本發(fā)明涉及化學(xué)機械平坦化。更具體地說，本發(fā)明涉及一種研磨布及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、硅片是制造通常所說的集成電路一類電器元件的基材。通常的做法，是將單晶硅結(jié)晶塊切成厚度為0.015至0.025英寸厚的薄片，然后研磨薄片，使其平整，隨后用化學(xué)方法腐蝕。腐蝕之后，用一種工業(yè)界稱之為拋光的工藝處理該薄片。拋光時所用的裝置與研磨時所用的裝置相似。在拋光過程中，將薄片固定在拋光機上，然后與一個或多個已粘在旋轉(zhuǎn)研磨板上的多孔材料進行磨擦接觸。在拋光加工過程中，使多孔基體物質(zhì)始終飽含一種內(nèi)含二氧化硅微顆粒的堿性懸浮液。該堿性懸浮液(漿液)與薄片表面上的硅原子進行化學(xué)反應(yīng)，以生成一種比下面的硅稍軟的反應(yīng)產(chǎn)物。一旦在薄片表面形成了這種反應(yīng)產(chǎn)物，進一步的反應(yīng)便受到了抑制。在拋光加工過程中，這種反應(yīng)產(chǎn)物不斷地被磨擦掉，使新露出的硅暴露于漿液的作用之下。

2、半導(dǎo)體硅片的拋光加工過程中，主要可以分為雙面拋光、邊緣拋光和最終拋光，其中雙面拋光的過程是影響晶圓平坦度的主要過程。在雙面拋光的過程中，邊緣的翹曲情況會不同程度的影響晶圓的平坦度?？刂凭A在cmp過程中的邊緣翹曲情況可以通過調(diào)整研磨布的物化性能來實現(xiàn)。

3、美國羅戴爾公司公開了一種由片狀纖維基材、熱塑性聚氨酯樹脂復(fù)合而成的多孔性拋光墊，相對于硬質(zhì)熱固性拋光墊，該拋光墊在維持較高的研磨速率同時，能夠降低硅片表面的劃傷，實現(xiàn)相對理想的平坦度。然而，使用該類型拋光墊會造成晶圓邊緣塌陷。

4、中國專利cn1565048a也公開了一種表面具有有機纖維露出的拋光墊，該技術(shù)通過調(diào)控拋光墊研磨面軟質(zhì)纖維的長度及分布，來提高被拋光物的平坦化效率和減少拋光損傷的發(fā)生概率。然而，該拋光墊在較低的拋光壓力下，晶圓表面平坦度較差，且研磨速率均一性不佳。

5、為了綜合解決由片狀纖維附著聚氨酯樹脂制成的拋光墊在硅片拋光中平坦度低、研磨均一性差、晶圓邊緣塌陷等技術(shù)難題，本發(fā)明的發(fā)明人們進行了反復(fù)的深入研究。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。

2、本發(fā)明還有一個目的是提供一種研磨布，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在兩次含浸的條件下維持彈性復(fù)合層6小時的吸水率不大于15wt％，且彈性復(fù)合層的硬度為70～85a、密度為0.3～0.6g/cm3、壓縮比為0～5％，可提升了硅片雙面拋光的均一性，改善化學(xué)機械拋光的平坦化效果，且有效解決了硅片研磨邊緣塌陷問題。

3、為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種研磨布，包括纖維基材兩次含浸于發(fā)泡材料制備得到的彈性復(fù)合層；所述發(fā)泡材料包括一次含浸漿料和二次含浸漿料，所述一次含浸漿料的反應(yīng)原料包括5～40wt％的二異氰酸酯、40～60wt％的聚烯烴多元醇、20～40wt％的聚酯多元醇、1～5wt％的脂肪族多元醇，所述二次含浸漿料的反應(yīng)原料包括預(yù)聚物和多胺化合物，所述預(yù)聚物的反應(yīng)原料包括10～25wt％的二異氰酸酯、60～70wt％的聚烯烴多元醇、10～20wt％的脂肪族多元醇或脂環(huán)族多元醇。

4、具體的是，所述彈性復(fù)合層6小時的吸水率不大于15％，所述彈性復(fù)合層的硬度為70～85a，所述彈性復(fù)合層的密度為0.3～0.6g/cm3，所述彈性復(fù)合層的壓縮比為0～5％。

5、優(yōu)選的是，所述預(yù)聚物和所述多胺化合物的摩爾比為(1.0～1.3):1.0。

6、優(yōu)選的是，所述一次含浸漿料中還包括1～5wt％山梨糖醇酐脂肪酸酯。

7、優(yōu)選的是，所述聚烯烴多元醇的分子量(mn)為1800～3000。

8、優(yōu)選的是，所述纖維基材的密度為0.10～0.30g/cm3，厚度為0.1～10mm。

9、優(yōu)選的是，所述彈性復(fù)合層在6小時時ph為7.0時的吸水率大于ph為10.0時的吸水率，較優(yōu)的是差值在0.6～1.1％之間。

10、本發(fā)明提供一種研磨布的制備方法，包括以下步驟：

11、s1、將纖維基材含浸于包含一次含浸漿料的dmf溶液中，浸入凝固浴中凝固成型，水洗，烘干，得一次含浸纖維基材；

12、s2、將一次含浸纖維基材表面磨皮后，再次含浸于二次含浸漿料的有機溶液中，于90～130℃下烘干80～150min，得彈性復(fù)合層；

13、s3、將彈性復(fù)合層進行裁切，熱壓，雙面磨皮，敷貼含有pet膜的雙面膠膜，沖裁，刻槽，得研磨布。

14、優(yōu)選的是，步驟s1的所述dmf溶液中所述一次含浸漿料占比6～8wt％；所述一次含浸漿料的反應(yīng)原料包括5～40wt％的二異氰酸酯、40～60wt％的聚烯烴多元醇、20～40wt％的聚酯多元醇、1～5wt％的脂肪族多元醇；

15、優(yōu)選的是，所述一次含浸漿料中還包括1～5wt％山梨糖醇肝脂肪酸酯；

16、步驟s1中所述的凝固浴采用dmf占比20wt％的dmf水溶液。

17、優(yōu)選的是，步驟s2中所述有機溶液為四氫呋喃/甲乙酮溶液，所述發(fā)泡材料在所述有機溶液中占比20～30wt％，所述四氫呋喃與所述甲乙酮的質(zhì)量比例為80:20；

18、所述二次含浸漿料包括摩爾比為(1.0～1.3):1的預(yù)聚物和多胺化合物，所述預(yù)聚物的反應(yīng)原料包括10～25wt％的二異氰酸酯、60～70wt％的聚烯烴多元醇、10～20wt％的脂肪族多元醇。

19、本發(fā)明至少包括以下有益效果：

20、1、本發(fā)明采用二次含浸工藝，維持彈性復(fù)合層6小時的吸水率不大于15wt％，且彈性復(fù)合層的硬度為70～85a、密度為0.3～0.6g/cm3、壓縮比為0～5％，可以提高研磨速率的穩(wěn)定性及研磨均一性，避免硅片邊緣塌陷；

21、2、在一次含浸漿料中利用山梨糖醇酐脂肪酸酯，可以改善研磨布的表面粗糙度；

22、3、在一次含浸漿料中使用聚順-4-環(huán)戊烯-1,3-二醇，可以減小晶片表面的劃痕數(shù)；

23、4、在二次含浸漿料中加入脂環(huán)族二元醇結(jié)構(gòu)，可以提高研磨布的硬度；

24、5、本發(fā)明的彈性復(fù)合層在6小時ph為7.0時的吸水率大于ph為10.0時的吸水率，使其在使用堿性拋光液時具有更好的拋光效果，較優(yōu)的是差值在0.6～1.1％之間，可以提高研磨布的研磨速率。

25、本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

技術(shù)特征：

1.一種研磨布，其特征在于，包括纖維基材兩次含浸于發(fā)泡材料制備得到的彈性復(fù)合層；所述發(fā)泡材料包括一次含浸漿料和二次含浸漿料，所述一次含浸漿料的反應(yīng)原料包括5～40wt％的二異氰酸酯、40～60wt％的聚烯烴多元醇、20～40wt％的聚酯多元醇、1～5wt％的脂肪族多元醇，所述二次含浸漿料的反應(yīng)原料包括預(yù)聚物和多胺化合物，所述預(yù)聚物的反應(yīng)原料包括10～25wt％的二異氰酸酯、60～70wt％的聚烯烴多元醇、10～20wt％的脂肪族多元醇或脂環(huán)族多元醇。

2.如權(quán)利要求1所述的研磨布，其特征在于，所述彈性復(fù)合層6小時的吸水率不大于15％，所述彈性復(fù)合層的硬度為70～85a，所述彈性復(fù)合層的密度為0.3～0.6g/cm3，所述彈性復(fù)合層的壓縮比為0～5％。

3.如權(quán)利要求1所述的研磨布，其特征在于，所述預(yù)聚物和所述多胺化合物的摩爾比為(1.0～1.3):1.0。

4.如權(quán)利要求1所述的研磨布，其特征在于，所述一次含浸漿料中還包括1～5wt％山梨糖醇酐脂肪酸酯。

5.如權(quán)利要求1所述的研磨布，其特征在于，所述聚烯烴多元醇的分子量(mn)為1800～3000。

6.如權(quán)利要求1所述的研磨布，其特征在于，所述纖維基材的密度為0.10～0.30g/cm3，厚度為0.1～10mm。

7.如權(quán)利要求1所述的研磨布，其特征在于，所述彈性復(fù)合層在6小時時ph為7.0時的吸水率大于ph為10.0時的吸水率，較優(yōu)的是差值在0.6～1.1％之間。

8.如權(quán)利要求1所述的研磨布的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

9.如權(quán)利要求8所述的研磨布的制備方法，其特征在于，步驟s1的所述dmf溶液中所述一次含浸漿料占比6～8wt％；

10.如權(quán)利要求8所述的研磨布的制備方法，其特征在于，步驟s2中所述有機溶液為四氫呋喃/甲乙酮溶液，所述二次含浸漿料在所述有機溶液中占比20～30wt％；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種研磨布，包括纖維基材兩次含浸于發(fā)泡材料制備得到的彈性復(fù)合層；所述發(fā)泡材料包括一次含浸漿料和二次含浸漿料，所述一次含浸漿料的反應(yīng)原料包括5～40wt％的二異氰酸酯、40～60wt％的聚烯烴多元醇、20～40wt％的聚酯多元醇、1～5wt％的脂肪族多元醇，所述二次含浸漿料包括預(yù)聚物和多胺化合物，所述預(yù)聚物的反應(yīng)原料包括10～25wt％的二異氰酸酯、60～70wt％的聚烯烴多元醇、10～20wt％的脂肪族多元醇或脂環(huán)族多元醇。本發(fā)明利用兩次含浸工藝，維持上述彈性復(fù)合層的性能，可提升硅片雙面拋光的均一性，改善化學(xué)機械拋光的平坦化效果，且有效解決了硅片研磨邊緣塌陷問題。

技術(shù)研發(fā)人員：馮玉璞,王磊,郭純,阮波,丁文強,劉志強
受保護的技術(shù)使用者：湖北鼎龍匯盛新材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10