晶圓激光切割裝置制造方法
【專利摘要】一種晶圓激光切割裝置。晶圓激光切割裝置包括紫外激光器、擴束鏡、反射鏡、聚焦裝置、工作臺、第一照明裝置、第二照明裝置、第一同軸視覺定位裝置及第二同軸視覺定位裝置。紫外激光器輸出的激光入射到擴束鏡，經(jīng)過擴束鏡后的激光入射到反射鏡上，激光經(jīng)反射鏡后入射進聚焦裝置，透過聚焦裝置的激光聚焦于工作臺上，工作臺包括用于承載工件的承載面，承載面采用透明結構，第一照明裝置位于聚焦裝置及工作臺之間，第一同軸視覺定位裝置位于反射鏡上方，第二照明裝置位于工作臺下方，第二同軸視覺定位裝置位于第二照明裝置下方。通過將工作臺的承載面采用透明結構，并通過上下兩個同軸視覺定位裝置進行定位，從而可以對工件的定位的一面進行定位。
【專利說明】晶圓激光切割裝置【技術領域】
[0001]本實用新型涉及用激光束加工領域，尤其涉及一種晶圓激光切割裝置。
【背景技術】
[0002]當前LED主要采用了藍寶石晶體做為襯底，在藍寶石晶體上生長氮化鎵的方式生產(chǎn)LED晶圓，而在LED最終應用封裝之前需要將幾英寸的晶圓片切割成小尺寸的晶粒。
[0003]目前主流的加工方法是使用短波長的紫外納秒激光進行劃片，激光重復頻率200KHZ左右，10分鐘甚至更短的時間就能加工一片晶圓。近年來市場上開始使用短脈寬的紫外皮秒激光進行LED晶圓劃片，激光重復頻率達1-2MHZ量級，速度相比紫外納秒激光又有極大提高，且由于皮秒量級脈寬遠小于晶圓熱傳導時間，不會出現(xiàn)納秒紫外加工中的熱效應問題，這使得劃片槽寬可達20微米以下。
[0004]現(xiàn)有的激光切割LED晶圓常用的是正切和背切的切割方式。正切即激光直接對氮化硅層進行切割，優(yōu)點是切縫窄，外觀不良率低，但是切片過程中會出現(xiàn)碎屑，為防止碎屑融化后粘在芯片正面，一般在切割前會増加涂保護液的エ序，這樣切完又會多一道清洗エ序，且由于激光的直接作用，會増加漏電流幾率，同時芯粒側面已經(jīng)不再具備最基本的光學特性，會吸收光線，降低光亮，往往需要增加側面化學蝕刻的エ序來提高亮度。而背切是激光穿過藍寶石基底對氮化硅層進行切割，優(yōu)點是激光不直接作用于芯片正面，LED亮度高，不需要涂保護液、清洗和側面化學蝕刻這三道エ序，エ藝簡單，但是切縫寬，存在崩裂至有效區(qū)的風險，外觀不良 率高于正切法，且部分背鍍金屬的LED晶圓難以使用背切的方式。兩種切割方式各有優(yōu)缺點，根據(jù)待加工LED晶圓的具體要求，來選擇合適的切割方式。
[0005]然而由于LED晶圓往往只有一面有定位點，有定位點的這一面必須對著視覺定位系統(tǒng)放置，而不能反向，因此現(xiàn)有一臺設備只能采用ー種切割方式，即只能正切，或只能背切，這樣無法滿足同一臺設備同時對多種LED晶圓切割需求。
實用新型內容
[0006]本實用新型實施例所要解決的技術問題在于，提供一種晶圓激光切割裝置。可利用對エ件的正反面均可進行定位，提高對不同LED晶圓切割需求的適應性。
[0007]為了解決上述技術問題，本實用新型實施例提供了一種晶圓激光切割裝置。所述晶圓激光切割裝置包括紫外激光器、擴束鏡、反射鏡、聚焦裝置、工作臺、第一照明裝置、第二照明裝置、第一同軸視覺定位裝置及第二同軸視覺定位裝置，所述紫外激光器輸出的激光入射到所述擴束鏡，經(jīng)過所述擴束鏡后的激光入射到所述反射鏡上，所述激光經(jīng)所述反射鏡后入射進所述聚焦裝置，透過所述聚焦裝置的激光聚焦于所述工作臺上，所述聚焦裝置位于所述工作臺上方，所述工作臺包括用于承載エ件的承載面，所述承載面采用透明結構，第一照明裝置位于所述聚焦裝置及所述工作臺之間，照射所述エ件的上表面，所述第一同軸視覺定位裝置位于所述反射鏡上方，對所述エ件的上表面進行視覺定位，所述第二照明裝置位于所述工作臺下方，照射所述エ件的下表面，所述第二同軸視覺定位裝置位于所述第二照明裝置下方，對所述エ件的下表面進行視覺定位。
[0008]其中，所述晶圓激光切割裝置還包括第一視覺監(jiān)控裝置及第ニ視覺監(jiān)控裝置，所述第一視覺監(jiān)控裝置位于所述工作臺的側上方，在加工過程中對所述エ件的上表面進行錄像存儲，所述第二視覺監(jiān)控裝置位于所述工作臺的側下方，并在加工過程中對所述エ件的下表面進行錄像存儲。
[0009]其中，所述紫外激光器輸出激光的脈寬在皮秒量級。
[0010]其中，所述聚焦裝置安裝在ー維直線電機上，所述ー維直線電機驅動所述聚焦裝置上下移動。
[0011]其中，所述承載面由透明材質制成。
[0012]其中，所述承載面具有真空吸附結構，所述真空吸附結構用于吸附所述エ件。
[0013]其中，所述晶圓激光切割裝置還包括旋轉臺、X軸工作臺及Y軸エ作臺，所述Y軸工作臺用于驅動所述X軸工作臺沿第一方向移動，所述X軸工作臺用于驅動所述旋轉臺沿第二方向移動，所述第二方向垂直所述第一方向，所述旋轉臺用于驅動所述工作臺繞第三方向旋轉，所述第三方向同時垂直所述第一方向及第二方向。
[0014]其中，所述工作臺位于所述旋轉臺中部，所述旋轉臺中部為中間透光結構。
[0015]其中，所述旋轉臺位于所述X軸工作臺中部，所述X軸工作臺中部為中間透光結構。
[0016]其中，所述X軸工作臺位于所述Y軸工作臺中部，所述Y軸工作臺中部為中間透光結構。
[0017]本實用新型實施例的晶圓激光切割裝置，通過將工作臺的承載面采用透明結構，并通過上下兩個同軸視覺定位裝置進行定位，從而無論LED晶圓正放還是反放，都可以對エ件的定位的一面進行定位，提高了對不同LED晶圓切割需求的適應性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是本實用新型提供的晶圓激光切割裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0021]在本實用新型實施例中，通過透明結構的承載面，及兩個同軸視覺定位裝置，從而無論LED晶圓正放還是反放，都可以對エ件的定位一面進行定位，提高了對不同LED晶圓切割需求的適應性。
[0022]請參閱圖1，本實用新型第一實施例提供的晶圓激光切割裝置100包括紫外激光器10、擴束鏡20、反射鏡30、聚焦裝置40、工作臺50、第一照明裝置60、第二照明裝置70、第一同軸視覺定位裝置80、第二同軸視覺定位裝置90及第ー視覺監(jiān)控裝置91及第ニ視覺監(jiān)控裝置92。所述晶圓激光切割裝置100可以對LED晶圓進行正切和背切。
[0023]所述紫外激光器10輸出的激光入射到所述擴束鏡20。本實施方式中，所述紫外激光器10輸出紫外激光，脈寬在皮秒量級。具體地，所述紫外激光器10輸出激光波長為355nm，平均功率8W，脈寬為10ps，頻率為200KHz — 2MHz。
[0024]經(jīng)過所述擴束鏡20后的激光入射到所述反射鏡30上。本實施方式中，所述反射鏡30采用45度轉折鏡。所述擴束鏡20倍率為3 —10倍。
[0025]所述激光經(jīng)所述反射鏡30后入射進所述聚焦裝置40，透過所述聚焦裝置40的激光聚焦于所述工作臺50上，所述聚焦裝置40位于所述工作臺50上方。本實施方式中，所述聚焦裝置40安裝在ー維直線電機9上，所述ー維直線電機9驅動所述聚焦裝置上40下移動，改變激光焦點的位置。
[0026]所述工作臺50包括用于承載エ件200的承載面51，所述承載面51采用透明結構。從而可以觀察所述エ件200的下表面。本實施方式中，所述承載面51由透明材質制成。所述エ件200安裝于所述旋轉臺8、X軸工作臺7及Y軸工作臺6上。所述エ件200是藍寶石基底的LED晶圓。所述Y軸工作臺6用于驅動所述X軸工作臺7沿第一方向A移動，所述X軸工作臺7用于驅動所述旋轉臺8沿第二方向B移動，所述第二方向B垂直所述第一方向A，所述旋轉臺8用于驅動所述工作臺50繞第三方向旋轉C，所述第三方向C同時垂直所述第一方向A及第二方向B。具體地,所述工作臺6位于所述旋轉臺8中部,所述旋轉臺8中部為中間透光結構，所述旋轉臺8中部為通孔。所述旋轉臺8位于所述X軸工作臺7中部，所述X軸工作臺7中部為中間透光結構。所述X軸工作臺7中部為通孔。所述X軸工作臺7位于所述Y軸工作臺6中部，所述Y軸工作臺6中部為中間透光結構。所述Y軸工作臺6中部為通孔。當然，在其他實施方式中，所述旋轉臺8中部、所述X軸工作臺7中部及所述Y軸工作臺6中部均可采用透明材質制成。當然，在其他實施方式中，所述エ件200也可以是硅、玻璃、金屬基底的LED晶圓。
[0027]所述第一照明裝置60位于所述聚焦裝置40及所述工作臺50之間，照射所述エ件200的上表面201。本實施方式中，所述第一照明裝置60為環(huán)形燈，對加工臺面上5的所述エ件200的上表面照明，所述聚焦裝置40聚焦的激光從所述第一照明裝置60中間的通孔穿過。
[0028]所述第一同軸視覺定位裝置80位于所述反射鏡30上方，對所述エ件200的上表面201進行視覺定位。所述第一同軸視覺定位裝置80采用現(xiàn)有的激光加エ中的視覺定位系統(tǒng)80。
[0029]所述第一視覺監(jiān)控裝置91位于所述工作臺7的側上方，在加工過程中對所述エ件200的上表面201進行錄像存儲。所述第一視覺監(jiān)控裝置91對LED晶圓的切割過程進行監(jiān)測。所述第一視覺監(jiān)控裝置91在所述承載面51側上方45度放置。
[0030]所述第二照明裝置70位于所述工作臺7下方，照射所述エ件200的下表面202。所述第二照明裝置70為環(huán)形燈，對加工臺面上5的所述エ件200下表面202照明。
[0031]所述第二同軸視覺定位裝置90位于所述第二照明裝置70下方，對所述エ件200的下表面202進行視覺定位。[0032]所述第二視覺監(jiān)控裝置92位于所述工作臺7的側下方，并在加工過程中對所述エ件200的下表面202進行錄像存儲。所述第一視覺監(jiān)控裝置91對LED晶圓的切割過程進行監(jiān)測。所述第二視覺監(jiān)控裝置92在所述承載面51的側下方45度放置。
[0033]當進行正切方式進行切割時，若定位點在氮化鎵面。則將所述エ件200的氮化鎵面(所述エ件200上表面201)朝上放在所述承載面51上，所述第一同軸視覺定位裝置80根據(jù)所述定位點定位后，激光經(jīng)擴束、轉折、聚焦后對所述エ件200的氮化鎵面進行切割，所述第一視覺監(jiān)控裝置91對切割過程錄像存儲。
[0034]當進行背切方式進行切割吋，若定位點在氮化鎵面。則將所述エ件200的藍寶石面(所述エ件200上表面201)朝上放在所述承載面51上，所述第二同軸視覺定位裝置90根據(jù)所述定位點定位后，激光經(jīng)擴束、轉折、聚焦后透過所述エ件200的藍寶石襯底對氮化鎵層進行切割，所述第二視覺監(jiān)控裝置92對切割過程錄像存儲。
[0035]當進行正切方式進行切割時，若定位點在藍寶石面，則將所述エ件200氮化鎵面(所述エ件200上表面201)朝上放在所述承載面51上，所述第二同軸視覺定位裝置90根據(jù)所述定位點定位后，激光經(jīng)擴束、轉折、聚焦后對所述エ件200氮化鎵面進行切割，所述第一視覺監(jiān)控裝置91對切割過程錄像存儲。
[0036]當進行背切方式進行切割時，若定位點在藍寶石面，則將所述エ件200藍寶石面(所述エ件200上表面201)朝上放在所述承載面51上，第一同軸視覺定位裝置80根據(jù)LED晶圓的定位點定位后，激光經(jīng)擴束、轉折、聚焦后透過所述エ件200藍寶石襯底對氮化鎵層進行切割，所述第二視覺監(jiān)控裝置92對切割過程錄像存儲。
[0037]本實用新型實施例的晶圓激光切割裝置，通過將工作臺的承載面采用透明結構，并通過上下兩個同軸視覺定位裝置進行定位，從而無論LED晶圓正放還是反放，都可以對エ件的定位的一面進行定位，提高了對不同LED晶圓切割需求的適應性。
[0038]以上所揭露的僅為本實用新型較佳實施例而已，當然不能以此來限定本實用新型之權利范圍，因此依本實用新型權利要求所作的等同變化，仍屬本實用新型所涵蓋的范圍。
【權利要求】
1.一種晶圓激光切割裝置，其特征在于，所述晶圓激光切割裝置包括紫外激光器、擴束鏡、反射鏡、聚焦裝置、工作臺、第一照明裝置、第二照明裝置、第一同軸視覺定位裝置及第ニ同軸視覺定位裝置，所述紫外激光器輸出的激光入射到所述擴束鏡，經(jīng)過所述擴束鏡后的激光入射到所述反射鏡上，所述激光經(jīng)所述反射鏡后入射進所述聚焦裝置，透過所述聚焦裝置的激光聚焦于所述工作臺上，所述聚焦裝置位于所述工作臺上方，所述工作臺包括用于承載エ件的承載面，所述承載面采用透明結構，第一照明裝置位于所述聚焦裝置及所述工作臺之間，照射所述エ件的上表面，所述第一同軸視覺定位裝置位于所述反射鏡上方，對所述エ件的上表面進行視覺定位，所述第二照明裝置位于所述工作臺下方，照射所述エ件的下表面，所述第二同軸視覺定位裝置位于所述第二照明裝置下方，對所述エ件的下表面進行視覺定位。
2.如權利要求1所述的晶圓激光切割裝置，其特征在于，所述晶圓激光切割裝置還包括第一視覺監(jiān)控裝置及第ニ視覺監(jiān)控裝置，所述第一視覺監(jiān)控裝置位于所述工作臺的側上方，在加工過程中對所述エ件的上表面進行錄像存儲，所述第二視覺監(jiān)控裝置位于所述エ作臺的側下方，并在加工過程中對所述エ件的下表面進行錄像存儲。
3.如權利要求1所述的晶圓激光切割裝置，其特征在于，所述紫外激光器輸出激光的脈寬在皮秒量級。
4.如權利要求1所述的晶圓激光切割裝置，其特征在于，所述聚焦裝置安裝在ー維直線電機上，所述ー維直線電機驅動所述聚焦裝置上下移動。
5.如權利要求1所述的晶圓激光切割裝置，其特征在于，所述承載面由透明材質制成。
6.如權利要求1所述的晶圓激光切割裝置，其特征在于，所述承載面具有真空吸附結構，所述真空吸附結構用于吸附所述エ件。
7.如權利要求1所述的晶圓激光切割裝置，其特征在于，所述晶圓激光切割裝置還包括旋轉臺、X軸工作臺及Y軸工作臺，所述Y軸工作臺用于驅動所述X軸工作臺沿第一方向移動，所述X軸工作臺用于驅動所述旋轉臺沿第二方向移動，所述第二方向垂直所述第一方向，所述旋轉臺用于驅動所述工作臺繞第三方向旋轉，所述第三方向同時垂直所述第一方向及第二方向。
8.如權利要求7所述的晶圓激光切割裝置，其特征在于，所述工作臺位于所述旋轉臺中部，所述旋轉臺中部為中間透光結構。
9.如權利要求7或8所述的晶圓激光切割裝置，其特征在于，所述旋轉臺位于所述X軸工作臺中部，所述X軸工作臺中部為中間透光結構。
10.如權利要求9所述的晶圓激光切割裝置，其特征在于，所述X軸工作臺位于所述Y軸工作臺中部，所述Y軸工作臺中部為中間透光結構。
【文檔編號】B23K26/38GK203426595SQ201320110703
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年3月12日 優(yōu)先權日:2013年3月12日
【發(fā)明者】覃斌, 熊政軍, 閻滌 申請人:鐳射谷科技(深圳)有限公司