一种抛光模板用吸附垫片的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种抛光模板用吸附垫片，其特征在于包含垫片本体，位于抛光模板的置片孔中。此吸附垫片由三个层状物组成的复合结构，所述复合结构由上到下依次为：第一层是由无溶剂聚氨酯树脂组合物组成的弹性多孔吸附层，第二层是贴合层，第三层是缓冲层。此垫片环保，吸附强度好，具有高的压缩率和压缩恢复率，易于抛光工件与该吸附垫片的分离。
【专利说明】
一种抛光模板用吸附垫片
技术领域
[0001]本发明涉及一种抛光模板用吸附垫片，属于化学机械抛光领域。
【背景技术】
[0002]化学机械抛光(CMP)是目前最为普遍的半导体材料表面平整技术，它是将机械摩擦与化学腐蚀相结合形成的工艺，兼顾二者的优点从而获得比较完美的晶片表面。在抛光过程中，设置有置片孔的抛光模板须使用吸附垫片来吸附和固定待抛光工件并以重复规律动作搓磨，所述抛光工件是诸如半导体、储存媒体基材、集成电路、LCD平板玻璃与光电面板等物体。所述吸附垫片的质量对抛光效果起着重要作用。
[0003]传统合成与稀释聚氨酯树脂需要消耗大量的有机溶剂，对环境造成很大污染。随着经济的发展和人们环保意识的增强，各国科学家开始研制新的合成工艺，少用或不用有机溶剂。进一步的，合成聚氨酯的原料异氰酸酯是有毒的，在反应过程中，会有部分游离的异氰酸酯挥发出来，因此对聚氨酯预聚体进行改性处理，尤其是对聚氨酯预聚体进行封端反应很有必要。
[0004]因此，有必要提供一种改进组成材质的环保型吸附垫片。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种改进吸附垫片结构及其组成材质的环保型吸附垫片，此吸附垫片由三个层状物组成的复合结构，所述复合结构由上到下依次为:第一层是由无溶剂聚氨酯树脂组合物组成的弹性多孔吸附层，第二层是贴合层，第三层是缓冲层。
【具体实施方式】
[0006]为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，详细说明如下:
[0007]本实施状态的吸附垫片的吸附层由无溶剂聚氨酯组合物组成，具有均匀性好的发泡孔洞，显示高的压缩率及压缩恢复性使得在抛光过程中被抛光工件能牢固得固定在吸附垫片上，在研磨过程中受挤压可排除内部空气形成低压，而缓冲层的加入可使吸附垫具有较佳的压缩性，进而使吸附力增强。
[0008]所述吸附垫片的厚度可以根据不同晶片抛光要求而定。
[0009]该吸附垫片的材料为无溶剂聚氨酯树脂组合物。合成过程中不采用有机溶剂。有机溶剂从环保型，毒性，能量效率方面考虑都是不可取的。环保无溶剂或采用非有机溶剂受到人们的普遍关注。
[0010]该无溶剂聚氨酯树脂组合物包括75-85 %聚氨酯树脂、1-5 %扩链剂、1-3 %发泡剂、1-5%缩水甘油型环氧树脂、含活性氢的小分子物质以及适当的添加剂。
[0011]所述聚氨酯树脂组合物的是通过使多元醇类聚异氰酸酯类进行反应及硬化得到。
[0012]所述异氰酸酯类化合物可包括芳香族，芳香脂肪族，脂肪族，脂环族二异氰酸酯及其衍生物等。其具体例包括甲苯二异氰酸酯、乙烯二异氰酸酯、间苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、邻苯二异氰酸酯、环丁烷-1，3- 二异氰酸酯、环己烷-1、3- 二异氰酸酯、2，2 ’ - 二苯甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、碳化二亚胺改性4，4' 二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或其中两种混合物。
[0013]所述多元醇可包括聚酯多元醇，聚醚多元醇中的一种及以上。
[0014]所述聚酯多元醇由有机聚羧酸与多元醇缩合而成。多元醇包括乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、季戊四醇中的一种或两种混合物。
[0015]所述聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二元醇、聚醚二元醇、聚醚三元醇中的一种或两种混合物。
[0016]所述扩链剂可包括二羟甲基丙酸(DMPA)、乙二醇、1，4_ 丁二醇中的两种。通过控制扩链剂摩尔比，能够使聚氨酯树脂组合物具有合适的密度或硬度，以满足不同厚度吸附垫片的要求和确保适当的压缩率和压缩回弹力。所述扩链剂可占全部聚氨酯树脂中的1-5%。
[0017]所述发泡剂可包括以水做主要成分，与二氧甲烷、碳酸气、偶氮二异丁腈、偶氮二甲酰胺等两种以上的。可占全部聚氨酯树脂中的1_3%。
[0018]所述的无溶剂聚氨酯树脂组合物还可加入催化剂、拒水剂、填充剂、气孔大小调节剂及色料中的一种或多种添加剂。
[0019]所述催化剂可选胺类、有机钛化合物、有机锡化合物中的一种或几种，优选为有机锡化合物，具体例为二月桂酸二丁基锡，其用量占全部聚氨酯树脂中的0.5-5%。
[0020]所述含活性氢的小分子物质用于和剩余未反应的聚异氰酸酯反应，所述含活性氢的小分子物质可选二乙基胺、苯胺、乙醇、水、苯酚、乙酸、乙酰胺、氨基甲酸酯中的一种。
[0021]所述的无溶剂聚氨酯树脂组合物的合成过程中加入缩水甘油型环氧树脂对聚氨酯(半)预聚体进行封端反应。
[0022]本发明可采用半预聚体合成方法，预聚体合成方法和一步法等进行，优选为半预聚体合成方法，控制聚异氰酸酯和聚酯多元醇的物质的量的比大于2: 1，得到端异氰酸酯和游离的异氰酸酯。
[0023]在含有上述多元醇成分、聚异氰酸酯、扩链剂、发泡剂，含活性氢的小分子物质以及适当的添加剂等的本发明的聚氨酯组合物中，其成分的混合比例，只要是可以通过该氨酯组合物的发泡，得到作为本发明的具有高压缩性和压缩回弹性的目的的，则该混合比例没有特别的限制。
【附图说明】
[0024]图1是本发明专利一种抛光模板的截面图
[0025]图2是本发明专利一种抛光模板用吸附垫片的截面图
[0026]主要组件符号说明
[0027]1.抛光模板2.置片孔3.吸附垫片4.吸附层5.贴合层6.缓冲层【具体实施方式】
[0028]为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下:
[0029]参考图1，为所述抛光模板I的截面图。其包括置片孔2和吸附垫片3。
[0030]参考图2，为所述吸附垫片的截面图。其包括三个层状物，层状物由上到下依次为:第一层是具有弹性的吸附层4，第二层是贴合层5，第三层是缓冲层6。
[0031]首先，将聚异氰酸酯、多元醇、二月桂酸二丁基锡放入真空反应容器中，开始加热搅拌升温至80度，同时调节反应过程中的粘度，恒温反应1-2小时，待异氰酸酯达到理论值后，降低温度至40度，缓慢加入缩水甘油型环氧树脂，对聚氨酯(半)预聚体进行封端反应，然后加入活性氢小分子物质，反应温度50-70度，反应1-2小时，后添加扩链剂，进行扩链反应1-10分钟。
[0032]混合所制备的聚氨酯树脂及添加剂，进行高速搅拌5-15分钟，在2000-5000rpm条件下离心5-15分钟，获得聚氨酯树脂组合物的浆料。将所述所获得的聚氨酯树脂组合物涂覆于聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)薄膜上，于凝固槽中进行凝固后，水洗、脱水、干燥后制备出用于吸附垫片的聚氨酯树脂吸附层。
[0033]控制多元醇与异氰酸酯的比例和扩链剂、发泡剂，含活性氢的小分子物质以及适当的添加剂，制备出的吸附垫片的吸附强度为2.8?3.2kg/12.25cm2，其压缩率可达50%，且其压缩回复率可达96%。
[0034]由上述知，若使用多元醇与异氰酸酯的特定比的聚氨酯树脂组合物，可以制备出一种较高压缩率和较高恢复率的环保型聚氨酯树脂组合物。
[0035]以上仅为说明本发明的原理及其功效，而非限制本发明。因此熟悉于此技术的人士对上述进行修改及变化仍不脱离本发明的精神。本发明的权利范围应如所述的权利要求所列。
【主权项】
1.一种抛光模板用吸附垫片，其包括三个层状物，层状物由上到下依次为:第一层是由无溶剂聚氨酯树脂组合物组成的弹性多孔吸附层，第二层是贴合层，第三层是缓冲层。2.根据权利要求1所述的一种抛光模板用吸附垫片，其特征在于:所述吸附垫片的第一层是具有弹性多孔的吸附层，其材质为无溶剂聚氨酯树脂组成物；所述吸附垫片的第二层是贴合层，所述贴合层的材质为压敏粘合剂、硅胶、PU树脂或热融胶；所述吸附垫片的第三层是缓冲层，缓冲层的材质与第一层相似，但比第一层的压缩性更好。3.根据权利要求1所述的一种抛光模板用吸附垫片，其特征在于:所述吸附垫片的厚度可以根据不同晶片抛光要求而定。4.根据权利要求2所述的无溶剂聚氨酯树脂组合物，其特征在于:所述新型聚氨酯树脂组合物包括75-85 %聚氨酯树脂、1-5 %扩链剂、1-3 %发泡剂、1-5 %缩水甘油型环氧树月旨、含活性氢的小分子物质以及适当的添加剂。5.根据权利要求2所述的无溶剂聚氨酯树脂组合物，其特征在于:所述的无溶剂聚氨酯树脂组合物还可加入催化剂、拒水剂、填充剂、气孔大小调节剂及色料中的一种或多种添加剂。6.根据权利要求4所述的缩水甘油型环氧树脂，其特征在于:所述的缩水甘油型环氧树脂为所述的缩水甘油型环氧树脂为缩水甘油树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂中的一种或几种。7.根据权利要求6所述的聚氨酯树脂，其特征在于:所述的无溶剂聚氨酯树脂组合物通过是多元醇类和聚异氰酸酯类反应得到。8.根据权利要求6所述的聚氨酯树脂，其特征在于:所述的无溶剂聚氨酯树脂组合物的合成过程中加入缩水甘油型环氧树脂对聚氨酯(半)预聚体进行封端反应。
【文档编号】B24B37/30GK105881198SQ201410857872
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年12月29日
【发明人】高如山
【申请人】天津西美科技有限公司