RU2678551C1 - Способ лазерного расслаивания полупроводниковой пластины - Google Patents

Способ лазерного расслаивания полупроводниковой пластины Download PDF

Info

Publication number
RU2678551C1
RU2678551C1 RU2016147223A RU2016147223A RU2678551C1 RU 2678551 C1 RU2678551 C1 RU 2678551C1 RU 2016147223 A RU2016147223 A RU 2016147223A RU 2016147223 A RU2016147223 A RU 2016147223A RU 2678551 C1 RU2678551 C1 RU 2678551C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
semiconductor wafer
silicon semiconductor
laser
break points
opposite sides
Prior art date
Application number
RU2016147223A
Other languages
English (en)
Inventor
Яньхуа Ван
Чанхуэй ЧЖУАН
Фухай ЛИ
Вэй Цзэн
Вэй Чжу
Цзяньган ИНЬ
Юньфэн ГАО
Original Assignee
Хан'С Лазер Текнолоджи Индастри Груп Ко., Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Хан'С Лазер Текнолоджи Индастри Груп Ко., Лтд. filed Critical Хан'С Лазер Текнолоджи Индастри Груп Ко., Лтд.
Application granted granted Critical
Publication of RU2678551C1 publication Critical patent/RU2678551C1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/0006—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring taking account of the properties of the material involved
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/7806—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices involving the separation of the active layers from a substrate
    • H01L21/7813—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices involving the separation of the active layers from a substrate leaving a reusable substrate, e.g. epitaxial lift off
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
    • B23K26/402—Removing material taking account of the properties of the material involved involving non-metallic material, e.g. isolators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/50—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
    • B23K26/53—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece for modifying or reforming the material inside the workpiece, e.g. for producing break initiation cracks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/02—Silicon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/40—Semiconductor devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Dicing (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу лазерного расслаивания полупроводниковой пластины. Способ включает следующие этапы: фокусировку лазера внутри полупроводниковой пластины (10) для формирования множества точек (19) разрыва, при этом множество точек (19) разрыва располагается на разделяющей поверхности (20); и приложение при температуре не ниже 0 К сил с противоположными направлениями к противоположным сторонам полупроводниковой пластины (10), вследствие чего полупроводниковая пластина делится (10) на две части вдоль разделяющей поверхности (20). 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[001] Настоящее изобретение относится к области лазерной микрообработки, а более конкретно относится к способу лазерного расслаивания полупроводниковой пластины.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[002] При производстве полупроводника кремниевой полупроводниковой пластины с целью получения одной кремниевой полупроводниковой пластины, имеющей относительно меньшую толщину, в настоящее время известный способ обработки заключается сперва в разрезании стержня кристалла посредством способа резки проволочным электродом, а затем стержень кристалла шлифуется и утончается до заданной толщины. Недостаток данного способа обработки заключается в бесполезном расходовании материала, довольно большая часть кремниевой полупроводниковой пластины истирается в процессе шлифования, вызывая, таким образом, потерю материалов.
[003] В связи с развитием полупроводниковой промышленности и непрерывным стимулированием осознания сохранения энергии и охраны окружающей среды следует разработать более научный и не допускающий потерь способ, исходно технология лазерного расслаивания применяется для производства кремниевой полупроводниковой пластины расслаиванием, но существующая технология расслаивания имеет некоторые недостатки. Устройство лазерного расслаивания кристаллической кремниевой полупроводниковой пластины применяет полый вал вращения для осуществления прохождения лазера через вал вращения, чтобы разрезать кремниевый слиток вдоль под определенным углом, он может не только фокусировать лазер, проходящий через фокусирующую линзу, на поверхности кремниевой полупроводниковой пластины, подлежащей разрезанию, но также позволяет лазерной фокусирующей головке не находится под воздействием при перемещении остаточного кремниевого слитка. Тем не менее, оно применяет исключительно лазер для выполнения обработки с большой мощностью излучения, из-за высокой мощности лазера и хрупкости кремниевого слитка в кремниевом слитке легко образуются трещины, вызывая тем самым риск большей отбраковки при обработке всего кремниевого слитка.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[004] Таким образом, чтобы решить проблемы бесполезного расходования материала и риска большой отбраковки, необходимо предусмотреть способ лазерного расслаивания полупроводниковой пластины.
[005] Способ лазерного расслаивания полупроводниковой пластины включает: фокусировку лазера внутри полупроводниковой пластины для формирования множества точек разрыва, при этом множество точек разрыва располагается на разделяющей поверхности; и приложение при температуре от -400 К до 0 К сил с противоположными направлениями к противоположным сторонам полупроводниковой пластины, вследствие чего полупроводниковая пластина делится на две части вдоль разделяющей поверхности.
[006] В способе лазерного расслаивания множество точек разрыва формируются внутри полупроводниковой пластины, полупроводниковая пластина на противоположных сторонах плоской поверхности, на которой располагаются точки разрыва, тянется в противоположных направлениях при условии низкой температуры, в результате чего полупроводниковая пластина будет разделена по точкам разрыва. Так как это выполняется при условии низкой температуры, полупроводниковая пластина может быть эффективно разделена вдоль плоской поверхности, образованной множеством точек разрыва, трудно создать новые разрывы вдоль других направлений, и в конечном итоге достигается бесшовное разделение полупроводниковой пластины. Поверхность отделенной полупроводниковой пластины является гладкой и ровной. Выход годных изделий при обработке является высоким, и он подходит для массового производства.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[007] Далее для краткого описания вариантов осуществления или известного уровня техники представлены прилагаемые графические материалы с целью более четкой иллюстрации технических решений в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения или в известном уровне техники. Очевидно, прилагаемые графические материалы в последующем описании представляют собой только некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, и средние специалисты в данной области техники могут получить другие графические материалы из прилагаемых графических материалов без творческих усилий.
[008] На фиг. 1 представлена блок-схема способа лазерного расслаивания кремниевой полупроводниковой пластины в соответствии с вариантом осуществления;
[009] на фиг. 2a, 2b, 2c, 2d приведены виды в перспективе последовательности технологических операций способа лазерного расслаивания кремниевой полупроводниковой пластины, предусмотренного вариантом осуществления; и
[0010] на фиг. 3 представлен вид в поперечном разрезе внутри точек разрыва кремниевой полупроводниковой пластины, предусмотренных вариантом осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0011] Вышеуказанные и другие цели, признаки и преимущества будут очевидны из последующего описания конкретных вариантов осуществления изобретения, как показано на прилагаемых графических материалах. Следует отметить, что конкретный вариант осуществления, показанный в данной заявке, приведен только с целью иллюстрации и не должен рассматриваться как ограничение изобретения.
[0012] Как показано на фиг. 1, способ лазерного расслаивания кремниевой полупроводниковой пластины 10 в соответствии с вариантом осуществления включает следующие этапы:
[0013] На этапе S110 лазер фокусируется внутри кремниевой полупроводниковой пластины для формирования множества точек разрыва, множество точек разрыва располагается на разделяющей поверхности. В частности, лазер фокусируется на плоской поверхности в кремниевой полупроводниковой пластине с образованием множества точек разрыва. Например, множество точек разрыва располагается на одной и той же плоской поверхности, плоская поверхность является разделяющей поверхностью. Например, множество точек разрыва не располагаются на одной и той же плоской поверхности, таким образом, множество точек разрыва укладываются в криволинейную поверхность или укладываются в плоскую поверхность после удаления шума. Например, лазер также может быть сфокусирован в поперечном сечении кремниевой полупроводниковой пластины для формирования множества точек разрыва, в варианте осуществления разделяющая поверхность является плоской. Например, разделяющая поверхность также может быть криволинейной поверхностью. Очевидно, вышеприведенный способ не ограничивается расслаиванием кремниевой полупроводниковой пластины, он также может быть применен к расслаиванию материала, обладающего свойством, подобным кремниевой полупроводниковой пластине.
[0014] На этапе S120 при температуре от -400 К до 0 К силы с противоположными направлениями воздействуют на противоположные стороны кремниевой полупроводниковой пластины, вследствие чего полупроводниковая пластина делится на две части вдоль разделяющей поверхности. В частности, при условии низкой температуры верхняя поверхность и нижняя поверхность кремниевой полупроводниковой пластины тянутся в противоположных направлениях, и кремниевая полупроводниковая пластина разделяется на две части.
[0015] Также как показано на фиг. 2a и фиг. 3, в способе лазерного расслаивания в соответствии с вариантом осуществления множество точек разрыва формуются внутри кремниевой полупроводниковой пластины 10, и затем при условии низкой температуры кремниевая полупроводниковая пластина с противоположных сторон точек 19 разрыва тянется в противоположных направлениях, в результате чего кремниевая полупроводниковая пластина 10 будет разделена по точкам 19 разрыва. Так как это выполняется при условии низкой температуры, кремниевая полупроводниковая пластина разделяется вдоль плоской поверхности, образованной множеством точек разрыва, при этом трудно создать новые разрывы вдоль других направлений, и в конечном итоге достигается бесшовное разделение кремниевой полупроводниковой пластины. Поверхность отделенной кремниевой полупроводниковой пластины является гладкой и ровной. Выход годных изделий при обработке является высоким, и он подходит для массового производства. В частности, температура при растягивании и разделении кремниевой полупроводниковой пластины находится диапазоне от -400 К до 0 К, при условии низкой температуры кремниевая полупроводниковая пластина разделяется вдоль плоской поверхности, образованной множеством точек разрыва, при этом трудно создать новые разрывы вдоль других направлений.
[0016] Кроме того, перед этапом S120 верхняя поверхность и нижняя поверхность кремниевой полупроводниковой пластины приклеиваются к двум подложкам 15;
[0017] На этапе S120 противоположные стороны кремниевой полупроводниковой пластины приклеиваются к двум подложкам; две подложки тянутся в противоположных направлениях, вследствие чего кремниевая полупроводниковая пластина делится на две части вдоль разделяющей поверхности. Например, две подложки 15 тянутся в противоположных направлениях, чтобы разделить кремниевую полупроводниковую пластину 10 на две части вдоль разделяющей поверхности; и затем подложка отделяется от кремниевой полупроводниковой пластины, а две части кремниевой полупроводниковой пластины очищаются.
[0018] Как показано на фиг. 2a, 2b и фиг. 3, кремниевая полупроводниковая пластина 10 размещается горизонтально на рабочем столе (не показан), а затем лазер 14 проходит через фокусирующую линзу 13 и фокусируется, фокальная точка находится внутри кремниевой полупроводниковой пластины 13, и внутри кремниевой полупроводниковой пластины формируется множество точек 19 разрыва. Множество точек 19 разрыва располагается на одной и той же разделяющей поверхности 20, кремниевая полупроводниковая пластина 10 разделяется на верхнюю часть и нижнюю часть (кремниевую полупроводниковую пластину 11, 12) по плоской поверхности, образованной точками 19 разрыва. Как показано на фиг. 2c, при низкой температуре верхняя поверхность и нижняя поверхность кремниевой полупроводниковой пластины, которая образует множество точек 19 разрыва, тянутся в противоположных направлениях. В варианте осуществления разделяющая поверхность представляет собой поперечное сечение кремниевой полупроводниковой пластины, множество точек разрыва равномерно распределяются на разделяющей поверхности. В других, чтобы равномерно распределить силу тяги на кремниевой полупроводниковой пластине 10, верхняя поверхность и нижняя поверхность приклеиваются к подложкам 15, имеющим одинаковую форму, и затем к подложке 15 прикладывается внешняя сила, и получаются две отдельные кремниевые полупроводниковые пластины (11, 12), как показано на фиг. 2d; в конце подложки 15 отделяются от кремниевой полупроводниковой пластины, а затем две кремниевые полупроводниковые пластины (11, 12) моются.
[0019] Очевидно, в альтернативных вариантах осуществления внешние силы прикладываются к верхней части и нижней части кремниевой полупроводниковой пластины, которая образует множество точек 19 разрыва, чтобы выполнить натяжное действие другими способами, например, принимается всасывание, верхняя поверхность и нижняя поверхность кремниевой полупроводниковой пластины 10 всасываются для выполнения натяжного действия.
[0020] Кроме того, разделяющая поверхность 20 внутри кремниевой полупроводниковой пластины 10 параллельна верхней поверхности и нижней поверхности кремниевой полупроводниковой пластины 10, в результате чего верхние поверхности отделенных кремниевых полупроводниковых пластин будут параллельными нижним поверхностям отделенных кремниевых полупроводниковых пластин (11, 12), что отвечает требованию дальнейшего использования. Очевидно, в альтернативных вариантах осуществления, они являются непараллельными, и это регулируется в соответствии с требованием, если только все точки 19 разрыва гарантированно будут располагаться на одной плоской поверхности. Например, при обработке отходов отходы могут быть неодинаковой формы, таким образом, плоская поверхность 20 внутри кремниевой полупроводниковой пластины 10 и горизонтальная поверхность могут образовывать угол, и затем другая плоская поверхность, параллельная углу, многократно обрабатывается, и из отходов получается кремниевая полупроводниковая пластина, удовлетворяющая требованию.
[0021] Кроме того, для того, чтобы гарантировать разделение, на внутреннюю часть кремниевой полупроводниковой пластины действует равномерная сила, и избегаются ненужные разрывы, при этом множество точек 19 разрыва равномерно распределяется на плоской поверхности внутри кремниевой полупроводниковой пластины. В частности, как показано на фиг. 3, расстояние между двумя соседними точками разрыва находится в диапазоне от 1 микрометра до 20 микрометров.
[0022] Кроме того, кремниевая полупроводниковая пластина 10, обработанная способом, предусмотренным вариантом осуществления, может иметь толщину в диапазоне от 0,1 миллиметра до 2 миллиметров. Поскольку толщина кремниевой полупроводниковой пластины 10 является относительно меньшей, обычно могут легко создаваться нерегулярные или неожиданные разрывы при применении другого способа лазерной обработки (например, непосредственном резании), в связи с чем кремниевая полупроводниковая пластина ломается.
[0023] Кроме того, когда лазер представляет собой линейно-поляризованный лазер, результат будет лучше, поверхность – более гладкой и с меньшим количеством трещин. В частности, его поляризационное отношение больше 50:1.
[0024] При обработке линейно-поляризованным лазером более тонкой кремниевой полупроводниковой пластины 10 может быть принят лазер с длиной волны 1064 нанометра, его частота находится в диапазоне от 50 кГц до 500 кГц, длительность импульса находится в диапазоне от 1 наносекунды до 1000 наносекунд.
[0025] Кроме того, для того чтобы контролировать размер разрыва на поверхности резания, энергия лазера, который формирует одну точку разрыва внутри кремниевой полупроводниковой пластины 10, находится в диапазоне от 0,1 мкДж до 100 мкДж.
[0026] Кроме того, для того чтобы контролировать размер и направление разрывов на поверхности резания, размер одной точки разрыва, образованной внутри кремниевой полупроводниковой пластины 10 посредством лазера, находится в диапазоне от 0,1 микрометра до 10 микрометров, т.е. диаметр каждой точки разрыва находится в диапазоне от 0,1 микрометра до 10 микрометров.
[0027] В показанном варианте осуществления верхняя поверхность и нижняя поверхность кремниевой полупроводниковой пластины 10 приклеиваются к подложкам 15 посредством полимерного клея. Полимерный клей может представлять собой поливиниловый спирт или мономер винилацетата. Когда кремниевая полупроводниковая пластина 10 разделена при условии низкой температуры, подложка и кремниевая полупроводниковая пластина могут быть отделены посредством нагревания.
[0028] На этапе растягивания подложек в противоположных направлениях при условии низкой температуры, чтобы разделить полупроводниковую пластину, например, на две части, температура находится в диапазоне от -400 К до 0 К.
[0029] С целью концентрирования энергии, фокусируемой лазером, фокусирующая линза 13, выполняющая фокусирование лазера 14, представляет собой линзу объектива со значением числовой апертуры, значения числовой апертуры находятся в диапазоне от 0,3 до 0,8, фокусирующие увеличение находится в диапазоне от 20 до 100.
[0030] Кроме того, размеры периодических плотно расположенных лазерных точек 19 разрыва внутри кремниевой полупроводниковой пластины 10 после обработки могут быть изменены посредством регулировки параметров лазерной обработки. Расстояние D между лазерными точками 19 разрыва вдоль направления X разрыва может регулироваться посредством изменения скорости V рабочего стола (координатного типа) и частоты F лазера, D=V/F, шаг Y ряда лазерных точек 19 разрыва вдоль направления Y может быть обеспечен посредством настройки программного обеспечения.
[0031] Кроме того, для того чтобы гарантировать согласованность глубин точек 19 разрыва внутри кремниевой полупроводниковой пластины 10, когда рабочий стол (не показан) приводится в движение для перемещения кремниевой полупроводниковой пластины 10, постоянство глубин может быть гарантировано в режиме реального времени с помощью измерительной системы измерения положения (не показана).
[0032] В показанном варианте осуществления система измерения положения включает дальномерное оборудование (не показано), дальномерное оборудование может отслеживать колебания по толщине кремниевой полупроводниковой пластины 10 в режиме реального времени с помощью выявленного напряжения, осуществляя повышение или понижение в реальном масштабе времени фокальной точки фокусирующей линзы 13 согласно колебаниям по толщине кремниевой полупроводниковой пластины 10, обеспечивая гарантию стабильности глубины обработки и улучшая стабильность результата обработки и выход годных изделий.
[0033] Способ лазерного расслаивания, предусмотренный вариантом осуществления, обеспечивает расслаивание кремниевой полупроводниковой пластины почти без потерь, по сравнению с известным способом резки проволочным электродом он может значительно уменьшить потери материала. По сравнению с существующей технологией лазерной резки он может уменьшить главным образом ломание кремниевой полупроводниковой пластины и имеет большой потенциал применения и место для внедрения в полупроводниковой промышленности, например, в отношении кремниевой полупроводниковой пластины. Очевидно, способ лазерного расслаивания, предусмотренный вариантом осуществления, не ограничивается расслаиванием кремниевой полупроводниковой пластины, таким способом может быть обработан материал, обладающий свойством, подобным кремниевой полупроводниковой пластине.
[0034] Вышеизложенное представляет собой еще одну иллюстрацию настоящего изобретения со ссылками на конкретные варианты осуществления и не должно рассматриваться как ограничение объема настоящего изобретения. Следует отметить, что изменения и улучшения станут очевидными для специалистов в данной области техники, к которой относится настоящее изобретение без отступления от его сущности и объема. Таким образом, объем настоящего изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения.

Claims (13)

1. Способ лазерного расслаивания полупроводниковой пластины, включающий фокусировку лазера внутри полупроводниковой пластины c формированием множества точек разрыва, при этом множество точек разрыва равномерно распределяют на разделяющей поверхности, и
приложение сил при низкой температуре не ниже 0К в противоположных направлениях к противоположным сторонам полупроводниковой пластины с разделением полупроводниковой пластины на две части вдоль разделяющей поверхности,
при этом диаметр каждой точки разрыва выполняют в диапазоне от 0,1 до 10 микрометров.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что приложение сил в противоположных направлениях к противоположным сторонам полупроводниковой пластины, вследствие чего полупроводниковая пластина делится на две части вдоль разделяющей поверхности, включает
приклеивание противоположных сторон полупроводниковой пластины к двум подложкам соответственно,
растягивание двух подложек в противоположных направлениях, чтобы разделить полупроводниковую пластину на две части вдоль разделяющей поверхности, и
отделение подложки от полупроводниковой пластины.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что противоположные стороны полупроводниковой пластины приклеивают к двум подложкам посредством полимерного клея.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что разделяющая поверхность является плоской, и разделяющая поверхность параллельна противоположным сторонам полупроводниковой пластины.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что разделяющая поверхность представляет собой поперечное сечение полупроводниковой пластины.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что расстояние между двумя смежными точками разрыва находится в диапазоне от 1 до 20 мкм.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полупроводниковая пластина имеет толщину в диапазоне от 0,1 до 2 мм.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют линейно-поляризованный лазер, имеющий поляризационное отношение больше 50:1.
RU2016147223A 2015-12-30 2016-08-30 Способ лазерного расслаивания полупроводниковой пластины RU2678551C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201511020496.X 2015-12-30
CN201511020496.XA CN105436710B (zh) 2015-12-30 2015-12-30 一种硅晶圆的激光剥离方法
PCT/CN2016/097399 WO2017113844A1 (zh) 2015-12-30 2016-08-30 晶圆的激光剥离方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2678551C1 true RU2678551C1 (ru) 2019-01-29

Family

ID=55547588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016147223A RU2678551C1 (ru) 2015-12-30 2016-08-30 Способ лазерного расслаивания полупроводниковой пластины

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10515854B2 (ru)
JP (1) JP2018509746A (ru)
CN (1) CN105436710B (ru)
DE (1) DE112016000056T5 (ru)
MY (1) MY183043A (ru)
RU (1) RU2678551C1 (ru)
TW (1) TWI646592B (ru)
WO (1) WO2017113844A1 (ru)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105436710B (zh) * 2015-12-30 2019-03-05 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种硅晶圆的激光剥离方法
JP6698468B2 (ja) * 2016-08-10 2020-05-27 株式会社ディスコ ウエーハ生成方法
JP6781639B2 (ja) * 2017-01-31 2020-11-04 株式会社ディスコ ウエーハ生成方法
WO2019044530A1 (ja) * 2017-09-04 2019-03-07 リンテック株式会社 薄型化板状部材の製造方法、及び製造装置
DE102018001327A1 (de) * 2018-02-20 2019-08-22 Siltectra Gmbh Verfahren zum Erzeugen von kurzen unterkritischen Rissen in Festkörpern
TWI735924B (zh) * 2018-07-26 2021-08-11 美商荷諾工業股份有限公司 用於材料裂解中受控制的裂痕擴展之入射輻射引發的次表面損傷
US11309191B2 (en) 2018-08-07 2022-04-19 Siltectra Gmbh Method for modifying substrates based on crystal lattice dislocation density
TWI678748B (zh) * 2018-10-18 2019-12-01 大陸商蘇州工業園區雨竹半導體有限公司 將測試樣品自晶圓基材分離方法
CN109530936A (zh) * 2018-12-27 2019-03-29 北京中科镭特电子有限公司 一种激光加工晶圆的方法及装置
US10576585B1 (en) 2018-12-29 2020-03-03 Cree, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US11024501B2 (en) 2018-12-29 2021-06-01 Cree, Inc. Carrier-assisted method for parting crystalline material along laser damage region
US10562130B1 (en) 2018-12-29 2020-02-18 Cree, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
CN109570783B (zh) * 2019-01-15 2021-02-23 北京中科镭特电子有限公司 一种激光加工晶圆的方法及装置
US10611052B1 (en) 2019-05-17 2020-04-07 Cree, Inc. Silicon carbide wafers with relaxed positive bow and related methods
CN110534477B (zh) * 2019-08-26 2022-04-15 东莞市中镓半导体科技有限公司 激光剥离集成化设备
JP7370879B2 (ja) * 2020-01-22 2023-10-30 株式会社ディスコ ウエーハ生成方法、及びウエーハ生成装置
CN115497873A (zh) * 2022-09-09 2022-12-20 苏州华太电子技术股份有限公司 半导体器件的制作方法以及半导体器件

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2059575C1 (ru) * 1993-04-02 1996-05-10 Николай Николаевич Давыдов Способ художественной обработки изделий из стекла
EP0863231B1 (en) * 1997-03-04 2001-08-29 Ngk Insulators, Ltd. A process for dicing a preform made of an oxide single crystal, and a process for producing functional devices
US20070007472A1 (en) * 2005-07-07 2007-01-11 Disco Corporation Laser processing method for wafer
CN102672347A (zh) * 2011-03-10 2012-09-19 株式会社迪思科 激光加工装置

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU1827696C (ru) 1991-04-18 1993-07-15 Ленинградское научно-производственное объединение "Красная заря" Способ разделени полупроводниковых пластин на кристаллы
JP4659300B2 (ja) * 2000-09-13 2011-03-30 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及び半導体チップの製造方法
US20030015494A1 (en) * 2001-07-20 2003-01-23 Seagate Technology Llc Single layer resist lift-off process and apparatus for submicron structures
WO2004109786A1 (ja) 2003-06-06 2004-12-16 Hitachi Chemical Co., Ltd. 接着シート、ダイシングテープ一体型接着シート、及び半導体装置の製造方法
KR101074408B1 (ko) * 2004-11-05 2011-10-17 엘지디스플레이 주식회사 펨토초 레이저 발생장치 및 이를 이용한 기판의 절단방법
US7438824B2 (en) * 2005-03-25 2008-10-21 National Research Council Of Canada Fabrication of long range periodic nanostructures in transparent or semitransparent dielectrics
JP4776994B2 (ja) * 2005-07-04 2011-09-21 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物切断方法
CN101355122A (zh) * 2007-07-26 2009-01-28 新世纪光电股份有限公司 制作氮化镓系基板的方法
JP2009195944A (ja) * 2008-02-21 2009-09-03 Seiko Epson Corp 基板分割方法、及び表示装置の製造方法
KR100902150B1 (ko) * 2008-09-23 2009-06-10 (주)큐엠씨 발광소자의 제조를 위한 장치 및 방법
JP5410250B2 (ja) * 2009-11-25 2014-02-05 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置
FR2955275A1 (fr) * 2010-01-18 2011-07-22 Commissariat Energie Atomique Procede de decoupe d'une tranche d'un lingot d'un materiau grace a un faisceau laser
JP2013124206A (ja) * 2011-12-15 2013-06-24 Panasonic Corp ウエハ切断方法および装置
KR101309805B1 (ko) * 2011-12-28 2013-09-23 주식회사 이오테크닉스 인고트 절단 방법
JP6012186B2 (ja) * 2012-01-31 2016-10-25 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物切断方法
AU2013222069A1 (en) * 2012-02-26 2014-10-16 Solexel, Inc. Systems and methods for laser splitting and device layer transfer
US9196503B2 (en) 2012-08-23 2015-11-24 Michael Xiaoxuan Yang Methods for fabricating devices on semiconductor substrates
CN105051919A (zh) * 2013-01-16 2015-11-11 Qmat股份有限公司 用于形成光电器件的技术
US9831363B2 (en) * 2014-06-19 2017-11-28 John Farah Laser epitaxial lift-off of high efficiency solar cell
DE102014013107A1 (de) 2013-10-08 2015-04-09 Siltectra Gmbh Neuartiges Waferherstellungsverfahren
JP2015144192A (ja) * 2014-01-31 2015-08-06 株式会社ディスコ リフトオフ方法
CN103831527B (zh) * 2014-02-28 2016-01-20 华中科技大学 一种激光快速分离光学晶体方法及装置
JP6366996B2 (ja) * 2014-05-19 2018-08-01 株式会社ディスコ リフトオフ方法
JP6506520B2 (ja) * 2014-09-16 2019-04-24 株式会社ディスコ ＳｉＣのスライス方法
CN105436710B (zh) * 2015-12-30 2019-03-05 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种硅晶圆的激光剥离方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2059575C1 (ru) * 1993-04-02 1996-05-10 Николай Николаевич Давыдов Способ художественной обработки изделий из стекла
EP0863231B1 (en) * 1997-03-04 2001-08-29 Ngk Insulators, Ltd. A process for dicing a preform made of an oxide single crystal, and a process for producing functional devices
US20070007472A1 (en) * 2005-07-07 2007-01-11 Disco Corporation Laser processing method for wafer
CN102672347A (zh) * 2011-03-10 2012-09-19 株式会社迪思科 激光加工装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20180108568A1 (en) 2018-04-19
WO2017113844A1 (zh) 2017-07-06
CN105436710A (zh) 2016-03-30
CN105436710B (zh) 2019-03-05
TW201735141A (zh) 2017-10-01
MY183043A (en) 2021-02-08
US10515854B2 (en) 2019-12-24
TWI646592B (zh) 2019-01-01
DE112016000056T5 (de) 2017-09-21
JP2018509746A (ja) 2018-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2678551C1 (ru) Способ лазерного расслаивания полупроводниковой пластины
US8603351B2 (en) Working method for cutting
CN100419996C (zh) 晶片分割方法
TW201805094A (zh) 偏光板的製造方法及其製造裝置
CN107026123A (zh) 晶片的加工方法
KR20100126185A (ko) 반도체 웨이퍼의 레이저 가공 방법
DE112012004373T5 (de) Verfahren zur trennung eines trägersubstrats von einem festphasengebundenen wafer und verfahren zur herstellung einer halbleitervorrichtung
JP6032789B2 (ja) 単結晶加工部材の製造方法、および、単結晶基板の製造方法
WO2014167745A1 (ja) 半導体装置、半導体装置の製造方法
KR20120068693A (ko) 기판 분할 방법
US20140094019A1 (en) Wafer processing method
JP2012156168A (ja) 分割方法
KR20130100491A (ko) 기판의 절단장치
JP2009206291A (ja) 半導体基板、半導体装置、およびその製造方法
CN206169491U (zh) 一种激光划片的系统
JP6265522B2 (ja) 表面３次元構造部材の製造方法
PH12015000103B1 (en) Processing method for stacked substrate
JP2007160920A (ja) ウェハおよびウェハの加工方法
JP2015074003A (ja) 内部加工層形成単結晶部材およびその製造方法
KR102272439B1 (ko) 웨이퍼 가공 방법
JP5912283B2 (ja) 粘着テープ及びウエーハの加工方法
JP2013105823A (ja) 板状物の分割方法
CN215249543U (zh) 芯片结构和器件
CN106425112B (zh) 一种激光划片的方法及系统
KR101149594B1 (ko) 펨토초 펄스 레이저 응용 ｐｚｔ 소자를 이용한 가공면 절단 방법