專利名稱：聚氨酯拋光墊的制作方法
背景本說明書涉及可用來對基材有效地進行拋光和平整化的拋光墊，具體涉及具有均勻的拋光性質的拋光墊。
聚氨酯拋光墊是用于各種需要精密拋光的應用的主要拋光墊類型。這些聚氨酯拋光墊可以有效地拋光硅晶片、帶圖案的晶片、平板顯示器和存儲磁盤。具體來說，聚氨酯拋光墊為用來制造集成電路的大多數拋光操作提供機械完整性和耐化學腐蝕性。例如，聚氨酯拋光墊具有高抗撕裂強度；可避免在拋光過程中發(fā)生磨損問題的耐磨性；以及抗強酸性和強堿性拋光液侵蝕的穩(wěn)定性。
半導體的生產通常包括一些化學機械平整化(CMP)過程。在各個CMP過程中，拋光墊與拋光液(例如含磨料的拋光漿液或不含磨料的活性液)一起以刨平的方式除去多余的材料或保持其平整度，以便隨后接收新層。這些層的堆疊以形成集成電路的方式合在一起。由于人們對具有更高運作速度、更小泄漏電流和更低能耗的器件的需求，這些半導體器件的制造正在變得越來越復雜。在器件的結構方面，這就意味著需要使零件(features)的幾何形狀更為精細并提高金屬化程度。這些越來越嚴格的器件設計要求使得人們要將鍍銅作業(yè)和具有較低介電常數的新介電材料結合使用。降低的物理性質(通常與低k和超低k的材料有關)與器件復雜性的增加一起提高了對拋光墊和拋光液之類的CMP消耗品的要求。
具體來說，低k和超低k介電材料與常規(guī)介電材料相比，往往具有較低的機械強度和較差的粘著性，使得平整化作業(yè)更加困難。另外，隨著集成電路零件尺寸的減小，劃痕之類由CMP造成的缺陷成為了更大的問題。另外，集成電路膜厚度的減小要求在改進缺陷的同時為晶片基片提供可接受的構形，這些構形上的需要使得對平整度、凹陷和侵蝕具有更高的要求。
將聚氨酯澆鑄成塊、并將此塊狀體切割成幾個薄拋光墊的方法已經被證明是一種行之有效的制造具有穩(wěn)定的可再現(xiàn)性拋光性質的拋光墊的方法。Vishwanathan等人在PCT公開第01.91971號中揭示了一系列用來改進拋光性能的性質，這些性質包括在30℃和90℃的E′(彈性釋放量)比，以及一些其他性質。不幸的是，使用澆鑄切割法制造的聚氨酯拋光墊會由于拋光墊的澆鑄位置而在拋光時產生一些不同。例如，從底部澆鑄位置切割的拋光墊和頂部澆鑄的拋光墊會具有不同的密度和孔隙率。另外，在拋光墊中，從中心到邊緣，密度和孔隙率會有不同。這些不同會對要求很高的用途，例如帶低k圖案的晶片造成負面影響。因此，需要具有改進的密度和孔隙率均勻性的聚氨酯拋光墊。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種適合用來對半導體、光學基片和磁性基片中的至少一種進行平整化的拋光墊，該拋光墊包含由預聚物反應形成的澆鑄聚氨酯聚合材料，其中的預聚物反應是預聚物多元醇和多官能芳香族異氰酸酯反應生成異氰酸酯封端的反應產物，所述多官能芳香族異氰酸酯中脂族異氰酸酯的含量小于8重量％，而異氰酸酯封端的反應產物包含4.5-8.7重量％的未反應的NCO，且異氰酸酯封端的反應產物用選自固化劑(curative)多胺、固化劑多元醇、固化劑醇胺及其混合物的固化劑進行固化；所述拋光墊包含至少0.1體積％的填料或孔隙。
在本發(fā)明另一個方面中，本發(fā)明提供了一種適合用來對半導體晶片進行平整化的拋光墊，該拋光墊包含由預聚物反應形成的澆鑄聚氨酯聚合材料，其中的預聚物反應是預聚物多元醇和多官能芳香族異氰酸酯反應生成異氰酸酯封端的反應產物，所述預聚物多元醇選自聚四亞甲基醚乙二醇、聚酯型多元醇、聚丙烯醚二醇(polypropylene ether glycol)、它們的共聚物和混合物，所述多官能芳香族異氰酸酯中脂族異氰酸酯的含量小于5重量％，而異氰酸酯封端的反應產物包含4.5-8.7重量％的未反應的NCO，且異氰酸酯封端的反應產物用具有可膨脹聚合物微球體的固化劑進行固化，所述固化劑選自固化劑多胺、固化劑多元醇、固化劑醇胺及其混合物；所述拋光墊包含至少0.1體積％的孔隙。
在本發(fā)明另一方面中，本發(fā)明提供了一種形成適合用來對半導體基片進行平整化的拋光墊的方法，該方法包括澆鑄由預聚物反應形成的澆鑄聚氨酯聚合材料，其中的由預聚物反應是預聚物多元醇和多官能芳香族異氰酸酯反應生成異氰酸酯封端的反應產物，所述多官能芳香族異氰酸酯中脂族異氰酸酯的含量小于8重量％，異氰酸酯封端的反應產物包含4.5-8.7重量％的未反應的NCO，異氰酸酯封端的反應產物用選自固化劑多胺、固化劑多元醇、固化劑醇胺及其混合物的固化劑進行固化；所述拋光墊包含至少0.1體積％的填料或孔隙。
詳細說明澆鑄聚氨酯拋光墊適合用來平整化半導體、光學基片和磁性基片。該拋光墊的特殊拋光性質部分地源自預聚物多元醇和多官能異氰酸酯的預聚物反應產物。所述預聚物產物用選自固化劑多胺、固化劑多元醇、固化劑醇胺及其混合物的固化劑進行固化，形成拋光墊。研究發(fā)現(xiàn)，通過控制預聚物反應產物中未反應NCO的量，可以提高整個聚氨酯澆鑄中多孔拋光墊的均勻性。
具體來說，通過控制聚合物中未反應NCO的重量百分數，似乎可以限制鏈增長反應的放熱。這限制了澆鑄材料內溫度的升高，可以提高拋光墊和“鑄態(tài)”塊狀體中密度的均勻性。導致早先的澆鑄聚氨酯拋光墊中均勻性較低的原因，是由于用來制造Rohm and Haas Electronic Materials CMP Technologies出品的ICTM拋光墊的材料Adiprene L325(Adiprene是Crompton/Uniroyal Chemical的聚氨酯預聚物產品)中NCO的重量百分數高。但是由于Adiprene L325中大部分可用的NCO是活性較低的脂族4，4′-二環(huán)己甲烷二異氰酸酯，而并非全為TDI，放熱不像全為芳香族異氰酸酯的體系那么大。控制預聚物反應產物的活性NCO重量百分數，因控制了反應放熱而提高了制造過程中的溫度均勻性。如果NCO重量百分數太高，則拋光墊的中部和頂部會過熱，對于由澆鑄聚氨酯塊切割而成的拋光墊尤為如此。如果NCO重量百分數太低，則聚氨酯的膠凝時間會太長，這也會導致不均勻，例如在長時間膠凝過程中，高密度顆粒的下沉或低密度顆粒和氣孔的上浮。將預聚物中未反應NCO的重量百分數控制在4.5-8.7重量％，可以制得性質均勻的澆鑄聚氨酯拋光墊。較佳地，所述預聚物中未反應NCO的重量百分數為4.7-8.5。
所述聚合物可以有效地形成多孔的和填充的拋光墊。出于本說明書的目的，用于拋光墊的“填料”包括能夠在拋光過程中除去或溶解的固體顆粒，以及內充液體的顆?；蚯蝮w。出于本說明書的目的，“孔隙”包括內充氣體的顆粒、內充氣體的球體和通過其他方法形成的空隙，比如通過機械方式在粘性體系中形成氣泡、向聚氨酯熔體中注射氣體、采用會形成氣體產物的化學反應原位引入氣體、或者減壓使得溶解的氣體形成氣泡。拋光墊中孔隙或填料的濃度至少為0.1體積％。這些孔隙或填料提高了拋光墊在拋光過程中輸送拋光液的能力。較佳地，所述拋光墊的孔隙或填料的濃度為0.2-70體積％。最優(yōu)選拋光墊的孔隙或填料的濃度為0.25-60體積％。較佳的是，所述孔或填料顆粒的重均直徑為10-100微米。最佳的是，所述孔或填料顆粒的重均直徑為15-90微米。所述膨脹的中空聚合物微球體重均直徑的標稱范圍為15-50微米。
通過控制未反應NCO的濃度，可以特別有效地控制用填充氣直接或間接地形成的孔的均勻性。這是由于氣體的熱膨脹比固體和液體的熱膨脹速度快得多，而且膨脹程度更大。例如，該方法對于通過以下方式形成的孔隙特別有效通過澆鑄空心微球體，預先膨脹的或原位膨脹的皆可；通過使用化學起泡劑；通過機械方式產生氣泡；使用溶解的氣體，例如氬氣、二氧化碳、氦氣、氮氣和空氣，或使用超臨界二氧化碳之類的超臨界流體，或者作為反應產物在原位生成的氣體。
對于包含氣孔或內充氣體的微球體的拋光墊，拋光墊的非均勻性似乎是被以下因素所影響的1)反應體系的溫度分布；2)在溫度升至高于孔膨脹溫度、而周圍的聚合物基質卻還處于未牢固定位因而無法作出響應的區(qū)域中產生的孔膨脹；3)由于反應和各種局部加熱和冷卻效應造成的反應或固化聚合物基質的粘度分布。對于通過聚合中空微球體加入的孔，它們的Tg與響應的閾值溫度相關。高于此溫度的聚合物微球體有擴大和變形的趨勢。當澆鑄使用空心聚合物微球體并控制未反應NCO重量％、微球體在澆鑄前的體積時，微球體的最終體積優(yōu)選在整個澆鑄的聚氨酯材料中保持在澆鑄前平均體積的8％以內。最佳的是，微球體的最終體積在整個澆鑄聚氨酯材料中保持在澆鑄前體積的7％以內。
文獻顯示，對于保持在較高溫度的預先膨脹Expancel微球體，體積隨時間延長而減小。然而，膨脹的微球體的進一步膨脹會增大拋光墊的非均勻性。通過在澆鑄過程中限制未反應NCO的重量百分數來控制受熱歷程，既可使所制得一塊塊拋光墊密度更為均勻，也可使整個塊狀體的密度更為均勻。密度更均勻的拋光墊配方可以比未控制的拋光墊配方提供更穩(wěn)定的去除速率和構形控制，在實際應用中給CMP過程提供更多的控制。
使用Adiprene L325預聚物時，峰值放熱溫度高達264(129℃)。這些溫度遠高于膨脹開始溫度，直逼制備551DE40d42的未膨脹微球體-Expancel微球體551DU40的最大膨脹的溫度(275-289(135-143℃))。通常，由于澆鑄的塊狀體中心處受熱較多、因而孔膨脹較大，因此此處的密度較低。拋光墊的孔隙率變化也往往隨著以下因素增大初始孔體積的增大，材料溫度的升高和澆鑄材料質量的增大。
因為只有當孔周圍的聚合物仍具有足夠的可移動性，使其可以通過小的壓力而重新排列的情況下，孔才會膨脹，所以同樣很重要的是，體系中未反應NCO的重量百分數，以及聚合物主鏈排序的能力不能太低，否則孔或填料會緩慢地膨脹或者在密度上分離，形成較寬的密度分布。
較佳的是，所述聚合物材料是聚氨酯。出于本說明書的目的，″聚氨酯″是指源自雙官能或多官能異氰酸酯的產物，例如，聚醚脲、聚酯脲、聚異氰脲酯、聚氨酯、聚脲、聚氨酯脲、它們的共聚物和混合物。一種控制拋光墊的拋光性質的方法是改變其化學組成。另外，對原料和制造方法的選擇也會影響用來制造拋光墊的材料的聚合物形態(tài)和最終性質。
較佳的是，氨基甲酸酯的制備包括由多官能芳香族異氰酸酯和預聚物多元醇制備異氰酸酯封端的氨基甲酸酯預聚物。出于本說明書的目的，術語“預聚物多元醇”包括二醇、多元醇、多元醇-二醇、它們的共聚物和混合物。較佳的是，所述預聚物多元醇選自聚四亞甲基醚乙二醇[PTMEG]、聚丙烯醚二醇[PPG]、己二酸乙二酯或己二酸丁二酯之類的酯基多元醇、它們的共聚物和混合物。示例性的多官能芳香族異氰酸酯包括2，4-甲苯二異氰酸酯、2，6-甲苯二異氰酸酯、4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯、萘-1，5-二異氰酸酯、聯(lián)甲苯胺二異氰酸酯、對苯撐二異氰酸酯、二甲苯二異氰酸酯及其混合物。所述多官能芳香族異氰酸酯中脂族異氰酸酯的含量小于8重量％，所述脂族異氰酸酯是例如4，4′-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯和環(huán)己烷二異氰酸酯。通常，脂族異氰酸酯的活性低于芳香族異氰酸酯，向體系的放熱更緩和。較佳的是，所述多官能芳香族異氰酸酯中脂族異氰酸酯的含量小于5重量％，更優(yōu)選小于1重量％。
示例性的預聚物多元醇包括聚醚型多元醇，例如聚丁二醇、聚丙二醇及其混合物，聚碳酸酯多元醇，聚酯型多元醇，聚己內酯多元醇及其混合物?？蓪⑹纠缘亩嘣寂c小分子量多元醇相混合，所述小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、1，2-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、二甘醇、二丙甘醇及其混合物。
較佳的是，所述預聚物多元醇選自聚四亞甲基醚乙二醇、聚酯型多元醇、聚丙烯醚二醇、聚己內酯多元醇、它們的共聚物和混合物。如果預聚物多元醇是PTMEG、其共聚物或混合物，則異氰酸酯封端的反應產物最優(yōu)選未反應NCO的含量為5.8-8.7重量％。PTMEG族多元醇的具體例子如下購自DuPont的Terathane2900，2000，1800，1400，1000，650和250；購自Lyondell的Polymeg2000，1000，1500，650；購自BASF的PolyTHF650，1000，1800，2000，和小分子量物質，例如1，2-丁二醇，1，3-丁二醇和1，4-丁二醇。如果預聚物多元醇是PPG、其共聚物或混合物，則異氰酸酯封端的反應產物中未反應NCO的含量最優(yōu)選為5-8重量％。PPG多元醇的具體例子如下購自Bayer的ArcolPPG-425，725，1000，1025，2000，2025，3025和4000；購自Dow的Voranol220-028，220-094，220-110N，220-260，222-029，222-056，230-056；購自Bayer的Desmophen1110BD，AcclaimPolyol 4200。如果預聚物多元醇是酯、其共聚物或混合物，則異氰酸酯封端的反應產物中未反應NCO的含量最優(yōu)選為4.5-7重量％。酯型多元醇的具體例子為購自Polyurethane SpecialtiesCompany，Inc.的Millester 1，11，2，23，132，231，272，4，5，510，51，7，8，9，10，16，253；購自Bayer的Desmophen1700，1800，2000，2001KS，2001K2，2500，2501，2505，2601，PE65B；購自Bayer的Rucoflex S-1021-70，S-1043-46，S-1043-55。
通常使預聚物反應產物與固化劑多元醇、多胺、醇胺或其混合物反應，或者用這些物質使預聚物反應產物固化。出于本說明書的目的，多胺包括二胺和其他多官能胺。示例性的固化劑多胺包括芳族二胺或多胺，例如4，4′-亞甲基雙鄰氯苯胺[MBCA]，4，4′-亞甲基雙(3-氯-2，6-二乙基苯胺)[MCDEA]；二甲基硫代甲苯二胺；亞丙基二醇二對氨基苯甲酸酯；聚四氫呋喃二對氨基苯甲酸酯；聚四氫呋喃單對氨基苯甲酸酯；聚環(huán)氧丙烷二對氨基苯甲酸酯；聚環(huán)氧丙烷單對氨基苯甲酸酯；1，2-雙(2-氨基苯硫基)乙烷；4，4′-亞甲基-雙苯胺；二乙基甲苯二胺；5-叔丁基-2，4-和3-叔丁基-2，6-甲苯二胺；5-叔戊基-2，4-和3-叔丁基-2，6-甲苯二胺和氯代甲苯二胺。可任選地，可使用單步混合步驟制備氨基甲酸酯聚合物以避免使用預聚物。
優(yōu)選對制備拋光墊的組合物組分進行選擇，以使所得的拋光墊形態(tài)穩(wěn)定、而且可以很容易地再生產。例如，當混合4，4′-亞甲基雙鄰氯苯胺[MBCA]和二異氰酸酯以生成聚氨酯聚合物時，通常優(yōu)選控制單胺、二胺和三胺的含量?？刂茊伟?、二胺和三胺的比例有助于將交聯(lián)保持在穩(wěn)定的范圍內。另外，通常很重要的一點是，為了穩(wěn)定地生產，需要控制抗氧化劑之類的添加劑和水之類的雜質。例如，由于水與異氰酸酯反應生成氣體二氧化碳，控制水的濃度能夠影響在聚合物基質中形成孔的二氧化碳氣泡的濃度。
所述聚氨酯聚合物材料優(yōu)選由甲苯二異氰酸酯和聚四亞甲基醚乙二醇的預聚物反應產物與4，4′-亞甲基雙間氯苯胺形成。較佳的是，所述預聚物反應產物中未反應NCO的含量為4.55-8.7重量％。未反應NCO含量在此范圍內的合適的預聚物的例子包括Air Products and Chemicals，Inc.生產的Airthane預聚物PET-70D，PHP-70D，PET-60D，PET-95A，PET-93A，PST-95A，PPT-95A，Versathane預聚物STE-95A，STE-P95，Versathane-C預聚物1050，1160，D-5QM，D-55，D-6，CromptonCorporation的分公司Uniroyal Chemical Products生產的Adiprenepre預聚物LF600D，LF601D，LF700D，LF950A，LF952A，LF939A，LFG963A，LF1930A，LF1950A，LF1600D，L167，L367。另外，除上述預聚物外，也可使用其他預聚物的混合物，通過混合達到合適的未反應NCO百分含量。許多上述預聚物，例如LF600D，LF601D，LF700D和LFG963A是低游離異氰酸酯預聚物，其中游離TDI單體的含量小于0.1重量％，其預聚物分子量分布比常規(guī)預聚物更為均勻，從而可以促進形成具有極佳拋光性能的拋光墊。這種預聚物分子量均勻性的改善加之游離異氰酸酯單體少，就獲得了一種膠凝速度更快、起始粘度較低的預聚物，有助于粘度控制，這可以進一步改善孔隙度分布和拋光墊均勻性。對于大部分的預聚物，游離異氰酸酯單體的低含量優(yōu)選小于0.5重量％。另外，通常具有較高反應程度(即在每個端部，有一個以上的多元醇被二異氰酸酯封閉)和較高游離甲苯二異氰酸酯預聚物含量的“常規(guī)”預聚物應該能夠得到類似的結果。另外，二甘醇、丁二醇和三丙甘醇之類的小分子量多元醇添加劑有助于控制預聚物反應產物中未反應NCO的重量百分數。
除了控制未反應NCO的重量百分數以外，固化劑和預聚物反應產物中OH或NH2與未反應NCO的化學計量比優(yōu)選為80-120％；最優(yōu)選為80-110％。
如果拋光墊是聚氨酯材料，則拋光墊的密度優(yōu)選為0.5-1.25克/立方厘米。最佳的是，聚氨酯拋光墊的密度為0.6-1.15克/立方厘米。
實施例下表提供了用來澆鑄聚氨酯塊狀體的預聚物和微球體配方。這些配方包含各種含量的聚合物微球體，以便用不同的預聚物配方產生孔隙度。這些配方用聚四亞甲基醚乙二醇[PTMEG]、聚丙烯醚二醇[PPG]和得自異氰酸酯封端的預聚物的酯主鏈測試了甲苯二異氰酸酯[TDI]。如下表所示，配方1-9表示本發(fā)明的配方，配方A-E表示比較例。特別地，比較例A對應于美國專利第5,578,362號實施例1的配方；比較例B對應于Rohm and Haas Electronic Materials CMP Technologies銷售的IC1000TM聚氨酯拋光墊的配方。異氰酸酯封端的預聚物中，未反應NCO的含量為5.3-9.11％。
表1拋光墊成分

Adiprene是Crompton/Uniroyal Chemical生產的氨基甲酸酯預聚物產品。
L325是未反應NCO含量為8.95-9.25重量％的H12MDI/TDI-PTMEG。
LF600D是未反應NCO含量為7.1-7.4重量％的TDI-PTMEG。
LF700D是未反應NCO含量為8.1-8.4重量％的TDI-PTMEG。
LF751D是未反應NCO含量為8.9-9.2重量％的TDI-PTMEG。
LF950A是未反應NCO含量為5.9-6.2重量％的TDI-PTMEG。
LFG963A是未反應NCO含量為5.55-5.85重量％的TDI-PPG。
LF1950A是未反應NCO含量為5.24-5.54重量％的TDI-酯。
Expancel551DE40d42是Akzo Nobel生產的重均直徑30-50微米的空心聚合物微球體。
Expancel551DE20d60是Akzo Nobel生產的重均直徑15-25微米的空心聚合物微球體。
N/A＝不適用微球體表示由其他Expancel微球體膨脹得到的空心或內充氣體的聚合物球體。下表2提供了使膨脹前的微球體開始膨脹和獲得最大膨脹的溫度。
表2微球體膨脹溫度

通過在表3提供的預聚物溫度和MBCA溫度下將各種量的異氰酸酯封端的氨基甲酸酯預聚物與4，4′-亞甲基雙鄰氯苯胺[MBCA]混合，制備聚合墊材料。在這些溫度下，在向氨基甲酸酯/多官能胺混合物加入空心彈性聚合物微球體之后，該混合物的凝膠時間約為4-12分鐘。所述551DE40d42微球體的重均直徑為30-50微米，其范圍為5-200微米；551DE20d60微球體的重均直徑為15-25微米，使用高剪切混合器在大約3600rpm的轉速下對其進行混合，將微球體均勻分布在混合物中。將最終混合物移入一個模具中，使其膠凝大約15分鐘。
然后將該模具置入固化烘箱內，依照以下過程進行固化在30分鐘內從室溫升溫至設定點104℃，在104℃保持15.5小時(對于比較例A-1和A-2有所不同，其中這一階段是在93℃處理5小時)，在兩小時內從設定點降至21℃。然后將模制的制品“切割”成薄片，然后在室溫下在表面上加工出大的通道或凹槽，在較高的溫度下切割可以改善表面糙度。
表3澆鑄條件

下表將包含控制量的未反應NCO的預聚物配方計算得到的密度與實際的頂部墊密度相比較。對于全部使用TDI、高百分含量未反應NCO預聚物和大的模具直徑(所有這些因素都會增加產品的不均勻性)的比較例C2和C3，預測密度和實際的頂部墊密度開始更顯著地偏離。
表4密度變化

配方8的計算使用1.15的Uniroyal的Adiprene LFG963A S.G.用于未填充材料。
配方9的計算使用1.29的Uniroyal的Adiprene LF1950A S.G.用于未填充材料。
表4顯示頂部墊密度和預測的墊密度之間的總體關連性。
表5包括了澆鑄各聚氨酯塊狀體時獲得的最大放熱溫度。
表5最大放熱溫度

上表說明將未反應的NCO控制在小于9.1，有助于將放熱溫度限制在低于120℃。
用一系列在頂部、中部和底部墊測得的密度測量值，比較塊狀體中80密耳(2毫米)拋光墊的均勻性。平均密度表示在塊狀體三個位置的墊的中部、邊緣和中點密度。另外，中部、邊緣和中點密度表示四次測量的平均值。
表6密度均勻性

ND＝未測定*通過測量塊狀體中的整個拋光墊來測定。
這些數據說明，未反應的NCO范圍可以改進澆鑄拋光墊的密度標準偏差。
由于與需要拋光的表面相接觸的拋光墊材料的量與墊材料的密度相關，因此，拋光性能量度，例如去除速率和形態(tài)控制預計會受到具體配方密度的很大影響。由干對拋光性能的控制是為了追求因線寬變小、晶片材料易碎等造成的更加嚴格的要求，因此，拋光墊性能控制的改進正在變得越來越重要。用具有控制量的未反應NCO的預聚物澆鑄的多孔聚氨酯拋光墊，在墊中和塊狀體中密度測量結果的標準偏差都較小。
權利要求
1.一種適合用來對半導體、光學基片和磁性基片中的至少一種進行平整化的拋光墊，該拋光墊包含由預聚物反應形成的澆鑄聚氨酯聚合材料，所述預聚物反應是指預聚物多元醇和多官能芳香族異氰酸酯反應生成異氰酸酯封端的反應產物，所述多官能芳香族異氰酸酯中脂族異氰酸酯的含量小于8重量％，而所述異氰酸酯封端的反應產物包含4.5-8.7重量％的未反應NCO，而且該反應產物用選自固化劑多胺、固化劑多元醇、固化劑醇胺及其混合物的固化劑進行固化；所述拋光墊包含至少0.1體積％的填料或孔隙。
2.如權利要求1所述的拋光墊，其特征在于，所述預聚物多元醇選自聚四亞甲基醚乙二醇、聚酯型多元醇、聚丙烯醚二醇、聚己內酯多元醇、它們的共聚物和混合物。
3.如權利要求2所述的拋光墊，其特征在于，所述固化劑包括使異氰酸酯封端的反應產物固化的固化劑胺，所述異氰酸酯封端的反應產物中NH2與NCO的化學計量比為80-120％。
4.一種適合用來對半導體基片進行平整化的拋光墊，該拋光墊包含由預聚物反應形成的澆鑄聚氨酯聚合材料，所述預聚物反應是指預聚物多元醇和多官能芳香族異氰酸酯反應生成異氰酸酯封端的反應產物，所述預聚物多元醇選自聚四亞甲基醚乙二醇、聚酯型多元醇、聚丙烯醚二醇、它們的共聚物和混合物，所述多官能芳香族異氰酸酯中脂族異氰酸酯的含量小于5重量％，所述異氰酸酯封端的反應產物包含4.5-8.7重量％的未反應NCO，且用具有可膨脹聚合物微球體的固化劑進行固化，所述固化劑選自固化劑多胺、固化劑多元醇、固化劑醇胺及其混合物；所述拋光墊包含至少0.1體積％的孔隙。
5.如權利要求4所述的拋光墊，其特征在于，所述固化劑包括使異氰酸酯封端的反應產物固化的固化劑胺，所述異氰酸酯封端的反應產物中NH2與NCO的化學計量比為80-120％。
6.如權利要求4所述的拋光墊，其特征在于，所述預聚物多元醇包括聚四亞甲基醚乙二醇、其共聚物或混合物。
7.如權利要求4所述的拋光墊，其特征在于，所述預聚物多元醇包括聚酯型多元醇、其共聚物或混合物。
8.如權利要求4所述的拋光墊，其特征在于，所述預聚物多元醇包括聚丙烯醚二醇、其共聚物或混合物。
9.一種形成適合用來對半導體基片進行平整化的拋光墊的方法，該方法包括澆鑄由預聚物反應形成的聚氨酯聚合材料，所述預聚物反應是指預聚物多元醇和多官能芳香族異氰酸酯反應生成異氰酸酯封端的反應產物，所述多官能芳香族異氰酸酯中脂族異氰酸酯的含量小于8重量％，所述異氰酸酯封端的反應產物包含4.5-8.7重量％的未反應NCO，且用選自固化劑多胺、固化劑多元醇、固化劑醇胺及其混合物的固化劑進行固化；所述拋光墊包含至少0.1體積％的填料或孔隙。
10.如權利要求1所述的拋光墊，其特征在于，所述聚合材料包括可膨脹聚合物微球體，還包括將放熱限制在使溫度低于120℃的步驟。
全文摘要
一種適合用來對半導體、光學和磁性基片中的至少一種進行平整化的拋光墊。該拋光墊包含由預聚物多元醇和多官能異氰酸酯的預聚物反應生成的異氰酸酯封端的反應產物形成的澆鑄聚氨酯聚合材料。異氰酸酯封端的反應產物包含4.5－8.7重量％的未反應的NCO，用選自固化劑多胺、固化劑多元醇、固化劑醇胺及其混合物的固化劑，使異氰酸酯封端的反應產物固化。所述拋光墊包含至少0.1體積％的填料或孔隙。
文檔編號B24B37/04GK1914241SQ200580003736
公開日2007年2月14日 申請日期2005年1月13日 優(yōu)先權日2004年2月3日
發(fā)明者M·J·庫爾普 申請人:羅門哈斯電子材料Cmp控股股份有限公司