边缘磨削系统，其中使用金刚石轮形 成梯形边缘轮廓。该方法遵循SEffl标准M55的指导原则。
[0076] 对于步骤115,如所指出的那样，使用研磨或磨削执行银伤移除。使用直径>40英 寸的研磨机在晶片双面上同时执行研磨。将晶片置于位于研磨台上的若干不诱钢载具中。 研磨台由铁制成，将含有金刚石粒子的浆液引到台面上，同时使载具在研磨板之间旋转。在 一项单独的尝试中，使用单晶片方法并用粘结金刚石磨轮按顺序磨削晶片的每一侧来执行 磨削而不是研磨。在从晶片移除材料后，在任一种情况下，均对晶片进行洗漆和冲洗。
[0077] 使用直径>40英寸的抛光机在晶片双面上同时执行步骤120 (抛光）。聚氨醋抛光 垫覆盖抛光台顶板和底板。将晶片置于位于抛光台上的若干不诱钢载具中。将含有金刚石 粒子的抛光浆液在抛光过程中引到台面上，同时使载具在抛光板之间旋转。在从晶片移除 材料后，对晶片进行洗漆和冲洗。
[0078] 对于使用步骤130(CMP抛光）加工的样品，将晶片置于由塑料载具形成的若干凹 坑之一中，该些塑料载具连接到直径大于20英寸的单面抛光系统上的=个抛光头之一。每 个抛光头可根据晶片直径容纳若干晶片。将聚氨醋布置于抛光台上。将抛光头降低到台上， 并使台旋转，且在台旋转的同时将具有氧化物磨料颗粒的抛光浆液引到台上。
[0079] 对于使用步骤125 (外延）加工的样品，使用间歇式CVD系统将SiC的CVD膜沉积 在抛光后的晶片上。将晶片置于石墨基座上然后置于真空室中。将室抽到真空，并使用射 频感应加热将基座加热到1500°CW上的温度。首先，将包含氨气和氯化氨的气体混合物进 料至室内W蚀刻晶片的表面。将系统排空，并用氨气灌注到工艺压力。将氮、娃和碳气体的 混合物引入室中W形成膜。最终的膜厚为10ym，膜渗杂在3-6X1016/cm3的范围内。
[0080] 已使用MTIInstrumentsInco;rporated(MTI仪器公司）AutoScan200 测量系统 对SiC基板晶片进行了测试。该是一种基于电容的晶片形状测试，其中计算按照ASTM/SEMI 标准（TTVASTM/SEMIF533、弯曲度ASTM/SEMIF534、翅曲度ASTM/SEMIF1390 和平坦度 ASTM/SEMIF1530-02)进行。用于SBIR和SFQR测量的部位大小为lXlcm。使用Digital InstrumentsInc.(数字仪器公司）原子力显微镜W轻敲模式评价了粗趟度。评价了晶片 中屯、2X2微米的部位。应该指出的是，US8436366并未使用相同的测量方案来测量TTV， US8436366中的附图显示了W背面为基准的或夹在卡盘上的测量，而本项工作中报道的 TTV测量基于浮动基板。因此，不直接在本发明与US8436366之间比较TTV值。
[0081] 表1列出了 76mm直径的抛光SiC晶片的平坦度的测量。对于该晶片，通过研磨进 行了银伤移除，并通过化学机械抛光步骤执行了抛光。
[0082]
[008引表2列出f100mm直径的抛光SiC
【主权项】
1. 一种基板，包括具有后表面和前表面的抛光碳化硅晶片，所述前表面针对外延沉积 进行了调节，其中基于一平方厘米的部位大小所述抛光碳化硅晶片具有0. 1至1. 5ym的局 部厚度变化（LTV)和0. 01至0. 3ym的部位正面最小二乘焦平面范围（SFQR)。
2. 根据权利要求1所述的基板，其中所述前表面具有<丨5人的均方根粗糙度Rq。
3. 根据权利要求1至2中任一项所述的基板，其中所述基板具有0. 1至5ym范围内的 总厚度变化（TTV)。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的基板，其中所述基板还具有0. 1至35ym的翘 曲度。
5. -种包括后表面和前表面的单晶碳化硅基板，所述前表面具有在其上生长的SiC的 外延层，具有所述外延层的所述基板基于一平方厘米的部位大小表现出0. 1至1. 8ym的局 部厚度变化（LTV)和0. 01至0. 45ym的部位正面最小二乘焦平面范围（SFQR)。
6. 根据权利要求5所述的基板，其中具有所述外延层的所述基板还同时表现出0. 1至 6ym的总厚度变化（TTV)和0. 1至40ym的翘曲度。
7. 根据权利要求5至6中任一项所述的基板，其中所述前表面的均方根粗糙度值Rq在 2. 0X2. 0ym的部位大小上测量时小于2nm。
8. 根据权利要求5至7中任一项所述的单晶碳化硅基板，其中基于一平方厘米的部位 大小所述基板同时表现出〇. 1至5ym的总厚度变化（TTV)、0. 1至35ym的翘曲度、0. 1至 1. 5ym的局部厚度变化（LTV)和0. 01至0. 3ym的部位正面最小二乘焦平面范围（SFQR)。
9. 一种制造单晶碳化硅晶片的方法，包括： (i) 将单晶硅的铸锭切成多个晶片； (ii) 对步骤（i)的所述晶片的每一个的周缘进行倒角； (iii) 从步骤（ii)的所述晶片的每一个的前表面和后表面执行锯伤移除；以及 (iv) 对步骤（iii)的每个晶片的两个表面同时抛光；从而制造基于一平方厘米的部位 大小具有〇. 1至1. 5ym的局部厚度变化（LTV)和0. 01至0. 3ym的部位正面最小二乘焦 平面范围（SFQR)的晶片。
10. 根据权利要求9所述的方法，其中在步骤⑴中，每个晶片同时满足小于10ym的 总厚度变化（TTV)和小于35ym的翘曲度。
11. 根据权利要求9至10中任一项所述的方法，从而制造基于一平方厘米的部位大小 具有0. 1至5ym的总厚度变化（TTV)、0. 1至35ym的翘曲度和0. 1至1. 5ym的局部厚度 变化（LTV)的晶片。
12. 根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中使用具有直径为所述晶片的直径 的至少三倍的表面的研磨工具执行所述锯伤移除步骤。
13. 根据权利要求11至12中任一项所述的方法，其中在台面直径为所述晶片的直径的 至少三倍的双面研磨机上研磨所述基板切片。
14. 根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中在切片后，使用单晶片、金刚石砂 轮磨床一次一侧地加工所述基板。
15. 根据权利要求9至14中任一项所述的方法，其中使用具有直径为所述晶片的直径 的至少三倍的表面的抛光工具执行所述抛光步骤。
16. 根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其中通过将所述晶片置于不锈钢载具 中执行所述抛光步骤。
17. 根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其中执行所述抛光步骤以便移除在所 述锯伤移除步骤中移除的那样多的SiC的25%。
18. 根据权利要求9至17中任一项所述的方法，还包括对所述前表面施加化学增强机 械抛光。
19. 根据权利要求16至18中任一项所述的方法，其中使用直径为所述晶片直径的三倍 以上的抛光机执行施加化学增强机械抛光的所述步骤。
20. 根据权利要求9至19中任一项所述的方法，还包括在CVD室中使用包含氢气和/ 或氯气的气体混合物在高于1300°C的温度下蚀刻所述晶片的所述前表面。
21. 根据权利要求9至20中任一项所述的方法，还包括用化学增强机械抛光和/或高 温气相蚀刻处理所述前表面，并之后在所述前表面上沉积SiC的外延层。
22. 根据权利要求9至21中任一项所述的方法，其中执行所述锯伤移除步骤以便从每 个晶片移除60至85ym的SiC材料，并且执行所述抛光步骤以便移除在所述锯伤移除步骤 中移除的SiC材料量的四分之一。
【专利摘要】本发明涉及用于制造具有优异的弯曲度、翘曲度、总厚度变化(TTV)、局部厚度变化(LTV)和部位正面最小二乘焦平面范围(SFQR)技术规格的碳化硅晶片的方法。所得的SiC晶片具有适合SiC的外延沉积的镜状表面。在增添所述外延层后，所述弯曲度、翘曲度、总厚度变化(TTV)、局部厚度变化(LTV)和部位正面最小二乘焦平面范围(SFQR)技术规格得以保持。
【IPC分类】H01L21-02
【公开号】CN104813439
【申请号】CN201380060888
【发明人】M·罗伯达, 克里斯多佛·帕菲纽克
【申请人】道康宁公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2013年9月10日
【公告号】EP2912681A1, US9018639, US20140117380, US20150194319, WO2014065949A1