[发明专利]一种等离子刻蚀用碳化硅载盘的制造方法及碳化硅载盘

说明书

本申请属于载盘技术领域，具体涉及一种等离子刻蚀用碳化硅载盘的制造方法及碳化硅载盘。碳化硅载盘的制造方法包括如下步骤：（1）素胚成型：采用固相烧结体系的碳化硅造粒粉体，通过先干压后等静压或者直接等静压工艺成型出满足尺寸要求的碳化硅素胚；（2）素胚加工：根据等离子刻蚀载盘的成品尺寸和高温烧结收缩率，对外圆、总厚度、正反面槽深预留一定的烧结余量，对成型的素胚进行加工；（3）高温烧结：将加工后的碳化硅载盘素胚进行高温烧结；（4）精加工：先对载盘外圆进行精密研磨和平面研磨，然后以反面槽深为基准，加工载盘的反面；再以载盘总厚度要求为基准，加工载盘的正面；最后进行晶圆槽的精密磨加工，达到槽深要求即可。

技术领域

本申请属于载盘技术领域，具体涉及一种等离子刻蚀用碳化硅载盘的制造方法及碳化硅载盘。

背景技术

ICP刻蚀（Inductively Coupled Plasma Etch），即感应耦合等离子体刻蚀。利用高频辉光放电效应，使反应气体激活成活性粒子，如原子或游离基，这些活性粒子扩散到需刻蚀部位，与被刻蚀材料进行反应，形成挥发性反应物而被去除。其优势在于快速的刻蚀速率同时可获得良好的物理形貌。应用于干法刻蚀GaAs、GaN、InGaAs、HfOx和ZnO等半导体材料。

ICP刻蚀经常使用含多种成分的复合气体，其中最主要的是刻蚀反应气体，与被刻蚀材料发生化学反应生成挥发性产物。如Cl₂、CF₄、SF₆等。还包括起抑制作用的气体，可以在侧壁形成阻挡层，实现高的各项异性刻蚀。如CHF₃、BCl₃、SiCl₄、CH₄等。这两类气体都具有非常强的腐蚀性。

温度对刻蚀速率的影响主要体现在化学反应速率的变化，因此为了保证刻蚀速率的均匀性和重复性，必须精准的控制衬底温度。因此，对载盘的导热率有较高的要求。

综合以上所述，ICP刻蚀对载盘材料要求：良好的导热性、耐电浆冲击性、低膨胀系数、高比刚度和均温性能，碳化硅陶瓷成为该工艺载盘材料的最优选择。

目前ICP工艺用碳化硅陶瓷载盘的制造方法通常为：首先由材料供应商提供一定厚度的碳化硅圆盘毛坯，然后加工厂商经过外圆加工、平面加工、背部凹槽加工以及正面凹槽加工得到具有一定凹槽深度的碳化硅载盘。该制造工艺中，材料供应商和加工厂商往往相互沟通不通畅，对材料和加工的理解不到位，加工时间比较长，加工成本高，在终端用户出现问题时找不到合理的解决方法。因此，急需一种一体化的、低成本的碳化硅载盘的制造方法。

发明内容

为了解决现有技术中碳化硅载盘制造过程中材料供应商和加工厂商对于材料和加工理解不到位，加工时间比较长，加工成本高，在终端用户出现问题时找不到合理的解决方法的问题，以及直接在成品碳化硅圆盘上加工凹槽具有加工应力高、槽深受限、报废率高的问题，本申请公开了一种等离子刻蚀用碳化硅载盘的制造方法及碳化硅载盘，该制造方法将碳化硅材料的制造和载盘结构的加工融为一体，随着碳化硅材料的制造逐步加工出载盘结构，有效提高了生产效率，大幅降低了生产成本。

第一方面，本申请提供一种碳化硅微反应组件的制造方法，采用如下的技术方案：

一种等离子刻蚀用碳化硅载盘的制造方法，包括如下步骤：

（1）素胚成型：采用固相烧结体系的碳化硅造粒粉体，通过先干压后等静压或者直接等静压工艺成型出满足尺寸要求的碳化硅素胚；

（2）素胚加工：根据等离子刻蚀载盘的成品尺寸和高温烧结收缩率，对外圆、总厚度、正反面槽深预留一定的烧结余量，对成型的碳化硅素胚进行加工中心加工；

（3）高温烧结：将加工后的碳化硅载盘素胚进行高温烧结；