[發明專利]一種SiC單晶片研磨工序用固結磨料化學機械研磨盤

有效

• 申請號: 201310200761.7
• 申請日: 2013-05-27
• 公開（公告）號: CN103381573A
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 蘇建修;龐子瑞;馬利杰;付素芳;姚建國;鄭秋白;劉志響;張竹青
• 申請（專利權）人: 河南科技學院
• 主分類號: B24B37/14
• 分類號: B24B37/14
• 代理公司: 新鄉市平原專利有限責任公司 41107
• 代理人: 呂振安

技術領域：

本發明涉及SiC單晶片的研磨，特別是一種適用于SiC單晶片研磨工序用的固結磨料化學機械研磨盤。?

背景技術：

SiC單晶基片廣泛用于微電子、光電子行業，如半導體照明、集成電路、傳感器等。而SiC基器件的使用性能和制造成本是制約微電子、光電子等產業發展重要因素，但器件的使用性能與SiC單晶基片表面加工質量密切相關，因此，如何高精度、高質量、高效率和低成本地實現SiC單晶基片超光滑無損傷表面的加工已成為超精密加工技術領域的前沿性研究課題。目前，SiC單晶基片的加工主要還是沿用晶體基片傳統加工工藝：內圓鋸切片、游離磨料研磨和化學機械拋光(CMP)。?

研磨工序是最終化學機械拋光前的重要工序，它的質量高低、成本大小，不僅決定了后序工序的質量，也決定了整個工序的加工成本，目前，游離磨料研磨效率高，但研磨后表面平整度差。一方面，研磨的后續工序是化學機械拋光，游離磨料化學機械拋光不能提高研磨后表面平整度，只能降低表面粗糙度、降低表面損傷；另一方面，游離磨料研磨所使用的金剛石磨料是一次性的，很難進行回收再利用，磨料利用率低，所以相對于固結磨料研磨，其研磨成本較高。目前固結磨料化學機械研磨盤主要由固結磨料層、聯接層、金屬基體層三部分組成，而對于固結磨料層材質的選取是SiC單晶片研磨工序用固結磨料化學機械研磨盤最為重要的。?

發明內容：

本發明的目的是提供一種SiC單晶片研磨工序用固結磨料化學機械研磨盤。?

本發明的技術方案是，一種SiC單晶片研磨工序用固結磨料化學機械研磨盤，它包括固結磨料層、聯接層、金屬基體層，其特征在于：固結磨料層按照重量百分比含量包括：磨料45～75％；氧化劑5～20％；助研劑5～20％；潤滑劑1～5％；結合劑5～35％；填料1～10％。將上述的各種材料放置入熱壓機，經過熱壓后保溫即可完成制備。其所述的磨料為金剛石微粉與碳化硅微粉的混合物或者為金剛石微粉與碳化硼微粉的混合物或者為金剛石微粉與碳化硅微粉及碳化硼微粉的混合物。所述的碳化硼微粉、立方氮化硼微粉或金剛石微粉的粒徑是3.5～50μm。所述的氧化劑為為氫氧化鈉、丙三醇、三乙醇胺中的一種或兩種或三種的混合物。所述的助研劑為為氧化鐵粉、鐵粉、硬脂酸中的一種或兩種以上的混合物?中的一種或兩種以上的混合物。所述的潤滑劑為二硫化鉬、球形納米碳粉、聚四氟乙烯粉中的一種或兩種以上的混合物。所述的結合劑為熱固型酚醛樹脂、熱固型聚氨酯樹脂、熱固型聚酰亞胺樹脂中的一種。所述的填料為冰晶石、核桃殼粉中的一種或其混合物。所述的氧化鐵粉及鐵粉粒徑10μm～150μm。所述的二硫化鉬粒徑為5μm～40μm，球形納米碳粉的粒徑為5nm，聚四氟乙烯粉的平均粒徑小于10μm。所述的冰晶石平均粒徑為20μm～70μm，所述的核桃殼粉平均粒徑為20μm～70μm。?

本發明能夠有效降低SiC單晶基片的加工成本，并且提高了SiC單晶基片的加工質量。?

具體實施方式：

實施例1：?

選擇以下配比進行混合，制造固結磨料化學機械研磨盤1個，其重量百分數配見表1所示。?

表1固結磨料化學機械研磨盤1號成份?

用上述配比制成的固結磨料化學機械研磨盤，在ZYP300研磨機上研磨2英寸的6H-SiC單晶片(0001)C面和Si面，研磨前，表面粗糙度Ra在0.6μm左右。研磨壓力為2psi，研磨盤轉速為40r/min，工件轉速為40r/min，研磨時間為30min，研磨后，6H-SiC單晶片(0001)C面的表面粗糙度變為0.35μm，研磨速率達到0.03μm/min；6H-SiC單晶片(0001)Si面的表面粗糙度變為0.30μm，研磨速率達到0.05μm/min。?

實施例2：?

選擇以下配比進行混合，制造固結磨料化學機械研磨盤1個，其重量百分數配見表2所示。?

表2固結磨料化學機械研磨盤2號成份?