【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体制造，具体涉及一种碳化硅晶圆衬底磨抛洗一体设备。
技术介绍
1、碳化硅是第三代半导体的代表材料，因其具有高热导率、高临界击穿电场、高饱和电子漂移速率、高键合能和宽禁带等特点；其在功率器件领域有极大优势和广阔的应用前景。但是，碳化硅具有高硬度特性，其莫氏硬度可达9.5；且碳化硅具有高脆性的特性。碳化硅的上述特性使得碳化硅晶圆衬底在化学机械抛光中的抛光效率低，且很容易在碳化硅晶圆衬底表面形成划伤；因此碳化硅晶圆衬底的磨抛加工非常困难。传统碳化硅晶圆衬底的磨抛加工是将研磨和抛光等工序独立分开进行，且每道工序以多片碳化硅晶圆衬底同时作业的方式进行；在工序之间穿插多次的分选和清洗工作，耗时时间长，工作效率低，且多片碳化硅晶圆衬底在同时作业时互相影响，很容易导致整批次碳化硅晶圆衬底出现相同的质量问题。
技术实现思路
1、因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服磨抛加工碳化硅晶圆衬底的多个工序独立分开进行，且每道工序以多片碳化硅晶圆衬底同时作业的方式进行；在工序之间穿插多次分选和清洗工作，耗时时间长，工作效率低，且多片碳化硅晶圆衬底在同时作业时互相影响，很容易导致整批次碳化硅晶圆衬底出现相同质量问题的缺陷。
2、为了解决上述问题，本专利技术提供一种碳化硅晶圆衬底磨抛洗一体设备，包括：
3、主轴，适于旋转；
4、至少三个支臂，内端固定连接于主轴的外周，在每个支臂的外端设有吸附抛光头；所述吸附抛光头适于吸附碳化硅晶圆衬底，并随着主轴旋转，而变换
5、多个研磨盘，围绕所述主轴设置，且在每个研磨盘上设有抛光垫；所述抛光垫位于吸附抛光头的下方；多个抛光垫适于依次对吸附抛光头上吸附的碳化硅晶圆衬底进行抛光；
6、清洗单元，适于接收抛光完毕的碳化硅晶圆衬底，并清洗抛光完毕的碳化硅晶圆衬底。
7、可选地，在每个研磨盘周围设有冲洗管路；所述冲洗管路适于用水清洗碳化硅晶圆衬底和抛光垫。
8、可选地，在每个研磨盘周围设有至少一路抛光液供应管路；所述抛光液供应管路适于为研磨盘提供抛光液。
9、可选地，在每个研磨盘周围设有两路或三路抛光液供应管路；所述两路或三路抛光液供应管路适于切换，为研磨盘提供抛光液。
10、可选地，所述支臂的数量为四个，相应的，所述吸附抛光头的数量为四个；所述研磨盘的数量为三个，分别为：第一研磨盘、第二研磨盘和第三研磨盘；依次在第一研磨盘、第二研磨盘和第三研磨盘处对碳化硅晶圆衬底进行抛光；
11、在第一研磨盘处进行抛光采用的工艺指标为：去除速率的范围为50－70um/h，碳化硅晶圆衬底整体厚度变化量＜5um，碳化硅晶圆衬底的整体翘曲程度＜50um，ra＜3nm，碳化硅晶圆衬底的亚损伤层厚度范围为0～3um；
12、在第二研磨盘处进行抛光采用的工艺指标为：去除速率的范围为10－30um/h，碳化硅晶圆衬底整体厚度变化量＜5um，碳化硅晶圆衬底的整体翘曲程度＜50um，ra＜2nm，碳化硅晶圆衬底的亚损伤层厚度范围为0～2um；
13、在第三研磨盘处进行抛光采用的工艺指标为：c面去除速率的范围为5－20um/h，si面去除速率的范围为2－10um/h，碳化硅晶圆衬底整体厚度变化量＜5um，碳化硅晶圆衬底的整体翘曲程度＜50um，ra＜0.1nm。
14、可选地，在第一研磨盘处进行抛光采用的工艺指标为：去除速率为60um/h，碳化硅晶圆衬底整体厚度变化量＜3um，碳化硅晶圆衬底的整体翘曲程度＜30um，碳化硅晶圆衬底的亚损伤层厚度范围为0～2um；
15、在第二研磨盘处进行抛光采用的工艺指标为：去除速率为15um/h，碳化硅晶圆衬底整体厚度变化量＜3um，碳化硅晶圆衬底的整体翘曲程度＜30um，碳化硅晶圆衬底的亚损伤层厚度范围为0～1um；
16、在第三研磨盘处进行抛光采用的工艺指标为：c面去除速率为10um/h，si面去除速率为4um/h，碳化硅晶圆衬底整体厚度变化量＜2um，碳化硅晶圆衬底的整体翘曲程度＜25um。
17、可选地，在所述清洗单元采用化学清洗剂清洗所述碳化硅晶圆衬底，实现干进干出。
18、可选地，还包括：
19、甩干单元，适于对清洗后的碳化硅晶圆衬底进行干燥。
20、可选地，在靠近每个抛光垫处设有抛光垫修整器，所述抛光垫修整器适于修整抛光垫。
21、可选地，还包括：
22、装卸台，适于放置将由吸附抛光头吸附的初始未抛光的碳化硅晶圆衬底，以及转走最终抛光完毕的碳化硅晶圆衬底；
23、交换台，适于转移最终抛光完毕的碳化硅晶圆衬底，以供机械手拿取最终抛光完毕的碳化硅晶圆衬底至清洗单元。
24、本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
25、1.本专利技术提供的碳化硅晶圆衬底磨抛洗一体设备，包括：主轴，适于旋转；至少三个支臂，内端固定连接于主轴的外周，在每个支臂的外端设有吸附抛光头；所述吸附抛光头适于吸附碳化硅晶圆衬底，并随着主轴旋转，而变换碳化硅晶圆衬底的位置；多个研磨盘，围绕所述主轴设置，且在每个研磨盘上设有抛光垫；所述抛光垫位于吸附抛光头的下方；多个抛光垫适于依次对吸附抛光头上吸附的碳化硅晶圆衬底进行抛光；清洗单元，适于接收抛光完毕的碳化硅晶圆衬底，并清洗抛光完毕的碳化硅晶圆衬底；本申请采用上述技术方案，通过吸附抛光头的吸附和旋转实现碳化硅晶圆衬底在不同作业单元间的转移；采用整合式的高效率碳化硅晶圆衬底磨抛清洗工艺，即将碳化硅晶圆衬底减薄、抛光和清洗在同一台设备进行，碳化硅晶圆衬底在研磨抛光完成后直接进行清洗，简洁碳化硅晶圆衬底的加工；省去碳化硅晶圆衬底的分选、清洗和频繁上下切换机台等的操作和时间，去除减薄和退火等工序，最大程度地为碳化硅晶圆衬底的加工节省时间和耗材，提高产出量，提升碳化硅晶圆衬底的加工效率，其对碳化硅晶圆衬底的作业方式为单片磨抛，一次仅作业一片碳化硅晶圆衬底的作业方式，避免多片碳化硅晶圆衬底间相互影响可能产生的同批次问题，吸附抛光头分区控压吸附，可提高碳化硅晶圆衬底的面内均匀性和降低碳化硅晶圆衬底表面的粗糙度水平，提升整体碳化硅晶圆衬底质量。
26、2.本专利技术在每个研磨盘周围设有冲洗管路；所述冲洗管路适于用水清洗碳化硅晶圆衬底和抛光垫；本申请采用上述技术方案，确保碳化硅晶圆衬底和抛光垫的表面清洁，确保碳化硅晶圆衬底的抛光质量。
27、3.本专利技术在每个研磨盘周围设有两路或三路抛光液供应管路；所述两路或三路抛光液供应管路适于切换，为研磨盘提供抛光液；本申请采用上述技术方案，保证抛光液供应的可靠性。
28、4.本专利技术所述支臂的数量为四个，相应的，所述吸附抛光头的数量为四个；所述研磨盘的数量为三个，分别为：第一研磨盘、第二研磨盘和第三研磨盘；依次在第一研磨盘、第二研磨盘和第三研磨盘处对碳化硅晶圆衬底进行抛光；在第一研磨盘处进行抛光采用的工艺指标为：去除速率的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种碳化硅晶圆衬底磨抛洗一体设备，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的碳化硅晶圆衬底磨抛洗一体设备，其特征在于，在每个研磨盘周围设有冲洗管路；所述冲洗管路适于用水清洗碳化硅晶圆衬底和抛光垫。
3.根据权利要求1所述的碳化硅晶圆衬底磨抛洗一体设备，其特征在于，在每个研磨盘周围设有至少一路抛光液供应管路；所述抛光液供应管路适于为研磨盘提供抛光液。
4.根据权利要求3所述的碳化硅晶圆衬底磨抛洗一体设备，其特征在于，在每个研磨盘周围设有两路或三路抛光液供应管路；所述两路或三路抛光液供应管路适于切换，为研磨盘提供抛光液。
5.根据权利要求1－4中任一项所述的碳化硅晶圆衬底磨抛洗一体设备，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的碳化硅晶圆衬底磨抛洗一体设备，其特征在于，
7.根据权利要求1－4中任一项所述的碳化硅晶圆衬底磨抛洗一体设备，其特征在于，在所述清洗单元(2)采用化学清洗剂清洗所述碳化硅晶圆衬底，实现干进干出。
8.根据权利要求1－4中任一项所述的碳化硅晶圆衬底磨抛洗一体设备，其特征在于，还
9.根据权利要求1－4中任一项所述的碳化硅晶圆衬底磨抛洗一体设备，其特征在于，在靠近每个抛光垫处设有抛光垫修整器，所述抛光垫修整器适于修整抛光垫。
10.根据权利要求1－4中任一项所述的碳化硅晶圆衬底磨抛洗一体设备，其特征在于，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种碳化硅晶圆衬底磨抛洗一体设备，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的碳化硅晶圆衬底磨抛洗一体设备，其特征在于，在每个研磨盘周围设有冲洗管路；所述冲洗管路适于用水清洗碳化硅晶圆衬底和抛光垫。
3.根据权利要求1所述的碳化硅晶圆衬底磨抛洗一体设备，其特征在于，在每个研磨盘周围设有至少一路抛光液供应管路；所述抛光液供应管路适于为研磨盘提供抛光液。
4.根据权利要求3所述的碳化硅晶圆衬底磨抛洗一体设备，其特征在于，在每个研磨盘周围设有两路或三路抛光液供应管路；所述两路或三路抛光液供应管路适于切换，为研磨盘提供抛光液。
5.根据权利要求1－4中任一项所述的碳化硅晶圆衬底磨抛...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔云承，何家鑫，何艳红，王磊，
申请(专利权)人：北京晶亦精微科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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