一种碳化硅晶片双面加工方法以及相应的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及碳化硅晶片加工技术领域，公开了一种碳化硅晶片双面加工方法以及相应的装置，通过将两片碳化硅晶片的两个相同极性面进行贴合，对暴露在外侧的另外两个相同极性面按照相同切削速率同时进行加工，加工完成后再次将两片碳化硅晶片的两个加工完成的相同极性面进行贴合，对另外两个相同极性面按照相同切削速率同时进行加工，最终得到加工完成的两片碳化硅晶片；有效的解决了作为SIC衬底的碳化硅晶片进行双面研磨或者双面抛光时由于硅面与碳面特性不同产生的移除速率差异问题，避免为了保证单面的最低移除量造成另一面的过度厚度去除，不仅大大缩短了加工时间，同时也因为缩短加工时间有效的降低了生产物料成本。为缩短加工时间有效的降低了生产物料成本。为缩短加工时间有效的降低了生产物料成本。

【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅晶片双面加工方法以及相应的装置


[0001]本专利技术涉及碳化硅晶片加工
，具体为一种碳化硅晶片双面加工方法以及相应的装置。

技术介绍

[0002]碳化硅作为第三代功率半导体材料，因其优越的物理性能，例如高禁带宽度、高电导率、高热导率、高电子饱和漂移速度等，被广泛应用于制作功率器件和射频器件的基础材料。SIC在半导体芯片的主要应用形式为衬底，碳化硅衬底加工与外延的质量对于器件的制作有着至关重要的影响。外延工艺对其衬底的碳化硅晶片质量与几何参数有着很高的要求，SIC加工一般是经过多线切割，减薄，研磨，抛光等工艺流程，以满足外延所需的表面粗糙度、晶片翘曲度，平整度TTV等指标。研磨与抛光主流工艺以单面研削为主，先加工一个SI面即0001，然后再翻面加工C面即000
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1，过程较为繁琐且需要严格的研磨/抛光盘型来控制TTV，厚度均匀性难以提高。因此目前有较多的企业开始引入双面研削的加工设备。双面加工可以实现SI面和C面的同时研削，具有加工效率高，成本低，工艺流程简单，因双面研削设备上下盘面与碳化硅晶片的相互作用，还可以获得较高的碳化硅晶片平整度，较好的厚度均匀性。
[0003]但是，在双面加工过程中，由于碳化硅晶片的SI面与C面的原子排列结构不同，导致物理特性，如材料硬度，抗化学腐蚀的能力不同，导致两面同时进行研磨或抛光时产生不等的切削速率，因此往往为了满足较低速率一面的移除厚度会使得另外一面厚度过度移除，不仅降低了加工效率，还带来更高的加工成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有对碳化硅晶片的两个极性面加工效率低的问题，提供了一种碳化硅晶片双面加工方法以及相应的装置。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供一种碳化硅晶片双面加工方法，包括以下步骤：
[0006]提供两片相同尺寸的碳化硅晶片，将两片碳化硅晶片的两个相同极性面进行贴合，对贴合后暴露在外侧的另外两个相同极性面按照相同切削速率同时进行加工，加工完成后进行解除贴合处理，得到解除贴合后的两片碳化硅晶片；
[0007]再次将所述两片碳化硅晶片的两个加工完成的相同极性面进行贴合，对贴合后暴露在外侧的另外两个没有加工的相同极性面按照相同切削速率同时进行加工，加工完成后进行解除贴合处理，得到加工完成的两片碳化硅晶片。
[0008]作为一种可实施方式，所述加工具体为磨削或抛光；每片碳化硅晶片都包括两个极性面，其中，两个极性面分别为碳面和硅面。
[0009]作为一种可实施方式，将两片碳化硅晶片的两个相同极性面进行贴合的步骤具体包括：
[0010]将两片碳化硅晶片的两个相同极性面旋涂粘接剂并进行烘烤，然后进行粘合，对
粘合后的两片碳化硅晶片进行加热并加压，加压后两片碳化硅晶片贴合，得到将两片碳化硅晶片贴合后形成的第一碳化硅晶片结合体，将所述第一碳化硅晶片结合体进行加压并冷却完成对两片碳化硅晶片之间的粘接剂的粘接固化。
[0011]作为一种可实施方式，将两片碳化硅晶片的两个相同极性面旋涂粘接剂并进行烘烤，然后进行粘合，对粘合后的两片碳化硅晶片进行加热并加压，加压后两片碳化硅晶片贴合，得到将两片碳化硅晶片贴合后形成的第一碳化硅晶片结合体，将所述第一碳化硅晶片结合体进行加压并冷却完成对两片碳化硅晶片之间的粘接剂的粘接固化的步骤具体包括：
[0012]提供定位工装，将第一片碳化硅晶片的一个极性面作为旋涂面旋涂粘接剂后进行烘烤，再按照主定位边的位置对齐固定在所述定位工装中，将第二片碳化硅晶片上与所述第一片碳化硅晶片的旋涂面相同的极性面作为旋涂面旋涂粘接剂后进行烘烤，再同样以主定位边的位置对齐并与所述第一片碳化硅晶片的旋涂面面对面粘合固定在同一个所述定位工装中；对固定在所述定位工装中的两片碳化硅晶片进行加压；其中，在进行粘合和加压的过程中还包括按照设定温度对碳化硅晶片上的粘接剂进行加热，提高所述粘接剂的粘接性能；
[0013]加压后两片碳化硅晶片贴合，得到将两片碳化硅晶片贴合后形成的第一碳化硅晶片结合体，将所述第一碳化硅晶片结合体从所述定位工装中取出并进行冷却完成对两片碳化硅晶片之间的粘接剂的粘接固化。
[0014]作为一种可实施方式，进行解除贴合处理，得到解除贴合后的两片碳化硅晶片的步骤具体包括：
[0015]通过加热破坏贴合的两片碳化硅晶片之间的粘接剂的粘接力，将两片碳化硅晶片分离，通过清洗剂清洗去除分离后的碳化硅晶片上残留的粘接剂，再经过水洗和甩干后，得到解除贴合后的两片碳化硅晶片。
[0016]作为一种可实施方式，对贴合后暴露在外侧的另外两个相同极性面按照相同切削速率同时进行加工的步骤具体包括：
[0017]通过研磨垫搭配研磨液或者抛光垫搭配抛光液对贴合后暴露在外侧的另外两个相同极性面按照相同切削速率同时进行加工。
[0018]作为一种可实施方式，再次将所述两片碳化硅晶片的两个加工完成的相同极性面进行贴合的步骤具体包括：
[0019]再次将两片碳化硅晶片的两个加工完成的相同极性面旋涂粘接剂并进行烘烤，然后进行粘合，对粘合后的两片碳化硅晶片进行加压，加压后两片碳化硅晶片贴合，得到将两片碳化硅晶片贴合后形成的第二碳化硅晶片结合体，将所述第二碳化硅晶片结合体进行冷却完成对两片碳化硅晶片之间的粘接剂的粘接固化。
[0020]作为一种可实施方式，将两片碳化硅晶片的两个加工完成的相同极性面通过粘接剂进行粘合，对粘合后的两片碳化硅晶片进行加压，加压后两片碳化硅晶片贴合，得到将两片碳化硅晶片贴合后形成的第二碳化硅晶片结合体，将所述第二碳化硅晶片结合体进行冷却完成对两片碳化硅晶片之间的粘接剂的粘接固化的步骤具体包括：
[0021]提供定位工装，将第一片碳化硅晶片的加工完成的极性面作为旋涂面旋涂粘接剂后按照主定位边的位置对齐固定在所述定位工装中，将第二片碳化硅晶片的加工完成的极性面作为旋涂面旋涂粘接剂后，同样以主定位边的位置对齐并与所述第一片碳化硅晶片的
旋涂面面对面粘合固定在同一个所述定位工装中；对固定在所述定位工装中的两片碳化硅晶片进行加压；其中，在进行粘合和加压的过程中还包括按照设定温度对碳化硅晶片上的粘接剂进行加热，提高所述粘接剂的粘接性能；
[0022]加压后两片碳化硅晶片贴合，得到将两片碳化硅晶片贴合后形成的第二碳化硅晶片结合体，将所述第二碳化硅晶片结合体从所述定位工装中取出并进行冷却完成对两片碳化硅晶片之间的粘接剂的粘接固化。
[0023]作为一种可实施方式，所述粘接剂为固体蜡或者液体蜡。
[0024]相应的，本专利技术还提供一种制作碳化硅晶片结合体的装置，包括；气缸、气囊、加热台、支撑架、定位工装；
[0025]所述支撑架用于固定所述气缸和所述气囊，所述气缸用于上升气囊或者下降气囊，所述气囊通过压缩空气进行充气从而施加压力，所述定位工装放置在所述加热台上，所述气囊面向所述定位工装；
[0026]将第一片碳化硅晶片的一个极性面作为旋涂面旋涂粘接剂后按照主定位边的位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅晶片双面加工方法，其特征在于，包括以下步骤：提供两片相同尺寸的碳化硅晶片，将两片碳化硅晶片的两个具有相同极性的第一极性面进行贴合，对贴合后暴露在外侧的另外两个具有相同极性的第二极性面按照相同切削速率同时进行加工，加工完成后进行解除贴合处理，得到解除贴合后的两片碳化硅晶片，其中，每片碳化硅晶片都包括第一极性面和第二极性面；再次将所述两片碳化硅晶片的两个加工完成的第二极性面进行贴合，对贴合后暴露在外侧的另外两个没有加工的第一极性面按照相同切削速率同时进行加工，加工完成后进行解除贴合处理，得到极性面都加工完成的两片碳化硅晶片。2.根据权利要求1所述的碳化硅晶片双面加工方法，其特征在于，所述加工具体为磨削或抛光；所述第一极性面为碳面或硅面，所述第二极性面为对应的硅面或碳面。3.根据权利要求1所述的碳化硅晶片双面加工方法，其特征在于，将两片碳化硅晶片的两个具有相同极性的第一极性面进行贴合的步骤具体包括：将两片碳化硅晶片的两个具有相同极性的第一极性面旋涂粘接剂并进行烘烤，然后进行粘合，对粘合后的两片碳化硅晶片进行加热并加压，加压后两片碳化硅晶片贴合，得到将两片碳化硅晶片贴合后形成的第一碳化硅晶片结合体，将所述第一碳化硅晶片结合体进行加压并冷却完成对两片碳化硅晶片之间的粘接剂的粘接固化。4.根据权利要求3所述的碳化硅晶片双面加工方法，其特征在于，将两片碳化硅晶片的两个具有相同极性的第一极性面通过旋涂粘接剂并进行烘烤，然后进行粘合，对粘合后的两片碳化硅晶片进行加热并加压，加压后两片碳化硅晶片贴合，得到将两片碳化硅晶片贴合后形成的第一碳化硅晶片结合体，将所述第一碳化硅晶片结合体进行加压并冷却完成对两片碳化硅晶片之间的粘接剂的粘接固化的步骤具体包括：提供定位工装，将第一片碳化硅晶片的第一极性面作为旋涂面旋涂粘接剂后进行烘烤，再按照主定位边的位置对齐固定在所述定位工装中，将第二片碳化硅晶片上与所述第一片碳化硅晶片的旋涂面具有相同极性的第一极性面作为旋涂面旋涂粘接剂后进行烘烤，再同样以主定位边的位置对齐并与所述第一片碳化硅晶片的旋涂面面对面粘合固定在同一个所述定位工装中；对固定在所述定位工装中的两片碳化硅晶片进行加热并加压；加压后两片碳化硅晶片贴合，得到将两片碳化硅晶片贴合后形成的第一碳化硅晶片结合体，将所述第一碳化硅晶片结合体从所述定位工装中取出并进行冷却完成对两片碳化硅晶片之间的粘接剂的粘接固化。5.根据权利要求3所述的碳化硅晶片双面加工方法，其特征在于，进行解除贴合处理，得到解除贴合后的两片碳化硅晶片的步骤具体包括：通过加热破坏贴合的两片碳化硅晶片之间的粘接剂的粘接力，将两片碳化硅晶片分离，通过清洗剂清洗去除分离后的碳化硅晶片上残留的粘接剂，再经过水洗和甩干后，得到解除贴合后的两片碳化硅晶片。6.根据权利要求1所述的碳化硅晶片双面加工方法，其特征在于，对贴合后暴露在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张行富，孔凡鑫，王明华，
申请(专利权)人：杭州乾晶半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：