[发明专利]用于制备化学机械平面化（CMP）抛光垫的气溶胶方法

说明书

本发明提供制备CMP抛光垫或层的方法，因此，所述方法包含分别向在下游端具有喷嘴的静态混合器中引入两种不含溶剂并且大体上不含水的组分，各自在5到120kPa(1到14psi)低表压下具有温度T1的液体多元醇组分和具有温度T2的液体异氰酸酯组分，所述液体多元醇组分包含一种或多种多元醇，胺固化剂；并且所述液体异氰酸酯组分包含一种或多种聚异氰酸酯或异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物；在所述静态混合器中混合所述两种组分形成反应混合物，将所述反应混合物的物料流从所述喷嘴排出到具有氨基甲酸酯离型表面的敞开式模具衬底上，并且固化形成多孔性聚氨基甲酸酯反应产物。

本发明涉及制造多孔性聚氨基甲酸酯(PU)弹性体物品和化学机械平面化(CMP)抛光垫的方法，包含在静态混合器中混合并且在环境压力下自其排出不含溶剂并且大体上不含水的两组分反应混合物并且排出到模具上，并且固化形成所述垫，其中在所述方法中，没有向所述反应混合物中喷射气体并且所述反应混合物大体上不含起泡剂。

用于制造多孔性CMP抛光垫的已知方法包括添加多孔性聚合填充剂，例如添加到模制的聚合基质中，对固化以截获气泡的气体/聚氨基甲酸酯(PU)混合物进行机械起泡；添加起泡剂或使用水从物理或化学产生的气体形成孔隙；并且对用超临界(SC)流体(例如SC-CO₂)饱和的聚合物进行快速减压。然而，在任何这类方法中，将大量体积的气体引入到垫形成混合物中产生在纳入气体之前对其进行调节的需要，并且提高了在处理期间和处理之后通风和流出物处理要求。在垫形成混合物中产生或引入气体以形成孔隙的已知方法可能不会形成均匀孔隙分布或均一填充模具来制造CMP抛光垫。另外，将空气或气体引入到这类用于制造CMP抛光垫的反应混合物中或在这类用于制造CMP抛光垫的反应混合物中产生气体可能引起来自喷雾装置的两种相流动，这会缺乏均匀性，使喷射端或喷嘴处的液体流与气体流之间交替，从而造成非均质材料排出并且在所得产物中产生条纹。

颁予希罗斯(Hirose)等人的美国专利第8,314,029号公开了制造CMP抛光垫的方法，包含通过机械起泡制造单元分散氨基甲酸酯形成组合物并且从单个排出口向面材的中心部分持续排出组合物，其中在纵向馈入面材时可以自其释放聚氨基甲酸酯，调整面材上氨基甲酸酯形成组合物的厚度，并且不向组合物施加额外负载即固化组合物。机械起泡将不起反应的气体引入到反应混合物中。

本发明人寻求解决提供用于制造具有改善的均一性的化学机械抛光垫的施加或喷雾方法。

发明内容

1.根据本发明，制备化学机械平面化(CMP)抛光垫的方法包含分别向在下游端具有喷嘴的静态混合器中引入两种不含溶剂并且大体上不含水的组分，各自在100到200kPa或优选地100到150kPa绝对压力下具有温度T1的液体多元醇组分和具有温度T2的液体异氰酸酯组分，形成通过混合器的流动，所述液体多元醇组分包含一种或多种多元醇，胺固化剂，优选地芳香族二胺，并且另外包含多种微量元素，如聚合物微球体珠粒；并且所述液体异氰酸酯组分包含一种或多种聚异氰酸酯或异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物，优选地芳香族聚异氰酸酯或芳香族异氰酸酯封端的氨基甲酸酯预聚物；按所述反应混合物的总固体重量计，至少一种组分，优选地所述液体多元醇组分包含至多2.0wt.％或优选地0.1到1.0wt.％的足够量的非离子表面活性剂，优选地有机聚硅氧烷-共-聚醚表面活性剂以促进孔隙稳定，在所述静态混合器中混合所述两种组分形成反应混合物，将所述反应混合物的物料流从所述喷嘴排出到具有氨基甲酸酯离型表面的模具衬底，如聚四氟乙烯，优选地具有凹形表面形态的敞开式模具，所述表面形态随着所述施加的反应混合物填充所述模具形成CMP抛光垫的所需槽图案，并且在环境温度到130℃，或优选地在环境温度到100℃下固化形成密度在0.6gm/cc到1gm/cc，或优选地0.75gm/cc到0.95gm/cc范围内的多孔性聚氨基甲酸酯反应产物。

2.根据如上述条项1中所阐述的本发明的制造CMP抛光垫的方法，其中所述喷嘴装备有在所述喷嘴外部周围的雾化空气入口或空气鼓风盖，由此空气流流过所述喷嘴的尖端，接着沿所述反应混合物的所述排出的物料流轴向流过。