一种用于SiC晶圆的划片装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109746796A(43)申请公布日2019.05.14(21)申请号201910023553.1(22)申请日2019.01.10(71)申请人湘潭大学地址411105湖南省湘潭市雨湖区羊牯塘街道湘潭大学(72)发明人徐志强王军吴衡王秋良易理银(51)Int.Cl.B24B27/00(2006.01)C30B33/00(2006.01)C30B29/36(2006.01)H01L21/304(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种用于SiC晶圆的划片装置及方法(57)摘要本发明提供了一种用于SiC晶圆的划片装置及方法，其中用于SiC晶圆的划片装置包括：X向悬臂、Z向立柱、工作台、砂轮和喷枪，所述的X向悬臂内设有X向滚珠丝杠且X向悬臂下方同时设有划片砂轮和等离子体喷枪；所述的Z向立柱内设有Z向滚珠丝杠与X向悬臂相连；所述的底座内设有工作台旋转电机；所述的工作台的上方设有Y向移动装置；所述砂轮的右侧设有等离子体喷枪调节装置；其特征在于：本发明提供的SiC晶圆的划片装置及方法将等离子体改性与砂轮划切相结合，具有结构简单且操作方便的优点，通过利用该装置及与该装置匹配的划片方法可以对SiC晶圆进行精密划切，解决了现有技术中切割砂轮在划切超硬材料时的崩边、耗材、破损严重的问题。CN109746796ACN109746796A权利要求书1/1页1.一种用于SiC晶圆的划片装置，所述的SiC晶圆划片装置包括X向悬臂、Z向立柱、工作台、砂轮、喷枪和底座，所述的X向悬臂内设有X向滚珠丝杠且X向悬臂下方设有砂轮和喷枪；所述的Z向立柱内设有Z向滚珠丝杠与X向悬臂相连；所述的底座内设有工作台旋转电机；所述的工作台上方设有Y向移动装置；其特征在于：还包括划片砂轮右侧设有喷枪调节装置。2.根据权利要求1所述的一种用于SiC晶圆的划片装置，所述的X向悬臂右端设有用于控制X向滚珠丝杠运动的步进电机。3.根据权利要求1所述的一种用于SiC晶圆的划片装置，所述的Z向立柱采用左右对称的方式布置。4.根据权利要求1所述的一种用于SiC晶圆的划片装置，所述的砂轮采用金刚石材质的划片砂轮，其划片砂轮厚度范围为0.2mm-0.3mm。5.根据权利要求1所述的一种用于SiC晶圆的划片装置，所述的喷枪是一种等离子体喷枪。6.根据权利要求1所述的一种用于SiC晶圆的划片装置，所述的喷枪调节装置采用高精度滚珠丝杠结构，用于调节等离子喷枪与工件的距离。7.一种用于SiC晶圆的划片方法，所述方法利用权利要求1-6任一项所述的划片装置实现，该方法包括以下步骤：1)固定SiC晶圆：将待加工的SiC晶圆用粘性胶带粘结在Y向移动装置的上表面；2)启动划片装置，调整X向滚珠丝杠和Z向滚珠丝杠，将等离子体喷枪和划片砂轮移动到划片起点位置；3)对SiC晶圆划片：启动划片砂轮和等离子体喷枪，首先通过等离子体喷枪喷出具有氧化性的等离子体对SiC晶圆进行表面等离子体改性处理，其次采用划片砂轮对SiC晶圆进行划片，在划片过程中，可通过旋转工作台实现对SiC晶圆不同方向的划切，同时通过等离子体喷枪调节装置控制等离子体喷枪与工件之间的距离，以达到控制SiC晶圆表面等离子体改性层深度的目的。8.根据权利要求7所述的一种用于SiC晶圆的划片方法，其特征在于：在所述的步骤3)中，等离子体通过采用惰性气体(Ar气)和水蒸气的混合气体作为反应气体产生。9.根据权利要求8所述的一种用于SiC晶圆的划片方法，其特征在于：在所述的步骤3)中，存在如下化学反应：--e+H2O→H+OH+e，SiC+4·OH+O2→SiO2+2H2O+CO2；通过上述化学反应，SiC晶圆表面材质转变为SiO2，且转变后的SiO2材质相较于转变前的SiC材质，具有硬度更小、易切割的特点。10.根据权利要求7所述的一种用于SiC晶圆的划片方法，其特征在于：在所述的步骤3)中，对SiC晶圆的划片采用重复两次划切的方法，其中在第一次划切后，将划片砂轮和等离子体喷枪调回第一次划切的起点位置，重复第一次划切过程。2CN109746796A说明书1/4页一种用于SiC晶圆的划片装置及方法技术领域[0001]本发明涉及一种晶圆划切装置及方法，具体涉及一种用于SiC晶圆的划片装置及方法。背景技术[0002]随着光电技术的飞速发展，电子器件的性能要求越来越高，对能在高温、高频、大功率、强辐射等极端条件下正常工作的电子器件需求越来越大。SiC作为半导体领域最有发展前景的材料之一，具有宽隙带、热导率高、电子饱和漂移速率大、化学稳定性好等优点，但是由于该材料化学稳定性好，SiC晶体的莫氏硬度较高，采用传统的方法加工SiC晶体的难度较大、效率较低。[0003]在某