鉆石磨料微粒及電鍍鉆石工具制造技術(shù)

一種鉆石磨料微粒及電鍍鉆石工具，鉆石磨料微粒表面覆有一改質(zhì)層，該改質(zhì)層具有微導(dǎo)電性，其中該改質(zhì)層中摻雜有導(dǎo)電顆粒或半導(dǎo)電顆粒，或者該改質(zhì)層由碳-金屬化合物顆粒所構(gòu)成。本實用新型專利技術(shù)的鉆石磨料微粒的表面具有微導(dǎo)電特性，故電鍍層可延伸至鉆石磨料微粒的表面而部分地或全部地包覆鉆石磨料微粒，使鉆石磨料微粒與工具基座之間具有較佳的附著力，故可大幅減少鉆石磨料微粒在研磨/切削的過程中掉落的機率，另一方面，鉆石磨料微粒可以散布的型態(tài)固定于工具基座的表面，故對電鍍鉆石工具而言，其表面精度可被有效地掌握，進而提高研磨/切削的作業(yè)精度。（*該技術(shù)在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及ー種鉆石磨料微粒，特別指ー種具有微導(dǎo)電特性的鉆石磨料微粒及電鍍鉆石工具。
技術(shù)介紹
目前鉆石工具不論是在3C制造エ業(yè)、傳統(tǒng)制造エ業(yè)、航鈦エ業(yè)或一般研磨使用的領(lǐng)域上均被廣泛地利用，如金屬的切割，エ件研磨或鏡面拋光等；而這些鉆石研磨工具大多是以電鍍方式制造。隨著科技的發(fā)展，精密的鉆石磨料研磨工具被大量的應(yīng)用于高科技產(chǎn)業(yè)中，例如半導(dǎo)體科技產(chǎn)業(yè)中的化學(xué)機械研磨制程(Chemical Mechanical Polishing,CMP)所使用的拋光墊修整器(Pad Conditioner),即是將鉆石磨料固定、結(jié)合于一金屬基盤之上,其結(jié)合方式除了已知的硬焊方式外，還有使用電鍍方式進行的技術(shù)，若能使鉆石磨料表面帶有適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電度，在電鍍過程，金屬鍍層可包覆于鉆石磨料，使得鉆石磨料在研磨的過程中大幅減少掉落的機率。又如，LED產(chǎn)業(yè)中眾所周知的主要材料藍寶石晶圓，在其晶圓棒長成后需進行切片制程，傳統(tǒng)上是利用鉆石漿配合裸鋼線材來切割，鉆石漿的使用量相當(dāng)大，故不環(huán)保、費時且成本高，所以目前已逐漸由電鍍鉆石線鋸(Diamond wire saw)所取代；電鍍鉆石線鋸是利用電鍍方式，將鉆石磨料附著一裸鋼線上，利用電鍍鉆石線鋸來切割藍寶石晶圓，可將切割時間由數(shù)天縮短到數(shù)小吋。在已知的電鍍鉆石工具中，不論是使用埋鍍或是懸浮的方式進行電鍍鉆石工具，其鉆石磨料大多是未經(jīng)處理，在電鍍的過程中直接將裸料投入，使其逐漸埋入金屬鍍層之中，進而把鉆石磨料固定于研磨工具表面。然而，這種方式無法將鉆石磨料有效地固定于研磨工具表面，故在研磨過程中極有可造成鉆石磨料的脫落，若發(fā)生在CMP制程中，會造成晶圓的刮傷；而為了防止鉆石磨料脫落，必須増加電鍍層厚度，提升鍍層對鉆石磨料的包覆程度，則使得鉆石磨料露出鍍層的高度減少，影響到整體的切削能力。目前世面上雖已有商業(yè)化的鉆石磨料表面有金屬鍍層，如鍍鈦或鍍鎳，但這些純金屬鍍層導(dǎo)電度過高，若使用這類表面鍍有金屬的鉆石磨料在電鍍鉆石工具上，由于導(dǎo)電鍍過高，容易造成在施鍍過程中，鉆石磨料結(jié)成團，進而影響到鉆石工具的表面精度或外觀坐寸o
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)在于提供一種鉆石磨料微粒，其表面具有植入導(dǎo)電顆粒或半導(dǎo)電顆粒的改質(zhì)層或是具有微導(dǎo)電性的碳化物顆粒所形成的外層，使鉆石磨料微粒在經(jīng)過電鍍制程時可被電鍍層所包覆，進而提高鉆石磨料微粒與工具表面的附著力。本技術(shù)的實施例提供一種鉆石磨料微粒，其表面覆有一改質(zhì)層，該改質(zhì)層具有微導(dǎo)電性，其中該改質(zhì)層中摻雜有導(dǎo)電顆粒或半導(dǎo)電顆粒，或者該改質(zhì)層由碳-金屬化合物顆粒所構(gòu)成。進一步地，改質(zhì)層為類鉆鍍層或鉆石鍍層，半導(dǎo)電顆粒為硼顆粒或硅顆粒。進一步地，改質(zhì)層為類鉆鍍層或鉆石鍍層，導(dǎo)電顆粒為鈦顆粒、鉻顆粒、釩顆粒、鋯顆粒或鶴顆粒。進一步地,碳-金屬化合物顆粒為碳鉻化合物顆粒、碳鶴化合物顆粒或碳f凡化合物顆粒。進一步地,改質(zhì)層的電阻率在IOOmQ cm以下。本技術(shù)的實施例提供一種電鍍鉆石工具，包括一工具基座，該工具基座的表面具有一電鍍層，該電鍍層將多個鉆石磨料微粒固定于該工具基座上，其中每一該鉆石磨料微粒的表面覆有一改質(zhì)層，該改質(zhì)層具有微導(dǎo)電性，該改質(zhì)層中摻雜有導(dǎo)電顆粒或半導(dǎo)電顆粒，或者該改質(zhì)層由碳-金屬化合物顆粒所構(gòu)成。進一步地，改質(zhì)層為類鉆鍍層或鉆石鍍層，半導(dǎo)電顆粒為硼顆粒或硅顆粒，導(dǎo)電顆粒為欽顆粒、絡(luò)顆粒、鑰；顆粒、錯顆粒或鶴顆粒。進一步地,碳-金屬化合物顆粒為碳鉻化合物顆粒、碳鶴化合物顆粒或碳f凡化合物顆粒。進一步地,改質(zhì)層的電阻率在IOOmQ cm以下。進一步地，電鍍層部分地或全部地包覆鉆石磨料微粒。本技術(shù)具有以下有益的效果本技術(shù)的鉆石磨料微粒的表面具有微導(dǎo)電特性，故電鍍層可延伸至鉆石磨料微粒的表面而部分地或全部地包覆鉆石磨料微粒，使鉆石磨料微粒與工具基座之間具有較佳的附著力，故可大幅減少鉆石磨料微粒在研磨/切削的過程中掉落的機率，另一方面，鉆石磨料微粒可以散布的型態(tài)固定于工具基座的表面，故對電鍍鉆石工具而言，其表面精度可被有效地掌握，進而提高研磨/切削的作業(yè)精度。附圖說明圖I是顯示本技術(shù)的鉆石磨料微粒的示意圖。圖2是顯示本技術(shù)的電鍍鉆石工具的示意圖，其中電鍍層部分地包覆鉆石磨料微粒。圖3是顯示技術(shù)的另一種電鍍鉆石工具的示意圖，其中電鍍層全部地包覆鉆石磨料微粒。圖4是顯示乙炔流量與改質(zhì)層(導(dǎo)電層)的電阻率的實驗曲線。主要元件符號說明11鉆石磨料微粒12改質(zhì)層21工具基座22電鍍層具體實施方式本技術(shù)在于提供一種鉆石磨料微粒，其表面經(jīng)過改質(zhì)后，使鉆石磨料微粒的表面具有微導(dǎo)電性，使得鉆石磨料微粒在電鍍附著于工具表面的過程中，電鍍金屬可以沿著鉆石磨料微粒表面生長，提升鉆石磨料微粒在工具表面的附著力，且同時保持鉆石工具的表面精度。本技術(shù)提供一種鉆石磨料微粒的表面改質(zhì)方式，其步驟如下步驟ー如圖I，提供鉆石磨料微粒11。在本具體實施例中，鉆石磨料微粒11為微米(micro)等級或納米(nano)等級的天然鉆石微粒或人工鉆石微粒,但不以此為限,優(yōu)選地，所選用的鉆石磨料微粒11的平均粒徑范圍介于約I微米O m)至100微米O m)。步驟ニ 一種鍍膜(coating)方式,使得鉆石磨料微粒11的表面覆有ー層改質(zhì)層12，且在改質(zhì)層12中摻雜特定含量的金屬元素顆粒或半導(dǎo)體元素顆粒，使鉆石磨料微粒11的表面具有微導(dǎo)電性。在一具體實施例中，本步驟可利用電漿輔助化學(xué)氣相沉積(PECVD)方式，在鉆石磨料微粒11的表面鍍上ー層類鉆鍍層(Diamond like carbon,DLC)或鉆石鍍層(即為前述的改質(zhì)層12)，并以植入(doping，摻雜)的方式使至少ー種的導(dǎo)電顆粒或半 導(dǎo)電顆粒摻雜于類鉆鍍層或鉆石鍍層之中，前述的金屬元素顆粒如鈦(Ti)顆粒、鉻(Cr)顆粒、銀(V)顆粒、錯(Zr)顆粒、鶴(W)顆粒等,非金屬元素如硼(B)顆粒、娃(Si)顆粒等,藉此，摻雜有導(dǎo)電顆粒或半導(dǎo)電顆粒的改質(zhì)層12可因植入的顆粒的作用而形成具有微導(dǎo)電性的導(dǎo)電層，舉例來說，可利用四氯化鈦(TiCl4)將鈦原子顆粒植入改質(zhì)層12中，而植入導(dǎo)電顆粒或半導(dǎo)電顆粒的改質(zhì)層12的電阻率可約在IOOmQ cm(毫歐姆 厘米)以下，優(yōu)選地，所述的電阻率約在SOmQ _(毫歐姆 厘米)以下。因此，本技術(shù)并不限制植入顆粒的種類或含量，僅需考慮的是所形成的導(dǎo)電層的電阻率約在IOOmQ cm(毫歐姆 厘米)以下，例如介于20至SOmQ cm之間，以避免后續(xù)電鍍制程中鉆石磨料微粒產(chǎn)生堆疊成團的問題。而在ー變化實施例中，此步驟可利用派鍍(sputtering)的方式達成。例如選用鉻(Cr)靶材，并在工作壓カ1. 2Pa的條件下利用こ炔(C2H2)電漿將鉻(Cr)顆粒植入上述類鉆鍍層或鉆石鍍層之中，其結(jié)果如圖4所示，隨著こ炔通入流量的變化(40至200sCCm)，所制造的具有微導(dǎo)電性的導(dǎo)電層的電阻率介在I至SOmQ _(毫歐姆 厘米)之間。值得說明的是，當(dāng)こ炔通入流量降低吋，改質(zhì)層12中所植入的鉻顆粒含量也隨之提高，而所植入的導(dǎo)電顆粒或半導(dǎo)電顆粒可與改質(zhì)層12中的碳顆粒形成為碳鉻化合物顆粒，其化學(xué)式為CrxCY，例如Cr23C6、Cr7C3> Cr3C2等本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種鉆石磨料微粒，其特征在于，所述鉆石磨料微粒的表面覆有一改質(zhì)層，所述改質(zhì)層具有微導(dǎo)電性。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種鉆石磨料微粒,其特征在于,所述鉆石磨料微粒的表面覆有一改質(zhì)層,所述改質(zhì)層具有微導(dǎo)電性。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鉆石磨料微粒，其特征在于，所述改質(zhì)層具有導(dǎo)電顆粒、半導(dǎo)電顆粒或碳-金屬化合物顆粒。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉆石磨料微粒，其特征在于，所述改質(zhì)層為類鉆鍍層或鉆石鍍層，所述半導(dǎo)電顆粒為硼顆粒或硅顆粒。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉆石磨料微粒，其特征在于，所述改質(zhì)層為類鉆鍍層或鉆石鍍層，所述導(dǎo)電顆粒為鈦顆粒、鉻顆粒、釩顆粒、鋯顆粒或鎢顆粒。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉆石磨料微粒，其特征在于，所述碳-金屬化合物顆粒為碳鉻化合物顆粒、碳鶴化合物顆粒或碳f凡化合物顆粒。6.一種電鍍鉆石工具...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳文東，何主亮，
申請(專利權(quán))人：奇翼創(chuàng)新科技股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：