DE102004024475A1

DE102004024475A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von Halbleitermaterialien

Info

Publication number: DE102004024475A1
Application number: DE102004024475A
Authority: DE
Inventors: Oliver Dipl.-Ing. Haupt; Bernd Lange
Original assignee: LZH Laser Zentrum Hannover eV
Current assignee: LZH Laser Zentrum Hannover eV
Priority date: 2004-05-14
Filing date: 2004-05-14
Publication date: 2005-12-01
Also published as: WO2005115678A1; US20070170162A1; EP1747081A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen von Halbleitermaterialien, bei dem ein Laserstrahl auf eine Trennzone des Halbleitermaterials gerichtet wird, wobei die Wellenlänge des Laserstrahls derart gewählt wird, daß der Laserstrahl von dem Halbleitermaterial teilweise unter Teilabsorption transmittiert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen von Halbleitermaterialien, insbesondere Silizium.

Aus der WO 02/48059 ist ein Verfahren zum Durchtrennen von Bauteilen aus Glas, Keramik, Glaskeramik oder dergleichen durch Erzeugung eines thermischen Spannungsrisses entlang einer Trennzone bekannt. Bei diesem Verfahren wird ein von einem Nd:YAG-Laser erzeugter Laserstrahl mehrfach durch das zu trennende Bauteil geführt, um den Anteil der absorbierten Laserstrahlung zu erhöhen. Um den Spannungsriß weiterzuführen, werden das Bauteil und der Laserstrahl relativ zueinander bewegt. Mit dem aus der WO 02/48059 bekannten Verfahren können jedoch nur Materialien wie Glas, Glaskeramik oder dergleichen bearbeitet werden, die einen amorphen Aufbau aufweisen und bei dem in einem Temperaturbereich von 0 bis 350° Celsius keine relevante Veränderung der optischen Eigenschaften auftritt.

Aus der Veröffentlichung "Thermal Stress Cleaving of Brittle Materials by Laser Beam" von Ueda, T.; et al. von der Faculty of Engineering, Kanazawa University, Japan; CIRP Vol. 51/1/2002 ist ein Verfahren zum Trennen von Silizium mittels thermisch induzierten Spannungen bekannt. Bei diesem Verfahren werden gepulste und kontinuierliche Nd:YAG-Laser verwendet.

Ferner wird in der Veröffentlichung "Wafer Dicing by Laser Induced Thermal Shock Process" von KaiDong Ye; et al.; National University of Singapore; SPIE Proceedings Vol. 4557 (2001) ein Verfahren zum Trennen von Siliziumwafern mittels thermisch induzierter Spannung beschrieben, bei dem ebenfalls ein gepulster Nd:YAG-Laser verwendet wird. Hierbei bewirkt die Laserstrahlung eine Erwärmung der Bauteiloberfläche, wobei durch einen nachgeschalteten Kühlprozeß ein Spannungsprofil erzeugt wird, das eine gezielte Rißbildungsfolge hat.

Die bei diesen bekannten Verfahren verwendeten Nd:YAG-Laser erzeugen einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge, die sehr stark von Halbleitermaterialien absorbiert wird und daher nur im Bereich der Oberfläche des zu trennenden Bauteils eindringt. Somit bildet sich ein Spannungsriß lediglich im Bereich der erwärmten Oberfläche, der sich dann unkontrolliert im Materialinneren weiter fortpflanzt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit dem die Trennung von Halbleitermaterialien unter kontrollierten Bedingungen durchgeführt werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Anspruch 1 zum Trennen von Halbleitermaterialien wird ein Laserstrahl auf eine Trennzone des Halbleitermaterials gerichtet, wobei die Wellenlänge des Laserstrahls derart gewählt wird, daß der Laserstrahl von dem Halbleitermaterial unter Teilabsorption teilweise transmittiert wird. Durch diese Wahl der Wellenlänge des Laserstrahls wird berücksichtigt, daß die optischen Eigenschaften von Halbleitermaterialien temperaturabhängig sind. Ins besondere nimmt in einem großen Wellenlängenbereich die Absorption mit steigender Temperatur zu. Durch die Wahl der Wellenlänge des Laserstrahls gemäß der Erfindung nach Anspruch 1 wird gewährleistet, daß auch bei zunehmenden Temperaturen des Halbleitermaterials sich die optischen Eigenschaften und damit die Absorption des Halbleitermaterials lediglich geringfügig verändert, d. h. zunimmt. Somit ist gewährleistet, daß der Laserstrahl das Halbleitermaterial teilweise unter Teilabsoption durchdringt und nicht im wesentlichen an der Oberfläche absorbiert wird und dort zu einer lokalen Erwärmung führt, sondern daß das zu trennende Halbleitermaterial eine homogene Volumenerwärmung erfährt. Dies hat zur Folge, daß sich kein Spannungsriß lediglich im Bereich der Oberfläche des Halbleitermaterials ausbildet, der sich dann durch das Material fortpflanzt, sondern daß die Rißbildung sowohl an der Oberfläche als auch im Volumen des Halbleitermaterials stattfindet. Somit kann die Trennung unter kontrollierten Bedingungen erfolgen. Insbesondere bildet sich kein Spalt, kein Abprodukt, das sich auf dem Halbleitermaterial ablegen könnte und keine Mikrorisse.

Bei dem Halbleitermaterial kann es sich um Germanium, Galliumarsenid oder andere Halbleitermaterialien handeln. Jedoch ist vorzugsweise vorgesehen, daß das Halbleitermaterial Silizium ist, da Silizium in der Halbleiterindustrie den größten Verbreitungsgrad erlangt hat. Somit können insbesondere auf Siliziumwafern gefertigte integrierte Schaltkreise, Solarzellen oder Mikrostrukturen vereinzelt werden. Dabei kann im Vergleich zu dem bekannten Vereinzeln der integrierten Schaltkreise, Solarzellen oder Mikrostrukturen durch Zusägen des Siliziumwafers die Ausbeute pro Fläche erhöht werden, da im Vergleich zum Zersägen hierfür Schnittbahnbreiten (dicing lines) geringer Breite ausreichend sind.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Wellenlänge des Laserstrahls im nahinfrafroten Bereich liegt, in dem das Absorptionsverhalten von Halbleitermaterialien keine oder lediglich eine geringe Temperaturabhängigkeit aufweist.

In einer bevorzugten Ausführungsform jedoch ist vorgesehen, daß die Wellenlänge der Laserstrahlung im Bereich von 1100 bis 1150 nm, insbesondere im Bereich von 1115 bis 1125 nm liegt, da Untersuchungen ergeben haben, daß in diesem Wellenlängenbereich das Absorptionsverhalten von Halbleitermaterialien, insbesondere von Silizium sich gar nicht oder nur geringfügig mit der Temperatur ändert.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Laserstrahl durch einen Ytterbium-Faser-Laser erzeugt wird, wobei der Ytterbium-Faser-Laser vorzugsweise eine Wellenlänge von 1120 nm aufweist. Dabei wird die den Laserstrahl erzeugende Laserquelle vorzugsweise im CW-Modus betrieben.

Das Verfahren kann mit einmaliger Transmission des Laserstrahls durch das Halbleitermaterial durchgeführt werden. Jedoch ist vorzugsweise vorgesehen, daß der Laserstrahl mehrfach durch die Trennzone des Halbleitermaterials geführt wird. Hierzu wird der transmittierte Teil des Laserstrahls nach Austritt aus dem Halbleitermaterial durch Reflexionsmittel wieder auf die Trennzone des Halbleitermaterials gelenkt.

Um die Effektivität des Trennverfahrens zu erhöhen, ist es möglich, mehrere Schichten Halbleitermaterial, beispielsweise Wafer aus Silizium, übereinandergestapelt anzuordnen und den Laserstrahl durch diese Mehrzahl von Wafern zu führen. Dabei wird der oberste Wafer von dem Laserstrahl teilweise unter Teilabsorption durchdrungen, während die darunter angeordneten Wafer von dem transmittierten Teil der Laserstrahlung ebenfalls teilweise unter Teilabsorption durchdrungen werden.

Vorzugsweise wird das Halbleitermaterial im Bereich der Trennzone auf 150 bis 500° Celsius, insbesondere bis 350° Celsius, erwärmt, da Untersuchungen gezeigt haben, daß bis zu diesen Temperaturen eine Rißbildung des Halbleitermaterials ausgelöst werden kann.

Vorzugsweise ist die Wellenlänge des Laserstrahls derart gewählt, daß der Transmissionsgrad des Laserstrahls 30 bis 60 %, insbesondere 45 bis 55 %, beträgt.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß eine Mehrzahl von Laserstrahlen auf eine Mehrzahl von Trennzonen gerichtet wird. Somit kann zeitgleich ein zu trennendes Halbleitermaterial mehrfach getrennt werden, so daß das Verfahren eine besonders schnelle Vereinzelung der integrierten Schaltkreise, Solarzellen oder Mikrostrukturen ermöglicht. Hierzu kann eine entsprechende Mehrzahl von Laserquellen vorgesehen sein, oder es wird alternativ ein Laserstrahl geteilt.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Laserstrahl an einer Metallbeschichtung des Halbleitermaterials reflektiert wird. Somit kann auf einen Reflektor verzichtet werden, sondern es kann die Metallbeschichtung, die üblicherweise auf die Rückseite von Wafern aufgebracht ist, als Reflektor verwendet werden. Somit kann der transmittierende Teil der Laserstrahlung an der Metallbeschichtung reflektiert werden und wieder durch das Innere des Wafers im Bereich der Trennzone geführt werden.

Die Vorrichtung zum Trennen von Halbleitermaterial gemäß Patentanspruch 14 umfaßt eine Laserquelle, die einen Laserstrahl einer Wellenlänge emittiert, die von dem Halbleitermaterial unter Teilabsorption teilweise transmittiert wird und Mittel zum Richten des Laserstrahls auf eine Trennzone des Halbleitermaterials. Die Mittel zum Richten des Laserstrahls auf die Trennzone des Halbleitermaterials erlauben durch Verfahren der Laserstrahlquelle und/oder des Halbleitermaterials die Trennung des Halbleitermaterials entlang einer vorgegebenen Trennlinie. Durch die Laserstrahlquelle, die ein Laserstrahl mit der gewünschten Wellenlänge bereitstellt, wird sichergestellt, daß auch bei einem erwärmten Halbleitermaterial der Laserstrahl nicht auschließlich im Bereich der Oberfläche des Halbleitermaterials absorbiert wird, sondern in das Halbleitermaterial eindringt und somit eine Volumenerwärmung des Halbleitermaterials bewirkt.

Vorzugsweise ist die Vorrichtung zur Verarbeitung der Halbleitermaterialien Silizium, Germanium oder Galliumarsenit ausgebildet.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Halbleitermaterial eine Dicke von 30 bis 1000 μm, insbesondere 350 bis 600 μm, aufweist. Somit eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere zur Vereinzelung von integrierten Schaltungen oder Mikrostrukturen auf Wafern aus Silizium, Germanium oder Galliumarsenit, die eine Dicke zwischen 350 bis 600 μm aufweisen.

In einer bevorzugten Ausführungsform emittiert die Laserquelle einen Laserstrahl nahinfraroter Wellenlänge. Vorzugsweise liegt die Wellenlänge der Laserstrahlung im Bereich von 1100 bis 1150 nm, insbesondere im Bereich von 1115 bis 1125 nm.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Laserquelle einen Ytterbium-Faser-Laser aufweist, der auf eine Wellenlänge von 1120 nm abgestimmt ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die den Laserstrahl erzeugende Laserquelle für einen Betrieb im CW-Modus ausgebildet.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung Reflexionsmittel auf, um den Laserstrahl mehrfach durch das Halbleitermaterial zu führen, so daß der transmittierte Teil der Laserstrahlung umgelenkt wird und das Halbleitermaterial im Bereich der Trennzone durchläuft und so die Erwärmung verstärkt. Alternativ hierzu kann die Vorrichtung Mittel aufweisen, um den Laserstrahl zu teilen und einen ersten Teilstrahl von der Oberseite auf das Halbleitermaterial zu lenken und den zweiten des Halbleitermaterials von der Unterseite auf das Halbleitermaterial zu lenken. Anstelle der Mittel zur Teilung des Laserstrahls können auch zwei Laserstrahlquellen verwendet werden.

Vorzugsweise ist die Vorrichtung zum Trennen einer Mehrzahl von schichtförmig angeordneten Halbleitermaterialien, beispielsweise Siliziumwafern, ausgebildet. Somit können wenigstens zwei Wafer zeitgleich unter Verwendung des transmittierten Teils der Laserstrahlung getrennt werden, die den obersten Wafer durchdrungen hat.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Laserquelle zur Erwärmung des Halbleitermaterials in der Trennzone auf eine Temperatur von 150 bis 500° Celsius, insbesondere auf 350° Celisus ausgebildet.

Vorzugsweise weist die Vorrichtung eine Lagerfläche für das Halbleitermaterial auf. Dabei gewährleistet die Lagerung des Halbleitermaterials auf der Lagerfläche eine spannungsfreie Lagerung des zu trennenden Halbleitermaterials. So wird eine ungewollte Überlage rung mechanischer Spannung vermieden, die die kontrollierte Durchführung des Trennvorgangs beeinträchtigen könnten.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Lagerfläche als Reflektor ausgebildet ist. Dabei kann die Lagerfläche Teil eines elektrostatischen Halters sein, der aus Metall gefertigt ist. Bei dieser Ausführungsform entfällt die Notwendigkeit, dem Reflektor und dem Laserstrahl zu beiden Seiten des zu bearbeitenden Halbleitermaterials bei einer Bewegung entlang einer Trennlinie synchron zu führen. Somit ist dieser Aufbau der Vorrichtung besonders einfach und preisgünstig.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Lagerfläche aus einem für den Laserstrahl transmittiven Material gefertigt, so daß der transmittierende Teil des Laserstrahls, nachdem er von dem Reflektor wieder in Richtung des Halbleitermaterials reflektiert wurde, durch die Lagerfläche transmittiert und erneut die Trennzone das Halbleitermaterial durchläuft. Dabei kann es sich um Kunststoffolie handeln, die eine Klebstoffbeschichtung aufweist. Durch diese Materialwahl für die Lagerfläche wird bewirkt, daß die Lagerfläche sich nicht durch den transmittierenden Teil der Laserstrahlung erwärmt und eine ungewollte Erwärmung des Halbleitermaterials die Folge ist.

Vorzugsweise weist die Laserquelle hierfür eine Ausgangsleistung von 2 bis 200 Watt auf. So können Temperaturen von 150 – 500° Celsius, vorzugsweise 350° Celsius erzeugt werden. Bei diesen Temperaturen kann problemlos ein Spannungsriß in Halbleitermaterialien erzeugt werden, der eine Trennung zur Folge hat, so daß sich die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise zur Vereinzelung integrierter Schaltkreise, Solarzellen oder Mikrostrukturen eignet, die auf einem Wafer gefertigt wurden.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung Mittel zum Richten einer Mehrzahl von Laserstrahlen auf eine Mehrzahl von Trennzonen des Halbleitermaterials auf. Hierfür kann die Vorrichtung eine Mehrzahl von Laserquellen aufweisen oder Mittel zum Teilen eines Laserstrahls einer Laserquelle. Mit der Vorrichtung können zugleich eine Mehrzahl von Trennvorgängen entlang gewünschter Trennlinien durchgeführt werden, so daß die Vereinzelung von integrierten Schaltkreisen, Solarzellen oder Mikrostrukturen mit dieser Vorrichtung besonders schnell durchgeführt werden kann.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß Mittel zur wenigstens teilweisen Entfernung einer Metallbeschichtung des Halbleitermaterials vorgesehen sind. Diese Mittel zur wenigstens teilweisen Entfernung können eine weitere Laserquelle umfassen, mit der die Metallbeschichtung wenigstens im Bereich der Trennzone erfernt werden kann, so daß in diesem Bereich der transmittierende Teil des Laserstrahls aus dem Wafer heraustreten kann. Anschließend kann durch Reflexionsmittel der transmittierende Teil der Laserstrahlung wieder auf die Trennzone des Halbleitermaterials gerichtet werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Vorrichtung zum Trennen von Metallbeschichtungen aufweisenden Halbleitermaterial ausgebildet ist. Somit kann mit dieser Vorrichtung ein eine Rückseitenmetallisierung aufweisender Wafer bearbeitet werden. Die Rückseitenmetallisierung dient als Reflexionsmittel für den transmittierenden Teil der Laserstrahlung, der an der Metallbeschichtung reflektiert wird und wieder durch die Trennzone des Wafers geführt wird. Somit weist diese Vorrichtung keine weiteren Reflektorvorrichtungen auf und weist daher einen besonders einfachen Aufbau auf.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigt:
1 einen schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Trennen von Halbleitermaterial und
2 einen Schnitt durch ein Halbleitermaterial.
Es wird auf die 1 und 2 Bezug genommen. Die Vorrichtung 2 zum Trennen von Halbleitermaterial umfaßt einen Bearbeitungskopf 8, dem über eine Lichtleitfaser 6 ein Laserstrahl zugeführt wird, der von einer Laserquelle mit einem Ytterbium-Faser-Laser erzeugt wird. Dabei ist der Ytterbium-Faser-Laser auf eine Wellenlänge von 1120 nm abgestimmt.
Der Bearbeitungskopf 8 richtet den aus der Lichtleitfaser 6 austretenden Laserstrahl 10 mit einem im wesentlichen punktförmigen Strahlfleck auf eine Trennzone 18 des zu trennenden Halbleitermaterials, beispielsweise einen Abschnitt eines Silizium-Wafers 4, mit einer Dicke von 350 bis 600 μm.
Dabei ist die Wellenlänge des Laserstrahls 10 mit 1120 nm derart gewählt, daß der Laserstrahl 10 nicht auschließlich an der Oberfläche des Wafers 4 absorbiert wird, sondern den Wafer 4 auf seiner ganzen Dicke durchdringt und ein Teil der Laserstrahlung 14 auf der Unterseite des Wafers 4 austritt. Dabei verändert die zunehmende Erwärmung des Wafers 4 im Wellenlängenbereich des verwendeten Laserstrahls 10 nicht oder nur gering die optischen Eigenschaften des Halbleitermaterials Silizium, so daß auch bei fortschreitender Erwärmung auf eine Temperatur von über 150° Celsius sich das Absorptionsverhalten des Halbleitermaterials Silizium nicht wesentlich verändert und weiterhin der Laserstrahl teilweise transmittiert.
Während des Trennvorganges ruht der Wafer 4 auf einer Lagerfläche 20, die scheibenförmig ausgebildet ist und eine ebene Auflagefläche für den Wafer 4 aufweist.
Die Lagerfläche 20 ist aus einem Material gefertigt, das es dem Laserstrahl 20 erlaubt, die Lagerfläche 20 zu transmittieren. Somit ist gewährleistet, daß es durch den transmittierten Teil der Laserstrahlung 14 zu keiner Erwärmung der Lagerfläche 20 kommt, so daß eine ungewünschte Erwärmung des Wafers 4 verhindert ist.
Unterhalb der Lagerfläche 20 ist ein Reflektor 12 angeordnet, mit dem der transmittierte Teil der Laserstrahlung 14 wieder auf die Trennzone 18 des Wafers 4 zurückgeführt werden kann. Dabei durchläuft der transmittierte Teil der Laserstrahlung 14 ein zweites Mal die Lagerfläche 20, bevor der reflektierte Laserstrahl in den Wafer 4 eindringt.
Um den Wafer 4 entlang einer gewünschten Linie zu erwärmen und zu trennen, sind in der Zeichnung nicht dargestellte Mittel vorgesehen, die den Bearbeitungskopf 8 während des Bearbeitungsvorganges entsprechend dem Verlauf der Trennlinie relativ zu dem Bauteil bewegen. Hierbei kann der Reflektor 12 zusammen mit dem Bearbeitungskopf 8 bewegt werden. Falls der Reflektor 12 eine ausreichend große Reflexionsfläche aufweist, um während der gesamten Bewegung des Bearbeitungskopfes 8 relativ zu dem Wafer 4 die Laserstrahlung entlang der Trennlinie zu reflektieren, kann der Reflektor 12 jedoch auch ortsfest angeordnet sein. Alternativ kann der Laserstrahl auch unter Verwendung eines Scanners, insbesondere eines Galvoscanners geführt werden.
Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, daß die Lagerfläche 20 als Reflexionsmittel ausgebildet ist und es daher nur erforderlich ist, den Bearbeitungskopf 8 entlang der gewünschten Trennlinie zu verfahren, während die als Reflektor ausgebildete Lagerfläche 20 ortsfest angeordnet ist.
Wenn der Wafer 4 eine Rückseitenmetallisierung aufweist, muß diese vor dem Trennvorgang entfernt werden, damit der transmittierende Teil der Laserstrahlung 14 aus dem Wafer 4 austreten kann. Hierfür kann die Vorrichtung einen weiteren Laser aufweisen, der die Rückseitenmetallisierung des Wafers 4 wenigstens in den Bereichen der Trennzone 18 entfernt, damit der transmittierende Teil der Laserstrahlung 14 aus dem Wafer 4 austreten kann.
Alternativ hierzu kann jedoch auch die Rückseitenmetallisierung des Wafers 4 als Reflektorfläche verwendet werden, so daß der transmittierende Teil der Laserstrahlung 14 nicht aus dem Wafer 4 austritt, sondern an der auf der Unterseite des Wafers 4 aufgebrachten Metallisierung reflektiert wird und erneut das Innere des Wafers im Bereich der Trennzone 18 durchläuft. Durch die Spannungsrißbildung erfolgt eine Trennung der Rückseitenmetallisierng auf der Unterseite des Wafers 4, so daß eine weitere Auftrennung der Rückseitenmetallisierung durch einen weiteren Arbeitsschritt entfällt.
Um beispielsweise einen Wafer 4 zu trennen, der eine Vielzahl integrierter Schaltung oder Mikrostrukturen aufweist, um diese weiterverarbeiten zu können, wird der Wafer 4 auf der Lagerfläche 20 platziert. An schließend wird der Bearbeitungskopf 8 ausgerichtet, so daß der Laserstrahl 10 auf eine Trennzone 18 des Wafers 4 trifft. Nach Aktivieren des Lasers wird der Laserstrahl 10 unter Teilabsorption von dem den Wafer 4 transmittiert, wobei der transmittierte Teil der Laserstrahlung 14 auf den Reflektor 12 trifft und wieder durch die Lagerfläche 20 in das Halbleitermaterial des Wafers 4 eindringt. Dieser mehrfache Durchgang unter Teilabsorption durch den Wafer 4 bewirkt eine homogene Erwärmung des Wafers über seine ganze Dicke, wobei die durch diese Erwärmung erzeugten mechanischen Spannungen ab Erreichen einer bestimmten Temperatur eine Rißbildung nach sich ziehen. Durch synchrones Verfahren des Bearbeitungskopfes 8 sowie des Reflektors 12 wird eine gewünschte Trennlinie auf der Oberfläche des Wafers 4 abgefahren und der Wafer 4 in gewünschter Weise getrennt. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis alle integrierten Schaltungen oder Mikrostrukturen, die sich auf dem Wafer befinden, vereinzelt sind. Anschließend können die vereinzelten integrierten Schaltungen oder Mikrostrukturen weiter verarbeitet werden, beispielsweise im Gehäuse eingeklebt und verdrahtet werden.

Claims

Verfahren zum Trennen von Halbleitermaterialien, bei dem ein Laserstrahl (10) auf eine Trennzone (18) des Halbleitermaterials (4) gerichtet wird, wobei die Wellenlänge des Laserstrahls (10) derart gewählt wird, daß der Laserstrahl (10) von dem Halbleitermaterial (4) unter Teilabsorption teilweise transmittiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitermaterial (4) Silizium ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlänge des Laserstrahls (10) im nahinfraroten Bereich liegt.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlänge des Laserstrahls (10) im Bereich von 1100 bis 1150 nm, insbesondere im Bereich von 1115 bis 1125 nm, liegt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl (10) durch einen Ytterbium-Faser-Laser erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ytterbium-Faser-Laser eine Wellenlänge von 1120 nm aufweist.
Verfahren nach Anspruch einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Laserstrahl erzeugende Laserquelle im CW-Modus betrieben wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl (10) mehrfach durch die Trennzone (18) des Halbleitermaterials (4) geführt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl (10) durch mehrere Schichten Halbleitermaterial (4) geführt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitermaterial (4) im Bereich der Trennzone (18) auf 150 bis 500° Celsius, insbesondere 350° Celsius, erwärmt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlänge des Laserstrahls (10) derart gewählt wird, daß der Transmissionsgrad des Halbleitermaterials (4) 30 bis 60 %, insbesondere 45 bis 55 %, beträgt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Laserstrahlen auf eine Mehrzahl von Trennzonen gerichtet wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl (10) an einer Metallbeschichtung des Halleitermaterials (4) reflektiert wird.
Vorrichtung zum Trennen von Halbleitermaterial mit. – einer Laserquelle, die einen Laserstrahl (10) einer Wellenlänge emittiert, die von dem Halbleitermaterial (4) unter Teilabsorption teilweise transmittiert, und – Mitteln zum Richten des Laserstrahls (10) auf eine Trennzone (18) des Halbleitermaterials (4).
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitermaterial (4) Silizium, Germanium oder Galliumarsenid ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitermaterial (4) eine Dicke von 30 bis 1000 μm, insbesondere 350 bis 600 μm, aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserquelle einen Laserstrahl (10) nahinfraroter Wellenlänge emittiert.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserquelle einen Laserstrahl (10) mit einer Wellenlänge von 1100 bis 1150 nm, insbesondere 1115 bis 1125 nm, emittiert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserquelle einen Ytterbium-Faser-Laser aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (2) Reflexionsmittel (12) aufweist, um den Laserstrahl (10) mehrfach durch das Halbleitermaterial (4) zu führen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (2) zum Trennen einer Mehrzahl von schichtförmig angeordneten Halbleitermaterialien (4) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Lagerfläche (20) für das Halbleitermaterial (4) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerfläche (20) als Reflektor ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerfläche (20) aus einem für den Laserstrahl (10) transmittiven Material gefertigt ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 14 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserquelle eine Ausgangsleistung von 2 bis 200 Watt aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserquelle zur Erwärmung des Halbleitermaterials (4) in der Trennzone (18) auf eine Temperatur von 150 bis 500° Celsius, insbesondere auf 350° Celsius, ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (2) Mittel zum Richten einer Mehrzahl von Laserstrahlen auf eine Mehrzahl von Trennzonen des Halbleitermaterials aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung Mittel zur wenigstens teilweisen Entfernung einer Metallbeschichtung des Halbleitermaterials (4) aufweist.