本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及化学机械研磨技术领域，特别涉及一种不锈钢夹环的制备方法。
背景技术：
化学机械抛光是集成电路制造过程中实现晶圆全局均匀平坦化的关键工艺。与传统的纯机械或纯化学的抛光方法不同，化学机械抛光技术是通过化学和机械的组合技术，避免了由单纯机械抛光造成的表面损伤，利用了磨损中的“软硬磨”原理，即用较软的材料来进行抛光以实现高质量的表面抛光，将化学腐蚀和机械磨削作用达到一种平衡。化学机械抛光技术的主要原理是在一定压力以及抛光浆料存在下，被抛光工件相对于抛光垫做相对运动，借助于纳米粒子的研磨作用与氧化剂的腐作用之间的有机结合，在被抛光工件的表面形成光洁表面。
如cn108857860a公开了一种晶片定位环的研磨方法、晶片定位环及其应用和化学机械抛光装置，采用的就是化学机械抛光方法，再如cn102240927a公开了利用化学机械抛光设备进行化学机械抛光的方法，所述化学机械抛光设备包括多个化学机械抛光机、机械手和过渡装置，其中所述多个化学机械抛光机和所述过渡装置围绕所述机械手布置，所述方法包括以下步骤：a)通过所述机械手将所述过渡装置上的晶圆搬运到所述多个化学机械抛光机中的至少一个上以便利用所述多个化学机械抛光机对晶圆进行抛光；b)通过所述机械手将抛光后的晶圆搬运到所述过渡装置上；和c)重复步骤a)和b)直到完成所有晶圆的抛光。
cn212683552u公开了一种化学机械抛光垫及抛光装置，所述化学机械抛光垫通过在旋转中心设置中心凹槽，加强了对研磨液的留存能力，能够有效疏散抛光过程中产生的热量，降低了抛光垫中心的温度，从而最终缓解了抛光垫脱胶的问题并提高了抛光垫的使用寿命；包含所述抛光垫的抛光装置对晶圆的抛光效果佳。
而对晶圆的化学机械抛光过程中，采用吸附膜在研磨过程中加载和卸载晶圆；并且压缩空气通过作用研磨头上吸附膜部分，对晶圆施加压力，达到研磨的效果。但由于吸附膜偏软且直接与晶圆固定卡环接触，一般在吸附膜的外部需要设置支撑和保护配件，即为不锈钢夹环。
但由于制作工艺的需求，不锈钢夹环的直径大，厚度薄，加工十分困难，现有的加工方式存在圆度高以及厚度不均匀的缺陷。
因此，亟需开发一种不锈钢夹环的制备方法，克服上述难题。
技术实现要素：
鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种不锈钢夹环的制备方法，所述制备方法通过控制采用特定吃刀量的粗加工和精加工相互配合，能够制得厚度为1～1.5mm的不锈钢夹环，其内外圆度均在0.15mm以下，提高了加工的精度和产品圆度。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种不锈钢夹环的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将不锈钢原环置于夹持部件中，并依次经吃刀量为0.1～0.3mm的粗加工和吃刀量为0.1～0.2mm精加工，得到中间件；
(2)步骤(1)所述中间件依次经一次清洗干燥、表面镀膜和二次清洗干燥，得到所述不锈钢夹环。
本发明提供的制备方法通过控制采用特定吃刀量的粗加工和精加工能够制得厚度为1～1.5mm的不锈钢夹环，其内外圆度均在0.15mm以下。
本发明中粗加工的吃刀量为0.1～0.3mm，例如可以是0.1mm、0.13mm、0.15mm、0.17mm、0.19mm、0.22mm、0.24mm、0.26mm、0.28mm或0.3mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中精加工的吃刀量为0.1～0.2mm，例如可以是0.1mm、0.12mm、0.13mm、0.14mm、0.15mm、0.16mm、0.17mm、0.18mm、0.19mm或0.2mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述夹持部件包括石蜡。
本发明优选将不锈钢原环置于石蜡中进行固定加工，由于不锈钢原环的环件直径大且厚度很薄，在加工过程中极易发生变形，加工难度大，因此将其置于液态石蜡中，然后待液态石蜡固定即将不锈钢原环固定后再进行粗加工和精加工，能够显著减少加工过程中的形变。
优选地，步骤(1)所述粗加工包括依次对不锈钢原环的外环和内环进行加工。
本发明在粗加工时优选先对外环加工再对内环加工，由于粗加工的进给量一般较大，采用这种加工顺序能够避免外环加工在外对环件变形的影响，有效提高加工环件的圆度。
优选地，所述粗加工的进给量为1500～4500mm/min，例如可以是1500mm/min、1834mm/min、2167mm/min、2500mm/min、2834mm/min、3167mm/min、3500mm/min、3834mm/min、4167mm/min或4500mm/min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述粗加工在外环的吃刀量为0.2～0.3mm，例如可以是0.2mm、0.22mm、0.23mm、0.24mm、0.25mm、0.26mm、0.27mm、0.28mm、0.29mm或0.3mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述粗加工在内环的吃刀量为0.1～0.15mm，例如可以是0.1mm、0.11mm、0.12mm、0.13mm、0.14mm或0.15mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明将粗加工的外环吃刀量和内环吃刀量分别控制在上述范围，能够有效避免内环加工时对环件变形的影响，同时满足加工量的需求。
优选地，步骤(1)所述精加工包括依次对不锈钢原环的内环和外环进行加工。
本发明优选在精加工时优先对内环进行加工，此时进给量较低，外环加工对环件变形影响度较低且最后对外环进行加工，更有利于严格控制环件的厚度。
优选地，所述精加工的进给量为800～1400mm/min，例如可以是800mm/min、867mm/min、934mm/min、1000mm/min、1067mm/min、1134mm/min、1200mm/min、1267mm/min、1334mm/min或1400mm/min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述精加工在外环的吃刀量为0.1～0.12mm，例如可以是0.1mm、0.11mm或0.12mm等。
优选地，所述精加工在内环的吃刀量为0.15～0.2mm，例如可以是0.15mm、0.16mm、0.17mm、0.18mm、0.19mm或0.2mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明通过将精加工的外环和内环的吃刀量控制在上述范围，更有利于控制不锈钢夹环的厚度。
优选地，步骤(2)所述一次清洗干燥中清洗包括依次进行的水清洗和乙醇清洗。
优选地，所述一次清洗干燥中干燥的温度为80～180℃，例如可以是80℃、92℃、103℃、114℃、125℃、136℃、147℃、158℃、169℃或180℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述二次清洗干燥中清洗包括依次进行的水清洗和乙醇清洗。
优选地，所述二次清洗干燥中干燥的温度为80～180℃，例如可以是80℃、92℃、103℃、114℃、125℃、136℃、147℃、158℃、169℃或180℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述表面镀膜包括在所述中间件的表面镀一层锡膜。
优选地，步骤(2)所述表面镀膜的方法包括物理气相沉积法。
优选地，所述表面镀膜的温度为70～90℃，例如可以是70℃、73℃、75℃、77℃、79℃、82℃、84℃、86℃、88℃或90℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明将表面镀膜的温度控制在上述温度，配合内置的支撑部件，能够有效防止不锈钢夹环在镀膜过程中发生的形变，提高最终产品的圆度。
优选地，所述表面镀膜的功率为50～80kw，例如可以是50kw、54kw、57kw、60kw、64kw、67kw、70kw、74kw、77kw或80kw等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述表面镀膜的厚度为3.2～5μm，例如可以是3.2μm、3.4μm、3.6μm、3.8μm、4μm、4.2μm、4.4μm、4.6μm、4.8μm或5μm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述不锈钢夹环的厚度为1.0～1.5mm，例如可以是1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm或1.5mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述不锈钢夹环的直径为100～500mm，例如可以是100mm、150mm、200mm、250mm、300mm、350mm、400mm、450mm或500mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将不锈钢原环置于石蜡中，待石蜡凝固后，进行粗加工，所述粗加工包括依次对不锈钢原环的外环和内环进行加工，所述粗加工的进给量为1500～4500mm/min，所述粗加工在外环的吃刀量为0.2～0.3mm，所述粗加工在内环的吃刀量为0.1～0.15mm；再进行精加工，所述精加工包括依次对不锈钢原环的内环和外环进行加工，所述精加工的进给量为800～1400mm/min，所述精加工在外环的吃刀量为0.1～0.12mm，所述精加工在内环的吃刀量为0.15～0.2mm，得到中间件；
(2)步骤(1)所述中间件依次经水清洗和乙醇清洗并于80～180℃干燥，采用物理气相沉积法在干燥后的中间件表面镀一层3.2～5μm厚的锡膜，温度为70～90℃，功率为50～80kw；再依次经水清洗和乙醇清洗并于80～180℃干燥，得到厚度为1.0～1.5mm的所述不锈钢夹环。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明提供的不锈钢夹环的制备方法通过采用特定吃刀量的粗加工和精加工能够制得厚度为1～1.5mm的不锈钢夹环，其内外圆度均在0.15mm以下，厚度误差控制在0.001mm以内；
(2)本发明提供的不锈钢夹环的制备方法操作简单，易于工业化生产。
附图说明
图1是本发明实施例1制得的不锈钢夹环示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
一、实施例
实施例1
本实施例提供一种不锈钢夹环的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将不锈钢原环置于液态石蜡中，待石蜡凝固后，进行粗加工，所述粗加工包括依次对不锈钢原环的外环和内环进行加工，所述粗加工的进给量为3000mm/min，所述粗加工在外环的吃刀量为0.2mm，所述粗加工在内环的吃刀量为0.12mm；再进行精加工，所述精加工包括依次对不锈钢原环的内环和外环进行加工，所述精加工的进给量为1000mm/min，所述精加工在外环的吃刀量为0.11mm，所述精加工在内环的吃刀量为0.17mm，得到中间件；
(2)步骤(1)所述中间件依次经水清洗和乙醇清洗并于100℃干燥120min，采用物理气相沉积法在干燥后的中间件表面镀一层3.4μm厚的锡膜，温度为80℃，功率为55kw；再依次经水清洗和乙醇清洗并于120℃干燥120min，得到厚度为1.5mm的所述不锈钢夹环，该不锈钢夹环如图1所示。
实施例2
本实施例提供一种不锈钢夹环的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将不锈钢原环置于液态石蜡中，待石蜡凝固后，进行粗加工，所述粗加工包括依次对不锈钢原环的外环和内环进行加工，所述粗加工的进给量为1500mm/min，所述粗加工在外环的吃刀量为0.2mm，所述粗加工在内环的吃刀量为0.1mm；再进行精加工，所述精加工包括依次对不锈钢原环的内环和外环进行加工，所述精加工的进给量为1400mm/min，所述精加工在外环的吃刀量为0.12mm，所述精加工在内环的吃刀量为0.2mm，得到中间件；
(2)步骤(1)所述中间件依次经水清洗和乙醇清洗并于180℃干燥30min，采用物理气相沉积法在干燥后的中间件表面镀一层3.2μm厚的锡膜，温度为90℃，功率为50kw；再依次经水清洗和乙醇清洗并于180℃干燥30min，得到厚度为1.2mm的所述不锈钢夹环。
实施例3
本实施例提供一种不锈钢夹环的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将不锈钢原环置于液态石蜡中，待石蜡凝固后，进行粗加工，所述粗加工包括依次对不锈钢原环的外环和内环进行加工，所述粗加工的进给量为4500mm/min，所述粗加工在外环的吃刀量为0.3mm，所述粗加工在内环的吃刀量为0.15mm；再进行精加工，所述精加工包括依次对不锈钢原环的内环和外环进行加工，所述精加工的进给量为800mm/min，所述精加工在外环的吃刀量为0.1mm，所述精加工在内环的吃刀量为0.15mm，得到中间件；
(2)步骤(1)所述中间件依次经水清洗和乙醇清洗并于80℃干燥240min，采用物理气相沉积法在干燥后的中间件表面镀一层5μm厚的锡膜，温度为70℃，功率为80kw；再依次经水清洗和乙醇清洗并于80℃干燥240min，得到厚度为1.0mm的所述不锈钢夹环。
实施例4
本实施例提供一种不锈钢夹环的制备方法，所述制备方法除步骤(1)中先进行内环粗加工再进行外环粗加工外，其余均与实施例1相同。
实施例5
本实施例提供一种不锈钢夹环的制备方法，所述制备方法除步骤(1)中先进行外环精加工再进行内环精加工外，其余均与实施例1相同。
实施例6
本实施例提供一种不锈钢夹环的制备方法，所述制备方法除步骤(1)中精加工在外环的吃刀量为0.18mm，在内环的吃刀量为0.10mm外，其余均与实施例1相同。
实施例7
本实施例提供一种不锈钢夹环的制备方法，所述制备方法除步骤(1)中精加工在外环的吃刀量为0.05mm，在内环的吃刀量为0.23mm外，其余均与实施例1相同。
实施例8
本实施例提供一种不锈钢夹环的制备方法，所述制备方法除步骤(2)中表面镀膜的温度为120℃外，其余均与实施例1相同。
二、对比例
对比例1
本对比例提供一种不锈钢夹环的制备方法，所述制备方法除步骤(1)中粗加工在外环的吃刀量为0.32mm，不进行内环的粗加工外，其余均与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供一种不锈钢夹环的制备方法，所述制备方法除步骤(1)中粗加工在内环的吃刀量为0.32mm，不进行外环的粗加工外，其余均与实施例1相同。
对比例3
本对比例提供一种不锈钢夹环的制备方法，所述制备方法除步骤(1)中精加工在内环的吃刀量为0.28mm，不进行外环的精加工外，其余均与实施例1相同。
对比例4
本对比例提供一种不锈钢夹环的制备方法，所述制备方法除步骤(1)中精加工在外环的吃刀量为0.28mm，不进行内环的精加工外，其余均与实施例1相同。
三、测试及结果
测试方法：利用圆度测试仪对上述实施例和对比例中制得的不锈钢夹环进行圆度测试。其中圆度是指圆中最大的直径与最小的直径之差，圆度为0即为理论圆，圆度越小越接近理论圆。
以上实施例和对比例的测试结果如表1所示。
表1
从表1可以看出以下几点：
(1)综合实施例1～8可以看出，本发明提供的制备方法能够制得厚度为1～1.5mm的不锈钢夹环，其内外圆度均在0.15mm以下，提高了加工的精度和产品圆度，而且能够保障厚度的均匀性，具体的，实施例1～8中的内外环的圆度均在0.15mm以下，且厚度的最大误差在0.001mm以内；
(2)综合实施例1和实施例4～5可以看出，实施例1中选用粗加工先外环再内环，精加工先外环再内环的方式，相较于实施例4～5中分别采用相反的顺序而言，实施例1中内环和外环的圆度均为0.15mm，厚度误差仅为0.0001mm，而实施例4中内环和外环的圆度分别为0.23mm和0.24mm，厚度误差达到0.001mm，实施例5中内环和外环的圆度均为0.21mm，厚度误差达到0.001mm，由此表明，本发明通过优化特定的加工顺序，提高了加工的精度并降低了厚度的误差；
(3)综合实施例1和实施例6～7可以看出，实施例1中精加工在外环的吃刀量为0.11mm，在内环的吃刀量为0.17mm，相较于实施例6中精加工在外环的吃刀量为0.18mm，在内环的吃刀量为0.10mm，实施例7中精加工在外环的吃刀量为0.05mm，在内环的吃刀量为0.23mm而言，实施例1中内环和外环的圆度均为0.15mm，而实施例6～7中圆度均达不到实施例1的效果，由此表明，本发明通过严格控制精加工的吃刀量，使最终产品更接近理论圆；
(4)综合实施例1和实施例8可以看出，实施例1中表面镀膜的温度仅为80℃，相较于实施例8中表面镀膜的温度为120℃而言，实施例1中内环圆度均比实施例8中低，由此表明，本发明进一步通过控制表面镀膜的温度，降低了最终产品的圆度。
综上所述，本发明提供的制备方法通过严格控制吃刀量和加工方式，能够制得厚度为1～1.5mm的不锈钢夹环，其内外圆度均在0.15mm以下，厚度误差控制在0.001mm以内，提高了加工的精度和产品圆度。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
1.一种不锈钢夹环的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将不锈钢原环置于夹持部件中，并依次经吃刀量为0.1～0.3mm的粗加工和吃刀量为0.1～0.2mm精加工，得到中间件；
(2)步骤(1)所述中间件依次经一次清洗干燥、表面镀膜和二次清洗干燥，得到所述不锈钢夹环。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述夹持部件包括石蜡。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述粗加工包括依次对不锈钢原环的外环和内环进行加工；
优选地，所述粗加工的进给量为1500～4500mm/min；
优选地，所述粗加工在外环的吃刀量为0.2～0.3mm；
优选地，所述粗加工在内环的吃刀量为0.1～0.15mm。
4.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述精加工包括依次对不锈钢原环的内环和外环进行加工；
优选地，所述精加工的进给量为800～1400mm/min；
优选地，所述精加工在外环的吃刀量为0.1～0.12mm；
优选地，所述精加工在内环的吃刀量为0.15～0.2mm。
5.根据权利要求1～4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述一次清洗干燥中清洗包括依次进行的水清洗和乙醇清洗；
优选地，所述一次清洗干燥中干燥的温度为80～180℃。
6.根据权利要求1～5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述二次清洗干燥中清洗包括依次进行的水清洗和乙醇清洗；
优选地，所述二次清洗干燥中干燥的温度为80～180℃。
7.根据权利要求1～6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述表面镀膜包括在所述中间件的表面镀一层锡膜。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述表面镀膜的方法包括物理气相沉积法；
优选地，所述表面镀膜的温度为70～90℃；
优选地，所述表面镀膜的功率为50～80kw。
9.根据权利要求1～8任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述表面镀膜的厚度为3.2～5μm；
优选地，所述不锈钢夹环的厚度为1.0～1.5mm。
10.根据权利要求1～9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将不锈钢原环置于石蜡中，待石蜡凝固后，进行粗加工，所述粗加工包括依次对不锈钢原环的外环和内环进行加工，所述粗加工的进给量为1500～4500mm/min，所述粗加工在外环的吃刀量为0.2～0.3mm，所述粗加工在内环的吃刀量为0.1～0.15mm；再进行精加工，所述精加工包括依次对不锈钢原环的内环和外环进行加工，所述精加工的进给量为800～1400mm/min，所述精加工在外环的吃刀量为0.1～0.12mm，所述精加工在内环的吃刀量为0.15～0.2mm，得到中间件；
(2)步骤(1)所述中间件依次经水清洗和乙醇清洗并于80～180℃干燥，采用物理气相沉积法在干燥后的中间件表面镀一层3.2～5μm厚的锡膜，温度为70～90℃，功率为50～80kw；再依次经水清洗和乙醇清洗并于80～180℃干燥，得到厚度为1.0～1.5mm的所述不锈钢夹环。
技术总结