CMP抛光垫为什么常用MOCA？

今天朋友问了我一个问题：MOCA疑似致癌，为什么现在做抛光垫还是moca作扩链交联剂？要弄清这个问题，首先看看moca是什么。
MOCA，中文名称为3,3’‑二氯‑4,4’‑二氨基二苯甲烷，也叫亚甲基双邻氯苯胺。它是一种芳香族二胺化合物，在聚氨酯弹性体行业中，主要用作固化剂和扩链剂。在CMP抛光垫行业中，无论是半导体用的微球类抛光垫（代表IC100）,还是泛半导体行业常用的聚氨酯发泡抛光垫（代表环球LP系列），甚至连部分无纺布类抛光革也会用到MOCA（代表Fujibo部分无纺布系列抛光垫）。为什么MOCA深受抛光垫行业青睐呢？我认为这是由抛光垫本身所需要的性能决定的。CMP抛光垫并不是普通的海绵或者橡胶，它需要在晶圆与抛光液之间持续工作，既要承受一定的机械压力，又要保持稳定的表面形貌和力学性能。因此，抛光垫对硬度、弹性、耐磨性以及尺寸稳定性都有较高要求。而MOCA的价值，就在于它能够帮助聚氨酯材料获得比较均衡的综合性能。下面着重看看MOCA具有哪些优势？力学性能优秀，能够满足抛光垫的使用要求，是MOCA最重要的优势之一。MOCA分子结构中含有两个芳香环、氨基以及氯取代基。在与异氰酸酯预聚体反应后，可以形成具有较高内聚强度的聚氨酯硬段结构。这些硬段能够增强聚氨酯材料的强度、硬度和耐磨性能。
其次就是MOCA作为扩链交联剂反应适中，具有较好的工艺窗口。MOCA的芳香胺结构以及氯取代基会影响氨基的反应活性，使其与异氰酸酯预聚体的反应速度得到一定程度的控制。相比一些反应速度较快的胺类固化剂，MOCA能够提供相对充足的操作时间，有利于混合、浇注和成型。还有比较容易忽略的一点是MOCA在聚氨酯弹性体行业已经有几十年的应用历史，相关配方和工艺经验比较成熟。选择MOCA就是选择一套经过长期验证的材料体系和生产工艺。当然，凡事不可能十全十美，MOCA有诸多优点，那肯定就有不可忽视的缺陷，首当其冲的就是健康与环境风险。关于MOCA是否致癌，众说纷纭，目前比较统一的说法是疑似致癌，致癌这玩意比较敏感，疑似一出来就宁信其有。然后就是环保要求，许多厂商要求HF（无卤认证），moca显然不符合。那么未来，随着环保要求越来越高，moca会被替代掉吗？其实，在聚氨酯弹性体领域已经有了不少替代方案，一是通过DMTDA、DETDA等材料，寻找性能与成本之间的平衡点；二是通过复配固化体系，改善传统替代品的性能短板；三是从预聚体分子结构入手，开发新的聚氨酯材料体系，从源头降低对MOCA的依赖。但就目前来看，以上替代方案，都有局限性，或者说都不如moca。不然，目前主流抛光垫就不会还是用moca。长远来看谁能够在保证抛光性能的同时，解决MOCA带来的健康与环保问题，谁就有可能在下一代CMP抛光垫材料竞争中占据主动。