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JP2018108634A - Aerosol process for manufacturing chemical mechanical planarization (CMP) polishing pads - Google Patents

Aerosol process for manufacturing chemical mechanical planarization (CMP) polishing pads Download PDF

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JP2018108634A
JP2018108634A JP2017222399A JP2017222399A JP2018108634A JP 2018108634 A JP2018108634 A JP 2018108634A JP 2017222399 A JP2017222399 A JP 2017222399A JP 2017222399 A JP2017222399 A JP 2017222399A JP 2018108634 A JP2018108634 A JP 2018108634A
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Dow Global Technologies LLC
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Abstract

【課題】均一性が改善した化学的機械的研磨パッドを製造するための塗布法又はスプレー法を提供する。【解決手段】下流端にノズル20を有するスタティックミキサー12に、無溶媒で実質的に無水の二成分である、温度T1を有する液体ポリオール成分と温度T2を有する液体イソシアネート成分とを、それぞれ5〜120kPa(1〜14psi)の低圧力下で別々に導入すること(この液体ポリオール成分は、1種以上のポリオール、アミン硬化剤を含み;そしてこの液体イソシアネート成分は、1種以上のポリイソシアネート又はイソシアネート末端ウレタンプレポリマーを含む)、スタティックミキサー中で二成分を混合して反応混合物を形成すること、ウレタン剥離表面を有する開放鋳型基板上にノズルから反応混合物の流れを排出すること、及び硬化させて多孔性ポリウレタン反応生成物を形成することを含む方法。【選択図】図1An application method or spray method is provided for producing a chemical mechanical polishing pad with improved uniformity. SOLUTION: A static mixer 12 having a nozzle 20 at a downstream end is supplied with a liquid polyol component having a temperature T1 and a liquid isocyanate component having a temperature T2, which are two components that are substantially anhydrous without solvent. Introducing separately at a low pressure of 120 kPa (1-14 psi) (this liquid polyol component comprises one or more polyols, amine curing agents; and the liquid isocyanate component comprises one or more polyisocyanates or isocyanates Including a terminal urethane prepolymer), mixing the two components in a static mixer to form a reaction mixture, draining the reaction mixture stream from a nozzle onto an open mold substrate having a urethane release surface, and curing Forming a porous polyurethane reaction product. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、多孔性ポリウレタン(PU)エラストマー製品及び化学的機械的平坦化(CMP)研磨パッドを製造する方法であって、無溶媒で実質的に無水の二成分反応混合物をスタティックミキサー中で混合し、そこから周囲圧力で鋳型へと排出し、そして硬化させることによりパッドを形成する方法であって、ここで、本方法ではガスを反応混合物に注入せず、そして反応混合物は実質的に発泡剤を含まない方法に関する。   The present invention is a method of making a porous polyurethane (PU) elastomer product and a chemical mechanical planarization (CMP) polishing pad, wherein a solvent-free and substantially anhydrous binary reaction mixture is mixed in a static mixer From which it is discharged into a mold at ambient pressure and cured to form a pad, wherein the method does not inject gas into the reaction mixture and the reaction mixture is substantially foamed. It relates to a method which does not contain an agent.

多孔性CMP研磨パッドを製造するための既知の方法には、例えば、成形ポリマーマトリックスへの多孔性ポリマー充填剤の添加、気泡を捕捉するように硬化するガス/ポリウレタン(PU)混合物の機械的起泡;物理的又は化学的に発生したガスから細孔を作り出すための発泡剤の添加又は水の使用;及び超臨界(SC)流体(例えば、SC−CO)で飽和したポリマーの急速減圧が含まれる。しかしながら、このような方法のいずれにおいても、パッド形成混合物へのかなりの量のガスの導入により、そのガスを封入する前にそれを調整する必要が生じ、そして処理中及び処理後の換気及び排水処理の必要性が増加する。ガスを発生させるか又は導入してパッド形成混合物に細孔を作り出す既知の方法では、均一な細孔分布を作り出せないか、又はCMP研磨パッドを製造するために均一に鋳型を充填することができない。更に、CMP研磨パッドを製造するためのこのような反応混合物に空気若しくはガスを導入するか、又はガスを発生させると、スプレー装置からの二相流が生じる可能性があり、このため均一性が不足する可能性があって、スプレー先端又はノズルでの液体流とガス流とが交互に生じ、不均一な材料の排出が起こり、得られた生成物には条痕が生じる結果となる。 Known methods for producing porous CMP polishing pads include, for example, adding a porous polymer filler to the molded polymer matrix, mechanical initiation of a gas / polyurethane (PU) mixture that cures to trap air bubbles. Foam; addition of blowing agent or use of water to create pores from physically or chemically generated gas; and rapid decompression of polymer saturated with supercritical (SC) fluid (eg, SC-CO 2 ) included. However, in any such method, the introduction of a significant amount of gas into the pad-forming mixture necessitates conditioning it before enclosing it, and ventilation and drainage during and after processing. The need for processing increases. Known methods of generating or introducing gas to create pores in the pad-forming mixture do not create a uniform pore distribution or cannot uniformly fill the mold to produce a CMP polishing pad . Furthermore, the introduction or generation of air or gas into such a reaction mixture for producing a CMP polishing pad can result in a two-phase flow from the spray device, and thus uniformity. This can be deficient, resulting in alternating liquid and gas flows at the spray tip or nozzle, resulting in uneven material discharge and resulting streaking in the resulting product.

Hiroseらの米国特許第8,314,029号は、機械的発泡によってセル分散ウレタン形成組成物を調製し、その組成物を単一排出ポートから面材料の中心部分(ここから、面材料を長手方向に送りながらポリウレタンを剥離することが可能である)に連続的に排出し、面材料上のウレタン形成組成物の厚さを調整し、そして組成物に追加の荷重を加えることなく組成物を硬化させることを含む、CMP研磨パッドの製造方法を開示している。機械的発泡は、反応混合物中に非反応性ガスを導入する。   U.S. Pat. No. 8,314,029 to Hirose et al. Prepared a cell-dispersed urethane-forming composition by mechanical foaming and removed the composition from a single discharge port into the central portion of the face material (from which the face material was The polyurethane can be peeled off while feeding in the direction), adjusting the thickness of the urethane-forming composition on the face material, and removing the composition without applying additional load to the composition A method of manufacturing a CMP polishing pad is disclosed that includes curing. Mechanical foaming introduces a non-reactive gas into the reaction mixture.

本発明者らは、均一性が改善した化学的機械的研磨パッドを製造するための塗布法又はスプレー法を提供するという問題を解決しようと努めてきた。   The inventors have sought to solve the problem of providing a coating or spraying method for producing chemical mechanical polishing pads with improved uniformity.

発明の説明
1.本発明によれば、化学的機械的平坦化(CMP)研磨パッドを製造する方法は、その下流端にノズルを有するスタティックミキサーに、無溶媒で実質的に無水の二成分である、温度T1を有する液体ポリオール成分と温度T2を有する液体イソシアネート成分とを、それぞれ100〜200kPa、又は好ましくは100〜150kPaの絶対圧力下で別々に導入してミキサーを通る流れを作り出すこと(この液体ポリオール成分は、1種以上のポリオール、アミン硬化剤、好ましくは芳香族ジアミンを含み、そして更にポリマーミクロスフェアビーズのような複数の微量要素を含み;そしてこの液体イソシアネート成分は、1種以上のポリイソシアネート又はイソシアネート末端ウレタンプレポリマー、好ましくは芳香族ポリイソシアネート又は芳香族イソシアネート末端ウレタンプレポリマーを含み;少なくとも一方の成分、好ましくは液体ポリオール成分は、細孔の安定化を容易にするために充分な量であって、反応混合物の全固形分重量に基づいて2.0重量%以下、又は好ましくは0.1〜1.0重量%の非イオン性界面活性剤、好ましくはオルガノポリシロキサン−コ−ポリエーテル界面活性剤を含む)、スタティックミキサー中で二成分を混合して反応混合物を形成すること、ポリテトラフルオロエチレンのようなウレタン剥離表面を有する鋳型基板上に、好ましくは適用される反応混合物が鋳型を満たすとCMP研磨パッドの所望の溝パターンを形成する雌型トポグラフィーを有する開放鋳型上にノズルから反応混合物の流れを排出すること、及び周囲温度から130℃、又は好ましくは周囲温度から100℃で硬化させて、0.6g/cm〜1g/cm、又は好ましくは0.75g/cm〜0.95g/cmの範囲の密度を有する多孔性ポリウレタン反応生成物を形成することを含む。
DESCRIPTION OF THE INVENTION In accordance with the present invention, a method of manufacturing a chemical mechanical planarization (CMP) polishing pad includes a static mixer having a nozzle at its downstream end and a temperature T1, which is a solvent-free and substantially anhydrous two-component. A liquid polyol component having a temperature and a liquid isocyanate component having a temperature T2 are separately introduced under an absolute pressure of 100 to 200 kPa, or preferably 100 to 150 kPa, respectively, to create a flow through the mixer (this liquid polyol component is Comprising one or more polyols, an amine curing agent, preferably an aromatic diamine, and further comprising a plurality of minor elements such as polymeric microsphere beads; and the liquid isocyanate component comprises one or more polyisocyanates or isocyanate-terminated Urethane prepolymer, preferably aromatic polyisocyanate Or an aromatic isocyanate-terminated urethane prepolymer; at least one component, preferably the liquid polyol component, is in an amount sufficient to facilitate pore stabilization and is based on the total solids weight of the reaction mixture Up to 2.0% by weight or preferably 0.1 to 1.0% by weight of a nonionic surfactant, preferably an organopolysiloxane-co-polyether surfactant). Mixing the components to form a reaction mixture, preferably on a mold substrate having a urethane release surface such as polytetrafluoroethylene, the desired groove pattern of the CMP polishing pad is formed when the applied reaction mixture fills the mold. Discharging the reaction mixture stream from the nozzle onto an open mold with a female topography to form, and 1 from ambient temperature 0 ° C., or preferably cured at 100 ° C. from ambient temperature, 0.6g / cm 3 ~1g / cm 3, or preferably having a density in the range of 0.75g / cm 3 ~0.95g / cm 3 Forming a porous polyurethane reaction product.

2.本発明によれば、ノズルに、ノズルの外側を囲む噴霧空気入口又はエアブラストキャップが取り付けられており、これにより、空気の流れがノズルの先端を通過し、次いでに反応混合物の排出された流れに沿って軸方向に流れる、上記1項に記載のCMP研磨パッドを製造するための方法。   2. In accordance with the present invention, the nozzle is fitted with an atomizing air inlet or air blast cap that surrounds the outside of the nozzle so that the air flow passes through the tip of the nozzle and then the exhausted flow of reaction mixture. A method for manufacturing a CMP polishing pad according to claim 1, wherein the CMP polishing pad flows in the axial direction along the line.

3.本発明によれば、反応混合物が、添加された発泡剤を含有しない(添加された化学的又は物理的発泡剤を含まない)、上記1又は2項のいずれか一項に記載のCMP研磨パッドを製造するための方法。   3. According to the present invention, the CMP polishing pad according to any one of the above 1 or 2, wherein the reaction mixture does not contain an added blowing agent (does not contain an added chemical or physical blowing agent). Method for manufacturing.

4.本発明によれば、反応混合物が、その硬化温度において2〜300秒、又は好ましくは5〜60秒、又は更に好ましくは5〜45秒のゲル化時間を有する、上記1、2又は3項のいずれか一項に記載のCMP研磨パッドを製造するための方法。   4). According to the invention, the reaction mixture according to 1, 2 or 3 above, wherein the reaction mixture has a gel time of 2 to 300 seconds, or preferably 5 to 60 seconds, or more preferably 5 to 45 seconds at its curing temperature. A method for manufacturing a CMP polishing pad according to any one of the preceding claims.

5.本発明によれば、液体ポリオール成分を温度T1で、及び液体イソシアネート成分を温度T2でそれぞれスタティックミキサーへ導入するとき、それぞれが1〜1000cPs、又は好ましくは100〜500cPsの粘度を有し、そしてT1及びT2のそれぞれは、10℃〜80℃、又は好ましくは15〜40℃の範囲であるか、あるいは更に好ましくは周囲温度である、上記1、2、3又は4項のいずれか一項に記載のCMP研磨パッドを製造するための方法。   5. According to the present invention, when the liquid polyol component is introduced into the static mixer at temperature T1 and the liquid isocyanate component at temperature T2, respectively, each has a viscosity of 1-1000 cPs, or preferably 100-500 cPs, and T1 And each of T2 is in the range of 10 ° C to 80 ° C, or preferably in the range of 15 to 40 ° C, or more preferably ambient temperature, as described in any one of the above 1, 2, 3 or 4. A method for manufacturing a CMP polishing pad.

6.本発明によれば、更に液体ポリオール成分及び液体イソシアネート成分のそれぞれが、スタティックミキサーに導入する前に、それぞれ温度T1及び/又はT2に別々に予熱される、上記5項に記載のCMP研磨パッドを製造するための方法。   6). According to the present invention, there is further provided a CMP polishing pad according to claim 5 wherein each of the liquid polyol component and the liquid isocyanate component is separately preheated to temperatures T1 and / or T2, respectively, before being introduced into the static mixer. Method for manufacturing.

7.本発明によれば、液体ポリオール成分が、パッドの多孔度を高めるための、ポリマーミクロスフェアのような微量要素の1つ、又は最大3000ppm、又は好ましくは最大1500ppmの水を更に含む、上記1、2、3、4、5又は6項のいずれか一項に記載のCMP研磨パッドを製造するための方法。   7). According to the present invention, the liquid polyol component further comprises one of the minor elements, such as polymer microspheres, or up to 3000 ppm, or preferably up to 1500 ppm water, to increase the porosity of the pad. A method for producing a CMP polishing pad according to any one of 2, 3, 4, 5 or 6.

8.本発明によれば、反応混合物が、無溶媒であり、かつ実質的に無水である、1、2、3、4、5、6又は7項のいずれか一項に記載のCMP研磨パッドを製造するための方法。   8). According to the invention, the CMP polishing pad according to any one of 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7 is produced, wherein the reaction mixture is solvent-free and substantially anhydrous. How to do.

9.本発明によれば、反応混合物の硬化が、最初に周囲温度から130℃で1〜30分、又は好ましくは30秒〜5分の時間硬化させること、ポリウレタン反応生成物を鋳型から取り出すこと、その後最終的に60〜130℃の温度で1分〜16時間、又は好ましくは5分〜15分の時間硬化させて多孔性製品を形成することを含む、上記1〜8項のいずれか一項に記載のCMP研磨パッドを製造するための方法。   9. According to the invention, the curing of the reaction mixture is first cured from ambient temperature to 130 ° C. for 1 to 30 minutes, or preferably 30 seconds to 5 minutes, the polyurethane reaction product is removed from the mold, Any of the above 1-8, comprising finally curing at a temperature of 60-130 ° C. for 1 minute to 16 hours, or preferably 5 minutes to 15 minutes to form a porous product. A method for manufacturing the described CMP polishing pad.

10.本発明によれば、研磨パッドの形成が、ポリマー含浸不織布シート、又は多孔性若しくは非多孔性ポリマーシートのようなサブパッド層を多孔性製品の底部側に積層することによって、多孔性製品の成形表面がCMP研磨パッドの頂上面を形成することを更に含む、上記10項に記載の方法。   10. According to the present invention, the formation of the polishing pad is performed by laminating a subpad layer, such as a polymer-impregnated nonwoven sheet, or a porous or non-porous polymer sheet, on the bottom side of the porous product, thereby forming a porous product molding surface. The method of claim 10, further comprising: forming a top surface of the CMP polishing pad.

11.本発明によれば、反応混合物の流れの鋳型への排出が、鋳型に過剰にスプレーすること、続いてこうして適用された反応混合物を硬化させてポリウレタン反応生成物を形成すること、鋳型からポリウレタン反応生成物を取り出すこと、そして次にCMP研磨パッドの所望の直径にポリウレタン反応生成物を打ち抜くか又はその周囲を切断することを含む、上記1〜10項のいずれか一項に記載の方法。   11. According to the present invention, the discharge of the reaction mixture stream into the mold can be performed by overspraying the mold, followed by curing of the reaction mixture thus applied to form a polyurethane reaction product, 11. A method according to any one of the preceding claims comprising removing the product and then stamping or cutting the polyurethane reaction product to the desired diameter of the CMP polishing pad.

12.本発明によれば、その下流端にノズルを含むスタティックミキサーが、開放鋳型の表面に平行な平面内で動作可能な機械式アクチュエータ、例えば、プログラムされた動作を可能にする機械的リンク機構を有するプログラム可能な電子アクチュエータ、好ましくはXY軸方向に動作可能な4軸アーム又はXYZ軸方向動作及び回転動作が可能な6軸アームを有するロボットなどによって適所に保持されている、上記1〜11項のいずれか一項に記載の方法。本明細書の目的には、特に明記しない限り、配合は重量%で表される。   12 In accordance with the present invention, a static mixer including a nozzle at its downstream end has a mechanical actuator operable in a plane parallel to the surface of the open mold, for example, a mechanical linkage that allows programmed operation. The above-mentioned items 1 to 11, which are held in place by a programmable electronic actuator, preferably a robot having a four-axis arm operable in the XY-axis direction or a six-axis arm capable of XYZ-axis movement and rotation The method according to any one of the above. For purposes herein, formulations are expressed in weight percent unless otherwise specified.

特に断らない限り、温度及び圧力の条件は、周囲温度及び標準気圧(101kPa)である。   Unless otherwise noted, temperature and pressure conditions are ambient temperature and standard pressure (101 kPa).

特に断らない限り、括弧を含む用語は、択一的に、括弧が存在しないとした場合の用語全体及び括弧内を除いた用語、並びに各選択肢の組合せのことをいう。よって、「(ポリ)イソシアネート」という用語は、イソシアネート、ポリイソシアネート、又はそれらの混合物のことをいう。   Unless otherwise specified, a term including parentheses alternatively refers to the entire term when no parentheses are present, a term excluding the parentheses, and combinations of options. Thus, the term “(poly) isocyanate” refers to isocyanates, polyisocyanates, or mixtures thereof.

全ての範囲は、両端値を含み、かつ組合せることができる。例えば、「50〜3000cPs、又は100cPs以上の範囲」という用語は、50〜100cPs、50〜3000cPs及び100〜3000cPsのそれぞれを含むことになる。   All ranges include extreme values and can be combined. For example, the term “range of 50-3000 cPs, or 100 cPs or more” will include 50-100 cPs, 50-3000 cPs, and 100-3000 cPs, respectively.

特に断らない限り、本明細書に使用されるとき、ポリマーの「平均分子量」という用語は、指示物質(指示物質がない場合には、ポリオール類に対するポリ(エチレングリコール)のように公知の適切な標準物質)に対してゲル浸透クロマトグラフィーによって求められた結果のことをいう。   Unless otherwise indicated, as used herein, the term “average molecular weight” of a polymer is used to indicate the appropriate indicator known (such as poly (ethylene glycol) for polyols in the absence of an indicator). It means the result obtained by gel permeation chromatography with respect to (standard substance).

本明細書に使用されるとき、「ゲル化時間」という用語は、所与の反応混合物を約80℃で、例えば、1000rpmに設定されたVM−2500ボルテックスラボミキサー(StateMix Ltd.,Winnipeg,Canada)中で30秒間混合し、タイマーをゼロに設定し、タイマーをオンにし、混合物をアルミニウムカップに注ぎ入れ、65℃に設定したゲルタイマーのホットポット(Gardco Hot PotTM ゲルタイマー,Paul N.Gardner Company,Inc.,Pompano Beach,FL)にカップを入れ、反応混合物をワイヤースターラーで20RPMで撹拌して、ワイヤスターラーが試料中で動きを止めるときのゲル化時間を記録することによって得られる結果を意味する。   As used herein, the term “gel time” refers to a VM-2500 vortex lab mixer (StateMix Ltd., Winnipeg, Canada) set a given reaction mixture at about 80 ° C., eg, 1000 rpm. ) For 30 seconds, set the timer to zero, turn the timer on, pour the mixture into an aluminum cup and set the gel timer hotpot (Gardco Hot Pot ™ Gel Timer, Paul N. Gardner Company) at 65 ° C. , Inc., Pampano Beach, FL), meaning the result obtained by stirring the reaction mixture with a wire stirrer at 20 RPM and recording the gel time when the wire stirrer stops moving in the sample. Do

本明細書に使用されるとき、「ASTM」という用語は、ASTM International,West Conshohocken,PAの刊行物のことをいう。   As used herein, the term “ASTM” refers to publications of ASTM International, West Conshohocken, PA.

本明細書に使用されるとき、「ポリイソシアネート」という用語は、2個以上のイソシアネート基を含有する分子を含有する任意のイソシアネート基を意味する。   As used herein, the term “polyisocyanate” means any isocyanate group that contains a molecule that contains two or more isocyanate groups.

本明細書に使用されるとき、「ポリウレタン」という用語は、二官能性又は多官能性イソシアネートからの重合生成物、例えば、ポリエーテル尿素、ポリイソシアヌレート、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリウレタン尿素、そのコポリマー及びその混合物のことをいう。   As used herein, the term “polyurethane” refers to polymerization products from difunctional or polyfunctional isocyanates such as polyether urea, polyisocyanurate, polyurethane, polyurea, polyurethane urea, copolymers thereof. And a mixture thereof.

本明細書に使用されるとき、「反応混合物」という用語は、微量要素のような任意の非反応性添加物及びASTM D2240−15(2015)によるCMP研磨パッド中のポリウレタン反応生成物の硬度を低下させる任意の添加物を含む。   As used herein, the term “reaction mixture” refers to the hardness of polyurethane reaction products in CMP polishing pads according to any non-reactive additive such as trace elements and ASTM D 2240-15 (2015). Includes any additive that lowers.

本明細書に使用されるとき、反応混合物の「化学量論」という用語は、反応混合物中の(遊離OH+遊離NH基)対遊離NCO基のモル当量の比のことをいう。 As used herein, the term “stoichiometry” of a reaction mixture refers to the ratio of the molar equivalents of (free OH + free NH 2 groups) to free NCO groups in the reaction mixture.

本明細書に使用されるとき、「SG」又は「比重」という用語は、本発明により製造された研磨パッド又は層の密度対同一温度での水の密度の比のことをいう。   As used herein, the term “SG” or “specific gravity” refers to the ratio of the density of a polishing pad or layer made according to the present invention to the density of water at the same temperature.

本明細書に使用されるとき、「固形分」という用語は、本発明のポリウレタン反応生成物中に残存する任意の物質のことをいい、よって固形分は、硬化によって揮発しない反応性及び不揮発性添加物を含む。固形分は、水及び揮発性溶媒を除外する。   As used herein, the term “solids” refers to any material remaining in the polyurethane reaction product of the present invention, so that the solids are reactive and non-volatile that do not volatilize upon curing. Contains additives. Solids exclude water and volatile solvents.

本明細書に使用されるとき、特に断らない限り、「実質的に無水の」という用語は、所与の組成物に添加される水が2000ppm未満、又は好ましくは0であること、及び組成物の成分となる物質に添加される水が2000ppm未満、又は好ましくは0であることを意味する。「実質的に無水の」反応混合物は、50〜2000ppmの範囲で原料中に存在する水を含むことができるか、又は縮合反応において形成される反応水若しくは反応混合物が使用される周囲湿分からの蒸気を含むことができる。   As used herein, unless stated otherwise, the term “substantially anhydrous” means that the amount of water added to a given composition is less than 2000 ppm, or preferably zero, and the composition This means that the amount of water added to the substance constituting the component is less than 2000 ppm, or preferably 0. A “substantially anhydrous” reaction mixture can contain water present in the feed in the range of 50-2000 ppm or from the ambient water where the reaction water or reaction mixture formed in the condensation reaction is used. Steam can be included.

本明細書に使用されるとき、「実質的に発泡剤を含まない」という用語は、所与の組成物が、添加された化学的又は物理的発泡剤を含有しないことを意味する。発泡剤は水を含まない。ノズルを通る空気流は、所与の組成物の一部とは考えられない。   As used herein, the term “substantially free of blowing agent” means that a given composition contains no added chemical or physical blowing agent. The blowing agent does not contain water. The air flow through the nozzle is not considered part of a given composition.

本明細書に使用されるとき、特に断らない限り、「粘度」という用語は、100μm間隙の50mm平行板形状で1ラジアン/秒の定常剪断に設定したレオメータを用いて測定される、所与の温度におけるニート形態(100%)での所与の物質の粘度のことをいう。   As used herein, unless otherwise specified, the term “viscosity” is measured using a rheometer set at a constant shear of 1 radians / second in a 50 mm parallel plate shape with a 100 μm gap. Refers to the viscosity of a given substance in neat form (100%) at temperature.

本明細書に使用されるとき、「重量%(wt.%)」という用語は、重量パーセントを表す。   As used herein, the term “wt% (wt.%)” Represents weight percent.

図1は、本発明の方法に使用するための装置の透視図を示す。FIG. 1 shows a perspective view of an apparatus for use in the method of the present invention.

本発明は、液体反応混合物がミキサー出口から排出された後にエアロゾルを発生させることにより、発泡剤を含まずかつガス注入を回避しながら二成分反応混合物から多孔性ポリウレタンCMP研磨パッドを製造するための単純なスプレー適用方法を可能にする。本発明の方法において使用される唯一の気体は、周囲空気である。流体反応混合物が形成され、そして開放鋳型に適用される際の圧力は、(スタティックミキサー入口で)最大200kPaから(スタティックミキサー下流出口で)周囲圧力までの範囲である。本発明の方法は、開放鋳型への排出の際及びその後の反応混合物流による周囲空気の閉じ込めによって多孔度を作り出す。したがって、微量要素又はポリマーミクロスフェアが存在しない場合、閉じ込められた空気は、5〜100μm、又は好ましくは10〜40μmの範囲の平均細孔径を有する細孔を形成する。本発明の方法の低い圧力は、二成分反応混合物中に微量要素又は崩壊性細孔形成添加物を含めることを可能にする。更に、本発明の方法の単純さ及び開放鋳型という性質は、5〜45秒のゲル化時間を有するような、非常に迅速に硬化する反応混合物、又はゲル化時間が最大300秒のもっと緩やかに反応する更に広範囲の反応混合物を使用することを可能にする。更に、本発明の方法は、混合の強度又は圧力を、排出中に生成された反応混合物の噴霧の程度から切り離し、それによって、充分に混合された反応混合物からの、平均細孔径が20μm超、又は40μm超の成形品すなわちCMP研磨パッドの形成を可能にする。最後に、本発明の方法及び二成分反応混合物の低い粘度は一緒に、成形品における鋳型表面すなわちCMP研磨パッド表面の優れた鋳型充填性及び再現性を可能にする。本発明の方法に使用される装置は、蠕動ポンプ又は容積移送式ピストンポンプのようなポンプを介して2つのリード(一つは液体イソシアネート成分、他方は液体ポリオール成分)により供給され、そして噴霧エアキャップを取り付けた下流のスプレーノズルを有する、単純スタティックミキサーを含む。スタティックミキサーは、(スタティックミキサー入口で)最大200kPaから(スタティックミキサー出口で)周囲圧力までで作動する。   The present invention is for producing a porous polyurethane CMP polishing pad from a two-component reaction mixture without generating a foam and avoiding gas injection by generating an aerosol after the liquid reaction mixture is discharged from the mixer outlet. Enables a simple spray application method. The only gas used in the method of the present invention is ambient air. The pressure at which the fluid reaction mixture is formed and applied to the open mold ranges from up to 200 kPa (at the static mixer inlet) to ambient pressure (at the static mixer downstream outlet). The method of the present invention creates porosity by discharge into an open mold and subsequent confinement of ambient air by the reaction mixture stream. Thus, in the absence of trace elements or polymer microspheres, the trapped air forms pores having an average pore diameter in the range of 5-100 μm, or preferably 10-40 μm. The low pressure of the process of the present invention makes it possible to include trace elements or collapsible pore-forming additives in the binary reaction mixture. Furthermore, the simplicity and open mold nature of the process of the present invention makes the reaction mixture harden very quickly, such as having a gel time of 5 to 45 seconds, or a more gradual gel time of up to 300 seconds. It makes it possible to use a wider range of reaction mixtures that react. Furthermore, the method of the present invention decouples the intensity or pressure of mixing from the degree of spraying of the reaction mixture produced during discharge, so that the average pore size from a well-mixed reaction mixture is greater than 20 μm, Alternatively, it is possible to form a molded product exceeding 40 μm, that is, a CMP polishing pad. Finally, the low viscosity of the method of the present invention and the two-component reaction mixture together allow for excellent mold filling and reproducibility of the mold surface in the molded article, ie the CMP polishing pad surface. The apparatus used in the method of the present invention is supplied by two reeds (one liquid isocyanate component, the other liquid polyol component) via a pump such as a peristaltic pump or a positive displacement piston pump, and atomizing air. Includes a simple static mixer with a downstream spray nozzle fitted with a cap. The static mixer operates from a maximum of 200 kPa (at the static mixer inlet) to ambient pressure (at the static mixer outlet).

本発明のスプレーノズルは、ノズルの外側を取り囲む噴霧空気の供給源、例えば、エアブラストキャップ又は噴霧空気入口を取り付けた単純な円錐形ノズルとすることができる。エアブラストキャップは、ノズル基部に据えられ、ノズル基部の外側と一緒に、環状間隙を形成し、それが周囲空気をノズルの先端に流し、次に排出された反応混合物の流れに沿って軸方向に基板上へと流す。適切なエアブラストキャップ及びノズルは、Nordson EFD.,Providence,RIから入手可能である。   The spray nozzle of the present invention can be a simple conical nozzle fitted with a source of atomizing air surrounding the outside of the nozzle, for example an air blast cap or an atomizing air inlet. The air blast cap is placed on the nozzle base and, together with the outside of the nozzle base, forms an annular gap that causes ambient air to flow to the tip of the nozzle and then axially along the flow of the discharged reaction mixture Flow onto the substrate. Suitable air blast caps and nozzles are available from Nordson EFD. , Providence, RI.

エアブラストキャップ又は噴霧空気入口を通る空気流量は、20〜180L/分、又は好ましくは30〜150L/分の流量の範囲である。   The air flow rate through the air blast cap or atomizing air inlet is in the range of 20-180 L / min, or preferably 30-150 L / min.

1つの適切な装置は2つの部分からなる。すなわち、制御された比の液体ポリオール成分と液体イソシアネート成分とを保持タンクからスタティックミキサーに供給する計量ポンプ、及び反応混合物をブレンドして基板上に噴霧するエアブラストエアロゾル化先端を装着したスタティックミキサーである。   One suitable device consists of two parts. A metering pump that supplies a controlled ratio of liquid polyol component and liquid isocyanate component from a holding tank to a static mixer, and a static mixer equipped with an air blast aerosolization tip that blends and sprays the reaction mixture onto the substrate. is there.

本発明の装置においてスタティックミキサーへの2つのリードは、それぞれ液体ポリオール成分又は液体イソシアネート成分を一連の部品及び導管を通してスタティックミキサーに分注するための、一対の空気圧駆動の容積移送式ピストンポンプのような計量又は送達系を含むことができる。A/B比は、2つのピストンポンプの相対運動を機械的に変化させるレバーアームを介して制御される。この装置の一例は、Posiratio(商標) Mini PRM メーター(Graco,Minneapolis,MN)として市販されている。別の例は、液体イソシアネート成分と液体ポリオール成分をそれぞれスタティックミキサーに送達するための2つの実験室等級の蠕動ポンプである。   In the apparatus of the present invention, the two leads to the static mixer are like a pair of pneumatically driven positive displacement piston pumps for dispensing a liquid polyol component or liquid isocyanate component, respectively, through a series of parts and conduits into the static mixer. Various metering or delivery systems. The A / B ratio is controlled via a lever arm that mechanically changes the relative motion of the two piston pumps. An example of this device is commercially available as a Posiatio ™ Mini PRM meter (Graco, Minneapolis, Minn.). Another example is two laboratory grade peristaltic pumps for delivering a liquid isocyanate component and a liquid polyol component, respectively, to a static mixer.

図1に示されるとおり、スタティックミキサー(12)は、それぞれ液体イソシアネート成分と液体ポリオール成分用との2つの流体入口リード(16及び18)を有する。スタティックミキサー(12)は、その下流端において、ノズル(20)からのスプレーの噴霧を補助するためのエアブラストキャップ(14)を取り付けたノズル(20)を有する。   As shown in FIG. 1, the static mixer (12) has two fluid inlet leads (16 and 18) for the liquid isocyanate component and the liquid polyol component, respectively. The static mixer (12) has, at its downstream end, a nozzle (20) fitted with an air blast cap (14) for assisting spraying of the spray from the nozzle (20).

本発明の反応混合物は、溶媒を含まず、そして細孔形成を容易にするために2000ppmまでの水を液体ポリオール成分に添加できることを除けば添加水を含まない。   The reaction mixture of the present invention contains no solvent and no added water except that up to 2000 ppm water can be added to the liquid polyol component to facilitate pore formation.

本発明の鋳型は、ポリテトラフルオロエチレンのような非粘着性材料で作られているか、又は裏打ちされている。好ましくは、鋳型は、得られる成形ポリウレタン反応生成物が所望の溝形状を有するように雌型トポグラフィーを形成するように機械加工される。   The mold of the present invention is made of a non-stick material such as polytetrafluoroethylene or is lined. Preferably, the mold is machined to form a female topography so that the resulting molded polyurethane reaction product has the desired groove shape.

好ましくは、本発明の方法における基板は、製造されるCMP研磨パッドが直接組み込まれた溝パターンを有する鋳型である。例えば、この鋳型は、適用される反応混合物が鋳型を満たすとき、パッドの溝パターンを形成する雌型トポグラフィーを有することができる。   Preferably, the substrate in the method of the present invention is a mold having a groove pattern that directly incorporates the CMP polishing pad to be manufactured. For example, the mold can have a female topography that forms a pad groove pattern when the applied reaction mixture fills the mold.

本発明の液体イソシアネート成分は、ジイソシアネート、トリイソシアネート、イソシアヌレート、イソシアネート末端ウレタンプレポリマー、又はその混合物のいずれかを含むことができる。好ましくは、液体イソシアネート成分は、メチレンジフェニルジイソシアネート(MDI);トルエンジイソシアネート(TDI);ナフタレンジイソシアネート(NDI);パラフェニレンジイソシアネート(PPDI);o−トルイジンジイソシアネート(TODI);変性ジフェニルメタンジイソシアネート(カルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート、アロファネート変性ジフェニルメタンジイソシアネート、ビウレット変性ジフェニルメタンジイソシアネートなど)から選択される芳香族ジイソシアネート;MDIのイソシアヌレートのような芳香族イソシアヌレート;鎖状イソシアネート末端ウレタンプレポリマー、例えば、MDIの鎖状イソシアネート末端ウレタンプレポリマー又は1個以上のイソシアネートエクステンダーを含むMDIダイマーのような、芳香族イソシアネート類を含む。   The liquid isocyanate component of the present invention can include any of diisocyanates, triisocyanates, isocyanurates, isocyanate terminated urethane prepolymers, or mixtures thereof. Preferably, the liquid isocyanate component is methylene diphenyl diisocyanate (MDI); toluene diisocyanate (TDI); naphthalene diisocyanate (NDI); paraphenylene diisocyanate (PPDI); o-toluidine diisocyanate (TODI); modified diphenylmethane diisocyanate (carbodiimide-modified diphenylmethane diisocyanate). Aromatic diisocyanates selected from allophanate-modified diphenylmethane diisocyanates, biuret-modified diphenylmethane diisocyanates, etc .; aromatic isocyanurates such as MDI isocyanurates; Polymer or one or more isocyanate groups Such as MDI dimer containing Sutenda include aromatic isocyanates.

適切なイソシアネートエクステンダーは、エチレングリコール;1,2−プロピレングリコール;1,3−プロピレングリコール;1,2−ブタンジオール;1,3−ブタンジオール;2−メチル−1,3−プロパンジオール;1,4−ブタンジオール;ネオペンチルグリコール;1,5−ペンタンジオール;3−メチル−1,5−ペンタンジオール;1,6−ヘキサンジオール;ジエチレングリコール;ジプロピレングリコール;トリプロピレングリコール、及びその混合物である。   Suitable isocyanate extenders are: ethylene glycol; 1,2-propylene glycol; 1,3-propylene glycol; 1,2-butanediol; 1,3-butanediol; 2-methyl-1,3-propanediol; 4-butanediol; neopentyl glycol; 1,5-pentanediol; 3-methyl-1,5-pentanediol; 1,6-hexanediol; diethylene glycol; dipropylene glycol; tripropylene glycol, and mixtures thereof.

本発明の液体イソシアネート成分は、芳香族イソシアネート成分の全固形分重量に基づいて10〜40重量%、又は好ましくは15〜35重量%の非常に高い未反応イソシアネート(NCO)濃度を有することができる。   The liquid isocyanate component of the present invention can have a very high unreacted isocyanate (NCO) concentration of 10 to 40 wt%, or preferably 15 to 35 wt%, based on the total solids weight of the aromatic isocyanate component. .

適切なイソシアネート末端ウレタンプレポリマーは、好ましくは0.1重量%未満の遊離トルエンジイソシアネート(TDI)モノマー含量を有する、イソシアネート末端ウレタンプレポリマーである。   Suitable isocyanate-terminated urethane prepolymers are isocyanate-terminated urethane prepolymers, preferably having a free toluene diisocyanate (TDI) monomer content of less than 0.1% by weight.

本発明の液体ポリオール成分は、ジオール類、ポリオール類、ポリオールジオール類、それらのコポリマー類及びそれらの混合物のような、末端ヒドロキシル基を有する任意の1種以上のジオール類又はポリエーテルポリオール類とすることができる。好ましくは、1種以上のポリオールは、ポリエーテルポリオール類(例えば、ポリ(オキシテトラメチレン)グリコール、ポリ(オキシプロピレン)グリコール及びその混合物);ポリカーボネートポリオール類;ポリエステルポリオール類;ポリカプロラクトンポリオール類;その混合物;及び1種以上の低分子量ポリオール類(エチレングリコール;1,2−プロピレングリコール;1,3−プロピレングリコール;1,2−ブタンジオール;1,3−ブタンジオール;2−メチル−1,3−プロパンジオール;1,4−ブタンジオール;ネオペンチルグリコール;1,5−ペンタンジオール;3−メチル−1,5−ペンタンジオール;1,6−ヘキサンジオール;ジエチレングリコール;ジプロピレングリコール;及びトリプロピレングリコールからなる群より選択される)とのその混合物から選択される。   The liquid polyol component of the present invention is any one or more diols or polyether polyols having terminal hydroxyl groups, such as diols, polyols, polyol diols, copolymers thereof and mixtures thereof. be able to. Preferably, the one or more polyols are polyether polyols (eg, poly (oxytetramethylene) glycol, poly (oxypropylene) glycol and mixtures thereof); polycarbonate polyols; polyester polyols; polycaprolactone polyols; And one or more low molecular weight polyols (ethylene glycol; 1,2-propylene glycol; 1,3-propylene glycol; 1,2-butanediol; 1,3-butanediol; 2-methyl-1,3 1,4-butanediol; 1,5-pentanediol; 3-methyl-1,5-pentanediol; 1,6-hexanediol; diethylene glycol; dipropylene glycol; and tripropylene It is selected from the mixture of selected from the group consisting of recall).

更に好ましくは、本発明の液体ポリオール成分の1種以上のポリオールは、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(PTMEG);エステル含有ポリオール類(アジピン酸エチレン類、アジピン酸ブチレン類など);ポリプロピレンエーテルグリコール類(PPG);ポリカプロラクトンポリオール類;そのコポリマー類;及びその混合物から選択される。   More preferably, the one or more polyols of the liquid polyol component of the present invention are polytetramethylene ether glycol (PTMEG); ester-containing polyols (ethylene adipates, butylenes adipate, etc.); polypropylene ether glycols (PPG) ); Polycaprolactone polyols; copolymers thereof; and mixtures thereof.

適切なポリオール類は、500〜10,000の数平均分子量Mを有するポリオールを含むことができる。好ましくは、使用されるポリオールは、500〜6,000、又は更に好ましくは500〜4,000;最も好ましくは1,000〜2,000の数平均分子量Mを有する。このような高分子量ポリオールは、好ましくは1分子当たり平均で3〜10個のヒドロキシル基を有する。更に好ましくは、使用される高分子量ポリオールは、1分子当たり平均で4〜8個、又は更に好ましくは5〜7個、又は最も好ましくは6個のヒドロキシル基を有する。6個のヒドロキシル基を含有する高分子量ポリオールの一例は、エトキシヒドロキシル基を有する、ソルビトールのようなポリプロポキシ−コ−エトキシ糖アルコールである。 Suitable polyols may include a polyol having a number average molecular weight M N of 500 to 10,000. Preferably, the polyol used is 500~6,000, or more preferably 500 to 4,000; and most preferably have a number average molecular weight M N of 1,000 to 2,000. Such high molecular weight polyols preferably have an average of 3 to 10 hydroxyl groups per molecule. More preferably, the high molecular weight polyol used has an average of 4-8, or more preferably 5-7, or most preferably 6 hydroxyl groups per molecule. An example of a high molecular weight polyol containing 6 hydroxyl groups is a polypropoxy-co-ethoxy sugar alcohol, such as sorbitol, having ethoxy hydroxyl groups.

本発明のアミン硬化剤は、1個以上、又は好ましくは2個以上のアミン基を有するアミン又はポリアミン、あるいは好ましくは、芳香族ジアミン類及び3個のアミン基を有する芳香族ポリアミン類のような芳香族ポリアミンである。更に好ましくは、芳香族ポリアミンは、ジメチルチオトルエンジアミン;トリメチレングリコール ジ−p−アミノベンゾエート;ポリテトラメチレンオキシド ジ−p−アミノベンゾエート;ポリテトラメチレンオキシド モノ−p−アミノベンゾエート;ポリプロピレンオキシド ジ−p−アミノベンゾエート;ポリプロピレンオキシド モノ−p−アミノベンゾエート;1,2−ビス(2−アミノフェニルチオ)エタン;トルエンジアミン類(ジエチルトルエンジアミン、5−tert−ブチル−2,4−トルエンジアミン、3−tert−ブチル−2,6−トルエンジアミン、5−tert−アミル−2,4−トルエンジアミン、3−tert−アミル−2,6−トルエンジアミン、5−tert−アミル−2,4−クロロトルエンジアミン、及び3−tert−アミル−2,6−クロロトルエンジアミンなど);メチレンジアニリン類(4,4’−メチレン−ビス−アニリンなど);イソホロンジアミン;1,2−ジアミノシクロヘキサン;ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン;4,4’−ジアミノジフェニルスルホン;m−フェニレンジアミン;キシレンジアミン類;1,3−ビス(アミノメチルシクロヘキサン);及びその混合物からなる群より選択され、好ましくはジメチルチオトルエンジアミンである。   The amine curing agents of the present invention are amines or polyamines having one or more, or preferably two or more amine groups, or preferably aromatic diamines and aromatic polyamines having three amine groups. It is an aromatic polyamine. More preferably, the aromatic polyamine is dimethylthiotoluenediamine; trimethylene glycol di-p-aminobenzoate; polytetramethylene oxide di-p-aminobenzoate; polytetramethylene oxide mono-p-aminobenzoate; polypropylene oxide di- Polypropylene oxide mono-p-aminobenzoate; 1,2-bis (2-aminophenylthio) ethane; toluenediamines (diethyltoluenediamine, 5-tert-butyl-2,4-toluenediamine, 3 -Tert-butyl-2,6-toluenediamine, 5-tert-amyl-2,4-toluenediamine, 3-tert-amyl-2,6-toluenediamine, 5-tert-amyl-2,4-chlorotoluene Zia And tert-amyl-2,6-chlorotoluenediamine); methylenedianilines (such as 4,4′-methylene-bis-aniline); isophoronediamine; 1,2-diaminocyclohexane; bis (4 -Aminocyclohexyl) methane; 4,4'-diaminodiphenylsulfone; m-phenylenediamine; xylenediamines; 1,3-bis (aminomethylcyclohexane); and mixtures thereof, preferably dimethylthiotoluene Diamine.

一般に、反応混合物中のアミン(NH)基の全モル数とヒドロキシル(OH)基の全モル数の合計対反応混合物中の未反応イソシアネート(NCO)基の全モル数の化学量論比は、0.8:1.0〜1.1:1.0、又は好ましくは0.95〜1.05の範囲である。 In general, the stoichiometric ratio of the total number of moles of amine (NH 2 ) groups and the total number of moles of hydroxyl (OH) groups in the reaction mixture to the total number of moles of unreacted isocyanate (NCO) groups in the reaction mixture is 0.8: 1.0 to 1.1: 1.0, or preferably 0.95 to 1.05.

本発明のCMP研磨パッドは、好ましくは研磨層全体に均一に分散されている複数の微量要素を更に含むことができる。好ましくは、この微量要素は、ポリマーミクロスフェアのような中空コアポリマー材料、流体充填ポリマーミクロスフェアのような液体充填中空コアポリマー材料、水溶性材料及び不溶相材料(例えば、鉱油)から選択される。更に好ましくは、微量要素は、中空コアポリマー材料から選択される。好ましくは、微量要素は、150μm未満の、又は更に好ましくは100μm未満の、最も好ましくは5〜50μmの重量平均径を有する。好ましくは、複数の微量要素は、ポリアクリロニトリル又はポリアクリロニトリルコポリマーのいずれかのシェルウォールを持つポリマーミクロスフェアを含む(例えば、Akzo Nobel,Amsterdam,NetherlandsのExpancel(商標)ビーズ)。使用されるとき、微量要素の量は、CMP研磨パッド又は研磨層においてに0.1〜50体積%の多孔度、又は好ましくは5〜35体積%の多孔度を作り出すのに必要な量からの範囲とすることができる。「多孔度」という用語は、得られるCMP研磨パッド又は層の体積で割った微量要素の体積濃度のことをいう。   The CMP polishing pad of the present invention can further include a plurality of trace elements that are preferably uniformly distributed throughout the polishing layer. Preferably, the microelements are selected from hollow core polymer materials such as polymer microspheres, liquid filled hollow core polymer materials such as fluid filled polymer microspheres, water soluble materials and insoluble phase materials (eg mineral oil). . More preferably, the microelements are selected from hollow core polymer materials. Preferably, the microelements have a weight average diameter of less than 150 μm, or more preferably less than 100 μm, most preferably 5-50 μm. Preferably, the plurality of microelements comprise polymer microspheres having a shell wall of either polyacrylonitrile or polyacrylonitrile copolymer (eg, Expandel ™ beads from Akzo Nobel, Amsterdam, Netherlands). When used, the amount of microelements is from the amount necessary to create a porosity of 0.1 to 50% by volume, or preferably 5 to 35% by volume, in the CMP polishing pad or polishing layer. It can be a range. The term “porosity” refers to the volume concentration of the trace element divided by the volume of the resulting CMP polishing pad or layer.

本発明の方法により製造される化学的機械的研磨パッドは、単にポリウレタン反応生成物の研磨層、又はサブパッド若しくはサブ層に積層された研磨層を含むことができる。本発明の研磨パッド、又は積層パッドの場合には研磨パッドの研磨層は、多孔性及び非多孔性の両方又は無充填の形状において有用である。   The chemical mechanical polishing pad produced by the method of the present invention may simply comprise a polishing layer of polyurethane reaction product, or a polishing layer laminated to a subpad or sublayer. In the case of the polishing pad of the present invention, or laminated pad, the polishing layer of the polishing pad is useful in both porous and non-porous or unfilled shapes.

好ましくは、本発明の化学的機械的研磨パッドに使用される研磨層は、500〜3750ミクロン(20〜150ミル)、又は更に好ましくは750〜3150ミクロン(30〜125ミル)、又は更になお好ましくは1000〜3000ミクロン(40〜120ミル)、又は最も好ましくは1250〜2500ミクロン(50〜100ミル)の平均厚さを有する。   Preferably, the polishing layer used in the chemical mechanical polishing pad of the present invention is 500-3750 microns (20-150 mils), or more preferably 750-3150 microns (30-125 mils), or even more preferably. Has an average thickness of 1000 to 3000 microns (40 to 120 mils), or most preferably 1250 to 2500 microns (50 to 100 mils).

本発明の化学的機械的研磨パッドは、任意選択的に研磨層と接触している少なくとも1つの追加層を更に含む。好ましくは、化学的機械的研磨パッドは、任意選択的に研磨層に接着した圧縮可能なサブパッド又はベース層を更に含む。この圧縮可能なベース層は、好ましくは研磨されている基板の表面に対する研磨層の適合性を向上させる。   The chemical mechanical polishing pad of the present invention further comprises at least one additional layer optionally in contact with the polishing layer. Preferably, the chemical mechanical polishing pad further comprises a compressible subpad or base layer optionally adhered to the polishing layer. This compressible base layer preferably improves the compatibility of the polishing layer to the surface of the substrate being polished.

本発明の化学的機械的研磨パッドの研磨層は、基板を研磨するように適応させた研磨表面を有する。好ましくは、この研磨表面は、穿孔と溝の少なくとも一方から選択されるマクロテクスチャー(macrotexture)を有する。穿孔は、研磨表面から研磨層の厚さの途中まで又は全体まで伸びていてもよい。   The polishing layer of the chemical mechanical polishing pad of the present invention has a polishing surface adapted to polish the substrate. Preferably, the polishing surface has a macrotexture selected from at least one of perforations and grooves. The perforations may extend from the polishing surface to the middle of the thickness of the polishing layer or to the whole.

好ましくは、溝は、研磨表面上に、研磨中の化学的機械的研磨パッドの回転により少なくとも1個の溝が研磨されている基板の表面上を掃くように配置される。   Preferably, the grooves are arranged on the polishing surface so as to sweep over the surface of the substrate on which at least one groove is being polished by rotation of a chemical mechanical polishing pad during polishing.

好ましくは、本発明の化学的機械的研磨パッドの研磨層は、基板を研磨するように適応させた研磨表面であって、曲線溝、直線溝、穿孔及びその組合せから選択され、そこに形成される溝パターンを含むマクロテクスチャーを有する研磨表面を有する。好ましくは、溝パターンは、複数の溝を含む。更に好ましくは、溝パターンは、同心溝(円形であってもらせん状であってもよい)、曲線溝、斜交平行溝(例えば、パッド表面にわたってX−Y格子として配置される)、他の規則的デザイン(例えば、六角形、三角形)、タイヤトレッド型パターン、不規則デザイン(例えば、フラクタルパターン)、及びその組合せからなる群より選択されるもののような溝デザインから選択される。更に好ましくは、溝デザインは、ランダム溝、同心溝、らせん溝、斜交平行溝、X−Y格子溝、六角形溝、三角形溝、フラクタル溝及びその組合せからなる群より選択される。最も好ましくは、研磨表面は、そこに形成されたらせん溝パターンを有する。溝プロフィールは、好ましくは長方形と直線の側壁から選択されるか、又は溝の横断面は、「V」形状、「U」形状、鋸歯状、及びその組合せとすることができる。   Preferably, the polishing layer of the chemical mechanical polishing pad of the present invention is a polishing surface adapted to polish a substrate and is selected from and formed in curved grooves, linear grooves, perforations and combinations thereof. A polishing surface having a macrotexture including a groove pattern. Preferably, the groove pattern includes a plurality of grooves. More preferably, the groove pattern is concentric grooves (which may be circular or spiral), curved grooves, oblique parallel grooves (eg, arranged as an XY grid across the pad surface), other It is selected from groove designs such as those selected from the group consisting of regular designs (eg, hexagons, triangles), tire tread type patterns, irregular designs (eg, fractal patterns), and combinations thereof. More preferably, the groove design is selected from the group consisting of random grooves, concentric grooves, spiral grooves, oblique parallel grooves, XY lattice grooves, hexagonal grooves, triangular grooves, fractal grooves and combinations thereof. Most preferably, the polishing surface has a spiral groove pattern formed therein. The groove profile is preferably selected from rectangular and straight sidewalls, or the cross section of the groove can be “V” shaped, “U” shaped, serrated, and combinations thereof.

本発明による研磨パッドを製造する方法では、化学的機械的研磨パッドは、スラリー流れを促進し、そして研磨くずをパッド−ウェーハ接触面から除去するために、その研磨表面にマクロテクスチャー又は溝パターンを持つように成形することができる。このような溝は、鋳型表面の形状(即ち、鋳型はここにマクロテクスチャーの雌型トポグラフィー版を有する)から研磨パッドの研磨表面に形成されてもよい。   In the method of manufacturing a polishing pad according to the present invention, the chemical mechanical polishing pad promotes slurry flow and provides a macrotexture or groove pattern on its polishing surface to remove polishing debris from the pad-wafer interface. Can be shaped to have. Such grooves may be formed in the polishing surface of the polishing pad from the shape of the mold surface (ie, the mold now has a macro-textured female topography plate).

本発明の化学的機械的研磨パッドは、磁性基板、光学基板及び半導体基板の少なくとも1つから選択される基板を研磨するために使用することができる。   The chemical mechanical polishing pad of the present invention can be used to polish a substrate selected from at least one of a magnetic substrate, an optical substrate, and a semiconductor substrate.

本発明のCMP研磨パッドは、層間絶縁膜(ILD)及び無機酸化物の研磨に有効である。   The CMP polishing pad of the present invention is effective for polishing an interlayer insulating film (ILD) and an inorganic oxide.

好ましくは、本発明の基板を研磨する方法は、磁性基板、光学基板及び半導体基板(好ましくは半導体ウェーハのような半導体基板)の少なくとも1つから選択される基板を準備する工程;本発明の化学的機械的研磨パッドを準備する工程;研磨層の研磨表面と基板との間に動的接触を創出して、基板の表面を研磨する工程;及び砥粒コンディショナーを用いて研磨表面をコンディショニングする工程を含む。   Preferably, the method of polishing a substrate of the present invention comprises preparing a substrate selected from at least one of a magnetic substrate, an optical substrate, and a semiconductor substrate (preferably a semiconductor substrate such as a semiconductor wafer); Providing a mechanical mechanical polishing pad; creating dynamic contact between the polishing surface of the polishing layer and the substrate to polish the surface of the substrate; and conditioning the polishing surface using an abrasive conditioner including.

研磨パッドのコンディショニングは、研磨を休止しているCMPプロセスにおける断続的な中断中(「原位置以外で(ex situ)」、又はCMPプロセスを進行中(「原位置で(in situ)」)のいずれかにコンディショニングディスクを研磨表面と接触させる工程を含む。コンディショニングディスクは、典型的には、パッド表面に微細な畝を切るダイヤモンドポイントが埋め込まれ、パッド材料の摩耗及び掘り起こしの両方を行い、研磨テクスチャーを更新する、粗いコンディショニング表面を有する。典型的にはコンディショニングディスクは、研磨パッドの回転の軸に対して固定された位置で回転させ、そして研磨パッドが回転すると環状のコンディショニング領域を一掃する。   Polishing pad conditioning can occur during intermittent interruptions ("ex situ" in the CMP process where polishing is paused) or while the CMP process is ongoing ("in situ"). One of them includes contacting the conditioning disk with a polishing surface, which typically has diamond points embedded in the pad surface to cut fine wrinkles to both wear and dig up the pad material for polishing. It has a rough conditioning surface that updates the texture, typically the conditioning disk is rotated in a fixed position relative to the axis of rotation of the polishing pad, and sweeps the annular conditioning area as the polishing pad rotates.

ミキサー/エアロゾルアセンブリは、Nordson Air Cap(商標)エアブラストアセンブリ(Nordson EFD,Providence,RI)を備えたNordson Series 160AA使い捨てスタティックミキサーである。一般にエアブラストノズルとして知られているエアキャップアセンブリは、所与のオリフィスサイズのノズルを有するスタティックミキサーの末端に適合するように設計されている。エアブラストノズルは、高速のガス供給源(例えば、窒素又は空気)によってスタティックミキサーノズルの直ぐ下流に供給され、PU混合物がスタティックミキサーの末端から出るときに、これをエアロゾル化する。スタティックミキサー及びエアキャップアセンブリは、両方とも使い捨てである。CMP研磨パッドを製造するための噴霧に使用される組成物は、以下の表1及び2に示される。表1及び2の全ての量は、固形分としての重量部である。   The mixer / aerosol assembly is a Nordson Series 160AA disposable static mixer equipped with a Nordson Air Cap ™ air blast assembly (Nordson EFD, Providence, RI). An air cap assembly, commonly known as an air blast nozzle, is designed to fit the end of a static mixer having a nozzle of a given orifice size. The air blast nozzle is fed immediately downstream of the static mixer nozzle by a high speed gas supply (eg, nitrogen or air) and aerosolizes the PU mixture as it exits the end of the static mixer. Both the static mixer and the air cap assembly are disposable. The compositions used for spraying to make a CMP polishing pad are shown in Tables 1 and 2 below. All amounts in Tables 1 and 2 are parts by weight as solids.

Figure 2018108634
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Figure 2018108634
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組成物を110kPaの絶対圧力でスタティックミキサーにポンプで送って、スタティックミキサー中で混合し、そして3mmのベース厚さのCMP研磨パッドを生成させる雌型トポグラフィーを有し、そしてベースパッドから伸びる一連の環状同心の細長い長方形突起部(幅1.25mm及び高さ0.8mmの突起部の断面寸法を持つ)の形状のマクロテクスチャーを有する、570mm直径のポリテトラフルオロエチレン鋳型に周囲圧力で適用した。スプレー流体の流量は、スタティックミキサーに入るポンプ速度により制御された。   A series having a female topography that pumps the composition to a static mixer at 110 kPa absolute pressure, mixes in the static mixer and produces a 3 mm base thickness CMP polishing pad, and extends from the base pad Was applied at ambient pressure to a 570 mm diameter polytetrafluoroethylene mold having a macrotexture in the shape of an annular concentric elongated rectangular protrusion (having a cross-sectional dimension of a protrusion of 1.25 mm width and 0.8 mm height) . The spray fluid flow rate was controlled by the pump speed entering the static mixer.

[実施例1]
上記表1の組成物を141.6L/分のエアブラストガス流量でスプレーし、100℃で14時間硬化させて離型した。得られる製品の断面像の解析により、平均細孔径が、試料の頂部から底部まで一定しており、大きな気泡はわずかであり100μmを超えるものは無いことが分かった。断面の平均細孔径は27μmであった。好ましくは40μm以下の細孔径である必要がある。
[Example 1]
The composition of Table 1 was sprayed at an air blast gas flow rate of 141.6 L / min, cured at 100 ° C. for 14 hours, and released. Analysis of the cross-sectional image of the resulting product showed that the average pore diameter was constant from the top to the bottom of the sample, and there were few large bubbles and none exceeding 100 μm. The average pore diameter of the cross section was 27 μm. The pore diameter should preferably be 40 μm or less.

[実施例2A及び2B]
上記表2の組成物を0〜141.6L/分にわたるエアブラストガス流量でスプレーした。後述の表3は、種々の噴霧エア流量での組成物による最終製品の密度及び測定平均細孔径を列挙している。
試験方法:得られる成形製品を以下のとおり試験して、結果を後述の表2に示す。
画像解析:得られる成形品の走査型電子顕微鏡写真(SEM)により、その細孔径平均値への洞察が得られた。画像解析に使用される画像(図示していない)は、頂部から底部にかけての指定成形品の断面とした(画像1=頂部、画像4=底部)。
密度は、所与の成形品の重量と水に浸漬したときの重量とを比較するアルキメデス法により測定された。
平均細孔径は、選択された数の細孔(250〜300細孔)の画像手解析により測定し、それぞれの選択された細孔の細孔径を求め、平均した。
[Examples 2A and 2B]
The composition of Table 2 above was sprayed at an air blast gas flow rate ranging from 0 to 141.6 L / min. Table 3 below lists the final product density and measured average pore size for the composition at various spray air flow rates.
Test method: The resulting molded product was tested as follows, and the results are shown in Table 2 below.
Image analysis: An insight into the average pore size was obtained by scanning electron micrograph (SEM) of the resulting molded article. An image (not shown) used for image analysis was a cross section of a designated molded product from the top to the bottom (image 1 = top, image 4 = bottom).
Density was measured by the Archimedes method, which compares the weight of a given part with the weight when immersed in water.
The average pore diameter was measured by image manual analysis of a selected number of pores (250 to 300 pores), and the pore diameter of each selected pore was determined and averaged.

Figure 2018108634
Figure 2018108634

上記表3に示されるとおり、エアブラストキャップを通るガス流量は、小さい平均細孔径及び所望の多孔度を達成するのに決定的に重要であった。ガス流量が低過ぎると、発生する流体スプレーは、粗すぎるか、かつ/又は低速過ぎて、表面への衝突の際に適正なサイズの気泡を作り出すことができない。したがって、本発明によれば、CMP研磨パッドの多孔度及び平均細孔径は、装置中のエアブラストキャップのガス流量を変更するだけで変化させることができる。即ち、実施例2Aにおいて、非常に大きな細孔は、スタティックミキサーでの徹底的な混合によっても形成することができ、そして適用され、硬化したポリウレタン反応生成物の細孔径は、スタティックミキサーでの混合の量又は質とは独立である。   As shown in Table 3 above, the gas flow rate through the air blast cap was critical to achieving a small average pore size and the desired porosity. If the gas flow rate is too low, the resulting fluid spray is too coarse and / or too slow to create a properly sized bubble upon impact with the surface. Therefore, according to the present invention, the porosity and average pore diameter of the CMP polishing pad can be changed simply by changing the gas flow rate of the air blast cap in the apparatus. That is, in Example 2A, very large pores can also be formed by thorough mixing in a static mixer, and the pore size of the applied and cured polyurethane reaction product is determined by mixing with a static mixer. Independent of quantity or quality.

平均細孔径に関して、上記表2は、流量が141.6リットル/分(L/分)から56.6L/分に下がると、細孔の平均径が劇的に上昇して、細孔の数が下がることを示している。これらのデータに基づくと、所望のCMP研磨パッド平均細孔径を達成するには、85L/分のエア流量が好ましく、141.6L/分が最も好ましい。成形品の密度は、最高ガス流量での≒0.8g/cmから最低ガス流量での≒0.95g/cmまでと、ガス流量に逆比例する。微量要素を含む組成物は、CMP研磨パッドにとって好ましい範囲の密度及び平均細孔径を提供する。 Regarding the average pore diameter, Table 2 above shows that when the flow rate is decreased from 141.6 liters / minute (L / minute) to 56.6 L / minute, the average pore diameter increases dramatically, and the number of pores increases. Indicates a drop. Based on these data, an air flow rate of 85 L / min is preferred and 141.6 L / min is most preferred to achieve the desired CMP polishing pad average pore size. The density of the molded product is inversely proportional to the gas flow rate, from approximately 0.8 g / cm 3 at the maximum gas flow rate to approximately 0.95 g / cm 3 at the minimum gas flow rate. Compositions containing trace elements provide a preferred range of densities and average pore sizes for CMP polishing pads.

上記表3に示されるとおり、本発明の方法では、反応混合物をスプレーすることにより、上で実証されたとおり周囲空気の閉じ込めによって、又はポリマーミクロスフェアの添加を介してのいずれかによって、細孔を発生させることができる。実施例2のミクロスフェアでスプレーされた製品では、ミクロスフェアが、観測された細孔の大部分を作り出す。これは、多孔度に対する優れた制御及びその予測可能性の証拠となる。頂上線の平均細孔径の均一性は、ミクロスフェアが全工程を通して原形を保ったことを示している。ポリマーミクロスフェアを含まない実施例1の製品は類似した密度を有し、閉じ込め空気のみに由来する細孔を有するが、これは本発明の方法の柔軟性の証拠となる。   As shown in Table 3 above, the method of the present invention allows the pores to be sprayed by spraying the reaction mixture, by entrapping ambient air as demonstrated above, or through the addition of polymer microspheres. Can be generated. In the product sprayed with the microspheres of Example 2, the microspheres produce the majority of the observed pores. This is evidence of excellent control over porosity and its predictability. The uniformity of the average pore size at the top line indicates that the microspheres remained intact throughout the entire process. The product of Example 1, which does not contain polymer microspheres, has a similar density and has pores derived solely from trapped air, which is evidence of the flexibility of the method of the present invention.

Claims (10)

化学的機械的平坦化(CMP)研磨パッドを形成する方法であって、
その下流端にノズルを有するスタティックミキサーに、温度T1を有する液体ポリオール成分と温度T2を有する液体イソシアネート成分との、無溶媒で実質的に無水の二成分を、それぞれ100〜200kPaの絶対圧力下において別々に導入すること(前記液体ポリオール成分は、1種以上のポリオール、アミン硬化剤を含み;そして前記液体イソシアネート成分は、1種以上のポリイソシアネート又はイソシアネート末端ウレタンプレポリマーを含み;少なくとも一方の成分は、細孔の安定化を容易にするために充分な量であって、反応混合物の全固形分重量に基づいて2.0重量%以下の非イオン性界面活性剤を含む)、
スタティックミキサー中で前記二成分を混合して反応混合物を形成すること、
ウレタン剥離表面を有する鋳型基板上にノズルから周囲圧力で前記反応混合物の流れを排出すること、及び
周囲温度から130℃で硬化させて、0.6g/cm〜1g/cmの範囲の密度を有する多孔性ポリウレタン反応生成物を形成すること
を含む方法。
A method of forming a chemical mechanical planarization (CMP) polishing pad comprising:
In a static mixer having a nozzle at the downstream end thereof, a solvent-free and substantially anhydrous two component of a liquid polyol component having a temperature T1 and a liquid isocyanate component having a temperature T2 are each subjected to an absolute pressure of 100 to 200 kPa Separately introduced (the liquid polyol component comprises one or more polyols, amine curing agents; and the liquid isocyanate component comprises one or more polyisocyanates or isocyanate-terminated urethane prepolymers; at least one component Is sufficient to facilitate pore stabilization and contains no more than 2.0 wt% nonionic surfactant based on the total solids weight of the reaction mixture)
Mixing the two components in a static mixer to form a reaction mixture;
Possible to discharge the flow of the reaction mixture at ambient pressure from a nozzle onto a mold substrate having a urethane release surface, and cured at 130 ° C. from ambient temperature, density in the range of 0.6g / cm 3 ~1g / cm 3 Forming a porous polyurethane reaction product having:
ノズルに、ノズルの外側を囲む噴霧空気入口又はエアブラストキャップが取り付けられており、これにより、空気の流れがノズルの先端を通過し、次いで前記反応混合物の排出された流れに沿って軸方向に流れる、請求項1記載の方法。   The nozzle is fitted with an atomizing air inlet or air blast cap that surrounds the outside of the nozzle so that the air flow passes through the nozzle tip and then axially along the discharged flow of the reaction mixture. The method of claim 1, wherein the method flows. 前記反応混合物が、添加された化学的又は物理的発泡剤を含有しない、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the reaction mixture does not contain added chemical or physical blowing agents. 前記反応混合物が、その硬化温度において2〜300秒のゲル化時間を有する、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the reaction mixture has a gel time of 2 to 300 seconds at its curing temperature. 前記液体ポリオール成分を温度T1で、及び前記液体イソシアネート成分を温度T2でそれぞれ前記スタティックミキサーへ導入するとき、それぞれが1〜1000cPsの粘度を有する、請求項1記載の方法。   The method according to claim 1, wherein when the liquid polyol component is introduced into the static mixer at a temperature T1 and the liquid isocyanate component at a temperature T2, respectively, each has a viscosity of 1 to 1000 cPs. 前記液体ポリオール成分中において、前記アミン硬化剤が、芳香族ジアミンである、請求項1記載の方法。   The method according to claim 1, wherein in the liquid polyol component, the amine curing agent is an aromatic diamine. 前記液体ポリオール成分が、複数の微量要素を更に含む、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the liquid polyol component further comprises a plurality of trace elements. 前記液体イソシアネート成分中において、前記イソシアネートが、芳香族ポリイソシアネート又は芳香族イソシアネート末端ウレタンプレポリマーを含む、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein in the liquid isocyanate component, the isocyanate comprises an aromatic polyisocyanate or an aromatic isocyanate-terminated urethane prepolymer. 前記鋳型基板が、適用される前記反応混合物が鋳型を満たすとCMP研磨パッドの所望の溝パターンを形成する雌型トポグラフィーを有する開放鋳型を含む、請求項1記載の方法。   The method of claim 1, wherein the mold substrate comprises an open mold having a female topography that forms a desired groove pattern of a CMP polishing pad when the applied reaction mixture fills the mold. 前記反応混合物の硬化が、
最初に周囲温度から130℃で1〜30分の時間硬化させること、
ポリウレタン反応生成物を鋳型から取り出すこと、そして
その後最終的に60〜130℃の温度で1分〜16時間の時間硬化させて多孔性製品を形成すること
を含む、請求項1記載の方法。
Curing of the reaction mixture is
First curing from ambient temperature at 130 ° C. for 1-30 minutes,
The method of claim 1, comprising removing the polyurethane reaction product from the mold and then finally curing at a temperature of 60-130 ° C for a period of 1 minute to 16 hours to form a porous product.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022112501A (en) * 2021-01-21 2022-08-02 ローム アンド ハース エレクトロニック マテリアルズ シーエムピー ホウルディングス インコーポレイテッド Formulations for chemical mechanical polishing pads and cmp pads made therewith

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