CN112157580A - 一种硅片研磨盘及其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硅片研磨盘及其制备方法和用途，包括基材及附着于基材表面的研磨层，研磨层包括若干均匀排布在基材表面的研磨片，相邻研磨片之间形成有排屑槽，研磨片的顶面共同形成有用于研磨的工作面，排屑槽相互连通形成有用于排屑的排屑通道，研磨痕迹较为均匀，工件面形精度高，去除效果好，排屑及时，有效保证了硅片研磨盘的持续研磨能力，且一致性较好，硅片研磨盘的制备方法包括如下步骤：预处理、预固化处理和固化成型，制备效率高，符合大批量生产的需要，且成型的研磨产品质量高，且硅片研磨盘还能被用于高硬度半导体硅片、玻璃、蓝宝石及陶瓷的表面处理，处理效果好。

Description

一种硅片研磨盘及其制备方法和用途

技术领域

本发明涉及材料加工技术领域，更具体地说，它涉及一种硅片研磨盘及其制备方法和用途。

背景技术

随着半导体器件的快速发展，对单晶硅片的要求越来越高。由于晶片的主面是描绘器件的图案的面，因此必须极力避免晶片主面的伤痕或污染。在硅片整个生产过程中引入元件间的痕量杂质元素可能使芯片的合格率降低。作为半导体器件的原材料，硅表面的金属离子将直接影响器件加工的合格率。

半导体硅片研磨的目的就是为了去除在切片加工工序中，硅片表面因切割产生的表面机械应力损伤层和表面的各种金属离子等杂质污染，并使硅片具有一定的几何尺寸精度的平坦表面。半导体硅片硬度较高，因此在需要通过专用的硅片研磨盘进行表面的研磨处理，为后续的抛光处理打好基础。

目前，现有的硅片研磨盘表面的磨粒分布不均，导致研磨痕迹无序，则使得半导体硅片的面形精度较低，一致性差，且打磨效率低，持续打磨效果差，无法适用于半导体硅片的研磨。

因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种硅片研磨盘及其制备方法和用途，研磨面型精度高，一致性好，研磨效率高，能够被用于高硬度半导体硅片、玻璃、蓝宝石及陶瓷的表面处理。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种硅片研磨盘，包括基材及附着于基材表面的研磨层，所述研磨层包括若干均匀排布在基材表面的研磨片，相邻所述研磨片之间形成有排屑槽，所述研磨片的顶面共同形成有用于研磨的工作面，所述排屑槽相互连通形成有用于排屑的排屑通道。

通过采用上述技术方案：由于在基材表面附着有研磨层，研磨层包括若干研磨片，在研磨片的顶面共同形成有用于研磨的工作面，轨迹可循，研磨痕迹较为均匀，工件面形精度高，去除效果好，且在相邻研磨片之间形成有排屑槽，排屑槽相互连通形成有用于排屑的排屑通道，能够及时排屑，从而能够避免用于研磨的工作面堵塞，使得用于研磨的工作面平整均匀，不会对硅片研磨盘的使用造成影响，从而有效保证了硅片研磨盘的持续研磨能力，且一致性较好。

本发明进一步设置为：所述基材采用PET材料制成。

通过采用上述技术方案：由于基材采用PET材料制成，强度和硬度较高，从而有效保证了硅片研磨盘的刚度。

本发明进一步设置为：所述研磨片的形状为方形。

通过采用上述技术方案：由于研磨片的形状为方形，剥刮率较高，研磨效果好。

本发明还提供了一种所述硅片研磨盘的制备方法，包括如下步骤：

1)预处理：将金刚石微粉、针状硅灰石与UV树脂液均匀混合，得到金刚石分散液；

2)预固化处理：先在带有方形凹槽的模具上涂覆脱模剂，再将经过步骤1)处理的金刚石分散液浇注到模具内部并进行均匀涂平，使得金刚石分散液均匀覆盖在模具内部，再将基材覆盖于模具内进行预固化处理，使得金刚石与基材结合；

3)固化成型：将经过步骤2)处理的坯料脱模并进行固化处理，得到成型的所述硅片研磨盘。

通过采用上述技术方案，制备方法连续性好，制备效率高，符合大批量生产的需要，且成型的研磨产品质量高。

本发明进一步设置为：所述步骤2)中的金刚石的粒径为6-35微米。

通过采用上述技术方案，由于金刚石的粒径为6-35微米，粒径较大，使得研磨后的工件表面粗糙度值较大，从而有效保证了硅片研磨盘的磨削能力。

本发明进一步设置为：所述步骤1)中金刚石微粉与UV树脂液的质量比为1:9。

通过采用上述技术方案，由于金刚石微粉与UV树脂液的质量比为1:9，配比均匀，使得硅片研磨盘具有较高的强度和使用寿命。

本发明还提供了一种所述硅片研磨盘的用途，所述硅片研磨盘被用于高硬度半导体硅片的表面处理，研磨片排布均匀，与半导体硅片表面的作用力均衡，使得经过研磨的半导体硅片具有较好的表面质量，且硅片研磨盘结构稳固，研磨效率高，持续研磨能力强，一致性好。

本发明进一步设置为，所述硅片研磨盘还被用于玻璃、蓝宝石及陶瓷的表面处理，能够替代研磨液，具有较好的环保性。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的硅片研磨盘包括基材和研磨层，研磨层包括若干研磨片，在研磨片的顶面共同形成有用于研磨的工作面，轨迹可循，研磨痕迹较为均匀，工件面形精度高，去除效果好，且在相邻研磨片之间形成有排屑槽，排屑槽相互连通形成有用于排屑的排屑通道，能够及时排屑，从而能够避免用于研磨的工作面堵塞，使得用于研磨的工作面平整均匀，不会对硅片研磨盘的使用造成影响，从而有效保证了硅片研磨盘的持续研磨能力，且一致性较好；

2、本发明的硅片研磨盘的制备方法连续性好，制备效率高，符合大批量生产的需要，且成型的研磨产品质量高；

3、本发明的硅片研磨盘能够用于高硬度半导体硅片的表面处理，使得经过研磨的半导体硅片具有较好的表面质量，且硅片研磨盘结构稳固，研磨效率高，持续研磨能力强，一致性好，还能用于于玻璃、蓝宝石及陶瓷的表面处理，能够替代研磨液，具有较好的环保性。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进行详细描述。

一种硅片研磨盘，包括基材及附着于基材表面的研磨层，基材采用PET材料制成，研磨层包括若干均匀排布在基材表面的研磨片，研磨片的形状为方形片状，在相邻研磨片之间形成有排屑槽，且在研磨片的顶面共同形成有用于研磨的工作面，排屑槽相互连通形成有用于排屑的排屑通道，排屑通道呈网格状。

由于基材采用PET材料制成，强度和硬度较高，能够对研磨层进行较好的支撑，使得硅片研磨盘不易变形，从而有效保证了硅片研磨盘的刚度，且在基材表面附着有研磨层，研磨层包括若干研磨片，研磨片的形状为方形，剥刮率较高，研磨效果好，且研磨片均匀排布在基材表面，在研磨片的顶面共同形成有用于研磨的工作面，轨迹可循，则在研磨片与工件接触并进行研磨时，研磨痕迹较为均匀，工件面形精度高，去除效果好，且在相邻研磨片之间形成有排屑槽，排屑槽相互连通形成有用于排屑的排屑通道，排屑通道呈网格状，当工件因研磨而产生磨屑时，因排屑通道的存在，磨屑能够由研磨片两侧滑入排屑通道并顺畅排出，从而能够避免用于研磨的工作面堵塞，使得用于研磨的工作面平整均匀，不会对硅片研磨盘的使用造成影响，从而有效保证了硅片研磨盘的持续研磨能力，且一致性较好。

一种硅片研磨盘的制备方法，包括如下步骤：

1)预处理：将金刚石微粉、针状硅灰石与UV树脂液均匀混合，得到金刚石分散液，其中，金刚石微粉与UV树脂液的质量比为1:9，配比均匀，使得硅片研磨盘具有较高的强度和使用寿命，且针状硅灰石采用2000目针状硅灰石；

2)预固化处理：先在带有方形凹槽的模具上涂覆脱模剂，方形凹槽的槽深为350微米，再将经过步骤1)处理的金刚石分散液浇注到模具内部并进行均匀涂平，使得金刚石分散液均匀覆盖在模具内部，再将基材覆盖于模具内进行预固化处理，使得金刚石与基材结合，且金刚石的粒径为6-35微米，粒径较大，使得研磨后的工件表面粗糙度值较大，从而有效保证了硅片研磨盘的磨削能力；

3)固化成型：将经过步骤2)处理的坯料脱模并进行固化处理，得到成型的硅片研磨盘。

采用本发明的硅片研磨盘的制备方法，通过预处理、预固化处理和固化成型的制备流程，流程简单，期间工人通过模具和脱模剂的使用，制备工艺连续性好，制备效率高，符合大批量生产的需要，且成型的研磨产品质量高，将金刚石与基材牢固结合，结构稳固，研磨效果好且使用寿命较长。

一种硅片研磨盘的用途，硅片研磨盘被用于高硬度半导体硅片的表面处理。

在研磨机床上采用该硅片研磨盘加工高硬度半导体硅片，研磨机床采用德国Peter Wo l ter公司生产的型号为AC 700-F的双面行星研磨机床，研磨时行星轮位于太阳轮和外齿圈之间，并绕太阳轮作行星运动，可将半导体硅片置于行星轮上的圆孔之内，在行星轮的带动下绕行星轮中心自转，同时跟随行星轮绕太阳轮中心公转，加工压力由上盘提供，研磨时半导体硅片与上下盘压合并，则通过相对运动即可实现对半导体硅片的研磨加工，保持研磨压力12.5Kpa，持续时间30分钟，完成对高硬度半导体硅片的表面处理。

由于研磨片排布均匀，则运动轨迹可控，在与半导体硅片表面接触并相互作用时施力均匀，则与半导体硅片表面的作用力较为均衡，避免产生划得过深或过浅的情况，保证均匀的研磨痕迹，从而使得经过研磨的半导体硅片具有较好的表面质量，且硅片研磨盘将金刚石与基材牢固结合，结构稳固，研磨效率高，持续研磨能力强，一致性好。

对于硅片研磨盘的用途，硅片研磨盘还被用于玻璃、蓝宝石及陶瓷的表面处理。

通过将金刚石与基材结合形成硅片研磨盘，用于对玻璃、蓝宝石及陶瓷的表面处理，能够替代研磨液，节约能源且减少污染，因此具有较好的环保性，环境友好性高。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种硅片研磨盘，包括基材及附着于基材表面的研磨层，其特征在于：所述研磨层包括若干均匀排布在基材表面的研磨片，相邻所述研磨片之间形成有排屑槽，所述研磨片的顶面共同形成有用于研磨的工作面，所述排屑槽相互连通形成有用于排屑的排屑通道。

2.根据权利要求1所述的一种硅片研磨盘，其特征在于：所述基材采用PET材料制成。

3.根据权利要求1所述的一种硅片研磨盘，其特征在于：所述研磨片的形状为方形。

4.一种如权利要求1-3任意一项所述硅片研磨盘的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)预处理：将金刚石微粉、针状硅灰石与UV树脂液均匀混合，得到金刚石分散液；

2)预固化处理：先在带有方形凹槽的模具上涂覆脱模剂，再将经过步骤1)处理的金刚石分散液浇注到模具内部并进行均匀涂平，使得金刚石分散液均匀覆盖在模具内部，再将基材覆盖于模具内进行预固化处理，使得金刚石与基材结合；

3)固化成型：将经过步骤2)处理的坯料脱模并进行固化处理，得到成型的所述硅片研磨盘。

5.根据权利要求4所述的一种硅片研磨盘的制备方法,其特征在于：所述步骤2)中的金刚石的粒径为6-35微米。

6.根据权利要求4所述的一种硅片研磨盘的制备方法,其特征在于：所述步骤1)中金刚石微粉与UV树脂液的质量比为1:9。

7.一种如权利要求1-3任意一项所述硅片研磨盘的用途,其特征在于：所述硅片研磨盘被用于高硬度半导体硅片的表面处理，研磨片排布均匀，与半导体硅片表面的作用力均衡，使得经过研磨的半导体硅片具有较好的表面质量，且硅片研磨盘结构稳固，研磨效率高，持续研磨能力强，一致性好。

8.根据权利要求7所述硅片研磨盘的用途,其特征在于：所述硅片研磨盘还被用于玻璃、蓝宝石及陶瓷的表面处理，能够替代研磨液，具有较好的环保性。