TWI736647B - 鎖扣裝置 - Google Patents

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布萊恩Ｔ 坎特雷爾
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美商羅門哈斯電子材料Ｃｍｐ控股公司
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Abstract

本發明提供一種裝置，其用於混合可固化液流(物料流)且將所述可固化液流分配至敞口模具中以填充所述模具，從而製造用於對基板進行化學機械平坦化的拋光墊。所述裝置包含致動框，所述致動框上安裝有(i)一組兩個板片，所述板片可釋放地附接至致動框且調適成當模具充滿時切斷所述物料流且在切斷所述物料流之後自致動框中釋放；以及(ii)分配單元，用於將所述物料流連續灌注至敞口的模具中，所述裝置調適成在連續灌注期間、在模具充滿之後允許所釋放的板片自致動器中移出，例如藉由提昇致動框以及(ii)分配單元來實現，其中可以將容器置放在模具上方以鎖扣所述板片。

Description

鎖扣裝置
本發明是關於一種裝置，其用於混合可固化液流且將所述液流分配至模具中以製造對基板進行化學機械平坦化的拋光墊，所述裝置包含致動框，所述致動框上安裝有(i)一組板片，其可釋放地附接至致動框且調適成當模具充滿時切斷可固化液流且在切斷可固化液流之後自致動框中釋放；以及(ii)分配單元，其用於將可固化液流連續灌入敞口模具中且調適成在連續灌注以及隨後灌入新模具期間允許所釋放的板片自致動器中移出；以及使用所述裝置的方法。
化學機械平坦化中所用之拋光墊之製造已知包括將胺基甲酸酯形成混合物灌入(例如藉由抽吸)模具中且固化，隨後使固化的聚胺基甲酸酯在平行於模具表面的方向上脫模且切斷(例如切削)以形成具有所需厚度的層，以及接著使所得層成形，例如藉由研磨、導引或壓花成拋光墊。先前，形成此成型物的已知方法需要用戶在填滿每個模具之後停止手動灌注胺基甲酸酯形成混合物。這意味著用戶必須在灌注胺基甲酸酯形成混合物料流的情況下快速插入小型容器，同時保持灌注嘴非常接近於模具表面且不與模具(「餅 模」)中的材料產生任何接觸；然後，用戶在模具填滿之後必須提昇噴嘴且將更大容器(諸如桶)置於其下方以便在噴嘴繼續灌注時，所述更大容器能捕獲胺基甲酸酯形成混合物，直至灌注可以停止為止。當操作人員或容器會與餅模接觸時，手動過程導致缺陷；例如，小容器在流體物料流下方的滑動作用通常導致少量材料不均勻地沈積於模具頂上(用戶在模具的相對側插入容器)，導致「懸帶缺陷」。除所需之技能之外，操作使得用戶剛好位於餅模上方，同時灌注胺基甲酸酯形成混合物，因此使用戶暴露於飛濺以及蒸氣危險。另外，為了節約原材料成本，每個模具填滿之後，須停止抽吸胺基甲酸酯形成混合物，導致產量降低以及原材料浪費。
程忠(Chengzhong)的中國專利公開案第CN 204249185 U號在實用新型中揭露了一種廢棄物收集裝置，用於收集成型製程中未固化的聚胺基甲酸酯泡沫，以便防止此泡沫滴落於或溢出至已填滿的模具上或模具中。程忠的裝置包括可旋轉地安裝在平移樑上的圓形廢棄物收集盤，所述平移樑剛好擱置於模具上方且跟蹤模具填充裝置或分配器以便防止分配器將泡沫材料滴落至已填滿之後的模具中。程忠的裝置具有刮刀，所述刮刀將所收集的泡沫自盤中刮下且送入收集箱中。程忠未揭露連續成型方法或允許連續灌注至後續模具中的任何方案。
本發明人已致力於實現一種連續成型方法，其製造用於形成化學機械拋光墊的餅模而不會形成任何缺陷，諸如懸帶缺陷。
1.根據本發明，用於混合可固化液流、較佳呈泡沫形式之可固化液流且將其分配至敞開模具中以填充模具、從而製造拋光墊以便對基板(如半導體以及透鏡)進行化學機械平坦化的裝置包含致動框，在所述致動框上安裝有(i)一組板片，較佳兩個板片，其可釋放地附接至致動框上且調適成當模具充滿可固化液流時切斷可固化液流且在切斷可固化液流之後自致動框中釋放；以及(ii)分配單元，其用於將可固化液流連續灌注至敞口模具中，其中所述裝置、(ii)分配單元或(ii)分配單元以及致動框被調適成在連續灌注期間、在模具充滿之後允許所釋放的板片自致動器中移出且允許隨後灌注至新模具中，如藉由將致動框以及(ii)分配單元提昇足夠的距離來實現，所述距離允許用戶將容器置放於模具上方以鎖扣板片，如藉由使用一或多個致動單元來移動裝置。
2.根據本發明上述第1項的裝置，其中(i)板片組包含鎖扣板以及懸帶板，其中模具充滿後，鎖扣板直接在可固化液流下方、在模具表面2.54cm或較佳1cm內移動且其中在鎖扣板之一部分下方移動的懸帶板直接在可固化液流下方、自可固化液流之與鎖扣板相反的一側移動以鎖扣被鎖扣板拋甩或飛濺的任何可固化液流。
3.根據本發明上述第1項或第2項中任一項的裝置，其中所述致動框上已安裝有一或多個臂用於控制(i)板片組的移動且供所述板片組可釋放的附接，較佳為(i)一組兩個板片以及兩個臂，如可釋放地附接至鎖扣臂上的鎖扣板以及可釋放地附接至懸帶臂上的懸帶板。
4.根據本發明上述第3項的裝置，其包含(i)一組兩個板片：鎖扣板以及懸帶板，各板片分別可釋放地附接至一個臂上，所述臂(鎖扣臂以及懸帶臂)分別在其相對端附接至致動單元，其中各臂以弓形方式移動以打開兩個板片之間的間隙，從而允許可固化液流自(ii)分配單元流動且在填充模具的同時保持敞開，且當模具充滿時，關閉且切斷可固化液流向模具中的流動，使得鎖扣板與懸帶板各自的一部分在可固化液流的位置彼此重疊，較佳地，鎖扣板的重疊部分與懸帶板的重疊部分可滑動地配合。
5.根據本發明上述第3項或第4項中任一項的裝置，其中鎖扣臂與懸帶臂中的每一者均附接至致動框，其中左臂附接至致動框的右側且右臂附接至致動框的左側，使得臂本身在任一點不會彼此觸碰或干擾。
6.根據本發明上述第1、2、3、4或5項中任一項的裝置，其中(i)板片組中的各板片藉由滾筒致動器而自致動框中釋放，所述滾筒致動器包含彈簧負載型滾筒或夾具以及其中供各板片的至少一部分滑動的板外殼，其中滾筒或固定夾將板片固持於滾筒或固定夾與板外殼之間的位置，且其中滾筒致動器藉由將滾筒或固定夾提昇遠離板外殼且允許板片下降遠離裝置來釋放各板片。
7.根據本發明上述第6項的裝置，其中滾筒致動器位於各臂的端部且各滾筒致動器使各板片自各臂端部釋放。
8.根據本發明上述第1、2、3、4、5、6或7項中任一項的裝置，其中(i)板片組中的各板片是由一次性材 料或可再循環材料製成，如紙、竹子、聚酯(如聚對苯二甲酸乙二酯(PET))或聚烯烴(如低密度聚乙烯(LDPE))。
9.根據上述第1、2、3、4、5、6、7或8項中任一項的裝置，其中所述裝置進一步包含一或多個致動單元，較佳兩個致動單元，其調適成將(ii)分配單元或分配單元與致動框向上移動以及遠離模具表面以允許用戶或機器人將容器置放在可固化液流下方，從而在(i)板片組釋放時鎖扣(i)板片組且鎖扣可固化液流，同時將新模具置放在(ii)分配單元下且將新的(i)板片組附接至致動框，所述一或多個致動器進一步調適成將(ii)分配單元以及致動框降低至可將可固化液流灌入新模具中的位置。
10.根據上述第9項的本發明裝置，其中一或多個致動單元各自選自具有允許編程化移動之機械聯動裝置的可編程電子致動器，如機器人(較佳具有能夠實現XYZ軸向移動以及旋轉移動之六個軸臂的機器人)；齒輪驅動型致動器(如自動化Z軸滾珠螺桿)；以及氣動致動器，如氣動升降桿或氣缸，較佳一或兩種電子編程機器人。
11.根據本發明的另一個態樣，使用如上述第1項至第10項中任一項之本發明裝置的方法包含連續地混合可固化液流以及將可固化液流自(ii)分配單元灌入模具中以形成餅模，以及使用(i)板片組靠近餅模之頂表面乾淨利落地切斷可固化液流以避免整塊餅模的缺陷或完全損失。
12.根據上述第11項的本發明方法，所述方法進一步包含當(i)板片組自致動框中釋放(較佳自各板片可釋放地所附接的一個臂釋放)時鎖扣(i)板片組，以及當切斷 可固化液流時鎖扣灌注的可固化液流，鎖扣包含將(ii)分配單元或致動框與(ii)分配單元提昇足夠的距離以允許用戶將容器置放在模具上方，從而鎖扣板片而不會觸碰模具表面，以及將大足以容納板片組以及在切斷可固化液流之後且在新模具置放在(ii)分配單元下方之前自(ii)分配單元流出之量之可固化液流的容器置放在板片組下方以及可固化液流下方。
13.根據上述第11項的本發明方法，所述方法進一步包含將新模具置放在(ii)分配單元下方以及使新的(i)板片組可釋放地附接在致動框上，較佳各自附接至臂的端部，所述臂附接至致動單元。
14.根據上述第13項的本發明方法，其中連續灌注是與模具自動化輸送機同步自動化進行，所述自動化輸送機可在模具充滿且新的(i)板片組已經附接至致動單元之後將新模具置放在(ii)分配單元下方。
除非另外指明，否則溫度以及壓力條件是環境溫度以及標準壓力。所述的所有範圍均是包括性的並且可組合。
除非另外指明，否則任何含有括號的術語均替代性地指如同括號不存在的完整術語以及不存在括號的術語，以及每種替代形式的組合。因此，術語「(聚)異氰酸酯」是指異氰酸酯、聚異氰酸酯或其混合物。
所有範圍都是包括性的並且可組合。舉例來說，術語「範圍50至3000cP，或100cP或更高」將包括50至100cP、50至3000cP以及100至3000cP中的每一個。
如本文所用，術語「致動器」是指一種裝置，其 以電子方式、氣動方式(如藉由機械聯動裝置連至氣缸)與/或機械方式控制與其所連接之另一物的移動。
如本文所用，術語「ASTM」是指美國材料以及試驗國際協會(國際ASTM，賓夕法尼亞州西康舍霍肯市(West Conshohocken,PA))的出版物。
如本文所用，術語「聚異氰酸酯」意指含有異氰酸酯基的任何分子，其具有三個或更多個異氰酸酯基，包括經封端的異氰酸酯基。
如本文所用，術語「聚異氰酸酯預聚物」意指含有異氰酸酯基的任何分子，其是過量之二異氰酸酯或聚異氰酸酯與含有兩個或更多個活性氫基團之含活性氫化合物(如二胺、二醇、三醇以及多元醇)的反應產物。
如本文所用，術語「足夠的距離」是指比容器高度大的距離，較佳大至少2cm，或更較佳大至少4cm的距離，所述容器一方面置放在(ii)分配單元與致動框之間且另一方面，置放在模具的頂表面上以鎖扣(i)板片組以及連續灌注的可固化液流。
如本文所用，除非另外指明，否則術語「wt.% NCO」是指在規格表或MSDS上針對含有給定NCO基團或經封端之NCO基團的產物所報導之量。
如本文所用，術語「wt.%」表示重量百分比。
1‧‧‧致動框
2‧‧‧鎖扣臂
3‧‧‧板片固持/釋放殼
4‧‧‧鎖扣板
5‧‧‧懸帶板
6‧‧‧懸帶臂
7‧‧‧噴嘴
8‧‧‧可固化液流
9‧‧‧滾筒致動器
10‧‧‧滾筒致動器
11‧‧‧板片固持/釋放殼
圖1描繪了根據本發明之裝置之一個實施例，其尤其繪示了用於板片組的致動框。
圖2描繪了如圖1所示之本發明裝置中的兩個臂，其繪示了一組兩個板片以及供每個板片用之臂的透視圖，所述板片可釋放地附接至臂以便切斷可固化液流。
本發明人已經發現一種裝置，其能夠實現可固化液流的連續分配以在用於製造化學機械拋光墊之單獨模具之填充期間以及填充之間製造拋光墊。本發明裝置中之板片組的長度足夠用於容器或收集器(例如桶)容納可固化液流，所述容器或收集器安放在可固化液流之流動下，以便板片組容納將滴入容器中之材料。本發明的裝置有助於排除模具缺陷，包括懸帶缺陷，同時允許用戶連續灌注可固化液流以填充其他模具。雖然藉由停止泵來停止流動，但是使所得廢棄原材料的流動重新穩定需耗費數秒直至一分鐘。藉由實現可固化液流的連續遞送，本發明人已經發現在填充每個模具(即灌注每個餅模)之後不必沖洗混合以及成型裝置，從而可以節約原材料成本。
本發明的裝置在兩個板片的情況下發揮最佳作用，這是藉由使其以弓形方式移動，從而使其在模具(餅模)表面的2.54cm內或較佳1cm內、在其前邊緣彙聚在一起，以及切斷或切分可固化液流以乾淨利落地中止其流至模具中。裝置然後向上提昇且將板片釋放至容器中，例如使桶或容器保持在適當位置的同時，可固化液流連續地流動直至下一個模具到達且將桶移出為止，隨後灌注下一個模具或餅模。在不使用一組(兩個)板片的情況下，必須將容器桶安置在可固化液流下直至下一個敞口模具置放在物料流下為 止。所述容器可能會損傷餅模。
(i)板片組是一次性的或可重複使用的。
裝置被調適成允許可固化液流灌注至新模具中，這是藉由將板片固持/釋放殼包括於裝置中來實現，所述板片固持/釋放殼允許(i)板片組中的每個板片在所述殼上夾持或搭扣就位。使用時，可以提昇裝置而遠離填滿的模具，且所述裝置使(i)板片組自致動單元中釋放。舊板片釋放後，可以將新板片夾持就位且使裝置定位成其中(ii)分配單元剛好位於新模具的表面上方且使板片定位成允許分配單元填充新模具。
如圖1所示，致動框1連接至且控制兩個臂：鎖扣臂2以及懸帶臂6。鎖扣臂2在其連接至致動框1的遠端連接至鎖扣板4可釋放地附接的板片固持/釋放殼3。懸帶臂6在其連接至致動框1的遠端連接至懸帶板5可釋放地附接的板片固持/釋放殼11。致動框1繪示位於閉合位置，其中鎖扣板4與懸帶板5將切斷來自噴嘴7(分配單元)的可固化液流8。使用時，致動框1固持鎖扣臂2以及懸帶臂6，使得鎖扣板4與懸帶板5之間存在間隙，以使得可固化液流8無阻礙地自噴嘴7流動至下方模具(圖中未示)中。當模具充滿時，致動框1中的懸帶臂6以及鎖扣臂2中的每一者移動而使其間的任何間隙閉合，最後為頂部的鎖扣板4鎖扣可固化液流8的主體，同時懸帶板5在底部豎起且防止可固化液流8在下方模具(圖中未示)的內容物上出現任何的拋甩或飛濺。更確切地說，懸帶臂6以弓形方式逆時針移動且鎖扣臂2以弓形方式順時針移動，從而使鎖扣板4與懸帶板5之間的間隙 閉合。
所述臂在本發明致動框中的定位使得所述臂彼此不觸碰，其中左臂附接至致動框的右側且右臂附接至致動框的左側。此定位能夠實現適當的擺動角度，以便所述臂使板片組以其在可固化液流的位置彼此重疊的方式閉合，從而使其間的空間最小或沒有。舉例來說，如圖1所示，所述臂(鎖扣臂2以及懸帶臂6)安裝於致動框1的相對側，其使用可固化液流8的流動軸作為垂直中心線(圖中未示)；當鎖扣臂2與懸帶臂6處於閉合位置時，鎖扣板4與懸帶板5重疊，其重疊端部之間無空間。
如圖1所示，板片固持/釋放殼3包含安裝在滾筒致動器9上的彈簧負載型滾筒。使用時，滾筒致動器9將鎖扣板4固持在滾筒與板片殼3之間的位置；滾筒致動器藉由收縮滾筒遠離板片以及允許鎖扣板4自裝置落下來釋放鎖扣板4。懸帶臂6上的另一相同板片固持/釋放殼11機構包含將懸帶板5固持在滾筒與板片殼11之間位置的滾筒致動器10；滾筒致動器藉由收縮滾筒遠離板片來釋放懸帶板5。使用裝置時，致動框1或固持致動框1的機器人自模具表面提昇，而另一致動器或機器人(圖中未示)將噴嘴7自模具表面向上提昇以允許用戶或又另一個致動器(圖中未示)將適合容器(圖中未示)置放在鎖扣板4與懸帶板5下方，由此允許鎖扣板4與懸帶板5自裝置中移出。使用時，鎖扣板4與懸帶板5均同時釋放至一個單一容器中。
如圖2所示，鎖扣板4(圖1)上的板片固持/釋放殼3(圖1)包含滾筒致動器9。懸帶板5(圖1)上的板片 固持/釋放殼11(圖1)包含滾筒致動器10(圖1)。在圖2所示的機構中，滾筒藉由彈簧負載型空氣缸夾緊板片。氣缸使滾筒向內以及向外移動，從而允許板片釋放，同時彈簧向下推壓，從而夾緊板片且將其固持就位。
附接至致動框的各臂(較佳鎖扣臂以及懸帶臂)可以安裝在螺柱或軸上，所述螺柱或軸安裝有一個齒輪或偏心輪，其連接至齒輪或在偏心輪的情況下連接至滾筒。在其中一個面向單元的致動框上，懸帶臂順時針移動而打開且逆時針移動而閉合且鎖扣臂逆時針移動而打開且順時針移動而閉合。
較佳地，附接至致動框的所述臂可以藉由電驅動旋轉致動器或與/或機器人致動來移動，如六軸電子控制機器人，其中第六軸驅動一組齒輪來供應更可控且可編程的加速以及減速移動。
如本文所用，術語「軸」是指機器人中的面板件，其上安裝有可以軸向旋轉的附接件。舉例來說，六軸機器人具有六個此面板件。
板片組中的每個板片經成形以可滑動地在一端(遠離可固化液流)裝配於板片殼中。板片殼包含法蘭，滾筒致動器可以抵壓著法蘭而形成板片的夾鉗或固持器；所述法蘭僅需大足以將板片的一端裝配於其內部。
板片組中的每個板片是一次性的或可再循環的且可以由紙、竹子、木材、木材複合物或可再循環塑料(如低密度聚乙烯(LDPE)或聚對苯二甲酸乙二酯(PET))製成。
用於鎖扣板片組的容器可以是大足以容納所有 板片以及自切斷物料流時直至新模具位於(ii)分配單元下方且新板片組附接至其致動框或臂為止所灌注的量的可固化液流的任何容器。
移動本發明裝置的致動單元(包括用於(ii)分配單元的一或多個致動單元以及致動框)可以選自具有允許編程化移動的機械聯動裝置的可編程電子致動器，如機器人(較佳具有能夠實現XYZ軸向移動以及旋轉移動的六個軸臂的機器人)；齒輪驅動型致動器；以及氣動致動器，如氣動缸，較佳電子編程機器人。
較佳地，提昇以及降低分配單元的致動單元以及移動板片組的致動單元包含機器人。舉例來說，一個機器人提昇且降低分配單元，而另一個機器人提昇且降低致動單元。
更佳地，當分配單元以及致動框已經升起而遠離模具表面以便允許容器插入板片組下方時，第三機器人將容器移動至板片組下方，
為了節省空間，本發明的一或多個致動單元以及滾筒致動器較佳包含電子可編程致動器。
本發明的滾筒致動器將(i)板片組中的每個板片固持就位且將固持(i)板片組中的每個板片的滾筒或夾鉗移動以釋放板片。
本發明的裝置與用於儲存、混合或形成以及分配可固化液流的各種部分的設備連接使用以製造拋光墊；且所述裝置專門連接至以及定位於分配設備(例如(i)分配單元)的出口。
適用於形成供本發明使用的可固化液流的混合 裝置可以包含可固化液流的一或多個部分中的每一者的儲槽、混合槽以及分配裝置，如流體混合物進料閥，其包括開口，例如噴嘴或用於將可固化液流分配至敞口模具中的出口。適用於形成可固化液流的裝置可以發現於例如Kolesar等人的美國專利第7,275,928 B2號中。
混合裝置可以包括與任何上游儲槽或混合槽耦接的一或多個氣體入口，較佳空氣或氧氣入口。所有氣體入口均可以反饋耦接至單一氣源。混合槽可以是例如預混合製備型儲槽，其用於以所需或設定的比例分別自儲槽接收流體材料的一或多個部分作為流體預混合物，以及用於形成具有所需容積密度的可固化液流。
較佳地，儲槽包括用於流體聚合物或樹脂(如聚異氰酸酯)以及流體固化劑(如芳族二胺或三胺)的單獨儲槽。
更佳地，儲槽包括用於流體聚合物或樹脂、用於微球體或孔隙形成成分以及用於流體固化劑的單獨儲槽。
較佳地，微球體或孔隙形成成分儲存於流化料斗中，所述流化料斗包含在藉由進氣管線連接至流化氣源(如空氣或氧氣)的充氣室上所提供的多孔膜，其中微球體或孔隙形成成分經流化且其容積密度由此降低。
適合流化料斗的實例可以發現於例如Koetas等人的美國專利第7,396,497 B2號中。
當用於自混合時不發生反應的多種物質(如聚胺基甲酸酯以及填充劑，例如聚異氰酸酯預聚物以及微球體)形成可固化液流時，可以將此類物質混合而形成具有所需容 積密度的流體預混合物。在此情況下，本發明的混合裝置可以進一步包含流體預混合物儲槽以及再循環迴路，所述再循環迴路用於將預混合製備型儲槽中的流體預混合物再循環以及混合直至均勻混合的流體預混合物具有供成型所需的容積密度，如0.5至1.2g/cm3。
較佳地，混合裝置包含流體聚合物或樹脂儲槽、微球體或孔隙形成成分的儲槽以及一或多種固化劑的儲槽，以及預混合製備型儲槽，所述預混合製備型儲槽包括再循環迴路以便混合流體聚合物或樹脂以及微球體或孔隙形成成分以形成聚合物預混合物；以及，位於其下游的混合槽，所述混合槽是用於將一或多種固化劑與聚合物預混合物混合以形成可固化液流的預混合操作型儲槽。預混合操作型儲槽剛好位於用於將可固化液流分配至敞口模具中的開口的上游。
較佳地，為了使可固化液流中所夾帶的氣體以及自其所得的成型產品中所包括的任何缺陷最小化，混合裝置包含位於混合槽下游的混合頭組合件，所述混合頭組合件被調適成接收混合槽的內容物以及將所得可固化液流分配至模具中。
適合混合頭組合件的實例可以發現於例如Esbenshade等人的美國專利第7,947,098 B2號中。
本發明的裝置包含分配單元以及致動框。
本發明的裝置操控所用的可固化液流以使化學機械拋光墊成型。根據本發明的可固化液流的實例可以是含有微球體部分的胺基甲酸酯部分，或含有固化劑部分以及聚合物微球體部分的胺基甲酸酯部分。在胺基甲酸酯部分含有 固化劑部分的情況下，立刻使用兩個部分的組合且將那兩個部分合併後，隨即填充模具且固化。
胺基甲酸酯部分可以包含一或多種經異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物，其是具有一定莫耳數羥基的一或多種預聚物多元醇與含異氰酸酯反應物莫耳數過量的二異氰酸酯的反應產物；其中經異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物具有2至12wt%未反應異氰酸酯(NCO)基團。
適合的異氰酸酯化合物是脂族、芳族以及脂環族二異氰酸酯，如選自以下的那些化合物：2,4-甲苯二異氰酸酯；2,6-甲苯二異氰酸酯；4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯；萘-1,5-二異氰酸酯；甲苯胺二異氰酸酯；對苯二異氰酸酯；二甲苯二異氰酸酯；異佛爾酮二異氰酸酯；六亞甲基二異氰酸酯；4,4'-二環己基甲烷二異氰酸酯；環己烷二異氰酸酯；以及其混合物。
適合的預聚物多元醇選自由以下組成的群組：二醇、多元醇、多元醇二醇、其共聚物以及其混合物。
更佳地，預聚物多元醇選自由以下組成的群組：聚醚多元醇(例如聚(氧基四亞甲基)二醇、聚(氧化丙烯)二醇以及其混合物)；聚碳酸酯多元醇；聚酯多元醇；聚己內酯多元醇；其混合物；以及其與一或多種選自由以下組成的群組的低分子量多元醇的混合物：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；以及三丙二醇。
更佳地，預聚物多元醇選自由以下組成的群組： 聚四亞甲基醚二醇(PTMEG)；含酯基多元醇(如己二酸乙二酯、己二酸丁二酯)；聚丙烯醚二醇(PPG)；聚己內酯多元醇；其共聚物；以及其混合物。最佳地，預聚物多元醇選自PTMEG以及PPG。
較佳地，本發明的經異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物是含有兩個異氰酸酯基的線性聚異氰酸酯預聚物。
更佳地，本發明方法中使用的經異氰酸酯封端的胺基甲酸酯預聚物具有2至10wt%(再更佳4至8wt%；最佳5至7wt%)的未反應異氰酸酯(NCO)基團。
固化劑部分可以包含芳族二胺或其他多官能胺，如芳族二胺，例如4,4'-亞甲基-雙-鄰氯苯胺(「MbOCA」)；4,4'-亞甲基-雙-(3-氯-2,6-二乙基苯胺)(「MCDEA」)；二甲基硫代甲苯二胺；丙二醇二-對胺基苯甲酸酯；聚氧化四亞甲基二-對胺基苯甲酸酯；聚氧化四亞甲基單-對胺基苯甲酸酯；聚氧化丙烯二-對胺基苯甲酸酯；聚氧化丙烯單-對胺基苯甲酸酯；1,2-雙(2-胺基苯硫基)乙烷；4,4'-亞甲基-雙苯胺；二乙基甲苯二胺；5-第三丁基-2,4-甲苯二胺；3-第三丁基-2,6-甲苯二胺；5-第三戊基-2,4-甲苯二胺；以及3-第三戊基-2,6-甲苯二胺以及氯甲苯二胺。
微球體部分可以包含聚合物微球體或孔隙形成成分，如所夾帶的氣泡、中空核心聚合材料(如聚合物微球體)、液體填充的中空核心聚合材料(如流體填充的聚合物微球體)、水溶性物質以及不溶相物質(例如礦物油)。較佳地，微球體包含均勻遍佈於可固化液流中的中空核心聚合材料。
較佳地，微球體的加權平均直徑小於150μm(更 佳小於100μm；最佳為5至50μm)。
較佳地，所述多個微元件包含具有聚丙烯腈或聚丙烯腈共聚物殼壁的聚合物微球體(例如得自Akzo Nobel,Amsterdam,Netherlands的ExpancelTM珠粒)。
根據本發明，微球體是以0至50vol.%孔隙率或較佳5至35vol.%孔隙率併入可固化液流中。
本發明的化學機械拋光墊產品展現
Figure 106123526-A0202-12-0017-3
0.6g/cm3的密度，如根據ASTM D1622-08(2008)所測量。因此，本發明的化學機械拋光墊產品展現0.6至1.2g/cm3或較佳0.7至1.1g/cm3或更佳0.75至1.0g/cm3的密度，如根據ASTM D1622-08(2008)所測量。
本發明的化學機械拋光墊可以堆疊在底層(如經聚合物或樹脂處理的無紡布)上。
為了實現根據本發明之可固化液流的連續灌注，使用本發明裝置的方法包含連續地混合可固化液流以及將可固化液流自(i)分配單元灌注至模具中以形成餅模以及靠近餅模的頂表面(如在2.54cm內或較佳1cm或更小)乾淨利落地切斷可固化液流以避免整塊餅模的缺陷或完全損失。
在本發明的方法中，此連續灌注製程可以藉由模具的自動化輸送機實現自動化。
實例：
使用填有微球體聚合物的單組分聚胺基甲酸酯(混合且藉由垂直安置的分配單元灌注至圓餅形模具中)，根據本發明的連續方法進行成型試驗。實例1(本發明)與比較 實例2中的每一者連續用總共5個模具(餅模)。
在實例1中，使用如圖1所示的本發明裝置，其中現場人員將3.785L桶插在分配單元下方以鎖扣一組兩個板片：鎖扣板以及懸帶板，且每個模具充滿之後且在開始灌注至下一個模具中之前，灌注填有微球體聚合物的聚胺基甲酸酯。另外，在實例1中，裝置固定於自動化Z軸滾珠螺桿上，從而將分配單元以及致動單元自模具中提昇以及降低。
在比較實例2中，分配單元以及致動單元是藉由機器人移動，其中所有軸處於固定位置，以便在每個餅模出現任何溢流之後允許排放至3.785L桶中。在移至這個桶中之前，填有微球體聚合物的聚胺基甲酸酯的流動已經停止。
實例1中之5個模具的填充時間比比較實例2中的模具填充時間少14%。另外，在5個模具的製造過程中，實例1中的模具灌注之間所浪費的填有微球體聚合物的聚胺基甲酸酯的量比比較實例2中所浪費的量小50%。在實例1中，所製成的模具無懸帶缺陷，儘管分配以及成型製程是連續的。
1‧‧‧致動框
2‧‧‧鎖扣臂
3‧‧‧板片固持/釋放殼
4‧‧‧鎖扣板
5‧‧‧懸帶板
6‧‧‧懸帶臂
7‧‧‧噴嘴
8‧‧‧可固化液流
9‧‧‧滾筒致動器
10‧‧‧滾筒致動器
11‧‧‧板片固持/釋放殼

Claims (11)

  1. 一種鎖扣裝置，其用於混合可固化液流且將所述可固化液流分配至敞口模具中以填充所述模具，從而製造用於對基板進行化學機械平坦化的拋光墊，所述鎖扣裝置包含致動框，所述致動框上安裝有(i)一組兩個板片，所述板片可釋放地附接至所述致動框且調適成當所述模具充滿時切斷所述可固化液流以及在切斷所述可固化液流之後自所述致動框中釋放；以及(ii)分配單元，用於將所述可固化液流連續灌注至所述敞口模具中，所述鎖扣裝置被調適成在所述連續灌注期間以及在所述模具充滿之後允許所述釋放板片自所述致動器中移出，且其中所述(i)板片組包含鎖扣板以及懸帶板，其中所述模具充滿後，所述鎖扣板直接在所述可固化溢流下方、在模具餅模的表面的2.54cm內移動且其中在所述鎖扣板之一部分下方移動的所述懸帶板直接在所述可固化液流下方、自所述可固化液流之與所述鎖扣板相反的一側移動以鎖扣被所述鎖扣板懸落或飛濺的任何可固化液流。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的鎖扣裝置，其中所述致動框上安裝有一組兩個臂用於控制所述(i)一組兩個板片的移動，所述板片是可釋放地附接至鎖扣臂的鎖扣板以及可釋放地附接至懸帶臂的懸帶板。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的鎖扣裝置，其包含所述(i)一組兩個板片：所述鎖扣板以及所述懸帶板，各板片可釋放地附接至臂上，所述臂在其相對端附接至所述致動單元，其中所述臂各自以弓形方式移動以打開所述兩個板片 之間的間隙，從而允許所述可固化液流自所述(ii)分配單元流動且在填充所述模具的同時保持敞開，以及當所述模具充滿時，關閉且切斷所述可固化液流向所述模具中的流動，以便所述鎖扣板以及所述懸帶板各自的一部分在所述可固化液流的位置彼此重疊。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的鎖扣裝置，其中所述鎖扣臂以及所述懸帶臂各自附接至所述致動框，其中左臂附接至所述致動框的右側且右臂附接至所述致動框的左側，使得所述臂本身在任一點不會發生干擾觸碰或干擾。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的鎖扣裝置，其中所述(i)板片組中的各板片藉由滾筒致動器自所述致動框中釋放，所述滾筒致動器包含彈簧負載型滾筒或夾鉗以及供各板片的至少一部分在其中滑動的板片殼，其中所述滾筒或夾鉗將所述板片固持在所述滾筒或夾鉗與所述板片殼之間的位置且其中所述滾筒致動器藉由提昇所述滾筒或夾鉗遠離所述板片殼以及允許所述板片落下而遠離所述鎖扣裝置來釋放各板片。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的鎖扣裝置，其中所述(i)板片組中的各板片是由一次性或可再循環材料製成。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的鎖扣裝置，進一步包含一或多個致動單元，其調適成將(ii)分配單元或所述分配單元與所述致動框向上以及遠離所述模具表面移動，以允許用戶或機器人將容器置放在所述可固化液流下方，從而在釋放所述(i)板片組時鎖扣所述(i)板片組以及在將新模具置放在所述(ii)分配單元下方且將新的(i)板片組附接 至所述致動框的同時鎖扣所述可固化液流，所述一或多個致動器進一步調適成將所述(ii)分配單元以及所述致動框降低至使所述可固化液流灌注至所述新模具中的位置。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的鎖扣裝置，其中所述一或多個致動單元各自選自具有允許編程化移動之機械聯動裝置的可編程電子致動器、齒輪驅動型致動器以及氣動致動器。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的鎖扣裝置，其中所述一或多個致動單元各自是具有允許編程移動之機械聯動裝置的可編程電子機器人。
  10. 如申請專利範圍第6項所述的鎖扣裝置，其中所述板片是由紙、竹子、聚酯或是聚烯烴製成。
  11. 如申請專利範圍第6項所述的鎖扣裝置，其中所述板片是由聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或是低密度聚乙烯(LDPE)製成。
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