[發明專利]一種晶圓剝離方法及晶圓剝離裝置

有效

• 申請號: 202011244662.5
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112404697B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 王宏建;趙衛;楊濤;何自堅;王自
• 申請（專利權）人: 松山湖材料實驗室;中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: H01L21/304
• 分類號: H01L21/304;B23K26/00;B23K26/70
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 余菲

1.一種晶圓剝離方法，其特征在于，所述晶圓剝離方法包括：在晶錠表面形成一層固體冷媒，使用激光束從所述固體冷媒表面開始加工，所述激光束作用于所述固體冷媒表面后，所述固體冷媒與所述激光束接觸的區域被去除，所述激光束與所述晶錠直接接觸并在所述晶錠內部加工出改質點，所述激光束相對于晶錠運動過程中依次在所述晶錠內部加工出連續的多個改質點，所述多個改質點形成改質層，當所述改質層貫穿于所述晶錠內部，剝離得到晶圓；

每加工完預設面積的改質點或改質層后且所述激光束運動到下一個待加工改質點的區域后，在裸露的所述晶錠表面重新形成一層固體冷媒；

所述預設面積的改質點為一個或多個連續的所述改質點。

2.根據權利要求1所述的晶圓剝離方法，其特征在于，每加工完一個改質點后且所述激光束運動到下一個待加工改質點的區域后，在裸露的所述晶錠表面重新形成一層固體冷媒。

3.根據權利要求1所述的晶圓剝離方法，其特征在于，所述固體冷媒包括冰。

4.根據權利要求3所述的晶圓剝離方法，其特征在于，先在所述晶錠表面注入液體水，再通入冷卻氣體使所述晶錠表面的液體水凝固成冰。

5.根據權利要求3所述的晶圓剝離方法，其特征在于，同時在所述晶錠表面注入液體水和通入冷卻氣體使所述晶錠表面的液體水凝固成冰。

6.根據權利要求4或5所述的晶圓剝離方法，其特征在于，所述冷卻氣體包括由液氮氣化得到的攜帶冷量的氣體。

7.根據權利要求1～5任一項所述的晶圓剝離方法，其特征在于，所述激光束的脈寬為200fs～10ns，波長為355nm～1064nm，功率為1W～10W，掃描速度為50mm/s～500mm/s。

8.根據權利要求1～5任一項所述的晶圓剝離方法，其特征在于，所述晶錠包括硅、碳化硅、藍寶石或氮化鎵。

9.一種用于實施權利要求1所述的晶圓剝離方法的晶圓剝離裝置，其特征在于，所述晶圓剝離裝置包括：

平臺；

用于放置所述晶錠的容器，所述容器設置于所述平臺上且所述容器上端開口，所述容器的上端部設置有至少兩個相對布置的進液口和至少一個進氣口；

用于發出所述激光束的激光器，所述激光器位于所述容器的上側使所述激光束能夠作用于所述固體冷媒或所述晶錠表面與內部。

10.根據權利要求9所述的晶圓剝離裝置，其特征在于，所述平臺包括精密運動平臺。

11.根據權利要求9或10所述的晶圓剝離裝置，其特征在于，所述晶圓剝離裝置還包括擴束鏡、反射鏡和聚焦鏡，所述擴束鏡、所述反射鏡和所述聚焦鏡依次設置于所述激光束的路徑上。

12.根據權利要求9或10所述的晶圓剝離裝置，其特征在于，所述晶圓剝離裝置還包括用于監測改質層的監測裝置，所述監測裝置包括紅外測溫模塊、聲發射模塊和CCD系統。