专利名称：与led内切割加工相匹配的激光加工方法
技术领域：
本发明涉及一种与LED内切割加工相匹配的激光加工方法，用于LED晶圆的内切割加工。
背景技术：
目前大规模商业化的LED芯片大都是以蓝宝石为基底材料，而蓝宝石具有很宽的光谱透过率，其范围从紫外到近红外。因而LED芯片上发光区域所发出的光部分会从基底方向射出，随着对LED发光效率要求的不断提升，收集这部分从背部溢出的光成为提升LED 发光效率的重要方法。而在背部镀上宽光谱的反射膜已经发展成为一种成熟、经济的方法之一。
蓝宝石基底LED的背镀膜一般具有多层结构，与蓝宝石接触层为单层或多层电介质反射膜，考虑到镀膜工艺的难易以及经济性，在电介质膜层上会增镀一层金属反射膜，其材质常用铝、金、银等，而铝、金又是最为常用的金属反射膜。
但金属反射膜增加发光效率的同时，对激光加工带来了新的挑战，尤其是给LED 内切割工艺带来巨大的障碍。由于金属膜层具有很宽的反射光谱，目前常用的固体激光波长均在其反射波长范围之内，使被加工晶圆对激光的吸收降低，从而降低加工效率。更甚至，由于金属膜层的厚度一般大于lum，远远大于金属的趋肤深度，使得透过反射膜对晶圆内部进行加工成为不可能。
因此，有必要开发一种新的加工方法来避免金属反射层对激光加工的影响。 发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种与LED内切割加工相匹配的激光加工方法，用于背面镀有反射膜，以玻璃、硅、碳化硅等透明材料为基底的晶圆内切割加工。
本发明的目的通过以下技术方案来实现与LED内切割加工相匹配的激光加工方法，特点是晶圆的背面分布有金属反射膜或者分布式布拉格反射膜或者金属反射膜和分布式布拉格反射膜组成的双层反射膜，激光聚焦于反射膜上，激光光束与晶圆发生相对移动，由单层反射膜气化或者双层反射膜的一层或者两层气化去除而形成沟槽，沟槽的中心线与晶圆正面切割道的中心线对齐，内切割工艺中由内切割激光通过沟槽聚焦于晶圆内部形成内部爆裂区，并沿切割方向形成直线阵列，在晶圆正面切割道上施加压力，使晶圆沿既定切割方向裂开。
进一步地，上述的与LED内切割加工相匹配的激光加工方法，其中，所述激光为紫外激光、可见激光或红外光激光。
再进一步地，上述的与LED内切割加工相匹配的激光加工方法，其中，所述晶圆以蓝宝石为基底或者以透明晶体材料为基底。
本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在本发明方法通过在晶圆附有反射膜的一面照射激光，使激光聚焦于反射膜，达到使反射膜气化去除的目的，从而在晶圆附有反射膜一侧形成因反射膜部分去除而产生的沟槽， 在后续的内切割工艺中，激光通过该沟槽聚焦于晶圆内部，达到对晶圆切割的目的。所去除的反射膜仅位于正对切割道位置的反射膜，所去除的反射膜宽度可以调整，从而减少反射膜的过度去除。该方法以实现内切割工艺为主要目的，与内切割加工相互配合进行LED晶圆切割，具有速度快、精度高、对蓝宝石表面损伤小等特点，适用于以蓝宝石为基底，背面镀有反射膜的LED晶圆切割，同时亦适用于其他以透明晶体材料为基底且镀有反射膜的晶圆切割。
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明 图Ia 实施例1步骤一的结构示意图；图Ib 实施例1步骤二的结构示意图； 图Ic 实施例1步骤三的结构示意图； 图加实施例2步骤一的结构示意图； 图2b 实施例2步骤二的结构示意图； 图2c 实施例2步骤三的结构示意图。
具体实施方式
由于厚度大于Ium的膜层(铝膜、金膜等)对激光的高反射率，且在采用晶圆背部切割的前提下，在激光加工前必须将切割道正对的蓝宝石面所镀的膜层去除，使激光透过表面材料聚焦于内部进行切割作业。
与LED内切割加工相匹配的激光加工方法，晶圆以蓝宝石为基底或者以透明晶体材料为基底，电极位于晶圆正面，晶圆的背面依次分布有分布式布拉格反射膜2和金属反射膜1，反射膜有两层结构，与基底3接触的是以电介质为主要材料的分布式布拉格反射膜 2，简称DBR，与分布式布拉格反射膜2接触的反射膜为金属反射膜1，主要组成物质为金、 银、铝等高反射金属材料。激光聚焦于金属反射膜上，激光光束与晶圆发生相对移动，由金属反射膜气化去除而形成沟槽，沟槽的中心线与晶圆正面切割道的中心线对齐；或者，激光聚焦于金属反射膜和分布式布拉格反射膜上，激光光束与晶圆发生相对移动，由金属反射膜和分布式布拉格反射膜气化去除而形成沟槽，沟槽的中心线与晶圆正面切割道的中心线对齐；其中，激光为紫外激光、可见激光或红外光激光；内切割工艺中由内切割激光通过沟槽聚焦于晶圆内部形成内部爆裂区，并沿切割方向形成直线阵列，在晶圆正面切割道上施加压力，使晶圆沿既定切割方向裂开。
实施例1步骤一如图Ia所示，激光4聚焦于金属反射膜1上，使金属反射膜1气化从而形成具有一定去除宽度的沟槽A。加工之前，使用高精度影像定位系统使具有一定去除宽度的沟槽A的中心线与晶圆正面光刻预留的切割道B的中心线严格对齐。控制激光加工参数，使沟槽底部的分布式布拉格反射膜2不受损失，并且无金属反射膜或粉尘残留于沟槽A内。
步骤二 如图Ib所示，利用内切割激光5直接穿透沟槽内分布式布拉格反射膜2聚焦于晶圆内部形成内部爆裂区6，并沿切割方向形成直线阵列。
步骤三如图Ic所示，在晶圆正面切割道B上施加压力，使晶圆沿既定切割方向裂开。
通过上述工艺完成背面镀有反射层LED晶圆的内切割加工。
实施例2步骤一如图加中所示，将激光4聚焦于金属反射膜1和分布式布拉格反射膜2上，使金属反射膜1和分布式布拉格反射膜2气化从而形成具有一定去除宽度的沟槽A。加工之前，使用高精度影像定位系统使具有一定去除宽度的沟槽A的中心线与晶圆正面光刻预留的切割道B的中心线严格对齐。控制激光加工参数，使沟槽底部的基底表面不受损伤且不伤及晶圆正面。沟槽A内无金属反射膜或是粉尘残留。实施此步骤时也可利用不同种类， 不同参数的激光分别对两种反射膜进行去除。
步骤二 如图2b所示，利用内切割激光5穿透基底表面聚焦于晶圆内部形成内部爆裂区6，并沿切割方向形成直线阵列。
步骤三如图2c所示，在晶圆正面切割道B上施加压力，使晶圆沿既定切割方向裂开。
通过上述工艺完成背面镀有反射膜的LED晶圆的内切割加工。
本发明方法通过在晶圆附有反射膜的一面照射激光，使激光聚焦于反射膜，达到使反射膜气化去除的目的，从而在晶圆附有反射膜一侧形成因反射膜部分去除而产生的沟槽，在后续的内切割工艺中，激光通过该沟槽聚焦于晶圆内部，达到对晶圆切割的目的。使用高精度影像系统进行对位，精确定位切割道位置。所使用的激光可为脉冲激光，也可为连续激光，激光产生的热效应较小。由于金属膜层对激光的宽光谱反射，所选用的激光波长可为紫外、可见或是红外光。利用激光扫描装置(如振镜)或是平台运动，使激光作用于反射膜，达到去除反射膜的效果。所去除的反射膜仅位于正对切割道位置的反射膜。所去除的反射膜宽度可以调整，从而减少反射膜的过度去除。该方法以实现内切割工艺为主要目的，与内切割加工相互配合进行LED晶圆切割，具有速度快、精度高、蓝宝石表面损伤小等特点，适用于以蓝宝石为基底，背面镀有反射膜的LED晶圆切割，同时亦适用于其他以透明晶体材料为基底且镀有反射膜的晶圆切割。
需要理解到的是以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.与LED内切割加工相匹配的激光加工方法，其特征在于晶圆的背面分布有金属反射膜或者分布式布拉格反射膜或者金属反射膜和分布式布拉格反射膜组成的双层反射膜， 激光聚焦于反射膜上，激光光束与晶圆发生相对移动，由单层反射膜气化或者双层反射膜的一层或者两层气化去除而形成沟槽，沟槽的中心线与晶圆正面切割道的中心线对齐，内切割工艺中由内切割激光通过沟槽聚焦于晶圆内部形成内部爆裂区，并沿切割方向形成直线阵列，在晶圆正面切割道上施加压力，使晶圆沿既定切割方向裂开。
2.根据权利要求1所述的与LED内切割加工相匹配的激光加工方法，其特征在于所述激光为紫外激光、可见激光或红外光激光。
3.根据权利要求1所述的与LED内切割加工相匹配的激光加工方法，其特征在于所述晶圆以蓝宝石为基底或者以对激光波长具有透过性的材料为基底。
全文摘要
本发明涉及与LED内切割加工相匹配的激光加工方法，晶圆的背面分布有金属反射膜或者分布式布拉格反射膜或者金属反射膜和分布式布拉格反射膜组成的双层反射膜，激光聚焦于反射膜上，激光光束与晶圆发生相对移动，由单层反射膜气化或者双层反射膜的一层或者两层气化去除而形成沟槽，沟槽的中心线与晶圆正面切割道的中心线对齐，内切割工艺中由内切割激光通过沟槽聚焦于晶圆内部形成内部爆裂区，并沿切割方向形成直线阵列，在晶圆正面切割道上施加压力，使晶圆沿既定切割方向裂开。该方法与内切割加工相配合进行LED晶圆切割，具有速度快、精度高、对蓝宝石表面损伤小等特点。
文档编号B23K26/40GK102500933SQ20111034660
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月7日 优先权日2011年11月7日
发明者赵裕兴, 郭良 申请人:苏州德龙激光有限公司