CN116329781A - 一种脆性材料自然裂片装置及其方法 - Google Patents

一种脆性材料自然裂片装置及其方法 Download PDF

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Abstract

本公开提供一种脆性材料自然裂片装置及其方法，脆性材料裂片装置包括吸附台、激光***、光束聚焦***以及三维位移***，将大能量脉冲激光聚焦在脆性材料内部，当焦点处功率密度达到一定值时，材料被气化形成蒸汽，蒸汽的扩展使得材料实现自然裂片。本公开主要特点是脉冲激光在材料内焦点位置处形成的蒸汽不断向周围扩展，在扫描完成后整个晶圆出现翘曲，即可实现材料的自然裂片。

Description

一种脆性材料自然裂片装置及其方法
技术领域
本公开涉及激光冷裂片技术领域，特别涉及一种脆性材料自然裂片装置及其方法。
背景技术
第三代半导体材料以碳化硅、氮化镓和金刚石等宽禁带化合物半导体为代表，其长晶工艺复杂，硬度高，生产成本高，导致第三代半导体晶圆成本居高不下，成为了阻碍第三代半导体器件快速发展的瓶颈问题之一。以碳化硅为例，传统晶圆分离技术采用金刚线切割工艺。金刚线的划片速度较慢、切割成本较高、切割产生的切缝宽度较宽，切割损失严重约为50％；切割片表面损伤层较深，而且有不同程度的线痕，消除所有这些缺陷需要昂贵的后续过程，如研磨、机械抛光、化学抛光等。另外，微电子元件在碳化硅晶片上工作时，为了器件能够更好的工作，则可能需要去除多余的材料，从而导致材料的进一步损失和制造成本的增加。传统裂片工艺已经远远不能满足高质量第三代半导体器件高速发展需求；第三代半导体器件加工效率低和生产成本高。
超快激光冷裂技术是由超快激光器经过一系列光学***，将激光聚焦在脆性透明材料的内部，基于多光子效应和雪崩电离效应，短时间内在材料内部形成改质层，改质层主要是由硅和碳相组成，后续在改质层上表面附着聚合物，急速降温等处理，在材料内部形成裂纹层，最后得到超薄的晶圆。
发明内容
本公开的主要目的是提出一种脆性材料自然裂片装置及其方法，旨在解决第三代半导体器件难以生产的问题。
为实现上述目的，本公开提出一种脆性材料自然裂片装置，包括：
吸附台，上端面形成有一承载面，承载面用以承载待脆性材料；
激光***，设于吸附台上侧，激光***具有一出射部，出射部呈朝向承载面设置，激光***用以产生光束并出射至承载面上；
光束聚焦***，设于激光***以及吸附台之间，且处于光束的光路上，用以聚焦光束形成焦点；以及，
三维位移***，设于吸附台以及光束聚焦***之间，用以调节吸附台与光束聚焦***之间的相对位置。
可选的，激光***包括：
脉冲激光器，设于吸附台上侧，脉冲激光器具有一朝向吸附台上侧的发射端，发射端用以发射激光；
光束扩束***，设于激光的光路上，用以扩束激光得到光束；以及，
第一双色镜，具有一反射面，第一双色镜设于光束扩束***以及吸附台之间，反射面用以反射光束至承载面上，反射面形成出射部。
可选的，第一双色镜具有一与反射面呈相对设置的入射面；
脆性材料裂片装置还包括监控装置，监控装置具有一成像部，成像部处于第一双色镜的上方，且处于第一双色镜的反向延长光路上。
可选的，脆性材料裂片装置还包括设于吸附台上侧的照明***，照明***包括：
半透半反镜，设于第一双色镜的反向延长光路上；以及，
发光装置，用以向半透半反镜发射照明光线；
其中，半透半反镜的反射光路与第一双色镜的反向延长光路处于同一轴线上，所述成像部处于所述半透半反镜的上方，且处于所述半透半反镜的反向延长光路上。
可选的，脉冲激光器的脉冲形式包括单脉冲、双脉冲或者多脉冲中的任意一种；和/或，
所述脉冲激光器的脉冲宽度包括纳秒、亚纳秒、皮秒、亚皮秒和飞秒中的任意一种；和/或，
光束扩束***包括单透镜***、单扩束镜***、多透镜***或者光学4f***中的任意一种。
可选的，三维位移***包括：
水平调整装置，水平调整装置包括平移台，平移台具有沿前后左右向水平移动的活动行程；，
高度调整装置，高度调整装置包括升降台，升降台具有沿上下向移动的活动行程；以及
编程控制器，所述编程控制器电性连接至所述水平调整装置以及所述高度调整装置；
其中，所述吸附台设于所述平移台上，所述光束聚焦***设于所述升降台上，所述编程控制器用以控制所述水平调整装置以及所述高度调整装置活动。
可选的，光束聚焦***包括聚焦透镜或者显微物镜中的任意一种；和/或，
吸附台包括陶瓷真空吸附台。
本公开还提供一种脆性材料自然裂片方法，包括如下步骤：
将脆性材料置于吸附台上；
控制激光***产生光束，并控制光束聚焦形成焦点，使得焦点处于脆性材料上；
调节吸附台与光束聚焦***之间的相对位置，使得焦点在脆性材料上移动扫描。
可选的，脆性材料包括碳化硅、氮化镓、金刚石、IV族元素、III和V族元素组成的材料、或者II和VI族元素组成的材料中的任意一种；和/或，
焦点的直径为＜5μm、＜4μm或者＜μm中的任意一种；和/或，
焦点距离承载面表面的距离为500μm、250μm或者175μm中的任意一种。
可选的，焦点在脆性材料上移动扫描，以此形成多条呈间隔设置的扫描路径，多条扫描路径之间形成有扫描间隔，多条扫描路径呈完全覆盖脆性材料设置；
其中，扫描路径的形状包括：圆形、椭圆形、环形、矩形或者平行线型中的任意一种。
可选的，扫描间隔为200μm、100μm、50μm、25μm、12.5μm或者5μm中的任意一种；和/或，
移动扫描的移动速度为1000mm/s、500mm/s、200mm/s、100mm/s、50mm/s、20mm/s或者10mm/s中的任意一种。
在本公开提供的技术方案中，待脆性材料安置在吸附台上，调节光束聚焦***使焦点位于待脆性材料内部，通过控制三维位移***控制焦点在待脆性材料上移动，实现焦点在材料的整个区域改质。将大能量脉冲激光聚焦在待脆性材料内部，当焦点处功率密度达到一定值时，材料气化形成蒸汽，通过蒸汽的扩展使材料实现自然裂片。与激光冷裂技术的主要区别是，不再需要在激光改质后在表面附聚合物，急速冷却等步骤。此方案既减小了生产晶圆时其他杂质的引入，又可提高生产效率。
附图说明
图1为本公开提供的一实施例中脆性材料自然裂片装置的结构示意图；
图2为本公开提供脆性材料裂片装置自然裂片方法第一实施例的路径示意图；
图3为本公开提供脆性材料裂片装置扫描方法第一实施例脆性材料变化图；
图4为本公开提供脆性材料裂片装置扫描方法第一实施例脆性材料结果图；
图5为本公开提供脆性材料裂片装置扫描方法第二实施例的路径示意图；
图6为本公开提供脆性材料裂片装置扫描方法第二实施例脆性材料结果；
图7为本公开提供脆性材料裂片装置扫描方法第二实施例的扫描示意图；
图8为本公开提供脆性材料裂片装置扫描方法第三实施例的扫描示意图；
图9为本公开提供脆性材料裂片装置中楔形材料的结构示意图。
附图标号说明：
Figure BDA0003430129580000041
Figure BDA0003430129580000051
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
需要说明，若本公开实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本公开实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本公开要求的保护范围之内。
请参阅图1，本公开提供一种脆性材料自然裂片装置100，包括吸附台7、激光***、光束聚焦***5以及三维位移***；吸附台7上端面形成有一承载面，承载面用以承载待脆性材料6；激光***设于吸附台7上侧，激光***具有一出射部，出射部呈朝向承载面设置，激光***用以产生光束并出射至承载面上；光束聚焦***设于激光***以及吸附台之间，且处于光束的光路上，用以聚焦光束形成焦点；三维位移***设于吸附台7以及光束聚焦***5之间，用以调节吸附台7与光束聚焦***5之间的相对位置。
在本公开提供的技术方案中，待脆性材料6安置在吸附台上，调节光束聚焦***使焦点位于待脆性材料6内部，通过控制三维位移***控制焦点在待脆性材料6上移动，实现焦点在材料的整个区域改质。将大能量脉冲激光聚焦在待脆性材料6内部，当焦点处功率密度达到一定值时，材料气化形成蒸汽，通过蒸汽的扩展使材料实现自然裂片。与激光冷裂技术的主要区别是，不再需要在激光改质后在表面附聚合物，急速冷却等步骤。此方案既减小了生产晶圆时其他杂质的引入，又可提高生产效率。
进一步的，激光***包括脉冲激光器1、光束扩束***2以及第一双色镜4；脉冲激光器1设于吸附台7上侧，脉冲激光器1具有一朝向吸附台上侧的发射端，发射端用以发射激光；光束扩束***2设于激光的光路上，用以扩束激光得到光束3；第一双色镜4具有一反射面，第一双色镜设于光束扩束***2以及吸附台7之间，反射面用以反射光束至承载面上，反射面形成出射部。双色镜可以对一定波长的光几乎完全透过，而对另一些波长的光几乎完全反射，光束扩束***2使得脉冲激光器1直接出射的激光进行扩束，通过第一双色镜4反射至承载面上，以便于能够提供足够高的峰值功率。
更进一步的，脆性材料自然裂片装置100还包括监控装置13，监控装置13设于吸附台7上侧，用以监控焦点。通过监控装置13监视加工过程中表面损伤情况和确定焦点的聚焦深度。
在本公开提供的一实施例中，第一双色镜4具有一与反射面呈相对设置的入射面；监控装置13具有一成像部，成像部处于第一双色镜4的上方，且处于第一双色镜4的反向延长光路上。通过双色镜的特性，监控装置13可以直接透过双色镜进行监控，保证监控装置13准确的监控焦点位置。
需要说明的是，监控装置13有多种实施方式，例如监控相机等，只要是能够对焦点进行监控即可。
另外，脆性材料自然裂片装置100还包括设于吸附台上侧的照明***，用以对焦点进行照明。
在本公开提供的一实施例中，照明***直接照射至第一双色镜4的入射面上，通过调整照明***的与第一双色镜4之间的角度，使得照明光线12与反射面反射的光束同轴设置，以便于对焦点处提供照明，便于监控装置13清晰反映焦点位置.
具体的，照明***包括发光装置11以及半透半反镜14；半透半反镜14设于第一双色镜4的反向延长光路上；发光装置11用以向半透半反镜14发射照明光线；其中，半透半反镜14的反射光路与第一双色镜的4反向延长光路处于同一轴线上。通过设置半透半反镜14，便于对照明***的光线进行选择，无需将光线的选择反射功能全部寄托在第一反射镜4上。
具体的，脉冲激光器1的脉冲形式包括单脉冲、双脉冲或者多脉冲中的任意一种。以便于产生足够高的峰值功率。
脉冲激光器的脉冲宽度包括纳秒、亚纳秒、皮秒、亚皮秒和飞秒中的任意一种。
同样的，光束扩束***2包括单透镜***、单扩束镜***、多透镜***或者光学4f***中的任意一种。只要是能够对脉冲激光器1的激光进行扩束即可。
需要说明的是，上述脉冲激光器1和光束扩束***2的具体设置三个相关技术特征中，可以择一存在，也可以择其二存在，也可以同时存在，在此不做具体限制。
另外，需要说明的是，光学4f***为两个焦距为f的透镜，相距为2f，物距为f，相距也为f，所以为4f***。以达到扩束的目的。
另一方面，三维位移***的实施方式有多种，例如将吸附台7设于一活动装置上，活动装置具有水平向且上下向的活动行程，直接通过活动吸附台实现三维位移。具体的，在本实施例中，三维位移***包括水平调整装置以及高度调整装置；水平调整装置包括平移台8，平移台8具有沿前后左右向水平移动的活动行程；高度调整装置包括升降台10，升降台10具有沿上下向移动的活动行程；其中，吸附台7设于平移台上，光束聚焦***5设于升降台10上。通过将吸附台7与光束聚焦***5分设于水平调整装置以及高度调整装置上，便于实现水平向以及上下向的同时移动，便于快速产生位移。
进一步的，三维位移***还包括编程控制器9，编程控制器9电性连接至水平调整装置以及高度调整装置，用以控制水平调整装置以及高度调整装置活动。以便于对水平调整装置以及高度调整装置进行编程控制。
另外，在本实施例中，光束聚焦***5包括聚焦透镜或者显微物镜中的任意一种。以便于进行光束的聚焦。
吸附台7包括陶瓷真空吸附台。便于把脆性材料6吸附在真空吸附台上，保证材料在加工时下表面不发生翘曲。
需要说明的是，上述光束聚焦***5以及吸附台7的设置中，可以择一存在，也可以同时存在，在此不做具体限制。
另外，需要说明的是，光束聚焦***5中的透镜均采用消球差、NA(数值孔径)＞0.5、非球面透镜，目的是可以实现小焦深和小的焦点(直径＜5μm、＜4μm或者＜3μm)，可以在小范围内加工脆性材料6，从而形成小的损伤层。
在本实施例中，激光***、光束聚焦***5以及三维位移***共同形成一加工组，加工组设置有多个，同时对吸附台7上的代加工晶圆进行加工，提高加工速率。
基于上述脆性材料自然裂片装置100，本公开提出一种方法，包括如下步骤：
S10、将所述脆性材料置于所述吸附台上；
S20、控制所述激光***产生所述光束，并控制所述光束聚焦形成所述焦点，使得所述焦点处于所述脆性材料上；
S30、调节所述吸附台与所述光束聚焦***之间的相对位置，使得所述焦点在所述脆性材料上移动扫描。
在本实施例中，脆性材料硬度和脆性都较大，脆性材料6包括碳化硅、氮化镓、金刚石、IV族元素、III和V族元素组成的材料、或者II和VI族元素组成的材料。
焦点的直径为＜5μm、＜4μm或者＜3μm中的任意一种。以在材料内形成瞬时高温，使焦点处的材料蒸发。
所述焦点距离所述承载面表面的距离为500μm、250μm或者175μm中的任意一种。以便于脆性材料的表面最先发生翘曲。
需要说明的是，上述脆性材料、焦点直径以及焦点距离三个相关技术特征中，可以择一存在，择其二存在，也可以同时存在，在此不做具体限制。
进一步的，在本实施例中，焦点在脆性材料上移动扫描，以此形成多条呈间隔设置的扫描路径，多条扫描路径之间形成有扫描间隔，多条扫描路径呈完全覆盖脆性材料设置；
其中，扫描路径的形状包括：圆形、椭圆形、环形、矩形或者平行线型中的任意一种。
具体的，扫描间隔为200μm、100μm、50μm、25μm、12.5μm或者5μm中的任意一种。
移动扫描的移动速度为1000mm/s、500mm/s、200mm/s、100mm/s、50mm/s、20mm/s或者10mm/s中的任意一种。
上述移动扫描的两个相关技术特征中，可以择一存在，也可以同时存在，在此不做具体限制。
基于上述脆性材料自然裂片装置100，本公开提出一具体实施例，
将脉冲激光扩束后，经过第一双色镜4反射加载到光束聚焦***5，然后入射在抛光后的脆性材料上表面，激光焦点根据照明***成像后确定，其位置在距离材料表面的一定厚度处。上述扫描采用的单光束扫描，也可采用多光束并行加工的方式，来提高生产效率。
由于脉冲激光高峰值功率的特点，材料内焦点处会产生瞬时高温使材料蒸发产生蒸汽，在激光扫描过程中，蒸汽不断向刻线周围扩散，严格控制激光扫描间隔，使得材料分阶段扫描，由于蒸汽的积累使得激光最先扫描的位置出现翘曲，在激光扫描完成后，脆性材料6的整个上表面翘曲，使得材料实现自然裂片，不再需要激光冷裂步骤中后续的在表面附聚合物，急速冷却等步骤，在简化生产步骤同时大大提高了生产效率。
请参阅图2至图4，在本公开提供的第一实施例中，第一种平行线型扫描情况下，在激光扫描过程中，从左至右依次扫描，在最先扫描的情况下，材料蒸汽的不断积累，在左端最先发生翘曲。在扫描完成后，材料的上表面已经完全翘曲，可以在不使用外力的情况下发生自然裂片。
请参阅图5至图7，在本公开提供的第二实施例中，在第二种圆型扫描情况下，在激光扫描过程中，从外到内依次扫描，在最先扫描的情况下，材料蒸汽不断积累，在材料最外圈最先发生翘曲。在扫描完成后，材料从外到内完全翘曲，在不使用外力的情况下，可以使得材料自然裂片。
请参阅图8，在本公开提供的第三实施例中，在第二种圆型扫描情况下，可采用多光束并行加工的方式，来提高生产效率。
以下结合具体实施例对本公开进一步详细说明，以第三代脆性半导体碳化硅材料为例，
实施例1，采用平行线型扫描，请参阅图2至图4。
S1、获取碳化硅晶圆6，为4H-SiC或6H-SiC，碳化硅6尺寸为4英寸或6英寸或8英寸，厚度为1mm或500μm或350μm。
S2、脉冲激光器1的波长为1064nm或1030nm或800nm或532nm，重复频率为1MHz或500kHz或250kHz，功率为20W或10W或5W或2.5W或1W，选择脉冲为单脉冲、双脉冲或多脉冲等，选择脉宽为纳秒或亚纳秒或皮秒或亚皮秒或飞秒，经过扩束***2的激光光束3直径受光束聚焦***5的限制，满足光束聚焦***5的通光孔径。
S3、将激光束3经过第一双色镜4反射后，进入光束聚焦***5，将激光进行聚焦，聚焦后激光聚焦在碳化硅晶圆距离上表面的一定厚度处，厚度根据监控装置13和三维位移***升降台10确定，厚度为500μm或250μm或175μm。
S4、采用平行线型扫描，严格控制扫描间距，扫描间距可以200μm或100μm或50μm或25μm或12.5μm或5μm。三维位移***中，平移台8的速度可以为1000mm/s或500mm/s或200mm/s或100mm/s或50mm/s或20mm/s或10mm/s。
S5、在激光扫描完成后，材料的上表面6′已经完全发生翘曲，可以在不使用外力的情况下发生裂片。
S6、材料在脉冲激光作用下自然裂片后，上表面6′翘曲的部分需要经过热压和抛光工艺或其他的工艺，使材料成为能够外延的商用晶圆，下表面6″粗糙的部分，需要经过抛光，减小激光的散射和增加透射。为下一次，激光工艺做准备。
在实施例1的基础上，本公开还提供一实施例2，请参阅图9。
在S5中，在扫描完成时，可能会出现没有自然裂片的现象，在晶圆的最后扫描或最先扫描位置，出现上下表面连接的情况，需要***楔形装置进行分离。
S5、在碳化硅的上表面6′发生翘曲位置处，将带有曲率的楔形装置使用电动位移装置***材料翘曲位置处，楔形装置的曲率根据样品大小和翘曲程度通过计算加以设计，曲率可以为2m-1或1m-1或0.5m-1或0.25m-1，楔形装置采用材料前提是不能二次损伤晶圆的内部，严格控制电动位移装置的速度和力的大小，速度可以为10mm/s或5mm/s或2mm/s或1mm/s或0.5mm/s或0.2mm/s或0.1mm/s，力的大小可以为50N或25N或12N或5N，就可将材料实现上下分离。
实施例3，采用圆形字型扫描，请参阅图5至图7。
其中，本实施例中与实施例1中相同的部分在此处不再赘述。
S4、采用圆形字型扫描，严格控制扫描间距17，扫描间距17可以200μm或100μm或50μm或25μm或12.5μm或5μm。平移台8的速度可以为1000mm/s或500mm/s或200mm/s或100mm/s或50mm/s或20mm/s或10mm/s。
S5、在激光扫描晶圆的外侧部分表面最先发生翘曲；在激光扫描完成后，材料的上表面6′已经完全发生翘曲，可以在不使用外力的情况下发生裂片。
为了更加详细的说明本公开，以第三代半导体氮化镓为例。
实施例4，采用平行线型扫描，
S1、获取氮化镓晶圆6，氮化镓6尺寸为4英寸或6英寸，厚度为1mm或500μm或350μm。
S2、脉冲激光器1的波长为1064nm或1030nm或800nm或532nm，重复频率为1MHz或500kHz或250kHz，功率为20W或10W或5W或2.5W或1W，选择脉冲为单脉冲、双脉冲或多脉冲等，选择脉宽为纳秒或亚纳秒或皮秒或亚皮秒或飞秒，经过扩束***2的激光束3直径受光束聚焦***5的限制，满足聚焦***的通光孔径。
S3、将激光束3经过第一双色镜4反射后，进入光束聚焦***5，将激光进行聚焦，聚焦后激光聚焦在氮化镓晶圆距离上表面的一定厚度处，厚度根据监控装置13和三维位移***升降台10确定，厚度为500μm或250μm或175μm。
S4、采用平行线型扫描，严格控制扫描间距，扫描间距可以200μm或100μm或50μm或25μm或12.5μm或5μm。三维位移***XY轴8的速度可以为1000mm/s或500mm/s或200mm/s或100mm/s或50mm/s或20mm/s或10mm/s。
S5、在激光扫描的左端位置处表面最先发生翘曲；在激光扫描完成后，材料的上表面6′已经完全发生翘曲，可以在不使用外力的情况下发生裂片。
S6、材料在脉冲激光作用下自然裂片后，上表面6′翘曲的部分需要经过热压和抛光工艺或其他的工艺，使材料成为能够外延的商用晶圆，下表面6″粗糙的部分，需要经过抛光，减小激光的散射和增加透射。为下一次，激光工艺做准备。
在实施例4的基础上，本公开还提供一实施例5。
S5、在氮化镓的上表面6′发生翘曲位置处，将带有曲率的楔形装置使用电动位移装置***材料翘曲位置处，楔形装置的曲率根据样品大小和翘曲程度通过计算加以设计，曲率可以为2m-1或1m-1或0.5m-1或0.25m-1，楔形装置采用材料前提是不能二次损伤晶圆的内部，严格控制电动位移装置的速度和力的大小，速度可以为10mm/s或5mm/s或2mm/s或1mm/s或0.5mm/s或0.2mm/s或0.1mm/s，力的大小可以为50N或25N或12N或5N，就可将材料实现上下分离。
实施例6，采用圆形字型扫描。
其中，本实施例与实施例1中相同的部分在此处不再赘述。
S4、采用圆形字型扫描，严格控制扫描间距17，扫描间距17可以200μm或100μm或50μm或25μm或12.5μm或5μm。三维位移***XY轴8的速度可以为1000mm/s或500mm/s或200mm/s或100mm/s或50mm/s或20mm/s或10mm/s。
S5、在激光扫描晶圆的外侧部分表面最先发生翘曲；在激光扫描完成后，材料的上表面6′已经完全发生翘曲，可以在不使用外力的情况下发生裂片。
以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种脆性材料自然裂片装置，其特征在于，包括：
吸附台，上端面形成有一承载面；
激光***，设于所述吸附台上侧，所述激光***具有一出射部，所述出射部呈朝向所述承载面设置，所述激光***用以产生光束并出射至所述承载面上；
光束聚焦***，设于所述激光***以及所述吸附台之间，且处于所述光束的光路上，用以聚焦所述光束形成焦点；以及，
三维位移***，设于所述吸附台以及所述光束聚焦***之间，用以调节所述吸附台与所述光束聚焦***之间的相对位置；
其中，将大能量脉冲激光聚焦在脆性材料内部，当焦点处功率密度达到一定值时，材料气化形成蒸汽，通过蒸汽的扩展使材料实现自然裂片。
2.如权利要求1所述的脆性材料自然裂片装置，其特征在于，所述激光***包括：
脉冲激光器，设于所述吸附台上侧，所述脉冲激光器具有一朝向所述吸附台上侧的发射端，所述发射端用以发射激光；
光束扩束***，设于所述激光的光路上，用以扩束所述激光得到光束；以及，
第一双色镜，具有一反射面，所述第一双色镜设于所述光束扩束***以及所述吸附台之间，所述反射面用以反射所述光束至所述承载面上，所述反射面形成所述出射部。
3.如权利要求2所述的脆性材料自然裂片装置，其特征在于，所述第一双色镜具有一与所述反射面呈相对设置的入射面；
所述脆性材料裂片装置还包括监控装置，所述监控装置具有一成像部，所述成像部处于所述第一双色镜的上方，且处于所述第一双色镜的反向延长光路上。
4.如权利要求3所述的脆性材料自然裂片装置，其特征在于，所述脆性材料裂片装置还包括设于所述吸附台上侧的照明***，所述照明***包括：
半透半反镜，设于所述第一双色镜的反向延长光路上；以及，
发光装置，用以向所述半透半反镜发射照明光线；
其中，所述半透半反镜的反射光路与所述第一双色镜的反向延长光路处于同一轴线上，所述成像部处于所述半透半反镜的上方，且处于所述半透半反镜的反向延长光路上。
5.如权利要求2所述的脆性材料自然裂片装置，其特征在于，所述脉冲激光器的脉冲形式包括单脉冲、双脉冲或者多脉冲中的任意一种；和/或，
所述脉冲激光器的脉冲宽度包括纳秒、亚纳秒、皮秒、亚皮秒和飞秒中的任意一种；和/或，
所述光束扩束***包括单透镜***、单扩束镜***、多透镜***或者光学4f***中的任意一种。
6.如权利要求1所述的脆性材料自然裂片装置，其特征在于，所述三维位移***包括：
水平调整装置，所述水平调整装置包括平移台，所述平移台具有沿前后左右向水平移动的活动行程；
高度调整装置，所述高度调整装置包括升降台，所述升降台具有沿上下向移动的活动行程；以及，
编程控制器，所述编程控制器电性连接至所述水平调整装置以及所述高度调整装置；
其中，所述吸附台设于所述平移台上，所述光束聚焦***设于所述升降台上，所述编程控制器用以控制所述水平调整装置以及所述高度调整装置活动。
7.一种脆性材料自然裂片方法，其特征在于，应用于如权利要求1至6中任意一项所述的脆性材料自然裂片装置，包括如下步骤：
将所述脆性材料置于所述吸附台上；
控制所述激光***产生所述光束，并控制所述光束聚焦形成所述焦点，使得所述焦点处于所述脆性材料上；
调节所述吸附台与所述光束聚焦***之间的相对位置，使得所述焦点在所述脆性材料上移动扫描。
8.如权利要求7所述的脆性材料自然裂片方法，其特征在于，所述脆性材料包括碳化硅、氮化镓、金刚石、IV族元素、IⅡ和V族元素组成的材料、或者II和VI族元素组成的材料中的任意一种；和/或，
所述焦点的直径为＜5μm、＜4μm或者＜3μm中的任意一种；和/或，
所述焦点距离所述承载面表面的距离为500μm、250μm或者175μm中的任意一种。
9.如权利要求7所述的脆性材料自然裂片方法，其特征在于，所述焦点在所述脆性材料上移动扫描，以此形成多条呈间隔设置的扫描路径，多条所述扫描路径之间形成有扫描间隔，多条所述扫描路径呈完全覆盖所述脆性材料设置；
其中，所述扫描路径的形状包括：圆形、椭圆形、环形、矩形或者平行线型中的任意一种。
10.如权利要求9所述的脆性材料自然裂片方法，其特征在于，所述扫描间隔为200μm、100μm、50μm、25μm、12.5μm或者5μm中的任意一种；和/或，
所述移动扫描的移动速度为1000mm/s、500mm/s、200mm/s、100mm/s、50mm/s、20mm/s或者10mm/s中的任意一种。
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