CN113547449A - 一种具有自退让性的固结磨粒化学机械抛光垫及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及超精密加工技术领域，尤其涉及一种具有自退让性的固结磨粒化学机械抛光垫及其制备方法和应用。本发明的固结磨粒化学机械抛光垫包括纹理层和基体层；纹理层中含有退让剂，配合基体层的压缩功能，使固结磨粒在抛光压力下具有较强的退让性，磨粒可实现随抛光压力的变化而上下退让，解决了磨粒尺寸不一致、磨粒的凸刃高度不同问题；可实现加工过程中每个磨粒的切深均匀一致，进而减少或避免了大尺寸磨粒产生表面划痕的可能性；同时提高了单位时间内参与化学机械抛光的磨粒数量，不仅可提高生产效率及表面质量，还可有效实现塑性域加工，降低生产成本，可用于SiC单晶及其他硬脆性晶体材料、光学材料的大面积精密化学机械抛光。

Description

一种具有自退让性的固结磨粒化学机械抛光垫及其制备方法 和应用

技术领域

本发明涉及超精密加工技术领域，尤其涉及一种具有自退让性的固结磨粒化学机械抛光垫及其制备方法和应用。

背景技术

单晶SiC是继Ge和Si等第一代半导体材料、GaAs、InP等第二代半导体材料发展起来的第三代半导体材料，在半导体照明、新一代移动通信、智能电网、高速轨道交通、新能源汽车、消费类电子等领域有广阔的应用前景。

SiC基器件的使用性能和制造成本是制约微电子、光电子等产业发展的重要因素，但器件的使用性能与SiC单晶基片表面加工质量密切相关，因此，如何高精度、高质量、高效率和低成本地实现SiC单晶基片超光滑无损伤表面的加工已成为超精密加工技术领域的前沿性研究课题。目前，SiC单晶基片的加工主要还是沿用晶体基片传统加工工艺：内圆锯切片、游离磨料研磨和化学机械抛光(CMP)。

化学机械抛光技术是实现单晶SiC等硬脆晶体基片表面超光滑无损伤最有效的平坦化方法之一，广泛用于集成电路、半导体照明领域。化学机械抛光是化学作用和机械作用相结合并具有交互作用的技术。目前的化学机械抛光主要采用聚氨酯抛光垫和抛光液配合使用，抛光液中添加磨料、氧化剂和还原剂等物质，抛光后会产生大量废物，污染环境，同时抛光液生产、运输费用较高。当用于大面积抛光时，现有的化学机械抛光技术不可避免地会造成机械损伤，影响材料表面的平整度，同时抛光效率也有待提高。因此，怎样提高或改善化学作用、消除机械损伤、提高材料去除率并有效降低抛光过程产生的废物对环境的污染、降低成本是科研人员一直在探索的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有自退让性的固结磨粒化学机械抛光垫及其制备方法，本发明的固结磨粒化学机械抛光垫去除率高，抛光后晶片损伤率低或无损伤、平整度高，抛光成本低，特别适用于SiC单晶基片等材料的大面积精密加工。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种具有自退让性的固结磨粒化学机械抛光垫，包括层叠的纹理层和基体层；所述基体层由包括以下质量百分比的原料制备得到：压缩剂15～50％、软化剂5～25％、第一结合剂5～25％和第一填料1～40％；

所述纹理层由包括以下质量百分比的原料制备得到：磨料25～45％、退让剂5～25％、还原剂15～30％、氧化剂15～30％、催化剂5～20％、活性剂1～3％、第二结合剂5～25％和第二填料1～10％；

所述退让剂包括超轻粘土、乳胶、沥青、聚丁二烯乳胶、丁苯乳胶和丁苯橡胶中的一种或多种。

优选的，所述磨料包括金刚石微粉、Al₂O₃微粉和二氧化硅微粉中的一种或多种；所述磨料的粒径为15nm～28μm。

优选的，所述还原剂包括过氧化钠粉末、氯酸钾粉末和高锰酸钾粉末中的一种或多种；所述氧化剂包括FeSO₄粉末、CrO₃粉末和氢氧化钠粉末中的一种或多种。

优选的，所述催化剂为无机催化剂；所述无机催化剂包括Pt粉、MnO₂粉、FeO粉、Fe₃O₄粉末、铁粉和FeCl₃粉中的一种或多种。

优选的，所述活性剂为活性碳粉和/或聚乙二醇粉。

优选的，所述第二填料和第一填料独立地为黏土和/或淀粉；所述第二结合剂为第二光敏树脂，所述第一结合剂为第一光敏树脂；所述第二光敏树脂和第一光敏树脂独立地包括光固化型酚醛树脂、光固化型聚氨酯树脂和光固化型聚酰亚胺树脂中的一种或多种。

优选的，所述压缩剂包括天然橡胶、异戊橡胶、顺丁橡胶和乙丙橡胶中的一种或多种。

优选的，所述软化剂包括石蜡、凡士林和石油树脂中的一种或多种。

本发明提供了上述方案所述固结磨粒化学机械抛光垫的制备方法，包括以下步骤：

将压缩剂、软化剂、第一结合剂和第一填料混合，得到基体混合料；将所述基体混合料倒入基体层固化模具中，进行第一光固化，得到基体层；

将磨料、退让剂、还原剂、氧化剂、催化剂、活性剂、第二结合剂和第二填料混合，得到纹理层混合料；在基体层的表面固定纹理层固化模具，将所述纹理层混合料置于纹理层固化模具中进行第二光固化，在基底层表面形成纹理层，得到固结磨粒化学机械抛光垫。

本发明提供了上述方案所述具有自退让性的固结磨粒化学机械抛光垫或上述方案所述制备方法制备得到的固结磨粒化学机械抛光垫在抛光中的应用，所述抛光时采用水作为抛光液。

本发明提供了一种具有自退让性的固结磨粒化学机械抛光垫，包括纹理层和基体层；所述基体层由包括以下质量百分比的原料制备得到：压缩剂15～50％、软化剂5～25％、第一结合剂5～25％和第一填料1～40％；所述纹理层由包括以下质量百分比的原料制备得到：磨料25～45％、退让剂5～25％、还原剂15～30％、氧化剂15～30％、催化剂5～20％、活性剂1～3％、第二结合剂5～25％和第二填料1～10％；所述退让剂包括超轻粘土、乳胶、沥青、聚丁二烯乳胶、丁苯乳胶和丁苯橡胶中的一种或多种。

本发明将各化学试剂和磨料等物质加入到抛光垫中发挥作用，抛光时使用水代替抛光液，一方面，节约了抛光液生产、运输费用，可将废物排放降到最低，减少了环保处理费用，降低了生产成本；另一方面，本发明的纹理层含有退让剂，配合基体层具有良好的压缩功能，使得纹理层具有自退让功能，使固结磨粒在抛光压力下具有较强的退让性，磨粒可实现随抛光压力的变化而上下退让，具有自适应性，解决了磨粒尺寸不一致、磨粒的凸刃高度不同问题；通过磨粒的自退让性，实现加工中磨粒的凸刃高度随压力的变化而自由变化，可实现加工过程中每个磨粒的切深均匀一致，进而减少或避免了大尺寸磨粒产生表面划痕的可能性，并进一步减少或削除表面/亚表面损伤；同时，提高了单位时间内参与化学机械抛光的磨粒数量，不仅可提高生产效率及表面质量，还可有效实现塑性域加工，降低生产成本，可用于SiC 单晶硬脆性晶体材料中化学机械抛光中的粗抛、半精抛和精抛工序及其他硬脆性晶体材料、光学材料的精密化学机械抛光，尤其适用于大面积抛光。

当用于SiC单晶片的抛光时，本发明的抛光原理为：在抛光压力作用下， SiC单晶片与抛光垫表面的纹理层相接触，形成无数个微接触区，由于SiC 单晶片与抛光垫表面的相对运动，会在SiC单晶片和抛光垫之间表面上产生摩擦及摩擦热，使抛光垫中的还原剂释放出氧气(当还原剂为过氧化钠时，过氧化钠与水反应放出氧气；当还原剂为氯酸钾或高峰酸钾时，氯酸钾或高锰酸钾受热分解放出氧气)，在SiC单晶片与抛光垫表面之间的无数个微区形成富氧；其次，在催化剂、活性剂、氧化剂及摩擦热等作用下，氧气与 SiC单晶片表面发生氧化反应，在SiC单晶片表面生成一层SiO₂层；再之，由抛光垫表面具有自退让功能的磨粒把SiC单晶片表面凸出部分的氧化层去除，裸露出SiC单晶基体，再次被氧化被去除，此过程交替进行，实现SiC 单晶片表面全局被平坦化，达到表面质量要求。

附图说明

图1为本发明具有自退让性的固结磨粒化学机械抛光垫的结构示意图，其中，1-纹理层，2-基体层；

图2为本发明的具有自退让性的固结磨粒化学机械抛光垫用于抛光SiC 单晶片的原理图；

图3为本发明的具有自退让性的固结磨粒化学机械抛光垫和无无退让性固结磨粒化学机械抛光垫嵌入工件表面深度随抛光压力变化示意图；其中， (a)对应无无退让性固结磨粒化学机械抛光垫；(b)对应本发明的具有自退让性的固结磨粒化学机械抛光垫。

具体实施方式

本发明提供了一种具有自退让性的固结磨粒化学机械抛光垫，包括层叠的纹理层和基体层；所述基体层由包括以下质量百分比的原料制备得到：压缩剂15～50％、软化剂5～25％、第一结合剂5～25％和第一填料1～40％；

所述纹理层由包括以下质量百分比的原料制备得到：磨料25～45％、退让剂5～25％、还原剂15～30％、氧化剂15～30％、催化剂5～20％、活性剂1～3％、第二结合剂5～25％和第二填料1～10％；

所述退让剂包括超轻粘土、乳胶、沥青、聚丁二烯乳胶、丁苯乳胶和丁苯橡胶中的一种或多种。

在本发明中，未经特殊说明，所用原料均为本领域熟知的市售商品。

本发明提供的具有自退让性的固结磨粒化学机械抛光垫包括基体层。本发明对所述基体层的厚度没有特殊要求，本领域技术人员可根据实际需求调整。在本发明的实施例中，所述基体层的厚度为1.2mm。本发明的基体层具有压缩功能，能够提高纹理层的自退让功能，进而有利于提高工件表面的平整度。

以质量百分含量计，本发明所述基体层的制备原料包括压缩剂15～50％，优选为20～40％，更优选为25～35％。在本发明中，所述压缩剂优选包括天然橡胶、异戊橡胶、顺丁橡胶和乙丙橡胶中的一种或多种。当所述压缩剂包括上述物质中的多种时，本发明对各压缩剂的配比没有特殊要求，任意配比均可。本发明通过添加压缩剂赋予基体层压缩功能。

以质量百分含量计，本发明所述基体层的制备原料包括软化剂5～25％，更优选为10～20％，进一步优选为12～17％。在本发明中，所述软化剂优选包括石蜡、凡士林和石油树脂中的一种或多种。当所述软化剂包括上述物质中的多种时，本发明对各软化剂的配比没有特殊要求，任意配比均可。由于退让剂和压缩剂受热时硬化，退让作用变小，因此本发明通过添加软化剂改善他们的加工性能和使用性能，可以增加胶料的塑性，改善分散性，提高胶料的拉伸强度、伸长率和耐磨性。

以质量百分含量计，本发明所述基体层的制备原料包括第一结合剂 5～25％，更优选为10～20％，进一步优选为13～17％。在本发明中，所述第一结合剂优选为第一光敏树脂；所述第一光敏树脂优选包括光固化型酚醛树脂、光固化型聚氨酯树脂和光固化型聚酰亚胺树脂中的一种或多种；当所述第一光敏树脂包括上述物质中的多种时，本发明对各光敏树脂的配比没有特殊要求，任意配比均可。

以质量百分含量计，本发明的基体层的制备原料包括第一填料1～40％，优选为5～35％，更优选为10～30％，进一步优选为15～25％。在本发明中，所述第一填料优选为黏土和/或淀粉。当所述第一填料为黏土和淀粉的混合物时，本发明对所述黏土和淀粉的配比没有特殊要求，任意配比均可。

本发明提供的具有自退让性的固结磨粒化学机械抛光垫包括纹理层。本发明对所述纹理层的厚度没有特殊要求，本领域技术人员可根据需求进行调整。在本发明的实施例中，所述纹理层的厚度为1.3mm。在本发明中，所述纹理层的表面可以为平面，也可做成各种带沟槽或有纹路的表面，本发明对此不作特殊限定，本领域技术人员可以根据实际需求进行选择。在本发明中，所述纹理层的作用是去除工件表面材料，保持均匀一致的材料去除率。

在本发明中，所述纹理层由包括以下质量百分比的原料制备得到：磨料 25～45％、退让剂5～25％、还原剂15～30％、氧化剂15～30％、催化剂5～20％、活性剂1～3％、第二结合剂5～25％和第二填料1～10％。

以质量百分含量计，本发明的纹理层的制备原料包括磨料25～45％，优选为30～40％，更优选为33～38％。在本发明中，所述磨料优选包括金刚石微粉、Al₂O₃微粉和二氧化硅微粉中的一种或多种。当所述磨料包括上述物质中的多种时，本发明对各磨料的配比没有特殊要求，任意配比均可。在本发明中，所述磨料的粒径优选为15nm～28μm。本发明优选根据抛光的用途选择合适的磨料粒径，此为本领域公知常识，这里不再赘述。在本发明中，所述磨料起到磨削的作用。

以质量百分含量计，本发明的纹理层的制备原料包括退让剂5～25％，优选为8～22％，更优选为10～20％，进一步优选为13～17％。在本发明中，所述退让剂包括超轻粘土、乳胶、沥青、聚丁二烯乳胶、丁苯乳胶和丁苯橡胶中的一种或多种。当所述退让剂为上述物质中的多种时，本发明对各退让剂的配比没有特殊要求，任意配比均可。

本发明通过添加退让剂，并配合基体层的压缩功能，使得纹理层具有良好的自退让功能，使固结磨粒在抛光压力下具有较强的退让性，磨粒可实现随抛光压力的变化而上下退让，具有自适应性，解决了磨粒尺寸不一致、磨粒的凸刃高度不同问题(如图3所示)；通过磨粒的自退让性，实现加工中磨粒的凸刃高度随压力的变化而自由变化，可实现加工过程中每个磨粒的切深均匀一致，进而减少或避免了大尺寸磨粒产生表面划痕的可能性，并进一步减少或削除表面/亚表面损伤；同时，提高了单位时间内参与化学机械抛光的磨粒数量，不仅可提高生产效率及表面质量，还可有效实现塑性域加工，降低生产成本。

以质量百分含量计，本发明的纹理层的制备原料包括还原剂15～30％，优选为18～27％，更优选为20～25％。在本发明中，所述还原剂优选包括过氧化钠粉末、氯酸钾粉末和高锰酸钾粉末中的一种或多种。当所述还原剂包括上述物质中的多种时，本发明对各还原剂的配比没有特殊要求，任意配比均可。

以质量百分含量计，本发明的纹理层的制备原料包括氧化剂15～30％，优选为18～27％，更优选为20～25％。在本发明中，所述还原剂优选包括FeSO₄粉末、CrO₃粉末和氢氧化钠粉末中的一种或多种。本发明对还原剂的粒径没有特殊要求，熟知市售商品的粒径均可。当所述还原剂包括上述物质中的多种时，本发明对各还原剂的配比没有特殊要求，任意配比均可。

以质量百分含量计，本发明的纹理层的制备原料包括催化剂5～20％，优选为8～17％，更优选为10～15％。在本发明中，所述催化剂优选为无机催化剂，所述无机催化剂优选包括Pt粉、MnO₂粉、FeO粉、Fe₃O₄粉末、铁粉和FeCl₃粉中的一种或多种。当所述催化剂包括上述物质中的多种时，本发明对各催化剂的配比没有特殊要求，任意配比均可。本发明对所述催化剂的粒径没有特殊要求，采用本领域熟知的粒径即可。

以质量百分含量计，本发明的纹理层的制备原料包括活性剂1～3％，优选为1.5～2.5％，更优选为1.7～2.2％。在本发明中，所述活性剂优选为活性碳粉和/或聚乙二醇粉。当所述活性剂为活性碳粉和聚乙二醇粉的混合物时，本发明对活性碳粉和聚乙二醇粉的配比没有特殊要求，任意配比均可。在本发明中，所述活性剂的作用是润湿固体表面，降低表面张力，增强吸附能力，还具有乳化、消泡作用，便于抛光垫的制备及应用。

以质量百分含量计，本发明的纹理层的制备原料包括第二结合剂 5～25％，优选为8～21％，更优选为10～18％。在本发明中，所述第二结合剂的种类同第一结合剂，这里不再赘述。

以质量百分含量计，本发明的纹理层的制备原料包括第二填料1～10％，优选为2～8％，更优选为4～6％。在本发明中，所述第二填料的种类同第一填料，这里不再赘述。

如图1所示，本发明的具有自退让性的固结磨粒化学机械抛光垫包括层叠的纹理层1和基体层2；所述纹理层1具有退让功能；所述基体层2具有压缩功能。

下面结合图2对本发明的抛光原理进行解释说明。如图2所示，当本发明的抛光垫用于SiC单晶片的抛光时，本发明的抛光原理为：在抛光压力作用下，SiC单晶片与抛光垫表面的纹理层相接触，形成无数个微接触区，由于SiC单晶片与抛光垫表面的相对运动，会在SiC单晶片和抛光垫之间表面上产生摩擦及摩擦热，使抛光垫中的还原剂释放出氧气，在SiC单晶片与抛光垫表面之间的无数个微区形成富氧；其次，在催化剂、活性剂、氧化剂及摩擦热等作用下，氧气与SiC单晶片表面发生氧化反应生成CO，同时在SiC 单晶片表面生成一层SiO₂层；再之，由抛光垫表面具有自退让功能的磨粒把 SiC单晶片表面凸出部分的氧化层去除，裸露出SiC单晶基体，再次被氧化被去除，此过程交替进行，实现SiC单晶片表面全局被平坦化，达到表面质量要求。

本发明提供了上述方案所述具有自退让性的固结磨粒化学机械抛光垫的制备方法，包括以下步骤：

将压缩剂、软化剂、第一结合剂和第一填料混合，得到基体混合料；将所述基体混合料倒入基体层固化模具中，进行第一光固化，得到基体层；

将磨料、退让剂、还原剂、氧化剂、催化剂、活性剂、第二结合剂和第二填料混合，得到纹理层混合料；在基体层的表面固定纹理层固化模具，将所述纹理层混合料置于纹理层固化模具中进行第二光固化，在基底层表面形成纹理层，得到固结磨粒化学机械抛光垫。

本发明将压缩剂、软化剂、第一结合剂和第一填料混合，得到基体混合料；将所述基体混合料倒入基体层固化模具中，进行第一光固化，得到基体层。

本发明对所述混合的过程没有特殊要求，采用本领域熟知的混合过程即可。本发明对所述基体层固化模具没有特殊的要求，根据需要选择合适的模具即可。在本发明中，所述第一光固化的条件优选包括：光波长为365nm，光距为20mm，光固化的时间为3min。本发明优选采用光固化机进行光固化。

本发明将磨料、退让剂、还原剂、氧化剂、催化剂、活性剂、第二结合剂和第二填料混合，得到纹理层混合料；在基体层的表面固定纹理层固化模具，将所述纹理层混合料置于纹理层固化模具中进行第二光固化，在基底层表面形成纹理层，得到固结磨粒化学机械抛光垫。

本发明对磨料、退让剂、还原剂、氧化剂、催化剂、活性剂、第二结合剂和第二填料混合的过程没有特殊要求，能够将各物质混合均匀即可。在本发明中，所述第二光固化的条件优选包括：光波长为365nm，光距为20mm，光固化的时间为3.5min。

本发明提供了上述方案所述具有自退让性的固结磨粒化学机械抛光垫或上述方案所述制备方法制备得到的固结磨粒化学机械抛光垫在抛光中的应用，所述抛光时采用水作为抛光液。在本发明中，所述水优选为去离子水。本发明的抛光垫可用于SiC单晶硬脆性晶体材料中化学机械抛光中的粗抛、半精抛和精抛工序及其他硬脆性晶体材料、光学材料的精密化学机械抛光，尤其适用于这些材料的大面积抛光。

下面结合实施例对本发明提供的具有自退让性的固结磨粒化学机械抛光垫及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

按照表1将各原料进行混合，得到纹理层混合料；

按照表2将各原料混合，得到基体混合料；

将基体混合料倒入安装好的模具内，并充分充满模具内表面；开起光固化机进行光固化，光波长为365nm，光距为20mm，光固化的时间为3min，得到基体层，厚度为1.2mm；

在基体层的上表面安装好纹理层光固化模具，将纹理层混合料倒入安装好的模具内，并充分充满模具内表面，开机进行光固化，光波长为365nm，光距为20mm，光固化的时间为3.5min，在基体层的表面形成纹理层，纹理层的厚度为1.3mm，得到具有自退让性的固结磨粒化学机械抛光垫。

表1实施例1纹理层混合料的组成

表2实施例1基体层混合料的组成

使用实施例1制成的固结磨料化学机械抛光垫在ZYP300研磨机上对直径为2英寸的6H-SiC单晶片(0001)C面和Si面进行粗抛光，抛光前，表面粗糙度Ra为40nm。抛光压力为3psi，抛光盘转速为40r/min，工件转速为40r/min，抛光时间为30min，抛光后，6H-SiC单晶片(0001)C面的表面粗糙度变为17nm，抛光速率达到0.18μm/min；6H-SiC单晶片(0001)Si面的表面粗糙度变为18nm，抛光速率达到0.2μm/min。可见，本发明制备的固结磨料化学机械抛光垫具有较高的抛光效率和良好的抛光质量。

实施例2

与实施例1的不同之处仅在于纹理层混合料的组成如表3所示，基体层混合料的组成如表4所示。

表3实施例2纹理层混合料的组成

表4实施例2基体层混合料的组成

使用实施例2制成的固结磨料化学机械抛光垫在ZYP300研磨机上对直径为2英寸的6H-SiC单晶片(0001)C面和Si面进行半精抛，抛光前，表面粗糙度Ra为20nm。抛光压力为3psi，抛光盘转速为40r/min，工件转速为40r/min，抛光时间为30min，抛光后，6H-SiC单晶片(0001)C面的表面粗糙度变为8nm，抛光速率达到0.15μm/min；6H-SiC单晶片(0001)Si 面的表面粗糙度变为8nm，抛光速率达到0.17μm/min。可见，本发明制备的固结磨料化学机械抛光垫具有较高的抛光效率和良好的抛光质量。

实施例3

与实施例1的不同之处仅在于纹理层混合料的组成如表5所示，基体层混合料的组成如表6所示。

表5实施例3纹理层混合料的组成

表6实施例3基体层混合料的组成

使用实施例3制成的固结磨料化学机械抛光垫在ZYP300研磨机上对直径为2英寸的6H-SiC单晶片(0001)C面和Si面进行精抛光，抛光前，表面粗糙度Ra为8nm。抛光压力为3psi，抛光盘转速为40r/min，工件转速为 40r/min，抛光时间为30min，抛光后，6H-SiC单晶片(0001)C面的表面粗糙度变为1.2nm，抛光速率达到0.12μm/min；6H-SiC单晶片(0001)Si面的表面粗糙度变为1.10nm，抛光速率达到0.13μm/min。可见，本发明制备的固结磨料化学机械抛光垫具有较高的抛光效率和良好的抛光质量。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有自退让性的固结磨粒化学机械抛光垫，其特征在于，包括层叠的纹理层和基体层；所述基体层由包括以下质量百分比的原料制备得到：压缩剂15～50％、软化剂5～25％、第一结合剂5～25％和第一填料1～40％；

所述纹理层由包括以下质量百分比的原料制备得到：磨料25～45％、退让剂5～25％、还原剂15～30％、氧化剂15～30％、催化剂5～20％、活性剂1～3％、第二结合剂5～25％和第二填料1～10％；

所述退让剂包括超轻粘土、乳胶、沥青、聚丁二烯乳胶、丁苯乳胶和丁苯橡胶中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的固结磨粒化学机械抛光垫，其特征在于，所述磨料包括金刚石微粉、Al₂O₃微粉和二氧化硅微粉中的一种或多种；所述磨料的粒径为15nm～28μm。

3.根据权利要求1所述的固结磨粒化学机械抛光垫，其特征在于，所述还原剂包括过氧化钠粉末、氯酸钾粉末和高锰酸钾粉末中的一种或多种；所述氧化剂包括FeSO₄粉末、CrO₃粉末和氢氧化钠粉末中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的固结磨粒化学机械抛光垫，其特征在于，所述催化剂为无机催化剂；所述无机催化剂包括Pt粉、MnO₂粉、FeO粉、Fe₃O₄粉末、铁粉和FeCl₃粉中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的固结磨粒化学机械抛光垫，其特征在于，所述活性剂为活性碳粉和/或聚乙二醇粉。

6.根据权利要求1所述的固结磨粒化学机械抛光垫，其特征在于，所述第二填料和第一填料独立地为黏土和/或淀粉；所述第二结合剂为第二光敏树脂，所述第一结合剂为第一光敏树脂；所述第二光敏树脂和第一光敏树脂独立地包括光固化型酚醛树脂、光固化型聚氨酯树脂和光固化型聚酰亚胺树脂中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的固结磨粒化学机械抛光垫，其特征在于，所述压缩剂包括天然橡胶、异戊橡胶、顺丁橡胶和乙丙橡胶中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的固结磨粒化学机械抛光垫，其特征在于，所述软化剂包括石蜡、凡士林和石油树脂中的一种或多种。

9.权利要求1～8任一项所述固结磨粒化学机械抛光垫的制备方法，包括以下步骤：

将压缩剂、软化剂、第一结合剂和第一填料混合，得到基体混合料；将所述基体混合料倒入基体层固化模具中，进行第一光固化，得到基体层；

将磨料、退让剂、还原剂、氧化剂、催化剂、活性剂、第二结合剂和第二填料混合，得到纹理层混合料；在基体层的表面固定纹理层固化模具，将所述纹理层混合料置于纹理层固化模具中进行第二光固化，在基底层表面形成纹理层，得到固结磨粒化学机械抛光垫。

10.权利要求1～8任一项所述具有自退让性的固结磨粒化学机械抛光垫或权利要求9所述制备方法制备得到的固结磨粒化学机械抛光垫在抛光中的应用，所述抛光时采用水作为抛光液。

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