DE102015000134A1 - Laserbasiertes Festkörpertrennverfahren - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen eines Ablösebereichs in einem Festkörper zum Ablösen eines Festkörperanteils von dem Festkörper. Das Verfahren umfasst dabei mindestens die Schritte: Bereitstellen eines zu bearbeitenden und bevorzugt für LASER-Strahlung transparenten Festkörpers; Erzeugen oder identifizieren eines Initialkristallgitterdefekts in dem Kristallgitter des Festkörpers; Erzeugen eines gegenüber dem Initialkristallgitterdefekt vergrößerten Kristallgitterdefekts durch eine LASER-Beaufschlagung des Kristallgitters im Bereich des Initialkristallgitterdefekts, wobei während der LASER-Beaufschlagung der LASER-Strahlfokus den Initialkristallgitterdefekt abschnittsweise überlagert.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich gemäß dem Anspruch 1 auf ein Verfahren zum Erzeugen eines Ablösebereichs in einem Festkörper zum Ablösen eines Festkörperanteils von dem Festkörper und gemäß den Ansprüchen Anspruch 8, 9 und 10 jeweils auf ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einem Festkörperanteil von einem Festkörper.
  • Das Teilen von Festkörpern, insbesondere von Wafern, wird klassisch durch Sägen bewirkt. Dieses Trennverfahren hat jedoch eine Vielzahl an Nachteile. So werden beim Sägen stets Späne erzeugt, die somit zerstörtes Grundmaterial darstellen. Ferner nimmt die Dickenschwankung der abgesägten Scheiben bei einer Zunahme der Sägehöhe ebenfalls zu. Weiterhin bewirkt das Sägeelement, dass auf den Oberflächen der voneinander zu trennenden Scheiben Riefen entstehen.
  • Es ist daher ersichtlich, dass das Trennverfahren „Sägen” sehr hohe Materialkosten und Kosten für die Nacharbeit bedingt.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein alternatives Verfahren zum Verbessern des Abtrennens von mindestens einem Festkörperanteil von einem Festkörper bereitzustellen.
  • Die zuvor gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 zum Erzeugen eines Ablösebereichs in einem Festkörper zum Ablösen eines Festkörperanteils von dem Festkörper gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst dabei bevorzugt mindestens die Schritte des Bereitstellens eines zu bearbeitenden und bevorzugt für LASER-Strahlung transparenten Festkörpers, des Erzeugens oder Identifizierens eines Initialkristallgitterdefekts in dem Kristallgitter des Festkörpers und des Erzeugens eines gegenüber dem Initialkristallgitterdefekt vergrößerten Kristallgitterdefekts durch eine LASER-Beaufschlagung des Kristallgitters im Bereich des Initialkristallgitterdefekts, wobei während der LASER-Beaufschlagung der LASER-Strahlfokus den Initialkristallgitterdefekt abschnittsweise überlagert.
  • Diese Lösung ist vorteilhaft, da bei Verwendung von LASER-Strahlung zur Veränderung des Kristallgitters im Inneren von transparenten Materialien, insbesondere zur Defekterzeugung bzw. Kristallgittermodifizierung, Mehrphotonenprozesse initiiert werden, die gemäß der vorliegenden Erfindung verbessert werden. Bevorzugt bedeutet transparent hierbei im technischen Sinn, dass das Material nahezu vollständig oder vollständig von der Laserstrahlung durchdrungen werden kann. Die Mehrphotonenprozesse erfordern dabei eine entsprechend der Bandlücke im Material hohe Intensität der Laserstrahlung. Auf der Materialoberfläche hingegen ist die Schwelle für die Zerstörung des Materials wesentlich niedriger. Dies führt dazu, dass bisher für Prozesse zur Innenbearbeitung von transparentem Material nur extrem kurzbrennweitige Optiken mit einem hohen Divergenzwinkeln oder dicke Materialien mit einem großen Intensitätsunterschied auf der Oberfläche und im Inneren verwendet werden können. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden jedoch Veränderungen im Material bzw. im Kristallgitter (Kristallgitterdefekte) ausgenutzt, um für eine Prozessfortführung die Schwellintensität für eine Weiterführung des Prozesses zu senken. Erforderlich ist hierbei eine zumindest teilweise Überlappung der Bearbeitungsstellen bzw. einer Bearbeitungsstelle und einem Kristallgitterdefekt. Es können somit auf vorteilhafte Weise auch dünne Materialien ohne Schädigung der Oberfläche so bearbeitet werden, dass ein Ablösebereich in ihrem Inneren definiert wird bzw. vorgegeben wird bzw. ausgebildet wird.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und/oder der Unteransprüche.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine wiederholte LASER-Beaufschlagung des Kristallgitters des Festkörpers im Bereich des vergrößerten Kristallgitterdefekts bewirkt, wobei während der LASER-Beaufschlagung der LASER-Strahlfokus den vergrößerten Kristallgitterdefekt jeweils nur abschnittsweise überlagert. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da durch die wiederholte LASER-Beaufschlagung ein Anwachsen bzw. Vergrößern des Kristallgitterdefekts bewirkt wird. Da der LASER-Strahlfokus den Kristallgitterdefekt stets nur teilweise überlagert erfolgt bevorzugt zwischen jeder neuen LASER-Beaufschlagung eine Neufokussierung des LASER bzw. eine Neuausrichtung des LASER zu dem Festkörper.
  • Der Initialkristallgitterdefekt wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mittels einer LASER-Beaufschlagung erzeugt, wobei die LASER-Beaufschlagung zur Erzeugung des Initialkristallgitterdefekts eine erste Schwellenintensität übersteigt, wobei die erste Schwellenintensität größer ist als eine zur Vergrößerung des Kristallgitterdefekts erforderliche zweite Schwellenintensität. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da durch die LASER-Beaufschlagung sehr genau der Initialkristallgitterdefekt erzeugt werden kann. Hierbei ist jedoch denkbar, dass die LASER-Beaufschlagung über eine seitliche Fläche, insbesondere in Erstreckungsrichtung eines Ablösebereichs bzw. einer Trennebene, des Festkörpers erfolgt. Dies wäre ferner vorteilhaft, da eine potentielle Beschädigung der Festkörperoberfläche in einem Bereich, der nach der Abspaltung zur Funktionserfüllung verwendet wird, vermieden werden kann. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, dass die LASER-Beaufschlagung zur Erzeugung des Initialkristallgitters durch die Hauptoberfläche des Festkörpers in den Festkörper eingeleitet wird.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mittels je mindestens einer LASER-Beaufschlagung eine Vielzahl an Initialkristallgitterdefekten erzeugt und zumindest die Mehrzahl, insbesondere alle, der erzeugten Initialkristallgitterdefekte werden durch eine LASER-Beaufschlagung des Kristallgitters im Bereich des Initialkristallgitterdefekts vergrößert, wobei während der Vergrößerung des jeweiligen Initialkristallgitterdefekts durch die LASER-Beaufschlagung der LASER-Strahlfokus den jeweiligen Initialkristallgitterdefekt abschnittsweise überlagert. Besonders bevorzugt übersteigt die LASER-Beaufschlagung zur Erzeugung der Initialkristallgitterdefekte eine erste Schwellenintensität, wobei die erste Schwellenintensität größer ist als eine zur Vergrößerung des jeweiligen Kristallgitterdefekts erforderliche zweite Schwellenintensität. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da verschiedene voneinander (zumindest zu Beginn der Defekterzeugung) Kristallgitterdefekte erzeugt werden können, die unabhängig oder abhängig voneinander vergrößert werden können. Es ist daher sehr gut möglich die einzelnen Kristallgitterdefekte definiert auszubilden (insbesondere unterschiedlich groß), um lokal unterschiedliche Effekte zu erhalten.
  • Der Initialkristallgitterdefekt repräsentiert oder ist oder stellt z. B. eine Kristallgitterzersetzung und/oder ein Mikroriss dar. Die Kristallgitterzersetzung ist ein Defekt, der z. B. in Moissanit auftritt oder erzeugt werden kann, und die Mikrorisse sind Defekte, die z. B. in Saphir vorkommen können oder darin erzeugt werden können.
  • Zusätzlich oder alternativ – je nach Material – ist es denkbar, dass der Initialgitterdefekt eine Brechzahländerung repräsentiert. Die Brechzahländerung ist hierbei ein Defekt, der z. B. in Quarzglas (Filamente) auftritt oder erzeugt werden kann.
  • Weiterhin ist denkbar, dass mehrere der zuvor genannten Initialgitterdefekte kombiniert erzeugt werden. Ferner wird durch die Vergrößerung des Kristallgitterdefekts, der Initialgitterdefekt in einer Linie oder Ebene oder volumenmäßig vergrößert. Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ebenfalls, dass die Vergrößerung des Kristallgitterdefekts die Erzeugung eines vom Initialkristallgitterdefekt verschiedenen Defekts bedeuten kann. So kann der Initialkristallgitterdefekt zum Beispiel eine Brechzahländerung sein und die Vergrößerung des Kristallgitterdefekts kann durch die Erzeugung eines oder mehrere Mikrorisse repräsentiert werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Initialkristallgitterdefekt eine bei der Erzeugung des Festkörpers entstandene Anomalie des Kristallgitters und wird infolge einer Analyse des Kristallgitters identifiziert oder der Initialkristallgitterdefekt wird durch eine Ionenimplantation erzeugt oder der Initialkristallgitterdefekt wird durch eine lokale mechanische Zerstörung des Kristallgitters erzeugt, wobei die lokale Zerstörung des Kristallgitters bevorzugt im Randbereich bewirkt wird und besonders bevorzugt auf der Ebene des Ablösebereichs liegt. Die Analyse erfolgt hierbei bevorzugt mittels optischen Analyseverfahren oder z. B. mittels eines Rasterelektronenmikroskops. Die lokale mechanische Zerstörung des Kristallgitters kann somit z. B. als Einkerbung oder Einschnitt in einem die Hauptoberflächen des Festkörpers verbindenden Oberflächenanteil erzeugt werden und erstreckt sich bevorzugt parallel zu mindestens einer Hauptoberfläche des Festkörpers, insbesondere zu der Hauptoberfläche, über welche die LASER-Strahlen zum Beaufschlagen des Festkörpers in den Festkörper eindringen. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da z. B. die gewünschte Ebene in dem Festkörper, die als Ablöseebene oder Abtrennebene vorgesehen ist, auf Defekte untersucht werden kann und die im Kristallgitter vorhandenen Defekte dann als Ausgangspunkt für eine Kristallgitterdefektausbreitung verwendet werden können.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Vielzahl an Initialkristallgitterdefekten erzeugt und zumindest die Mehrzahl, insbesondere alle, der erzeugten Initialkristallgitterdefekte werden durch eine LASER-Beaufschlagung des Kristallgitters im Bereich des Initialkristallgitterdefekts vergrößert, wobei während der Vergrößerung des jeweiligen Initialkristallgitterdefekts durch die LASER-Beaufschlagung der LASER-Strahlfokus den jeweiligen Initialkristallgitterdefekt abschnittsweise überlagert. Besonders bevorzugt übersteigt die LASER-Beaufschlagung zur Vergrößerung der jeweiligen Kristallgitterdefekte eine Schwellintensität, wobei die Schwellintensität geringer ist als die für eine theoretische LASER-basierte Erzeugung eines Initialkristallgitterdefekts erforderliche Schwellintensität, wenn die theoretische LASER-basierte Initialkristallgitterdefekterzeugung und die Kristallgitterdefektvergrößerung in derselben Ebene erfolgen würde und wenn ein bereits im Kristallgitter vorliegender Kristallgitterdefekt und der Laserfokus voneinander beabstandet wären oder kein weiterer Kristallgitterdefekt auf der zuvor genannten Ebene oder im Bereich der zuvor genannten Ebene vorliegen würde.
  • Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einem Festkörperanteil von einem Festkörper, insbesondere einem Wafer. Das weitere erfindungsgemäße Verfahren umfasst dabei mindestens eines der zuvor genannten Verfahren, insbesondere ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7. Weiterhin umfasst dass weitere erfindungsgemäße Verfahren die Schritte:
    Anordnen einer Aufnahmeschicht an dem Festkörper zum Halten des Festkörperanteils,
    thermisches Beaufschlagen der Aufnahmeschicht zum, insbesondere mechanischen, Erzeugen von Spannungen in dem Festkörper, wobei durch die Spannungen ein Riss in dem Festkörper entlang dem Ablösebereich ausgelöst wird, wobei der Riss den Festkörperanteil bevorzugt von dem Festkörper abtrennt.
  • Diese Lösung ist vorteilhaft, da auch sehr dünne Festkörperschichten, insbesondere Wafer, von dem Festkörper abtrennbar sind, ohne dass dabei eine spanende Zerteilung des Festkörpers erfolgen muss.
  • Die Aufnahmeschicht weist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Polymer auf oder besteht daraus, wobei das Polymer bevorzugt Polydimethylsiloxane (PDMS) ist. Bevorzugt stellt das thermische Beaufschlagen der Aufnahmeschicht eine Abkühlung der Aufnahmeschicht auf eine Temperatur von unter 20°C, insbesondere unter 10°C oder unter 0°C oder unter –10°C oder unter 100°C oder auf oder unter die Glasübergangstemperatur des Materials der Aufnahmeschicht dar.
  • Der Festkörper ist bevorzugt ein Ingot oder ein Wafer. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Festkörper um ein für Laserstrahlen zumindest teilweise transparentes und bevorzugt vollständig transparentes Material. Es ist somit weiterhin denkbar, dass der Festkörper ein transparentes Material aufweist oder teilweise aus einem transparenten Material, wie z. B. Saphir, besteht bzw. gefertigt ist. Weitere Materialien, die hierbei als Festkörpermaterial alleine oder in Kombination mit einem anderen Material in Frage kommen, sind z. B. „wide band gap”-Materialien, InAlSb, Hochtemperatursupraleiter, insbesondere seltene Erden Cuprate (z. B. YBa2Cu3O7). Es ist zusätzlich oder alternativ denkbar, dass der Festkörper eine Photomaske ist, wobei als Photomaskenmaterial im vorliegenden Fall bevorzugt jedes zum Anmeldetag bekannte Photomaskenmaterial und besonders bevorzugt Kombinationen daraus verwendet werden können. Ferner kann der Festkörper zusätzlich oder alternativ Siliziumcarbid (SiC) aufweisen oder daraus bestehen.
  • Die einzelnen Modifikationen bzw. Defekte bzw. Schadstellen, insbesondere die Initialkristallgitterdefekte und/oder die zur Vergrößerung eines Kristallgitterdefekts erforderliche Beaufschlagung des Kristallgitters und des Kristallgitterdefekts, resultieren gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung jeweils aus einer von dem Laser, insbesondere einem Femtosekunden-Laser oder einem Pikosekunden-Laser, bewirkten multi-photonen Anregung.
  • Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung anliegender Zeichnungen erläutert, in welchen beispielhaft das erfindungsgemäße Trennverfahren dargestellt ist. Bauteile oder Elemente, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt eingesetzt werden und/oder welche in den Figuren wenigstens im Wesentlichen hinsichtlich ihrer Funktion übereinstimmen, können hierbei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sein, wobei diese Bauteile oder Elemente nicht in allen Figuren beziffert oder erläutert sein müssen.
  • Darin zeigen:
  • 1a–1e schematische Darstellungen zur Kristallgitterdefekterzeugung;
  • 2a–2b weitere schematische Darstellungen zur Kristallgitterdefekterzeugung; und
  • 3 eine schematische Darstellung zur Festkörperschichtenabspaltung.
  • In 1a ist die erfindungsgemäße Erzeugung eines Initialkristallgitterdefekts 14 und eine Vergrößerung des Kristallgitterdefekts gezeigt. Die Erzeugung des Initialkristallgitterdefekts 14 erfolgt hierbei bevorzugt über eine Einbringung bzw. Erzeugung von Materialveränderungen im Inneren eines für Laserstrahlen bevorzugt teilweise oder mehrheitlich oder vollständig transparenten Materials, wobei mittels Laserstrahlung eine Schwellintensität überschritten wird, durch welche die Kristallgittermodifikation erfolgt. Die Vergrößerung des Kristallgitterdefekts erfolgt dabei durch die Einbringung bzw. Erzeugung von weiteren Materialveränderungen im Inneren des Festkörpers 1, wobei die weiteren Materialveränderungen mit einem geometrischen Versatz der Einwirkstelle um bevorzugt weniger als den Durchmesser, insbesondere weniger als den Radius, des Laserstrahlfokus und das Überschreiten einer zweiten Schwellenintensität bewirkt werden. Die zweite Schwellenintensität ist hierbei besonders bevorzugt geringer als die erste Schwellenintensität bzw. die zur Erzeugung des Initialkristallgitterdefekts 14 erforderliche Schwellenintensität. Das Bezugszeichen 17 kennzeichnet den Überlappungsbereich zwischen dem bestehenden Kristallgitterdefekt und dem Laserfokus beim Vergrößern 16 des Kristallgitterdefekts.
  • 1b stellt eine weitere Variante der vorliegenden Erfindung dar, gemäß welcher der Initialkristallgitterdefekt 14 z. B. durch eine mechanische, insbesondere spanende, Bearbeitung des Festkörpers 1 erzeugt wird.
  • 1c zeigt noch eine weitere Variante, gemäß der bei der Erzeugung des Festkörpers 1 Fremdpartikel oder Fremdatome 14, 19, 20, 21 in das Kristallgitter eingebracht werden. Die Fremdpartikel oder Fremdatome stellen dabei die Initialkristallgitterdefekte 14 dar. Bevorzugt werden die Fremdatome oder Fremdpartikel 14, 19, 20, 21 derart in den Festkörper 1 eingebracht, dass sie definiert den Ablösebereich vorgeben bzw. genau so angeordnet sind, dass infolge einer Vergrößerung des Kristallgitterdefekts sich der gewünschte Ablösebereich 2 unmittelbar ergibt. Es ist der 1c ferner zu entnehmen, dass die Initialkristallgitterdefekte, insbesondere in Form von Fremdatomen oder Fremdpartikeln 14, 19, 20, 21 ebenfalls auch auf mehreren Ebenen im Festkörper erzeugt bzw. eingebracht werden können.
  • Alle arten unterschiedlicher Initialkristallgitterdefekte 14 haben bevorzugt gemeinsam, dass durch sie die Materialeigenschaften des Festkörpers 1 gegenüber den defektfreien Anteilen des Festkörpers 1 so verändert wurden, dass zur LASER-basierten Ausbreitung bzw. Vergrößerung des jeweiligen Kristallgitterdefekts eine geringere Intensität der LASER-Strahlung bzw. eine geringe Energiemenge ausreicht.
  • Aus der schematischen 1d ist ersichtlich, dass in dem Festkörper 1 Kristallgitterdefekte 9 erzeugt oder vergrößert werden, um einen Ablösebereich 2 auszubilden, an dem bzw. entlang dem der Festkörper 1 in mindestens zwei Bestandteile getrennt wird. Die Kristallgitterdefekte 9 (oder Kristallgittermodifikationen) werden bevorzugt durch mindestens einen Laserstrahl 4 erzeugt. Der Laserstrahl 4 dringt über eine bevorzugt behandelte, insbesondere polierte, Oberfläche 5 in den bevorzugt zumindest teilweise und besonders bevorzugt vollständig für die LASER-Strahlung transparenten Festkörper 1 ein. An der Oberfläche 5 wird der mindestens eine Laserstrahl bevorzugt gebrochen, was durch das Bezugszeichen 6 gekennzeichnet ist. Der mindestens eine Laserstrahl bildet dann einen Fokus 8 zur Erzeugung der Modifikation 9 aus. Die Vergrößerung bzw. Ausbreitung der Kristallgitterdefekte erfolgt (wie in 1d gezeigt) bevorzugt linienförmig, kann jedoch ebenfalls (wie in 1e gezeigt) mäanderförmig oder in einer sonstigen Weise erfolgen.
  • 2a zeigt eine Variante der vorliegenden Erfindung, gemäß der mehrere flächige Kristallgitterdefekte durch Vergrößern bzw. Ausbreiten der Initialkristallgitterdefekte oder der linienförmigen Kristallgitterdefekte erzeugt werden. Flächenförmige Materialveränderungen im Inneren des Festkörpers 1 werden bevorzugt durch Aneinandersetzen der linienförmigen Materialveränderungen bewirkt. Bevorzugt beaufschlagen die Materialveränderungen mindestens 30% der Gesamtfläche.
  • 2b stellt die Erzeugung eines großen Kristallgitterdefekts dar, wobei der große Kristallgitterdefekt flächenmäßig bevorzugt größer als 1/4 oder größer als 1/3 oder größer als 1/2 oder größer als 2/3 oder größer als 3/4 der Fläche des Ablösebereichs 2 ist.
  • 3 zeigt ebenfalls den vorgeschädigten Festkörper 1, wobei auf mindestens einer Oberfläche des Festkörpers 1, insbesondere die Oberfläche teilweise oder vollständig bedeckend oder überlagernd, eine Aufnahmeschicht 140 zur Einbringung von Spannungen in den Festkörper 1 angeordnet, insbesondere angebracht oder erzeugt, ist. Es erfolgt somit ein mechanisches Trennen der beiden durch bevorzugt flächenförmige Materialveränderung im Inneren des Festkörpers 1 bevorzugt zumindest zeitweise separierten Bereiche durch äußere Zugkrafteinwirkung. Nach dem Abspalten der Festkörperschicht bzw. des Festkörperanteils vom Festkörper 1 verbleibt die Aufnahmeschicht 140 zunächst an dem abgespalteten Festkörperanteil 12 und dient daher zu dessen Aufnahme. Die Aufnahmeschicht 140 besteht bevorzugt aus einem Polymerwerkstoff oder weist einen Polymerwerkstoff, insbesondere PDMS, auf. Infolge einer Temperierung, insbesondere Abkühlung, der Aufnahmeschicht 140 zieht sich die Aufnahmeschicht 140 zusammen und leitet dadurch Spannungen in den Festkörper 1 ein, durch die ein Riss ausgelöst und/oder zum Abtrennen des Festkörperanteils vom Festkörper 1 erzeugt und/oder geführt wird.
  • Das Bezugszeichen 10 kennzeichnet einen ersten Festkörperanteil nach dem Durchtrennen des Festkörpers 1 und das Bezugszeichen 12 kennzeichnet den zweiten Festkörperanteil nach dem Durchtrennen des Festkörpers 1. Das Bezugszeichen 11 kennzeichnet ferner die Oberflächen, entlang der die zwei Festkörperanteile 10, 12 voneinander getrennt wurden.
  • Rein beispielhaft wird nachfolgend die Trennung eines SiC-Wafers mit einer Dicke von 250 μm, dem Einsatz eines Femtosekundenlaser, einer Pulslänge von 180 fs, einer Fokussierung mit einer Mikroskopoptik mit Brennweite 4 mm, einer ca. mittigen Fokusebene und einer Einstrahlung mit einer Pulsenergie von 0,4 μJ beschrieben. Ausgehend von einem Startpunkt erfolgt eine Verlagerung der Fokusebene um ca. 50 μm über der Unterseite des Wafers und das Einbringen von Linien mit einer Pulsenergie von 0,2 μJ bei einem geometrischen Pulsabstand von 0,1 μm. Bei einer Linienbreite von 3 μm erfolgt mit einem Linienabstand von 6 μm die flächenhafte Bearbeitung des gesamten Wafers. Durch eine strukturelle Änderung im Inneren des Festkörpers 1, insbesondere Wafers, lässt sich dieser unter Zugkrafteinleitung dann definiert trennen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Festkörper
    2
    Ablösebereich
    4
    Laserstrahl
    5
    Polierte Oberfläche
    6
    Laserstrahl im Festkörper
    8
    Fokus
    9
    Modifikation
    10
    Erster Festkörperteil
    11
    Trennfläche
    12
    Zweiter Festkörperteil
    14
    Fremdpartikel
    16
    Vergrößerung des Kristallgitterdefekts
    17
    Überlappungsbereich
    19
    Fremdpartikel
    20
    Fremdpartikel
    21
    Fremdpartikel
    22
    Flächige Materialveränderung
    140
    Aufnahmeschicht

Claims (12)

  1. Verfahren zum Erzeugen eines Ablösebereichs (2) in einem Festkörper (1) zum Ablösen eines Festkörperanteils (12) von dem Festkörper (1), mindestens umfassend die Schritte: Bereitstellen eines zu bearbeitenden und bevorzugt für LASER-Strahlung transparenten Festkörpers (1); Erzeugen oder identifizieren eines Initialkristallgitterdefekts (14) in dem Kristallgitter des Festkörpers (1); Erzeugen eines gegenüber dem Initialkristallgitterdefekt (14) vergrößerten Kristallgitterdefekts durch eine LASER-Beaufschlagung des Kristallgitters im Bereich des Initialkristallgitterdefekts (14), wobei während der LASER-Beaufschlagung der LASER-Strahlfokus (8) den Initialkristallgitterdefekt (14) zumindest abschnittsweise überlagert.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine wiederholte LASER-Beaufschlagung des Kristallgitters des Festkörpers (1) im Bereich des vergrößerten Kristallgitterdefekts bewirkt wird, wobei während der LASER-Beaufschlagung der LASER-Strahlfokus (8) den vergrößerten Kristallgitterdefekt jeweils nur abschnittsweise überlagert.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Initialkristallgitterdefekt (14) mittels einer LASER-Beaufschlagung erzeugt wird, wobei die LASER-Beaufschlagung zur Erzeugung des Initialkristallgitterdefekts eine erste Schwellenintensität übersteigt, wobei die erste Schwellenintensität größer ist als eine zur Vergrößerung des Kristallgitterdefekts erforderliche zweite Schwellenintensität.
  4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Initialkristallgitterdefekt (14) eine Brechzahländerung und/oder eine Kristallgitterzersetzung und/oder ein Mikroriss ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Initialkristallgitterdefekt (14) eine bei der Erzeugung des Festkörpers (1) entstandene Anomalie des Kristallgitters ist und infolge einer Analyse des Kristallgitters identifiziert wird; oder durch eine Ionenimplantation erzeugt wird; oder durch eine lokale mechanische Zerstörung des Kristallgitters erzeugt wird, wobei die lokale Zerstörung des Kristallgitters bevorzugt im Randbereich bewirkt wird und besonders bevorzugt auf der Ebene des Ablösebereichs oder parallel dazu liegt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl an Initialkristallgitterdefekten (14) erzeugt wird und zumindest die Mehrzahl, insbesondere alle, der erzeugten Initialkristallgitterdefekte durch eine LASER-Beaufschlagung des Kristallgitters im Bereich des jeweiligen Initialkristallgitterdefekts (14) vergrößert werden, wobei während der Vergrößerung des jeweiligen Initialkristallgitterdefekts (14) durch die LASER-Beaufschlagung der LASER-Strahlfokus (8) den jeweiligen Initialkristallgitterdefekt (14) abschnittsweise überlagert, wobei die LASER-Beaufschlagung zur Vergrößerung der jeweiligen Kristallgitterdefekte eine Schwellintensität übersteigt, wobei die Schwellintensität geringer ist als die für eine theoretische LASER-basierte Erzeugung eines Initialkristallgitterdefekts (14) erforderliche Schwellintensität, wenn die theoretische LASER-basierte Initialkristallgitterdefekterzeugung (14) und die Kristallgitterdefektvergrößerung in derselben Ebene erfolgen würde und wenn ein bereits im Kristallgitter vorliegender Kristallgitterdefekt und der Laserfokus (8) voneinander beabstandet wären oder kein weiterer Kristallgitterdefekt auf der zuvor genannten Ebene oder im Bereich der zuvor genannten Ebene vorliegen würde.
  7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels je mindestens einer LASER-Beaufschlagung eine Vielzahl an Initialkristallgitterdefekten (14) erzeugt wird und zumindest die Mehrzahl, insbesondere alle, der erzeugten Initialkristallgitterdefekte (14) durch eine LASER-Beaufschlagung des Kristallgitters im Bereich des Initialkristallgitterdefekts (14) vergrößert werden, wobei während der Vergrößerung des jeweiligen Initialkristallgitterdefekts (14) durch die LASER-Beaufschlagung der LASER-Strahlfokus (8) den jeweiligen Initialkristallgitterdefekt (14) abschnittsweise überlagert, wobei die LASER-Beaufschlagung zur Erzeugung der Initialkristallgitterdefekte (14) eine erste Schwellenintensität übersteigt, wobei die erste Schwellenintensität größer ist als eine zur Vergrößerung des jeweiligen Kristallgitterdefekts erforderliche zweite Schwellenintensität.
  8. Verfahren zum Abtrennen von mindestens einem Festkörperanteil (11) von einem Festkörper (1), insbesondere einem Wafer, mindestens umfassend ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und den Schritt: Vergrößern des Kristallgitterdefekts bis sich der Festkörperanteil (11) von dem Festkörper (1) löst.
  9. Verfahren zum Abtrennen von mindestens einem Festkörperanteil (11) von einem Festkörper (1), insbesondere einem Wafer, mindestens umfassend ein Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7 und den Schritt: Vergrößern der einzelnen Kristallgitterdefekte bis sich der Festkörperanteil (11) von dem Festkörper (1) löst.
  10. Verfahren zum Abtrennen von mindestens einem Festkörperanteil (11) von einem Festkörper (1), insbesondere einem Wafer, mindestens umfassend ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und die Schritte: Anordnen einer Aufnahmeschicht (140) an dem Festkörper (1) zum Halten des Festkörperanteils (11), thermisches Beaufschlagen der Aufnahmeschicht (140) zum, insbesondere mechanischen, Erzeugen von Spannungen in dem Festkörper (1), wobei durch die Spannungen ein Riss in dem Festkörper (1) entlang dem Ablösebereich (2) ausgelöst wird, wobei der Riss den Festkörperanteil (11) bevorzugt von dem Festkörper (1) abtrennt.
  11. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeschicht (140) ein Polymer aufweist oder daraus besteht, wobei das Polymer bevorzugt PDMS ist.
  12. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Beaufschlagen der Aufnahmeschicht (140) eine Abkühlung der Aufnahmeschicht (140) auf eine Temperatur von unter 20°C, insbesondere unter 10°C oder unter 0°C oder unter –10°C oder unter 100°C oder auf oder unter die Glasübergangstemperatur des Materials der Aufnahmeschicht (140), umfasst.
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DE102022130538A1 (de) 2022-11-18 2024-05-23 Zf Cv Systems Global Gmbh Verfahren zum Vorwärmen eines einen temperaturabhängigen Schmierstoff umfassenden Lagers, Computerprogramm und/oder computerlesbares Medium, Steuergerät, elektrischer Antrieb, Strömungsmaschine, Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug

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