mispherical shape)的形狀。如果流體是氣體,那么空氣、氮氣、氬氣、二氧化碳或 其組合是優(yōu)選的。對于一些微球體,氣體可以是有機氣體,如異丁烷。優(yōu)選地,流體是異丁 烷、異戊烷或異丁烷與異戊烷的組合。取決于聚合殼層中的內(nèi)部壓力,滯留在聚合微球體中 的異丁烷在室溫(25°C)下和高于室溫下是氣體。滯留在聚合微球體中的異戊烷在室溫下是 液體與氣體的組合。取決于聚合殼層中的內(nèi)部壓力,在約30°C和高于30°C的溫度下,異戊烷 變?yōu)闅怏w。聚合殼層容納流體;并且典型地,聚合殼層在壓力下容納氣體。聚合物殼層的具 體實例包括聚丙烯腈/甲基丙烯腈殼層和聚(偏二氯乙烯)/聚丙烯腈殼層。此外,這些殼層 可以并入有無機粒子,如硅酸鹽、含鈣或含鎂粒子。這些粒子促進聚合微球體的分離。這些 流體填充微球體在膨脹之后的平均最終平均直徑典型地是10到80μπι,并且優(yōu)選地是20到60 μπι。預膨脹的聚合微球體典型地增長10%到60%以達到20到150μπι的最終平均直徑。然而, 未膨脹的聚合微球體典型地增長1,〇〇〇 %到10,〇〇〇 %以達到20到150μπι的最終直徑。所得的 聚合微球體在固體化聚合基質(zhì)中的摻合物在膨脹之后的最終平均直徑是10到80μπι,并且優(yōu) 選地是20到60μπι。
[0025] 拋光墊任選地含有分布在聚合微球體中的每一個內(nèi)的含二氧化娃或含堿土金屬 (周期表第ΙΙΑ族)氧化物的區(qū)。這些含二氧化硅或含堿土金屬氧化物的區(qū)可以是粒子,或具 有細長的含堿土金屬氧化物結(jié)構(gòu)。典型地,含堿土金屬氧化物的區(qū)表示包埋或附接到聚合 微球體上的粒子。含堿土金屬氧化物粒子的平均粒度典型地是〇 . 〇 1到3μπι。優(yōu)選地,含堿土 金屬氧化物粒子的平均粒度是〇.〇1到2μπ?。這些含堿土金屬氧化物粒子間隔開以涂布小于 50 %的聚合微球體外表面。優(yōu)選地,含堿土金屬氧化物區(qū)覆蓋1 %到40 %的聚合微球體表面 區(qū)域。最優(yōu)選地,含堿土金屬氧化物的區(qū)覆蓋2 %到30 %的聚合微球體表面區(qū)域。含二氧化 硅或含堿土金屬氧化物的微球體的密度是5克/升到1,000克/升。典型地,含堿土金屬氧化 物的微球體的密度是10克/升到1,〇〇〇克/升。
[0026] 典型聚合拋光墊基質(zhì)材料包括聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺、乙烯共聚物、聚醚、聚酯、 聚醚-聚酯共聚物、丙烯酸聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚乙烯共聚物、聚丁二烯、 聚乙烯亞胺、聚氨酯、聚醚砜、聚醚酰亞胺、聚酮、環(huán)氧化物、硅酮、其共聚物以及其混合物。 優(yōu)選地,聚合材料是聚氨酯;并且可以是交聯(lián)或非交聯(lián)聚氨酯。出于本說明書的目的,"聚氨 酯"是衍生自雙官能或多官能異氰酸酯的產(chǎn)物,例如聚醚脲、聚異氰脲酸酯、聚氨酯、聚脲、 聚氨酯脲、其共聚物以及其混合物。
[0027] 優(yōu)選地,聚合材料是能夠分離成富含共聚物一個或多個嵌段或鏈段的相的嵌段 (block)或鏈段(segmented)共聚物。最優(yōu)選地,聚合材料是聚氨酯。饒注聚氨酯基質(zhì)材料尤 其適合于對半導體、光學和磁性襯底進行平坦化。一種用于控制墊拋光特性的方法是改變 其化學組成。另外,原材料和制造工藝的選擇影響用于制造拋光墊的材料的聚合物形態(tài)和 最終特性。
[0028] 優(yōu)選地,氨基甲酸酯生產(chǎn)涉及由多官能芳香族異氰酸酯和預聚物多元醇來制備異 氰酸酯封端的氨基甲酸酯預聚物。出于本說明書的目的,術(shù)語預聚物多元醇包括二醇、多元 醇、多元醇-二醇、其共聚物以及其混合物。優(yōu)選地,預聚物多元醇選自包含以下的群組:聚 四亞甲基釀二醇[polytetramethylene ether glycol,PTMEG]、聚丙稀釀二醇 [polypropylene ether glycol,PPG]、酯類多元醇(如己二酸亞乙酯或己二酸亞丁酯)、其 共聚物以及其混合物。實例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、對亞 苯二異氰酸酯、亞二甲苯二異氰酸酯以及其混合物。多官能芳香族異氰酸酯含有小于20重 量百分比的脂肪族異氰酸酯,如4,4~二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯以及 環(huán)己烷二異氰酸酯。優(yōu)選地,多官能芳香族異氰酸酯含有小于15重量百分比的脂肪族異氰 酸酯,并且更優(yōu)選地,小于12重量百分比的脂肪族異氰酸酯。
[0029] 實例預聚物多元醇包括聚醚多元醇(如聚(氧基四亞甲基)二醇、聚(氧丙烯)二醇 以及其混合物)、聚碳酸酯多元醇、聚酯多元醇、聚己內(nèi)酯多元醇以及其混合物。實例多元醇 可以與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、三丙二醇以及其混合物。
[0030] 優(yōu)選地,預聚物多元醇選自包含以下的群組:聚四亞甲基醚二醇、聚酯多元醇、聚 丙烯醚二醇、聚己內(nèi)酯多元醇、其共聚物以及其混合物。如果預聚物多元醇是PTMEG、其共聚 物或其混合物,那么異氰酸酯封端的反應產(chǎn)物的未反應NC0重量百分比范圍優(yōu)選地是8.0到 20.0重量百分比。對于用PTMEG或與PPG摻合的PTMEG形成的聚氨酯,優(yōu)選的NC0重量百分比 是8.75到12.0的范圍;并且最優(yōu)選地,其是8.75到10.01TMEG家族多元醇的特定實例如下: 來自英威達公司(Invista)的-Π ;ηι11^η^·2900、2000、1800、1400、1000、650 和 250;來自利安 德公司(Lyonde 11)的:Polymeg》·: 2900、2000、1000、650;來自巴斯夫公司(BASF)的 BolyTHF& 650、1000、2000以及較低分子量物質(zhì),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、其共聚物或其混合物,那么異氰酸酯封端的反應產(chǎn)物的未反 應NC0重量百分比范圍最優(yōu)選地是7.9wt %到15. Owt % 1PG多元醇的特定實例如下:來自拜 耳公司(Bayer)的人1^〇1@?卩6-425、725、1000、1025、2000、2025、3025和4000 ;來自陶氏公司 (Dow)的 Voranol? 1010L、2000L 和 P400;都來自拜耳公司產(chǎn)品線的 Desmophen? 1110BD、 Acclaim?·名兀醇12200、8200、6300、4200、2200。如果預聚物多元醇是酯、其共聚物或其混 合物,那么異氰酸酯封端的反應產(chǎn)物的未反應NC0重量百分比范圍最優(yōu)選地是6.5到13.0。 酯多元醇的特定實例如下:來自聚氨酯專業(yè)公司(Polyurethane Specialties Company, 111。.)的組1168七6『1、11、2、23、132、231、272、4、5、510、51、7、8、9、10、16、253;來自拜耳公司 的 Desmophcni; 1700、1800、2000、2001KS、2001K2、2500、2501、2505、2601、PE65B;來自拜耳 公司的Rucoflex S-1021-70、S-1043-46、S-1043-55〇
[0031 ]典型地,預聚物反應產(chǎn)物與固化劑多元醇、多胺、醇胺或其混合物反應或用其固 化。出于本說明書的目的,多元胺包括二胺和其它多官能性胺。實例固化劑多元胺包括芳香 族二胺或多元胺,如4,4'-亞甲基-雙-鄰氯苯胺[4,4' -methylene-bis-o-chloroani 1 ine, MbOCA]、4,4/ -亞甲基-雙-(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;丙二醇二對氨基苯甲酸酯;聚環(huán)丁烷氧化 物二對氨基苯甲酸酯;聚環(huán)丁烷氧化物單對氨基苯甲酸酯;聚氧化丙烯二對氨基苯甲酸酯; 聚氧化丙烯單對氨基苯甲酸酯;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-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。任選地,有可能用避免使用預聚物的單個混合 步驟來制造用于拋光墊的氨基甲酸酯聚合物。
[0032]優(yōu)選地選擇用于制造拋光墊的聚合物的組分以使得所得墊形態(tài)是穩(wěn)定的并且可 容易地再現(xiàn)的。舉例來說,當混合4,亞甲基-雙-鄰氯苯胺[MbOCA]與二異氰酸酯以形成 聚氨酯聚合物時,常常有利的是控制單胺、二胺和三胺的含量。控制單胺、二胺和三胺的比 例有助于將化學比率和所得聚合物分子量維持在恒定范圍內(nèi)。另外,常常重要的是控制添 加劑(如抗氧化劑)和雜質(zhì)(如水)以用于恒定制造。舉例來說,因為水與異氰酸酯反應以形 成氣態(tài)二氧化碳,控制水濃度可以影響在聚合基質(zhì)中形成孔隙的二氧化碳氣泡濃度。異氰 酸酯與外源水的反應也減少可供用于與增鏈劑反