【专利解密】鼎龙股份提出基于异氰酸酯预聚体的抛光垫制备方案

【爱集微点评】鼎龙股份提出的基于异氰酸酯预聚体的抛光垫制备方案，通过控制异氰酸酯预聚体的合成反应，利用中间胶将抛光层和缓冲层进行贴合，从而使得抛光垫具有适当的切削速率、高的去除速率及高的去除速率稳定性。

集微网消息，CMP技术是一种将待加工工件表面朝下，以一定的压力向抛光垫施压，在流动抛光液介质（由纳米颗粒、化学氧化剂和液体介质组成的混合液）的条件下，借助于抛光垫和工件的相对运动，在纳米粒子的机械磨削及氧化剂的化学腐蚀作用下来完成对工件表面的材料去除，从而获得工件表面全局平坦化的技术。

随着第三代半导体的兴起，更宽的禁带宽度、更高的导热率、更高的抗辐射能力、更大的电子饱和漂移速率等特性使得其在制作高温、高频、抗辐射及大功率电子器件以及在光电子和微电子领域具有重要的应用价值。目前，市场火热的5G基站、新能源汽车和快充等都是第三代半导体的重要应用领域。

例如，碳化硅由于具有优异的性能而大量应用于功率器件等电子领域，然而由于其具有极高的硬度，莫氏硬度为9.5级，仅次于世界上最硬的金刚石(10级)，因而在碳化硅平坦化具有很大的挑战。当前的抛光应用中，主要的抛光垫为无纺布类，利用其极高的孔隙率，通过抛光液主导的化学作用提高对碳化硅去除速率。然而无纺布类抛光垫不耐腐蚀，加之化学腐蚀无选择性，导致碳化硅晶圆的TTV(整体厚度偏差)较差，因而影响整个期间的性能以及制造良率。

因此，为了寻求一种抛光速率优异且稳定性高的抛光垫方案，鼎龙股份在2022年10月29日申请了一项名为“一种异氰酸酯预聚体、包含其的抛光垫、抛光设备及半导体器件的制造方法”的发明专利（申请号：202211340233.7），申请人为湖北鼎汇微电子材料有限公司。

根据该专利目前公开的相关资料，让我们一起来看看这项技术方案吧。

如上图，为该专利中提供的抛光垫示意图，该抛光垫从上到下依次设置为：抛光层20、粘胶层21、缓冲层22和背胶层23。其中，粘胶层用于抛光层与缓冲层的贴合，背胶层还包含有离型膜或离型纸，使用时撕掉离型膜或离型纸即可实现抛光垫与抛光机台的粘合。

例如，聚酯无纺布、尼龙无纺布、丙烯腈系无纺布等纤维无纺布、浸渍了聚氨酯的聚酯无纺布这样的树脂浸渍无纺布、聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫等高分子树脂发泡体、丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶等橡胶性树脂、感光性树脂等，均可作为缓冲层。在将抛光层和缓冲层进行贴合时，可以选择使用中间胶实现，例如使用双面胶带，将抛光层和缓冲层置于中间胶两侧进行压制。

此外，该专利中还公开了一种抛光垫的制备工艺，包括有以下步骤：

1）将能够制得对应硬度的终点检测区的浇注组合物浇注至磨具的内腔中，固化后脱模表面打磨，得到圆柱块体；

2）将步骤1)中所得到的圆柱块体置于抛光层磨具的圆环侧壁内，向环状内腔内浇注能够制得对应硬度的抛光区的上述抛光层原料组合，经过固化、脱模、表面打磨，得到圆柱形固化块体；

3）将固化块体进行切片，得到一体成型的具有终点检测窗的抛光层；

4）在抛光层上形成沟槽，取刻槽后的抛光层、缓冲层，使用中间胶作为粘胶层将两者贴合，再在缓冲层背面贴上背胶层即可得成品抛光垫。

如上图，为该专利中提供的抛光设备示意图，该抛光装置包括有：支承抛光垫2的抛光机台3，用于对支撑待抛光材料1的支架4和晶片进行均匀加压的背衬材料、以及抛光液5的供给机构。抛光垫通过背胶层粘附而被安装到抛光机台上，抛光机台和支架各自具备旋转轴。

另外，在支架一侧设置有用于将待抛光材料压接到抛光垫上的加压机构。在进行抛光时，使抛光机台和支架旋转，并将待抛光材料压接到抛光垫上，边供给抛光液边进行抛光。

以上就是鼎龙股份提出的基于异氰酸酯预聚体的抛光垫制备方案，通过控制异氰酸酯预聚体的合成反应，利用中间胶将抛光层和缓冲层进行贴合，从而使得抛光垫具有适当的切削速率、高的去除速率及高的去除速率稳定性。

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（校对/赵月）