CN110691671B - 用于具有限定地定向的改性线的晶片制造的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明因此涉及一种用于将至少一个固体层(2)从供体衬底(1)分离的方法。根据本发明,方法优选地至少包括如下步骤:提供供体衬底(1),其中供体衬底(1)具有晶格平面(6),所述晶格平面相对于平坦的主表面(8)是倾斜的,其中主表面(8)对供体衬底(1)沿供体衬底(1)的纵向方向在一侧限界,其中晶格平面法线相对于主表面法线沿第一方向倾斜;提供至少一个激光器;将激光器的激光辐射经由主表面(8)引入到供体衬底(1)的内部中,用于在至少一个激光焦点的区域中改变供体衬底(1)的材料特性,其中激光焦点通过激光器的由激光发射的激光束形成,其中材料特性通过激光辐射到供体衬底(1)中的进入地点的改变而造成的改变构成线形构型(103),其中在至少一个产生平面(4)上产生材料特性的改变,其中供体衬底(1)的晶格表面(6)相对于产生平面(4)倾斜地定向,其中线形构型(103)相对于在产生平面(4)和晶格平面(6)之间的相交部位处得出的交接线(10)是倾斜的,其中由于改变的材料特性,供体衬底(1)以亚临界的裂纹的形式撕裂;通过将外力导入到供体衬底(1)中以连接亚临界的裂纹来分离固体层(2),或者将如此多的材料在产生平面(4)上借助于激光辐射改变,使得在连接亚临界的裂纹的条件下,固体层(2)从供体衬底(1)剥离。

Description

用于具有限定地定向的改性线的晶片制造的方法
技术领域
本发明涉及一种用于将至少一个固体层从供体衬底分离的方法。
背景技术
半导体材料例如在由结晶材料构成的大的柱体、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刮刀的线割工艺来执行。所述线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所述方面要求在晶片制造工艺中的必要的抛光和磨削步骤,这引起附加的损坏和工艺成本。
为了克服在半导体的常规的切片和打薄中的所述问题,发展所谓的少切口技术,所述少切口技术保证减少切缝损失——尽管不可消除所述切缝损失,以及在表面下方的损坏和磨削工艺步骤。尤其地,在外部施加的所谓的剥落工艺用于将——通常取决于温度的——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、银铝合金、环氧树脂、铝和镍来进行。少切口的切片工艺具有显著减少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***)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。衬底在剥落之后然而示出所谓的瓦尔纳线(Wallner-linie),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。将连接的材料冷却至低于聚合物的玻璃化转变温度引起应力,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,通过冷却的工艺,与也用于剥落的高温方法相比,不出现不期望的化学组分穿过材料的提高的扩散。
剥落方法然而倾向于,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导出。通常,裂纹在边缘处的特定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,从所述点开始在继续加工和制造电路之前需要在衬底上的附加的抛光或磨削步骤。
申请人的文件WO2016/083610公开将固体层与供体衬底激光辅助地分离,尤其产生改性部的实例,其公开内容引入本文。
通过文件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。分离与超声波加载相关地进行。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层与供体衬底分离的方法,所述方法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和/或提供用于有利地制造电部件的可能性,和/或提供有利的多部件装置。
在上文中提到的目的通过一种用于将至少一个固体层与供体衬底分离的方法来实现。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,其中供体衬底具有晶格平面,所述晶格平面相对于平坦的主表面是倾斜的,其中主表面对供体衬底沿供体衬底的纵向方向在一侧限界,其中晶格平面法线相对于主表面法线沿第一方向倾斜;提供至少一个激光器;将激光器的激光辐射经由主表面引入到固体内部,用于在至少一个激光焦点的区域中改变固体的材料特性,其中激光焦点通过激光器的由激光器发射的激光束形成,其中材料特性通过激光辐射到供体衬底中的进入地点的改变造成的改变构成线形构型,其中材料特性的改变在产生平面上产生,所述产生平面平行于主表面伸展,其中线形构型优选至少部段地直线地延伸,并且其中供体衬底的晶格平面相对于产生平面倾斜地定向,其中线形构型、尤其至少直线延伸的部段相对于在产生平面和晶格平面之间的相交部位处得到的交接线或相交线是倾斜的,其中通过改变的材料特性,供体衬底以亚临界的裂纹的形式撕裂;通过将外力导入到供体衬底中以连接亚临界的裂纹来分离固体层或者将如此多的材料在产生平面上借助于激光辐射改变,使得在连接亚临界的裂纹的条件下,将固体层与供体衬底剥离。主表面在此优选视作为/限定为理想平坦的表面。
所述方法是有利的,其原因在于,线形构型相对于在产生平面和晶格平面之间的相交部位处得出的交接线或相交线是倾斜的,裂纹生长垂直于写入方向(Schreibrichtung)被限界。各写入线的改性因此不在相同的晶格平面中产生,例如各写入线的头1-5%改性部因此可以仅还与同一写入线的后1-5%改性部的晶格平面的一部分、尤其小于75%或小于50%或小于25%或小于10%的部分相交或不与其相交。写入线在此优选长于1cm或长于10cm或长于20cm或直至20cm长或直至30cm长或直至40cm长或直至50cm长。因此,各写入线在相同的晶格平面中产生明显更少的改性部,由此沿着所述晶格平面的裂纹扩展受限。倾斜的在此理解成不平行的或不重叠的,从而例如可以从0.05°的角度开始已经存在,其中即使在非常小的角度下,尤其小于1°,在线形构型的延伸长度之上彼此不同的晶格平面、尤其滑移平面通过一个或多个改性部局部地剖开或改性或改变。
这引起本发明的主要的第二优点,即写入方向不强制必须构成为,使得其他产生的裂纹必须与最近产生的裂纹重叠。现在也可能的是,写入方向是反向的。由于根据本发明的方法造成的裂纹可能短,因此没有出现被最近出现的裂纹遮蔽。这能够实现,尽管写入方向相反,例如仍可以实现小于100μm,尤其小于75μm或者小于50μm或小于30μm或小于20μm或小于10μm或小于5μm或小于2μm的线间距。
作为材料特性的改变在此优选可以理解成产生材料改性部或产生晶格缺陷,尤其引起局部限界的相变。
替选地,本方法可以至少通过如下描述的步骤限定,所述步骤在各实施方式中具有一个或多个借助本文公开的特征:提供固体;在所述固体中产生改性部,尤其借助于激光辐射产生改性部,以构成或产生剥离区域或剥离平面或裂纹引导区域;和由于沿着剥离区域或剥离平面或裂纹引导区域的裂纹扩展分离或者将固体的一部分沿着剥离区域或剥离平面或裂纹引导区域将固体层与固体分离。
其他有利的实施方式是下面的描述部分的主题。
根据本发明的第一优选的实施方式,线形构型或写入线相对于交接线在0.05°和87°之间的角度范围内、尤其在3°或5°和60°之间的角度范围内和优选在10°和50°之间的、尤其在10°和30°之间的、如例如在12°和20°之间或在13°和15°之间的、或在20°和50°之间的、尤其在25°和40°之间的或在30°和45°之间的或在28°和35°之间的角度范围内倾斜。所述解决方案是有利的,因为倾斜是如此大的,使得足够多的不同的晶格平面是同一线形构型或写入线的任一其他改性部的组成部分。
根据本发明的另一优选的实施方式,供体衬底的如此多的材料在构成一个或多个线形构型的条件下改变,使得从各个晶格平面的由于固体层分离露出的端部和材料改变中得出条纹图案(Moreémuster),其中对此产生大量线形地和优选直线地延伸的并且彼此平行定向的材料改变区域。
线形构型在此优选视作为点集,所述点集构成直线或曲线,其中线形构型也能够部段地具有一个或多个直线部分和/或部段地具有一个或多个弯曲部分。在各个点的中心之间的间距在此优选为小于250μm,尤其小于150μm或小于50μm或小于15μm或小于10μm或小于5μm或小于2μm。
优选地,在同一产生平面上产生多个线形构型,优选地至少多个线形构型中的多个相互间以相同的间距设置。优选地,线形构型可以弯曲地、尤其圆弧线形地或直线地构成。
根据本发明的另一优选的实施方式,激光辐射以小于5ns或小于2ns、尤其小于1ns或小于700ps或小于500ps或小于400ps或小于300ps或小于200ps或小于150ps或小于100ps或小于50ps或小于10ps的脉冲长度产生。
优选地,材料特性的改变或改性部分别借助如下激光脉冲产生,所述激光脉冲短于5ns、尤其短于2ns或1ns。尤其优选地,各个激光脉冲的持续时间在50ps和4000ps之间或者在50ps和2000ps之间或者在50ps和1000ps之间,尤其在50ps和900ps之间或者在50ps和700ps之间或者在50ps和500ps之间或者在50ps和300ps之间或者在300ps和900ps之间或者在500ps和900ps之间或者在700ps和900ps之间或者在300ps和500ps之间或者在500ps和700ps之间或者在300ps和700ps之间或者短于900ps或短于700ps或短于500ps或短于300ps或短于100ps或短于50ps。
激光辐射根据本发明的另一优选的实施方式借助如下脉冲能量产生,其中所述脉冲能量位于100nJ和1mJ之间或500nJ和100μJ之间或1μJ和50μJ之间。优选地,每次射入的脉冲能量在物镜之后或在最后的光学扩展机构之后和在激光辐射进入到固体中之前为0.1-50μJ。如果例如应借助用于DOE来产生多个焦点,那么与每个单独的焦点相关联的激光辐射在物镜之后或在最后的光学扩展机构之后和在激光辐射进入到固体中之前具有0.1-50μJ的脉冲能量。
根据本发明的另一优选的实施方式,为了限定的调温或改性部的产生或为了供体衬底的材料特性的改变,尤其局部改变,将脉冲密度在0.1nJ/μm2和10000nJ/μm2之间、优选在1nJ/μm2和1000nJ/μm2之间和尤其优选在3nJ/μm2和200nJ/μm2之间的激光辐射引入到固体中。
根据本发明的另一优选的实施方式,产生用于触发亚临界的裂纹的触发改性部,其中至少一个用于产生触发改性部的工艺参数与至少一个用于产生基本改性部的工艺参数不同,优选地,多个工艺参数彼此不同。附加地或替选地,触发改性部可以沿如下方向产生,所述方向倾斜于如下线的伸展方向倾斜或间隔开,基本改性部沿着所述线产生。
尤其通过触发改性部和/或通过限定剥离区域或剥离平面的改性部或通过构成线形构型的改性部产生的亚临界的裂纹,根据本发明伸展优选小于5mm,尤其小于3mm或者小于1mm或者小于0.5mm或者小于0.25mm或者小于0.1mm。适合的定向在此例如可以对应于在0°和90°之间的角度,优选对应于在85°和90°之间的角度并且尤其优选地对应于90°的角度。
在此涉及阈值工艺,当超过临界强度(即功率/面积)时,触发所述阈值工艺。这就是说,短的脉冲需要少量的能量/脉冲,较高的数值孔径将能量集中到较小的点上,因此也需要较低的能量来达到阈值强度。
较大的深度通常表示吸收损失,因此相反地必须再次调整能量,例如SiC:NA=0.4,180μm深度,3ns脉冲长度,大约7μJ脉冲能量,在350μm的情况下为9μJ。
通常,较硬的材料(蓝宝石、氧化铝陶瓷、SiC、GaN)在线中需要较大的脉冲重叠,即较小的脉冲间距(<=1μm),对此趋于选择更大的线间距(例如>5μm),而较软的材料,如GaAs和Si需要较大的脉冲间距(>1μm)和为此较小的线间距(<5μm)。
实例图案SiC——借助fs脉冲:脉冲能量大约800nJ,脉冲间距50nm和更大,直至200nm,线图案如下:具有1μm间距的30条线,随后20μm空隙,随后再30条线,随后96μm空隙并且随后与30条线、20μm空隙和30条线(始终在线之间具有1μm间距)交叉,随后300μm间隙和随后再30/20/30的线框。深度180μm,SiC的掺杂度(通过表面电阻>21mOhm cm表征),脉冲长度400fs,数值孔径0.65。
固体材料根据一个优选的实施方式为硅,其中数值孔径在0.5和0.8之间,尤其为0.65,入射深度在200μm和400μm之间,尤其为300μm,脉冲间距在1μm和5μm之间,尤其为2μm,线间距在1μm和5μm之间,尤其为2μm,脉冲时长在50ns和400ns之间,尤其为300ns,并且脉冲能量在5μJ和15μJ之间,尤其为10μJ。
固体材料根据一个优选的实施方式是SiC,其中数值孔径在0.3和0.8之间,尤其为0.4,入射深度在100μm和300μm之间,尤其为180μm,脉冲间距在0.1μm和3μm之间,尤其为1μm,线间距在20μm和100μm之间,尤其为75μm,脉冲时长在1ns和10ns之间,尤其为3ns,并且脉冲能量在3μJ和15μJ之间,尤其为7μJ。
实例图案氧化铝陶瓷:脉冲间距500nm,线间距10μm,脉冲时长3ns,脉冲能量22μJ,NA=0.4。
实例图案蓝宝石:3重描述的线相对于平面成0°、45°、90°,分别具有1.5μm的线间距,300nm脉冲间距,在第一通道中的脉冲能量为350nJ,在第二通道中为300nJ并且在第三通道中为250nJ,在此NA为0.65并且脉冲时长为250fs。
通常,表面粗糙度随着脉冲变短而减小,借助飞秒脉冲与借助纳秒脉冲(大于3μm)相比可以产生更好的表面(粗糙度小于3μm),对此工艺更贵并且持续时间更长。皮秒脉冲为中间途径。较短的脉冲的优点是,相变不导热地进行,即在激光脉冲和晶格之间进行较小的耦合,从而激励较小的振荡(光子),工艺因此整体上更冷地进行。因此,较大的区域变得无定形(相变),借此构建临界应力,所述临界应力触发裂纹。
根据本发明的另一优选的实施方式,亚临界的裂纹在5μm和200μm之间,尤其在10μm和100μm之间或者在10μm和50μm之间或者在10μm和30μm之间或者在20μm和100μm之间或者在20μm和50μm之间或者在20μm和30μm之间在固体中扩展。所述实施方式是有利的,因为较小的裂纹扩展要求较小的再处理使用。亚临界的裂纹沿着晶格边界扩展,因为固体的晶格然而优选地相对于剥离平面、尤其以2°和6°之间的角度倾斜,得出轮廓为锯齿形的表面。裂纹越远地伸展,那么在所述锯齿形的表面的凹部和顶部之间的间距就越大,由此当应产生小于80nm或小于50nm或在20nm和50nm之间的表面粗糙度时,也必须移除更多材料。
因此,亚临界的裂纹的裂纹扩展根据本发明的另一实施方式相对于激光束的入射方向沿以90°的角度偏离的倾斜方向伸展,尤其地,裂纹扩展方向相对于入射方向倾斜优选93°和99°之间,尤其刚好94°或98°,或者93°和95°之间。
根据本发明的另一优选的实施方式,在多条线的区域之间的部段撕裂,在所述区域中由于外力的导入或应力,亚临界的裂纹已经扩展,所述外力例如通过玻璃化转变或超声波处理产生。该实施方式是有利的,因为由于在上文中引起的在固体内部的尤其由于亚临界的裂纹造成的预损坏部可以需要明显更小的应力。此外,可以非常精确地引导裂纹。
根据本发明的另一优选的实施方式,在固体的表面上设置或在其上产生接纳层,所述接纳层与固体的表面相对置,在所述表面上设置有用于构成复合结构的层和/或部件。
在触发裂纹之前,在固体的优选未设置有其他层和/或器件的一侧上施加根据方法的接纳层,尤其呈聚合物膜的形式的接纳层。
在激光辐射过程中,根据本发明的另一优选的实施方式在激光辐射进入到供体衬底或进入到固体中之前设置有衍射光学元件(DOE)。激光辐射通过DOE分成多个用于产生多个焦点的光路。DOE优选地在200μm的长度之上引起图像场曲率,所述图像场曲率小于或等于50μm,尤其小于或等于30μm或小于或等于10μm或小于或等于5μm或小于或等于3μm,其中通过DOE同时产生至少2个和优选至少或刚好3个或者至少或刚好4个或至少或刚好5个或者至少或刚好或直至10个或者至少或刚好或直至20个或者至少或刚好或直至50个或者直至100个焦点,用于改变供体衬底的材料特性。该实施方式是有利的,因为可以实现明显的工艺加速。
根据本发明的另一优选的实施方式,多个供体衬底在改变材料特性期间同时并排地在旋转装置上、尤其在旋转台上设置并且可围绕共同的旋转轴线旋转。旋转速度优选大于10转/分钟,并且优选大于50转/分钟,并且尤其优选大于150转/分钟,尤其直至600转/分钟。线形构型在此优选是弯曲的。弯曲的线形构型相对于在产生平面和晶格平面之间的相交部位处产生的交接线倾斜的角度在此优选视作为平均角度,尤其优选仅在产生弯曲的线形构型的情况下限定/使用平均角度。平均角度在此优选仅仅涉及相应的弯曲的线形构型的延伸长度的中间的80%,即延伸长度的头10%的倾斜或角度和后10%的倾斜或角度在此优选不考虑用于确定平均角度。优选地,针对弯曲的线形构型的每个重要的改性,确定相对于相交线的倾斜或角度,将其相加并且除以相加的角度值的数量。
根据本发明的另一优选的实施方式设有用于改变用于加载的激光辐射的特性的射束成型装置、尤其用于改变激光束的极性的装置、尤其呈转动的二分之一波片或普克尔斯盒的形式的射束成型装置,和/或射束成型装置优选构成用于,将激光辐射圆形地或椭圆形地极化,其中供体衬底加载有圆形地或椭圆形地极化的激光辐射,尤其呈四分之一波片的形式。
根据本发明的另一优选的实施方式,射束成型装置设为用于改变用于加载的激光束的特性。激光束的所述特性尤其是激光束的极化特性,激光束在聚焦之前和之后的空间轮廓和用于加载的激光束的各个波长的空间和时间相分布,所述相分布受光路中的各个元件、如聚焦光学元件中的波长相关的分散影响。
对此射束成型装置例如配设有转动的二分之一波片或类似的双折射元件,以改变穿过的激光束的极性。由此,用于加载的激光束的极性与吸收部分的旋转速度相关地改变。附加地,由此也能够在吸收部分上相对于固体的结晶方向以特定角度改变极化方向。这例如也可以通过射束成型装置中的类似于普克尔斯盒(Pockel-Zelle)的元件引起,对二分之一波片附加地或替选地。在这种元件的情况下,外部电场引起材料中的场相关的双折射,所谓的普克尔斯效应或线性电光效应,这可以用于,与施加的电压相关地改变激光束的极性。所述解决方案提供如下优点,其相对于转动的片具有更快的开关时间,从而可以更好地与台的或固体的运动同步。
替选地,射束成型装置也可以构成为,使得激光束在固体的加载之前圆形地极化。激光辐射通常是线性极化的,但是也能够通过双折射光学元件、如四分之一波片转换成圆形极化的光。圆形极化的光相反地通过刚好一个这种元件再次转回成线性极化的光。在此也可能的是,使用由圆形和线性极化的激光辐射构成的组合或混合形状,所谓的椭圆极化的激光辐射。
原则上,由此提供针对所述问题的解决方案,在多光子吸收的情况下,作用横截面非常大程度上与结晶方向或在光的极化方向和结晶定向之间的角度相关,因为在固体旋转时,结晶方向持续地关于激光束改变,这可以通过激光极化的同步的旋转或圆地或椭圆地极化的激光来消除,并且用于多光子吸收的作用横截面保持恒定。
附加地,射束成型装置可以构成为,使得其改变激光束在聚焦之前或在焦点中的空间轮廓。这可以通过简单的元件、如狭缝或望远镜在仅一个空间方向上实现。这种望远镜例如可以由柱形透镜与柱形散光透镜的组合实现,其相对焦距那么预先描述沿一个空间方向的激光束大小变化。但是望远镜也能够由多个元件构成,以便防止激光束的交叉。与激光束在聚焦之前的空间射束轮廓相关地,焦点的形状在对固体加载时同样改变并且被有利地选择。对此,射束成像装置可以附加地构成用于,使得激光束焦点的形状可以与吸收部分的旋转速度相关地或也与固体的定向相关地改变。因此,例如在对固体加载时在固体的更靠近旋转轴线的区域中通过射束成型装置可以在焦点中产生与其匹配的空间轮廓,如例如朝向外部逐渐变细的激光束轮廓。
大量材料、尤其透明材料如玻璃和晶体的特征在于波长相关的折射率。脉冲形式的激光束、尤其在飞秒激光范围内的激光束由如下波长的光谱构成,所述波长在射束成型单元或聚焦的光学元件中在对固体加载之前可以经受不同的折射率。所述分散引起,飞秒激光脉冲变长,由此其峰值强度降低,这对于使用多光子工艺而言是不期望的。射束成型单元可以与此相应地构成为,使得其补偿在聚焦之前或之后在光路中的其他元件的分散。所述分散可以在空间方面作用为色差或在时间方面作用为脉冲延长或脉冲压缩。尤其地,分散可以通过射束成型单元改变和使用,使得在焦点中产生在激光脉冲中存在的波长的预先限定的色彩分布。
用于补偿和将人工相分布引入到激光脉冲中例如以便均衡分散的常见的机构是棱镜或衍射光栅、所谓的基于液晶的空间光调制器(SLM)的组合或啁啾镜(gechirpteSpiegel),其具有特定次序的不同折射率的介电层。
所述解决方案,尤其对于补偿分散,是有利的,因为所述解决方案均衡如下问题:在穿过时的脉冲短(例如小于100fs)的情况下以增强的方式产生分散,即脉冲流散,因为一些光部分比其他光部分更快。脉冲否则会变长,由此其峰值强度会降低,这在使用多光子工艺时是不期望的。
主表面根据本发明的另一优选的实施方式在分离固体层之后是固体层的组成部分并且在分离之后优选地具有比保留的剩余供体衬底更小的厚度。所述实施方式是有利的,因为保留的供体衬底可以再利用并且用作为固体层或用于分离另外的固体层。
供体衬底根据本发明的另一优选的实施方式具有化学化合物,如碳化硅,或者由其构成,其中化学化合物优选具有选自元素周期表的第三、第四和/或第五主族和/或元素周期表的第12副族的一种或多种物质,其中材料改变是供体衬底的初始材料、尤其碳化硅到目标材料、尤其硅和碳的物质转换。
物质转换根据本发明的另一优选的实施方式为化学化合物分解成多个或全部单独的组成部分或元素。所述实施方式是有利的,因为通过有针对性地分解固体的化学化合物,可以限定地设定最适合于分离固体部分的材料组合。
根据本说明书,将固体初始材料优选理解成单晶的、多晶的或无定形的材料。优选地,因为强的各向异性的原子键合力,适合的是具有强各向异性结构的单晶晶体。固体初始材料优选地具有选自元素周期表的第3、4、5主族和/或第12副族的材料或材料组合,尤其由第3、4、5主族和第12副族的元素构成的组合,如例如氧化锌或碲化镉。
除了碳化硅之外,半导体初始材料例如也可以由硅、砷化镓GaAs、氮化镓GaN、碳化硅SiC、磷化铟InP、氧化锌ZnO、氮化铝AlN、锗、锗(III)氧化物Ga2O3、氧化铝Al2O3(蓝宝石)、磷化镓GaP、砷化铟InAs、氮化铟InN、砷化铝AlAs或金刚石构成。
固体或工件(例如晶片)或供体衬底优选地具有选择元素周期表的第3、4和5主族的材料或材料组合,如例如SiC、Si、SiGe、Ge、GaAs、InP、GaN、Al2O3(蓝宝石)、AlN。尤其优选地,固体具有元素周期表的第四、第三和第五主族中的元素构成的组合。能够考虑的材料或材料组合在此例如是砷化镓、硅、碳化硅等。此外,固体可以具有陶瓷(例如Al2O3——氧化铝)或者由陶瓷构成,优选的陶瓷在此例如在一般情况下是钙钛矿陶瓷(如例如含Pb-、O-、Ti/Zr的陶瓷)和在特殊情况下铅镁铌酸盐、钛酸钡、钛酸锂、钇铝石榴石、尤其用于固体激光器应用的钇铝石榴石晶体,SAW陶瓷(表面声波),如铌酸锂、磷酸镓、石英、钛酸钙等。固体因此优选地具有半导体材料或陶瓷材料或者尤其优选地固体由至少一种半导体材料或陶瓷材料构成。固体优选地是晶锭或晶片。尤其优选地,固体为对于激光束而言至少部分透明的材料。因此此外可以考虑的是,固体具有透明材料或者部分地由透明材料、如例如蓝宝石构成或制成。在此也单独地或以与其他材料组合的方式考虑作为固体材料的其他材料例如是“宽带隙”材料,InAlSb,高温超导体,尤其是稀土金属酮酸盐(例如YBa2Cu3O7)。附加地或替选地可以考虑的是,固体具有光掩模,其中作为光掩模材料在本情况下优选可以使用所有在申请日已知的光掩模材料和尤其优选地其组合。此外,固体可以附加地或替选地具有碳化硅(SiC)或由此构成。固体优选是晶锭,所述晶锭在初始状态中,即在分离第一固体部分之前的状态中,优选重量大于5kg或大于10kg或大于15kg或大于20kg或大于25kg或大于30kg或大于35kg或大于50kg。固体部分优选是固体层,尤其是具有至少300mm直径的晶片。
改性可以为固体材料的相变,尤其从碳化硅到硅和碳,由此在固体中产生体积膨胀,这还在固体中产生压应力。
为了产生外力,根据本发明的另一优选的实施方式,将聚合物材料设置在主表面上。聚合物材料优选地具有低于20℃的玻璃化转变温度,尤其低于10℃或低于0℃。聚合物材料尤其优选地冷却至低于玻璃化转变温度的温度,其中通过进行的玻璃化转变在供体衬底中产生机械应力,其中通过机械应力将亚临界的裂纹彼此连接,由此将固体层与供体衬底剥离。优选地,将固体层与固体分离通过如下方式进行:固体在裂纹引导区域中通过改性生长,使得固体层由于材料去除而从固体剥离,或者在材料去除之后产生如下数量的改性部,使得固体在裂纹引导区域中生长,使得固体层从固体剥离,或者应力产生层在固体的朝向环绕的表面倾斜定向的、尤其平坦的表面上产生或设置,并且通过热加载应力产生层在固体中产生机械应力,其中由于机械应力产生用于分离固体层的裂纹,所述裂纹从固体的通过材料去除而露出的表面开始沿着改性部扩展或者固体在产生改性部之后被热加载,尤其冷却,并且由于热加载,固体层从固体沿着裂纹引导区域剥离。
因此在固体上设置或产生接纳层的步骤优选地具有如下特征,接纳层具有聚合物材料、尤其聚二甲基硅氧烷或者弹性体或环氧树脂或具有其组合或者由其构成,并且聚合物材料由于对接纳层的热加载用于尤其机械地在固体中产生裂纹扩展应力而经受玻璃化转变,其中通过裂纹扩展应力,裂纹在固体中沿着裂纹引导区域扩展。
根据本发明的另一优选的实施方式,接纳层大量地至少多数地并且优选全部地具有聚合物材料或者由其构成,其中聚合物材料的玻璃化转变位于-100℃和0℃之间,尤其-85℃和-10℃之间或者-80℃和-20℃之间或者-65℃和-40℃之间或者-60℃和-50℃之间。
接纳层优选由聚合物杂化材料构成或者具有这种聚合物杂化材料,所述聚合物杂化材料优选构成聚合物基质,其中在聚合物基质中存在填充材料,其中聚合物基质优选地是聚二甲基硅氧烷基质并且其中聚合物基质占聚合物杂化材料的质量份额优选为80%至99%并且尤其优选为90%至99%。
接纳层优选作为预制膜提供并且耦联,尤其粘贴或键合到固体上。
因此,根据本发明将聚合物杂化材料用于使用在***方法中,其中从固体初始材料中产生至少两个固体子件。根据本发明的聚合物杂化材料包括聚合物基质和至少一个嵌入其中的第一填充物。只要在下文中谈及一种或所述填充物,同样应将多种填充物的可能性考虑在内。例如,填充物可以包括不同材料的混合物,例如金属颗粒和无机纤维。
作为聚合物基质可以使用任意聚合物或不同聚合物的混合物,借助于其可以产生用于分开固体初始材料所必需的应力。例如,聚合物基质可以作为弹性体基质、优选作为聚二有机硅氧烷基质、尤其优选作为聚二甲基硅氧烷基质构成。这种聚合物材料可以尤其简单地作为基质材料与填充物组合地使用,因为特性由于可变的交联度可以自由地设定并且可以匹配于相应的填充物以及要分开的固体初始材料。根据一个实施变型形式,聚合物基质占聚合物杂化材料的质量份额为80%至99%,优选为90%至99%。
第一填充物可以是有机或无机性质的,并且由化学元素和化学化合物或物质混合物、例如合金构成。
第一填充物构造成,使得所述第一填充物在分开之后在将聚合物杂化材料从固体子件剥离期间作用为反应剂、引发剂、催化剂或促进剂从而与不具有第一填充物的聚合物材料相比引起在分开之后聚合物杂化材料从固体子件的更快的剥离。
第一填充物的具体的化学组分和设计方案以及其质量份额在此尤其与应剥离的聚合物基质的具体材料、为此使用的溶剂和所使用的反应剂相关。此外,固体初始材料的材料和要分开的固体初始材料的大小也具有意义。
第一填充物在聚合物基质中的具体份额强烈与填充物的材料和其作用方式相关。一方面,聚合物基质尽管存在填充物仍符合其产生应力的目的。另一方面,第一填充物的份额必须是足够高的,以便实现对移除聚合物的力求的影响。本领域技术人员可以在简单地浓度相关地执行的实验的范围内求得第一填充物的相应最优的质量份额。
附加地,另一填充物、如例如呈聚合物中的无机网络的形式的热解硅酸贡献于改进机械特性。除了呈网络的形式的所述强的相互作用之外,通过纯流体动力学的增强造成的不那么强的交互作用也可以有助于改进。示例性地,在此提到粘性的有针对性的提高,所述粘性在***方法中能够实现改进的处理,从而可以有助于改进的生产公差。此外,通过所述相互作用,减小关于结构化的重新取向的内部自由度随着增强加固而加难。
这引起在聚合物杂化材料中使用的聚合物的玻璃化转变温度的期望的降低,这在***方法中能够实现较低的温度的优点。根据本发明,将聚合物杂化材料中的第一填充物用于加速聚合物杂化材料从固体子件的剥离,所述固体子件通过借助于***方法的分开得到,在所述***方法中,将固体初始材料分成至少两个固体子件。
第一填充物可以在聚合物基质中分布成,使得第一填充物的质量份额从聚合物杂化材料的在***方法期间与固体初始材料连接的外部的、即下部的边界面朝向聚合物杂化材料的平行于下部的边界面设置的另一边界面减小。这表示,填充物的质量份额在靠近固体初始材料或子件处大于在聚合物杂化材料的其余区域中。第一填充物的所述分布能够实现在分离之后尤其有效地移除聚合物杂化材料,因为第一填充物处于靠近固体子件的边界面处并且在那里可以发挥其作用。同时地,聚合物杂化材料的其余区域具有较少份额的第一填充物或根本不具有第一填充物的份额,使得聚合物的功能尽可能少地受影响。
在一个设计方案中,聚合物杂化材料层状地构造,其中仅朝向固体初始材料的层具有第一填充物,而其余的聚合物杂化材料不具有第一填充物。
此外,聚合物杂化材料的直接邻接于其下部的边界面的下部区域不具有第一填充物。借此,可以得出如下区域次序:与固体初始材料相邻地首先存在不具有第一填充物的区域,随后是具有高份额的第一填充物的区域,并且随后是具有低份额的第一填充物或不具有第一填充物的区域。
所述和全部在下文中描述的区域可以以层的形式构成,即区域大部分平行于固体初始材料的边界面延伸,在所述边界面上施加聚合物杂化材料并且至少在所述边界面的区域中具有纵向和横向膨胀。
不具有第一填充物的下部区域尤其可以设为用于如下情况:第一填充物使聚合物杂化材料在聚合物初始材料上的附着变差。为了避免所述内容,首先设置不具有第一填充物的区域,跟随着的是具有高份额的第一填充物的区域,借此第一填充物可以实现其功能。不具有第一填充物的下部层例如可以具有在10μm和500μm之间、例如为100μm的厚度。
此外,聚合物杂化材料的直接邻接于其上部边界面的上部区域不具有第一填充物。将上部边界面在此理解成如下边界面,所述边界面对聚合物杂化材料与下部的边界面和与固体初始材料相对置地朝向环境限界。下部的和上部的边界面可以彼此平行地设置。
不具有第一填充物的这种上部区域尤其可以在如下情况下设置,即第一填充物负面地影响在环境和聚合物杂化材料之间的热传递,例如聚合物杂化材料的冷却可能延迟。
第一填充物可以包括如下材料或者由如下材料构成:所述材料与试剂、优选氧化剂反应,以释放气态产物。
由此,在聚合物基质中可生成腔,所述腔能够实现反应剂和溶剂地更快地接触聚合物基质和可能存在的牺牲层,并且此外引起反应物和溶解的组成部分的更快的运出。
通过生成气态的反应产物,可以引入附加的驱动力,所述驱动力进一步地支持聚合物杂化材料的移除。
构成附加的腔以及产生气态的反应产物加速聚合物移除从而有助于提高***方法的总收益。通过第一物质的份额的变化,在固体子件和聚合物杂化材料之间或在牺牲层和聚合物杂化材料之间的边界区域中的腔密度有针对性地受到影响。
第一填充物可以包括金属,尤其铝、铁、锌和/或铜,或者由金属构成,尤其由上文提到的金属构成。
“由……构成”关于全部在上文中提到的材料包括,可以包含技术引起的杂质或技术引起的掺杂物,其例如对于制造填充物及其分配或接合到聚合物基质上是有帮助的。
金属填充物可以与氧化剂、如例如盐酸、硝酸、柠檬酸、甲酸或硫酸反应,以释放气态产物,从而从聚合物气体中移除。
例如,铝与浓盐酸反应,以构成根据下面的等式的溶剂化的金属离子和氢:6HCl+2Al+12H2O!2[AlCl3*6 H2O]+3H2
类似地,锌作为填充物的反应通过与浓盐酸的反应引起形成5个附加的腔:Zn+2HCl!ZnCl2+H2。在提到的实例中,通过生成氢引入附加的驱动力,所述驱动力进一步地辅助聚合物杂化材料的移除。此外,第一填充物可以改进聚合物杂化材料之内的温度传导性,例如第一填充物具有比聚合物基质的聚合物更高的温度传导性。这例如能够是如下情况:如果对于第一填充物包括金属的情况的另一优点在于在聚合物杂化材料之内的改进的温度传导性。由此通过改进的温度传导性,为了分开固体初始材料借助于冷却产生的应力是更有效的,即更快地并且在冷却剂消耗更少的条件下可生成。这可以提高***方法的总收益。
此外,在聚合物杂化材料中可以设有第二填充物,所述第二填充物与不具有第二填充物的聚合物杂化材料相比提高聚合物杂化材料在固体初始材料上的附着。优选地,与不具有填充物的聚合物材料相比提高附着。
例如,第二填充物可以为如下填充物,所述填充物可以借助于等离子体激活。通过等离子体激活得出的新的表面形态,所述表面形态可以实现,使得得出与固体初始材料的表面的更强的相互作用,并且结果是改进聚合物杂化材料的附着。
通过等离子体处理可实现的表面形态的类型在此首先与等离子体工艺的工艺控制相关。例如,在等离子体处理期间,可以输送气体,如氮气、氧气、硅烷或氯硅烷,使得例如出现极性基团,所述极性基团可以与固体初始材料的表面更强地相互作用。
第二填充物在聚合物基质中分布成,使得第二填充物的质量份额朝向下部的边界面的方向增大。例如,聚合物杂化材料仅在邻接于下部的边界面的区域中包含第二填充物,其中所述区域也可以构成为在上述定义的意义上的层。
这能够实现第二填充物优选靠近聚合物杂化材料和固体初始材料之间的边界面的设置,由此改进附着从而能够实现到要分开的固体初始材料中的更大的力传递。例如,第二填充物可以包括芯壳聚合物颗粒或核壳聚合物颗粒。
在此如下颗粒是优选的,所述颗粒的聚合物组分与聚合物杂化材料的聚合物基质的区别如下,芯壳颗粒的尤其表面、即壳可被更强地激活,例如借助于低温等离子体激活。
对此的实例是如下芯壳颗粒,所述芯壳颗粒包括聚硅氧烷芯与丙烯酸酯壳或者包括纳米级的硅酸盐芯与环氧化物壳或者包括橡胶芯与环氧化物壳。第二填充物可以借助于低温等离子体、例如冷等离子体来激活。例如,等离子体可以借助用于介电势垒放电(DBE)产生。在此,可以产生在1014至1016m-3的范围内的电子密度。通过DBE产生的“冷的”非平衡等离子体(等离子体体积)的平均温度在环境压力下大约为300±40K。通过DBE产生的非热等离子体的平均温度在环境压力下大约为70℃。
在DBE处理时,将表面例如借助单极的或双极的脉冲加载,所述脉冲的脉冲时长为几微秒直至几十纳秒并且幅值为几千伏至几十千伏范围。在此,不预期在放电空间中的金属电极从而不预期金属污染或电极磨损。
此外高的效率是有利的,因为没有载流子必须在电极上出射或入射。
介电表面可以在低温下改性并且化学激活。表面改性例如可以通过表面形态通过离子轰击引起的相互作用和反应进行。
此外,在等离子体处理时可以有针对性地添加工艺气体,如例如氮气、氧气、氢气、硅烷或氯硅烷,例如SixHyEz,其中E=F,Cl,Br,I,O,H并且x=0至10,z=0至10,SiH4,Si(EtO)4或Me3SiOSiMe3,,以便例如在表面上产生特定的化学基团。第二填充物此外可以借助于电晕处理、火焰处理、氟化、臭氧化或UV处理或准分子处理来激活。通过这种激活,例如可以在第二填充物的表面上生成极化基团,所述表面可以与固体初始材料的表面共同作用,从而改进附着。聚合物杂化材料此外与具有第一填充物的聚合物杂化材料或具有第一和第二填充物的聚合物杂化材料相比可以附加地包括第三填充物。所述第三填充物与聚合物基质的聚合物相比具有更高的温度传导性和/或更高的弹性模量。
例如,聚合物的弹性模量在低温条件下位于低的一位数的兆帕范围内(大约1-3GPa),而例如金属填充物具有处于两位数至三位数的兆帕范围内的弹性模量。在填充物份额相应高的情况下,渗滤的填充物网络是可能的,这能够实现到固体初始材料中的改进的“力耦合输入”。
渗滤主要通过相应的填充物的体积填充度来影响(例如根据纵横比0.1体积%、30体积%至10体积%)。随着导入的力增大,聚合物的粘弹性的层构造可以沉入并且多个渗滤路径变得有效。在此,能够实现改进的热传递,因为可以出现填充物与固体初始材料的表面的改进的接触。
聚合物杂化材料的机械稳定性在低温下也更快速地达到。总体上,出现相应的结构特性轮廓、如聚合物杂化材料的断裂应力和断裂拉伸的较小的标准偏差,从而出现***方法的总收益的提高。地点分辨的特性轮廓改变(在聚合物杂化材料中的应力峰值)从而在固体中更小,这引起***方法的更高的总收益和产生的固体子件的更好的质量。
第三填充物可以引起在环境和聚合物杂化材料之间的改进的热传递和在聚合物杂化材料之内的更快的传热,使得聚合物杂化材料可以更快地被冷却,并且***方法可以整体上更快地从而更有效地执行。
通过提高弹性模量,可以产生用于分开固体初始材料的更高的应力,使得需要尤其高的应力来分开的固体初始材料也可以被分开。
此外,第三填充物也可以用于影响热膨胀系数。在此目标是在聚合物杂化材料的和要分开的固体初始材料的热膨胀系数之间的尽可能大的差异,以便可以产生附加的、分开所需要的应力。优选地,第三填充物具有高的热膨胀系数,即高于聚合物基质的热膨胀系数的热膨胀系数。例如,第三填充物的热膨胀系数可以为大于300ppm/K。
第三填充物可以在聚合物基质中分布成,使得第三填充物的质量份额朝向上部的边界面增大,以便尤其在与环境的边界面处能够实现更快的热传递。
第三填充物可以包括金属、尤其铝、铁、芯和/或铜,或者由上述金属之一构成。金属的特征一般在于高的热导率和温度传导性。
所描述的填充物(第一、第二、第三填充物)可以以颗粒形式在聚合物基质中分布地存在,其中颗粒大小以颗粒的至少一个维度计可以位于μm和nm范围内。除了球形构型之外,填充物颗粒也可以具有其他的设计方案,例如小棒形的或盘形的构型。
填充物颗粒可以具有全部粒度分布,例如单模地或双模地,窄地、尤其单分散地,或宽地。填充物可以物理地,例如通过嵌入到聚合物网络中,和化学地接合到聚合物基质上。此外,所描述的填充物中的一种或多种可以包括无机的或有机的纤维,例如碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维或芳纶纤维,或者由其构成,只要在上文中描述的功能可与此相协调。可选地,也可以添加其他填充物,所述其他填充物包括所提到的纤维或者由所述纤维构成。
纤维通常具有强各向异性的特性。通过填充物在聚合物杂化材料中的方向相关的定位,存在有针对性地影响用于分开固体初始材料所需要的应力的可能性。这可以有助于提高***方法的总收益。附加的优点在将有机的或无机的填充物用作为具有强各向异性的结构的纤维物质的情况下在于,由此可以实现在聚合物杂化材料之内的机械特性的改进。
所描述的填充物此外可以包括芯壳颗粒或由其构成。附加地或替选地,在聚合物杂化材料中可以设有其他填充物,所述其他填充物包括芯壳颗粒或者由其构成。
使用芯壳聚合物颗粒除了改进的可激活性之外也允许重新构造吸收能量的机制,所述机制整体上在使用在***方法中会引起聚合物杂化材料的冲击韧性和断裂韧性提高,尤其提高低温冲击韧性,从而同样可以有助于***方法的更高的整体收益。例如,由聚合物杂化材料构成的膜的机械破坏可以以更小的概率出现,使得可以有益于膜的再利用的可能性。
示例地,通过由于芯壳聚合物颗粒阻止裂纹扩展可以防止在***方法中膜的破坏,从而开放再利用途径。
在此,包含的弹性颗粒可以经受弹性变形,并且形成空腔,由此可以吸收其他附加的能量。同样地,附加的能量吸收可以通过基质的剪切流动来补偿,这整体上改进机械特征。芯壳颗粒的特征在于,由一种材料构成的球形的芯由第二种材料构成的壳包围。壳可以完全地包裹芯或者但是也是可透光的。材料可以为无机材料,如例如金属,或者为有机材料,如例如聚合物。例如,两种不同金属可以彼此组合。但是也存在如下可能性,由聚合物构成的芯借助由金属或第二聚合物构成的壳包围。
芯壳颗粒能够实现第一和第二材料的特征的组合。例如,经由物美价廉的聚合物芯可以确定填充物颗粒的大小和密度,而金属壳可以如上所述地反应。由于其通常单分散的粒度分布,能将芯壳颗粒的特征再精确地预测和设定。
此外,一种或多种填充物(第一、第二和/或第三填充物)可以包括呈工业炭黑(Carbon Black)、石墨、切碎的碳纤维(chopped carbon fiber)、碳纳米纤维(carbonnanofibers)的形式,优选呈碳纳米管(carbon nanotubes,CNT)、如例如多壁的碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes,MWCNT)以及单壁的碳纳米管(single-walledcarbon nanotubes,SWCNT)的形式的碳,或者由其构成。碳纳米管为柱形的石墨层,所述石墨层由不同数量的柱体构造。
如果所述管仅由一个柱体构成,那么所述管称作为单壁的碳纳米管(SWCNT)。如果存在两个或更多个柱体,那么存在双壁的(DWCNT)或多壁的碳纳米管(MWCNT)。这可以优选地同中心地彼此嵌套。
根据不同的实施变型形式,第三填充物可以包括MWCNT或者由其构成,因为其具有尤其高的热导率(>3000W*(m*K)-1)并且同时具有在5-60GPa的范围内的非常高的抗拉强度。高的机械稳定性在此表现为填充物的高的撕裂值,极限弹力和非常好的耐久性。
对此的基础是与离域的p轨道连接的sp2杂交的强的σ-C-C键作为与三个相邻的碳原子的π键。在此,直至90°的弯曲是可能的。
借助SWCNT可以实现还更高的特性值(弹性模量:410GPa至4150GPa,相对于石墨:1000Gpa,SWCNT:热导率大约6000W*(m*K)-1)。当然,在此与MWCNT相比表现出较差的性能/成本关系。MWCNT的柱直径典型地在1nm至100nm的范围内,优选从5nm至50nm,具有500nm至1000μm的长度。
根据另一实施变型形式,第三填充物可以包括MWCNT并且同时第二和/或第一填充物包括工业炭黑或者由其构成,因为在此同样可以实现导热率的改进(例如直至200W*(m*K)-1)。因为使用示例地具有<0.4GPa的值的明显更小的抗拉强度的工业炭黑,所以由两个或更多填充物构成的组合是可能的并且可以引起在***方法中的总***收益的改进和总成本的改进。
在此,炭黑颗粒(CarbonBlack)的平均直径位于5nm至500nm、优选20nm至200nm、尤其优选40nm至100nm的范围内。
此外,填充物可以包括硅酸,例如热解硅酸,或者由其构成。附加地或替选地,可以在聚合物杂化材料中设有其他填充物,所述其他填充物包括硅酸或由其构成。
热解硅酸可以构成三维网络从而促进于改进机械稳定性。因此,这种填充物可以用于有针对性地设定聚合物杂化材料的机械特性。一种或多种所述填充物(第一、第二、第三填充物)可以由同一材料构成,只要这可与其所具有的功能相协调。例如,第一和第三填充物包括铝或者由铝构成。铝可以如上所述用于生成腔从而用于加速聚合物杂化材料从固体子件的剥离,也用于提高温度传导性。这种设计方案简化了制造工艺,因为足够的可以是,仅添加一种或两种填充物,以便满足所有功能。
第一和第二以及可能第三填充物也可以由不同材料构成。由此,可以实现将填充物个体化地从而更好地匹配于期望的功能。
根据本发明的膜包括聚合物杂化材料,如在上文中描述的那样。膜可以具有例如0.5mm至5mm的厚度。
在至少一个所述表面上施加根据本发明的聚合物杂化材料或根据本发明的膜,使得得出相应的连接结构。施加的聚合物杂化材料或施加的膜在下文中也称作为接纳层。这种接纳层的厚度例如能够在0.5mm和5mm之间,尤其在1mm和3mm之间。可选地,聚合物杂化材料或者膜也可以施加到多个露出的表面上,尤其施加到彼此平行设置的表面上。
热加载优选为将接纳层冷却至低于环境温度和优选冷却至低于10℃并且尤其优选冷却至低于0℃并且更优选地冷却至低于-10℃或-40℃。
接纳层的冷却最多优选进行成,使得接纳层的至少一部分经受玻璃化转变。冷却在此可以是到-100℃以下的冷却,所述冷却例如借助于液氮引起。该实施方式是有利的,因为接纳层与温度改变相关地收缩和/或经受玻璃化转变,并且在此产生的力传递到固体初始材料上,由此可在固体中产生机械应力,所述机械应力引起裂纹的触发和/或引起裂纹扩展,其中裂纹首先沿着第一剥离平面朝向固体层的***扩展。
在另一步骤中,将聚合物杂化材料或者膜从固体子件、例如通过化学反应、物理剥离过程和/或机械去除来移除。
聚合物杂化材料从固体子件的剥离过程可以在适度的环境温度下、例如在20℃至30℃的范围内发生,优选地在30℃至95℃、例如50℃至90℃的较高的温度范围内,或者然而例如也在1℃和19℃之间的低的温度范围内发生。
提高的温度范围由于反应速度的提高能够实现化学剥离反应的缩短,例如在聚合物杂化材料和固体之间使用牺牲层的情况下。在使用牺牲层的情况下,剥离可以在含水溶液中进行,有利地在pH值在2-6的范围内时进行。根据不同的实施变型形式,示例地剥离过程可以以借助由适合的非极性的溶剂构成的溶液处理的方式进行,其中在1℃至50℃的范围内的适度的环境温度是优选的,并且20℃至40℃的环境温度是尤其优选的。
在此一个特定的优点是无需对膜的温度作用来进行剥离。在此有利地可以使用脂肪族的和芳族的烃,如例如甲苯、正戊烷、正己烷,但是也可以使用卤化的溶剂,如例如四氯化碳。在此可以将附加的力引入到要剥离的聚合物杂化材料和与固体子件的边界面中,因为通过溶剂处理可以出现聚合物杂化材料的非常强的可逆的胀大,由此整体上简化剥离。
根据另一实施变型形式,可以与牺牲层的在上文中描述的剥离机制和借助适当的非极性的溶剂的处理组合,同样无需对膜的温度影响。
材料去除在此优选地沿固体的纵向方向进行。
根据本发明的另一优选的实施方式,方法附加地具有将供体衬底相对于激光器移动的步骤。激光器在此为了激光辐射的限定的聚焦和/或为了调整激光能量优选连续地根据至少一个参数和优选多个参数、尤其至少两个参数设定。因此,优选地进行位置相关的激光器功率设定,以匹配于试样的或固体的或衬底的不均匀性。
根据制造方法,例如在固体中出现掺杂不均匀性,所述掺杂不均匀性可以借助于所述溶液有利地均衡。实例:将碳化硅(SiC)在气相沉积中通过吹入掺杂气体(N2)制造,在此出现可由眼睛清楚可见的掺杂斑点。所述不均匀性为了成功的激光器调制(足够的损坏,尤其优选在没有感生裂纹的情况下)通常要求与用于否则假设为均匀的工件/试样的平均激光参数不同的激光参数。对于多个试样,工艺参数是鲁棒的(即工艺窗口是足够大的),以便成功地修改用于平均均匀的试样的平均激光参数。针对较大的局部材料特性偏差,必须使用局部调整的激光参数。因此可以考虑在线调整或具有先验知识的调整。
所述解决方案是有利的,因为一些材料(例如:SiC)具有局部的折射率和其他材料特性差异(例如吸收,透射,散射),这借助于位置相关地设定激光加载来均衡或补偿。优选地,单个或多个如下材料特性:吸收、透射、散射、折射率等分别用作为可能的参数。位置相关在此表示,要处理的固体相对于激光加载装置进行相对移动。在此因此可以考虑的是,激光加载装置和/或固体移动。至少一个参数优选在对固体加载激光束之前在分析步骤的范围内被检测。关于入射表面和/或关于固体的加载的体积的参数的改变优选在数据方面以特性曲线数据的形式可调用地被预存并且尤其优选地用于操控激光加载装置,用于对固体的位置相关的激光加载。附加地能够考虑的是,其上设置有固体的移动装置、尤其是X/Y台或旋转台根据特性曲线数据操控或运行。替选地可考虑的是,产生特性曲线数据并且对其进行实时评估,即直接用于操控激光加载装置和/或移动装置。
在线调整因此优选地基于改变,所述改变可实时地(在加工位置之前的传感器准备工作阶段)被检测。尤其在此适合的是无接触的单侧的(即反射的替代透射的)测量方法、如例如光谱反射。对于具有先验知识的调整优选地需要激光器设施,所述激光器设施将具有修正参数K(x,y)的图示作为在处理之前先验知识读入,并且借助于其局部地(x,y)设定激光参数。优选地,将试样在优选地在移动装置、尤其卡盘/载体上固定时优选设有精确的取向,使得所述先验知识可以借助机器中的卡盘/载体配准。为了调整局部的能量密度例如适用的是功率补充,调整的写入图案(其他穿孔密度)或以不同的写入图案的多次运行。
根据另一优选的实施方式,附加的或替选的参数是固体材料的掺杂度,所述掺杂度优选通过分析向回散射的光(优选拉曼散射)来确定,其中向回散射的光具有与为了触发向回散射限定地入射的光不同的波长或不同的波长范围,其中拉曼光谱仪优选是设备的优选的组成部分,并且掺杂度优选借助于拉曼光谱仪来确定,其中一个或多个或全部所述参数优选借助于共同的探测头,尤其同时地检测。拉曼光谱仪优选同样在玻璃、蓝宝石、氧化铝陶瓷的情况下使用。拉曼方法是有利的,因为其在材料的深度上测量,但是仅从一侧,不需要高的透射,并且通过对拉曼光谱的拟合输出载流子密度/掺杂,这可以与激光参数相关联。
附加的或替选的参数根据本发明的另一优选的实施方式是在预定的地点处或在预定的区域中固体的掺杂度,尤其在固体内部,尤其与固体表面间隔开的地点或区域中的掺杂度。优选地,掺杂度与地点信息相联系,使得形成处理图示或提供地点分辨的处理指示,所述处理指示地点相关地预设激光参数,尤其激光焦点和/或激光能量和/或其他机器参数,尤其进给速度。
掺杂度根据本发明的另一优选的实施方式通过分析具有非弹性的散射(拉曼散射)的向回散射的光来确定,其中向回散射的光具有与为了触发向回散射限定地入射的光不同的波长或不同的波长范围,其中向回散射的光从预定地点开始或从预定区域开始向回散射。
该实施方式是有利的,因为在激光方法中,尤其对SiC(但是还有其他材料)必须地点匹配地引导工艺(例如其他的激光能量等)。根据本发明已知的是,例如在SiC中对此尤其掺杂是决定性的,因为所述掺杂改变材料对于加工波长的透明度并且需要更高的激光能量。
掺杂度根据本发明的另一优选的实施方式借助于椭圆光度法测量(例如具有后侧反射的米勒矩阵椭圆光度法)确定。椭圆光度法测量优选地基于材料的光学透射。
根据本发明的另一优选的实施方式,掺杂度借助于纯光学校准的透射测量来确定,其中借助于霍尔测量和4点测量引起校准。所述方法同样可以确定材料中的自由载流子的掺杂/数量,这随后能够确定用于工艺所需要的激光能量。
掺杂度根据本发明的另一优选的实施方式借助于涡流测量来确定,其中优选地确定和评估固体材料中的电导率差异。
在涡流测量时或在使用涡流传感器时或在涡流测量技术中优选地使用发送和接收线圈,以便探测局部的电导率差异。在发送线圈中产生初级高频电磁交变场。在导电材料中随后感生涡流(局部流动的流),所述涡流又引起次级的反向的电磁交变场。所述场的叠加可以被测量、分离和评估。借此,可以测量主要薄的导电层的然而还有散状材料的不同的质量特征(层厚度,层电阻,材料均匀性)。在透射布置中(检查体在发送和接收线圈之间)实现最优的分辨率,但是为了反射率测量两个线圈在试样一侧上的设置也是可能的。通过匹配地设计线圈和频率选择,可以使用不同的进入深度和敏感度。
原则上,因此得到多个测量方法,借助所述测量方法原则上可以测量掺杂。在此重要的是快速的、无接触的、无破坏的方法。
第一参数在此可以为供体衬底的材料的平均折射率或者供体衬底在供体衬底的如下区域中的材料的折射率,所述区域为了限定的材料改变由激光辐射横穿,并且第二参数或替选的第一参数在此可以是在供体衬底的如下区域中的处理深度,所述区域为了产生限定的材料改变而由激光辐射横穿。第一参数优选借助于折射率确定机构、尤其借助于光谱反射确定和/或第二参数优选地借助于形貌确定机构、尤其借助于共焦彩色距离传感器来确定。
根据本发明的另一优选的实施方式,第一参数是固体的材料的平均折射率或者是固体的材料在固体的如下区域中的折射率,所述区域为了产生限定的改性部由激光束横穿,或者是固体在固体的限定的部位处和优选对于限定的固体深度的透射率。第二参数或替选的第一参数根据本发明的另一优选的实施方式是在固体的如下区域中的处理深度,所述区域为了产生限定的改性部而由激光束横穿。第一参数根据本发明的另一优选的实施方式借助于折射率确定机构、尤其借助于共焦彩色距离传感器来确定。
关于参数、尤其关于第一参数和关于第二参数的数据,根据本发明的另一优选的实施方式在数据存储装置中提供,并且至少在产生材料改变之前被输送给控制装置,其中控制装置根据要产生的材料改变的相应的地点来设定激光器,其中控制装置为了设定激光器优选同样将距离数据处理成距离参数,其中距离参数反映相应的地点相对于激光器的间距,在所述地点处将用于产生材料改变的激光辐射在材料改变的时刻导入到供体衬底中,其中距离数据借助于传感器装置来检测。
根据本发明的另一优选的实施方式,产生多个第一线形构型,其中通过每个线形构型产生一个或多个亚临界的裂纹,其中第一线形构型的亚临界的裂纹以限定的间距A1彼此间隔开,其中间距A1是如此大的,使得亚临界的裂纹沿供体衬底的轴向方向不重叠,尤其彼此间隔开至少或直至2μm或者至少或直至5μm或者至少或直至10μm或者至少或直至20μm或者至少或直至30μm或者至少或直至50μm或者至少或直至75μm或至少或直至100μm,并且在至少在两个第一线形构型之间和优选在多于两个第一线形构型之间产生第一线形构型之后,借助于激光束、尤其通过改变材料特性分别产生至少一个另外的线形构型。显微镜观察地,每个改性部或改性部的每个积累引起周围的供体衬底材料的撕裂,尤其沿晶体的滑移平面的延伸方向的撕裂。在线形构型的纵向延伸之上因此可以触发多个亚临界的裂纹。各线形构型的多个亚临界的裂纹优选彼此连接并且由此形成各线形构型的亚临界的主裂纹。
此外,本发明可以涉及一种用于将至少一个固体层与供体衬底分离的方法,所述方法优选地至少包括如下步骤:提供供体衬底,其中供体衬底具有晶格平面,所述晶格平面相对于平坦的主表面是倾斜的,其中主表面对供体衬底沿供体衬底的纵向方向在一侧限界,其中晶格平面法线相对于主表面法线沿第一方向倾斜;提供至少一个激光器;将激光器的激光辐射经由主表面引入到固体的内部中,以在至少一个激光焦点的区域中改变固体的材料特性,其中激光焦点通过激光器的由激光器发射的激光束形成,其中材料特性的改变通过激光辐射到供体衬底中的进入地点的改变构成多个第一线形构型,其中材料特性的改变在产生平面上产生,所述产生平面平行于主表面伸展,其中线形构型优选至少部段地直线地延伸并且其中通过改变的材料特性,供体衬底以亚临界的裂纹的形式撕裂,其中第一线形构型的亚临界的裂纹以限定的间距A1彼此间隔开,其中间距A1是如此大的,使得亚临界的裂纹沿供体衬底的轴向方向不重叠,尤其彼此间隔开至少或直至2μm或者至少或直至5μm或者至少或直至10μm或者至少或直至20μm或者至少或直至30μm或者至少或直至50μm或者至少或直至75μm或者至少或直至100μm,并且在至少在两个第一线形构型之间和优选在多于两个第一线形构型之间产生第一线形构型之后,借助于激光束、尤其通过改变材料特性产生至少一个另外的线形构型;通过将外力导入到供体衬底中以连接亚临界的裂纹,分离固体层,或者将产生平面上的材料借助于激光辐射改变,使得在将亚临界的裂纹连接之后,固体层从供体衬底剥离。
根据本发明的另一优选的实施方式,供体衬底具有带有纤锌矿结构或刚玉结构的六角晶格,其中线形构型相对于相交线成15°和60°的预定角度、尤其在纤锌矿的情况下成25°和35°之间的角度并且优选成30°的角度并且在刚玉结构的情况下成10°和60°之间并且优选45°的角度地产生,或者供体衬底具有立方晶格,其中线形构型相对于相交线成7.5°和60°之间的预定的角度、尤其在单斜晶的立方结构中成17.5°和27.5°之间的角度并且优选22.5°的角度或者在钇铝石榴石的情况下成8°和37°之间并且优选22.5°的角度地产生,或者供体衬底具有三斜晶晶格结构,其中线形构型相对于交接线成5°至50°的预定的角度、尤其成10°和45°之间或者以10°或以45°产生,或者供体衬底具有闪锌矿晶体结构,其中所述线形构型相对于相交线成15°和60°之间的预定角度、尤其在砷化镓的情况下成18°和27°之间的预定角度和优选成22.5°的角度地或者在磷化铟的情况下成18°和27°之间并且优选成22.5°的角度地产生。
5015-67-PCT中的打薄
根据另一优选的实施方式,本发明的特征可以在于一个或多个或全部在下文中提到的步骤,或者具有一个或多个或全部在下文中提到的步骤:借助于激光束在固体内部产生多个改性部,用于构成剥离平面或剥离区域。通过在固体的首先露出的表面处或之上设置或产生层和/或部件来产生复合结构。露出的表面在此优选是要分离的固体层的组成部分。将外力导入到固体中,以在固体中产生应力,或者产生用于沿着剥离区域分开固体的内力。外力或内力在此优选是如此大的,使得应力引起沿着剥离平面或沿着剥离区域的裂纹扩展。
用于构成剥离平面的改性部尤其优选在产生复合结构之前产生。
因此,根据本发明在加工器件之前可以在固体或衬底或工件中产生激光改性层,所述激光改性层优选限定随后的打薄平面或剥离平面。之后进行用于构造或产生层和/或用于制造部件的另一工艺(光刻技术等)。
与固体层一起构成复合结构的层和/或部件优选借助于光刻技术、尤其用例如金属化合物覆层、涂漆、光学曝光(例如通过光掩模扫描)、光刻胶的显影(尤其在低温下,如低于70℃、尤其低于50℃或低于30℃或低于环境温度或低于20℃或低于5℃或低于0℃的温度)、结构的刻蚀来引起。为了产生电路、尤其完成的电路,可以将单独的或多个或全部所述工艺、尤其光刻工艺多次重复,尤其多于10次或直至10次或者多于20次或直至20次或者多于40次或直至40次或者多于80次或直至80次地重复。
在分离固体层之后剩余的固体优选地具有如下厚度,所述厚度尤其比所分离的固体层的厚度大数倍。固体材料优选是半导体材料或者具有半导体材料。
在此要理解的是,在要分离的固体层的表面“处或之上”也可以理解成,在位于用于产生改性部的激光处理之前的高温步骤的情况下,可以对通过高温方法产生的表面进行覆层,在所述表面上随后设置或产生另外的一个层或多个层和/或部件,以产生复合结构。复合结构根据定义在激光处理之后才产生,可能在激光处理之前存在的多层布置在本申请的范围内不称作为复合结构,而是称作为多层布置。
打薄“或thinning”在此表示减小固体的厚度,用于将在常见的制造方法中从设有部件的固体、尤其晶片的材料份额以磨损的方式移除,即例如铣削、磨削或磨掉,其中所述固体优选是晶片,尤其是“厚晶片”。
附加地根据本发明可能的是,在通过将固体层从固体分离而露出的表面处产生金属层,以至少部分地和优选多数地和尤其优选完全地补偿通过剩余的改性部组成部分的压应力引起的固体层的变形或者至少部分地和优选多数地或完全地补偿压应力,和/或优选通过溅射或电化学沉积产生金属层。
根据另一优选的实施方式,本发明的特征可以在于一个或多个或全部在下文中提到的步骤或者具有一个或多个或全部在下文中提到的步骤:借助于激光束在固体内部产生多个改性部,以构成剥离平面。通过改性部优选地在固体中产生压应力。将固体层通过分割剩余的固体和固体层沿着通过改性部形成的剥离平面分离。优选地,在固体层上至少保留产生压应力的改性部的组成部分。优选地,产生如此多的改性部,使得固体层由于改性部从固体剥离或者将外力导入到固体中,以在固体中产生其他应力。外力在此优选是是如此大的,使得应力引起沿着通过改性部构成的剥离平面的裂纹扩展。尤其优选地,每个借此公开的方法可以附加地或替选地具有如下步骤:在通过将固体层与固体分离露出的表面上产生材料层,尤其金属层,以便至少部分地和优选多数地和尤其优选完全地补偿通过剩余的改性部组成部分的压应力引起的固体层的变形或者以便至少部分地和优选多数地或完全地补偿压应力。
所述解决方案是有利的,因为可以提供非常平坦的固体层,而不必对固体层进行切削加工。这尤其在固体材料SiC的情况下是有意义的,因为其制造是非常昂贵的从而应尽可能地避免材料损失。SiC此外是非常硬的,由此必须使用非常昂贵的磨削工具,所述磨削工具由于SiC的高的硬度非常快地磨损。所述解决方案还是有意义的,因为所提供的固体层已经配设有材料层、尤其金属层,以便构成电接触部和/或构成用于散热的接口。优选地,同样通过在固体的首先露出的表面处或之上设置或产生层和/或部件来产生复合结构,其中露出的表面是要分离的固体层的组成部分。优选地,在产生复合结构之前产生用于构成剥离平面的改性部。此外,可以将外力导入到固体中,以在固体中产生应力,其中外力是如此大的,使得应力引起沿着剥离平面的裂纹扩展。
在上文中提出的目的附加地或替选地可以通过一种用于产生电部件的方法来实现。优选地,因此每个在此介绍的方法的特征可以在于一个或多个或全部在下文中提到的步骤或者具有一个或多个或全部在下文中提到的步骤:在固体内部借助于激光束产生多个改性部,以构成剥离平面或剥离区域或裂纹引导层或产生平面。改性部在此优选地在固体中产生压应力。通过在固体的首先露出的表面处或之上设置或产生层和/或部件,产生复合结构,其中露出的表面是要分离的固体层的组成部分。将固体层通过分割剩余的固体和固体层沿着通过改性部构成的剥离平面分离。优选地,在固体层上至少保留产生压应力的改性部的组成部分。优选地,产生如此多的改性部,使得固体层由于改性部而从固体剥离或者将外力导入到固体中,以在固体中产生其他应力。外力在此优选是如此大的,使得应力引起沿着通过改性部构成的剥离平面的裂纹扩展。在分离的固体层中优选存在使固体层变形的压应力。压应力在此优选通过改性部的在固体层中剩余的组成部分产生。单个的或全部在此介绍的方法可以包括如下步骤:在通过将固体层与固体分离露出的表面上产生材料层,尤其金属层,以便至少部分地补偿通过剩余的改性部组成部分的压应力引起的固体层的变形或者以便补偿通过改性部组成部分产生的压应力。优选地,附加地或替选地,通过在固体的首先露出的表面处或之上设置或产生层和/或部件来产生复合结构,其中露出的表面优选是要分离的固体层的组成部分。优选地,在产生复合结构之前产生用于构成剥离平面的改性部。此外,可以将外力导入到固体中,以在固体中产生应力,其中外力是如此大的,使得应力引起沿着剥离平面的裂纹扩展。
固体层的由于分离露出的表面根据本发明的一个优选的实施方式具有第一表面份额,所述第一表面份额具有小于1、尤其小于0.9或小于0.7或小于0.5、尤其在0.01和0.4之间的Ra值(平均粗糙度)。此外,固体层的露出的表面优选具有第二表面份额,所述第二表面份额具有大于1、尤其在1和5之间的Ra值(平均粗糙度)。第一表面份额的份额在此优选大于第二表面份额的份额,其中第二表面份额形成由第一表面份额和第二表面份额形成的总面积的至少1%或至少2%或至少5%或至少10%或在1%和49%之间或在1%和40%之间或在1%和30%之间或在1%和20%之间。所述解决方案是有利的,因为具有Ra值在1和5之间的份额的固体层本身可进一步地被加工,尤其无需其他的表面预处理,如例如磨削或精研。
根据本发明的另一优选的实施方式,材料层、尤其金属层以第一聚集态和高于室温的温度在固体层上产生并且在室温下以第二聚集态存在,其中通过从第一聚集态到第二聚集态的过渡,对固体层加载金属层,用于至少部分地均衡和优选完全地均衡通过剩余的改性部组成部分的压应力引起的变形或压应力。替选地,金属层可以在高于室温的温度范围内在固体层上产生,其中温度范围比室温高至少100℃或150℃或200℃或250℃或300℃或350℃或400℃,并且尤其优选最大直至2000℃或小于固体材料的熔化或蒸发温度,其中通过将金属层冷却至室温,对固体层加载,以便至少部分地均衡和优选完全地均衡通过剩余的改性部组成部分的压应力引起的变形或以便均衡压应力。因此,通过金属层的变冷和/或固化产生力,尤其拉力,通过所述力使固体层优选与通过压应力引起的变形相反地变形,或者通过所述力补偿压应力。压应力优选地引起称作为弓(Bow)的变形。作为室温在此优选定义为20℃,其中室温也可以描述在工艺空间中的温度,所述温度优选可以在0℃和100℃之间或者在20℃和200℃之间。
根据本发明的另一优选的实施方式,金属层通过溅射或电化学沉积产生。优选地,使用例如在具有改性部组成部分的SiC固体层中已知的溅射材料或者可用于电化学沉积的材料、如例如钛、钛钨、镍、铂、TaSi2和/或金。金属层的厚度在此优选地通过如下参数确定:固体层的厚度,固体层的材料,固体层的面积,改性部的类型和数量。
根据本发明的激光加载优选地引起能量输入的材料特定的地点分辨的积聚,从中在限定的一个或多个地点以及在限定的时间内得出固体的限定的调温。在具体应用中,固体可以由碳化硅构成,由此优选地,将固体很大程度上局部受限地调温至例如大于2830+/-40℃的温度。从所述调温中也得出新的物质或相,尤其结晶相和/或无定形相,其中得出的相优选是Si(硅)和DLC(类金刚石碳)相,所述相以明显减小的坚固度产生。通过所述坚固度降低的层,那么得出剥离区域或剥离平面。
此外,在上文中提到的目的通过如下固体来实现,所述固体根据在上文中提到的方法制造并且在固体内部具有至少一个剥离平面,其中剥离平面由改性部形成,所述改性部借助于激光辐射产生。此外,固体具有从高温处理方法中得出的区域。
根据另一优选的实施方式,在区域上设置有或产生有一个/多个层和/或一个/多个部件。替选地,一个/多个层和/或一个/多个部件可以在要分离的固体层的表面处设置或产生。固体优选具有小于1000μm、尤其小于800μm或700μm或600μm或500μm或400μm或300μm或200μm或100μm或80μm或50μm的厚度或平均厚度。
因此,本发明的主题也是在这种经过预先处理的/改性的晶片上制造器件和作为部件衬底的改性的晶片本身。
此外,本发明附加地或替选地涉及一种多部件装置。根据本发明的多部件装置在此优选借助于在此专利文献中描述的方法产生并且尤其优选地具有至少一个固体层。固体层在此优选以多于50%(按重量计)、尤其以大于75%(按重量计)或以大于90%(按重量计)或以大于95%(按重量计)或以大于98%(按重量计)或以大于99%(按重量计)由SiC构成,其中固体层在第一表面的区域中具有产生压应力的改性部或改性部组成部分,其中改性部是固体层的无定形的(相变的)组成部分,其中改性部更靠近第一表面或者所述改性部与第二表面间隔开地构成,其中第二表面平行于或基本上平行于第一表面构成,其中第一表面是平坦的或基本上平坦的,和/或其中第二表面是平坦的或基本上平坦的。此外,根据本发明的多部件装置同样具有在固体层的第一表面处产生的金属层。此外可能的是,在第二表面处设置有一个或多个其他层和/或一个或多个其他部件,尤其以便构成电部件,所述电部件可以用作为水平的或竖直的部件。
优选地,通过在固体的首先露出的表面处或之上设置或产生层和/或部件来产生复合结构,其中露出的表面是要分离的固体层的组成部分。优选地,在产生复合结构之前产生用于构成剥离平面的改性部。此外,可以将外力导入到固体中,以在固体中产生应力,其中外力是如此大的,使得应力引起沿着剥离平面的裂纹扩展。
优选地,改性部与第二表面间隔开小于200μm,尤其小于150μm或小于110μm或小于100μm或小于75μm或小于50μm。
在本发明的意义上,表面在如下情况下优选理解成是基本上平坦的,即表面的每平方厘米在表面贴靠在理想的平滑的或理想平坦的表面上时至少以一部分碰触理想平滑的和理想平坦的表面。
在本发明的意义上,表面在如下情况下优选理解成是平坦的,即表面的每平方厘米、尤其每平方毫米在表面贴靠在理想平滑和理想平坦的表面上时至少以多个、尤其以至少2、3、4或5个部分碰触理想平滑和理想平坦的表面。
根据本发明的另一优选的实施方式,固体由碳化硅(SiC)构成或者具有碳化硅(SiC),其中固体层优选以小于200μm的厚度,优选以小于150μm或小于125μm或小于110μm或小于100μm或小于90μm或小于75μm的厚度与固体分离。所述解决方案是有利的,因为SiC借助于在此提出的方法可以非常好地控制,从而能够以明显更小的材料损失和处理装置的明显更小的磨损产生电部件。
根据本发明的一个实施方式,电部件为竖直器件,优选肖特基二极管和/或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET),其中金属层构成电接触部,尤其欧姆接触部,和/或构成用于散热的接口。所述实施方式是有利的,因为竖直的器件通过本发明在材料和磨损损失相对小的情况下可以非常扁平地(例如通过使用SiC)从而也更容易地产生。这实现如下可能性,即产生明显能效更高的且成本更适宜的电部件。
根据本发明的另一优选的实施方式,电部件是水平器件,优选高电子迁移率晶体管(HEMT),其中金属层优选构成用于散热的接口。该实施方式是有利的,因为所述部件可以更小地、更容易地和更便宜地制造。
根据本发明的另一优选的实施方式中,在固体层的平坦的表面侧的每cm2平均产生多个、尤其至少4个或至少9个或至少36个或至少100个电部件,其中电部件在其产生之后借助于切块彼此分离。该实施方式是有利的,因为各个电部件可以快速地并且非常小心地彼此分离。优选地,各个电部件具有矩形的、尤其正方形的底面。电部件优选具有在0.1mm和5mm之间的外棱边。
根据本发明的一个优选的实施方式,为了导入外力,将接纳层设置在复合结构的露出的表面上,其中接纳层具有聚合物材料并且为了在固体中尤其机械地产生应力而热加载接纳层,其中热加载表现为将接纳层冷却至低于环境温度的温度,其中冷却进行成,使得接纳层的聚合物材料执行部分的或完全的结晶和/或玻璃化转变,并且其中通过应力固体中的裂纹沿着剥离平面扩展,所述裂纹将第一固体层与固体分离。
根据本发明,优选地可以通过用声波、尤其用超声波加载固体将外力导入到固体中,其中固体在此优选设置在用液体填充的容器中。声波、尤其超声波能够以20kHz至100kHz的频率范围、但是也可以在具有100kHz至1MHz的频率范围的高频超声波范围内使用。由于所述频率,优选地在处于液体介质中的固体处出现具有副作用的气穴过程,如例如萎缩的穴蚀气泡。在液态介质中尤其在相界的区域中,在纳秒范围内出现动态形成的穴蚀气泡的内爆和变形并且构成微喷流。地点分辨的能量输出优选地以绝热加热的形式在非常小的空间上通过气体的非常快的压缩发生。在此,出现直至5000开尔文的极端温度和直至500bar的压力,这能够实现在边界层的区域中的否则不发生的物理反应。所述巨大的压差从气泡前部向外的反冲力造成(内爆的冲击波)。在此在所述区域中造成强烈提高的反应速度。根据本发明,尤其优选的是借助于超声波峰值(超声震荡单元)的地点分辨的CNC控制的加载,所述超声波峰值可以有针对性地引起对裂纹触发和/或裂纹引导的影响。地点分辨的压力加载可以有针对性地用于裂纹触发和/或裂纹引导。
均匀的和/或地点分辨的实施方式是有利的,因为尤其在使用接纳层时可以引起非常精确的力导入从而引起裂纹触发和/或裂纹引导。
根据本发明的另一优选的实施方式,固体在产生剥离平面之前借助至少一个高温方法处理,其中高温方法以在70℃和固体的材料的熔化温度和蒸发温度之间的温度执行。
因此在已部分处理的晶片上执行激光步骤显示出另一可能性,这根据本发明尤其优选地在高温步骤之后,但是在其余的工艺之前执行。所述解决方案是有利的,因为还未构成全部结构,所述结构可能通过激光方法损坏。
在此,可以优化激光方法的参数,使得在固体中的压力尽可能最小化,例如通过对固体小心的多次加载,通过较大的线间距和在每次驶过时变小的能量来实现。
激光工艺优选根据衬底的结晶学的取向来执行,即激光改性尤其优选地尽可能控制成,使得在处理期间产生的微裂纹既不妨碍光刻,也不会超临界地伸展离开改性平面并且在触发分离裂纹之后引起衬底损失。在此,例如在SiC中,第一线可以平行于优选的裂纹方向引导,以便限定裂纹平面,之后在第二步骤中,沿90°方向的线再最终触发裂纹并且限定分离平面。
在产生剥离平面之前执行高温步骤是最有利的,因为温度超过70℃的明显的升高伴随着掺杂原子、金属杂质的原子的提高的迁移率和位错或其他晶体缺陷。如果现在剥离平面在高温步骤之前已产生或者已部分地产生,那么例如由此产生的微裂纹可以继续延伸进入或生长进入固体中或要分离的固体层中,由此必须去除更多材料从而可能产生更大的损失。
根据本发明的另一优选的实施方式,至少一个高温方法是外延方法、掺杂方法或在其中使用等离子体的方法。将所有在高于70℃的温度下执行的方法,尤其去除材料的方法理解为高温方法。出现的温度优选小于2000℃或者小于固体材料的熔化或蒸发温度。通过高温方法,优选地实现由固体材料和一个或至少一个产生的或设置的层构成的多层布置。
根据本发明的另一优选的实施方式,通过高温方法,在固体上产生至少一个层,其中至少一个所产生的层具有预先限定的参数,其中至少一个预先限定的参数对折射和/或吸收和/或反射和/或通过激光波的光电效应造成的载流子生成的最大比率进行预设,其中折射和/或吸收和/或反射和/或通过在激光波的光电效应造成的载流子生成的比率低于5%并且优选低于1%并且尤其优选低于0.1%。该实施方式是有利的,因为阻止电路的全部金属元素与激光的相互作用。由于在金属层或金属部件和激光或激光辐射之间的相互作用,可能损坏金属层和/或部件,尤其导电连接。
此外,通过所述实施方式解决其他问题,即在引入激光平面时,当已经在衬底上设置或产生金属结构或部件(例如大于20nm的纵向扩展或沿激光进入方向的延伸)时,其中激光工艺通过在结构处的向回反射或者通过结构本身被破坏,因为例如透射是不理想的。因为优选地为了产生材料改性部使用多光子工艺,材料中的焦点必须是非常精确的,尤其是理想的,以便在波前尽可能不受干扰的同时能够实现所需要的高的强度。因此,所述优点也体现出在处理或产生最终结构、尤其层和/或部件之前进行激光处理的优势。
改性部根据本发明的另一优选的实施方式优选借助于多光子激发、尤其两光子激发产生。
优选地,首先将多个基本改性部在至少部段地均匀伸展的、尤其弯曲的线上、尤其在均匀伸展的部段中产生。所述基本改性部优选借助或与预先限定的工艺参数相关地产生。预先限定的工艺参数优选地包括至少一个脉冲时长、脉冲能量、在一条线之内的脉冲间距、线彼此间的间距、深度和/或数值孔径。优选地,将所述工艺参数中的至少一个值和优选所述工艺参数中的多个值或全部值或所述工艺参数中的多于两个值与固体的晶格稳定性相关地确定。值在此尤其优选地选择成,使得在相应的基本改性部周围的晶格保持完好,即优选撕裂小于20μm或小于10μm或小于5μm或小于1μm。
线间距
根据本发明的另一优选的实施方式,线间距、尤其线形构型的线间距优选在5μm和200μm之间,尤其在10μm和100μm之间,尤其在40μm和80μm之间,尤其在60μm和80μm之间,尤其在70μm附近或刚好70μm或者为70μm+/-10μm或+/-8μm或+/-6μm或+/-5μm或+/-4μm或+/-3μm或+/-2μm或+/-1μm,或者尤其在75μm附近或刚好75μm或75μm或者+/-10μm或+/-8μm或+/-6μm或+/-5μm或+/-4μm或+/-3μm或+/-2μm或+/-1μm。
点间距
根据本发明的另一优选的实施方式,线形构型的各个改性部距同一线形构型的另一改性部的间距为0.05μm至40μm,尤其在0.1μm或 20μm之间,尤其在0.5μm和15μm之间地产生。一个线形构型的两个直接相邻的改性部的间距优选为10μm或刚好10μm或10μm+/-8μm或+/-6μm或+/-5μm或+/-4μm或+/-3μm或+/-2μm或+/-1μm。
数值孔径
根据本发明的另一优选的实施方式,激光束为了在进入到固体中之前产生改性部而穿过光学元件,所述光学元件具有至少为0.35、尤其至少为或刚好为0.6或者至少为或刚好为0.75或者至少为或刚好为0.8或者至少为或刚好为0.85或者至少为或刚好为0.9或者至少为或刚好为0.95的数值孔径(NA)。
5015-61-PCT中的DOE/布儒斯特角
因此,在本发明的范围内已知的是,高的功率借助衍射光学元件(DOE)分成焦平面中的多个焦点。DOE在焦平面之前已经表现出干涉现象,已知的是,干涉在表面处、在焦平面之前已经可以产生局部的强度最大值,所述强度最大值会引起表面的损坏并且会引起用于在深度上加工的激光辐射的减小的透射比。此外已知的是,一些材料(例如SiC)例如由于材料掺杂(经常出现:掺杂斑点)具有局部的折射率差异和其他材料特性差异(例如吸收,透射,散射)。此外已知的是,与激光耦合输入表面处的材料的表面粗糙度相关地,激光的波前在材料的深度上可能明显受损,使得焦点具有降低的强度(更小的多光子传输可能性),这又会引起具有上述问题的较高的强度。
激光束以布儒斯特角到固体或供体衬底上或中的入射是复杂的或者可以是要求高的,因为不同的射束分量在高折射率的介质中经过不同长度的路径。焦点必须与此相应地通过较高的能量调整和/或通过射束成型调整。射束成型在此优选地例如经由一个或多个衍射光学元件(DOE)来进行,这将所述差异相关地经由激光束轮廓均衡。布儒斯特角是相对大的,这在高数值孔径的情况下对光学元件和其量值以及工作间距提出要求。尽管如此,所述解决方案是有利的,因为在表面处的减小的反射也促进于减小的表面损坏,因为光强度更好地耦合输入到材料中。在本发明的意义上,激光束也可以在全部其他在本文中公开的实施方式中以布儒斯特角或基本上以布儒斯特角入射。关于布儒斯特角耦合输入借此参照文献“OpticalProperties of Spin-Coated TiO2 Antireflection Films on TexturedSingle-Crystalline Silicon Substrates”(HindawiPublishing CorporationInternational Journal of Photoenergy,卷2015,文章号 147836,8页,http://dx.dol.org/10.1155/2015/147836)。所述文献通过参引全方位地并入本申请的内容。之前提到的和引入的文献尤其公开了用于不同材料的优化的入射角的折射从而折射率。激光或激光加载装置的能量不与材料十分相关地、而是与在特定的角度下的可能的透射率相关地调整。即如果最优的透射率例如为93%,那么所述损失必须相对于具有垂直入射的实验并且那么例如为17%的损失被考虑,并且与此相应地调整激光功率。
实例:垂直的83%的透射率相对于成角度的93%的透射率,这表示,为了实现在深度上的相同的能量,仅还需要在垂直入射时使用的激光功率的89%(0.83/0.93=0.89)。在本发明的意义上,倾斜的入射的一部分因此优选地用于,通过表面反射损失较少的光,并且使更多的光进入深处。由此在特定的情形下会出现的可能的后续问题是,在深处的焦点可能得到“歪斜的”轮廓从而所达到的强度——用于多光子处理的关键大小——再次更小,即可能甚至小于在垂直入射的情况下,在那里全部射束分量在材料中经过相同的光学路径。这于是优选可以通过光路中的一个衍射光学元件或通过多个衍射光学元件或一个穿透楔或多个穿透楔——和/或其他光学元件——来实现,这些光学元件补偿所述附加的路径和/或对各个辐射的影响,尤其在射束轮廓之上的不同的球形像差。所述DOE能够以数值的方式借助适合的软件解决方案(例如耶拿Lighttrans的Virtuallab)计算并且随后完成或提供。
5015-61-PCT中的透射率
本发明优选地附加地或替选地涉及一种用于在固体中产生改性部的方法,其中通过改性部预设裂纹引导区域或剥离区域,用于引导裂纹,以将固体部分、尤其固体层与固体分离。优选地,根据本发明的方法至少包括如下步骤:相对于激光加载装置或激光器移动固体;借助于激光加载装置依次产生多个激光束,以分别产生至少一个改性部,其中与至少一个参数、尤其多个参数、尤其两个、至少两个或刚好两个或最大参数相关地,尤其连续地设定激光加载装置,用于激光束的限定的聚焦和/或为了调整激光能量。
5015-61-PCT中的灰尘积聚
根据本发明的另一优选的实施方式,将流体、尤其气体、尤其空气在激光加载装置和固体之间移动。优选地,设定处于固体和激光加载装置之间、尤其处于辐射伸展的区域中的流体的流动性能,以防止在激光辐射的区域中的灰尘积聚。根据本发明的另一优选的实施方式,流动性能的设定通过将流体、尤其离子化的气体输送到在物镜和固体之间的射束伸展的区域中或者通过设定流动性能进行,通过在物镜和固体之间的辐射伸展的区域中产生负压、尤其真空进行。
5015-61-PCT中对固体的覆层
根据本发明的另一优选的实施方式,固体具有至少一个覆层或者借助覆层来覆层,其中其折射率与固体的设置有覆层的表面的折射率不同,或者其中在固体上产生覆层,其折射率与固体的设置有覆层的折射率不同。在产生或设置覆层之前或之后,优选地进行在固体内部借助于激光加载装置的激光束产生改性部的步骤,其中通过改性部优选预设裂纹引导区域,沿着所述裂纹引导区域将固体层与固体分离。
根据本发明的另一实施方式,覆层借助于旋涂法产生或是这样产生的,其中覆层具有纳米颗粒,尤其选自如下列表中的至少一种材料的纳米颗粒,所述列表至少由硅、碳化硅、氧化钛、玻璃或Al2O3构成。
根据本发明的另一优选的实施方式,多个覆层上下相叠地设置或者上下相叠地产生,其中其折射率彼此不同,优选地在固体上设置或产生的第一覆层与在第一覆层上产生的附加覆层相比具有更高的折射率。
因此,覆层优选地选择和产生或设置成,使得相应的层的折射率随着相应的层距固体的间距优选变小或减小。因此,在层***中:1. 固体,2. 第一覆层,3. 第二覆层,4.第三覆层,固体的折射率优选大于第一覆层的折射率,并且第一覆层的折射率优选大于第二覆层的折射率,并且第二覆层的折射率优选大于第三覆层的折射率。折射率的台阶在此可以连续地或不连续地伸展。此外,不同的覆层可以具有不同的厚度。在此然而能够考虑的是,两个或三个或更多个覆层具有相同的厚度。优选地,覆层分别具有在50-400nm的范围内的厚度。这表示,例如第一覆层具有100nm的厚度(或平均厚度)。第二覆层和第三覆层的厚度可以与其基本上一致或者与此完全一致,其中覆层中的至少一个覆层和优选两个覆层具有彼此不同的厚度。因此,第二覆层例如具有150nm的厚度(或平均厚度)。此外,第三覆层可以比第一覆层和/或比第二覆层更厚或更薄,如例如具有75nm、110nm或300nm的厚度(或平均厚度)。
去除棱边
根据本发明的方法优选同样包括如下步骤:从沿供体衬底的环周方向延伸的表面起朝向供体衬底的中央去除供体衬底的材料,尤其用于产生环绕的凹部。优选地,通过材料去除露出剥离区域。即可以事先已经产生改性部,所述改性部限定剥离区域或剥离平面。因此可能的是,供体衬底在剥离区域中或沿着剥离平面通过改性部弱化,使得固体子层或固体层由于材料去除而从供体衬底剥离或者在材料去除之后产生如下数量的改性部,使得供体衬底在剥离区域中弱化成,使得固体子层从供体衬底剥离或者在供体衬底的朝向环绕的表面倾斜定向的、尤其平坦的表面处产生或设置应力产生层,并且通过对应力产生层的热加载在供体衬底中产生机械应力,其中通过机械应力产生用于分离固体子层的裂纹,所述裂纹从供体衬底的通过材料去除的表面开始沿着改性部扩展。
该解决方案是有利的,因为供体衬底的如下边缘能被移除或减小或改性,在所述边缘的区域中,仅可以非常耗费地产生用于继续构成剥离区域的改性部。由此,因此进行径向的材料去除,通过所述径向的材料去除,减少环绕的表面距剥离区域的间距。
其他有利的实施方式是下面的说明书部分的对象。
根据本发明的另一优选的实施方式,通过改性部预设的剥离区域,在材料去除之前,与在材料去除之后相比,与供体衬底的环绕的表面更远地间隔开。所述实施方式是有利的,因为剥离区域因此可简单地产生并且尽管如此在材料去除之后邻接于供体衬底的外部的环绕表面。
根据本发明的另一优选的实施方式,用于预设剥离区域的改性部,在材料去除之前产生并且通过材料区域至少局部地实现将剥离区域的间距减低到小于10mm,优选小于5mm并且优选小于1mm,或者在材料去除之后产生用于预设剥离区域的改性部,其中如此产生改性部,使得剥离区域至少局部地与通过材料去除露出的表面间隔开小于10mm,尤其小于5mm和优选小于1mm。尤其优选地,剥离区域的至少个别改性部是供体衬底的通过材料去除露出的且至少部分地和优选完全地环绕的表面的组成部分。
根据本发明的另一优选的实施方式,将材料借助于剥蚀射束、尤其剥蚀激光束或者剥蚀流体移除,或者通过材料去除产生具有不对称的构型的凹部,或者材料去除至少部段地沿供体衬底的环周方向在剥离区域和供体衬底的与剥离区域均匀地间隔开的表面之间的整个区域中作为供体衬底的径向延伸的减小来进行。
缺陷产生棱边
根据本发明的方法优选地同样包括如下步骤:在供体衬底内部借助于至少一个激光束产生至少一个改性部,其中激光束经由供体衬底的表面、尤其平坦的表面进入到供体衬底中,其中激光束相对于供体衬底的平坦的表面是倾斜的,使得其以不等于0°或180°的角度相对于供体衬底的纵轴线进入到供体衬底中,其中激光束为了产生改性部在供体衬底中聚焦。固体层或固体片优选地通过所产生的改性部从供体衬底剥离,或者在供体衬底的平坦的表面处产生或设置应力产生层,并且通过对应力产生层的热加载在供体衬底中产生机械应力。通过机械应力,优选地产生用于分离固体层的裂纹,所述裂纹沿着改性部扩展。优选地,激光束的第一部分相对于供体衬底的平坦的表面以第一角度进入到供体衬底中,并且激光束的至少一个另外的部分优选地相对于供体衬底的平坦的表面以第二角度进入到供体衬底中,其中第一角度的绝对值不同于第二角度的绝对值,其中激光束的第一部分和激光束的另外的部分为了产生改性部在供体衬底中优选地聚焦。
优选地,供体晶片或供体衬底或固体和/或发射激光束的激光装置在产生改性部期间围绕旋转轴线旋转。尤其优选地,对供体晶片的旋转附加地或替选地,进行激光束距供体晶片的中央的间距改变。
根据本发明的另一优选的实施方式,激光束的整体为了在供体衬底的中央区域中产生改性部和为了在供体衬底的沿着径向方向得出的边缘的区域中产生改性部相对于供体衬底的平坦的表面沿相同的定向来定向。
该解决方案是有利的,因为激光束的整个横截面在进入到固体中时涉及平坦的面,因为那么在深度上出现均匀的损坏。所述均匀的损坏可直至到供体衬底的外部的、尤其正交于平坦的表面延伸的边缘产生。因此,在供体衬底的边缘区域周围和在供体衬底的中央区域中的改性部可以借助于处理步骤产生。
根据本发明的另一优选的实施方式,激光束的第一部分相对于供体衬底的表面以第一角度进入到供体衬底中,并且激光束的另外的部分以第二角度进入,以在供体衬底的中央区域中产生改性部和以在供体衬底的沿径向方向得出的边缘的区域中产生改性部,其中第一角度的绝对值始终不同于第二角度的绝对值。优选地,第一角度和第二角度在产生改性部期间是恒定的或不变的或不改变。
剥蚀棱边
根据本发明的方法优选同样包括如下步骤:从沿供体衬底的环周方向延伸的表面起朝向供体衬底的中央去除供体衬底的材料,以产生凹部。优选地,材料借助于剥蚀激光束移除和/或不对称地产生凹部。在此可能的是,用于产生或构成个别、多个、大量或全部剥离平面或剥离区域的改性部,在材料去除之前或之后产生。因此,改性部的第一部分在材料去除之前产生,并且改性部的另一部分可以在材料去除之后产生。在此可能的是,改性部在材料去除之前借助与在材料去除之后不同的激光参数产生。因此,在材料去除之后,改性部可以借助于其他激光束在供体衬底内部产生,其中改性部优选定位成,使得所述改性部连接于凹部。固体片或固体层优选通过产生的改性部从供体衬底剥离,或者在朝向环绕的表面倾斜定向的、尤其平坦的表面上产生或设置应力产生层。优选地,通过热加载应力产生层,在供体衬底中产生机械应力,其中通过机械应力产生用于分离固体层的裂纹,所述裂纹从凹部开始沿着改性部扩展。
改性部在此优选借助尽可能短的脉冲在尽可能小的竖直区域中通过在材料中的聚焦借助高的数值孔径产生。
在剥蚀中,剥蚀激光束在材料的表面处聚焦,具有较小的数值孔径和通常具有由材料线性吸收的波长。剥蚀激光束在材料表面处的线性的吸收引起材料的蒸发、剥蚀、即材料去除,而不仅仅是结构改变。
该解决方案是有利的,因为供体衬底的边缘区域借助于材料去除的处理来加工,通过所述材料去除的处理,供体衬底的外部边缘在裂纹扩展的平面的区域中朝向供体衬底的中央移位。移位优选朝向中央进行,使得与激光束的入射深度和/或激光束相互间的角度相关地,全部激光束可以在共同的平坦的表面上进入到供体衬底中。
其他优选的实施方式是下面的说明书部分的对象。
根据本发明的另一优选的实施方式,凹部完全地沿环周方向包围供体衬底。所述实施方式是有利的,因为裂纹在供体衬底的整个环周之上可限定地导入到供体衬底中。
根据本发明的另一优选的实施方式,凹部朝向中央的方向朝向凹部端部变窄地,尤其楔形地或切口形地伸展,其中凹部端部位于裂缝扩展的平面中。该实施方式是有利的,因为通过凹部端部实现切口,通过所述切口预设裂纹的扩展方向。
根据本发明的另一优选的实施方式,将不对称的凹部借助于与该凹部至少部段相反成形的磨削工具产生。该实施方式是有利的,磨削工具可根据要产生的棱边或凹部制造。
根据本发明的另一优选的实施方式,磨削工具具有至少两个不同成形的加工部分,其中第一加工部分确定用于在要分离的固体片的下侧的区域中加工供体衬底,并且第二加工部分确定用于在要与供体衬底分离的固体片的上侧的区域中加工供体衬底。所述实施方式是有利的,因为借助于磨削工具除了用于引起改进的裂纹引导的变形部之外同样在供体衬底处或在供体衬底的构成一个或多个固体片的部分处同时地或时间错开地引起用于更好的操作的变形部。
根据本发明的另一优选的实施方式,第一加工部分与第二加工部分相比在供体衬底中产生更深的或体积更大的凹部,其中第一加工部分和/或第二加工部分具有弯曲的或直的磨削面。优选地,第一加工部分具有弯曲的主磨削面,并且第二加工部分优选同样具有弯曲的副磨削面,其中主磨削面的半径大于副磨削面的半径,优选地,主磨削面的半径是副磨削面的半径的至少两倍大,或者第一加工部分具有直的主磨削面,并且第二加工部分具有直的副磨削面,其中借助于主磨削面与借助副磨削面相比将更多的材料从供体衬底移除,或者第一加工部分具有直的主磨削面,并且第二加工部分具有弯曲的副磨削面,或者第一加工部分具有弯曲的主磨削面并且第二加工部分具有直的副磨削面。
优选地,磨削工具具有多个、尤其多于2、3、4、5、6、7、8、9或10个加工部分,以便以切削的或移除材料的方式加工供体衬底的相应的与多个不同的固体片相关联的部分。
根据本发明的另一优选的实施方式,剥蚀激光束以在300nm(UV剥蚀,借助于三倍频率的Nd:YAG或其他固体激光器)和10μm(CO2玻璃激光器,通常用于雕刻和切割工艺)之间的范围内的波长,小于100微秒和优选小于1微秒和尤其优选小于1/10微秒的脉冲时长和大于1μJ和优选大于10μJ的脉冲能量产生。该实施方式是有利的,因为借助于激光器装置并且不借助于磨损的磨削工具可产生凹部。
在供体衬底中的改性部材料相关地优选借助在下文中详述的配置或激光参数产生:如果供体衬底由硅构成或者供体衬底具有硅,那么优选地使用纳秒脉冲或更短的脉冲(<500ns),在微焦范围内的脉冲能量(<100μJ)和>1000nm的波长。
在全部其他材料和材料组合中,优选地使用<5皮秒的脉冲,在微焦范围内的脉冲能量(<100μJ)和在300nm和2500nm的范围内可变的波长。
尤其优选地,在此设有大的孔径,以便深地进入到材料或固体中。用于在供体衬底内部产生改性部的孔径因此优选地大于用于借助于剥蚀激光束剥蚀材料以产生凹部的孔径。优选地,孔径至少是用于借助于剥蚀激光束剥蚀材料以产生凹部的孔径的数倍大,优选至少2、3、4、5、6倍大。用于产生改性部的焦点大小,尤其关于其直径,优选小于10μm,优选小于5μm并且尤其优选小于3μm。
在平面之上的描述密度的变化
根据本发明的另一优选的实施方式,改性部的数量可以根据距边缘或中央的间距和/或分别根据写入线或分别根据线形构型改变。例如可以沿径向方向在固体的中央区域中与在边缘区域中相比产生更多的或更少的改性部,作为边缘区域优选理解成环绕的区域,所述环绕的区域优选直至0.1mm或0.5mm或1mm或5mm或10mm或20mm沿径向方向朝向中央延伸。优选地,在边缘区域中在至少一个部位处或在多个部位处尤其以均匀或不均匀分布的方式,产生改性部积聚,其中改性部积聚由于多个改性部作为固体的直接位于周围的部分、尤其以距积聚的边缘或中央或者与积聚的边缘间隔开的部分的直至0.1mm或0.5mm或1mm或2mm或3mm或5mm或10mm或20mm或30mm或40mm的径向间距,具有少量的改性部。所述积聚例如可以用于产生附加的局部应力,以便触发裂纹。附加地或替选地,借助于触发装置,尤其通过机械接触或声波加载,尤其超声波加载或能量输入,尤其借助于激光或微波或加热,引起用于触发裂纹、尤其主裂纹的应力提高。
5015-49-PCT中的冷却装置
根据本发明的另一优选的实施方式,固体经由固体表面、尤其在激光加载或激光处理或改性部产生期间与冷却装置连接,其中与冷却装置连接的固体表面平行于或基本上平行于如下表面构成,激光束经由所述表面进入到固体中,其中冷却装置与激光加载相关地、尤其与固体的通过激光加载得出的调温相关地运行。尤其优选地,用于将固体与冷却装置连接的表面与激光束进入到固体所经由的表面刚好相对置。该实施方式是有利的,因为固体在产生改性部时发生的温度增加可以被限制或降低。优选地,冷却装置运行成,使得通过激光束引入到固体中的热量输入通过冷却装置从固体中提取出。这是有利的,因为由此可以明显地降低热感生应力或变形的出现。所述冷却装置因此优选为用于将在改性部产生期间借助于激光束引入到固体中的热量导出或提取。
根据本发明的另一优选的实施方式,冷却装置具有至少一个传感器装置,用于检测固体的温度,并且与预设的温度变化曲线相关地引起固体的冷却。该实施方式是有利的,因为通过传感器装置可以非常精确地检测固体的温度变化。优选地,将温度的变化作为数据输入用于操控冷却装置。
根据本发明的另一优选的实施方式,冷却装置耦联到旋转装置上并且冷却装置连同在其上设置的固体在产生改性部期间借助于旋转装置旋转,尤其以大于100转每分钟或大于200转每分钟或大于500转每分钟旋转。
5015-49-PCT中的瑞利长度
根据本发明的另一优选的实施方式,激光器、尤其fs激光器(飞秒激光器)或ps激光器(皮秒激光器)或ns激光器(纳秒激光器)的激光束的能量选择成,使得在固体中或在晶体中的物质转换沿至少一个方向小于或大于30倍、或者20倍或者10倍或者9倍或者8倍或者7倍或者6倍或者5倍或者4倍或者三倍的瑞利长度。
射束质量
根据本发明的另一优选的实施方式,射束质量M2<1.6。
5015-49-PCT中的吸收
根据本发明的另一优选的实施方式,激光器、尤其fs激光器或ps激光器或ns激光器的激光束的波长选择成,使得固体或材料的线性吸收小于10cm-1和优选小于1cm-1并且尤其优选小于0.1cm-1。
5015-31-DE中的浸渍
根据本发明的另一优选的实施方式,在产生改性部或缺陷之前将浸渍液体施加到固体的暴露的表面上。为了产生改性部,那么优选地将工件或固体穿过浸渍液体进行作用。根据本发明的另一优选的实施方式,浸渍液体的折射率优选与固体的折射率至少基本上一致或一致或精确地一致。该解决方案是有利的,因为通过使用浸渍液体,尤其油或水,均衡固体的表面的在***或其他表面处理时产生的粗糙度。通过使用浸渍液体,因此可能的是,尤其无需在缺陷产生之前和在第一次***固体层之后通常常见的对暴露的表面的抛光,就可以在固体中非常精确地,尤其借助于激光束,引入缺陷或改性部。
根据本发明的另一优选的实施方式,将浸渍液体优选以如下量施加到暴露的表面上,使得所述浸渍液体至少多于一半地和优选完全地润湿暴露的表面。
根据本发明的另一优选的实施方式,将浸渍液体由覆盖板覆盖,使得在要产生的裂纹引导层和覆盖板之间存在相同的折射率,尤其在暴露的表面和覆盖板之间不出现气穴。
根据本发明的另一优选的实施方式,覆盖板至少在背离固体的暴露的表面的一侧上具有表面粗糙度,所述表面粗糙度小于暴露的表面的表面粗糙度。
根据本发明的另一优选的实施方式,将浸渍液体作为液滴施加到暴露的表面上并且液滴与改性部产生设备或激光设备的一部分、尤其光学元件接触,使得在固体和改性部产生设备之间的相对运动引起液滴的重新定位。替选地,固体可以设置在槽处中,并且浸渍液体部分地和优选完全地包围或环流固体,尤其浸渍液体构成完全与暴露的表面叠置的层或液体子层。
5015-31和5015-44中的分离平面的3D轮廓
根据本发明的另一优选的实施方式,改性部或固体内部的借助于激光束产生的改性部预设裂纹引导层或剥离平面或剥离区域,其中裂纹引导层描述至少一个三维轮廓。由于施加/产生/导入外力,在工件或固体之内引起裂纹扩展。通过裂纹扩展,优选将三维的固体层或三维的固体与固体沿着裂纹引导层分离。固体层或固体的至少一个或刚好一个表面在此对应于裂纹引导层的三维轮廓或通过剥离区域描述的轮廓。因此通过本发明可以将平面的固体层、而且同样将不平坦的固体或不平坦的固体层由于断裂或裂纹引导从工件或固体中剥出或剥离。
因此,根据本发明的一个优选的实施方式,裂纹引导层的构型至少部段地具有三维物镜、尤其透镜或晶石的轮廓。
根据本发明的另一优选的实施方式,将缺陷产生设备或改性部产生设备、尤其离子源或激光器用于产生缺陷或改性部。
根据本发明的另一优选的实施方式,在固体的暴露的表面上安置或产生接纳层在产生改性部之前进行,其中接纳层具有至少一个局部改变的特征,其中改性部通过激光器的激光束产生,其中激光束受接纳层影响,使得根据至少一个局部改变的特性产生改性部。根据本实施方式,激光束因此优选直接地引导穿过接纳层。在适当地选择接纳层的情况下,描述至少一个三维轮廓的裂纹引导层可以如此产生,使得首先以期望的方式和方法以3D形状或3D结构化部制造(例如注塑)接纳层,尤其呈膜形式的接纳层。接纳层在此优选由聚合物、尤其一个弹性体或多个弹性体构成,所述弹性体优选是光学稳定的,如例如硅树脂的一些代表物。施加到、尤其粘贴到固体上的接纳层,在产生缺陷或产生改性部的情况下、即在激光加载的情况下,通过其3D结构化部或3D形状引起:激光器的光路以适合的方式和方法改变,使得产生期望的缺陷或改性部,通过所述缺陷或改性部构成裂纹引导层。接纳层的局部改变的特性在此优选是接纳层的厚度。
根据本发明的另一优选的实施方式,根据本发明的方法附加地或替选地可以包括借助于改性机构将固体的晶格改性。优选地,在此产生多个改性部,以在固体内部构成不平坦的、尤其拱曲的剥离区域。改性部在此优选地根据预设的参数产生。预设的参数在此优选地描述在固体部分的变形关于固体部分的限定的其他处理之间的关联关系。
该解决方案是有利的,因为固体部分优选如此产生,使得所述固体部分由于随后的加工而具有期望的形状。因此,根据固体部分的材料特性和覆层产生具有如下形状的固体部分,通过所述形状利用从覆层中得到的变形,以便实现多层布置的至少在一侧上并且优选在两侧上优选平坦的或基本上平坦的表面。
所述目的可以附加地或替选地通过一种用于制造多层布置的方法来实现。用于制造多层布置的方法在此优选包括下述步骤中的一个、个别或多个或全部:提供具有第一不平坦的形状的尤其拱曲的晶片;在晶片的至少一个表面处设置或产生另一层;其中另一层和晶片具有不同的热膨胀系数,其中另一层在与目标温度不同的覆层温度下设置在晶片的表面处或在其上产生,并且其中另一层设计成,使得其在达到目标温度时加载晶片,使得晶片从第一不平坦的形状变形成第二形状,所述第二形状不同于第一形状,其中第二形状优选示出平坦的形状。优选地,不平坦的固体具有扭曲或者构成扭曲,所述扭曲对于固体部分的通过覆层引起的变形是相反的或是基本上相反的。
该解决方案是有利的,因为通过晶片的限定的构型有利地利用由于覆层而产生的变形,以便得到至少在一侧上优选平坦的多层布置。尤其优选地,另一层借助于外延产生。
附加地能够考虑的是,晶片在设置或产生另一层之前已经设有覆层。
此外,本发明附加地或替选地可以涉及不平坦的固体部分,尤其涉及不平坦的、尤其拱曲的晶片。不平坦的、尤其拱曲的固体部分在此优选根据在此介绍的方法制造。优选地,方法包括下述特征中的一个、个别或多个或全部:
提供用于分离不平坦的固体部分的固体;借助于改性机构、尤其激光器、尤其皮秒激光器或飞秒激光器将固体的晶格改性,其中产生多个改性部,用于在晶格中构成不平坦的剥离区域。优选根据预设的参数来产生改性部。预设的参数在此优选地描述在不平坦的固体层或不平坦的分离的或要分离的固体或固体部分或不平坦的固体部分的变形关于不平坦的固体层或不平坦的分离的或要分离的固体或固体部分或不平坦的固体部分的限定的继续处理的关联关系。间接地或直接地在此之后,尤其在一个或多个处理步骤、尤其安置或施加材料的步骤、尤其在一个或多个外延步骤和/或一个或多个离子轰击步骤和/或一个或多个刻蚀步骤之后,接着将固体部分从固体剥离的步骤。
***的晶片的再次使用
由于将固体分成第一固体和第二固体或固体部分,优选地制备第二固体或固体部分,所述第一固体优选地具有表面,经由所述表面将激光束引入到固体中,和/或所述第一固体具有金属层或稳定化层和/或电部件。将第二固体或固体部分优选地工艺处理成,使得电部件和/或机械结构和/或一个或多个外延层可以在其上产生或设置或构成。优选地,第二固体或固体部分经受表面处理,所述表面处理包括研磨,用于制备固体棱边或晶片棱边、尤其用于固体棱边或晶片棱边的变形的制棱工艺,和/或化学机械的抛光工艺。在制备的晶片或固体上在一个或多个其他的步骤中,那么设置或构成一个或多个层,尤其金属层和/或设置或产生电部件。
5015-20-DE中的切片
根据本发明的另一优选的实施方式,根据本发明的方法附加地或替选地包括如下步骤:提供固体、尤其厚的晶片,以***至少一个固体层,尤其薄的晶片;借助于激光器或借助于激光束产生第一组缺陷或改进部,用于预设第一剥离平面,沿着所述第一剥离平面将固体层与固体分离。
根据本发明的另一优选的实施方式,根据本发明的方法附加地或替选地包括如下步骤:借助于激光或激光束产生另外的改性部或产生第二组的改性部,用于预设至少一个第二或另外的剥离平面。第一剥离平面和第二剥离平面在此优选彼此倾斜地、优选正交地定向。固体层优选沿着第一剥离平面由于加载或导入外力从剩余的固体剥离。将分离的固体层尤其在不具有或具有在其上设置的其他层或结构、尤其电部件的情况下,在另外的、尤其接下来的步骤中,沿着第二剥离平面分开,用于分割固体元件。
所述方法是有利的,因为通过在多个彼此正交的平面中产生改性部在没有明显的材料损失的情况下引起固体结构或固体层结构的限定的薄弱部,由此以有利的方式限定理论断裂部位,沿着所述理论断裂部位可以引导可借助于应力感生的裂纹。
根据本发明的一个有利的实施方式,借助于激光器或激光束产生第三组或又一组缺陷或改性部,用于预设至少一个和优选多个第三剥离平面。优选地,每个第三剥离平面正交于第一剥离平面并且正交于所述第二剥离平面或第二剥离平面定向。将固体层在分离之后优选为了分割固体元件沿着第二剥离平面和沿着第三剥离平面分割或分离。优选地,产生多个第三剥离平面,所述第三剥离平面在与多个第二剥离平面共同作用的情况下形成优选网格形的图案,所述图案对各个固体元件彼此限界,所述固体元件形成固体或者一起构成。该实施方式是有利的,因为网格形的图案表现出网格形的理论断裂部位,沿着所述理论断裂部位可以将多个单独的固体元件以简单的且限定的方式彼此分离。在此可能的是,第二剥离区域始终相互间具有相同的间距或者部段地或完全地具有不同的间距。在此可能的是,第三剥离平面始终彼此间具有相同的间距或者部段地或完全地具有不同的间距。优选地,第二剥离平面然而始终相互间具有相同的间距,并且优选地第三剥离平面始终相互间具有相同的间距。优选地,在第二剥离平面之间的间距大于或等于在第三剥离平面之间的间距。
根据本发明的另一优选的实施方式,用于剥离固体层的应力由固体通过对至少一个在固体上设置的接纳层、尤其聚合物层的热加载产生。热加载优选为将接纳层或聚合物层冷却到或低于环境温度并且优选低于10℃和尤其优选低于0℃和更优选低于-10℃。聚合物层的冷却最多优选进行成,使得优选由PDMS构成的聚合物层的至少一部分经受玻璃化转变。冷却在此可以是至低于-100℃的冷却,所述冷却例如可借助于液氮引起。该实施方式是有利的,因为聚合物层与温度变化相关地收缩和/或经受玻璃化转变,并且在此产生的力传递到固体上,由此可在固体中产生机械应力,所述机械应力引起裂纹的触发和/或裂纹扩展,其中裂纹首先沿着用于***固体层的第一剥离平面扩展。
根据本发明的另一优选的实施方式,对聚合物层加载,使得所述聚合物层经受沿第一方向和/或沿第二方向的形状改变,其中沿第一方向的形状改变引起固体元件沿着第二剥离平面的彼此剥离,并且沿着第二方向的形状改变引起固体元件相互间沿着第三剥离平面的剥离。该实施方式是有利的,因为本来已经在分离的固体层上设置的或附着的聚合物层不仅用于将固体层与固体分离和用于接纳分离的固体层,而且还用于分割固体元件。这因此表现出明显的工艺简化和明显的工艺加速,由此可以明显更有益地且更快地制造各个固体元件。
根据本发明的另一优选的实施方式,聚合物层的形状改变沿第一方向和/或沿第二方向示出径向膨胀,所述径向膨胀由于机械负荷和/或热加载引起。聚合物层因此优选地以不同的方式改变其形状,由此实现高的工艺灵活性。优选地,将聚合物层沿一个或多个方向拉伸、按压和/或弯曲。附加地或替选地,然而同样能够考虑的是,对聚合物层进行调温,使得所述聚合物层膨胀。
优选地,产生或引入改性部,用于优选部分地在第一剥离平面之下和/或部分地在剥离平面之上,尤其在第一剥离平面和为了产生第一剥离平面激光束进入到固体中所经过的表面之间,构成第二剥离平面和/或构成第三剥离平面。优选地,第二剥离平面和可能的第三剥离平面正交于第一剥离平面延伸。尤其优选地,因此改性部距要分离的固体层的优选露出的表面或距如下表面不同间距地产生,为了产生第一剥离平面激光束经由所述表面进入到固体中。部分地在……之下在此表示,用于构成第二剥离平面和可能第三剥离平面的改性部大部分地在第一剥离平面之上产生或在所述区域中与在剥离平面之下相比具有更多、优选至少两倍或至少三倍或至少五倍多的改性部。第二和/或第三剥离平面的改性部在此可以在第一剥离平面之下优选直至200μm处产生、尤其直至100μm或直至75μm或直至50μm或直至25μm或直至10μm或直至5μm处产生。第二和/或第三剥离平面的改性部在此可以在第一剥离平面之下优选至少1μm或至少5μm或至少10μm或至少15μm或至少25μm或至少50μm处产生。
5015-71-DE中的压力加载
根据本发明的另一实施方式,根据本发明的方法附加地或替选地包括如下步骤:将压力加载装置的至少一个压力加载元件按压到应力产生层或接纳层的至少一个预定部分上,用于将应力产生层或接纳层压紧到表面上。将固体子层或固体层与供体衬底或固体分离的步骤在此优选地借助于对应力产生层的热加载来进行。优选地,在此在供体衬底中产生机械应力。通过机械应力,产生用于分离固体子层或固体层的裂纹。优选地,将压力加载元件在对应力产生层热加载期间压紧到应力产生层上。这优选地引起,实现裂纹扩展速度的降低。
该解决方案是有利的,因为已知的是,当通过应力产生层产生的机械应力抵抗其他力时,裂纹明显更精确地沿着期望的剥离区域或期望的剥离平面或期望的剥离轮廓伸展。这从如下内容中得出:通过压力加载降低或移置竖直裂纹分量。这表示,出自平面或出自剥离平面中的裂纹断裂降低从而得出明显更平坦的裂纹伸展,由此总利用或收益或输出升高和/或激光改性部或激光加载部的数量能够减少。即在激光加载相同或类似的情况下降低材料损失,或者激光加工时间或激光利用在输出不变的情况下会降低。所述解决方案还是有利的,因为***工艺、即从开始温度处理直至晶片或固体片完全剥离的时间段可以明显减少。这从明显更好的热耦合中得出。明显改进的热耦合在此优选地从供体衬底经由压力加载元件的热加载中得出。压力加载元件在此优选同样用于提取热量或用于冷却供体衬底和/或接纳层,尤其聚合物层。***工艺时间可以从10分钟缩短到小于1分钟或者明显减少。缩短的***工艺时间此外是有利的,因为明显改进的线路控制,即依次进行的处理,尤其由对因分离产生的或露出的表面的激光加载、将接纳层设置在供体衬底上或层压、执行***工艺和表面制备、尤其研磨构成。
根据本发明的解决方案此外是有利的,因为在供体衬底上可以设置或产生电子部件,并且所述电子部件在***时不通过固体层或晶片的变形损坏或者可以明显降低损坏的风险。因此,减少,尤其完全避免固体层或晶片在分离时的弯曲。即固体层或晶片优选弯曲小于20°或小于15°或小于10°或小于5°或小于1°或小于0.5°。优选地,晶片或固体层的弯曲至少在由压力加载机构加载的区域或部分中优选限制于小于20°或小于15°或小于10°或小于5°或小于1°或小于0.5°。
应力产生层由于热加载而收缩,由此由应力产生层将拉力导入到供体衬底中。施加的压力在此抵抗拉力,由此降低力峰值并且裂纹以明确限定的方式扩展。
根据本发明的一个优选的实施方式,压力加载元件在压力加载期间至少部段地面状地与应力产生层接触。优选地,压力加载元件在此覆盖轴向地对供体衬底限界的表面以大于20%或大于30%或大于50%或大于75%或大于90%重叠或完全重叠,所述表面在分离之后是固体子层的组成部分。优选地,压力加载元件在此贴靠在在所述表面上设置或产生的应力产生层上。优选地,压力加载元件在此接触沿轴向方向覆盖供体衬底的应力产生层的表面大于20%或大于30%或大于50%或大于75%或大于90%。
根据本发明的另一实施方式,至少一个压力加载元件在边缘区域中产生压力,其中边缘区域优选包括在供体衬底上设置的应力产生层的表面的沿径向方向外部的或远离中央的或靠近边缘的5%或10%或15%或20%或30%或40%或50%或60%或70%或80%,和/或至少一个压力加载元件在中央区域中产生压力,其中中央区域优选包括在供体衬底上设置的应力产生层的表面的沿径向方向在内部的或靠近中央的或朝向中央延伸的5%或10%或15%或20%或30%或40%或50%或60%或70%或80%,或者至少一个压力加载元件在供体衬底的表面的全部平坦部分之上产生压力,在所述表面上设置有应力产生层。所述实施方式是有利的,因为压力可以按照需要加载以影响裂纹扩展。
根据本发明的另一优选的实施方式,压力加载元件与衬底直径相关地将至少10N、尤其在100N和3000N之间或在3000N和10000N之间或直至100kN的压力施加到应力产生层上。
该解决方案是有利的,因为一方面可以有针对性地抵抗通过应力产生层产生的力,并且另一方面尽管如此裂纹扩展和裂纹触发是可能的。
根据本发明的另一优选的实施方式,压力加载元件可运动地设置,并且优选由于对应力产生层的热加载从应力产生层相对于供体衬底偏转,或者供体衬底可运动地设置,并且由于对应力产生层的热加载从应力产生层相对于压力加载元件偏转。优选地,压力加载元件和/或供体衬底沿供体衬底的轴向方向可偏转或可移动。根据本发明的另一优选的实施方式,压力加载元件的偏转在超过预定的最小力之后才进行。该实施方式是有利的,因为通过预先限定的最小力可非常精确地设定,出现的力峰值应以何种程度地降低。
根据另一优选的实施方式,设有多个压力加载元件,其中各个压力加载元件用于施加局部不同的压力和/或具有不同的形状和/或接触面尺寸和/或可不同程度地偏转或不同程度地偏转和/或可借助不同的力偏转或偏转。该实施方式是有利的,因为多个参数可用于最优地设定压力加载。
根据本发明的另一优选的实施方式,一个或多个压力加载元件为了产生预先限定的压紧压力变化曲线可压紧到应力产生层上,其中压紧压力变化曲线至少部段地与压力施加距供体衬底的轴向中央的间距和/或与裂纹扩展速度和/或热加载和/或与供体衬底的材料和/或与供体衬底的尤其借助于激光束的预处理相关。
根据本发明的另一优选的实施方式,压力加载元件分别将至少10N、尤其在100N和3000N之间或在3000N和10000N之间或直至100kN的压力施加到应力产生层上。优选地,压力加载在同时使用两个压力加载元件的情况下以直至或至少0.1或者直至或至少0.3或者直至或至少0.5或者直至或至少0.75或者直至或至少1.5或者直至或至少2或者直至或至少5或者直至或至少10或者直至或至少20的倍数彼此偏差。由此,压力加载元件的偏转优选在超过预先限定的最小力之后才进行。该实施方式是有利的,因为通过预先限定的最小力可以非常精确地设定:出现的力峰值通过各个压力加载元件会以何种程度地降低。
根据本发明的另一优选的实施方式,根据本发明的方法附加地或替选地包括一个或多个下述步骤:在供体衬底的对供体衬底轴向限界的、尤其平坦的表面处产生或设置应力产生层。距应力产生层预定间距或距剥离区域预定间距地设置压力加载装置的压力加载元件,以在分离期间与应力产生层接触。将固体子层从供体衬底通过热加载应力产生层来分离。优选地,在此在供体衬底中产生机械应力。优选地,通过机械应力使固体子层的一部分偏转。优选地,在此产生用于分离固体子层的裂纹。优选地,由此将固体子层的由于应力产生层的至少一个分离的部分朝向压力加载元件的方向偏转并且压紧到压力加载元件上。优选地,压力加载元件对固体子层的最大偏转限界。
优选地,压力加载元件的接触侧沿轴向方向距应力产生层的表面一定间距地设置,所述间距小于在供体衬底的轴向中央和供体衬底的(径向)环周面之间的最短路段。优选地,间距处于供体衬底的轴向中央和供体衬底的(径向的)环周面之间的最短路段的长度的0.001倍和0.9倍之间,尤其在0.001倍和0.5倍之间,或者在0.001倍和0.1倍之间。
尤其优选地,在压力加载元件的接触侧和应力产生层的表面之间的间距小于5cm,尤其小于2cm或小于1cm或小于0.5cm或小于0.1cm。
在分离至少部分经过工艺处理的晶片(电子设备的预备阶段)时有利的能够是,避免表面的弯曲。尤其有利的是,供体衬底的经过工艺处理的表面或经过工艺处理的层,尤其设备层的层不弯曲或仅少量地弯曲,聚合物或接纳层设置在另一供体衬底表面上,或者聚合物或接纳层不设置在经过工艺处理的层上。因此,至少在多个与供体衬底分离的固体层或晶片的情况下以距经过工艺处理的层的最小间距对接纳层或聚合物层进行调温,其中最小间距优选为接纳层或聚合物层的厚度的多倍,优选至少2倍或至少5倍或至少10倍或至少20倍。这是有利的,因为经过工艺处理的层的热负荷明显降低。
此外有利地,能够将产生的薄的器件晶片或经过工艺处理的层为了进一步的工艺处理直接接合到转移晶片上(所述转移晶片例如可以为了进一步的稳定化又由保持装置保持)。接合在此优选地借助于直接接合或暂时借助接合胶带进行,其中所述连接例如可以借助于辐射、优选UV辐射或热量、尤其在高于20℃或高于50℃或高于100℃、尤其直至110℃或200℃或直至500℃的温度或替选的处理来消除。该解决方案优选可与权利要去1的个别的或全部在上文中描述的实施方式、尤其优选的实施方式组合。
在开始提到的目的同样通过一种用于将固体片与供体衬底分离的设施来实现。所述设施在此优选地包括:至少一个激光装置,用于在供体衬底内部产生改性部,用于构成用于引导分离裂纹的剥离区域;调温装置,用于冷却在供体衬底上安置的应力产生层,以触发分离裂纹;压力加载装置,所述压力加载装置具有至少一个压力加载元件,用于在分离裂纹扩展期间对设置在供体衬底上的应力产生层进行压力加载。因此,优选地抑制竖直的裂纹分量。这引起出自平面的更少的裂纹断裂,由此造成更高的收益和/或需要更少的激光加载。此外,力加载引起明显更好的热耦合,这又引起明显更少的***时间。减少的***时间能够实现与其他工艺的更好的调时,因为其在没有所述力加载的情况下为多于10分钟/每次***,并且通过力加载为小于一分钟。整体上,因此能够实现明显改进的线路控制,所述线路控制包括两个或更多个下述处理步骤:在固体或供体衬底内部借助于激光器产生改性部,和/或将聚合物膜施加在供体衬底上,例如借助于层压装置,和/或在区域中或沿着通过改性部产生的剥离平面或剥离区域,由于将外力导入到供体衬底中,尤其借助于冷却装置或超声波装置,***供体衬底,和/或执行剩余的残余衬底的通过***露出的表面的表面处理或表面制备,尤其借助于切削加工装置,如研磨机,和/或化学的、尤其刻蚀的表面处理执行。
根据本发明的解决方案还因此是有利的,因为通过力加载,将要分离的或分离的固体层的弯曲降低到最小值或完全阻止。这也能够实现将固体层、尤其复合结构从供体衬底***,在所述供体衬底上设置或产生有半成品的或完成的功能部件,尤其机构(设备),如晶体管或电阻器或处理器。此外,在中间平面(设备平面)中的更高的温度是可能的,由此同样降低损坏机构的风险。因此,提供用于MEMS和/或复合晶片处理的工艺的明显改进。
压力加载元件具有与应力产生层的表面接触的接触表面。调温装置优选是冷却装置,尤其是用于提供至少一种或刚好一种功能流体、尤其液氮或雾氮的装置。至少一个压力加载元件设有加热元件。
词语“基本上”的使用优选地在所有本发明的范围内使用所述词的情况下定义为:与在不使用该词语的情况下的规定的偏差位于1%-30%的范围内、尤其1%-20%、尤其1%-10%、尤其1%-5%、尤其1%-2%的范围内。在下文中描述的附图的个别或全部视图优选视作为构造示图,即从一个或多个图中得出的尺寸、比例、功能关系和/或布置优选刚好或优选基本上对应于根据本发明的设备或根据本发明的产品的尺寸、比例、功能关系和/或布置。本发明的其他优点、目标和特性根据下面的描述、所附的附图阐述,其中示例性地示出根据本发明的设备。在附图中至少基本上关于其功能一致的根据本发明的设备和方法的元件/部分在此可以用相同的附图标记表示,其中所述部件或元件不必在全部图中被标记或阐述。在下文中,纯示例性地根据附图描述本发明。
附图说明
其中示例性地示出:
图1示出供体衬底,所述供体衬底具有相对于纵轴线以不等于90°的角度定向的晶格平面和产生的激光写入线;
图2示出另一供体衬底,所述供体衬底具有相对于纵轴线以不等于90°的角度定向的晶格平面和产生的激光写入线,其中激光写入线或线形构型的定向借助于平面限定;
图3示出线形构型的改性部与多个不同的晶格平面相交;
图4示出两条通过改性部构成的线的示意图,
图5a-d示出不同的冷却装置,其优选可用于在根据本发明的方法中的冷却,
图6a-c示出用于在改性部之间的裂纹扩展的不同的示意性的实例,
图7示出用于引起不同功能的不同取向的改性部线,
图8示出肖特基二极管的实例,
图9示出MOSFET的实例,
图10a-b示出产生从边缘起延伸进入到固体内部的凹部,其中凹部优选地沿着通过改性部9限定的剥离平面延伸,
图11示出用于在根据本发明的固体片制造或固体层制造的范围内的边缘处理的第一实例,
图12示出用于在根据本发明的固体片制造或固体子层制造的范围内的边缘处理的一个实例,
图13示出用于在根据本发明的固体片制造或固体子层制造的范围内的边缘处理的另一实例,
图14a/b图解说明在固体中产生改性部时的困难,尤其在改性部借助于激光束产生的情况下,
图15示出显示不同的激光束角度的视图,
图16a/16b示出改性部产生步骤的视图和所产生的改性部的示意图,
图17a/17b示出改性部产生步骤的两个视图,
图18示出具有像差调整的改性部产生,和
图19示出具有凹部的固体的示意图,所述凹部由应力产生层覆盖或重叠或封闭,
图20a-20d示出用于在根据本发明的固体片制造的范围内的边缘处理的另一实例,
图21a-f示出根据本发明的处理进程,
图22a-b示出用于固体装置的两个示意性的实例,如其可根据本发明提供,
图23a-i示出用于根据本发明的固体装置或可以在根据本发明的方法中——作为中间产品——产生的固体装置的其他示意性的实例,
图24示出用于4HSiC的具有滑移平面的晶格的实例,
图25a示出用于Si的具有滑移平面110的晶格的实例,
图25b示出用于Si的具有滑移平面100的晶格的实例,
图25c示出用于Si的具有滑移平面111的晶格的实例,
图26a-27a示出当供体衬底借助于旋转装置预先移动到激光装置下方时,线形构型相对于晶格平面的端部的倾斜的改变,
图27b示出示例性的旋转装置的俯视图,
图27c示出加工设备的侧视图,其中加工设备具有优选可线性移动的激光元件和具有多个在其上设置的供体衬底的旋转装置,
图28a示出三维的裂纹引导层的产生,
图28b示出用于产生三维固体的另一裂纹引导层的产生,
图29a示出用于在固体中产生缺陷的示意性的构造,
图29b示出在将固体层与固体分离之前的层装置的示意图,
图29c示出在将固体层与固体分离之后的层装置的示意图,
图30a示出用于借助于激光辐射产生缺陷的第一示意示出的变型形式,
图30b示出用于借助于激光辐射产生缺陷的第二示意示出的变型形式,
图31a示出根据本发明的不平坦的晶片的示意侧视图,
图31b示出根据本发明的不平坦的晶片连同在其上设置的或产生的覆层的示意侧视图,
图31c示出在限定的调温之后的根据本发明的多层布置的优选的形状的示意侧视图,
图32示出根据本发明的激光加载装置的一个实例,
图33a示出根据本发明的设备的一个实例,
图33b示出对在固体处设置的聚合物层用功能流体的加载,
图34a示出固体的表面轮廓和所述表面轮廓的折射率的示例图,
图34b示出表面轮廓的多个视图,
图35a示出激光头的调整位置的改变的多个视图;和
图35b示出两个变化曲线,所述变化曲线代表不同的改性部分布的轮廓,
图36a示出拉曼光谱仪的示意构造,所述拉曼光谱仪如优选地根据本发明地使用,尤其所述拉曼光谱仪优选地是根据本发明的设备的组成部分,
图36b示出SiC的晶格振荡的不同的示例性的振动状态,
图37a和37b示出两个图解视图,所述图解视图示出固体中的掺杂浓度,
图38a示出根据本发明的前馈过程,
图38b示出根据本发明的反馈过程,
图39示出剥离平面的示意图的一个实例,
图40a示出固体的示意俯视图和示意侧视图,
图40b示出第一剥离平面的图40a的视图和示意图,
图41示意地示出限定剥离平面的缺陷的另一布置,
图42a示出构成多个第二剥离平面的示意性的实例,
图42b示出关于构成第二剥离平面和第三剥离平面的另一示例性的实例,
图43示出具有第二剥离平面的固体层,所述第二剥离平面设置在聚合物层上,
图44a示出在分割成固体元件之前的固体层,
图44b示出在分割成固体元件之后的固体层,
图45a示出用于对设有应力产生层的供体衬底借助于压力加载装置进行压力加载的设备,
图45b示意地示出根据图45b的布置,其中供体衬底在其内部已借助于激光束改性,
图46示意地示出用于限制所分离的固体层部分的偏转运动的设备,
图47a-c示意地示出具有多个压力加载元件的压力加载装置,
图48a示意地示出用于对应力产生层的不同的表面部分用不同压力加载的设备,
图48b示意地示出用于对应力产生层的不同的表面部分用不同压力加载和用于限制固体片的偏转运动的设备,和
图48c示意地示出在图48b中示出的设备的俯视图,
图49示出用于分离多个固体层的厚的晶片的示意横截面图,其中固体层具有相同的直径,
图50示出用于分离多个固体层的厚的晶片的示意横截面图,其中固体层具有不同的直径,
图51a-d示出具有不同直径的多个晶片的不同视图,
图52示出如下函数,根据所述函数,借助于激光束通过用金属覆层的表面可以进入到固体中,
图53示出在产生改性部期间的写入路径的两个优选的实例,
图54a-b示出用于阐述在焦点的地点上的部件、植入区域、掺杂、刻蚀沟槽等的效果的实例,
图55-56示出用于阐述在焦点的地点上的部件、植入区域、掺杂、刻蚀沟槽等的效果的其他实例,
图57示出高斯射束轮廓和非高斯射束轮廓的示意图,
图58示出用于借助于激光束在固体内部产生改性部的时刻的视图,其中在前侧工艺中产生改性部,和
图59示出用于借助于激光束在固体内部产生改性部的时刻的视图,其中在后侧工艺中产生改性部。
具体实施方式
图1示意地示出,激光器的激光辐射14(参见图27c)经由主表面8引入到固体1内部中,用于在至少一个激光焦点的区域中改变固体1的材料特性,其中激光焦点通过激光器的由激光器发射的激光束形成。材料特性的改变通过激光辐射到供体衬底1中的进入地点的改变构成线形构型103,其中材料特性的改变在至少一个,尤其相同的产生平面4上产生。供体衬底1的晶格平面6在此相对于产生平面4倾斜,尤其以在3°和9°之间、优选为4°或8°的角定向。线形构型103或写入线在此相对于在产生平面4和晶格平面6之间得出的相交部位处得出的交接线10是倾斜的。通过改变的材料特性,供体衬底1以亚临界的裂纹的形式撕裂。通过将外力导入到供体衬底1中以连接亚临界的裂纹来分离固体层2的步骤在此未示出。对此替选地,可以借助于激光辐射改变产生平面4上的如此多的材料,使得在连接亚临界的裂纹的条件下,固体层2从供体衬底1剥离。
加工以产生线形构型103或写入线或线的形式发生,这通过以限定的间距安置各个激光射击形成。
具体地,例如由具有0001表面的聚合类型4H的碳化硅在具有/不具有掺杂的情况下以沿晶体轴线的>0°的斜角(工业标准为4°或8°,围绕主轴线的方向)制造晶片是可能的。因为六角晶格结构的滑移平面平行于0001平面伸展,得出具有晶片表面的0001晶格平面的相交线,因为这以斜角相对于其倾斜。
因此新的方法的基本考虑是,激光线103的加工方向与所述相交线的方向偏离。同样地,加工方向优选不应沿着晶体的主方向之一或沿着晶体的优选的滑移平面与晶体的表面的相交线伸展。
此外例如由聚合类型4H的碳化硅制造晶片是可能的。聚合类型4H的碳化硅具有六角晶系,所述晶系具有纤锌矿结构和在0001平面中的六重对称性。与此相应地,每60°存在晶体的新的主轴。激光经由表面进入到要加工的工件中,如果该表面是沿着0001平面剖开的,那么在围绕表面法线旋转时重新得到六重对称性。在此,那么得出线写入方向,所述线写入方向相对于相应的主轴线旋转30°,从而在两个主轴之间取向。以所述方式确保,写入的线尽可能与晶体的晶胞交叉,并且包括较大的区域且同时涉及多个晶胞的裂纹可能难以构成。聚合类型4H的碳化硅通常相对于0001平面以4°的斜角剖开,以便简化在随后的加工中的外延步骤。在此证实的是,晶体的主轴线的投影此外相对于彼此具有近似60°,借此30°+/-3°是用于根据本发明的加工的优选的写入角。
此外例如由立方的SiC(所谓的3C)制造晶片是可能的。立方的SiC如立方的晶系那样表现,即作为优选的滑移平面具有111平面,从中得出22.5°+/-3°的优选的线写入方向。
此外例如由具有100表面的硅在掺杂/不掺杂的情况下以晶格轴线的0°的斜角制造晶片是可能的。
用于具有其立方结构(金刚石结构)的硅的优选的滑移平面是111平面,所述111平面与晶片表面相对于晶体主轴线以45°角相交。从中因此得到相对于晶体的主轴线和具有相对于彼此以45°角取向的晶片表面的滑移平面的相交直线的22.5°+/-3°的力求的线写入角。
因为硅衬底也可以与斜角相交,在此其他的加工角度又能够是优选的。在围绕主轴线翻转角度a时,在衬底的表面处,4重对称性至2重对称性通过翻转破坏。不围绕其翻转的主轴线的投影长度那么与cos(a)成比例地缩放,这引起在主轴和滑移平面与表面的相交直线之间的理想角度的改变。由于对称性破坏那么可能的两个线写入角b为b1=tan-1(cosa)/2或者b2=tan-1(1/cosa)/2。
对于带有在000平面中具有6重晶体对称性的六角纤锌矿结构的氮化镓,从用于晶体的主轴线的由此产生的60°的角度中得出相对于主轴线的30°+/-3°的优选的线方向。
对于带有在0001平面中具有6重晶体对称性的六角刚玉结构的蓝宝石或氧化铝,从用于晶体的主轴线的由此产生的60°的角度中得出相对于用于所谓的C面蓝宝石的主轴线的30°+/-3°的优选的线方向。
对于A面剖开的蓝宝石,主轴线取向为90°角,具有180°对称性,从中得到45°+/-3°的优选的线写入角。
蓝宝石的C面衬底是剖开的,使得在表面处示出六重对称性,并且表面与滑移平面一致,即30°+/-3°的角度是优选的。
对于M面剖开的蓝宝石,主轴线取向为90°角,具有180°对称性,从中得到45°+/-3°的优选的线写入角。
R面蓝宝石不具有旋转对称性,但是具有相对于滑移平面的投影直线成45°的主轴投影,借此在此22.5°+/-3°写入方向也是优选的。
对于具有与六角晶系相似的三斜晶系结构的钽酸锂,与衬底的取向相关地,得出相对于各个主轴线和其到衬底表面中的投影在10°+/-3°和45°+/-3°之间的写入方向。
对于带有在100平面中具有4重晶体对称性的闪锌矿结构的砷化镓,其优选的滑移平面是111平面,从用于晶体的主轴线的从中得出的90°的角度中,得出相对于具有100表面的衬底或供体衬底1的主轴线的22.5°+/-3°的优选的线方向。
对于带有在100平面中具有4重晶体对称性的单晶的、立方结构的砷化镓,其优选的滑移平面是111平面,从用于晶体的主轴线的从中得出的90°的角度中,得出相对于具有100表面的衬底的主轴线的22.5°+/-3°的优选的线方向。
对于带有在100平面中具有4重晶体对称性的金刚石结构的锗,其优选的滑移平面是111平面,从用于晶体的主轴线的从中得出的90°的角度中,得出相对于具有100表面的衬底的主轴线的22.5°+/-3°的优选的线方向。
对于带有在100平面中具有4重晶体对称性的闪锌矿结构的磷化铟,其优选的滑移平面是111平面,从用于晶体的主轴线的从中得出的90°的角度中,得出相对于具有100表面的衬底的主轴线的22.5°+/-3°的优选的线方向。
对于带有在100平面中具有4重晶体对称性的立方结构的钇铝石榴石,其优选的滑移平面是111平面,从用于晶体的主轴线的从中得出的90°的角度中,得出相对于具有100表面的衬底的主轴线的22.5°+/-3°的优选的线方向。
图2示出用于将至少一个固体层2与供体衬底1分离的根据本发明的方法的主要步骤和写入线103的定向或线形构型的定向的几何推导。
根据所述视图,根据本发明的方法也能够或替选地能够包括如下步骤:
提供供体衬底1,其中供体衬底1具有晶格平面6,所述晶格平面相对于平坦的主表面8是倾斜的,其中主表面8对供体衬底1沿供体衬底1的纵向方向L在一侧限界,其中晶格平面法线60相对于主表面法线80沿第一方向倾斜;提供至少一个激光器29;将激光器的激光辐射14经由主表面8引入到固体或供体衬底1内部,用于在至少一个激光焦点的区域中改变固体的材料特性,其中激光焦点通过激光器的由激光器发射的激光束形成,其中材料特性的改变通过激光辐射到供体衬底1中的进入地点的改变构成线形构型,其中线形构型优选至少部段地直线地延伸,并且其中线形构型、尤其至少直线延伸的部段平行于主表面8产生,并且在此沿第二方向延伸,所述第二方向相对于第一方向以不同于90°的角度倾斜,其中通过改变的材料特性,供体衬底1以亚临界的裂纹的形式撕裂;通过将外力导入到供体衬底中以连接亚临界的裂纹将固体层分离,或者将如此多的材料在产生平面上借助于激光辐射改变,使得在连接亚临界的裂纹的条件下,固体层从供体衬底剥离。主表面在此优选是分离的固体层2的组成部分。
第二方向在此优选相对于第一方向以45°和87°之间的角度范围、尤其70°和80°之间的角度范围并且尤其以76°倾斜。
图3示出,线形构型103或写入线相对于晶格平面的端部或如在图2中示出的那样相对于在产生平面4和晶格平面6之间的相交部位处得出的交接线10或相交线倾斜。通过所述定向,将裂纹生长限制于沿晶格平面6(尤其滑移平面)的方向。各写入线的改性部9因此不在相同的晶格平面6中产生。例如各写入线103的前1-5%的改性部因此可以仅还与同一写入线103的后1-5%的改性部的一小部分、尤其小于75%或小于50%或小于25%或小于10%的晶格平面沿衬底长度方向L相交或者不与所述晶格平面沿衬底长度方向L相交。所述关联关系尤其通过如下方式示意性地图解说明:改性部9a与晶格平面6a-6c相交,并且改性部9b与晶格平面6a、6d和6e相交。因此,两个改性部9a和9b尽管其是同一线形构型103或写入线的组成部分仍与不同的晶格平面相交。此外可见的是,例如改性部9c和9d优选地与同改性部9a(6a、6b、6c)不同的、尤其多数或完全不同的晶格平面(6d,6f,6g;6f,6h,6i)相交。
在晶格平面6的终止主表面8的端部7在显微镜剖面图中优选地构成锯齿图案类型。
各个晶格平面6a-6i优选相对于纵轴线L以在2°和10°之间、尤其在3°和9°之间、例如为4°或8°的角度倾斜。优选地,供体衬底1的各个晶格表面彼此平行地定向。
图4示出在X-Y加工中的写入图案的一个实例的图解:
箭头170、172代表激光器进给方向,黑圈代表不同的激光射击或改性部9,所述激光射击或改性部在此与其在材料中的损坏效果不重叠。在此优选的是,激光器首先沿一个方向移动并且产生改性部9,在此之后所述激光器倒转并且沿第二(下部)方向写入改性部9。
图5a至5d示出不同的冷却装置174。在所述冷却装置174中经受工艺处理的固体装置176从设有一个或多个接纳层140、146的不同的在图21a至23i中示出和描述的成型部或构型得出。在其中示出的冷却装置174全部为了冷却而使用液化气体178作为初始冷却剂。所述初始冷却剂根据实施方式雾化或蒸发。优选地,初始冷却剂为液氮。例如借助于压电元件的替选的冷却方法同样是可提出的并且可行的。
冷却装置174在此优选地用于将接纳层140、146冷却至-85℃和-10℃之间的温度,尤其冷却至-80℃和-50℃之间的温度。
根据图5a,冷却装置174具有氮池,其中接纳层尤其借助于可设定的定位装置180相对于在氮池中储存的液氮间隔开地定位。因此,固体装置优选设置在氮池上方的定位装置或固持装置上。因此,在腔高度之上得出温度梯度,并且在固体装置处的温度在填料高度之上借助初始冷却剂或者固体装置176的位置(距腔的底部的间距)是可设定的。
根据图5b至5d的实施方式,冷却装置优选地可以具有雾化机构、尤其至少一个或刚好一个打孔的管路,用于将液氮雾化,或者具有用于将液氮雾化的雾化机构,并且通过雾化的或蒸发的氮产生冷却效果。
根据图5b,优选地提供用于喷射或雾化的均匀的喷射设备/喷雾器。喷射或雾化优选地在固体装置176之上进行。此外,优选地进行用于温度控制的温度测量,将用于调节阀、尤其氮阀的输出数据输出。温度测量优选在衬底处或在固体1处或在接纳层140处进行。
衬底或固体1或固体装置176优选地停留在腔底部之上,以便使氮沉积在腔的底部处逸出。
根据图5c,优选地将打孔的管路用作为均匀的喷射设备。此外,优选地进行用于温度控制的温度测量,将用于调节阀、尤其氮阀的输出数据输出。温度测量优选地在衬底处或在固体1处或在接纳层140处进行。
衬底或固体1或固体装置176优选地停留在腔底部之上,以便使氮沉积在腔的底部处逸出。
根据图5d,冷却装置176示出用于冷却优选多侧或每侧的均匀的喷射设备/喷雾器182。此外,优选地进行用于温度控制的温度测量,将用于调节阀、尤其氮阀的输出数据输出。温度测量优选地在衬底处或在固体1处或在接纳层140处进行。
衬底或固体1或固体装置176优选地停留在腔底部之上,以便使氮沉积在腔的底部处逸出。
冷却装置174的腔184优选是封闭的,以便尽可能通过隔离减小温度梯度。
图6示出在晶格取向和改性部产生之间的优选的关联关系的三个实例。所述方法尤其对于将固体层与由SiC构成的或具有SiC的固体分离是有意义的。通过所述关联关系,应得出另一根据本发明的方法。所述另一根据本发明的方法优选用于将至少一个固体层与至少一个固体1分离,尤其将晶片与晶锭分离或者用于打薄晶片。另一根据本发明的方法在此优选地至少包括如下步骤:借助于激光束在固体1内部产生多个改性部2,用于构成剥离平面4;并且将外力导入到固体1中,用于在固体1中产生应力,其中外力是如此大的,使得应力引起沿着剥离平面4的裂纹扩展。
根据本发明,改性部依次以至少一行或列或线产生,其中在一行或列或线中产生的改性部2优选以间距X和高度H产生,借此在两个彼此跟随的改性部之间扩展的裂纹、尤其沿晶格方向扩展的裂纹将两个改性部彼此连接,所述裂纹的裂纹扩展方向相对于剥离平面以角度W定向。优选地,角度W在此优选在2°和6°之间、尤其为4°。优选地,裂纹从在第一改性部的中央之下的区域朝向在第二改性部的中央之上的区域扩展。在此主要的关联关系因此是,改性部的大小可以或必须与改性部的间距和角度W相关地改变。
此外,所述方法也可以具有如下步骤:通过在固体1的首先露出的表面处或之上设置或产生层和/或部件150,产生复合结构,其中露出的表面优选是要分离的固体层的组成部分。特别优选地,在产生复合结构之前产生用于构成剥离平面4的改性部。
为了导入外力,例如类似于在上文中描述的方法,可以将接纳层140设置在复合结构或固体的露出的表面处。
三个绘图6a至6c应图解说明,通过激光无定形的/相变的损坏/改性区的大小如何影响由裂纹的锯齿图案穿过的高度。通常而言,裂纹沿着晶体平面、即在晶体的各个原子之间伸展。在改性区中,所述透明的平面不再存在,即终止。
通过优选尽可能高的数值孔径,损坏区可以沿着辐射方向变小,横向地在焦平面中也如此。因为仅必须达到阈值强度,所以在此较小的脉冲能量是足够的。
现在如果损坏区以适合的方式更小地构成,那么激光改性部可以更密地安置,这能够使锯齿更短并且整体上造成改性的平面的更小的高度扩展(第一幅图)。
而如果损坏区更大地构成(更高的能量和/或更低的数值孔径——图6b),那么通过无定形区的提高的压力也触发较大的微裂纹,能够以更大的间距借助较大的扩展的损坏区实现捕获所述微裂纹(即控制或停止)。
最终图6c示出如下风险,当损坏区不够大并且过远伸展的裂纹通过激光改性部触发时,裂纹一方面过远地伸展——即通过裂纹产生的高度差变得比期望的更大——并且另一方面裂纹穿到另外的损坏区下方并且不由无定形材料停止。这于是再次引起材料损失,因为全部撕裂的材料层为了最终产品或新的激光加工必须被移除。
图7示出出自其他的根据本发明的方法的示意示出的瞬间记录。所述其他的方法优选用于将至少一个固体层与至少一个固体1分离,尤其将晶片与晶锭分离或者用于打薄晶片。另外的根据本发明的方法在此优选至少包括如下步骤:在固体1内部借助于激光束产生多个改性部2,用于构成剥离平面4;和将外力导入到固体1中,用于在固体1中产生应力,其中外力是如此大的,使得应力引起沿着剥离平面4的裂纹扩展。
根据本发明,在第一步骤中将改性部在线103上并且优选相互间以相同的间距产生。此外可提出,产生在第一步骤中产生的所述线中的多个。所述第一线尤其优选地平行于裂纹扩展方向并且优选直线地或圆弧形地、尤其在相同的平面中产生。在产生所述第一线之后,优选地产生用于触发和/或驱动优选亚临界的裂纹的第二线105。所述第二线同样优选直线地产生。尤其优选地,第二线相对于第一线是倾斜的,尤其正交地定向。第二线优选在与第一线相同的平面中延伸或者尤其优选地在平行于第一线在其中延伸的平面的平面中延伸。随后,优选地产生第三线,用于连接亚临界的裂纹。
所述方法尤其对于将固体层与由SiC构成的或具有SiC的固体或供体衬底分离是有意义的。
此外,改性部依次以至少一行或列或线产生,其中在一行或列或线中产生的改性部9优选以间距X和高度H产生,借此在两个彼此跟随的改性部之间扩展的裂纹、尤其沿晶格方向扩展的裂纹将两个改性部彼此连接,所述裂纹的裂纹扩展方向相对于剥离平面以角度W定向。角度W在此优选在2°和6°之间、尤其为4°。优选地,裂纹从在第一改性部的中央之下的区域朝向在第二改性部的中央之上的区域扩展。在此主要的关联关系因此是,改性部的大小可以或必须与改性部的间距和角度W相关地改变。
此外,所述方法也可以具有如下步骤:通过在固体1的首先露出的表面处或之上设置或产生层和/或部件150,产生复合结构,其中露出的表面优选是要分离的固体层的组成部分。特别优选地,在产生复合结构之前产生用于构成剥离平面4的改性部。
为了导入外力,例如类似于在上文中描述的方法,可以将接纳层140设置在复合结构或固体的露出的表面处。
因此,在其他的根据本发明的激光方法中优选地在SiC(但是还有其他材料)上产生平行于裂纹扩展方向(优选称为横向线)的线,以便首先限定用于优选的裂纹扩展的平面(裂纹初始化),在此之后纵向线驱动裂纹。在此,首先横向地、随后纵向地初始化裂纹,之后最终步骤将线置于第二步骤的纵向线之间,以便整面地触发裂纹。这能够实现最短的裂纹伸展路径,这使最终表面粗糙度最小化。
用于横向线(具有锯齿)和裂纹触发线(在锯齿的波峰上)的示例图。
因此,本发明优选地涉及一种用于将至少一个固体层2与供体衬底1分离的方法。所述方法在此优选地至少包括如下步骤:提供供体衬底1,其中供体衬底1具有晶格平面6,所述晶格平面相对于平坦的主表面8是倾斜的,其中主表面8对供体衬底1沿供体衬底1的纵向方向在一侧限界,其中晶格平面法线相对于主表面法线沿第一方向倾斜;提供至少一个激光器29;将激光器29的激光辐射14经由主表面(8)引入到固体1内部,以在至少一个激光焦点的区域中改变固体1的材料特性,其中激光焦点通过激光器的由激光器发射的激光束形成,其中材料特性的改变通过激光辐射到供体衬底1中的进入地点的改变构成线形构型103,其中材料特性的改变在至少一个产生平面4上产生,其中供体衬底1的晶格平面6相对于产生平面4倾斜地定向,其中线形构型103相对于在产生平面4和晶格平面6之间的相交部位处得出的交接线10是倾斜的,其中通过改变的材料特性,供体衬底1以亚临界的裂纹的形式撕裂;通过将外力导入到供体衬底1中以连接亚临界的裂纹将固体层2分离,或者将如此多的材料在产生平面4上借助于激光辐射改变,使得在连接亚临界的裂纹的条件下,固体层2从供体衬底剥离。
图8示例性地示出肖特基二极管200。所述二极管200在此优选地具有固体层4,所述固体层又具有借助于激光辐射改性的部分,尤其改性部9。改性部9在此在固体层4的第一表面的附近产生。在固体层4的所述第一表面处在此优选地已经产生金属层20,尤其借助于溅射或化学沉积产生。固体层4相对于第一表面具有第二表面,在所述第二表面上尤其借助于外延方法产生另一层145。固体层4在此优选由高度掺杂的SiC构成或具有高度掺杂的SiC,并且产生的层145优选由弱掺杂的SiC构成或具有弱掺杂的SiC。弱掺杂在此优选地表示比高度掺杂更少地掺杂。因此,产生的层145优选地在每单位体积具有比固体层4更少的掺杂。附图标记150表示肖特基接触部。
图9示例性地示出MOSFET250的构造。所述MOSFET250在此优选地具有固体层4,所述固体层又具有借助于激光辐射改性的部分,尤其改性部9。改性部9在此在固体层4的第一表面附近产生。在固体层4的所述第一表面处在此优选地产生金属层20,尤其借助于溅射或化学沉积产生。金属层20在此优选地经由端子259构成漏极(高)。固体层4与第一表面相对地具有第二表面。在第二表面处构成有,尤其产生或设置有另一层,尤其n型SiC。附图标记256表示另一材料或元件,尤其p型SiC。附图标记254代表n+。附图标记255优选地表示一个或多个通道,尤其用于传导电流。用附图标记253表示的子层/层优选由SiO2构成或者具有SiO2。附图标记251表示源极(低)并且附图标记252表示栅极。
本发明因此可以涉及一种用于提供固体层4的方法,其中固体层4与固体1分离。根据本发明的方法在此优选地包括如下步骤:
借助于激光束在固体1内部产生多个改性部9,以构成剥离平面8,其中通过改性部9在固体1中产生压应力;将固体层4通过分割剩余的固体1和固体层4沿着通过改性部9形成的剥离平面8分离,其中在固体层4上至少保留产生压应力的改性部9的组成部分,其中产生如此多的改性部9,使得固体层4由于改性部9从固体1剥离或者其中将外力导入到固体1中,以在固体1中产生其他应力,其中外力是如此大的,使得应力引起沿着通过改性部构成的剥离平面8的裂纹扩展;在通过将固体层4与固体1分离而露出的表面上产生金属层,以便至少部分地和优选多数地和尤其优选完全地补偿通过剩余的改性部组成部分的压应力引起的固体层4的变形或者以便至少部分地和优选多数地或完全地补偿压应力。
替选地,本发明也可以涉及一种用于产生电部件的方法。所述方法优选地包括如下步骤:在固体1内部借助于激光束产生多个改性部9,以构成剥离平面8,其中通过改性部9在固体1中产生压应力;通过在固体1的首先露出的表面5处或之上设置或产生层和/或部件150,产生复合结构,其中露出的表面5是要分离的固体层4的组成部分;将固体层4通过分割剩余的固体1和固体层4沿着通过改性部9构成的剥离平面8分离,其中在固体层4上至少保留产生压应力的改性部9的组成部分,其中产生如此多的改性部9,使得固体层4由于改性部9从固体1剥离或者其中将外力导入到固体1中,以在固体中1产生其他应力,其中外力是如此大的,使得应力引起沿着通过改性部构成的剥离平面8的裂纹扩展;在通过将固体层4与固体1分离露出的表面上产生金属层20,以便至少部分地补偿通过改性部组成部分引起的压应力。
图10a示出如下视图,所述视图示出具有特定的轮廓的磨削工具22。如果关于磨削工具提及平坦的、直的或弯曲的部分,那么将其始终理解成示出的轮廓的一部分。当然,磨削工具22例如可以构成为旋转磨削工具,由此沿环周方向连接于轮廓的部分沿环周方向优选弯曲地延伸。在图10a的第一视图中示出的磨削工具22具有第一加工部分24,所述第一加工部分具有弯曲的主磨削面32,并且具有第二加工部分26,所述第二加工部分具有弯曲的副磨削面34,其中主磨削面32的半径大于副磨削面34的半径,优选地,主磨削面32的半径是副磨削面34的半径的至少两倍大、三倍大、四倍大或五倍大。
根据本发明,因此附加地或替选地提供一种用于将至少一个固体子层4、至少一个固体片或固体层与供体衬底1或固体分离的方法。在当前的保护文本的范围内,术语供体衬底和固体优选地可以同义地使用。所述方法在此优选地包括步骤:
提供供体衬底1;在供体衬底1内部借助于激光束产生改性部9,其中通过改性部9预设剥离区域,沿着所述剥离区域将固体子层与供体衬底1分离;从沿供体衬底1的环周方向延伸的表面起朝向供体衬底1的中央(Z)去除供体衬底1的材料,尤其用于产生环绕的凹部,其中通过材料去除露出剥离区域8或剥离平面;将固体子层4与供体衬底1分离,其中供体衬底在剥离区域中通过改性部弱化,使得固体子层4由于材料去除从供体衬底1剥离或者在材料去除之后产生如下数量的改性部9,使得供体衬底1在剥离区域中弱化成,使得固体子层4从供体衬底1剥离或者在供体衬底1的朝向环绕的表面倾斜定向的、尤其平坦的表面处产生或设置应力产生层140或接纳层,并且通过对应力产生层140热加载在供体衬底1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4的裂纹,所述裂纹从供体衬底的通过材料去除露出的表面开始沿着改性部9扩展。在此可能的是,改性部9部分地或完全地在材料去除之前或在材料去除之后产生。凹部6因此优选地朝向中央Z朝向凹部端部18变窄。优选地,凹部楔形地伸展,其中凹部端部18优选刚好位于如下平面中,在所述平面中裂纹扩展或者在所述平面中产生改性部9。此外可能的是,通过在固体1的首先露出的表面5处或之上设置或产生层和/或部件150,产生复合结构,其中露出的表面5是要分离的固体层4的组成部分。用于构成剥离平面8的改性部9优选在产生复合结构之前产生。
在产生复合结构之后,优选将外力导入到固体1中,用于在固体1中产生应力,其中外力是如此大的,使得应力引起沿着剥离平面8的裂纹扩展。
图10b示出如下视图,根据所述视图对在图10a中示出的改性部9进行刻蚀处理,所述改性部尤其为晶格的无定形的部分。因此,优选地对固体1的非结晶的组成部分进行刻蚀处理,而固体的结晶的组成部分不通过或基本上不通过刻蚀处理改变。会因此优选地利用如下效应,刻蚀方法可以选择性地针对结晶-非结晶的区域设定。附图标记19因此表示如下区域,在所述区域中固体层4通过对改性部9的刻蚀处理与剩余的残余固体分离。该解决方案是有利的,因为机械裂纹开口通过刻蚀或表面侵蚀更深地引导到晶体中。这实现更精确地限定的裂纹起点。优选地适用的是,凹部或切口越薄地且越深地延伸进入到固体内部,那么关于由于固体层的***露出的表面的表面品质就越好。刻蚀参数在此优选选择成,使得非无定形的部分、尤其可能抛光的上侧5和/或未改性的边缘7未被刻蚀。因此,根据本发明的方法、尤其关于图10a描述的方法例如可以补充如下步骤:对至少部段地预设剥离区域的改性部9进行刻蚀处理或刻蚀移除。固体1,尤其在产生复合结构之前,在此优选地由SiC构成或者具有SiC,优选地,固体至少95%(按照质量)或至少99%(按照质量)或者至少99.99%(按照质量)的SiC。
此外要注意的是,在每个借助当前的保护本文所公开的方法中可补充:在固体的边缘处尤其借助随后的刻蚀步骤的材料去除。
根据图10c的第三视图,磨削工具22的第一加工部分24具有直的主磨削面32并且第二加工部分26具有直的副磨削面34,其中借助于主磨削面32与借助副磨削面34相比将更多的材料从供体衬底2移除。
图11示出5个视图,通过所述视图示出用于根据本发明的固体片制造或晶片制造的实例。视图1在此示出磨削工具22,所述磨削工具具有两个彼此间隔开的加工部分24,所述加工部分分别构成主磨削面32。主磨削面32在此构成为,使得所述主磨削面在供体衬底2中产生凹部6。磨削工具22优选地构成为旋转磨削工具或带磨削工具。
图11的视图2示出供体衬底2,在所述供体衬底中借助于磨削工具22产生凹部6。凹部6在此沿供体晶片2的纵向方向优选均匀地彼此间隔开,其中也能够考虑的是,间隔是不同大的。根据图2中的第二视图,此外借助于激光装置46在供体衬底2中产生改性部10。激光装置46对此发射激光束12,所述激光束经由供体衬底2的优选平坦的表面16进入到供体衬底2中,并且在焦点48处尤其通过多光子激发产生或引起固体或供体衬底2的晶格结构的改性部10。改性部10在此优选为材料转换部,尤其为材料到另一相的转换部,或者材料破坏部。
第三视图示出,在表面16处已经产生或设置应力产生层14,激光束12为了产生改性部10经由所述表面导入到供体衬底2中。为了在供体衬底2中产生机械应力对应力产生层14热加载或调温,尤其冷却。通过热加载应力产生层14,应力产生层14收缩,由此在供体衬底2中得出机械应力。之前产生的凹部6在此构成切口,通过所述切口可以引导机械应力,使得通过应力得到的裂纹20有针对性地在通过改性部10预设的裂纹引导区域中扩展。凹部端部18因此优选地邻接于相应的通过改性部10预设的裂纹引导区域。优选地,始终仅刚好如下固体层1***,所述固体层的凹部6与应力产生层14间隔开最少。
视图4示出在裂纹扩展完成之后的状态。固体片1从供体衬底2***,并且应力产生层14首先继续保留在固体片1的表面16处。
附图标记28表示,固体片1的哪一侧在此称作为固体片1的下侧并且附图标记30表示,固体片1的哪一侧在此称作为固体片1的上侧。
视图5示出如下方法,在所述方法中在没有应力产生层14的情况下引起固体层1从供体衬底2的剥离。在此优选在产生凹部6之后,将如此多的改性部10借助于激光束12产生,使得固体层1从供体衬底2剥离。虚线Z在此优选地表示供体衬底2的中央或旋转轴线。供体衬底2优选可围绕旋转轴线2旋转。
图12示出4个视图。在图12的第一视图中示出供体衬底2,所述供体衬底由激光束12加载。激光束12整体上相对于表面16倾斜,使得偏离90°角度的斜度,激光束经由所述表面进入到供体衬底2中。
优选地,激光束12的第一部分36相对于表面16以第一角度38取向,并且激光束12的另一部分40相对于表面16以第二角度42取向。激光束部分36和40优选地为了产生为分离特定的固体层1产生的改性部12相对于表面16优选始终相同地倾斜,激光束部分36、40经由所述表面进入到供体衬底2中。此外从图4的第一视图中可以得出,焦点48为了由于倾斜的激光束部分36、40产生改性部10在供体衬底2中引导至边缘44或直接引导至边缘44。
从图12的视图2中还可以得知,根据倾斜定向的激光束部分36、40,不需要或仅明显减少地需要对供体衬底2的边缘44的去除材料的处理。在表面16处设置或产生的应力产生层14引起在供体衬底2中产生机械应力,由此由于直至边缘44产生的改性部10,裂纹20非常精确地从边缘44引导地扩展进入到供体衬底2中。
图12的视图3示出完全从供体衬底2***出的固体片1,其中固体片1根据所述实施方式优选地不经受棱边处理。
图12的视图4表明,同样通过借助于激光束36、40产生改性部10(在没有应力产生层14的情况下)可将固体片1从供体衬底2移除。
本发明因此涉及一种用于将固体片1与供体衬底2分离的方法。根据本发明的方法在此包括如下步骤:
提供供体衬底2;在供体衬底2内部借助于激光束12产生改性部10,其中激光束12经由供体衬底2的平坦的表面16进入到供体衬底2中,其中激光束12整体相对于供体衬底2的平坦的表面16倾斜,使得激光束12的第一部分36相对于供体衬底2的平坦的表面16以第一角度38进入到供体衬底2中,并且激光束12的至少一个另外的部分40相对于供体衬底2的平坦的表面16以第二角度42进入到供体衬底2中,其中第一角度38的绝对值不同于第二角度42的绝对值,其中激光束12的第一部分36和激光束12的另外的部分40在供体衬底2中聚焦以产生改性部10,其中固体片1通过产生的改性部10从供体衬底2剥离或者在供体衬底2的平坦的表面16处产生或设置应力产生层14,并且通过对应力产生层14的热加载在供体衬底2中产生机械应力,其中通过机械应力产生用于分离固体层1的裂纹20,所述裂纹沿着改性部10扩展。
图13示出根据本发明的方法的另一变型形式。通过将第一和第五视图的比较可以得知,借助于激光束12产生的改性部10在平坦的表面16与如在第五视图中示出的那样表面16的棱边17被移除的情况相比可以更靠近边缘44地产生。激光束12在此类似于关于图12阐述的改性部产生进入到供体衬底2中。
图13的第二视图示出从环绕的表面4起朝向供体衬底2的中央Z的方向产生凹部6,其中凹部借助于剥蚀激光器(未示出)的剥蚀激光束8产生。优选地,剥蚀激光束8在此为了产生凹部6使供体衬底2的材料蒸发。
根据图13的视图3,凹部的形状并非不对称地,而是对称地产生。因此,同样根据该视图在供体衬底2处产生或设置应力产生层14并且为了产生机械应力以触发裂纹20对应力产生层热加载,尤其借助于液氮热加载。
图13的视图4示出从供体衬底2***的固体片1,在所述固体片上继续设置有应力产生层。
从图13的视图5中还可以得知,在其棱边17被加工的供体衬底2中,借助于剥蚀激光束8要产生的凹部6与棱边17未被加工的情况相比必须更远地朝向供体衬底2的中央的方向伸展。在此然而同样可以提出的是,凹部不借助于剥蚀激光束8、而是借助于磨削工具22(如例如从图1中已知的)产生。
图14a和14b示出在借助于激光束12产生改性部时在供体衬底2的边缘区域中出现的问题。通过在空气中和在供体衬底中的不同的折射率,激光束12的激光束部分38、40不精确地重合,由此产生不期望的效应、如在不期望的地点产生缺陷、不期望的局部加热或妨碍改性部产生。
图14b示出,当要产生的改性部10从供体衬底2的环绕的表面移除,使得两个激光束部分38、40分别通过具有相同折射率和优选地经由相同的行程折射时,才可以无问题地产生改性部10。然而这引起,所述改性部产生,如在与边缘区域间隔开的区域中进行的改性部产生,不能容易地延伸到边缘区域上。
图15示出如下布置,根据所述布置,激光束12平行于纵轴线L定向。此外,所述视图附加地或替选地示出激光束60,所述激光束相对于纵轴线L以角度α1倾斜。两个激光束12和60在此可以用于产生改性部10,通过所述改性部预设剥离区域11。在此能够考虑的是,通过相对于纵轴线L不倾斜的激光束12,产生多个改性部10,并且在边缘区域中,即在距环绕的表面(环周表面)的间距小于1mm、尤其小于5mm或小于2或小于1mm或小于0.5mm的情况下,通过相对于纵轴线L倾斜的激光束60产生改性部10。
替选地还可以考虑的是,剥离区域的全部改性部10或剥离区域11的多个改性部10通过相对于纵轴线L以角度α1倾斜的激光束60产生。
附加地或替选地,在本发明的范围内,改性部10在边缘区域中通过另外的相对于供体衬底2的纵轴线L倾斜的激光束62、64产生,其中所述激光束优选地经由供体衬底2的环绕的表面进入到供体衬底2中。从该视图中可以得出,激光束62例如相对于剥离区域11以大于0°和小于90°的角度α2经由环绕的表面导入到供体衬底2中,以在边缘区域中产生改性部10。此外,可以从视图中得出,激光束64在剥离区域11的延伸方向上经由供体衬底2的环绕的表面可导入到供体衬底2中,以产生改性部10。激光束64在此优选地相对于供体衬底2的纵轴线L以在80°和100°之间的尤其是90°或基本上为90°的角度α3倾斜。
因此,通过激光束60、62、64中的一个,在边缘的区域中进行改性部产生10。
此外,根据本发明可以将图12的结论类似地应用于或转用于在图15中示出的对象。
图16a示出直至边缘区域产生的剥离区域11。此外,图16a示出借助于激光束64产生改性部。通过激光束64优选地沿径向方向产生多个改性部10,尤其在一条线上产生,其中距供体晶片2的中央或旋转轴线的间距变大(所述旋转轴线优选正交于供体衬底2的平坦的表面16延伸)。
图16b示意地示出在产生改性部10之后的状态。剥离区域11根据该视图以完全在供体晶片2内部延伸的改性子层的形式构成。
图17a和17b示出用于借助于经由环绕的表面导入的激光束产生改性部10的两个变型形式。
根据图17a,经由相同的进入部位产生多个改性部10,通过所述进入部位,激光束64进入到供体衬底2中。激光束为了产生改性部10沿径向方向在不同的深度上聚焦到供体衬底2中。优选地,改性部10以激光束的减小的进入深度或焦点距进入深度的变短的间距产生。
图17b示出灯丝状的改性部产生。以灯丝的形式产生的改性部10在此比其横截面延伸更长,是其横截面延伸的数倍、尤其例如10倍、20倍或50倍长。
图18示出激光装置46、剥蚀机构47和供体衬底2的剖面图。图18的细节图示出经由供体晶片2的弯曲的环绕的表面进入到供体晶片2的激光束12,其中通过虚线示出的线示出借助于剥蚀机构47调整的辐射伸展。
本发明因此涉及一种用于将固体片1从供体衬底2分离的方法。根据本发明的方法在此包括如下步骤:提供供体衬底2;在供体衬底2内部借助于激光束12产生改性部10,其中激光束12经由供体衬底2的平坦的表面16进入到供体衬底2中,其中激光束12相对于供体衬底2的平坦的表面16倾斜,使得激光束12相对于供体衬底的纵轴线以不等于0°或180°的角度进入到供体衬底中,其中激光束12为了产生改性部10在供体衬底2中聚焦,其中固体片1通过产生的改性部10从供体衬底2剥离,或者在供体衬底2的平坦的表面16处产生或设置应力产生层14,并且通过对应力产生层14的热加载在供体衬底2中产生机械应力,其中通过机械应力产生用于分离固体层1的裂纹20,所述裂纹沿着改性部10扩展。
图19示意地示出如下布置,根据所述布置,应力产生层14将优选至少一个凹部6、尤其凹陷部或沟槽重叠或遮盖或封闭,所述至少一个凹部6、尤其凹陷部或沟槽优选从平坦的或基本上平坦的表面16起朝向固体2的优选平行于平坦的表面16的另一表面延伸。
应力产生层14优选地作为聚合物层产生或者作为如下层产生,所述层的大部分的质量和/或体积份额由至少一种聚合物材料构成。设置有应力产生层14的表面16优选地具有经过加工的部分。作为经过加工的部分在此优选地理解成如下部分,在所述部分中已经去除材料。由此,优选地,一个/多个凹部、尤其凹陷部6和/或沟槽6,从下述表面16开始,优选正交于表面和/或裂纹引导层延伸,在所述表面处设置有应力产生层14并且所述表面优选基本上或完全地平行于由改性部10形成的裂纹引导层延伸。在此替选地能够考虑,仅凹部6、尤其沟槽和/或凹陷部借助于材料去除产生和/或构成。优选在将应力产生层14在表面16处产生或安置之前进行材料去除,尤其借助于激光剥蚀进行材料去除。应力产生层14在与固体2耦联或连接的状态中遮盖一个/多个凹部6,尤其一个或多个沟槽或者一个或多个凹陷部。
优选地,在产生凹部6、尤其凹陷部和/或沟槽和安置应力产生层之间不进行任何另外的覆层,尤其不进行另外的材料覆层。这是有利的,因为否则材料可能积聚在凹陷部/沟槽中。
优选地,借助于等离子体层压工艺安置应力产生层。这是有利的,使得越过凹部6、尤其凹陷部/沟槽可以产生在固体1、尤其随后的固体层1的主表面16和应力产生层14之间的连接。连接优选地为层压或粘接。优选地,这利用冷等离子体来实现。
附加地或替选地,根据本发明可以借助之前产生的激光平面或裂纹引导平面和通过材料去除步骤、尤其激光剥蚀造成的深度改性来引起“自发***”。优选地,这无需应力产生层14就可以引起。
应力产生层14也可以称作为应激层,尤其称作为自承载的应激层。
根据本发明还已知的是,自承载的应激层相对于蒸镀的或以其他方式通过沉积施加的应激层具有不同技术优点,因为这种应激层一方面以较大的体积在较简单的方法中可以在具有较高的通过量的专门的设备中制造,并且另一方面可以在层压工艺中使用,所述层压工艺同样允许较高的工艺速度。附加地,自承载的应激层在层压工艺之后也能够以较小的耗费再次从衬底剥离,这例如也允许应激层或应力产生层的继续使用,这借助沉积层是不可能的。
尤其有利的是,层压工艺可以在没有粘贴方法的情况下或者类似地单纯通过对衬底的表面激活、表面处理或表面改性实现。因此,进行应力产生层与固体、尤其与随后的固体层1的表面16的耦联或连接,尤其优选地通过固体的或随后的固体层1的表面16的表面激活和/或表面处理和/或表面改性来改性。
因此,例如可以优选地通过与尤其在腔中产生的臭氧和/或通过特定波长的紫外光和/或通过在衬底和/或应激层的表面处和/或在工艺气体中的具有不同的形成的种类、尤其自由基的乙醛种类和乙醇种类的等离子体方法激活表面。在此,尤其优选热等离子体方法,其中应用高温,以便在等离子体中产生自由载流子和自由基,这对于从中得出的在衬底和应激层的表面处的反应而言允许与在较低温度下相比不同的反应路径和化学表面反应。表面改性机制因此可以温度相关地不同,同样在不同的衬底之间如此,其中例如在SiC中与Si相反地,参与的碳原子可以在等离子体处理中构成不同的表面形态,这同样可以增附地作用于层压工艺。
替选地,使用冷等离子体方法是可能的,其中等离子体不通过热电子发射和经由热的钨灯丝或类似的方法产生,而是经由压电变压器在大气压下和优选在不提高温度的情况下产生。所述较低的温度同样减少和/或改变可用于表面激活和表面改性的反应路径,所述表面激活和表面改性用于层压工艺中的增附,不仅在衬底或固体上,而且也在应激层上。出现的表面形态因此与多个参数和特别是表面激活方法相关。
表面处理或改性例如包括通过电晕处理和/或通过火焰处理和/或通过借助于电池放电的处理和/或通过氟化和/或通过臭氧化和/或通过二聚体辐射和/或通过借助等离子体的处理来至少部段地加载要处理的表面,其中优选地个别或多个物理参数、如等离子体的类型、在等离子体处理时的轨迹间距、喷嘴类型、喷嘴间距和/或等离子体处理的时长改变或是可改变的。
优选地,等离子体预处理或等离子体处理不仅用于清洁,而且随后也用于表面形态的均匀化(例如疏水性等)。
借助于有针对性的个体化的等离子体处理,可产生或可设定表面激活的地点分辨的改变,所述改变随后允许应激层的层压,如果期望那么同样具有地点可变的特性。
等离子体表面激活或等离子体表面处理的工艺允许较大的施加影响,以便将期望的有差异的附着或力传递在将应激层层压在衬底上之后也在大的面积上以限定的对称的或不对称的形式施加。在此,通过工艺变化可以有针对性地,尤其局部地设定改变的粘附或内聚。与不同的固体材料、尤其半导体材料的初始特性相关地,可以施加层和/或通过另外的逐步的工艺气体(氧气等)有针对性地将期望的一个/多个附加层、尤其牺牲/损坏层或衬底和/或应激层表面改性(疏水,亲水,润湿等)。这引起地点分辨的调整的逐步的粘附或地点分辨地调整的或设定的力传递连接,也在层压工艺中如此,这相对于通过用于应激层的粘接和沉积方案相比仅是均匀的并且不是地点分辨的。
如已经描述的那样,在等离子体处理期间可以使用不同的物理参数(例如等离子体的类型,在等离子体处理时的轨迹间距,喷嘴类型,喷嘴间距,等离子体处理的时长)。对所述影响参数附加地,可以通过有针对性地混入逐步的工艺气体,如氮气、氧气、氢气、SiH4、Si(EtO)4或Me3SiOSiMe3(等)引起需要的表面特性的大的范围。这优选地从新的化学表面形态中得出,所述新的化学表面形态在半导体表面和/或连接的牺牲层和/或应激层上沉积,从而能够实现不同地构成的表面功能和层压工艺特性。这引起半导体表面和/或连接的应激层和/或其他层的期望的目标轮廓,如例如不同的地点分辨的粘附和内聚特性。
电晕处理是用于塑料的表面处理或表面改性的电化学方法。在此,表面经受电高压放电。电晕处理例如用于在塑料、薄膜等(PE,PP)中的增附。
在火焰处理时,尤其可以经受相应的连接的靠近表面的氧化。基本上进行氧化工艺,通过所述氧化工艺根据材料和实验条件形成不同极性的官能团(例如氧化物,醇,醛,碳酸,酯,醚,过氧化物)。
通过介电势垒放电的处理(DBE,交流电压气体放电,dielectircbarrierdischarge,也称作为DBD处理)与低温等离子体或辉光放电(GDMS)类似。在DBE处理中,对表面加载单极的和双极的脉冲,所述脉冲具有几微秒向下至数十纳秒的脉冲时长和在一位数的千伏范围内的幅值。介电势垒放电是有利的,因为在此在放电空间中不预期金属电极从而不预期金属杂质或电极磨损。
介电势垒放电的其他优点可以根据应用例如是,其具有高的效率,因为载流子不必在电极处出射或入射(省略阴极情况,不需要热电子发射)或者介电表面在低温下可以被改性和化学激活。表面改性在此优选通过表面形态通过离子轰击的相互作用和反应和紫外辐射对表面形态的影响(例如80nm-350nm,不相干光UV和VUV,通过功率高频发电机)进行。介电势垒放电例如用于在饮用水/废水净化中在原地制造臭氧,其中通过臭氧进行水的臭氧化。与此类似地,在根据本发明的借助于臭氧化的表面处理或改性中,借助于臭氧进行对要处理的表面的加载。
借助于卤化、尤其氟化的表面处理或改性引起元素或化合物到卤化物的转变。因此通过氟化,将氟借助于氟化机构导入到优选有机的化合物中。
借助于UV处理的表面处理或改性优选地通过二聚体辐照或通过紫外发光二极管源、例如基于氮化铝的紫外发光二极管源进行。二聚体辐照通过使用至少一个二聚体激光器来进行。二聚体激光器是气体激光器,所述气体激光器可以在紫外波长范围内产生电磁辐射。在此进行的气体放电因此通过电磁高频场引起。
因此,在气体放电时也不需要电极。产生的UV辐射优选位于在120nm和380nm之间的波长范围内。
图20a示出根据本发明的附加的或替选的用于将固体层1或固体子层1与供体衬底2分离的解决方案。根据图20a,在供体衬底2内部产生剥离区域11。改性部10在此优选地与供体衬底2的环绕的限界面50间隔开。优选地,类似于图11的视图2产生改性部10。在此能够考虑的是,激光束12从上部、即经由表面16导入到供体衬底2中,或者从下部导入到供体衬底2中,其中下部位于“上部”的相对侧上。优选地,因此进行从“下部”经由固体或供体衬底的表面激光加载,所述表面优选平行于或至少基本上平行于表面16。在从“下部”辐照时,激光束直至改性部产生部位的行程优选长于从改性部产生部位直至表面16的行程。当然,固体也可以旋转,即例如以180°围绕水平轴线转动并且随后将改性部经由平行于表面16的表面引入。因为在该情况下产生的改性部优选此外更靠近表面16产生,改性部产生或缺陷产生的该变型形式对应于从“下部”变型形式。
图20b示意地示出借助于剥蚀工具22、尤其用于切削加工供体衬底2的工具,如磨削工具22来加工供体衬底2。通过加工,至少部段地沿供体衬底2的环周方向,在剥离区域和供体衬底2的与剥离区域优选均匀地、尤其平行地间隔开的表面之间的整个区域中的材料去除,以降低供体衬底2的径向延伸。优选地,将材料环形地、尤其以恒定的或基本上恒定的径向扩展移除。
图20c示出在去除材料之后的状态的实例。在此例如可以考虑的是,沿供体衬底2的轴向方向直至剥离平面或在其下方或在其上方去除材料。
图20d示出在将固体子层1与供体衬底2分离或剥离之后的状态。
根据本发明的方法可以包括一个或多个或全部如下步骤:
相对于激光加载装置移动固体,借助于激光加载装置依次产生多个激光束,以产生各至少一个改性部,其中与至少一个参数、尤其多个参数相关地,尤其连续地设定激光加载装置,用于激光束的限定的聚焦和/或用于调整激光能量。
激光束优选地经由供体衬底的平坦的表面进入到供体衬底中。优选地,激光束相对于供体衬底的或固体的尤其平坦的表面是倾斜的,使得其以不等于0°或180°的角度相对于供体衬底的纵轴线进入到供体衬底中。优选地,激光束为了产生改性部在供体衬底中聚焦。
固体优选地具有晶格平面,所述晶格平面相对于平坦的主表面是倾斜的,其中固体的主表面沿固体的纵向方向在一侧限界,其中晶格平面法线相对于主表面法线沿第一方向倾斜,其中改性部是供体衬底的材料特性的改变部。材料特性的改变通过激光辐射在固体中的进入地点的改变至少部段地构成线形构型,其中线形构型可以构成为点线、虚线或连续的线。优选地,一个线形构型或多个线形构型或多个线形构型中的全部或多个具有大于1mm或大于5mm或大于10mm或大于20mm或大于30mm的长度或者直至1mm或直至5mm或直至10mm或直至20mm或直至30mm或直至50mm或直至100mm的长度。材料特性的改变部优选在产生平面上、尤其在至少一个产生平面上或在刚好一个产生平面上,或者在一个或所述剥离区域中产生。固体的晶格平面相对于产生平面或剥离区域优选倾斜地定向。线形构型相对于在产生平面或剥离平面和晶格平面之间的相交部位处得到的交接线优选地倾斜。
通过改变的材料特性,固体优选以亚临界的裂纹的形式撕裂。此外优选地,固体层的分离通过将外力导入到供体衬底中以连接亚临界的裂纹进行,或者将如此多的材料在产生平面上或在剥离区域中借助于激光辐射改变,使得在连接亚临界的裂纹的条件下,固体层从供体衬底剥离。
图21a示出固体1、尤其晶片的提供。
根据图21b,提供的固体1在工具载体(卡盘)3上耦联或粘贴或焊接或拧紧或夹紧或干燥或冷冻或通过真空吸住,其中工具载体优选包括冷却功能从而优选地变成冷却装置3。冷冻在此优选经由流体、尤其液体、尤其水或一种或多种其他材料的固化进行,所述其他材料具有低于50℃或低于30℃或低于20℃或低于10℃或低于5℃或低于0℃或低于-10℃或低于-20℃或低于-50℃的固化或凝固温度(在全部情况下基于1bar的环境压力)。干燥在此优选地表示通过湿气排放或湿气排出的固化。在此同样可能的是,固体通过两种或多于两种效应、例如抽吸和夹紧或夹紧和粘贴或夹紧和拧紧和干燥固定在卡盘上。卡盘或工具载体尤其优选地构成为真空卡盘。固体1优选地沿纵向方向借助其下侧在冷却装置3上固定,尤其粘贴,所述下侧优选沿纵向方向与表面5相对置。因此,将激光束为了产生改性部9经由表面5朝向冷却装置3的方向导入到固体1中,所述表面是要分离的固体层的组成部分。尤其优选地,此外对表面5进行高温处理,尤其在固体表面5处的外延材料设置,从中优选地得出一个另外的层145或多个另外的层145。至少一个高温方法优选是外延方法、掺杂方法或利用等离子体的方法,其中通过高温方法、尤其在外延方法的情况下,在固体1上产生至少一个层145,其中至少一个产生的层145具有预先限定的参数,其中至少一个预先限定的参数预设激光波的折射和/或吸收和/或反射的最大程度,其中折射和/或吸收和/或反射的程度低于5%和优选低于1%和尤其优选低于0.1%。此外,一个产生的层145或多个另外的产生的层145优选是无金属的。
图21c示意地示出借助于激光束产生改性部9。激光束在此优选经由之前借助于高温方法产生的层145进入到固体1中。替选地,然而同样能够考虑的是,激光束经由固体1的自由的、即未借助另外的层145覆层的表面尤其从下方进入到固体1中。在此,固体1优选地在侧向或在外部端部处(宽度和/或深度方向)保持。
图21d示出在产生改性部9之后的固体1的示意剖面图。根据该实例,可见改性部9的4个区块,所述区块引起4个裂纹部分25、27、28、29。邻接于具有改性部9的区块,附图标记41、42、43、44和45分别表示不具有改性部9的区域或者如下区域,在所述区域中与其中产生改性部9的区块相比产生较少的改性部9。
图21e示出如下状态,根据所述状态在其他的在表面5处或在表面5处之前外延产生的其他的层处设置的部件(未示出)上设置或产生接纳层,尤其包括聚合物材料的接纳层。接纳层优选作为膜产生并且在其产生之后耦联,尤其键合或粘贴到表面5上。然而同样可能的是,通过将液态的聚合物施加到表面5上和随后的固化来构成接纳层。
在产生改性部和安置接纳层的步骤之间,优选地在表面5处或在前面的高温方法期间已经在表面5上产生的另外的层145处设置或产生其他层150和/或部件150。
图21f示意地示出对接纳层的调温。优选地,将接纳层调温、尤其冷却至低于环境温度的温度,尤其小于20℃、或小于1℃或小于0℃或小于-10℃或小于-50℃或小于-60℃的温度。其中接纳层140的材料由于冷却经历玻璃化转变或和结晶。优选地,接纳层的调温借助于液氮、尤其借助于氮雾进行。由于调温,尤其由于玻璃化转变,接纳层收缩,由此在固体1中产生机械应力。由于机械应力,触发连接裂纹部分25、27、28、29的裂纹,通过所述裂纹将固体部分12与固体1分离。
图22a示出如下实施方式,根据所述实施方式,接纳层140设置在固体的表面上,所述表面,相对于与其平行的或优选基本上平行的或完全平行的表面5,与改性部更远地间隔开。优选地,表面具有另外的层145(类似于图21b-21f)。在另外的层145或露出的表面5上优选地设置部件150或其他的材料层150。优选地,在其他的材料层150或部件150的露出的表面处设置或产生稳定化层和/或保护层142。部件150在此可以例如被浇注,尤其借助聚合物材料和/或陶瓷材料浇注。附加地可以提出的是,在稳定化层和/或保护层142上耦联、尤其粘贴或键合有稳定化装置,尤其其他晶片,如例如玻璃晶片。稳定化层和/或保护层142或稳定化层和/或保护层142和稳定化装置在此引起,部件150或其他材料层150在***时或在***之后进不明显或不变形。在***时,变形可以通过借助于接纳层140产生的力引起,并且在***之后,变形可以通过剩余的改性部、尤其物质转换部引起。改性部在物质转换的情况下引起:产生压力,从中在没有稳定化层/稳定化装置的条件下会造成分离的固体层的拱曲(BOW)。稳定化层142因此可以附加地或替选地构成为玻璃晶片或硅晶片或金属层或者在稳定化层142上可以附加地或替选地设置有玻璃晶片或设置玻璃晶片。如果稳定化层142构成为金属层,那么可以键合,尤其粘贴所述金属层。替选地可能的是,金属层142在复合结构上产生,尤其借助于溅射产生。
由分离的固体层和在其上设置的稳定化层和/或保护层142和可能在其上设置的稳定化装置构成的单元于是优选地被继续处理以移除压力。尤其优选地,稳定化层142或稳定化装置构成保持装置,借助于所述保持装置,用于材料去除处理的分离的固体层相对于材料去除装置、尤其磨削和/或抛光装置可固定。借助于材料去除装置,那么将在分离的固体层上剩余的改性部位去除,尤其以切削的方式去除。
在本发明的上下文中,固体层优选始终薄于剩余的固体部分。然而还能够考虑的是,接纳层不在随后的固体层的表面处设置或产生,而是在剩余的固体部分的表面处设置或产生。如果固体材料为硅,那么分离的固体层相对于剩余的固体优选具有剩余的固体的高度的小于40%的高度,尤其小于剩余的固体的高度的30%或20%的高度。在硅的情况下,优选为改性部产生设有预定的参数,数值孔径优选位于0.5和0.8之间,尤其为0.65,入射深度在150μm和1000μm之间,尤其为300μm,脉冲间距在1μm和5μm之间,尤其为2μm,线间距在1μm和5μm之间,尤其为2μm,脉冲时长在50ns和400ns之间,尤其为300ns,并且脉冲能量在3μJ和30μJ之间,尤其为10μJ。
如果材料是SiC,那么分离的固体层相对于剩余的固体优选具有剩余的固体的高度的小于50%的高度,尤其小于剩余的固体的高度的45%或40%或35%或30%或25%的高度。在SiC的情况下,优选为改性部产生设有预定的参数,数值孔径优选地位于0.4和0.8之间,尤其为0.4,入射深度优选在50μm和500μm之间,尤其为180μm,脉冲间距优选在0.1μm和3μm之间尤其为1μm,线间距优选在10μm和100μm200μm之间,尤其在10μm和100μm之间,尤其为75 μm,脉冲时长优选在1fs和10ns之间,尤其为3ns,并且脉冲能量优选在0.5μJ和30μJ之间,尤其为7μJ。
在图22b中,类似于图21b-21f,也可以产生另外的层145,即使这不可见时也如此。其他的材料层或部件150因此优选地在另外的层145上或在固体的露出的表面上产生或设置。
此外,图22b示出,在剩余的固体的表面上可以设置有接纳层,并且在部件或其他材料层150上可以设置有其他的接纳层146。部件在此可以附加地设有稳定化层142,由此其他的接纳层146优选在稳定化层和或保护层142上设置或产生。其他的接纳层146优选地作为膜提供或优选地同样至少部分地由聚合物材料构成。尤其优选地,其他的接纳层146具有与接纳层140或142相同的材料。该实施方式是有利的,因为可以将用于产生裂纹的应力从两侧导入到固体中。
图23a至23i示出不同的布置,所述布置在产生其他的材料层或部件150之后可以设为用于导入裂纹。
图23a-23i示出不同的固体装置176,如所述固体装置对于导入裂纹引导应力和/或裂纹触发应力是有利的。
图23a在此示出具有结构或部件150的经过工艺处理的固体1或晶片。
相对于在图23a中示出的固体1,在图23b中示出的固体1中,在部件侧、尤其在部件150或其他的材料层150上设置或产生接纳层140。接纳层140在此优选地设置在要分离的固体层上。接纳层140在此也可以称作为***膜从而优选地层压在结构侧上。在后续步骤中,随后进行整个装置的冷却,由此引起***或裂纹触发和/或裂纹引导。
相对于图23b的视图,根据图23c在固体的下侧处或在固体的露出的表面处设置有保持层/键合的晶片。在此保持层也为工具载体或卡盘3。在后续步骤中那么进行整个装置的冷却,由此引起***或裂纹触发和/或裂纹引导。
图23d相对于图23b示出如下布置,根据所述布置固体在两侧设有接纳层140、146。其他的接纳层146在此设置在随后剩余的残余固体的表面上,其中在其他的接纳层146和固体1之间可以设置或产生增附层148和/或牺牲层149和/或保护层142。两个接纳层140和146优选是层压的。在后续步骤中,随后冷却整个装置,由此引起***或裂纹触发和/或裂纹引导。
图23e示出如下布置,根据所述布置,相对于从图23d中已知的布置在其他的接纳层146和固体1之间未设置或产生增附层148和/或牺牲层149和/或保护层142。在后续步骤中,随后冷却整个装置,由此引起***或裂纹触发和/或裂纹引导。
图23f示出与从图23d中已知的布置相反构造的布置,即在其他的接纳层146和固体1之间未设置或产生增附层148和/或牺牲层149和/或保护层142,而是在接纳层140和固体1之间从而在要分离的固体层上产生或设置。在部件150或结构上在此例如可以借助于旋涂法产生一个或多个层。作为后续步骤随后冷却整个装置,由此引起***或裂纹触发和/或裂纹引导。
图23g示出如下布置或构造,所述布置或构造对应于图23d和23f中的布置的组合。固体优选在两侧借助***膜层压,同样能够在两侧在***膜下方设置保护层和/或增附层和/或牺牲层,在结构上此外例如可以进行旋涂。作为后续步骤随后冷却整个装置,由此引起***或裂纹触发和/或裂纹引导。
图23h示出如下布置,所述布置类似于在图23b中示出的布置,其中接纳层不在要分离的固体层的表面上、而是在分离之后剩余的固体上在一侧设置或层压。所述分离于是由于冷却类似于晶锭的分离或如在晶锭工艺中那样进行。
图23i示出如下布置,所述布置类似于从图23c中已知的布置,其中在固体的部件侧上或在部件150上或之上设置或产生一个或多个在下文中提到的层或装置。所述层或装置在此是优选的:至少一个或刚好一个增附层148和/或至少一个或刚好一个牺牲层149和/或至少一个或刚好一个保护层142和/或至少一个或刚好一个稳定化装置3,尤其工具载体或卡盘或另一晶片。作为后续步骤随后冷却整个装置,由此引起***或裂纹触发和/或裂纹引导。
图24示出4HSiC的具有滑移平面的晶格的一个实例;图5a示出Si的具有滑移平面110的晶格的一个实例;图5b示出Si的具有滑移平面100的晶格的一个实例;和图5c示出用Si的具有滑移平面111的晶格的一个实例。
优选地,晶格平面6为特定类型的滑移平面。如果晶体结构是立方面心的,那么滑移平面优选是平面{111}并且滑移方向是方向<110>。如果晶体结构是立方体心的,那么滑移平面优选是平面{110}并且滑移方向是方向<111>或者滑移平面优选是平面{112}并且滑移方向是方向<111>或者滑移平面优选是平面{123}并且滑移方向是方向<111>。如果晶体结构是六角的,那么滑移平面优选是平面{0001}并且滑移方向是方向<1120>,或者滑移平面优选是平面{1010}并且滑移方向是方向<1120>,或者滑移平面优选是平面{1011}并且滑移方向是方向<1120>。
图26a至27a示意地示出借助于激光器或激光装置在供体衬底1中产生线形构型103。线形构型103在此弯曲形地或弯曲地产生。激光装置或改性部产生的地点在此优选地不改变。即改性部产生的地点和旋转装置45的转动中心50优选保持彼此间相同的定向。因此,优选地仅进行供体衬底1经过激光装置29的运动或者经过激光辐射32的出口。供体衬底1优选设置在旋转装置上,使得晶格平面6的构成线的端部7相对于正交于在旋转装置45的旋转中心50和供体衬底1的中心49之间的连接路段51延伸的方向52是倾斜的,尤其以在3°和87°之间的角度,并且优选以在10°和60°之间或14°和45°之间的角度定向。
从图26a-27a的总观察中可知,随着旋转装置45继续旋转,供体衬底1经过激光装置,并且产生或延长线形构型103。在线形构型开始处(图26a),所述线形构型以角度e相对于交接线10或相对于通过晶格平面的端部构成的线产生。在线形构型的中部(图26b),所述线形构型以角度m相对于交接线10或通过晶格平面的端部构成的线产生。在线形构型结束处(图27a),所述线形构型以角度s相对于交接线10或相对于通过晶格平面的端部构成的线产生。角度e在此优选大于角度m并且角度m优选大于角度s。在此然而同样能够考虑的是,角度s的绝对值大于角度m。
角度优选确定成,使得两个相邻的改性部的中央假想地彼此连接,并且确定从中得到的路段相对于交接线10或相对于通过晶格平面6的端部7构成的线的角度。
根据图26a-27a,在设置旋转衬底的情况下,理想的写入角作为晶片边缘处的切线和晶片中部中的切线之间的平均角选择,即对于SiC,30°的平均角例如可以——与旋转台的半径和衬底半径相关地——表示在25°和35°之间的角度区间,借此例如在中部维持用于六角晶系的优选的30°的写入角。
图27b纯示例性地示出旋转装置45的俯视图。在所述旋转装置45上可以同时设置有多个、尤其大于2个或大于3个或大于5个或大于10个或优选直至15个或直至20个或直至30个供体衬底,尤其晶锭或锭或晶片。
图27c示出用于在供体衬底1或固体的内部产生改性部9的设施的示意侧视图。优选地,激光装置的元件29,尤其是激光头,或者与激光器连接的射束导体设置在移动或重新定位装置30上,所述移动或重新定位装置30优选空间固定地设置。移动或重新定位装置30优选地能够实现激光装置的元件29的运动或激光装置沿优选线性的方向、尤其沿旋转装置45的径向方向的运动。因此,激光装置的元件29或激光装置在产生一个或多个限定的写入线103之后在优选多个或全部供体衬底1上重新定位。通过重新定位,发射的激光束在用于产生改性部的其他地点5处导入到相应的供体衬底1中。
根据图28a示出缺陷产生装置18或改性部产生装置,所述缺陷产生装置或改性部产生装置然而构成为,使得其优选至少部段地在彼此不同的平面中产生改性部34,由此至少部段地产生一个或多个裂纹引导层8,所述裂纹引导层对应于三维体的表面或表面轮廓。
因此,通过本发明由于断裂或裂纹引导从工件或固体1中剥离出不仅平坦的固体层4,而且同样还有不平坦的固体层40。此外能够考虑的是,将固体40从固体1中剥离出,其部段平坦地并且部段三维地延伸。
此外能够考虑的是,将浸渍液体54作为液滴或者如示出的那样作为液体层施加在固体1的暴露的表面上。如果浸渍液体54设作为液体层,那么优选地也设有用于构成容纳凹处的壁部装置50,借此将液体保持在期望的位置处。此外,覆盖板52可以施加到液体上,尤其铺上或沉入。浸渍液体54优选地具有与固体1基本上相同的或刚好相同的折射率。覆盖板的折射率可以不同于浸渍液体的折射率或者同样与此一致。因此尤其优选地可以考虑的是,尤其为了均衡表面粗糙度,穿过浸渍液体54和尤其优选地穿过浸渍液体54和覆盖板52产生缺陷产生。为了产生缺陷优选以计算机控制的方式引导激光18的焦点。
在图28b中示出另一布置,根据所述另一布置在倾斜的固体1,尤其锭中,为了剥离不平坦的固体层4或不平坦的固体40产生裂纹引导层8。为了精确地产生裂纹引导层8,优选提供浸渍液体54。其作为液滴或如示出的那样作为液体层在固体1的暴露的表面上施加。如果浸渍液体54设作为液体层,那么优选地也设有用于构成容纳凹处的壁部装置50,借此液体保持在期望的位置处。此外,覆盖板52可以施加到液体上,尤其铺上或沉入。浸渍液体54优选地具有与固体1基本上相同或刚好相同的折射率。通过浸渍液体54引起,在覆盖板52和要产生的裂纹引导层8之间的路径中始终存在相同的折射率,借此改性部产生可以尽可能无缺陷地进行。
在图29a中示出固体2或衬底,所述衬底在辐射源18、尤其激光器的区域中设置。固体2优选地具有第一平坦的面部分14和第二平坦的面部分16,其中第一平坦的面部分14优选基本上或刚好平行于第二平坦的面部分16定向。第一平坦的面部分14和第二平坦的面部分16优选地对固体2沿Y方向限界,所述Y方向优选竖直地或垂直地定向。平坦的面部分14和16优选地分别在X-Z平面中延伸,其中X-Z平面优选地水平地定向。替选地然而能够考虑的是,第一和/或第二面部分14、16具有不平坦的、尤其拱曲的形状。
此外,从该视图中可得知,辐射源18将射束6射出到固体2上。射束6根据配置或根据预设的参数以限定深度进入到固体2中,并且在相应的位置处或在分别预定的位置处产生晶格改性部19,尤其缺陷。优选地,产生如下多的改性部或晶格改性部19,使得通过其预设至少一个剥离区域8。优选地,剥离区域8具有不平坦的轮廓或不平坦的形状,其中剥离区域8尤其优选地至少部段地具有球形的、尤其波浪形的和/或拱曲的和/或弯曲的形状。此外,射束6例如可以为了聚焦或聚束而引导穿过光学装置,所述光学装置优选地设置在辐射源18和固体2之间(未示出)。
附图标记9表示固体2中的另外的剥离区域。根据本发明,另外的剥离区域9同样可以在产生剥离区域8期间产生。替选地可以考虑的是,另外的剥离区域9在产生剥离区域8之后或之前产生。优选地,另外的剥离区域9在分离固体部分4之后或在分离固体部分4之前产生。优选地,通过固体2中的多个剥离区域8、9限定多个固体部分4、5,所述固体部分优选可依次从固体2分离。根据本发明的一个优选的实施方式,在固体2中产生刚好一个或至少一个或至多一个剥离区域8。根据本发明的另一优选的实施方式,在固体2中产生两个、至少两个或刚好两个或三个、至少三个或刚好三个或四个、至少四个或刚好四个或五个、至少五个或刚好五个或多个、尤其例如直至10个或25个或50个或100个或500个剥离区域。
在图29b中示出多层布置,其中固体2包含剥离区域8并且在第一面部分14的区域中设有保持层12,所述保持层又优选由另外的层20叠加,其中另外的层20优选是稳定化装置,尤其金属板。在固体2的第二面部分16上优选地设置有接纳层,尤其聚合物层10。接纳层10和/或保持层12优选至少部分地和尤其优选完全由聚合物、尤其由PDMS构成。
替选地能够考虑,接纳层10例如借助于外延在固体2的表面上产生。优选地,产生的接纳层10和固体2具有彼此不同的温度膨胀系数。在产生在该情况下也可以理解成覆层50的接纳层10之后,优选地对完成的多层布置进行冷却,由此由于不同的热膨胀系数得出应力,通过所述应力将固体部分4与固体2沿着剥离区域8分离或剥离。
在图29c中示出在裂纹触发和随后的裂纹引导之后的状态。固体层14附着在聚合物层10上并且与固体2的剩余的残余部分间隔开或可间隔开。
此外,根据本发明,不同的剥离区域8、9可以具有不同的形状或轮廓。此外能够考虑的是,例如第二面部分16在分离固体部分4、5之前处于其他形状,所述第二面部分是随后分离的固体部分4、5的表面。所述形状改变可以类似于分离固体部分4、5进行,或者通过切削加工、尤其磨削工艺引起。
本发明因此涉及一种用于制造固体层的方法。根据本发明的方法在此包括至少一个步骤:提供固体2,用于分离至少一个固体层4;借助于至少一个改性机构、尤其辐射源、尤其至少一个激光器、尤其至少一个fs激光器或ps激光器或ns激光器,在固体的内部结构中产生改性部,如晶格缺陷,以预设至少一个剥离区域8、9,沿着所述剥离区域将一个/多个固体层4、5与固体2分离。此外,根据本发明的方法优选包括如下步骤:热加载设置在固体2上的聚合物层10,以便在固体2中尤其机械地产生应力,其中通过应力,裂纹在固体2中沿着剥离区域8扩展,所述剥离区域将固体层4与固体2分离。
在图30a和30b中,示出用于在图33a中示出的产生剥离区域8的实例,通过借助于激光束6将改性部19、尤其缺陷或损坏部位引入到固体2中产生剥离区域。
在图30a中因此示意地示出,如何可以在固体2中产生改性部19,尤其用于借助于辐射源18、尤其一个或多个激光器、尤其一个或多个fs激光器产生剥离区域8。辐射源18在此发射具有第一波长30和第二波长32的辐射6。波长30、32在此彼此协调或在辐射源18和要产生的剥离区域8之间的距离协调成,使得波30、32基本上或刚好在固体2中的剥离区域8上相遇,由此在相遇34的地点处由于两个波30、32的能量产生缺陷。缺陷产生在此可以通过不同的或组合的分解机制,如例如升华或化学反应进行,其中分解在此例如热学地和/或光子化学地初始化。
在图30b中示出聚焦的光束6,其焦点优选位于剥离区域8中。在此能够考虑的是,光束6通过一个或多个聚焦体、尤其一个或多个透镜(未示出)聚焦。
在图31a中示出根据本发明的不平坦的固体部分4和不平坦的晶片,其中固体部分4或晶片4根据视图构成歪曲或在横截面中示出歪曲形。在此能够考虑的是,固体部分4具有两个彼此相反构成的表面轮廓或表面形状。然而同样能够考虑的是,固体部分4的两个彼此相对置的主表面40、42的表面轮廓或表面形状不彼此相反地构成,而是具有彼此不同的轮廓或形状。
图31b示出产生覆层50,尤其外延产生的层。覆层50优选在高于50℃、尤其高于100℃或高于150℃或高于200℃或高于300℃或高于400℃的温度下在固体部分4上设置或产生。在此能够考虑的是,覆层50基本上或以恒定的厚度在固体部分4上设置或产生。替选地然而同样能够考虑的是,覆层50具有局部不同的厚度。继续加工因此优选为将限定的覆层50在固体部分4的至少一个表面40、42上设置或产生。预设的参数在此优选至少包括如下数据,通过所述数据至少间接地考虑固体部分4和覆层50的材料的热膨胀系数,或者通过所述数据,由于设有覆层50的固体部分4的限定的调温而考虑或预设固体部分4的变形。
在图31c中示出在固体部分4的至少一个表面40、42处产生或设置覆层50之后的情形,其中产生的多部件装置39的形状由于不同的热膨胀系数已经改变。优选地,多部件装置39或多层布置的至少一个主表面40和44转变成平坦的或基本上平坦的形状。变形优选地由于多层布置39的优选限定的调温、尤其加温或冷却得出。
固体部分4因此根据本发明与随后的处理方法、尤其覆层方法相关地构成,使得固体部分4的一个或两个主表面40、42的形状由于处理、尤其覆层方法以限定的方式改变,尤其变平或平坦地构成。尤其优选地,覆层为金属层或半导体层,尤其为氮化镓层(GaN)或硅层,所述氮化镓层或硅层在由硅、蓝宝石、碳化硅(SiC)或砷化镓(GaAs)构成的固体部分上设置或产生。
图32示出根据本发明的激光加载装置8,以何种方式所述激光加载装置优选地在根据本发明的方法中和在根据本发明的设备30中设为用于在固体1中产生改性部2。
激光加载装置8在此具有至少一个激光辐射源32,尤其具有焦点标记。激光辐射源32因此优选可以具体为具有焦点标记的同轴的光源。通过激光辐射源32产生的光束10优选地在预定的路径上从激光辐射源32传导至焦点装置44或设定装置44,用于设定在固体1中的焦点大小和焦点位置。设定装置44在此优选可以为精细聚焦装置,尤其沿Z方向或沿激光束伸展方向。穿过设定装置44的激光束10优选地经过具有长的工作间距46的显微镜。尤其优选地,通过具有长的工作间距46的显微镜和设定装置44将激光辐射调整或设定或改性成,使得在预定的部位处产生改性部2。在此能够考虑的是,在如下部位处产生改性部2,所述部位例如与预先限定的部位偏离或间隔开小于5μm和优选小于2μm和尤其优选小于1μm。设定装置44优选借助于控制装置14操控,其中控制装置14优选计算或确定或使用固体1相对于激光加载装置8的相对位置和取向,或激光辐射应导入的当前的表面部分距激光加载装置8的间距以及固体材料的局部折射率或平均折射率和固体1在相应的部位处的加工深度,用于设定激光加载装置8,尤其至少一个设定装置44。控制装置14可以实时地通过相应的和与之通信连接的传感器装置或传感器机构检测或接收需要的数据。替选地然而同样可以考虑的是,例如对于参数折射率和加工深度中的一个或两个,在加工开始之前可以对表面执行或进行分析,激光束10经由所述表面进入到固体1中,用于产生改性部2。参数随后能够以相应的地点相关的数据的形式保存在存储器装置或数据存储器12中或在其中读入。数据存储器12在此可以是移动式存储介质,尤其存储卡,或者作为固定安装的存储器是激光加载装置8的一部分。
替选地然而同样能够考虑的是,数据存储器12设置在激光加载装置8之外并且至少部分地与激光加载装置8通信地连接。附加地或替选地,控制装置14可以由用户52预设工作进程或工作进程中的改变。此外能够考虑的是,数据存储器12构成为控制装置14的组成部分。附加地或替选地,借助于传感器装置16可以检测关于在固体1的预设的表面点和激光加载装置8之间的间距的距离数据。所述距离数据优选地同样提供给控制装置14以用于加工。
此外能够提出,激光束加载装置8具有相机34,尤其同轴的聚焦相机。相机34优选沿从及激光加载装置8出射的激光束10的光路的方向设置。在此能够考虑的是,光学元件36、尤其部分透明的镜设置在相机34的光学场中。优选地,通过光学元件34将激光辐射10引入到相机的光学场中。
此外可以提出,设有另外的光学元件38或衍射光学元件,尤其分光镜38。通过分光镜38在此可以将激光束10的一部分从主射束导出或分离。此外,激光辐射的分离的或导出的部分通过可选的球形的像差补偿40和/或通过可选的射束扩宽42或射束扩展改性。
此外,附图标记48表示优选设置的流体提供装置48,尤其用于提供冷却流体。优选地,借助于流体提供装置48引起对固体1和/或显微镜的调温,尤其冷却。
附图标记50表示折射率确定机构,所述折射率确定机构优选也可以对透明的和反射的表面进行分析。优选地,在改性部产生的准备阶段中借助折射率确定机构50来确定折射率。在此替选地能够考虑的是,在其他设施上执行折射率确定,并且将检测到的数据借助于数据传输器输送给本激光加载装置8。
在图32中示出的具有箭头端部的点线在此优选地表示数据和/或信号传输。
图33a示意地示出设备部件即激光加载装置8、容纳装置18和设备30的驱动或移动装置22的优选的布置。可见的是,固体1根据所述布置优选地设置在容纳装置18和激光加载装置8之间。优选地,固体1粘贴在容纳装置18上,其中也可以考虑的是,所述固体压紧在其上。
图33b示出在产生改性部2之后或在完全产生裂纹引导区域4之后的布置。在固体1的表面24处,根据该视图设置有或构成有接纳层或聚合物层26,激光束10经由所述表面进入到固体1中。此外,通过装置54表明功能流体源,所述功能流体源输出功能流体56。功能流体56优选为液氮。通过功能流体56因此将接纳层26冷却至低于20℃的温度,尤其低于10℃的温度,或者低于0℃的温度,或者低于接纳层26的聚合物材料的玻璃化转变温度的温度。通过冷却接纳层26,产生高的机械应力,通过所述机械应力沿着裂纹引导区域4发生裂纹扩展。
图34a纯示例性地示出在固体1的表面轮廓和固体材料的折射率之间的关联关系。在水平轴上说明的数值以μm为单位存在。
图34b示出发射激光的材料的示例性的偏差(表面轮廓和横向折射率变化曲线)以及激光焦点位置(没有AF:在没有自动焦点的情况下,将表面轮廓以折射率求倒数增强地写入到材料中,标准AF以所述倒数翻转,使得将表面轮廓以n倍增强的方式传递。nAF:将衬底折射率或折射率考虑成固定的因数,使得借此将表面轮廓1:1地传递到材料中。AAF:可以将期望的增强自动焦点功能在了解平均衬底折射率和目标深度和极其水平的平面的条件下写入到材料中)。
图35a纯示例性地示出激光焦点的不同的调节位置。在水平轴线上说明的数值以μm为单位存在。因此,可以确定波形作为在不同情况下用于激光头的位置的调节输入变量:
nAF(已知n的 AF):将表面的自动焦点控制变量以平均衬底折射率(n)修正。借此,可以将表面偏差1:1传递到体积中。因此,要***的晶片理论上不具有厚度波动(TTV)。然而,保持形貌并且对于晶片和剩余的锭得到差的平坦性。
AAF(增强型AF):将表面的自动焦点控制变量在了解表面的均衡平面和平均衬底折射率的条件下修正。借此,在平均折射率没有偏差的均匀的试样的情况下,达到平坦的激光平面,所述激光平面借助便宜的抛光步骤非常平坦地准备半导体晶体用于进一步***。而***出来的晶片直接在***之后在一侧变得平坦,但是具有较高的厚度偏差。
AnAF(增强型已知n的AF):将表面的自动焦点控制变量在了解局部的衬底折射率和表面的均衡平面的条件下修正。借此,在预先了解的不均匀的试样中实现平坦的激光平面,所述激光平面借助便宜的抛光步骤为非常平坦地准备半导体晶体用于进一步***。
本发明因此涉及一种用于在固体中产生改性部的方法,其中通过改性部预设裂纹引导区域,用于引导裂纹,以将固体部分、尤其固体层与固体分离。根据本发明的方法优选地包括一个或多个或全部下述步骤:
将固体相对于激光加载装置移动;借助于激光加载装置依次产生多个激光束,用于分别产生至少一个改性部,其中根据多个参数、尤其至少两个参数来连续地设定激光加载装置,用于激光束的限定的聚焦。优选地,通过根据本发明的方法能够实现用于在体积中的多光子材料加工的平面的微焦点。
图35b示出两个变化曲线,所述变化曲线表示不同的改性部分布的轮廓。
图36a示出拉曼光谱仪。在此示出的拉曼光谱仪58具有用于发射辐射的激光器。辐射优选地借助于至少一个用于激发的光学纤维61输送给光学装置并且由所述光学装置、尤其透镜64优选地聚焦,尤其聚焦到固体中。所述辐射至少部分地散射,其中优选地借助于滤波装置或激发滤波器62滤除如下光部分,所述光部分具有与由激光器发射的辐射相同的波长。其余的辐射部分随后输送给摄谱仪68并且借助于相机装置、尤其CCD探测器70检测,并且由控制装置14、72,尤其计算机评估或整理。
因此优选地通过优选外部的或尤其优选其他的激光器来激发晶体中的原子振荡。所述振荡通过在晶体原子处的光散射产生,这引起可观察的散射光,这具有振荡能量的绝对值改变的光子能量。在多个可激发的振荡的情况下,也在散射光的光谱中出现多个峰。借助光谱仪(光栅光谱仪)那么可以进一步地研究出现的拉曼散射光谱(所谓的拉曼光谱学)。在所述方法中,为各个拉曼线在其形状中加入在晶体中的局部条件,并且通过分析拉曼线的形状可以推断出掺杂度。
图36b示出,SiC中的可能的晶格振荡如何表现,其中所述模式通过晶体对称性和方向预设,并且也可以同时激发。示出的视图具有沿着晶体轴线A的延伸。在此,原子的振荡仅沿特定的方向是可能的,其中这些方向通过晶体的对称性来预设。
图37a示出由氮掺杂的4H碳化硅固体的拉曼变化曲线的局部(例如用于掺杂的SiC的拉曼实例光谱)。在此,将LO(PC)模式的形状用于测量掺杂浓度并且拟合。下表:拟合残差。
图37b示出拉曼变化曲线的较小的局部。
如示出的,得出直接的方法,以便借助拉曼测量从形状的测量和随后与LO(PC)模式的拟合来确定掺杂剂浓度。
因此通常目标是,通过设定激光参数来设定在材料中的优化的(尽可能最小的,尽可能最短的)裂纹走向,所述裂纹走向始终仍由于裂纹扩展引起成功的分离,然而使其他所有材料损失(也在磨削步骤中)最小化或降低。
图38a和图38b示出将晶片从晶锭/锭取下的两个可能性。
根据图38a,这构成为前馈回路,并且根据图38b构成为反馈回路。
在前馈中,将分布在激光工艺之前特征化并且从中尤其地点相关地为激光工艺、尤其为改性部产生来计算图示,尤其高度和/或能量图示,或者处理指示或参数调整。前馈优选在锭/晶锭处执行。
替选地,如在图38b中示出的,可以实现反馈回路,根据所述反馈回路在每次分离步骤之后将产生的晶片特征化并且用作为用于下次的模型。
根据材料和掺杂,因此可以在激光工艺期间进行不同的调整:
在材料SiC的情况下,在不同的深度中可以根据出现的掺杂对激光参数进行不同的调整。这在随后提到的边界条件下可以引起同样在下文中提到的功能:
深度 180μm,脉冲时长3ns,数值孔径0.4
低掺杂:7μJ-21mOhmcm
高掺杂:8μJ-16mOhmcm
深度 350μm,脉冲时长3ns,数值孔径0.4
低掺杂:9.5μJ-21mOhmcm
高掺杂:12μJ-16mOhmcm
用于180μm深度的公式:
E 以μJ为单位的能量
E0 在最低掺杂时的偏置能量
K 能量缩放因数
R 测量的掺杂度
B 基本掺杂度(21mOhmcm)
E=E0+(B-R)*K
在此
K=1/(21-16)μJ/mOhmcm=0.2μJ/mOhmcm
E0=7μJ
B=21mOhmcm
实例:19mOhmcm的测量的掺杂度:E=7.4μJ
用于350μm深度的公式:
E 以μJ为单位的能量
E0 在最低掺杂时的偏置能量
K 能量缩放因数
R 测量的掺杂度
B 基本掺杂度(21mOhmcm)
E=E0+(B-R)*K
在此
K=2.5/(21-16)μJ/mOhmcm=0.5μJ/mOhmcm
E0=9.5μJ
B=21mOhmcm
实例:19mOhmcm的测量的掺杂度:E=10.5μJ
在图39中示出剥离平面8,所述剥离平面具有带有不同的缺陷浓度82、84、86或改性部浓度或改性部聚集的区域。在此能够考虑的是,具有不同的改性部浓度的多个区域形成剥离平面8,其中同样可以提出,剥离平面8中的改性部34基本上或刚好均匀地在面之上分布。不同的改性部浓度可以面状地同样大地或不同大地构成。优选地,第一提高的改性部浓度是裂纹触发部浓度82,其优选地在边缘的区域中或朝向边缘延伸地在与边缘相邻地产生。附加地或替选地,裂纹引导部浓度84可以构成为,使得将固体层4与固体2分离的裂纹是可支配的或可控制的。此外附加地或替选地可以产生中央浓度86,所述中央浓度优选地能够实现在固体2的中央的区域中的非常平坦的表面。优选地,裂纹引导浓度84部分地或完全地环形地或包围地构成从而优选地部段地和尤其优选地完全包围固体2或固体层4的中央。此外能够考虑的是,裂纹引导浓度84从固体2的边缘开始并且朝向固体2的中央的方向分级地或连续地或流畅地减小。此外能够考虑的是,裂纹引导浓度84带状地并且均匀地或基本上或刚好均匀地构成。
在图40a中示意地在图上部示出固体2的俯视图并且在图下部示出侧视图,尤其是剖面图。固体2在该视图中设有直线,所述直线对各个彼此靠近地设置的固体元件40、尤其载体元件、如例如计算机芯片或太阳能电池限界。线在此可以纯示例性地并且为了阐述目的描述固体元件40的外部形状,其中所述线在实际的固体2中不必可见或存在或者不强制必须可见或存在。此外,固体2在俯视图中可以具有其他形状,尤其是具有直的部分的形状。
在图40b中从俯视图和侧视图中分别得出多个缺陷34。改性部或缺陷34如例如在俯视图中示出的那样可以均匀地分布或者在特定的区域中增多地或减少地产生。改性部或缺陷34的高浓度相对于缺陷34的低浓度例如能够实现在相应的区域中的限定的裂纹触发和/或固体层4的更简单的剥离。优选地,在固体2的应触发裂纹的部位的区域中,设有缺陷34的提高的浓度。此外,优选地为了控制裂纹走向将缺陷34以提高的浓度预设,以便使裂纹扩展转向。此外优选地在第一剥离区域8的中部或中央附加地或替选地产生相对于第一剥离层8的其他区域提高的浓度的缺陷或改性部34。从侧视图中能够得出,剥离平面8优选地通过在平面中产生的缺陷34形成。
图41的俯视图除了形成第一剥离层8的缺陷34之外还示出在第二剥离平面50中产生的缺陷,所述缺陷借助于虚线示出并且沿Z方向延伸。此外,示出沿X方向取向的虚线,所述虚线同样代表缺陷并且位于第三剥离平面52中。第一剥离平面8因此优选地处于X-Z平面中,第二剥离平面50优选地处于Y-Z平面中并且第三剥离平面52优选地处于X-Y平面中。从图4的侧视图或剖面图能够得出,缺陷、即用于产生第一剥离层8的缺陷和用于产生第二剥离层50以及第三剥离层52的缺陷相对于固体2的平坦的表面、尤其相对于固体2的位于X-Z平面中的表面不同距离地间隔开。
在图42a中示出如下俯视图,根据所述俯视图已经产生用于产生一个/或多个第二剥离平面的缺陷34。然而未示出用于构成一个/多个第三剥离平面52的缺陷34。因此能够考虑的是,同时地、时间错开地或完全依次地产生用于构成一个/多个第二和第三剥离平面50、52。此外从侧视图或剖面图中可得出,用于产生一个/多个第二剥离平面50的缺陷可以距在X-Z平面中延伸的表面不同间距地产生。
从图42b中可以得出,用于产生第一剥离层50和第二剥离层52的缺陷整体上也可以距在X-Z平面中延伸的表面相同间距地产生。
在图43中示出如下实施方式,根据所述实施方式,固体层4设置在聚合物层10上。在此能够考虑的是,在固体层4中已经产生用于产生第二剥离层50和第三剥离层52的缺陷。此外替选地可以考虑的是,用于产生第二剥离层50和第三剥离层52的缺陷在将固体层4从固体2***之后才在固体层4中产生。
图44a示出如下布置,根据所述布置,固体层4设置在聚合物层10上或者固体层4与聚合物层10连接,尤其粘附地连接。聚合物层10在此沿第一方向60和/或沿第二方向62偏转和/或围绕至少一个轴线弯曲。聚合物层10的偏转可以通过热效应和/或外力加载、尤其拉伸、锻压和/或弯曲引起。
图44b示出对聚合物层10的关于图44a描述的偏转的反应。在此,在第二剥离平面50和/或第三剥离平面52的区域中或沿其来剥离各个固体元件40。剥离在此优选地对应于各个固体元件40彼此间的折断或撕裂。
图45a示出用于将固体子层1(参见图46)与供体衬底2分离的设备。设备在此优选地具有用于固定供体衬底2的保持装置14。在供体衬底2上设置有应力产生层4,尤其由聚合物材料构成或具有聚合物材料的应力产生层。应力产生层的4的背离供体衬底2的表面在示出的变型形式中接触压力加载装置8的压力加载元件6的接触侧。压力加载装置8在此例如可以具有电的或液压的或气动的或机械的力产生装置,尤其执行器,用于产生用于将压力加载元件6压紧到应力产生层4上的力或者与此耦联。优选地,压力加载借助于力产生装置是可设定的。借助于调温装置26优选地对应力产生层4进行热加载,尤其冷却。对应力产生层4的热加载在此可以间接地或仅间接地进行,即例如可以首先对压力加载元件6进行调温,所述压力加载元件随后对应力产生层4调温。此外可以考虑的是,时间上地进行对应力产生层4的直接的和间接的调温。调温装置26优选地提供功能流体28,尤其氮,优选以液态的或雾态的形式。此外,压力加载元件6可以压紧在应力产生层4的预定的部分上并且同时可以通过调温装置26对同一应力产生层4的其他预定的部分进行调温。
通过热加载,应力产生层4收缩,由此在供体衬底2中产生机械应力。压力加载装置8同时为了产生应力引起对应力产生层4的部分或对完全设置在压力加载元件6和供体衬底2之间的应力产生层4的压力加载。
压力加载装置8因此抵抗力峰值,在达到应力产生层4的玻璃化转变时出现所述力峰值。此外,压力加载装置8优选地同样降低固体子层1的***出来的部分的偏转,由此在裂纹扩展时得到的楔形效应以明显更小的角度出现,由此裂纹明显更稳定地在预先限定的剥离平面12中(参见图45b)伸展。
附图标记D表示优选的压力施加方向。
在图45b中示出的视图基本上对应于在图45a中示出的视图,其中供体衬底2具有改性部10,所述改性部借助于激光束产生。改性部10在此预设剥离区域12,用于引导裂纹以将固体子层1与供体衬底2分离。
图46示出,压力加载元件6可以具有一个或多个穿通元件18或传导元件18,用于引导功能流体。此外,该视图示出如下情形,在所述情形中,压力加载元件6用于对分开的固体子层部分的偏转运动限界。压力加载元件6的接触侧16在此优选地以间距AS相对于应力产生层4的露出的表面或相对于剥离平面12间隔开。间距AS在此优选是在径向的环周表面O和轴向中央L之间的最短路段的一小部分或小于限定的一小部分。此外,该实施方式纯示例性地具有引导装置30,用于在偏转的情况下预设压力加载装置8的运动方向。在全部在其中描述的实施方式中可以设有这种引导装置。
图47a示意地示出,多个不同构成的压力加载元件6a、6b、6c可以是压力加载装置8的组成部分。在此示出的压力加载元件6a、6b、6c具有不同的高度。因此,在6a压紧到应力产生层4时,应力产生层4与在压紧6c时相比更大程度地压缩。因此,在6a和供体衬底2之间的区域中与在6c和供体衬底2之间相比存在更大的压力。即在中央,优选与在边缘区域中相比构建更大的压力,其中这也可以相反地设计。区域6b根据该实施方式最小程度压紧地或根本不压紧到供体衬底4上。
图47b示意地示出,“较厚”侧的压力加载是可能的,其中防止薄侧通过保持装置14(例如真空保持器,或者也通过保持带)弯曲。剥离区域12在此优选地至少在多个在将供体衬底2分割成多个晶片进行的分离步骤中与距表面相比更近地与经过工艺处理的层间隔开,压力加载元件与所述表面接触。其中经过工艺处理的表面40对供体衬底2沿供体衬底纵向方向在一侧限界并且与压力加载元件接触的表面对供体衬底2沿供体衬底纵向方向在另一侧限界。由此,在晶片上的设备至少部分制成的情况下确保,不弯曲或仅以有限的范围弯曲。此外避免:需要设备侧的表面加载。
图47c示出如下变型形式,根据所述变型形式,经过工艺处理的表面40借助于键合层或键合界面42与传递衬底或晶片(工程上为传递晶片)连接。键合层或键合界面42在此例如可以通过粘接层、尤其粘接带或通过相变物质、尤其流体、尤其液体构成。如果键合界面42通过相变物质构成,那么相变物质优选地在环境压力下具有小于20℃或小于10℃或小于5℃或为0℃或小于0℃或小于-5℃或小于-20℃的凝固点。相变物质优选是水,尤其去离子水(VE水)。键合衬底44和/或经过工艺处理的表面40在此优选地由相变物质润湿或沾湿,其中相变物质在此以第一聚集态存在。随后,将经过工艺处理的表面40安置或放置,尤其压紧到键合衬底44上。此外,优选地将相变物质调温至低于相变物质的凝固点,其中相变物质由此从第一聚集态、即液态转变成第二聚集态、尤其固态。冷却在此可以通过为了对接纳层进行调温而进行的冷却引起。附加地或替选地可能的是,将相变物质在对接纳层进行调温之前调温至低于其凝固点的温度。这是有利的,因为所述键合界面能够可逆地产生和消除。此外在此尤其优选地不需要有毒物质。
图48a示出如下实施例,根据所述实施例,压力加载装置8具有多个相对于彼此可运动的压力加载元件6a、6b和6c。所述压力加载元件6a、6b、6c可以分别经由力传递机构20、22、24与一个或多个用于提供相同的或不同的压紧力的执行器耦联。根据本发明,各个压力加载元件6a、6b、6c可以彼此独立地偏转,尤其当作用于相应的压力加载元件6a、6b、6c上的力超过针对相应的压力加载元件6a、6b、6c限定的阈值力或最小力时如此。
图48b示出如下实施方式,根据所述实施方式,将压力加载元件6b与其他压力加载元件6a和6c相比更远地移入到应力产生层4中。
图48c纯示例性地示出,压力加载装置8可以具有圆的接触侧16。压力加载元件6a、6b、6c在此相应地构成。替选地然而在本发明的范围内同样可行的是,接触侧16具有与圆的形状不同的形状,尤其是具有一个或多个直棱的形状,尤其矩形形状。
图49示出晶片1000的示意横截面图。所述晶片1000优选地可分成至少两个或刚好两个或多于两个的固体片。晶片1000在此可以作为厚晶片示出。晶片1000优选在晶片环工艺中与固体、尤其锭或晶锭分离。晶片1000的分开优选地在打薄处理的范围内或在一个打薄步骤或多个打薄步骤的范围内进行。
因此,本方法根据本发明优选地包括一个或多个下述步骤:
提供或分离固体片1001或固体层或晶片,尤其厚的晶片;在晶片1000的至少一个或刚好一个表面处安置或产生一个或多个其他的层和/或设置或产生电部件1006;将改性部引入到固体片或固体层或晶片中,以在固体片内部或固体层或晶片中构成剥离区域1005或产生改性部。改性部在此优选地通过激光束产生或引起。在固体片或固体层或晶片的环绕的表面上执行边缘加工1004,尤其材料移除步骤。边缘加工和/或改性部产生优选地在施加金属层之前进行。优选地,边缘加工将之前产生的剥离区域1005露出或者减小剥离区域距固体片或固体层或晶片的外部环周面的间距。分离的固体片或固体层或分离的晶片在此优选地具有小于残余固体的剩余的残余厚度的厚度。优选地,固体片或固体层或晶片的厚度为残余固体(1002加1003)的厚度的最大99%或最大95%或最大90%或最大85%或最大80%或最大75%或最大65%或最大55%。残余固体优选地通过一个或多个表面修整方法、尤其研磨、倒棱工艺或去除棱边、化学机械抛光和/或在修整的表面上重新设置或产生电部件来继续使用。优选地,分离的固体片1001的直径和经修整的残余固体的直径尤其在产生或设置电部件之后是相同的或仅略有不同,尤其偏差小于5%或小于1%或小于0.1%或小于0.01%。
在将固体片1001或固体层或晶片分离之后,因此优选地对残余固体的通过分离而露出的表面进行去除材料的、尤其修整表面的处理。在此优选地分离部分1002,尤其通过研磨或抛光移除。在从去除材料的处理中得出的双固体层1003上那么优选地设置或产生或构成其他的层,尤其至少一个或多个金属层,和/或电部件。
图50示出晶片1000的示意横截面图。所述晶片1001优选地可分成至少两个或刚好两个或多于两个固体片。晶片1000在此可以作为厚晶片示出。晶片1000优选在晶片环工艺中与固体、尤其锭或晶锭分离。晶片1000的分开优选地在打薄处理的范围内或在一个打薄步骤或多个打薄步骤的范围内进行。
因此,本方法根据本发明优选地包括一个或多个下述步骤:
提供或分离固体片1001或固体层或晶片,尤其厚的晶片;在晶片1000的至少一个或刚好一个表面处安置或产生一个或多个其他的层和/或设置或产生电部件1006;将改性部引入到固体片或固体层或晶片中,以在固体片内部或固体层或晶片中构成剥离区域1005或产生改性部。改性部在此优选地通过激光束产生或引起。在固体片或固体层或晶片的表面上执行边缘加工1004,尤其材料移除步骤。边缘加工和/或改性部产生优选地在施加金属层之前进行。优选地,边缘加工将之前产生的剥离区域1005露出或者减小剥离区域距固体片或固体层或晶片的表面的间距。剥离区域在此碗状地或罐状地延伸或者构成3D轮廓。因此根据该实施方式,将第二晶片或第二固体层或固体子层从初始晶片1000中分出,其中初始晶片1000比第二固体子层或第二固体层1009更厚。优选地,因此裂纹的方向在其扩展期间改变。在此可能的是,首先第一固体层1001与残余固体(1002加1003)分离。对此随后可以设有边缘处理用于露出改性部1007。替选地,首先可以将包括第二固体子层1003的残余固体1007从晶片1007分出或***出。随后,那么优选沿着绘制的区域1007或沿着可能产生的改性部1007分离固体层1001。分离因此例如可以借助于***或借助于切削方法、尤其锯割进行。残余固体1007随后优选地借助于一个或多个表面修整步骤处理,尤其以便将第二固体子层1003加工分出。例如,以所述方式可以从具有150mm直径的初始晶片中产生第一固体子层(具有150mm直径)和具有100mm直径的第二固体子层1003。例如,以所述方式可以从具有200mm直径的初始晶片中产生第一固体子层(具有200mm直径)和具有150mm直径的第二固体子层1003。例如,以所述方式可以从直径为300mm的初始晶片中产生第一固体子层(具有300mm直径)和具有200mm直径的第二固体子层1003。
在图49和50中示出的棱边加工例如可以借助于切削法或刻蚀法或激光剥蚀法造成。
图51a示出在图50中示出的构思的另一实例。在此改性平面1005或剥离平面1005优选地平坦地构成。附图标记1004在此优选为沟槽加工或沟槽产生。沟槽产生在此例如可以借助于切削方法或刻蚀方法或激光剥蚀方法引起。此外,可以类似于图50的实施方式设有区域1007和/或改性部1007。此外,在第一固体层1001的表面处和/或在第二固体层1003的表面处可以设置或产生一个或多个层,尤其由金属构成或具有金属的层,和/或电部件。
图51b示出如下实例,根据所述实例从晶片1000a中分出两个其他的晶片1000b、1000c。那么优选地从晶片1000a分离固体层1001,并且从晶片1000b随后优选地分离固体层1003。晶片1000c同样可以用于进一步的分出。如果从晶片1000c中分出其他晶片(未示出),那么可以分离固体层1010。替选地然而同样可以考虑的是,晶片1000c用于产生电部件。优选地,将电部件在晶片或相应的固体层上产生或设置。
图51c示出厚的晶片1000的俯视图。所述厚的晶片1000用于产生至少一个第一固体层1001和第二固体层1003。对此,厚的晶片1000优选地具有环绕的凹部1004,尤其沟槽。此外,厚的晶片1000优选地具有第一平面1011和/或第二平面1012。
图51d示出在图51c中示出的晶片1000的示意剖面图。根据该视图可见的是,凹部1004具有特殊的或限定的形状。
图52示意地图解说明固体层的覆层,尤其具有一个或多个金属层和/或具有一个或多个电部件。层或结构的、尤其一个或多个部件的尺寸在此优选地遵循公式Min(CDx,CDy)<100μm。CDx在此表示沿x方向、尤其沿宽度方向的临界扩展。CDy在此表示沿y方向,尤其沿深度方向的临界扩展。如果各层和/或结构遵守条件Min(CDx,CDy)<100μm,那么借助于激光束产生的改性部优选也能够在产生一个或多个层和/或一个或多个结构之后进行。如果结构沿一个方向的扩展(临界尺寸——CD)是足够小的,那么避免通过激光辐射造成损坏。每单位面积吸收的能量那么是足够小的,以便输出给环境。因此,本发明提供如下可能性:可以借助于激光束在固体内部在如下时刻可以产生改性部,在所述时刻已经在固体层的表面处产生一个或多个层和/或一个或多个结构。激光束的入射方向在此经由固体层的表面进入到固体中,在所述表面处设置或产生一个或多个层或者一个或多个结构。
图53示出用于在固体1中产生呈弯曲的线形构型、尤其曲线形的线或直线或弯曲线的形式的改性部的两个实例。激光器的光学元件和固体优选根据运输路径1014相对于彼此运动。激光束因此可以沿着路径部分1014引入到固体中,所述路径部分遮盖固体。因此,可以产生线形构型,其构型优选地部段地对应于路径1014的部段构型。改性部因此根据该实施方式优选借助于非线性写入方法产生。
路径1014的或写入走向的形状在此可以优选地为螺旋线或者是螺旋形的,或者为从圆形的运动中推导出的一个或多个形状。优选地,选择具有例如造成抛物线形的蜿蜒形状的构型的写入走向或路径。所述解决方案引起,大部分地或始终同时沿X和Y方向进行连续的相对运动,或者连续地经过弯曲轨迹。因此优选地不仅沿第一方向进行相对运动。因此,优选地也不引起分开步骤或指数步骤或错位步骤。此外优选地不沿垂直于第一方向的第二方向进行相对运动。
供体衬底(或固体)在此优选地具有晶格平面,所述晶格平面相对于平坦的主表面是倾斜的。供体衬底的主表面在此优选沿供体衬底的纵向方向在一侧限界,其中晶格平面法线相对于主表面法线沿第一方向倾斜。根据本发明的一个优选的实施方式,全部线形构型中的一个、个别或多个或多个线形构型或全部线形构型或写入线的至少20%或至少40%或至少50%或至少70%或至少90%的纵向延伸相对于交接线在0.05°和87°的角度范围内、尤其在3°或5°和60°之间和优选在10°和50°之间、尤其在10°和30°之间、如例如在12°和20°之间或在13°和15°之间或在20°和50°之间、尤其在25°和40°之间或在30°和45°之间或在28°和35°之间的角度范围内倾斜。该解决方案是有利的,因为倾斜是如此大的,使得足够多的不同的晶格平面是同一线形构型或写入线的每个另外的改性部的组成部分。供体衬底在此优选由SiC构成或者优选地具有SiC。
图54a示出如下实例,根据所述实例由于入射障碍,光学特征是局部不同的,从而经由表面进入到固体中的激光辐射的焦点距所述表面的间距改变或局部改变或直接相关地改变。这可以引起,改性部不在一个平面中产生或者不位于期望的平面上或者不写入期望的轮廓或形状。因此,输出会降低或者再加工耗费提高。入射障碍在此例如可以为植入区和/或电部件和/或电部件的部件和/或固体边缘或晶片边缘和/或一个或多个外延层、结构化部(例如刻蚀沟槽)和/或由于芯片设计的其他常规改变。植入区1541在此优选为具有杂质原子,例如磷、硼等的更高掺杂的区域。该杂质原子改变光学特性,例如可以引起更大的吸收,这又可以阻碍材料中的裂纹构成。附图标记1544在此表示裂纹扩展并且附图标记1545在此表示在入射障碍的区域中停止或偏转的裂纹扩展1545。
根据本发明,因此可以提出检测和/或分析入射障碍,其中优选地根据检测的一个或多个入射障碍来进行能量调整。该解决方案由如下认识支持,光学特性的每个横向不均匀的改变影响能量阈值。所述改变越好地被探测到和修正,那么激光平面或改性平面或剥离平面或剥离区域就越均匀地产生。
在图54b中,附图标记1543表示不具有深度修正的改性部产生或激光平面,并且附图标记1542表示具有深度修正的改性部产生或激光平面。
图55示出参照图54a和54b描述的关联关系的细节图。根据该实例基于多个或交替的入射障碍进行能量调整。示出的入射障碍在此此外还例如可以包括外延层5502、植入区5505、切片生产线5506、金属结构5507、刻蚀的沟槽5508、具有高的掺杂浓度的区域5509和芯片5510,所述入射障碍改变激光束5504在光学装置5503之后在固体1、1000或复合结构中的光路5501。
图56示出用于图解说明关于图54和55已经描述的关联关系的另外的视图。
在该视图4中示出不同的状态(X,A,B,C)。状态X代表参考状态。激光能量设定和深度设定在此针对限定的材料确定。
根据状态A,由于在光路中的外延层和植入区,需要对激光能量设定和深度设定的调整。这例如能够通过较高的吸收和/或移动的光学常数n引起。
根据状态B,植入区、外延层和金属结构位于光路中,由此引起非常大的吸收。此外,在光路中还存在高度掺杂区,由此例如引起光学常数n的小的偏差和较大的吸收。由此,需要对激光能量设定和深度设定进行调整。
根据状态C,植入区、外延层、金属结构和刻蚀的沟槽(引起焦点移动和大的吸收)处于光路中。由此,需要对激光能量设定和深度设定进行调整。
一般而言,对此根据本发明已知,激光改性部的构成因此通过超过如下激光能量阈值来实现,从所述激光能量阈值起出现相变。如果现在提高激光脉冲中的能量,那么在聚焦时阈值沿着射束方向被较早地超过,这在不考虑实际的几何焦点位置的情况下引起通过激光或激光辐射较早地出现相变或材料改性。这表示,在借助高于阈值的激光脉冲能量持续处理时,激光改性平面在材料中的位置更近地挪向材料表面并且与此相应地限定为地高于经由光学焦点的情况。
其他的效应、如例如克尔效应或通过自由载流子造成的自聚焦会引起激光改性平面的高度的与强度相关的移动,所述克尔效应描述折射率的强度相关性。这些效应是决定性的并且可以经由适当的方法量化从而相应地被补偿,目的是,使激光平面的预设位置和激光平面的实际位置之间的差尽可能最小化。
例如,在掺杂的碳化硅中的加工深度为400μm时,以10μJ相对于最小需要的阈值能量提高的激光脉冲能量具有如下效果,改性部以大约20μm更靠近固体表面。
因为所述效应是可测量的,所以在为了相对于工件表面跟踪激光焦点的目的创建一个或多个高度图示和/或掺杂图示和/或能量图示时,可以通过地点分辨的激光功率控制与使用的高度图示的相互作用来补偿所述效应。
图57a示出入射的光锥5700,通过所述光锥在固体1、1000中产生焦点5700。在此示出由具有高斯射束轮廓的激光透射的物镜的聚焦图像。
图57b示意地示出由具有非高斯射束轮廓的激光透射的物镜的聚焦图像5702,例如在射束已通过SLM改变之后。空间光调制器(SLM)在此是用于光的空间调制器从而是用于对光进行空间调制的设备。相对于高斯射束轮廓,焦点的Z扩展明显减小或可明显减小。
图57c示意地示出由具有非高斯射束轮廓的激光透射的物镜的聚焦图像5703,例如在射束通过衍射光学元件(DOE)改变之后。射束在此优选地通过DOE分开,以构成多个焦点。DOE在此优选地用于,改变激光束在焦点的空间绘图旁边的衍射。
衍射光学元件(DOE)通过衍射作用于激光辐射。在此使用如下结构,所述结构位于激光波长的数量级。借助于在衍射结构处的光衍射的数值模拟,计算元件,这随后可以以较大的件数制造。通常,光在激光束轮廓中的空间分布改变,直接在元件之后或在焦点中在聚焦元件之后改变。这表示,例如射束可以分成多个射束,使得——通常出现——的高斯射束强度轮廓转变成其他形状,或者激光辐射在焦点中的强度分布以通过常规透镜不可达到的方式改变,例如通过有意地引入或抑制次最大值,所述次最大值对于期望的激光相互作用是需要的。
与此相反地,用于光的空间调制器(英语为:SpatialLight Modulator(SLM))是用于对光进行空间调制的设备。
通常,SLM对光束的强度进行调制,然而也可能的是,对相进行调制或也同时对相和强度进行调制。
所述空间调制在DOE中通过元件中的结构执行,而在SLM中通过SLM处的各个像素执行。尤其在强度和相调制的射束成像或聚焦之后因此应达到在焦点中的可编程的强度分布。DOE因此静态地并且可复现地作用于激光束,而同时例如借助于SLM可以将射束的数量或还有所使用的激光束轮廓在激光加工设备中动态地切换。在工艺进程中的动态调整也是可能的,例如根据同时监控工艺进程的反馈。
因此提出的方法根据本发明具有如下步骤:在进入到固体中之前改变激光束的射束特性,其中射束特性是焦点中的强度分布,其中改变或调整射束特性由至少一个或刚好一个空间光调制器和/或由至少一个或刚好一个DOE引起,其中空间光调制器和/或DOE设置在激光辐射在固体和辐射源之间的光路中。
为了阐述DOE和空间光调制器的工作方式,参照下述文献:Tobias Klerks,Stephan Eifel在第9届国际光子技术会议LANE 2016中发表的Flexible beamshapingsystem for the next generation of process development in lasermicromachining。
不同于通常常见的高斯形状的射束强度轮廓被称作为非高斯射束轮廓并且可以用于,实现其他的加工结果。因此,可以考虑如下线形焦点,所述线形焦点在垂直于射束前进方向的维度中比在第二维度中具有明显不同的扩展。这能够实现在加工步骤中由激光束掠过工件的更宽的区域。也已知“顶帽”轮廓,使得在射束的中央具有恒定的强度,这提供如下优点:在焦点中进行加工时,不存在不同强度的区域,或者至少仅相同强度的区域高于激光加工阈值。这例如可以用于使在分离之后的磨削损失最小化。
图58示出所谓的前侧工艺。在此,将激光束经由固体的表面引入到固体中,所述表面比在相对置的端部处限制固体的另一表面更靠近要产生的剥离平面或改性平面。所述前侧工艺是有利的,因为激光深度(优选<100μm)相对于后侧工艺(例如>250μm或直至400μm或更大)(参见图59)明显更小。这引起更小的激光束能量,更好的深度控制和在激光平面中或在剥离平面上或在剥离平面的区域中的更好的激光束质量。此外,不必再次附加地加工固体的后侧。
因此,根据本发明在前侧工艺中,在产生金属接触层之前在固体中产生改性部。根据另一优选的实施方式,改性部产生在抛光(5801)之后和/或在产生外延层(5802)之前或在产生外延层(5802)之后和/或在在固体中产生植入区(5803)之前或在产生植入区(5803)之后和/或在产生或设置第一金属层(5804)之前进行。与第一金属层(5804)的特性、尤其大小(参见图52的实施方案)和/或成分相关地,在产生或设置第一金属层(5804)之后和/或在产生或设置金属接触层(5805)之前可以附加地或替选地执行前侧工艺,即将激光束经由要分离的固体层的表面导入到固体中。
图59示出所谓的后侧工艺。在此激光束经由固体的如下表面引入到固体中,所述表面与在对固体在相对置的端部处限界的表面或主表面相比更远地与要产生的剥离平面或改性平面间隔开。所述后侧工艺是有利的,因为在设置或产生部件、尤其电部件、尤其具有金属或由金属构成的部件期间,在前侧上不需要或仅需要少量的芯片设计的调整。
因此,根据本发明在后侧工艺中在产生金属接触层之前在固体中产生改性部。根据另一优选的实施方式,改性部产生在抛光(5901)之后和/或在产生外延层(5902)之前或在产生外延层(5902)之后和/或在在固体中产生植入区(5903)之前或在产生植入区(5903)之后和/或在产生或设置第一金属层(5904)之前进行。与第一金属层(5904)的特性、尤其大小(参见图52的实施方案)和/或成分相关地,在产生或设置第一金属层之后(5904)和/或在产生或设置金属接触层(5905)之前可以附加地或替选地执行后侧工艺,即将激光束经由要分离的固体层的表面导入到固体中。
所述方法尤其对于从由SiC构成的或具有SiC的固体或供体衬底分离固体层是有意义的。
此外改性部可以依次在至少一行或列或线中产生,其中在一行或列或线中产生的改性部9优选以间距X和高度H产生,借此在两个彼此跟随的改性部之间扩展的裂纹、尤其沿晶格方向扩展的裂纹将两个改性部彼此连接,所述裂纹的裂纹扩展方向相对于剥离平面以角度W定向。角度W在此优选地处于2°和6°之间,尤其为4°。优选地,裂纹从处于第一改性部的中央下方的区域朝向处于第二改性部的中央上方的区域扩展。在此主要的关联关系因此是,改性部的大小必须或能够与改性部的间距和角度W相关地改变。
对于激光工艺此外有利的是,特定地构成所使用的激光辐射的极化。为了实现写入方向的尽可能小的相关性,激光器可以圆形地极化,例如通过在线性极化的激光源之后使用四分之一波片。
然而尤其有利的是,将线性极化的激光用于加工。在加工工艺中首先通过多光子吸收在材料中产生初始的载流子密度。在材料中出现多光子吸收的概率尤其在晶体中与晶体轴线相对于激光辐射的电场的方向的位置相关。多光子吸收的所述角度相关性可以用于,在材料内部尤其有效地引导并且尽可能均匀地设计激光工艺。
此外,所述方法也可以包括如下步骤:通过在固体1的首先露出的表面处或之上设置或产生层和/或部件150来产生复合结构,其中露出的表面优选是要分离的固体层的组成部分。尤其优选地,在产生复合结构之前产生改性部,以构成剥离平面。
为了导入外力,例如类似于在上文中描述的方法,可以将接纳层140设置在复合结构的或固体的露出的表面处。
因此在另外的优选对SiC(但是还有其他材料)的根据本发明的激光方法中,产生平行于裂纹扩展方向的线(优选称为横向线),以便在纵向线驱动裂纹之前,首先限定用于优选的裂纹触发的平面(裂纹初始化)。在此,在最终步骤在第二步骤的纵向线之间设置线以将裂纹完全触发之前,将裂纹首先横向地、然后纵向地初始化。这能够实现较短的裂纹伸展路径,这使最终的表面粗糙度最小化。
横向线(具有锯齿)和裂纹触发线(在锯齿的波峰上)的实例图。
因此,本发明优选涉及一种用于将至少一个固体层2与供体衬底1分离的方法。方法在此优选地至少包括如下步骤:提供供体衬底1,其中供体衬底1具有晶格平面6,所述晶格平面相对于平坦的主表面8是倾斜的,其中主表面8对供体衬底1沿供体衬底1的纵向方向在一侧限界,其中晶格平面法线相对于主表面法线沿第一方向倾斜,提供至少一个激光器29,将激光器29的激光辐射14经由主表面(8)引入到固体1内部,以在至少一个激光焦点的区域中改变固体1的材料特性,其中激光焦点通过激光器的由激光器发射的激光束形成,其中材料特性的改变通过激光辐射到供体衬底1中的进入地点的改变构成线形构型103,其中材料特性的改变在至少一个产生平面4上产生,其中供体衬底1的晶格平面6相对于产生平面4倾斜地定向,其中线形构型103相对于在产生平面4和晶格平面6之间的相交部位处得出的交接线10是倾斜的,其中通过改变的材料特性,供体衬底1以亚临界的裂纹的形式撕裂,通过将外力导入到供体衬底1中以连接亚临界的裂纹将固体层2分离,或者将如此多的材料在产生平面4上借助于激光辐射改变,使得通过连接亚临界的裂纹,固体层2从供体衬底1剥离。
根据本发明,每个在此描述的方法附加地或替选地可以包括如下步骤:将外力导入到固体1中,以在固体1中产生应力,其中外力是如此大的,使得应力引起沿着剥离平面8的裂纹扩展。
根据本发明,每个在此描述的方法附加地或替选地可以包括如下步骤:借助于激光束产生第二组的改性部,用于预设至少一个、尤其多个第二剥离平面。第一剥离平面和第二剥离平面在此优选彼此正交地定向。此外,尤其优选地,直接地或间接地在将固体层与固体分开之后,进行将与固体分离的固体层沿着第二剥离平面分开的步骤,以分割固体元件。
根据本发明,每个在此描述的方法附加地或替选地可以包括如下步骤:将压力加载装置的至少一个压力加载元件压紧到应力产生层的至少一个预定部分上,以将应力产生层压紧到表面上。优选地,将压力加载元件至少在热加载应力产生层期间和/或在裂纹扩展期间压紧到应力产生层上。
优选地,将固体子层或固体层的至少一个分离的部分由于应力产生层或由于聚合物层朝压力加载元件的方向偏转和压紧到压力加载元件上。压力加载元件在此优选地对固体子层或固体层的最大偏转限界。
本发明还涉及一种多部件装置。多部件装置在此优选具有至少一个固体层或固体。固体层或固体在此优选以大于50%(按重量计)、尤其以大于75%(按重量计)或以大于90%(按重量计)或以大于95%(按重量计)或以大于98%(按重量计)或以大于99%(按重量计)的比例由SiC构成,其中固体层或固体在第一表面的区域中具有产生压应力的改性部或改性部组成部分,其中改性部是固体层或固体的无定形的组成部分,其中改性部与第二表面相比距第一表面更近地间隔开或者一起构成,其中第二表面平行于或基本上平行于第一表面构成,其中第一表面优选是平坦的或基本上平坦的,其中固体层或固体具有晶格平面,所述晶格平面相对于第一表面是倾斜的,其中固体或固体层的第一表面沿纵向方向对固体或固体层在一侧限界,其中晶格表面法线相对于主表面法线沿第一方向倾斜,其中改性部在供体衬底内部在产生平面上构成一个或多个线形构型,其中固体或固体层的晶格平面相对于产生平面倾斜地定向,其中一个或多个线形构型至少部段地和优选多数地相对于在产生平面和晶格平面之间的相交部位处得出的交接线是倾斜的,和在固体或固体层的第一表面上产生的金属层或设置的金属层和/或产生的或设置的电部件。第一表面在此替选地称作为主表面。
附图标记列表:
1 固体/供体衬底
2 固体层
4 剥离平面/产生平面
5 改性部产生的地点
6 晶格平面
7 晶格平面的端部
8 主表面
9 改性部
10 交接线
12 角度
14 激光辐射
29 激光装置的元件,尤其激光头
30 用于激光装置的元件的位置改变的移动装置
32 用于激光辐射的出口
45 旋转装置
49 供体衬底的旋转中心
50 旋转装置的旋转中心
51 在旋转装置的旋转中心和供体衬底的旋转中心之间的径向方向
52 径向方向51的正交线
60 晶格平面法线
70 在主表面的正交线和晶格平面法线之间的倾斜角
80 主表面的正交线
90 法线平面
92 法线平面的正交平面
94 晶格平面的端部的延伸方向
103 第一线/线形构型
103a 线形构型的第一延伸方向
103b 线形构型的替选的延伸方向
105 第二线
140 接纳层
146 接纳层
150 部件
170 箭头
172 箭头
174 冷却装置
176 经过工艺处理的固体装置
178 气体
180 定位装置
R 旋转方向

Claims (69)

1.一种用于对固体进行改性的方法,用于将至少一个固体层(2)与供体衬底(1)分离,
所述方法至少包括如下步骤:
提供所述供体衬底(1),其中所述供体衬底(1)具有晶格平面(6),所述晶格平面相对于平坦的主表面是倾斜的,其中所述主表面(8)对所述供体衬底(1)沿所述供体衬底(1)的纵向方向在一侧限界,其中晶格表面法线相对于主表面法线沿第一方向倾斜,
提供至少一个激光器,
将所述激光器的激光辐射引入到所述供体衬底(1)的内部,以在至少一个激光焦点的区域中改变所述供体衬底(1)的材料特性,其中所述激光焦点通过所述激光器的由所述激光器发射的激光束形成,
其中材料特性由所述激光辐射到所述供体衬底(1)中的进入地点的改变而造成的改变来构成线形构型(103),
其中所述材料特性的改变在至少一个产生平面(4)上产生,
其中所述供体衬底(1)的所述晶格平面(6)相对于所述产生平面(4)倾斜地定向,
其中所述线形构型(103)至少部段地相对于在所述产生平面(4)和所述晶格平面(6)之间的相交部位处得出的交接线(10)是倾斜的。
2.根据权利要求1所述的方法,
其特征在于,
将所述激光器的激光辐射经由所述主表面(8)引入到所述供体衬底(1)的内部。
3.根据权利要求1所述的方法,
其特征在于,
其中所述线形构型(103)多数地相对于在所述产生平面(4)和所述晶格平面(6)之间的相交部位处得出的交接线(10)是倾斜的。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,
其特征在于,
由于改变的材料特性使所述供体衬底(1)以亚临界的裂纹的形式撕裂,
通过将外力导入到所述供体衬底(1)中以连接所述亚临界的裂纹来分离所述固体层(2),或者借助于所述激光辐射在所述产生平面(4)上改变如此多的材料,使得在连接所述亚临界的裂纹的条件下,所述固体层(2)从所述供体衬底(1)剥离,其中
所述线形构型(103)至少部段地相对于所述交接线(10)在3°和87°的角度范围内倾斜。
5.根据权利要求4所述的方法,
其特征在于,
所述线形构型(103)至少部段地相对于所述交接线(10)在5°和60°之间的角度范围内倾斜。
6.根据权利要求4所述的方法,
其特征在于,
所述线形构型(103)至少部段地相对于所述交接线(10)在10°和50°之间的角度范围内倾斜。
7.根据权利要求4所述的方法,
其特征在于,
所述线形构型(103)多数地或者完全地相对于所述交接线(10)在3°和87°的角度范围内倾斜。
8.根据权利要求7所述的方法,
其特征在于,
所述线形构型(103)多数地或者完全地相对于所述交接线(10)在5°和60°之间的角度范围内倾斜。
9.根据权利要求7所述的方法,
其特征在于,
所述线形构型(103)多数地或者完全地相对于所述交接线(10)在10°和50°之间的角度范围内倾斜。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,
其特征在于,
在构成线形构型(103)的条件下改变所述供体衬底(1)的如此多的材料,使得从各个晶格平面的由于固体层分离露出的端部和材料改变中得出波纹图案,其中对此产生大量线形地延伸并且彼此平行地定向的材料改变区域。
11.根据权利要求10所述的方法,
其特征在于,
所述材料改变区域直线地延伸。
12.根据权利要求4所述的方法,
其特征在于,
将所述激光辐射以小于5ns或小于2ns或小于1ns的脉冲长度产生,并且
所述激光辐射以如下脉冲能量产生,所述脉冲能量位于100nJ和1mJ之间或者500nJ和100μJ之间或者1μJ和50μJ之间或者0.1μJ和50μJ之间,其中
所述亚临界的裂纹以在10μm和100μm之间的裂纹长度产生。
13.根据权利要求12所述的方法,
其特征在于,
将所述激光辐射以小于700ps或小于600ps或小于500ps或小于400ps或小于300ps或小于200ps或小于150ps或小于100ps或小于50ps或小于10ps的脉冲长度产生。
14.根据权利要求12所述的方法,
其特征在于,
所述亚临界的裂纹以在20μm和70μm之间的裂纹长度产生。
15.根据权利要求12所述的方法,
其特征在于,
所述亚临界的裂纹以在30μm和50μm之间的裂纹长度产生。
16.根据权利要求12所述的方法,
其特征在于,
所述亚临界的裂纹以在35μm和45μm之间的裂纹长度产生。
17.根据权利要求12所述的方法,
其特征在于,
所述亚临界的裂纹以40μm的裂纹长度产生。
18.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,
其特征在于,
在所述激光辐射进入到所述供体衬底(1)之前的路径中,设置有衍射光学元件,其中所述激光辐射通过所述衍射光学元件分成多个用于产生多个焦点的光路,
其中所述衍射光学元件引起图像场曲率,所述图像场曲率小于或等于50μm,其中通过所述衍射光学元件同时产生至少2个焦点,用于改变所述供体衬底的材料特性。
19.根据权利要求18所述的方法,
其特征在于,
所述衍射的光学元件在200μm的长度之上引起图像场曲率。
20.根据权利要求18所述的方法,
其特征在于,
所述图像场曲率小于或等于30μm或者小于或等于10μm或者小于或等于5μm或者小于或等于3μm。
21.根据权利要求18所述的方法,
其特征在于,
通过衍射的光学元件同时产生至少或刚好3个或者至少或刚好4个或者至少或刚好或直至5个或者至少或刚好或直至10个或者至少或刚好或直至20个或者至少或刚好或直至50个或直至100个焦点,用于改变所述供体衬底的材料特性。
22.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,
其特征在于,
多个供体衬底(1)在改变材料特性期间同时并排设置在旋转装置上并且可围绕共同的旋转轴线旋转,其中旋转速度大于10转/分钟。
23.根据权利要求22所述的方法,
其特征在于,
多个供体衬底(1)在改变材料特性期间同时并排设置在旋转台上。
24.根据权利要求22所述的方法,
其特征在于,
旋转速度大于50转/分钟。
25.根据权利要求22所述的方法,
其特征在于,
旋转速度大于150转/分钟。
26.根据权利要求22所述的方法,
其特征在于,
旋转速度直至600转/分钟。
27.根据权利要求22所述的方法,
其特征在于,
设有用于改变加载的激光辐射的特性的射束成型装置,和/或所述射束成型装置构成用于,将所述激光辐射圆形地或椭圆形地极化,其中所述供体衬底加载有圆形地或椭圆形地极化的激光辐射。
28.根据权利要求27所述的方法,
其特征在于,
所述用于改变加载的激光辐射的特性的射束成型装置是用于改变激光束的极性的装置。
29.根据权利要求27所述的方法,
其特征在于,
所述用于改变加载的激光辐射的特性的射束成型装置以转动的二分之一波片或普克尔斯盒的形式构成。
30.根据权利要求27所述的方法,
其特征在于,
所述供体衬底以四分之一波片的形式加载有圆形地或椭圆形地极化的激光辐射。
31.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,
其特征在于,
所述供体衬底(1)具有化学化合物,其中所述材料改变为所述供体衬底的初始材料到目标材料的预定的物质转变。
32.根据权利要求31所述的方法,
其特征在于,
所述化学化合物是碳化硅,其中所述材料改变为所述供体衬底的碳化硅到硅和碳的预定的物质转变。
33.根据权利要求31所述的方法,
其特征在于,
所述化学化合物具有选自元素周期表的第三、第四和/或第五主族和/或元素周期表的第12副族中的一种物质或多种物质。
34.根据权利要求4所述的方法,
其特征在于,
为了产生外力,将聚合物材料设置在所述主表面(8)上,
其中所述聚合物材料具有低于20℃的玻璃化转变温度,并且
其中将所述聚合物材料冷却至低于玻璃化转变温度的温度,其中通过发生的玻璃化转变,在所述供体衬底(1)中产生机械应力,其中通过所述机械应力将所述亚临界的裂纹彼此连接,由此将所述固体层(2)从所述供体衬底(1)剥离。
35.根据权利要求34所述的方法,
其特征在于,
所述聚合物材料具有低于10℃或低于0℃的玻璃化转变温度。
36.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,
此外包括如下步骤:
将所述供体衬底(1)相对于所述激光器移动,
其中根据至少一个参数连续地将所述激光器设定成用于将激光辐射限定地聚焦和/或用于调整激光能量。
37.根据权利要求36所述的方法,
根据多个参数连续地将所述激光器设定成用于将激光辐射限定地聚焦和/或用于调整所述激光能量。
38.根据权利要求36所述的方法,
根据至少两个参数连续地将所述激光器设定成用于将激光辐射限定地聚焦和/或用于调整所述激光能量。
39.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,
其特征在于,
产生多个第一线形构型,
其中通过每个线形构型产生一个或多个亚临界的裂纹,
其中所述第一线形构型的亚临界的裂纹彼此间以限定的间距间隔开,其中间距是如此大的,使得所述亚临界的裂纹沿所述供体衬底的轴向方向不重叠,
并且在产生所述第一线形构型之后,至少在两个第一线形构型之间分别借助于激光束产生至少一个另外的线形构型。
40.根据权利要求39所述的方法,
其特征在于,
所述亚临界的裂纹沿所述供体衬底的轴向方向彼此间隔开至少或直至2μ或者至少或直至5μm或者至少或直至10μm或者至少或直至20μm或者至少或直至30μm或者至少或直至50μm或者至少或直至75μm或者至少或直至100μm。
41.根据权利要求39所述的方法,
其特征在于,
在产生所述第一线形构型之后,至少在多于两个第一线形构型之间分别借助于激光束产生至少一个另外的线形构型。
42.根据权利要求39所述的方法,
其特征在于,
在产生所述第一线形构型之后,至少在两个第一线形构型之间分别通过改变材料特性产生至少一个另外的线形构型。
43.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,
其特征在于,
所述供体衬底具有带有纤锌矿结构或刚玉结构的六角晶格,其中所述线形构型相对于相交线成15°和60°之间的预定角度产生,或者
所述供体衬底具有立方晶格,其中所述线形构型相对于相交线成7.5°和60°之间的预定角度产生,或者
所述供体衬底具有三斜晶格结构,其中所述线形构型相对于相交线成5°至50°的预定角度产生,或者
所述供体衬底具有闪锌矿晶体结构,其中所述线形构型相对于相交线成15°和60°之间的预定角度产生,其中
所述晶格平面是所述供体衬底的滑移面。
44.根据权利要求43所述的方法,
其特征在于,
所述供体衬底具有带有纤锌矿结构或刚玉结构的六角晶格,其中所述线形构型相对于相交线在纤锌矿的情况下成25°和35°之间的角度地并且在刚玉结构的情况下成10°和60°之间的角度地产生。
45.根据权利要求43所述的方法,
其特征在于,
所述供体衬底具有带有纤锌矿结构或刚玉结构的六角晶格,其中所述线形构型相对于相交线在纤锌矿的情况下成30°的角度地产生。
46.根据权利要求43所述的方法,
其特征在于,
所述供体衬底具有带有纤锌矿结构或刚玉结构的六角晶格,其中所述线形构型相对于相交线在刚玉结构的情况下成45°的角度地产生。
47.根据权利要求43所述的方法,
其特征在于,
所述供体衬底具有立方晶格,其中所述线形构型相对于相交线在单斜晶的立方结构的情况下成17.5°和27.5°之间的角度地或者在钇铝石榴石的情况下成8°和37°之间的角度地产生。
48.根据权利要求43所述的方法,
其特征在于,
所述供体衬底具有立方晶格,其中所述线形构型相对于相交线在单斜晶的立方结构的情况下成22.5°的角度地产生。
49.根据权利要求43所述的方法,
其特征在于,
所述供体衬底具有立方晶格,其中所述线形构型相对于相交线在钇铝石榴石的情况下成22.5°的角度地产生。
50.根据权利要求43所述的方法,
其特征在于,
所述供体衬底具有三斜晶格结构,其中所述线形构型相对于相交线成10°和45°之间地或者以10°或以45°产生。
51.根据权利要求43所述的方法,
其特征在于,
所述供体衬底具有闪锌矿晶体结构,其中所述线形构型相对于相交线在砷化镓的情况下成18°和27°之间的预定角度地或者在磷化铟的情况下成18°和27°之间的角度地产生。
52.根据权利要求43所述的方法,
其特征在于,
所述供体衬底具有闪锌矿晶体结构,其中所述线形构型相对于相交线在砷化镓的情况下成22.5°的角度地产生。
53.根据权利要求43所述的方法,
其特征在于,
所述供体衬底具有闪锌矿晶体结构,其中所述线形构型相对于相交线在磷化铟的情况下成22.5°的角度地产生。
54.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,
其特征在于设有如下步骤:
其中所述激光束经由所述供体衬底的平坦的表面进入到所述供体衬底(1)中,
其中所述激光束相对于所述供体衬底的平坦的表面倾斜,使得所述激光束相对于所述供体衬底的纵轴线以不等于0°或180°的角度进入到所述供体衬底中,其中所述激光束为了产生所述供体衬底中的改性而聚焦,
或者其特征在于设有如下步骤:
从沿所述供体衬底的环周方向延伸的表面起朝向所述供体衬底的中央去除所述供体衬底的材料。
55.根据权利要求54所述的方法,
其特征在于,
借助于磨削工具或借助于烧蚀激光束来去除材料。
56.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,
其特征在于,
所述改性预设至少一个剥离区域,
其中所述剥离区域描述至少一个三维轮廓,
或者
其中产生多个改性部,用于在所述固体内部构成不平坦的剥离区域,
其中根据预设的参数来产生改性部,
其中所述预设的参数描述在固体部分的变形与所述固体部分的限定的其他处理之间的关联关系,
其中第一参数是所述固体的材料的平均折射率或者是所述固体在所述固体的如下区域中的材料的折射率,所述区域为了产生限定的改性部由激光束横穿,和
第二参数是在所述固体的如下区域中的加工深度,所述区域为了产生限定的改性部由激光束横穿,
其中所述第一参数借助于折射率确定机构来确定,和/或
所述第二参数借助于形貌确定机构来确定,
其中在数据存储器装置(12)中提供关于所述参数的数据,并且至少在产生所述改性部之前输送给控制装置(14),其中所述控制装置(14)根据要产生的改性部的相应的地点来设定激光加载装置,
其中所述控制装置(14)为了设定所述激光加载装置同样将距离数据处理成距离参数,其中所述距离参数描绘相应的地点相对于所述激光加载装置的间距,在所述地点处,将激光束为了产生相应的改性部在产生改性部的时刻导入到所述固体中,其中所述距离数据借助于传感器装置(16)检测,
其中根据在产生改性部期间确定第一参数和第二参数,分别借助于传感器机构来进行所述激光加载装置的设定。
57.根据权利要求56所述的方法,
其特征在于,
产生多个改性部,用于在所述固体内部构成拱曲的剥离区域。
58.根据权利要求56所述的方法,
其特征在于,
所述第一参数借助于光谱反射来确定。
59.根据权利要求56所述的方法,
其特征在于,
所述第二参数借助于共焦彩色距离传感器来确定。
60.根据权利要求56所述的方法,
其特征在于,
在所述数据存储器装置(12)中提供关于所述第一参数和所述第二参数的数据。
61.根据权利要求56所述的方法,
其特征在于,
根据在产生改性部期间确定第一参数和第二参数,分别借助于折射率确定机构和形貌确定机构来进行所述激光加载装置的设定。
62.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,
其特征在于,
一个参数是固体的在所述固体的预定地点处或预定区域中的掺杂程度。
63.根据权利要求62所述的方法,
其特征在于,
一个参数是固体的在所述固体的内部的掺杂程度。
64.根据权利要求62所述的方法,
其特征在于,
一个参数是固体的在所述固体的与固体表面间隔开的预定地点处或预定区域中的掺杂程度。
65.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,
其特征在于设有如下步骤:
将压力加载装置的至少一个压力加载元件压紧到应力产生层的至少一个预定部分上,用于将所述应力产生层压紧到表面上,
其中所述压力加载元件至少在对所述应力产生层热加载期间和/或在裂纹扩展期间压紧到所述应力产生层上,
其中所述压力加载元件将至少10N的压力施加到所述应力产生层上,
其中所述压力加载元件在压力加载期间面状地与所述应力产生层接触,
其中所述至少一个压力加载元件在边缘区域中产生压力,和/或所述至少一个压力加载元件在中央区域中产生压力,或者所述至少一个压力加载元件在所述供体衬底的表面的整个平坦部分之上产生压力,在所述表面上设置有应力产生层。
66.根据权利要求65所述的方法,
其特征在于,
其中所述压力加载元件将在100N和3000N之间或在3000N和10000N之间或直至100kN的压力施加到所述应力产生层上。
67.根据权利要求65所述的方法,
其特征在于,
将所述压力加载元件可运动地设置,并且由于对所述应力产生层的热加载从所述应力产生层相对于所述供体衬底偏转,
或者
将所述供体衬底可运动地设置,并且由于对所述应力产生层的热加载从所述应力产生层相对于压力加载元件偏转,
其中在超过预定的最小力之后才进行所述压力加载元件的偏转,
其中设有多个压力加载元件,
其中各个压力加载元件用于施加局部不同的压力,和/或
具有不同的形状和/或接触面尺寸和/或可不同程度偏转和/或
可借助不同力偏转,
其中一个或多个所述压力加载元件为了产生预定的压紧力变化曲线可压紧到所述应力产生层上,
其中所述压紧力变化曲线至少部段地由压力施加部距所述供体衬底的轴向中心的间距和/或由裂纹扩展速度和/或热加载和/或由所述供体衬底的材料和/或由所述供体衬底的预处理而发生改变。
68.根据权利要求67所述的方法,
其特征在于,
所述压紧力变化曲线至少部段地由所述供体衬底的借助于激光束的预处理而发生改变。
69.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,
其特征在于设有如下步骤:
在进入到所述固体中之前改变所述激光束的射束特性,其中所述射束特性是焦点中的强度分布,其中由至少一个或刚好一个空间光调制器和/或至少一个或刚好一个衍射光学元件引起所述射束特性的改变或调整,其中所述空间光调制器和/或衍射光学元件设置在所述固体和辐射源之间的激光辐射的光路中。
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