專利名稱：：修整輪上的活性磨粒數(shù)目的測定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種修整輪上的活性磨粒數(shù)目的測定方法。技術(shù)背景采用金剛石等作為磨粒的修整輪被用于CMP工序中，用以保持由聚氨基曱酸酯等構(gòu)成的拋光墊的粗糙度。為了提高品質(zhì)及性能的可靠性，這些輪被標(biāo)準(zhǔn)化，由若千公司生產(chǎn)、銷售。一般，基于輪表面上存在的金剛石磨粒的總數(shù)以及經(jīng)一定期間的使用或環(huán)境實驗后殘留的金剛石磨粒數(shù)目對金剛石修整輪進行評價。但是，金剛石修整輪的性能不依賴于輪表面存在的磨粒的總數(shù)，而是依賴于對實際磨削作出貢獻的活性磨粒數(shù)目?；钚阅チＪ荂MP工序中，和CMP墊的表面實質(zhì)接觸參與拋光的磨粒。從簡單的幾何學(xué)觀點看，金剛石修整輪表面的、形貌上更加突出的區(qū)域上的金剛石磨粒，以及輪表面上金剛石磨粒一起聚集的區(qū)域中，與其它磨粒相比從輪表面更為突出的金剛石磨粒，對于接觸CMP墊的表面是最有用的。給定條件下的活性磨粒數(shù)目依賴于金剛石修整輪上的金剛石磨粒的總數(shù)、這些金剛石磨粒的群集化(grouping)、包含形貌的金剛石修整輪的表面特性、以及施加在金剛石修整輪上的荷重。為了測定金剛石修整輪表面上的金剛石磨粒的大致總數(shù)，基于金剛石修整輪局部區(qū)域上的簡單的顯微鏡實驗、以及初始磨粒的配置及表面積的幾何學(xué)圖案進行了評價，但是，迄今為止，還沒有一種用于測定活性磨粒數(shù)目的簡單、可靠且成本效率好的方法。如果能夠容易地測定金剛石修整輪表面上的活性磨粒的數(shù)目，則由此可認(rèn)為生產(chǎn)者能夠在CMP工序期間，CMP墊的拋光中，根據(jù)其實際存在的有效性控制、進而更好地維持修整輪的質(zhì)量。金剛石修整輪的表面不完全是平面，金剛石磨粒即使根據(jù)生產(chǎn)方法和修整器基板表面的形貌而被群集化也可以。并且，金剛石磨粒既可以根據(jù)不同工序而被固定在同一個輪上，也可以作為不同的組被固定在不同的輪上。即便修整輪上的金剛石磨粒的總數(shù)是相同的，通過上述形貌及金剛石磨粒群集化，對于活性磨粒數(shù)目和磨削結(jié)果如何進行變化、這些金剛石修整輪如何拋光CMP墊的表面，在輪間可大不相同。迄今為止還沒有關(guān)于活性磨粒的有效計數(shù)方法的公開報道，生產(chǎn)者和使用者迄今仍依賴于幾乎沒有效果的所謂修整輪表面上存在的金剛石磨粒總數(shù)的評價的方法。例如，美國專利第7,011,566號公開了用于選定如何有效進行CMP墊的修整的方法。但是，566專利所公開的方法既未給出金剛石修整輪上的活性磨粒數(shù)目，也未給出金剛石磨粒的總數(shù)。(參照專利文獻1)同才羊，從http:〃www.abrasive-tech,com/pdf/effectsdiamond.pdf可獲《尋的Bubnick等的"EffectsofDiamondsSizeandShapeonPolyurethanePadConditioning"，AbrasiveTechnologies,2004中乂〉開了金剛石磨豐立的大小及形狀和金剛石修整器的有效壽命密切相關(guān)，但是，沒有測定金剛石磨粒的總數(shù)和活性磨粒數(shù)目，也未對此加以考慮。(參照非專利文獻l)另夕卜，可從http:〃www.abrasive-tech.com/pdf/tcmptungsten.pdf獲4尋的Bubnick等人的"OptimizingDiamondConditioningDisksfortheTungstenCMPProcess"，AbrasiveTechnologies,2002中，/〉開了同時控制"金剛石磨粒的密度"和其它的金剛石磨粒特性對金剛石修整器上的金剛石磨粒的壽命的延長有益，但是，沒有公開一般是如何測定金剛石磨粒的密度，或者特別;i:如何測定活性磨粒的密度的。(參照非專利文獻2)再者，在Goers等的"MeasurementandAnalysisofDiamondRetentioninCMPDiamondPadConditioners"2000中，是將金剛石修整輪表面上的金剛石磨粒的總數(shù)按照通常所使用的顯微鏡水平進行觀察，涉及到金剛石磨粒的特異排列和配置。但是，活性磨粒數(shù)目不能僅從金剛石磨粒的總數(shù)算出或推定得到。是因為活性磨粒數(shù)目相對于全表面的金剛石磨粒數(shù)目少至少2~3位數(shù)。Goers等沒有提供關(guān)于活性磨粒的描述、其重要性的討論、或者用以測定存在多少數(shù)目的活性磨粒的手段。(參照非專利文獻3)。在Dyer和Schlueter的"CharacterizingCMPpadconditioningusingdiamondabrsives"中，采用顯微鏡對金剛石修整輪表面上的金剛石磨粒進行了檢測，涉及到"金剛石磨粒損失"的測定。從預(yù)先于金剛石修整器表面上被測定的被個別配置在方格座標(biāo)上的金剛石磨粒和1-9的簇中所排列的金剛石磨粒來推定金剛石磨粒的總數(shù)，但是對于活性磨粒數(shù)目的存在和測定沒有任何提及。(參照非專利文獻4)在從http:〃www.diamonex.com/diabond—key—factors.htm可4尋5'J的Zimmer和Stubbmann的"KeyfactorsinfluencingperformanceconsistencyofCMPpadconditioners"中，作為與被修整器的總面積分開的拋光墊相接觸的磨粒的總數(shù)討論了"工作磨粒密度"的概念。作者公開了通過縝密檢測使用后的修整器，和給定區(qū)域內(nèi)磨粒粒子的總數(shù)相比，對顯示物理磨損的磨粒粒子進行計數(shù)，能夠測定得到工作磨粒密度。兩密度之比可在其后對修整器的質(zhì)量的評價中使用。(參照非專利文獻5)同才羊,在可從http:〃www.morganadvancedceramics.com/articles/cmp—optimization.htm獲4尋的Thear和Kimock的"ImprovingproductivitythroughoptimizationoftheCMPconditioningprocess"中,將工作磨粒密度定義為與給定區(qū)域內(nèi)的磨粒粒子的總數(shù)相比顯示物理磨損的磨粒粒子的數(shù)目。這樣的計算可在使用后通過縝密檢測修整器得到，可用于表示修整器的質(zhì)量。但是，由這些參考文獻公開的使用后的縝密檢測程序，僅僅能有效用于磨損的輪的情況，未提供處于多樣化壽命階段的活性磨粒數(shù)目的直接信息。并且，難以區(qū)別通過磨削墊而磨損的金剛石磨粒、和與墊接觸有了磨損但沒有磨削的磨粒。(參照非專利文獻6)金剛石修整輪的使用者必需能夠根據(jù)通常連貫的檢測確認(rèn)金剛石修整輪的生產(chǎn)者交付了效率好且同一品質(zhì)的產(chǎn)品。此外，使用者必須能夠根據(jù)實驗親自決定必要的產(chǎn)品規(guī)格。使用者還有必要領(lǐng)會在特定的操作條件下輪如何發(fā)揮功能，如果存在正確測定金剛石修整輪上的活性磨粒數(shù)目的方法，則從上述觀點來看，使用者就能夠得到有用的信息，最后，從研究和開發(fā)的觀點考慮，如果存在這樣的實驗方法，則金剛石修整器的生產(chǎn)者就能夠懂得如何改善金剛石修整輪現(xiàn)存的生產(chǎn)方法，從而能得到對新CMP的開發(fā)以及相關(guān)工序來講更加有用的信息。專利文獻1美國專利第7,001,566號3一專利文獻1可從http:〃www.abrasive-tech.com/pdf/effectsdiamond.pdf得到的Bubnick等的"EffectsofDiamondsSizeandShapeonPolyurethanePadConditioning"AbrasiveTechnologies,200專牙'J文獻2可從http:〃www.abrasive-tech.com/pdf/tcmptungsten.pdf才尋f'J的Bubnick等的"OptimizingDiamondConditioningDisksfortheTungstenCMPProcess",AbrasiveTechnologies,200非專矛J文獻3Goers等的"MeasurementandAnalysisofDiamondRetentioninCMPDiamondPadConditioners"2000非專利文獻4Dyer和Schlueter的"CharacterizingCMPpadconditioningusingdiamondabrsives"非專利文獻5可從http:〃www.diamonex.com/diabond—key一factors.htm^尋至ij的Zimmer和Stubbmann的"KeyfactorsinfluencingperformanceconsistencyofCMPpadconditioners"非專利文獻6可從http:〃www.morganadvancedceramics.com/articles/cmp—optimization.htm4尋男l(wèi)J的Thear和Kimock的"ImprovingproductivitythroughoptimizationoftheCMPconditioningprocess"
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種修整輪上活性磨粒數(shù)的正確且連貫的測定方法。本發(fā)明的效果由此處提供的發(fā)明的描述而明確。本發(fā)明提供一種測定修整輪上活性磨粒數(shù)的方法。該方法具備(a)將修整輪的含有金剛石磨粒的一面朝向檢驗體的硬質(zhì)面，使修整輪和硬質(zhì)面接觸的工序；和(b)面向所述硬質(zhì)面，在對修整輪施加荷重狀態(tài)下，沿所述硬質(zhì)面移動所述修整輪，使修整輪的所述含有金剛石磨粒的一面上存在的任意的活性磨粒留下與各個活性磨粒相對應(yīng)的痕跡的工序；和(c)對所迷硬質(zhì)面上形成的痕跡進行計數(shù)以測定所述修整輪上的活性磨粒數(shù)目的工序。本發(fā)明優(yōu)選的方式所涉及的方法中，所述檢驗體的硬質(zhì)面包含對比物質(zhì)層，當(dāng)修整輪橫穿硬質(zhì)面移動時，另一端從修整輪的一端通過對比物質(zhì)層上，活性磨粒刮擦對比物質(zhì)層和硬質(zhì)面從而形成清晰的痕跡。通過對所述硬質(zhì)面上形成的痕跡進行計數(shù)，能夠正確地測定修整輪上的活性磨粒數(shù)。圖1是橫穿檢驗體的硬質(zhì)面使金剛石修整輪移動的機械裝置的俯視圖。圖2是用于顯示劃痕的對比物質(zhì)層的一部分的照片，該劃痕是通過對粒度200的三菱7亍y:r》株式會社制造"trd修整輪"(商品名)施加7.37Ibf(32.78176N)的荷重進行實驗，根據(jù)活性磨粒而形成的。圖3是表示表面光度測定法繪圖結(jié)果的圖表，其是通過對由粒度200的三菱t亍y7Vk抹式會社制造"TRD修整輪，，(商品名)的活性金剛石磨粒所形成的、在對比物質(zhì)的帶狀層被檢測到的條痕進行掃描得到。圖4是顯示由粒度為200的三菱t?。?；7V14朱式會社制造"TRD修整輪"(商品名)形成的、采用細尖毛氈筆表示的條痕的起點的照片。圖5是圖4所示的條痕的開起點在粒度為200的三菱"T^卩7*^株式會社制造"TRD修整輪"(商品名)的磨削面上投影的照片。圖6是對粒度為200的三菱7亍y7》林式會社制造"TRD修整輪"(商品名)上的活性金剛石磨粒的測定數(shù)和總荷重進行繪圖得到的圖。圖7是關(guān)于粒度為200的三菱7??！J7Vk抹式會社制造"TRD修整輪"(商品名)，為了比較使用過的修整輪和新修整輪，而將活性金剛石磨粒數(shù)目和總荷重進行繪圖得到的圖。符號說明10箱體20發(fā)動機30齒輪箱40螺桿50金屬板60硬質(zhì)桿70片材80涂布層90修整輪具體實施方式申請人開發(fā)了一種用于正確且連貫測定修整輪上的活性磨粒數(shù)目的方法。該方法是使修整輪的含有磨粒的一面和檢驗體的硬質(zhì)面相對并與其接觸，移動修整輪，使從修整輪的一端到另一端完全通過檢驗體的硬質(zhì)面。在檢驗體的硬質(zhì)面上也可以設(shè)置由對比物質(zhì)構(gòu)成的對比物質(zhì)層。對比物質(zhì)層既可以安裝在檢驗體的硬質(zhì)面，也可以通過對檢驗體的硬質(zhì)面進行上色、染色、或者著色而形成。優(yōu)選的是對比物質(zhì)層提供一種依靠光學(xué)或者其它手段能和硬質(zhì)片材區(qū)別的顏色。通過使金剛石修整輪沿軸方向荷重(例如也可以是固定的荷重)并橫穿檢驗體的硬質(zhì)面移動，輪上的活性磨粒通過硬質(zhì)面和/或?qū)Ρ任镔|(zhì)層(如果存在的話)形成痕跡或者條痕。采用光學(xué)顯微鏡或者其它適當(dāng)?shù)氖侄螌Φ玫降暮圹E(條痕)進行計數(shù)，由此可測定活性磨粒的數(shù)目。具體的講是(i)在對水平和垂直動作有適當(dāng)限制的平坦的工作表面上，放置一大小約8英寸(約20.32cm)x約10英寸(約25.4cm)和厚約3/32英寸(約2.38mm)的長方形聚碳酸酯片材，(ii)采用不會消失的深色的毛氈筆尖記號筆，垂至于所述片材的長軸橫穿所述片材的表面形成長4~5英寸(10.16cm~12.7cm)的具有一定寬度的狹窄帶狀層，(iii)放置金剛石修整輪，使其外周邊緣位于帶狀層的起點上或起點附近，(iv)于金剛石修整輪上放置荷重，使荷重的總重在約25鎊(約U.325kg)以下，(v)平行于片材的長軸以約1~2英寸/秒(約2.545.08cm/秒)左右的一定的速度機械牽引金剛石修整輪，使輪表面通過毛氈記號筆形成的帶狀層上，當(dāng)金剛石修整輪的后端通過帶狀層時，停止移動修整輪，(vi)最后，通過采用光學(xué)顯微鏡對橫穿毛氈記號筆形成的對比帶狀層的條痕進行計數(shù)可知能夠以容易且可再現(xiàn)的方法來測定荷重下的活性磨粒數(shù)。另外，本發(fā)明并非限于用于金剛石修整輪，還可以用于使用CBN等其它種類磨粒的修整輪。金剛石磨粒數(shù)也可以采用其它的非光學(xué)手段例如通過使用表面光度儀來測定條痕的數(shù)目。此時，采用毛氈筆尖記號筆等形成帶狀層，沒有必要引發(fā)光學(xué)反差(清晰化)。上述兩手段可在適當(dāng)條件下區(qū)分使用。已被計數(shù)的活性磨粒數(shù)目在實驗期間隨著金剛石修整輪的排列而變化。這樣的變化可用來理解測定金剛石磨粒是否為活性磨粒的因子的性質(zhì)，但是，金剛石磨粒計數(shù)的最大和最小值之差可以為數(shù)十萬，是比修整輪上的金剛石磨?？倲?shù)更小的位數(shù)。因而，即使根據(jù)方向不同而有少許變動，也可以根據(jù)用本發(fā)明方法得到的上迷少許變動的"范圍"值使修整輪特征化。而且，申請人通過將修整輪僅僅推動大約1/4英寸(6.35mm)左右的短距離，標(biāo)記獲得的各條痕跡的原點，發(fā)現(xiàn)既可以對活性磨粒進行計數(shù)也可以對活性磨粒的位置進行圖示化。如同本發(fā)明方法這樣的實施方式無需對比物質(zhì)層，通過從背面照射聚碳酸酯片材，于暗背景下對此進行觀察，目視觀測就能對條痕進行簡單計數(shù)。本發(fā)明方法的結(jié)果容易再現(xiàn)，且可信賴。此外，進行本發(fā)明方法的費用，特別是在采用光學(xué)顯微鏡進行最終的觀測，物質(zhì)是聚碳酸酯片材情況下的費用非常少。而且，本發(fā)明的方法根據(jù)最小限度的裝置或制造能容易地進行，雖然其沒有暗示可以不應(yīng)用以這一目的現(xiàn)存或者被開發(fā)的特定裝置以具有再現(xiàn)性的方式來容納本工序，所述特定裝置特別是在工業(yè)環(huán)境中可信賴的，不產(chǎn)生問題。本發(fā)明中，檢驗體的硬質(zhì)面由塑料、金屬、玻璃等之類的任意的硬質(zhì)光滑材料構(gòu)成。硬質(zhì)面優(yōu)選由具有約65~約75MPa的屈服強度的物質(zhì)形成，更優(yōu)選具有約70MPa附近的屈服強度的物質(zhì)。優(yōu)選上迷硬質(zhì)物質(zhì)是塑料，還可以使用具有適當(dāng)屈服強度的任意的硬質(zhì)塑料。作為上述塑料，優(yōu)選聚碳酸酯、丙烯酸、纖維素等，更優(yōu)選聚碳酸酯。優(yōu)選的丙烯酸聚合物包括聚曱基丙烯酸酯和聚曱基丙烯酸甲酯。構(gòu)成檢驗體硬質(zhì)面的物質(zhì)的顏色、透明性或者外觀在本發(fā)明中無特別限制。和檢驗體的顏色明顯不同的任意的對比色均可以用于對比物質(zhì)層，此時，優(yōu)選黑色和深藍色。除了為了測定條痕數(shù)目而使用表面光度測定法的情況以外，當(dāng)使用透明、或半透明物質(zhì)或者具有任意程度的顏色或透明性或者任意外觀的物質(zhì)時，測定是容易的。但，在采用光學(xué)方法對條痕進行計數(shù)的情況下，優(yōu)選具有合理程度的透明或半透明度的、條痕橫穿所制層或者薄的對比附著物在視覺上能夠充分被識別的物質(zhì)。在CMP墊上使用的固體聚氨基曱酸酯非常適合作為本發(fā)明的檢驗體的硬質(zhì)面，而在使用這種不透明的物質(zhì)的情況下，作為測定方法，優(yōu)選表面光度測定法。但也不排除測定條痕的光學(xué)方法。硬質(zhì)物質(zhì)的形態(tài)可以是任意的適當(dāng)?shù)男螒B(tài)。還可以是桌子或平坦工作臺上的平坦面，或者被固定在其平坦面上的片材。本發(fā)明中特別優(yōu)選片材。片材便宜，而且通過于桌子或工作臺上進行可拆卸的安裝，每次實驗都能容易地進行替換。不采用片材的情況下，為了從硬質(zhì)面的表面消除條痕，則必須進行一些處理。檢驗體的硬質(zhì)面的尺寸不被特別限定，只要輪能夠整體通過被染色的帶狀層或其他測定區(qū)域移動即可，但優(yōu)選是長約9英寸(約22.86cm左右)和寬約5英寸(約12.7cm左右)以內(nèi)。另外，優(yōu)選片材依據(jù)所選擇的任一種測定手段，典型的是通過光學(xué)顯微鏡對條痕進行觀測所遇到的困難或妨害程度不大這一方。更優(yōu)選是大小約5英寸(約12.7cm左右)x約8英寸(約20.32cm)，更加優(yōu)選是尺寸為8英寸(約20.32cm左右)x約10英寸(約25.4cm)。片材的厚度不被特別限定，但片材應(yīng)該具有剛性，并且必須具有某種程度的柔性。片材過薄，則當(dāng)金剛石修整輪移動時，片材因拉伸而變形或應(yīng)變，導(dǎo)致條痕的數(shù)目不正確。片材如果過厚則難以處理，特別是光學(xué)透明性或半透明性對光學(xué)測定很重要的情況，或者采用表面光度鄉(xiāng)定法的情況，往往會降低測定的精度。另外，片材因過厚而在荷重下稍稍彎曲變形，當(dāng)仿效放置片材的平坦工作表面時，由于片材制造工序中的固有的平面性偏差，導(dǎo)致測定結(jié)果的準(zhǔn)確度受到相當(dāng)大的影響。上述尺寸是基于金剛石修整輪的實際大小為直徑4英寸(10.16cm)的情況得到的。如果金剛石修整輪的大小發(fā)生改變，則片材和檢驗體的尺寸也可作適當(dāng)調(diào)整。對比物質(zhì)層的形態(tài)及物質(zhì)不被特別限定。作為典型例子，當(dāng)采用光學(xué)方法對條痕的數(shù)目進行計數(shù)時，優(yōu)選使用對比物質(zhì)層。對比物質(zhì)薄層可以在任意的時間形成，但優(yōu)選在制造檢驗體或片材時應(yīng)用。例如制造被上色、染色或著色的層，然后于任意時間在硬質(zhì)物質(zhì)的表面上涂布或應(yīng)用，根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)采用指定的方式進行千燥或固化。進行千燥、固化或粘著時，對比物質(zhì)不得是金剛石磨粒無法劃傷對比物質(zhì)層程度的硬質(zhì)物質(zhì)。另一方面，由于采用本發(fā)明的方法無法合理得到或者保持條痕的清晰圖案，所以對比物質(zhì)層不可以太軟。能用于對比物質(zhì)層的物質(zhì)不被特別限定。在一些實施方式中，當(dāng)形成檢驗體表面的硬質(zhì)物質(zhì)是透明或者白色時，特別優(yōu)選深色且不會消失的記號筆。作為其他的實施方式，還可以采用作為檢驗體的硬質(zhì)面優(yōu)選的被染色或被著色了的塑料。對比物質(zhì)層可以根據(jù)在構(gòu)成基體的第1塑料上配置第2塑料，通過加熱、壓力或者固化使兩塑料層層壓的技術(shù)來形成，或者也可以采用粘合劑進行貼合。特別是為了使采用機械裝置的測定方法或測定標(biāo)準(zhǔn)化，必要時也可部中，進行融合或者層壓。此時，得到的表面必須是平滑的，以保證精度和可信性。作為各層粘合的結(jié)果是當(dāng)金剛石修整輪沿硬質(zhì)面移動時，不得產(chǎn)生妨礙平滑移動的明顯的形貌變化(凹凸)。并且，對比物質(zhì)層也可以根據(jù)任意的適當(dāng)手段，通過在深度是和對比物質(zhì)層厚度相對應(yīng)的檢驗體的凹部層狀填充顏料、染料或者其他光學(xué)對比物質(zhì)形成。在硬質(zhì)面由對比物質(zhì)薄層構(gòu)成的情況下，對比物質(zhì)層的硬度無特別限制。一般的，對比物質(zhì)層的硬度優(yōu)選等于或小于形成檢驗體的基礎(chǔ)硬質(zhì)物質(zhì)的硬度。但即使是硬度比基礎(chǔ)硬質(zhì)物質(zhì)軟，也由于如果太軟則在進行測定之前的期間里難于保持條痕的外觀，所以不可以太軟，也不可以因摩擦而不鮮明或者被簡單地消除。對比物質(zhì)層的涂布方法無特別限制，層的形成也可以通過對檢驗體的硬質(zhì)面采用涂布、澆鑄、固化、上漆、噴涂、抹涂、標(biāo)記、上色、著色或染色進行。在一些實施方式中，對比物質(zhì)層通過采用例如涂布、澆鑄、上漆等在檢驗體的硬質(zhì)面上再形成一層來制造。再其他的實施方式中，對比物質(zhì)層是通過對檢驗體的硬質(zhì)面進行例如染色、上色或著色使物質(zhì)混入檢驗體的硬質(zhì)面來制造的。對于千燥和固化花費時間的層的制造中使用的物質(zhì)，在制作條痕之前必須給予充分的時間以使該物質(zhì)千燥。對比物質(zhì)層的尺寸不被特別限定。一般長度必須大于等于接受實驗的金剛石修整輪的直徑。另外，一般厚度必須是在測定期間眾多活性磨粒貫通對比物質(zhì)層到達檢驗體表面不留下條痕程度的厚度。但是，對比物質(zhì)層必須是足以提供充分對比的厚度，以能夠檢測條痕。對比物質(zhì)層優(yōu)選具有約0.0001英寸(0.00254mm)~約0.1英寸(2.54mm)(例如，約0.001英寸(0.0254mm)~約0.01英寸(0.254mm)的范圍的厚度。相對于硬質(zhì)物質(zhì)的表面的對比物質(zhì)層的位置或取向無特別限制?？梢圆捎眯拚喣軌蜓刂本€完全橫穿對比物質(zhì)層進行移動的任意的位置或取向。但是，對比物質(zhì)層優(yōu)選位于金剛石修整輪能夠移動的范圍的中間，其長軸和金剛石修整輪的移動方向成直角的位置.活性磨粒數(shù)目通常是施加在金剛石修整輪上的荷重的函數(shù)。在金剛石修整輪中使用的荷重不被特別限定。本發(fā)明中使用的荷重以能夠反映輪實際使用時的荷重條件為準(zhǔn)來進行選擇。一般的，輪總重量和外加荷重的重量的合計優(yōu)選是約2磅(卯8g)~約25磅(11350g)的重量(例如是約3磅U362g)~約15磅(6810g)，或者約4磅(1816g)~約10磅(4540g))。使金剛石修整輪移動的移動手段無特別限制，修整輪采用為其目的而制造的機械裝置或用手動移動均可。例如修整輪橫穿硬質(zhì)面被推動、牽引、旋轉(zhuǎn)或者以固定的振幅振動均可。適當(dāng)?shù)臋C械裝置例如在修整輪以合理的速度在片材上移動期間，可以讓修整輪輕輕敲打片材表面，或者也可以在振子的末端懸掛輪片使之振動。作為驅(qū)動源，可以使用氣體驅(qū)動、電動力、磁力、機械力(例如采用活塞、鏈條、螺桿、齒輪、杠桿)、或者油壓驅(qū)動的機械類。適合在本發(fā)明的方法中使用的機械裝置的例子示于圖1。該裝置具有深約9英寸(22.86cm)~約12英寸(30.48cm)、長約2.5英尺(76.2cm)、以及寬約1.5英尺(45.72cm)的箱體10。發(fā)動機20安裝在前壁內(nèi)側(cè)。在壁的內(nèi)部配置減速齒輪箱30。在發(fā)動機20的軸上安裝小齒輪，大齒輪由固定在內(nèi)側(cè)壁上的錨固物可自由旋轉(zhuǎn)地支撐。在大齒輪上安裝有沿箱體10的全長延伸的螺桿40(直徑1/3英寸(0.84cm)-1/2英寸(1.27cm))。螺桿40在2張金屬板50之間被平行且穩(wěn)定地支撐。在螺桿40上，具有螺母孔的硬質(zhì)金屬桿60(長約4英寸，后約1/16英寸，寬約3/4英寸)被松動地螺合。如果螺桿40旋轉(zhuǎn)，則硬質(zhì)金屬桿60十分潤滑地并且容易地進行前后移動。因而，一旦給發(fā)動機20通電，則桿60將隨著螺紋牙向箱體10的頭部及發(fā)動機20的方向旋轉(zhuǎn)而活動。如實施例所述的聚碳酸酯片材70位于箱體10的上面和硬質(zhì)金屬桿60之間。如實施例所述，橫貫聚碳酸酯片材70的大致總體寬度，并且在片材70的長軸方向的大致中央位置上，設(shè)置采用例如毛氈筆尖記號筆制作的帶狀層80(對比物質(zhì)層)。在聚碳酸酯片材70上，使金剛石磨粒面朝下放置金剛石修整輪90(即，和箱體的頂面相對向放置)，通過旋轉(zhuǎn)螺桿40使硬質(zhì)金屬桿60移動，直至帶狀層80的后端邊緣與金剛石修整輪的前端邊緣相對應(yīng)。發(fā)動機20在箭頭所示的方向上嚙合，以使金剛石修整輪90橫穿帶狀層80移動。硬質(zhì)金屬桿60及輪90的速度采用被連接在電纜上的可調(diào)電阻器進行調(diào)整，電纜按實施例中所示的速度對發(fā)動機20供電。繼續(xù)移動直到金剛石修整輪90的后端邊緣到達帶狀層80的前端邊緣。14在移動修整輪90的同時，也可以使檢驗體70的硬質(zhì)面沿修整輪90的表面移動。如果謹(jǐn)慎地加以控制，也可以是彎曲的行進路線。此時，可以考慮用于特定目的，例如驗證微弱的條痕。但是，一般修整輪90的移動優(yōu)選是直線。移動速度優(yōu)選是固定的，但也可以在中途加速或者減速。橫穿硬質(zhì)物質(zhì)70的表面(如果存在則是對比物質(zhì)層或者其它等效的物質(zhì)層80)的金剛石修整輪卯的速度不被特別限定，但優(yōu)選是約0.25英寸/秒(6.35mm/秒)~約4英寸/秒(10.16cm/秒)(例如約0.5英寸/秒(1.27cm/秒~約3英寸/秒(7.62cm/秒))。該速度更優(yōu)選是約1-約2英寸/秒(2.54-5.08cm/秒)。速度過小則往往根據(jù)物質(zhì)不同而不能有效形成條痕，但如果速度過大則基礎(chǔ)物質(zhì)在移動方向上變形，恐將導(dǎo)致實際上計數(shù)時的正確性和精度下降。條痕的長度取決于金剛石修整輪90行走的距離。優(yōu)選是足以整體橫穿對比物質(zhì)層80的長度。但是，條痕的長度也可以是適合光學(xué)觀測、顯微鏡光學(xué)觀測、表面光度測定法觀測、或者本發(fā)明中使用的任意形態(tài)的觀測的任意值。條痕的觀測手段不被特別限定。原則上，為了在條痕和其周圍的平滑表面之間觀測對比度，使用各式裝置均可。但是，在根據(jù)對比物質(zhì)層80提供光學(xué)對比度的情況下，優(yōu)選采用光學(xué)顯微鏡進行觀測。也可以使用表面光度儀或者其它的形貌測定技術(shù)。在沒有對比物質(zhì)層，或者不使用用以對比條痕的其它視覺手段的情況下，特別優(yōu)選上迷方式。作為優(yōu)選的實施方式的變形是代替硬質(zhì)物質(zhì)也可以使用實際的CMP墊作為摩擦金剛石修整輪的對象。但此時CMP墊必須是固體材料。這種情況下優(yōu)選采用表面光度測定方法或類似形貌測定技術(shù)來測定結(jié)果。實施例1下面說明本發(fā)明的實施例，當(dāng)然，這些實施例并不限定本發(fā)明的范圍。作為實施例，根據(jù)本發(fā)明對用于測定金剛石修整輪上的活性磨粒數(shù)目的方法進行說明。在具有平坦且清潔表面的厚度為3/8英寸(9.525mm)的玻璃板上，放置具有8英寸(20.32cm)x10英寸(25.4cm)且厚度為3/32英寸(2.38mm)的尺寸的聚碳酸酯片材(GEPlastics公司制造"XL10Lexan"(商品名))，在玻璃板上安裝約束裝置，以防止上述片材的水平和垂直動作。該約束裝置由具有一個以上的直線邊的聚碳酸酯條、長方形的鋁塊、以及金屬尺構(gòu)成，這些均采用雙面膠條安裝在玻璃板上。在聚碳酸酯片材上，使用不會消失的黑色毛氈筆描繪一系列的連續(xù)線。在和片材長軸方向的軸線成直角、片材長軸方向的大致中央位置上，用記號筆描繪帶，其粗細為約l/8英寸(3.175mm)。準(zhǔn)備一個在磨削面上大致具有202,000個粒度為200的金剛石磨粒的、使用過的、直徑為4.25英寸的三菱^亍卩f》株式會社制造的"TripleRingDot(MMCTRD)金剛石修整輪"(商品名)。將該輪的金剛石磨粒面朝下配置輪，以使輪前端側(cè)的邊緣和用不消失的毛氈筆描繪的帶的近端側(cè)緣接觸，且輪的一端和左側(cè)的片材約束裝置接觸。在輪上加栽一金屬錘，使其和金剛石修整輪的重量合計達到7.37磅(3346g)。采用長方形的蜜胺樹脂塊從后面推動修整輪和金屬錘，在直到輪的前端邊緣橫穿毛氈筆尖記號筆帶狀層的遠端側(cè)緣位置的距離內(nèi)，使修整輪和金屬錘以每秒約1英寸的速度，向和帶狀層的最長尺寸成直角的方向移動。然后，去除輪和金屬錘，卸下片材，采用光學(xué)顯微鏡(尼康制造的"SMA-10"(商品名)10倍)測定條痕的數(shù)目。從上方在照明狀態(tài)下觀察片材。圖2是顯示用上述方法通過移動修整輪而在帶狀層上形成的條痕的照片。343個活性磨粒所對應(yīng)的343條條痕采用尼康制造的"SMA-10"光學(xué)顯微鏡以10x的倍率進行計數(shù)。實施例2對用于測定金剛石修整輪上的活性磨粒數(shù)的本方法的其它實施例進行說明。采用和實施例1同樣的方法，在7.37Ibf(3346gf)之下將實驗重復(fù)進行2次。在金剛石修整輪的圓邊上標(biāo)記，通過使該記號和聚碳酸酯片材上所作的記號一致，以使在每個實驗中相對于滑行方向的輪的方向保持一致。片材配置在距離左側(cè)的約束裝置一半修整輪直徑的位置上。在第1次實驗中，共觀測到393±21的條痕。在第2次實驗中是327。與實施例l相比，這2次實驗所得到的值分別偏離14.5%和4.7%。實施例3在本實施例中，對使用了表面光度測定法的用于測定金剛石修整輪上的活性磨粒數(shù)目的其他方法進行說明。采用具有半徑3nm的探針尖、2.778pm的水平步長、以及0.26|im的垂直分解能力的掃描針表面光度儀(Veeco公司制造，商品名"DektakV200SI")，掃描實施例2的第1次實驗中得到的聚碳酸酯片材的表面。掃描線的長度是100mm，從顏色對比帶狀層的正上方的位置開始測定。得到數(shù)據(jù)后，沿片材表面計算1000點處的移動平均值，從原始數(shù)據(jù)中減去該平均值，從而數(shù)學(xué)消除了聚碳酸酯片材的傾斜和非平面性所引起的表面高度的變化。圖3示出了如此得到的掃描表面光度測定圖。然后，采用市售的軟件，檢測造成了表面凹凸變化的、且該表面凹凸變化超出了沒有劃傷的聚碳酸酯片材表面的噪聲水平的條痕，自動計數(shù)條痕的數(shù)目。也可以進行表面光度測定、掃描的手動實驗，以確認(rèn)經(jīng)計數(shù)的條痕的數(shù)目正確。采用表面光度測定法共計發(fā)現(xiàn)201個條痕。與光學(xué)觀測法相比，采用表面光度測定法，條痕的數(shù)目變少了49%，但是，其是因為有些條痕不連續(xù)，沒有橫穿掃描線，另外，凹凸度沒有充分超過片材表面的噪聲水平。實施例4在本實施例中，對使用了用于移動輪的機械裝置的、用于測定金剛石修整輪上的活性磨粒數(shù)目的方法進行說明。在和實施例1中的實驗方法相同的條件下，使用用于移動修整輪和金屬錘的機械裝置，在荷重7.37Ibf(3346gf)下進行實驗。上述裝置包括具有減速齒輪的電機和連接到由該電機驅(qū)動的螺桿上的金屬桿，以金屬桿來推動修整輪?；瑒铀俣仁敲棵氪笾耹英寸U.Mem)。由觀測者一人使用光學(xué)顯微鏡觀測，結(jié)果在對比帶上共有333±10根條痕被計數(shù)。實施例5本實施例根據(jù)本發(fā)明對用于測定金剛石修整輪上的活性磨粒數(shù)目方法進行說明。采用和實施例1相同的金剛石修整輪，縮短滑行距離，且不使用對比物質(zhì)層，于荷重7.37Ibf(3346gf)下進行實驗，測定條痕數(shù)。聚碳酸酯片材被放在左側(cè)的側(cè)面以及底部上具有約束裝置的厚度為3/8英寸(9.525mm)的玻璃板上。在片材上，離左側(cè)的約束裝置1/2修整輪直徑的距離描繪排列記號。在聚碳酸酯樹脂片材上放置修整輪和錘，使輪的一個邊緣和片材左側(cè)的約束裝置接觸，并且，修整輪邊緣上的記號和片材上的排列記號一致。然后，由長方形的鋁塊構(gòu)成約束裝置用雙面膠帶沿修整器及錘的右側(cè)面安裝在聚碳酸酯片材上。采用細尖毛氈筆描繪金剛石修整輪初始位置的輪廓。采用蜜胺樹脂塊從后面推動修整輪和錘，使之僅移動1/4英寸(6.35mm)的距離。去除修整輪、錘以及聚碳酸酯片材，對聚碳酸酯片材不使用顯微鏡而是采用使條痕最清晰的逆光照明進行肉眼檢查。對各條痕的原點用細尖毛氈筆標(biāo)記。經(jīng)確認(rèn)共有327個條痕。圖4顯示了對條痕原點標(biāo)記的位置(從上向下移動)。修整輪上表示成"1"的記號被放在實驗前聚碳酸酯片材上的排列記號上。圖5是在三菱7fij7*^抹式會社制造"TRD修整輪"(商品名)的工作面上，使條痕原點(灰色的點)的位置重合的附圖。實施例6分別從金剛石修整輪圓周方向每隔等間隔(45。)設(shè)立的共7個初始位置，采用和實施例5相同的方法，以7.37Ibf進行追加實驗。每次進行實驗時將修整輪從原位置逆時針方向旋轉(zhuǎn)45°，進行7次實驗。把各位置的條痕數(shù)匯總于表1中。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>實施例7本實施例對在測定金剛石修整輪上的活性磨粒數(shù)目之際，改變荷重時的效果之差進行說明。采用和實施例5相同的方法，將荷重變成3.1Ibf(1407gf)、5.2Ibf(2361gf)、以及9.5Ibf(4313gf)，進行實驗。每次進行實驗時，將修整輪旋轉(zhuǎn)45°,改變荷重，進行接下來的實驗?；钚阅チ５目倲?shù)作為總荷重的函數(shù)繪圖于表6中。在圖6的圖中，回歸線不通過原點，這是因為一些金剛石磨粒即使在非常輕的荷重下也必須支撐輪。實施例8本實施例對和使用過的修整輪相比，使用新輪情況下的金剛石修整輪上的活性磨粒數(shù)目的測定結(jié)果進行說明。根據(jù)和實施例相同的方法，采用新品狀態(tài)的粒度為200的三菱7亍卩7Vl4朱式會社制造"TRD修整輪"(商品名)對活性磨粒數(shù)目進行測定。在2種荷重下測定新修整輪的活性磨粒。圖7是對同一修整輪以使用過狀態(tài)和新品狀態(tài)比較活性磨粒數(shù)的圖。由該結(jié)果可知如果修整器磨損，則活性磨粒的測定數(shù)增加。以上通過列舉具體實例對本發(fā)明進行了說明，但不被這些實例所限制，當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在上述構(gòu)成中追加顯而易見的技術(shù)，也可以用公知技術(shù)代替上述各構(gòu)成，還可以刪除上述構(gòu)成中對本發(fā)明而言是非必要的構(gòu)成。另外，也可以對上述各方式的各構(gòu)成相互取舍選擇進行組合。產(chǎn)業(yè)實用性如果采用本發(fā)明的修整輪上的活性磨粒數(shù)目的測定方法，則能正確測定以往難于測定的活性磨粒數(shù)目，有助于對修整輪進行評價。權(quán)利要求1.修整輪上的活性磨粒數(shù)目的測定方法，其具備(a)將修整輪的含有磨粒的一面朝向檢驗體的硬質(zhì)面，使修整輪和硬質(zhì)面接觸的工序；和(b)面向所述硬質(zhì)面，在對修整輪施加荷重狀態(tài)下，沿所述硬質(zhì)面移動所述修整輪，使修整輪的含有磨粒的一面上存在的任意的活性磨粒留下與各個活性磨粒相對應(yīng)的痕跡的工序；和(c)對所述硬質(zhì)面上形成的痕跡進行計數(shù)以測定所述修整輪上的活性磨粒數(shù)目的工序。2.權(quán)利要求1所述的修整輪上的活性磨粒數(shù)目的測定方法，其特征在于所述檢驗體的所述硬質(zhì)面具有約65MPa~約75MPa的屈服強度。3.權(quán)利要求1所述的修整輪上的活性磨粒數(shù)目的測定方法，其特征在于所述檢驗體的所迷硬質(zhì)面含有塑料。4.權(quán)利要求1所述的修整輪上的活性磨粒數(shù)目的測定方法，其特征在于所述檢驗體的所述硬質(zhì)面是片材。5.權(quán)利要求4所述的修整輪上的活性磨粒數(shù)目的測定方法，其特征在于所述檢驗體的所述硬質(zhì)面是塑料片材。6.權(quán)利要求5所述的修整輪上的活性磨粒數(shù)目的測定方法，其特征在于所述塑料片材是透明或半透明。7.權(quán)利要求6所迷的修整輪上的活性磨粒數(shù)目的測定方法，其特征在于所述塑料片材含有選自聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯中的硬質(zhì)聚合物塑料。8.權(quán)利要求1所迷的修整輪上的活性磨粒數(shù)目的測定方法，其特征在于所述檢驗體的所述硬質(zhì)面含有聚氨基曱酸酯。9.權(quán)利要求1所迷的修整輪上的活性磨粒數(shù)目的測定方法，其特征在于所述檢驗體的所述硬質(zhì)面由含有對比物質(zhì)的對比物質(zhì)層構(gòu)成，所述修整輪沿所述硬質(zhì)面移動時，活性磨粒刮擦所述對比物質(zhì)層而留下痕跡。10.權(quán)利要求9所述的修整輪上的活性磨粒數(shù)目的測定方法，其特征在于所述對比物質(zhì)層通過涂布、澆鑄、固化、上漆、噴涂、抹涂、標(biāo)記、上色、或染色而形成。11.權(quán)利要求9所述的修整輪上的活性磨粒數(shù)目的測定方法，其特征在于所述對比物質(zhì)層具有和所迷檢驗體的顏色不同的對比色。12.權(quán)利要求11所述的修整輪上的活性磨粒數(shù)目的測定方法，其特征在于所述對比物質(zhì)層是被上色、染色、或者著色的層。13.權(quán)利要求9所述的修整輪上的活性磨粒數(shù)目的測定方法，其特征在于所述對比物質(zhì)層具有和所述檢驗體的硬度不同的對比硬度。14.權(quán)利要求9所述的修整輪上的活性磨粒數(shù)目的測定方法，其特征在于所述對比物質(zhì)層含有在所述檢驗體上采用毛氈記號筆或者標(biāo)記裝置或者著色裝置被著色的物質(zhì)。15.權(quán)利要求9所述的修整輪上的活性磨粒數(shù)目的測定方法，其特征在于所述檢驗體的所述硬質(zhì)面是透明或半透明的塑料片材。16.權(quán)利要求15所述的修整輪上的活性磨粒數(shù)目的測定方法，其特征在于所述塑料片材含有選自聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯中的硬質(zhì)聚合物塑料。17.權(quán)利要求9所述的修整輪上的活性磨粒數(shù)目的測定方法，其特征在于所述對比物質(zhì)層具有約0.001英寸(0.0254mm)~約0.1英寸(2.54mm)的厚度，由設(shè)在所述檢驗體上的深色且半透明的塑料片材構(gòu)成。18.權(quán)利要求1所述的修整輪上的活性磨粒數(shù)目的測定方法，其特征在于施加在所述修整輪上的荷重是約2磅(908g)~約25磅(11350g)。19.權(quán)利要求1所述的修整輪上的活性磨粒數(shù)目的測定方法，其特征在于采用表面光度儀對所述痕跡進行計數(shù)。20.權(quán)利要求1所述的修整輪上的活性磨粒數(shù)目的測定方法，其特征在于采用光學(xué)顯微鏡對所述痕跡進行計數(shù)。21.權(quán)利要求1所述的修整輪上的活性磨粒數(shù)目的測定方法，其特征在于所述檢驗體的硬質(zhì)面是被固定在平坦工作面上的長方形的聚碳酸酯片材，所述硬質(zhì)面包含與聚碳酸酯的長軸呈直角方向延長的一定寬度的帶狀對比物質(zhì)層，所述修整輪從與硬質(zhì)面接觸以使其前端邊緣位于所述對比物質(zhì)層的起點或附近的位置，到所述修整輪完全通過所述對比物質(zhì)層的位置，以一定的速度平行于所迷聚碳酸酯片材的長軸移動。22.權(quán)利要求21所述的修整輪上的活性磨粒數(shù)目的測定方法，其特征在于所述修整輪以一定的速度平行于所述長軸機械地移動。23.權(quán)利要求1所迷的修整輪上的活性磨粒數(shù)目的測定方法，其特征在于使所述修整輪移動約0.001英寸(0.0254mm)~約0.5英寸(12，7mm)。24.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于使所述修整輪在約3/8英寸(9.525mm)~約5/8英寸(15.875mm)之間直線地移動。25.權(quán)利要求1所述的修整輪上的活性磨粒數(shù)目的測定方法，其特征在于所述活性磨粒的對應(yīng)痕跡是在所述檢驗體的所述硬質(zhì)面上形成的劃痕。26.權(quán)利要求9所述的修整輪上的活性磨粒數(shù)目的測定方法，其特征在于所述活性磨粒的對應(yīng)痕跡是在所迷對比物質(zhì)層上形成的劃痕.全文摘要本發(fā)明涉及一種用于測定修整輪上活性磨粒數(shù)目的方法。該方法包括(a)將金剛石修整輪的含有金剛石磨粒的一面朝向檢驗體的硬質(zhì)面，使金剛石修整輪和硬質(zhì)面接觸的工序；和(b)在荷重下移動金剛石修整輪而橫穿硬質(zhì)面，使金剛石修整輪的含有金剛石磨粒的一面上存在的任意的活性磨粒留下與各個活性磨粒相對應(yīng)的痕跡的工序；和(c)對用于測定金剛石修整輪上活性磨粒數(shù)目的痕跡進行計數(shù)的工序。文檔編號G01M99/00GK101153838SQ200710162909公開日2008年4月2日申請日期2007年9月27日優(yōu)先權(quán)日2006年9月28日發(fā)明者L·博魯基,力田直樹申請人:三菱麻鐵里亞爾株式會社;阿拉卡公司