一种用于半导体衬底研磨的金刚石结构研磨盘的制作方法

1.本实用新型涉及研磨器具，尤其涉及一种用于半导体衬底研磨的金刚石结构研磨盘。


背景技术：

2.蓝宝石、单晶碳化硅和单晶金刚石等半导体衬底材料具有硬度高、脆性大、耐磨损和抗腐蚀好等特点，已被广泛用于航空航天、消费电子以及led照明和显示等芯片的衬底材料。而作为芯片衬底，需要对其表面进行超精密的加工，实现超光滑无损伤表面。而这些半导体衬底材料的高硬度和高脆性使得对其加工充满挑战。研磨作为半导体衬底加工的一道重要工序，对实现半导体衬底的高效精密加工具有重要影响。
3.目前，针对半导体衬底的研磨加工方式主要有游离磨料研磨、半固结磨料研磨和固结磨料研磨。游离磨料研磨存在加工效率低、加工表面不均匀、磨料利用率低和环境污染大等问题。相较于游离磨料研磨，半固结磨料研磨可以一定程度上提高加工效率和衬底的面型精度，但是提高幅度有限，且磨具修整和重复利用较为困难。固结磨料研磨加工效率高，衬底面型精度好，能够满足衬底的快速减薄要求，但固结磨料研磨存在较为严重的表面和亚表面损伤。为了控制固结磨料研磨损伤，需选用细粒度金刚石磨盘，然而，细粒度金刚石研磨盘易磨损且很容易堵塞。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种用于半导体衬底研磨的金刚石结构研磨盘，其克服了背景技术中所存在的不足。
5.本实用新型解决其技术问题的所采用的技术方案是：一种用于半导体衬底研磨的金刚石结构研磨盘,包括基盘；基盘设有若干凸台，每相邻两凸台间留有间隙且该间隙形成为流道，凸台端面设凸起部，凸起部端面凹设有水平贯穿的沟槽，沟槽和流道相连通；凸台上套设有磨块，磨块由金刚石磨粒和金属结合剂制备而成且包括周壁和成型在周壁内的蜂窝结构，蜂窝结构上形成多个贯穿布置的孔洞；磨块的周壁套设在凸起部外且蜂窝结构位于凸起部上，孔洞和沟槽上下相连通。
6.一实施例之中：该凸台截面呈正多边形或圆形结构，磨块周壁截面外轮廓和凸台截面外轮廓相等，磨块周壁截面内轮廓和凸台截面外轮廓相似。
7.一实施例之中：该孔洞截面轮廓和凸台截面外轮廓相似。
8.一实施例之中：该正多边形为正四边形、正六边形或正八边形。
9.一实施例之中：该凸起部端面凹设有多条上述沟槽，多条沟槽平行间隔布置且呈条状。
10.一实施例之中：该凸起部端面凹设有多条上述沟槽，多条沟槽布置成井字结构。
11.一实施例之中：该周壁外端面和蜂窝结构外端面齐平。
12.一实施例之中：该金属结合剂为树脂结合剂或陶瓷结合剂中的至少一种，金刚石
磨粒为立方淡化、碳化硅或氧化硅中的至少一种。
13.一实施例之中：该基盘还包括基体，基体包括内外围壁，外围壁套在内围壁外且内外围壁间形成安装腔，凸台固装在安装腔内。
14.一实施例之中：该凸台两端面都凸设有凸起部，凸台上下的凸起部都设磨块且研磨盘构成双面研磨盘。
15.本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
16.研磨盘包括基盘，基盘设有凸台，每相邻两凸台间形成为流道，凸台端面设凸起部，凸起部端面凹设有水平贯穿的沟槽，沟槽和流道相连通，凸台上套设有磨块，磨块包括周壁和蜂窝结构，蜂窝结构上形成孔洞，磨块的周壁套设在凸起部外且蜂窝结构位于凸起部上，孔洞和沟槽上下相连通，蜂窝结构、凸台和流道相配合以产生如下技术效果：1、孔洞、沟槽和流道连通，既能供研磨液流动，提升流动均匀性，又能起到冷却和排屑作用，提高冷却、排屑性能，一方面屑排出研磨盘之外以避免堵塞，另一方面及时更新磨粒刀刃，因此能减小工件表面和亚表面损伤，以获较好衬底表面质量；2、设有孔洞能提高磨块自锐性，提升研磨效率。
17.凸台截面呈正多边形或圆形结构，磨块周壁截面外轮廓和凸台截面外轮廓相等，磨块周壁截面内轮廓和凸台截面外轮廓相似，孔洞截面轮廓和凸台截面外轮廓相似，装配方便，进一步提升冷却、排屑性能。
18.正多边形为正四边形、正六边形或正八边形，进一步提高磨块自锐性。
19.凸起部端面凹设有多条上述沟槽，多条沟槽平行间隔布置且呈条状，进一步提升排屑性能。
20.金属结合剂为树脂结合剂或陶瓷结合剂中的至少一种，金刚石磨粒为立方淡化、碳化硅或氧化硅中的至少一种，自锐性高。
附图说明
21.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
22.图1是具体实施方式的研磨盘的立体示意图。
23.图2是具体实施方式的研磨盘的俯视示意图。
24.图3是具体实施方式的凸台的立体示意图。
25.图4是具体实施方式的凸台的俯视示意图。
26.图5是具体实施方式的凸台的左视示意图。
27.图6是具体实施方式的磨块的立体示意图。
28.图7是具体实施方式的磨块的俯视示意图。
29.图8是具体实施方式的凸台和磨块配合的立体示意图之一。
30.图9是具体实施方式的凸台和磨块配合的立体示意图之二。
31.图10是具体实施方式的凸台和磨块配合的立体示意图之三。
具体实施方式
32.请查阅图1至图10，一种用于半导体衬底研磨的金刚石结构研磨盘,包括基盘1；基盘1设有若干凸台2，每相邻两凸台2间留有间隙且该间隙形成为流道21，凸台2端面设凸起
部22，凸起部22端面凹设有水平贯穿的沟槽23，沟槽23和流道21相连通；凸台2上套设有磨块3，磨块3由金刚石磨粒和金属结合剂制备而成且包括周壁31和成型在周壁31内的蜂窝结构32，该周壁31外端面和蜂窝结构32外端面齐平，蜂窝结构32下端高于围壁底端从而使得围壁内形成有位于蜂窝结构之下的槽体，蜂窝结构32上形成多个贯穿布置的孔洞33；磨块3的周壁31套设在凸起部22外且蜂窝结构32支撑在凸起部22上，即，该槽体套洁凸起部，孔洞33和沟槽23上下相连通。该金属结合剂为树脂结合剂或陶瓷结合剂中的至少一种，金刚石磨粒为立方淡化(cbn)、碳化硅或氧化硅中的至少一种，磨粒粒径也可以根据需要选择。该基盘1还包括基体，基体包括内外围壁，外围壁套在内围壁外且内外围壁间形成安装腔，凸台2固装在安装腔内，根据需要也开采用其它结构。磨块3用于研磨加工，因蜂窝结构32具有孔洞，一方面可提高磨块自锐性，另一方面孔洞、沟槽23和流道21连通，既能供研磨液流动，又能起到冷却和排屑作用，提高排屑、冷却性能，屑排出研磨盘之外以避免堵塞。
33.该凸台2截面呈正多边形或圆形结构，磨块3周壁截面外轮廓和凸台2截面外轮廓相等，磨块3周壁截面内轮廓和凸台2截面外轮廓相似以使磨块周壁能适配套设在凸台2外。该孔洞33截面轮廓和凸台2截面外轮廓相似，该正多边形为正六边形，根据需要也可采用其它正多边形如正四边形或正八边形，根据需要可不采用正多边形，采用其它结构如圆形。
34.该凸起部22端面凹设有多条上述沟槽232，多条沟槽23平行间隔布置且呈条状。根据需要，多条沟槽也可布置成井字结构。
35.根据需要，该凸台两端面都凸设有凸起部，凸台上下的凸起部都设磨块且研磨盘构成双面研磨盘，或者，只有一端面凸设有凸起部且构成单面研磨盘。
36.以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能依此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖的范围内。