一种碳化硅晶圆腐蚀后循环使用的方法技术

本发明专利技术提供了一种碳化硅晶圆腐蚀后循环使用的方法，包括以下步骤：1)碳化硅晶圆的待腐蚀面覆盖保护层；2)步骤1)处理后的碳化硅晶圆其余表面镀耐腐蚀层；3)去除保护层；4)腐蚀步骤3)处理后的碳化硅晶圆；5)观察碳化硅晶圆的缺陷情况；6)去除碳化硅晶圆耐腐蚀层；7)去除碳化硅晶圆待腐蚀面的腐蚀层，获取可循环使用的碳化硅晶圆。与现有技术相比，本发明专利技术经过上述处理后的碳化硅晶圆依然具有一定厚度，而且侧面完整性好，能够满足重复利用的要求，降低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅晶圆腐蚀后循环使用的方法
本专利技术涉及半导体制造领域，尤其涉及一种碳化硅晶圆腐蚀后循环使用的方法。
技术介绍
目前碳化硅因为禁带宽度高，引起了很大关注。在高温、高频、高功率等领域都能适用，具有巨大的市场。目前碳化硅制造领域最大的瓶颈在基础晶体材料的制备，全球仅有少数国家的少数公司掌握关键核心制备方法，所以，导致我们获取碳化硅晶片的成本非常高，节约晶片资源及降低相应成本显得尤为重要。现有的碳化硅晶片的缺陷研究手段有限,想要对碳化硅晶片缺陷展开深入研究，需要通过腐蚀碳化硅晶片进行缺陷分析，经过腐蚀厚的碳化硅晶片正反面及边缘凹凸不平，刻蚀坑明显，存在大量的腐蚀坑,无法再次利用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种碳化硅晶圆腐蚀后循环使用的方法，先在碳化硅晶圆待腐蚀面覆盖保护层，然后在碳化硅晶圆侧面和与待腐蚀面相对的另外一面镀耐腐蚀层，腐蚀之后，去除耐腐蚀层和腐蚀层，获得可循环使用的碳化硅晶圆。本专利技术具体技术方案如下：本专利技术提供的一种碳化硅晶圆腐蚀后循环使用的方法，包括以下步骤：1)碳化硅晶圆的待腐蚀面覆盖保护层；2)步骤1)处理后的碳化硅晶圆其余表面镀耐腐蚀层；3)去除保护层；4)腐蚀步骤3)处理后的碳化硅晶圆；5)观察碳化硅晶圆的缺陷情况；6)去除碳化硅晶圆耐腐蚀层；7)去除碳化硅晶圆待腐蚀面的腐蚀层，获取可循环使用的碳化硅晶圆。进一步的，先对碳化硅晶圆进行预处理再覆盖保护层，具体预处理方法为：首先使用丙酮对碳化硅晶圆进行超声清洗，以去除表面的油污等杂质；然后使用无水乙醇对碳化硅晶圆进行超声清洗，除去衬底表面可能残留的丙酮；最后使用去离子水对碳化硅晶圆进行超声清洗，以除去衬底表面残留的乙醇。为了达到最好的清洗效果，在对碳化硅晶圆进行超声清洗时应将碳化硅晶圆的生长面朝下，而且每次超声清洗的时间应为5-10分钟。在进行完上述所有的清洗步骤之后，用高纯氩气将碳化硅衬底表面完全吹干，以防止碳化硅衬底表面在自然干燥之后留下水痕。步骤1)中所述保护层为聚酰亚胺或光刻胶；覆盖光刻胶，需要添加显影流程；聚酰亚胺不需要显影；由于碳化硅晶圆侧面较薄，所以侧面镀耐腐蚀层时，不可避免的会有少量耐腐蚀物质镀到碳化硅晶圆的待腐蚀面，影响腐蚀效果，而本专利技术中先在待腐蚀面覆盖保护层，在侧面镀耐腐蚀层时，少量耐腐蚀物质镀到待腐蚀面覆盖的保护层上，而保护层容易除去，除去保护层后，再腐蚀碳化硅晶圆，而碳化硅晶圆的侧面和另外一面被耐腐蚀层保护不被腐蚀。所以，先覆盖保护层，可以简化去除工艺，待腐蚀面不需要电镀耐腐蚀层，省去待腐蚀面镀耐腐蚀层的工艺和去耐腐蚀层的工艺；同时，也不影响侧面和另外一面的耐腐蚀保护，不影响碳化硅晶圆的重复利用。步骤1)中，覆盖光刻胶保护层具体方法为：选取AZ5206E光刻胶，500rpm-5000rpm转速条件下涂胶厚度50nm-5μm。步骤1)中，覆盖光刻胶后，在90℃-120℃的温度下烘时间60-120sec；最后，曝光:PLA501F(Proximity)强度189mJ/cm2。步骤1)中覆盖聚酰亚胺保护层的方法为：选取PW1500s聚酰亚胺，选取500rpm-5000rpm转速进行涂胶，涂胶厚度50nm-15μm；涂胶后固化条件为：110-130℃的温度，时间60-300sec。步骤2)具体为：在步骤1)处理后的碳化硅晶圆的侧面和与待腐蚀面相对的另一表面镀耐腐蚀层。优选的，所述耐腐蚀层为惰性金属保护层。更有选的，步骤2)中所述耐腐蚀层是指镍层。进一步的，步骤2)中所述镀耐腐蚀层的方法为：先生长种子层再电镀镍层或者直接电镀镍层。步骤2)中先生长种子层的方法为：室温情况下，0.1Pa-0.2Pa的压强，以1nm/min的生长速度以大于20rpm的速度旋转晶圆，先生长0.5nm-30nm的镍种子层1，然后在0.2Pa-0.4Pa的压强，以1.5-2nm/min的生长速度生长30nm-300nm的镍种子层2。通过上述方法实现在碳化硅晶圆侧面和与待腐蚀面相对的另一表面生长镍种子层。种子层1主要作用是形成均匀的形核中心；种子层2主要作用是形成致密的种子层，保证镍层和碳化硅材料的黏附性，表层电性；为下一步快速电镀和表层粗糙度控制做准备。步骤2)所述电镀镍层具体为：电镀双层镍或三层镍。所述双层镍：底层半光亮镍层15μm-60μm厚度，外层含硫光亮镍层15μm-60μm厚；所述三层镍：底层为半光镍层15μm-30μm，中间层为高硫镍层1μm-2μm，含硫量为0.12-0.25％，外层为含硫光亮镍层15μm-30μm厚；进一步的，步骤3)中，当保护层为光刻胶时，步骤2)镀耐腐蚀层后进行光刻胶显影，去除保护层。所述显影具体为：AZ300MIF(2.38％),23℃,60sec。当保护层为聚酰亚胺时，步骤2)镀耐腐蚀层后去除PW1500s聚酰亚胺胶，去除方法：Exposure,1.0J/cm2；处理2次，每次1min，使用2.38％TMAH溶液(氢氧化四甲基铵的溶液)。步骤4)中所述腐蚀具体为：将步骤3)处理后的碳化硅晶圆用高温碱性熔融液体腐蚀。优选为，腐蚀步骤3)处理后的碳化硅晶圆方法为：350℃-550℃的高温碱性熔液腐蚀碳化硅晶圆5分钟-30分钟，取出，清洗，烘干甩干处理；所述碱性熔液为NaOH和/或KOH混合熔液；为NaOH和KOH混合熔液时，比例可以调整，优选为，两者质量为1:1。步骤5)：OM显微镜观察碳化硅晶圆腐蚀后缺陷情况，进行缺陷分析；步骤6)包括倒角去除碳化硅晶圆侧面耐腐蚀层和CMP去除与待腐蚀面相对的另一表面的耐腐蚀层。所述倒角去除碳化硅晶圆侧面耐腐蚀层是指使用金刚石倒角砂轮直接倒角去除。步骤6)中CMP去除与待腐蚀面相对的另一表面的耐腐蚀层具体为：与待腐蚀面相对的另一表面朝上放置，选取耐磨聚氨酯抛光垫，抛光液抛光，抛光压力控制在1g/cm2-10g/cm2，抛光机转速为10-50rpm，抛光温度控制在25℃-40℃，按照上述方法抛光至去除表面耐腐蚀层即可。步骤2)所述抛光液为酸性抛光液或者碱性抛光液；所述碱性抛光液含有：胶体SiO2、季铵碱、磨料、抛光氧化剂和丙三醇。所述季铵碱调节抛光液pH＞8；所述磨料为粒径≤135nm的碳化硼和金刚石颗粒，两者质量比1：1，磨料添加量≤20wt％；所述抛光氧化剂为H2O2，含量为1％-3％体积比；丙三醇作为分散剂，含量为1％-3％体积比。所述酸性抛光液含有：胶体SiO2、有机酸、磨料、抛光氧化剂和丙三醇。所述有机酸用于调节抛光液pH≤6；所述有机酸优选为甲酸。所述磨料为粒径≤135nm的碳化硼和金刚石颗粒，两者质量比1：1，磨料添加量≤20wt％；所述抛光氧化剂为H2O2，含量为1％-3％体积比；丙三醇作为分散剂，含量为1％-3％体积比。步骤7)具体为：CMP去除碳化硅晶圆待腐蚀面的腐蚀层。优选的，步骤7)具体为：碳化硅晶圆待本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳化硅晶圆腐蚀后循环使用的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n1)碳化硅晶圆的待腐蚀面覆盖保护层；/n2)步骤1)处理后的碳化硅晶圆其余表面镀耐腐蚀层；/n3)去除保护层；/n4)腐蚀步骤3)处理后的碳化硅晶圆；/n5)观察碳化硅晶圆的缺陷情况；/n6)去除碳化硅晶圆耐腐蚀层；/n7)去除碳化硅晶圆待腐蚀面的腐蚀层，获取可循环使用的碳化硅晶圆。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅晶圆腐蚀后循环使用的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
1)碳化硅晶圆的待腐蚀面覆盖保护层；
2)步骤1)处理后的碳化硅晶圆其余表面镀耐腐蚀层；
3)去除保护层；
4)腐蚀步骤3)处理后的碳化硅晶圆；
5)观察碳化硅晶圆的缺陷情况；
6)去除碳化硅晶圆耐腐蚀层；
7)去除碳化硅晶圆待腐蚀面的腐蚀层，获取可循环使用的碳化硅晶圆。


2.根据权利要求1所述的保护方法，其特征在于，步骤1)中所述保护层为聚酰亚胺或光刻胶。


3.根据权利要求1或2所述的保护方法，其特征在于，步骤2)具体为：在步骤1)处理后的碳化硅晶圆的侧面和与待腐蚀面相对的另一表面镀耐腐蚀层。


4.根据权利要求1所述的保护方法，其特征在于，所述耐腐蚀层为惰性金属保护层。


5.根据权利要求1或4所述的保护方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓洪，钮应喜，程海英，钟敏，袁松，左万胜，刘洋，郗修臻，史田超，史文华，
申请(专利权)人：芜湖启迪半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34