CN108213745B - SiC晶体切片移动设备及移动方法 - Google Patents

SiC晶体切片移动设备及移动方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种SiC晶体切片移动设备及移动方法，所述SiC切片移动设备包括支撑台、平行设置的两个支撑架以及顶盘，对SiC锭进行激光照射之后，在所述SiC锭上形成多个SiC切片，将所述SiC锭放置于支撑台上，两个支撑架固定所述SiC锭，移动顶盘至所述SiC锭的顶部，吸附第一SiC切片，移动所述顶盘，使所述顶盘吸附所述第一SiC切片离开所述SiC锭，将所述第一SiC切片放置于所述切片接收台上，完成第一SiC切片的分离，然后移动支撑架，对其余的SiC切片进行分离，其分离SiC切片的方法简单，操作方便，从一定程度上提高了SiC切片的分离效率。

Description

SiC晶体切片移动设备及移动方法
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种SiC晶体切片移动设备及移动方法。
背景技术
碳化硅(SiC)作为第三代宽带隙半导体的代表材料之一具有优良的物化性能，与第一代半导体硅(Si)和第二代半导体砷化钙(GaAs)等单晶材料相比，具有禁带宽度大、热导率高、载流子饱和迁移速率大，临界击穿场强高和相对介电常数低等诸多优异的性质。基于这些优良的特性，碳化硅材料是制备高温电子器件、高频大功率器件更为理想的材料。特别是在极端条件和恶劣条件下应用时，SiC器件的特性远远超过了Si器件和GaAs器件。在光电子领域，相对传统衬底材料Si与蓝宝石，SiC晶格及热适配更小，用SiC衬底制作的LED(Light-Emitting Diode，发光二极管)性能远优于蓝宝石衬底。
随着SiC单晶生长技术的日趋成熟，如何获得具有完美表面的SiC单晶片成为材料应用的关键技术之一。为了制造高性能的SiC电子器件，要求晶片晶格完整，具有平整度极高的无损伤超平滑表面，且无晶向偏差。因为即使表面存在微小缺陷，都将破坏晶体材料的表面性能，甚至导致结晶构造的变化，影响器件的电学性能。
现有技术中，SiC单晶片的获得一般包括以下步骤：首先提供SiC锭，所述SiC锭一般为圆柱形，例如厚度为20mm、截面为4英寸的圆柱体；对所述SiC锭进行线锯切割(Wiresaw slicing)形成SiC切片，例如形成厚度为350um的SiC切片；对所述SiC切片进行研磨、抛光以及刻蚀，最终形成4英寸的SiC单晶片。
但是由于SiC锭的硬度比较高，线锯切割获得一片SiC切片花费的时间比较多，现在一般通过激光照射来形成SiC切片，以此提高切片效率。但是激光照射之后，还需要在激光照射面将SiC切片从SiC锭分离，因此需要提供一种SiC晶体切片移动设备及移动方法将所述SiC切片从SiC锭分离。
发明内容
本发明的目的在于提供一种SiC晶体切片移动设备及移动方法，能够简单快速的将经过激光照射之后形成的SiC切片从SiC锭分离。
本发明的技术方案是一种SiC晶体切片移动设备，包括支撑台、平行设置的两个支撑架，所述支撑架的延伸方向为第一方向；所述支撑架与所述支撑台相连接，所述支撑架能够在所述第一方向上沿所述支撑台移动并固定于所述支撑台上；两个所述支撑架相对设置，用于固定SiC锭；
还包括与所述支撑台相连接的顶盘，所述顶盘能够在所述第一方向上沿所述支撑台移动，并能够沿所述支撑台旋转；所述顶盘远离或靠近所述SiC锭，用于吸附所述SiC锭上的SiC切片，使所述SiC切片离开所述SiC锭。
进一步的，所述顶盘上靠近所述SiC锭的一侧依次设置有半导体制冷器与静电卡盘。
进一步的，所述支撑台包括支撑座与两个支撑柱，两个所述支撑柱设置于所述支撑座的两侧，所述支撑座用于支撑所述SiC锭。
进一步的，所述支撑柱的延伸方向为第一方向，每个所述支撑架通过滑杆与一所述支撑柱相连接，所述支撑架通过所述滑杆在第一方向上沿所述支撑柱移动并固定于所述支撑柱上。
进一步的，所述SiC切片移动设备还包括：切片接收台，用于接收所述顶盘上吸附的SiC切片。
相应的，本发明还提供一种SiC晶体切片移动方法，对SiC锭进行激光照射，在所述SiC锭上形成多个SiC切片，采用上述的SiC切片移动设备，使所述SiC切片离开所述SiC锭。
进一步的，所述SiC晶体切片移动方法包括：
将所述SiC锭放置于所述支撑座上，所述支撑架固定所述SiC锭，所述支撑架在第一方向上的上表面与所述第一SiC切片的下表面平齐；
移动所述顶盘至所述SiC锭的顶部，吸附第一SiC切片；
移动所述顶盘，使所述顶盘吸附所述第一SiC切片离开所述SiC锭；
将所述第一SiC切片放置于所述切片接收台上。
进一步的，移动所述顶盘至所述SiC锭的顶部时，打开所述静电卡盘；将所述第一SiC切片放置于所述切片接收台上之后，关闭所述静电卡盘。
进一步的，移动所述顶盘，使所述顶盘吸附所述第一SiC切片离开所述SiC锭时，打开所述半导体制冷器，通过所述顶盘在第一方向上的移动以及沿所述支撑台的旋转，使所述顶盘吸附所述第一SiC切片离开所述SiC锭，然后关闭所述半导体制冷器。
进一步的，所述半导体制冷器的制冷温度为-30℃～-10℃。
进一步的，所述SiC晶体切片移动方法还包括：移动所述支撑架，然后将所述支撑架重新固定于所述SiC锭上，所述支撑架在第一方向上的上表面与第二SiC切片的下表面平齐，然后不断重复至分离所述SiC锭上所有的SiC切片。
进一步的，还包括：再次对所述SiC锭进行激光照射，在所述SiC锭上形成多个SiC切片，采用所述SiC切片移动设备，使所有的SiC切片离开所述SiC锭。
与现有技术相比，本发明提供的SiC晶体切片移动设备及移动方法，对SiC锭进行激光照射之后，在所述SiC锭上形成多个SiC切片，将所述SiC锭放置于支撑台上，两个支撑架固定所述SiC锭，并且所述支撑架在第一方向上的上表面与第一SiC切片的下表面平齐，移动顶盘至所述SiC锭的顶部，吸附第一SiC切片，移动所述顶盘，使所述顶盘吸附所述第一SiC切片离开所述SiC锭，将所述第一SiC切片放置于所述切片接收台上，完成第一SiC切片的分离，然后移动支撑架，使所述支撑架在第一方向上的上表面与第二SiC切片的下表面平齐，接着完成第二SiC切片的分离，其方法简单，操作方便，从一定程度上提高了SiC切片的分离效率。
附图说明
图1为本发明一实施例所提供的SiC切片移动设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容做进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。
其次，本发明利用示意图进行了详细的表述，在详述本发明实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应对此作为本发明的限定。
现有技术中，对SiC锭进行激光照射之后，在SiC锭上形成多个激光切割面，在所述激光切割面之间形成多个SiC切片，然后通过SiC移动设备将SiC切片从SiC锭分离，所述SiC移动设备中设置有固定座与顶盘，所述固定座固定所述SiC锭，所述顶盘移动至所述SiC锭的顶端，通过粘附剂粘附所述SiC锭顶端的第一SiC切片，通过顶盘的移动使所述第一SiC切片从所述SiC锭分离。通过所述SiC移动设备能够将SiC切片从SiC锭分离，但是每分离一片SiC切片，需要移除粘附剂，使SiC切片离开所述顶盘，才能进行一下SiC切片的分离，在一定程度上增加了SiC切片的分离时间。
发明人针对上述问题，提出了一种SiC晶体切片移动设备及移动方法，用于提高SiC切片的分离效率。
本发明的核心思想是：对SiC锭进行激光照射之后，在所述SiC锭上形成多个SiC切片，将所述SiC锭放置于支撑台上，两个支撑架固定所述SiC锭，并且所述支撑架在第一方向上的上表面与第一SiC切片的下表面平齐，移动顶盘至所述SiC锭的顶部，吸附第一SiC切片，移动所述顶盘，使所述顶盘吸附所述第一SiC切片离开所述SiC锭，将所述第一SiC切片放置于所述切片接收台上，完成第一SiC切片的分离，然后移动支撑架，使所述支撑架在第一方向上的上表面与第二SiC切片的下表面平齐，接着完成第二SiC切片的分离，其方法简单，操作方便，从一定程度上提高了SiC切片的分离效率。
图1为本发明一实施例所提供的SiC晶体切片移动设备的结构示意图，如图1所示，本发明提出一种SiC切片移动设备，包括支撑台10、平行设置的两个支撑架20，所述支撑架20的延伸方向为第一方向(例如图1中的x方向)；所述支撑架20与所述支撑台10相连接，所述支撑架20能够在所述第一方向上沿所述支撑台10移动并固定于所述支撑台10上；两个所述支撑架20相对设置，用于固定SiC锭30。
所述SiC锭30经过激光照射，如图1所示，所述SiC锭30经过四次激光照射，在所述SiC锭30上形成四个激光照射面a、b、c与d，所述激光照射面上的SiC被激光照射之后分解为Si与C，容易被分离，因此这四个激光照射面作为切割面，用于形成四个SiC切片，例如第一SiC切片1、第二SiC切片2、第三SiC切片3以及第四SiC切片4。
SiC切片移动设备还包括与所述支撑台10相连接的顶盘40，所述顶盘40能够在所述第一方向上沿所述支撑台10移动，并能够沿所述支撑台10旋转；所述顶盘40远离或靠近所述SiC锭30，用于吸附所述SiC锭30上的SiC切片，使所述SiC切片离开所述SiC锭30。
所述支撑台10包括支撑座11与两个支撑柱12，两个所述支撑柱12设置于所述支撑座11的两侧，所述支撑座11用于支撑所述SiC锭30，两个所述支撑柱12用于连接所述支撑架20。可以理解的是，所述支撑座11与两个支撑柱12可以在底部相连接。所述支撑座11也能够沿第一方向移动。
所述支撑柱12所在的方向为第一方向，每个所述支撑架20通过滑杆21与一所述支撑柱12相连接，所述滑杆21的延伸方向为第二方向(如图1中的y方向)，即所述支撑架20与所述支撑柱12一一对应，两个所述支撑架20相对设置，两个所述支撑柱12相对设置，每个所述支撑架20与相邻的所述支撑柱12通过滑杆21相连接。所述支撑架20通过所述滑杆21在第一方向上沿所述支撑柱12移动并固定于所述支撑柱12上。
所述顶盘40上靠近所述SiC锭30的一侧依次设置有半导体制冷器41(Peltierdevice)与静电卡盘42(Electrostatic chuck)，所述静电卡盘42用于提供静电，使得所述顶盘40能够吸附所述SiC锭30顶部的SiC切片，所述半导体制冷器41用于降低温度，使得所述顶盘40通过在所述第一方向上的移动以及沿所述支撑台10旋转，吸附SiC切片离开所述SiC锭30。
从图1中可以看出，两个所述支撑柱12在所述支撑座11两侧对称设置，位于任意一侧(例如右侧)的所述支撑柱12的高度要高于位于另一侧的所述支撑柱12的高度。所述顶盘40位于比较高的所述支撑柱12的顶端，所述顶盘40能够在所述第一方向上沿所述支撑柱12移动，并且所述顶盘40还能够围绕所述支撑柱12进行旋转。
所述SiC切片移动设备还包括：切片接收台50，所述切片接收台50用于接收所述顶盘40上吸附的SiC切片。
相应的，本发明还提供一种SiC晶体切片移动方法，采用上述的SiC晶体切片移动设备进行移动。首先对SiC锭进行激光照射，在所述SiC锭上形成多个SiC切片，然后采用上述的SiC切片移动设备，使多个所述SiC切片离开所述SiC锭。
首先将所述SiC锭放置于所述支撑座上，所述支撑架固定所述SiC锭，所述支撑架在第一方向上的上表面与所述第一SiC切片的下表面平齐；然后移动所述顶盘至所述SiC锭的顶部，吸附第一SiC切片；接着移动所述顶盘，使所述顶盘吸附所述第一SiC切片离开所述SiC锭；最后将所述第一SiC切片放置于所述切片接收台上，完成第一SiC切片的切割。之后不断重复上述步骤，直至所述的SiC切片均离开所述SiC锭。
请参考图1所示，详细说明本发明提出的SiC晶体切片移动方法：
首先，提供SiC锭30，对所述SiC锭30进行多次激光照射，在所述SiC锭30上形成多个激光照射面，例如，在本实施例中，对所述SiC锭30进行四次激光照射，在所述SiC锭30上形成四个激光照射面，分别为激光照射面a、b、c与d，所述四个激光照射面a、b、c与d可以作为切割面，形成四个SiC切片。由于激光照射会使得照射面上的SiC分解为Si与C，可以使所述SiC切片很容易从所述SiC锭30分离。四个所述SiC切片分别为第一SiC切片1、第二SiC切片2、第三SiC切片3以及第四SiC切片4。
然后，采用上述的SiC切片移动设备将四个所述SiC切片从所述SiC锭30分离。具体包括：
将所述SiC锭30放置于所述支撑座11上，移动所述支撑座11与支撑架20，使所述支撑架20固定于所述SiC锭的两侧，并且所述支撑架20在第一方向上的上表面与所述第一SiC切片的下表面平齐。
移动所述顶盘至所述SiC锭的顶部，打开所述静电卡盘42，使所述顶盘40吸附第一SiC切片1。打开所述半导体制冷器41，通过所述顶盘40在第一方向上的移动以及沿所述支撑柱11的旋转，在拉力以及旋转力的作用下，使所述顶盘40吸附所述第一SiC切片1离开所述SiC锭30，然后关闭所述半导体制冷器41。所述半导体制冷器的制冷温度为-30℃～-10℃，优选的，所述半导体制冷器的制冷温度为-20℃。
移动所述顶盘40以及切片接收台50，使所述顶盘40与切片接收台50相接触，所述顶盘40吸附的第一SiC切片1放置于所述切片接收台50上，然后关闭所述静电卡盘42，所述顶盘40放开所述第一SiC切片1，到此完成第一SiC切片1的分离，然后对所述第一SiC切片1进行后续工艺步骤。
所述SiC晶体切片移动方法还包括：在第一方向上移动所述支撑架12，然后将所述支撑架12重新固定于所述SiC锭30上，所述支撑架12在第一方向上的上表面与第二SiC切片2的下表面平齐，然后重复上述步骤，使所述第二SiC切片2离开所述SiC锭30，然后不断重复直至分离所述SiC锭30上所有的SiC切片。
所述SiC晶体切片移动方法还包括：再次对所述SiC锭30进行激光照射，在所述SiC锭30上形成多个SiC切片，采用所述SiC切片移动设备，使所有的SiC切片离开所述SiC锭，然后不断重复，使得所述SiC锭30完全分离为多个SiC切片。
采用本发明所述的SiC晶体切片移动设备及移动方法，对SiC锭进行激光照射形成多个SiC切片，然后将所述SiC锭放置于所述SiC晶体切片移动设备上，通过支撑架固定SiC锭，通过顶盘吸附SiC锭顶部的第一个SiC切片，通过顶盘的移动使得所述SiC切片从所述SiC锭分离，然后不断重复直至所述SiC锭分离成多个SiC切片。采用本发明所述的设备及方法，操作简单方便，能够很容易将SiC切片从SiC锭上分离，与现有技术相比，节约了SiC切片分离的时间，提高了SiC切片分离的效率。
综上所述，本发明提供的SiC晶体切片移动设备及移动方法，对SiC锭进行激光照射之后，在所述SiC锭上形成多个SiC切片，将所述SiC锭放置于支撑台上，两个支撑架固定所述SiC锭，并且所述支撑架在第一方向上的上表面与第一SiC切片的下表面平齐，移动顶盘至所述SiC锭的顶部，吸附第一SiC切片，移动所述顶盘，使所述顶盘吸附所述第一SiC切片离开所述SiC锭，将所述第一SiC切片放置于所述切片接收台上，完成第一SiC切片的分离，然后移动支撑架，使所述支撑架在第一方向上的上表面与第二SiC切片的下表面平齐，接着完成第二SiC切片的分离，其方法简单，操作方便，从一定程度上提高了SiC切片的分离效率。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (11)

1.一种SiC切片移动设备，其特征在于，包括支撑台、平行设置的两个支撑架，所述支撑架的延伸方向为第一方向；所述支撑架与所述支撑台相连接，所述支撑架能够在所述第一方向上沿所述支撑台移动并固定于所述支撑台上；两个所述支撑架相对设置，用于固定SiC锭；
还包括与所述支撑台相连接的顶盘，所述顶盘能够在所述第一方向上沿所述支撑台移动，并能够沿所述支撑台旋转；所述顶盘远离或靠近所述SiC锭，用于吸附所述SiC锭上的SiC切片，使所述SiC切片离开所述SiC锭；
其中，所述支撑台包括支撑座与两个支撑柱，两个所述支撑柱设置于所述支撑座的两侧，所述支撑座用于支撑所述SiC锭，所述支撑架能够在所述第一方向上沿所述支撑柱移动并固定于所述支撑柱上，以使所述支撑架在所述第一方向上的上表面与最上面的所述SiC切片的下表面平齐。
2.如权利要求1所述的SiC切片移动设备，其特征在于，所述顶盘上靠近所述SiC锭的一侧依次设置有半导体制冷器与静电卡盘。
3.如权利要求1所述的SiC切片移动设备，其特征在于，所述支撑柱的延伸方向为第一方向，每个所述支撑架通过滑杆与一所述支撑柱相连接，所述支撑架通过所述滑杆在第一方向上沿所述支撑柱移动并固定于所述支撑柱上。
4.如权利要求1所述的SiC切片移动设备，其特征在于，所述SiC切片移动设备还包括：切片接收台，用于接收所述顶盘上吸附的SiC切片。
5.一种SiC晶体切片移动方法，其特征在于，对SiC锭进行激光照射，在所述SiC锭上形成多个SiC切片，所述多个SiC切片包括：第一SiC切片、第二SiC切片，采用如权利要求1～4中任一项所述的SiC切片移动设备，使所述SiC切片离开所述SiC锭。
6.如权利要求5所述的SiC晶体切片移动方法，其特征在于，所述SiC晶体切片移动方法包括：
将所述SiC锭放置于所述支撑座上，所述支撑架固定所述SiC锭，所述支撑架在第一方向上的上表面与所述第一SiC切片的下表面平齐；
移动所述顶盘至所述SiC锭的顶部，吸附第一SiC切片；
移动所述顶盘，使所述顶盘吸附所述第一SiC切片离开所述SiC锭；
将所述第一SiC切片放置于所述切片接收台上。
7.如权利要求6所述的SiC晶体切片移动方法，其特征在于，移动所述顶盘至所述SiC锭的顶部时，打开静电卡盘；将所述第一SiC切片放置于所述切片接收台上之后，关闭所述静电卡盘。
8.如权利要求7所述的SiC晶体切片移动方法，其特征在于，移动所述顶盘，使所述顶盘吸附所述第一SiC切片离开所述SiC锭时，打开半导体制冷器，通过所述顶盘在第一方向上的移动以及沿所述支撑台的旋转，使所述顶盘吸附所述第一SiC切片离开所述SiC锭，然后关闭所述半导体制冷器。
9.如权利要求8所述的SiC晶体切片移动方法，其特征在于，所述半导体制冷器的制冷温度为-30℃～-10℃。
10.如权利要求6所述的SiC晶体切片移动方法，其特征在于，所述SiC晶体切片移动方法还包括：移动所述支撑架，然后将所述支撑架重新固定于所述SiC锭上，所述支撑架在第一方向上的上表面与第二SiC切片的下表面平齐，然后不断重复至分离所述SiC锭上所有的SiC切片。
11.如权利要求10所述的SiC晶体切片移动方法，其特征在于，还包括：再次对所述SiC锭进行激光照射，在所述SiC锭上形成多个SiC切片，采用所述SiC切片移动设备，使所有的SiC切片离开所述SiC锭。
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