[发明专利]一种碳化硅晶圆锭切割晶圆片的多层改质方法及设备

说明书

本发明涉及晶圆加工技术领域，特别是一种碳化硅晶圆锭切割晶圆片的多层改质方法及设备，包括如下步骤S1、将研磨抛光后的直径小于等于250mm，厚度100mm的SiC晶圆锭通过多孔陶瓷吸盘，固定到大理石平台上，平台的平整度达到0级；S2、激光改质；S3、激光器向上移动一个晶圆片的厚度。以770μm厚度的晶圆片为例，激光器向上移动850μm。使聚焦平面深度改为(N‑1)×850μm，然后激光束扫描整个焦平面重复2步骤，完成第2层SiC晶圆锭改质；S4、重复3步骤，直到完成N层SiC晶圆锭改质；通过调整改质激光器的技术指标，节省了每层剥离后对晶圆锭上表面进行研磨抛光的时间(研磨抛光时间10m)，以10层为例，减少了9次研磨抛光时间，节省了90m。

技术领域

本发明涉及精密加工技术领域，特别是一种碳化硅晶圆锭切割晶圆片的多层改质方法及设备。

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；

目前关于脆硬材料的切割，主要包括环形带锯切割、金刚石线锯等机械切割技术。但SiC的莫氏硬度达到了9以上，而且又具有高脆性，属于典型的脆硬材料；导致其切割需要选用相对昂贵的金刚石材质作为介质，且切割损耗很大，这些都对SiC的晶体的切割提出了严峻的挑战。针对碳化硅晶体材料的上述特性，采用激光技术进行切割，是另外一种极具价值和前景的脆硬材料加工技术。激光剥离技术没有刀具切割(23％)和研磨(13％)损耗，相对传统加工方式粗略统计可增加产出约三分之一至二分之一。

现有技术中，从晶圆锭的上表面开始，从上向下进行第一层改质，随后对第一改质层进行加热裂解，随后通过粘接胶片，实现晶圆片从晶圆锭上分离，分离后的晶圆锭上表面需要重新进行研磨抛光，才能进行第二层改质，否则激光无法穿透上表面。

为此我们提出一种碳化硅晶圆锭切割晶圆片的多层改质方法及设备。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种碳化硅晶圆锭切割晶圆片的多层改质方法及设备，通过调整改质激光器的技术指标，在保证改质能量的前提下，能够从下到上对晶圆锭进行多层改质，随后通过真空吸附的方式将晶圆片从晶圆锭上剥离开来。节省了每层剥离后对晶圆锭上表面进行研磨抛光的时间(研磨抛光时间10m)，以10层为例，减少了9次研磨抛光时间，节省了90m。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种碳化硅晶圆锭切割晶圆片的多层改质方法及设备，一种碳化硅晶圆锭切割晶圆片的多层改质方法及设备，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将研磨抛光后的直径小于等于250mm，厚度100mm的SiC晶圆锭通过多孔陶瓷吸盘，固定到大理石平台上，平台的平整度达到0级。

S2、激光改质：选用红外激光器，光束的波长为1064nm激光，从SiC晶圆锭的上表面进行入射，在焦平面上形成直径10mm的光斑，以切割N片770μm厚度的晶圆片为例，以晶圆锭上表面向下N×850μm为激光聚焦的焦平面，然后激光束带动光斑扫描整个焦平面，使单晶态转变为多晶态，完成改质过程；光斑水平方向移动速度50mm/s，历时100s完成改质。

S3、激光器向上移动一个晶圆片的厚度。以770μm厚度的晶圆片为例，激光器向上移动850μm。使聚焦平面深度改为(N-1)×850μm，然后激光束扫描整个焦平面重复2步骤，完成第2层SiC晶圆锭改质。

S4、重复3步骤，直到完成N层SiC晶圆锭改质。