CN115870877A - 研磨垫及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本公开实施例涉及一种研磨垫及其制备方法。该研磨垫包括：基板；研磨盘，与所述基板可拆卸连接，研磨盘的第一表面设置有凸出第一表面的第一金刚石颗粒，研磨盘的第二表面设置有凸出第二表面的第二金刚石颗粒；其中，在所述可拆卸连接的方向上，研磨盘相对设置的两个表面分别为第一表面和第二表面。该制备方法包括：提供基板；提供研磨盘，研磨盘的第一表面设置有凸出第一表面的第一金刚石颗粒，研磨盘的第二表面设置有凸出第二表面的第二金刚石颗粒；将基板和研磨盘机械连接在一起，第一表面和第二表面中的一个表面靠近基板，另一个表面背离基板；其中，基板和研磨盘之间可拆卸连接。降低了研磨垫的使用成本。

Description

研磨垫及其制备方法

技术领域

本公开实施例涉及半导体技术领域，特别是涉及一种研磨垫及其制备方法。

背景技术

晶圆研磨垫内分布有大量的孔隙，孔隙可以用来留存研磨液、提高研磨垫粗糙度，是实现化学机械研磨的关键。在化学机械研磨过程中，研磨残渣会填满孔隙使晶圆研磨垫的表面变得光滑从而失去摩擦力。通过研磨垫去除晶圆研磨垫表面的釉化层可以恢复晶圆研磨垫上的孔隙，保持晶圆研磨垫研磨速率的一致性，达到活化晶圆研磨垫的目的。

当研磨垫达到使用寿命后，将会废弃整个研磨垫，从而增加化学机械研磨制程的工艺成本。

发明内容

本公开实施例提供了一种研磨垫及其制备方法，可以降低研磨垫的成本。

本公开提供一种研磨垫，包括：

基板；

研磨盘，与所述基板可拆卸连接，研磨盘的第一表面设置有凸出第一表面的第一金刚石颗粒，研磨盘的第二表面设置有凸出第二表面的第二金刚石颗粒；

其中，在所述可拆卸连接的方向上，研磨盘相对设置的两个表面分别为第一表面和第二表面。

在其中一个实施例中，第一金刚石颗粒的高度相同；和/或第二金刚石颗粒的高度相同。

在其中一个实施例中，第一金刚石颗粒的高度等于第二金刚石颗粒的高度；和/或第一金刚石颗粒在第一表面上的密度等于第二金刚石颗粒在第二表面上的密度。

在其中一个实施例中，第一金刚石颗粒为钝角颗粒或尖角颗粒，第二金刚石颗粒为钝角颗粒或尖角颗粒；

其中，钝角颗粒为颗粒侧壁和颗粒底部的夹角大于90度的颗粒，尖角颗粒为颗粒侧壁和颗粒底部的夹角小于90度的颗粒。

在其中一个实施例中，研磨垫还包括：

柔性缓冲垫，位于基板和研磨盘之间，当第一表面靠近基板时，第一表面设置的第一金刚石颗粒的顶部与柔性缓冲垫接触；当第二表面靠近基板时，第二表面设置的第二金刚石颗粒的顶部与柔性缓冲垫接触；

其中，柔性缓冲垫由抗腐蚀材料制成。

在其中一个实施例中，柔性缓冲垫在基板上的正投影与所述基板相重合。

在其中一个实施例中，基板靠近研磨盘的表面开设有凹槽，当第一表面靠近基板时，凹槽用于容置第一金刚石颗粒，凹槽的底部与第一金刚石颗粒的顶部之间的距离大于或等于0；当第二表面靠近基板时，凹槽用于容置第二金刚石颗粒，凹槽的底部与第二金刚石颗粒的顶部之间的距离大于或等于0。

在其中一个实施例中，基板靠近研磨盘的一面设置有凸起的螺丝，第一表面和/或第二表面设置有凹陷的螺孔，螺丝和螺孔用于可拆卸连接基板和研磨盘；

其中，螺丝位于基板的边缘，螺孔位于研磨盘的边缘，且螺丝在研磨盘上的正投影与螺孔相重合。

在其中一个实施例中，螺孔的数量大于2，相邻两个螺孔之间的距离相等。

在其中一个实施例中，螺孔贯穿研磨盘，且研磨盘与基板可拆卸连接后，螺丝的顶部与基板之间的距离小于或等于螺孔背离基板的一侧与基板之间的距离。

上述研磨垫包括，基板和研磨盘，其中，研磨盘与基板可拆卸连接，并且研磨盘的第一表面设置有第一金刚石颗粒，研磨盘的第二表面设置有第二金刚石颗粒，第一表面的第一金刚石颗粒和第二表面的第二金刚石颗粒都可以用来去除晶圆研磨垫表面的釉化层，与只有一个表面用来去除釉化层相比，研磨盘的寿命增加了一倍，降低了研磨垫的使用成本。并且，研磨垫中的基板可以重复使用，进一步降低了研磨垫的使用成本。

本公开还提供一种研磨垫的制备方法，包括：

提供基板；

提供研磨盘，研磨盘的第一表面设置有凸出第一表面的第一金刚石颗粒，研磨盘的第二表面设置有凸出第二表面的第二金刚石颗粒；

将基板和研磨盘机械连接在一起，第一表面和第二表面中的一个表面靠近基板，另一个表面背离基板；

其中，基板和研磨盘之间可拆卸连接。

在其中一个实施例中，提供研磨盘，包括：

提供初始研磨盘；

采用化学气相沉积工艺或电镀生长工艺，分别于初始研磨盘的第一表面形成第一金刚石颗粒，于初始研磨盘的第二表面形成第二金刚石颗粒，以得到研磨盘。

在其中一个实施例中，第一金刚石颗粒的高度相同；和/或第二金刚石颗粒的高度相同。

在其中一个实施例中，第一金刚石颗粒的高度等于第二金刚石颗粒的高度；和/或第一金刚石颗粒在第一表面上的密度等于第二金刚石颗粒在第二表面上的密度。

在其中一个实施例中，第一金刚石颗粒为钝角颗粒或尖角颗粒 ，第二金刚石颗粒为钝角颗粒或尖角颗粒；

其中，钝角颗粒为颗粒的侧壁和颗粒的底部的夹角大于90度的颗粒，尖角颗粒为颗粒的侧壁和颗粒的底部的夹角小于90度的颗粒。

在其中一个实施例中，提供研磨盘之后，将基板和研磨盘机械连接在一起之前，还包括：

提供柔性缓冲垫，柔性缓冲垫由抗腐蚀材料制成；

将基板和研磨盘机械连接在一起，包括：

将基板、柔性缓冲垫和研磨盘机械连接在一起；

其中，柔性缓冲垫位于基板和研磨盘之间，当第一表面靠近基板时，第一金刚石颗粒的顶部与柔性缓冲垫接触；当第二表面靠近基板时，第二金刚石颗粒的顶部与柔性缓冲垫接触。

在其中一个实施例中，提供基板包括：

提供初始基板；

于初始基板的任一表面开设凹槽，以得到基板；

将基板和研磨盘机械连接在一起，包括:

将基板开设所述凹槽的表面与研磨盘机械连接在一起；

其中，当第一表面靠近基板时，第一金刚石颗粒容置于凹槽中，且凹槽的底部与第一金刚石颗粒的顶部之间的距离大于或等于；当第二表面靠近基板时，第二金刚石颗粒容置于凹槽中，且凹槽的底部与第二金刚石颗粒的顶部之间的距离大于或等于。

在其中一个实施例中，将基板和研磨盘机械连接在一起，包括：

通过基板边缘的螺丝和研磨盘边缘的螺孔，将基板和研磨盘机械连接在一起；

其中，螺丝在研磨盘上的正投影与螺孔相重合。

在其中一个实施例中，螺孔贯穿研磨盘，且研磨盘与基板可拆卸连接后，螺丝的顶部与基板之间的距离小于或等于螺孔背离基板的一侧与基板之间的距离。

上述研磨垫的制备方法得到的研磨垫包括，基板和研磨盘，其中，研磨盘与基板可拆卸连接，并且研磨盘的第一表面设置有第一金刚石颗粒，研磨盘的第二表面设置有第二金刚石颗粒，第一表面的第一金刚石颗粒和第二表面的第二金刚石颗粒都可以用来去除晶圆研磨垫表面的釉化层，与只有一个表面用来去除釉化层相比，研磨盘的寿命增加了一倍，降低了研磨垫的使用成本。并且，研磨垫中的基板可以重复使用，进一步降低了研磨垫的使用成本。

附图说明

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

图1为一实施例中研磨垫的爆炸示意图；

图2为一实施例中研磨盘的爆炸示意图；

图3为一实施例中第一金刚石颗粒的剖视图；

图4为一实施例中第二金刚石颗粒的剖视图；

图5为另一实施例中研磨垫的爆炸示意图；

图6为一实施例中研磨垫的制备方法的流程示意图；

图7为一实施例中提供研磨盘的流程示意图。

附图标记说明：

102、基板；104、研磨盘；106、柔性缓冲垫；202、第一表面；204、第二表面；302、第一金刚石颗粒；304、第二金刚石颗粒；306、螺丝；308、螺孔；3020、第一金刚石颗粒的第一侧壁；3022、第一金刚石颗粒的颗粒底部；3024、第一金刚石颗粒的第二侧壁；3040、第二金刚石颗粒的第一侧壁；3042、第二金刚石颗粒的颗粒底部；3044、第二金刚石颗粒的第二侧壁。

具体实施方式

为了便于理解本公开实施例，下面将参照相关附图对本公开实施例进行更全面的描述。附图中给出了本公开实施例的首选实施例。但是，本公开实施例可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本公开实施例的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开实施例的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本公开实施例的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本公开实施例。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在本公开实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方法或位置关系，仅是为了便于描述本公开实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开实施例的限制。

可以理解，本公开所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本公开的范围的情况下，可以将第一金刚石颗粒称为第二金刚石颗粒，且类似地，可将第二金刚石颗粒称为第一金刚石颗粒。第一金刚石颗粒和第二金刚石颗粒两者都是金刚石颗粒，但其不是同一金刚石颗粒。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本公开的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。

图1为一实施例中研磨垫的爆炸示意图，图2为一实施例中研磨盘的爆炸示意图，如图1、图2所示，在本实施例中，提供一种研磨垫，包括：基板102和研磨盘104；基板102的构成材料包括不锈钢、陶瓷、合金或其他性能稳定不易变形的材料中的一种或多种；研磨盘104与基板102可拆卸连接，研磨盘104的第一表面202设置有凸出第一表面202的第一金刚石颗粒302，研磨盘104的第二表面204设置有凸出第二表面204的第二金刚石颗粒304；其中，在所述可拆卸连接的方向上，研磨盘104相对设置的两个表面分别为第一表面202和第二表面204。

可以明确的是，将基板102和研磨盘104可拆卸的机械连接在一起后，在垂直于基板102的X方向上，第一表面202和第二表面204中的一个表面靠近基板102，另一个表面背离基板102，第一表面202靠近基板102时，第二表面204远离基板102；第二表面204靠近基板102时，第一表面202远离基板102，第一表面202和第二表面204相对设置。示例性的，将基板102和研磨盘104连接（安装）在一起后，第一表面202为背离基板102的表面，第二表面204为靠近基板102的表面，此时，先使用第一表面202上的第一金刚石颗粒302进行晶圆研磨垫表面釉化层的去除，可以理解的是，当第一表面202上的第一金刚石颗粒302达到使用寿命时，将研磨盘104从基板102上拆卸下来，将第一表面202靠近基板102后进行研磨盘104和基板102的机械连接，然后使用第二表面204上的第二金刚石颗粒304进行釉化层的去除，直至第二金刚石颗粒304达到使用寿命，将基板102与新的研磨盘104机械连接在一起，继续进行釉化层的去除，及进行化学机械研磨制程的过程中，研磨垫中的基板102保持变不变，只需更换新的研磨盘104即可。

上述研磨垫包括，基板102和研磨盘104，其中，研磨盘104与基板102可拆卸连接，并且研磨盘104的第一表面202设置有第一金刚石颗粒302，研磨盘104的第二表面204设置有第二金刚石颗粒304，第一表面202的第一金刚石颗粒302和第二表面204的第二金刚石颗粒304都可以用来去除晶圆研磨垫表面的釉化层，与只有一个表面用来去除釉化层相比，研磨盘104的寿命增加了一倍，降低了研磨垫的使用成本。并且，研磨垫中的基板102可以重复使用，进一步降低了研磨垫的使用成本。

图3为一实施例中第一金刚石颗粒302的剖视图，图4为一实施例中第二金刚石颗粒304的剖视图，如图3、图4所示，在其中一个实施例中，第一金刚石颗粒302的高度H1相同，且第二金刚石颗粒304的高度H2相同，即第一表面202上的第一金刚石颗粒302的顶表面在同一个水平面S1上，且第二表面204上的第二金刚石颗粒304的顶表面在同一水平面S2上，该设置使得第一表面202的第一金刚石颗粒302同时达到使用寿命T1，第二表面204的第二金刚石颗粒304同时达到使用寿命T2。

在另一个实施例中，第一金刚石颗粒302的高度H1相同，且第二金刚石颗粒304的高度H2不同，即第一表面202上的第一金刚石颗粒302的顶表面在同一个水平面S1上，第二表面204上的第二金刚石颗粒304的顶表面在不同的水平面上（第二表面204上至少存在一个第二金刚石颗粒304的高度H2与其他第二金刚石颗粒304的高度H2不同），该设置使得第一表面202的第一金刚石颗粒302同时达到使用寿命T1，第二表面204上至少有一个第二金刚石颗粒304与其他第二金刚石颗粒304在不同的时间点达到使用寿命。

如图3、图4所示，在其中一个实施例中，第二金刚石颗粒304的高度H2相同，且第一金刚石颗粒302的高度H1不同，即第二表面204上的第二金刚石颗粒304的顶表面在同一水平面S2上，第一表面202上的第一刚石颗粒302的顶表面在不同的水平面上，该设置使得第二表面204的第二金刚石颗粒304同时达到使用寿命T2，第一表面202上至少有一个第一金刚石颗粒302与其他第一金刚石颗粒302在不同的时间点达到使用寿命。

继续参考图3和图4，在其中一个实施例中，第一金刚石颗粒302的高度H1等于第二金刚石颗粒304的高度H2，且第一金刚石颗粒302在第一表面202上的密度等于第二金刚石颗粒304在第二表面204上的密度。可以理解的是，第一金刚石颗粒302的高度H1等于第二金刚石颗粒304的高度H2指的是，当第一表面202上存在高度H1为A的第一金刚石颗粒302时，第二表面204上同样存在高度H2为A的第二金刚石颗粒304。第一金刚石颗粒302在第一表面202上的密度等于第二金刚石颗粒304在第二表面204上的密度指的是，第一表面202中单位面积上的第一金刚石颗粒302的数量等于第二表面204中单位面积上的第二金刚石颗粒304的数量，该设置使得研磨盘104的第一表面202和第二表面204对釉化层的处理过程相同，这里的处理过程至少包括去除速度、去除精度、去除一个釉化层的时间、去除釉化层的总时间（第一表面202/第二表面204去除釉化层的总时间）。

在另一个实施例中，第一金刚石颗粒302的高度H1等于第二金刚石颗粒304的高度H2，且第一金刚石颗粒302在第一表面202上的密度不同于第二金刚石颗粒304在第二表面204上的密度，该设置使得研磨盘104的第一表面202和第二表面204对釉化层的处理过程至少存在部分不同。

在又一实施例中，至少有一个第一金刚石颗粒302的高度H1不同于第二金刚石颗粒304的高度H2，且第一金刚石颗粒302在第一表面202上的密度等于第二金刚石颗粒304在第二表面204上的密度，该设置使得研磨盘104的第一表面202和第二表面204对釉化层的处理过程可以相同也可以不同。

在再一实施例中，至少有一个第一金刚石颗粒302的高度H1不同于第二金刚石颗粒304的高度H2，且第一金刚石颗粒302在第一表面202上的密度不同于第二金刚石颗粒304在第二表面204上的密度，该设置使得研磨盘104的第一表面202和第二表面204对釉化层的处理过程可以相同也可以不同。

以第一表面202和第一金刚石颗粒302进行示例性说明，当第一表面202上的第一金刚石颗粒302的顶表面在同一水平面上（第一表面202上的第一金刚石颗粒302的高度H1均相同，此时第一金刚石颗粒302同时达到使用寿命）时，高度H1的值大，第一金刚石颗粒302的密度小，此时，第一表面202可以进行釉化层的粗磨；高度H1的值小，第一金刚石颗粒302的密度大，此时，第一表面202可以进行釉化层的细磨。

在其中一个实施例中，第一金刚石颗粒302为钝角颗粒或尖角颗粒或直角颗粒，第二金刚石颗粒304为钝角颗粒或尖角颗粒；继续参考图3、图4，第一金刚石颗粒302/第二金刚石颗粒304侧壁上远离第一金刚石颗粒302中心点/第二金刚石颗粒304中心点的点定义为侧壁点，第一金刚石颗粒302与第一表面202/第二金刚石颗粒304与第二表面204接触的底表面上位于侧壁点一侧，且远离第一金刚石颗粒302中心点/第二金刚石颗粒304中心点的点定义为底部点，同一侧的底部点与侧壁点的连线等效为该侧的侧壁，图3和图4为尖角颗粒的示意图，以图3图4进行示例性说明，当第一金刚石颗粒302的第一侧壁3020与第一金刚石颗粒302的颗粒底部3022（第一金刚石颗粒302与第一表面202的等效接触面）的夹角φ1大于90度，且第一金刚石颗粒302的第二侧壁3024与第一金刚石颗粒302的颗粒底部3022的夹角β1大于90度时，第一金刚石颗粒302为钝角颗粒（此时第一侧壁3020和第二侧壁3024在远离第一表面202的部分不存在交点）；当第一金刚石颗粒302的第一侧壁3020与颗粒底部3022的夹角φ1小于90度，且第一金刚石颗粒302的第二侧壁3024与颗粒底部3022的夹角β1小于90度时，第一金刚石颗粒302为锐角颗粒（此时第一侧壁3020和第二侧壁3024在远离第一表面202的部分存在图3中所示的交点）；当第一金刚石颗粒302的第一侧壁3020与颗粒底部3022的夹角φ1等于90度，且第一金刚石颗粒302的第二侧壁3024与颗粒底部3022的夹角β1等于90度时，第一金刚石颗粒302为直角颗粒（此时第一侧壁3020和第二侧壁3024均垂直于第一表面202）；当第二金刚石颗粒304的第一侧壁3040与第二金刚石颗粒304的颗粒底部3042（第二金刚石颗粒304与第二表面204的等效接触面）的夹角φ2大于90度，且第二金刚石颗粒304的第二侧壁3044与第二金刚石颗粒304的颗粒底部3042的夹角β2大于90度时，第二金刚石颗粒304为钝角颗粒；当第二金刚石颗粒304的第一侧壁3040与颗粒底部3042的夹角φ2小于90度，且第二金刚石颗粒304的第二侧壁3044与颗粒底部3042的夹角β2小于90度时，第二金刚石颗粒304为锐角颗粒；当第二金刚石颗粒304的第一侧壁3040与颗粒底部3042的夹角φ2等于90度，且第二金刚石颗粒304的第二侧壁3044与颗粒底部3042的夹角β2等于90度时，第二金刚石颗粒304为直角颗粒。

继续参考图1，在其中一个实施例中，基板102靠近研磨盘104的一面设置有凸起的螺丝306，第一表面202和/或第二表面204设置有凹陷的螺孔308，螺丝306和螺孔308用于可拆卸连接基板102和研磨盘104；其中，螺丝306位于基板102的边缘，螺孔308位于研磨盘104的边缘，且螺丝306在研磨盘104上的正投影与螺孔308相重合。

在其中一个实施例中，螺孔308的数量大于2，相邻两个螺孔308之间的距离相等。通过该设置可以增加基板102与研磨盘104连接的稳定性。

在其中一个实施例中，螺孔308贯穿研磨盘104，且研磨盘104与基板102可拆卸连接后，螺丝306的顶部与基板102之间的距离小于或等于螺孔308背离基板102的一侧与基板102之间的距离。即研磨盘104与基板102可拆卸连接后，螺丝306的顶部与位于螺孔308中，或者螺丝306的顶部与位于螺孔308中螺孔308背离基板102的一侧相齐平。通过该设置，可以减少制作螺孔308的步骤，从而达到降低成本的目的。

图5为另一实施例中研磨垫的爆炸示意图，如图5所示，在其中一个实施例中，研磨垫还包括：柔性缓冲垫106，位于基板102和研磨盘104之间，当第一表面202靠近基板102时，第一表面202设置的第一金刚石颗粒302的顶部与柔性缓冲垫106接触；当第二表面204靠近基板102时，第二表面204设置的第二金刚石颗粒304的顶部与柔性缓冲垫106接触；其中，柔性缓冲垫106由抗腐蚀材料制成。柔性缓冲垫106的制成材料为抗腐蚀材料，从而避免化学研磨液对柔性缓冲垫106使用寿命的影响。通过设置柔性缓冲垫106，可以避免研磨垫去除晶圆研磨垫上的釉化层的过程中，损伤靠近基板102一面的金刚石颗粒，即第一表面202的第一金刚石颗粒302研磨釉化层时，柔性缓冲垫106用来避免损伤第二表面204上的第二金刚石颗粒304；第二表面204的第二金刚石颗粒304研磨釉化层时，柔性缓冲垫106用来避免损伤第一表面202上的第一金刚石颗粒302。

继续参考图5，在其中一个实施例中，柔性缓冲垫106在基板102上的正投影与基板102相重合。在其他实施例中，柔性缓冲垫106在基板102上的正投影与第一金刚石颗粒302在基板120上的正投影的分布区域相重合，同时柔性缓冲垫106在基板102上的正投影与第二金刚石颗粒304在基板120上的正投影的分布区域相重合。

在其中一个实施例中，基板102靠近研磨盘104的表面开设有凹槽，当第一表面202靠近基板102时，凹槽用于容置第一表面202设置的第一金刚石颗粒302，凹槽的底部与第一金刚石颗粒302的顶部之间的距离大于或等于0；当第二表面204靠近基板102时，凹槽用于容置第二表面204设置的第二金刚石颗粒304，凹槽的底部与第二金刚石颗粒304的顶部之间的距离大于或等于0。通过设置容置金刚石颗粒的凹槽，可以避免研磨垫去除晶圆研磨垫上的釉化层的过程中，损伤靠近基板102一面的金刚石颗粒，即第一表面202的第一金刚石颗粒302研磨釉化层时，凹槽用来容置第二金刚石颗粒304，避免研磨过程损伤第二金刚石颗粒304；第二表面204的第二金刚石颗粒304研磨釉化层时，凹槽用来容置第一金刚石颗粒302，避免研磨过程损伤第一表面202上的第一金刚石颗粒302。

可以理解的是，第一金刚石颗粒302在基板120上的正投影的分布区域位于凹槽中或与凹槽的边界重合，同时第二金刚石颗粒304在基板120上的正投影位于凹槽中或与凹槽的边界重合。

图6为一实施例中研磨垫的制备方法的流程示意图，如图1、图6所示，本实施例提供一种研磨垫的制备方法，包括：

S102，提供基板。

示例性的，基板102的构成材料包括不锈钢、陶瓷、合金或其他性能稳定不易变形的材料中的一种或多种。

S104，提供研磨盘。

具体地，提供研磨盘104，研磨盘104的第一表面202设置有凸出第一表面202的第一金刚石颗粒302，研磨盘104的第二表面204设置有凸出第二表面204的第二金刚石颗粒304；

S106，将基板和研磨盘机械连接在一起。

具体地，通过常用的可拆卸连接方式，将基板102和研磨盘104机械连接在一起，第一表面202和第二表面204中的一个表面靠近基板102，另一个表面背离基板102；即基板102和研磨盘104之间可拆卸连接，在基板102和研磨盘104叠置的方向上，研磨盘104相对设置的两个表面分别为第一表面202和第二表面204。

可以明确的是，将基板102和研磨盘104可拆卸的机械连接在一起后，在垂直于基板102的X方向上，第一表面202靠近基板102时，第二表面204远离基板102；第二表面204靠近基板102时，第一表面202远离基板102，第一表面202和第二表面204相对设置。示例性的，将基板102和研磨盘104连接（安装）在一起后，第一表面202为背离基板102的表面，第二表面204为靠近基板102的表面，此时，先使用第一表面202上的第一金刚石颗粒302进行晶圆研磨垫表面釉化层的去除，可以理解的是，当第一表面202上的第一金刚石颗粒302达到使用寿命时，将研磨盘104从基板102上拆卸下来，将第一表面202靠近基板102后进行研磨盘104和基板102的机械连接，然后使用第二表面204上的第二金刚石颗粒304进行釉化层的去除，直至第二金刚石颗粒304达到使用寿命，将基板102与新的研磨盘104机械连接在一起，继续进行釉化层的去除，及进行化学机械研磨制程的过程中，研磨垫中的基板102保持变不变，只需更换新的研磨盘104即可。

上述研磨垫的制备方法得到的研磨垫包括，基板102和研磨盘104，其中，研磨盘104与基板102可拆卸连接，并且研磨盘104的第一表面202设置有第一金刚石颗粒302，研磨盘104的第二表面204设置有第二金刚石颗粒304，第一表面202的第一金刚石颗粒302和第二表面204的第二金刚石颗粒304都可以用来去除晶圆研磨垫表面的釉化层，与只有一个表面用来去除釉化层相比，研磨盘104的寿命增加了一倍，降低了研磨垫的使用成本。并且，研磨垫中的基板102可以重复使用，进一步降低了研磨垫的使用成本。

图7为一实施例中提供研磨盘的流程示意图，如图1、图4，在其中一个实施例中，提供研磨盘，包括：

S202，提供初始研磨盘。

S204，于初始研磨盘的相对表面上分别形成第一金刚石颗粒和第二金刚石颗粒。

具体地，采用化学气相沉积工艺或电镀生长工艺，分别于初始研磨盘的第一表面202形成第一金刚石颗粒302，于初始研磨盘的第二表面204形成第二金刚石颗粒304，以得到研磨盘104。

可选的，形成第一金刚石颗粒302的工艺方式可以和形成第一金刚石颗粒302的工艺方式相同，也可以不相同。

如图3、图4所示，在其中一个实施例中，第一金刚石颗粒302的高度H1相同，且第二金刚石颗粒304的高度H2相同，即第一表面202上的第一金刚石颗粒302的顶表面在同一个水平面S1上，且第二表面204上的第二金刚石颗粒304的顶表面在同一水平面S2上，该设置使得第一表面202的第一金刚石颗粒302同时达到使用寿命T1，第二表面204的第二金刚石颗粒304同时达到使用寿命T2。

在另一个实施例中，第一金刚石颗粒302的高度H1相同，且第二金刚石颗粒304的高度H2不同，即第一表面202上的第一金刚石颗粒302的顶表面在同一个水平面S1上，第二表面204上的第二金刚石颗粒304的顶表面在不同的水平面上（第二表面204上至少存在一个第二金刚石颗粒304的高度H2与其他第二金刚石颗粒304的高度H2不同），该设置使得第一表面202的第一金刚石颗粒302同时达到使用寿命T1，第二表面204上至少有一个第二金刚石颗粒304与其他第二金刚石颗粒304在不同的时间点达到使用寿命。

如图3、图4所示，在其中一个实施例中，第二金刚石颗粒304的高度H2相同，且第一金刚石颗粒302的高度H1不同，即第二表面204上的第二金刚石颗粒304的顶表面在同一水平面S2上，第一表面202上的第一刚石颗粒302的顶表面在不同的水平面上，该设置使得第二表面204的第二金刚石颗粒304同时达到使用寿命T2，第一表面202上至少有一个第一金刚石颗粒302与其他第一金刚石颗粒302在不同的时间点达到使用寿命。

继续参考图3和图4，在其中一个实施例中，第一金刚石颗粒302的高度H1等于第二金刚石颗粒304的高度H2，且第一金刚石颗粒302在第一表面202上的密度等于第二金刚石颗粒304在第二表面204上的密度。可以理解的是，第一金刚石颗粒302的高度H1等于第二金刚石颗粒304的高度H2指的是，当第一表面202上存在高度H1为A的第一金刚石颗粒302时，第二表面204上同样存在高度H2为A的第二金刚石颗粒304。第一金刚石颗粒302在第一表面202上的密度等于第二金刚石颗粒304在第二表面204上的密度指的是，第一表面202中单位面积上的第一金刚石颗粒302的数量等于第二表面204中单位面积上的第二金刚石颗粒304的数量，该设置使得研磨盘104的第一表面202和第二表面204对釉化层的处理过程相同，这里的处理过程至少包括去除速度、去除精度、去除一个釉化层的时间、去除釉化层的总时间（第一表面202/第二表面204去除釉化层的总时间）。

在另一个实施例中，第一金刚石颗粒302的高度H1等于第二金刚石颗粒304的高度H2，且第一金刚石颗粒302在第一表面202上的密度不同于第二金刚石颗粒304在第二表面204上的密度，该设置使得研磨盘104的第一表面202和第二表面204对釉化层的处理过程至少存在部分不同。

在又一实施例中，至少有一个第一金刚石颗粒302的高度H1不同于第二金刚石颗粒304的高度H2，且第一金刚石颗粒302在第一表面202上的密度等于第二金刚石颗粒304在第二表面204上的密度，该设置使得研磨盘104的第一表面202和第二表面204对釉化层的处理过程可以相同也可以不同。

在再一实施例中，至少有一个第一金刚石颗粒302的高度H1不同于第二金刚石颗粒304的高度H2，且第一金刚石颗粒302在第一表面202上的密度不同于第二金刚石颗粒304在第二表面204上的密度，该设置使得研磨盘104的第一表面202和第二表面204对釉化层的处理过程可以相同也可以不同。

以第一表面202和第一金刚石颗粒302进行示例性说明，当第一表面202上的第一金刚石颗粒302的顶表面在同一水平面上（第一表面202上的第一金刚石颗粒302的高度H1均相同，此时第一金刚石颗粒302同时达到使用寿命）时，高度H1的值大，第一金刚石颗粒302的密度小，此时，第一表面202可以进行釉化层的粗磨；高度H1的值小，第一金刚石颗粒302的密度大，此时，第一表面202可以进行釉化层的细磨。

在其中一个实施例中，第一金刚石颗粒302为钝角颗粒或尖角颗粒或直角颗粒，第二金刚石颗粒304为钝角颗粒或尖角颗粒；继续参考图3、图4，第一金刚石颗粒302/第二金刚石颗粒304侧壁上远离第一金刚石颗粒302中心点/第二金刚石颗粒304中心点的点定义为侧壁点，第一金刚石颗粒302与第一表面202/第二金刚石颗粒304与第二表面204接触的底表面上位于侧壁点一侧，且远离第一金刚石颗粒302中心点/第二金刚石颗粒304中心点的点定义为底部点，同一侧的底部点与侧壁点的连线等效为该侧的侧壁，图3和图4为尖角颗粒的示意图，以图3图4进行示例性说明，当第一金刚石颗粒302的第一侧壁3020与颗粒底部3022（第一金刚石颗粒302与第一表面202的等效接触面）的夹角φ1大于90度，且第一金刚石颗粒302的第二侧壁3024与颗粒底部3022的夹角β1大于90度时，第一金刚石颗粒302为钝角颗粒（此时第一侧壁3020和第二侧壁3024在远离第一表面202的部分不存在交点）；当第一金刚石颗粒302的第一侧壁3020与颗粒底部3022的夹角φ1小于90度，且第一金刚石颗粒302的第二侧壁3024与颗粒底部3022的夹角β1小于90度时，第一金刚石颗粒302为锐角颗粒（此时第一侧壁3020和第二侧壁3024在远离第一表面202的部分存在图3中所示的交点）；当第一金刚石颗粒302的第一侧壁3020与颗粒底部3022的夹角φ1等于90度，且第一金刚石颗粒302的第二侧壁3024与颗粒底部3022的夹角β1等于90度时，第一金刚石颗粒302为直角颗粒（此时第一侧壁3020和第二侧壁3024均垂直于第一表面202）；当第二金刚石颗粒304的第一侧壁3040与颗粒底部3042（第二金刚石颗粒304与第二表面204的等效接触面）的夹角φ2大于90度，且第二金刚石颗粒304的第二侧壁3044与颗粒底部3042的夹角β2大于90度时，第二金刚石颗粒304为钝角颗粒；当第二金刚石颗粒304的第一侧壁3040与颗粒底部3042的夹角φ2小于90度，且第二金刚石颗粒304的第二侧壁3044与颗粒底部3042的夹角β2小于90度时，第二金刚石颗粒304为锐角颗粒；当第二金刚石颗粒304的第一侧壁3040与颗粒底部3042的夹角φ2等于90度，且第二金刚石颗粒304的第二侧壁3044与颗粒底部3042的夹角β2等于90度时，第二金刚石颗粒304为直角颗粒。

如图5所示，在其中一个实施例中，提供研磨盘104之后，将基板102和研磨盘104机械连接在一起之前，还包括：

提供柔性缓冲垫106，柔性缓冲垫106由抗腐蚀材料制成，从而避免化学研磨液对柔性缓冲垫106使用寿命的影响；

将基板102和研磨盘104机械连接在一起，包括：

将基板102、柔性缓冲垫106和研磨盘104机械连接在一起；

其中，柔性缓冲垫106位于基板102和研磨盘104之间，当第一表面202靠近基板102时，第一表面202设置的第一金刚石颗粒302的顶部与柔性缓冲垫106接触；当第二表面204靠近基板102时，第二表面204设置的第二金刚石颗粒304的顶部与柔性缓冲垫接触106。通过设置柔性缓冲垫106，可以避免研磨垫去除晶圆研磨垫上的釉化层的过程中，损伤靠近基板102一面的金刚石颗粒，即第一表面202的第一金刚石颗粒302研磨釉化层时，柔性缓冲垫106用来避免损伤第二表面204上的第二金刚石颗粒304；第二表面204的第二金刚石颗粒304研磨釉化层时，柔性缓冲垫106用来避免损伤第一表面202上的第一金刚石颗粒302。

继续参考图5，在其中一个实施例中，柔性缓冲垫106在基板102上的正投影与基板102相重合。在其他实施例中，柔性缓冲垫106在基板102上的正投影与第一金刚石颗粒302在基板120上的正投影的分布区域相重合。

在其中一个实施例中，提供基板102包括：

提供初始基板，初始基板的构成材料包括不锈钢、陶瓷、合金或其他性能稳定不易变形的材料中的一种或多种；于初始基板的任一表面开设凹槽，以得到基板102。

将基板102和研磨盘104机械连接在一起，包括:

将基板102开设凹槽的表面与研磨盘104机械连接在一起；其中，当第一表面202靠近基板102时，第一金刚石颗粒302容置于凹槽中，且凹槽的底部与第一金刚石颗粒302的顶部之间的距离大于或等于0；当第二表面204靠近基板102时，第二金刚石颗粒304容置于凹槽中，且凹槽的底部与第二金刚石颗粒304的顶部之间的距离大于或等于0。通过设置容置金刚石颗粒的凹槽，可以避免研磨垫去除晶圆研磨垫上的釉化层的过程中，损伤靠近基板102一面的金刚石颗粒，即第一表面202的第一金刚石颗粒302研磨釉化层时，凹槽用来容置第二金刚石颗粒304，避免研磨过程损伤第二金刚石颗粒304；第二表面204的第二金刚石颗粒304研磨釉化层时，凹槽用来容置第一金刚石颗粒302，避免研磨过程损伤第一表面202上的第一金刚石颗粒302。

可以理解的是，第一金刚石颗粒302在基板120上的正投影的分布区域位于凹槽中或与凹槽的边界重合，同时第二金刚石颗粒304在基板120上的正投影位于凹槽中或与凹槽的边界重合。

继续参考图5，在其中一个实施例中，将基板102和研磨盘104机械连接在一起，包括：

通过基板102边缘的螺丝306和研磨盘104边缘的螺孔308，将基板102和研磨盘104机械连接在一起；其中，螺丝306在研磨盘104上的正投影与螺孔308相重合。可选的，螺孔308设置于第一表面202和/或第二表面204。

在其中一个实施例中，螺孔308的数量大于2，相邻两个螺孔308之间的距离相等。通过该设置可以增加基板102与研磨盘104连接的稳定性。

在其中一个实施例中，螺孔308贯穿研磨盘104，且研磨盘104与基板102可拆卸连接后，螺丝306的顶部与基板102之间的距离小于或等于螺孔308背离基板102的一侧与基板102之间的距离。即研磨盘104与基板102可拆卸连接后，螺丝306的顶部与位于螺孔308中，或者螺丝306的顶部与位于螺孔308中螺孔308背离基板102的一侧相齐平。通过该设置，可以减少制作螺孔308的步骤，从而达到降低成本的目的。

应该理解的是，虽然图6、图7的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图6、图7中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本公开还提供一种，研磨装置，包括：

研磨台；

晶圆研磨垫，位于所述研磨台上，用于对晶圆进行化学机械研磨；

研磨头，位于晶圆研磨垫的上方，用于固定待进行化学机械研磨的晶圆；

研磨垫，如上述任一项所述的研磨垫，用于去除晶圆研磨垫表面的釉化层。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本公开实施例的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开实施例构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本公开实施例的保护范围。因此，本公开实施例专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (19)

1.一种研磨垫，其特征在于，包括：

基板；

研磨盘，与所述基板可拆卸连接，所述研磨盘的第一表面设置有凸出所述第一表面的第一金刚石颗粒，所述研磨盘的第二表面设置有凸出所述第二表面的第二金刚石颗粒；

其中，在所述可拆卸连接的方向上，所述研磨盘相对设置的两个表面分别为所述第一表面和所述第二表面。

2.根据权利要求1所述的研磨垫，其特征在于，所述第一金刚石颗粒的高度相同；和/或所述第二金刚石颗粒的高度相同。

3.根据权利要求1所述的研磨垫，其特征在于，所述第一金刚石颗粒的高度等于所述第二金刚石颗粒的高度；和/或所述第一金刚石颗粒在所述第一表面上的密度等于所述第二金刚石颗粒在所述第二表面上的密度。

4.根据权利要求1所述的研磨垫，其特征在于，所述第一金刚石颗粒为钝角颗粒或尖角颗粒，所述第二金刚石颗粒为钝角颗粒或尖角颗粒；

其中，所述钝角颗粒为颗粒侧壁和颗粒底部的夹角大于90度的颗粒，所述尖角颗粒为颗粒侧壁和颗粒底部的夹角小于90度的颗粒。

5.根据权利要求1所述的研磨垫，其特征在于，还包括：

柔性缓冲垫，位于所述基板和所述研磨盘之间，当所述第一表面靠近所述基板时，所述第一金刚石颗粒的顶部与所述柔性缓冲垫接触；当所述第二表面靠近所述基板时，所述第二金刚石颗粒的顶部与所述柔性缓冲垫接触；

其中，所述柔性缓冲垫由抗腐蚀材料制成。

6.根据权利要求5所述的研磨垫，其特征在于，所述柔性缓冲垫在所述基板上的正投影与所述基板相重合。

7.根据权利要求1所述的研磨垫，其特征在于，所述基板靠近所述研磨盘的表面开设有凹槽，当所述第一表面靠近所述基板时，所述凹槽用于容置所述第一金刚石颗粒，所述凹槽的底部与所述第一金刚石颗粒的顶部之间的距离大于或等于0；当所述第二表面靠近所述基板时，所述凹槽用于容置所述第二金刚石颗粒，所述凹槽的底部与所述第二金刚石颗粒的顶部之间的距离大于或等于0。

8.根据权利要求1-7任一项所述的研磨垫，其特征在于，所述基板靠近所述研磨盘的一面设置有凸起的螺丝，所述第一表面和/或所述第二表面设置有凹陷的螺孔，所述螺丝和所述螺孔用于可拆卸连接所述基板和所述研磨盘；

其中，所述螺丝位于所述基板的边缘，所述螺孔位于所述研磨盘的边缘，且所述螺丝在所述研磨盘上的正投影与所述螺孔相重合。

9.根据权利要求8所述的研磨垫，其特征在于，所述螺孔的数量大于2，相邻两个所述螺孔之间的距离相等。

10.根据权利要求8所述的研磨垫，其特征在于，所述螺孔贯穿所述研磨盘，且所述研磨盘与所述基板可拆卸连接后，所述螺丝的顶部与所述基板之间的距离小于或等于所述螺孔背离所述基板的一侧与所述基板之间的距离。

11.一种研磨垫的制备方法，其特征在于，包括：

提供基板；

提供研磨盘，所述研磨盘的第一表面设置有凸出所述第一表面的第一金刚石颗粒，所述研磨盘的第二表面设置有凸出所述第二表面的第二金刚石颗粒；

将所述基板和所述研磨盘机械连接在一起，所述第一表面和所述第二表面中的一个表面靠近所述基板，另一个表面背离所述基板；

其中，所述基板和所述研磨盘之间可拆卸连接。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述提供研磨盘，包括：

提供初始研磨盘；

采用化学气相沉积工艺或电镀生长工艺，分别于所述初始研磨盘的第一表面形成第一金刚石颗粒，于所述初始研磨盘的第二表面形成第二金刚石颗粒，以得到所述研磨盘。

13.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述第一金刚石颗粒的高度相同；和/或所述第二金刚石颗粒的高度相同。

14.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述第一金刚石颗粒的高度等于所述第二金刚石颗粒的高度；和/或所述第一金刚石颗粒在所述第一表面上的密度等于所述第二金刚石颗粒在所述第二表面上的密度。

15.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述第一金刚石颗粒为钝角颗粒或尖角颗粒 ，所述第二金刚石颗粒为钝角颗粒或尖角颗粒；

其中，所述钝角颗粒为颗粒侧壁和颗粒底部的夹角大于90度的颗粒，所述尖角颗粒为颗粒侧壁和颗粒底部的夹角小于90度的颗粒。

16.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述提供研磨盘之后，所述将所述基板和所述研磨盘机械连接在一起之前，还包括：

提供柔性缓冲垫，所述柔性缓冲垫由抗腐蚀材料制成；

所述将所述基板和所述研磨盘机械连接在一起，包括：

将所述基板、所述柔性缓冲垫和所述研磨盘机械连接在一起；

其中，所述柔性缓冲垫位于所述基板和所述研磨盘之间，当所述第一表面靠近所述基板时，所述第一金刚石颗粒的顶部与所述柔性缓冲垫接触；当所述第二表面靠近所述基板时，所述第二金刚石颗粒的顶部与所述柔性缓冲垫接触。

17.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述提供基板包括：

提供初始基板；

于所述初始基板的任一表面开设凹槽，以得到基板；

所述将所述基板和所述研磨盘机械连接在一起，包括:

将所述基板开设所述凹槽的表面与所述研磨盘机械连接在一起；

其中，当所述第一表面靠近所述基板时，所述第一金刚石颗粒容置于所述凹槽中，且所述凹槽的底部与所述第一金刚石颗粒的顶部之间的距离大于或等于0；当所述第二表面靠近所述基板时，所述第二金刚石颗粒容置于所述凹槽中，且所述凹槽的底部与所述第二金刚石颗粒的顶部之间的距离大于或等于0。

18.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述将所述基板和所述研磨盘机械连接在一起，包括：

通过所述基板边缘的螺丝和所述研磨盘边缘的螺孔，将所述基板和所述研磨盘机械连接在一起；

其中，所述螺丝在所述研磨盘上的正投影与所述螺孔相重合。

19.根据权利要求18所述的制备方法，其特征在于，所述螺孔贯穿所述研磨盘，且所述研磨盘与所述基板可拆卸连接后，所述螺丝的顶部与所述基板之间的距离小于或等于所述螺孔背离所述基板的一侧与所述基板之间的距离。

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