[发明专利]一种高效低损伤金刚石研磨液及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高效低损伤金刚石研磨液，由以下重量份数的原料组成：金刚石微粉0.5‑15份；反应型增稠剂1‑10份；减粘流平剂0.1‑5份；润滑剂1‑20份；消泡剂0.001‑0.1份；水：10‑90份。该金刚石研磨液用于双面研磨时，可均匀分布于硬质研磨盘面，无返稀或分布缺失问题发生，可减少划伤产生，避免局部温度过高造成几何参数失控；同时其增稠减粘特性，在形成软性缓冲层保障效率抑制划伤的同时，也可实现研磨液的及时更新，稳定研磨加工性能。

技术领域

本发明属于超精密研磨抛光技术领域，具体涉及一种高效低损伤金刚石研磨液及其制备方法。

背景技术

双面研磨因效率高、晶片几何参数好、适宜批量化生产等特点而被广泛应用于蓝宝石等各种材质工件的粗研磨加工；粗研磨加工后往往需要单面研磨进一步去除损伤层。

双面研磨通常使用大粒度、高含量的碳化硼、碳化硅等研磨液产品配合材质相对较硬的铸铁盘来实现加工；单面研磨则常用金刚石研磨液配合材质相对较软的铜盘或锡盘来实现加工。

随着三代半导体材料SiC、GaN等应用的逐步成熟，研磨工艺也不断升级，金刚石研磨液配合铸铁盘实现双面研磨加工，不但可以将粗磨、精磨合二为一，简化工艺步骤，提高生产效率，也可以有效管控晶片几何参数和表面粗糙度等质量指标，助力批量化生产的质效提升。

与单面研磨相比，双面研磨需要研磨液能配合硬度更高的铸铁盘使用，且研磨液的更新路径更长，对液的抗挤压研磨能力要求也更高。常规碳化硼、碳化硅等研磨液产品多以大粒径、高浓度来克服硬质盘、长路径、高挤压的工况条件。金刚石研磨液则通常具有粒度小、浓度低的特征，常规金刚石研磨液应用于双面研磨会伴随有如下问题发生：

1）研磨液在研磨盘上分布不均，研磨液局部缺失，引起工件与研磨盘的局部干磨，造成严重划伤，且局部干磨也会带来摩擦阻力的突然增大，研磨盘温度的骤然升高，最终导致TTV等几何参数失控；

2）研磨液存在断链返稀现象，破坏了研磨液支撑体系，也会带来严重划伤和几何参数失控，严重者会导致加工无法正常进行；

3）研磨液粘度过高，在研磨盘面过度累积，造成打滑、烧伤、效率降低等问题出现；

这就需要对研磨液体系有更加充分的研究和改善，如：增强研磨液的均匀分布性能、抗压研磨能力、摩擦润滑能力和流动更新能力等，以实现高效低损伤的加工目标。

本发明针对上述问题，开发出一种高效低损伤金刚石研磨液，其具有增稠、减粘、缓冲、润滑特性，可有效解决金刚石研磨液在铸铁盘上难以稳定均匀分布，常伴随有断链返稀和分布缺失等问题的发生；同时具有合理弹性液层厚度和适宜的更新能力，实现对硬质盘面软缓冲的同时可保障金刚石磨料颗粒的有效作用，获得更高的研磨效率；此外良好的润滑性能，也可有效管控研磨温度，降低盘耗，避免TTV等几何参数失控，整体实现高效低损伤的加工。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供一种高效低损伤金刚石研磨液，其用于双面研磨时，可均匀分布于硬质研磨盘面，无返稀或分布缺失问题发生，可减少划伤产生，避免局部温度过高造成几何参数失控；同时其增稠减粘特性，在形成软性缓冲层保障效率抑制划伤的同时，也可实现研磨液的及时更新，稳定研磨加工性能。

本发明还提供了上述高效低损伤金刚石研磨液的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高效低损伤金刚石研磨液，其由以下重量份数的原料组成：

金刚石微粉0.5-15份；反应型增稠剂1-10份；减粘流平剂0.1-5份；润滑剂1-20份；消泡剂0.001-0.1份；水：10-90份。

具体的，所述金刚石微粉为单晶金刚石微粉、类多晶金刚石微粉或多晶金刚石微粉中的一种或几种的混合，金刚石微粉粒度10nm-40um。