JP2022112499A - 高平坦化効率を有するケミカルメカニカル研磨パッド用の配合物及びそれを用いて作製されたｃｍｐパッド - Google Patents

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テレサ・ブルガロラス・ブルファウ
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Abstract

【課題】反応混合物のポリウレタン反応生成物から作製されたＣＭＰ研磨パッド又は層を提供する。【解決手段】反応混合物が、（ｉ）１以上の芳香族ジイソシアナート又は直鎖芳香族イソシアナート末端ウレタンプレポリマーを含む、液状芳香族イソシアナート成分と、（ｉｉ）液状ポリオール成分であって、ａ）１以上のポリマーポリオールと、ｂ）該液状ポリオール成分の総重量に対して１２～４０重量％の、１以上の２～９個の炭素原子を有する短鎖二官能性ポリオール、液状芳香族ジアミンの硬化剤混合物と、を含む液状ポリオール成分とを含み、短鎖二官能性ポリオール及び液状芳香族ジアミンの総モル数に対する液状芳香族ジアミンのモル比が、１５：８５～４０：６０の範囲であり、反応混合物が４８～６８重量％のハードセグメント材料を含む、ＣＭＰ研磨パッド又は層。【選択図】なし

Description

本発明は、ケミカルメカニカル平坦化研磨（ＣＭＰ研磨）パッド及びその製造方法に関する。より詳細には、本発明は、液状芳香族ジイソシアナート成分及び液状ポリオール成分（モノアルキレンジオール、例えばエチレングリコールを含む）を含む二成分反応混合物と、液状芳香族ジアミン硬化剤とのポリウレタン反応生成物である、ＣＭＰ研磨パッドに関する。
ＣＭＰプロセスにおいて、研磨パッドは、研磨剤含有研磨スラリー及び／又は砥粒不含有反応性液体などの研磨溶液と組み合わされて、半導体、光学又は磁気基板を平坦化又はその平面度を維持するような方法で、余分な材料を除去する。許容可能な除去速度と組み合わせて、層の均一性又は平坦化性能を高めたＣＭＰ研磨パッドが引き続き必要とされている。しかし、業界では、平坦化効率（ＰＥ）と欠陥性との間の性能についての妥協が残り、ＰＥが大きいほど欠陥が多くなる。公知のＣＭＰ研磨パッドは、硬化剤として芳香族ジアミンを含む反応混合物から形成される。芳香族ジアミンの濃度が高いほど、反応時間が速くなり、高い引張強度、高い引張弾性率などの機械的特性が向上する。しかし、高い引張弾性率及び硬さを有するそのようなＣＭＰ研磨パッドは、良好な平坦化効率を与えることができるが、研磨で生じる欠陥の増加において妥協が残る。
Huangらの米国特許出願公開第２００９／００６２４１４号明細書（Ａ１）は、ポリシロキサン－ポリアルキレンオキシド界面活性剤の存在下で、ウレタンプレポリマーを含有する脂肪族イソシアナートを不活性ガスで発泡させ、芳香族ジアミン及びトリオールを含む硬化剤で泡沫を硬化させることによって作製された、ＣＭＰ研磨パッドを開示している。得られたＣＭＰ研磨パッドは、改善された減衰性能及び０．６～１．０g/cm3の密度を有する。しかし、得られた研磨パッドは、研磨で許容可能な除去速度を与えることができない。
Bartonらの米国特許出願公開第２０１８０１４８５３７号明細書は、１以上のポリアミン又はジアミンの硬化剤を使用して、液状芳香族イソシアナート化合物を液状ポリオールと反応させることによって作製した、ＣＭＰ研磨パッドを開示している。しかし、この参考文献は、得られた研磨パッドの平坦化効率に影響することに関して、短鎖ポリオールをジアミンとブレンドする重要性を認識できていない。
本発明者らは、誘電体及び酸化ケイ素基板の研磨に有用であり、欠陥性及び硬さの望ましくない上昇を伴わずに、良好な除去速度及び平坦化効率（ＰＥ）性能を保持するケミカルメカニカル研磨層又はパッドを作製するための、より柔軟な配合手段を与えるという課題を解決しようと努めてきた。
１．本発明によれば、磁気基板、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研磨（ＣＭＰ研磨）パッドは、基板の研磨用に適合された研磨層を備え、該研磨層は、
（ｉ）１以上の芳香族ジイソシアナート又は直鎖芳香族イソシアナート末端ウレタンプレポリマーを含む液状芳香族イソシアナート成分であって、該プレポリマーは、液状芳香族イソシアナート成分の総固形分重量に対して２０～４０重量％若しくは好ましくは１８～３４重量％の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）濃度を有する、液状芳香族イソシアナート成分；好ましくは、直鎖メチレンジフェニルジイソシアナート（ＭＤＩ）プレポリマーを含む、液状芳香族イソシアナート成分と、
（ｉｉ）液状ポリオール成分であって、
ａ）１以上のポリマーポリオール（例えばポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＥＧ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ））、５～７個のヒドロキシル基を有するポリオール（例えば六官能性ポリオール又はその混合物）と、
ｂ）液状ポリオール成分の総重量に対して１２～４０重量、若しくは好ましくは１５～２５重量％の、１以上の２～９個の炭素原子を有する短鎖二官能性ポリオール（例えば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、トリプロピレングリコール及びその混合物；好ましくはエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール及びトリエチレングリコール）と、
周囲条件下で液状である液状芳香族ジアミン［例えばジメチルチオ－トルエンジアミン、ジエチルトルエンジアミン；tert－ブチルトルエンジアミン（例えば５－tert－ブチル－２，４－若しくは３－tert－ブチル－２，６－トルエンジアミン）；クロロトルエンジアミン；並びにＮ，Ｎ’－ジアルキルアミノジフェニルメタン及びその混合物；好ましくは、クロロトルエンジアミン若しくはジメチルチオ－トルエンジアミン、ジエチルトルエンジアミン（ＤＥＴＤＡ）及びＮ，Ｎ’－ジアルキルアミノジフェニルメタンから選択される任意の液状芳香族ジアミンと，の硬化剤混合物とを含む、液状ポリオール成分と、
を含む実質的に水を含まない及び有機溶媒を含まない二成分反応混合物のポリウレタン反応生成物を含む。ここで、短鎖二官能性ポリオール及び液状芳香族ジアミンの総モル数に対する液状芳香族ジアミンのモル比は１５：８５～４０：６０、又は好ましくは２３：７７～３５：６５の範囲であり、さらに、反応混合物は、反応混合物の総重量に対して４８～６８重量％、又は好ましくは５８～６３重量％のハードセグメント材料を含み、更に、ＣＭＰ研磨層は、５０ショアＡ（１５秒）～６８ショアＤ（１５秒）、又は好ましくは５５ショアＡ（１５秒）～５０ショアＤ（１５秒）の範囲の硬さ、及び０．４５～０．９g/mL、又は好ましくは０．６０～０．８５g/mLの密度を有し、好ましくは、またさらに、該ＣＭＰ研磨層は、気体、水又はＣＯ２－アミン付加物によって形成されるもの以外の微量要素を含まない。
２．本発明によれば、上記項目１に記載のケミカルメカニカル研磨（ＣＭＰ研磨）層を形成するための有機溶媒を含まない反応混合物において、
（ｉ）液状芳香族イソシアナート成分が、メチレンジフェニルジイソシアナート（ＭＤＩ）；トルエンジイソシアナート（ＴＤＩ）；ナフタレンジイソシアナート（ＮＤＩ）；パラフェニレンジイソシアナート（ＰＰＤＩ）；又はｏ－トルイジンジイソシアナート（ＴＯＤＩ）；変性ジフェニルメタンジイソシアナート（例えばカルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアナート、アロファネート変性ジフェニルメタンジイソシアナート、ビウレット変性ジフェニルメタンジイソシアナート）；８４～１００重量％、好ましくは９０～１００重量％のハードセグメント重量分率を有する直鎖イソシアナート末端ウレタンプレポリマー、より好ましくは、ＭＤＩ若しくはＭＤＩの直鎖イソシアナート末端ウレタンプレポリマー若しくはＭＤＩダイマーから選択される液状芳香族イソシアナート成分を、
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、トリプロピレングリコール及びそれらの混合物から選択される１以上のイソシアナート延長剤と共に含む。
３．本発明によれば、上記項目１又は２のいずれか一項に記載のケミカルメカニカル研磨（ＣＭＰ研磨）層を形成するための有機溶媒を含まない反応混合物において、
ｉｉ）ｂ）硬化剤混合物が、２～９個の炭素原子を有する１以上の短鎖二官能性ポリオールと、液状芳香族ジアミンとを含み、
該液状芳香族ジアミンは、ジメチルチオ－トルエンジアミン、２，４－ジアミノ－３，５－ジメチルチオトルエンの異性体混合物；３，５－ジメチルチオ－２，４－トルエンジアミン；ジエチルトルエンジアミン；tert－ブチルトルエンジアミン（例えば５－tert－ブチル－２，４－若しくは３－tert－ブチル－２，６－トルエンジアミン）；クロロトルエンジアミン；及びＮ，Ｎ’－ジアルキルアミノジフェニルメタン並びにそれらの混合物；好ましくは、クロロトルエンジアミン若しくはジメチルチオトルエンジアミン、異性体２，４－ジアミノ－３，５－ジメチルチオトルエン及び３，５－ジメチルチオ－２，４－トルエンジアミンの異性体混合物、ジエチルトルエンジアミン（ＤＥＴＤＡ）並びにＮ，Ｎ’－ジアルキルアミノジフェニルメタンから選択される。
４．本発明によれば、上記項目１、２又は３のいずれか一項に記載のケミカルメカニカル研磨（ＣＭＰ研磨）層を形成するための有機溶媒を含まない反応混合物において、反応混合物中の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）基の総モル数に対する、反応混合物中のアミン（ＮＨ２）基の総モル及びヒドロキシル（ＯＨ）基の総モルの和の化学量論比が、０．８５：１．０～１．１５：１．０、又は好ましくは０．９：１．０～１．１：１．０の範囲である。
５．上記項目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研磨パッドによれば、研磨パッド又は研磨層が、ｉｉ）液状ポリオール成分中のｃ）水又はＣＯ２－アミン付加物から生成された、０．４５～０．９g/mL、又は好ましくは０．６０～０．８５g/mLの密度を有する。
６．上記項目１、２、３、４、又は５のいずれか一項に記載の本発明のケミカルメカニカル研磨パッドによれば、研磨層が研磨パッドの上部を形成するように、研磨パッドは、研磨層の底部側にサブパッド若しくは裏打ち層、例えばポリマー含浸不織布又はポリマーシートをさらに含む。
７．また別の態様において、本発明は、基板の研磨用に適合された研磨層を有するケミカルメカニカル（ＣＭＰ）研磨パッドを製造する方法を提供する。
該方法は、
上記項目１、２、３、４、５、又は６のいずれか１項に記載の二成分反応混合物を提供する工程と、
液状ポリオール成分ｉｉ）中に、ＣＭＰ研磨パッド又は層の密度を発生させるのに充分な、例えばｃ）水又はＣＯ２－アミン付加物（例えばＣＯ２－アルカノールアミン）を、二成分反応混合物の総重量に対して例えば、２５０～３０００ppm、又は好ましくは５００～２，０００ppmの水、又は０．０５～２重量％又は好ましくは０．１～１．５重量％を含ませる工程と、
液状芳香族イソシアナート成分（ｉ）及び液状ポリオール成分（ｉｉ）を、例えばスタティックミキサー又は衝突型ミキサーで混合する工程と、
反応混合物を一成分として開放鋳型表面に、好ましくは、ＣＭＰ研磨パッド又は層の上面にメス型溝パターンを形成するオス型形状を有する開放鋳型表面に、適用する工程と、
反応混合物を周囲温度～１３０℃にて硬化させて成形ポリウレタン反応生成物を形成する工程、例えば、最初に周囲温度～１３０℃にて１～３０分間、好ましくは３０秒～５分間の期間、硬化させる工程と、ポリウレタン反応生成物を鋳型から除去する工程と、次いで、６０～１３０℃の温度にて１分間～１８時間、好ましくは５分間～６０分間の期間、最終硬化させてＣＭＰ研磨パッド又は層を形成する工程とを含む、ケミカルメカニカル（ＣＭＰ）研磨パッドを製造する方法を提供する。
８．上記項目７に記載の本発明の方法により、研磨パッドを形成する工程が、サブパッド層、例えばポリマー含浸不織布又は多孔質若しくは非多孔質ポリマーシートを、研磨層の底部側に積層又はスプレーすることにより、研磨層が研磨パッドの上面を形成する工程をさらに含む。
９．上記項目７又は８のいずれか一項に記載の本発明の方法により、ＣＭＰ研磨パッドの表面を鋳型内で直接形成する。
１０．上記項目７、８又は９のいずれか一項に記載の本発明の方法により、反応混合物を一成分として適用する工程が、鋳型を上塗りする工程、続いて硬化させてポリウレタン反応生成物を形成する工程、鋳型からポリウレタン反応生成物を除去する工程、次いでポリウレタン反応生成物の周囲をＣＭＰ研磨パッドの望ましい直径に打ち抜き又は切断する工程を含む。
１１．更に別の態様によれば、本発明は、磁気基板、光学基板及び半導体基板（例えば誘電体又は酸化ケイ素含有）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１～６のいずれか一項に記載されてい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の動的接触を生成して、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、基板研磨方法を提供する。
別途指摘しない限り、温度及び圧力の条件は周囲温度及び標準圧力である。列挙する全ての範囲は境界値を含み、組み合せ可能である。
別途指摘しない限り、括弧を含む任意の用語は、択一的に、括弧が存在しない用語全体、及び括弧書きを除いた用語、さらに各選択肢の組み合せを意味する。したがって、「（ポリ）イソシアナート」という用語は、イソシアナート、ポリイソシアナート又はそれの混合物を示す。
本明細書の目的のために、反応混合物は、別途記載しない限り、重量％で表される。
全ての範囲は境界値を含み、組み合せ可能である。例えば、「５０～３０００cPの範囲、又は１００cP以上」という用語は、５０～１００cP、５０～３０００cP及び１００～３０００cPのそれぞれを包含することになる。
本明細書で使用する場合、「ＡＳＴＭ」という用語は、ペンシルバニア州West ConshohockenのASTM Internationalによる刊行物を示す。
本明細書に使用する場合、「イソシアナート基の平均数」という用語は、芳香族イソシアナート化合物の混合物中のイソシアナート基の数の加重平均を意味する。例えば、ＭＤＩ（２個のＮＣＯ基）とＭＤＩのイソシアヌレート（３個のＮＣＯ基を有すると考えられる）との５０：５０重量％混合物は、平均２．５個のイソシアナート基を有する。
本明細書で使用する場合、ポリウレタン反応生成物又は（ｉｉ）液状ポリオール成分及び（ｉ）液状芳香族イソシアナート成分に由来する原料の「ハードセグメント」という用語は、任意のジオール、グリコール、ジグリコール、ジアミン若しくはトリアミン、ジイソシアナート、トリイソシアナート又はその反応生成物を含む、指定された反応混合物の部分を示す。よって「ハードセグメント」は、ポリエーテル、又はポリグリコール（例えばポリエチレングリコール若しくはポリプロピレングリコール）、又は３以上のエーテル基を有するポリオキシエチレンを除外する。
本明細書で使用する場合、「気体、水、又はＣＯ２－アミン付加物によって形成されるもの以外の微量要素」という用語は、中空コアポリマー材料、例えばポリマーマイクロスフェア、液体充填中空コアポリマー材料、例えば流体充填ポリマーマイクロスフェア、及び充填剤、例えば窒化ホウ素から選択される微量要素を意味する。気体、又は気体を形成するのみの発泡剤、例えばＣＯ２－アミン付加物によってＣＭＰ研磨層に形成された細孔は、微量要素とは見なさない。
本明細書で使用する場合、「ポリイソシアナート」という用語は、２個以上のイソシアナート基を含有する任意のイソシアナート基含有分子を意味する。
本明細書で使用する場合、「ポリウレタン」という用語は、二官能性又は多官能性イソシアナート、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、そのコポリマー及びその混合物に由来する重合生成物を示す。
本明細書で使用する場合、「反応混合物」という用語は、任意の非反応性添加物、例えば微量要素及びＡＳＴＭ Ｄ２２４０－１５（２０１５）によるＣＭＰ研磨パッド中のポリウレタン反応生成物の硬さを低下させる任意の添加物を含む。
本明細書で使用する場合、反応混合物の「化学量論」という用語は、反応混合物中の遊離ＮＣＯ基に対する（遊離ＯＨ＋遊離ＮＨ２基）のモル当量の比を示す。
本明細書で使用する場合、「ＳＧ」、即ち「比重」という用語は、本発明による研磨パッド又は層からの長方形切り出し片の重量／体積比を指す。
本明細書で使用する場合、「ショアＤ硬さ」という用語は、ASTM D2240-15(2015),’’Standard Test Method for Rubber Property-Durometer Hardness’’に従って測定される所与のＣＭＰ研磨の１５秒硬さである。硬さは、Ｄプローブを備えたRex Hybrid硬さ試験機（Rex Gauge Company,Inc.,イリノイ州バッファローグローブ）で測定した。６つのサンプルを積層して、硬さ測定毎に入れ替え、試験された各パッドは、硬さ試験の再現性を改善するために、試験前に、ＡＳＴＭ Ｄ２２４０－１５（２０１５）に概説された方法を使用して、相対湿度５０パーセント、２３℃にて５日間配置してコンディショニングした。本発明において、研磨層又はパッドのポリウレタン反応生成物のショアＤ硬さは、硬さを向上させるための任意の添加剤を含む反応物のショアＤ硬さを含む。「ショアＡ」硬さという用語は、より軟質の材料用の、より大型のＡプローブを用いた、同じ１５秒硬さ測定値を示す。
本明細書で使用する場合、「固形分」という用語は、本発明のポリウレタン反応生成物中に残存する任意の材料を示す。したがって、固形分は、反応性液体及び不揮発性添加剤及び硬化時に揮発しない液体を含む。固形分は、水及び揮発性溶媒を除く。
本明細書で使用する場合、別途記載しない限り、「実質的に水を含まない」という用語は、所与の組成物に水が添加されていないこと、及び組成物に入る材料に水が添加されていないことを意味する。「実質的に水を含まない」反応混合物は、５０～２０００ppm、好ましくは５０～１０００ppmの範囲で原料中に存在する水を含むことができ、又は縮合反応で生成された反応水、若しくは反応混合物が使用されている周囲の水分からの蒸気を含むことができる。
本明細書で使用する場合、別途記載しない限り、「有機溶媒を含まない」という用語は、組成物に有機溶媒が添加されていない、好ましくは組成物がいかなる有機溶媒も含まないことを意味する。
本明細書で使用する場合、別途記載しない限り、「粘度」という用語は、所与の温度にて、１００μｍの間隙を有する５０mmの平行平板形態の、０．１～１００rad／秒の振動剪断速度掃引に設定したレオメータを使用して測定したときの、非希釈形態（１００％）の所与の材料の粘度を示す。
本明細書で使用する場合、別途記載しない限り、「重量％ＮＣＯ」という用語は、所与のイソシアナート又はイソシアナート末端ウレタンプレポリマー組成物中の未反応又は遊離イソシアナート基の量を示す。
本明細書で使用する場合、用語「重量％」は重量パーセントを表す。
本発明により、本発明者らは、液状ポリオール成分中に１以上の２～９個の炭素原子を有する短鎖二官能性ポリオールを、硬化剤混合物の一部として含む反応混合物からのＣＭＰ研磨パッドが、魅力的な除去速度プロファイルを与え、低い欠陥性での研磨を可能にする、３０を超えるショアＤ（１５秒）硬さを有する多孔質ＣＭＰ研磨層を提供することを発見した。特に、液状芳香族ジアミンの含有量を減少させ、このジアミンの部分を短鎖ジオールで置換すると、引張特性及び硬さが低下するにもかかわらず、平坦化効率が驚くほど上昇する。引張特性及び硬さの低下を伴う平坦化効率（ＰＥ）の上昇は驚くべきことである。
本発明の反応混合物は、（ｉ）液状芳香族イソシアナート成分及び（ｉｉ）液状ポリオール成分が６５℃において１５秒という短いゲル化時間でゲル化することができる、超急速硬化組成物を含むことができる。反応は、反応混合物をスタティック又は衝突型ミキサーで混合できるように、充分に緩やかでなければならない。ゲル化時間に対する唯一の制限は、反応混合物が混合される混合ヘッドを目詰まりさせず、鋳型表面への反応混合物の適用時には鋳型を適切に充填するように、反応混合物が充分に緩やかに反応しなければならないことである。
反応混合物のハードセグメントによって、良好な機械的特性が確保される。ハードセグメントは、反応混合物の５６．２５～６８重量％とすることができ、液状ポリオール成分及び液状芳香族イソシアナート成分の両方の部分を含むことができる。
反応混合物のハードセグメントの部分として、（ｉ）液状芳香族イソシアナート成分は、好ましくはメチレンジフェニルジイソシアナート（ＭＤＩ）であり、ＭＤＩはトルエンジイソシアナート（ＴＤＩ）に比較して毒性が低い。液状芳香族イソシアナート成分は、グリコール及びジグリコールのような短鎖ジオール、好ましくはモノエチレングリコール（ＭＥＧ）、ジプロピレングリコール（ＤＰＧ）、若しくはトリプロピレングリコール（ＴＰＧ）から形成される、直鎖イソシアナート末端ウレタンプレポリマーを含むことができる。
好ましくは、本発明の（ｉ）液状芳香族イソシアナート成分は、液状芳香族イソシアナートの総重量に対して、わずかに最大５重量％の、又はより好ましくは最大１重量％の脂肪族イソシアナートを含有する。
反応混合物のソフトセグメントは、ポリマーポリオールとして、（ｉｉ）液状ポリオール成分の最大８８重量％の量のａ）１以上の二官能性ポリエーテルポリオールを含むことができる。好適なソフトポリオールは、ＰＴＭＥＧ及びＰＰＧである。ＰＴＭＥＧ含有ポリオール類の入手可能な例は以下の通りである：カンザス州ウィチタのInvista製Terathane（商標）２９００、２０００、１８００、１４００、１０００、６５０及び２５０；ペンシルバニア州ライムリックのLyondell Chemicals製のPolymeg（商標）２９００、２０００、１０００、６５０；ニュージャージー州フローラムパークのBASF Corporation製PolyTHF（商標）６５０、１０００、２０００。ＰＰＧ含有ポリオール類の入手可能な例は以下の通りである：ペンシルバニア州ピッツバーグのCovestro製のArcol（商標）ＰＰＧ－４２５、７２５、１０００、１０２５、２０００、２０２５、３０２５及び４０００；ミシガン州ミッドランドのＤｏｗ製のVoranol（商標）、Voralux（商標）、及びSpecflex（商標）製品ライン；それぞれCovestro（ドイツ、レーバークーゼン）製のMultranol（商標）、Ultracel（商標）、Desmophen（商標）、又はAcclaim（商標）Ｐｏｌｙｏｌ１２２００、８２００、６３００、４２００、２２００。
反応混合物のソフトセグメントは、ポリマーポリオールとして、ａ）ポリエーテル骨格を有し、１分子当たり５～７個、好ましくは６個のヒドロキシル基を有するポリオールを１以上含み得る。好ましくは、反応混合物のソフトセグメントは、ポリマーポリオールとして、ａ）ポリエーテル骨格を有し、１分子当たり５～７個、好ましくは６個のヒドロキシル基を有する１以上のポリオールと、二官能性ポリエーテルポリオールとの混合物、より好ましくは、ポリエーテル骨格を有し、５～７個、好ましくは６個のヒドロキシル基を有するポリオールが、液状ポリオール成分（ｉｉ）全体の最大２０重量％を構成する混合物を含む。
ポリエーテル骨格を有し、１分子当たり５～７個のヒドロキシル基を有する好適なポリオールは、５個のヒドロキシル基、５９０の数平均分子量及び４７５mgKOH/gのヒドロキシル価を有するVORANOL（商標）202ポリオール（Ｄｏｗ）、６個のヒドロキシル基、３，３６６の数平均分子量及び１００mgKOH/gのヒドロキシル価を有するMULTRANOL（商標）９１８５ポリオール（Ｄｏｗ）、又は平均６．９個のヒドロキシル基、１２，４２０の数平均分子量及び３１mgKOH/gのヒドロキシル価を有するVORANOL（商標）4053ポリオール（Ｄｏｗ）として入手可能である。
本発明の反応混合物の化学量論は、（ＮＨ＋ＯＨ）：ＮＣＯ ０．８５：１．０～１．１５：１．０の範囲である。化学量論が上限を超える場合、ポリウレタン生成物は、破断伸びの低下を受ける。本明細書の目的では、化学量論は、イソシアナートに対するアミン又はヒドロキシル基のモル比を表す。
本発明の硬化剤混合物は、１以上の液状芳香族ジアミン及び１以上の２～９個の炭素原子を有する短鎖二官能性ポリオールを含む液体である。２～９個の炭素原子を有する好適な短鎖二官能性ポリオールは、エチレングリコール、ブタンジオール（ＢＤＯ）、ジプロピレングリコール（ＤＰＧ）、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、トリエチレングリコール（ＴＥＧ）及びその混合物であることができる。しかし、硬化剤混合物中の１以上の２～９個の炭素原子を有する短鎖二官能性ポリオールの量は、硬化剤混合物の少なくとも１５モル％の範囲である。液状芳香族ジアミンの量が８５モル％を超えると、得られるＣＭＰ研磨層又はパッドは硬くなるが、望ましいＰＥ及び欠陥性の改善はもたらされない。
本発明の反応混合物のハードセグメントは、高いＰＥを示す硬質トップパッドとして使用するための弾性率及び適切な硬さなどの適切な引張特性を保持するために、全反応混合物の５６．２５重量％を超える、好ましくは少なくとも６０重量％を超える範囲である。
本発明の液状反応混合物によって、反応混合物を開放鋳型に噴霧して、反応混合物を硬化させる方法からＣＭＰ研磨パッドの提供が可能になる。本発明の二成分ポリウレタン形成反応混合物は液状であり、スタティックミキサー又は衝突型ミキサーで混合し、スプレーしてＣＭＰ研磨パッドを形成することができる。
本発明のケミカルメカニカル研磨パッドは、多孔質ポリウレタンの均一な分散物である研磨層を含む。均質性は、一貫した研磨パッドの性能を達成する上で重要である。したがって、本発明の反応混合物は、得られるパッド形態が安定で容易に再現可能であるように選択される。例えば、一貫した製造のためには、抗酸化剤などの添加剤、及び水などの不純物を制御することがしばしば重要である。水はイソシアナートと反応して気体の二酸化炭素及び一般にウレタンに比べて弱い反応生成物を形成するため、水濃度は、ポリマーマトリックス中に細孔を形成する二酸化炭素気泡の濃度並びにポリウレタン反応生成物全体の均一性に影響を及ぼすことがある。また、イソシアナートの、偶発的な水との反応は、連鎖延長剤との反応に利用できるイソシアナートを減少させるため、化学量論量を架橋のレベル（過剰量のイソシアナート基が存在する場合）を含めて変化させてしまい、得られるポリマー分子量を低下させる傾向がある。ポリウレタンに対する水の影響の変動性を低減するために、原料中の含水量を監視し、０ppm～１０００ppm、好ましくは５０ppm～５００ppmの特定値に調整する。
好ましくは、反応混合物中及び本発明のＣＭＰ研磨層又はパッドを構成する多孔質ポリウレタン中の細孔構造の安定性を維持するために、（ｉｉ）液状ポリオール成分は、反応混合物の総固形分重量に対して、最大２．０重量％、又は好ましくは０．１～１重量％の非イオン性界面活性剤、好ましくはオルガノポリシロキサン－ｃｏ－ポリエーテル界面活性剤を含む。
好ましくは、（ｉ）液状ポリオール成分の，液状芳香族イソシアナート成分との反応性を向上させるために、触媒を使用できる。好適な触媒としては、当業者に公知の任意の触媒、例えばオレイン酸、アゼライン酸、ジブチルスズジラウラート、スズオクトアート、ビスマスオクトアート、１，８－ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ－７－エン（ＤＢＵ）、第３級アミン触媒、例えばDabco（商標）TMR触媒（Air Products、ペンシルバニア州アレンタウン）、トリエチレンジアミン、例えばDABCO（商標）33LV触媒（Air Products）、及び上記の混合物が挙げられる。
本発明の反応混合物は、実質的に水を含まず、添加された有機溶媒を含まない。
得られるＣＭＰ研磨パッドの比重は、好ましくは０．９～０．５の範囲である。多孔度が上昇するにつれて、ＣＭＰ研磨パッドのバルク特性は低下し、除去速度（ＲＲ）は上昇する。しかし、硬質多孔質ＣＭＰ研磨パッドでは、平坦化効率（ＰＥ）及び欠陥特性は、硬さ又はハードセグメント材料の重量分率の上昇と共に改善されるとは予測されない。
多孔性は噴霧工程によってパッドに導入され、得られたパッドの引張弾性率は、固有のポリマー引張弾性率と多孔性の両方との関数であり、多孔性の上昇は体積弾性率を低下させるように作用する。二成分噴霧製造プラットフォームで得られる典型的な密度は０．５g/mL～０．９g/mL、より典型的には０．６g/mL～０．８g/mLの範囲である。
研磨パッド密度は、ＡＳＴＭ Ｄ１６２２－０８（２００８）に従って測定される。密度は比重と同じである。
本発明のＣＭＰ研磨パッドは、より高い処理能力及びより低いコストを可能にする、噴霧適用法によって形成される。好ましくは、本発明の方法におけるターゲット又は基質は、製造されたＣＭＰ研磨パッドが、鋳型に直接組み込まれた溝パターンを有する鋳型である。
本発明のＣＭＰ研磨パッドは、層間誘電体（ＩＬＤ）及び無機酸化物の研磨に有効である。本明細書の目的では、除去速度は、Å／分で表される除去速度を示す。
本発明のケミカルメカニカル研磨パッドは、単にポリウレタン反応生成物の研磨層、又はサブパッド若しくはサブ層上に積層された研磨層を含むことができる。本発明の研磨パッド、又は積層パッドの場合には、本発明の研磨パッドの研磨層は、多孔性及び非多孔性（又は無充填）構成の両方で有用である。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッドに使用されるＣＭＰ研磨層は、５００～３７５０ミクロン（２０～１５０ミル）、より好ましくは７５０～３１５０ミクロン（３０～１２５ミル）、更により好ましくは１０００～３０００ミクロン（４０～１２０ミル）、最も好ましくは１２５０～２５００ミクロン（５０～１００ミル）の平均厚さを有する。
本発明のケミカルメカニカル研磨パッドは、任意選択的に、研磨層と接触する少なくとも１つの追加の層をさらに含む。好ましくは、ケミカルメカニカル研磨パッドは、任意選択的に、研磨層に接着された圧縮可能なサブパッド又は基層をさらに含む。圧縮性基層は、好ましくは、研磨される基板の表面に対する研磨層の適合性を改善する。
本発明のケミカルメカニカル研磨パッドのＣＭＰ研磨層は、基板の研磨用に適合された研磨表面を有する。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テクスチャを有する。穿孔は、研磨表面から部分的に又は研磨層の厚さ全体にわたって延在し得る。
好ましくは、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つの溝が研磨される基板の表面上を掃くように、研磨表面に溝が配置される。
好ましくは、本発明のケミカルメカニカル研磨パッドのＣＭＰ研磨層は、基板の研磨用に適合された研磨表面を有し、研磨表面は、その表面に形成され、湾曲溝、線形溝、穿孔及びその組み合わせから選択された溝パターンを含むマクロテクスチャを有する。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、同心円状溝（円形又はらせん状であり得る）、湾曲溝、線形溝、クロスハッチ溝（例えばパッド表面にわたってＸ－Ｙグリッドとして配置）、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、放射状の不規則なデザイン（例えば、フラクタルパターン）及びその組み合せからなる群から選択されるものなどの溝デザインから選択される。より好ましくは、溝デザインは、ランダム溝、同心状溝、らせん状溝、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み合せからなる群から選択される。溝の輪郭は、好ましくは、平らな側壁を有する矩形から選択されるか、又は溝の断面は、「Ｖ」字形、「Ｕ」字形、鋸歯及びその組み合せであり得る。
本発明によるＣＭＰ研磨パッドの作製方法により、ケミカルメカニカル研磨パッドの研磨表面にマクロテクスチャ又は溝パターンを成形して、スラリーの流れを促進し、パッド－ウェーハ界面から研磨くずを除去することができる。このような溝は、鋳型表面の形状から研磨パッドの研磨表面に形成されてもよく、即ち、鋳型がマクロテクスチャのメス型形状バージョンを有する。
本発明のケミカルメカニカル研磨パッドは、磁気基板、光学基板、半導体基板の少なくとも１つから選択された基板を研磨するために使用できる。
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法は、磁気基板、光学基板及び半導体基板（好ましくは、半導体基板、例えば半導体ウェーハ）の少なくとも１つから選択される基板を提供する工程、本発明によるケミカルメカニカル研磨パッドを提供する工程、研磨層の研磨表面と基板との間の動的接触を生成して、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表面をコンディショニングする工程を含む。
研磨パッドのコンディショニングする工程には、研磨が一時停止される（「ex situ」）場合はＣＭＰ工程の間欠的な中断の間に、又はＣＭＰ工程が進行中（「in situ」）に、コンディショニングディスクを研磨表面に接触させる工程を含む。コンディショニングディスクは、典型的には、パッド表面に微細な畝を切る、埋め込みダイヤモンドポイントからなる粗いコンディショニング表面を有し、コンディショニング表面は、パッド材料の摩耗及び掘り起こしの両方を行い、研磨テクスチャを更新する。通例、コンディショニングディスクは、研磨パッドの回転軸に対して固定された位置で回転し、研磨パッドが回転すると環状のコンディショニング領域を掃引する。
実施例：ここで本発明を、以下の非限定的な実施例で詳細に説明する。
別途記載しない限り、温度全ては室温（２１～２３℃）であり、圧力は全て大気圧（約７６０mmHg又は１０１kPa）である。
以下に開示される他の原料にもかかわらず、以下の原料を実施例で使用した：
Ethacure（商標）300硬化剤：ジメチルチオトルエンジアミン（ＤＭＴＤＡ）、芳香族ジアミン（Albemarle、ノースカロライナ州シャーロット）。
Voranol（商標）V 5055 HHポリオール：多官能性ポリエーテルポリオール（ＯＨ当量２０００）、官能基＝６、１２，０００の数平均分子量ＭＮを有する、高分子量のエチレンオキシドでキャップされたプロピレンオキシドポリオール（The Dow Chemical Company、ミシガン州ミッドランド（Ｄｏｗ））。
ＭＤＩプレポリマー：ＭＤＩ及び低分子ジプロピレングリコール（ＤＰＧ）及びトリプロピレングリコール（ＴＰＧ）由来の直鎖イソシアナート末端ウレタンプレポリマー、約２３重量％ＮＣＯ含量及び当量１８２。このＭＤＩプレポリマーの１００重量％はハードセグメントとして扱われる。
Niax（商標）L5345界面活性剤：非イオン性有機ケイ素界面活性剤（Momentive、オハイオ州コロンバス）。
DABCO 33 LV：ジアゾビシクロノナン（トリエチレンジアミン）から作製されたアミン触媒のDABCO 33 LV（Air Products、ペンシルバニア州アレンタウン）は、３３重量％のトリエチレンジアミン及び６７重量％のジプロピレングリコールのブレンドである。
Unilink（商標）４２００硬化剤：Ｎ，Ｎ’－ジアルキルアミノ－ジフェニルメタン（Dorf Ketal、テキサス州スタッフォード）
ＰＴＭＥＧ＃＃＃＃：テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）の開環重合を介して作られ、ＰｏｌｙＴＨＦ（商標）ポリオール（ＢＡＳＦ、ドイツ、レーバークーゼン）として販売されている、ポリ（ＴＨＦ）又はポリテトラメチレングリコール。ＰＴＭＥＧに続く数は、製造者によって報告される平均分子量である。
ＤＰＧ：ジプロピレングリコール
ＢＤＯ：１，４－ブタンジオール
ＰＧ：モノプロピレングリコール（Ｄｏｗの製品）。
ＡＯＸ １：ベンゾフラノン化合物、酸化防止剤（Millikenの製品Milliguard AOX-1）。
ＩＮＴ１９４０：脂肪酸界面活性剤（Axel Plasticsの製品Mold Wiz INT-1940 RTM）。
ＣＭＰ研磨パッドの特性を以下の方法に従って評価した。
全ての引張特性は、ASTM D412-06a,’’Standard Test Methods for Vulcanized Rubber and Thermoplastic Elastomers-Tension.’’に従って測定した。サンプルをドッグボーンＣ型寸法に切断した。別途記載しない限り、試験片５個を測定し、各検体サンプルについて全ての試験片の平均値を報告した。
引張破断伸び：試験片の破断後の変化した長さと初期長さとの比を意味し、ASTM D412-06a(2006),’’Standard Test Methods for Vulcanized Rubber and Thermoplastic Elastomers-Tension.’’に従って試験する。
以下の実施例の全てにおいて、表示した二成分反応混合物を混合し、混合システムに供給するための２個のタンク（アイソタンク及びポリタンク）を有する衝突型混合空気噴霧システムを使用して、開放鋳型に噴霧した。２個のタンクは、二成分それぞれの相対量がただちに求められる、所与の材料流量に設定された。２個のタンクからの流れを同時に開始及び停止した。本発明及び比較例の両方によるＣＭＰ研磨パッドを以下のように形成した。
比較例１：平板及びパッド：
混合カップ内で、官能価＝６、当量ｗｔ＝１９００のエチレンオキシドでキャップされたプロピレンオキシドポリオール３９部（９７．５０ｇ、０．０５１３当量ｍｏｌ）（Ｄｏｗの製品Voranol（商標）5055HH）を、Niax（商標）L 5345界面活性剤１部（２．５０ｇ）及びEthacure（商標）300液状芳香族ジアミン１５．４７部（３８．６８ｇ、０．３６１５モル）及びモノエチレングリコール１．９２部（４．８０ｇ、０．１５５当量ｍｏｌ）と合わせた。この混合脱気液に、ＭＤＩプレポリマー４２．６０８部（１０６．５２ｇ、０．５８５２当量ｍｏｌ）を添加した。次いで、カップをボルテックスミキサーで３０秒間混合し、次いで鋳型に注いで平板を成型し、１００℃にて１６時間硬化させた。反応混合物は、６０％のハードセグメント重量分率を有し、９５％（０．９５：１）の化学量論比を有し、１５．４７％の液状芳香族ジアミンを含有していた。硬化剤混合物中の液状芳香族ジアミン／ジアミン及びポリオール総モル数のモル比は７０％である。硬化後、１．１６g/mLの密度を有する平板は、５７９MPa（８４，０００psi）の引張弾性率、４０．７MPa（５，９００psi）の引張強度、及び１７５％の引張破断伸びを示した。
二成分衝突型混合空気噴霧システムを使用して、上記反応混合物を開放鋳型に噴霧した。イソタンクにＭＤＩプレポリマーを装填し、同時にポリタンクにVoranol（商標）5055HH ６７．６０部（４７．３２ポンド）、モノエチレングリコール３．３３部（２．３３ポンド）、Ｎｉａｘ（商標）L5345 １．７３部（１．２１ポンド）、Ethacure（商標）300 ２６．８１部（１８．７７ポンド）を上記の平板加工で使用したのと同一比で装填した。噴霧中の流量は、ポリオール側では９．４９ｇ／秒、イソ側では７．０１ｇ／秒であった。ノズルに注入される空気を、１００Ｌ／分の名目速度に設定した。噴霧されたポリウレタン配合物を、溝形状を有する鋳型に導いた。噴霧したパッドを１００℃のオーブン内で１５分間硬化させ、次いで鋳型から取り出し、１００℃のオーブン内で１６時間硬化させた。得られたパッドは、放射状及び同心円状の両方の溝を含んでいた。製造された得られたパッドは、０．７６２g/mLの平均密度、２５１．６MPa（３６，５００psi）のバルク引張弾性率、１５．２MPa（２，２００psi）の引張強度、及び６５％の引張伸びを示した。
実施例２：平板及びパッド
混合カップ内で、官能価＝６、当量ｗｔ＝１９００のエチレンオキシドでキャップされたプロピレンオキシドポリオール３９．６部（９９．０ｇ、０．０５２１当量ｍｏｌ）（Ｄｏｗの製品Voranol（商標）5055HH）を、Niax（商標）L5345界面活性剤１部（２．５０ｇ）及びEthacure（商標）300 ８．３３部（２０．８２ｇ、０．１９４６当量ｍｏｌ）及びモノエチレングリコール４．４８部（１１．２０ｇ、０．３６１３当量ｍｏｌ）と合わせた。この混合脱気液に、ＭＤＩプレポリマー４６．５９部（１１６．４８ｇ、０．６４０当量ｍｏｌ）を添加した。次いで、カップをボルテックスミキサーで２０秒間混合し、次いで鋳型に注いで平板を成型し、１００℃にて１６時間硬化させた。配合物は、６０％のハードセグメント重量分率を有し、９５％の化学量論比を有し、８．３３％のEthacure（商標）300を含有すると記述される。硬化剤混合物中の液状芳香族ジアミン／ジアミン及びポリオール総モル数のモル比は３５％である。硬化後、１．１６g/mLの密度を有する平板は、４１１MPa（５９，６００psi）の引張弾性率、２９．０MPa（４２００psi）の引張強度、及び１６９％の引張伸びを示した。
二成分衝突型混合空気噴霧システムを使用して、上記反応混合物を開放鋳型に噴霧した。イソタンクにＭＤＩプレポリマーを装填し、同時にポリタンクにVoranol（商標）5055HH ７３．７５部（５８．２６ポンド）、モノエチレングリコール ８．３４部（６．５９ポンド）、Niax（商標）L5345 １．８４部（１．４６１ポンド）、Ethacure（商標）300 １５．５１部（１２．２５ポンド）を上記の平板加工で使用したのと同一比で装填した。噴霧中の流量は、ポリオール側では９．１０ｇ／秒、イソ側では７．９０ｇ／秒であった。ノズルに注入される空気を、１００Ｌ／分の名目速度に設定した。噴霧されたポリウレタン配合物を、溝形状を有する鋳型に導いた。噴霧したパッドを１００℃のオーブン内で１５分間硬化させ、次いで鋳型から取り出し、１００℃のオーブン内で１６時間硬化させた。得られたパッドは、放射状及び同心円状の両方の溝を含んでいた。製造された得られたパッドは、０．８１３g/mLの平均密度を示し、５７の１５秒間硬さショアＤ、２９１．０MPa（４２，２００psi）のバルク引張弾性率、１７．９MPa（２，６００psi）の引張強度、及び１１６％の引張伸びを示した。
比較例３：平板及びパッド
等重量部のポリ（テトラメチレングリコール）（ＰＴＭＥＧ）６５０、ＰＴＭＥＧ１０００、ＰＴＭＥＧ２０００のブレンドを調製した。混合カップ内で、このブレンド３４．６５部（８６．６３ｇ、０．１７５４当量ｍｏｌ）を、Niax（商標）L5345界面活性剤１部（２．５０ｇ）及びEthacure（商標）300 １８．２４部（４５．６０ｇ、０．４２６２当量ｍｏｌ）と合わせた。この混合脱気液に、ＭＤＩプレポリマー４６．１１部（１１５．２７ｇ、０．６３３４当量ｍｏｌ）を添加した。次いで、カップをボルテックスミキサーで２０秒間混合し、次いで鋳型に注いで平板を成型し、１００℃にて１６時間硬化させた。配合物は、６５％のハードセグメント重量分率を有し、９５％の化学量論比を有し、１８．２４重量％のEthacure（商標）300を含有すると記述される。硬化剤混合物中の液状芳香族ジアミン／ジアミン及びポリオール総モル数のモル比は１００％である。硬化後、１．１６g/mLの密度を有する平板は、７１の１５秒間ショアＤ硬さ、５５４．３MPa（８０，４００psi）の引張弾性率、４６．８８MPa（６，８００psi）の引張強度、及び２２０％の引張伸びを示した。
二成分衝突型混合空気噴霧システムを使用して、上記反応混合物を開放鋳型に噴霧した。イソタンクにＭＤＩプレポリマーを装填し、同時にポリタンクにＰＴＭＥＧ６５０ ２０．４５７部（１２．６０ポンド）、ＰＴＭＥＧ１０００ ２０．４５７部（１２．６０ポンド）、ＰＴＭＥＧ２０００ ２０．４５７部（１２．６０ポンド）、Niax L5345 １．５４８部（０．９５４ポンド）、Ethacure300 ３６．６１６部（２２．５５ポンド）を上記の平板加工で使用したのと同一比で装填した。噴霧中の流量は、ポリオール側では９．５９ｇ／秒、イソ側では７．４１ｇ／秒であった。ノズルに注入される空気を、１００Ｌ／分の名目速度に設定した。噴霧されたポリウレタン配合物を、溝形状を有する鋳型に導いた。噴霧したパッドを１００℃のオーブン内で１６時間硬化させた。得られたパッドは、放射状及び同心円状の両方の溝を含んでいた。得られたパッドは、０．７９１g/mLの平均密度を示し、５６の１５秒間硬さショアＤ、２７７MPa（４０，２００psi）のバルク引張弾性率、１７．９MPa（２，６００psi）の引張強度、及び１１２％の引張伸びを示した。
比較例４：平板及びパッド
等重量部のポリ（テトラメチレングリコール）（ＰＴＭＥＧ）６５０、ＰＴＭＥＧ１０００、ＰＴＭＥＧ２０００のブレンドを調製した。混合カップ内で、このブレンド３４．６５部（８６．６３ｇ、０．１７５４当量ｍｏｌ）を、Niax（商標）L5345界面活性剤１部（２．５０ｇ）及びEthacure（商標）300 １０．４５部（２６．１２８ｇ、０．２４４２当量ｍｏｌ）及びモノエチレングリコール３．０２部（７．５７ｇ、０．２４４２当量ｍｏｌ）と合わせた。この混合脱気液に、ＭＤＩプレポリマー５０．８７部（１２７．１８ｇ、０．６９８８当量ｍｏｌ）を添加した。次いで、カップをボルテックスミキサーで２０秒間混合し、次いで鋳型に注いで平板を成型し、１００℃にて１６時間硬化させた。配合物は、６５％のハードセグメント重量分率を有し、９５％の化学量論比を有し、１０．４５重量％のEthacure（商標）300を含有すると記述される。硬化剤混合物中の液状芳香族ジアミン／ジアミン及びポリオール総モル数のモル比は５０％である。硬化後、１．１６g/mLの密度を有する平板は、６７の１５秒間ショアＤ硬さ、４６７．５MPa（６７，８００psi）の引張弾性率、４０．０MPa（５，８００psi）の引張強度、及び２３０％の引張伸びを示した。
二成分衝突型混合空気噴霧システムを使用して、上記反応混合物を開放鋳型に噴霧した。イソタンクにＭＤＩプレポリマーを装填し、同時にポリタンクにＰＴＭＥＧ６５０ ２２．６２部（１６．９２ポンド）、ＰＴＭＥＧ１０００ ２２．６２部（１６．９２ポンド）、ＰＴＭＥＧ２０００ ２２．６２部（１６．９２ポンド）、Niax（商標）L5345 １．７１２部（１．２８１ポンド）、モノエチレングリコール６．７２部（５．０２５ポンド）、Ethacure（商標）300 ２３．１９５部（１７．３５ポンド）を上記の平板加工で使用したのと同一比で装填した。噴霧中の流量は、ポリオール側では８．６７ｇ／秒、イソ側では８．３３ｇ／秒であった。ノズルに注入される空気を、１００Ｌ／分の名目速度に設定した。噴霧されたポリウレタン配合物を、溝形状を有する鋳型に導いた。噴霧したパッドを１００℃のオーブン内で１６時間硬化させた。得られたパッドは、放射状及び同心円状の両方の溝を含んでいた。製造された得られたパッドは、０．８４８g/mLの平均密度を示し、５８の１５秒間硬さショアＤ、３２４．０MPa（４７，０００psi）のバルク引張弾性率、１９．３MPa（２，８００psi）の引張強度、及び１９７％の引張伸びを示した。
実施例５：平板及びパッド
等重量部のポリ（テトラメチレングリコール）（ＰＴＭＥＧ）６５０、ＰＴＭＥＧ１０００、ＰＴＭＥＧ２０００のブレンドを調製した。混合カップ内で、このブレンド３４．６５部（８６．６３ｇ、０．１７５４当量ｍｏｌ）を、Niax（商標）L5345界面活性剤１部（２．５０ｇ）及びEthacure（商標）300 ７．６５部（１９．１３ｇ、０．１７９当量ｍｏｌ）及びモノエチレングリコール４．１１部（１０．２９ｇ、０．３３２当量ｍｏｌ）と合わせた。この混合脱気液に、ＭＤＩプレポリマー５２．５８部（１３１．４６ｇ、０．７２２当量ｍｏｌ）を添加した。次いで、カップをボルテックスミキサーで２０秒間混合し、次いで鋳型に注いで平板を成型し、１００℃にて１６時間硬化させた。配合物は、６５％のハードセグメント重量分率を有し、９５％の化学量論比を有し、７．６５重量％のEthacure（商標）300を含有すると記述される。硬化剤混合物中の液状芳香族ジアミン／ジアミン及びポリオール総モル数のモル比は３５％である。硬化後、１．１６g/mLの密度を有する平板は、６６の１５秒間ショアＤ硬さ、４１１．６MPa（５９，７００psi）の引張弾性率、３９．３MPa（５，７００psi）の引張強度、及び２９０％の引張伸びを示した。
二成分衝突型混合空気噴霧システムを使用して、上記反応混合物を開放鋳型に噴霧した。イソタンクにＭＤＩプレポリマーを装填し、同時にポリタンクにＰＴＭＥＧ６５０ ２４．２２部（１３．９２ポンド）、ＰＴＭＥＧ１０００ ２４．２２部（１３．９２ポンド）、ＰＴＭＥＧ２０００ ２４．２２部（１３．９２ポンド）、Niax（商標）L5345 ２．１０部（１．２０ポンド）、モノエチレングリコール８．６３部（４．９６ポンド）、Ethacure（商標）300 １６．０５部（９．２２５ポンド）、DABCO（商標）33-LV触媒０．４３部（０．２４６ポンド）及びビスマスネオデカノアート触媒０．１４２部（０．０８２ポンド）を上記のプラーク作業で使用したのと同一比で装填した。噴霧中の流量は、ポリオール側では８．９８ｇ／秒、イソ側では１０．０２ｇ／秒であった。ノズルに注入される空気を、１００Ｌ／分の名目速度に設定した。噴霧されたポリウレタン配合物を、溝形状を有する鋳型に導いた。噴霧したパッドを１００℃のオーブン内で１６時間硬化させた。得られたパッドは、放射状及び同心円状の両方の溝を含んでいた。製造された得られたパッドは、０．６５０g/mLの平均密度を示し、４７．６の１５秒間硬さショアＤ、２２６．８MPa（３２，９００psi）のバルク引張弾性率、１８．６MPa（２，７００psi）の引張強度、及び１９０％の引張伸びを示した。
実施例６：パッド
二成分衝突型混合空気噴霧システムを使用して、反応混合物を開放鋳型に噴霧した。イソタンクにＭＤＩプレポリマーを装填し、同時にポリタンクにＰＴＭＥＧ６５０ ２５．１３部（１７．９７ポンド）、ＰＴＭＥＧ１０００ ２５．１３部（１７．９７ポンド）、ＰＴＭＥＧ ２０００ ２５．１３部（１７．９７ポンド）、Niax（商標）L5345 １．９０部（１．３６ポンド）、モノエチレングリコール４．９８８部（３．５７ポンド）、Ethacure（商標）300 １７．２１部（１２．３１ポンド）、DABCO（商標）33-LV触媒０．３８１部（０．２７３ポンド）及びビスマスネオデカノアート触媒０．１２７部（０．０９１ポンド）を装填した。噴霧中の流量は、ポリオール側では９．９０ｇ／秒、イソ側では９．１０ｇ／秒であった。配合物は、６０％のハードセグメント重量分率を有し、９５％の化学量論比を有し、９．０２重量％のEthacure（商標）300を含有すると記述される。硬化剤混合物中の液状芳香族ジアミン／ジアミン及びポリオール総モル数のモル比は５０％である。ノズルに注入される空気を、１００Ｌ／分の名目速度に設定した。噴霧されたポリウレタン配合物を、溝形状を有する鋳型に導いた。噴霧したパッドを１００℃のオーブン内で１６時間硬化させた。得られたパッドは、放射状及び同心円状の両方の溝を含んでいた。製造された得られたパッドは、０．７０４g/mLの平均密度を示し、４０の１５秒間硬さショアＤ、１３７．２MPa（１９，９００psi）のバルク引張弾性率、１７．９MPa（２，６００psi）の引張強度、及び２６０％の引張伸びを示した。
実施例７：パッド
二成分衝突型混合空気噴霧システムを使用して、反応混合物を開放鋳型に噴霧した。アイソタンクにＭＤＩプレポリマーを装填し、同時にポリタンクにＰＴＭＥＧ６５０ ２６．１３部（２１．２０ポンド）、ＰＴＭＥＧ１０００ ２６．１３部（２１．２０ポンド）、ＰＴＭＥＧ２０００ ２６．１３部（２１．２０ポンド）、Niax（商標）L5345 １．９８部（１．６０ポンド）、モノエチレングリコール７．７０部（６．２５ポンド）、Ethacure（商標）300 １１．４０部（９．２５ポンド）、DABCO（商標）33-LV触媒０．３９７部（０．３２２ポンド）及びビスマスネオデカノアート触媒０．１３２部（０．１０７ポンド）を装填した。噴霧中の流量は、ポリオール側では９．５２ｇ／秒、イソ側では９．４８ｇ／秒であった。配合物は、６０％のハードセグメント重量分率を有し、９５％の化学量論比を有し、５．７５重量％のEthacure（商標）300を含有すると記述される。硬化剤混合物中の液状芳香族ジアミン／ジアミン及びポリオール総モル数のモル比は３０％である。ノズルに注入される空気を、１００Ｌ／分の名目速度に設定した。噴霧されたポリウレタン配合物を、溝形状を有する鋳型に導いた。噴霧したパッドを１００℃のオーブン内で１６時間硬化させた。得られたパッドは、放射状及び同心円状の両方の溝を含んでいた。製造された得られたパッドは、０．７１１g/mLの平均密度を示し、３９の１５秒間硬さショアＤ、１１７．９MPa（１７，１００psi）のバルク引張弾性率、１６．５MPa（２，４００psi）の引張強度、及び２６０％の引張伸びを示した。
比較例８：パッド
二成分衝突型混合空気噴霧システムを使用して、反応混合物を開放鋳型に噴霧した。イソタンクにＭＤＩプレポリマーを装填し、同時にポリタンクにＰｏｌｙＴＨＦ６５０ ８７．９９部（６１．５９３ポンド）、Niax（商標）L5345非イオン性界面活性剤０．８８部（０．６１６ポンド）、Niax（商標）T-9触媒０．０８８部（０．０６２ポンド）、DABCO（商標）33LV ０．２６４２部（０．１８５ポンド）並びに水０．２２部（０．１５４ポンド）及びジプロピレングリコール１０．５５７部（７．３９ポンド）を装填した。噴霧中の流量は、ポリオール側では９．１０ｇ／秒、イソ側では９．９０ｇ／秒であった。ノズルに注入される空気を、１００Ｌ／分の名目速度に設定した。噴霧されたポリウレタン配合物をテフロン(登録商標)被覆アルミニウムプレート上に導いた。噴霧したパッドを１００℃のオーブン内で１６時間硬化させた。得られたパッドは、９５％化学量論にて５２．５％ハードセグメント重量分率と記述され、２５００ppmの水の添加で、０．５３g/mLのバルク密度を有するパッドが製造され、１．２MPa（１７０psi）のバルク引張弾性率、６．０MPa（８７０psi）の引張強度、及び５３５％の引張伸びを示し、１５秒ショアＡ硬さは２７であった。
比較例９ 他の研磨実験で使用されるのと同一のＫ７Ｒ３２溝パターン及び同一のＳＵＢＡ（商標）ＩＶサブパッド（Ｄｏｗ）を有する、市販のＩＣ１０００研磨パッド（Ｄｏｗ）。密度は０．７７g/mL、引張弾性率は２６０MPa（３７，７００psi）であった。
実施例１０：パッド
二成分衝突型混合空気噴霧システムを使用して、反応混合物を開放鋳型に噴霧した。イソタンクにＭＤＩプレポリマーを装填し、同時にポリタンクにＰＴＭＥＧ１０００ ８４．８５部、ＩＮＴ１９４０ ３．４８部、ＡＯＸ１ ０．２４部、モノエチレングリコール４．４６部、Ethacure（商標）300 ６．５９部、ビスマスオクトアート触媒０．３８部を装填した。噴霧中の流量は、ポリオール側では４．６ｇ／秒、イソ側では３．４ｇ／秒であった。配合物は、５０％のハードセグメント重量分率を有し、９５％の化学量論比を有し、３．７９重量％のEthacure（商標）300を含有すると記述される。硬化剤混合物中の液状芳香族ジアミン／ジアミン及びポリオール総モル数のモル比は３０％である。ノズルに注入される空気を、１００Ｌ／分の名目速度に設定した。噴霧されたポリウレタン配合物を、溝形状を有する鋳型に導いた。噴霧したパッドを１００℃のオーブン内で１６時間硬化させた。得られたパッドは、放射状及び同心円状の両方の溝を含んでいた。製造された得られたパッドは、０．６８g/mLの平均密度を示し、３２の１５秒間硬さショアＤＯ、４MPa（６００psi）のバルク引張弾性率、１１MPa（１５００psi）の引張強度、及び５５０％の引張伸びを示した。
実施例１１：パッド
二成分衝突型混合空気噴霧システムを使用して、反応混合物を開放鋳型に噴霧した。イソタンクにＭＤＩプレポリマーを装填し、同時にポリタンクにＰＴＭＥＧ１０００ ８１．９６部、ＩＮＴ１９４０ ３．６５部、ＡＯＸ１ ０．２６部、モノエチレングリコール５．５４部、Ethacure（商標）300 ８．２部、ビスマスオクトアート触媒０．４部を装填した。噴霧中の流量は、ポリオール側では４．６ｇ／秒、イソ側では３．８ｇ／秒であった。配合物は、５４％のハードセグメント重量分率を有し、９５％の化学量論比を有し、４．４９重量％のEthacure（商標）300を含有すると記述される。硬化剤混合物中の液状芳香族ジアミン／ジアミン及びポリオール総モル数のモル比は３０％である。ノズルに注入される空気を、１００Ｌ／分の名目速度に設定した。噴霧されたポリウレタン配合物を、溝形状を有する鋳型に導いた。噴霧したパッドを１００℃のオーブン内で１６時間硬化させた。得られたパッドは、放射状及び同心円状の両方の溝を含んでいた。製造された得られたパッドは、０．７０g/mLの平均密度を示し、４９の１５秒間硬さショアＤＯ、１２MPa（１７００psi）のバルク引張弾性率、１５MPa（２１００psi）の引張強度、及び５００％の引張伸びを示した。
実施例１２：パッド
二成分衝突型混合空気噴霧システムを使用して、反応混合物を開放鋳型に噴霧した。イソタンクにＭＤＩプレポリマーを装填し、同時にポリタンクにＰＴＭＥＧ１０００ ７９．８部、ＩＮＴ１９４０ ３．５５部、ＡＯＸ１ ０．２５部、モノエチレングリコール６．４６部、Ethacure（商標）300 ９．５５部、ビスマスオクトアート触媒０．３９部を装填した。噴霧中の流量は、ポリオール側では４．６ｇ／秒、イソ側では３．６ｇ／秒であった。配合物は、５４％のハードセグメント重量分率を有し、１１０％の化学量論比を有し、５．３８重量％のEthacure（商標）300を含有すると記述される。硬化剤混合物中の液状芳香族ジアミン／ジアミン及びポリオール総モル数のモル比は３０％である。ノズルに注入される空気を、１００Ｌ／分の名目速度に設定した。噴霧されたポリウレタン配合物を、溝形状を有する鋳型に導いた。噴霧したパッドを１００℃のオーブン内で１６時間硬化させた。得られたパッドは、放射状及び同心円状の両方の溝を含んでいた。製造された得られたパッドは、０．７３g/mLの平均密度を示し、４３の１５秒間硬さショアＤＯ、８MPa（１２００psi）のバルク引張弾性率、８MPa（１２００psi）の引張強度、及び５３０％の引張伸びを示した。
実施例１３：パッド
二成分衝突型混合空気噴霧システムを使用して、反応混合物を開放鋳型に噴霧した。イソタンクにＭＤＩプレポリマーを装填し、同時にポリタンクにＰＴＭＥＧ１０００ ７７．３２部、ＩＮＴ１９４０ ３．６８部、ＡＯＸ１ ０．２６部、モノエチレングリコール７．３９部、Ethacure（商標）300 １０．９４部、ビスマスオクトアート触媒０．４１部を装填した。噴霧中の流量は、ポリオール側では４．６ｇ／秒、イソ側では３．９ｇ／秒であった。配合物は、５７％のハードセグメント重量分率を有し、１１０％の化学量論比を有し、５．９４重量％のEthacure（商標）300を含有すると記述される。硬化剤混合物中の液状芳香族ジアミン／ジアミン及びポリオール総モル数のモル比は３０％である。ノズルに注入される空気を、１００Ｌ／分の名目速度に設定した。噴霧されたポリウレタン配合物を、溝形状を有する鋳型に導いた。噴霧したパッドを１００℃のオーブン内で１６時間硬化させた。得られたパッドは、放射状及び同心円状の両方の溝を含んでいた。製造された得られたパッドは、０．７４g/mLの平均密度を示し、５６の１５秒間硬さショアＤＯ、２１MPa（３１００psi）のバルク引張弾性率、３MPa（５００psi）の引張強度、及び８５％の引張伸びを示した。
実施例１４：パッド
二成分衝突型混合空気噴霧システムを使用して、反応混合物を開放鋳型に噴霧した。イソタンクにＭＤＩプレポリマーを装填し、同時にポリタンクにＰＴＭＥＧ６５０ ２４．６部、ＰＴＭＥＧ１０００ ２４．６部、ＰＴＭＥＧ２０００ ２４．６部、Niax（商標）L5345 １．８７部、ジプロピレングリコール１４．２３部、Ethacure（商標）300 ９．７３部、ビスマスネオデカノアート触媒０．３７部を装填した。噴霧中の流量は、ポリオール側では１０．４ｇ／秒、イソ側では９．１ｇ／秒であった。配合物は、６０％のハードセグメント重量分率を有し、９５％の化学量論比を有し、５．２１重量％のEthacure（商標）300を含有すると記述される。硬化剤混合物中の液状芳香族ジアミン／ジアミン及びポリオール総モル数のモル比は３０％である。ノズルに注入される空気を、１００Ｌ／分の名目速度に設定した。噴霧されたポリウレタン配合物を、溝形状を有する鋳型に導いた。噴霧したパッドを１００℃のオーブン内で１６時間硬化させた。得られたパッドは、放射状及び同心円状の両方の溝を含んでいた。製造された得られたパッドは、０．４５g/mLの平均密度を示し、１４の１５秒間硬さショアＤ、２７MPa（３９００psi）のバルク引張弾性率、７MPa（１１００psi）の引張強度、及び３００％の引張伸びを示した。
実施例１５：パッド
二成分衝突型混合空気噴霧システムを使用して、反応混合物を開放鋳型に噴霧した。イソタンクにＭＤＩプレポリマーを装填し、同時にポリタンクにＰＴＭＥＧ６５０ ２５．４９部、ＰＴＭＥＧ１０００ ２５．４９部、ＰＴＭＥＧ２０００ ２５．４９部、Niax（商標）L5345 １．９４部、１，４－ブタンジオール１０．５１部、Ethacure（商標）300 １０．７部、ビスマスネオデカノアート触媒０．３９部を装填した。噴霧中の流量は、ポリオール側では１０．１ｇ／秒、イソ側では９．４ｇ／秒であった。配合物は、６０％のハードセグメント重量分率を有し、９５％の化学量論比を有し、５．５３重量％のEthacure（商標）300を含有すると記述される。硬化剤混合物中の液状芳香族ジアミン／ジアミン及びポリオール総モル数のモル比は３０％である。ノズルに注入される空気を、１００Ｌ／分の名目速度に設定した。噴霧されたポリウレタン配合物を、溝形状を有する鋳型に導いた。噴霧したパッドを１００℃のオーブン内で１６時間硬化させた。得られたパッドは、放射状及び同心円状の両方の溝を含んでいた。製造された得られたパッドは、０．６６g/mLの平均密度を示し、２９の１５秒間硬さショアＤ、６４MPa（９３００psi）のバルク引張弾性率、１３MPa（１９００psi）の引張強度、及び２６０％の引張伸びを示した。
実施例１６：パッド
二成分衝突型混合空気噴霧システムを使用して、反応混合物を開放鋳型に噴霧した。イソタンクにＭＤＩプレポリマーを装填し、同時にポリタンクにＰＴＭＥＧ１０００ ８０．２６部、Niax（商標）L5345 １．９１部、プロピレングリコール８．０１部、Ethacure（商標）300 ９．５４部、ビスマスネオデカノアート触媒０．２８部を装填した。噴霧中の流量は、ポリオール側では１１．１ｇ／秒、イソ側では９．９ｇ／秒であった。配合物は、５７％のハードセグメント重量分率を有し、９５％の化学量論比を有し、５．０５重量％のEthacure（商標）300を含有すると記述される。硬化剤混合物中の液状芳香族ジアミン／ジアミン及びポリオール総モル数のモル比は３０％である。ノズルに注入される空気を、１００Ｌ／分の名目速度に設定した。噴霧されたポリウレタン配合物を、溝形状を有する鋳型に導いた。噴霧したパッドを１００℃のオーブン内で１６時間硬化させた。得られたパッドは、放射状及び同心円状の両方の溝を含んでいた。製造された得られたパッドは、０．６９g/mLの平均密度を示し、３６の１５秒間硬さショアＤ、８１MPa（１１７００psi）のバルク引張弾性率、１６MPa（２３００psi）の引張強度、及び２８０％の引張伸びを示した。
上記の実施例の材料及びパッドの特性を以下の表１に報告する。上記の実施例で作製したパッドを、以下の試験方法に記載するように研磨について試験し、結果を以下の表１及び２にそれぞれ報告する。
ＣＭＰ研磨パッドは、上記の実施例で作製したと表示された研磨層の裏側を旋盤で平坦に機械加工することによって製造し、平坦な研磨パッドを提供した。次いで、研磨パッドを、感圧接着剤を介してＳＵＢＡ（商標）ＩＶサブパッド（Ｄｏｗ）と結合させた。最終的な積層パッドは直径０．５０８メートル（２０インチ）であり、研磨層は名目上２．０３mm（８０ミル）の厚さであり、溝パターンを有し、該溝パターンでは、複数の溝が幅０．５０８mm（２０ミル）、深さ０．７６２mm（３０ミル）、ピッチ１．７８mm（７０ミル）の同心円溝及び３２本の放射状溝を有する同心円状溝パターンを有した。研磨実験は、Applied Mirraポリッシャ（Applied Materials、カリフォルニア州サンタクララ）上の２００mmウェーハに対して、０．０１４、０．０１６、０．０２１、及び０．０２６MPa（２．０、２．３、３．０、及び３．８psi）のキャリアダウンフォース、２００mL／分のスラリー流量、並びにKlebosol（商標）ＩＩ１７３０コロイダルシリカスラリー（Ｄｏｗ、１６重量％。固形分％）、９３rpmのテーブル回転速度、及び８７rpmのキャリア回転速度を使って行った。３Ｍ製の攻撃性等級が６～９の３Ｍ（商標）Diamond Pad Conditioner A 153 L、直径４．２５インチ（The 3M Company、ミネソタ州ミネアポリス）を使用して、実施例１～９、１４及び１５の研磨パッドをコンディショニング及びテクスチャ加工した。Saesol Diamond Pad Conditioner AK 45（Saesol（商標）ＡＭ ０２ ＢＳＬ ８０３１ Ｃ １）を使用して、実施例１６の研磨パッドをコンディショニング及びテクスチャ加工した。Saesol Diamond Pad Conditioner AD45（Saesol（商標）ＡＭ０２ＢＳＬ８０３１Ｅ７）を使用して、実施例１０～１３の研磨パッドをコンディショニング及びテクスチャ加工した。研磨パッドはそれぞれ、典型的なダウンフォース、例えば２２．２Ｎ又は３１．１Ｎのみを使用して、３０分間、コンディショナー及びＤＩ水でならし運用した。研磨パッドの中心から１．７～９．２インチまでを２２．２Ｎのダウンフォースで１０掃引／分で研磨する間、研磨パッドをその場（ｉｎ ｓｉｔｕ）でさらに１００％コンディショニングした。ウェーハは、OnTrack DSS-200 Synergy Post CMPで洗浄した。浅いかき跡をさらに強調するために、ＳＳＥＣシングルウェーハエッチシステムでＨＦエッチングを行い、それにより２００ÅのＴＥＯＳがウェーハからエッチングされた。平坦化のための段差高さ測定は、Bruker Dynamic Atomic Force Profiler（Bruker、マサチューセッツ州ビレリカ）で行った。基板は、テトラエトキシシリケート（ＴＥＯＳ）ウェーハ基板であった。４９点スパイラル・スキャンを使用するKLA-Tencor FX200（商標）計測ツール（KLA Tencor、カリフォルニア州ミルピタス）を使用して、エッジ除外領域３mmで、研磨前後の膜厚を計測することによって、除去速度を求めた。除去速度は、Å／分で、指定された研磨時間の個々の点の厚さの変化によって計算した。非均一率（％ＮＵＲ）は、除去速度の％標準偏差によって計算した。
Figure 2022112499000001
Figure 2022112499000002
上記表１及び表２に示すように、本発明のＣＭＰ研磨パッドは、比較例１０の市販のＣＭＰ研磨パッドと比較した場合でも、平坦化効率の向上を示す。同時に、除去速度及び非均一％は、比較例１０のＩＣ １０００パッド（Ｄｏｗ）によって生成された値と同じ又は類似していた。さらに、本発明のＣＭＰ研磨パッドの性能は、比較例３の液状芳香族ジアミン硬化剤からのパッド及び比較例１のような硬化剤混合物中の７０％液状芳香族ジアミンからのパッドよりも著しく良好であった。

Claims (10)

  1. 磁気基板、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、
    前記ＣＭＰ研磨パッドが、前記基板の研磨用に適合された研磨層を備え、
    前記研磨層がポリウレタンであり、
    前記ポリウレタンが、
    （ｉ）
    液状芳香族イソシアナート成分であって、１以上の芳香族ジイソシアナート、又は前記液状芳香族イソシアナート成分の総固形分重量に対して２０～４０重量の未反応イソシアナート（ＮＣＯ）濃度を有する直鎖芳香族イソシアナート末端ウレタンプレポリマーを含む、液状芳香族イソシアナート成分と、
    （ｉｉ）
    液状ポリオール成分であって、
    ａ）
    １以上のポリマーポリオールと、
    ｂ）前記液状ポリオール成分に対して１２～４０重量％の、
    １以上の２～９個の炭素原子を有する短鎖二官能性ポリオール、及び
    周囲条件下で液状である液状芳香族ジアミン、の硬化剤混合物と、
    を含む、液状ポリオール成分と、
    を含む反応混合物の生成物であり、
    前記短鎖二官能性ポリオール及び液状芳香族ジアミンの総モル数に対する前記液状芳香族ジアミンのモル比が１５：８５～４０：６０の範囲であり、
    前記反応混合物が、前記反応混合物の総重量に対して４８～６８重量のハードセグメント材料を含み、
    さらに、前記ＣＭＰ研磨層が、５０ショアＡ（１５秒）～６８ショアＤ（１５秒）の範囲の硬さ及び０．４５～０．９g/mLの密度を有する、ＣＭＰ研磨パッド。
  2. 前記（ｉ）液状芳香族イソシアナート成分が、直鎖メチレンジフェニルジイソシアナート（ＭＤＩ）プレポリマー又はＭＤＩを含む、請求項１に記載のＣＭＰ研磨パッド。
  3. 前記（ｉｉ）液状ポリオール成分が、ａ）ポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＥＧ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）、六官能性ポリオール、及びその混合物からなる群から選択される１以上のポリマーポリオールを含む、請求項１に記載のＣＭＰ研磨パッド。
  4. 前記（ｉｉ）液状ポリオール成分の前記ｂ）硬化剤混合物において、前記１以上の２～９個の炭素原子を有する短鎖二官能性ポリオールが、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、トリプロピレングリコール及びその混合物からなる群から選択される、請求項１に記載のＣＭＰ研磨パッド。
  5. 前記ｂ）硬化剤混合物において、前記液状芳香族ジアミンが、ジメチルチオ－トルエンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、tert－ブチルトルエンジアミン、クロロトルエンジアミン、Ｎ，Ｎ’－ジアルキルアミノジフェニルメタン及びその混合物からなる群から選択される、請求項１に記載のＣＭＰ研磨パッド。
  6. 前記ｂ）硬化剤混合物において、短鎖二官能性ポリオール及び液状芳香族ジアミンの総モル数に前記対する液状芳香族ジアミンのモル比が、２３：７７～３５：６５の範囲である、請求項１に記載のＣＭＰ研磨パッド。
  7. 前記反応混合物が、前記反応混合物の総重量に対して５８～６３重量％のハードセグメント材料を含む、請求項１に記載のＣＭＰ研磨パッド。
  8. 前記ＣＭＰ研磨パッドが、気体、水又はＣＯ２－アミン付加物によって形成されるもの以外の微量要素を含有しない、請求項１に記載のＣＭＰ研磨パッド。
  9. 請求項１に記載の二成分反応混合物を提供する工程を含む、基板の研磨用に適合された研磨層を有するケミカルメカニカル（ＣＭＰ）研磨パッドを製造する方法であって、
    請求項１に記載の二成分反応混合物を提供する工程が、
    ｉｉ）液状ポリオール成分中にｃ）ＣＭＰ研磨パッド又は層の密度を生成するのに充分な水又はＣＯ２－アミン付加物を含む二成分反応混合物を提供する工程と、
    前記（ｉ）液状芳香族イソシアナート成分及び前記（ｉｉ）液状ポリオール成分を混合する工程と、
    前記反応混合物を一成分として開放鋳型表面に適用する工程と、
    前記反応混合物を周囲温度～１３０℃にて硬化させて、成形ポリウレタン反応生成物を形成する工程と、
    前記鋳型から前記ポリウレタン反応生成物を除去する工程と、
    次いで、６０℃～１３０℃の温度にて１分間～１８時間の間、最終硬化させる工程と、を含む、ＣＭＰ研磨パッドを製造する方法。
  10. 前記鋳型表面が、前記ＣＭＰ研磨層の上面にメス型溝パターンを形成するオス型形状を有する、請求項９に記載の方法。
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