一种LED晶圆片的切割方法、系统及设备技术方案

本发明专利技术公开了一种LED晶圆片的切割方法、系统及设备，所述方法包括：激光器以脉冲串输出原始激光束；通过激光束整形组件将所述原始激光束转换成衍射激光光束；所述衍射激光光束经过聚焦物镜聚焦,在Z方向上形成若干个焦点；将LED晶圆片放置在可以移动的X、Y方向平台上，使聚焦后的衍射激光光束聚焦到所述LED晶圆片内部，移动X、Y方向平台，沿着移动的方向在所述LED晶圆片内部形成若干个激光炸点；将所述LED晶圆片通过外力辅助沿所述激光炸点轨迹切割，以形成多个单独的晶粒。本发明专利技术能够满足各类MiniLED晶圆片的切割需求，使得切割的晶圆片斜裂角度控制在2度以内，切割无锥度；同时切割后LED晶圆片的正面和反面直线度可以控制在5μm以内。μm以内。μm以内。

【技术实现步骤摘要】
一种LED晶圆片的切割方法、系统及设备


[0001]本专利技术属于半导体
，尤其涉及一种LED晶圆片的切割方法、系统及设备。

技术介绍

[0002]目前，近年来随着半导体行业对产品能耗的注重，LED芯片的质量亦越加受到重视。由此带动LED行业的快速发展。当前主流LED晶圆基底采用蓝宝石为材料，在基底上采用气相沉积的方法生长GaN发光层。普遍的蓝宝石基底尺寸为2～4英寸，其上生长的LED发光晶粒尺寸不一，其大小在100um～1000um之间。在LED终端应用封装前需要将这些晶粒分开，这就需要对其基底材料按照晶粒尺寸进行切割。
[0003]随着LED芯片尺寸越来越小型化，常规的LED激光切割方式已经无法满足MiniLED的切割需求。
[0004]常规LED激光切割存在以下问题：
[0005]1、切割的斜裂角度比较大，达到4
‑
10度；
[0006]2、切割后正面、反面的直线度不稳定。

技术实现思路

[0007]为了解决现有技术的问题，本专利技术提供了一种LED晶圆片的切割方法、系统及设备。
[0008]本专利技术的所述LED晶圆片的切割方法、系统及设备能够满足各类MiniLED晶圆片的切割需求，使得切割的晶圆片斜裂角度控制在2度以内，切割无锥度；同时切割后LED晶圆片的正面和反面直线度可以控制在5μm以内。
[0009]所述技术方案如下：
[0010]第一方面，本专利技术提供了一种LED晶圆片的切割方法，所述方法包括：
>[0011]激光器以脉冲串输出原始激光束；
[0012]通过激光束整形组件将所述原始激光束转换成衍射激光光束；
[0013]所述衍射激光光束经过聚焦物镜聚焦,在Z方向上形成若干个焦点；
[0014]将LED晶圆片放置在可以移动的X、Y方向平台上,调整所述聚焦物镜Z方向高度，使聚焦后的衍射激光光束聚焦到所述LED晶圆片内部，移动X、Y方向平台，沿着移动的方向在所述LED晶圆片内部形成若干个激光炸点；
[0015]将所述LED晶圆片通过外力辅助沿所述激光炸点轨迹切割，以形成多个单独的晶粒。
[0016]在一些实施例中，所述通过激光束整形组件将所述原始激光束转换成衍射激光光束之前，包括：
[0017]将所述原始激光束的宽度通过扩束镜扩束到第一阈值宽度，形成第一激光束。
[0018]在一些实施例中，所述通过激光束整形组件将所述原始激光束转换成衍射激光光束，包括：
[0019]将所述第一激光束的宽度通过固定孔径光阑小孔扩束到第二阈值宽度，并取所述激光束光斑均匀的部分，形成第二激光束。
[0020]在一些实施例中，所述通过激光束整形组件将所述原始激光束转换成衍射激光光束，还包括：
[0021]通过将所述第二激光束经过衍射光学元件的各个衍射单元发生衍射，对所述激光束的前位相分布进行调控，在第三阈值距离处产生干涉，形成衍射光强分布，并形成第三激光束。
[0022]在一些实施例中，所述通过激光束整形组件将所述原始激光束转换成衍射激光光束，还包括：
[0023]依次通过第一凸透镜和第二凸透镜对所述第三激光束聚焦，将所述第三激光束转换成衍射激光光束。
[0024]在一些实施例中，所述衍射激光光束经过聚焦物镜聚焦,在Z方向上形成若干个焦点，包括：
[0025]将所述若干个焦点分为n阶焦点，n为≥1的整数；
[0026]正负n阶焦点在0阶焦点两侧对称排列，0阶焦点为所述聚焦物镜的焦点；
[0027]所述正负n阶焦点的焦距由所述聚焦物镜的焦距和衍射光学元件的焦距决定。
[0028]在一些实施例中，所述正负n阶焦点的焦距由所述聚焦物镜的焦距和衍射光学元件的焦距决定，包括：
[0029]获取正负n阶焦点的焦距fn，聚焦物镜的焦距fF，衍射光学元件的焦距fd；
[0030]通过1/fn＝1/fF+n/fd计算所述正负n阶焦点的焦距fn。
[0031]第二方面，本专利技术还提供了一种LED晶圆片的切割系统，所述系统包括激光器、扩束镜、激光光束整形组件、聚焦物镜、加工平台，
[0032]所述激光器的输出端设置有扩束镜，所述扩束镜的输出端布置有激光光束整形组件，所述激光光束整形组件的输出端设置有聚焦物镜，所述聚焦物镜正对于加工平台；所述激光器输出的激光束入射到扩束镜，经扩束镜后的激光束入射到激光光束整形组件，所述激光束经激光光束整形组件转换成衍射激光光束入射到聚焦物镜上，透过所述聚焦物镜的衍射激光光束聚焦于加工平台上；
[0033]所述激光器用于以脉冲串输出原始激光束；所述扩束镜用于将所述原始激光束的宽度通过扩束镜扩束到第一阈值宽度，形成第一激光束；所述激光光束整形组件用于将所述原始激光束转换成衍射激光光束；所述聚焦物镜用于使聚焦后的衍射激光光束聚焦到所述LED晶圆片内部，移动X、Y方向平台，沿着移动的方向在所述LED晶圆片内部形成若干个激光炸点；所述加工平台用于放置待切割的LED晶圆片。
[0034]在一些实施例中，所述激光光束整形组件包括光阑小孔、衍射光学元件、第一凸透镜、第二凸透镜,
[0035]所述扩束镜的输出端布置有所述光阑小孔，所述光阑小孔的输出端设置有衍射光学元件，所述衍射光学元件的输出端依次布置有第一凸透镜和第二凸透镜，所述第二凸透镜的输出端连接所述聚焦物镜；
[0036]所述光阑小孔用于将所述第一激光束的宽度通过固定孔径光阑小孔扩束到第二阈值宽度；所述衍射光学元件包括若干个具有不同形貌和折射率的衍射单元，用于将所述
第二激光束经过衍射光学元件的各个衍射单元发生衍射，对所述激光束的前位相分布进行调控，在第三阈值距离处产生干涉，形成衍射光强分布，并形成第三激光束；所述第一凸透镜和第二凸透镜用于对所述第三激光束聚焦，将所述第三激光束转换成衍射激光光束。
[0037]第三方面，提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括：
[0038]一个或者多个处理器；
[0039]存储器；
[0040]所述存储在所述存储器中的程序，当被所述一个或者多个处理器执行时，所述程序使所述处理器执行上述第一方面任意一项所述LED晶圆片的切割方法的步骤。
[0041]本专利技术实施例公开的技术方案带来的有益效果是：
[0042]本专利技术的所述LED晶圆片的切割方法、系统及设备能够满足各类MiniLED晶圆片的切割需求，使得切割的晶圆片斜裂角度控制在2度以内，切割无锥度；同时切割后LED晶圆片的正面和反面直线度可以控制在5μm以内。
[0043]本专利技术的所述LED晶圆片的切割方法、系统及设备通过不同的激光束整形组件可以形成不同的焦点组合，以对各类MiniLED晶圆片进行切割。
[0044]本专利技术的所述LED晶圆片的切割方法、系统及设备可以对蓝宝石、硅、碳化硅等半导体衬底材料的LED晶圆片进行加工。
附图说明
[0045]在结合以下附图阅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LED晶圆片的切割方法，其特征在于，所述方法包括：激光器以脉冲串输出原始激光束；通过激光束整形组件将所述原始激光束转换成衍射激光光束；所述衍射激光光束经过聚焦物镜聚焦,在Z方向上形成若干个焦点；将LED晶圆片放置在可以移动的X、Y方向平台上,调整所述聚焦物镜Z方向高度，使聚焦后的衍射激光光束聚焦到所述LED晶圆片内部，移动X、Y方向平台，沿着移动的方向在所述LED晶圆片内部形成若干个激光炸点；将所述LED晶圆片通过外力辅助沿所述激光炸点轨迹切割，以形成多个单独的晶粒。2.根据权利要求1所述LED晶圆片的切割方法，其特征在于，所述通过激光束整形组件将所述原始激光束转换成衍射激光光束之前，包括：将所述原始激光束的宽度通过扩束镜扩束到第一阈值宽度，形成第一激光束。3.根据权利要求2所述LED晶圆片的切割方法，其特征在于，所述通过激光束整形组件将所述原始激光束转换成衍射激光光束，包括：将所述第一激光束的宽度通过固定孔径光阑小孔扩束到第二阈值宽度，并取所述激光束光斑均匀的部分，形成第二激光束。4.根据权利要求3所述LED晶圆片的切割方法，其特征在于，所述通过激光束整形组件将所述原始激光束转换成衍射激光光束，还包括：通过将所述第二激光束经过衍射光学元件的各个衍射单元发生衍射，对所述激光束的前位相分布进行调控，在第三阈值距离处产生干涉，形成衍射光强分布，并形成第三激光束。5.根据权利要求4所述LED晶圆片的切割方法，其特征在于，所述通过激光束整形组件将所述原始激光束转换成衍射激光光束，还包括：依次通过第一凸透镜和第二凸透镜对所述第三激光束聚焦，将所述第三激光束转换成衍射激光光束。6.根据权利要求1所述LED晶圆片的切割方法，其特征在于，所述衍射激光光束经过聚焦物镜聚焦,在Z方向上形成若干个焦点，包括：将所述若干个焦点分为n阶焦点，n为≥1的整数；正负n阶焦点在0阶焦点两侧对称排列，0阶焦点为所述聚焦物镜的焦点；所述正负n阶焦点的焦距由所述聚焦物镜的焦距和衍射光学元件的焦距决定。7.根据权利要求6所述LED晶圆片的切割方法，其特征在于，所述正负n阶焦点的焦距由所述聚焦物镜的焦距和衍射光学元件的焦距决定，包括：获取正负n阶焦点的焦距fn，...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷武，李忠乾，罗帅，黄阳，王海红，王刚，
申请(专利权)人：苏州科韵激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：