CN115674018A - 一种化学机械抛光修整盘 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体制备技术中的抛光技术领域，具体涉及一种化学机械抛光修整盘。该修整盘包括基座和镶嵌在基座内的磨料，所述磨料凸出于所述基座的工作面，所述磨料至少包括含有n条棱线的多面体颗粒磨料和含有m个面的多面体颗粒磨料，其中，n≥8，m≥6，n和m为整数。所述n条棱线的多面体颗粒磨料和所述m个面的多面体颗粒磨料的数量比例为10:90‑90:10。本发明的化学机械抛光修整盘，提供具有合适棱线的多面体颗粒磨料和合适面数的多面体颗粒磨料，使磨料兼具适当的切削能力及较强的清理能力，可以有效延长抛光垫使用寿命，减少机台维护次数，大幅提高抛光效率的同时节省成本。
Description
技术领域
本发明涉及抛光技术领域。更具体地说，本发明涉及一种化学机械抛光修整盘。
背景技术
化学机械抛光(CMP)技术是集成电路制程过程中对晶片表面进行平坦化处理的核心技术，也是目前公认唯一可以实现晶片表面全局平坦化的加工技术。一般认为，当器件特征尺寸在0.35微米以下时，化学机械抛光是必须使用的全局平坦化技术，以保障光刻工艺的精度和分辨率。
所谓化学机械抛光，是采用化学与机械综合作用从半导体硅片上去除多余材料，使其获得平坦表面的工艺过程。具体来说，这种抛光方法通常是将芯片压在一高速旋转的抛光垫上，并在包含有化学抛光液和研磨科技的抛光浆料的作用下通过抛光垫与晶片的相互摩擦达到平坦化的目的。在化学机械抛光中，被抛光下来的碎屑及抛光垫表面的抛光浆料会慢慢的填入抛光垫中，时间一长，抛光垫表面将发硬发亮，形成釉面，变得光滑，无法再进行抛光。因此，对抛光垫表面的保养是抛光工艺中必不可少的步骤，否则会影响晶片抛光的质量。
修整盘是化学机械平坦化必要的耗材，其功能为修整(Condition)抛光垫(Pad)，包括对抛光垫表面适当的切削(Shave)，以保持抛光垫表面合适的粗糙度；同时对抛光过程中的磨屑进行清理，防止Pad表面釉化，从而延长抛光垫使用寿命，提高抛光效率。切削能力过低，抛光垫表面结构无法长久维持，孔隙也可能会较快被研磨粒子阻塞。提高修整盘的切削能力，可有效提高抛光垫表面粗糙度和清理表面残留物的能力，但切削过快，会导致抛光垫寿命缩短。
一个性能优异的修整盘应当具备适当的切削能力和较强的清理能力，能够维持抛光垫表面粗糙度同时减缓釉化，从而延长抛光垫使用寿命，提高抛光效率。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种化学机械抛光修整盘，采用具有合适棱线的多面体颗粒磨料和合适面数的多面体颗粒磨料，使其兼具适当的切削能力及较强的清理能力，可以有效延长抛光垫使用寿命，减少机台维护次数，大幅提高抛光效率的同时节省成本。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种化学机械抛光修整盘，包括基座和镶嵌在基座内的磨料，所述磨料凸出于所述基座的工作面，所述磨料至少包括含有n条棱线的多面体颗粒磨料和含有m个面的多面体颗粒磨料，其中，n≥8，m≥6，n和m为整数。
进一步的，所述磨料至少包括含有n条棱线的多面体颗粒磨料和含有m个面的多面体颗粒磨料，其中，12≤n<24，14≤m≤30，n和m为整数。
进一步的，所述n条棱线的多面体颗粒磨料和所述m个面的多面体颗粒磨料的数量比例为10:90-90:10。
进一步地，所述n条棱线的多面体颗粒磨料的棱线长度至多为所述磨料粒径的72％，所述m个面的多面体颗粒磨料的棱线长度至多为所述磨料粒径的60％。
具体地，所述n条棱线的多面体颗粒磨料棱线为顶部的数量占比至少为所述n条棱线的多面体颗粒磨料总数的45％以上；
所述m个面的多面体颗粒磨料面为顶部的数量占比至少为所述m个面的多面体颗粒磨料总数的50％以上。
进一步的，所述磨料的椭圆率为1-1.18，所述磨料的长轴和短轴差在0-50μm内。
进一步的，所述磨料的粒径为60-250μm。
进一步的，所述磨料粒径的相对分布宽度应控制在1-1.4之间。
进一步的，所述磨料的中心距为所述磨料粒径的1.5-3倍。
进一步的，所述基座包括钢基体和金属层，所述金属层包含镍、铬元素，其中，镍铬含量之和超过50％。
本发明至少包括以下有益效果：
采用具有合理棱线和合理面数的多面体颗粒磨料可对抛光垫同时产生较好的切削能力和较强的清理能力，可以减缓抛光垫表面釉化，提高抛光垫使用寿命；
采用六八面体和八面体组合晶型的修整盘具有适当的切削能力，能够较好的维持抛光垫表面结构，可以减缓抛光垫表面釉化，同时可较好的清理抛光垫表面磨屑，从而延长抛光垫使用寿命，有效提升抛光效率。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明实施例不同晶型磨料的朝向结构示意图；
图2为本发明实施例不同晶型磨料的排布结构示意图；
图3为本发明实施例不同晶型磨料的间隔排布结构示意图；
图4为本发明实施例六八面体颗粒磨料(a)、八面体颗粒磨料(b)的示意图；
图5为本发明实施例六八面体颗粒磨料嵌入钢基体的共聚焦显微镜图；
图6为本发明实施例八面体颗粒磨料嵌入钢基体的共聚焦显微镜图。
附图标记：
101-六八面体颗粒磨料Ⅰ、102-六八面体颗粒磨料Ⅱ、201-非正八面体颗粒磨料、202-正八面体颗粒磨料、3-基座、301-钢基体、302-金属层
具体实施方式
以下论述将集中于本发明内容的具体实施方式和实施例。提供该详细说明是为了帮助描述某些实施例，并且不应该被解释为是对本公开内容的范围或适用性的限制。应当理解，可以基于本公开内容来使用其他实施例。
术语“包括”、“至少包括”、“还包括”、“由...组成”或它们的任何其他变型旨在涵盖非排他性的包含之意。另外，除非另有明确说明，否则“或”是指包括性的“或”而非排他性的“或”。
而且，使用“至多”、“至少为”，这么做只是为了方便起见和提供对本发明范围的一般认识。除非很明显地另指他意，否则这种描述应被理解为最多或最少、不超过或不低于某一个限定的具体数值。
需知，本发明专利所绘图示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明专利可实施的限定条件。
本发明提供一种化学机械抛光修整盘，包括基座和镶嵌在基座内的磨料，所述磨料凸出于所述基座的工作面，基座的工作面指的是在加工时，与抛光垫相对的面。所述磨料至少包括含有n条棱线的多面体颗粒磨料和含有m个面的多面体颗粒磨料，其中，n≥8，m≥6，n和m为整数。
进一步地，所述磨料至少包括含有n条棱线的多面体颗粒磨料和含有m个面的多面体颗粒磨料，其中，12≤n<24，14≤m≤30，n和m为整数。
进一步地，所述n条棱线的多面体颗粒磨料和所述m个面的多面体颗粒磨料的数量比例为10:90-90:10。根据应用于不同制程，选用的抛光液和抛光垫性能，对于修整盘的切削能力和清理能力相对强弱要求有所不同，需要选取不同比例的磨料形状以实现不同的功能。
在本发明的一些实施方式中，所述n条棱线的多面体颗粒磨料的棱线长度至多为所述磨料粒径的72％，所述m个面的多面体颗粒磨料的棱线长度至多为所述磨料粒径的60％。
在本发明的一些实施方式中，所述n条棱线的多面体颗粒磨料棱线为顶部的数量占比至少为所述n条棱线的多面体颗粒磨料总数的45％以上；优选的是，其占比为45-70％；更优的是，其占比为50-70％。所述m个面的多面体颗粒磨料面为顶部的数量占比至少为所述m个面的多面体颗粒磨料总数的50％以上；优选的是，其占比为54-70％；更优的是，其占比为60-70％。
采用m个面的多面体颗粒磨料和n条棱线的多面体颗粒磨料组合晶型的修整盘具有适当的切削能力，同时具有良好的抛光垫表面磨屑清理能力，从而能够较好的维持抛光垫表面结构，延长抛光垫使用寿命，有效提升抛光效率。
需要说明的是，上述实施方式中所提到的“顶部”为磨料在工作时，与抛光垫的接触端。
另外，化学机械抛光修整盘中，磨料一般采用工业金刚石，或者采用自锐功能性较好的改性金刚石材料。
参照图2，基座上可以设置预定图形的格栅，以具有规则性分布之孔洞的模板将磨料导入金属层并卡进定位，让磨料依规则性排列在金属层上，然后再进行真空钎焊，使得在钎焊时候磨料的位置被强制定位形成规则性的排列。参照图3，可以根据磨料的晶型将不同晶型的磨料进行间隔排布。
进一步地，磨料颗粒的椭圆率为1-1.18，所述磨料的长轴和短轴差在0-50μm内。颗粒形状通常用颗粒的圆度或椭圆率来表示。椭圆率用来表示椭圆的圆扁程度，其定义为椭圆的长轴和短轴的比值，数值越接近于1时，其形状越圆。在该椭圆率范围内，颗粒磨料能提高切削能力时，又不会对抛光垫造成损坏。在本发明的一些实施方式中所述磨料颗粒的椭圆率不大于1.18，例如不大于1.17或不大于1.16或不大于1.15或不大于1.14或不大于1.13或不大于1.12或不大于1.11或不大于1.10。然而，在一个非限制性实施例中，所述磨料颗粒可具有至少1或至少1.02或至少1.03或至少1.04或至少1.05或至少1.06或至少1.07或至少1.08或至少1.09或至少1.10或至少1.11或至少1.12或至少1.13或至少1.14或至少1.15或至少1.16的椭圆率。应当理解，所述磨料颗粒的椭圆率可在包括上述任何最小值和最大值的范围内。
椭圆率是通过对采样颗粒的成像分析来测量的，椭圆率是颗粒投影的长短轴之比，也在一定程度上反映了颗粒的形状。具体为，使用Reflecta，GmbH市售的Pro扫描仪7200扫描磨料颗粒。可能需要多次扫描，直到扫描仪生成每个所述颗粒的清晰图像。利用Diashape软件对图像进行分析。本实施例可通过选型机筛选不同椭圆率的磨料，收集椭圆率在1-1.18之间的磨料。
在本发明的一些实施例中，所述磨料凸出于所述工作面的高度至多为所述磨料粒径的80％、至少为所述磨料粒径的50％，所述磨料凸出于所述工作面的高度相差在20％以内。出刃高度更高，修整盘具有更大的容屑空间，对抛光垫表面具有更强的清理能力，有利于改善抛光垫表面釉化问题，延长抛光垫使用寿命。但是，出刃高度过高，会使磨料结合不稳固，会影响修整盘的使用寿命。只有将磨料出刃控制在合理的范围内，才能在延长抛光垫使用寿命和维持修整盘使用寿命中找到平衡。优选的，出刃高度在70-80％的磨料粒径范围内。
在本发明的一些实施例中，所述磨料的粒径为60-250μm。控制磨料的粒径，可以控制基座工作面的平面度。同时控制磨料的粒径，可以调节抛光液的保留率，提高抛光效果。所述磨料粒径的相对分布宽度应控制在1-1.4之间，表征粒度组成技术指标通常用特征值粒径D10、D50、D90。D90、D50和D10分别为个数累积分布达到90％、50％和10％时的粒径。粒度的集中度用相对分布宽度表示，相对分布宽度＝(D90-D10)/D50。使用结果证明：金刚石的粒径分布宽度应控制在1-1.4之间为好。相对分布宽度大于1.4，磨料大小差异大，不利于磨料均匀整齐分布在圆盘基体上，在CMP过程中有效工作的磨料数量会大幅降低。
在本发明的一些实施例中，所述磨料的中心距为所述磨料粒径的1.5-3倍，优选的是，所述磨料的中心距为所述磨料粒径的2倍。中心距的大小影响磨料的切削能力、清理能力以及容纳抛光液的能力。本实施例所保护的范围，可以使磨料的切削能力、清理能力、容纳抛光液的能力保持在一个较好的水平。若中心距小于1.5倍，不利于磨屑被及时清理，Pad表面磨屑容易留在磨料之间，在修整盘旋转的过程中，不仅影响磨料的切削能力，还容易导致磨料在切削时，对晶片造成损伤；另一方面也会清理掉抛光垫表面的抛光液，导致抛光液沉积过慢，抛光效率降低。若中心距大于3倍，不利于形成Pad表面合适的粗糙度，容易导致修整盘的切削或清理能力减弱。
在本发明的一些实施例中，所述基座包括钢基体和金属层，所述金属层由金属镍、金属铬组成。选用镍基合金中镍铬含量之和超过50％以上，此范围的镍铬合金在适宜的温度下，可以与钻石稳固结合，同时具有优异的抗腐蚀性能。
在化学机械抛光修整盘中，基座由钢基体和金属层组成，钢基体一般为圆形的钢盘，金属层可通过烧结的形式与钢基体结合，磨料镶嵌在金属层中，形成修整盘。磨料还可通过钎焊的形式与金属层结合，也可以用电镀的形式与金属层结合。电镀一般采用30-50℃的环境，电镀过程中对磨料几乎无损伤，可以允许采用不同晶型的磨料；但磨料的出刃高度仅为磨料粒径的30-40％，不利于磨屑排出。钎焊一般利用真空钎焊的方式在800-1100℃下将磨料与金属层结合，高温真空环境对磨料可能有损伤，因此对磨料品级要求高，允许使用破碎料的比例需要有所限制；钎焊工艺的焊料和磨料之间是化学冶金结合，焊料对对磨料的把持力强，磨料的出刃高度可达到磨料粒径的70％以上，更有利于Pad表面磨屑排出。钢基体还可以为中间部分下凹的钢盘，磨料镶嵌在钢基体的中间部位。钢基体的具体形状并不限于圆盘状，可以根据需要进行设置，磨料嵌入在钢基体内的具体位置可以根据需要进行设置。
在CMP过程中，将修整盘压在需要修理的抛光垫上，使磨料颗粒与抛光垫紧密接触，抛光垫表面分布有凹槽和微孔，凹槽和微孔具有容纳抛光液的作用，在加工过程中，需要使得新抛光液及时进入加工区域，才能维持晶片和抛光垫之间的较大的摩擦系数，维持较好的抛光效果。随着加工时间的增长，微孔逐渐被研磨粒子或碎屑填满从而导致釉化(glazing)，同时凹槽也被研磨离子或碎屑填充，降低了凹槽容纳抛光液的能力，晶片与抛光垫之间的摩擦系数增大，影响抛光效果。因此，需要采用合适的修整盘对抛光垫的凹槽和微孔进行修整，包括切削和清理，才能维持抛光垫较长的寿命。
本发明的实施例中采用钎焊的工艺完成修整盘的制作，包括以下步骤:
步骤S1、清理钢基体的表面，在钢基体表面涂覆一层粘胶Ⅰ，再在钢基体表面均匀分布镍铬合金焊料，并在镍铬合金焊料层上喷涂粘胶Ⅱ；
步骤S2、准备一个孔板，将磨料撒在孔板表面震动，磨料嵌入孔板中的孔洞中，保持孔洞内磨料固定，去除未嵌入孔洞的磨料颗粒；
步骤S3、将步骤S1涂覆粘胶Ⅱ的钢基体覆盖在步骤S2得到的孔板表面，翻转倒置，去除孔板；
步骤S4、在900-1100℃的高温真空环境下烧结，将镍铬合金融化后与磨料反应，形成碳化铬的化学键，融化的金属液体在表面张力作用下爬升至磨料表面，把持住磨料，得修整盘成品。
粘胶Ⅰ和粘胶Ⅱ均为丙烯酸酯压敏胶与有机溶剂的组合，有机溶剂为丙酮。粘胶Ⅰ由丙稀酸酯压敏胶与丙酮按体积比1:2～1:8混合制备。粘胶Ⅱ丙稀酸酯压敏胶与丙酮按体积比1:8～1:12混合制备。
孔板中的孔洞可为圆孔，可为六边形孔、八边形孔，孔的尺寸100-350微米。
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
<实施例1>
本实施例提供一种化学机械抛光修整盘，其应用于Bond制程，包括基座和钎焊在基座内的磨料，基座由钢基体和金属层组成，金属层选用镍基合金，其中镍铬合金总含量超过50％，磨料凸出于基座的工作面不超过80％，磨料凸出于工作面的高度相差在20％以内。所述n条棱线的多面体颗粒磨料为正八面体颗粒磨料，所述m个面的多面体颗粒磨料为六八面体颗粒磨料，正八面体颗粒磨料的形状参照图4中的(b)磨料202，六八面体颗粒磨料形状参照图4中的(a)磨料101，六八面体颗粒磨料和正八面体颗粒磨料的数量比例为15：85，粒径的D50约为160μm，粒径相对分布宽度约为1.1，磨料的中心距为2倍。
本实施例制备化学机械抛光修整盘的方法包括以下步骤：
步骤S1、清理钢基体的表面，在钢基体表面涂覆一层粘胶Ⅰ，再在钢基体表面均匀分布镍铬合金焊料，并在镍铬合金焊料层上喷涂粘胶Ⅱ；
步骤S2、准备一个孔板，该孔板中的孔为圆孔，圆孔尺寸为250微米，将磨料撒在孔板表面震动，磨料嵌入孔板中的孔洞中，保持孔洞内磨料固定，去除未嵌入孔洞的磨料颗粒；
步骤S3、将步骤S1涂覆粘胶Ⅱ的钢基体覆盖在步骤S2得到的孔板表面，翻转倒置，去除孔板；
步骤S4、在900-1100℃的高温真空环境下烧结，将镍铬合金融化后与磨料反应，得修整盘成品。图5为六八面体颗粒磨料嵌入钢基体后面朝上的共聚焦显微镜图。图6为正八面体颗粒磨料嵌入钢基体后面朝上的共聚焦显微镜图。
<实施例2>
实施例2与实施例1相同，其中，不同的是，其应用于Cu制程，且六八面体颗粒磨料和正八面体颗粒磨料的数量比例为85:15。
<实施例3>
实施例3与实施例1相同，其中，不同的是，其应用于OX制程，且六八面体颗粒磨料和正八面体颗粒磨料的数量比例为45:55。
<实施例4>
实施例4与实施例1相同，其中，磨料的中心距为磨料粒径的3倍。
<实施例5>
实施例5与实施例2相同，其中，磨料的中心距为磨料粒径的3倍。
<实施例6>
本实施例与实施例1相同，其中，不同的是，所述n条棱线的多面体颗粒磨料为非正八面体，其椭圆率为1.01-1.1。
<实施例7>
本实施例与实施例1相同，其中，不同的是，所述n条棱线的多面体颗粒磨料为非正八面体，其椭圆率为1.11-1.18。
<实施例8>
本实施例与实施例1相同，其中，不同的是，所述m个面的多面体颗粒磨料为二十面体。
<实施例9>
本实施例与实施例2相同，其中，不同的是，所述m个面的多面体颗粒磨料为二十面体。
<实施例10>
本实施例与实施例1相同，其中，不同的是，粒径的D50约为200μm，粒径相对分布宽度约为1.2。
<实施例11>
本实施例与实施例1相同，其中，不同的是，粒径的D50约为120μm，粒径相对分布宽度约为1.3。
<实施例12>
本实施例制备化学机械抛光修整盘的方法同实施例1，其中，不同的是，孔板中的孔为正八边形孔，孔尺寸为250微米，该孔尺寸为正八边形最长对角线的长度。
磨料包括正八面体颗粒磨料和六八面体颗粒磨料，六八面体颗粒磨料和正八面体颗粒磨料的数量比例为15:85，磨料粒径的D50约为150μm，粒径相对分布宽度约为1.1，磨料的中心距为2倍。
<对比例1>
本实施例与实施例1相同，其中，不同的是，磨料为六面体颗粒。
<对比例2>
本实施例与实施例1相同，其中，不同的是，磨料为正八面体颗粒。
<对比例3>
本实施例与实施例1相同，其中，不同的是，八面体磨料颗粒的椭圆率约为1.3。
<对比例4>
本实施例与实施例1相同，其中，不同的是，磨料粒径为300-500μm。
<对比例5>
本实施例与实施例1相同，其中，不同的是，六八面体颗粒磨料和正八面体颗粒磨料的比例为5:95。
<对比例6>
本实施例与实施例1相同，其中，不同的是，六八面体颗粒磨料和正八面体颗粒磨料的比例为95:5。
<对比例7>
本实施例与实施例4相同，其中，不同的是，磨料的中心距为磨料粒径的4倍。
<对比例8>
本实施例与实施例1相同，其中，不同的是，粒径相对分布宽度超过1.5。
<对比例9>
本实施例与实施例1相同，其中，不同的是，磨料的长轴和短轴差在60μm以上。
<对比例10>
本实施例与实施例1相同，其中，不同的是，修整盘为Saeseol公司的AJ45的钻石盘。
<对比例11>
本实施例与实施例1相同，其中，不同的是，修整盘为Saesol公司的AJ27的钻石盘。
<对比例12>
本实施例与实施例1相同，其中，不同的是，修整盘为Saesol公司的AF38的钻石盘。
<钻石修整盘的性能评价>
测试对象：包含实施例1-12和对比例1-12中的磨料的修整盘
使用寿命的测试方法：根据应用的不同制程，选取抛光的晶片，选取抛光液，设置抛光液流速、抛光头压力、台板速度，同时设置载具速度，抛光时间。完成马拉松测试，记录抛光的晶片数量，测试结果如表1所示，该测试结果记为修整盘(Disk)的寿命。该马拉松测试过程中修整盘(Disk)相较于抛光垫(Pad)先结束寿命。
沟槽剩余量的测定方法：完成晶片马拉松测试后，记录抛光垫的剩余沟槽深度，记录结果如表1所示。该测定方法中记录的是如上所述的“使用寿命的测试方法”中Disk寿命结束后抛光垫剩余沟槽的深度。抛光垫沟槽的原始深度为40mil。
缺陷度的测试方法：缺陷度是测量晶片上的缺陷的计数，使用的仪器是KLA-Tencor SP2分析器，记录单片晶片中缺陷的个数。本方法记录的是同批次晶片检测结果的平均值，测试结果如表1所示。
表1修整盘的性能参数
| 编号 | 数量 | 沟槽(mil) | 缺陷(ea) |
| 实施例1 | 1220 | 30.08 | 6 |
| 实施例2 | 1400 | 29.87 | 8 |
| 实施例3 | 1660 | 30.31 | 2 |
| 实施例4 | 1200 | 29.27 | 11 |
| 实施例5 | 1382 | 30.34 | 9 |
| 实施例6 | 1230 | 29.38 | 8 |
| 实施例7 | 1250 | 28.86 | 9 |
| 实施例8 | 1270 | 30.12 | 8 |
| 实施例9 | 1450 | 30.25 | 8 |
| 实施例10 | 1240 | 29.92 | 6 |
| 实施例11 | 1225 | 30.85 | 8 |
| 实施例12 | 1320 | 28.87 | 7 |
| 对比例1 | 595 | 35.73 | 12 |
| 对比例2 | 650 | 26.96 | 49 |
| 对比例3 | 846 | 25.38 | 19 |
| 对比例4 | 756 | 24.98 | 23 |
| 对比例5 | 680 | 27.86 | 52 |
| 对比例6 | 742 | 32.48 | 14 |
| 对比例7 | 805 | 29.57 | 27 |
| 对比例8 | 580 | 30.87 | 16 |
| 对比例9 | 690 | 25.17 | 15 |
| 对比例10 | 700 | 26.74 | 29 |
| 对比例11 | 800 | 25.88 | 18 |
| 对比例12 | 890 | 27.23 | 32 |
参照表1，实施例1/4/5与对比例1-2对比可知，实施例1/4/5的修整盘使用寿命较长，处理的晶片缺陷个数较少。表明修整盘使用六八面体和八面体完整晶型的结合优于使用单一完整晶型。
实施例1与对比例3对比可知，八面体颗粒磨料椭圆率增大，其修整盘使用寿命降低，晶片缺陷个数增多。
实施例1与对比例4对比可知，磨料粒径变大，其修整盘使用寿命降低，晶片缺陷个数增多。
实施例1与对比例5-6对比可知，不同晶型比例发生变化，其修整盘使用寿命降低，晶片缺陷个数增多。
实施例4与对比例7对比可知，磨料中心距增大，其修整盘使用寿命降低，晶片缺陷个数增多。
实施例1与对比例8对比可知，磨料粒径分布宽度增大，其修整盘使用寿命降低，晶片缺陷个数增多。
实施例1与对比例9对比可知，磨料长轴和短轴差增大，其修整盘使用寿命降低，晶片缺陷个数增多。
实施例1与对比例10-12对比可知，实施例1的修整盘寿命较长，处理的晶片缺陷个数较少。表明修整盘使用六八面体和八面体完整晶型的结合优于使用破碎料。
实施例6-7与实施例1对比可知，修整盘的使用寿命相近，处理的晶片缺陷个数相近。表明在完整晶型的磨料中，部分磨料为具有椭圆率的正多面体结构，对修整盘使用寿命长度无显著影响。
实施例8与实施例1、实施例9与实施例2对比可知，修整盘的使用寿命相近，且处理的晶片缺陷个数相近，实施例8-9的抛光垫剩余沟槽深度保留较好。表明采用八面体结构和正二十面体体结构的结合，对修整盘使用寿命无显著影响。
实施例10-11与实施例1对比可知，修整盘使用寿命相近，晶片缺陷个数相近，沟槽剩余深度数值相近。
实施例12与实施例1对比可知，修整盘使用寿命较长，晶片缺陷数量相近，实施例12中抛光垫剩余沟槽深度较小。
综上，当修整盘使用六八面体磨料颗粒和八面体磨料颗粒完整晶型的结合，六八面体颗粒磨料和正八面体颗粒磨料的比例为(10:90)-(90:10)之间，粒径为60-250μm，粒径的相对分布宽度应控制在1-1.4之间，中心距为磨料粒径的1.5-3倍时，其修整盘衰减更慢，有利于延长修整盘寿命，减少晶片的缺陷个数，且抛光垫剩余沟槽深度保留较好。
<磨料朝向的测定>
测试对象：包含实施例1-12的修整盘和对比例2-9的修整盘
测试方法：采用光学显微镜以及钻石修整盘图象分析系统，统计八面体颗粒磨料总数记为q1、八面体颗粒磨料棱线为顶部的磨料颗粒数量记为q2、八面体颗粒磨料顶点为顶部的磨料颗粒数量记为q3，计算八面体颗粒磨料棱线为顶部的占比Pn，Pn＝q2/q1，顶点为顶部的占比PV1，PV1＝q3/q1；统计六八面体颗粒磨料总数记为q4、六八面体颗粒磨料面为顶部的磨料颗粒数量记为q5，计算六八面体颗粒磨料面为顶部的占比Pm，Pm＝q5/q4，计算结果如表2所示。
表2磨料朝向的统计结果
由表2可知，经实施例1-11制备的修整盘中正八面体颗粒磨料的棱线位于顶部的占比为45％以上，实施例1-11中六八面体颗粒磨料的面位于顶部的占比为54％以上。该占比的棱线数量和面数的完整晶型的结合，可以同时具有良好的磨屑清理能力，以及适当的切削能力，可减缓抛光垫釉化，有效延长使用寿命。
实施例12相比实施例1，其正八面体颗粒磨料棱线朝上的占比大于实施例1，其六八面体颗粒磨料面朝上的占比大于实施例1。表明，改变孔板的孔洞形状，可以适当调整磨料棱线和面的朝向，对磨料的棱线或面为顶部的占比有一定的控制作用。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。
Claims (10)
1.一种化学机械抛光修整盘，包括基座和镶嵌在基座内的磨料，所述磨料凸出于所述基座的工作面，其特征在于，所述磨料至少包括含有n条棱线的多面体颗粒磨料和含有m个面的多面体颗粒磨料，其中，n≥8，m≥6，n和m为整数。
2.如权利要求1所述的化学机械抛光修整盘，其特征在于，所述磨料至少包括含有n条棱线的多面体颗粒磨料和含有m个面的多面体颗粒磨料，其中，12≤n<24，14≤m≤30，n和m为整数。
3.如权利要求1或2所述的化学机械抛光修整盘，其特征在于，所述n条棱线的多面体颗粒磨料和所述m个面的多面体颗粒磨料的数量比例为10:90-90:10。
4.如权利要求2所述的化学机械抛光修整盘，其特征在于，所述n条棱线的多面体颗粒磨料的棱线长度至多为所述磨料粒径的72％，所述m个面的多面体颗粒磨料的棱线长度至多为所述磨料粒径的60％。
5.如权利要求4所述的化学机械抛光修整盘，其特征在于，所述n条棱线的多面体颗粒磨料棱线为顶部的数量占比至少为所述n条棱线的多面体颗粒磨料总数的45％以上；
所述m个面的多面体颗粒磨料面为顶部的数量占比至少为所述m个面的多面体颗粒磨料总数的50％以上。
6.如权利要求1或2所述的化学机械抛光修整盘，其特征在于，所述磨料的椭圆率为1-1.18，所述磨料的长轴和短轴差在0-50μm内。
7.如权利要求1或2所述的化学机械抛光修整盘，其特征在于，所述磨料的粒径为60-250μm。
8.如权利要求1或2所述的化学机械抛光修整盘，其特征在于，所述磨料粒径的相对分布宽度控制在1-1.4之间。
9.如权利要求1或2所述的化学机械抛光修整盘，其特征在于，所述磨料的中心距为所述磨料粒径的1.5-3倍。
10.如权利要求1所述的化学机械抛光修整盘，其特征在于，所述基座包括钢基体和金属层，所述金属层包含镍、铬元素，其中，镍铬含量之和超过50％。
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