CN116031146A - 一种SiC晶圆制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及SiC晶圆加工技术领域，具体涉及一种SiC晶圆制造方法，所述的制造方法为：S1、SiC单晶生长后进行SiC单晶的切割和研磨；S2、在研磨后的SiC单晶表面进行沉积镀膜或旋涂镀膜上一层牺牲材料。沉积镀膜使用的牺牲材料为PVD Al2O3、FALD Al2O3、CVD Al2O3、PECVD Al2O3、溅射沉积Al2O3中的任意一种；旋涂镀膜使用的牺牲材料为光刻胶JSR IX60L。S4、使用离子束对镀膜及SiC单晶刻蚀至目标厚度，得到SiC晶圆，SiC晶圆的表面平整度为0.1‑0.8nm。所述SiC晶圆制造方法可以有效提升晶圆表面平整度，提高加工效率，提升良率，降低加工成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种SiC晶圆制造方法，属于SiC晶圆加工技术领域。
背景技术
晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其中碳化硅晶圆在半导体器件中较为受欢迎。碳化硅晶圆的常规加工步骤为：碳化硅单晶生长、碳化硅单晶切割、碳化硅单晶研磨、碳化硅单晶的CMP（化学机械平坦化/抛光）处理，然后得到碳化硅晶圆成品，其中碳化硅单晶的CMP处理情况决定了碳化硅晶圆表面的平整度，从而直接决定了SiC晶圆的产品品质。
SiC 单晶CMP工艺技术目前面临以下困境：
1）SiC本身易脆，而CMP工艺需要调节晶圆片各区的压力使材料去除率达到均衡，这使CMP工艺中经常发生晶圆片断裂，影响良率；
2）SiC硬度极高，是化学惰性物质，在CMP工艺中极难去除，CMP的碳化硅去除率为0.1~1微米/小时，加工时间能长达几十小时，成本高，也极易出现晶圆片断裂的现象，同时经CMP后的SiC表面光滑度也很难达到要求；
3）在CMP工程中，SiC晶体中的Si面和C面的去除率差别大，没法找到理想的使C面和Si面完全一致的抛光液，致使最终的晶圆表面总有C面和Si面之间的微台阶，影响SiC晶圆片的表面平整度。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种SiC晶圆制造方法，可以有效提升晶圆表面平整度，提高加工效率，提升良率，降低加工成本。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种SiC晶圆制造方法，所述的制造方法为：
S1、SiC单晶生长后进行SiC单晶的切割和研磨，通过简单研磨除去SiC单晶表面较大的凸起；
S2、在研磨后的SiC单晶表面进行沉积镀膜或旋涂镀膜形成一层牺牲材料；
S3、对SiC单晶表面的镀膜进行CMP处理，通过CMP处理使SiC单晶表面的镀膜表面平整；
S4、使用离子束对镀膜及SiC单晶刻蚀至目标厚度，得到SiC晶圆。
进一步的，步骤S2中，沉积镀膜使用的牺牲材料为PVD（物理气相沉积） Al2O3、FALD（快速原子层沉积） Al2O3、CVD（化学气相沉积） Al2O3、PECVD（等离子体增强化学气相沉积）Al2O3、溅射沉积Al2O3中的任意一种。
进一步的，步骤S2中，旋涂镀膜使用的牺牲材料为光刻胶JSR IX60L。
进一步的， 步骤S2中，沉积镀膜使用的材料为PVD Al2O3，步骤S4的离子束入射角角度为42°~48°或62°~65°。
进一步的，步骤S2中，沉积镀膜使用的材料为CVD Al2O3或PECVD Al2O3时，步骤S4的离子束入射角角度为46°~48°；
步骤S2中，沉积镀膜使用的材料为溅射沉积Al2O3时，步骤S4的离子束入射角角度为62°~65°。
优选的，步骤S2中，沉积镀膜使用的牺牲材料为PVD Al2O3时，步骤S4的离子束入射角角度为42°、47°或65°。
进一步的，步骤S2中，旋涂镀膜使用的牺牲材料为光刻胶JSR IX60L时，步骤S4的离子束入射角角度为38°~42°。
优选的，步骤S2中，旋涂镀膜使用的牺牲材料为光刻胶JSR IX60L时，步骤S4的离子束入射角角度为40°。
进一步的，步骤S2中，沉积镀膜使用的材料为FALD Al2O3时，步骤S4的离子束入射角角度为21°~24°。
优选的，步骤S2中，沉积镀膜使用的材料为FALD Al2O3时，步骤S4的离子束入射角角度为23°。
进一步的，步骤S4中，使用离子束对镀膜及SiC单晶刻蚀至目标厚度后，再经过一次CMP，得到SiC晶圆。
使用离子束处理后，再进行一次微CMP处理，进一步确保SiC晶圆表面的平整度。
采用CVD Al2O3进行沉积镀膜的工艺条件为：温度1000℃-1100℃，气体压力为1.5-1.7Torr。
采用PVD Al2O3进行沉积镀膜的工艺条件为：温度450-550℃，气体流速24-26sccm，标靶能值950-1050W，退火温度350-450℃。
采用PECVD Al2O3进行沉积镀膜的工艺条件为：温度1000℃-1100℃，气体压力为0.13-0.14mBar，等离子体峰能值为2000W；
采用溅射沉积Al2O3进行沉积镀膜的工艺条件为：温度450-550℃，Argon气体压力：5.0mTorr，RF能值：200W，退火温度：350-450℃。
采用光刻胶JSR IX60L作为旋涂镀膜用的牺牲材料的工艺条件为：常规旋涂方法，旋涂转速为250~4000rpm；
采用FALD Al2O3进行沉积镀膜的工艺条件为：温度400℃，气体压力为1.0Torr
进一步的，步骤S3中，CMP处理时间为10-40min。通过CMP的方式处理SiC单晶表面的牺牲材料镀膜，而牺牲材料镀膜的硬度大大小于碳化硅，所以经过短时间的CMP就能实现镀膜表面的平整。
进一步的，步骤S4中得到的SiC晶圆的表面平整度为0.1-0.8nm。
本发明的有益效果是：
（1）离子束去除牺牲材料和SiC的材料去除率非常高，可达~10微米/小时，只需要一两个小时就能完成SiC晶圆的减薄刻蚀，而传统方法中的CMP去除率为0.1~1微米/小时，加工时间能长达几十小时，因此采用本发明所述方法可以有效提高碳化硅晶圆的加工效率。
（2）采用离子束的方式进行SiC晶圆的加工，加工过程中不会有调压操作，不用担心晶圆断碎，大大提升产品的良率，降低加工生产难度。
（3）采用本发明所述方法进行SiC晶圆的制造得到的SiC晶圆表面平整度更高，其碳化硅晶圆表面平整度能达到0.1~0.8nm，而采用传统的CMP方法进行SiC晶圆的加工，抛光液对碳化硅的C面去除率和Si面去除率不会完全相同，所以容易形成Si面对于C面的台阶，最终的碳化硅晶圆表面平整度为1~5nm，由此可以看出，采用本发明所述方法制造的SiC晶圆品质更高。
（4）本发明中选用PVD Al2O3、光刻胶JSR IX60L或FALD Al2O3等作为牺牲材料镀膜在SiC单晶表面，通过CMP的方式处理SiC单晶表面的牺牲材料镀膜，而牺牲材料与SiC相比，牺牲材料的硬度较低，CMP对镀膜的处理更容易，所以可以很快将沉积镀膜表面处理平整；然后再使用离子束的方式处理，通过调整离子束入射角的角度，确保离子束对牺牲材料和碳化硅的去除率相同，而离子束的刻蚀去除率是非常高的，从而提高加工效率，根据加工需求，可以再加一步微CMP进一步提高SiC晶圆的表面性能。采用本发明所述的制造方法加工SiC晶圆，节省时间，提高效率，同时也减少抛光液的使用，降低成本。
附图说明
图1为实施例1的SiC晶圆AFM原子力显微镜图像；
图2为实施例7的SiC晶圆AFM原子力显微镜图像；
图3为对比例3的SiC晶圆AFM原子力显微镜图像；
图4为对比例6的SiC晶圆AFM原子力显微镜图像。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式做详细说明。本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受公开的具体实施例的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与本发明所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同。所使用的术语只为描述具体实施方式，不为限制本发明。
以下实施例和对比例中，均使用相同的SiC单晶进行SiC晶圆的制造。
实施例1：
一种SiC晶圆制造方法，所述的制造方法为：
S1、SiC单晶生长后进行SiC单晶的切割和研磨，除去SiC单晶表面较大的凸起。
S2、在研磨后的SiC单晶表面进行沉积镀膜：使用PVD Al2O3作为沉积镀膜用的牺牲材料，使用常规的PVD方法进行沉积镀膜，工艺条件为：温度550℃，气体流速24sccm，标靶能值1000W，退火温度450℃。
S3、使用抛光液（深圳市朗纳研磨材料有限公司 LN-SCS-SIW）对SiC单晶表面的镀膜进行CMP处理30min。
S4、使用离子束对镀膜及SiC单晶刻蚀至目标厚度，离子束入射角角度为47°，离子束的处理时间为2h。
S5、再次使用抛光液对SiC单晶处理20min，得到厚度为500微米的SiC晶圆。
本实施例得到的SiC晶圆表面平整度为0.3nm，具体的AFM原子力显微镜图像如图1所示。
实施例2：
一种SiC晶圆制造方法，所述的制造方法为：
S1、SiC单晶生长后进行SiC单晶的切割和研磨，除去SiC单晶表面较大的凸起。
S2、在研磨后的SiC单晶表面进行沉积镀膜：使用PVD Al2O3作为沉积镀膜用的牺牲材料，使用常规的PVD方法进行沉积镀膜，工艺条件为：温度500℃，气体流速25sccm，标靶能值1000W，退火温度400℃。
S3、使用抛光液（深圳市朗纳研磨材料有限公司 LN-SCS-SIW）对SiC单晶表面的镀膜进行CMP处理30min。
S4、使用离子束对镀膜及SiC单晶刻蚀至目标厚度，离子束入射角角度为42°，离子束的处理时间为2.5h。
S5、再次使用抛光液对SiC单晶处理20min，得到厚度为500微米的SiC晶圆。
本实施例得到的SiC晶圆表面平整度为0.1nm。
实施例3：
一种SiC晶圆制造方法，所述的制造方法为：
S1、SiC单晶生长后进行SiC单晶的切割和研磨，除去SiC单晶表面较大的凸起。
S2、在研磨后的SiC单晶表面进行沉积镀膜：使用PVD Al2O3作为沉积镀膜用的牺牲材料，使用常规的PVD方法进行沉积镀膜，工艺条件为：温度450℃，气体流速26sccm，标靶能值1000W，退火温度350℃。
S3、使用抛光液（深圳市朗纳研磨材料有限公司 LN-SCS-SIW）对SiC单晶表面的镀膜进行CMP处理30min。
S4、使用离子束对镀膜及SiC单晶刻蚀至目标厚度，离子束入射角角度为65°，离子束的处理时间为1.5h。
S5、再次使用抛光液对SiC单晶处理20min，得到厚度为500微米的SiC晶圆。
本实施例得到的SiC晶圆表面平整度为0.6nm。
实施例4：
一种SiC晶圆制造方法，所述的制造方法为：
S1、SiC单晶生长后进行SiC单晶的切割和研磨，除去SiC单晶表面较大的凸起。
S2、在研磨后的SiC单晶表面进行沉积镀膜：使用溅射沉积Al2O3作为沉积镀膜用的牺牲材料，使用常规的溅射沉积方法进行沉积镀膜，工艺条件为：温度：500℃，Argon气体压力：5.0mTorr，RF能值200W，退火温度：350℃。
S3、使用抛光液（深圳市朗纳研磨材料有限公司 LN-SCS-SIW）对SiC单晶表面的镀膜进行CMP处理30min。
S4、使用离子束对镀膜及SiC单晶刻蚀至目标厚度，离子束入射角角度为65°，离子束的处理时间为1.5h。
S5、再次使用抛光液对SiC单晶处理20min，得到厚度为500微米的SiC晶圆。
本实施例得到的SiC晶圆表面平整度为0.6nm。
实施例5：
一种SiC晶圆制造方法，所述的制造方法为：
S1、SiC单晶生长后进行SiC单晶的切割和研磨，除去SiC单晶表面较大的凸起。
S2、在研磨后的SiC单晶表面进行沉积镀膜：使用CVD Al2O3作为沉积镀膜用的牺牲材料，使用常规的CVD方法进行沉积镀膜，工艺条件为：温度1000℃，气体压力为1.6Torr。
S3、使用抛光液（深圳市朗纳研磨材料有限公司 LN-SCS-SIW）对SiC单晶表面的镀膜进行CMP处理40min。
S4、使用离子束对镀膜及SiC单晶刻蚀至目标厚度，离子束入射角角度为48°，离子束的处理时间为2h，得到厚度为500微米的SiC晶圆。
本实施例得到的SiC晶圆表面平整度为0.8nm。
实施例6：
一种SiC晶圆制造方法，所述的制造方法为：
S1、SiC单晶生长后进行SiC单晶的切割和研磨，除去SiC单晶表面较大的凸起。
S2、在研磨后的SiC单晶表面进行旋涂镀膜：使用光刻胶JSR IX60L作为镀膜用的牺牲材料，使用常规的旋涂方法进行镀膜，工艺条件为：旋涂转速为2000rpm。
S3、使用抛光液（深圳市朗纳研磨材料有限公司 LN-SCS-SIW）对SiC单晶表面的镀膜进行CMP处理40min。
S4、使用离子束对镀膜及SiC单晶刻蚀至目标厚度，离子束入射角角度为40°，离子束的处理时间为2.5h。
S5、再次使用抛光液对SiC单晶处理30min，得到厚度为500微米的SiC晶圆。
本实施例得到的SiC晶圆表面平整度为0.2nm。
实施例7：
一种SiC晶圆制造方法，所述的制造方法为：
S1、SiC单晶生长后进行SiC单晶的切割和研磨，除去SiC单晶表面较大的凸起。
S2、在研磨后的SiC单晶表面进行旋涂镀膜：使用光刻胶JSR IX60L作为镀膜用的牺牲材料，使用常规的旋涂方法进行镀膜，工艺条件为：旋涂转速为4000rpm。
S3、使用抛光液（深圳市朗纳研磨材料有限公司 LN-SCS-SIW）对SiC单晶表面的镀膜进行CMP处理30min。
S4、使用离子束对镀膜及SiC单晶刻蚀至目标厚度，离子束入射角角度为42°，离子束的处理时间为2.5h。
S5、再次使用抛光液对SiC单晶处理20min，得到厚度为500微米的SiC晶圆。
本实施例得到的SiC晶圆表面平整度为0.7nm，具体的AFM原子力显微镜图像如图2所示。
实施例8：
一种SiC晶圆制造方法，所述的制造方法为：
S1、SiC单晶生长后进行SiC单晶的切割和研磨，除去SiC单晶表面较大的凸起。
S2、在研磨后的SiC单晶表面进行沉积镀膜：使用光刻胶JSR IX60L作为镀膜用的牺牲材料，使用常规的旋涂方法进行镀膜，工艺条件为：旋涂转速为250rpm。
S3、使用抛光液（深圳市朗纳研磨材料有限公司 LN-SCS-SIW）对SiC单晶表面的镀膜进行CMP处理30min。
S4、使用离子束对镀膜及SiC单晶刻蚀至目标厚度，离子束入射角角度为38°，离子束的处理时间为2.6h。
S5、再次使用抛光液对SiC单晶处理20min，得到厚度为500微米的SiC晶圆。
本实施例得到的SiC晶圆表面平整度为0.8nm。
实施例9：
一种SiC晶圆制造方法，所述的制造方法为：
S1、SiC单晶生长后进行SiC单晶的切割和研磨，除去SiC单晶表面较大的凸起。
S2、在研磨后的SiC单晶表面进行沉积镀膜：使用FALD Al2O3作为沉积镀膜用的牺牲材料，使用常规的FALD方法进行沉积镀膜，工艺条件为：温度400℃，气体压力为1.0Torr。
S3、使用抛光液（深圳市朗纳研磨材料有限公司 LN-SCS-SIW）对SiC单晶表面的镀膜进行CMP处理30min。
S4、使用离子束对镀膜及SiC单晶刻蚀至目标厚度，离子束入射角角度为23°，离子束的处理时间为3h。
S5、再次使用抛光液对SiC单晶处理30min，得到厚度为500微米的SiC晶圆。
本实施例得到的SiC晶圆表面平整度为0.4nm。
实施例10：
一种SiC晶圆制造方法，所述的制造方法为：
S1、SiC单晶生长后进行SiC单晶的切割和研磨，除去SiC单晶表面较大的凸起。
S2、在研磨后的SiC单晶表面进行沉积镀膜：使用FALD Al2O3作为沉积镀膜用的牺牲材料，使用常规的FALD方法进行沉积镀膜，工艺条件为：温度400℃，气体压力为1.0Torr。
S3、使用抛光液（深圳市朗纳研磨材料有限公司 LN-SCS-SIW）对SiC单晶表面的镀膜进行CMP处理30min。
S4、使用离子束对镀膜及SiC单晶刻蚀至目标厚度，离子束入射角角度为21°，离子束的处理时间为3h。
S5、再次使用抛光液对SiC单晶处理30min，得到厚度为500微米的SiC晶圆。
本实施例得到的SiC晶圆表面平整度为0.8nm。
实施例11：
一种SiC晶圆制造方法，所述的制造方法为：
S1、SiC单晶生长后进行SiC单晶的切割和研磨，除去SiC单晶表面较大的凸起。
S2、在研磨后的SiC单晶表面进行沉积镀膜：使用FALD Al2O3作为沉积镀膜用的牺牲材料，使用常规的FALD方法进行沉积镀膜，工艺条件为：工艺条件为：温度400℃，气体压力为1.0Torr。
S3、使用抛光液（深圳市朗纳研磨材料有限公司 LN-SCS-SIW）对SiC单晶表面的镀膜进行CMP处理30min。
S4、使用离子束对镀膜及SiC单晶刻蚀至目标厚度，离子束入射角角度为24°，离子束的处理时间为3h。
S5、再次使用抛光液对SiC单晶处理30min，得到厚度为500微米的SiC晶圆。
本实施例得到的SiC晶圆表面平整度为0.7nm。
实施例12：
一种SiC晶圆制造方法，所述的制造方法为：
S1、SiC单晶生长后进行SiC单晶的切割和研磨，除去SiC单晶表面较大的凸起。
S2、在研磨后的SiC单晶表面进行沉积镀膜：使用PECVD Al2O3作为沉积镀膜用的牺牲材料，使用常规的PECVD方法进行沉积镀膜，工艺条件为：温度1000℃，气体压力为0.14mBar，等离子体峰能值为2000W。
S3、使用抛光液（深圳市朗纳研磨材料有限公司 LN-SCS-SIW）对SiC单晶表面的镀膜进行CMP处理30min。
S4、使用离子束对镀膜及SiC单晶刻蚀至目标厚度，离子束入射角角度为46°，离子束的处理时间为3h。
S5、再次使用抛光液对SiC单晶处理30min，得到厚度为500微米的SiC晶圆。
本实施例得到的SiC晶圆表面平整度为0.6nm。
实施例13：
一种SiC晶圆制造方法，所述的制造方法为：
S1、SiC单晶生长后进行SiC单晶的切割和研磨，除去SiC单晶表面较大的凸起。
S2、在研磨后的SiC单晶表面进行沉积镀膜：使用PVD Al2O3作为沉积镀膜用的牺牲材料，使用常规的PVD方法进行沉积镀膜，工艺条件为：温度500℃，气体流速25sccm，标靶能值1000W，退火温度400℃。
S3、使用抛光液（深圳市朗纳研磨材料有限公司 LN-SCS-SIW）对SiC单晶表面的镀膜进行CMP处理10min。
S4、使用离子束对镀膜及SiC单晶刻蚀至目标厚度，离子束入射角角度为48°，离子束的处理时间为2.5h。
S5、再次使用抛光液对SiC单晶处理20min，得到厚度为500微米的SiC晶圆。
本实施例得到的SiC晶圆表面平整度为0.8nm。
实施例14：
一种SiC晶圆制造方法，所述的制造方法为：
S1、SiC单晶生长后进行SiC单晶的切割和研磨，除去SiC单晶表面较大的凸起。
S2、在研磨后的SiC单晶表面进行沉积镀膜：使用PVD Al2O3作为沉积镀膜用的牺牲材料，使用常规的PVD方法进行沉积镀膜，工艺条件为：温度450℃，气体流速26sccm，标靶能值1000W，退火温度350℃。
S3、使用抛光液（深圳市朗纳研磨材料有限公司 LN-SCS-SIW）对SiC单晶表面的镀膜进行CMP处理15min。
S4、使用离子束对镀膜及SiC单晶刻蚀至目标厚度，离子束入射角角度为62°，离子束的处理时间为3h。
S5、再次使用抛光液对SiC单晶处理20min，得到厚度为500微米的SiC晶圆。
本实施例得到的SiC晶圆表面平整度为0.7nm。
实施例15：
一种SiC晶圆制造方法，所述的制造方法为：
S1、SiC单晶生长后进行SiC单晶的切割和研磨，除去SiC单晶表面较大的凸起。
S2、在研磨后的SiC单晶表面进行沉积镀膜：使用CVD Al2O3作为沉积镀膜用的牺牲材料，使用常规的CVD方法进行沉积镀膜，工艺条件为：温度1000℃，气体压力为1.6Torr。
S3、使用抛光液（深圳市朗纳研磨材料有限公司 LN-SCS-SIW）对SiC单晶表面的镀膜进行CMP处理10min。
S4、使用离子束对镀膜及SiC单晶刻蚀至目标厚度，离子束入射角角度为46°，离子束的处理时间为2.5h，得到厚度为500微米的SiC晶圆。
本实施例得到的SiC晶圆表面平整度为0.7nm。
实施例16：
一种SiC晶圆制造方法，所述的制造方法为：
S1、SiC单晶生长后进行SiC单晶的切割和研磨，除去SiC单晶表面较大的凸起。
S2、在研磨后的SiC单晶表面进行沉积镀膜：使用PECVD Al2O3作为沉积镀膜用的牺牲材料，使用常规的PECVD方法进行沉积镀膜，工艺条件为：温度1000℃，气体压力为0.14mBar，等离子体峰能值为2000W。
S3、使用抛光液（深圳市朗纳研磨材料有限公司 LN-SCS-SIW）对SiC单晶表面的镀膜进行CMP处理40min。
S4、使用离子束对镀膜及SiC单晶刻蚀至目标厚度，离子束入射角角度为48°，离子束的处理时间为3h。
S5、再次使用抛光液对SiC单晶处理30min，得到厚度为500微米的SiC晶圆。
本实施例得到的SiC晶圆表面平整度为0.8nm。
实施例17：
一种SiC晶圆制造方法，所述的制造方法为：
S1、SiC单晶生长后进行SiC单晶的切割和研磨，除去SiC单晶表面较大的凸起。
S2、在研磨后的SiC单晶表面进行沉积镀膜：使用溅射沉积Al2O3作为沉积镀膜用的牺牲材料，使用常规的溅射沉积方法进行沉积镀膜，工艺条件为：温度：500℃，Argon气体压力：5.0mTorr，RF能值200W，退火温度：350℃。
S3、使用抛光液（深圳市朗纳研磨材料有限公司 LN-SCS-SIW）对SiC单晶表面的镀膜进行CMP处理10min。
S4、使用离子束对镀膜及SiC单晶刻蚀至目标厚度，离子束入射角角度为62°，离子束的处理时间为2h。
S5、再次使用抛光液对SiC单晶处理20min，得到厚度为500微米的SiC晶圆。
本实施例得到的SiC晶圆表面平整度为0.8nm。
对比例1
采用实施例1相同的方法制造SiC晶圆，不同之处在于：离子束入射角角度为50°。
本对比例得到的SiC晶圆表面平整度为7nm。
对比例2
采用实施例1相同的方法制造SiC晶圆，不同之处在于：离子束入射角角度为35°。
本对比例得到的SiC晶圆表面平整度为6nm。
对比例3
采用实施例6相同的方法制造SiC晶圆，不同之处在于：离子束入射角角度为35°。
本对比例得到的SiC晶圆表面平整度为5.5nm，具体的AFM原子力显微镜图像如图3所示。
对比例4
采用实施例6相同的方法制造SiC晶圆，不同之处在于：离子束入射角角度为45°。
本对比例得到的SiC晶圆表面平整度为9nm。
对比例5
采用实施例9相同的方法制造SiC晶圆，不同之处在于：离子束入射角角度为20°。
本对比例得到的SiC晶圆表面平整度为8nm。
对比例6
采用实施例9相同的方法制造SiC晶圆，不同之处在于：离子束入射角角度为30°。
本对比例得到的SiC晶圆表面平整度为12.2nm，具体的AFM原子力显微镜图像如图4所示。
对比例7
采用实施例1相同的方法制造SiC晶圆，不同之处在于：使用DLC（Dimond LikeCarbon，类金刚石碳）作为沉积镀膜用的牺牲材料。
本对比例得到的SiC晶圆表面平整度为14nm。
对比例8
采用实施例2相同的方法制造SiC晶圆，不同之处在于：使用DLC（Dimond LikeCarbon，类金刚石碳）作为沉积镀膜用的牺牲材料。
本对比例得到的SiC晶圆表面平整度为16nm。
对比例9
采用实施例3相同的方法制造SiC晶圆，不同之处在于：使用DLC（Dimond LikeCarbon，类金刚石碳）作为沉积镀膜用的牺牲材料。
本对比例得到的SiC晶圆表面平整度为21nm。
对比例10
采用常规普通的CMP方法制备SiC晶圆，具体工艺方法为：
S1、SiC单晶生长后进行SiC单晶的切割和研磨，除去SiC单晶表面较大的凸起。
S2、使用抛光液（深圳市朗纳研磨材料有限公司 LN-SCS-SIW）对SiC单晶表面的镀膜进行CMP处理31h，得到厚度为500微米的SiC晶圆。
本对比例得到的SiC晶圆表面平整度为4nm。
从对比例1-6和实施例1-17的实验结果比对可以看出：实施例1-17采用本发明所述的离子束入射角角度，能够得到表面平整度较好的碳化硅晶圆（实施例1-17的碳化硅晶圆表面平整度能达到Rma=0.1~0.8nm），而对比例1-6中没有采用本发明所述的离子束入射角角度，碳化硅晶圆的表面平整度相对较差（对比例1-6的碳化硅晶圆表面平整度Rma=5~11nm），因此采用本发明所述的离子束入射角角度更易得到表面平整度较高的碳化硅晶圆产品，采用合适的离子束入射角角度才能尽可以能的确保离子束对碳化硅和牺牲材料镀膜的去除率相同，从而得到表面平整度较高的碳化硅晶圆。
从对比例7-9和实施例1-17的实验结果比对可以看出：实施例1-17采用本发明所述的牺牲材料镀膜，能够得到表面平整度较好的碳化硅晶圆（实施例1-17的碳化硅晶圆表面平整度能达到Rma=0.1~0.8nm），而对比例7-9没有采用本发明所述的牺牲材料镀膜，调整不同的离子束入射角角度，得到的碳化硅晶圆表面平整度都相对较差（对比例7-9的碳化硅晶圆表面平整度Rma=14~21nm）。因此采用本发明所述的牺牲材料镀膜更易得到表面平整度较高的碳化硅晶圆产品，因为离子束对本发明所述的牺牲材料镀膜和碳化硅能达到相同的材料去除率，而选用其他牺牲材料镀膜，则无法与碳化硅实现相同的材料去除率，从而无法得到表面平整度较高的碳化硅晶圆。
从对比例10和实施例1-17的实验结果比对可以看出：对比例10中采用传统常规的CMP方法进行碳化硅晶圆的制造，在制造相同的碳化硅晶圆情况下，加工周期较长，对比例10的CMP处理时间为31h，而实施例1-17采用本发明所述的方法制造碳化硅晶圆，加工周期明显缩短，实施例1-17的CMP处理和离子束处理总时长为不超过5h，由此可以看出，采用本发明所述的方法制造碳化硅晶圆，可以有效提高生产效率。另外，采用本发明所述方法的实施例1-17制备的碳化硅晶圆表面平整度能达到0.1-0.8nm，而采用传统方法的对比例10，碳化硅晶圆表面平整度为4nm，由此也可以说明，采用本发明所述方法得到的碳化硅晶圆品质明显优于传统方法制备的碳化硅晶圆。而且采用本发明所述的方法，晶圆制造过程中无需加压，避免碳化硅单晶破损，提高碳化硅晶圆良率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合穷举，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围，本发明的保护范围以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种SiC晶圆制造方法，其特征在于，所述的制造方法为：
S1、SiC单晶生长后进行SiC单晶的切割和研磨；
S2、在研磨后的SiC单晶表面进行沉积镀膜或旋涂镀膜上一层牺牲材料；
S3、对SiC单晶表面的镀膜进行CMP处理；
S4、使用离子束对镀膜及SiC单晶刻蚀至目标厚度，得到SiC晶圆。
2. 根据权利要求1所述一种SiC晶圆制造方法，其特征在于，步骤S2中，沉积镀膜使用的牺牲材料为PVD Al2O3、FALD、CVD Al2O3、PECVD Al2O3、溅射沉积Al2O3中的任意一种。
3. 根据权利要求1所述一种SiC晶圆制造方法，其特征在于，步骤S2中，旋涂镀膜使用的牺牲材料为光刻胶JSR IX60L。
4. 根据权利要求1所述一种SiC晶圆制造方法，其特征在于，步骤S2中，沉积镀膜使用的材料为PVD Al2O3，步骤S4的离子束入射角角度为42°~48°或62°~65°。
5. 根据权利要求1所述一种SiC晶圆制造方法，其特征在于，步骤S2中，沉积镀膜使用的材料为CVD Al2O3或PECVD Al2O3时，步骤S4的离子束入射角角度为46°~48°；
步骤S2中，沉积镀膜使用的材料为溅射沉积Al2O3时，步骤S4的离子束入射角角度为62°~65°。
6. 根据权利要求1所述一种SiC晶圆制造方法，其特征在于，步骤S2中，旋涂镀膜使用的牺牲材料为光刻胶JSR IX60L，步骤S4的离子束入射角角度为38°~42°。
7. 根据权利要求1所述一种SiC晶圆制造方法，其特征在于，步骤S2中，沉积镀膜使用的牺牲材料为FALD Al2O3，步骤S4的离子束入射角角度为21°~24°。
8.根据权利要求1所述一种SiC晶圆制造方法，其特征在于，步骤S4中，使用离子束对镀膜及SiC单晶刻蚀至目标厚度后，再经过一次CMP，得到SiC晶圆。
9.根据权利要求1所述一种SiC晶圆制造方法，其特征在于，步骤S3中，CMP处理时间为10-40min。
10.根据权利要求1所述一种SiC晶圆制造方法，其特征在于，步骤S4中得到的SiC晶圆的表面平整度为0.1-0.8nm。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08167587A (ja) * | 1994-12-12 | 1996-06-25 | Yamaha Corp | 半導体ウェハの平坦化法 |
| JPH1172606A (ja) * | 1997-08-29 | 1999-03-16 | Shimadzu Corp | ＳｉＣのパターンエッチング方法 |
| US20030062335A1 (en) * | 2001-09-11 | 2003-04-03 | Hrl Laboratories, Llc | Process for smoothing a rough surface on a substrate by dry etching |
| US20100173431A1 (en) * | 2007-09-03 | 2010-07-08 | Panasonic Corporation | Wafer reclamation method and wafer reclamation apparatus |
| CN104854683A (zh) * | 2012-12-18 | 2015-08-19 | 昭和电工株式会社 | SiC基板的制造方法 |
| DE102015204478A1 (de) * | 2015-03-12 | 2016-09-15 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Verfahren zum Glätten einer Oberfläche und optisches Element |
| CN109904061A (zh) * | 2019-03-06 | 2019-06-18 | 厦门市三安集成电路有限公司 | 一种碳化硅晶圆减薄的制作方法 |
-
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08167587A (ja) * | 1994-12-12 | 1996-06-25 | Yamaha Corp | 半導体ウェハの平坦化法 |
| JPH1172606A (ja) * | 1997-08-29 | 1999-03-16 | Shimadzu Corp | ＳｉＣのパターンエッチング方法 |
| US20030062335A1 (en) * | 2001-09-11 | 2003-04-03 | Hrl Laboratories, Llc | Process for smoothing a rough surface on a substrate by dry etching |
| US20100173431A1 (en) * | 2007-09-03 | 2010-07-08 | Panasonic Corporation | Wafer reclamation method and wafer reclamation apparatus |
| CN104854683A (zh) * | 2012-12-18 | 2015-08-19 | 昭和电工株式会社 | SiC基板的制造方法 |
| DE102015204478A1 (de) * | 2015-03-12 | 2016-09-15 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Verfahren zum Glätten einer Oberfläche und optisches Element |
| CN109904061A (zh) * | 2019-03-06 | 2019-06-18 | 厦门市三安集成电路有限公司 | 一种碳化硅晶圆减薄的制作方法 |
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