[發明專利]CMP拋光墊用聚氨酯及其制備方法

在審

• 申請號: 202010612201.2
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111848906A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 代金輝;劉兆陽;李英乾;王旭
• 申請（專利權）人: 山東一諾威聚氨酯股份有限公司
• 主分類號: C08G18/66
• 分類號: C08G18/66;C08G18/48;C08G18/32;C08G18/42;C08G18/38;C08G18/12;C08K7/28;C08G101/00
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 趙真真

本發明屬于聚氨酯應用技術領域，具體涉及一種CMP拋光墊用聚氨酯及其制備方法。所述的CMP拋光墊用聚氨酯，由聚氨酯預聚物A組分和固化劑B組分制成，其中，A組分由聚合多元醇A、二異氰酸酯和抗水解劑組成，B組分由胺類擴鏈劑、聚合多元醇B、空芯填料、增塑劑和催化劑組成。本發明預聚體分子的結構更規整排列、成型速度快，且穩定性好降低了質量風險，高含量的預聚體組分室溫下不結晶、初始粘度低與固化劑組分混合時比例更大，更易混合均勻，保證制備產品的切片后的硬度及均勻性一致，大大減少了后期拋光過程中電子元件的破損率，在微發泡的基礎上，加入空芯填料，使產品具有更長的使用壽命和存儲期限以及良好的機械性能。

技術領域

本發明屬于聚氨酯應用技術領域，具體涉及一種CMP拋光墊用聚氨酯及其制備方法。

背景技術

化學機械拋光(CMP)技術通過將磨粒的機械研磨與氧化劑的化學作用有機結合完成對拋光件表面化學反應物的去除，獲得光潔表面來實現超精密無損傷表面加工，滿足電路在0.35μm下的平整要求，主要用于超精密表面(如硅晶片、微型集成電路、存儲器等)的加工。

半導體拋光墊是集成電路和超大規模集成電路中對基體材料硅晶片的拋光原件，現階段主要基材為聚氨酯彈性體。聚氨酯拋光墊具有抗撕裂強度高、耐磨性強、耐酸堿腐蝕性優異的特點，使其能夠在超精密表面加工過程中提供較高的機械性能，確保表面拋光效果。但近年來，隨著高精度電子器件對集成電路、晶片表面的拋光精密度要求日益提高，常規的聚氨酯拋光墊存在制作工藝復雜、動態性能差、內生熱高等缺點，難以滿足更高領域的需求。通常情況下，用于制備聚氨酯拋光墊的預聚體操作時間越長、成型速度越快，生產工藝越簡單，其制備拋光片切片后的硬度均勻性一致，后期拋光過程中電子元件的破損率越低；另外，在預聚體體系中引入PTMG及聚己內酯可提高拋光墊的耐腐蝕性及降低內生熱，提高動態性能，可顯著提高改進材料的物理機械性能，使其更適用于高速、高承載等動態性能要求高的工作環境中。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種CMP拋光墊用聚氨酯，制備的拋光墊制品機械性能優異，使得聚氨酯拋光墊在剛性的基礎上，具備較低的內生熱及更好的動態性能，滿足產品在高精尖電子器件高速拋光過程中高平整度、低廢品率、耐腐蝕性強的要求，適于大范圍推廣；同時本發明還提供其制備方法，該方法制備聚氨酯拋光墊寬容度高、工藝操作簡單、成型速度快。

本發明所述的CMP拋光墊用聚氨酯，由聚氨酯預聚物A組分和固化劑B組分制成，其中，A組分由以下質量百分比的原料制成：聚合多元醇A 30-59％，二異氰酸酯40-69％，抗水解劑0.1-1％；B組分由以下質量百分比的原料制成：胺類擴鏈劑20-50％，聚合多元醇B0-60％，空芯填料0-30％，增塑劑0-20％，催化劑0-0.3％。

所述的聚合多元醇A為小分子醇或分子量在400-3000的聚四氫呋喃醚多元醇、聚己內酯多元醇或聚氧化丙烯醚多元醇中的一種或一種以上。其中，優選地，小分子醇選擇EG、BDO、HDO中的一種或幾種共混，聚四氫呋喃醚多元醇選自分子量650-2000范圍內的PTMG650、PTMG1000、PTMG2000，聚己內酯多元醇選自分子量1000-2000范圍內的PCL210、PCL220，聚氧化丙烯醚多元醇選自分子量在400-3000范圍內的PPG400、PPG210、PPG220、PPG3000，。

所述的二異氰酸酯為4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI-100)、改性的液化4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯(液化MDI)、氫化MDI(H12MDI)、己二異氰酸酯(HDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)或甲苯二異氰酸酯(TDI)中的一種或一種以上。

所述的抗水解劑為碳化二亞胺單體或其聚合物。