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碳化硅衬底CMP工艺面临的挑战与解决方案

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2025-01-23 17:18【

  SiC CMP抛光液是一种用于对碳化硅衬底进行化学机械抛光的关键材料,通过抛光液化学腐蚀和抛光垫机械磨损的协同作用,实现碳化硅衬底表面材料的去除及平坦化,从而提高晶圆衬底的表面质量,达到超光滑、无缺陷损伤的状态,满足外延应用等对衬底表面质量的严苛要求。目前碳化硅衬底CMP工艺面临的挑战与解决方案:

①碳化硅硬度高:碳化硅硬度仅次于金刚石,这使得其抛光难度较大。需要研发更高效的磨料和优化抛光液配方,以提高对碳化硅的去除速率。例如,采用高硬度、高活性的磨料,并优化磨料的粒径分布和形状,同时调整化学试剂的种类和浓度,增强化学腐蚀作用。

②表面损伤控制:在抛光过程中,容易因机械应力和化学反应产生表面损伤,如微裂纹、晶格畸变等。通过精确控制抛光工艺参数,如压力、转速、抛光时间等,以及选择合适的抛光垫(CMP PAD)材料和抛光液(CMP Slurry),来减少表面损伤。例如,采用柔软且具有良好弹性的无纺布抛光垫/阻尼布抛光垫,Suba抛光垫等,降低机械应力,同时添加一些具有缓冲和修复作用的添加剂。

③抛光均匀性:保证整个衬底表面的抛光均匀性是一个难题。优化抛光设备的结构和运动方式,以及改进碳化硅抛光液的涂覆方式和分布均匀性。例如,采用多点供液系统,使抛光液能更均匀地覆盖在抛光垫上,同时通过调整抛光垫的材质和表面结构,改善其与衬底的接触均匀性。

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