[发明专利]支撑垫用聚氨酯树脂组合物及使用该组合物的聚氨酯支撑垫

说明书

技术领域

本发明涉及一种支撑垫用聚氨酯树脂组合物，更具体而言涉及一种在其中均匀形成长且大的气孔并且可提供具有优异的压缩率及高压缩恢复率（compression recovery rate）的支撑垫的聚氨酯树脂组合物，以及涉及使用该组合物的聚氨酯支撑垫。

背景技术

要求高集成度的半导体设备或显示设备中使用的基板，由于其应具备细腻且精密的表面，因此采用了各种各样的平整化方法。特别地，随着半导体设备或显示设备趋于高集成化和高性能，通常采用通过相对地移动抛光垫和待抛光物，并同时在抛光垫和待抛光物之间施用包括抛光颗粒和各种化学成分的浆料组合物进行抛光的方法。在该抛光方法中，为了使抛光更加精密，将待抛光物固定在支撑垫上，从而在抛光或加工过程中使位置和姿态保持一定。

然而，先前已知的支撑垫由于其内部具有不同大小且非均匀分布的气孔，则该支撑垫不具有良好的缓冲能力和吸附性，而且由于在抛光过程中，待抛光物不能牢固地固定到支撑垫上，因此无法实现精密抛光。此外，由于先前支撑垫内部形成的气孔呈现出非均匀的大小和分布，该支撑垫不具有良好的诸如压缩率、压缩恢复率等的性能，并且不具有足够的防水性，因此存在待抛光物可能在抛光或加工过程中容易脱落的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种在其中均匀形成长且大的气孔并且可提供具有优异的压缩率和高压缩恢复率的支撑垫的聚氨酯树脂组合物。

本发明的另一个目的是提供一种在其中均匀形成长且大的气孔并具有优异的压缩率和高压缩恢复率的聚氨酯支撑垫。

技术方案

本发明提供一种支撑垫用聚氨酯树脂组合物，包括聚氨酯树脂、DMF溶剂、阴离子表面活性剂和聚乙二醇(PEG)。

本发明还提供一种聚氨酯支撑垫，其包括支撑垫用聚氨酯树脂组合物的凝固物（solidified product）。

在下文中，将详细阐述本发明具体实施方案的支撑垫用聚氨酯树脂组合物及使用该组合物的聚氨酯支撑垫。

如本文中使用的，术语“支撑垫”是指在制造用于半导体或显示设备中的基板的过程中，用于将待抛光膜粘附或固定至载体的垫片。

根据本发明的一个实施方案，提供一种支撑垫用聚氨酯树脂组合物，包括聚氨酯树脂、DMF溶剂、阴离子表面活性剂和聚乙二醇(PEG)。

一般而言，如果在含有有机溶剂和水的凝固浴中凝固包括聚氨酯树脂和有机溶剂的组合物，则出现树脂组合物成分（例如聚氨酯树脂、水和有机溶剂）的相分离现象，从而可得到内部形成多个气孔的聚氨酯树脂。然而，在使用先前已知的聚氨酯树脂组合物的情况中，不易控制树脂内部所形成的气孔的大小、形状和分布，并不易确保用作支撑垫的适当性能。

因此，本发明人通过实验证实了，如果使用包括阴离子表面活性剂和聚乙二醇的聚氨酯树脂组合物，则可获得其中均匀形成多个长且大的气孔的聚氨酯树脂，并由此可提供可呈现优异的压缩率和高压缩恢复率的支撑垫，从而完成本发明。由于由聚氨酯树脂组合物制备的支撑垫在其中均匀形成有长且大的气孔，则在支撑垫和待抛光膜之间捕获的空气易转移至支撑垫的内部，抛光步骤中施加的力可均匀地分布至整个支撑垫和整个待抛光物上，因此可使抛光不佳最小化。

特别地，在树脂组合物的凝固过程中，可以使聚乙二醇(PEG)与聚氨酯树脂在其中一起浸渍，因此可以起到使支撑垫内部形成的气孔壁表面坚固且使气孔形状均一的作用，并且可改善支撑垫的压缩率和压缩恢复率。因此，聚乙二醇可以与用于使支撑垫表面平整化的硅基非离子表面活性剂区分开来。

所述聚氨酯树脂可具有30,000至1,000,000的重均分子量。此外，在室温下，在30％DMF溶液状态下，所述聚氨酯树脂可具有30,000至1,000,000cps的粘度。在制备聚氨酯支撑垫的过程中，聚氨酯树脂中的二甲基甲酰胺可溶解在水中并逸出形成气孔，并且如果使用具有上述范围的分子量和粘度的聚氨酯树脂，则可以形成具有均一大小和均匀分布的多个气孔。如果聚氨酯树脂的粘度小于30,000cps，则不能获得用于支撑垫的适当性能，且难以制备支撑垫，而如果粘度大于1,000,000cps，则难以在支撑垫内部形成气孔，且会大幅地增加支撑垫的硬度。

支撑垫用聚氨酯树脂组合物可包含3至50重量%、优选5至30重量%的聚氨酯树脂。如果聚氨酯树脂在树脂组合物中的含量过低，则可能难以适当地形成支撑垫的本体，且由于组合物的粘度过度降低，该组合物可能不易施用于用于制备支撑垫的涂布工艺。