【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及碳化硅，尤其涉及一種碳化硅襯底的自動化加工方法。
技術介紹
1、隨著半導體技術的快速發展，碳化硅(sic)作為第三代半導體材料，因其卓越的物理和化學特性，如高熱導率、高電子飽和漂移速度、高臨界擊穿電場和良好的化學穩定性，已成為制造高溫、高頻、大功率電子器件的理想材料。這些器件廣泛應用于新能源汽車、5g通信、光伏發電、航空航天等領域，對襯底材料的質量和性能提出了更高的要求。
2、然而，傳統的碳化硅襯底加工技術存在諸多局限性。例如，傳統的切割技術往往導致碳化硅襯底的表面和亞表面產生裂紋和損傷，增加了襯底的破片率和制造成本。此外，傳統的研磨和拋光工藝效率低、加工時間長，且難以保證整批襯底的平面度和均勻性，限制了碳化硅器件的性能和可靠性。碳化硅襯底自動化加工具有流程短、生產效率高等優勢，成為碳化硅襯底加工追求的主流方式。但是，實現襯底的自動一體化加工對加工方法要求嚴格，工藝過程控制難度大。因此，亟需一種新型的碳化硅襯底的加工方法，以提高碳化硅襯底的加工效率，保證加工襯底的質量和性能，同時，降低襯底的破片率和制造成本。
技術實現思路
1、針對現有技術中碳化硅襯底的加工方法存在的工藝效率低、加工時間長，以及破片率高、且難以保證整批襯底的平面度和均勻性等問題，本專利技術提供一種碳化硅襯底的自動化加工方法。
2、為解決上述技術問題，本專利技術提供的技術方案是：
3、一種碳化硅襯底的自動化加工方法，包括以下步驟：
4、s1，將碳化硅晶錠的
5、s2，對所述精磨碳化硅晶錠的硅面進行激光輻照，將晶圓從精磨碳化硅晶錠上剝離，得碳化硅晶圓；激光剝離次數2≤k≤5；
6、若碳化硅襯底的目標厚度為500μm，則碳化硅晶圓的厚度d1控制為520μm≤d1≤555μm，d1＝3.04l-1.001p1-0.999p2-0.995p3-1.05p4-0.532p5；
7、若碳化硅襯底的目標厚度為350μm，則碳化硅晶圓的厚度d2控制為370μm≤d2≤405μm，d2＝2.34l-1.001p1-0.999p2-0.995p3-1.05p4-0.532p5；l為切割深度，pk為第k次激光剝離的切割功率，且0.5≤pk+1-pk≤1.5；
8、s3，將所述碳化硅晶圓的硅面依次進行粗磨減薄和精磨減薄，得減薄片；其中，粗磨減薄的去除量為15μm～35μm，精磨減薄的去除量為5μm～10μm；
9、若碳化硅襯底的目標厚度為500μm，則粗磨減薄后的厚度h1控制為505μm≤h1≤520μm，精磨減薄后的厚度h2控制為500μm≤h2≤510μm；
10、若碳化硅襯底的目標厚度為350μm，則粗磨減薄后的厚度h3控制為355μm≤h3≤370μm，精磨減薄后的厚度h4控制為350μm≤h4≤360μm；
11、s4，對所述減薄片進行雙面拋光，總去除量為3μm～6μm，得拋光片；
12、若碳化硅襯底的目標厚度為500μm，則拋光片的厚度m1控制為497μm≤m1≤504μm；
13、若碳化硅襯底的目標厚度為350μm，則拋光片的厚度m2控制為347μm≤m2≤354μm；
14、s5，將所述拋光片進行化學清洗，得碳化硅襯底。
15、需要說明的是，本專利技術中整個碳化硅襯底的加工過程采用卡塞進行傳輸。卡塞傳輸具有效率高、襯底加工質量好，以及可有效降低材料損耗等優點，適用于自動化生產過程。但是，卡塞傳輸對于加工工藝的精度要求較高，對襯底的厚度偏差以及前后工序的匹配度要求較高。
16、相對于現有技術，本專利技術提供的碳化硅襯底的自動化加工方法，通過控制各工序的去除量，精準控制各工序碳化硅的厚度，提高了前后工序的匹配度，降低了厚度偏差，提高了襯底的平整度和均勻性，實現了襯底加工的自動化精準控制；且通過建立激光剝離工序工藝參數與厚度的關系式，根據目標厚度選擇合適的激光輻照參數，有效降低了襯底表面的裂紋和亞表面損傷，顯著降低了破片率，提高了加工過程的穩定性和重復性。
17、本專利技術提高的碳化硅襯底的加工方法，通過技術創新，解決了傳統工藝加工碳化硅存在的效率低、損傷大等問題，有效降低了人工成本和制造成本，便于實現大規模產業化生產，為碳化硅襯底的高質量加工提供了一種新型高效的方法，具有重要的工業應用價值和市場前景。
18、進一步地，s1中，采用晶圓減薄機對碳化硅晶錠進行超精密研磨，砂輪的目數為8000目～30000目，主軸轉速為3100rpm～3300rpm，工作臺的轉速為200rpm～280rpm，起始階段的進給速度為0.2μm/s～0.5μm/s，加工階段的進給速度為0.1μm/s～0.4μm/s，減速階段的進給速度為0.05μm/s～0.2μm/s，工時間為300s～400s。
19、進一步地，s2中，所述激光輻照的波長為800nm～1000nm，切割功率為14w～25w，切割深度為190μm～200μm，切割速度為400mm/s～700mm/s，激光剝離時間為15min/片～35min/片。
20、需要說明的是，各次剝離的切割功率根據s2中關系式進行選擇，各次剝離的功率均在14w～25w范圍內，且滿足0.5≤pk+1-pk≤1.5，也即，滿足切割功率依次梯度遞增的要求。
21、優選的激光輻照參數，可降低加工應力，降低破片率，且有利于得到較為平整的剝離面，降低剝離面的粗糙度，從而減少后續研磨的材料損耗，在提高碳化硅剝離效率的同時，也降低了生產成本。
22、進一步地，s3中，所述粗磨減薄的主軸轉速為2500rpm～3500rpm，所述精磨減薄的主軸轉速為2200rpm～3200rpm，工作臺的轉速為150rpm～350rpm，粗磨減薄和精磨減薄的總時間為600s～900s，其中，所述粗磨減薄的時間為350s～500s，所述精磨減薄的時間為250s～400s。
23、進一步地，s3中，所述粗磨減薄的砂輪的目數為1500～2500目，起始階段的進給速度為0.3μm/s～0.6μm/s，加工階段的進給速度為0.2μm/s～0.4μm/s，減速階段的進給速度為0.1μm/s～0.3μm/s；所述精磨減薄的砂輪的目數為20000～30000目，起始階段的進給速度為0.2μm/s～0.5μm/s，加工階段的進給速度為0.1μm/s～0.4μm/s，減速階段的進給速度為0.05μm/s～0.2μm/s。
24、通過控制上述優選的減薄參數，可以減少碳化硅襯底表面的損傷，提高晶片加工的整體質量，同時還可提高晶片的平整度，降低后續拋光材料的損耗。
25、進一步地，s4中，所述雙面拋光的砂輪轉速為100rpm～200rpm，拋光總時長為1000s～1800s。
26、進一步地，s5中，采用卡塞傳輸所述拋光片進行化學清洗。
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1.一種碳化硅襯底的自動化加工方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的碳化硅襯底的自動化加工方法，其特征在于，S1中，采用晶圓減薄機對碳化硅晶錠進行超精密研磨，砂輪的目數為8000目～30000目，主軸轉速為3100rpm～3300rpm，工作臺的轉速為200rpm～280rpm，起始階段的進給速度為0.2μm/s～0.5μm/s，加工階段的進給速度為0.1μm/s～0.4μm/s，減速階段的進給速度為0.05μm/s～0.2μm/s，加工時間為300s～400s。
3.如權利要求1所述的碳化硅襯底的自動化加工方法，其特征在于，S2中，所述激光輻照的波長為800nm～1000nm，切割功率為14W～25W，切割深度為190μm～200μm，切割速度為400mm/s～700mm/s，激光剝離時間為15min/片～35min/片。
4.如權利要求1所述的碳化硅襯底的自動化加工方法，其特征在于，S3中，所述粗磨減薄的主軸轉速為2500rpm～3500rpm，所述精磨減薄的主軸轉速為2200rpm～3200rpm，工作臺的轉速為150r
5.如權利要求1所述的碳化硅襯底的自動化加工方法，其特征在于，S4中，所述雙面拋光的砂輪轉速為100rpm～200rpm，拋光總時長為1000s～1800s。
6.如權利要求1所述的碳化硅襯底的自動化加工方法，其特征在于，S5中，采用卡塞傳輸所述拋光片進行化學清洗。
7.如權利要求1或6所述的碳化硅襯底的自動化加工方法，其特征在于，S5中，所述化學清洗的具體包括如下步驟：
8.如權利要求7所述的碳化硅襯底的自動化加工方法，其特征在于，步驟a中，所述浸泡清洗的溫度為110℃～120℃，浸泡清洗的時間為900s～1100s。
9.如權利要求7所述的碳化硅襯底的自動化加工方法，其特征在于，步驟b中，所述浸泡清洗的溫度為60℃～70℃，浸泡清洗的時間為700s～800s；和/或
10.如權利要求7所述的碳化硅襯底的自動化加工方法，其特征在于，步驟d中，所述浸泡清洗的溫度為30℃～40℃，浸泡清洗的時間為700s～800s。
...【技術特征摘要】
1.一種碳化硅襯底的自動化加工方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的碳化硅襯底的自動化加工方法，其特征在于，s1中，采用晶圓減薄機對碳化硅晶錠進行超精密研磨，砂輪的目數為8000目～30000目，主軸轉速為3100rpm～3300rpm，工作臺的轉速為200rpm～280rpm，起始階段的進給速度為0.2μm/s～0.5μm/s，加工階段的進給速度為0.1μm/s～0.4μm/s，減速階段的進給速度為0.05μm/s～0.2μm/s，加工時間為300s～400s。
3.如權利要求1所述的碳化硅襯底的自動化加工方法，其特征在于，s2中，所述激光輻照的波長為800nm～1000nm，切割功率為14w～25w，切割深度為190μm～200μm，切割速度為400mm/s～700mm/s，激光剝離時間為15min/片～35min/片。
4.如權利要求1所述的碳化硅襯底的自動化加工方法，其特征在于，s3中，所述粗磨減薄的主軸轉速為2500rpm～3500rpm，所述精磨減薄的主軸轉速為2200rpm～3200rpm，工作臺的轉速為150rpm...
【專利技術屬性】
技術研發人員：崔景光，鄭向光，湯歡，崔盼興，
申請(專利權)人：河北同光半導體股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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