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碳化硅的化學(xué)機(jī)械拋光
點(diǎn)擊量:399 日期:2023-08-07 編輯:硅時(shí)代
碳化硅單晶生長之后是晶碇,而且具有表面缺陷,是沒法直接用于外延的,這就需要加工。其中,滾圓把晶碇做成標(biāo)準(zhǔn)的圓柱體,線切割會(huì)把晶碇切割成晶片,各種表征保證加工的方向,而拋光則是提高晶片的質(zhì)量。晶片的表面會(huì)有損傷,損傷源于本來晶體生長的缺陷、前面加工步驟中的破壞。
SiC表面的損傷層可以通過四種方法去除:
1.機(jī)械拋光,簡單但會(huì)殘留劃痕,適用于初拋;
2.化學(xué)機(jī)械拋光(Chemical Mechanical Polishing,CMP),引入化學(xué)腐蝕去除劃痕,適用于精拋;
3.氫氣刻蝕,設(shè)備復(fù)雜,常用于HTCVD過程;
4.等離子輔助拋光,設(shè)備復(fù)雜,不常用。
單純的機(jī)械拋光會(huì)產(chǎn)生劃痕,單純的化學(xué)拋光產(chǎn)生非均勻腐蝕,綜合為化學(xué)機(jī)械拋光則物美價(jià)廉。CMP的工作原理:旋轉(zhuǎn)的晶片/晶圓以一定的壓力壓在旋轉(zhuǎn)的拋光墊上做相對運(yùn)動(dòng),借助拋光液中納米磨料的機(jī)械研磨作用與各類化學(xué)試劑的化學(xué)作用的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)平坦化要求。
這一過程中應(yīng)用到的材料主要包括拋光液和拋光墊。拋光墊使用后會(huì)產(chǎn)生變形,表面變得光滑,孔隙減少和被堵塞,使拋光速率下降,必須進(jìn)行修整來恢復(fù)其粗糙度,改善傳輸拋光液的能力,一般采用鉆石修整器修整。
知道需要化學(xué)+機(jī)械來拋光后,典型的化學(xué)機(jī)械拋光過程如下:
第一步,機(jī)械拋光。用0.5um直徑的金剛石拋光液,拋光表面粗糙度至0.7nm。
第二步,化學(xué)機(jī)械拋光。
1.拋光機(jī):AP-810型單面拋光機(jī);
2.拋光壓力200g/c㎡;
3.大盤轉(zhuǎn)速50r/min;
4.陶瓷盤轉(zhuǎn)速38r/min;
5.拋光液組成:以SiO2(30wt%、pH=10.15)為基礎(chǔ),加入0-70wt%的雙氧水(30wt%、純優(yōu)級),最后用KOH(5wt%)、HNO3(1wt%)調(diào)節(jié)pH=8.5;
6.拋光液流量3L/min,循環(huán)使用。