を研磨すること
を含んで成り、
研磨パッドは、
ウレタン系プレポリマーおよび硬化剤を含んで成り、
１．５〜２．５ｍｍの厚さ、平均径１０〜６０μｍの多数の孔、０．７〜０．９ｇ／ｃｍ３の比重、４５〜６５ショアＤの２５℃における表面硬さ、１５〜２５Ｎ／ｍｍ２の引張強度、８０〜２５０％の伸びを有しており、研磨される対象物と直接的に接する研磨面から所定深さ１〜１０μｍまで測定されるＡＦＭ（原子間力顕微鏡）弾性係数が１０１〜２５０ＭＰａである、半導体デバイスの調製方法。
【請求項１０】
研磨される対象物は金属層を有して成り、
金属層が研磨面に直接的に接し、該金属層が研磨される、請求項９に記載の半導体デバイスの調製方法。
【請求項１１】
金属層がタングステンを含んで成る、請求項１０に記載の半導体デバイスの調製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明に係る態様は、半導体の化学機械平面化（ＣＭＰ）のプロセスに使用される多孔質ポリウレタン研磨パッド（または多孔ポリウレタン研磨パッド、porous polyurethane polishing pad）、および、それを用いて半導体デバイスを調製（または製造）するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体を調製する方法において化学機械平面化（ＣＭＰ）プロセスは、プラテン（platen）に設けた研磨パッドの表面に接するようにウェハをヘッドに固定し、次いで、プラテンとヘッドとを相対的に動かしつつスラリーを供給することによってウェハを化学的に処理し、それによって、ウェハ表面の凹凸を機械的に平坦化するようなステップのことを指している。
【０００３】
研磨パッドは、そのようなＣＭＰプロセスで重要な役割を果たす本質的な部材である。一般的に、研磨パッドは、ポリウレタン系樹脂から構成され、その表面にスラリーの大きな流れのための溝、および、スラリーの小さい流れ（細かい流れ）のための孔を有している。
【０００４】
ボイドを有する固相発泡剤、揮発性液体で充たされた液相発泡剤、不活性ガス、ファイバーまたはそれらと同等なものを用いることによって、あるいは、化学反応によりガスを発生させることによって、研磨パッドの孔は形成され得る。
【０００５】
不活性ガスまたは揮発性の液相発泡剤を用いて孔を形成する手法は、ＣＭＰプロセスに影響を与え得る材料が生じない利点を有する。しかしながら、孔の径およびパッドの密度を正確に制御することは難しい。気相で処理することが不可欠であり、都合の良く制御されないからである。５０μｍ以下の一様な孔（または均一な孔）を形成することは特に難しい。さらに、研磨パッドのポリウレタン・マトリックスの組成を変更することなく孔の径およびパッドの密度を制御することは非常に難しい。
【０００６】
固相発泡剤として、熱膨張によりサイズが調整されているマイクロカプセル（すなわち、熱膨張マイクロカプセル）が用いられる。既に膨張したマイクロバルーンの構造において熱膨張マイクロカプセルは、一様な粒径を有しているので、孔の直径を一様に制御することができる。例えば、韓国特許第１６０８９０１号では、固相発泡剤を用いて形成され、一様な径となった孔を有して成る研磨パッドが開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明に係る態様では、向上した研磨効率を有する多孔質ポリウレタン研磨パッド、および、それを用いて半導体デバイスを調製するための方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ある態様に従うと、多孔質ポリウレタン研磨パッドであって、
ウレタン系プレポリマーおよび硬化剤を含んで成り、
１．５〜２．５ｍｍの厚さ(thickness)、平均径１０〜６０μｍの多数の孔（a number of pores）、０．７〜０．９ｇ／ｃｍ３の比重(specific gravity)、４５〜６５ショアＤの２５℃における表面硬さ(surface hardness)、１５〜２５Ｎ／ｍｍ２の引張強度(tensile strength)、８０〜２５０％の伸び(elongation)を有しており、研磨される対象物と直接的に接する研磨面（または研磨表面もしくはポリッシュ面、polishing surface）から所定深さ１〜１０μｍまで測定されるＡＦＭ弾性係数（またはＡＦＭ弾性率、ＡＦＭ elastic modulus）が１０１〜２５０ＭＰａである、多孔質ポリウレタン研磨パッドが提供される。
【０００９】
別の態様では、半導体デバイスを調製するための方法であって、
多孔質ポリウレタン研磨パッドを供すること、
研磨される対象物を多孔質ポリウレタン研磨パッドに配置すること、
研磨される対象物を多孔質ポリウレタン研磨パッドに対して相対的に回転させ、その対象物を研磨（またはポリッシュ）すること
を含んで成り、
多孔質ポリウレタン研磨パッドは、
ウレタン系プレポリマーおよび硬化剤を含んで成り、
１．５〜２．５ｍｍの厚さ、平均径１０〜６０μｍの多数の孔、０．７〜０．９ｇ／ｃｍ３の比重、４５〜６５ショアＤの２５℃における表面硬さ、１５〜２５Ｎ／ｍｍ２の引張強度、８０〜２５０％の伸びを有しており、研磨される対象物と直接的に接する研磨面から所定深さ１〜１０μｍまで測定されるＡＦＭ弾性係数が１０１〜２５０ＭＰａである、半導体デバイスの調製方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
上記態様の多孔質ポリウレタン研磨パッドは、そのパッドの厚さ、比重、表面硬さ、引張強度、伸び、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）弾性係数、孔サイズの調整により研磨パッドの研磨性能（すなわち、研磨速度（polishing rate））の制御を行うことができる。特に、研磨面、すなわち、研磨される対象物と直接的に接する領域に関するＡＦＭ弾性係数などは、適切に調整されるので、ウェハまたはそれと同等な物に対して効率的な研磨を行うことができる。特に、多孔質ポリウレタン研磨パッドは、タングステンまたはそれと同等な物などの金属を含む層を効果的に研磨できる。さらに、研磨パッドは、ウェハまたはそれと同等な物で生じ得るスクラッチまたはそれと同等なものを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、ある態様の研磨パッドの頂面（または上面）を示す模式図である。
【図２】図２は、ある態様の研磨パッドの断面を示す模式図である。
【図３】図３は、ある態様の研磨パッドを用いて研磨対象物を研磨するプロセスを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係る態様の説明を通じ、パッド、層、孔または膜の各々について、別のパッド、層、孔または膜の“上”または“下”に形成されることにつき述べられている場合においては、１つの要素が別の要素の上または下に直接的に形成されていることのみならず、１つの要素が別の要素の上または下に他の要素（１つか又は複数の要素）が介在して間接的に形成されていることを意味している。また、各要素について用いる「上」または「下」といった用語は、図面を参照して解され得る。図面における個々の要素のサイズは、説明のために誇張して描かれ得るものであり、実際のサイズを示していない。
【００１３】
以下において、ある態様に関して本発明を詳細に説明する。なお、説明する態様は、本発明の要旨が変更されない限り種々の形態へと変更することができる。
【００１４】
ある態様に従った多孔質ポリウレタン研磨パッドは、ウレタン系プレポリマーおよび硬化剤を含んで成る。さらに、図１〜図３に示すように、かかる態様の研磨パッドは、多数の孔（または多くの孔）を有して成る。
【００１５】
ある態様の多孔質ポリウレタン研磨パッドは、
（１） ウレタン系プレポリマー、硬化剤、固相発泡剤を含んで成る混合物をモールド（または型）に注入（または射出）し、その混合物を成型に付すこと、ならびに
（２） 混合物を硬化させること
を含んで成る、多孔質ポリウレタン研磨パッドの調製プロセスで調製され得る。
【００１６】
プレポリマー
プレポリマーは、比較的小さい分子量を有するポリマーであって、その調製プロセスで最終的に製造される成型品が常套的に成型されることになる中間レベルに重合程度が調整されているポリマーのことを指している。プレポリマーは、それ自体で成型されたり、あるいは、それが別の重合可能な化合物との反応後に成型されたりするものであってよい。例えば、プレポリマーは、イソシアネート化合物をポリオールと反応させることによって調製されてよい。
【００１７】
例えば、ウレタン系プレポリマーの調製で使用され得るイソシアネート化合物は、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ナフタレン-１,５-ジイソシアネート、ｐ-フェニレンジイソシアネート、トリジ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、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、および、イソホロンジイソシアネートから成る群から選択される少なくとも１種であってよい。
【００１８】
例えば、ウレタン系プレポリマーの調製で使用され得るポリポールは、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、および、アクリルポリオールから成る群から選択される少なくとも１種であってよい。ポリオールは、３００〜３０００ｇ／モルの重量平均分子量（Ｍｗ）を有していてよい。
【００１９】
ウレタン系プレポリマーは、５００〜３０００ｇ／モルの重量平均分子量を有していてよい。具体的には、ウレタン系プレポリマーは、６００〜３０００ｇ／モル、６００〜２５００ｇ／モル、６００〜２０００ｇ／モル、７００〜１５００ｇ／モルまたは８００〜１５００ｇ／モルの重量平均分子量（Ｍｗ）を有していてよい。
【００２０】
例示にすぎないが、ウレタン系プレポリマーは、イソシアネート化合物としてトルエンジイソシアネート、および、ポリオールとしてポリテトラメチレンエーテルグリコールから重合され、５００〜３０００ｇ／モルの重量平均分子量（Ｍｗ）を有するポリマーであってよい。
【００２１】
硬化剤
硬化剤は、アミン化合物およびアルコール化合物の少なくとも一方であってよい。具体的には、硬化剤は、芳香族アミン、脂肪族アミン、芳香族アルコールおよび脂肪族アルコールから成る群から選択される少なくとも１種の化合物を含んで成るものであってよい。
【００２２】
例えば、硬化剤は、４,４’-メチレンビス（２-クロロアニリン）（ＭＯＣＡ）、ジエチルトルエンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、ｍ−キシリレンジアミン、イソホロンジアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ポリプロピレンジアミン、ポリプロピレントリアミン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、および、ビス（４-アミノ-３-クロロフェニル）メタンから成る群から選択される少なくとも１種を含んで成るものであってよい。
【００２３】
固相発泡剤
固相発泡剤は、熱膨張マイクロカプセルであり、５〜２００μｍの平均粒径（または平均粒子径）を有するマイクロバルーン（micro-balloons）の構造を有し得る。具体的には、固相発泡剤は、１０〜１５０μｍ、１０〜１００μｍまたは１０〜６０μｍの平均粒子径を有し得る。より具体的には、固相発泡剤は、２０〜６０μｍ、２０〜５０μｍ、１０〜５０μｍ、または、２５〜４５μｍの平均粒径を有し得る。さらに、熱膨張マイクロカプセルは、熱的に膨張可能なマイクロカプセルを熱的に膨張させることによって得られ得る。
【００２４】
熱膨張マイクロカプセルは、熱可塑性樹脂を含んで成るシェル、および、該シェルの内側にカプセル化された発泡剤を有して成るものであってよい。熱可塑性樹脂は、ビニリデンクロライド系コポリマー、アクリロニトリル系コポリマー、メタクリロニトリル系コポリマー、および、アクリル系コポリマーから成る群から選択される少なくとも１種であり得る。さらに、内側にてカプセル化された発泡剤は、１〜７つの炭素原子を有する炭化水素、および、ハロゲンまたはヘテロ原子で置換された炭化水素から成る群から選択される少なくとも１種を含んで成り得る。具体的には、内側にてカプセル化された発泡剤は、エタン、エチレン、プロパン、プロペン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブテン、イソブテン、ｎ−ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、ｎ−ヘキサン、ヘプタン、石油エーテル、および、それらと同等なものなどの低分子量炭化水素；  トリクロロフルオロメタン（ＣＣｌ３Ｆ）、ジクロロジフルオロメタン（ＣＣｌ２Ｆ２）、クロロトリフルオロメタン（ＣＣｌＦ３）、テトラフルオロエチレン（ＣＣｌＦ２-ＣＣｌＦ２）、および、それらと同等なものなどのクロロフルオロ炭化水素; ならびに、テトラメチルシラン、トリメチルエチルシラン、トリメチルイソプロピルシラン、トリメチル−ｎ−プロピルシラン、および、それらと同等なものなどのテトラアルキルシランから成る群から選択される少なくとも１種を含んで成るものであってよい。
【００２５】
固相発泡剤は、ウレタン系プレポリマーの１００重量部を基準として、０．５〜１０重量部、０．５〜５重量部、０．５〜３重量部、０．５〜２．５重量部、１〜５重量部、１〜３重量部、１．３〜２．７重量部、１．５〜２．５重量部となる量で用いられ得る。
【００２６】
原料の供給
ステップ（１）では、混合物がモールド内に注入されるに際して不活性ガスがモールド内に供給されてよい。ウレタン系プレポリマーと硬化剤と固相発泡剤とが混合され反応するに際して不活性ガスが加えられてよく、それによって、研磨パッドに孔が形成される。
【００２７】
ウレタン系プレポリマーと硬化剤との反応に寄与しないものであれば、不活性ガスの種類は特に制限されない。例えば、不活性ガスは、窒素ガス（Ｎ２）、アルゴンガス（Ａｒ）、およびヘリウム（Ｈｅ）から成る群から選択される少なくとも１種を含んで成り得る。具体的には、不活性ガスは、窒素ガス（Ｎ２）またはアルゴンガス（Ａｒ）を含んで成り得る。さらに具体的には、不活性ガスは、窒素ガス（Ｎ２）またはアルゴンガス（Ａｒ）を含んで成るものであってよい。
【００２８】
不活性ガスは、混合物の全体積基準で５〜３０％の体積で供給され得る。具体的には、不活性ガスは、ポリウレタンシートの目標比重が０．７〜０．９ｇ／ｃｍ３または約０．８ｇ／ｃｍ３となるように、混合物の全体積基準で５〜２５％、５〜２０％、１０〜３０％、１０〜２５％、または１０〜２０％の体積でもって供給され得る。
【００２９】
反応速度制御剤
混合物は、さらに、反応速度制御剤を含んでいてよい。反応速度制御剤は、第３アミン系化合物および有機金属系化合物から成る群から選択される少なくとも１種であってよい。なお、反応速度制御剤は、反応促進剤または反応抑制剤であってよい。具体的には、反応速度制御剤は、反応促進剤であってよい。
【００３０】
例えば、反応速度制御剤は、トリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ）、ジメチルエタノールアミン（ＤＭＥＡ）、テトラメチルブタンジアミン（ＴＭＢＤＡ）、２-メチル-トリエチレンジアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン（ＤＭＣＨＡ）、トリエチルアミン（ＴＥＡ）、トリイソプロパノールアミン（ＴＩＰＡ）、１,４-ジアザビシクロ（２,２,２）オクタン、ビス（２-メチルアミノエチル）エーテル、トリメチルアミノエチルエタノールアミン、Ｎ,Ｎ,Ｎ,Ｎ,Ｎ”-ペンタメチルジエチレントリアミン、ジメチルアミノエチルアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、ベンジルジメチルアミン、Ｎ-エチルモルホリン、Ｎ,Ｎ-ジメチルアミノエチルモルホリン、Ｎ,Ｎ-ジメチルシクロヘキシルアミン、２-メチル-２-アザノルボルナン、ジブチル錫ジラウレート、第一錫オクトアート、ジブチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ジアセテート、ジブチル錫マレエート、ジブチル錫ジ-２-エチルヘキサノエート、および、ジブチル錫ジメルカプチドから成る群から選択される少なくとも１種を含んで成り得る。具体的には、反応制御速度剤は、ベンジルジメチルアミン、Ｎ,Ｎ-ジメチルシクロヘキシルアミン、および、トリエチルアミンから成る群から選択される少なくとも１種を含んでいてよい。
【００３１】
反応速度制御剤は、ウレタン系プレポリマーの１００重量部を基準にして、０．１〜２重量部となる量で用いられ得る。具体的には、反応速度制御剤は、ウレタン系プレポリマーを１００重量部とすると、０．２〜１．８重量部、０．２〜１．７重量部、０．２〜１．６重量部、０．２〜１．５重量部、０．３〜１．５重量部、０．３〜１重量部、０．３〜０．８重量部となる量で用いられ得る。そのような範囲の量で反応速度制御剤が用いられると、混合物（すなわち、ウレタン系プレポリマーと硬化剤と固相発泡剤と反応速度制御剤とシリコーン界面活性剤）の反応速度（すなわち、固化のための時間）が適切に制御され、その結果、所望サイズの孔を有する研磨パッドを形成することができる。
【００３２】
界面活性剤
混合物は、さらに、界面活性剤（または表面活性剤）を含んで成っていてもよい。界面活性剤は、孔が互いに重なったり凝集したりすることを防止しつつ孔形成がなされるように作用し得る。具体的には、界面活性剤は、好ましくは、シリコーン系の非イオン界面活性剤である。しかしながら、研磨パッドに求められる物理的性質に応じて、他の界面活性剤が種々に選択され得る。
【００３３】
シリコーン系の非イオン界面活性剤として、ヒドロキシル基を有するシリコーン系の非イオン界面活性剤は、その単独で用いてよく、あるいは、ヒドロキシル基を有さないシリコーン系の非イオン界面活性剤と組み合わせて用いてもよい。
【００３４】
ヒドロキシル基を有するシリコーン系の非イオン界面活性剤は、ポリウレタン技術工業にて広く用いられているものであれば特に制限されない。なぜなら、そのようなヒドロキシル基を有するシリコーン系の非イオン界面活性剤は、イソシアネート含有化合物および活性水素化合物との適合性に優れているからである。ヒドロキシル基を有するシリコーン系の非イオン界面活性剤として、市販されているものでいえば、ダウ・コーニング社によって製造されているダウ・コーニング１９３（ＤＯＷ ＣＯＲＮＩＮＧ １９３：２５℃の比重が１．０７、２０℃の粘度が４６５ｍｍ２／ｓ、および引火点が９２℃である液相のシリコーングリコールコポリマー）（以下では、「ＤＣ-１９３」とも称する）、および、エボニック社（Evonik Industries）のＢ８４６２、ならびに、それらと同様なものを挙げることができる。
【００３５】
ヒドロキシル基を有さないシリコーン系の非イオン界面活性剤は、市販されているものでいえば、ダウ・コーニング社によって製造されているダウ・コーニング１９０（ＤＯＷ ＣＯＲＮＩＮＧ １９０：２５℃の比重が１．０３７、２５℃の粘度が２０００ｍｍ２／ｓ、および引火点が６３℃以上、そして、逆溶解点（１．０％水溶液）が３６℃であり、ガードナー色数２のシリコーングリコールコポリマー）（以下では、「ＤＣ-１９０」とも称する）、およびそれと同様なものを挙げることができる。
【００３６】
界面活性剤は、ウレタン系プレポリマーの１００重量部を基準として、０．２〜２重量部となる量で用いられ得る。具体的には、界面活性剤は、ウレタン系プレポリマーを１００重量部とすると、０．２〜１．９重量部、０．２〜１．８重量部、０．２〜１．７重量部、０．２〜１．６重量部、０．２〜１．５量部、０．２〜１重量部、０．３〜０．８量部、または０．４〜０．８量部となる量で用いられ得る。そのような範囲の量で界面活性剤が用いられると、気相発泡剤に起因する孔をモールド内で安定的に形成および維持することができる。
【００３７】
例示にすぎないが、ウレタン系プレポリマーと硬化剤と固相発泡剤と反応速度制御剤と界面活性剤と不活性ガスとを実質的に同時に混合ステップに付してよい。
【００３８】
別の例示としては、ウレタン系プレポリマーと固相発泡剤と界面活性剤とを予め混合した後に、硬化剤と反応速度制御剤と不活性ガスとを供給してもよい。
【００３９】
混合によって、ウレタン系プレポリマーと硬化剤との反応が開始され、原料中で固相発泡剤および不活性ガスが一様に分散する。かかる場合では、反応速度制御剤は、ウレタン系プレポリマーと硬化剤との間の反応においてその反応初期から介在し得、それによって、反応速度が制御される。具体的には、混合は、１０００〜１００００ｒｐｍ、２０００〜１００００ｒｐｍ、２０００〜７０００ｒｐｍ、２０００〜５０００ｒｐｍ、または２０００〜４０００ｒｐｍの速度で実施されてよい。かかる速度の範囲内では、不活性ガスおよび固相発泡剤が原料中で一様に分散するのにより有利となり得る。
【００４０】
ウレタン系プレポリマーおよび硬化剤は、各分子における反応基のモル数基準で、１：０．８〜１．２のモル当量比、または、１：０．９〜１．１のモル当量比で混合され得る。ここでいう「各分子における反応基のモル数」とは、例えば、ウレタン系プレポリマーにおけるイソシアネート基のモル数、および、硬化剤における反応基（例えば、アミノ基、アルコール基など）のモル数のことを指している。それゆえ、ウレタン系プレポリマーおよび硬化剤が上記で例示したモル当量比を満たす量で単位時間当たりで供給されるように供給速度が制御されることによって、混合工程の間で一定速度でウレタン系プレポリマーおよび硬化剤を供給してよい。
【００４１】
反応および孔の形成
ウレタン系プレポリマーおよび硬化剤は、混合された際に相互に反応することになり、固体のポリウレタンが形成され、その後、その固体のポリウレタンは、シートまたはそれと同等なものへと形成される。具体的には、ウレタン系プレポリマーにおけるイソシアネート末端基は、硬化剤のアミン基、アルコール基やそれらと同等なものと反応することができる。かかる場合において、不活性ガスおよび固相発泡剤は原料中で一様に分散し、ウレタン系プレポリマーと硬化剤との反応に関与することなく孔を形成する。
【００４２】
さらに、反応速度制御剤は、ウレタン系プレポリマーと硬化剤との反応を促進または遅延させることによって孔の径を調整する。例えば、反応速度制御剤が、反応を遅くさせるための反応遅延剤である場合、原料中で細かく分散する不活性ガスが相互に組み合わされるための時間が長くなり、その結果、孔の平均径が増加し得る。一方、反応速度制御剤が、反応を促す反応促進剤である場合、原料中で細かく分散する不活性ガスが相互に組み合わされるための時間が短くなり、孔の平均径が減じられ得る。
【００４３】
成形
成形はモールドを用いて行われる。具体的には、混合ヘッドまたはそれと同様なもので十分に撹拌された原料（すなわち、ウレタン系プレポリマー、硬化剤および固相発泡剤を含んで成る混合物）がモールド内へと注入され、それによって、かかる原料がモールド内に満たされる。
【００４４】
混合物は硬化され、固形化されたケーク形態で成形体が得られる。具体的には、ウレタン系プレポリマーと硬化剤との反応がモールド内で完了し、その結果、モールド形状に沿って固形化したケーク形態の成形体を得ることができる。
【００４５】
次いで、このようにして得られた成形体は、研磨パッドの製造のためにシートへと適切にスライスまたは切断され得る。例示にすぎないが、成形体は、最終的に製造される研磨パッドの厚さの５〜５０倍の高さを有するモールド内で調製され、次いで、同じ厚さにスライスして、研磨パッドのため複数のシートを一度に得る。モールドは、シートにされるべく最終的に形成される研磨パッドの厚さの約５倍〜約５０倍の高さを有するものであってよい。しかしながら、スライスされたシートは、モールドの内側の成形された位置に応じて異なる径の孔を有し得る。つまり、モールドのより低い位置で成形されたシートは、微細な径の孔を有する一方、モールドのより高い位置で成形されたシートは、より低い位置で形成されたシートよりも大きい径の孔を有し得る。
【００４６】
それゆえ、各々のシートが一様な径の孔を有するように１つの成形ごとで１つのシートを形成できるモールドを使用することが好ましい。かかる目的のため、モールドの高さは、最終的に製造される多孔質ポリウレタン研磨パッドの厚さと大きく異ならないものであってよい。例えば、最終的に製造される多孔質ポリウレタン研磨パッドの厚さの１〜３倍の高さを有するモールドを用いて成形を実施してよい。より具体的には、モールドは、最終的に製造される研磨パッドの厚さの１．１〜２．５倍または１．２〜２倍の高さを有するものであってよい。かかる場合、より均一な径を有する孔が形成されるように、反応促進剤が反応速度制御剤として使用されてよい。
【００４７】
次いで、モールドから得られた成形体の上端部および底端部は、それぞれ切り取られ得る。例えば、成形体の上端部および底端部の各々は、成形体の全厚さの１／３以下、１／２２〜３／１０、１／２０〜１／３、１／１５〜３／１０、または、１／１２〜１／４で切り取られてよい。
【００４８】
具体的な例として挙げると、最終的に製造される多孔質ポリウレタン研磨パッドの厚さの１．２〜２倍の高さを有するモールドで成形を実施し、次いで、成形体の全厚さの１／１２〜１／４となるように、成形を通じてモールドから得られた成形体の上端部および下端部の各々を切り取る更なる工程が行われ得る。
【００４９】
上記製造プロセスは、切断工程後にて成形体の表面の溝加工、下方部との結合、検査、パッキンなどの工程を更に含んでいてよい。このような工程は、研磨パッドを調製する常套的な手法で行ってよい。
【００５０】
多孔質ポリウレタン研磨パッド
ある態様の多孔質ポリウレタン研磨パッドを調製するプロセスは、製造される研磨パッドの孔のサイズおよび分布を調整することによって研磨パッドの研磨特性（または研磨速度）を制御できる。
【００５１】
詳細にいえば、ある態様の研磨パッドの研磨性能は、製造される研磨パッドの厚さ、比重、表面硬度、引張強度、伸び、ＡＦＭ弾性係数、孔サイズおよび孔分布を調整することによって制御できる。特に、研磨面のＡＦＭ弾性係数、すなわち、研磨される対象物と直接的に接する研磨パッド領域が適切に調整されるので、ウェハまたはそれと同等なもの等が効率的に研磨される。多孔質ポリウレタン研磨パッドは、金属を含有する層を効果的に研磨できる。さらに、研磨パッドは、ウェハまたはそれと同等なもの等に生じ得るスクラッチまたはそれと同等なものを防ぐことができる。
【００５２】
より詳細には、研磨パッドは、１．５〜２．５ｍｍの厚さ、平均径１０〜６０μｍの多数の孔、０．７〜０．９ｇ／ｃｍ３の比重、４５〜６５ショアＤの２５℃における表面硬さ、１５〜２５Ｎ／ｍｍ２の引張強度、８０〜２５０％の伸びを有しており、研磨される対象物と直接的に接する研磨面から所定深さ１〜１０μｍまでにおいて測定されるＡＦＭ（原子間力顕微鏡）弾性係数が１０１〜２５０ＭＰａである。
【００５３】
多孔質ポリウレタン研磨パッドは、１．５〜２．５ｍｍの厚さを有している。具体的には、多孔質ポリウレタン研磨パッドは、１．８〜２．５ｍｍの厚さを有している。研磨パッドの厚さが上記範囲内にあると、研磨パッドとして基本的な物理的特性が十分に呈され得る。
【００５４】
図１〜３で示されるように、研磨パッド（１００）は、多くの孔（１２１，１２２および１３０）を有して成る。具体的には、研磨パッドは、４５〜５０体積％の多孔率（または多孔度、porosity）を有するように多数の孔を有して成り得る。
【００５５】
孔の平均径は１０〜６０μｍであり得る。より詳細には、孔の平均径は、１５〜６０μｍ、１５〜５５μｍ、または１５〜５０μｍであり得る。より詳細には、孔の平均径は、１５〜４５μｍ、１５〜４０μｍ、１５〜３８μｍ、１５〜３５μｍ、１５〜３０μｍ、または１５〜２５μｍであり得る。
【００５６】
孔は、閉じた孔（１３０）および開いた孔（１２１，１２２）を有して成り得る。閉じた孔は研磨パッドの内側に設けられている。複数の孔の大部分は閉じた孔である。
【００５７】
開いた孔（即ち、開口孔）は、研磨パッドの上面または下面に配置されており、外部（または外側）へと露出したものとなっている。具体的には、開いた孔は、研磨パッドの上面に設けられた第１開口孔（１２１）および開口孔（１２２）を有して成り得る。より具体的には、第１開口孔および第２開口孔は互いに隣接しつつ互いに離隔していてよい。
【００５８】
開口孔（１２１，１２２）は、１０〜３０μｍの平均径（Ｄ）および８〜２８μｍの平均深さ（Ｈ）を有していてよい。
【００５９】
研磨面（１１０）は、第１開口孔と第２開口孔との間の領域（area）に相当する。つまり、研磨面は、第１開口孔と第２開口孔との間のフラットな面（またはフラットな表面、flat surface）であってよい。詳細には、研磨面は、上面のうちで開口孔以外の領域であってよい。より詳細には、研磨面の領域は、研磨パッドの上面における全領域の３０〜７０％、３０〜６０％、４０〜６０％または４５〜５５％であってよい。
【００６０】
研磨面は、ウェハ（２００）またはそれと同等なものなどの研磨対象物と直接的に接することができる表面である。つまり、研磨面は、ウェハなどの研磨対象物と直接的に接して、研磨対象物の研磨に直接的に寄与することができる。
【００６１】
研磨パッドの比重は、０．７〜０．９ｇ／ｃｍ３であってよい。詳細には、研磨パッドの比重は、０．７０〜０．８７ｇ／ｃｍ３または０．７５〜０．８７ｇ／ｃｍ３であってよい。より詳細には、研磨パッドの比重は、０．７５〜０．８７ｇ／ｃｍ３、０．７７〜０．８５ｇ／ｃｍ３、または０．７７〜０．８３ｇ／ｃｍ３であってよい。
【００６２】
研磨パッドの表面硬さは、２５℃にて４５〜６５ショアＤであってよい。より詳細には、研磨パッドの表面硬さは、２５℃にて４５〜６２ショアＤ、４８〜６５ショアＤ、または４８〜６２ショアＤであってよい。より詳細には、研磨パッドの表面硬さは、２５℃にて４８〜６０ショアＤ、５０〜６２ショアＤまたは５０〜６０ショアＤである。
【００６３】
研磨パッドの引張強度は、１５〜２５Ｎ／ｍｍ２である。より詳細には、研磨パッドの引張強度は、１６〜２５Ｎ／ｍｍ２、１６〜２４Ｎ／ｍｍ２または１６〜２３Ｎ／ｍｍ２であってよい。
【００６４】
研磨パッドの引張弾性係数は６００〜７００ＭＰａである。より詳細には、研磨パッドの引張弾性係数は６００〜６９０ＭＰａ、６１０〜７００ＭＰａ、６１０〜６９０ＭＰａ、６２０〜７００ＭＰａ、または、６２０〜６９０ＭＰａであってよい。
【００６５】
研磨パッドの圧縮弾性率は、６０〜９０ｋＰａであってよい。より詳細には、研磨パッドの圧縮弾性率は、６０〜８５ｋＰａ、６０〜８０ｋＰａ、６５〜８５ｋＰａ、６０〜８０ｋＰａ、または７０〜８５ｋＰａであってよい。
【００６６】
研磨パッドのポアソン比は、０．３５〜０．４０であってよい。より詳細には、研磨パッドのポアソン比は０．３６〜０．３９、または０．３６〜０．３８であってよい。
【００６７】
研磨パッドの伸びは８０〜２５０％であってよい。より詳細には、研磨パッドの伸びは８５〜２５０％、８５〜２００％、８５〜１５０％、９０〜２５０％、９０〜２４０％、または９２〜２３０％であってよい。より詳細には、研磨パッドの伸びは９５〜２３０％、９５〜２００％、１００〜２００％、１００〜１５０％、または１００〜１２０％であってよい。
【００６８】
研磨面から所定深さまでにおいて測定されるＡＦＭ弾性係数は１０１〜２５０ＭＰａであってよい。より詳細には、研磨面から所定深さまでで測定されるＡＦＭ弾性係数は１０１〜２４０ＭＰａ、１０３〜２４０ＭＰａ、または１０５〜２４０ＭＰａであってよい。より詳細には、研磨面から所定深さまでにおいて測定されるＡＦＭ弾性係数は１１０〜２４０ＭＰａ、１２０〜２４０ＭＰａまたは１１０〜２３０ＭＰａであってよい。より詳細には、研磨面から所定深さまでで測定されるＡＦＭ弾性係数は１２０〜２３０ＭＰａ、１３０〜２３０ＭＰａ、１３０〜２００ＭＰａまたは１３０〜１８０ＭＰａであってよい。
【００６９】
上記の所定深さは１〜１０μｍである。より詳細には、かかる所定深さは１〜８μｍ、３〜１０μｍ、３〜８μｍ、または３〜６μｍであってよい。より詳細には、かかる所定深さは３〜５μｍ、３．５〜５μｍまたは３．５〜４．５μｍであってよい。より詳細には、かかる所定深さは約４μｍであってよい。
【００７０】
ＡＦＭ弾性係数は、ウレタン系プレポリマーのＮＣＯ％、硬化剤の種類、孔の平均径および分布、多孔率、開口孔の平均径および平均深さ、研磨面領域の割合、ならびにそれらと同等なものによって制御することができる。例えば、ＡＦＭ弾性係数が上記範囲内に収まるように、ウレタン系プレポリマーにおける未反応ＮＣＯの含率が９．０〜１０重量％であってよく、孔の平均径が１０〜３０μｍであってよく、上記平均径よりも約３μｍ小さい径の第１孔の領域割合が１０〜２０％であってよく、上記平均径よりも約３μｍ大きい径の第２孔の領域割合が２０〜３０％であってよく、多孔率が４５〜５０体積％であってよく、開口孔の平均径が１０〜３０μｍであってよく、開口孔の平均深さが８〜２８μｍであってよく、上面における研磨面の割合が４５〜５５％であってよい。つまり、ＡＦＭ弾性係数は、ウレタン系プレポリマーのＮＣＯ、平均孔径、孔分布、多孔率、開口孔の径および深さ、ならびに研磨面領域の割合によって決まり得るものの、それらに限定されない。ＡＦＭ弾性係数は種々の手法で制御することができる。
【００７１】
研磨パッドは、ウレタン系プレポリマーの１００重量部を基準にして、０．５〜１０重量部の固相発泡剤を含んで成っていてよい。かかる場合、固相発泡剤の平均粒径は１０〜５０μｍであってよい。
【００７２】
研磨面のＡＦＭ硬さは５０〜１５０ＭＰａであってよい。より詳細には、研磨面のＡＦＭ硬さは５０〜１４５ＭＰａ、５５〜１５０ＭＰａ、５５〜１４５ＭＰａ、６０〜１５０ＭＰａ、６０〜１４５ＭＰａ、６５〜１５０ＭＰａ、または６５〜１４５ＭＰａであってよい。
【００７３】
研磨面のＡＦＭ平方根平均粗さ（ＡＦＭ square root mean roughness）が３０〜１１０ｎｍである。詳細には、研磨面のＡＦＭ平方根平均粗さが３０〜１００ｎｍ、３０〜９５ｎｍ、３０〜９０ｎｍ、３４〜１００ｎｍ、３４〜９５ｎｍ、３４〜９０ｎｍ、または３０〜８５ｎｍであってよい。
【００７４】
ＡＦＭ弾性係数は、カンチレバーの先端(tip)を研磨面に接触させることによって測定される弾性係数である。カンチレバー先端は、研磨パッドよりも硬い材料から形成されたものであってよい。カンチレバー先端は、研磨面の弾性の測定のため、研磨面に対して直交する方向に力を加えるものであってよい。かかる場合、カンチレバー先端は、ＡＦＭ弾性係数の測定のため、研磨面の所定深さまで力を加えるものであってよい。かかる所定深さは１〜１０μｍ、３〜６μｍ、または３〜５μｍであってよい。
【００７５】
具体的には、カンチレバー先端は、アルミニウムなどの金属から形成されたものであってよい。カンチレバー先端の端部（end）は、放物形を有するものであってよく、カンチレバー先端の曲率半径が１０ｎｍ以下であってよい。例えば、カンチレバーの先端として使用できる市販の製品は、ＰＰＰ−ＣＯＮＴＳＣＲ（ＮＡＮＯＳＥＮＳＯＲＳ製）である。
【００７６】
ＡＦＭ硬さは、カンチレバー先端およびＡＦＭ機器によって測定され得る。
【００７７】
より詳細には、ＡＦＭ弾性係数およびＡＦＭ硬さは、Ｏｌｉｖｅｒ ＆ Ｐｈａｒｒ手法で算出することができる。
【００７８】
ＡＦＭ平方根平均粗さは、ＡＦＭ機器によって測定することができる。
【００７９】
多孔質ポリウレタン研磨パッドは、ポリウレタン樹脂から構成され、かかるポリウレタン樹脂は、イソシアネート末端基を有するウレタン系プレポリマーに起因するものであってよい。かかる場合、ポリウレタン樹脂は、ウレタン系プレポリマーを構成するモノマー単位を含んで成る。
【００８０】
ポリウレタン樹脂は、５００〜３０００ｇ／モルの重量平均分子量を有していてよい。具体的には、ポリウレタン樹脂は、６００〜２０００ｇ／モルまたは７００〜１５００ｇ／モルの重量平均分子量（Ｍｗ）を有していてよい。
【００８１】
多孔質ポリウレタン研磨パッドは、機械的な研磨のためその表面に溝（grooves）を有するものであってよい。特に制限されるわけではないが、かかる溝は機械的研磨のために所望の深さ、幅および間隔を有するものであってよい。
【００８２】
ある態様の多孔質ポリウレタン研磨パッドは、その厚さ、比重、表面硬さ、引張強度、伸び、ＡＦＭ弾性係数、孔サイズおよび孔分布を調整することによって、研磨パッドの研磨性能（即ち、研磨速度）を制限することができる。特に、ＡＦＭ弾性係数は、ウレタン系プレポリマーのＮＣＯ％、硬化剤の種類、平均孔径、孔分布、多孔率、開口孔の平均径および平均深さ、ならびに研磨面領域の割合によって制御できるので、ある態様の多孔質ポリウレタン研磨パッドは、ウェハなどの研磨対象物を効果的に研磨することができる。
【００８３】
つまり、研磨パッドの研磨性能は、研磨対象物と直接的に接する領域である研磨面の特性に大きく依存している。特に、ある態様の研磨パッドは上述の特性を有するので、金属を含む層を効果的に研磨できる。更に、研磨パッドはウェハまたはそれと同等な物で生じ得るスクラッチまたはそれと同等なものを防止することができる。
【００８４】
半導体デバイスを調製するための方法
ある態様の半導体デバイスの調製方法は、
多孔質ポリウレタン研磨パッドを供すること、
研磨される対象物を研磨パッドに配置すること、
研磨される対象物を研磨パッドに対して相対的に回転させ、該対象物を研磨すること
を含んで成り、
研磨パッドは、
ウレタン系プレポリマーおよび硬化剤を含んで成り、
１．５〜２．５ｍｍの厚さ、平均径１０〜６０μｍの多数の孔、０．７〜０．９ｇ／ｃｍ３の比重、４５〜６５ショアＤの２５℃における表面硬さ、１５〜２５Ｎ／ｍｍ２の引張強度、８０〜２５０％の伸びを有しており、研磨される対象物と直接的に接する研磨面から所定深さ１〜１０μｍまでで測定されるＡＦＭ（原子間力顕微鏡）弾性係数が１０１〜２５０ＭＰａである。
【００８５】
多孔質ポリウレタン研磨パッドの特性は上述した通りである。
【００８６】
多孔質ポリウレタン研磨パッドをプラテンに載せた後、「研磨される層（２１０）を有して成り、タングステンなどの金属を含むウェハ（２００）」を、研磨パッド（１００）に配置する。図３参照のこと。かかる場合、研磨される層は、研磨パッドの研磨面と直接的に接する。さらに、研磨パッドには研磨スラリーがスプレーされる。次いで、ウェハと研磨パッドとを相対的に回転させ、その結果、研磨される層が研磨される。この場合、研磨される層は、研磨パッドの研磨面と直接的に接している。
【００８７】
研磨される対象物は、金属層を有して成るものであってよい。かかる金属層は研磨面と直接的に接し、その結果、金属層が研磨される。詳細には、金属層はタングステンを含んで成るものであってよい。
【００８８】
以下では、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。しかしながら、本明細書の実施例は、本発明を例証するために載せているにすぎず、本発明の範囲はかかる実施例に限定されない。
【実施例】
【００８９】
実施例１：多孔質ポリウレタン研磨パッドの調製
１−１：デバイスの構成
ウレタン系プレポリマーの供給ラインを備えたキャスティング機では、硬化剤、不活性ガス、および、反応速度制御剤、９．１重量％の未反応ＮＣＯ含量を有するＰＵＧＬ−６００Ｄ（１５００ｇ／モルの重量平均分子量を有するＳＫＣ製）をプレポリマー・タンクに仕込み、４,４’-メチレンビス（２-クロロアニリン）（ＴＣＩ東京化学工業製）を硬化剤タンクに仕込んだ。不活性ガスとしては窒素（Ｎ２）を用意した。さらに、シグマ・アルドリッチ社から販売されているトリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ；反応促進剤）を反応速度制御剤として用いた。
【００９０】
さらに、ウレタン系プレポリマーの１００重量部を基準に、２重量部の固相発泡剤（アクゾノーベル製、２０μｍの平均粒径のエクスパンセル４６１ＤＥＴ  ２０  ｄ２０の名称）および０．５重量部のシリコーン界面活性剤（エボニック社製、Ｂ８４６２の名称）が予め混合され、プレポリマー・タンクへと仕込まれた。
【００９１】
１−２：シートの生成
ウレタン系プレポリマー、硬化剤、固相発泡剤、反応速度制御剤、および不活性ガスを混合した。なお、それらは個々の供給ラインから一定速度でミキシング・ヘッドから供給した。ミキシング・ヘッドの回転速度は、約３０００ｒｐｍとした。かかる場合、硬化剤において反応基に対するウレタン系プレポリマーのＮＣＯ基のモル当量比は、１：１に調製され、トータルの供給量は１０ｋｇ／分の速度に維持された。さらに、ポリウレタンシートの目標比重を０．８ｇ／ｃｍ３として、不活性ガスは、ウレタン系プレポリマー、硬化剤、固相発泡剤、反応促進剤およびシリコーン界面活性剤の全体積基準で１５％の体積で供給した。反応促進剤は、ウレタン系プレポリマーの１００重量部を基準にして０．５重量部の量で供給した。
【００９２】
混合された原料はモールド（１０００ｍｍの幅、１０００ｍｍの長さ、および３ｍｍの高さ）内へと注入することで、固化に付し、それによってシートを得た。その後、シートの表面はグラインダーを用いてグラインドに付し、チップ（tip）を用いて溝付けした。これにより、平均厚さ２ｍｍの多孔質ポリウレタン研磨パッドを調製した。
【００９３】
実施例２および実施例３
固相発泡剤、界面活性剤、不活性ガスおよび反応促進剤の含量を表１で示すように調整したこと以外は実施例１と同様の方法でもって、平均厚さ２ｍｍを有する多孔質ポリウレタン研磨パッドを調製した。
【００９４】
比較例１
平均径４０μｍの固相発泡剤を使用する一方で、界面活性剤、不活性ガスおよび反応促進剤を使用しなかったこと以外は実施例１と同様の方法で多孔質ポリウレタン研磨パッドを調製した。
【００９５】
【表１】
2019024078.tif 000003
【００９６】
試験
実施例および比較例で調製した研磨パッドの性質を以下の条件および手法で測定した。結果を表２〜表４に示す。
【００９７】
（１）表面硬さ
ショアＤ硬さを測定した。研磨パッドを２ｃｍ×２ｃｍのサイズ（厚さは約２ｍｍ）にカットし、温度２５℃および湿度５０±５％の条件下で１６時間置いた。その後、硬度メーター（Ｄタイプ硬度計）を用いて研磨パッドの硬さを測定した。
【００９８】
（２）比重
研磨パッドを４ｃｍ×８．５ｃｍの矩形（厚さは２ｍｍ）にカットし、温度２３±２℃および湿度５０±５％の条件下で１６時間置いた。比重計を用いて研磨パッドの比重を測定した。
【００９９】
（３）引張強度
万能試験機（ＵＴＭ）を用いて５０ｍｍ／分の速度で研磨パッドを試験に付してフラクチャー（fracture）する直前の極限強度を測定した。
【０１００】
（４）伸び
引張強度測定と同じ方法で試験を実施した。フラクチャー直前の最大変形量を測定した。初期長さに対する最大変形量の比について百分率（％）で表した。
【０１０１】
（５）平均孔径
研磨パッドを２ｃｍ×２ｃｍの正方形（厚さは２ｍｍ）にカットし、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて１００倍率で観察した。画像解析ソフトを用いて画像解析し、トータルの孔径を画像から測定した。その後、平均孔径を算出した。
【０１０２】
（６）ＡＦＭ弾性係数、ＡＦＭ硬さ、およびＡＦＭ平方根平均粗さ（ＡＦＭ ＲＭＳ）
Park Systems製のＸＥ-１５０をＡＦＭ機器として用い、ＡＦＭ機器にNANOSENSORS製のPPP-CONTSCRをカンチレバーとして設けた。さらに、カンチレバーで力を加え、研磨パッドの研磨面から４μｍの深さまで力を加えた。ＡＦＭ弾性係数およびＡＦＭ硬さをカンチレバーで測定した。さらに、ＡＦＭ平方根平均粗さをＡＦＭ機器を用いて測定した。
【０１０３】
研磨パッドを２ｃｍ×１．５ｃｍの矩形（厚さは２ｍｍ）にカットし、ＡＦＭ弾性係数、ＡＦＭ硬さおよびＡＦＭ平方根平均粗さを、試験サンプルの上面中央における１ｃｍ×１ｃｍの正方形内で任意に選択した１０点に対して測定した。１０点の値は平均化した。結果を表３に示す。
【０１０４】
（７）タングステンの研磨速度
スパッタリング・プロセスによって形成したタングステン薄層（またはタングステン・フィルム）を含む直径３００ｍｍのシリコン・ウェハを、ＣＭＰ研磨機のプラテンに設けた多孔質ポリウレタン研磨パッドにセットした（シリコン・ウェハのタングステン薄層が下側に向くようにしてセットした）。次いで、シリコン・ウェハを１２１ｒｐｍの速度およびプラテンを１１５ｒｐｍの速度でもって６０秒回転させ、焼成シリカ・スラリーを１９０ｍＬ／分の速度で供給しつつ、１．４ｐｓｉの研磨荷重下でシリコン酸化物薄層を研磨した。研磨が完了したら、シリコン・ウェハをキャリアから取り外し、スピン・ドライヤーに載せ、精製水（ＤＩＷ）で洗浄し、そして、窒素で１５秒間乾燥させた。分光反射率型の厚さ測定機（Kyenece製、型式SI-F80R）を用いて乾燥後のシリコン・ウェハにおける薄層厚さを研磨前後で測定し、それから研磨速度を算出した。研磨速度は、以下の式１を用いた算出した。
［式１］
研磨速度＝「シリコン・ウェハの研磨された厚さ（Å）」／「研磨時間（分）」
【０１０５】
（８）ポアソン比
ひずみゲージおよび万能試験機（ＵＴＭ）を用い、試験速度１ｍｍ／分、グリップ距離１１５ｍｍ、ロードセル３０Ｎ、温度２３±２℃および湿度４５±５％の条件下でポアソン比を測定した。
【０１０６】
（９）引張弾性係数および圧縮弾性係数
引張試験または圧縮試験のための冶具、および万能試験機（ＵＴＭ）を用い、試験速度５００ｍｍ／分、グリップ距離７０ｍｍ、ロードセル１ｋＮ、温度２３±２℃および湿度４５±５％の条件下で引張弾性係数および圧縮弾性係数を測定した。
【０１０７】
【表２】
2019024078.tif 000004
【０１０８】
【表３】
2019024078.tif 000005
【０１０９】
【表４】
2019024078.tif 000006
【０１１０】
表２〜４に示されるように、実施例１〜３の研磨パッドは、比較例１の研磨パッドと比べ、高いＡＦＭ弾性係数値およびタングステンに対する高い研磨速度を有するものであった。
【図１】
2019024078.tif 000007
【図２】
2019024078.tif 000008
【図３】
2019024078.tif 000009
【外国語明細書】
2019024078.tif 000010
2019024078.tif 000011
2019024078.tif 000012
2019024078.tif 000013
2019024078.tif 000014
2019024078.tif 000015
2019024078.tif 000016
2019024078.tif 000017
2019024078.tif 000018
2019024078.tif 000019
2019024078.tif 000020
2019024078.tif 000021
2019024078.tif 000022
2019024078.tif 000023
2019024078.tif 000024
2019024078.tif 000025
2019024078.tif 000026
2019024078.tif 000027
2019024078.tif 000028
2019024078.tif 000029
2019024078.tif 000030
2019024078.tif 000031
2019024078.tif 000032
2019024078.tif 000033
2019024078.tif 000034
2019024078.tif 000035
2019024078.tif 000036
2019024078.tif 000037
2019024078.tif 000038
2019024078.tif 000039
2019024078.tif 000040