[發(fā)明專利]一種微孔熱塑性聚氨酯納米復(fù)合發(fā)泡卷材及其制備方法與在拋光墊中的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210110516.6
• 申請日: 2022-01-29
• 公開（公告）號: CN114410102B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 翟文濤
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江環(huán)龍新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L75/04
• 分類號: C08L75/04;C08K3/36;C08K3/22;C08J9/12;C08J5/18;B24B37/24;B24B37/22
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫

本發(fā)明公開了一種微孔熱塑性聚氨酯納米復(fù)合發(fā)泡卷材及其制備方法與在拋光墊中的應(yīng)用，涉及新型聚氨酯材料技術(shù)領(lǐng)域。所述卷材的厚度為2～5mm，密度為0.1～1g/cm³，硬度為20～80HD，泡孔直徑為0.5～100μm。將所述卷材用于制備拋光墊，可以提高拋光速率、延長拋光墊的使用壽命，并且使用所述拋光墊較少出現(xiàn)刮傷現(xiàn)象。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新型聚氨酯材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種微孔熱塑性聚氨酯納米復(fù)合發(fā)泡卷材及其制備方法與在拋光墊中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

化學(xué)-機械拋光(CMP)過程用于半導(dǎo)體裝置、寶石、玻璃等的表面平坦化。CMP拋光過程需要拋光墊和拋光液，其中拋光墊是由軟質(zhì)和硬質(zhì)材料制造而成的，其包含聚合物浸潤的織物、微孔膜、多孔發(fā)泡體、非孔狀聚合片以及燒結(jié)的熱塑性顆粒等；拋光液是由超細納米粒子研磨劑(如SiO₂、Al₂O₃、CeO₂)、表面活性劑、穩(wěn)定劑、氧化劑等組成，固體納米粒子提供研磨作用，化學(xué)氧化劑提供腐蝕溶解作用。典型CMP過程中，拋光液晶片導(dǎo)置架設(shè)在CMP工具中的載體上，對載體及晶片施加擠壓拋光墊的力，載體及晶片在CMP工具拋光臺上旋轉(zhuǎn)，拋光期間，拋光液在晶片和拋光墊之間引入，在化學(xué)和機械力的作用下可移除部分該層的拋光材料。

由于加工層可包含絕緣層、閘極氧化層、導(dǎo)電層以及金屬或者玻璃層等，拋光墊和拋光液需要協(xié)調(diào)作用來均勻去除層內(nèi)不同材料，相同或者相似的去除速率得到平坦化的工作層，而不同的去除速率導(dǎo)致工作層出現(xiàn)缺陷。大量應(yīng)用結(jié)果證明：由較硬的材料制成的拋光墊呈現(xiàn)高去除速率且具有長的使用壽命，但傾向于在被拋光的面上產(chǎn)生許多刮痕，而由較軟的材料制成的拋光墊呈現(xiàn)低的基板刮傷，但傾向于呈現(xiàn)較低的去除速率且具有較短的使用壽命。多孔聚氨酯拋光墊或者微孔熱塑性聚氨酯拋光墊在材料表面和基體中具有大量的孔結(jié)構(gòu)，可以通過控制基材硬度、孔尺寸、孔大小來調(diào)控材料的軟硬度，被證實為一類制造具有一致可重現(xiàn)拋光特性的高效能拋光墊材料。不過，隨著集成電路的特征尺寸的減小，CMP誘發(fā)的缺陷變成更大的問題，因此亟待提供一種兼具良好的去除速率、較高的使用壽命以及產(chǎn)生較少刮傷現(xiàn)象的拋光墊。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種微孔熱塑性聚氨酯納米復(fù)合發(fā)泡卷材及其制備方法與在拋光墊中的應(yīng)用，以該復(fù)合發(fā)泡卷材作為拋光墊的上層墊可以提高拋光速率，使用壽命較長，并且拋光過程中較少出現(xiàn)刮傷現(xiàn)象。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為：

一種微孔熱塑性聚氨酯納米復(fù)合發(fā)泡卷材，所述卷材的厚度為2～5mm，密度為0.1～1g/cm³，硬度為20～80HD，泡孔直徑為0.5～100μm。

在應(yīng)用于拋光墊中時，微孔熱塑性聚氨酯納米復(fù)合發(fā)泡材料太軟，對拋光效率以及使用壽命的改善作用不大；太硬，容易在拋光過程中產(chǎn)生較多刮痕。密度及卷材的致密度，與泡孔直徑存在較高的關(guān)聯(lián)性，密度過小，卷材的硬度、強度較低，使用效果較差，密度過高，對拋光效果也會產(chǎn)生不利影響。本發(fā)明所述微孔熱塑性聚氨酯納米復(fù)合發(fā)泡卷材的硬度為20～80HD，以該卷材制備的拋光墊對晶片進行拋光，不僅具有良好的拋光效果，還具有較高的拋光效率、使用壽命較長。

優(yōu)選地，所述微孔熱塑性聚氨酯納米復(fù)合發(fā)泡卷材包含如下重量份的成分：熱塑性聚氨酯A 90～95份、熱塑性聚氨酯B 4.5～9.9份、納米粒子0.1～1份、潤滑劑0～1份和抗氧劑0～1份；所述熱塑性聚氨酯A的邵A硬度＞95，所述熱塑性聚氨酯B的邵A硬度≤95。