研磨制品及其形成方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種研磨制品，所述研磨制品包含粘結(jié)研磨體，所述粘結(jié)研磨體具有由玻璃化的材料制成的粘結(jié)材料、含在所述粘結(jié)材料中的包含第一類型超級研磨材料的研磨顆粒、所述粘結(jié)研磨體的總體積的至少約50體積％的孔隙率、和不大于約5.5ppm/℃的ΔCTE，其中ΔCTE定義為所述粘結(jié)材料的CTE與所述研磨顆粒的CTE之間的差異。
【專利說明】研磨制品及其形成方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 下文涉及研磨制品，更具體而言，具有特別高的量的孔隙率的粘結(jié)研磨制品。

【背景技術(shù)】
[0002] 在電子器件的生產(chǎn)中，在將其分成一個一個單獨的芯片之前通過研磨機將具有多 個電路如1C和LSI的半導(dǎo)體晶片的背表面研磨到預(yù)定的厚度。為高效地研磨半導(dǎo)體晶片 的背表面，通常使用裝配了粗磨單元和精磨單元的研磨機。通常，用來進行粗磨工藝的制品 為粘結(jié)研磨體或粘結(jié)磨石，其通過將具有較大粒度的金剛石磨粒與玻璃化的粘結(jié)材料或金 屬粘結(jié)材料粘結(jié)在一起而獲得。對于精磨操作，通常使用在樹脂粘結(jié)劑中包含中值粒度為 2微米或更大的金剛石磨粒的樹脂粘結(jié)磨石。更小粒度的金剛石通常不能用在樹脂粘結(jié)制 品中。
[0003] 在一些情況下，使得無機粘結(jié)劑的含量較高以提高玻璃化的磨石（vitrified grindstone)的等級以及無機粘結(jié)劑固持磨粒于一起的強度程度。然而，這樣的磨石不是完 全令人滿意的，具有減少的孔隙率，這可能導(dǎo)致所用磨粒困難或不足的斷裂和移除，從而導(dǎo) 致玻璃化的磨石的表面較容易變光滑或粘住、磨粒結(jié)構(gòu)的碎裂、磨石的可修整性差以及其 它缺點。
[0004] 高孔隙率磨石的形成已見公開。通常，高孔隙率磨石體通過在形成過程中使用發(fā) 泡劑來實現(xiàn)，所述發(fā)泡劑產(chǎn)生氣泡并因此在最終形成的研磨產(chǎn)品中產(chǎn)生多孔性。
[0005] 工業(yè)仍繼續(xù)需要能夠獲得改進的研磨性能的改進的磨石材料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 根據(jù)第一個方面，形成粘結(jié)研磨制品的方法包括形成包含粘結(jié)材料、研磨顆粒的 生坯，所述研磨顆粒包含超級研磨材料；和使所述超級研磨材料中的至少一部分轉(zhuǎn)化為氣 相材料并形成無結(jié)晶碳化硅的粘結(jié)研磨體。
[0007] 在第二個方面，研磨制品包含粘結(jié)研磨體，所述粘結(jié)研磨體包含粘結(jié)材料、研磨顆 粒，所述粘結(jié)材料包含玻璃化的材料（vitrified material),所述研磨顆粒包含含在粘結(jié)材 料中的第一類型超級研磨材料，所述粘結(jié)研磨體包括為粘結(jié)研磨體的總體積的至少約50 體積％的孔隙率，并且其中所述粘結(jié)材料和第一類型研磨顆粒具有不大于約5. 5ppm/°C的 Λ CTE，其中ACTE定義為粘結(jié)材料的CTE與研磨顆粒的CTE之間的差異。
[0008] 根據(jù)第三個方面，研磨制品包含粘結(jié)研磨體，所述粘結(jié)研磨體包含粘結(jié)材料、研磨 顆粒，所述粘結(jié)材料包含玻璃化的材料，所述研磨顆粒包含具有第一中值粒度的第一類型 超級研磨材料和具有不同于所述第一中值粒度的第二中值粒度的第二類型超級研磨材料。 所述體還包括為粘結(jié)研磨體的總體積的至少約50體積％的孔隙率。
[0009] 在又一個方面，研磨制品包含粘結(jié)研磨體，所述粘結(jié)研磨體包含粘結(jié)材料、研磨顆 粒，所述粘結(jié)材料包含不大于粘結(jié)材料的總摩爾數(shù)的約14摩爾％的氧化鈉（Na20)，所述研 磨顆粒包含具有第一中值粒度的第一類型超級研磨材料和具有不同于所述第一中值粒度 的第二中值粒度的第二類型超級研磨材料。所述體還包括為粘結(jié)研磨體的總體積的至少約 50體積％的孔隙率。
[0010] 對于另一個方面，形成粘結(jié)研磨制品的方法包括形成包含粘結(jié)材料、研磨顆粒的 生坯，所述研磨顆粒包含具有第一中值粒度的第一類型超級研磨材料和具有不同于所述第 一中值粒度的第二中值粒度的第二類型超級研磨材料，和使所述第二類型超級研磨材料中 的至少一部分轉(zhuǎn)化為氣相材料。
[0011] 在又一個方面，形成粘結(jié)研磨制品的方法包括形成包含粘結(jié)材料、研磨顆粒的生 坯，所述研磨顆粒包含具有第一中值粒度的第一類型超級研磨材料和具有不同于所述第一 中值粒度的第二中值粒度的第二類型超級研磨材料。所述方法還包括使所述第二類型超級 研磨材料中的至少一部分轉(zhuǎn)化為氣相材料，和截留所述氣相材料中的至少一部分于粘結(jié)材 料內(nèi)。
[0012] 根據(jù)又一個方面，形成粘結(jié)研磨制品的方法包括形成包含粘結(jié)材料、研磨顆粒的 生坯，所述粘結(jié)材料包含氧化物，所述研磨顆粒包含超級研磨材料，所述超級研磨材料的一 部分包含金剛石，和自所述生坯形成粘結(jié)研磨體，所述形成包括使所述金剛石中的至少一 部分轉(zhuǎn)化為氣相材料，所述氣相材料形成粘結(jié)研磨體內(nèi)的孔隙率的一部分。
[0013] 對于另一個方面，研磨制品包含粘結(jié)研磨體，所述粘結(jié)研磨體包含粘結(jié)材料、研磨 顆粒，所述粘結(jié)材料包含玻璃化的材料，所述研磨顆粒包含具有不大于約1微米的第二中 值粒度的第二類型超級研磨材料，其中所述第二類型超級研磨材料中的一部分被氧化，并 且所述粘結(jié)研磨體包括為粘結(jié)研磨體的總體積的至少約50體積％的孔隙率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 結(jié)合附圖，可更好的理解本發(fā)明，并且其眾多特征和優(yōu)勢將是本領(lǐng)域技術(shù)人員顯 而易見的。
[0015] 圖1示出了流程圖，提供了根據(jù)實施例形成粘結(jié)研磨體的方法。
[0016] 圖2A-2C示出了粘結(jié)研磨體的SEM圖像。
[0017] 不同附圖中相同參考符號的使用指示相似或相同的項目。

【具體實施方式】
[0018] 下文涉及適用于材料移除應(yīng)用中的粘結(jié)研磨制品。本文中的實施例的粘結(jié)研磨制 品可特別適合于研磨敏感電子材料如晶片或襯底的制造中使用的硬材料。在特定的情況 下，研磨制品可呈用于半導(dǎo)體晶片材料的背磨操作的磨石的形式。
[0019] 圖1示出了流程圖，該流程圖示意了根據(jù)實施例形成粘結(jié)研磨制品的方法。如圖 所示，過程可在步驟101處通過形成可包含粘結(jié)材料和研磨顆粒的混合物來開始。根據(jù)實 施例，粘結(jié)材料可由無機材料、更特別是在合適的熱處理后可形成玻璃相材料的玻璃料材 料形成。對于某些實施例，粘結(jié)材料可包括氧化物，更特別是氧化物化合物的組合。某些 合適的粘結(jié)材料可為基于二氧化硅的材料，其中大多數(shù)含量的材料可由二氧化硅（Si0 2)形 成。混合物的形成可包括使得混合物的組分在彼此內(nèi)均勻分散的混合過程。
[0020] 混合物的研磨顆?？砂壯心ゲ牧?。合適的超級研磨材料可包括立方氮化硼 (cBN)、金剛石以及它們的組合。在一個特定的實施例中，超級研磨材料可基本上由金剛石 組成。金剛石可以是天然的或合成的。粘結(jié)研磨體可基本上不含碳化硅。
[0021] 對于某些實施例，研磨顆?？砂谝活愋偷某壯心ゲ牧虾偷诙愋偷某?研磨材料。在一些情況下，基于每種類型的中值粒度，第一類型的超級研磨材料和第二類 型的超級研磨材料可彼此不同。例如，第一類型的超級研磨材料可具有第一中值粒度而 第二類型的超級研磨材料可具有不同于所述第一中值粒度的第二中值粒度。根據(jù)一個實 施例，第二中值粒度[PS2]可比第一中值粒度[PS1]小，更特別地，為第一中值粒度[PS1] 的至多約1/1. 1?；蛘哒f，第一中值粒度可為第二中值粒度[PS2]的至少約1.1倍，使得 [PS1]彡[PS2]*1. 1。在其它情況下，第二中值粒度可為第一中值粒度的至多約1/1. 3,例如 為第一中值粒度的至多約1/1. 3、為第一中值粒度的至多約1/1. 5、為第一中值粒度的至多 約1/2或甚至為第一中值粒度的至多約1/2. 5。在一個特定的非限制性實施例中，第二中值 粒度還可不小于第一中值粒度的約1/10。應(yīng)理解，第一中值粒度與第二中值粒度之間的差 異可在任何上面提供的值之間的范圍內(nèi)。
[0022] 對于某些實施例，第一類型的超級研磨材料可具有至少約1微米的第一中值粒 度。在其它情況下，第一中值粒度可更大，例如至少約1. 5微米、至少約2微米或甚至至少 約2. 5微米。對于至少一個非限制性實施例，第一中值粒度還可不大于20微米，例如不大 于約18微米或甚至不大于約8微米。應(yīng)理解，第一中值粒度可在任意上面提供的最小值和 最大值之間的范圍內(nèi)。
[0023] 對于一個實施例，第二類型的超級研磨材料可具有可不大于約1微米的第二中值 粒度。在其它情況下，第二中值粒度還可更小，例如不大于約〇. 9微米、不大于約0. 8微米、 不大于約〇. 7微米或甚至不大于約0. 5微米。在一個非限制性實施例中，第二中值粒度還 可為至少約0. 01微米，例如至少約0. 05微米、至少約0. 08微米、至少約0. 01微米或甚至 至少約0. 2微米。應(yīng)理解，第二中值粒度可在任意上面提供的最小值或最大值之間的范圍 內(nèi)。
[0024] 對于某些研磨制品，第一類型的超級研磨材料和第二類型的超級研磨材料可具有 相同的組成。例如，第一類型的超級研磨材料可基本上由金剛石組成并且第二類型的超級 研磨材料可基本上由金剛石組成。在至少一個非限制性實施例中，第二類型的超級研磨材 料可具有與第一類型的超級研磨材料不同的組成。
[0025] 所述混合物可包含各種量的第一類型超級研磨材料和第二類型超級研磨材料。例 如，在某些情況下，可將所述混合物形成為含有比第二類型超級研磨材料更大含量的第一 類型超級研磨材料。根據(jù)一個實施例，所述混合物可含有為第二類型超級研磨材料的至少 約1.5倍的含量（重量％ )的第一類型超級研磨材料。在另一情況下，所述混合物可包含 為第二類型超級研磨材料的至少約1. 8倍、例如為至少約2倍、為至少約2. 5倍、為至少約 3倍的含量（重量％)的第一類型超級研磨材料。
[0026] 或者，所述混合物可含有比第一類型超級研磨材料大的含量的第二類型超級研磨 材料。例如，可將所述混合物形成為包含具有第一類型超級研磨材料的至少約1. 5倍的含 量（重量％ )的第二類型超級研磨材料。在另一情況下，所述混合物可包含具有第一類型超 級研磨材料的至少約1. 8倍、例如至少約2倍、至少約2. 5倍、至少約3倍的含量（重量％ ) 的第二類型超級研磨材料。
[0027] 形成所述混合物可包括除在研磨顆粒上的粘結(jié)材料外還提供其它材料。例如，可 向所述混合物中添加其它添加劑如發(fā)泡劑、粘結(jié)劑、研磨劑等。在某些情況下，所述混合物 可包含少數(shù)含量的粘結(jié)劑，所述粘結(jié)劑可包括有機材料如聚乙二醇（PEG)。這樣的粘結(jié)劑 可促進所述混合物形成為生坯。此外，可少量地加入其它材料，包括例如發(fā)泡劑如硅酸鈉 (Na 2Si03)或研磨助劑如氧化鈽（Ce02)。
[0028] 在步驟101處形成所述混合物后，可在步驟103處通過自所述混合物形成生坯來 使過程繼續(xù)。應(yīng)理解，生坯的提及包括不是最終形成并可經(jīng)歷進一步的過程如通過燒制過 程（如素?zé)┗驘Y(jié)過程以使材料致密化的坯。根據(jù)一個實施例，形成生坯的一種合適方 法可包括壓制操作。某些合適的壓制操作可包括冷壓操作，更特別地冷等靜壓操作。根據(jù) 一個實施例，冷壓操作可在大約室溫下進行，同時向混合物施加在約〇. 25噸/in2 (3. 44MPa) 和約10噸/in2 (137. 90MPa)的范圍內(nèi)的壓力。
[0029] 在步驟103處形成生坯后，可在步驟105處通過使超級研磨材料中的至少一部分 轉(zhuǎn)化為氣相材料來使過程繼續(xù)。根據(jù)實施例，使超級研磨材料中的至少一部分轉(zhuǎn)化為氣相 材料的方法可包括燒制方法。燒制可包括加熱生坯至特定的燒制溫度并保持生坯于燒制溫 度下以促進超級研磨材料中的至少一部分轉(zhuǎn)化為氣相材料。在一個實施例中，燒制溫度可 為至少約200°C。在其它實施例中，燒制溫度可更高，例如至少約300°C、至少約400°C或甚 至至少約500°C。在一個非限制性實施例中，燒制溫度還可不大于約KKKTC，例如不大于約 900°C、不大于約800°C、不大于約850°C或甚至不大于約800°C。應(yīng)理解，燒制溫度可在任意 上面提供的最小溫度或最大溫度之間的范圍內(nèi)。
[0030] 此外，燒制過程可在燒制溫度下進行特定的持續(xù)時間。例如，合適的持續(xù)時間可包 括不大于約10小時的時間，例如不大于約8小時、不大于約6小時或甚至不大于約5小時。 燒制過程還可進行為使得在燒制溫度下的持續(xù)時間可為至少約10分鐘，例如至少約30分 鐘、至少約1小時或甚至至少約2小時。應(yīng)理解，在燒制溫度下的持續(xù)時間可在任意上面提 供的最小時間或最大時間之間的范圍內(nèi)。
[0031] 此外，使超級研磨材料中的至少一部分轉(zhuǎn)化為氣相材料的方法可包括處理生坯， 特別是在特定的氣氛中對生坯進行熱處理。例如，生坯可經(jīng)歷在氧化氣氛中的燒制。在更 特定的情況下，氧化氣氛可為富氧氣氛。根據(jù)一個實施例，在燒制過程中，富氧氣氛可含有 腔室的總體積的至少30體積％的氧。應(yīng)理解，所述氣氛可為環(huán)境氣氛。
[0032] 在特定的實施例中，粘結(jié)材料可具有特定的軟化點溫度，所述溫度可定義為在其 下，如通過膨脹測量法所測得，粘結(jié)材料具有約8-9 loglO(il，Pa*S)的粘度的溫度。玻璃 化轉(zhuǎn)變溫度可不大于約560°C。在其它情況下，粘結(jié)材料可具有不大于約550°C的軟化點溫 度，例如不大于約540°C或甚至不大于約530°C。此外，在一個非限制性實施例中，粘結(jié)材料 的軟化點溫度還可受限制，使得其可為至少約200°C或甚至至少約250°C。應(yīng)理解，玻璃化 轉(zhuǎn)變溫度可在任意上面提供的最小時間或最大時間之間的范圍內(nèi)。
[0033] 在使超級研磨材料中的至少一部分轉(zhuǎn)化為氣相材料的過程中，熱處理過程可在相 對于軟化點溫度而言特定的溫度下進行。例如，可使得燒制溫度大于粘結(jié)材料的軟化點溫 度來進行轉(zhuǎn)化。在某些情況下，燒制溫度與軟化點溫度之間的差異可以特定的方式設(shè)置，使 得燒制溫度與軟化點溫度之間的差異可不大于230°C。根據(jù)本文中的實施例的另一過程，燒 制溫度與粘結(jié)材料的軟化點溫度之間的差異可不大于約220°C、不大于約200°C、不大于約 195°C、不大于約190°C或甚至不大于約185°C。在一個非限制性實施例中，燒制溫度與粘結(jié) 材料的軟化點溫度之間的差異還可為至少約10°c，例如至少約20°C、至少約50°C、至少約 100°C、至少約120°C或甚至至少約130°C。應(yīng)理解，燒制溫度與軟化點溫度之間的差異可在 任意上面提供的最小溫度和最大溫度之間的范圍之間。
[0034] 對于一個實施例，使超級研磨材料中的至少一部分轉(zhuǎn)化為氣相材料的過程可包括 使金剛石材料中的一部分轉(zhuǎn)化為非金剛石碳相材料。非金剛石碳相材料的合適實例可包括 石墨。
[0035] 在特定的情況下，轉(zhuǎn)化的過程可包括通過使超級研磨材料中的一部分變?yōu)闅庀嗖?料來減小生坯內(nèi)包含超級研磨材料的研磨顆粒的體積百分?jǐn)?shù)。在更特定的情況下，可使金 剛石材料氧化，從而形成包含氧、碳以及它們的組合的氣相材料。例如，可使金剛石氧化以 產(chǎn)生二氧化碳、一氧化碳以及它們的組合的氣相材料。
[0036] 在特定的情況下，使超級研磨材料中的至少一部分轉(zhuǎn)化為氣相材料的過程可包括 截留過程，其中自超級研磨材料產(chǎn)生的氣相材料中的一部分可被截留在生坯的粘結(jié)材料 內(nèi)。生坯內(nèi)截留的氣相材料可在坯中形成孔隙。顯著的是，在一個特定的實施例中，轉(zhuǎn)化的 過程、更特別是截留氣相材料的過程可通過在粘結(jié)材料中的至少一部分呈流體態(tài)的同時進 行轉(zhuǎn)化過程得以促進。在粘結(jié)材料中的至少一部分呈流體（例如，液體或低粘度）態(tài)的同 時進行轉(zhuǎn)化過程可促進氣相材料以氣泡捕獲在粘結(jié)材料的流體部分內(nèi)，從而促進粘結(jié)研磨 體內(nèi)多孔性的形成。這樣，燒制過程可在合適的溫度下進行以使粘結(jié)材料中的至少一部分 轉(zhuǎn)化為液態(tài)同時使超級研磨材料中的一部分轉(zhuǎn)化為氣相材料。
[0037] 轉(zhuǎn)化的過程可包括使第二類型超級研磨材料中的一部分轉(zhuǎn)化。在其中研磨顆粒包 含第一類型超級研磨材料和第二類型超級研磨材料的特定情況下，第二類型超級研磨材料 可優(yōu)先于第一類型超級研磨材料被氧化。也就是說，例如具有小于第一中值粒度的第二中 值粒度的第二類型超級研磨材料可在第一類型超級研磨材料之前優(yōu)先被氧化。因此，在加 工過程中，可有比第一類型超級研磨材料大的含量的第二類型超級研磨材料被轉(zhuǎn)化為氣相 材料。
[0038] 在完成轉(zhuǎn)化過程后，可使坯自燒制溫度冷卻以促進最終形成的粘結(jié)研磨體的形 成。應(yīng)理解，可進行進一步的機械加工操作。例如，事實上可根據(jù)本文中的實施例形成粘結(jié) 研磨材料的大坯件，所述大坯件可呈磚或圓盤的形式。所述坯件可經(jīng)進一步加工，例如通過 切割過程以提取合適尺寸的粘結(jié)研磨體。
[0039] 根據(jù)實施例，粘結(jié)研磨體可具有顯著量的孔隙率。例如，如通過Archimedes方法 所測得，粘結(jié)研磨體可具有粘結(jié)研磨體的總體積的至少約50體積％的孔隙率，所述總體積 包括固體材料的體積和孔隙體積。在其它實施例中，孔隙率的量還可更大，例如至少約54 體積％、至少約56體積％或甚至至少約58體積％。在一個非限制性實施例中，孔隙率的量 還可不大于粘結(jié)研磨體的總體積的約85體積％，例如約不大于82體積％或甚至不大于約 80體積％。應(yīng)理解，粘結(jié)研磨體內(nèi)孔隙率的量可在任意上面提供的最小溫度和最大溫度之 間的范圍之間。
[0040] 此外，粘結(jié)研磨體可具有特定的研磨顆粒含量。例如，粘結(jié)研磨體可含有粘結(jié)研磨 體中固體組分的總體積而排除所述體中的孔隙體積在外的至少約5體積％的研磨顆粒。在 其它情況下，粘結(jié)研磨體內(nèi)研磨顆粒的量可更大，例如為粘結(jié)研磨體的固體組分的總體積 的至少約10體積％、至少約14體積％、至少約16體積％或甚至至少約17體積％。此外， 在至少一個非限制性實施例中，粘結(jié)研磨材料內(nèi)研磨顆粒的總量可不大于粘結(jié)研磨體中固 體組分的總體積的約35體積％，例如約不大于30體積％、不大于約30體積％、不大于約26 體積％或甚至不大于約23體積％。應(yīng)理解，粘結(jié)研磨體內(nèi)研磨顆粒的總量可在任意上面提 供的最小百分?jǐn)?shù)和最大百分?jǐn)?shù)之間的范圍內(nèi)。
[0041] 此外，根據(jù)本文中的實施例，粘結(jié)研磨體可含有特定的量的粘結(jié)材料。例如，所述 體可含有粘結(jié)研磨體中固體組分的總體積（排除所述體的孔隙體積含量在外）的約50體 積％的粘結(jié)材料。在其它情況下，粘結(jié)研磨體可含有更高含量的粘結(jié)材料，例如至少約55 體積％，例如至少60體積％、至少約63體積％、至少約66體積％或甚至至少約75體積％。 此外，根據(jù)一個非限制性實施例，所述體內(nèi)粘結(jié)材料的量還可不大于約90體積％，例如不 大于約86體積％，例如不大于82體積％、不大于約78體積％或甚至不大于約74體積％。 應(yīng)理解，所述體內(nèi)粘結(jié)材料的量可在任意上面提供的最小百分?jǐn)?shù)和最大百分?jǐn)?shù)之間的范圍 之間。
[0042] 粘結(jié)研磨體可含有一定含量的填料材料。某些合適的填料可包括具有元素如鈉、 鈽和它們的組合的化合物。在一個特定的實施例中，粘結(jié)研磨體可具有粘結(jié)研磨體中固體 組分的總體積（排除孔隙的體積在外）的至少約0.4體積％的氧化鈽（Ce0 2)含量。在其 它實施例中，氧化鈽的含量可更高，使得其為至少約〇. 8體積％或甚至至少約1體積％。此 夕卜，根據(jù)一個非限制性實施例，所述體內(nèi)氧化鈽的含量還可受限制，使得其可不大于約6體 積％或不大于4體積％。應(yīng)理解，所述體內(nèi)氧化鈽的量可在任意上面提及的最小百分?jǐn)?shù)和 最大百分?jǐn)?shù)內(nèi)的范圍內(nèi)。
[0043] 粘結(jié)研磨體可還含有特定含量的硅酸鈉（Na2Si03)。例如，粘結(jié)研磨體可含有粘結(jié) 研磨體的固體組分的總體積的至少約1體積％的硅酸鈉。在另一個實施例中，粘結(jié)研磨體 內(nèi)硅酸鈉的量可更大，例如至少約2體積％、至少約3體積％、至少約4體積％或甚至至少 約5體積％。在一個特定的非限制性實施例中，粘結(jié)研磨體內(nèi)硅酸鈉的量還可不大于約12 體積％，例如不大于10體積％或甚至不大于9體積％。應(yīng)理解，粘結(jié)研磨體可含有在任意 上面提及的最小百分?jǐn)?shù)和最大百分?jǐn)?shù)之間的范圍內(nèi)的硅酸鈉含量。
[0044] 此外，在特定的情況下，粘結(jié)研磨體可形成為使得其含有限量的游離金屬元素。例 如，底部研磨體可含不大于所述體的總重量的約1重量％的游離金屬元素。在其它情況下， 游離金屬元素的含量可更小，例如不大于約0. 5重量％、不大于約0. 1重量％或甚至不大于 約0.05重量％。在特定的情況下，粘結(jié)研磨體可基本上不含游離金屬元素。這樣的組成可 便于粘結(jié)研磨體在敏感電子部件的研磨中的使用。
[0045] 根據(jù)一個實施例，粘結(jié)材料可具有便于根據(jù)本文所述的過程形成粘結(jié)研磨體的特 定組成。例如，粘結(jié)材料可為玻璃相材料，特別是氧化物材料。更特別地，粘結(jié)材料可為基 于二氧化硅的材料，其包含粘結(jié)材料中總摩爾含量的至少約50摩爾％ (Si02)。在其它情況 下，二氧化硅的含量可更大，例如至少約52摩爾％或甚至至少約54摩爾％的二氧化硅。在 一個非限制性實施例中，粘結(jié)材料內(nèi)二氧化硅的量還可不大于約70摩爾％或甚至不大于 約65摩爾％。應(yīng)理解，粘結(jié)材料內(nèi)二氧化硅的含量可在任意上面提及的最小百分?jǐn)?shù)和最大 百分?jǐn)?shù)之間的范圍內(nèi)。
[0046] 此外，粘結(jié)材料可含有特定含量的氧化鋁（A1203)。例如，粘結(jié)材料可含有不大于 粘結(jié)材料中總摩爾含量的約4摩爾％的氧化鋁。在其它情況下，氧化鋁的量可更小，例如不 大于粘結(jié)材料的總摩爾數(shù)的約3摩爾％。在一個非限制性實施例中，鋁的量可為至少約0. 5 摩爾％，例如至少約1摩爾％。應(yīng)理解，粘結(jié)材料內(nèi)氧化鋁的量可在任意上面提及的最小百 分?jǐn)?shù)和最大百分?jǐn)?shù)內(nèi)的范圍內(nèi)。
[0047] 此外，粘結(jié)材料可包含特定含量的氧化硼（B203)。例如，在一個實施例中，粘結(jié)材 料可含有粘結(jié)材料中總摩爾含量的至少約16摩爾％的氧化硼。在其它情況下，氧化硼的量 可更大，例如至少約17摩爾％或甚至約20摩爾％。此外，在一個非限制性實施例中，粘結(jié) 材料內(nèi)氧化硼的量還可不大于30摩爾％或甚至不大于26摩爾％。應(yīng)理解，粘結(jié)材料可含 有在任意上面提及的最小百分?jǐn)?shù)和最大百分?jǐn)?shù)之間的范圍內(nèi)的氧化硼含量。
[0048] 對于某些實施例，粘結(jié)材料可含有特定的量的氧化鈣（CaO)。例如，粘結(jié)材料可含 有不大于粘結(jié)材料中總摩爾含量的約9摩爾％、例如不大于約8摩爾％、不大于7摩爾％或 甚至不大于約3摩爾％的氧化鈣。在至少一個非限制性實施例中，粘結(jié)材料內(nèi)氧化鈣的量 可為至少0. 5摩爾％或甚至1摩爾％。應(yīng)理解，粘結(jié)材料內(nèi)氧化鈣的量可在任意上面提及 的最小百分?jǐn)?shù)和最大百分?jǐn)?shù)之間的范圍內(nèi)。
[0049] 粘結(jié)材料可包含特定含量的氧化鋇（BaO)。例如，粘結(jié)材料可形成為具有粘結(jié)材料 中總摩爾含量的至少約〇. 2摩爾％、例如至少約0. 5摩爾％或甚至至少1摩爾％的氧化鋇。 然而，在一個非限制性實施例中，氧化鋇的量可不大于6摩爾％或甚至不大于約4摩爾％。 應(yīng)理解，粘結(jié)材料可含有在任意上面提及的最小百分?jǐn)?shù)和最大百分?jǐn)?shù)之間的范圍內(nèi)的量的 氧化鋇。
[0050] 根據(jù)另一個實施例，粘結(jié)材料可形成為具有特定含量的氧化鉀（K20)。例如，粘結(jié) 材料可包含粘結(jié)材料中總摩爾含量的至少2摩爾％或甚至至少約2. 5摩爾％的氧化鉀。根 據(jù)一個非限制性實施例，粘結(jié)材料內(nèi)氧化鉀的量可不大于約8摩爾％，例如不大于約6摩 爾％。應(yīng)理解，粘結(jié)材料內(nèi)氧化鉀的量可在任意上面提及的最小百分?jǐn)?shù)和最大百分?jǐn)?shù)之間 的范圍內(nèi)。
[0051] 粘結(jié)材料可形成為具有特定含量的氧化鋰（Li20)。例如，粘結(jié)材料可含有至少約 0. 5摩爾％的氧化鋰。在其它情況下，氧化鋰的量可為粘結(jié)材料的總摩爾數(shù)的至少約0. 8摩 爾％或甚至至少約1摩爾％。在一個特定的非限制性實例中，粘結(jié)材料可含有不大于約9 摩爾％、例如不大于7摩爾％的氧化鋰。應(yīng)理解，粘結(jié)材料內(nèi)氧化鋰的量可在任意上面提及 的最小百分?jǐn)?shù)和最大百分?jǐn)?shù)的范圍內(nèi)。
[0052] 根據(jù)另一個實施例，粘結(jié)材料可形成為具有特定含量的氧化鈉（Na20)。例如，粘結(jié) 材料可含有不大于粘結(jié)材料中總摩爾含量的約14摩爾％、例如不大于約12摩爾％、不大于 約10摩爾％、不大于約8摩爾％或甚至不大于約6摩爾％的氧化鈉。然而，在另一個非限 制性實施例中，粘結(jié)材料可含有粘結(jié)材料中總摩爾含量的至少0. 5摩爾％、例如至少約1摩 爾％或甚至至少約3摩爾％的氧化鈉。應(yīng)理解，粘結(jié)材料可含有在任意上面提及的最小百 分?jǐn)?shù)和最大百分?jǐn)?shù)之間的范圍內(nèi)的量的氧化鈉。
[0053] 粘結(jié)材料可含有特定含量的氧化鋅（ZnO)。例如，粘結(jié)材料內(nèi)氧化鋅的含量可為粘 結(jié)材料中總摩爾含量的至少0. 5摩爾％。在另一個實施例中，粘結(jié)材料可含有至少約0. 8 摩爾或甚至約1摩爾％。根據(jù)一個非限制性實例，粘結(jié)材料內(nèi)氧化鋅的量可不大于約5摩 爾％或甚至不大于約4摩爾％。應(yīng)理解，粘結(jié)材料內(nèi)氧化鋅的量可在任意上面提及的最小 百分?jǐn)?shù)和最大百分?jǐn)?shù)之間的范圍內(nèi)。
[0054] 在特定的情況下，粘結(jié)材料可形成為具有特定的線性熱膨脹系數(shù)（CTE)以促進具 有本文所述特征的粘結(jié)研磨體的形成。例如，如在300°C下所測得，粘結(jié)材料可具有不大于 約9ppm/°C的線性熱膨脹系數(shù)。在其它實施例中，粘結(jié)材料的熱膨脹系數(shù)可更小，例如不 大于約8. 5ppm/°C、不大于約8ppm/°C、不大于7. 8ppm/°C或甚至不大于約7. 6ppm/°C。此 夕卜，在一個非限制性實施例中，粘結(jié)材料的熱膨脹系數(shù)還可為至少約2ppm/°C，例如至少約 3ppm/°C或甚至至少約4ppm/°C。應(yīng)理解，粘結(jié)材料內(nèi)的熱膨脹系數(shù)可在任意上面提及的最 小值和最大值之間的范圍內(nèi)。
[0055] 在特定的情況下，粘結(jié)研磨體可形成為使得粘結(jié)材料和研磨顆粒在熱膨脹系數(shù) 方面具有特定的差異（△CTE)。CTE的特定差異可促進具有本文所述特征的粘結(jié)研磨體 的形成。例如，粘結(jié)材料與研磨顆粒之間CTE的差異可不大于約5. 5ppm/°C。在其它情況 下，CTE的差異可不大于約5ppm/°C，例如約不大于4. 5ppm/°C、不大于約4ppm/°C、不大于 3. 8ppm/°C或甚至不大于約3. 6ppm/°C。然而，根據(jù)一個非限制性實例，粘結(jié)材料與研磨顆粒 之間CTE的差異可為至少約0. Ζρρηι/?或甚至至少約0. δρρηι/?。應(yīng)理解，粘結(jié)材料與研磨 顆粒之間熱膨脹系數(shù)的差異可在任意上面提及的最小值和最大值之間的范圍內(nèi)。
[0056] 圖2A-2C示出了一個粘結(jié)研磨體的SEM照片。例如，圖2Α示出了一個粘結(jié)研磨體 的表面的SHM圖像。如圖所示，粘結(jié)研磨體可包含粘結(jié)材料201和含在粘結(jié)材料內(nèi)的孔隙 203。粘結(jié)研磨體的孔隙可以是實質(zhì)上球形的，更特別地，大多數(shù)孔隙可具有橢圓或圓形形 狀，如在如圖2Α中提供的橫截面中所看到。此外，大多數(shù)含量的孔隙具有光滑的、弓形的表 面，如在橫截面中所看到。
[0057] 圖2Β示出了粘結(jié)研磨體的一部分的SEM圖像。如在圖2Β的圖像中所提供，粘結(jié) 研磨體可具有各種不同的孔隙尺寸，包括大孔隙205,其由在大孔隙205之間延伸的粘結(jié)柱 (bond post)207分開。此外，粘結(jié)研磨體可包含設(shè)置在粘結(jié)材料中的較小孔隙209,特別 地包含大孔隙205之間的粘結(jié)柱。粘結(jié)研磨體可具有多峰孔徑分布。例如，所述體可具有 雙峰孔徑分布，包括孔徑的非高斯分布，使得平均孔徑對頻率的曲線顯示出定義大孔隙205 的第一峰和定義細孔隙209的第二峰，大孔隙205具有大于細孔隙209的平均孔徑的平均 孔徑，所述細孔隙209具有小于大孔隙205的平均孔徑的平均孔徑。如圖所示，細孔隙209 可具有為大孔隙205的平均孔徑的至多1/2的平均孔徑。
[0058] 圖2C示出了粘結(jié)研磨體的一部分的SEM圖像。圖2C還示意了構(gòu)成粘結(jié)研磨體的 大孔隙205和小孔隙209之間的不同。此外，圖2C示意了大孔隙205的一般形貌，顯著的 是，每一個大孔隙具有通常球形的三維形狀以及圓形或橢圓的二維形狀，如在橫截面中所 看到。
[0059] 關(guān)于引入了可在轉(zhuǎn)化的過程中被氧化的第二類型超級研磨材料的那些實施例，這 樣的氧化可產(chǎn)生非金剛石碳相材料，例如石墨。在特定的情況下，粘結(jié)研磨體可含有特定含 量的非金剛石碳相材料，其可包含在粘結(jié)材料中。此外或或者，非金剛石碳相材料可設(shè)置在 第二類型超級研磨材料中的至少一部分的外表面處。
[0060] 在某些情況下，本文中的實施例的粘結(jié)研磨體可包含孔隙，所述孔隙可含有在轉(zhuǎn) 化的過程中形成的一些氣相材料。這樣，粘結(jié)研磨體內(nèi)的孔隙可含有一種或多種包含碳、氧 以及它們的組合的組合物。事實上，在一個特定的實施例中，粘結(jié)研磨體的孔隙中的一部分 可含有二氧化碳、一氧化碳或它們的組合的氣相材料。
[0061] 形成粘結(jié)研磨制品的方法的實施例可包括形成包含粘結(jié)材料、研磨顆粒的生坯， 所述研磨顆粒包含超級研磨材料；和使所述超級研磨材料中的至少一部分轉(zhuǎn)化為氣相材料 并形成無結(jié)晶碳化硅的粘結(jié)研磨體。
[0062] 超級研磨材料的實施例可包含金剛石。例如，超級研磨材料可為金剛石，或者超級 研磨材料可基本上由金剛石組成。超級研磨材料的實施例可不包含碳化娃，或者基本上或 實質(zhì)上不含結(jié)晶碳化硅。超級研磨材料可含有金剛石和僅無定形（即，非晶）形式的碳化 硅。
[0063] 研磨制品的其它實施例可包括無結(jié)晶碳化硅的粘結(jié)研磨體并包含粘結(jié)材料和研 磨顆粒，所述粘結(jié)材料包含玻璃化的材料，所述研磨顆粒包含：具有第一中值粒度的第一類 型超級研磨材料；具有不同于所述第一中值粒度的第二中值粒度的第二類型超級研磨材 料；和為粘結(jié)研磨體的總體積的至少約50體積％的孔隙率。
[0064] 形成粘結(jié)研磨制品的方法的一些實施例可包括形成包含粘結(jié)材料和研磨顆粒的 生坯，所述研磨顆粒包含：具有第一中值粒度的第一類型超級研磨材料；具有不同于所述 第一中值粒度的第二中值粒度的第二類型超級研磨材料；和使所述第二類型超級研磨材料 中的至少一部分轉(zhuǎn)化為氣相材料而不形成結(jié)晶碳化硅。
[0065] 在其它實例中，形成粘結(jié)研磨制品的方法的實施例可包括形成包含粘結(jié)材料、研 磨顆粒的生坯，所述研磨顆粒包含：具有第一中值粒度的第一類型超級研磨材料；具有不 同于所述第一中值粒度的第二中值粒度的第二類型超級研磨材料；使所述第二類型超級研 磨材料中的至少一部分轉(zhuǎn)化為氣相材料而不形成（或?qū)嵸|(zhì)上或基本上不含）結(jié)晶碳化硅； 和截留所述氣相材料中的至少一部分于粘結(jié)材料內(nèi)。
[0066] 實例
[0067] 實例 1
[0068] 根據(jù)本文中的實施例制備樣品，做法是混合25重量％中值粒度為0. 5-1微米的金 剛石顆粒與75重量％具有表1中提供的組成的玻璃料材料。合適地混合該混合物并通過 165目的篩網(wǎng)過篩。加入16重量％的粘結(jié)劑：聚乙二醇（PEG)的97%溶液。再次共混該混 合物并過20目的篩。將混合物干燥大約16小時并然后在1噸/平方英寸下于室溫下冷壓 10秒以形成生坯。然后通過包括在550°C下加熱1小時并然后在690°C下加熱大約4小時 的燒制周期燒制生坯以完成轉(zhuǎn)化過程并形成粘結(jié)研磨坯件。然后通過水噴射切割操作從該 粘結(jié)研磨坯件提取粘結(jié)研磨體。
[0069] 樣品S1的粘結(jié)研磨體具有固體組分的總體積的約72體積％的粘結(jié)材料、19體 積％的研磨顆粒、2體積％的Ce02和7體積％的Na2Si03。該粘結(jié)研磨體還包括所述體的總 體積的大約70-85體積％的孔隙率。
[0070] 表1 :樣品1的粘結(jié)材料組成
[0071]
[0072]

【權(quán)利要求】
1. 一種形成粘結(jié)研磨制品的方法，所述方法包括： 形成包含粘結(jié)材料、研磨顆粒的生坯，所述研磨顆粒包含超級研磨材料；和 使所述超級研磨材料中的至少一部分轉(zhuǎn)化為氣相材料并形成基本上不含結(jié)晶碳化硅 的粘結(jié)研磨體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法還包括在形成所述生坯之前形成所述粘結(jié)材 料和所述研磨顆粒的混合物。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述粘結(jié)材料包含無機材料，其中所 述粘結(jié)材料包含玻璃相材料，其中所述粘結(jié)材料包含氧化物材料，其中所述粘結(jié)材料包含 基于二氧化硅的材料，其中所述粘結(jié)材料包含至少約50摩爾％的二氧化硅（Si0 2)、至少約 52摩爾％的二氧化硅并且包含不大于約70摩爾％、不大于約65摩爾％的二氧化硅。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述粘結(jié)材料包含不大于約4摩爾％ 的含量的氧化鋁（A120 3)、不大于約3摩爾％的氧化鋁并且包含至少約0. 5摩爾％的氧化鋁、 至少約1摩爾％的氧化鋁。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述粘結(jié)材料包含至少約16摩爾％、 至少約17摩爾％、至少約20摩爾％并且不大于約30摩爾％、不大于約26摩爾％的含量的 氧化硼（B 203)。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述粘結(jié)材料包含不大于約9摩 爾％、不大于約8摩爾％、不大于約7摩爾％、不大于約3摩爾％并且包含至少約0. 5摩 爾％、至少約1摩爾％的氧化鈣（CaO)。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述粘結(jié)材料包含至少約0. 2摩 爾％、至少約0. 5摩爾％、至少約1摩爾％并且不大于約6摩爾％、不大于約4摩爾％的氧 化鋇（BaO)。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述粘結(jié)材料包含至少約2摩爾％、 至少約2. 5摩爾％并且不大于約8摩爾％、不大于約6摩爾％的氧化鉀（K20)。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述粘結(jié)材料包含至少約0. 5摩 爾％、至少約0. 8摩爾％、至少約1摩爾％并且不大于約9摩爾％、不大于約7摩爾％的氧 化鋰（Li20)。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述粘結(jié)材料包含不大于約14摩 爾％、不大于約12摩爾％、不大于約10摩爾％、不大于約8摩爾％、不大于約6摩爾％并且 至少約0. 5摩爾％、至少約1摩爾％、至少約3摩爾％的氧化鈉（Na20)。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述粘結(jié)材料包含至少約〇. 5摩 爾％、至少約0. 8摩爾％、至少約1摩爾％并且不大于約5摩爾％、不大于約4摩爾％的氧 化鋅（ZnO)。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述粘結(jié)材料包含不大于約 9ppm/°C、不大于約8. 5ppm/°C、不大于約8ppm/°C、不大于約7. 8ppm/°C、至少約2ppm/°C、至 少約3ppm/°C的線性熱膨脹系數(shù)（CTE)(在300°C下）。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述粘結(jié)材料和所述研磨顆粒具有 不大于約5. 5ppm/°C的Λ CTE，其中Λ CTE定義為所述粘結(jié)材料的CTE與所述研磨顆粒的 CTE之間的差異，其中所述ACTE不大于約5ppm/°C，其中所述ACTE不大于約4. 5ppm/°C， 其中所述ACTE不大于約4ppm/°C，其中所述ACTE不大于約3. 8ppm/°C，其中所述ACTE 為至少約〇· 2ppm/°C。
14. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述粘結(jié)材料包含不大于約560°C、 不大于約550°C、不大于約540°C、至少約200°C、至少約250°C的軟化點溫度。
15. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述超級研磨材料包含金剛石，其中 所述超級研磨材料為金剛石，其中所述超級研磨材料基本上由金剛石組成，其中所述超級 研磨材料不包含碳化硅，其中所述超級研磨材料包含金剛石和僅無定形形式的碳化硅。
16. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述研磨顆粒包含第一類型的超級 研磨材料和第二類型的超級研磨材料，其中所述第一類型具有第一中值粒度并且所述第二 類型具有不同于所述第一中值粒度的第二中值粒度，其中所述第二中值粒度小于所述第一 中值粒度，其中所述第二中值粒度為所述第一中值粒度的至多約1/1. 1、為所述第一中值 粒度的至多約1/1. 3、為所述第一中值粒度的至多約1/1. 5、為所述第一中值粒度的至多約 1/2、為所述第一中值粒度的至多約1/2. 5,并且所述第二中值粒度不小于所述第一中值粒 度的約1/10。
17. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述第一類型的超級研磨材料包含 至少約1微米、至少約1. 5微米、至少約2微米、至少約2. 5微米并且不大于約20微米、不 大于約18微米、不大于約8微米的中值粒度。
18. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述第二類型的超級研磨材料包含 不大于約1微米、例如不大于約〇. 9微米并且至少約0. 01微米、至少約0. 05微米的中值粒 度。
19. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中轉(zhuǎn)化包括使所述第二類型的超級研 磨材料中的一部分轉(zhuǎn)化。
20. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中轉(zhuǎn)化包括熱處理，其中轉(zhuǎn)化包括在氧 化氣氛中燒制所述生坯，其中所述氧化氣氛可包括富氧氣氛，其中所述富氧氣氛可為至少 30體積％的氧。
21. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中燒制可在至少約200°C、至少約 300°C、至少約400°C、至少約500°C并且不大于約KKKTC、不大于約900°C、不大于約850°C、 不大于約800°C的燒制溫度下進行。
22. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中燒制可在大于所述粘結(jié)材料的軟化 點溫度的溫度下進行，其中所述燒制溫度與所述軟化點溫度的差異不大于約230°C、不大于 約220°C、不大于約200°C、不大于約195°C、不大于約190°C、至少約KTC、至少約20°C、至 少約50°C、至少約KKTC、至少約120°C、至少約130°C。
23. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中燒制可進行不大于約10小時、例如 不大于約8小時、不大于約6小時并且至少約10分鐘、至少約30分鐘、至少約50分鐘的持 續(xù)時間。
24. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述研磨顆粒包含第一類型的超級 研磨材料和第二類型的超級研磨材料，并且轉(zhuǎn)化包括使所述第二類型的超級研磨材料中的 一部分氧化以形成包含氧的氣相材料，其中轉(zhuǎn)化包括在所述第一類型的超級研磨材料之前 優(yōu)先使所述第二類型的超級研磨材料氧化，其中所述氣相材料包含碳，其中所述氣相材料 包含二氧化碳和一氧化碳中之一。
25. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中形成所述生坯包括壓制所述混合物 以形成生坯，其中壓制包括冷壓操作，其中壓制包括冷等靜壓，其中所述冷等靜壓在至少約 0· 25噸/in2(3. 44MPa)并且不大于約10噸/in2(137. 90MPa)的壓力下進行。
26. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中轉(zhuǎn)化包括從所述生坯向所述粘結(jié)研 磨體減小研磨顆粒的體積百分?jǐn)?shù)，其中轉(zhuǎn)化包括在所述粘結(jié)研磨體中形成多孔性，其中所 述多孔性由轉(zhuǎn)化過程中被氧化的所述超級研磨材料的一部分產(chǎn)生的氣相材料形成，其中所 述氣相材料在所述粘結(jié)研磨體中形成孔隙，其中轉(zhuǎn)化包括在所述粘結(jié)材料中的至少一部分 呈液態(tài)的同時使所述超級研磨材料中的至少一部分氧化為氣相材料，其中轉(zhuǎn)化包括在所述 粘結(jié)材料中的至少一部分呈液態(tài)的同時截留所述氣相材料于所述粘結(jié)材料內(nèi)。
27. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述粘結(jié)研磨體包含含在粘結(jié)材料 中的研磨顆粒，其中所述粘結(jié)研磨體包含所述粘結(jié)研磨體中固體組分的總體積的至少約5 體積％、至少約10體積％、至少約14體積％、至少約16體積％并且不大于約35體積％、不 大于約30體積％、不大于約26體積％、不大于約23體積％的研磨顆粒。
28. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述粘結(jié)研磨體包含所述粘結(jié)研磨 體的總體積的至少約50體積％、至少約54體積％、至少約56體積％、至少約58體積％的 孔隙率并且包含不大于所述粘結(jié)研磨體的總體積的約85體積％、不大于約82體積％、不大 于約80體積％的孔隙率。
29. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述粘結(jié)研磨體包含所述粘結(jié)研磨 體中固體組分的總體積的至少約50體積％、至少約55體積％、至少約60體積％、至少約63 體積％、至少約66體積％、至少約70體積％并且不大于約90體積％、不大于約86體積％、 不大于約82體積％、不大于約78體積％、不大于約74體積％的粘結(jié)材料。
30. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述粘結(jié)研磨體包含填料，其中所述 填料包括包含選自鈉（Na)、鈽（Ce)以及它們的組合的元素的化合物。
31. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述粘結(jié)研磨體包含鈽（Ce)，其中 所述粘結(jié)研磨體包含氧化鈽（Ce02)，其中所述粘結(jié)研磨體包含所述粘結(jié)研磨體中固體組分 的總體積的至少約〇. 4體積％、至少約0. 8體積％、至少約1體積％并且不大于約6體積％、 不大于約4體積％的氧化鈽。
32. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述粘結(jié)研磨體包含鈉（Na)，其中 所述粘結(jié)研磨體包含娃酸鈉（Na2Si0 3)，其中所述粘結(jié)研磨體包含所述粘結(jié)研磨體中固體組 分的總體積的至少約1體積％、至少約2體積％、至少約3體積％、至少約4體積％并且不 大于約12體積％、不大于約10體積％、不大于約9體積％的硅酸鈉。
33. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述粘結(jié)研磨體包含構(gòu)造以研磨半 導(dǎo)體晶片的粘結(jié)研磨盤。
34. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中所述粘結(jié)研磨體包含不大于約1重 量％、不大于約0. 5重量％、不大于約0. 1重量％的游離金屬元素，其中所述粘結(jié)研磨體基 本上不含游離金屬元素。
35. -種研磨制品，所述研磨制品包含： 粘結(jié)研磨體，所述粘結(jié)研磨體包含： 粘結(jié)材料，所述粘結(jié)材料包含玻璃化的材料； 研磨顆粒，所述研磨顆粒包含含在所述粘結(jié)材料中的第一類型超級研磨材料； 所述粘結(jié)研磨體的總體積的至少約50體積％的孔隙率；和 其中所述粘結(jié)材料和所述第一類型研磨顆粒具有不大于約5. 5ppm/°C的Λ CTE，其中 Δ CTE定義為所述粘結(jié)材料的CTE與所述研磨顆粒的CTE之間的差異。
36. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的研磨制品，其中所述ACTE不大于約5ppm/°C，其中所述 ACTE不大于約4. 5ppm/°C，其中所述ACTE不大于約4ppm/°C，其中所述ACTE不大于約 3. 8ppm/°C，其中所述Λ CTE為至少約0· 2ppm/°C。
37. 根據(jù)權(quán)利要求35或36所述的研磨制品，其中所述粘結(jié)材料包含氧化物材料，其中 所述粘結(jié)材料包含基于二氧化硅的材料，其中所述粘結(jié)材料包含至少約50摩爾％的二氧 化硅（Si0 2)、至少約52摩爾％的二氧化硅并且包含不大于約70摩爾％、不大于約65摩爾％ 的二氧化硅。
38. 根據(jù)權(quán)利要求35-37中任一項所述的研磨制品，其中所述粘結(jié)材料包含不大于約4 摩爾％的含量的氧化鋁（A120 3)、不大于約3摩爾％的氧化鋁并且包含至少約0. 5摩爾％的 氧化鋁、至少約1摩爾％的氧化鋁。
39. 根據(jù)權(quán)利要求35-38中任一項所述的研磨制品，其中所述粘結(jié)材料包含至少約16 摩爾％、至少約17摩爾％、至少約20摩爾％并且不大于約30摩爾％、不大于約26摩爾％ 的含量的氧化硼（B 203)。
40. 根據(jù)權(quán)利要求35-39中任一項所述的研磨制品，其中所述粘結(jié)材料包含不大于約9 摩爾％、不大于約8摩爾％、不大于約7摩爾％、不大于約3摩爾％并且至少約0. 5摩爾％、 至少約1摩爾％的氧化鈣（CaO)。
41. 根據(jù)權(quán)利要求35-40中任一項所述的研磨制品，其中所述粘結(jié)材料包含至少0. 2摩 爾％、至少約0. 5摩爾％、至少約1摩爾％并且不大于約6摩爾％、不大于約4摩爾％的氧 化鋇（BaO)。
42. 根據(jù)權(quán)利要求35-41中任一項所述的研磨制品，其中所述粘結(jié)材料包含至少約2摩 爾％、至少約2. 5摩爾％并且不大于約8摩爾％、不大于約6摩爾％的氧化鉀（K20)。
43. 根據(jù)權(quán)利要求35-42中任一項所述的研磨制品，其中所述粘結(jié)材料包含至少約0. 5 摩爾％、至少約0. 8摩爾％、至少約1摩爾％并且不大于約9摩爾％、不大于約7摩爾％的 氧化鋰（Li20)。
44. 根據(jù)權(quán)利要求35-43中任一項所述的研磨制品，其中所述粘結(jié)材料包含不大于約 14摩爾％、不大于約12摩爾％、不大于約10摩爾％、不大于約8摩爾％、不大于約6摩爾％ 并且至少約0. 5摩爾％、至少約1摩爾％、至少約3摩爾％的氧化鈉（Na20)。
45. 根據(jù)權(quán)利要求35-44中任一項所述的研磨制品，其中所述粘結(jié)材料包含至少約0. 5 摩爾％、至少約0. 8摩爾％、至少約1摩爾％并且不大于約5摩爾％、不大于約4摩爾％的 氧化鋅（ZnO)。
46. 根據(jù)權(quán)利要求35-45中任一項所述的研磨制品，其中所述粘結(jié)材料包含不大于約 9ppm/°C、不大于約8. 5ppm/°C、不大于約8ppm/°C、不大于約7. 8ppm/°C、至少約2ppm/°C、至 少約3ppm/°C的線性熱膨脹系數(shù)（CTE)(在300°C下）。
47. 根據(jù)權(quán)利要求35-46中任一項所述的研磨制品，其中所述粘結(jié)材料包含不大于約 560°C、不大于約550°C、不大于約540°C、至少約200°C、至少約250°C的軟化點溫度。
48. 根據(jù)權(quán)利要求35-47中任一項所述的研磨制品，其中所述超級研磨材料包含金剛 石，其中所述超級研磨材料為金剛石，其中所述超級研磨材料基本上由金剛石組成，其中所 述超級研磨材料不包含碳化硅，其中所述超級研磨材料包含金剛石和僅無定形形式的碳化 硅。
49. 根據(jù)權(quán)利要求35-48中任一項所述的研磨制品，其中所述研磨顆粒還包含第二 類型的超級研磨材料，其中所述第一類型具有第一中值粒度并且所述第二類型具有不同 于所述第一中值粒度的第二中值粒度，其中所述第二中值粒度小于所述第一中值粒度，其 中所述第二中值粒度為所述第一中值粒度的至多約1/1. 1、為所述第一中值粒度的至多約 1/1. 3、為所述第一中值粒度的至多約1/1. 5、為所述第一中值粒度的至多約1/2、為所述第 一中值粒度的至多約1/2. 5,并且所述第二中值粒度不小于所述第一中值粒度的約1/10。
50. 根據(jù)權(quán)利要求35-49中任一項所述的研磨制品，其中第一類型的超級研磨材料包 含至少約1微米、至少約1. 5微米、至少約2微米、至少約2. 5微米并且不大于約20微米、 不大于約18微米、不大于約8微米的中值粒度。
51. 根據(jù)權(quán)利要求35-50中任一項所述的研磨制品，其中第二類型的超級研磨材料包 含不大于約1微米、例如不大于約〇. 9微米并且至少約0. 01微米、至少約0. 05微米的中值 粒度。
52. 根據(jù)權(quán)利要求35-51中任一項所述的研磨制品，其中所述多孔性包括孔隙，所述孔 隙中的一部分包含含碳的氣相材料，其中所述氣相材料包含二氧化碳和一氧化碳中之一。
53. 根據(jù)權(quán)利要求35-52中任一項所述的研磨制品，其中所述粘結(jié)研磨體包含含在粘 結(jié)材料中的研磨顆粒，其中所述粘結(jié)研磨體包含所述粘結(jié)研磨體中固體組分的總體積的至 少約5體積％、至少約10體積％、至少約14體積％、至少約16體積％并且不大于約35體 積％、不大于約30體積％、不大于約26體積％、不大于約23體積％的研磨顆粒。
54. 根據(jù)權(quán)利要求35-53中任一項所述的研磨制品，其中所述粘結(jié)研磨體包含所述粘 結(jié)研磨體的總體積的至少約50體積％、至少約54體積％、至少約56體積％、至少約58體 積％的孔隙率并且包含不大于所述粘結(jié)研磨體的總體積的約85體積％、不大于約82體 積％、不大于約80體積％的孔隙率。
55. 根據(jù)權(quán)利要求35-54中任一項所述的研磨制品，其中所述粘結(jié)研磨體包含所述粘 結(jié)研磨體中固體組分的總體積的至少約50體積％、至少約55體積％、至少約60體積％、至 少約63體積％、至少約66體積％、至少約70體積％并且不大于約90體積％、不大于約86 體積％、不大于約82體積％、不大于約78體積％、不大于約74體積％的粘結(jié)材料。
56. 根據(jù)權(quán)利要求35-55中任一項所述的研磨制品，其中所述粘結(jié)研磨體包含填料，其 中所述填料包括包含選自鈉（Na)、鈽（Ce)以及它們的組合的元素的化合物。
57. 根據(jù)權(quán)利要求35-56中任一項所述的研磨制品，其中所述粘結(jié)研磨體包含鈽（Ce)， 其中所述粘結(jié)研磨體包含氧化鈽（Ce0 2)，其中所述粘結(jié)研磨體包含所述粘結(jié)研磨體中固體 組分的總體積的至少約〇. 4體積％、至少約0. 8體積％、至少約1體積％并且不大于約6體 積％、不大于約4體積％的氧化鈽。
58. 根據(jù)權(quán)利要求35-57中任一項所述的研磨制品，其中所述粘結(jié)研磨體包含鈉（Na)， 其中所述粘結(jié)研磨體包含硅酸鈉（Na 2Si03)，其中所述粘結(jié)研磨體包含所述粘結(jié)研磨體中固 體組分的總體積的至少約1體積％、至少約2體積％、至少約3體積％、至少約4體積％并 且不大于約12體積％、不大于約10體積％、不大于約9體積％的硅酸鈉。
59. 根據(jù)權(quán)利要求35-58中任一項所述的研磨制品，其中所述粘結(jié)研磨體包含構(gòu)造以 研磨半導(dǎo)體晶片的粘結(jié)研磨盤。
60. 根據(jù)權(quán)利要求35-59中任一項所述的研磨制品，其中所述粘結(jié)研磨體包含不大于 約1重量％、不大于約0. 5重量％、不大于約0. 1重量％的游離金屬元素，其中所述粘結(jié)研 磨體基本上不含游離金屬元素。
61. 根據(jù)權(quán)利要求35-60中任一項所述的研磨制品，其中所述粘結(jié)研磨體基本上不含 碳化娃。
62. 根據(jù)權(quán)利要求35-61中任一項所述的研磨制品，其中所述研磨顆?；旧嫌山饎?石組成。
【文檔編號】C09K3/14GK104114666SQ201280069829
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2012年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月30日
【發(fā)明者】S·西瓦蘇布拉馬尼安, S·拉曼斯, R·維達塔姆, R·烏帕德亞雅, S·特里斯 申請人:圣戈班磨料磨具有限公司, 法國圣戈班磨料磨具公司