一种硅胶复合材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种硅胶复合材料及其制备方法与应用，以重量份数计，所述硅胶复合材料的原料包括：第一硅橡胶26

【技术实现步骤摘要】
一种硅胶复合材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及化学机械研磨
，具体涉及一种硅胶复合材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]随着半导体器件的小型化发展，由沉积过程引起晶片表面较大的起伏，导致了光刻工艺的聚焦问题，进而降低了晶片线宽的一致性。化学机械研磨(CMP，Chemical Mechanical Polish)技术作为一种化学腐蚀作用与机械去除作用相结合的加工技术，实现了表面全局平坦化，因此广泛应用于半导体行业中晶圆表面平坦化处理技术中。
[0003]化学机械研磨设备通常包括研磨台、研磨垫、研磨液供给端以及研磨头，其中，研磨头通常包括本体及位于本体上的背膜，背膜可以用于吸附晶片以及分区对晶片施加不同压力。为了提高晶片的研磨效果，进而保证较高的产品品质，通常需要对背膜区域的压力进行调节，以保证使用过程的稳定性。
[0004]CN 101417407A公开了一种化学机械研磨方法，包括步骤：提供待研磨晶片；将所述待研磨晶片吸附于研磨头下；将附着待研磨晶片的所述研磨头移至转盘上；对所述研磨头施加低的下压力，其中，对研磨头的边缘区域与中央区域施加的下压力间的比值在1.5至3倍之间；令所述转盘及所述研磨头旋转，对所述待研磨晶片进行研磨。
[0005]CN 106272031A了公开一种化学机械研磨方法，包括步骤：施加第一下压力，将晶圆表面的铜膜由初始厚度抛光至1000～2500；施加第二下压力，抛光所述晶圆5～10s；施加第三下压力，并采用光学终点检测法将剩余的铜膜抛光至50～100；其中，光学终点检测法监测晶圆表面的光学参数，当光学参数出现拐点时，即刻停止对晶圆抛光，结束化学机械研磨工艺。
[0006]上述专利技术对背膜区域进行了压力调节，通过对背膜不同区域充气并使得压力在使用过程中保持稳定。但当给背膜施加的压力较大时，背膜的保压区域会出现漏气导致压力不稳定，同时会加速背膜的损坏，缩短使用寿命，导致成本增加。因此，背膜的硅胶材质选择是较为关键的一环。
[0007]在化学机械研磨过程中，背膜的吸附力和分区保压能力对整体的研磨效果影响较大，而鲜少有报道对研磨头所用背膜的硅胶材料进行研究。因此，针对现有技术的不足，亟需提供一种力学性能优异的用于改善背膜的硅胶材料。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种硅胶复合材料及其制备方法与应用，通过调整形成背膜的原料配比，获得了具有低硬度与高塑性的硅胶复合材料，从而提高了背膜的吸附力和分区保压能力，背膜的使用寿命也显著延长。
[0009]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供了一种硅胶复合材料，以重量份数计，所述硅胶复合材料的
原料包括：第一硅橡胶26
‑
32份，第二硅橡胶64
‑
80份，硫化剂15
‑
25份；
[0011]所述第一硅橡胶的型号为TSE260
‑
3U，第二硅橡胶的型号为TSE260
‑
5U。
[0012]本专利技术提供通过调整合理的原料配比，制得的硅胶复合材料具有较低的硬度与较高的塑性，力学性能较市售的硅胶复合材料优异，进而使得形成背膜具有较强的吸附力和分区保压能力，使用寿命显著延长。
[0013]以重量份数计，所述第一硅橡胶为26
‑
32份，例如可以是26份、27份、28份、30份或32份，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0014]以重量份数计，所述第二硅橡胶为64
‑
80份，例如可以是64份、66份、70份、78.4份或80份，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0015]以重量份数计，所述硫化剂为15
‑
25份，例如可以是15份、18份、20份、22份或25份，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0016]优选地，所述第一硅橡胶与第二硅橡胶的质量比为1:(2.4
‑
3.1)，例如可以是1:2.4、1:2.5、1:2.8或1:3.1，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0017]所述第一硅橡胶与第二硅橡胶的质量比在合理范围内，可以获得力学性能较好的硅胶复合材料，比例过低或过高，制得硅胶复合材料的硬度、断裂伸长率、断裂强度以及撕裂强度等性能有所下降。
[0018]优选地，所述硫化剂包括双二五硫化剂和/或双二四硫化剂。
[0019]第二方面，本专利技术提供了一种如第一方面所述硅胶复合材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0020](1)按配方量均匀混合第一硅橡胶、第二硅橡胶以及硫化剂，得到混合料；
[0021](2)步骤(1)所得混合料经第一硫化处理与第二硫化处理，得到所述硅胶复合材料。
[0022]本专利技术采用二次硫化的方法，对混合料进行硫化处理，可以稳固一次硫化，并加速小分子的挥发，搭配合理的硫化工艺参数，使得硅胶复合材料的力学性能有所提高。
[0023]优选地，步骤(1)所述均匀混合的步骤包括：均匀混合第一硅橡胶与第二硅橡胶，然后加入硫化剂继续混合均匀。
[0024]优选地，步骤(1)所述均匀混合在混料机中进行。
[0025]优选地，步骤(2)所述第一硫化处理的温度为150
‑
180℃，例如可以是150℃、160℃、170℃、175℃或180℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0026]优选地，步骤(2)所述第一硫化处理的时间为2
‑
10min，例如可以是2min、4min、6min、8min或10min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0027]优选地，步骤(2)所述第一硫化处理在硫化机中进行。
[0028]优选地，步骤(2)所述第一硫化处理在加压的条件下进行。
[0029]优选地，所述加压的压力为5
‑
10MPa，例如可以是5MPa、6MPa、8MPa、9MPa或10MPa，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0030]优选地，步骤(2)所述第二硫化处理的温度为160
‑
230℃，例如可以是160℃、180℃、200℃、210℃或230℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适
用。
[0031]所述第一硫化处理与第二硫化处理的温度需控制在合适范围内，硫化温度过低，易造成尺寸偏大、厚度偏薄、硫化不完全、发软荷重偏低、黑粒脱落等不良。温度过高，易造成包风、缺胶、尺寸偏小、厚度偏厚、变形、变脆、容易破裂、难拆边等不良。
[0032]优选地，步骤(2)所述第二硫化处理的时间为4
‑
8h，例如可以是4h、5h、6h、7h或8本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅胶复合材料，其特征在于，以重量份数计，所述硅胶复合材料的原料包括：第一硅橡胶26
‑
32份，第二硅橡胶64
‑
80份，硫化剂15
‑
25份；所述第一硅橡胶的型号为TSE260
‑
3U，第二硅橡胶的型号为TSE260
‑
5U。2.根据权利要求1所述的硅胶复合材料，其特征在于，所述第一硅橡胶与第二硅橡胶的质量比为1:(2.4
‑
3.1)。3.根据权利要求1或2所述的硅胶复合材料，其特征在于，所述硫化剂包括双二五硫化剂和/或双二四硫化剂。4.一种如权利要求1
‑
3任一项所述硅胶复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)按配方量均匀混合第一硅橡胶、第二硅橡胶以及硫化剂，得到混合料；(2)步骤(1)所得混合料经第一硫化处理与第二硫化处理，得到所述硅胶复合材料。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述均匀混合的步骤包括：均匀混合第一硅橡胶与第二硅橡胶，然后加入硫化剂继续混合均匀；优选地，步骤(1)所述均匀混合在混料机中进行。6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述第一硫化处理的温度为150
‑
180℃；优选地，步骤(2)所述第一硫化处理的时间为2
‑
10min；优...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚力军，惠宏业，查得志，左威，柏钧天，赵梓聿，
申请(专利权)人：上海润平电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：