CN101880907A - 纳米精度的电化学整平和抛光加工方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

纳米精度的电化学整平和抛光加工方法及其装置，涉及一种电化学刻蚀整平和抛光技术。装置设有具有纳米平整精度的刀具、可将刻蚀整平剂液层厚度精确控制在纳米尺度内的电化学反应控制体系、溶液循环装置、溶液恒温装置和自动化控制系统。制备具有纳米平整精度的刀具作为电化学工作电极，并与工件置于容器底部；刀具浸入溶液，启动电化学系统，在刀具表面生成刻蚀整平剂，将刀具表面刻蚀整平剂液层压缩至纳米量级厚度，再调控刻蚀整平剂液层厚度；驱动三维微驱动装置，将刀具不断地向工件逼近，调控工件表面与刀具之间的距离和平行度；将刀具向工件表面移动，使刀具表面的约束刻蚀整平剂液层与工件表面接触，直至整个工件表面被刻蚀整平和抛光完毕。

Description

纳米精度的电化学整平和抛光加工方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种电化学刻蚀整平和抛光技术，尤其是对金属、半导体和绝缘体表面进行纳米平整精度的大面积及批量化电化学刻蚀整平和抛光加工方法及其装置。
背景技术
半导体超大规模集成电路(ULSI)制造技术已经发展到了120nm特征线宽和300mm直径晶片时代，并且特征线宽为100nm的技术也正在走向市场，现今单个芯片上的晶体管数目已经突破1亿个，据美国半导体工业协会的微电子技术发展蓝图，特征线宽到2011年将减小到50nm，届时将开始使用450mm晶片，金属层数由5～6层向更多层数的目标迈进。目前，国际半导体行业已达共识：当器件特征尺寸在350nm以下时，必须进行全局平整化，以保证光刻影像传递的精确度和分辨率，整平和抛光将成为ULSI制备中的核心技术，对ULSI制造技术的发展起着极大的制约作用。
ULSI制备首要的条件是基体材料硅晶片的表面必须经整平和抛光后方可使用。随着器件的特征尺寸进入纳米水平，对硅片的表面质量，特别是表面平整程度和机械损伤等提出了更高的要求，光刻工艺中对解析度和焦点深度(即景深)的限制越来越高。因此，大尺寸晶片表面必须具有纳米级面型精度和亚纳米级表面粗糙度，同时，还要保证表面和亚表面无损伤。其次，在构建多层布线立体结构的过程中必须保证每层都达到全局平整化。当ULSI制造进一步向特征线宽微小化、结构立体化、布线多层化方向发展时，RC延迟对器件性能的影响也就越来越大，要达到高频金属互连结构，就要求结构多层立体化，以降低RC延迟；在构建每一层时，如其表面粗糙度过高，会造成噪声增加、电特性一致性差，影响器件频率特性，从而影响集成度、可靠性和优品率，因此，要求每一层都应具有很高的全局平整度，即要求对多层布线互连结构中过量沉积的铜镶嵌金属线以及凹凸不平的SiO2、SiOF等低K电介质(绝缘体)进行全局平整化，这是实现大规模集成电路立体化结构的关键。另外，当器件特征尺寸再进一步减小时，金属铜向SiO2绝缘层扩散而产生的不利影响将渐趋严重，采用扩散阻挡层或多孔超低K值电介材料(绝缘体)是解决此问题的发展方向，金属Ta或TaN因其与铜有极佳的附着性和优异的热稳定性被认为是理想的金属阻挡层材料，但由于沉积该层金属是一个非选择性的沉积过程，SiO2将被完全覆盖，因此还必须将线槽之外的Ta或TaN去除。而Ta是一种硬金属，氧化后硬度很大，如何整平Ta或TaN将成为未来ULSI制造中全局平面化的关键技术之一。另一方面，整平脆性极高的多孔超低K值材料(绝缘体)也将是一个极具难度的挑战。因此，发展一种可对金属、半导体以及绝缘体表面进行纳米平整精度的多功能整平和抛光技术是ULSI制造工业的共性和关键问题，也是世界各工业大国倾力关注的重点技术之一。
化学机械抛光(CMP)技术是目前最好的、也是唯一可用的在亚微米尺度实现全局平整化的工艺技术。其工作机理为通过强机械研磨和化学溶解相结合实现整平和抛光，即：在化学机械抛光时，抛光液中的氧化剂和催化剂等与工件表面的原子进行氧化反应，在工件表面生成一层氧化物薄膜，然后再由悬浮在抛光液中的磨料微粒通过机械摩擦作用将氧化物薄膜除去，使工件表面重新裸露，再进行氧化反应，这样通过化学和机械的交替作用完成对工件表面的抛光。但是由于机械研磨以及外部压力的不均匀性，抛光后的表面粗糙度较高，因此直接影响到后续工艺的加工和成品率。由于目前大都采用Al2O3磨料，该类磨料硬度高，分散度大，粘度大，因此易引起表面划伤，且损伤层深。此外，还存在诸如金属离子污染、分散性差、碱性环境下材料去除率低等问题。同时，整平抛光的终点检测和控制也是CMP技术应用中最易造成整个加工工艺失败的难点问题之一，过度抛光或抛光不足均会造成后续工艺无法进行；更为重要的是未来ULSI制造的发展对表面的要求已达纳米级面型精度和亚纳米级表面粗糙度，这已接近或超过CMP技术表面加工的极限(20mm×20mm，平整度差＜20nm)。CMP技术近年来采用电化学作为辅助手段，通过电化学阳极溶解方法改善导电的金属铜或其他半导体材料的表面整平和抛光的效果，但是，上述CMP技术固有的缺点仍未消除。
另一方面，现代精密光学元器件加工目前有两种发展趋势：微光学元件(MOC)和大口径超精细光学元件。MOC指形面精度可达亚微米级，表面粗糙度可达纳米级的自由光学曲面及微结构光学元件，典型的微光学元件包括全息透镜、衍射光学元件和梯度折射率透镜等。随着系统小型化成为一种必然趋势，无论在现代国防科学技术领域，还是在普通的工业领域MOC都有着极广泛的应用前景。大口径超精细光学元件也有着极为重要的应用，如：太空望远镜的镜头及反射镜面，激光核聚变装置中的高精度大口径的光学玻璃元件等，在高频段对其表面粗糙度的要求小于1nm。精密光学元器件的抛光加工目前也依赖于CMP技术。因此，从原理开始创新，发展一种既可规避现有CMP技术的缺陷和局限，又可加工纳米级面型精度和亚纳米级表面粗糙度的整平和抛光新技术已势在必行。
本申请人在中国专利ZL03101271.X中公开一种金属表面复杂三维微结构的加工方法及其装置，步骤为将带有微结构的加工工具固定于固定架上；刻蚀溶液注入容器；加工工具进入溶液；启动电化学系统，在加工工具表面产生刻蚀剂；利用清除剂将刻蚀剂层压缩到纳米级或微米级厚度；启动驱动装置，对工件刻蚀，使工件表面凹陷脱离刻蚀剂层，至刻蚀完毕。加工装置设加工工具、固定架、驱动装置、计算机、电化学系统。可进行各种复杂三维微结构的批量复制加工；一步完成批量微结构的刻蚀，省去光刻中的涂胶、曝光、显影和去胶，降低成本，提高了加工精度和表面平整度；加工过程具有距离敏感性，可通过精确控制模板的进给距离精确控制加工量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纳米精度的电化学整平和抛光加工装置。
本发明的另一目的在于提供一种纳米精度的电化学整平和抛光加工方法。
本发明所述纳米精度的电化学整平和抛光加工装置设有刀具、电化学反应控制体系、溶液循环装置、溶液恒温装置和自动化控制系统；
所述刀具为具有纳米平整精度的刀具；
所述电化学反应控制体系是将刻蚀整平剂液层厚度精确控制在纳米尺度内(＜20nm)的电化学反应控制体系，所述电化学反应控制体系设有恒电位仪、电化学工作电极、辅助电极、参比电极、容器和溶液；
所述溶液循环装置设有循环泵、流量控制器和液槽；
所述溶液恒温装置设有测温器、加热器、冷却器和液槽；
所述自动化控制系统设有固定架、三维微驱动装置、可视化监控器、压力传感器、平行激光束测距装置、电流反馈装置和信息处理计算机；
所述刀具固定于固定架下部，固定架上部接自动化控制系统的三维微驱动装置的垂直轴微驱动控制器，垂直轴微驱动控制器连接信息处理计算机；刀具作为电化学工作电极，刀具通过固定架接到恒电位仪；辅助电极与参比电极插入溶液中，溶液经过恒温装置恒温后，注入容器中，并通过溶液循环装置实现溶液在容器和恒温液槽之间的循环；所述容器设于三维微驱动装置的水平轴微驱动控制器上；工件置于容器中，可视化监控器用于监测刀具向工件逼近过程，电流反馈装置用于监测刀具表面电流，压力传感器用于监测刀具和工件之间是否接触，平行激光束测距装置用于监测刀具表面与工件表面之间的间距，信息处理计算机根据电流反馈装置提供的电流值、压力传感器提供的力值和平行激光束测距装置提供的两平面间之间的距离值等反馈参数，驱动三维微驱动装置的垂直轴微驱动控制器和水平轴微驱动控制器，调节刀具表面与工件表面之间的距离和平行度。
所述刀具可采用表面为纳米平整精度的铂金属盘状刀具。
所述溶液包括溶质和溶剂，所述溶质包括刻蚀整平剂前驱体、清除剂和表面活性剂。
所述溶剂可以是水、有机溶剂或离子液体等。所述有机溶剂可以是己腈(CH3CN)，二甲亚砜(Dimethyl sulphoxide，DMSO)，N，N’-二甲基甲酰胺(N，N’-Dimethylformamide，DMF)等中的至少一种。所述离子液体包括基础物质和添加剂，所述基础物质可为氯胆碱(Cholinechloride)，所述添加剂可选自尿素(Urea)，乙酰胺(Acetamide)，硫脲(Thiourea)，三氯乙酸(Trichloroacetic acid)，苯乙酸(Phenlyacetic acid)，丙二酸(Malonic acid)，草酸(OxalicAcid)，对甲基苯磺酸(p-Toluene sulfonic acid)，间甲基苯酚(m-Cresol)，对甲基苯酚(p-Cresol)，邻甲基苯酚(o-Cresol)，果糖((-)Fructose)等中的至少一种，所述添加剂的质量百分比浓度为5％～95％。
所述刻蚀整平剂前驱体可选自二茂铁及其衍生物、过硫酸盐、溶解氧、溴化物、氟化物、烷基胺类化合物等中的至少一种，所述刻蚀整平剂前驱体的浓度为0.001～0.2mol/dm3；所述清除剂可选自巯基化合物、二茂铁及其衍生物、过硫酸盐、亚硝酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐等中的至少一种，所述清除剂的浓度为0.05～0.2mol/dm3；所述表面活性剂可选自烷基磺酸盐、季胺盐、聚醚(Polyethers，包括Triton-X)、苯并三氮唑等中的至少一种，所述表面活性剂的浓度为0.001～0.1mol/dm3。
本发明所述纳米精度的电化学整平和抛光加工方法包括以下步骤：
1)制备具有纳米平整精度的刀具，作为电化学工作电极，用于电化学方法生成刻蚀剂；
2)将表面为纳米平整精度的刀具固定于固定架上，将工件置于容器底部，或者固定于固定架上，将表面为纳米平整精度的刀具置于容器底部，此时刀具也可以为液态金属层；
3)将含有刻蚀整平剂前驱体、清除剂、表面活性剂、支持电解质、pH缓冲剂等成份的溶液注入容器中；
4)将刀具(或工件)浸入溶液，以刀具作为电化学工作电极，另在容器中设辅助电极和参比电极，启动电化学控制系统，在刀具表面通过电化学反应生成刻蚀整平剂，利用溶液中的清除剂将刀具表面刻蚀整平剂液层压缩至纳米量级厚度，再调控刻蚀整平剂液层厚度；
5)通过自动化控制系统驱动三维微驱动装置，将刀具(或工件)不断地向工件(或刀具)逐步逼近，调控被加工工件表面与刀具之间的距离和平行度，并通过可视化监控器实时原位观测；
6)通过在垂直方向将刀具(或工件)，不断地向工件表面(或刀具表面)移动，使刀具表面的约束刻蚀整平剂液层与工件表面接触，保持化学刻蚀整平反应不断地进行；同时，也可在XY二维平面方向上移动刀具或被加工工件，直至整个被加工工件表面被刻蚀整平和抛光完毕。
在步骤4)中，所述调控刻蚀整平剂液层厚度，可通过控制电极电位、溶液配方及循环调控刻蚀整平剂液层厚度，所述刻蚀整平剂液层厚度可＜20nm。
在步骤5)中，所述调控被加工工件表面与刀具之间的距离和平行度，可根据电流传感器、压力传感器和平行激光束测距装置所提供的反馈参数，调控被加工工件表面与刀具之间的距离和平行度。
本发明所述刀具(电化学工作电极)具有纳米级平整的表面精度，其表面既可在X-Y二维平面方向均具有较大尺度；也可在一维方向具较大尺度，其制备方法有如下几个途径：
1)将熔化的铂、金、铱等金属精确降温或者采用拉丝等方法制备表面具有纳米级平整精度度的铂、金、铱等金属单晶电极；
2)通过各种镀膜或晶体外延生长技术在表面具原子级规整程度的基底(包括：云母、高温裂解石墨片、单晶Si和石英玻璃等)上沉积和生长金属(Pt、Ir、Ta等)或半导体(掺杂金刚石超薄层等)，将其表面导电化；
3)利用CMP技术结合电解方法对金属多晶或单晶电极(Pt、Ir、Ta等)表面进行整平和抛光获得具纳米平整精度的电极表面；
4)利用液态金属或合金(如汞)自然形成的纳米平整精度表面。
加工过程中，在刀具表面通过电化学反应所生成的物种，既可以是其本身对工件表面进行直接化学刻蚀的刻蚀整平剂，也可是提高溶液中刻蚀整平剂化学刻蚀速度的催化剂之中的至少一种。
由于本发明使用含有二茂铁及其衍生物、过硫酸盐、溶解氧、溴化物、氟化物、烷基胺类化合物中的至少一种刻蚀整平剂前驱体，其浓度范围为0.001～0.2mol/dm3，通过电化学反应产生能够化学刻蚀工件表面的刻蚀整平剂。该刻蚀整平剂可以和巯基化合物、二茂铁及其衍生物、过硫酸盐、亚硝酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐中的至少一种而成的清除剂发生快速化学反应，从而使刻蚀整平剂的寿命缩短。由于刻蚀整平剂寿命缩短，在溶液中只能扩散极短距离，因此在刀具表面形成纳米数量级厚度的刻蚀整平剂液层，在工件表面能以极高的分辨率进行刻蚀。由于刀具与工件之间存在刻蚀整平剂液层，没有实质性的机械接触，因此刀具表面保持纳米平整精度。
由此可见，本发明所述溶液的配方满足了以下要求：
1)溶液中含有刻蚀剂前驱体，可以通过电化学反应产生刻蚀整平剂，和工件材料发生化学刻蚀反应，并且反应速率足够快；
2)刻蚀整平剂对工件材料的化学刻蚀作用必须是各项同性的；
3)刻蚀整平过程中不能产生难溶或不溶的物质；
4)清除剂(约束剂)能够和刻蚀整平快速反应，并将刻蚀整平剂约束在刀具表面纳米量级的厚度以内；
5)整个溶液体系必须是稳定的。
本发明所述纳米精度的电化学整平和抛光技术，其刻蚀整平剂可以根据不同的加工对象进行广泛的选择，因而整平和抛光的对象可以是金属材料工件(如USLI上的Cu)，可以是半导体材料工件(如Si基片)，也可以是绝缘材料工件(如SiO2玻璃)。本发明可对金属、半导体和绝缘体表面进行纳米精度的大面积批量化整平和抛光加工。
与CMP技术相比，本发明具有以下突出优点：
1)刀具与工件表面无实际的机械接触，因而工件表面和亚表面无任何机械损伤；
2)在刻蚀整平和抛光过程中没有引入其它金属离子，所以不存在金属离子的污染问题；
3)化学刻蚀整平反应的发生与否取决于工件表面是否与刻蚀整平剂液层接触，是一个典型的自终止式过程，即：随刻蚀整平反应进行，工件表面将逐渐消融并最终脱离刻蚀整平液层，刻蚀反应也随之终止，因而整平和抛光的终点容易控制。
本发明所述纳米精度的电化学整平和抛光装置中的三维微驱动装置、信息处理计算机和电化学反应控制系统等已经在本申请人的中国专利ZL03101271.X中进行了说明。因为采用约束刻蚀剂层技术，刀具表面电化学生成的刻蚀整平剂层的厚度在纳米尺度，所以刀具和工件之间的平行度至关重要，尤其是对大面积工件进行整平和抛光。本发明除了采用中国专利ZL03101271.X中的压力感应方式来调整工件和刀具之间的距离以外，还采用平行激光束校验的办法调整刀具和工件之间的距离和平行度。另外，本发明增设了自动化控制系统，该系统通过刀具表面电流反馈、刀具表面与工件表面间接触压力以及平行激光束装置，自动微调三维微驱动装置，将刀具精准地移向工件表面，直至刀具表面的刻蚀整平液层与工件表面接触，开始刻蚀整平加工，随着刻蚀整平的进行工件表面将逐渐地消融，自动控制系统不断地驱动三维微驱动装置移动刀具使刻蚀整平和抛光反应不断进行，并通过可视化监控器，对工艺过程进行实时监测。为了保证整平和抛光过程中的物料平衡和清除剂的补充，以及调控刻蚀反应的速度，本发明增设溶液循环装置和温控装置。
在加工过程中工件表面不产生机械应力、内伤、金属污染，并且整平和抛光终点容易控制，同时又可对金属、半导体和绝缘体等不同材质的表面进行大面积、批量化的整平和抛光。
附图说明
图1为本发明的装置组成示意图。
图2为本发明的加工工艺过程示意图
图3为本发明采用纳米平整精度的刀具在二维平面方向上均具有较大的尺度时，采用刀具向工件逐步逼近的方法对工件进行化学刻蚀整平和抛光示意图。
图4为本发明采用纳米平整精度的刀具在一维方向上具有较大的尺度时，采用在X-Y二维平面方向上相对移动刀具和工件的方式进行大面积批量化刻蚀整平和抛光示意图。
图5为本发明采用表面粗糙度较高的刀具，通过电化学调控使反应扩散层重叠，在刻蚀液层界面降低粗糙度示意图。
图6为本发明在硅表面上抛光实施例2的硅表面显微图像。在图6中，(a)为抛光前，(b)为抛光后。
图7为本发明在铜表面上抛光实施例3的铜表面显微图像。在图7中，(a)为抛光前，(b)为抛光后。
图8为本发明在SiO2玻璃表面上抛光实施例4的SiO2玻璃表面显微图像。在图8中，(a)为抛光前，(b)为抛光后。
具体实施方式
以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。
实施例1：图1给出了本发明的整平和抛光加工方法的实施装置例的组成示意图。加工刀具采用表面为纳米平整精度的铂金属盘状刀具5，刀具5固定于金属固定架4的下部，固定在刀具外侧的平行激光束测距装置17的光纤探头16同时也固定于金属固定架4的下部，平行激光束测距装置17与信息处理计算机3相连，金属固定架4可采用两段直径不同的圆柱体，其上部接驱动装置的Z轴(垂直轴)微驱动控制器2，Z轴微驱动器2连接信息处理计算机3；电化学系统设有恒电位仪1、辅助电极8、参比电极9、容器10、溶液11等，铂金属盘状刀具5通过金属固定架4接到恒电位仪1而成为电化学工作电极。辅助电极8与参比电极9插入溶液11中，溶液11经过恒温槽13恒温后，注入容器10中，并通过溶液循环装置12实现溶液在容器10与恒温液槽13之间的循环。容器10设于与信息处理计算机3相连的压力传感器15上，容器10和压力传感器15均设于驱动装置的xy轴(水平轴)微驱动控制器7上。工件6置于容器10中。通过可视化监控器14监测刀具与工件的接触。
本发明所述纳米精度的电化学整平和抛光的加工方法，其基本原理是：在溶液中，通过电化学反应在纳米平整精度的刀具(工作电极)21表面生成刻蚀整平剂液层22(如图2a所示)；由于预先在溶液中加入了能与刻蚀整平剂发生快速化学反应的清除剂，从而大大地缩短刻蚀整平剂的寿命，使其无法由刀具21表面向外远程扩散，因而约束刻蚀整平剂液层23可以达到纳米尺度(如图2b所示，在图2b中，标记24为镀层，25为电介质)；当刀具表面的刻蚀整平剂液层与加工工件接触后即发生刻蚀整平化学反应，随着工件表面被刻蚀，为保证约束刻蚀整平剂液层能继续接触到工件表面并刻蚀至所需的程度，精密驱动装置需要不断地将刀具移向工件(如图2c所示)；由于刻蚀整平及液层保持了刀具表面的平整度，刻蚀完毕后，工件表面可达到刀具表面的纳米平整精度(如图2d所示)。
本发明所述纳米精度的电化学整平和抛光的加工方法，可根据刀具的形状采用不同的加工模式，以实现大面积的整平和抛光加工。如图3所示，当采用纳米平整精度的刀具31在二维平面方向上均具有较大的尺度时，以刀具向工件32逐步逼近的方法对工件进行化学刻蚀整平和抛光。通过自动控制系统驱动三维微驱动装置，将表面包覆纳米级厚度的整平剂液层的刀具逐步逼近工件表面，当刀具表面的刻蚀整平剂液层接触到工件表面的最凸点时，化学刻蚀反应发生，并对工件表面进行化学刻蚀整平和抛光。随着刻蚀反应的进行，工件表面最凸点消融并逐渐脱离刻蚀液层，则再次通过Z轴微驱动控制器2使刀具逼近工件表面。如此重复，直至达到所需的整平和抛光精度要求。如图4所示，当采用纳米平整精度的刀具41在一维方向上具有较大的尺度时，以在X-Y二维平面方向上相对移动刀具和工件的方式对工件进行化学刻蚀整平和抛光；即：通过自动控制系统驱动三维微驱动装置，将表面包覆纳米级厚度的整平剂液层的刀具逐步逼近工件42表面，当刀具表面整平剂液层接触到工件表面最凸点时，开始对工件的表面整平和抛光，随刻蚀反应进行，工件表面最凸点消融并逐渐脱离刻蚀液层，通过X-Y轴(水平轴)微驱动控制器7在X-Y二维平面方向上相对移动刀具或工件，直至刀具扫遍整个工件表面，如此重复直到达到抛光和整平的精度要求。
本发明所述的纳米精度的电化学整平和抛光的加工方法，对刀具表面粗糙度的要求低，因为本发明整平和抛光的效果取决于刻蚀整平液层的平整度。如图5所示，当刀具51表面粗糙度较高时，通过简单的电化学方法控制扩散层厚度并使其相互重叠，可以获得粗糙度降低了的刻蚀整平剂液层52。控制刀具和工件之间的运动方式，使刀具最突出部分扫遍整个工件表面。只要刀具表面的约束刻蚀整平剂液层最突出部分具有较高的平整精度，即使整个刀具表面的粗糙度较高，仍可实现高精度的整平和抛光。
实施例2：图6给出本发明在硅表面上抛光实施例2的硅表面显微图像。加工条件：循环流动的溶液含有0.1mol/dm3氟化铵(NH4F)，1mmol/dm3溴化四甲基铵((CH4)4NBr)，0.01mol/dm3L-胱氨酸(L-cystine)和0.5mol/dm3硫酸(H2SO4)；其温度在整个刻蚀整平过程中保持在30℃；启动电化学刻蚀反应控制系统后，在铂金属盘表面电解氧化溴离子(Br-)产生溴(Br2)刻蚀整平剂；清除剂为胱氨酸(L-cystine)；在整个整平和抛光过程中，采用恒电位方法将刀具(金属铂盘电极)的电极电位保持在0.9V(相对于饱和甘汞电极的电位)。其中铂金属盘表面经CMP技术抛光，其平整精度为大于60nm，并被固定在图1所示的金属固定架4的下部。启动自动控制系统后，系统依据电流反馈器、压力传感器和平行激光束测距装置所提供的反馈参数，自动驱动三维微驱动装置，将刀具(金属铂盘)精准地移向固定在容器底部的硅晶片，直至刀具表面包覆的刻蚀整平剂液层与硅表面接触，开始刻蚀整平加工，随刻蚀整平的进行硅表面逐渐地消融，自动控制系统不断地进给刀具，使刻蚀整平化学反应不断进行，此过程可通过可视监测器实时观察。10min后，切断自动控制系统使刀具不再位移，再经3min后，切断电化学系统提起刀具。
实施例3：图7给出本发明在铜表面上抛光实施例3的铜表面显微图像。加工条件：循环流动的溶液含有0.1mol/dm3乙酸(pH 5.5)、2mg dm-3苯并三氮唑、10mmol/dm3硫代硫酸钠(Na2S2O8)和0.1mol/dm3N-乙酰半胱胺酸；其温度在整个刻蚀整平过程中保持在30℃；启动电化学刻蚀反应控制系统后，在铂金属盘表面电解Na2S2O8产生
Figure BSA00000173653700091
自由基刻蚀整平剂；清除剂为加入刻蚀溶液的N-乙酰半胱胺酸；采用恒电位方法将刀具(金属铂盘电极)的电极电位在整个整平和抛光过程中保持在-0.5V(相对于饱和甘汞电极的电位)。其中铂金属盘表面经CMP技术抛光其平整精度为大于60nm，并被固定在图1所示的金属固定架4的下部。启动自动控制系统后，系统依据电流反馈器、压力传感器和平行激光束测距装置所提供的反馈参数，自动驱动三维微驱动装置，将刀具(金属铂盘)精准地移向固定在容器底部的铜硅晶片，直至刀具表面包覆的刻蚀整平剂液层与铜表面接触，开始刻蚀整平加工，随刻蚀整平的进行铜表面逐渐地消融，自动控制系统不断地进给刀具，使刻蚀整平化学反应不断进行，此过程可通过可视监测器实时观察。10min后，切断自动控制系统使刀具不再位移，再经3min后，切断电化学系统提起刀具。
实施例4：图8给出本发明在SiO2玻璃表面上抛光实施例4的SiO2玻璃表面显微图像。加工条件：采用的溶液含有0.1mol/dm3NH4F、氨水(NH4OH)(pH 12)，10mmol/dm3亚硝酸钠(NaNO2)；循环流动的溶液的温度在整个刻蚀整平过程中保持在30℃；启动电化学刻蚀反应控制系统后，在铂金属盘刀具表面电解NaNO2产生H+刻蚀剂，使铂金属盘表面形成强酸层，SiO2在强酸条件下与F-离子发生络合反应而被去除；清除剂为刻蚀溶液中的OH-；在整个整平和抛光过程中，采用恒电位方法将刀具(金属铂盘电极)的电极电位保持在0.9V(相对于饱和甘汞电极)。其中铂金属盘表面经过CMP技术抛光，其平整精度为大于60nm，并被固定在图1所示的金属固定架4的下部。启动自动控制系统后，系统依据电流反馈器、压力传感器和平行激光束测距装置所提供的反馈参数，自动驱动三维微驱动装置，将刀具(金属铂盘)精准地移向固定在容器底部的SiO2玻璃片，直至刀具表面包覆的刻蚀整平剂液层与SiO2玻璃表面接触，开始刻蚀整平加工，随刻蚀整平的进行SiO2玻璃表面逐渐地消融，自动控制系统不断地进给刀具，使刻蚀整平化学反应不断进行，此过程可通过可视监测器实时观察。10min后，切断自动控制系统使刀具不再位移，再经3min后，切断电化学系统提起刀具。
实施例5～31：其工艺步骤与上述实施例类似，其不同在于刻蚀整平和抛光溶液和清除剂的成份与含量，具体的成份及其刻蚀效果详见表1～3。
表1
Figure BSA00000173653700101
表2
Figure BSA00000173653700102
表3

Claims (10)

1.纳米精度的电化学整平和抛光加工装置，其特征在于设有刀具、电化学反应控制体系、溶液循环装置、溶液恒温装置和自动化控制系统；
所述刀具为具有纳米平整精度的刀具；
所述电化学反应控制体系是将刻蚀整平剂液层厚度精确控制在纳米尺度内的电化学反应控制体系，所述电化学反应控制体系设有恒电位仪、电化学工作电极、辅助电极、参比电极、容器和溶液；
所述溶液循环装置设有循环泵、流量控制器和液槽；
所述溶液恒温装置设有测温器、加热器、冷却器和液槽；
所述自动化控制系统设有固定架、三维微驱动装置、可视化监控器、压力传感器、平行激光束测距装置、电流反馈装置和信息处理计算机；
所述刀具固定于固定架下部，固定架上部接自动化控制系统的三维微驱动装置的垂直轴微驱动控制器，垂直轴微驱动控制器连接信息处理计算机；刀具作为电化学工作电极，刀具通过固定架接到恒电位仪；辅助电极与参比电极插入溶液中，溶液经过恒温装置恒温后，注入容器中，并通过溶液循环装置实现溶液在容器和恒温液槽之间的循环；所述容器设于三维微驱动装置的水平轴微驱动控制器上；工件置于容器中，可视化监控器用于监测刀具向工件逼近过程，电流反馈装置用于监测刀具表面电流，压力传感器用于监测刀具和工件之间是否接触，平行激光束测距装置用于监测刀具表面与工件表面之间的间距，信息处理计算机根据电流反馈装置提供的电流值、压力传感器提供的力值和平行激光束测距装置提供的两平面间之间的距离值等反馈参数，驱动三维微驱动装置的垂直轴微驱动控制器和水平轴微驱动控制器，调节刀具表面与工件表面之间的距离和平行度。
2.如权利要求1所述的纳米精度的电化学整平和抛光加工装置，其特征在于所述刀具是表面为纳米平整精度的铂金属盘状刀具。
3.如权利要求1所述的纳米精度的电化学整平和抛光加工装置，其特征在于所述固定架为两段直径不同的圆柱体。
4.如权利要求1所述的纳米精度的电化学整平和抛光加工装置，其特征在于所述溶液包括溶质和溶剂；所述溶质包括刻蚀整平剂前驱体、清除剂和表面活性剂；所述溶剂选自水、有机溶剂或离子液体。
5.如权利要求4所述的纳米精度的电化学整平和抛光加工装置，其特征在于所述有机溶剂选自己腈，二甲亚砜，N，N’-二甲基甲酰胺中的至少一种。
6.如权利要求4所述的纳米精度的电化学整平和抛光加工装置，其特征在于所述离子液体包括基础物质和添加剂，所述基础物质为氯胆碱，所述添加剂选自尿素，乙酰胺，硫脲，三氯乙酸，苯乙酸，丙二酸，草酸，对甲基苯磺酸，间甲基苯酚，对甲基苯酚，邻甲基苯酚，果糖中的至少一种，所述添加剂的质量百分比浓度为5％～95％。
7.如权利要求4所述的纳米精度的电化学整平和抛光加工装置，其特征在于所述刻蚀整平剂前驱体选自二茂铁及其衍生物、过硫酸盐、溶解氧、溴化物、氟化物、烷基胺类化合物中的至少一种，所述刻蚀整平剂前驱体的浓度为0.001～0.2mol/dm3；所述清除剂选自巯基化合物、二茂铁及其衍生物、过硫酸盐、亚硝酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐中的至少一种，所述清除剂的浓度为0.05～0.2mol/dm3；所述表面活性剂选自烷基磺酸盐、季胺盐、聚醚、苯并三氮唑中的至少一种，所述表面活性剂的浓度为0.001～0.1mol/dm3。
8.如权利要求1所述的纳米精度的电化学整平和抛光加工方法，其特征在于包括以下步骤：
1)制备具有纳米平整精度的刀具，作为电化学工作电极，用于电化学方法生成刻蚀剂；
2)将表面为纳米平整精度的刀具固定于固定架上，将工件置于容器底部，或者固定于固定架上，将表面为纳米平整精度的刀具置于容器底部，此时刀具也可以为液态金属层；
3)将含有刻蚀整平剂前驱体、清除剂、表面活性剂、支持电解质、pH缓冲剂等成份的溶液注入容器中；
4)将刀具或工件浸入溶液，以刀具作为电化学工作电极，另在容器中设辅助电极和参比电极，启动电化学控制系统，在刀具表面通过电化学反应生成刻蚀整平剂，利用溶液中的清除剂将刀具表面刻蚀整平剂液层压缩至纳米量级厚度，再调控刻蚀整平剂液层厚度；
5)通过自动化控制系统驱动三维微驱动装置，将刀具或工件不断地向工件或刀具逐步逼近，调控被加工工件表面与刀具之间的距离和平行度，并通过可视化监控器实时原位观测；
6)通过在垂直方向将刀具或工件，向工件表面或刀具表面移动，使刀具表面的约束刻蚀整平剂液层与工件表面接触，保持化学刻蚀整平反应不断地进行；或
在XY二维平面方向上移动刀具或被加工工件，直至整个被加工工件表面被刻蚀整平和抛光完毕。
9.如权利要求1所述的纳米精度的电化学整平和抛光加工方法，其特征在于在步骤4)中，所述调控刻蚀整平剂液层厚度，是通过控制电极电位、溶液配方及循环调控刻蚀整平剂液层厚度；所述刻蚀整平剂液层厚度＜20nm。
10.如权利要求1所述的纳米精度的电化学整平和抛光加工方法，其特征在于在步骤5)中，所述调控被加工工件表面与刀具之间的距离和平行度，是根据电流传感器、压力传感器和平行激光束测距装置所提供的反馈参数，调控被加工工件表面与刀具之间的距离和平行度。
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JP2013516985A JP2013538169A (ja) 2010-07-07 2011-06-30 ナノ精度の光／電気化学的平坦化及びポリシング加工方法、並びにその装置

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Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102154671A (zh) * 2010-12-28 2011-08-17 中国科学院电工研究所 一种制备太阳电池单面薄膜的电化学设备
WO2012003780A1 (zh) * 2010-07-07 2012-01-12 厦门大学 纳米精度的光/电化学整平和抛光加工方法及其装置
CN102658404A (zh) * 2012-05-11 2012-09-12 南昌航空大学 精密复合电解加工方法
CN102887478A (zh) * 2011-07-20 2013-01-23 厦门大学 基于电化学微纳体系的功能材料的微纳加工方法及其装置
CN103325674A (zh) * 2013-05-23 2013-09-25 厦门大学 一种复杂三维多级微纳结构的约束刻蚀加工方法
CN103515214A (zh) * 2012-06-25 2014-01-15 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种半导体器件的制造方法
CN103510149A (zh) * 2013-10-14 2014-01-15 陈功 一种带电解抛光液的湿式自动抛光方法及其设备
CN103924287A (zh) * 2014-05-04 2014-07-16 大连理工大学 电致化学抛光方法
CN104018211A (zh) * 2014-06-17 2014-09-03 厦门大学 一种纳米精度的电化学刻蚀加工方法
CN104476321A (zh) * 2014-11-12 2015-04-01 南京航空航天大学 基于多传感器的蒙皮实时自适应镜像铣削方法与检测装置
CN107414221A (zh) * 2017-04-14 2017-12-01 哈尔滨工业大学 一种三维微纳结构电化学诱导加工方法
CN107486601A (zh) * 2017-08-09 2017-12-19 哈尔滨工业大学 一种利用异形电极刀具进行电化学加工的方法
CN107488872A (zh) * 2017-08-28 2017-12-19 南方科技大学 一种电化学抛光方法与电化学抛光装置
CN109267143A (zh) * 2018-07-25 2019-01-25 哈尔滨工业大学（深圳） 一种自动控制电流、电压及时间的化学抛光设备及其方法
CN109594119A (zh) * 2018-12-11 2019-04-09 大连理工大学 一种电致化学抛光装置及其工作方法
CN110093658A (zh) * 2019-05-06 2019-08-06 南京工业职业技术学院 一种高效纳米探针制备装置及控制方法
CN110155936A (zh) * 2019-05-13 2019-08-23 佛山科学技术学院 一种可视化半导体光电化学微加工装置及方法
CN110911314A (zh) * 2019-11-29 2020-03-24 河海大学常州校区 一种硅片表面研磨装置
CN113106531A (zh) * 2021-04-22 2021-07-13 厦门大学 一种电化学刻蚀金刚石半导体薄膜的方法
CN113183649A (zh) * 2021-04-28 2021-07-30 滁州新彩家用玻璃有限公司 拉丝基板的印刷方法
CN113774473A (zh) * 2021-10-26 2021-12-10 安徽亚兰密封件股份有限公司 一种新式电化学抛光装置及方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013084934A1 (ja) * 2011-12-06 2013-06-13 国立大学法人大阪大学 固体酸化物の加工方法及びその装置
KR101807838B1 (ko) * 2012-03-28 2017-12-12 호야 가부시키가이샤 마스크 블랭크용 기판, 다층 반사막 부착 기판, 투과형 마스크 블랭크, 반사형 마스크 블랭크, 투과형 마스크, 반사형 마스크 및 반도체 장치의 제조 방법
KR20150014924A (ko) * 2012-04-18 2015-02-09 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 연마용 조성물
JP6147514B2 (ja) * 2013-01-31 2017-06-14 Hoya株式会社 マスクブランク用基板の製造方法、多層反射膜付き基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、および転写用マスクの製造方法
JP6161913B2 (ja) * 2013-01-31 2017-07-12 Hoya株式会社 マスクブランク用基板の製造方法、多層反射膜付き基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、および転写用マスクの製造方法
JP6188152B2 (ja) * 2014-02-27 2017-08-30 国立大学法人大阪大学 Ｓｉ基板の平坦化加工方法及びその装置
JP6297512B2 (ja) * 2015-02-09 2018-03-20 Hoya株式会社 マスクブランク用基板の製造方法、多層膜付き基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、及び転写用マスクの製造方法
JP6560510B2 (ja) * 2015-03-12 2019-08-14 特定非営利活動法人ナノフォトニクス工学推進機構 表面平坦化方法
CN107385504B (zh) * 2017-06-30 2019-03-19 哈尔滨工业大学 阵列电极的电化学约束刻蚀系统
JP7221177B2 (ja) * 2019-09-05 2023-02-13 住友化学株式会社 構造体の製造方法および製造装置
CN114573931B (zh) * 2022-03-04 2023-05-09 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 用于光学元件表面损伤坑修复的胶体的制备及应用
CN115194271B (zh) * 2022-08-23 2024-05-03 深圳技术大学 一种面向3d打印金属构件的激光与电化学复合抛光装置
CN115791912B (zh) * 2022-11-16 2024-07-12 厦门大学 一种半导体摩擦光电化学的测量装置及测量方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6171467B1 (en) * 1997-11-25 2001-01-09 The John Hopkins University Electrochemical-control of abrasive polishing and machining rates
CN1425805A (zh) * 2003-01-17 2003-06-25 厦门大学 金属表面复杂三维微结构的加工方法及其装置
CN1569610A (zh) * 2004-05-12 2005-01-26 厦门大学 硅表面复杂三维微结构的加工方法及其装置
CN101532161A (zh) * 2009-03-17 2009-09-16 北京科技大学 一种恒温透射电镜试样双喷电解减薄仪

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5320721A (en) * 1993-01-19 1994-06-14 Corning Incorporated Shaped-tube electrolytic polishing process
JP3217999B2 (ja) * 1997-12-03 2001-10-15 セイコーインスツルメンツ株式会社 部品製作方法及び部品製作装置
US7531079B1 (en) * 1998-10-26 2009-05-12 Novellus Systems, Inc. Method and apparatus for uniform electropolishing of damascene IC structures by selective agitation
JP2000228382A (ja) * 1999-02-05 2000-08-15 Sony Corp ウエハ洗浄装置
GB9925024D0 (en) * 1999-10-23 1999-12-22 Ultra Systems Limited Electrochemical machining
JP4104109B2 (ja) * 2001-11-05 2008-06-18 Ｋｉｓｃｏ株式会社 半導体製造プロセス用ドライエッチング残渣除去液
US7029591B2 (en) * 2003-04-23 2006-04-18 Lsi Logic Corporation Planarization with reduced dishing
DE102004040217A1 (de) * 2004-08-19 2006-03-02 Mtu Aero Engines Gmbh Elektrode zum elektrochemischen Senken
US7394040B2 (en) * 2006-03-31 2008-07-01 General Electric Company Electromachining process and apparatus
CN100490033C (zh) * 2006-06-05 2009-05-20 厦门大学 基于液相中的电化学活性物质的超级电容器
CN100564241C (zh) * 2007-01-30 2009-12-02 厦门大学 GaAs上微/纳光学元件制备方法
JP2009029650A (ja) * 2007-07-25 2009-02-12 Asahi Kasei Chemicals Corp シリコンウエハーエッチング用苛性ソーダ水溶液
CN101880907B (zh) * 2010-07-07 2012-04-25 厦门大学 纳米精度的电化学整平和抛光加工方法及其装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6171467B1 (en) * 1997-11-25 2001-01-09 The John Hopkins University Electrochemical-control of abrasive polishing and machining rates
CN1425805A (zh) * 2003-01-17 2003-06-25 厦门大学 金属表面复杂三维微结构的加工方法及其装置
CN1569610A (zh) * 2004-05-12 2005-01-26 厦门大学 硅表面复杂三维微结构的加工方法及其装置
CN101532161A (zh) * 2009-03-17 2009-09-16 北京科技大学 一种恒温透射电镜试样双喷电解减薄仪

Cited By (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012003780A1 (zh) * 2010-07-07 2012-01-12 厦门大学 纳米精度的光/电化学整平和抛光加工方法及其装置
JP2013538169A (ja) * 2010-07-07 2013-10-10 廈門大学 ナノ精度の光／電気化学的平坦化及びポリシング加工方法、並びにその装置
CN102154671A (zh) * 2010-12-28 2011-08-17 中国科学院电工研究所 一种制备太阳电池单面薄膜的电化学设备
CN102887478B (zh) * 2011-07-20 2015-09-09 厦门大学 基于电化学微纳体系的功能材料的微纳加工方法及其装置
CN102887478A (zh) * 2011-07-20 2013-01-23 厦门大学 基于电化学微纳体系的功能材料的微纳加工方法及其装置
CN102658404A (zh) * 2012-05-11 2012-09-12 南昌航空大学 精密复合电解加工方法
CN102658404B (zh) * 2012-05-11 2014-04-16 南昌航空大学 精密复合电解加工方法
CN103515214A (zh) * 2012-06-25 2014-01-15 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种半导体器件的制造方法
CN103325674A (zh) * 2013-05-23 2013-09-25 厦门大学 一种复杂三维多级微纳结构的约束刻蚀加工方法
CN103325674B (zh) * 2013-05-23 2015-09-09 厦门大学 一种复杂三维多级微纳结构的约束刻蚀加工方法
CN103510149B (zh) * 2013-10-14 2015-11-18 陈功 一种带电解抛光液的湿式自动抛光方法及其设备
CN103510149A (zh) * 2013-10-14 2014-01-15 陈功 一种带电解抛光液的湿式自动抛光方法及其设备
CN103924287A (zh) * 2014-05-04 2014-07-16 大连理工大学 电致化学抛光方法
CN104018211A (zh) * 2014-06-17 2014-09-03 厦门大学 一种纳米精度的电化学刻蚀加工方法
CN104018211B (zh) * 2014-06-17 2016-08-24 厦门大学 一种纳米精度的电化学刻蚀加工方法
CN104476321A (zh) * 2014-11-12 2015-04-01 南京航空航天大学 基于多传感器的蒙皮实时自适应镜像铣削方法与检测装置
CN107414221B (zh) * 2017-04-14 2019-04-30 哈尔滨工业大学 一种三维微纳结构电化学诱导加工方法
CN107414221A (zh) * 2017-04-14 2017-12-01 哈尔滨工业大学 一种三维微纳结构电化学诱导加工方法
CN107486601A (zh) * 2017-08-09 2017-12-19 哈尔滨工业大学 一种利用异形电极刀具进行电化学加工的方法
CN107488872A (zh) * 2017-08-28 2017-12-19 南方科技大学 一种电化学抛光方法与电化学抛光装置
CN109267143A (zh) * 2018-07-25 2019-01-25 哈尔滨工业大学（深圳） 一种自动控制电流、电压及时间的化学抛光设备及其方法
CN109594119A (zh) * 2018-12-11 2019-04-09 大连理工大学 一种电致化学抛光装置及其工作方法
CN110093658A (zh) * 2019-05-06 2019-08-06 南京工业职业技术学院 一种高效纳米探针制备装置及控制方法
CN110093658B (zh) * 2019-05-06 2024-06-04 南京工业职业技术学院 一种高效纳米探针制备装置及控制方法
CN110155936A (zh) * 2019-05-13 2019-08-23 佛山科学技术学院 一种可视化半导体光电化学微加工装置及方法
CN110911314A (zh) * 2019-11-29 2020-03-24 河海大学常州校区 一种硅片表面研磨装置
CN113106531A (zh) * 2021-04-22 2021-07-13 厦门大学 一种电化学刻蚀金刚石半导体薄膜的方法
CN113106531B (zh) * 2021-04-22 2022-04-08 厦门大学 一种电化学刻蚀金刚石半导体薄膜的方法
CN113183649A (zh) * 2021-04-28 2021-07-30 滁州新彩家用玻璃有限公司 拉丝基板的印刷方法
CN113774473A (zh) * 2021-10-26 2021-12-10 安徽亚兰密封件股份有限公司 一种新式电化学抛光装置及方法

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Publication number Publication date
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