TWI517975B - 拋光墊及其製造方法 - Google Patents

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Description

拋光墊及其製造方法
在半導體器件及積體電路之製造期間，經由一系列沈積及蝕刻步驟反覆處理矽晶圓以形成上覆材料層及器件結構。可使用被稱為化學機械平坦化(CMP)之拋光技術來移除在沈積及蝕刻步驟之後剩餘之表面不規則物(諸如凸塊、不等高度之區域、槽及溝槽)，目標在於獲得無刮痕或下陷(稱為表面凹陷)且晶圓表面具有高均一性的平滑晶圓表面。
在典型CMP拋光製程中，諸如晶圓之基板被壓在拋光墊上且在工作液體存在下相對於該拋光墊相對地移動，該工作液體通常為研磨劑顆粒在水及/或蝕刻化學物質中之研磨漿。已揭示了用於供研磨漿使用之各種CMP拋光墊，例如，美國專利第5,257,478號(Hyde等人)；第5,921,855號(Osterheld等人)；第6,126,532號(Sevilla等人)；第6,899,598號(Prasad)；及第7,267,610號(Elmufdi等人)。亦已知固定研磨劑之拋光墊，如由美國專利第6,908,366號(Gagliardi)所例示，其中研磨劑顆粒一般固定至墊之表面，時常呈自墊表面延伸之經精密成形之研磨劑複合物的形式。近來，在國際申請公開案第WO/2006057714號(Bajaj)中描述了具有許多自可壓縮下層延伸之拋光元件的拋光墊。儘管已知並使用了多種拋光墊，但此項技術繼續搜尋用於CMP(特定而言為在使用較大晶粒直徑或需要較高程度之晶圓表面平坦度及拋光均一性的CMP製程中)之新型改良拋光墊。
本發明提供具有含有熱固化組分及輻射固化組分之拋光層的多孔拋光墊及製造該等拋光墊之方法。藉由使用聚合物顆粒將孔併入至拋光層中。本文中所揭示之多孔拋光墊中的孔為封閉氣室式孔，該等封閉氣室式孔一般比習知熱固化拋光墊之孔具有較低的孔徑非均一性及較小的孔徑。
控制孔徑及分佈可有利於例如拋光墊之拋光效能。
在一態樣中，本發明提供一種拋光墊，其包含：具有第一及第二對側之柔性層；及安置於柔性層之第一側上的多孔拋光層，該多孔拋光層包含：包含熱固化組分及輻射固化組分之交聯網狀結構，其中輻射固化組分及熱固化組分共價鍵結於交聯網狀結構中；分散於交聯網狀結構內之聚合物顆粒；及分散於交聯網狀結構內之封閉氣室式孔。在一些實施例中，拋光墊進一步包含插入於柔性層與多孔拋光層之間的支撐層。
在另一態樣中，本發明提供一種製造拋光墊之方法，該方法包含：提供包含可熱固化樹脂組合物、可輻射固化樹脂組合物及聚合物顆粒之組合物；在組合物中形成孔；將組合物定位於支撐層上；及藉由將組合物曝露於輻射以至少部分地固化可輻射固化樹脂組合物及加熱組合物以至少部分地固化可熱固化樹脂組合物而在支撐層上形成多孔拋光層。在一些實施例中，該方法進一步包含以黏合方式將柔性層黏結至多孔拋光層之與該支撐層相對的表面。
在又一態樣中，本發明提供一種拋光方法，該方法包含：使基板之表面與根據本發明之拋光墊之多孔拋光層接觸；及相對於基板相對移動拋光墊以研磨基板之表面。
根據本發明之拋光墊的例示性實施例具有使其能夠用於多種拋光應用中之各種特徵及特性。在一些實施例中，本發明之拋光墊可尤其適用於積體電路及半導體器件製造中所用之晶圓的化學機械平坦化(CMP)。在一些實施例中，本發明中所描述之拋光墊可提供以下優點中之一些或全部。
舉例而言，在一些實施例中，根據本發明之拋光墊可用以在墊之拋光表面與所拋光之基板表面之間的界面處較佳地保持用於CMP製程的工作液體，藉此改良工作液體在強化拋光中之有效性。在其他例示性實施例中，根據本發明之拋光墊可減小或消除拋光期間晶圓表面之凹陷及/或邊緣沖蝕。在一些例示性實施例中，在CMP製程中使用根據本發明之拋光墊可導致改良的晶圓內拋光均一性、較平坦之經拋光晶圓表面、自晶圓之邊緣晶粒產率的增大，及經改良之CMP製程操作條件及一致性。在其他實施例中，使用根據本發明之拋光墊可允許處理較大直徑之晶圓，同時維持所需程度之表面均一性以獲得高晶片產率，需要在調節墊表面之前處理較多晶圓以便維持晶圓表面之拋光均一性，或減少處理時間及墊調節劑上之磨損。
在本發明中：「孔徑非均一性」係指孔徑平均值除以平均孔徑乘以100之標準差。
術語「聚胺基甲酸酯」係指具有一個以上呈任何組合的胺基甲酸酯鍵(-NH-C(O)-O-)、脲鍵(-NH-C(O)-NH-或-NH-C(O)-N(R)-，其中R可為氫、脂族、環脂族或芳族基)、縮二脲、脲基甲酸酯、脲二酮環或異氰酸酯鍵的聚合物。
術語「(甲基)丙烯酸酯」係指丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯，其可包括胺基甲酸酯丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯及丙烯酸酯與甲基丙烯酸酯之組合。
術語「聚合」係指具有包括多個由低相對分子質量之分子衍生之重複單元的結構的分子。術語「聚合」包括「寡聚」。
諸如「一」及「該」之術語並不意欲僅指單數實體，而是包括可用於說明之特定實例的一般種類。術語「一」及「該」與術語「至少一個」可互換使用。
片語「…中之至少一者」及「包含…中之至少一者」繼之以清單係指該清單中之各項目中的任一者及該清單中之兩個或兩個以上項目的任何組合。
除非另外陳述，否則所有數字範圍包括其端點及端點之間的非整數值。
已概述了本發明之例示性實施例之各種態樣及優勢。以上發明內容並不意欲描述所說明之各實施例或本發明之每個實施。以下圖式及實施方式更特定地例示本發明之一些實施例。
參考附圖進一步描述本發明之例示性實施例。
在諸圖中，相同參考數字指示相同元件。本文中之諸圖並非按比例繪製，且在諸圖中，確定拋光墊之組分的尺寸以強調選定特徵。
典型CMP墊係由具有孔之熱固性(例如聚胺基甲酸酯)材料構成。該等孔可使用多種方法產生，諸如微球法、可溶纖維法、氣體陷入法(gas entrapment)(例如原地或異地產生)及物理空氣陷入法。當使用此等方法時，歸因於聚合期間所形成之溫度梯度、由成形操作引起之皮/芯效應、纖維之分佈、可溶纖維之溶解速率及拋光化學物質，孔徑、孔容積及遍及墊之孔分佈的控制可具有挑戰性。
一些市售CMP墊具有在異氰酸酯樹脂之熱固化期間所產生之開放氣室式墊構造。圖1展示可自PPG Industries (Pittsburgh,PA)以商品名「S7」購得之商業開放氣室式CMP墊的剖視圖及俯視圖。如圖1中所展示，此墊中之孔的尺寸、形狀及分佈未加控制。
本發明係針對改良之多孔拋光墊，其中通常形成具有受控之尺寸及均一性的封閉氣室式孔。現將描述本發明之各種例示性實施例。本發明之例示性實施例在不脫離本發明之精神及範疇的情況下可採取各種修改及變更。因此，應理解本發明之實施例並不限於以下所描述之例示性實施例，而是受控於申請專利範圍及其任何等效物中所闡述之限制。
現參考圖2，多孔拋光墊2a包含柔性層10a及安置於柔性層之一側(亦即柔性層之一個主表面)上之多孔拋光層12a。在多孔拋光層12a與柔性層10a之間插入視情況選用之支撐層8a，其可用於本發明之多孔拋光墊及方法之一些實施例。多孔拋光層包含交聯網狀結構、分散於交聯網狀結構內之聚合物顆粒，及分散於交聯網狀結構內之封閉氣室式孔。相比在拋光期間移除拋光墊之一組分以形成空隙(例如藉由侵蝕或溶解)的拋光墊及方法，根據本發明之拋光墊在拋光製程開始之前為多孔的。
拋光層中之例示性聚合物顆粒可包括熱塑性聚合物顆粒、熱固性聚合物顆粒及其混合物。術語「熱塑性聚合物」係指基本上不交聯且基本上不形成三維網狀結構之聚合材料。術語「熱固性」係指至少實質上交聯之聚合物，其中該聚合物基本上具有三維網狀結構。在一些實施例中，可選擇聚合物顆粒以使得在加熱之後顆粒之燒結最小(亦即在聚合物顆粒之邊界處存在最小之塑性流動，且在本發明之拋光墊的聚合物顆粒之顆粒之間幾乎無晶粒聚結)。在一些實施例中，當墊之聚合物顆粒包含微粒熱塑性聚合物時，可在微粒熱塑性聚合物之熔點或燒結點以下製備拋光墊。在其他實施例中，聚合物顆粒包含熱固性聚合物。
可藉由各種方法(例如縮合反應、自由基引發反應或其組合)來製備可用於實施本發明之聚合物顆粒。在其他實施例中，聚合物可包括藉由逐步或同時縮合及自由基聚合反應形成之互穿聚合物網狀結構。在本發明中，術語「互穿聚合物網狀結構」(IPN)係指皆呈網狀結構形式之兩種聚合物的組合，該兩種聚合物中之至少一者係在另一者之直接存在下合成或交聯。通常，在IPN中，在兩種聚合物之間不存在誘發的共價鍵。因此，除了機械摻合及共聚合以外，IPN表示另一種可物理地組合不同聚合物之機制。
可藉由各種方法來製備聚合物顆粒。在一些實施例中，可低溫研磨塊體聚合物並將其分類為所要之粒徑範圍。聚合物顆粒之形狀可為規則的或不規則的，且可包括以下形狀：球體、纖維、圓盤、薄片及其任何組合或混合物。在一些實施例中，聚合物顆粒實質上為球體。術語「實質上為球體」係指顆粒具有至少0.75(在一些實施例中，至少0.8、0.85、0.9、0.95、0.96、0.97或0.98)之球形度。在一些實施例中，聚合物顆粒為纖維。可用於實施本發明之纖維通常具有至少1.5:1(例如至少2:1、3:1、4:1、5:1、10:1、25:1、50:1、75:1、100:1或更大)之縱橫比(亦即，最長尺寸對最短尺寸)。可用於實施本發明之纖維可具有在2:1至100:1、5:1至75:1或10:1至50:1之範圍中的縱橫比。
在一些實施例中，聚合物顆粒可具有至少5(在一些實施例中，至少7、10、15、20、25、30、40或50)微米之平均粒徑。在一些實施例中，聚合物顆粒可具有至多500(在一些實施例中，至多400、300、200或100)微米之平均粒徑。粒徑一般係指顆粒之直徑；然而，在顆粒不為球體(例如纖維)之實施例中，粒徑可指顆粒之最大尺寸。可藉由習知方法來測定聚合物顆粒之平均粒徑。舉例而言，可使用光散射技術(諸如由Beckman Coulter Incorporated製造及購得之Coulter LS粒徑分析器)來測定聚合物顆粒之平均粒徑。如本文中及申請專利範圍中所使用，「粒徑」係指基於容積百分比的顆粒直徑或最大尺寸，如藉由光散射使用Coulter Counter LS粒徑分析器所測定。在此光散射技術中，粒徑係自流體力學迴轉半徑測定而與顆粒之實際形狀無關。「平均」粒徑為基於容積百分比之顆粒之平均直徑。在一些實施例中，尤其在顆粒為纖維之實施例中，纖維具有至多約600、500或450微米(30、35或40目(U. S. Mesh))之最大粒徑，如藉由習知篩選技術所測定。舉例而言，在一些實施例中，至少97%、98%或99%的纖維通過具有600、500或400微米(30、35或40目)之孔眼的篩網。
在一些實施例中，聚合物顆粒具有高度均一性。在一些實施例中，聚合物顆粒之尺寸的非均一性為至多75%(在一些實施例中，至多70%、65%、60%、55%或50%)。粒徑非均一性係指粒徑標準差除以平均粒徑乘以100。
在一些實施例中，聚合物顆粒實質上為實心。如本文中所使用，術語「實質上實心」意謂微粒聚合物並不中空，例如聚合物顆粒不呈中空微囊之形式。然而，在一些實施例中，實質上實心之聚合物顆粒可含有陷入氣泡。
適合之聚合物顆粒包括聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、耐綸、聚碳酸酯、聚酯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚醚、聚醯胺、聚胺基甲酸酯、聚環氧化物、聚苯乙烯、聚醯亞胺(例如聚醚醯亞胺)、聚碸及其混合物。在一些實施例中，聚合物顆粒可選自聚(甲基)丙烯酸酯、聚胺基甲酸酯、聚環氧化物及其混合物。
在一些實施例中，聚合物顆粒包含水溶性顆粒。例示性的有用的水溶性顆粒包括由醣(例如多醣，諸如糊精、環糊精、澱粉、甘露醇及乳糖)、纖維素(例如羥基丙基纖維素及甲基纖維素)、蛋白質、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯啶酮、聚丙烯酸、聚氧化乙烯、水溶性感光樹脂、磺化聚異戊二烯、磺化聚異戊二烯共聚物及其任何組合製成的顆粒。在一些實施例中，聚合物顆粒包含纖維素。在一些此等實施例中，聚合物顆粒包含甲基纖維素。即使在此等實施例中聚合物顆粒包含水溶性顆粒，當形成拋光層時該等聚合物顆粒仍可在拋光層中形成孔。不需要在拋光期間可溶解顆粒之工作液體來形成孔。
在一些實施例中，聚合物顆粒包含聚胺基甲酸酯，其可例如自包含至少兩個異氰酸酯基及/或具有至少兩個封端異氰酸酯基之封端異氰酸酯反應物的樹脂及具有至少兩個可與異氰酸酯基反應之基團的第二樹脂製備。
在一些實施例中，第一及第二樹脂可混合在一起且經聚合或固化以形成塊體聚胺基甲酸酯，其可接著研磨(例如低溫研磨)，且視情況分類。在一些實施例中，聚合物顆粒可藉由將第一及第二樹脂混合在一起，緩慢地將混合物澆注至攪拌下的經加熱之去離子水中(視情況在有機共溶劑及/或界面活性劑存在下)，分離所形成之微粒材料(例如藉由過濾)，乾燥經分離之微粒材料，及視情況分類經乾燥之微粒聚胺基甲酸酯而形成。在另一實施例中，可在有機溶劑(例如醇、水不溶性醚、分支鏈及直鏈烴、酮、甲苯、二甲苯及其混合物)存在下將異氰酸酯與氫材料混合在一起。
在一些實施例中，包含至少兩個異氰酸酯基之第一樹脂可選自異氰酸酯官能性單體、異氰酸酯官能性預聚物及其組合。例示性之適合異氰酸酯單體包括脂族聚異氰酸酯；烯系不飽和聚異氰酸酯；脂環聚異氰酸酯；異氰酸酯基不直接鍵結於芳環之芳族聚異氰酸酯，例如α,α'-二甲苯二異氰酸酯；異氰酸酯基直接鍵結於芳環之芳族聚異氰酸酯，例如苯二異氰酸酯；此等聚異氰酸酯之經鹵化、經烷化、經烷氧基化、經硝化、經碳化二亞胺改質、經脲改質及經縮二脲改質之衍生物；及此等聚異氰酸酯之二聚合及三聚合產物。
例示性脂族聚異氰酸酯包括二異氰酸伸乙酯、二異氰酸三亞甲酯、二異氰酸四亞甲酯、二異氰酸六亞甲酯、二異氰酸八亞甲酯、二異氰酸九亞甲酯、2,2'-二甲基戊烷二異氰酸酯、2,2,4-三甲基己烷二異氰酸酯、二異氰酸十亞甲酯、二異氰酸2,4,4-三甲基六亞甲酯、1,6,1-十一烷三異氰酸酯、三異氰酸1,3,6-六亞甲酯、1,8-二異氰酸基-4-(異氰酸基甲基)辛烷、2,5,7-三甲基-1,8-二異氰酸基-5-(異氰酸基甲基)辛烷、雙(異氰酸基乙基)-碳酸酯、雙(異氰酸基乙基)醚、2-異氰酸基丙基-2,6-二異氰酸基已酸酯、離胺酸二異氰酸甲酯、離胺酸三異氰酸甲酯及其混合物。
例示性之適合烯系不飽和聚異氰酸酯可包括丁烯二異氰酸酯及1,3-丁二烯-1,4-二異氰酸酯。例示性之適合脂環聚異氰酸酯包括異佛爾酮二異氰酸酯、環己烷二異氰酸酯、甲基環己烷二異氰酸酯、雙(異氰酸基甲基)環己烷、雙(異氰酸基環己基)甲烷、雙(異氰酸基環己基)-2,2-丙烷、雙(異氰酸基環己基)-1,2-乙烷、2-異氰酸基甲基-3-(3-異氰酸基丙基)-5-異氰酸基甲基-雙環[2.2.1]-庚烷、2-異氰酸基甲基-3-(3-異氰酸基丙基)-6-異氰酸基甲基-雙環[2.2.1]-庚烷、2-異氰酸基甲基-2-(3-異氰酸基丙基)-5-異氰酸基甲基-雙環[2.2.1]-庚烷、2-異氰酸基甲基-2-(3-異氰酸基丙基)-6-異氰酸基甲基-雙環[2.2.1]-庚烷、2-異氰酸基甲基-3-(3-異氰酸基丙基)-6-(2-異氰酸基乙基)-雙環[2.2.1]-庚烷、2-異氰酸基甲基-2-(3-異氰酸基丙基)-5-(2-異氰酸基乙基)-雙環[2.2.1]-庚烷、2-異氰酸基甲基-2-(3-異氰酸基丙基)-6-(2-異氰酸基乙基)-雙環[2.2.1]-庚烷及其混合物。
異氰酸酯基不直接鍵結於芳環之例示性芳族聚異氰酸酯包括雙(異氰酸基乙基)苯、α,α,α',α'-四甲基二甲苯二異氰酸酯、1,3-雙(1-異氰酸基-1-甲基乙基)苯、雙(異氰酸基丁基)苯、雙(異氰酸基甲基)萘、雙(異氰酸基甲基)二苯醚、雙(異氰酸基乙基)鄰苯二甲酸酯、均三甲苯三異氰酸酯、2,5-二(異氰酸基甲基)呋喃及其混合物。
具有直接鍵結於芳環之異氰酸酯基之例示性的適合芳族聚異氰酸酯包括二異氰酸伸苯酯、二異氰酸乙基伸苯酯、二異氰酸異丙基伸苯酯、二異氰酸二甲基伸苯酯、二異氰酸二乙基伸苯酯、二異氰酸二異丙基伸苯酯、三甲基苯三異氰酸酯、苯三異氰酸酯、萘二異氰酸酯、甲基萘二異氰酸酯、聯苯二異氰酸酯、鄰聯甲苯胺二異氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯、雙(3-甲基-4-異氰酸基苯基)甲烷、雙(異氰酸基苯基)乙烯、3,3'-二甲氧基-聯苯-4,4'-二異氰酸酯、三苯基甲烷三異氰酸酯、聚合4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯、萘三異氰酸酯、二苯基甲烷-2,4,4'-三異氰酸酯、4-甲基二苯基甲烷-3,5,2',4',6'-五異氰酸酯、二苯基醚二異氰酸酯、雙(異氰酸基苯基醚)乙二醇、雙(異氰酸基苯基醚)-1,3-丙二醇、二苯甲酮二異氰酸酯、咔唑二異氰酸酯、乙基咔唑二異氰酸酯、二氯咔唑二異氰酸酯及其混合物。
在一些實施例中，包含至少兩個異氰酸酯基之第一樹脂係選自由α,α'-二甲苯二異氰酸酯、α,α,α',α'-四甲基二甲苯二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、雙(異氰酸基環己基)甲烷、甲苯二異氰酸酯、4,4'-二苯甲烷二異氰酸酯及其混合物組成之群。
在一些實施例中，具有至少兩個異氰酸酯基之第一樹脂可包含異氰酸酯官能性聚胺基甲酸酯預聚物。可藉由各種習知技術來製備異氰酸酯官能性聚胺基甲酸酯預聚物。在一些實施例中，至少一種多元醇(諸如二醇)及至少一種異氰酸酯官能性單體(諸如二異氰酸酯單體)可一起反應以形成具有至少兩個異氰酸酯基之聚胺基甲酸酯預聚物。例示性之適合異氰酸酯官能性單體包括前述之異氰酸酯官能性單體。
可用於實施本發明之適合的異氰酸酯官能性聚胺基甲酸酯預聚物可具有在寬範圍內變化之分子量。在一些實施例中，異氰酸酯官能性聚胺基甲酸酯預聚物可具有500至15,000或500至5000之數目平均分子量(Mn)，如例如藉由使用聚苯乙烯標準之透膠層析術(GPC)所測定。
可用於製備異氰酸酯官能性聚胺基甲酸酯預聚物之例示性多元醇包括直鏈或分支鏈烷多元醇，諸如1,2-乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,3-丁二醇、甘油、新戊二醇、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、二-三羥甲基丙烷、赤藻糖醇、異戊四醇及二-異戊四醇；聚伸烷二醇，諸如二-乙二醇、三-乙二醇及四-乙二醇，及二-丙二醇、三-丙二醇及四-丙二醇；環狀烷多元醇，諸如環戊二醇、環己二醇、環己三醇、環己烷二甲醇、羥丙基環己醇及環己烷二乙醇；芳族多元醇，諸如二羥基苯、苯三醇、羥基苯甲醇及二羥基甲苯；雙酚，諸如4,4'-亞異丙基二酚(雙酚A)；4,4'-氧基雙酚、4,4'-二羥基二苯甲酮、4,4'-硫代雙酚、酚酞(phenolphthlalein)、雙(4-羥苯基)甲烷(雙酚F)、4,4'-(1,2-乙烯二基)雙酚及4,4'-磺醯基雙酚；鹵化雙酚，諸如4,4'-亞異丙基雙(2,6-二溴苯酚)、4,4'-亞異丙基雙(2,6-二氯苯酚)及4,4'-亞異丙基雙(2,3,5,6-四氯苯酚)；烷氧基化雙酚，諸如具有一或多個烷氧基(諸如乙氧基、丙氧基、α-丁氧基及β-丁氧基)之烷氧基化4,4'-亞異丙基雙酚；及雙環己醇，其可藉由氫化相應雙酚來製備，諸如4,4'-亞異丙基-雙環己醇、4,4'-氧基雙環己醇、4,4'-硫代雙環己醇及雙(4-羥基環己醇)甲烷。
可用於製備異氰酸酯官能性聚胺基甲酸酯預聚物之適合多元醇的其他實例包括高碳數聚伸烷二醇，諸如具有200至2000公克/莫耳之數目平均分子量(Mn)的聚乙二醇；帶有羥基之丙烯酸系物，諸如由(甲基)丙烯酸酯與羥基官能性(甲基)丙烯酸酯之共聚合所形成者，諸如甲基丙烯酸甲酯與甲基丙烯酸羥基乙酯共聚物；及羥基官能性聚酯，諸如由二醇(諸如丁二醇)與二酸或二酯(諸如己二酸或己二酸二乙酯)之反應所形成者。在一些實施例中，可用於實施本發明之多元醇可具有200至2000公克/莫耳之數目平均分子量(Mn)。
在一些實施例中，可藉由使諸如甲苯二異氰酸酯之二異氰酸酯與諸如聚(四氫呋喃)之聚伸烷二醇反應來製備異氰酸酯官能性聚胺基甲酸酯預聚物。
在一些實施例中，可在催化劑存在下製備異氰酸酯官能性聚胺基甲酸酯預聚物。在一些實施例中，以多元醇及異氰酸酯官能性單體之總重量計，所使用之催化劑的量可小於5重量%，或小於3重量%，或小於1重量%。在一些實施例中，例示性之適合催化劑包括有機酸之亞錫加成物，諸如辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫、二乙酸二丁基錫、硫醇二丁基錫、二順丁烯二酸二丁基錫、二乙酸二甲基錫、二月桂酸二甲基錫、1,4-二氮二環[2.2.2]辛烷及其混合物。在其他實施例中，催化劑可為辛酸鋅、鉍或乙醯基丙酮酸鐵。其他例示性之適合催化劑包括三級胺，諸如三乙胺、三異丙胺及N,N-二甲基苄胺。
在一些實施例中，對於可用於製造聚合物顆粒之聚胺基甲酸酯而言，具有至少兩個異氰酸酯基之第一樹脂包括具有至少兩個封端異氰酸酯基之封端異氰酸酯化合物。術語「封端異氰酸酯化合物」係指具有可轉換為去封端(亦即游離)異氰酸酯基且分離或釋放封端基團之末端及/或側位封端異氰酸酯基的單體或預聚物。適合異氰酸酯化合物之任何前述實例可經封端。封端異氰酸酯之例示性非短效封端基團包括1H-唑，諸如1H-咪唑、1H-吡唑、3,5-二甲基-1H-吡唑、1H-1,2,3-三唑、1H-1,2,3-苯并三唑、1H-1,2,4-三唑、1H-5-甲基-1,2,4-三唑及1H-3-胺基-1,2,4-三唑；內醯胺，諸如e-己內醯胺及2-吡咯啶酮；嗎啉，諸如3-胺丙基嗎啉；及N-羥基鄰苯二甲醯亞胺。封端異氰酸酯化合物之例示性短效封端基團包括醇類，諸如丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、第三丁醇及己醇；伸烷二醇單烷基醚，諸如乙二醇單烷基醚(例如乙二醇單丁基醚及乙二醇單己基醚)及丙二醇單烷基醚(例如丙二醇單甲基醚)；及酮肟，諸如甲基乙基酮肟。
不意欲受任何理論束縛，咸信具有至少兩個異氰酸酯基之第一樹脂中包括封端異氰酸酯材料可導致在以下位置形成共價鍵：(a)在微粒聚胺基甲酸酯顆粒之至少一部分之間；及/或(b)在微粒聚胺基甲酸酯之至少一部分與交聯網狀結構之至少一部分之間。在一些實施例中，以游離異氰酸酯及封端異氰酸酯基之總莫耳當量計，封端異氰酸酯化合物的含量可使得第一樹脂封端異氰酸酯基之量為至少5莫耳%、或至少10莫耳%、或小於40莫耳%、或小於50莫耳%。
具有至少兩個可與異氰酸酯基反應之基團的第二樹脂可選自多種材料。在一些實施例中，第二樹脂具有選自羥基、巰基、一級胺、二級胺及其組合之官能基。例示性之適合第二樹脂包括前述多元醇。
在一些實施例中，可具有至少兩個可與異氰酸酯基反應之基團的第二樹脂包括多元胺。例示性多元胺包括伸乙胺，諸如乙二胺(EDA)、二伸乙基三胺(DETA)、三伸乙基四胺(TETA)、四伸乙基五胺(TEPA)、五伸乙基六胺(PEHA)、哌嗪、二乙二胺(DEDA)及2-胺基-1-乙基哌嗪。其他例示性之適合多元胺包括二烷基甲苯二胺之一或多種異構物，諸如3,5-二甲基-2,4-甲苯二胺、3,5-二甲基-2,6-甲苯二胺、3,5-二乙基-2,4-甲苯二胺、3,5-二乙基-2,6-甲苯二胺、3,5-二異丙基-2,4-甲苯二胺、3,5-二異丙基-2,6-甲苯二胺及其混合物。在一些實施例中，多元胺可選自亞甲基二苯胺、丙二醇二(對-胺基苯甲酸酯)及以胺封端之寡聚物及預聚物。
在一些實施例中，適合之多元胺可選自基於4,4'-亞甲基-雙(二烷基苯胺)(例如4,4'-亞甲基-雙(2,6-二甲基苯胺)、4,4'-亞甲基-雙(2,6-二乙基苯胺)、4,4'-亞甲基-雙(2-乙基-6-甲基苯胺)、4,4'-亞甲基-雙(2,6-二異丙基苯胺)、4,4'-亞甲基-雙(2-異丙基-6-甲基苯胺)、4,4'-亞甲基-雙(2,6-二乙基-3-氯苯胺)及其混合物)的多元胺。
在一些實施例中，可在催化劑存在下由包含至少兩個異氰酸酯基之第一樹脂及包含至少兩個可與異氰酸酯反應之基團的第二樹脂製備微粒聚胺基甲酸酯。適合催化劑包括以上針對異氰酸酯官能性聚胺基甲酸酯預聚物之製備而列出者。
在一些實施例中，異氰酸酯基及視情況選用之封端異氰酸酯基對可用於製備微粒聚胺基甲酸酯之異氰酸酯反應性基團的莫耳當量比為0.5:1.0至1.5:1.0，例如0.7:1.0至1.3:1.0或0.8:1.0至1.2:1.0。在一些實施例中，可藉由使用小於化學計量上所需量之第二樹脂來製備交聯聚胺基甲酸酯，以使得胺基甲酸酯或脲鍵將與剩餘異氰酸酯反應。在其他實施例中，用三官能性化合物對二官能性化合物進行部分置換將導致更為熱穩定之化學交聯。
一些有用之微粒聚胺基甲酸酯可自例如Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co.,Ltd. Advanced Polymer Group (Tokyo,Japan)以商品名「DAIMIC-BEAZ」購得，等級為「UCN-5350D」、「UCN-5150D」及「UCN-5070D」；聚胺基甲酸酯顆粒可自Negami Chemical Industrial Co.,Ltd.(Nomi-city,Japan)以商品名「ART PEARL」購得；且基於脂族聚醚之熱塑性聚胺基甲酸酯可自例如Bayer Corporation以商品名「TEXIN」購得。
在一些實施例中，可用於實施本發明之適合的聚合物顆粒包括微粒聚環氧化物。微粒聚環氧化物可例如自具有至少兩個環氧基之第一樹脂及具有至少兩個可與環氧化物之環氧基反應之基團的第二樹脂製備。
在一些實施例中，包含至少兩個環氧基之第一樹脂可與第二樹脂混合在一起且經聚合或固化以形成塊體聚環氧化物，接著可將該塊體聚環氧化物研磨(例如低溫研磨)或視情況分類。在一些實施例中，微粒聚環氧化物可藉由將環氧化物官能性及氫官能性材料混合在一起，緩慢地將混合物澆注至攪拌下的經加熱之去離子水中，分離所形成之微粒材料(例如藉由過濾)，乾燥經分離之微粒材料，及視情況分類經乾燥之微粒聚環氧化物而形成。
在一些實施例中，可用於實施本發明之適合的環氧化物官能性材料包括環氧化物官能性單體、環氧化物官能性預聚物及其組合。例示性之適合的環氧化物官能性單體可包括脂族聚環氧化物，諸如1,2,3,4-二環氧基丁烷、1,2,7,8-二環氧基辛烷；環脂族聚環氧化物，諸如1,2,4,5-二環氧基環己烷、1,2,5,6-二環氧基環辛烷、7-氧雜-二環[4.1.0]庚烷-3-甲酸7-氧雜-二環[4.1.0]庚-3-基甲酯、1,2-環氧基-4-環氧乙基-環己烷及2,3-(環氧基丙基)環己烷；芳族聚環氧化物，諸如雙(4-羥基苯基)甲烷二縮水甘油醚；氫化雙酚A二環氧化物；及其混合物。可用於本發明之環氧化物官能性單體通常係由多元醇與表鹵代醇(例如表氯醇)之反應製備。可用以製備環氧化物官能性單體之多元醇包括本文中關於製備異氰酸酯官能性預聚物先前所述者。環氧化物官能性單體之一適用種類包括由雙酚與表氯醇之反應所製備者(例如4,4'-亞異丙基二酚與表氯醇之反應以形成4,4'-亞異丙基二酚二縮水甘油醚)。
在一些實施例中，可用於製備特定環氧化物之環氧化物官能性預聚物可藉由使聚合多元醇與表氯醇反應來製備。例示性之適合的聚合多元醇可包括聚伸烷二醇，諸如聚乙二醇及聚四氫呋喃；聚酯多元醇；聚胺基甲酸酯多元醇；聚((甲基)丙烯酸酯)多元醇；及其混合物。
在本發明之一些實施例中，環氧化物官能性預聚物可包括環氧化物官能性聚((甲基)丙烯酸酯)聚合物，其可由(甲基)丙烯酸酯單體及環氧化物官能性可自由基聚合單體(例如縮水甘油基(甲基)丙烯酸酯)製備。適合之環氧化物官能性預聚物可具有寬範圍之分子量。在一些實施例中，環氧化物官能性預聚物之分子量可為500至15,000公克/莫耳，或500至5000公克/莫耳，如例如藉由使用聚苯乙烯標準之透膠層析術(GPC)所測定。
具有至少兩個可與環氧化物反應之基團的第二樹脂可包含羥基、巰基、羧酸、一級胺或二級胺中之至少一者。在一些實施例中，第二樹脂可包括本文中先前所述之多元醇。在其他實施例中，第二樹脂可包括本文中先前所述之多元胺。在一些實施例中，適合之多元胺可包括具有至少兩個選自一級胺、二級胺及其組合之胺基的聚醯胺預聚物。適合之例示性聚醯胺預聚物可包括可自例如Cognis Corporation,Coating & Inks Division(Monheim,Germany)以商品名「VERSAMID」購得者。
在一些實施例中，可在催化劑存在下由包含至少兩個環氧基之第一樹脂及包含至少兩個可與環氧化物反應之基團的第二樹脂來製備微粒環氧化物。例示性之適合催化劑包括三級胺，諸如三乙胺、三異丙胺、三第三丁胺、四氟硼酸及N,N-二甲基苄胺。在一些實施例中，可在第二樹脂與環氧化物官能性材料組合之前將催化劑併入至第二樹脂中。在一些實施例中，以經組合之第一及第二樹脂的總重量計，所使用之催化劑的量可小於5重量%，或小於3重量%，或小於1重量%。
用以製備微粒交聯聚環氧化物之反應物之環氧基對環氧化物反應性基團的莫耳當量比通常為0.5:1.0至2.0:1.0，例如0.7:1.0至1.3:1.0或0.8:1.0至1.2:1.0。
在一些實施例中，具有至少兩個異氰酸酯基或至少兩個環氧基之第一樹脂及/或第二樹脂可視情況包含已知的習知添加劑。該等添加劑之實例包括熱穩定劑、抗氧化劑、脫模劑、靜態染料、顏料、增韌添加劑(諸如環氧基化之苯甲酸苯酯及聚(伸烷二醇)二苯甲酸酯)及界面活性劑(諸如環氧乙烷/環氧丙烷嵌段共聚界面活性劑)。在一些實施例中，以經組合之第一及第二樹脂的總重量計，該等添加劑的含量可總計至多10重量%、或至多5重量%、或至多3重量%。
可用於實施本發明之其他聚合物顆粒包括熱塑性聚(甲基)丙烯酸酯，其可自例如ROHM America,Incorporated(Lawrenceville,Georgia)以商品名「ROHADON」購得及自Negami Chemical Industrial Co.,Ltd.以商品名「ART PEARL」購得。可用於實施本發明之其他聚合物顆粒包括纖維素顆粒，其可自例如Dow Chemical Company(Midland,Michigan)以商品名「METHOCEL」購得。
本發明之拋光墊中之聚合物顆粒含量可變化。有趣的是，吾人發現，在一些實施例中，使用特定技術混合之聚合物顆粒的量以意外方式影響所得拋光層之孔隙率。舉例而言，當使用組合旋轉與轉動之攪拌機時，吾人發現，至多20重量%之顆粒含量比至多15重量%之顆粒含量提供較少孔。然而，其他混合技術可提供不同結果。在一些實施例中，以微粒聚合物及交聯網狀結構之總重量計，聚合物顆粒之含量為至少1重量%、或至少2.5重量%、或至少5重量%。在一些實施例中，以聚合物顆粒及交聯網狀結構之總重量計，聚合物顆粒之含量可為至多25重量%、或至多20重量%、或小於20重量%。
在一些實施例(包括聚合物顆粒為纖維之實施例)中，以聚合物顆粒及交聯網狀結構之總重量計，聚合物顆粒之含量可為至多10重量%、或至多5重量%、或小於5重量%。有利的是，以聚合物顆粒及交聯網狀結構之總重量計，呈纖維形式的聚合物顆粒即使在至多2重量%之含量下仍可提供適用程度之孔隙率。在此等實施例中之一些中，聚合物顆粒為水溶性纖維(例如甲基纖維素纖維)。如實例中之表1及表2中所展示，用甲基纖維素纖維獲得的孔隙率程度高於用以重量計等量之球體聚胺基甲酸酯顆粒獲得的孔隙率程度。圖8(其為實例12之固化組合物之剖視圖的顯微圖)與圖7A及圖7B(其分別為實例15之固化組合物之剖視圖及俯視圖的顯微圖)之間的視覺比較展示，用2重量%之纖維(圖8)獲得的孔隙率程度與用10重量%之顆粒(圖7A及圖7B)獲得的孔隙率程度大約相同。
併入較低含量之顆粒以獲得相同孔隙率可有利於例如改良顆粒在交聯網狀結構中之分佈均一性及在拋光期間維持墊表面上之硬度。
本發明之拋光墊包含拋光層，其包含聚合物顆粒及交聯網狀結構，該交聯網狀結構包含熱固化組分及輻射固化組分。多種適合聚合物可用於形成交聯網狀結構。在一些實施例中，熱固化組分包含聚胺基甲酸酯、聚環氧化物或經胺基甲酸酯改質之聚環氧化物中之至少一者。
本發明之交聯網狀結構通常在聚合物顆粒存在下形成。在一些實施例中，當可熱固化之樹脂組合物及可輻射固化之樹脂組合物處於存在聚合物顆粒之情況下時，該等可固化組合物可反應形成交聯網狀結構。
在一些實施例中，以聚合物顆粒及交聯網狀結構之總重量計，本文中所揭示之拋光層可包含至少75重量%、或至少80重量%、或至少85重量%的交聯網狀結構。在一些實施例中，以聚合物顆粒及交聯網狀結構之總重量計，交聯網狀結構可以至多99重量%、或至多95重量%、或至多90重量%的量存在於拋光層中。
可藉由習知聚合技術方法來製備交聯網狀結構。在一些實施例中，交聯網狀結構可藉由縮合反應、自由基引發反應或其組合而形成。在一些實施例中，熱固化組分可包含藉由包含聚胺基甲酸酯預聚物之可熱固化樹脂組合物與多元胺之縮合而形成的聚胺基甲酸酯。在一些實施例中，輻射固化組分可包含藉由胺基甲酸酯-二丙烯酸酯或胺基甲酸酯-二甲基丙烯酸酯在光引發劑存在下聚合而形成的胺基甲酸酯-聚丙烯酸酯或胺基甲酸酯-聚甲基丙烯酸酯。在一些實施例中，交聯網狀結構為藉由逐步或同時熱固化及輻射固化聚合而形成之互穿聚合物網狀結構。在一些實施例中，輻射固化組分(在一些實施例中為聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯)例如經由胺基甲酸酯或脲鍵聯基團共價鍵結於熱固化組分。
可用於實施本發明之適合的可熱固化樹脂組合物可包括單體、預聚物及其混合物。在一些實施例中，可熱固化樹脂組合物可含有催化劑、交聯劑、固化劑、溶劑及此項技術中已知之其他習知添加劑。
在一些實施例中，可熱固化樹脂組合物包含具有至少兩個異氰酸酯基(其亦可為封端異氰酸酯基)或至少兩個環氧基之第一樹脂；及具有至少兩個可與異氰酸酯及/或環氧化物反應之基團(例如羥基、胺基、羧基或巰基)的第二樹脂。
可用以製備熱固化組分的例示性之適合的第一及第二樹脂可選自本文中先前關於微粒聚胺基甲酸酯分別描述之異氰酸酯(包括預聚物)、封端異氰酸酯、多元醇及多元胺。當組合第一及第二樹脂時，使用封端異氰酸酯可例如延遲膠凝之起始，從而可允許用於混合第一及第二樹脂與聚合物顆粒的時間較長。
可用作第一樹脂之一些異氰酸酯預聚物為市售的，例如可自Air Products and Chemicals,Inc.(Allentown,PA)以商品名「AIRTHANE PHP-75D」購得的異氰酸酯預聚物。可用作第二樹脂之一些二胺為市售的，例如可自Air Products and Chemicals,Inc.以商品名「VERSALINK P250」及「VERSALINK P650」購得的寡聚二胺。
在一些實施例中，包含可輻射固化樹脂及可熱固化樹脂(該可熱固化樹脂包含具有至少兩個異氰酸酯基之第一樹脂及具有至少兩個可與異氰酸酯基反應之基團的第二樹脂)的組合物可進一步包含催化劑。例示性之適合催化劑可包括本文中先前關於製備微粒聚胺基甲酸酯所述者(例如，諸如三乙胺之三級胺及諸如二月桂酸二丁基錫之有機金屬化合物)。在一些實施例中，可在組合第一及第二樹脂之前將催化劑併入至第二樹脂中。在一些實施例中，以經組合之第一及第二樹脂的總重量計，催化劑的含量可小於5重量%、或小於3重量%、或小於1重量%。第一及第二樹脂中的異氰酸酯基及視情況選用之封端異氰酸酯基對異氰酸酯反應性基團的莫耳當量比分別可為0.5:1.0至2.0:1.0、或0.7:1.0至1.3:1.0、或0.8:1.0至1.2:1.0。
在一些實施例中，熱固化組分可藉由使具有至少兩個環氧基之第一樹脂與具有至少兩個可與環氧基反應之基團(例如羥基、胺基、羧基或巰基)的第二樹脂反應來製備。例示性之適合的具有至少兩個環氧基之第一樹脂及第二樹脂包括如本文中先前所論述的用以製備微粒聚環氧化物之彼等環氧化物、多元胺及多元醇中之任一者。
在一些實施例中，包含可輻射固化樹脂及可熱固化樹脂(該可熱固化樹脂包含用以製備聚環氧化物熱固化組分之第一及第二樹脂)之組合物可進一步包含環氧化物開環催化劑。用於環氧化物開環的例示性之適合催化劑包括任何以上所描述者(例如，諸如三第三丁胺之三級胺及四氟硼酸)。在一些實施例中，可在混合第一及第二樹脂之前將催化劑添加至第二樹脂。在一些實施例中，以第一及第二樹脂之總重量計，環氧化物開環催化劑的含量可小於5重量%、或小於3重量%或1重量%。第一及第二樹脂中的環氧基對環氧化物反應性基團之莫耳當量比分別可為0.5:1.0至2.0:1.0、或0.7:1.0至1.3:1.0、或0.8:1.0至1.2:1.0。
在一些實施例中，可熱固化樹脂可包含習知添加劑。例示性之適合的習知添加劑包括如本文中先前關於製備微粒聚胺基甲酸酯及微粒聚環氧化物所描述的彼等添加劑中之任一者，諸如脫模劑、染料及增韌劑。在一些實施例中，以交聯網狀結構之總重量計，添加劑的含量可為總計小於10重量%、或小於5重量%、或小於3重量%。可將習知添加劑添加至例如第一或第二樹脂。
本發明之多孔拋光墊包含具有輻射固化組分之拋光層。輻射固化組分包含聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚(乙烯醚)、聚乙烯或聚環氧化物中之至少一者。在一些實施例中，輻射固化組分包含聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯中之至少一者。輻射固化組分可由包含至少兩個丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、乙烯基(例如乙烯基、烯丙基或苯乙烯基)或環氧基的可輻射固化樹脂製備。在一些實施例中，可輻射固化樹脂包含至少兩個丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基。
在一些實施例中，可輻射固化樹脂可包含具有至少兩個經(甲基)丙烯酸酯改質之異氰酸酯基的經(甲基)丙烯酸酯改質之聚官能性異氰酸酯材料，其可為例如具有末端及/或側位異氰酸酯基之聚胺基甲酸酯預聚物(例如以上結合製備微粒聚胺基甲酸酯所描述的彼等聚胺基甲酸酯預聚物)與具有異氰酸酯反應性官能基(例如羥基、胺基或巰基)之(甲基)丙烯酸酯的反應產物。
例示性之適合的羥基或胺基官能性(甲基)丙烯酸酯包括羥基烷基丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯(例如2-羥基乙基丙烯酸酯(HEA)、2-羥基乙基甲基丙烯酸酯(HEMA)、2-羥基丙基丙烯酸酯、3-羥基丙基丙烯酸酯(HPA)、2-羥基丙基甲基丙烯酸酯、3-羥基丙基甲基丙烯酸酯、1,3-二羥丙基丙烯酸酯、2,3-二羥丙基丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯、2-羥基乙基丙烯醯胺及甲基丙烯醯胺、2-羥基丁基(甲基)丙烯酸酯、4-羥基丁基(甲基)丙烯酸酯、2-羥基-3-苯氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇單(甲基)丙烯酸酯、2-羥基烷基(甲基)丙烯醯基磷酸酯、4-羥基環己基(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇單(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇單(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基乙烷二(甲基)丙烯酸酯、異戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二異戊四醇五(甲基)丙烯酸酯；N-烷基-N-羥基乙基丙烯醯胺及甲基丙烯醯胺、羥基乙基-β羧基乙基丙烯酸酯、羥基己基丙烯酸酯、羥基辛基甲基丙烯酸酯、聚丙二醇單甲基丙烯酸酯、丙二醇單甲基丙烯酸酯、己內酯丙烯酸酯、第三丁基胺基乙基甲基丙烯酸酯及其混合物。其中許多可自商業來源購得，例如適用之羥基乙基丙烯酸酯及羥基丙基丙烯酸酯可購自Dow Chemical(Midland,Mich)及Osaka Organic Chemical Industry Ltd.(Osaka,Japan)。適用之羥基丁基丙烯酸酯可購自Osaka Organic Chemical Industry Ltd.。適用之羥基聚酯丙烯酸酯可自Dow Chemical Company以商品名「TONE MONOMER M-100」購得及自Osaka Organic Chemical Industry Ltd.以商品名「VISCOAT 2308」購得。適用之羥基聚醚丙烯酸酯可自Bayer Chemicals(Pittsburgh,PA)以商品名「ARCOL R-2731」)購得。
(甲基)丙烯酸酯基可位於預聚物上之側位、末端或其組合。在一些實施例中，預聚物係以(甲基)丙烯酸酯基封端。可輻射固化樹脂可例如藉由使具有異氰酸酯反應性官能基之(甲基)丙烯酸酯與聚異氰酸酯預聚物通常在過量異氰酸酯存在下反應來製備。在一些實施例中，具有異氰酸酯反應性官能基之(甲基)丙烯酸酯以一定量與異氰酸酯官能性預聚物反應，使得異氰酸酯官能性預聚物上之約10%至約80%、約20%至約70%或約30%至約60%的異氰酸酯基與具有異氰酸酯反應性官能基之(甲基)丙烯酸酯反應。
具有至少兩個經(甲基)丙烯酸酯改質之異氰酸酯基的一些經(甲基)丙烯酸酯改質之聚官能性異氰酸酯材料為市售的，例如可自Bayer Materials Science(Pittsburgh,PA)以商品名「DESMOLUX D100」、「DESMOLUX VPLS 2396」及「DESMOLUX XP2510」購得的異氰酸酯胺基甲酸酯丙烯酸酯。
包括可輻射固化組合物及可熱固化組合物之組合物通常亦包括光引發劑或光引發劑之組合。適用之光引發劑包括例如「α裂解型」光引發劑，其包括例如安息香、安息香縮乙醛(例如苯甲基二甲基縮酮)、安息香醚(例如安息香乙醚、安息香異丙醚及安息香異丁醚)、羥基烷基苯酮(例如1-羥基環己基苯酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮及1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙-1-酮)、苯甲醯環己醇、二烷氧基苯乙酮衍生物(例如2,2-二乙氧基苯乙酮)、醯基膦氧化物(例如雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基膦氧化物、雙(2,6-二甲氧基苯甲醯基)-(2,4,4-三甲基戊基)膦氧化物及2,4,4-三甲基苯甲醯基二苯基膦氧化物)、甲硫基苯基(N-嗎啉基)酮(例如2-甲基-1-4(甲硫基)及苯基-2-(N-嗎啉基)-1-丙酮)及(N-嗎啉基)苯基胺基酮；氫提取光引發劑，其包括基於二苯甲酮、氧硫、、苯甲基、樟腦醌及香豆素酮之光引發劑及共引發劑；及其組合。在一些實施例中，光引發劑為醯基膦氧化物(例如雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基膦氧化物、雙(2,6-二甲氧基苯甲醯基)-(2,4,4-三甲基戊基)膦氧化物及2,4,4-三甲基苯甲醯基二苯基膦氧化物)。
例示性之適用市售光引發劑可以以下商品名「IRGACURE 369」、「IRGACURE 819」、「IRGACURE CGI 403」、「IRGACURE 651」、「IRGACURE 1841」、「IRGACURE 29594」、「DAROCUR 1173」、「DAROCUR 4265」及「CGI1700」購得，其皆可自Ciba Specialty Chemicals(Ardsley,N.Y.)購得。光引發劑較佳以足以提供所要光聚合速率的量存在。該量將部分地取決於光源、待曝露於輻射能量之層的厚度及光引發劑在該波長下之消光係數。光引發劑組分的含量通常將為至少約0.01重量%、至少約0.1重量%、至少約0.2重量%、至多約10重量%或至多約5重量%。
可輻射固化組合物及可熱固化組合物可緊密地混合於組合物中用於製造本文中所揭示之多孔拋光墊。在一些實施例中，以組合物之總重量計，組合物包含至少約10(在一些實施例中，至少約15、20、25、30或40)重量%之可輻射固化組合物及至多約85(在一些實施例中，至多約80、75、70、65、60、55或50)重量%之可輻射固化組合物。在一些實施例中，以組合物之總重量計，組合物包含至少約15(在一些實施例中，至少約20、25、30、35、40、45、50、55或60)重量%之可熱固化組合物及至多約90(在一些實施例中，至多約85、80或75)重量%之可熱固化組合物。
在一些實施例中，包含可熱固化樹脂組合物、可輻射固化樹脂組合物及聚合物顆粒之組合物進一步包含界面活性劑。類似地，在一些實施例中，包含交聯網狀結構(其包含熱固化組分及輻射固化組分)、分散於交聯網狀結構內之聚合物顆粒及分散於交聯網狀結構內之封閉氣室式孔的多孔拋光層進一步包含分散於交聯網狀結構內之界面活性劑。可用於實施本發明之界面活性劑的實例包括陰離子界面活性劑、陽離子界面活性劑、非離子界面活性劑、兩性界面活性劑(例如兩性離子界面活性劑)及其組合。此等類型之界面活性劑中的每一者可包括氟化學品、聚矽氧及基於烴之界面活性劑。
例示性之適用陽離子界面活性劑包括脂族銨鹽。例示性之適用陰離子界面活性劑包括羧酸鹽(例如脂肪酸鹽及烷基醚羧酸鹽)、磺酸鹽(例如烷基苯磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽及α-烯烴磺酸鹽)、硫酸鹽(例如高碳數醇硫酸酯鹽及烷基醚硫酸鹽)及磷酸鹽(例如烷基磷酸鹽)。例示性之適用非離子界面活性劑包括聚氧乙烯烷基醚、醚酯(例如甘油酯之聚氧乙烯醚)、酯(例如聚乙二醇脂肪酸酯、甘油酯、脫水山梨糖醇酯)及聚矽氧二醇共聚物(諸如，例如可自Air Products(Allentown,Pennsylvania)以商品名「DABCO」購得者)。以組合物或多孔拋光層之總重量計，界面活性劑可以例如至多10重量%(在一些實施例中，至多4重量%、3重量%或2重量%)的量存在於組合物或拋光層中。在一些實施例中，以組合物或多孔拋光層之總重量計，界面活性劑以至少1%的量存在。本發明提供製造本文中所描述之拋光墊的方法。該方法包含在包含可熱固化樹脂組合物、可輻射固化組合物及聚合物顆粒之組合物中形成孔。在一些實施例中，藉由混合組合物而在組合物中形成孔。混合可藉由多種技術來進行，例如使用機器攪拌機或手動混合。在一些實施例中，混合製程(及機器攪拌機)可包括轉動及旋轉。如上所描述，聚合物顆粒之粒徑及裝載量可影響所得拋光層之孔隙率。
在一些實施例中，包含可熱固化樹脂組合物、可輻射固化樹脂組合物及聚合物顆粒之組合物可混合在一起且置放於支撐層上。支撐層頂部上的敞模(例如不具有頂或蓋之模)可用於形成拋光層之所要形狀。可藉由機械手段使混合物分佈於模內以均一地填充該模。適合之機械手段可包括低壓加壓或使用壓實輥壓機。
製造本文中所揭示之拋光墊的方法亦包括藉由將組合物曝露於輻射以至少部分地固化可輻射固化組合物且加熱組合物以至少部分地固化可熱固化樹脂而形成拋光層。輻射通常為紫外線輻射(亦即，輻射在約200 nm至約400 nm之範圍中)。至少部分地固化組合物所必需之輻射量將取決於多種因素，包括例如曝露於輻射之角度、組合物之厚度、組合物中之可聚合基團的量及光引發劑之類型及量。通常將具有約200 nm至約400 nm之波長的UV光源導向於在傳送機系統上輸送的組合物處，該傳送機系統提供適用於組合物之輻射吸收概況的通過UV源之傳遞速率。適用的UV光源包括例如超高壓汞燈、高壓汞燈、中壓汞燈、低強度螢光燈、金屬鹵素燈、微波供電燈、氙氣燈、雷射束源(包括例如準分子雷射及氬離子雷射)及其組合。可接著在例如至多約180℃、至多約150℃、至多約135℃或至多約120℃(例如在80℃至120℃、80℃至110℃或90℃至100℃之範圍中)之高溫下將組合物置放於烘箱中歷時一段時間(例如30分鐘至24小時)。曝露於輻射及加熱可按次序或同時進行。在一些實施例中，曝露於輻射係在加熱之前進行。
本發明之拋光墊可具有一或多個工作表面，其中如本文中所使用之「工作表面」係指拋光墊之可與待拋光之物品之表面接觸的表面。在一些實施例中，待拋光之物品可為矽晶圓。在一些實施例中，拋光墊之工作表面可具有諸如通道、凹槽、穿孔及其組合之表面特徵。此等表面特徵可增強一或多種以下特性：(1)拋光漿在墊之工作表面與所拋光之物品之表面之間的移動；(2)磨蝕材料遠離所拋光之物品之表面的移除及輸送；或(3)拋光墊之拋光或平坦化效率。
可藉由多種方法將表面特徵併入至拋光墊之工作表面中。在一些實施例中，墊之工作表面可經機械改質，例如藉由磨蝕或切割。在其他實施例中，可在成形製程期間，例如藉由向模之至少一個內表面提供凸起特徵而將表面特徵併入至墊之工作表面中，該等凸起特徵可在模形成期間被壓印至墊之工作表面中。表面特徵可以隨機或均一圖案之形式分佈在拋光墊之工作表面上。例示性之表面特徵圖案可包括螺旋形、圓形、正方形、交叉線形及蜂巢紋狀圖案。
在一些實施例中，根據本發明或根據本發明製造之拋光墊包含自支撐層突出的個別拋光元件。現參考圖3，展示拋光墊2之一實施例，其包含複數個拋光元件4，該等拋光元件4中之每一者附著至視情況選用之支撐層8。拋光墊2進一步包含柔性層10。包含個別拋光元件之拋光層通常為連續層，但此未展示於圖3中。在個別拋光元件之間，薄膜可具有例如至多0.01 mm、0.02 mm或0.03 mm之厚度。在其他實施例中，包含個別拋光元件之拋光層可具有不連續性，例如在個別拋光元件之間的薄膜中。因為在經說明之實施例中拋光元件4係藉由拋光元件4之間的薄膜層(未圖示)附著至支撐層，所以拋光元件4相對於其他拋光元件4中之一或多者的橫向移動受限，但拋光元件4通常在垂直於各拋光元件4之拋光表面14的軸上保持可獨立移動。如所展示，拋光元件4中之每一者一般具有實質上遍及整個拋光元件4分佈之複數個孔15。
在藉由圖3所說明之實施例中，展示拋光元件4例如藉由直接黏結於支撐層8而附著至支撐層8之第一主側。拋光元件4可直接在支撐層8上成形及固化。在其他實施例中，拋光元件4可使用黏合劑附著至支撐層8或直接附著至柔性層10。在此等實施例中，多孔拋光層通常為不連續層。在藉由圖3所說明之特定實施例中，展示可用以將拋光墊2緊固至CMP拋光裝置(未展示於圖3中)之拋光壓板(未展示於圖3中)的視情況選用之壓敏黏合層12係鄰近於柔性層10，與支撐層8相對。
參考圖4，展示拋光墊2'之另一例示性實施例，拋光墊2'包含具有第一主側及與第一主側相對之第二主側的柔性層30；複數個拋光元件24，各拋光元件24具有用於將各拋光元件24附著至柔性層30之第一主表面的承壓區域25；及具有第一主表面及與第一主表面相對之第二主表面的視情況選用之導向板31，該導向板31經定位而將複數個拋光元件24配置於柔性層30之第一主側上，其中導向板31之第一主表面遠離柔性層30。
如藉由圖4所說明，各拋光元件24自導向板31之第一主表面沿實質上垂直於第一主側之第一方向延伸。在藉由圖4所說明之特定實施例中，亦將多孔拋光元件24中之每一者展示為具有實質上遍及整個拋光元件24分佈之複數個孔15。另外，在藉由圖4所說明之特定實施例中，展示三個拋光元件24，且將所有拋光元件24展示為包括多孔拋光表面23及實質上遍及整個拋光元件24分佈之孔15的多孔拋光元件。然而，應理解，可使用許多拋光元件24，且可將多孔拋光元件之數目選擇為少至一個拋光元件至多至所有拋光元件，或其間之任何數目。
另外藉由圖4說明視情況選用之拋光組合物分佈層28。在拋光製程期間，視情況選用之拋光組合物分佈層28輔助工作液體及/或拋光漿分佈至個別拋光元件24。如藉由圖4所說明，亦可提供延伸通過至少導向板31及視情況選用之拋光組合物分佈層28之複數個縫隙26。在一些實施例中，導向板31亦可充當拋光組合物分佈層。
如藉由圖4所說明，在一些實施例中，各拋光元件24具有承壓區域25，且各拋光元件24係藉由對應承壓區域25接合至導向板31之第二主表面而附著至柔性層30之第一主側。各拋光元件24之至少一部分延伸至對應縫隙26中，且各拋光元件24亦通過對應縫隙26且自導向板31之第一主表面向外延伸。因此，導向板31之複數個縫隙26用以導向拋光元件24在支撐層30上的橫向配置，同時亦接合各承壓區域25以將各對應拋光元件24附著至支撐層30。
因此，在拋光製程期間，拋光元件24能夠自由地在實質上垂直於支撐層30之第一主側之方向上獨立地發生移位，同時仍保持藉由導向板31附著至柔性層30。在一些實施例中，此情形可允許使用非柔性拋光元件，例如具有僅在拋光表面上或僅接近於拋光表面實質上分佈之孔的多孔拋光元件。
在藉由圖4所說明之特定實施例中，另外使用位於柔性層30與導向板31之間的界面處之視情況選用之黏合層34將拋光元件24附著至柔性層30之第一主側。然而，可使用其他黏結方法，包括使用例如熱及壓力將拋光元件24直接黏結至柔性層30。
在未說明於圖4中之有關例示性實施例中，可將複數個縫隙配置為縫隙之陣列，其中縫隙26之至少一部分包含主孔及導向板31之底切區域，且該底切區域形成與對應之拋光元件承壓區域25接合之肩狀凸起，藉此在不需要在拋光元件24與柔性層30之間使用黏合劑之情況下保持拋光元件24。
另外，如藉由圖4所說明，可使用第二視情況選用之黏合層36以將視情況選用之拋光組合物分佈層28附著至導向板31之第一主表面。另外，在藉由圖4所說明之特定實施例中，展示可用以將拋光墊2'緊固至CMP拋光裝置(未展示於圖4中)之拋光壓板(未展示於圖4中)的視情況選用之壓敏黏合層32係鄰近於支撐層30，與導向板31相對。
亦可結合圖3中所展示之實施例(其中多孔拋光元件4不具有承壓區域)來使用導向板及/或分佈層。可在導向板存在下消除支撐層8，且多孔拋光元件可例如使用黏合劑附著至柔性層10。
視預期應用而定，拋光元件4及24之橫截面形狀(在大體上平行於拋光表面14及23之方向上穿過拋光元件4及24截取)可廣泛變化。儘管圖3及圖4展示具有大體上圓形橫截面之大體上圓柱形的拋光元件4及24，但其他橫截面形狀為可能的且在一些實施例中可為需要的。舉例而言，圓形、橢圓形、三角形、正方形、矩形、六邊形及梯形橫截面形狀可為適用的。
對於具有圓形橫截面之圓柱形拋光元件4及24，拋光元件4及24在大體上平行於拋光表面14及23之方向上的橫截面直徑可為約50 μm至約20 mm，在一些實施例中，該橫截面直徑為約1 mm至約15 mm，且在其他實施例中，該橫截面直徑為約5 mm至約15 mm(或甚至約5 mm至約10 mm)。對於具有非圓形橫截面之非圓柱形拋光元件，可根據指定高度、寬度及長度使用特性尺寸來表徵拋光元件尺寸。在一些例示性實施例中，該特性尺寸可經選擇為約0.1 mm至約30 mm。
在其他例示性實施例中，各拋光元件4及24在大體上平行於拋光表面14及23之方向上的橫截面積可為約1 mm2至約1,000 mm2，在其他實施例中為約10 mm2至約500 mm2，且在其他實施例中為約20 mm2至約250 mm2。
視預期應用而定，拋光元件(圖3中之4、圖4中之24)可以多種圖案分佈於柔性層(圖3中之10、圖4中之30)之主側上，且該等圖案可為規則的或不規則的。拋光元件可駐留於柔性層之實質上整個表面上，或可存在支撐層之不包括拋光元件之區域。在一些實施例中，如藉由拋光元件之數目、各拋光元件之橫截面積及拋光墊之橫截面積所決定，拋光元件具有柔性層之主表面之總面積的約30%至約95%的柔性層的平均表面覆蓋率。
拋光墊在大體上平行於拋光墊之主表面之方向上的橫截面積在一些例示性實施例中可在約100 cm2至約300,000 cm2範圍內，在其他實施例中在約1,000 cm2至約100,000 cm2範圍內，且在其他實施例中在約2,000 cm2至約50,000 cm2範圍內。
在拋光操作中拋光墊(圖3中之2、圖4中之2')的第一次使用之前，在一些例示性實施例中，各拋光元件(圖3中之4、圖4中之24)沿實質上垂直於柔性層(圖3中之10、圖4中之30)之第一主側的第一方向延伸。在其他例示性實施例中，各拋光元件在包括導向板(圖4中之31)之平面之上至少約0.25 mm處沿該第一方向延伸。在其他例示性實施例中，各拋光元件在包括支撐層(圖3中之10)之平面之上至少約0.25 mm處沿該第一方向延伸。在其他例示性實施例中，視所使用之拋光組合物及針對拋光元件選定之材料而定，拋光表面(圖3中之14、圖4中之23)高於拋光元件(圖3中之2、圖4中之2')之基底或底面的高度可為0.25 mm、0.5 mm、1.5 mm、2.0 mm、2.5 mm、3.0 mm、5.0 mm、10 mm或更多。
再次參考圖4，對於特定CMP製程，遍及拋光組合物分佈層28及導向板31之縫隙26的深度及間隔可視需要變化。拋光元件24相對於彼此及拋光組合物分佈層28以及導向板31各自維持於平面定向上，且突出高於拋光組合物分佈層28及導向板31之表面。
在一些例示性實施例中，由拋光元件(圖3中之4、圖4中之24)高於導向板31及任何拋光組合物分佈層(圖4中之28)或支撐層(圖3中之8)之延伸物所產生的容積可為拋光組合物在拋光組合物分佈層(圖4中之28)或支撐層(圖3中之8)之表面上的分佈提供空間。拋光元件(圖3中之4、圖4中之24)突出高於拋光組合物分佈層(圖4中之28)或支撐層(圖3中之8)的量至少部分地取決於拋光元件之材料特性及拋光組合物(工作液體及或研磨漿)在拋光組合物分佈層(圖4中之28)或支撐層(圖3中之8)之表面上的所要流動。
可用於一些實施例之導向板可由多種材料形成，諸如聚合物、共聚物、聚合物摻合物、聚合物複合物或其組合。非導電性且不可滲透液體之聚合材料一般為較佳的，且已發現聚碳酸酯尤其有用。
可用於一些實施例之視情況選用之拋光組合物分佈層亦可由多種聚合材料形成。在一些實施例中，拋光組合物分佈層可包含至少一種親水性聚合物。較佳親水性聚合物包括聚胺基甲酸酯、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚甲醛及其組合。聚合材料較佳為多孔的，更佳包含泡沫以當壓縮拋光組合物分佈層時在拋光操作期間提供導向基板之正壓力。在一些實施例中，具有開放或封閉氣室之多孔或發泡材料可為較佳的。在一些特定實施例中，拋光組合物分佈層具有在約10%與約90%之間的孔隙率。在替代實施例中，拋光組合物層可包含較佳在約5重量%至約60重量%之範圍中的可吸收水之水凝膠材料(諸如親水性胺基甲酸酯)以在拋光操作期間提供光滑表面。
在一些例示性實施例中，拋光組合物分佈層可實質上均一地在經受拋光之基板之表面上分佈拋光組合物，此可提供較均一之拋光。拋光組合物分佈層可視情況包括流阻元件，諸如擋板、凹槽(未展示於諸圖中)、孔及其類似物，以在拋光期間調節拋光組合物之流動速率。在其他例示性實施例中，拋光組合物分佈層可包括不同材料之各種層以在離拋光表面之變化深度處達成所要之拋光組合物流動速率。
在一些例示性實施例中，拋光元件中之一或多者可包括界定於拋光元件內之開放核心區域或腔，但該種配置並非必需的。在一些實施例中，如國際專利申請公開案第WO 2006/055720號(Torgerson等人)中所描述，拋光元件之核心可包括感測器以偵測壓力、導電性、電容、渦電流及其類似性質。
在本文中所揭示之拋光墊及/或製造拋光墊之方法的一些實施例中，支撐層包含可撓性及柔性材料。支撐層通常為薄膜，其提供包含可熱固化樹脂組合物及可輻射固化樹脂組合物之組合物可在其上固化之表面。在多孔拋光層包括拋光元件之一些例示性實施例中，拋光元件可與支撐層形成拋光元件附著至支撐層之單片，該等拋光元件之至少一部分包含多孔拋光元件。
當使用拋光墊時，支撐層亦用以保護柔性層不受拋光組合物中之水或其他流體影響。支撐層一般為不可滲透流體的，但可結合視情況選用之障壁使用可滲透材料以防止或抑制流體穿透支撐層。在一些例示性實施例中，支撐層包含選自聚矽氧、天然橡膠、苯乙烯丁二烯橡膠、氯丁橡膠、聚胺基甲酸酯、聚烯烴及其組合的聚合材料。支撐層可進一步包含多種額外材料，諸如填充劑、微粒、纖維、增強劑及其類似物。在一些實施例中，支撐層為透明的。
支撐層可例如藉由材料(例如聚矽氧、天然橡膠、苯乙烯丁二烯橡膠、氯丁橡膠、聚胺基甲酸酯、聚烯烴及其組合)擠壓成薄膜而形成。在一些實施例中，該材料為可例如自Lubrizol Advanced Materials,Inc.(Cleveland,OH)以商品名「ESTANE 58887-NAT02」購得或自Dow Chemical(Midland,MI)以商品名「PELLETHANE」(例如「PELLETHANE 2102-65D」)購得的聚胺基甲酸酯。可用作支撐層之市售薄膜包括可例如自Stevens Urethane(Easthampton,Massachusetts)以商品名「ST-1882」、「ST-1035」、「SS-3331」、「SS-1495L」及「ST-1880」購得的聚胺基甲酸酯薄膜。
在本文中所揭示之拋光墊及/或製造拋光墊之方法的一些實施例中，柔性層包含可撓性及柔性材料，諸如柔性橡膠或聚合物。柔性層一般為可壓縮的，以提供導向拋光表面之正壓力，且可例如幫助提供拋光墊與所拋光之基板的表面之間的接觸均一性。在一些例示性實施例中，柔性層係由可壓縮之聚合材料(例如由例如天然橡膠、合成橡膠或熱塑性彈性體形成之發泡聚合材料)形成。封閉氣室式多孔材料可為有用的。在一些實施例中，柔性層包含聚胺基甲酸酯，且可為例如發泡聚胺基甲酸酯或聚胺基甲酸酯浸漬之毛氈。柔性層之厚度可例如在0.2 mm至3 mm之範圍中。在拋光層包括拋光元件之一些例示性實施例中，可形成具有柔性層作為附著至柔性層(其可為多孔柔性層)之單片拋光元件的拋光元件，其至少一部分包含多孔拋光元件。
在一些例示性實施例中，柔性層包含選自聚矽氧、天然橡膠、苯乙烯丁二烯橡膠、氯丁橡膠、聚烯烴、聚胺基甲酸酯及其組合的聚合材料。支撐層可進一步包含多種額外材料，諸如填充劑、微粒、纖維、增強劑及其類似物。在一些實施例中，柔性層為不可滲透流體的(但可結合以上所描述之支撐層來使用可滲透材料)。
適合之市售柔性層包括例如可自Rogers Corp.(Rogers,CT)以商品名「PORON」購得的微蜂巢式聚胺基甲酸酯，其例如具有產品名稱4701-60-20062-04、4701-50-20062-04、4701-40-20062-04。其他適合柔性層包括可例如自Rodel,Incorporated(Newark,DE)以商品名「SUBA IV」購得的浸漬聚胺基甲酸酯之聚酯毛氈以及可自Rubberite Cypress Sponge Rubber Products,Inc.(Santa Ana,CA)以商品名「BONDTEX」購得的黏合橡膠片。
在本文中所揭示之拋光墊及/或製造拋光墊之方法的一些實施例中，拋光墊可包括在垂直於拋光表面之方向上延伸通過墊之窗口，或可使用透明層及/或透明拋光元件，以允許拋光製程之光學端點偵測，如國際專利申請公開案第WO 2009/140622號(Bajaj等人)中所描述。
如以上所使用之術語「透明層」意欲包括包含透明區域之層，該透明區域可由與該層之剩餘部分相同或不同之材料形成。在一些例示性實施例中，拋光元件、支撐層、柔性層、或拋光層或支撐層之一區域中之至少一者可為透明的，或可藉由將熱及/或壓力施加至材料而變得透明。在一些實施例中，可將透明材料就地澆鑄於適當定位於層中之孔眼中(例如使用模)以形成透明區域(例如在拋光層、支撐層或柔性層中)。在一些實施例中，在預先形成之窗口存在下固化拋光層以在拋光層中形成透明區域。在一些實施例中，整個支撐層及/或柔性層可由對在端點偵測裝置所利用之相關波長範圍中之能量透明或可變得透明的材料形成。用於透明元件、層或區域之適合透明材料包括例如透明聚胺基甲酸酯。
另外，如以上所使用，術語「透明」意欲包括實質上對在由端點偵測裝置利用之相關波長範圍中之能量透明的元件、層及或區域。在一些例示性實施例中，端點偵測裝置使用電磁能之一或多個源以發射呈紫外光、可見光、紅外光、微波、無線電波、其組合及其類似者之形式的輻射。在一些實施例中，術語「透明」意謂衝擊於透明元件上之相關波長之能量的至少約25%(例如至少約35%、至少約50%、至少約60%、至少約70%、至少約80%、至少約90%、至少約95%)透射穿過其中。
在一些例示性實施例中，支撐層為透明的。在一些實施例中，拋光層為透明的。在一些例示性實施例中(包括以上在圖3中所說明之實施例)，至少一個拋光元件為透明的。在一些實施例中，支撐層為透明的，拋光層(例如拋光元件)之至少一部分為透明的，且在柔性層中存在與拋光層之透明部分對準的孔。
在其他例示性實施例中(包括以上在圖4中所說明之實施例)，至少一個拋光元件為透明的，且黏合層及柔性層亦為透明的。在其他例示性實施例中，柔性層、導向板、拋光組合物分佈層、至少一個拋光元件或其組合為透明的。
本發明進一步針對在拋光製程中使用如以上所描述之拋光墊的方法，該方法包括使基板之表面與本發明之拋光墊之多孔拋光層接觸，及相對於基板來相對移動拋光墊以研磨基板之該表面。在一些實施例中，拋光墊之多孔拋光層包含複數個拋光元件，其中至少一些為多孔的。在一些例示性實施例中，可將工作液體提供至拋光墊表面與基板表面之間的界面。適合之工作液體包括例如在美國專利第6,238,592(Hardy等人)號及第6,491,843號(Srinivasan等人)及在國際專利申請公開案第WO 2002/33736號(Her等人)中所述者。
在一些實施例中，本發明及/或根據本發明之方法製備的拋光墊中之拋光層可具有至少5微米、至少10微米或至少15微米之平均孔徑。在一些實施例中，拋光墊可具有至多100微米、75微米、50微米、45微米或40微米之平均孔徑。舉例而言，平均孔徑可在5微米至100微米、5微米至75微米、5微米至50微米、5微米至40微米或5微米至30微米之範圍中。在一些實施例中(例如包括界面活性劑中之至少一者或聚合物顆粒為纖維之實施例)，拋光墊可具有至多30微米、25微米或20微米之平均孔徑。孔徑一般係指孔之直徑。然而，在孔為非球形之實施例中，孔徑可指孔之最大尺寸。在一些實施例中，孔徑不均一性在40%至75%範圍中或在40%至60%範圍中。在一些實施例中，孔徑不均一性為至多75%、70%、65%、60%、55%或50%。相對而言，包含可熱固化組合物之比較性組合物可具有大於80%、90%或100%之孔徑非均一性。在一些實施例中，本發明之拋光墊中之拋光層可具有在5%至60%之範圍中或在5%至55%、10%至50%或10%至40%之範圍中之孔隙率。
在圖5A、圖5B、圖6A及圖6B中說明在本發明之拋光層中與在比較性可熱固化組合物中孔徑控制之間的差別。圖5A及圖5B分別為以下實例中之實例2中所描述的固化組合物之剖視圖及俯視圖之顯微圖。相對而言，圖6A及圖6B分別為比較性實例3之固化組合物之剖視圖及俯視圖的顯微圖。實例2及比較性實例3皆使用10重量%之聚合物顆粒製備且以相同方式混合。然而，實例2係藉由輻射固化及藉由熱固化來固化，而比較性實例3係僅藉由熱固化來固化。該等顯微圖說明，與比較性實例3之孔相比，實例2中之孔得到較好控制。以下實例中之表1中的資料亦支持，在實例2中比在比較性實例3中存在較低之尺寸範圍、較低之孔徑非均一性及較高之硬度。
不想受理論束縛，咸信對孔徑及孔徑非均一性之控制可與拋光層之硬度有關。在一些實施例中，多孔拋光層具有至少40肖氏D、45肖氏D或50肖氏D之硬度。硬度可例如根據以下實例中所描述之測試方法2來量測。相對而言，包含可熱固化組合物之比較性組合物可具有小於40肖氏D之硬度。
界面活性劑可用於本文中所揭示之組合物及多孔拋光層中，例如通常用於比不存在界面活性劑之情況下的雙重固化方法更加減小孔徑及孔徑範圍且增強孔分佈。換言之，界面活性劑之添加可幫助提供對孔徑分佈及孔之尺寸、密度及形狀的較佳控制，此又可對均一效能之關鍵量度(例如移除速率及晶圓內均一性)具有正面影響。圖7A及圖7B中之顯微圖(其分別為以下實例中之實例15中所描述的固化組合物之剖視圖及俯視圖的顯微圖)說明界面活性劑之添加可對孔徑範圍及孔分佈具有正面影響。舉例而言，在實例15中比在實例2中存在較低之孔徑範圍，實例2具有相同數目之聚合物顆粒且係以相同方式製備但不具有界面活性劑。
現將參考以下非限制性實例來說明本發明之例示性拋光墊。
實例
測試方法1：FESEM
遵循習知程序，使用自Hitachi High-Technologies Corporation(Tokyo,Japan)購得的Hitachi S-4500 FESEM來獲得物品之掃描電子顯微圖(俯視圖及剖視圖)。該等物品之橫截面係藉由以鋒利剃刀片切割而獲得。隨後使用習知技術以Au/Pd濺塗樣品，之後進行SEM檢驗。獲得物品之橫截面及頂面的影像。
測試方法2：硬度計
使用自Rex Gauge Company,Inc.(Buffalo Grove,Illinois)購得之1500型肖氏D硬度計來進行硬度計量測。表1中所報導之值為五次量測之平均值，各量測係針對實例之不同拋光特徵進行。
測試方法3：經由光學顯微術之孔徑測定
使用以可自Nikon Instruments,Inc.(Elgin,IL)購得之MM-40 Nikon量測顯微鏡獲得之光學影像之影像分析，結合可自Media Cybernetics(Bethesda,MD)購得之Image-pro plus分析軟體來測定孔徑平均值、孔徑標準差(Std. Dev.)、孔徑範圍(所觀測之最大尺寸的孔減去所觀測之最小尺寸的孔)、孔徑非均一性(孔徑標準差除以平均孔徑乘以100)及孔隙率(由孔組成之影像的量測面積除以影像之整個面積乘以100)。
在光學成像之前，以如下方式製備樣品。自物品切割三個拋光特徵，且使用自3M Company(St. Paul,Minnesota)以商品名「3M SCOTCH-WELD Epoxy Potting Compound/Adhesive DP270 CLEAR」獲得的罐封化合物將其密封於可自Buehler Ltd.(41,Lake Bluff,Illinois)購得的酚系環形物(2.5 cm外直徑×2.2 cm內直徑)中。使用可自Buehler Ltd.購得之Ecomet 3磨床拋光機，在4.25 psi(29.3 kPa)之下壓力下利用六步驟製程，且對於所有六個步驟使用120 rpm之頭及壓板速度來精細地拋光內嵌於環氧化物中之特徵。在所有情形下，藉由使用壓敏黏合劑(psa)將指定砂紙或拋光墊安裝至Ecomet 3之壓板。
步驟1：自3M Company以商品名「3M WETORDRY PSA Disc 21366」獲得的8吋直徑、240顆粒度之磨盤，研磨時間為3分鐘，以水作為研磨流體。
步驟2：自Buehler Ltd.以商品名「CARBIMET 8」PSA Disc 30-5118-600-100獲得的8吋直徑、600顆粒度之磨盤，研磨時間為6分鐘，以水作為研磨流體。
步驟3：自Buehler Ltd.以商品名「TEXMET 1500 Polishing Pad」40-8618獲得之8吋直徑的墊，拋光時間為6分鐘，以可自Allied High Tech Products,Inc.(Rancho Dominguez,California)購得的15 μm等級之多晶金剛石懸浮液90-30035作為拋光流體。
步驟4：自Buehler Ltd.以商品名「TEXMET 1500 Polishing Pad」40-8618獲得之8吋直徑的墊，拋光時間為6分鐘，以可自Allied High Tech Products,Inc.購得的6 μm等級之多晶金剛石懸浮液90-30025作為拋光流體。
步驟5：自Buehler Ltd.以商品名「TEXMET 1500 Polishing Pad」40-8618獲得之8吋直徑的墊，拋光時間為6分鐘，以可自Allied High Tech Products,Inc.購得的3 μm等級之多晶金剛石懸浮液90-30020作為拋光流體。
步驟6：自Buehler Ltd.以商品名「TEXMET 1500 Polishing Pad」40-8618獲得之8吋直徑的墊，拋光時間為6分鐘，以可自Allied High Tech Products,Inc.購得的1 μm等級之多晶金剛石懸浮液90-30015作為拋光流體。
在拋光之後，接著使用可自Denton Vacuum,LLC(Moorestown,NJ)購得的濺塗機，利用習知技術以碳塗佈該等特徵之經拋光表面。隨後進行光學成像。
實例1
藉由將0.28 g之5350D、2.15 g之M1、1.83 g之PHP-75D、1.27 g之D100及0.06 g之TPO-L置放於50 mL塑膠燒杯中來製備實例1。藉由將燒杯置放於Awatori-Rentaro AR-500 Thinky攪拌機(來自Thinky Corporation(Tokyo,Japan))中及在兩步製程中運作AR-500而將組分混合在一起。在1000 rpm之轉動及1000 rpm之旋轉下進行第一步驟歷時5分鐘。在第一步驟後立即進行第二步驟，其在30 rpm之轉動及2000 rpm之旋轉下進行歷時15秒，從而形成樹脂混合物。將樹脂混合物澆注至塗佈有鐵氟龍、鍍Ni之由具有19.5 cm之長度及9.2 cm之寬度的鋁板形成之鋁模中。該模係由錐形，圓柱形腔之正方形陣列組成。該等腔在腔之頂部具有7.8 mm之直徑，在腔之底部具有6.5 mm之直徑，且具有1.8 mm之深度。腔之間的中心距離為約11.7 mm。將一片聚胺基甲酸酯薄膜ST-1880用作襯底。將襯底切割為約12 cm×10 cm之尺寸，且置放於含有樹脂混合物之模區域上。將28 cm長度×17 cm寬度×3.5 mm厚度之石英板置放於聚胺基甲酸酯襯底之頂部，從而壓迫樹脂進入腔中且在腔之間形成樹脂混合物之薄承壓區域(約0.5 mm厚)。
藉由在兩個在約157.5瓦特/公分(400瓦特/吋)下操作之紫外光燈(可自Pusion Systems Inc.(Gaithersburg,Maryland)購得之「V」燈泡)下通過模、樹脂混合物、襯底及石英板來UV固化樹脂混合物。模以約2.4公尺/分鐘(8英尺/分鐘)之速度在燈下通過，其中輻射通過石英板及聚胺基甲酸酯襯底進而到達樹脂混合物。接著將模、部分固化樹脂混合物及聚胺基甲酸酯襯底轉移至具有100℃之設定溫度的空氣流通烘箱歷時兩小時以熱固化樹脂混合物。藉由輕輕拉動聚胺基甲酸酯襯底而自模移除經固化之物品，從而形成具有結構化拋光特徵之物品(實例1)。
實例2
實例2係等同於實例1來製備，除了樹脂混合物之組成為0.58 g之5350D、2.15 g之M1、1.83 g之PHP-75D、1.27 g之D100及0.06 g之TPO-L。
實例3
實例3係等同於實例1來製備，除了固化係以相反次序(首先熱固化繼之以UV固化)進行。
實例4
實例4係等同於實例2來製備，除了固化係以相反次序(首先熱固化繼之以UV固化)進行。
比較性實例C1
比較性實例C1係等同於實例1來製備，除了自樹脂混合物之組成省略5350D。
比較性實例C2
比較性實例C2係等同於比較性實例C1來製備，除了樹脂混合物之組成為0.31 g之5350D、2.15 g之M1及3.65 g之PHP-75D且僅使用100℃下之熱固化歷時兩小時，省略UV固化步驟。
比較性實例C3
比較性實例C3係等同於比較性實例C2來製備，除了樹脂混合物之組成為0.65 g之5350D、2.15 g之M1及3.65 g之PHP-75D。
實例5
藉由將9.49 g之5350D、35.00 g之M1、29.69 g之PHP-75D、20.63 g之D100及1.03 g之TPO-L置放於500 mL塑膠燒杯中來製備實例5。藉由將燒杯置放於Awatori-Rentaro AR-500 Thinky攪拌機中及在兩步製程中運作AR-500而將組分混合在一起。在1000 rpm之轉動及1000 rpm之旋轉下進行第一步驟歷時5分鐘。第一步驟之後立即進行第二步驟，其在30 rpm之轉動及2000 rpm之旋轉下進行歷時15秒，從而形成樹脂混合物。
使用具有約21吋(53 cm)之寬度及60 mil(1.52 mm)之間隙的刀式塗佈機，在26 μm厚之襯底上製備樹脂混合物之約28 cm×28 cm塗層，該26 μm厚之襯底係藉由將熱塑性聚胺基甲酸酯(TPU)ESTANE 58887-NAT02(可自Lubrizol Advanced Materials,Inc.(Cleveland,OH)購得)在182℃下以薄膜形式擠壓至紙質離型襯墊上。
將經塗佈之樹脂混合物及襯底置放於12吋×12吋(30.5 cm×30.5 cm)及0.25吋(6.35 mm)厚度的鋁板上。將36個磁體(0.375吋(9.6 mm)直徑×0.125吋(3.2 mm)厚度)裝配至鋁板背面中之凹座中。36個凹座呈正方形陣列，凹座之間的中心距離為約5 cm。凹座之直徑及深度分別為9.8 mm及4.3 mm。將約41 cm×30 cm且厚度為約1.6 mm之塗佈有鐵氟龍的金屬篩網置放於樹脂混合物塗層之頂部，該金屬篩網具有圓形孔之六邊形陣列(各圓形孔之直徑為約6.2 mm)及約8 mm之中心距離。篩網與鋁板中之磁體之間的磁引力導致篩網被壓迫通過樹脂混合物塗層，從而在金屬篩網與襯底之間留下塗層之薄承壓區域。等同於實例1進行塗層之UV固化，除了不使用石英板。隨後使用與實例1中所描述之程序等同的程序來進行熱固化。
在自烘箱移除之後，自固化樹脂移除金屬篩網，從而形成附著於原始襯紙之聚胺基甲酸酯襯底的有紋理墊表面。移除紙從而曝露聚胺基甲酸酯襯底之對側。使用127 μm厚之轉移黏合劑3M Adhesive Transfer Tape 9672(來自3M Company)，將有紋理墊表面之聚胺基甲酸酯襯底手動層壓至約30 cm×30 cm及0.0625吋(1.59 mm)厚度的一層聚胺基甲酸酯泡沫(Rogers「PORON」胺基甲酸酯泡沫，件號4701-50-20062-04(來自American Flexible Products,Inc.(Chaska,Minnesota))。自層板刀模切割具有18 mm直徑之中心孔的23 cm直徑之墊，形成具有本發明之結構化拋光特徵的墊(實例5)。
比較性實例C4
比較性實例C4係等同於實例5來製備，除了樹脂混合物之組成為10.48 g之5350D、35.00 g之M1及59.38 g之PHP-75D且僅使用100℃下之熱固化歷時兩小時，省略UV固化步驟。
使用測試方法2及3，量測實例1至5及比較性實例C1至C4之硬度計值、孔徑平均值、孔徑標準差、孔徑範圍、孔徑非均一性及孔隙率。結果展示於以下表1中。
*無孔徑資料可量測，因為比較性實例C1不具有孔。
實例6
實例6係等同於實例1來製備，除了樹脂混合物之組成為0.28 g之5150D、2.15 g之M1、1.83 g之PHP-75D、1.27 g之D100及0.06 g之TPO-L。
說明性實例I-1
說明性實例I-1係等同於實例1來製備，除了樹脂混合物之組成為0.28 g之5070D、2.15 g之M1、1.83 g之PHP-75D、1.27 g之D100及0.06 g之TPO-L。
實例7
實例7係等同於實例1來製備，除了5350D之量為0.05 g。
實例8
實例8係等同於實例1來製備，除了5350D之量為0.14 g。
實例9
實例9係等同於實例1來製備，除了5350D之量為0.93 g。
說明性實例I-2
說明性實例I-2係等同於實例1來製備，除了5350D之量為1.31 g。
實例6至9之FESEM(測試方法1)結果指示其具有可接受程度之孔隙率。說明性實例I-1及I-2之FESEM(測試方法1)結果指示其具有低程度之孔隙率。
實例10
實例10係等同於實例5來製備，除了以下改變。樹脂混合物之組成為0.62 g之A15LV、23 g之P-250、15.83 g之PHP-75D、22 g之D100、1.1 g之TPO-L及0.68 g之DC5604。將該等組分置放並混合於500 ml塑膠容器中。
藉由在兩個在約157.5瓦特/公分(400瓦特/吋)下操作之紫外光燈(可自Fusion Systems Inc.購得之「V」燈泡)下通過具有樹脂混合物及TPU襯底之篩網來UV固化樹脂混合物。樹脂混合物以約2.4公尺/分鐘(8英尺/分鐘)之速度在燈下通過，其中輻射通過樹脂混合物。接著將自3M Company以商品名「3M SCOTCHPAK 1022 Release Liner」獲得的塗佈有含氟聚合物之聚酯薄膜離型襯墊放置於篩網及部分固化樹脂混合物的頂部上。接著將該總成翻轉以使得聚胺基甲酸酯襯底在頂部且塗佈有含氟聚合物之聚酯薄膜/篩網/部分固化樹脂混合物在底部。整個總成迅速通過同一UV固化製程歷時第二時間，其中石英板在襯底頂部。在第二UV固化完成之後，移除石英板及塗佈有含氟聚合物之聚酯薄膜，且篩網/部分固化樹脂混合物/襯底總成轉移至具有100℃之設定溫度的空氣流通烘箱歷時兩小時以熱固化樹脂混合物。如實例5中所描述，在冷卻至室溫之後，製造出具有18 mm直徑之中心孔的23 cm直徑之墊，從而得到實例10。
實例11
實例11係等同於實例10來製備，除了A15LV之重量為1.25 g。
實例12
實例12係等同於實例10來製備，除了A15LV之重量為3.20 g。
實例13
實例13係等同於實例10來製備，除了A15LV之重量為6.76 g。
實例14
藉由將6.88 g之A15LV、127.78g之P-250、6.11 g之TPO-L及3.51 g之DC5604置放於650 mL塑膠容器中來製備實例14。藉由將容器置放於Awatori-Rentaro AR-500 Thinky攪拌機中及在1000 rpm之轉動及1000 rpm之旋轉下運作AR-500歷時4分鐘而將組分混合在一起。自攪拌機移除容器且將87.29 g之PHP-75D及122.22 g之D100添加至容器。使混合物經過兩步混合製程。在1000 rpm之轉動及1000 rpm之旋轉下進行第一步驟歷時4分鐘。在第一步驟之後立即進行第二步驟，其係在30 rpm之轉動及2000 rpm之旋轉下進行歷時15秒，從而形成樹脂混合物。
使用具有約21吋(53 cm)之寬度及60 mil(1.52 mm)之間隙的刀式塗佈機，在4 mil(102 μm)厚之襯底上製備樹脂混合物之約21 in×23 in(53.3 cm×58.4)的塗層，該襯底係藉由將TPU「ESTANE 58309-022」在210℃下以薄膜形式擠壓至習知之4 mil聚酯離型襯墊上而形成。
將經塗佈之樹脂混合物及襯底置放於24吋×24吋(61.0 cm×61.0 cm)及0.25吋(6.35 mm)厚度的鋁板上。將113個磁體(0.375吋(9.6 mm)直徑×0.125吋(3.2 mm)厚度)裝配至鋁板背面中之凹座中。該等凹座呈由15列組成之線性陣列。該等列中之八個每列具有8個凹座同時該等列中之7個每列具有7個凹座。列之間的間隔為4 mm同時列內之凹座之間的間隔為7.5 mm。凹座之第一列(接近板之邊緣)具有八個凹座；第二列具有七個凹座。此交替圖案繼續直至第十五列具有八個凹座為止。定位偶數列之凹座以使得其在對應鄰近列之凹座之間的中心處。凹座之直徑及深度分別為9.8 mm及4.3 mm。使用能夠耐高溫之膠帶緊固凹座中之磁體。將約24 in×24 in(61.0 cm×61.0 cm)且厚度為約1.6 mm之塗佈有鐵氟龍的金屬篩網置放於樹脂混合物塗層之頂部，該金屬篩網具有圓形孔之六邊形陣列(各圓形孔之直徑為約6.2 mm)及約8 mm之中心距離。篩網與鋁板中之磁體之間的磁引力導致篩網被壓迫通過樹脂混合物塗層，從而在金屬篩網與襯底之間留下塗層之薄承壓區域。
遵循實例10之等同固化程序來固化樹脂混合物。在自烘箱移除之後，自固化樹脂移除金屬篩網，從而形成附著於原始襯聚酯之聚胺基甲酸酯TPU襯底的有紋理墊表面。使用127 μm厚之轉移黏合劑「3M ADHESIVE TRANSFER TAPE 9672」(來自3M Company)，將有紋理墊表面之聚酯離型襯墊手動層壓至約21 in×23 in(53.3 cm×58.4)及0.0787吋(2 mm)厚度的一層聚胺基甲酸酯泡沫。自層板刀模切割20.0 in(50.8 cm)直徑之墊，形成具有本發明之結構化拋光特徵的墊(實例14)。
比較性實例C5
比較性實例C5係等同於實例10來製備，除了自樹脂混合物之組成省略A15LV。
比較性實例C6
比較性實例C6係等同於實例10來製備，除了樹脂混合物之組成為1.44 g之A15LV、23 g之P-250、47.50 g之PHP-75D及0.68 g之DC5604且僅使用100℃下之熱固化歷時兩小時，省略UV固化步驟。
比較性實例C7
比較性實例C7係等同於比較性實例C6來製備，除了自樹脂混合物之組成省略A15LV。
實例15
實例15係等同於實例5來製備，除了樹脂混合物之組成為7.58 g之5350D、28.00 g之M1、23.75 g之PHP-75D、16.50 g之D100、0.83 g之TPO-L及0.77 g之DC5604。
比較性實例C8
比較性實例C8係等同於實例15來製備，除了樹脂混合物之組成為8.39 g之5350D、28.00 g之M1、47.50 g之PHP-75D及3.5 g之DC5604且僅使用100℃下之熱固化歷時兩小時，省略UV固化步驟。
使用測試方法2及3，量測實例10至15及比較性實例C5至C8之硬度計值、孔徑平均值、孔徑標準差、孔徑範圍、孔徑非均一性及孔隙率。結果展示於以下表2中。
貫穿本說明書，對「一個實施例」、「一些實施例」、「一或多個實施例」或「一實施例」之提及(不管在術語「實施例」之前是否包括術語「例示性」)均意謂結合該實施例所描述之特定特徵、結構、材料或特性包括於本發明之一些例示性實施例的至少一個實施例中。因此，貫穿本說明書不同地方出現之片語，諸如「在一或多個實施例中」、「在一些實施例中」、「在一個實施例中」或「在一實施例中」未必係指本發明之一些例示性實施例的同一實施例。另外，在一或多個實施例中，特定特徵、結構、材料或特性可以任何適合之方式組合。
儘管本說明書已詳細描述一些例示性實施例，但應瞭解，熟習此項技術者在理解前述內容之後可容易地設想出該等實施例之改變、變更及等效形式。因此，應瞭解本發明不應過度地受限於上文所闡述之說明性實施例。詳言之，如本文中所用，藉由端點列舉數值範圍意欲包括彼範圍內所包含之所有數字(例如1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4及5)。另外，本文中所使用之所有數字均假定以術語「約」修飾。此外，本文中所引用之所有公開案及專利係以全文引用之方式併入本文中，該引用的程度就如同已特定地且個別地將各個別公開案及專利以引用之方式併入一般。
已描述了各種例示性實施例。此等及其他實施例係在以下申請專利範圍之範疇內。
2．．．拋光墊
2'．．．拋光墊
2a．．．多孔拋光墊
4．．．拋光元件
8．．．視情況選用之支撐層
8a．．．視情況選用之支撐層
10．．．柔性層
10a．．．柔性層
12．．．視情況選用之壓敏黏合層
12a．．．多孔拋光層
14．．．拋光表面
15．．．孔
23．．．拋光表面
24．．．拋光元件
25．．．承壓區域
26．．．縫隙
28．．．情況選用之拋光組合物分佈層
30．．．柔性層
31．．．視情況選用之導向板
32．．．視情況選用之壓敏黏合層
34．．．視情況選用之黏合層
36．．．第二視情況選用之黏合層
圖1A及圖1B分別為先前技術中之多孔拋光墊之剖視圖及俯視圖的顯微圖；
圖2為本發明之拋光墊之一實施例的示意性側視圖；
圖3為本發明之另一實施例的具有突出拋光元件之拋光墊的側視圖；
圖4為本發明之又一實施例的具有突出拋光元件之拋光墊的側視圖；
圖5A及圖5B分別為可用於形成本發明之拋光層的實例2之固化組合物之剖視圖及俯視圖的顯微圖；
圖6A及圖6B分別為比較性實例3之固化組合物的剖視圖及俯視圖的顯微圖；
圖7A及圖7B分別為可用於形成本發明之拋光層的實例15之固化組合物的剖視圖及俯視圖的顯微圖；及
圖8為可用於形成本發明之拋光層的實例11之固化組合物之剖視圖的顯微圖。
2'．．．拋光墊
15．．．孔
23．．．拋光表面
24．．．拋光元件
25．．．承壓區域
26．．．縫隙
28．．．視情況選用之拋光組合物分佈層
30．．．柔性層
31．．．視情況選用之導向板
32．．．視情況選用之壓敏黏合層
34．．．視情況選用之黏合層
36．．．第二視情況選用之黏合層

Claims (33)

  1. 一種拋光墊，其包含：具有第一及第二對側之柔性層；及安置於該柔性層之該第一側上的多孔拋光層，該多孔拋光層包含：包含熱固化組分及輻射固化組分之交聯網狀結構，其中該輻射固化組分及該熱固化組分共價鍵結於該交聯網狀結構中；分散於該交聯網狀結構內之聚合物顆粒；及分散於該交聯網狀結構內之封閉氣室式孔。
  2. 如請求項1之拋光墊，其進一步包含插入於該柔性層與該多孔拋光層之間的支撐層。
  3. 如請求項1或2之拋光墊，其中該熱固化組分包含聚胺基甲酸酯或聚環氧化物中之至少一者，且其中該輻射固化組分包含聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚(乙烯醚)、聚乙烯或聚環氧化物中之至少一者。
  4. 如請求項3之拋光墊，其中該輻射固化組分包含聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯中之至少一者。
  5. 如請求項3之拋光墊，其中熱固化組分及該等聚合物顆粒各獨立地包含聚胺基甲酸酯。
  6. 如請求項1或2之拋光墊，其中該等聚合物顆粒共價鍵結於該交聯網狀結構中之該熱固化組分或該輻射固化組分中之至少一者。
  7. 如請求項6之拋光墊，其中該聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯 酸酯經由胺基甲酸酯或脲鍵聯基團共價鍵結於該熱固化組分。
  8. 如請求項1或2之拋光墊，其中如藉由測試方法2所量測，該多孔拋光層具有至少40肖氏D之硬度。
  9. 如請求項1或2之拋光墊，其中該等聚合物顆粒具有在5微米至500微米之範圍中的平均粒徑。
  10. 如請求項1或2之拋光墊，其中該等聚合物顆粒實質上為球體。
  11. 如請求項1或2之拋光墊，其中該等聚合物顆粒為纖維。
  12. 如請求項1或2之拋光墊，其中以該多孔拋光層之總重量計，該等聚合物顆粒以至多20重量%存在。
  13. 如請求項1或2之拋光墊，其中該等孔具有至多75%之孔徑非均一性。
  14. 如請求項1或2之拋光墊，其中該等孔具有在5微米至100微米之範圍中的平均孔徑。
  15. 如請求項2之拋光墊，其中該拋光層包含自該支撐層突出之個別拋光元件。
  16. 如請求項1之拋光墊，其中該拋光層包含自該柔性層突出之個別拋光元件。
  17. 如請求項1或2之拋光墊，其中該柔性層包含聚矽氧、天然橡膠、苯乙烯丁二烯橡膠、氯丁橡膠、聚烯烴或聚胺基甲酸酯中之至少一者。
  18. 如請求項1或2之拋光墊，其中該拋光墊之至少一部分為透明的。
  19. 如請求項1或2之拋光墊，其中該等聚合物顆粒為可溶於水的。
  20. 如請求項1之拋光墊，其中該多孔拋光墊進一步在該交聯網狀結構中包含界面活性劑。
  21. 一種拋光方法，其包含：使基板之表面與如請求項1或2之拋光墊之該多孔拋光層接觸；及相對於該基板相對移動該拋光墊以磨蝕該基板之該表面。
  22. 如請求項21之方法，其進一步包含將工作液體提供至該多孔拋光層與該基板表面之間的界面。
  23. 一種製造拋光墊之方法，該方法包含：提供包含可熱固化樹脂組合物、可輻射固化樹脂組合物及聚合物顆粒之組合物；在該組合物中形成孔；將該組合物定位於支撐層上；及藉由將該組合物曝露於輻射以至少部分地固化該可輻射固化樹脂組合物及加熱該組合物以至少部分地固化該可熱固化樹脂組合物而在該支撐層上形成多孔拋光層。
  24. 如請求項23之方法，其進一步包含以黏合方式將柔性層黏結至該支撐層之與該多孔拋光層相對的表面。
  25. 如請求項23或24之方法，其中該可熱固化樹脂組合物包含具有至少兩個異氰酸酯基或至少兩個環氧基之第一樹脂及具有至少兩個羥基、胺基、羧基或巰基之至少第二 樹脂，且其中該可輻射固化組合物包含至少兩個丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、乙烯基或環氧基。
  26. 如請求項25之方法，其中該第一樹脂具有至少兩個異氰酸酯基，其中該第二樹脂具有至少兩個羥基或至少兩個胺基，其中該可輻射固化組合物包含至少兩個丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基，且其中該可輻射固化組合物進一步包含異氰酸酯基或羥基中之至少一者。
  27. 如請求項26之方法，其中該可輻射固化組合物為脂族異氰酸酯官能性胺基甲酸酯丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
  28. 如請求項23或24之方法，其中該等孔為封閉氣室式孔。
  29. 如請求項23或24之方法，其中該等聚合物顆粒實質上為球體。
  30. 如請求項23或24之方法，其中該等聚合物顆粒為纖維。
  31. 如請求項23或24之方法，其中該等孔具有至多75%之孔徑非均一性。
  32. 如請求項23或24之方法，其中該等孔具有在5微米至100微米之範圍中的平均孔徑。
  33. 如請求項23或24之方法，其中該支撐層包含聚矽氧、天然橡膠、苯乙烯丁二烯橡膠、氯丁橡膠、聚烯烴或聚胺基甲酸酯中之至少一者。
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