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    一種具有兩類海綿孔的化學機械拋光墊、制備方法及其應用技術
    
                            
    技術編號：43023256 閱讀：17 留言：0更新日期：2024-10-18 17:24
    
                        
    
                        
    
                            
                            本發明專利技術提供一種具有兩類海綿孔的化學機械拋光墊、制備方法及其應用，所述制備方法包括以下步驟：a）將聚氨酯樹脂、添加劑溶解在溶劑中配制成涂布漿料；b）將涂布漿料以一定厚度均勻涂布在支撐層上并在烘箱中干燥一段時間；c）隨即浸入凝固浴中固化成型；d）水洗烘干后進行壓制溝槽并貼合緩沖層、背膠層及離型層得到拋光墊。本發明專利技術方法制備的化學機械拋光墊具有兩類海綿孔的特定結構，賦予拋光墊較佳的彈性回復，提高拋光材料的表面平坦性，還可提高拋光性能。
    
                            
                            
    


    
                            

                            
    【技術實現步驟摘要】
    
                                
    本專利技術涉及化學機械拋光，具體涉及一種具有兩類海綿孔的化學機械拋光墊、制備方法及其應用。

    技術介紹
    1、化學機械拋光(chemical?mechanical?polishing，簡稱cmp)是通過納米級粒子的研磨作用與拋光液的化學腐蝕作用有機結合，使被拋光的工件在拋光墊上進行表面平坦化。化學機械拋光已經廣泛應用于半導體晶圓的平坦化工藝，是生產用于制造電子元器件的晶圓過程中必不可少的加工工藝過程。
    2、化學機械拋光墊作為化學機械拋光過程的關鍵耗材，其利用自身獨特的孔結構傳輸拋光液并將拋光過程中產生的反應物及廢屑進行排出。在化學機械拋光墊中，軟質聚氨酯微孔拋光墊通常用來作為精整或最終拋光來對拋光材料實現較低的缺陷率。
    3、對于軟質聚氨酯微孔拋光墊而言，為了實現在拋光速率上的提升，都會選擇在拋光層的泡孔結構上進行調整，如專利cn102029577a提供一種雙孔結構的拋光墊，促進了高teos去除速率和高teos/cu去除速率選擇性，以及低缺陷率，這種拋光墊使用氈做基底，在整體厚度的均勻性上略有欠缺；專利cn113524026a提供一種偏移式多孔拋光墊，其具有水平偏移的上區段和下區段的所述大孔、中等尺寸的孔和小孔組合以增加拋光過程中所述拋光墊的壓縮率和所述頂部拋光表面的接觸面積，以此來提高拋光速率。實際上，要實現這種結構的拋光墊在操作方式上較為繁瑣。
    4、因此，在拋光層泡孔結構上仍然需要做進一步的嘗試和優化，解決現有技術存在的問題，提高拋光墊的性能。

    技術實現思路</p>
    1、為克服現有技術存在的缺陷，本專利技術提供了一種具有兩類海綿孔的化學機械拋光墊的制備方法，通過本專利技術方法制備的拋光層具有兩種不同孔徑的海綿孔，這兩種形式的海綿孔相結合，一方面可供拋光墊較佳的彈性回復，提高拋光材料的表面平坦性，另一方面可加快拋光液在泡孔中的流動速率，從而提高拋光性能。
    2、本專利技術的另一目的在于提供這種具有兩類海綿孔的化學機械拋光墊。
    3、本專利技術的再一目的在于提供這種具有兩類海綿孔的化學機械拋光墊的應用。
    4、為實現上述專利技術目的，本專利技術采用如下的技術方案：
    5、一種具有兩類海綿孔的化學機械拋光墊的制備方法，包括以下步驟：
    6、a)將聚氨酯樹脂、添加劑溶解在溶劑中配制成涂布漿料；
    7、b)將涂布漿料以一定厚度均勻涂布在支撐層上并在烘箱中干燥；
    8、c)隨后立即浸入凝固浴中固化成型；
    9、d)水洗烘干后的拋光層進行壓制溝槽并貼合緩沖層、背膠層及離型層得到化學機械拋光墊。
    10、在一個具體的實施方案中，所述步驟a)中聚氨酯樹脂為溶劑型聚氨酯樹脂，優選地，所述溶劑型聚氨酯樹脂100％模數為3～10mpa，優選5～8mpa；
    11、在一個具體的實施方案中，所述溶劑選自n，n-二甲基甲酰胺、n，n-二甲基乙酰胺或n-甲基吡咯烷酮中的任一種，更優選為n，n-二甲基甲酰胺。
    12、在一個具體的實施方案中，所述步驟a)中添加劑包括第一添加劑和第二添加劑，優選地，所述第一添加劑為溫度敏感型水凝膠，優選以n-異丙基丙烯酰胺為單體制備的聚合物水凝膠，更優選為聚n-異丙基丙烯酰胺水凝膠；所述第二添加劑為輔助表面活性劑，優選為非離子表面活性劑，更優選地，所述非離子表面活性劑選自聚氧乙烯失水山梨醇單油酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇棕櫚酸單酯、失水山梨醇三硬脂酸酯，失水山梨醇單油酸酯中的一種或多種混合。
    13、在一個具體的實施方案中，所述聚氨酯樹脂、第一添加劑、第二添加劑及溶劑的質量比為100:0.01～0.10:0.1～1.0:50～80，優選為100：0.03～0.05：0.2～0.5：50～80。
    14、在一個具體的實施方案中，所述步驟b)中漿料涂布厚度為1.50～1.80mm，優選1.60～1.75mm。
    15、在一個具體的實施方案中，所述步驟b)中干燥溫度為40～80℃，優選50～70℃，干燥時間為3～7min，優選4～6min。
    16、在一個具體的實施方案中，所述步驟c)中凝固浴為n，n-二甲基甲酰胺與水的混合物，其中n，n-二甲基甲酰胺的質量比例為5％～15％，優選7％～10％。
    17、在一個具體的實施方案中，所述步驟c)中凝固浴溫度為20～50℃，優選25～35℃，固化成型時間為20～40min，優選30～35min。
    18、在一個具體的實施方案中，所述步驟d)中烘干溫度為80～150℃，優選100～120℃；烘干時間為10～50min，優選20～40min。
    19、另一方面，一種前述制備方法制得的化學機械拋光墊，所述化學機械拋光墊的拋光層在在垂直截面方向上存在兩種不同孔徑的海綿孔。
    20、再一方面，一種前述制備方法制得的化學機械拋光墊或前述的化學機械拋光墊在化學機械拋光中的應用。
    21、與現有技術相比，本專利技術方法制備的化學機械拋光墊具有如下的有益效果：
    22、1)本專利技術的制備方法相對簡單，通過將支撐層上的涂布漿料加熱后在拋光層中形成特定空隙結構，后續在非溶劑中進行固化，形成垂直截面方向上存在兩種不同孔徑的海綿孔的拋光層。其中，例如通過在漿料中添加以n-異丙基丙烯酰胺為單體制備的聚合物溫度敏感型水凝膠，利用該水凝膠在遇高溫時收縮的特點，從而在第一步烘干時即輔助形成第一類海綿孔，接著在第二步非溶劑中固化形成第二類海綿孔。
    23、2)本專利技術制備的化學機械拋光墊的拋光層具有兩種不同孔徑的海綿孔，這兩種形式的海綿孔相結合，一方面可供拋光墊較佳的彈性回復，提高拋光材料的表面平坦性，另一方面可加快拋光液在泡孔中的流動速率，從而提高拋光性能。
    本文檔來自技高網...
                            
    
                            
    【技術保護點】
    
                                
    1.一種具有兩類海綿孔的化學機械拋光墊的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
    2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟a)中聚氨酯樹脂為溶劑型聚氨酯樹脂，優選地，所述溶劑型聚氨酯樹脂100％模數為3～10MPa，優選5～8Mpa；
    3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟a)中添加劑包括第一添加劑和第二添加劑，優選地，所述第一添加劑為溫度敏感型水凝膠，優選以N-異丙基丙烯酰胺為單體制備的聚合物水凝膠，更優選為聚N-異丙基丙烯酰胺水凝膠；所述第二添加劑為輔助表面活性劑，優選為非離子表面活性劑，更優選地，所述非離子表面活性劑選自聚氧乙烯失水山梨醇單油酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇棕櫚酸單酯、失水山梨醇三硬脂酸酯，失水山梨醇單油酸酯中的一種或多種混合。
    4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述聚氨酯樹脂、第一添加劑、第二添加劑及溶劑的質量比為100:0.01～0.10:0.1～1.0:50～80，優選為100：0.03～0.05：0.2～0.5：50～80。
    5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟b)中漿料涂布厚度為1.50～1.80mm，優選1.60～1.75mm。
    6.根據權利要求1或5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟b)中干燥溫度為40～80℃，優選50～70℃，干燥時間為3～7min，優選4～6min。
    7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟c)中凝固浴為N，N-二甲基甲酰胺與水的混合物，其中N，N-二甲基甲酰胺的質量比例為5％～15％，優選7％～10％；優選地，凝固浴溫度為20～50℃，優選25～35℃，固化成型時間為20～40min，優選30～35min。
    8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟d)中烘干溫度為80～150℃，優選100～120℃；烘干時間為10～50min，優選20～40min。
    9.權利要求1-8任一項所述制備方法制得的化學機械拋光墊。
    10.權利要求1-8任一項所述制備方法制得的或權利要求9所述的化學機械拋光墊在化學機械拋光中的應用。
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    【技術特征摘要】
    
                                
    1.一種具有兩類海綿孔的化學機械拋光墊的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
    2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟a)中聚氨酯樹脂為溶劑型聚氨酯樹脂，優選地，所述溶劑型聚氨酯樹脂100％模數為3～10mpa，優選5～8mpa；
    3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述步驟a)中添加劑包括第一添加劑和第二添加劑，優選地，所述第一添加劑為溫度敏感型水凝膠，優選以n-異丙基丙烯酰胺為單體制備的聚合物水凝膠，更優選為聚n-異丙基丙烯酰胺水凝膠；所述第二添加劑為輔助表面活性劑，優選為非離子表面活性劑，更優選地，所述非離子表面活性劑選自聚氧乙烯失水山梨醇單油酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇棕櫚酸單酯、失水山梨醇三硬脂酸酯，失水山梨醇單油酸酯中的一種或多種混合。
    4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述聚氨酯樹脂、第一添加劑、第二添加劑及溶劑的質量比為100:0.01～0.10:0.1～1.0:50～80，優選為100：0.03～0.05：0.2～0.5：50～80。
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    【專利技術屬性】
    
                                技術研發人員：劉相寶，田騏源，王凱，衛旻嵩，
    
        申請(專利權)人：萬華化學集團電子材料有限公司，
    
        類型：發明
    
        國別省市：
    
                            
    
                            
                        
    
                    
    
                    
                    
                     
                
    
                
                
    
                    
    
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