低场核磁共振在聚氨酯抛光垫中的应用研究

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化学机械研磨/化学机械抛光技术（CMP ，Chemical Mechanical Planarization）是目前国际公认唯一可以提供全局平坦化的技术，是集成电路制造过程中实现晶圆表面平坦化的关键工艺，是半导体技术中的重要应用突破。

其中CMP抛光垫（Chemical Mechanical Polishing Pad，CMP Pad）是抛光工艺中的重要耗材。通过表面化学作用和机械研磨的技术结合来实现晶圆表面微米/纳米级不同材料的去除，从而达到晶圆表面的高度（纳米级）平坦化效应，使半导体制作过程中下一步的光刻工艺得以进行。

CMP抛光垫的性质直接影响晶圆表面抛光质量，是CMP工艺的核心材料，同时具有较高技术要求、需要持续较大资金投入以及核心客户认证，技术进入壁垒高，研究CMP耗材时间成本较高，需要较长时间来试错摸索工艺指标、产品配方等对物理参数及性能的影响结果。目前高效准确的抛光垫材料检测方法成为了各大研究机构、企业的迫切需求。

低场核磁共振技术

低场核磁共振技术作为一项新晋的高新检测技术，在抛光垫材料检测方面具有明显优势：

• 快速（几十秒），实时反映产线产品质量；
• 无损，同一样品可进行反复老化测试；
• 变温模块，实现不同温度下硬段定量；
• 准确，测试灵敏度高；
• 绿色环保，无需任何化学试剂；
• 操作简便，无需专业技能。

一

CMP抛光垫的作用

CMP技术是使被抛光材料在化学和机械的共同作用下，材料表面达到所要求的平整度的一个工艺过程。抛光液中的化学成分与材料表面进行化学反应，形成易抛光的软化层，抛光垫和抛光液中的研磨颗粒对材料表面进行物理机械抛光将软化层除去。

在CMP制程中，抛光垫的主要作用有：

2、从工件抛光表面除去抛光过程产生的残留物（如抛光碎屑、抛光碎片等）；

3、传递材料去除所需的机械载荷；

4、维持抛光过程所需的机械和化学环境。除抛光垫的力学性能以外，其表面组织特征，如微孔形状、孔隙率、沟槽形状等，可通过影响抛光液流动和分布，来决定抛光效率和平坦性指标。

二

CMP抛光垫的种类

三

低场核磁共振在嵌段共聚物中的应用

低场核磁共振应用原理：基于抛光垫中软硬段氢质子的不同，在低场核磁共振测试中各自氢的弛豫时间不同，可以区分软硬段，低场核磁共振弛豫谱图信号量又和氢质子量正相关；从而可以快速计算得到不同温度下抛光垫软硬段的占比。

使用设备

   图：纽迈VTMR20-010V

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