[发明专利]脆性材料的切割方法

说明书

本发明涉及一种脆性材料的切割方法，包括以下步骤：工件的表面设有若干预切割线，在所述工件的周缘形成若干浅沟槽，所述浅沟槽与所述预切割线的起始端相交；采用加热激光束照射所述工件的待切割区域，以对所述工件进行加热，并使所述加热激光束和所述工件沿所述预切割线相对移动；使所述工件上的加热区域快速冷却。上述切割方法，通过在工件的周缘加工出若干与预切割线的起始端相交的浅沟槽，在切割过程中，该浅沟槽能够防止偏离预切割线的裂纹进一步扩展。由于浅沟槽与预切割线相交，当裂纹扩展至浅沟槽所在区域时，浅沟槽能够对裂纹扩展方向起到引导作用，使得裂纹扩展方向最终回归至预切割线，提高切割良率。

技术领域

本发明涉及晶圆切割技术领域，特别是涉及一种脆性材料的切割方法。

背景技术

目前常见的晶圆切割技术主要包括刀轮切割和激光隐形切割。刀轮切割虽然有速度快、适用叠层结构以及不受材料限制的优点，但切割过程中会产生大量微粒污染，需搭配湿式清洁装置带走微粒，并且切割过程中也容易造成表面刮伤问题。

随着激光技术的发展，有研究人员提出使用激光隐形切割的方式。将激光聚焦在晶圆内部，造成局部张压应力差异，使得晶圆内部发生裂断。但对于较厚的晶圆可能需要在不同深度下进行多次聚焦，很容易造成切断面侧向的伤害，导致晶圆的强度降低。而另一种使用激光在晶圆表面进行热裂断的方式，是使用CO₂ Laser进行加热，同时采用水雾进行冷却，使晶圆由于温差造成应力集中而进行裂断。然而，采用该种热裂断切割方式对晶圆进行加工时，容易出现切割线偏移的问题。

发明内容

基于此，有必要针对切割线容易偏移的问题，提供一种脆性材料的切割方法。

一种脆性材料的切割方法，包括以下步骤：

工件的表面设有若干预切割线，在所述工件的周缘形成若干浅沟槽，所述浅沟槽与所述预切割线的起始端相交；

采用加热激光束照射所述工件的待切割区域，以对所述工件进行加热，并使所述加热激光束和所述工件沿所述预切割线相对移动；

使所述工件上的加热区域快速冷却。

上述切割方法，通过在工件的周缘加工出若干与预切割线的起始端相交的浅沟槽，在切割过程中，该浅沟槽能够防止偏离预切割线的裂纹进一步扩展。由于浅沟槽与预切割线相交，当裂纹扩展至浅沟槽所在区域时，浅沟槽能够对裂纹扩展方向起到引导作用，使得裂纹扩展方向最终回归至预切割线，提高切割良率。

在其中一个实施例中，所述浅沟槽与所述预切割线的夹角大于0°，且小于90°。

在其中一个实施例中，所述浅沟槽与所述预切割线的夹角大于或等于10°，且小于或等于30°。

在其中一个实施例中，所述采用加热激光束照射所述工件的待切割区域的步骤中，所述加热激光束聚焦于所述工件的内部。

在其中一个实施例中，所述在工件的周缘形成若干浅沟槽的步骤包括：采用切割刀或激光束在所述工件表面形成所述浅沟槽。

在其中一个实施例中，所述在工件的周缘形成若干浅沟槽的步骤之前还包括：采用切割刀或激光束沿所述预切割线形成导引槽；

或，采用切割刀或激光束在所述预切割线的起始端形成导引槽。

在其中一个实施例中，所述使所述工件上被加热的区域快速冷却的步骤包括：采用低温流体对所述工件的加热区域进行冷却。

在其中一个实施例中，所述工件由脆性材料制成，所述脆性材料包括硅、砷化镓、氮化镓、蓝宝石、陶瓷及玻璃。

在其中一个实施例中，在对所述工件进行加热步骤中，加热的温度低于所述脆性材料的塑性形变温度。

在其中一个实施例中，所述加热激光束和所述工件的相对移动速度为20mm/s～100mm/s。