一种晶圆裂片装置的制作方法

本技术属于的晶圆加工设备，具体为一种晶圆裂片装置。

背景技术：

1、近年来，蓝宝石衬底led芯片以其耗能低、发光效率高、寿命长、绿色环保、冷光源、响应时间快、可在各种恶劣条件下使用等优点，得到日新月异的发展，成为21世纪的新一代照明光源。在led芯片制备工艺中，切割就是将经过光刻、镀膜、减薄等工艺制程后的整个芯片分割成所需求尺寸的单一晶粒的过程，这是半导体发光二极管芯片制备工艺中不可或缺的一道工序。对于led芯片，比较传统的也是现业界采用最广泛的切割方式是锯片切割。锯片切割是用高速旋转的金刚刀按工艺需求设定好的程序将芯片完全锯开成单一的晶粒；传统的晶圆划片常用金刚石锯划片法，但其切口宽度受到切刃厚度和金刚石锯片脆性的限制。另外，制造晶圆所用到的典型基体材料(如蓝宝石、氮化镓、碳化硅、硅等)的宽禁带意味着这些材料很容易破裂而导致led器件绝缘不良和严重漏电，从而严重影响了led的良品率。随着led应用的快速发展，为了满足成本要求及产能需要，芯片制作密度不断增加，留给分割的划切道已缩至20um以下，芯粒尺寸已小于0.2×0.2mm。这给传统的金刚石锯划片带来了严峻挑战：一方面，由于蓝宝石、碳化硅等硬脆材料的硬度已接近金刚石；另一方面，金刚石锯的最小厚度也在20um左右，已超出划切道的宽度，而且此厚度金刚石锯的切削力严重不足，刃具磨损速度是产业化生产无法接受的。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供了一种晶圆裂片装置，解决了传统的晶圆划片常用金刚石锯划片法，但其切口宽度受到切刃厚度和金刚石锯片脆性的限制；制造晶圆所用到的典型基体材料(如蓝宝石、氮化镓、碳化硅、硅等)的宽禁带意味着这些材料很容易破裂而导致led器件绝缘不良和严重漏电，从而严重影响了led的良品率的技术问题。

2、本实用新型采取的方案为：一种晶圆裂片装置，包括第一支撑平台、第二支撑平台，其特征在于，所述的第一支撑平台后端自左到右依次设有：紫外激光器、第一扩束镜、第一光挡、第一旋转电机、第一1/2波片、第一光井、第一分束立方体、第一45°反射镜、第二45°反射镜、第三45°反射镜、第四45°反射镜、第一聚焦镜；

3、所述的第一支撑平台前端自右到左依次设有：第一红外激光器、第二扩束镜、第二光挡、第二旋转电机、第二1/2波片、第二光井、第二分束立方体、第五45°反射镜、第六45°反射镜、第二聚焦镜；

4、所述的第一支撑平台后端自右到左依次设有：第二红外激光器、第三光挡、准直镜、第七45°反射镜、第八45°反射镜、分束镜、第九45°反射镜、红外加热喷嘴、冷却喷嘴、冷却气管；

5、所述的第二支撑平台上设有第二直线模组，所述的第二直线模组上配合连接有第一直线模组，所述的第一直线模组上设有r旋转轴，所述的r旋转轴上设有陶瓷盘，所述的第一支撑平台上设有第一物镜、第二物镜。

6、优选的，所述的紫外激光器波长355nm。

7、优选的，所述的第一红外激光器波长1064nm。

8、优选的，所述的第二红外激光器波长1064nm。

9、本实用新型的有益效果：

10、一、对于厚度在150um以上的晶圆，首先用紫外激光在led晶圆表面划线产生较浅的初始裂纹，然后使用波长为1064nm的红外激光在晶圆内部形成一条由多个激光炸点组成的改质层，在晶圆内部形成第二条裂纹，其后对晶圆进行快速加热和快速冷却，使其在初始裂纹和第二条裂纹处利用热胀冷缩原理产生应力，最后使用劈裂机沿着垂直于led晶圆镜面的方向对裂纹施加冲击压力，将led晶圆沿着裂纹压裂，从而实现裂片的效果。同时紫外激光划线深度和红外激光炸点改质层大小可调节

11、二、对于厚度在150um以下的晶圆，首先用紫外激光在led晶圆表面划线产生较浅的初始裂纹，然后对晶圆进行快速加热和冷却，使其在初始裂纹处利用热胀冷缩原理产生应力，最后使用劈裂机沿着垂直于led晶圆镜面的方向对裂纹施加冲击压力，将led晶圆沿着裂纹压裂，从而实现裂片的效果。同时紫外激光划线深度可调节。

技术特征：

1.一种晶圆裂片装置，包括第一支撑平台、第二支撑平台，其特征在于，所述的第一支撑平台后端自左到右依次设有：紫外激光器、第一扩束镜、第一光挡、第一旋转电机、第一1/2波片、第一光井、第一分束立方体、第一45°反射镜、第二45°反射镜、第三45°反射镜、第四45°反射镜、第一聚焦镜；

2.根据权利要求1所述的一种晶圆裂片装置，其特征在于，所述的紫外激光器波长355nm。

3.根据权利要求2所述的一种晶圆裂片装置，其特征在于，所述的第一红外激光器波长1064nm。

4.根据权利要求3所述的一种晶圆裂片装置，其特征在于，所述的第二红外激光器波长1064nm。

技术总结
本技术属于的晶圆加工设备技术领域，具体为一种晶圆裂片装置，第一支撑平台后端自左到右依次设有：紫外激光器、第一扩束镜、第一光挡、第一旋转电机等；第一支撑平台前端自右到左依次设有：第一红外激光器、第二扩束镜、第二光挡等；第一支撑平台后端自右到左依次设有：第二红外激光器、第三光挡、准直镜、第七45°反射镜、第八45°反射镜、分束镜、第九45°反射镜、红外加热喷嘴、冷却喷嘴、冷却气管；第二支撑平台上设有第二直线模组，第二直线模组上配合连接有第一直线模组，第一直线模组上设有R旋转轴，R旋转轴上设有陶瓷盘，第一支撑平台上设有第一物镜、第二物镜。

技术研发人员：陈松涛,王志远,兑志魁,董和平
受保护的技术使用者：郑州轨道交通信息技术研究院
技术研发日：20230323
技术公布日：2024/1/14