Brevet FR3037834A1 — publié le 20161230

TAMPON DE POLISSAGE MECANO-CHIMIQUE ET PROCEDE POUR LE PRODUIRE La présente invention concerne un tampon de polissage mécano-chimique ayant une particulièrement, la présente couche de polissage. Plus invention concerne un tampon de polissage mécano-chimique ayant une couche de polissage mécano-chimique ayant une surface de polissage ; où la couche de polissage mécano-chimique est formée en combinant (a) un composant liquide de côté poly (P) comprenant : un adduit d'amine-dioxyde de carbone ; et au moins l'un parmi un polyol, une polyamine et un aminoalcool ; et (b) un composant liquide de côté iso (I), comprenant ; un isocyanate polyfonctionnel, où la couche de polissage mécano-chimique a une porosité 10 % en vol., où la couche de polissage mécano-chimique a une dureté Shore D de - 0,25 mm (10 mils) et 0,25 à 2,5 mm (10 à 100 mils) ; et un espacement choisi parmi 0,76 mm (30 mils), >_ 1,27 mm (50 mils), 1,27 à 5,10 mm (50 à 200 mils), 1,78 à 5,10 mm (70 à 200 mils) et 2,29 à 5,10 mm (90 à 200 mils). De 20 préférence, l'au moins une rainure est choisie parmi (a) au moins deux rainures concentriques ; (b) au moins une rainure spiralée ; (c) un motif à rainures croisées ; et (d) une combinaison de ceux-ci. (Voir les Figures 6). De préférence, le motif de rainure comprend une pluralité 25 de rainures. De manière davantage préférée, le motif de rainure est choisi parmi un motif de rainures. De préférence, le motif de rainure est choisi dans le groupe constitué de rainures concentriques (qui peuvent être circulaires ou spiralées), de rainures courbes, de rainures croisées (par 30 ex., disposées comme une grille X-Y sur la surface du tampon), d'autres motifs réguliers motifs de type bande de irréguliers (par ex., combinaisons. De manière 35 rainure est choisi dans (par ex., hexagones, triangles), de roulement pneumatiq un motif fractal davantage préférée, le groupe ue, de motifs ), et leurs le motif de rainures constitué de aléatoires, de rainures concentriques, de rainures spiralées, de rainures croisées, de rainures en grille X-Y, de rainures 3037834 36 hexagonales, de rainures triangulaires, de rainures fractales et leurs combinaisons. De manière préférée entre toutes, la surface de polissage a un motif de rainure spiralée formée dans celui-ci. Le profil de la rainure est choisi de 5 préférence parmi un profil rectangulaire avec des parois latérales rectilignes ou la section transversale de la rainure peut être en forme de « V », en forme de « U », en dents de scie et leurs combinaisons. De préférence, le procédé de production d'une couche de 10 polissage mécano-chimique de la présente invention comprend : la fourniture d'un composant liquide de côté poly (P), comprenant un adduit amine-dioxyde de carbone ; et au moins un polyol de côté (P), une polyamine de côté (P) et un aminoalcool de côté (P) ; la fourniture d'un composant liquide 15 de côté iso (I), comprenant au moins un isocyanate polyfonctionnel de côté (I) ; la fourniture d'un gaz pressurisé ; la fourniture d'un dispositif de mélange axial (60) ayant une chambre cylindrique interne (65) ; où la chambre cylindrique interne (65) a une extrémité fermée (62), 20 une extrémité ouverte (68) , un axe de symétrie (70) , au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) (75) qui s'ouvre dans la chambre cylindrique interne (65), au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) (80) qui s'ouvre dans la chambre cylindrique interne (65), et au moins un (de 25 préférence, au moins deux) orifice d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel(85) qui s'ouvre dans la chambre cylindrique interne (65) ; où l'extrémité fermée (62) et l'extrémité ouverte (68) sont perpendiculaires à l'axe de symétrie (70) ; où l'au moins un orifice d'alimentation en 30 liquide de côté (P) (75) et l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) (80) sont disposés suivant une circonférence (67) de la chambre cylindrique interne (65) à proximité de l'extrémité fermée (62) ; où l'au moins un (de préférence, au moins deux) orific d'alimentation 35 en gaz pressurisé tangentiel (85) est disposé suivant une circonférence (67) de la chambre cylindrique interne (65) en aval de l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de 3037834 37 côté (P) (75) et l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) (80) depuis l'extrémité fermée (62) ; où le composant liquide de côté poly (P) est introduit dans la chambre cylindrique interne (65) par l'au moins un orifice 5 d'alimentation en liquide de côté (P) (75) à une pression de charge de côté (P) de 6 895 à 27 600 kPa ; où le composant liquide de côté iso (I) est introduit dans la chambre cylindrique interne (65) par l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) (80) à une pression de 10 charge de côté (I) de 6 895 à 27 600 kPa ; où un débit massique combiné du composant liquide de côté poly (P) et du composant liquide de côté iso (I) à la chambre cylindrique interne est de 1 à 500 g/s (de préférence de 2 à 40 g/s ou, de manière davantage préférée, de 2 à 25 g/s,) ; où le gaz 15 pressurisé est introduit dans la chambre cylindrique interne par l'au moins un (de préférence, au moins deux) orifice d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel avec une pression d'alimentation de 150 à 1 500 kPa ; où une vitesse d'entrée dans la chambre cylindrique interne du gaz pressurisé est de 20 50 à 600 m/s calculée sur la base de conditions de gaz parfait à 20°C et à une pression de 1 atm, ou de préférence de 75 à 350 m/s, où le composant liquide de côté poly (P), le composant de côté iso (I) liquide et le gaz pressurisé sont mélangés dans la chambre cylindrique interne (65) pour former 25 une combinaison ; l'évacuation de la combinaison depuis l'extrémité ouverte (68) de la chambre cylindrique interne (65) en direction d'une cible à une vitesse de 5 à 1000 m/s, ou, de préférence, de 10 à 600 m/s, ou, de manière davantage préférée, de 15 à 450 m/s ; la solidification de la 30 combinaison en un gâteau ; et l'obtention de la couche de polissage mécano-chimique à partir du gâteau, où la couche de polissage mécano-chimique a une porosité 10 % en vol. et une surface de polissage adaptée pour polir un substrat (de préférence, où la couche de polissage mécano-chimique a une 35 dureté Shore D de REVENDICATIONS1. Tampon de polissage mécano-chimique, comprenant : une couche de polissage mécano-chimique ayant une surface de polissage, une surface inférieure et une épaisseur moyenne de la couche de polissage, Ti_w,g, mesurée perpendiculairement par rapport à la surface de polissage depuis la surface inférieure jusqu'à la surface de polissage où la couche de polissage mécano-chimique est formée en 10 combinant un composant liquide de côté poly (P) et un composant de côté iso (I) liquide ; où le composant liquide de côté poly (P) comprend un adduit amine-dioxyde de carbone ; et au moins l'un parmi un polyol de côté (P), une polyamine de côté (P) et un 15 aminoalcool de côté (P), où le composant liquide de côté iso (I) comprend au moins un isocyanate polyfonctionnel de côté (I) ; où la couche de polissage mécano-chimique a une porosité > 10 % en vol. ; 20 où la couche de polissage mécano-chimique a une dureté Shore D de 2. Tampon de polissage mécano-chimique selon la revendication 1, où le composant liquide de côté poly (P) comprend 1 à 5 % en poids de l'adduit amine-dioxyde de carbone ; et 25 à 95 % en poids du polyol de côté (P) ; où le polyol de côté (P) est un polyéther polyol de haut poids 30 moléculaire ; où le polyéther polyol de haut poids moléculaire a un poids moléculaire moyen en nombre, MN, de 2 500 à 100 000 et une moyenne de 4 à 8 groupes hydroxyle par molécule. 35 3. Tampon de polissage mécano-chimique selon la revendication 2, où le composant liquide de côté poly (P) comprend en outre : 10 à 30 96 en poids d'un polyol de bas 3037834 53 poids moléculaire ; le polyol de bas poids moléculaire ayant un poids moléculaire moyen en nombre, MN, de 5 200. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 3, où l'isocyanate polyfonctionnel de côté (I) a une moyenne de deux groupes isocyanate réactifs par molécule. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, où le composant liquide de côté poly (P) comprend en outre 10 au moins l'un parmi un catalyseur et un tensioactif. 6. Procédé de production d'une couche de polissage mécano-chimique, comprenant : la fourniture d'un composant liquide de côté poly (P) 15 comprenant un adduit amine-dioxyde de carbone ; et au moins l'un parmi un polyol de côté (P), une polyamine de côté (P) et un aminoalcool de côté (P) ; la fourniture d'un composant liquide de côté iso (I) comprend au moins un isocyanate polyfonctionnel de côté (I) ; 20 la fourniture d'un gaz pressurisé ; la fourniture d'un dispositif de mélange axial ayant une chambre cylindrique interne ; où la chambre cylindrique interne a une extrémité fermée, une extrémité ouverte, un axe de symétrie, au moins un orifice 25 d'alimentation en liquide de côté (P) qui s'ouvre dans la chambre cylindrique interne, au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) qui s'ouvre dans la chambre cylindrique interne, et au moins un orifice d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel qui s'ouvre dans 30 la chambre cylindrique interne ; où l'extrémité fermée et l'extrémité ouverte sont perpendiculaires à l'axe de symétrie ; où l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) et l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de 35 côté (I) sont disposés suivant une circonférence de la chambre cylindrique interne à proximité depuis l'extrémité fermée ; 3037834 54 où l'au moins un orifice d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel est disposé suivant une circonférence depuis la chambre cylindrique interne en aval de l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) et l'au moins un orifice 5 d'alimentation en liquide de côté (I) depuis l'extrémité fermée ; où le composant liquide de côté poly (P) est introduit dans la chambre cylindrique interne par l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) à une pression de charge 10 de côté (P) de 6 895 à 27 600 kPa ; où le composant liquide de côté iso (I) est introduit dans la chambre cylindrique interne par l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (I) à une pression de charge de côté (I) de 6 895 à 27 600 kPa ; 15 où un débit massique combiné du composant liquide de côté poly (P) et du composant liquide de côté iso (I) dans la chambre cylindrique interne est de 1 à 500 g/s ; où le composant liquide de côté poly (P), le composant liquide de côté iso (I) et le gaz pressurisé sont mélangés 20 dans la chambre cylindrique interne pour former une combinaison ; où le gaz pressurisé est introduit dans la chambre cylindrique interne par l'au moins un orifice d'alimentation en gaz pressurisé tangentiel avec une pression d'alimentation 25 de 150 à 1 500 kPa ; où une vitesse d'entrée dans la chambre cylindrique interne de gaz pressurisé est de 50 à 600 m/s calculée sur la base de conditions de gaz parfait à 20°C et à une pression de 1 atm ; 30 l'évacuation de la combinaison de l'extrémité ouverte de la chambre cylindrique interne en direction d'une cible à une vitesse de 5 à 1000 m/s ; la solidification de la combinaison en un gâteau l'obtention de la couche de polissage mécano-chimique à 35 partir du gâteau, où la couche de polissage mécano-chimique a une porosité 10 % en vol. et une surface de polissage adaptée pour polir un substrat. 3037834 55 7. Procédé selon la revendication 6, comprenant en outre : la fourniture d'une substance de côté poly (P) comprenant 5 au moins l'un parmi le polyol de côté (P), la polyamine de côté (P) et l'aminoalcool de côté (P) ; la fourniture d'une substance de côté iso (I) comprenant au moins un isocyanate polyfonctionnel de côté (I) ; où la substance de côté poly (P) est introduit dans la 10 chambre cylindrique interne par l'au moins un orifice d'alimentation en liquide de côté (P) à une pression de charge de côté (P) de 6 895 à 27 600 kPa ; où la substance de côté iso (I) est introduite dans la chambre cylindrique interne par l'au moins un orifice 15 d'alimentation en liquide de côté (I) à une pression de charge de côté (I) de 6 895 à 27 600 kPa ; où un débit massique combiné de la substance de côté poly (P) et du composant liquide de côté iso (I) dans la chambre cylindrique interne est de 6 à 500 g/s ; 20 où la substance de côté poly (P) , la substance de côté iso (I) et le gaz pressurisé sont mélangés dans la chambre cylindrique interne pour former un mélange ; où le gaz pressurisé est introduit dans la chambre cylindrique interne par l'au moins un orifice d'alimentation 25 en gaz pressurisé tangentiel avec une pression d'alimentation de 150 à 1 500 kPa ; où une vitesse d'entrée dans la chambre cylindrique interne de gaz pressurisé est de 50 à 600 m/s calculée sur la base de conditions de gaz parfait à 20°C et à une pression de 30 1 atm ; l'évacuation du mélange depuis l'extrémité ouverte de la chambre cylindrique interne en direction d'une surface inférieure de la couche de polissage mécano-chimique à une vitesse de 5 à 1000 m/s ; 35 la solidification du mélange sur la surface inférieure de la couche de polissage mécano-chimique pour former un sous-tampon ; où le sous-tampon fait partie intégrante de la couche 3037834 56 de polissage mécano-chimique ; le sous-tampon ayant une porosité de sous-tampon qui est différente de celle de la couche de polissage mécano-chimique. 5 8. Procédé de polissage d'un substrat, comprenant ; la fourniture du substrat ; le substrat étant choisi parmi l'au moins un d'un substrat magnétique, d'un substrat optique et d'un substrat semi-conducteur ; la fourniture d'un tampon de polissage mécano-chimique 10 comprenant une couche de polissage mécano-chimique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 ; la création d'un contact dynamique entre la surface de polissage de la couche de polissage mécano-chimique et du substrat pour polir une surface du substrat ; et 15 le conditionnement de la surface de polissage avec un conditionneur abrasif. 9. Procédé selon la revendication 8, où le substrat semi-conducteur a un élément de TEOS ; et au moins une partie 20 du TEOS est retiré du substrat. 10. Procédé selon la revendication 9, comprenant en outre : la fourniture d'un milieu de polissage, le milieu de 25 polissage comprenant un abrasif de silice colloïdale ; la distribution du milieu de polissage sur la surface de polissage du tampon de polissage mécano-chimique à proximité d'une interface entre le tampon de polissage mécano-chimique et le substrat ; 30 où le milieu de polissage vient en contact avec l'élément de TEOS et la surface de polissage.