一种碳化硅承片台的成型工艺制造技术

本发明专利技术涉及半导体技术领域，尤其公开了一种碳化硅承片台的成型工艺，包括以下步骤；S1、碳化硅浆料的配置；S2、碳化硅湿坯的成型；S3、碳化硅干坯的形成；S4、碳化硅干坯的正面和背面预打磨；S5、碳化硅干坯粗钻孔，S6、碳化硅干坯正面和背面粗铣面；S7、碳化硅干坯粗钻孔；S8、碳化硅干坯烧结得到承片台毛坯；S9、对承片台毛坯双面平行度矫正并粗打磨；S10、承片台毛坯精加工，S11、正反两面精细研磨；S12、对承片台毛坯的中心圆台面进行再次研磨；S13、激光雕刻形成支撑凸点；S14、手工研磨形成承片台成品。该成型工艺能够降低碳化硅成片台的加工难度，缩短加工时间，提高加工效率。提高加工效率。提高加工效率。

【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅承片台的成型工艺


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种碳化硅承片台的成型工艺。

技术介绍

[0002]碳化硅承片台是光刻机工件台的最重要部件之一，用以承载硅片，专利号为202011461527 .6的专利中公开了一种周期性结构、承片台及其制造方法，该制作方法中，制作得到的碳化硅干坯经过预烧结、烧结得到承片台毛坯，而后对所述承片台毛坯进行精加工及表面处理，以得到承片台成品。然这种制作方法存在一个比较大的缺陷是：整个精加工都是在烧结后的承片台毛坯上进行，而烧结后的承片台毛坯硬度非常硬，承片台毛坯在常温条件下莫氏硬度高达9.3，因此，在精加工难度非常大，很难保证承片台的各平面的平面度和通孔、通道的精度，并且由于硬度非常大，加工的效率会非常低，每个承片台的加工时间非常长，并且加工的刀具也更容易损坏，加工的精度难以保证，同时，在承片台干坯烧结形成承片台毛坯的过程中会发生一定量的变形和尺寸收缩的情况，因此承片台毛坯一般都是保证足够的加工余量，避免在烧结后的尺寸出现负偏差，因此，将承片台毛坯加工到成品，需要加工的余量也跟多，加工的时间进一步变长。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种碳化硅承片台的成型工艺，该成型工艺能够降低碳化硅成片台的加工难度，缩短加工时间，提高加工效率。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种碳化硅承片台的成型工艺，包括以下步骤：S1、将碳化硅粉末分散于预混合液中混合得到碳化硅浆料；S2、将碳化硅粉末除泡后导入到承片台模具中挤压形成碳化硅湿坯；经过承片台模具成型后的碳化硅湿坯包括板部，该板部的正面包括一个中心圆台面和处于中心圆台面外侧的外周正面圆环面，该外周正面圆环面低于中心圆台面；所述板部的背面包括同心的中心圆形沉槽、第一外周背面圆环面和第二外周背面圆环面，所述中心圆形沉槽处于板部的中心，所述第一外周背面圆环面处于中心圆形沉槽外部，所述第二外周背面圆环面处于第一外周背面圆环面的外部且低于第一外周背面圆环面；所述板部上设置了三个成等边三角形布置且处于中心圆台面上的三个顶针通过孔，板部上还设置有处于外周正面圆环面上且贯穿所述板部的安装条孔，板部的背面位于安装条孔的内侧和外侧设置有内侧直线条形槽和外侧直线条形槽，所述内侧直线条形槽的槽底高于外侧直线条形槽，所述板部的背面的第一外周背面圆环面上设置有两个条状弧形槽；S3、对碳化硅湿坯干燥形成碳化硅干坯；S4、对碳化硅干坯的正面和背面进行预打磨，使碳化硅干坯的正面和背面的平行度满足要求；S5、将预打磨的碳化硅干坯夹装后进行粗钻孔，包括以下分步骤；
S51、将碳化硅干坯夹持固定在工作台上且背面朝上；S52、按照设计图纸要求，在碳化硅干坯的指定位置进行钻孔形成若干个定位孔、若干个安装孔和一个抽真空孔；S53、将碳化硅干坯的正面朝上并固定在工作台上；S54、按照设计图纸要求，在碳化硅干坯正面的指定位置钻孔形成三组成直线分布的吸气盲孔，每组吸气盲孔所处的直线指向碳化硅干坯的中心且相交；S6、对碳化硅干坯正面和背面进行粗铣面操作，包括以下分步骤：S61、将碳化硅干坯背面朝上放置在铣床工作台上并从侧面夹持碳化硅干坯；S62、依次对第一外周背面圆环面铣面、第二外周背面圆环面和中心圆形沉槽的侧壁及槽底面进行铣面操作，铣面的深度为0.5
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1mm/次，铣刀转速2500
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3000r/min，铣刀行走速度为800
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1500mm/min；铣面时铣刀从待铣平面的外侧进刀或者从定位孔、安装孔或抽真空孔内进刀，铣刀的直径小于各孔的直径，铣刀按照螺旋画圈的形式进刀；S63、对两个条状弧形槽、内侧直线条形槽、外侧直线条形槽和安装条孔进行铣面，其中铣面的深度为0.2
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0.3mm/次，铣刀转速500
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800r/min，铣刀行走速度为300
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500mm/min；铣面时铣刀从待铣平面的边缘进刀，铣刀按照螺旋画圈的形式进刀；当遇到拐角时铣刀行走速度降低为当前行走速度的50%；S64、将碳化硅干坯翻面，使其正面朝上放置在铣床工作台上，第一外周背面圆环面作为基准面与铣床工作台面面接触定位，从侧面夹持碳化硅干坯；S65、按照步骤S62的铣面参数依次对中心圆台面和外周正面圆环面进行铣面；S7、对碳化硅干坯进行粗钻孔，包括以下步骤：S71、将碳化硅干坯正面朝上放置在钻孔工作台上，以第一外周背面圆环面作为基准面，利用三个穿过所述顶针通过孔的固定杆和螺母压块将碳化硅干坯固定；而后调整工位台的位置，使碳化硅干坯的正面处于竖直平面并驱动碳化硅干坯旋转，使其中一组的吸气盲孔所在直线处于竖直线上；S72、利用直径为3mm、长度为70mm的短钻头沿吸气盲孔所在直线进行钻孔，短钻头转速为600
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900r/min，短钻头钻孔深度为50mm；S73、利用直径为3mm、长度为150mm的长钻头沿短钻头钻好的孔继续钻孔，长钻头转速为600
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900r/min，长钻头再次钻孔深度为50mm，从而形成深度为100mm的侧气流通孔，长钻头钻孔的过程中逐个将吸气盲孔与侧气流通孔连通形成吸气孔，在吸气孔形成的过程中利用气嘴从吸气孔吹气清灰及对钻头冷却；S74、再利用直径大于3mm的粗钻头对侧气流通孔再次钻孔，钻孔深度为8mm形成台阶孔；S75、旋转碳化硅干坯，依次使其他组的吸气盲孔所在直线处于竖直线上；S76、重复步骤S73和S74，完成所有侧气流通孔的加工；S8、将粗加工后的碳化硅干坯放入烧结炉中进行烧结得到承片台毛坯；S9、对承片台毛坯进行双面平行度矫正并粗打磨，粗打磨的承片台毛坯留有方便后续精加工的余量，使其承片台毛坯的正面和背面的各平面的平行度满足毛坯设计要求；S10、将承片台毛坯放入到数控机床中进行精加工，其中，先对各定位孔、安装孔、抽真空孔和顶针通过孔进行铣孔，再对安装条孔、内侧直线条形槽、外侧直线条形槽和条状
弧形槽进行铣槽，铣孔时的铣刀小于对应孔的孔径；铣刀插入到对应孔的孔内且铣刀的外周面与孔内壁内切接触开始铣孔；铣槽时利用铣刀与各槽的槽侧壁相切进行侧壁铣面，侧壁铣面完成后铣刀下降与各槽的槽底面接触进行槽底铣面，铣孔和铣槽完成后再利用铣刀对承片台毛坯的外周面进行外切铣面；S11、对承片台毛坯的正反两面的平面进行精细研磨，使平面精度和平行度满足图纸设计要求；S12、对承片台毛坯的中心圆台面进行再次研磨，使其精度达到10
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40nm，S13、将承片台毛坯固定在激光雕刻机上，通过激光对中心圆台面进行雕刻，使中心圆台面上形成若干个间隔设置的支撑凸点；S14、将经过步骤S13完成的承片台毛坯进行手工研磨，形成最终的承片台成品。
[0005]其中进一步优选的，所述步骤S6中，碳化硅干坯的闲置时间越长，铣刀的行走速度降低越多，铣面的深度越浅。
[0006]其中进一步优选的，所述步骤S8中，烧结温度2000
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2500℃，烧结时间24
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36h，烧结过程中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅承片台的成型工艺，其特征在于：包括以下步骤：S1、将碳化硅粉末分散于预混合液中混合得到碳化硅浆料；S2、将碳化硅粉末除泡后导入到承片台模具中挤压形成碳化硅湿坯；经过承片台模具成型后的碳化硅湿坯包括板部，该板部的正面包括一个中心圆台面和处于中心圆台面外侧的外周正面圆环面，该外周正面圆环面低于中心圆台面；所述板部的背面包括同心的中心圆形沉槽、第一外周背面圆环面和第二外周背面圆环面，所述中心圆形沉槽处于板部的中心，所述第一外周背面圆环面处于中心圆形沉槽外部，所述第二外周背面圆环面处于第一外周背面圆环面的外部且低于第一外周背面圆环面；所述板部上设置了三个成等边三角形布置且处于中心圆台面上的三个顶针通过孔，板部上还设置有处于外周正面圆环面上且贯穿所述板部的安装条孔，板部的背面位于安装条孔的内侧和外侧设置有内侧直线条形槽和外侧直线条形槽，所述内侧直线条形槽的槽底高于外侧直线条形槽，所述板部的背面的第一外周背面圆环面上设置有两个条状弧形槽；S3、对碳化硅湿坯干燥形成碳化硅干坯；S4、对碳化硅干坯的正面和背面进行预打磨，使碳化硅干坯的正面和背面的平行度满足要求；S5、将预打磨的碳化硅干坯夹装后进行粗钻孔，包括以下分步骤；S51、将碳化硅干坯夹持固定在工作台上且背面朝上；S52、按照设计图纸要求，在碳化硅干坯的指定位置进行钻孔形成若干个定位孔、若干个安装孔和一个抽真空孔；S53、将碳化硅干坯的正面朝上并固定在工作台上；S54、按照设计图纸要求，在碳化硅干坯正面的指定位置钻孔形成三组成直线分布的吸气盲孔，每组吸气盲孔所处的直线指向碳化硅干坯的中心且相交；S6、对碳化硅干坯正面和背面进行粗铣面操作，包括以下分步骤：S61、将碳化硅干坯背面朝上放置在铣床工作台上并从侧面夹持碳化硅干坯；S62、依次对第一外周背面圆环面铣面、第二外周背面圆环面和中心圆形沉槽的侧壁及槽底面进行铣面操作，铣面的深度为0.5
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1mm/次，铣刀转速2500
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3000r/min，铣刀行走速度为800
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1500mm/min；铣面时铣刀从待铣平面的外侧进刀或者从定位孔、安装孔或抽真空孔内进刀，铣刀的直径小于各孔的直径，铣刀按照螺旋画圈的形式进刀；S63、对两个条状弧形槽、内侧直线条形槽、外侧直线条形槽和安装条孔进行铣面，其中铣面的深度为0.2
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0.3mm/次，铣刀转速500
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800r/min，铣刀行走速度为300
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500mm/min；铣面时铣刀从待铣平面的边缘进刀，铣刀按照螺旋画圈的形式进刀；当遇到拐角时铣刀行走速度降低为当前行走速度的50%；S64、将碳化硅干坯翻面，使其正面朝上放置在铣床工作台上，第一外周背面圆环面作为基准面与铣床工作台面面接触定位，从侧面夹持碳化硅干坯；S65、按照步骤S62的铣面参数依次对中心圆台面和外周正面圆环面进行铣面；S7、对碳化硅干坯进行粗钻孔，包括以下步骤：S71、将碳化硅干坯正面朝上放置在钻孔工作台上，以第一外周背面圆环面作为基准面，利用三个穿过所述顶针通过孔的固定杆和螺母压块将碳化硅干坯固定；而后调整工位台的位置，使碳化硅干坯的正面处于竖直平面并驱动碳化硅干坯旋转，使其中一组的吸气
盲孔所在直线处于竖直线上；S72、利用直径为3mm、长度为70mm的短钻头沿吸气盲孔所在直线进行钻孔，短钻头转速为600
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900r/min，短钻头钻孔深度为50mm；S73、利用直径为3mm、长度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘毅，宋欢，
申请(专利权)人：江苏晋誉达半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：