[发明专利]碳化硅基晶圆的分束激光切割方法

说明书

本发明公开碳化硅基晶圆的分束激光切割方法，其用于将所述碳化硅基晶圆切割成独立的芯片，其特征在于，其包括以下步骤：预处理步骤；衍射分光步骤：用光栅装置(106)将单束激光(105)分成多束激光(108)，并形成光束图案；分束切割步骤：使用所述样式激光切割刀对所述碳化硅基晶圆进行切割；和后处理步骤。本发明达到了提高了晶圆切割速率、同时提升了晶圆的切割品质的技术效果。

技术领域

本发明涉及用激光束切割加工的技术领域，其中，光束分为多束(B23K26/067)，并且，利用掩膜形成激光束的图案形状(B23K 26/06)，本发明尤其涉及碳化硅基晶圆的分束激光切割方法。

背景技术

智能设备在最近几年得到快速的发展，人们对智能设备的要求也向着多功能化，精密化，高集成化的方向发展。而这类需求对电子元件也提出了小、薄、轻的工艺要求以及超低能耗，快速散热，高放大效率的性能要求。

由于芯片小、薄、轻型化的冲击，传统的晶圆刀片切割工艺在芯片切割速度上、可靠性上逐渐展现出颓势，逐步被不断变化的市场需求所淘汰，开发新的晶圆切割工艺势在必行，晶圆激光切割工艺由于其较快的切割速度和更高的切割精度，以及切割可靠性高的特点，有效地解决了传统刀片切割工艺晶圆崩边，正面脱皮,侧面微暗裂，逆刀、断刀,晶圆破裂,切割效率极低等问题，但是单束激光切割工艺，由于其能量集中，热损伤区域较大，易造成芯片性能失效。激光分束切割工艺，有效地解决了由于热损伤造成的芯片性能失效问题，同时具备激光切割工艺的优点。

专利文献CN101138807A公开一种切割设备与切割制造工艺，其公开了激光分束的技术方案，例如其说明书记载：子光束122a实质上呈现的形状，例如是实质上呈圆点状、实质上呈正方形、实质上呈三角形、实质上呈五边形或是其它适合的点状，以在工件110上形成起始裂纹，而切割光束122b'实质上呈现的形状例如是实质上呈线形、实质上呈矩形、实质上呈椭圆形、实质上呈三角形、实质上呈长方形或是其它适合切割工件110的形状。但是，专利文献CN101138807A公开的子光束122a或者切割光束122b'实际上是单光束，只是光斑的形状可以通过整型镜组来改变。

专利文献CN104801851A公开硅基LED芯片切割方法及其切割用分光器，其记载：进行试切、调整，直至被分出的多个镭射点在同一水平线上。但是，专利文献CN104801851A没公开在不同的切割步骤使用不同图案形状的多光束阵列激光刀的完整技术方案。

专利文献TW200808479公开一种切割晶圆之雷射分光系统，其记载：藉由前述元件所产生之复数切割光点系可同步对一晶圆进行切割。但是，专利文献TW200808479仅公开对晶圆的多条切割道同时进行切割，未见公开不同图案形状的多光束阵列激光刀。

专利文献TWI628027B公开描述了一种辐射切割晶元的方法，其记载：低功率切割两个沟槽，之后高功率切割缝隙。但是，专利文献TWI628027B分步骤切割技术方案未见使用不同图案形状的多光束阵列激光刀。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提出碳化硅基晶圆的分束激光切割方法，其通过使用激光衍射分光技术将一束激光分成若干束并行激光对硅和碳化硅晶圆进行多次切割。第一步针对晶圆上表面的材质开出一个槽，第二步沿着之前的槽对晶圆中间材质进行切割，并且全部切透，第三步对切割道表层进行修整，第四步是清除切割道里面的碎渣。

本发明的目的之二在于提出碳化硅基晶圆的分束激光切割方法，其使用特殊的光学控制装置消除激光衍射时产生的多余光线；特殊的移动平台，利用电磁装置来控制平台的移动，利用气悬浮装置来减少运动阻力；利用透明切割固定平台，在直射光和反射光同时作用下，机器摄取晶圆切割道位置。

为此，本发明提出碳化硅基晶圆的分束激光切割方法，其用于将所述碳化硅基晶圆切割成独立的芯片，其特征在于，其包括以下步骤：

预处理步骤：将所述碳化硅基晶圆进行预先处理，以适合进行激光切割操作；