半导体刻蚀设备和碳化硅晶片的刻蚀方法技术

本发明专利技术公开一种半导体刻蚀设备和碳化硅晶片的刻蚀方法，半导体刻蚀设备包括工艺腔室，所述工艺腔室内设置有磁控溅射组件，所述磁控溅射组件安装于所述工艺腔室的侧壁上，位于所述工艺腔室中用于承载晶片的承载件上方，所述磁控溅射组件包括基座组件和遮挡组件，所述基座组件用于固定靶材并吸引等离子轰击所述靶材，所述遮挡组件可旋转，用于选择性地遮挡所述靶材。采用上述半导体刻蚀设备对碳化硅晶片进行刻蚀，可以解决形成的刻蚀结构的侧壁和底面近乎垂直，会引起尖端放电现象，从而容易损坏器件的问题。易损坏器件的问题。易损坏器件的问题。

【技术实现步骤摘要】
半导体刻蚀设备和碳化硅晶片的刻蚀方法


[0001]本专利技术涉及半导体加工
，尤其涉及一种半导体刻蚀设备和碳化硅晶片的刻蚀方法。

技术介绍

[0002]碳化硅(SiC)材料作为第三代宽禁带半导体材料，具有禁带宽度大、热导率高、击穿电场强度大、饱和电子漂移速度大和能承受极端环境变化等一系列优点，使得SiC材料在高温、高频、大功率、光电子及抗辐射等方面有极大的应用潜力。目前碳化硅材料主要是被应用到电子器件的制备中。
[0003]碳化硅材料的硬度很高，化学性质十分稳定，一般采用干法刻蚀对碳化硅晶片进行刻蚀，通常来说，在刻蚀碳化硅晶片的过程中，容易出现沟槽的底壁较为平坦的情况，在这种情况下，沟槽的侧壁与沟槽的底面近乎垂直，这会引起尖端放电现象，从而容易损坏器件。

技术实现思路

[0004]本专利技术公开一种半导体刻蚀设备和碳化硅晶片的刻蚀方法，以解决目前刻蚀碳化硅晶片时，形成的刻蚀结构的侧壁和底面近乎垂直，会引起尖端放电现象，从而容易损坏器件的问题。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术采用下述技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术实施例公开一种半导体刻蚀设备，包括工艺腔室，所述工艺腔室内设置有磁控溅射组件，所述磁控溅射组件安装于所述工艺腔室的侧壁上，位于所述工艺腔室中用于承载晶片的承载件上方，所述磁控溅射组件包括基座组件和遮挡组件，所述基座组件用于固定靶材并吸引等离子轰击所述靶材，所述遮挡组件可旋转，用于选择性地遮挡所述靶材。
[0007]第二方面，本专利技术实施例公开一种碳化硅晶片的刻蚀方法，应用于上述半导体刻蚀设备中，刻蚀方法包括：
[0008]传输步，将表面具有图形化掩膜的碳化硅晶片传入工艺腔室中；
[0009]溅射步，旋转遮挡组件，使所述遮挡组件不遮挡靶材，向所述工艺腔室中通入溅射气体，将所述溅射气体激发为等离子体，轰击所述靶材，在所述掩膜的侧壁上沉积防护层；
[0010]刻蚀步，旋转所述遮挡组件，使所述遮挡组件遮挡所述靶材，向所述工艺腔室中通入刻蚀气体，将所述刻蚀气体激发为等离子体，基于所述掩膜和所述防护层，刻蚀所述碳化硅晶片。
[0011]本专利技术采用的技术方案能够达到以下有益效果：
[0012]本申请实施例公开一种半导体刻蚀设备，其包括磁控溅射组件，这使得半导体刻蚀设备具备磁控溅射能力，从而可以通过溅射的方式在掩膜的侧壁上形成防护层，溅射形成的防护层可以加强对掩膜和刻蚀结构的侧壁的保护，从而使刻蚀结构的中心区域的被刻
蚀速率大于边缘的被刻蚀速率，有利于形成底面圆滑的刻蚀结构，以防止刻蚀结构的底面与侧壁相互垂直，进而防止碳化硅晶片发生尖端放电现象，降低器件的损坏率。
附图说明
[0013]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0014]图1为本申请实施例公开的半导体刻蚀设备的结构示意图；
[0015]图2为本申请实施例公开的半导体刻蚀设备中磁溅射组件的结构示意图；
[0016]图3为本申请实施例公开的半导体刻蚀设备中磁溅射组件中部分结构的分解示意图；
[0017]图4为采用本申请实施例公开的刻蚀方法刻蚀碳化硅晶片的原理示意图；
[0018]图5为本申请实施例公开的碳化硅晶片的刻蚀方法的流程图；
[0019]图6为采用本申请实施例公开的刻蚀方法刻蚀碳化硅晶片形成的成品的电子显微镜照片。
[0020]附图标记说明：
[0021]100
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工艺腔室、
[0022]200
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磁控溅射组件、210
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基座组件、211
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连接件、212
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基座本体、213
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顶盖、213a
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安装孔、214
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永磁体、215
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螺钉、220
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遮挡组件、221
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遮挡板、222
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旋转驱动件、
[0023]310
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承载件、330
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激励线圈、
[0024]500
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靶材、
[0025]710
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晶片、730
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掩膜、750
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防护层。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术具体实施例及相应的附图对本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]以下结合附图，详细说明本专利技术各个实施例公开的技术方案。
[0028]如图1
‑
图4所示，本申请实施例公开一种半导体刻蚀设备，其包括工艺腔室100，工艺腔室100内设置有磁控溅射组件200，磁控溅射组件200安装在工艺腔室100的侧壁上，且磁控溅射组件200位于工艺腔室100中用于承载晶片710的承载件310的上方，从而保证磁控溅射组件200溅射出的靶材材料能够向下运动以沉积在晶片710上。当然，半导体刻蚀设备还可以包括如激励线圈330等其他部件，激励线圈330可以设置在工艺腔室100的顶壁和/或侧壁上，考虑文本简洁，此处不再一一介绍。
[0029]磁控溅射组件200包括基座组件210和遮挡组件220，基座组件210用于固定靶材500并吸引等离子体轰击靶材500，从而使靶材500发生溅射。遮挡组件220能够旋转，以用于选择性地遮挡靶材500，也就是说，遮挡组件220可以遮挡靶材500，亦可以使靶材500处于暴露状态，在遮挡组件220的遮挡作用下，可以防止等离子体作用在靶材500上，影响靶材500后续的正常溅射过程的进行。具体地，遮挡组件220的旋转方向可以根据实际情况确定，例
如，遮挡组件220的旋转方向可以垂直于靶材500的上表面，亦可以平行于靶材500的上表面，这均可以保证遮挡组件220可以为靶材500提供遮挡和暴露作用。
[0030]本申请实施例公开一种半导体刻蚀设备，其包括磁控溅射组件200，这使得半导体刻蚀设备具备磁控溅射能力，从而可以通过溅射的方式在掩膜730的侧壁上形成防护层750，溅射形成的防护层750可以加强对掩膜730和刻蚀结构的侧壁的保护，从而使刻蚀结构的中心区域的被刻蚀速率大于边缘的被刻蚀速率，有利于形成底面圆滑的刻蚀结构，以防止刻蚀结构的底面与侧壁相互垂直，进而防止晶片710发生尖端放电现象，降低器件的损坏率。
[0031]进一步地，本申请实施例公开的半导体刻蚀设备中，基座组件210可以包括连接件211、基座本体212、顶盖213和永磁体214，其中，连接件211具体可以采用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体刻蚀设备，包括工艺腔室，其特征在于，所述工艺腔室内设置有磁控溅射组件，所述磁控溅射组件安装于所述工艺腔室的侧壁上，位于所述工艺腔室中用于承载晶片的承载件上方，所述磁控溅射组件包括基座组件和遮挡组件，所述基座组件用于固定靶材并吸引等离子轰击所述靶材，所述遮挡组件可旋转，用于选择性地遮挡所述靶材。2.根据权利要求1所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，所述基座组件包括连接件、基座本体、顶盖、永磁体，其中，所述基座本体通过所述连接件安装于所述工艺腔室的侧壁上并接地，所述顶盖设置于所述基座本体的顶面上，与所述基座本体固定连接，所述顶盖上开设有安装孔，所述永磁体设置于所述安装孔的下部，用于形成吸引等离子轰击所述靶材的磁场，所述安装孔的上部用于容置所述靶材。3.根据权利要求1所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，所述基座组件包括连接件、基座本体、顶盖、永磁体，其中，所述基座本体通过所述连接件安装于所述工艺腔室的侧壁上并接地，所述顶盖设置于所述基座本体的底面上，与所述基座本体固定连接，所述顶盖上开设有安装孔，所述永磁体固定设置于所述安装孔的上部，用于形成吸引等离子轰击所述靶材的磁场，所述安装孔的下部用于容置所述靶材。4.根据权利要求2或3所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，所述基座本体中开设有冷却通道，所述连接件中开设有进入通道和排出通道，所述进入通道与所述冷却通道的入口连通，所述排出通道与所述冷却通道的出口连通。5.根据权利要求2或3所述的半导体刻蚀设备，其特征在于，所述遮挡组件包括遮挡板和旋转驱动件，所述遮挡板与所述旋转驱动件连接，且与所述靶材相对设置，所述旋转驱动件安装于所述工艺腔室的侧壁上，用于驱动所述遮挡板旋转，以选择性地遮挡所述靶材。6.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：林源为，谭晓宇，
申请(专利权)人：北京北方华创微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：