一种抛光液及碳化硅的加工方法与流程

本公开涉及机械研磨抛光加工，具体地，涉及一种抛光液及碳化硅的加工方法。

背景技术：

1、作为新一代功率半导体材料，碳化硅(sic)材料具有良好的热传导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率和高键合能等优异性能，因此由sic材料制作的电子器件，可在高温、高辐射等极端环境下运作，可以充分实现电子器件的小型化、高效、节能的目标，在未来低碳环保型社会构建过程中，拥有巨大的应用和市场前景。

2、由于sic材料的高硬度以及化学物理特性非常稳定等特点，在sic材料的超精密加工中，所采用的机械抛光(dmp)方法，很难快速有效的改善表面划痕和洁净度。同时在碳化硅整体加工过程中，因其本身具备不同晶向的硬度的差异，加工质量得不到保证。

技术实现思路

1、本公开的目的是提供一种抛光液及碳化硅的加工方法，该抛光液制备方法简单，原料安全；用本公开中的加工方法对碳化硅进行加工，得到的碳化硅表面较光滑，提高了碳化硅加工的质量及加工速率。

2、为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种抛光液，以总重量为基准，所述抛光液包含0.1wt％～2wt％的研磨料，0.03wt％～5wt％的分散剂，0.04wt％～7wt％的抛光助剂，0.001wt％～3wt％的ph调节剂和85wt％～95wt％的水；所述抛光助剂包括六偏磷酸钠、聚丙二醇、丙三醇、乙二醇、三乙醇胺、氢氧化钠、羟乙基纤维素和羟甲基纤维素中的一种或几种；所述ph调节剂包括三乙醇胺和氢氧化钠中的一种或几种。

3、可选地，所述研磨料包括单晶金刚石微粉、氧化铬和碳化硼中的一种或几种；所述研磨料的粒度为0.25μm～5μm；所述分散剂包括六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠盐、聚乙烯醇和聚乙二醇中的一种或几种。

4、可选地，所述分散剂与抛光助剂的质量比为(0.01～2)：1；所述分散剂与ph调节剂的质量比为(10～100)：1；所述抛光液的ph为7～9。

5、本公开第二方面提供一种本公开第一方面所述的抛光液的制备方法，该方法包括以下步骤：

6、(1)对研磨料进行颗粒筛选，将筛选后的研磨料和分散剂溶于水中超声，得到抛光颗粒液；

7、(2)将抛光助剂溶于水中并加热进行搅拌，得到抛光助液；

8、(3)混合抛光颗粒液和抛光助液，加入ph调节剂调节ph至7～9。

9、可选地，所述分散剂在抛光颗粒液中的质量百分比为0.03wt％～5wt％。

10、可选地，所述抛光助剂在抛光助液中的质量百分比为10wt～30wt％；优选的，所述抛光助剂包括六偏磷酸钠、乙二醇和羟乙基纤维素的组合；所述六偏磷酸钠在抛光助液中的质量百分比为0.03wt％～5wt％，所述乙二醇在抛光助液中的质量百分比为0.001wt％～2wt％，所述羟乙基纤维素在抛光助液中的质量百分比为0.1wt％～5wt％；所述六偏磷酸钠、乙二醇和羟乙基纤维素的质量比为(0.04～0.3)：(0.03～0.3)：1。

11、可选地，所述颗粒筛选包括采用分层振动筛进行第一颗粒筛选和第二颗粒筛选；所述第一颗粒筛选的粒径为1μm～4μm；所述第二颗粒筛选的粒径为1μm～2μm，；所述超声的频率为40hz～60hz，时间为15min～30min；所述搅拌的温度为25℃～35℃。

12、本公开第三方面提供一种采用本公开第一方面所述的抛光液对碳化硅进行加工的方法，该方法包括：将抛光垫粘贴到抛光盘上进行施压和加工，加入所述抛光液对碳化硅进行加工；所述抛光液以循环方式供液，转速为35rpm～50rpm，压强为10000pa～30000pa。

13、可选地，所述制备抛光垫的材料包括人工合成纤维、聚氨酯和聚氨酯纤维材质中的一种或几种，所述材料的分子量为1000～5000；所述抛光垫的厚度为0.8mm～2mm；

14、所述抛光垫的表面设有研磨槽区域，所述研磨槽区域包括1500～3000个研磨槽，所述研磨槽的横截面为矩形，所述矩形的长为0.8mm～1.3mm，宽为0.8mm～1.3mm，所述研磨槽的深度为0.8mm～1.3mm；所述研磨槽底部为u型结构。

15、可选地，所述施压采用上盘或陶瓷盘进行；所述施压的时间为0.5h～2h，所述加工包括通水修复和修边。

16、通过上述技术方案，本公开提供的一种抛光液及碳化硅的加工方法，以总重量为基准，抛光液包含0.1wt％～2wt％的研磨料，0.03wt％～5wt％的分散剂，0.04wt％～7wt％的抛光助剂，0.001wt％～3wt％的ph调节剂和85wt％～95wt％的水；抛光助剂包括六偏磷酸钠、聚丙二醇、丙三醇、乙二醇、三乙醇胺、氢氧化钠、羟乙基纤维素和羟甲基纤维素中的一种或几种；ph调节剂包括三乙醇胺和氢氧化钠中的一种或几种。将抛光液与带有研磨槽的抛光垫相结合对碳化硅进行研磨，研磨槽可以避免抛光垫上堆积过多的碳化硅粉末进而在碳化硅晶片表面产生划痕，提高了碳化硅晶圆表面机械研磨的质量，同时提高了提高加工效率。

17、本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种抛光液，其特征在于，以总重量为基准，所述抛光液包含0.1wt％～2wt％的研磨料，0.03wt％～5wt％的分散剂，0.04wt％～7wt％的抛光助剂，0.001wt％～3wt％的ph调节剂和85wt％～95wt％的水；

2.根据权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述研磨料包括单晶金刚石微粉、氧化铬和碳化硼中的一种或几种；所述研磨料的粒度为0.25μm～5μm；

3.根据权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述分散剂与抛光助剂的质量比为(0.01～2)：1；所述分散剂与ph调节剂的质量比为(10～100)：1；

4.制备权利要求1～3中任意一项所述的抛光液的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂在抛光颗粒液中的质量百分比为0.03wt％～5wt％。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述抛光助剂在抛光助液中的质量百分比为10wt％～30wt％；

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述颗粒筛选包括采用分层振动筛进行第一颗粒筛选和第二颗粒筛选；所述第一颗粒筛选的粒径为1μm～4μm；所述第二颗粒筛选的粒径为1μm～2μm；所述超声的频率为40hz～60hz，时间为15min～30min；所述搅拌的温度为25℃～35℃。

8.用权利要求1～3中的任意一项所述抛光液对碳化硅进行加工的方法，该方法包括：将抛光垫粘贴到抛光盘上进行施压和加工，加入所述抛光液对碳化硅进行加工；所述抛光液以循环方式供液，转速为35rpm～50rpm，压强为10000pa～30000pa。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述制备抛光垫的材料包括人工合成纤维、聚氨酯和聚氨酯纤维材质中的一种或几种，所述材料的分子量为1000～5000；所述抛光垫的厚度为0.8mm～2mm；

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述施压采用上盘或陶瓷盘进行；所述施压的时间为0.5h～2h，所述加工包括通水修复和修边。

技术总结
本公开提供的一种抛光液及碳化硅的加工方法，以总重量为基准，所述抛光液包含0.1wt％～2wt％的研磨料，0.03wt％～5wt％的分散剂，0.04wt％～7wt％的抛光助剂，0.001wt％～3wt％的pH调节剂和85wt％～95wt％的水；所述抛光助剂包括六偏磷酸钠、聚丙二醇、丙三醇、乙二醇、三乙醇胺、氢氧化钠、羟乙基纤维素和羟甲基纤维素中的一种或几种；所述pH调节剂包括三乙醇胺和氢氧化钠中的一种或几种。本公开提供的抛光液制备方法简单，原料安全，通过将抛光液与抛光垫相结合对碳化硅进行研磨，提高了碳化硅晶圆表面机械研磨的质量，同时提高了提高加工效率。

技术研发人员：郝唯佑,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：2024/3/4