[發明專利]一種復合拋光墊及其制備方法

在審

• 申請號: 201510737152.4
• 申請日: 2015-10-30
• 公開（公告）號: CN105415168A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 王曉斌;肖志明;王松釗;蔡朝輝
• 申請（專利權）人: 佛山市金輝高科光電材料有限公司
• 主分類號: B24B37/24
• 分類號: B24B37/24;B24D18/00
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 唐超文;賀紅星

技術領域

本發明涉及研磨拋光材料制備工藝領域，具體涉及一種復合拋光墊及其制備方法。

背景技術

如今，隨著社會對電子智能產品的高性能及微型化的追求越來越高，集成電路的制備需要高度集成化及多層布線化，這些都需要集成電路用的半導體晶片表面具有更高精度的平整性。

就目前而言，用于半導體晶片表面全局平坦化的技術是化學機械拋光(ChemicalMechanicalPolishing，CMP)。化學機械拋光，是通過加入含有微小磨粒的漿料，同時采用拋光墊對待拋光基材表面進行拋光的方法。

專利CN103878707A、CN1914241B中公開了由聚氨酯通過微球發泡并固化而形成的封閉并相互的氣泡結構。這種拋光墊具有硬度大、剛性大的特點，適合加工表面平坦性要求高的半導體晶片。該類拋光墊在受到壓力時，拋光墊整體下壓，壓力大，并且剪切模量大，拋光速率較大。但是，由于硬度大，拋光液中的磨粒容易團聚，使拋光墊在被拋光晶片表面時，非常容易出現劃痕，尤其是在對銅布線的基材及界面等粘性較弱的低介電常數材料進行拋光時，更容易出現劃痕。此外，此類拋光墊的孔洞為封閉型的氣泡，在拋光過程中，磨粒及拋光碎屑極易填充滿拋光墊中的封閉空間，造成拋光墊表面產生“釉化”，拋光速率有所降低。從該類拋光墊的形成過程看，由于該類拋光墊是在模腔中固化脫模而成，空心微球及攪拌產生的氣泡分布不均勻，使拋光墊的氣泡分布不均勻，因此，在拋光時極易造成平坦性及拋光速率的不穩定。

專利CN87102270中公開了采用聚氨酯類溶液浸漬高熔點無紡布毛氈，再經過濕法凝固成孔，形成新型無紡布-聚氨酯復合拋光墊。該類拋光墊柔軟，受壓時變形較大，在拋光時，如果遇到團聚的磨粒，可以減小施加的壓力，起到緩沖作用，因此，被拋光件表面的劃痕較少。另外，由于采用溶液浸漬，濕法凝固成孔，拋光墊的孔隙率可調，且孔隙呈三維貫通狀，無封閉性，所以，該拋光墊對拋光液的吸收量大，磨粒及碎屑不易填充滿拋光墊，從而減小由于拋光墊表面釉化對拋光速率及拋光穩定性的影響。但是，該無紡布拋光墊硬度過低，剪切模量小，拋光速率低，拋光時容易變形，因此，也無法得到平坦度高的產品。

針對上述無紡布拋光墊無法獲得平坦度較高的產品，專利CN101600540B采用了超細纖維制備無紡布，并且超細纖維在厚度方向呈纖維簇，使無紡布具有了一定的剛性，從而制備了表觀密度大、孔隙率低的高硬度PET無紡布，經過浸潤、固化、后處理等工藝后，制備了不易產生劃痕、同時具有優異平坦性的拋光墊。但是，其無紡布的制備工藝復雜，需要經過濕熱收縮處理、纖維束粘合、超細纖維粘合等工序，成本較高。此外，無紡布的孔隙率低，密度大也增大了浸潤聚合物溶液的難度，并且存在填充不完全，拋光墊不均勻的問題。

此外，專利CN101327577A、CN101428404A公開了固結磨粒型拋光墊，它是在聚合物基體中加入微小的粒子，最后制備成拋光墊或拋光墊的拋光層。微小粒子的加入，不僅增加了拋光墊的硬度，提高了拋光效率，而且賦予了拋光墊的自修復功能。然而，其拋光墊中加入的粒子為無機粒子，如金剛石、二氧化硅、氧化鋯等，這些粒子硬度過大，且在拋光墊中不易固定，容易在拋光過程中對被拋光物表面造成固定的劃痕。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種復合拋光墊的制備方法，該制備方法對無紡布進行預處理，有效減少無紡布的掉毛現象；同時將聚合物微粒隨溶液在制備拋光墊的過程中均勻地嵌入在拋光墊內，改善了拋光墊的硬度以及平坦性能，減少了對被拋光物表面的刮花情況。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種復合拋光墊的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

1)無紡布預處理：

a)將無紡布放入烘箱中，在溫度為100～240℃、壓力為0.01kPa～2kPa的條件下進行平整化處理10s～30min，然后在保持壓力不變的條件下冷卻至室溫，得到平整化無紡布；

b)將步驟a)中獲得的平整化無紡布浸入膠液中，完全浸潤后取出，在室溫下風干，得到無紡布基材；