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就目前而言，“新三年舊三年，縫縫補(bǔ)補(bǔ)又三年”，對(duì)于拋光墊來(lái)說(shuō)只是一句玩笑話。
但，拋光墊的修整對(duì)化學(xué)機(jī)械拋光過(guò)程是十分重要的。
化學(xué)機(jī)械拋光（Chemical Mechanical Polishing，CMP）可使晶片表面粗糙度達(dá)到亞納米級(jí)別，是目前唯一可以實(shí)現(xiàn)晶片表面平坦化要求的關(guān)鍵技術(shù)。CMP的基本原理為拋光液與晶片表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成軟質(zhì)層后經(jīng)機(jī)械摩擦去除，實(shí)現(xiàn)晶片表面材料去除及平坦化。
拋光效果通過(guò)晶片的材料去除速率（MRR）、表面粗糙度和片內(nèi)不均勻性（WIWNU）來(lái)衡量，拋光墊在決定化學(xué)機(jī)械拋光性能，如材料去除速率和表面質(zhì)量方面起著重要作用。
在CMP過(guò)程中，由于拋光墊表面經(jīng)歷載荷以及剪切力作用，會(huì)誘發(fā)拋光墊表面凸起發(fā)生塑性流動(dòng)并趨于平面化，即釉化現(xiàn)象。拋光墊的修整可以改善拋光墊表面釉化和多孔性，維持穩(wěn)定的拋光性能。
目前，拋光墊的常規(guī)修整技術(shù)可以分為兩類：非自修整技術(shù)和自修整技術(shù)。
非自修整技術(shù)
拋光墊非自修整技術(shù)，是指借助于某種外力使拋光墊表層磨損的磨粒、空隙內(nèi)存的磨屑等雜質(zhì)從拋光墊表面清除出去，使新的磨粒出露，在研磨中維持磨粒的切削能力。
以下是兩種常見(jiàn)的非自修整方法：
金剛石修整器修整技術(shù)
金剛石修整器修整主要由三部分組成：金剛石磨料、結(jié)合劑和基體。金剛石磨料在基體上通過(guò)電鍍、釬焊、金屬燒結(jié)和氣相沉積等方法進(jìn)行固結(jié)，其修整性能的好壞與拋光墊的表面狀況密切相關(guān)，從而對(duì)工件加工質(zhì)量產(chǎn)生影響。金剛石修整器修整原理是利用其表面固結(jié)的大粒徑的金剛石強(qiáng)制使拋光墊表面部分變鈍的金剛石磨粒從結(jié)合劑組織上脫落，同時(shí)也會(huì)對(duì)拋光墊表面的釉化層和磨屑層進(jìn)行去除，從而使拋光墊表面暴露出新的切削刃，以達(dá)到修整的目的。
金剛石修整器對(duì)磨鈍的拋光墊具有一定的修整效果，但金剛石修整器不能將修整產(chǎn)生的碎屑從拋光墊表面清除，隨著加工的持續(xù)，碎屑會(huì)繼續(xù)堵塞拋光墊表面的氣孔，從而使得研拋效率下降。并且，金剛石修整器修整在修整拋光墊表面的“釉化”層的同時(shí)，也對(duì)研墊的基體部分產(chǎn)生切削和破壞，使得拋光墊的使用壽命下降。另外，修整器基體上大粒徑的金剛石磨粒也會(huì)脫落，對(duì)工件造成劃傷和損壞。
金剛石修整器修整拋光墊示意圖
高壓水射流修整技術(shù)
高壓水射流修整技術(shù)原理是利用水射流沖擊產(chǎn)生的剪切力，不僅可以使拋光墊表面松動(dòng)或固結(jié)不好的磨料顆粒沖洗掉，而且會(huì)破壞拋光墊表面的“釉化”層，清除雜質(zhì)，提高拋光墊的加工性能。高壓水射流修整拋光墊工作示意圖如圖所示。
高壓水射流修整拋光墊示意圖
相較于金剛石修整器修整技術(shù)，高壓水射流修整技術(shù)不僅對(duì)拋光墊表面進(jìn)行了適當(dāng)?shù)男拚已娱L(zhǎng)了拋光墊的使用壽命。但是，由于水射流對(duì)拋光墊的修整力度有限，所以對(duì)拋光墊表面的“釉化”層的去除不充分。
自修整技術(shù)
自修整技術(shù)是指借助某種方式使拋光墊表層的基體材料適當(dāng)?shù)哪p，從而使拋光墊亞表層的磨粒得以出露，在加工過(guò)程中保持磨粒的持續(xù)出露切削的能力。拋光墊的自修整的出現(xiàn)，給拋光墊的修整方式注入新的方法。
拋光墊的自修整可以省去修整工序步驟，避免了修整器磨損對(duì)拋光墊造成的影響，增加了使用壽命。比如添加各種有機(jī)堿和無(wú)機(jī)鹽等化學(xué)物質(zhì)可提高自修整性能；使用帶有疏水基團(tuán)的預(yù)聚物，在拋光過(guò)程中具有自調(diào)節(jié)作用，使拋光過(guò)程穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)水膨脹現(xiàn)象。
在自修整技術(shù)中，親水性固結(jié)磨料拋光墊已經(jīng)成為了研究的熱點(diǎn)。采用親水性固結(jié)磨料拋光墊在一定程度上可以有效減少拋光墊表面“釉化”現(xiàn)象，提高了拋光墊的加工性能。但是，隨著加工時(shí)間的持續(xù)，加工過(guò)程中產(chǎn)生的碎屑仍會(huì)堵塞拋光墊表面的氣孔，使得拋光墊的加工性能下降。因此，親水性拋光墊也不能徹底的解決拋光墊表面“釉化”的現(xiàn)象，在拋光墊使用一段時(shí)間后仍需要借助于非自修整的方法進(jìn)行修整。
小結(jié)
雖然目前在研究拋光墊的修整上取得了一定的進(jìn)展，但仍存在一定的不足。采用金剛石修整器進(jìn)行修整存在著拋光墊壽命低、工件易報(bào)廢等缺陷；采用水射流的修整存在著修整效率低、修整質(zhì)量差等問(wèn)題；采用自修整固結(jié)磨料拋光墊，在研拋后期仍然存在一定的“釉化”問(wèn)題。
此外，修整過(guò)程是一種動(dòng)態(tài)隨機(jī)過(guò)程，如何表征修整過(guò)程中的微觀接觸特征，是導(dǎo)致拋光墊微觀接觸狀態(tài)研究復(fù)雜的另外一個(gè)重要因素。
因此，拋光墊的修整還需要進(jìn)一步探索。
參考來(lái)源：
[1] 陳宗昱等，化學(xué)機(jī)械拋光中拋光墊的退化行為研究
[2] 霍金向等，化學(xué)機(jī)械拋光中摩擦潤(rùn)滑與化學(xué)行為研究進(jìn)展
[3] 梁斌等，CMP拋光墊表面及材料特性對(duì)拋光效果影響的研究進(jìn)展
[4] 楊亞坤，固結(jié)磨料拋光墊磨料水射流修整工藝研究
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/山林）
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