CN114346478A - 一种led晶圆片的切割方法、系统及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种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。
Description
技术领域
本发明属于半导体技术领域，尤其涉及一种LED晶圆片的切割方法、系统及设备。
背景技术
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。
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。
常规LED激光切割存在以下问题：
1、切割的斜裂角度比较大，达到4-10度；
2、切割后正面、反面的直线度不稳定。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种LED晶圆片的切割方法、系统及设备。
本发明的所述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。
所述技术方案如下：
第一方面，本发明提供了一种LED晶圆片的切割方法，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。
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：
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。
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：
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。
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：
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。
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：
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。
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：
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。
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：
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；
通过1/fn＝1/fF+n/fd计算所述正负n阶焦点的焦距fn。
第二方面，本发明还提供了一种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，
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；
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。
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,
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；
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。
第三方面，提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括：
一个或者多个处理器；
存储器；
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。
本发明实施例公开的技术方案带来的有益效果是：
本发明的所述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。
本发明的所述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。
本发明的所述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
在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明所述的LED晶圆片的切割方法的流程图；
图2示出了本发明所述的第二激光束经衍射光学元件后形成的截面光强分布图和剖面光强分布图；
图3示出了本发明所述的LED晶圆片剖面示意图；
图4示出了本发明所述的LED晶圆片的切割系统的结构图；
附图标注：
1、激光器；2、光轴；3、扩束镜；4、激光光束整形组件；5、光阑小孔；6、衍射光学元件；7、第一凸透镜；8、第二凸透镜；9、聚焦物镜。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明关于“左”、“右”、“下方”等方向上的描述均是基于附图所示的方位或位置的关系定义的，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所述的装置必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”或“若干”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“设置”等此类机械术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是电连接，也可以是通信连接；可以是直接相连，可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
本发明实施例提供了LED晶圆片的切割方法，如图1所示，所述方法包括：
步骤S1，激光器以脉冲串输出原始激光束。
具体地，采用激光器对LED晶圆片进行切割，激光器以脉冲串输出原始激光，脉冲串包括多个子脉冲，子脉冲的时间间隔可调。LED晶圆片包括衬底层和覆盖于衬底层的发光层。衬底层的材质可以是蓝宝石，硅、碳化硅等半导体材质。这里，衬底层的材质为蓝宝石。
步骤S2，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。
具体地，将所述原始激光束的宽度通过扩束镜扩束到需要的宽度即第一阈值宽度，这里第一阈值宽度比如是8mm。
其中，所述扩束镜设置于所述激光器发射出的激光束的传播光路上，并用于对所述激光器发射出的激光束进行准直和扩束。
步骤S3，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。
具体地，所述激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。所述光阑小孔，衍射光学元件，第一凸透镜，第二凸透镜组成4F系统，所述衍射光学元件用于对第二激光束产生衍射，所述第一凸透镜，第二凸透镜用于对第三激光束进行聚焦。激光光束先入射到衍射光学元件，再依次入射到第一凸透镜和第二凸透镜。
步骤S3包括以下步骤：
步骤S31，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。
具体地，将所述第一激光束的宽度通过固定孔径的光阑小孔扩束到需要的宽度即第二阈值宽度，这里第二阈值宽度比如是7mm。并取所述激光束光斑均匀的部分，形成第二激光束。
步骤S32，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。
具体地，所述衍射光学元件依据衍射光学理论，通过微纳刻蚀工艺在衍射光学元件镜片上生成二维分布的多个衍射单元，每个衍射单元具有特定的形貌或折射率等，所述第二激光束经过衍射光学元件的每个衍射单元发生衍射，对所述激光束的前位相分布进行精细调控，在第三阈值距离处产生干涉，形成特定的衍射光强分布，并形成第三激光束。
这里，所述第三阈值距离一般为无穷远或是透镜焦平面。所述衍射光学元件为加工成多圈包含微刻痕的平面镜，通过控制微刻痕的间距、深度来实现所述衍射光学元件不同的焦点数量以及焦点间距。
如图2所示为所述的第二激光束经衍射光学元件的各个衍射单元后形成的截面光强分布图和剖面光强分布图。
步骤S33，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。
具体地，激光光束先入射到衍射光学元件，再依次入射到第一凸透镜和第二凸透镜，通过第一凸透镜和第二凸透镜对经过衍射光学元件后的第三激光束进行聚焦，将所述第三激光束转换成衍射激光光束。
步骤S4，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。
具体地，所述衍射激光光束经过聚焦物镜聚焦,聚焦后的衍射激光光束根据定制的激光束整形组件的在Z方向上形成若干个焦点，所述若干个焦点的行数成m行，m为≥1的奇数。例如3、5、7、9、11行焦点，当m为1时，即在Z方向上形成0阶焦点，0阶焦点为所述聚焦物镜的焦点。
步骤S4包括以下步骤：
步骤S41，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。
具体地，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；当n＝1时，即在0阶焦点两侧对称排列﹢1阶焦点和﹣1阶焦点，此时m＝3，即有3行焦点；当n＝2时，即在0阶焦点两侧对称排列﹢2阶焦点和﹣2阶焦点，﹢2阶焦点在﹢1阶焦点的上方，﹣2阶焦点在﹣1阶焦点的下方，此时m＝5，即有5行焦点；以此类推。
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。
步骤S42，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；
通过1/fn＝1/fF+n/fd计算所述正负n阶焦点的焦距fn。
具体地，所述焦距是焦点到聚焦物镜的中心点之间的距离。
步骤S5，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。
具体地，如图3所示为LED晶圆片剖面示意图，将LED晶圆片放置在可以移动的X、Y方向平台即加工平台上,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晶圆片内部形成多排不同间距的激光炸点。
步骤S6，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。
具体地，激光射向LED晶圆片内部的衬底层，并在衬底层内形成激光炸点，激光炸点连成线，利用激光引导的热应力使衬底层沿着激光炸点轨迹产生裂纹，再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圆粒。
本发明实施例公开的技术方案带来的有益效果是：
本发明的所述LED晶圆片的切割方法能够满足各类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。
实施例二
本发明实施例提供了一种LED晶圆片的切割系统，如图4所示，所述系统包括激光器1、扩束镜3、激光光束整形组件4、聚焦物镜9、加工平台，
所述激光器1的输出端设置有扩束镜3，所述扩束镜3的输出端布置有激光光束整形组件4，所述激光光束整形组件4的输出端设置有聚焦物镜9，所述聚焦物镜9正对于加工平台；所述激光器1输出的激光束入射到扩束镜3，经扩束镜3后的激光束入射到激光光束整形组件4，所述激光束经激光光束整形组件4转换成衍射激光光束入射到聚焦物镜9上，透过所述聚焦物镜9的衍射激光光束聚焦于加工平台上；
所述激光器1用于以脉冲串输出原始激光束；所述扩束镜3用于将所述原始激光束的宽度通过扩束镜3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4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9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。
优选地，所述激光光束整形组件4包括光阑小孔5、衍射光学元件6、第一凸透镜7、第二凸透镜8，
所述扩束镜3的输出端布置有所述光阑小孔5，所述光阑小孔5的输出端设置有衍射光学元件6，所述衍射光学元件6的输出端依次布置有第一凸透镜7和第二凸透镜8，所述第二凸透镜8的输出端连接所述聚焦物镜9；
所述光阑小孔5用于将所述第一激光束的宽度通过固定孔径光阑小孔5扩束到第二阈值宽度；所述衍射光学元件6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6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7和第二凸透镜8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。
具体地，所述激光束整形组件包括光阑小孔5，衍射光学元件6，第一凸透镜7，第二凸透镜8。所述光阑小孔5，衍射光学元件6，第一凸透镜7，第二凸透镜8组成4F系统，所述衍射光学元件6用于对所述第二激光束产生衍射，所述第一凸透镜7，第二凸透镜8用于对所述第三激光束进行聚焦。激光光束先入射到衍射光学元件6，再依次入射到第一凸透镜7和第二凸透镜8。
所述衍射光学元件6依据衍射光学理论，通过微纳刻蚀工艺在衍射光学元件6镜片上生成二维分布的多个衍射单元，每个衍射单元具有特定的形貌或折射率等，所述第二激光束经过衍射光学元件6的每个衍射单元发生衍射，对所述第二激光束的前位相分布进行精细调控，在第三阈值距离处产生干涉，形成特定的衍射光强分布，并形成第三激光束。
这里，所述第三阈值距离一般为无穷远或是透镜焦平面。所述衍射光学元件6为加工成多圈包含微刻痕的平面镜，通过控制微刻痕的间距、深度来实现所述衍射光学元件6不同的焦点数量以及焦点间距。
本发明实施例公开的技术方案带来的有益效果是：
本发明的所述LED晶圆片的切割系统能够满足各类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。
本发明的所述LED晶圆片的切割系统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。
本发明的所述LED晶圆片的切割系统可以对蓝宝石、硅、碳化硅等半导体衬底材料的LED晶圆片进行加工。
实施例三
本发明实施例还提供一种计算机设备，该计算机设备包括：
一个或者多个处理器；
存储器；
存储在存储器中的程序，当被一个或者多个处理器执行时，程序使处理器执行以下LED晶圆片的切割方法的步骤：
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。
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：
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。
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：
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。
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：
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。
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：
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。
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：
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。
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：
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；
通过1/fn＝1/fF+n/fd计算所述正负n阶焦点的焦距fn。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
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，聚焦物镜的焦距fF，衍射光学元件的焦距fd；
通过1/fn＝1/fF+n/fd计算所述正负n阶焦点的焦距fn。
8.一种LED晶圆片的切割系统，其特征在于，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，
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；
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。
9.根据权利要求8所述LED晶圆片的切割系统，其特征在于，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,
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；
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。
10.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括：
一个或者多个处理器；
存储器；
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如权利要求1至7中任意一项所述LED晶圆片的切割方法的步骤。
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|---|---|---|---|
| CN202210144669.2A CN114346478A (zh) | 2022-02-17 | 2022-02-17 | 一种led晶圆片的切割方法、系统及设备 |
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Publications (1)
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| CN114346478A true CN114346478A (zh) | 2022-04-15 |
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2022
- 2022-02-17 CN CN202210144669.2A patent/CN114346478A/zh active Pending
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