CN111775073B - 一种抛光垫修整器及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抛光垫修整器及其制作方法，包括：在基体上形成至少一个凹槽；在凹槽中设置固接材料；将选定的研磨颗粒的一端插入设置有固接材料的凹槽中，研磨颗粒的一端与固接材料接触；将固接材料加热至半熔融状态，以通过半熔融的固接材料将研磨颗粒与基体焊接固定；在基体上形成稳固层，稳固层围设于研磨颗粒的周边，以固定研磨颗粒，从而，能够利用固接材料和稳固层对研磨颗粒进行双重固定，且只需将固接材料加热至半熔融状态即可，能够降低制程温度，以避免由于制程温度高而导致金刚石研磨颗粒缺陷被恶化、以及金刚石研磨颗粒易从基体上脱落的问题。

Description

一种抛光垫修整器及其制作方法

【技术领域】

本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种抛光垫修整器及其制作方法。

【背景技术】

化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，简称“CMP”)是目前最有效、最成熟的平坦化技术，被广泛应用于半导体制造中。抛光垫是CMP技术中的主要耗材之一，在经过一段时间的抛光后，由于其表面变得光滑，甚至釉面，会降低抛光过程的材料去除率和抛光均匀性，因此，需要在抛光过程中使用抛光垫修整器对抛光垫进行实时修整，以使抛光垫维持所需的粗糙度，确保其使用功能。

现有的抛光垫修整器包括金属基体、以及固接在金属基体上的金刚石研磨颗粒。但是，在抛光垫修整器的制备工艺中，存在制程温度高而导致金刚石研磨颗粒缺陷被恶化、以及金刚石研磨颗粒固接在金属基体上后易脱落的问题。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种金刚石修整器及其制作方法，以避免由于制程温度高而导致金刚石研磨颗粒缺陷被恶化、以及金刚石研磨颗粒易从基体上脱落的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种抛光垫修整器的制作方法，该抛光垫修整器的制作方法包括：在基体上形成至少一个凹槽；在凹槽中设置固接材料；将选定的研磨颗粒的一端插入设置有固接材料的凹槽中，研磨颗粒的一端与固接材料接触；将固接材料加热至半熔融状态，以通过半熔融的固接材料将研磨颗粒与基体焊接固定；在基体上形成稳固层，稳固层围设于研磨颗粒的周边，以固定研磨颗粒。

其中，固接材料为合金粉体或软性焊料。

其中，在将固接材料加热至半熔融状态之前，还包括：提供具有功能表面的模具；将模具置于一端插入凹槽的研磨颗粒上，且功能表面与研磨颗粒接触；将研磨颗粒调整为与功能表面相匹配的选定高度和选定面向。

其中，功能表面上开设有功能槽，当将模具置于一端插入凹槽的研磨颗粒上时，研磨颗粒的另一端嵌设于对应的功能槽中。

其中，功能槽的数量为至少一个，至少一个功能槽的截面形状包括矩形、倒梯形或V字形。

其中，固接材料为合金粉体，在将选定的研磨颗粒的一端插入设置有固接材料的所述凹槽中之前，还包括：将固接材料加热至开始熔融状态，以增大固接材料中分子之间的作用力。

其中，在基体上形成稳固层之前，还包括：在基体上形成阻挡层，阻挡层围设于研磨颗粒的周边，用于阻挡固接材料中的元素向阻挡层上方扩散。

其中，研磨颗粒的另一端相对于稳固层的高度与研磨颗粒自身高度之比大于0.4。

其中，至少一个凹槽的截面形状为V字形、U字形、倒梯形或圆弧形。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种抛光垫修整器，该抛光垫修整器包括：基体，基体上开设有至少一个凹槽；固接层，固接层设置于凹槽中，研磨颗粒，研磨颗粒的一端插入设置有固接层的凹槽中，且与固接层接触，固接层是通过将设置于凹槽中的固接材料加热至半熔融状态形成的；稳固层，稳固层设置于基体上，且围设于研磨颗粒的周边。

其中，固接材料为合金粉体或软性焊料。

其中，研磨颗粒的另一端相对于基体具有选定高度和选定面向。

其中，固接材料为纳米合金粉体。

其中，抛光垫修整器还包括：阻挡层，阻挡层设置于基体和稳固层之间，且围设于研磨颗粒的周边，用于阻挡固接层中的元素向阻挡层上方扩散。

其中，研磨颗粒另一端相对于稳固层的高度与研磨颗粒自身高度之比大于0.4。

其中，至少一个凹槽的截面形状为V字形、U字形、倒梯形或圆弧形。

本发明的有益效果是：区别于现有技术，本发明提供的抛光垫修整器的制作方法，通过在基体上形成至少一个凹槽，并在凹槽中设置固接材料，然后将选定的研磨颗粒的一端插入设置有固接材料的凹槽中，研磨颗粒的一端与固接材料接触，并将固接材料加热至半熔融状态，以通过半熔融的固接材料将研磨颗粒与基体焊接固定，之后在基体上形成稳固层，稳固层围设于研磨颗粒的周边，以固定研磨颗粒，从而，能够利用固接材料和稳固层对研磨颗粒进行双重固定，且只需将固接材料加热至半熔融状态即可，能够降低制程温度，以避免由于制程温度高而导致金刚石研磨颗粒缺陷被恶化、以及金刚石研磨颗粒易从基体上脱落的问题。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的抛光垫修整器的制作方法的流程示意图；

图2a至图2b是本发明实施例提供的步骤S11完成后的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的步骤S12完成后的结构示意图；

图4a至图4b是本发明实施例提供的步骤S13完成后的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的斜三棱柱单晶金刚石研磨颗粒的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的抛光垫修整器的制作方法的另一流程示意图；

图7a至图7c是本发明实施例提供的步骤S16完成后的结构示意图；

图8a至图8b是本发明实施例提供的步骤S17完成后的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的步骤S15完成后的结构示意图；

图10是本发明实施例提供的步骤S19完成后的结构示意图；

图11是本发明实施例提供的步骤S151完成后的结构示意图；

图12是本发明实施例提供的抛光垫修整器的结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本发明，但不对本发明的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本发明的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

另外，本发明所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元以相同标号表示。

请参阅图1，图1是本发明实施例提供的抛光垫修整器的制作方法的流程示意图，该抛光垫修整器的制作方法具体流程可以如下：

步骤S11：在基体上形成至少一个凹槽。

其中，步骤S11完成后的结构示意图如图2a至图2b所示。

在本实施例中，基体21可以呈圆盘状，其材质可以为不锈钢。在一些替代实施例中，上述基体21也可以设置成其它适于对抛光垫进行修整的形状(比如，正方形、椭圆形等)，其材质也可以为其他高硬度金属材料(比如，镍铬合金、铬合金、钛合金等)或高硬度非金属材料(比如，陶瓷)，不应仅局限于本实施例。

具体实施时，可以采用各向异性刻蚀，例如采用干法刻蚀，如，等离子刻蚀、反应离子刻蚀等，对上述基体21进行刻蚀，以在基体21上形成若干凹槽211，且凹槽211的截面宽度在由上至下的竖直方向Z上可设为逐渐减小。举例而言，上述至少一个凹槽211的截面形状可以包括V字形、U字形、倒梯形或圆弧形，具体地，以凹槽211的截面形状为V字形为例，如图2a所示，在由上至下的竖直方向Z上，凹槽211的截面可以包括矩形面211A和倒三角形面211B。

需要说明的是，当上述凹槽221的数量为多个时，这多个凹槽211可以具有不同的形状、深度和/或宽度，例如，如图2b所示，这多个凹槽211的截面形状可以包括V字形、倒梯形和圆弧形等多种截面形状，且V字形凹槽211的深度可以大于倒梯形凹槽211的深度，倒梯形凹槽211的深度可以大于圆弧形的深度，其中，具体实施时，凹槽211的形状、深度和/或宽度可以根据后续在该凹槽211中布设的研磨颗粒的形状和尺寸而确定。

步骤S12：在凹槽中设置固接材料。

其中，步骤S12完成后的结构示意图如图3所示。

固接材料22可以为合金粉体或软性焊料。其中，合金粉体指的是硬焊(Brazing)使用的、且呈粉末状的合金焊料，比如，镍铜合金、铬铜合金、铬铁合金等。软性焊料指的是硬焊使用的、且延展性好的合金焊料，比如，镁合金、铝合金、铜合金等。

具体实施时，可以直接向凹槽211内填充作为固接材料22的合金粉体，或将作为固接材料22的软性焊料通过按压贴附于凹槽211的内壁面上。并且，上述合金粉体或软性焊料与凹槽211的内壁面之间不产生间隙，以提高后续焊接固定研磨颗粒与调整研磨颗粒高度的可靠性。

进一步地，上述凹槽211中固接材料22的填充高度或固接材料22在凹槽211内壁面上的贴附高度应满足在后续焊接固定研磨颗粒时固接材料22不会溢出凹槽211，以提高后续制程的良率。

步骤S13：将选定的研磨颗粒的一端插入设置有固接材料的凹槽中，研磨颗粒的一端与固接材料接触。

其中，步骤S13完成后的结构示意图如图4a至图4b所示。

在本实施例中，研磨颗粒23形状规则且为多面体(比如，六面体、八面体、菱形十二面体、二十面体、棱柱或棱台等)，其材质可以为金刚石或氮化硼。以研磨颗粒23为金刚石研磨颗粒为例，上述选定的研磨颗粒23可以是通过对金刚石粗料进行晶型和尺寸筛选后得到的。其中，选定的研磨颗粒23的数量可以为一个或多个，且当选定的研磨颗粒23的数量为多个时，这多个研磨颗粒23可以具有相同的晶型和尺寸，也可以具有不同的晶型和尺寸。具体地，上述基体21的一个凹槽211中可以仅插入有一个研磨颗粒23，且该凹槽211的形状、深度和宽度能够与插入其中的研磨颗粒23的晶型和尺寸相匹配，以满足抛光垫修整器的制程工艺对研磨颗粒23最终的固定面向和裸露高度的要求。

进一步地，具体实施时，可以基于抛光垫修整器的制程工艺对研磨颗粒23最终的固定面向和裸露高度的要求，将研磨颗粒23的一端插入设置有固接材料22的凹槽211中。以研磨颗粒23为斜三棱柱单晶金刚石研磨颗粒为例，如图5所示，该斜三棱柱单晶金刚石研磨颗粒23具有平面P和棱角L，当抛光垫修整器的制程工艺对研磨颗粒23最终的固定面向和裸露高度的要求为棱角朝上(也即，在修整抛光垫时研磨颗粒23是棱角L朝向抛光垫的)和第一裸露高度时，如图4a所示，可以以棱角L朝上的方式将上述研磨颗粒23的一端插入设置有固接材料22的凹槽211中，并控制研磨颗粒23的另一端相对于基体21的高度不小于上述第一裸露高度与后续在基体21上形成的膜层结构厚度之和；当抛光垫修整器的制程工艺对研磨颗粒23最终的固定面向和裸露高度的要求为平面朝上(也即，在修整抛光垫时研磨颗粒23是平面P朝向抛光垫的)和第二裸露高度时，如图4b所示，可以以平面P朝上的方式将上述研磨颗粒23的一端插入设置有固接材料22的凹槽211中，并控制研磨颗粒23的另一端相对于基体21的高度不小于第二裸露高度与后续在基体21上形成的膜层结构厚度之和。其中，可以理解的是，上述研磨颗粒23的一端和另一端分别对应为研磨颗粒23的固定端和研磨端，也即，上述研磨颗粒23的一端固定于凹槽211中，另一端在抛光垫修整器对抛光垫进行修整时与抛光垫相接触。

需要说明的是，在将研磨颗粒23的一端插入设置有固接材料22的凹槽211中的过程中，研磨颗粒23可以在自身重力和/或外部压力的作用下下陷而导致其一端嵌入固接材料22的内部，并同时还会伴随作为固接材料22的合金粉体在凹槽211中填充区域的改变，或作为固接材料22的软性焊料发生形变。进一步地，为了便于后续步骤对研磨颗粒23嵌入固接材料22的深度进行更加精确地调整，可以控制在将研磨颗粒23的一端插入设置有固接材料22的凹槽211中之后，满足研磨颗粒23在外力按压下可下陷至凹槽211的更深处，比如，可以控制研磨颗粒23在凹槽211中的插入深度小于该凹槽211的最大深度。

另外，在一些实施例中，当上述固接材料22为合金粉体时，为了避免设置于凹槽211中的合金粉体22在受到摇晃或气流作用时被扬起或发生流动的问题，在上述S13之前，还可以包括：

步骤A：将固接材料加热至开始熔融状态，以增大固接材料中分子之间的作用力。

其中，固接材料22为合金粉体，具有一定的熔点范围。具体实施时，可以将固接材料22加热至开始熔融温度，并使固接材料22略微向熔融状态转变，以减小固接材料22中分子之间的距离，进而增大固接材料22中分子之间的相互作用力，也即增大了作为固接材料22的合金粉体在扬起或流动时的阻力。

进一步地，在一些替代实施例中，为了避免设置于凹槽211中的合金粉体22在受到摇晃或气流作用时被扬起或发生流动的问题，还可以采用纳米合金粉体(也即，具体纳米尺寸的合金粉体)作为上述固接材料22，以利用纳米级粉体中分子之间的强范德华力，来增大合金粉体扬起或流动时的阻力。

步骤S14：将固接材料加热至半熔融状态，以通过半熔融的固接材料将研磨颗粒与基体焊接固定。

在本实施例中，继续参阅图4a和图4b，固接材料22为硬焊使用的合金焊料，具有一定的熔点范围，也即，当固接材料22的温度处在其熔点范围内时，固接材料22会呈现固液并存状态。并且，在本实施例中，可以理解的是，在对固接材料22加热使其由全固体状态转变为半熔融状态的过程中，固接材料22构成的膜层形状并不会发生改变，也即，位于固接材料22上或嵌入固接材料22内部的研磨颗粒23与该固接材料22的相对位置不会发生改变，从而能够确保前序步骤中已调整好的研磨颗粒23的固定面向和裸露高度不会再发生改变。

具体实施时，可以将前序步骤得到的结构置于真空室内，并缓缓升高该真空室的温度至固接材料22的半熔融温度，其中，固接材料22的半熔融温度落入其熔点范围内，之后利用半熔融的固接材料22将研磨颗粒23与基体21焊接固定。具体地，上述固接材料22的半熔融温度的取值范围可以为300～400℃。如此，相比于现有技术的研磨颗粒硬焊接固定工艺需要温度达到焊料的熔点温度以上，以使得焊料成为液态，本发明方法只需通过较低温度使焊料进入半熔融状态，能够降低制程温度，且同时还能有效控制研磨颗粒23的固定面向和裸露高度。

在一个具体实施例中，如图6所示，在上述步骤S14之前，还可以包括：

步骤S16：提供具有功能表面的模具。

其中，步骤S16完成后的结构示意图如图7a至图7c所示。

模具30可以为具有功能表面30A的立方体模具，其材质可以为钢或有机玻璃。具体地，上述功能表面30A可以为平整表面(如图7a所示)，也可以为开设有功能槽31的表面(如图7b和图7c所示)，其中，功能槽31的数量为至少一个，且这至少一个功能槽31的截面形状可以包括矩形、倒梯形或V字形等几何形状。并且，具体实施时，可以基于抛光垫修整器的制程工艺对研磨颗粒最终的固定面向和裸露高度的要求，选择具有与之相匹配的功能表面30A的模具30。

步骤S17：将模具置于一端插入凹槽的研磨颗粒上，且功能表面与研磨颗粒接触。

其中，步骤S17完成后的结构示意图如图8a至图8b所示。

具体地，可以先将前序步骤得到的结构放置在支撑台上，然后将模具30置于一端插入凹槽211的研磨颗粒23上，并使模具30的功能表面30A朝向研磨颗粒23。在一些实施例中，上述功能表面30A上可以开设有多个功能槽31，并当将上述模具30置于一端插入凹槽211的研磨颗粒23上时，研磨颗粒23的另一端(也即，研磨端)会嵌设于对应的功能槽31中，具体地，一个功能槽31中可以仅插入有一个研磨颗粒23，且该功能槽31的形状、深度和宽度能够与插入其中的研磨颗粒23的晶型、尺寸、以及最终要求的固定面向和裸露高度相匹配。例如，在要求研磨颗粒23最终的固定面向为平面朝上时，功能槽31的截面形状可以设为矩形或倒梯形，又例如，在要求研磨颗粒23最终的固定面向为棱角朝上时，功能槽31截面形状可设为V字形，以便后续工艺中对研磨颗粒23的固定面向进行精确调整。

步骤S18：将研磨颗粒调整为与功能表面相匹配的选定高度和选定面向。

具体地，可以通过模具向研磨颗粒施加压力，使研磨颗粒挤压固接材料，以在挤压过程中将研磨颗粒的另一端(也即，研磨端)相对于基体的高度和面向调整为与功能表面相匹配的选定高度和选定面向。例如，请继续参阅图8a至图8b，可以通过模具30向研磨颗粒23施加由上至下的竖直方向Z上的竖向压力，并使研磨颗粒23在模具31所施加的竖向压力、固接材料所施加的支持力、以及其自身重力的共同作用下能够进一步下陷或发生水平轴向滚动，以精确调整研磨颗粒23的研磨端相对于基体21的高度和面向，并在将研磨颗粒23的研磨端相对于基体21的高度和面向调整为与模具30的功能表面30A相匹配的选定高度和选定面向之后，停止通过模具30向研磨颗粒23施加由上至下的竖直方向Z上的竖向压力。

其中，当模具30的功能表面30A为平整表面时，上述与功能表面30A相匹配的选定高度可以指的是：在停止通过模具30向研磨颗粒23施加竖向压力时与功能表面30A接触的研磨颗粒23的研磨端与基体21上表面之间的距离值；上述与功能表面30A相匹配的选定面向可以为平面朝向。

进一步地，当模具30的功能表面30A上开设有功能槽31时，上述与功能表面30A相匹配的选定高度可以指的是与功能槽31相匹配的选定高度，比如，可以为在停止通过模具30向研磨颗粒23施加竖向压力时嵌设于功能槽31中的研磨颗粒23的研磨端与基体21上表面之间的距离值；上述与功能表面30A相匹配的选定面向可以指的是与功能槽31相匹配的选定面向，比如，在功能槽31的截面形状为矩形或倒梯形时，与之相匹配的选定面向可以为平面朝上，在功能槽31的截面形状为V字形时，与之相匹配的选定面向可以为棱角朝上。

并且，在一些实施例中，当功能表面30A上开设的功能槽31的数量为多个时，不同的功能槽31可以对应有不同的选定高度和选定面向，以满足对抛光垫修整器中研磨颗粒23的固定面向和裸露高度的多样化需求，进而增强抛光垫修整器的适用性。

在另一些实施例中，当功能表面30A为平整表面，或者，功能表面30A上开设有多个功能槽31，且这多个功能槽31对应的选定高度和选定面向均相同时，上述选定的多个研磨颗粒23可以具有不同的高度和\或晶型，且在将研磨颗粒23的研磨端相对于基体21的高度和面向调整为与模具30的功能表面30A相匹配的选定高度和选定面向之后，能够实现95％以上的研磨颗粒23裸露高度一致，90％以上的研磨颗粒23固定面向一致。

步骤S15：在基体上形成稳固层，稳固层围设于研磨颗粒的周边，以固定研磨颗粒。

其中，步骤S15完成后的结构示意图如图9所示。

稳固层24的材质可以为镍、铬等高硬度的金属。具体地，可以通过电镀工艺在上述基体21上电镀形成围设于研磨颗粒23周边的稳固层24，其中，研磨颗粒23的另一端(也即，研磨端)相对于基体21的高度大于稳固层24的上表面相对于基体21的厚度，以使得研磨颗粒23具有一定的裸露高度(也即，研磨颗粒23的研磨端相对于稳固层24的高度)。在一个实施例中，上述研磨颗粒23的裸露高度与该研磨颗粒23自身高度之比可以大于0.4，比如，为0.5。如此，相比于现有技术的研磨颗粒电镀固定工艺需要镀层的厚度达到研磨颗粒高度的70％以上，本发明方法通过固接材料22和稳固层24对研磨颗粒23进行双重固定，能够大大减小电镀形成的稳固层24的厚度，比如，减小至研磨颗粒23高度的30％以下，从而使得研磨颗粒23的利用更加充分，能够提高抛光垫修整器的寿命和加工效率。

在一个具体实施例中，继续参阅图6，在上述步骤S15之前，还可以包括：

步骤S19：在基体上形成阻挡层，阻挡层围设于研磨颗粒的周边，用于阻挡固接材料中的元素向阻挡层上方扩散。

其中，步骤S19完成后的结构示意图如图10所示。

阻挡层25的材质可以为氮化铊(TaN)、氮化钛(TiN)或者其它适合的金属氮化物。具体实施时，可以通过电镀工艺在上述基体21上电镀形成围设于研磨颗粒23周边的阻挡层25，该阻挡层25覆盖基体21上裸露的固接材料22，且能够阻挡固接材料22中的元素向阻挡层25上方扩散，进而确保固接材料22对研磨颗粒23的焊接可靠性，以及防止固接材料22对外部工作环境、或外部工作环境对固接材料22的污染。

进一步地，上述步骤S15可以具体包括：

步骤S151：在阻挡层上形成稳固层，稳固层围设于研磨颗粒的周边，以固定研磨颗粒。

其中，步骤S151完成后的结构示意图如图11所示。

具体地，可以通过电镀工艺在上述阻挡层25上电镀形成围设于研磨颗粒23周边的稳固层24。并且，可以理解的是，在研磨颗粒23牢固地固定在基体21上的前提下，可以将上述阻挡层25和稳固层24的厚度尽可能地减小，以使得对研磨颗粒23的利用更加充分，进而大大提高抛光垫修整器的寿命和加工效率。

区别于现有技术，本实施例中的抛光垫修整器的制作方法，通过在基体上形成至少一个凹槽，并在凹槽中设置固接材料，然后将选定的研磨颗粒的一端插入设置有固接材料的凹槽中，研磨颗粒的一端与固接材料接触，并将固接材料加热至半熔融状态，以通过半熔融的固接材料将研磨颗粒与基体焊接固定，之后在基体上形成稳固层，稳固层围设于研磨颗粒的周边，以固定研磨颗粒，从而，能够利用固接材料和稳固层对研磨颗粒进行双重固定，且只需将固接材料加热至半熔融状态即可，能够降低制程温度，以避免由于制程温度高而导致金刚石研磨颗粒缺陷被恶化、以及金刚石研磨颗粒易从基体上脱落的问题。

在上述实施例所述方法的基础上，本实施例将从抛光垫修整器的角度进一步进行描述，请参阅图9，图9是本发明实施例提供的抛光垫修整器的结构示意图。如图9所示，该抛光垫修整器包括基体21、固接层22、研磨颗粒23和稳固层24，其中，基体21上开设有至少一个凹槽211，固接层22设置于凹槽211中，研磨颗粒23的一端插入设置有固接层22的凹槽211中，且与固接层22接触，固接层22将研磨颗粒23与基体21焊接固定，且是通过将设置于凹槽211中的固接材料加热至半熔融状态形成的，稳固层24设置于基体21上，且围设于研磨颗粒23的周边，以固定研磨颗粒23。

其中，基体21可以呈圆盘状，其材质可以为不锈钢。凹槽211的截面宽度在由上至下的竖直方向上可以逐渐减小，例如，上述至少一个凹槽211的截面形状可以包括V字形、U字形、倒梯形或圆弧形。研磨颗粒23形状规则且为多面体(比如，六面体、八面体、菱形十二面体、二十面体、棱柱或棱台等)，其材质可以为金刚石或氮化硼。固接材料作为固接层22的制作材料，可以为合金粉体或软性焊料，具体地，合金粉体可以指的是硬焊使用的、且呈粉末状的合金焊料，比如，镍铜合金、铬铜合金、铬铁合金等，软性焊料可以指的是硬焊使用的、且延展性好的合金焊料，比如，镁合金、铝合金、铜合金等。稳固层24的材质可以为镍、铬等高硬度的金属。

具体地，上述研磨颗粒23的数量可以为一个或多个，且当研磨颗粒23的数量为多个时，这多个研磨颗粒23可以具有相同的晶型和尺寸，也可以具有不同的晶型和尺寸。进一步地，上述基体21的一个凹槽211中可以仅插入有一个研磨颗粒23，且该凹槽211的形状、深度和宽度能够与插入其中的研磨颗粒23的晶型和尺寸相匹配，以避免发生凹槽211过大而导致固接材料浪费的问题，以及凹槽211过小而导致研磨颗粒23固接不牢固的问题。举例而言，如图12所示，凹槽221的数量可以为多个，且这多个凹槽211的截面形状可以包括V字形、倒梯形和圆弧形等多种截面形状，其中，V字形凹槽211的深度可以大于倒梯形凹槽211的深度，倒梯形凹槽211的深度可以大于圆弧形的深度，且插入V字形凹槽211中的研磨颗粒23的晶型可以为六棱柱，插入倒梯形凹槽211中的研磨颗粒23的晶型可以为六面体，插入圆弧形凹槽211中的研磨颗粒23的晶型可以为八面体。

在一个具体实施例中，上述研磨颗粒23的另一端(也即，研磨端)相对于基体21具有选定高度和选定面向，其中，选定高度和选定面向可以是基于抛光垫修整工艺的实际需求确定的，并可以在抛光垫修整器的制作过程中通过选定的具有功能表面的模具将研磨颗粒23的研磨端相对于基体21的高度和面向调整为上述选定高度和选定面向。具体地，当研磨颗粒23的数量为多个时，继续参阅图9，这多个研磨颗粒23的研磨端相对于基体21的高度和面向可以均相同，也即具有统一的选定高度和选定面向，比如，选定高度为1.5微米，选定面向为棱角朝上，以实现研磨颗粒23的裸露高度和固定面向的高度一致性。进一步地，在一些实施例中，继续参阅图12，上述多个研磨颗粒23的研磨端相对于基体21的高度和面向也可以不同，也即，不同研磨颗粒23的研磨端可以对应有不同的选定高度和选定面向，以满足对抛光垫修整器中研磨颗粒23的固定面向和裸露高度的多样化需求，进而增强抛光垫修整器的适用性。其中，可以理解的是，上述研磨颗粒23的研磨端指的是研磨颗粒23在抛光垫修整器对抛光垫进行修整时与抛光垫相接触的一端。

在本实施例中，研磨颗粒23的研磨端相对于基体21的高度大于稳固层24的上表面相对于基体21的高度，以使研磨颗粒23具有一定的裸露高度(也即，研磨颗粒23的研磨端相对于稳固层24的高度)。具体地，上述研磨颗粒23的裸露高度与该研磨颗粒23自身高度之比可以大于0.4，比如，为0.5。如此，相比于现有技术的抛光垫修整器，本发明抛光垫修整器通过固接材料22和稳固层24对研磨颗粒23进行双重固定，能够具有更大的裸露高度，从而使得研磨颗粒23的利用更加充分，能够提高抛光垫修整器的寿命和加工效率。

在一个变形实施例中，如图11所示，上述抛光垫修整器还可以包括围设于研磨颗粒23周边的阻挡层25，阻挡层25设置于基体21和稳固层24之间，且覆盖基体21上裸露的固接材料22，以阻挡固接层22中的元素向阻挡层25上方扩散，从而确保固接层22对研磨颗粒23的焊接可靠性，以及防止固接层22对外部工作环境、或外部工作环境对固接层22的污染。

其中，上述阻挡层25的材质可以为氮化铊(TaN)、氮化钛(TiN)或者其它适合的金属氮化物。并且，可以理解的是，在研磨颗粒23牢固地固定在基体21上的前提下，可以将上述阻挡层25和稳固层24的厚度尽可能地减小，以使得对研磨颗粒23的利用更加充分，进而大大提高抛光垫修整器的寿命和加工效率。

在一些实施例中，为了避免在制造抛光垫修整器的过程中发生固接材料扬起或流动的问题，上述固接层22的制作材料，也即固接材料，可以为纳米合金粉体，以利用纳米级粉体中分子之间的强范德华力，来增大合金粉体扬起或流动时的阻力。

区别于现有技术，本实施例中的抛光垫修整器包括基体、固接层、研磨颗粒和稳固层，其中，基体上开设有至少一个凹槽，固接层设置于凹槽中，研磨颗粒的一端插入设置有固接层的凹槽中，且与固接层接触，固接层是通过将设置于凹槽中的固接材料加热至半熔融状态形成的，稳固层设置于基体上，且围设于研磨颗粒的周边，从而，能够利用固接材料和稳固层对研磨颗粒进行双重固定，且只需将固接材料加热至半熔融状态即可，能够降低制程温度，以避免由于制程温度高而导致金刚石研磨颗粒缺陷被恶化、以及金刚石研磨颗粒易从基体上脱落的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种抛光垫修整器的制作方法，其特征在于，包括：

在基体上形成至少一个凹槽；

在所述凹槽中设置呈粉体状的或软性的固接材料；

将选定的研磨颗粒的一端插入设置有所述固接材料的所述凹槽中，所述研磨颗粒的一端与所述固接材料接触；

将所述固接材料加热至半熔融状态，以通过半熔融的所述固接材料将所述研磨颗粒与所述基体焊接固定；

在所述基体上形成稳固层，所述稳固层围设于所述研磨颗粒的周边，以固定所述研磨颗粒。

2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述固接材料为合金粉体或软性焊料。

3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，在将所述固接材料加热至半熔融状态之前，还包括：

提供具有功能表面的模具；

将所述模具置于一端插入所述凹槽的所述研磨颗粒上，且所述功能表面与所述研磨颗粒接触；

将所述研磨颗粒调整为与所述功能表面相匹配的选定高度和选定面向。

4.根据权利要求3所述的抛光垫修整器的制作方法，其特征在于，所述功能表面上开设有功能槽，当将所述模具置于一端插入所述凹槽的所述研磨颗粒上时，所述研磨颗粒的另一端嵌设于对应的所述功能槽中。

5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述功能槽的数量为至少一个，所述至少一个功能槽的截面形状包括矩形、倒梯形或V字形。

6.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述固接材料为合金粉体，在将选定的研磨颗粒的一端插入设置有所述固接材料的所述凹槽中之前，还包括：

将所述固接材料加热至开始熔融状态，以增大所述固接材料中分子之间的作用力。

7.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在所述基体上形成稳固层之前，还包括：

在所述基体上形成阻挡层，所述阻挡层围设于所述研磨颗粒的周边，用于阻挡所述固接材料中的元素向所述阻挡层上方扩散。

8.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述研磨颗粒的另一端相对于所述稳固层的高度与所述研磨颗粒自身高度之比大于0.4。

9.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述至少一个凹槽的截面形状包括V字形、U字形、倒梯形或圆弧形。

10.一种抛光垫修整器，其特征在于，包括：

基体，所述基体上开设有至少一个凹槽；

固接层，所述固接层设置于所述凹槽中，

研磨颗粒，所述研磨颗粒的一端插入设置有所述固接层的所述凹槽中，且与所述固接层接触，所述固接层是通过将设置于所述凹槽中的固接材料加热至半熔融状态形成的，所述固接材料为呈粉体状的或软性的固接材料；

稳固层，所述稳固层设置于所述基体上，且围设于所述研磨颗粒的周边。

11.根据权利要求10所述的抛光垫修整器，其特征在于，所述固接材料为合金粉体或软性焊料。

12.根据权利要求11所述的抛光垫修整器，其特征在于，所述研磨颗粒的另一端相对于所述基体具有选定高度和选定面向。

13.根据权利要求11所述的抛光垫修整器，其特征在于，所述固接材料为纳米合金粉体。

14.根据权利要求10所述的抛光垫修整器，其特征在于，所述抛光垫修整器还包括：

阻挡层，所述阻挡层设置于所述基体和所述稳固层之间，且围设于所述研磨颗粒的周边，用于阻挡所述固接层中的元素向所述阻挡层上方扩散。

15.根据权利要求10所述的抛光垫修整器，其特征在于，所述研磨颗粒的另一端相对于所述稳固层的高度与所述研磨颗粒自身高度之比大于0.4。

16.根据权利要求10所述的抛光垫修整器，其特征在于，所述至少一个凹槽的截面形状包括V字形、U字形、倒梯形或圆弧形。

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