一种改善激光剥离表面粗糙度的方法与流程

本发明属于激光切割，具体涉及一种改善激光剥离表面粗糙度的方法。

背景技术：

1、碳化硅作为一种被广泛应用的第三代半导体材料，具有高硬度、高熔点、高耐磨性、高耐腐蚀性、高热导率、高导电率等优异性能，加工难度较高，切割作为晶体加工中的重要工序，目前生产常用的切割方式是往复式多线切割，但是碳化硅材料成本高，晶锭长度短，需将数个晶锭粘接后进行多线切割，生产效率低，切割损耗大，晶片的表面取向难以控制，并且对设备的稳定性要求较高。

2、激光剥离技术在第三代半导体材料中的应用逐渐增多，可以避免多线切割加工周期长、切割损耗大的缺点，并且具有单片处理灵活、表面曲线调整容易的优点。

3、激光剥离是将激光精密加工技术与晶体剥离技术的结合，预先在晶体内特定位置制造出结合力较薄弱的改制层，有利于剥离工艺中形成确定的晶体断裂位置，从而提升了剥离过程的可控性与晶片厚度的一致性，这对于碳化硅等高强度、高脆性、高成本的单晶材料加工尤为重要。

4、激光剥离的表面呈现平面，但表面有一定的改质层残留，传统激光剥离过程中都是逐渐增大扫描间距，在不断的实验中改善激光剥离表面粗糙度，该过程繁琐，损耗较大。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种改善激光剥离表面粗糙度的方法，旨在解决传统激光剥离改善表面粗糙度需要逐渐调整扫描间距进行验证，过程繁琐、损耗较大的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种改善激光剥离表面粗糙度的方法，包括：

3、s10：测量待加工晶圆表面的偏角θ，并确定待加工晶圆表面的法线；

4、s20：取一晶圆样品，该晶圆样品的材质与待加工晶圆的材质相同，用激光剥离器在晶圆样品上击打，确定该激光剥离器的光斑直径a；

5、s30：计算扫描间距b：

6、b=a/tanθ；

7、s40：确定待加工晶圆表面的法线在xy面上的投影线，调整激光剥离器中激光的出射方向与投影线垂直，并在扫描间距b的条件下对待加工晶圆的表面进行剥离。

8、在一种可能的实现方式中，所述s10步骤包括：

9、s11：测量待加工晶圆在x轴方向上的<0001>面的角度α；

10、s12：测量待加工晶圆在y轴方向上的<0001>面的角度β；

11、s13：通过公式计算待加工晶圆表面的偏角θ：

12、（tanα）2+（tanβ）2=（tanθ）2；

13、s14：通过公式计算投影线与x轴的夹角φ：

14、tanφ=tanβ/tanα。

15、在一种可能的实现方式中，所述s11步骤中的角度α和s12步骤中的角度β均通过x射线定向仪进行测量。

16、在一种可能的实现方式中，将待加工晶圆放置在可旋转的载物台上，s11步骤测量完毕后，将载物台旋转90°进行s12步骤的测量。

17、在一种可能的实现方式中，所述载物台通过电机驱动旋转，所述载物台的外周设有位置传感器，所述位置传感器与所述电机通讯连接。

18、在一种可能的实现方式中，所述载物台上设有定位环，所述定位环、所述电机的输出轴以及所述载物台均同轴，所述待加工晶圆放置在所述定位环内圈。

19、在一种可能的实现方式中，所述待加工晶圆在所述载物台上测量完角度α和角度β后，将载物台旋转角度φ，使用激光剥离器对待加工晶圆的表面进行剥离。

20、本申请实施例所示的方案，与现有技术相比，将晶圆的偏角考虑到激光剥离中参数的设定上，通过对晶圆偏角和偏角投影的方向的测量和计算，从而结合光斑的大小，对激光剥离器的扫描间距进行确定，相较于传统通过多次试验得到合适的扫描间距，本方法更加方便，并且由于扫描间距考虑到了晶圆偏角的因素，可保证在激光剥离的时候使得晶向在xy面上的投影与激光扫描方向垂直，提高剥离的效率，降低剥离后表面粗糙度。

技术特征：

1.一种改善激光剥离表面粗糙度的方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的改善激光剥离表面粗糙度的方法，其特征在于，所述s10步骤包括：

3.如权利要求2所述的改善激光剥离表面粗糙度的方法，其特征在于，所述s11步骤中的角度α和s12步骤中的角度β均通过x射线定向仪进行测量。

4.如权利要求2所述的改善激光剥离表面粗糙度的方法，其特征在于，将待加工晶圆放置在可旋转的载物台上，s11步骤测量完毕后，将载物台旋转90°进行s12步骤的测量。

5.如权利要求4所述的改善激光剥离表面粗糙度的方法，其特征在于，所述载物台通过电机驱动旋转，所述载物台的外周设有位置传感器，所述位置传感器与所述电机通讯连接。

6.如权利要求5所述的改善激光剥离表面粗糙度的方法，其特征在于，所述载物台上设有定位环，所述定位环、所述电机的输出轴以及所述载物台均同轴，所述待加工晶圆放置在所述定位环内圈。

7.如权利要求4所述的改善激光剥离表面粗糙度的方法，其特征在于，所述待加工晶圆在所述载物台上测量完角度α和角度β后，将载物台旋转角度φ，使用激光剥离器对待加工晶圆的表面进行剥离。

技术总结
本发明提供了一种改善激光剥离表面粗糙度的方法，属于激光切割技术领域，所述改善激光剥离表面粗糙度的方法包括：S10：测量待加工晶圆表面的偏角θ，并确定待加工晶圆表面的法线；S20：取一晶圆样品，该晶圆样品的材质与待加工晶圆的材质相同，用激光剥离器在晶圆样品上击打，确定该激光剥离器的光斑直径A；S30：计算扫描间距B：B=A/tanθ；S40：确定待加工晶圆表面的法线在XY面上的投影线，调整激光剥离器中激光的出射方向与投影线垂直，并在扫描间距B的条件下对待加工晶圆的表面进行剥离。本发明提供的改善激光剥离表面粗糙度的方法将晶圆的偏角考虑到激光剥离中参数的设定上，提高剥离的效率。

技术研发人员：李永超,郑向光,刘凯辉,崔景光
受保护的技术使用者：河北同光半导体股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/16