[发明专利]多孔性聚氨酯研磨垫及其制备方法

说明书

本发明的实例涉及使用于半导体的化学机械平坦化(chemical mechanical planarization，CMP)工序的多孔性聚氨酯研磨垫及其制备方法，根据实例，可调节包含于上述多孔性聚氨酯研磨垫的多个气孔的大小及分布，由此可以提供具有适当的耐电压及优秀的研磨性能(研磨率)等物性提高的多孔性聚氨酯研磨垫。

技术领域

本发明的实例涉及使用于半导体的化学机械平坦化(chemical mechanicalplanarization，CMP)工序的多孔性聚氨酯研磨垫及其制备方法。

背景技术

半导体制备工序中，化学机械平坦化(CMP)工序为在将晶片(wafer)附着于头部，并使其与形成在压板(platen)上的研磨垫的表面相接触的状态下，通过供给浆料来使晶片表面进行化学反应，并使压板和头部进行相对运动来机械地对晶片表面的凹凸部分进行平坦化的工序。

研磨垫为在这种化学机械平坦化工序中起到重要作用的必需材料，通常由聚氨酯类树脂形成，在表面具有担当浆料的大流动的凹槽(groove)和提供微细的流动的气孔。

研磨垫内的气孔可利用具有孔隙的固相发泡剂、填充有挥发性液体的液相发泡剂、惰性气体、纤维质等形成，或者可通过化学反应产生气体来形成。

首先，作为固相发泡剂，主要使用经过热膨胀而尺寸得到调节的微胶囊(热膨胀的微胶囊)。上述热膨胀的微胶囊作为已经膨胀的微气球的结构体，具有均匀的尺寸粒径，从而可均匀地调节气孔的粒径大小。但是上述热膨胀的微胶囊具有在100℃以上的高温反应条件下发生形状变形而难以调节气孔的缺点。

另一方面，利用惰性气体或挥发性液相发泡剂形成气孔的技术具有不存在对化学机械平坦化(CMP)工序产生影响的排出物质的优点。然而，需要控制难以控制的气相(gasphase)，因此难以实现气孔的粒径及密度的精确调节，尤其难以制备50μm以下的均匀的气孔。并且，不改变研磨垫用聚氨酯基质的组成的状态下，难以调节气孔的粒径及密度。

因此，如以往在利用一种发泡剂实现气孔的情况下，能够实现适合于所设计的气孔的大小和分布的气孔，但是气孔的设计自由度低，并且在调节气孔分布方面存在局限。

另一方面，韩国公开专利第2016-0027075号公开了使用惰性气体和气孔诱导聚合物的低密度抛光垫的制备方法及低密度抛光垫。但是，上述公开专利在调节气孔的大小及分布方面存在局限，并对研磨垫的研磨率以及耐电压完全没有公开。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：韩国公开专利第2016-0027075号

发明内容

因此，本发明的实例的目的在于提供通过调节气孔的大小及分布来提高耐电压以及研磨率等性能的多孔性聚氨酯研磨垫及其制备方法。

为了实现上述目的，一实例提供多孔性聚氨酯研磨垫，包含氨基甲酸酯类树脂、固化剂以及多个气孔，上述多个气孔的面积加权平均气孔直径(area-weighted averagepore diameter；AWAPD)为10μm至40μm，上述多孔性聚氨酯研磨垫的厚度为1.5mm至2.5mm，比重为0.7g/cm³至0.9g/cm³，25℃温度下的表面硬度为50邵氏D至65邵氏D，拉伸强度为15N/mm²至25N/mm²，延伸率为80％至250％，以研磨垫的总面积为基准的总气孔面积为30％至60％，耐电压为14kV至23kV。