[发明专利]丙烯酸酯聚氨酯化学机械抛光层

权利要求书

1.一种化学机械抛光垫，用于对选自磁性基片、光学基片和半导体基片中的至少一种的基片进行抛光，所述抛光垫包括抛光层，所述抛光层包括下列原料成分的反应产物：

(a)由(i)多官能异氰酸酯与(ii)预聚物多元醇反应制备的异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物，其中所述异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物含有4-12重量％的未反应的NCO基团；

(b)多胺增链剂,

(c)选自(烷基)丙烯酸羟烷基酯和(甲基)丙烯酸-2-氨基乙基酯的丙烯酸酯；和

(d)自由基引发剂，

其中，所述抛光层的拉伸模量为65-500MPa；断裂伸长率为50-250％；储能模量G'为25-200MPa；肖氏D硬度为25-75；湿切割速率为1-10微米/分钟。

2.如权利要求1所述的化学机械抛光垫，其特征在于，所述多官能异氰酸酯选自脂族多官能异氰酸酯、芳族多官能异氰酸酯以及它们的混合物。

3.如权利要求1所述的化学机械抛光垫，其特征在于，所述预聚物多元醇选自聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚酯多元醇、聚己内酯多元醇、它们的共聚物、以及它们的混合物。

4.如权利要求1所述的化学机械抛光垫，其特征在于，所述多胺增链剂选自：4,4’-亚甲基-二-(2-氯代苯胺)、4,4’-亚甲基-二-(3-氯-2,6-二乙基苯胺)、二乙基甲苯二胺、二甲硫基甲苯二胺、4,4'-二(仲丁基氨基)二苯基甲烷、3,3’-亚甲基-二(6-氨基-1,1-二甲基酯)、1,3-丙二醇二-(4-氨基苯甲酸酯)、4,4’-亚甲基-二-(2,6-二乙基苯胺)、4,4’-亚甲基-二-(2,6-二异丙基苯胺)、4,4’-亚甲基-二-(2-异丙基-6-甲基苯胺)、2-[2-(2-氨基苯基)硫烷基乙基硫烷基]苯胺、4,4’-亚甲基-二-(2-氯代苯胺)、4,4-亚甲基二(N-仲丁基苯胺)、三亚乙基二胺、以及它们的混合物。

5.如权利要求1所述的化学机械抛光垫，其特征在于，所述丙烯酸酯是(C_1-8烷基)丙烯酸羟基C_1-8烷基酯。

6.如权利要求1所述的化学机械抛光垫，其特征在于，所述原料成分还包括二醇增链剂，所述二醇增链剂选自：乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丙二醇、1,1,1-三羟甲基丙烷、1,2-丁二醇、1,4-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、二甘醇、双丙甘醇、羟乙基间苯二酚、氢醌二(羟乙基)醚、以及它们的混合物。

7.如权利要求1所述的化学机械抛光垫，其特征在于，所述丙烯酸酯为（烷基）丙烯酸羟基烷基酯，并且所述丙烯酸酯中的羟基与所述异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物中未反应的NCO基团的当量比(OH/NCO)为0.1-0.9，并且所述多胺增链剂中的胺基与异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物中未反应的NCO基团的当量比(NH₂/NCO)为0.9-0.1。

8.如权利要求1所述的化学机械抛光垫，其特征在于，所述丙烯酸酯为（甲基）丙烯酸2-氨基乙基酯，并且所述丙烯酸酯中的胺基与所述异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物中未反应的NCO基团的当量比(NH₂/NCO)为0.1-0.9，并且所述多胺增链剂中的胺基与异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物中未反应的NCO基团的当量比(NH₂/NCO)为0.9-0.1。

9.一种制备如权利要求1所述的化学机械抛光垫的方法，其包括：

（a）提供由多官能异氰酸酯和预聚物多元醇反应制备的含有4-12重量％未反应的NCO的异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物；

（b）提供多胺增链剂；

（c）提供选自(烷基)丙烯酸羟烷基酯和(甲基)丙烯酸2-氨基乙基酯的丙烯酸酯；

（d）提供自由基引发剂；

（e）将所述异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物和所述丙烯酸酯混合；

（f）向（e）的组合中加入所述多胺增链剂；

（g）向（f）的组合中加入所述自由基引发剂；以及

（h）引发（g）的组合的聚合，形成抛光层。

10.一种抛光基片的方法，其包括：

提供选自磁性基片、光学基片和半导体基片中的至少一种的基片；

提供如权利要求1所述的化学机械抛光垫;

在抛光层的抛光表面和所述基片之间建立动态接触，以对所述基片的表面进行抛光；以及

用研磨修整器对抛光表面进行修整。