[其他]磨削、研磨和拋光用基體物質

無效

• 申請號: 87102270
• 申請日: 1987-03-25
• 公開（公告）號: CN87102270A
• 公開（公告）日: 1988-01-06
• 發明（設計）人: 威廉·D·巴丁格;埃爾默·W·詹森
• 申請（專利權）人: 羅德爾公司
• 主分類號: C08J5/14
• 分類號: C08J5/14
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 任京華,林柏楠

本發明涉及一類改進了的材料。這種材料可用來磨削、研磨和拋光半導體薄片以及與之相似的要求有超高精度幾何形狀的其它材料。

美國專利第3，504，457號和第3，499，250號介紹了用多孔材料（尤其是用聚酯纖維增強的聚氨酯）來使半導體薄片拋光。自這些專利被授權以后，多年來其中所介紹的這些材料已成為制備硅片表面的公認的標準材料。

硅片是制造通常所說的集成電路一類電器元件的基材。通常的做法，是將單晶硅結晶塊切成厚度為0.015至0.025英寸厚的薄片。然后，一般要研磨薄片，使其平整，隨后用化學方法腐蝕。腐蝕之后，用一種工業界稱之為拋光的工藝處理該薄片。拋光時所用的裝置與研磨時所用的裝置相似。在拋光過程中，將薄片固定在拋光機上，然后與一個或多個已粘在旋轉研磨板上的多孔材料進行磨擦接觸。在拋光加工過程中，使多孔基體物質始終飽含一種內含二氧化硅微顆粒的堿性懸浮液。該堿性懸浮液（漿液）與薄片表面上的硅原子進行化學反應，以生成一種比下面的硅稍軟的反應產物。一旦在薄片表面形成了這種反應產物，進一步的反應便受到了抑制。在拋光加工過程中，這種反應產物不斷地被磨擦掉，使新露出的硅暴露于漿液的作用之下。

拋光基體的作用是即作為漿液的載體、又作為擦凈器（以從薄片表面上除去反應產物）。顯然，拋光基體使新鮮的硅暴露出來（以便反應）的具體方式將極大地影響薄片表面的最終形狀或幾何尺寸。薄片上與基體接觸最為緊密的區域將受到最劇烈的磨擦，因而反應最快。在這些區域上，看起來硅材料將會被最快地“拋光掉”。例如，若基體相對較軟或柔性較好，它將更容易與薄片的形狀相吻合，并得到較光滑的最終形狀且邊角是圓滑的。另一方面，若基體非常堅硬，由它將制得較平整的薄片，且邊角是鋒利的。

當美國專利第3，504，457號授權時（1970年4月7日），當時的技術水平要求拋光了的硅片具有圓滑的邊角。當時所規定的拋光硅片的幾何尺寸精度比現在的要求低幾個數量級。此外，晶片拋光技術當時仍處于發展的初期階段上，而且當時采用了各種不同的拋光工藝。因而，當時所需要的是在上述專利文件中介紹的柔軟的、有彈性的拋光基體。這種基體使拋光方法的適應性相對較大。

近年來，極大規模集成電路（VLSI）技術的發展對晶片的表面質量和整體平整度以及幾何尺寸精度提出了更嚴格的要求。現在，已用其它方法使邊角圓滑，這樣便使基體的作用集中在制出盡可能平整的表面上。

本發明提供了一種多孔型拋光基體物質。在該方法中，將一種熱塑性樹脂充入一種纖維狀織物或網絡中，其充入方式使樹脂中存有孔洞，隨后使樹脂聚結以增加基體物質材料的孔隙率和硬度（與已有技術的基體物質相比-在已有技術中樹脂母體不經聚結）。纖維狀網絡最好是聚酯纖維或其軟化點比所述樹脂（最好是聚氨酯）的熔點高的其它纖維的制成氈狀的網墊。最好在樹脂聚結之前把諸如顆粒狀磨料一類的拋光助劑摻入到基體物質中。這類基體物質也可用于研磨或磨削中，但是應注意：“拋光基體物質”指所有這三種用途。

通過使熱塑性樹脂在纖維網絡中沉積（最好是自一種樹脂溶液、用溶劑-非溶劑絮凝方法）可以制得本發明的基體物質。最好按下述方式實現樹脂聚結步驟：使基體物質加熱，加熱溫度和時間不足以使纖維顯著軟化但足以使樹脂聚結至某一程度，使得基體物質的孔隙率和硬度升高、而樹脂中的微隙下降。在一個尤其理想的實施方案中，所用樹脂中含有至少兩種樹脂，其中一種樹脂的熔點比另一種的熔點高，這樣，在熱處理時高熔點樹脂將不會顯著地聚結。

除了從物理上改進了樹脂和孔洞結構以外，估計本發明的聚結處理還從化學上改進了樹脂，使其結晶度發生了變化并增加了樹脂表面的化學活性。作為結果，本發明的改進了的多孔材料克服了已有技術的缺陷，并將由它制出目前需要的而且將是未來的技術所需要的晶片幾何尺寸和表面質量。

為了說明本發明，在圖中介紹了目前較理想的形式。然而，應該注意的是，本發明并不局限于圖中所示的具體結構和手段。

圖1是在5.0千伏的條件下100X放大倍率（100xmagnification）掃描電子顯微鏡照片，它顯示了在按本發明進行聚結處理之前未改性的多孔材料。

圖2、3和圖4是與圖1相似的照片，它們顯示了按本發明進行聚結處理時多孔材料改性的各個階段。