(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体デバイス設計者が利用できる除去速度選択比を強化するために選択された研磨層組成物を有するケミカルメカニカル研磨パッドを用いてケミカルメカニカルポリッシングする方法を提供する。【解決手段】酸化ケイ素及び窒化ケイ素を含む基板を提供する工程、研磨スラリーを提供する工程、多官能性イソシアナート及びアミン開始ポリオール硬化剤を含む成分（ここで、アミン開始ポリオール硬化剤の多官能性イソシアナートに対する化学量論比は、研磨層の除去速度選択比を調整するように選択される）の反応生成物である組成物を有する研磨層を含む研磨パッドを提供する工程、研磨表面と基板との間に動的接触を生成する工程、研磨パッド上に基板の界面又はその付近に研磨スラリーを分配する工程及び酸化ケイ素及び窒化ケイ素の少なくとも一部を基板から除去する工程、を含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板をケミカルメカニカルポリッシングする方法であって、
酸化ケイ素及び窒化ケイ素を含む前記基板を提供する工程、
研磨スラリーであって、
水、及び
シリカ砥粒であって、１から６の研磨ｐＨにて測定した正の表面電荷を有するシリカ砥粒を含む、研磨スラリーを提供する工程、
ケミカルメカニカル研磨パッドを提供する工程であって、前記ケミカルメカニカル研磨パッドが、
組成物を有する研磨層、研磨表面及び酸化ケイ素材料と窒化ケイ素材料との間の除去速度選択比を含み、前記組成物が、
（ａ）１分子当たり平均で少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基を有する多官能性イソシアナート、
（ｂ）アミン開始ポリオール硬化剤であって、１分子当たり少なくとも１個の窒素原子を含有し、１分子当たり平均で少なくとも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及び
（ｃ）場合により、複数のマイクロエレメント、を含み、
（ｂ）の前記アミン開始ポリオール硬化剤中の反応性水素基の、（ａ）の前記多官能性イソシアナート中の少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基に対する化学量論比が、前記除去速度選択比を調整するように選択され、（ｂ）の前記アミン開始ポリオール硬化剤中の反応性水素基の、（ａ）の前記多官能性イソシアナート中の少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基に対する化学量論比が１．２５から１．８である、工程、
前記研磨表面と前記基板との間の界面に動的接触を生成して、前記基板の表面を研磨する工程、
前記ケミカルメカニカル研磨パッド上の、前記研磨表面と前記基板との間の界面又はその付近に研磨スラリーを分配する工程、並びに
酸化ケイ素及び窒化ケイ素の少なくとも一部を基板から除去する工程を含む、方法。
【請求項２】
回転プラテン、回転ヘッド及び回転コンディショナを有する研磨機を提供する工程をさらに含み、前記研磨層が前記回転プラテンに装着され、前記基板が前記回転ヘッドに固定され、前記回転プラテンが９３回転／分のプラテン速度で回転され、前記回転ヘッドが８７回転／分のヘッド速度で回転され、前記基板が研磨層の研磨表面に３psiの下向きの力で押し付けられ、前記研磨スラリーが前記研磨表面に２００mL/分の流量で供給される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記回転コンディショナがダイヤモンド砥粒ディスクであり、前記研磨表面が前記回転コンディショナを使用して研削され、前記回転コンディショナが、前記研磨表面に垂直な７ポンドのコンディショナ力で前記研磨表面に押し付けられる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
提供された前記研磨層の組成物が前記アミン開始ポリオール硬化剤を含む成分の反応生成物であり、前記アミン開始ポリオール硬化剤が１分子当たり平均で２個の窒素原子及び１分子当たり平均で４個のヒドロキシル基を含有し、並びに前記アミン開始ポリオール硬化剤が２００から４００の数平均分子量ＭＮを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
提供された前記研磨層の組成物が複数のマイクロエレメントを含む成分の反応生成物であり、前記複数のマイクロエレメントが封じ込め気泡、ガス充填中空コアポリマー材料、液体充填中空コアポリマー材料、水溶性材料及び不溶性相材料から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記提供された研磨層の組成物が複数のマイクロエレメントを含む成分の反応生成物であり、前記複数のマイクロエレメントがガス充填中空コアポリマー材料である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
提供された前記研磨層の組成物が１０から２５体積％のガス充填中空コアポリマー材料を含有する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
提供された前記ケミカルメカニカル研磨パッドが、 
上面及び底面を有するサブパッドであって、前記上面が前記研磨層と、前記研磨層の前記研磨表面側と反対側で前記研磨層と界接するサブパッド及び
感圧性プラテン接着剤であって、前記サブパッドの底面上に配置されている、感圧性プラテン接着剤、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ケミカルメカニカル研磨パッドであって、
組成物を有する研磨層、研磨表面及び酸化ケイ素材料と窒化ケイ素材料との間の除去速度選択比を含み、前記組成物が、
（ａ）１分子当たり平均で少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基を有する多官能性イソシアナート及び
（ｂ）アミン開始ポリオール硬化剤であって、１分子当たり少なくとも１個の窒素原子を含有し、１分子当たり平均で少なくとも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、を含み、
（ｂ）の前記アミン開始ポリオール硬化剤中の反応性水素基の、（ａ）の前記多官能性イソシアナート中の少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基に対する化学量論比が１．２５から１．８であり、及び（ｂ）の前記アミン開始ポリオール硬化剤中の反応性水素基の、（ａ）の前記多官能性イソシアナート中の少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基に対する化学量論比が、前記除去速度選択比を調整するように選択される、ケミカルメカニカル研磨パッド。
【請求項１０】
ケミカルメカニカル研磨パッド用研磨層を作製する方法であって、
（ａ）１分子当たり平均で少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基を有する多官能性イソシアナートを提供する工程、並びに
（ｂ）アミン開始ポリオール硬化剤であって、１分子当たり少なくとも１個の窒素原子を含有し、１分子当たり平均で少なくとも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を提供する工程、
前記多官能性イソシアナート及び前記アミン開始ポリオール硬化剤を組合せて、組合せを形成する工程、を含み、前記組合せにおける、前記アミン開始ポリオール硬化剤中の反応性酸素基の、前記多官能性イソシアナート中の少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基に対する化学量論比が１．２５から１．８であり、及び前記組合せにおける、（ｂ）の前記アミン開始ポリオール硬化剤中の反応性水素基の、（ａ）の前記多官能性イソシアナート中の少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基に対する化学量論比が、前記研磨層の二酸化ケイ素の窒化ケイ素除去速度選択比を調整するように選択される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケミカルメカニカルポリッシング方法に関する。より詳細には、本発明は、ケミカルメカニカルポリッシング方法であって、酸化ケイ素及び窒化ケイ素を含む基板を提供する工程、研磨スラリーを提供する工程、研磨パッドを提供する工程であって、研磨パッドが多官能性イソシアナート及びアミン開始ポリオール硬化剤を含む成分の反応生成物である組成物を有する研磨層を備え、アミン開始ポリオール硬化剤の多官能性イソシアナートに対する化学量論比が研磨層の除去速度選択比を調整するように選択される、工程、研磨表面と基板との間に動的接触を生成する工程、研磨パッド上に基板の界面又はその付近に研磨スラリーを分配する工程、並びに酸化ケイ素及び窒化ケイ素の少なくとも一部を基板から除去する工程を含む方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積回路及び他の電子デバイスの製造において、導電性材料、半導体材料及び絶縁材料の複数の層が半導体ウェーハの表面で成膜され、該表面から除去される。導電性材料、半導体材料及び絶縁材料の材料の薄層は、いくつかの成膜技術を使用して成膜され得る。最新のウェーハ加工における一般的な成膜技術としては、とりわけスパッタリングとしても既知である物理気相成長（ＰＶＤ）及び化学気相成長（ＣＶＤ）、プラズマ強化化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）並びに電気化学めっきが挙げられる。一般的な除去技術としては、とりわけ湿式及び乾式等方性及び異方性エッチングが挙げられる。
【０００３】
材料の層が順次、成膜、除去されるため、ウェーハの最上表面は非平坦となる。後続の半導体加工（例えば金属被覆）には、ウェーハが平坦な表面を有することが必要であるため、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ロジー及び表面欠陥、例えば粗表面、凝集材料、結晶格子損傷、スクラッチ及び汚染層又は材料を除去するために有用である。
【０００４】
ケミカルメカニカルプラナリゼーション、即ちケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）は、半導体ウェーハなどの被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では、ウェーハキャリア、即ち研磨ヘッドをキャリアアセンブリ上に装着する。研磨ヘッドはウェーハを保持して、ＣＭＰ装置内のテーブル又はプラテンに装着された研磨パッドの研磨層と接触するようにウェーハを位置決めする。キャリアアセンブリは、ウェーハと研磨パッドの間に制御可能な圧力を与える。同時に、研磨媒体（例えばスラリー）を研磨パッド上へ分配して、ウェーハと研磨層との間の間隙に引き込ませる。研磨を行うために、研磨パッド及びウェーハは、通例、相互に対して回転する。研磨パッドはウェーハの下で回転するため、ウェーハは通例、環状の研磨軌道、即ち研磨領域を掃き出すため、この領域でウェーハの表面は、研磨層と直接向かい合う。ウェーハ表面は、表面上での研磨層及び研磨媒体の化学及び機械作用によって研磨され、平坦化される。
【０００５】
デバイスは、ますます複雑になり、形状はより微細となる。この傾向には、基板上に各種の形状を作るために使用される材料間の調整可能な選択比を与え、デバイス設計者にこれらの設計におけるさらなる柔軟性を与えるために、研磨消耗品からの性能改善が必要となる。したがって、半導体システムの製造で使用するためのダイナミックなデバイス設計分野を支援するために、変化する設計ニーズに合せて研磨特性の所望のバランスを与えるケミカルメカニカルポリッシング消耗品に対する継続した要求が存在している。例えば、酸化ケイ素と窒化ケイ素との間の除去速度選択比を示す研磨消耗品が引き続き要求されている。
【０００６】
歴史的に、研磨消耗品の提供者は、各種の基板材料間の所望の除去速度選択比を与えるスラリー配合物に焦点を合せてきた。例えば、ケミカルメカニカルポリッシングのための調整可能な選択比スラリーは、Ｃｈｅｎ  ｅｔ  ａｌ．によって米国特許第７，２９４，５７６号によって開示されている。Ｃｈｅｎ  ｅｔ  ａｌ．は、基板をケミカルメカニカルポリッシングする方法を開示し、該方法は、（ａ）少なくとも第１の層及び第２の層を備えた基板を提供する工程であって、第１層及び第２層がケミカルメカニカルポリッシング組成物に接触していない工程、（ｂ）最終ケミカルメカニカルポリッシング組成物を調整する工程であって、（ｉ）第２の層と比較して第１の層に対する第１の選択比を備えた砥粒を含む第１のケミカルメカニカルポリッシング組成物を提供するステップ、（ｉｉ）第２の層と比較して第１の層に対する第２の選択比を備えた砥粒を含む第２のケミカルメカニカルポリッシング組成物を提供するステップであって、第２のケミカルメカニカルポリッシング組成物が第１のケミカルメカニカルポリッシング組成物の存在下で安定であり、第１及び第２の選択比が異なる、工程並びに（ｉｉｉ）第２の層と比較して第１の層に対する最終選択比を備えた最終ケミカルメカニカルポリッシング組成物を得るための比で、第１及び第２のケミカルメカニカルポリッシング組成物を混合するステップを含む工程、（ｃ）基板に最終ケミカルメカニカルポリッシング組成物を接触させる工程、（ｄ）研磨パッドを、最終ケミカルメカニカルポリッシング組成物をその間に備えた基板に対して移動させる工程並びに（ｅ）基板の第１及び第２の層の少なくとも一部を摩耗させて基板を研磨する工程を含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
それにもかかわらず、デバイス設計者が利用できる除去速度選択比の範囲を広げる研磨消耗品の提供が引き続き要求されている。したがって、半導体デバイス設計者が利用できる除去速度選択比を強化するために選択された研磨層組成物を有するケミカルメカニカル研磨パッドを与えることが所望である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、基板をケミカルメカニカルポリッシングする方法であって、酸化ケイ素及び窒化ケイ素を含む基板を提供する工程、水及びシリカ砥粒を含む研磨スラリーを提供する工程であって、シリカ砥粒が１から６の研磨ｐＨにて測定した正の表面電荷を有する、工程、組成物を有する研磨層、研磨表面及び酸化ケイ素材料と窒化ケイ素材料との間の除去速度選択比を含むケミカルメカニカル研磨パッドを提供する工程であって、組成物が、（ａ）１分子当たり平均で少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基を有する多官能性イソシアナート、（ｂ）アミン開始ポリオール硬化剤であって、１分子当たり少なくとも１個の窒素原子を含有し、アミン開始ポリオール硬化剤が１分子当たり平均で少なくとも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及び（ｃ）場合により、複数のマイクロエレメント、を含む成分の反応生成物であり、（ｂ）のアミン開始ポリオール硬化剤中の反応性水素基の、（ａ）の多官能性イソシアナート中の少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基に対する化学量論比が、除去速度選択比を調整するように選択され、（ｂ）のアミン開始ポリオール硬化剤中の反応性水素基の、（ａ）の多官能性イソシアナート中の少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基に対する化学量論比が、１．２５から１．８である、工程、研磨表面と基板との間の界面に動的接触を生成して、基板の表面を研磨する工程、ケミカルメカニカル研磨パッド上の、研磨表面と基板との間の界面又はその付近に研磨スラリーを分配する工程、並びに酸化ケイ素及び窒化ケイ素の少なくとも一部を基板から除去する工程を含む方法を提供する。
【０００９】
本発明は、基板をケミカルメカニカルポリッシングする方法であって、酸化ケイ素及び窒化ケイ素を含む基板を提供する工程、回転プラテン、回転ヘッド及び回転コンディショナを有する研磨機を提供する工程、水及びシリカ砥粒を含む研磨スラリーを提供する工程であって、シリカ砥粒が１から６の研磨ｐＨにて測定した正の表面電荷を有する、工程、組成物を有する研磨層、研磨表面及び酸化ケイ素材料と窒化ケイ素材料との間の除去速度選択比を含むケミカルメカニカル研磨パッドを提供する工程であって、組成物が、（ａ）１分子当たり平均で少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基を有する多官能性イソシアナート、（ｂ）アミン開始ポリオール硬化剤であって、１分子当たり少なくとも１個の窒素原子を含有し、１分子当たり平均で少なくとも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及び（ｃ）場合により、複数のマイクロエレメント、を含む成分の反応生成物であり、（ｂ）のアミン開始ポリオール硬化剤中の反応性水素基の、（ａ）の多官能性イソシアナート中の少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基に対する化学量論比が、除去速度選択比を調整するように選択され、（ｂ）のアミン開始ポリオール硬化剤中の反応性水素基の、（ａ）の多官能性イソシアナート中の少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基に対する化学量論比が、１．２５から１．８であり、研磨層が回転プラテンに装着され、基板に回転ヘッドに固定される、工程、研磨表面と基板との間の界面に動的接触を生成して、基板の表面を研磨する工程であって、回転プラテンが９３回転／分のプラテン速度で回転され、回転ヘッドが８７回転／分のヘッド速度で回転され、基板が研磨層の研磨表面に３psiの下向きの力で押し付けられる、工程、ケミカルメカニカル研磨パッド上の、研磨表面と基板との間の界面又はその付近に研磨スラリーを分配する工程であって、研磨スラリーが研磨表面に２００mL／分の流量で供給される、工程、並びに酸化ケイ素及び窒化ケイ素の少なくとも一部を基板から除去する工程を含む方法を提供する。
【００１０】
本発明は、ケミカルメカニカル研磨パッドであって、組成物を有する研磨層、研磨表面及び酸化ケイ素材料と窒化ケイ素材料との間の除去速度選択比を含み、組成物が、（ａ）１分子当たり平均で少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基を有する多官能性イソシアナート、及び（ｂ）アミン開始ポリオール硬化剤であって、１分子当たり少なくとも１個の窒素原子を含有し、１分子当たり平均で少なくとも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、を含む成分の反応生成物であり、（ｂ）のアミン開始ポリオール硬化剤中の反応性水素基の、（ａ）の多官能性イソシアナート中の少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基に対する化学量論比が１．２５から１．８であり、及び（ｂ）のアミン開始ポリオール硬化剤中の反応性水素基の、（ａ）の多官能性イソシアナート中の少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基に対する化学量論比が、除去速度選択比を調整するように選択される、研磨パッドを提供する。
【００１１】
本発明は、ケミカルメカニカル研磨パッド用研磨層を作製する方法であって、（ａ）１分子当たり平均で少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基を有する多官能性イソシアナートを提供する工程並びに（ｂ）アミン開始ポリオール硬化剤であって、１分子当たり少なくとも１個の窒素原子を含有し、１分子当たり平均で少なくとも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を提供する工程、多官能性イソシアナート及びアミン開始ポリオール硬化剤を組合せて、組合せを形成する工程、を含み、アミン開始ポリオール硬化剤中の反応性水素基の、多官能性イソシアナート中の少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基に対する化学量論比が１．２５から１．８であり、並びに組合せにおける（ｂ）のアミン開始ポリオール硬化剤中の反応性水素基の、（ａ）の多官能性イソシアナート中の少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基に対する化学量論比が、研磨層の二酸化ケイ素の窒化ケイ素に対する除去速度選択比を調整するように選択される、方法を提供する。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
驚くべきことに、本発明の方法で提供されるケミカルメカニカル研磨パッド中の研磨層に対する、酸化ケイ素材料と窒化ケイ素材料との間の除去速度選択比が、研磨層組成物の製造に使用する原料において、１．２５から１．８の範囲の硬化剤中の活性酸素基（即ちアミン（ＮＨ２）基及びヒドロキシル（ＯＨ）基の和）の、多官能性イソシアナート中の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基に対する化学量論比の適切な選択によって、微調整可能であることが見出されている。半導体基板は複雑さを増しながら進化を続けているため、半導体基板の製造に必要な、望ましい多くの研磨選択比により、所与の研磨操作の間に基板の表面に存在する各種の材料の間で複数の除去選択比が加えられる。本発明が与える除去速度調整性により、増強された除去速度選択比性能を達成して、またより複雑な基板を製造できるようにする、別のツールが与えられる。
【００１３】
本発明の基板をケミカルメカニカルポリッシングする方法は、酸化ケイ素及び窒化ケイ素を含む基板を提供する工程、水、及びシリカ砥粒（好ましくは０．１から６重量％のシリカ砥粒、より好ましくは０．５から５重量％のシリカ砥粒、最も好ましくは０．７５から２重量％のシリカ砥粒）を含む研磨スラリーを提供する工程であって、シリカ砥粒が１から６（好ましくは２から５、より好ましくは２．５から５、最も好ましくは２．７５から４．７５）の研磨ｐＨにて測定した正の表面電荷を有する、工程、組成物を有する研磨層、研磨表面及び酸化ケイ素材料と窒化ケイ素材料との間の除去速度選択比を含むケミカルメカニカル研磨パッドを提供する工程であって、組成物が、（ａ）１分子当たり平均で少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基を有する多官能性イソシアナート、（ｂ）アミン開始ポリオール硬化剤であって、１分子当たり少なくとも１個の窒素原子を含有し、アミン開始ポリオール硬化剤が１分子当たり平均で少なくとも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及び（ｃ）場合により、複数のマイクロエレメントを含む成分の反応生成物であり、（ｂ）のアミン開始ポリオール硬化剤中の反応性水素基の、（ａ）の多官能性イソシアナート中の少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基に対する化学量論比が、除去速度選択比を調整するように選択され、（ｂ）のアミン開始ポリオール硬化剤中の反応性水素基の、（ａ）の多官能性イソシアナート中の少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基に対する化学量論比が、１．２５から１．８（好ましくは１．３から１．８、より好ましくは、１．４０から１．８、最も好ましくは１．４５から１．７５）である、工程、研磨表面と基板との間の界面に動的接触を生成して、基板の表面を研磨する工程、ケミカルメカニカル研磨パッド上の、研磨表面と基板との間の界面又はその付近に研磨スラリーを分配する工程、並びに酸化ケイ素及び窒化ケイ素の少なくとも一部を基板から除去する工程を含む。
【００１４】
好ましくは、本発明の基板をケミカルメカニカルポリッシングする方法において、提供された基板は酸化ケイ素及び窒化ケイ素を含む。より好ましくは、本発明の基板をケミカルメカニカルポリッシングする方法において、提供された基板は、酸化ケイ素及び窒化ケイ素を含む半導体基板である。最も好ましくは、本発明の基板をケミカルメカニカルポリッシングする方法において、提供された基板は、少なくとも１つの酸化ケイ素形状及び少なくとも１つの窒化ケイ素形状を含む半導体基板であり、少なくとも１つの酸化ケイ素形状及び少なくとも１つの窒化ケイ素形状は、ケミカルメカニカルポリッシング中に研磨表面及び研磨スラリーに暴露され、少なくとも１つの酸化ケイ素形状及び少なくとも１つの窒化ケイ素形状の少なくとも一部が基板から除去される。
【００１５】
好ましくは、本発明の基板をケミカルメカニカルポリッシングする方法において、提供された研磨スラリーは、水及びシリカ砥粒を含み、シリカ砥粒が１から６（好ましくは２から５、より好ましくは２．５から５、最も好ましくは２．７５から４．７５）の研磨ｐＨにて測定した正の表面電荷を有する。より好ましくは、本発明の基板をケミカルメカニカルポリッシングする方法において、提供された研磨スラリーは、水及び０．１から６重量％のシリカ砥粒を含み、シリカ砥粒が１から６（好ましくは２から５、より好ましくは２．５から５、最も好ましくは２．７５から４．７５）の研磨ｐＨにて測定した正の表面電荷を有する。なおより好ましくは、本発明の基板をケミカルメカニカルポリッシングする方法において、提供された研磨スラリーは、水及び０．５から５重量％のシリカ砥粒を含み、シリカ砥粒が１から６（好ましくは２から５、より好ましくは２．５から５、最も好ましくは２．７５から４．７５）の研磨ｐＨにて測定した正の表面電荷を有する。最も好ましくは、本発明の基板をケミカルメカニカルポリッシングする方法において、提供された研磨スラリーは、水及び０．７５から２重量％のシリカ砥粒を含み、シリカ砥粒が１から６（好ましくは２から５、より好ましくは２．５から５、最も好ましくは２．７５から４．７５）の研磨ｐＨにて測定した正の表面電荷を有する。
【００１６】
好ましくは、本発明の基板をケミカルメカニカルポリッシングする方法において、提供された研磨スラリー中に含有される水は、偶発的な不純物を制限するために、脱イオン水及び蒸留水の少なくとも１つである。
【００１７】
好ましくは、本発明の基板をケミカルメカニカルポリッシングする方法において、提供された研磨スラリー中に含有されるシリカ砥粒はコロイダルシリカ砥粒であって、コロイダルシリカ砥粒は、１から６（好ましくは２から５、より好ましくは２．５から５、最も好ましくは２．７５から４．７５）の研磨ｐＨにて測定した正の表面電荷を有する。より好ましくは、本発明の基板をケミカルメカニカルポリッシングする方法において、提供された研磨スラリー中に含有されるシリカ砥粒は、動的光散乱によって測定した１００nm以下の平均粒径を有するコロイダルシリカ砥粒であって、コロイダルシリカ砥粒は、１から６（好ましくは２から５、より好ましくは２．５から５、最も好ましくは２．７５から４．７５）の研磨ｐＨにて測定した正の表面電荷を有する。最も好ましくは、本発明の基板をケミカルメカニカルポリッシングする方法において、提供された研磨スラリー中に含有されるシリカ砥粒は、動的光散乱によって測定した５から１００nm（より好ましくは１０から６０nm、最も好ましくは２０から６０nm）の平均粒径を有するコロイダルシリカ砥粒であって、コロイダルシリカ砥粒は、１から６（好ましくは２から５、より好ましくは２．５から５、最も好ましくは２．７５から４．７５）の研磨ｐＨにて測定した正の表面電荷を有する。
【００１８】
好ましくは、本発明の基板をケミカルメカニカルポリッシングする方法において、提供された研磨スラリーは、１から６の研磨ｐＨを有する。より好ましくは、本発明の基板をケミカルメカニカルポリッシングする方法において、提供された研磨スラリーは、２から５の研磨ｐＨを有する。なおより好ましくは、本発明の基板をケミカルメカニカルポリッシングする方法において、提供された研磨スラリーは、２．５から５の研磨ｐＨを有する。最も好ましくは、本発明の基板をケミカルメカニカルポリッシングする方法において、提供された研磨スラリーは、２．７５から４．７５の研磨ｐＨを有する。
【００１９】
好ましくは、本発明の基板をケミカルメカニカルポリッシングする方法において、提供された研磨スラリーは、分散剤、界面活性剤、緩衝剤、消泡剤及び殺生物剤から成る群より選択される追加の添加剤をさらに含む。
【００２０】
本発明の方法で提供されたケミカルメカニカル研磨パッドにおける研磨層の研磨層組成物は、（ａ）１分子当たり平均で少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基を有する多官能性イソシアナート及び（ｂ）アミン開始ポリオール硬化剤であって、１分子当たり少なくとも１個の窒素原子を含有し、１分子当たり平均で少なくとも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を含む成分の反応生成物であり、（ｂ）のアミン開始ポリオール硬化剤中の反応性酸素基（即ちアミン（ＮＨ２）基及びヒドロキシル（ＯＨ）基の和）の、（ａ）の多官能性イソシアナート中の少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基に対する化学量論比は、研磨層の酸化ケイ素と窒化ケイ素との間の除去速度選択比を調整するように選択され、及び（ｂ）のアミン開始ポリオール硬化剤中の反応性水素基の、（ａ）の多官能性イソシアナート中の少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基に対する化学量論比は、１．２５から１．８（好ましくは１．３から１．８、より好ましくは、１．４０から１．８、最も好ましくは１．４５から１．７５）である。化学量論比の適切な選択によって、研磨層の酸化ケイ素と窒化ケイ素との間の除去速度選択比は、５から６０の範囲で調整可能である。
【００２１】
好ましくは、本発明の基板をケミカルメカニカルポリッシングする方法において、提供されたケミカルメカニカル研磨パッドは、組成物を有する研磨層、研磨表面及び酸化ケイ素材料と窒化ケイ素材料との間の除去速度選択比を含み、組成物は、（ａ）１分子当たり平均で少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基を有する多官能性イソシアナート、（ｂ）アミン開始ポリオール硬化剤であって、１分子当たり少なくとも１個の窒素原子を含有し、１分子当たり平均で少なくとも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、及び（ｃ）場合により、複数のマイクロエレメント、を含む成分の反応生成物である。
【００２２】
好ましくは、１分子当たり平均で少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基を有する多官能性イソシアナートは、（ｉ）脂肪族多官能性イソシアナート、及び（ｉｉ）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。より好ましくは、１分子当たり平均で少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基を有する多官能性イソシアナートは、（ｉ）脂肪族多官能性イソシアナートであって、イソホロンジイソシアナート（ＩＰＤＩ）、ヘキサメチレン−１，６−ジイソシアナート（ＨＤＩ）、４，４−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアナート）（Ｈ１２ＭＤＩ）、１，４−シクロヘキサンジイソシアナート、１，３−シクロヘキサンジイソシアナート、１，２−シクロヘキサ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、１，４−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン、１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン及びその混合物からなる群より選択される脂肪族多官能性イソシアナート並びに（ｉｉ）プレポリマーポリオールであって、ジオール、ポリオール、ポリオールジオール、そのコポリマー及びその混合物からなる群より選択される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。なおより好ましくは、１分子当たり平均で少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基を有する多官能性イソシアナートは、（ｉ）脂肪族多官能性イソシアナートであって、４，４メチレンビス（シクロヘキシルイソシアナート）（Ｈ１２−ＭＤＩ）である脂肪族多官能性イソシアナート並びに（ｉｉ）プレポリマーポリオールであって、ジオール、ポリオール、ポリオールジオール、そのコポリマー及びその混合物からなる群より選択される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。
【００２３】
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（例えばポリ（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、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、その混合物並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１つ以上の低分子量ポリオールとのそ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、場合により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１つの低分子量ポリオールと混合された、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（ＰＰＧ）及びポリエチレンエーテルグリコール（ＰＥＧ）の少なくとも１つからなる群より選択される。
【００２４】
好ましくは、１分子当たり平均で少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基を有する多官能性イソシアナートは、５．５から１１．５重量％（好ましくは６から１１重量％、より好ましくは７から１０．５重量％、最も好ましくは７．２５から１０．５重量％）の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基を有する、イソシアナート末端ウレタンプレポリマーである。
【００２５】
好ましくは、アミン開始ポリオール硬化剤は、１分子当たり少なくとも１個の窒素原子及び１分子当たり平均で少なくとも３個のヒドロキシル基を含有する。より好ましくは、アミン開始ポリオール硬化剤は、１分子当たり１から４個（なおより好ましくは２から４個、最も好ましくは２個）の窒素原子及び１分子当たり平均で３から６個（なおより好ましくは３から５個、最も好ましくは４個）のヒドロキシル基を含有する。
【００２６】
好ましくは、アミン開始ポリオール硬化剤は、７００以下の数平均分子量ＭＮを有する。より好ましくは、使用したアミン開始ポリオール硬化剤は、１５０から６５０（なおより好ましくは２００から５００、最も好ましくは２５０から３００）の数平均分子量ＭＮを有する。
【００２７】
好ましくは、アミン開始ポリオール硬化剤は、３５０から１，２００mg ＫＯＨ／ｇのヒドロキシル数（ＡＳＴＭ試験方法Ｄ４２７４−１１によって決定）を有する。より好ましくは、アミン開始ポリオール硬化剤は、４００から１，０００mg ＫＯＨ／ｇ（最も好ましくは６００から８５０mg ＫＯＨ／ｇ）のヒドロキシル数を有する。
【００２８】
市販のアミン開始ポリオール硬化剤の例としては、アミン開始ポリオールのボラノール（Voranol）（登録商標）ファミリ（ザ・ダウ・ケミカル・カンパニーより入手可能）、クアドロール（Quadrol）（登録商標）スペシャルティポリオール（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より入手可能）、プルラコール（Pluracol）（登録商標）アミン系ポリオール（ＢＡＳＦより入手可能）、ムルトラノール（Multranol）（登録商標）アミン系ポリオール（バイエル・マテリアルサイエンスＬＬＣより入手可能）、トリイソプロパノールアミン（ＴＩＰＡ）（ザ・ダウ・ケミカル・カンパニーより入手可能）、及びトリエタノールアミン（ＴＥＡ）（マリンクロット・ベーカーＩｎｃ．より入手可能）が挙げられる。いくつかのアミン開始ポリオール硬化剤を表１に記載する。
【表１】
2017139443.tif 000002
【００２９】
好ましくは、本発明の基板をケミカルメカニカルポリッシングする方法において、提供されたケミカルメカニカル研磨パッドは、組成物を有する研磨層、研磨表面及び酸化ケイ素材料と窒化ケイ素材料との間の除去速度選択比を含み、組成物は、（ａ）１分子当たり平均で少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基を有する多官能性イソシアナート、（ｂ）アミン開始ポリオール硬化剤であって、１分子当たり少なくとも１個の窒素原子を含有し、１分子当たり平均で少なくとも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、及び（ｃ）複数のマイクロエレメントを含む成分の反応生成物である。
【００３０】
好ましくは、複数のマイクロエレメントは、封じ込め気泡、中空コアポリマー材料、水溶性材料及び不溶性相材料（例えば鉱油）から選択される。より好ましくは、複数のマイクロエレメントは、封じ込め気泡及び中空コアポリマー材料から選択される。好ましくは、複数のマイクロエレメントは、１５０μm未満（より好ましくは５０μm未満、最も好ましくは１０から５０μm）の重量平均径を有する。好ましくは、複数のマイクロエレメントは、ポリアクリロニトリル又はポリアクリロニトリルコポリマーのどちらかのシェル壁を備えたポリマーマイクロバルーン（例えばアクゾノーベル（登録商標）製のエクスパンセル（Expancel））を含む。好ましくは複数のマイクロエレメントは、研磨層組成物中に０から３５体積％の多孔率（より好ましくは１０から２５体積％の多孔率）で包含される。好ましくは複数のマイクロエレメントは、研磨層組成物を通じて分散される。
【００３１】
好ましくは、本発明の基板をケミカルメカニカルポリッシングする方法において、提供されたケミカルメカニカル研磨パッドは、組成物を有する研磨層、研磨表面及び酸化ケイ素材料と窒化ケイ素材料との間の除去速度選択比を含み、組成物は、（ａ）１分子当たり平均で少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基を有する多官能性イソシアナート、（ｂ）アミン開始ポリオール硬化剤であって、１分子当たり少なくとも１個の窒素原子を含有し、１分子当たり平均で少なくとも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、及び（ｃ）場合により、複数のマイクロエレメント、を含む成分の反応生成物であり、（ｂ）のアミン開始ポリオール硬化剤中の反応性水素基の、（ａ）の多官能性イソシアナート中の少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基に対する化学量論比が、除去速度選択比を調整するように選択される。好ましくは、（ｂ）のアミン開始ポリオール硬化剤中の反応性水素基の、（ａ）の多官能性イソシアナート中の少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基に対する選択された化学量論比は、１．２５から１．８である。より好ましくは、（ｂ）のアミン開始ポリオール硬化剤中の反応性水素基の、（ａ）の多官能性イソシアナート中の少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基に対する選択された化学量論比は、１．３から１．８（なおより好ましくは、１．４０から１．８、最も好ましくは１．４５から１．７５）である。
【００３２】
好ましくは、本発明の基板をケミカルメカニカルポリッシングする方法において、提供されたケミカルメカニカル研磨パッドは、組成物を有する研磨層、研磨表面及び酸化ケイ素材料と窒化ケイ素材料との間の除去速度選択比を含み、研磨表面が基板の研磨に適している。
【００３３】
好ましくは、研磨表面は、研磨表面にマクロテクスチャを付与することによって、基板の研磨に適している。より好ましくは、研磨表面は、研磨表面にマクロテクスチャを付与することによって、基板の研磨に適していて、マクロテクスチャは、穿孔及び溝の少なくとも１つから選択される。穿孔は、研磨表面から研磨層の厚みの一部又は全体にわたって延在することができる。好ましくは、溝は、研磨中のケミカルメカニカル研磨パッドの回転時に、少なくとも１つの溝が研磨されている基板の表面上を掃くように研磨表面上に配置されている。好ましくは、研磨表面は、湾曲溝、線形溝及びそ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テクスチャを有する。
【００３４】
好ましくは、研磨表面は、研磨表面にマクロテクスチャを付与することによって、基板の研磨に適していて、マクロテクスチャは、研磨表面にて研磨層に形成された溝パターンを含む。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、（円形又はらせん形であり得る）同心状溝、湾曲溝、（例えばパッド表面にわたってＸ−Ｙグリッドとして配置された）クロスハッチ溝、他の規則的なデザイン（例えば六角形、三角形）、タイヤトレッド型パターン、不規則デザイン（例えばフラクタルパターン）及びその組合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、ランダム溝、同心状溝、らせん溝、クロスハッチ溝、Ｘ−Ｙグリッド溝、六角形溝、三角形溝、フラクタル溝及びその組合せからなる群より選択される。最も好ましくは、研磨表面は、研磨表面内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、垂直側壁を備えた長方形から選択され、又は溝断面は、「Ｖ」形状、「Ｕ」形状、鋸歯状及びその組合せであり得る。
【００３５】
好ましくは、本発明の方法で提供されたケミカルメカニカル研磨パッドは、平均厚さが２０から１５０ミル（より好ましくは３０から１２５ミル、最も好ましくは４０から１２０ミル）の研磨層を有する。
【００３６】
本発明の方法で提供されたケミカルメカニカル研磨パッドは、多孔性及び非孔性（即ち未充填）構成の両方で得ることができる研磨層を有する。好ましくは、本発明の方法で提供されたケミカルメカニカル研磨パッドは、ＡＳＴＭ Ｄ１６２２に従って測定した０．６g/cm3以上の密度を有する研磨層を有する。より好ましくは、本発明の方法で提供されたケミカルメカニカル研磨パッドは、ＡＳＴＭ Ｄ１６２２に従って測定した０．７から１．１g/cm3（より好ましくは０．７５から１．０、最も好ましくは０．７５から０．９５）の密度を有する研磨層を有する。
【００３７】
好ましくは、本発明の方法で提供されたケミカルメカニカル研磨パッドは、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０に従って測定した１０から６０のショアＤ硬度を有する研磨層を有する。より好ましくは、本発明の方法で提供されたケミカルメカニカル研磨パッドは、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０に従って測定した１５から５０（最も好ましくは２０から４０）のショアＤ硬度を有する研磨層を有する。
【００３８】
好ましくは、本発明の方法で提供されたケミカルメカニカル研磨パッドは、ＡＳＴＭ Ｄ４１２に従って測定した１００から５００％（より好ましくは２００から４５０％、最も好ましくは３００から４００％）の破断時伸びを有する研磨層を有する。
【００３９】
好ましくは、本発明の方法で提供されたケミカルメカニカル研磨パッドは、ＡＳＴＭ Ｄ１７０８−１０に従って測定した１０から５０MPa（より好ましくは１５から４０MPa、最も好ましくは２０から３０MPa）の靭性を有する研磨層を有する。
【００４０】
好ましくは、本発明の方法で提供されたケミカルメカニカル研磨パッドは、ＡＳＴＭ Ｄ１７０８−１０に従って測定した５から３５MPa（より好ましくは７．５から２０MPa、最も好ましくは１０から１５MPa）の引張り強さを有する研磨層を有する。
【００４１】
好ましくは、本発明の方法で提供されたケミカルメカニカル研磨パッドは、研磨機のプラテンとの界接に適している。より好ましくは、本発明の方法で提供されたケミカルメカニカル研磨パッドは、研磨機のプラテンへの固定に適している。最も好ましくは、本発明の方法で提供されたケミカルメカニカル研磨パッドは、少なくとも１つの感圧接着剤及び真空の少なくとも１つを使用してプラテンに固定されるように設計されている。好ましくは、本発明の方法で提供されたケミカルメカニカル研磨パッドは、プラテン接着剤をさらに含み、プラテン接着剤は、ケミカルメカニカル研磨パッドの研磨表面とは反対側に置かれる。
【００４２】
好ましくは、本発明の方法で提供されたケミカルメカニカル研磨パッドは、研磨層と界接する少なくとも１つの追加の層をさらに含む。好ましくは、本発明の方法で提供されたケミカルメカニカル研磨パッドは、研磨層に付着した圧縮性基層をさらに含む。圧縮性基層は、好ましくは、研磨されている基板の表面への研磨層の適合を改善する。好ましくは、圧縮性基層は、圧縮性基層と研磨層との間に挿入されたスタック接着剤によって研磨層に付着している。好ましくは、スタック接着剤は、感圧性接着剤、ホットメルト接着剤、接触接着剤及びその組合せからなる群より選択される。より好ましくは、スタック接着剤は、感圧性接着剤及びホットメルト接着剤からなる群より選択される。最も好ましくは、スタック接着剤は、反応性ホットメルト接着剤である。
【００４３】
基板研磨操作において重要な工程は、加工の終点を決定することである。終点検知のための一般的な現場での一方法は、光の波長を選択するための透明な窓を有する研磨パッドを提供することを包含する。研磨中に、光線が窓を通じてウェーハ表面に向けられ、ウェーハ表面にて光線が反射し、窓を通過して検知器（例えば分光光度計）へ戻る。戻り信号に基づいて、終点検知のために、基板表面の特性（例えばその上の膜の厚さ）を決定することができる。このような光ベース終点法を容易にするために、本発明の方法で提供されたケミカルメカニカル研磨パッドは、場合により終点検知窓をさらに含む。好ましくは、終点検知窓は、研磨層内に組み入れられた一体型窓（integral window）、及び提供されたケミカルメカニカル研磨パッド内の組み入れられたプラグ・イン・プレース（plug in place）終点検知窓ブロックから選択される。
【００４４】
好ましくは本発明の基板をケミカルメカニカルポリッシングする方法は、回転プラテン、回転ヘッド及び回転コンディショナを有する研磨機を提供する工程をさらに含み、研磨層が回転プラテンに装着され、基板が回転ヘッドに固定され、回転プラテンが９３回転／分のプラテン速度で回転され、回転ヘッドが８７回転／分のヘッド速度で回転され、基板が研磨層の研磨表面に３psiの下向きの力で押し付けられ、研磨スラリーが研磨表面に２００mL/分の流量で供給される。
【００４５】
好ましくは本発明の基板をケミカルメカニカルポリッシングする方法は、回転プラテン、回転ヘッド及び回転コンディショナを有する研磨機を提供する工程をさらに含み、研磨層が回転プラテンに装着され、基板が回転ヘッドに固定され、回転プラテンが９３回転／分のプラテン速度で回転され、回転ヘッドが８７回転／分のヘッド速度で回転され、基板が研磨層の研磨表面に３psiの下向きの力で押し付けられ、研磨スラリーが研磨表面に２００mL/分の流量で供給され、回転コンディショナがダイヤモンド砥粒ディスクであり、研磨表面が回転コンディショナを使用して研削され、回転コンディショナが、研磨表面に垂直な７ポンドのコンディショナ力で研磨表面に押し付けられる。
【００４６】
好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッド用研磨層を作製する方法は、（ａ）１分子当たり平均で少なくとも２個の未反応イソシアナート基を有する多官能性イソシアナートを提供する工程（好ましくは、イソシアナート末端ウレタンプレポリマーが、（ｉ）脂肪族多官能性イソシアナート及び（ｉｉ）プレポリマーポリオールを含む成分の反応生成物であり、好ましくは、提供された多官能性イソシアナートが５．５から１１．５重量％（好ましくは６から１１重量％、より好ましくは７から１０．５重量％、最も好ましくは７．２５から１０．５重量％）の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基を有するイソシアナート末端ウレタンプレポリマーである）及び（ｂ）アミン開始ポリオール硬化剤であって、１分子当たり少なくとも１個の窒素原子を含有し、１分子当たり平均で少なくとも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を提供する工程、多官能性イソシアナート及びアミン開始ポリオール硬化剤を組合せて、組合せを形成する工程、を含み、組合せにおける、アミン開始ポリオール硬化剤中の反応性酸素基（即ちアミン（ＮＨ２）基及びヒドロキシル（ＯＨ）基の和）の、多官能性イソシアナート中の少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基に対する化学量論比が１．２５から１．８（好ましくは１．３から１．８、より好ましくは、１．４０から１．８、最も好ましくは１．４５から１．７５）であり、及び組合せにおける、（ｂ）のアミン開始ポリオール硬化剤中の反応性水素基の、（ａ）の多官能性イソシアナート中の少なくとも２個の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基に対する化学量論比が、研磨層の酸化ケイ素と窒化ケイ素との間の除去速度選択比を調整するように選択される。
【００４７】
以下、本発明のいくつかの実施形態を下の実施例で詳細に説明する。
【００４８】
比較例Ｃ１及び実施例１−３
研磨層を、表２に与える配合詳細に従って調製した。具体的には、イソシアナート末端ウレタンプレポリマー（比較例Ｃ１では、ケムチュラコーポレーションから入手可能なアジプレン（Adiprene）（登録商標）ＬＦＧ９６３Ａを５１℃にて、実施例１から３では、ケムチュラコーポレーションから入手可能なアジプレン（Adiprene）（登録商標）ＬＷ５７０を６５℃にて）を表２に示す硬化剤と制御混合することによって、ポリウレタンケーキを調製した。ＭＢＯＣＡを１１６℃のプレミックス温度で維持した。イソシアナート末端ウレタンプレポリマーと硬化剤の比は、硬化剤中の活性水素基（即ち、−ＯＨ基及び−ＮＨ２基の和）の、イソシアナート末端ウレタンプレポリマー中の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基に対する比によって定義される化学量論が表２に記載する通りになるようにした。
【００４９】
硬化剤と合せる前に、エクスパンセル（Expancel）（登録商標）マイクロスフェアをイソシアナート末端ウレタンプレポリマーに添加することによって研磨層に多孔性を導入して、所望の多孔率及び研磨層密度を実現した。
【００５０】
包含された任意のエクスパンセル（Expancel）（登録商標）マイクロスフェアを有するイソシアナート末端ウレタンプレポリマーと硬化剤を、高剪断混合ヘッドを使用して共に混合した。混合ヘッドを出た後、組合せを５分間の期間にわたって直径８６．４cm（３４インチ）の円形モールド内に分配して、およそ１０ｃｍ（４インチ）の全注入厚さとした。分配した組合せを１５分間ゲル化させてから、モールドを硬化炉に入れた。次いでモールドを硬化炉内で、以下のサイクルを使用して硬化させた、周囲温度から１０４℃の設定点まで３０分間の傾斜、次いで１０４℃にて１５．５時間保持、次いで１０４℃から２１℃まで２時間の傾斜。
【００５１】
硬化させたポリウレタンケーキを次いでモールドから取り出し、３０から８０℃の温度にて薄切し（移動ブレードを使用して切断）、厚さ２．０mm（８０ミル）のシートとした。薄切は各ケーキの上部から開始した。不完全なシートはすべて廃棄した。
【００５２】
比較例Ｃ１及び実施例１〜３それぞれの溝なしの研磨層材料を分析して、表２〜３で報告するようにその物理的特性を決定した。報告した密度データはＡＳＴＭ Ｄ１６２２に従って決定し、報告したショアＤ硬度は、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０に従って決定し、報告した破断時伸びデータは、ＡＳＴＭ Ｄ４１２に従って決定したことに留意されたい。
【表２】
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【表３】
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【００５３】
研磨実験
ケミカルメカニカル研磨パッドは、比較例Ｃ１及び実施例１〜３に従って作製した研磨層を使用して構築した。研磨層はそれぞれ機械で溝を付け、ピッチ７０ミル（１．７８mm）、幅２０ミル（０．５１mm）及び深さ３０ミル（０．７６mm）の寸法を有する複数の同心円状溝を含む溝パターンを研磨表面に設けた。次いで研磨層を、ポリマーコート不織サブパッド層（ローム・アンド・ハース・エレクトロニック・マテリアルズＣＭＰ  Ｉｎｃ．から入手できるスーバ（Suba）ＩＶサブパッド層）に積層した。
【００５４】
１重量％の、下の表４に記載した研磨ｐＨにて測定した正電荷を有するシリカ砥粒（扶桑化学工業株式会社から入手可能）及び脱イオン水を含む研磨スラリーを提供する。
【００５５】
ストラスバウ（Strasbaugh）６ＥＣウェーハ研磨装置を使用して、ノベラスシステムズＩｎｃ．から入手可能な２００mm酸化ケイ素及び窒化ケイ素ブランケットウェーハを記載したケミカルメカニカル研磨パッドで研磨した。すべての研磨実験で使用した研磨条件は、プラテン速度９３rpm、キャリア速度８７rpm、研磨スラリー流量２００mL/分及び下向きの力２０．７kPaを含んでいた。キニク（Kinik）ＣＧ１８１０６０ダイヤモンド・コンディショニング・ディスク（キニクカンパニー）から市販）を使用して、ケミカルメカニカル研磨パッドをコンディショニングした。ケミカルメカニカル研磨パッドをそれぞれ、７ポンド（３．１８kg）の下向きの力を使用して４０分間にわたって、コンディショナによってex situで破壊した。研磨パッドを研磨中に７ポンド（３．１８kg）の下向きの力を使用して、in situでさらにコンディショニングした。ＫＬＡ−テンコール（Tencor）ＦＸ２００計測ツールを使用して、３mmエッジを除外して４９点スパイラルスキャンを用いて、研磨前後の膜厚を測定することによって除去速度を決定した。除去速度実験の結果を表４に与える。
【表４】
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【外国語明細書】
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