P抛光垫中存在显著挑战。引入可以由于预聚物 与固化剂系统的反应放热而膨胀的未膨胀聚合微球体不仅降低材料粘度以易于加工，而且 得到较好产物一致性和较高产率。
[0040]在生产期间，液体聚氨基甲酸酯材料具有Τ胶疑温度并且含有流体填充聚合微球体。 流体填充聚合微球体是预膨胀与未膨胀流体填充聚合微球体的掺合物。预膨胀和未膨胀流 体填充聚合微球体各自具有温度，其中所述预膨胀和未膨胀流体填充聚合微球体的直 径在等于或高于所述1?齡温度的温度下增加。另外，其具有Tg*：温度，其中气体穿过流体填充 聚合微球体离开以减小聚合微球体的直径。因为这可以在聚合物基质中形成大气泡，并且 大气泡可能导致抛光缺陷，所以在T影:温度或高于T影:温度下浇注并不是期望的情况。为了 使未膨胀聚合微球体增长，重要的是所述未膨胀流体填充聚合微球体的温度小于液体 聚氨基甲酸酯材料的Τ胶疑温度。有利的是，未膨胀流体填充聚合微球体的温度比液体聚 氨基甲酸酯材料的Τ胶疑温度小至少5°C。有利的是，未膨胀流体填充聚合微球体的温度比 液体聚氨基甲酸酯材料的T臟I温度小至少10°C。由于预膨胀的微球体已经具有有效的平均 直径，故不需要进一步增长，并且预膨胀流体填充聚合微球体的温度任选地小于液体聚 氨基甲酸酯材料的Τ胶疑温度。
[0041] 随后浇注含有预膨胀与未膨胀流体填充聚合微球体掺合物的液体聚氨基甲酸酯 材料使异氰酸酯封端的分子与固化剂反应。来自反应的放热热量将液体聚氨基甲酸酯材料 中的预膨胀与未膨胀流体填充聚合微球体掺合物加热到至少为所述未膨胀流体填充聚合 微球体??齡的温度，以增加所述未膨胀流体填充聚合微球体的直径。优选地，此放热热量是 推动聚合微球体膨胀的主要热源。加热达到小于Τ影:温度的温度，其中气体穿过预膨胀和未 膨胀流体填充聚合微球体离开。此加热在液体聚氨基甲酸酯材料中形成预膨胀与膨胀流体 填充聚合微球体掺合物。任选地，在浇注之前在液体聚氨基甲酸酯材料中混合预膨胀与未 膨胀聚合微球体掺合物改良聚合微球体分布的均匀性。
[0042] 使液体聚氨基甲酸酯材料中的预膨胀与膨胀流体填充聚合微球体掺合物固化使 所述液体聚氨基甲酸酯材料固体化成含有所述预膨胀和膨胀流体填充聚合微球体的聚氨 基甲酸酯基质。随后通过切削、打磨、开槽、穿孔和添加子垫将固化的含有预膨胀和膨胀流 体填充聚合微球体的聚氨基甲酸酯基质修整成抛光垫产生成品。举例来说，当浇注到模具 中时，有可能将抛光垫切削成多个聚氨基甲酸酯片材，随后由所述聚氨基甲酸酯片材形成 抛光垫。抛光垫中预膨胀和膨胀流体填充聚合微球体的最终直径小于在空气中由Τ影:温度 实现的直径，并且预膨胀和未膨胀流体填充聚合微球体中所含有的大部分流体保持在所述 预膨胀和膨胀流体填充聚合微球体中。
[0043] 另外，重要的是液体聚氨基甲酸酯材料具有低粘度以促进浇注成恒定产物配置。 形成预膨胀与未膨胀聚合微球体掺合物降低粘度以促进浇注。这在围绕如用以在抛光垫中 形成透明窗的透明块的物件浇注时尤其重要。仅预膨胀混合物可能缺乏倾注成简单形状所 需的粘度。仅未膨胀混合物可能由于未膨胀微球体的大膨胀而在饼中产生显著应力。这些 应力可以产生断裂或破裂的聚合基质。此外，有利的是使未膨胀聚合微球体膨胀所需的大 部分热量来源于用以产生聚合基质的放热反应。然而，相对粘度为1.1到7的预膨胀与未膨 胀聚合微球体掺合物可以具有足以用于浇注的粘度以及足以产生充分孔隙率的放热热量。 优选地，3到7的相对粘度提供可浇注性与孔隙大小的平衡组合。此外，增加未膨胀比预膨胀 聚合微球体的比例降低粘度以改良可浇注性，但增加饼中的残余应力，所述残余应力可能 造成饼爆开和其它缺陷。类似地，增加预膨胀比未膨胀聚合微球体的比例可能增加粘度以 使得浇注更困难。
[0044] ^lj
[0045] 实例 1
[0046] 表1列举两个比较实例C1和C2以及两个本发明实例1和2的抛光层组成。所用异氰 酸酯封端的预聚物是可商购自科聚亚公司（Chemtura Corporation)的Adi.p_reflje_?L325，其 典型未反应异氰酸酯（N⑶）是9.1重量％。固化剂系统是4, V -亚甲基-双（2-氯苯胺） (MbOCA)或MbOCA与Voralux'DHF 505的组合，所述Voralux?HF 505是具有六个羟基官能团 并且11为约11，000的高分子量(111〇16(311131￥618111:，]\11)多官能性多元醇固化剂。由预聚物 中总活性氢(在固化剂系统中呈胺和羟基官能团形式）比异氰酸酯官能团的摩尔比率所计 算的反应化学计量对所有实例都是0.87。将预膨胀(DE)和无水未膨胀(DU)的流体填充聚合 微球体两者与预聚物混合以形成预掺合物。均为DE级别的Bxp·ee_ 551DE40d42、 Expaocel⑩4 6 1D E 2 0 d 7 0和D U级别的Expance咏031DU40可商购自阿克苏诺贝尔 (AkzoNobel)。预掺合物(预聚物与聚合微球体的混合物）中总聚合微球体的量在2.2到5.25 重量％内变化。
[0047] 表1:
[0048]
[0049] Adiprt'nc·:?是科聚亚公司的氨基甲酸酯预聚物产品。
[0050] Adiprene 1^325是出2101/^01与聚四亚甲基醚二醇（PTMEG)的氨基甲酸酯预聚物， 其具有8.95到9.25wt %的未反应NC0。
[0051 ] *551DE40d42，**461DE20d70，和***031DE40
[0052] 551DE40d42、461DE20d70和031DE40是由阿克苏诺贝尔以商标名Expsnce!普制造的 流体填充聚合微球体。
[0053] 所有垫实例的抛光层用圆形（1010)和径向（R32)重叠凹槽（1010+R32)进行最终加 工。将1.02mm(40密耳)厚的Suba? IV子垫堆叠到抛光层上。圆形1010凹槽的宽度是0.51mm (20密耳），深度是0.76mm(30密耳），并且节距是3.05mm(120密耳）。1?-32径向凹槽是32个均 匀间隔开的宽度为〇.76mm(30密耳)并且深度为0.81mm(32密耳)的径向凹槽。
[0054] 所用衆料是可商购自霓塔哈斯公司(Nitta Haas Incorporated)的基于烟雾状二 氧化硅的ILD3225浆料，其平均粒度是约0. Ιμπι，在抛光使用点(point ofuse，P0U)用去离子 水以1:1比率稀释到12.5wt%研磨剂。在应用材料(Applied Materials)的300mm CMP抛光 系统Rdlcxion Φ上进行抛光。下文概括抛光条件。
[0055]抛光条件：
[0056] #浆料：1〇)3225(用01水1:1稀释到12.5%研磨剂含量;？!110.5)
[0057] #P0U 过滤器:颇尔（Pall) 1·5μπι
[0058] ?浆料流动速率:250ml/min
[0059] ?修整器:基尼卡公司（Kinik Company)的PDA33A-3;金刚石大小150μηι，金刚石节 距400μηι，金刚石突起100± 15μηι。
[0060] ?垫磨合：90/108rpm(平台/修整圆盘），121bs(5.4Kg)持续20分钟，接着91bs (4. lKg)下压力持续 10分钟;高升压(high pressure rise，HPR)
[0061 ] ?在抛光期间：在91bs(4.1Kg)修整下压力下完全原位修整
[0062] 鲁抛光:93/87rpm(平台/晶片），在4.5psi(31KPa)下压力下持续60秒
[0063]对通过化学气相沉积形成的TE0S氧化物晶片进行氧化物抛光(TE0S表示原硅酸四 乙酯的分解产物）。去除速率和晶片内非均匀性(WIW-NU)展示于图2中，并且还概括于表2 中。
[0065]图2和表2说明本发明抛光垫的改良的去除速率和WIW-NU。
[0066]与在预掺合物中具有小于4wt %总聚合微球体的比较实例（实例C1和实例C2)相 比，在预掺合物中含有超过4wt%的总聚合微球体的本发明抛光垫(实例1和实例2)展现较 高TE0S去除速率、较好晶片内均匀性。
[0067]出乎意料地，本发明的抛光垫对修整工艺较不灵敏，并且具有高抛光效率。修整灵 敏度（conditioning sensibility，CS)定义为在75%与50%部分原位修整下的RR差值除以 在50%部分原位修整下的RR。
[0069]如表3中所示，本发明抛光垫的CS小于1%，而比较实例C1的CS大于3%。由于修整 盘随垫寿命而磨损，因此降低的CS是稳定抛光性能的关键。
[0070] 表 3
[0071]
[0072] 在预掺合物中太多的流体填充聚合微球体可能在抛光层中产生吹出孔，导致不均 匀产品和可能不一致的抛光性能。图3展示以8wt%流体填充聚合微球体存在的吹出孔。图3 中的样品具有与如表1中所示的比较实例C1和实例1相同的化学组成(预聚物和固化剂），但 8wt%Expancel 031DU40的较高流体填充聚合微球体负载量。
[0073]相比而言，分别如图4和5中所示，本发明的两个实例实例1和2在抛光层中展示具 有正常孔隙大小分布的均匀孔隙结构。
[0074]实例2
[0075]在饼模中浇注高孔隙率(低SG)聚合微球体填充聚氨基甲酸酯抛光垫已经具有明 显挑战。当试图安装整体窗时，挑战变得困难。这主要归因于极粘稠预掺合物和液体聚氨基 甲酸酯前驱物的不良流动性。
[0076]填充系统的粘度随着填料体积分数增加而显著增加，参见图6(《胶体科学杂志》 (Journal ofColloid Science)，第20卷，267_277，1965)。大卫G.托马斯（David G.Thomas) 绘制出填充系统相对粘度与填料体积分数Φ的曲线图，并且提出以下方程式来预测填充系 统的粘度。图6绘制经修改的爱因斯坦-古斯-戈尔德方程式的曲线图，其描述填充有球形粒 子的悬浮液的粘度。
[0078]其中μ是填充系统的粘度，是未填充材料的粘度：
是相对粘度，并且Φ是填料 的体积分数。
[0079] 典型预聚物比重(specific gravity，SG)是约1.05g/cm3。在给定流体填充聚