CN108115554A - 用于化学机械抛光垫的改进组合物以及由其制备的cmp垫 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于制造供抛光半导体衬底的化学机械抛光垫的双组分组合物，所述组合物包含：未反应的异氰酸酯(NCO)浓度为按所述芳族异氰酸酯组分总固体重量计15到40重量％的液体芳族异氰酸酯组分，例如亚甲基二(异氰酸苯酯)(MDI)、具有聚醚主链并且每分子具有5到7个羟基的多元醇的液体多元醇组分和一种或多种多元胺或二胺固化剂，其中所述反应混合物包含按所述反应混合物的总重量计50到65重量％硬链段材料。所述组合物在混合时固化形成聚氨基甲酸酯反应产物。还提供由所述聚氨基甲酸酯反应产物通过将所述组合物喷涂到模具中来制备的CMP抛光垫。

Description

用于化学机械抛光垫的改进组合物以及由其制备的CMP垫
本发明涉及用于制造化学机械平坦化(CMP)抛光垫的组合物以及由其制备的垫。更具体地说，本发明涉及用于制备CMP抛光垫的组合物，所述组合物包含液体芳族异氰酸酯组分和液体多元醇组分，所述液体多元醇组分包含按组合物的总固体重量计32到50重量％，或优选地40到50重量％的一种或多种包含聚醚主链并且具有5到7个羟基(或优选地6个羟基)的多官能多元醇，并且所述CMP抛光垫由其制备。
在CMP工艺中，抛光垫与抛光溶液(如含研磨剂的抛光浆料和/或不含研磨剂的反应性液体)组合以使半导体、光学或磁性衬底平坦化或维持半导体衬底的平度的方式去除过量材料。持续需要具有增加的去除速率以及可接受的缺陷度和层均匀性或平坦化性能的CMP抛光垫。然而，在工业中仍存在平坦化效率(PE)与缺陷率之间的性能折衷，其中更大PE导致更多缺陷。
改进拉伸模数是对于改进PE的关键驱动因素。改良拉伸模数的一种方式为用异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物制备的聚氨基甲酸酯(PU)垫基质。然而，采用预聚物制备CMP垫的传统方法涉及浇铸或快速注射模制；在这类方法中，必须限制形成反应物的PU的反应性使得可在粘度增加过高之前填充模具，同时保持足够高以形成具有充足硬度的垫。因此，形成反应物的PU的异氰酸酯含量受到限制，留有极小的空间来调配提供可接受的拉伸模数的可流动预聚物。此外，拉伸模数必须满足同时保持可接受的断裂伸长率，在形成较高拉伸模量的组合物中断裂伸长率通常减少。
Hirose等人的美国专利公开案第US20100317263A1号公开了经由机械发泡或起泡制备具有相互连接单元的耐用泡沫CMP抛光垫的方法。用于CMP抛光垫的调配物包含异氰酸酯组分(90重量％或超过90重量％二苯基甲烷二异氰酸酯，也称为亚甲基二(苯基异氰酸酯)(MDI))和活性氢组分(其中15到40重量％为具有三个与异氰酸酯反应的官能基以及60重量％聚己酸内酯多元醇)的双组分混合物。在Hirose的混合物中，如果低于所需量的活性氢组分是聚己酸内酯多元醇或具有三个与异氰酸酯基反应的官能基的化合物，那么由其制备的垫的湿可压缩性过低并且进行polisgng。此外，具有三个与异氰酸酯反应的官能基的化合物必须具有三个这类官能基以减少湿润条件下的膨胀并且避免在抛光期间产生刮痕。参见[0052]。
本发明人试图解决提供用于制备化学机械抛光垫的更灵活的调配物范围的问题，所述抛光垫具有改进本体拉伸模数同时保持所希望的伸长率和可接受的缺陷度性能。
发明内容
A.根据本发明，不含溶剂和大体上不含水的双组分调配物包含未反应的异氰酸酯(NCO)浓度为按所述芳族异氰酸酯组分的总固体重量计15到40重量％，或优选地17.5到35重量％的液体芳族异氰酸酯组分，例如芳族二异氰酸酯、芳族异氰尿酸酯、硬链段重量分率为84到100重量％或优选地90到100重量％的直链异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物或其混合物；具有聚醚主链而且具有每分子5到7个或优选地6个羟基的多元醇的液体多元醇组分；和一种或多种多元胺或二胺，优选地芳族二胺的固化剂，其中所述反应混合物包含按反应混合物的总重量计50到65重量％，或优选地50到62.5重量％硬链段材料，并且其中另外，所述其中反应混合物中胺(NH2)基团总摩尔数和羟基(OH)基团总摩尔数的总和与反应混合物中未反应的异氰酸酯(NCO)基团总摩尔数的化学计量比在0.8:1.0到1.1:1.0，或优选地0.85:1.0到1.1:1.0，或优选地0.90:1.0到1.0:1.0范围内。
1.根据本发明，用于制备化学机械平坦化(CMP)抛光垫的不含溶剂和大体上不含水的二组分反应混合物包含(i)一种或多种二异氰酸酯、三异氰酸酯、异氰尿酸酯或异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物化合物的液体芳族异氰酸酯组分，所述组分的未反应的异氰酸酯(NCO)浓度为按芳族异氰酸酯组分的总固体重量计15到40重量％，或优选地17.5到35重量％，例如选自以下的芳族二异氰酸酯：亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)；甲苯二异氰酸酯(TDI)、萘二异氰酸德酯(NDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)；或邻甲苯胺二异氰酸酯(TODI)；改性二苯基甲烷二异氰酸酯，例如碳化二亚胺改性的二苯基甲烷二异氰酸酯、脲基甲酸酯改性的二苯基甲烷二异氰酸酯、缩二脲改性的二苯基甲烷二异氰酸酯；芳族异氰尿酸酯，例如MDI的异氰尿酸酯；硬链段重量分率为84到100重量％，或优选地90到100重量％的直链异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物，例如，MDI的直链异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物或具有一种或多种异氰酸酯增链剂的MDI二聚体；一种或多种芳族二异氰酸酯和一种或多种芳族三异氰酸酯的混合物，例如异氰尿酸酯，例如MDI或TDI的异氰尿酸酯；以及一种或多种芳族二异氰酸酯和一种或多种芳族单异氰酸酯的混合物，例如异氰酸苯酯，优选地MDI或MDI的直链异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物或具有乙二醇、丙二醇、二丙二醇或三丙二醇的MDI二聚体；以及，分别地(ii)包含按反应混合物的总固体重量计32到50重量％或优选地35到45重量％的一种或多种多官能多元醇的液体多元醇组分，所述多元醇包含聚醚主链，优选地，聚氧化乙烯或聚氧化乙烯-共-聚氧化丙烯，并且具有5到7个羟基或优选地6个羟基，例如具有5到7个羟基的聚烷氧基多元醇或聚乙氧基化多元醇，例如具有6个羟基的聚乙氧基化聚醚多元醇，例如环氧乙烷封端的环氧丙烷多元醇、聚乙氧基化甘油末端封端的聚丙二醇、聚乙氧基化赤藻糖醇末端封端的聚丙二醇，或聚烷氧基化糖醇，例如聚乙氧基化山梨醇或具有乙氧基羟基的聚乙氧基化-丙氧基化山梨醇；以及一种或多种多元胺或二胺，优选地芳族二胺或大于2个胺官能基的芳族胺的固化剂，其中所述多元醇组分可包含按多元醇组分的总重量计至多15重量％或优选地至多10重量％的一种或多种多元醇，例如聚醚多元醇，如聚丙二醇(PPG)、聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)；二醇(glycol)，例如乙二醇或丙二醇；二甘醇(diglycol)，例如二丙二醇；或其混合物，其中反应混合物包含按反应混合物的总重量计50到65重量％，或优选地50到62.5重量％硬链段材料；并且其中另外，反应混合物中胺(NH2)基团总摩尔数和羟基(OH)基团总摩尔数的总和与反应混合物中未反应的异氰酸酯(NCO)基团的总摩尔数的化学计量比在0.8:1.0到1.1:1.0，或优选地0.85:1.0到1.1:1.0，或优选地0.90:1.0到1.0:1.0范围内。
2.根据如以上项目1中所阐述的不含溶剂以及大体上不含水的本发明反应混合物，其中所述(i)芳族异氰酸酯组分和所述(ii)多元醇组分经合并以在混合时固化。
3.根据如以上项目1或2中任一项的本发明的反应混合物，其中所述一种或多种异氰酸酯增链剂选自乙二醇、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。
4.根据如以上项目1、2或3中任一项的本发明的反应混合物，其中所述固化剂是选自以下的多元胺：4,4′-亚甲基-双(3-氯-2,6-二乙基苯胺)；二乙基甲苯二胺；叔丁基甲苯二胺，例如5-叔丁基-2,4-甲苯二胺或3-叔丁基-2,6-甲苯二胺；氯甲苯二胺；二甲基硫基二甲基硫基-甲苯二胺；1,2-双(2-氨基苯硫基)乙烷；三亚甲基二醇二-对氨基苯甲酸酯；叔戊基甲苯二胺，例如5-叔戊基-2,4-甲苯二胺和3-叔戊基-2,6-甲苯二胺；四氢呋喃二-对氨基苯甲酸酯；(聚)环氧丙烷二-对氨基苯甲酸酯；氯二氨基苯甲酸酯；亚甲基二苯胺，例如4,4'-亚甲基双苯胺；异佛尔酮二胺；1,2-二氨基环己烷；双(4-氨基环己基)甲烷，4,4'-二氨基二苯砜，间苯二胺；二甲苯二胺；1,3-双(氨基甲基环己烷)；以及其混合物，优选地氯甲苯二胺或二甲基硫基甲苯二胺，例如二甲基硫基甲苯二胺(DMTDA)以及二乙基甲苯二胺(DETDA)以及N,N'-二烷基氨基二苯基甲烷。
5.根据本发明的另一个方面，用于抛光衬底的化学机械(CMP)抛光垫选自以下中的至少一个：包含经调适用于抛光衬底的抛光层的磁性衬底、光学衬底和半导体衬底，其中所述抛光层为聚氨基甲酸酯反应产物的双组分反应混合物，所述反应混合物包含(i)一种或多种二异氰酸酯、三异氰酸酯、异氰尿酸酯或异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物化合物的液体芳族异氰酸酯组分，所述组分的未反应的异氰酸酯(NCO)浓度为按芳族异氰酸酯组分的总重量计15到40重量％，或优选地17.5到35重量％，例如，芳族二异氰酸酯，例如亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)；改性二苯基甲烷二异氰酸酯，例如碳化二亚胺改性的二苯基甲烷二异氰酸酯、脲基甲酸酯改性的二苯基甲烷二异氰酸酯、缩二脲改性的二苯基甲烷二异氰酸酯；以及硬链段重量分率为84到100重量％，或优选地90到100重量％的直链异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物，例如MDI的直链异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物或具有一种或多种异氰酸酯增链剂的MDI二聚体；一种或多种芳族二异氰酸酯和一种或多种芳族三异氰酸酯的混合物，例如异氰尿酸酯，例如MDI或TDI的异氰尿酸酯；或一种或多种芳族二异氰酸酯和一种或多种芳族单异氰酸酯的混合物，例如异氰酸苯酯，优选地MDI或MDI的直链异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物，或具有乙二醇、丙二醇或二丙二醇的MDI二聚体；以及，(ii)包含按反应混合物的总重量计32到50重量％，或优选地35到45重量％的一种或多种多官能多元醇的液体多元醇组分，所述多元醇包含聚醚主链并且具有5到7个羟基，或优选地6个羟基，例如具有5到7个羟基的聚乙氧基化多元醇，例如，具有6个羟基的聚乙氧基化聚醚多元醇，例如环氧乙烷封端的环氧丙烷多元醇、聚乙氧基化甘油末端封端的聚丙二醇、聚乙氧基化赤藻糖醇末端封端的聚丙二醇，或聚烷氧基化糖醇，例如聚乙氧基化山梨醇，或具有乙氧基羟基的聚乙氧基化-丙氧基化山梨醇；以及一种或多种多元胺或二胺，优选地芳族二胺或大于2个胺官能基的芳族胺的固化剂；其中所述多元醇组分可包含按多元醇组分的总重量计至多15重量％或优选地至多10重量％的一种或多种多元醇，例如聚醚多元醇，如聚丙二醇(PPG)、聚四亚甲基醚乙二醇(PTMEG)；二醇，例如乙二醇或丙二醇；二甘醇，例如二丙二醇；或其混合物，其中所述反应混合物包含按反应混合物的总重量计50到65重量％或优选地50到62.5重量％的硬链段材料；以及，其中另外，反应混合物中胺(NH2)基团总摩尔数和羟基(OH)基团总摩尔数的总和与反应混合物中未反应的异氰酸酯(NCO)的总摩尔数的化学计量比在0.8:1.0到1.1:1.0，或优选地0.85:1.0到1.1:1.0，或优选地0.90:1.0到1.0:1.0的范围内。
6.根据如以上项目5中任一项的本发明的化学机械抛光垫，其中一种或多种异氰酸酯增链剂选自乙二醇、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、三丙二醇及其混合物。
7.根据如以上项目5或6中任一项的本发明的化学机械抛光垫，其中抛光垫或抛光层的密度为0.5到1.15g/mL或优选地0.7到0.95g/mL。
8.根据如以上项目5、6或7中任一项的本发明的化学机械抛光垫，其中固化剂是选自以下的多元胺：4,4′-亚甲基-双(3-氯-2,6-二乙基苯胺)；二乙基甲苯二胺；叔丁基甲苯二胺，例如5-叔丁基-2,4-甲苯二胺或3-叔丁基-2,6-甲苯二胺；氯甲苯二胺；二甲基硫基甲苯二胺；1,2-双(2-氨基苯硫基)乙烷；三亚甲基二醇二-对氨基苯甲酸酯；叔戊基甲苯二胺，例如5-叔戊基-2,4-甲苯二胺和3-叔戊基-2,6-甲苯二胺；四氢呋喃二-对氨基苯甲酸酯；(聚)环氧丙烷二-对氨基苯甲酸酯；氯二氨基苯甲酸酯；亚甲基二苯胺，例如4,4'-亚甲基-双苯胺；异佛尔酮二胺；1,2-二氨基环己烷；双(4-氨基环己基)甲烷，4,4'-二氨基二苯砜，间苯二胺；二甲苯二胺；1,3-双(氨基甲基环己烷)；以及其混合物，优选地氯甲苯二氨或二甲基硫基甲苯二胺，例如二甲基硫基甲苯二胺(DMTDA)。
9.根据如以上项目5、6、7或8中任一项的本发明的化学机械抛光垫，抛光垫进一步包含在抛光层底面上的经聚合物浸渍的无纺子垫或背衬层，或聚合物薄片，使得抛光层形成抛光垫顶部。
10.在又一方面中，本发明提供用于制备具有经调适用以抛光衬底的抛光层的化学机械(CMP)抛光垫的方法，所述方法包含提供如以上项目A、1、2、3或4中任一项所述的双组分反应混合物，将(i)芳族异氰酸酯组分和(ii)多元醇组分(例如在静态混合器或碰撞混合器中)混合，并且将反应混合物作为一个组分涂覆到敞开模具表面(优选地具有在CMP抛光垫顶部表面中形成凹形槽图案的凸形表面形状)，使反应混合物在环境温度到130℃下固化以形成模制聚氨基甲酸酯反应产物，例如在环境温度到130℃下初始固化1到30分钟，或优选地30秒到5分钟的时间段，从模具去除聚氨基甲酸酯反应产物，且随后在60到130℃的温度下最终固化1分钟到16小时，或优选地5分钟到15分钟的时间段。
11.根据如以上项目10的本发明的方法，其中形成抛光垫进一步包含在抛光层底面上堆叠子垫层，例如经聚合物浸渍的无纺或多孔或无孔聚合物薄片，使得抛光层形成抛光垫顶部表面。
12.在又另一方面中，本发明提供抛光衬底的方法，包含：提供选自磁性衬底、光学衬底以及半导体衬底中的至少一种的衬底；提供根据以上项目5到9中任一项的化学机械(CMP)抛光垫；创建CMP抛光垫的抛光层的抛光表面与衬底之间的动态接触以抛光衬底的表面；以及用研磨剂调节剂调整抛光垫的抛光表面。
13.根据如以上项目12的本发明的方法，其中所述方法直接在模具中形成CMP抛光垫的表面。
14.根据如以上项目12的本发明的方法，其中将反应混合物作为一个组分涂覆包含过度喷涂模具，随后固化以形成聚氨基甲酸酯反应产物，从模具去除聚氨基甲酸酯反应产物，且随后冲压或切割聚氨基甲酸酯反应产物的周边达到CMP抛光垫的所需直径。
根据本发明的反应混合物和CMP抛光垫，由本发明的反应混合物形成并且包含本发明的CMP抛光垫基质的聚氨基甲酸酯反应产物基质材料的拉伸模数为至少200MPas，或优选地至少240MPas，并且断裂伸长率为至少100％(ASTM D412-06a(2006))，或优选地至少130％，或更优选地150％或高于150％。
除非另外指明，否则温度和压力的条件为环境温度和标准压力。所列举的所有范围均为包括性的且可组合。
除非另外指示，否则含有圆括号的任何术语都可以替代地指全部术语，如同圆括号不存在和术语没有圆括号一样，以及每个替代方案的组合。因此，术语“(聚)异氰酸酯”是指异氰酸酯、聚异氰酸酯或其混合物。
所有范围是包括性的并且可组合。举例来说，术语“50到3000cPs或100cPs或超过100cPs”将包括50到100cPs、50到3000cPs以及100到3000cPs中的每一个。
如本文所使用，术语“ASTM”是指宾夕法尼亚州西康舍霍肯ASTM国际性组织(ASTMInternational,West Conshohocken,PA)的出版物。
如本文所使用，术语“异氰酸酯基的平均数”意味着芳族异氰酸酯化合物的混合物中异氰酸酯基数目的加权平均。举例来说，MDI(2个NCO基团)与MDI的异氰尿酸酯(视为具有3个NCO基团)的50:50重量％混合物具有平均2.5个异氰酸酯基。
如本文所使用，术语“断裂伸长率”为在测试样品断裂之后变化的长度与初始长度之间的比率，并且根据ASTM D412-06a(2006)，《用于硫化橡胶和热塑性弹性体的标准测试方法—张力(Standard Test Methods for Vulcanized Rubber and ThermoplasticElastomers—Tension)》来测试。除非另外指示，否则测量五个测试样本并且报告每个分析物样品的所有测试样本的平均值。
如本文所使用，术语(聚氨基甲酸酯反应产物或来自液体多元醇组分和液体芳族异氰酸酯组分中任一个的原料的)“硬链段”是指指定反应混合物包含任何二元醇(diol)、二醇、二甘醇、二胺、三胺或多元胺、二异氰酸酯、三异氰酸酯或其反应产物的部分。“硬链段”由此不包括聚醚或聚二醇，例如具有三种或超过三种醚基的聚乙二醇或聚丙二醇，或聚氧化乙烯。
如本文所用，术语“聚异氰酸酯”意思是含有具有两个或更多个异氰酸酯基的分子的任何异氰酸酯基。
如本文所用，术语“聚氨基甲酸酯”是指双官能或多官能异氰酸酯，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的聚合产物。
如本文所用，术语“反应混合物”包括任何非反应性添加剂，如微量元素和降低CMP抛光垫中的聚氨基甲酸酯反应产物根据ASTM D2240-15(2015)的硬度的任何添加剂。
如本文所使用，术语反应混合物的“化学计量”是指在反应混合物中(游离OH基团+游离NH2基团)的摩尔当量与游离NCO基团的摩尔当量的比值。
如本文所使用，术语“SG”或“比重”是指根据本发明的抛光垫或层的矩形切口的重量/体积比。
如本文所用，术语“固体”指的是保留在本发明的聚氨基甲酸酯反应产物中的任何材料；因此，固体包括在固化时不挥发的反应性和非挥发性添加剂。固体不包括水和挥发性溶剂。
除非另外指明，如本文所使用术语“大体上不含水”意味着给定组合物没有添加的水并且将要进入组合物的材料没有添加的水。“大体上不含水”的反应混合物可以包含原材料(例如成孔剂)中存在的在50ppm到2000ppm或优选地50ppm到1000ppm范围内的水，或可以包含在缩合反应中形成的反应水或来自反应混合物在其中使用的环境水分的蒸汽。
除非另外指明，如本文所使用术语“粘度”是指给定材料呈纯净形式(100％)在如使用流变仪所测量的给定温度下，在具有100μm间隙的50mm平行板几何结构中设定为扫除0.1-100rad/秒的振荡剪切率下的粘度。
除非另外指明，如本文所使用术语“重量％NCO”是指给定异氰酸酯或异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物预聚物组合物未反应或游离异氰酸酯基的量。
如本文所用，术语“重量％”表示重量百分比。
根据本发明，化学机械(CMP)抛光垫具有顶部抛光表面，所述表面包含固化剂的反应混合物的反应产物，例如二胺和包含具有聚醚主链并且具有5到7个羟基的多元醇的多官能多元醇组分。申请人发现这类官能度为6的多元醇(例如聚醚多元醇(PO/EO共聚物))与芳族二胺组合可提供CMP抛光垫在聚氨基甲酸酯基质中的拉伸模数高达550MPa同时保持断裂伸长率为160％。含有本发明的软质多元醇的CMP抛光垫使得能够利用将反应混合物喷涂在敞开模具上并且使其固化的方法提供具有极好的拉伸强度和可接受的断裂伸长率的CMP抛光垫。2-组分聚氨基甲酸酯形成的本发明的反应混合物是液体并且可在静态混合器或碰撞混合器中混合并且喷涂以形成CMP抛光垫。反应混合物可包含多种二异氰酸酯、三异氰酸酯、多元醇和/或多元胺作为原材料用于改进调配物可挠性。
在本发明的CMP抛光垫中，聚氨基甲酸酯拉伸模数必须满足同时保持100％或大于100％，优选地130％或高于130％，或更优选地150％或高于150％的断裂伸长率。在包括孔和任选的填充剂或微量元素的最终产品CMP垫中，拉伸伸长率应大于50％，更优选地大于100％以便防止在垫处理期间的断裂。
本发明的反应混合物可包含极快速固化组合物，其中芳族异氰酸酯组分和多元醇组分可在短至2秒的胶凝时间内胶凝。反应必须足够缓慢，使得可在将两个组分组合之后使反应混合物在静态或碰撞混合器中混合。对胶凝时间的唯一限制是反应混合物必须反应足够缓慢，使得其不会堵塞在其中混合的混合头，并且在将其涂覆到模具表面时充分填充模具。
反应混合物的硬链段确保良好机械特性。硬链段可为反应混合物的50到65重量％，并且可包含多元醇组分和芳族异氰酸酯组分的一部分。同时，具有聚醚主链并且具有5到7个羟基的多元醇的长链性质使得能够有充足的可挠性，以制备在使用时提供可接受的缺陷度的适当硬的CMP抛光垫。
作为反应混合物的硬链段的一部分，二异氰酸酯优选地是亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)，其与甲苯二异氰酸酯相比毒性较小，或优选地异氰酸酯基平均数为至多2.7的芳族异氰酸酯。异氰酸酯组分可包含由短链二元醇(如二醇和二甘醇，或优选地单乙二醇(MEG)、二丙二醇(DPG)或三丙二醇(TPG))形成的直链异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物。
优选地，芳族异氰酸酯含有仅杂质水平的脂族异氰酸酯。
反应混合物的软链段可以(ii)多元醇组分的至多10重量％的量包含双官能聚醚多元醇。合适的软质多元醇为PTMEG和PPG。含有多元醇的PTMEG的可获得实例如下：来自英威达(Invista)，Wichita，KS的TerathaneTM 2900、2000、1800、1400、1000、650和250；来自利安德化工(Lyondell Chemicals)，Limerick，PA的Polymeg TM 2900、2000、1000、650；来自BASF公司(BASF Corporation)，弗洛勒姆帕克(Florham Park)，NJ的PolyTHFTM 650、1000、2000。含有多元醇的PPG的可获得实例如下：来自科思创(Covestro)，匹兹堡(Pittsburgh)，PA的ArcolTMPPG-425、725、1000、1025、2000、2025、3025和4000；来自陶氏(Dow)，米德兰(Midland)，MI的VoranolTM、、VoraluxTM和SpecflexTM产品线；分别来自科思创(Covestro)(勒沃库森(Leverkusen),DE)的MultranolTM、UltracelTM、DesmophenTM或AcclaimTM多元醇12200、8200、6300、4200、2200。
反应混合物的软链段还包含具有聚醚主链并且具有每分子5到7个羟基的多元醇。
具有聚醚主链并且具有每分子5到7个羟基的合适的多元醇可作为以下获得：具有5个羟基的VORANOLTM 202多元醇(陶氏)，数量平均分子量为590并且羟基数为475mg KOH/g；具有6个羟基的MULTRANOLTM 9185多元醇(陶氏)，数量平均分子量为3,366并且羟基数为100mg KOH/g；或具有平均6.9个羟基、数量平均分子量为12,420并且羟基数为31mg KOH/g的VORANOLTM 4053多元醇(陶氏)。
本发明的反应混合物的化学计量在(NH+OH):NCO 0.8:1.0到1.1:1.0范围内。如果化学计量范围超过上限，聚氨基甲酸酯产品遭受减少的断裂伸长率。
本发明的化学机械抛光垫包含抛光层，所述抛光层是多孔聚氨基甲酸酯的均质分散体。均质性在获得一致的抛光垫性能中是重要的。因此，本发明的反应混合物经选择以使得所得垫形态稳定并且易于可再现。举例来说，常常重要的是控制添加剂(例如抗氧化剂)和杂质(例如水)以用于一致制造。因为水与异氰酸酯反应形成气态二氧化碳和通常相对于一般氨基甲酸乙酯较弱的反应产物，水浓度可影响在聚合基质中形成孔的二氧化碳气泡的浓度以及聚氨基甲酸酯反应产物的总体一致性。异氰酸酯与外源水的反应也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团)并且倾向于降低所得聚合物分子量。为了减少水的变化对聚氨基甲酸酯的影响，原材料中的含水量在监测中并且被调节到0ppm到1000ppm；优选地50ppm到500ppm的特定值。
本发明的固化剂可以占按反应混合物的总固体重量计5到20重量％，或优选地10到20重量％，或更优选地13-17重量％。
合适的固化剂为芳族胺。然而，固化剂必须足够缓慢以使得双组分反应混合物混合。当与芳族异氰酸酯组分和多元醇组分组合时，固化剂必须造成胶凝(因此反应混合物组合不再流动)至少2秒，或优选地至少3-5秒。相应地，本发明的固化剂不包含超过10重量％的作为固体的N,N-烷芳基伯二胺，但可以包含N,N-烷基仲二胺或烷基叔二胺。
为了增加具有二异氰酸酯或聚异氰酸酯的多元醇组分的反应性，可使用催化剂。合适的催化剂包括任何所属领域的技术人员已知的催化剂，例如油酸、壬二酸、二丁基二月桂酸锡、辛酸锡、辛酸铋、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一-7-烯(DBU)、叔胺催化剂(例如DabcoTM TMR催化剂)、三亚乙基二胺(例如DABCOTM 33LV)以及以上的混合物。
本发明的反应混合物大体上不含水和添加的有机溶剂。
所得CMP抛光垫的比重在1.17下至0.5范围内，优选地，0.7到1.0。随着孔隙度增加，CMP抛光垫的本体性质减弱，去除速率(RR)上升，但平坦化效率(PE)下降。
孔隙度通过喷涂引入到垫中，并且垫的所得拉伸模数随内部聚合物拉伸模数和孔隙度变化，并且增加孔隙度用以减少本体模量。2-组分喷涂制造平台上所获得的典型密度在0.5g/mL到1.17g/mL范围内，并且更典型地0.6g/mL到0.8g/mL。因此，为了2-组分喷涂制造的垫提供可接受的拉伸模数，聚合物基质拉伸模数必须可接受地高，优选地大于344MPa，并且更优选大于482MPa。
如根据ASTM D1622-08(2008)测量抛光垫密度。密度与比重相同。
本发明的CMP抛光垫通过喷涂涂覆方法形成，所述方法实现较高产量和较低成本。为了在层间介电(inter-layer dielectric,ILD)的涂覆空间中以良好平坦化效率很好地进行，垫必须具有可接受的拉伸模数。优选地CMP抛光垫(而不是聚氨基甲酸酯或本体聚合物基质)的拉伸模数超过68MPa，更优选地超过137MPa，甚至更优选地超过206MPa或又甚至275MPa。
优选地，本发明的方法的目标或衬底是模具，其中所产生的垫将具有直接并入的槽图案。
本发明的CMP抛光垫对于层间介电(interlayer dielectric，ILD)和无机氧化物抛光有效。出于本说明书的目的，去除速率是指如以表示的去除速率。
出于本说明书的目的，除非另外具体指出，否则调配物以重量％表示。
本发明的化学机械抛光垫可包含仅仅聚氨基甲酸酯反应产物的抛光层或在子垫或子层上堆叠的抛光层。抛光垫或在堆叠垫的情况下，本发明的抛光垫的抛光层适用于多孔构形和无孔或未填充构形两者中。
优选地，用于本发明的化学机械抛光垫中的抛光层的平均厚度为500微米到3750微米(20密耳到150密耳)、或更优选地750微米到3150微米(30密耳到125密耳)、或再更优选地1000微米到3000微米(40密耳到120密耳)、或最优选地1250微米到2500微米(50密耳到100密耳)。
本发明的化学机械抛光垫任选地进一步包含至少一个与抛光层接合的额外层。优选地，化学机械抛光垫任选地另外包含可压缩子垫或粘着于抛光层的基层。可压缩基层优选地改进抛光层与被抛光的衬底的表面的顺应性。
本发明的化学机械抛光垫的抛光层具有适于抛光衬底的抛光表面。优选地，抛光表面具有选自穿孔和槽中的至少一种的巨纹理。穿孔可以从抛光表面延伸部分或全部通过抛光层的厚度。
优选地，槽配置在抛光表面上，使得在抛光期间旋转化学机械抛光垫后，至少一个槽向被抛光的衬底的表面扩展。
优选地，本发明的化学机械抛光垫的抛光层具有适于抛光衬底的抛光表面，其中所述抛光表面具有巨纹理，其包含在其中形成并且选自曲线槽、线形槽、穿孔以及其组合的槽图案。优选地，槽图案包含多个槽。更优选地，槽图案选自槽设计，如选自由以下组成的群组的一种：同心槽(可以是环状或螺旋形)、曲线槽、交叉影线槽(例如，配置为遍及垫表面的X-Y网格)、其它常规设计(例如，六边形、三角形)、轮胎面型图案、不规律设计(例如，分形图案)和其组合。更优选地，槽设计选自由以下各者组成的群组：随机槽、同心槽、螺旋形槽、交叉影线槽、X-Y网格槽、六角形槽、三角形槽、分形槽及其组合。最优选地，抛光表面中形成有螺旋槽图案。槽轮廓优选地选自具有直式侧壁的矩形或槽截面可以是“V”形、“U”形、锯齿和其组合。
根据制造根据本发明的抛光垫的方法，化学机械抛光垫可以在其抛光表面中用巨纹理或槽图案模制以提高浆液流量并去除来自垫-晶片界面的抛光碎屑。这类槽可以从模具表面的形状形成在抛光垫的抛光表面中，即其中模具具有巨纹理的凹形表面形状型式。
本发明的化学机械抛光垫可以用于抛光选自磁性衬底、光学衬底和半导体衬底中的至少一种的衬底。
优选地，本发明的抛光衬底的方法，包含：提供选自磁性衬底、光学衬底和半导体衬底中的至少一种的衬底(优选地半导体衬底，例如半导体晶片)；提供根据本发明的化学机械抛光垫；创建抛光层的抛光表面与衬底之间的动态接触以抛光衬底的表面；以及用研磨剂调节剂调整抛光垫的抛光表面。
调整抛光垫包含，在暂停抛光时的CMP工艺中的间歇性中断期间(“非原位”)或在CMP工艺在进行中(“原位”)时，使调整圆盘与抛光表面接触。调整圆盘具有通常由将微观槽沟切入垫表面的嵌入的金刚石头组成的粗糙调整表面，研磨和犁耕垫材料并且更新抛光纹理。典型地，调整圆盘在相对于抛光垫的旋转轴固定的位置旋转，并且随着抛光垫旋转而扫除环形调整区域。
实例：现将在以下非限制性实例中详细描述本发明：
除非另外说明，否则所有温度均为室温(21-23℃)并且所有压力均为常压(约760mm Hg或101kPa)。
尽管下文公开了其它原材料，但是在实例中使用以下原材料：
EthacureTM 300固化剂：二甲基硫基甲苯二胺(DMTDA)，芳族二胺(雅保(Albemarle),夏洛特市(Charlotte),NC)。
VoranolTM V5055HH多元醇：多功能聚醚多元醇(OH Eq.wt 2000)，高分子量环氧乙烷封端的环氧丙烷多元醇，其中官能度＝6，数量平均分子量MN为12,000(陶氏化学公司(The Dow Chemical Company),米德兰(Midland),MI(陶氏))。
MDI预聚物：来自MDI和小分子二丙二醇(DPG)和三丙二醇(TPG)的直链异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物，具有约23重量％NCO含量并且当量为182。100重量％的这种MDI预聚物作为硬链段处理。
NiaxTM L5345表面活性剂：非离子有机硅表面活性剂(迈图(Momentive),哥伦布市(Columbus),俄亥俄州(OH))。
由重氮环壬烷(三亚乙基二胺)制备的DABCO 33LV胺催化剂(空气产品(AirProducts),阿灵顿(Allentown),宾夕法尼亚州(PA))，DABCO 33LV是33重量％三亚乙基二胺和67重量％二丙二醇的共混物。
UnilinkTM 4200固化剂N,N'-二烷基氨基-二苯基甲烷(道夫凯特(Dorf Ketal),斯塔福德(Stafford),德克萨斯州(TX))
PTMEG####：聚(THF)或聚丁二醇，经由四氢呋喃(THF)的开环聚合制得，并且作为PolyTHFTM多元醇(BASF,勒沃库森,特拉华州)出售。接着PTMEG的编号是由制造厂报告的平均分子量。
2-组分空气喷涂系统：具有(P)侧液体进料口、(I)侧液体进料口和四个切向加压气体进料口的轴向混合装置(MicroLine 45CSM,亨内基公司(Hennecke GmbH),圣奥古斯丁(Sankt Augustin),DE)。通过它们各自的进料口将聚侧(P)液体组分和异侧(I)液体组分馈入轴向混合装置，其中(P)侧加载压力为16,500-18,500kPa，(I)侧加载压力为15,500-17,500kPa。在每一实例中限定(I)/(P)的流量比。加压气体在830kPa的供应压力下经由切向加压气体进料口进料，使得穿过轴向混合装置的组合的液体组分与气体质量流率比为3.7:1来形成组合。组合从轴向混合装置向模具排出以在模座上形成饼状物。
以下缩写出现在实例中：
PO：环氧丙烷/二醇；EO：环氧乙烷/二醇；MDI：亚甲基二苯基二异氰酸酯TDI：甲苯二异氰酸酯(约80％2,4异构体，约20％2,6异构体)；DEG：二乙二醇；DPG：二丙二醇；pbw：重量份。
比较实例1：在混合杯中，将97.91g官能度＝2，当量wt＝500的PTMEG(BASF产品PTMEG1000)与2.50g NiaxTM L5345表面活性剂和35.08g EthacureTM 300固化剂和3.39g单乙二醇组合。向这一经混合并且经脱气液体添加具有23重量％NCO并且当量为182的121.27g MDI预聚物。杯内容物随后用涡流混合器混合30秒，且随后倒入模具中以浇铸薄板并且在100℃下固化16小时。调配物描述为具有62重量％硬链段重量分率，其中化学计量为0.95:1.0，含有13.5重量％Ethacure 300固化剂。羟基含量为96.6重量％PTMEG1000。固化之后，密度为1.16g/mL的薄板展现拉伸模数313MPa，拉伸强度49MPa以及拉伸伸长率330％。
比较实例2：采用2-组分空气喷涂系统将一步法聚氨基甲酸酯喷涂到敞开模具中。聚氨基甲酸酯化学物质与比较实例1中所报道的相同。以如比较实例1中所描述的相同质量比用MDI预聚物加载异氰酸酯组分贮槽(异侧)，同时用所有其他组分(35.2pbwPTMEG1000、1.22pbw单乙二醇、0.90pbw NiaxTM L5345表面活性剂、12.63pbwEthacureTM 300固化剂和0.281pbw DABCOTM 33LV催化剂)加载多元醇组分贮槽，伴随添加的叔胺催化剂以增强固化动力学。在喷涂期间多元醇侧的流动速率为4.5g/s并且异氰酸酯侧的流动速率为3.92g/s。注入到喷嘴中的空气被设定为100L/分钟的标称速率。将喷涂的聚氨基甲酸酯调配物引入具有槽表面形状的模具。经喷涂的垫在100℃的炉中固化10分钟，随后从模具去除并且在100℃的炉中固化16小时。所得垫含有径向并且同心的圆形槽。产生的所得垫显示容积密度为0.710g/mL并且显示本体拉伸模数为142MPa以及拉伸伸长率228％。这一垫的孔径分布相对狭窄，并且不含有显著数量的超过100微米的孔。
比较实例3：在与比较实例2中所报道的相同的试验中，注入喷嘴的空气被设定为标称20L/分钟。将喷涂的聚氨基甲酸酯调配物引入具有槽特征的模具。经喷涂的垫在100℃的炉中固化10分钟，随后从模具去除并且在100℃的炉中固化16小时。所得垫含有径向并且同心的圆形槽。产生的所得垫显示容积密度为0.920g/mL并且显示本体拉伸模数为217MPa以及拉伸伸长率172％。这一垫的孔径分布较宽广，并且含有显著数量的超过100微米的孔。
比较实例4：采用2-组分空气喷涂系统将一步法聚氨基甲酸酯喷涂到敞开模具中。由MDI预聚物组成的聚氨基甲酸酯化学物质在异侧上。多元醇侧由66.9重量％PTMEG2000、31.4重量％EthacureTM 300固化剂和1.7重量％非离子表面活性剂NIAXTM L5345表面活性剂的共混物组成。在喷涂期间多元醇侧的流动速率为4.57g/s并且异侧的流动速率为3.15g/s。注入到喷嘴中的空气被设定为100L/分钟的标称速率。将喷涂的聚氨基甲酸酯调配物引入具有槽特征的模具。经喷涂的垫在100℃的炉中固化10分钟，随后从模具去除并且在100℃的炉中固化16小时。所得垫含有径向并且同心的圆形槽。产生的所得垫显示容积密度为0.790g/mL并且显示本体拉伸模数为151MPa以及拉伸伸长率160％。这一垫的孔径分布相对狭窄，并且不含有显著数量的超过100微米的孔。
实例5：在混合杯中，将86.85g VoranolTM V5055HH多元醇(当量wt＝1900)与2.50gNiaxTM L5345表面活性剂和39.70g EthacureTM 300固化剂和10.65g DPG组合。向这一经混合并且经脱气液体添加110.30g MDI预聚物。所述杯随后用涡流混合器混合30秒，且随后倒入模具中以浇铸薄板并且在100℃下固化16小时。调配物描述为具有60重量％硬链段重量分率，其中化学计量为0.95:1.0，含有15.88重量％固化剂。羟基含量为89.1％多官能多元醇和10.9重量％DPG。固化之后，密度为1.16g/mL的薄板展示拉伸模数530MPa，拉伸强度39MPa以及拉伸伸长率160％。
实例6：采用2-组分空气喷涂系统将一步法聚氨基甲酸酯喷涂到模具中。聚氨基甲酸酯化学物质与比较实例5中所报道的相同。以如实例4中所描述的相同的质量比，用MDI预聚物加载异贮槽，同时用所有其他组分(49.69pbwVoranol(Voranol)5055HH、6.09pbw二丙二醇、1.43pbw NiaxTM L5345表面活性剂、22.71pbw EthacureTM 300、0.43pbw DABCOTM33LV)加载聚贮槽。在喷涂期间多元醇侧的流动速率为4.82g/s并且异侧的流动速率为3.78g/s。注入到喷嘴中的空气被设定为100L/分钟的标称速率。将喷涂的聚氨基甲酸酯调配物引入具有槽特征的模具。经喷涂的垫在100℃的炉中固化10分钟，随后从模具去除并且在100℃的炉中固化16小时。所得垫含有径向并且同心的圆形槽。产生的所得垫显示容积密度为0.753g/mL并且显示本体拉伸模数为208MPa，以及拉伸伸长率115％。这一垫的孔径分布相对狭窄，并且不含有显著数量的超过100微米的孔。
实例7：在与实例6中所报道的相同的试验中，注入喷嘴的空气被降低到标称20L/分钟。将喷涂的聚氨基甲酸酯调配物引入具有槽特征的模具。经喷涂的垫在100℃的炉中固化10分钟，随后从模具去除并且在100℃的炉中固化16小时。所得垫含有径向并且同心的圆形槽。产生的所得垫显示容积密度为0.932g/mL并且显示本体拉伸模数为266MPa以及，拉伸伸长率86％。这一垫的孔径分布较宽广，并且含有显著数量的超过100微米的孔。
以上实例中材料和垫的性质报道于以下表1中。以上实例中所制得的垫按以下测试方法中所阐述的来测试，并且结果报道于以下表2中。
表1：垫和薄板的性质
1.薄板或浇铸薄片
测试方法：用比较实例4中产生的垫、实例6中产生的垫和具有K7R32槽图案(陶氏)的市售IC1000TM抛光垫对指定四乙氧基硅酸盐(TEOS)晶片衬底进行抛光实验。产生的抛光垫首先在车床上机械加工为平坦的，以提供抛光层。抛光层随后经由压敏黏着剂堆叠于SUBATM IV子垫(Dow)上。最终堆叠的垫直径508mm，其中抛光层为标称2.0mm厚并且表征为模具复制的槽图案，其中多个槽表征为具有0.50mm宽、0.76mm深和在1.78mm间距下的同心圆形槽的K7-R32槽图案，并且具有32个径向槽。
将垫安装到200mm MirraTM抛光机的压板(应用材料(Applied Materials),圣克拉拉(Santa Clara),CA)。在下压力为0.010、0.020和0.030MPa，浆料流动速率为200mL/分钟(ILD3225TM烟雾状二氧化硅浆料，Nitta Haas，日本(Japan))，工作台旋转速度为93rpm以及载体旋转速度为87rpm的情况下进行抛光实验。对于利用实例9、10、11的抛光实验采用Klebosol TM 1730二氧化硅浆料(陶氏)。SaesolTM AM02BSL8031C1金刚石垫调整剂(SaesolDiamond Ind.Co.,Ltd.,韩国(South Korea))用以调整以及纹理化抛光垫。利用调整剂以及去离子(DI)水仅使用31.1N的下压力磨合抛光垫40分钟。在抛光期间距抛光垫中心43到233mm，使用31.1N的下压力以10次扫除/分钟进一步原位调整抛光垫。指定垫的去除速率(RR)通过使用FX200TM度量刀具(KLA-Tencor,Milpitas,CA)利用具有3mm边缘排除的49点螺旋扫描来测量指定衬底在抛光之前和之后的薄膜厚度来确定。通过在整个晶片衬底中来自49点螺旋扫描的厚度变化来计算去除速率，以埃/分钟为单位报道。
通过去除速率的％标准差来计算非均匀性比率(％NUR)。
通过使用处于0.03MPa的下压力利用MIT-SKW7图案化TEOS晶片(购自圣克拉拉的SKW Associates,Inc.,CA)的抛光运行来计算平坦化效率(PE)。在抛光运行期间周期性地去除晶片并且使用SP2TM晶片检测工具(KLA-Tencor)分析以测量晶片特征。给定特征梯级高度的平坦化效率通过1-RRlow/RRhigh来计算，并且宜为尽可能高的百分比。平坦化效率比率通过在平坦化效率曲线下对梯级高度积分并且将结果除以初始梯级高度来计算。对于晶片衬底上的80nm间距特征提供％平坦化效率。
使用SP2XPTM和eDR5210TM扫描电子显微镜晶片缺陷审查系统(KLA-Tencor)确定缺陷度。使用Klarity Defect TM软件从随机所选择的100个缺陷集合中人工地进行缺陷类型的分类。缺陷被分类如下：
A-计算机所见的任何事物；以及，
B-通过经培训人员目视检查所识别的颤痕刮痕。
表2：垫性能
实例8：在混合杯中，将97.50g VoranolTM 5055HH多元醇与2.50g NiaxTM L5345表面活性剂和38.68g EthacureTM 300固化剂以及4.80g单乙二醇组合。向这一经混合并且经脱气液体添加106.52g MDI预聚物。所述杯随后用涡流混合器混合30秒，且随后倒入模具中以浇铸薄板并且在100℃下固化16小时。调配物描述为具有60重量％硬链段重量分率，其中化学计量为0.95:1.0，含有15.47重量％EthacureTM 300固化剂。羟基含量为95.3重量％VoranolTM V5055HH多元醇。固化之后，密度为1.16g/mL的薄板展示拉伸模数579MPa，拉伸强度41MPa以及拉伸伸长率175％。
实例9：采用2-组分空气喷涂系统将一步法聚氨基甲酸酯喷涂到模具中。聚氨基甲酸酯化学物质与实例8中所报道的相同。以如实例8中所描述的相同质量比率，用MDI预聚物加载异贮槽，同时用所有其他组分(33.80pbw VoranolTM V5055HH多元醇、1.66pbw单乙二醇、0.867pbw NiaxTM L5345表面活性剂、13.409pbw EthacureTM 300固化剂、0.0pbwDABCOTM 33LV催化剂)加载聚贮槽。在喷涂期间多元醇侧的流动速率为8.63g/s并且异侧的流动速率为6.37g/s。注入到喷嘴中的空气被设定为100L/分钟的标称速率。将喷涂的聚氨基甲酸酯调配物引入具有槽特征的模具。经喷涂的垫在100℃的炉中固化15分钟，随后从模具去除并且在100℃的炉中固化16小时。所得垫含有径向并且同心的圆形槽。产生的所得垫显示平均密度为0.754g/mL并且显示本体拉伸模数为253MPa，以及拉伸伸长率123％。
实例10：采用2-组分空气喷涂系统将一步法聚氨基甲酸酯喷涂到模具中。聚氨基甲酸酯化学物质与实例8中所报道的相同。以如实例8中所描述的相同质量比率，用MDI预聚物加载异贮槽，同时用所有其他组分(33.80pbw VoranolTM V5055HH多元醇、1.66pbw单乙二醇、0.867pbw NiaxTM L5345表面活性剂、13.409pbw EthacureTM 300固化剂、0.0pbw DABCO33LV催化剂)加载聚贮槽。在喷涂期间多元醇侧的流动速率为8.63g/s并且异侧的流动速率为6.37g/s。注入到喷嘴中的空气被设定为40L/分钟的标称速率。将喷涂的聚氨基甲酸酯调配物引入具有槽特征的模具。经喷涂的垫在100℃的炉中固化15分钟，随后从模具去除并且在100℃的炉中固化16小时。所得垫含有径向并且同心的圆形槽。产生的所得垫显示平均密度为0.799g/mL并且显示本体拉伸模数为265MPa，以及拉伸伸长率126％。
实例11：采用2-组分空气喷涂系统将一步法聚氨基甲酸酯喷涂到模具中。聚氨基甲酸酯化学物质与实例8中所报道的相同。以如实例8中所描述的相同质量比率，用MDI预聚物加载异贮槽，同时用所有其他组分(33.80pbw VoranolTM V5055HH多元醇、1.66pbw单乙二醇、0.867pbw NiaxTM L5345表面活性剂、13.409pbw EthacureTM 300固化剂、0.0pbw DABCO33LV催化剂)加载聚贮槽。在喷涂期间多元醇侧的流动速率为8.63g/s并且异侧的流动速率为6.37g/s。注入到喷嘴中的空气被设定为20L/分钟的标称速率。将喷涂的聚氨基甲酸酯调配物引入具有槽特征的模具。经喷涂的垫在100℃的炉中固化15分钟，随后从模具去除并且在100℃的炉中固化16小时。所得垫含有径向并且同心的圆形槽。产生的所得垫显示平均密度为0.907g/mL并且显示本体拉伸模数为300MPa，以及拉伸伸长率80％。
实例12：在混合杯中，将95.90g VoranolTM V5055HH多元醇与4.10g聚四亚甲基醚乙二醇(PTMEG)(分子量＝650g/mol，官能度＝2)和2.50g NiaxTM L5345表面活性剂、39.59gEthacureTM 300固化剂以及3.82g单乙二醇组合。向这一经混合并且经脱气液体，106.59gMDI预聚物。所述杯随后用涡流混合器混合30秒，且随后倒入模具中以浇铸薄板并且在100℃下固化16小时。调配物描述为具有60重量％硬链段重量分率，其中化学计量为0.95:1.0，含有15.84重量％EthacureTM 300固化剂。羟基含量为92.3重量％VoranolTM V5055HH多元醇。多元醇含量包含20摩尔％PTMEG650。固化之后，密度为1.15g/mL的薄板展示拉伸模数471MPa，拉伸强度33.8MPa以及拉伸伸长率163％。
以上实例7到12中材料和垫的性质报道于以下表3中。表3：垫性质

Claims (10)

1.一种双组分不含溶剂并且大体上不含水的调配物，包含未反应的异氰酸酯(NCO)浓度为按所述芳族异氰酸酯组分的总固体重量计15到40重量％的液体芳族异氰酸酯组分；具有聚醚主链并且具有每分子5到7个羟基的多元醇的液体多元醇组分；和一种或多种多元胺或二胺的固化剂，其中所述反应混合物包含按所述反应混合物的总重量计50到65重量％硬链段材料，并且其中另外，所述反应混合物中胺(NH2)基团的总摩尔数与羟基(OH)基团的总摩尔数的总和与所述反应混合物中未反应的异氰酸酯(NCO)基团的总摩尔数的化学计量比在0.8:1.0到1.1:1.0范围内。
2.根据权利要求1所述的双组分调配物，其中所述液体芳族异氰酸酯组分的未反应的异氰酸酯(NCO)浓度为按所述芳族异氰酸酯组分的总固体重量计17.5到35重量％。
3.根据权利要求1所述的双组分调配物，其中所述液体芳族异氰酸酯组分选自芳族二异氰酸酯、芳族异氰尿酸酯、硬链段重量分率为84到100重量％的直链异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物以及其混合物。
4.根据权利要求1所述的双组分调配物，其中所述液体多元醇组分包含具有聚醚主链并且具有每分子6个羟基的多元醇。
5.根据权利要求1所述的双组分调配物，其中所述固化剂是一种或多种芳族二胺。
6.根据权利要求1所述的双组分调配物，其中所述液体芳族异氰酸酯组分具有选自以下的芳族异氰酸酯：亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)；甲苯二异氰酸酯(TDI)；萘二异氰酸酯(NDI)；对苯二异氰酸酯(PPDI)；或邻甲苯胺二异氰酸酯(TODI)；碳化二亚胺改性的二苯基甲烷二异氰酸酯、脲基甲酸酯改性的二苯基甲烷二异氰酸酯、缩二脲改性的二苯基甲烷二异氰酸酯；芳族异氰尿酸酯；以及硬链段重量分率为90到100重量％的直链异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物。
7.根据权利要求1所述的双组分调配物，其中所述液体芳族异氰酸酯组分包含一种或多种芳族二异氰酸酯和一种或多种芳族三异氰酸酯的混合物，或一种或多种芳族二异氰酸酯和一种或多种芳族单异氰酸酯的混合物。
8.根据权利要求1所述的双组分调配物，其中在所述反应混合物中胺(NH2)基团的所述总摩尔数和羟基(OH)基团的所述总摩尔数的所述总和与在所述反应混合物中未反应的异氰酸酯(NCO)基团的所述总摩尔数的所述化学计量比在0.85:1.0到1.1:1.0范围内。
9.一种用于抛光选自磁性衬底、光学衬底和半导体衬底中的至少一个的衬底的化学机械(CMP)抛光垫，包含经调适用于抛光所述衬底的抛光层，所述抛光层是包含根据权利要求1所述的反应混合物的聚氨基甲酸酯反应产物。
10.根据权利要求9所述的CMP抛光垫，其中所述CMP抛光垫是根据权利要求2所述的反应混合物的所述聚氨基甲酸酯反应产物。
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