CN1099127C - 半导体晶片暴露表面的修整方法 - Google Patents

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Abstract

一种半导体晶片暴露表面的修整方法，它包括如下步骤：(a)使所述表面与三维、有网纹、粘固的磨料制品接触，所述的磨料制品含有按预定图案形式排列的许多磨料颗粒和粘结剂；(b)使所述半导体晶片与所述粘固磨料制品作相对运动，以修整所述半导体晶片的表面。

Description

半导体晶片暴露表面的修整方法
技术领域
本发明涉及半导体晶片暴露表面的修整方法。
背景技术
在集成电路的制造过程中，半导体晶片一般经过许多加工步骤，包括淀积、形成图案和蚀刻步骤。至于如何制造半导体晶片的其它细节可参见Tonshoff，H.K.；Scheiden，W.V.；Inasaki，I.；Koning. W；Spur，G发表在 Annals of the International Institution for Production Engineering Research，39/2/1990卷，第621-635页中题为“硅的研磨加工”一文。在该方法的每一步骤中，常需要达到预定的表面“平整度”、“均匀度”和/或“粗糙度”。也需要最大限度地减少坑和划痕之类的表面缺陷。这些表面缺陷可能影响最终半导体器件的性能和/或在以后加工步骤产生问题。
用于减少表面不规整度的一种方法是用含有许多分散在液体中的松散磨料颗粒的浆料和抛光垫处理半导体晶片表面。然而，由这种浆料引起的一个问题是为了获得所需的表面状况必须小心对处理过程进行监控。另一个问题是这些浆料产生大量的颗粒。处理半导体晶片后，必须清除和丢弃这些颗粒。
发明内容
本发明的目的是提供一种半导体晶片暴露表面的修整方法，该方法不仅磨削率高，而且修整后半导体暴露表面的平整度高。
在第一方面，本发明涉及一种半导体晶片暴露表面的修整方法，该方法包括如下步骤：
(a)使所述表面与三维、有网纹、粘固的磨料制品(磨具)接触，所述的磨料制品包括按预定图案形式排列的含分散在粘结剂中许多磨料颗粒的研磨复合体；
(b)使所述半导体晶片与所述粘固磨料制品作相对运动，以修整所述半导体晶片的表面。
所述的三维、有网纹、粘固的磨料制品可在步骤(b)之前，但较好在步骤(b)的同时或在使用一次或多次后进行“整理”，除去表面碎屑和/或表面最外面部分。
在优选实施方案中，粘固磨料制品被固定在辅助垫上。半导体晶片表面与磨料制品间的接触压力(即半导体晶片总的反压力)至少部分取决于具体的磨料制品。然而，接触压力一般不超过10psi。接触步骤较好在液体存在下进行。合适液体的pH至少为5(例如5-8或8-13)。优选的液体包括水。
半导体晶片可以是空白晶片(即在加入金属化或绝缘区域之类形貌特征(topographical feature)的处理前的晶片)或处理过的晶片(即经过一次或多次处理步骤，在晶片表面上添加了形貌特征后的晶片)。“处理过的晶片”一词包括，但不限于“覆盖层”晶片，这种晶片的整个暴露表面由相同的材料(如二氧化硅)制成。可使用本发明方法的一个领域是半导体晶片暴露表面上有一个或多个含金属氧化物的区域，如含二氧化硅的区域的情况。
修整半导体晶片表面一般需要获得比处理前半导体晶片表面更“平整”和/或“更均匀”和/或“粗糙度”更小的表面。所需的具体“平整度”、“粗糙度”和/或“均匀度”会根据具体的晶片、它的用途和随后晶片加工步骤的性质而变化。然而，通常有几种优选的“平整度”、“粗糙度”和/或“均匀度”的测量方法。
一种优选的方法是测量晶片表面的Ra值(提供“粗糙度”的量度)。对晶片表面进行修整，较好获得不大于2纳米，较好不大于1.5纳米、最好不大于1纳米的Ra值。
平均磨削率取决于用磨料制品处理的具体晶片表面的组成和形貌(topography)。对于含有金属氧化物的表面(如含有二氧化硅的表面)，可达到的平均磨削率为至少50、100、150或200纳米/分。
磨料颗粒的粒度部分取决于磨料制品的具体组成和方法中所用的液体。然而，通常优选的磨料制品中磨料颗粒的平均粒度不大于5微米。更优选的磨料制品中磨料颗粒的平均粒度不大于1微米，不大于0.5微米更佳。
为了避免损坏半导体晶片表面(特别是晶片表面为含金属氧化物的表面(如含二氧化硅的表面)时)，磨料颗粒的莫氏硬度值应不大于8。优选磨料颗粒的实例包括二氧化铈之类的金属氧化物颗粒。磨料颗粒可与填料颗粒结合使用。优选填料颗粒的实例包括碳酸盐(如碳酸钙)、硅酸盐(如硅酸镁、硅酸铝、硅酸钙以及它们的混合物)、以及它们的混合物。也可使用塑料填料颗粒。
本发明方法所用的优选磨料制品包括热固性有机聚合物树脂型粘结剂。优选树脂的实例包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯聚合物树脂。另一种合适的粘结剂是在有机聚合物树脂中含有胶体金属氧化物颗粒的陶瓷体(ceramer)粘结剂。
粘结剂较好含有增塑剂。相对于不含增塑剂的相同磨料制品，其用量足以提高磨料制品的磨耗性(erodability)。粘结剂较好含有至少25％重量的增塑剂(更好为40-75％重量)，以增塑剂和树脂的总重量为基准。优选的增塑剂是邻苯二甲酸酯及其它们的衍生物。
优选磨料制品的一个实例的特征是具有包括含磨料颗粒和粘结剂的研磨涂层(abrasive coating)的表面的背衬。该背衬较好是聚合物薄膜。背衬上较好提供底涂层，以提高研磨涂层与背衬间的粘合性。
优选磨料制品的另一个实例是可磨耗的磨料制品。同样优选的是包括许多按预定图案排列的研磨复合体的磨料制品。所述全部研磨复合体较好具有基本上相同的高度。复合体高度较好不超过250微米。另外，磨料制品较好包括至少约1200复合体/平方厘米表面。
较好基本上所有研磨复合体具有基本上相同的形状。代表性形状的实例包括立方形、圆柱形、棱柱形、矩形、棱锥形、截平棱锥形、圆锥形、截平圆锥形、十字形、具有平顶表面的柱形、半圆形以及它们的组合。
各研磨复合体较好相互分开。例如它们可制成相互分开的长条脊形(以在一对复合体间形成一条槽)。当磨料制品具有包括含磨料颗粒和粘结剂的研磨涂层的表面的背衬时，每个研磨复合体较好相对于背衬具有基本上相同的取向。
在第二方面，本发明涉及半导体晶片暴露表面的修整方法，该方法包括如下步骤：
(a)使所述表面与三维、有网纹、粘固的磨料制品接触，所述的磨料制品包括许多精确成形的研磨复合体和粘结剂；
(b)使所述半导体晶片与所述粘固磨料制品作相对运动，以修整所述半导体晶片的表面。
在第三方面，本发明涉及半导体晶片暴露表面的修整方法，该方法包括如下步骤：
(a)使所述表面与三维、有网纹、粘固的磨料制品接触，所述的磨料制品包括许多磨料颗粒和粘结剂，所述的粘结剂包括树脂和增塑剂。相对于不含增塑剂的相同研磨表面，增塑剂的用量足以提高该研磨表面的磨耗性；
(b)使所述半导体晶片与所述粘固磨料制品作相对运动，以修整所述半导体晶片的表面。所述粘结剂较好包括至少25％重量的增塑剂(更好40-75％重量)，以增塑剂和树脂的总重量为基准。
在第四方面，本发明涉及含金属氧化物的半导体晶片暴露表面的修整方法，该方法包括如下步骤：
(a)使所述表面与三维、有网纹、可磨耗、粘固的磨料制品接触，所述的磨料制品包括按预定图形排列的许多磨料颗粒和粘结剂；
(b)使所述半导体晶片与所述粘固磨料制品作相对运动，以修整所述半导体晶片的表面。
在整个说明书中使用如下定义：
“粘固”磨料制品是指除在平整过程中产生的以外基本上不含未粘结磨料颗粒的整体磨料制品。
“三维”磨料制品是指具有许多分布于至少部分厚度的磨料颗粒的磨料制品，以在平整时除去某些颗粒，暴露出其它具有平整功能的磨料颗粒。
“有网纹”磨料制品是指具有突起部分和凹进部分的磨料制品，至少突起部分含有磨料颗粒和粘结剂。
“可磨耗”磨料制品是指在使用条件下有控制地磨耗的磨料制品。
“研磨团粒”是指粘结成单个颗粒体的许多磨料颗粒。
“研磨复合体”是指能整体上提供含磨料颗粒和粘结剂的有网纹、三维磨料制品的许多成形物体之一。所述的磨料颗粒可以是研磨团粒。
“精确成形的研磨复合体”是指从模具中取出后具有并保持与模腔相反模塑形状的研磨复合体。如美国专利5,152,917所述，在使用磨料制品之前，研磨复合体较好基本上不含突出形状暴露表面的磨料颗粒。
本发明提供在各个制造步骤中改善半导体晶片表面性质的成本较低、易于控制的方法。因为磨料制品的使用寿命较长，所以单个磨料制品可用于许多依次的操作中。
参阅如下附图说明和本发明的优选实施方案后，可更好地理解本发明的其它特征、优点和结构。
附图说明
图1是表面修整前半导体晶片一部分的放大截面示意图；
图2是表面修整后半导体晶片一部分的放大截面示意图；
图3是一个用于修整半导体晶片片表面的装置的部分侧视图；
图4是本发明方法中所用的三维、有网纹、粘固磨料制品的部分放大截面图；
图5是本发明方法中所用的另一种三维、有网纹、粘固磨料制品的部分放大截面图；
图6是本发明方法中所用的三维、有网纹、粘固磨料制品的部分俯视图；
图7是本发明方法中所用的三维、有网纹、粘固磨料制品的部分等角(isometric)透视图。
图8是本发明方法中所用的另一种三维、有网纹、粘固磨料制品的部分截面所示的部件等角图。
图9-12是本发明方法中所用的其它三维、有网纹、粘固磨料制品的部分放大截面图；
图13是显示基准面的半导体晶片的放大等角透视图；
图14是显示基准面的半导体晶片的放大等角透视图；
图15是本发明中所用的三维、有网纹、粘固磨料制品的制造方法的示意图；
图16是本发明中所用的三维、有网纹、粘固磨料制品的第二种制造方法的示意图；
图17是本发明中所用的三维、有网纹、粘固磨料制品的部分放大截面图。
具体实施方式
半导体晶片结构
图1是适用于本发明方法的半导体晶片10的说明性简图。为了清楚起见，已省略了一些已知的特征，如掺杂区(doped region)、活化装置、外延层、载体和场(field)氧化物层。半导体晶片10具有半导体基底1。基底1具有前表面2A和后表面2B。半导体基底可用任何合适的材料制成，如单晶硅、砷化镓和其它本领域中已知的半导体材料。在前表面2A之上是介电层3；介电层3一般含有二氧化硅。也可设想为其它合适的介电层。
介电层3具有前表面8和后表面7。在介电层3前表面上有许多分开的第一金属连接线4(如金属导体块)。每个第一金属连接线4具有侧壁9和顶表面11。各种第一金属连接线4例如可用铝、铜、铜铝合金、钨等制成。这些金属连接线的制造方法一般是先在介电层3上淀积金属连续层。然后对金属进行蚀刻，除去多余的金属，形成所需的连接线图形。然后，在每个第一金属连接线4的顶表面11上、第一金属连接线4之间和介电层3的前表面上涂覆第一绝缘层5。第一绝缘层5一般是金属氧化物，如二氧化硅、BPSG(硼磷硅酸盐玻璃)、PSG(磷硅酸盐玻璃)或它们的混合物。所得的绝缘层5常有一个可能没有达到所需“平整度”和/或“均匀度”的前表面6。
在用照相平版印刷术涂布其它电路层之前，需要处理第一绝缘层的表面6，以获得所需的“平整度”和/或“均匀度”，具体的程度取决于许多因素，包括晶片及其用途、以及随后对晶片进行的各种处理步骤的性质。为了简明起见，在本申请的其它部分中该方法称为“平整”。图2表示平整后图1所示的晶片(图2中表示为半导体晶片20)。平整的结果，应使绝缘层5的前表面22足够平，使得随后用照相平版印刷术产生新的电路结构(design)时，可分辨关键的尺寸特征。这些关键的尺寸特征形成电路结构。
参照图1所示的晶片，平整发生在第一绝缘层5上；然而，在半导体晶片制造过程中也可对其它层进行平整。事实上，在金属连接线上涂覆每一其它绝缘材料层后，都可能需要进行平整。事实上，可能有1-10层，或10层以上的电路、金属连接线和金属氧化物绝缘层。另外，空白晶片也可能需要进行平整。
半导体晶片参数
有几种已知的性质可用来借助于本领域中公认的技术评价半导体晶片是否已经足够平整。这些性质包括平坦度(用总突出指示值(TIR)量度)、表面光洁度(用平均粗糙度(Ra)量度)和表面凹陷(dishing)(用平整比量度)。也可评价半导体晶片表面上缺陷的数量和类型。
总突出指示值(TIR；Total Indicated Runout)
TIR是半导体晶片的特定范围内半导体晶片的“平坦度”的量度。因为使用照相平版印刷术在半导体晶片的前表面上产生电路图形，所以重要的是半导体晶片表面的平坦度小于机器的焦点深度。所述的机器产生用于形成电路图形的电磁辐射。半导体上的特定区域或范围在单个曝光步骤中被曝光。因此，半导体晶片的一个区域相对于半导体晶片的另一个区域具有不同的平坦度，因为这两个不同区域相对于两个不同的曝光步骤。所以在测试半导体晶片的平坦度时，是在特定区域内进行测量。
图13表示平整前半导体晶片250的一个区域。半导体晶片250的结构与图1中所示的半导体晶片10的结构相似。具体地说，半导体晶片250包括具有前表面253和后表面252的半导体基底251。在半导体基底251的前表面253上是具有前表面255的介电层254。在介电层254的前表面255上，有许多金属连接线256、257和258。在金属连接线256、257和258之间和上面涂覆绝缘层272。涂覆绝缘层272后，半导体晶片250的最外表面可能没有所需的那样“平整”和/或“均匀”。
想象以TIR表示的“平整度”和/或“均匀度”的一种有用方法是通过一系列假想的基准面，如图13和14所示。参照图13，显示了一个由半导体基底251的后表面252形成的第一基准面271。第一假想平面262与半导体晶片250的最外表面273的最外部分或最高点270相交或接触。最低点259是半导体晶片的最外部分273上的最底部区域。平整前，第一假想平面262和最低点259间的距离一般大于0.5微米。在某些情况下，第一假想平面262和最低点259间的距离(即TIR)大于0.5微米，有时大于0.8微米，甚至大于1-2微米。该距离的实际值部分取决于半导体晶片的设计和制造。
图14表示图13所示的半导体晶片平整后的情况(而且与图2中所示的半导体晶片相似)。平整后的半导体晶片277包括具有前表面253和后表面252的半导体基底251。在半导体基底251的前表面253上是具有前表面255的介电层254。在介电层254的前表面255上有许多金属连接线265、264和267。在这些金属连接线间是绝缘层263。平整的结果，半导体晶片277的最外表面275(包括高点276和低点278)已变得更平坦，更均匀。
平整度可通过使用图14所示的基准面加以确定。第一基准平面271是由半导体基底251的后表面252形成。第二假想平面268与半导体晶片277的最外表面275的最外部分或最高点276相交或接触。最低点278是半导体晶片277的最外部分275上的最低区域。平整的结果，对于半导体晶片的特定区域，该区域内第二假想平面268和最低点278间的距离(即TIR)较好小于约500纳米，更好不超过150纳米。具体的TIR值将取决于各个半导体晶片及其用途、以及随后对半导体晶片进行的处理步骤的性质。平整前，含金属氧化物的半导体晶片表面的平均TIR一般大于250纳米，通常为1.0-1.2微米。平整后，平均TIR较好小于约250纳米，更好小于约200纳米，最好小于约150纳米。“平均TIR”一词是指在特定范围内读取的10个TIR读数的和除以10计算得到的平均TIR。
评估TIR的区域以3毫米×3毫米正方形为宜，较好为5毫米×5毫米正方形，更好为15毫米×15毫米正方形，最好为30毫米×30毫米正方形。TIR值易于用轮廓曲线仪(如购自Tencor的P-2型轮廓曲线仪)进行测量。
表面光洁度
也可评估半导体晶片的表面光洁度。众所周知的量Ra提供了表面光洁度的一个量度。
Ra一般用干涉仪(如购自Wyko Corp.Tucson，AZ的Wyko TOPO-3D干涉仪)或TENCOR轮廓曲线仪测量。平整后，平整表面的Ra值较好小于约2纳米，更好小于1.5纳米，最好小于约1纳米。平均一词是指至少有10个Ra读数，并将这10个Ra值平均，以计算Ra的平均值。
表面凹陷(Dishing)
另一个重要的参数涉及表面凹陷。参看图2，表面凹陷是指这样一种现象，即从第一金属连接线4之间的范围内除去一些第一绝缘层5，使得第一绝缘层5的总高度23被减少。本领域中众所周知，表面凹陷量用平整比表示，所述的平整比是从所需区域内除去的物质量与从不需要的区域中除去的物质量之比。
两种仪器可用于测量平整比。轮廓曲线仪可用于测量平整前后的TIR。光学干涉/吸收仪用于测量平整前后金属连接线之间范围内氧化物层的厚度。确定从每个范围内除去的量，并计算比率。
具体的平整比值将取决于各个半导体晶片及其用途，以及随后对半导体晶片进行的处理步骤的性质。平整比一般应小于2。合适的比率范围一般为1.0-2.0，较好为1.0-1.6，更好为1.0-1.4，最好为1.0-1.2。一般优选平整比等于1，因为它表示基本上没有表面凹陷。
缺陷
确定半导体晶片是否已充分平整的另一个重要参数是平整后在处理半导体晶片表面上留下的缺陷数目。一种缺陷在工业上称之为“坑”或半导体晶片上不需要的凹陷。另一种缺陷在工业上称之为“沟(dig)”或“制件缺陷(skid)”，它表示一系列紧靠在一起的不需要的粗划痕。
缺陷的数目和类型可用本领域中已知的技术(包括激光散射)进行确定。一般需要最大限度地减少缺陷数目。
装置
图3表示本发明方法中所用的非常简化的半导体晶片平整装置。这种与抛光垫和松散研磨浆料一起使用的装置和许多变型以及其它类型的装置在本领域中是众所周知的。合适的市售装置的一个实例是购自IPEC/WESTECH of Phoenix，AZ的CMP机。
如图3所示，装置30包括与马达(未画出)连接的机头单元31、卡盘32从机头单元31中伸出；这种卡盘的一个实例是万向卡盘(gimbal chuck)。卡盘32较好设计成能接受不同的力和转动(pivot)，使得磨料制品仍能在半导体晶片上提供所需的表面光洁度和平坦度。然而在平整过程中，卡盘可以容许半导体晶片旋转或不旋转。
卡盘31的末端是半导体晶片固定器33。固定器33的用途是帮助将半导体晶片34固定在机头单元31上，以及防止半导体晶片在平整过程中被松开。半导体晶片固定器被设计成能容纳半导体晶片，它可以是圆形、椭圆形、矩形、正方形、八角形、六角形、五角形等。
在某些情况下，半导体晶片固定器由两部分构成，即扣环和半导体晶片支承垫。扣环(它是任选的)是固定在半导体晶片周边上的大体为圆形的装置。半导体晶片支承垫可用一种或多种材料(如聚氨酯泡沫)制成。
在图3所示的实施方案中，半导体晶片固定器33在环形部分33a处绕半导体晶片34延伸。环形部分33a(它是任选的)可以是单独的部分或与固定器33构成整体。在某些情况下，半导体晶片固定器33不伸出半导体晶片34之外，使得半导体晶片固定器33不与研磨涂层42接触。在另一些情况下，半导体晶片固定器33伸出半导体晶片34之外，使得半导体晶片固定器33与研磨涂层接触。在这种情况下，半导体晶片固定器可能影响研磨涂层的性能。例如，半导体晶片固定器33可能“整理”研磨涂层，并在平整过程中除去研磨涂层的最外部分。
半导体晶片固定器或扣环可用任何能让粘固的磨料制品为半导体晶片提供所需平整度的材料制成。合适材料的实例包括聚合物材料。例如，半导体晶片固定器或扣环可由复合材料制成，例如填有颗粒的固化热固性树脂或充满固化的热固性树脂的基材。如果颗粒填料与半导体晶片表面接触，它们应比形成待处理表面的材料更软。对于金属氧化物表面(如二氧化硅表面)，颗粒填料的莫氏硬度应低于6。适于这个目的的填料的实例包括滑石、石膏、碳酸钙、氟石、磷灰石等。同样适用于含金属氧化物表面的是聚合物填料颗粒，如由聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚烯烃、酚醛树脂等制成的颗粒。
适用于含有颗粒填料的复合材料的热固性树脂的实例包括酚醛树脂、环氧树脂、丙烯酸酯树脂、脲-甲醛树脂、蜜胺甲醛树脂等。也可用热固性树脂浸渍布或非织造基材，并使热固性树脂固化，形成充满固化的热固性树脂的基材。这种布的实例包括棉布、尼龙布和聚酯布。这种基材也可以是非织造基材，如纸基材。
合适市售半导体晶片固定器的实例包括Rodel以商品名称“G-10”、“NTA”和“0500-RB”出售的固定器。
参见图3，半导体晶片固定器33的直径一般为10-500毫米，较好为15-250毫米，更好为20-300毫米。半导体晶片固定器33可含有一种或多种半导体晶片。在某些情况下可有1-40个半导体晶片/固定器。
半导体晶片固定器33的旋转速度将取决于具体的装置、平整条件、磨料制品和所需的平整标准。然而一般来说，半导体晶片固定器33的旋转速度为2-1000转/分，一般为5-500转/分，较好为10-300转/分，更好为30-150转/分。如果半导体晶片固定器旋转得太慢或太快，就不能得到所需的磨削速率。
半导体晶片固定器33可按圆形方式、螺旋形(spiral)方式、非均匀方式、8字形、螺旋形(corkscrew)方式或无规运动方式旋转。对于半导体晶片固定器，优选的旋转方式是圆形。或者当半导体晶片固定器33旋转时，半导体晶片固定器可摆动或振动。
磨料制品的直径一般为10-200厘米，较好为20-150厘米，更好为25-100厘米。磨料制品的转速可以为5-10000转/分，一般10-1000转/分，优选为10-250转/分。半导体晶片和粘固的磨料制品较好按相同的方向旋转。然而，半导体晶片和粘固的磨料制品也可按相反的方向旋转。
将具有需被平整的外表面36的半导体晶片34固定在固定器33上，例如用机械装置(如夹持)、真空或粘合装置(如压敏粘合剂或蜡)使半导体晶片基本上均匀地固定在半导体晶片固定器上。为保证获得所需的平整度，半导体晶片34和半导体晶片固定器34间界面35应相当平整和均匀。
装置30也装有用于粘固磨料制品39的底座单元(base unit)41。所述的磨料制品39具有磨料42。底座单元41通常用金属之类的刚性材料制成。基垫(subpad)40与底座单元41连接，并与磨料制品39接触。基垫一般应有弹性，以便在平整过程中，粘固的磨料制品能平整整个半导体晶片表面。基垫较好由聚氨酯泡沫之类柔软材料制成。
一个优选的实施方案包括粘固磨料制品和基垫。所述的粘固磨料制品包括背衬，在该背衬上放置三维有网纹研磨涂层。该涂层包括构成预定图案形的许多磨料颗粒和粘结剂。所述的基垫一般能与粘固磨料制品的背衬共同扩张。该基垫包括至少一种弹性组分和至少一种刚性组分。所述弹性组分的杨氏模量小于约100MPa，残余压应力至少约为60％；所述的刚性组分一般能与弹性组分和粘固磨料制品的背衬共同扩张，并放入弹性组分和粘固磨料制品之间。所述刚性组分的杨氏模量大于弹性组分的杨氏模量，至少为100MPa。合适的基垫结构揭示在美国专利申请08/694,357。
用于将磨料制品连接到基垫上的装置较好使磨料制品在平整过程中保持平整和坚挺。优选的连接装置是压敏粘合剂(如薄膜或带形的)。适于本用途的压敏粘合剂的代表性实例包括以皱胶、松香、丙烯酸类聚合物和共聚物(如聚丙烯酸丁酯和其它聚丙烯酸酯)、乙烯基醚聚合物(如聚乙烯基正丁醚)、醇酸树脂、橡胶粘合剂(如天然橡胶、合成橡胶、氯化橡胶)以及它们的混合物。一种优选的压敏粘合剂是丙烯酸异辛酯∶丙烯酸共聚物。压敏粘合剂较好用常规技术层压或涂覆在磨料制品的背面。
在一个优选的实施方案中，磨料制品是涂覆磨料制品。它具有将研磨涂层支承在一个表面上和将压敏粘合剂涂层支承在相对背表面上的背衬，所述的压敏粘合剂涂层包括两层：
i)第一层，它包括压敏粘合剂涂层，第一层具有与涂覆磨料制品背衬的后表面直接接触的内表面和相对的外表面，和
ii)在第一层外表面上的第二层，它含有基本上均匀分布并从第一层中突起的团粒(clumps of particles)，至少这些团粒的最外表面没有压敏粘合剂。这种压敏粘合剂涂层进一步描述在美国专利5,141,790中。
在许多情况下，磨料制品是圆盘形的，它的直径一般大于25厘米，通常大于36厘米，有时大于50厘米。对于这些直径较大的磨盘，常常难于将其精确地放在基垫上。这种分层的压敏粘合剂结构提供了让磨盘“滑动”到适当位置的装置，这时施加额外的压力，使磨盘固定在基垫上。
磨料制品也可用钩圈型连接装置固定在基垫上。圈织物可以放在磨料制品的背面，钩状物可以放在基垫上。或者可以将钩状物放在磨料制品的背面，而将圈织物放在基垫上。钩圈型连接装置进一步描述在美国专利4,609,581、5,254,194、5,505,747和PCT WO 95/19242中。
参看图3，贮液器37储存液体介质43(下文中将更详细地说明)，该液体介质通过管道38泵送到半导体晶片和研磨涂层42间的界面上。在平整过程中，较好有一个流向磨料制品和半导体晶片间界面上的连续液体介质流。液体介质的流速一般为10-500毫升/分，较好为25-250毫米/分。
操作条件
平整操作较好在干净的房间内进行，以减少可能在半导体晶片表面上形成缺陷的污染物的存在。例如，平整操作可以在10000级，1000级或100级干净房间内进行。
影响平整过程的可变因素包括半导体晶片表面与粘固磨料制品间合适接触压力的选择、液体介质的类型、半导体晶片表面与粘固磨料制品间的相对速度和相对运动、和液体介质的流动速度。这些可变因素是相互独立的，而且根据需平整的具体半导体晶片表面进行选择。
一般来说，因为对于单个半导体晶片来说可能有许多个平整步骤，所以半导体晶片工业要求平整过程会产生相当高的绝缘层磨削速率。如果绝缘层是二氧化硅之类的金属氧化物，磨削速率应至少为10纳米/分，较好至少为50纳米/分，更好至少为100纳米/分，最好至少为150纳米/分。在许多情况下，需要磨削速度至少高达200纳米/分，甚至为300-400纳米/分。如果平整过程中除去的材料比二氧化硅更硬和/或更耐化学作用，则磨削速率可能会较低。相反，如果平整过程中除去的材料比二氧化硅软，则磨削速率可能会更高。然而，虽然一般需要有高的磨削速率，但必须使选择的磨削速率不损害所需的半导体晶片表面的形貌。
平整过程中，一般来说磨料制品较好在整个半导体晶片表面提供均一的磨削速率。另外，一般来说磨料制品较好在相继的平整步骤间提供一致的磨削速率，以获得良好的工艺控制。
磨料制品与半导体晶片间的界面压力(即接触压力)较好约小于20psi，更好约小于10psi，再好约小于8psi，最好约小于5psi，甚至低达3psi。现发现本发明方法所用的粘固磨料制品在低的界面压力下仍可提供良好的磨削速率。较低的压力是合乎需要的，因为它可改善平整操作、减少表面凹陷，以及可以使用重量较轻的平整装置。在平整过程中也可使用两种或多种平整条件。例如，第一处理阶段可以包括比第二处理阶段更高的界面压力。在平整过程中也可改变半导体晶片和/或磨料制品的旋转速度。
平整操作较好在液体介质的存在下进行。所述的液体介质可根据需平整的半导体晶片表面的组成进行选择，以提供所需的平整，而不损害或损坏半导体晶片。
在某些情况下，液体介质与粘固磨料制品相结合通过化学机械抛光过程而促进平整。例如，当液体介质中的碱性化合物与SiO2反应，形成氢氧化硅表面层时，就发生SiO2的化学抛光。当磨料制品从表面上除去金属氢氧化物时，就发生机械抛光过程。
出于许多原因，化学机械抛光法是优选的。如果仅用机械方法除去材料，则磨料制品会在半导体晶片表面产生粗的划痕。如果仅用化学方法除去材料时，材料的除去可能是各向同性的，因此不会发生平整。
液体介质的pH值可能影响性能，它可根据需平整半导体晶片表面的性质(包括半导体晶片的化学组成和表面状况)进行选择。在某些情况下，例如当半导体晶片表面含有金属氧化物(如二氧化硅)时，液体介质可以是pH大于5，较好大于6，更好大于10的含水介质。在某些情况下，pH值为10.5-14.0，较好为10.5-12.5。适用于含金属氧化物的半导体晶片表面的液体介质的实例包括含有氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化铵、氢氧化锂、氢氧化镁、氢氧化钙和氢氧化钡之类的氢氧化物和胺之类碱性化合物的水溶液。碱性液体介质也可含有一种以上碱性物质，如氢氧化钾和氢氧化锂的混合物。含金属氢氧化物的液体介质的实例是氢氧化钾的去离子水或蒸馏水溶液，其中氢氧化钾的浓度约为0.1-0.5％(如0.25％)。
在其它情况下，例如对于含金属氧化物的半导体晶片表面，至少为4.5，一般至少为5，较好至少为6的pH值也是可用的。例如，液体介质可以是蒸馏水或去离子水，其pH值一般为6-8。
液体介质也可含有化学蚀刻剂。虽然不想与理论相联系，但相信化学蚀刻剂可能“侵蚀”半导体晶片的最外表面和与其反应。本发明的磨料制品然后清除在半导体晶片的最外表面上产生的材料。化学蚀刻剂的实例包括强酸(如硫酸、氢氟酸等)和氧化剂(如过氧化物)。
液体介质也可帮助分解粘固磨料制品的表面，从而提高磨料制品在平整过程中的磨耗性。例如，当磨料制品包括含有水溶性粘结剂或水敏感填料(如木浆)的研磨涂层时，含水液体介质会使水溶解研磨涂层或被吸收到研磨涂层中，从而提高磨耗性。
液体介质也可含有表面活性剂、湿润剂、缓冲剂、防锈剂、润滑剂、肥皂之类的添加剂。选择这些添加剂，以提供所需的优点，而不损害下面的半导体晶片表面。例如，可将润滑剂加入液体介质中，以减少平整过程中粘固磨料制品与半导体晶片表面间的磨擦。它可以在平整前加入至液体介质中，或可以在平整过程中作为第二个液流引入。合适润滑剂的实例包括脂肪酸的金属盐(如硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸锂)、石墨、云母、二硫化钼、滑石、聚酰胺、氮化硼、硫化物、蜡、乙二醇醚、甘油、硅氧烷化合物、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、环氧乙烷聚合物(如以商品名为“Polyox”购自Union Carbide Corp.的聚合物)，以及它们的混合物。
也可将无机颗粒加入到液体介质中。这些无机颗粒有助于磨削速率。这些无机颗粒的实例包括二氧化硅、氧化锆、碳酸钙、氧化铬、二氧化铈、铈盐(如硝酸铈)、石榴石、硅酸盐和二氧化钛。这些无机颗粒的平均粒度应小于100纳米，较好应小于50纳米，更好应小于25纳米。
含有颗粒的液体介质的实例包括(a)在水，较好为蒸馏水或去离子水中含有平均粒度小于0.1微米的胶态二氧化铈颗粒的介质、(b)含有蒸馏水、二氧化铈颗粒和氢氧化钾的介质和(c)含有水、二氧化铈颗粒和二氧化铵的介质。
虽然可将颗粒加入到液体介质中，但优选的液体介质基本上不含无机颗粒，如松散的磨料颗粒。优选的是，液体介质含有小于1％重量，较好小于0.1％重量，更好为0％重量的无机颗粒。
液体介质的用量较好足以促进从表面上除去金属氢氧化物沉淀物。在许多情况下，在碱性液体介质和/或化学蚀刻剂中就有足量液体。然而在某些情况下，除了碱性液体介质外较好在平整界面上存在另一种液体。第二种液体可以与来自碱性液体介质的液体相同，或可以不同。
平整过程完成后，可用一般本领域中已知的方法清洁半导体晶片表面。例如，可以用不含磨料颗粒的泡沫垫代替磨料制品，然后在清洁介质的存在下使半导体晶片与泡沫垫作相对运动，以除去任何不合需要的表面的碎片。所选的清洁介质能清除碎片，但基本上不损坏半导体晶片表面。合适清洁介质的实例包括自来水、蒸馏水、去离子水、有机溶剂等。它们可以单独使用或组合使用。如有必要，它们也可含有肥皂或其它有助于清洁过程的添加剂。
在许多情况下，如对于现有平整法中使用的抛光垫和松散磨料浆，为了去除光滑层和在平整随后的半导体晶片时保持一致的性能，必须对抛光垫进行“整理”。然而在使用粘固磨料制品时，可以省略单独的整理步骤，从而可节省时间和费用。
不过，也有需要在平整步骤后对粘固磨料制品的表面进行整理的情况，以清除“磨损的磨料颗粒”和/或任何不合需要的碎片，从而提高粘固磨料制品的磨削能力和平整后表面的质量。在这些情况下，粘固磨料制品的表面可用众所周知的常规技术进行整理，这些技术包括使研磨表面与金刚石整理工具、刷、粘合磨料、涂覆磨料、金属棒、水流等接触。其它的技术包括暴露在激光或电晕能中(如使用购自Sherman Treaters，Ltd.，United Kingdom的Sherman电晕处理装置)。
整理操作可在磨料制品仍留在平整装置上时进行。或者可取下磨料制品，进行整理，然后再安装到装置上。在某些情况下，平整后可从半导体晶片固定器上取下半导体晶片，然后用半导体晶片固定器整理磨料制品。整理工具也可放在半导体晶片固定器上或安装在固定器的位置，代替半导体晶片固定器整理磨料制品。
磨料制品也可在平整过程本身中整理，例如通过在平整装置上配备整理工具，使得当磨料制品暴露时与整理工具接触，或通过调节半导体晶片固定器，使得它在平整过程中与磨料制品接触并对其进行整理，从而在平整过程中半导体晶片固定器实质上对磨料制品进行连续的整理。
磨料制品
A.一般结构
本发明方法涉及用三维、有网纹的粘固磨料制品修整半导体晶片的表面。磨料制品较好是使用寿命长的，例如磨料制品应能完成至少2个，较好至少5个，更好至少20个，最好至少30个平整过程。磨料制品应能提供良好的磨削速率。另外，磨料制品较好能产生具有合格平坦度、表面光洁度和最小表面凹陷的半导体晶片。用于制造磨料制品的材料、所需的网纹和制造该磨粒制品的工艺都影响是否能满足这些标准。一种确定磨料制品结构能否用于半导体晶片平整的方法是按下述的半导体试验方法测试磨料制品结构。
粘固磨料制品可包括背衬。这种制品的一个实例表示在图4中。磨料颗粒一般分散在粘结剂中，形成与背衬粘接的研磨涂层和/或研磨复合体。磨料制品50包括具有前表面58的背衬59。研磨涂层57粘接在背衬59的前表面58上。研磨涂层57是三维的，并含有许多研磨复合体54。在这具体实施方案中，研磨复合体54是棱锥体。在相邻研磨复合体间有槽或谷53。图中显示了一排以上的棱锥形研磨复合体，其中第二排研磨复合体与第一排研磨复合体不重合。研磨复合体54含有分散在粘结剂55中的许多磨料颗粒56。研磨复合体54的最远点51在平整过程中与半导体晶片接触。
任选地，粘固磨料制品可以没有独立的背衬，如图17所示。该图表示成形的磨料制品600，该制品包括具有网纹研磨表面602的网纹、三维研磨体。该研磨体由包括许多棱锥形研磨复合体604的整体结构构成。研磨复合体中磨料颗粒601分散在粘结剂603中。
在本发明方法所用的磨料制品中，磨料制品是“三维”的，使得在至少磨料制品一部分厚度上存在许多磨料颗粒。三维的性质提供了长寿命的磨料制品，因为有许多磨料颗粒来完成平整过程的机械抛光作用。据认为，在平整过程，将磨损或旧的磨料颗粒从磨料制品中排出，从而露出新的磨料颗粒。然后排出的磨料颗粒可分散在液体介质中，这取决于机器的类型、操作条件、磨料制品的选择和其可磨耗度。
磨料制品也有与之相关的“网纹”，即它是“有网纹的”的磨料制品。参照上述图4和图17中所示的磨料制品可以看到这些网纹。在这些磨料制品中，棱锥形研磨复合体是突起部分，棱锥体间的谷是凹陷部分。虽然不想与任何理论相联系，但相信这些网纹提供了如下几种功能和优点。
第一个功能是这些凹槽可用作实施本发明方法时在整个半导体晶片表面上分布液体介质的通道。这些凹槽的第二个功能是用作从半导体晶片表面上除去磨损磨料颗粒和其它碎片的通道。这也有助于减少在平整两个半导体晶片之间对整理磨料制品的需求。
第三个功能是保护磨料制品免遭本领域中称之为“粘滞作用”的现象。如果研磨涂层是光滑而不是有网纹的，这种光滑研磨涂层可能粘在或沉积在半导体晶片表面上。粘滞作用导致磨料制品不能机械地平整半导体晶片。粘滞作用也妨碍化学平整，即阻止液体介质与半导体晶片的最外表面相互作用。由于网纹表面的凹陷部分产生了研磨涂层的不连续性，减少了粘滞作用。
第四个功能是能在突起研磨涂层部分施加更高的单位压力，从而有助于从研磨表面除去排出的磨料颗粒，并露出新的磨料颗粒。
同样优选的是磨料制品可被磨耗，即在使用时能被有控制地磨损。可磨耗性是需要的，因为它使得能将被擦掉的磨料颗粒从磨料制品上清除，并露出新的磨料颗粒。因为优选的磨料制品是三维的，所以能保证大量提供新的磨料颗粒。如果研磨涂层不能被磨耗，排出的磨料颗粒就不能适当地从磨料制品中释放出来。在这种情况下就不能暴露出新的磨料颗粒。如果研磨涂层的磨耗性太大，磨料颗粒可能被排出得太快，这可能使得磨料制品的寿命比所需产品寿命更短。
可磨耗度也与表面网纹、研磨涂层组成、平整条件和半导体晶片组成有关。有许多方法可赋予磨料制品可磨耗性，这些方法将在下文中进行描述。
本发明磨料制品的形状较好是圆形的，即是磨盘。圆形磨盘的外缘较好是光滑的，也可以是毛边的。磨料制品也可以是椭圆形、或三角形、正方形或矩形之类的多边形。
在另一实施方案中，磨料制品可制成卷料，在磨料领域中一般称之为磨料带卷(tape roll)。磨料带卷的尺寸可为10-1000毫米宽，一般为25-500毫米宽。另外，磨料带卷的长度为100-500000毫米，一般为1000-100000毫米。
为获得所需的平整标准，一般要将磨料带卷转换角度(index)。转换角度可在平整两个独立的半导体晶片之间进行，或者可在平整一个半导体晶片过程中进行。如是后者，转换角度的速度，应调节得可获得所需的平整标准。常规磨料带的转换角度在本领域中是众所周知的。
磨料制品也可制成环形磨料带。环状磨料带可以没有接头，也可以有接头。环状磨料带一般会横跨过至少一个无载托辊和接触辊或接触板。平整过程中当磨料制品与半导体晶片接触时，接触辊或接触板支承磨料制品的背面。
一种制备三维、有网纹、粘固磨料制品的方法一般按如下进行。将含有粘结剂前体和许多磨料颗粒混合物的浆料涂覆在具有与所需的网纹表面形状相反的空腔的生产工具上。然后使背衬与生产工具的暴露表面接触，使浆料润湿背衬的表面。然后至少使粘结剂部分凝结、固化或凝胶化。然后从生产工具上取下磨料制品，如果上述步骤中没有完全固化，则将其完全固化。或者可将浆料涂覆在背衬的表面，然后使生产工具与背衬上的浆料接触。这样研磨涂层就在背衬上包含许多研磨“复合体”。
另一种制造三维、有网纹、粘固磨料制品的方法一般按如下进行。提供具有与网纹表面的所需形状大体相应轮廓的背衬。然后将磨料颗粒分散在粘结剂前体中的浆料涂覆在背衬上有轮廓的表面，并将其固化，这样固化的研磨涂层具有与背衬轮廓大体相应的网纹表面。在本方法的一个方面，用压花背衬制造磨料制品。
为提高或改变性能，在三维、有网络、粘固磨料制品中可作某些改进。例如，可对磨料制品进行穿孔，以提供穿过研磨层和/或背衬的孔，从而可以在使用前、使用中或使用后通过液体。
现在将描述磨料制品的具体部件。
1.背衬
磨料制品可以是涂覆研磨涂层的背衬。对半导体晶片平整优选的磨料制品背衬的厚度非常均匀。如果背衬的厚度不够均匀，平整后半导体晶片表面和半导体晶片厚度可能变化较大。许多背衬材料适合于这个目的，包括柔软的背衬或较硬的背衬。
常规柔性研磨背衬的实例包括聚合物薄膜、上底漆的聚合物薄膜、金属箔、布、纸、硫化纤维、非织造材料及其处理过的形式、以及它们的复合材料。一种优选的背衬是聚合物薄膜。这种薄膜的实例包括聚酯薄膜、聚酯和共聚酯薄膜、微孔聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚酰胺薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜等。聚合物薄膜背衬的厚度一般为20-1000微米，较好为50-500微米，更好为60-200微米。
聚合物薄膜背衬与研磨涂层间也应有良好的粘合性。在许多情况下，为提高粘合性，可对聚合物薄膜背衬的涂覆表面上底漆。上底漆可包括表面变化或涂布化学型底漆。表面变化的实例包括电晕处理、UV处理、电子束处理、火焰处理和磨粗，以提高表面积。化学型底漆的实例包括美国专利3,188,265中所揭示的乙烯丙烯酸共聚物、美国专利4,906,523中揭示的胶体分散体、美国专利4,749,617中揭示的氮丙啶材料以及美国专利4,563,388和4,933,234中揭示的辐射接枝底漆。
较硬背衬的实例包括金属板、陶瓷板等。另一个合适背衬的实例描述在美国专利5,417,726中。背衬也可由层压在一起的两层或多层背衬以及PCT申请WO93/12911中揭示的夹在聚合物材料中的增强纤维构成。
压花聚合物薄膜(如聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚丙烯或聚乙烯薄膜)或压花纤维背衬(如纸或其它非织造纤维材料)同样也是合适的背衬。压花材料也可被层压到非压花材料上形成背衬。压花的图形可以是任何的网纹。例如，该图形可以是六边形阵列、脊形、网络形、球形、棱锥形、截头棱锥形、圆锥形、立方形、块形或棒形等。
背衬也可含有用于改进物理性质的浸渍层(treatment)。这些浸渍涂层在磨料领域中是众所周知的，它包括丙烯酸酯基浸渍涂层、酚醛浸渍涂层和酚醛/胶乳浸渍涂层。
背衬也可以是发泡背衬，如聚氨酯泡沫塑料之类的聚合物泡沫塑料。
可以将压敏粘合剂层压到背衬的非研磨表面上。类似地，可将泡沫基材层压到背衬上。
在某些情况下，背衬的后表面可含有摩擦涂层。这种摩擦涂层可含有用摩擦涂料粘结剂粘接到背衬上的许多摩擦颗粒。摩擦颗粒可以是能产生所需摩擦系数的任何材料。合适摩擦颗粒的实例包括无机颗粒和有机颗粒，如磨料颗粒和/或填料颗粒。或者，摩擦涂层可含有聚氨酯涂层或粗糙有机涂层之类的涂层。
2.磨料颗粒
磨料制品含有磨料颗粒和粘结剂。磨料颗粒可被均匀地分散在粘结剂中，或被非均匀地分散在粘结剂中。一般来说，优选的是将磨料颗粒均匀分散，从而使所得的研磨涂层产生更一致的磨削能力。
就半导体晶片平整而言，优选的是细的磨料颗粒。磨料颗粒的平均粒度可以为0.001-50微米，一般为0.01-10微米。磨料颗粒的粒度一般用磨料颗粒的最大尺寸来量度。在绝大多数情况下，存在一个粒度范围或分布。在某些情况下，较好严格控制粒度分布，以使所得的磨料制品能在平整后的半导体晶片上产生非常均一的表面光洁度。
如果平整在含金属氧化物的层(如含二氧化硅的层)上进行，磨料颗粒的粒度较好小于约1微米，更好小于0.5微米。在某些情况下，粒度分布较好使得没有或只有很少磨料颗粒的粒度大于2微米，较好不大于1微米。当粒度较小时，磨料颗粒会受粒间吸引力的作用而结成团粒。因此，这些“团粒”的粒度会大于1-2微米，甚至高达5或10微米。较好使这些团粒散开，从而使平均团粒粒度小于2微米。然而，在某些情况下，难于使团粒“散开”。在某些情况下，在分散体中存在非常细的磨料颗粒，即在被加入至粘结剂前体之前将磨料颗粒分散在水之类的液体中。所述的液体可以是碱性、中性或酸性的，可包括表面活性剂之类的表面处理物质。
磨料颗粒也可以是磨料团粒。这种团粒含有粘接成整体(unitary)颗粒物质的许多单个磨料颗粒。这些磨料团粒可以具有非规则的形状，或具有预定的形状。磨料团粒可使用有机粘结剂或无机粘结剂，将磨料颗粒粘接在一起。磨料团粒的实例进一步描述在美国专利4,652,275、4,799,939和5,500,273中。磨料团粒的粒度较好小于100微米，更好小于50微米，最好小于25微米。磨料团粒中单个磨料颗粒的平均粒度较好小于10微米。
磨料颗粒较好在液体介质中稳定，从而在与液体介质接触时它们的物理性质基本上不会降低。合适的磨料颗粒一般是无机磨料颗粒。所述的无机磨料颗粒还可分成“硬”的无机磨料颗粒(即莫氏硬度等于8或更大)和“软”的无机磨料颗粒(即莫氏硬度小于8)。
合适磨料颗粒的实例包括熔凝氧化铝、热处理氧化铝、白色熔凝氧化铝、黑色碳化硅、绿色碳化硅、二硼化钛、碳化硼、氮化硅、碳化钨、碳化钛、金刚石、立方氮化硼、六方形氮化硼、石榴石、熔凝氧化锆铝、氧化铝基溶胶凝胶产生的磨料颗粒等。氧化铝磨料颗粒可含有金属氧化物改性剂。氧化铝基溶胶凝胶产生的磨料颗粒的例子可见美国专利4,314,827、4,623,364、4,744,802、4,770,671和4,881,951。金刚石和立方氮化硼磨料颗粒可以是单晶或多晶的。
合适无机磨料颗粒的其它实例包括二氧化硅、氧化铁、氧化铬、二氧化铈、氧化锆、二氧化钛、氧化锡、γ氧化铝等。对于平整含金属氧化物的半导体晶片表面(如含二氧化硅的表面)，磨料颗粒的莫氏硬度较好小于8。当将这些磨料颗粒适当地结合到磨料制品中时，在平整过程中它们能在半导体晶片上提供所需的磨削速率和所需表面光洁度。一些较硬的磨料颗粒可能在含氧化物的半导体晶片表面上产生不合需要的粗糙表面光洁度，因此在选择合适磨料时，应加以注意。本领域中普通技术人员能进行这种选择。
对于含金属氧化物的半导体晶片表面(如含二氧化硅的表面)，二氧化铈磨料颗粒是有用的。二氧化铈磨料颗粒可购自Rhone Poulenc；Shelton，CT；Transelco，New York；Fujimi，Japan；Molycorp，Fairfield，NJ；American RarOx，Chaveton City，MA；和Nanophase，Burr Ridge，IL。
二氧化铈磨料颗粒可基本上不含改性剂或掺杂剂(如其它金属氧化物)。或者，二氧化铈磨料颗粒可含有改性剂和/或掺杂剂(如其它金属氧化物)。在某些情况下，这些金属氧化物可与二氧化铈反应。二氧化铈可与两种或多种金属氧化物改性剂结合使用。这些金属氧化物可与二氧化铈反应，形成反应产物。一般来说，如果二氧化铈磨料颗粒含有另一种金属氧化物，二氧化铈相一般较好是主相。
氧化锆磨料颗粒也可用于本发明中所用的磨料制品中。氧化锆磨料颗粒可用熔融法或烧结法制成。另外，氧化锆可以是四方晶形、单钭晶形或四方晶形和单钭晶形的混合物。象二氧化铈磨料颗粒一样，氧化锆磨料颗粒可基本上不含改性剂和掺杂剂，或可含有这些材料。合适的金属氧化物包括在二氧化铈一节中所述的氧化物以及二氧化铈本身。一种优选的金属氧化物改性剂是氧化钇。一般来说，如果氧化锆颗粒含有另一种金属氧化物，氧化锆相一般较好是主相。
磨料制品也可含有两种或多种不同类磨料颗粒的混合物。这种混合物可含有“硬质”无机磨料颗粒和“软性”磨料颗粒的混合物或两种“软性”磨料颗粒的混合物。在两种或多种不同磨料颗粒的混合物中，单个磨料颗粒可具有相同的平均粒度，或具有不同的平均粒度。
磨料颗粒也可有与之相关的形状。这种形状的实例包括棒形、三角形、棱锥形、圆锥形、实心球形、空心球形等。或者，磨料颗粒可随机地成形，例如象块形或针形。在某些情况下，较好包括用于对磨料颗粒表面进行改性的添加剂。这些添加剂可改善磨料颗粒在粘结剂前体中的分散性和/或改善与粘结剂前体和/或粘结剂的粘合性。表面处理也可改变或改善所得磨料颗粒的磨削性能。表面处理也可大大降低用于制备磨料制品的浆料的粘度，从而提供更容易的制造方法。较低的粘度也可在浆料中加入更多量的磨料颗粒。表面处理的另一种潜在的优点是减少在磨料制品制造过程中磨料颗粒的聚集。
磨料颗粒用表面处理剂处理时，其用量可最高达25％重量，仅以磨料颗粒的重量为基准。当磨料颗粒用表面处理剂处理时，其用量约为0.5-10％重量，仅以磨料颗粒的重量为基准。
合适表面改性添加剂的实例包括湿润剂(有时也称为表面活性剂)和偶合剂。偶合剂可在粘结剂与磨料颗粒间产生缔合桥。偶合剂也可在粘结剂与填料颗粒间形成缔合桥(在某种程度上)。合适偶合剂的实例包括硅烷、钛酸酯(盐)和锆铝酸酯(盐)。市售偶合剂的实例包括购自OSI的“A174”和“A1230”。市售分散剂的一个实例是购自Kenrich Petrochemicals，商品名称为“KR-TTS”的钛酸异丙基三异硬脂酰基酯。
在制造磨料制品时，有各种方法将偶合剂加入到浆料中。例如，可将偶合剂直径加入到粘结剂前体中。磨料颗粒可含有0-30％，较好0.1-25％重量的偶合剂。在另一种方法中，在将磨料颗粒加入到磨料制品中之前，将偶合剂涂覆在磨料颗粒的表面。磨料颗粒可含有最高达3％重量的偶合剂，以磨料颗粒和偶合剂的总重量为基准。
也可以用一种以上偶合剂处理磨料颗粒，或将第一种偶合剂用于磨料颗粒，然后将第二种不同的偶合剂用于填料颗粒(如下所述)。
如果将二氧化铈用作磨料颗粒，在将其加入粘结剂前体之前可用偶合剂处理二氧化铈。这种偶合剂的实例是钛酸异丙基三异硬脂酰基酯。
表面活性剂也可用作添加剂。表面活性剂的实例包括金属链烷醇盐、聚氧化亚烃、长链脂肪酸盐等。表面活性剂可以是阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、或非离子表面活性剂，只要表面活性剂能与磨料颗粒和粘结剂前体相容。优选表面活性剂的实例包括购自Byk Chemie，Wallingford，CT的商品名称为“Disperbyk 111”的阴离子分散剂和购自ICI Chemicals，ofWilmington，DE的商品名称为“Hypermer KD2”的聚环氧乙烷基分散剂。在某些情况下，在磨料颗粒的制造过程中，由磨料颗粒的制造商涂覆表面处理剂。例如，在制造磨料颗粒时，可在碾碎和/或筛分/分级过程中涂覆表面处理剂。
磨料颗粒可含有能改变所得磨粒研磨性能的表面涂层。这些表面涂层的合适例子例如描述在美国专利5,011,508、1,910,444、3,041,156、5,009,675、4,997,461、5,213,591、5,085,671和5,042,991中。磨料颗粒也可含有多重涂层。
3.填料颗粒
由于各种原因，磨料制品还可任选地含有填料颗粒。填料可改变磨料制品的磨耗性。在某些使用合适填料和用量的情况下，填料可降低磨料制品的磨耗性。相反，在某些使用合适填料和用量的情况下，填料可增加磨料制品的磨耗性。也可选择填料，减少磨料制品的成本，改变浆料的流变性、和/或改变磨料制品的研磨性能。应选择填料，使之不损害所需的平整标准。
填料是不会显著磨损半导体晶片表面的颗粒材料。因此，一种材料是否可作为“填料”将取决于所处理的具体半导体晶片表面。一种材料在一种半导体晶片表面上可用作填料，而在不同半导体晶片表面上则用作磨料颗粒。
填料颗粒的平均粒度一般为0.1-50微米，较好为1-30微米。另外，填料的莫氏硬度一般小于5，较好小于4，最好小于3，虽然不在此硬度范围内的填料也可使用。对本发明的有用的填料的实例包括：金属碳酸盐(如碳酸钙(白垩、方解石、泥灰、石灰华、大理石和石灰石)、碳酸钙镁、碳酸钠、碳酸镁)、二氧化硅(石英、玻璃珠、玻璃泡和玻璃纤维)、硅酸盐(如滑石、蒙脱土之类的粘土、长石、云母、硅酸钙、偏硅酸钙、硅铝酸钠和硅酸钠)、金属硫酸盐(如硫酸钙、硫酸钡、硫酸钠、硫酸铝钠、硫酸铝)、石膏、蛭石、木粉、三水合铝、炭黑、一些金属氧化物(如氧化钙(石灰)、氧化铝、氧化锡(如二氧化锡)、二氧化钛、金属亚硫酸盐(如亚硫酸钙)、热塑性颗粒(如聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚酯、聚乙烯、聚砜、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚丙烯、缩醛聚合物、聚氨酯、尼龙粒子)和热固性颗粒(如酚醛树脂泡、酚醛树脂珠、聚氨酯泡沫粒子、酚醛树脂、氨基塑料树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、蜜胺-甲醛树脂、丙烯酸酯树脂、丙烯酸化异氰脲酸酯树脂、脲-甲醛树脂、异氰脲酸酯树脂、丙烯酸化聚氨酯树脂、丙烯酸化环氧树脂等)。填料也可以是卤化盐之类的盐。卤化盐的实例包括氯化钠、钾冰晶石、钠冰晶石、铵冰晶石、四氟硼酸钾、四氟硼酸钠、氟化硅、氯化钾、氯化镁。金属填料的实例包括锡、铅、铋、钴、锑、镉、铁、钛。其它各种填料包括硫、有机硫化合物、石墨、氮化硼和金属硫化物。上述填料的实例仅是代表性地列出某些有用的填料，而不是包括所用有用的填料。
一种有用的填料是碳酸钙。其它有用的填料包括硅酸盐，如硅酸镁、硅酸铝和硅酸钙。碳酸钙的平均粒度范围为0.01-15微米，较好为0.05-10微米。在某些情况下，为了获得较宽的粒度分布，较好使用两种或多种粒度不同的碳酸钙填料的混合物。
填料上可涂布在磨料颗粒一章中所述的表面处理剂。碳酸钙填料颗粒所用的表面活性剂的一个实例是购自ICI Chemical Inc.的“LP1”。
含有二氧化铈磨料颗粒和一种或多种填料颗粒的磨料组合物可用于修整含金属氧化物(如含二氧化硅)的半导体晶片表面。为在平整后在半导体晶片上产生所需的表面光洁度，二氧化铈磨料颗粒的平均粒度较好为0.02-2微米。
用于修整含金属氧化物(如含二氧化硅)的半导体晶片表面的一种磨料组合物含有平均粒度约为0.5微米的二氧化铈磨料颗粒以及粒度分布为0.1-10微米和平均粒度大于5微米的碳酸钙填料。二氧化铈颗粒和碳酸钙颗粒的总粒度分布可在粘结剂中产生较宽分布和高密度的颗粒。
也可用于按本发明修整含金属氧化物(如含二氧化硅)的半导体晶片表面的第二种组合物含有氧化锆和碳酸钙之类的填料。在另一些情况下，磨料制品可含有氧化锆和二氧化铈磨料颗粒的混合物以及碳酸钙之类任选的填料。类似地，磨料制品可含有氧化锆和二氧化硅磨料颗粒的混合物以及碳酸钙之类任选的填料。或者，磨料制品可含有氧化锆、铈盐及碳酸钙之类任选填料的混合物。同样，磨料制品可含有氧化锆磨料颗粒、二氧化硅配位剂(complexing agent)以及碳酸钙之类任选填料的混合物。
4.粘结剂
有机树脂
用于本发明磨料制品的粘结剂较好由有机粘结剂前体形成。粘结剂前体具有其流动性足以可供涂布，然后可被凝固的相。凝固可通过固化(如聚合和/或交联)和/或干燥(如排出液体)或冷却而实现。该前体可以含有机溶剂、含水或100％固体(即基本上不含溶剂)的组合物。热塑性材料、热固性材料以及它们的混合物都可用作粘结剂前体。
在许多情况下，研磨涂层由含磨料颗粒和粘结剂前体混合物的浆料制成。按重量计，研磨涂层可含有1-90份的磨料颗粒和10-99份的粘结剂。研磨涂层较好含有约30-85份的磨料颗粒和约15-70份的粘结剂。研磨涂层更好含有约40-70份的磨料颗粒和约30-60份的粘结剂前体。
粘结剂前体较好是可固化的有机材料(即暴露在热和/或其它能源(如电子束、紫外光、可见光等)下或加入化学催化剂、水汽等时能进行聚合和/或交联的材料)。粘结剂前体的实例包括氨基树脂(如氨基塑料树脂)，如烷基化的脲-甲醛树脂、蜜胺-甲醛树脂和烷基化的苯并胍胺-甲醛树脂；丙烯酸类树脂(包括丙烯酸酯树脂和甲基丙烯酸酯树脂)，如丙烯酸乙烯酯树脂、丙烯酸化环氧树脂、丙烯酸化聚氨酯、丙烯酸化聚酯、丙烯酸化丙烯酸类树脂、丙烯酸化聚醚、乙烯基醚树脂、丙烯酸化油和丙烯酸化聚硅氧烷；聚氨酯醇酸树脂之类的醇酸树脂、聚酯树脂、活性聚氨酯树脂、酚醛树脂A和酚醛清漆树脂之类的酚醛树脂、酚醛树脂/胶乳树脂、双酚环氧树脂之类的环氧树脂、异氰酸酯树脂、异氰脲酸酯树脂、聚硅氧烷树脂(包括烷基烷氧基硅烷树脂)、活性乙烯基树脂等。这些树脂可以是单体、低聚物、聚合物或它们的混合物。
两种酚醛树脂(酚醛树脂A和酚醛清漆树脂)都可使用。酚醛树脂A中甲醛与酚的摩尔比大于或等于1，一般为1.5∶1.0-3.0∶1.0。酚醛清漆树脂中甲醛与酚的摩尔比小于或等于1∶1。市售酚醛树脂的实例包括商品名称为“Durez”和“Varcum”、购自Occidental Chemicals Corp.的酚醛树脂；商品名称为“Resinox”、购自Monsanto的酚醛树脂；商品名称为“Arofene”、购自AshlandChemical Co.的酚醛树脂以及商品名称为“Arotap”、购自Ashland Chemical Co.的酚醛树脂。
适用作粘结剂前体的胶乳树脂的实例包括丙烯腈-丁二烯乳状液、丙烯酸类乳状液、丁二烯乳状液、丁二烯-苯乙烯乳状液和它们的混合物。这种胶乳树脂可在各种商品名称下购自许多不同的厂商，包括：购自Rohm and Haas Company的“Rhoplex”和“Acrylsol”、购自Air Products & Chemicals Inc.的“Flexcryl”和“Valtac”、购自Reichold Chemical Co.的“Synthemul”和“Tylac”、购自B.F.Goodrich的“Hycar”和“Goodrite”、购自Goodyear Tire and RubberCo.的“Chemigum”、购自ICI的“Neocryl”、购自BASF的“Butafon”和购自Union Carbide的“Res”。也可将胶乳树脂与酚醛树脂或其它热固性树脂混合，形成粘结剂前体。
粘结剂前体也可以是脲-甲醛树脂，如美国专利5,486,219中所述的脲-甲醛树脂。
有用的环氧树脂的特征是具有环氧乙烷环，并可进行开环聚合。这些树脂包括单体环氧树脂和低聚物环氧树脂。这些树脂的主链和取代基的性质变化很大。例如，主链可以是通常在环氧树脂中发现的任何常规主链，主链上的取代基可以是不含能在室温下与环氧乙烷环反应的活性氢原子的任何基团。可接受的环氧取代基的代表性实例包括卤素、酯基、醚基、磺基、硅氧烷基、硝基和磷酸基。优选环氧树脂的实例包括2，2-二(4-(2，3-环氧丙氧基)-苯基)丙烷(双酚A的二缩水甘油醚)和以商品名称“Epon 828”、“Epon 1004”和“Epon 1001F”购自ShellChemical Co.的物质；以及以商品名称“DER-331”、“DER-332”和“DER-334”购自Dow Chemical Co.的物质。其它合适的环氧树脂包括酚甲醛线型酚醛清漆树脂的缩水甘油醚(如购自Dow Chemical Co.的“DEN-431”和“DEN-428”)。
烯类不饱和粘结剂前体的实例包括具有侧链α、β不饱和羰基的氨基塑料单体或低聚物、烯类不饱和单体或低聚物、丙烯酸化异氰脲酸酯单体、丙烯酸化聚氨酯低聚物、丙烯酸化环氧单体或低聚物、烯类不饱和单体或稀释剂、丙烯酸酯分散体以及它们的混合物。
每个氨基塑料粘结剂前体分子或低聚物，至少有一个侧链α、β不饱和羰基。这些材料进一步描述在美国专利4,903,440和5,236,472中。
烯类不饱和单体或低聚物可以是单官能的、双官能的、三官能的、四官能的或更高官能的，而且包括丙烯酸酯基单体和甲基丙烯酸酯基单体。烯类不饱和粘结剂前体包括含有碳原子、氢原子和氧原子以及任选的氮原子和卤素原子的单体和聚合的化合物。氧原子或氮原子或两者一般存在于醚基、酯基、氨酯基、酰胺基和脲基中。合适的烯类不饱和化合物的分子量较好小于4000，较好是由含脂族单羟基或脂族多羟基的化合物与不饱和羧酸(如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、异巴豆酸、马来酸等)反应制成的酯。烯类不饱和单体的代表性实例包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯、二乙烯基苯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟丁酯、乙烯基甲苯、乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、三甘醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯。其它烯类不饱和物质包括单烯丙基、多烯丙基和多甲基烯丙基的羧酸酯和酰胺，如邻苯二甲酸二烯丙基酯、己二酸二烯丙基酯和N，N-二烯丙基己二酰二胺。其它含氮化合物包括异氰脲酸三(2-丙烯酰氧基乙)酯、1，3，5-三(2-甲基丙烯酰氧基乙)-s-三嗪、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮和N-乙烯基哌啶酮。
可用的(如与二官能或三官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体或与酚醛树脂或环氧树脂结合使用)合适单官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的实例包括丙烯酸月桂酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯、甲基丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸硬脂基酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异癸酯、聚乙二醇单丙烯酸酯和聚丙二醇单丙烯酸酯。
也可配制含丙烯酸酯树脂和环氧树脂混合物的粘结剂前体，如美国专利4,751,138中所述的粘结剂前体。
具有至少一个侧链丙烯酸酯基的异氰脲酸酯衍生物和具有至少一个侧链丙烯酸酯基的异氰酸酯衍生物进一步描述在美国专利4,652,274中。优选的异氰脲酸酯物质是异氰脲酸三羟乙酯的三丙烯酸酯。
丙烯酸化聚氨酯是羟基为端基的异氰酸酯伸长的(extended)聚酯或聚醚的二丙烯酸酯。市售丙烯酸化聚氨酯的实例包括以商品名称“UVITHANE 782”购自Morton Chemical的聚氨酯；以商品名称“CMD 6600”、“CMD 8400”和“CMD 8805”购自UCB Radcure Specialties，Smyrna，GA的聚氨酯；购自Henkel Corp.，Hoboken，NJ的“PHOTOMER”树脂(如PHOTOMER 6010)；购自UCB RadcureSpecialties的“EBECRYL 220”(分子量为1000的六官能芳族丙烯酸化聚氨酯)、“EBECRYL 284”(用1，6-己二醇二丙烯酸酯稀释的分子量为1200的脂族二丙烯酸化聚氨酯)、“EBECRYL 4287”(分子量为1600的芳族二丙烯酸化聚氨酯)、“EBECRYL 4830”(用四甘醇二丙烯酸酯稀释的分子量为1200的脂族二丙烯酸化聚氨酯)、“EBECRYL 6602”(用三羟甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯稀释的分子量为1300的三官能芳族丙烯酸化聚氨酯)和“EBECRYL 840”(分子量为1000的脂族二丙烯酸化聚氨酯)；以及购自Sartomer Co.，Exton，PA的“SARTOMER”树脂(如SARTOMER 9635、9645、9655、963-B80、966-A80等)。
丙烯酸化的环氧树脂是环氧树脂的二丙烯酸酯，如双酚A环氧树脂的二丙烯酸酯。市售的丙烯酸化环氧树脂的实例包括以商品名称“CMD 3500”、“CMD 3600”和“CMD 3700”购自UCB Radcure Specialties的丙烯酸化环氧树脂。
粘结剂前体也可含有丙烯酸化聚酯树脂。丙烯酸化的聚酯是丙烯酸与二元酸/脂族二醇基聚酯的反应产物。市售的丙烯酸化聚酯的实例包括以商品名称“PHOTOMER 5007”(分子量为2000的六官能丙烯酸酯)和“PHOTOMER 5018”(分子量为1000的四官能四丙烯酸酯)购自Henkel Corp.的丙烯酸化聚酯；以及以商品名称“EBECRYL 80”(分子量为1000的四官能改性聚酯丙烯酸酯)、“EBECRYL450”(脂肪酸改性的聚酯六丙烯酸酯)和“EBECRYL 830”(分子量为1500的六官能聚酯丙烯酸酯)购自UCB Radcure Specialties的丙烯酸化聚酯。
烯类不饱和稀释剂或单体的实例可在美国专利5,236,472和美国专利申请08/474,289中找到。在某些情况下，这些烯类不饱和稀释剂是有用的，因为它们可与水相容。其它活性的稀释剂揭示于美国专利5,178,646中。
粘结剂前体也可含有丙烯酸酯基分散体(acrylate-based dispersion)。所述的丙烯酸酯基分散体含有借助于分散剂悬浮在水中的大量丙烯酸酯基液滴。每个丙烯酸酯基液滴含有至少一个丙烯酸酯官能团，一般两个，有时三个或四个丙烯酸酯官能团。固化时，在这些丙烯酸酯官能团部位发生聚合或交联。丙烯酸酯基液滴本身通常不能溶解在水中，而倾向于与水相分离。然而，加入分散剂，可使得丙烯酸酯基液滴能被分散或悬浮在水中。借助于分散剂，丙烯酸酯基液滴在水中形成一相。丙烯酸酯基液滴较好均匀分散或悬浮在水中。
分散剂可以是乳化剂。有三大类乳化剂：阳离子乳化剂、阴离子乳化剂和非离子乳化剂。阳离子乳化剂的实例包括季铵盐。阴离子乳化剂包括三乙胺和磺化物质。非离子乳化剂的实例包括商品名称为“Triton X-100”的市售壬基酚乙氧基化物。乳化剂的浓度一般占丙烯酸酯基分散体的0.01-15％，较好占0.1-2％。
或者，丙烯酸酯基单体可以是自乳化的，从而不需要附加的分散剂。例如，丙烯酸酯基单体可含有极性基团，与水混合时，它可自乳化成丙烯酸酯基液滴。这些丙烯酸酯基液滴然后悬浮在水中。关于丙烯酸酯分散体的其它细节可参见美国专利5,378,252。
一般来说，磨料制品最好在整个使用期间具有基本上相同的磨削速率。在某些情况下，操作的结果，粘结剂可能迁移到研磨涂层的外表面上，从而实际上在磨料制品的外表面上形成粘结剂薄膜。虽然不想与任何理论相联系，但可相信这种粘结剂薄膜可能影响磨料制品的磨削能力。当新的磨料制品第一次用于平整半导体晶片时，与外层粘结剂薄膜已磨损掉的磨料制品的磨削速率相比，这种磨料制品可能具有较低的磨削速率。解决这个问题的一种方法是在用于平整半导体晶片之前对新的磨料制品进行整理，虽然并不希望进行这种整理，因为整理需要额外的步骤。较好配制能减少这种粘结剂薄膜的浆料。虽然并不想与任何理论相联系，但相信减少固化过程中粘结剂迁移的一种方法是在粘结剂中含有高体积浓度的磨料颗粒和/或填料。这种高体积浓度是以在粘结剂中磨料颗粒和/或填料的填充方式使得磨料颗粒和/或填料本身，即没有粘结剂存在时的孔隙最小为基础的。这种高体积浓度可能减少固化时粘结剂迁移的途径。使磨料颗粒和/或填料获得这种高填充密度的一个方法是使用宽粒度分布的磨料颗粒和/或填料。在宽的粒度分布中，较小的颗粒可能填充在较大颗粒之间。然而，较大颗粒不应在半导体晶片表面上产生不合需要的粗划痕。
虽然不想与任何理论相联系，但相信另一种减少固化时粘结剂迁移的方法是使用加入浆料之前已部分聚合的粘结剂前体。这种部分聚合的粘结剂前体可的流动性较小，因此，在粘结剂前体完全聚合或固化时应较少迁移。一种可部分聚合的粘结剂前体是丙烯酸酯单体。然而，粘结剂前体不应聚合到加入浆料时所得浆料的粘度过分高的程度。
可部分聚合的丙烯酸酯单体的实例是丙烯酸异辛酯。也可使用部分聚合的烯类不饱和单体与另一种烯类不饱和单体和/或缩聚固化粘结剂的混合物。关于部分聚合的烯类不饱和单体的其它细节可参见美国专利5,256,170。
也可使用热塑性粘结剂。合适的热塑性粘结剂的实例包括：聚酰胺(尼龙)、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚氨酯、聚醚酰亚胺、聚砜、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、缩醛聚合物、聚氯乙烯以及它们的混合物。
也可使用水溶性粘结剂前体，它还可与热固性树脂进一步混合。为获得对于特定平整操作具有适当磨耗度的研磨表面，需选择粘结剂前体的用量和类型。水溶性粘结剂前体的实例包括聚乙烯醇、皮胶和水溶性纤维素醚(如羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素和羟乙基甲基纤维素)。关于这种化学的其它细节可参阅美国专利4,255,164。
以下的讨论涉及制造粘结剂时可加入有机树脂中的物质。
增塑剂
研磨涂层可任选地含有增塑剂。一般而言，加入增塑剂可增加磨料制品的磨耗性，降低的粘结剂的总硬度。在某些情况下，增塑剂可用作粘结剂前体的稀释剂。为减少相分离，增塑剂较好与粘结剂相容。合适增塑剂的实例包括聚乙二醇、聚氯乙烯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸烷基苄基酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、纤维素酯、邻苯二甲酸酯、硅油(如美国专利5,453,312中所述的硅油)、己二酸酯、癸二酸酯、多元醇、多元醇衍生物、磷酸叔丁基苯基二苯基酯、磷酸三(甲苯酯)、蓖麻油、以及它们的混合物。优选的增塑剂是邻苯二甲酸酯衍生物。
增塑剂的用量较好至少为25％，更好为40-75％重量，以树脂和增塑剂的总重量为基准。选择具体的重量百分数，以获得所需的磨耗度。例如，增塑剂的用量不应高得使所制成的磨料制品太易磨耗。另外，有时如果加入太多的增塑剂，磨料制品中与聚酯薄膜背衬相结合的底漆层和研磨涂层间的粘合性就会很低。
虽然不想与任何理论相联系，但相信在半导体晶片平整过程中水溶性或水溶胀增塑剂至少可从研磨涂层中部分渗透出来。当发生渗透时，假定它可增加研磨涂层总的磨耗性。因此在某些情况下，较好使用水溶性或水溶胀的增塑剂。
引发剂
在含有烯类不饱和单体和低聚物的粘结剂前体的情况下，可以使用聚合引发剂。它的实例包括有机过氧化物、偶氮化合物、醌、亚硝基化合物、酰卤化物、腙、巯基化合物、吡喃翁化合物、咪唑、氯三嗪、苯偶姻、苯偶姻烷基醚、二酮、苯某酮以及它们的混合物。合适的市售紫外光活化光引发剂的实例的商品名称例如是购自Ciba Geigy Company的“Irgacure 651”和“Irgcure 184”以及购自Merck的“DAROCUR 1173”。合适的可见光活化的引发剂的实例可在美国专利4,735,632中找到。另一种可见光活化的光引发剂的商品名称为“IRGACURE 369”，购自Ciba Geigy Company。
在光致聚合情况下，引发剂体系也可含有感光剂。它的实例包括具有羰基或叔氨基的化合物以及它们的混合物。具有羰基的优选化合物包括二苯酮、苯乙酮、苯偶酰、苯甲醛、邻氯苯甲醛、呫吨酮、噻吨酮、9，10-蒽醌以及其它可用作感光剂的芳族酮。优选的叔胺包括甲基二乙醇胺、乙基二乙醇胺、三乙醇胺、苯基甲基乙醇胺和苯甲酸二甲氨基乙酯。市售的感光剂实例包括例如以商品名称“Quanticure ITX”、“Quanticure QTX”、“Quanticure PTX”和“QuanticureEPD”购自Biddle Sawyer Corp.的感光剂。感光剂或光引发剂体系的用量一般为0.01-10％重量，更好为0.25-4.0％重量，以粘结剂前体中树脂组分(即单体和/或低聚物)的重量为基准。
引发剂的用量一般为0.1-10％，较好为2-4％重量，以粘结剂前体中树脂组分的重量为基准。另外，较好在加入磨料颗粒和/或填料颗粒之类颗粒材料之前将引发剂分散(较好均匀分散)在粘结剂前体中。
一般来说，较好将粘结剂前体暴露在辐射能，较好在紫外光或可见光之下，形成最终的粘结剂。在某些情况下，一些磨料颗粒和/或一些添加剂会吸收紫外光和可见光，这样就难于适当地固化粘结剂前体。例如在二氧化铈磨料颗粒和碳化硅磨料颗粒的情况下就会发生这种现象。现已相当出人意料地发现使用含磷酸酯的光引发剂，特别是含酰基氧化膦的光引发剂，能解决这个问题。这种光引发剂的实例是2，4，6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦。它可以商品名称“Lucirin TPO”购自BASF公司。其它市售酰基氧化膦的实例包括购自Merck的“Darocur 4263”和“Darocur 4265”。
在某些粘结剂体系(例如以环氧化物或乙烯基醚为原料的粘结剂)中，可用阳离子引发剂引发聚合。它的实例包括鎓阳离子盐(如芳基锍盐)以及离子芳烃体系之类的有机金属盐。具体的实例揭示在美国专利4,751,138、5,256,170、4,985,340和4,950,696中。
也可使用双固化(dual-cure)和混合固化(hybrid-cure)体系。在双固化体系中，固化通过相同或不同的反应机理在两个独立的步骤中进行。在混合固化体系中，在紫外光/可见光或电子束辐射照射下两种固化机理同时进行。
其它添加剂
浆料还可含有添加剂，如磨料颗粒表面改性添加剂、偶合剂、填料、膨胀剂、纤维、抗静电剂、引发剂、悬浮剂、润滑剂、湿润剂、表面活性剂、颜料、染料、UV稳定剂、配位剂、链转移剂、促进剂、催化剂和活化剂。对这些物质的用量进行选择，以提供所需的性质。
为提高磨料制品的磨耗性，可加入膨胀剂。膨胀剂可以是能增加研磨涂层体积的任何物质。使用膨胀剂时，磨料颗粒的平均粒度较好小于30微米。
合适膨胀剂的实例包括蒸汽、溶胀溶剂、氮气、二氧化碳气体、空气、戊烷、己烷、庚烷、丁烯、CFCl3、C2F3Cl3、蛭石、甲苯二异氰酸酯、4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、1，6-己二异氰酸酯或可与水反应产生二氧化碳气体的聚氨酯预聚物。其它合适的膨胀剂包括分解型膨胀剂，如碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸氢钠、二硝基亚戊基四胺、偶氮二酰胺、偶氮二异丁腈、肼化合物，如马来酰肼、草酰肼、苯磺酰肼、甲苯磺酰肼、p，p′-羟基二(苯磺酰肼)和叔烷基肼盐。两种或多种膨胀剂可相互组合使用。膨胀剂的实例是以商品名称“Expancel 551”购自Kema NobelCompany，Sundsvall，Sweden的膨胀珠。
抗静电剂的实例包括石墨、炭黑、氧化钒、导电聚合物、湿润剂等。这些抗静电剂揭示在美国专利5,061,294、5,137,542和5,203,884中。
悬浮剂的实例是表面积小于150米2/克的无定形二氧化硅颗粒。它可购自DeGussa Corp.，商品名称为“OX-50”。加入悬浮剂可降低浆料的总粘度。悬浮剂的用途进一步描述在美国专利5,368,619中。
合适润滑剂的实例包括脂肪酸的金属盐(如硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸锂)、石墨、蜡、乙二醇醚、甘油、硅氧烷化合物以及它们的混合物。也可使用封铸润滑剂，如美国专利3,502,453中所述的封铸润滑剂。
链转移剂的实例包括四溴化碳和G.Odian编写由Wiley-Interscience，NewYork于1991年出版的“聚合原理”中所述的其它链转移剂。
合适配位剂(特别是在含二氧化硅的半导体晶片表面的情况下)的实例包括NH4HCO3之类的铵盐、单宁酸、儿茶酚、[Ce(OH)(NO)3]；Ce(SO4)2、邻苯二甲酸、水杨酸等。这些配位剂可以是能加入浆料中的颗粒。
浆料中可加入水和/或有机溶剂。选择水和/或有机溶剂的用量，以获得所需的涂料粘度。一般来说，水和/或有机溶剂应与粘结剂前体相容。前体聚合后，可将水和/或有机溶剂除去，或保留在粘结剂中。为提高研磨表面的磨耗性，也可加入聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、纤维素基颗粒之类水溶性和/或水敏感的添加剂。
陶瓷体粘结剂
另一类合适的粘结剂是陶瓷体粘结剂(ceramer binder)。“陶瓷体”一词用于表明含有如下至少一种组分的可固化材料：1)陶瓷前体或陶瓷颗粒(即金属氧化物颗粒)和2)至少一种粘结剂前体组分(即聚合物的前体)。固化的陶瓷体由含如下组分的陶瓷体粘结剂前体制成：1)分散液体、2)粘结剂前体和3)分散在分散液体和粘结剂前体中的非团聚胶态金属氧化物颗粒。分散液体可以是水(包括自来水、蒸馏水和去离子水)或有机溶剂(包括醇的水溶液、低级脂肪醇、甲苯、乙二醇、二甲基乙酰胺、甲酰胺以及它们的混合物)。优选的分散液体是水，较好是蒸馏水或去离子水。分散液体中含水量至少占分散液体总量(即包括水、粘结剂前体和非胶态的金属氧化物颗粒)的10％重量，较好至少占12％重量，更好至少占15％。优选的粘结剂前体包括烯类不饱和单体、烯类不饱和低聚物、环氧树脂以及它们的混合物。
合适的胶态金属氧化物颗粒是能分散在液体介质中形成溶胶的非团聚金属氧化物颗粒。这些金属氧化物颗粒的平均粒度为5-1000纳米，较好为10-100纳米，更好为10-50纳米。在某些情况下，这些细小的金属氧化物颗粒会由于粒间相互作用而团聚。因此，这些金属氧化物团粒的粒度将大于单个金属氧化物颗粒的粒度。这些金属氧化物的粒度范围是优选的，因为易于将金属氧化物颗粒分散在粘结剂前体中，而且由所得磨料制品产生的表面光洁度良好。
金属氧化物溶胶颗粒可由处于任何氧化态的金属氧化物制成。优选的金属氧化物的实例包括二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化铬、五氧化二锑、氧化钒、二氧化铈、二氧化钛。其中二氧化硅是最优选的。一般认为硅是非金属。然而，就本发明而言，认为硅是一种金属。
胶态金属氧化物颗粒是以溶胶，而不是以粉末或凝胶供应。在溶胶状态，胶态金属氧化物颗粒被分散在液体介质中。当胶态金属氧化物颗粒被分散在水中时，这些颗粒由于每个颗粒表面上的共同电荷而稳定，这些电荷促进分散，而不是促进团聚。带相同电荷的颗粒相互排斥，从而减少团聚。相反，在粉末状态中，如在煅制二氧化硅或硅胶中，不带电荷的胶颗粒会团聚成网状聚合物，从而当与陶瓷体的有机组分混合时不能产生均匀的颗粒分散体。陶瓷体易于与含有粘结剂前体但填充了团聚金属氧化物胶粒的其它材料相区分。当由溶胶形成陶瓷体中金属氧化物胶粒时，即使金属氧化物胶粒的填充量超过50％重量，陶瓷体仍为自由流动的液体。相反，当由溶胶产生的金属氧化物胶粒被相同重量分数的团聚金属氧化物胶粒替代时，产生润湿的粉末。
用于制备陶瓷体的溶胶可用本领域中已知的方法制备。以溶胶形式分散在水溶液中的胶态二氧化硅也可购得，其商品名称为“LUDOX”(E.I.Dupont deNemours and Co.，Inc.Wilmington，DE)、“NYACOL”(Nyacol Co.，Ashland，MA)和“NALCO”(Nalco Chemical Co.，Oak Brook，IL)。非水二氧化硅溶胶(也称为二氧化硅有机溶胶)也可购得，其商品名称为“NALCO 1057”(2-丙氧基乙醇中的二氧化硅溶胶)和“MA-ST”、“IP-ST”和“EG-ST”(Nissan Chemical Industries，Tokyo，Japan)。其它氧化物的溶胶也可购得，如“NALCO ISJ-614”和“NALCOIS1-613”氧化铝溶胶和“NYACOL 10/50”氧化锆溶胶。这些胶态二氧化硅溶胶可含有10-85％重量的水，一般为25-60％重量的水。也可使用两种或多种不同的胶态二氧化硅。
在陶瓷体中，含有用偶合剂官能化的非团聚金属氧化物颗粒的陶瓷体在加工性能上优于含有没有用偶合剂官能化的非团聚金属氧化物颗粒的陶瓷体。这些偶合剂可以是有机硅烷(如3-甲基丙烯酰氧基烷基三甲氧基硅、甲基丙烯酰氧基烷基三甲氧基硅、苯基三氯化硅、苯基三甲氧基硅、苯基三乙氧基硅、乙烯基三甲氧基硅、乙烯基三乙氧基硅、甲基三甲氧基硅、甲基三乙氧基硅、丙基三甲氧基硅、丙基三乙氧基硅、辛基三乙氧基硅以及它们的混合物)、钛酸酯(如钛酸异丙基三异硬脂酰基酯)、锆铝酸酯(盐)以及它们的混合物。含有用偶合剂官能化的金属氧化物胶粒的陶瓷体可能比没有用偶合剂官能化的陶瓷体具有更低的粘度。粘度的降低可以让陶瓷体粘结剂前体比含非官能化金属氧化物胶粒的陶瓷体填充更多的磨料颗粒，而且仍能形成可涂布或可加工的混合物。为让含陶瓷体和磨料颗粒的混合物保持可涂布性，金属氧化物胶粒所需的的官能化程度在很大程度上取决于金属氧化物胶粒的浓度、粘结剂前体的性质和偶合剂的类型。如果没有加入足够的偶合剂，陶瓷体中的金属氧化物颗粒就不能适当地被分散，这样可能增加陶瓷体的总粘度。相反，如果加入太多的偶合剂，就可能增加总的成本和/或使陶瓷体凝胶化。同样，如果偶合剂是三官能的，太多的三官能偶合剂会使陶瓷体过早凝胶化。
偶合剂应与粘结剂前体的化学相容。如果偶合剂不能与粘结剂前体相容，就可能存在相分离，或陶瓷体凝胶化。有时制成陶瓷体后马上发生凝胶化，而其它情况下，制成陶瓷体后几小时内才发生这种凝胶化。陶瓷体较好在至少24小时内具有稳定的粘度。
在某些情况下，为了适当地降低粘度和提供与粘结剂前体合适的相容性，可能加入两种偶合剂的混合物。例如当粘结剂前体是丙烯酸羟乙酯而金属氧化物颗粒是二氧化硅时，优选的偶合剂是3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅和含聚环氧乙烷基的三烷氧基硅烷偶合剂(购自OSI，Danbury，CT，商品名称为“A1230”)的混合物。另一种有用的带氨酯基的含聚环氧乙烷基的三烷氧基硅烷偶合剂可由2-异氰基三乙基三乙氧基硅(“A-1310”，购自OSI)与Carbowax PEG 350(分子量约为350的甲氧基封端的聚乙二醇，购自Union Carbide)的反应制得。
陶瓷体粘结剂前体的一般制造方法包括如下步骤：
a)提供在水之类惰性液体中的金属氧化物溶胶，
b)提供含粘结剂前体(较好是烯类不饱和粘结剂前体)和任选的偶合剂及任选的水的分散液体；
c)将金属氧化物溶胶分散到分散液体中；
d)任选地除去一部分惰性液体，形成陶瓷体粘结剂前体。
在优选的方式中，陶瓷体粘结剂前体含有至少5％，较好至少10％重量，更好至少为12％重量，最好至少为15％重量的水，以水和粘结剂前体混合物的重量为基准。
优选的用于陶瓷体的粘结剂前体选自烯类不饱和单体、烯类不饱和低聚物、环氧树脂以及它们的混合物。更优选的粘结剂前体是烯类不饱和单体。许多烯类不饱和粘结剂前体不能与水相容。因此，优选的烯类不饱和粘结剂前体应能与水相容，甚至可溶解在水中。这种粘结剂前体的实例包括：丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丁酯、甲基丙烯酸羟丁酯、丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺等。
一般来说，陶瓷体中金属氧化物胶粒的浓度可最高达70％重量，优选的浓度范围为15-60％重量。偶合剂可占金属氧化物颗粒重量的1-10％，较好占金属氧化物颗粒重量的1-5％。
制成陶瓷体后，加入磨料颗粒或将其分散在陶瓷体溶胶中，形成浆料。陶瓷体中可加入额外的偶合剂，以提高磨料颗粒在陶瓷体溶胶中的分散性。或者，磨料颗粒已用另一种偶合剂进行了预处理。用于陶瓷体粘结剂前体中金属氧化物颗粒的偶合剂可与用于磨料颗粒的偶合剂相同或不同。同样，制成陶瓷体粘结剂前体后，可与磨料颗粒一起加入引发剂。引发剂可有助于促进粘结剂前体聚合形成粘结剂。
在某些情况下，陶瓷体粘结剂前体可能含有过量的水，即由于某种原因存在过量的水。从加工和/或产品性能来看，这种过量的水可能是不需要的。如果含有过量的水，可用常规技术将其除去。这些技术包括真空汽提、蒸馏等。而真空汽提是优选的。较好在加入磨料颗粒之前将水清除到所需的程度。如果从陶瓷体粘结剂前体中除去太多的水，则难于在陶瓷体粘结剂前体中加入更多的水。
有用浆料的一个实例含有1-50重量份金属氧化物胶粒(较好是二氧化硅颗粒)、2-60重量份烯类不饱和粘结剂前体、0.1-50重量份偶合剂和0.1-50重量份水。在另一个实例中，陶瓷体粘结剂前体含有3-50重量份金属氧化物胶粒(较好是二氧化硅颗粒)、5-35重量份烯类不饱和粘结剂前体、0.1-20重量份偶合剂和1-45重量份水。在另一个实例中，浆料含有5-15重量份金属氧化物胶粒(较好是二氧化硅颗粒)、5-20重量份烯类不饱和粘结剂前体、0.5-6重量份偶合剂和1-20重量份水。
制成浆料后，还需进一步加工，以将粘结剂前体转化或交联成粘结剂，这样浆料被转化为磨料组合物。在该方法中，较好在烯类不饱和粘结剂前体聚合前，没有除去所有的水。虽然不想与任何理论相联系，但相信研磨涂层中存在残留的水和/或除去(一般经蒸发)的水在研磨涂层中产生空隙。同样不想与任何理论相联系，但相信这些残留的水和/或空隙使得磨料组合物具有非常适合于半导体晶片平整的磨耗度。
可能由于存在金属氧化物胶粒，陶瓷体粘结剂可能比许多其它粘结剂更硬。含有这些陶瓷体粘结剂的磨料制品可能具有极好的半导体晶片平整性能。虽然不想与任何理论相联系，但相信可能是硬质粘结剂和可磨耗粘结剂的结合提供了具有这些极佳性能特点的磨料制品。硬质粘结剂可能产生了较高的磨削速率，而由于研磨涂层的易磨耗性不会造成深而粗的划痕。磨料颗粒的排出速度应能减少粗划痕的产生。
5.磨料制品结构
有许多不同形式的三维、有网纹、粘固磨料制品。代表性的实例示意性表示在图4-12中。
一个优选的磨料制品具有许多研磨复合体(如发明概述中所述)。这些研磨复合体可以是精确成形的(如发明概述中所述)或不规则成形的，但优选的是精确成形的研磨复合体。这种精确形状例如可通过如下方法制成，即在背衬上使浆料成形，并同时填充生产工具表面上的空腔时使浆料中的粘结剂前体固化，在下文将详细说明。
这些研磨复合体可具有任何形状。该形状与背衬接触的基面(base side)的表面积一般大于与背衬远离的复合体远端的表面积。复合体的形状可选自许多几何形状，如立方形、圆柱形、棱柱形、矩形、棱锥形、截平棱锥形、圆锥形、截平圆锥形、十字形和具有平顶表面的柱形。另一种形状是PCT WO95/224,436中所述的半球形。所得磨料制品可以具有几种不同的研磨复合体形状。研磨复合体可排成行、螺旋形(spiral)、螺旋线、螺旋形(corkscrew)或方格形，也可以随机排列。
形成研磨复合体的侧面可以与背衬相互垂直，或宽度向远端逐渐减小而呈锥形。如果侧面逐渐变细，就更容易从生产工具的空腔中取出研磨复合体。形成锥形的角度可以为1-75度，较好为2-50度，更好为3-35度，最好为5-15度。较小的角度是优选的，因为它可以沿研磨复合体的高度方向产生更均匀的横截面。因此，该锥度一般是足以从生产工具中取出研磨复合体的大角度和足以形成均匀横截面的小角度的折衷产物。恒定的横截面是优选的，因为它能在平整过程中提供更一致的研磨涂层表面积。这又产生更一致的磨削速率、平坦度和表面光洁度。一个优选的形状是锥度为10-15度的圆柱。
在一个磨料制品中各个研磨复合体的高度较好是相同，但也可以有不同高度的研磨复合体。研磨复合体的高度一般可最高达200微米，较好为25-200毫米。研磨复合体的直径或横截面宽度可以为5-500微米，一般为10-250微米，较好为15-150微米。
在图4所示棱锥体或图12所示的截头棱锥体的情况下，如果是非截头棱锥体，棱锥形状较好有4-5个面，如果是截头棱锥体，棱锥形状较好有5-6个面(包括基面)，虽然也可使用更多的面。当棱锥形或截头棱锥形用作研磨复合体形状时，基面长度一般为100-500微米。
在十字形研磨复合体的情况下，十字形包括两个相互交叉的基本上直线形部件。或者该线条可以是波形或非直线形。两个线条相互交叉的角度可以为1-90度，较好为45-90度。在背衬包括直的侧面的磨料制品实施方案中，两根线条之一可以与背衬侧面相平行。或者，两根线条之一与背衬侧面间的夹角小于180度。对于这种十字形图形，构成十字形的线条长度一般为50-1500微米，较好为100-1000微米，更好为250-800微米。研磨复合体的高度为10-2000微米，较好为25-500微米，更好为50-100微米。锥度为5-30度，较好为10-20度，最好为15-20度。十字形研磨复合体的顶部或最远表面的宽度为10-250微米，较好为25-150微米，更好为50-125微米。
在本申请中所述的任何磨料制品中，所有的研磨复合体可以有基本上相同的形状和尺寸，但各个研磨复合体的取向相对于基准点可以相互不同。如果磨料制品包括背衬，则基准点可以是与背衬侧面上某一点相切的平面。相对于相邻研磨复合体旋转研磨复合体的一个潜在优点是增加了具有某一形状的研磨复合体的填充密度。在某些实施方案中，相对于最近的相邻复合体，相邻研磨复合体的旋转角度为5-355度。在相邻研磨复合体相互旋转的那些实施方案中，相邻研磨复合体的旋转角度一般为30-120度。在一个实施方案中，相邻研磨复合体的相互旋转角度约为45度。在另一个实施方案中，相邻的研磨复合体互为镜像。
所有研磨复合体也可以具有相同的形状和取向。研磨复合体具有不同形状和不同取向的结构也是可能的。
研磨复合体的基面可以相互毗连，或相邻研磨复合体的基面可以相隔某一确定的距离。在某些实施方案中，相邻研磨复合体间的实体接触不超过每个接触研磨复合体的垂直高度的33％。毗连研磨复合体间的实体接触量更好为每个接触研磨复合体垂直高度的1-25％。应该认为，毗连的定义也包括相邻研磨复合体共有一块共同的磨料接合区(abrasive material land)或桥状结构的排列，这种结构接触研磨复合体相对的侧面并延伸在它们之间。这种接合结构(land structure)的高度较好不超过每个相邻研磨复合体垂直高度的33％。这种磨料接合区是用与制造研磨复合体相同的浆料制成。“相邻”的研磨复合体是指在研磨复合体中心间所画的假想直线上没有插入的研磨复合体。
为了如上所述在研磨复合体的突起部分间产生凹面，较好让研磨复合体至少部分相互分离。虽然不想与任何理论相联系，但相信这种分离为液体介质在研磨复合体间自由流动提供了条件。据认为，这种自由流动的液体介质可有助于在半导体晶片平整过程中提高磨削速率、表面光洁度和/或平坦度。
研磨复合体的间隔可以为1研磨复合体/直线厘米(linear cm)至约100研磨复合体/直线厘米，较好为5研磨复合体/直线厘米至约80研磨复合体/直线厘米，更好为10研磨复合体/直线厘米至约60研磨复合体/直线厘米，最好为15研磨复合体/直线厘米至约50研磨复合体/直线厘米。另外，可以改变间距，使一个地方的研磨复合体密度大于另一个地方的密度(如表面中心处的密度可以最大)。
在某些实施方案中，面间隔密度(area spacing density)至少为1200研磨复合体/平方厘米，每个所述的研磨复合体含有许多磨料颗粒和粘结剂。在本发明的另一个实施方案中，研磨复合体的面间隔密度约为1-12000研磨复合体/平方厘米，较好至少为50-7500研磨复合体/平方厘米，更好至少为50-5000研磨复合体/平方厘米。
也可以有暴露的背衬面，即研磨涂层没有覆盖整个背衬表面。这种排列进一步描述在美国专利5,014,468中。
研磨复合体较好按预定的图形进行配置，即将研磨复合体配置在预定的位置。例如，通过在背衬和具有空腔的生产工具间加入浆料而制得的磨料制品中，预定的研磨复合体图形将相应于生产工具的空腔图形。因此，这种图形能一个制品接一个制品地复制下去的。
在一种预定的图形中，研磨复合体排成阵列，这是指研磨复合体按规则排列，如对齐的行和列，或交替地错开的行和列。在某些情况下，一行研磨复合体可直接对齐在第二行研磨复合体的前面。或者一行研磨复合体可以与第二行研磨复合体错开。相邻行研磨复合体较好相互错开。
或者，研磨复合体可按“随机”的阵列或结构排列。这是指研磨复合体不按上述规则排列。例如，研磨复合体可按PCT WO 95/07797和PCT WO 95/22436所述的方式排列。然而，应该认为，这种“随机”排列是一种预定的排列，因为磨料制品上研磨复合体的位置是预定的，而且相应于制造该磨料制品时所用的生产工具上的空腔位置。
三维、有网纹、粘固磨料制品也可具有可变的研磨涂层组成。例如，固定磨盘的中心可含有与磨盘外部区域不同的(如“更软、更硬，或更易或更少磨耗)研磨涂层。
具体的结构表示在图4-12中。
参看图4，磨料制品50包括具有前表面58的背衬59，研磨涂层57粘接在背衬59的前表面58上。研磨涂层57是三维的，而且包括许多研磨复合体54。在这具体实施方案中，研磨复合体54是棱锥体。在相邻研磨复合体之间有凹陷部分或谷53。图中也显示了一行以上的棱锥形研磨复合体，第二行研磨复合体与第一排研磨复合体错开。研磨复合体54含有分散在粘结剂55中的许多磨料颗粒56。在平整过程中，研磨复合体54的最远点或远端51与半导体晶片接触。
图5表示具有不规则形状的研磨复合体。磨料制品60包括背衬61和粘接在背衬上的许多研磨复合体62。在研磨复合体中，许多磨料颗粒63分散在粘结剂64中。在这具体的图中，研磨复合体具有棱锥形形状。限定棱锥体的界面65是不规则成形的。该非完美的形状可能由于在粘结剂前体固化或凝固之前浆料的流动或初始形状的变形而造成的。不规则的形状正是指这些非直线、非清晰、不可重现、非精确或不完美的平面或形状界面。
参看图6，图6是研磨复合体300一种排列的俯视图。这些研磨复合体具有与之相关的“十字”形310和“x”形311。研磨复合体与背衬相粘接，该背衬具有两条边304和305。在这具体的图中，有四行研磨复合体301、302、303和308。301和303行中的研磨复合体按相同的方式布置在背衬上。同样，302和308行中的研磨复合体按相同的方式布置在背衬上。
310行和相邻302行中的研磨复合体相互偏置，即301行中的研磨复合体与302行中的研磨复合体不对齐。虽然图6中没有表示，相邻行中各个研磨复合体的形状和/或取向可以相同。
研磨复合体310由两根以α角相交的交叉线306和307组成。线306可以与背衬边304和305平行，或线306不与它们平行。线307可以与背衬边304和305相交叉，夹角为90度或更小。图6中，研磨复合体310和311相互不邻接，而被槽或谷309分开。在某些情况下，所述的谷可由很少量(即高度)的研磨复合体构成。谷309也可不由研磨复合体构成，在这种情况下，背衬是露出的。
另一个优选的研磨复合体排列与图6相类似，所不同的是各个交替行上只具有“十字”形的研磨复合体或只具有“x”形的研磨复合体。在这种排列中，奇数行中的研磨复合体仍与偶数行的研磨复合体相错开。
在上述十字形或“x”形研磨复合体的排列中，形成十字形或“x”形的线的长度约为750微米，形成十字形或“x”形的线的宽度约为50微米。一个十字形研磨复合体中心与相邻“x”形研磨复合体中心的距离约为1270微米。
参看图7，磨料制品75包括具有前表面77和后表面78的背衬76。研磨涂层79由许多研磨复合体80构成；为简洁起见，未画出粘结剂和磨料颗粒。研磨复合体80具有脊形。脊80被谷73分离。脊80具有平整过程中与半导体晶片接触的上截面72。这些脊一般是连续的，而且可具有任何截面形状。
在另一个实施方案中，研磨复合体的脊不与背衬边相平行或相垂直。这种排列进一步描述在美国专利5,489,235中。
参看图12，研磨复合体230包括带有压敏粘合剂涂层238和保护衬里237的背衬231。在背衬231的前表面232上是研磨涂层240。研磨涂层240是三维的，而且包括许多研磨复合体234。在相邻研磨复合体间有开口或谷241。在这一具体例子中中，研磨复合体234是截头棱锥体。研磨复合体241含有许多磨料颗粒235和粘结剂236。
另一种可用于半导体晶片抛光的磨料结构是含有磨料团粒的涂覆磨料(coated abrasive)。参看图10，涂覆磨料包括具有前表面162的背衬161。第一粘结剂163被涂覆在前表面162上，许多磨料团粒165被嵌入第一粘结剂163中。磨料团粒165含有粘结剂167和磨料颗粒166。在磨料团粒165上涂覆第二粘结剂164，形成磨料制品的外表面168。在图10中，磨料团粒具有不规则形状。该磨料团粒可用美国专利4,652,275和4,799,939中所述的技术进行制造。
参看图11，涂覆磨料170包括具有前表面172的背衬171。第一粘结剂173被涂覆在前表面172上，许多磨料团粒175被嵌入第一粘结剂173中。磨料团粒175含有粘结剂177和磨料颗粒176。在磨料团粒175上涂覆第二粘结剂174，形成磨料制品的外表面178。在图11中，磨料团粒是精确成形的。该磨料团粒可用美国专利5,500,273所述的模塑法或其它技术进行制造。
表面胶结涂层(Supersize Coating)
上胶结涂层可用辊涂法、喷涂法、热熔涂布法之类常规技术涂覆在研磨涂层上。这种表面胶结涂层可具有几种功能。例如，表面胶结涂层可减少平整时磨料制品和半导体晶片间的摩擦。表面胶结涂层也可防止平整时产生的碎片粘接到磨料制品上。
表面胶结涂层一般可含有耐荷载(loading-resistent)材料，如脂肪酸的金属盐(如硬脂酸锌、硬脂酸铝、硬脂酸钙或硬脂酸锂)、石墨、蜡、乙二醇醚、甘油、硅氧烷化合物、交联的烷氧基硅烷(如美国专利5,213,589中所述的硅烷)、聚氨基甲酸酯(polycarbamates)等。它也可含有粘结剂。
B.制造
精确成形的研磨复合体
包含精确成形研磨复合体的有用磨料制品的优选制造方法揭示在美国专利5,152,917和5,435,816中。制造较好在净化的室内环境(如100级、1000级或10000级净化厂房内)中进行，以减少磨料制品中的污染物。
关于合适方法的其它描述可见于美国专利5,437,754；5,454,844；5,437,7543；5,435,816；和5,304,223。
一种优选的方法包括：
a)制备含有磨料颗粒、粘结剂前体和任选添加剂的浆料；
b)提供具有前表面和从前表面上伸出的许多空腔的生产工具；
c)将浆料加入生产工具的空腔中；
d)将背衬放在生产工具的前表面上，使浆料润湿所述背衬的一个主表面，形成制品；
e)在制品与生产工具的外表面分离之前，至少将粘结剂前体部分固化或凝胶化；
f)从生产工具上取下所得的磨料制品，形成磨料制品，该制品包含粘接在背衬上精确成形的研磨复合体；
g)任选地进一步固化粘结剂前体。
该方法更详细地表示在图15中。参看图15，背衬341离开解卷工位(unwindstation)342，生产工具(模具)也同时离开解卷工位345。生产工具346通过涂覆工位(coating station)344涂上浆料。
浆料是用合适的混合技术将粘结剂前体、磨料颗粒和任选的添加剂混合在一起而制得的。混合技术的实例包括低剪切和高剪切混合，其中高剪切混合是优选的。超声能量也与混合步骤结合使用，以降低浆料的粘度(在磨料制品制造过程中，粘度是重要的)和/或影响所得磨料浆的流变性。另一种方法是在浆料中使用溶剂或水，或对磨料和/或填料颗粒进行表面处理。还一种方法是加热浆料(如在30-70℃)。另一种方法是在涂覆前使浆料进行微流化(microfluidized)或对浆料进行球磨。
一般将磨料颗粒逐渐加入粘结剂前体中。该浆料较好是粘结剂前体、磨料颗粒和任选添加剂的均匀混合物。为降低粘度，可加入必需的水和/或溶剂。例如在混合步骤之中或之后抽真空可减少空气泡的形成。或者在某些情况下，较好在浆料中加入空气泡。固化后，这些空气泡仍留在研磨涂层中，形成空隙。
涂布工位可以是任何常规的涂覆装置，如下落式口模式涂布器、刮涂器、幕式淋涂器、真空口模式涂布器或口模式涂布器。优选的涂布技术例如是在美国专利3,594,865、4,959,265和5,077,870中所述的真空带液口模(vacuum fluidbearing die)。涂布过程中，较好减少气泡的形成。相反在某些情况下，当将浆料涂覆在生产工具上时较好在浆料中引入气泡。夹带入的空气可在研磨涂层中形成空隙，这样可能会提高研磨涂层的磨耗性。另外，在混合或涂布过程中也可将空气泵入浆料中。
涂覆生产工具后，用任何方法使背衬与浆料接触，使浆料润湿背衬的前表面。在图15中，用接触夹辊347使浆料与背衬接触。接触夹辊347将所得的结构压向支承滚筒343。夹辊可用任何材料制成；然而，夹辊较好用金属、金属合金、橡胶或陶瓷之类结构材料制成。夹辊的硬度可以为30-120肖氏硬度(durometer)，一般为60-100肖氏硬度，较好约为90肖氏硬度。
然后，较好用能源348使某些形式的能量透射进入浆料，以至少使粘结剂前体部分固化。能源的选择部分取决于粘结剂前体的化学性质、生产工具和其它加工条件。该能源不应使生产工具和背衬显著地降解。部分固化一词是指将粘结剂前体聚合到工具反转时浆料不能流动的状态。一旦从生产工具上取下后，可用任何便利的能源将粘结剂前体完全固化。
然后，以α角度将生产工具和磨料制品分开。角度α是一个能有效地将生产工具和磨料制品分开的角度。如果粘结剂前体没有完全固化，粘结剂前体然后经历一定时间(time)和/或能源照射而完全固化。接着，将生产工具重绕在心轴349，从而可使生产工具可重复使用。另外，将磨料制品340绕在心轴349a上。
在所述第一种方法的另一种变化形式中，浆料可被涂覆在背衬上，而不是涂覆在生产工具的空腔内。然后使涂覆了浆料的背衬与生产工具接触，从而使浆料流入生产工具的空腔内。制造磨料制品的其余步骤与上述相同。
能源可以是热能源或辐射能源，如电子束、紫外光或可见光。所需的能量取决于粘结剂前体中活性基团的化学性质以及粘结剂前体涂层的厚度和密度。就热能而言，50-250℃的炉温和15分钟至16小时的加热时间一般是足够的。可用的电子束辐射(也称为离子化辐射)能量值约为0.1-10兆拉德，较好为1-10兆拉德。紫外光辐射是指波长为200-400纳米，较好为250-400纳米的辐射。较好使用118-236瓦/厘米的紫外光。可见光是指波长为400-800纳米，较好为400-550纳米的辐射。
较好用辐射能固化粘结剂前体。辐射能可透过背衬或透过生产工具。背衬和生产工具不应明显地吸收辐射能。另外，辐射能源不应明显地降解背衬或生产工具。例如，紫外光可透过聚酯背衬。或者，如果生产工具用聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚醚砜、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚氯乙烯或它们的混合物之类的某些热塑性材料制成，紫外光或可见光可透过生产工具并透到浆料中，对于热塑性材料为原料的生产工具，制造磨料制品时应控制操作条件，以免产生过多的热。如果产生过多的热，会使热塑性工具变形或熔化。
所产生的固化浆料或研磨复合体具有生产工具的相反图形。研磨复合体在生产工具上至少部分固化或凝固时，就具有精确而预定的图形。
生产工具具有一个前表面，它含有许多从前表面伸出的空腔(凹陷)。这些空腔基本上是研磨复合体的相反形状，它们可用于产生研磨复合体的形状和部位。
这些空腔可具有与研磨复合体的几何形状相反的任何几何形状，如立方形、圆柱形、棱柱形、矩形、棱锥形、截平棱锥形、圆锥形、截平圆锥形、十字形、具有平顶表面的柱形。选择这些空腔的尺寸，以获得所需的研磨复合体/平方厘米数值。这些空腔可以成圆点形图形，其中相邻的空腔相互毗连，邻接的部位是在空腔凹陷汇合至生产工具共同的平的主表面处，而该主平面是在各空腔的间隙形成的。较好选择空腔的形状，使研磨复合体的表面积离背衬越远越小。
生产工具可以是带、片材、连续片材或卷材、凹版印刷辊之类的涂料辊、安装在涂料辊上的套筒或模头。生产工具可以由金属(如镍)、金属合金或塑料制成。生产工具可以用任何常规的技术制造，包括光刻法、滚花法、雕刻法、滚铣法、电铸法、金刚石车削法等。例如，铜工具可用金刚石车削，然后在铜工具上电镀镍金属工具。如何制造原模具(master tool)或生产工具的其它细节可见于美国专利5,152,917、5,489,235、5,454,844、5,435,816、PCT WO95/07797和PCT WO 95/22436。在某些情况下，光刻法是合乎需要的，因为这种方法能产生用其它技术(如金刚石车削法)不能或难于和需要高成本地制得的图形。
可从金属原模具上复制热塑性工具。原模具具有生产工具所需的反转图形。原模具较好用金属制成，如镀镍的铝、铜或青铜之类的金属。任选地可将热塑性片材与原模具一起加热，将两者压在一起，从而用原模具对热塑性材料进行压花。热塑性材料也可被挤塑或浇铸在原模具上，然后进行压制。将热塑性材料冷却到不能流动的状态，然后与原模具分离，制成生产工具。
关于热塑性生产工具的其它信息可参见美国专利5,435,816。可用于制造生产工具的热塑性材料的实例包括：聚酯、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚氨酯、聚碳酸酯、以及它们的混合物等。另外在某些情况下，热塑性生产工具较好含有抗氧化剂和/或紫外光稳定剂之类的添加剂。这些添加剂可延长生产工具的使用寿命。
生产工具也可含有脱模涂层，以便更容易地将磨料制品从生产工具上剥离。这些脱模涂层的实例包括聚硅氧烷和含氟化合物。
不规则形状的研磨复合体
有许多制造含不规则形状研磨复合体的磨料制品的方法。虽然是不规则形状，但这些研磨复合体仍按预定的图形制成，因为研磨复合体的位置是预定的。在一种方法中，将浆料涂覆在生产工具的空腔中，形成研磨复合体。生产工具可以是与上述制备精确成形的研磨复合体时相同的生产工具。然后，在将粘结剂前体固化或凝固到从生产工具上取下时足以基本上保持其形状之前，从生产工具上取出浆料。然后，将粘结剂前体固化或凝固。因为粘结剂前体没有在生产工具的空腔中固化，所以会使浆料流动，并使研磨复合体变形。
图16表示这种制造含不规则形状研磨复合体的磨料制品的方法的一个实例。背衬351离开解卷工位352，通过涂布工位353将浆料354涂覆在生产工具355上。生产工具可制成片状，将二个自由端焊接起来形成环形套筒，这种套筒可热收缩固定在滚筒355的外表面上。可按制造精确成形的研磨复合体时所述的方法，将浆料涂覆在工具上，并控制其粘度。按照制造精确成形的研磨复合体时所述的方法，同样可控制混合和/或涂布过程中是否存在气泡。
然后用夹辊356使背衬与浆料和生产工具355接触，使浆料填充在生产工具上的空腔中。再从生产工具上取下涂有浆料的背衬。取下背衬时，浆料具有与之相关的图形；研磨复合体的图形是由生产工具的空腔形成的。
取下后，把涂有浆料的背衬曝置在能源357b之下，以引发粘结剂前体的聚合，从而形成研磨复合体；合适的能源与上述用于制造精确成形的研磨复合体时所用的能源相同。固化后，将所得的磨料制品卷在工位358处的辊上。从生产工具上剥离涂有浆料的背衬到固化粘结剂前体之间的时间一般应较少(如几秒到几小时)。如果该时间太长，浆料会流动，图形可能变形到图形基本上消失的程度。如何制造这种磨料制品的其它细节可参见美国专利4,773,920和5,014,468。任选地，如果在将粘结剂前体固化或凝固到从生产工具上取下时足以基本上保持其形状之前，从生产工具上取出浆料，可在与生产工具接触时用能源357a将浆料部分固化。然后，用能源357b使粘结剂前体固化或凝固。
在该方法的变化形式中，可将浆料涂覆在背衬上。然后使背衬与生产工具接触，使生产工具的空腔中填满浆料。制造磨料制品的其余步骤与上述相同。在制成磨料制品后，在转制前可将其弯曲和/或湿润。
在另一种制造不规则形状研磨复合体的方法中，可将浆料涂覆在凹版印刷辊的表面上。背衬与凹版印刷辊接触，而浆料使背衬润湿。然后凹版印刷辊在浆料中产生图形或网纹。再从凹版印刷辊上取下浆料/背衬的结合物。使所得的结构处于使粘结剂前体固化的条件下，结果形成研磨涂层。这种方法的一种变化形式是将浆料涂覆在背衬上，并使背衬与凹版印刷辊接触。
凹版印刷辊可产生任何所需的图形，如六边形阵列、脊形、网络形、球形、棱锥形、截头棱锥形、圆锥形、立方形、块形或棒形等。凹版印刷辊可产生在相邻研磨复合体形状间存在接合区(land area)的图形。这种接合区可含有磨料颗粒和粘结剂的混合物。或者，凹版印刷辊可产生在相邻研磨复合体形状间露出背衬的图形。类似地，凹版印刷辊可产生存在不同形状的图形。
另一种方法是通过筛网喷或涂浆料，产生图形和研磨复合体。然后使粘结剂前体固化或凝固，形成研磨复合体。这种筛网可产生所需的形状，如六边形阵列、脊形、网络形、球形、棱锥形、截头棱锥形、圆锥形、立方形、块形或棒形等。筛网可产生在相邻研磨复合体形状间存在接合区的图形。这种接合区可含有磨料颗粒和粘结剂的混合物。或者，筛网可产生在相邻研磨复合体形状间露出背衬的图形。类似地，筛网可产生存在不同形状的图形。这种方法进一步描述在美国专利3,605,349中。
压花背衬
还有一种制造三维、有网纹、粘固磨料制品的技术。根据该技术，提供压花背衬。浆料被涂覆在这种背衬上。研磨涂层依照压花背衬的轮廓，提供有网纹的涂层。浆料可用任何合适的技术涂覆在压花背衬上，如辊涂法、喷涂法、口模式涂布法、刮涂法等。浆料被涂覆在压花背衬上后，将所得的结构曝置在合适的能源下，引发凝固过程，形成研磨涂层。涂覆在压花背衬上的研磨涂层的实例可参见美国专利5,015,266。
另一种用压花背衬制造磨料制品的方法描述在美国专利5,219,462中。浆料被涂在压花背衬的凹陷部分中。浆料含有磨料颗粒、粘结剂前体和膨胀剂。将所得的结构曝置在膨胀剂能使浆料膨胀出背衬前表面的条件下。然后将粘结剂前体凝固成粘结剂，将浆料转化成研磨复合体。所得的磨料制品表示在图8和图9。
参见图8，磨料制品100包括压花背衬102，所述的背衬102具有凹槽110，该凹槽有侧壁112和底壁114。背衬102具有后表面106。研磨复合体120是细长形的，在相邻研磨复合体间有露出背衬的空白处104。研磨复合体120含有磨料颗粒124和粘结剂122。
参见图9，磨料制品130包括压花背衬132，所述的背衬132具有凹槽140，该凹槽有侧壁142和底壁144。背衬132具有后表面136。研磨复合体150是分离的，在相邻研磨复合体间有露出背衬的空白处134。研磨复合体150含有磨料颗粒154和粘结剂152。研磨复合体的外表面具有与之相关的粗糙表面或网纹156。
压花背衬技术的一种变化形式是使用带有粘接在背衬前表面上的研磨涂层的穿孔背衬。该穿孔背衬具有一系列分布在背衬宽度上的孔或空腔。浆料被涂覆(如用刮涂法)在背衬上。这些空腔必然会产生有网纹的研磨涂层。
热塑性粘结剂
制造磨料制品的另一种方法是使用热塑性粘结剂。该制品可用或不用背衬制成。一般用常规技术将热塑性粘结剂、磨料颗粒和任何任选的添加剂配混在一起，例如将配混料加入单或双螺杆挤塑机中，然后将挤出物制成粒料或长的线材(long st ands)。然后按照各种方法制造磨料制品。
例如，用图形基本上与磨料制品表面所需形状相反的模具注塑或压塑配混料，可制成磨料制品。也可将配混料加热到形成熔融浆料的程度，然后将其加入模具，并加以冷却。也可将粘结剂加热到能流动的程度，然后加入磨料颗粒和其它添加剂，形成熔融的浆料。
各种不偏离本发明范围和精神的变化和改变对本领域普通技术人员来说是显而易见的。因此，应当理解本发明并不受上述说明性实施方案的不适当限制。
实施例
下列非限定性的实施例将进一步阐明本发明。所有的百分比按重量计算，所有的数量都以克为单位，除非另外说明。表1中的名称在全部实施例中使用。
                          表1  材料名称
名称 材料
PPF 一种76微米厚(3mil厚)的聚酯膜，在前表面上含有乙烯丙烯酸共聚物底涂料
CA1 一种3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷偶合剂，可从OSISpecialties，Inc.Danbury，CT，以商品名“A-174”购得
CA2 一种含有聚环氧乙烷基的三烷氧基硅烷偶合剂，可从OSISpecialties，Inc.，以商品名“A1230”购得
CA3 一种钛酸异丙基三异硬脂酰酯偶合剂，可从Petrochemicals，Inc.，Bayonne，NJ，以商品名“″KR-TTS″”购得
CA4 辛基三乙氧基硅，可从DeGussa Corp.，RdgeField Park，NJ购得
SISOL1 一种氧化硅溶胶，其平均粒径为约20纳米，在去离子水中约34％固体，可从Nalco Chemical Co.，Napierville，IL，以商品名“Nalco
1042”购得
SISOL2 一种氧化硅溶胶，其平均粒径为约60纳米，在去离子水中约50％固体，可从Nalco Chemical Co.，以商品名“Nalco 1060”购得
HEA 丙烯酸2-羟基乙酯，可从Rohm and Hass Co. Philadelphia，PA，以商品名“Rocryl 420”购得
HEMA 甲基丙烯酸羟基乙酯，可从Rohm and Hass Co.，以商品名“Rocryl400”购得
BP1 乙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯树脂，可从Sartomer Co.，Inc.，以商品名“Sartomer 9035”购得
BP2 三(羟基乙基)异氰脲酸酯的三丙烯酸酯树脂，可从Sartomer Co.，Inc.，以商品名“Sartomer 368”购得
TMPTA 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，可从Sartomer Co.，Inc.，以商品名“Sartomer 351”购得
HDDA 己二醇二丙烯酸酯，可从Sartomer Co.，Inc.，以商品名“Sartomer238”购得
BP3 聚乙二醇二丙烯酸酯，可从Sartomer Co.，Inc.，以商品名“Sartomer344”购得
BP4 BP1和BP2的1∶1质量混合物
EPR 双酚A基环氧树脂，可从Shell Chemical Co.，Houston，TX，以商品名“EPON 828”购得
EC 一种胺固化剂(curative)，可从Air Products Inc.，Allentown，PA，以商品名“Ancamine 1922”购得
PEG 聚乙二醇，平均分子量为约600，可从Union Carbide，Danbury，CT，以商品名“Carbowax 600”购得
DPP 邻苯二甲酸二丁酯增塑剂，可从Eastman Kodak Co.，Rochester，NY，以商品名“Kodaflex DBP”购得
ABP 一种邻苯二甲酸烷基·苄基酯增塑剂，可从Monsanto Co.，St. Louis，MO，以商品名“Santicizer 261”购得
PP 一种邻苯二甲酸烷基·苄基酯增塑剂，可从Monsanto Co.，，以商品名“Santicizer 278”购得
TDP 磷酸叔丁基苯基·二苯基酯增塑剂，可从Monsanto Co.，，以商品名“Santicizer 154”购得
DUP 邻苯二甲酸二(十一烷基酯)增塑剂，可从Eastman Chemical Co.，
Kingsport，TN购得
SAB 聚丙烯酸钠/多醇共聚物，可从Stockhausen，Greensboro，NC，以商品名“FAVOR SAB 800HS”购得
CEO1 二氧化铈磨粒，其平均粒径约0.5微米，可从Rhone Poulenc，Shelton，CT购得
CEO2 二氧化铈磨粒，其平均粒径约0.5微米，可从Rhone Poulenc购得，经钛酸异丙基三异硬脂酰酯偶合剂处理
CEO3 二氧化铈磨粒，其平均粒径约0.5微米，可从Fujii，Japan购得，批号(Lot) #74906
CEO4 二氧化铈磨粒，其中位平均粒径约0.490微米，可从Transelco，PennYan，NY，以商品名“TRS-1794”购得
CEO5 二氧化铈磨粒，其中位粒径约0.523微米，可从Transelco，以商品名“TRS-1793”购得
CEO6 二氧化铈磨粒(报道的平均粒径为5微米)，可从Molycorp，Inc.，White Plains，NY，以商品名“5350”购得，批号#530401630P
TNOX 氧化锡磨粒，可从J.T. Baker，Philipsburg，NJ，以商品名“S-3976”购得
ZRO 氧化锆磨粒，平均粒径为约0.3微米，可从Tosoh Corp.，Tokyo，Japan，以商品名“TZ-3YTSK”购得
TIO 二氧化钛颗粒，平均粒径为约0.3微米，可从Fisher，Fairlawn，NJ，以商品名“T315，TiO2”购得
PH1 2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦光引发剂，可从BASF，Charlotte，NC，以商品名“Lucirin TPO”购得
PH2 2-苄基-2-N，N-二甲基氨基-1-(4-吗啉代-苯基)-1-丁酮，可从CibaGeigy Corp，Greensboro，NC，以商品名“Irgacure 369”购得
PH3 2-异丙基噻吨酮，可从Biddle-Sawyer Corp.，New York，NY(OctelChemicals，United Kingdom的分销商)，以商品名“QuanticureITX”购得
PH4 乙基-4-(二甲基氨基)苯甲酸酯光引发剂，可从Biddle-SawyerCorp.，，以商品名“EPD”购得
PH5 氯化2-羟基3(3，4-二甲基-9-氧 9H-噻吨-2-基氧)-N，N，N-三甲基-1-丙铵，可从Biddle-Sawyer Corp.，，以商品名“Quanticure
QTX”购得
PH6 2-丙氧基噻吨酮，可从Biddle-Sawyer Corp.，，以商品名“Quanticure PTX”购得
PH7 2，4，6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦液态光引发剂，可从BASF，Charlotte，NC，以商品名“Lucirin LR8893”购得
CACO 碳酸钙填料，其平均粒径为约1微米，可从Pfizer SpecialtyMinerals，New York，NY，以商品名“Superflex 200”购得
CACO2 碳酸钙填料，其平均粒径为约2.6微米，可从Pfizer SpecialtyMinerals，，以商品名“USP-MEDIUM”购得
CACO3 碳酸钙填料，其平均粒径为约4.6微米，可从Pfizer SpecialtyMinerals，，以商品名“USP-EX-HEAVY”购得
CACO4 碳酸钙填料，其平均粒径为约0.07微米，可从Pfizer SpecialtyMinerals，，以商品名“MULTIFLEX-MM”购得
SA1 氧化硅悬浮剂，表面积为50平方米/克，可从DeGussa Corp，以商品名“OX-50”购得
PLFP 填料颗粒，平均粒径为5-7微米，这些填料颗粒是微粒化的聚乙烯和TEFLON(PTFE)的混合物，可从Micro Powders，Inc.，Tarrytown，NY，以商品名“Polysilk 600”购得
DA1 一种阴离子型分散剂，可从Byk Chemie，Wallingford，CT，以商品名“Disperbyk 111”购得
DA2 一种分散剂，可从ICI America Inc.，Wilmington，DE，以商品名“Hypermer LP1”购得
DA3 一种阳离子型分散剂，可从Byk Chemie，Wallingford，CT，以商品名“Disperbyk 115”购得
KD2 一种聚环氧乙烷型分散剂，可从ICI America Inc.，以商品名“Hypermer KD2”购得
ASP 一种铝硅酸盐填料，可从Engelhard，Menlo Park，NJ，以商品名“ASP600”购得
MA1 2(2-乙氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯，可从Sartomer Co.，Inc.，以商品名“Sartomer 256”购得
MA2 丙烯酸月桂基酯，可从Sartomer Co.，Inc.，以商品名“Sartomer335”购得
MA3 丙烯酸异癸酯，可从Sartomer Co.，Inc.，以商品名“Sartomer
395”购得
MA4 丙氧基化的新戊二醇二丙烯酸酯，可从Sartomer Co.，Inc.，以商品名“Sartomer 9003”购得
CACO5 碳酸钙填料，可从Pfizer Specialty Minerals，以商品名“USP-Heavy碳酸钙”购得
SIN 氮化硅磨粒，其粒径小于约2微米，可从Starck，Germany，以商品名“M-11”购得
YZR1 烧结的氧化钇改性氧化锆磨粒，其平均粒径约为0.2微米并含有8％Y2O3-92％ZrO2，可从Tosoh Ceramic Division，Bound Brook，NJ，以商品名“TZ-8Y”购得；氧化锆基本上完全稳定在四方晶体形式。
YZR2 烧结的氧化钇改性氧化锆磨粒，其平均粒径约为0.3微米并含有3％Y2O3-97％ZrO2，可从Tosoh Ceramic Division，以商品名“TZ-3Y”购得；氧化锆部分稳定在四方晶体形式。
NHC 一种铵的碳酸盐(NH4HCO3)，可从Alfa Johnson Matthey，Ward Hill，MA购得
TANA 鞣酸，可从Sigma Chemical Co.，St Louis，MO购得
SAA 水杨酸，可从Sigma Chemical Co.购得
CMS 偏硅酸钙填料，可从Alfa Johnson Matthey，以商品名“Wollastonite”购得
ZR 烧结的单斜氧化锆磨粒，其平均粒径为约0.7微米，可从MagnesiumElectron，Inc.，Flemington，NJ，以商品名“SC15”购得
制备CEO2磨粒
按下列方式，用偶合剂处理二氧化铈颗粒以形成CEO2。将二氧化铈磨粒与钛酸异丙基三异硬脂酰酯偶合剂和甲乙酮溶剂一起混合。在混合后，用真空去除有机溶剂。然后在室温下干燥二氧化铈颗粒48小时。形成的磨粒在其表面上含有约1％(重量)偶合剂。
用于制造含陶瓷体(Ceramer)粘结剂和磨粒的磨料淤浆的通用程序I
先制备陶瓷体粘结剂前体，然后向其中加入其他材料以形成磨料淤浆。为了制备陶瓷体粘结剂前体，先将SISOL1装入圆底烧瓶中，然后加入HEA、CA1和CA2。这一添加次序对于形成均一的陶瓷体粘结剂前体和防止陶瓷体凝胶化是至关重要的。将这些物质混合在一起形成均一的分散体。然后，将含有这些物质的烧瓶置于旋转式汽化器上，在55℃加热约15分钟并连续搅拌。接着安装在约2.64-6.60KPa(20-50mmHg)下工作的真空泵系统，以便去除一部分水分，在此同时将旋转式汽化器维持在约55℃。在约30分钟内，维持这些条件直到去除了足够的水分使陶瓷体含约66重量％固体，这样便产生了陶瓷体粘结剂前体。然后将BP1加至陶瓷体，形成的共混物被混合约1分钟。再逐步地加入CEO2并混合形成的共混物约4分钟。接着，加入TIO并混合形成的共混物约4分钟。然后加入PH1并混合形成的共混物约2分钟。在此之后，加入pH2并混合形成的共混物约3-4分钟。接着，加入额外的CA1并混合形成的共混物约1分钟。加入任何额外的TIO并混合形成的共混物约3-4分钟，以形成磨料淤浆。
用于制造含陶瓷体粘结剂和磨粒的磨料淤浆的通用程序II
用于制造含陶瓷体粘结剂和磨粒的磨料淤浆的通用程序II基本上与通用程序I相同，不同点在于有下列改变。陶瓷体不含CA2。有457.5克SISOL1、88.75克HEA和37.5克CA1被装入圆底烧瓶中。如程序I对陶瓷体进行加热和汽提(stripped)。磨料淤浆的制备是通过：将11.4克BP1混合入400克陶瓷体中。接着将11.4克BP2加入该共混物中。在此之后，将540.0克CEO2逐步加入该共混物中。然后将2.0克PH1混合入该共混物中。最后，将4.7克PH2混合入该共混物中，以形成磨料淤浆。
用于制造含陶瓷体粘结剂和磨粒的磨料淤浆的通用程序III
先制备陶瓷体粘结剂前体，然后向其中加入其他材料以形成磨料淤浆。为了制备陶瓷体粘结剂，先将200.0克SISOL1装入圆底烧瓶中，然后加入20.67克HMEA、20.67克BP3和16.38克CA1。这一添加次序对于形成均一的陶瓷体粘结剂前体并防止陶瓷体凝胶化是至关重要的。将这些物质混合在一起形成均一的分散体。然后，将含有这些物质的烧瓶置于旋转式汽化器上，在55℃加热约15分钟并连续搅拌。接着安装在约2.64-6.60KPa(20-50mmHg)下工作的真空泵系统，以便去除一部分水分。旋转式汽化器的温度被维持在约55℃。在约30分钟内，含有这些物质的烧瓶被置于该条件下直到去除了足够的水分，从而使形成的陶瓷体含约66重量％固体，这样便形成了陶瓷体粘结剂。然后将100克这种陶瓷体粘结剂前体置于另一烧瓶中，并将3.65克BP1和3.65克BP2加至陶瓷体，形成的共混物被混合约1分钟。在此之后，逐步地加入约135.0克CEO2并混合形成的共混物约4分钟。之后，加入0.5克PH1并混合形成的共混物约2分钟。随后，加入1.2克PH2并混合形成的共混物约3-4分钟，以形成磨料淤浆。
用于制造含陶瓷体粘结剂和磨粒的磨料淤浆的通用程序IV
先制备陶瓷体粘结剂前体，然后向其中加入其他材料以形成磨料淤浆。为了制备陶瓷体粘结剂，先将366.4克SISOL1装入圆底烧瓶中，然后加入306克CA1和71.2克HEA。将这些物质混合在一起形成均一的分散体。然后，将含有这些物质的烧瓶置于旋转式汽化器上，在55℃加热约15分钟并连续搅拌。接着安装在约2.6-6.6KPa(20-50mmHg)下工作的真空泵系统，以便去除一部分水分。旋转式汽化器的温度被维持在约55℃。在约30分钟内，含有这些物质的烧瓶被置于该条件下直到去除了足够的水分，从而使形成的陶瓷体为含66重量％固体，这样便形成了陶瓷体粘结剂。然后将40.2克这种陶瓷体粘结剂前体置于另一烧瓶中，并将0.47克PH2、0.47克PH5和0.47克PH4加至陶瓷体，并用空气搅拌器混合形成的共混物，直至共混物基本均一。之后，加入约9.8克BP1和9.8克BP2并混合形成的共混物，直到共混物基本均一。然后，逐步地加入54.2克CEO2并混合形成的共混物，以形成磨料淤浆。
制备磨料制品的通用程序I
提供一聚丙烯生产工具，它含有一系列的具有特定大小的空腔，这些空腔排列成预定次序或阵列。生产工具基本上是磨料复合体所需形状、大小和排列的的反相。用掩蔽型压敏胶带将生产工具固定在金属承板上。用橡胶刮浆刀将磨料淤浆填入生产工具的空腔中，从而使磨料淤浆完全填满空腔。接着，将PPF背衬与生产工具空腔中的磨料淤浆接触。用一橡胶辊滚过背衬的背表面，以保证磨料淤浆润湿背衬的前表面并去除不需要的气泡。通过让工具和背衬及粘结剂前体在一个紫外线灯(“V”灯泡，可从Fusion Systems Inc.获得)(该紫外线灯运行于约236.2瓦/厘米(600瓦/英寸))下通过4次，使制品固化。辐射通过膜背衬。速度为约7.6-10.7米/分钟(25-35英尺/分钟)。在某些情况下，样品在宽度上大于“V”型灯泡。对于这种情况，让样品的一侧在灯下通过2次，然后再让样品的另一侧在灯下通过2次。暴露于紫外线下引发了粘结剂前体的聚合反应，从而将磨料淤浆转变成磨料复合体，其中该磨料复合体粘附于PPF膜背衬上。固化是在室温下进行的。接着，PPF/磨料复合体结构被从生产工具上取下，形成磨料制品。然后在约110-115.5℃(230-240°F)下加热约15秒至1分钟，以激活PPF背衬上的底涂料。
为了制备用于测试的磨料制品，将两个磨料制品的边缘邻接在一起并层压于压敏胶带，该胶带可从3M，St.Paul，MN以商品名“Scotch Adhesive 7963MP”购得。然后冲切下直径30.5厘米(12英寸)的圆形测试样品，以供测试。
制备磨料制品的通用程序II
用类似于本申请图15中所示的机器，制备磨料制品。该过程是在10,000级净化室中进行的。提供一聚丙烯生产工具，它含有一系列的具有特定大小的空腔，这些空腔按预定次序或阵列排列。生产工具基本上是磨料复合体所需形状、大小和排列的反相。将生产工具从卷绕机上解下。在室温下，用真空槽式模具涂覆机(coater)将磨料淤浆施涂在生产工具的空腔中。接着，将PPF背衬与被磨料淤浆涂覆过的生产工具接触，从而使磨料淤浆润湿背衬的前表面。之后，让紫外线辐射穿透生产工具进入磨料淤浆。依次使用两个不同的紫外线灯。第一个UV灯是Fusion Systems的紫外线灯，它使用“V”灯泡，在约236.2瓦/厘米(600瓦/英寸)下工作。第二个是ATEK紫外线灯，它使用中压的汞灯并在157.5瓦/厘米(400瓦/英寸)下工作。一旦暴露于紫外线，粘结剂前体便被转变成粘结剂，而磨料淤浆被转变成磨料复合体。然后，将生产工具从磨料复合体/背衬上取下，而生产工具被再次卷绕起来。随后，将磨料复合体/背衬(这构成了磨料制品)卷绕在芯子上。该过程是一连续过程，它可在约4.6-7.6米/分钟(15-25英尺/分钟)下运作。然后在约110-115.5℃(230-240°F)下加热约2分钟，以激活PPF背衬上的底涂料。
为了制备用于测试的磨料制品，将磨料制品层压于压敏胶带，该胶带可从3M，St.Paul，MN以商品名“Scotch 467MP高性能胶带(Hi Performance Adhesive)”购得。然后冲切下直径30.5厘米(12英寸)的圆形测试样品，以供测试。
制备磨料制品的通用程序III
通用程序III基本上与通用程序II相同，不同点在于：它不在净化室中进行，而且使用两个相同的紫外线灯(Fusion System)，这种灯使用“V”型灯泡而且在236.2瓦/厘米(600瓦/英寸)下工作。在约110-115.5℃(230-240°F)下加热磨料制品约15秒至1分钟，以激活PPF背衬上的底涂料。
为了制备用于测试的磨料制品，将2个磨料制品连接在一起并层压于压敏胶带，该胶带可从3M，St.Paul，MN以商品名“Scotch 467MP高性能胶带(HiPerformance Adhesive)”购得。然后冲切下直径30.5厘米(12英寸)的圆形测试样品，以供测试。
制备磨料制品的通用程序IV
制备磨料制品的通用程序IV基本上与通用程序I相同，不同点在于：不对磨料制品进行加热以激活PPF背衬上的底涂料。
制备磨料制品的通用程序V
通用程序V基本上与通用程序I相同，不同点在于：让仍然固定于金属承板上的湿的PPF背衬和粘结剂前体，通过台顶式实验室层压机(可从ChemInstruments，#001998型)。制品被连续地供入两个橡胶辊(压强为约280Pa(40psi)，速度为2-7)之间。让工具和背衬及粘结剂前体一起在2个掺铁灯泡(可从American Ultraviolet Company购得，它在约157.5瓦/厘米(400瓦/英寸)下工作)下通过，而使制品固化。辐射穿透膜背衬。速度约为10.2米/分钟(35英尺/分钟)，并且样品通过2次。
为了制备用于测试的磨料制品，将磨料制品层压于压敏胶带，该胶带可从3M，St.Paul，MN以商品名“Scotch 467MP高性能胶带(Hi Performance Adhesive)”购得。然后冲切下直径30.5厘米(12英寸)的圆形测试样品，以供测试。
制备磨料制品的通用程序VI
通用程序VI基本上是与通用程序V相同的方法，不同点在于：让工具和背衬及粘结剂前体一起通过一个可见光灯“V”灯泡(可从Fusion System，Inc.购得，它在约600瓦/英寸下工作)，从而固化粘结剂前体。
图案1
通过将聚丙烯材料浇铸在金属标准工具上，其中该标准工具的浇铸表面由许多相邻的截短的锥形构成，从而制得生产工具。形成的生产工具含有形状为截短锥形的空腔。锥形图案是这样的：它们的相邻底面相互隔开约510微米(0.020英寸)。每个截短的锥形的高度约为80微米，底面为每条底边约178微米，而顶部为每条边为约51微米。每厘米上有约50条勾划复合体阵列的线条。
图案2
这种磨料复合体的排列方式与图6相似，每行含有更迭的“+”形磨料复合体和“x”形磨料复合体。在这种排列中，奇数行的磨料复合体与偶数行的磨料复合体错开。在这种排列中，“+”或“x”形的两个臂部分的总长度为约750微米，而且“+”或“x”形的臂部分的宽度为约50微米。在一个“+”形磨料复合体中心到相邻的“x”形磨料复合体的中心之间约为1270微米。在每线性厘米上有约8个“+”(20个“+”/线性英寸)。复合体的高度为约76微米(3mil)。“+”和“x”形呈约15-20°的锥形。通过将聚丙烯挤出(浇铸)于标准工具(该工具通过光刻法制得)上，而制得生产工具。在该光刻过程中，将光致抗蚀剂涂在镁印刷板上。然后用光刻法来生产所需的图案，并蚀刻镁板形成图案进而形成标准工具。
图案3
该图案是具有圆截面的柱的方形阵列。有约20个柱/线性厘米(50个柱/线性英寸)。柱直径为约100微米(4mil)。柱高度为约76微米(3mil)。柱呈约15-20°的锥形。按与图案2相似的方式，用光刻法并通过标准工具浇铸聚丙烯而制得生产工具。
测试程序I
该测试程序模拟半导体晶片的平整(planarization)过程。用于该测试程序的工件是具有二氧化硅层的硅质基底单元(即“毯式”晶片)。一般，这种晶片比常规的有图案的(patterned)半导体晶片要稍便宜。
毯式晶片的氧化物层比常规的有图案的半导体晶片更难去除。一般，常规的有图案的半导体晶片含有许多独立的、覆盖有金属氧化物涂层的金属连接线(interconnect)。这些分立的连接线大大减小了表面积，从而增大了对晶片表面的有效压力。在毯式晶片中，有连续的金属氧化物涂层因而负荷被散布到整个表面积上，因而有效压力较小。因为更高的压力可导致更高的磨削(cut)速度，在毯式晶片上的高磨削速度事实上可在常规的有图案的半导体晶片上导致更高的磨削速度。
工件即毯式晶片是用下列程序制备的。从Waferner of San Jose，CA购得直径100毫米且厚度为约0.5毫米的单晶硅基片单元。然后将硅基片单元置于具有氢气和氧气氛围的炉中，并将炉温升至1050℃。在硅基片上热沉积一层均匀的二氧化硅，该过程就是本领域中已知的热氧化物过程。沉积的二氧化硅厚度用市售的测量装置(比如可从Rudolph of Fairfield，NJ购得的#RR/FTM Resist型测量器)测量，为约7,00-20,00纳米之间。在每个下列位置处测量二氧化硅厚度5次：中心、在中心正下方24毫米处、在中心正下方36毫米处、在中心正上方24毫米处、和在中心正上方36毫米处。
测试器为与图3中所述设备相似的改良型Strausbaugh Lapping Machine(研磨机)，型号为6Y-1。工件被安装在扣环(可从Rodel of Newark，DE购得)中。将一压敏胶带(可从3M，St.Paul，MN购得的“Scotch牌胶带#7963MP”)层压于磨料制品的背面。该压敏粘结剂能使磨料制品被固定在直径40.6厘米(16英寸)位于磨料样品盘和第一支承垫之间的聚酯膜圆盘上。该聚酯膜防止流体状介质渗透入支承垫中。该第一支承垫是聚氨酯垫(可从Rodel，Newark，DE以商品名“IC1000”购得)。第二支承垫是用聚氨酯浸渍过的聚酯无纺织物垫(可从Rodel，Newark DE以商品名“SUBA IV”购得)。第二支承垫被附加在第一支承垫之下，放在研磨机面板上。每个支承垫的直径为约30.5厘米(12英寸)。
在测试之前，将铝金属环安装在测试设备上以便整理(condition)磨料制品。用安装的铝金属环代替工件以100rpm进行旋转，然后与磨料制品以21Pa(3psi)压强接触5秒-1分钟。在整理之后，用去离子水漂洗磨料制品。
让夹住工件的转头以约100rpm进行旋转，然后与磨盘接触。工件通过31毫米的弧形，从磨盘边缘13毫米处开始移动，周期为9秒。磨盘以约67-70rpm进行旋转。工件和磨盘相互按时针方式旋转。磨盘在0.9秒的周期中旋转扫过(sweep)32毫米。首先让磨盘和工件旋转起来，然后以约21Pa(3psi)的压强相互接触。计示(gauge)压力或线压力为约5.4kg(12磅)，而向下的负荷或力为约16.2kg(36磅)。将氢氧化钾溶液(0.25重量％KOH的去离子水溶液，其pH约为11.5-12.5)泵送至磨盘和工件界面处。氢氧化钾溶液的流速为80毫升/分钟。在2分钟测试周期中，用磨盘处理工件。在处理结束之后，用去离子水漂洗工件并干燥。
接着，测试工件的磨削速度和表面抛光情况。用相同的仪器和在相同位置上，如处理前那样测量氧化物膜的厚度，从而测定磨削速度。在处理之前和处理之后的工件厚度的差值，在下面的表格中被称为“磨削量”。取2次和5次读数的平均值，以确定平均磨削速度(纳米/分钟)。
在某些情况下，测试时间长度大于2分钟。测试的长短在各实施例中具体给出。在每2分钟之后，停止测试以测量磨削速度，并将处理过的测试工件取下，装上新的工件进行下一轮测试。
测试程序II
测试程序II与测试程序I基本上相同，不同点在于：计示压力或线压力为约4.2kg(9.3磅)而向下的负荷力为10.4kg(23磅)。
测试程序III
测试程序III与测试程序II基本上相同，不同点在于：磨料制品在使用前没有用铝环进行整理。
测试程序IV
以下模拟了对半导体晶片的暴露表面进行修整的测试程序。测试器有2部分。夹住工件的基底单元是Ecomet 4可变速研磨抛光机(可从Buehler Ltd.，LakeBluff，IL购得)。该基底单元夹住直径23厘米(9英寸)的磨盘。通过使用压敏胶带(可从3M，St.Paul，MN以商品名“Scotch牌胶带#7963MP”购得)，将磨盘固定在基底单元上。从大的圆盘或板上冲切下磨盘以供测试。如测试程序I中相同方式，制备毯式工件。在处理之前，用FTM(可从Nanometrics，Sunnyvale，CA以商品名“Nanospec AFT”购得)测量工件厚度。机头单元为Automet 2 PowerHead(可从Beuhler Ltd.购得)。用一晶片模板(template)(可从Rodel，Nawark，DE购得)，将工件固定在旋转的Automet 2 Power Head板上。将含有磨盘的机头单元与工件接触。在处理过程中，机头单元和工件相互相反地旋转。工件以约500rpm旋转。在潮湿条件下进行处理，其中将自来水引到工件中心。处理时间为2-10分钟，这随具体实施例而定。在磨盘和工件之间的压强为约0.31kg/平方厘米。在规定时间之后，工件被漂洗并用纸巾擦干。然后用测量最初厚度的相同仪器，测量工件的最终厚度。最初厚度和最终厚度之间的差值为在指定时间内的磨削量。
测试程序V
测试程序V与测试程序IV基本上相同，不同点在于：在处理过程中，将一润滑剂引到工件中心，该润滑剂含有去离子水和二氧化铈溶胶(20％固体，乙酸稳定化的，pH约3.0，平均粒径为约20纳米，可从Nyacol，Ashland，MA购得)。此外，压强为0.062Kg/平方厘米。
测试程序VI
测试程序VI与测试程序IV基本上相同，不同点在于：润滑剂是pH约10.3的氢氧化钠溶液(0.25％ NaOH)。此外，在界面处的压强为约0.188kg/平方厘米.
测试程序VII
测试程序VII与测试程序I基本上相同，不同点在于：磨料制品在使用前没有用铝环进行整理。此外，计示压强或线压强为约91Pa(13psi)，而向下的负荷力为17.25kg(38磅)。
测试程序VIII
测试程序VIII与测试程序I基本上相同，不同点在于：磨料制品在使用前用铝环整理15秒。此外，计示压强或线压强为约91Pa(13psi)，而向下的负荷力为17.25kg(38磅)。该测试的时间长度为4分钟，在每2分钟之后，停止测试以测量磨削速度并插入新的工件。
测试程序IX
测试程序IX与测试程序III基本上相同，不同点在于：计示压强或线压强为约91Pa(13psi)，而向下的负荷力为17.25kg(38磅)。测试长度为2分钟。
测试程序X
测试程序X与测试程序III基本上相同，不同点在于：支承垫为聚氨酯泡沫垫(可从Rodel以商品名“IC1000”购得)。此外，在支承垫和测试的磨料制品之间有一76微米(3mil)厚的聚酯膜。
测试程序XI
测试程序XI与测试程序X基本上相同，不同点在于：总处理时间仅为1分钟。
测试程序XII
测试程序XII与测试程序XI基本上相同，不同点在于：KOH溶液的pH被精确地控制在11.5。
测试程序XIII
测试程序XIII与测试程序X基本上相同，不同点在于：KOH溶液的pH被精确地控制在12.5。
测试程序XIV
测试程序XIV与测试程序IX基本上相同，不同点在于：计示压强或线压强为约112Pa(16psi)，而向下的负荷力为22.7kg(50磅)。
测试程序XV
测试程序XV与测试程序I基本上相同，不同点在于：磨料制品在使用前未用铝环整理15秒，并且在工件表面上的压强为26.6Pa(3.8psi)。
测试程序XVI
测试程序XVI与测试程序XV基本上相同，不同点在于：处理周期仅1分钟。
测试程序XVII
测试程序XVII与测试程序XVI基本上相同，不同点在于：用有图案的工件代替毯式工件。有图案的晶片是用下列程序制备的。从Waferner，San Jose，CA购得直径100毫米且厚度为约0.5毫米的单晶硅基材。然后用平版印刷和反应性等离子体蚀刻法在每块硅基片上产生图案。接着，用低压化学蒸气沉积法(LPCVD)，在带图案的晶片测试工件上保形地沉积一薄层的二氧化硅，沉积层为约1.5-2微米厚。用磨料制品处理该测试工件，一个周期为30-60秒。在该周期时间之后，停止测试并测量总指示突起(Total Indicated Runout，TIR)。如果没有获得所需的TIR，那么继续处理以进一步降低TIR。一般，小于150纳米的TIR被认为是好的。带图案的晶片工件的TIR，在用具体例子的磨料制品进行处理之前和之后都进行测量。TIR是用Tencor P-2长扫描轮廓测定仪(profilometer)(可从Tencor，Mountain View，CA购得)进行测量。对4-5个阵列测量TIR轮廓。每个阵列的评估长度为500-5,000微米。
测试程序XVIII
测试程序XVIII与测试程序III基本上相同，不同点在于：还将一种松散的磨料淤浆加至晶片表面。以80毫升/分钟的速度将磨料淤浆泵送到每个晶片上。这种松散磨料淤浆是与KOH基流体介质一起加入的。该松散磨料淤浆在去离子水中含有约30重量％无定形的煅制二氧化硅。这种松散磨料淤浆是从Cabot Corp.，Tuscola，IL，以商品名“SC1”购得，批号为#2G69515。
测试程序XIX
测试程序XIX与测试程序XVI基本上相同，不同点在于：KOH的pH被精确控制在11.5，而且支承垫为聚氨酯泡沫垫(“IC1000”)。此外，在支承垫和测试磨料制品之间有一76微米(3mil)厚的聚酯膜。
测试程序XX
测试程序XX与测试程序XIX基本上相同，不同点在于：总测试时间为2分钟。
测试程序XXI
测试程序XXI测试程序XIX基本上相同，不同点在于：总测试时间为5分钟。
实施例1-10
实施例1-10比较采用陶瓷体粘结剂前体的不同磨料淤浆的配方。根据用于制造含陶瓷体粘结剂和磨粒的磨料淤浆的通用程序I，制备磨料淤浆。构成陶瓷体的物质列于表2。形成磨料淤浆的材料可在表3中找到。在表2和3中列出的数量为以克计的材料。采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序I，制造每个实施例的磨料制品。采用通用测试程序III测试每个磨料制品。实施例1-10的测试结果列于表4。对于每个实施例中有2-5个工件。在表4中列出了每个工件实际的磨削速度，以及平均磨削速度(单位为纳米/分钟)。
                               表2
                一起加入用于形成陶瓷体粘结剂的材料数量
    实施例     SISOL1     HEA     CA1     CA2
    1-10     45.75     8.875     1.85     1.85
                                     表3
                       一起加入用于形成磨料淤浆的材料数量
 实施例   陶瓷体     BP1     CEO2     TIO     PH1     PH2    CA1   额外的TIO
    1     40     2.28     37.8     8.65     0.2     0.47     2     10.0
    2     40     2.28     37.8     8.65     0.2     0.47     2     5.0
    3     40     2.28     37.8     8.65     0.2     0.47     0     0
    4     40     2.28     54.0     0     0.2     0.47     1.5     0
    5     40     2.28     54.0     0     0.2     0     0     0
    6     40     2.28     54.0     0     0.2     0.47     0     0
    7     40     2.28     54.0     0     0.2     0.47     2     0
    8     40     2.28     40.5     7.21     0.2     0.47     0     0
    9     40     2.28     37.8     13.65     0.2     0.47     0     5.0
    10     40     2.28     37.8     18.65     0.4     0     0     5.0
注意，在实施例5中，在CA1后加入了额外的0.2克PH1。注意在实施例7中，在CA1后加入了额外的5克CEO2。注意在实施例7中，在TIO后加入了额外的0.2克PH1。
                                            表4
                                          磨削速度
实施例   磨削速度#1   磨削速度#2   磨削速度#3   磨削速度#4 磨削速度#5    平均磨削速度
    1     1220     1170     960     780     870    1,000
    2     90     50     130     80     90
    3     300     150     200     220
    4     60     40     40     40     50
    5     60     50     40     60     50
    6     620     470     230     390     150     370
    7     2140     2230     2150     740     1590     1770
    8     1450     120     250     320     540
    9     300     150     200     220
    10     210     120     170
实施例1-10说明，通过改变磨料淤浆配方，可以达到不同的磨削速度。
实施例11-25
这组实施例比较各种不同的磨料淤浆组合物。这组实施例中的磨料制品是用测试程序I、测试程序II和测试程序III测试的，测试结果列于表7、8和9中。在这组实施例中，每个实施例有1-10个测试的磨料制品。
实施例11
实施例11的磨料淤浆，是根据用于制造含陶瓷体粘结剂和磨粒的磨料淤浆的通用程序III而制备的。磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序I而制备的。
实施例12-19比较了采用增塑剂的磨料淤浆的不同配方。磨料淤浆是通过用空气搅拌器混合TMPTA、HDDA、PEG、DPP、ABP、CA3、PH3、PH4、PH2和PH1而制备的。然后将CEO1逐步加入该混合物中。花约15分钟将CEO1混入该混合物中。之后，加入CA1，再混合形成的混合物5分钟。接着，将CACO、TNOX、SA1或ZRO加入到该共混物中并混合约10分钟，以制备磨料淤浆。构成磨料淤浆的材料数量列于表5。每个实施例的磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序I进行制备的。
                                         表5
                               实施例12-19的磨料淤浆配方
  材料     12     13     14     15     16     17     18     19
  TMPTA     18     6     18     6     6     6     6     6
  HDDA     78     66     78     66     66     66     66     66
  PEG     0     0     0     48     48     48     48     48
  DPP     24     48     0     0     0     0     0     0
  ABP     0     0     24     0     0     0     0     0
  CA3     10     10     10     10     10     10     10     10
  PH3     1.5     1.5     1.5     1.5     0     1.5     1.5     1.5
  PH4     3     3     3     3     0     3     3     3
  PH2     3     3     3     3     3     3     3     3
  PH1     0     0     0     0     3     0     0     0
  CEO1     495     495     495     495     495     495     495     495
  CA1     30     30     30     30     30     30     30     30
  CACO     45     45     45     0     45     0     0     0
  TNOX     0     0     0     0     0     45     0     0
  SA1     0     0     0     0     0     0     10     0
  ZRO     0     0     0     0     0     0     0     45
实施例20-25比较不同水平的增塑剂。磨料淤浆是通过用空气搅拌器混合TMPTA、HDDA、CA3、PH3、PH4和PH2而制备的。然后将CEO1逐步加入该混合物中。花约15分钟将CEO1混入该混合物中。之后，加入CA1，再混合形成的混合物5分钟。接着，将CACO(当使用时)加入到该共混物中并混合约10分钟，以制备磨料淤浆。构成磨料淤浆的材料数量列于表6。每个实施例的磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序I进行制备的。
                                    表6
                          实施例20-25的磨料淤浆配方
    材料     20     21     22     23     24     25
    TMPTA     24     18     12     6     0     0
    HDDA     84     78     72     66     60     48
    PEG     12     24     36     48     60     72
    CA3     10     10     10     10     10     10
    PH3     1.5     1.5     1.5     1.5     1.5     1.5
    PH4     3     3     3     3     3     3
    PH2     3     3     3     3     3     3
    CEO     495     495     495     495     495     495
    CA1     30     30     30     30     30     30
    CACO     45     45     45     0     45     0
                                  表7
                               测试程序II
实施例 磨削速度#1 磨削速度#2 磨削速度#3 磨削速度#4 磨削速度#5 磨削速度#6   平均磨削速度
    11   420   440   340   510   710   480
    20   1010   1660   1390   1180   1350   1320
    201   1410   1410   1260   1340   1180   1320
    24   1120   1560   1460   990   690   660   1080
    21   490   820   840   860   750
    21   650   350   1110   1030   160   960   710
    22   770   940   1070   750   720   850
    22   1110   1240   1140   1160
    23   1060   1150   1105
                                     表8
                                  测试程序III
实施例   磨削速度#1  磨削速度#2 磨削速度#3 磨削速度#4 磨削速度#5   平均磨削速度
    25     90     50     70
    24     70     70     70
    12     0     0
    13     290     290
    14     1830     630     1230
    15     470     470
    16     210     210
    17     1240     1220     1230
    18     270     270
                                          表9
                                       测试程序I
实施例  磨削速度#1  磨削速度#2  磨削速度#3  磨削速度#4 磨削速度#5 磨削速度#6   平均磨削速度
    23     1370    1790   1770   1770   1700   1680
    23     1500    1490   1650   1550
    1，1     1320    1050   790   1050
    12     830    1020   930
    13     830    840   840
    19     430   430
    16     160   160
实施例11-25说明，通过改变磨料淤浆的配方可以实现不同的磨削速度。
实施例26和27
这些实施例比较2种含有陶瓷体粘结剂的磨料淤浆配方。形成的磨料制品用测试程序I进行测试。测试结果列于表10。
实施例26
实施例26的磨料淤浆，是根据用于制造含陶瓷体粘结剂和磨粒的磨料淤浆的通用程序II而制备的。磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序I而制备的。
实施例27
实施例27的磨料淤浆，是根据用于制造含陶瓷体粘结剂和磨粒的磨料淤浆的通用程序III而制备的。磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序I而制备的。
                          表10
                        测试程序I
实施例 磨削速度#1 磨削速度#2 磨削速度#3     平均磨削速度
    26     1030     770     772     860
    27     750     730     710     730
这2个实施例说明，通过改变磨料淤浆的配方可以实现不同的磨削速度。
实施例28
实施例28的磨料淤浆，是根据用于制造含陶瓷体粘结剂和磨粒的磨料淤浆的通用程序IV而制备的。磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序I而制备的。形成的磨料制品用测试程序III进行测试，不同点在于测试时间长度为8分钟。仅测试了一个工件，每2分钟停下测试，以计算磨削速度。结果列于表11。
                             表11
实施例 在测试2分钟后的磨削速度 在测试4分钟后的磨削速度 在测试6分钟后的磨削速度 在测试8分钟后的磨削速度
  28     1720     1630     1420     1330
实施例28说明，本发明的一种形式的磨料制品可提供大于100纳米/分钟的持续磨削速度。
实施例29和30
这一套实施例比较各种不同的磨料淤浆配方。实施例29和30的磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序I而制备的。磨料制品用测试程序IV进行测试。
实施例29
实施例29的磨料淤浆是如下制备的。在一容器中加入：20克有机溶剂(可从Olin Chemicals，Stamford，CT，以商品名“POLYSOLVE TPM”购得的乙二醇醚)、15.0克TDP、3.68克TMPTA和55克HDDA。形成的粘结剂前体用空气搅拌器进行混合，直至共混物基本均一。接着，将120克CEO1逐渐加入到共混物中，并混合直至共混物基本上均一。之后，向共混物中加入0.8克PH2、0.8克PH6和0.8克PH4，并混合直至共混物基本上均一。然后将80克ASP逐渐加入到共混物中，并混合直至共混物基本上均一，从而形成磨料淤浆。
磨料制品是用测试程序IV进行测试的，在10分钟测试中有90纳米/分钟的磨削速度。该实施例说明，在磨料结构中掺入氧化铈磨粒并在没有氢氧化钾基流体介质的情况下，可以获得较高的磨削速度。此外，该实施例还阐明了一种含有高沸点溶剂和光可固化粘结剂前体的磨料淤浆。同样，该实施例还阐明了含有增塑剂、偶合剂和填料的磨料淤浆。
还用测试程序V测试实施例29的磨料制品。对于2分钟测试，磨料制品的磨削速度为375纳米/分钟。
实施例30
实施例30的磨料淤浆是用与实施例28的磨料淤浆相同的方式制备的，不同点在于：用0.47克PH2和0.2克PH1代替PH5和PH4光引发剂。
磨料制品用测试程序IV进行测试，在2分钟测试中有160纳米/分钟的磨削速度，对于接下来的2分钟测试中有127纳米/分钟的磨削速度。这一实施例表明，2，4，6-三甲基苯甲酰-二苯基氧化膦是有用的粘结剂前体引发剂。
实施例31
实施例31的磨料淤浆是如下制备的。在一容器中加入：44.05克HDDA、29.36克ASP、5.06克TDP和10.3克SAB。形成的粘结剂前体用空气搅拌器进行混合，直至共混物基本均一。接着，将44.04克CEO1逐渐加入到共混物中，并混合直至共混物基本上均一。之后，向共混物中加入0.36克PH2、0.19克PH6和0.4克PH4，并混合直至共混物基本上均一，从而形成磨料淤浆。实施例31的磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序I而制备的。
在该实施例中，将孔隙产生物质(void-producing material)(SAB)加入到磨料涂层中。理论上认为，在处理过程中，SAB颗粒会膨胀开磨料涂层，从而形成更多孔和磨耗性更大的磨料涂层。
磨料制品用测试程序VI进行测试，对于10分钟测试其磨削速度为39.8纳米/分钟。
实施例32和33
这一套实施例比较2种不同的图案。两个实施例的磨料淤浆都是根据制备磨料淤浆的通用程序II进行制备。实施例32的磨料制品是采用图案#3，根据制备磨料制品的通用程序I而制备的。实施例33的磨料制品是采用图案#2，根据制备磨料制品的通用程序I而制备的。两种磨料制品都用测试程序IV进行测试，不同点在于用pH11.5-12.5的氢氧化钾溶液代替自来水。流速约30毫升/分钟。在5分钟和10分钟时测量磨削速度。测试结果列于表12；磨削速度以纳米/分钟为单位。
               表12
  实施例   5分钟后的磨削速度     10分钟后的磨削速度
    32     77.6     79.4
    33     20.0     13.2
这一套实施例说明了不同图案对磨料制品磨削能力的影响效果。
实施例34-44
这一套实施例比较具有不同固体百分比的陶瓷体粘结剂前体。先制备陶瓷体粘结剂前体，在制备了陶瓷体粘结剂前体之后，将其余的材料加入陶瓷体粘结剂前体中以形成磨料淤浆。为了制备陶瓷体粘结剂，先将SISOL1加入圆底烧瓶中，然后加入HEA、CA1和BP4。这些材料的数量(以克计)列于表13。这一添加次序对于形成均一的陶瓷体粘结剂前体并防止陶瓷体粘结剂前体发生凝胶化是至关重要的。将这些物质混合在一起形成均一的分散体。然后，将含有这些物质的烧瓶置于旋转式汽化器上，在55℃加热约15分钟并连续搅拌。接着安装在约2.64-6.60KPa(20-50mmHg)下工作的真空泵系统，以便去除一部分水分。将旋转式汽化器仍然维持在约55℃。含有这些物质的烧瓶被置于该条件下，直到去除了足够的水分，从而使形成的陶瓷体粘结剂前体具有表13中各实施例中的固体百分比。
                               表13
                    陶瓷体粘结剂前体中的％固体和原料
  实施例   ％固体     SISOL1     HEA     CA1     BP4
    34     75     457.5     88.75     37.5     24.5
    35     75     457.5     88.75     37.5     24.5
    36     90     457.5     88.75     37.5     24.5
    37     90     457.5     88.75     37.5     24.5
    38     78.5     457.5     88.75     37.5     24.5
    39     78.5     457.5     88.75     37.5     24.5
    40     77     457.5     88.75     37.5     0
    41     77     457.5     88.75     37.5     0
    42     77     457.5     88.75     37.5     0
    43     77     457.5     88.75     37.5     0
用硝酸将SISOL2酸化至pH2.2-2.5。将SISOL2和CA4置于一圆底烧瓶中，然后混合约15分钟。SISOL2和CA4的数量列于表14。
磨料淤浆制备是通过：用空气搅拌器混合给定实施例的陶瓷体粘结剂前体和用CA4预处理过的SISOL2。再将CEO2加入并混合入形成的共混物中。之后，将PH2和PH1混入形成的共混物中。然后加入BP4并混入形成的共混物中。随后，加入所有额外的去离子水。最后，将任何额外的SISOL2混入，从而形成磨料淤浆。这些材料的数量(以克计)列于表14。
                                   表14
                      实施例34-43中磨料淤浆中的材料数量
实施例 陶瓷体粘结剂前体    SISOL2   CA4  CEO2   PH2   PH1  BP4  水   SISOL2
    34     38     10   0.875   21     1   0   0   0     0
    35     38     10   0.875   16.8     1   0   0   0     0
    36     38     18   1.6   14     1   0   0   0     0
    37     38     20   1.75   12.0     1.37   0   0   0     0
    38     38     12.54   0.55   16.8     1.0   0   0   0     0
    39     35.6     12.54   1.1   16.8     0   1.17   0   0     0
    40     35.6     12.54   1.1   16.8     0   1.19   2.4   0     0
    41     35.6     10.54   0.92   20.16     0   1.19   2.4   1.0     0
    42     35.6     8.13   0.71   24.19     0   1.19   2.4   0     2.21
    43     35.6     8.13   0.71   24.19     0   1.19   2.4   0     2.21
这些磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序I而制备的，并且用测试程序VI进行测试，测试结果列于表15；磨削速度以纳米/分钟计算。
                表15
在15-20分钟的总时间内使用一个工件
    实施例   磨削速度(平均)
    34     94.36
    35     100.01
    36     122.3
    37     147.87
    38     43.73
    39     1.32
    40     8.0
    41     2.7
    42     3.7
    43     94.23
实施例34-43说明，通过改变磨料淤浆的配方可以实现不同的磨削速度。
对比实施例(研磨膜)
该测试利用一种标准的磨料研磨材料，它是可从3M，St.Paul，MN以“Imperial Lapping Film Chrome Oxide(氧化铬研磨膜)”获得，产品号为3M031X。这种磨料研磨膜的制备是通过将0.5微米的氧化铬浆涂(slurry coat)于聚酯膜背衬上。这种材料是以30.5厘米(12英寸)圆盘的形式使用的，其中通过将其层压于双面压敏胶带上然后如测试程序I进行使用。结果，在2分钟测试中没有去除可测数量的二氧化硅。
实施例44-46
这些实施例比较不同水平的增塑剂。磨料淤浆是通过用空气搅拌器混合TMPTA、HDDA、ABP、CA3、和PH1而制备的。然后逐步加入CEO1。花约15分钟将CEO1混入该混合物中。之后，加入CACO2或CACO，再混合5分钟。磨料淤浆的材料数量(以克计)列于表16。每个实施例的磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序I进行制备的。
                       表16
              实施例44-46的磨料淤浆配方
    材料   实施例44   实施例45   实施例46
    TMPTA     11.25     9.38     7.50
    HDDA     33.75     28.13     22.50
    ABP     30.0     37.50     45.0
    CA3     4.95     4.95     4.95
    PH1     3.6     3.0     2.4
    CEO1     123.75     123.75     123.75
    CACO2     68.3     68.3     0.0
    CACO     0.0     0.0     68.30
形成的磨料制品根据测试程序VII进行测试。测试结果列于表17。注意，磨削速度为读数的平均值，它以去除的材料量度，单位为纳米/分钟。
                           表17
    磨削速度   实施例44   实施例45    实施例46
    在2分钟测试之后*     40.0     101.0     196.0
    在4分钟测试之后*     38.0     113.0     210.0
    在2分钟测试之后**     未测试     未测试     181.0
    在4分钟测试之后**     未测试     未测试     191.0
    在6分钟测试之后**     未测试     未测试     236.0
*在该测试程序中，磨料制品是在同一天制备和测试的。
**在该测试程序中，磨料制品是3天前制备的，然后进行测试。
表17的数据表明，不论磨料制品是在制备的同一天进行测试，还是在制备后3天进行测试，其磨削速度基本上没有差别。此外，表17的数据表明，磨削速度与磨料淤浆中增塑剂数量相关。
实施例47和48
这些如实施例44-46中那样进行制备的实施例，比较不同类型的碳酸钙填料。材料数量列于表18。
              表18
    实施例47和48的磨料淤浆配方
    材料   实施例47   实施例48
    TMPTA     7.50     7.50
    HDDA     22.50     22.52
    ABP     45.0     0.0
    PP     0.0     45.03
    CA3     4.95     4.94
    PH1     2.40     2.45
    CEO1     123.75     127.26
    CACO2     68.3     10.18
    CACO     0.0     0.0
    CACO3     0.0     100.01
    CACO4     0.0     14.03
各实施例中的磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序I而制备的，除了有以下改变。对于实施例47，不使用橡胶辊。取而代之的是，生产工具/磨料淤浆/背衬用双辊涂布机(coater)进行处理，以保证磨料淤浆润湿背衬的前表面并去除任何不利的气泡。对于实施例48，将一石英板置于生产工具上，让辐射能透过石英板和生产工具并进入磨料淤浆。石英板有助于在固化过程中使生产工具保持平坦。
形成的磨料制品根据测试程序VII进行测试，除了有下列改变。实施例47的磨料制品仅测试2分钟。实施例48的磨料制品测试26分钟。测试结果列于表19。注意，磨削速度为读数的平均值，它以去除的材料量度，单位为纳米/分钟。
                       表19
在几分钟测试后的磨削速度    实施例47    实施例48
    2     269.0     80.0
    4     80.0
    6     93.0
    8     136.0
    10     161.0
    12     180.0
    14     190.0
    16     220.0
    18     246.0
    20     253.0
    22     272.0
    24     237.0
    26     275.0
对于实施例48，从上面数据中可得出结论，磨料制品有一“磨合(break in)”期。看上去该“磨合”期是最初的约4分钟，此时磨料制品产生较低的磨削速度。在该磨合期之后，磨料制品产生更高的磨削速度。尽管不希望局限于某一理论，据推测该磨合期与去除磨料涂层上的粘结剂外膜所需的时间有关。
实施例49和50
这一套实施例比较制备和测试磨料制品的不同方法。磨料淤浆的制备是通过用空气搅拌器混合下列物质：7.5克TMPTA、22.50克HDDA、45.0克ABP、4.95克CA3和2.40克PH1。然后将123.75克CEO1逐步加入。花约15分钟将CEO1混入。之后，加入68.30克CACO，再搅拌形成的共混物5分钟。
各实施例中的磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序I而制备的，除了有以下改变。对于这两个实施例，不使用橡胶辊。对于实施例50，让UV辐射穿透PPF背衬。
形成的磨料制品根据测试程序VII和VIII进行测试。测试结果列于表20。注意，磨削速度为5次读数的平均值，它以去除的材料量度，单位为纳米/分钟。
                   表20
         测试程序VII和测试程序VIII
   测试程序/磨削速度   实施例49  实施例50
    VII/2分钟测试后     47.0     245.0
    VII/4分钟测试后     55.0     225.0
    VII/6分钟测试后     63.0     未测试
    VIII/1.5分钟测试后     284.0     未测试
    VIII/1.9分钟测试后     262.0     未测试
该数据表明，磨料制品在测试前进行整理的话以及如何制备磨料制品，会造成磨削速度的差异。
实施例51-57
这一套如实施例44-46中那样制备的实施例，用于比较不同的磨料淤浆配方。材料数量列于表21。
                                    表21
                            实施例51-56的磨料淤浆配方
    材料   实施例51   实施例52   实施例53   实施例54   实施例55   实施例56
    TMPTA     13.5     13.5     14.25     12.75     12.75     12.75
    HDDA     40.5     40.5     42.75     38.25     38.25     38.25
    ABP     6     6     3     9     9     9
    CA3     5     5     5     5     5     5
    PH3     0.6     0.75     0.75     0.75     0.75     0.75
    PH4     1.2     1.5     1.5     1.5     1.5     1.5
    PH2     1.2     1.5     1.5     1.5     1.5     1.5
    CEO1     247.5     247.5     247.5     247.5     247.5     247.5
    CA1     0     15     15     15     15     15
    CACO     22.5     22.5     22.5     22.5     22.5     22.5
各实施例中的磨料制品是根据制备磨料制品的通用程序I而制备的，除了有以下改变。实施例51-54采用图案#1，实施例55采用图案#2，实施例56采用图案#3。
对于实施例57，磨料制品是用下列程序制备的。先制备陶瓷体粘结剂前体，在制备了陶瓷体粘结剂前体之后，将其余的材料加入陶瓷体粘结剂前体中以形成磨料淤浆。为了制备陶瓷体粘结剂，先将457.5克SISOL1加入圆底烧瓶中，然后加入88.75克HEA和37.5克CA1。这一添加次序对于形成均一的陶瓷体粘结剂前体并防止陶瓷体粘结剂前体发生凝胶化是至关重要的。将这些物质混合在一起形成均一的分散体。然后，将含有这些物质的烧瓶置于旋转式汽化器上，在55℃加热约15分钟并连续搅拌。接着安装在约2.64-6.60KPa(20-50mmHg)下工作的真空泵系统，以便去除一部分水分。将旋转式汽化器仍然维持在约55℃。磨料淤浆的制备是通过用空气搅拌器混合400克陶瓷体粘结剂前体和22.8克BP4。然后将540.0克CEO2逐步加入并混入陶瓷体粘结剂前体中。再将3.0克2.0 PH1和4.7克PH2加入磨料淤浆中。实施例57中的磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序I而制备的。
形成的磨料制品根据测试程序VII进行测试。测试结果列于表22。注意，磨削速度为5次读数的平均值，它以去除的材料量度，单位为纳米/分钟。
                                     表22
    磨削速度 实施例51 实施例52 实施例53 实施例54 实施例55 实施例56 实施例57
在2分钟测试后 106.0  63.0  24.0  172.0  155.5  153.0  300.0
在4分钟测试后 113.0  62.0  28.0  125.0  153.0  160.0  277.0
在6分钟测试后  120.0  130.0  144.0  276.0
在8分钟测试后  115.0  117.0  129.0  259.0
在10分钟测试后  264.0
实施例58-64
这一套如实施例44-46中那样制备的实施例，用于比较不同的磨料淤浆配方。材料数量列于表23。
                               表23
                       实施例58-64的磨料淤浆配方
    材料   实施例58   实施例59   实施例60  实施例61 实施例62，63和64
    TMPTA     7.5     12.0     7.5     12     7.5
    HDDA     22.50     0     22.50     72     22.5
    PEG     0     0     0     36     0
    ABP     45.00     12     45.00     0     45.0
    CA3     4.95     5     4.95     10     4.95
    PH1     2.40     0     2.40     0     2.40
    PH3     0     0.75     0     1.5     0
    PH4     0     1.5     0     3     0
    PH2     0     1.5     0     3     0
    CEO1     123.75     247.5     123.75     495     123.75
    HEMA     0     15     0     0     0
    CA1     0     0     0     30     0
    CACO     68.30     22.5     0.0     45     0
    CACO2     0     0.0     68.30     0     68.30
实施例58中的磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序I而制备的。实施例59中的磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序III而制备的。实施例60中的磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序II而制备的，除了有以下改变。在实施例62中，磨料制品没有被加热。在实施例64中磨料制品用铝环整理20秒，如上面的测试程序I所述。
形成的磨料制品根据测试程序VII进行测试。测试结果列于表24。注意，磨削速度为5次读数的平均值，它以去除的材料量度，单位为纳米/分钟。
                                          表24
    磨削速度 实施例58 实施例59 实施例60 实施例61 实施例62 实施例63 实施例64
在2分钟测试后 147.0  90.0  24.0  172.0  17.0  44.0  177.0
在4分钟测试后 158.0  98.0  10.0  166.0  16.0  158.0
在6分钟测试后 164.0  8.0  16.0  147.0
在8分钟测试后  31.0  137.0
在10分钟测试后  31.0  152.0
这一套实施例显示了在制造磨料制品过程中不同加热条件的效果。这一套实施例还显示了磨料制品在一段时间内的磨削速度。
实施例65-70
这一套如实施例44-46中那样制备的实施例，用于比较不同的磨料淤浆配方。材料数量列于表25。
                            表25
                    实施例65-70的磨料淤浆配方
    材料   实施例65和66   实施例67   实施例68   实施例69   实施例70
    TMPTA     0     0     0     7.5     0
    HDDA     32.0     32.0     32.0     22.50     35.0
    ABP     48.0     25.45     0     0     0
    PP     0     22.65     48.0     45.0     35.0
    CA3     4.08     4.08     4.08     2.48     3.84
    OH1     2.56     2.56     2.56     2.40     2.8
    CEO1     123.75     123.75     123.75     123.75     123.75
    CACO2     80.00     80.00     80.00     68.3     68.30
实施例65中的磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序I而制备的，除了有下列改变。将一玻璃板安装在生产工具上，让紫外线透过玻璃板和生产工具而进入磨料淤浆。
实施例66中的磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序I而制备的，除了有下列改变。让紫外线透过生产工具并进入磨料淤浆。而且样品仅在紫外线下通过一次。
实施例67-70中的磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序I而制备的。
实施例65-70的磨料制品根据测试程序IX进行测试，除了下列所注明的改变之外。测试结果列于表26。注意，磨削速度为5次读数的平均值，它以去除的材料量度，单位为纳米/分钟。
                   表26
  实施例 磨削速度 磨削速度* 磨削速度**
    65   272.0
    66   98.3
    67   164.0
    68   228.3   228.5     264.0
    69   231.8
    70   124.0
*在该测试程序中，工件以约60rpm旋转，而磨料制品以约70rpm旋转。**在该测试程序中，工件以约45rpm旋转，而磨料制品以约100rpm旋转。
实施例71和72
实施例71磨料淤浆的制备是通过：用空气搅拌器混合7.5克TMPTA、22.50克HDDA、45.0克PP、4.95克CA3和2.40克PH1。然后将123.75克CEO1逐步加入。花约15分钟将CEO1混入。之后，加入200.0克CACO3，再搅拌形成的共混物5分钟。
实施例72磨料淤浆的制备是通过：用空气搅拌器混合30.0克TMPTA、90.0克HDDA、180.0克PP、19.8克CA3和9.60克PH1。然后将495.0克CEO1逐步加入。花约15分钟将CEO1混入该混合物中。之后，逐渐加入320.0克CACO3、32.0克CACO2和32.0克CACO4，再搅拌形成的共混物5分钟。
实施例71和72的磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序I而制备的，除了有下列改变。不使用橡胶辊。此外，将一石英板置于生产工具上，让紫外线透过石英板和聚合物质地的工具。实施例71和72的磨料制品根据测试程序VII进行测试。测试结果列于表27。注意，磨削速度为5次读数的平均值，它以去除的材料量度，单位为纳米/分钟。
                  表27
    磨削速度  实施例71 实施例72
  在2分钟测试后   126.0   50.0
  在4分钟测试后   170.0   130.0
  在6分钟测试后   208.0   175.0
  在8分钟测试后   231.0   199.0
  在10分钟测试后   226.0
  在12分钟测试后   212.0
  在14分钟测试后   253.0
实施例73和74
实施例73磨料淤浆的制备是通过：用空气搅拌器混合7.5克TMPTA、22.50克HDDA、45.0克DUP、4.95克CA3和2.40克PH1。然后将123.75克CEO1逐步加入。花约15分钟将CEO1混入。之后，逐步加入110克CACO3、20.0克CACO2和10.0克CACO4，再搅拌形成的共混物5分钟。
实施例74磨料淤浆的制备是通过：用空气搅拌器混合7.5克TMPTA、22.50克HDDA、45.0克PP、4.95克CA3和2.40克PH1。然后将123.75克CEO1逐步加入。花约15分钟将CEO1混入。之后，逐渐加入200.0克CACO3，再搅拌形成的共混物5分钟。
实施例73和74的磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序I而制备的，除了有下列改变。不使用橡胶辊。此外，将一石英板置于生产工具上，让紫外线透过石英板和聚合物质地的工具。实施例73和74的磨料制品根据测试程序VII进行测试。测试结果列于表28。注意，磨削速度为5次读数的平均值，它以去除的材料量度，单位为纳米/分钟。
                     表28
    磨削速度   实施例73*    实施例74
    在2分钟测试后     155.0     216.0
    在4分钟测试后     145.0     238.0
*注意，实施例73中第一个周期仅为1.5分钟，而第二个周期仅为0.75秒。
实施例75
实施例75的磨料制品是由使用热固化粘结剂前体的磨料淤浆制备的。实施例75的磨料淤浆的制备是通过：用空气搅拌器混合30.0克EPR、6.14克EC和72.29克CEO2。CEO2被逐步加入该环氧树脂和固化剂的混合物中。提供一生产工具，它如图案#1该节那样进行制备。用掩蔽型压敏胶带将生产工具固定在金属承板上。用橡胶刮浆刀将磨料淤浆填入生产工具的空腔中，从而使磨料淤浆完全填满空腔。接着，将PPF背衬与生产工具空腔中所含的磨料淤浆接触。用一橡胶辊滚过背衬的背表面，以保证磨料淤浆润湿背衬的前表面并去除不需要的气泡。通过在65.5℃(150°F)下加热样品约1小时，使制品固化。接着，聚酯膜/磨料复合体结构被从生产工具上取下，形成磨料制品。在环氧树脂的热固化过程中，生产工具有点扭曲，这使磨料图案也有些畸变。
然后，磨料制品在约110-115.5℃(230-240°F)下加热约15秒-1分钟，以激活PPF背衬上的底涂料。
为了制备用于测试的磨料制品，将两个磨料制品连接在一起并层压于压敏胶带，该胶带可从3M，St.Paul，MN以商品名“Scotch 467MP高性能胶带”购得。然后冲切下直径30.5厘米(12英寸)的圆形测试样品，以供测试。
形成的磨料制品根据测试程序VII进行测试。在2分钟测试之后，磨削速度为109纳米/分钟。在4分钟测试之后，磨削速度为137纳米/分钟。
实施例76
实施例76的磨料制品是由使用部分聚合的烯属不饱和单体的磨料淤浆制备的。该部分聚合的单体是用下列程序制备的。首先，将209.5克丙烯酸异辛酯和0.81克苯偶酰二甲基-缩酮(bensildimethyl-ketal)光引发剂进入容器中。形成的混合物用氮气吹洗15分钟。然后将容器暴露于一个15瓦的Black Lamp下30秒，以部分聚合丙烯酸酯单体。形成的部分聚合的丙烯酸异辛酯其粘度为约7800厘泊。
实施例76的磨料的制备是通过：用空气搅拌器混合1.18份CA3、6.54份HDDA、3.08份TMPTA、16.15份PP、1.0份PH7和1.15份部分聚合的烯属不饱和单体。然后将47.57份CEO1逐步加入。花约15分钟将CEO1混入该混合物中。之后，逐渐加入23.33克CACO3，并再搅拌形成的共混物5分钟。
实施例76的磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序I而制备的，除了有下列改变。不使用橡胶辊。此外，将一石英板置于生产工具上，让紫外线透过石英板和聚合物质地的工具。实施例76的磨料制品根据测试程序VII进行测试。测试结果列于表29。注意，磨削速度为5次读数的平均值，它以去除的材料量度，单位为纳米/分钟。
          表29
    磨削速度     实施例76
    在2分钟测试后     57.0
    在4分钟测试后     109.0
    在6分钟测试后     125.0
    在8分钟测试后     122.0
实施例77-80
这一套实施例比较粘固的磨料制品中不同水平的氧化铈磨粒。材料数量列于表30。磨料淤浆的制备是通过：用空气搅拌器混合TMPTA、HDDA、PP、CA3和PH7。然后将CEO1逐步加入磨料淤浆，直到基本上分散开。之后，将CACO3、CACO2和CACO4逐步加入磨料淤浆中，直至碳酸钙颗粒基本上分散开。
                           表30
                  实施例77-80的磨料淤浆配方
    材料   实施例77   实施例78   实施例79   实施例80
    TMPTA     8.44     8.44     8.44     8.44
    HDDA     25.31     25.31     25.31     25.31
    PP     41.25     41.25     41.25     41.25
    CA3     4.95     4.95     4.95     4.95
    PH7     2.40     2.40     2.40     2.40
    CEO1     30.94     61.88     92.81     123.75
    CACO3     71.91     68.07     64.25     60.42
    CACO2     17.05     13.21     9.39     5.56
    CACO4     12.88     9.04     5.22     1.39
各实施例中的磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序IV而制备的。形成的磨料制品根据测试程序XI进行测试。测试结果列于表31。磨削速度以在1分钟间隔内除去的二氧化硅的纳米数表示。
            表31
  实施例     磨削速度，纳米/分钟
    77     14.8
    78     50.0
    79     131.1
    80     158.0
该数据表明，磨料制品所去除的二氧化硅数量的差别取决于存在的二氧化铈数量。
实施例81-84
这一套实施例，根据实施例77-80的程序进行制备和测试，它们比较用于制造磨料制品的不同的磨料淤浆配方。材料数量列于表32。测试结果列于表33。
                          表32
                  实施例81-84的磨料淤浆配方
    材料   实施例81   实施例82   实施例83   实施例84
    TMPTA     8.44     8.44     8.44     8.44
    HDDA     25.31     25.31     25.31     25.31
    PP     41.25     41.25     41.25     41.25
    CA3     0     0     4.95     0
    DA1     4.70     4.95     0.3     2.48
    PH7     2.40     2.40     2.40     2.40
    CEO1     123.75     123.75     123.75     123.75
    CACO3     60.42     0     60.42     60.42
    CACO2     5.56     0     5.56     5.56
    CACO4     1.39     67.37     1.39     1.39
               表33
            测试程序XI
  实施例   磨削速度，纳米/分钟
    81     139.3
    82     166.7
    83     134.8
    84     114.1
该数据表明，磨料制品所去除的二氧化硅数量的差别取决于磨料涂层中存在的材料及它们各自的数量。
实施例85-87
这一套实施例如实施例77-80那样进行制备，它们比较用于制造磨料制品的、含有不同水平增塑剂的磨料淤浆配方。材料数量列于表34。
                       表34
              实施例85-87的磨料淤浆配方
    材料    实施例85    实施例86   实施例87
    TMPTA     11.25     9.38     8.44
    HDDA     33.75     28.13     25.31
    PP     30     37.5     41.25
    CA3     4.95     4.95     4.95
    PH7     3.6     3.0     2.7
    CEO1     123.75     123.75     123.75
    CACO3     67.37     67.37     67.37
各实施例中的磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序I而制备的。形成的磨料制品根据测试程序X进行测试。测试结果列于表35。磨削速度是在1分钟间隔内除去的二氧化硅的纳米数表示。
            表35
  实施例   磨削速度，纳米/分钟
    85     49.7
    86     106.0
    87     138.2
该数据表明，磨料制品所去除的二氧化硅数量的差别取决于磨料涂层中存在的材料及它们各自的数量。
实施例88-91
这一套实施例如实施例77-80那样进行制备，它们比较用于制造磨料制品的不同的磨料淤浆配方。材料数量列于表36。
                           表36
                  实施例88-91的磨料淤浆配方
    材料   实施例88   实施例89   实施例90   实施例91
    TMPTA     180     285     320.63     180
    HDDA     540     855     961.88     540
    PP     1080     1710     1567.5     1080
    CA3     118.80     0     188.10     118.80
    PH7     57.60     91.20     91.20     57.60
    KD2     0     150.48     0     0
    CEO1     2970     4702.5     4702.5     2970
    CACO3     1450     2296     2296     1450
    CACO2     133.33     211     211     133.33
    CACO4     33.33     52.7     52.8     33.33
实施例88的磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序II而制备的。实施例89-91的磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序II而制备的，不同点在于让紫外线透过背衬。形成的磨料制品根据测试程序XII和XIII进行测试。测试结果列于表37。磨削速度以在1分钟间隔内除去的二氧化硅的纳米数表示。
                          表37
                    测试程序XII和XIII
    实施例 测试程序XII的磨削速度纳米/分钟 测试程序XIII的磨削速度纳米/分钟
    88     6.2     8.4
    89     211.3     204.5
    90     146.2     91.6
    91     154.6     122.0
该数据表明，磨料制品所去除的二氧化硅数量的差别取决于磨料涂层中存在的材料及它们各自的数量。此外，该数据还表明，磨削速度的差异取决于紫外线是如何透射到磨料淤浆以使粘结剂前体固化的。同样，该数据还表明，磨削速度的差异还取决于KOH溶液的pH值。
实施例92和93
这一套实施例如实施例77-80那样进行制备，它们比较用于制备磨料制品的磨料淤浆配方中两种不同增塑剂。材料数量列于表38。
              表38
   实施例92和93的磨料淤浆配方
    材料   实施例92   实施例93
    TMPTA     7.50     7.50
    HDDA     22.50     22.50
    PP     45.00     0
    PEG     0     45.00
    CA3     4.95     4.95
    PH1     2.40     2.40
    CEO1     123.75     123.75
    CACO3     60.42     60.42
    CACO2     5.56     5.56
    CACO4     1.39     1.39
实施例92的磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序IV而制备的。实施例93的磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序IV而制备的，不同点在于：在将磨料制品从生产工具上取下之前，让样品在110℃(230°F)加热1分钟，以激活膜的底涂料。形成的磨料制品根据测试程序X进行测试。测试结果列于表39。磨削速度以在1分钟间隔内除去的二氧化硅的纳米数表示。
            表39
  实施例   磨削速度，纳米/分钟
    92     277.0
    93     186.0
应注意到，在测试之后，实施例93的磨料制品被严重损坏，因而不能用于测试其他的半导体晶片。该数据表明，根据磨料涂层中存在的增塑剂，所去除的二氧化硅的数量有差别。
实施例94和95
这一套实施例如实施例77-80那样进行制备，它们比较用于制备磨料制品的磨料淤浆配方中各种单官能丙烯酸酯。材料数量列于表38。
             表40
   实施例94和95的磨料淤浆配方
    材料   实施例94    实施例95
HDDA 7.16 7.10
    MA1     63.91     0
    MA2     0     64.50
    CA3     0.76     0.74
    KD2     0.74     0.75
    PH7     2.28     2.27
    CEO1     184.8     184.6
    CACO3     75.84     59.9
    CACO2     5.59     16.28
    CACO4     1.4     1.40
这些实施例的磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序VI而制备的。形成的磨料制品根据测试程序XIV进行测试。测试结果列于表41。注意，磨削速度是1-10次读数的平均值，而且以每分钟所除去的二氧化硅的纳米数表不。
             表41
  实施例   磨削速度，纳米/分钟
    94     114.0
    95     224.0
这些实施例表明，在磨料涂层中不含有增塑剂的粘固的磨料制品，从半导体晶片测试工件上去除二氧化硅的能力。
实施例96-98
这一套实施例如实施例94和95所述进行制备和测试，它们比较用于制备磨料制品的磨料淤浆配方中不同水平的增塑剂。材料数量列于表42，测试结果列于表43。
                    表42
            实施例96-98的磨料淤浆配方
    材料   实施例96 实施例97 实施例98
    TMPTA     6.56   5.63    4.69
    HDDA     19.69   16.87    14.06
    PP     48.75   52.50    56.25
    CA3     4.95   4.95    4.95
    PH7     2.4   2.40    2.4
    CE01     123.75   123.75    123.75
    CACO3     60.4   60.4    60.40
    CACO2     5.6   5.6    5.6
    CACO4     1.4   1.4    1.4
               表43
            测试程序XIV
  实施例   磨削速度，纳米/分钟
    96      232.0
    97      284.0
    98      225.0
这些实施例显示了，含有一定范围增塑剂的二氧化铈基磨料可用于从半导体晶片测试工件上去除二氧化硅。
实施例99-102
这一套实施例显示了，将空气电晕后处理用作修整(dress)粘固的磨料制品的手段。磨料淤浆的制备是通过：用空气搅拌器混合TMPTA、HDDA、PP、CA3和PH7。然后将CEO1逐步加入混合物中。之后，逐步加入碳酸钙。磨料淤浆的材料数量(以克计)列于表44。
               表44
     实施例99-102的磨料淤浆配方
    材料  实施例99-102的磨料淤浆配方
    TMPTA     540
    HDDA     1620
    PP     3240
    CA3     356.4
    PH7     172.8
    CEO1     8910
    CACO3     5760
    CACO5     176
    CACO2     400
    CACO4     100
这些实施例的粘固磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序II而制备的。实施例99-101的磨料制品用空气电晕进行处理，其中使用Sherman电晕处理设备(Sherman Treaters，Ltd.，United Kingdom)，以裸地角色的结构(bare ground role configuration)进行。实施例99的磨料制品用31.2焦耳/平方厘米能量水平的空气电晕进行处理。实施例100的磨料制品用41.2焦耳/平方厘米能量水平的空气电晕进行处理。实施例101的磨料制品用50焦耳/平方厘米能量水平的空气电晕进行处理。此外，实施例100和101的磨料制品用一半能量密度处理2次，以达到总能量水平。实施例102的磨料制品没有用空气电晕处理。这一套磨料制品用测试程序XIV进行测试。注意，磨削速度是每个实施例中1-5个工件的磨削速度平均值。结果列于表45。
            表45
  实施例   磨削速度，纳米/分钟
    99     3.8
    100     2.9
    101     10.5
    102     2.2
从上述数据表中可清楚地看出，使用电晕能量可大大影响形成的磨料制品的磨削速度。
实施例103-108
这一套实施例比较不同的磨料淤浆配方，它们含有各种不同类型磨粒。磨料淤浆的制备是通过：用空气搅拌器混合TMPTA、HDDA、PP、CA3和PH1。然后将CEO1逐步加入磨料淤浆中，直至基本上分散入磨料淤浆中。之后，再向磨料淤浆中逐步加入其他的磨粒，直到它们基本上分散入磨料淤浆中。材料数量列于表46。
                                    表46
                         实施例103-108的磨料淤浆配方
    材料  实施例103  实施例104  实施例105  实施例106   实施例107  实施例108
    TMPTA     9.38     9.38    9.38     9.54     9.54     9.54
    HDDA     28.13     28.13    28.13     28.61     28.61     28.13
    PP     37.50     37.50    37.50     36.85     36.85     37.5
    CA3     4.95     4.95    4.95     4.95     4.95     4.95
    PH1     3.00     3.00    3.00     2.4     2.4     3.00
    CEO1     123.75     123.75    123.75     120     120     120
    SIZR     56.0     0     0     0     0     0
    SIN     0     75     0     0     0     0
    YZR1     0     0     120     0     0     80
    ZR     0     0     0     125     0     0
    YZR2     0     0     0     0     125     45
实施例103-108的磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序IV而制备的。形成的磨料制品根据测试程序XV进行测试。测试结果列于表47。磨削速度是以纳米/分钟表示的所除去的二氧化硅。测试时间长短有所不同。
                                   表47
在分钟测试后的磨削速度   实施例103   实施例104   实施例105   实施例106   实施例107   实施例108
    2     21.0     78.0     233.0     207.0   146.0     272.0
    4     28.0     63.0     186.0     210.0   214.0     261.0
    6     34.0     247.0     167.0   209.0     247.0
    8     229.0     198.0   231.0     242.0
    10     256.0     134.0   236.0     240.0
    12     254.0     95.0   243.0     232.0
    14     255.0   223.0     244.0
    16     261.0   233.0     251.0
    18     216.0   210.0     247.0
    20     2500   153.0     234.0
    22     231.0
    24     242.0
    26     238.0
    28     235.0
    30     243.0
    32     241.0
    34     59.0
    36     252.0
    38     233.0
    40     257.0
这些数据表明，被去除的二氧化硅数量的差异取决于磨料涂层中的磨粒类型和数量。
对于实施例108，在测试40分钟(即20个晶片)之后，用磨料制品处理一晶片(第21块晶片)2.5分钟。在该步骤之后，用蒸馏水清洗测试晶片并用干净的气流加以干燥。晶片的表面抛光情况用#RST Plus型Wyko干涉仪(Tucson，AZ)进行测量。在5个不同位置测量表面抛光度。结果列于表48。
           表48实施例108中第21块测试晶片的表面抛光度测量
    位置     RMS*     Ra
    1     0.79nm     0.62nm
    2     0.93nm     0.75nm
    3     0.95nm     0.75nm
    4     0.95nm     0.76nm
    5     0.77nm     0.62nm
*RMS指偏离参照平面的均方根偏差(root mean square of the deviation)。
实施例109
该实施例的磨料淤浆含有铵盐。磨料淤浆的制备是通过：用空气搅拌器混合TMPTA、HDDA、CA3和PH1。然后将CEO1逐步加入磨料淤浆中，直至基本上分散开。之后，再向磨料淤浆中逐步加入其他的磨粒和NHC，直到它们基本上分散开。材料数量列于表49。
        表49
实施例109的磨料淤浆配方
    材料     实施例109
    TMPTA     18.75
    HDDA     56.25
    CA3     4.95
    PH1     3.00
    CEO1     80
    ZR     147.2
    NHC     10.4
实施例109的磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序IV而制备的。形成的磨料制品根据测试程序XVI进行测试。测试结果列于表50。磨削速度是以纳米/分钟表示的所除去的二氧化硅数量。测试时间长短为5分钟，在处理1分钟之后测量磨削速度。
           表50
    磨削速度 实施例109
    在1分钟测试后     74.0
    在2分钟测试后     64.0
    在3分钟测试后     74.0
    在4分钟测试后     68.0
    在5分钟测试后     58.0
实施例110和111
这一套实施例中的磨料淤浆含有配位剂。磨料淤浆的制备是通过：用空气搅拌器混合TMPTA、HDDA、PP、CA3或KD2和PH1。然后将磨粒逐步加入磨料淤浆，直至基本上分散入磨料淤浆中。之后，再向磨料淤浆中逐步加入TANA或SAA，直到它们基本上分散开。磨料淤浆的材料数量列于表51。
          表51
实施例110-111的磨料淤浆配方
    材料   实施例110   实施例111
    TMPTA     11.25     14.26
    HDDA     33.75     42.77
    PP     30     0
    CA3     4.95     0
    KD2     0     3.04
    PH1     3     1.82
    YZR1     87.47     0
    ZRO     83.05     0
    YZR2     0     221.68
    TANA     20     0
    SAA     0     20
实施例110和111的磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序IV而制备的。形成的磨料制品根据测试程序XVI进行测试。测试结果列于表52。磨削速度是以纳米/分钟表示的所除去的二氧化硅。测试时间长短是变化的，在处理1分钟之后测量磨削速度。
                      表52
  磨削速度(纳米/分钟)   实施例110   实施例111
    在1分钟测试后     20.0     127.0
    在2分钟测试后     15.0     34.0
    在3分钟测试后     23.0
从上述数据可以看出，用不同磨料淤浆制备的磨料制品，可以获得不同的磨削速度。
实施例111的磨料制品还用测试程序XVII进行测试。在测试前的TIR是500纳米。在测试之后的TIR为40纳米。
实施例112-114
这一套实施例比较用于制备磨料制品的不同的磨料淤浆。磨料淤浆的制备是通过：用空气搅拌器混合TMPTA、HDDA、PP、CA3或KD2和PH1。然后将CEO1逐步加入磨料淤浆，直至基本上分散开。之后，再向磨料淤浆中逐步加入氧化锆和/或碳酸钙，直到这些颗粒基本上分散开。磨料淤浆的材料数量(以克计)列于表53。
                      表53
            实施例112-114的磨料淤浆配方
    材料   实施例112   实施例113  实施例114
    TMPTA     8.44     10     18.01
    HDDA     25.31     30     54.02
    PP     41.25     35     0
    CA3     4.95     4.95     0
    KD2     0     0     3.84
    PH1     2.4     3     2.88
    CEO1     124     76.14     151.5
    ZRO     0     178.96     354.11
    CACO3     69     0     0
实施例112-114的磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序IV而制备的。形成的磨料制品根据测试程序XVII进行测试。测试结果列于表54。
              表54
  实施例   处理前的TIR   处理后的TIR
    112     600nm     210nm
    113     600nm     183nm
    114     600nm     72nm
这些数据表明，不同的磨料涂层配方可实现不同的TIR水平。
实施例115-117
这一套实施例比较用于制备磨料制品的不同的磨料淤浆。磨料淤浆的制备是通过：用空气搅拌器混合TMPTA、MA2、CA3和PH7。然后将CEO1逐步加入磨料淤浆，直至基本上分散开。之后，再向磨料淤浆中逐步加入CACO3、CACO2和CACO4，直到这些颗粒基本上分散开。磨料淤浆的材料数量(以克计)列于表55。
                       表55
             实施例115-117的磨料淤浆配方
    材料   实施例115   实施例116   实施例117
    HDDA     7.50     9.00     10.51
    MA2     67.53     66.0     64.50
    CA3     4.95     4.97     4.95
    PH7     2.40     2.42     2.42
    CEO1     123.78     123.78     123.75
    CACO3     84.03     84.01     83.05
    CACO2     5.62     5.61     5.62
    CACO4     1.41     1.41     1.40
实施例115-117的磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序VI而制备的。形成的磨料制品根据测试程序XX进行测试。测试结果列于表56。
                表56
    实施例     平均磨削速度(纳米/分钟)
    115     340.0
    116     40.0
    117     10.0
从上述数据中可明显看出，随着磨料涂层的配方不同，磨削速度有差异。
实施例118-122
这一套实施例比较不同的二氧化铈磨粒。磨料淤浆如实施例77-80所述进行制备。材料数量列于表57。
                              表57
                     实施例118-122的磨料淤浆配方
    材料  实施例118   实施例119  实施例120 实施例121 实施例122
    TMPTA    8.47     8.46     8.46    8.44     8.44
    HDDA    25.35     25.34     25.53    25.34     25.31
    PP    41.29     41.3     41.27    41.28     41.25
    CA3    4.96     4.98     4.96    4.96     4.95
    PH7    2.40     2.44     2.41    2.42     2.42
    CEO1    123.77     0     0     0     0
    CEO3     0    123.80     0     0     0
    CEO4     0     0     0    123.76     0
    CEO5     0     0     123.76     0     0
    CEO6     0     0     0     0     123.75
    CACO3    60.41    60.41     60.43    60.41     60.40
    CACO2    5.64    3.62     5.63    5.61     5.60
    CACO4    1.42    1.43     1.40    1.41     1.40
实施例118-122的磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序VI而制备的。形成的磨料制品根据测试程序XIX进行测试。测试结果列于表58。
              表58
    实施例   平均磨削速度(纳米/分钟)
    118     184.6
    119     165.1
    120     85.9
    121     136.8
    122     49.0
实施例123和124
这一套实施例比较了，在流体介质中有外部润滑剂的粘固磨料制品的磨削速度和在流体介质中没有外部润滑剂的相同粘固磨料制品的磨削速度。磨料制品是采用图案#1，根据制备磨料制品的通用程序I而制备的。磨料淤浆的制备是通过：用空气搅拌器混合8.44份TMPTA、25.31份HDDA、41.25份PP、4.95份CA3和2.40份PH7。然后将123.75份二氧化铈磨粒(CEO1)逐步加入磨料淤浆，直至基本上分散开。之后，再向磨料淤浆中逐步加入60.40份CACO3、5.60份CACO2和1.40份CACO4，直到这些颗粒基本上分散开。
实施例123的磨料制品根据测试程序III进行测试。实施例124的磨料制品根据测试程序III进行测试，不同点在于：流体介质含有0.5重量％水溶性聚环氧乙烷聚合物(可从Union Carbide，Danbury，CT，以商品名“Polyox 1105”购得)。测试结果列于表59。
              表59
    实施例   平均磨削速度(纳米/分钟)
    123     161.0
    124     142.0
实施例125至129
这一组实施例比较生产磨料制品所使用各种的磨料淤浆配方。磨料淤浆的制备是，通过空气搅拌器混合MA3、HDDA、PP、CA3和PH7。接着，将氧化铈磨料颗粒逐渐加入到磨料淤浆中直到基本上分散开。随后，在磨料淤浆中逐渐加入CACO3和CACO4直到这些颗粒基本上分散开。磨料淤浆的材料数量以克为单位，列于表60。
                                    表60
                         实施例125至129的磨料淤浆配方
    材料  实施例125  实施例126   实施例127   实施例128   实施例129
    MA3     8.44     11.25     16.85     18.75     15.0
    HDDA     25.32     33.75     50.55     56.25     45.0
    PP     41.25     30.0     7.50     0     15.0
    CA3     4.95     4.95     4.95     4.95     4.95
    PH7     2.70     2.70     2.70     6.0     2.70
    CEO1     123.75     123.75     123.75     123.75     123.75
    CACO3     67.36     67.36     67.36     67.36     67.36
    CACO4     8.0     8.0     13.0     15.0     13.0
实施例125-129的磨料制品是采用图案#1，用制备磨料制品的通用程序IV制备的。形成的磨料制品用测试程序XII进行测试。测试结果见表61。
              表61
    实施例   平均磨削速度(纳米/分钟)
    125     199.6
    126     110.75
    127     32.0
    128     14.67
    129     42.0
以上数据明显表明，取决于不同的磨料淤浆配方，存在磨削速率的差异。
实施例130和131
这一组实施例比较生产磨料制品所使用的各种磨料淤浆配方。磨料淤浆的制备是，通过空气搅拌器混合TMPTA、MA4、PP、CA3和PH7。接着，将氧化铈磨粒逐渐加入到磨料淤浆中直到基本上分散开。随后，在磨料淤浆中逐渐加入CACO3直到这些颗粒基本上分散开。磨料淤浆的材料数量以克为单位，列于表62。
              表62
    实施例130和131的磨料淤浆配方
    材料   实施例130   实施例131
    TMPTA     11.25     8.44
    MA4     33.75     25.32
    PP     30     41.25
    CA3     4.95     4.95
    PH7     2.4     2.4
    CEO1     123.75     123.75
    CACO3     67.36     67.36
实施例130和131的磨料制品是采用图案#1，用制备磨料制品的通用程序IV制备的。形成的磨料制品用测试程序XII进行测试。测试结果见表63。
                表63
  实施例     平均磨削速度(纳米/分钟)
    130     46.67
    131     187.67
以上数据明显表明了，不同的磨料淤浆可导致不同的磨削速率。
实施例132至134
这一组实施例，用如实施例77-80中的程序进行制备，比较生产磨料制品所使用各种的磨料淤浆配方。材料数量列于表64。
                    表64
          实施例132至134的磨料淤浆配方
  材料   实施例132   实施例133   实施例134
  MA2     18.75     3.68     3.68
  HDDA     56.25     11.03     11.03
  CA3     4.95     0.97     1.41
  PH7     6.0     1.18     1.18
  CEO1     123.75     24.26     35.26
  CACO3     67.36     13.20     13.20
  CACO4     8     3.57     0
实施例132-134的磨料制品是采用图案#1，用制备磨料制品的通用程序IV制备的。形成的磨料制品用测试程序XII进行测试。测试结果见表65。
              表65
   实施例     平均磨削速度(纳米/分钟)
    132     58.33
    133     51.67
    134     34.0
以上数据明显表明了，不同的磨料淤浆配方可导致不同的磨削速度。
实施例135和136
这一组实施例比较了不含分散剂的磨料淤浆和含有分散剂的磨料淤浆的粘度。磨料淤浆的制备是，通过空气搅拌器混合TMPTA、HDDA、PP、KD2和PH7。接着，将氧化铈磨粒逐渐加入到磨料淤浆中直到基本上分散开。再在磨料淤浆中加入DA2。随后，在磨料淤浆中逐渐加入CACO2直到这些颗粒基本上分散开。磨料淤浆的材料数量列于表66。
              表66
   实施例135和136的磨料淤浆配方
    材料   实施例135  实施例136
    TMPTA     8.44     8.44
    HDDA     25.31     25.31
    PP     41.25     41.25
    KD2     2.40     2.40
    PH7     2.40     2.40
    CEO1     123.75     123.75
    DA2     0     2.40
    CACO2     67.40     67.40
实施例135的磨料淤浆为稠膏状。将这种稠磨料淤浆制成磨料制品是很困难的。实施例135的磨料淤浆的粘度估计小于50,000厘泊。在这个粘度范围时，磨料淤浆可更容易地制成磨料制品。此外，从这些数据可以看出，添加少量分散剂可降低所形成的磨料淤浆的粘度。
实施例137
该实施例用乳白锆石玻璃料(frit)作为磨料颗粒。磨料淤浆的制备是，通过空气搅拌器混合3.75克TMPTA、11.25克HDDA、22.51克PP、0.96克CA3和1.21克PH7。接着，将47.50克乳白锆石玻璃料逐渐加入到磨料淤浆中直到基本上分散开。随后，逐渐加入20.02克CACO3、2.02克CACO2、和2.01克CACO4，直到这些颗粒充分分散于磨料淤浆中。乳白锆石玻璃料平均粒径为3.67微米并含有25-50％(重量)氧化硅、约14％氧化锆、14％由氧化铝，氧化硼和氧化钙构成的混合物。这种颗粒可从Ferro Corporation，Cleveland，Ohio以商品名“CZ-110”购得。实施例137的磨料制品是采用图案#1，用制备磨料淤浆的通用程序VI制备的。形成的磨料制品用测试程序XII进行测试。33秒后晶片从扣环上滑落。磨削速率被推断为36纳米/分钟。
实施例138和139
这一组实施例比较生产磨料制品的不同方法以及形成的制品的磨削性能。两个实施例采用同样的磨料淤浆。磨料淤浆的制备是，通过空气搅拌器混合8.44份TMPTA、25.31份HDDA、41.25份PP、4.95份CA3和2.40份PH7。接着，将123.75份氧化铈(CEO1)磨粒逐渐加入到磨料淤浆中直到基本上分散开。随后在磨料淤浆中逐渐加入60.40份CACO3、5.60份CACO2和1.40份CACO4，直到这些颗粒基本上分散开。
实施例138的磨料制品是采用图案#1，用制备磨料制品的通用程序V制备的。
实施例139的磨料制品是采用图案#1，用制备磨料制品的通用程序V制备的，除了有以下改变。用橡胶刮浆刀将磨料淤浆涂于生产工具中。将PPF背衬置于磨料淤浆的顶部，形成的复合体被夹在压强为840Pa(40psi)下的辊之间。将聚酯薄膜/磨料淤浆从生产工具中拉出来。随后，将此复合体面朝上置于铝板上并暴露于紫外线之下。样品在157.5瓦特/厘米(400瓦特/英寸)的两个紫外线灯下，以10.7米/分钟(35英尺/分钟)通过2次。在将磨料淤浆从生产工具中取出与将其在暴露于紫外线之间的间隔时间，约为数分钟。
形成的磨料制品用测试程序XIX进行测试。测试结果见表67。磨削速率单位为纳米/分钟。
           表67
  实施例     测试程序XIX
    138     184.6
    139     204.4
实施例140
这个实施例显示了，流体介质的pH值对被磨料制品磨去的二氧化硅数量的影响。磨料制品的生产，首先是制备磨料淤浆。通过空气搅拌器搅拌混合下列物质：8.44份TMPTA、25.31份HDDA、41.25份PP、4.95份CA3和2.40份PH7。接着，将123.75份氧化铈(CEO1)磨粒逐渐加入到磨料淤浆中直到基本上分散入磨料淤浆中。随后在磨料淤浆中逐渐加入60.42份CACO3、5.56份CACO2和1.39份CACO4，直到这些颗粒基本上分散在磨料淤浆中。实施例142的磨料制品是采用图案#1，用制备磨料制品的通用程序V制备的。
形成的磨料制品用测试程序XIX进行测试，不同点在于改变pH值。测试结果见表68。
              表68
           不同的pH值
    pH  磨削速率(纳米/分钟)
7，仅有去离子水     143.3
    8.5     153.0
    9.5     124.8
    10.5     155.0
    11.5     136.6
    12.5     131.6
实施例141-144
这一组实施例如实施例77-80进行制备，比较生产磨料制品的不同磨料淤浆配方。材料数量列于表69。
                        表69
             实施例141至144的磨料淤浆配方
  材料   实施例141   实施例142  实施例143   实施例144
  TMPTA     8.44     8.44     8.44     8.44
  HDDA     25.31     25.31     25.31     25.31
  PP     41.25     41.25     41.25     41.25
  DA3     1.0     2.0     3.18     4.0
  PH7     2.40     2.40     2.40     2.40
  CEO1     123.75     123.75     123.75     123.75
  CACO3     60.42     60.42     60.42     60.42
  CACO2     5.56     5.56     5.56     5.56
  CACO4     1.39     1.39     1.39     1.39
实施例141至144的磨料制品是采用图案#1，用制备磨料制品的通用程序V制备的。形成的磨料制品用测试程序XIX进行测试，除pH值为10.5之外。测试结果见表70。磨削速率的单位为纳米/分钟。
       表70
  实施例   测试程序XIX
    141     174.6
    142     116.8
    143     64.6
    144     98.4
以上数据表明，取决于不同的磨料淤浆配方，磨料制品会产生不同的磨削速率。
实施例145
这个实施例表明了，不同的扣环材料对被磨料制品磨掉的二氧化硅数量的影响。磨料淤浆的制备是，通过空气搅拌器混合320.63份TMPTA、961.88份HDDA、1567.50份PP、188.10份CA3和91.20份PH1。接着，将4702.50份CEO1逐渐加入到磨料淤浆，直到基本上分散在磨料淤浆中。随后，在磨料淤浆中逐渐加入2296份CACO3、211份CACO2和52.8份CACO4，直到这些颗粒基本上分散开在磨料淤浆中。实施例145的磨料制品是采用图案#1，用制备磨料制品的通用程序II制备的，不同点在于：紫外线辐射透过薄膜背衬。
扣环是圆环形，内径为10.2厘米(4英寸)，外径为12.7厘米(5英寸)，厚度为0.95厘米(0.375英寸)，由不同种类酚醛复合材料制成，如下所述。
扣环材料是从Minnesota Plastic，Eden Prairie，MN购得的。
磨料制品用测试程序XIV进行测试，其中用不同的扣环替代Rodel扣环。LE测试夹具(holder)的计示压强或线压强为约280Pa(40psi)。测试结果见表71。
扣环XXX由纸/酚醛复合材料制得。
扣环LE由棉布/酚醛复合材料制得。
扣环N1由尼龙布/酚醛复合材料制得。
            表71
    测试程序1：不同的扣环
 测试夹具     磨削速率(纳米/分钟)
    XXX     39.0
    LE     38.0
    N1     141.0
以上数据表明，取决于制造扣环时所用的材料，磨料制品可产生不同的磨削速率。
实施例146
这个实施例的磨料制品中含有聚合物填料颗粒。磨料淤浆的制备是，通过空气搅拌器混合6.57份TMPTA、19.75份HDDA、48.77份PP、2.50份DA1和26.0份PH7。接着，将123.8份CEO1逐渐加入到磨料淤浆，直到基本上分散在磨料淤浆中。随后，在磨料淤浆中逐渐加入26.0份PLFP，直到这些颗粒基本上分散在磨料淤浆中。实施例146的磨料制品是采用图案#1，用制备磨料制品的通用程序V制备的，不同点在于：在磨料制品上盖有石英板，并以7.6米/分钟(25英尺/分钟)在紫外灯下仅照射通过一次。
形成的磨料制品用测试程序XIX进行测试，其平均磨削速度为117纳米/分钟。
实施例147
这个实施例阐述了在磨料淤浆中使用六方晶体氮化硼的情况。磨料淤浆的制备是，通过空气搅拌器混合18.75克TMPTA、56.45克HDDA、4.0克KD2和2.4克PH1。接着，将173.45克CEO1逐渐加入到磨料淤浆中直到基本上分散开。随后，在磨料淤浆中逐渐加入79.04克六方晶体氮化硼(Grade A-01，粒径为3-5微米，可从H.C.Starck Inc.，Newton，MA购得)，直到这些颗粒基本上分散开。采用图案#1，如制备磨料制品的通用程序I中所述，用这种淤浆制备磨料制品。
磨料制品用测试程序XII进行测试。平均磨削速率(10次测量值的平均值)为59.4纳米/分钟。

Claims (15)

1.一种修整半导体晶片暴露表面的方法，其特征在于它包括如下步骤：
(a)使所述表面与三维、有网纹、粘固的磨料制品接触，所述的磨料制品包括按预定图案形式排列的含分散在粘结剂中许多磨料颗粒的研磨复合体；
(b)使所述半导体晶片与所述粘固磨料制品作相对运动，以修整所述半导体晶片的表面。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于在液体存在下使所述表面和所述粘固的磨料制品接触。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于在pH值至少为5的液体存在下使所述表面和所述粘固的磨料制品接触。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的暴露表面含有二氧化硅。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于该方法包括修整处理后的半导体晶片的暴露表面。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于使所述半导体晶片与所述粘固磨料制品作相对运动，以修整所述半导体晶片的表面，产生Ra值不大于2纳米的表面。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于使所述半导体晶片与所述粘固磨料制品作相对运动，以修整所述半导体晶片的表面，达到至少为50纳米/分钟的平均磨削率。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的粘固磨料制品包括背衬，该背衬的表面包括含所述磨料颗粒和所述粘结剂的研磨复合体研磨涂层。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述磨料颗粒的平均粒度不大于5微米。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述磨料颗粒基本上由二氧化铈颗粒构成。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的粘结剂包含热固性有机聚合物树脂。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述粘结剂还含有增塑剂，相对于不含增塑剂的相同磨料制品，所述增塑剂的用量足以提高所述磨料制品的磨耗性。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于所述的粘结剂中，以增塑剂与树脂的总重量为基准，含有至少25％的增塑剂。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述粘固磨料制品含有许多研磨复合体。
15.如权利要求1或14所述的方法，其特征在于所述研磨复合体的形状是选自立方形、圆柱形、棱柱形、矩形、棱锥形、截平棱锥形、圆锥形、截平圆锥形、十字形、具有平顶表面的柱形、半球形以及它们的组合。
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