引言

碳化硅（SiC）作為新一代半導(dǎo)體材料，因其優(yōu)秀的物理和化學(xué)性能，在功率電子、高頻通信、高溫環(huán)境等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。然而，在SiC外延片的制備過程中，常常會(huì)遇到外延層不合格的情況，這時(shí)就需要將外延層去除，然后利用剩余的襯底進(jìn)行再生處理，以降低生產(chǎn)成本并提高材料利用率。本文將詳細(xì)介紹一種碳化硅外延片去除外延再生襯底的方法，該方法結(jié)合了高效的去除技術(shù)和精細(xì)的再生處理步驟，旨在實(shí)現(xiàn)不合格外延片的再利用。

方法概述

碳化硅外延片去除外延再生襯底的方法主要包括以下步驟：測(cè)量與評(píng)估、外延層去除、襯底再生處理以及化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）。每個(gè)步驟都經(jīng)過精心設(shè)計(jì)和優(yōu)化，以確保良好的去除效果和再生質(zhì)量。

測(cè)量與評(píng)估

測(cè)量外延片參數(shù)：使用表面厚度測(cè)量?jī)x測(cè)量外延層上多個(gè)點(diǎn)的厚度，得到厚度值hi（i=1,2,...n），n為大于等于1的正整數(shù)。同時(shí)，使用表面平整度測(cè)量?jī)x測(cè)量外延片的總厚度H以及其平整度z大值TTV.MAX，平整度z大值是指襯底的生長(zhǎng)外延層的側(cè)面上的高位置與低位置之間的高度差。

評(píng)估外延層質(zhì)量：根據(jù)測(cè)量的厚度和平整度數(shù)據(jù)，評(píng)估外延層的質(zhì)量。對(duì)于不合格的外延層，需要進(jìn)行去除處理。

外延層去除

減薄處理：根據(jù)外延平均厚度，使用雙軸減薄機(jī)對(duì)外延層進(jìn)行減薄處理。雙軸減薄機(jī)采用金剛石和樹脂等加工而成的砂輪，在高速旋轉(zhuǎn)下對(duì)外延片的表面進(jìn)行快速切削，以實(shí)現(xiàn)高效的去除效果。減薄處理包括d一減薄處理和第二減薄處理，可以根據(jù)需要選擇使用粗砂輪或細(xì)砂輪。

沖刷清洗：減薄處理后，使用雙面刷洗機(jī)對(duì)外延片的兩面進(jìn)行沖刷清洗，以去除殘留的切削屑和雜質(zhì)。沖刷清洗過程中，使用尼龍毛刷和二流體（如純水和氮?dú)猓┻M(jìn)行反復(fù)沖刷，確保外延片表面的清潔度。

襯底再生處理

計(jì)算襯底厚度：根據(jù)外延片的總厚度和減薄厚度，計(jì)算襯底的厚度。襯底的厚度等于外延片的總厚度減去減薄厚度。

檢查襯底質(zhì)量：對(duì)再生后的襯底進(jìn)行質(zhì)量檢查，確保無裂紋、無雜質(zhì)等缺陷。對(duì)于質(zhì)量不合格的襯底，需要進(jìn)行進(jìn)一步的處理或更換。

化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）

拋光處理：將經(jīng)過沖刷清洗并符合質(zhì)量要求的多個(gè)外延片貼于化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備的陶瓷盤上，然后對(duì)這些外延片同時(shí)進(jìn)行至少一次化學(xué)機(jī)械拋光處理。CMP技術(shù)是外延片拋光中的z后一道工藝，通過拋光液和拋光墊的相互作用，將外延片表面的損傷層去除，從而降低表面粗糙度。

質(zhì)量檢查：拋光處理后，對(duì)外延片進(jìn)行質(zhì)量檢查，確保表面平整度、粗糙度和潔凈度等指標(biāo)滿足要求。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)

高效去除：該方法采用雙軸減薄機(jī)進(jìn)行外延層的去除，具有高效、精確的去除效果，能夠顯著提高去除效率和質(zhì)量。

精細(xì)再生：通過精細(xì)的再生處理步驟，包括沖刷清洗、計(jì)算襯底厚度和CMP拋光等，能夠?qū)崿F(xiàn)不合格外延片的再生利用，降低生產(chǎn)成本。

提高材料利用率：該方法將不合格的外延層去除后，利用剩余的襯底進(jìn)行再生處理，顯著提高了材料的利用率，有助于推動(dòng)碳化硅半導(dǎo)體材料的商業(yè)化發(fā)展。

應(yīng)用前景

碳化硅外延片去除外延再生襯底的方法在SiC半導(dǎo)體材料制備領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著SiC半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)高質(zhì)量、高性能的SiC外延片的需求日益增長(zhǎng)。通過采用該方法，可以顯著降低SiC外延片的制備成本，提高材料利用率，為制造高性能、高可靠性的SiC器件提供有力支持。此外，該方法還適用于其他半導(dǎo)體材料的外延片制備過程，具有廣泛的適用性和推廣價(jià)值。

結(jié)論

綜上所述，碳化硅外延片去除外延再生襯底的方法是一種高效、精確的去除和再生處理技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)不合格外延片的再利用，降低生產(chǎn)成本并提高材料利用率。該方法在SiC半導(dǎo)體材料制備領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值，有助于推動(dòng)SiC半導(dǎo)體技術(shù)的商業(yè)化發(fā)展。未來，隨著SiC半導(dǎo)體技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，該方法將發(fā)揮更加重要的作用。

高通量晶圓測(cè)厚系統(tǒng)

高通量晶圓測(cè)厚系統(tǒng)以光學(xué)相干層析成像原理，可解決晶圓/晶片厚度TTV（Total Thickness Variation，總厚度偏差）、BOW（彎曲度）、WARP（翹曲度），TIR（Total Indicated Reading 總指示讀數(shù)，STIR（Site Total Indicated Reading 局部總指示讀數(shù)），LTV（Local Thickness Variation 局部厚度偏差）等這類技術(shù)指標(biāo)。

高通量晶圓測(cè)厚系統(tǒng)，全新采用的第三代可調(diào)諧掃頻激光技術(shù)，相比傳統(tǒng)上下雙探頭對(duì)射掃描方式；可一次性測(cè)量所有平面度及厚度參數(shù)。

1，靈活適用更復(fù)雜的材料，從輕摻到重?fù)絇型硅(P++)，碳化硅，藍(lán)寶石，玻璃，鈮酸鋰等晶圓材料。

重?fù)叫凸瑁◤?qiáng)吸收晶圓的前后表面探測(cè)）

粗糙的晶圓表面，（點(diǎn)掃描的第三代掃頻激光，相比靠光譜探測(cè)方案，不易受到光譜中相鄰單位的串?dāng)_噪聲影響，因而對(duì)測(cè)量粗糙表面晶圓）

低反射的碳化硅(SiC)和鈮酸鋰(LiNbO3)；（通過對(duì)偏振效應(yīng)的補(bǔ)償，加強(qiáng)對(duì)低反射晶圓表面測(cè)量的信噪比）

絕緣體上硅（SOI)和MEMS，可同時(shí)測(cè)量多層結(jié)構(gòu)，厚度可從μm級(jí)到數(shù)百μm級(jí)不等。

可用于測(cè)量各類薄膜厚度，厚度z薄可低至4μm，精度可達(dá)1nm。

2，可調(diào)諧掃頻激光的“溫漂”處理能力，體現(xiàn)在復(fù)雜工作環(huán)境中抗干擾能力強(qiáng)，充分提高重復(fù)性測(cè)量能力。

3，采用第三代高速掃頻可調(diào)諧激光器，一改過去傳統(tǒng)SLD寬頻低相干光源的干涉模式，解決了由于相干長(zhǎng)度短，而重度依賴“主動(dòng)式減震平臺(tái)”的情況。優(yōu)秀的抗干擾，實(shí)現(xiàn)小型化設(shè)計(jì)，同時(shí)也可兼容匹配EFEM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線自動(dòng)化集成測(cè)量。

4，靈活的運(yùn)動(dòng)控制方式，可兼容2英寸到12英寸方片和圓片測(cè)量。