雙面劃片功能

　　355nm的DPSS激光器可以從LED的藍寶石面進行背切劃片。可以使用多個檢測相機從正面或背面進行晶圓對準操作，當藍寶石有金屬反射層時這一點很重要。此外，外延層沒有直接接受激光輻射，可以降低光損。355nm波長的激光相對于266nm激光被藍寶石吸收的效率要低（圖6）。因此，通常需要更高的功率，從而導致更大的切口寬度和劃道寬度。此外，背切劃片只適用于厚度<150微米的藍寶石晶圓，而正切劃片還可以適用于厚度更大的晶圓，劃片后可對晶圓研磨使其厚度變薄到裂片所需的最終厚度。 

圖7. 355nm二極管泵浦固體激光器對氮化鎵晶圓的藍寶石面進行背切劃片的截面圖。

　　JPSA通過持續(xù)研發(fā)背切劃片的激光吸收增強等新技術，實現(xiàn)了劃片速度高達150mm/s的高產(chǎn)量背切劃片，無碎片并且不損壞外延層（圖7）。

III-V族半導體晶圓劃片

　　使用紫外DPSS激光器還可以將砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）、磷化鎵（GaP）晶圓的易碎化合物半導體材料進行分離，可以進行快速精確、整齊清潔的劃片，切口寬度約3微米，對III-V材料無崩邊（圖8）。通常情況下，250微米厚的晶圓劃片速度在300mm/s，并且適合裂片（圖9）。III - V族晶片價格較貴，所以晶圓基板不能浪費。紫外激光劃片越緊湊、越清潔、切口越窄，每片晶圓的芯片數(shù)就越多，與傳統(tǒng)鋸片切割法相比損壞的芯片數(shù)更少，成品率就越高。

圖8. 砷化鎵晶片劃片后的邊緣清潔并且清晰。

 圖9. 磷化鎵晶圓劃片速度300 mm/s，劃片深度30 μm，深度足夠使250 μm厚的晶圓裂片。

展望

　　LED技術因為追求更高的效率和更低的制造成本，其發(fā)展日新月異。這種“綠色”技術無疑具有光明的未來，但是也面臨著很多挑戰(zhàn)。

　　目前全球對于LED的需求急速增長，這就要求有新的激光加工工藝與技術來獲得更高的生產(chǎn)品質，更高的成品率和產(chǎn)量。除了激光系統(tǒng)的不斷發(fā)展，新的加工技術和應用，光束傳輸與光學系統(tǒng)的改進，激光光束與材料之間相互作用的新研究，這些都是要保持這個綠色技術革新能夠繼續(xù)前進所必須的。

　　設備工程師面臨的挑戰(zhàn)是要建立靈活的操作工具。自動盒式裝卸功能、邊緣檢測功能和自動聚焦功能等選項實現(xiàn)了最先進的激光劃片解決方案。JPSA公司持續(xù)研發(fā)激光前沿技術，以滿足LED制造業(yè)的市場需求。（作者：Jeffrey P. Sercel ）