[发明专利]用于用压力加载应力产生层以改进地引导分离裂纹的设备和方法

说明书

本发明涉及一种用于将至少一个固体子层(1)、尤其固体片从供体衬底(2)分离的方法。根据本发明的方法在此优选地至少包括如下步骤：提供供体衬底(2)；在供体衬底(2)的对供体衬底(2)轴向限界的、尤其平坦的表面(5)处产生或设置应力产生层(4)；将压力加载装置(8)的至少一个压力加载元件(6)压紧到应力产生层(4)的至少一个预先确定的部分上，以将应力产生层(4)压紧到表面(5)上；将固体子层(1)从供体衬底(2)通过热加载应力产生层(4)分离，由此在供体衬底(2)中产生机械应力，其中通过机械应力产生用于分离固体子层(1)的裂纹，其中将压力加载元件(6)在热加载应力产生层(4)期间压紧到应力产生层(4)处。

技术领域

本发明涉及用于将至少一个固体子层、尤其多个固体子层依次地从供体衬底分离的方法，并且涉及一种用于将固体片从供体衬底分离的设备。

背景技术

半导体材料例如在由结晶材料构成的大柱体、即所谓的晶锭中生长，而工业工艺通常要求具有不同厚度和表面质量的晶片材料。将脆性的半导体材料切片通常借助金刚石或基于研磨液的线锯工艺来执行。所述锯割工艺不仅引起可能贵重的材料的切缝损失，而且也引起表面粗糙度和在表面下方引起晶体的损坏。借助锯割工艺切片的方案必需在晶片制造过程中的抛光和研磨步骤，这引起附加的损坏和工艺成本。

为了说明在半导体的常规的切片和打薄中的所述问题，开发所谓的少切口技术，所述少切口技术保证减少切缝损失——尽管没能消除所述切缝损失——以及在表面下方的损坏和研磨工艺步骤。尤其地，在外部施加的所谓的剥落工艺用于将——通常温度决定的——结晶材料沿着结晶平面以良好限定的厚度分离。剥落可以借助镍镉合金、银铝粉浆、环氧树脂、铝和镍来进行。无切口的切片工艺具有显著降低半导体制造方法中的损坏的可能性。基于应力的分离方法，如所谓的剥落(或分裂)使用在外部施加的应力来将结晶材料沿着其结晶平面以良好限定的厚度分离。然而，衬底在剥落之后显现所谓的瓦尔纳线，所述瓦尔纳线由晶体中的裂纹扩展形成。

利用在脆性材料和附着在材料的表面上的聚合物之间的热膨胀系数的差能够实现剥落。将连接的材料冷却到聚合物的玻璃化转变温度下诱导出应力，所述应力引起沿着裂纹平面的材料分离。所述特殊方法相对于其他类型的剥落的优点在于，与也用于剥落的高温方法相比，通过冷却的工艺不出现不期望的化学组分穿过材料的提高的扩散。

然而剥落方法易于在其关于达到的晶片厚度的控制方面受限，并且裂纹扩展的竖直位置的协调是复杂的。此外，在剥落时在表面上出现瓦尔纳线的非常突出的图案。所述图案由条形的凹槽和凸起构成，所述凹槽和凸起出自半导体材料中的裂纹扩展并且能够实现将衬底中的裂纹动力学导出。通常，裂纹在边缘处的某一点处开始并且随后快速地从衬底的棱边扩展。常见的剥落表面的瓦尔纳线大幅度地提高得到的表面粗糙度，通常直至如下点，从所述点开始在衬底上继续处理和制造电路之前需要附加的抛光或研磨步骤。

本申请人的出版物WO2016/083610公开了激光支持地将固体层与供体衬底分离，尤其产生改性部的实例。

通过出版物DE102016201780A1公开一种方法，其中借助于激光束在晶锭中产生用于分离晶片的裂纹。分离根据超声波加载进行。所述方法是不利的，因为所述方法由于其工艺参数是非常固定的，并且此外要求高的再加工耗费，其中通过再加工产生高的成本和材料损失。

发明内容

因此，本发明的目的是，提供一种用于将至少一个固体子层从供体衬底分离的方法，所述供体衬底相对于已知的方法是改进的，尤其能够实现更小的材料损失。