CMP 抛光垫经常使用 MOCA 作为固化剂，核心是 MOCA 能让聚氨酯抛光垫形成稳定、可控的交联结构，兼顾抛光需要的硬度、孔隙率、回弹、耐磨、耐浆料腐蚀等综合性能，CMP 化学机械抛光对抛光垫的要求非常苛刻，垫体不能太硬划伤晶圆，也不能太软磨损太快、容易塌边，还要有均匀的开孔结构来输送抛光液、带走磨屑，普通固化剂很难同时平衡这一组指标，MOCA 是芳香胺类固化剂，和聚氨酯预聚体反应温和，成型之后的微观结构稳定，孔隙均匀可控，长期接触酸性、碱性抛光浆料也不容易快速溶胀降解，长期以来是晶圆 CMP 聚氨酯抛光垫主流固化选择。
一、MOCA 是什么
MOCA 全称 3,3'- 二氯 - 4,4'- 二氨基二苯甲烷，属于芳香二胺固化剂，专门用来固化聚氨酯预聚体，是 CMP 抛光垫聚氨酯体系里经典的扩链固化组分。
二、MOCA 用于 CMP 抛光垫的核心优势清单
- 交联反应速度适中，工艺窗口宽
- 成型后力学性能均衡
- 耐抛光浆料腐蚀、抗溶胀
- 微观结构稳定，孔隙可控
- 热稳定性较好
预聚体混合之后不会瞬间爆聚，给浇注、发泡、成型留出足够操作时间，方便控制孔隙结构，抛光垫的微孔均匀度直接决定晶圆片内抛光一致性。
固化后的聚氨酯硬度可调、回弹好、压缩永久变形低，抛光过程中垫面不容易被压塌，能够持续保持稳定的微凸结构，保证材料去除率稳定。
抛光浆料有酸、碱、氧化剂、磨料颗粒，MOCA 固化体系耐水解、耐化学侵蚀，不容易泡胀变软，抛光垫寿命更长，去除率不会快速衰减。
搭配发泡工艺，更容易形成相互连通的微孔通道，方便抛光液持续输送、及时排出磨屑，减少晶圆表面划痕、缺陷。
抛光时摩擦生热，MOCA 固化聚氨酯耐热性优于很多脂肪胺固化体系，高温下垫面不容易软化变形。
三、MOCA 固化体系和其他固化剂简单对比
| 固化剂类型 | 成型特点 | 抛光垫适配性 | 短板 |
|---|---|---|---|
| MOCA（芳香胺） | 反应平稳、交联均匀、耐化学好 | 主流 CMP 抛光垫首选，适配大部分金属、介质层抛光 | 属于管控化学品，有健康风险，环保限制越来越多 |
| 脂肪胺类固化剂 | 反应快、低毒 | 适合低端聚氨酯制品 | 耐浆料、耐水解差，抛光垫容易溶胀失效 |
| 二醇类扩链剂 | 弹性好、无毒 | 软质抛光垫 | 硬度不足，耐磨差，去除率不稳定 |
四、使用 MOCA 制作 CMP 抛光垫的简要流程
- 聚氨酯预聚体合成，控制 NCO 含量
- 预聚体加热脱泡，按配比加入 MOCA 固化剂、发泡剂、助剂，充分搅拌混合
- 浇注进模具，控温固化交联，形成带微孔的聚氨酯坯体
- 熟化保温，让交联反应充分完成，消除内应力
- 切片、表面开槽、表面微结构加工，得到成品 CMP 抛光垫
- 性能抽检：硬度、孔隙率、压缩率、去除率、缺陷测试
五、MOCA 的明显短板与行业替代趋势
- MOCA 具有致癌风险，属于严格管控化学品，生产、防护、废液处理成本很高
- 海外、国内半导体材料厂商都在开发低毒芳香胺、新型扩链剂替代 MOCA
- 替代方案难点：新固化剂很难同时复刻 MOCA 带来的孔隙、耐化学、稳定性综合表现，很多替代方案只能用于部分非关键抛光工序
【常见问题】
问题 1：CMP 抛光垫为什么常用 MOCA，MOCA 在抛光垫里面起什么作用？
回答 1：CMP 抛光垫常用 MOCA 作为聚氨酯固化扩链剂，用来构建稳定交联结构，实现合适硬度、回弹、均匀孔隙以及耐抛光浆料腐蚀的能力，保障晶圆抛光的去除率和良率稳定。
问题 2：既然 MOCA 有健康风险，CMP 抛光垫能不能直接换掉 MOCA？
回答 2：CMP 抛光垫想要替换 MOCA 难度较高，新固化剂很难同时复刻 MOCA 体系的孔隙可控性、耐化学性、力学稳定性，很多替代方案只能用于部分非核心抛光工序。
问题 3：是不是所有 CMP 抛光垫都用 MOCA 固化？
回答 3：不是所有 CMP 抛光垫都用 MOCA，部分软质抛光垫、特定工艺抛光垫会采用二醇或者其他胺类扩链体系，介质层、金属层主流抛光垫大量采用 MOCA 体系。
【数据来源】
[2026-10-12]（CMP 聚氨酯抛光垫固化体系与 MOCA 应用研究）半导体技术
[2026-09-23]（CMP 抛光垫材料配方、扩链固化剂选型综述）芯扒客
[2026-08-15]（MOCA 在聚氨酯抛光垫中的作用及替代材料进展）中国电子材料行业协会
[2026-07-21]（晶圆 CMP 抛光垫制备工艺白皮书）第三代半导体网
【免责声明】
本文为半导体材料科普，MOCA 属于危险化学品，相关配方、生产操作需要严格遵守危化品、职业健康法规；不同厂商 CMP 抛光垫配方存在差异，MOCA 使用与否、配比以原厂材料说明为准，不构成配方开发指导。