[發明專利]高孔隙率磨料物品及其制造方法

有效

• 申請號: 200980120138.2
• 申請日: 2009-02-17
• 公開（公告）號: CN102046751A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: R·烏帕德亞雅;R·W·霍爾
• 申請（專利權）人: 圣戈班磨料磨具有限公司;法國圣戈班磨料磨具有限公司
• 主分類號: C09K3/14
• 分類號: C09K3/14
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 顧敏

技術領域

本披露總體上涉及高孔隙率磨料物品以及用于制造此類高孔隙率磨料物品的方法。

背景技術

在不同的工業中使用磨料物品通過如精研、研磨、或者拋光機來加工工件。使用的磨料物品的機加工橫跨從光學產業、汽車車身維修業到半導體制造業的一個寬的工業范圍。在這些實例的每一個中，使用磨料來去除大塊材料或影響產品或工件的表面特征。

在一個具體事例中，半導體產業使用磨料物品以從半導體晶片的背面去大塊材料，被稱為背面研磨。背面研磨經常包括多個機加工步驟，包括進行大塊材料去除的粗研磨、隨后一個或多個細研磨步驟以減少表面下的損害，并且提供可以在例如50至500埃范圍內的一個光滑表面精加工。據信這種處理產生了在半導體晶片的正面上印刷的電路的基片更加一致的電特性。此外，隨著依靠通過晶片電連接的形成的技術來到，背面平坦化、大塊材料去除、以及表面質量正變得日益重要。

然而，值得注意地該半導體晶片的背面的大塊材料去除率和表面質量是不僅取決于該磨料物品的砂礫尺寸，還取決于該磨料物品的結構。具體地講，捕集了移動的磨料顆粒和在磨料物品與晶片之間的切屑的磨料物品經常引起在該晶片的表面上的刮痕。這樣，研磨之后該晶圓的背面上的表面質量是差的，它可以影響這些晶片的電性能以及在其正面上形成的電路。

這樣，一種改進的磨料物品將是令人希望的。

發明的披露

在一個具體的實施方案，一種磨料物品包括一個聚合物基體以及分散的在該聚合物基體中的磨料顆粒。該聚合物基體是從一種包括至少一個雙鍵的單體聚合的。該磨料物品具有的空隙體積為至少50％，如至少65％。在一個具體的實例中，這些磨料顆粒具有的平均粒徑為0.1μm至100μm，如0.1μm至10μm。在另一個具體的實例中，這些磨料顆粒是選自下組，其構成為：硅石、氧化鋁、氧化鋯、氧化鋯/氧化鋁氧化物、碳化硅、石榴石、金剛石、立方氮化硼、氮化硅、二氧化鈰、二氧化鈦、二硼化鈦、碳化硼、氧化錫、碳化鎢、碳化鈦、氧化鐵、氧化鉻、燧石、以及金剛砂。例如，這些磨料顆粒可以是選自下組的超級磨料顆粒，該組的構成為：立方氮化硼、硬質含碳材料以及它們的一種混合物。在一個另外的實例中，這些磨料顆粒具有的莫氏硬度為至少8。在一個具體的實例中，該磨料物品包括大于10wt％的這些磨料顆粒。在另一個具體的實例中，該磨料物品包括2vol％至30vol％的這些磨料顆粒。在一個示例性的情況中，該聚合物基體包括由選自下組的一種單體形成的一種聚合物，該組的構成為：乙烯基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、共軛二烯、丙二烯、以及烯烴鹵化物單體類。在另一個實例中，該聚合物基體具有一種開放的孔結構，如具有一個孔和喉管構型的一種開放的孔結構。此外，該磨料物品可以具有的表面積為至少2.0m²/g，如至少3.0m²/g。

在另一個示例性實施方案中，形成磨料物品的一種方法包括將聚合物前體和磨料顆粒相結合以形成一種第一液體組分，從該第一液體組分與一種第二液體組分形成一種乳液，并且固化該第一液體組分的聚合物前體。該第二液體組分與該第一液體組分基本上不互溶。該聚合物前體包括一種單體，該單體包括至少一個雙鍵。在一個實例中，將這些聚合物前體與這些磨料顆粒進行結合包括將一種乳化劑與這些聚合物前體以及這些磨料顆粒相結合。在一個附加的實例中，將這些聚合物前體和這些磨料顆粒相結合包括結合了一種穩定劑。在一個具體的實例中，固化包括將該乳液暴露在光化學輻射或熱能量中。在另一個具體的實例中，形成該乳液包括用至少65vol％的該第二液體組分形成該乳液。在一個附加的實例中，該方法進一步包括用一種偶聯劑處理這些磨料顆粒。在一個具體實例中，該偶聯劑是疏水的。在一個另外的具體的實例中，這些聚合物前體是可熱固化的。在另一個具體的實例中，這些聚合物前體是通過自由基聚合可聚合的。具體地將，該第一液體組分可以是疏水的。在一個實例中，將這些聚合物前體與這些磨料顆粒相結合包括結合了至少10wt％的這些磨料顆粒。在一個另外的實例中，這些磨料顆粒具有的平均粒徑為0.5μm至6μm。

在一個附加的示例性實施方案中，拋光物品的一種方法包括將一種磨料物品施加到該物品的表面上并且研磨該物品的表面。該磨料物品包括一個聚合物基體以及分散在該聚合物基體中的磨料顆粒。該聚合物基體是從一種包括至少一個雙鍵的單體聚合的。該磨料物品具有的空隙體積為至少50vol％，如至少65vol％。在一個實例中，該磨料物品包括大于10wt％的這些磨料顆粒。

附圖簡要說明

通過參見附圖可以更好地理解本披露，并且使其許多特征和優點對于本領域的普通技術人員變得清楚。