碳化硅晶圆切割方法与流程

文档序号:32792109发布日期:2023-01-03 21:20阅读:266来源:国知局
碳化硅晶圆切割方法与流程

1.本发明涉及激光切割技术领域,特别涉及一种碳化硅晶圆切割方法。


背景技术:

2.碳化硅晶圆作为新一代的宽禁带半导体材料,在功率半导体领域具有极其优异的性能表现,也是功率半导体器件发展的前沿和未来方向。碳化硅晶圆是一种由硅(si)和碳(c)构成的化合物半导体材料,具有优越的电学性能。
3.目前碳化硅晶圆使用刀轮进行切割。高速转动的刀轮通过磨削碳化硅晶圆进行切割,磨削的过程中会产生大量碎屑。这些碎屑通常使用冷却液进行清洗,但是清洗后,仍可能会存在碎屑遗留留在碳化硅晶圆的表面上,或者,清洗的过程中碎屑可能会刮花碳化硅晶圆的表面。而碳化硅晶圆对表面质量要求非常高,这种切割碳化硅晶圆的方式会降低成品率。


技术实现要素:

4.本发明的主要目的是提供一种碳化硅晶圆切割方法,旨在减少碳化硅晶圆切割过程中碎屑的产生,以提高成品率。
5.为实现上述目的,本发明提出的碳化硅晶圆切割方法,包括如下步骤:
6.将平行激光束在出射方向上进行汇聚,形成锥形激光束;其中,所述锥形激光束的尖端形成焦点;
7.将所述锥形激光束投射在碳化硅晶圆上,并按照预设深度在所述碳化硅晶圆的内部形成所述焦点,以使处于所述焦点的碳化硅晶圆的内部材质发生改质;
8.控制所述焦点在所述碳化硅晶圆的内部移动,以割画出若干个碳化硅晶圆块;
9.扩张所述碳化硅晶圆的外表面,以使所述碳化硅晶圆沿改质处分裂成若干个所述碳化硅晶圆块。
10.可选地,所述将所述锥形激光束投射在碳化硅晶圆上,并按照预设深度在所述碳化硅晶圆的内部形成所述焦点,以使处于所述焦点的碳化硅晶圆的内部材质发生改质的步骤中,所述焦点的直径小于或等于20um。
11.可选地,所述将所述锥形激光束投射在碳化硅晶圆上,并按照预设深度在所述碳化硅晶圆的内部形成所述焦点,以使处于所述焦点的碳化硅晶圆的内部材质发生改质的步骤中,所述激光为红外激光。
12.可选地,所述将平行激光束在出射方向上进行汇聚,形成锥形激光束的步骤包括:
13.使平行激光束通过聚焦物镜出射,以形成锥形激光束。
14.可选地,所述将平行激光束在出射方向上进行汇聚,形成锥形激光束;其中,所述锥形激光束的尖端形成焦点的步骤中,定义所述焦点的能量大小为e,其中,6μj≤e≤10μj。
15.可选地,所述控制所述焦点在所述碳化硅晶圆的内部移动,以割画出若干个碳化硅晶圆块的步骤包括:
16.保持所述焦点不动;
17.控制所述激光间断发射,以间断形成所述焦点;
18.控制所述碳化硅晶圆移动,以使所述焦点在所述碳化硅晶圆的内部移动,以割画出若干个碳化硅晶圆块。
19.可选地,所述控制所述碳化硅晶圆移动,以使所述焦点在所述碳化硅晶圆的内部移动,以割画出若干个碳化硅晶圆块的步骤包括:
20.控制所述碳化硅晶圆在水平面上沿预设路径移动,使所述焦点在所述碳化硅晶圆的内部移动,以割画出若干个方形,并形成一层切割层;
21.控制所述碳化硅晶圆每上升预设高度,便在水平面上沿所述预设路径移动,以形成一层切割层,使所有的切割层叠加形成若干个碳化硅晶圆块;
22.或者,移动所述碳化硅晶圆,使所述焦点在所述碳化硅晶圆的内部移动,以割画出若干个碳化硅晶圆块的步骤包括:
23.控制所述碳化硅晶圆在水平面上沿预设路径移动,使所述焦点在所述碳化硅晶圆的内部移动,以割画出若干个方形,并形成一层切割层;
24.控制所述碳化硅晶圆每下降预设高度,便在水平面上沿所述预设路径移动,以形成一层切割层,使所有的切割层叠加形成若干个碳化硅晶圆块。
25.可选地,所述控制所述碳化硅晶圆在水平面上沿预设路径移动,使所述焦点在所述碳化硅晶圆的内部移动,以割画出若干个方形,并形成一层切割层的步骤包括:
26.控制所述碳化硅晶圆在水平面上沿第一方向割画出若干相互间隔的第一切线;
27.控制所述碳化硅晶圆在水平面上沿第一方向割画出若干相互间隔的第二切线;其中,所述第一方向与所述第二方向垂直,以使若干第一切线和若干第二切线纵横交错而分割出若干个方形。
28.可选地,所述控制所述焦点在所述碳化硅晶圆的内部移动,以割画出若干个碳化硅晶圆块的步骤中,所述焦点相对于所述碳化硅晶圆的移动速度大于或等于250mm/s且小于或等于500mm/s。
29.可选地,所述扩张所述碳化硅晶圆的外表面,以使所述碳化硅晶圆沿改质处分裂成若干个所述碳化硅晶圆块的步骤包括:
30.对碳化硅晶圆的背面贴薄膜;
31.扩张所述薄膜,以扩张所述碳化硅晶圆的外表面,使所述碳化硅晶圆沿改质处分裂成若干个所述碳化硅晶圆块。
32.本发明技术方案将平行激光束在出射方向上进行汇聚,形成锥形激光束。锥形激光束投射在碳化硅晶圆上,并按照预设深度在碳化硅晶圆的内部形成焦点。焦点具有较高的能量密度,可以让碳化硅晶圆的内部材质发生局部改质。碳化硅晶圆改质后的部位会比较脆弱,在外力的作用会沿改质部位分裂,以实现碳化硅晶圆切割。焦点是锥形激光束中能量密度最高的点,锥形激光束的其他区域远没有焦点的能量密度高。所以,当焦点位于碳化硅晶圆的内部,并且距离碳化硅晶圆的上表面和下表面都有一定的距离时,锥形激光束在碳化硅晶圆的上表面和下表面的能量密度较小,从而对碳化硅晶圆的上表面和下表面不产生热损伤,从而焦点相对于碳化硅晶圆移动切割的过程中,碳化硅晶圆的上表面和下表面都能保持完整,没有碎屑产生,从而可以减少碳化硅晶圆切割过程中碎屑的产生,降低碎屑
对于碳化硅晶圆的影响,从而提高碳化硅晶圆的成品率。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
34.图1为本发明碳化硅晶圆切割方法第一实施例的流程示意图;
35.图2为本发明碳化硅晶圆切割方法第二实施例的流程示意图;
36.图3为本发明碳化硅晶圆切割方法第三实施例的流程示意图;
37.图4为本发明碳化硅晶圆切割方法第四实施例的流程示意图;
38.图5为本发明碳化硅晶圆切割方法第五实施例的流程示意图;
39.图6为本发明碳化硅晶圆切割方法第六实施例的流程示意图;
40.图7为本发明碳化硅晶圆切割方法第七实施例的流程示意图;
41.图8为本发明碳化硅晶圆切割方法中锥形激光束在碳化硅晶圆内部形成焦点的示意图。
42.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
43.附图标号说明:
44.标号名称标号名称10碳化硅晶圆30锥形激光束
具体实施方式
45.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
46.需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
47.另外,在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
48.本发明提出一种碳化硅晶圆切割方法。
49.如图1和图8所示,在本发明碳化硅晶圆切割方法一实施例中,该碳化硅晶圆切割方法包括如下步骤:
50.s10:将平行激光束在出射方向上进行汇聚,形成锥形激光束30;其中,所述锥形激
光束30的尖端形成焦点;
51.s20:将所述锥形激光束30投射在碳化硅晶圆10上,并按照预设深度在所述碳化硅晶圆10的内部形成所述焦点,以使处于所述焦点的碳化硅晶圆10的内部材质发生改质;
52.s30:控制所述焦点在所述碳化硅晶圆10的内部移动,以割画出若干个碳化硅晶圆块;
53.s40:扩张所述碳化硅晶圆10的外表面,以使所述碳化硅晶圆10沿改质处分裂成若干个所述碳化硅晶圆块。
54.本实施例中,锥形激光束30投射在碳化硅晶圆10上,并按照预设深度在碳化硅晶圆10的内部形成焦点。焦点具有较高的能量密度,可以让碳化硅晶圆10的内部材质发生局部改质。碳化硅晶圆10改质后的部位会比较脆弱,在外力的作用会沿改质部位分裂,以实现碳化硅晶圆10切割。焦点是锥形激光束30中能量密度最高的点,锥形激光束30的其他区域远没有焦点的能量密度高。所以,如图8所示,当焦点位于碳化硅晶圆10的内部,并且距离碳化硅晶圆10的上表面和下表面都有一定的距离时,锥形激光束30在碳化硅晶圆10的上表面和下表面的能量密度较小,从而对碳化硅晶圆10的上表面和下表面不产生热损伤,从而焦点相对于碳化硅晶圆10移动切割的过程中,碳化硅晶圆10的上表面和下表面都能保持完整,没有碎屑产生,从而可以减少碳化硅晶圆10切割过程中碎屑的产生,降低碎屑对于碳化硅晶圆10的影响,从而提高碳化硅晶圆10的成品率。需要说明的是,碳化硅晶圆10的成品率,是指碳化硅晶圆10切割后形成的若干个碳化硅晶圆块的合格率,也即碳化硅晶圆10切割后形成的若干个碳化硅晶圆块的良品率。
55.相对于现有技术中的采用刀轮等刀具对碳化硅晶圆10进行切割而言,本发明碳化硅晶圆切割方法在焦点切割碳化硅晶圆10的过程中,碳化硅晶圆10的结构不会被破坏、碳化硅晶圆10不会被二次污染、碳化硅晶圆10不容易产生崩边现象使得芯片的强度高等多方面的优点。
56.具体地,采用1064nm红外皮秒激光光源发射平行激光束,搭配50倍聚焦物镜,形成锥形激光束30,锥形激光束30的尖端形成微米级别的聚焦光斑(焦点)汇聚于碳化硅晶圆10内部,使碳化硅晶圆10内部材料改质。同时移动50倍聚焦物镜和1064nm红外皮秒激光光源,或者,移动承载碳化硅晶圆10的移动平台,使焦点在碳化硅晶圆10内部移动,形成的宽度极窄切割线,避免对碳化硅晶圆10的表面损伤,没有粉尘、碎屑产生,解决了产生粉尘的问题。焦点切割完碳化硅晶圆10后,利用贴膜机,将碳化硅晶圆10背面贴上蓝膜,并将蓝膜固定在金属环上。使用真空扩膜机,扩张贴在碳化硅晶圆10表面的蓝膜,从而扩张碳化硅晶圆10的外表面,以使碳化硅晶圆10沿改质处分裂成若干个碳化硅晶圆块。
[0057]“激光改质切割”是使用特定波长的激光束通过透镜聚焦在碳化硅晶圆10内部,产生局部形变层即改质层,该层主要是由孔洞、高位错密度层以及裂纹组成。改质层是后续碳化硅晶圆10切割龟裂的起始点。对碳化硅晶圆10表面和底面不产生热损伤,再借用外力将裂纹引导至碳化硅晶圆10表面和底面进而将碳化硅晶圆10分离成需要的尺寸。
[0058]
在激光切割时,激光焦点固定不动,硅晶片匀速移动。在其他实施例中,也可以硅晶片固定不动,激光焦点匀速移动,或者二者均移动,只要能实现准确的相对运动即可。焦点形成的切割轨迹,包括多个第一轨迹n和多个第二轨迹m,多个第一轨迹n相互平行,多个第二轨迹m相互平行,第一轨迹n与第二轨迹m相互垂直,在加工例如平行四边形的碳化硅晶
圆块时,第一轨迹n与第二轨迹m也可以是不垂直而呈一定夹角,总而言之,需要对分割不同形态的碳化硅晶圆块时,第一轨迹n和第二轨迹m只要适应所加工碳化硅晶圆块的形态,例如,第一轨迹n和第二轨迹m相交,这样,利用多个平行设置的第一轨迹n以及多个平行设置的第二轨迹m便能分割出四边形形态的碳化硅晶圆块,在第一轨迹n与第二轨迹m相互垂直时,便能分割出矩形碳化硅晶圆块。在对碳化硅晶圆10内部进行改质加工以形成改质层时,也可以采用激光沿第一轨迹n和/或第二切割道m的方式移动。需要说明的是,这种激光与碳化硅晶圆10的相对移动,可以是碳化硅晶圆10不动而激光移动的方式进行,也可以是激光保持不动而承载碳化硅晶圆10的工作台分别沿x-y方向移动来实现,在此不做赘述。激光是能在碳化硅晶圆10内部形成改质层的激光,如波长为500-2000nm的绿光/红外激光,还可以是其他有效的激光。
[0059]
如图1所示,在本发明碳化硅晶圆切割方法一实施例中,所述将所述锥形激光束30投射在碳化硅晶圆10上,并按照预设深度在所述碳化硅晶圆10的内部形成所述焦点,以使处于所述焦点的碳化硅晶圆10的内部材质发生改质的步骤中,所述焦点的直径小于或等于20um。
[0060]
本实施例中,焦点的直径越小,由焦点移动形成的切割线的线宽就越小。切割线的线宽越小,碳化硅晶圆10沿切割线分裂后,形成的碳化硅晶圆块的边缘就越少毛刺,越平整,可以降低碳化硅晶圆块崩边的风险,提高碳化硅晶圆块成品质量。
[0061]
需要说明的是,焦点的直径可以是20um、19um、18um、17um、16um等,本领域技术人员可以根据实际需求进行选择。焦点大小的改变,可以通过选用不同倍率的聚焦物镜实现。同样的,焦点切割形成的切割线的线宽可以小于或等于20微米,例如该切割线的线宽可以为5微米、10微米或15微米。
[0062]
如图1所示,在本发明碳化硅晶圆切割方法一实施例中,所述将所述锥形激光束30投射在碳化硅晶圆10上,并按照预设深度在所述碳化硅晶圆10的内部形成所述焦点,以使处于所述焦点的碳化硅晶圆10的内部材质发生改质的步骤中,所述激光为红外激光。
[0063]
本实施例中,红外光对碳化硅具有相对较高的透过率,比较容易穿过碳化硅晶圆10的表面,进入碳化硅晶圆10的内部,从而能够避免碳化硅晶圆10的表面受到热损伤,保障了碳化硅晶圆10的表面的完整性,从而避免产生碎屑。皮秒脉宽激光具有更窄的激光脉冲宽度和更高峰值功率,可以有效控制切割的热效应。
[0064]
实际应用中,可以选用1064nm红外皮秒激光发射波长为1064nm的红外激光,具有稳定的功率输出,解决了刀具损耗问题。
[0065]
如图2所示,在本发明碳化硅晶圆切割方法一实施例中,所述将平行激光束在出射方向上进行汇聚,形成锥形激光束30的步骤包括:
[0066]
s11:使平行激光束通过聚焦物镜出射,以形成锥形激光束30。
[0067]
本实施例中,聚焦物镜能够将平行的光束汇聚于一点,形成一个高能量的焦点。聚焦物镜的倍数越高,形成的焦点的直径就越小。实际应用中,可以选用50倍聚焦物镜,形成微米级别的聚焦光斑汇聚于碳化硅晶圆10内部。
[0068]
如图1所示,在本发明碳化硅晶圆切割方法一实施例中,所述将平行激光束在出射方向上进行汇聚,形成锥形激光束30;其中,所述锥形激光束30的尖端形成焦点的步骤中,定义所述焦点的能量大小为e,其中,6μj≤e≤10μj。
[0069]
本实施例中,6μj≤e≤10μj,也即,6微焦≤e≤10微焦。焦点的能量大小可以为6μj、7μj、8μj、9μj、10μj等。若焦点的能量大小等于6μj,可以让碳化硅晶圆10内部材料发生改质,不会因能量过小而无法改质。若焦点的能量大小等于8μj,可以让碳化硅晶圆10内部材料发生改质,并且,能够容错小幅度能量波动,例如:焦点的能量大小波动到7μj或者9μj,仍可让碳化硅晶圆10内部材料发生改质,从而可以提高稳定性。若焦点的能量大小等于10μj,可以让碳化硅晶圆10内部材料发生改质,不会因能量太大而击穿整个碳化硅晶圆10。
[0070]
如图3所示,在本发明碳化硅晶圆切割方法一实施例中,所述控制所述焦点在所述碳化硅晶圆10的内部移动,以割画出若干个碳化硅晶圆块的步骤包括:
[0071]
s31:保持所述焦点不动;
[0072]
s32:控制所述激光间断发射,以间断形成所述焦点;
[0073]
s33:控制所述碳化硅晶圆10移动,以使所述焦点在所述碳化硅晶圆10的内部移动,以割画出若干个碳化硅晶圆块。
[0074]
本实施例中,控制碳化硅晶圆10移动可以是控制承载碳化硅晶圆10的载物台移动。载物台的移动驱动,可以是通过丝杠传动,也可以是通过气缸传动,还可以是其他有效的传动方式。具体地,采用pso控制模式(控制程序),实现激光等间距打点,只需切割面部分区域改质,具有更高的切割效率。
[0075]
可以理解地,通过保持所述焦点不动,控制所述激光间断发射,以间断形成所述焦点,控制所述碳化硅晶圆10移动,以使所述焦点在所述碳化硅晶圆10的内部移动,从而割画出若干个碳化硅晶圆块。这样,可以根据实际需求,按照特定的移动轨迹,割画出相应形状、一定大小的碳化硅晶圆块。并且,方便控制。
[0076]
如图4所示,在本发明碳化硅晶圆切割方法一实施例中,所述控制所述碳化硅晶圆10移动,以使所述焦点在所述碳化硅晶圆10的内部移动,以割画出若干个碳化硅晶圆块的步骤包括:
[0077]
s331:控制所述碳化硅晶圆10在水平面上沿预设路径移动,使所述焦点在所述碳化硅晶圆10的内部移动,以割画出若干个方形,并形成一层切割层;
[0078]
s332:控制所述碳化硅晶圆10每上升预设高度,便在水平面上沿所述预设路径移动,以形成一层切割层,使所有的切割层叠加形成若干个碳化硅晶圆块;
[0079]
或者,移动所述碳化硅晶圆10,使所述焦点在所述碳化硅晶圆10的内部移动,以割画出若干个碳化硅晶圆块的步骤包括:
[0080]
s331:控制所述碳化硅晶圆10在水平面上沿预设路径移动,使所述焦点在所述碳化硅晶圆10的内部移动,以割画出若干个方形,并形成一层切割层;
[0081]
s333:控制所述碳化硅晶圆10每下降预设高度,便在水平面上沿所述预设路径移动,以形成一层切割层,使所有的切割层叠加形成若干个碳化硅晶圆块。
[0082]
具体地,步骤1:焦点在平行于碳化硅晶圆10的平面(水平面)沿第一路径移动,形成一条切线。步骤2:控制焦点沿碳化硅晶圆10的厚度方向(竖直方向),向下移动一定距离,该距离可以根据具体的焦点直径大小确定,以确保上下两次焦点造成的改质层能够连接,从而便于分裂。步骤3:控制焦点在水平面上再次沿第一路径移动,形成另一条切线,这两条切线在上下方向上相互靠近。如此,重复步骤1、2、3,形成在碳化硅晶圆10的厚度方向(竖直方向)上长度相同且依次排列的若干条切线,这若干条切线叠加形成改质断面。需要注意的
是,重复步骤1、2、3的次数需要根据焦点在碳化硅晶圆10内部初始位置、碳化硅晶圆10的厚度等进行确定,且不能切割到碳化硅晶圆10的上下两表面,也就是说,改质断面距离碳化硅晶圆10的上下两表面分别具有一定的间距,以防止碳化硅晶圆10的上下两表面被破坏。
[0083]
或者,步骤1:焦点在平行于碳化硅晶圆10的平面(水平面)沿第一路径移动,形成一条切线。步骤2:控制焦点沿碳化硅晶圆10的厚度方向(竖直方向),向上移动一定距离,该距离可以根据具体的焦点直径大小确定,以确保上下两次焦点造成的改质层能够连接,从而便于分裂。步骤3:控制焦点在水平面上再次沿第一路径移动,形成另一条切线,这两条切线在上下方向上相互靠近。如此,重复步骤1、2、3,形成在碳化硅晶圆10的厚度方向(竖直方向)上长度相同且依次排列的若干条切线,这若干条切线叠加形成改质断面。需要注意的是,重复步骤1、2、3的次数需要根据焦点在碳化硅晶圆10内部初始位置、碳化硅晶圆10的厚度等进行确定,且不能切割到碳化硅晶圆10的上下两表面,也就是说,改质断面距离碳化硅晶圆10的上下两表面分别具有一定的间距,以防止碳化硅晶圆10的上下两表面被破坏。
[0084]
实际应用中,控制焦点在平行于碳化硅晶圆10的平面(水平面)沿所述预设路径移动,切割出所有的碳化硅晶圆块的形状,以形成一层切割层,然后,控制碳化硅晶圆10上升预设高度,再重复切割形成另一层切割层,如此重复后,得到若干层切割层,所有的切割层叠加可以形成若干个碳化硅晶圆块。这样,可以提高切割效率,节约成本。
[0085]
或者,控制焦点在平行于碳化硅晶圆10的平面(水平面)沿所述预设路径移动,切割出所有的碳化硅晶圆块的形状,以形成一层切割层,然后,控制碳化硅晶圆10下降预设高度,再重复切割形成另一层切割层,如此重复后,得到若干层切割层,所有的切割层叠加可以形成若干个碳化硅晶圆块。这样,可以提高切割效率,节约成本。
[0086]
需要说明的是,预设高度需要根据焦点在碳化硅晶圆10内部初始位置、碳化硅晶圆10的厚度等进行确定,且不能切割到碳化硅晶圆10的上下两表面。预设路径可以根据需要切割形成的碳化硅晶圆块的形状、数量进行确定。
[0087]
本实施例中,焦点在碳化硅晶圆10的内部移动,相比较于现有技术中激光在碳化硅晶圆10的表面切割而破坏碳化硅晶圆10的表面,本发明焦点在碳化硅晶圆10的内部移动,在碳化硅晶圆10内部进行改质切割,能够保持碳化硅晶圆10的两个表面的完整性,以避免切割过程中产生碎屑、粉尘,从而提高成品质量。
[0088]
优选的一个实施方式,将碳化硅晶圆10背面朝下置于陶瓷真空吸盘上,使碳化硅晶圆10吸附在吸盘上。陶瓷真空吸盘固定于可移动的z/y/z平台上。保持激光位置不变,利用x/y/z平台的移动进行往复切割,每个切线处需要切割10次,移动速度为250mm/s。这10次切割需要按照一定的间距改变碳化硅晶圆10的z轴高度,让改质线沿z轴方向构成改质面。隐形切割的方向为平行和垂直于碳化硅晶圆10直边两个方向。进行等间距切线,碳化硅晶圆10被划分成尺寸相同的芯片方阵。
[0089]
如图6所示,在本发明碳化硅晶圆切割方法一实施例中,所述控制所述碳化硅晶圆10在水平面上沿预设路径移动,使所述焦点在所述碳化硅晶圆10的内部移动,以割画出若干个方形,并形成一层切割层的步骤包括:
[0090]
s3311:控制所述碳化硅晶圆10在水平面上沿第一方向割画出若干相互间隔的第一切线;
[0091]
s3312:控制所述碳化硅晶圆10在水平面上沿第一方向割画出若干相互间隔的第
二切线;其中,所述第一方向与所述第二方向垂直,以使若干第一切线和若干第二切线纵横交错而分割出若干个方形。
[0092]
本实施例中,切割的方向为平行和垂直于碳化硅晶圆10直边两个方向。进行等间距切线,碳化硅晶圆10被划分成尺寸相同的芯片方阵。矩形碳化硅晶圆块所采用的切割轨迹中,第一轨迹n和第二轨迹m相互垂直,在加工具有切割道的碳化硅晶圆10时,第一轨迹n与横向切割道相对应,第二轨迹m与纵向切割道对应。由于切割轨迹中的第一轨迹n和第二轨迹m相互垂直,从而激光沿切割轨迹在碳化硅晶圆10的上表面上加工的划痕及裂纹也将纵横交错,以分别对应分割碳化硅晶圆块a的四边。这样可以提高切割效率,并且能够等到大小相同的若干个碳化硅晶圆块。
[0093]
如图6所示,在本发明碳化硅晶圆切割方法一实施例中,所述控制所述焦点在所述碳化硅晶圆10的内部移动,以割画出若干个碳化硅晶圆块的步骤中,所述焦点相对于所述碳化硅晶圆10的移动速度大于或等于250mm/s且小于或等于500mm/s。
[0094]
本实施例中,焦点的能量大小为e,其中,6μj≤e≤10μj。焦点相对于碳化硅晶圆10的移动速度大于或等于250mm/s且小于或等于500mm/s。焦点相对于碳化硅晶圆10的移动速度可以是250mm/s、300mm/s、350mm/s、400mm/s、500mm/s等。若焦点相对于碳化硅晶圆10的移动速度为250mm/s,可以让6μj~10μj的焦点,不会在碳化硅晶圆10内部的某个位置停留太久而积攒过多能量扩散影响到其他部分,也不会因为停留时间太短而能量不足以改质,从而可以提高稳定性,且能提高效率。若焦点相对于碳化硅晶圆10的移动速度为350mm/s,可以让6μj~10μj的焦点,不会在碳化硅晶圆10内部的某个位置停留太久而积攒过多能量扩散影响到其他部分,也不会因为停留时间太短而能量不足以改质,从而可以提高稳定性,且能提高效率。若焦点相对于碳化硅晶圆10的移动速度为500mm/s,可以让6μj~10μj的焦点,不会在碳化硅晶圆10内部的某个位置停留太久而积攒过多能量扩散影响到其他部分,也不会因为停留时间太短而能量不足以改质,从而可以提高稳定性,且能提高效率。
[0095]
如图7所示,在本发明碳化硅晶圆切割方法一实施例中,所述扩张所述碳化硅晶圆10的外表面,以使所述碳化硅晶圆10沿改质处分裂成若干个所述碳化硅晶圆块的步骤包括:
[0096]
s41:对碳化硅晶圆10的背面贴薄膜;
[0097]
s42:扩张所述薄膜,以扩张所述碳化硅晶圆10的外表面,使所述碳化硅晶圆10沿改质处分裂成若干个所述碳化硅晶圆块。
[0098]
本实施例中,薄膜可以为蓝膜或uv膜或者其他有效的薄膜。uv膜是专为晶圆研磨、切割及承载加工之用而设计。uv膜具有高粘着力。利用贴膜机,将碳化硅晶圆10背面贴上蓝膜,并将蓝膜固定在金属环上。使用真空扩膜机,扩张贴在碳化硅晶圆10表面的蓝膜,从而扩张碳化硅晶圆10的外表面,以使碳化硅晶圆10沿改质处分裂成若干个碳化硅晶圆块。具体地,对膜片进行扩膜处理时,膜片向外延展,进而将分片后的碳化硅晶圆块相互分离,以便后续工艺对碳化硅晶圆块进行作业。
[0099]
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
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