碳化硅單晶生長之后是晶碇，而且具有表面缺陷，是沒法直接用于外延的，這就需要加工。其中，滾圓把晶碇做成標(biāo)準(zhǔn)的圓柱體，線切割會把晶碇切割成晶片，各種表征保證加工的方向，而拋光則是提高晶片的質(zhì)量。

晶片的表面會有損傷，損傷源于本來晶體生長的缺陷、前面加工步驟中的破壞。對于局部損傷，世界上有四種方法：不管、更換、修補(bǔ)、去除；對于碳化硅表面的損傷層，不管不顧肯定不行，因?yàn)闀绊懫骷某善仿剩桓鼡Q晶片，不就是砸自己的飯碗嘛；修補(bǔ)其實(shí)是再次生長，現(xiàn)在沒有低成本的方案；而去除是一條還算可行的，用一定的材料廢棄，來提高總體材料的質(zhì)量。

SiC表面的損傷層可以通過四種方法去除：

1. 機(jī)械拋光，簡單但會殘留劃痕，適用于初拋；

2. 化學(xué)機(jī)械拋光（Chemical Mechanical Polishing，CMP），引入化學(xué)腐蝕去除劃痕，適用于精拋；

3. 氫氣刻蝕，設(shè)備復(fù)雜，常用于HTCVD過程；

4. 等離子輔助拋光，設(shè)備復(fù)雜，不常用。
   

選擇化學(xué)機(jī)械拋光

單純的機(jī)械拋光會產(chǎn)生劃痕，單純的化學(xué)拋光產(chǎn)生非均勻腐蝕，綜合為化學(xué)機(jī)械拋光則物美價廉。CMP的工作原理：旋轉(zhuǎn)的晶片/晶圓以一定的壓力壓在旋轉(zhuǎn)的拋光墊上做相對運(yùn)動，借助拋光液中納米磨料的機(jī)械研磨作用與各類化學(xué)試劑的化學(xué)作用的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)平坦化要求。

這一過程中應(yīng)用到的材料主要包括拋光液和拋光墊。拋光墊使用后會產(chǎn)生變形，表面變得光滑，孔隙減少和被堵塞，使拋光速率下降，必須進(jìn)行修整來恢復(fù)其粗糙度，改善傳輸拋光液的能力，一般采用鉆石修整器修整。

單純的機(jī)械拋光會產(chǎn)生劃痕，單純的化學(xué)拋光產(chǎn)生非均勻腐蝕，具體如下所示：

第一，直接使用SiO2機(jī)械拋光，表面質(zhì)量通過精度300nm的Kla Tencor-10的Candela和精度0.01nm的本原公司CSPM4000型原子力顯微鏡（AFM）測量，可測出劃痕深度為9.78nm。

表面氧元素含量、穿透深度通過K-Alpha型X射線光電子能譜（XPS）儀分析：標(biāo)準(zhǔn)樣為以He+濺射標(biāo)準(zhǔn)SiO2樣品，濺射速率為25nm/min；試樣為以He+濺射SiC樣品。SiC硬度大于SiO2，所以濺射速率小于25nm/min。濺射0.25min后，氧元素信號為零，所以穿透深度小于25nm/min*0.25min=6.25nm。穿透深度小于劃痕深度，說明劃痕是機(jī)械作用產(chǎn)生的，而不是氧化作用產(chǎn)生的。

第二，同樣的，如果直接使用雙氧水拋光，反而會新增劃痕。AFM圖如下。這是因?yàn)榛瘜W(xué)腐蝕是具有各向異性的，對于表面能大的會加速腐蝕。

如果僅僅使用雙氧水浸泡，那缺陷和劃痕反而會被擴(kuò)大。浸泡后，晶片表面粗糙度從0.06nm增大為0.14nm。AFM圖如下，其中右上角為浸泡前：

1. 拋光機(jī)：AP-810型單面拋光機(jī)；
2. 拋光壓力200g/c㎡；
3. 大盤轉(zhuǎn)速50r/min；
4. 陶瓷盤轉(zhuǎn)速38r/min；
5. 拋光液組成：以SiO2（30wt%、pH=10.15）為基礎(chǔ)，加入0-70wt%的雙氧水（30wt%、純優(yōu)級），最后用KOH（5wt%）、HNO3（1wt%）調(diào)節(jié)pH=8.5；
6. 拋光液流量3L/min，循環(huán)使用。

1. 可選 機(jī)械拋光液 為：SiO2、Al2O3、二氧化鈰；
2. 可選 化學(xué)拋光液 為：高錳酸鉀、雙氧水、Pt催化劑、Fe催化劑；
3. 可選 拋光墊 ：尼龍、聚氨酯；
4. 酸堿性：KOH、HNO3；
5. 機(jī)械作用：壓力、轉(zhuǎn)速、位置、時間、溫度。

1. 材料及理化性質(zhì)；
2. 尺寸及厚度；
   
3. 表面的 溝槽 形式(XY網(wǎng)格、同心圓)、溝槽形狀(V型、U型、楔型)、溝槽尺寸(深度、寬度、間距)能夠控制表面粗糙度：拋光墊溝槽的寬度要適度，太小體現(xiàn)不出開槽效果，太大會使得拋光效率變小、晶片的粗糙度也變差，拋光墊溝槽的深度對于拋光效果則沒有明顯的影響，拋光墊表面適度開槽后，儲存、運(yùn)送拋光液的能力顯著增強(qiáng)，磨料分布更均勻、工件表面剪切應(yīng)力高，因此拋光效率和質(zhì)量都得到提高；
4. 內(nèi)部的 孔隙率、孔隙均勻性： 拋光墊的孔隙率越高和粗糙度越大，其攜帶拋光液的能力越強(qiáng)，則材料去除率增大；
   
5. 硬度 決定了其保持形狀精度的能力，采用硬質(zhì)拋光墊可獲得較好工件表面的平面度，軟質(zhì)拋光墊可獲得加工變質(zhì)層和表面粗糙度都很小的拋光表面；
6. 可壓縮性 決定拋光過程拋光墊與工件表面的貼合程度, 可壓縮性大的拋光墊與工件的貼合面積大, 材料去除率高。
   

1. 金屬層：鎢W；
   
2. 金屬層：銅；
3. 金屬層：鋁；
4. 氧化硅層：層間介質(zhì)層，ILD0；
5. 氧化硅層：淺溝槽隔離層，STI；
6. 硅層：晶圓表面；
7. 硅層：多晶硅。