[发明专利]用于在固体中平坦地产生改性部的方法和设备

说明书

本发明涉及一种用于在固体中产生改性部的方法，其中通过改性部预设裂纹引导区域，所述裂纹引导区域用于引导裂纹以将固体部分，尤其固体层与固体分离。根据本发明的方法在此优选至少包括如下步骤：将固体相对于激光加载装置移动；借助于激光加载装置依次产生多个激光束，以分别产生至少一个改性部，其中激光加载装置设定为，连续地根据多个参数，尤其至少两个参数将激光束受限地聚焦。

技术领域

本发明涉及固体片制造或晶片制造的领域。

本发明涉及一种用于在固体中产生改性部的方法和涉及一种用于在固体中产生改性部的设备。

背景技术

借助于冷裂法(参见WO2010072675)存在新型的用于将半导体片(晶片)从晶棒或单晶晶棒中分离的方法(根据制造方法将半导体晶锭——从熔融物中牵拉或在气相中沉积)。在冷裂工艺中，穿过半导体晶棒的端面将激光损坏层作为期望断裂部引入期望的深度。施加具有良好附着的专有的聚合物薄膜并且将其强烈地冷却。由于因极为不同的热膨胀系数引起机械应力，将半导体片与晶棒或单晶晶棒分离。

描述了对于用内孔锯或受引导的金属丝的传统的晶片锯割的替选方案(钻石修边或磨削悬浮液/浆料)。在该方法中通过在切割时的金属丝运动产生厚度变化。由于这种厚度变化，晶片拱起和弯曲。进行继续处理的半导体制造商仅接受一定限度的平整度偏差。由于该原因，半导体片必须在分割之后还通过一系列表面处理来预处理。为此，借助于蚀刻、研磨和化学机械的抛光步骤设定平整度/平坦度，平坦平行度和粗糙度。

在冷裂时也会产生表面特性的偏差。所述偏差会在裂开之后的平坦化和抛光步骤中从晶片以及从晶棒移除。

对于晶片而言，平坦的裂开意味着更少的平坦化剥腐蚀预留，这相对于常规的切片法更进一步提高冷裂法的总材料效率。所使用的晶片厚度，即具有最终尺寸的无缺陷的晶片数量(例如各350μm的厚度的23个晶片＝有效厚度8050μm)与半导体晶锭的初始厚度(晶棒或单晶晶棒，例如25000μm)的比例表示为总材料效率。在实例中，借助于平坦的激光改性的冷裂工艺，晶片生产率能够提高至84％，相比之下在常规的切片中＜40％。

对于剩余的半导体晶锭，在下次激光工艺之前又必须建立平坦度，因为否则偏差经由进一步的工艺传播并且甚至可能放大。由于在光学折射率非常高的材料(例如Si：n＝3.6；SiC：n＝2.6)中有不同的光学路径长度，产生所述放大。因此，如果激光头距表面的间距波动，那么激光束穿过不同折射率以及不同长度的光学路径，直至焦点。距表面的间距中的1μm的误差因此引起在材料之内的n倍的误差。

为了实现激光平面的非常高的平坦度，在晶片长度上的偏差允许在微米范围内，然而这利用机械楔片补偿只能差地实现，而利用纯自动聚焦仅能有限地实现。

例如在自动掩模曝光系统中，现有技术是在微米范围内的机械楔片补偿，其中所述自动掩模曝光系统借助于近距离曝光(proximity Photolithographie)工作。然而，在此仅静态地补偿极其平坦的掩模和衬底，因为样品相对于加工光学装置并不高动态地运动。借助于机械楔片补偿，仅可进行静态的应用并且仅可弥补补偿平面(两轴的倾斜)。

传统的自动聚焦将加工光学装置距表面的间距保持恒定。以这种方式也能够在将表面在微米范围内激光微加工中进行跟踪。在表面加工中，激光当然仅穿过一种介质(大多数情况为空气)，直至焦点。传统的自动聚焦具有如下缺陷，即仅可跟踪表面轮廓，使得以衬底折射率的倍数放大轮廓并且使得不能进行平坦化。

此外，除了机械的楔片补偿和传统的自动聚焦以外同样已知借助于多光子吸收和在激光照射之前进行平坦化的3D光刻法。