CN115570286B - 一种用于晶锭或晶圆斜角加工的装置与加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于晶锭或晶圆斜角加工的装置与加工方法，装置包括：基座、水平旋转组件、第一角向滑动组件、第二角向滑动组件和工件固定组件，其中，水平旋转组件固定在基座上；第一角向滑动组件固定在水平旋转组件上；第二角向滑动组件固定在第一角向滑动组件上；工件固定组件固定在第二角向滑动组件上。该装置中设置水平旋转组件、第一角向滑动组件、第二角向滑动组件，通过三者结合实现了待加工工件在任意方向角度的切割加工，从而可以提高晶锭或晶圆斜角加工的精度，减小晶锭或晶圆斜角加工的损耗，提高加工的成品率。

Description

一种用于晶锭或晶圆斜角加工的装置与加工方法
技术领域
本发明属于半导体材料加工技术领域，具体涉及一种用于晶锭或晶圆斜角加工的装置与加工方法。
背景技术
SiC作为一种典型的硬脆材料，其莫氏硬度仅次于金刚石，为9.2～9.5，使其加工制造过程十分困难。滚圆工艺作为制造SiC单晶衬底首要关键的工序，其加工质量直接影响到材料滚圆损失、后续工序的材料去除量、最终加工质量(表面粗糙度和平整度)、产品出品率及加工成本等。随着晶体生长技术的发展和市场的需求持续增加，大直径SiC单晶衬底的需求量越来越大；目前SiC单晶衬底正由6英寸向8英寸过渡，对传统的晶片滚圆技术带来了严峻的挑战，如何高效率、高质量、低成本、低损伤、高出品率滚圆SiC单晶，已成为当前SiC单晶衬底加工领域重要的研究方向。
滚圆工艺传统的加工方法是：将晶锭夹持在固定基座上并直接用水射流激光头沿加工方向移动从而实现晶锭滚圆或晶圆切割。但是随着半导体的晶锭生长工艺和加工工艺的多样化，晶锭的形貌也越来越多样化，对晶圆表面进行斜角切割的要求也越来越多样化，利用现有的加工设备进行晶锭滚圆或晶圆切割存在着加工损耗高、成品率低、精度低的缺陷，无法满足工艺要求。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种用于晶锭或晶圆斜角加工的装置与加工方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
本发明实施例提供了一种用于晶锭或晶圆斜角加工的装置，包括：基座、水平旋转组件、第一角向滑动组件、第二角向滑动组件和工件固定组件，其中，
所述水平旋转组件固定在所述基座上，所述水平旋转组件用于调整待加工工件的水平角度；所述第一角向滑动组件固定在所述水平旋转组件上，所述第一角向滑动组件用于使所述待加工工件在第一方向倾斜以调整所述待加工工件在所述第一方向的俯仰角；所述第二角向滑动组件固定在所述第一角向滑动组件上，所述第二角向滑动组件用于使所述待加工工件在第二方向倾斜以调整所述待加工工件在所述第二方向的俯仰角；所述工件固定组件固定在所述第二角向滑动组件上，用于固定所述待加工工件。
在本发明的一个实施例中，所述水平旋转组件通过转接板固定在所述基座上，所述水平旋转件包括底座和旋转件，其中，
所述底座和所述旋转件之间通过轴承连接以使所述旋转件可沿其轴向进行水平旋转。
在本发明的一个实施例中，所述第一角向滑动组件包括：第一螺旋调节钮、第一滑台和第一角向滑块，其中，
所述第一螺旋调节钮设置在所述第一滑台的侧壁上且与所述第一角向滑块连接，所述第一角向滑块可随着所述第一螺旋调节钮的转动以第一预设角度进行角向滑动；
所述第一角向滑块设置在所述第一滑台上，且所述第一角向滑块的表面与所述第一滑台的表面凹凸匹配，所述第一角向滑块可沿着所述第一滑台的表面在第一方向进行角向滑动。
在本发明的一个实施例中，所述第二角向滑动组件包括：第二螺旋调节钮、第二滑台和第二角向滑块，其中，
所述第二螺旋调节钮设置在所述第二滑台的侧壁上且与所述第二角向滑块连接，所述第二角向滑块可随着所述第二螺旋调节钮的转动以第二预设角度进行角向滑动；
所述第二角向滑块设置在所述第二滑台上，且所述第二角向滑块的表面与所述第二滑台的表面凹凸匹配，所述第二角向滑块可沿着所述第二滑台的表面在第二方向进行角向滑动。
在本发明的一个实施例中，所述第一方向和所述第二方向垂直。
在本发明的一个实施例中，所述工件固定组件包括：金属外框、玻璃基座和玻璃盖圈，其中，
所述玻璃基座卡设在所述金属外框的内部，且所述玻璃基座的表面开设有与真空泵连接的若干气孔以吸附所述待加工工件；所述玻璃盖圈将所述玻璃基座固定在所述金属外框上。
本发明的另一个实施例提供了一种用于晶锭或晶圆斜角加工的加工方法，利用上述实施例所述的装置对晶锭或晶圆进行斜角加工，包括步骤：
S1、将待加工工件固定在工件固定组件上；
S2、根据加工要求，通过调节第一角向滑动组件和/或第二角向滑动组件以调整所述待加工工件在第一方向和/或第二方向的俯仰角，并利用加工设备沿预设的切割路径进行加工。
在本发明的一个实施例中，当利用所述装置对晶锭侧面进行斜角滚圆时，所述加工方法包括步骤：
S1、将所述晶锭固定在所述工件固定组件上；
S2、根据晶锭偏角调节所述第一角向滑动组件和/或第二角向滑动组件以调整所述晶锭在第一方向和/或第二方向的俯仰角，直至所述加工设备的切割光束与所述晶锭的边界平行，并设定切割路径为圆形，使所述加工设备在所述晶锭的边界沿所述切割路径进行重复切割，直至得到滚圆晶锭。
在本发明的一个实施例中，当利用所述装置对晶锭侧面进行斜角切割时，所述加工方法包括步骤：
S1、将所述晶锭固定在所述工件固定组件上；
S2、根据斜角切割角度调节所述第一角向滑动组件和/或第二角向滑动组件以调整所述晶锭在第一方向和/或第二方向的俯仰角，直至所述加工设备的切割光束与所述晶锭边界之间的夹角满足所述斜角切割角度，并保持所述加工设备的切割光束不动，使得水平旋转组件进行旋转，使所述加工设备的切割光束按照所述水平旋转组件的旋转路径进行切割，直至完成对晶锭侧面的斜角切割。
在本发明的一个实施例中，当利用所述装置对晶圆表面进行凹槽加工时，所述加工方法包括步骤：
S1、将所述晶圆固定在所述工件固定组件上；
S2、根据凹槽的第一角度调节所述第一角向滑动组件以调整所述晶圆在第一方向的俯仰角，使所述晶圆的表面在第一方向倾斜第一角度，并设定第一次切割路径为S型，使所述加工设备在所述晶圆的表面沿第一次切割路径进行切割；
S3、根据凹槽的第二角度调节所述第一角向滑动组件以调整所述晶圆在第一方向的俯仰角，使所述晶圆的表面在第一方向倾斜第二角度，并设定第二次切割路径为与第一次切割路径相反的S型，使所述加工设备在所述晶圆的表面沿第二次切割路径进行切割；
S4、根据所述凹槽的第一角度调节所述第二角向滑动组件以调整所述晶圆在第二方向的俯仰角，使所述晶圆的表面在第二方向倾斜第一角度，并设定第三次切割路径为S型且所述第三次切割路径与所述第一次切割路径垂直，使所述加工设备在所述晶圆的表面沿第三次切割路径进行切割；
S5、根据所述凹槽的第二角度调节所述第二角向滑动组件以调整所述晶圆在第二方向的俯仰角，使所述晶圆的表面在第二方向倾斜第二角度，并设定第四次切割路径为与第三次切割路径相反的S型，使所述加工设备在所述晶圆的表面沿第四次切割路径进行切割。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明的用于晶锭或晶圆斜角加工的装置中设置水平旋转组件、第一角向滑动组件、第二角向滑动组件，水平旋转组件可以实现待加工工件在水平方向任意旋转角度的调节，第一角向滑动组件可以调节待加工工件在第一方向的俯仰角，第二角向滑动组件可以调节待加工工件在第二方向的俯仰角，通过三者结合实现了待加工工件在任意方向角度的切割加工，从而可以提高晶锭或晶圆斜角加工的精度，减小晶锭或晶圆斜角加工的损耗，提高加工的成品率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种用于晶锭或晶圆斜角加工的装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种用于晶锭或晶圆斜角加工的装置的主视图；
图3为本发明实施例提供的一种用于晶锭或晶圆斜角加工的装置的后视图；
图4为本发明实施例提供的一种角向滑动组件的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种工件固定组件的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种用于晶锭或晶圆斜角加工的加工方法的流程示意图；
图7为本发明实施例提供的一种对偏4°晶锭进行斜角滚圆的示意图；
图8为传统方法对偏4°晶锭进行斜角滚圆的示意图
图9为本发明实施例提供的一种对晶锭侧面进行斜角切割的示意图；
图10为传统方法对晶锭侧面进行切割的示意图；
图11为本发明实施例提供的一种对晶圆表面进行梯形槽加工的示意图；
图12为本发明实施例提供的一种对晶圆表面进行梯形槽加工的切割路径示意图；
图13为传统方法对晶圆表面进行槽加工的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一
请参见图1、图2和图3，图1为本发明实施例提供的一种用于晶锭或晶圆斜角加工的装置的结构示意图，图2为本发明实施例提供的一种用于晶锭或晶圆斜角加工的装置的主视图，图3为本发明实施例提供的一种用于晶锭或晶圆斜角加工的装置的后视图。
该装置包括基座1、水平旋转组件2、第一角向滑动组件3、第二角向滑动组件4和工件固定组件5。其中，水平旋转组件2固定在基座1上，水平旋转组件2用于调整待加工工件的水平角度；第一角向滑动组件3固定在水平旋转组件2上，第一角向滑动组件3用于使待加工工件在第一方向倾斜以调整待加工工件在第一方向的俯仰角；第二角向滑动组件4固定在第一角向滑动组件3上，第二角向滑动组件4用于使待加工工件在第二方向倾斜以调整待加工工件在第二方向的俯仰角；工件固定组件5固定在第二角向滑动组件4上，用于固定待加工工件。
具体的，利用上述装置进行斜角加工时，将晶锭或晶圆固定在工件固定组件5上，通过水平旋转组件2、第一角向滑动组件3、第二角向滑动组件4调节晶锭或晶圆的角度，使得晶锭或晶圆为倾斜状态直至达到加工要求，然后利用加工设备例如水射流激光头对晶锭或晶圆进行切割，从而实现斜角加工。
本实施例用于晶锭或晶圆斜角加工的装置中设置水平旋转组件、第一角向滑动组件、第二角向滑动组件，水平旋转组件可以实现待加工工件在水平方向任意旋转角度的调节，第一角向滑动组件可以调节待加工工件在第一方向的俯仰角，第二角向滑动组件可以调节待加工工件在第二方向的俯仰角，通过三者结合实现了待加工工件在任意方向角度的切割加工，从而可以实现晶锭或晶圆的斜角加工，在满足工艺要求的基础上提高晶锭或晶圆斜角加工的精度，减小晶锭或晶圆斜角加工的损耗，提高加工的成品率。
在一个具体实施例中，基座1包括T型台，T型台中开设有若干平行设置的T型槽11。
具体的，基座1放置在水射流激光加工室中，其作为总体装置的底座。采用设置有T型槽的T型台作为基座，可以在T型台上插入转接板，从而可以将其他工件固定在基座上，实现扩展功能。
在一个具体实施例中，水平旋转组件2通过转接板20固定在基座1上，水平旋转件2包括底座21和旋转件22，其中，底座21和旋转件22之间通过轴承连接以使旋转件2可沿其轴向进行水平旋转。
具体的，转接板20固定在T型台中，水平旋转组件2用螺丝固定在转接板20上。进一步的，水平旋转件2由底座21和旋转件22形成，底座21和旋转件22之间由轴承连接，旋转件22可沿其轴向实现左右360°水平旋转，从而可以手动调整待加工工件的水平角度。
请参见图4，图4为本发明实施例提供的一种角向滑动组件的结构示意图。
在一个具体实施例中，第一角向滑动组件3包括：第一螺旋调节钮31、第一滑台32和第一角向滑块33，其中，第一螺旋调节钮31设置在第一滑台32的侧壁上且与第一角向滑块33连接，第一角向滑块33可随着第一螺旋调节钮31的转动以第一预设角度进行角向滑动；第一角向滑块33设置在第一滑台32上，且第一角向滑块33的表面与第一滑台32的表面凹凸匹配，第一角向滑块33可沿着第一滑台32的表面在第一方向进行角向滑动。
具体的，第一滑台32固定在水平旋转件2的旋转件22上，使得第一角向滑动组件3可以随着旋转件22的转动而转动。
具体的，第一滑台32与第一角向滑块33接触的表面为弧形凹面，第一角向滑块33与第一滑台32接触的表面为弧形凸面，第一滑台32的弧形凹面和第一角向滑块33的弧形凸面凹凸匹配。第一螺旋调节钮31控制第一角向滑块33沿着第一滑台32的弧形凹面在第一方向滑动。
进一步的，在第一角向滑块33与第一滑台32上对应设置有刻度，用于显示第一角向滑块33的倾斜角度。第一角向滑块33的倾斜角度根据第一螺旋调节钮31的转动圈数进行精确调节，例如，第一螺旋调节钮31每转动一圈，第一角向滑块33在第一方向倾斜1°；进一步的，待加工工件在第一方向的俯仰角根据第一角向滑块33的倾斜角度确定，例如，第一角向滑块33在第一方向倾斜1°，待加工工件在第一方向的俯仰角即为1°。
可选的，第一方向可以为位于水平面内的z轴，第一角向滑块33在z轴方向的倾斜角度范围为-5°~5°，待加工工件在z轴方向的俯仰角范围为-5°~5°。
在一个具体实施例中，第二角向滑动组件4包括：第二螺旋调节钮41、第二滑台42和第二角向滑块43，其中，第二螺旋调节钮41设置在第二滑台42的侧壁上且与第二角向滑块43连接，第二角向滑块43可随着第二螺旋调节钮41的转动以第二预设角度进行角向滑动；第二角向滑块43设置在第二滑台42上，且第二角向滑块43的表面与第二滑台42的表面凹凸匹配，第二角向滑块43可沿着第二滑台42的表面在第二方向进行角向滑动。
具体的，第二滑台42固定在第一角向滑块33上，当第一角向滑块33发生倾斜，第二角向滑动组件4也随之发生倾斜。
具体的，第二滑台42与第二角向滑块43接触的表面为弧形凹面，第二角向滑块43与第二滑台42接触的表面为弧形凸面，第二滑台42的弧形凹面和第二角向滑块43的弧形凸面凹凸匹配。第二螺旋调节钮41控制第二角向滑块43沿着第二滑台42的弧形凹面在第二方向滑动。
进一步的，在第二角向滑块43与第二滑台42上对应设置有刻度，用于显示第二角向滑块43的倾斜角度。第二角向滑块43的倾斜角度根据第二螺旋调节钮41转动圈数进行精确调节，例如，第二螺旋调节钮41每转动一圈，第二角向滑块43在第二方向倾斜1°；进一步的，待加工工件在第二方向的俯仰角根据第二角向滑块43的倾斜角度确定，例如，第二角向滑块43在第二方向倾斜1°，待加工工件在第二方向的俯仰角即为1°。
可选的，第二方向与第一方向垂直，第二方向可以为位于水平面内与z轴垂直的x轴，第二角向滑块43在x轴方向的倾斜角度范围为-5°~5°，待加工工件在x轴方向的俯仰角范围为-5°~5°。
请参见图5，图5为本发明实施例提供的一种工件固定组件的结构示意图。工件固定组件5包括：金属外框51、玻璃基座52和玻璃盖圈53，其中，玻璃基座52卡设在金属外框51的内部，且玻璃基座52的表面开设有若干吸附气孔以吸附待加工工件；玻璃盖圈53将玻璃基座52固定在金属外框51上。
具体的，玻璃基座52表面的若干吸附气孔与外部真空泵连接以形成负压，从而将待加工工件吸附在玻璃基座52上。玻璃盖圈53设置在金属外框51上将玻璃基座52进行固定。
进一步的，工件固定组件5固定在第二角向滑块43上，当第一角向滑块33或者第二角向滑块43发生倾斜，工件固定组件5随之倾斜，从而调整待加工工件的俯仰角。
本实施例通过设置可以水平旋转的旋转件、在第一方向可以进行角向滑动的第一滑台、在第二方向可以进行角向滑动的第二滑台，实现了待加工工件在任意方向角度的切割加工，从而可以实现晶锭或晶圆的斜角加工，在满足工艺要求的基础上具有加工精度高、损耗小、成品率高的优势。
实施例二
在实施例一的基础上，本实施例提供了一种用于晶锭或晶圆斜角加工的加工方法，该加工方法利用实施例一的装置对晶锭或晶圆进行斜角加工，其中，斜角加工包括对晶锭侧面进行斜角滚圆、对晶锭侧面进行斜角切割、对晶圆表面进行凹槽加工等。
请参见图6，图6为本发明实施例提供的一种用于晶锭或晶圆斜角加工的加工方法的流程示意图。该加工方法包括步骤：
S1、将待加工工件固定在工件固定组件5上。
本实施例中待加工工件包括晶锭或晶圆。具体的，可以利用真空吸附的方法将晶锭或晶圆吸附固定在工件固定组件5上。
S2、根据加工要求调节第一角向滑动组件3和/或第二角向滑动组件4以调整待加工工件在第一方向和/或第二方向的俯仰角，并利用加工设备沿预设的切割路径进行加工。
具体的，加工要求可以包括：对晶锭侧面进行滚圆时，要求晶锭的侧面与加工设备的切割光束平行；或者对晶圆表面进行凹槽加工时，要求晶圆表面与加工设备的切割光束形成一定角度；等等。
进一步的，根据加工要求可以仅调节第一角向滑动组件3以调整晶锭或晶圆在第一方向的俯仰角，也可以仅调节第二角向滑动组件4以调整晶锭或晶圆在第二方向的俯仰角，也可以对第一角向滑动组件3和第二角向滑动组件4进行先后调节，本实施例不做进一步限制。例如，当需要对晶锭侧面进行滚圆时，可以调节第一角向滑动组件3，或者第二角向滑动组件4，以使得晶锭侧面与加工设备的切割光束平行；当需要对晶圆表面进行凹槽加工时，此时可以调节第一角向滑动组件3使晶圆在第一方向与加工设备的切割光束形成一定夹角，也可以调节第二角向滑动组件4使晶圆在第二方向与加工设备的切割光束形成一定夹角。
本实施例中，加工设备采用水射流激光头。具体的，首先按加工要求设定好水射流激光头的切割路径，然后使得水射流激光头按照切割路径在调整好角度的晶锭或晶圆上进行切割。
进一步的，当一次调整达不到加工要求时，可以重复步骤S2多次调整晶锭或晶圆的角度，并在每次调整角度后进行激光切割直至达到加工要求。
请参见图7和图8，图7为本发明实施例提供的一种对偏4°晶锭进行斜角滚圆的示意图，图8为传统方法对偏4°晶锭进行斜角滚圆的示意图。
如图7所示，当利用实施例一的装置对晶锭进行斜角滚圆时，该加工方法包括步骤：
S1、将晶锭固定在工件固定组件5上。
具体的，将偏4°晶锭水平放置在工件固定组件5的玻璃基座52上，并开启真空泵将晶锭吸附在玻璃基座52上防止脱落。
S2、根据晶锭偏角调节第一角向滑动组件3和/或第二角向滑动组件4调整晶锭在第一方向和/或第二方向的俯仰角，直至加工设备的切割光束与晶锭的边界平行，并设定切割路径为圆形，使加工设备在晶锭的边界沿切割路径进行重复切割，直至得到滚圆晶锭。
具体的，根据晶锭偏角，通过调节第一角向滑动组件3和/或第二角向滑动组件4的螺旋调节钮使得晶锭边界与水射流激光束平行，然后设定水射流激光束的切割路径为圆形，开始进行加工，晶锭较厚时需要水射流激光头沿设定好的路径反复切割，逐渐加深，最终得到滚圆晶锭，滚圆后的晶锭剖面形状为平行四边形。
图8中，将晶锭水平放置后直接进行滚圆，水射流激光束与晶锭边界形成一定夹角，滚圆后的晶锭剖面形状为矩形。对比图7和图8可知，本实施例的滚圆方法有效增大滚圆后晶锭的面积，提高成品率，降低损耗。
请参见图9和图10，图9为本发明实施例提供的一种对晶锭侧面进行斜角切割的示意图，图10为传统方法对晶锭侧面进行切割的示意图。
如图9所示，当利用实施例一的装置对晶锭进行斜角切割时，该加工方法包括步骤：
S1、将晶锭固定在工件固定组件5上。
具体的，将晶锭水平放置在工件固定组件5的玻璃基座52上，并开启真空泵将晶锭吸附在玻璃基座52上防止脱落。
S2、根据斜角切割角度调节第一角向滑动组件3和/或第二角向滑动组件4的螺旋调节钮以调整晶锭在第一方向和/或第二方向的俯仰角，直至加工设备的切割光束与晶锭边界之间的角度满足斜角切割角度，并固定水射流激光束不动，使得旋转件22进行旋转，使加工设备的切割光束按照水平旋转组件2的旋转路径进行切割，直到完成对晶锭侧面的切割，切割得到的晶锭剖面为梯形。
如图10所示，传统加工方法将晶锭水平放置后直接利用水射流激光束进行切割，切割得到的晶锭剖面为方形。对比图9和图10可知，本实施例的切割方法可有效增大切割后晶锭的面积，提高成品率，降低损耗。
请参见图11、图12和图13，图11为本发明实施例提供的一种对晶圆表面进行梯形槽加工的示意图，图12为本发明实施例提供的一种对晶圆表面进行梯形槽加工的切割路径示意图，图13为传统方法对晶圆表面进行槽加工的示意图。
如图11、图12所示，当利用实施例一的装置对晶圆表面进行梯形槽加工时，以梯形槽的两个腰与垂直方向夹角均为3°为例，该加工方法包括步骤：
S1、将晶圆固定在工件固定组件5上。
具体的，将晶锭水平放置在工件固定组件5的玻璃基座52上，并开启真空泵将晶锭吸附在玻璃基座52上防止脱落。
S2、根据凹槽的第一角度调节第一角向滑动组件3以调整晶圆在第一方向的俯仰角，使晶圆的表面在第一方向倾斜第一角度，并设定第一次切割路径为S型，使加工设备在晶圆的表面沿第一次切割路径进行切割。
具体的，将梯形槽的一个腰与垂直方向的夹角视为第一角度，将第一角向滑动组件3的第一螺旋调节钮31旋转3圈，以调整晶圆在z轴方向倾斜3°，并设定水射流激光束的第一次切割路径为沿x轴方向呈S形连续切割，利用水射流激光束进行切割，形成x轴方向梯形槽的一个腰，如图11中的第2幅图所示。
S3、根据凹槽的第二角度调节第一角向滑动组件3以调整晶圆在第一方向的俯仰角，使晶圆的表面在第一方向倾斜第二角度，并设定第二次切割路径为与第一次切割路径相反的S型，使加工设备在晶圆的表面沿第二次切割路径进行切割。
具体的，将梯形槽的另一个腰与垂直方向的夹角视为第二角度，将第一角向滑动组件3的第一螺旋调节钮31反向旋转，以调整晶圆在z轴方向倾斜-3°，并设定水射流激光束的第二次切割路径与第一次切割路径相反，利用水射流激光束进行切割，形成x轴方向梯形槽的另一个腰，如图11中的第3幅图所示。
S4、根据凹槽的第一角度调节第二角向滑动组件4以调整晶圆在第二方向的俯仰角，使晶圆的表面在第二方向倾斜第一角度，并设定第三次切割路径为S型且第三次切割路径与第一次切割路径垂直，使加工设备在晶圆的表面沿第三次切割路径进行切割。
具体的，将第二角向滑动组件4的第二螺旋调节钮41旋转3圈，以调整晶圆在x轴方向倾斜3°，并设定水射流激光束的第三次切割路径为沿z轴方向呈S形连续切割，利用水射流激光束进行切割，形成z轴方向梯形槽的一个腰。
S5、根据凹槽的第二角度调节第二角向滑动组件4以调整晶圆在第二方向的俯仰角，使晶圆的表面在第二方向倾斜第二角度，并设定第四次切割路径为与第三次切割路径相反的S型，使加工设备在晶圆的表面沿第四次切割路径进行切割，完成晶圆梯形槽加工。
具体的，将第二角向滑动组件4的第二螺旋调节钮41反向旋转，以调整晶圆在x轴方向倾斜-3°，并设定水射流激光束的第四次切割路径与第三次切割路径相反，利用水射流激光束进行切割，形成z轴方向梯形槽的另一个腰，完成z轴方向梯形槽的切割。
需要说明的是，本实施例的凹槽加工方法可以加工各种形状的凹槽，即凹槽形状包括但不限于梯形槽、矩形槽。例如，若第一角度和第二角度的数值相同且都大于0°，则凹槽为梯形槽；若第一角度和第二角度的数值不相同，则凹槽为非等腰梯形凹槽；若第一角度和第二角度的数值相同且都等于0°，则凹槽为矩形槽。
图13中，传统槽加工方法中，直接利用水射流激光束进行切割，形成的槽为矩形槽。对比图11和图13可知，本实施例的凹槽加工方法能够精准调节加工梯形槽的侧壁角度，对于制作具有梯形槽阵列结构的微纳器件具有十分重要的作用。
综上，本实施例的加工方法可以提高晶锭或晶圆斜角加工的精度，减小晶锭或晶圆斜角加工的损耗，提高加工的成品率。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于晶锭或晶圆斜角加工的装置，其特征在于，包括：基座(1)、水平旋转组件(2)、第一角向滑动组件(3)、第二角向滑动组件(4)和工件固定组件(5)，其中，
所述水平旋转组件(2)固定在所述基座(1)上，所述水平旋转组件(2)用于调整待加工工件的水平角度；所述水平旋转组件(2)通过转接板(20)固定在所述基座(1)上，所述水平旋转组件(2)包括底座(21)和旋转件(22)，所述底座(21)和所述旋转件(22)之间通过轴承连接以使所述旋转件(22)可沿其轴向进行360°水平旋转；
所述第一角向滑动组件(3)固定在所述水平旋转组件(2)的正上方，所述第一角向滑动组件(3)用于使所述待加工工件在第一方向倾斜以调整所述待加工工件在所述第一方向的俯仰角；所述第二角向滑动组件(4)固定在所述第一角向滑动组件(3)上且位于所述水平旋转组件(2)的正上方，所述第二角向滑动组件(4)用于使所述待加工工件在第二方向倾斜以调整所述待加工工件在所述第二方向的俯仰角；所述第二方向与所述第一方向均位于水平面内；
所述工件固定组件(5)固定在所述第二角向滑动组件(4)上且位于所述水平旋转组件(2)的正上方，用于真空吸附所述待加工工件，使得所述待加工工件位于所述水平旋转组件(2)的正上方；所述待加工工件包括晶锭或晶圆；
所述第一角向滑动组件(3)、所述第二角向滑动组件(4)和所述工件固定组件(5)可随所述旋转件(22)的水平旋转沿所述旋转件(22)的轴向进行360°水平旋转，从而实现所述待加工工件在水平方向任意旋转角度的调节；
当对所述晶锭或晶圆进行斜角加工时，可通过调节第一角向滑动组件(3)和/或第二角向滑动组件(4)以调整所述晶锭或晶圆在第一方向和/或第二方向的俯仰角，从而实现晶圆或晶锭在任意角度的倾斜以采用水射流激光头进行斜角加工。
2.根据权利要求1所述的用于晶锭或晶圆斜角加工的装置，其特征在于，所述第一角向滑动组件(3)包括：第一螺旋调节钮(31)、第一滑台(32)和第一角向滑块(33)，其中，
所述第一螺旋调节钮(31)设置在所述第一滑台(32)的侧壁上且与所述第一角向滑块(33)连接，所述第一角向滑块(33)可随着所述第一螺旋调节钮(31)的转动以第一预设角度进行角向滑动；
所述第一角向滑块(33)设置在所述第一滑台(32)上，且所述第一角向滑块(33)的表面与所述第一滑台(32)的表面凹凸匹配，所述第一角向滑块(33)可沿着所述第一滑台(32)的表面在第一方向进行角向滑动。
3.根据权利要求1所述的用于晶锭或晶圆斜角加工的装置，其特征在于，所述第二角向滑动组件(4)包括：第二螺旋调节钮(41)、第二滑台(42)和第二角向滑块(43)，其中，所述第二螺旋调节钮(41)设置在所述第二滑台(42)的侧壁上且与所述第二角向滑块(43)连接，所述第二角向滑块(43)可随着所述第二螺旋调节钮(41)的转动以第二预设角度进行角向滑动；
所述第二角向滑块(43)设置在所述第二滑台(42)上，且所述第二角向滑块(43)的表面与所述第二滑台(42)的表面凹凸匹配，所述第二角向滑块(43)可沿着所述第二滑台(42)的表面在第二方向进行角向滑动。
4.根据权利要求1所述的用于晶锭或晶圆斜角加工的装置，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向垂直。
5.根据权利要求1所述的用于晶锭或晶圆斜角加工的装置，其特征在于，所述工件固定组件(5)包括：金属外框(51)、玻璃基座(52)和玻璃盖圈(53)，其中，
所述玻璃基座(52)卡设在所述金属外框(51)的内部，且所述玻璃基座(52)的表面开设有与真空泵连接的若干气孔以吸附所述待加工工件；所述玻璃盖圈(53)将所述玻璃基座(52)固定在所述金属外框(51)上。
6.一种用于晶锭或晶圆斜角加工的加工方法，其特征在于，利用权利要求1～5任一项所述的装置对晶锭或晶圆进行斜角加工，包括步骤：
S1、将待加工工件固定在工件固定组件(5)上；
S2、根据加工要求，通过调节第一角向滑动组件(3)和/或第二角向滑动组件(4)以调整所述待加工工件在第一方向和/或第二方向的俯仰角，并利用加工设备沿预设的切割路径进行加工。
7.根据权利要求6所述的用于晶锭或晶圆斜角加工的加工方法，其特征在于，当利用所述装置对晶锭侧面进行斜角滚圆时，所述加工方法包括步骤：
S1、将所述晶锭固定在所述工件固定组件(5)上；
S2、根据晶锭偏角调节所述第一角向滑动组件(3)和/或第二角向滑动组件(4)以调整所述晶锭在第一方向和/或第二方向的俯仰角，直至所述加工设备的切割光束与所述晶锭的边界平行，并设定切割路径为圆形，使所述加工设备在所述晶锭的边界沿所述切割路径进行重复切割，直至得到滚圆晶锭。
8.根据权利要求6所述的用于晶锭或晶圆斜角加工的加工方法，其特征在于，当利用所述装置对晶锭侧面进行斜角切割时，所述加工方法包括步骤：
S1、将所述晶锭固定在所述工件固定组件(5)上；
S2、根据斜角切割角度调节所述第一角向滑动组件(3)和/或第二角向滑动组件(4)以调整所述晶锭在第一方向和/或第二方向的俯仰角，直至所述加工设备的切割光束与所述晶锭边界之间的夹角满足所述斜角切割角度，并保持所述加工设备的切割光束不动，使得水平旋转组件(2)进行旋转，使所述加工设备的切割光束按照所述水平旋转组件(2)的旋转路径进行切割，直至完成对晶锭侧面的斜角切割。
9.根据权利要求6所述的用于晶锭或晶圆斜角加工的加工方法，其特征在于，当利用所述装置对晶圆表面进行凹槽加工时，所述加工方法包括步骤：
S1、将所述晶圆固定在所述工件固定组件(5)上；
S2、根据凹槽的第一角度调节所述第一角向滑动组件(3)以调整所述晶圆在第一方向的俯仰角，使所述晶圆的表面在第一方向倾斜第一角度，并设定第一次切割路径为S型，使所述加工设备在所述晶圆的表面沿第一次切割路径进行切割；
S3、根据凹槽的第二角度调节所述第一角向滑动组件(3)以调整所述晶圆在第一方向的俯仰角，使所述晶圆的表面在第一方向倾斜第二角度，并设定第二次切割路径为与第一次切割路径相反的S型，使所述加工设备在所述晶圆的表面沿第二次切割路径进行切割；
S4、根据所述凹槽的第一角度调节所述第二角向滑动组件(4)以调整所述晶圆在第二方向的俯仰角，使所述晶圆的表面在第二方向倾斜第一角度，并设定第三次切割路径为S型且所述第三次切割路径与所述第一次切割路径垂直，使所述加工设备在所述晶圆的表面沿第三次切割路径进行切割；
S5、根据所述凹槽的第二角度调节所述第二角向滑动组件(4)以调整所述晶圆在第二方向的俯仰角，使所述晶圆的表面在第二方向倾斜第二角度，并设定第四次切割路径为与第三次切割路径相反的S型，使所述加工设备在所述晶圆的表面沿第四次切割路径进行切割。
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