CN116872080A - 一种用于制备抛光垫的抛光层及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种用于制备抛光垫的抛光层及其制备方法与应用，涉及集成电路材料技术领域。本公开所提供的抛光层包含聚氨酯发泡体，在抛光层中加入改性纳米磨料，作为聚氨酯发泡过程中的泡孔成核剂，均匀化泡孔的尺寸和泡孔的分布；通过高压流体物理发泡技术，制备得到密度、硬度、泡孔尺寸可控的聚氨酯发泡体，以聚氨酯发泡体作为抛光垫的抛光层，具有力学性能优异、耐磨性好、抛光速度快、抛光过程稳定和使用寿命长的优点。

Description

一种用于制备抛光垫的抛光层及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及集成电路材料技术领域，具体涉及一种用于制备抛光垫的抛光层及其制备方法与应用。
背景技术
近年来，化学-机械抛光(CMP)已成为半导体芯片生产商在铺设电路图案层时使半导体芯片表面平坦化的技术选择。CMP技术是公知的且通常用抛光垫和抛光组合物完成。
在各CMP工艺中，通过抛光垫与抛光液(例如包含磨料的抛光浆液或者不含磨料的活性液体)的组合，以一定的方式除去多余的材料，从而进行平面化或保持平坦度，以便接纳下一层。这些层以一定的方式组合成堆叠，形成集成电路。由于人们需要具有更高的运行速度、更低的漏电流和减少的能耗的器件，所以这些半导体器件的制造一直在变得越来越复杂。对于器件的结构，这意味着要求更精细的特征几何结构，以及更多的金属化层次。
随着特征尺寸技术节点向着深纳米的发展，互联金属线宽越来越窄，DRAM技术从30纳米级别发展到10纳米级别，NAND技术从平面发展到3D，CMP次数也越来越多，例如28nm逻辑芯片需要12～13次CMP，进入10nm制程之后CMP次数翻倍，达到了25～30次，这就对CMP制程耗材提出了更高的要求，更高的平坦化特性，更低的缺陷水平，更高的效率，更低的成本是半导体制程耗材的永恒话题。
尽管针对CMP垫进行了深入的研发，本领域仍然持续需要不断改善抛光效率和效力，特别是以低缺陷为特征。对于CMP垫，通常在除去抛光材料的速度和抛光晶片中的缺陷水平之间权衡。换句话说，更硬的垫可导致更快的抛光，但进而可导致更高的缺陷。有利的是获得抛光迅速、高效且导致低缺陷水平的CMP垫。
因此，本领域仍然持续需要改善的CMP垫，特别是提供具有低缺陷、良好的抛光效率、可加工性和低成本的抛光表面的垫。
发明内容
本公开的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于制备抛光垫的抛光层及其制备方法与应用；该抛光层制备的抛光垫具有良好的力学性能、抛光效率、低缺陷和长的使用寿命。
为实现上述目的，本公开采取的技术方案为：
第一方面，本公开提供了一种用于制备抛光垫的抛光层，所述抛光层包含聚氨酯发泡体，所述聚氨酯发泡体具有25-75D的硬度，0.5-1.0g/cm3的密度；
所述抛光层至少一个表面含有多个泡孔，且所述多个泡孔的平均直径为20-80μm，所述多个泡孔的直径的标准差为1-30μm；
所述聚氨酯发泡体含有聚氨酯和改性纳米磨料，以聚氨酯的重量为100份计，所述改性纳米磨料的重量为0.1-1份；所述改性纳米磨料是采用二异氰酸酯将纳米磨料进行改性处理得到。
在一个实施方式中，所述改性纳米磨料中二异氰酸酯的质量百分含量为5-30wt%；优选地，所述改性纳米磨料中二异氰酸酯的质量百分含量为10-20wt%。
在一个实施方式中，所述纳米磨料的平均粒径为20-100nm。
在一个实施方式中，所述纳米磨料为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化铈、纳米氧化铝中的至少一种。
在一个实施方式中，所述二异氰酸酯为4,4'-二苯甲烷异氰酸酯、甲苯-2,4-异氰酸酯、六亚甲基异氰酸酯、异佛尔酮异氰酸酯中的至少一种。
在一个实施方式中，所述改性纳米磨料的制备方法如下：将纳米磨料加入有机溶剂中，混合均匀后，在惰性气体保护下，同时滴加二异氰酸酯和催化剂进行反应，所得产物经洗涤、干燥后，得到改性纳米磨料。
在一个实施方式中，所述纳米磨料和二异氰酸酯的摩尔比为1︰0.05-0.30；
和/或，所述反应的温度为80-95℃；
和/或，所述反应的时间为20-30min；
和/或，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、辛酸亚锡中的至少一种；
和/或，所述催化剂的质量为纳米磨料质量的0.01-0.03%；
和/或，所述惰性气体为氮气、氩气中的至少一种。
第二方面，提供一种所述抛光层的制备方法，包括以下步骤：
制备前驱聚氨酯片材：将聚氨酯和改性纳米磨料经干燥、预混合、双螺杆连续挤出、压延，得到前驱聚氨酯片材；
制备聚氨酯发泡体：将所得前驱聚氨酯片材经高压流体浸渍，所得浸渍聚氨酯片材进行发泡，得到聚氨酯发泡体；所述高压流体为二氧化碳流体、氮气流体中的至少一种；
制备抛光层：将聚氨酯发泡体经去皮、冲切、磨平、开槽，即得抛光层。
在一个实施方式中，所述高压流体浸渍的温度为60-180℃；
和/或，所述浸渍聚氨酯片材中高压流体的溶解度为0.5-5.0wt%。
在一个实施方式中，所述聚氨酯的重量份为100份，所述改性纳米磨料的重量份为0.1-1份。
第三方面，还提供了一种所述抛光层的制备方法，包括以下步骤：
制备前驱聚氨酯片材：将含异氰酸酯的组分、含活性氢的组分、扩链剂、催化剂和改性纳米磨料加入预混室中，搅拌均匀后注入片状模具中，得到前驱聚氨酯片材；
制备聚氨酯发泡体：将所得前驱聚氨酯片材经高压流体浸渍，所得浸渍聚氨酯片材进行发泡，得到聚氨酯发泡体；所述高压流体为二氧化碳流体、氮气流体中的至少一种；
制备抛光层：将聚氨酯发泡体经去皮、冲切、磨平、开槽，即得抛光层。
在一个实施方式中，所述高压流体浸渍的温度为60-180℃；
和/或，所述浸渍聚氨酯片材中高压流体的溶解度为0.5-5.0wt%。
在一个实施方式中，所述含异氰酸酯的组分为4,4'-二苯甲烷异氰酸酯、甲苯-2,4-异氰酸酯、六亚甲基异氰酸酯、异佛尔酮异氰酸酯中的至少一种；
和/或，所述含活性氢的组分为聚丁二醇、聚ε-己内酯中的至少一种；
和/或，所述含活性氢的组分的摩尔质量为1000-2000g/mol；
和/或，所述扩链剂为1 ,4-丁二醇；
和/或，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、辛酸亚锡中的至少一种。
第四方面，提供一种抛光垫，所述抛光垫含有所述的抛光层。
在一个实施方式中，所述抛光垫包括依次设置的抛光层、粘胶层、缓冲层和背胶层，所述背胶层远离缓冲层的表面含有离型纸或离型膜。
第五方面，提供一种抛光的方法，包括一边向所述抛光层的抛光面与被抛物之间供给抛光浆料，一边通过使所述抛光垫与所述被抛光物相对地滑动而对所述被抛光物进行抛光的工序；其中，抛光垫为上述的抛光垫。
与现有技术相比，本公开的有益效果为：本公开所提供的抛光层，抛光层包含聚氨酯发泡体，在抛光层中加入改性纳米磨料，作为聚氨酯发泡过程中的泡孔成核剂，均匀化泡孔的尺寸和泡孔的分布；通过高压流体物理发泡技术，制备得到密度、硬度、泡孔尺寸可控的聚氨酯发泡体，以该抛光层制得的抛光垫具有力学性能优异、耐磨性好、抛光速度快、抛光过程稳定和使用寿命长的优点。
附图说明
图1为本发明所述聚氨酯抛光垫的实物图。
具体实施方式
为了更好地说明本公开的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例及对比例对本公开作进一步说明，其目的在于详细地理解本公开的内容，而不是对本公开的限制。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开的保护范围。本公开实施所涉及的实验试剂及仪器，除非特别说明，均为常用的普通试剂及仪器。
第一方面，本公开提供了一种用于制备抛光垫的抛光层，所述抛光层包含聚氨酯发泡体，所述聚氨酯发泡体具有25-75D的硬度，0.5-1.0g/cm3的密度；
所述抛光层至少一个表面含有多个泡孔，且所述多个泡孔的平均直径为20-80μm，所述多个泡孔的直径的标准差为1-30μm；
所述聚氨酯发泡体含有聚氨酯和改性纳米磨料，以聚氨酯的重量为100份计，所述改性纳米磨料的重量为0.1-1份；所述改性纳米磨料是采用二异氰酸酯将纳米磨料进行改性处理得到。
聚氨酯（TPU）为半结晶聚合物，其中的硬段与软段结构易于发生相分离，硬段结构发生聚集形成类似结晶的结构。TPU中的晶区会随着加工热历史条件的变化而发生变化，其尺度可以为几十、几百纳米，甚至为微米级。根据DSC曲线的多熔点行为可以发现，TPU树脂的晶区大小和完善状态存在宽分布，这也会影响TPU树脂的具体区域的模量。TPU微发泡过程中，晶区结构可以充当泡孔成核剂而影响泡孔成核，对于密度为0.5-1.0g/cm3的高密度微孔TPU来说，晶区的大小和分布不均匀性将导致泡孔尺寸和结构分布的不均匀。
本公开通过以改性纳米磨料作为聚氨酯发泡体的原料，改性纳米磨料可以均化分散TPU中的晶区结构，均化后的晶区和改性纳米磨料作为物理发泡的成核剂，均化泡孔成核，诱导泡孔均匀生长，制得泡孔尺寸和结构均匀性高的聚氨酯发泡体，提高抛光垫的稳定性，因此，抛光垫具有低缺陷的抛光表面和长的使用寿命。
典型的化学机械抛光过程中，抛光液会连续的滴在抛光垫上，抛光垫中的泡孔结构盛放抛光液，起到固定和均匀分散抛光液的作用。抛光液的腐蚀作用和抛光垫泡壁上的“微凸体”对晶片钝化层进行均匀去除。抛光垫中泡孔尺寸大小、分布状态会影响泡孔中抛光液的体积和分布状态，同时，它们也会影响泡孔间泡孔壁/泡孔棱的大小和抛光垫的局部硬度，从而影响抛光垫对晶片钝化层的摩擦力。盛有较多量抛光液的大泡孔对晶片的腐蚀程度高，而盛有较少量抛光液的小泡孔对晶片的腐蚀程度低，不过，泡孔尺寸过大会降低泡孔壁中“微凸体”的数量，降低抛光垫对晶片钝化层的去除速率，因此，泡孔大小会影响晶片的去除速度。具有均匀分布的泡孔结构会使盛放在其中的抛光液均匀分布，而不均匀分布的泡孔结构将致使抛光液难以分布在抛光垫中，同时，也致使泡孔结构中的“微凸体”不能与晶片钝化层均匀接触。因此，抛光垫中泡孔尺寸与分布的状态均会影响抛光过程的稳定性，严重的情况下将导致工作层得不到合适的平坦化程度。此外，抛光垫泡孔壁上附着的改性纳米磨料可以提高对晶片钝化层的去除速率，改善抛光效果。本公开优选泡孔的平均直径为30-60μm，泡孔直径的标准差为1-20μm，可以保证抛光垫在抛光过程中具有稳定的抛光效果。
本公开中，以聚氨酯的重量为100份计，所述改性纳米磨料的重量可以为0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份和1份，优选为0.3-0.7份。
改性纳米磨料的重量影响聚氨酯发泡体的泡孔尺寸，改性纳米磨料的重量超过1份时，过多的改性纳米磨料会使聚氨酯发泡体泡孔的平均直径降低到几微米，影响聚氨酯发泡体中抛光液的容量，降低抛光垫的稳定性，从而导致抛光的效果下降。而改性纳米磨料的重量低于0.1份时，过少的二氰酸酯改性纳米磨料不能有效的诱导泡孔均匀化，泡孔直径的标准差增大，导致抛光垫的稳定性下降。
在一个实施方式中，所述改性纳米磨料中二异氰酸酯的质量百分含量为5-30wt%；优选地，所述改性纳米磨料中二异氰酸酯的质量百分含量为10-20wt%。
在一个实施方式中，所述纳米磨料的平均粒径为20-100nm。
在一个实施方式中，所述纳米磨料为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化铈、纳米氧化铝中的至少一种。
在一个实施方式中，所述二异氰酸酯为4,4'-二苯甲烷异氰酸酯、甲苯-2,4-异氰酸酯、六亚甲基异氰酸酯、异佛尔酮异氰酸酯中的至少一种。
在一个实施方式中，所述改性纳米磨料的制备方法如下：将纳米磨料加入有机溶剂中，混合均匀后，在惰性气体保护下，同时滴加二异氰酸酯和催化剂进行反应，所得产物经洗涤、干燥后，得到改性纳米磨料。
本公开采用同时滴加异氰酸酯和催化剂的方式，使得纳米磨料和异氰酸酯反应完全，减少纳米磨料表面的其他基团，提高改性纳米磨料和其他组分的相容性，从而提高改性纳米磨料的分散性。
在一个实施方式中，所述纳米磨料和二异氰酸酯的摩尔比为1︰0.05-0.30；
和/或，所述反应的温度为80-95℃；
和/或，所述反应的时间为20-30min；
和/或，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、辛酸亚锡中的至少一种；
和/或，所述催化剂的质量为纳米磨料质量的0.01-0.03%；
和/或，所述惰性气体为氮气、氩气中的至少一种。
本公开通过优选上述改性纳米磨料的制备参数，以进一步获得分散性和稳定性好的改性纳米磨料。
第二方面，提供一种所述抛光层的制备方法，包括以下步骤：
制备前驱聚氨酯片材：将聚氨酯和改性纳米磨料经干燥、预混合、双螺杆连续挤出、压延，得到前驱聚氨酯片材；
制备聚氨酯发泡体：将所得前驱聚氨酯片材经高压流体浸渍，所得浸渍聚氨酯片材进行发泡，得到聚氨酯发泡体；所述高压流体为二氧化碳流体、氮气流体中的至少一种；
制备抛光层：将聚氨酯发泡体经去皮、冲切、磨平、开槽，即得抛光层。
本公开通过以改性纳米磨料作为聚氨酯发泡体的原料，改性纳米磨料可以均化分散TPU中的晶区结构，均化后的晶区和改性纳米磨料作为物理发泡的成核剂，均化泡孔成核，诱导泡孔均匀生长，制得泡孔尺寸和结构均匀性高的聚氨酯发泡体，提高抛光垫的稳定性。此外，改性后的纳米磨料可以与聚氨酯形成强相互作用，均匀分散在聚氨酯发泡体中的改性纳米磨料在抛光过程中可以改善抛光效果，提高目标物质的去除速率。
在一个实施方式中，所述高压流体浸渍的温度为60-180℃；
和/或，所述浸渍聚氨酯片材中高压流体的溶解度为0.5-5.0wt%。
高压流体在高温下的扩散速率高，在高温下，高压流体可以快速扩散至前驱聚氨酯片材中，通过物理发泡，浸渍聚氨酯片材发生泡孔成核、增长，制得聚氨酯发泡体。高压流体的塑化作用会使浸渍聚氨酯片材发生一定程度的变形，浸渍聚氨酯片材中高压流体的溶解度会影响高压流体的塑化作用，导致聚氨酯发泡体发生翘曲或者厚度发生不均匀变化，浸渍温度越高或浸渍聚氨酯片材中高压流体的溶解度越大，上述变形越显著。本公开选择高压流体浸渍的温度为60-180℃；浸渍聚氨酯片材中高压流体的溶解度为0.5-5.0wt%，以获得密度为0.5-1.0g/cm3、多个平均直径为20-80μm的泡孔、泡孔直径的标准差为1-30μm、无翘曲的聚氨酯发泡体，以所述聚氨酯发泡体制备的抛光垫具有良好的抛光效率和抛光效果。
作为发泡的方式，可以采用卸压发泡、升温发泡的方式进行发泡。可以通过通入热介质进行升温发泡，热介质可以为空气或热水蒸气。
在一个实施方式中，所述聚氨酯的重量份为100份，所述改性纳米磨料的重量份为0.1-1份。
第三方面，还提供了一种所述抛光层的制备方法，包括以下步骤：
制备前驱聚氨酯片材：将含异氰酸酯的组分、含活性氢的组分、扩链剂、催化剂和改性纳米磨料加入预混室中，搅拌均匀后注入片状模具中，得到前驱聚氨酯片材；
制备聚氨酯发泡体：将所得前驱聚氨酯片材经高压流体浸渍，所得浸渍聚氨酯片材进行发泡，得到聚氨酯发泡体；所述高压流体为二氧化碳流体、氮气流体中的至少一种；
制备抛光层：将聚氨酯发泡体经去皮、冲切、磨平、开槽，即得抛光层。
在一个实施方式中，所述高压流体浸渍的温度为60-180℃；
和/或，所述浸渍聚氨酯片材中高压流体的溶解度为0.5-5.0%。
需要说明的是，改性纳米膜料中的二异氰酸酯和含异氰酸酯的组分可以相同，也可以不同，只要是目前聚氨酯的制造中使用的二异氰酸酯就可以没有特别限定地使用。作为其具体例，例如可以列举出：亚乙基二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、五亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、2 ,2 ,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、2 ,4 ,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、异丙叉双(4-环己基异氰酸酯)、环己基甲烷二异氰酸酯、甲基环己二异氰酸酯、4 ,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、2 ,6-二异氰酸基甲基己酸酯、双(2-异氰酸基乙基)富马酸酯、双(2-异氰酸基乙基)碳酸酯、2-异氰酸基乙基-2 ,6-二异氰酸基己酸酯、环己撑二异氰酸酯、甲基环己撑二异氰酸酯、双(2-异氰酸基乙基)-4-环己烯等脂肪族或脂环式二异氰酸酯；2 ,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4 ,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2 ,4-甲苯二异氰酸酯、2 ,6-甲苯二异氰酸酯、间苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、间苯二亚甲基二异氰酸酯、对苯二亚甲基二异氰酸酯、1 ,5-萘二异氰酸酯、4 ,4’-二异氰酸基联苯、3 ,3’-二甲基-4 ,4’-二异氰酸基联苯、3 ,3’-二甲基-4 ,4’-二异氰酸基二苯基甲烷、氯亚苯基-2 ,4-二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯等芳香族二异氰酸酯。它们可以单独使用，也可以组合使用两种以上。其中，从改性纳米磨料在聚氨酯发泡体中的分散性考虑，改性纳米磨料中的二异氰酸酯和含异氰酸酯的组分优选相同物质；另外，从得到的抛光层的耐磨损性优异的观点考虑，特别优选4,4'-二苯甲烷异氰酸酯、甲苯-2,4-异氰酸酯、六亚甲基异氰酸酯、异佛尔酮异氰酸酯中的至少一种。
含活性氢的组分可包含不同类型含活性氢的组分的混合物，包括二醇、三醇和平均羟基官能度大于3的化合物。
特别地，含活性氢的组分包括聚醚二醇和/或聚酯二醇，另外，作为含活性氢的组分的摩尔质量，从易于得到以及抛光层的密度、泡孔的平均直径、压缩率和硬度等要求特性的观点考虑，优选为1000-2000g/mol。
作为聚醚二醇的具体例，例如可列举出：聚乙二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基二醇、聚(甲基四亚甲基二醇)、甘油基质聚亚烷基醚二醇等。这些化合物可以单独使用，也可以组合使用两种以上。
另外，聚酯二醇通过例如使二羧酸或其酯、酸酐等酯形成性衍生物与低分子二醇直接进行酯化反应或酯交换反应而得到。
作为用于制造聚酯二醇的二羧酸或其酯、酸酐等酯形成性衍生物，例如，可列举出如下的化合物。可列举出：草酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二羧酸、2-甲基琥珀酸、2-甲基己二酸、3-甲基己二酸、3-甲基戊二酸、2-甲基辛二酸、3 ,8-二甲基癸二酸、3 ,7-二甲基癸二酸等碳原子数2-12的脂肪族二羧酸；使通过甘油三酯的分馏而得到的不饱和脂肪酸进行二聚化而成的碳原子数14-48的二聚脂肪族二羧酸(二聚酸)及它们的氢化物(氢化二聚酸)等脂肪族二羧酸；1 ,4-环己烷二羧酸等脂环式二羧酸；对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸等芳香族二羧酸等。这些化合物可以单独使用，也可以组合使用两种以上。
另外，作为用于制造聚酯二醇的低分子二醇的具体例，例如可列举出如下的化合物。可列举出：乙二醇、1,3-丙二醇、1 ,2-丙二醇、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、1 ,7-庚二醇、1 ,8-辛二醇、2-甲基-1 ,8-辛二醇、1 ,9-壬二醇、1 ,10-癸二醇等脂肪族二醇；环己烷二甲醇、环己二醇等脂环式二醇等。它们可以单独使用，也可以组合使用两种以上。其中，优选为碳原子数6-12、进一步优选为碳原子数8-10、特别优选为碳原子数9的二醇。
本公开优选聚丁二醇、聚ε-己内酯中的至少一种作为含活性氢的组分。
另外，聚氨酯发泡体中含有扩链剂，基于含异氰酸酯的组分、含活性氢的组分和扩链剂的总质量，以约0.2-5wt%，优选0.5-3wt%的量使用扩链剂。
作为扩链剂，可以举出以往在聚氨酯的制造中使用的、在分子中具有2个以上可与异氰酸酯基反应的活性氢原子的分子量低于300的小分子化合物。作为其具体例，例如可列举出：乙二醇、二乙二醇、1 ,2-丙二醇、1 ,3-丙二醇、2 ,2-二乙基-1 ,3-丙二醇、1 ,2-丁二醇、1 ,3-丁二醇、2 ,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1 ,5-戊二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、1 ,4-双(β-羟基乙氧基)苯、1 ,4-环己二醇、环己烷二甲醇(1 ,4-环己烷二甲醇等)、双(β-羟基乙基)对苯二甲酸酯、1 ,9-壬二醇、间苯二甲醇、对苯二甲醇、二乙二醇、三乙二醇等二醇类；乙二胺、三亚甲基二胺、四亚甲基二胺、六亚甲基二胺、七亚甲基二胺、八亚甲基二胺、九亚甲基二胺、十亚甲基二胺、十一亚甲基二胺、十二亚甲基二胺、2 ,2,4-三甲基六亚甲基二胺、2 ,4 ,4-三甲基六亚甲基二胺、3-甲基五亚甲基二胺、1,2-环己烷二胺、1 ,3-环己烷二胺、1,4-环己烷二胺、1,2-二氨基丙烷、联氨、苯二甲胺、异佛尔酮二胺、哌嗪、邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺、甲苯二胺、二甲苯二胺、己二酸二酰肼、间苯二甲酸二酰肼、4 ,4’-二氨基二苯基甲烷、4 ,4’-二氨基二苯基醚、4 ,4’-双(4-氨基苯氧基)联苯、4 ,4’-双(3-氨基苯氧基)联苯、1 ,4-双(4-氨基苯氧基)苯、1 ,3-双(4-氨基苯氧基)苯、1 ,3-双(3-氨基苯氧基)苯、3 ,4’-二氨基二苯基醚、4 ,4’-二氨基二苯基砜、3 ,4-二氨基二苯基砜、3 ,3’-二氨基二苯基砜、4,4’-亚甲基双(2-氯苯胺)、3 ,3’-二甲基4 ,4’-二氨基联苯、4 ,4’-二氨基二苯基硫醚、2 ,6-二氨基甲苯、2,4-二氨基氯苯、1 ,2-二氨基蒽醌、1 ,4-二氨基蒽醌、3 ,3’-二氨基二苯甲酮、3 ,4-二氨基二苯甲酮、4 ,4’-二氨基二苯甲酮、4 ,4’-二氨基联苄、2 ,2’-二氨基-1 ,1’-联萘、1 ,3-双(4-氨基苯氧基)链烷、1 ,4-双(4-氨基苯氧基)链烷、1 ,5-双(4-氨基苯氧基)链烷等1 ,n-双(4-氨基苯氧基)链烷(n为3～10)、1,2-双[2-(4-氨基苯氧基)乙氧基]乙烷、9 ,9-双(4-氨基苯基)芴、4 ,4’-二氨基苯甲酰苯胺等二胺类。这些化合物可以单独使用，也可以组合使用两种以上。其中，优选为1 ,4-丁二醇。
聚氨酯发泡体中可使用常规用于催化含异氰酸酯的组分与含活性氢的组分反应的大量催化剂。这些催化剂包括铋、铅、锡、铁、锑、铀、镉、钴、钍、铝、汞、锌、镍、铈、钼、钒、铜、锰和锆的有机和无机酸盐及有机金属衍生物，以及膦和有机叔胺。这些催化剂的实例为二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、辛酸亚锡、辛酸铅、环烷酸钴、三乙胺、三乙烯二胺、N，N，N′，N′-四甲基乙烯二胺、1，1，3，3-四甲基胍、N，N，N′N′-四甲基-1，3-丁二胺、N，N-二甲基乙醇胺、N，N-二乙基乙醇胺、1，3，5-三(N，N-二甲基氨丙基)-s-六氢三嗪、邻-和对-(二甲基氨甲基)苯酚、2，4，6-三(二甲基氨甲基)苯酚、N，N-二甲基环己胺、五甲基二乙烯三胺、1，4-二偶氮双环[2.2.2]辛烷、N-羟基-烷基羧酸季铵和四甲基甲酸铵、四甲基乙酸铵、四甲基2-乙基己酸铵等，以及包含任一上述催化剂的组合物。其中，优选为二月桂酸二丁基锡。
取决于所需的抛光垫性质，例如其磨损性或其他性质，及其作为抛光垫在不同工件上的特定用途，形成前驱聚氨酯片材的原料可进一步包含其他任选的添加剂。示例性的添加剂包括染料、颜料(例如二氧化钛和铁的氧化物)、润滑剂、抗氧化剂、抗臭氧剂、阻燃剂、紫外线稳定剂、导电填料、导电聚合物等。从聚氨酯发泡体的稳定性出发，优选润滑剂和抗氧剂作为添加剂。
抛光层可任选包含其他粒子，例如除上述掺入抛光层的改性纳米磨料之外的粒子。所述粒子可为聚合物粒子、复合材料粒子(例如胶囊化粒子)、有机粒子、无机粒子、澄清粒子、水溶性粒子及其混合物。所述聚合物粒子、复合材料粒子、有机粒子、无机粒子、澄清粒子和水溶性粒子在性质上可为磨料或非磨料。所述粒子也可为聚合物粒子，如聚苯乙烯粒子、聚甲基丙烯酸甲酯粒子、液晶聚合物(LCP，例如包含萘单元的芳族共聚酯)、聚醚醚酮(PEEK)、微粒热塑性聚合物(例如微粒热塑性聚氨酯)、微粒交联聚合物(例如微粒交联聚氨酯或聚环氧化物)，或其组合，如美国专利7,204,742中所述。复合粒子包含固体核(例如金属、陶瓷或聚合物)和聚合物壳(例如聚氨酯、尼龙或聚乙烯)。澄清粒子可为页硅酸盐(例如云母如氟化云母，和粘土如滑石、高岭土、蒙脱土、水辉石)、玻璃纤维、玻璃珠、金刚石粒子、碳纤维等。
第四方面，提供一种抛光垫，所述抛光垫含有所述的抛光层。
抛光层例如可以通过切削、切片、冲裁加工等对聚氨酯发泡体、调整尺寸、形状、厚度等而制成抛光层。抛光层的厚度没有特别限定，从生产、操作的容易度、抛光性能的稳定性的观点考虑，优选为0.3-5mm，进一步优选为1 .7-2.8mm，特别优选为2 .0-2.5mm。
另外，抛光层的厚度偏差优选为100μm以下。厚度偏差超过100μm时，抛光层具有大的起伏，出现与被抛光材料的接触状态不同的部分，对抛光特性造成不良的影响。此外，为了消除抛光层的厚度偏差，通常在抛光初期，使用将金刚石磨粒电沉积或熔合而形成的修饰剂对抛光层表面进行修饰，但是，超过上述范围时，修饰时间延长，从而导致生产效率下降。
所述抛光层表面含有凹槽。凹槽有助于将浆料均匀且充分地供给至抛光面，并且有助于排出成为划痕发生原因的抛光屑、防止因抛光层的吸附而导致的晶片破损。凹槽的形状没有特别的限制，例如线形凹槽、倾斜凹槽、同心凹槽、螺旋或圆形凹槽，或XY断面线(crosshatch)式样的形式，且在连通性上可为连续或不连续的；另外，凹槽的形状通常具有规则性，但是为了保持和更新浆料，可以在一定范围内改变凹槽的间距、宽度、深度等。
在一个实施方式中，所述抛光垫包括依次设置的抛光层、粘胶层、缓冲层和背胶层，所述背胶层远离缓冲层的表面含有离型纸或离型膜。
所述粘胶层用于抛光层与缓冲层的粘合，所述背胶层用于抛光垫与抛光机台的粘合。
为了给抛光垫提供出众的抛光性能，聚氨酯发泡体具有25-75D的硬度，0.5-1.0g/cm3的密度，多个平均直径为20-80μm的泡孔，泡孔的直径的标准差为1-30μm。聚氨酯发泡体的性能参数在上述范围内，可以保证聚氨酯发泡体构成的抛光层具有合适的柔软性和支撑性；聚氨酯发泡体的硬度会影响抛光层的去除速度，聚氨酯发泡体的硬度越高，抛光层的去除速度越快。
其中，邵氏硬度为25-40D的聚氨酯发泡体适合用于抛光Al栅极；邵氏硬度为41-75D的聚氨酯发泡体适合用于抛光SiO2衬底、SiC衬底、Cu互连和W互连。
作为缓冲层，优选为具有比抛光层的硬度更低硬度的层。在缓冲层的硬度低于抛光层的硬度时，硬质的抛光层跟随被抛光面的局部凹凸，缓冲层跟随被抛光基材整体的翘曲、起伏，由此能够实现整体平坦性与局部平坦性的平衡性优异的抛光。
缓冲层的厚度没有特别限定，例如优选为0 .5-5mm左右。在缓冲层过薄时，具有对被抛光面整体的翘曲、起伏的跟随效果降低、整体平坦性降低的倾向。另一方面，在缓冲层过厚时，具有抛光垫整体变软而难以实现稳定的抛光的倾向。在抛光层上层叠缓冲层时，抛光垫的厚度优选为0 .3-5mm左右。
第五方面，提供一种抛光的方法，包括一边向所述抛光层的抛光面与被抛物之间供给抛光浆料，一边通过使所述抛光垫与所述被抛光物相对地滑动而对所述被抛光物进行抛光的工序；其中，抛光垫为上述的抛光垫。
根据本公开的化学机械抛光的对象可为在半导体装置例如VLSI等的制造过程中在晶片上形成的氧化硅膜、无定形硅膜、多晶硅膜、单晶硅膜、氮化硅膜、纯钨膜、纯铝膜或纯铜膜，或钨、铝或铜与其他金属的合金膜。工作膜也可为诸如钽或钛的金属的氧化物或氮化物膜。
可用抛光垫抛光的其他工件包括记忆存储装置、玻璃衬底、存储磁盘或硬磁盘、金属(例如贵金属)、磁头、层间介电(ILD)层、聚合物膜(例如有机聚合物)、低和高介电常数膜、铁电体、微电子机械系统(MEMS)、场发射显示器和其他微电子工件，特别是包含绝缘层(例如金属氧化物、氮化硅或低介电材料)和/或含金属的层(例如铜、钽、钨、铝、镍、钛、铂、钌、铑、铱、银、金、其合金及其混合物)的微电子工件。
抛光垫材料的性能也可受抛光垫的其他物理性质的影响并且有时受其控制，尽管垫性能也取决于抛光过程的所有方面以及例如垫、浆料、抛光工具和抛光条件之间的相互作用。
在一个实施方式中，所述抛光层的压缩率为2-8%，本发明通过限定压缩率在上述范围内，可以保证抛光垫在抛光过程中具有合适的变形程度，以提高抛光垫的抛光效果。压缩率可以通过如下方式进行测试，测得微孔TPU上层垫的初始厚度为a，在0.3bar的压力下稳定的厚度为b，则压缩率为100%×(a-b)/a。
芯片抛光过程中，在抛光液的腐蚀下，不同物质钝化层所适宜的去除速度不同，同时，在抛光工作层内存在两种或者两种以上物质时，需要控制得到合适的抛光速度选择比，以降低界面缺陷的形成。Al栅极抛光中，涉及Al/POLY/OXIDE的同时抛光，Al的质地柔软易于去除，而OXIDE的质地坚硬较难去除，需要控制抛光垫性能和抛光过程中晶片对抛光垫的压缩程度来获得适当的抛光速度和选择比；发明人发现，抛光垫对Al的抛光速度为1000-1600Å/min，对OXIDE的抛光速度为15-70Å/min，对POLY的抛光速度为150-450Å/min，其中Al/OXIDE选择比20-60，Al/POLY选择比为3-7；通过控制Al/OXIDE/POLY的抛光速度和选择比在上述范围，可以确保抛光后的Al栅极具有合适的平坦化表面。而Cu互连抛光过程中，Cu的去除速度需高于5000Å/min。
现对实施例及对比例所用原料做如下说明，但不限于这些材料：
TPU：晋江国耀，1895，硬度为邵氏50D；
缓冲层：市售；
背胶：市售；
纳米二氧化硅：市售，平均粒径为20nm；
纳米氧化铈：市售，平均粒径为35nm；
纳米氧化铝：市售，平均粒径为80nm；
4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）：市售；
六亚甲基二异氰酸酯（HDI）：市售；
甲苯：市售；
二月桂酸二丁基锡（DBTDL）：市售；
润滑剂：硬脂酸，市售；
抗氧剂：抗氧剂1010，市售。
本公开改性纳米磨料的制备方法如下：
将纳米磨料在80℃下干燥24h，然后加入无水甲苯中，在80℃、氮气的保护下，同时逐滴加入二异氰酸酯和DBTDL进行反应，滴加时间为30min；对反应所得混合物进行抽滤，所得滤质使用无水甲苯洗涤3次，得到改性纳米磨料，依次记为磨料A1-A8，纳米磨料的种类、平均粒径、二异氰酸酯的种类和所得改性纳米磨料中MDI的质量百分含量如表1所示，其中采用热重分析仪测定改性纳米磨料中MDI的质量百分含量；测试方法如下：1.将改性纳米磨料在80℃的真空烘箱中干燥12h；2.取质量为amg的磨料置于陶瓷坩埚中，放入热重分析仪的天平中；3.测试过程中N2流率为20mL/min,温度从室温升温至800℃，升温速率10℃/min。记录改性纳米磨料在800℃下的质量损失b%，则改性纳米磨料中MDI的质量百分含量为（b-c）%。其中，c%为纯纳米磨料在800℃下的质量损失。
表1
实施例1-10和对比例1-4
本公开聚氨酯发泡体的实施例1-10和对比例1-4，其制备方法如下：
如表2和表3所示，将不同重量份的改性纳米磨料和100重量份的TPU、1重量份的润滑剂和0.5重量份的抗氧剂依次经干燥、预混合、双螺杆连续挤出、压延和裁切后，得到前驱聚氨酯片材，其中挤出机从喂料口到第四温区的温度依次设置为120℃、190℃、200℃、205℃、207℃，挤出机模头的控温精度为±0 .1℃，挤出机的转速为20rpm；
将所得前驱聚氨酯片材经高压流体浸渍，所得浸渍聚氨酯片材进行卸压发泡，得到聚氨酯发泡体；其中浸渍聚氨酯片中高压流体的溶解度为3.5wt%，卸压发泡的卸压速率为5MPa/s。
实施例11
本公开聚氨酯发泡体的实施例，其制备方法与实施例1的区别仅在于：浸渍聚氨酯片中高压流体的溶解度不同，本实施例中浸渍聚氨酯片中高压流体的溶解度为4.5wt%。
实施例12
本公开聚氨酯发泡体的实施例，其制备方法与实施例1的区别仅在于：浸渍聚氨酯片中高压流体的溶解度不同，本实施例中浸渍聚氨酯片中高压流体的溶解度为0.8wt%。
对比例5
本公开聚氨酯发泡体的对比例，其制备方法与实施例1的区别仅在于：浸渍聚氨酯片中高压流体的溶解度不同，本对比例中浸渍聚氨酯片中高压流体的溶解度为6.3wt%。
对比例6
本公开聚氨酯发泡体的对比例，其制备方法与实施例1的区别仅在于：浸渍聚氨酯片中高压流体的溶解度不同，本对比例中浸渍聚氨酯片中高压流体的溶解度为0.4wt%。
使用如下方法和条件测试聚氨酯发泡体。
密度：除非另有指出，否则使用电子秤测定每个试样的重量，并使用如下公式计算密度：密度(kg/m3)＝[试样重量(kg)]/[试样体积(m3)]；
硬度：根据标准ISO 7619-1测试得到；
拉伸强度和断裂伸长率：根据标准ASTM D638-14测试得到；
平均粒径：通过扫描电镜拍摄聚氨酯发泡体的断面，统计100个泡孔的直径并计算得到聚氨酯发泡体的平均粒径；
泡孔分布均匀性：泡孔粒径的标准差≤20μm为优；泡孔粒径的标准差为20-30μm为良；泡孔粒径的标准差为>30μm为差。
测试结果如表2和表3所示。
表2
表3
从表2和表3的实验数据可以看出，聚氨酯发泡体的拉伸强度>15MPa，断裂伸长率>300%，表现出优异的力学性能。
由实施例1和实施例4-7可知，改性纳米磨料中二异氰酸酯的质量百分含量影响聚氨酯发泡体泡孔的平均粒径的波动范围，当改性纳米磨料中二异氰酸酯的质量百分含量为5-30wt%时，聚氨酯发泡体泡孔粒径的波动范围小，且泡孔分布更均匀。
由实施例1、实施例9-10和对比例3-4可知，聚氨酯发泡体泡孔的平均粒径和平均粒径的波动范围受到改性纳米磨料的添加量的影响，当改性纳米磨料的添加量过多时，聚氨酯发泡体泡孔的平均粒径显著降低，且泡孔粒径的波动范围明显增加。
由实施例1、实施例11-12和对比例5-6可知，浸渍聚氨酯片中高压流体的溶解度影响聚氨酯发泡体的性能，当浸渍聚氨酯片中高压流体的溶解度为0.5-5.0wt%时，聚氨酯发泡体泡孔的平均粒径为20-80μm。
由实施例1和对比例1-2可知，对比例1的聚氨酯发泡体中不含有改性纳米磨料，其泡孔粒径的标准差增加至50μm，泡孔的均匀性显著下降。
实施例13-15和对比例7-11
本公开所述抛光垫及抛光方法的实施例，制备方法如下：
将聚氨酯发泡体经去皮、磨平、开槽(凹槽呈螺旋线形)，得到抛光层；将抛光层贴合缓冲层和背胶，得到所述抛光垫；所述抛光垫依次设置为：抛光层，粘胶层，缓冲层以及背胶层，所述粘胶层用于抛光层与缓冲层的粘合，所述背胶层用于抛光垫与抛光机台的粘合；其中，聚氨酯发泡体的选择如表4所示。
选用Al栅极专用抛光液和专用抛光设备，使用制得抛光垫来评价抛光效果，抛光过程中芯片对抛光垫施加3%的压缩率，芯片的转速为93rpm，抛光时间为24h，经检测获得Al、OXIDE、POLY的抛光去除速度和选择比，评价抛光后Al栅极的平坦程度，结果如表4所示。
表4
由表4的结果可知，实施例13所述抛光垫对Al、OXIDE、POLY的抛光速度和选择比在优选范围内，抛光速度快、抛光过程稳定，抛光后获得优异的平坦程度，更符合企业提升加工效率和良品率的要求。实施例14-15的泡孔尺寸波动在保护范围内，抛光过程的稳定性良好，抛光后Al栅极的平坦程度良好。对比例8-9的泡孔尺寸不在保护范围内而泡孔尺寸波动范围在保护范围内，抛光过程的稳定性中等或良好，抛光后Al栅极的平坦程度达到中等水平。对比实施例10的泡孔尺寸在保护范围内，但泡孔尺寸波动大、泡孔分布不均匀，其的泡孔过程稳定性为中等，抛光后的平坦化程度良好。
实施例16
本实施例测试了抛光垫的使用寿命；选用Al栅极专用抛光液和专用抛光设备，使用实施例13的抛光垫来评价抛光效果，抛光过程中芯片对抛光垫施加3%的压缩率，芯片的转速为93rpm，经检测获得Al、OXIDE、POLY的抛光去除速度和选择比，评价抛光后Al栅极的平坦程度，结果如表5所示。
表5
从表5的结果可知，实施例13的抛光垫在不同的抛光时间内，对Al、OXIDE、POLY的抛光速度和选择比均相当，抛光过程稳定，抛光后均获得优异的平坦程度，满足大部分企业的高品质要求；并且实施例11的抛光垫在抛光时间为120h时，抛光垫的稳定性无变化，说明抛光垫的使用寿命长，超过大部分企业对单个抛光垫使用寿命的要求。
实施例17-23和对比例12-14
本公开聚氨酯发泡体的实施例，其制备方法如下：
制备聚氨酯发泡体：
如表6所示，按比例将改性纳米磨料、含活性氢的组分、含异氰酸酯的组分、DBTDL、BDO注入到温度为80℃的预混室中，经搅拌后注入到温度为100℃、预抽真空的片状模具中反应5min，将片状模具在厚度方向上预压8%并辅以抽真空，制得厚度为2.0mm的前驱TPU复合片材；
将所得前驱聚氨酯片材经高压流体浸渍、再使用热空气升温发泡，得到聚氨酯发泡体；其中高压流体为二氧化碳流体，浸渍的温度为120℃，其中，高压流体在前驱聚氨酯片材中的溶解度、热空气的温度如表6所示。
使用如下方法和条件测试改性纳米磨料中MDI的质量百分含量以及聚氨酯发泡体。
改性纳米磨料中MDI的质量百分含量：
密度：除非另有指出，否则使用电子秤测定每个试样的重量，并使用如下公式计算密度：密度(kg/m3)＝[试样重量(kg)]/[试样体积(m3)]；
通过扫描电镜拍摄聚氨酯发泡体的断面，统计100个以上的泡孔得到聚氨酯发泡体的平均粒径。
硬度根据标准ISO 7619-1测试得到。
样品的拉伸强度和断裂伸长率根据标准ASTM D638-14测试得到；
泡孔分布均匀性：泡孔粒径的标准差≤20μm为优；泡孔粒径的标准差为20-30μm为良；泡孔粒径的标准差为>μm为差。
测试结果如表6所示。
表6
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从表6的试验数据可知，聚氨酯发泡体的拉伸强度>15MPa，断裂伸长率>300%，表现出优异的力学性能。
由实施例17和对比例12-14可知，与实施例17相比，对比例12的聚氨酯发泡体中不含有改性纳米磨料，其泡孔粒径的标准差增加至52μm，泡孔的均匀性显著下降；对比例13中的纳米磨料没有经过二异氰酸酯改性，所得聚氨酯发泡体的其泡孔粒径的标准差增加至40μm，而对比例14中改性纳米磨料的添加量过多时，聚氨酯发泡体泡孔的平均粒径显著降低，且泡孔的平均粒径波动范围明显增加。
实施例24和对比例15-16
本公开所述抛光垫及抛光方法的实施例，抛光垫的制备方法如下：
将聚氨酯发泡体经去皮、磨平、开槽(凹槽呈螺旋线形)，得到抛光层；将抛光层贴合缓冲层和背胶，得到所述抛光垫；所述抛光垫依次设置为：抛光层，粘胶层，缓冲层以及背胶层，所述粘胶层用于抛光层与缓冲层的粘合，所述背胶层用于抛光垫与抛光机台的粘合；其中，聚氨酯发泡体的选择如表7所示。
选用Al栅极专用抛光液和专用抛光设备，使用制得抛光垫来评价抛光效果，抛光过程中芯片对抛光垫施加3%的压缩率，芯片的转速为93rpm，抛光时间为24h，评价抛光后Al栅极的抛光速度、平坦程度、抛光过程的稳定性；其中Al、OXIDE、POLY的抛光去除速度和选择比和抛光结果如表7所示。
表7
实施例25
本实施例测试了抛光垫的使用寿命。
A：选用Al栅极专用抛光液和专用抛光设备，使用实施例24的抛光垫来评价抛光效果，抛光过程中芯片对抛光垫施加3%的压缩率，芯片的转速为93rpm，经检测获得Al、OXIDE、POLY的抛光去除速度和选择比，评价抛光后Al栅极的平坦程度，试验组5和试验组6的区别仅在于抛光时间不同，结果如表8所示。
B:抛光垫的制备方法如下：
将实施例21所得聚氨酯发泡体经去皮、磨平、开槽(凹槽呈螺旋线形)，得到抛光层；将抛光层贴合缓冲层和背胶，得到所述抛光垫；所述抛光垫依次设置为：抛光层，粘胶层，缓冲层以及背胶层，所述粘胶层用于抛光层与缓冲层的粘合，所述背胶层用于抛光垫与抛光机台的粘合；
选用Cu栅极专用抛光液和专用抛光设备，使用抛光垫来评价抛光效果，抛光过程中芯片对抛光垫施加2%的压缩率，芯片的转速为93rpm，经检测获得Cu的抛光去除速度、蝶形缺陷，评价抛光后工作层的平坦程度，试验组7和试验组8的区别仅在于抛光时间不同；结果如表8所示。
表8
由表8的结果可知，本公开的抛光垫可以抛光Al栅极和Cu连接，获得理想的抛光速度、选择比，抛光垫可以长时间抛光，抛光过程稳定，抛光后的工作层平坦度优异，可以满足行业较高等级的抛光要求，有助于降低加工成本和提供芯片的良品率，并且抛光垫的使用寿命长。
最后所应当说明的是，以上实施例用以说明本公开的技术方案而非对本公开保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本公开作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本公开的技术方案进行修改或者同等替换，而不脱离本公开技术方案的实质和范围。

Claims (17)

1.一种用于制备抛光垫的抛光层，其特征在于，所述抛光层包含聚氨酯发泡体，所述聚氨酯发泡体具有25-75D的硬度，0.5-1.0g/cm3的密度；
所述抛光层至少一个表面含有多个泡孔，且所述多个泡孔的平均直径为20-80μm，所述多个泡孔的直径的标准差为1-30μm；
所述聚氨酯发泡体含有聚氨酯和改性纳米磨料，以聚氨酯的重量为100份计，所述改性纳米磨料的重量为0.1-1份；所述改性纳米磨料是采用二异氰酸酯将纳米磨料进行改性处理得到。
2.如权利要求1所述的抛光层，其特征在于，所述改性纳米磨料中二异氰酸酯的质量百分含量为5-30wt%。
3.如权利要求2所述的抛光层，其特征在于，所述改性纳米磨料中二异氰酸酯的质量百分含量为10-20wt%。
4.如权利要求1所述的抛光层，其特征在于，所述纳米磨料的平均粒径为20-100nm。
5.如权利要求1所述的抛光层，其特征在于，所述纳米磨料为纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米氧化铈、纳米氧化铝中的至少一种。
6.如权利要求1所述的抛光层，其特征在于，所述二异氰酸酯为4,4'-二苯甲烷异氰酸酯、甲苯-2,4-异氰酸酯、六亚甲基异氰酸酯、异佛尔酮异氰酸酯中的至少一种。
7.如权利要求1所述的抛光层，其特征在于，所述改性纳米磨料的制备方法如下：将纳米磨料加入有机溶剂中，混合均匀后，在惰性气体保护下，同时滴加二异氰酸酯和催化剂进行反应，所得产物经洗涤、干燥后，得到改性纳米磨料。
8.如权利要求7所述的抛光层，其特征在于，所述纳米磨料和二异氰酸酯的摩尔比为1︰0.05-0.30；
和/或，所述反应的温度为80-95℃；
和/或，所述反应的时间为20-30min；
和/或，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、辛酸亚锡中的至少一种；
和/或，所述催化剂的质量为纳米磨料质量的0.01-0.03%；
和/或，所述惰性气体为氮气、氩气中的至少一种。
9.一种如权利要求1-8任一项所述抛光层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备前驱聚氨酯片材：将聚氨酯和改性纳米磨料经干燥、预混合、双螺杆连续挤出、压延，得到前驱聚氨酯片材；
制备聚氨酯发泡体：将所得前驱聚氨酯片材经高压流体浸渍，所得浸渍聚氨酯片材进行发泡，得到聚氨酯发泡体；所述高压流体为二氧化碳流体、氮气流体中的至少一种；
制备抛光层：将聚氨酯发泡体经去皮、冲切、磨平、开槽，即得抛光层。
10.如权利要求9所述的抛光层的制备方法，其特征在于，所述高压流体浸渍的温度为60-180℃；
和/或，所述浸渍聚氨酯片材中高压流体的溶解度为0.5-5.0wt%。
11.如权利要求9所述的抛光层的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯的重量份为100份，所述改性纳米磨料的重量份为0.1-1份。
12.一种如权利要求1-8任一项所述抛光层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备前驱聚氨酯片材：将含异氰酸酯的组分、含活性氢的组分、扩链剂、催化剂和改性纳米磨料加入预混室中，搅拌均匀后注入片状模具中，得到前驱聚氨酯片材；
制备聚氨酯发泡体：将所得前驱聚氨酯片材经高压流体浸渍，所得浸渍聚氨酯片材进行发泡，得到聚氨酯发泡体；所述高压流体为二氧化碳流体、氮气流体中的至少一种；
制备抛光层：将聚氨酯发泡体经去皮、冲切、磨平、开槽，即得抛光层。
13.如权利要求12所述的抛光层的制备方法，其特征在于，所述高压流体浸渍的温度为60-180℃；
和/或，所述浸渍聚氨酯片材中高压流体的溶解度为0.5-5.0wt%。
14.如权利要求12所述抛光层的制备方法，其特征在于，所述含异氰酸酯的组分为4,4'-二苯甲烷异氰酸酯、甲苯-2,4-异氰酸酯、六亚甲基异氰酸酯、异佛尔酮异氰酸酯中的至少一种；
和/或，所述含活性氢的组分为聚丁二醇、聚ε-己内酯中的至少一种；
和/或，所述含活性氢的组分的摩尔质量为1000-2000g/mol；
和/或，所述扩链剂为1 ,4-丁二醇；
和/或，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、辛酸亚锡中的至少一种。
15.一种抛光垫，其特征在于，所述抛光垫含有如权利要求1-8任一项所述的抛光层。
16.如权利要求15所述的抛光垫，其特征在于，所述抛光垫包括依次设置的抛光层、粘胶层、缓冲层和背胶层，所述背胶层远离缓冲层的表面含有离型纸或离型膜。
17.一种抛光的方法，其特征在于，包括一边向所述抛光层的抛光面与被抛物之间供给抛光浆料，一边通过使所述抛光垫与被抛光物相对地滑动而对被抛光物进行抛光的工序；其中，抛光垫为权利要求15或16所述的抛光垫。
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