CN115304393A - 一种多孔抛光垫的制备方法及应用 - Google Patents

一种多孔抛光垫的制备方法及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN115304393A
CN115304393A CN202210945357.1A CN202210945357A CN115304393A CN 115304393 A CN115304393 A CN 115304393A CN 202210945357 A CN202210945357 A CN 202210945357A CN 115304393 A CN115304393 A CN 115304393A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polishing
mixed slurry
porous
temperature
powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210945357.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115304393B (zh
Inventor
陈豆
张德
李梦佳
马远
潘尧波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Clc Semiconductor Co ltd
Original Assignee
Clc Semiconductor Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Clc Semiconductor Co ltd filed Critical Clc Semiconductor Co ltd
Priority to CN202210945357.1A priority Critical patent/CN115304393B/zh
Publication of CN115304393A publication Critical patent/CN115304393A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115304393B publication Critical patent/CN115304393B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/24—Lapping pads for working plane surfaces characterised by the composition or properties of the pad materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/26—Lapping pads for working plane surfaces characterised by the shape of the lapping pad surface, e.g. grooved
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
    • C04B35/565—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
    • C04B35/565—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
    • C04B35/571—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide obtained from Si-containing polymer precursors or organosilicon monomers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
    • C04B2235/422—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6562—Heating rate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6567—Treatment time
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/66—Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
    • C04B2235/661—Multi-step sintering
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Abstract

本发明提出了一种多孔抛光垫的制备方法及应用，所述制备方法至少包括以下步骤：将多孔材料粉末与填充剂、粘结剂、分散剂以及溶剂混合均匀，获得混合浆料；将所述混合浆料与固化剂混合均匀，并进行固化处理，获得胚体；将所述胚体进行高温烧结处理，获得多孔的抛光材料；以及将所述抛光材料单面经过背胶处理，获取所述多孔抛光垫。本发明提供的一种多孔抛光垫的制备方法及应用，能有效提高晶体的抛光质量。

Description

一种多孔抛光垫的制备方法及应用
技术领域
本发明涉及衬底片抛光技术领域，具体为一种多孔抛光垫的制备方法及应用。
背景技术
晶体生长完成后需要经过定向切割、衬底片研磨、衬底片抛光等加工过程。衬底片抛光是半导体衬底片加工的重要工序，通过利用化学抛光、机械抛光或化学机械抛光去除衬底片表面的机械损伤层并呈镜面效果。化学抛光是利用化学非选择性腐蚀达到表面抛光的目的，衬底片表面残留的机械损伤层少，但表面状态和几何尺寸的精度较差。机械抛光是靠机械摩擦达到表面抛光目的，易于得到光亮如镜的衬底片表面，衬底片几何尺寸精度较高，但残留的机械损伤层的深度受抛光种类、粒度粗细的影响。
发明内容
本发明提出了一种多孔抛光垫的制备方法及应用，制备光滑、多孔且强度高的抛光垫，从而可以提高衬底片表面光滑度，减少衬底片表面划伤。
为解决上述技术问题，本发明是通过如下的技术方案实现的：
本发明提出一种多孔抛光垫的制备方法，至少包括以下步骤：
将多孔材料粉末与填充剂、粘结剂、分散剂以及溶剂混合均匀，获得混合浆料；
将所述混合浆料与固化剂混合均匀，并进行固化处理，获得胚体；
将所述胚体进行高温烧结处理，获得多孔的抛光材料；以及
将所述抛光材料单面经过背胶处理，获取所述多孔抛光垫。
在本发明一实施例中，所述制备方法还包括，将碳化硅颗粒进行筛分、球磨，获得预设尺寸的多孔材料粉末，且所述多孔材料粉末的预设尺寸为0.1μm-1μm。
在本发明一实施例中，所述制备方法还包括，将所述混合浆料与所述固化剂混合均匀之前，对所述混合浆料进行预加热处理。
在本发明一实施例中，所述预加热处理的步骤包括：
将所述混合浆料从室温升温至第一预设温度；以及
继续将所述混合浆料从所述第一预设温度升温至第二预设温度，随后冷却至室温。
在本发明一实施例中，所述第一预设温度为200℃-400℃，所述第二预设温度为600℃-900℃。
在本发明一实施例中，所述高温烧结处理的温度为1000℃-1200℃
在本发明一实施例中，所述固化处理包括光固化处理或热固化处理。
在本发明一实施例中，所述制备方法包括：将所述碳化硅粉末与填充剂、粘结剂和分散剂混合均匀，获得混合粉末，所述混合粉末各原料的比重为：
Figure BDA0003787038070000021
在本发明一实施例中，所述粘结剂包括聚碳硅烷、聚硅氧烷或聚硅烷中的任意一种或几种。
本发明还提出一种衬底片抛光方法，所述抛光方法包括用以上任一所述方法制备得到的抛光垫对衬底片进行抛光。
本发明提出了一种多孔抛光垫的制备方法及应用，制备不同尺寸的抛光材料，获得不同尺寸的抛光垫，满足不同研磨需求。抛光垫表面球化，减少对于晶片的损害。抛光垫的强度较大，能够延长使用寿命，且抛光垫还具有多孔结构，更有利于抛光，从而可有效提高衬底片表面光滑度，减少衬底片表面划伤。
附图说明
图1为本发明中抛光垫的制备方法的流程图。
图2为本发明中抛光垫的制备方法的部分流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
下面结合若干实施例及附图对本发明的技术方案做进一步详细说明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
化学机械抛光(Chemical mechanical polishing，CMP)可以平整衬底片表面的不平坦区域，属于化学作用和机械作用相结合的技术，使芯片制造商能够继续缩小电路面积并扩展光刻工具的性能。每个晶圆的生产，都需要对衬底片进行多次CMP抛光才得以实现。抛光垫主要作用是存储、传输抛光液，对衬底提供一定压力并对其表面进行机械摩擦，是决定表面质量的重要辅料。本发明提出一种多孔抛光垫的制备方法和应用，制备的抛光垫具有多孔结构，能够应用于蓝宝石、氟化钙(CaF2)、钇铝石榴石(YAG)和钛氧磷酸钾(KTP)等晶体的衬底片的抛光。
请参阅图1所示，本发明提出一种多孔抛光垫的制备方法，包括但不限于以下步骤S100-S600。S100、将碳化硅颗粒进行筛分、球磨，获得预设尺寸的碳化硅粉末。
S200、将碳化硅粉末与填充剂、粘结剂、分散剂以及溶剂混合均匀，获得混合浆料。
S300、将混合浆料进行预加热处理。
S400、将预加热处理后的混合浆料与固化剂混合均匀，并进行固化处理，获得胚体。
S500、将胚体进行高温烧结处理，获取多孔的抛光材料。
S600、将抛光材料单面经过背胶处理，获取多孔的抛光垫。
请参阅图1所示，在本发明一实施例中，在步骤S100中，使用的碳化硅颗粒的纯度例如可以大于99.999wt％。在本发明一实施例中，将碳化硅颗粒进行筛分，以筛选出成尺寸相近的碳化硅颗粒，且筛分后碳化硅颗粒的尺寸例如可以在40目-12000目范围内。
请参阅图1所示，在本发明一实施例中，在步骤S100中，为使碳化硅颗粒尺寸进一步细化，对碳化硅颗粒进行球磨处理。在本发明一实施例中，例如可以采用行星球磨机对碳化硅颗粒进行磨料、细化，得到预设尺寸的碳化硅粉末，且碳化硅粉末的预设尺寸例如可以为0.1μm-1μm。在本发明一实施例中，行星球磨机的磨球例如可以为碳化硅球，且磨球与碳化硅颗粒的球料质量比例如可以设置为1:2-1:4，球料质量比为磨球与碳化硅颗粒的质量比，球磨时间例如可以为1h-3h。经球磨处理的碳化硅粉末表面球化，可有效减少抛光时，棱角碳化硅粉末对于衬底片的损害。
请参阅图1所示，在本发明一实施例中，在步骤S200中，将碳化硅粉末与填充剂、粘结剂和分散剂按照特定的比例进行混合，得到混合粉末。在本发明一实施例中，碳化硅粉末的质量例如可以占混合粉末总质量的55wt％-82wt％。在本发明一实施例中，使用的填充剂例如可以为碳粉或硅粉等，且填充剂的质量例如可以占混合粉末总质量的15wt％-30wt％。在本发明一实施例中，粘结剂的例如可以为聚碳硅烷、聚硅氧烷或聚硅烷等中的任意一种或几种，且粘结剂的质量例如可以占混合粉末总质量的2wt％-10wt％。在本发明一实施例中，分散剂例如可以为聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、聚乙烯亚胺十二烷基硫酸钠(Polyethyleneimine sodium dodecyl sulfate，SDS)或十六烷基三甲基溴化铵(Cetyltrimethyl ammonium bromide，CTAB)等中的任意一种或几种，且分散剂的质量例如可以占混合粉末总质量的1wt％-5wt％。在本发明一实施例中，使用溶剂将混合粉末溶解并搅拌均匀，得到混合浆料。本发明对使用溶剂的种类不加以限制，在一实施例中，溶剂例如可以为丙酮、乙醇或去离子水等。
请参阅图1和图2所示，在本发明一实施例中，在步骤S300中，对混合浆料进行预加热处理的步骤包括S301-S302。
S301、将所述混合浆料从室温升温至第一预设温度，保持预设时间。
请参阅图2所示，在本发明一实施例中，在步骤S301中，可以将混合浆料置于加热炉中，对混合浆料进行梯度升温加热处理。在本发明一实施例中，对混合浆料进行梯度升温加热处理全过程中，可向加热炉中通入保护气体，防止原料发生氧化或引入其他非目标元素。在本发明一实施例中，保护气体例如可以为氩气(Ar)等惰性气体，且保护气体的流量例如可为150sccm-200sccm。
请参阅图2所示，在本发明一实施例中，在步骤S301中，第一预设温度例如可以设置为200℃-400℃，此阶段的目的是让混合浆料中的溶剂充分挥发，避免引入杂质。在本发明一实施例中，例如可以以1℃/min-3℃/min的速率将混合浆料从室温升温至第一预设温度，且例如可以在第一预设温度条件下恒温反应1h-3h。
S302、继续将所述混合浆料从所述第一预设温度升温至第二预设温度，保持预设时间，随后冷却至室温。
请参阅图2所示，在本发明一实施例中，在步骤S302中，第二预设温度例如可以设置为600℃-900℃，此阶段的目的是发生粘结剂的裂解及无机化结构的转变。在本发明一实施例中，例如可以以0.5℃/min-2℃/min的速率将混合浆料从第一预设温度升温至第二预设温度，且例如可以在第二预设温度条件下恒温反应2h-6h。在本发明一实施例中，混合浆料在第二预设温度下恒温反应2h-6h后，停止对加热炉的加热，并让混合浆料自然冷却至室温。
请参阅图1所示，在本发明一实施例中，在步骤S400中，将预加热处理后的混合浆料与固化剂混合均匀，随后可将混合物放置在一模具中，进行光照固化处理。在本发明另一实施例中，也可对放置在模具内混合物进行加热固化处理。在本发明一实施例中，模具的边框厚度例如可以设置为1mm-20mm。本发明对模具的形状不加以限制，可根据实际生产需要对模具进行选择。在本实施例中，模具的形状例如可以设置为长方形、圆形、正方形或菱形等。
请参阅图1所示，在本发明一实施例中，在步骤S400中，固化剂例如可以为光固化剂，且光固化剂例如可以为二苯基乙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、苯甲酰甲酸甲酯或1-羟基环己基苯基甲酮等中的任意一种。在本发明一实施例中，还可向模具内添加路易斯碱。路易斯碱作为促进剂，可加速碳化硅的固化成型。在本发明一实施例中，例如可以用紫外光对混合的光固化剂和混合浆料进行光照固化，且光固化时间例如可以为5s-10s。
请参阅图1所示，在本发明一实施例中，在步骤S400中，固化剂例如还可以为热固化剂，且热固化剂例如可以为聚硅氧烷、酚醛、聚氨酚、六氢苯酐或氯乙酸酐等中的任意一种。在本发明一实施例中，例如还可向混合浆料和固化剂的混合物中加入路易斯碱，作为促进剂，进行热固化处理。在本发明一实施例中，热固化处理的温度例如可以设置为100℃-150℃，热固化处理的时间例如可以设置为4h-6h。
请参阅图1所示，在本发明一实施例中，在步骤S500中，对胚体进行高温烧结处理，烧结温度例如可以设置为1000℃-1200℃。烧结温度设置在此范围内，一方面，有利于混合物之间结合更加紧密，强度提高。另一方面，也有利于有机物杂质在烧结过程中蒸发，从而在材料表面形成孔洞，得到多孔的抛光材料。
请参阅图1所示，在本发明一实施例中，在步骤S600中，以制备得到的多孔抛光材料为基材，将此多孔抛光材料单面贴上背胶，制备用于衬底片抛光的抛光垫。在本发明一实施例中，背胶具备粘接力强，表面均匀一致的优点，避免粘接抛光盘不均匀出现气泡。
在本发明一实施例中，将纯度＞99.9999％的60-80目碳化硅颗粒放入形星球磨机内进行球磨，以碳化硅球为磨球，以球料比1:3进行球磨1h，以使碳化硅颗粒表面球化，减少抛光时，棱角碳化硅颗粒对于晶片的损害。将经球磨的碳化硅粉末与18重量份碳粉、5重量份聚硅氧烷、2重量份聚丙烯酸钠混合均匀，并向其中加入乙醇，搅拌形成混合浆料。将混合浆料放入加热炉内，以3℃/min的速率从室温升温至200℃，恒温2h，此阶段主要是溶剂挥发。然后以1℃/min的速率从200℃升温至800℃，恒温4h，此阶段主要发生粘结剂的裂解及无机化结构转变，冷却至室温，对料进行磨料筛分，得到碳化硅-碳粉混合粉料。将碳化硅-碳粉混合粉料与光固化剂二苯基乙酮混合均匀，放入边厚为1.5mm的圆形模具内，经过紫外光照射固化，得到一胚体。将固化后的胚体加入碳粉、粘结剂置于1100℃的炉内进行烧结，使其颗粒之间结合更加紧密，强度提高，并且通过有机物杂质的蒸发形成多孔，更有利于抛光，最终的抛光材料在经过背胶处理，即可得到多孔的抛光垫。
在本发明一实施例中，将纯度＞99.9999％的40-60目碳化硅颗粒放入形星球磨机内进行球磨，以碳化硅球为磨球，以球料比1:4进行球磨2h，以使碳化硅颗粒表面球化，减少抛光时，棱角碳化硅颗粒对于晶片的损害。将经球磨的碳化硅粉末与22重量份碳粉、7重量份聚碳硅烷、3重量份十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)混合均匀，并向其中加入去离子水，搅拌形成混合浆料。将混合浆料放入加热炉内，以3℃/min的速率从室温升温至220℃，恒温1h，此阶段主要是溶剂挥发。然后以0.5℃/min的速率升温至900℃，恒温4h，此阶段主要发生粘结剂的裂解及无机化结构转变，冷却至室温，对料进行磨料筛分，得到碳化硅-碳粉混合粉料。将碳化硅-碳粉混合粉料与光固化剂苯甲酰甲酸甲酯混合均匀，放入边厚为2mm的圆形模具内，经过紫外光照射固化，得到一胚体。将固化后得到的胚体加入碳粉、粘结剂置于1100℃的炉内进行烧结，使其颗粒之间结合更加紧密，强度提高，并且通过有机物杂质的蒸发形成多孔，更有利于抛光，最终的抛光材料在经过背胶处理，即可得到用于衬底片抛光的抛光垫。
在本发明一实施例中，将纯度＞99.9999％的120-140目碳化硅颗粒放入形星球磨机内进行球磨，以碳化硅球为磨球，以球料比1:4进行球磨2.5h，以使碳化硅颗粒表面球化，减少抛光时，棱角碳化硅颗粒对于晶片的损害。将经球磨的碳化硅粉末与28重量份碳粉、8重量份聚碳硅烷、5重量份聚乙烯亚胺十二烷基硫酸钠(SDS)混合均匀，并向其中加入去离子水，搅拌形成混合浆料。将混合浆料放入加热炉内，以2℃/min的速率从室温升温至200℃，恒温3h，此阶段主要是溶剂以及小分子有机物分解挥发。然后以1℃/min的速率继续升温至880℃，恒温3h，此阶段主要发生粘结剂的裂解及无机化结构转变，冷却至室温，对料进行磨料筛分，得到碳化硅-碳粉混合粉料。将碳化硅-碳粉混合粉料与热固化剂六氢苯酐混合均匀，放入边厚为3mm的圆形模具内，以路易斯碱作为促进剂在130℃固化5h，即可得到一胚体。将固化后得到的胚体加入碳粉、粘结剂置于1100℃的炉内进行烧结，使其颗粒之间结合更加紧密，强度提高，并且通过有机物杂质的蒸发形成多孔，更有利于抛光，最终的抛光材料在经过背胶处理，即可得到用于晶片抛光的抛光垫。
在本发明一实施例中，用上述制备方法制备的多孔抛光垫，能够应用于蓝宝石、氟化钙(CaF2)、钇铝石榴石(YAG)和钛氧磷酸钾(KTP)等晶体的衬底片的抛光，且此抛光垫具有多孔结构，可以有效提高衬底片表面光滑度，减少衬底片表面划伤。
综上所述，本发明提出一种多孔抛光垫的制备方法及应用，以碳化硅颗粒为原料，通过调整碳化硅颗粒尺寸以及填充剂占比可以调节抛光材料的尺寸。并以粘结剂将碳化硅颗粒和填充剂聚合，制备得到碳化硅-填充剂的复合颗粒。对复合颗粒进行磨料筛分，并重新与固化剂粘合固化成型。成型后的胚体经过烧结，颗粒之间结合更加紧密，且强度进一步得到提升。在烧结过程中，有机物杂质蒸发，会在抛光材料表面形成疏松多孔结构，更有利于抛光。将抛光材料经过背胶处理后最终得到用于衬底片抛光的多孔抛光垫，用此抛光片对衬底片进行抛光，可以有效提高衬底片表面光滑度，减少衬底片表面划伤。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明，本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案，例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
除说明书所述的技术特征外，其余技术特征为本领域技术人员的已知技术，为突出本发明的创新特点，其余技术特征在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种多孔抛光垫的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将多孔材料粉末与填充剂、粘结剂、分散剂以及溶剂混合均匀，获得混合浆料；
将所述混合浆料与固化剂混合均匀，并进行固化处理，获得胚体；
将所述胚体进行高温烧结处理，获得多孔的抛光材料；以及
将所述抛光材料单面经过背胶处理，获取所述多孔抛光垫。
2.根据权利要求1所述的一种多孔抛光垫的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括，将碳化硅颗粒进行筛分、球磨，获得预设尺寸的多孔材料粉末，且所述多孔材料粉末的预设尺寸为0.1μm-1μm。
3.根据权利要求1所述的一种多孔抛光垫的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括，将所述混合浆料与所述固化剂混合均匀之前，对所述混合浆料进行预加热处理。
4.根据权利要求3所述的一种多孔抛光垫的制备方法，其特征在于，所述预加热处理的步骤包括：
将所述混合浆料从室温升温至第一预设温度，保持预设时间；以及
继续将所述混合浆料从所述第一预设温度升温至第二预设温度，保持预设时间，随后冷却至室温。
5.根据权利要求4所述的一种多孔抛光垫的制备方法，其特征在于，所述第一预设温度为200℃-400℃，所述第二预设温度为600℃-900℃。
6.根据权利要求1所述的一种多孔抛光垫的制备方法，其特征在于，所述高温烧结处理的温度为1000℃-1200℃。
7.根据权利要求1所述的一种多孔抛光垫的制备方法，其特征在于，所述固化处理包括光固化处理或热固化处理。
8.根据权利要求1所述的一种多孔抛光垫的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将所述多孔材料粉末与填充剂、粘结剂和分散剂混合均匀，获得混合粉末，所述混合粉末中各原料的比重为：
Figure FDA0003787038060000021
9.根据权利要求1所述的一种多孔抛光垫的制备方法，其特征在于，所述粘结剂包括聚碳硅烷、聚硅氧烷或聚硅烷中的任意一种或几种。
10.一种衬底片抛光方法，其特征在于，用以权利要求1-9中任一所述方法制备得到的多孔抛光垫对衬底片进行抛光。
CN202210945357.1A 2022-08-08 2022-08-08 一种多孔抛光垫的制备方法及应用 Active CN115304393B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210945357.1A CN115304393B (zh) 2022-08-08 2022-08-08 一种多孔抛光垫的制备方法及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210945357.1A CN115304393B (zh) 2022-08-08 2022-08-08 一种多孔抛光垫的制备方法及应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115304393A true CN115304393A (zh) 2022-11-08
CN115304393B CN115304393B (zh) 2023-07-07

Family

ID=83861521

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210945357.1A Active CN115304393B (zh) 2022-08-08 2022-08-08 一种多孔抛光垫的制备方法及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115304393B (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040055223A1 (en) * 2000-12-01 2004-03-25 Koichi Ono Polishing pad, method of manufacturing the polishing pad, and cushion layer for polishing pad
US20040142638A1 (en) * 2003-01-22 2004-07-22 Angela Petroski Polishing pad for use in chemical - mechanical planarization of semiconductor wafers and method of making same
CN101068656A (zh) * 2004-09-01 2007-11-07 卡伯特微电子公司 具有多微孔区域的抛光垫
US20090101625A1 (en) * 2007-10-05 2009-04-23 Saint-Gobain Ceramics And Plastics, Inc. Silicon carbide particles, methods of fabrication, and methods using same
CN107053032A (zh) * 2017-05-14 2017-08-18 高昕文 一种深层固化型固结磨料抛光垫的制备方法
CN209615157U (zh) * 2019-03-07 2019-11-12 同辉电子科技股份有限公司 一种有效解决碳化硅抛光液堵塞的抛光垫
KR102237316B1 (ko) * 2020-06-19 2021-04-07 에스케이씨솔믹스 주식회사 연마패드, 이의 제조방법 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법
US20210331985A1 (en) * 2020-04-28 2021-10-28 Ii-Vi Delaware, Inc. Ceramic substate with reaction-bonded silicon carbide having diamond particles
CN113579993A (zh) * 2021-07-30 2021-11-02 河南科技学院 一种化学机械抛光垫及其制备方法和应用

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040055223A1 (en) * 2000-12-01 2004-03-25 Koichi Ono Polishing pad, method of manufacturing the polishing pad, and cushion layer for polishing pad
US20040142638A1 (en) * 2003-01-22 2004-07-22 Angela Petroski Polishing pad for use in chemical - mechanical planarization of semiconductor wafers and method of making same
CN101068656A (zh) * 2004-09-01 2007-11-07 卡伯特微电子公司 具有多微孔区域的抛光垫
US20090101625A1 (en) * 2007-10-05 2009-04-23 Saint-Gobain Ceramics And Plastics, Inc. Silicon carbide particles, methods of fabrication, and methods using same
CN107053032A (zh) * 2017-05-14 2017-08-18 高昕文 一种深层固化型固结磨料抛光垫的制备方法
CN209615157U (zh) * 2019-03-07 2019-11-12 同辉电子科技股份有限公司 一种有效解决碳化硅抛光液堵塞的抛光垫
US20210331985A1 (en) * 2020-04-28 2021-10-28 Ii-Vi Delaware, Inc. Ceramic substate with reaction-bonded silicon carbide having diamond particles
CN113563081A (zh) * 2020-04-28 2021-10-29 Ii-Vi特拉华有限公司 具有含金刚石颗粒的反应烧结碳化硅的陶瓷衬底
KR102237316B1 (ko) * 2020-06-19 2021-04-07 에스케이씨솔믹스 주식회사 연마패드, 이의 제조방법 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법
CN113579993A (zh) * 2021-07-30 2021-11-02 河南科技学院 一种化学机械抛光垫及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN115304393B (zh) 2023-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110355699A (zh) 一种铝基金刚石复合材料elid磨削用砂轮及其制备方法
CN112723890B (zh) 一种光固化陶瓷浆料和碳化硅陶瓷的制备方法
WO1991018125A1 (en) Sputtering target and production thereof
CN101905446B (zh) 树脂精磨砂轮制作方法
JPH02180561A (ja) 複合砥石およびその製造方法
CN115368123B (zh) 用于连续3d打印的陶瓷浆料及其制备方法、打印方法
EP2289860A1 (en) Composite material and method for producing the same
CN111333423A (zh) 面曝光光固化3d打印的含金刚石的碳化硅陶瓷零件的方法
CN115304393B (zh) 一种多孔抛光垫的制备方法及应用
US7226561B2 (en) Method of producing silicon carbide sintered body jig
CN114436658A (zh) 一种光固化碳化硅陶瓷浆料及其制备方法与应用
CN112939608B (zh) 一种白色氮化铝陶瓷及其热压烧结方法和用途
CN114014654A (zh) 一种活性填料增强前驱体陶瓷复合材料的光固化增材制造方法
CN115070626A (zh) 一种超精密磨削砂轮及其制造方法
JP4619118B2 (ja) スパッタリングターゲット及びその製造方法
CN109909898B (zh) 一种半导体材料研磨用CeO2磨盘及其制备工艺
JPH06211574A (ja) 半導体製造用炭化珪素焼結体の製造方法
CN115305011B (zh) 一种抛光材料的制备方法及应用
CN115010471B (zh) 基于光固化3d打印织构氧化铝的混合埋粉脱脂方法
CN113400209B (zh) 一种烧结砂轮成孔方法
CN115073212B (zh) 一种硅酸铝-碳化硅耐高温耐硅蒸汽腐蚀涂层及其制备方法
CN113146487A (zh) 一种单晶硅片精密磨削用砂轮及其制备方法
JPS61173863A (ja) 薄肉砥石の製造法
CN116460756A (zh) 一种晶圆减薄用陶瓷基金刚石磨轮及制备方法和应用
JP2003039328A (ja) メタルボンドホイール及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant