[发明专利]一种抛光垫

说明书

本发明公开了一种抛光垫，解决了现有抛光垫中存在“微笑曲线”和“水波纹”带来的抛光垫的不均一的问题。本发明抛光垫含有聚氨酯抛光层,所述聚氨酯抛光层由异氰酸酯封端的预聚体、发泡剂和固化剂为主要原料反应制得，其所述异氰酸酯封端的预聚体是由多异氰酸酯与含有芳环的聚醚多元醇反应而成，其中，所述含有芳环的聚醚多元醇中含有2％～20wt％质量百分数的芳环。本发明可保证硬度的基础上降低NCO含量、有效抑制“微笑曲线”和“水波纹”带来的抛光垫的不均一问题。

技术领域

本发明涉及抛光技术领域，具体的说是一种抛光垫。

背景技术

随着集成电路的特征尺寸向着深纳米制程的发展过程中，特征尺寸越来越小，CMP制程带来的缺陷，在先进制程中变得越来越突出，甚至达到严重影响芯片性能的程度。为此，作为CMP制程四大核心材料之一的抛光垫，追求其性能的极致是抛光垫研发中的永恒话题。对于抛光垫的性能指标，趋于极致的稳定性与均一性在CMP领域得到越来越多的共识。对于抛光垫的稳定性与均一性要求，从不同批次之间、同一批次的不同片抛光垫之间的宏观指标诸如硬度、密度、压缩比、压缩回复率的稳定与均一，逐渐提升至同一抛光垫的不同位置间，乃至于分子结构的规整性趋于稳定与均一。

当前的抛光垫制备，主流方式均是采用浇注-切片成型，该工艺相对于单片注塑或模压成型，具有更高的稳定性，更高的效率以及更易于工业化大生产。然而，浇注-切片工艺，由于工艺本身的特点，浇注体外缘相对于中心，更易于散热，温度更低；浇注体上下相对于中心，更易于散热，温度更低；而填充料在温度不同的区域膨胀不同，因而形成密度上下高、中间低和边缘高、中间低的现象，将从上到下密度分布作图，可见呈现下凹的曲线，我们称之为“微笑曲线”。目前而言，“微笑曲线”只能缓解，不能消除。由于密度的差异，会导物理指标的不同，显然的，不利于先进制程CMP过程的应用。微笑曲线的产生，归根结底，来源于浇注过程中预聚体与固化剂反应的放热，放热越明显，“微笑曲线”越严重，同一片抛光垫中心同边缘的差异越大。此外，由于放热的产生，抛光垫内部会形成折光率不同的区域，在光桌下呈现出明暗不同的条纹，随机而无规则，我们称之为“水波纹”。水波纹的出现，意味着更严重的不均一现象。

为了抑制“微笑曲线”和“水波纹”带来的抛光垫的不均一的问题，必须从根本上进行解决，也就是从源头配方上加以改善，如要减少热量的产生，根本的办法是降低NCO，然而传统的抛光垫大多采用聚醚多元醇作为制备预聚体的多元醇以提高抛光垫的耐水解性。传统聚醚多元醇大都采用环氧乙烷、环氧丙烷以及四氢呋喃的均聚、共聚或者共混聚合物，多元醇全是软段结构，以此类预聚物制备抛光垫，硬度通常与NCO含量呈正相关，例如采用TDI-聚醚体系预聚体，采用MOCA做固化剂，其硬度与NCO含量之拟合线性关系见图1，若通过降低NCO来减少热量产生，达到抑制“水波纹”和“微笑曲线’的效果,则会造成NCO降低后聚氨酯的硬度会随之降低，这必然带来抛光垫去除速率的降低，如何在保证硬度恒定的基础上降低NCO，是面临的大的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种在硬度恒定的基础上降低NCO含量、有效抑制“微笑曲线”和“水波纹”带来的抛光垫的不均一的问题的抛光垫。

本发明抛光垫含有聚氨酯抛光层,所述聚氨酯抛光层由异氰酸酯封端的预聚体、发泡剂和固化剂为主要原料反应制得，其特征在于,所述异氰酸酯封端的预聚体是由多异氰酸酯与含有芳环的聚醚多元醇反应而成，其中，所述含有芳环的聚醚多元醇中含有2%~20wt%质量百分数的芳环。

优选地，所述含有芳环的聚醚多元醇中含有7%~15wt%质量百分数的芳环。

所述含有芳环的聚醚多元醇中的芳环为全碳芳环或者含杂原子芳环。

所述芳环为对苯二酚、间苯二酚、萘二酚、双酚A、对苯二甲醇、间苯二甲醇、邻苯二甲醇、2,5-呋喃二甲醇、对苯二甲醇或二苯醚二酚中的一种。

所述异氰酸酯封端的预聚体中含有3.0~8.8wt%的未反应异氰酸基团（-NCO）。