TW201139022A

TW201139022A - Laser processing method and laser processing apparatus

Info

Publication number: TW201139022A
Application number: TW100113276A
Authority: TW
Inventors: Beng-So Ryu; Byong-Shik Lee; Hyeon-Sam Jang; Bum-Joong Kim
Original assignee: Qmc Co Ltd; Beng-So Ryu
Priority date: 2010-04-16
Filing date: 2011-04-15
Publication date: 2011-11-16
Also published as: CN102233479B; TWI433745B; CN102233479A; US20120190174A1; US8951889B2

Description

201139022 六、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發明係關於一種雷射加工方法及雷射加工設備，並且特別地’本發明關於一種雷射加工方法及雷射加工設備，透過向一目標對象照射一脈衝雷射用以加工該目標對象。【先前技術】一發光二極體（LightEmitting Diode，LED)劃線製程為使用一脈衝雷射的一雷射加工製程之實例。發光二極體（LED)為一使用接受電流及發射光線之半導體的發光元件之一。近來，隨著一半導體技術之發展，可有效地生產高質量的發光二極體（led) 元件。舉例而言，廣泛地，一 III-IV族氮化層透過一有機金屬化學氣相沉積（Metal Organic Chemical Vapor Deposition, M0CVD ) 方法形成於一藍寶石基板上，用以產生高亮度之藍光發光二極體 (LED)。而在藍貝石基板使用一傳統的雷射加工設備處理之情況下，可具有以下問題。在使用一傳統雷射加工設備劃線或切割一藍寶石基板之情況下，此藍寶石基板可具有-不良之域表面且亮度可降低，其已經成為今年來需要的高亮度發光二極體（LED)之一主要問題。透過一切贿轉低亮度之機理健沒树刪知，但是認為一圍繞切割區形成的非晶區吸收光線，其產生亮度之降低。進-步而言’在-藍寶石基板使用—傳統雷射加卫設備處理之情況下，當切割此藍f石基板之時，可產生細粉塵，其可對元 201139022 件之性能具有不良影響。在使料制雷射加工可之切割區，並且，因此，在具有高密度中的早曰曰片之上整合成倍數的功能裝置具有限制。而且，舉例而言’由一氮化層形成的堆疊部份形成於一藍寶石基板之上’並壯果—雷射束通過此氮化層照辦，熱可產生於基板與氮化層之間酬如狀或麵的缺陷可產生於其間。【發明内容】、因此’#於上制題，本發明之目的在於提供—種雷射加工方法及雷射加1設備，其適合於舰或蝴其上形成有—堆疊部份的對象目標。根據本發明之第—實施例’―種”石基板之雷射加工方法包含以下步驟··準備―歸石基板’此Mf石基板之上形成有複數個彼此分_堆疊部份，自—㈣光源照射—短脈衝雷射束，使得自雷射光賴射出之雷射束通過—光束成形麵，調節一光，聚集單元或藍寳石基板之-位置，以使得詩錢過光線聚集單元t集於藍寶石基板之内部，以及透過將雷射束照射於藍寶石基板之中，形成一相位轉換區於藍寶石基板之中，其中雷射束引入至藍寶石基板之中而避開這些堆疊部份形成於藍寳石基板上的一個區域，以使得相位轉換區形成於藍寶石基板之中。根據本發明之一第二實施例，提供一種雷射加工設備，其能夠加工一其上形成有複數個彼此分隔的堆疊部份之藍寶石基板，此雷射加工設備包含有··一雷射光源，其能夠照射一短脈衝雷射束，一光線聚集單元，能夠將來自雷射光源之雷射束聚集於藍寶

S 5 201139022 石基板之内部，-光賴雜組，其粒於雷射光源與光線聚集單兀之間’-驅動單元’其能夠驅動光線聚集單元或藍寶石美板以便調節-光線聚集點之位置，其中在光線聚集點，此雷射二聚集於藍寶石基板之中，以及一控制器，能夠控制驅動單元，以使得雷射束狀至藍寶石基板之巾而酬—形錢些堆疊部份的區域，以便在藍寶石基板之中形成一相位轉換區。、本發明提供—種雷射加卫方法及雷射加工設備，其適合於劃線或切割其上形成有—堆疊部份的對象目標。特別地，本發明提供-種雷射加工方法及雷射加工設備，其能夠抑制亮度之減少，產生更少的細粉塵，以高密度整合功能裝置，以及抑制在一基板與1化層之間產生熱或裂紋/剝離。進一步而言，根據本發明之實施例之雷射加工方法及雷射加工設備，可應用於一雷射直接聚合圖案（Laser Direct Polymer Patterning，LDPP )。【實施方式】乂下將、、.eS圖式部份詳細描述本發明之實施例，以使得本發明可容#為本倾之獅人貞實現。然而，應齡意的是，本發明並不限制於這些實施例而是關以不_其他方式實現。圖式部份之中’為了簡化綱，省去與本綱書不测的元件，並且整個文件巾同樣參考標絲稍似元件。在正個文件之中，用以指定一個元件至另一元件的連接或結合之用語"連接至”或"結合至夕包含一元件,，直接連接或結合至'另-元件以及-元件藉由再一元件，，間接連接或結合至夕另 - 7L件的兩種情況。進—步而言，文件中使用的用語〃包含或包 201139022 含有"表示除描述的元件、步驟、作業與/或元件之外，不排除一個或多個其他元件、步驟、作#與/或存在物或另外元件。在本揭路之中，用語表示一尚未切割之基板用語,, 發光-極體（LED)芯η示—在蝴_晶狀後且在執行一封裝製程之前麟麟的—發光二極體（LED)划，以及用語,, 發光-極體（LED)封裝〃表示已經通過—封裝製程的裝置。進一步而言，在本發明之中，基板之用語〃前表面"表示-其上形成有-堆疊部份的基板之頂表面，以及此晶片或基板之用語"後表矿表示作為與前表面相對的，此基板之一底表面。以下，將結合圖式部份詳細描述本發明之實施例。第1圖」係為本發明一實施例之一雷射加工設備之結構之示意圖。以及「第2圖」及「第3圖」係為解釋「第】圖」中所示之雷射處理設備之雷射加工作業之示意圖。如「第1圖」所示’ -雷射加工設備i包含有一安裝於一框架励上的驅動單元1〇1，一安裝於驅動單元1〇1上的安裂台跡以便水平及垂直可移動，—提供於安裝台⑽之上方的^光源 1〇3，-提供於雷射光源103之下的光束成形模组1〇4，一提供於光束成形模組104之下的光線聚集單以Q5，以及—控制器廳，控制器1〇6與驅動單元10卜雷射光源1〇3、光束成形模組刚、以及光線聚集單元1〇5相連接並且對其控制。在「第1圖」之中，雷射光源103、光束成形模組1〇4、以及光線聚集單元105線性排列於安裝台1〇2之上，但是它們可透過使用-例如反射鏡的光學系統可在一水平方向上或在任何其他方 201139022 向上排列。框架100在其上保持驅動單元101及安裝台1〇2，並且可為一包含由金屬㈣造的-線性框架或面板的三維結構4例而言， -減震器’例如-練減m空氣減震器，或者—主動式減震裝置可附加至此框架以便防止鶴自地面或其他裝置傳輸至雷射加工設備1。驅動單元101固定至框架_且其上保持有安裝台1〇2以便可移動。雜單元1G1可在-水平方向移動安裝台1G2，並且，因此，當-雷射束集中於-對象目標中之時，該對象目標可在一平面方向上連續或間歇地加工。進一步而言，驅動單元期可在一垂直方向上移動安裝台1G2，並邱此，此縣目標可在垂直方向上連績或間歇地加工’以使得雷射束集中於對象目標或同時雷射束聚集於對象目標之中。作為一加工對象目標之過程的一實例，具有一劃線製程，其中-雷射束照射於-發光二極體（LED)晶片w之中以便形成一 ^位轉舰。然而’此對象目標並不關於發光二極體（LED) 晶片W並且可包含—半導體或含魏_任何其他材料。本發明之只把例之雷射加工設備對加工一高硬度或高脆性的材料有用。發光一極體（LED)晶片W，即，仍然未切割的-基板10包 3有-藍寶石基板u ’以及一形成於其一頂表面上的堆疊部份加 ^如「第2圖」所示）。堆疊部份2G可包含有—η型氮化染㈣曰ρ里氮化鎵（P-GaN)層、-默化銦鎵（inGaN)層、一鎵 (N P)層p型電極層、以及1型電極層之一個或多個， 201139022 以下將描述其細節。 *安裝口 102安震-對象目標，例如其上形成有堆疊部份加的藍貝石基板11。女裝台1〇2的全部或部份可由一透射雷射束的材料製k帛以防止安農台1〇2受到朝向安裝台照射的一雷射束之損傷。雷射光源1G3可為-二氧化碳（c〇2)㈣、一準分子雷射、铷’雅鉻（Nd-YAG)雷射、以及一二極體激發式固態 (Di〇de-pumpedSGlidState Dpss)雷射中任何一個。—自雷射光源1〇3照射出之雷射束可為一具有例如大約2()毫米（麵）或更短波長，以及脈衝寬度例如為大約勘毫秒（msee)或更少的短脈衝雷射束。短脈衝雷射束具有—短照射時間及高神密度。在使用-短脈衝雷射束的燒钱過程中，—材料不經過—雜過程直接蒸發，並朋此’―熱影_辭獨繞-雷射束照射區形成且月b夠執彳了同質里的良好過程。甚至在使舰脈衝雷射束的燒敍過程之中…單個光子之能量低於材料（對象目標）之離解能，當成倍數光子之綠_合大於材料之轉糾，能夠執行燒餘過程。雷射光源奶可照射一雷射束，該雷射束能夠穿透藍寶石基板11或藍寶石基板11之上安裝的堆疊部份2G，以使得一相位轉換區T可健近-光、_幅p形成，不具有輕寶石基板^或堆疊部份20之熱效應（如「第9圖」所示）。光束成形模組104增加自雷射光源103照射出的一雷射束之直控’以便調節鮮系_數值孔徑。進—步而言，絲成形模 201139022 組104增加雷射束之平滑度。朝索聚Γ早凡1〇5 ’例如由一聚光鏡形成且自雷射光源103 朝向藍寶石基板11聚集雷射束。 104 Hr!1%與驅動單元101、雷射光源103、光束成形模組制請、線聚集單元1〇5相連接且控制其作業。舉例而言，控

Hi制驅鮮^1G1’用以在—垂直或-水平方向上移動安广口 w使付—f射束可引人至藍寶石基板11之中。此種情 Z此田射束聚集至藍寶石基板u之内部，而避開堆疊部份如 y、於藍寳石基板u之職面上的區域，以使得相位轉換區丁不到達形成有堆疊部份20的藍寶石基板11之表面。因此，可能抑制發光，極體（LED)元件之亮度的減少。精後將描述其細節。如「第2A圖」所示，如果光線聚集點p形成於藍寶石基板，中而隹:伤20面向上方時，貝,j雷射束之一光路徑b能夠形成而避開形成堆疊部份2〇的區域。與此種情況不相同，如果堆疊=份20形成於雷射束之光路徑b之上（如「第3A圖」所示），則田射束之光路控B之上形成的堆疊部份2〇之區域工可吸收雷射束之此里。因此’堆疊部份2〇可發射其本質型光致發光光線。光，發光為-其中基板吸收能量且受激發且然後透過發射吸收的能量作為光線，返回至一較低能量狀態之過程。進一步而言，在雷射束之光路徑B上的堆疊部份2〇之區域τ之中，由於一熱效應，剝離或裂紋可出現於堆疊部份20與藍寶石基板u之間。為了防止此問題’如「第2A圖」所揭示，控制器1〇6可控制驅動單元 101，以使得雷射束引入至其上具有複數個彼此相間隔的堆疊部份 201139022 20的藍寶石基板11之中，而避開形成堆疊部份2〇之區域且相位轉換區T形成於藍寶石基板η之中。如「第2B圖」所示’當堆疊部份20面向下方時，雷射束可照射以使得光線聚集點p形成於藍寶石基板η之中。此種情況下，如「第3Β圖」所示，如果堆疊部份2〇在光線聚集點ρ之後，定位於雷射束之光路徑Β之上（如「第3Β圖」所示），則光路徑 Β之上的堆疊部份2〇之區域I由於雷射束之過衝，可發射光致發光光線’並且由於熱效應，剝離或裂紋可出現於堆疊部份2〇與藍寶石基板11之間。因此，期望地，在「第2Α圖」及「第2Β圖」所示之情況的任何一個之中，控制器106控制驅動單元1〇卜雷射光源1〇3、光束成形模組1〇4或光線聚集單元1〇5,以使得雷射束引入至藍寶石基板11之中，而避開形成堆疊部份2〇的區域且相位轉換區僅形成於藍寳石基板11之中。進一步而言，期望地，控制器觸控制驅動單元1(U、雷射光源1()3、光束成形模組刚或光線聚集單元 105，以使得堆疊部份2〇不發射光致發光光線。已經解釋了驅動單元⑼驅動安裝台1〇2之情況，還可能安裝另-驅動單元’用以代替驅動單元1〇1或與其一起驅動安ρ 102。此種情況下，絲台搬與光線聚集單元105之間的距離口透過驅動光線聚集單元105調節，以使得藍寳石基板u之中束之光線聚集點P能夠在藍寶石基板u之一厚度方向移動。進一步而言’光線聚集點P能夠在—平面方向上移動。「第4圖」係為本發明另一實施例之一雷射加工設傷之結構

11 S 201139022 之示意圖。類似標號表示與「第丨圖」描述的上述實施例的雷射加工設備類似之元件，並且將省去其解釋。在本實施例之一雷射加工設備1之中，一雙色分光鏡107安裝於一雷射光源103與一光線聚集單元1〇5之間。雙色分光鏡1〇7 反射一具有特定波長之光線且透射其他光線。雙色分光鏡1〇7準備選擇性地僅反射自-堆疊部份2〇發射出之光線。也就是說，雙色分光鏡107準備透射-雷射束及一自藍寶石基板u發射出之光線且反射自堆豐部份20發射出之光線。因此，一用於加工的自雷射光源1〇3朝向藍寶石基板u照射出的雷射束通過雙色分光鏡1〇7且朝向藍寶石基板u行進。此時’如果堆疊部份20形成於藍寶石基板u之上，則堆疊部份％發射-透過雷射束產生触致發光統。透料疊部份2()發射的光致發光，線透過雙色分光鏡107反射且朝向檢測單A·行進。檢測單元108檢測透過-透過堆疊部份2〇發射之光致發光光線，由此可能確定是否堆疊部份2〇定位於雷 ^ 可能確定是否一雷射束照射於堆疊部份2〇。根據本發明之上述實施例f如「筮！国s「_ _

I …-驅動單元1G1 ’其移動光線聚集以使得集巾f射細—光線聚集點p 12 201139022 在藍寶石基板11之中調節，以及一控制驅動單元1〇1的控制器 106，以使得雷射束引入至藍寶石基板11之中，而避開形成堆疊部份的一區域且一相位轉換區形成於藍寶石基板u之中。這裡，雷射光源103可振盪一短脈衝雷射束。進一步而言，控制器106可控制驅動單元101，以使得相位轉換區不到達藍寶石基板11之前表面或後表面。一光束成形模組1〇4 可更包含於雷射光源103與光線聚集單元105之間。可更包含有一其上安裝藍寶石基板11的安裝台1〇2。根據本發明之實施例（如「第4圖」所示），可更包含有一檢測單元108，用以檢測透過雷射束產生的堆疊部份2〇發射的光致發光光線。一雙色分光鏡107可更包含於雷射光源1〇3與光線聚集單元105之間。雷射光源103可包含有一二氧化碳（c〇2)雷射、一準分子雷射、一铷-雅鉻（Nd-YAG)雷射、或一二極體激發式固態（Dpss) 雷射。雷射光源103可為一穿透至藍寶石基板n或堆疊部份2〇的雷射光源。堆疊部份20可包含有- n型氮化嫁（n_GaN )層i 2、一 P型氮化鎵（p-GaN)層14、一氮化銦鎵（InGaN)層13、一 p 型電極層16或一 n型電極層17(如「第5圖」及「第6圖」所示）。根據本發明之實施例（如「第i圖」至「第3圖」所示），一處理其上形成有堆疊部份20的對象目標之雷射加工設備丨可包含有田射光源103，用以照射-雷射束，一光線聚集單元1〇5，用以將來自雷射光源1〇3之雷射束聚集於對象目標之中，一驅動單元101 ’用以移動光線聚集單元1〇5或對象目標，以使得聚集雷 5 13 201139022 射束的光線聚集點P在對象目標之中調節，以及一控制器H 用以控制驅動單元1G1，以使得訪束引人讀象目標之中而避開 -形成堆疊部份之區域且一相位轉換區形成於對象目標之中。這裡缉射光源1〇3可振堡一短脈衝雷射束。根據本發明之實施例（如「第1圖」至「第3圖」所示），一處理其上形成有堆疊部份的縣目標之雷射加玉設備丨可包含有田射光源103,其用以照射一雷射束，一光線聚集單元奶， ^以將來自雷射光源103之雷射束聚集於對象目標之中一驅動單元101用以移動光線聚集單元或對象目標，以使得聚集雷射束的-光線聚集點P在縣目標之中瓣，以及—控制器1〇6田其控制雷射光源103、光線聚集單元1〇5或驅動單元而，以使得光致發光錄不出現於堆疊部份與縣目標之間。這裡，雷射光源103可以振堡一短脈衝雷射束。根據本發明之實施例（如「第i圖」至「第3圖」所示），一處理其上軸有堆疊部份2G的縣目標之雷射加卫設備丨可包含有，-雷射光源103，其用以照射一雷射束，一光線聚集單元川$，用以將來自雷射光源1〇3之雷射束聚集於對象目標之中，一驅動單元101 ’用以移動光線聚集單元奶或對象目標，以使得聚集雷射束的-光線聚集點P在對象目標之_節，以及—控制哭ι〇6，其控制雷射光源阳、光線聚集單元⑽或驅動單㈣2。控柄雇可測雷射光源103、光線聚集單元1〇5或驅動單元ι〇ι，以使得雷射束引人至對象目標之中且—相位轉換區形成於此對象目標之中，並且以使得光致發光光線不出現於堆疊部份與對象目標 201139022 之間。以下’將轉使用雷射加工贿丨加工—對象目標之方法。雖然將解釋透過劃線或切割—發光二極體（LED)晶片製造一發光-極體（LED)芯#之情況，但是本發日月並不限制於本實施例。「第5圖」係為使用本發明-實施例之雷射加工設備加工一對象目標之實例之橫截面圖，以及「第6圖」係為使用本發明一貝「施例之雷射加工設備加工—對象目標之另—實例之橫截面圖。第7圖」係為示意性表示一藍寶石基板之平面圖，以及「第8 圖」係為示意性表示-發光二極體（LED)芯片之透視圖。 5月參閱「第5圖」’為了製造一發光二極體（LED)芯片1〇，準備一藍寶石基板11且複數個氮化層（n型氮化鎵（n_GaN)層 12至p型氮化鎵（p_GaN)層14)堆疊於藍寶石基板n之上用以形成一堆疊部份(如「第5A圖」所示）。氮化層（11型氮化鎵(n_GaN) 層12至p型氮化鎵（p_GaN)層14)可透過使用例如一有機金屬化學氣相沉積（MOCVD)方法的外延生長形成。具體而言，一 n 型氮化鎵（n-GaN)層12形成於藍寶石基板u之上，一氮化銦鎵 (InGaN)層13形成於η型氮化鎵（n-GaN)層12之上，以及然後一 p型氮化鎵（p-GaN)層14形成於氮化銦鎵（inGaN)層13 之上。透過形成氮化銦鎵（InGaN)層13作為一發光材料，能夠獲得一高亮度之藍光或一綠光。其後，為了形成電極及分離一元件’ 一凹槽15透過蝕刻p型氮化鎵（p-GaN)層14、氮化銦鎵（InGaN)層13以及η型氮化鎵（n-GaN)層之一部份形成（如「第5Β圖」所示）。凹槽15 15 201139022 能夠透過例如，一活性離子姓刻（Reactive Ion Etching，RIE )方法形成。因此’ n型氮化鎵（n_GaN)層12之頂表面的部份區域變的暴露於凹槽15之底表面。然後，一 p型電極層16形成於p型氮化鎵（p_GaN)層14 之上且一 11型電極層Π形成於n型氮化鎵(11_(}必）層12之上（如「第5C圖」所示型電極層16及η型電極層17可由例如金 (Au)、鎳（Ni)、鈦（Ti)、鉻（c〇等金屬製造。ρ型電極層16 及η型電極層17通過-引線連接至―外部電源，以使得—發光二極體（LED)元件發射光線。藍寶石基板11沿著「第5C圖」所示之一預置切割線l切割且月匕夠獲付-如「第5D圖」所示之發光二極體⑽D)芯片（基板10)。「第5圖」表示製造兩個發光二極體（led)晶片之情^ 但是實際上’能夠使用—單個發光二歸（led)晶片w製造幾百至幾千個發光二極體（LED)芯片c (如「第7圖」及「第8 圖」所示）。由於上述有機金屬化學氣相沉積⑽CVD)方法及活性離子餘刻（REE)方法已喊為所知，因此將省去其詳細轉 f施例中，有機金屬化_沉積⑽_方法及活性2 齡獅為—氮化層軸方如及—侧方法用Τ 不限制於此，何其他廣為所知的方法能夠用作1化勒Μ松以及1刻方法。 U㈣’轉輪恤魏鱗（咖）層 U、虱化銦鎵芦 J ’ 曰 P型鼠化鎵（p-GaN)層14、p型 201139022 電極層16、以及η型電極層π製造的氮化層及金屬層形成，但是本發明並不限制於此。舉例而言，一非摻雜氮化鎵（n_GaN)層可形成於藍寶石基板11與η型氮化鎵（n-GaN)層12之間，以便提高其間的晶格匹配，以及一歐姆接觸金屬層可形成於卩型氮化鎵 (p-GaN)層14與p型電極層16之間以便在其間電連接。稍後將解釋藍寶石基板11之一切割過程。第6圖」表示加工一對象目標的另一實施例。本實施例除當形成-凹槽15之時，暴露藍寶石基板u之一頂表面之一部份區域之外，與上述貫施例相同。因此，以下將使用「第5圖」中表示的類似參考標號。首先11型氣化鎵（n-GaN)層12、一氮化銦鎵（inGaN) 層13、以及一 p型氮化鎵（p_GaN)層14順次堆疊於一藍寶石基板11之上（如「第6A圖」所示）。然後’ 一凹槽15透過蝕刻心氮化鎵（n_GaN)層12、氣化銦鎵（InGaN)層13、以及P型氮化鎵（p-GaN)層14形成（如「第6B圖」所示）。n型氮化鎵（n_GaN)層12之頂表面的部份區域及藍寶;5基板11之頂表面的部份區域暴露於凹槽15之底表面。因此，凹槽15形成為一順次暴露p型氮化鎵（p_GaN)層 ^型氮化鎵（n_GaN)層12 '以及㈣石基板u之階梯形狀。藍寶石基板11之頂表面暴露的部份區域用以在猶後製程中切割。也就疋:兄’在關於「第5圖」的上述實施例之中，藍寶石基板I】及 η型氮化鎵（n_GaN)層12被_且分_以形成—發光二極體 (LED)芯片’但是在本實施例之巾，僅藍f石基板Μ需要切割 17 201139022 且切割製程更有效地執行。當切割藍寶石基板n及η型氣化錄 (n GaN)層12之時’向其作用—外力。如果藍寶石基板u之頂表面之一部份區域暴露且與㈣氮化鎵（n-GaN)層12相分離，則由於該外力’顯著減少藍寶石基板u與及η型氮化鎵（n_GaN) 層12之間的剝離及裂紋。隨後’ —P型電極層16形成於p型氮化鎵（p_GaN)層14 之上’並且一 n型電極層17形成於n型氮化錄化⑽）層U 之上（如「第6C圖」所示）。然後，藍寶石基板11沿著如「第6C圖」所示之一預置切割線L切割，以及關獲得一如「第6D圖」所示之發光二極體(l 芯片（基板10)。其後，將結合「第9圖」至「第13圖」解釋一藍寶石基板u 之切割方法。「苐9圖」至「第12圖」係分別為一其中形成一相位轉換區的藍寶石基板之縱向橫截_，以及「第13圖」係林中形成有兩個交又相位轉換區的-藍寶石基板之平面橫截面圖。為了方 H 9圖」、「第1()圖」、以及「第12圖」沒有表示形成於一監寶石基板上的一堆疊部份。 —根據使用本發明之-雷射加工設備形成一發光二極體㈤d) 芯片之方法，如在以上實施例之解釋’準備一藍寶石基板n，其上形成有概雛此齡_堆4部份（例如金屬紐㈣韻…雷射束罐藍寶石基㈣^及形成堆豐部份20之-區域，以及-相位轉換區τ透過照射雷射束形 201139022 成於藍寶石基板11之中。這梗，相位轉換區τ控制為以便不到達形成堆疊部份20的藍寳石基板u之一表面以及其一後表面。立後，透過相位轉換區T切難寶石基板u以及能舰得一發光二極體（LED)芯片。以下將解輕f石基板11之上形成她轉無T之-過程〇透過使用「第1圖」至「第4圖」中所示之—雷射加工設備i，雷射束照射於光線聚集點P，光線聚集點p為藍寶石基板^之中的任何-個點。光線聚集點P ^置為位於—預置切騎L之上（如「第9圖」所示）。照射於藍f石基板u的雷射束可為例祕·雅鉻（Nd_YAG) 雷射的固態雷射。雷射束自—個或多個雷射光源照射出且通過一先束成形歡及—聚光鏡針於光線聚_ P之上。光線聚_ P及_光線料點p的她繼區τ形成於藍土板11之中’但是相位轉換區Τ不形成於其他區域，即藍寶 =基板11之表面或堆疊部份2G之中4此，雷射束可穿透:藍 =基板11或定位於雷射束之—光線路徑上的堆4部份。如果滿 2此條件可使用任何光源。舉例而言，除了 I雅鉻（Nd_YAG) 每射之外，可使用—二氧化碳（C02)雷射、—準分子雷射及一二極體激發式固態（DPSS)雷射。在本發明之實施例之中’可能使用—具有大⑽毫料叫 it波長且脈衝寬度大約議毫秒（職或更少的_雷射小:為該雷射束。透騎能量雜狀至㈣石基板U之中的一 {域，如「第9圖」所示，相位轉換區τ可僅形成於藍寳石基 201139022 板η之中，以便不與藍y石基板„之前表面或後表面相接觸。因此，在-完成的發光二極體（LED)封裝之中，相位轉換區T，例如一非晶區，在靠近藍寳石基板π之前表面或後表面不形成或形成為-較小面積，其t該㈣射層產生之光線傳輸至外部所沿襲之-路徑上。因t能—夠自抑t 壳度之降低。 _立「第_」係為本發明另—實施例之—相位轉換區τ之形成之不意圖。根據本實施例，-雷射束在一藍寶石基板u中的一預置網線L上定位的兩個點之間連續運動，以使得—相位轉換區丁开為在藍寶石基板U的-厚度方向（2軸）上延伸。這兩個財靠近藍寶石基板11的-表面的—個稱作—第—光線聚集點或第—區域pi，並且靠近藍寶石基板u的後表面之另—點稱作—第二光線聚集點或-第二區域P2。在本實施例之中，相位轉無τ透過將雷射束的-光線聚集點（光線聚集區）自第—區域pi至第二區域 Ρ2移動形成。另外，—她轉換區了可透過在第二區域ρ2至第 -區域Ρ1之間移動雷射束之光線聚集點（光線聚集區）形成。本實施例除了她轉換區τ連續形成之外，與結合「第$圖之上述實施例相同。 —在本實施例之中’她轉麵τ按喊結合「第9圖」解釋的Λ化例相同之方式’不與藍寶石基板u之前表面或後表面相接觸。 …i而如以上結合「第6圖」之所述，如果藍寶石基板u之 20 201139022 頂表面之部份區域暴露且任何一個堆疊部份^型氮化鎵 aN)層12至卩型氮化鎵（卜⑽）層⑷與其相鄰的堆疊氮化鎵（_)層12¥氮化鎵（P_GaN)層14) 。开則藍寶石基板11之中形成的相位轉換區T可與藍寶石土板11之表面或後表面之—部份相接觸。也就是說，如in =所二’如果喊數個氮化層（11型氮化鎵（n_GaN)層12至？ ^入^ (卜⑽）層14)形成的"'堆疊部份與其相鄰的堆疊部份完全分隔開，則當—相位轉換區τ透過自第-區域？1至第二區 ^2或自第—區域p2至第—區域η，連續移動—雷射束之光線 ^集區形叙時，她轉倾T可形細便減料基板u之前表面或後表面相接觸。甚至在此種情況下，她轉舰T不與這些堆疊部份相接觸。 ,、「第12圖」表示根據本發明之再一實施例之相位轉換區τ之 =成。與上述實施例不相同’在本實施例之中，複數個雷射束聚集於一fe寶石基板丨丨之中的複數個，例如三個麟聚集區（第一區第二區域P2及第三區域P3)以及形成—相位轉換區T。也就疋说’一相位轉換區透過雷射束聚集於光線聚集點（第一區域Ρ1)且虽光線聚集區順次移動至點（第二區域Ρ2)及點（第三區域Ρ3)之時’雷射束聚集於統聚集區之上形成。結果，一相位轉換區Τ按照「第12圖」中所示形成。第13圖」表示自一藍寶石基板η之平面（x_y平面）之角度觀察的兩個相交叉的相位轉換區。為了透過切割藍寶石基板η 升y成發光—極體（LED)芯片，藍寶石基板U必需在自該平面之

S 21 201139022 向上切割。為此，舉例而言，-相位轉換區 L11 τ貝石i 11之—y軸方向上排列的複數個預置切割線

Ul、L12等，以及在藍寶石某. ^ 板11之一 χ轴方向上排列的複數 a刀。J線L2卜L22等形成，以便與預置切割線Lu、⑴等 ^交且然後藍寶石基板U自相位轉換區沿著預置切齡切割以，传能夠獲得複數個發光二極體（LED)怒片（如「第7圖」及苐8圖」所示）。為了這樣做’如「第丨3圖」咐，—詩束沿著定位於藍寶 ^板11之中的y軸方向線的—預置切割線u照射於複數個光線聚集點叩及P12，以使得_第一相位轉換區Ή形成為在乂轴方向上延伸’以及織射束沿著定位於藍寶石基板η之中的 X轴方向線的-預置切割線L2照射於複數個光線聚集點P21及炫，以使得一第二相位轉換區12形成為在χ軸方向上延伸。為了形成第-相位轉換區Ή，一雷射束可如上所述照射於每 —光線聚集.點Ρ11及Ρ12，或者-雷射束可沿著一預置切割線u 連續照射。為了形成第二相位轉鏡T2，—雷射束可如上所述照射於每-個光線聚集點Ρ21及Ρ22，或者-雷射束可沿著一預置切割線L2連續照射。如「第9圖」至「第13圖」所示，在一相位轉換區τ形成於藍寶石基板11 +之後’藍寶石基板11;皆著一預置切割線匕自相位轉換區T切割且能夠獲得一發光二極體（LED)芯片。具體而言，一自外部提供至相位轉換區τ之外力在一朝向藍寶石基板11的前表面及後表面方向上，自相位轉換區丁產生裂紋 22 201139022 且能夠切割藍寶石基板η。舉例而言，以預置切割線L為中心沾故金^ 蚀田+目姑的藍貝石基板11之兩側面使用夾具4固定，並且以預置切割線备 ^° 為中心的藍寶石基板11之兩側面考曲為一錐體形狀，或者且 ^ n ”有尖鳊的施壓件自藍寶石基著預置切割、紅向上移動。此種情況下，裂紋自的方ST在朝向由一高脆度材料製造的藍寶石基板11之表面的方向上產生且能夠切割藍寶石基板η。提㈣石級H能輪_絲㈣的表面向下祕一外力_。也就是說，置切騎 =之兩侧_夾具等固定，並且以預置域壯為土寶:基板11彎曲為—錐體形狀’或者具有-尖端的施壓件自藍寶絲好觀_以向下鶴，贿得—外力能夠表面向下_。崎況下，裂紋自相位轉換 ^ 〜貝石基板11的後表面方向上出現且能夠切割藍寶石暴板11。另外，石基板U能夠透過在一平面方向上向藍寶石基板沾-拉力切割。舉例而言，在—延伸膜（圖未示）附加至藍寶石基板11之底側之後，藍寶石基板11透過在平面方向上伸展延伸膜分難寶石基板u，以及因此，藍f石基板u能夠自形成相位轉換區了的預置蝴壯蝴。紐，延伸膜自藍寶石基板 11去除。該方法之優點在於-外力能夠提供於全部藍寶石基板n且藍寶石基板η能夠在-個過程中切割。已經解釋—種延伸膜附加至

23 S 201139022 现寶石基板11之後表面以切割藍寶石基板u之情況，但是延伸膜喊附加至藍寶石基板η之表面以切割藍寶石基板u。進-步而5 ’延賴可附加至基板u之表面及後表面之兩個或者可附加至藍寶石基板11之表面及後表面的任何—個，用以執行一切割過程。如上所述，根據本發明之實施例（如「第U「第3圖」以及第5圖」至「第9圖」所示），一藍寶石基板之雷射加工方法可包含，-準舰寶；5基板u的過程，藍寶石基板u之上形成有複數個彼此相分_堆疊部份，—自一雷射統1Q3照射一雷射束之過程，-調節光線聚集單元1〇5或藍f石基板u之位置，以使得雷射束能夠通過光線聚集單元1〇5集中於藍寶石基板 U之内部的過程，以及一透過將雷射束照射於藍寶石基板u之中’在藍寶石基板11之内形成—相位轉換區之過程。這裡，雷射束引入至藍寶石基板11之内部而避開堆疊部份形成於藍寶石基板之上的區域且雷射光源103可振盪一短脈衝雷射束。、形成於藍寶石基板之中的相位轉換區可不到達藍寶石基板之一表面或一後表面。進-步而言’自雷射光源103照射出之雷射束可通過一光束成賴組刚。雷射光源103可包含有一二氧化碳（c〇2)雷射、 :準分子雷射、-㈣鉻⑽_YAG)雷射或—二極體激發式固態（DPSS)雷射。雷射光源103可為一穿透藍寶石基板^或堆曼部份的雷射光源。這些堆疊部份可包含有一_&化蘇㈣_ 層、一 P型氮化鎵（P-GaN)層、一氮化銅錄㈤祕）層、 24 201139022 型電極層或一η型電極層。本發明之實施例可更包含有一檢測由於雷射束透過堆疊部份 20發射出之光線的光致發光光線之過程。進一步而言，由於雷射束透過堆疊部份20發射出之光致發光光線可通過一雙色分光鏡 107入射於一檢測單元應，其中雙色分光鏡1〇7位於雷射光源1〇3 與光線聚集單元105之間（如「第4圖」所示）。在藍寶石基板11之中形成相位轉換區之過程中，相位轉換區可透過自靠近藍寶石基板11之一表域至靠近藍寶石基板η之一後表面的第二區域，在藍寶石基板u之中移動雷射束之光線聚集區形成。或者，在藍寶石基板11之中形成相位轉換區的過程之中，相位轉無可透過自靠近藍寶石基板u之後表面的第二區域至靠近藍寶石基板11之表面的第—區域，在藍寶石基板u之中移動雷射束之一光線聚集區形成（如「第10圖」所示）。另外’在藍寶石Μ 11之中形成相位轉換區之過程中，此相位轉換區透過在-厚度方向上，將雷射束聚集至藍f石基板U之中的複數個區域形成（如「第1G圖」至「第12圖」所示）。進一步而言’在藍f石基板11之巾形成她轉舰之過程中，可以形成自藍寶石基板U之-平面之角度觀察，彼此相交叉的複數個第 -相位轉換區及第二相位轉換區（如「第13圖」所示）。 t發明之實_可更包含有—以她轉作為—起點，切藍貝石基板之過程。在該切割Mf石基板⑽程中，供至相位轉換區且在一朝向藍寶石‘ 5表面或一後表面之方向上，自相位轉換區產生裂紋切心 25 201139022 用—外力且在-朝向藍寳石基㈣之表面 :方向上:相位轉換區產生裂紋而切割。另 H糾板11爾自邮 -外力且在-朝向藍f石基板„之後表面的用產生裂紋—_，切卿石基㈣之擁可包t -透過使用相位轉換區切·f石基板u之過程，以及—將的藍寶石基板Η彼此分隔開的過程。而且，切割藍寶石基板U 之過程可包含，-將—延伸膜附加至藍寳石基板u之—頂側或一底側之過程，以及-透過在—平面方向上延伸延伽以分割石基板11之過程。根據本發明之實施例（如「第1圖」至「第3圖」以及「第5 圖」至「第9圖」所示），在加工一其上形成有一堆疊部份的對象目標之雷射加工方法巾…相位轉換區透過將—雷射束聚集於此對象目標形成。這裡，為了在堆疊部份之中不招致一光學或熱反應，該雷射束可照射於此對象目標而避開堆疊部份，以及雷射束可知、射以使得形成於對象目標之中的相位轉換區不實際到達該堆疊部份。此光學或熱反應係指所有種類之反應，例如由於照射雷射束在堆疊部份之中產生的光致發光，以及由於透過雷射束引起的熱’在堆疊部份與對象目標之間或堆疊部份之中的材料之轉化或變化。根據本發明之實施例（如「第1圖」至「第3圖」以及「第5 26 201139022 圖」*至「第9圖」所示），該雷射加工方法可包含，一準備一對象目心之過程’其巾此對象目標之上形成有彼此相分隔的複數個堆豐部份’-自-雷射統1G3歸_雷射束之過程，—調節光線 1集2 1〇5或藍寶石基板11之位置，以使得雷射束能夠通過光線I早兀105聚集於對象目標之内部之過程，以及一透過將一雷射束照射至縣目標之中，在縣目標之中形成—相位轉換區之_ ’雷射束引人至縣目標之中而獨堆疊部份形成於對象目標之上的-區域且雷射光源1〇3可振靈一短脈衝雷射束。進一步而言’根據本發明之實施例（如「第i圖」至「第3 圖」以及「第5圖」至「第9圖」所示），該雷射加工方法可包含，一準備—縣目標之過程，其中此縣目標之上形成有彼此相分隔的複數個堆㈣份，—自雷射光源⑻照射—雷射束之過程，一調節-光線聚集單元105或藍寶石基板u之位置，以使得雷射束能夠通過光線聚集單元105聚集於對象目標之内部之過程，以 =將雷射束照射於對象目標之中，以使得光致發光不產生於堆一份與對象目標之間之過程。這裡，雷射光源ι〇3可振盪一短脈衝雷射束。根據本發明之實施例（如「第丨圖」至「第3圖」以及「第$ 圖」至「第9圖」所示）’該雷射加工方法可包含，一準備一對象 ^標之過程’其中此對象目標之上形成有彼此相分隔的複數個堆豐^份，-自雷射光源103照射一雷射束之過程，一調節一光線 =wh)5或贿石絲π德置，贿得詩德夠通過光線聚集單元1〇5聚集於對象目標之内部之過程，以及一透過將雷 27 201139022 射束照射於對象目標之中，在過程。這裡，為了在堆4部份：二：成-相位轉換區之雷射束引人至對象目標之中=之間不產生光致發光，的-區域。綱顯部份形成於對象目標之上可以聰為糊之目的，並林躺之技術人員二二解的疋’林脫離本發明之技術概念可做出不同之變化及修改。因此 Μ瓶_况下表示且不_本_。/ 上轉關為示例性實現為八描述為單—類型的每一元件可合方式。；囉’ ^分佈方辦柄元件㈣實現為-組 m可以理解的是本領域之技術人員應當意識到在不=離本判_之”糊翻_私本㈣之的情況下，所作之更動朗飾，均屬本發明之專利保護範圍之内。【圖式簡單說明】圖第1圖係為本發明—實施例之—雷射加卫設備之結構之示意第2圖及第3圖係為解釋第1圖中所示之雷射處理設備之雷射加工作業之示意圖；第4圖係為本發明另-實施例之一雷射加工設備之結構之示意圖，苐5圖係為使用本發明一實施例之雷射加工設備加工一對象 28 201139022 目標之實例之横截面圖；第6圖係為使用本發明-實施例之雷射加工設備加工一對象目標之另一實例之橫截面圖；第7圖係為示意性表示—藍寶石基板之平面圖；第8圖係為示意性表示一發光二極體（LED)芯片之透視圖；第9圖至第12圖係分別為—其中形成—相位轉換區的藍寶石基板之縱向横截面圖；以及第13圖係為其中形成有兩個交叉相㈣換區的-藍寶石基板之平面橫截面圖。【主要元件符號說明】雷射加工設備 10 基板 11 藍寶石基板 12 η型氮化鎵（n-GaN)層 13 氮化銦鎵（InGaN)層 14 P型氮化鎵（p-GaN)層 15 凹槽 16 P型電極層 17 η型電極層 20 堆疊部份 100 框架

S 29 201139022 101 驅動單元 102 安裝台 103 雷射光源 104 光束成形模組 105 光線聚集單元 106 控制器 107 雙色分光鏡 108 檢測單元 W 發光二極體（LED)晶片 T 相位轉換區 P 光線集中點 B 光路徑 I 區域 L 預置切割線 C 發光二極體（LED)芯片 PI 第一區域 P2 第二區域 P3 第三區域 Lll > L12 預置切割線 L2 卜 L22 預置切割線 T1 第一相位轉換區 201139022 T2 第二相位轉換區 U、L2 預置切割線 Pll 、 P12 光線聚集點 P21 ' P22 光線聚集點 T 相位轉換區 31

Claims

201139022 七、申請專利範圍： 1. 一種藍寶石基板之雷射加工方法，係包含以下步驟：準備一藍寶石基板’該藍寶石基板之上形成有複數個彼此分隔的堆疊部份；自一雷射光源照射一短脈衝雷射束；使得自該雷射光源照射出之該雷射束通過一光束成形模組；調節-光線聚集單元或該藍寶石基板之一位置，以使得該雷射束通過該光線聚集單元聚集於該藍寶石基板之内部；以及透過將該雷射束照射於該藍寶石基板之中，形成一相位轉換區於該藍寶石基板之中，其中該雷射束引入至該藍寶石基板之中而避開該等堆疊部份形成於該藍寶石基板上的一個區域，以使得該相位轉換區形成於該藍寶石基板之中。如°月求項第1項所述之藍寶石基板之雷射加工方法，其中开多成於該藍寶石基板之中的該相位轉換區不到達該藍寶石基板之一前表面或一後表面。 3.如請求項第1項所述之藍寶石基板之雷射加工方法更包含：檢測由於該錢戦等堆疊雜制出之光致發光光線。月长項第3項所述之藍寶石基板之雷射力方法，其中該光 32 201139022 致發光光線通過該雷射光源與該光線聚集單元之間提供的一雙色分光鏡入射於一檢測單元。 5. 如請求項第1項所述之藍寶石基板之雷射加工方法，其中該雷射束穿透至該藍寶石基板或該等堆疊部份。田 6. 如請求項第丨項所述之藍寶石基板之雷射加工方法，其中該等堆疊部份包含有- η型氮化鎵（n_GaN)層、一 p型氮化嫁 (p-GaN)層、一氮化銦鎵（InGaN)層、—p型電極層、以及一 η型電極層中的一個或多個。 7. 如請求項第丨項所述之藍寶石基板之雷射加工方法其中在該藍寶石基板之中形成該相位轉換區之該過程之中，該相位轉換區透過在-厚度方向上雜雷射絲鼓職f；5基板中的複數個區域形成。 8. 如請求項第1項所述之藍寶石基板之雷射加工方法，其中在該藍寶石基板之中形成該相位轉換區之該過程之中，形成自該藍寶石基板之一平面的角度觀察，彼此相交又的複數個第一相位轉換區以及複數個第二相位轉換區。 9. 如請求項第1項所述之藍寶石基板之雷射加工方法，更包含：使用該相位轉換區作為一起始點切割該藍寶石基板。 10. 如請求項第9項所述之藍寶石基板之雷射加工方法，其中在切割該藍寶石基板之該過程之中，該藍寶石基板透過將一外力作用至該相位轉植且在朝向該藍寶石基板之—前表面或一後 33 201139022 表面的方向上，自該相位轉換區產生裂紋切割。 11. 如請求項第9項所述之藍寶石基板之雷射加卫方法，其中在切割該藍寶石基板之該過程包含，附加一延伸膜至該藍寶石之一頂側或-底似透過在-平面方向上延賴延伸齡割該藍寶石基板。 12. -種騎加工贿，其能夠加工—其上形成有複數個彼此分隔的堆疊部份之藍寶石基板，該雷射加工設備包含有：一雷射光源，係能夠照射一短脈衝雷射束； -光線聚集單元，係能夠絲自該雷射光源之該雷射束聚集於該藍寶石基板之内部；一光束成賴組’係定位於該雷射光源無光線聚集單元之間；一驅動單元，係能夠驅動該光線聚集單元或該藍寶石基板以便調節-光線聚集點之位置，其令在該光線聚集點，該雷射束聚集於該藍寶石基板之中；以及一控制器，魏触繼驅解元，喊得該雷射束引入至該藍寶石基板之中而避開一形成該等堆疊部份的區域，以便在該藍寶石基板之中形成一相位轉換區。 3’如明求項第12項所述之雷射加1設備，其巾該控制器控制該驅動單元以使得該相位轉換區獨達該藍寶石基板之一前表面或一後表面。 34 201139022 14. 如5月求項第12項所述之雷射加工設備，更包含有：一檢測單元’係能夠檢測由於該雷射束透過該等堆疊部份發射出之一光致發光光線。 15. 如請求項第14項所述之雷射加工設備，更包含有：雙色分光鏡，係定位於該雷射光源與該光線聚集單元之間且能夠將透過轉堆疊部份發射出之該紐發光光線反射至該檢測單元。 16. 如請求項第12項所述之加工設備，其中該雷射光源包含有一氧化碳(C〇2)雷射、一準分子雷射、一铷-雅鉻(Nd-YAG) 雷射、一二極體激發式固態（DPSS)雷射之任何一個。 17·如叫求項第12項所述之雷射加卫減，其巾該雷射束穿透至該藍寶石基板或該等堆疊部份。 18.如請求項f 12項所述之雷射加工設備，其中該科疊部份包含有- η型氮化鎵（n_GaN)層、一 p型氮化錄（p_GaN)層、一氮化銦鎵（InGaN)層、一 p型電極層、以及一 n型電極層中的一個或多個。 35