[发明专利]激光同步剥离晶圆的方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体涉及一种激光同步剥离晶圆的方法。

背景技术

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。

发明内容

针对上述的不足，本发明目的在于，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。

作为本发明的一种优选方案，所述步骤(1)中通过夹具将待加工的晶锭定位固定。

作为本发明的一种优选方案，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。

作为本发明的一种优选方案，所述晶锭为硅、碳化硅、蓝宝石或氮化镓等。

作为本发明的一种优选方案，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。

作为本发明的一种优选方案，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。