[发明专利]碳化硅晶圆的减薄方法

说明书

一种碳化硅晶圆的减薄方法，包括：将碳化硅晶圆背面划分成安全环区域与激光预加工区域，所述激光预加工区域为面积小于晶圆背面面积的圆形区域，所述安全环区域包围所述激光预加工区域的边缘圆环区域；在所述激光预加工区域进行激光扫描，形成激光凹槽；对具有所述激光凹槽的所述碳化硅晶圆背面进行粗磨，直到磨至第一目标厚度；对所述第一目标厚度的所述碳化硅晶圆背面进行精磨，直到磨至第二目标厚度。所述碳化硅晶圆的减薄方法改善碳化硅晶圆背面减薄过程中的破片问题，改善碳化硅晶圆背面减薄后的表面及亚表面损伤，并减少磨削使用砂轮的损耗量，降低加工成本。

技术领域

本发明涉及半导体工艺领域，尤其涉及一种碳化硅晶圆的减薄方法。

背景技术

碳化硅功率器件凭借自身优异性能，适用于高温、高压和高辐射等极端工作环境。但是在大功率、极端环境工作时碳化硅器件仍然会产生较大的热量，通过降低器件衬底部分的热阻可有效减小器件功率损耗并提高其散热性，对器件整体性能和寿命起着至关重要的作用。

目前，业界制备大尺寸超薄碳化硅的主流技术是使用晶圆背面减薄机对碳化硅晶圆进行背面磨削减薄，可有效降低衬底的热阻，增强器件性能。但是，由于碳化硅属于硬脆性难加工材料，导致砂轮的磨耗比极高。

另外，随着晶圆尺寸的增大，当晶圆减薄到一定厚度以下时，碳化硅晶圆的应力和损伤严重，晶圆极易发生碎裂，导致晶圆减薄成品率极低。

更多有关现有晶圆减薄的内容，可以参考公开号为CN107749391A和CN107649785A的中国专利申请。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种碳化硅晶圆的减薄方法，包括：将碳化硅晶圆背面划分成安全环区域与激光预加工区域，所述激光预加工区域为面积小于晶圆背面面积的圆形区域，所述安全环区域包围所述激光预加工区域的边缘圆环区域；在所述激光预加工区域进行激光扫描，形成激光凹槽；对具有所述激光凹槽的所述碳化硅晶圆背面进行粗磨，直到磨至第一目标厚度；对所述第一目标厚度的所述碳化硅晶圆背面进行精磨，直到磨至第二目标厚度。

可选的，采用分三步的方式，在所述激光预加工区域进行所述激光扫描；第一步扫描刻蚀的深度为所述激光凹槽深度的40％～60％；第二步扫描刻蚀的深度为所述激光凹槽深度的20％～40％；第三步扫描刻蚀的深度为所述激光凹槽深度的10％～20％；所述第一步扫描、所述第二步扫描和所述第三步扫描累计加工深度等于所述碳化硅晶圆减薄总厚度的90％～95％。

可选的，所述激光扫描采用波长为355nm的紫外激光。

可选的，所述激光凹槽的平面图案为相互交错的两组平行直线；相邻两条所述平形直线之间的间距为S，所述激光凹槽的槽深为H，0.2≤S/H≤5。

可选的，所述激光扫描的前进速度为5mm/sec～100mm/sec；所采用的激光器中，激光重复频率为10KHz～80KHz，激光功率为0.2watt～1watt，辅助气压为0.3Mpa～0.8Mpa。

可选的，所述粗磨减薄的厚度与所述精磨减薄的厚度比例约为8.5:1～9.5:1。

可选的，所述粗磨减薄的部分包括激光热影响层。

可选的，所述第二目标厚度为50μm～120μm之间；在所述碳化硅晶圆磨至所述第二目标厚度后，对所述碳化硅晶圆进行质量检测。

可选的，所述碳化硅晶圆的直径尺寸在6英寸以上。

可选的，所述安全环区域的最小截断宽度为所述碳化硅晶圆半径长度的2％～5％。