(57)【要約】      （修正有）【課題】研磨層欠陥の同定性能が強化された自動検査法を用いる、研磨層を有する低欠陥の化学機械研磨パッドの改良された製造方法を提供する。【解決手段】化学機械研磨パッド１１０を製造する方法であって、自動検査システムが切削シートのマクロ不均一性を検出し、切削シートを許容し得るか又は疑わしいかのいずれかとして分類するために構成され、許容し得る切削シートが更に加工され、化学機械研磨パッドの研磨層１２０を形成する。【選択図】図３
2016128205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨層を有する化学機械研磨パッドを製造する方法であって：
硬化性材料から形成された硬化ケーキを提供すること［ここで、この硬化性材料は、液体プレポリマー及び複数の微小エレメントを含み、この複数の微小エレメントは、この液体プレポリマー中に分散している］；
硬化ケーキを切削して複数の切削シートを形成すること；
自動検査システムであって：
マガジン部；
光線を出す光源；
光検出器；
デジタル画像データ取得デバイス；及び
画像データ処理装置
を含むシステムを提供すること；
複数の切削シートをマガジン部に装着すること；
複数の切削シートを１回に１枚ずつ光源と光検出器の間に搬送すること［ここで、
この各切削シートは、その透過面と衝突面との間の厚さＴＳを有しており；この透過面及び衝突面は、実質的に平行であり；
この光源から出される光線は、衝突面に衝突するように正しい位置に置かれ；そしてこの光検出器は、厚さＴＳを通して透過面から送られる光線からの透過光を検出するように正しい位置に置かれ；
この透過光は、少なくとも１つの検出可能な性質を有しており；
この少なくとも１つの検出可能な性質は、透過光の強度を含み；
この透過光の強度は、光検出器により電気信号に変換され；
この光検出器からの電気信号は、デジタル画像データ取得デバイスによりデジタル信号に変換され；
このデジタル画像データ取得デバイスからのデジタル信号は、画像データ処理装置により処理され；この画像データ処理装置は、マクロ不均一性を検出し、そして切削シートを許容し得るか又は疑わしいかのいずれかとして分類するために構成され；
この複数の切削シートは、許容し得るシートの集団と疑わしいシートの集団とに分類され；
この許容し得るシートの集団は、少なくとも１枚の許容し得るシートを含む］；及び
許容し得るシートの集団からの許容し得るシートを加工して、化学機械研磨パッドの研磨層を形成すること［ここで、この研磨層は、基板を研磨するために適合させられる］を含む方法。
【請求項２】
疑わしいシートの集団が、少なくとも１枚の疑わしいシートを含み；この少なくとも１枚の疑わしいシートが、少なくとも１個の検出されたマクロ不均一性を含有し；そして、画像データ処理装置が更に、少なくとも１枚の疑わしいシートのマップを作成して不揮発性メモリに記憶するように構成されており；この少なくとも１個の検出されたマクロ不均一性の場所が、位置決めされている、請求項１記載の方法。
【請求項３】
更に、疑わしいシートの集団から選択シートを選ぶことを含む、請求項２記載の方法。
【請求項４】
自動検査システムが更に、表示部であって、選択シートの画像がそこに表示される表示部を含む、請求項３記載の方法。
【請求項５】
更に、
選択シートの目視検査を実行すること［ここで、この目視検査は、表示部に表示される選択シートの画像により容易になる］；及び
（ｉ）目視検査に基づいて許容し得るとして選択シートを再分類する［ここで、次にこの選択シートは許容し得るシートの集団に追加される］か；又は（ii）目視検査に基づいて欠陥として選択シートを分類する［ここで、次にこの選択シートは欠陥シートの集団に追加される］ことのいずれか
を含む、請求項４記載の方法。
【請求項６】
選択シートの画像が、少なくとも１個の検出されたマクロ不均一性の拡大図を示す部分的画像である、請求項４記載の方法。
【請求項７】
更に、
選択シートの目視検査を実行すること［ここで、この目視検査は、表示部に表示される選択シートの画像により容易になる］；及び
（ｉ）目視検査に基づいて許容し得るとして選択シートを再分類する［ここで、次にこの選択シートは許容し得るシートの集団に追加される］か；又は（ii）目視検査に基づいて欠陥として選択シートを分類する［ここで、次にこの選択シートは欠陥シートの集団に追加される］ことのいずれか
を含む、請求項６記載の方法。
【請求項８】
許容し得るシートを加工することが、
許容し得るシートに少なくとも１本の溝を切って溝パターンを形成することにより、研磨面を形成すること［ここで、この溝パターンは、基板を研磨するために適合させられる］
を含む、請求項１記載の方法。
【請求項９】
許容し得るシートを加工することが更に、
サブパッドを提供すること；
接着剤を提供すること；及び
サブパッドを許容し得るシートに接着剤を用いて積層すること
を含む、請求項８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、化学機械研磨パッドの製造の分野に関する。特に、本発明は、研磨層を含む化学機械研磨パッドを製造する方法に関する。
【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、複数層の導体材料、半導体材料及び絶縁体材料が、半導体ウェーハの表面に堆積されるか、又は表面から除去される。導体材料、半導体材料及び絶縁体材料の薄層は、幾つかの堆積技術により堆積させることができる。現代の加工における一般的な堆積技術は、スパッタリングとしても知られている物理蒸着法（ＰＶＤ）、化学蒸着法（ＣＶＤ）、プラズマ増強化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）、及び電気化学めっき法（ＥＣＰ）を含む。
【０００３】
材料層が順次に堆積及び除去されるにつれ、ウェーハの最上面は非平面になる。後続の半導体加工（例えば、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求するため、ウェーハを平坦化する必要がある。平坦化は、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のような、望ましくない表面トポグラフィー及び表面欠陥を除去するのに有用である。
【０００４】
化学機械平坦化、即ち、化学機械研磨（ＣＭＰ）は、半導体ウェーハのような基板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では、ウェーハは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。このキャリアアセンブリは、ウェーハに制御可能な圧力を提供して、ウェーハを研磨パッドに押しつける。このパッドは、外部駆動力によりウェーハに対して動かされる（例えば、回転）。それと同時に、化学組成物（「スラリー」）又は他の研磨溶液が、ウェーハと研磨パッドとの間に提供される。よって、ウェーハ表面は、パッド表面及びスラリーの化学的及び機械的作用によって研磨及び平坦化される。
【０００５】
米国特許第5,578,362号において、Reinhardtらは、当該分野において公知の典型的な研磨パッドを開示している。Reinhardtの研磨パッドは、全体にわたって分散しているミクロスフェアを有するポリマーマトリックスを含む。一般的に、ミクロスフェアは、液体ポリマー材料とブレンド及び混合して、硬化用の成形型に移される。次に成形品を薄切りにすることによって研磨層を形成する。残念ながら、このように形成された研磨層は、研磨パッドに組み込まれると、これで研磨された基板に欠陥を引き起こしかねない、不要な欠陥を示すことがある。
【０００６】
化学機械研磨パッドの研磨層の潜在的欠陥に関する懸念に対処するための１つの主張されるアプローチが、Parkらにより米国特許第7,027,640号に開示されている。Parkらは、ウェーハの化学機械研磨を実行する際に使用するためのパッド上の欠陥を検出又は検査するための装置であって：パッドを装着してパッドを動かすためのパッド駆動デバイス；パッドの画像を電気信号に変換してこの変換した電気信号を出力するための、パッドに向けて設置されたカメラ；カメラから送られた電気信号をデジタル信号に変換するためのデジタル画像データ取得デバイス；及び画像データを処理してパッド上の欠陥を検出するための画像データ処理装置を含む装置を開示しているが、ここで、この画像データ処理装置は、画像データ取得デバイスから取得された任意の１点上の画像データに基づく光の１個以上の定量的特性値を計算して、取得された１個以上の定量的特性値を合わせることにより得られるレベル値とパッドの正常表面から得られるレベル値との差が所定値より大きい、パッド上の場所を、欠陥として決定する。
【０００７】
それにもかかわらず、Parkらにより記載された装置及び方法は、反射光を用いる直ぐに研磨可能な構成の完成した化学機械研磨パッドの検査のために設計されている。化学機械研磨パッド及び当該パッドに組み込まれた研磨層を検査するための反射光の使用には、特に顕著な欠点がある。反射光の使用は、組み込まれた研磨層の表面下の欠陥（これらの欠陥は、研磨層の表面に近接していない）を同定するには性能が限定されている。それにもかかわらず、化学機械研磨パッドが使用されるにつれ、研磨層の表面は徐々に摩耗する。よって、最初は所与の化学機械研磨パッドの研磨層の表面から遠かった欠陥が、パッドの耐用年数の間に次第に研磨面へと近づいてくる。更には、直ぐに研磨可能な構成の化学機械研磨パッドは従来から、基板の研磨を容易にする研磨層の研磨面への改質（例えば、溝、穿孔）を含むが、この改質は、Parkらにより記載されたグレースケールを用いる自動欠陥検出を複雑にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、研磨層欠陥の同定性能が強化された自動検査法を用いる、研磨層を有する低欠陥の化学機械研磨パッドの改良された製造方法に対するニーズが依然として存在している。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、研磨層を有する化学機械研磨パッドを製造する方法であって：硬化性材料から形成された硬化ケーキを提供すること［ここで、この硬化性材料は、液体プレポリマー及び複数の微小エレメントを含み、この複数の微小エレメントは、この液体プレポリマー中に分散している］；硬化ケーキを切削して複数の切削シートを形成すること；自動検査システムであって：マガジン部；光線を出す光源；光検出器；デジタル画像データ取得デバイス；及び画像データ処理装置を含むシステムを提供すること；複数の切削シートをマガジン部に装着すること；複数の切削シートを１回に１枚ずつ光源と光検出器の間に搬送すること［ここで、この各切削シートは、その透過面と衝突面との間の厚さＴＳを有しており；この透過面及び衝突面は、実質的に平行であり；この光源から出される光線は、衝突面に衝突するように正しい位置に置かれ；そしてこの光検出器は、厚さＴＳを通して透過面から送られる光線からの透過光を検出するように正しい位置に置かれ；この透過光は、少なくとも１つの検出可能な性質を有しており；この少なくとも１つの検出可能な性質は、透過光の強度を含み；この少なくとも１つの検出可能な性質は、光検出器により電気信号に変換され；この光検出器からの電気信号は、デジタル画像データ取得デバイスによりデジタル信号に変換され；このデジタル画像データ取得デバイスからのデジタル信号は、画像データ処理装置により処理され；この画像データ処理装置は、マクロ不均一性を検出し、そして切削シートを許容し得るか又は疑わしいかのいずれかとして分類するために構成され；この複数の切削シートは、許容し得るシートの集団と疑わしいシートの集団とに分類され；この許容し得るシートの集団は、少なくとも１枚の許容し得るシートを含む］；及び許容し得るシートの集団からの許容し得るシートを加工して、化学機械研磨パッドの研磨層を形成すること［ここで、この研磨層は、基板を研磨するために適合させられる］を含む方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】切削シートの斜視図である。
【図２】切削シートの斜視図である。
【図３】研磨層として切削シートを組み込んだ化学機械研磨パッドの横断面図である。
【図４】型穴の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
詳細な説明
本発明の方法は、完成した（直ぐに使える）化学機械研磨パッドの品質の顕著な向上を提供する。本発明の方法は、複数の切削シートから許容し得るシートを同定するための切削シートの最初の検査を実行して、疑わしいシートのマクロ不均一性含有部分の集中的目視検査を容易にするために疑わしいシートの透過面をマッピングすることにより、ポリマー材料中に分散している微小エレメントを含有するポリマー材料から形成された切削シートを用いる化学機械研磨パッド生産の品質管理面を大きく向上させる。このようにして、作業者の疲労を大きく減少させる（即ち、作業者は、マクロ不均一性の位置を見つけるために、許容し得る切削シートを凝視する終わりのない時間をかける必要がない）。よって、これが可能になって、最も大きな価値をもたらすところ（即ち、使用適合性を決定するために切削シートの特定の不均一性を評価すること）への作業者の集中力が増した。
【００１２】
「ポリ（ウレタン）」という用語は、本明細書及び添付の特許請求の範囲に使用されるとき、（ａ）（ｉ）イソシアナートと（ii）ポリオール（ジオールを含む）との反応により形成されるポリウレタン；並びに（ｂ）（ｉ）イソシアナートと、（ii）ポリオール（ジオールを含む）及び（iii）水、アミン又は水とアミンの組合せとの反応により形成されるポリ（ウレタン）を包含する。
【００１３】
「平均切削シート厚さＴＳ−ａｖｇ」という用語は、透過面（１４）及び衝突面（１７）を有する切削シート（２０）に関連して本明細書及び添付の特許請求の範囲に使用されるとき、切削シート（２０）の透過面（１４）から衝突面（１７）までの、透過面（１４）の平面（２８）に垂直方向で測定された、切削シート（２０）の厚さＴＳの平均を意味する。（図３を参照のこと）。
【００１４】
「平均ベース層厚さＴＢ−ａｖｇ」という用語は、研磨面（１１４）を有する研磨層（１２０）として組み込まれた切削シートと界面で接続したサブパッド（１２５）を有する化学機械研磨パッド（１１０）に関連して本明細書及び添付の特許請求の範囲に使用されるとき、サブパッド（１２５）の底面（１２７）からサブパッド（１２５）の上面（１２６）までの、研磨面（１１４）に垂直方向で測定された、サブパッド（１２５）の厚さＴＢの平均を意味する。（図３を参照のこと）。
【００１５】
「平均全厚さＴＴ−ａｖｇ」という用語は、研磨面（１１４）を有する研磨層（１２０）として組み込まれた切削シートを有する化学機械研磨パッド（１１０）に関連して本明細書及び添付の特許請求の範囲に使用されるとき、研磨面（１１４）からサブパッド（１２５）の底面（１２７）までの、研磨面（１１４）に垂直方向で測定された、化学機械研磨パッド（１１０）の厚さＴＴの平均を意味する。（図３を参照のこと）。
【００１６】
「実質的に円形の横断面」という用語は、切削シート（２０）に関連して本明細書及び添付の特許請求の範囲に使用されるとき、中心軸Ａから切削シート（２０）の外周（１５）までの、切削シート（２０）の透過面（１４）の平面（２８）に投射された切削シート（２０）の最長半径ｒが、中心軸Ａから切削シート（２０）の外周（１５）までの、切削シート（２０）の透過面（１４）の平面（２８）に投射された切削シート（２０）の最短半径ｒよりも≦２０％長いことを意味する。（図１及び２を参照のこと）。
【００１７】
「実質的に平行」という用語は、切削シート（２０）に関連して本明細書及び添付の特許請求の範囲に使用されるとき、切削シート（２０）の衝突面（１７）の平面（３０）に垂直な中心軸Ａ（及びこれと平行な任意の線）が、角度γ（ここで、角度γは、８９と９１°の間である）で透過面（１４）の平面（２８）と交わることを意味する。（図１及び２を参照のこと）。
【００１８】
「実質的に垂直」という用語は、型穴（２００）に関連して本明細書及び添付の特許請求の範囲に使用されるとき、垂直内部境界（２１５）が、ｘ−ｙ平面（２３０）に対して８５と９５°の間の角度で底面内部境界（２１２）から立ち上がることを意味する。（図４を参照のこと）。
【００１９】
「マクロ不均一性」という用語は、本明細書及び添付の特許請求の範囲に使用されるとき、切削シートの透過面上の隣接領域に囲まれた切削シートの透過面上の局在領域を意味するが、ここで、この局在領域を通して送られる光の検出された強度は、隣接領域を通して送られる光の検出された強度よりも、光検出器の検出可能な強度範囲の≧０．１％の量だけ高いか又は低く；そしてこの局在領域は、透過面の平面に１５．８７５mmの直径を有する円を塞ぐのに充分大きな透過面の部分を包含する。
【００２０】
「密度欠陥」という用語は、本明細書及び添付の特許請求の範囲に使用されるとき、切削シートの周辺領域に対して微小エレメント濃度が有意に減少した切削シートのマクロ不均一性のことをいう。密度欠陥は、切削シートの周辺領域と比較して著しく高い透明度（即ち、透過光の高い検出強度）を示す。
【００２１】
「空気孔」という用語は、本明細書及び添付の特許請求の範囲に使用されるとき、切削シートの周辺領域と比較して著しく高い透明度（即ち、透過光の高い検出強度）が生じる空気の含有による切削シートのマクロ不均一性のことをいう。
【００２２】
「介在物欠陥」という用語は、本明細書及び添付の特許請求の範囲に使用されるとき、切削シートの周辺領域と比較して著しく低い透明度（即ち、透過光の低い検出強度）が生じる外来汚染物質による切削シートのマクロ不均一性のことをいう。
【００２３】
好ましくは、本発明の研磨層を有する化学機械研磨パッドを製造する方法は：硬化性材料から形成された硬化ケーキを提供すること［ここで、この硬化性材料は、液体プレポリマー及び複数の微小エレメントを含み、この複数の微小エレメントは、この液体プレポリマー中に分散している］；硬化ケーキを切削して複数の切削シートを形成すること；自動検査システムであって：マガジン部（好ましくは、ここでこのマガジン部は、少なくとも１０枚の切削シート；より好ましくは、少なくとも１５枚の切削シート；更により好ましくは、少なくとも２０枚の切削シート；最も好ましくは、少なくとも３０枚の切削シートを保持する容量を有する）；光線を出す光源；光検出器；デジタル画像データ取得デバイス；及び画像データ処理装置を含むシステムを提供すること；複数の切削シートをマガジン部に装着すること；複数の切削シートを１回に１枚ずつ光源と光検出器の間に搬送すること［ここで、この各切削シートは、その透過面と衝突面との間の厚さＴＳを有しており；この透過面及び衝突面は、実質的に平行であり；この光源から出される光線は、衝突面に衝突するように正しい位置に置かれ；そしてこの光検出器は、厚さＴＳを通して透過面から送られる光線からの透過光を検出するように正しい位置に置かれ（好ましくは、ここでこの光源から出される光線は、その衝突面に垂直に各切削シートに衝突する）；この透過光は、少なくとも１つの検出可能な性質を有しており；この少なくとも１つの検出可能な性質は、透過光の強度を含み（好ましくは、ここでこの少なくとも１つの検出可能な性質は更に、透過光の波長スペクトルを含む）；この透過光の強度は、光検出器により電気信号に変換され；この光検出器からの電気信号は、デジタル画像データ取得デバイスによりデジタル信号に変換され；このデジタル画像データ取得デバイスからのデジタル信号は、画像データ処理装置により処理され；この画像データ処理装置は、マクロ不均一性を検出し、そして切削シートを許容し得るか又は疑わしいかのいずれかとして分類するために構成され（好ましくは、ここでこの分類は、品質管理基準のメニューに基づいて実行される）；この複数の切削シートは、許容し得るシートの集団と疑わしいシートの集団とに分類され；この許容し得るシートの集団は、少なくとも１枚の許容し得るシートを含む］；及び許容し得るシートの集団からの許容し得るシートを加工して、化学機械研磨パッドの研磨層を形成すること［ここで、この研磨層は、基板を研磨するために適合させられる］を含む。
【００２４】
好ましくは、本発明の方法に使用される硬化ケーキは、底面内部境界（２１２）及び垂直内部境界（２１５）により規定される型穴（２００）を有する成形型で調製される。（例えば、図４を参照のこと）。好ましくは、底面内部境界（２１２）は、ｘ−ｙ平面（２３０）にあり、そして垂直内部境界（２１５）は、ｘ−ｙ平面（２３０）に対して実質的に垂直である。
【００２５】
好ましくは、型穴（２００）は、ｚ軸と一致し、型穴（２００）の底面内部境界（２１２）と中心点（２２１）で交わる、中心軸Ｃaxis（２２２）を有する。好ましくは、中心点（２２１）は、ｘ−ｙ平面（２３０）に投射された型穴（２００）の横断面Ｃｘ−ｓｅｃｔ（２２４）の幾何学的中心に位置する。（図４を参照のこと）。
【００２６】
ｘ−ｙ平面（２３０）に投射された型穴の横断面Ｃｘ−ｓｅｃｔ（２２４）は、任意の規則的又は不規則な２次元形状であってよい。好ましくは、型穴の横断面Ｃｘ−ｓｅｃｔは、多角形及び楕円から選択される。より好ましくは、型穴の横断面Ｃｘ−ｓｅｃｔ（２２４）は、平均半径ｒＣを有する（好ましくは、ここでｒＣは、２０〜１００cmであり；より好ましくは、ｒＣは、２５〜６５cmであり；最も好ましくは、ｒＣは、４０〜６０cmである）、実質的に円形の横断面である。最も好ましくは、この型穴は、実質的に円形の横断面Ｃｘ−ｓｅｃｔ（２２４）を有する、ちょうど円柱形状の領域に近い［ここで、この型穴は、型穴の中心軸Ｃａｘｉｓと一致する対称軸Ｃｘ−ｓｙｍを有しており；このちょうど円柱形状の領域は、下記式：
Ｃｘ−ａｒｅａ  ＝  πｒＣ２
（式中、ｒＣは、ｘ−ｙ平面に投射された型穴の断面積Ｃｘ−ａｒｅａの平均半径であり；そしてｒＣは、２０〜１００cm（より好ましくは２５〜６５cm；最も好ましくは４０〜６０cm）である）のとおり定義される断面積Ｃｘ−ａｒｅａを有する］。
【００２７】
好ましくは、本発明の方法において硬化ケーキを提供するために使用される硬化性材料は、液体プレポリマー及び複数の微小エレメントを含むが、ここでこの複数の微小エレメントは、この液体プレポリマー中に分散している。好ましくは、この硬化性材料は、液体プレポリマー及び複数の微小エレメントを含むが、ここでこの複数の微小エレメントは、この液体プレポリマー中に均一に分散している。
【００２８】
好ましくは、液体プレポリマーは、重合（即ち、硬化）することにより、ポリ（ウレタン）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、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、ポリ尿素、ポリアミド、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、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンオキシド、ポリオレフィン、ポリアクリル酸アルキル、ポリメタクリル酸アルキル、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、エチレンプロピレンジエンモノマーから形成されるポリマー、タンパク質、多糖、ポリアセタート及び前記少なくとも２種の組合せから選択される材料を形成する。好ましくは、液体プレポリマーは、重合することによりポリ（ウレタン）を含む材料を形成する。より好ましくは、液体プレポリマーは、重合することによりポリウレタンを含む材料を形成する。最も好ましくは、液体プレポリマーは、重合（硬化）することによりポリウレタンを形成する。
【００２９】
好ましくは、液体プレポリマーは、ポリイソシアナート含有材料を含む。より好ましくは、液体プレポリマーは、ポリイソシアナート（例えば、ジイソシアナート）とヒドロキシル含有材料との反応生成物を含む。
【００３０】
好ましくは、ポリイソシアナートは、メチレンビス−４，４’−シクロヘキシル−イソシアナート；シクロヘキシルジイソシアナート；イソホロンジイソシアナート；ヘキサメチレンジイソシアナート；プロピレン−１，２−ジイソシアナート；テトラメチレン−１，４−ジイソシアナート；１，６−ヘキサメチレン−ジイソシアナート；ドデカン−１，１２−ジイソシアナート；シクロブタン−１，３−ジイソシアナート；シクロヘキサン−１，３−ジイソシアナート；シクロヘキサン−１，４−ジイソシアナート；１−イソシアナト−３，３，５−トリメチル−５−イソシアナトメチルシクロヘキサン；メチルシクロヘキシレンジイソシアナート；ヘキサメチレンジイソシアナートのトリイソシアナート；２，４，４−トリメチル−１，６−ヘキサンジイソシアナートのトリイソシアナート；ヘキサメチレンジイソシアナートのウレトジオン；エチレンジイソシアナート；２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート；２，４，４−トリ−メチルヘキサメチレンジイソシアナート；ジシクロヘキシルメタンジイソシアナート；及びこれらの組合せから選択される。最も好ましくは、ポリイソシアナートは、脂肪族であり、かつ１４パーセント未満の未反応イソシアナート基を有する。
【００３１】
好ましくは、本発明により使用されるヒドロキシル含有材料は、ポリオールである。典型的なポリオールは、例えば、ポリエーテルポリオール、ヒドロキシ末端ポリブタジエン（部分的及び完全水素化誘導体を含む）、ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオール、及びこれらの混合物を含む。
【００３２】
好ましいポリオールは、ポリエーテルポリオールを含む。ポリエーテルポリオールの例は、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（「ＰＴＭＥＧ」）、ポリエチレンプロピレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、及びこれらの混合物を含む。炭化水素鎖は、飽和又は不飽和結合、並びに置換又は非置換の芳香族及び環状基を有することができる。好ましくは、本発明のポリオールは、ＰＴＭＥＧを含む。適切なポリエステルポリオールは、ポリエチレンアジペートグリコール；ポリブチレンアジペートグリコール；ポリエチレンプロピレンアジペートグリコール；ｏ−フタラート−１，６−ヘキサンジオール；ポリ（ヘキサメチレンアジペート）グリコール；及びこれらの混合物を含むが、これらに限定されない。炭化水素鎖は、飽和若しくは不飽和結合、又は置換若しくは非置換の芳香族及び環状基を有することができる。適切なポリカプロラクトンポリオールは、１，６−ヘキサンジオール開始ポリカプロラクトン；ジエチレングリコール開始ポリカプロラクトン；トリメチロールプロパン開始ポリカプロラクトン；ネオペンチルグリコール開始ポリカプロラクトン；１，４−ブタンジオール開始ポリカプロラクトン；ＰＴＭＥＧ開始ポリカプロラクトン；及びこれらの混合物を含むが、これらに限定されない。炭化水素鎖は、飽和若しくは不飽和結合、又は置換若しくは非置換の芳香族及び環状基を有することができる。適切なポリカーボネートは、ポリフタラートカーボネート及びポリ（ヘキサメチレンカーボネート）グリコールを含むが、これらに限定されない。
【００３３】
好ましくは、複数の微小エレメントは、封入気泡、中空コアポリマー材料（即ち、ミクロスフェア）、液体充填中空コアポリマー材料、水溶性材料（例えば、シクロデキストリン）及び不溶相材料（例えば、鉱油）から選択される。好ましくは、複数の微小エレメントは、ポリビニルアルコール、ペクチン、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール、ポリヒドロキシエーテルアクリラート、デンプン、マレイン酸コポリマー、ポリエチレンオキシド、ポリウレタン、シクロデキストリン及びこれらの組合せ（例えば、Sundsvall, SwedenのAkzo Nobel製のExpancel（商標））のようなミクロスフェアである。ミクロスフェアは、例えば、分岐、ブロッキング、及び架橋により化学修飾して、溶解度、膨潤性及び他の性質を変化させることができる。好ましくは、ミクロスフェアは、１５０μm未満である平均径、そしてより好ましくは５０μm未満の平均径を有する。最も好ましくは、ミクロスフェア４８は、１５μm未満である平均径を有する。ミクロスフェアの平均径は変化させられること、及び様々なミクロスフェア４８の様々なサイズ又は混合物を使用できることに留意されたい。ミクロスフェアに最も好ましい材料は、アクリロニトリルと塩化ビニリデンのコポリマーである（例えば、Akzo Nobelから入手可能なExpancel（登録商標））。
【００３４】
本発明の方法に使用される液体プレポリマーは、場合により更に硬化剤を含む。好ましい硬化剤は、ジアミンを含む。適切なポリジアミンは、第１級及び第２級アミンの両方を含む。好ましいポリジアミンは、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（例えば、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−アミノベンゾアート；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」）；メチレン−ビス−２−クロロアニリン（「ＭＢＯＣＡ」）；４，４’−メチレン−ビス−（２−クロロアニリン）（「ＭＯＣＡ」）；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−アミノベンゾアート；並びにこれらの混合物を含むが、これらに限定されない。好ましくは、ジアミン硬化剤は、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から選択される。
【００３５】
硬化剤はまた、ジオール、トリオール、テトラオール及びヒドロキシ末端硬化剤を含むことができる。適切なジオール、トリオール、及びテトラオール群は、エチレングリコール；ジエチレングリコール；ポリエチレングリコール；プロピレングリコール；ポリプロピレングリコール；低分子量ポリテトラメチレンエーテルグリコール；１，３−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン；１，３−ビス−［２−（２−ヒドロキシエトキシ）エトキシ］ベンゼン；１，３−ビス−｛２−［２−（２−ヒドロキシエトキシ）エトキシ］エトキシ｝ベンゼン；１，４−ブタンジオール；１，５−ペンタンジオール；１，６−ヘキサンジオール；レゾルシノール−ジ−（β−ヒドロキシエチル）エーテル；ヒドロキノン−ジ−（β−ヒドロキシエチル）エーテル；及びこれらの混合物を含む。好ましいヒドロキシ末端硬化剤は、１，３−ビス（２−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン；１，３−ビス−［２−（２−ヒドロキシエトキシ）エトキシ］ベンゼン；１，３−ビス−｛２−［２−（２−ヒドロキシエトキシ）エトキシ］エトキシ｝ベンゼン；１，４−ブタンジオール；及びこれらの混合物を含む。ヒドロキシ末端及びジアミン硬化剤は、１個以上の飽和、不飽和、芳香族、及び環状基を含むことができる。更には、ヒドロキシ末端及びジアミン硬化剤は、１個以上のハロゲン基を含むことができる。
【００３６】
好ましくは、本発明の方法において、硬化ケーキは、刃先を有するスカイバー刃を用いて所望の厚さの複数の切削シートに切削される。好ましくは、革砥研ぎ化合物をスカイバー刃の刃先に適用して、ケーキを複数の切削シートに切削する前に、革砥を用いて刃先を研ぐ。本発明の方法に使用される革砥研ぎ化合物は、好ましくは、脂肪酸に分散している酸化アルミニウム砥粒を含む。より好ましくは、本発明の方法に使用される革砥研ぎ化合物は、１８〜３５重量％脂肪酸に分散している７０〜８２重量％酸化アルミニウム砥粒を含む。本発明の方法に使用される革砥は、好ましくはレザー革砥である。最も好ましくは、本発明の方法に使用される革砥は、回転ツール（例えば、Dremel（登録商標）回転ツール）での使用のために設計されたレザー革砥である。
【００３７】
好ましくは、本発明の方法において、硬化ケーキは、切削作業を容易にするために加熱される。好ましくは、硬化ケーキは、硬化ケーキが複数の切削シートに切削される切削作業中に、赤外線加熱灯を用いて加熱される。
【００３８】
好ましくは、本発明の方法において、複数の切削シートが形成されるように硬化ケーキは切削されるが、ここで、切削シートの平均厚さＴＳ−ａｖｇは、５００〜５，０００μm（好ましくは、７５０〜４，０００μm；より好ましくは、１，０００〜３，０００μm；最も好ましくは、１，２００〜２，１００μm）である。
【００３９】
好ましくは、本発明の方法において、自動検査システムは、切削シートを保持、保存及び分配するように設計されたマガジン部を含む。好ましくは、マガジン部は、少なくとも１０枚の切削シート（より好ましくは、少なくとも１５枚の切削シート；更により好ましくは、少なくとも２０枚の切削シート；最も好ましくは、少なくとも３０枚の切削シート）を保持するための設計容量を有する。このマガジン部設計容量により、作業者は多数の切削シートを自動検査システムに装着することができる。一旦複数の切削シートがマガジン部に装着されると、自動検査システムが複数の切削シートを許容し得るか又は疑わしいかのいずれかとして処理及び分類する間に、作業者は他の任務を実行することができる。
【００４０】
好ましくは、本発明の方法において、自動検査システムは、切削シートを１回に１枚ずつマガジン部から移動させ；切削シートを１回に１枚ずつ光源と光検出器の間に搬送し；そして切削シートを１回に１枚ずつマガジン部に戻すための機構を含む。好ましくは、この機構は、少なくとも１個のリニアモーターを含む。より好ましくは、この機構は、≦１μmのリニアスケール分解能を有する少なくとも１個のリニアモーターを含む。
【００４１】
好ましくは、本発明の方法において、自動検査システムは、光線を出す光源を含む。好ましくは、光源により出される光線は、可視、紫外及び赤外領域の波長を含む発光スペクトルを示す。光源は、広帯域光源（例えば、白色光源）又は狭帯域光源（例えば、狭帯域青色光源）であってよい。好ましくは、光源は、狭帯域青色光源である。より好ましくは、光源は、狭帯域青色光源であって、その光線が、４６０〜４９０nm（好ましくは、４６０〜４８０nm；より好ましくは、４６０〜４７０nm；最も好ましくは、４６３〜４６７nm）のピーク波長及び≦５０nm（好ましくは、≦４０nm；より好ましくは、≦３５nm；最も好ましくは、≦３０nm）の半値全幅、ＦＷＨＭを有する発光スペクトルを示す。当業者ならば、所望の領域に発光スペクトルを持つ光線を提供するのに適した光源を選択することができよう。好ましくは、本発明の方法において、自動検査システムは、発光ダイオードである光源を含む。
【００４２】
好ましくは、本発明の方法において、自動検査システムは、厚さＴＳを通して切削シートの透過面から送られる光線からの透過光の少なくとも１つの検出可能な性質を変換することができる光検出器を含む。より好ましくは、本発明の方法において、自動検査システムは、厚さＴＳを通して切削シートの透過面から送られる光線からの透過光の強度を変換することができる光検出器を含む。最も好ましくは、本発明の方法において、自動検査システムは、厚さＴＳを通して切削シートの透過面から送られる光線からの透過光の強度及び波長スペクトルを変換することができる光検出器を含む。好ましくは、光検出器は、そこに入射する透過光の少なくとも１つの検出可能な性質を電気信号に変換する、光電気変換デバイスである。好ましくは、光検出器は、電荷結合素子（ＣＣＤ）のアレイである。好ましくは、使用される電荷結合素子（ＣＣＤ）は、モノクロ及びカラーＣＣＤから選択される。より好ましくは、光検出器は、少なくとも５個（最も好ましくは、少なくとも８個）の光電気変換デバイスのアレイを含む。最も好ましくは、光検出器は、≦２０μm（好ましくは、≦１６μm）の分解能及び≧１００mm（好ましくは、≧１２０mm）の視野を有する、少なくとも８個の電荷結合素子（ＣＣＤ）画像センサーのアレイを含む。
【００４３】
デジタル画像データ取得デバイスは、光検出器からの電気信号出力をデジタル信号に変換する。本発明での使用に適したデジタル画像データ取得デバイスは、当該分野において周知である。
【００４４】
複数の微小エレメントを含有するポリマー材料のケーキからの切削シートの異種組成性によって、仮説的標準シートへの参照が非現実的になる。即ち、このような切削シートの種々の無害な生産アーチファクトの存在が、化学機械研磨パッドの研磨層としての組み込みに関して、切削シートを検査するための自動システムにおける使用について、標準値への単純なグレースケール比較を無効にする。
【００４５】
本発明での使用に適した一般目的及び特殊目的の画像データ処理装置は、当該分野において周知である。好ましくは、本発明の方法に使用される自動検査システム中の画像データ処理装置は、不揮発性データ記憶装置に連結している中央処理装置を含む。
【００４６】
好ましくは、中央処理装置は更に、１個以上のユーザー入力インターフェース制御部（例えば、マウス、キーボード）及び少なくとも１個の出力表示部に連結している。
【００４７】
好ましくは、画像データ処理装置は、切削シートのマクロ不均一性を検出し、そして切削シートを許容し得るか又は疑わしいかのいずれかとして分類するように構成されている。好ましくは、許容し得るか又は疑わしいかのいずれかとしての切削シートの分類は、品質管理基準のメニューに基づいて画像データ処理装置により実行される。例えば、密度欠陥、空気孔欠陥及び介在物欠陥を含む、種々の欠陥は、切削シートの製造中に発生し得る。これらの欠陥のいずれか１つ又は組合せは、透過面の影響を受けた部分のサイズに応じて、切削シートにマクロ不均一性を構成し得ることに留意されたい。種々の欠陥タイプは、光検出器に対して異なる形で現れることに留意されたい。密度欠陥及び空気孔では、欠陥領域は、切削シートの周辺領域よりも透明度が高い。介在物欠陥では、欠陥領域は、切削シートの周辺領域よりも透明度が低い。このような欠陥が許容し得るかどうかは、例えば、切削シートを組み込む化学機械研磨パッドが、研磨を課される基板を含む、幾つかの条件に依存する。ある種の基板は、他のものよりも扱いにくく、そのためこれらの研磨用に製造される化学機械研磨パッドの研磨層として使用される切削シートの均一性には、より厳しい制御を必要とする。
【００４８】
好ましくは、本発明の方法において、少なくとも１枚の許容し得るシートを加工して化学機械研磨パッド（１１０）の研磨層（１２０）を形成すること［ここで、この研磨層（１２０）は、基板を研磨するために適合させられる］は、ａ）許容し得るシートに少なくとも１本の溝を切って溝パターンを形成すること、及び（ｂ）許容し得るシートの厚さＴＳを通して少なくとも途中まで延びる穿孔を形成することの少なくとも一方によって、研磨面（１１４）を形成することを含む。より好ましくは、本発明の方法において、少なくとも１枚の許容し得るシートを加工して化学機械研磨パッド（１１０）の研磨層（１２０）を形成すること［ここで、この研磨層（１２０）は、基板を研磨するために適合させられる］は、許容し得るシートに少なくとも１本の溝を切って溝パターンを形成することによって、研磨面（１１４）を形成することを含む。最も好ましくは、本発明の方法において、少なくとも１枚の許容し得るシートを加工して化学機械研磨パッド（１１０）の研磨層（１２０）を形成すること［ここで、この研磨層（１２０）は、基板を研磨するために適合させられる］は、許容し得るシートに少なくとも１本の溝を切って溝パターンを形成すること［ここで、この溝パターンは、基板を研磨するために適合させられる］によって、研磨面（１１４）を形成することを含む。（図３を参照のこと）。
【００４９】
好ましくは、本発明の方法を用いて製造される化学機械研磨パッド（１１０）は、中心軸（１１２）まわりの回転に好ましくは適合させられる。（図３を参照のこと）。好ましくは、研磨中の中心軸（１１２）まわりのパッド（１１０）の回転により、少なくとも１本の溝が基板上を掃くように、少なくとも１本の溝を配置して研磨面（１１４）を形成する。好ましくは、少なくとも１本の溝は、カーブした溝、線形溝及びこれらの組合せから選択される。好ましくは、少なくとも１本の溝は、≧１０mil（好ましくは、１０〜１５０mil）の深さを示す。好ましくは、少なくとも１本の溝は、≧１０mil、≧１５mil及び１５〜１５０milから選択される深さ；≧１０mil及び１０〜１００milから選択される幅；並びに≧３０mil、≧５０mil、５０〜２００mil、７０〜２００mil、及び９０〜２００milから選択されるピッチの組合せを有する、少なくとも２本の溝を含む溝パターンを形成する。
【００５０】
好ましくは、化学機械研磨パッド（１１０）に研磨層（１２０）として組み込まれた切削シートは、ここに組み込まれた＜１ppmの砥粒粒子を含有する。
【００５１】
好ましくは、許容し得るシートを加工することは更に：上面（１２６）及び底面（１２７）を有するサブパッド（１２５）を提供すること；接着剤（１２３）（好ましくは、ここでこの接着剤は、感圧接着剤、ホットメルト接着剤及びコンタクト接着剤の少なくとも１つから選択され；より好ましくは、この接着剤は、感圧接着剤及びホットメルト接着剤から選択され；最も好ましくは、この接着剤は、ホットメルト接着剤である）を提供すること；及びサブパッド（１２５）の上面（１２６）を研磨層（１２０）のベース面（１１７）に接着剤（１２３）を用いて積層することを含む。（図３を参照のこと）。
【００５２】
好ましくは、本発明の方法において、少なくとも１枚の許容し得るシートを加工して化学機械研磨パッド（１１０）の研磨層（１２０）を形成すること［ここで、研磨層（１２０）は、基板を研磨するために適合させられる］は更に：サブパッド（１２５）の底面（１２７）に適用された感圧プラテン接着層（１７０）を提供することを含む。
【００５３】
好ましくは、本発明の方法において、少なくとも１枚の許容し得るシートを加工して化学機械研磨パッド（１１０）の研磨層（１２０）を形成すること［ここで、研磨層（１２０）は、基板を研磨するために適合させられる］は更に：サブパッド（１２５）の底面（１２７）に適用された感圧プラテン接着層（１７０）を提供すること；及び感圧プラテン接着層（１７０）上に適用された剥離ライナー（１７５）を提供すること［ここで、感圧プラテン接着層（１７０）は、サブパッド（１２５）の底面（１２７）と剥離ライナー（１７５）の間に置かれる］を含む。（図３を参照のこと）。
【００５４】
本発明の化学機械研磨パッド（１１０）へのサブパッド（１２５）の組み込みは、ある種の研磨適用には望ましい。当業者ならば、所期の研磨プロセスに使用するためのサブパッド（１２５）に適切な構成材料及びサブパッドの厚さＴＢを選択することを知っていよう。好ましくは、サブパッド（１５０）は、≧１５mil（より好ましくは、３０〜１００mil；最も好ましくは３０〜７５mil）の平均サブパッド厚さＴＢ−ａｖｇを有する。
【００５５】
好ましくは、接着剤（１２３）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よりなる群から選択される。より好ましくは、接着剤（１２３）は、感圧接着剤及びホットメルト接着剤よりなる群から選択される。最も好ましくは、接着剤（１２３）は、反応性ホットメルト接着剤である。
【００５６】
好ましくは、本発明の方法において、少なくとも１枚の許容し得るシートを加工して化学機械研磨パッド（１１０）の研磨層（１２０）を形成すること［ここで、研磨層（１２０）は、基板を研磨するために適合させられる］は更に：研磨層（１２０）と感圧プラテン接着層（１７０）とに界面で接続してその間に置かれる少なくとも１つの追加層（図示せず）を提供することを含む。この少なくとも１つの追加層（図示せず）は、追加層接着剤（図示せず）を用いて化学機械研磨パッド（１１０）に組み込むことができる。この追加層接着剤は、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、この追加層接着剤は、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、この追加層接着剤は、ホットメルト接着剤である。
【００５７】
好ましくは、本発明の化学機械研磨パッド（１１０）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の研磨を容易にするように特別に設計される。好ましくは、化学機械研磨パッド（１１０）に研磨層（１２０）として組み込まれる切削シートは、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（より好ましくは、半導体基板；最も好ましくは、半導体ウェーハ）を研磨するために適合させられる。
【００５８】
本発明の方法において、疑わしいシートの集団が、少なくとも１枚の疑わしいシートを含み、そしてこの少なくとも１枚の疑わしいシートが、少なくとも１個の検出されたマクロ不均一性を含有する場合、画像データ処理装置は、好ましくは更に、少なくとも１枚の疑わしいシートのマップを作成して不揮発性メモリに記憶するように構成されており、ここで、この少なくとも１個の検出されたマクロ不均一性の場所は、位置決めされている。
【００５９】
好ましくは、本発明の方法は更に：疑わしいシートの集団から選択シートを選ぶこと［ここで、この疑わしいシートの集団は、少なくとも１枚の疑わしいシートを含み、そしてこの少なくとも１枚の疑わしいシートは、少なくとも１個の検出されたマクロ不均一性を含有する］を含み；画像データ処理装置は、好ましくは更に、少なくとも１枚の疑わしいシートのマップを作成して不揮発性メモリに記憶するように構成されており、ここで、この少なくとも１個の検出されたマクロ不均一性の場所は、位置決めされている。
【００６０】
好ましくは、本発明の方法は更に：疑わしいシートの集団から選択シートを選ぶこと［ここで、この疑わしいシートの集団は、少なくとも１枚の疑わしいシートを含み、そしてこの少なくとも１枚の疑わしいシートは、少なくとも１個の検出されたマクロ不均一性を含有する］を含み；画像データ処理装置は、好ましくは更に、少なくとも１枚の疑わしいシートのマップを作成して不揮発性メモリに記憶するように構成されており、ここで、この少なくとも１個の検出されたマクロ不均一性の場所は、位置決めされており；そして自動検査システムは更に：表示部であって、選択シートの画像がそこに表示される表示部を含む。表示部上の選択シートの表示される画像は、選択シートの透過面の全体の画像であってよい。好ましくは、選択シートの画像は、少なくとも１個の検出されたマクロ不均一性の拡大図を示す部分的画像である。好ましくは、表示部に表示される選択シートの部分的画像は、選択シートの透過面のマクロ不均一性の全体及び周辺領域を含む。好ましくは、表示部に表示される選択シートの部分的画像は、選択シートの目視検査を容易にするよう表示される画像の細部を強化するために拡大することができる。好ましくは、本発明の方法は更に：選択シートの目視検査を実行すること［ここで、この目視検査は、表示部に表示される選択シートの画像により容易になる］；及び（ｉ）目視検査に基づいて許容し得るとして選択シートを再分類する［ここで、次にこの選択シートは許容し得るシートの集団に追加される］か；又は（ii）目視検査に基づいて欠陥として選択シートを分類する［ここで、次にこの選択シートは欠陥シートの集団に追加される］ことのいずれかを含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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