本发明涉及陶瓷材料，特别是一种碳化硅表面处理方法及其应用。
背景技术：
1、碳化硅(sic)陶瓷具有耐高温、高硬度、抗氧化和化学腐蚀性能优异、耐磨损、抗热震等特点，是一种重要的结构材料。另外，sic陶瓷还拥有与si相近的热膨胀系数、较高的热导率、更高的临界击穿电压、负电阻温度系数等优势，使其广泛应用于高频、高温、高压环境下服役的半导元器件中，并逐步取代硅材料，成为刻蚀工序中主要的应用材料。碳化硅材料在机加过程中需要经历打磨和抛光的过程，在这些过程中，由于刀具的转速和种类不够完善，在加工过程中会对材料的表层造成损伤，导致碳化硅材料表面形成的应力损伤层会在刻蚀过程中被优先刻蚀，影响碳化硅材料的使用寿命。并且由于碳化硅材料表面的应力损伤层被优先刻蚀，在生产过程中就会造成刻蚀基台的不均匀，即晶圆被不均匀的刻蚀，导致刻蚀效果骤降。而要在碳化硅材料表面上制备出刻蚀效果好、具有优良性能的晶圆材料，则需要处理碳化硅材料的表面，即对碳化硅材料表面进行刻蚀，以去除表面上不均匀的应力损伤层，使得表面获得有序的表面形貌，这有利于高质量晶圆材料的生长。但由于碳化硅优异的物理、化学稳定性，其只有在特殊条件下才能被刻蚀，并且不能做到完全有效地消除材料表面损伤。
2、传统的碳化硅材料表面处理方法包括：1.湿法刻蚀，在小于1000℃的熔融碱或盐中腐蚀碳化硅；2.干法刻蚀，使用氢气、含卤族元素气体或混合气体在高于1000℃下刻蚀；3.氧等离子体轰击法刻蚀后使用hf进行简单湿法清洗；其中，湿法刻蚀具有去除效率高，操作简单，成本低的优势，但可控性差，会在表面产生腐蚀和难以去除的杂质；而一般的干法刻蚀虽然可控性好、基片表面清洁，但是使用成本高、气体腐蚀性强、对设备要求高；氧等离子体轰击法刻蚀区别于前两种方法，会优先形成一层氧化膜，然后再使用hf进行简单湿法清洗去除掉新形成的氧化膜，从而达到去除加工痕迹的目的，这个方法虽然可以较快地形成氧化膜，但是氧离子体轰击容易对晶圆表面造成较深的损伤，加工痕迹消除的同时，晶圆表面的粗糙度也会随之增大，进而影响刻蚀的均匀性，而且，后续采用简单湿法清洗碳化硅表面形成的氧化层，也会引入其他杂质的污染；
3、此外，还有部分现有技术还会采用热氧化法处理碳化硅表面，这种方法也会先生成氧化层，但是较氧等离子轰击法更柔和，不会造成较深的损伤，但是由于碳化硅材料表面的应力损伤层还存在部分比较凸出的应力损伤点，经过热氧化法表面处理后部分应力损伤点不能够被完全除去仍会有残留，所以还是会导致碳化硅材料表面粗糙程度的增大，致使晶圆刻蚀均匀性变差。因此，迫切需要一种新的碳化硅表面处理方法来改善碳化硅材料表面应力损伤层的去除效果。
技术实现思路
1、为了改善现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种碳化硅材料表面处理方法以及所述碳化硅材料表面处理方法在晶圆刻蚀领域中的应用。本发明的碳化硅材料表面处理方法能够对碳化硅材料在加工过程中表面产生的应力损伤层进行消除，并且能够使所述碳化硅材料的表面平整度和光洁度得到显著提高，消除其表面的应力损伤层的同时，还能够使碳化硅材料的表面在刻蚀环中不会由于应力损失层中部分比较凸出的应力损伤点的残留而导致其在应力损伤点处被集中刻蚀，从而显著提高碳化硅材料的使用寿命，进而满足辅助芯片生产的要求，提供给晶圆被均匀刻蚀的环境，有效提升了晶圆刻蚀的效果。
2、为了实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种碳化硅表面处理方法，包括如下步骤：
3、将具有待处理表面的碳化硅材料放置在真空腔中；
4、对所述碳化硅材料进行水氧氧化处理，形成氧化层；
5、对所述氧化层进行酸洗处理和超声清洗处理；
6、其中，所述对所述碳化硅材料进行水氧氧化处理，包括使用第一气体对所述碳化硅材料表面进行第一加热处理；
7、所述第一气体包括水蒸气和氧气，水蒸气与氧气的气体流量配比范围为(5：1)～(10：1)；
8、所述第一加热处理的温度控制在1200℃～1500℃，维持1h～5h；
9、所述对所述碳化硅材料进行水氧氧化处理的过程中，所述真空腔中的压力范围为60kpa～120kpa。
10、本发明的第二方面提供了本发明第一方面所述的碳化硅表面处理方法在晶圆刻蚀领域中的应用。
11、通过上述技术方案，本发明与现有技术相比至少具有以下优势：
12、(1)本发明通过先氧化再去除的方法能够对碳化硅材料在加工过程中表面产生的应力损伤层进行消除，并且通过采用水蒸气和氧气混合的第一气体作为形成氧化层的氧源气体，能够使所述碳化硅材料的表面平整度和光洁度得到显著提高，成功提高了碳化硅材料的使用寿命，并且为后续的晶圆刻蚀加工过程提供均匀的刻蚀环境。
13、(2)本发明在真空条件下对碳化硅材料表面进行水氧氧化处理，较氧等离子体轰击方法更柔和，不会对晶圆表面造成较深的损伤，并且使用该方法对碳化硅材料表面进行处理，比较凸出的应力损伤点能够优先与水蒸气接触，从而优先被消除，然后再消除具有加工痕迹的应力损伤层，从而能够避免碳化硅材料表面处理后应力损伤层有残留，进而更加满足辅助芯片生产的要求，提供给晶圆被均匀刻蚀的环境，提高碳化硅材料的使用寿命。
14、在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
1.一种碳化硅表面处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的碳化硅表面处理方法，其特征在于，所述水蒸气与所述氧气的气体流量配比范围为(5：1)～(7：1)；
3.根据权利要求1所述的碳化硅表面处理方法，其特征在于，在所述对所述碳化硅材料进行水氧氧化处理后，所述氧化层的厚度为500nm～1000nm。
4.根据权利要求1所述的碳化硅表面处理方法，其特征在于，所述酸洗处理包括使用hf和纯水的混合溶液，对所述氧化层进行清洗，去除表面生成的所述氧化层。
5.根据权利要求4所述的碳化硅表面处理方法，其特征在于，在所述酸洗处理的过程中，hf、纯水的混合溶液的质量配比范围为(1:50)～(1：100)，酸洗温度为20℃～35℃，酸洗时间为10～30min。
6.根据权利要求5所述的碳化硅表面处理方法，其特征在于，所述hf的浓度为30％～50％。
7.根据权利要求1所述的碳化硅表面处理方法，其特征在于，所述超声清洗处理包括使用去离子水去除表面残留的杂质成分，完成碳化硅表面处理。
8.根据权利要求7所述的碳化硅表面处理方法，其特征在于，在所述超声清洗过程中，超声清洗时间范围为10min～60min，超声清洗温度为20℃～50℃。
9.根据权利要求1所述的碳化硅表面处理方法，其特征在于，所述对所述氧化层进行酸洗处理和超声清洗处理后，还包括使用第二气体对所述碳化硅材料表面进行第二加热处理；
10.权利要求1-9中任一项所述的碳化硅表面处理方法在晶圆刻蚀领域中的应用。
