CN215771081U - 晶圆去边设备及去边晶圆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种晶圆去边设备及去边晶圆，其中所述晶圆去边设备包括：承载晶圆的承载装置，以及位于所述承载装置上方的紫外激光器，所述晶圆位于所述承载装置上，所述紫外激光器向所述晶圆的边缘区域发射激光，以实现所述晶圆的去边处理。本实用新型通过采用紫外激光器实现减材工艺，可以有效提升晶圆去边的工作效率和工艺良率，降低热应力和机械作用力带来暗裂或破片的风险，进而实现稳定高效的晶圆去边效果。

Description

晶圆去边设备及去边晶圆

技术领域

本实用新型涉及半导体芯片加工设备领域，特别涉及一种晶圆去边设备及去边晶圆。

背景技术

对于全彩显示屏光源以及液晶面板背光源LED产品而言，在提升芯片加工良率时会采用多种工艺方案，例如通过晶圆研磨厚度一致性控制以及化学机械抛光工艺等减少背面暗裂划痕。但由于氮化镓材料与蓝宝石材料的晶格失配和热失配明显，会造成晶圆凸起翘曲度较大，而且由于边缘效应，在完成氮化镓外延生长后会在晶圆边缘留下一圈凸起或凹陷的结构。在后续研磨前上蜡操作时，因为晶圆翘曲以及外延片边缘凸起或凹陷结构的存在会导致晶圆厚度一致性较差。为改善这一问题，一般会在减薄上蜡固定晶圆之前，从晶圆正面采用机械磨削方式将外延片的边缘一圈进行研磨处理，使其上蜡后整片晶圆厚度均匀性和一致性获得提升。

然而采用机械磨削方式存在以下技术缺点：首先，由于外延片生长采用的蓝宝石衬底带有晶向定位平边，外延生长后X和Y方向的晶圆翘曲存在一定的差异，虽然通过晶圆载盘真空吸附晶圆可以实现一定的翘曲情况改善，以及可以采用多点测量进行高度补偿，但无法获得最理想的平整度效果；其次，机械磨削设备需采用涂覆有硬度较高膜层的特殊磨头，随着晶圆加工量的增加，其磨削效果逐渐变差，由于缺少对磨头材料消耗量的深入研究和经验积累，工艺稳定性相对较差，且存在为保证最低加工可靠性要求而产生的磨头材料浪费，同时材料成本高，且需要人工经常更换，工艺成本效益和稳定性不够好；第三，机械磨削会产生一定热量和粉尘颗粒，也需要用纯水对加工晶圆进行清洗，因此会对工作区域的洁净度产生影响；最后，由于机械磨削加工过程中作用力较大，且产生的局部热量不均匀，被加工的LED晶圆容易在热应力和机械作用力影响下出现暗裂或破片风险。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种晶圆去边设备及去边晶圆，以降低晶圆去边时由于热应力和机械作用力带来的暗裂或破片风险，以及改善晶圆去边工艺良率和工作效率。

为了实现上述目的以及其他相关目的，本实用新型提供一种晶圆去边设备，包括：承载晶圆的承载装置，以及位于所述承载装置上方的紫外激光器，所述晶圆位于所述承载装置上，所述紫外激光器向所述晶圆的边缘区域发射激光，实现所述晶圆的去边处理。

可选的，在所述的晶圆去边设备中，所述紫外激光器发射的激光光束与所述承载装置的承载面垂直。

可选的，在所述的晶圆去边设备中，所述承载装置包括：

承载晶圆的晶圆载盘，所述晶圆载盘的承载面上开设有通孔；

顶针，所述顶针设置在所述晶圆载盘的通孔中，所述顶针沿通孔移动时将所述晶圆顶起。

可选的，在所述的晶圆去边设备中，所述承载装置还包括：用于实现所述晶圆载盘移动和旋转的高精度机械平台，所述高精度机械平台与所述晶圆载盘连接以进行旋转以及X、Y和Z方向的移动。

可选的，在所述的晶圆去边设备中，所述通孔的数目为多个，且每一通孔中设置一个顶针，所述多个通孔在晶圆载盘上呈阵列分布或者放射状分布。

可选的，在所述的晶圆去边设备中，所述晶圆载盘的承载面上具有至少一个用于吸附晶圆的真空吸孔，且所述真空吸孔通过真空管路与外部真空系统连接。

可选的，在所述的晶圆去边设备中，所述晶圆去边设备还包括高分辨率CCD影像识别系统，所述高分辨率CCD影像识别系统对所述晶圆进行位置对准以及对所述晶圆的待加工位置进行图形和位置识别处理，以自动生成晶圆去边加工路径。

可选的，在所述的晶圆去边设备中，所述晶圆去边设备还包括照明系统，所述照明系统包括轴向照明光源和旁轴照明光源。

可选的，在所述的晶圆去边设备中，所述照明系统的光源包括可见光和红外LED光源中的至少一种。

可选的，在所述的晶圆去边设备中，所述晶圆去边设备还包括用于测试激光功率状况的激光功率计。

可选的，在所述的晶圆去边设备中，所述晶圆去边设备还包括用于晶圆自动上下片操作的自动上下料系统。

为了实现上述目的以及其他相关目的，本实用新型还提供了一种去边晶圆，其特征在于，包括中心区域和环绕所述中心区域的边缘区域，所述边缘区域被上述所述的晶圆去边设备去除设定高度。

可选的，在所述的去边晶圆中，所述设定高度为10μm～80μm。

可选的，在所述的去边晶圆中，所述设定高度为20μm～30μm。

可选的，在所述的去边晶圆中，所述去边晶圆的边缘区域为所述去边晶圆边缘至距离所述边缘1mm～2mm的区域。

可选的，在所述的去边晶圆中，所述去边晶圆的边缘区域包括衬底或衬底以及位于所述衬底上的N型半导体层，所述去边晶圆的中心区域包括衬底、位于所述衬底上的外延层、位于所述外延层上的钝化层以及位于所述钝化层上的金属膜层，且所述外延层包括依次堆叠的N型半导体层、有源层以及P型半导体层。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下有益效果：

本实用新型提供的晶圆去边设备具有紫外激光器，利用具有较高能量的激光烧蚀放置在承载装置上的晶圆的边缘区域，使其被气化去除设定高度，与机械磨削方式相比，能够降低热应力和机械作用力带来暗裂或破片的风险，改善晶圆去边工艺良率以及工作效率；同时，紫外激光器的激光光束与承载装置的承载面垂直，对边缘区域具有较佳的烧蚀气化效果，且简单易行。再有，本实用新型还可以加入高分辨率CCD影像识别系统，其具有实时跟踪高度补偿功能，能够提高晶圆去边厚度的均匀性和稳定性，最终实现稳定高效的晶圆去边效果。

附图说明

图1是本实用新型一实施例晶圆去边设备的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例所适用的晶圆的俯视图；

图1～2中，

10-紫外激光器，20-高分辨率CCD影像识别系统，30-晶圆，40-晶圆载盘，50-顶针，60-真空吸孔，70-中心区域，80-边缘区域。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的晶圆去边设备作进一步详细说明。根据下面说明书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

参阅图1，所述晶圆去边设备包括用于承载晶圆30的承载装置。参阅图2，示出了适用于本实用新型的晶圆去边设备的晶圆30，所述晶圆30包括具有若干相同或不同的芯片单元的中心区域70以及位于若干芯片单元外侧的边缘区域70，即所述边缘区域80环绕所述中心区域70，所述芯片单元可以是LED芯片单元，但并不限于此。

所述晶圆去边设备还包括紫外激光器10，当晶圆放置在承载装置上时，所述紫外激光器10向所述晶圆30的边缘区域80发射激光，以实现所述晶圆30的去边处理。

其中，所述承载装置包括：晶圆载盘40、可升降的顶针50以及用于带动晶圆载盘40移动和旋转的高精度机械平台(图中未示出)。

所述晶圆载盘40用于承载晶圆30，其承载面为平整表面。所述晶圆载盘40可以包括透明的晶圆载盘和不透明的晶圆载盘。进一步的，所述晶圆载盘40的材质可以包括不锈钢、陶瓷以及高纯石英中的至少一种，但不限于此。

所述晶圆载盘40的承载面上开设有至少一个通孔，且所述顶针50设置在所述晶圆载盘40的通孔中。优选的，所述晶圆载盘40上开设有多个通孔，每一通孔中设置一顶针50，因此，所述顶针50的数目为多个。所述顶针50沿通孔移动时将所述晶圆顶起。具体的，所述顶针50用于实现所述晶圆30在所述晶圆载盘40上的升降，即通过所述顶针50的升降，将所述晶圆30顶起和降下。例如，在所述晶圆30去边处理之后，所述顶针50在通孔内沿着所述通孔的轴线方向上升，接触所述晶圆30，之后，所述顶针伸出所述通孔将所述晶圆30顶起，所述晶圆30离开所述晶圆载盘40，以方便自动上下料系统将所述晶圆30取走。优选的，所述晶圆载盘40上开设的多个通孔呈阵列分布或者放射状分布，与之对应的，所述顶针50也为阵列分布或者放射状分布，以使所述晶圆30在被所述顶针50顶起和降下时受力均匀，使得所述晶圆30在放置和取走的过程中比较稳定，避免所述晶圆30在放置和取走的过程中造成损伤和破坏。

所述晶圆载盘40的承载面上还具有至少一个真空吸孔60，且所述真空吸孔60通过真空管路与外部真空系统连接，实现对所述晶圆30的吸附。所述真空吸孔60与所述通孔错开，例如所述真空吸孔60位于所述晶圆载盘40的承载面的中心部分，所述多个通孔在所述真空吸孔60的外侧呈放射状分布，以使晶圆30受力均匀，具有较好的真空吸附效果，同时，晶圆去边加工后，便于顶针50将晶圆30顶起。优选的，所述真空吸孔60均匀分布，以增加吸附效果。当将所述晶圆30放置在所述晶圆载盘40上时，所述外部真空系统启动，所述真空吸孔60中产生负压，对所述晶圆30进行真空吸附；当所述晶圆30去边处理后，需要移走所述晶圆30时，关闭所述外部真空系统。所述真空管路与所述外部真空系统构成真空部件。气动部件，例如压缩空气(CDA)部分，用于所述真空部件的气动控制，即用于控制所述外部真空系统是否提供压缩空气，使得所述真空吸孔60是否能够吸附所述晶圆30。

所述晶圆载盘40连接所述高精度机械平台，通过所述高精度机械平台实现所述晶圆载盘40的移动和旋转。进一步的，所述高精度机械平台可以实现X、Y和Z方向的移动以及大角度水平方向的旋转，所述高精度机械平台可以水平旋转超过270°。所述高精度机械平台的旋转和移动可以带动所述晶圆载盘40的旋转和移动，进而带动所述晶圆30的旋转和移动。

所述紫外激光器10位于所述晶圆的边缘区域80的上方，且所述紫外激光器10发射的激光波长范围为250nm～355nm，其最大功率可达15W，可以实现对晶圆30的边缘区域80的烧蚀加工。所述紫外激光器10包括光斑整形系统和聚焦光学系统，所述聚焦光学系统可以为聚焦透镜。利用光斑整形系统和聚焦透镜对光斑进行整形，将激光从高斯光斑调整为所需线型光斑，例如条状光斑，并聚焦到某个固定的加工空间高度上，然后通过紫外激光器10的机械平台在Z轴方向移动来变化焦点，在本实施例中，所述焦点所在位置的材料会发生烧蚀气化。所述紫外激光器10向所述晶圆30的边缘区域80发射激光，通过烧蚀气化将所述晶圆30的边缘区域80去除设定高度。所述设定高度为所述晶圆30边缘翘曲的部分，进一步的，所述设定高度为10μm～80μm，优选为20μm～30μm。由于所述紫外激光器10的发射光束与所述晶圆载盘40的承载面成水平或倾斜方向需要提供更加复杂的加工高度监控系统，而与所述晶圆载盘40的承载面成垂直方向只要控制聚焦和所述晶圆载盘40的高度，就可以较简单的实现加工高度控制，因此，作为优选的，所述紫外激光器10的发射光束与所述晶圆载盘40的承载面垂直，具有简单易行的优点，同时当晶圆30放置在所述晶圆载盘40上时，对晶圆边缘区域80的凸起具有较佳的烧蚀气化效果，而且可以适用多种晶圆凸起或凹陷，即对晶圆的边缘区域80的表面情况没有严格要求，适用范围较广。

如图2所示，所述晶圆30的边缘区域80为所述晶圆30靠近边沿1mm～2mm的区域，即所述晶圆30边沿至距离所述边沿1mm～2mm的区域。当所述激光照射到所述晶圆30的边缘区域80时，所述边缘区域80的材料会被烧蚀气化，进而将所述晶圆30的边缘区域80去除部分高度，达到去边的效果。

所述晶圆30的边缘区域80包括N型半导体层和衬底，也可以仅包括衬底。具体的，所述晶圆30的边缘区域80可以是衬底以及位于所述衬底上的N型半导体层(或者所述晶圆30的边缘区域80仅包括衬底)，所述晶圆的边缘区域80之外的其他区域(即中心区域70，所述边缘区域80环绕所述中心区域70)包括衬底、位于所述衬底上的外延层、位于所述外延层上的钝化层以及位于所述钝化层上的金属膜层，且所述外延层包括依次堆叠的N型半导体层、有源层以及P型半导体层。所述晶圆30的形成过程可以为：在衬底上形成外延层，并利用边缘图形空白的光刻版对所述外延层进行干法刻蚀，以裸露出晶圆30的边缘区域80的N型半导体层；然后，在所述外延层上进行芯片加工形成裸露出N型半导体层的晶圆。所述衬底优选为蓝宝石衬底，当然所述衬底也可以是其他异质衬底，所述外延层优选为氮化镓基的外延层，所述芯片加工可以为正装芯片工艺，也可以为倒装芯片工艺。所述芯片加工过程具体可以包括：在所述外延层上依次沉积钝化层以及金属膜层，且利用所述边缘图形空白的光刻版进行湿法刻蚀，直至裸露出所述边缘区域80的N型半导体层。进一步的，所述钝化层的材质可以为氧化硅，氮化硅，氧化铝以及氮化铝等，优选为氧化硅。在形成钝化层之后可以在所述钝化层上形成一层光刻胶，然后采用边缘图形空白的光刻版进行光刻胶的刻蚀，形成图案化的光刻胶，然后采用湿法刻蚀工艺等技术方案去除边缘区域80的钝化层，裸露出所述晶圆30的边缘区域80的N型半导体层。进一步的，在沉积所述金属膜层时采用金属蒸发镀膜设备，所述金属蒸发镀膜设备采用卡边晶圆固定镀锅，保证晶圆边缘侧壁不会蒸镀上金属膜层，进而保证边缘区域80不会存在金属材料以避免对激光去边工艺的影响。

参阅图2，采用了边缘图形空白的光刻版设计方案，所述边缘图形空白的光刻版设计方案为晶圆边缘区域不设计图形只作为空白区域，对于正光刻胶实现完全曝光效果、负光刻胶完全不曝光效果，即实现正胶、负胶在显影后被完全、去除的效果，各工艺层的边缘区域和设计需求相反，从而保证边缘区域只有氮化镓和蓝宝石材料。

与现有技术相比，本实施例采用的激光烧蚀技术并不需要磨头，工艺效益和稳定性更好；而且，本实施例直接将需要除去的材料烧蚀气化，对工作区域的洁净度并不会产生影响；最后本实施例的激光烧蚀技术利用具有较高能量的紫外激光烧蚀晶圆的边缘区域的蓝宝石材料或氮化镓和蓝宝石材料，使其被气化去除，能够降低热应力和机械作用力带来暗裂或破片的风险，并可以改善现有技术中的机械磨削方案的其他技术问题。作为优选的，所述紫外激光器10的激光光束与所述晶圆载盘40的承载面相互垂直，这样当晶圆放置在所述晶圆载盘40上进行去边时，对晶圆边缘区域的凸起具有较佳的烧蚀气化效果，同时，可以适用多种晶圆的边缘凸起或凹陷，即对晶圆的边缘区域的表面情况没有严格要求，适用较广。

所述晶圆去边设备还包括高分辨率CCD影像识别系统20，即高分辨率CCD相机，对所述晶圆30进行位置对准以及对所述晶圆30的待加工位置(即边缘区域的凸起)进行图形和位置识别处理，自动生成晶圆30的去边加工路径。

高分辨率CCD影像识别系统20可以实现不同观察倍率，可提供正向和背向观察(配合透明载盘)模式。所述晶圆去边设备还包括照明系统，所述照明系统包含轴向和旁轴照明光源，并采用多波长可见光或红外LED光源，可以通过软件实现任意组合方式的照明便于所述高分辨率CCD影像识别系统20对不同表面状况的晶圆进行外观识别。由于高分辨率CCD影像识别系统20的结构为现有技术，在此不做赘述。

本实施例利用高分辨率CCD影像识别系统20结合高精度机械平台移动可以执行多种的去边加工路径，实现对不同尺寸、外形、翘曲程度的晶圆的去边加工。本实施例加入的高分辨率CCD影像识别系统20具有实时跟踪高度补偿功能，能够提高去边厚度的均匀性和稳定性，最终实现稳定高效的晶圆30的去边效果。

所述晶圆去边设备还包括激光功率计以及自动上下料系统(图中未示出)，所述激光功率计用于测试激光功率状况。所述自动上下料系统用于晶圆30的自动上下片操作。所述自动上下料系统可以包括机械手等，且所述自动上下料系统可以用单独PLC控制上下料，也可以将PLC控制功能集成到与晶圆去边设备相同的控制模块中，通过操作控制系统实现控制上下料。当然，若控制模块的控制电脑上具有相关控制软件可以进行控制，则不需要单独PLC，此处的控制模块即为晶圆去边设备的控制模块。在对所述晶圆30进行去边处理之前，需要通过所述自动上下料系统将所述晶圆30转移至所述晶圆载盘40上；在所述晶圆30进行去边处理之后，需要通过所述自动上下料系统将所述晶圆30从所述晶圆载盘40上移走。

所述晶圆去边设备还包括控制模块，所述控制模块可以为控制电脑及专用软件系统。所述控制模块可以实时监控和调整所述紫外激光器10的工作状态，还可以实时监控和调整机械部件、真空部件以及气动部件的工作状态，以完成整套激光去边工序。所述机械部件包括所述高精度机械平台、所述自动上下料系统等。例如，所述控制模块控制自动上下料系统将晶圆30转移至晶圆载盘40上；然后，所述控制模块控制所述真空部件，使得所述晶圆载盘40上的真空吸孔60提供真空吸附力，进而使得所述晶圆30被吸附在所述晶圆载盘40上；接着，所述控制模块控制所述高精度机械平台移动和旋转，进而带动所述晶圆30的移动和旋转，同时，所述控制模块控制所述高分辨率CCD影像识别系统20对晶圆30的边缘部分进行外观影像和位置信息的识别并反馈至控制模块，所述控制模块生成晶圆30的边缘区域80的去边加工路径；再下一步，所述控制模块启动所述紫外激光器10向所述晶圆30的边缘区域80发射激光，根据所述晶圆30的边缘区域80的去边加工路径配合所述高精度机械平台，实现所述晶圆30的去边处理；最后，所述控制模块控制所述自动上下料系统将已加工好的晶圆30转移到晶圆片盒。

本实用新型还提供了一种去边晶圆，即采用上述所述晶圆去边设备加工出的去边后的晶圆。本实用新型提供的晶圆去边设备的晶圆去边方法，即去边晶圆获取的方法具体包括以下步骤：

步骤S11：提供边缘区域裸露出N型半导体层或衬底的晶圆；

步骤S12：将所述晶圆放置在晶圆去边设备的承载装置上；

步骤S13：通过上述所述晶圆去边设备的控制模块监控和调整紫外激光器的工作状态，使所述紫外激光器稳定的向所述晶圆的边缘区域发射激光，以实现所述晶圆的去边处理，获取去边晶圆。

在步骤S11中，所述边缘区域裸露出N型半导体层或衬底的晶圆的制备过程包括：

步骤S111：提供一衬底，且在所述衬底上形成外延层，所述外延层包括依次堆叠的N型半导体层、有源层以及P型半导体层；

步骤S112：利用一边缘图形空白的光刻版对所述晶圆进行干法刻蚀，以裸露出N型半导体层或衬底；

步骤S113：在所述外延层上依次沉积钝化层以及金属膜层，且利用所述边缘图形空白的光刻版进行湿法刻蚀，直至裸露出所述边缘区域的N型半导体层或衬底，以形成边缘区域裸露出N型半导体层或衬底的晶圆。

在步骤S111中，所述衬底优选为蓝宝石衬底，所述外延层优选为氮化镓基的外延层。

在步骤S112中，利用特殊的光刻图形设计方案，即边缘图形空白的光刻版和干法刻蚀完成台阶刻蚀，暴露出晶圆30的边缘区域的N型半导体层(即N型氮化镓)或衬底的表面。所述边缘图形空白的光刻版在晶圆最外圈1mm～2mm区域(即边缘区域)不设计图形，只作为空白区域，对于光刻胶实现完全曝光效果，实现正胶完全显影、负胶完全保留的效果，各工艺层的边缘区域和设计需求相反，从而保证边缘区域只有蓝宝石或氮化镓和蓝宝石材料。

所述利用一边缘图形空白的光刻版对所述晶圆进行干法刻蚀，以裸露出N型半导体层或衬底步骤的具体过程包括：首先在所述晶圆上形成一层光刻胶；然后通过边缘图形空白的光刻版对光刻胶进行曝光、显影，形成图案化的光刻胶；接着，以图案化的光刻胶为掩膜进行干法刻蚀，直至裸露出所述N型半导体层或衬底的表面。所述干法刻蚀优选为ICP(感应耦合等离子体技术，Inductively Couple Plasma)干法刻蚀。

在对外延层进行刻蚀之后，利用正装和倒装芯片工艺完成芯片工艺加工，例如，步骤S113中，在所述外延层上依次沉积钝化层以及金属膜层，且利用所述边缘图形空白的光刻版进行光刻和湿法刻蚀，直至裸露出所述边缘区域的N型半导体层或衬底。

本实施例先利用边缘图形空白的光刻版设计方案和干法刻蚀技术，实现外延层台阶刻蚀，旨在暴露出所述晶圆30的边缘区域的N型半导体层或衬底。随后利用具有相同设计方案的光刻版、钝化层和金属薄膜沉积、湿法刻蚀技术完成水平结构芯片的加工，由于每道光刻晶圆的边缘区域均和设计要求相反，因此所述晶圆30的边缘区域只有蓝宝石衬底或N型氮化镓层和蓝宝石衬底材料。

在步骤S12中，所述将所述晶圆放置在晶圆去边设备的承载装置上的步骤具体包括：

利用所述晶圆去边设备的自动上下料系统将晶圆30转移至所述晶圆载盘40上，并通过所述晶圆载盘40上具有的真空吸孔60将所述晶圆30吸附牢固。

在步骤S12之后，且在步骤S13之前，所述工艺方法还包括：利用高分辨CCD影像识别系统20对所述晶圆30进行位置对准以及对所述晶圆的待加工位置(即边缘区域)进行图形和位置识别处理，自动生成晶圆去边加工路径。本实施例利用图形影像识别20和高精度机械平台配合，可以执行多种的晶圆去边路径，实现对不同尺寸和外形晶圆样品的加工。

在步骤S13中，通过所述晶圆去边设备的控制模块监控和调整紫外激光器的工作状态，使所述紫外激光器向所述晶圆的边缘区域发射激光的步骤包括：

步骤S131：通过高精度机械平台实现所述晶圆载盘的移动和旋转，以带动所述晶圆的移动和旋转；

步骤S132：通过控制模块将所述紫外激光器10发射的激光整形为条状光斑，并通过该激光对晶圆边缘进行烧蚀加工，实现所述晶圆的去边处理。

在步骤S132中，可以利用紫外激光器10将晶圆的边缘区域的蓝宝石或N型氮化镓(N-GaN)和蓝宝石烧蚀去除10μm～80μm范围的高度。

在步骤S13之后，即在所述晶圆完成去边之后，所述工艺方法还包括：

步骤S14：通过顶针将所述晶圆顶起，以离开所述晶圆载盘的承载面；

步骤S15：利用自动上下料系统将晶圆转移，以离开所述晶圆去边设备。

作为优选的，在利用自动上下料系统将晶圆转移的同时，还拾取另一片晶圆移至晶圆载盘40上执行新一轮去边加工，直至完成对整批晶圆，例如LED晶圆的去边加工。

本实施例中，利用自动上下料系统将待加工晶圆移至晶圆载盘40上，并通过真空吸孔60对晶圆进行吸附；再利用高分辨率CCD影像识别系统对待去边加工晶圆30进行位置对准以及对待加工位置(即边缘区域)进行图形和位置识别并反馈至控制模块，所述控制模块生成晶圆去边加工路径；所述晶圆30在载盘40带动下开始旋转和移动，同时采用波长为250nm～355nm被整形为条状光斑的激光对晶圆边缘进行烧蚀去除加工，即晶圆的边缘区域一定高度的蓝宝石或N型半导体层和蓝宝石材料被激光烧蚀气化，实现晶圆去边效果，获取去边晶圆。

通过上述方法获取的去边晶圆包括中心区域和环绕所述中心区域的边缘区域，所述边缘区域被上述所述的晶圆去边设备去除了设定高度。所述设定高度为10μm～80μm，优选为20μm～30μm。所述去边晶圆的边缘区域为所述去边晶圆边缘至距离所述边缘1mm～2mm的区域。所述去边晶圆的边缘区域可以包括衬底以及位于所述衬底上的N型半导体层，也可以仅包括衬底，所述去边晶圆的中心区域包括衬底、位于所述衬底上的外延层、位于所述外延层上的钝化层以及位于所述钝化层上的金属膜层，且所述外延层包括依次堆叠的N型半导体层、有源层以及P型半导体层。

相比目前常规机械磨削加工方式技术获取的去边晶圆，本实用新型采用的晶圆去边设备制备加工获取的去边晶圆，出现暗裂或破片风险明显降低，可以提高去边晶圆的质量和产率。

而且，相比目前常规机械磨削加工方式技术，本实用新型利用激光烧蚀技术、CCD高度实时补偿技术、光刻版专用设计方案、金属蒸发设备采用卡边晶圆固定镀锅、晶圆边缘区域钝化层湿法刻蚀工艺等，一方面有效提升了晶圆去边工作效率，另一方面也改善了现有技术中机械磨削去边方案所面临的技术问题，且激光去边工艺周期显著缩短，最终提高晶圆产品的加工良率和工作效率。

本实用新型提供晶圆在晶圆去边设备去边处理后，还需经过下述步骤，从而形成芯片成品：

步骤S21：采用上述所述的晶圆去边设备对晶圆进行去边处理；

步骤S22：对去边处理后的晶圆进行上蜡；

步骤S23：对上蜡后的晶圆进行研磨抛光，即将晶圆上蜡固定在研磨陶瓷盘上进行研磨抛光处理；

步骤S24：对研磨抛光后的晶圆进行划裂片操作，以形成芯片颗粒，即进行划裂片操作最终完成LED芯片产品加工。

本实施例利用具有较高能量的紫外激光烧蚀放置在承载装置上的晶圆的边缘区域，使其被气化去除设定高度，与机械磨削方式相比，能够降低热应力和机械作用力带来暗裂或破片的风险，改善晶圆去边工艺良率以及工作效率；同时，紫外激光器的激光光束与承载装置的承载面垂直，对边缘区域具有较佳的烧蚀气化效果，且简单易行。再有，本实用新型还可以加入高分辨率CCD影像识别系统，其具有实时跟踪高度补偿功能，能够提高晶圆去边厚度的均匀性和稳定性，最终实现稳定高效的晶圆去边效果，使其上蜡后整片晶圆厚度均匀性和一致性获得提升。

此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。

可以理解的是，虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本实用新型。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

而且还应该理解的是，本实用新型并不限于此处描述的特定的方法、化合物、材质、制造技术、用法和应用，它们可以变化。还应该理解的是，此处描述的术语仅仅用来描述特定实施例，而不是用来限制本实用新型的范围。必须注意的是，此处的以及所附权利要求中使用的单数形式“一个”、“一种”以及“该”包括复数基准，除非上下文明确表示相反意思。因此，例如，对“一个步骤”或“一个装置”的引述意味着对一个或多个步骤或装置的引述，并且可能包括次级步骤以及次级装置。应该以最广义的含义来理解使用的所有连词。因此，词语“或”应该被理解为具有逻辑“或”的定义，而不是逻辑“异或”的定义，除非上下文明确表示相反意思。此处描述的结构将被理解为还引述该结构的功能等效物。可被解释为近似的语言应该被那样理解，除非上下文明确表示相反意思。

Claims (16)

1.一种晶圆去边设备，其特征在于，包括：承载晶圆的承载装置，以及位于所述承载装置上方的紫外激光器，所述晶圆位于所述承载装置上，所述紫外激光器向所述晶圆的边缘区域发射激光，以实现所述晶圆的去边处理。

2.如权利要求1所述的晶圆去边设备，其特征在于，所述紫外激光器发射的激光光束与所述承载装置的承载面垂直。

3.如权利要求1所述的晶圆去边设备，其特征在于，所述承载装置包括：

承载晶圆的晶圆载盘，所述晶圆载盘的承载面上开设有通孔；

顶针，所述顶针设置在所述晶圆载盘的通孔中，所述顶针沿通孔移动时将所述晶圆顶起。

4.如权利要求3所述的晶圆去边设备，其特征在于，所述承载装置还包括：

用于实现所述晶圆载盘移动和旋转的高精度机械平台，所述高精度机械平台与所述晶圆载盘连接以进行旋转以及X、Y和Z方向的移动。

5.如权利要求3所述的晶圆去边设备，其特征在于，所述通孔的数目为多个，且每一通孔中设置一个顶针，所述多个通孔在晶圆载盘上呈阵列分布或者放射状分布。

6.如权利要求3所述的晶圆去边设备，其特征在于，所述晶圆载盘的承载面上具有至少一个用于吸附晶圆的真空吸孔，且所述真空吸孔通过真空管路与外部真空系统连接。

7.如权利要求1所述的晶圆去边设备，其特征在于，所述晶圆去边设备还包括高分辨率CCD影像识别系统，所述高分辨率CCD影像识别系统对所述晶圆进行位置对准以及对所述晶圆的待加工位置进行图形和位置识别处理，以自动生成晶圆去边加工路径。

8.如权利要求1所述的晶圆去边设备，其特征在于，所述晶圆去边设备还包括照明系统，所述照明系统包括轴向照明光源和旁轴照明光源。

9.如权利要求8所述的晶圆去边设备，其特征在于，所述照明系统的光源包括可见光和红外LED光源中的至少一种。

10.如权利要求1所述的晶圆去边设备，其特征在于，所述晶圆去边设备还包括用于测试激光功率状况的激光功率计。

11.如权利要求1所述的晶圆去边设备，其特征在于，所述晶圆去边设备还包括用于晶圆自动上下片操作的自动上下料系统。

12.一种去边晶圆，其特征在于，包括中心区域和环绕所述中心区域的边缘区域，所述边缘区域被权利要求1～11中任一项所述的晶圆去边设备去除了设定高度。

13.如权利要求12所述的去边晶圆，其特征在于，所述设定高度为10μm～80μm。

14.如权利要求12所述的去边晶圆，其特征在于，所述设定高度为20μm～30μm。

15.如权利要求12所述的去边晶圆，其特征在于，所述去边晶圆的边缘区域为所述去边晶圆边缘至距离所述边缘1mm～2mm的区域。

16.如权利要求12所述的去边晶圆，其特征在于，所述去边晶圆的边缘区域包括衬底或衬底以及位于所述衬底上的N型半导体层，所述去边晶圆的中心区域包括衬底、位于所述衬底上的外延层、位于所述外延层上的钝化层以及位于所述钝化层上的金属膜层，且所述外延层包括依次堆叠的N型半导体层、有源层以及P型半导体层。

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