激光同步剥离晶圆的方法技术

本发明专利技术公开了一种激光同步剥离晶圆的方法，其包括如下步骤：(1)将待加工的晶锭定位固定，移动激光束，使激光束的焦平面位于晶锭内部；(2)开启激光器，激光束经分光镜分束后，一部分从晶锭的正面入射形成前激光束，另一部分经过反射镜反射从晶锭背面入射形成后激光束；(3)控制前激光束和后激光束沿其各自的焦平面于晶锭上加工出改质层；(4)改质层加工完成后，对晶锭的上、下表面施加相应的反向作用力，剥离出两片厚度相同或不同的晶圆。整体加工过程操作简单，易于实现，大大节约了晶锭改质层的加工时间，加工效率高，且可针对不同的晶圆剥离厚度采用不同的激光束能量，同时实现不同厚度的晶圆剥离，灵活性高，适用范围广。

【技术实现步骤摘要】
激光同步剥离晶圆的方法
本专利技术属于半导体
，具体涉及一种激光同步剥离晶圆的方法。
技术介绍
晶圆是半导体制造领域的材料基础，而晶锭剥离技术是获得高质量晶圆片的关键。常规的金刚石线切割方式因存在加工效率低、加工工具及被加工材料损耗大等问题，难以满足大尺寸晶圆生产的需求。晶圆属于硬脆材料，激光隐形加工技术在晶锭剥离方面具有极大的应用潜力。公开号“CN106216856B”，名称为“双焦点激光加工系统及其加工方法”，其公开一种双焦点激光加工系统及其加工方法，其通过偏振片将激光束分成两束，分别在LED晶圆片横向及纵向切割道内部形成炸点，实现芯粒的切断。其主要用于沿着相互交错的切割道分离LED晶圆片，切割的断面是不规则的台阶面，台阶面的产生增大了LED芯粒的发光面积，提高了LED芯粒的发光亮度。公开号“CN102689092A”，名称为“使用双激光光束的太阳能晶圆精密加工方法及装置”，其公开一种使用双激光光束的太阳能晶圆精密加工方法及装置，其采用双激光光束对太阳能晶圆进行先后加工，激光光束的能量分别低于、高于晶圆，基于两束激光叠加的非线性效应，它们的总能量低于达到同等效果的单束激光的能量，提高了激光能量的使用效率，降低加工成本。上述两种方法虽然披露有将激光束分成两束，但是各自功能作用不同，并且不是专门应用于晶锭的剥离工序，因此，寻求一种高效对晶锭进行同步剥离晶圆的方法，对提高晶圆加工效率和良品率有非常重要的意义。
技术实现思路
针对上述的不足，本专利技术目的在于，提供一种易于实现，通过分光的方式从晶锭两侧同步加工，可同时获得两片相同或不同厚度的晶圆，大大提高了加工效率的激光同步剥离晶圆的方法。一种激光同步剥离晶圆的方法，其包括如下步骤：(1)将待加工的晶锭定位固定，移动激光束，使激光束的焦平面位于晶锭内部；(2)开启激光器，激光束经分光镜分束后，一部分从晶锭的正面入射形成前激光束，另一部分经过反射镜反射从晶锭背面入射形成后激光束；(3)控制前激光束和后激光束沿其各自的焦平面于晶锭上加工出改质层；(4)改质层加工完成后，对晶锭的上、下表面施加相应的反向作用力，从晶锭的上、下表面上分别剥离出晶圆。作为本专利技术的一种优选方案，所述步骤(1)中通过夹具将待加工的晶锭定位固定。作为本专利技术的一种优选方案，所述步骤(1)中沿晶锭的轴向方向移动激光束，使激光束的焦平面位于晶锭内部。作为本专利技术的一种优选方案，所述晶锭为硅、碳化硅、蓝宝石或氮化镓等。作为本专利技术的一种优选方案，所述步骤(4)中采用真空吸盘对晶锭的上、下表面进行吸附，同时向远离晶锭方向拉动，从晶锭的上、下表面上分别剥离出晶圆。作为本专利技术的一种优选方案，所述激光束的脉宽为200fs～10ns，波长为355nm～1064nm，能量为10μJ～300μJ，扫描速度为50mm/s～200mm/s。作为本专利技术的一种优选方案，所述步骤(4)中通过在线监测装置实时监控改质层是否加工完成，所述在线监测装置包括声发射模块及CCD系统。其中声发射模块用于监测声信号，CCD系统用于观察改质层情况，实时监测晶锭内部的改质层的形成状态。作为本专利技术的一种优选方案，从晶锭的上、下表面上剥离出的晶圆的厚度相同或不相同，所述晶圆的厚度为200μm～600μm。本专利技术的有益效果为：本专利技术激光同步剥离晶圆的方法合理采用激光束分束的方式，通过调节激光束能量，分别从晶锭的正面及反面作用于晶锭，同步形成改质层，再通过真空吸盘剥离得到晶圆，整体加工过程操作简单，易于实现，大大节约了晶锭改质层的加工时间，加工效率高，且可针对不同的晶圆剥离厚度采用不同的激光束能量，同时实现相同或不同厚度的晶圆剥离，灵活性高，适用范围广，利于广泛推广应用。下面结构附图与实施例对本专利技术作进一步说明。附图说明图1为本专利技术的加工示意图。图2为本专利技术中晶锭在加工时的结构示意图1。图3为本专利技术中晶锭在加工时的结构示意图2。图4为本专利技术中晶锭在加工时的结构示意图3。具体实施方式实施例1：本实施例提供的一种激光同步剥离晶圆的方法，参见图1和图2，将待加工的晶锭9由夹具10固定，本实施例中的晶锭9为碳化硅。沿晶锭9轴向移动激光束7、12，使得激光束7、12各自的焦平面8、11位于晶锭9的内部。开启激光器1，采用脉宽4ns、波长1030nm、能量100μJ的激光束经扩束镜2和分光镜3分束后，其中一部分激光束12经聚光镜13后从晶锭9正面入射，另一部分激光束7经过反射镜4和聚光镜6后从晶锭9背面入射，能量分别设定为50％与50％。控制激光束7、12分别以扫描速度100mm/s、150mm/s沿焦平面8、11加工出改质层15、16。参见图3，当激光束7、12作用于晶锭9内部的改质层15、16沿径向贯穿时，参见图4，采用一对真空吸盘18、5分别作用于晶锭9的上、下表面，并沿反方向拉伸，可从晶锭9上剥离得到晶圆17、14。实施例2：本实施例提供的一种激光同步剥离晶圆的方法，将待加工的晶锭9由夹具10固定，本实施例中的晶锭9为硅。沿晶锭9轴向移动激光束7与12，使得激光束7、12各自的焦平面8、11位于晶锭9的内部。开启激光器1，采用脉宽800fs、波长1064nm、能量80μJ的激光束经扩束镜2和分光镜3分束后，其中一部分激光束12经聚光镜13后从晶锭9正面入射，另一部分激光束7经过反射镜4和聚光镜6后从晶锭9背面入射，能量分别设定为30％与70％。控制激光束7、12分别以扫描速度120mm/s、170mm/s沿焦平面8、11加工出改质层15、16。当激光束7、12作用于晶锭9内部的改质层15、16沿径向贯穿时，采用一对真空吸盘18、5分别作用于晶锭9的上、下表面，并沿反方向拉伸，可从晶锭9上剥离得到晶圆17、14。实施例3：本实施例提供的一种激光同步剥离晶圆的方法，将待加工的晶锭9由夹具10固定，本实施例中的晶锭9为蓝宝石。沿晶锭9轴向移动激光束7与12，使得激光束7、12各自的焦平面8、11位于晶锭9的内部。开启激光器1，采用脉宽10ps、波长532nm、能量120μJ的激光束经扩束镜2和分光镜3分束后，其中一部分激光束12经聚光镜13后从晶锭9正面入射，另一部分激光束7经过反射镜4和聚光镜6后从晶锭9背面入射，能量分别设定为40％与60％。控制激光束7、12分别以扫描速度80mm/s、160mm/s沿焦平面8、11加工出改质层15、16。当激光束7、12作用于晶锭9内部的改质层15、16沿径向贯穿时，采用一对真空吸盘18、5分别作用于晶锭9的上、下表面，并沿反方向拉伸，可从晶锭9上剥离得到晶圆17、14。上述实施例仅为本专利技术较好的实施方式，本专利技术不能一一列举出全部的实施方式，凡采用上述实施例之一的技术方案，或根据上述实施例所做的等同变化，均在本专利技术保护范围内。本专利技术激光同步剥离晶圆的方法合理采用激光束分束的方式，通过调节激光束能量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光同步剥离晶圆的方法，其特征在于，其包括如下步骤：/n(1)将待加工的晶锭定位固定，移动激光束，使激光束的焦平面位于晶锭内部；/n(2)开启激光器，激光束经分光镜分束后，一部分从晶锭的正面入射形成前激光束，另一部分经过反射镜反射从晶锭背面入射形成后激光束；/n(3)控制前激光束和后激光束沿其各自的焦平面于晶锭上加工出改质层；/n(4)改质层加工完成后，对晶锭的上、下表面施加相应的反向作用力，从晶锭的上、下表面上分别剥离出晶圆。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光同步剥离晶圆的方法，其特征在于，其包括如下步骤：
(1)将待加工的晶锭定位固定，移动激光束，使激光束的焦平面位于晶锭内部；
(2)开启激光器，激光束经分光镜分束后，一部分从晶锭的正面入射形成前激光束，另一部分经过反射镜反射从晶锭背面入射形成后激光束；
(3)控制前激光束和后激光束沿其各自的焦平面于晶锭上加工出改质层；
(4)改质层加工完成后，对晶锭的上、下表面施加相应的反向作用力，从晶锭的上、下表面上分别剥离出晶圆。


2.根据权利要求1所述的激光同步剥离晶圆的方法，其特征在于，所述步骤(1)中通过夹具将待加工的晶锭定位固定。


3.根据权利要求1所述的激光同步剥离晶圆的方法，其特征在于，所述步骤(1)中沿晶锭的轴向方向移动激光束，使激光束的焦平面位于晶锭内部。


4.根据权利要求1所述的激光同步剥离晶圆的方法，其特征在于，所述晶锭为硅、碳化硅、蓝宝石或氮化镓。


5.根据权利要求1所述的激光同步剥离晶圆的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏建，赵卫，何自坚，陈湘文，朱建海，
申请(专利权)人：松山湖材料实验室，
类型：发明
国别省市：广东;44