Die Vorliegende Erfindung bezieht sich gemäß den Ansprüchen 1 , 6, 9, 1 1 , 13, 15 jeweils auf ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht von einem Festkörper und gemäß Anspruch 4 auf ein Verfahren zum Erzeugen von mindestens einer zumindest abschnittsweise gewölbten oder gebogenen Festkörperschicht.

Halbleitermaterialien werden z.B. in großen Zylindern aus kristallinem Material, sogenannten Ingots gewachsen, während Industrieprozesse oft Wafermaterial mit unterschiedlicher Dicke und Oberflächenqualität erfordern. Wafering von spröden Halbleitermaterialien wird häufig mit Diamant- oder Slurry-basierten Drahtsäge-Prozessen durchgeführt. Diese Sägeprozesse führen nicht nur zu Schnittspalt-Verlust von potenziell wertvollem Material, sondern auch Oberflächenrauhheit und unter der Oberfläche zur Beschädigung des Kristalls. Diese Aspekte des Wafering mit Sägeprozessen machen erforderlichen Polier- und Schleifschritte im Waferherstellungsprozess erforderlich, was zu zusätzlichen Schäden und Prozesskosten führt.

Um diese Probleme beim herkömmlichen Wafering und Dünnen von Halbleitern anzugehen, wurden sog. kerf-less Technologien entwickelt, die eine Verringerung der Schnittspaltverluste versprechen - wenn nicht gar deren Beseitigung, sowie von Schaden unter der Oberfläche und Schleifprozessschritten. Insbesondere extern angelegten sogenannten Spalling- processes Verwendung Beanspruchungen - oft temperaturbedingten - kristalline Materialien entlang Kristallebenen mit gut definierten Dicke zu trennen. Spalling können mit Nickel- Chrom-Legierungen, Silber-Aluminiumpaste, Epoxidharz, Aluminium und Nickel erfolgen. Kerf-freie Wafering-Techniken haben das Potenzial, um Schäden in Halbleiterherstellungsverfahren drastisch zu reduzieren. Spannungsbasierte Abtrennverfahren, wie das sog. Spalling (bzw. Splitten), verwenden extern aufgebrachte Spannungen um kristalline Materialien entlang ihrer Kristallebenen mit gut definierter Dicke zu trennen. Substrate zeigen nach dem Spalling jedoch sogenannte Wallner-Linien, die von der Rissausbreitung im Kristall herrühren.

Es wurde Spalling unter Verwendung von Unterschieden in den thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen einem spröden Material und einem auf der Oberfläche des Materials anhaftenden Polymer ermöglicht. Abkühlen der verbundenen Materialien

l unterhalb der Glasübergangstemperatur des Polymers induziert Spannungen, die zur Materialtrennung entlang einer Rissebene führen. Ein Vorteil dieses speziellen Verfahrens im Gegensatz zu anderen Arten von Spalling ist, dass durch den Prozess des Kühlens keine erhöhte Diffusion von unerwünschten chemischen Komponenten durch das Material auftritt, im Gegensatz zu Hochtemperaturverfahren, die auch zum Spalling verwendet werden.

Spalling Verfahren neigen jedoch dazu, in ihrer Kontrolle über die erreichte Wafer-Dicke begrenzt zu sein, und ein Abstimmen des vertikalen Orts der Rissausbreitung ist kompliziert. Darüber hinaus entstehen beim Spalling sehr prominente Muster von Wallner-Linien auf der Oberfläche. Dieses Muster besteht aus streifenförmigen Rillen und Erhebungen, die von der Rissausbreitung im Halbleitermaterial stammen und eine Ableitung der Rissdynamik im Substrat ermöglichen. Üblicherweise beginnt der Riss an einem gewissen Punkt am Rand und breitet sich dann rasch von der Kante des Substrats aus. Wallner-Linien von herkömmlichen Spalling-Oberflächen erhöhen die resultierende Oberflächenrauhigkeit stark, oft bis zu dem Punkt, ab dem vor der Weiterverarbeitung und der Herstellung von Schaltkreisen auf dem Substrat zusätzliche Polier- oder Schleif Schritte erforderlich sind.

Als eine Lösung, um die Wallner-Muster zu beseitigen, wurde ein Prozessschritt mit einer Laseranlage eingeführt, der vor dem eigentlichen Spalling-Prozess stattfindet. Diese Methode wird als lasergestütztes Spalling (laser-assisted spalling - LAS) bezeichnet. Hier ist die horizontale Ebene der Rissausbreitung durch die Bearbeitungsebene des Materials mit kurzen Laserpulsen und hoher numerischer Apertur der Optik definiert. Da die Laserphotonenenergie unterhalb der Materialbandlückenenergie gewählt wird, ist das Material somit durchlässig für die Laserstrahlung, so dass ein tiefes Eindringen ins Material erreicht werden kann. Durch Translation der Fokussierungsoptik entlang der optischen Achse kann die Ebene der Lasermodifikation beliebig festgelegt werden und wird durch die Brennebene der Fokussierungsoptik definiert, die mit Mikrometer-Präzision eingestellt werden kann.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung das bekannte Fertigungsverfahren zu verbessen, insbesondere effizienter zu machen oder zu beschleunigen.

Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Die vorliegende Erfindung bezieht sich somit bevorzugt auf ein Verfahren zur Erzeugung von Modifikationen in einem Festkörper, wobei durch die Modifikationen ein Rissführungsbereich bzw. eine Ablöseebene zum Führen eines Risses zum Abtrennen eines Festkörperanteils, insbesondere einer Festkörperschicht, von dem Festkörper vorgegeben wird. Bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Verfahren mindestens die Schritte: Bewegen des Festkörpers relativ zu einer Laserbeaufschlagungseinrichtung, nacheinander Erzeugen von einer Vielzahl an Laserstrahlen mittels der Laserbeaufschlagungseinrichtung zum Erzeugen von jeweils mindestens einer Modifikation, wobei die Laserbeaufschlagungseinrichtung zur definierten Fokussierung der Laserstrahlen und/oder zur Anpassung der Laserenergie, insbesondere kontinuierlich, in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter, insbesondere von einer Vielzahl an Parametern eingestellt wird.

Somit erfolgt bevorzugt eine positionsabhängige Laserleistungseinstellung zur Anpassung an Inhomogenitäten der Proben bzw. des Festkörpers bzw. des Substrats.

Je nach Herstellverfahren treten z.B. Dotierinhomogenitäten im Festkörper auf, die mittels der genannten Lösung vorteilhaft kompensiert werden können. Beispiel: Die Dotierung von Silizumcarbid (SiC) wird während der Gasphasenabscheidung von SiC durch Aufblasen von Dotiergas (N2) hergestellt, dabei einsteht ein mit dem Auge deutlich sichtbarer Dotierfleck. Diese Inhomogenitäten erfordern für die erfolgreiche Lasermodifikation (ausreichende Schädigung besonders bevorzugt ohne Rissinduzierung) häufig andere Laserparameter als die mittleren Laserparameter für sonst homogen angenommene Werkstücke/ Proben. Für die Mehrzahl der Proben sind die Prozessparameter robust (d.h. Prozessfenster ausreichend groß) um mit mittleren Laserparameter für im Mittel homogene Proben erfolgreich zu modifizieren. Für größere lokale Materialeigenschaftsabweichungen müssen lokal angepasste Laserparameter verwendet werden. Somit sind in-line Anpassungen oder Anpassungen mit Vorwissen denkbar.

Diese Lösung ist vorteilhaft, da manche Materialien (Bsp.: SiC) lokale Brechindex- und andere Materialeigenschaftsunterschiede (z.B. Absorption, Transmission, Streuung) aufweisen, die mittels einer positionsabhängigen Einstellung der Laserbeaufschlagung ausgeglichen oder kompensiert werden können. Bevorzugt dienen einzelne oder mehrere der Materialeigenschaften: Absorption, Transmission, Streuung, Brechungsindex, etc. jeweils als mögliche Parameter. Positionsabhängig bedeutet hierbei, dass eine Relativbewegung des zubehandelnden Festkörpers gegenüber der Laserbeaufschlagungseinrichtung erfolgt. Es ist hierbei somit denkbar, dass die Laserbeaufschlagungseinrichtung und/oder der Festkörper bewegt werden. Der mindestens eine Parameter wird bevorzugt vor der Beaufschlagung des Festkörpers mit den Laserstrahlen im Rahmen eines Analyseschritts erfasst. Die Veränderung des Parameters über die Einstrahloberfläche und/oder über das beaufschlagte Volumen des Festkörpers wird bevorzugt datenmäßig in Form von Eigenschaftsprofildaten abrufbar vorgehalten und wird besonders bevorzugt zum Ansteuern der Laserbeaufschlagungseinrichtung zur positionsabhängigen Laserbeaufschlagung des Festkörpers verwendet. Zusätzlich ist denkbar, dass eine Verfahreinrichtung, auf welcher der Festkörper angeordnet wird, insbesondere ein X-/Y-Tisch oder ein Rotationstisch, in Abhängigkeit der Eigenschaftsprofildaten angesteuert bzw. betrieben wird. Alternativ ist denkbar, dass die Eigenschaftsprofildaten erzeugt und in Echtzeit ausgewertet werden, d.h. unmittelbar zur Ansteuerung der Laserbeaufschlagungseinrichtung und/oder der Verfahreinrichtung verwendet werden.

In-Iine Anpassungen basieren somit bevorzugt auf Änderungen, die in Echtzeit (mit Sensorvorlauf vor Bearbeitungsposition) erfasst werden können. Besonders eignen sich dabei berührungslose einseitige (also reflektive anstelle transmittive) Messverfahren, wie z.B. spektrale Reflexion. Für Anpassungen mit Vorwissen wird bevorzugt eine Laseranlage benötigt, die eine Karte mit Korrekturfaktoren K(x,y,) als Vorwissen vor der Bearbeitung einlesen und mit dessen Hilfe Laserparameter lokal (x,y) einstellt. Die Proben werden bevorzugt bei der Fixierung bevorzugt auf der Verfahreinrichtung, insbesondere dem Chuck/Carrier, bevorzugt mit exakter Orientierung versehen, so dass dieses Vorwissen mit dem Chuck/Carrier in der Maschine registriert werden kann. Zur Anpassung der lokalen Energiedichte eignen sich z.B. eine Leistungsnachführung, angepasste Schreibmuster (andere Perforationsdichte) oder Mehrfachüberfahrten mit unterschiedlichem Schreibmustern.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein zusätzlicher oder alternativer Parameter der Grad der Dotierung des Festkörpermaterials, der bevorzugt durch die Analyse von zurückgestreutem Licht (bevorzugt Raman-Streuung) bestimmt wird, wobei das zurückgestreute Licht eine andere Wellenlänge oder einen anderen Wellenlängenbereich aufweist als zum Auslösen der Zurückstreuung definiert eingestrahltes Licht, wobei ein Raman-Instrument Bestandteil der Vorrichtung ist und der Grad der Dotierung mittels des Raman-Instruments bestimmt wird, wobei ein oder mehrere oder alle dieser Parameter bevorzugt mittels eines gemeinsamen Detektionskopfes, insbesondere zeitgleich, erfasst werden. Die Ramanspektroskopie wird bevorzugt ebenfalls bei Gläsern, Saphir, Aluminiumoxidkeramik eingesetzt. Das Raman-Verfahren ist vorteilhaft, da es in der Tiefe des Materials misst, aber nur von einer Seite, keine hohe Transmission benötigt und durch einen Fit an das Raman-Spektrum die Ladungsträgerdichte/Dotierung ausgibt, die mit den Laserparametern korreliert werden kann.

Ein zusätzlicher oder alternativer Parameter ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Grad der Dotierung des Festkörpers an einem vorbestimmten Ort oder in einem vorbestimmten Bereich, insbesondere im Inneren, des Festkörpers, insbesondere beabstandet zur Festkörperoberfläche. Bevorzugt wird der Grad der Dotierung derart mit Ortsinformationen verknüpft, dass eine Behandlungskarte entstehet bzw. ortsaufgelöste Behandlungsanweisung bereitgestellt werden, die ortsabhängig die Laserparameter, insbesondere Laserfokus und/oder Laserenergie, und/oder weitere Maschinenparameter, insbesondere die Vorschubgeschwindigkeit, vorgibt bzw. vorgeben.

Der Grad der Dotierung wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch die Analyse von zurückgestreutem Licht mit einer unelastischen Streuung (Raman-Streuung) bestimmt, wobei das zurückgestreute Licht eine andere Wellenlänge oder einen anderen Wellenlängenbereich aufweist als zum Auslösen der Zurückstreuung definiert eingestrahltes Licht, wobei das zurückgestreute Licht von dem vordefinierten Ort aus oder von dem vorbestimmten Bereich aus zurückgestreut wird.

Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da im Laserverfahren, insbesondere auf SiC (aber auch anderen Materialien) der Prozess ortsangepassst geführt werden muss (z.B. andere Laserenergie, etc.). Es wurde erfindungsgemäß erkannt, dass z.B. bei SiC hierfür

insbesondere die Dotierung entscheidend ist, da diese die Transparenz des Materials für die Bearbeitungswellenlänge ändert und ein höherer Dotiergrad eine höhere Laserenergie erforderlich macht.

Der Grad der Dotierung wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mittels einer ellipsometrischen Messung (z.B. Müller-Matrix- Ellipsometrie mit Rückseitenreflexion) bestimmt. Die ellipsometrischen Messung beruht bevorzugt auf einer optischen Transmission des Materials.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Grad der Dotierung mittels einer rein optisch kalibrierten Transmissionsmessung bestimmt, wobei die Kalibrierung mittels Hall-Messung und 4-Punkt-Messung bewirkt wird. Dieses Verfahren kann ebenfalls die Dotierung/Zahl der freien Ladungsträger im Material ermitteln, die dann die für den Prozess benötigte Laserenergie ermitteln lässt.

Der Grad der Dotierung wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mittels einer Wirbelstrommessung bestimmt, wobei bevorzugt Leitfähigkeitsunterschiede im Festkörpermaterial bestimmt und ausgewertet werden.

Bei Wirbelstrommessungen bzw. bei Verwendung von Wirbelstromsensoren bzw. in der Wirbelstrommesstechnik wird bevorzugt eine Sende- und Empfangsspule genutzt, um lokale Leitfähigkeitsunterschiede zu detektieren. In der Sendespule wird ein hochfrequentes elektromagnetisches primäres Wechselfeld erzeugt. Im leitfähigen Material werden dann Wirbelströme (lokal fliessende Ströme) induziert, die wiederum ein sekundäres entgegen gerichtetes elektromagnetisches Wechselfeld hervorrufen. Die Überlagerung dieser Felder kann gemessen, separiert und ausgewertet werden. Damit können verschiedene

Qualitätsmerkmalen (Schichtdicke, dem Schichtwiderstand, der Materialhomogenität) hauptsächlich dünner Leitschichten aber auch von Bulkmaterial gemessen werden. In Transmissionsanordnung (Prüfkörper zwischen Sende- und Empfangsspule) werden optimale Auflösungen erreicht, aber auch die Anordnung beider Spulen auf einer

Probenseite für Reflexionsmessungen ist möglich. Durch angepasstes Design der Spulen und Frequenzwahl können unterschiedliche Eindringtiefen und Sensitivitäten genutzt werden.

Grundsätzlich gibt es somit eine Vielzahl von Messmethoden, mit denen im Prinzip die Dotierung gemessen werden kann. Wichtig ist hier ein schnelles, kontaktloses,

zerstörungsfreies Verfahren.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein erster Parameter die mittlere Brechzahl des Materials des Festkörpers oder ist die Brechzahl des Materials des Festkörpers in dem Bereich des Festkörpers, der zur Erzeugung einer definierten Modifikation von Laserstrahlen zu durchqueren ist, oder ist die Transmission des Festkörpers an definierten Stellen des Festkörpers und bevorzugt für eine definierte Festkörpertiefe. Ein zweiter Parameter ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Bearbeitungstiefe in dem Bereich des Festkörpers, der zur Erzeugung einer definierten Modifikation von Laserstrahlen zu durchqueren ist. Der erste Parameter wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mittels eines Brechzahlbestimmungsmittels, insbesondere mittels spektraler Reflexion, bestimmt und/oder der zweite Parameter wird mittels eines Topografiebestimmungsmittels, insbesondere mittels eines konfokal- chromatischen Distanzsensors, bestimmt. Daten zu den Parametern, insbesondere zu dem ersten Parameter und zu dem zweiten Parameter, werden gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Datenspeichereinrichtung bereitgestellt und zumindest vor der Erzeugung der Modifikationen einer Steuerungseinrichtung zugeführt, wobei die Steuerungseinrichtung die Laserbeaufschlagungseinrichtung in Abhängigkeit vom jeweiligen Ort der zu erzeugenden Modifikation einstellt.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht von einem Festkörper, wobei durch die Modifikationen ein Rissführungsbereich zum Führen eines Risses zum Abtrennen eines Festkörperanteils, insbesondere einer Festkörperschicht, von dem Festkörper vorgegeben wird. Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren bevorzugt mindestens die Schritte: Bewegen des Festkörpers relativ zu einer Laserbeaufschlagungseinrichtung, nacheinander Erzeugen von Laserstrahlen mittels der Laserbeaufschlagungseinrichtung zum Erzeugen von jeweils mindestens einer Modifikation, wobei die Laserbeaufschlagungseinrichtung zur definierten Modifikationserzeugung in Abhängigkeit von zumindest einem Parameter, insbesondere der Transmission des Festkörpers an definierten Stellen und für eine definierte Festkörpertiefe, eingestellt wird, wobei durch die Einstellung der Laserbeaufschlagungseinrichtung Inhomogenitäten des Festkörpers auf der Oberfläche bzw. im Bereich der beaufschlagten Oberfläche und/oder im Volumen des Festkörpers bzw. im Bereich des beaufschlagten Volumens des Festkörpers ausgeglichen werden. Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper. Im Bereich des beaufschlagten Volumens beschreibt hierbei bevorzugt den durch die Laserstrahlung durchdrungenen Bereiche. Bevorzugt erstreckt sich dieser Bereich bis zu 1 mm oder bis zu 0,5mm oder bis zu 0,1 mm in radialer Richtung um die Laserstrahlung herum. Daten zu dem Parameter oder zu mehreren Parametern werden gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in einer Datenspeichereinrichtung bereitgestellt und werden zumindest vor der Erzeugung der Modifikationen einer Steuerungseinrichtung zugeführt, wobei die Steuerungseinrichtung die Laserbeaufschlagungseinrichtung in Abhängigkeit vom jeweiligen Ort der zu erzeugenden Modifikation einstellt.

Die Laserstrahlen zur Erzeugung von Modifikationen weisen gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Bereichen mit geringer Transmission mehr Energie auf als in Bereichen mit hoher Transmission, wobei die Laserbeaufschlagungseinrichtung bevorzugt ein Mittel bzw. eine Einsteileinrichtung, insbesondere einen akusto-optischen Modulator, zum Einstellen der Laserstrahlenergie aufweist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung löst sich die Festkörperschicht infolge der Modifikationserzeugung entlang des Rissführungsbereichs von dem Festkörper ab oder der Festkörper wird nach der Erzeugung der Modifikationen thermisch beaufschlagt, insbesondere abgekühlt, und löst sich infolge der thermischen Beaufschlagung die Festkörperschicht von dem Festkörper entlang des Rissführungsbereichs ab oder eine Polymerschicht wird an dem Festkörper angeordnet oder erzeugt, wobei die Polymerschicht bevorzugt an einer Oberfläche der abzutrennenden Festkörperschicht angeordnet oder erzeugt wird, wobei die Polymerschicht thermisch beaufschlagt, insbesondere abgekühlt, wird, wobei die Polymerschicht auf die thermische Beaufschlagung eine Änderung ihrer Festigkeit erfährt, wodurch sich infolge der Festigkeitsänderung der Polymerschicht mechanische Spannungen in dem Festkörper ergeben, wobei die mechanischen Spannungen eine Rissausbreitung entlang des Rissführungsbereichs zum Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper bewirken.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich bevorzugt auf ein Verfahren zum Erzeugen eines Ablösebereichs in einem Festkörper zum Ablösen eines Festkörperanteils, insbesondere einer Festkörperschicht, von dem Festkörper, wobei der abzulösende Festkörperanteil bevorzugt dünner ist als der um den Festkörperanteil reduzierte Festkörper. Bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Verfahren mindestens die Schritte: Bereitstellen eines zu bearbeitenden Festkörpers, wobei der Festkörper aus einer chemischen Verbindung besteht; Bereitstellen einer LASER-Lichtquelle; Beaufschlagen des Festkörpers mit LASER-Strahlung der LASER-Lichtquelle, wobei die Laserstrahlen über eine Oberfläche des abzutrennenden Festkörperanteils in den Festkörper eindringen, und/oder wobei die LASER-Strahlung einen vorgegebenen Anteil des Festkörpers im Inneren des Festkörpers zur Ausbildung eines Ablösebereichs oder mehrerer Teilablösebereiche definiert temperiert. Bevorzugt ist die in dem vorgegebenen Anteil des Festkörpers durch die Laserstrahlen erzeugte Temperatur so hoch ist, dass das den vorgegebenen Anteil ausbildende Material Modifikationen in Form einer vorbestimmten Stoffumwandlung erfährt. Besonders bevorzugt bewirken die Modifikationen einen Druckanstieg im Festkörper.

Zusätzlich oder alternativ kann sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht von einem Festkörper beziehen. Dieses Abtrennverfahren umfasst dabei bevorzugt mindestens die Schritte: Bereitstellen eines zu bearbeitenden Festkörpers, wobei der Festkörper aus einer chemischen Verbindung besteht; Bereitstellen einer LASER-Lichtquelle; Beaufschlagen des Festkörpers mit LASER-Strahlung der LASER-Lichtquelle, wobei die Laserstrahlen über eine Oberfläche des abzutrennenden Festkörperanteils in den Festkörper eindringen, wobei die LASER-Strahlung einen vorgegebenen Anteil des Festkörpers im Inneren des Festkörpers zur Ausbildung eines Ablösebereichs oder mehrerer Teilablösebereiche definiert temperiert. Bevorzugt ist die in dem vorgegebenen Anteil des Festkörpers durch die Laserstrahlen erzeugte Temperatur so hoch ist, dass das den vorgegebenen Anteil ausbildende Material Modifikationen in Form einer vorbestimmten Stoffumwandlung erfährt. Besonders bevorzugt bewirken die Modifikationen einen Druckanstieg im Festkörper.

Die Festkörperschicht wird hierbei bevorzugt infolge des Druckanstiegs entlang des Rissführungsbereichs durch eine Rissausbreitung vom Festkörper abgetrennt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dringen die Laserstrahlen in Längsrichtung des Festkörpers oder in einem Winkel von bis zu 60° geneigt zur Längsrichtung des Festkörpers über eine, insbesondere ebene, Oberfläche, die bevorzugt Bestandteil der Festkörperschicht ist, in den Festkörper ein. Der Rissführungsbereich wird bevorzugt aus mehreren Lagen an Modifikationen gebildet, wobei die Lagen in Längsrichtung zueinander beabstandet oder versetzt erzeugt werden und/oder zumindest mehrere der Modifikationen eine Ausdehnung in Längsrichtung aufweisen, die zwischen 1 μιη und 50 /vm oder zwischen 5 μιτι und 50 μιη beträgt, und/oder die Laserstrahlen zum Erzeugen der Modifikationen derart in den Festkörper eingeleitet werden, dass die numerische Apertur kleiner als 0,8, insbesondere kleiner oder gleich 0,5, ist.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Erzeugen von mindestens einer zumindest abschnittsweise gewölbten oder gebogenen Festkörperschicht. Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren mindestens die Schritte: Bewegen des Festkörpers relativ zu einer Laserbeaufschlagungseinrichtung, nacheinander Erzeugen von Laserstrahlen mittels der Laserbeaufschlagungseinrichtung zum Erzeugen von jeweils mindestens einer Modifikation im Inneren des Festkörpers, wobei durch die Modifikationen ein Rissführungsbereich zum Führen eines Risses zum Abtrennen eines Festkörperanteils, insbesondere einer Festkörperschicht, von dem Festkörper vorgegeben wird, wobei die Modifikationen einen Druckanstieg im Festkörper bewirken, wobei die Festkörperschicht infolge des Druckanstiegs entlang des Rissführungsbereichs durch eine Rissausbreitung vom Festkörper abgetrennt wird, wobei zumindest ein Anteil der Modifikationen als Bestandteil der Festkörperschicht von dem Festkörper abgetrennt wird, wobei die Festkörperschicht aufgrund der Modifikationen in eine gebogene oder gewölbte Form überführt wird, wobei der sich aus dem Rissführungsbereich ergebende weitere Oberflächenanteil der Festkörperschicht somit zumindest abschnittsweise konvex geformt ist. Die Laserstrahlen dringen gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Längsrichtung des Festkörpers oder in einem Winkel von bis zu 60° geneigt zur Längsrichtung des Festkörpers über eine, insbesondere ebene, Oberfläche, die bevorzugt Bestandteil der Festkörperschicht ist, in den Festkörper ein und der Rissführungsbereich wird bevorzugt aus mehreren Lagen an Modifikationen gebildet, wobei die Lagen in Längsrichtung zueinander beabstandet oder versetzt erzeugt werden, und/oder zumindest mehrere der Modifikationen weisen eine Ausdehnung in Längsrichtung auf, die zwischen 1 μιη und 50 μπι oder zwischen 5 μιτι und 50 μπι μηη beträgt, und/oder die Laserstrahlen zum Erzeugen der Modifikationen werden derart in den Festkörper eingeleitet, dass die numerische Apertur kleiner als 0,8, insbesondere kleiner oder gleich 0,5, ist.

Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht bzw. Festkörperlage, insbesondere einer Festkörperscheibe, von einem Festkörper bzw. Spendersubstrat. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst dabei bevorzugt mindestens die Schritte: Bereitstellen eines Festkörpers, Erzeugen von Modifikationen im Inneren des Festkörpers mittels LASER-Strahlen, wobei durch die Modifikationen ein Ablösebereich bzw. Rissführungsbereichs vorgegeben wird, entlang dem eine Abtrennung der Festkörperschicht von dem Festkörper erfolgt, Abtragen von Material des Festkörpers, insbesondere zum Erzeugen einer umlaufenden Vertiefung, wobei durch den Materialabtrag der Ablösebereich freigelegt wird.

Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper. Bevorzugt erfolgt das Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper dadurch, dass der Festkörper im Rissführungsbereich durch die Modifikationen derart geschwächt wird, dass sich die Festkörperschicht infolge des Materialabtrags von dem Festkörper ablöst oder nach dem Materialabtrag eine solche Anzahl an Modifikationen erzeugt wird, dass der Festkörper im Rissführungsbereich derart geschwächt wird, dass sich die Festkörperschicht von dem Festkörper ablöst oder eine Spannungserzeugungsschicht an einer zur umlaufenden Oberfläche geneigt ausgerichteten, insbesondere ebenen, Oberfläche des Festkörpers erzeugt oder angeordnet wird und durch ein thermisches Beaufschlagen der Spannungserzeugungsschicht mechanische Spannungen in dem Festkörper erzeugt werden, wobei durch die mechanischen Spannungen ein Riss zum Abtrennen einer Festkörperschicht entsteht, der sich ausgehend von der durch den Materialabtrag freigelegten Oberfläche des Festkörpers entlang der Modifikationen ausbreitet oder der Festkörper nach der Erzeugung der Modifikationen thermisch beaufschlagt, insbesondere abgekühlt, wird und sich infolge der thermischen Beaufschlagung die Festkörperschicht von dem Festkörper entlang des Rissführungsbereichs ablöst.

Somit weist der Schritt des Anordnens oder Erzeugens einer Aufnahmeschicht an dem Festkörper bevorzugt das Merkmale auf, dass die Aufnahmeschicht ein Polymermaterial, insbesondere Polydimethylsiloxan oder ein Elastomer oder ein Epoxidharz oder eine Kombination daraus, aufweist oder daraus besteht, und das Polymermaterial infolge einer thermischen Beaufschlagung der Aufnahmeschicht zum, insbesondere mechanischen, Erzeugen von Rissausbreitungsspannungen in dem Festkörper einen Glasübergang erfährt, wobei sich durch die Rissausbreitungsspannungen ein Riss in dem Festkörper entlang dem Rissführungsbereich ausbreitet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Aufnahmeschicht massemäßig zumindest mehrheitlich und bevorzugt vollständig ein Polymermaterial auf oder besteht daraus, wobei der Glasübergang des Polymermaterials zwischen -100°C und 0°C, insbesondere zwischen -85°C und -10°C oder zwischen -80°C und -20°C oder zwischen -65°C und -40°C oder zwischen -60°C und -50°C, liegt.

Die Aufnahmeschicht besteht bevorzugt aus einem Polymer-Hybrid-Material besteht oder weist ein solches auf, das besonders bevorzugt eine Polymermatrix ausbildet, wobei sich in der Polymermatrix ein Füllstoff befindet, wobei die Polymermatrix bevorzugt eine Polydimethylsiloxan-Matrix ist und wobei der Masseanteil der Polymermatrix am Polymer- Hybrid-Material bevorzugt 80 % bis 99 % und besonders bevorzugt 90 % bis 99 % beträgt. Die Aufnahmeschicht wird bevorzugt als vorgefertige Folie bereigestellt und an den Festkörper angekoppelt, insbesondere angeklebt oder angebondet.

Erfindungsgemäß wird daher ein Polymer-Hybrid-Material zur Verwendung in einem Splitting- Verfahren angegeben, bei welchem aus einem Festkörper-Ausgangsmaterial zumindest zwei Festkörper-Teilstücke erzeugt werden. Das erfindungsgemäße Polymer-Hybrid-Material umfasst eine Polymermatrix und zumindest einen darin eingebetteten ersten Füllstoff. Insofern im Folgenden von einem bzw. dem Füllstoff die Rede ist, soll gleichfalls die Möglichkeit mehrerer Füllstoffe mit einbezogen sein. Beispielsweise kann der Füllstoff eine Mischung verschiedener Materialien umfassen, z. B. Metallpartikel und anorganische Fasern. Als Polymermatrix kann jedes Polymer oder eine Mischung verschiedener Polymere genutzt werden, mit dessen Hilfe sich die für eine Teilung des Festkörper-Ausgangsmaterials notwendigen Spannungen erzeugen lassen. Beispielsweise kann die Polymermatrix als Elastomermatrix, bevorzugt als Polydiorganolsiloxan-Matrix, besonders bevorzugt als Polydimethylsiloxan-Matrix, ausgebildet sein. Derartige Polymermaterialien lassen sich besonders einfach als Matrixmaterial in Kombination mit Füllstoffen nutzen, da die Eigenschaften aufgrund des variierbaren Vernetzungsgrads flexibel eingestellt und an den jeweiligen Füllstoff sowie das zu teilende Festkörper-Ausgangsmaterial angepasst werden können. Gemäß einer Ausführungsvariante beträgt der Masseanteil der Polymermatrix am Polymer-Hybrid-Material 80 % bis 99 %, 10 bevorzugt 90 % bis 99 %.

Der erste Füllstoff kann organischer oder anorganischer Natur sein und sowohl aus einem chemischen Element als auch aus einer chemischen Verbindung oder einem Stoffgemisch, beispielsweise einer Legierung, bestehen.

Der erste Füllstoff ist derart aufgebaut, dass er als Reaktant, Initiator, Katalysator oder Promotor während des Ablösens des Polymer-Hybrid-Materials vom Festkörper- Teilstück nach der Teilung wirkt und dadurch im Vergleich zu einem Polymermaterial ohne ersten Füllstoff zu einem schnelleren Ablösen des Polymer-Hybrid-Materials vom Festkörper- Teilstück nach der Teilung führt.

Die konkrete chemische Zusammensetzung und Ausgestaltung des ersten Füllstoffs sowie dessen Masseanteil ist dabei insbesondere abhängig vom konkreten Material der Polymermatrix, welche abgelöst werden soll, dem dafür genutzten Lösungsmittel und den verwendeten Reaktanten. Weiterhin spielen auch das Material des Festkörper- Ausgangsmaterials und die Dimensionen des zu teilenden Festkörper-Ausgangsmaterials eine Rolle.

Der konkrete Anteil des ersten Füllstoffs in der Polymermatrix ist stark vom Material des Füllstoffs und dessen Wirkungsweise abhängig. Zum einen muss die Polymermatrix trotz Füllstoff ihrer Aufgabe der Erzeugung von Spannungen noch gerecht werden können. Zum anderen muss der Anteil des ersten Füllstoffs hoch genug sein, um die angestrebte Beeinflussung der Polymerentfernung zu erreichen. Den jeweils optimalen Masseanteil des ersten Füllstoffs kann der Fachmann im Rahmen einfacher konzentrationsabhängig durchgeführter Versuche ermitteln.

Zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften kann zusätzlich ein weiterer Füllstoff, wie z. B. pyrogene Kieselsäure in Form eines anorganischen Netzwerkes im Polymer beitragen. Neben diesen starken Wechselwirkungen in Form des Netzwerks können auch weniger starke Interaktionen durch rein hydrodynamische Verstärkungen zur Verbesserung beitragen. Beispielhaft ist hier eine gezielte Steigerung der Viskosität zu nennen, die eine verbesserte Verarbeitung im Splitting-Verfahren ermöglicht und so zu verbesserten Fertigungstoleranzen beitragen kann. Weiterhin wird durch diese Wechselwirkung eine Verringerung der inneren

Freiheitsgrade hinsichtlich einer strukturellen Umorientierung mit zunehmender Bewehrung erschwert.

Dies führt zu einer gewünschten Erniedrigung der Glasübergangstemperatur des eingesetzten Polymers im Polymer-Hybrid-Material, was den Vorteil einer geringeren Temperatur im Splitting-Verfahren ermöglicht. Erfindungsgemäß wird der erste Füllstoff in einem Polymer-Hybrid-Material zur Beschleunigung des Ablösens des Polymer-Hybrid- Materials von einem Festkörper-Teilstück, das durch Teilung mittels eines Splittingverfahrens, bei dem ein Festkörper-Ausgangsmaterial in zumindest zwei Festkörper- Teilstücke geteilt wird, erhalten wird, verwendet.

Der erste Füllstoff kann in der Polymermatrix derart verteilt sein, dass der Masseanteil des ersten Füllstoffs ausgehend von der äußeren, d. h. unteren, Grenzfläche des Polymer- Hybrid-Materials, die während des Splitting-Verfahrens mit dem Festkörper- Ausgangsmaterial verbunden ist, in Richtung einer parallel zur unteren Grenzfläche angeordneten weiteren Grenzfläche des Polymer-Hybrid- Materials, abnimmt. Dies bedeutet, dass der Masseanteil des Füllstoffs nahe beim Festkörper-Ausgangsmaterial bzw. Teilstück größer ist als in den übrigen Bereichen des Polymer-Hybrid-Materials. Diese Verteilung des ersten Füllstoffs ermöglicht eine besonders effektive Entfernung des Polymer-Hybrid- Materials nach der Trennung, da sich der der erste Füllstoff nahe an der Grenzfläche zum Festkörper-Teilstück befindet und dort seine Wirkung entfalten kann. Geleichzeitig weisen die restlichen Bereiche des Polymer-Hybrid-Materials weniger oder gar keine Anteile des ersten Füllstoffs auf, so dass die Funktion des Polymers möglichst wenig beeinflusst wird.

In einer Ausgestaltung ist das Polymer-Hybrid-Material schichtförmig aufgebaut, wobei lediglich eine dem Festkörper-Ausgangsmaterial zugewandte Schicht den ersten Füllstoff aufweist, während das restliche Polymer-Hybrid-Material frei vom ersten Füllstoff ist.

Weiterhin kann ein unterer Bereich des Polymer-Hybrid-Materials, der direkt an dessen untere Grenzfläche angrenzt frei von dem ersten Füllstoff sein. Damit kann sich eine Bereichsabfolge wie folgt ergeben: Benachbart zum Festkörper-Ausgangsmaterial befindet sich zunächst ein Bereich ohne ersten Füllstoff, darauf folgt ein Bereich mit einem hohen Anteil an erstem Füllstoff und danach ein Bereich mit niedrigem Anteil an erstem Füllstoff oder ohne ersten Füllstoff.

Diese und alle im Folgenden beschriebenen Bereiche können in Form von Schichten ausgebildet sein, d. h. der Bereich erstreckt sich überwiegend parallel zu der Grenzfläche des Festkörper-Ausgangsmaterials, auf die das Polymer-Hybrid-Material aufgebracht wird und weist eine Längs- und Querausdehnung zumindest im Bereich dieser Grenzfläche auf. Ein unterer Bereich ohne ersten Füllstoff kann insbesondere für den Fall vorgesehen werden, dass der erste Füllstoff die Haftung des Polymer-Hybrid-Materials auf dem Festkörper- Ausgangsmaterial verschlechtert. Um dies zu vermeiden, wird zunächst ein Bereich ohne ersten Füllstoff angeordnet, auf den ein Bereich mit einem hohen Anteil an erstem Füllstoff folgt, damit der erste Füllstoff seine Funktion erfüllen kann. Eine untere Schicht ohne ersten Füllstoff kann beispielsweise eine Dicke zwischen 10 μιη und 500 μιτι, beispielsweise 100 μιη, aufweisen.

Weiterhin kann ein oberer Bereich des Polymer-Hybrid-Materials, der direkt an dessen obere Grenzfläche angrenzt frei von dem ersten Füllstoff sein. Unter der oberen Grenzfläche ist dabei die Grenzfläche zu verstehen, die das Polymer-Hybrid-Material gegenüberliegend zur unteren Grenzfläche und zum Festkörper-Ausgangsmaterial zur Umgebung hin begrenzt. Untere und obere Grenzfläche können parallel zueinander angeordnet sein.

Ein solcher oberer Bereich ohne ersten Füllstoff kann insbesondere dann vorgesehen werden, wenn der erste Füllstoff die Wärmeübertragung zwischen Umgebung und Polymer-Hybrid-Material nachteilig beeinflusst, beispielsweise wenn die Abkühlung des Polymer-Hybrid-Materials verzögert werden würde.

Der erste Füllstoff kann ein Material umfassen oder aus einem Material bestehen, dass mit einem Reaktionsmittel, bevorzugt einem Oxidationsmittel unter Freisetzung eines gasförmigen Produkts reagieren kann.

Dadurch sind in der Polymermatrix Kavitäten generierbar, die einen schnelleren Zugang der Reaktanten und Lösungsmittel zur Polymermatrix und einer etwaige vorhandenen Opferschicht ermöglichen und zudem einen schnelleren Abtransport der Edukte und gelösten Bestandteile bewirken.

Durch die Generierung gasförmiger Reaktionsprodukte können zusätzliche Triebkräfte eingebracht werden, die die Entfernung des Polymer-Hybrid-Materials weiter unterstützen. Die Ausbildung zusätzlicher Kavitäten sowie das Entstehen gasförmiger Reaktionsprodukte beschleunigt die Polymerentfernung und trägt daher zu einer Erhöhung der Gesamtausbeute des Splitting-Verfahrens bei. Durch Variation des Anteils an erstem Füllstoff kann die Kavitätendichte im Grenzbereich zwischen Festkörper-Teilstück und Polymer-Hybrid-Material bzw. zwischen Opferschicht und Polymer- Hybrid-Material gezielt beeinflusst werden.

Der erste Füllstoff kann ein Metall, insbesondere Aluminium, Eisen, Zink und/oder Kupfer umfassen oder aus einem Metall, insbesondere den zuvor genannten Metallen, bestehen. „Bestehend aus" schließt auf alle vorliegend genannten Materialien bezogen ein, dass technologisch bedingte Verunreinigungen oder technologisch bedingte Beimengungen, die z. B. der Herstellung der Füllstoffe sowie deren Verteilung oder Anbindung an die Polymermatrix dienlich sind, enthalten sein können.

Metallische Füllstoffe können mit Oxidationsmitteln wie z.B. Salzsäure, Salpetersäure, Zitronensäure, Ameisensäure oder Sulfaminsäure reagieren unter Freisetzung eines gasförmigen Produkts reagieren und dadurch aus dem Polymer-Hybrid-Material entfernt werden.

Beispielsweise reagiert Aluminium mit konzentrierter Salzsäure unter Ausbildung von solvatisierten Metallionen und Wasserstoff gemäß folgender Gleichung: 6 HCl + 2 AI + 12 H20 ! 2 [AICI3 ^* 6 H20] + 3 H2 In ähnlicher Weise führt die Reaktion von Zink als Füllstoff durch Reaktion mit konzentrierter Salzsäure zur Bildung 5 zusätzlicher Kavitäten: Zn + 2 HCI!ZnCI2 + H2 In den genannten Beispielen werden durch die Generierung von Wasserstoff, zusätzliche Triebkräfte eingebracht, die die Entfernung des Polymer-Hybrid-Materials weiter unterstützen. Zudem kann der erste Füllstoff die Temperaturleitfähigkeit innerhalb des Polymer-Hybrid-Materials verbessern, beispielsweise, indem der erste Füllstoff eine höhere Temperaturleitfähigkeit als das Polymer der Polymermatrix aufweist. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn Ein weiterer Vorteil für den Fall, dass der erste Füllstoff ein Metall umfasst, liegt in der verbesserten Temperaturleitfähigkeit innerhalb des Polymer-Hybrid- Materials. Dadurch Durch eine verbesserte Temperaturleitfähigkeit sind können die für die Teilung des Festkörper-Ausgangsmaterials mittels Abkühlung erzeugten Spannungen effektiver, d. h. schneller und unter geringerem Verbrauch an Kühlmittel, generierbar sein. Dies erhöht kann die Gesamtausbeute des Splitting-Verfahrens erhöhen.

Weiterhin kann im Polymer-Hybrid-Material ein zweiter 25 Füllstoff vorgesehen sein, der die Haftung des Polymer- Hybrid-Materials auf dem Festkörper-Ausgangsmaterial im Vergleich zu einem Polymer-Hybrid-Material ohne zweiten Füllstoff erhöht. Bevorzugt wird die Haftung im Vergleich zu einem Polymermaterial ohne Füllstoff erhöht.

Beispielsweise kann es sich bei dem zweiten Füllstoff um einen Füllstoff handeln, der mittels Plasma aktiviert werden kann. Durch die Plasmaaktivierung resultieren neue Oberflächenspezies, die so geschaffen werden können, dass eine stärkere Wechselwirkung mit der Oberfläche des Festkörper-Ausgangsmaterials resultiert und im Ergebnis die Haftung des Polymer-Hybrid-Materials verbessert wird.

Die Art der durch die Plasmabehandlung erzielbaren Oberflächenspezies ist dabei vorrangig von der Prozessführung des Plasmaprozesses abhängig. Beispielsweise können während der Plasmabehandlung Gase wie Stickstoff, Sauerstoff, Silane oder Chlorsilane zugefügt werden, so dass beispielsweise polare Gruppen entstehen, welche stärker mit der Oberfläche des Festkörper- Ausgangsmaterials wechselwirken können.

Der zweite Füllstoff kann in der Polymermatrix so verteilt 15 sein, dass der Masseanteil des zweiten Füllstoffs in Richtung der unteren Grenzfläche zunimmt. Beispielsweise kann das Polymer-Hybrid-Material den zweiten Füllstoff lediglich in einem Bereich angrenzend an die untere Grenzfläche enthalten, wobei der Bereich auch als Schicht im Sinne der oben genannten Definition ausgebildet sein kann.

Dies ermöglicht die Anordnung des zweiten Füllstoffs bevorzugt in der Nähe der Grenzfläche zwischen Polymer-Hybrid-Material und Festkörper-Ausgangsmaterial, wodurch die Haftung verbessert und damit eine größere Kraftübertragung in das zu teilende Festkörper- Ausgangsmaterial ermöglicht wird. Beispielsweise kann der zweite Füllstoff Kern-Schale- Polymerpartikel bzw. Core-Shell-Polymerpartikel umfassen.

Dabei sind Partikel bevorzugt, deren Polymerzusammensetzung sich von der Polymermatrix des Polymer-Hybrid-Materials dahingehend unterscheidet, dass insbesondere die Oberfläche, d. h. die Schale, der Kern-Schale-Partikel stärker aktivierbar ist, z. B. mittels Niedertemperaturplasmas.

Beispiele hierfür sind Kern-Schale-Partikel umfassend einen Polysiloxan-Kern mit einer Acrylat-Schale oder umfassend einen nanoskaligen Silikat-Kern mit einer Epoxid-Schale oder umfassend einen Kautschukpartikel-Kern mit eines Epoxid-Schale oder umfassend einen Nitrilkautschukpartikel-Kern mit einer Epoxid-Schale. Der zweite Füllstoff kann mittels Niedertemperaturplasma, z.B. Kaltplasma, aktivierbar sein. Beispielsweise kann das Plasma mittels dielektrischer Barriereentladung (DBE) erzeugt werden. Hierbei können Elektronendichten im Bereich von 1014 bis 1016 m-3 erzeugt werden. Die durchschnittliche Temperatur des durch DBE erzeugten „kalten" Nichtgleichgewichtsplasmas (Plasmavolumen) beträgt ca. 300 ± 40 K bei Umgebungsdruck. Die durchschnittliche Temperatur des durch DBE erzeugten nichtthermischen Plasmas beträgt ca. 70 °C bei Umgebungsdruck.

Bei der DBE-Behandlung wird die Oberfläche beispielsweise mit uni- oder bipolaren Pulsen von Pulsdauern von wenigen Mikrosekunden bis zu einigen zehn Nanosekunden und Amplituden im einstelligen bis zweistelligen Kilovoltbereich beaufschlagt. Hierbei sind keine metallischen Elektroden im Entladungsraum und somit keine metallischen Verunreinigungen oder Elektrodenverschleiß zu erwarten.

Vorteilhaft ist zudem eine hohe Effizienz, da an den Elektroden keine Ladungsträger aus- oder eintreten müssen.

Dielektrische Oberflächen können bei niedrigen Temperaturen modifiziert und chemisch aktiviert werden. Die Oberflächenmodifikation kann beispielsweise durch eine Wechselwirkung und Reaktion der Oberflächenspezies durch lonenbombardement erfolgen. Weiterhin können gezielt Prozessgase, wie z. B. Stickstoff, Sauerstoff, Wasserstoff, Silane oder Chlorsilane, z. B. SixHyEz mitE=F,CI,Br,l,O,Hundx=0bis10,z=0 bis 10, SiH4, Si(EtO)4 oder Me3SiOSiMe3, bei einer Plasmabehandlung zugefügt werden, um beispielsweise bestimmte chemische Gruppen an der Oberfläche zu erzeugen. Der zweite Füllstoff kann des Weiteren mittels Korona- 5 Behandlung, Flammenbehandlung, Fluorierung, Ozonierung oder UV-Behandlung bzw. Eximer-Bestrahlung aktivierbar sein. Durch eine derartige Aktivierung werden beispielsweise polare Gruppen an der Oberfläche des zweiten Füllstoffs generiert, die mit der Oberfläche des Festkörper-Ausgangsmaterials wechselwirken können und so die Haftung verbessern. Das Polymer-Hybrid-Material kann weiterhin zusätzlich im Vergleich zu einem Polymer-Hybrid-Material mit einem ersten oder zu einem Polymer-Hybrid-Material mit einem ersten und einem zweiten Füllstoff einen dritten Füllstoff umfassen. Dieser dritte Füllstoff weist im Vergleich zu dem Polymer der Polymermatrix eine höhere Temperaturleitfähigkeit und/oder einen höheren Elastizitätsmodul auf.

Beispielsweise liegt der E-Modul des Polymers bei Tieftemperaturbedingungen im unteren einstelligen Gigapasealbereich (ca. 1 -3 GPa), während beispielsweise metallische Füllstoffe einen E-Modul im zweistelligen bis dreistelligen Gigapasealbereich aufweisen. Bei einem entsprechenden hohen Füllstoffanteil ist ein perkolierendes Fül Istoff netzwerk möglich, was eine verbesserte„Krafteinkopplung" in das Festkörper-Ausgangsmaterial ermöglicht.

Die Perkolation wird wesentlich durch den Volumenfüllgrad der jeweiligen Füllstoffe beeinflusst (z. B. 0,1 Vol%, 1 30 Vol% bis 10 Vol% je nach Aspektverhältnis). Mit zunehmender Krafteinleitung kann der viskoelastische Schichtaufbau der Polymerstruktur eingetaucht werden und mehrere Perkolationspfade wirksam werden. Hier können verbesserte Wärmeübergänge ermöglicht werden, da es zu einem verbesserten Kontakt der Füllstoffe mit der Oberfläche des Festkörper-Ausgangsmaterials kommen kann.

Die mechanische Stabilität des Polymer-Hybrid-Materials wird auch bei tiefen Temperaturen schneller erreicht. In Summe kommt es zu einer geringeren Standardabweichung der entsprechenden Struktur-Eigenschaftsprofile wie z. B. Bruchspannung und Bruchdehnung des Polymer-Hybrid-Materials und somit zu einer Erhöhung der Gesamtausbeute des Splitting-Verfahrens. Die ortsaufgelösten Eigenschaftsprofiländerungen (Spannungsspitzen im Polymer-Hybrid- Material) und somit im Festkörper sind kleiner, was zu einer höheren Gesamtausbeute des Splitting-Verfahrens und einer besseren Qualität der erzeugten Festkörper-Teilstücke führt.

Der dritte Füllstoff kann einen verbesserten Wärmeübergang zwischen Umgebung und Polymer-Hybrid-Material und eine schnellere Wärmeleitung innerhalb des Polymer-Hybrid- Materials bewirken, sodass das Polymer-Hybrid-Material schneller abgekühlt werden kann und das Splitting-Verfahren insgesamt schneller und damit effektiver durchgeführt werden kann.

Durch eine Erhöhung des Elastizitätsmoduls lassen sich höhere Spannungen für die Teilung des Festkörper-Ausgangsmaterials erzeugen, so dass auch Festkörper-Ausgangsmaterialien geteilt werden können, für die eine besonders hohe Spannung benötigt wird. Zudem kann der dritte Füllstoff auch der Beeinflussung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten dienen. Ziel ist dabei ein möglichst großer Unterschied zwischen den Wärmeausdehnungskoeffizienten des Polymer-Hybrid-Materials und des zu teilenden Festkörper-Ausgangsmaterials, um zusätzliche, für die Teilung notwendige Spannungen erzeugen zu können. Bevorzugt weist der dritte Füllstoff einen hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, d. h. einen Ausdehnungskoeffizienten, der höher als derjenige der Polymermatrix ist, auf. Beispielsweise kann der thermische Ausdehnungskoeffizient des dritten Füllstoffs mehr als 300 ppm/K betragen.

Der dritte Füllstoff kann so in der Polymermatrix verteilt sein, dass der Masseanteil des dritten Füllstoffs in Richtung der oberen Grenzfläche zunimmt, um einen schnelleren Wärmeübergang insbesondere an der Grenzfläche zur Umgebung zu ermöglichen.

Der dritte Füllstoff kann ein Metall, insbesondere Aluminium, Eisen, Zink und/oder Kupfer, umfassen oder aus einem der genannten Metalle bestehen. Metalle zeichnen sich im Allgemeinen durch eine hohe Wärmeleitfähigkeit und Temperaturleitfähigkeit aus.

Die beschriebenen Füllstoffe (erster, zweiter, dritter Füllstoff) können in partikulärer Form in der Polymermatrix verteilt vorliegen, wobei die Partikelgröße im μπι- und nm-Bereich, bezogen auf zumindest eine Dimension des Partikels, liegen kann. Neben einer kugelförmigen Gestalt können die Füllstoffpartikel auch andere Ausgestaltungen, beispielsweise eine stäbchenförmige oder scheibenförmige Gestalt annehmen.

Die Füllstoffpartikel können sämtliche Partikelgrößenverteilungen aufweisen, beispielsweise monomodal oder bimodal, eng, insbesondere monodispers, oder breit. Die Füllstoffe können an die Polymermatrix sowohl physikalisch, z. B. durch Einbettung in das Polymernetzwerk, als auch chemisch angebunden sein. Weiterhin können einer oder mehrere der beschriebenen, Füllstoffe anorganische oder organische Fasern, beispielsweise Kohle-, Glas-, Basalt- oder Aramidfasern, umfassen oder aus solchen bestehen, sofern die zuvor beschriebenen Funktionen damit vereinbar sind. Optional kann auch ein weiterer Füllstoff hinzugefügt werden, der die genannten Fasern umfasst oder aus solchen besteht.

Fasern weisen üblicherweise stark anisotrope Eigenschaften auf. Durch eine richtungsabhängige Positionierung des Füllstoffs im Polymer-Hybrid-Material besteht die Möglichkeit einer gezielten Beeinflussung der für die Teilung des Festkörper- Ausgangsmaterials notwendigen Spannungen. Dies kann zur Erhöhung der Gesamtausbeute des Splitting-Verfahrens beitragen. Ein zusätzlicher Vorteil besteht in dem Falle, dass ein organischer oder anorganischer Füllstoff als Faserstoff mit einer stark anisotropen Struktur eingesetzt wird, darin, dass dadurch eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften innerhalb des Polymer-Hybrid-Materials erreicht werden kann.

Die beschriebenen Füllstoffe können zudem Kern-Schale- Partikeln umfassen oder daraus bestehen. Zusätzlich oder alternativ kann ein weiterer Füllstoff umfassend oder bestehend aus Kern-Schale-Partikeln im Polymer-Hybrid- Material vorgesehen sein.

Der Einsatz von Kern-Schale-Polymerpartikeln erlaubt zusätzlich neben einer verbesserten Aktivierbarkeit auch eine neue Gestaltung von energieabsorbierenden Mechanismen, die in Summe zu einer Schlagzähigkeits- und Bruchzähigkeitserhöhung, insbesondere einer Erhöhung der Tieftemperatur-Schlagzähigkeit, des Polymer-Hybrid-Materials beim Einsatz im Splitting-Verfahren führen können und somit ebenfalls zu einer höheren Gesamtausbeute des Splitting- Verfahrens beitragen können. Beispielsweise kann eine mechanische Zerstörung einer Folie aus einem Polymer-Hybrid-Material mit einer geringeren Wahrscheinlichkeit auftreten, so dass die Möglichkeit einer Wiederverwendung der Folie begünstigt werden kann.

Beispielhaft kann durch Unterbindung der Rissausbreitung aufgrund von Kern-Schale- Polymerpartikel eine Zerstörung der Folie beim Splitting-Verfahren verhindert werden und somit Wiederverwertungswege eröffnet werden.

Hierbei können enthaltene Elastomerpartikel eine plastische Deformation erfahren und Hohlräume bilden, wodurch weitere zusätzliche Energie aufgenommen werden kann. Ebenso ist eine zusätzliche Energieaufnahme durch das Scherfließen der Matrix kompensierbar, was insgesamt die mechanischen Eigenschaften verbessert. Kern-Schale-Partikel zeichnen sich dadurch aus, dass ein in der Regel kugelförmiger Kern aus einem Material von einer Schale aus einem zweiten Material umgeben ist. Die Schale kann entweder den Kern komplett umhüllen oder aber auch durchlässig sein. Bei den Materialien kann es sich sowohl um anorganische Materialien, wie z. B. Metalle, oder um organische Materialien, wie z. B. Polymere handeln. Beispielsweise können zwei verschiedene Metalle miteinander kombiniert werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, einen Kern aus einem Polymer mit einer Schale aus einem Metall oder einem zweiten Polymer zu umgeben.

Kern-Schale-Partikel ermöglichen die Kombination der Eigenschaften des ersten und zweiten Materials. Beispielsweise kann über einen preiswerten Polymerkern die

Größe und Dichte der Füllstoffpartikel festgelegt werden, während die metallische Schale wie oben beschrieben reagieren kann. Aufgrund ihrer oftmals monodispersen

Partikelgrößenverteilung lassen sich die Eigenschaften der Kern-Schale-Partikel zudem präzise vorhersagen und einstellen. Darüber hinaus können ein oder mehrere Füllstoffe (erster, 5 zweiter und/oder dritter Füllstoff) Kohlenstoff in Form von Industrieruß (Carbon Black), Graphit, zerkleinerten Kohlenstofffasern (chopped carbon fiber), Kohlenstoff nanofasern (carbon nanofibers), bevorzugt in Form von Kohlenstoffnanoröhrchen (carbon nanotubes, CNT), wie z.B. mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhrchen (multi-walled carbon nanotubes, MWCNT) sowie einwandigen Kohlenstoffnanoröhrchen (single-walled carbon nanotubes, SWCNT), umfassen oder aus diesen bestehen. Bei Kohlenstoffnanoröhrchen handelt es sich um zylinderförmige Graphitlagen, die aus einer unterschiedlichen Anzahl an Zylindern aufgebaut sind.

Bestehen diese Röhrchen nur aus einem Zylinder, so werden sie als singlewalled carbon nanotubes (SWCNT) bezeichnet. Sind zwei oder mehr Zylinder vorhanden, entstehen entweder double-walled (DWCNT) oder die multi-walled carbon nanotubes (MWCNT). Diese können vorzugsweise konzentrisch ineinander geschachtelt vorliegen.

Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann der dritte Füllstoff MWCNTs umfassen oder aus diesen bestehen, da diese eine besonders hohe Wärmeleitfähigkeit (> 3000 W ^* (m ^* K)-1 ) besitzen und gleichzeitig eine sehr hohe Reißfestigkeit im Bereich von 5-60 GPa aufweisen. Die hohe mechanische Stabilität zeigt sich dabei in hohen Reißwerten, extremer Elastizität und einer sehr guten Strapazierfähigkeit des Füllstoffs.

Grundlage hierfür sind die sp2 hybridisierten starken σ-C-C- Bindungen verbunden mit einem delokalisierten p-Orbital als π-Bindung zu drei benachbarten Kohlenstoffatomen. Hierbei sind Verbiegungen bis zu 90° möglich.

Mit SWCNT sind noch höhere Eigenschaftswerte erreichbar (E- Modul: 410 GPa bis 4150 GPa vs. Graphit: 1000 GPa, SWCNT: Wärmeleitfähigkeit ca. 6000 W ^* (m*K)-1 ). Allerdings zeigt sich hier ein schlechteres Leistungs-/Kosten-Verhältnis im Vergleich zu MWCNT. Die Zylinderdurchmesser von MWCNT liegen typischerweise im Bereich von 1 nm bis 100 nm, bevorzugt von 5 bis 50 nm, mit einer Länge von 500 nm bis 1000 μιη.

Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann der dritte Füllstoff MWCNT umfassen und gleichzeitig der zweite und/oder erste Füllstoff Industrieruß umfassen oder aus diesem bestehen, da hier ebenfalls eine Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit (z. B. bis zu 200 W ^* (m ^* K)-1 ) erreicht werden kann. Da der Einsatz von beispielhaft Industrieruß eine deutlich geringere Reißfestigkeit mit Werten von < 0,4 GPa aufweist, ist eine Kombination aus beiden oder weiteren Füllstoffen möglich und kann zu einer Verbesserung der Gesamtsplitausbeute und zu einer Verbesserung der Gesamtkosten im Splitting-Verfahren führt. 20 Hierbei liegen die mittleren Durchmesser der Rußpartikel (Carbon Black) im Bereich von 5 nm bis 500 nm, bevorzugt von 20 nm bis 200 nm, besonders bevorzugt von 40 nm bis 100 nm.

Weiterhin können die Füllstoffe Kieselsäure, beispielsweise pyrogene Kieselsäure, umfassen oder aus dieser bestehen. 25 Zusätzlich oder alternativ kann ein weiterer Füllstoff umfassend oder bestehend aus Kieselsäure im Polymer-Hybrid-Material vorgesehen sein.

Pyrogene Kieselsäure kann ein dreidimensionales Netzwerk ausbilden und dadurch zur Verbesserung der mechanischen 30 Stabilität beitragen. Somit kann ein solcher Füllstoff der gezielten Einstellung der mechanischen Eigenschaften des Polymer-Hybrid-Materials dienen. Einer oder mehrere der genannten Füllstoffe (erster, zweiter, dritter Füllstoff) können aus demselben Material bestehen, sofern dies mit der ihnen zugeschriebenen Funktion vereinbar ist. Beispielsweise kann sowohl der erste als auch der dritte Füllstoff Aluminium umfassen oder aus Aluminium bestehen. Aluminium lässt sich wie oben beschrieben sowohl zur Generierung von Kavitäten und damit zur Beschleunigung des Ablösens des Polymer- Hybrid-Materials vom Festkörper- Teilstück nutzen als auch zur Erhöhung der Temperaturleitfähigkeit. Eine derartige Ausgestaltung vereinfacht den Herstellungsprozess, da es ausreichend sein kann, nur einen oder zwei Füllstoffe hinzuzufügen, um alle Funktionen zu erfüllen.

Erster und zweiter sowie ggf. dritter Füllstoff können auch aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Dadurch wird eine individuelle und damit bessere Anpassung des Füllstoffs an die gewünschte Funktion ermöglicht.

Eine erfindungsgemäße Folie umfasst ein Polymer-Hybrid-Material, wie obenstehend beschrieben. Die Folie kann eine Dicke von beispielsweise 0,5 bis 5 mm aufweisen.

Auf zumindest diese Oberfläche wird ein erfindungsgemäßes Polymer-Hybrid-Material oder eine erfindungsgemäße Folie aufgebracht, so dass eine entsprechende Verbundstruktur resultiert. Das aufgebrachte Polymer-Hybrid-Material bzw. die aufgebrachte Folie werden im Folgenden auch als Aufnahmeschicht bezeichnet. Die Dicke einer solchen Aufnahmeschicht kann beispielsweise zwischen 0,5 mm und 5 mm, insbesondere zwischen 1 mm und 3mm, liegen. Optional kann das Polymer-Hybrid-Material oder die Folie auch auf mehrere freiliegende Oberflächen, insbesondere auf parallel zueinander angeordnete Oberflächen aufgebracht werden.

Die thermische Beaufschlagung stellt bevorzugt ein Abkühlen der Aufnahmeschicht unter die Umgebungstemperatur und bevorzugt unter 10 °C und besondere bevorzugt unter 0 °C und weiter bevorzugt unter -10 °C oder unter -40 °C dar. Die Abkühlung der Aufnahmeschicht erfolgt höchst bevorzugt derart, dass zumindest ein Teil der Aufnahmeschicht einen Glasübergang vollzieht. Die Abkühlung kann hierbei eine Abkühlung auf unter -100 °C sein, die z. B. mittels flüssigen Stickstoffs bewirkbar ist. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da sich die Aufnahmeschicht in Abhängigkeit von der Temperaturveränderung zusammenzieht und/oder einen Glasübergang erfährt und die dabei entstehenden Kräfte auf das Festkörper-Ausgangsmaterial übertragen werden, wodurch mechanische Spannungen in dem Festkörper erzeugbar sind, die zum Auslösen eines Risses und/oder zur Rissausbreitung führen, wobei sich der Riss zunächst entlang der ersten Ablöseebene zum Abspalten der Festkörperschicht ausbreitet.

In einem weiteren Schritt wird das Polymer-Hybrid-Material oder die Folie vom Festkörper- Teilstück, beispielsweise durch eine chemische Reaktion, ein physikalischer Ablösevorgang und/oder mechanisches Abtragen, entfernt.

Der Ablösevorgang des Polymer-Hybrid-Materials vom Festkörper-Teilstück kann bei moderater Umgebungstemperatur, z. B. im Bereich von 20 °C bis 30 °C stattfinden, bevorzugt im höheren Temperaturbereich von 30 °C bis 95 °C, z. B. von 50 °C bis 90 °C, oder aber beispielsweise auch in einem unteren Temperaturbereich zwischen 1 °C und 19 °C.

Der erhöhte Temperaturbereich kann eine Verkürzung einer chemischen Ablösereaktion aufgrund einer Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit ermöglichen, z. B. im Falle der Verwendung einer Opferschicht zwischen dem Polymer-Hybrid-Material und dem Festkörper. Im Falle der Verwendung einer Opferschicht kann das Ablösen in wässriger Lösung erfolgen, vorteilhaft bei einem pH-Wert im Bereich von 2 - 6. Gemäß verschiedenen Ausführungsvarianten kann beispielhaft der Ablösevorgang in Form einer Behandlung mit einer Lösung aus einem geeigneten apolaren Lösungsmittel erfolgen, wobei moderate Umgebungstemperaturen im Bereich von 1 °C bis 50 °C bevorzugt und von 20°C bis 40°C besonders bevorzugt sind.

Ein besonderer Vorteil hierbei ist das Ablösen ohne eine Temperatureinwirkung auf die Folie. Hierbei können vorteilhaft aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe wie z. B. Toluol, n-Pentan, n-Hexan, aber auch halogenierte Lösungsmittel, wie z. B. Tetrachlorkohlenstoff, angewendet werden. Hierbei können zusätzliche Kräfte in das abzulösende Polymer-Hybrid- Material und die Grenzfläche zum Festkörper-Teilstück eingebracht werden, da durch eine Lösungsmittelbehandlung eine sehr starke reversible Quellung des Polymers-Hybriden- Materials auftreten kann, wodurch das Ablösen insgesamt vereinfacht wird. Gemäß weiteren Ausführungsvarianten kann eine Kombination mit dem oben beschriebenen Ablösemechanismus der Opferschicht und der Behandlung mit einem geeigneten apolaren Lösungsmittel erfolgen - ebenfalls ohne Temperatureinwirkung auf die Folie.

Der Materialabtrag erfolgt hierbei bevorzugt in Längsrichtung des Festkörpers.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht bzw. Festkörperlage, insbesondere einer Festkörperscheibe, von einem Festkörper bzw. Spendersubstrat. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst bevorzugt mindestens die Schritte: Bereitstellen eines Festkörpers, Erzeugen von Modifikationen im Inneren des Festkörpers mittels LASER-Strahlen, wobei durch die Modifikationen ein Ablösebereich bzw. Rissführungsbereichs vorgegeben wird, entlang dem eine Abtrennung der Festkörperschicht von dem Festkörper erfolgt, Abtragen von Material des Festkörpers, insbesondere zum Erzeugen einer umlaufenden Vertiefung, wobei der Materialabtrag in Längsrichtung des Festkörpers erfolgt, wobei durch den Materialabtrag der Ablösebereich freigelegt wird.

Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper. Bevorzugt erfolgt das Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper dadurch, dass der Festkörper im Rissführungsbereich durch die Modifikationen derart geschwächt wird, dass sich die Festkörperschicht infolge des Materialabtrags von dem Festkörper ablöst oder nach dem Materialabtrag eine solche Anzahl an Modifikationen erzeugt wird, dass der Festkörper im Rissführungsbereich derart geschwächt wird, dass sich die Festkörperschicht von dem Festkörper ablöst oder eine Spannungserzeugungsschicht an einer zur umlaufenden Oberfläche geneigt ausgerichteten, insbesondere ebenen, Oberfläche des Festkörpers erzeugt oder angeordnet wird und durch ein thermisches Beaufschlagen der Spannnungserzeugungsschicht mechanische Spannungen in dem Festkörper erzeugt werden, wobei durch die mechanischen Spannungen ein Riss zum Abtrennen einer Festkörperschicht entsteht, der sich ausgehend von der durch den Materialabtrag freigelegten Oberfläche des Festkörpers entlang der Modifikationen ausbreitet oder der Festkörper nach der Erzeugung der Modifikationen thermisch beaufschlagt, insbesondere abgekühlt, wird und sich infolge der thermischen Beaufschlagung die Festkörperschicht von dem Festkörper entlang des Rissführungsbereichs ablöst. Das Abtrennen vom Festkörper kann weiterhin mit anderen Verfahren zur Einbringung einer äußeren Kraft erreicht werden. Insbesondere können Schallwellen und im speziellen Ultraschallwellen verwendet werden, um einen ausreichenden Krafteintrag auf das Werkstück zu erzeugen. Andere Kräfte sind Zugkräfte vergleichbar mit sich öffnenden Kraftpessen, gezielte lokale Krafteinbringungen (Hammer und Meisel), sowie Schwerkräfte ausgeübt über eine gegensetzliche Rotationskraft von Vorder-und Rückseite des Werkstücks. Dieser äußere Krafteintrag verbindet die mit der Laserstrahlung erzeugten Mikrorisse und ermöglicht so einen vollständige Abtrennung des Festkörpers entlang der Laserebene.

Der Materialabtrag erfolgt gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgehend von einer freiliegenden, insbesondere ebenen, Oberfläche des Festkörpers, insbesondere parallel zur Umfangsfläche des Festkörpers, in Längsrichtung des Festkörpers und zumindest abschnittsweise beabstandet zur Umfangsfläche des Festkörpers.

Der Materialabtrag erfolgt gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Form eines zumindest abschnittsweise kontinuierlich verlaufenden Grabens, wobei der Graben bevorzugt mindestens 30μηη oder mindestens 100/vm oder mindestens 500μηη oder mindestens 1 mm von dem Umfangsfläche beabstandet ist und sich bevorzugt parallel dazu erstreckt.

Nach dem Abtrennen der Festkörperschicht wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zumindest der Festkörperanteil des Festkörpers, der zwischen dem Graben und der Umfangsfläche ausgebildet ist, zumindest abschnittsweise, insbesondere um die Dicke der zuvor abgetrennten Festkörperschicht oder Festkörperschichten, abgetragen, insbesondere abgeschliffen, gelappt, geätzt oder poliert. Der Materialabtrag wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mittels Laserablation oder Wasserstrahlschneiden oder Ätzen bewirkt.

Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Erzeugen eines Ablösebereichs in einem Festkörper zum Ablösen eines Festkörperanteils, insbesondere einer Festkörperschicht, von dem Festkörper, wobei der abzulösende Festkörperanteil bevorzugt dünner ist als der um den Festkörperanteil reduzierte Festkörper. Bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Verfahren mindestens die Schritte: Bereitstellen eines Festkörpers, Einstellen eines Strömungsverhaltens eines sich zwischen dem Festkörper und der Laserbeaufschlagungseinrichtung befindlichen Gases, insbesondere Luft; zur Verhinderung von Staubansammlungen im Bereich des Laserstrahlung, und/oder Erzeugen von Modifikationen im Inneren des Festkörpers mittels LASER-Strahlen einer Laserbeaufschlagungseinrichtung, wobei durch die Modifikationen ein Ablösebereich bzw. Rissführungsbereichs vorgegeben wird, entlang dem eine Abtrennung der Festkörperschicht von dem Festkörper erfolgt.

Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung ebenfalls auf ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht bzw. Festkörperlage, insbesondere einer Festkörperscheibe, von einem Festkörper bzw. Spendersubstrat. Bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Verfahren mindestens die Schritte: Bereitstellen eines Festkörpers, Einstellen eines Strömungsverhaltens eines sich zwischen dem Festkörper und der Laserbeaufschlagungseinrichtung, insbesondere im Bereich des Strahlungsverlaufs, befindlichen Gases, insbesondere Luft, zur Verhinderung von Staubansammlungen im Bereich des Laserstrahlung, Erzeugen von Modifikationen im Inneren des Festkörpers mittels LASER-Strahlen einer Laserbeaufschlagungseinrichtung, wobei durch die Modifikationen ein Ablösebereich bzw. Rissführungsbereichs vorgegeben wird, entlang dem eine Abtrennung der Festkörperschicht von dem Festkörper erfolgt.

Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper, wobei insbesondere der Festkörper im Rissführungsbereich bevorzugt durch die Modifikationen derart geschwächt wird, dass sich die Festkörperschicht infolge des Materialabtrags von dem Festkörper ablöst oder nach dem Materialabtrag eine solche Anzahl an Modifikationen erzeugt wird, dass der Festkörper im Rissführungsbereich derart geschwächt wird, dass sich die Festkörperschicht von dem Festkörper ablöst oder eine Spannungserzeugungsschicht an einer zur umlaufenden Oberfläche geneigt ausgerichteten, insbesondere ebenen, Oberfläche des Festkörpers erzeugt oder angeordnet wird und durch ein thermisches Beaufschlagen der Spannungserzeugungsschicht mechanische Spannungen in dem Festkörper erzeugt werden, wobei durch die mechanischen Spannungen ein Riss zum Abtrennen einer Festkörperschicht entsteht, der sich ausgehend von der durch den Materialabtrag freigelegten Oberfläche des Festkörpers entlang der Modifikationen ausbreitet oder der Festkörper nach der Erzeugung der Modifikationen thermisch beaufschlagt, insbesondere abgekühlt, wird und sich infolge der thermischen Beaufschlagung die Festkörperschicht von dem Festkörper entlang des Rissführungsbereichs ablöst.

Die Einstellung des Strömungsverhaltens erfolgt gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch das Zuführen eines Fluids, insbesondere ionisierten Gases, in den Bereich des Strahlenverlaufs zwischen einem Objektiv und dem Festkörper oder die Einstellung des Strömungsverhaltens erfolgt durch Erzeugen eines Unterdrucks, insbesondere eines Vakuums, in dem Bereich des Strahlenverlaufs zwischen einem Objektiv und dem Festkörper.

Die vorliegende Erfindung kann sich ebenfalls auf ein Verfahren zum Erzeugen eines Ablösebereichs in einem Festkörper zum Ablösen eines Festkörperanteils, insbesondere einer Festkörperschicht, von dem Festkörper beziehen, wobei der abzulösende Festkörperanteil bevorzugt dünner ist als der um den Festkörperanteil reduzierte Festkörper. Bevorzugt umfasst dieses Verfahren bevorzugt mindestens die Schritte: Bereitstellen eines Festkörpers, wobei der Festkörper mindestens eine Beschichtung aufweist, deren Brechzahl zu der Brechzahl der Oberfläche des Festkörpers, an welcher die Beschichtung angeordnet ist, verschieden ist, oder wobei an dem Festkörper eine Beschichtung erzeugt wird, deren Brechzahl zu der Brechzahl der Oberfläche des Festkörpers, an welcher die Beschichtung angeordnet ist, verschieden ist, Erzeugen von Modifikationen im Inneren des Festkörpers mittels LASER-Strahlen einer Laserbeaufschlagungseinrichtung, wobei durch die Modifikationen ein Ablösebereich bzw. Rissführungsbereichs vorgegeben wird, entlang dem eine Abtrennung der Festkörperschicht von dem Festkörper erfolgt.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht bzw. Festkörperlage, insbesondere einer Festkörperscheibe, von einem Festkörper bzw. Spendersubstrat, mindestens umfassend die Schritte: Bereitstellen eines Festkörpers, wobei der Festkörper mindestens eine Beschichtung aufweist, deren Brechzahl zu der Brechzahl der Oberfläche des Festkörpers, an welcher die Beschichtung angeordnet ist, verschieden ist, oder wobei an dem Festkörper eine Beschichtung erzeugt wird, deren Brechzahl zu der Brechzahl der Oberfläche des Festkörpers, an welcher die Beschichtung angeordnet ist, verschieden ist, Erzeugen von Modifikationen im Inneren des Festkörpers mittels LASER-Strahlen einer Laserbeaufschlagungseinrichtung, wobei durch die Modifikationen ein Rissführungsbereichs vorgegeben wird, entlang dem eine Abtrennung der Festkörperschicht von dem Festkörper erfolgt.

Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper, wobei der Festkörper im Rissführungsbereich bevorzugt durch die Modifikationen derart geschwächt wird, dass sich die Festkörperschicht infolge des Materialabtrags von dem Festkörper ablöst oder nach dem Materialabtrag eine solche Anzahl an Modifikationen erzeugt wird, dass der Festkörper im Rissführungsbereich derart geschwächt wird, dass sich die Festkörperschicht von dem Festkörper ablöst oder eine Spannungserzeugungsschicht an einer zur umlaufenden Oberfläche geneigt ausgerichteten, insbesondere ebenen, Oberfläche des Festkörpers erzeugt oder angeordnet wird und durch ein thermisches Beaufschlagen der Spannungserzeugungsschicht mechanische Spannungen in dem Festkörper erzeugt werden, wobei durch die mechanischen Spannungen ein Riss zum Abtrennen einer Festkörperschicht entsteht, der sich ausgehend von der durch den Materialabtrag freigelegten Oberfläche des Festkörpers entlang der Modifikationen ausbreitet oder der Festkörper nach der Erzeugung der Modifikationen thermisch beaufschlagt, insbesondere abgekühlt, wird und sich infolge der thermischen Beaufschlagung die Festkörperschicht von dem Festkörper entlang des Rissführungsbereichs ablöst.

Die Beschichtung wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mittels Spin-Coating erzeugt wird oder erzeugt ist, wobei die Beschichtung Nanopartikel, insbesondere von mindestens einem Material ausgewählt aus der Liste zumindest bestehend aus Silizium, Siliziumcarbid, Titanoxid, Glas oder AI203, aufweist.

Mehrere Beschichtungen sind gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung übereinander angeordnet oder werden übereinander erzeugt, wobei deren Brechzahlen voneinander verschieden sind, bevorzugt weist eine erste Beschichtung, die an dem Festkörper angeordnet ist oder erzeugt wird eine größere Brechzahl auf als eine Zusatzbeschichtung, die an der ersten Beschichtung erzeugt wird.

Die Beschichtungen werden somit bevorzugt derart ausgewählt und erzeugt bzw. angeordnet, dass die Brechzahl der jeweiligen Schicht mit dem Abstand der jeweiligen Schicht zum Festkörper bevorzugt kleiner wird bzw. abnimmt. Somit ist bei einer Schichtung: 1. Festkörper, 2. erste Beschichtung, 3. zweite Beschickung, 4. dritte Beschichtung die Brechzahl des Festkörpers bevorzugt größer als die Brechzahl der ersten Beschichtung und die Brechzahl der ersten Beschichtung ist bevorzugt größer als die Brechzahl der zweiten Beschichtung und die Brechzahl der zweiten Beschichtung ist bevorzugt größer als die Brechzahl der dritten Beschichtung. Die Stufen zwischen den Brechzahlen können hierbei kontinuierlich oder diskontinuierlich verlaufen. Ferner können die unterschiedlichen Beschichtungen unterschiedliche Dicken aufweisen. Es ist hierbei jedoch denkbar, dass zwei oder drei oder mehrere der Beschichtungen die gleiche Dicke aufweisen. Bevorzugt weist eine Beschichtung jeweils eine Dicke im Bereich zwischen 50-400nm auf. Dies bedeutet, dass z.B. die erste Beschichtung eine Dicke (bzw. mittlere Dicke) von 100nm aufweisen kann. Die Dicken der zweiten Beschichtung und der dritten Beschichtung können damit im Wesentlichen übereinstimmen oder vollständig damit übereinstimmen, wobei zumindest eine der Beschichtungen und bevorzugt beide eine davon abweichende Dicke aufweisen. So kann die zweite Beschichtung z.B. eine Dicke (bzw. mittlere Dicke) von 150nm aufweisen. Weiterhin kann die dritte Beschichtung dicker oder dünner als die erste Beschichtung und/oder als die zweite Beschichtung sein, wie z.B. eine Dicke (bzw. mittlere Dicke) von 75nm, 1 10nm oder 300nm aufweisen.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Erzeugen eines Ablösebereichs in einem Festkörper zum Ablösen eines Festkörperanteils, insbesondere einer Festkörperschicht, von dem Festkörper, wobei der abzulösende Festkörperanteil bevorzugt dünner ist als der um den Festkörperanteil reduzierte Festkörper. Bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Verfahren mindestens die Schritte: Bereitstellen eines Festkörpers, Erzeugen von Modifikationen im Inneren des Festkörpers mittels LASER- Strahlen einer Laserbeaufschlagungseinrichtung, wobei durch die Modifikationen ein Rissführungsbereichs vorgegeben wird, entlang dem eine Abtrennung der Festkörperschicht von dem Festkörper erfolgt, wobei die Laserstrahlung im Brewster-Winkel oder mit einer Abweichung im Bereich von -5° bis +5° vom Brewster-Winkel auf den Festkörper einstrahlt. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht bzw. Festkörperlage, insbesondere einer Festkörperscheibe, von einem Festkörper bzw. Spendersubstrat. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst hierbei mindestens die Schritte: Bereitstellen eines Festkörpers, Erzeugen von Modifikationen im Inneren des Festkörpers mittels LASER-Strahlen einer Laserbeaufschlagungseinrichtung, wobei durch die Modifikationen ein Rissführungsbereichs vorgegeben wird, entlang dem eine Abtrennung der Festkörperschicht von dem Festkörper erfolgt, wobei die Laserstrahlung im Brewster-Winkel oder mit einer Abweichung im Bereich von -5° bis +5° vom Brewster-Winkel auf den Festkörper einstrahlt, Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper. Bevorzugt erfolgt das Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper entlang dem Rissführungsbereich, wobei der Festkörper im Rissführungsbereich durch die Modifikationen derart geschwächt wird, dass sich die Festkörperschicht infolge des Materialabtrags von dem Festkörper ablöst oder vor oder nach dem Materialabtrag eine solche Anzahl an Modifikationen erzeugt wird, dass der Festkörper im Rissführungsbereich derart geschwächt wird, dass sich die Festkörperschicht von dem Festkörper ablöst oder eine Spannungserzeugungsschicht an einer zur umlaufenden Oberfläche geneigt ausgerichteten, insbesondere ebenen, Oberfläche des Festkörpers erzeugt oder angeordnet wird und durch ein thermisches Beaufschlagen der Spannungserzeugungsschicht mechanische Spannungen in dem Festkörper erzeugt werden, wobei durch die mechanischen Spannungen ein Riss zum Abtrennen einer Festkörperschicht entsteht, der sich ausgehend von der durch den Materialabtrag freigelegten Oberfläche des Festkörpers entlang der Modifikationen ausbreitet oder der Festkörper nach der Erzeugung der Modifikationen thermisch beaufschlagt, insbesondere abgekühlt, wird und sich infolge der thermischen Beaufschlagung die Festkörperschicht von dem Festkörper entlang des Rissführungsbereichs ablöst.

Die Laserstrahlung ist hierbei und bevorzugt in allen hierin beschriebenen Ausführungsformen bevorzugt polarisierte Strahlung.

Eine Kompensationseinrichtung, insbesondere ein optisches Element, wie ein diffraktives optisches Element oder ein durchlaufender Keil, zur Kompensation einer sich aus der Brewsterwinkeleinstrahlung ergebenden sphärischen Aberration wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der Laserbeaufschlagungseinrichtung bereitgestellt.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht von einem Festkörper, wobei durch die Modifikationen ein Rissführungsbereich zum Führen eines Risses zum Abtrennen eines Festkörperanteils, insbesondere einer Festkörperschicht, von dem Festkörper vorgegeben wird. Bevorzugt weist das Verfahren mindestens einzelne oder mehrere oder alle der nachfolgend genannten Schritte auf: Bewegen des Festkörpers relativ zu einer Laserbeaufschlagungseinrichtung, nacheinander Erzeugen von Laserstrahlen mittels der Laserbeaufschlagungseinrichtung zum Erzeugen von jeweils mindestens einer Modifikation, Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Festkörper im Rissführungsbereich durch die Modifikationen derart geschwächt, dass sich die Festkörperschicht infolge des Materialabtrags von dem Festkörper ablöst oder nach dem Materialabtrag wird eine solche Anzahl an Modifikationen erzeugt, dass der Festkörper im Rissführungsbereich derart geschwächt wird, dass sich die Festkörperschicht von dem Festkörper ablöst oder eine Spannungserzeugungsschicht an einer zur umlaufenden Oberfläche geneigt ausgerichteten, insbesondere ebenen, Oberfläche des Festkörpers erzeugt oder angeordnet wird und durch ein thermisches Beaufschlagen der Spannungserzeugungsschicht mechanische Spannungen in dem Festkörper erzeugt werden, wobei durch die mechanischen Spannungen ein Riss zum Abtrennen einer Festkörperschicht entsteht, der sich ausgehend von der durch den Materialabtrag freigelegten Oberfläche des Festkörpers entlang der Modifikationen ausbreitet oder der Festkörper nach der Erzeugung der Modifikationen thermisch beaufschlagt, insbesondere abgekühlt, wird und sich infolge der thermischen Beaufschlagung die Festkörperschicht von dem Festkörper entlang des Rissführungsbereichs ablöst.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Laserbeaufschlagungseinrichtung zur definierten Modifikationserzeugung in Abhängigkeit von zumindest einem Parameter, insbesondere der Transmission des Festkörpers, an definierten Stellen und für eine definierte Festkörpertiefe eingestellt und/oder die Modifikationen bewirken einen Druckanstieg im Festkörper, wobei die Festkörperschicht infolge des Druckanstiegs entlang des Rissführungsbereichs durch eine Rissausbreitung vom Festkörper abgetrennt wird, wobei bevorzugt zumindest ein Anteil der Modifikationen als Bestandteil der Festkörperschicht von dem Festkörper abgetrennt wird und wobei die Festkörperschicht bevorzugt aufgrund der Modifikationen in eine gebogene oder gewölbte Form überführt wird, wobei der sich aus dem Rissführungsbereich ergebende weitere Oberflächenanteil der Festkörperschicht somit zumindest abschnittsweise und bevorzugt zumindest im Profil bevorzugt konvex geformt ist und/ oder der Festkörper mindestens eine Beschichtung aufweist, deren Brechzahl zu der Brechzahl der Oberfläche des Festkörpers, an welcher die Beschichtung angeordnet ist, verschieden ist, oder wobei an dem Festkörper eine Beschichtung erzeugt wird, deren Brechzahl zu der Brechzahl der Oberfläche des Festkörpers, an welcher die Beschichtung angeordnet ist, verschieden ist, und/oder wobei die Laserstrahlung im Brewster-Winkel oder mit einer Abweichung im Bereich von -5° bis +5° vom Brewster-Winkel auf den Festkörper einstrahlt, zusätzlich oder alternativ ist hierbei denkbar, dass das Verfahren einen oder mehrere der nachfolgend genannten Schritte umfasst: Abtragen von Material des Festkörpers, insbesondere zum Erzeugen einer umlaufenden Vertiefung, wobei der Materialabtrag in Längsrichtung des Festkörpers erfolgt, wobei durch den Materialabtrag der Rissführungsbereich freigelegt wird, und/oder Einstellen eines Strömungsverhaltens eines sich zwischen dem Festkörper und der Laserbeaufschlagungseinrichtung, insbesondere im Bereich des Strahlungsverlaufs, befindlichen Gases, insbesondere Luft, zur Verhinderung von Staubansammlungen im Bereich des Laserstrahlung.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das erfindungsgemäße Verfahren den Schritt des Erzeugens einer Kompositstruktur durch Anordnen oder Erzeugen von Schichten und/oder Bauteilen an oder oberhalb einer zunächst freiliegenden Oberfläche des Festkörpers, wobei die freiliegende Oberfläche Bestandteil der abzutrennenden Festkörperschicht ist.

Die Modifikationen zum Ausbilden der Ablöseebene werden besonders bevorzugt vor der Erzeugung der Kompositstruktur erzeugt.

Somit erfolgt erfindungsgemäß vor dem Prozessieren der Bauelemente die Erzeugung einer Lasermodifizierungsschicht in dem Festkörper bzw. Substrat, die die spätere Dünnebene bzw. die Ablöseebene definiert. Danach finden die weiteren Prozesse zum Aufbauen bzw. Erzeugen von Schichten und/oder zur Bauteilherstellung statt (Lithographie, etc.),

Die zusammen mit der Festkörperschicht die Kompositstruktur ausbildenden Schichten und/oder Bauteile werden bevorzugt mittels Lithographie, insbesondere Beschichten mit z.B. Metallverbindungen, Belacken, optischer Belichtung (z.B. Scannen durch eine Photomaske), Entwickeln des Photolacks (insbesondere bei niedrigen Temperaturen, wie Temperaturen unter 70°C, insbesondere unter 50°C oder unter 30°C oder unter Umgebungstemperatur oder unter 20°C oder unter 5°C oder unter 0°C), Ätzen von Strukturen, bewirkt. Zum

Erzeugen einer Schaltung, insbesondere einer fertigen Schaltung, können einzelne oder mehrere oder alle dieser Prozesse, insbesondere Lithografieprozesse, mehrfach insbesondere mehr als 10 mal oder bis zu 10 mal oder mehr als 20 mal oder bis zu 20 mal oder mehr als 40 mal oder bis zu 40 mal oder mehr als 80 mal oder bis zu 80 mal wiederholt werden.

Der nach dem Abtrennen der Festkörperschicht verbleibende Festkörper weist bevorzugt eine Dicke auf, die größer, insbesondere um ein Vielfaches größer, ist als die Dicke der abgetrennten Festkörperschicht. Das Festkörpermaterial ist bevorzugt ein Halbleitermaterial oder weist ein Halbleitermaterial auf.

Es ist hierbei zu verstehen, dass„an oder über" einer Oberfläche der abzutrennenden Festkörperschicht auch derart verstanden werden kann, dass im Fall eines der

Laserbehandlung zur Erzeugung der Modifikationen vorgelagerten Hochtemperaturschrittes eine Beschichtung der durch das Hochtemperaturverfahren erzeugten Oberfläche erfolgen kann, an der dann die weitere Schicht bzw. weiteren Schichten und/oder Bauteile zum Erzeugen der Kompositstruktur angeordnet oder erzeugt werden. Die Kompositstruktur wird definitionsgemäß erst nach der Laserbehandlung erzeugt, ein eventuell vor der

Laserbehandlung vorliegende mehrschichtige Anordnung wird im Rahmen dieser

Patentanmeldung nicht als Kompositstruktur benannt, sondern als mehrschichtige

Anordnung.

Dünnen bedeutet hierbei die Reduzierung der Dicke des Festkörpers, der bevorzugt ein Wafer ist, um den Materialanteil, der bei gewöhnlichen Herstellverfahren von mit Bauteilen versehenen Festkörpern, insbesondere Wafern, abgefräst oder wegpoliert werden würde.

Der Festkörper wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vor der Erzeugung der Ablöseebene mit mindestens einem Hochtemperaturverfahren behandelt, wobei das Hochtemperaturverfahren mit einer Temperatur zwischen 70°C und der Schmelztemperatur oder Verdampfungstemperatur des Materials des Festkörpers ausgeführt wird.

Somit stellt die Durchführung des Laserschritts an einem teilprozessierten Wafer eine weitere Möglichkeit dar, dies wird erfindungsgemäß besonders bevorzugt nach den Hochtemperaturschritten, aber vor den übrigen Prozessen durchgeführt. Diese Lösung ist vorteilhaft, da noch nicht alle Strukturen ausgebildet sind, die durch das Laserverfahren geschädigt werden können.

Hierbei können Parameter des Laserverfahrens derart optimiert werden, dass der Stress im Festkörper möglichst minimiert wird, z.B. durch schonendes mehrfaches Beaufschlagen des Festkörpers, durch größere Linienabstände und kleiner werdende Energien bei jeder Überfahrt.

Der Laserprozess wird bevorzugt in Abhängigkeit der kristallographischen Orientierung des Substrats durchgeführt, d.h. die Lasermodifikation wird besonders bevorzugt möglichst so geführt, dass im Zuge der Behandlung entstehende Mikrorisse weder die Lithographie behindern noch überkritisch aus der Modifikationsebene herauslaufen und zum Substratverlust nach dem Auslösen des Abtrennrisses führen können. Hierbei können z.B. in SiC erste Linien parallel zum Fiat und parallel zur bevorzugten Rissrichtung geführt werden, um eine Rissebene zu definieren, bevor in einem zweiten Schritt Linien in 90° Richtung dazu die Risse final auslösen und die Trennebene definieren.

Die Durchführung der Hochtemperaturschritte vor der Erzeugung der Ablöseebene ist höchst vorteilhaft, da eine deutliche Erhöhung der Temperatur über 70 °C mit einer erhöhten Mobilität von Dotieratomen, Atomen metallischer Verschmutzungen und Versetzungen oder anderen Kristallbaufehlern einhergeht. Wäre nun die Ablöseebene vor dem Hochtemperaturschritt erzeugt worden oder teilweise erzeugt worden, dann könnten z.B. dadurch entstandene Mikrorisse sich weiter in den Festkörper oder in die abzutrennende Festkörperschicht hinein erstrecken bzw. hineinwachsen, wodurch mehr Material abgetragen werden müsste und somit größere Verluste auftreten würden.

Das mindestens eine Hochtemperaturverfahren ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Epitaxieverfahren, ein Dotierverfahren oder ein Verfahren, in dem Plasma eingesetzt wird. Als Hochtemperaturverfahren werden alle Verfahren, insbesondere materialablagernde Verfahren, verstanden, die bei einer Temperatur oberhalb von 70°C ausgeführt werden. Die auftretende Temperatur ist bevorzugt kleiner als 2000°C oder kleiner als die Schmelz- oder Verdampfungstemperatur des Festkörpermaterials. Durch das Hochtemperaturverfahren wird bevorzugt eine mehrschichtige Anordnung aus Festkörpermaterial und der einen oder mindestens einen erzeugten bzw. angeordneten Schicht geschaffen.

Durch das Hochtemperaturverfahren wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mindestens eine Schicht auf dem Festkörper erzeugt, wobei die mindestens eine erzeugte Schicht vordefinierte Parameter aufweist, wobei zumindest ein vordefinierter Parameter einen maximalen Grad an Brechung und/oder Absorption und/oder Reflexion und/oder Ladungsträgergeneration durch Photoeffekt von Laserlichtwellen vorgibt, wobei der Grad an Brechung und/oder Absorption und/oder Reflexion und/oder Ladungsträgergeneration durch Photoeffekt unter 5% und bevorzugt unter 1 % und besonders bevorzugt unter 0,1 % liegt. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da Wechselwirkungen aller metallischen Elemente der Schaltung mit Laserlicht unterbunden werden. Infolge von Wechselwirkungen zwischen einer Metallschicht oder metallischen Bauteilen und Laserlicht bzw. Laserstrahlung kann die Metallschicht und/oder die Bauteile, insbesondere elektrische Leitungsverbindungen, beschädigt werden.

Ferner wird durch diese Ausführungsform das weitere Problem gelöst, dass beim Einbringen der Laserebene, wenn bereits metallische Strukturen oder Bauteile (z.B. größer 20nm Längsausdehnung bzw. Erstreckung in Lasereindringrichtung) auf dem Substrat angeordnet oder erzeugt sind, wobei der Laserprozess entweder durch Rückreflexe an den Strukturen oder durch die Strukturen selbst gestört wird, da z.B. die Transmission nicht ideal ist. Da bevorzugt zum Erzeugen der Materialmodifikationen ein Multiphotonenprozess genutzt wird, muss der Fokus im Material bevorzugt sehr genau, insbesondere ideal, sein um die benötigten hohen Intensitäten bei gleichzeitig möglichst ungestörten Wellenfronten zu ermöglichen. Somit spricht auch dieser Vorteil für eine Laserbehandlung vor der Prozessierung bzw. Erzeugung der finalen Strukturen, insbesondere Schichten und/oder Bauteile.

Die Modifikationen werden gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bevorzugt mittels einer Mehrphotonenanregung, insbesondere einer Zweiphotonenanregung oder einer Multiphotonenanregung (mit mehr als zwei Photonen), erzeugt.

Bevorzugt wird zunächst eine Vielzahl an Basis-Modifikationen auf einer zumindest abschnittsweise homogen verlaufenden, insbesondere gekrümmten, Linie, insbesondere in dem homogen verlaufenden Abschnitt, erzeugt. Diese Basis-Modifikationen werden bevorzugt mit bzw. in Abhängigkeit von vordefinierten Prozessparametern erzeugt. Die vordefinierten Prozessparameter umfassen bevorzugt zumindest die Pulsdauer, Pulsenergie, Pulsabstand innerhalb einer Linie, Abstand der Linien zueinander, Tiefe und/oder numerische Apertur. Bevorzugt wird zumindest ein Wert dieser Prozessparameter und bevorzugt mehrere Werte oder alle Werte dieser Prozessparameter oder mehr als zwei Werte dieser Prozessparameter in Abhängigkeit von der Kristallgitterstabilität des Festkörpers festgelegt. Der Wert so ist dabei besonders bevorzugt so gewählt, dass das Kristallgitter um die jeweiligen Basis-Modifikationen herum intakt bleibt, d.h. bevorzugt weniger als 20μηη oder weniger als 10μηι oder weniger als 5μιη oder weniger als ^" Ιμιη einreist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden Auslösemodifikation zum Auslösen von unterkritischen Rissen erzeugt, wobei zumindest ein Prozessparameter zum Erzeugen der Auslösemodifikationen von zumindest einem Prozessparameter zum Erzeugten der Basis-Modifikationen verschieden ist, bevorzugt sind mehrere Prozessparameter voneinander verschieden. Zusätzlich oder alternativ können die Auslösemodifikationen in einer Richtung erzeugt werden, die zur Verlaufsrichtung der Linie, entlang der die Basis-Modifikationen erzeugt werden, geneigt oder beabstandet ist, wobei sich die unterkritischen Risse bevorzugt weniger als 5mm, insbesondere weniger als 4mm oder weniger als 3mm oder weniger als 2mm oder weniger als 1 mm oder weniger als 0,5mm, ausbreiten. Eine geneigte Ausrichtung kann hierbei z.B. einem Winkel zwischen 5° und 90° entsprechen, bevorzugt einem Winkel zwischen 85° und 90° und besonders bevorzugt einen Winkel von 90°.

Es handelt sich um einen Schwellprozess, der ausgelöst wird, wenn eine kritische Intensität (also Leistung/Fläche) überschritten wird. Das heißt, kurze Pulse brauchen weniger Energie/Puls, höhere numerische Apertur konzentriert die Energie auf einen kleineren Punkt, braucht also auch niedrigere Energie um die Schwellintensität zu erreichen.

Eine größere Tiefe bedeutet meist Absorptionsverluste, weswegen die Energie dahingehend wieder angepasst werden muss, Beispiel SiC: NA=0.4, 180μιη Tiefe, 3ns Pulslänge, Pulsenergie ca. 7μό, bei 350μιη Tiefe eher 9 yJ.

Generell brauchen härtere Materialien (Saphir, Aluminiumoxidkeramik, SiC, GaN) in den Linien größeren Pulsüberlapp, also kleinere Pulsabstände (<=1μηη), dafür werden die Linienabstände tendenziell größer gewählt (z.B. >5μιτι), während weichere Materialien wie GaAs und Si eher größere Pulsabstände (>1μιτι) und dafür kleinere Linienabstände (<5μιη) benötigen.

Beispielmuster SiC - mit fs-Pulsen: Pulsenergie ca. 800nJ, Pulsabstand 50nm und größer, bis 200nm, Linienmuster wie folgt: 30 Linien mit 1μητι Abstand, dann 20μιτι Lücke, dann wieder 30 Linien, dann 96μπι Lücke und dann von vorn, gekreuzt mit 30 Linien, 20μπι Lücke und 30 Linien (immer mit 1μιη Abstand zwischen den Linien), dann 300μιη Lücke und dann wieder 30/20/30-er Linienblock. Tiefe 180μιη, Dotiergrad des SiC (durch Flächenwiderstand charakterisiert >21 mOhm cm), Pulslänge 400fs, numerische Apertur 0.65.

Das Festkörpermaterial ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform Silizium, wobei die Numerische Apertur zwischen 0,5 und 0,8, insbesondere bei 0,65, liegt, die Einstrahltiefe zwischen 200μιη und 400μιη, insbesondere bei 300μιη, liegt der Pulsabstand zwischen 1μηι und 5μηη, insbesondere bei 2μιη, liegt, der Linienabstand zwischen 1μηη und 5μιτι, insbesondere bei 2 μιτι, liegt, die Pulsdauer zwischen 50ns und 400ns, insbesondere bei 300ns, liegt und die Pulsenergie zwischen 5μϋ und 15μϋ, insbesondere bei 10μϋ, liegt.

Das Festkörpermaterial ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform SiC, wobei die Numerische Apertur zwischen 0,5 und 0,8, insbesondere bei 0,4, liegt, die Einstrahltiefe zwischen Ι ΟΟμιτι und 300μηι, insbesondere bei ^" Ι δθμηη, liegt der Pulsabstand zwischen Ο, ΙμπΊ und 3μιη, insbesondere bei 1μπΊ, liegt, der Linienabstand zwischen 20μιη und Ι ΟΟμιτι, insbesondere bei 75 μιη, liegt, die Pulsdauer zwischen 1 ns und 10ns, insbesondere bei 3ns, liegt und die Pulsenergie zwischen 3μϋ und 15μϋ, insbesondere bei 7μJ, liegt.

Beispielmuster Aluminiumoxidkeramik: Pulsabstand 500nm, Linienabstand Ι Ομηπ, Pulsdauer 3ns, Pulsenergie 22μ , NA=0.4

Beispielmuster Saphir: 3fach geschriebene Linien in 0°, 45°, 90° zum Fiat, jeweils mit 1 ,5μηι Linienabstand, Pulsabstand 300nm, Pulsenergie im ersten Durchgang 350nJ, im zweiten Durchgang 300nJ und im dritten Durchgang 250nJ, bei einer NA von 0.65 und einer Pulsdauer von 250fs.

Generell nimmt die Oberflächenrauhigkeit mit kürzeren Pulsen ab, mit Femtosekundenpulsen kann man bessere Oberflächen erzeugen (Rauheiten unter 3μιτι) als mit Nanosekundenpulsen (eher über 3μπι), dafür ist der Prozess teurer und dauert länger. Pikosekundenpulse stellen einen Mittelweg dar. Der Vorteil bei kürzeren Pulsen ist, dass die Phasenumwandlung athermischer erfolgt, also Kopplung zwischen Laserpuls und Kristallgitter erfolgt, damit weniger Schwingungen (Phononen) angeregt werden - der Prozess also insgesamt kälter abläuft. Dafür müssen größere Bereiche amorphisiert (Phasenumwandlung) werden, damit die kritische Spannung aufgebaut wird, die die Risse auslöst.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung breiten sich die unterkritischen Risse zwischen 5μηι und 200μη"ΐ, insbesondere zwischen 10μιη und Ι ΟΟμπι oder zwischen 10μηη und 50μηη oder zwischen 10μιη und 30μηι oder zwischen 20μιη und 100μηη oder zwischen 20μηη und 50μιη oder zwischen 20μιη und 30μιη, im Festkörper aus. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da eine kleinere Rissausbreitung geringere Nachbearbeitungsaufwendung erfordert. Die unterkritischen Risse breiten sich entlang der Kristallgittergrenzen aus, da das Kristallgitter des Festkörpers jedoch bevorzugt gegenüber der Ablöseebene, insbesondere in einem Winkel zwischen 2°und 6°, geneigt ist, resultiert eine im Profil sägezahnförmige Oberfläche. Je weiter die Risse laufen, desto größer ist der Abstand zwischen den Tälern und Spitzen dieser sägezahnförmigen Oberfläche, wodurch auch umso mehr Material entfernt werden muss, wenn eine Oberflächenrauheit von weniger als 80nm oder von weniger als 50nm oder zwischen 20nm und 50nm erzeugt werden soll. Die Rissausbreitung der unterkritischen Risse verläuft somit gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gegenüber der Einstrahlrichtung der Laserstrahlen in einer von einem Winkel von 90° abweichenden geneigten Richtung, insbesondere ist die Rissausbreitungsrichtung bevorzugt zwischen 93° und 95°, insbesondere genau 94°, gegenüber der Einstrahlrichtung geneigt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung reißen die Abschnitte zwischen den Bereichen mehrerer Linien, in denen sich die unterkritischen Risse ausgebreitet haben, infolge der Spannungen bzw. der Einleitung der äußeren Kraft, die z.B. durch den Glasübergang oder die Ultraschallbehandlung erzeugt werden, ein. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da aufgrund der zuvor bewirkten Vorschädigungen im Inneren des Festkörpers, insbesondere aufgrund der unterkritischen Risse, die erforderlichen Spannungen deutlich geringer sein können. Ferner wird der Riss sehr präzise geführt.

Die Aufnahmeschicht wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung an einer Oberfläche des Festkörpers angeordnet oder daran erzeugt, die gegenüber der Oberfläche des Festkörpers liegt, an der die Schichten und/oder Bauteile zum Ausbilden der Kompositstruktur angeordnet sind.

Bevorzugt werden die Modifikationen jeweils mit Laserpulsen erzeugt, die kurzer sind als 3ns, insbesondere kürzer als 2ns oder 1 ns sind. Besonders bevorzugt liegt die zeitliche Dauer der einzelnen Laserpulse zwischen 50ps und 1500ps oder zwischen 50ps und 1200ps oder zwischen 50ps und 1000ps, insbesondere zwischen 50ps und 900ps oder zwischen 50ps und 700ps oder zwischen 50ps und 500ps oder zwischen 50ps und 300ps oder zwischen 300ps und 900ps oder zwischen 500ps und 900ps oder zwischen 700ps und 900ps oder zwischen 300ps und 500ps oder zwischen 500ps und 700ps oder zwischen 300ps und 700ps oder kürzer als 900ps oder kürzer als 700ps oder kürzer als 500ps oder kürzer als 300ps oder kürzer als 100ps oder kürzer als 50ps.

Die Verwendung der Wörter„im Wesentlichen" definiert bevorzugt in allen Fällen, in denen diese Wörter im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden eine Abweichung im Bereich von 1 %-30%, insbesondere von 1 %-20%, insbesondere von 1 %-10%, insbesondere von 1 %-5%, insbesondere von 1 %-2%, von der Festlegung, die ohne die Verwendung dieser Wörter gegeben wäre. Einzelne oder alle Darstellungen der im Nachfolgenden beschriebenen Figuren sind bevorzugt als Konstruktionszeichnungen anzusehen, d.h. die sich aus der bzw. den Figuren ergebenden Abmessungen, Proportionen, Funktionszusammenhänge und/oder Anordnungen entsprechen bevorzugt genau oder bevorzugt im Wesentlichen denen der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Produkts. Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung anliegender Zeichnungen erläutert, in welchen beispielhaft erfindungsgemäße Vorrichtungen dargestellt sind. Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Verfahren, welche in den Figuren wenigsten im Wesentlichen hinsichtlich ihrer Funktion übereinstimmen, können hierbei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sein, wobei diese Bauteile bzw. Elemente nicht in allen Figuren beziffert oder erläutert sein müssen. Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben.

Darin zeigt beispielhaft:

Fig. 1 schematisch den Ausgleich von Materialeigenschaften durch Anpassung der

Laserbeaufschlagung in Abhängigkeit von lokalen Eigenschaftsunterschieden des Materials;

Fig. 2a schematisch die Erzeugung einer Modifikation, die ausreicht um einen Riss zu führen;

Fig. 2b schematisch die Erzeugung einer Modifikation, die gegenüber der Modifikation aus Fig. 2a eine deutlich stärkere Ausdehnung in Längsrichtung des Festkörpers aufweist und nach der Abspaltung der Festkörperschicht dazu führt, dass sich die Festkörperschicht wölbt bzw. biegt;

Fig. 3 schematisch das Erzeugen eines Grabens in einem Festkörper, wobei der

Graben zur äußeren umlaufenden Oberfläche des Festkörpers bevorzugt beabstandet ist;

Fig. 4a schematisch eine Anordnung, in der sich Partikel, wie z.B. Staub, in dem

Verlauf der Laserstrahlung ansammeln, insbesondere im Kreuzungspunkt der reflektierten Strahlen;

Fig. 4b schematisch eine Anordnung, in der eine Spülung, insbesondere mittels Gas, wie z.B. ionisiertes Gas, vorgesehen ist, die Partikel aus dem Kreuzungspunkt der reflektierten Strahlen entfernt; Fig. 5 schematisch eine Anordnung, gemäß der eine oder mehrere Beschichtung/en auf dem Festkörper angeordnet sind, wobei die Beschichtung/en bevorzugt mindestens eine andere optische Eigenschaft aufweist bzw. aufweisen als der Festkörper;

Fig. 6a schematisch die Einstrahlung von Laserstrahlen im Brewster-Winkel;

Fig. 6b Verläufe zum Verdeutlichen des Zusammenhangs zwischen Einstrahlwinkel und Reflexion;

Fig. 7-18 jeweils Beispiele für die Berechnung des optimalen Einstrahlwinkels für ein

1/e2 Gauss-Profil und verschiedene numerische Aperturen unter Berücksichtigung der Brechzahlabhängigkeit der Oberflächenreflexion;

Fig. 19a schematisch den Verlauf des Cold-Split-Verfahrens;

Fig. 19b schematisch den Verlauf des Laser-Assisted-Spalling-Verfahrens;

Fig. 19c ein Foto einer gemäß dem Verfahren 19a freigelegten Oberfläche einer

Festkörperschicht;

Fig. 19d ein Foto einer gemäß dem Verfahren 19b freigelegten Oberfläche einer

Festkörperschicht;

Fig. 20a-f RE -Aufnahmen von Oberflächen;

Fig. 21 a eine mikroskopische Aufnahme einer Oberfläche nach dem Spalling;

Fig. 21 b Raman-Spektren von drei verschiedenen Stellen in 6H-Siliziumkarbid;

Fig. 22 ein Beispiel für ein Laserstrahlprofil; und

Fig. 23a schematisch ein Beispiel für die sich infolge einer ersten Anzahl an

Modifikationen und/oder Modifikationslagen ergebende Biegung der erzeugten Festkörperschicht; und

Fig. 23b schematisch ein weiteres Beispiel für die sich infolge einer zweiten Anzahl an

Modifikationen und/oder Modifikationslagen ergebende Biegung der erzeugten Festkörperschicht, wobei die zweite Anzahl größer ist als die erste Anzahl und

Fig. 24a einen schematischen Aufbau eines Raman-Instruments, wie es bevorzugt erfindungsgemäß verwendet wird, insbesondere wie es bevorzugt Bestandteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist;

Fig. 24b verschiedene exemplarische Schwingungszustände der Gitterschwingungen von SiC, Fig. 25a und 25b zwei Schaubilder, welche Dotierkonzentrationen in einem Festkörper darstellen;

Fig. 26a einen erfindungsgemäßen Feedforwardprozess und Fig. 26b einen erfindungsgemäßen Feedbackprozess.

In Fig. 1 ist schematisch ein Aufbau zum Ausführen eines Verfahrens zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht 14 von einem Festkörper 1 gezeigt. Durch die Modifikationen 2 ein Rissführungsbereich 4 zum Führen eines Risses zum Abtrennen eines Festkörperanteils 14, insbesondere einer Festkörperschicht, von dem Festkörper 1 vorgegeben wird. Dadurch, dass die Laserstrahlen 10, 1 1 an verschiedenen Orten des Festkörpers 1 dargestellt sind, ist ersichtlich, dass der Festkörper 1 relativ zu einer Laserbeaufschlagungseinrichtung 8 bewegt wird. Die gezeigten Laserstrahlen 10 und 1 1 stellen somit Situationen zu unterschiedlichen Zeitpunkten dar. Grundsätzlich erfolgt die Erzeugen von Laserstrahlen 10 mittels der Laserbeaufschlagungseinrichtung 8 zum Erzeugen von jeweils mindestens einer Modifikation 2, wobei die Laserbeaufschlagungseinrichtung 8 zur definierten Modifikationserzeugung in Abhängigkeit von zumindest einem Parameter nämlich der Transmission des Festkörpers 1 an definierten Stellen und für eine definierte Festkörpertiefe eingestellt wird. In der Darstellung gemäß Fig. 1 repräsentieren die Laserstrahlen 10, 1 1 somit Laserstrahlen mit unterschiedlichen Eigenschaften bzw. mit mindestens einer unterschiedlichen Eigenschaft. Die von Laserstrahl 10 zu Laserstrahl 1 1 veränderte Eigenschaft trägt den veränderten Materialeigenschaften in dem jeweiligen beaufschlagten Bereich des Festkörpers 1 Rechnung. Der Laserstrahl 1 1 beaufschlagt in dem gezeigten Fall z.B. einen Bereich des Festkörpers 1 , der eine veränderte Transmission aufweist, die z.B. aus einem Dotierfleck resultieren kann.

Bevorzugt erfolgt nach der Erzeugung der Modifikationen 2 das Abtrennen der Festkörperschicht 14 von dem Festkörper 1 gemäß der Darstellung von Fig. 19b.

Fig. 2a zeigt eine Situation, in der Modifikationen 2 mit einer ersten Ausdehnung in

Längsrichtung L des Festkörpers 1 erzeugt werden. Die Längsrichtung L erstreckt sich hierbei bevorzugt orthogonal oder im Wesentlichen orthogonal zur Einstrahloberfläche 17 des Festkörpers 1 , wobei die Einstrahloberfläche 17 des Festkörpers 1 nach dem Abtrennen der Festkörperschicht 14 Bestandteil der Festkörperschicht 14 ist. Dies trifft besonders bevorzugt für alle in dieser Schrift beschriebenen Ausführungsformen zu. Die gemäß Fig. 2a erzeugten Modifikationen 2 sind zum Führen eines Risses zum Abtrennen der Festkörperschicht 14 ausreichend.

Fig. 2b zeigt eine Ausführungsform, gemäß der die erzeugten Modifikationen 2 eine gegenüber Fig. 2a größere Ausdehnung in Längsrichtung L aufweisen. Zusätzlich oder alternativ können mehrere, insbesondere zwei oder drei oder mehr als zwei oder drei, Schichten an Modifikationen 2 zumindest abschnittsweise erzeugt werden.

Dies ist vorteilhaft, da durch eine größer als nötige Ausdehnung der Laserschicht in Strahlrichtung (Tiefe bzw. Festkörperlänge) der Stress, den die Laserschicht im unmodifizierten Material erzeugt, erhöht werden kann. Somit kann bevorzugt mehr Material eine Phasenumwandlung durchmachen oder amorphisiert oder anderweitig modifiziert werden - als für den Polymersplit nötig (vgl. Fig. 19b). Dieser erhöhte Stress dient dazu, den Spontansplit des Materials (ohne Polymer) zu befördern. Die Laserparameter bzw. Laserstrahlparameter bzw. Parameter, mit denen die Laserbeaufschlagungseinrichtung konfiguriert wird - für den Spontansplit und den Polymerprozess - können sich dadurch erheblich unterscheiden, z.B. in benötigter numerischer Apertur und/oder Pulslänge und/oder Pulsenergie. Eine größere Ausdehnung der Laserschicht führt dabei zu einem höheren Druck im Festkörper, wodurch die Spontansplitwahrscheinlichkeit erhöht wird. Ferner ist diese Ausführungsform vorteilhaft, da eine Festkörperschicht 14 als gebogene bzw. gekrümmte Festkörperschicht 14 erzeugt werden kann. Somit lässt sich dieses Verfahren bevorzugt auch zum Erzeugen von mindestens einer zumindest abschnittsweise gewölbten oder gebogenen Festkörperschicht 14 verwenden. Zur Erzeugung einer gekrümmten oder gebogenen Festkörperschicht (bzw. gebogener oder gekrümmter Wafer) umfasst das Verfahren hierbei bevorzugt mindestens die Schritte: Bewegen des Festkörpers 1 relativ zu einer Laserbeaufschlagungseinrichtung 8, nacheinander Erzeugen von Laserstrahlen 10 mittels der Laserbeaufschlagungseinrichtung 8 zum Erzeugen von jeweils mindestens einer Modifikation 2 im Inneren des Festkörpers, wobei durch die Modifikationen 2 ein Rissführungsbereich 4 zum Führen eines Risses zum Abtrennen eines Festkörperanteils 6, insbesondere einer Festkörperschicht, von dem Festkörper 1 vorgegeben wird, wobei die Modifikationen einen Druckanstieg im Festkörper bewirken, wobei die Festkörperschicht 14 infolge des Druckanstiegs entlang des Rissführungsbereichs 4 durch eine Rissausbreitung vom Festkörper 1 abgetrennt wird, wobei zumindest ein Anteil der Modifikationen 2 als Bestandteil der Festkörperschicht 14 von dem Festkörper 1 abgetrennt wird, wobei die Festkörperschicht 14 aufgrund der Modifikationen 2 in eine gebogene oder gewölbte Form überführt wird, wobei der sich aus dem Rissführungsbereich 4 ergebende weitere Oberflächenanteil 16 der Festkörperschicht somit zumindest abschnittsweise konvex geformt ist.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung, gemäß der bevorzugt nach der Erzeugung einer Rissführungsbereichs 4 im Festkörper 1 zumindest abschnittsweise und bevorzugt umlaufend ein Graben 26 ausgehend von der Einstrahloberfläche 17 in Längsrichtung L des Festkörpers 1 erzeugt wird. Nach der Erzeugung des Grabens 26 kann die Festkörperschicht 14 durch die Erzeugung weiterer Modifikationen 2 mittels Laserstrahlen 10, die bevorzugt ebenfalls über die Einstrahloberfläche 17 eingebracht werden, vom Festkörper abgetrennt werden. Alternativ wird bevorzugt eine Spannungserzeugungsschicht 18 zumindest auf dem vom Graben 26 umschlossenen bzw. umgebenen oder begrenzten Bereich, insbesondere auf der Oberfläche der späteren Festkörperschicht 14, angeordnet oder erzeugt.

Die Spannungserzeugungsschicht besteht bevorzugt aus einem Polymermaterial, insbesondere PDMS, und wird in einem weiteren Schritt bevorzugt zumindest abschnittsweise und besonders bevorzugt vollständig thermisch beaufschlagt, insbesondere abgekühlt, insbesondere unterhalb ihre Glasübergangstemperatur abgekühlt. Dies trifft bevorzugt für alle hierin beschriebenen Ausführungsformen zu, in denen eine Spannungserzeugungsschicht verwendet bzw. eingesetzt wird.

Infolge der Spannungserzeugung trennt ein Riss die Festkörperschicht 14 von dem verbleibenden Festkörper 1 ab.

Bevorzugt erfolgt in einem weiteren Schritt eine Oberflächenbehandlung des Festkörpers 1. Es wird bevorzugt der sich zwischen dem Graben 26 und der umlaufenden Oberfläche ergebende Rahmen 28 und/oder die durch das Abtrennen der Festkörperschicht 14 freigelegte Oberfläche des Festkörpers 1 geglättet, insbesondere abgeschliffen, geläppt, poliert oder geätzt. Bevorzugt werden der Rahmen 28 und die freigelegte Oberfläche derart, insbesondere spanend, behandelt, dass ihre Oberflächen in derselben Ebene liegen. Es wird somit erfindungsgemäß ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht bzw. Festkörperlage, insbesondere einer Festkörperscheibe, 14 von einem Festkörper bzw. Spendersubstrat 1 bereitgestellt, dass bevorzugt mindestens die nachfolgend genannten Schritte umfast: Bereitstellen eines Festkörpers 1 , Erzeugen von Modifikationen 2 im Inneren des Festkörpers 1 mittels LASER-Strahlen 10, wobei durch die Modifikationen 2 ein Ablösebereich bzw. Rissführungsbereichs vorgegeben wird, entlang dem eine Abtrennung der Festkörperschicht 14 von dem Festkörper 1 erfolgt, Abtragen von Material des Festkörpers 1 , insbesondere zum Erzeugen einer umlaufenden Vertiefung 12, wobei der Materialabtrag in Längsrichtung des Festkörpers erfolgt, wobei durch den Materialabtrag der Ablösebereich freigelegt wird, und Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper.

Dies ist vorteilhaft, da eine Laserbearbeitung bis zum Rand problematisch ist und somit die erzeugte Festkörperschicht 14 auch in ihrem Randbereich sehr homogene Eigenschaften aufweist. Das hiermit vorgestellte Grundkonzept umfasst somit bevorzugt eine Laserablation / Schliff / Materialentfernung von oben zum Erzeugen einer Kerbe oder eines Grabens, wodurch die zuvor erzeugte Laserschicht geöffnet bzw. freigelegt wird. Anschließend erfolgt ein Herausheben der Festkörperschicht 14 bzw. des Zielwafers mit der Spannungserzeugungsschicht 18. Der übergebliebene Rand bzw. Rahmen 28 kann dann während einer weiteren Oberflächenaufbereitung wieder weggeschliffen werden. Somit kann per Ablation von oben, insbesondere per Wasserstrahlschneiden oder Laserablation, die Laserschicht freigelegt und Randeffekte beim Polymersplit vermieden werden.

Fig. 4a zeigt eine Anordnung, bei der sich Partikel, wie z.B. Staub, an dem mit dem Bezugszeichen 30 gekennzeichneten Kreuzungspunkt der reflektierten Strahlung, ansammeln und somit die Modifikationserzeugung negativ beeinflussen.

Fig. 4b zeigt eine Anordnung, bei der eine Spüleinrichtung 32 bzw. Spülung vorgesehen ist. Es wird somit bevorzugt ein Fluid, insbesondere ein Gas und bevorzugt ein ionisiertes Gas, dem Kreuzungspunkt 30 zugeleitet, um die sich in dem Kreuzungspunkt 30 ansammelnden Partikel mittels der Fluidströmung wegzuspülen.

Somit wird ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht bzw. Festkörperlage, insbesondere einer Festkörperscheibe, 14 von einem Festkörper bzw. Spendersubstrat 2 bereitgestellt, dass bevorzugt mindestens die nachfolgend angeführte Schritte umfasst: Bereitstellen eines Festkörpers 1 , Einstellen eines Strömungsverhaltens eines sich zwischen dem Festkörper und der Laserbeaufschlagungseinrichtung 8, insbesondere im Bereich des Strahlungsverlaufs, befindlichen Gases, insbesondere Luft, zur Verhinderung von Staubansammlungen im Bereich des Laserstrahlung, Erzeugen von Modifikationen 2 im Inneren des Festkörpers 1 mittels LASER-Strahlen 10 einer Laserbeaufschlagungseinrichtung 8, wobei durch die Modifikationen 2 ein Ablösebereich bzw. Rissführungsbereichs vorgegeben wird, entlang dem eine Abtrennung der Festkörperschicht 14 von dem Festkörper 1 erfolgt und Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper. Diese Lösung ist vorteilhaft, da hohe Laserintensitäten Staub statisch aufladen und dieser Staub durch die Spülung, insbesondere mit ionisiertem Gas, aus dem Bereich zwischen dem Objektiv und dem Werkstück herausgespült werden kann. Die Gasspülung treibt somit den Staub raus aus dem Zwischenraum zwischen dem Objektiv 9 der Laserbeaufschlagungseinrichtung 8 und dem Werkstück bzw. Festkörper 1. Zusätzlich oder alternativ kann der Fluidstrom, insbesondere der Gasstrom, zum Erzeugen einer Kühlwirkung gegen absorbierte Leistung durch das Objektiv geleitet werden. Somit ist das Objektiv bevorzugt zum Leiten eines Fluids, insbesondere des Spülfluids, ausgebildet.

Weiterhin bzw. zusätzlich kann eine Kompensation von sphärischen Aberrationen am Objektiv erfolgen. Dies verändert den Fokus an der Oberfläche (Einbeziehung des durchlaufenen Materials mit anderem Brechindex), wodurch sich der Fokus in Luft verschlechtert und dadurch eine geringere Intensität aufweist, was wiederum zu einer geringeren Partikelansaugwirkung bzw. Staubsaugerwirkung führt. Zusätzlich oder alternativ können verringerte Reflexion an der Oberfläche bewirkt werden. Dies kann z.B. durch den Auftrag bestimmter Schichten bzw. Beschichtungen, insbesondere durch Spin-Coating, und/oder durch Brewster-Einstrahlung mit polarisiertem Licht bewirkt werden.

Fig. 5 zeigt eine schematische Anordnung, gemäß welcher der Festkörper 1 mit mindestens einer Beschichtung 34 versehen ist. Die Beschichtung 34 kann hierbei ein oder mehrschichtig sein. Bevorzugt weist die Beschichtung einen Brechzahlunterschied zur Brechzahl des Materials des Festkörpers 1 auf, insbesondere ist die Brechzahl des Materials des Festkörpers 1 bevorzugt höher als die der Beschichtung 34. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Beschichtung 34 aus mehreren Schichten aufgebaut ist, wobei bevorzugt zumindest zwei der mehreren Schichten einen Brechzahlunterschied aufweisen. Bevorzugt ist dabei die Brechzahl der jeweiligen Schicht, die am nächsten zum Festkörper 1 angeordnet ist größer als die Brechzahl einer Schicht die zum Festkörper 1 weiter beabstandet ist.

Dieser schematische Aufbau ermöglicht somit erfindungsgemäß ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht bzw. Festkörperlage, insbesondere einer Festkörperscheibe, 14 von einem Festkörper bzw. Spendersubstrat 1 bereitzustellen. Bevorzugt umfasst dieses Verfahren hierbei mindestens die nachfolgend genannten Schritte: Bereitstellen eines Festkörpers 1 , wobei der Festkörper 1 mindestens eine Beschichtung 34 aufweist, deren Brechzahl zu der Brechzahl der Oberfläche des Festkörpers 1 , an welcher die Beschichtung 34 angeordnet ist, verschieden ist, oder wobei an dem Festkörper 1 eine Beschichtung 34 erzeugt wird, deren Brechzahl zu der Brechzahl der Oberfläche des Festkörpers 1 , an welcher die Beschichtung 34 angeordnet ist, verschieden ist, Erzeugen von Modifikationen 2 im Inneren des Festkörpers 1 mittels LASER-Strahlen 10 einer Laserbeaufschlagungseinrichtung 8, wobei durch die Modifikationen 2 ein Rissführungsbereichs 4 (vgl. analog Fig. 1 ) vorgegeben wird, entlang dem eine Abtrennung der Festkörperschicht 14 von dem Festkörper 1 erfolgt.

Die Erzeugung der Beschichtung kann z.B. mittels Spinn-Coating erfolgen. So bringt z.B. ein Lösungsmittel, versetzt mit Nanopartikeln von Materialien mit hohem Brechindex eine oder mehrere dünne (sub-Wellenlänge) Schichten mit etwas höherem Brechindex auf den Festkörper 1 bzw. das Werkstück 1 auf - dadurch entsteht eine Zwischenfläche mit reduziertem Brechzahlunterschied geringere Reflexion an der Oberfläche geringere Verschmutzung, mehr Leistung im Material für effizientere Materialbearbeitung. Spin-Coating ist vorteilhaft, da es schnell und günstig billig und schnell, mögliche Nanopartikel sind neben anderen oder zusätzlich zu anderen z.B. Silizium (n=3.55), Siliziumcarbid (n=2.6), Titanoxid (n=1.8), Glas (n=1 .5), AI203 (n=1.72). Im Falle mehrerer Schichten, mit graduell ansteigendem Brechindex für noch effizientere Brechindexanpassung und Antireflexwirkung ist ein Mehrschichtprozess denkbar. Rein beispielhaft könnte dann eine Schichtanordnung erzeugt werden die aus den nachfolgend genannten Schichten bzw. Lagen besteht: 1. Schicht: Si, 2. Schicht: SiC, 3. Schicht: Ti02, jede Schicht bevorzugt 50-400 Nanometer dick. Dieses Verfahren ist ferner vorteilhaft, da mittels Spin-Coating von solchen Schichten außerdem kleinste Rauhigkeiten an der Materialoberfläche ausgeglichen werden können (bessere Materialeinkopplung, durch weniger Streuung an der Grenzfläche, bessere Wellenfront-Überlappung im Fokus in der Tiefe und somit wird eine niedrigere Laserleistung benötigt, dies führt zu einer effizienteren Bearbeitung, da sich eine höhere Multiphotonenübergangswahrscheinlichkeit ergibt. Die Spin-Coating-Schicht bzw. die Erzeugung einer Beschichtung 34 kann im Rahmen des Schrittes zur Oberflächenkonditionierung und Wiederaufbereitung der Oberfläche am Ingot bzw. Festkörper 1 nach erfolgtem Split bzw. Abtrennung der Festkörperschicht 14 aufgebracht werden. Es kann also zuerst ein Schleif -/Läpp-/Ätz- oder Polierschritt erfolgen und im Anschluss oder in Kombination mit einem der vorangegangenen Schritte der Spin-Coating- Schritt bzw. der Beschichtungsschritt, der die dünne Schicht bzw. Beschichtung 34 aufbringt.

Fig. 6 zeigt schematisch eine Anordnung zur Einkoppelung von Laserstrahlen 10, wobei bei dieser Anordnung die Reflexion reduziert wird. Bevorzugt werden die Laserstrahlen 10 im Brewster-Winkel eingekoppelt. Der Brewster-Winkel ist ein Einstrahlwinkel für Licht einer bestimmten Polarisation (E-Vektor zeigt ins Material, nicht entlang der Oberfläche), bei dem keine Reflexion auftritt. Die Voraussetzungen hierfür sind, dass das Licht unter einem Winkel abhängig vom Brechzahlunterschied Luft/Material eingestrahlt wird. Ferner muss das Licht polarisiert sein (bei Laserlicht üblicherweise gegeben, erfordert Einzelmodenlaser und keine Photonic Crystal Fibers). Die Brewster-Winkel-Einkopplung dient somit zur Minimierung von Rückreflexionen. Wenn im Brewster-Winkel eingestrahlt wird, lässt sich die 30% Oberflächenreflexion nahezu vollständig für Materialbearbeitung in der Tiefe des Materials nutzen.

Eine Einstrahlung unter dem Brewster-Winkel ist kompliziert, da die unterschiedlichen Strahlanteile unterschiedlich lange Wege im hochbrechenderen Medium zurücklegen. Der Fokus muss dementsprechend durch höhere Energie angepasst werden und/oder durch Strahlformung. Die Strahlformung erfolgt hierbei bevorzugt z.B. über ein oder mehrere diffraktive optische Element/e (DOE), was diesen Unterschied abhängig über das Laserstrahlprofil ausgleicht. Der Brewster-Winkel ist relativ groß, was bei hoher numerischer Apertur Anforderungen an die Optik und deren Maße sowie Arbeitsabstand stellt. Dennoch ist diese Lösung vorteilhaft, da reduzierte Reflexionen an der Oberfläche auch zu reduzierter Oberflächenschädigung beitragen, da die Lichtintensität besser ins Material hineinkoppelt. Im Sinne dieser Erfindung können Laserstrahlen 10 auch in allen anderen in dieser Schrift offenbarten Ausführungsformen im Brewster-Winkel oder im Wesentlichen im Brewster- Winkel eingestrahlt werden. Zur Brewster-Winkel-Einkopplung wird hiermit auf das Dokument „Optical Properties of Spin-Coated Ti02 Antireflection Films on Textured Single-Crystalline Silicon Substrates" (Hindawi Publishing Corporation International Journal of Photoenergy, Volume 2015, Article ID 147836, 8 pages, http://dx.doi.org/ 0.1 155/2015/147836) verwiesen. Dieses Dokument wird durch Bezugnahme vollumfänglich zum Gegenstand der vorliegenden Patentanmeldung gemacht. Das zuvor genannte und einbezogene Dokument offenbart insbesondere Berechnungen zum optimalen Einstrahlwinkel für verschiedene Materialien und damit Brechindizes. Die Energie des Lasers bzw. der Laserbeaufschlagungseinrichtung 8 wird nicht so sehr in Abhängigkeit vom Material, sondern eher von der möglichen Transmission unter einem bestimmten Winkel angepasst. Wenn also die optimale Transmission z.B. 93% beträgt, so müssen diese Verluste gegenüber Versuchen mit senkrechter Einstrahlung und Verlusten von z.B. dann 17% berücksichtigt werden und die Laserleistung dementsprechend angepasst werden.

Ein Beispiel: 83% Transmission senkrecht gegenüber 93% unter Winkel, bedeutet, dass zum Erzielen der gleichen Energie in der Tiefe, nur noch 89% der bei senkrechter Einstrahlung verwendeten Laserleistung benötigt werden (0.83/0.93=0.89). Im Sinne der Erfindung dient der Teil der schrägen Einstrahlung also bevorzugt dazu weniger Licht durch Oberflächenreflexion zu verlieren und mehr in die Tiefe zu bringen. Ein mögliches nachgelagertes Problem, das dadurch in bestimmten Konstellationen auftreten kann, ist, dass der Fokus in der Tiefe ein „schiefes" Profil erhalten kann und damit die erreichten Intensitäten - die Schlüsselgröße für Multiphotonenbearbeitung - wieder geringer sind, eventuell also sogar geringer als bei senkrechter Einstrahlung, wo alle Strahlanteile denselben optischen Weg im Material durchlaufen. Dies kann dann bevorzugt durch ein diffraktives optisches Element oder durch mehrere diffraktive Elemente oder einen durchlaufenden Keil oder mehrere durchlaufende Keile - und/oder andere optische Elemente - im Strahlengang geschehen, die diese zusätzlichen Wege und/oder den Einfluss auf die einzelnen Strahlen - insbesondere unterschiedliche sphärische Aberrationen über das Strahlprofil hin - kompensieren. Diese DOEs kann man numerisch mit geeigneten Softwarelösungen (z.B. Virtuallab von Lighttrans, Jena) berechnen und dann fertigen bzw. bereitstellen.

Somit stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht bzw. Festkörperlage, insbesondere einer Festkörperscheibe, 14 von einem Festkörper bzw. Spendersubstrat 1 bereit. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst hierbei bevorzugt mindestens die Schritte: Bereitstellen eines Festkörpers 1 , Erzeugen von Modifikationen 2 im Inneren des Festkörpers 1 mittels LASER-Strahlen 10 einer Laserbeaufschlagungseinrichtung 8, wobei durch die Modifikationen 10 ein Rissführungsbereichs vorgegeben wird, entlang dem eine Abtrennung der Festkörperschicht 14 von dem Festkörper 1 erfolgt, wobei die Laserstrahlung im Brewster-Winkel oder mit einer Abweichung im Bereich von -10° bis +10° vom Brewster-Winkel auf den Festkörper 1 einstrahlt. Weiterhin umfasst das Verfahren bevorzugt den Schritt des Abtrennens der Festkörperschicht 14 von dem Festkörper 1.

Es wurde somit im Rahmen der vorliegenden Erfindung erkannt, dass ein hoher Brechzahlunterschied zwischen Luft/Material Leistungsverluste bis 30% bei senkrechter Einstrahlung bedeutet. Bei 100W-Laser sind also 30W für die Materialbearbeitung nicht verfügbar oder haben andere Effekte. So wurde z.B. ferner erkannt, dass Verschmutzungen an der Optik, wie bei sog. „opt. Pinzetten", entstehen können. Dabei wandern kleinste Staubteilchen sowohl in Luft als auch in Flüssigkeiten bei hohen Laserintensitäten immer zum Fokus des Laserstrahls (höchste Intensität) - reflektierte Leistung an der Oberfläche hat Fokus in der Luft oder in der Nähe der Optik, der Staub wird zur Optik getrieben/gezogen. Ferner wurde erkannt, dass gleichzeitig bei 100W Laserleistung und 97% Transmission am Objektiv auch signifikant Wärme (3W) ins Objektiv gelangen kann, die abgeführt/kompensiert werden muss, um thermische Schäden/Veränderungen des Prozesses zu vermeiden. Weiter wurde erkannt, dass hohe Leistungen die Gefahr der Oberflächenschädigung mit sich bringen. Denn die Absorption des Materials kann aufgrund von Oberflächenzuständen an der Oberfläche erhöht sein, kleinste Staubpartikel können daher im Laserstrahl 10 erst verbrennen und dann Absorptionskeime bilden, was zu weiteren Schädigungen durch Absorption führen kann. Ferner wurde erkannt, dass hohe Leistungen mit diffraktiven optischen Elementen (DOEs) auf mehrere Foki in der Brennebene aufgeteilt werden. DOEs zeigen Interferenzerscheinungen schon vor der Brennebene, es wurde erkannt, dass Interferenzen an der Oberfläche, vor der Brennebene lokale Intensitätsmaxima erzeugen können, die zur Schädigung der Oberfläche führen können und zu einer verringerten Transmissivität für Laserstrahlung zur Bearbeitung in der Tiefe führen können. Weiterhin wurde erkannt, dass manche Materialien (Bsp: SiC) lokale Brechindex- und andere Materialeigenschaftsunterschiede (z.B. Absorption, Transmission, Streuung), z.B. durch die Materialdotierung (häufiges Auftreten: Dotierfleck) haben. Ferner wurde erkannt, dass abhängig von der Oberflächenrauhigkeit des Materials an der Lasereinkoppeloberfläche die Wellenfront des Lasers in der Tiefe des Materials signifikant beeinträchtigt werden kann, sodass der Fokus reduzierte Intensität aufweist (geringere Multiphotonenübergangswahrscheinlichkeit), was wieder höhere Intensitäten mit oben genannten Problemen nach sich ziehen würde.

Einzelne, mehrere oder alle dieser Probleme lassen sich durch einzelne oder Kombinationen der hier offenbarten Verfahren behandeln. Somit kann die vorliegende Erfindung bevorzugt als ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht von einem Festkörper verstanden werden. Wobei bei diesem Verfahren durch die Modifikationen 2 bevorzugt ein Rissführungsbereich 4 zum Führen eines Risses zum Abtrennen eines Festkörperanteils 6, insbesondere einer Festkörperschicht, von dem Festkörper 1 vorgegeben wird. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst dabei bevorzugt mindestens die Schritte: Bewegen des Festkörpers 1 relativ zu einer Laserbeaufschlagungseinrichtung 8, nacheinander Erzeugen von Laserstrahlen 10 mittels der Laserbeaufschlagungseinrichtung 8 zum Erzeugen von jeweils mindestens einer Modifikation 2, Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper.

Erfindungsgemäß wird somit ein Spalling-Prozess beschrieben, der insbesondere für großflächige Halbleitersubstrate mit bis zu 300mm oder mit mehr als 300mm Durchmesser günstig skaliert. Um die Wallner-Linienmuster zu beseitigen, wird ein Laser- Konditionierungsprozess, insbesondere mit hoher numerischer Apertur, bei Photonenenergien bevorzugt unterhalb der Materialbandlückenenergie verwendet. Dieser Prozess führt zu Mehrphotonenwechselwirkungen im Material, und liefert nach dem Spalling- Prozess eine Oberflächenrauhigkeit von bevorzugt Ra <1 μητι.

Bevorzugt sind einzelne oder mehrere der zuvor genannten erfindungsgemäßen Lösungen miteinander kombinierbar, da dadurch eine noch bessere Festkörperschichtenherstellung bzw. Festkörperschichtenabtrennung bewirkt werden kann. So wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren die Laserbeaufschlagungseinrichtung 8 zur definierten Modifikationserzeugung in Abhängigkeit von zumindest einem Parameter nämlich der Transmission des Festkörpers an definierten Stellen und für eine definierte Festkörpertiefe eingestellt und/oder die Modifikationen bewirken einen Druckanstieg im Festkörper, wobei die Festkörperschicht infolge des Druckanstiegs entlang des Rissführungsbereichs durch eine Rissausbreitung vom Festkörper abgetrennt wird, wobei bevorzugt zumindest ein Anteil der Modifikationen als Bestandteil der Festkörperschicht von dem Festkörper abgetrennt wird und wobei die Festkörperschicht bevorzugt aufgrund der Modifikationen in eine gebogene oder gewölbte Form überführt wird, wobei der sich aus dem Rissführungsbereich ergebende weitere Oberflächenanteil der Festkörperschicht somit zumindest abschnittsweise konvex geformt ist und/oder der Festkörper weist mindestens eine Beschichtung auf, deren Brechzahl zu der Brechzahl der Oberfläche des Festkörpers, an welcher die Beschichtung angeordnet ist, verschieden ist, oder an dem Festkörper wird eine Beschichtung erzeugt, deren Brechzahl zu der Brechzahl der Oberfläche des Festkörpers, an welcher die Beschichtung angeordnet ist, verschieden ist, und/oder die Laserstrahlung strahlen im Brewster-Winkel oder mit einer Abweichung im Bereich von -5° bis +5°, insbesondere mit einer Abweichung im Bereich von -4° bis +4° oder mit einer Abweichung im Bereich von -3° bis +3° oder mit einer Abweichung im Bereich von -2° bis +2° oder mit einer Abweichung im Bereich von -1 ° bis +1 °vom Brewster-Winkel auf den Festkörper ein, und/oder das Verfahren umfasst zusätzlich oder alternativ einen oder mehrere der Schritte: Abtragen von Material des Festkörpers 1 , insbesondere zum Erzeugen einer umlaufenden Vertiefung 12, wobei der Materialabtrag in Längsrichtung des Festkörpers erfolgt, wobei durch den Materialabtrag der Rissführungsbereich freigelegt wird, oder Einstellen eines Strömungsverhaltens eines sich zwischen dem Festkörper und der Laserbeaufschlagungseinrichtung 8, insbesondere im Bereich des Strahlungsverlaufs, befindlichen Gases, insbesondere Luft, zur Verhinderung von Staubansammlungen im Bereich des Laserstrahlung.

Die Figuren 7-18 zeigen Beispiele für die Berechnung des optimalen Einstrahlwinkels für ein 1/e2 Gauss-Profil und verschiedene numerische Aperturen unter Berücksichtigung der Brechzahlabhängigkeit der Oberflächenreflexion.

Die Figuren 7-10 zeigen die Verläufe beim Einsatz von Siliziumkarbid (n=2.7)

Ziel: Maximierung der in die Probe eingekoppelten Laserleistung, idealerweise durch Ausnutzung des Brewsterwinkels für minimale Oberflächenreflexion bei p-polarisiertem Licht. Ergebnis: Für eine NA=0.8 lohnt eine Brewster-Einkopplung nicht (Strahlkegel koppelt außen schon fast unter Brewster ein), kleinere NA können davon profitieren, insbesondere NA=0.2, höhere NA haben einen dazwischenliegenden Idealwinkel.

Fig. 7 zeigt in der oberen Abbildung: relative eingekoppelte Leistung über Einstrahlwinkel für Gaussprofil und in der untere Abbildung: Reflexionskoeffizient für p-(rot) und s- (blau)polarisiertes Licht und Winkel-Gauss-Profil für abgebildete NA=0.2 (grün), optimaler Einstrahlwinkel hier 63.8°.

Fig. 8 zeigt in der oberen Abbildung: relative eingekoppelte Leistung über Einstrahlwinkel für Gaussprofil und in der untere Abbildung: Reflexionskoeffizient für p-(rot) und s- (blau)polarisiertes Licht und Winkel-Gauss-Profil für abgebildete NA=0.4 (grün), optimaler Einstrahlwinkel hier 52.5°.

Fig. 9 zeigt in der oberen Abbildung: relative eingekoppelte Leistung über Einstrahlwinkel für Gaussprofil und in der untere Abbildung: Reflexionskoeffizient für p-(rot) und s- (blau)polarisiertes Licht und Winkel-Gauss-Profil für abgebildete NA=0.6 (grün), optimaler Einstrahlwinkel hier 35.6°.

Fig. 10 zeigt in der oberen Abbildung: relative eingekoppelte Leistung über Einstrahlwinkel für Gaussprofil und in der untere Abbildung: Reflexionskoeffizient für p-(rot) und s- (blau)polarisiertes Licht und Winkel-Gauss-Profil für abgebildete NA=0.8 (grün), optimaler Einstrahlwinkel hier O°.

Die Figuren 1 1 -14 zeigen die Verläufe beim Einsatz von Silizium (n=3.6).

Das hier angestrebte Ziel ist die Maximierung der in die Probe eingekoppelten Laserleistung, idealerweise durch Ausnutzung des Brewster-Winkels für minimale Oberflächenreflexion bei p-polarisiertem Licht. Das Ergebnis: Für eine NA=0.8 lohnt eine Brewster-Einkopplung nicht (Strahlkegel koppelt außen schon fast unter Brewster ein), kleinere NA können davon profitieren, insbesondere NA=0.2, höhere NA haben einen dazwischenliegenden Idealwinkel.

Fig. 1 1 zeigt in der oberen Abbildung: relative eingekoppelte Leistung über Einstrahlwinkel für Gaussprofil für Silizium und in der untere Abbildung: Reflexionskoeffizient für p-(rot) und s-(blau)polarisiertes Licht und Winkel-Gauss-Profil für abgebildete NA=0.2 (grün), optimaler Einstrahlwinkel hier 67.9°.

Fig. 12 zeigt in der obere Abbildung: relative eingekoppelte Leistung über Einstrahlwinkel für Gaussprofil für Silizium und in der untere Abbildung: Reflexionskoeffizient für p-(rot) und s- (blau)polarisiertes Licht und Winkel-Gauss-Profil für abgebildete NA=0.4 (grün), optimaler Einstrahlwinkel hier 57.4°.

Fig. 13 zeigt in der oberen Abbildung: relative eingekoppelte Leistung über Einstrahlwinkel für Gaussprofil für Silizium und in der untere Abbildung: Reflexionskoeffizient für p-(rot) und s-(blau)polarisiertes Licht und Winkel-Gauss-Profil für abgebildete NA=0.6 (grün), optimaler Einstrahlwinkel hier 43.6°.

Fig. 14 zeigt in der oberen Abbildung: relative eingekoppelte Leistung über Einstrahlwinkel für Gaussprofil für Silizium und in der untere Abbildung: Reflexionskoeffizient für p-(rot) und s-(blau)polarisiertes Licht und Winkel-Gauss-Profil für abgebildete NA=0.8 (grün), optimaler Einstrahlwinkel hier 0°.

Die Figuren 15-18 zeigen die Verläufe beim Einsatz von Saphir/ALO (n=1.72)

Das hier angestrebte Ziel ist die Maximierung der in die Probe eingekoppelten Laserleistung, idealerweise durch Ausnutzung des Brewsterwinkels für minimale Oberflächenreflexion bei p-polarisiertem Licht. Das Ergebnis: Für eine NA=0.8 lohnt eine Brewster-Einkopplung nicht (Strahlkegel koppelt außen schon fast unter Brewster ein), kleinere NA können davon profitieren, insbesondere NA=0.2, höhere NA haben einen dazwischenliegenden Idealwinkel, wobei NA=0.6 fast keinen Winkel zur Einstrahlung benötigt.

Fig. 15 zeigt in der oberen Abbildung: relative eingekoppelte Leistung über Einstrahlwinkel für Gaussprofil für ALO und in der untere Abbildung: Reflexionskoeffizient für p-(rot) und s- (blau)polarisiertes Licht und Winkel-Gauss-Profil für abgebildete NA=0.2 (grün), optimaler Einstrahlwinkel hier 54.9°.

Fig. 16 zeigt in der oberen Abbildung: relative eingekoppelte Leistung über Einstrahlwinkel für Gaussprofil für ALO und in der untere Abbildung: Reflexionskoeffizient für p-(rot) und s- (blau)polarisiertes Licht und Winkel-Gauss-Profil für abgebildete NA=0.4 (grün), optimaler Einstrahlwinkel hier 41 .2°.

Fig. 17 zeigt in der oberen Abbildung: relative eingekoppelte Leistung über Einstrahlwinkel für Gaussprofil für ALO und in der untere Abbildung: Reflexionskoeffizient für p-(rot) und s- (blau)polarisiertes Licht und Winkel-Gauss-Profil für abgebildete NA=0.6 (grün), optimaler Einstrahlwinkel hier 14.5°.

Fig. 18 zeigt in der oberen Abbildung: relative eingekoppelte Leistung über Einstrahlwinkel für Gaussprofil für ALO und in der untere Abbildung: Reflexionskoeffizient für p-(rot) und s- (blau)polarisiertes Licht und Winkel-Gauss-Profil für abgebildete NA=0.8 (grün), optimaler Einstrahlwinkel hier 0°.

Figur 19a skizziert ein Standardverfahren für das laserfreie Spalling von großflächigen Substraten. Die Waferproben, die in der Regel verwendet werden, haben scharfe Kanten um Komplikationen durch abgerundete Kanten zu vermeiden. Abgerundete Kanten werden bei herkömmlichen Wafern eingesetzt, um das Auftreten von Rissen an den Waferkanten zu verhindern, die nach innen laufen können und dann das Substrat und Fertigungsprozesse auf diesem zu stören.

Der Prozess läuft bevorzugt folgendermaßen ab: nach einem Standardreinigungsverfahren werden die Wafer mit einer Primerschicht beschichtet, um die Oberflächenhaftung zu verbessern und einer Opferschicht, um die Polymer-Wafer Trennung am Ende zu verbessern. Der Wafer wird dann mit einer PDMS-(Polydimethylsiloxan)-Polymerfolie unterschiedlicher Dicke und einem PDMS Kleber - mit Platin-Polymerisationskatalysator - beschichtet.

Die Proben werden dann auf eine Temperatur knapp über der Polymerglasübergangstemperatur vorgekühlt, bevor sie in flüssigen Stickstoff getaucht werden. Abhängig von der Größe der Probe wird die Probe bis zu 20 Sekunden später die Temperatur von flüssigem Stickstoff erreicht haben. Das System befindet sich zu diesem Zeitpunkt im thermischen Gleichgewicht. Die Halbleiterschichten trennen sich dann in einem spontan auftretenden Spalling-Ereignis. Das Spalling-Verfahren wird durch den Polymerglasübergang induziert, und als Folge dessen erhöht sich der Young-Modulus im Polymer stark. Der zusätzliche Unterschied der Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) zwischen Halbleiter und Polymer induziert dann ausreichend Spannungen, um den Kristall horizontal zu trennen. Es ist wichtig, dass das Verfahren ein relatives Zusammenziehen des Polymers in Bezug auf den Halbleiter benötigt. Ein nächster Prozessschritt ist das Eintauchen der Halbleiterteile mit befestigten PDMS Folien in ein Trennbad, welches schließlich die Opferschicht auflöst und dadurch das Recycling des Polymers ebenso ermöglicht wie die Bereitstellung der Halbleiterwafer für weitere Verarbeitungsschritte.

Fig. 19a zeigt somit eine Abbildung herkömmlichen Spallings von Substraten mit einem Ensemble aus bevorzugt zwei Spannungsschichten, d.h. Polymerfolien. Die Folien werden auf beiden Seiten des Substrats befestigt, gefolgt von einem Schnellkühlschritt um die Temperaturwechselbeanspruchung, gefolgt von Rissbildung und Trennung des Substrats zu induzieren.

Der Laser-assisted-spalling-Prozess, der in 19b dargestellt ist, ist bemerkenswert ähnlich. Der Hauptunterschied ist ein zusätzlicher Laser-Verarbeitungsschritt, in dem ein Laserstrahl auf einer definierten Ebene oder auf einen definierten Verlauf in der Probe fokussiert wird, und dann die Probe abtastet. Die Laser-Schicht, die auf diese Weise erzeugt wird, definiert dann die Ebene der Rissbildung und damit auch Trennung im späteren Spalling-Prozess.

Fig. 19b zeigt somit den lasergestützten Spalling-Prozess. Zusätzlich zu den in 19a gezeigten Prozessschritten wird mittels einer mittels Laserstrahlen erzeugten Modifikationslage bzw. Laseranlage in einem weiteren Prozessschritt eine strukturell geschwächte Schicht in dem Material erzeugt, die eine bevorzugte Ebene zur Spalling- Rissausbreitung definiert.

Eine typische resultierende Waferoberfläche von laserfreiem Spalling ist in Figur 19c gezeigt. Ein Muster von Wallner-Linien ergibt sich aus der Rissausbreitung im Inneren des Materials. Rillen können an der Oberfläche des Materials ausgemacht werden, die das Rissverhalten entlang der Trennebene im Material nachzeichnen. Risse entstehen an den Kanten der Probe und wandern nach innen, wodurch ein detailliertes Muster, wie in Figur 19c entsteht. Die vierfache Symmetrie des Musters ist eine Folge der vierfachen Kristallsymmetrie im Silizium, mit einer Singularität oder einem Mittelpunkt der Risswellen in der Mitte der Probe. Um technologisch in Wettbewerb mit Drahtsägeprozessen zu treten, ist jedoch die Oberflächenqualität nach der Trennung von entscheidender Bedeutung für jeden Spalling- Prozess. Die sich ergebende Gesamtdickenvariation (TTV) von Spalling-Oberflächen ohne Laserprozess ist jedoch üblicherweise weit über den Branchenanforderungen. Das typische TTV von Spalling-Prozessen ist in der Größenordnung von 50 μιτι, wobei hier Schleifschritte vor der Weiterverarbeitung erforderlich wären, die die Kosten zu hoch treiben würden. Die Verwendung des LAS-Prozesses führt stattdessen zu Oberflächenrauheitswerten von Sa <1μητι wurden erreicht. Sa ist der arithmetische Mittelwert der absoluten Werte der Oberflächenkoordinaten z (x, y).

Fig. 19c zeigt somit eine Aufnahme einer Hälfte eines 300-mm-Siliziumwafer nach der Trennung unter Verwendung herkömmlichen Spallings. Wallner-Linien sind deutlich sichtbar als Rissrillen und bezeichnend für hohe Oberflächenhöhenvariation (TTV).

Fig. 19d zeigt eine Aufnahme einer Hälfte eines 300-mm-Siliziumwafers nach lasergestütztem Spalling. Die Oberfläche ist homogen mit einer Oberflächenrauheit unter 1 μηη und ohne sichtbare Streifen von der Rissausbreitung. Die vertikale Linie auf der linken Seite des Substrats stammt von einer Limitierung des Verfahrwegs des Substrathaltetisches der Laseranlage.

Die Figuren 20a-f zeigen eine Übersicht der Materialoberflächen nach lasergestütztem Spalling. Fig. 20a zeigt eine Siliziumoberfläche von der in Abbildung 19d dargestellten Probe, mit einer Oberflächenrauhigkeit von Sa = 0.79μηη. Fig. 20b zeigt ein Saphir (Al ₂ 0 ₃ ) Substratoberfläche (C-Ebene) nach lasergestütztem Spalling, mit einer Oberflächenrauhigkeit von Sa = 1 .96pm. Fig. 20c und Fig. 20d zeigen Oberflächen von Siliciumcarbid Polymorphen 4H und 6H (beides mit N-Dotierung) nach lasergestütztem Spalling mit Oberflächenrauhigkeiten Sa = 1 .85μιη und Sa = 1 .29μηι. Fig. 20e zeigt ein Beispiel für Spalling von nicht-kristallinem Material, Oberfläche von polykristallinem Al ₂ 0 ₃ , mit einer Oberflächenrauhigkeit Sa = 3.89μηη. Fig. 20f zeigt Quarzglas, Prinzipstudie, Versuch von lasergestütztem Spalling, mit Oberflächenrauheit von Sa = 6.89μιτι.

Fig. 21 a zeigt eine mikroskopische Aufnahme einer Oberfläche nach dem Spalling. Fig. 21 b zeigt Raman-Spektren von drei verschiedenen Stellen in 6H-Siliziumkarbid. Die Raman- Spektren vom dunkleren Bereich (auf der rechten Seite von Fig. 21 a) sind Kurve K1 und Kurve K2, mit der Kurve K3 als Raman-Spektrum vom helleren Bereich auf der linken Seite in Fig. 21 a. Die Peak-Höhe ist für die dunkleren Bereiche reduziert für fast alle Peaks und an der Position 2 im dunkleren Bereich sind keine Raman-Peaks mehr erkenntlich. Fig. 22 zeigt ein weiteres zusätzliches oder alternatives Strahlprofil. Bei einer Brewster- Beaufschlagung mit hohen numerischen Aperturen ist erfindungsgemäß das Strahlprofil des Lasers anpassbar. Somit kann bei hoher NA mehr Intensität in den Flanken des eingestrahlten Laserstrahlprofils resultieren. Im Extrem ist das eine Art Donut-Profil mit einem klaren Intensitätsminimum in der Mitte. Es ist aber ebenfalls denkbar, dass das Laserstrahlprofil als ein in der Mitte abgeflachtes Gauss-Profil gestaltet ist. Es wird somit bevorzugt der Umstand ausgenutzt, dass bei hoher NA die Randbereiche des Laserprofils bereits in die Nähe des Brewster-Winkels geraten können. Das durch Fig. 22 dargestellte Beispielprofil könnte somit bevorzugt mit relativ höherem Intensitätsanteil (gegenüber den anderen Ausführungsformen) in den Flanken erzeugt werden.

Fig. 23 a beschreibt eine erste Festkörpererzeugungskonfiguration. Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich die Festkörperschicht 14 von dem Festkörper 1 abzutrennen. Gemäß dieser Konfiguration wird eine erste Anzahl an Modifikationen 2 in dem Festkörper erzeugt. Die Modifikationen 2 bewirken dabei bevorzugt bereits eine Durchbiegung der abgespalteten Festkörperschicht 14.

In Fig. 23b ist eine zweite Festkörpererzeugungskonfiguration dargestellt. Gemäß dieser Konfiguration ist es ebenfalls möglich die Festkörperschicht 14 von dem Festkörper abzutrennen. Gemäß dieser Konfiguration wird jedoch eine zweite Anzahl an Modifikationen 2 in dem Fesktkörper 1 erzeugt. Die zweite Anzahl an Modifikationen 2 ist dabei bevorzugt größer als die erste Anzahl an Modifikationen. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, dass die Konfiguration mehrere Modifikationslagen 2.1 , 2.2 aufweist oder mehr Modifikationslagen 2.1 , 2.2 aufweist als die erste Konfiguration, in der ebenfalls mehrere Modifikationslagen vorgesehen sein können. Zusätzlich oder alternativ ist ebenfalls denkbar, dass einzelne oder die Mehrzahl der Modifikationen 2 gemäß der zweiten Konfiguration stärker ausgebildet sind als in der ersten Konfiguration. Stärker ausgebildet bedeutet hierbei bevorzugt, dass sich die einzelnen Modifikationen jeweils über ein größeres Volumen erstrecken als in der ersten Konfiguration. Die Laserstrahlen 10 dringen dabei bevorzugt in Längsrichtung des Festkörpers 1 oder in einem Winkel von bis zu 60° geneigt zur Längsrichtung L des Festkörpers 1 über eine, insbesondere ebene, Oberfläche, die bevorzugt Bestandteil der Festkörperschicht ist, in den Festkörper 1 ein und der Rissführungsbereich 4 wird dabei dann bevorzugt aus mehreren Lagen an Modifikationen 2 gebildet. Die Lagen werden dabei bevorzugt in Längsrichtung L zueinander beabstandet oder versetzt erzeugt. Bevorzugt weisen zumindest mehrere der Modifikationen 2 eine Ausdehnung in Längsrichtung L auf, die zwischen 1 und 50μιτι beträgt, und/oder die Laserstrahlen 10 werden bevorzugt derart zum Erzeugen der Modifikationen 2 in den Festkörper 1 eingeleitet, dass die numerische Apertur kleiner als 1 bevorzugt kleiner als 0,9 oder kleiner 0,8 oder kleiner als 0,7 oder kleiner als 0,6 oder kleiner als 0,5 ist.

Somit beschreibt die Erfindung ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht von einem Festkörper, wobei durch die Modifikationen ein Rissführungsbereich zum Führen eines Risses zum Abtrennen eines Festkörperanteils, insbesondere einer Festkörperschicht, von dem Festkörper vorgegeben wird, mindestens umfassend die Schritte: Bewegen des Festkörpers relativ zu einer Laserbeaufschlagungseinrichtung, nacheinander Erzeugen von Laserstrahlen mittels der Laserbeaufschlagungseinrichtung zum Erzeugen von jeweils mindestens einer Modifikation, wobei die Laserbeaufschlagungseinrichtung zur definierten Modifikationserzeugung in Abhängigkeit von zumindest einem Parameter, insbesondere der Transmission des Festkörpers, an definierten Stellen und für eine definierte Festkörpertiefe, eingestellt wird, wobei durch die Einstellung der Laserbeaufschlagungseinrichtung Inhomogenitäten des Festkörpers im Bereich der beaufschlagten Oberfläche und/oder im Bereich des Beaufschlagten Volumens des Festkörpers ausgeglichen werden, Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper.

Fig. 24a zeigt ein Raman-Instrument 58. Das hier gezeigte Raman-Instrument 58 weist einen Laser 60 zum Emittieren von Strahlung auf. Die Strahlung wird bevorzugt mittels mindestens einer optischen Faser 61 für eine Anregung bevorzugt einer Optik zugeführt und von dieser Optik, insbesondere Linse 64, bevorzugt fokussiert, insbesondere in den Festkörper fokussiert. Diese Strahlung wird zumindest teilweise gestreut, wobei bevorzugt mittels einer Filtereinrichtung bzw. Anregungsfilter 62 Lichtanteile herausgefiltert werden, welche dieselbe Wellenlänge wie die vom Laser emittierte Strahlung aufweisen. Die sonstigen Strahlungsanteile werden dann einem Spektrographen 68 zugeführt und mittels einer Kameraeinrichtung, insbesondere einem CCD-Detektor 70 erfasst und von einer Steuerungseinrichtung 14, 72, insbesondere einem Computer, ausgewertet bzw. aufbereitet.

Es werden somit bevorzugt Atomschwingungen im Kristall durch einen bevorzugt externen oder besonders bevorzugt weiteren Laser angeregt. Diese Schwingungen werden durch Lichtstreuung an Kristallatomen erzeugt, was zu beobachtbarem gestreutem Licht führt, was eine um den Betrag der Schwingungsenergie veränderte Photonenenergie aufweist. Bei mehreren anregbaren Schwingungen treten auch mehrere Peaks im Spektrum des gestreuten Lichts auf. Mit einem Spektrometer (Gitterspektrometer) kann dann das entstandene Raman-Streuungsspektrum näher untersucht werden (sog. Raman- Spektroskopie). Bei dieser Methode sind den einzelnen Raman-Linien in ihrer Form die lokalen Bedingungen im Kristall aufgeprägt und durch eine Analyse der Form der Raman- Linie kann auf den Dotiergrad rückgeschlossen werden.

Fig. 24b zeigt, wie mögliche Gitterschwingungen in SiC aussehen, wobei diese Moden durch Kristallsymmetrie und Richtungen vorgegeben sind und auch gleichzeitig angeregt sein können. Die gezeigten Ansichten weisen eine Erstreckung entlang der Kristallachse A auf. Hierbei sind Schwingungen der Atome nur in bestimmten Richtungen möglich, wobei die Richtungen durch die Symmetrie des Kristalls vorgegeben sind.

Fig. 25a zeigt einen Ausschnitt eines Raman-Verlaufs, eines mit Stickstoff dotierten 4H- Siliziumcarbid-Festkörpers (Beispielspektrum für Raman an dotiertem SiC). Hierbei wird die Form der LO(PC)-Mode rur Messung der Dotierkonzentration herangezogen und gefittet. Unteres Panel: Fitting-Residual.

Fig. 25b zeigt einen kleineren Ausschnitt des Raman-Verlaufs.

Wie dargestellt ergibt sich eine direkte Methode, um mit Raman-Messungen die

Dotandenkonzentration zu bestimmen aus einer Messung der Form und folgendem Fit an die LO(PC)-Mode.

Generell ist es somit das Ziel, durch Einstellen der Laserparameter den optimalen

(kleinstmöglichen, kürzestmöglichen) Rissverlauf im Material einzustellen, der immer noch zu erfolgreichem Trennen infolge einer Rissausbreitung führt, jedoch anderweitig alle

Materialverluste (auch in Schleifschritten) minimiert bzw. reduziert.

Fig. 26a und Fig. 26b zeigen zwei Möglichkeiten, das Abheben einzelner Wafer vom

Boule/Ingot zu gestalten.

Gemäß Fig. 26a wird dies als Feedforward-Loop und gemäß Fig. 26b als Feedback-Loop ausgestaltet.

Beim Feedforward wird die Verteilung vor dem Laserprozess charakterisiert und daraus eine Karte bzw. Behandlungsanweisungen bzw. Parameteranpassungen, insbesondere ortsabhängig, für den Laserprozess, insbesondere die Modifikationserzeugung, berechnet. Feedforward wird bevorzugt am Ingot/Boule durchgeführt. Alternativ kann, wie in Fig. 26b dargestellt, ein Feedback-Loop implementiert werden, gemäß dem nach jedem Trennschritt der entstandene Wafer charakterisiert wird und als Vorlage für den nächsten dient.

Je nach Material und Dotierung können somit unterschiedliche Anpassungen während des Laserprozesses vorgenommen werden:

Bei dem Material SiC können in unterschiedlichen Tiefen unterschiedliche Anpassungen der

Laserparameter in Abhängigkeit von der auftretenden Dotierung vorgenommen werden. Dies kann bei den nachfolgend genannten Randbedingungen zu den ebenfalls nachfolgend genannten Funktionen führen:

Tiefe 180μητι, Pulsdauer 3ns, numerische Apertur 0.4

Niedrige Dotierung: 7 J - 21 mOhmcm

hohe Dotierung: 8μJ 16mOhmcm

Tiefe 350pm, Pulsdauer 3ns, numerische Apertur 0.4

Niedrige Dotierung: 9.5pJ - 21 mOhmcm

hohe Dotierung: 12pJ - 16mOhmcm

Formel für 180pm Tiefe:

E Energie in pJ

E0 Offset-Energie bei niedrigster Dotierung

K Faktor Energieskalierung

R gemessener Dotiergrad

B Basisdotiergrad (21 mOhmcm)

E = E0+(B-R)*K

Hier

K = 1/(21 -16) pJ/mOhmcm = 0,2pJ/mOhmcm

E0 = 7pJ

B = 21 mOhmcm

Beispiel: gemessener Dotiergrad von 19mOhmcm: E = 7,4pJ Formel für 350pm Tiefe:

E Energie in μϋ

EO Offset-Energie bei niedrigster Dotierung

K Faktor Energieskalierung

R gemessener Dotiergrad

B Basisdotiergrad (21 mOhmcm)

E = E0+(B-R)*K

Hier

K = 2,5/(21 -16) μϋ/mOhmcm = 0,5 J/mOhmcm

EO = 9,5μϋ

B = 21 mOhmcm

Beispiel: gemessener Dotiergrad von 19mOhmcm: E

Die Figuren 27a bis 27i zeigen verschiedene Anordnungen, die nach der Erzeugung der weiteren Materialschichten bzw. Bauteile 150 zum Einleiten des Risses vorgesehen werden können.

Die Figuren 27a-27i zeigen diverse Festkörperanordnungen 176, wie sie zum Einleiten von Rissführungs- und/oder Rissauslösungsspannungen vorteilhaft sind.

Fig. 27a zeigt hierbei einen prozessierter Festkörper 1 bzw. Wafer mit Strukturen bzw. Bauteilen 150.

Gegenüber dem in Fig. 27a gezeigten Festkörper 1 ist bei dem in Fig. 27b gezeigten Festkörper 1 eine Aufnahmeschicht 1 0 an der Bauteilseite, insbesondere an den Bauteilen 150 bzw. den weiteren Materialschichten 150, angeordnet oder erzeugt. Die

Aufnahmeschicht 140 ist hierbei bevorzugt an der abzutrennenden Festkörperschicht angeordnet. Die Aufnahmeschicht 140 kann hierbei auch als Splitfolie bezeichnet werden und ist somit bevorzugt auf der Strukturseite auflaminiert. Im Nachfolgeschritt erfolgt dann ein Abkühlen der Gesamtanordnung, wodurch der Split bzw. die Rissauslösung und/oder Rissführung bewirkt wird. Gegenüber der Darstellung der Fig. 27b ist gemäß der Fig. 27c an der Unterseite des Festkörpers bzw. an der freiliegenden Oberfläche des Festkörpers eine

Halteschicht/gebondeter Wafer angeordnet. Es kann sich bei der Halteschicht auch um einen Werkzeugträger bzw. Chuck 300 handeln. Im Nachfolgeschritt erfolgt dann ein Abkühlen der Gesamtanordnung, wodurch der Split bzw. die Rissauslösung und/oder Rissführung bewirkt wird.

Fig. 27d zeigt gegenüber der Fig. 27b eine Anordnung, gemäß welcher der Festkörper doppelseitig mit Aufnahmeschichten 140, 146 versehen ist. Die weitere Aufnahmeschicht 146 ist dabei an einer Oberfläche des später verbleibenden Restfestkörpers angeordnet, wobei zwischen der weiteren Aufnahmeschicht 146 und dem Festkörper 1 eine

Haftvermittlungsschicht 148 und/oder Opferschicht 149 und/oder Schutzschicht 142 angeordnet oder erzeugt sein kann. Die beiden Aufnahmeschichten 140 und 146 sind bevorzugt auflaminiert. Im Nachfolgeschritt erfolgt dann ein Abkühlen der Gesamtanordnung, wodurch der Split bzw. die Rissauslösung und/oder Rissführung bewirkt wird.

Fig. 27e zeigt eine Anordnung, gemäß der gegenüber der aus Fig. 27d bekannten

Anordnung keine Haftvermittlungsschicht 148 und/oder Opferschicht 149 und/oder

Schutzschicht 142 zwischen der weiteren Aufnahmeschicht 146 und dem Festkörper 1 angeordnet oder erzeugt ist. Im Nachfolgeschritt erfolgt dann ein Abkühlen der

Gesamtanordnung, wodurch der Split bzw. die Rissauslösung und/oder Rissführung bewirkt wird.

Fig. 27f zeigt eine Anordnung die invers zu der aus Fig. 27d bekannten Anordnung aufgebaut ist, d.h., dass die Haftvermittlungsschicht 148 und/oder Opferschicht 149 und/oder Schutzschicht 142 nicht zwischen der weiteren Aufnahmeschicht 146 und dem Festkörper 1 angeordnet oder erzeugt ist, sondern zwischen der Aufnahmeschicht 140 und dem

Festkörper 1 und somit an der abzutrennenden Festkörperschicht erzeugt oder angeordnet ist/sind. Auf den Bauteilen 150 oder den Strukturen kann hierbei z.B. mittels Spinncoating eine oder mehrere Schichten erzeugt werden. Als Nachfolgeschritt erfolgt dann ein Abkühlen der Gesamtanordnung, wodurch der Split bzw. die Rissauslösung und/oder Rissführung bewirkt wird.

Fig. 27g zeigt eine Anordnung bzw. Ausprägung, die einer Kombination aus den

Anordnungen der Figuren 27d und 27f entspricht. Der Festkörper ist bevorzugt doppelseitig mit Splitfolie laminiert, ebenso kann doppelseitig eine Schutzschicht und/oder

Haftvermittlungsschicht und/oder Opferschicht unter der Splitfolie vorgesehen sein, auf den Strukturen ist ferner z.B. Spincoating möglich. Als Nachfolgeschritt erfolgt dann ein

Abkühlen der Gesamtanordnung, wodurch der Split bzw. die Rissauslösung und/oder Rissführung bewirkt wird.

Fig. 27h zeigt eine Anordnung, die ähnlich zur in Fig. 27b gezeigten Anordnung ist, wobei die Aufnahmeschicht nicht auf einer Oberfläche der abzutrennenden Festkörperschicht, sondern auf dem nach der Abtrennung verbleibenden Restfestkörper einseitig angeordnet bzw.

laminiert ist. Die Abtrennung erfolgt dann infolge der Abkühlung analog zur Abtrennung von einem Ingot bzw. wie in einem Ingot-Prozess.

Fig. 27i zeigt eine Anordnung, die ähnlich zur aus Fig. 27c bekannten Anordnung ist, wobei eine oder mehrere der nachfolgend genannten Schichten oder Einrichtungen an der Bauteilseite des Festkörpers bzw. an oder oberhalb der Bauteile 150 angeordnet oder erzeugt wird/werden. Diese Schichten oder Einrichtungen sind dabei bevorzugt: Mindestens oder genau eine Haftvermittlungsschicht 148 und/oder mindestens oder genau eine

Opferschicht 149 und/oder mindestens oder genau eine Schutzschicht 142 und/oder mindestens oder genau eine Stabilisierungseinrichtung 3, insbesondere ein Werkzeugträger oder Chuck 300 (bevorzugt Kühleinrichtung) oder ein weiterer Wafer. Als Nachfolgeschritt erfolgt dann ein Abkühlen der Gesamtanordnung, wodurch der Split bzw. die Rissauslösung und/oder Rissführung bewirkt wird.

Fig. 28 zeigt eine Illustration eines Beispiels für ein Schreibmuster bei einer X-Y- Bearbeitung:

Pfeile 170, 172 repräsentieren die Laservorschubrichtung, die schwarzen Kreise

repräsentieren die unterschiedlichen Laserschüsse bzw. Modifikationen 9, die hier mit ihrer Schadwirkung im Material nicht überlappen. Es ist hierbei bevorzugt, wenn der Laser zunächst in eine Richtung fährt und Modifikationen 9 erzeugt, bevor er umkehrt und

Modifikationen 9 in der zweiten (unteren) Richtung schreibt.

Die Figuren 29a bis 29d zeigen verschiedene Kühleinrichtungen 174. Die in diesen

Kühleinrichtungen 174 prozessierten Festkörperanordnungen 176 resultieren aus den verschiedenen in den Figuren 27a bis 27i gezeigten und beschriebenen Ausprägungen bzw. Gestaltungen der mit einer oder mehreren Aufnahmeschicht/en 140, 146 versehenen Festkörper 1. Die hierin gezeigten Kühleinrichtungen 174 verwenden alle zum Kühlen ein verfüssigtes Gas 178 als Ausgangskühlmedium. Dieses Ausgangskühlmedium wird je nach Ausführungsform entweder vernebelt oder verdampft. Bevorzugt handelt es sich bei dem Ausgangskühlmedium um flüssigen Stickstoff. Alternative Kühlverfahren z.B. mittels

Piezoelementen sind ebenfalls vorstellbar und möglich.

Die Kühleinrichtung 174 dient dabei bevorzugt zum Abkühlen der Aufnahmeschicht 140, 146 auf eine Temperatur zwischen -85°C und -10°C, insbesondere auf eine Temperatur zwischen -80°C und -50°C.

Gemäß Fig. 29a weist die Kühleinrichtung 1 4 ein Stickstoffbad auf, wobei die

Aufnahmeschicht beabstandet, insbesondere mittels einer einstellbaren

Positioniereinrichtung 180, zu in dem Stickstoffbad vorgehaltenen flüssigen Stickstoff positioniert wird. Somit wird die Festkörperanordnung bevorzugt auf einer

Positioniereinrichtung bzw. auf einer Halterung über einem Stickstoffbad angeordnet. Es resultiert somit ein Temperaturgradient über die Kammerhöhe und die Temperatur an der Festköperanordnung ist über die Füllhöhe mit dem Ausgangskühlmedium oder die Position der Festkörperanordnung 176 (Abstand zum Boden der Kammer) einstellbar.

Gemäß den Ausführungsformen der Figuren 29b bis 29d kann die Kühleinrichtung bevorzugt ein Vernebelungsmittel, insbesondere mindestens oder genau eine perforierte Rohrleitung, zum Vernebeln von flüssigem Stickstoff oder ein Vernebelungsmittel zum Vernebeln von flüssigem Stickstoff aufweisen und die Kühlwirkung durch vernebelten oder verdampften Stickstoff erzeugt werden.

Gemäß Fig. 29b wird bevorzugt ein homogenes Sprühgerät/Nebler zum Sprühen oder Vernebeln bereitgestellt. Das Sprühen oder Vernebeln erfolgt bevorzugt oberhalb der Festkörperanordnung 176. Ferner erfolgen bevorzugt Temperaturmessungen zur

Temperaturkontrolle, die Ausgangsdaten zum Regelten eines Ventils, insbesondere

Stickstoffventils, ausgeben. Die Temperaturmessungen erfolgen bevorzugt am Substrat bzw. am Festkörper 1 oder an der Aufnahmeschicht 140.

Das Substrat bzw. der Festkörper 1 bzw. die Festkörperanordnung 176 ruht bevorzugt über dem Kammerboden um Stickstoffabsetzen am Boden der Kammer auszuweichen.

Gemäß Fig. 29c wird bevorzugt eine perforierte Rohrleitung als homogenes Sprühgerät verwendet. Ferner erfolgen bevorzugt Temperaturmessungen zur Temperaturkontrolle, die Ausgangsdaten zum Regelten eines Ventils, insbesondere Stickstoffventils, ausgeben. Die Temperaturmessungen erfolgen bevorzugt am Substrat bzw. am Festkörper 1 oder an der Aufnahmeschicht 140. Das Substrat bzw. der Festkörper 1 bzw. die Festkörperanordnung 176 ruht bevorzugt über dem Kammerboden um Stickstoffabsetzen am Boden der Kammer auszuweichen.

Gemäß Fig. 29d zeigt eine Kühleinrichtung 176 die ein homogenes Sprühgerät/Nebler 182 zum Kühlen von bevorzugt mehreren bzw. jeder Seite aufweist. Ferner erfolgen bevorzugt Temperaturmessungen zur Temperaturkontrolle, die Ausgangsdaten zum Regelten eines Ventils, insbesondere Stickstoffventils, ausgeben. Die Temperaturmessungen erfolgen bevorzugt am Substrat bzw. am Festkörper 1 oder an der Aufnahmeschicht 140.

Das Substrat bzw. der Festkörper 1 bzw. die Festkörperanordnung 176 ruht bevorzugt über dem Kammerboden um Stickstoffabsetzen am Boden der Kammer auszuweichen.

Die Kammer 184 der Kühleinrichtung 174 ist bevorzugt verschlossen um einen

Temperaturgradient möglichst durch Isolation zu vermindern.

Fig. 30 zeigt drei Beispiele für bevorzugte Zusammenhänge zwischen der

Kristallgitterorientierung und der Modifikationserzeugung. Dieses Verfahren ist insbesondere für das Abtrennen von Festkörperschichten von einem aus SIC bestehenden oder SiC aufweisenden Festkörper sinnvoll. Durch diese Zusammenhänge ergibt sich ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren. Dieses weitere erfindungsgemäße Verfahren dient bevorzugt zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht von mindestens einem Festkörper 1 , insbesondere von einem Wafer von einem Ingot oder zum Dünnen eines Wafers. Das weitere erfindungsgemäße Verfahren umfasst dabei bevorzugt mindestens die Schritte: Erzeugung einer Vielzahl an Modifikationen 2 mittels Laserstrahlen im Inneren des

Festkörpers 1 zum Ausbilden einer Ablöseebene 4, und Einleiten einer äußeren Kraft in den Festkörper 1 zum Erzeugen von Spannungen in dem Festkörper 1 , wobei die äußere Kraft so stark ist, dass die Spannungen eine Rissausbreitung entlang der Ablöseebene 4 bewirkt.

Erfindungsgemäß werden die Modifikationen nacheinander in mindestens einer Zeile oder Reihe oder Linie erzeugt, wobei die in einer Zeile oder Reihe oder Linie erzeugten

Modifikationen 2 bevorzugt in einem Abstand X und mit einer Höhe H erzeugt werden, damit ein sich zwischen zwei aufeinander folgenden Modifikationen ausbreitender Riss,

insbesondere in Kristallgitterrichtung ausbreitender Riss, dessen Rissausbreitungsnchtung in einem Winkel W gegenüber der Ablöseebene ausgerichtet ist, die beiden Modifikationen miteinander verbindet. Der Winkel W liegt hierbei bevorzugt zwischen 2° und 6°,

insbesondere bei 4°. Bevorzugt breitet sich der Riss von einem Bereich unterhalb des Zentrums einer ersten Modifikation hin zu einem Bereich oberhalb des Zentrums einer zweiten Modifikation hin aus. Der hierbei wesentliche Zusammenhang ist daher, dass die Größe der Modifikation in Abhängigkeit des Abstands der Modifikationen und des Winkels W verändert werden kann bzw. muss.

Ferner kann dieses Verfahren auch den Schritt des Erzeugens einer Kompositstruktur durch Anordnen oder Erzeugen von Schichten und/oder Bauteilen 150 an oder oberhalb einer zunächst freiliegenden Oberfläche des Festkörpers 1 aufweisen, wobei die freiliegende Oberfläche bevorzugt Bestandteil der abzutrennenden Festkörperschicht ist. Besonders bevorzugt werden die Modifikationen zum Ausbilden der Ablöseebene 4 vor der Erzeugung der Kompositstruktur erzeugt.

Zum Einleiten der äußeren Kraft kann z.B. analog zu den zuvor beschriebenen Verfahren eine Aufnahmeschicht 140 an einer freiliegenden Oberfläche der Kompositstruktur bzw. des Festkörpers angeordnet werden.

Die drei Abbildungen 30a bis 30c sollen verdeutlichen, wie die Größe der durch Laser amorphisierten/phasenumgewandelten Schad-/Modifikationszone die vom Sägezahnmuster des Risses durchlaufene Höhe beeinflusst. Generell läuft der Riss entlang der Kristallebenen also zwischen einzelnen Atomen des Kristalls. In der modifizierten Zone sind diese klaren Ebenen nicht mehr existent, der kommt also zum Halt.

Durch eine bevorzugt möglichst hohe numerische Apertur kann die Schadzone entlang der Strahlrichtung verkleinert werden, wie auch lateral in der Brennebene. Da nur die

Schwellintensität erreicht werden muss, genügt hier dann auch eine kleinere Pulsenergie.

Wenn nun die Schadzone geeigneterweise kleiner ausgebildet ist, so können die

Lasermodifikationen dichter gesetzt werden, was den Sägezahn kürzer laufen lässt und insgesamt eine geringere Höhenausdehnung der modifizierten Ebene bedingt (erstes Bild).

Ist die Schadzone hingegen größer ausgebildet (höhere Energie und/oder niedrigere numerische Apertur - Fig. 30b) - wird durch den erhöhten Druck der amorphisierten Zone auch ein größerer Mikroriss ausgelöst, den einzufangen (d.h. kontrolliert zu stoppen) man mit einer Schadzone größerer Ausdehnung in größerem Abstand ermöglicht.

Fig. 30c schließlich zeigt die Gefahr auf, wenn die Schadzone nicht ausreichend groß ist und zu weit laufende Risse durch die Lasermodifikation ausgelöst werden, die Risse laufen zum einen zu weit - d.h. der durch die Risse entstandene Höhenunterschied wird größer als gewünscht - und zum anderen werden die Risse unter den weiteren Schadzonen

hindurchgetrieben und nicht vom amorphisierten Material gestoppt. Dies führt dann wieder zu Materialverlusten, da alle eingerissenen Materialschichten für das Endprodukt oder eine erneute Laserbearbeitung entfernt werden müssen.

Fig. 31 zeigt eine schematisch dargestellte Momentaufnahme aus einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren. Dieses weitere Verfahren dient bevorzugt zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht von mindestens einem Festkörper 1 , insbesondere von einem Wafer von einem Ingot oder zum Dünnen eines Wafers. Das weitere

erfindungsgemäße Verfahren umfasst dabei bevorzugt mindestens die Schritte: Erzeugung einer Vielzahl an Modifikationen 2 mittels Laserstrahlen im Inneren des Festkörpers 1 zum Ausbilden einer Ablöseebene 4, und Einleiten einer äußeren Kraft in den Festkörper 1 zum Erzeugen von Spannungen in dem Festkörper 1 , wobei die äußere Kraft so stark ist, dass die Spannungen eine Rissausbreitung entlang der Ablöseebene 4 bewirkt.

Erfindungsgemäß werden in einem ersten Schritt die Modifikationen auf einer Linie 103 und bevorzugt im gleichen Abstand zueinander erzeugt. Weiterhin ist vorstellbar dass eine Vielzahl dieser im ersten Schritt erzeugten Linien erzeugt werden. Diese ersten Linien werden besonders bevorzugt parallel zur Rissausbreitungsnchtung uns bevorzugt geradlinig oder kreisbogenförmig, insbesondere in derselben Ebene, erzeugt. Nach der Erzeugung dieser ersten Linien werden bevorzugt zweite Linien 105 zum Auslösen und/oder Treiben von bevorzugt unterkritischen Rissen erzeugt. Diese zweiten Linien werden ebenfalls bevorzugt geradlinig erzeugt. Besonders bevorzugt sind die zweiten Linien gegenüber den ersten Linien geneigt, insbesondere orthogonal ausgerichtet. Die zweiten Linien erstrecken sich bevorzugt in derselben Ebene wie die ersten Linien oder besonders bevorzugt in einer Ebene die parallel zu der Ebene ist, in der sich die ersten Linien erstrecken. Anschließende werden bevorzugt dritte Linien erzeugt zum Verbinden der unterkritischen Risse erzeugt.

Dieses Verfahren ist insbesondere für das Abtrennen von Festkörperschichten von einem aus SIC bestehenden oder SiC aufweisenden Festkörper sinnvoll.

Ferner können die Modifikationen nacheinander in mindestens einer Zeile oder Reihe oder Linie erzeugt werden, wobei die in einer Zeile oder Reihe oder Linie erzeugten

Modifikationen 2 bevorzugt in einem Abstand X und mit einer Höhe H erzeugt werden, damit ein sich zwischen zwei aufeinander folgenden Modifikationen ausbreitender Riss, insbesondere in Kristallgitterrichtung ausbreitender Riss, dessen Rissausbreitungsnchtung in einem Winkel W gegenüber der Ablöseebene ausgerichtet ist, die beiden Modifikationen miteinander verbindet. Der Winkel W liegt hierbei bevorzugt zwischen 2° und 6°,

insbesondere bei 4°. Bevorzugt breitet sich der Riss von einem Bereich unterhalb des Zentrums einer ersten Modifikation hin zu einem Bereich oberhalb des Zentrums einer zweiten Modifikation hin aus. Der hierbei wesentliche Zusammenhang ist daher, dass die Größe der Modifikation in Abhängigkeit des Abstands der Modifikationen und des Winkels W verändert werden kann bzw. muss.

Ferner kann dieses Verfahren auch den Schritt des Erzeugens einer Kompositstruktur durch Anordnen oder Erzeugen von Schichten und/oder Bauteilen 150 an oder oberhalb einer zunächst freiliegenden Oberfläche des Festkörpers 1 aufweisen, wobei die freiliegende Oberfläche bevorzugt Bestandteil der abzutrennenden Festkörperschicht ist. Besonders bevorzugt werden die Modifikationen zum Ausbilden der Ablöseebene vor der Erzeugung der Kompositstruktur erzeugt.

Zum Einleiten der äußeren Kraft kann z.B. analog zu den zuvor beschriebenen Verfahren eine Aufnahmeschicht 140 an einer freiliegenden Oberfläche der Kompositstruktur bzw. des Festkörpers angeordnet werden.

Somit wird im weiteren erfindungsgemäßen Laserverfahren bevorzugt auf SiC (aber auch anderen Materialien) Linien parallel zur Rissausbreitungsrichtung (bevorzugt Querlinien genannt) erzeugt, um zunächst eine Ebene für die bevorzugte Rissauslösung zu definieren (Rissinitialisierung), bevor Längslinien die Risse treiben. Hierbei werden die Risse erst quer, dann längs initialisiert, bevor ein finaler Schritt Linien zwischen die Längslinien des zweiten Schritts setzt um die Risse vollflächig auszulösen. Dies ermöglicht kürzere Risslaufwege, was die finale Oberflächenrauhigkeit minimiert.

Beispielbild für Querlinien (mit dem Sägezahn) und Rissauslöselinien (auf den

Wellenkämmen des Sägezahns).

Bezugszeichenliste

1 Festkörper

2 Modifikation

3 Ort der Modifikationserzeugung

4 Rissführungsbereich

6 Festkörperanteil

8 Laserbeaufschlagungseinrichtung

9 Objektiv

10 Laserstrahlen

1 1 Modifizierte Laserstrahlen

12 Vertiefung

14 Festkörperschicht

16 Oberfläche der Festkörperschicht

17 Einstrahloberfläche

18 Spannungserzeugungsschicht oder Aufnahmeschicht 140

19 Kleber oder weitere Spannungserzeugungsschicht

24 lokale Eigenschaftsveränderung des Festkörpers (z.B. der Transmission) 26 Graben

28 Rahmen

30 Kreuzungspunkt der reflektierten Strahlen

32 Spülung

34 Beschichtung

300 Chuck

L Längsrichtung des Festkörpers