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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
发布时间: 2025-11-03
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
高端装备制造产业,智能制造装备产业
成果介绍
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。
成果亮点
定向排布液体弹珠技术
通过磁场诱导实现液体弹珠在磨料周围的精准排布（定位精度±10μm），研磨过程中机械力触发定向释放，反应液利用率提升至95%，较传统浸泡式润滑效率提高4倍。
自锐性动态调控机制
液体弹珠破碎形成微凹坑（直径50-200μm），有效容纳磨屑并暴露新磨粒，使研磨块自锐性持续保持，磨削力波动降低60%，使用寿命延长2.3倍。
固相反应高效钝化
芯部反应液（pH调控型氧化剂）与半导体晶面生成纳米级钝化层（厚度≤15nm），材料去除率提升至1.8μm/min，同时表面粗糙度Ra控制在0.4nm以内。
多工况适应性
疏水纳米磁性外壁（接触角＞150°）保护液体稳定存储，研磨块在40-80℃环境下性能衰减＜5%，适用于SiC、GaN等硬脆材料加工。
团队介绍
广东工业大学 路家斌; 雒梓源; 熊强; 阎秋生; 夏江南; 陈缘靓
成果资料
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