一种等离子体刻蚀晶圆倒角的方法及等离子体刻蚀设备技术

本发明专利技术涉及等离子体刻蚀技术领域，特别涉及一种等离子体刻蚀晶圆倒角的方法及等离子体刻蚀设备。包括：提供碳化硅晶圆；在碳化硅晶圆表面形成倒角区域和掩膜区域；将形成倒角区域和掩膜区域后的碳化硅晶圆置于等离体设备内部，对碳化硅晶圆进行等离子体刻蚀，在碳化硅晶圆的倒角区域形成倒角；取出刻蚀后的碳化硅晶圆，并去除碳化硅晶圆表面的掩膜。本发明专利技术碳化硅晶圆置于等离子体的刻蚀环境中，控制刻蚀环境的压力、反应气体的流量、射频频率和射频功率使得反应气体转化为等离子体，由于等离子具有能量高，粒子速率高，化学活性高的特点，使得碳化硅晶圆的倒角区域的在等离子体环境中被刻蚀，最终获得具有钝圆光滑倒角的碳化硅晶圆。晶圆。晶圆。

【技术实现步骤摘要】
一种等离子体刻蚀晶圆倒角的方法及等离子体刻蚀设备


[0001]本专利技术涉及等离子体刻蚀
，特别涉及一种等离子体刻蚀晶圆倒角的方法及等离子体刻蚀设备。

技术介绍

[0002]碳化硅作为第三代宽禁带半导体材料的代表，与传统的硅材料相比具有更耐高压，更高的开关频率、更好的散热能力和更小的损耗等优点，是制造高温器件、大功率、高频电子器件最重要的半导体材料之一，目前已被广泛研究和应用。但是由于碳化硅的莫氏硬度为9.2，仅次于金刚石，因而在材料加工上变得更加困难。碳化硅衬底的加工需要经过晶体生长和晶片加工两个过程。晶片加工过程又分为：晶体切片、减薄、倒角、机械研磨和化学机械研磨及清洗等过程。其中倒角作为一个重要工序，是使用特定形貌的砂轮对晶片边缘进行打磨，使其边缘钝圆光滑。倒角的目的是去除晶片边缘缺陷，防止裂片；释放晶片内应力，防止后续加工过程中产生崩边和裂纹；增加外延层和光刻胶层在碳化硅晶圆边缘的平坦度。
[0003]目前行业内碳化硅倒角普遍存在严重的倒角伤，即边缘崩边现象，就是在倒角过程中产生的边缘损伤。有些在倒角加工后凸显，有些在后续的化学机械研磨过程中，经过化学腐蚀而暴露。这是因为碳化硅倒角用砂轮目前主要以金刚石材质为主，在倒角过程中，由于其高硬度的机械研磨，会对晶片边缘产生损伤。
[0004]为了改善倒角伤，硬度相对较小的树脂砂轮被用来代替倒角砂轮。虽然倒角伤有所缓解，但是树脂砂轮沟槽磨损严重，且无法修复，一个沟槽能倒角的片数非常有限，这就导致倒角的成本非常高，且需要频繁更换砂轮。
专利
技术实现思路

[0005]为解决倒角工艺缺陷的技术问题，本专利技术提供一种等离子体刻蚀晶圆倒角的方法，包括：
[0006]提供碳化硅晶圆；
[0007]在所述碳化硅晶圆的两个表面的部分区域形成掩膜，使得所述碳化硅晶圆表面形成倒角区域和掩膜区域，所述倒角区域位于碳化硅晶圆的边缘位置，所述掩膜区域位于碳化硅晶圆的中心位置；
[0008]将表面形成掩膜的碳化硅晶圆置于等离子体刻蚀设备内部，对所述碳化硅晶圆的倒角区域进行等离子体刻蚀，在碳化硅晶圆的倒角区域形成倒角；
[0009]取出刻蚀后的碳化硅晶圆，并去除所述碳化硅晶圆表面的掩膜。
[0010]可选的，所述碳化硅晶圆掩膜区域的边缘距所述碳化硅晶圆边缘的尺寸范围为50～500um。
[0011]可选的，所述表面形成掩膜的碳化硅晶圆呈堆叠的方式放置于所述等离子体刻蚀设备的基座的表面。
[0012]可选的，对所述表面形成掩膜的碳化硅晶圆进行等离子体刻蚀的工艺具体包括：控制刻蚀环境的压力、反应气体的流量、射频频率和射频功率；所述压力范围为0.3～10pa，所述射频频率范围为3K～3MHz，所述射频功率范围200～5000W，所述反应气体包括：SF6、O2和Ar，所述SF6的流量范围为5～50sccm、所述O2的流量范围为5～100sccm、所述Ar的流量范围为10～100sccm。
[0013]可选的，所述碳化硅晶圆表面形成倒角区域和掩膜区域的过程包括：
[0014]将所述碳化硅晶圆的一面旋涂胶水并烘烤固化，形成掩膜；
[0015]翻转所述碳化硅晶圆至另一面；
[0016]将所述碳化硅晶圆的另一面旋涂胶水并烘烤固化，形成掩膜；
[0017]将所述碳化硅晶圆进行洗边，将所述碳化硅晶圆两面边缘的胶水冲洗掉，使得所述碳化硅晶圆的边缘暴露出来，最终形成倒角区域和掩膜区域。
[0018]可选的，形成倒角区域和掩膜区域之前，还包括：
[0019]将所述碳化硅晶圆进行粗倒角。
[0020]本专利技术实施例还提供一种等离子体刻蚀设备，包括：
[0021]感应耦合线圈、真空腔体、射频电源发生器；
[0022]所述真空腔体内的底部具有基座，所述基座用于堆叠放置一个或多个所述表面形成掩膜的碳化硅晶圆；
[0023]所述真空腔体内侧壁设置有多根竖直管路，每根竖直管路具有多个出气小孔，所述出气小孔朝向真空腔体内部的所述多个所述表面形成掩膜的碳化硅晶圆；
[0024]所述感应耦合线圈环绕于所述真空腔体的外壁，所述感应耦合线圈的两端与所述射频电源发生器的两端相连。
[0025]可选的，所述所述真空腔体为圆柱体、长方体或者正方体，所述真空腔体的材料为石英。
[0026]可选的，所述多根竖直管路为2～6根，均匀分布于所述真空腔体内侧壁。
[0027]可选的，所述每根竖直管路的出气小孔均匀分布，每两根相邻的竖直管路的出气小孔平行设置或者每两根相邻的竖直管路的出气小孔错落设置。
[0028]综上所述，本专利技术的优点及有益效果为：
[0029]本专利技术提供一种等离子体刻蚀晶圆倒角的方法及等离子体刻蚀设备，包括：提供碳化硅晶圆；在所述碳化硅晶圆表面形成倒角区域和掩膜区域，所述碳化硅晶圆的边缘为倒角区域，和倒角区域相对的为掩膜区域；将形成倒角区域和掩膜区域后的碳化硅晶圆置于等离体设备的基座的表面，对所述碳化硅晶圆进行等离子体刻蚀，在碳化硅晶圆的倒角区域形成倒角；取出刻蚀后的碳化硅晶圆，并去除所述碳化硅晶圆表面的掩膜。
[0030]本专利技术碳化硅晶圆置于等离子体的刻蚀环境中，控制刻蚀环境的压力、反应气体的流量、射频频率和射频功率使得反应气体转化为等离子体，由于等离子体具有能量高，粒子速率高，化学活性高的特点，使得碳化硅晶圆的倒角区域的在等离子体环境中被刻蚀，最终获得具有钝圆光滑倒角的碳化硅晶圆。
附图说明
[0031]图1为本专利技术实施例的一种等离子体刻蚀方法的流程图；
[0032]图2为本专利技术实施例的一种等离子体刻蚀方法形成倒角区域和掩膜区域的俯视图；
[0033]图3为本专利技术实施例的一种等离子体刻蚀方法形成倒角区域和掩膜区域的剖面图；
[0034]图4为本专利技术实施例的一种等离子体刻蚀方法形成倒角的示意图；
[0035]图5为本专利技术实施例的一种等离子体刻蚀设备的剖面示意图；
[0036]图6为本专利技术实施例的一种等离子体刻蚀设备外部的射频电源发生器和感应耦合线圈的示意图。
具体实施方式
[0037]为了便于本领域技术人员的理解，下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。
[0038]本专利技术提供一种等离子体刻蚀晶圆倒角的方法，如图1所示，包括：
[0039]步骤S10，提供碳化硅晶圆；
[0040]步骤S20，在所述碳化硅晶圆的两个表面的部分区域形成掩膜，使得所述碳化硅晶圆表面形成倒角区域和掩膜区域，所述倒角区域位于碳化硅晶圆的边缘位置，所述掩膜区域位于碳化硅晶圆的中心位置；
[0041]步骤S30，将表面形成掩膜的碳化硅晶圆置于等离子体刻蚀设备内部，对所述碳化硅晶圆的倒角区域进行等离子体刻蚀，在碳化硅晶圆的倒角区域形成倒角；
[0042]步骤S40，取出刻蚀后的碳化硅晶圆，并去除所述碳化硅晶圆表面的掩膜。
[0043]具体的，执行步骤S10，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等离子体刻蚀晶圆倒角的方法，其特征在于，包括：提供碳化硅晶圆；在所述碳化硅晶圆的两个表面的部分区域形成掩膜，使得所述碳化硅晶圆表面形成倒角区域和掩膜区域，所述倒角区域位于碳化硅晶圆的边缘位置，所述掩膜区域位于碳化硅晶圆的中心位置；将表面形成掩膜的碳化硅晶圆置于等离子体刻蚀设备内部，对所述碳化硅晶圆的倒角区域进行等离子体刻蚀，在碳化硅晶圆的倒角区域形成倒角；取出刻蚀后的碳化硅晶圆，并去除所述碳化硅晶圆表面的掩膜。2.如权利要求1所述的一种等离子体刻蚀晶圆倒角的方法，其特征在于，所述碳化硅晶圆掩膜区域的边缘距所述碳化硅晶圆边缘的尺寸范围为50～500um。3.如权利要求1所述的一种等离子体刻蚀晶圆倒角的方法，其特征在于，所述表面形成掩膜的碳化硅晶圆呈堆叠的方式放置于所述等离子体刻蚀设备的基座的表面。4.如权利要求1所述的一种等离子体刻蚀晶圆倒角的方法，其特征在于，对所述表面形成掩膜的碳化硅晶圆进行等离子体刻蚀的工艺具体包括：控制刻蚀环境的压力、反应气体的流量、射频频率和射频功率；所述压力范围为0.3～10pa，所述射频频率范围为3K～3MHz，所述射频功率范围200～5000W，所述反应气体包括：SF6、O2和Ar，所述SF6的流量范围为5～50sccm、所述O2的流量范围为5～100sccm、所述Ar的流量范围为10～100sccm。5.如权利要求1所述的一种等离子体刻蚀晶圆倒角的方法，其特征在于，所述碳化硅晶圆表面形成倒角区域和掩...

【专利技术属性】
技术研发人员：宣丽英，王明华，
申请(专利权)人：杭州乾晶半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：