本發(fā)明涉及雙面陶瓷研磨盤的合成,屬于化學(xué)機(jī)械拋光領(lǐng)域。
背景技術(shù):
隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,多層布線技術(shù)不斷發(fā)展,導(dǎo)致對(duì)電子元件表面的平整度和精度的要求越來越高。從而推動(dòng)了人們?cè)龃罅藢?duì)化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)(CMP)的研究力度。化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)是目前半導(dǎo)體材料制作中用于半導(dǎo)體晶片或其他襯底平面平坦化的技術(shù)。它是將機(jī)械摩擦與化學(xué)腐蝕相結(jié)合形成的工藝,機(jī)械摩擦與化學(xué)腐蝕達(dá)到最佳平衡,從而獲得完美的電子元件表面質(zhì)量。
目前,研磨半導(dǎo)體材料如硅片、藍(lán)寶石襯底等雙面磨盤是最佳選擇。磨盤的材質(zhì)對(duì)磨盤的性能起到關(guān)鍵作用。目前磨盤的種類有鑄鐵、銅盤、金剛石等,存在的問題有易生銹、難保養(yǎng),易磨損、壽命短,成本高等問題。為了提高研磨效率、研磨質(zhì)量,降低物料和人工成本,人們?cè)诨瘜W(xué)機(jī)械拋光領(lǐng)域不斷地進(jìn)行著研究。陶瓷具有耐高溫、耐磨、耐腐蝕、抗氧化、電絕緣、強(qiáng)度大、硬度高、無毒副作用等優(yōu)良性能。選用陶瓷磨粒做雙面研磨盤的基底材料實(shí)現(xiàn)了化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,熱穩(wěn)定,耐磨等要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供雙面陶瓷研磨盤的合成,用于化學(xué)機(jī)械研磨工藝中。要解決的技術(shù)問題是保證延長磨盤的使用壽命,提高削磨速率以及工件的表面質(zhì)量且制造成本低廉的研磨盤。
為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明提出雙面陶瓷研磨盤的合成,所述雙面陶瓷研磨盤包括基材:陶瓷磨粒、金剛石磨粒、剛玉磨粒,復(fù)合粘結(jié)劑。
所述陶瓷磨粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)60%-70%,金剛石磨粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%-10%,剛玉磨粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%-10%,復(fù)合粘結(jié)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%-20%。
所述基材陶瓷磨粒的莫氏硬度為8、金剛石磨粒的莫氏硬度為10、剛玉磨粒的莫氏硬度為9。
所述復(fù)合粘結(jié)劑為環(huán)氧樹脂、聚氨酯膠、碳化硅粘結(jié)劑中的兩種或三種的復(fù)合。
所述雙面陶瓷研磨盤的密度為3.2-3.7g/cm3,磨粒的粒徑在20-70μm之間。
具體實(shí)施方式
為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容、特點(diǎn)及功效,茲例舉以下實(shí)施例,詳細(xì)說明如下:
實(shí)施例1
1、制備方法
磨粒與復(fù)合粘結(jié)劑的質(zhì)量比例為4∶1,磨粒中陶瓷磨?!媒饎偸チ!脛傆衲チ5闹亓勘葹?∶1∶1。
在反應(yīng)釜中各組分共120Kg,磨粒為96Kg,其中陶瓷磨為76.8Kg,粒金剛石磨粒為9.6Kg,剛玉磨粒9.6Kg;復(fù)合粘結(jié)劑24Kg,先將三種磨粒混合均勻共96Kg,再加入24Kg的復(fù)合粘結(jié)劑,將其攪拌均勻。放入專用模具中模壓,在150℃下恒溫加熱,時(shí)間為4小時(shí)。加熱結(jié)束后充分冷卻。
2、技術(shù)指標(biāo)
將該加工工藝的雙面陶瓷盤用復(fù)合膠粘結(jié)在雙面拋光機(jī)上,用自產(chǎn)的5μm氧化鋁研磨液按1∶3稀釋后對(duì)藍(lán)寶石晶片進(jìn)行研磨,流量:700ml/min,壓力:400g/cm2,轉(zhuǎn)速:70r/min,溫度:40-50℃,研磨時(shí)間:15min,去除量:10μm。無劃傷。
實(shí)施例2
1、制備方法
磨粒與復(fù)合粘結(jié)劑的質(zhì)量比例為5∶1,磨粒中陶瓷磨粒:金剛石磨?!脛傆衲チ5闹亓勘葹?6∶1∶1。
在反應(yīng)釜中各組分共120Kg,磨粒為100Kg,其中陶瓷磨為88.8Kg,粒金剛石磨粒為5.6Kg,剛玉磨粒5.6Kg;復(fù)合粘結(jié)劑20Kg,先將三種磨?;旌暇鶆蚬?00Kg,再加入20Kg的復(fù)合粘結(jié)劑,將其攪拌均勻。放入專用模具中模壓,在200℃下恒溫加熱,時(shí)間為2.5小時(shí)。加熱結(jié)束后充分冷卻。
2、技術(shù)指標(biāo)
將該加工工藝的雙面陶瓷盤用復(fù)合膠粘結(jié)在雙面拋光機(jī)上,用自產(chǎn)的5μm氧化鋁研磨液按1∶3稀釋后對(duì)藍(lán)寶石晶片進(jìn)行研磨,流量:700ml/min,壓力:400g/cm2,轉(zhuǎn)速:70r/min,溫度:40-50℃,研磨時(shí)間:15min,去除量:12μm。無劃傷。
以上僅為說明本發(fā)明專利的原理及其功效,而非限制本發(fā)明。因此任何熟悉于此技 術(shù)的人士對(duì)上述進(jìn)行修改及變化仍不脫離本發(fā)明的精神。本發(fā)明的權(quán)利范圍應(yīng)如所述的權(quán)利要求所列。