材料及其制备方法、材料的应用、研磨材料技术

本申请涉及高分子材料技术领域，提供了一种材料及其制备方法、材料的应用、研磨材料。本申请提供的材料，包括聚合物基材，以及分布在所述聚合物基材中的发泡微球；其中，所述发泡微球包括壳层以及由所述壳层包裹形成的泡孔结构；相邻所述泡孔结构之间的平均间距小于或等于100μm。本申请提供的材料，相邻泡孔结构之间的平均间距小于或等于100μm，由此形成的材料具有丰富的孔隙结构，密度低于0.4g/cm3。由于材料密度降低，因此，采用该材料作为研磨材料时，能够降低研磨材料对研磨材料整理器的磨损，并提高研磨工艺的工艺稳定性，有利于研磨材料在研磨过程中维持稳定的粗糙度。磨材料在研磨过程中维持稳定的粗糙度。磨材料在研磨过程中维持稳定的粗糙度。

【技术实现步骤摘要】
材料及其制备方法、材料的应用、研磨材料


[0001]本申请属于研磨
，尤其涉及一种材料及其制备方法，一种材料的应用，以及一种研磨材料。

技术介绍

[0002]随着电子工业的快速发展，需要进行平坦化的电子工业材料越来越丰富，包括半导体基材、晶片、存储磁盘、光学元件、透镜、晶片模板等。研磨材材料作为平坦化过程中的关键材料，受到了广泛的关注。在研磨过程中，要求研磨材料需要具有一定的机械强度，以维持一定的研磨速度；同时，还需要具有稳定的研磨性能，减少晶圆与晶圆之间的研磨差异；此外，尽可能小的研磨缺陷也非常重要，可以维持高性能的平坦化品质。
[0003]在研磨过程中，图1所示，研磨材料安装在研磨台上，并随着研磨台旋转。研磨头固定晶圆，将晶圆倒扣在研磨材料上与之接触，并施加一定压力。通过研磨台和研磨台的旋转运用，晶圆表面与研磨材料相对运动。通过流淌在研磨材料表面的研磨液，实现晶圆的研磨。以晶圆研磨为例，如研磨过程中，晶圆和研磨材料表面接触并相对运动，二者相互磨损。同时，研磨材料整理器对研磨材料进行修整，使得研磨材料表面维持一定的粗糙度，该过程伴随着研磨材料和研磨材料整理器的损耗，如图2所示。但由于目前研磨材料的密度较高(高于0.4g/cm3)，研磨材料会造成研磨材料整理器的损耗，使得研磨材料整理器对研磨材料的修整能力变弱，研磨材料无法在整个生命周期内维持稳定的粗糙度，最终导致研磨速度随生命周期变化，如图3所示。上述现象增加了研磨件(研磨后的工件如芯片)制造过程中的工艺不稳定性，给工艺增加了难度，减小了工艺加工窗口。因此，如何获得一种固含量低的低密度研磨材料，以减小对研磨材料整理器的磨损显得尤为重要。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种材料及其制备方法，一种材料的应用，以及一种研磨材料，旨在解决现有的研磨材料中，研磨材料对研磨材料整理器的磨损大，降低工艺稳定性的问题。
[0005]为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
[0006]本申请第一方面提供一种材料，包括聚合物基材，以及分布在所述聚合物基材中的发泡微球；其中，所述发泡微球包括壳层以及由所述壳层包裹形成的泡孔结构；
[0007]相邻所述泡孔结构之间的平均间距小于或等于100μm。
[0008]本申请提供的材料中，相邻泡孔结构之间的平均间距小于或等于100μm，由此形成的材料具有丰富的泡孔结构，得到的发泡材料的密度在低于0.4g/cm3范围内。由于材料密度降低，可以满足发泡材料在低密度材料应用领域的需求。采用该材料作为研磨材料，能够降低研磨材料对研磨材料整理器的磨损，并提高研磨工艺的工艺稳定性，有利于研磨材料在研磨过程中维持稳定的粗糙度。
[0009]作为本申请材料的一种可能的实现方式，所述材料的密度为0.2～0.4g/cm3。在这
种情况下形成的材料，材料在满足低密度的条件下，还具有一定的强度。当将该材料作为研磨材料时，材料具有一定的强度以发挥较好的研磨作用，而材料的低密度特性能够降低研磨材料对研磨材料整理器的磨损，从而提高研磨工艺的工艺稳定性，有利于研磨材料在研磨过程中维持稳定的粗糙度。
[0010]作为本申请材料的一种可能的实现方式，相邻所述泡孔结构之间的平均间距为1～50μm。此时，相邻泡孔结构之间的平均间距极小，意味着材料中发泡微球的含量较高，由此得到的材料的密度在0.2～0.3g/cm3范围内，能够满足低密度材料的使用需求。
[0011]作为本申请材料的一种可能的实现方式，一立方毫米所述材料中，所述发泡微球的平均数量大于或等于500个。这种情况下，材料中含有丰富的发泡微球。由于相对聚合物基材，发泡微球的密度较低，因此，丰富的发泡微球有利于获得低密度的材料。在将该材料作为研磨材料使用时，能够降低研磨过程中研磨材料对研磨材料整理器的磨损。
[0012]作为本申请材料的一种可能的实现方式，所述发泡微球的平均粒径小于或等于100μm。在这种情况下，泡孔结构具有合适的大小，形成的材料作为研磨材料使用时泡孔结构能够保持其良好的形态，能够获得较好的研磨强度，有利于研磨过程的进行。本申请提供的材料中，由于发泡微球的含量相对较高，若发泡微球的平均粒径过大，会降低研磨材料的研磨强度，影响研磨材料的研磨效果。在一些可能的实施方式中，所述发泡微球的平均粒径为1～50μm。
[0013]作为本申请材料的一种可能的实现方式，所述材料的孔隙率为60％～80％。相邻所述泡孔结构之间的平均间距小于或等于100μm，且材料的孔隙率为60％～80％时，材料中的泡孔结构丰富，从而可以有效降低材料的密度，获得低密度材料，如低密度研磨材料。
[0014]作为本申请材料的一种可能的实现方式，所述微球的平均壁厚为1μm～50μm。在这种情况下，发泡微球的壁厚相对较薄，因此，泡孔结构在材料中的相对比例提高，有利于降低材料的密度。
[0015]作为本申请材料的一种可能的实现方式，所述相邻所述泡孔结构之间的平均间距为1μm～50μm。在这种情况下，分布在所述聚合物基材中的发泡微球含量高，且发泡微球的壁厚相对较薄，因此，泡孔在材料中的密度提高，材料的密度降低。
[0016]作为本申请材料的一种可能的实现方式，所述材料的闭孔率＞90％。高闭孔率有利于提高泡孔的尺寸均匀性和分布均匀性，提高材料的性能稳定性。当将该材料作为研磨材料使用时，提高研磨材料的平坦化效果。
[0017]作为本申请材料的一种可能的实现方式，所述材料还包括分布在所述聚合物基材中的低粘度物质，且所述低粘度物质的粘度为所述聚合物基材的粘度的一半或一半以下。通过在材料中引入低粘度物质，从而在材料的原料加工过程中降低原料体系的粘度，特别是在将聚合物基材和发泡微球搅拌混合的过程中，降低原料体系的搅拌粘度，从而可以在既定的粘度条件下，增加原料体系中的发泡微球的数量，最终降低材料的密度。
[0018]作为本申请材料的一种可能的实现方式，所述低粘度物质选自甲苯、二甲苯、环己烷、己烷、乙酸乙酯、氯仿、N,N
‑
二甲基甲酰胺、苯、乙醚、四氯化碳、二甲亚砜、丙酮、甲酰胺、六甲基磷酰胺、乙腈、二氧六环、四氢呋喃、甲酸甲酯、甲乙酮、碳酸二甲酯、异丙醚、正丁醚、三氯乙烯、二苯醚、二氯甲烷、二氯乙烷、二硫化碳、石油醚中的至少一种。上述材料粘度低，有利于在原料加工过程中降低原料体系的粘度，从而提高原料体系中的发泡微球的含量，
达到降低材料密度的效果。不仅如此，上述低粘度物质同时又是低密度有机物，因此，在材料中引入上述低粘度物质，可以更好地保证材料的低密度特征。此外，该材料作为研磨材料时，其中的低粘度物质还能够提高研磨液对研磨材料形成的研磨材料的浸润性，从而提高研磨效果。
[0019]作为本申请材料的一种可能的实现方式，以所述聚合物基材和所述低粘度物质的总体积为100％计，所述低粘度物质的体积百分含量为1％～95％。低粘度物质在上述含量范围内，可以降低原料加工过程中的粘度，从而增加原料体系中的发泡微球的含量。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种材料，其特征在于，包括聚合物基材，以及分布在所述聚合物基材中的发泡微球；其中，所述发泡微球包括壳层以及由所述壳层包裹形成的泡孔结构；相邻所述泡孔结构之间的平均间距小于或等于100μm。2.如权利要求1所述的材料，其特征在于，所述材料的密度为0.2～0.4g/cm3。3.如权利要求1所述的材料，其特征在于，一立方毫米所述材料中，所述发泡微球的平均数量大于或等于500个。4.如权利要求1所述的材料，其特征在于，所述发泡微球的平均粒径小于或等于100μm。5.如权利要求1所述的材料，其特征在于，所述材料的孔隙率为60％～80％。6.如权利要求1至5任一项所述的材料，其特征在于，所述发泡微球的平均壁厚为1μm～50μm。7.如权利要求1至5任一项所述的材料，其特征在于，所述材料的闭孔率＞90％。8.如权利要求1至5任一项所述的材料，其特征在于，相邻所述泡孔结构之间的平均间距为1～50μm。9.如权利要求1至5任一项所述的材料，其特征在于，以所述材料的总质量为100％计，所述发泡微球的质量百分含量为6％～15％。10.如权利要求1至9任一项所述的材料，其特征在于，所述材料还包括分布在所述聚合物基材中的低粘度物质，且所述低粘度物质的粘度为所述聚合物基材的粘度的一半或一半以下。11.如权利要求10所述的材料，其特征在于，所述低粘度物质选自甲苯、二甲苯、环己烷、己烷、乙酸乙酯、氯仿、N,N
‑
二甲基甲酰胺、苯、乙醚、四氯化碳、二甲亚砜、丙酮、甲酰胺、六甲基磷酰胺、乙腈、二氧六环、四氢呋喃、甲酸甲酯、甲乙酮、碳酸二甲酯、异丙醚、正丁醚、三氯乙烯、二苯醚、二氯甲烷、二氯乙烷、二硫化碳、石油醚中的至少一种。12.如权利要求10或11所述的材料，其特征在于，以所述聚合物基材和所述低粘度物质的总体积为100％计，所述低粘度物质的体积百分含量为1％～95％。13.如权利要求1至12任一项所述的材料，其特征在于，所述材料还具有分布在所述聚合物基材中的微孔。14.如权利要求1至13任一项所述的材料，其特征在于，所述壳层的材料选自聚丙烯腈、聚烯烃、聚碳酸酯、聚乙烯醇、尼龙、弹性体橡胶、聚芳族化合物、氟聚合物、聚酰亚胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：李敏，张珂，范怡平，刘强，杨勍，雷景新，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：