[實用新型]拋光介質制備裝置和機械化學拋光設備

有效

• 申請號: 202021103179.0
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN212553248U
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 尹濤;趙盼盼;尹永仁;馮凱萍;張天雷
• 申請（專利權）人: 衢州學院;嘉興星微納米科技有限公司
• 主分類號: B24B29/02
• 分類號: B24B29/02;B24B57/02;B01F3/04;B01F5/00;H01L21/306;H01L21/67
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 鄭磊

本實用新型涉及拋光領域，公開了一種拋光介質制備裝置和機械化學拋光設備。其中，所述一種拋光介質制備裝置包括用于儲存拋光液的儲液罐、用于向所述儲液罐內釋放預定壓力氣體的氣壓泵、第一管道和第二管道；所述第一管道的一端與所述氣壓泵的出氣口連接，另一端從所述儲液罐的進液口延伸至所述儲液罐的底部；所述第二管道從所述儲液罐的底部延伸至所述儲液罐外；所述第一管道延伸至所述儲液罐的底部的一端設置有螺旋增壓結構，所述螺旋增壓結構用于促進從所述第一管道釋放的氣體與所述儲液罐內的拋光液充分混合，以形成拋光介質。通過上述技術方案，能夠有效提高半導體材料的機械化學拋光效率和加工后的材料表面的精度。

技術領域

本實用新型涉及拋光技術領域，具體地涉及一種拋光介質制備裝置和機械化學拋光設備。

背景技術

隨著工業產品，自動化、智能化的進程不斷加深，半導體芯片在尖端領域以及民生領域的應用市場快速成長。據統計，我國每年進口芯片2000億美元以上，超過石油成為第一大進口產品。然而我國雖然具有比較完善的半導體產業鏈，但制造能力卻只能滿足低密度晶體管芯片的生產，在新能源汽車、大功率電器、5G通訊網絡以及航空航天等尖端科技領域，還無法自給自足，需求上存在著巨大缺口。高端電子芯片嚴重依賴于進口，其主要原因是制造能力無法滿足設計要求。因此，對于半導體產業鏈的構建以及關鍵工藝的自主突破，已經勢在必行。

隨著芯片布線的微細化、3D多層配線以及外延層生長的需要，對于半導體基板的表面必須具有TTV1um、Ra0.3nm、無劃痕、無損傷層等等，極為嚴格的要求。為實現上述要求，作為半導體制程前端的機械化學拋光工藝，成為半導體從材料到芯片的至關重要的一步。機械化學拋光需要將前道工序，如切割、研磨、研銷等工藝過程中，在半導體基板表面產生的劃傷、表面損傷等，必須全部清除并且不能產生新的損傷，因此對拋光時使用的拋光液、拋光墊以及拋光設備的要求極為嚴格，這樣就造成加工后半導體表面基板的精度和品質極高，但加工效率極為低下，根據半導體材料的不同，機械化學拋光效率通常為數納米/分～數微米/分的范圍，尤其是近年第三代半導體材料的出現，由于其物理化學特性極為穩定，硬度也僅次于金剛石，其機械化學拋光效率只有幾十納米/小時。這使得機械化學拋光成為半導體前段工程耗材消耗成本最高的一道工序。因此，迫切需要一種既能保證半導體基板表面高品質，又具有高效率的拋光介質和拋光設備。

實用新型內容

針對現有半導體材料機械化學拋光技術的不足，本實用新型提出一種拋光介質制備裝置和機械化學拋光設備，以實現對半導體材料進行高效率、高品質的機械化學拋光。

為了實現上述目的，本實用新型第一方面提供一種拋光介質制備裝置，所述拋光介質制備裝置包括用于儲存拋光液的儲液罐、用于向所述儲液罐內釋放預定壓力氣體的氣壓泵、第一管道和第二管道；所述第一管道的一端與所述氣壓泵的出氣口連接，另一端從所述儲液罐的進液口延伸至所述儲液罐的底部；所述第二管道從所述儲液罐的底部延伸至所述儲液罐外；所述第一管道延伸至所述儲液罐的底部的一端設置有螺旋增壓結構，所述螺旋增壓結構用于促進從所述第一管道釋放的氣體與所述儲液罐內的拋光液充分混合，以形成拋光介質；所述拋光介質制備裝置還包括第三管道和儲氣罐，所述第三管道的一端與所述氣壓泵的進氣口連接，另一端與所述儲氣罐的出氣口連接；所述儲氣罐上設置有用于檢測所述儲氣罐壓力的壓力表。

儲氣罐內的反應氣體經過氣壓泵的增壓后沿所述第一管道注入所述儲液罐，基于螺旋增壓結構的設置，能夠使得所述反應氣體與拋所述光液形成漩渦，充分混合形成拋光介質；反應氣體一部分在高壓下溶解于拋光液中，另一部分以氣泡結構懸浮于拋光液中；混合了反應氣體的拋光液經所述第二管道流出。通過上述技術上方案，反應氣體的成分、壓力以及拋光液的成分均可以根據生產需求進行調配設置，以能夠制備滿足高效率拋光和高品質拋光的拋光介質。

進一步地，所述第二管道上設置有用于控制所述第二管道中流體的流量的閥門。