[发明专利]一种固相反应的液体弹珠式半导体晶片研磨块及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种固相反应的研磨块，所述研磨块包括如下重量份数的组分：磨料15～35份，粘结剂45～60份，液体弹珠15～25份；所述研磨块还包括分布在研磨块内的气孔；所述液体弹珠包括外壁与芯部；所述外壁为疏水纳米磁性颗粒，所述芯部为反应液或润滑液；所述研磨块中液体弹珠和磨料定向排布于粘结剂中。在研磨半导体晶片过程中，在摩擦作用下研磨块中定向排布在磨料附近的液体弹珠在机械力的作用下破碎，其内部的液体逐渐释放出来，与被研磨半导体晶面表面发生固相反应生成钝化层，并且液体弹珠会因机械作用而形成凹坑能起到容屑的作用，提高了固相反应研磨盘的自锐性，研磨后得到低表面粗糙度的半导体晶片。

技术领域

本发明涉及半导体晶片精密加工技术领域，具体涉及一种固相反应的液体弹珠式半导体晶片研磨块及其制备方法和应用。

背景技术

随着微电子技术的迅速发展，人类对半导体晶片的整体或局部平整度、相对前侧的局部平整度(纳米拓扑)、表面粗糙度等技术指标有着更高的要求，其表面粗糙度要求达到纳米级，形状误差要求达到亚微米级。半导体晶片是制造半导体器件的基础性原材料，高纯度的半导体经过拉晶、切片等工序制备成半导体晶片。具有耐腐蚀、耐磨、化学性质稳定等特性的半导体晶片再经过一系列半导体制造工艺形成微小的电路结构，经切割、封装、测试最终成为芯片，被广泛应用在电子技术、微电子技术和微电子机械技术等领域。但是半导体晶片普遍存在着硬度高、脆性大的特点，加工过程极易产生裂纹和亚表面损伤，严重影响表面加工质量。

在目前针对半导体晶片的超精密加工技术中，以化学机械抛光技术(CMP)最为成熟，利用该技术加工后的半导体晶片可获得良好的表面粗糙度，但化学机械抛光技术也存在着游离磨料轨迹不可控、加工后面型精度差、加工过程所产生大量研抛废液若处理不当会对环境造成严重污染等问题。针对化学机械抛光半导体晶片存在的问题，使用基于固相反应原理的固结磨具(砂轮、研磨盘、抛光垫)加工半导体晶片，加工磨料轨迹可控、研抛后面型精度高、无研抛废液产生等优势。但其存在固结磨具容屑空间小易堵塞磨损、自锐性差、磨粒随机分布，难以保证研抛效果的一致性等问题。

现有技术公开一种用于SiC晶片研磨的固相反应研磨盘，将含有磨粒、含铁磁性粒子、过氧化氢胶囊和树脂结合剂的混合料置于磁场条件下，含铁磁性粒子裹挟磨粒和过氧化氢胶囊沿着磁力线方向做定向排布，固化后所得研磨盘具有较佳的强度、硬度和良好的研抛性能。但现有技术所述研磨盘中磨粒的均匀排布是依靠在磁场条件下，含铁磁性粒子驱动磨粒实现定向排布，但磁性粒子同时也要驱动过氧化氢胶囊的定向排布，所以在一些晶片缺陷部分，磨粒和过氧化氢胶囊就存在部分区域无法做到规律排布，导致SiC晶片研磨效果一致性不强的问题，从而影响SiC晶片研磨抛光效果。并且现有技术所述的固相反应研磨盘仅应用在SiC晶片研磨抛光上，对于常见金刚石、碳化硅、蓝宝石、氮化镓、磷化铟、砷化镓等半导体晶片的研磨和抛光，现有技术并未提及相关加工方法。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的固相反应研磨盘磨粒定向分布有待提高，并且研磨盘应用范围窄的问题，提供一种固相反应的液体弹珠式半导体晶片研磨块。

本发明的另一目的在于提供一种固相反应的液体弹珠式半导体晶片研磨块的制备方法。

本发明的另一目的在于提供一种固相反应的液体弹珠式半导体晶片研磨盘。

本发明的另一目的在于提供所述固相反应的液体弹珠式半导体晶片研磨盘在半导体晶片研磨抛光中的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明所述研磨盘由基盘和粘接在基盘上的研磨块构成。