[发明专利]碳化硅晶圆锭切割晶圆片的剥离方法及使用该方法的装置

说明书

本发明涉及晶圆加工技术领域，具体为碳化硅晶圆锭切割晶圆片的剥离方法，包括如下步骤，第一层晶圆片裂解：采用激光光束从SiC晶圆锭上表面辐照改质层，对晶体加热，使之产生热应力效应，同时在晶圆锭圆柱面沿着改质层进行激光刻蚀，形成一圈环切槽，多孔陶瓷吸盘从SiC晶圆锭上表面向下，对第一层晶圆片进行吸附，同时使金属裂片环沿着SiC晶圆锭圆柱面移动至改质层处，使金属裂片环嵌入至改质层的环切槽内，金属裂片环上方，多组外部液氮喷嘴同步向金属裂片环喷射液氮，在液氮的低温作用下，金属裂片环快速降温，金属裂片环在低温下收缩，在金属裂片环收缩时的挤压下，层晶圆片自晶圆锭裂解，简化了液氮存储搬运结构，减少了占地面积。

技术领域

本发明涉及晶圆加工技术领域，具体为碳化硅晶圆锭切割晶圆片的剥离方法及使用该方法的装置。

背景技术

自1960年代起，以硅为标志的第一代半导体材料一直是半导体行业产品中使用最多的材料，由于其在通常条件下具备良好的稳定性，硅衬底一直被广泛使用于集成电路芯片领域；但硅衬底在光电应用领域、高频高功率应用领域中存在材料性能不足的缺点，因此以光通讯为代表的行业开始使用GaAs和、InP等二代半导体材料作为器件衬底，SiC和GaN为代表的宽禁带宽度材料(Eg≥2.3eV)则被称之为第三代半导体材料。除了宽禁带宽度的特点，第三代半导体的主要特点在于高击穿电压、高热传导率、高饱和电子浓度以及高耐辐射能力，这些特性决定了第三代半导体材料在众多严酷环境中也能正常工作。SiC作为第三代半导体中的代表材料，可以应用于各种领域的高电压环境中，包括汽车、能源、运输、消费类电子等。据预测，到2025年全球SiC市场将会增加到60.4亿美元。

现有技术中，将改质后的待分离的晶圆锭通过激光辐照进行加热，随后在上表面涂覆粘胶使其上表面与分离机构贴合，再将晶圆锭周围充入液氮，此时液氮会使粘胶降温收缩，从而带动改质层发生物理破裂，实现晶圆片与晶圆锭剥离，随后将晶圆片上的粘胶进行清洗去除，完成晶圆片剥离流程。

该方法中，物料在液氮中反复侵泡、搬运，具有安全隐患，且需要额外的去除粘接胶片的操作。

发明内容

本发明的目的在于提供碳化硅晶圆锭切割晶圆片的剥离方法及使用该方法的装置，解决现有技术中，物料在液氮中反复侵泡、搬运，具有安全隐患，且需要额外的去除粘接胶片的操作的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：碳化硅晶圆锭切割晶圆片的剥离方法，包括如下步骤：

S1.第一层晶圆片裂解：采用激光光束从SiC晶圆锭上表面辐照改质层，对晶体加热，使之产生热应力效应。

S1.1.同时在晶圆锭圆柱面沿着改质层进行激光刻蚀，形成一圈环切槽。

S2.多孔陶瓷吸盘从SiC晶圆锭上表面向下，对第一层晶圆片进行吸附，同时使金属裂片环沿着SiC晶圆锭圆柱面移动至改质层处。

S2.1使金属裂片环嵌入至改质层的环切槽内。

S2.2金属裂片环上方，多组外部液氮喷嘴同步向金属裂片环喷射液氮，在液氮的低温作用下，金属裂片环快速降温，金属裂片环在低温下收缩，在金属裂片环收缩时的挤压下，层晶圆片自晶圆锭裂解。

S3.通过多孔陶瓷吸盘将吸附的晶圆片放入晶圆收纳盒内，完成对第一层晶圆片的剥离。

S4.重复S1-S3步骤，直到完成N层SiC晶圆片从SiC晶圆锭上的改质剥离。

碳化硅晶圆锭切割晶圆片的剥离装置，包括环形的所述金属裂片环(1)。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：