高稳定性聚氨基甲酸酯抛光垫的制作方法_2

文档序号:9926841阅读:来源:国知局
合材料是聚氨基甲酸酯;并且可以是交联或非交联聚氨基甲酸酯。出于本说 明书的目的,"聚氨基甲酸酯"是衍生自双官能或多官能异氰酸酯的产物,例如聚醚脲、聚异 氰脲酸酯、聚氨基甲酸酯、聚脲、聚氨酯脲、其共聚物和其混合物。
[0027]优选地,聚合材料是能够分离成富含共聚物一个或多个嵌段或链段的相的嵌段 (block)或链段(segmented)共聚物。最优选地,聚合材料是聚氨基甲酸酯。饶注聚氨基甲酸 酯基质材料尤其适用于对半导体、光学和磁性衬底进行平面化。一种控制垫抛光特性的方 法是改变其化学组成。另外,原材料和制造工艺的选择影响用以制造抛光垫的材料的聚合 物形态和最终特性。
[0028]优选地,氨基甲酸酯生产涉及由多官能芳香族异氰酸酯和预聚物多元醇来制备异 氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物。出于本说明书的目的,术语预聚物多元醇包括二醇、多元 醇、多元醇-二醇、其共聚物和其混合物。优选地,预聚物多元醇选自包含以下的群组:聚四 亚甲基酿二醇[polytetramethylene ether glycol,PTMEG]、聚丙稀酿二醇 [polypropylene ether glycol,PPG]、酯类多元醇(如己二酸亚乙酯或己二酸亚丁酯)、其 共聚物和其混合物。例示性多官能芳香族异氰酸酯包括2,4_甲苯二异氰酸酯、2,6_甲苯二 异氰酸酯、4,4~二苯基甲烷二异氰酸酯、萘-1,5-二异氰酸酯、联甲苯胺二异氰酸酯、对亚 苯二异氰酸酯、亚二甲苯二异氰酸酯和其混合物。多官能芳香族异氰酸酯含有小于20重 量%的脂肪族异氰酸酯,如4,4~二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和环己烷 二异氰酸酯。优选地,多官能芳香族异氰酸酯含有小于15重量%的脂肪族异氰酸酯,并且更 优选地,小于12重量%的脂肪族异氰酸酯。
[0029] 例示性预聚物多元醇包括聚醚多元醇(如聚(氧基四亚甲基)二醇、聚(氧丙烯)二 醇和其混合物)、聚碳酸酯多元醇、聚酯多元醇、聚己内酯多元醇和其混合物。例示性多元醇 可以与低分子量多元醇混合,所述低分子量多元醇包括乙二醇、1,2_丙二醇、1,3_丙二醇、 1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、3-甲 基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、二丙二醇、三丙二醇和其混合物。
[0030] 优选地,预聚物多元醇选自包含以下的群组:聚四亚甲基醚二醇、聚酯多元醇、聚 丙烯醚二醇、聚己内酯多元醇、其共聚物和其混合物。如果预聚物多元醇是PTMEG、其共聚物 或其混合物,那么异氰酸酯封端的反应产物的未反应NC0重量百分比范围优选地是8.0到 20.0重量%。对于用PTMEG或PTMEG与PPG掺合形成的聚氨基甲酸酯,优选的NC0重量百分比 是8.75到12.0的范围;并且最优选地,其是8.75到10.01TMEG家族多元醇的特定实例如下: 来自英威达(Invi sta)的 'rerathane? 2900、2000、1800、1400、1000、650和250;来自利安德 (Lyondell)的Polyraeg? 2900、2000、1000、650;来自巴斯夫(BASF)的PolyTHF? 650、1000、 2000;和较低分子量物质,如1,2-丁二醇、1,3-丁二醇和1,4-丁二醇。如果预聚物多元醇是 PPG、其共聚物或其混合物,那么异氰酸酯封端的反应产物的未反应NC0重量百分比范围最 优选地是7.9到15 . Owt. %。PPG多元醇的特定实例如下:来自拜耳(Bayer)的八]:〇〇_?卩6-425、725、1000、1025、2000、2025、3025和4000;来自陶氏(0〇¥)的/〇!训〇巧10101、20001^和 P400 ;都来自拜耳产品线的 Desmopher# 1110BD、Adain成多元醇 12200、8200、6300、 4200、2200。如果预聚物多元醇是酯、其共聚物或其混合物,那么异氰酸酯封端的反应产物 的未反应NC0重量百分比范围最优选地是6.5到13.0。酯多元醇的特定实例如下:来自聚氨 酯专业公司(Polyurethane Specialties Company,Inc.)的Millester 1、11、2、23、132、 231、272、4、5、510、51、7、8、9、10、16、253;来自拜耳的[)08!"0沖以萁 1700、1800、2000、 2001KS、2001K2、2500、2501、2505、2601、PE65B;来自拜耳的RucoflexS-1021-70、S-1043-46、S-1043-55 0
[0031] 典型地,预聚物反应产物与固化剂多元醇、多元胺、醇胺或其混合物反应或用其固 化。出于本说明书的目的,多元胺包括二胺和其它多官能胺。例示性固化剂多元胺包括芳香 族二胺或多元胺,如4,4'-亚甲基-双-邻氯苯胺[4,4' -methylene-bis-o-chloroani 1 ine, MbOCA]、4,4/ -亚甲基-双-(3-氣_2,6_二乙基苯胺)[4,4/ -methylene-bis-(3-chlor0-2,6_ diethylaniline),M⑶EA];二甲基硫基甲苯二胺;丙二醇二对氨基苯甲酸酯;聚环丁烷氧化 物二对氨基苯甲酸酯;聚环丁烷氧化物单对氨基苯甲酸酯;聚氧化丙烯二对氨基苯甲酸酯; 聚氧化丙烯单对氨基苯甲酸酯;1,2_双(2-氨基苯硫基)乙烷;4,4~亚甲基-双-苯胺;二乙 基甲苯二胺;5-叔丁基-2,4-甲苯二胺和3-叔丁基-2,6-甲苯二胺;5-叔戊基-2,4-甲苯二胺 和3-叔戊基_2,6_甲苯二胺以及氯甲苯二胺。任选地,有可能用避免使用预聚物的单个混合 步骤来制造用于抛光垫的氨基甲酸酯聚合物。
[0032] 用以制造抛光垫的聚合物的组分优选地经选择以使得所得垫形态是稳定的并且 可容易地再现的。举例来说,当混合4,4~亚甲基-双-邻氯苯胺[MbOCA]与二异氰酸酯以形 成聚氨基甲酸酯聚合物时,通常有利的是控制单胺、二胺和三胺的含量。控制单胺、二胺和 三胺的比例有助于将化学比率和所得聚合物分子量维持在恒定范围内。另外,通常重要的 是控制添加剂(如抗氧化剂)和杂质(如水)以用于恒定制造。举例来说,因为水与异氰酸酯 反应以形成气态二氧化碳,所以控制水浓度可以影响在聚合基质中形成孔隙的二氧化碳气 泡浓度。异氰酸酯与外源水的反应还减少可供用于与增链剂反应的异氰酸酯,因此改变化 学计量以及交联水平(如果存在过量异氰酸酯基)和所得聚合物分子量。
[0033]聚氨基甲酸酯聚合材料优选地由甲苯二异氰酸酯和聚四亚甲基醚二醇与芳香族 二胺的预聚物反应产物形成。最优选地,芳香族二胺是4,V -亚甲基-双-邻氯苯胺或4,V -亚甲基-双-(3-氯-2,6-二乙基苯胺)。优选地,预聚物反应产物具有6.5到15.0重量%的未 反应NC0。在此未反应NC0范围内适合的预聚物的实例包括:由美国科意公司(C0IM USA, Inc.)制造的Imuihane {预聚物PET-70D、PHP-70D、PET-7ro、PHP-75D、PPT-75D、PHP-80D& 及由科聚亚(Chemtura)制造的 Adiprene? 预聚物LFG740D、LF700D、LF750D、LF751D、 LF753D、L325。另外,除上文所列的预聚物之外的其它预聚物的掺合物可以用以由掺合而达 到适当的未反应NC0含量百分比。许多上文所列预聚物(如LFG740D、LF700D、LF750D、LF751D 和LF753D)是低自由异氰酸酯预聚物,所述预聚物具有小于0.1重量%的自由TDI单体并且 具有比常规预聚物更恒定的预聚物分子量分布,并且因此促进形成具有极佳抛光特征的抛 光垫。此改良的预聚物分子量恒定性和低自由异氰酸酯单体得到更规则的聚合物结构,并 且有助于改良的抛光垫恒定性。对于大部分预聚物,低自由异氰酸酯单体优选地低于ο. 5重 量%。此外,典型地具有较高反应水平(即多于一个多元醇在每一端上由二异氰酸酯封端) 和较高自由甲苯二异氰酸酯预聚物水平的"常规"预聚物应产生类似结果。另外,低分子量 多元醇添加剂(如二乙二醇、丁二醇和三丙二醇)促进控制预聚物反应产物的未反应NCO重 量百分比。
[0034] 类似地,聚氨基甲酸酯聚合材料可以由4, V-二苯基甲烷二异氰酸酯^,"-diphenylmethane diisocyanate,MDI)和聚丁二醇与二醇的预聚物反应产物形成。最优选 地,二醇是1,4_丁二醇(1,4-butanediol,BD0)。优选地,预聚物反应产物具有6到13wt%的 未反应NC0。具有此未反应NC0范围的适合聚合物的实例包括以下:来自美国科意的 Imuthane 27-85厶、27-9(^、27-95厶、27-520、27-580以及来自安德森发展公司(厶11(1618〇11 Development Company)的 Anih.u..§ ]^-75厶卩、此80厶?、此9(^?、此98厶?、此11(^?预聚物。
[0035] 除控制未反应NC0重量百分比之外,固化剂和预聚物反应产物的0H或NH2与未反应 NC0化学计量比典型地是85%到115%,优选90%到100%。化学计量可以通过提供原材料的 化学计量含量来直接实现,或通过故意地或暴露于外源湿气而使一些NC0与水反应来间接 实现。
[0036] 抛光垫对修整器磨损的灵敏度比大部分抛光垫小。这尤其适用于对抗金刚石磨损 的不良影响。本发明垫的修整器灵敏度(conditioner sensitivity,CS)可以是0到2.6。优 选地,CS是0到2。出于本申请的目的,CS如下定义:
[0038] 其中CS定义为75%原位修整下的毯覆式TE0S去除速率(RR75%i__)和50%原位修 整下的毯覆式TE0S去除速率(RR5Q%|_·),并且75%原位修整与50%原位修整之间的差值除 以50%部分原位修整下的毯覆式TE0S去除速率,使用12.5wt%浓度的pH是10.5(都在用蒸 馏水以1:1比率稀释之后)的具有O.lMi平均粒度的烟雾状二氧化硅浆料,用修整器下压力 是91bs(或4.08Kg)的具有150μπι平均粒度、400μπι节距和100μπι突起的金刚石修整器。CS去除 速率值表示在达到稳定状态抛光之后或典型地至少在约十个晶片之后实现的去除速率。 [0039]由于材料粘度随着预膨胀聚合微球体负载增加而指数增加,故在用在预聚物中含 量高于4重量%的预膨胀聚合微球体制造 CM
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1