半导体处理的制作方法
【专利摘要】本发明涉及半导体处理，具体揭示了一种用来提供能减少颗粒生成的碳化硅的方法，该方法包括：a)提供碳化硅制品;b)通过选自熔融碱或熔融无机酸蚀刻、激光烧蚀、表面喷砂中的一种方法或它们的组合对所述碳化硅制品的一个或多个表面进行改性，使得所述制品的一个或多个表面的Ra小于或等于0.5微米且Rz（din）小于或等于5微米，以及在晶片处理过程中，该制品在半导体晶片上产生的颗粒数等于或少于160个/分米2。所述碳化硅制品可以用作处理半导体晶片的设备中的部件。通过减少半导体处理过程中生成的颗粒，减少了半导体晶片上的污染，从而提高了半导体晶片的生产率。
【专利说明】半导体处理
[0001]本申请是申请日为2006年12月4日、申请号为200610166726.8、发明名称为“半导体处理”的中国专利申请的分案。
【技术领域】
[0002]本发明涉及半导体晶片处理，以提供减少颗粒污染的半导体晶片。更具体来说，本发明涉及使用减少颗粒生成的碳化硅进行半导体晶片处理，以提供减少颗粒污染的半导体晶片，以及所述碳化硅的制备方法 。
【背景技术】
[0003]在半导体晶片生产中包括许多制造步骤。一种处理步骤是在等离子蚀刻室内使用NF3之类的氟基化合物对硅晶片进行处理。这些化合物具有极高的活性和腐蚀性。在等离子蚀刻室中使用碳化硅部件之类的陶瓷材料，这是由于碳化硅理论上是致密、高纯度的高温材料，能够与硅晶片热相容，而且对于蚀刻用化学物质具有高耐腐蚀性。
[0004]但是，在蚀刻室中使用气体扩散板之类的碳化硅部件会产生大量不希望有的颗粒，这些颗粒会污染半导体晶片。用金刚石工具对碳化硅进行机械加工，以制造具有特定形状和尺寸的部件。这种机械加工在部件上造成裂缝和空穴之类的亚表面(sub surface)破坏。松散的碳化硅颗粒被包藏在这些裂缝和空穴之内。在蚀刻过程中，这些颗粒从部件中释放出来，对晶片造成污染。随着处理的晶片数增加，颗粒的密度减小。处理了 200-250个晶片之后，由部件产生的颗粒显著减少，该碳化硅部件可用于工业晶片处理。每当对新的碳化硅部件进行调试的时候，都要浪费掉200-250片晶片，这对于强调速度、成本和性能的工业来说不但昂贵，而且低效。
[0005]Numata等人在美国专利第5，179，049号中揭示了一种用于半导体热处理设备的碳化硅部件。所述碳化硅主要是α-型碳化硅，晶体不大于44微米，而且铁杂质含量低。据称在热处理过程中，所述α-型碳化硅部件能够减少污染，提高半导体晶片的生产率。
[0006]尽管已经有了一种能够减少晶片污染的α -型碳化硅，但是人们仍然需要可减少晶片污染，而且可用于各种半导体处理室的碳化硅，以及制造这种碳化硅的方法。
【发明内容】
[0007]在一个方面中，一种方法包括:a)提供碳化娃制品；b)对所述碳化娃制品的一个或多个表面进行改性，使得该制品在处理半导体晶片的过程中，在一个或多个半导体晶片上产生的颗粒等于或少于160个/分米2。
[0008]在另一方面中，一种方法包括:a)提供碳化硅制品；b)对所述碳化硅制品的一个或多个表面进行氧化，使得该碳化硅制品在处理半导体晶片的过程中，在一个或多个半导体晶片上产生的碳化硅颗粒等于或少于160个/分米2。
[0009]在另一方面中，一种方法包括:a)提供碳化硅制品；b)对所述碳化硅制品的一个或多个表面进行氧化；c)剥离掉所述碳化硅制品的一个或多个表面上的涂层，使得所述碳化硅制品在处理半导体晶片的过程中，在一个或多个半导体晶片上产生的颗粒等于或少于160个/分米2。
[0010]通过该方法制备的碳化硅制品可用作半导体处理室的部件。相对于许多常规的碳化硅部件，所述碳化硅制品减少了处理过程中对半导体晶片的污染，提供了更有效的半导体晶片制造方法。
【具体实施方式】
[0011]在本说明书中，除非另外说明，以下缩写的含义如下:V =摄氏度；μ HI=微米；m=米；cm=厘米；mm=毫米；nm=纳米；dm2=平方分米；A=安培；mA=毫安；CVD=化学气相沉积；PVD=物理气相沉积；ml=毫升；min=分钟；sec=秒；msec=毫秒；hr=小时；Hz=赫兹；kHz=千赫；W=瓦特=1焦耳/秒；尔格=1达因厘米=10_7焦耳；mV=毫伏；I大气压=760托；I大气压=1.01325x10?达因/厘米2;psi=磅/平方英寸;I大气压=14.7psi ; si pm=在大气压和20°C下测得的每分钟的标准升数；rpm=转/分钟；A:=埃=1χ10-4微米；RMS=均方根；SEM=扫描电子显微镜。
[0012]除非另外说明，所有的百分数均以重量为基准计。所有的数值范围均包括端值且可以以任意顺序组合，除非从逻辑上讲这些数值范围之和应为100%。
[0013]方法包括对碳化硅的一个或多个表面进行改性，使得在半导体晶片处理过程中，碳化硅制品在半导体晶片上产生的颗粒等于或小于160个/分米2。通常，在半导体晶片处理过程中，碳化硅制品在半导体晶片上产生的颗粒等于或少于65个/分米2，或例如，在半导体处理过程中，在半导体晶片上产生的颗粒等于或少于30个/分米2。
[0014]碳化硅可以 由许多不同的方法制备，制得具有显著不同的性质的碳化硅，这些性质包括例如热导性、电阻率、密度和晶体结构。碳化硅可以是单晶或多晶。碳化硅包括但不限于，化学气相沉积碳化娃、物理气相沉积碳化娃、反应结合的碳化娃、烧结碳化娃、热压碳化娃和发泡碳化娃。通常碳化娃选自CVD碳化娃、PVD碳化娃、烧结碳化娃和热压碳化娃。更佳的是，碳化娃选自CVD碳化娃和PVD碳化娃。最佳的是，碳化娃是CVD碳化娃。所述CVD碳化硅通常是β -立方碳化硅。
[0015]通常首先对碳化硅制品进行宏观的机械加工。通常在通过例如CVD或PVD形成碳化硅制品之后，通过宏观机械加工除去碳化硅制品中不希望有的表面结构，并根据所需功能对制品进行成形。可采用常规的机械加工方法。这些方法包括但不限于，研磨、精研、珩磨、超声波加工、喷水或磨料加工、激光加工、放电加工、离子束加工、电子束加工、化学加工和电化学加工。通常用金刚石工具对表面进行加工。
[0016]在对碳化硅制品进行宏观机械加工之后，对它们的一个或多个表面进行进一步的改性，以提供在半导体处理过程中，在半导体晶片上产生的颗粒等于或少于160个/分米2的碳化硅制品。该方法减少了宏观机械加工之后，碳化硅制品表面上剩余的裂缝和空穴。通过减少裂缝和空穴，减少了通常被包藏的松散颗粒的数量。该方法除去了宏观机械加工之后制品上剩余的许多松散颗粒。宏观机械加工之后的加工方法包括但不限于蚀刻、激光烧蚀、涂敷，以及在例如喷丸处理、精研、抛光和超声波加工之类的操作中使用研磨料或磨砂料。也可使用这些方法的组合制得所需的碳化硅。
[0017]通常这些方法改进了碳化硅制品的一个或多个表面，使得一个或多个表面的Ra小于或等于0.5微米、Rz (din)小于或等于5微米。表面糙度由表面结构细小的不规则性构成，包括Ra和Rz (din)。“Ra”表示在一定评价长度内，偏离中线的轮廓(峰值)高度的绝对值的算术平均值(平均糙度)。Ra等于或小于0.5微米，或例如为0.1-0.001微米，或例如0.01-0.005微米。Rz (din)值是测量长度内任意五个连续取样长度的平均最大峰-谷高度。所述峰-谷距离是表面特征结构的顶点与表面中凹槽或谷底之间的距离。“峰”是位于中心线以上的轮廓特定部分的最高点。“谷”是位于中心线以下的轮廓特定部分的最低点。Rz (din)为等于或小于5微米，或例如1-0.005微米，或例如0.5-0.05微米。
[0018]可采用各种方法测量表面的糙度。一种合适的方法是自协方差函数。二维自协方差函数是方向和距离的函数，表示某一方向上被一定长度分隔的所有两点对的高度乘积的预期值。换而言之，自协方差函数描述了特征结构长度，即具有特定高度的两个峰之间的长度。关于应用自协方差函数确定表面外形的应用可参见Kiely等人的Quantificationof Topographic Structure by Scanning Probe Microscopy, Journal of Vacuum SceinceTechnology B,第 15 卷，第 4 期，July/August 1997,第 1483-1493 页。在 Standard ASMEB46.1-2002,Surface texture(Surface Roughness, Wavines and Lay), American Societyof Mechanical Engineers, 2003中进一步描述了糙度参数和测定这些糙度参数值的方法。通常使用原子力光谱仪(AFM)或光学轮廓曲线仪测定表面结构的取向性表面外形。
[0019]可使用任何合适的表面蚀刻法，只要制得的碳化硅能够依照需要产生颗粒即可。通常使用熔融碱或无机酸进行蚀刻。用熔融碱进行蚀刻可以在500-1200°C、或例如800-1000°C的温度下进行。用酸进行蚀刻可以在30-150°C，或例如70-100°C的温度下进行。
[0020]合适的碱包括但不限于碱金属碱，例如氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化铵或其混合物。当使用氢氧化钾和氢氧化钠的混合物的时候，氢氧化钾和氢氧化钠的重量比为2:1至1:2。通常蚀刻用熔融氢氧化钾进行。熔融碱的pH值为8-14,或例如10-13。
[0021]碳化娃表面可暴露于熔融碱5-120分钟，或例如15-60分钟，或例如20_30分钟。使碳化硅暴露于熔融碱120分钟以上会造成碱腐蚀表面，从而造成更多的亚表面破坏，而不是减少颗粒浓度和亚表面破坏。
[0022]熔融碱处理在常压下进行。蚀刻可以在等离子室内或任何合适的设备中进行。熔融碱处理可以在惰性气氛下进行。合适的惰性气体包括但不限于氩气、氦气、氪气、氙气、氮气或它们的混合物。气体流量为50-150slpm。在所述室内会产生氢气或者氢气加上一种惰性气体。氢气的流量为20-150slpm。通常在用熔融碱进行蚀刻时所用的惰性气氛是流量为70-120slpm的氩气和流量为30_75slpm的氢气。
[0023]酸蚀刻可以在如上所述用于碱蚀刻的惰性气氛下进行，或者在非惰性环境下进行。酸包括但不限于氢氟酸(HF)、硝酸(HNO3)、磷酸(H3PO4)、硫酸(H2SO4)或它们的混合物。酸的浓度可为20-90重量％，或例如50重量％至大约80重量％。这些浓酸可以通过供应商由市场购得，或者通过工人很容易地制备。当两种或更多种无机酸混合起来的时候，所用的每种酸的重量相等。通常使用重量比为2:1: 1、或例如1:2: 1、或例如1: 1: 2、或例如1:1:1的氢氟酸、硝酸和磷酸的混合物。
[0024]将无机酸施用于碳化娃的表面,处理15-100分钟,或例如30分钟至大约90分钟，或例如50-70分钟。[0025]一种更典型的用无机酸进行蚀刻的方法是在85_100°C下，将浓度为50-80重量％的硝酸和浓度为20-40重量％的氢氟酸施用于碳化硅的一个或多个表面，处理60-90分钟。
[0026]高能烧蚀使用电磁波或粒子的辐射能或射束改性碳化硅的表面。辐射能烧蚀或热处理通常是在常规的真空室内进行的。在制品周围缓慢地产生真空。压力可为10_4至10,托，或例如10_6至10_8托。在压力保持恒定的条件下，使制品升温至1000-2000°C，或例如1200-1500°C。该制品在恒定的温度和压力下保持2-10小时，或例如4-8小时。然后缓慢冷却制品，压力变成常压，将制品从室内取出。冷却和减压在5-60分钟、或例如10-30分钟内进行，陶瓷制品留在室内，在6-48小时，或例如12-24小时内冷却至室温。
[0027]电磁波或粒子包括但不限于质子、中子、电子、X射线、激光(高强度光辐射)、放电加工(EDM)(也称为电弧放电)和微波。用来改性表面的设备通常包括对特定能束进行控制，并将其会聚在陶瓷材料表面上的装置。用来控制和会聚能束的具体装置取决于所用电磁辐射的具体种类。这些设备是本领域众所周知的。
[0028]通常当电子束、离子束或电弧产生电磁波束的时候，电流会流向制品。电流可为
5-100毫安，或例如10-80毫安。电磁波束所传输的能量可以用功率密度来定义，功率密度是指陶瓷制品表面上的平均功率。制品表面上被电磁波束照射的一个点上的平均功率密度可为1000-5000瓦/厘米2，或例如2000-4000瓦/厘米2。照射在陶瓷制品表面一个点上的电磁波束的峰值功率密度可为5000-10，000瓦/厘米2，或例如5500-8000瓦/厘米2。峰值功率密度可定义为一种过程设置，在此设置下，电磁波束在指定功率设置下获得最大聚焦(即斑点尺寸最小)。电磁波束的作用时间可为0.1-5毫秒，或例如0.5-2毫秒。
[0029]可使用任 何合适的激光器改性碳化硅表面，使其具有所需的特征。例如可使用二氧化碳连续波激光器、脉冲波束二氧化碳激光器、钇石榴石(YAG)激光器、氯化氙(XeCl)准分子激光器。激光的功率密度为800-2000瓦/厘米2，或例如1000-1500瓦/厘米2。通常，激光烧蚀从表面上除去0.01-5微米、或例如0.1-3微米、或例如1-2微米的碳化硅。
[0030]表面氧化包括将碳化硅制品置于温度为800_2000°C、或例如1000-1500°C的常规开放式空气加热炉中。持续加热50-400小时，或例如100-250小时。可以用泵将附加的氧气抽入加热炉内，以加快该过程。在氧化过程中，空气中可任选包含水蒸气，以加快氧化过程。当空气中包含水蒸气的时候，通常是5-20体积％水蒸气以及95-80体积％氧气的混合物。
[0031]或者该方法可以在密闭的加热炉内实施，处理的时候用泵将氧气抽入加热炉内。通常密闭的加热炉内的压力为50托至I大气压。在密闭加热炉内氧化5-30小时，或例如10-20小时。
[0032]氧化层的厚度可为0.1微米至10微米，或例如0.2-5微米，或例如0.3-2微米。通常所述氧化物是氧化硅、二氧化硅、或氧化硅与二氧化硅组合，它们组成氧化物层。然后使用一种或多种无机酸剥去氧化层。合适的酸包括但不限于盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸、磷酸及其混合物。通常使用氢氟酸。剥离在20-90°C的温度下进行。
[0033]当除去氧化物的时候，涂敷有氧化物的粗糙的表面结构以及尖锐的峰也被除去。包藏碳化硅颗粒的裂缝和空穴被减少。通过除去氧化层，提供了具有所需表面特征的光滑表面。
[0034]可以使用常规设备进行精研和抛光，例如使用各种精研设备和抛光垫。当使用精研板的时候，精研板以300-3000米/分钟，或例如600-2500米/分钟的表面速度旋转。精研和抛光在l_15psi的压力下，例如进行1-10小时。
[0035]可以用浆液、糊剂和干燥颗粒进行精研和抛光。可以使用各种种类、各种粒度的颗粒。可以以各种粒度，分多步进行精研和抛光，以获得所需的表面糙度。
[0036]可以用化学式为A0.XZ2O3的颗粒进行化学机械抛光，式中A是至少一种二价阳离子，Z是至少一种三价阳离子，0.01^x^100.阳离子包括但不限于镁、铁(II)、锌、锰、镍、钙或它们的混合物。Z阳离子包括但不限于铝、铁(III)、铬、钛或它们的混合物。这些颗粒的比表面积为5-200米2/克，平均晶体直径为5-500纳米，平均聚集粒径为10-5000纳米。?电势可为正值、零或负值。通常浆液的?电势大于或等于+ 10毫伏，或小于或等于-10毫伏。水性浆液的颗粒含量为0.1-10重量％。除了颗粒以外，该浆液还可包含氧化剂和还原剂，例如羟胺化合物、过硫酸铵、过氧化氢、聚合电解质和有机酸。还可包含螯合剂以及表面活性剂、稳定剂、悬浮剂、缓冲剂和润滑剂。还可包含其它的阳离子，这些阳离子为例如但不限于锆、铜、钴、锂和稀土阳离子。
[0037]其它可以使用的磨料颗粒包括但不限于:金刚石、碳化硼、氮化硼、氮化碳、碳化硅、氮化硅或它们的混合物。粒度可为0.005-30微米，或例如0.05-20微米，或例如0.5-10微米。当使用金刚石糊剂的时候，粒度可等于或小于2微米，通常等于或小于I微米。糊剂中这些磨料颗粒的含量可为1-30重量％。所述糊剂中可包含常规含量的常规添加剂，如螯合剂、缓冲剂和表面活性剂。
[0038]其它形式的研磨处理包括但不限于固定磨料研磨和喷丸处理，例如喷砂。固定磨料研磨通常包括使用金刚石、碳化硅以及其它莫氏硬度等于和大于9的磨料。也可使用这些材料的组合。磨料可以是颗粒的形式，或者为砂轮的形式，例如为金刚石砂轮。砂轮的表面速度至少为1000米/ 分钟，或例如2000-10，000米/分钟。对颗粒施加IO-1OOps1、或例如20-80psi的压力。可使用常规的研磨设备。
[0039]当使用喷丸处理的时候，可使用常规的喷砂设备、颗粒喷射设备和喷砂室。磨料包括但不限于金刚石、碳化硅、氮化硅、氮化硼、碳化硼或它们的组合。磨料以10-500ps1、或例如25-150psi的压力施用于制品的表面。施加这些压力，直至获得所需的表面。
[0040]可以将超声波与磨粒一起使用。超声波装置具有适于固定工件的框架，以及装置支架，其包括超声波驱动器，该驱动器以15-40千赫、或例如20-35千赫的频率振动该装置。超声波蚀刻进行30-120分钟，或例如60-90分钟。
[0041]可以用材料涂层提供所需的表面。这些涂层包括但不限于碳化硅、硅、氮化硅、二氧化硅和碳。可通过CVD或PVD将这些涂层沉积在陶瓷制品表面上。可使用常规的反应物形成涂层。可根据涂层的种类改变沉积温度和压力。通常加热炉的温度可为1000-1500°C，或例如1200-1400°C。加热炉的压力可为20-760托，或例如80-125托。涂层沉积速率可为0.01-5微米/分钟，或例如0.5-3微米/分钟。通常涂层厚度可为0.01-10微米，或例如0.1-5微米。
[0042]在改性碳化硅制品的表面之后，可任选地对碳化硅表面进行进一步处理，以除去表面上的任何残余物。这种任选的处理包括但不限于用稀的无机酸或有机酸进行处理，或者用超临界二氧化碳进行处理。
[0043]合适的酸包括但不限于以下酸的稀水溶液:盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸、磷酸、乙酸或它们的混合物。这些酸的浓度通常为0.5-10重量％。
[0044]可以在高压反应器中用超临界二氧化碳处理碳化硅制品。超临界二氧化碳可以很容易地渗入碳化硅制品的裂缝或空穴内，除去可能累积在这些裂缝和空穴中的松散颗粒。可以将颗粒加压至70-250个大气压，或例如100-200大气压。
[0045]使用Talystep机械接触轮廓曲线仪测得，碳化硅表面的RMS通常为I O-1 OOA ,或
例如为20-60A。可以使用SEM检查碳化硅表面所需的颗粒浓度和亚表面精整情况。
[0046]通常半导体晶片由包括但不限于硅、蓝宝石、砷化镓或碳化硅的材料组成。更佳的是，半导体晶片由硅组成。可以同时处理一个或多个晶片。
[0047]碳化硅制品可用于各种晶片处理设备。合适的制品通常包括但不限于等离子屏幕、气体扩散板、聚焦环、感受器环和晶片固定设备。处理设备包括但不限于例如用来对晶片进行高温退火的批处理室、 快速热退火(RTA)加热炉、高温扩散室、氮化物沉积室、诸如用于外延硅生长的单晶片处理室、化学气相沉积膜生长室、晶片退火室、高温扩散室以及等尚子蚀刻室。
[0048]以下实施例用来进一步说明本发明，但是并不对本发明的范围构成限制。
[0049]实施例
[0050]实施例1
[0051]使用常规研磨设备将CVD碳化硅感受器环机械加工至表面糙度Ra=0.8微米。使用接触轮廓曲线仪测量表面糙度。首先用150粒度的金刚石砂轮进行机械加工，然后用320粒度的金刚石砂轮进行机械加工。以1750rpm的转度研磨9小时。
[0052]然后使用粒度4-8微米的金刚石糊剂，使用Pellon Pad?精研垫对感受器环进行精研。以600米/分钟的表面速度精研2小时。
[0053]使用接触轮廓曲线仪测量表面糙度。测得Ra值为0.1微米，Rz (din)为I微米。
[0054]然后将感受器环置于晶片舟内，将半导体晶片置于该感受器环内。然后将晶片舟置于常规的CVD加热炉内。将加热炉加热至1100°C，产生惰性氩气和氢气气氛以形成外延膜。装有晶片的晶片舟在加热炉内加热6小时。然后将加热炉冷却至室温，将装有感受器环和晶片的晶片舟从加热炉内取出。预期晶片上的碳化硅颗粒数少于160个/分米2。
[0055]实施例2
[0056]使用实施例1所述的常规研磨设备和方法将CVD碳化硅感受器环机械加工至表面糙度Ra=0.8微米。使用接触轮廓曲线仪测量表面糙度。
[0057]然后使用粒度4-8微米的金刚石糊剂，使用Pellon Pad?抛光垫对感受器环进行精研。以1200米/分钟的表面速度精研2小时。然后使用粒度为2-4微米的金刚石糊剂对该感受器抛光3小时。预期以接触轮廓曲线仪测得Ra小于0.05微米，Rz (din)小于0.5微米。
[0058]然后将感受器环置于晶片固定设备内，将半导体晶片置于该感受器环内。然后将该设备置于含惰性氩气气氛的CVD加热炉内。加热炉从室温升温至1100°C。该设备在加热炉内加热10小时。然后将加热炉冷却至室温。当晶片固定设备达到室温时，将其从加热炉内取出。从该设备中取出硅晶片。预期晶片上的碳化硅颗粒数少于160个/分米2。
[0059]实施例3
[0060]使用实施例1所述的常规研磨设备和方法将CVD碳化硅感受器环机械加工至表面糙度Ra=0.8微米。使用接触轮廓曲线仪测量表面糙度。
[0061]然后使用粒度0.25-1微米的金刚石糊剂，使用Pellon Pad?抛光垫对感受器环进行精研。以1500米/分钟的表面速度精研3小时。然后使用粒度为0.25-1微米的金刚石糊剂对该感受器抛光4小时。预期以接触轮廓曲线仪测得Ra小于0.005微米,Rz (din)小于0.05微米。
[0062]然后将此感受器环置于标准热开放空气加热炉中，在1100°C加热100小时，在感受器环的表面上形成0.4微米厚的二氧化硅层。然后将温度冷却至室温。当感受器环冷却后，在30°C将其浸没入IN的氢氟酸溶液处理30分钟，从感受器上剥离掉二氧化硅层。
[0063]然后将感受器置于晶片舟内。将半导体晶片置于该感受器内。然后将此舟置于加热炉内。向加热炉内提供惰性氩气和氢气气氛。然后将加热炉加热至1200°C，此舟在加热炉内加热10小时。使加热炉内的温度冷却至室温。预期晶片上的碳化硅颗粒数少于30个/分米2。
[0064]实施例4
[0065]根据与实施例1相同的步骤将CVD碳化硅感受器环机械加工至Ra=0.8。然后将感受器置于包含20%氧气的标准热开放空气加热炉内。加热炉升温至1000°C，压力保持在I大气压。感受器在加热炉内加热12小时，在感受器表面上形成0.1微米厚的二氧化硅层。
[0066]然后将感受器置于晶片舟内。将半导体晶片置于该感受器内，然后将此舟置于包含惰性氩气和氢气气氛加热炉内。然后将加热炉加热至1200°C，此舟在加热炉内加热10小时。使加热炉内的温度冷却至室温。预期晶片上的碳化硅颗粒数少于65个/分米2。
[0067]实施例5
[0068]根据实施例1所述的步骤将CVD碳化硅感受器环机械加工至Ra=0.8。然后将感受器置于标准热开放空气加热炉内，在感受器环的表面上形成0.8微米厚的二氧化硅层。
[0069]该开放空气加热炉的温度在1100°C保持200小时，在感受器环的表面上形成二氧化硅层。然后将加热炉冷却至室温。当感受器环冷却后，在30°C将其浸没入IN的氢氟酸溶液处理30分钟，从感受器上剥离掉二氧化硅层。
[0070]使用接触轮廓曲线仪测量感受器的表面糙度。测得Ra为0.1微米，Rz为I微米。
[0071]然后将感受器置于晶片舟内，将半导体硅晶片置于该感受器环内。然后将此舟置于加热炉内，加热至1050°C。该晶片舟在此包含IS气和氢气气氛的加热炉内放置5.5小时。
5.5小时之后，将加热炉冷却至室温。当晶片舟达到室温后，将其从加热炉内取出。预期晶片上的碳化硅颗粒数少于160个/分米2。
[0072]实施例6
[0073]根据实施例1所述将化学气相沉积碳化硅感受器环机械加工至Ra=0.8。然后将感受器置于标准热开放空气加热炉内，在感受器环的表面上形成I微米厚的二氧化硅层。
[0074]该开放空气加热炉的温度在1100°C保持300小时，在感受器环的表面上形成二氧化硅层。然后将加热炉冷却至室温。然后在30°C将涂敷二氧化硅的环浸没入IN的氢氟酸溶液处理30分钟，从环上剥离掉二氧化硅层。
[0075]然后将感受器置于晶片舟内。将半导体硅晶片置于该晶片舟内，然后将此舟置于加热炉内。将加热炉加热至1200°C，此舟在加热炉内加热10小时。加热炉冷却之后，将晶片舟和晶片一起从加热炉内取出。预期晶片上的碳化硅颗粒数少于65个/分米2。[0076]实施例7
[0077]使用粒度为0.25-1微米的金刚石颗粒将化学气相沉积的碳化硅气体扩散板机械抛光至RMS = 2()A。在Talystep机械接触轮廓曲线仪上测量表面。然后在900°C下使用熔融氢氧化钾对抛光后的气体扩散板表面蚀刻10分钟。蚀刻在惰性氩气气氛中进行。
[0078]然后将此气体扩散板置于高压反应器中，用超临界二氧化碳加压至200大气压。该气体扩散板在此反应器中处理5小时。当使用SEM检测该气体扩散板的时候，预期即使能够在板上观察到颗粒，颗粒的数量也是极少的。
[0079]实施例8
[0080]用50重量％的硝酸和20重量％的氢氟酸在20°C对化学气相沉积的碳化硅气体扩散板蚀刻60分钟。用蒸馏水淋洗气体扩散板，除去任何过量的硝酸。然后将此气体扩散板置于如实施例7所述的高压反应器内，用超临界二氧化碳处理。当使用SEM检测该气体扩散板的时候，预期即使能够在板上观察到颗粒，颗粒的数量也是极少的。
[0081]实施例9
[0082]使用氧化铝磨粒对碳化硅气体扩散板进行湿喷砂处理。该氧化铝磨料的尺寸为10-20微米。以10毫升/分钟的浆液流量，对气体扩散板的表面喷砂处理30分钟。
[0083]喷砂结束之后，将气体扩散板从喷砂室中取出，置于如实施例7所述的高压反应器中，用超临界二氧化碳处理。当使用SEM检测该气体扩散板的时候，预期即使能够在板上观察到颗粒，颗粒的数 量也是极少的。
[0084]实施例10
[0085]如实施例1所述将化学气相沉积的碳化硅气体扩散板机械处理至Ra=0.8。然后将此气体扩散板置于标准热开放空气加热炉内，添加水蒸气，在扩散板表面上形成I微米厚
的二氧化硅层。
[0086]该开放空气加热炉的温度在1100°C保持50小时。将水蒸气与空气混合，使得混合物中空气含量为90体积％，水蒸气含量为10体积％。然后将加热炉冷却至室温。在30°C下将此涂敷了二氧化硅的板浸没入IN的氢氟酸溶液中，处理30分钟，以从板上剥离掉二氧化硅层。当使用SEM检测该气体扩散板的时候，预期即使能够在板上观察到颗粒，颗粒的数量也是极少的。
【权利要求】
1.一种方法，该方法包括: a)提供碳化硅制品； b)通过选自熔融碱或熔融无机酸蚀刻、激光烧蚀、表面喷砂中的一种方法或它们的组合对所述碳化硅制品的一个或多个表面进行改性，使得所述制品的一个或多个表面的Ra小于或等于0.5微米且Rz (din)小于或等于5微米，以及在晶片处理过程中，该制品在半导体晶片上产生的颗粒数等于或少于160个/分米2。
2.如权利要求1所述的方法，该方法还包括用超临界二氧化碳处理所述碳化硅制品的步骤。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳化硅选自CVD碳化硅、PVD碳化硅、反应结合的碳化娃、烧结碳化娃、热压碳化娃或发泡碳化娃。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔融碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵及其混合物。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔融无机酸选自氢氟酸、硝酸、磷酸、硫酸及其混合物。
【文档编号】C30B33/00GK103643299SQ201310698008
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2006年12月4日 优先权日:2005年12月2日
【发明者】J·S·戈尔拉, N·E·布雷斯, M·A·皮克林 申请人:罗门哈斯电子材料有限公司