一种氮化硅CMP抛光液及其抛光供液设备的制作方法

本发明涉及抛光液技术领域，具体是一种氮化硅cmp抛光液及其抛光供液设备。

背景技术：

随着超大规模集成电路(ulsi)的集成度提高，晶片直径增大，特征尺寸减小，功耗增大，互连线层数增多，光刻机的焦深将变得越来越短，硅晶片或薄膜层上极其微小的高度差异都会使ic的布线图案发生变形、扭曲、错位，结果导致绝缘层的绝缘能力达不到要求或金属连线错乱而出现废品。改进的唯一办法就是提高硅晶片刻蚀层的全局平面度和微观表面质量。

化学机械抛光(cmp)是利用由微小磨粒和化学溶液混合而成的浆料与工件表面发生系列化学反应来改变工件表面的化学键，生成容易去除的低剪切强度产物，再通过高分子抛光垫的机械作用，从工件表面去除极薄的一层材料，从而获得高精度低粗糙度无损伤光滑表面。就目前水平看，使用化学机械抛光技术是保证基片整片平坦化的最佳方法，它不仅在ulsi芯片多层布线中是不可替代的层间平坦化方法，也是硅片加工最终获得纳米级超光滑无损伤表面的最有效方法。化学机械抛光技术所采用的设备及消耗品包括:cmp设备、抛光液、抛光垫、后清洗设备、抛光终点检测设备等。其中抛光液和抛光布是消耗品，其余为抛光及辅助设备。抛光液是cmp的关键要素之一，抛光浆料的性能直接影响抛光后表面的质量。抛光浆料一般由研磨剂(纳米si02、a12o3、ceo2磨粒等)、ph调节剂、稳定剂、表面活性剂、氧化剂等组成。浆料的化学作用在cmp中起主要作用，浆料的化学组成，磨粒的种类、粒度、形状及固含量，粘度、ph值、流速、流动途径对去除速率和抛光片的表面平整度都有重要的影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种氮化硅cmp抛光液及其抛光供液设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种氮化硅cmp抛光液，由以下重量份的原料制备而成：纳米磨料40～60份、氧化剂2～6份、表面活性剂1～6份、保湿剂2～4份、酸性ph调制剂2～4份、增速剂4～8份、去离子水30～50份、抛光液分散助剂2～6份。

作为本发明进一步的方案：所述酸性ph调制剂为自硝酸、硫酸、盐酸、硝酸铵或丙酸中的一种或几种。

作为本发明进一步的方案：所述纳米磨料为粒径范围为90～150nm的水溶硅溶胶。

作为本发明再进一步的方案：所述的保湿剂为聚乙烯醇或羟乙基纤维素。

作为本发明再进一步的方案：所述增速剂为乙二胺四乙酸。

作为本发明再进一步的方案：所述氧化剂为3％的过氧化氢溶液。

一种氮化硅cmp抛光液供液设备，包括空心立柱、悬臂、供液管和供液机构，所述空心立柱的顶部安装有悬臂，悬臂上安装有若干个用于喷出抛光液的喷头，每个所述喷头均与抛光液出液管连接，抛光液出液管处于空心立柱和悬臂内，所述供液管的端部通过螺纹接头安装在空心立柱上，且供液管与抛光液出液管连接，所述供液机构包括筒体、活塞和活塞杆，所述筒体的顶部与供液管连接，筒体内安装有活塞，活塞由活塞杆带动可相对于筒体运动，供液管对应供液管与筒体连接处的两侧位置处分别安装有单向阀一和单向阀二。

作为本发明再进一步的方案：所述筒体的外部通过安装架安装有电动执行机构，电动执行机构为电动推杆。

作为本发明再进一步的方案：所述悬臂的正下方位置处设有底座，底座上放置有集液桶，底座内安装有磁力电机，磁力电机与处于集液桶内的磁子通过磁力耦合。

作为本发明再进一步的方案：所述集液桶的顶部还安装有集液盖，集液盖为漏斗状结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中的抛光液，使用成膜性、锁水能力较强的聚乙烯醇或羟乙基纤维素作为保湿剂，增加了抛光液的保水能力，在使用过程中成功的减少了水分的挥发，抑制了抛光液因水分蒸发而干燥结晶，并且以纳米级别的水溶硅溶胶来进行抛光加工，可实现低应力、低损伤、超光滑加工。同时，其供液设备操作方便、结构简单，不仅能实现高效的供液，还能对抛光废液进行有效地回收。

附图说明

图1为一种氮化硅cmp抛光液供液设备的结构示意图。

图2为一种氮化硅cmp抛光液供液设备中供液机构的结构示意图。

图中：1-空心立柱、2-悬臂、3-供液管、4-螺纹接头、5-供液机构、6-底座、7-磁力电机、8-集液桶、9-磁子、10-集液盖、11-喷头、12-抛光液出液管、501-筒体、502-活塞、503-电动执行机构、504-安装架、505-活塞杆、506-单向阀一、507-单向阀二。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实施例公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

实施例1

一种氮化硅cmp抛光液，由以下重量份的原料制备而成：纳米磨料40～60份、氧化剂2～6份、表面活性剂1～6份、保湿剂2～4份、酸性ph调制剂2～4份、增速剂4～8份、去离子水30～50份、抛光液分散助剂2～6份。

在本实施例中，所述纳米磨料为粒径范围为90～150nm的水溶硅溶胶，使用纳米级别的水溶硅溶胶来进行抛光加工，可实现低应力、低损伤、超光滑加工。所述酸性ph调制剂为自硝酸、硫酸、盐酸、硝酸铵或丙酸中的一种或几种。所述的保湿剂为聚乙烯醇或羟乙基纤维素，使用成膜性、锁水能力较强的聚乙烯醇或羟乙基纤维素作为保湿剂，增加了抛光液的保水能力，在使用过程中成功的减少了水分的挥发，抑制了抛光液因水分蒸发而干燥结晶，所述增速剂为乙二胺四乙酸，其获得了较高的二氧化硅去除速率，从而降低抛光液中磨料的使用量，从而降低成本。所述抛光液分散助剂在cn103127874b中已经公开，可以有效提高抛光液保存周期和降低被抛光物表面刮伤比率及表面粗糙度，同时保持长期有效的抛光效果，在此也不多做说明。

实施例2

请参阅图1～2，本发明实施例中，一种氮化硅cmp抛光液供液设备，包括空心立柱1、悬臂2、供液管3和供液机构5，所述空心立柱1的顶部安装有悬臂2，悬臂2上安装有若干个用于喷出抛光液的喷头11，每个所述喷头11均与抛光液出液管12连接，抛光液出液管12处于空心立柱1和悬臂2内，所述供液管3的端部通过螺纹接头4安装在空心立柱1上，且供液管3与抛光液出液管12连接，所述供液机构5包括筒体501、活塞502和活塞杆505，所述筒体501的顶部与供液管3连接，筒体501内安装有活塞502，活塞502由活塞杆505带动可相对于筒体501运动，供液管3对应供液管3与筒体501连接处的两侧位置处分别安装有单向阀一506和单向阀二507，在实际应用时，供液管3的一端与储液桶连接，活塞杆505升降运动时，能将储液桶内的抛光液首先吸入到筒体501内，然后再压出，由于单向阀一506和单向阀二507的设计，能保证抛光液输入到抛光液出液管12内，并从喷头11喷出。

实际应用时，为了操作方便，所述筒体501的外部通过安装架504安装有电动执行机构503，由电动执行机构503带动活塞杆505的运动，操作较为方便，智能化程度高。

实施例3

为了对使用后的抛光液进行回收，所述悬臂2的正下方位置处设有底座6，底座6上放置有集液桶8，底座6内安装有磁力电机7，磁力电机7与处于集液桶8内的磁子9通过磁力耦合，在实际应用时，能防止抛光液内的成分结晶，及时对抛光液进行回收，便于后续的处理工作，并且，利用磁力搅拌，无需要复杂的机械机构。

所述集液桶8的顶部还安装有集液盖10，便于对抛光液进行收集，减少抛光液溅落的情况发生，集液盖10为漏斗状结构。

结合实施例2～3，易知本技术方案的工作原理：在实际应用时，供液管3的一端与储液桶连接，电动执行机构503带动活塞杆505升降运动时，能将储液桶内的抛光液首先吸入到筒体501内，然后再压出，由于单向阀一506和单向阀二507的设计，能保证抛光液输入到抛光液出液管12内，并从喷头11喷出，进行cmp加工，抛光液使用完成后，通过集液盖10进入到集液桶8内，并通过磁力电机7带动磁子9转动，来实现对抛光废液的搅拌，防止抛光液内的成分结晶，收集满后，对抛光废液进行集中处理即可。

本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。