[發明專利]超快激光連續裂片裝置及方法

在審

• 申請號: 202011159285.5
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112192772A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 林學春;何超建;于海娟;苗張旺;韓世飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: B28D5/00
• 分類號: B28D5/00;B28D7/00;H01L21/78
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 孫蕾

1.一種超快激光連續裂片方法，其特征在于，包括以下步驟：

將超快激光光源的激光從材料拋光的上表面聚焦到距離底部一定厚度處進行掃描加工，掃描間隔控制可變，形成改質層；

將所述改質層以下的部分通過冷裂，從改質層處裂開并從待冷裂材料主體剝離下來；

將待冷裂材料下移一個晶片厚度，也就是將超快激光聚焦點上移一個晶片厚度，重復上述加工過程，即實現超快激光連續裂片。

2.一種如權利要求1所述的超快激光連續裂片方法所使用的裝置，其特征在于，所述裝置包括超快激光光源、光束整形耦合系統、三維位移系統和控制器；其中，

超快激光光源，用于提供超快激光脈沖，為激光裂片提供光源；

光束整形耦合系統，位于激光輸出路徑上，包括激光擴束系統和激光聚焦系統；其中，激光擴束系統位于超快激光光源的輸出光路上；激光聚焦系統位于超快激光光源的輸出光路上；

三維位移系統，用于控制位于三維位移系統上的待冷裂材料的運動方向、速度和軌跡，從而實現超快激光脈沖焦點在材料內部的不同的作用位置和不同的運動軌跡；

控制器，輸出端與三維位移系統相連，用于控制三維位移系統的運動方向、速度和軌跡。

3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述超快激光光源包括皮秒激光器、亞皮秒激光器、飛秒激光器和阿秒激光器。

4.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述超快激光光源，針對不同的材料，需求不同的激光輻照參數，包括激光輻照波長、單脈沖能量、脈沖寬度和聚焦光斑大小。

5.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述激光擴束系統包括單個擴束透鏡、擴束透鏡系統或其它用于激光擴束的器件；所述激光聚焦系統包括單個聚焦透鏡、聚焦透鏡系統、顯微物鏡或其它用于激光聚焦的器件。

6.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述待冷裂材料包括碳化硅、藍寶石、紅寶石、硅和晶體材料。

7.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述待冷裂材料底部位于光束整形耦合系統焦點附近。

8.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述三維位移系統包括一維位移平臺、二維位移平臺、三維位移平臺、振鏡和絲桿。

9.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述控制器包括自主編程輸入控制、傻瓜輸入控制、電腦控制器和單片機。