[發明專利]一種碳化硅晶圓加工工藝

在審

• 申請號: 202111162163.6
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113903656A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 嚴立巍;符德榮;陳政勛;文鍾
• 申請（專利權）人: 浙江同芯祺科技有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/683
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 李曉峰

本發明公開一種碳化硅晶圓加工工藝，包括以下步驟：S1、將碳化硅基板永久鍵合在硅載板上；S2、完成碳化硅基板的減薄及除高溫制程外的其他晶圓正面制程；S3、將碳化硅基板轉移到石墨托盤上，解除碳化硅基板與硅載板的永久鍵合，移除硅載板；S4、利用石墨托盤承載碳化硅基板進行高溫制程；S5、碳化硅基板背面鍵合玻璃載板，移除石墨托盤；S6、碳化硅基板正面鍵合玻璃載板，解鍵合移除背面玻璃載板；S7、完成碳化硅基板背面晶圓制程；S8、將碳化硅基板轉移到切割模框上，解鍵合移除正面玻璃載板，完成晶圓的切割。本發明利用硅載板承載碳化硅基板進行減薄，利用石墨托盤承載碳化硅基板進行高溫制程，克服了碳化硅材料硬度大、活化溫度高的加工難題。

技術領域

本發明涉及半導體加工技術領域，具體的是一種碳化硅晶圓加工工藝。

背景技術

碳化硅作為新一代的寬禁帶半導體材料，在功率半導體領域具有極其優異的性能表現，也是功率半導體器件發展的前沿和未來方向。碳化硅是一種由硅和碳構成的化合物半導體材料，碳化硅材料有禁帶寬度大、擊穿場強高、熱導率大、飽和速度大、最大工作溫度高等優良特性，這些優良特性也使得碳化硅電子器件可以在高電壓、高發熱量、高頻率的環境下工作，故而與砷化鎵、硅相比，碳化硅相比被認為是制作高功率電子器件的最佳材料。

目前，在碳化硅半導體生產制造的過程中存在諸多難點。首先，碳化硅材料高溫制程所需的溫度較高，常規的玻璃載板工藝不能滿足要求，高溫處理會使黏著劑分解，導致玻璃載板脫落，不能有效支撐碳化硅晶圓，因此必須開發一種新的載板工藝以適應碳化硅晶圓的加工；其次，碳化硅功率半導體產品的制造過程后段，都會進行背面減薄背金工藝，但是現行的硅器件產品的生產線上的減薄工藝只適用于硅圓片的減薄加工，由于碳化硅硬度較大，研磨減薄時載板難以承受其壓力和轉矩，同樣存在裂片的風險。

發明內容

為解決上述背景技術中提到的不足，本發明的目的在于提供一種碳化硅晶圓加工工藝，利用硅載板沉積SiO₂層與碳化硅基板形成永久鍵合，然后進行基板的減薄，硅載板的硬度可以承受減薄時較大的壓力和轉向力，同時采用石墨托盤承載碳化硅基板進行高溫制程，克服了碳化硅基板高溫制程中的溫度對載板的限制，可以安全有效的進行碳化硅基板的高溫回火。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種碳化硅晶圓加工工藝，包括以下步驟：

S1、在碳化硅基板背面通過CVD沉積SiO₂層，然后將碳化硅基板背面與硅載板鍵合，利用SiO₂使碳化硅基板與硅載板形成永久性鍵合；

S2、完成碳化硅基板的減薄，同時完成除高溫制程外的其他晶圓正面制程；

S3、將完成正面晶圓制程的碳化硅基板轉移到石墨托盤上，然后將石墨托盤放入蝕池中蝕刻SiO₂層，解除碳化硅基板與硅載板的永久鍵合，移除硅載板后將碳化硅基板沖洗干凈；

S4、利用石墨托盤承載碳化硅基板進行高溫制程；

S5、將完成高溫制程的碳化硅基板取出，碳化硅基板背面涂布黏著劑并鍵合玻璃載板，移除石墨托盤；

S6、于碳化硅基板正面背面涂布黏著劑并鍵合玻璃載板，利用激光穿透碳化硅基板背面玻璃載板使釋放劑分解,使碳化硅基板背面玻璃載板解鍵合，移除碳化硅基板背面玻璃載板；

S7、完成碳化硅基板背面晶圓制程；

S8、將碳化硅基板轉移到切割模框上，利用激光穿透碳化硅基板正面玻璃載板使釋放劑分解,使碳化硅基板正面玻璃載板解鍵合，移除碳化硅基板正面玻璃載板，完成晶圓的切割。

進一步優選地，步驟S1中一次性將多塊碳化硅基板與硅載板鍵合，具體步驟為：