改善碳化硅衬底平整度局部异常的方法技术

一种改善碳化硅衬底平整度局部异常的方法，涉及碳化硅技术领域，尤其涉及平整度出现局部异常的碳化硅衬底，其能够避免多次返工带来的加工成本损耗，同时提高成品合格率，改善碳化硅衬底质量，为外延材料的质量

【技术实现步骤摘要】
改善碳化硅衬底平整度局部异常的方法


[0001]本专利技术涉及碳化硅
，尤其涉及一种改善碳化硅衬底平整度局部异常的方法
。

技术介绍

[0002]目前，碳化硅材料作为第三代半导体材料之一，被广泛应用于微波通讯
、
新能源汽车等领域
。
碳化硅衬底的平整度是衡量衬底质量的一个重要指标
。
平整度差的衬底可能影响制造工艺中真空吸盘的吸附力，在旋转过程中飞片，从而造成衬底损伤；此外，在外延生长过程中衬底平整度不合格，可能会加剧外延生长过程中的厚度及电学参数的面内不均匀性，并恶化衬底面内应力分布情况，并且这种情况对于厚膜外延生长尤其显著
。
[0003]现有技术中，如图1所示，为了防止平整度局部变化较大的衬底进入下游，对其采取的处理方式是衬底降级或者再次加工使其合格
。
如果二次加工后再次出现不合格的情况，还需要再次降级或加工
。
再次加工的工艺主要采用产线工艺进行加工，由于晶片表面平整化结构不均匀，容易导致再次加工的衬底平整度再次不合格；而且，反复的加工过程会使衬底的厚度越来越薄，当衬底厚度不能满足客户要求时，最终会降级成为不合格品
。
因此，现有技术中，衬底的反复加工会影响衬底的质量，同时也会耽误时间，增加加工成本
。
[0004]换言之，使用常规方法可能出现的问题：衬底在加工过程中，由于衬底厚度不同，衬底参与抛光过程中状态不同，最终导致衬底平整度局部变化大而不合格；在进行抛光的过程中，施加的设备压力作用于衬底，但是由于衬底厚度差异较大，衬底承受的压力作用也会不同，厚的衬底能参与抛光，但是薄的衬底不能完全参与抛光，致使局部高点没有完全去除，或者使衬底不能被抛光均匀，导致再进行返工；而多次返工导致的结果：（1）衬底厚度不达标，最终衬底不合格；（2）由于衬底厚度偏差较大，当设定压力过大，衬底不能承受设定压力，容易碎片，而导致更大的损失
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种改善碳化硅衬底平整度局部异常的方法，其能够避免多次返工带来的加工成本损耗，同时提高成品合格率，改善碳化硅衬底质量，为外延材料的质量
、
器件制备提供可靠性
。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种改善碳化硅衬底平整度局部异常的方法，包括以下步骤：测试衬底的厚度，并按照衬底厚度数值对衬底进行筛选加工分批，同批次加工的衬底厚度差在
±
2.5
μ
m
；参照衬底的平整度分布图和数据进行区域定位分类；贴片方向确定：根据衬底平整度异常点的位置确定衬底在陶瓷盘的贴片方向；工艺确定：将衬底的贴片方式与加工的压力
、
温度
、
时间进行综合匹配，选择合适的工艺进行化学机械抛光，最终实现整片平整度均匀；并且，化学机械抛光分为两步，粗抛
和精抛
。
[0007]其中，所述参照衬底的平整度分布图和数据进行区域定位分类具体包括：按照时钟表盘时钟划分法进行区域定位，1点
‑2点
、2
点
‑3点
、3
点
‑4点
、4
点
‑5点
、5
点
‑6点
、6
点
‑7点
、7
点
‑8点
、8
点
‑9点
、9
点
‑
10
点
、10
点
‑
11
点
、11
点
‑
12
点
、1
点
、2
点
、3
点
、4
点
、5
点
、6
点
、7
点
、8
点
、9
点
、10
点
、11
点
、12
点
。
[0008]具体地，所述贴片方向确定时，衬底固定在陶瓷盘时，使高点朝向陶瓷盘中心位置
。
[0009]进一步地，所述粗抛使用的抛光垫为无纺布抛光垫，且所述粗抛工艺确定：
y1=0.05x1+0.26 x2+0.01 x 3
‑
12.05
；其中，
y1代表粗抛去除量，
x1代表粗抛压力，
x2代表粗抛温度，
x 3
代表粗抛加工时间，且
x1的范围为
150
‑
180KG
，
x2的范围为
25
‑
30℃
，
x 3
的范围为
120min
‑
150min。
[0010]进一步地，所述精抛使用的抛光垫为阻尼布抛光垫，且所述精抛工艺确定：
y2=0.00084z1‑
0.078 z2+0.0048 z 3
+0.86
；其中，
y2代表精抛去除量，
z1代表精抛压力，
z2代表精抛温度，
z 3
代表精抛加工时间，且
z1的范围为
150
‑
200KG
，
z2的范围为
25
‑
30℃
，
z 3
的范围为
240min
‑
350min。
[0011]更进一步地，
4inch 半绝缘衬底厚度控制范围为：
490
μ
m≤h
‑
(y1+y2)≤515
μ
m
；
6inch 半绝缘衬底厚度控制范围为：
490
μ
m≤h
‑
(y1+y2)≤520
μ
m
；
6inch 导电型衬底厚度控制范围为：
330
μ
m≤h
‑
(y1+y2)≤375
μ
m
，
h
为第一步中测试的衬底厚度
。
[0012]相对于现有技术，本专利技术所述的改善碳化硅衬底平整度局部异常的方法具有以下优势：本专利技术提供的改善碳化硅衬底平整度局部异常的方法中，由于先对平整度异常的衬底进行厚度测试并分选，再根据平整度
LTV
和
TTV
的分布进行分析并作出区域定位，然后根据平整度异常位置确定衬底在陶瓷盘上的贴片方向，最后根据
LTV
和
TTV
的测试值选择匹配去除量的粗抛和精抛工艺进行抛光，最终实现整片平整度均匀性；因此本专利技术提供的改善碳化硅衬底平整度局部异常的方法，能够有效地解决平整度
LT本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种改善碳化硅衬底平整度局部异常的方法，其特征在于，包括以下步骤：测试衬底的厚度，并按照衬底厚度数值对衬底进行筛选加工分批，同批次加工的衬底厚度差在
±
2.5
μ
m
；参照衬底的平整度分布图和数据进行区域定位分类；贴片方向确定：根据衬底平整度异常点的位置确定衬底在陶瓷盘的贴片方向；工艺确定：将衬底的贴片方式与加工的压力
、
温度
、
时间进行综合匹配，选择合适的工艺进行化学机械抛光，最终实现整片平整度均匀；并且，化学机械抛光分为两步，粗抛和精抛
。2.
根据权利要求1所述的改善碳化硅衬底平整度局部异常的方法，其特征在于，所述参照衬底的平整度分布图和数据进行区域定位分类具体包括：按照时钟表盘时钟划分法进行区域定位，1点
‑2点
、2
点
‑3点
、3
点
‑4点
、4
点
‑5点
、5
点
‑6点
、6
点
‑7点
、7
点
‑8点
、8
点
‑9点
、9
点
‑
10
点
、10
点
‑
11
点
、11
点
‑
12
点
、1
点
、2
点
、3
点
、4
点
、5
点
、6
点
、7
点
、8
点
、9
点
、10
点
、11
点
、12
点
。3.
根据权利要求1所述的改善碳化硅衬底平整度局部异常的方法，其特征在于，所述贴片方向确定时，衬底固定在陶瓷盘时，使高点朝向陶瓷盘中心位置
。4.
根据权利要求1‑3中任一项所述的改善碳化硅衬底平整度局部异常的方法，其特征在于，所述粗抛使用的抛光垫为无纺布...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤欢，郑向光，刘少华，崔景光，
申请(专利权)人：河北同光半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：