[发明专利]一种晶圆剥离方法及晶圆剥离装置

说明书

一种晶圆剥离方法及晶圆剥离装置，属于半导体材料技术领域。晶圆剥离方法包括：在晶锭表面形成一层固体冷媒，使用激光束从固体冷媒表面开始加工，激光束作用于固体冷媒表面后，固体冷媒与激光束接触的区域被去除，激光束与晶锭直接接触并在晶锭内部加工出改质点，激光束相对于晶锭运动过程中依次在晶锭内部加工出连续的多个改质点，多个改质点形成改质层，当改质层贯穿于晶锭内部，剥离得到晶圆。每加工完预设面积的改质点或改质层后且激光束运动到下一个待加工改质点的区域后，在裸露的晶锭表面重新形成固体冷媒。固体冷媒能够对激光束作用点周边的未加工区域进行有效保护，增强晶锭内部诱导的内应力，提高剥离晶圆的质量。

技术领域

本申请涉及半导体材料技术领域，具体而言，涉及一种晶圆剥离方法及晶圆剥离装置。

背景技术

晶圆作为半导体制造领域的基础材料，通常采用金刚石线切割晶锭的方式获得。此种传统加工方法存在加工效率低、材料损耗大等问题，已无法满足当今晶圆生产的需求。通过激光在晶锭内部加工出改质层，再通过外力剥离加工的方法是未来发展的方向，但晶锭改质层加工的不确定性是一大难题。

发明内容

本申请提供了一种晶圆剥离方法及晶圆剥离装置，其能够使激光的作用局限于改质层区域，以获得高质量的剥离晶圆。

本申请的实施例是这样实现的：

在第一方面，本申请示例提供了一种晶圆剥离方法，其包括：在晶锭表面形成一层固体冷媒，使用激光束从固体冷媒表面开始加工，激光束作用于固体冷媒表面后，固体冷媒与激光束接触的区域被去除，激光束与晶锭直接接触并在晶锭内部加工出改质点，激光束相对于晶锭运动过程中依次在晶锭内部加工出连续的多个改质点，多个改质点形成改质层，当改质层贯穿于晶锭内部，剥离得到晶圆。

每加工完预设面积的改质点或改质层后且激光束运动到下一个待加工改质点的区域后，在裸露的晶锭表面重新形成一层固体冷媒。

在上述技术方案中，本申请在激光束于晶锭内部加工形成改质层前，先在晶锭表面形成一层固体冷媒，并且在激光束对晶锭进行加工的过程中，不断的补充被去除的固体冷媒。当激光束对晶锭进行加工时，固体冷媒能够对激光束作用点周边的未加工区域进行有效保护，增强晶锭内部诱导的内应力，提高改质层的可控性，提高剥离晶圆的质量。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的示例中，上述每加工完一个改质点后且激光束运动到下一个待加工改质点的区域后，在裸露的晶锭表面重新形成一层固体冷媒。

在上述示例中，以形成每一个改质点为一个周期，即每完成一个改质点后立即在此改质点上侧形成一层固体冷媒。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第二种可能的示例中，上述固体冷媒包括冰。

可选地，先在晶锭表面注入液体水，再通入冷却气体使晶锭表面的液体水凝固成冰。

可选地，同时在晶锭表面注入液体水和通入冷却气体使晶锭表面的液体水凝固成冰。

在上述示例中，当激光束接触到冰后，冰受热升华或融化成水后，水气化从而使冰被去除。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第三种可能的示例中，冷却气体包括由液氮气化得到的携带冷量的气体。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第四种可能的示例中，上述激光束的脉宽为200fs～10ns，波长为355nm～1064nm，功率为1W～10W，扫描速度为50mm/s～500mm/s。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第五种可能的示例中，上述晶锭包括硅、碳化硅、蓝宝石或氮化镓。

在第二方面，本申请示例提供了一种用于实施上述晶圆剥离方法的晶圆剥离装置，其包括平台、用于放置晶锭的容器和用于发出激光束的激光器。