[发明专利]待分裂固体的组合的激光处理

说明书

本发明涉及一种用于将至少一个固体层(14)与固体(1)分离的方法，其中通过改性部(2)预设裂纹引导区域(4)，所述裂纹引导区域用于引导裂纹以将固体部分(6)、尤其固体层与固体(1)分离。本发明优选至少包括如下步骤：将固体(1)相对于激光加载装置(8)移动，借助激光加载装置(8)依次产生激光束(10)，以分别产生至少一个改性部(2)，其中调节激光加载装置(8)，以根据至少一个参数、尤其固体在限定的位置处的且对于限定的固体深度的透射来限定地产生改性部，其中通过调节激光加载装置(8)来平衡固体(1)在被加载的表面的区域中和/或在固体(1)的被加载的体积的区域中的不均匀性，将固体层(14)与固体(1)分离。

技术领域

本发明分别涉及用于将至少一个固体层与固体分离的方法并且涉及用于产生至少一个至少部段地拱起的或弯曲的固体层的方法。

背景技术

半导体材料例如在由晶体材料构成的大的圆柱、所谓的晶棒中生长，在工业工艺期间经常需要具有不同厚度和表面质量的晶片材料。经常借助基于金刚石或研磨液(Slurry)的线锯工艺执行脆性的半导体材料的晶片制备。该锯割工艺不仅导致潜在有价值的材料的切口损失，而且导致表面粗糙度以及在表面下方导致晶体的损坏。借助锯割工艺的晶片制备的该方面需要在晶片制造工艺中进行所需要的抛光和磨削步骤，这导致附加的损坏和工艺成本。

为了克服在半导体的常规的晶片制备和打薄时的这些问题，研发所谓的无切口(kerfless)技术，当所述切口损失以及表面之下的和磨削工艺步骤的损坏无法完全地消除时，所述无切口(kerfless)技术应减小切口损失。尤其外部施加的所谓的剥落工艺应用应变(经常取决于温度)将晶体材料沿着晶体平面以良好限定的厚度分开。剥落能够借助镍铬合金、银铝膏、环氧树脂、铝和镍进行。无切口的晶片制备技术具有潜力，以大幅减少在半导体制造方法中的损坏。基于应力的分离方法，如所谓的剥落(或分裂)使用外部施加的应力，以便晶体材料沿着其晶体平面以良好限定的厚度分开。然而，衬底在剥落之后显示出所谓的瓦纳线，所述瓦纳线在晶体中由裂纹扩展引起。

剥落利用在脆性材料和附着在材料表面上的聚合物之间的热膨胀系数的差来实现。将联合的材料冷却到低于聚合物的玻璃化转变温度引发应力，所述应力导致材料沿着裂纹平面分开。与其他类型的剥落相比较，该具体的方法的优点是：与也用于剥落的高温方法相比，通过冷却工艺不出现不期望的化学组分穿过材料的扩散的提高。

然而，剥落方法倾向于：在其对达到的晶片厚度的控制受限，并且裂纹扩展的竖直地点的协调是复杂的。此外，在剥落时在表面上产生瓦纳线的非常突出的图案。该图案由条形凹槽和凸起构成，所述凹槽和凸起源自半导体材料中的裂纹扩展并且实现引开衬底中的裂纹动力。令人惊讶地，裂纹在边缘处的某一点上开始，然后迅速从衬底的棱边扩展。常规的剥落表面的瓦纳线强烈增加产生的表面粗糙度，经常增加直至如下点，从所述点起在开关电路的继续加工和制造之前在衬底上需要附加的抛光或磨削步骤。

引入借助激光设施进行的工艺步骤作为解决方案，以便消除瓦纳图案，所述工艺步骤在真正的剥落工艺之前发生。该方法称作激光辅助的剥落(laser-assistedspalling-LAS)。在此，通过用短的激光脉冲和光学装置的高的数值孔径对材料进行加工的平面限定裂纹扩展的水平面。因为选择低于材料带隙能量的激光光子能量，因此材料对于激光辐射是可透过的，使得能够实现深地进入到材料中。通过沿着光学轴线平移聚焦光学装置能够任意确定激光改性部的平面并且通过聚焦光学装置的焦平面限定，所述聚焦光学装置能够以微米精度调节。

发明内容

本发明的目的是改善已知的制造方法，尤其使其更有效或加速。