CN115910896A - 一种碳化硅晶圆的正面加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及碳化硅晶圆加工技术领域，具体的是一种碳化硅晶圆的正面加工方法，本发明包括以下步骤：S11、取一个带有气孔的耐高温载板，将一个完成前段制程的碳化硅晶圆背面贴附到耐高温载板上，再从耐高温载板底部采用抽气设备进行抽气，将碳化硅晶圆吸附到耐高温载板上；S12、对步骤S11中得到的碳化硅晶圆，首先在碳化硅晶圆正面进行碳沉积，使得碳沉积层碳化硅晶圆外侧为碳化硅晶圆提供保护，方便对碳化硅晶圆的正面进行加工，不但无需直接对碳化硅晶圆进行蚀刻，而且通过带有气孔的耐高温载板对碳化硅晶圆进行吸附承载，无需对碳化硅晶圆和耐高温载板进行永久键合，使得对碳化硅晶圆正面的加工工艺的难度更低。

Description

一种碳化硅晶圆的正面加工方法

技术领域

本发明涉及碳化硅晶圆加工技术领域，具体的是一种碳化硅晶圆的正面加 工方法。

背景技术

碳化硅晶圆，也称碳化硅单晶片，是沿特定的结晶方向将碳化硅晶体切割、 研磨、抛光得到片状单晶材料。

在碳化硅晶圆的正面进行加工时，为了方便碳化硅晶圆的加工，需要通过 蚀刻对碳化硅晶圆的正面进行缓坡处理，再将碳化硅晶圆背面永久键合到硅载 基板上，如专利申请号“202110204734.1”中提出的一种基于硅基载板的化合物 半导体晶圆正面加工方法。

但是现有的碳化硅晶圆正面加工工艺存在以下缺陷：

一、碳化硅晶圆作为一种半导体化合物，其强度高，性质稳定，蚀刻难度 大；

二、在碳化硅晶圆永久键合到硅载基板上时，永久键合的工艺复杂、难度 大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳化硅晶圆的正面加工方法，以解决上述背景 技术中提出的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

S11、取一个带有气孔的耐高温载板，将一个完成前段制程的碳化硅晶圆背 面贴附到耐高温载板上，再从耐高温载板底部采用抽气设备进行抽气，将碳化 硅晶圆吸附到耐高温载板上；

S12、对步骤S11中得到的碳化硅晶圆，首先在碳化硅晶圆正面进行碳沉积， 在碳化硅晶圆正面形成碳沉积层，停止抽气设备的抽气，移除抽气设备，然后 再在碳沉积层表面位于碳化硅晶圆边缘和外部的部分涂布光阻，最后再从碳沉 积层表面进行蚀刻，露出碳化硅晶圆的正面；

S13、对步骤S12中的碳化硅晶圆进行正面工艺；

S14、对步骤S13中得到的碳化硅晶圆，取一个玻璃载板，在玻璃载板上涂 布透明的释放剂，在碳化硅晶圆正面涂布透明的粘着剂，将玻璃载板键合碳化 硅晶圆的正面上，然后翻转碳化硅晶圆，然后采用隐形激光切割对耐高温载板 和碳沉积层之间进行打断，然后移除耐高温载板，最后进行后续的碳化硅晶圆 背面制程。

优选的，在所述步骤S11中，所使用的耐高温载板材质为石墨或陶瓷。

优选的，在所述步骤S12中，对碳沉积层表面进行蚀刻时采用干法蚀刻， 蚀刻碳化硅晶圆正面的碳沉积层，已涂布光阻的部分不会被蚀刻。

优选的，在所述步骤S14中，在碳化硅晶正面键合玻璃载板时，将玻璃载 板涂布释放剂的一面贴合到碳化硅晶圆涂布粘着剂的正面上，在玻璃载板和碳 化硅晶圆之间形成键合层，使碳化硅晶圆正面平坦化，完成对玻璃载板和碳化 硅晶圆的键合。

优选的，在所述步骤S11中，碳化硅晶圆的前半段制程包括对碳化硅晶圆 正面的激光隐形切割、研磨、抛光和外延工艺；在所述步骤S13中，碳化硅晶 圆的正面工艺包括晶体管制作、电路制作和金属连接件制作；在所述步骤S14 中，后续的碳化硅晶圆背面制程包括减薄和粒子植入。

一种碳化硅晶圆的正面加工方法，还包括以下步骤：

S21、取一个带有气孔的耐高温载板，将多个完成前段制程的碳化硅晶圆背 面贴附到耐高温载板上，再从耐高温载板底部采用抽气设备进行抽气，将多个 碳化硅晶圆呈环形阵列吸附到耐高温载板上；

S22、在多个碳化硅晶圆正面进行碳沉积，在多个碳化硅晶圆正面形成碳沉 积层，停止抽气设备的抽气，移除抽气设备，然后再在碳沉积层表面位于多个 碳化硅晶圆边缘和外部的部分涂布光阻，最后再从碳沉积层表面进行蚀刻，露 出多个碳化硅晶圆的正面；

S23、对多个碳化硅晶圆进行正面工艺；

S24、取一个玻璃载板，在玻璃载板上涂布透明的释放剂，在多个碳化硅晶 圆正面涂布透明的粘着剂，将玻璃载板键合到多个碳化硅晶圆的正面，然后翻 转碳化硅晶圆，最后进行后续的碳化硅晶圆背面制程。

本发明的有益效果：

通过在碳化硅晶圆上所沉积的碳沉积层以及对碳化硅晶圆上方的碳沉积层 进行蚀刻，光阻可以为碳化硅晶圆外侧沉积的区域提供防护，保证蚀刻位置不 会产生偏差，使得碳沉积层碳化硅晶圆外侧为碳化硅晶圆提供保护，并且露出 碳化硅晶圆的上方，方便对碳化硅晶圆的正面进行加工，不但无需直接对碳化 硅晶圆进行蚀刻，而且通过带有气孔的耐高温载板对碳化硅晶圆进行吸附承载， 方便碳化硅晶圆正面的高温工艺，无需对碳化硅晶圆和耐高温载板进行永久键 合，使得对碳化硅晶圆正面的加工工艺的难度更低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领 域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获 得其他的附图；

图1是本发明实施例1中步骤S11的流程示意图；

图2是本发明实施例1中步骤S12的流程示意图；

图3是本发明实施例1中步骤S13的流程示意图；

图4是本发明实施例1中步骤S14的流程示意图；

图5是图1中耐高温载板的俯视图；

图6是本发明实施例1中步骤S21的流程示意图；

图7是本发明实施例1中步骤S22的流程示意图；

图8是本发明实施例1中步骤S23的流程示意图；

图9是本发明实施例1中步骤S24的流程示意图；

图10是图6中耐高温载板的俯视图。

图中附图标记如下：

1、碳化硅晶圆，2、耐高温载板，3、气孔，4、抽气设备，5、碳沉积层， 6、光阻，7、玻璃载板，8、键合层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造 性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种碳化硅晶圆的正面加工方法，包括以下步骤：

S11、取一个带有气孔的耐高温载板，将一个完成前段制程的碳化硅晶圆背 面贴附到耐高温载板上，再从耐高温载板底部采用抽气设备进行抽气，将碳化 硅晶圆吸附到耐高温载板上；

S12、对步骤S11中得到的碳化硅晶圆，首先在碳化硅晶圆正面进行碳沉积， 在碳化硅晶圆正面形成碳沉积层，停止抽气设备的抽气，移除抽气设备，然后 再在碳沉积层表面位于碳化硅晶圆边缘和外部的部分涂布光阻，最后再从碳沉 积层表面进行蚀刻，露出碳化硅晶圆的正面；

S13、对步骤S12中的碳化硅晶圆进行正面工艺；

S14、对步骤S13中得到的碳化硅晶圆，取一个玻璃载板，在玻璃载板上涂 布透明的释放剂，在碳化硅晶圆正面涂布透明的粘着剂，将玻璃载板键合碳化 硅晶圆的正面上，然后翻转碳化硅晶圆，然后采用隐形激光切割对耐高温载板 和碳沉积层之间进行打断，然后移除耐高温载板，最后进行后续的碳化硅晶圆 背面制程。

如图2，通过在碳沉积层表面位于碳化硅晶圆边缘和外部的部分涂布光阻， 使得对碳沉积层进行蚀刻后，未被蚀刻的碳沉积层会包覆在碳化硅晶圆的外表 面和碳化硅晶圆顶部的边缘，对碳化硅晶圆进行封边，将碳化硅晶圆定位在耐 高温载板上。

在所述步骤S11中，所使用的耐高温载板材质为石墨或陶瓷。

石墨的熔点为3652℃-3697℃，陶瓷的熔点在2000℃以上，能够在碳 化硅晶圆进行高温工艺时很好的为碳化硅晶圆提供承载。

在所述步骤S12中，对碳沉积层表面进行蚀刻时采用干法蚀刻，蚀刻碳化 硅晶圆正面的碳沉积层，已涂布光阻的部分不会被蚀刻。

在所述步骤S14中，在碳化硅晶正面键合玻璃载板时，将玻璃载板涂布释 放剂的一面贴合到碳化硅晶圆涂布粘着剂的正面上，在玻璃载板和碳化硅晶圆 之间形成键合层，使碳化硅晶圆正面平坦化，完成对玻璃载板和碳化硅晶圆的 键合。

在玻璃载板上所涂布的释放剂和碳化硅晶圆之间上涂布的粘着剂均才透明 状态，使得释放剂和粘着剂所形成的键合层同样为透明状态，通过释放剂和粘 着剂所形成的键合层具有以下功能：

一、对碳化硅晶圆和玻璃载板进行键合；

二、使完成前半段制程的碳化硅晶圆的正面平坦化；

三、方便后续工艺中采用激光透过键合层对碳沉积层进行打断，解除碳沉 积对碳化硅晶圆的封边。

在所述步骤S11中，碳化硅晶圆的前半段制程包括对碳化硅晶圆正面的激 光隐形切割、研磨、抛光和外延工艺；在所述步骤S13中，碳化硅晶圆的正面 工艺包括晶体管制作、电路制作和金属连接件制作；在所述步骤S14中，后续 的碳化硅晶圆背面制程包括减薄和粒子植入。

与相关技术相比较，本发明提供的一种碳化硅晶圆的正面加工方法具有如 下有益效果：

通过在碳化硅晶圆上所沉积的碳沉积层以及对碳化硅晶圆上方的碳沉积层 进行蚀刻，光阻可以为碳化硅晶圆外侧沉积的区域提供防护，保证蚀刻位置不 会产生偏差，使得碳沉积层碳化硅晶圆外侧为碳化硅晶圆提供保护，并且露出 碳化硅晶圆的上方，方便对碳化硅晶圆的正面进行加工，不但无需直接对碳化 硅晶圆进行蚀刻，而且通过带有气孔的耐高温载板对碳化硅晶圆进行吸附承载， 方便碳化硅晶圆正面的高温工艺，无需对碳化硅晶圆和耐高温载板进行永久键 合，使得对碳化硅晶圆正面的加工工艺的难度更低。

实施例2

一种碳化硅晶圆的正面加工方法，还包括以下步骤：

S21、取一个带有气孔的耐高温载板，将多个完成前段制程的碳化硅晶圆背 面贴附到耐高温载板上，再从耐高温载板底部采用抽气设备进行抽气，将多个 碳化硅晶圆呈环形阵列吸附到耐高温载板上；

S22、在多个碳化硅晶圆正面进行碳沉积，在多个碳化硅晶圆正面形成碳沉 积层，停止抽气设备的抽气，移除抽气设备，然后再在碳沉积层表面位于多个 碳化硅晶圆边缘和外部的部分涂布光阻，最后再从碳沉积层表面进行蚀刻，露 出多个碳化硅晶圆的正面；

S23、对多个碳化硅晶圆进行正面工艺；

S24、取一个玻璃载板，在玻璃载板上涂布透明的释放剂，在多个碳化硅晶 圆正面涂布透明的粘着剂，将玻璃载板键合到多个碳化硅晶圆的正面，然后翻 转碳化硅晶圆，最后进行后续的碳化硅晶圆背面制程。

与相关技术相比较，本发明提供的一种碳化硅晶圆的正面加工方法具有如 下有益效果：

通过将多个碳化硅晶圆吸附到耐高温载板上，可以方便同时完成对多个碳 化硅晶圆的正面加工，提升加工速度。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业 的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中 描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明 还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (6)

1.一种碳化硅晶圆的正面加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S11、取一个带有气孔的耐高温载板，将一个完成前段制程的碳化硅晶圆背面贴附到耐高温载板上，再从耐高温载板底部采用抽气设备进行抽气，将碳化硅晶圆吸附到耐高温载板上；

S12、对步骤S11中得到的碳化硅晶圆，首先在碳化硅晶圆正面进行碳沉积，在碳化硅晶圆正面形成碳沉积层，停止抽气设备的抽气，移除抽气设备，然后再在碳沉积层表面位于碳化硅晶圆边缘和外部的部分涂布光阻，最后再从碳沉积层表面进行蚀刻，露出碳化硅晶圆的正面；

S13、对步骤S12中的碳化硅晶圆进行正面工艺；

S14、对步骤S13中得到的碳化硅晶圆，取一个玻璃载板，在玻璃载板上涂布透明的释放剂，在碳化硅晶圆正面涂布透明的粘着剂，将玻璃载板键合碳化硅晶圆的正面上，然后翻转碳化硅晶圆，然后采用隐形激光切割对耐高温载板和碳沉积层之间进行打断，然后移除耐高温载板，最后进行后续的碳化硅晶圆背面制程。

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅晶圆的正面加工方法，其特征在于，在所述步骤S11中，所使用的耐高温载板材质为石墨或陶瓷。

3.根据权利要求1所述的一种碳化硅晶圆的正面加工方法，其特征在于，在所述步骤S12中，对碳沉积层表面进行蚀刻时采用干法蚀刻，蚀刻碳化硅晶圆正面的碳沉积层，已涂布光阻的部分不会被蚀刻。

4.根据权利要求1所述的一种碳化硅晶圆的正面加工方法，其特征在于，在所述步骤S14中，在碳化硅晶正面键合玻璃载板时，将玻璃载板涂布释放剂的一面贴合到碳化硅晶圆涂布粘着剂的正面上，在玻璃载板和碳化硅晶圆之间形成键合层，使碳化硅晶圆正面平坦化，完成对玻璃载板和碳化硅晶圆的键合。

5.根据权利要求4所述的一种碳化硅晶圆的正面加工方法，其特征在于，在所述步骤S11中，碳化硅晶圆的前半段制程包括对碳化硅晶圆正面的激光隐形切割、研磨、抛光和外延工艺；在所述步骤S13中，碳化硅晶圆的正面工艺包括晶体管制作、电路制作和金属连接件制作；在所述步骤S14中，后续的碳化硅晶圆背面制程包括减薄和粒子植入。

6.一种碳化硅晶圆的正面加工方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S21、取一个带有气孔的耐高温载板，将多个完成前段制程的碳化硅晶圆背面贴附到耐高温载板上，再从耐高温载板底部采用抽气设备进行抽气，将多个碳化硅晶圆呈环形阵列吸附到耐高温载板上；

S22、在多个碳化硅晶圆正面进行碳沉积，在多个碳化硅晶圆正面形成碳沉积层，停止抽气设备的抽气，移除抽气设备，然后再在碳沉积层表面位于多个碳化硅晶圆边缘和外部的部分涂布光阻，最后再从碳沉积层表面进行蚀刻，露出多个碳化硅晶圆的正面；

S23、对多个碳化硅晶圆进行正面工艺；

S24、取一个玻璃载板，在玻璃载板上涂布透明的释放剂，在多个碳化硅晶圆正面涂布透明的粘着剂，将玻璃载板键合到多个碳化硅晶圆的正面，然后翻转碳化硅晶圆，最后进行后续的碳化硅晶圆背面制程。

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