FR3037834A1 - - Google Patents

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Abstract

Un tampon de polissage mécano-chimique est proposé, comprenant : une couche de polissage mécano-chimique ayant une surface de polissage ; où la couche de polissage mécanochimique est formée en combinant (a) un composant liquide de côté poly (P) comprenant : un adduit amine-dioxyde de carbone ; et au moins l'un parmi un polyol, une polyamine et un aminoalcool ; et (b) un composant liquide de côté iso (I), comprenant : un isocyanate polyfonctionnel, où la couche de polissage mécano-chimique a une porosité ≥ 10 % en vol., où la couche de polissage mécano-chimique a une dureté Shore D de < 40 ; et où la surface de polissage est adaptée pour polir un substrat. Des procédés pour leur production et leur utilisation sont également fournis.

Description

1 TAMPON DE POLISSAGE MECANO-CHIMIQUE ET PROCEDE POUR LE PRODUIRE La présente invention concerne un tampon de polissage mécano-chimique ayant une particulièrement, la présente couche de polissage. Plus invention concerne un tampon de polissage mécano-chimique ayant une couche de polissage mécano-chimique ayant une surface de polissage ; où la couche de polissage mécano-chimique est formée en combinant (a) un composant liquide de côté poly (P) comprenant : un adduit d'amine-dioxyde de carbone ; et au moins l'un parmi un polyol, une polyamine et un aminoalcool ; et (b) un composant liquide de côté iso (I), comprenant ; un isocyanate polyfonctionnel, où la couche de polissage mécano-chimique a une porosité 10 % en vol., où la couche de polissage mécano-chimique a une dureté Shore D de < 40 ; et où la surface de polissage est adaptée pour polir un substrat ; et des procédés pour leur production et leur utilisation. Dans la fabrication de circuits intégrés et autres dispositifs électroniques, de multiples couches de matériaux conducteurs, semi-conducteurs et diélectriques sont déposées sur et retirées d'une 'surface d'une galette (en anglais « wafer ») de semi-conducteur. De fines couches de matériaux conducteurs, semi-conducteurs et diélectriques peuvent être déposées en utilisant un certain nombre de techniques de dépôt. Les techniques de dépôt classiques dans le traitement moderne de galettes comprennent le dépôt physique en phase vapeur (PVD), connu également sous le nom de pulvérisation, le dépôt chimique en phase vapeur (CVD), le dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD) et le plaquage électrochimique, entre autres. Les techniques de retrait courantes comprennent la gravure isotrope et anisotrope à l'état mouillé et sec, entre autres. Comme les couches de matériaux sont déposées et enlevées 35 séquentiellement, la surface supérieure de la galette devient non plane. Comme le traitement consécutif de semi-conducteur (par ex., par métallisation) nécessite que la galette ait une 3037834 2 surface plane, la galette doit être planarisée. La planarisation est utile pour éliminer une topographie de surface indésirable et des défauts de surface tels que des surfaces rugueuses, des matériaux agglomérés, des dommages du 5 réseau cristallin, des rayures et des couches ou matériaux contaminés. La planarisation mécano-chimique ou le polissage mécano-chimique (CMP), est une technique courante utilisée pour rendre planes ou polir des pièces à usiner telles que des 10 galettes de semi-conducteur. Dans un CMP classique, un support de galette ou une tête de polissage est monté(e) sur un ensemble formant support. La tête de polissage maintient la galette et la place en contact avec une couche de polissage d'un tampon de polissage qui est monté sur une table ou un 15 plateau dans un appareil de CMP. L'ensemble formant support assure une pression contrôlable entre la galette et le tampon de polissage. Simultanément, un milieu de polissage (par ex., suspension) est distribué sur le tampon de polissage et est attiré dans l'espace entre la galette et la couche de 20 polissage. Pour effectuer le polissage, le tampon de polissage et la galette tournent habituellement l'un par rapport à l'autre. Lorsque le tampon de polissage tourne sous la galette, la galette balaie une trajectoire de polissage habituellement annulaire ou une région de polissage dans 25 laquelle la surface de la galette se trouve directement en face de la couche de polissage. La surface de la galette est polie et planarisée par l'action chimique et mécanique de la couche de polissage et le milieu de polissage sur la surface. Hirose et al. décrivent un procédé de production de 30 couches de polissage dans le brevet U.S. n° 8 314 029. Spécifiquement, Hirose et al. décrivent un procédé de production d'un tampon de polissage contenant des alvéoles sensiblement sphériques et ayant une grande précision d'épaisseur, qui comprend la préparation d'une composition d'uréthane à alvéoles dispersés par un procédé de moussage mécanique ; l'évacuation continue de la composition d'uréthane à alvéoles dispersés depuis d'un orifice d'évacuation unique 3037834 3 dans une partie sensiblement centrale dans la direction de la largeur d'un matériau de face A, tout en chargeant le matériau de face A ; la stratification d'un matériau de face B sur une composition d'uréthane dispersée à alvéoles dispersés ; puis 5 l'ajustement uniforme de l'épaisseur de la composition d'uréthane à alvéoles dispersés par des moyens d'ajustement de l'épaisseur ; le durcissement de la composition d'uréthane à alvéoles dispersés, ayant l'épaisseur ajustée à l'étape précédente sans appliquer de charge supplémentaire à la 10 composition de sorte qu'une feuille de polissage comprenant une mousse de polyuréthane soit formée ; et la découpe de la feuille de polissage. Néanmoins, il existe un besoin constant d'améliorer les tampons de polissage mécano-chimique contenant des couches de 15 polissage mécano-chimiques ayant des performances de polissage améliorées. La présente invention fournit un tampon de polissage mécano-chimique, comprenant : une couche de polissage mécano-chimique ayant une surface de polissage, une surface 20 inférieure et une épaisseur moyenne de couche de polissage, Tp_ avg mesurée perpendiculairement par rapport à la surface de polissage depuis la surface inférieure jusqu'à la surface de polissage ; où la couche de polissage mécano-chimique est formée en combinant un composant liquide de côté de côté poly 25 (P) et un composant liquide de côté iso (I) ; où le composant liquide de côté poly (P) comprend un adduit d'amine-dioxyde de carbone ; et au moins l'un parmi un polyol de côté (P), une polyamine de côté (P) et un aminoalcool de côté (P) ; où le composant liquide de côté iso (I), comprend au moins un 30 isocyanate polyfonctionnel de côté (I) ; où la couche de polissage mécano-chimique a une porosité de 10 % en vol. ; où la couche de polissage mécano-chimique a une dureté Shore D de < 40 ; et où la surface de polissage est adaptée pour polir un substrat.
35 Selon un aspect particulier de la présente invention, le composant liquide de côté poly (P) comprend 1 à 5 % en poids de l'adduit amine-dioxyde de carbone ; et 25 à 95 % en 3037834 4 poids du polyol de côté (P) ; où le polyol de côté (P) est un polyéther polyol de haut poids moléculaire ; où le polyéther polyol de haut poids moléculaire a un poids moléculaire moyen en nombre, MN, de 2 500 à 100 000 et une moyenne de 4 à 5 8 groupes hydroxyle par molécule. Selon un autre aspect particulier de la présente invention, le composant liquide de côté poly (P) comprend en outre : 10 à 30 % en poids d'un polyol de bas poids moléculaire ; le polyol de bas poids moléculaire ayant un 10 poids moléculaire moyen en nombre, MN, de 200. Selon un autre aspect particulier de la présente invention, l'isocyanate polyfonctionnel de côté (I) a une moyenne de deux groupes isocyanate réactifs par molécule. Selon un autre aspect particulier de la présente 15 invention, le composant liquide de côté poly (P) comprend en outre au moins l'un parmi un catalyseur et un tensioactif. La présente invention concerne également un procédé de production d'une couche de polissage mécano-chimique, comprenant : 20 la fourniture d'un composant liquide de côté poly (P) comprenant un adduit amine-dioxyde de carbone ; et au moins l'un parmi un polyol de côté (P), une polyamine de côté (P) et un aminoalcool de côté (P) ; la fourniture d'un composant liquide de côté iso (I) 25 comprend au moins un isocyanate polyfonctionnel de côté (I) ; la fourniture d'un gaz pressurisé ; la fourniture d'un dispositif de mélange axial ayant une chambre cylindrique interne ; où la chambre cylindrique interne a une extrémité fermée, 30 une extrémité ouverte, un axe de symétrie, au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) qui s'ouvre dans la chambre cylindrique interne, au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) qui s'ouvre dans la chambre cylindrique interne, et au moins un orifice 35 d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel qui s'ouvre dans la chambre cylindrique interne ; 3037834 5 où l'extrémité fermée et l'extrémité ouverte sont perpendiculaires à l'axe de symétrie ; où l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) et l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de 5 côté (I) sont disposés suivant une circonférence de la chambre cylindrique interne à proximité depuis l'extrémité fermée ; où l'au moins un orifice d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel est disposé suivant une circonférence depuis la chambre cylindrique interne en aval de l'au moins un orifice 10 d'alimentation en liquide de côté (P) et l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) depuis l'extrémité fermée ; où le composant liquide de côté poly (P) est introduit dans la chambre cylindrique interne par l'au moins un orifice 15 d'alimentation en liquide de côté (P) à une pression de charge de côté (P) de 6 895 à 27 600 kPa ; où le composant liquide de côté iso (I) est introduit dans la chambre cylindrique interne par l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) à une pression de charge 20 de côté (I) de 6 895 à 27 600 kPa ; où un débit massique combiné du composant liquide de côté poly (P) et du composant liquide de côté iso (I) dans la chambre cylindrique interne est de 1 à 500 g/s ; où le composant liquide de côté poly (P), le composant 25 liquide de côté iso (I) et le gaz pressurisé sont mélangés dans la chambre cylindrique interne pour former une combinaison ; où le gaz pressurisé est introduit dans la chambre cylindrique interne par l'au moins un orifice d'alimentation 30 en gaz pressurisé tangentiel avec une pression d'alimentation de 150 à 1 500 kPa ; où une vitesse d'entrée dans la chambre cylindrique interne de gaz pressurisé est de 50 à 600 m/s calculée sur la base de conditions de gaz parfait à 20°C et à une pression de 35 1 atm ; 3037834 6 l'évacuation de la combinaison de l'extrémité ouverte de la chambre cylindrique interne en direction d'une cible à une vitesse de 5 à 1000 m/s ; la solidification de la combinaison en un gâteau ; 5 l'obtention de la couche de polissage mécano-chimique à partir du gâteau, où la couche de polissage mécano-chimique a une porosité 10 % en vol. et une surface de polissage adaptée pour polir un substrat. Selon un aspect particulier, le procédé de production 10 d'une couche de polissage mécano-chimique de la présente invention comprend en outre : la fourniture d'une substance de côté poly (P) comprenant au moins l'un parmi le polyol de côté (P), la polyamine de côté (P) et l'aminoalcool de côté (P) ; 15 la fourniture d'une substance de côté iso (I) comprenant au moins un isocyanate polyfonctionnel de côté (I) ; où la substance de côté poly (P) est introduit dans la chambre cylindrique interne par l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) à une pression de charge 20 de côté (P) de 6 895 à 27 600 kPa ; où la substance de côté iso (I) est introduite dans la chambre cylindrique interne par l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) à une pression de charge de côté (I) de 6 895 à 27 600 kPa ; 25 où un débit massique combiné de la substance de côté poly (P) et du composant liquide de côté iso (I) dans la chambre cylindrique interne est de 6 à 500 g/s ; où la substance de côté poly (P), la substance de côté iso (I) et le gaz pressurisé sont mélangés dans la chambre 30 cylindrique interne pour former un mélange ; où le gaz pressurisé est introduit dans la chambre cylindrique interne par l'au moins un orifice d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel avec une pression d'alimentation de 150 à 1 500 kPa ; 35 où une vitesse d'entrée dans la chambre cylindrique interne de gaz pressurisé est de 50 à 600 m/s calculée sur la 3037834 7 base de conditions de gaz parfait à 20°C et à une pression de 1 atm ; l'évacuation du mélange depuis l'extrémité ouverte de la chambre cylindrique interne en direction d'une surface 5 inférieure de la couche de polissage mécano-chimique à une vitesse de 5 à 1000 m/s ; la solidification du mélange sur la surface inférieure de la couche de polissage mécano-chimique pour former un sous-tampon ; où le sous-tampon fait partie intégrante de la couche 10 de polissage mécano-chimique ; le sous-tampon ayant une porosité de sous-tampon qui est différente de celle de la couche de polissage mécano-chimique. La présente invention concerne également un procédé de polissage d'un substrat comprenant ; 15 la fourniture du substrat ; le substrat étant choisi parmi l'au moins un d'un substrat magnétique, d'un substrat optique et d'un substrat semi-conducteur ; la fourniture d'un tampon de polissage mécano-chimique comprenant une couche de polissage mécano-chimique selon la 20 présente invention ; la création d'un contact dynamique entre la surface de polissage de la couche de polissage mécano-chimique et du substrat pour polir une surface du substrat ; et le conditionnement de la surface de polissage avec un 25 conditionneur abrasif. Selon un aspect particulier, le substrat semi-conducteur a un élément de TEOS ; et au moins une partie du TEOS est retiré du substrat. Selon un aspect particulier, le procédé de polissage d'un 30 substrat de la présente invention comprend en outre : la fourniture d'un milieu de polissage, le milieu de polissage comprenant un abrasif de silice colloïdale ; la distribution du milieu de polissage sur la surface de polissage du tampon de polissage mécano-chimique à proximité 35 d'une interface entre le tampon de polissage mécano-chimique et le substrat ; 3037834 8 où le milieu de polissage vient en contact avec l'élément TEOS et la surface de polissage. La présente invention fournit un procédé de production 5 d'une couche de polissage mécano-chimique, comprenant : la fourniture d'un composant liquide de côté poly (P), comprenant un adduit d'amine-dioxyde de carbone ; et au moins l'un parmi un polyol de côté (P), une polyamine de côté (P) et un aminoalcool de côté (P) ; la fourniture d'un composant 10 liquide de côté iso (I), comprenant au moins l'un d'au moins un isocyanate polyfonctionnel de côté (I) ; la fourniture d'un gaz pressurisé ; la fourniture d'un dispositif de mélange axial ayant une chambre cylindrique interne ; où la chambre cylindrique interne a une extrémité fermée, une extrémité 15 ouverte, un axe de symétrie, au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) qui s'ouvre dans la chambre cylindrique interne, au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) qui s'ouvre dans la chambre cylindrique interne, et au moins un orifice 20 d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel qui s'ouvre dans la chambre cylindrique interne ; où l'extrémité fermée et l'extrémité ouverte sont perpendiculaires à l'axe de symétrie ; où l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) et l'au moins un orifice d'alimenteion en liquide 25 de côté (I) sont disposés suivant une circonférence de la chambre cylindrique interne à proximité de l'extrémité fermée ; où l'au moins un orifice d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel est disposé suivant une circonférence de la chambre cylindrique interne en aval de l'au moins un 30 orifice d'alimentation en liquide de côté (P) et de l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) depuis l'extrémité fermée ; où le composant liquide de côté poly (P) est introduit dans la chambre cylindrique interne par l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) à une 35 pression de charge de côté (P) de 6 895 à 27 600 kPa ; où le composant liquide de côté iso (I) est introduit dans la chambre cylindrique interne par l'au moins un orifice 3037834 9 d'alimentation en liquide de côté (I) à une pression de charge de côté (I) de 6 895 à 27 600 kPa ; où un débit massique combiné du composant liquide de côté poly (P) et du composant liquide de côté iso (I) à la chambre cylindrique interne est 5 de 1 à 500 g/s, tel que, de préférence, de 2 à 40 g/s ou, de manière davantage préférée, de 2 à 25 g/s ; où le composant liquide de côté poly (P), le composant liquide de côté iso (I) et le gaz pressurisé sont mélangés dans la chambre cylindrique interne pour former une combinaison ; où le gaz pressurisé est 10 introduit dans la chambre cylindrique interne par l'au moins un orifice d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel avec une pression d'alimentation de 150 à 1 500 kPa ; où une vitesse d'entrée dans la chambre cylindrique interne du gaz pressurisé est de 50 à 600 m/s calculée sur la base de 15 conditions de gaz parfait à 20°C et à une pression de 1 atm, ou, de préférence, de 75 à 350 m/s ; l'évacuation de la combinaison de l'extrémité ouverte depuis la chambre cylindrique interne en direction d'une cible à une vitesse de 5 à 1000 m/s, ou de préférence, de 10 à 600 m/s, ou de manière 20 davantage préférée, de 15 à 450 m/s ; la solidification de la combinaison en un gâteau ; et l'obtention de la couche de polissage mécano-chimique du gâteau, où la couche de polissage mécano-chimique a une porosité de 10 96 en vol. et une surface de polissage adaptée pour polir un substrat.
25 La présente invention fournit un procédé de production d'une couche de polissage mécano-chimique, comprenant : la fourniture d'un composant liquide de côté poly (P), comprenant un adduit d'amine-dioxyde de carbone ; et au moins l'un parmi un polyol de côté (P), une polyamine de côté (P) et 30 un aminoalcool de côté (P) ; la fourniture d'un composant liquide de côté iso (I), comprenant au moins un isocyanate polyfonctionnel de côté (I) ; la fourniture d'un gaz pressurisé la fourniture d'un dispositif de mélange axial ayant une chambre cylindrique interne ; où la chambre 35 cylindrique interne a une extrémité fermée, une extrémité ouverte, un axe de symétrie, au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) qui s'ouvre dans la 3037834 10 chambre cylindrique interne, au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) qui s'ouvre dans la chambre cylindrique interne, et au moins un orifice d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel qui s'ouvre dans 5 la chambre cylindrique interne ; où l'extrémité fermée et l'extrémité ouverte sont perpendiculaires à l'axe de symétrie ; où l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) et l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) sont disposés suivant une circonférence de la 10 chambre cylindrique interne à proximité de l'extrémité fermée ; où l'au moins un orifice d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel est disposé suivant une circonférence de la chambre cylindrique interne en aval de l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) et de l'au moins 15 un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) depuis l'extrémité fermée ; où le composant liquide de côté poly (P) est introduit dans la chambre cylindrique interne par l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) à une pression de charge de côté (P) de 6 895 à 27 600 kPa ; où le 20 composant liquide de côté iso (I) est introduit dans la chambre cylindrique interne par l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) à une pression de charge de côté (I) de 6 895 à 27 600 kPa ; où un débit massique combiné du composant liquide de côté poly (P) et du composant 25 liquide de côté iso (I) à la chambre cylindrique interne est de 1 à 500 g/s, tel que, de préférence, de 2 à 40 m/s, ou de manière davantage préférée, de 2 à 25 m/s ; où le composant liquide de côté poly (P), le composant liquide de côté iso (I) et le gaz pressurisé sont mélangés dans la chambre cylindrique 30 interne pour former une combinaison ; où le gaz pressurisé est introduit dans la chambre cylindrique interne par l'au moins un orifice d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel avec une pression d'alimentation de 150 à 1 500 kPa ; où la vitesse d'entrée dans la chambre cylindrique interne du gaz pressurisé 35 est de 50 à 600 m/s calculée sur la base de conditions de gaz parfait à 20°C et à une pression de 1 atm, ou, de préférence, de 75 à 350 m/s ; l'évacuation de la combinaison de 3037834 11 l'extrémité ouverte depuis la chambre cylindrique interne en direction d'une cible à une vitesse de 5 à 1000 m/s, ou de préférence, de 10 à 600 m/s, de manière davantage préférée, de 15 à 450 m/s ; la solidification de la combinaison en un 5 gâteau ; l'obtention de la couche de polissage mécano-chimique du gâteau ; la fourniture d'une substance de côté poly (P) , comprenant au moins l'un parmi le polyol de côté (P), la polyamine de côté (P) et l'aminoalcool de côté (P) ; la fourniture d'une substance de côté iso (I), comprenant au 10 moins un isocyanate polyfonctionnel de côté (I) ; où la substance de côté poly (P) est introduite dans la chambre cylindrique interne par l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) à une pression de charge de côté (P) de 6 895 à 27 600 kPa ; où la substance de côté iso (I) est 15 introduite dans la chambre cylindrique interne par l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) à une pression de charge de côté (I) de 6 895 à 27 600 kPa ; où un débit massique collectif de la substance de côté poly (P) et de la substance de côté iso (I) à la chambre cylindrique 20 interne est de 1 à 500 g/s, tel que, de préférence, de 2 à 40 m/s, ou de manière davantage préférée, de 2 à 25 m/s ; où la substance de côté poly (P), la substance de côté iso (I) et le gaz pressurisé sont mélangés dans la chambre cylindrique interne pour former un mélange ; où le gaz pressurisé est 25 introduit dans la chambre cylindrique interne par l'au moins un orifice d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel avec une pression d'alimentation de 150 à 1 500 kPa ; où la vitesse d'entrée dans la chambre cylindrique interne du gaz pressurisé est de 50à 600 m/s calculée sur la base de conditions de gaz 30 parfait à 20°C et à une pression de 1 atm, ou, de préférence, de 75 à 350 m/s ; l'évacuation du mélange de l'extrémité ouverte depuis la chambre cylindrique interne en direction d'une surface inférieure de la couche de polissage mécano-chimique à une vitesse de 5à 1000m/s, ou de préférence, de 10 35 à 600 m/s, ou de manière davantage préférée, de 15 à 450 m/s ; la solidification du mélange sur la surface inférieure de la couche de polissage mécano-chimique pour former un sous- 3037834 12 tampon ; où où le sous-tampon fait partie intégrante de la couche de polissage mécano-chimique ; où le sous-tampon a une porosité de sous-tampon qui est différente de celle de la couche de polissage mécano-chimique ; et où la couche de 5 polissage mécano-chimique a une porosité de 10 % en vol. et une surface de polissage adaptée pour polir un substrat. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La Figure 1 est une représentation d'une vue en 10 perspective d'un moule pour son utilisation dans le procédé de la présente invention. La Figure 2 est une représentation d'une vue en perspective d'une couche de polissage mécano-chimique de la présente invention.
15 La Figure 3 est une représentation d'une vue de côté d'un dispositif de mélange axial destiné à être utilisé dans le procédé de la présente invention. La Figure 4 est une vue en coupe transversale suivant la ligne B-B de la Figure 3.
20 La Figure 5 est une vue en coupe transversale suivant la ligne C-C de la Figure 3. La Figure 6 est une représentation d'une vue de côté d'une couche de polissage mécano-chimique de la présente invention.
25 La Figure 7 est une représentation d'une vue de côté montrant le dessus d'un dispositif de mélange axial relatif à une couche de polissage mécano-chimique de la présente invention formée sur un moule ayant un motif de rainure en négatif.
30 La Figure 8 est une représentation d'une vue de côté d'une section transversale d'un tampon de polissage mécano-chimique de la présente invention avec un sous-tampon qui fait partie intégrante de la couche de polissage mécano-chimique La Figure 9 est une représentation d'une vue de côté 35 d'une section transversale d'un tampon de polissage mécano- chimique de la présente invention, avec un sous-tampon et un adhésive de plateau.
3037834 13 DESCRIPTION DETAILLEE Les tampons de polissage mécano-chimique de la présente invention comprennent une couche de polissage mécano-chimique 5 formée par la combinaison d'un composant liquide de côté poly (P) unique et d'un composant de côté iso (I) liquide ; où le composant liquide de côté poly (P) comprend un adduit d'amine-dioxyde de carbone ; et au moins l'un parmi un polyol de côté (P), une polyamine de côté (P) et un aminoalcool de côté (P) ; 10 où le composant de côté iso (I) liquide comprend au moins un isocyanate polyfonctionnel de côté (I). On a découvert étonnamment que l'incorporation d'un adduit amine-dioxyde de carbone dans les formulations de couche de polissage douces de la présente invention assure une amélioration significative 15 des performances de polissage du substrat. L'expression « milieu de polissage » telle qu'elle est utilisée ici et dans les revendications en annexe couvre des solutions de polissage contenant des particules et des solutions ne contenant pas de particules, telles que des 20 solutions de polissage sans abrasif et des solutions de polissage réactives liquides. Le terme « section transversale sensiblement circulaire » tel qu'il est utilisé ici et dans les revendications en annexe en référence à une cavité de moule 25 (20) signifie que le rayon le plus long, re, de la cavité de moule (20) projeté sur le plan x-y (28) depuis l'axe central de la cavité de moule, Caxis (22) jusqu'à la limite interne verticale (18) d'une paroi périphérique (15) est < 20 % plus long que le rayon le plus court, rc, de la cavité de moule 30 (20) projeté sur le plan x-y (28) depuis l'axe central de la cavité de moule, Caris, (22) jusqu'à la frontière interne verticale. (18). (Voir la Figure 1). Le terme « cavité de moule » tel qu'ilest utilisé ici et dans les revendications en annexe désigne le volume défini par 35 une base (12) et une frontière interne verticale (18) d'une paroi périphérique (15). (Voir la Figure 1).
3037834 14 Le terme « sensiblement perpendiculaire » tel qu'il est utilisé ici et dans les revendications en annexe en référence à une première caractéristique (par ex., une frontière interne horizontale ; une frontière interne verticale) par rapport à 5 une deuxième caractéristique (par ex., un axe, un plan x-y) signifie que la première caractéristique est à un angle de 80 à 100° par rapport à la deuxième caractéristique. Le terme « essentiellement perpendiculaire » tel qu'il est utilisé ici et dans les revendications en annexe en 10 référence à une première caractéristique (par ex., une frontière interne horizontale ; une frontière interne verticale) par rapport à une deuxième caractéristique (par ex., un axe, un plan x-y) signifie que la première caractéristique est à un angle de 85 à 95° par rapport à la 15 deuxième caractéristique. Le terme « épaisseur moyenne de la couche de polissage, » tel qu'il est utilisé ici et dans les revendications en annexe en référence à une couche de polissage mécano-chimique (90) ayant une surface de polissage (95) désigne l'épaisseur 20 moyenne de la couche de polissage Tp, de la couche de polissage mécano-chimique (90) mesurée perpendiculairement par rapport à la surface de polissage (95) depuis la surface de polissage (95) jusqu'à la surface inférieure (92) de la couche de polissage mécano-chimique (90). (voir la Figure 2).
25 Le terme « section transversale sensiblement circulaire » tel qu'il est utilisé ici et dans les revendications en annexe en référence à une couche de polissage mécano-chimique (90) signifie que le rayon le plus long, rp, de la section transversale depuis l'axe central (98) 30 de la couche de polissage mécano-chimique (90) jusqu'au périmètre extérieur (110) de la surface de polissage (95) de la couche de polissage mécano-chimique (90) est 20 96 plus long que le rayon le plus court, rp, de la section transversale depuis l'axe central (98) jusqu'au périmètre 35 extérieur (110) de la surface de polissage (95). (voir la Figure 2). 3037834 15 dans un rapport à l'axe central 10 rapport à l'axe central (98). De préférence, la couche de polissage mécano-chimique (90) a une surface de polissage (95) qui a une section transversale sensiblement circulaire par rapport à l'axe central (98). De préférence, le rayon rp, de la section transversale de la surface de polissage (95) 15 perpendiculaire à l'axe central (98) varie de < 20 96 pour la section transversale, de manière davantage préférée, de 10 96 pour la section transversale. L'expression « temps de gel » telle qu'elle est utilisée ici et dans les revendications en annexe en référence à une 20 combinaison d'un composant liquide de côté poly (P) et d'un composant liquide de côté iso (I) formé dans un dispositif de mélange axial de la durcissement total utilisant un procédé 25 (Ré-approuvé en 2006 Cure, and Behavior dans les revendications en annexe comprend (a) des 30 polyuréthanes formés à partir de la réaction d'(i) isocyanates et de (ii) polyols (comprenant des diols) ; et (b) un poly(uréthane) formé par la réaction d'(i) isocyanates avec des (ii) polyols (comprenant des diols) et (iii) de l'eau, des amines ou une combinaison d'eau et d'amines.
35 De préférence, le procédé de formation d'un tampon de polissage mécano-chimique de la présente invention comprend : une couche de polissage mécano-chimique (90) ayant une surface La couche de polissage mécano-chimique (90) de la présente invention est de préférence adaptée pour tourner autour d'un axe central (98). (Voir la Figure 2). De préférence, la surface de polissage (95) de la couche de 5 polissage mécano-chimique (90) est dans un plan (99) perpendiculaire à l'axe central (98). De préférence, la couche de polissage mécano-chimique (90) est adaptée pour tourner plan (99) qui est à un angle, y, de 85 à 95° par (98), de préférence, de 90° par présente invention, désigne le temps de pour cette combinaison, déterminé en de test standard selon l'ASTM D3795-00a )(Standard Test Method for Thermal Flow, Properties of Pourable Thermosetting Materials by Torque Rheometer). Le terme « poly(uréthane) » tel qu'il est utilisé ici et 3037834 16 de polissage (95), une surface inférieure (92) et une épaisseur moyenne de couche de polissage Tp-avg, mesurée perpendiculairement par rapport à la surface de polissage (95) depuis la surface inférieure (92) jusqu'à la surface de 5 polissage (95) ; où la couche de polissage mécano-chimique (90) est formée en combinant un composant liquide de côté poly (P) et un composant de côté iso (I) liquide, où le composant liquide de côté poly (P) comprend un adduit d'amine-dioxyde de carbone ; et au moins l'un parmi un polyol de côté (P), une 10 polyamine de côté (P) et un aminoalcool de côté (P) ; où le composant liquide de côté iso (I), comprend au moins un isocyanate polyfonctionnel de côté (I) ; où la couche de polissage mécano-chimique (90) a une porosité de 10 % en vol. ; où la couche de polissage (90) a une dureté Shore D de 15 < 40 (de préférence, 35 ; de manière davantage préférée, 30 ; de manière préférée entre toutes, 25) ; et où la surface de polissage (95) est adaptée pour polir un substrat. (Voir la Figure 2). De préférence, le composant liquide de côté poly (P) 20 comprend un adduit amine-dioxyde de carbone ; et au moins l'un parmi un polyol de côté (P), une polyamine de côté (P) et un aminoalcool de côté (P). De préférence, le composant poly de côté (P) contient 0,5 à 7 % en poids (de préférence, 1 à 5 % en poids, de manière davantage préférée, 2 à 4 % en poids) 25 d'adduit amine-dioxyde de carbone. De préférence, l'adduit amine-dioxyde de carbone est obtenu en mettant en contact du dioxyde de carbone avec une alcanolamine, l'alcanolamine contenant une à deux fractions d'éther par molécule. De manière davantage préférée, l'adduit 30 amine-dioxyde de carbone est obtenu en mettant en contact du dioxyde avec de l'alcanolamine, l'alcanolamine ayant une formule correspondant à l'une des suivantes : H2N-RC1F-CHR_"-0),-(CH2),-011] ou HN-[(CHR'-CHR"-0),-(CH2)x-OH] [(CHR'-CHR"-O)L-(CH2)x-OH] 35 3037834 17 Où chaque R' est choisi indépendamment parmi un atome d'hydrogène, un groupe méthyle et un groupe éthyle ; où chaque R" est choisi indépendamment parmi un atome d'hydrogène, un 5 groupe méthyle et un groupe éthyle ; où n est choisi parmi 1 et 2 ; où n' est choisi parmi 1 et 2 ; où n+n'< 3 ; et où x est choisi parmi 1, 2, 3 et 4 ; où x' est choisi parmi 1, 2, 3 et 4. De préférence, l'adduit amine-dioxyde de carbone est obtenu en mettant en contact du dioxyde de carbone avec une 10 alcanolamine, l'alcanolamine étant une amine primaire. De préférence, le polyol de côté (P) est choisi dans le groupe constitué de diols, de polyols, de polyol diols, de leurs copolymères et de leurs préférée, le polyol de côté 15 constitué des polyols poly(oxytétraméthylène)glycol, leurs mélanges) ; des polyols de polyester ; des polyols mélanges. De manière davantage (P) est choisi dans le groupe de polyéther (par ex., poly(oxypropylène)glycol et de polycarbonate ; des polyols de polycaprolactone ; leurs mélanges et leurs mélanges avec un ou plusieurs polyols de bas 20 poids moléculaire choisis dans le groupe constitué d'éthylène glycol ; de 1,2-propylène glycol ; de 1,3-propylène glycol ; de 1,2-butanediol ; de 1,3-butanediol ; de 2-méthy1-1,3- propanediol ; de 1,4-butanediol ; de néopentyl glycol ; de 1,5-pentanediol ; de 3-méthyl-1,5-pentanediol ; de 1,6- 25 hexanediol ; de diéthylène glycol ; de dipropylène glyqol ; et de tripropylène glycol. De manière encore davantage préférée, l'au moins un polyol de côté (P) est choisi dans le groupe constitué de polytétraméthylène éther glycol (PTMEG) ; de polyols à base d'esters (tels qu'éthylène adipates, butylène 30 adipates) ; de polypropylène éther glycols (PPG) ; de polyols de polycaprolactone ; de leurs copolymères et de leurs mélanges. De préférence, le composant liquide de côté poly (P) contient au moins un polyol de côté (P) ; où l'au moins un 35 polyol de côté (P) comprend un polyol de haut poids moléculaire ayant un poids moléculaire moyen en nombre, MN, de 2 500 à 100 000. De manière davantage préférée, le polyol 3037834 18 utilisé de haut poids moléculaire a un poids moléculaire moyen en nombre, MN, de 5 000 à 50 000 (de manière encore davantage préférée, de 7 500 à 25 000 ; de manière préférée entre toutes, de 10 000 à 12 000).
5 De préférence, le composant liquide de côté poly (P) contient au moins un polyol de côté (P) ; où l'au moins un polyol de côté (P) comprend un polyol de haut poids moléculaire ayant en moyenne trois à dix groupes hydroxyle par molécule. De manière davantage préférée, le polyol de haut 10 poids moléculaire utilisé a en moyenne quatre à huit (de manière encore davantage préférée, cinq à sept ; de manière préférée entre toutes six) groupes hydroxyle par molécule. Les exemples de polyols de haut poids moléculaire disponibles dans le commerce comprennent les polyols 15 Specflex°, les polyols Voranol® et les polyols Voralux® (disponibles auprès de The Dow Chemical Company) ; des polyols de spécialité Multranol® et des polyols flexibles Ultracer° (disponibles auprès de Bayer MaterialScience LLC) ; et des polyols Pluracol° (disponibles auprès de BASF). Plusieurs 20 polyols de haut poids moléculaire préférés sont présentés dans le TABLEAU 1 . TABLEAU 1 Polyol de haut poids moléculaire Nombre de MN Nombre de groupes groupes OH par hydroxyle (mq KOH/q) molécule Multranol® 3901 Polyol 3,0 6 000 28 Pluracol® 1385 Polyol 3,0 3 200 50 Pluracol® 380 Polyol 3,0 6 500 25 Pluracol® 1123 Polyol 3,0 7 000 24 ULTRACEL® 3000 Polyol 4,0 7 500 30 SPECFLEX® NC630 Polyol 4,2 7 602 31 SPECFLEX® NC632 Polyol 4,7 8 225 32 VORALUX® HF 505 Polyol 6,0 11 400 30 MULTRANOL® 9185 Polyol 6,0 3 366 100 3037834 19 VORANOL® 4053 Polyol 6,9 12 420 31 De préférence, le composant liquide de côté poly (P) contient : 0,5 à 7 % en poids (de manière davantage préférée, 1 à 5 % en poids, de manière préférée entre toutes, 2 à 4 % en 5 poids) de l'adduit d'amine-dioxyde de carbone ; et 25 à 95 % en poids du polyol de côté (P) ; où le polyol de côté (P) est un polyéther polyol de haut poids moléculaire ; où le polyéther polyol de haut poids moléculaire a un poids moléculaire moyen en nombre, MN, de 2 500 à 100 000 (de 10 manière davantage préférée, de 5 000 à 50 000 ; de manière encore davantage préférée, de 7 500 à 25 000 ; de manière préférée entre toutes, de 10 000 à 12 000) et une moyenne de 4 à 8 (de manière davantage préférée, 5 à 7 ; de manière préférée entre toutes, 6) groupes hydroxyle par molécule. De 15 préférence, le polyol de côté poly (P) est un mélange de polyol de polyéther de haut poids moléculaire et de polyol de bas poids moléculaire ; où le polyéther polyol de haut poids moléculaire a un poids moléculaire moyen en nombre, MN, de 2 500 à 100 000 (de manière davantage préférée, de 5 000 à 20 50 000 ; de manière encore davantage préférée, de 7 500 à 25 000 ; de manière préférée entre toutes, de 10 000 à 12 000) et une moyenne de 4 à 8 (de manière davantage préférée, 5 à 7 ; de manière préférée entre toutes, 6) groupes hydroxyle par molécule ; et où le polyol de bas poids moléculaire a un poids 25 moléculaire moyen en nombre MN, de 200 (de manière davantage préférée, 150 ; de manière préférée entre toutes, 100). De manière davantage préférée, le polyol poly de côté (P) est un mélange de 70 à 90 % en poids d'un polyéther polyol de haut poids moléculaire et 10 à 30 % en poids d'un polyol de bas 30 poids moléculaire ; où le polyéther polyol de haut poids moléculaire a un poids moléculaire moyen en nombre, MN, de 2 500 à 100 000 (de manière davantage préférée, de 5 000 à 50 000 ; de manière encore davantage préférée, de 7 500 à 25 000 ; de manière préférée entre toutes, de 10 000 à 12 000) 35 et une moyenne de 4 à 8 (de manière préférée entre toutes, 5 à 7 ; de manière davantage préférée, 6) groupes hydroxyle par 3037834 20 molécule ; et où le polyol de bas poids moléculaire a un poids moléculaire moyen en nombre MN, de 5_ 200 (de manière davantage préférée, 5_ 150 ; de manière préférée entre toutes, S 100). De préférence, la polyamine de côté (P) est choisie dans 5 le groupe constitué de diamines et d'autres amines multifonctionnelles. De manière davantage préférée, la polyamine de côté (P) est choisie dans le groupe constitué de diamines aromatiques et d'autres amines aromatiques multifonctionnelles telles que, par exemple, la 4,4'- 10 méthylène-bis-o-chloroaniline (« MbOCA ») ; la 4,4'-méthylène- bis-(3-chloro-2,6-diéthylaniline) (« MCDEA ») ; la diméthylthiotoluènediamine ; le di-p-aminobenzoate de triméthylèneglycol ; le di-p-aminobenzoate de polytétraméthylèneoxyde ; le mono-p-aminobenzoate de 15 polytétraméthylèneoxyde ; le di-p-aminobenzoate de polypropylèneoxyde ; le mono-p-aminobenzoate de polypropylèneoxyde ; le 1,2-bis(2-aminophénylthio)éthane ; la 4,4'-méthylène-bis-aniline ; la diéthyltoluènediamine ; la 5- tert-buty1-2,4-toluènediamine ; la 3-tert-buty1-2,6- 20 toluènediamine ; la 5-tert-amy1-2,4-toluènediamine ; et la 3- tert-amy1-2,6-toluènediamine et la chlorotoluènediamine. De préférence, l'aminoalcool de côté (P) est choisie dans le groupe constitué de polyols à initiateur amine. De manière davantage préférée, l'aminoalcool de côté (P) est choisie dans 25 le groupe constitué de polyols à initiateur amine contenant un à quatre (de manière encore davantage préférée, deux à quatre ; de manière préférée entre toutes, deux) atomes d'azote par molécule. De préférence, l'aminoalcool de côté (P) est choisie dans le groupe constitué de polyols à 30 initiateur amine qui ont en moyenne au moins trois groupes hydroxyle par molécule. De manière davantage préférée, l'aminoalcool de côté (P) est choisie dans le groupe constitué de polyols à initiateur amine qui ont en moyenne de trois à six (de manière encore davantage préférée, trois à cinq ; de 35 manière préférée entre toutes, quatre) groupes hydroxyle par molécule. Les polyols à initiateur amine particulièrement préférés ont un poids moléculaire moyen en nombre MN, de 700 3037834 21 (de préférence, de 150 à 650 ; de manière davantage préférée, de 200 à 500 ; de manière préférée entre toutes, de 250 à 300) et ont un indice hydroxyle (déterminé par le procédé de test ASTM Test Method D4274-11) de 350 à 1 200 mg KOH/g. De 5 manière davantage préférée, le polyol à l'initiateur amine utilisé a un indice hydroxyle de 400 à 1 000 mg KOH/g (de manière préférée entre toutes 600 à 850 mg KOH/g). Les exemples de polyols à initiateur amine disponibles dans le commerce comprennent la famille de polyols à initiateur amine 10 Voranolc) (disponibles auprès de The Dow Chemical Company) ; les polyols de spécialité Quadrol® (N,N,N',N'-tétrakis(2- hydroxypropyl-éthylène-diamine))(disponibles auprès de BASF) ; les polyols à base d'amine Pluracol® (disponibles auprès de BASF) ; les polyols à base d'amine Multranol (disponibles 15 auprès de Bayer MaterialScience LLC) ; la triisopropanolamine (TIPA) (disponible auprès de The Dow Chemical Company) ; et la triéthanolamine (TEA) (disponible auprès de Mallinckrodt Baker Inc.). Plusieurs polyols à initiateur amine préférés sont présentés dans le TABLEAU 2.
20 TABLEAU 2 Polyol à l'initiateur amine Nombre de MN Indice groupes ()H d'hydroxyle Par (mq KOH/q) molecule Triéthanolamine 3 149 1130 Triisopropanolamine 3 192 877 MULTRANOL® 9138 Polyol 3 240 700 MULTRANOL® 9170 Polyol 3 481 350 VORANOL® 391 Polyol 4 568 391 VORANOL® 640 Polyol 4 352 638 VORANOL® 800 Polyol 4 280 801 QUADROL® Polyol 4 292 770 MULTRANOL® 4050 Polyol 4 356 630 MULTRANOL® 4063 Polyol 4 488 460 MULTRANOL® 8114 Polyol 4 568 395 3037834 22 MULTRANOL® 8120 Polyol 4 623 360 MULTRANOL® 9181 Polyol 4 291 770 VORANOL® 202 Polyol 5 590 475 De préférence, le composant liquide de côté iso (I) comprend au moins un isocyanate polyfonctionnel de côté (I). De préférence, l'au moins un isocyanate polyfonctionnel de 5 côté (I) contient deux groups isocyanate réactifs (à savoir, NCO) par molecule. De préférence, l'au moins un isocyanate polyfonctionnel (I) est choisi dans le groupe constitué d'un isocyanate polyfonctionnel aliphatique, d'un isocyanate polyfonctionnel 10 aromatique et d'un mélange de ceux-ci. De manière davantage préférée, l'isocyanate polyfonctionnel (I) est un diisocyanate choisi dans le groupe constitué du 2,4-toluène diisocyanate ; du 2,6-toluène diisocyanate ; du 4,4'-diphénylméthane diisocyanate ; du naphtalène-1,5-diisocyanate ; du tolidine 15 diisocyanate ; du para-phénylène diisocyanate ; du xylylène diisocyanate ; de l'isophorone diisocyanate ; de l'hexaméthylène diisocyanate ; du 4,4'-dicyclohexylméthane diisocyanate ; du cyclohexanediisocyanate ; et leurs mélanges. De manière encore davantage préférée, l'au moins un isocyanate 20 polyfonctionnel de côté (I) est un prépolymère d'uréthane à terminaison isocyanate formé par la réaction d'un diisocyanate avec un polyol prépolymère. De préférence, l'au moins un isocyanate polyfonctionnel de côté (I) est un prépolymère d'uréthane à terminaison 25 isocyanate ; où le prépolymère d'uréthane à terminaison isocyanate a 2 à 12 % en poids de groupes isocyanate n'ayant pas réagi (NCO). De manière davantage préférée, le prépolymère d'uréthane à terminaison isocyanate utilisé dans le procédé de la présente invention a 2 à 10 % en poids (de manière encore 30 davantage préférée, 4 à 8 % en poids ; de manière préférée entre toutes, 5 à 7 96 en poids) de groupes isocyanate n'ayant pas réagi (NCO). De préférence, le prépolymère d'uréthane à terminaison isocyanate utilisé est le produit réactionnel d'un 3037834 23 diisocyanate avec un polyol prépolymère; où le polyol prépolymère est choisi dans le groupe constitué de diols, de polyols, de polyol diols, leurs copolymères et leurs mélanges. De manière davantage préférée, le polyol prépolymère est 5 choisi dans le groupe constitué de polyols de polyéther (par ex., poly(oxytétraméthylène)glycol, poly(oxypropylène)glycol et leurs mélanges) ; de polyols de polycarbonate ; de polyols de polyester ; de polyols de polycaprolactone ; de leurs mélanges et des mélanges de ceux-ci avec un ou plusieurs 10 polyols de bas poids moléculaire choisis dans le groupe constitué d'éthylène glycol ; de 1,2-propylène glycol ; de 1,3-propylène glycol ; de 1,2-butanediol ; de 1,3-butanediol ; de 2-méthyl-1,3-propanediol ; de 1,4-butanediol ; de néopentyl glycol ; de 1,5-pentanediol ; de 3-méthyl-1,5-pentanediol ; de 15 1,6-hexanediole ; de diéthylène glycol ; de dipropylène glycol ; et de tripropylène glycol. De manière encore davantage préférée, le polyol prépolymère est choisi dans le groupe constitué de polytétraméthylène éther glycol (PTMEG) ; de polyols à base d'ester (tels que les éthylène adipates, 20 butylène adipates) ; de polypropylène éther glycols (PPG) ; de polycaprolactone polyols ; de leurs copolymères ; et leurs mélanges. De manière préférée entre toutes, le polyol prépolymère est choisi dans le groupe constitué de PTMEG et de PPG.
25 De préférence, lorsque le polyol prépolymère est le PTMEG, le prépolymère d'uréthane à terminaison isocyanate a une concentration en groupes isocyanate n'ayant pas réagi (NCO) de 2 à 10 % en poids (de manière davantage préférée, de 4 à 8 % en poids ; de manière préférée entre toutes, de 6 à 30 7 % en poids). Les exemples de prépolymères d'uréthane à terminaison isocyanate à base de PTMEG disponibles dans le commerce comprennent les prépolymères Imuthane® (disponibles auprès de COIM USA, Inc., tels que PET-80A, PET-85A, PET-90A, PET-93A, PET-95A, PET-60D, PET-70D, PET-75D) ; les 35 prépolymères Adiprene® (disponibles auprès de Chemtura, such as, LF 800A, LF 900A, LF 910A, LF 930A, LF 931A, LF 939A, LF 950A, LF 952A, LF 600D, LF 601D, LF 650D, LF 667, LF 700D, 3037834 24 LF750D, LF751D, LF752D, LF753D et L325) ; les prépolymères Andui2) (disponibles auprès d'Anderson Development Company, tels que 70APLF, 80APLF, 85APLF, 90APLF, 95APLF, 60DPLF, 70APLF, 75APLF).
5 De préférence, lorsque le polyol prépolymère est le PPG, le prépolymère d'uréthane à terminaison isocyanate a une concentration en groupes isocyanate n'ayant pas réagi (NCO) de 3 à 9 % en poids (de manière davantage préférée, de 4 à 8 % en poids, de manière préférée entre toutes, de 5 à 6 % en poids).
10 Les exemples de prépolymères uréthane à terminaison isocyanate du PPG disponible dans le commerce comprennent les prépolymères Imuthane® (disponibles auprès de COIM USA, Inc., tels que PPT-80A, PPT-90A, PPT-95A, PPT-65D, PPT-75D) ; les prépolymères Adiprene® (disponibles auprès de Chemtura, tels 15 que LFG 963A, LFG 964A, LFG 740D) ; et les prépolymères Andur® (disponibles auprès d'Anderson Development Company, tels que 8000APLF, 9500APLF, 6500DPLF, 7501DPLF). De préférence, le prépolymère d'uréthane à terminaison isocyanate utilisé dans le procédé de la présente invention 20 est un prépolymère d'uréthane à terminaison isocyanate à faible teneur en monomère libre ayant moins de 0,1 % en poids de teneur en monomère de toluène diisocyanate (TDI) libre. De préférence, le composant liquide de côté iso (I) comprend au moins isocyanate polyfonctionnel de côté (I) ; où 25 le au moins un isocyanate polyfonctionnel de côté (I) est un prépolymère d'uréthane à terminaison isocyanate non à base de TDI. Les prépolymères d'uréthane à terminaison isocyanate non à base de TDI peuvent également être utilisés dans le procédé de la présente invention. Par exemple, les prépolymères 30 d'uréthane à terminaison isocyanate comprennent ceux formés par la réaction de 4,4'-diphénylméthane diisocyanate (MDI) et de polyols tels que le polytétraméthylène glycol (PTMEG) avec des diols éventuels tels que le 1,4-butanediol (BDO) sont acceptables. Lorsque ces prépolymères d'uréthane à terminaison 35 isocyanate sont utilisés, isocyanate n'ayant pas réagi la concentration en groupes (NCO) est de préférence de 4 à 10 % en poids (de manière davantage préférée, de 4 à 8 % en 3037834 25 poids, de manière préférée entre toutes, de 5 à 7 %) en poids). Les exemples de prépolymères d'uréthane à terminaison isocyanate disponibles dans le commerce comprennent les prépolymères Imuthane (disponibles auprès de COIM USA, Inc. 5 tels que 27-85A, 27-90A, 27-95A) ; les prépolymères Andur® (disponibles auprès d'Anderson Development Company, tels que IE75AP, IE80AP, IE 85AP, IE90AP, IE95AP, IE98AP) ; les prépolymères Vibrathane® (disponibles auprès de Chemtura, tels que B625, B635, B821) ; les prépolymères modifiés Isonate 10 (disponibles auprès de The Dow Chemical Company, tels que Isonate® 240 avec 18,7 96 de NCO, Isonate® 181 avec 23 96 de NCO, Isonate® 143L avec 29,2 % de NCO) ; et le MDI polymère (disponibles auprès de The Dow Chemical Company, tel que PAPI® 20, 27, 94, 95, 580N, 901).
15 De préférence, au moins l'un du composant liquide de côté poly (P) et du composant liquide de côté iso (I) peut contenir éventuellement des matériaux liquides supplémentaires. Par exemple, au moins l'un du composant liquide de côté poly (P) et du composant liquide de côté iso (I) peut contenir des 20 matériaux liquides choisis dans le groupe constitué de catalyseurs (par ex., catalyseurs amines tertiaires tels que Dabco® 33LV disponibles auprès d'Air Products, Inc. ; et le catalyseur étain tel que Fomrez® tin catalyst de Momentive) ; et de tensioactifs (par ex., Tegostab® silicon surfactant 25 d'Evonik). De préférence, le composant liquide de côté poly (P) contient un matériau liquide supplémentaire. De manière davantage préférée, le composant liquide de côté poly (P) contient un matériau liquide supplémentaire ; où le matériau liquide supplémentaire est au moins l'un parmi un catalyseur 30 et un tensioactif. De manière préférée entre toutes, le composant liquide de côté poly (P) contient un catalyseur et un tensioactif. De préférence, le composant liquide de côté poly (P) et le composant liquide de côté iso (I) sont fournis en un 35 rapport stoechiométrique des groupes hydrogène réactifs (c'est-à-dire le total des groupes amine (NH2) et des groupes hydroxyle (OH)) dans les composants du composant liquide de 3037834 26 côté poly (P) aux groupes isocyanate n'ayant pas réagi (NCO) dans le composant liquide de côté iso (I) de 0,85 à 1,15 (de manière davantage préférée, de 0,90 à 1,10 ; de manière préférée entre toutes, de 0,95 à 1,05).
5 De préférence, le dispositif de mélange axial (60) utilisé dans le procédé de production d'une couche de polissage mécano-chimique de la présente invention a une chambre cylindrique interne (65). De préférence, la chambre cylindrique interne (65) a une extrémité fermée (62) et une 10 extrémité ouverte (68). De préférence, l'extrémité fermée (62) et l'extrémité ouverte (68) sont chacune sensiblement perpendiculaires à un axe de symétrie (70) de la chambre cylindrique interne (65). De manière davantage préférée, l'extrémité fermée (62) et l'extrémité ouverte (68) sont 15 essentiellement perpendiculaires à un axe de symétrie (70) de la chambre cylindrique interne (65). De manière préférée entre toutes, l'extrémité fermée (62) et l'extrémité ouverte (68) sont chacune perpendiculaires à un axe de symétrie (70) de la chambre cylindrique interne (65). (Voir les Figures 3-5).
20 De préférence, le dispositif de mélange axial (60) utilisé dans le procédé de production d'une couche de polissage mécano-chimique de la présente invention a une chambre cylindrique interne (65) avec un axe de symétrié (70), où l'extrémité ouverte (68) a une ouverture circulaire (69).
25 De manière davantage préférée, le dispositif de mélange axial (60) utilisé dans le procédé de la présente invention a une chambre cylindrique interne (65) avec un axe de symétrie (70) ; où l'extrémité ouverte (68) a une ouverture circulaire (69) ; et où l'ouverture circulaire (69) est concentrique par 30 rapport à la chambre cylindrique interne (65). De manière préférée entre toutes, le dispositif de mélange axial (60) utilisé dans le procédé de la présente invention a une chambre cylindrique interne (65) avec un axe de symétrie (70) ; où l'extrémité ouverte (68) a une ouverture circulaire (69) ; où 35 l'ouverture circulaire (69) est concentrique avec la chambre cylindrique interne (65) ; et où l'ouverture circulaire (69) est perpendiculaire à l'axe de symétrie (70) de la chambre 3037834 27 cylindrique interne (65). De préférence, l'ouverture circulaire (69) a un diamètre de 1 à 10 mm (de manière davantage préférée, de 1,5 à 7,5 mm ; de manière encore davantage préférée, de 2 à 6 mm ; de manière préférée entre 5 toutes, de 2,5 à 3,5 mm). (voir les Figures 3-5). De préférence, le dispositif de mélange axial (60) utilisé dans le procédé de production d'une couche de polissage mécano-chimique de la présente invention a au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) (75) qui 10 s'ouvre dans la chambre cylindrique interne (65). De manière davantage préférée, le dispositif de mélange axial (60) utilisé dans le procédé de la présente invention a au moins deux orifices d'alimentation en liquide de côté (P) (75) qui s'ouvrent dans la chambre cylindrique interne (65). De 15 préférence, lorsque le dispositif de mélange axial (60) utilisé dans le procédé de la présente invention a au moins deux orifices d'alimentation en liquide de côté (P) (75) qui s'ouvrent dans la chambre cylindrique interne (65), les au moins deux orifices d'alimentation en liquide de côté (P) (75) 20 sont disposés uniformément suivant une circonférence (67) de la chambre cylindrique interne (65). De manière davantage préférée, lorsque le dispositif de mélange axial (60) utilisé dans le procédé de la présente invention a au moins deux orifices d'alimentation en liquide de côté (P) (75) qui 25 s'ouvrent dans la chambre cylindrique interne (65), les au moins deux orifices d'alimentation en liquide de côté (P) (75) sont disposés uniformément suivant une circonférence (67) de la chambre cylindrique interne (65) et sont à égale distance depuis l'extrémité fermée (62) de la chambre cylindrique 30 interne (65). De préférence, l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) s'ouvre dans la chambre cylindrique interne (65) par un orifice ayant un diamètre interne de 0,05 à 3 mm (de préférence, de 0,1 à 0,1 mm ; de manière davantage préférée, de 0,15 à 0,5 mm). De préférence, 35 l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) s'ouvre dans la chambre cylindrique interne (65) et est dirigé en direction de l'axe de symétrie (70) de la chambre 3037834 28 cylindrique interne (65). De manière davantage préférée, l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) s'ouvre dans la chambre cylindrique interne (65) et est dirigé vers et de façon essentiellement perpendiculaire à l'axe de symétrie 5 (70) de la chambre cylindrique interne (65). De manière préférée entre toutes, l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) s'ouvre dans la chambre cylindrique interne (65) et est dirigé vers et de façon perpendiculaire à l'axe de symétrie (70) de la chambre cylindrique interne (65).
10 De préférence, le dispositif de mélange axial (60) utilisé dans le procédé de production d'une couche de polissage mécano-chimique de la présente invention a au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) (80) qui s'ouvre dans la chambre cylindrique interne (65). De manière 15 davantage préférée, le dispositif de mélange axial (60) utilisé dans le procédé de la présente invention a au moins deux orifices d'alimentation en liquide de côté (I) (80) qui s'ouvrent dans la chambre cylindrique interne (65). De préférence, lorsque le dispositif de mélange axial (60) 20 utilisé dans le procédé de la présente invention a au moins deux orifices d'alimentation en liquide de côté (I) (80) qui s'ouvrent dans la chambre cylindrique interne (65) , les au moins deux orifices d'alimentation en liquides de côté (I) (80) sont disposés uniformément suivant une circonférence (67) 25 de la chambre cylindrique interne (65). De manière davantage préférée, lorsque le dispositif de mélange axial (60) utilisé dans le procédé de la présente in vention a au moins deux orifices d'alimentation en liquide de côté (I) (80) qui s'ouvrent dans la chambre cylindrique 30 interne (65), les au moins deux orifices d'alimentation en liquide de côté (I) (80) sont disposés uniformément suivant une circonférence (67) de la chambre cylindrique interne (65) et sont à une égale distance depuis l'extrémité fermée (62) de la chambre cylindrique interne (65). De préférence, l'au moins 35 un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) s'ouvre dans la chambre cylindrique interne (65) par un orifice ayant un diamètre interne de 0,05 à 3 mm (de préférence, de 0,1 à 3037834 29 0,1 mm ; de manière davantage préférée, de 0,15 à 0,5 mm). De préférence, l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) s'ouvre dans la chambre cylindrique interne (65) et est dirigé en direction de l'axe de symétrie (70) de la 5 chambre cylindrique interne (65). De manière davantage préférée, l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) s'ouvre dans la chambre cylindrique interne (65) et est dirigé vers et de façon essentiellement perpendiculaire à l'axe de symétrie (70) de la chambre cylindrique interne (65).
10 De manière préférée entre toutes, l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) s'ouvre dans la chambre cylindrique interne (65) et est dirigé vers et de façon perpendiculaire à l'axe de symétrie (70) de la chambre cylindrique interne (65).
15 De préférence, le dispositif de mélange axial (60) utilisé dans le procédé de production de la couche de polissage mécano-chimique a au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) (75) qui s'ouvre dans la chambre cylindrique interne (65) et au moins un orifice d'alimentation 20 en liquide de côté (I) (80) qui s'ouvre dans la chambre cylindrique interne (65) ; où l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) (75) et l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) (80) sont disposés uniformément suivant une circonférence (67) de la 25 chambre cylindrique interne (65). De manière davantage préférée, le dispositif de mélange axial (60) utilisé dans le procédé de la présente invention a au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) (75) qui s'ouvre dans la chambre cylindrique interne (65) et au moins un orifice 30 d'alimentation en liquide de côté (I) (80) qui s'ouvre dans la chambre cylindrique interne (65) ; où l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) (75) et l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) (80) sont disposés uniformément suivant une circonférence (67) de la 35 chambre cylindrique interne (65) et sont à une égale distance depuis l'extrémité fermée (62) de la chambre cylindrique interne (65).
3037834 30 De préférence, le dispositif de mélange axial (60) utilisé dans le procédé de production d'une couche de polissage mécano-chimique de la présente invention a au moins deux orifices d'alimentation en liquide de côté (P) (75) qui 5 s'ouvrent dans la chambre cylindrique interne (65) et au moins deux orifices d'alimentation en liquide de côté (I) (80) qui s'ouvrent dans la chambre cylindrique interne (65). De préférence, lorsque le dispositif de mélange axial (60) utilisé dans le procédé de la présente invention a au moins 10 deux orifices d'alimentation en liquide de côté (P) (75) qui s'ouvrent dans la chambre cylindrique interne (65) et au moins deux orifices d'alimentation en liquide de côté (I) (80) qui s'ouvrent dans la chambre cylindrique interne (65), les au moins deux orifices d'alimentation en liquide de côté (P) (75) 15 sont disposés uniformément suivant une circonférence (67) de la chambre cylindrique interne (65) et les au moins deux orifices d'alimentation en liquide de côté (I) (80) sont disposés uniformément suivant une circonférence (67) de la chambre cylindrique interne (65). De préférence, lorsque le 20 dispositif de mélange axial (60) utilisé dans le procédé de la présente invention a au moins deux orifices d'alimentation en liquide de côté (P) (75) qui s'ouvrent dans la chambre cylindrique interne (65) et au moins deux orifices d'alimentation en liquide de côté (I) (80) qui s'ouvrent dans 25 la chambre cylindrique interne (65), les orifices d'alimentation en liquide de côté (P) (75) et les orifices d'alimentation latérale de liquides (I) (80) alternent suivant une circonférence (67) de la chambre cylindrique interne (65). De manière davantage préférée, lorsque le dispositif de 30 mélange axial (60) utilisé dans le procédé de la présente invention a au moins deux orifices d'alimentation en liquide de côté (P) (75) qui s'ouvrent dans la chambre cylindrique interne (65) et au moins deux orifices d'alimentation en liquide de côté (I) (80) qui s'ouvrent dans la chambre 35 cylindrique interne (65), les orifices d'alimentation en liquide de côté (P) (75) et les orifices d'alimentation latérale de liquides (I) (80) alternent et sont espacés 3037834 31 uniformément suivant une circonférence (67) de la chambre cylindrique interne (65). De manière préférée entre toutes, lorsque le dispositif de mélange axial (60) utilisé dans le procédé de la présente invention a au moins deux orifices 5 d'alimentation en liquide de côté (P) (75) qui s'ouvrent dans la chambre cylindrique interne (65) et au moins deux orifices d'alimentation en liquide de côté (I) (80) qui s'ouvrent dans la chambre cylindrique interne (65) ; les orifices d'alimentation en liquide de côté (P) (75) et les orifices 10 d'alimentation en liquide de côté (I) (80) alternent et sont uniformément espacés suivant une circonférence (67) de la chambre cylindrique interne (65) ; et les orifices d'alimentation latérale de liquides (P) (75) et les orifices d'alimentation en liquide de côté (I) (80) sont tous à une 15 égale distance depuis l'extrémité fermée (62) de la chambre cylindrique interne (65). De préférence, le dispositif de mélange axial (60) utilisé dans le procédé de production de la couche de polissage mécano-chimique de la présente invention a au moins 20 un orifice d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel (85) qui s'ouvre dans la chambre cylindrique interne (65). De manière davantage préférée, le dispositif de mélange axial (60) utilisé dans le procédé de la présente invention a au moins un orifice d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel 25 (85) qui s'ouvre dans la chambre cylindrique interne (65) ; où l'au moins un orifice d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel (85) est disposé suivant une circonférence de la chambre cylindrique interne (65) en aval de l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) (75) et l'au 30 moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) (80) depuis l'extrémité fermée (62). De manière encore davantage préférée, le dispositif de mélange axial (60) utilisé dans le procédé de la présente invention a au moins deux orifices d'alimentation en gaz pressurisé tangentiels (85) qui 35 s'ouvrent dans la chambre cylindrique interne (65) ; où les au moins deux orifices d'alimentation en gaz pressurisé tangentiels (85) sont disposés suivant une circonférence de la 3037834 32 chambre cylindrique interne (65) en aval de l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) (75) et l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) (80) depuis l'extrémité fermée (62). De manière encore davantage 5 préférée, le dispositif de mélange axial (60) utilisé dans le procédé de la présente invention a au moins deux orifices d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel (85) qui s'ouvrent dans la chambre cylindrique interne (65) ; où les au moins deux orifices d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel (85) 10 sont disposés suivant une circonférence de la chambre cylindrique interne (65) en aval de l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) (75) et l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) (80) depuis l'extrémité fermée (62) ; et où les au moins deux orifices 15 d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel (85) sont disposés uniformément suivant une circonférence (67) de la chambre cylindrique interne (65). De manière préférée entre toutes, le dispositif de mélange axial (60) utilisé dans le procédé de la présente invention a au moins deux orifices d'alimentation en 20 gaz pressurisé tangentiel (85) qui s'ouvrent dans la chambre cylindrique interne (65) ; où les au moins deux orifices d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel (85) sont disposés suivant une circonférence de la chambre cylindrique interne (65) en aval de l'au moins un orifice d'alimentation en 25 liquide de côté (P) (75) et l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) (80) depuis l'extrémité fermée (62) ; et où l'au moins deux orifices d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel (85) sont disposés uniformément suivant une circonférence (67) de la chambre cylindrique 30 interne (65) et sont à égale distance depuis l'extrémité fermée (62) de la chambre cylindrique interne (65). De préférence, l'au moins un orifice d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel s'ouvre dans la chambre cylindrique interne (65) par un orifice ayant une dimension critique de 35 0,1 à 5 mm (de préférence, de 0,3 à 3 mm ; de manière davantage préférée, de 0,5 à 2 mm). De préférence, l'au moins un orifice d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel s'ouvre 3037834 33 dans la chambre cylindrique interne (65) et est dirigé tangentiellement suivant une circonférence interne de la chambre cylindrique interne (65). De manière davantage préférée, l'au moins un orifice d'alimentation en gaz 5 pressurisé tangentiel s'ouvre dans la chambre cylindrique interne (65) et est dirigé tangentiellement suivant une circonférence interne de la chambre cylindrique interne et sur un plan qui est essentiellement perpendiculaire à l'axe de symétrie (70) de la chambre cylindrique interne (65). De 10 manière préférée entre toutes, l'au moins un orifice d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel s'ouvre dans la chambre cylindrique interne (65) et est dirigé tangentiellement suivant une circonférence interne de la chambre cylindrique interne et sur un plan qui est 15 perpendiculaire à l'axe de symétrie (70) de la chambre cylindrique interne (65). De préférence, le tampon de polissage mécano-chimique de la présente invention comprend une couche de polissage mécano-chimique ayant une dureté Shore D de < 40 mesurée selon la 20 norme ASTM D2240. De manière davantage préférée, le tampon de polissage mécano-chimique de la présente invention comprend une couche de polissage mécano-chimique ayant une dureté Shore D de 5_ 35 (de manière davantage préférée, de 5_ 30 ; de manière préférée entre toutes, de 25) mesurée selon la norme ASTM 25 D2240. De préférence, le tampon de polissage mécano-chimique de la présente invention comprend une couche de polissage mécano- chimique ayant une porosité de 10 % en vol. De manière davantage préférée, le tampon de polissage mécano-chimique de 30 la présente invention comprend une couche de polissage mécano-chimique ayant une porosité de 25 à 75 % en vol. (de manière davantage préférée, de 30 à 60 % en vol., de manière préférée entre toutes, de 45 à 55 % en vol.). De préférence, la couche de polissage mécano-chimique 35 (90) de la présente invention a une épaisseur moyenne de la couche de polissage, Tp_avg, de 0,51 à 3,81 mm (20 à 150 mils) (millièmes de pouce). De manière davantage préférée, la couche 3037834 - 34 de polissage mécano-chimique (90) a une épaisseur moyenne de la couche de polissage, Tp.avq, de de 0,76 à 3,17 mm (30 à 125 mils) (de manière encore davantage préférée, de 1,00 à 3,05 mm (40 à 120 miles), de manière préférée entre toutes, de 1,27 à 5 2,50 mm (50 à 100 mils)). (Voir Figure 2). De préférence, la couche de polissage mécano-chimique de la présente invention est adaptée pour polir un substrat ; où le substrat est au moins l'un parmi un substrat magnétique, un substrat optique et un substrat semi-conducteur. De manière 10 davantage préférée, la couche de polissage mécano-chimique de la présente invention est adaptée pour polir un substrat ; le substrat étant un substrat semi-conducteur. De manière préférée entre toutes, la couche de polissage mécano-chimique de la présente invention est adaptée pour polir un substrat ; 15 le substrat étant une galette de semi-conducteur. De préférence, la couche de polissage mécano-chimique de la présente invention a une surface de polissage qui a au moins une macrotexture et une microtexture pour faciliter le polissage du substrat. De préférence, la surface de polissage 20 a une macrotexture, la macrotexture étant conçue pour au moins (i) atténuer au moins l'aquaplaning ; (ii) influencer l'écoulement du milieu de polissage ; (iii) modifier la rigidité de la couche de polissage ; (iv) réduire les effets de bordure ; et (v) faciliter le transfert des débris de 25 polissage depuis la zone entre la surface de polissage et le substrat qui est poli. De préférence, la couche de polissage mécano-chimique du tampon de polissage mécano-chimique de la présente invention a au moins l'une parmi une perforation et au moins une rainure 30 (105). De manière davantage préférée, la couche de polissage mécano-chimique du tampon de polissage mécano-chimique de la présente invention a au moins une rainure (105) formée dans la couche de polissage (90) s'ouvrant sur la surface de polissage (95) et ayant une profondeur de rainure, Gdepth, depuis la 35 surface de polissage (95) mesurée perpendiculairement par rapport à la surface de polissage (95) depuis la surface de polissage (95) en direction de la surface inférieure (92). De 3037834 35 préférence, l'au moins une rainure (105) est aménagée sur la surface de polissage (95) de sorte que lors de la rotation du tampon de polissage mécano-chimique pendant le polissage, l'au moins une rainure (105) balaie le substrat. De préférence, 5 l'au moins une rainure est choisie parmi des rainures courbes, des rainures linéaires et leurs combinaisons. De préférence, l'au moins une rainure a une profondeur moyenne de rainure, Gdepth-avg/ ,25 mm (10 mils) (de préférence, de 0,25 à 3,81 mm (10 à 150 mils)). De préférence, l'au moins une rainure a une 10 profondeur moyenne de rainure, Gdepth-avg, < l'épaisseur moyenne de couche de polissage Tp-avg - De préférence, l'au moins une rainure forme un motif de rainure qui comprend au moins deux rainures ayant une combinaison d'une profondeur moyenne de rainure, Gdepth-avg, choisie parmi ,25 mm (10 mils) , 0,38 mm 15 (15 mils) et 0,38 à 3,81 mm (15 à 150 mils) ; une largeur choisie parmi >- 0,25 mm (10 mils) et 0,25 à 2,5 mm (10 à 100 mils) ; et un espacement choisi parmi 0,76 mm (30 mils), >_ 1,27 mm (50 mils), 1,27 à 5,10 mm (50 à 200 mils), 1,78 à 5,10 mm (70 à 200 mils) et 2,29 à 5,10 mm (90 à 200 mils). De 20 préférence, l'au moins une rainure est choisie parmi (a) au moins deux rainures concentriques ; (b) au moins une rainure spiralée ; (c) un motif à rainures croisées ; et (d) une combinaison de ceux-ci. (Voir les Figures 6). De préférence, le motif de rainure comprend une pluralité 25 de rainures. De manière davantage préférée, le motif de rainure est choisi parmi un motif de rainures. De préférence, le motif de rainure est choisi dans le groupe constitué de rainures concentriques (qui peuvent être circulaires ou spiralées), de rainures courbes, de rainures croisées (par 30 ex., disposées comme une grille X-Y sur la surface du tampon), d'autres motifs réguliers motifs de type bande de irréguliers (par ex., combinaisons. De manière 35 rainure est choisi dans (par ex., hexagones, triangles), de roulement pneumatiq un motif fractal davantage préférée, le groupe ue, de motifs ), et leurs le motif de rainures constitué de aléatoires, de rainures concentriques, de rainures spiralées, de rainures croisées, de rainures en grille X-Y, de rainures 3037834 36 hexagonales, de rainures triangulaires, de rainures fractales et leurs combinaisons. De manière préférée entre toutes, la surface de polissage a un motif de rainure spiralée formée dans celui-ci. Le profil de la rainure est choisi de 5 préférence parmi un profil rectangulaire avec des parois latérales rectilignes ou la section transversale de la rainure peut être en forme de « V », en forme de « U », en dents de scie et leurs combinaisons. De préférence, le procédé de production d'une couche de 10 polissage mécano-chimique de la présente invention comprend : la fourniture d'un composant liquide de côté poly (P), comprenant un adduit amine-dioxyde de carbone ; et au moins un polyol de côté (P), une polyamine de côté (P) et un aminoalcool de côté (P) ; la fourniture d'un composant liquide 15 de côté iso (I), comprenant au moins un isocyanate polyfonctionnel de côté (I) ; la fourniture d'un gaz pressurisé ; la fourniture d'un dispositif de mélange axial (60) ayant une chambre cylindrique interne (65) ; où la chambre cylindrique interne (65) a une extrémité fermée (62), 20 une extrémité ouverte (68) , un axe de symétrie (70) , au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) (75) qui s'ouvre dans la chambre cylindrique interne (65), au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) (80) qui s'ouvre dans la chambre cylindrique interne (65), et au moins un (de 25 préférence, au moins deux) orifice d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel(85) qui s'ouvre dans la chambre cylindrique interne (65) ; où l'extrémité fermée (62) et l'extrémité ouverte (68) sont perpendiculaires à l'axe de symétrie (70) ; où l'au moins un orifice d'alimentation en 30 liquide de côté (P) (75) et l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) (80) sont disposés suivant une circonférence (67) de la chambre cylindrique interne (65) à proximité de l'extrémité fermée (62) ; où l'au moins un (de préférence, au moins deux) orific d'alimentation 35 en gaz pressurisé tangentiel (85) est disposé suivant une circonférence (67) de la chambre cylindrique interne (65) en aval de l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de 3037834 37 côté (P) (75) et l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) (80) depuis l'extrémité fermée (62) ; où le composant liquide de côté poly (P) est introduit dans la chambre cylindrique interne (65) par l'au moins un orifice 5 d'alimentation en liquide de côté (P) (75) à une pression de charge de côté (P) de 6 895 à 27 600 kPa ; où le composant liquide de côté iso (I) est introduit dans la chambre cylindrique interne (65) par l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) (80) à une pression de 10 charge de côté (I) de 6 895 à 27 600 kPa ; où un débit massique combiné du composant liquide de côté poly (P) et du composant liquide de côté iso (I) à la chambre cylindrique interne est de 1 à 500 g/s (de préférence de 2 à 40 g/s ou, de manière davantage préférée, de 2 à 25 g/s,) ; où le gaz 15 pressurisé est introduit dans la chambre cylindrique interne par l'au moins un (de préférence, au moins deux) orifice d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel avec une pression d'alimentation de 150 à 1 500 kPa ; où une vitesse d'entrée dans la chambre cylindrique interne du gaz pressurisé est de 20 50 à 600 m/s calculée sur la base de conditions de gaz parfait à 20°C et à une pression de 1 atm, ou de préférence de 75 à 350 m/s, où le composant liquide de côté poly (P), le composant de côté iso (I) liquide et le gaz pressurisé sont mélangés dans la chambre cylindrique interne (65) pour former 25 une combinaison ; l'évacuation de la combinaison depuis l'extrémité ouverte (68) de la chambre cylindrique interne (65) en direction d'une cible à une vitesse de 5 à 1000 m/s, ou, de préférence, de 10 à 600 m/s, ou, de manière davantage préférée, de 15 à 450 m/s ; la solidification de la 30 combinaison en un gâteau ; et l'obtention de la couche de polissage mécano-chimique à partir du gâteau, où la couche de polissage mécano-chimique a une porosité 10 % en vol. et une surface de polissage adaptée pour polir un substrat (de préférence, où la couche de polissage mécano-chimique a une 35 dureté Shore D de < 40, (de manière davantage préférée, 35 ; de manière davantage préférée, 30 ; de manière préférée entre toutes, 25) (Voir Figures 3 à 5).
3037834 38 De préférence, dans le procédé de production d'une couche de polissage mécano-chimique de la présente invention, le composant liquide de côté poly (P) est introduit dans la chambre cylindrique interne (65) par l'au moins un orifice 5 d'alimentation en liquide de côté (P) (75) à une pression de charge de côté (P) de 6 895 à 27 600 kPa. De manière davantage préférée, le composant liquide de côté poly (P) est introduit dans la chambre cylindrique interne (65) par l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) (75) à une 10 pression de charge de côté (P) de 8 000 à 20 000 kPa. De manière préférée entre toutes, le composant liquide de côté poly (P) est introduit dans la chambre cylindrique interne (65) par l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) (75) à une pression de charge de côté (P) de 10 000 à 15 17 000 kPa. De préférence, dans le procédé de production d'une couche de polissage mécano-chimique de la présente invention, le composant liquide de côté iso (I) est introduit dans la chambre cylindrique interne (65) par l'au moins un orifice 20 d'alimentation en liquide de côté (I) (80) à une pression de charge de côté (I) de 6 895 à 27 600 kPa. De manière davantage préférée, le composant liquide de côté iso (I) est introduit dans la chambre cylindrique interne (65) par l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) (80) à une 25 pression de charge de côté (I) de 8 000 à 20 000 kPa. De manière préférée entre toutes, le composant liquide de côté iso (I) est introduit dans la chambre cylindrique interne (65) par l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) (80) à une pression, de charge de côté (I) de 10 000 à 30 17 000 kPa. De préférence, dans le procédé de production d'une couche de polissage mécano-chimique de la présente invention, le gaz pressurisé utilisé est choisi dans le groupe constitué de dioxyde de carbone, d'azote, d'air et d'argon. De manière 35 davantage préférée, le gaz pressurisé utilisé est choisi dans le groupe constitué de dioxyde de carbone, d'azote et d'air. De manière encore davantage préférée, le gaz pressurisé 3037834 39 utilisé est choisi dans le groupe constitué d'azote et d'air. De manière préférée entre toutes, le gaz pressurisé utilisé est l'air. De préférence, dans le procédé de production d'une couche 5 de polissage mécano-chimique de la présente invention, le gaz pressurisé utilisé a une teneur en eau de < 10 ppm. De manière davantage préférée, le gaz pressurisé utilisé a une teneur en eau de < 1 ppm. De manière encore davantage préférée, le gaz pressurisé utilisé a une teneur en eau de 0,1 ppm. De 10 manière préférée entre toutes, le gaz pressurisé utilisé a une teneur en eau de 0,01 ppm. De préférence, dans le procédé de production d'une couche de polissage mécano-chimique de la présente invention, le gaz pressurisé est introduit dans la chambre cylindrique interne 15 (65) par les au moins deux orifices d'alimentation en gaz pressurisé tangentiels (85) avec une vitesse d'entrée, la vitesse d'entrée étant de 90 à 600 m/s calculée sur la base de conditions de gaz parfait à 20 °C et une pression de 1 atm, de préférence, de 75 à 350 m/s. Sans souhaiter être lié par une 20 théorie, il est à noter que lorsque la vitesse d'entrée est trop faible, la couche de polissage mécano-chimique déposée dans le moule a une probabilité accrue de développer des craquelures indésirables. De préférence, dans le procédé de production d'une couche 25 de polissage mécano-chimique de la présente invention, le gaz pressurisé est introduit dans la chambre cylindrique interne (65) par les au moins deux orifices d'alimentation en gaz pressurisé tangentiels (85) avec une pression d'alimentation de 150 à 1 500 kPa. De manière davantage préférée, le gaz 30 pressurisé est introduit dans la chambre cylindrique interne (65) par les au moins deux orifices d'alimentation en gaz pressurisé tangentiels(85) avec une pression d'alimentation de 350 à 1 000 kPa. De manière préférée entre toutes, le gaz pressurisé est introduit dans la chambre cylindrique interne 35 (65) par les au moins deux orifices d'alimentation en gaz pressurisé tangentiels(85) avec une pression d'alimentation de 550 à 830 kPa.
3037834 De préférence, dans le procédé de production d'une couche de polissage mécano-chimique de la présente invention, le débit massique combiné du composant liquide de côté poly (P) et du composant liquide de côté iso (I) dans la chambre 5 cylindrique interne (65) est de 1 à 500 g/s (de préférence, 2 à 40 g/s ; de manière davantage préférée, de 2 à 25 g/s). De préférence, dans le procédé de production d'une couche de polissage mécano-chimique de la présente invention, le rapport du (a) total du débit massique combiné du composant 10 liquide de côté poly (P) et du composant liquide de côté iso (I) dans la chambre cylindrique interne (65) au (b) débit massique du gaz pressurisé dans la chambre cylindrique interne (65) (calculé sur la base de conditions de gaz parfait à 20 °C et à une pression de 1 atm) est de < 46 à 1 (de manière 15 davantage préférée, 30 à 1). De préférence, dans le procédé de production d'une couche de polissage mécano-chimique de la présente invention, la combinaison formée dans le dispositif de mélange axial (60) est évacuée depuis l'extrémité ouverte (68) depuis la chambre 20 cylindrique interne (65) en direction d'une cible (12) à une vitesse de 10 à 300 m/s. De manière davantage préférée, la combinaison est évacuée de l'ouverture (69) à l'extrémité ouverte (68) du dispositif de mélange axial (60) à une vitesse ayant un composant z dans une direction parallèle à l'axe z 25 (Z) en direction d'une cible (12) de 10 à 300 m/s. (Voir les Figure 1 et 7). De préférence, dans le procédé de production d'une couche de polissage mécano-chimique de la présente invention, la combinaison est évacuée de l'extrémité ouverte (68) du 30 dispositif de mélange axial (60) sur une élévation, E, dans la dimension z au-dessus de la cible (12). De manière davantage préférée, la combinaison est évacuée de l'extrémité ouverte (68) du dispositif de mélange axial (60) sur une élévation, E, dans la dimension z au-dessus de la cible (12) ; l'élévation 35 moyenne, Eavg, étant de 2,5 à 125 cm (de manière davantage préférée, de 7,5 à 75 cm ; de manière préférée entre toutes, de 12,5 à 50 cm). (Voir les Figures 1 et 7).
3037834 41 De préférence, dans le procédé de production d'une couche de polissage mécano-chimique de la présente invention, la cible utilisée est tout matériau approprié pour recevoir la combinaison évacuée. De manière davantage préférée, la cible 5 est un matériel choisi parmi une surface plastique, une surface de verre et une surface métallique. De préférence, la cible est choisie parmi les matériaux plats et les matériaux mis en forme (par ex. une cible ayant un motif de rainure en négatif formée dans celle-ci).
10 De préférence, la cible (12) utilisée dans le procédé de la présente invention définit un motif de rainure en négatif (14), le motif de rainure (100) étant transmis à la surface de polissage (95) de la couche de polissage mécano-chimique (90). De préférence, la cible (12) a une section sensiblement 15 circulaire ayant un rayon moyen, rc, (de préférence, où rc est de 20 à 100 cm ; de manière davantage préférée, où rc est de 25 à 65 cm ; de manière préférée entre toutes, où rc est de 40 à 60 cm). (Voir les Figures 1 et 7). De préférence, la cible (12) utilisée dans le procédé de 20 la présente invention fait partie intégrante d'un moule (10) ayant une paroi périphérique (15). De préférence, la paroi périphérique définit une frontière interne verticale (18) dé la cavité de moule (20) qui est sensiblement perpendiculaire au plan x-y (28). De manière davantage préférée, la paroi 25 périphérique définit une frontière interne verticale (18) de la cavité de moule (20) qui est essentiellement perpendiculaire au plan x-y (28). (Voir la Figure 1). De préférence, la cavité de moule (20) a un axe central, Caris, (22) qui coïncide avec l'axe z et qui croise la 30 frontière interne horizontale (14) de la base (12) du moule (10) sur un point central (21). De préférence, le point central (21) est situé au centre géométrique de la section transversale, Cx-sect, (24) de la cavité du moule (20) projeté sur le plan x-y (28). (Voir la Figure 1).
35 De préférence, la section transversale de la cavité de moule, Cx-sect, (24) projetée sur le plan x-y (28) peut être de toute forme bidimensionnelle régulière ou irrégulière. De 3037834 42 préférence, la section transversale de la cavité du moule, Cx_ secs, (24) est choisie parmi un polygone et une ellipse. De manière davantage préférée, la section transversale de la cavité du moule, Cx-sect, (24) est une section transversale 5 sensiblement circulaire ayant un rayon moyen, rc, (de préférence, où rc est de 20 à 100 cm ; de manière davantage préférée, où rc est de 25 à 65 cm ; de manière préférée entre toutes, où rc est de 40 à 60 cm). De manière préférée entre toutes, la cavité du moule (20) s'approche d'une région ayant 10 une forme de cylindre droit ayant une section transversale sensiblement circulaire, Cx-sect; où la cavité de moule a un axe de symétrie, Cx-s-m, (25) qui coïncide avec l'axe central de la cavité de moule, Caxis, (22) ; dans laquelle la région en forme de cylindre droit a une surface de section droite , Cx-area 15 définie comme suit : Cx-area = 7rre2, où rc est le rayon moyen de la surface de section transversale de la cavité du moule, Cx-area, projetée sur le plan x-y (28) ; et où rc est de 20 à 100 cm (de manière 20 davantage préférée, de 25 à 65 cm ; de manière préférée entre toutes, de 40 à 60 cm). (Voir la Figure 1). De préférence, dans le procédé de production d'une couche de polissage mécano-chimique de la présente invention, la combinaison formée dans le dispositif de mélange axial a un 25 temps de gel de 5 à 900 secondes. De manière davantage préférée, la combinaison formée dans le dispositif de mélange axial a un temps de gel de 10 à 600 secondes. De manière préférée entre toutes, la combinaison formée dans le dispositif de mélange axial a un temps de gel de 15 à 30 120 secondes. De préférence, la couche de polissage mécano-chimique préparée en utilisant le procédé de la présente invention peut être amené à former une interface avec au moins une couche supplémentaire pour former un tampon de polissage mécano- 35 chimique. De préférence, la couche de polissage mécano-chimique préparée selon le procédé de la présente invention est amenée à former une interface avec un sous-tampon.
3037834 43 De préférence, le procédé de production d'une couche de polissage mécano-chimique (90) pour un tampon de polissage mécano-chimique (20) de la présente invention comprend en outre : la fourniture d'une substance de côté poly (P), 5 comprenant au moins l'un parmi le polyol de côté (P), la polyamine de côté (P) et l'amine d'alcool de côté (P) ; la fourniture d'une substance de côté iso (I), comprenant au moins un isocyanate polyfonctionnel de côté (I) ; où la substance de côté poly (P) est introduite dans la chambre 10 cylindrique interne par l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) à une pression de charge de côté (P) de 6 895 à 27 600 kPa ; où la substance de côté iso (I) est introduite dans la chambre cylindrique interne par l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) à une 15 pression de charge de côté (I) de 6 895 à 27 600 kPa ; où un débit massique combiné de la substance de côté poly (P) et de la substance de côté iso (I) dans la chambre cylindrique interne est de 1 à 500 g/s, tel que, de préférence, de 2 à 40 g/s, de manière davantage préférée, de 2 à 25 g/s ; où la 20 substance de côté poly (P), la substance de côté iso (I) et le gaz pressurisé sont mélangés dans la chambre cylindrique interne pour former un mélange ; où le gaz pressurisé est introduit dans la chambre cylindrique interne par l'au moins un orifice d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel avec 25 une pression d'alimentation de 150 à 1 500 kPa ; où la vitesse d'entrée dans la chambre cylindrique interne du gaz pressurisé est de 50à 600 m/s calculée sur la base de conditions de gaz parfait à 20°C et à une pression de 1 atm, ou, de préférence, de 75 à 350m/s ; l'évacuation du mélange depuis l'extrémité 30 ouverte de la chambre cylindrique interne en direction d'une surface inférieure de la couche de polissage mécano-chimique à une vitesse de 5à1000 m/s, ou, de préférence, de 10 à 600 ou, de maniére davantage préférée, de 15 à 450 m/s ; la solidification du mélange sur la surface inférieure de la 35 couche de polissage mécano-chimique pour former un sous-tampon (220) ; où le sous-tampon (220) fait partie intégrante de la couche de polissage mécano-chimique (90) ; où le sous-tampon 3037834 44 (220) a une porosité de sous-tampon qui est différente de celle de la couche de polissage mécano-chimique (90). De préférence, le sous-tampon (220) est adjacent à la surface inférieure (92) de la couche de polissage (90). De préférence, 5 le sous-tampon (220) a une épaisseur de sous-tampon Ts perpendiculairement à la surface de polissage (95) de la couche de polissage mécano-chimique (90). L'homme du métier saura choisir une épaisseur de sous-tampon appropriée Ts, pour le sous-tampon (220). De préférence, le sous-tampon (220) a 10 une épaisseur moyenne de sous-tampon Ts- avg I de 0,38 mm (15 mils) (de manière davantage préférée, de 0,76 à 2,50 mm (30 à 100 mils) ; de manière préférée entre toutes, de 0,76 à 1,90 mm (30 à 75 mils)). De préférence, la substance de côté poly (P) et le composant liquide de côté poly (P) peuvent être 15 identiques ou différents. De préférence, la substance de côté poly (P) et le composant liquide de côté poly (P) sont différents. De préférence, la substance de côté poly (P) et le composant liquide de côté poly (P) sont identiques. Le composant de côté iso (I) liquide et la substance de côté iso 20 (I) peuvent être identiques ou différents. De préférence, le composant de côté iso (I) liquide et la substance de côté iso (I) sont identiques. De préférence, le composant de côté iso (I) liquide et la substance de côté iso (I) sont différents. (Voir la Figure 8).
25 De préférence, la couche de polissage mécano-chimique préparée en utilisant le procédé de la présente invention peut être amenée à former une interface avec au moins une couche supplémentaire (225) (par ex. un sous-tampon) en utilisant un adhésif d'empilement (210) ; l'adhésif d'empilement (210) 30 étant interposé entre la surface inférieure (92) de la couche de polissage mécano-chimique (90) et la couche supplémentaire (225). L'au moins une couche supplémentaire améliore de préférence la conformité de la couche de polissage mécano-chimique avec la surface du substrat qui est poli. De 35 préférence, l'adhésif d'empilement (210) utilisé est un adhésif choisi dans le groupe constitué des adhésifs sensibles à la pression, des adhésifs thermofusibles réactifs, des 3037834 adhésifs de contact et leurs combinassions. De manière davantage préférée, l'adhésif d'empilement utilisé est choisi dans le groupe constitué des adhésifs thermofusibles réactifs et des adhésifs sensibles à la pression. De manière préférée 5 entre toutes, l'adhésif d'empilement utilisé est un adhésif thermofusible réactif. (Voir la Figure 9). De préférence, le tampon de polissage mécano-chimique (200) de la présente invention est adapté pour être interfacé avec la plateau d'une machine de polissage. De préférence, le 10 tampon de polissage mécano-chimique (200) est adapté pour être interfacé avec le plateau en utilisant au moins l'un parmi un vide et un adhésif autocollant (230). De préférence, le tampon de polissage mécano-chimique (200) est adapté pour être amené à former une interface avec le plateau en utilisant un adhésif 15 de plateau sensible à la pression (230). De préférence, lorsque le tampon de polissage mécano-chimique de la présente invention est doté d'un adhésif de plateau sensible à la pression (230), le tampon de polissage mécano-chimique aura une couche de décollement (240) appliquée sur l'adhésif de 20 plateau autocollant (230). (Voir par ex. la Figure 9). De préférence, le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention comprend : la fourniture du substrat, le substrat étant choisi parmi l'au moins un d'un substrat magnétique, d'un substrat optique et d'un substrat semi25 conducteur ; la fourniture d'un tampon de polissage mécanochimique ayant une couche de polissage mécano-chimique selon la présente invention ; la création d'un contact dynamique entre la surface de polissage de la couche de polissage mécano-chimique et le substrat pour polir une surface du 30 substrat ; et le conditionnement de la surface de polissage avec un conditionneur abrasif. De manière davantage préférée, le procédé de polissage d'un substrat de l'invention comprend : la fourniture du substrat ; le substrat étant un substrat semi-conducteur ayant un élément de TEOS ; la 35 fourniture du tampon de polissage mécano-chimique ayant une couche de polissage mécano-chimique selon la présente invention ; la création d'un contact dynamique entre la 3037834 46 surface de polissage de la couche de polissage mécano-chimique et le substrat pour polir une surface du substrat ; où au moins une partie du TEOS est retirée du substrat ; et le conditionnement de la surface de polissage avec un 5 conditionneur abrasif. De manière encore davantage préférée, le procédé de polissage d'un substrat de la présente invention comprend : la fourniture du substrat, le substrat étant un substrat semi-conducteur ayant un élément de TEOS ; la fourniture d'un tampon de polissage mécano-chimique ayant une 10 couche de polissage mécano-chimique selon la présente invention ; la fourniture d'un milieu de polissage ; le milieu de polissage comprenant un abrasif de silice colloïdale ; la distribution du milieu de polissage sur la surface de polissage du tampon de polissage mécano-chimique à proximité 15 d'une interface entre le tampon de polissage mécano-chimique et le substrat ; où le milieu de polissage entre en contact avec l'élément de TEOS et la surface de polissage ; la création d'un contact dynamique entre la surface de polissage de la couche de polissage mécano-chimique et le substrat à 20 polir une surface du substrat ; où l'au moins une partie du TEOS est retirée du substrat ; et le conditionnement de la surface de polissage avec un conditionneur abrasif. Des modes de réalisation de la présente invention seront à présent décrits en détail dans les exemples suivants.
25 Exemple comparatif Cl : couche de polissage Un composant liquide de côté poly (P) a été fourni, contenant : 88,62 % en poids de polyéther polyol de haut poids moléculaire (Voralux® HF 505 polyol disponible auprès de 30 The Dow Chemical Company) ; 10,0 % en poids de monoéthylène glycol ; 1,23 % en poids d'un tensioactif silicone (Tegostab® B8418 surfactant disponibles auprès d'Evonik) ; 0,05 % en poids d'un catalyseur à l'étain (Fomrez® UL-28 disponibles auprès de Momentive) ; et 0,10 % en poids d'un catalyseur 35 amine tertiaire (Dabco® 33LV catalyst disponibles auprès d'Air Products, Inc.). Un composant liquide de côté iso (I) a été fourni, contenant : 100 % en poids d'un diphénylméthane 3037834 47 diisocyanate modifié (IsonateTM 181 MDI prépolymère disponible auprès de The Dow Chemical Company.) Un gaz pressurisé (air sec) a été fourni. Un dispositif de mélange axial a été fourni (MicroLine 45 5 CSM, disponible auprès d'Hennecke GmbH) ayant un orifice d'alimentation en liquide de côté (P), un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) et quatre orifices d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel. Le composant liquide de côté poly (P) et le composant liquide de côté iso 10 (I) ont été chargés dans le dispositif de mélange axial par leurs orifices d'alimentation respectifs avec une pression de charge de côté (P) de 9 500 kPa, une pression de charge de côté (I) de 11 100 kPa et à un rapport en poids de (I)/(P) de 0,71 (en donnant un rapport stoechiométrique de groupes 15 hydrogène réactifs aux groupes NCO de 0,95). Le gaz pressurisé a été chargé par les orifice d'alimentation en gaz pressurisé tangentiels avec une pression d'alimentation de 830 kPa pour donner un rapport des débits massiques des composants liquides combinés au gaz dans le dispositif de mélange axial de 4,5 à 1 20 pour former une combinaison. La combinaison est évacuée du dispositif de mélange axial en direction d'une base de moule ayant un motif de rainure en négatif formé dans celui-ci (un motif en négatif de type K7 de rainures circulaires concentriques) à une vitesse de 254 m/s pour former un gâteau 25 sur la base de moule. On a laissé le gâteau durcir pendant 16 heures à 100 °C. On a ensuite laissé le gâteau refroidir à température ambiante avant sa séparation de la base du moule. La surface inférieure du gâteau a été usinée de façon à être plane sur un tour pour donner une couche de polissage. La 30 couche de polissage a ensuite été couplée à un sous-tampon Suba IV en utilisant un adhésif thermofusible pour donner un tampon de polissage mécano-chimique avec une couche de polissage mécano-chimique ayant un motif de rainure de type K7 (rainures circulaires concentriques de 0,51 mm (20 mils) de 35 largeur, 0,76 mm (30 mils) de profondeur et 1,78 mm (70 mils) d'espacement).
3037834 48 Exemple 1 : couche de polissage Un composant liquide de côté poly (P) a été fourni, contenant : 88,62 % en poids de polyéther polyol de haut poids moléculaire (Voralux1 HF 505 polyol disponible auprès de 5 The Dow Chemical Company) ; 10,0 % en poids de monoéthylène glycol ; 1,23 % en poids d'un tensioactif silicone (Tegostab® B8418 surfactant disponibles auprès d'Evonik) ; 0,05 % en poids d'un catalyseur à l'étain (Fomrez® UL-28 disponibles auprès de Momentive) ; et 0,10 % en poids d'un catalyseur 10 amine tertiaire (Dabco® 33LV catalyst disponibles auprès d'Air Products, Inc.). Un matériau liquide supplémentaire (SpecflexTM NR 556 CO2/adduit amine aliphatique disponible auprès de The Dow Chemical Company) a été ajouté au composant liquide de côté poly (P) à raison de 3 parties pour 15 100 parties de composant liquide de côté poly (P) en poids. Un composant liquide de côté iso (I) a été fourni, contenant : 100 % en poids d'un diphénylméthane diisocyanate modifié (prépolymère IsonateTM 181 MDI disponible auprès de The Dow Chemical Company). Un gaz pressurisé (air sec) a été fourni.
20 Un dispositif de mélange axial a été fourni (MicroLine 45 CSM, disponible auprès d'Hennecke GmbH) ayant un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) , un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) et quatre orifices d'alimentation en gaz pressurisé tangentiels. Le composant 25 liquide de côté poly (P) et le composant liquide de côté iso de de côté (I) ont été chargés dans le dispositif de mélange axial par leurs orifices d'alimentation respectifs avec une pression de charge de côté (P) de 8 600 kPa, une pression de charge de côté (I) de 13 100 kPa et à un rapport en poids de 30 (I)/(P) de 0,83 (en donnant un rapport stoechiométrique de groupes hydrogène réactifs aux groupes NCO de 0,95). Le gaz pressurisé a été chargé par les orifice d'alimentation en gaz pressurisé tangentiels avec une pression d'alimentation de 830 kPa pour donner des débits massiques des composants 35 liquides combinés au gaz dans le dispositif de mélange axial de 4,4 à 1 pour former une combinaison. La combinaison est évacuée du dispositif de mélange axial en direction d'une base 3037834 49 de moule ayant un motif de rainure en négatif formé dans celui-ci (un motif en négatif de type K7 de rainures circulaires concentriques) à une vitesse de 254 m/s pour former un gâteau sur la base de moule. On a laissé le gâteau 5 durcir pendant 16 heures à 100 °C. On a ensuite laissé le gâteau refroidir à température ambiante avant sa séparation de la base du moule. La surface inférieure du gâteau a été usinée de façon à être plane sur un tour pour donner une couche de polissage. La couche de polissage a ensuite été couplée à un 10 sous-tampon Suba IV en utilisant un adhésif thermofusible pour donner un tampon de polissage mécano-chimique avec une couche de polissage mécano-chimique ayant un motif de rainure de type K7 (rainures circulaires concentriques de 0,51 mm (20 mils) de largeur, 0,76 mm (30 mils) de profondeur et 1,78 mm (70 mils) 15 d'espacement). Propriétés de la couche de polissage Les couches de polissage de l'exemple comparatif Cl et de l'exemple 1 ont été analysées pour déterminer leurs propriétés 20 physiques indiquées dans le TABLEAU 3. Il est à noter que les données de densité rapportées ont été déterminées selon la norme ASTM D1622 ; les données de dureté Shore D rapportées ont été déterminées selon la norme ASTM D2240 ; et l'allongement à la rupture rapporté a été déterminé selon la 25 norme ASTM D412. TABLEAU 3 Pro - riété Exem - le Ex. Cl Ex.
1 Densité (g/cm3) 0,66 0,57 Dureté Shore D, @ 15s 29 26 Porosité (en % en vol.) 43 50 G'-40 °C (MPa) 11 11 G"-40 °C (MPa) 1,1 1,3 G'-30°C/G'-90°C 2,4 2,7 Résistance à la traction (MPa) 6,2 7,3 Allongement à la rupture (%) 252 202 3037834 Module de traction (MPa) 15,4 28,3 Solidité (MPa) 11,0 10,7 Exemples comparatifs PC1 et exemple Pl Expériences sur la vitesse de retrait du polissage mécano-chimique 5 Des tests la vitesse de retrait par polissage du dioxyde de silicium ont été réalisés en utilisant le tampon de polissage mécano-chimique préparé selon l'exemple 1 et comparé avec ceux obtenus en utilisant le tampon de polissage mécano- chimique préparé selon l'exemple comparatif Cl.
10 Spécifiquement, la vitesse de retrait du dioxyde de silicium pour chacun des tampons de polissage est présentés dans le TABLEAU 4. Les expériences de vitesse de retrait par polissage ont été réalisées sur des galettes en feuille de TEOS S15KTEN de de couverture de 200 mm de Novellus Systems, Inc. Un 15 polisseur de 200 mm Mirra® Applied Materials a été utilisé. Toutes les expériences de polissage ont été réalisées avec une force d'appui de 20,7 kPa (3 psi), un débit de suspension de 200 ml/min (suspension KlebosolTM 1730 disponible auprès de Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc), une vitesse de 20 rotation de table de 93 t/m et une vitesse de rotation de support de 87 t/m. Un conditionneur à tampon au diamant Saesol 8031C (disponible dans le commerce auprès de Saesol Diamond Ind. Co., Ltd.) a été utilisé pour conditionner les tampons de polissage. Les tampons de polissage ont chacun été rodées avec 25 le conditionneur en utilisant une force d'appui de 31,1 N pendant 30 minutes. Les tampons de polissage ont été encore conditionnés à 100 % in situ pendant le polissage à raison de 10 balayages/min de 1,7 à 9,2 depuis le centre du tampon de polissage avec une force d'appui de 31,1 N. Les vitesses de 30 retrait ont été déterminées par la mesure de l'épaisseur du film avant et après le polissage en utilisant un outil de métrologie KLA-Tencor FX200 appliquant un balayage en spiral de 49 points avec une exclusion de bord de 3 mm. Chacune des expériences de vitesse de retrait a été réalisée trois fois.
35 La vitesse moyen de retrait pour les expériences de retrait 3037834 51 triples pour chacun des tampons de polissage est présentée dans le TABLEAU 4. TABLEAU 4 Ex # Tampon de polissage Vitesse de retrait mécano-chimique TEOS (kmin) PC1 Exemple comparatif Cl 1596 P1 Exemple 1 2046

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Tampon de polissage mécano-chimique, comprenant : une couche de polissage mécano-chimique ayant une surface de polissage, une surface inférieure et une épaisseur moyenne de la couche de polissage, Ti_w,g, mesurée perpendiculairement par rapport à la surface de polissage depuis la surface inférieure jusqu'à la surface de polissage où la couche de polissage mécano-chimique est formée en 10 combinant un composant liquide de côté poly (P) et un composant de côté iso (I) liquide ; où le composant liquide de côté poly (P) comprend un adduit amine-dioxyde de carbone ; et au moins l'un parmi un polyol de côté (P), une polyamine de côté (P) et un 15 aminoalcool de côté (P), où le composant liquide de côté iso (I) comprend au moins un isocyanate polyfonctionnel de côté (I) ; où la couche de polissage mécano-chimique a une porosité > 10 % en vol. ; 20 où la couche de polissage mécano-chimique a une dureté Shore D de < 40 ; et où la surface de polissage est adaptée pour polir un substrat. 25
  2. 2. Tampon de polissage mécano-chimique selon la revendication 1, où le composant liquide de côté poly (P) comprend 1 à 5 % en poids de l'adduit amine-dioxyde de carbone ; et 25 à 95 % en poids du polyol de côté (P) ; où le polyol de côté (P) est un polyéther polyol de haut poids 30 moléculaire ; où le polyéther polyol de haut poids moléculaire a un poids moléculaire moyen en nombre, MN, de 2 500 à 100 000 et une moyenne de 4 à 8 groupes hydroxyle par molécule. 35
  3. 3. Tampon de polissage mécano-chimique selon la revendication 2, où le composant liquide de côté poly (P) comprend en outre : 10 à 30 96 en poids d'un polyol de bas 3037834 53 poids moléculaire ; le polyol de bas poids moléculaire ayant un poids moléculaire moyen en nombre, MN, de 5 200.
  4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 3, où l'isocyanate polyfonctionnel de côté (I) a une moyenne de deux groupes isocyanate réactifs par molécule.
  5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, où le composant liquide de côté poly (P) comprend en outre 10 au moins l'un parmi un catalyseur et un tensioactif.
  6. 6. Procédé de production d'une couche de polissage mécano-chimique, comprenant : la fourniture d'un composant liquide de côté poly (P) 15 comprenant un adduit amine-dioxyde de carbone ; et au moins l'un parmi un polyol de côté (P), une polyamine de côté (P) et un aminoalcool de côté (P) ; la fourniture d'un composant liquide de côté iso (I) comprend au moins un isocyanate polyfonctionnel de côté (I) ; 20 la fourniture d'un gaz pressurisé ; la fourniture d'un dispositif de mélange axial ayant une chambre cylindrique interne ; où la chambre cylindrique interne a une extrémité fermée, une extrémité ouverte, un axe de symétrie, au moins un orifice 25 d'alimentation en liquide de côté (P) qui s'ouvre dans la chambre cylindrique interne, au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) qui s'ouvre dans la chambre cylindrique interne, et au moins un orifice d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel qui s'ouvre dans 30 la chambre cylindrique interne ; où l'extrémité fermée et l'extrémité ouverte sont perpendiculaires à l'axe de symétrie ; où l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) et l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de 35 côté (I) sont disposés suivant une circonférence de la chambre cylindrique interne à proximité depuis l'extrémité fermée ; 3037834 54 où l'au moins un orifice d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel est disposé suivant une circonférence depuis la chambre cylindrique interne en aval de l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) et l'au moins un orifice 5 d'alimentation en liquide de côté (I) depuis l'extrémité fermée ; où le composant liquide de côté poly (P) est introduit dans la chambre cylindrique interne par l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) à une pression de charge 10 de côté (P) de 6 895 à 27 600 kPa ; où le composant liquide de côté iso (I) est introduit dans la chambre cylindrique interne par l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) à une pression de charge de côté (I) de 6 895 à 27 600 kPa ; 15 où un débit massique combiné du composant liquide de côté poly (P) et du composant liquide de côté iso (I) dans la chambre cylindrique interne est de 1 à 500 g/s ; où le composant liquide de côté poly (P), le composant liquide de côté iso (I) et le gaz pressurisé sont mélangés 20 dans la chambre cylindrique interne pour former une combinaison ; où le gaz pressurisé est introduit dans la chambre cylindrique interne par l'au moins un orifice d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel avec une pression d'alimentation 25 de 150 à 1 500 kPa ; où une vitesse d'entrée dans la chambre cylindrique interne de gaz pressurisé est de 50 à 600 m/s calculée sur la base de conditions de gaz parfait à 20°C et à une pression de 1 atm ; 30 l'évacuation de la combinaison de l'extrémité ouverte de la chambre cylindrique interne en direction d'une cible à une vitesse de 5 à 1000 m/s ; la solidification de la combinaison en un gâteau l'obtention de la couche de polissage mécano-chimique à 35 partir du gâteau, où la couche de polissage mécano-chimique a une porosité 10 % en vol. et une surface de polissage adaptée pour polir un substrat. 3037834 55
  7. 7. Procédé selon la revendication 6, comprenant en outre : la fourniture d'une substance de côté poly (P) comprenant 5 au moins l'un parmi le polyol de côté (P), la polyamine de côté (P) et l'aminoalcool de côté (P) ; la fourniture d'une substance de côté iso (I) comprenant au moins un isocyanate polyfonctionnel de côté (I) ; où la substance de côté poly (P) est introduit dans la 10 chambre cylindrique interne par l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) à une pression de charge de côté (P) de 6 895 à 27 600 kPa ; où la substance de côté iso (I) est introduite dans la chambre cylindrique interne par l'au moins un orifice 15 d'alimentation en liquide de côté (I) à une pression de charge de côté (I) de 6 895 à 27 600 kPa ; où un débit massique combiné de la substance de côté poly (P) et du composant liquide de côté iso (I) dans la chambre cylindrique interne est de 6 à 500 g/s ; 20 où la substance de côté poly (P) , la substance de côté iso (I) et le gaz pressurisé sont mélangés dans la chambre cylindrique interne pour former un mélange ; où le gaz pressurisé est introduit dans la chambre cylindrique interne par l'au moins un orifice d'alimentation 25 en gaz pressurisé tangentiel avec une pression d'alimentation de 150 à 1 500 kPa ; où une vitesse d'entrée dans la chambre cylindrique interne de gaz pressurisé est de 50 à 600 m/s calculée sur la base de conditions de gaz parfait à 20°C et à une pression de 30 1 atm ; l'évacuation du mélange depuis l'extrémité ouverte de la chambre cylindrique interne en direction d'une surface inférieure de la couche de polissage mécano-chimique à une vitesse de 5 à 1000 m/s ; 35 la solidification du mélange sur la surface inférieure de la couche de polissage mécano-chimique pour former un sous-tampon ; où le sous-tampon fait partie intégrante de la couche 3037834 56 de polissage mécano-chimique ; le sous-tampon ayant une porosité de sous-tampon qui est différente de celle de la couche de polissage mécano-chimique. 5
  8. 8. Procédé de polissage d'un substrat, comprenant ; la fourniture du substrat ; le substrat étant choisi parmi l'au moins un d'un substrat magnétique, d'un substrat optique et d'un substrat semi-conducteur ; la fourniture d'un tampon de polissage mécano-chimique 10 comprenant une couche de polissage mécano-chimique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 ; la création d'un contact dynamique entre la surface de polissage de la couche de polissage mécano-chimique et du substrat pour polir une surface du substrat ; et 15 le conditionnement de la surface de polissage avec un conditionneur abrasif.
  9. 9. Procédé selon la revendication 8, où le substrat semi-conducteur a un élément de TEOS ; et au moins une partie 20 du TEOS est retiré du substrat.
  10. 10. Procédé selon la revendication 9, comprenant en outre : la fourniture d'un milieu de polissage, le milieu de 25 polissage comprenant un abrasif de silice colloïdale ; la distribution du milieu de polissage sur la surface de polissage du tampon de polissage mécano-chimique à proximité d'une interface entre le tampon de polissage mécano-chimique et le substrat ; 30 où le milieu de polissage vient en contact avec l'élément de TEOS et la surface de polissage.
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