TW202237685A - 用於具有高硬度的高孔隙率化學機械拋光墊之配製物及用其製成之cmp墊 - Google Patents

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安妮特Ｍ 克里維斯
特里沙 布魯格洛雷斯布魯法
維爾Ｏ 阿奇博爾德
麥克E 米爾斯
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Abstract

本發明提供了由以下項的雙組分反應混合物製成的具有40至80蕭氏DO（15秒）硬度的CMP拋光墊或層：(i) 液體芳族異氰酸酯組分，其包含一種或多種芳族二異氰酸酯或線型芳族異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物，和 (ii) 液體多元醇組分，其包含a) 一種或多種聚合物多元醇，b) 基於該液體多元醇組分的總重量，15至36 wt.%的具有2至6個碳原子的一種或多種小鏈雙官能多元醇，c) 基於該液體多元醇組分的總重量，0至25 wt.%的液體芳族二胺，該液體芳族二胺在標準壓力和40°C下是液體的，和d) 足以將由該雙組分反應混合物製成的CMP拋光墊的密度降低至0.2至0.50 g/mL的量的水或CO 2-胺加合物，其中基於該反應混合物的總重量，該反應混合物包含60至75 wt.%的硬鏈段材料。

Description

用於具有高硬度的高孔隙率化學機械拋光墊之配製物及用其製成之CMP墊
本發明關於用於製造具有40或更大的蕭氏DO硬度（15秒）和0.5或更低的比重（SG）的化學機械平坦化拋光（CMP拋光）墊的雙組分聚胺酯組成物、由其製成的CMP拋光墊以及其製造方法。更具體地，本發明關於CMP拋光墊，該等拋光墊包含液體芳族二異氰酸酯組分和液體多元醇組分（包含短鏈二醇和液體芳族二胺固化劑）的雙組分反應混合物的聚胺酯泡沫反應產物，其中該液體多元醇組分含有例如水，基於該雙組分反應混合物的總重量，水的量係1000至8500 ppm。
在CMP製程中，拋光墊與拋光溶液（諸如含磨料的拋光漿料和/或不含磨料的反應性液體）組合以使半導體、光學或磁性襯底平坦化或維持其平整度的方式去除過量材料。持續需要具有增加的層均勻性或平坦化性能與可接受的去除速率組合的CMP拋光墊。然而，在該工業中仍然存在去除速率或硬度與缺陷率之間的性能折衷，其中去除速率或硬度越大導致缺陷越多。
Itoyama等人的美國專利公開號US2014/0038503A1揭露了製造聚胺酯-尿素泡沫的模製CMP拋光墊之方法，該等拋光墊具有0.30至0.60 g/cm 3的密度和5至35度的D型硬度（JIS K 6253-1997/ISO 7619）。用於CMP拋光墊的配製物包含異氰酸酯化合物、多異氰酸酯化合物、聚胺化合物和水性分散體混合物（包含水、泡沫穩定劑、反應催化劑和非反應性氣體）的混合物。組成物進一步包含多元醇，該多元醇被揭露為具有500至5000的數目平均分子量。Itoyama墊包括由水和異氰酸酯的反應產生的孔；然而，所揭露的墊係軟的，因為如果硬度太高，將在經拋光的襯底上形成劃痕或缺陷。參見 [0076]。
本發明之諸位發明人已經尋求解決以下問題：提供用於製造化學機械拋光層或墊的更靈活的配製物窗口，該化學機械拋光層或墊具有改善的硬度和去除速率性能，而不會不希望地增加缺陷率。
1.     根據本發明，用於形成化學機械拋光（CMP拋光）層的不含有機溶劑的反應混合物包含：(i) 液體芳族異氰酸酯組分，其包含一種或多種芳族二異氰酸酯或線型芳族異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物、較佳的是線型亞甲基二苯基二異氰酸酯（MDI）預聚物，基於該液體芳族異氰酸酯組分的總固體重量，具有18至40 wt.%、或較佳的是18至34 wt.%的未反應異氰酸酯（NCO）濃度，和 (ii) 液體多元醇組分，其包含a) 一種或多種聚合物多元醇諸如聚四亞甲基二醇（PTMEG）、聚丙二醇（PPG）、六官能多元醇、或其混合物，b) 基於該液體多元醇組分的總重量，15至36 wt.%的具有2至6個碳原子的一種或多種小鏈雙官能多元醇，諸如像乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、二丙二醇、三丙二醇及其混合物，或較佳的是乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇和/或三乙二醇，以及c) 基於該液體多元醇組分的總重量，0至25 wt.%的液體芳族二胺，該液體芳族二胺在標準壓力和40°C下是液體的，和d) 足以將由該雙組分反應混合物製成的CMP拋光墊的密度降低至0.2至0.50 g/mL或較佳的是0.35至0.495 g/mL的量的水或CO 2-胺加合物，諸如CO 2-烷醇胺，諸如1000和8500 ppm或較佳的是1000至5,000 ppm的水或0.25至4 wt.%或較佳的是0.4至2.5 wt.%的CO 2-胺加合物，該等量基於該雙組分反應混合物的總重量，其中基於該反應混合物的總重量，該反應混合物包含60至75 wt.%或較佳的是大於63至75 wt.%的硬鏈段材料。該雙組分反應混合物不含有除了由該水或CO 2-胺加合物形成的那些之外的微量元素。
2.     根據本發明，如以上項目1中的用於形成化學機械拋光（CMP拋光）層的不含有機溶劑的反應混合物，其中該等反應混合物在65°C下具有15秒至3分鐘或較佳的是15秒至2分鐘的膠凝時間。
3.     根據本發明之單獨方面，用於拋光襯底的化學機械（CMP）拋光墊，該襯底選自磁性襯底、光學襯底和半導體襯底中的至少一種，該等拋光墊包含適配成拋光該襯底的拋光層，該拋光層包含不含有機溶劑的雙組分反應混合物的聚胺酯反應產物，該雙組分反應混合物包含：(i) 液體芳族異氰酸酯組分，其包含一種或多種芳族二異氰酸酯或線型芳族異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物、較佳的是線型亞甲基二苯基二異氰酸酯（MDI）預聚物，基於該芳族異氰酸酯組分的總固體重量，具有18至40 wt.%、或較佳的是18至34 wt.%的未反應異氰酸酯（NCO）濃度，和 (ii) 液體多元醇組分，其包含a) 一種或多種聚合物多元醇諸如聚四亞甲基二醇（PTMEG）、聚丙二醇（PPG）、六官能多元醇、或其混合物，b) 基於該液體多元醇組分的總重量，15至36 wt.%的具有2至6個碳原子的一種或多種小鏈雙官能多元醇，諸如像乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、二丙二醇、三丙二醇及其混合物，或較佳的是乙二醇、丙二醇、二乙二醇、二丙二醇和/或三乙二醇，以及c) 基於該液體多元醇組分的總重量，0至25 wt.%的液體芳族二胺，該液體芳族二胺在環境條件下是液體的，例如選自以下的任一種：二甲硫基甲苯二胺、甲苯二胺、三級丁基甲苯二胺（諸如5-三級丁基-2,4-甲苯二胺或3-三級丁基-2,6-甲苯二胺）、氯甲苯二胺和N,N’-二烷基胺基二苯基甲烷及其混合物，或較佳的是氯甲苯二胺、二甲硫基甲苯二胺及其混合物；二乙基甲苯二胺（DETDA）和N,N’-二烷基胺基二苯基甲烷，和d) 足以將該CMP拋光墊的密度降低至0.2至0.50 g/mL、或較佳的是0.35至0.495 g/mL的量的水或CO 2-胺加合物，諸如CO 2-烷醇胺，諸如1000和8500 ppm或較佳的是1000和5000 ppm的水或0.25至4.0 wt.%或較佳的是0.4至2.5 wt.%的CO 2-胺加合物，諸如CO 2-烷醇胺，該等量基於該雙組分反應混合物的總重量，其中基於該反應混合物的總重量，該反應混合物包含60至75 wt.%、或較佳的是大於63至75 wt.%的硬鏈段材料，其中該CMP拋光層具有40至80、或較佳的是至少43、或43至80的蕭氏DO（15秒）硬度，並且具有0.2至0.55 g/mL、或較佳的是0.35至0.50 g/mL、或甚至更較佳的是0.35至0.495 g/mL的密度；較佳的是，進一步地其中該CMP拋光層不含有除了由該水或CO 2-胺加合物形成的那些之外的微量元素。
4.     根據如以上項目1、2或3中任一項中的本發明之CMP拋光墊或反應混合物，其中該反應混合物中胺（NH 2）基團的總莫耳數和羥基（OH）基團的總莫耳數之和與製造該CMP拋光層的反應混合物中未反應的異氰酸酯（NCO）基團的總莫耳數的化學計量比係0.85 : 1.0至1.15 : 1.0、或較佳的是0.9 : 1.0至1.1 : 1.0。
5.     根據如以上項目3或4中任一項中的本發明之CMP拋光墊，其中該 (i) 液體芳族異氰酸酯組分包含選自以下的一種或多種二異氰酸酯或異氰酸酯封端的線型胺基甲酸酯預聚物化合物：亞甲基二苯基二異氰酸酯（MDI）；甲苯二異氰酸酯（TDI）；萘二異氰酸酯（NDI）；對苯二異氰酸酯（PPDI）；或鄰甲苯胺二異氰酸酯（TODI）；其混合物；用以下中的一種或多種擴展劑化合物擴展的MDI、TDI、NDI、PPDA、TODI中任一種的具有84至100 wt.%、或較佳的是90至100 wt.%的硬鏈段材料含量的線型異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物或其混合物：乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、二丙二醇、三丙二醇及其混合物，較佳的是，MDI的線型異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物（其係用一種或多種擴展劑化合物擴展的MDI或MDI二聚體）。
6.     根據如以上項目3、4或5中任一項中的本發明之CMP拋光墊，其中該液體芳族二胺固化劑在環境條件下是液體，其選自：二甲硫基甲苯二胺、異構物2,4-二胺基-3,5-二甲硫基甲苯和3,5-二甲硫基-2,4-甲苯二胺的混合物；二乙基甲苯二胺；三級丁基甲苯二胺，諸如5-三級丁基-2,4-甲苯二胺或3-三級丁基-2,6-甲苯二胺；氯甲苯二胺；和N,N’-二烷基胺基二苯基甲烷及其混合物，或較佳的是氯甲苯二胺或二甲硫基甲苯二胺，異構物2,4-二胺基-3,5-二甲硫基甲苯和3,5-二甲硫基-2,4-甲苯二胺的混合物，二乙基甲苯二胺（DETDA）和N,N’-二烷基胺基二苯基甲烷。
7.     根據如以上項目1、2、3、4、5或6中任一項中的本發明之化學機械拋光墊，該拋光墊包含該CMP拋光層並且進一步包含在拋光層的底側上的子墊或背襯層，諸如聚合物浸漬的非織造物或聚合物片材，使得該拋光層形成該拋光墊的頂部。
8.     在又另一方面，本發明提供了用於製造具有適配成拋光襯底的拋光層的化學機械（CMP）拋光墊之方法，該方法包括提供如以上項目1、2、3、4、5或6中任一項中的雙組分反應混合物，諸如例如在靜態混合器或撞擊式混合器中將該 (i) 液體芳族異氰酸酯組分和該 (ii) 液體多元醇組分混合，和將該反應混合物作為一種組分施用至敞開式模具表面（較佳的是具有在CMP拋光墊的頂部表面中形成陰凹槽圖案的陽形貌），在環境溫度至130°C下使該反應混合物固化以形成模製的聚胺酯反應產物，例如，最初在環境溫度至130°C下固化1至30分鐘、或較佳的是30秒至5分鐘的時間段，從模具移出該聚胺酯反應產物，並且然後，最後在60°C至130°C的溫度下固化1分鐘至16小時、或較佳的是5分鐘至15分鐘的時間段。
9.     根據如以上項目8中的本發明之方法，其中該拋光墊的形成進一步包括將子墊層諸如聚合物浸漬的非織造物、或者多孔或無孔的聚合物片材堆疊到拋光層的底側上，使得該拋光層形成該拋光墊的頂表面。
10.   根據如以上項目8或9中任一項中的本發明之方法，其中該方法直接在該模具中形成該CMP拋光墊的表面。
11.   根據如以上項目8、9或10中任一項中的本發明之方法，其中將該反應混合物作為一種組分施用包括將該模具過噴、隨後固化以形成聚胺酯反應產物，將該聚胺酯反應產物從該模具中移出，並且然後將該聚胺酯反應產物的周邊衝壓或切割為該CMP拋光墊的期望直徑。
12.   在又還另一方面，本發明提供了拋光襯底之方法，該方法包括：提供襯底，其選自磁性襯底、光學襯底和半導體襯底中的至少一種；提供根據以上項目1至7中任一項的化學機械（CMP）拋光墊；在CMP拋光墊的拋光層的拋光表面與襯底之間產生動態接觸以拋光襯底的表面；和用磨料調節器調節拋光墊的拋光表面。
除非另外指明，否則溫度和壓力條件係環境溫度和標準壓力。所有列舉的範圍係包括端值的和可組合的。
除非另外指明，否則任何含有括弧的術語可替代地是指如同不存在括弧一樣的整個術語以及沒有括弧的術語、以及每一可選擇項的組合。因此，術語「(多)異氰酸酯」係指異氰酸酯、多異氰酸酯、或其混合物。
所有範圍係包括端值的和可組合的。例如，術語「50 cPs至3000 cPs、或100 cPs或更大」將包括50 cPs至100 cPs、50 cPs至3000 cPs和100 cPs至3000 cPs中的每一個。
出於本發明之目的，除非另外特別指出，否則反應混合物以wt.%表示。
如本文所使用的，術語「ASTM」係指賓夕法尼亞州西康舍霍肯的ASTM國際組織（ASTM International, West Conshohocken, PA）的出版物。
如本文所使用的，術語「異氰酸酯基團的平均數目」意指芳族異氰酸酯化合物的混合物中異氰酸酯基團的數目的加權平均值。例如，MDI（2個NCO基團）和MDI的異氰脲酸酯（被認為具有3個NCO基團）的50 : 50 wt.%混合物具有平均2.5個異氰酸酯基團。
如本文所使用的，術語「膠凝時間」意指藉由以下方式獲得的結果：在約65°C下，例如，在VM-2500渦流實驗室混合器（StateMix有限公司，溫尼伯，加拿大（StateMix Ltd., Winnipeg, Canada））（設置在1000 rpm）中混合給定反應混合物持續30 s，將計時器設置為零並打開計時器，將混合物倒入鋁杯中，將杯子置於膠凝計時器（Gardco Hot Pot TM膠凝計時器，保羅N加德納公司，龐帕諾比奇市，佛羅里達州（Paul N. Gardner Company, Inc., Pompano Beach, FL））的熱鍋（設置在65°C）中，使用線網攪拌器以20 RPM攪拌反應混合物，並記錄該線網攪拌器在樣品中停止移動時的膠凝時間。
如本文所使用的，術語來自液體多元醇組分和液體芳族異氰酸酯組分中任一種的聚胺酯反應產物或原料的「硬鏈段」係指包含任何二元醇、二醇、雙二醇、具有6個或更少碳原子的三(二醇)、任何二胺、三胺或多胺、二異氰酸酯、三異氰酸酯、或其反應產物的指定反應混合物的部分。因此，「硬鏈段」不包括聚醚或聚二醇諸如聚乙二醇或聚丙二醇、或具有三個或更多個醚基團的聚氧乙烯。
如本文所使用的，術語「除了由水或CO 2-胺加合物形成的那些之外的微量元素」意指選自中空芯聚合物材料諸如聚合物微球、液體填充的中空芯聚合物材料諸如流體填充的聚合物微球、以及填料諸如氮化硼的微量元素。由氣體或僅僅形成氣體的發泡劑諸如CO 2-胺加合物在CMP拋光層中形成的孔不被認為係微量元素。
如本文所使用的，術語「多異氰酸酯」意指含兩個或更多個異氰酸酯基團的任何含異氰酸酯基團的分子。
如本文所使用的，術語「多異氰酸酯預聚物」意指任何含有異氰酸酯基團的分子，該分子係過量二異氰酸酯或多異氰酸酯與含有兩個或更多個活性氫基團的含有活性氫的化合物（諸如二胺、二醇、三醇和多元醇）的反應產物。
如本文所使用的，術語「聚胺酯」係指來自雙官能或多官能異氰酸酯的聚合產物，例如聚醚脲、聚異氰脲酸酯、聚胺酯、聚脲、聚胺酯脲、其共聚物以及其混合物。
如本文所使用的，術語「反應混合物」包括任何非反應性添加劑，諸如微量元素和降低根據ASTM D2240-15 (2015) 的CMP拋光墊中聚胺酯反應產物的硬度的任何添加劑。
如本文所使用的，術語反應混合物的「化學計量」係指反應混合物中（游離OH+游離NH 2基團）與游離NCO基團的莫耳當量之比。
如本文所使用的，術語「SG」或「比重」係指從根據本發明之拋光墊或層切割下來的矩形物的重量/體積比。
如本文所使用的，術語「蕭氏DO硬度」係如根據ASTM D2240-15（2015）「橡膠特性的標準測試方法-硬度計硬度（Standard Test Method for Rubber Property—Durometer Hardness）」測量的給定CMP拋光墊的15秒硬度。在配備有O探針的雷克斯混合硬度測試儀（Rex Hybrid hardness tester）（雷克斯儀錶公司，布法羅格羅夫，伊利諾州（Rex Gauge Company, Inc., Buffalo Grove, IL））上測量硬度。對於每次硬度測量，將六個樣品堆疊並打亂；並且在測試並使用ASTM D2240-15（2015）中概述之方法改進硬度測試的可重複性之前，藉由將所測試的每個墊在23°C下在50%相對濕度中放置五天來對其進行調節。在本發明中，拋光層或墊的聚胺酯反應產物的蕭氏D硬度包括反應的蕭氏D硬度，該反應包括用以增加硬度的任何添加劑。術語「蕭氏A」硬度係指對於更軟的材料用更大的A探針測量的相同的15秒硬度。
如本文所使用的，術語「固體」係指保留在本發明之聚胺酯反應產物中的任何材料；因此，固體包括在固化時不揮發的反應性和非揮發性液體和添加劑。固體不包括水和揮發性溶劑。
如本文所使用的，除非另外指明，否則術語「黏度」係指在給定溫度下如使用流變儀測量的呈純形式（100%）的給定材料的黏度，該流變儀設定在0.1 - 100弧度/秒的振盪剪切速率掃描（在具有100 µm間隙的50 mm平行板幾何形狀中）。
如本文所使用的，除非另外指明，否則術語「wt.% NCO」係指給定異氰酸酯或異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物組成物中未反應或游離異氰酸酯基團的量。
如本文所使用的，術語「wt.%」代表重量百分比。
根據本發明，本發明之諸位發明人已經發現，具有 ＞ 40蕭氏DO（15秒）硬度的高孔隙率CMP拋光層的CMP拋光墊係有用的硬墊，其具有吸引人的去除速率曲線，並且能夠以低缺陷率進行拋光。特別地，藉由噴塗具有60 wt.%至68 wt.%、或較佳的是高於60 wt.%的硬鏈段重量分數的反應混合物形成的CMP拋光層提供具有高於40、或較佳的是至少43的蕭氏DO（15秒）值且密度低於0.50 g/mL的硬墊。該硬度和孔隙率範圍內的CMP拋光墊以前無法從其他CMP生產方法獲得。此外，由使用本發明之CMP拋光墊產生的缺陷率出人意料地好。雖然CMP拋光墊中改善的拉伸模量被認為係改善的平坦化效率（PE）的關鍵驅動因素，但拉伸模量同樣增加CMP拋光中形成的缺陷。
本發明之CMP拋光墊由具有液體芳族二異氰酸酯組分和進一步含有液體芳族二異氰酸酯組分的液體多元醇組分的雙組分反應混合物形成。液體芳族二異氰酸酯組分包含一種或多種液體芳族二異氰酸酯或線型芳族異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物。合適的線型胺基甲酸酯預聚物可以是具有高於18 wt.%的NCO含量的亞甲基二苯基異氰酸酯（MDI）二異氰酸酯預聚物；這樣的線型芳族異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物的實例包括由MDI和（二）乙二醇形成的具有23.0 wt.%的NCO含量和182 g/mol當量重量的預聚物。合適的反應混合物進一步包含0至25 wt.%（基於反應混合物的總重量）的作為固化劑的液體芳族二胺。液體芳族二胺固化劑有助於給予快速反應時間和高拉伸強度和高拉伸模量的良好機械特性。
反應混合物的硬鏈段確保良好的機械特性。硬鏈段可以是反應混合物的60至68 wt.%，並且可以構成多元醇組分和芳族異氰酸酯組分兩者的一部分。
作為反應混合物的硬鏈段的一部分，二異氰酸酯較佳的是亞甲基二苯基二異氰酸酯（MDI），其與甲苯二異氰酸酯（TDI）相比毒性更小。液體芳族異氰酸酯組分可以包含由擴展劑或短鏈二醇像二醇和雙二醇、或者較佳的是單乙二醇（MEG）、二丙二醇（DPG）和/或三丙二醇（TPG）形成的線型異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物。
較佳的是，液體芳族二異氰酸酯組分僅含有脂肪族異氰酸酯的雜質水平。
反應混合物的軟鏈段可包含聚合物多元醇，諸如 (ii) 多元醇組分中的雙官能聚醚。合適的軟多元醇係PTMEG和PPG。含PTMEG的多元醇的可用實例如下：來自堪薩斯州威奇托市英威達公司（Invista, Wichita, KS）的Terathane TM2900、2000、1800、1400、1000、650和250；來自賓夕法尼亞州利默里克市萊昂德爾化學品公司（Lyondell Chemicals, Limerick, PA）的Polymeg TM2900、2000、1000、650；來自新澤西州弗洛勒姆派克市巴斯夫公司（BASF Corporation, Florham Park, NJ）的PolyTHF TM650、1000、2000。含PPG的多元醇的可用實例如下：來自賓夕法尼亞州匹茲堡市科思創公司（Covestro, Pittsburgh, PA）的Arcol TMPPG-425、725、1000、1025、2000、2025、3025和4000；來自密西根州米德蘭市陶氏公司（Dow, Midland, MI）的Voranol TM、Voralux TM、以及Specflex TM產品系列；各自來自科思創公司（Covestro）（德國勒沃庫森市（Leverkusen, DE））的Multranol TM、Ultracel TM、Desmophen TM或Acclaim TMPolyol 12200、8200、6300、4200、2200。
反應混合物的軟鏈段還可以包含具有聚醚骨架並且每分子具有5至7個羥基的一種或多種多元醇。
具有聚醚骨架並且每分子具有5至7個羥基的合適的多元醇作為以下可獲得：具有5個羥基、590的數目平均分子量和475 mg KOH/g的羥值的VORANOL TM202多元醇（陶氏公司（Dow）），具有6個羥基、3,366的數目平均分子量和100 mg KOH/g的羥值的MULTRANOL TM9185多元醇（陶氏公司），或具有平均6.9個羥基、12,420的數目平均分子量和31 mg KOH/g的羥值的VORANOL TM4053多元醇（陶氏公司）。
液體多元醇組分中ii) a) 聚合物多元醇的量可以是液體多元醇組分的最高達85 wt.%的量。
基於反應混合物的總固體重量，本發明之液體芳族二胺固化劑可占0至25 wt.%、或較佳的是0至20 wt.%。
合適的固化劑係芳族二胺，其在標準壓力和40°C下是液體。然而，固化劑必須足夠慢，以允許混合雙組分反應混合物。當與芳族異氰酸酯組分和多元醇組分組合時，固化劑必須引起膠凝（因此反應性混合物組合不再流動）至少15秒，或者較佳的是至少20秒。因此，本發明之固化劑不包含超過5 wt.%的N,N-伯烷基芳基二胺或N,N-二級或三級烷基二胺作為固體。
為了增加多元醇組分與二異氰酸酯或多異氰酸酯的反應性，可以使用催化劑。合適的催化劑包括熟悉該項技術者已知的任何催化劑，例如油酸、壬二酸、二丁基二月桂酸錫、辛酸錫、辛酸鉍、1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一碳-7-烯（DBU）、三級胺催化劑諸如Dabco TMTMR催化劑、三伸乙基二胺諸如DABCO TM33 LV、以及以上的混合物。胺催化劑可加速發泡反應。
本發明之反應混合物基本上不含添加的有機溶劑。
所得CMP拋光墊的比重為0.2至0.5，較佳的是0.35至0.495。隨著孔隙率增加，CMP拋光墊的體特性（bulk properties）減弱，並且去除速率（RR）上升。然而，在CMP拋光墊或層展現出增加的孔隙率並且是硬層或墊時，缺陷率和平坦化效率預計不會改善。
本發明之CMP拋光墊或層包括具有大數均孔徑（X 50）（如藉由掃描電子顯微鏡法（SEM）確定的，75至200微米、或較佳的是80至140微米）的多孔材料。本發明之反應混合物的化學計量為(NH + OH) : NCO 0.85 : 1.0至1.15 : 1.0。
本發明之化學機械拋光層或墊包含拋光層，其係多孔聚胺酯的均勻分散體。均勻性對於獲得一致的拋光墊性能係重要的。因此，選擇本發明之反應混合物使得所得墊形貌穩定且容易再現。例如，控制添加劑諸如抗氧化劑和雜質諸如水對於一致的製造通常是重要的。
根據本發明，CMP拋光層可以藉由將反應混合物噴塗到敞開式模具上並使其固化之方法製成。因為本發明之雙組分反應混合物可作為流體噴塗或沈積以製造CMP拋光層，因此本發明之反應混合物可比在封閉模具中形成此類層的情況下反應快得多。在65°C下合適的反應混合物膠凝時間為10秒或更長、或較佳的是15秒至2分鐘。
本發明之液體反應混合物可以包含非常快速的固化組成物，其中 (i) 液體芳族異氰酸酯組分和 (ii) 液體多元醇組分可以在短至15秒的膠凝時間內膠凝。反應必須足夠慢，使得反應混合物可以在組合兩種組分後在靜態或撞擊式混合器中混合。膠凝時間的一個限制係反應混合物必須足夠緩慢地反應，以便不堵塞混合它的混合頭，並且當將它施用至模具表面上時適當地填充模具。
較佳的是，本發明之方法中的目標或襯底係敞開式模具，其中所生產的墊將具有直接結合的凹槽圖案。
本發明之CMP拋光層可藉由撞擊混合或靜態混合反應混合物結合發泡劑（諸如水或CO 2胺（胺基甲酸酯））（例如CO 2烷醇胺發泡劑）來產生。在撞擊或靜態混合後，反應性混合物在空氣誘導或無空氣噴塗中從噴嘴霧狀地噴向目標。以這種方式，可在受控製程中獲得具有0.1 g/mL至0.5 g/mL的可變孔隙率的聚胺酯或聚胺酯-脲CMP拋光層，整個墊具有良好的大致球形孔均勻性。
本發明之反應混合物的快速膠凝時間意味著在噴塗或沈積中形成的孔將保留在固化的CMP拋光層中。因此，在本發明之反應混合物中不需要表面活性劑，諸如非離子表面活性劑（諸如聚乙氧基化的矽氧烷），以由其生產穩定的泡沫製品。
此外，因為本發明之CMP拋光墊係藉由在發泡劑存在下噴塗或發泡以形成泡沫而形成的，因此不需要諸如空心微球的微量元素，並且較佳的是不存在微量元素。
藉由噴塗將孔隙率引入墊或拋光層中，並且所得的墊拉伸模量係固有聚合物拉伸模量和孔隙率兩者的函數，並且增加孔隙率起到降低密度或比重的作用。因此，對於雙組分噴塗製造的墊或拋光層，為了提供可接受的拉伸模量，聚合物基質拉伸模量必須是可接受地高的，較佳的是大於344 MPa並且更較佳的是大於482 MPa。
拋光層或墊密度根據ASTM D1622-08（2008）測量。密度與比重相同。
本發明之CMP拋光層或墊對於層間介電質（ILD）和無機氧化物拋光係有效的。出於本發明之目的，去除速率係指以Å/min表示的去除速率。
本發明之化學機械拋光墊可以僅包含聚胺酯反應產物的拋光層或堆疊在子墊或子層上的拋光層。拋光墊，或者在堆疊墊的情況下，本發明之拋光墊的拋光層可用於多孔和無孔兩者、或未填充的構型中。
較佳的是，用於本發明之化學機械拋光墊中的拋光層具有500至3750微米（20至150密耳）、或更較佳的是750至3150微米（30至125密耳）、或還更較佳的是1000至3000微米（40至120密耳）、或最較佳的是1250至2500微米（50至100密耳）的平均厚度。
本發明之化學機械拋光墊視需要進一步包含至少一個與拋光層交界的附加層。較佳的是，化學機械拋光墊視需要進一步包含黏附至拋光層的可壓縮子墊或基層。可壓縮基層較佳的是改進拋光層與被拋光的襯底的表面的一致性。
本發明之化學機械拋光墊的拋光層具有適配成拋光襯底的拋光表面。較佳的是，拋光表面具有選自孔眼和凹槽中的至少一種的宏觀紋理。孔眼可以從拋光表面部分延伸或一直延伸穿過拋光層的厚度。
較佳的是，凹槽被佈置在拋光表面上，使得在拋光期間當化學機械拋光墊旋轉時，至少一個凹槽在被拋光的襯底的表面上掃過。
較佳的是，本發明之化學機械拋光墊的拋光層具有適配成拋光襯底的拋光表面，其中該拋光表面具有宏觀紋理，該宏觀紋理包含形成於其中並選自彎曲凹槽、線型凹槽、孔眼及其組合的凹槽圖案。較佳的是，凹槽圖案包含多個凹槽。更較佳的是，凹槽圖案選自凹槽設計，諸如選自由以下項組成之群組的凹槽設計：同心凹槽（其可以是圓形或螺旋形），彎曲凹槽，網狀凹槽（例如，佈置為在墊表面上的X-Y網格），其他規則的設計（例如，六邊形、三角形），輪胎胎面類型圖案，不規則的設計（例如，分形圖案），以及其組合。 更較佳的是，凹槽設計選自由以下項組成之群組：隨機凹槽、同心凹槽、螺旋凹槽、網狀凹槽、X-Y網格凹槽、六邊形凹槽、三角形凹槽、分形凹槽、以及其組合。最較佳的是，拋光表面具有在其中形成的螺旋凹槽圖案。凹槽輪廓較佳的是選自具有直側壁的矩形，或凹槽截面可以是「V」型、「U」型、鋸齒形、以及其組合。
根據製造根據本發明之拋光墊之方法，化學機械拋光墊可以在其拋光表面中模製有宏觀紋理或凹槽圖案，以促進漿料流動並從墊-晶圓介面去除拋光碎屑。此類凹槽可以由模具表面的形狀形成在拋光墊的拋光表面中，即，其中模具具有宏觀紋理的陰形貌形式。
本發明之化學機械拋光墊可以用於拋光選自磁性襯底、光學襯底和半導體襯底中的至少一種的襯底。
較佳的是，本發明之拋光襯底之方法包括：提供襯底，其選自磁性襯底、光學襯底和半導體襯底中的至少一種（較佳的是半導體襯底，諸如半導體晶圓）；提供根據本發明之化學機械拋光墊；在拋光層的拋光表面與襯底之間產生動態接觸以拋光襯底的表面；和用磨料調節器調節拋光表面。
調節拋光墊包括使調節盤在拋光暫停時（「非原位」）或在CMP過程進行中（「原位」）在CMP過程的間歇中斷期間與拋光表面接觸。調節盤具有粗糙的調節表面，該調節表面典型地包括嵌入的金剛石點，該金剛石點在墊表面中切割微小的溝紋，研磨和劃出墊材料並更新拋光紋理。典型地，調節盤在相對於拋光墊的旋轉軸線固定的位置中旋轉，並且在拋光墊旋轉時掃過環形調節區域。
實例：現在將在以下非限制性實例中詳細描述本發明：
除非另有說明，否則所有溫度均為室溫（21°C-23°C）並且所有壓力均為大氣壓（約760 mm Hg或101 kPa）。
儘管有以下揭露的其他原料，但在實例中使用以下原料：
Ethacure TM300固化劑：二甲硫基甲苯二胺（DMTDA），芳族二胺（雅保公司，夏洛特市，北卡羅萊納州（Albemarle, Charlotte, NC））。
Voranol TMV5055HH多元醇：多官能聚醚多元醇（OH當量重量2000），官能度 = 6、具有12,000的數目平均分子量M N的高分子量環氧乙烷封端的環氧丙烷多元醇（陶氏化學品公司，米德蘭市，密西根州（The Dow Chemical Company, Midland, MI（陶氏公司））。
MDI預聚物：來自MDI和小分子二丙二醇（DPG）和三丙二醇（TPG）的線型異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物，具有約23 wt.% NCO含量和182的當量重量。將100 wt.%的該MDI預聚物視作硬鏈段。
Niax TML5345表面活性劑：非離子有機矽表面活性劑（邁圖公司，哥倫布市，俄亥俄州（Momentive, Columbus, OH））。
由二氮雜二環壬烷（三伸乙基二胺）製造的DABCO TM33 LV胺催化劑（空氣產品公司，艾倫鎮，賓夕法尼亞州（Air Products, Allentown, PA）），DABCO 33 LV係33 wt.%三伸乙基二胺和67 wt.%二丙二醇的共混物。
PTMEG####：聚(THF)或聚四亞甲基二醇，經由四氫呋喃（THF）的開環聚合制得，並且作為PolyTHF TM多元醇（巴斯夫公司，勒沃庫森市德國（BASF，LeverkusenDE））出售。PTMEG之後的數字係如由製造商所報告的平均分子量。該多元醇係從巴斯夫公司可商購的（以PolyTHF TM出售）並且以三種不同等級的分子量650、1000或2000（PolyTHF 650、PolyTHF 1000、PolyTHF2000）獲得。
Niax TMT-9催化劑：辛酸亞錫（邁圖公司）。
根據以下方法評估CMP拋光墊特性：
根據ASTM D412 - 06a，「硫化橡膠和熱塑性彈性體的標準測試方法-拉伸（Standard Test Methods for Vulcanized Rubber and Thermoplastic Elastomers—Tension）」測量所有拉伸特性。將樣品切割成狗骨型C尺寸。除非另外指明，否則測量五個測試樣本，並報告每種分析物樣品的所有測試樣本的平均值。
斷裂拉伸伸長率：意指測試樣本斷裂之後的變化長度與初始長度之間的比率，並且根據ASTM D412 - 06a (2006)，「硫化橡膠和熱塑性彈性體的標準測試方法-拉伸」進行測試。
在以下所有實例中，使用具有兩個罐（異氰酸酯（iso）罐和多元醇（poly）罐）的撞擊式混合和空氣噴塗系統將指定的雙組分反應混合物混合並噴塗到敞開式模具上以進料混合系統。將兩個罐設定在給定的材料流速下，由其容易地確定兩種組分各自的相對量。同時開啟和停止從兩個罐的流動。
對比實例1：採用雙組分撞擊式混合和空氣噴塗系統將反應混合物噴塗到敞開式模具中。在異氰酸酯（iso）罐中裝入MDI預聚物，而在多元醇（poly）罐中裝入98.62份PolyTHF650、0.9857份Niax TML5345非離子表面活性劑、0.09857份Niax TMT-9催化劑、0.2957份DABCO 33LV催化劑。噴塗期間多元醇側的流速係10.11 g/s，並且異氰酸酯（iso）側的流速係5.89 g/s。將注入噴嘴的空氣設定為100 L/min的標稱速率。將噴塗的聚胺酯配製物引導到聚四氟乙烯（PTFE）塗覆的鋁板上。將噴塗的墊在100°C烘箱中固化16小時。所得拋光層在95%化學計量下在沒有添加的水的情況下具有37 wt.%硬鏈段重量分數，並且產生單層墊，該墊具有0.88 g/mL的體密度並顯示出1.37 MPa的體拉伸模量、3.10 MPa的拉伸強度、1300%的拉伸伸長率，15秒蕭氏A硬度係35。
對比實例2：採用雙組分撞擊式混合和空氣噴塗系統將反應混合物噴塗到敞開式模具中。在異氰酸酯罐中裝入MDI預聚物，而在多元醇罐中裝入98.62份PolyTHF650、0.9857份Niax TML5345非離子表面活性劑、0.09857份Niax TMT-9催化劑、0.2957份DABCO 33LV催化劑。噴塗期間多元醇側的流速係10.11 g/s，並且異氰酸酯（iso）側的流速係5.89 g/s。將注入噴嘴的空氣設定為20 L/min的標稱速率。將噴塗的聚胺酯配製物引導到PTFE塗覆的鋁板上。將噴塗的墊在100°C烘箱中固化16小時。所得墊在95%化學計量下在沒有添加的水的情況下被描述為37 wt.%硬鏈段重量分數，並且產生以下墊，該墊具有0.97 g/mL的體密度並顯示出1.65 MPa的體拉伸模量、3.65 MPa的拉伸強度和1200%的拉伸伸長率，15秒蕭氏A硬度係36。
對比實例3：採用雙組分撞擊式混合和空氣噴塗系統將反應混合物噴塗到敞開式模具中。在異氰酸酯罐中裝入MDI預聚物，而在多元醇罐中裝入98.52份PolyTHF650、0.9847份Niax TML5345非離子表面活性劑、0.09847份Niax TMT-9催化劑、0.2954份DABCO 33LV催化劑以及0.098份水。噴塗期間多元醇側的流速係9.99 g/s，並且異氰酸酯（iso）側的流速係6.01 g/s。將注入噴嘴的空氣設定為100 L/min的標稱速率。將噴塗的聚胺酯配製物引導到特氟隆（Teflon）塗覆的鋁板上。將噴塗的墊在100°C烘箱中固化16小時。所得墊在95%化學計量下在添加1000 ppm水的情況下被描述為38 wt.%硬鏈段重量分數，並且產生以下墊，該墊具有0.73 g/mL的體密度並顯示出1.03 MPa（150 psi）的體拉伸模量、3.65 MPa（530 psi）的拉伸強度和1200%的拉伸伸長率，15秒蕭氏A硬度係32。
對比實例4：採用雙組分撞擊式混合和空氣噴塗系統將反應混合物噴塗到敞開式模具中。在異氰酸酯罐中裝入MDI預聚物，而在多元醇罐中裝入98.52份PolyTHF650、0.9847份Niax TML5345非離子表面活性劑、0.09847份Niax TMT-9催化劑、0.2954份DABCO 33LV催化劑以及0.098份水。噴塗期間多元醇側的流速係9.99 g/s，並且異氰酸酯（iso）側的流速係6.01 g/s。將注入噴嘴的空氣設定為20 L/min的標稱速率。將噴塗的聚胺酯配製物引導到特氟隆塗覆的鋁板上。將噴塗的墊在100°C烘箱中固化16小時。所得墊在95%化學計量下在添加1000 ppm水的情況下被描述為38 wt.%硬鏈段重量分數，並且產生以下墊，該墊具有0.80 g/mL的體密度並顯示出1.31 MPa（190 psi）的體拉伸模量、3.72 MPa（540 psi）的拉伸強度和1200%的拉伸伸長率，15秒蕭氏A硬度係33。
對比實例5：採用雙組分撞擊式混合和空氣噴塗系統將反應混合物噴塗到敞開式模具中。在異氰酸酯罐中裝入MDI預聚物，而在多元醇罐中裝入98.18份PolyTHF650、0.9814份Niax L5345非離子表面活性劑、0.0986份Niax T-9催化劑、0.2942份DABCO 33LV以及0.441份水。噴塗期間多元醇側的流速係9.56 g/s，並且異氰酸酯（iso）側的流速係6.44 g/s。將注入噴嘴的空氣設定為100 L/min的標稱速率。將噴塗的聚胺酯配製物引導到特氟隆塗覆的鋁板上。將噴塗的墊在100°C烘箱中固化16小時。所得墊在95%化學計量下並且在添加4500 ppm水的情況下被描述為40.7 wt.%硬鏈段重量分數，並且產生以下墊，該墊具有0.39 g/mL的體密度並顯示出0.455 MPa（66 psi）的體拉伸模量、1.93 MPa（280 psi）的拉伸強度和890%的拉伸伸長率，15秒蕭氏A硬度係15。
對比實例6：採用雙組分撞擊式混合和空氣噴塗系統將反應混合物噴塗到敞開式模具中。在異氰酸酯罐中裝入MDI預聚物，而在多元醇罐中裝入87.99份PolyTHF650、0.88份Niax L5345非離子表面活性劑、0.0886份Niax T-9催化劑、0.264份DABCO 33LV以及0.220份水和10.557份二丙二醇。噴塗期間多元醇側的流速係8.57 g/s，並且異氰酸酯（iso）側的流速係7.43 g/s。將注入噴嘴的空氣設定為100 L/min的標稱速率。將噴塗的聚胺酯配製物引導到特氟隆塗覆的鋁板上。將噴塗的墊在100°C烘箱中固化16小時。所得墊在95%化學計量下並且在添加2500 ppm水的情況下被描述為52.5 wt.%硬鏈段重量分數，並且產生以下墊，該墊具有0.53 g/mL的體密度並顯示出1.17 MPa（170 psi）的體拉伸模量、6.00 MPa（870 psi）的拉伸強度和535%的拉伸伸長率，15秒蕭氏A硬度係27。
實例7：採用雙組分撞擊式混合和空氣噴塗系統將反應混合物噴塗到敞開式模具中。在異氰酸酯罐中裝入MDI預聚物，而在多元醇罐中裝入73.179份PolyTHF650、0.7316份Niax L5345非離子表面活性劑、0.0734份Niax T-9催化劑、0.2189份DABCO 33LV以及0.183份水和25.6126份二丙二醇。噴塗期間多元醇側的流速係7.26 g/s，並且異氰酸酯（iso）側的流速係8.74 g/s。將注入噴嘴的空氣設定為100 L/min的標稱速率。將噴塗的聚胺酯配製物引導到特氟隆塗覆的鋁板上。將噴塗的墊在100°C烘箱中固化16小時。所得一層墊在95%化學計量下並且在添加2500 ppm水的情況下被描述為66 wt.%硬鏈段重量分數，並且產生以下墊，該墊具有0.49 g/mL的體密度並顯示出207 MPa（30,100 psi）的體拉伸模量、7.58 MPa（1,100 psi）的拉伸強度和66%的拉伸伸長率，15秒蕭氏A硬度係82，並且蕭氏DO（15秒）硬度係60。
拋光實驗在200 mm晶圓上在Applied Mirra拋光機（應用材料公司，聖克拉拉市，加利福尼亞州（Applied Materials, Santa Clara, CA））上進行，其中載體下壓力為0.014、0.016、0.021和0.026 MPa（2.0、2.3、3.0和3.8 psi），漿料流速為200 mL/min，以及Klebosol TMII1730膠體二氧化矽漿料（陶氏公司，16 wt.%固體），工作臺旋轉速度為93 rpm，並且載體旋轉速度為87 rpm。使用3M™金剛石墊調節器A153L（108 mm（4.25英吋）直徑，6-9的3M侵蝕性等級（3M公司，明尼阿波利斯市，明尼蘇達州（The 3M Company, Minneapolis, MN）））來調節和紋理化拋光墊。僅使用22.2 N的下壓力用調節器和DI水將拋光墊各自破壞30 min。拋光墊在拋光期間以10次掃描/min以22.2 N的下壓力從距拋光墊中央43至234 mm（1.7至9.2英吋）進一步進行100%原位調節。在Lam OnTrack DSS-200 Synergy TMCMP後清潔器（泛林集團，費利蒙市，加利福尼亞州（Lam Research, Fremont, CA））上清潔晶圓。為了進一步突出淺劃痕，在SSEC單晶圓蝕刻系統（維易科公司，霍舍姆，賓夕法尼亞州（Veeco, Horsham, PA））上進行氟化氫（HF）蝕刻，由此從該晶圓上蝕刻200 Ang的TEOS。在布魯克（Bruker）動態原子力輪廓儀（布魯克公司，比勒利卡市，麻塞諸塞州（Bruker, Billerica, MA））上進行平坦化的階梯高度測量。襯底係四乙氧基矽酸鹽（TEOS）晶圓襯底。藉由使用KLA-Tencor FX200 TM度量工具（科磊公司，米爾皮塔斯市，加利福尼亞州（KLA Tencor, Milpitas, CA））使用49點螺旋掃描在3 mm邊緣排除下測量拋光之前和之後的膜厚度來確定去除速率。藉由指定拋光時間內各個點的厚度變化計算去除速率（以埃/分鐘計）。
不均勻性比率（%NUR）藉由去除速率的%標準差來計算。
缺陷率使用SP2 XP TM和eDR5210 TM掃描電子顯微鏡晶圓缺陷檢查系統（科磊公司）確定。使用Klarity Defect TM軟體從隨機選擇的一組100個缺陷中手動進行缺陷類型分類。
缺陷分類如下： A - HF蝕刻前電腦看到的任何東西；以及， B - HF蝕刻後電腦看到的任何東西；和 C - 由經過培訓的人員目視檢查識別的顫動擦痕劃痕。拋光結果在以下表1中給出。 [表1]：墊性能
去除速率（ Ang/min ） % 不均勻性（ NUR ） 沒有 HF 的拋光後缺陷計數
實例7 2810 6.5% 302
對比IC1000 2620 6.5% 405
去除速率曲線在上表1中給出，示出與IC1000 TM墊相比的7%更高的去除速率。在拋光後在DI水沖洗和乾燥後將晶圓直接成像。IC1000 TM墊拋光後的平均缺陷數量為405，而實例7產生平均302個缺陷。因此，實例7的本發明之墊顯示出稍微改善的去除速率和更大的墊硬度，但拋光中的缺陷顯著減少。預計密度較低（低於0.49 g/mL）的更多孔的墊不那麼硬，並且將提供甚至更好的缺陷率性能。
無
無

Claims (10)

  1. 一種用於拋光襯底的化學機械（CMP）拋光墊，該襯底選自磁性襯底、光學襯底和半導體襯底中的至少一種，該拋光墊包含適配成拋光該襯底的拋光層，該拋光層係聚胺酯，該聚胺酯係包含以下項的不含有機溶劑的雙組分反應混合物的產物：(i) 液體芳族異氰酸酯組分，其包含一種或多種芳族二異氰酸酯或線型芳族異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物，基於該芳族異氰酸酯組分的總固體重量，具有18至40 wt.%的未反應的異氰酸酯（NCO）濃度，和 (ii) 液體多元醇組分，其包含a) 一種或多種聚合物多元醇，b) 基於該液體多元醇組分的總重量，15至36 wt.%的具有2至6個碳原子的一種或多種小鏈雙官能多元醇，c) 基於該液體多元醇組分的總重量，0至25 wt.%的液體芳族二胺，該液體芳族二胺在標準壓力和40°C下是液體的，和d) 足以將由該雙組分反應混合物製成的CMP拋光墊的密度降低至0.2至0.50 g/mL的量的水或CO 2-胺加合物，其中基於該反應混合物的總重量，該反應混合物包含60至75 wt.%的硬鏈段材料，其中該CMP拋光層具有40至80的蕭氏DO（15秒）硬度，並且具有0.2至0.50 g/mL的密度。
  2. 如請求項1所述之CMP拋光墊，其中，該 (i) 液體芳族異氰酸酯組分包含選自以下的一種或多種二異氰酸酯或異氰酸酯封端的線型胺基甲酸酯預聚物化合物：亞甲基二苯基二異氰酸酯（MDI）、甲苯二異氰酸酯（TDI）、萘二異氰酸酯（NDI）、對苯二異氰酸酯（PPDI）、或鄰甲苯胺二異氰酸酯（TODI）；用一種或多種擴展劑化合物擴展的MDI、TDI、NDI、PPDA、TODI中任一種的線型異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物或其混合物；或其混合物。
  3. 如請求項2所述之CMP拋光墊，其中，該 (i) 液體芳族異氰酸酯組分選自亞甲基二苯基二異氰酸酯（MDI）或MDI的線型異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物，該預聚物係用以下中任一種擴展的MDI或MDI二聚體：乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、二丙二醇、三丙二醇及其混合物。
  4. 如請求項1所述之CMP拋光墊，其中，在該 (ii) 液體多元醇組分中，該一種或多種聚合物多元醇選自聚四亞甲基二醇（PTMEG）、聚丙二醇（PPG）、六官能多元醇、及其混合物。
  5. 如請求項1所述之CMP拋光墊，其中，在該 (ii) 液體多元醇組分中，該具有2至6個碳原子的一種或多種小鏈雙官能多元醇選自乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、三丙二醇、及其混合物。
  6. 如請求項5所述之CMP拋光墊，其中，在該 (ii) 液體多元醇組分中，該具有2至6個碳原子的一種或多種小鏈雙官能多元醇選自乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇及其混合物。
  7. 如請求項1所述之CMP拋光墊，其中，該反應混合物包含大於63至75 wt.%的硬鏈段材料。
  8. 如請求項1所述之CMP拋光墊，其中，該反應混合物中胺（NH 2）基團的總莫耳數和羥基（OH）基團的總莫耳數之和與製造該CMP拋光層的反應混合物中未反應的異氰酸酯（NCO）基團的總莫耳數的化學計量比係0.85 : 1.0至1.15 : 1.0。
  9. 如請求項1所述之CMP拋光墊，其中，該CMP拋光墊不含有除了由該水或CO 2-胺加合物形成的那些之外的微量元素。
  10. 如請求項1所述之CMP拋光墊，其中，d) 係水，基於該雙組分反應混合物的總重量，該水的量係1,000和8,500 ppm。
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