CN115958524A - 抛光垫及半导体器件的制造方法 - Google Patents

抛光垫及半导体器件的制造方法 Download PDF

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CN115958524A CN202211200798.5A CN202211200798A CN115958524A CN 115958524 A CN115958524 A CN 115958524A CN 202211200798 A CN202211200798 A CN 202211200798A CN 115958524 A CN115958524 A CN 115958524A
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Abstract

本发明涉及一种抛光垫及半导体器件的制造方法。所述抛光垫，通过在厚度方向上细分的结构设计，能够提供符合针对各种抛光对象的各种抛光目的的物性，并且在使用后的废弃方面，不同于现有的抛光垫，在至少一部分结构应用可再生材料或可回收材料，从而能够确保环保。具体而言，所述抛光垫，包括抛光层；所述抛光层包括：抛光可变层，具备抛光面，以及抛光不变层，设置在所述抛光可变层的所述抛光面的相反面侧；所述抛光不变层包括含有第一氨基甲酸乙酯基预聚物的第一组合物的固化物，所述第一氨基甲酸乙酯基预聚物可以为第一醇成分和第一异氰酸酯成分的反应产物，所述第一醇成分包含羟基值为200mgKOH/g至900mgKOH/g的第一多元醇。

Description

抛光垫及半导体器件的制造方法
技术领域
本发明涉及一种抛光工艺用垫和将这种垫应用于半导体器件的制造方法的技术。
背景技术
化学机械平坦化(Chemical Mechanical Planarization，CMP)或者化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)工艺可以在各种技术领域中用于各种目的。CMP工艺在抛光对象的规定的被抛光面上进行，可以用于平坦化被抛光面、除去凝集的物质、解决晶格损伤、去除划痕与污染源等。
半导体工艺的CMP工艺技术可根据抛光对象膜质或者抛光后的表面的形状来进行分类。例如，可以按抛光对象膜质分为单晶硅(single silicon)或者多晶硅(polysilicon)，也可以按杂质的种类分为各种氧化膜或者钨(W)、铜(Cu)、铝(Al)、钌(Ru)、钽(Ta)等金属膜CMP工艺。并且，还可以按抛光后的表面的形状来分为改善基板表面的粗糙度的工艺、平坦化多层电路布线导致的段差的工艺、以及用于抛光后选择性形成电路布线的器件分离工艺。
可以在半导体器件的制造过程中多次应用CMP工艺。半导体器件包括多个层，并且每个层都包括复杂且微细的电路图案。另外，在最近的半导体器件中，单个芯片大小减小，且各层的图案都向着更复杂且微细的方向进化。因此，在半导体器件的制备过程中，CMP工艺的目的已经扩展到不仅包括电路布线的平坦化，还包括电路布线的分离及布线表面的改善等，其结果正在要求更加精密可靠的CMP性能。
这种用于CMP工艺的抛光垫作为通过摩擦来将被抛光面加工至目的水平的工艺用部件，在抛光后的被抛光对象的厚度均匀度、被抛光面的平坦度、抛光质量等方面可视为最重要的因素之一。
发明内容
发明要解决的问题
在本发明一实现例中，旨在提供一种抛光垫，其通过在厚度方向上细分的结构设计，能够提供符合针对各种抛光对象的各种抛光目的的物性，并且在抛光工艺过程中的结构变化方面，基于适当的可变性，抛光性能长时间不会降低。另外，在抛光垫使用后的废弃方面，不同于现有的抛光垫，旨在通过将可再生材料或可回收材料应用于至少一部分结构来达成环保的目的。
在本发明另一实现例中，旨在提供一种半导体器件的制造方法，其应用所述抛光垫，能够确保半导体基板的被抛光面的多样性，并且能够在针对各个被抛光面确保适当的抛光率的同时保证优异的抛光平坦度和最低的缺陷发生程度，从而得到在工艺生产性和经济性方面提高的结果。
用于解决问题的手段
在本发明一实现例中，提供一种抛光垫，包括抛光层；所述抛光层包括：抛光可变层，具备抛光面，以及抛光不变层，设置在所述抛光可变层的所述抛光面的相反面侧；所述抛光不变层包括含有第一氨基甲酸乙酯基预聚物的第一组合物的固化物，所述第一氨基甲酸乙酯基预聚物为第一醇成分和第一异氰酸酯成分的反应产物，所述第一醇成分包含羟基值(Hydroxyl number，OH-Value)为200mgKOH/g至900mgKOH/g的第一多元醇。
所述抛光可变层和所述抛光不变层的界面可以为可分离界面。
所述抛光可变层和所述抛光不变层可以分别包括至少一个层。
所述第一组合物中异氰酸酯基(-NCO)含量可以为8重量％至20重量％。
所述第一组合物还包含第一固化剂，所述第一固化剂可以包含含有选自由氨基、羟基以及它们的组合组成的组中的一种反应基团的化合物。
所述第一固化剂包含含有羟基(-OH)作为所述反应基团的化合物，含有所述羟基的化合物的羟基值可以为大于600mgKOH/g且900mgKOH/g以下。
所述抛光可变层包括含有第二氨基甲酸乙酯基预聚物的第二组合物的固化物，所述第二氨基甲酸乙酯基预聚物可以为第二醇成分和第二异氰酸酯成分的反应产物，所述第二醇成分包含羟基值为50mgKOH/g以上且小于200mgKOH/g的第二多元醇。
所述第二组合物还包含第二固化剂，所述第二固化剂可以包含含有选自由氨基(-NH2)、羟基以及它们的组合组成的组中的一种反应基团的化合物。
所述第二固化剂包含含有氨基作为所述反应基团的化合物，所述第二组合物中的异氰酸酯基与所述第二固化剂中的氨基的摩尔比可以为1：0.80至1：1.20。
所述第二组合物中异氰酸酯基的含量可以为5重量％至11重量％。
在本发明的另一实现例中，提供一种半导体器件的制造方法，包括如下步骤：在平板上提供抛光垫，所述抛光垫包括具有抛光面的抛光层，以及将抛光对象的被抛光面设置成与所述抛光面接触，然后在加压条件下，在使所述抛光垫和所述抛光对象彼此相对旋转的同时抛光所述抛光对象；所述抛光层包括：抛光可变层，包括所述抛光面，以及抛光不变层，设置在所述抛光可变层的所述抛光面的相反面侧；所述抛光不变层包括含有第一氨基甲酸乙酯基预聚物的第一组合物的固化物，所述第一氨基甲酸乙酯基预聚物为第一醇成分和第一异氰酸酯成分的反应产物，所述第一醇成分包含羟基值为200mgKOH/g至900mgKOH/g的第一多元醇。
所述抛光对象的被抛光面加压到所述抛光层的抛光面的荷重可以为0.01psi至20psi。
发明效果
所述抛光垫能够通过在厚度方向上细分的结构设计，提供符合针对各种抛光对象的各种抛光目的的物性，并且在抛光工艺过程中的结构变化方面，基于适当的可变性，抛光性能长时间不会降低。另外，在所述抛光垫使用后的废弃方面，不同于现有的抛光垫，能够通过将可再生材料或可回收材料应用于至少一部分结构来确保环保。
所述半导体器件的制备方法，应用所述抛光垫，能够确保半导体基板的被抛光面的多样性，并且能够在确保针对各个被抛光面的适当的抛光率的同时保证优异的抛光平坦度和最低的缺陷发生程度，进而能够导出在工艺生产性和经济性方面提高的结果。
附图说明
图1概略性地示出了一实现例的所述抛光层的截面。
图2概略性地示出了一实现例的所述第一表面在抛光工艺中的变化。
图3概略性地示出了一实现例的所述抛光垫的截面。
图4是概略性地示出一实现例的所述半导体器件的制造方法的示意图。
110：抛光垫
10：抛光层
101：抛光可变层
102：抛光不变层
11：第一表面
12：第二表面
13：可分离界面
14：凹槽
20：缓冲层
30：第一粘合层
40：第二粘合层
w1：凹槽的宽度
p1：凹槽的间距
d1：凹槽的深度
D1：抛光可变层的厚度
15：气孔
120：平板
130：抛光对象
140：喷嘴
150：抛光浆料
160：抛光头
170：修整器
具体实施方式
根据下面的实现例或实施例，将更清楚地理解本发明的优点、特征以及其实现方法。然而，本发明不限于以下公开的实现例或实施例，而是可按照各种不同的形式来实现。下面描述的实现例或实施例仅为了使本发明更完整，并向本发明所属领域的普通技术人员提供本发明的范畴，并且本发明的范围由权利要求的范围来限定。
在图中，为了根据需要清楚地表达图中的层或区域，将一部分构成的厚度进行放大并示出。此外，在附图中，为了方便说明，将部分层和区域的厚度夸大示出。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的构成要素。
在本说明书中，当层、膜、区域、板等的一部分被称为在另一部分的“上面”或者“上方”时，这不仅包括直接位于另一部分“上方”的情况，还包括中间还有其他部分的情况。相反，当某个部分被称为直接位于另一部分“上方”时，意味着中间没有其他部分。同时，当层、膜、区域、板等的一部分被称为在另一部分的“下面”或者“下方”时，这不仅包括直接位于另一部分“下方”的情况，还包括中间还有其他部分的情况。相反，当某个部分被称为直接位于另一部分“下方”时，意味着中间没有其他部分。
在本说明书中关于数值范围的描述中，“～以上”的含义被解释为包括数字本身或大于其的情况。例如，“两个以上”意味着两个或大于两个的情况。另外，数值范围中“X至Y”的记载被解释为是包括X或Y的范围。例如，“25至50”意味着包括25和50的数值范围。
在本说明书中，关于由“第一”或“第二”等标注的结构，包括其的上位结构彼此不同，为了对此进行区分，对所述结构进行标注并记载，然而这种记载方式本身不应解释为包括彼此不同的成分或不同的组成。
下面，将详细说明本发明的实现例。
在一实现例中，提供一种抛光垫，所述抛光垫，包括抛光层；所述抛光层包括：抛光可变层，具备抛光面，以及抛光不变层，设置在所述抛光可变层的所述抛光面的相反面侧；所述抛光不变层包括含有第一氨基甲酸乙酯基预聚物的第一组合物的固化物，所述第一氨基甲酸乙酯基预聚物为第一醇成分和第一异氰酸酯成分的反应产物，所述第一醇成分包含羟基值为200mgKOH/g至900mgKOH/g的第一多元醇。
图1概略性地示出了一实现例的所述抛光层10的厚度方向上的截面。下面，“抛光面”和“第一表面”可用作用于表示相同结构的术语。
参照图1，所述抛光层10可以包括具备抛光面11的抛光可变层101。另外，所述抛光层10可以包括设置在所述抛光面11的相反面侧的抛光不变层102。所述抛光可变层101和所述抛光不变层102的界面可以是可分离界面。所述抛光可变层101和所述抛光不变层102可以分别包括至少一个层。
另一方面，所述抛光层10可以包括第一表面11和作为所述第一表面11的相反面的第二表面12。另外，所述抛光层10可以在所述第一表面11和所述第二表面12之间包括至少一个可分离界面13。在本说明书中，所述“可分离界面”是指能够在实质上将以所述可分离界面为基准相邻的两个层划分为不连续的结构而不是连续的结构的界面。作为一个示例，所述可分离界面作为在规定外力下拆卸或分离的界面，可以对应于以粘合层为媒介的附着面等。
所述抛光层10可以包括：作为从所述第一表面11到所述可分离界面13为止的区域的至少一个抛光可变层101；以及作为从所述可分离界面13到所述第二表面12为止的区域的至少一个抛光不变层102。在本说明书中，所述“抛光可变层”是指在利用所述抛光垫的抛光工艺中，结构、形状等物理特征和/或组成等化学特征发生变化的区域，所述“抛光不变层”是指在利用所述抛光垫的抛光工艺中，物理和/或化学特征不发生实质变化的区域。所述“不发生实质变化”的含义可以被解释为不仅包括物理和/或化学特征完全不发生变化的情况，还包括物理和/或化学特征可以因在加压环境和湿润环境下被抛光而发生微小的变化，然而与所述抛光可变层相比，变化水平十分微小，可视为不发生实质变化的情况。
图1示意性地示出形成有一个所述可分离界面13的情况，然而所述抛光层10可以根据需要来在所述第一表面11和所述第二表面12之间包括至少两个可分离界面13。在这种情况下，所述抛光可变层101或所述抛光不变层102可以分别包括多个层。
可以通过将所述抛光层10设计成包括至少一个所述抛光可变层101和至少一个所述抛光不变层102来在厚度方向上精确地设计其结构，作为通过上述方式在厚度方向上层叠的各层有机相互作用的物性的结果，通过所述抛光面11算出的抛光性能可以根据目的来进行微细且精确的控制。
在一实现例中，所述抛光可变层101可以占所述抛光层10整体体积中的约30体积％至约60体积％，例如，可以占约40体积％至约60体积％，例如，可以占约45体积％至约55体积％。当所述抛光层10整体体积中的所述抛光可变层101的体积满足上述范围时，可以有利于在确保通过所述抛光可变层101和所述抛光不变层102实现的上述技术优点的同时，将所述抛光垫的工艺寿命实现为目的水平。
所述抛光垫可以用于各种目的的抛光工艺。例如，所述抛光垫可以应用于半导体器件的制造工艺。近来半导体器件的集成度要求逐渐上升，并且其结构按三维化的形式逐渐复杂化。为符合这种要求，需在所述半导体器件的制造过程中实施微细的工艺控制。半导体器件包括各种材料和各种形状的薄膜，因此需要一种根据各个薄膜的材料和形状，对工艺条件进行微细调整的抛光工艺。所述抛光垫作为这种微细工艺控制因素中的一种，所述抛光垫的结构、材料以及形状等的微细差异也可能导致所述半导体器件的抛光结果出现显著的差异。
所述抛光不变层102如上所述，作为一种在抛光工艺中，其物理和/或化学特征不发生实质变化的区域，不对抛光对象的被抛光面造成直接影响，但是可以通过与所述抛光可变层101层叠从而将所述抛光垫的整体结构支撑性能、弹性、延伸率以及拉伸强度等物理/机械物性确保为适当水平来作为对最终抛光性能造成直接或间接影响的结构发挥功能。
在这一方面，所述抛光不变层102包括含有第一氨基甲酸乙酯基预聚物的第一组合物的固化物，可以通过应用第一异氰酸酯成分和包含羟基值为200mgKOH/g至900mgKOH/g的第一多元醇的第一醇成分的反应产物作为所述第一氨基甲酸乙酯基预聚物来最大化其技术优点。
在所述第一氨基甲酸乙酯基预聚物中，所述“预聚物(prepolymer)”是指在制备固化物时，为了便于成型而在中间阶段中断聚合度的具有比较低的分子量的高分子。所述预聚物自身可以经过加热和/或加压等附加的固化工艺最终成型为固化物，或者与其他聚合性化合物，例如，不同种类的单体或者不同种类的预聚物等附加化合物混合并且反应来最终成型为固化物。
在本说明书中，“多元醇(polyol)”是指每分子包含至少两个羟基的化合物。在一实现例中，所述多元醇化合物可以包含：含有两个羟基的二元醇化合物，即，二醇(diol)或乙二醇(glycol)；或者含有三个羟基的三元醇化合物，即，三醇(triol)化合物。
在一实现例中，所述第一多元醇可以是回收多元醇。具体而言，所述第一多元醇可以是源自抛光垫废弃物的多元醇。更具体而言，所述第一多元醇可以是源自所述抛光垫废弃物的水解加工物的多元醇。所述“抛光垫废弃物”可指在目的抛光工艺中使用后废弃的抛光垫；或者在抛光垫制备过程中废弃的副产物。通常，抛光垫作为半永久性工艺部件，是在抛光工艺中应用规定时间后其物理结构和/或化学性质不再适合进行抛光从而需要更换的部件之一。另外，由于抛光垫需提供符合抛光目的的抛光面，因此在大部分情况下，在所述抛光垫的制备过程中，仅采用能够保证抛光对象的质量稳定性的一部分，将剩余部分作为副产物废弃。如上所述，在使用完毕的抛光垫或者在制备过程中废弃的抛光垫副产物包含热固性聚氨酯的情况下，由于所述抛光垫或所述抛光垫副产物无实质可回收性，因此正在成为造成环境污染的主要因素。进而，随着近来半导体需求逐渐增加，应用于半导体工艺等后废弃的抛光垫和抛光垫的制备副产物的数量持续增加，从而导致这种环境污染问题正在逐渐加深。因此，当应用源自所述抛光垫废弃物的回收多元醇作为所述抛光不变层102的一结构时，可以获得实现上述技术目的的同时实现环保效果的优点。
在所述第一多元醇中，羟基值可以为约200mgKOH/g至约900mgKOH/g，例如，可以为约300mgKOH/g至约900mgKOH/g，例如，可以为约300mgKOH/g至约800mgKOH/g，例如，可以为约300mgKOH/g至约750mgKOH/g，例如，可以为约450mgKOH/g至约650mgKOH/g。在使用具有所述羟基值的多元醇作为所述第一多元醇的情况下，在与所述抛光可变层一同使用时，源自所述第一多元醇的所述抛光不变层的物理和/或机械物性可以有利于实现抛光性能。另外，可以更加有利于从所述抛光垫废弃物通过加工来获取作为回收多元醇的所述第一多元醇。即在所述第一多元醇为源自所述抛光垫废弃物的水解(Glycolysis)加工物的回收多元醇的情况下，所述回收多元醇可以被制成构成所述抛光垫的高分子链以规定单位分解从而具有至少两个末端羟基的醇化合物，并且通过这种方式获取的所述第一多元醇可以更加容易满足所述羟基值。
所述第一多元醇的重均分子量(Mw)可以为约100g/mol至约1200g/mol，例如，可以为约100g/mol至约1000g/mol，例如，可以为约100g/mol至约950g/mol，例如，可以为约100g/mol至约800g/mol，例如，可以为约100g/mol至约750g/mol，例如，可以为约100g/mol至约700g/mol，例如，可以为约100g/mol至约650g/mol，例如，可以为约150g/mol至约600g/mol。当所述第一多元醇具有与所述分子量对应的主链结构时，所述第一醇成分和所述第一异氰酸酯成分相互反应，从而可以形成总体上均质的聚氨酯材料，并且如上所述，可以更加有利于从所述抛光垫废弃物通过加工来获取作为回收多元醇的所述第一多元醇。
在一实现例中，除所述第一多元醇之外，所述第一醇成分还可以包含额外的多元醇化合物。额外的所述多元醇化合物例如，可以包含选自由聚醚多元醇(polyetherpolyol)、聚酯多元醇(polyester polyol)、聚碳酸酯类多元醇(polycarbonate polyol)、丙烯酸类多元醇(acryl polyol)以及它们的组合组成的组中的一种。
具体而言，额外的所述多元醇化合物例如，可以包含选自由聚四亚甲基醚二醇(PTMG)、聚丙烯醚二醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二甘醇(DEG)、二丙二醇(DPG)、三丙二醇、聚丙烯乙二醇、聚丙烯三醇以及它们的组合组成的组中的一种。
所述第一异氰酸酯成分可以为选自由芳香族二异氰酸酯、脂肪族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯以及它们的组合组成的组中的一种。例如，所述第一异氰酸酯成分可以包含芳香族二异氰酸酯。
所述第一异氰酸酯成分，例如，可以包含选自由2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-toluenediisocyanate，2,4-TDI)、2,6-甲苯二异氰酸酯(2,6-toluenediisocyanate，2,6-TDI)、萘-1,5-二异氰酸酯(naphthalene-1,5-diisocyanate)、对苯二异氰酸酯(p-phenylenediisocyanate)、二甲基联苯二异氰酸酯(tolidinediisocyanate)、4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯(4,4’-diphenylmethanediisocyanate)、六亚甲基二异氰酸酯(hexamethylenediisocyanate)、二环己基甲烷二异氰酸酯(dicyclohexylmethanediisocyanate)、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯(4,4’-dicyclohexylmethanediisocyanate，H12MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(isophoronediisocyanate)以及它们的组合组成的组中的一种。
在一实现例中，所述第一异氰酸酯成分包含芳香族二异氰酸酯。所述芳香族二异氰酸酯例如可以包含2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-TDI)，例如可以包含2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-TDI)与2,6-甲苯二异氰酸酯(2,6-TDI)。
在一实现例中，相对于所述第一异氰酸酯成分总重量100重量份，所述第一多元醇可以为约10重量份至约30重量份，例如，可以为约15重量份至约20重量份。相对于所述第一异氰酸酯成分，当以上述范围内的相对含量比应用所述第一多元醇时，源自所述第一氨基甲酸乙酯基预聚物的所述抛光不变层的物性可以更加有利于将抛光性能提高至目的水平。
在所述第一异氰酸酯成分中，异氰酸酯基的含量(NCO％)可以为约30重量％至约65重量％，例如，可以为约35重量％至约60重量％，例如，可以为约40重量％至约55重量％，例如，可以为约40重量％至约50重量％。所述第一异氰酸酯成分的“异氰酸酯基含量(NCO％)”是指相应成分中未发生反应而是以自由反应基的形式存在的异氰酸酯基(-NCO)重量的百分比。在所述第一异氰酸酯成分的NCO％满足上述范围的情况下，可以与所述第一多元醇实现最佳的反应性。更具体而言，当羟基值和/或重均分子量分别满足上述范围时，可以在与所述第一多元醇的反应性方面有利。
所述第一组合物中异氰酸酯基含量(NCO％)可以为约8重量％至20重量％，例如，可以为约8重量％至约18重量％，例如，可以为约8重量％至约15重量％，例如，可以为约9重量％至约15重量％，例如，可以为约10重量％至约15重量％，例如，可以为大于约10重量％且约15重量％以下。所述第一组合物中“异氰酸酯基含量(NCO％)”是指所述组合物中未发生反应而是以自由反应基的形式存在的异氰酸酯基(-NCO)重量的百分比。所述第一组合物的NCO％可以以除后述第一固化剂和第一发泡剂之外的第一组合物的总重量为基准计算。当所述第一组合物的NCO％满足上述范围时，通过固化所述第一组合物来制备的所述抛光不变层可以具有最佳的交联结构，其结果，所述抛光不变层与所述抛光可变层层叠，由此在整体结构上可以更有利于通过所述第一表面11提供优异的抛光性能。
所述第一组合物还可以包含第一固化剂。所述第一固化剂与所述第一氨基甲酸乙酯基预聚物发生化学反应从而形成适当的交联结构，由此向所述抛光不变层赋予适当的机械物性，并且能够发挥提高所述抛光不变层和所述抛光可变层的层叠相容性的作用。
在一实现例中，所述第一固化剂可以包含含有选自由氨基、羟基以及它们的组合组成的组中的一种反应基团的化合物。所述“反应基团”是指当所述第一固化剂与所述第一氨基甲酸乙酯基预聚物等不同种类的化合物进行反应时直接参与化学反应的末端基团。即所述第一固化剂，例如，可以包含一分子中含有氨基作为反应基团的化合物，或者一分子中含有羟基作为反应基团的化合物，或者一分子中含有氨基和羟基两者作为反应基团的化合物。
例如，所述第一固化剂可以包含选自由4,4’-亚甲基双(2-氯苯胺)(4-4’-methylenebis(2-chloroaniline)，MOCA)、二乙基甲苯二胺(diethyltoluenediamine，DETDA)、二氨基二苯基甲烷(diaminodiphenylmethane)、二甲硫基甲苯二胺(dimethylthio-toluene diamine，DMTDA)、丙二醇双对氨基苯甲酸酯(propanediol bis p-aminobenzoate)、亚甲基双-邻氨基苯甲酸甲酯(Methylene bis-methylanthranilate)、二氨基二苯砜(diaminodiphenylsulfone)、间苯二甲胺(m-xylylenediamine)、异佛尔酮二胺(isophoronediamine)、乙二胺(ethylenediamine)、二亚乙基三胺(diethylenetriamine)、三亚乙基四胺(triethylenetetramine)、聚丙二胺(polypropylenediamine)、聚丙三胺(polypropylenetriamine)、双(4-氨基-3-氯苯基)甲烷(bis(4-amino-3-chlorophenyl)methane)、三乙醇胺(triethanolamine)、三丙醇胺(tripropanolamine)、三异丙醇胺(triisopropanolamine)以及它们的组合组成的组中的一种。
例如，所述第一固化剂可以包含含有羟基作为所述反应基团的化合物。这时，所述化合物的羟基值可以为大于约600mgKOH/g且约900mgKOH/g以下，例如，可以为约650mgKOH/g至约850mgKOH/g，例如，可以为约700mgKOH/g至约800mgKOH/g。在应用具有所述羟基值的化合物作为所述第一固化剂的情况下，可以提高与源自羟基值在上述范围内的所述第一多元醇的所述第一氨基甲酸乙酯基预聚物反应时化学结构上的连接性，其结果，可以有利于整体上的固化结构赋予所述抛光不变层改善的机械物性。
在一实现例中，在所述第一固化剂包含含有羟基作为所述反应基团的化合物的情况下，所述第一组合物中以自由反应基的形式存在的异氰酸酯基(-NCO)和源自所述第一固化剂的羟基(-OH)的摩尔比(NCO：OH)可以为约1：2至约2：1，例如，可以为约1：1.5至约1.5：1，例如，可以为约1：1.2至约1.2：1。当应用满足所述摩尔比的所述第一固化剂时，所述第一氨基甲酸乙酯基预聚物和所述第一固化剂之间的交联结构可以更加有利于提高所述抛光不变层的机械物性。
在所述第一组合物整体中，所述第一固化剂的含量可以为约15重量％至约30重量％，例如，可以为约18重量％至约27重量％，例如，可以为约19重量％至约26重量％，例如，可以为约20重量％至约26重量％。当以所述含量应用所述第一固化剂时，所述第一氨基甲酸乙酯基预聚物和所述第一固化剂之间的交联结构可以更加有利于提高所述抛光不变层的机械物性。
所述第一组合物还可以根据需要包含第一发泡剂。所述第一发泡剂能够发挥通过向所述抛光不变层赋予气孔结构来调节密度和弹性的作用。所述第一发泡剂，例如，可以包含选自由固体发泡剂、气体发泡剂、液体发泡剂以及它们的组合组成的组中的一种。
在所述第一组合物还包含所述第一发泡剂的情况下，相对于所述第一组合物整体重量100重量份，所述第一发泡剂的含量可以为约0.1重量份至约10重量份，例如，约0.1重量份至约5重量份。
所述抛光可变层101可以包含含有第二氨基甲酸乙酯基预聚物的第二组合物的固化物。在所述第二氨基甲酸乙酯基预聚物中，所述“预聚物(prepolymer)”是指在制备固化物时，为了便于成型而在中间阶段中断聚合度的具有比较低的分子量的高分子。所述预聚物自身可以经过加热和/或加压等附加的固化工艺最终成型为固化物，或者与其他聚合性化合物，例如，不同种类的单体或者不同种类的预聚物等附加化合物混合并且反应来最终成型为固化物。
在一实现例中，所述第二氨基甲酸乙酯基预聚物可以是第二醇成分和第二异氰酸酯成分的反应产物，所述第二醇成分包含羟基值为约50mgKOH/g以上且小于约200mgKOH/g的第二多元醇。所述第二醇成分和所述第二异氰酸酯成分分别可以包含与所述第一醇成分和所述第一异氰酸酯成分相同的化合物或者不同的化合物。
在一实现例中，所述第二异氰酸酯成分可以为选自由芳香族二异氰酸酯、脂肪族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯以及它们的组合组成的组中的一种。例如，所述第二异氰酸酯成分可以包含芳香族二异氰酸酯。例如，所述第二异氰酸酯成分可以包含芳香族二异氰酸酯和脂环族二异氰酸酯。
所述第二异氰酸酯成分，例如，可以包含选自由2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-toluenediisocyanate，2,4-TDI)、2,6-甲苯二异氰酸酯(2,6-toluenediisocyanate，2,6-TDI)、萘-1,5-二异氰酸酯(naphthalene-1,5-diisocyanate)、对苯二异氰酸酯(p-phenylenediisocyanate)、二甲基联苯二异氰酸酯(tolidinediisocyanate)、4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯(4,4’-diphenylmethanediisocyanate)、六亚甲基二异氰酸酯(hexamethylenediisocyanate)、二环己基甲烷二异氰酸酯(dicyclohexylmethanediisocyanate)、4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯(4,4’-dicyclohexylmethanediisocyanate，H12MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(isophoronediisocyanate)以及它们的组合组成的组中的一种。
所述第二醇成分可以包含羟基值为约50mgKOH/g以上且小于约200mgKOH/g的第二多元醇。在所述第二多元醇中，“多元醇(polyol)”是指每分子包含至少两个羟基的化合物。当在用于制备所述抛光不变层的所述第一组合物包含羟基值满足上述范围的第一多元醇作为所述第一醇成分的同时，用于制备所述抛光可变层的所述第二组合物包含所述羟基值为约50mgKOH/g以上且小于约200mgKOH/g的第二多元醇作为所述第二醇成分时，所述抛光可变层和所述抛光不变层各自的物性彼此组合，从而所述抛光层整体的厚度方向上的特性在确保抛光性能方面可以更加有利。
所述第二多元醇的羟基值可以为约50mgKOH/g以上且小于约200mgKOH/g，例如，可以为约80mgKOH/g以上且小于约200mgKOH/g，例如，可以为约100mgKOH/g至约190mgKOH/g，例如，可以为约100mgKOH/g至约180mgKOH/g，例如，可以为约105mgKOH/g至约140mgKOH/g，例如，可以为约105mgKOH/g至约130mgKOH/g。在使用具有所述羟基值的多元醇作为所述第二多元醇的情况下，在与所述抛光不变层一同使用时，从所述第二多元醇制备的所述抛光可变层的物理和/或机械物性可以更加有利于实现抛光性能。
所述第二多元醇的重均分子量(Mw)可以为约100g/mol至约3000g/mol，例如，可以为约100g/mol至约2000g/mol，例如，可以为约100g/mol至约1800g/mol，例如，可以为约300g/mol至约1800g/mol。当所述第二多元醇具有与所述分子量对应的主链结构时，所述第二醇成分与所述第二异氰酸酯成分彼此反应，从而可以在整体上确保有利于提高抛光性能的硬度和延伸率。
在一实现例中，除所述第二多元醇之外，所述第二醇成分还可以包含额外的多元醇化合物。
额外的所述多元醇化合物，例如，可以包含由聚醚类多元醇(polyether polyol)、聚酯类多元醇(polyester polyol)、聚碳酸酯类多元醇(polycarbonate polyol)、丙烯酸类多元醇(acryl polyol)以及它们的组合组成的组中的一种。
具体而言，额外的所述多元醇化合物，例如，可以包含选自由聚丙烯醚二醇、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二甘醇(DEG)、二丙二醇(DPG)、三丙二醇、聚丙烯乙二醇、聚丙烯三醇以及它们的组合组成的组中的一种。
在一实现例中，所述第二醇成分中额外的多元醇化合物的重均分子量(Mw)可以为约100g/mol以上且小于约300g/mol。在这种情况下，所述第二醇成分可以在所述第二氨基甲酸乙酯基预聚物中形成适当的交联结构，其结果，所述抛光可变层101呈现出适当的拉伸强度、延伸率以及压缩特性，因此可以更加有利于提高通过所述第一表面11的抛光性能。
所述第二氨基甲酸乙酯基预聚物的重均分子量(Mw)可以为约500g/mol至约3000g/mol，例如，可以为约600g/mol至约2000g/mol，例如，可以为约800g/mol至约1000g/mol。在所述第二氨基甲酸乙酯基预聚物具有与所述重均分子量(Mw)对应的聚合度的情况下，包含最终固化物的所述抛光可变层101呈现出适当的表面硬度和拉伸强度，因此可以更加有利于提高通过所述第一表面11的抛光性能。
在一实现例中，所述第二异氰酸酯成分可以包含芳香族二异氰酸酯。所述芳香族二异氰酸酯例如可以包含2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-TDI)，例如可以包含2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-TDI)与2,6-甲苯二异氰酸酯(2,6-TDI)。另外，所述第二多元醇，例如，可以包含聚四亚甲基醚二醇(PTMG)和二甘醇(DEG)。
在另一实现例中，所述第二异氰酸酯成分可以包含芳香族二异氰酸酯和脂环族二异氰酸酯。所述芳香族二异氰酸酯，例如，可以包含2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-TDI)，例如可以包含2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-TDI)与2,6-甲苯二异氰酸酯(2,6-TDI)。所述脂环族二异氰酸酯，例如，可以包含4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)。另外，所述第二多元醇，例如，可以包含聚四亚甲基醚二醇(PTMG)和二甘醇(DEG)。
在一实现例中，相对于所述第二异氰酸酯成分总重量100重量份，所述第二醇成分的总重量可以为约100重量份至约180重量份，例如，可以为大于约100重量份且约180重量份以下，例如，可以为约110重量份至约160重量份，例如，可以为约120重量份至约150重量份。
在另一实现例中，相对于所述第二异氰酸酯成分总重量100重量份，所述第二醇成分的总重量可以为大于约180重量份且约250重量份以下，例如，可以为约185重量份至约250重量份，例如，可以为约190重量份至约240重量份。
在一实现例中，所述第二多元醇包含聚四亚甲基醚二醇(PTMG)，并且相对于所述第二异氰酸酯成分整体重量100重量份，所述第二多元醇的含量可以为约100重量份至约250重量份，例如，可以为大于约100重量份且约250重量份以下，例如，可以为约110重量份至约220重量份，例如，可以为约110重量份至约140重量份。
在另一实现例中，所述第二多元醇包含聚四亚甲基醚二醇(PTMG)，并且相对于所述第二异氰酸酯成分整体重量100重量份，所述第二多元醇的含量可以为约150重量份至约250重量份，例如，可以为约180重量份至约230重量份。
在一实现例中，所述第二醇成分的额外的多元醇化合物包含二甘醇(DEG)，并且相对于所述第二异氰酸酯成分整体重量100重量份，所述二甘醇(DEG)的含量可以为约1重量份至约20重量份，例如，可以为约1重量份至约15重量份。
在一实现例中，所述第二异氰酸酯成分包含所述芳香族二异氰酸酯，所述芳香族二异氰酸酯包含2,4-TDI和2,6-TDI，并且相对于所述2,4-TDI100重量份，所述2,6-TDI的含量可以为约1重量份至约40重量份，例如，可以为约1重量份至约30重量份，例如，可以为约3重量份至约28重量份，例如，可以为约20重量份至约30重量份。
在另一实现例中，相对于100重量份的所述2,4-TDI，所述2,6-TDI的含量可以是约1重量份至约40重量份，例如，可以是约1重量份至约30重量份，例如，可以是约1重量份至约20重量份，例如，可以是约1重量份至约10重量份。
在一实现例中，所述第二异氰酸酯成分包含所述芳香族二异氰酸酯和所述脂环族二异氰酸酯，相对于总100重量份的所述芳香族二异氰酸酯，所述脂环族二异氰酸酯的含量可以是约5重量份至约30重量份，例如，可以是约10重量份至约25重量份。
在所述第二氨基甲酸乙酯基预聚物满足上述组分特征的情况下，所述抛光可变层可以确保用于实现所期望的可变性的物理/机械物性。另外，可以确保在所述抛光可变层的所述第一表面上形成凹槽等额外结构方面改善的工艺性。另外，在与所述抛光不变层层叠的抛光层整体结构方面，可以更加有利于确保厚度方向上物性的细分化和抛光性能的实现方面最佳的统一性。
在所述第二组合物中，异氰酸酯基含量(NCO％)可以为约5重量％至约11重量％，例如，可以为约5重量％至约10重量％，例如，可以为约5重量％至约9.5重量％，例如，可以为约8.0重量％至约9.5重量％。所述“异氰酸酯基含量”是指所述第二组合物的整体重量中，未发生氨基甲酸酯反应而是以自由反应基的形式存在的异氰酸酯基(-NCO)重量的百分比。所述第二组合物的NCO％可以以除后述第二固化剂和第二发泡剂之外的第二组合物的总重量为基准计算。可以通过综合调节用于制备所述第二氨基甲酸乙酯基预聚物的单体的种类和含量，所述第二氨基甲酸乙酯基预聚物的制备工艺的温度和压力等工艺条件，以及在所述第二氨基甲酸乙酯基预聚物的制备中使用的添加剂的种类等来设计所述第二组合物的异氰酸酯基含量(NCO％)。在所述异氰酸酯基含量满足上述范围的情况下，有利于确保通过固化所述第二组合物来制备的所述抛光可变层101适当的物理/机械物性，并且以与所述抛光不变层102层叠的状态应用所述抛光可变层101，从而可以有利于通过所述第一表面11向抛光对象赋予优异的抛光性能。
在一实现例中，所述第一组合物中异氰酸酯基(-NCO)含量可以高于所述第二组合物中异氰酸酯基(-NCO)含量。即在所述第一组合物的NCO％和所述第二组合物的NCO％分别满足上述范围的同时所述第一组合物中异氰酸酯基(-NCO)含量可以高于所述第二组合物中异氰酸酯基(-NCO)含量。例如，所述第一组合物的NCO％与所述第二组合物的NCO％之比可以为约1：0.6至约1：0.9，例如，可以为约1：0.65至约1：0.85，例如，可以为约1：0.70至约1：0.80。当所述第一组合物和所述第二组合物各自的NCO％满足所述大小关系时，源自所述抛光不变层与所述抛光可变层的层叠结构的物性可以有利于优化所述抛光垫的抛光性能。
所述第二组合物还可以包含第二固化剂和第二发泡剂。所述第二固化剂和所述第二发泡剂分别可以包含与所述第一固化剂和所述第一发泡剂相同的化合物，或者不同的化合物。
在一实现例中，所述第二固化剂可以包含含有选自由氨基、羟基以及它们的组合组成的组中的一种反应基团的化合物。所述“反应基团”是指当所述第二固化剂与所述第二氨基甲酸乙酯基预聚物等不同种类的化合物反应时直接参与化学反应的末端基团。即所述第二固化剂可以包含一分子中仅含有氨基作为反应基团的化合物，或者可以包含一分子中仅含有羟基作为反应基团的化合物，或者可以包含一分子中含有氨基和羟基作为反应基团的化合物。
例如，所述第二固化剂可以包含选自由4,4’-亚甲基双(2-氯苯胺)(4-4’-methylenebis(2-chloroaniline)，MOCA)、二乙基甲苯二胺(diethyltoluenediamine，DETDA)、二氨基二苯基甲烷(diaminodiphenylmethane)、二甲硫基甲苯二胺(dimethylthio-toluene diamine，DMTDA)、丙二醇双对氨基苯甲酸酯(propanediol bis p-aminobenzoate)、亚甲基双-邻氨基苯甲酸甲酯(Methylene bis-methylanthranilate)、二氨基二苯砜(diaminodiphenylsulfone)、间苯二甲胺(m-xylylenediamine)、异佛尔酮二胺(isophoronediamine)、乙二胺(ethylenediamine)、二亚乙基三胺(diethylenetriamine)、三亚乙基四胺(triethylenetetramine)、聚丙二胺(polypropylenediamine)、聚丙三胺(polypropylenetriamine)、双(4-氨基-3-氯苯基)甲烷(bis(4-amino-3-chlorophenyl)methane)、三乙醇胺(triethanolamine)、三丙醇胺(tripropanolamine)、三异丙醇胺(triisopropanolamine)以及它们的组合组成的组中的一种。
在一实现例中，所述第一固化剂可以包含一分子中含有羟基作为反应基团的化合物，所述第二固化剂可以包含一分子中含有氨基作为反应基团的化合物。当以这种方式应用各个所述第一固化剂和所述第二固化剂时，可以确保所述抛光可变层和所述抛光不变层之间的界面的优异的物性，并且作为所述抛光可变层和所述抛光不变层的层叠体的所述抛光层在整体上的物性可以更加有利于优化抛光性能，并且可以获得环保效果。
在所述第二组合物整体中，所述第二固化剂的含量可以为约15重量％至约30重量％，例如，可以为约18重量％至约27重量％，例如，可以为约19重量％至约26重量％，例如，可以为约20重量％至约26重量％。当以所述含量应用所述第二固化剂时，可以有利于包括所述第二组合物的固化物的所述抛光可变层确保适合抛光的机械物性和适当的可变性。
所述第二组合物中的异氰酸酯基(-NCO)与所述第二固化剂中的反应基团的摩尔比(NCO：反应基团)可以为约1：0.80至约1：1.20，例如，可以为约1：0.90至约1：1.10，例如，可以为约1：0.90至约1：1.00，例如，可以为约1：0.90以上且小于约1：1.00。例如，在所述第二固化剂包含一分子中含有氨基作为反应基团的化合物的情况下，所述第二组合物中的异氰酸酯基(-NCO)与所述第二固化剂的氨基的摩尔比(NCO：NH2)可以满足上述范围。当所述摩尔比满足上述范围时，可以通过使所述第二氨基甲酸乙酯基预聚物和所述第二固化剂发生化学反应来形成适当的交联结构，其结果，可以有利于所述抛光可变层确保适当水平的拉伸强度和延伸率等物理/机械物性，从而通过所述第一表面向抛光对象的被抛光面传递优异的抛光性能。
所述抛光可变层101可以是包括多个气孔15的多孔结构。在位于所述抛光可变层101最上端表面的多个气孔15中，由于其内部的至少一部分暴露于外部，因此可以赋予所述第一表面11规定的表面粗糙度。图2概略性地示出了一实现例的所述第一表面11在抛光工艺中的结构变化。具体而言，图2是概略性地示出一实现例的多个所述气孔15中，在所述第一表面11上其内部暴露于外部的一部分气孔在抛光过程中的结构变化的示意图。参照图2，多个所述气孔15分散在整个所述抛光可变层101，因此在利用所述第一表面11的抛光过程中，即使最上端表面被逐渐削去，也有助于持续形成表面粗糙度。然而，关于其内部暴露在所述第一表面11上的气孔15，随着在规定的加压条件下进行的抛光工艺持续进行，与所述第一表面11和所述气孔15的边界对应的部分在物理压力的作用下被按压，同时其形状发生变化，这种现象会对所述第一表面11的表面粗糙度的变化造成影响。这时，所述抛光层包括所述抛光可变层101和所述抛光不变层102的层叠结构，由此在厚度方向上具有适当的物性，因此可以有利于所述第一表面11长时间维持适合抛光的表面状态。
在一实现例中，所述抛光可变层101中含有的多个所述气孔15的平均大小可以为约5μm至约50μm，例如，可以为约5μm至约40μm，例如，可以为约10μm至约40μm，例如，可以为约10μm至约35μm。当多个所述气孔满足所述大小时，可以有利于根据后述第1式的第一抛光可变性指数满足相应的范围，由此可以更加有利于目的抛光性能的实现本身和在所述抛光可变层的整个寿命期间实现均匀的性能。多个所述气孔15的平均大小为二维值，暴露于所述抛光可变层101一表面外部的气孔的大小以所述抛光可变层101的寿命导入时间点为基准，以从利用扫描电子显微镜(SEM)或透射电子显微镜(TEM)等拍摄工具拍摄的投影中测得的气孔直径的数平均值以基准定义。
所述第二组合物可以包含第二发泡剂。所述第二发泡剂作为用于形成所述抛光可变层101中的气孔结构的成分，可以包含选自由固体发泡剂、气体发泡剂、液体发泡剂以及它们的组合组成的组中的一种。在一实现例中，所述第二发泡剂可以包含固体发泡剂、气体发泡剂或者可以包含它们的组合。
所述固体发泡剂可以包含膨胀性颗粒。所述膨胀性颗粒作为具有可以通过热或者压力而膨胀的特性的颗粒，气孔的最终大小可以取决于在制备所述抛光可变层101的过程中施加的热或者压力等。所述膨胀性颗粒可以包含热膨胀的颗粒、未膨胀的颗粒或它们的组合。所述热膨胀的颗粒作为通过热而预先膨胀的颗粒，指在通过制备所述抛光可变层的过程中施加的热或者压力所造成的大小变化小或者几乎没有变化的颗粒。所述未膨胀的颗粒作为没有预先膨胀的颗粒，指在通过制备所述抛光层的过程中被施加热或者压力而膨胀且最终大小被确定的颗粒。
所述膨胀性颗粒的平均粒径可以为约5μm至约200μm，例如，可以为约20μm至约50μm，例如，可以为约21μm至约50μm，例如，可以为约21μm至约40μm。在所述膨胀性颗粒为热膨胀的(expanded)颗粒的情况下，其平均粒径指热膨胀的颗粒本身的平均粒径，在所述膨胀性颗粒为未膨胀的(unexpanded)颗粒的情况下，可指受到热或压力而膨胀后的颗粒的平均粒径。
所述膨胀性颗粒可以包含：树脂材质的外皮；以及存在于被所述外皮包围的内部的膨胀诱发成分。
例如，所述外皮可以包含热塑性树脂，所述热塑性树脂可以为选自由偏二氯乙烯类共聚物、丙烯腈类共聚物、甲基丙烯腈类共聚物以及丙烯酸类共聚物组成的组中的一种以上。
所述膨胀诱发成分可以包含选自由碳化氢化合物、氟氯化合物、四烷基硅烷化合物以及它们的组合组成的组中的一种。
具体地，所述碳化氢化合物可以包含选自由乙烷(ethane)、乙烯(ethylene)、丙烷(propane)、丙烯(propene)、正丁烷(n-butane)、异丁烷(isobutene)、正丁烯(n-butene)、异丁烯(isobutene)、正戊烷(n-pentane)、异戊烷(isopentane)、新戊烷(neopentane)、正己烷(n-hexane)、庚烷(heptane)、石油醚(petroleumether)以及它们的组合组成的组中的一种。
所述氟氯化合物可以包含选自由三氯氟甲烷(trichlorofluoromethane，CCl3F)、二氯二氟甲烷(dichlorodifluoromethane，CCl2F2)、氯三氟甲烷(chlorotrifluoromethane，CClF3)、二氯四氟乙烷(dichlorotetrafluoroethane，CClF2-CClF2)以及它们的组合组成的组中的一种。
所述四烷基硅烷化合物可以包含选自由四甲基硅烷(tetramethylsilane)、三甲基乙基硅烷(trimethylethylsilane)、三甲基异丙基硅烷(trimethylisopropylsilane)、三甲基正丙基硅烷(trimethyl-n-propylsilane)以及它们的组合组成的组中的一种。
所述固体发泡剂可以选择性地包含无机成分处理颗粒。例如，所述固体发泡剂可以包含经无机成分处理的膨胀性颗粒。在一实施例中，所述固体发泡剂可以包含经二氧化硅(SiO2)颗粒处理的膨胀性颗粒。所述固体发泡剂的无机成分处理可以防止多个颗粒间的聚集。所述经无机成分处理的固体发泡剂的发泡剂表面的化学、电学和/或物理特性可以不同于未经无机成分处理的固体发泡剂。
例如，所述第二发泡剂包含固体发泡剂，并且以所述第二氨基甲酸乙酯基预聚物100重量份为基准，所述固体发泡剂的用量可以为约0.5重量份至约10重量份，例如，可以为约1重量份至约3重量份，例如，可以为约1.3重量份至约2.7重量份，例如，可以为约1.3重量份至约2.6重量份。
所述气体发泡剂可以包含惰性气体。可以在所述第二氨基甲酸乙酯基预聚物与所述第二固化剂反应的过程中加入所述气体发泡剂以用作气孔形成要素。
所述惰性气体的种类没有特别的限制，只要是不参与所述第二氨基甲酸乙酯基预聚物与所述第二固化剂之间的反应的气体即可。例如，所述惰性气体可以包含选自由氮气(N2)、氩气(Ar)、氦气(He)以及它们的组合组成的组中的一种。具体地，所述惰性气体可以包含氮气(N2)或者氩气(Ar)。
在一实施例中，所述第二发泡剂可以仅由固体发泡剂形成。
在一实现例中，所述固体发泡剂可以包含膨胀性颗粒，所述膨胀性颗粒可以包含所述热膨胀的颗粒。例如，所述膨胀性颗粒可以仅由所述热膨胀的颗粒组成。在所述膨胀性颗粒不包含所述未膨胀的颗粒而是仅由所述热膨胀的颗粒组成的情况下，虽然气孔结构的可变性略有下降，但是可预测性会上升，因此有利于在所述抛光可变层的所有区域实现均匀的气孔特性。
在一实施例中，所述热膨胀的颗粒可以为具有约5μm至约200μm的平均粒径的颗粒。所述热膨胀的颗粒的平均粒径可以为约5μm至约100μm，例如，约10μm至约80μm，例如，约20μm至约70μm，例如，约20μm至约50μm，例如，约30μm至约70μm，例如，约25μm至45μm，例如，约40μm至约70μm，例如，约40μm至约60μm。将所述平均粒径定义为所述热膨胀的颗粒的D50。
在一实施例中，所述热膨胀的颗粒的密度可以为约30kg/m3至约80kg/m3，例如，约35kg/m3至约80kg/m3，例如，约35kg/m3至约75kg/m3，例如，约38kg/m3至约72kg/m3，例如，约40kg/m3至约75kg/m3，例如，约40kg/m3至约72kg/m3。
在其他实施例中，所述第二发泡剂可以包含固体发泡剂与气体发泡剂。与所述固体发泡剂有关的事项如上所述。
所述第二发泡剂可以包含所述固体发泡剂和所述气体发泡剂，所述气体发泡剂可以包含氮气。
可以在所述第二氨基甲酸乙酯基预聚物、所述固体发泡剂以及所述第二固化剂混合的过程中使用规定的注入线来注入所述气体发泡剂。所述气体发泡剂的注入速度可以为约0.8L/min至约2.0L/min，例如，约0.8L/min至约1.8L/min，例如，约0.8L/min至约1.7L/min，例如，约1.0L/min至约2.0L/min，例如，约1.0L/min至约1.8L/min，例如，约1.0L/min至约1.7L/min。
用于制备所述抛光可变层的所述第二组合物还可以包含如表面活性剂、反应速度调节剂等的其他添加剂。所述“表面活性剂”、“反应速度调节剂”等名称是基于相应物质的主要作用来任意命名的，并且每个相应的物质发挥的功能不限于所述物质的名称。
所述表面活性剂没有特别的限制，只要是发挥防止气孔聚集或者重叠等现象的作用的物质即可。例如，所述表面活性剂可以包含硅类聚合物。
在所述第二组合物包含所述表面活性剂的情况下，相对于所述第二氨基甲酸乙酯基预聚物100重量份，所述表面活性剂的含量可以为约0.2重量份至约2重量份，可以为约0.2重量份至约1.9重量份，例如，约0.2重量份至约1.8重量份，例如，约0.2重量份至约1.7重量份，例如，约0.2重量份至约1.6重量份，例如，约0.2重量份至约1.5重量份，例如，约0.5重量份至1.5重量份。在所述表面活性剂的含量在上述范围内的情况下，有利于所述气体发泡剂导致的气孔稳定地形成并维持在固化模具内。
所述反应速度调节剂作为发挥促进或者延迟反应的作用的调节剂，可以根据目的来使用反应促进剂、反应延迟剂或者两者都使用。
所述反应速度调节剂可以包含反应促进剂。例如，所述反应促进剂可以包含选自由叔胺类化合物、有机金属类化合物及其组合组成的组中的一者。
具体地，所述反应速度调节剂可以包含选自由三亚乙基二胺、二甲基乙醇胺、四甲基丁二胺、2-甲基-三亚乙基二胺、二甲基环己胺、三乙基胺、三异丙醇胺，1,4-二氮杂双环(2,2,2)辛烷、双(2-甲基氨基乙基)醚、三甲基氨基乙基乙醇胺、N,N,N,N,N”-五甲基二亚乙基三胺、二甲氨基乙胺、二甲氨基丙胺、苄基二甲胺、N-乙基吗啉、N,N-二甲氨基乙基吗啉、N,N-二甲基环己胺、2-甲基-2-氮杂降莰烷、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二乙酸二丁基锡、二乙酸二辛基锡，马来酸二丁基锡、二丁基二异辛酸锡、二硫醇二丁基锡及其组合组成的组中的一者。在一实现例中，所述反应速度调节剂可以包含选自由苄基二甲胺、N,N-二甲基环己胺、三乙基胺及其组合组成的组中的一者。
在所述第二组合物包含所述反应速度调节剂的情况下，以所述第二氨基甲酸乙酯基预聚物100重量份为基准，所述反应速度调节剂的含量可以为约0.05重量份至约2重量份，例如，可以为约0.05重量份至约1.8重量份，例如，可以为约0.05重量份至约1.7重量份，例如，可以为约0.05重量份至约1.6重量份，例如，可以为约0.1重量份至约1.5重量份，例如，可以为约0.1重量份至约0.3重量份，例如，可以为约0.2重量份至约1.8重量份，例如，可以为约0.2重量份至约1.7重量份，例如，可以为约0.2重量份至约1.6重量份，例如，可以为约0.2重量份至约1.5重量份，例如，可以为约0.5重量份至约1重量份。在以上述范围内的含量使用所述反应速度调节剂的情况下，可以有利于调节所述第二组合物的固化反应速度，使得所述抛光可变层具有所期望大小的气孔和硬度。
当所述抛光可变层和所述抛光不变层各自的成分及其含量满足所述情况时，应用它们的层叠体的所述抛光层能够实现在厚度方向上精确设计的物性。其结果，可以获得所述抛光层通过所述第一表面传递到抛光对象的被抛光面的弹性和刚性等机械物性在抛光率、平坦度以及缺陷防止等抛光性能方面最佳的效果。
在一实现例中，所述抛光可变层的根据以下第1式的第一抛光可变性指数(Polishing variability index)可以为约0.1至约11.0。
第1式：
Figure BDA0003871938400000271
在所述第1式中，所述Ri是在所述抛光可变层的寿命导入时间点上所述第一表面的表面粗糙度(Ra)，所述Rf是在所述抛光可变层的寿命结束时间点上所述第一表面的表面粗糙度(Ra)，所述Ti是在所述抛光可变层的寿命导入时间点上所述抛光垫的整体厚度，所述Tf是在所述抛光可变层的寿命结束时间点上所述抛光垫的整体厚度。
所述抛光可变层101如上所述，作为在应用所述抛光垫的抛光工艺中物理特性和/或化学特性变化的区域，在提供目的水平的抛光性能方面具有规定的寿命。所述抛光可变层101的寿命导入时间点是指从所述抛光可变层或所述抛光垫制备完成到其应用于工艺前的任一时间点。另外，所述抛光可变层101的寿命结束时间点是指所述抛光可变层101无法实现抛光性能，因此需要更换所述抛光可变层或所述抛光垫整体的时间点。例如，所述寿命结束时间点可以定义为抛光对象的被抛光面的抛光率相对于抛光开始后1小时以内的初始抛光率变化20％的时间点。即所述初始抛光率为在针对所述被抛光面开始抛光后1小时以内测量的抛光率值，所述寿命结束时间点可以定义为针对所述被抛光面的抛光率呈现出相对于所述初始抛光率增加20％或者减少20％的抛光率的时间点。
所述第一抛光可变性指数将所述抛光可变层101的寿命导入时间点和寿命结束时间点各处的表面粗糙度(Ri，Rf)和所述抛光垫110的整体厚度(Ti，Tf)作为构成要素。根据所述第1式的第一抛光可变性指数可以作为用于表示所述抛光可变层101的可变性能的指标。即当所述抛光可变层的所述第1式的值在上述范围，即约0.1至约11.0的范围内时，所述抛光可变层具有与此相应的可变性，由此当所述抛光可变层用作所述抛光层10的一部分结构时，其能够在寿命期间持续且均匀地呈现在抛光效率方面最佳的结构特征。
在一实现例中，所述第一抛光可变性指数可以为约0.1至11.0，例如，可以为约0.1至约9.0，例如，可以为约0.2至约9.0，例如，可以为约0.2至约8.5，例如，可以为约0.2至约8.0，例如，可以为约0.2至约7.5，例如，可以为约0.5至约7.5，例如，可以为约0.8至约7.5，例如，可以为约0.9至约7.5，例如，可以为约1.0至约6.0，例如，可以为约2.0至3.5。
所述Ti，例如，可以为约800μm至约5000μm，例如，可以为约1000μm至约4000μm，例如，可以为约1000μm至3000μm，例如，可以为约1500μm至约3000μm，例如，可以为约1700μm至约2700μm，例如，可以为约2000μmm至约3500μm，但不限于此。
所述Ri，例如，可以为约5μm至约15μm，例如，可以为约5μm至约12μm，例如，可以为约5μm至10μm，但不限于此。
在一实现例中，在所述Ti和所述Ri分别满足上述范围的同时，所述第一抛光可变性指数满足上述范围的情况下，在基于所述抛光可变层101的结构特征实现优异的抛光性能方面可以更加有利。
在一实现例中，所述抛光可变层101可以在所述第一表面11包括深度d1小于或等于整个所述抛光可变层101的厚度D1的至少一个凹槽14。所述凹槽14能够发挥以下作用：在利用所述抛光垫的抛光工艺中，调节供给到所述第一表面11上的抛光液或抛光浆料的流动性，或者调节所述第一表面11和抛光对象的被抛光面的直接接触面积的大小，从而实现适当的物理抛光特性。
例如，所述抛光垫110可以在所述第一表面11包括多个凹槽14。在一实现例中，所述抛光垫110的平面形状实质上可以为圆形，多个所述凹槽14可以具有从所述抛光垫110平面上的中心向末端以规定的间隔隔开设置的同心圆形结构。在另一实现例中，多个所述凹槽14可以具有从所述抛光垫110平面上的中心向末端连续形成的放射形结构。在又另一实现例中，多个所述凹槽14可以同时包括同心圆形凹槽和放射形凹槽。
在作为从所述第一表面11到所述可分离界面13为止的区域的所述抛光可变层101中，所述第一表面11包括至少一个凹槽14的情况下，所述抛光可变层101的根据以下第2式的第二抛光可变性指数(Polishing variability index)可以为约0.1至约3.5。
第2式：
Figure BDA0003871938400000301
在所述第2式中，所述Ri是在所述抛光可变层的寿命导入时间点上所述第一表面的表面粗糙度(Ra)，所述Rf是在所述抛光可变层的寿命结束时间点上所述第一表面的表面粗糙度(Ra)，所述Gi是在所述抛光可变层的寿命导入时间点上所述凹槽的深度，所述Gf是在所述抛光可变层的寿命导入时间点上所述凹槽的深度。
与所述抛光可变层101的寿命导入时间点和寿命结束时间点有关的说明与上文对根据所述第1式的第一抛光可变性指数进行的说明相同。在所述抛光可变层101的所述第二抛光可变性指数满足上述范围的情况下，所述抛光可变层101能够提供在抛光液或抛光浆料的流动性方面最佳的结构，并且确保针对被抛光面提供的所述第一表面上的直接接触面积为适当水平，因此能够更加有利于确保目的范围内的抛光率。
在一实现例中，所述第二抛光可变性指数可以为约0.1至约3.5，例如，可以为约0.1至约3.3，例如，可以为约0.1至约3.0，例如，可以为约0.1至约2.0，例如，可以为约0.3至约1.8，例如，可以为约0.5至约1.5，例如，可以为约0.5至约1.2，例如，可以为约0.5至1.0。
所述Gi，例如，可以为约600μm至约900μm，例如，可以为约650μm至约900μm，例如，可以为约700μm至约900μm，但不限于此。
在一实现例中，在所述Ri和所述Gi分别满足上述范围的同时所述第二抛光可变性指数满足上述范围的情况下，可以在基于所述抛光可变层101的结构特征实现抛光性能方面更加有利。
在一实现例中，所述抛光可变层101的所述第一抛光可变性指数和所述第二抛光可变性指数可以同时满足上述范围。在所述第一抛光可变性指数和所述第二抛光可变性指数分别满足上述范围的情况下，所述抛光可变层101作为所述抛光层10的一部分结构，可以具备在抛光效率方面最佳的结构特征，尤其能够提供在抛光液或抛光浆料的流动性方面最佳的结构，并且确保针对被抛光面提供的所述第一表面上的直接接触面积为适当水平，因此能够更加有利于确保目的范围内的抛光率。进而，可以更加有利于在整个寿命期间实现规定的抛光性能以维持上述优点。
在所述第一表面11包括深度小于或等于所述抛光可变层101的整体厚度的至少一个凹槽14的情况下，对于所述抛光可变层101，根据以下第3式的所述凹槽14的深度变化率(％)可以为约20％至约100％。
第3式：
Figure BDA0003871938400000311
在所述第3式中，所述Gi是在所述抛光可变层101的寿命导入时间点上的凹槽深度，所述Gf是在所述抛光可变层101的寿命结束时间点上的凹槽深度。
与所述抛光可变层101的寿命导入时间点、寿命结束时间点，以及所述Gi和所述Gf有关的事项均与上面对所述第二抛光可变性指数进行的说明相同。
在一实现例中，根据所述第3式的凹槽深度变化率可以为约20％至约80％，例如，可以为约30％至80％，例如，可以为约40％至约80％，例如，可以为约40％至约70％，例如，可以为约50％至约70％。
参照图1，在抛光工艺过程中，所述凹槽14的深度d1从所述寿命导入时间点上的深度(Gi)变化为所述寿命结束时间点上的深度(Gf)。具体而言，根据随着通过使所述第一表面11和抛光对象的被抛光面彼此物理接触来进行抛光而所述第一表面11被削除的过程，所述凹槽14的深度d1逐渐变浅。这时，以所述寿命导入时间点上凹槽的深度(Gi)和所述寿命结束时间点上凹槽的深度(Gf)为构成因素的所述第3式的值只有可以在所述抛光可变层101的延伸率、拉伸强度、硬度等物理特征保持适当水平的基础上才能满足上述范围。具体而言，若所述抛光可变层101的物理物性不满足适当水平，则存在如下隐患：随着所述凹槽的深度d1逐渐变浅，抛光浆料等的流动性变化对抛光性能造成的影响变大，从而导致整体上的抛光性能急剧下降。当所述第3式的值满足上述范围时，一实现例的所述抛光可变层101能够呈现出与此相应的最佳的物理物性，并且以此为基础，即使在所述凹槽的深度d1变浅的情况下也能够通过最小化对抛光性能造成的影响来在整个抛光工艺中实现优异的抛光性能。另外，可以获得随着所述抛光可变层101的使用时间最大化，所述抛光垫的寿命延长的效果。
参照图1，所述抛光工艺过程中，所述凹槽14的宽度w1可以对所述第一表面11和抛光对象的被抛光面的物理接触面积的大小造成影响。因此，可以通过根据抛光对象的种类、所述抛光液或抛光浆料的种类以及目的抛光性能等适当地设计所述凹槽14的宽度w1来实现所期望的抛光性能。例如，所述凹槽14的宽度w1可以为约0.2mm至约1.0mm，例如，可以为约0.3mm至约0.8mm，例如，可以为约0.4mm至约0.7mm，例如，可以为约0.4mm至约0.6mm。
当所述抛光可变层101在所述第一表面11包括多个凹槽14时，也可以通过在与所述凹槽14的宽度w1相同的情景下，适当地设计以相邻的两个凹槽14之间的间隔定义的所述凹槽14的间距p1，从而帮助实现所期望的抛光性能。例如，所述凹槽14的间距p1可以为约1.5mm至约5.0mm，例如，可以为约1.5mm至约4.0mm，例如，可以为约1.5mm至约3.0mm。
虽然所述凹槽的宽度w1和间距p1的数值范围是在抛光工艺过程中几乎没有实质变化的结构因素，但是例如，各自的范围可以是以所述抛光可变层101的寿命导入时间点为基准测量的值。
当所述抛光可变层101满足所述第一抛光可变性指数、所述第二抛光可变性指数以及所述第三抛光可变性指数中的至少一个，并且所述抛光不变层102由上述组成构成时，应用其层叠结构的所述抛光层10可以有利于在抛光率、抛光平坦度以及缺陷防止方面同时确保所期望的抛光性能。
图3概略性地示出了一实现例的所述抛光垫110的截面。参照图3，所述抛光垫110还可以在所述抛光层10的一表面上包括缓冲层20。这时，所述抛光层10的第二表面12可以作为所述缓冲层20的附着面发挥功能。
所述缓冲层20可以向所述抛光垫110赋予冲击吸收性。考虑到后面将要说明的半导体器件的制造方法，抛光过程在作为抛光面的所述第一表面11和作为抛光对象的半导体基板的被抛光面直接或间接接触的情况下进行，此时，可以根据抛光目的来应用规定的加压条件。所述缓冲层20在所述抛光垫110的厚度方向上赋予适当的弹力，从而在所述加压条件下进行的抛光工艺中最小化被抛光面上的划痕(scratch)等缺陷的发生，并且可以有助于大大提高被抛光面的抛光平坦度。
所述缓冲层20可以包括无纺布或者绒面革(Suede)，但不限于此。
在一实施例中，所述缓冲层20可以包括无纺布。所述“无纺布”是指未织造纤维的三维网状结构体。具体而言，所述缓冲层20可以包括无纺布和含浸在所述无纺布中的树脂。
所述无纺布，例如，可以是包含选自由聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维以及它们的组合组成的组中的一种的纤维的无纺布。
含浸在所述无纺布中的树脂，例如，可以包含选自由聚氨酯树脂、聚丁二烯树脂、苯乙烯-丁二烯共聚物树脂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、丙烯腈-丁二烯共聚物树脂、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、硅橡胶树脂、聚酯类弹性体树脂、聚酰胺类弹性体树脂以及它们的组合组成的组中的一种。
在一实施例中，所述缓冲层20可以包括包含聚酯纤维的纤维的无纺布，其中，包含聚氨酯树脂的树脂含浸在所述聚酯纤维中。当应用这种材质的树脂和无纺布作为所述缓冲层20时，所述缓冲层20和应用所述抛光可变层101和所述抛光不变层102的所述抛光层10的层叠组合可以更加有利于实现所期望的抛光性能。
在一实施例中，所述缓冲层20的厚度可以为约0.5mm至约2.5mm，例如，约0.8mm至约2.5mm，例如，约1.0mm至约2.5mm，例如，约1.0mm至约2.0mm，例如，约1.2mm至约1.8mm。
参照图3，一实施例的所述抛光垫110可以还包括用于附着所述抛光层10和所述缓冲层20的第一粘合层30。所述第一粘合层30，例如，可以包含热封(heat sealing)粘合剂。具体而言，所述第一粘合层30可以选自由氨基甲酸乙酯类粘合剂、硅类粘合剂、丙烯酸类粘合剂以及它们的组合组成的组中的一种，但不限于此。
参照图3，所述抛光垫110还可以包括用于附着平板的第二粘合层40。所述第二粘合层40作为用于附着所述抛光垫110和抛光装置的平板的媒介层，例如，可以源自压敏粘合剂(Pressure sensitive adhesive，PSA)，但不限于此。
在一实现例中，所述抛光垫110的压缩率可以为约0.3％至约1.8％，例如，可以为约0.3％至1.6％，例如，可以为0.3％至1.4％，例如，可以为约0.5％至1.4％，例如，可以为约0.7％至约1.4％，例如，可以为大于约0.9％且约1.2％以下。所述抛光垫110可以通过上述在厚度方向上细分的结构设计来实现上述范围内的压缩率，并且可以发挥通过所述第一表面11向被抛光面传递与其相应的弹力，从而最大化缺陷防止性能。
下面，将说明所述抛光垫110的制备方法。
所述抛光垫110可以通过以下制备方法来制备，所述制备方法包括制备抛光层10的步骤，所述抛光层10包括作为抛光面的第一表面11、作为所述第一表面11的相反面的第二表面12以及所述第一表面11和所述第二表面12之间的至少一个可分离界面13，其中，制备所述抛光层10的步骤包括如下步骤：制备作为从所述第一表面11到所述可分离界面13为止的区域的至少一个抛光可变层101；制备作为从所述可分离界面13到所述第二表面12为止的区域的至少一个抛光不变层102；以及以所述可分离界面13为层叠界面层叠所述抛光可变层101和所述抛光不变层102，其中，制备所述抛光不变层102的步骤包括如下步骤：使第一异氰酸酯成分和包含羟基值为200mgKOH/g至900mgKOH/g的第一多元醇的第一醇成分进行反应，从而制备第一氨基甲酸乙酯基预聚物；以及固化包含所述第一氨基甲酸乙酯基预聚物的第一组合物。
与所述抛光可变层101、所述抛光不变层102以及所述可分离界面103中的每一者有关的事项均与上面对所述抛光垫110进行的说明相同。另外，关于与所述第一多元醇、所述第一醇成分、所述第一异氰酸酯成分、所述第一氨基甲酸乙酯基预聚物以及所述第一组合物有关的各个事项，上面对所述抛光垫110进行的说明中的所有事项和其技术优点均可以完全适用于所述抛光垫的制备方法。
对所述抛光可变层101和所述抛光不变层102进行层叠的步骤可以是利用双面胶来进行层叠的步骤。所述双面胶没有特别的限制，只要能够相互粘合即可，例如，可以包含选自由丙烯酸类粘合剂、氨基甲酸乙酯类粘合剂以及它们的组合组成的组中的一种。由此，所述抛光可变层101和所述抛光不变层102的层叠界面可以作为所述可分离界面13发挥功能。
在一实现例中，制备所述抛光不变层102的步骤还可以包括从抛光垫的废弃物制备所述第一多元醇的步骤。所述第一多元醇在满足所述羟基值的范围的情况下不受特别的限制，例如，在所述第一多元醇源自所述抛光垫的废弃物的情况下，由于第一多元醇源自以相同目的使用的抛光垫的废弃物，因此可以更加容易地实现符合技术目的的物性且可以实现有助于环保的技术效果。如上所述，所述“抛光垫废弃物”可指在抛光工艺中使用后废弃的抛光垫或者在抛光垫的制备过程中废弃的副产物。
例如，从所述抛光垫的废弃物制备所述第一多元醇的步骤可以包括如下步骤：通过粉碎所述抛光垫的废弃物来获得粉碎物；以及通过对所述粉碎物进行水解来获得所述第一多元醇。
所述粉碎物的平均粒径可以为约20μm至约3.0mm，例如，可以为约50μm至约2.0mm，例如，可以为约100μm至约2.0mm，例如，可以为约500μm至约2.0mm。当所述粉碎物以这种大小粉碎时，可以有利于在后续的水解过程中以高的收率获取具有目的水平的羟基值和分子量的多元醇。所述粉碎物的平均粒径作为以截面为基准测得的直径的数平均值，可以从所述颗粒的二维投影获取。获取所述投影的方法没有特别的限制，例如，可以利用扫描电子显微镜(SEM，Scanning Electron Microscope)或透射电子显微镜(TEM，TransmissionElectron Microscope)来获取。
通过对所述粉碎物进行水解来获取所述第一多元醇的步骤可以包括如下步骤：利用包含至少一种醇的水解用组合物来处理所述粉碎物；以及使经所述水解用组合物处理的粉碎物在130℃至200℃的温度条件下进行反应。当在这种条件下对所述粉碎物进行处理时，构成所述抛光垫废弃物的高分子链以规定单位分解，由此可以制备具有至少两个末端羟基且具有所期望的规定的羟基值的第一多元醇。
在一实现例中，所述粉碎物与所述水解用组合物的重量比可以为约1：0.5至约1：6，例如，可以为约1：0.8至约1：6，例如，可以为约1：0.8至约1：5，例如，可以为约1：1至约1：4，例如，可以为约1：1至1：3。
在一实现例中，对于使经所述水解用组合物处理的粉碎物在130℃至200℃的温度条件下进行反应的步骤，可以根据粉碎物的量来调节反应时间，然而例如，可以执行约1小时至约8小时。
使经所述水解用组合物处理的粉碎物进行反应的温度，例如，可以为约130℃至约200℃，例如，可以为约140℃至约200℃，例如，可以为约150℃至约200℃，例如，可以为约160℃至约200℃，例如，可以为约160℃至约190℃。
在一实现例中，所述水解用组合物可以包含二甘醇(DEG)。
在一实现例中，获取所述第一多元醇的步骤可以根据需要还包括投入催化剂的步骤。
可以以上述方式对所述抛光垫废弃物进行加工来获取羟基值为约200mgKOH/g至约900mgKOH/g的第一多元醇。例如，所述第一多元醇的羟基值可以为约300mgKOH/g至约900mgKOH/g，例如，可以为约300mgKOH/g至约800mgKOH/g，例如，可以为约300mgKOH/g至约750mgKOH/g，例如，可以为约450mgKOH/g至约650mgKOH/g。在使用具有所述羟基值的多元醇作为所述第一多元醇的情况下，在与所述抛光可变层一起使用的情况下，源自所述第一多元醇的所述抛光不变层的物理和/或机械物性可以有利于实现抛光性能。另外，可以更加有利于从所述抛光垫废弃物通过加工来获取作为回收多元醇的所述第一多元醇。
可以通过使所述第一异氰酸酯成分和包含所述第一多元醇的所述第一醇成分进行反应来制备所述第一氨基甲酸乙酯基预聚物。关于与所述第一醇成分和所述第一异氰酸酯成分中的每一者有关的事项，上面与所述抛光垫有关的说明中与此相关的事项和其技术优点均可适用于所述抛光垫的制备方法。制备所述第一氨基甲酸乙酯基预聚物的步骤可以在约60℃至约100℃，例如，约60℃至约90℃，例如，约70℃至约90℃，例如，约70℃至约80℃下执行。当在所述温度范围内使所述第一醇成分和所述第一异氰酸酯成分进行反应时，可以更加有利于获取在具有适当长度的分子链的同时，满足在后续的固化过程中固化从而能够实现最佳的物理/机械物性的异氰酸酯基含量(NCO％)的第一氨基甲酸乙酯基预聚物。
所述第一组合物中异氰酸酯基含量(NCO％)可以为约8重量％至20重量％，例如，可以为约8重量％至约18重量％，例如，可以为约8重量％至约15重量％，例如，可以为约9重量％至约15重量％，例如，可以为约10重量％至约15重量％，例如，可以为大于约10重量％且约15重量％以下。所述第一组合物的“异氰酸酯基含量(NCO％)”是指所述组合物中未发生反应而是以自由反应基的形式存在的异氰酸酯基(-NCO)重量的百分比。所述第一组合物的NCO％可以以除后述第一固化剂和第一发泡剂之外的第一组合物的总重量为基准计算。
在约80℃下，所述第一组合物的粘度可以为约100cps至约1000cps，例如，可以为约200cps至约800cps，例如，可以为约200cps至约600cps，例如，可以为约200cps至约550cps，例如，可以为约300cps至约500cps。当满足所述粘度范围时，所述第一组合物可以在后续的固化过程中表现出适当的流动性，从而可以有利于制备没有孔隙(void)且均匀的固化物。
制备所述抛光不变层的步骤还可以包括如下步骤：在含有所述第一氨基甲酸乙酯基预聚物的第一组合物中混合选自由第一固化剂、第一发泡剂以及它们的组合组成的组中的一种。对于与所述第一固化剂和所述第一发泡剂有关的各个事项，上面与所述抛光垫有关的说明中与此对应的具体事项以及其技术优点均可适用于所述抛光垫的制备方法。
这时，在一实现例中，所述第一发泡剂包含所述固体发泡剂，可以包括如下步骤：通过在所述第一组合物中混合所述固体发泡剂来制备第1-1组合物；以及通过在所述第1-1组合物中混合所述第一固化剂来制备第1-2组合物。如上所述，在以混合固体发泡剂后混合固化剂的顺序进行的情况下，容易将所述第一组合物制备成具有适合固化的粘度，并且可以有利于通过提高所述固体发泡剂的分散性来最终确保均匀的气孔结构。
例如，在约80℃下，所述第1-1组合物的粘度可以为约1000cps至约2000cps，例如，可以为约1000cps至约1800cps，例如，可以为约1000cps至约1600cps，例如，可以为约1000cps至约1500cps。当满足所述粘度范围时，在通过混合附加成分来将所述第二组合物的最终密度调节在上述范围内方面可以更加有效。
在一实现例中，所述第一发泡剂包含气体发泡剂，制备所述抛光不变层的步骤还可以包括如下步骤：在所述第1-2组合物中注入所述气体发泡剂。这时，所述气体发泡剂和所述第一固化剂一同注入，也可以彼此按顺序依次注入。为了在注入所述固体发泡剂后调节最终气孔结构，可以根据需要来选择性地使用所述气体发泡剂。
当在所述第1-2组合物中注入所述气体发泡剂时，例如，所述气体发泡剂的注入速度可以为约0.8L/min至约2.0L/min，例如，可以为约0.8L/min至约1.8L/min，例如，可以为约0.8L/min至约1.7L/min，例如，可以为约1.0L/min至约2.0L/min，例如，可以为约1.0L/min至约1.8L/min，例如，可以为约1.0L/min至约1.7L/min。
在一实现例中，对所述第一组合物进行固化的步骤可以包括如下步骤：准备被预热至第一温度的模具；向被预热的所述模具中注入所述第一组合物并固化；以及在比所述第一温度高的第二温度条件下，后固化所述第一组合物。
在一实现例中，所述第一温度(T1)与所述第二温度(T2)的温度差(T2-T1)可以为约10℃至约40℃，例如，约10℃至约35℃，例如，约15℃至约35℃。
在一实现例中，所述第一温度可以为约60℃至约100℃，例如，约65℃至约95℃，例如，约70℃至约90℃。在一实施例中，所述第二温度可以为约100℃至约130℃，例如，约100℃至125℃，例如，约100℃至约120℃。
在对所述第一组合物进行固化时，如上所述，在应用多阶段温度条件的情况下，可以更加有利于通过上述方法制备的所述抛光不变层102在与所述抛光可变层101的相容性方面确保适当的机械物性。
在对所述第一组合物进行固化的步骤中，通过在经预热的所述模具中注入所述第一组合物并固化的步骤可以执行约5分钟至约60分钟，例如，可以执行约5分钟至约40分钟，例如，可以执行约5分钟至约30分钟，例如，可以执行约5分钟至约25分钟。
在比所述第一温度高的第二温度条件下后固化固化的所述第一组合物的步骤可以执行约5小时至约30小时，例如，约5小时至约25小时，例如，约5小时至约20小时，例如，约5小时至约15小时，例如，约8小时至约12小时。
在对所述第一组合物进行固化的步骤中，所述模具可以是具有如下尺寸的模具：宽度为约500mm至约1500mm，长度为约500mm至约1500mm，高度为约1mm至1000mm。在一实现例中，所述模具的高度可以为约1mm至约10mm。在另一实现例中，所述模具的高度可以为约300mm至约1000mm。
制备所述抛光不变层的步骤还可以包括将所述第一组合物的固化物加工成目的厚度的步骤。在对所述第一组合物进行固化的步骤中，可以根据所述模具的高度来从一个固化物制备多个抛光不变层，也可以从一个固化物制备单个抛光不变层。例如，在所述模具的高度为约1mm至约10mm的情况下，可以针对从所述模具排出的一个所述第一组合物的固化物，制备一个抛光不变层。这时，将所述第一组合物的固化物加工成目的厚度的步骤可以是以表面处理为主要目的的车削(line turning)步骤。例如，在所述模具的高度为约300mm至约1000mm的情况下，可以针对从所述模具排出的一个所述第一组合物的固化物，制备多个抛光不变层。这时，将所述第一组合物的固化物加工成目的厚度的步骤可以是以划分多个抛光不变层为主要目的的切割(cutting)步骤。
所述抛光垫110的制备方法包括制备所述抛光可变层101的步骤，并且制备所述抛光可变层101的步骤可以包括如下步骤：制备含有第二氨基甲酸乙酯基预聚物的第二组合物；以及对所述第二组合物进行固化。与所述第二组合物和所述第二氨基甲酸乙酯基预聚物有关的事项均与上面对所述抛光垫110进行的说明相同。
在一实现例中，制备所述第二组合物的步骤还可以包括如下步骤：通过使第二异氰酸酯成分和包含羟基值为50mgKOH/g以上且小于200mgKOH/g的第二多元醇的第二醇成分进行反应来制备所述第二氨基甲酸乙酯基预聚物。对于与所述第二多元醇、所述第二醇成分以及所述第二异氰酸酯成分中的每一者有关的事项，上面与所述抛光垫有关的说明中与此相关的具体示例和其技术优点均可以完全适用于所述抛光垫的制备方法。制备所述第二氨基甲酸乙酯基预聚物的步骤可以在约60℃至约100℃，例如，约60℃至约90℃，例如，约70℃至约90℃，例如，约75℃至约86℃下执行。当在所述温度范围内使所述第二异氰酸酯成分和所述第二醇成分进行反应时，可以更加有利于获取在具有适当长度的分子链的同时，满足在后续的固化过程中固化从而能够实现最佳的物理/机械物性的异氰酸酯基含量(NCO％)的第二氨基甲酸乙酯基预聚物。
在约80℃下，包含所述第二氨基甲酸乙酯基预聚物的所述第二组合物的粘度可以为约100cps至约1000cps，例如，可以为约200cps至约800cps，例如，可以为约200cps至约600cps，例如，可以为约200cps至约550cps，例如，可以为约300cps至约500cps。当满足所述粘度范围时，在后续的工艺过程中，所述抛光可变层101的制备效率提高，并且可以有利于固化从而确保适当的硬度和密度。
制备所述第二组合物的步骤还可以包括如下步骤：在包含所述第二氨基甲酸乙酯基预聚物的所述第二组合物中混合所述第二固化剂和所述第二发泡剂。与所述第二固化剂和所述第二发泡剂有关的事项均与上面对所述抛光垫110进行的说明相同。所述第二固化剂和所述第二发泡剂可以同时投入，也可以按顺序投入。
在所述第二发泡剂包含固体发泡剂的情况下，制备所述第二组合物的步骤可以包括如下步骤：通过混合所述第二氨基甲酸乙酯基预聚物和所述固体发泡剂来制备第2-1组合物；以及通过混合所述第2-1组合物和所述第二固化剂来制备第2-2组合物。
在约80℃下，所述第2-1组合物的粘度可以为约1000cps至约2000cps，例如，可以为约1000cps至约1800cps，例如，可以为约1000cps至约1600cps，例如，可以为约1000cps至约1500cps。当满足所述粘度范围时，在通过混合附加成分来将所述第二组合物的最终密度调节在上述范围内方面可以更加有效。
在所述第二发泡剂包含气体发泡剂的情况下，制备所述第二组合物的步骤可以包括在所述第2-2组合物中注入气体发泡剂的步骤。
例如，所述气体发泡剂的注入速度为约0.8L/min至约2.0L/min，例如，可以为约0.8L/min至约1.8L/min，例如，可以为约0.8L/min至约1.7L/min，例如，可以为约1.0L/min至约2.0L/min，例如，可以为约1.0L/min至约1.8L/min，例如，可以为约1.0L/min至约1.7L/min。
在一实现例中，对所述第二组合物进行固化的步骤可以包括如下步骤：准备被预热至第一温度的模具；通过在经预热的所述模具中注入所述第二组合物来固化所述第二组合物；以及在比所述第一温度高的第二温度条件下后固化固化的所述第二组合物。
在一实现例中，所述第一温度(T1)和所述第二温度(T2)的温度差(T2-T1)可以为约10℃至约40℃，例如，可以为约10℃至约35℃，例如，可以为约15℃至约35℃。
在一实现例中，所述第一温度可以为约60℃至约100℃，例如，可以为约65℃至约95℃，例如，可以为约70℃至约90℃。在一实现例中，所述第二温度可以为约100℃至约130℃，例如，可以为约100℃至125℃，例如，可以为约100℃至约120℃。
在所述第二组合物的固化过程中，如上所述，在应用多阶段温度条件的情况下，通过上述方法制备的所述抛光可变层101可以更加有利于确保所期望的硬度、拉伸强度以及延伸率等物理/机械物性。
在对所述第二组合物进行固化的步骤中，通过在经预热的所述模具中注入所述第二组合物来固化所述第二组合物的步骤可以执行约5分钟至约60分钟，例如，约5分钟至约40分钟，例如，约5分钟至约30分钟，例如，约5分钟至约25分钟。
在比所述第一温度高的第二温度条件下后固化固化的所述第二组合物的步骤可以执行约5小时至约30小时，例如，约5小时至约25小时，例如，约10小时至约30小时，例如，约10小时至约25小时，例如，约12小时至约24小时，例如，约15小时至约24小时。
所述抛光垫110的制备方法还可以包括对所述第一表面11进行加工的步骤。
对所述第一表面11进行加工的步骤可以包括在所述第一表面11上形成凹槽(groove)的第1步骤、对所述第一表面11进行车削加工的第2步骤、以及对所述第一表面11进行粗糙化处理的第3步骤中的至少一个步骤。
在所述第1步骤中，所述凹槽可以包括从所述第一表面11上所述抛光可变层101的中心向末端(edge)以规定的间隔隔开形成的同心圆形凹槽和从所述第一表面11上所述抛光可变层101的中心向末端连续形成的放射形凹槽中的至少一种。
在所述第2步骤中，所述车削加工可以以使用切削工具以规定厚度切削所述第一表面11的方式进行。
在所述第3步骤中，所述粗糙化处理可以以使用刷辊(Sanding roller)来加工所述第一表面11的方式进行。
如上所述，当将所述抛光可变层101和所述抛光不变层102的层叠体应用于所述抛光层10时，可以确保能够在所述抛光层10的厚度方向上实现精确且多样的物性的设计的优点，并且可以通过所述抛光可变层101的所述第一表面11来向抛光对象的被抛光面提供优异的抛光性能。
制备所述抛光垫110的方法还可以包括在所述抛光层10的所述第二表面12上层叠缓冲层20的步骤。与所述缓冲层20有关的事项与上面对所述抛光垫110进行的说明相同。
在一实现例中，层叠所述缓冲层20的步骤可以包括如下步骤：在所述第二表面12上涂覆热熔粘合剂；在所述缓冲层20的一表面上涂覆热熔粘合剂；以各个涂覆有热熔粘合剂的表面彼此接触的方式层叠所述第二表面12和所述缓冲层20；以及在加压或加热条件下进行熔接。
所述热熔粘合剂没有特别的限制，然而例如，可以包含选自由氨基甲酸乙酯类粘合剂、硅类粘合剂、丙烯酸类粘合剂以及它们的组合组成的组中的一种。
参照图3，在所述缓冲层20的层叠过程中，在所述第二表面12上可以形成第一粘合层30。
在一实现例中，所述抛光垫110的制备方法还可以包括在所述缓冲层20的一表面上形成第二粘合层40的步骤。所述第二粘合层40作为将所述抛光垫110附着于抛光装置的平板的结构，例如，可以源自压敏粘合剂(Pressure sensitive adhesive，PSA)，但不限于此。
具体而言，在一实现例中，形成所述第二粘合层40的步骤可以包括如下步骤：在所述缓冲层20的与所述第二表面12附着面相反侧的表面涂覆压敏粘合剂；以及对所述压敏粘合剂进行干燥。
在另一实现例中，形成所述第二粘合层40的步骤可以包括如下步骤：准备包含压敏粘合剂的粘合膜；以及在所述缓冲层20的与所述第二表面12附着面相反侧的表面贴合所述粘合膜。
可以通过上述制备方法来制备所述抛光垫110，具体而言，可以获取基于所述抛光可变层101和所述抛光不变层102的层叠结构，在厚度方向上精确地设计物性的抛光层。
在本发明的另一实现例中，提供一种半导体器件的制造方法，包括如下步骤：在平板上提供抛光垫，所述抛光垫包括具有抛光面的抛光层，以及将抛光对象的被抛光面设置成与所述抛光面接触，然后在加压条件下，在使所述抛光垫和所述抛光对象彼此相对旋转的同时抛光所述抛光对象；所述抛光层包括：抛光可变层，包括所述抛光面，以及抛光不变层，设置在所述抛光可变层的所述抛光面的相反面侧；所述抛光不变层包括含有第一氨基甲酸乙酯基预聚物的第一组合物的固化物，所述第一氨基甲酸乙酯基预聚物为第一醇成分和第一异氰酸酯成分的反应产物，所述第一醇成分包含羟基值为200mgKOH/g至900mgKOH/g的第一多元醇。
在所述半导体器件的制造方法中，关于与所述抛光垫的所有下位结构有关的事项，上面与所述抛光垫有关的具体事项和其技术优点均适用于下面与所述半导体器件的制造方法有关的说明。
在所述半导体器件的制造方法中应用所述抛光垫110情况下，可以在通过所述抛光垫110的结构和组分特征来实现的最佳物性条件下生产优质的半导体器件。
具体而言，作为所述抛光垫110，应用包括所述抛光可变层101和所述抛光不变层102的层叠结构的抛光层10，包括含有第一氨基甲酸乙酯基预聚物的第一组合物的固化物作为所述抛光不变层，其中，所述第一氨基甲酸乙酯基预聚物为作为第一异氰酸酯成分和包含羟基值为200mgKOH/g至900mgKOH/g的第一多元醇的第一醇成分的反应产物的层，从而应用所述抛光垫110的所述半导体器件的制造方法可以在抛光平坦度、抛光率以及缺陷防止方面确保优异的抛光结果并实现环保效果。
与所述第一氨基甲酸乙酯基预聚物和其下位结构有关的所有事项均与上面对所述抛光垫110进行的说明相同。
图4是概略性地示出一实现例的所述半导体器件的制造方法的示意图。参照图4，可以在所述平板120上提供所述抛光垫110。当在所述平板120上提供所述抛光垫110时，所述抛光层10的所述第一表面11成为最上端表面，并且所述第二表面12可以被设置成朝向所述平板120侧。
在一实现例中，可以以粘合层为媒介附着所述抛光垫110和所述平板120。例如，所述粘合层可以源自压敏粘合剂(PSA)，但不限于此。
所述半导体器件的制造方法包括如下步骤：将所述抛光对象130的被抛光面设置成与所述第一表面11接触，然后在加压条件下，在使所述抛光垫110和所述抛光对象130彼此相对旋转的同时抛光所述抛光对象130。
在一实现例中，所述抛光对象130可以是半导体基板。例如，所述半导体基板的被抛光面可以包括：金属氧化膜；金属氮化膜或金属膜。在一实现例中，所述被抛光面可以是由金属氧化物、金属氮化物以及金属中的一种组成的单一膜。在另一实现例中，所述被抛光面可以是包含金属氧化物、金属氮化物以及金属中的至少两种的复合膜。
在所述金属氧化膜、所述金属氮化膜以及所述金属膜中的每一者中，金属成分可以是选自由硅(Si)、铜(Cu)、钽(Ta)、钛(Ti)、钨(W)以及它们的组合组成的组中的一种。
在一实现例中，所述抛光对象130的被抛光面可以是由氧化硅膜形成的单一膜。在另一实现例中，所述抛光对象130的被抛光面可以是由铜膜形成的单一膜。在又另一实现例中，所述抛光对象130的被抛光面可以是包含氧化硅膜的复合膜。在又另一实现例中，所述抛光对象130的被抛光面可以是包含铜膜的复合膜。
可以根据被抛光面的种类和目的来适当地设计所述抛光对象130的被抛光面加压到所述第一表面11的荷重，然而例如，所述荷重可以为约0.01psi至约20psi，例如，可以为约0.1psi至约15psi。如上所述，所述抛光垫110包括应用所述抛光可变层101和所述抛光不变层102的层叠结构，从而包括具有在厚度方向上细分的结构特征的抛光层，可以通过这种结构特征来在上述范围的加压条件下，向所述被抛光面提供符合各种目的的适当的刚性和弹性。其结果，在所述抛光对象130包括半导体基板的情况下，所述半导体基板的最终抛光结果可以在抛光平坦度和缺陷防止方面大大提升。
所述抛光垫110和所述抛光对象130可以在各自的所述第一表面11和被抛光面相互接触的情况下彼此相对旋转。这时，所述抛光对象130的旋转方向和所述抛光垫110的旋转方向可以是相同的方向，也可以是相反的方向。所述第一表面11和所述抛光对象130的被抛光面可以直接接触，也可以以具有流动性的浆料等中的成分为媒介间接接触。所述抛光对象130和所述抛光垫110的旋转速度分别可以在约10rpm至约500rpm的范围内根据目的来选择，例如，可以为约30rpm至约200rpm，但不限于此。如上所述，所述抛光垫110可以通过在厚度方向上细分的结构特征来提供符合各种目的的抛光性能。当所述抛光对象130和所述抛光垫110在相互接触的情况下分别以上述范围内的旋转速度旋转时，其离心力和摩擦力作用下的行为与所述抛光垫110的结构特征相关联，因此可以算出针对所述被抛光面在抛光平坦度和缺陷防止方面优异的抛光结果。
在所述半导体器件的制造方法中，所述抛光可变层101的根据所述第1式的第一抛光可变性指数可以为约0.1至约11.0。在一实现例中，所述第一抛光可变性指数，例如，可以为约0.1至约9.0，例如，可以为约0.2至约9.0，例如，可以为约0.2至约8.5，例如，可以为约0.2至约8.0，例如，可以为约0.2至约7.5，例如，可以为约0.5至约7.5，例如，可以为约0.8至约7.5，例如，可以为约0.9至约7.5，例如，可以为约1.0至约6.0，例如，可以为约2.0至3.5。
所述抛光可变层101作为在应用所述抛光垫110的半导体器件制造方法的抛光工艺中物理特性和/或化学特性变化的区域，在提供目的水平的抛光性能方面具有规定的寿命。所述抛光可变层101的寿命导入时间点是指从所述抛光可变层101本身或所述抛光垫110制备完成到其应用于工艺前的任一时间点。另外，所述抛光可变层101的寿命结束时间点是指所述抛光可变层101不能够实现抛光性能，从而需要更换所述抛光可变层101本身或所述抛光垫110整体的时间点。
根据所述第1式的第一抛光可变性指数为表示所述抛光可变层101的可变性能的指标，其中，所述第1式以所述抛光可变层101的寿命导入时间点和寿命结束时间点各自上表面粗糙度(Ri，Rf)和所述抛光垫110的整体厚度(Ti，Tf)为构成因素，当所述第1式的值满足上述范围从而所述抛光可变层101拥有与此相应的可变性时，所述抛光可变层101作为所述抛光层10的一部分，可以具有在抛光效率方面最佳的结构特征，与此同时可以更加有利于在其整体寿命期间，实现恒定的抛光性能，从而大量生成相同质量的半导体器件。
所述Ti，例如，可以为约800μm至约5000μm，例如，可以为约1000μm至约4000μm，例如，可以为约1000μm至3000μm，例如，可以为约1500μm至约3000μm，例如，可以为约1700μm至约2700μm，例如，可以为约2000μmm至约3500μm，但不限于此。
所述Ri，例如，可以为约5μm至约15μm，例如，可以为约5μm至约12μm，例如，可以为约5μm至10μm，但不限于此。
在一实现例中，在所述Ti和所述Ri分别满足上述范围的同时所述第一抛光可变性指数满足上述范围的情况下，在实现所述抛光可变层101的结构特征和抛光性能方面可以更加有利。
在一实现例中，所述抛光垫110可以在所述第一表面11上包括具有小于或等于整个所述抛光可变层101的厚度D1的深度d1的至少一个凹槽14。所述凹槽14能够发挥如下作用：在利用所述抛光垫110的抛光工艺中，通过调节供给到所述第一表面11上的抛光液或抛光浆料的流动性，或者调节所述第一表面11与抛光对象的被抛光面的直接接触面积的大小来实现适当的物理抛光特性。
例如，所述抛光垫110可以在所述第一表面11上包括多个凹槽14。在一实现例中，所述抛光垫110的平面形状实质上可以是圆形，多个所述凹槽14可以具有从所述抛光垫110的平面上中心向末端以规定的间隔隔开设置的同心圆形结构。在另一实现例中，多个所述凹槽14可以具有从所述抛光垫110的平面上中心向末端连续形成的放射形结构。在又另一实现例中，多个所述凹槽14可以同时包括同心圆形凹槽和放射形凹槽。
在作为从所述第一表面11到所述可分离界面13为止的区域的所述抛光可变层101中，所述第一表面11可以包括至少一个凹槽14。这时，在所述半导体器件的制造方法中，所述抛光可变层101的根据所述第2式的第二抛光可变性指数可以为约0.1至约3.5，例如，可以为约0.1至约3.3，例如，可以为约0.1至约3.0，例如，可以为约0.1至约2.0，例如，可以为约0.3至约1.8，例如，可以为约0.5至约1.5，例如，可以为约0.5至约1.2，例如，可以为约0.5至1.0。
与所述抛光可变层101的寿命导入时间点和寿命结束时间点有关的说明与上文对根据所述第1式的第一抛光可变性指数进行的说明相同。在所述抛光可变层101的所述第二抛光可变性指数满足上述范围的情况下，所述抛光可变层101能够提供在抛光液或抛光浆料的流动性方面最佳的结构，并且确保向被抛光面提供的直接接触面积为适当水平，由此可以更加有利于确保目的范围内的抛光率。
所述Gi，例如，可以为约600μm至约900μm，例如，可以为约650μm至约900μm，例如，可以为约700μm至约900μm，但不限于此。
在一实现例中，在所述Ri和所述Gi分别满足上述范围的同时所述第二抛光可变性指数满足上述范围的情况下，在通过所述抛光可变层101的结构特征实现抛光性能方面可以更加有利。
在所述第一表面11包括具备小于或等于所述抛光可变层101的整体厚度的深度的至少一个凹槽14的情况下，在所述抛光可变层101中，根据所述第3式的所述凹槽14的深度变化率(％)可以为约20％至约100％。
参照图1，在抛光工艺过程中，所述凹槽14的深度d1从所述寿命导入时间点上的深度(Gi)变化为所述寿命结束时间点上的深度(Gf)。具体而言，根据随着通过使所述第一表面11和抛光对象的被抛光面彼此物理接触来进行抛光而所述第一表面11被削除的过程，所述凹槽14的深度d1逐渐变浅。这时，以所述寿命导入时间点上凹槽的深度(Gi)和所述寿命结束时间点上凹槽的深度(Gf)为构成因素的所述第3式的值只有可以在所述抛光可变层101的延伸率、拉伸强度、硬度等物理特征保持适当水平的基础上才能满足上述范围。具体而言，若所述抛光可变层101的物理物性不满足适当水平，则存在如下隐患：随着所述凹槽的深度d1逐渐变浅，抛光浆料等的流动性变化对抛光性能造成的影响变大，从而导致整体上的抛光性能急剧下降。当所述第3式的值满足上述范围时，一实现例的所述抛光可变层101能够呈现出与此相应的最佳的物理物性，并且以此为基础，即使在所述凹槽的深度d1变浅的情况下也能够通过最小化对抛光性能造成的影响来在通过所述半导体器件的制造方法的整个抛光工艺中实现优异的抛光性能。
当所述抛光垫110在所述第一表面11上包括至少一个凹槽时，所述凹槽14的宽度w1可以为约0.2mm至约1.0mm，例如，可以为约0.3mm至约0.8mm，例如，可以为约0.4mm至约0.7mm。当所述凹槽14的宽度满足上述范围时，可以适当地确保所述抛光对象130的被抛光面和所述第一表面11的接触面积的大小，并且可以通过将施加到所述第一表面11的抛光液或抛光浆料的流动性确保为适当水平来实现优异的最终抛光性能。
当所述抛光垫110在所述第一表面11包括多个凹槽14时，可以在与所述凹槽14的宽度w1相同的情景下，适当地设计以相邻的两个凹槽14之间的间隔定义的所述凹槽14的间距p1，从而在所述半导体器件的制造方法中帮助实现所需的抛光性能。例如，所述凹槽14的间距p1可以为约1.5mm至约5.0mm，例如，可以为约1.5mm至约4.0mm，例如，可以为约1.5mm至约3.0mm。
参照图4，在一实现例中，所述半导体器件的制备方法还可以包括在所述抛光垫110的所述第一表面11上供给抛光浆料150的步骤。例如，可以通过供给喷嘴140来将所述抛光浆料150供给至所述第一表面11上。
通过所述供给喷嘴140喷射的抛光浆料150的流速可以为约10ml/min至约1000ml/min，例如，约10ml/min至约800ml/min，例如，约50ml/min至约500ml/min，但不限于此。
所述抛光浆料150可以包含二氧化硅浆料或二氧化铈浆料，但不限于此。
参照图4，所述抛光对象130可以在安装于抛光头160的状态下，以规定的荷重加压所述第一表面11的同时被抛光。所述抛光对象130在被安装于所述抛光头160时，可以以其被抛光面朝向所述第一表面11的方式进行安装。可以根据被抛光面的种类和目的适当地设计所述抛光对象130的被抛光面加压到所述第一表面11的荷重，然而所述荷重例如，可以为约0.01psi至约20psi，例如，可以为约0.1psi至约15psi。
在一实现例中，为了将所述抛光垫110的所述第一表面11维持在适合进行抛光的状态，所述半导体器件的制造方法还可以包括如下步骤：在抛光所述抛光对象130的同时通过修整器170来加工所述第一表面11。
所述修整器170能够发挥如下作用：在以规定的旋转速度旋转的同时加压所述第一表面11，从而粗糙化所述第一表面11。所述修整器170的旋转速度，例如，可以为约50rpm至约150rpm，例如，可以为约80rpm至约120rpm。通过借助所述修整器170的旋转进行的表面处理，所述第一表面11可以在抛光工艺整体过程中维持最佳的表面状态，由此可以获得抛光寿命得到延长的效果。
所述修整器170对所述第一表面11的加压压力例如，可以为约1lbf至约12lbf，例如，可以为约3lbf至约9lbf。通过在这种条件下加压所述修整器170来执行表面处理，所述第一表面11可以在抛光工艺整体过程中维持最佳的表面状态，由此可以获得抛光寿命得到延长的效果。
下面给出本发明的具体实施例。然而，下面所记载的实施例仅用于具体地例示或者说明本发明，而不用于限制本发明，并且本发明的权利范围由权利要求范围所确定。
<实施例和比较例>
实施例1
相对于2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-TDI)100重量份，混合25重量份的2,6-甲苯二异氰酸酯(2,6-TDI)和14重量份的4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)，以准备第二异氰酸酯成分。相对于所述第二异氰酸酯成分整体100重量份，准备130重量份的重均分子量为1000(±50)g/mol，羟基值(OH-v)为112(±10)mgKOH/g的聚酯类第二多元醇，然后相对于所述异氰酸酯成分整体100重量份，混合14重量份的重均分子量(Mw)为106g/mol的二甘醇(DEG)，以准备第二醇成分。将包含所述异氰酸酯成分和所述多元醇成分的混合原料投入四口烧瓶后，通过在80℃下进行反应来准备了含有第二氨基甲酸乙酯基预聚物的第二组合物。所述第二组合物中的异氰酸酯基含量(NCO％)被制成9重量％。在所述第二组合物中混合具备氨基反应基团的4,4’-亚甲基双(2-氯苯胺)(MOCA)作为第二固化剂，其中，以所述第二组合物中NCO基团与所述MOCA的NH2基团的摩尔比成为1：0.96的方式进行混合。另外，相对于所述第二组合物整体100重量份，混合1.0重量份的作为膨胀性颗粒的固体发泡剂(Akzonobel公司)和1.0重量份的硅类表面活性剂(OFX-193)作为第二发泡剂。将所述第二组合物以10kg/min的排出速度注入宽1000mm、长1000mm、高3mm且被预热至90℃的模具中，同时将氮气(N2)作为气体发泡剂以1.0L/min的注入速度注入与所述第二组合物的注入时间相同的时间。接下来，在110℃的温度条件下，使所述第二组合物进行后固化反应以制备片材。对所述片材进行车削加工，然后通过在表面上加工宽度w1为0.5mm，间距p1为3.0mm，深度d1为0.85mm的同心圆形凹槽来制备了厚度为1.0mm的抛光可变层。
利用粉碎机来将在所述抛光可变层的凹槽和厚度加工过程中产生的副产物粉碎成平均粒径为1～2mm(平均粒径约1.5mm)。以1：2的重量比混合300g的所述粉碎物和二甘醇(DEG)，然后通过在170℃的温度条件下进行6小时加工处理来获取了羟基值(OH-v)为600(±20)mgKOH/g的回收多元醇。准备包含所述回收多元醇作为第一多元醇的第一醇成分，然后准备了包含甲苯二异氰酸酯(TDI)且异氰酸酯基含量(NCO％)为48重量％的第一异氰酸酯成分。通过使所述第一醇成分和所述第一异氰酸酯成分进行反应来制备第一氨基甲酸乙酯基预聚物，在这过程中，以如下方式调节各个成分的含量：使包含所述第一氨基甲酸乙酯基预聚物的第一组合物的异氰酸酯基含量(NCO％)成为12重量％。在所述第一组合物中混合包含羟基作为反应基团同时羟基值(OH-v)为750mgKOH/g的醇固化剂(MCNS公司，LA-750)作为第一固化剂，其中，以使所述第一组合物中NCO基团与所述固化剂的OH基团的摩尔比为1：1的方式进行混合。另外，相对于所述第一组合物整体100重量份，混合了1.0重量份的硅类表面活性剂(OFX-193)。将所述第一组合物以10kg/min的排出速度注入宽1000mm、长1000mm、高100mm且被预热至90℃的模具中，同时将氮气(N2)作为气体发泡剂以1.0L/min的注入速度注入与所述第一组合物的注入时间相同的时间。接下来，在110℃的温度条件下，对所述第一组合物进行10小时后固化反应以制备固化物。以1mm厚度对所述第一组合物的固化物进行切割加工以制备多个抛光不变层。
另一方面，准备了具有氨基甲酸乙酯类树脂含浸在聚酯树脂无纺布的结构，并且厚度为1.1mm的缓冲层。
在所述抛光可变层的形成有凹槽的表面的相反面、所述抛光不变层的两个表面以及所述缓冲层的一表面上分别附着双面胶，然后通过如下方式依次层叠所述抛光可变层、所述抛光不变层以及所述缓冲层来制备了总厚度为3.2(±0.5)mm的抛光垫：将双面胶附着面设置成彼此接触后进行贴合。
比较例1
在没有实施例1中的所述抛光不变层的情况下包括所述抛光可变层和所述缓冲层，并且在制备所述抛光可变层时，除了将所述第二组合物注入宽1000mm、长1000mm、高3mm且被预热至90℃的模具，将所述第一组合物的固化物的最终厚度车削加工为2.0mm来制备抛光可变层之外，以相同的方法制备了抛光可变层。另外，除了在所述抛光可变层的形成有凹槽的表面的相反面和所述缓冲层的一表面分别附着双面胶，然后将双面胶附着面设置成彼此接触，然后通过将其贴合来制备总厚度为3.2(±0.5)mm的抛光垫之外，以相同的方法制备了抛光垫。
[表1]
Figure BDA0003871938400000541
Figure BDA0003871938400000551
<测量和评价>
实验例1：抛光垫硬度评价
针对所述实施例和所述比较例各自的抛光垫，测量了作为抛光面的第一表面的邵氏D(Shore D)硬度。具体而言，将宽度和长度分别以5cm×3cm的大小进行切割来准备样品，然后将各个样品在25℃温度下保管12小后利用邵氏D(Shore D)硬度计来进行测量。其结果如下面表2中的记载所示。
实验例2：抛光垫压缩率评价
针对所述实施例和所述比较例各自的抛光垫，测量无负荷状态下的初始厚度D1，然后测量常温下在使用2400g且直径为25mm的圆柱形重物加压1分钟的压力条件下经加压而变形后的厚度(D2)，然后利用公式(D1-D2)/D1×100来导出了压缩率(％)。
实验例3：抛光可变性评价
针对所述实施例和所述比较例中的每一者，在各个抛光垫制备完成后，以中心线平均粗糙度(Ra)为基准测量了应用于抛光工艺前所述抛光可变层的第一表面的表面粗糙度(Ri)，然后测量了各个抛光垫的整体厚度(T i)和各个第一表面上凹槽的深度(Gi)。
接下来，针对各个抛光垫，通过化学气体沉积(CVD)工艺来将氧化硅(SiO2)沉积到直径为300mm的硅晶片上。将所述抛光垫安装在CMP机器上，并设置硅晶片，使硅晶片的氧化硅层表面面向抛光垫的抛光面。以250ml/min的速度将煅烧的二氧化铈浆料(KC Tech公司，ACS350)供应到所述抛光垫上，同时以3.0psi的荷重将所述硅晶片加压到所述抛光面上，并且通过将所述抛光垫与所述硅晶片的旋转速度分别设定为100rpm来对所述二氧化硅膜进行抛光。抛光进行至抛光率与初始抛光率相比变化20％的时间点后，从载体取下硅晶片，并安装在旋转干燥器(spin dryer)上，然后用蒸馏水洗涤后用氮气干燥了15秒。
针对各个抛光垫，将抛光率与初始抛光率相比变化20％的时间点作为抛光垫的寿命结束时间点，以中心线平均粗糙度(Ra)为基准测量干燥的各个抛光垫的所述抛光可变层的第一表面的表面粗糙度(Rf)，然后测量了各个抛光垫的整体厚度(Tf)和各个第一表面上的凹槽的深度(Gf)。
接下来，利用所述第1式和所述第2式来导出了所述第一抛光可变性指数和所述第二抛光可变性指数，其结果如下面表2中的记载所示。
实验例4：抛光性能评价
针对所述实施例和所述比较例各自的抛光垫，以与所述实验例3相同的方法进行抛光，然后如下所述，对各个的抛光性能进行了评价。其结果如表2中的记载所示。
(1)平均抛光率
以与所述实验例3相同的方法进行抛光，抛光进行1分钟后使用光学干涉式测厚仪(SI-F80R，Kyence公司)来测量了被干燥的硅晶片的抛光前后的膜厚度变化。然后使用以下公式来计算了抛光率。通过这种方式共测量5次抛光率后取数平均值作为平均抛光率。
Figure BDA0003871938400000561
(2)缺陷
以与所述实验例3相同的方法进行抛光，抛光进行1分钟后用肉眼观察抛光对象的被抛光表面来得出了划痕(scratch)等缺陷的数量。具体而言，抛光结束后将硅晶片移动到清洁器(Cleaner)后，分别使用1％氟化氢(HF)与纯净水(DIW)，1％硝酸(H2NO3)与纯净水(DIW)来进行了10秒的洗涤。然后，将所述硅晶片移动到旋干机(spin dryer)，使用纯净水(DIW)洗涤，并用氮气(N2)干燥了15秒。然后使用缺陷检测设备(Tenkor公司，XP+)来用肉眼观察了被干燥的硅晶片的抛光前后缺陷变化。
(3)抛光平坦度
以与所述实验例3相同的方法进行抛光，抛光进行1分钟后测量49处晶片的面内膜厚度并利用公式(抛光后的厚度的标准偏差
Figure BDA0003871938400000571
/平均抛光厚度
Figure BDA0003871938400000572
)×100来导出了抛光平坦度(WIWNU：Within Wafer Non Uniformity，％)。
[表2]
Figure BDA0003871938400000573
参照所述表2，所述实施例1的抛光垫包括具有抛光可变层和抛光不变层的层叠结构的抛光层，并且使用应用回收多元醇的回收层作为所述抛光不变层，其中，所述回收多元醇通过如下方式制备：利用粉碎机来将在所述抛光可变层的凹槽和厚度加工过程中产生的副产物粉碎成平均粒径为1～2mm(平均粒径约1.5mm)的粉碎颗粒，然后通过加工所述粉碎颗粒来制备了回收多元醇。可以确认，所述比较例1为未应用这种回收层的抛光垫，尽管所述实施例1的抛光垫包括回收的结构，但也实现与所述比较例1同等水平的抛光性能，并且除本身的抛光功能外，在工艺生产性和经济性方面也具有提高的效果。

Claims (12)

1.一种抛光垫，其中，
包括抛光层；
所述抛光层包括：
抛光可变层，具备抛光面，以及
抛光不变层，设置在所述抛光可变层的所述抛光面的相反面侧；
所述抛光不变层包括含有第一氨基甲酸乙酯基预聚物的第一组合物的固化物，
所述第一氨基甲酸乙酯基预聚物为第一醇成分和第一异氰酸酯成分的反应产物，所述第一醇成分包含羟基值为200mgKOH/g至900mgKOH/g的第一多元醇。
2.根据权利要求1所述的抛光垫，其中，
所述抛光可变层和所述抛光不变层的界面为可分离界面。
3.根据权利要求1所述的抛光垫，其中，
所述抛光可变层和所述抛光不变层分别包括至少一个层。
4.根据权利要求1所述的抛光垫，其中，
所述第一组合物中异氰酸酯基含量为8重量％至20重量％。
5.根据权利要求1所述的抛光垫，其中，
所述第一组合物还包含第一固化剂，
所述第一固化剂包含含有选自由氨基、羟基以及它们的组合组成的组中的一种反应基团的化合物。
6.根据权利要求5所述的抛光垫，其中，
所述第一固化剂包含含有羟基作为所述反应基团的化合物，
含有所述羟基的化合物的羟基值为大于600mgKOH/g且900mgKOH/g以下。
7.根据权利要求1所述的抛光垫，其中，
所述抛光可变层包括含有第二氨基甲酸乙酯基预聚物的第二组合物的固化物，
所述第二氨基甲酸乙酯基预聚物为第二醇成分和第二异氰酸酯成分的反应产物，所述第二醇成分包含羟基值为50mgKOH/g以上且小于200mgKOH/g的第二多元醇。
8.根据权利要求7所述的抛光垫，其中，
所述第二组合物还包含第二固化剂，
所述第二固化剂包含含有选自由氨基、羟基以及它们的组合组成的组中的一种反应基团的化合物。
9.根据权利要求8所述的抛光垫，其中，
所述第二固化剂包含含有氨基作为所述反应基团的化合物，
所述第二组合物中的异氰酸酯基与所述第二固化剂中的氨基的摩尔比为1：0.80至1：1.20。
10.根据权利要求7所述的抛光垫，其中，
所述第二组合物中异氰酸酯基的含量为5重量％至11重量％。
11.一种半导体器件的制造方法，其中，包括如下步骤：
在平板上提供抛光垫，所述抛光垫包括具有抛光面的抛光层，以及
将抛光对象的被抛光面设置成与所述抛光面接触，然后在加压条件下，在使所述抛光垫和所述抛光对象彼此相对旋转的同时抛光所述抛光对象；
所述抛光层包括：
抛光可变层，包括所述抛光面，以及
抛光不变层，设置在所述抛光可变层的所述抛光面的相反面侧；
所述抛光不变层包括含有第一氨基甲酸乙酯基预聚物的第一组合物的固化物，
所述第一氨基甲酸乙酯基预聚物为第一醇成分和第一异氰酸酯成分的反应产物，所述第一醇成分包含羟基值为200mgKOH/g至900mgKOH/g的第一多元醇。
12.根据权利要求11所述的半导体器件的制造方法，其中，
所述抛光对象的被抛光面加压到所述抛光层的抛光面的荷重为0.01psi至20psi。
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