CN113319734B - 化学抛光装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
一种化学抛光装置及其方法，涉及半导体材料制造加工领域。该化学抛光装置包括抛光垫、抛光支撑件、抛光驱动器、抛光适应器和抛光压力器；抛光垫的第一面固定连接在抛光支撑件的一面，抛光垫的第二面与抛光适应器抵接或者间隔设置；抛光驱动器能够驱使抛光支撑件转动；抛光适应器内设置有一个或者多个用于固定基材的抛光压力器，抛光压力器被配置为令基材紧贴抛光垫的第二面；抛光适应器内设置有用于输送抛光液至抛光垫的抛光液通道结构。所述化学抛光方法适用于化学抛光装置。本发明的目的在于提供一种化学抛光装置及其方法，以在一定程度上解决现有技术中存在的半导体基材表面精加工时间长、速度慢的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及半导体材料制造加工领域，具体而言，涉及一种化学抛光装置及其方法。
背景技术
对表面进行抛光处理的加工技术通常有机械抛光、化学机械抛光和化学抛光三种。在半导体基材(例如半导体基材、半导体晶圆片)的表面精加工中，机械抛光易导致半导体基材的表面产生划伤且不易去除，因而机械抛光不能用于半导体基材的表面精加工。化学机械抛光可以应用在普通半导体材料的表面加工，但是由于其研磨颗粒残留，难以用于半导体基材的表面精加工中。化学抛光主要是利用表面组成的成分各向异性进行化学反应加工，可以用于半导体基材的表面精加工中，但是其加工时间长、速度慢。
发明内容
本发明的目的在于提供一种化学抛光装置及其方法，以在一定程度上解决现有技术中存在的半导体基材表面精加工时间长、速度慢的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
一种化学抛光装置，包括抛光垫、抛光支撑件、抛光驱动器、抛光适应器和抛光压力器；
所述抛光垫的第一面固定连接在所述抛光支撑件的一面，所述抛光垫的第二面与所述抛光适应器抵接或者间隔设置；所述抛光垫的第一面与所述抛光垫的第二面相对应；
所述抛光支撑件与所述抛光驱动器连接，且所述抛光驱动器能够驱使所述抛光支撑件转动；
所述抛光适应器内设置有一个或者多个用于固定基材的所述抛光压力器，所述抛光压力器被配置为令基材紧贴所述抛光垫的第二面；
所述抛光适应器内设置有用于输送抛光液至所述抛光垫的抛光液通道结构。
在上述任一技术方案中，可选地，每个所述抛光压力器连接一个压力驱动器，或者所有所述抛光压力器连接一个压力驱动器；所述压力驱动器能够驱动所述抛光压力器绕自身的轴线转动。
在上述任一技术方案中，可选地，所述抛光压力器的质量具有多种规格；
和/或，所述抛光压力器包括依次连接的压力器顶部、压力器连接部和压力器底部；所述压力器连接部的直径均小于所述压力器顶部的直径和所述压力器底部的直径；所述压力器底部与所述抛光垫之间用于设置所述基材。
在上述任一技术方案中，可选地，所述抛光液通道结构包括依次间隔设置的多个抛光液通道；
和/或，所述抛光液通道结构的数量为多个，多个所述抛光液通道结构沿所述抛光适应器的周向间隔设置。
在上述任一技术方案中，可选地，所述抛光液通道包括从上至下依次连通的通道变径部、通道连接部和通道输出部；所述通道输出部与所述抛光垫相对应；所述通道变径部呈锥台形；所述通道变径部的小截面端连通所述通道连接部；所述通道输出部的直径大于所述通道连接部；
或者，所述抛光垫能够储存一定的抛光液；
或者，所述抛光支撑件的顶面与所述抛光垫连接；所述抛光支撑件的顶面为平面或者具有锥面；
或者，所述抛光驱动器包括与所述抛光支撑件固定连接的驱动杆，所述抛光支撑件能够绕所述驱动杆转动，所述抛光垫穿过所述驱动杆与所述抛光支撑件连接；
或者，所述抛光垫的下方设置有回收抛光液的废液结构。
一种适用于化学抛光装置的化学抛光方法；所述化学抛光方法包括：
第一抛光液定量输入：精密输送装置将定量的所述第一抛光液输入至所述抛光液通道结构内；
第一抛光液均匀化涂布：所述第一抛光液通过所述抛光液通道结构涂设在所述抛光垫上，所述抛光驱动器驱使所述抛光支撑件转动，以使所述第一抛光液均匀涂布在所述抛光垫的表面；
预湿润及移放基材：将基材固定在所述抛光压力器的工作面，然后使所述基材表面被第二抛光液润湿；在所述基材表面被预湿润之后，将所述抛光压力器移放至所述抛光适应器内，以使所述基材与所述抛光垫的工作面接触；
第二抛光液定量输入：精密输送装置将定量的第二抛光液输入至所述抛光液通道结构内；
高光洁度抛光：精密输送装置定量、持续供给所述第二抛光液，所述抛光驱动器驱使所述抛光支撑件转动，以使所述第二抛光液均匀涂布在所述抛光垫的工作面；所述抛光垫上的所述第二抛光液与所述基材接触并发生化学反应；
抛光后处理：完成抛光工艺后，取出抛光好的所述基材，并且在一定时间内进行所述基材的清洗和干燥。
在上述任一技术方案中，可选地，“预湿润及移放基材”步骤中，机械手将所述抛光压力器移放至所述抛光适应器内，并采用预设的接触力令所述基材与所述抛光垫的工作面接触；
和/或，“预湿润及移放基材”步骤中，所述基材与所述抛光垫的工作面接触包括：所述抛光压力器的重力使所述基材表面与所述抛光垫进行自适应贴合，同时所述抛光压力器的重力使所述基材具有向下压力。
在上述任一技术方案中，可选地，“预湿润及移放基材”步骤中，所述基材表面被第二抛光液润湿包括：利用所述第二抛光液均匀喷涂在所述基材的待抛光表面；
所述第一抛光液和所述第二抛光液采用相同的化学药液或者采用不同的化学药液；
所述第一抛光液和所述第二抛光液均不含研磨颗粒；
所述抛光压力器不含研磨颗粒。
在上述任一技术方案中，可选地，“高光洁度抛光”步骤中，所述抛光驱动器驱使所述抛光支撑件转动时，涂布在所述抛光垫上的抛光液逐步从所述抛光垫上排出并通过废液结构排放，直到抛光结束。
在上述任一技术方案中，可选地，“抛光后处理”步骤中，所述基材的清洗包括使用一种或者多种不同的有机液分步地喷淋和清洗所述基材的表面；
所述基材的干燥包括使用氮气均匀吹扫所述基材的表面以干燥所述基材。
本发明的有益效果主要在于：
本发明提供的化学抛光装置及其方法，通过抛光液通道结构向抛光垫输送抛光液，通过抛光压力器令基材紧贴抛光垫的第二面，以在抛光驱动器驱使抛光支撑件转动时，也即抛光垫转动抛光基材时，抛光压力器能够给基材一定的微压力，既可以在一定程度上提高基材表面的光洁度，又在一定程度上缩短了基材表面精加工时间，提高了精加工速度。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的化学抛光装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的化学抛光装置的爆炸图；
图3为本发明实施例提供的化学抛光装置的局部放大图；
图4为图3所示的化学抛光装置的局部放大图；
图5为本发明实施例提供的抛光液通道结构的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的化学抛光方法的工艺流程图。
图标：01-抛光垫；02-抛光支撑件；03-抛光驱动器；04-基材；05-抛光适应器；06-抛光压力器；61-压力器底部；07-抛光液通道结构；71-抛光液通道；72-通道变径部；73-通道连接部；74-通道输出部。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以采用各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例
本实施例提供一种化学抛光装置及其方法；请参照图1-图6，图1为本实施例提供的化学抛光装置的结构示意图，图2为本实施例提供的化学抛光装置的爆炸图，为了更加清楚的显示结构，图3为本实施例提供的化学抛光装置的局部放大图，图4进一步放大了化学抛光装置的局部结构；图5为本实施例提供的抛光液通道结构的结构示意图；图6为本实施例提供的化学抛光方法的工艺流程图。其中，图1和图2所示的抛光液通道结构与图3所示的抛光液通道结构不同。
本实施例提供的化学抛光装置，涉及半导体材料制造领域，尤其涉及半导体材料化学抛光领域，用于加工高光洁度表面(纳米级表面)的基材的化学抛光。
参见图1-图6所示，该化学抛光装置包括抛光垫01、抛光支撑件02、抛光驱动器03、抛光适应器05和抛光压力器06。
抛光垫01的第一面固定连接在抛光支撑件02的一面，抛光垫01的第二面与抛光适应器05抵接或者间隔设置；抛光垫01的第一面与抛光垫01的第二面相对应。本实施例中，抛光垫01的第一面为与抛光支撑件02连接的连接面；抛光垫01的第二面为工作面，用于抛光基材04。
抛光支撑件02与抛光驱动器03连接，且抛光驱动器03能够驱使抛光支撑件02转动，以使抛光垫01随抛光支撑件02转动。
抛光适应器05内设置有一个或者多个用于固定基材04的抛光压力器06，抛光压力器06被配置为令基材04紧贴抛光垫01的第二面；也即抛光压力器06被配置为令基材04的待抛光面紧贴抛光垫01的工作面。可选地，每个抛光压力器06连接一个基材04。例如，图1所示的化学抛光装置，抛光适应器05有4个工作位置，每个工作位置放置一个抛光压力器06，也即有4个抛光压力器06；该化学抛光装置可自适应调节的抛光适应器05来实现4片基材04的同步抛光。相对应的，抛光液通道结构07的位置设计为分布在抛光适应器05上方的对称的均匀位置上，从而确保了抛光液均匀的滴注到了抛光垫01上面，而抛光支撑件02的圆形也有利于抛光液均匀的甩出去。抛光驱动器03则可以控制抛光垫01和抛光支撑件02的旋转速度和旋转方向，从而保证了在恒定压力下基材04的均匀接触。
抛光适应器05内设置有用于输送抛光液至抛光垫01的抛光液通道结构07。通过抛光液通道结构07，以便于向抛光垫01输送抛光液。
本实施例所述基材04为半导体基材、半导体晶圆片或者其他材料。
本实施例中所述化学抛光装置，通过抛光液通道结构07向抛光垫01输送抛光液，通过抛光压力器06令基材04紧贴抛光垫01的第二面，以在抛光驱动器03驱使抛光支撑件02转动时，也即抛光垫01转动抛光基材04时，抛光压力器06能够给基材04一定的微压力，既可以在一定程度上提高基材04表面的光洁度，又在一定程度上缩短了基材04表面精加工时间，提高了精加工速度。
半导体专用设备在对基材进行表面处理和抛光的过程中，由于一种特殊工艺的需求，对高光洁度表面的基材的加工有如下要求：
(1)能够对厚度偏差在几微米以内的基材的单片或多片，同时进行单一表面的抛光加工。
(2)抛光工艺时间以秒为单位，且最长工艺时间不超过1分钟。
(3)基材的表面被均匀的去除，且能够降低该表面不同元素之间的高低偏差。
(4)每次抛光的去除量不能大于纳米级。
(5)成品表面及亚表面无划伤，且达到极小氧化物残留或无氧化物残留。
(6)抛光后的表面粗糙度达到或优于纳米级。
对于上述加工高光洁度表面的特殊抛光工艺来说，不能采用现有的化学机械抛光法，因为现有的化学机械抛光法无法达到精度要求；也无法采用现有的化学抛光法，因为现有的化学抛光法不满足条件，反应太慢。
具体而言，现有的化学机械抛光法：因为该方法依靠控制下压力和研磨颗粒对材料表面进行去除，这种施加可控力的化学机械抛光工艺的最低去除速度是每分钟20nm，该方法无法实现低于每分钟20nm这个去除速度的工艺要求，而且在工艺过程中，研磨颗粒会造成材料表面划伤，故无法进行高光洁度表面的抛光。故这种方法不具备可行性。
现有的另一种加工方式是采用化学抛光法：传统的化学抛光法采用无下压力的纯化学液反应的工艺，由于基材表面的半导体元素具有各向异性，化学抛光液与各元素的反应速率不同，会造成反应速度无法控制，均匀性无法保证的问题。而且，化学反应的速率需要比较长的工艺时间，故难以快速取得高光洁度表面(纳米级表面)的基材。
现有的化学抛光工艺都存在化学加工均匀性不好，重复利用抛光液导致浓度随机变化，而且没有下压力的辅助，反应时间较长，导致化学抛光加工高纳米级表面不具备可行性的问题。
本实施例提供的一种化学抛光装置及方法，用于加工高光洁度表面(纳米级表面)的基材，可以得到高光洁度表面的半导体基材，同时还可以消除表面划痕、表面氧化残留点等工艺缺陷。且该装置和方法具有工艺时间短，工作效率高，表面光洁度高等特点。经过抛光后的材料表面粗糙度能够优于纳米级，从而提高了抛光效果和面形精度，可以进行快速、低去除量、高表面光洁度(纳米级表面)的半导体基材，并且可同时处理多片，得到符合纳米级工艺要求的基材。
本实施例所述化学抛光装置，可以同时进行多个基材04抛光，可以对不同的基材04同时进行均匀的抛光。例如，3寸和6寸的基材04同时抛光。
本实施例所述化学抛光装置，可以用于对半导体材料中的有特殊表面光洁度要求的、软脆性或硬脆性的不同尺寸的基材04进行单面抛光。例如，可以用于3寸、4寸或6寸的特殊基材04等。
参见图1和图2所示，本实施例的可选方案中，每个抛光压力器06连接一个压力驱动器，或者所有抛光压力器06连接一个压力驱动器；压力驱动器能够驱动抛光压力器06绕自身的轴线转动。通过抛光压力器06能够绕自身的轴线转动，以使基材04能够绕抛光压力器06的轴线转动，可以使待抛光的基材04能够紧密贴合在抛光垫01上，在一定程度上提高了基材表面的精加工速度，缩短了基材04表面精加工时间，还在一定程度上避免了发生抛光面接触不均匀导致磨边、斜磨等情况。
可选地，抛光驱动器03驱使抛光垫01随抛光支撑件02转动的方向，可以与压力驱动器驱动抛光压力器转动的方向相同或者相反。例如抛光驱动器03驱使抛光垫01随抛光支撑件02顺时针转动，压力驱动器驱动抛光压力器顺时针或者逆时针转动，从而使基材04表面能够充分贴合在抛光垫01以及抛光支撑件02上，共同完成精密抛光工艺。
本实施例的可选方案中，抛光压力器06的质量具有多种规格；可依据不同尺寸大小、不同材料、不同规格等基材04，选择不同质量的抛光压力器06。通过选择不同质量的抛光压力器06，以给基材04提供不同的自重力，无需复杂的压力控制系统。这种自重力是恒定不变化的，专门设计的。不同于化学机械抛光中的各种类型的连续压力控制的系统。
针对不同的基材04，选择不同质量的抛光压力器06，可以使基材04自适应的贴合在抛光垫01上部，从而避免发生抛光面接触不均匀导致磨边、斜磨等情况。
参见图3所示，本实施例的可选方案中，抛光压力器06包括依次连接的压力器顶部、压力器连接部和压力器底部61；压力器连接部的直径均小于压力器顶部的直径和压力器底部61的直径；压力器底部61与抛光垫01之间用于设置基材04。采用这样的设计，以便于机械手拿握抛光压力器06。
本领域技术人员可以理解的是抛光压力器06还可以采用其他形状。
参见图5所示，本实施例的可选方案中，抛光液通道结构07包括依次间隔设置的多个抛光液通道71；通过多个抛光液通道71，以提高提供给抛光垫01的抛光液的均匀度。从而保证化学抛光液是均匀的分布在抛光垫01的表面上的。
参见图1和图2所示，本实施例的可选方案中，抛光液通道结构07的数量为多个，多个抛光液通道结构07沿抛光适应器05的周向间隔设置。可选地，多个抛光液通道结构07沿抛光适应器05的周向均匀间隔设置。通过多个抛光液通道结构07，以进一步使抛光液均匀的涂设在抛光垫01上。
可选地，抛光垫01的下方设置有回收抛光液的废液结构，通过废液结构，以回收抛光液，进而便于排放抛光液。抛光液采用精确可控、非循环利用，保证了抛光液的浓度和反应发生的速率，有利于保证抛光表面的均匀性。
进一步的，由于抛光垫01和抛光支撑件的形状特征，抛光液可以在发生化学反应后，依靠重力排出到废液结构。抛光液由于重力作用，从抛光支撑件02的周围可以不断地流动到废液结构中去，而不会产生循环的浓度不可控制的化学液积累。抛光驱动器03则能够根据基材种类，进行不同旋转速度的控制，从而保证每一种不同抛光面所需要的抛光旋转速度是适合该基材的。
本实施例的可选方案中，抛光液通道71可根据基材04的大小和形状，能使抛光液均匀分布到抛光垫01上的不同位置。例如，参见图5所示，抛光液通道71包括从上至下依次连通的通道变径部72、通道连接部73和通道输出部74；通道输出部74与抛光垫01相对应；通道变径部72呈锥台形；通道变径部72的小截面端连通所述通道连接部73；通道输出部74的直径大于通道连接部73；采用这样的设计，以便于抛光液定量的、精确的供给至抛光垫01上，该设计通过抛光液特性研究，根据其流动的粘性特征，将通道内部设计为符合抛光液粘性特征和重力特征的形式，使液体尽可能均匀的分布于抛光垫01的不同位置，从而避免了单一输入位置产生的化学液堆积问题，避免了进一步影响抛光液浓度，从而影响表面化学反应的发生速率的问题。
本实施例的可选方案中，抛光垫01能够储存一定的抛光液；可选地，抛光垫01能够微量储存抛光液。例如，抛光垫01为绒毛抛光垫。
本实施例的可选方案中，抛光支撑件02可根据待基材04的大小、种类、材质等改变抛光支撑件02的外形和结构，从而支撑抛光垫01实现表面形貌自适应的特征。可选地，抛光支撑件02的顶面与抛光垫01连接；抛光支撑件02的顶面为平面或者具有锥面。可选地，抛光支撑件02的顶面为锥面，以便于抛光液的排出。
本实施例中，抛光支撑件02可以是圆形，方形，梯形等横截面不同的支架形状。而抛光垫01也根据基材04的大小、形状等特征进行选择，一般的，抛光垫都是圆形的垫。
参见图1-图3所示，本实施例的可选方案中，抛光驱动器03包括与抛光支撑件02固定连接的驱动杆(图中未示出)，抛光支撑件02能够绕驱动杆转动，抛光垫01穿过驱动杆与抛光支撑件02连接。抛光驱动器03例如为能够控制旋转速度或者平移速度的电气或者机械机构。
参见图6所示，本实施例还提供一种适用于上述的化学抛光装置的化学抛光方法，该化学抛光方法包括：
步骤101，将化学抛光装置安放就位；可选地，将一种化学抛光装置安放就位。
步骤102，抛光液定量输入，具体指第一抛光液定量输入：精密输送装置将定量的第一抛光液输入至抛光液通道结构07内。
步骤103，抛光液均匀化涂布，具体指第一抛光液均匀化涂布：第一抛光液通过抛光液通道结构07涂设在抛光垫01上，抛光驱动器03驱使抛光支撑件02转动，以使第一抛光液均匀涂布在抛光垫01的表面，也即使第一抛光液均匀涂布在抛光垫01的第二面、工作面。
预湿润及移放基材04：步骤104，固定基材04：将基材04固定在抛光压力器06的工作面；然后，步骤105，预湿润基材04：使基材04表面被第二抛光液润湿；在基材04表面被预湿润之后，步骤106，将抛光压力器06放置到工作位内，也即将抛光压力器06移放至抛光适应器05的工作位内，以使基材04与抛光垫01的工作面接触。其中，基材04与抛光垫01的工作面接触，可采用步骤107所述的在抛光适应器05作用下自适应贴合，也即可采用在抛光适应器05的作用下基材04与抛光垫01的工作面自适应贴合。
第二抛光液定量输入：精密输送装置将定量的第二抛光液输入至抛光液通道结构07内。
步骤108，高光洁度抛光：抛光垫01旋转，运行表面抛光。具体而言，精密输送装置定量、持续供给第二抛光液，抛光驱动器03驱使抛光支撑件02转动，以使第二抛光液均匀涂布在抛光垫01的工作面；抛光垫01上的第二抛光液与基材04接触并发生化学反应；步骤109，抛光完成。可选地，在抛光过程中，第二抛光液不断地滴注，持续参与反应，然后再排放。最后，根据工艺条件判断是否完成抛光，如果完成了设定值的抛光，则送至抛光后处理环节。如果没有完成则继续进行抛光步骤，直到达成抛光条件。
步骤110，抛光后处理：完成抛光工艺后，取出抛光好的基材04，并且在一定时间内进行基材04的清洗和干燥。例如使用机械手进行基材04的清洗和干燥。可选地，取出抛光好的基材04并且在几秒内进行基材04的清洗和干燥。本实施例的可选方案中，抛光后处理步骤包括清洗步骤和干燥步骤；例如，基材04的清洗包括使用一种或者多种不同的有机液分步地喷淋和清洗基材04的表面；例如，基材04的干燥包括使用氮气均匀吹扫基材04的表面以干燥基材04。
本实施例的可选方案中，“预湿润及移放基材04”步骤中，机械手将抛光压力器06移放至抛光适应器05内，并采用预设的接触力令基材04与抛光垫01的工作面接触；抛光压力器06接触抛光垫01表面的力是经过设计的，精密可控的，通常是通过机械手实施的，这一接触力不同于持续作用的自重力。可选地，抛光压力器06配合机械手等控制装置的作用，能够实现放置基材04的接触瞬间力精确可控，这一动作保护了经过前端工艺的基材04，实现了接触力可控。
本实施例的可选方案中，“预湿润及移放基材04”步骤中，基材04与抛光垫01的工作面自适应贴合接触，基材04与抛光垫01的工作面接触包括：抛光压力器06的重力使基材04表面与抛光垫01进行自适应贴合，同时抛光压力器06的重力使基材04具有向下压力。抛光压力器06配合抛光适应器05，能进行自适应贴合；在抛光压力器06的恒定重力作用下，能够使基材04在抛光过程中均匀与抛光垫01贴合，且下压力是恒定不变化的，通过重力自适应贴合可避免产生基材04表面与抛光垫01表面接触不均匀的现象。抛光压力器06能够同向旋转或反向旋转；抛光液通道71的均匀化滴液、排液，使抛光液均匀分布在基材04周围；以共同保证了抛光的均匀性。
本实施例的可选方案中，“预湿润及移放基材04”步骤中，基材04表面被第二抛光液润湿包括：利用第二抛光液均匀喷涂在基材04的待抛光表面。
可选地，第一抛光液和第二抛光液采用相同的化学药液或者采用不同的化学药液；化学药液例如为有机液或者其他液体。可选地，第一抛光液和第二抛光液采用相同的有机液或者采用不同的有机液。
可选地，第一抛光液和第二抛光液采用不同的化学药液，以便于提高基材04表面加工精度。
本实施例的可选方案中，第一抛光液和第二抛光液均不含研磨颗粒；以避免研磨颗粒划伤基材04表面。
本实施例的可选方案中，抛光压力器06不含研磨颗粒，以避免研磨颗粒划伤基材04表面。
本实施例的可选方案中，“高光洁度抛光”步骤中，抛光驱动器03驱使抛光支撑件02转动时，涂布在抛光垫01上的抛光液逐步从抛光垫01上排出并通过废液结构排放，直到抛光结束。抛光液持续不断的以设定的精确流量供应，且化学反应后的废液直接通过废液结构排放，不循环利用。抛光液的供给是采用精确的、定量的方式，抛光液不循环利用，直接排放。供液的元器件采用的是公知的方式，如泵，流量计等。
本实施例所述化学抛光装置及其方法，通过抛光液精确、均匀涂布、流动排液，待抛基材的自适应贴合、自重力下压、旋转，以及抛光垫的旋转速度控制等过程控制，实现高光洁度表面的加工；通过施加恒定的抛光压力器06的自重力，以使基材04自适应的与抛光垫01表面贴合，定量的抛光液参与反应，不循环的抛光液排放，可控制的旋转速度等步骤，可得到一种专用的化学抛光表面方法，使用该方法可以快速将基材表面的光洁度加工到纳米级范围，为下一步工艺创造基础。
本实施例所述化学抛光装置及其方法，通过抛光压力器06施加精确自重力，无需复杂的压力控制系统，通过抛光液精确滴注，以及通过抛光压力器06配合抛光适应器05进行自适应贴合，再加上抛光液通道结构07的均匀化滴液，直接排液，不循环利用；以上特征共同作用可避免化学抛光过程中遇到的表面反应速度不均匀的问题，且解决了表面残留液氧化的问题，能够实现加工纳米级光洁度的表面。
本实施例所述化学抛光装置及其方法，降低了或者避免了具有腐蚀性的抛光液对抛光精度的影响。例如，采用本实施例所述化学抛光装置及其方法，实际得到的抛光表面等级是好于0.5纳米-0.3纳米。
本实施例提供的化学抛光方法，适用于上述的化学抛光装置，上述所公开的化学抛光装置的技术特征采用该化学抛光方法，上述已公开的化学抛光装置的技术特征不再重复描述。本实施例中所述化学抛光方法具有上述化学抛光装置的优点，上述所公开的所述化学抛光装置的优点在此不再重复描述。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种化学抛光方法，其特征在于，采用化学抛光装置；所述化学抛光装置包括抛光垫、抛光支撑件、抛光驱动器、抛光适应器和抛光压力器；
所述抛光垫的第一面固定连接在所述抛光支撑件的一面，所述抛光垫的第二面与所述抛光适应器抵接或者间隔设置；所述抛光垫的第一面与所述抛光垫的第二面相对应；
所述抛光支撑件与所述抛光驱动器连接，且所述抛光驱动器能够驱使所述抛光支撑件转动；
所述抛光适应器内设置有一个或者多个用于固定基材的所述抛光压力器，所述抛光压力器被配置为令基材紧贴所述抛光垫的第二面；
所述抛光适应器内设置有用于输送抛光液至所述抛光垫的抛光液通道结构；
所述化学抛光方法包括：
第一抛光液定量输入：精密输送装置将定量的所述第一抛光液输入至所述抛光液通道结构内；
第一抛光液均匀化涂布：所述第一抛光液通过所述抛光液通道结构涂设在所述抛光垫上，所述抛光驱动器驱使所述抛光支撑件转动，以使所述第一抛光液均匀涂布在所述抛光垫的表面；
预湿润及移放基材：将基材固定在所述抛光压力器的工作面，然后使所述基材表面被第二抛光液润湿；在所述基材表面被预湿润之后，将所述抛光压力器移放至所述抛光适应器内，以使所述基材与所述抛光垫的工作面接触；
第二抛光液定量输入：精密输送装置将定量的第二抛光液输入至所述抛光液通道结构内；
高光洁度抛光：精密输送装置定量、持续供给所述第二抛光液，所述抛光驱动器驱使所述抛光支撑件转动，以使所述第二抛光液均匀涂布在所述抛光垫的工作面；所述抛光垫上的所述第二抛光液与所述基材接触并发生化学反应；
抛光后处理：完成抛光工艺后，取出抛光好的所述基材，并且在一定时间内进行所述基材的清洗和干燥。
2.根据权利要求1所述的化学抛光方法，其特征在于，“预湿润及移放基材”步骤中，机械手将所述抛光压力器移放至所述抛光适应器内，并采用预设的接触力令所述基材与所述抛光垫的工作面接触；
和/或，“预湿润及移放基材”步骤中，所述基材与所述抛光垫的工作面接触包括：所述抛光压力器的重力使所述基材表面与所述抛光垫进行自适应贴合，同时所述抛光压力器的重力使所述基材具有向下压力。
3.根据权利要求1所述的化学抛光方法，其特征在于，“预湿润及移放基材”步骤中，所述基材表面被第二抛光液润湿包括：利用所述第二抛光液均匀喷涂在所述基材的待抛光表面；
所述第一抛光液和所述第二抛光液采用相同的化学药液或者采用不同的化学药液；
所述第一抛光液和所述第二抛光液均不含研磨颗粒；
所述抛光压力器不含研磨颗粒。
4.根据权利要求1所述的化学抛光方法，其特征在于，“高光洁度抛光”步骤中，所述抛光驱动器驱使所述抛光支撑件转动时，涂布在所述抛光垫上的抛光液逐步从所述抛光垫上排出并通过废液结构排放，直到抛光结束。
5.根据权利要求1所述的化学抛光方法，其特征在于，“抛光后处理”步骤中，所述基材的清洗包括使用一种或者多种不同的有机液分步地喷淋和清洗所述基材的表面；
所述基材的干燥包括使用氮气均匀吹扫所述基材的表面以干燥所述基材。
6.根据权利要求1所述的化学抛光方法，其特征在于，每个所述抛光压力器连接一个压力驱动器，或者所有所述抛光压力器连接一个压力驱动器；所述压力驱动器能够驱动所述抛光压力器绕自身的轴线转动。
7.根据权利要求1所述的化学抛光方法，其特征在于，所述抛光压力器的质量具有多种规格；
和/或，所述抛光压力器包括依次连接的压力器顶部、压力器连接部和压力器底部；所述压力器连接部的直径均小于所述压力器顶部的直径和所述压力器底部的直径；所述压力器底部与所述抛光垫之间用于设置所述基材。
8.根据权利要求1所述的化学抛光方法，其特征在于，所述抛光液通道结构包括依次间隔设置的多个抛光液通道；
和/或，所述抛光液通道结构的数量为多个，多个所述抛光液通道结构沿所述抛光适应器的周向间隔设置。
9.根据权利要求8所述的化学抛光方法，其特征在于，所述抛光液通道包括从上至下依次连通的通道变径部、通道连接部和通道输出部；所述通道输出部与所述抛光垫相对应；所述通道变径部呈锥台形；所述通道变径部的小截面端连通所述通道连接部；所述通道输出部的直径大于所述通道连接部。
10.根据权利要求8所述的化学抛光方法，其特征在于，所述抛光垫能够储存一定的抛光液；
所述抛光支撑件的顶面与所述抛光垫连接；所述抛光支撑件的顶面为平面或者具有锥面；
所述抛光驱动器包括与所述抛光支撑件固定连接的驱动杆，所述抛光支撑件能够绕所述驱动杆转动，所述抛光垫穿过所述驱动杆与所述抛光支撑件连接；
所述抛光垫的下方设置有回收抛光液的废液结构。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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