一种利用紫外线的碳化硅衬底的抛光方法与流程

本发明涉及抛光加工，具体涉及一种利用紫外线的碳化硅衬底的抛光方法。

背景技术：

1、碳化硅单晶作为第三代半导体材料，具有高热导率以及优良的电学特性，是制造igbt等大功率开关器件、超高亮度蓝光/白光led和激光二极管的理想衬底材料，成为光电行业的关键基础材料之一。

2、随着半导体技术的发展，对碳化硅衬底质量要求越来越高。通常，可以依据于抛光工艺来实现平坦度的改善。化学机械抛光是当前碳化硅单晶晶片批量抛光的主要方法，其一般采用硬质磨粒与强氧化性抛光液，通过磨粒的机械作用与抛光液的化学作用相协同实现材料的去除。

3、然而，由于碳化硅半导体材料硬度较高、化学性质稳定且难以氧化，在对其进行化学机械抛光时，普遍存在材料表面去除率较低、难以快速获得无缺陷的光滑平坦表面的问题。

4、cn 105773399a公开了一种抛光液、抛光机以及抛光方法，该方法将抛光液添加在待抛光的晶圆表面上之后，采用紫外灯照射所述抛光液，以完成所述化学机械抛光，该方案是通过高压氧气环境下的紫外线辐射，可以加速sic表面的氧化反应，从而可以更好的去除氧化层；但是该方案中较多的紫外线也会带去比较高的抛光温度，带去比较差的抛光质量。氧化还原反应也会带去先快后慢的去除速度，同样不能实现较为平稳地去除。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术存在的碳化硅抛光速度先快后慢、难以快速获得无缺陷的光滑平坦表面的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种利用紫外线的碳化硅衬底的抛光方法，其特征在于，该方法包括：将聚氨酯抛光垫与抛光盘贴合，并在紫外光照射下采用抛光液对碳化硅衬底依次进行第一抛光、第二抛光和第三抛光；

3、所述第一抛光、所述第二抛光与所述第三抛光的光照强度依次增强，且所述第一抛光的光照强度比所述第二抛光的光照强度低10-70mw/cm2，所述第二抛光的光照强度比所述第三抛光的光照强度低10-50mw/cm2；

4、以所述抛光液的总重量为基准，所述抛光液中含有10-50wt％的二氧化硅胶体、2.24％-7.62wt％的β-sic粉体、0.001-0.1wt％的表面活性剂、0.43-0.97wt％的分散剂、0.09-0.27wt％的氧化剂、0.38-1.52wt％的消泡剂、1.1-3.2wt％的紫外线吸收剂、0.9-4.8wt％的胺类化合物和0.8-1.7wt％的ph调节剂。

5、本发明的上述技术方案相对于现有技术至少具有以下优点：

6、本发明提供的一种利用紫外线的碳化硅衬底的抛光方法能够解决碳化硅抛光速度先快后慢的问题，在不过分降低抛光速度的同时，减少抛光去除速率的不平稳，从而快速获得无缺陷的光滑平坦表面。

技术特征：

1.一种利用紫外线的碳化硅衬底的抛光方法，其特征在于，该方法包括：将聚氨酯抛光垫与抛光盘贴合，并在紫外光照射下采用抛光液对碳化硅衬底依次进行第一抛光、第二抛光和第三抛光；

2.根据权利要求1所述的抛光方法，其特征在于，所述第一抛光的波长比所述第二抛光的波长长10-80nm；

3.根据权利要求1所述的抛光方法，其特征在于，所述第一抛光的条件包括：光照强度为790-830mw/cm2，波长为360-400nm，时间为1-3h；

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的抛光方法，其特征在于，所述聚氨酯抛光垫的平均厚度为1.2-1.3mm，硬度为85-90a，表面孔隙率为1.4-1.7％。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的抛光方法，其特征在于，在所述抛光液中，所述二氧化硅胶体的颗粒平均直径为30-100nm；

6.根据权利要求1-3中任意一项所述的抛光方法，其特征在于，所述抛光液的ph值为10.7-10.9。

7.根据权利要求1-3中任意一项所述的抛光方法，其特征在于，在所述抛光液中，所述表面活性剂选自脂肪醇、烷基酚、多元醇和脂肪胺中的至少一种；

8.根据权利要求1-3中任意一项所述的抛光方法，其特征在于，所述消泡剂选自聚硅氧烷消泡剂、有机硅乳液消泡剂和脂肪醇消泡剂中的至少一种；

9.根据权利要求1-3中任意一项所述的抛光方法，其特征在于，在所述抛光液中，所述ph调节剂选自硝酸、盐酸、氢氟酸、磷酸、氢氧化钠、氢氧化钾和氨水中的至少一种。

10.根据权利要求1-3中任意一项所述的抛光方法，其特征在于，所述第一抛光、所述第二抛光与所述第三抛光的条件各自独立地还包括：抛光压力为200-260n，抛光盘转速为23-39rpm，抛光盘温度为22-36℃，抛光头转速为37-52rpm，抛光液进给速度为2.2-3.6ml/min。

技术总结本发明涉及抛光加工技术领域，公开了一种利用紫外线的碳化硅衬底的抛光方法。该方法包括：将聚氨酯抛光垫与抛光盘贴合，并在紫外光照射下采用抛光液对碳化硅衬底依次进行第一抛光、第二抛光和第三抛光；所述第一抛光、所述第二抛光与所述第三抛光的光照强度依次增强；以所述抛光液的总重量为基准，所述抛光液中含有二氧化硅胶体、β‑SiC粉体、表面活性剂、分散剂、氧化剂、消泡剂、紫外线吸收剂、胺类化合物和pH调节剂。该抛光方法能够解决碳化硅抛光速度先快后慢的问题，在不过分降低抛光速度的同时，减少抛光去除速率的不平稳，从而快速获得无缺陷的光滑平坦表面。技术研发人员：许伟峰,翟虎,林宏达,孙金梅受保护的技术使用者：浙江兆晶新材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2