一种脆性材料分离装置、脆性材料分离方法及硅片与流程

本发明涉及脆性材料分离，特别是涉及一种脆性材料分离装置、脆性材料分离方法及硅片。

背景技术：

1、目前，脆性材料的切片通常使用金刚线线切割工艺，受金刚线直径与工艺方法的限制，金刚线切割的局限性也越发凸显，对于超薄片子的切割具有一定的限制。

2、因此一种新的加工手段——超快激光隐形切割技术，即利用穿透式较高的激光束聚焦在材料内部，通过激光扫描使内部的材料结构发生变形，形成改质面，再对材料施以外力将其分开的一种切割技术。与传统的激光切割技术相比较，激光隐切技术由于将激光焦点限定在材料内部，对材料表面和底面不产生热损伤，有效地解决了传统激光带来的热影响区和微裂缝等问题。但是在实际加工过程中，利用激光将脆性材料进行改质处理后，在脆性材料内形成改质面，然后通过机械拉拔将脆性材料剥离成片，然而，由于脆性材料边缘容易产生局部未改质区域，在机械拉拔分片过程中容易造成片子的边缘存在裂片损伤的风险。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种脆性材料分离装置、脆性材料分离方法及硅片。

2、为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种脆性材料分离装置，包括：激光改质机构、分片机构以及拔片机构；

3、所述激光改质机构用于自下而上对脆性材料进行改质处理，以使脆性材料内部形成具有设定间隔的改质面；

4、所述分片机构设置于激光改质机构的一侧，用于固定和加热形成有改质面的所述脆性材料；

5、所述拔片机构设置于所述分片机构的上方；

6、所述拔片机构沿z轴方向相对所述分片机构运动，所述拔片机构和所述分片机构分别用于吸附所述脆性材料的相对两侧，以将所述脆性材料进行剥离成片子。

7、可选地，所述分片机构包括第一承接层、加热层以及第一吸附层；

8、所述加热层、所述第一吸附层依次设置于所述第一承接层；

9、所述第一吸附层用于吸附所述脆性材料；

10、所述加热层用于对所述第一吸附层进行加热。

11、可选地，所述分片机构还包括第一隔离层；

12、所述第一隔离层设置于所述第一承接层和所述加热层之间，用于隔断所述加热层将热辐射至所述第一承接层。

13、可选地，所述拔片机构包括第二承接层和第二吸附层；

14、所述第二吸附层设置于所述第二承接层，所述第二吸附层用于吸附所述脆性材料。

15、可选地，所述拔片机构还包括第二隔离层；

16、所述第二隔离层设置于所述第二承接层和所述第二吸附层之间，用于对所述第二吸附层进行冷却。

17、可选地，所述拔片机构还包括第一驱动件；

18、所述第一驱动件与所述第二承接层远离所述第二吸附层的一侧连接，用于驱动所述第二承接层沿z轴运动。

19、可选地，所述激光改质机构包括：激光器、工作平台、定位平台以及激光加工头；

20、所述定位平台用于固定脆性材料，所述定位平台分别沿x轴方向和y轴方向活动连接于所述工作平台；

21、所述激光加工头沿z轴方向相对所述工作平台活动；

22、所述激光加工头分别与所述激光器和所述定位平台对应设置，所述激光加工头用于将所述激光器射出的光束传输至所述定位平台上的脆性材料，以使脆性材料内自下而上形成具有设定间隔的改质面。

23、可选地，所述激光加工头具有光学模组，所述光学模组包括衰减器、准直扩束模组、能量匀化模组、掩膜板以及聚焦物镜；

24、所述衰减器与所述激光器相对，用于接收所述激光器射出的光束；

25、所述聚焦物镜与所述定位平台对应设置，用于将光束传输至所述定位平台上的脆性材料；

26、所述准直扩束模组、能量匀化模组、掩膜板依次设置于所述衰减器和所述聚焦物镜之间，用于将经过所述衰减器的光束传输至所述聚焦物镜。

27、可选地，所述激光改质机构还包括拱形架；

28、所述拱形架设置于所述工作平台上，所述拱形架上设置有第三滑轨；

29、所述激光加工头滑动连接于所述第三滑轨。

30、第二方面，本发明实施例还公开了一种脆性材料分离方法，所述脆性材料分离方法包括：

31、使用激光改质机构自下而上对脆性材料进行改质处理，以使脆性材料内部形成具有设定间隔的改质面；

32、使用分片机构固定形成有改质面的脆性材料；

33、使用所述分片机构加热所述脆性材料；

34、使用拔片机构吸附脆性材料远离所述分片机构的一侧；

35、驱动所述拔片机构沿z轴方向相对分片机构运动，以将所述脆性材料剥离成片子。

36、本发明实施例包括以下优点：

37、在本发明实施例中，所述拔片机构沿z轴方向相对所述分片机构运动，且所述拔片机构和所述分片机构可以分别用于吸附脆性材料的相对两侧，这样，所述拔片机构可以将片子从脆性材料上剥离，进而实现将脆性材料剥离成片子。由于所述分片机构用于加热形成有改质面的脆性材料，使得改质面内产生的应力在升温过程中得到充分释放，能够避免片子在剥离过程中因应力作用而出现裂片，而且，通过加热，使得改质面中的裂纹向边缘未充分改质部分进行充分延展，可以降低剥离得到的片子出现边缘裂片的风险。

技术特征：

1.一种脆性材料分离装置，其特征在于，包括：激光改质机构、分片机构以及拔片机构；

2.根据权利要求1所述的脆性材料分离装置，其特征在于，所述分片机构包括第一承接层、加热层以及第一吸附层；

3.根据权利要求2所述的脆性材料分离装置，其特征在于，所述分片机构还包括第一隔离层；

4.根据权利要求1所述的脆性材料分离装置，其特征在于，所述拔片机构包括第二承接层和第二吸附层；

5.根据权利要求4所述的脆性材料分离装置，其特征在于，所述拔片机构还包括第二隔离层；

6.根据权利要求4所述的脆性材料分离装置，其特征在于，所述拔片机构还包括第一驱动件；

7.根据权利要求1所述的脆性材料分离装置，其特征在于，所述激光改质机构包括：激光器、工作平台、定位平台以及激光加工头；

8.根据权利要求7所述的脆性材料分离装置，其特征在于，所述激光加工头具有光学模组，所述光学模组包括衰减器、准直扩束模组、能量匀化模组、掩膜板以及聚焦物镜；

9.根据权利要求7所述的脆性材料分离装置，其特征在于，所述激光改质机构还包括拱形架；

10.一种脆性材料分离方法，其特征在于，所述脆性材料分离方法包括：

11.一种硅片，其特征在于，所述硅片采用权利要求1至9任一项所述的脆性材料分离装置或权利要求10所述的脆性材料分离方法制备而成；

技术总结
本发明实施例提供了一种脆性材料分离装置、脆性材料分离方法及硅片，包括：激光改质机构、分片机构以及拔片机构；所述激光改质机构用于自下而上对脆性材料进行改质处理，以使脆性材料内部形成具有设定间隔改质面；所述分片机构设置于所述激光改质机构的一侧，用于固定和加热形成有改质面的所述脆性材料；所述拔片机构设置于所述分片机构的上方；所述拔片机构沿Z轴方向相对所述分片机构运动，所述拔片机构和所述分片机构分别用于吸附所述脆性材料的相对两侧，以将所述脆性材料剥离成片子。能够避免片子在剥离过程中因应力作用而出现裂片，可以降低剥离得到的片子出现边缘裂片的风险。

技术研发人员：霍元杰,彭云成,周锐,吴兆
受保护的技术使用者：隆基绿能科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15