专利名称：一种晶圆的裂片装置和方法
技术领域：
本发明涉及半导体发光器件领域，特别涉及一种晶圆的裂片装置和方法。
背景技术：
晶圆是制作半导体发光器件所用的晶片。半导体发光器件的制造过程中，在完成晶圆生长后，需将晶圆分割成若干芯片，以进行后续的芯片封装工序。一般地，分割晶圆的方法为，先对晶圆进行划片操作，再对完成划片的晶圆进行裂片操作。其中，现有的裂片操作通常采用裂片机完成。裂片机包括用于放置晶圆的受台、用于劈裂晶圆的劈刀、用于敲击劈刀的击锤和用于复位击锤的弹簧。具体地，采用裂片机对晶圆进行裂片时，先将击锤通电，击锤通电后将克服弹簧的回复力迅速向下运动敲打劈刀；劈刀在击锤敲打下对受台上放置的晶圆施加冲击，使晶圆裂开。 在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题采用裂片机裂片时，需通过击锤反复敲打劈刀，使劈刀冲击晶圆进而使晶圆裂开，导致整个裂片工作用时长，裂片的效率低，较难进行大规模生产；同时，击锤击打的力度无法调整，使得劈刀对晶圆的冲击力无法调整，导致芯片无法裂开或者分割后的芯片发生崩裂损伤等情况，芯片的良品率低。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种晶圆的裂片装置和方法。所述技术方案如下一方面，提供了一种晶圆的裂片装置，所述装置包括用于产生超声波的超声波换能器、用于将所述超声波传递至划片后的晶圆的传递介质、以及用于支撑所述划片后的晶圆的支撑件；所述超声波换能器和所述支撑件相对设置。其中，所述超声波换能器为压电换能器。其中，所述传递介质为空气、纯净水、酒精、丙酮或玻璃。其中，所述装置还包括用于产生光以照射所述划片后的晶圆的光发射部件；所述光发射部件设置在所述支撑件的上方或下方。其中，所述装置还包括用于在所述光照射下检查所述划片后的晶圆是否裂开的检测部件，所述检测部件与所述光发射部件对应设置。具体地，所述检测部件为图像传感器。其中，所述装置还包括用于反射所述超声波，以使反射回的超声波与所述超声波换能器产生的超声波在所述传递介质中形成驻波的超声波共振腔；所述超声波共振腔与所述超声波换能器相对设置；所述支撑件位于所述超声波换能器和所述超声波共振腔之间；所述超声波共振腔与所述支撑件之间设有所述传递介质。其中，所述传递介质为用于分割所述划片后的晶圆的劈刀；所述装置还包括用于调节所述超声波的幅度的变幅杆和用于调节所述劈刀位置的调节组件；所述超声波换能器与所述变幅杆的一端相连；所述变幅杆的另一端设在所述劈刀上；所述劈刀与所述调节组件相连且设置在所述支撑件的正上方。另一方面，提供了一种晶圆的裂片方法，所述方法包括将划片后的晶圆与超声波的传递介质接触；在所述传递介质中向所述划片后的晶圆传播超声波，使所述划片后的晶圆在所述超声波作用下裂片。其中，所述在所述传递介质中向所述划片后的晶圆传播超声波，包括将所述超声波的波长设成与所述划片后的晶圆中芯片的长边尺寸相等后，在所述传递介质中向所述划片后的晶圆产生超声波；将所述超声波的波长设成与所述芯片的宽边尺寸相等后，再在所述传递介质中向 所述划片后的晶圆产生超声波。本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是超声波通过传递介质传递至划片后的晶圆；划片后的晶圆在超声波的冲击下发生振动；振动作用使得划片后的晶圆沿着经划片后产生的划痕发生分裂，得到芯片；由于可以调整超声波换能器产生的超声波的功率，能够得到完成裂片的超声波的准确功率，使得裂片的效率高，能够进行大规模生产；同时，由于得到了裂片的超声波的准确功率，能够提闻芯片的良品率。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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I是本发明实施例一提供的一种晶圆的裂片装置结构示意图；图2是本发明实施例二提供的一种晶圆的裂片装置结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。实施例一参见图I，本发明实施例一提供了一种晶圆的裂片装置，该装置包括用于产生超声波的超声波换能器101、用于将超声波传递至划片后的晶圆W的传递介质(图I中未示出)、以及用于支撑划片后的晶圆W的支撑件102。其中，超声波换能器101和支撑件102相对设置。其中，划片后的晶圆W可以为制造发光二极管、激光二极管或超辐射发光二极管等的晶圆。公知地，晶圆上生长有若干芯片；晶圆的裂片操作即为分裂晶圆得到若干单个芯片。划片后的晶圆W为完成划片操作后的晶圆。具体地，可采用紫外激光或隐形切割划片技术对晶圆进行划片。一般地，紫外激光划片技术为通过聚焦紫外激光在晶圆表面，使其温度达到很高的温度，材料被瞬间气化，形成开口的微米烧蚀痕迹。隐形切割划片技术为通过将激光聚焦在晶圆内部，激光焦点处材料瞬间被加热到高温而被气化，然后又急速冷却，在晶圆材料内部留下空腔。此为本领域熟知技术，在此不再详述。具体地，超声波换能器101可以是压电换能器。进一步地，超声波的产生可以由一个压电换能器或多个压电换能器产生。另外，根据实际需要进行选择，超声波可以是一个超声波脉冲，也可以是多个超声波脉冲。其中，传递介质可以为透明物质，包括空气、纯净水、酒精、丙酮或玻璃。值得说明的是，当传递介质为液体物质时，例如纯净水或酒精，可将划片后的晶圆W贴在蓝膜上并将该蓝膜放置在支撑件102上，然后将载有晶圆W的支撑件102浸入到装有该液体物质的容器中。当传递介质为固体物质时，例如玻璃，可将划片后的晶圆W贴在该固体物质上，并由支撑件102支撑划片后的晶圆W和该固体物质。具体地，支撑件102可以为铁架、铁网或者铁环。其中，该装置还包括用于产生光以照射划片后的晶圆W的光发射部件103。其中， 光发射部件103设置在支撑件102的上方或下方。具体地，光发射部件103可以为灯泡。本领域普通技术人员可以在光的照射下，检查划片后的晶圆W是否完全裂开。如果晶圆W没有裂开，那么光线透过的时候在特定的方向就无法反射光线，划痕部分看起来呈现一条黑线。此为本领域熟知技术，在此不再详述。这样，采用超声波裂片，可以在晶圆的裂片过程中对晶圆进行观察，所以对未裂开的部分可以进行及时补裂。其中，该装置还包括用于在光照射下检查划片后的晶圆W是否裂开的检测部件104。其中，该检测部件104与光发射部件103对应设置。具体地，检测部件104可以为CCD(Charged Coupled Device,图像传感器)。其中，该装置还包括用于反射超声波，以使反射回的超声波与超声波换能器101产生的超声波在传递介质中形成驻波的超声波共振腔105。其中，超声波共振腔105与超声波换能器101相对设置，支撑件102位于超声波换能器101和超声波共振腔105之间；超声波共振腔105与支撑件102之间设有传递介质。下面简单介绍本装置的工作过程当启动超声波换能器101后，超声波换能器101发出超声波，超声波经过传输介质传播到达放置在支撑件102上的划片后的晶圆W，并进一步传播到超声波共振腔105。超声波共振腔105将接收到的超声波反射回晶圆W。晶圆W在来自超声波换能器101和超声波共振腔105反射回的超声波的作用下发生振动，进而断裂，得到芯片。本发明实施例一提供的技术方案带来的有益效果是超声波通过传递介质传递至划片后的晶圆；划片后的晶圆在超声波的冲击下发生振动；振动作用使得划片后的晶圆通过经划片后产生的划痕发生分裂，得到芯片；由于可以调整超声波换能器产生的超声波的功率，能够得到完成裂片的超声波的准确功率，使得裂片的效率高，能够进行大规模生产；同时，由于控制裂片所用超声波的准确功率，能够提高芯片的良品率。实施例二参见图2，本发明实施例二提供了一种晶圆的裂片装置，该装置包括用于产生超声波的超声波换能器201、用于将超声波传递至划片后的晶圆W的传递介质和用于支撑划片后的晶圆W的支撑件202。其中，该传递介质为用于分裂划片后的晶圆W的劈刀203 ;该装置还包括用于调节超声波的幅度的变幅杆204、以及用于调节劈刀203位置的调节组件(图2中未示出)。其中，超声波换能器201与变幅杆204的一端相连。变幅杆204的另一端设在劈刀203上。劈刀203与调节组件相连且设置在支撑件202的正上方。其中，超声波换能器201和支撑件202与本发明实施例一中描述的超声波换能器101和支撑件102相同，在此不再详述。具体地，支撑件202还可以是现有裂片机上的受台。具体地，变幅杆204可以采用现有超声波变幅杆。具体地，劈刀203可以是现有裂片机上的劈刀。显然，调节组件也可以是现有裂片机上的调节劈刀位置的组件。下面简单介绍本装置的工作过程首先，通过调节组件调整劈刀203距离划片后的晶圆一定的位置，例如12μπι。然 后，为超声波换能器201通电。当通电后，超声波换能器201通过变幅杆204向劈刀203加载超声波。然后，劈刀203将超声波传递至放置于支撑件202上的划片后的晶圆W，使晶圆W产生振动而裂开。另外，本发明实施例二裂片时使用的超声波与本发明实施例一相同，在此不再详述。本发明实施例二提供的技术方案带来的有益效果是超声波通过传递介质传递至划片后的晶圆；划片后的晶圆在超声波的冲击下发生振动；振动作用使得划片后的晶圆通过经划片后产生的划痕发生分裂，得到芯片；由于可以调整超声波换能器产生的超声波的功率，能够得到完成裂片的超声波的准确功率，使得裂片的效率高，能够进行大规模生产；同时，由于得到了裂片的超声波的准确功率，能够提闻芯片的良品率。实施例三本发明实施例三提供了一种晶圆的裂片方法，该方法包括301 :将划片后的晶圆与超声波的传递介质接触。具体地，如本发明实施例一所描述，该超声波的传递介质为透明物质，包括空气、纯净水、酒精、丙酮或玻璃。如果采用空气作为超声波的传递介质，那么仅需将划片后的晶圆放置在空气中。在实际应用中，由于纯净水等物质传递超声波的性能比空气要好，而且透明，应尽量选择纯净水等物质作为超声波的传递介质。302 :在该传递介质中向所述划片后的晶圆传播超声波，使划片后的晶圆在超声波作用下裂片。其中，该超声波的频率可以根据划片后的晶圆中芯片的尺寸改变。该划片后的晶圆中芯片为晶圆分裂后形成的单个芯片。进一步地，该超声波的波长等于划片后的晶圆中芯片的任一个长边尺寸或者宽边尺寸。这样，能够使划片后的晶圆中芯片在振动中拥有最大的振动幅度。优选地，先将超声波的波长设成与划片后的晶圆中芯片的长边尺寸相等后，在传递介质中向所述划片后的晶圆产生超声波；再将超声波的波长设成与该芯片的宽边尺寸相等后，再在传递介质中向所述划片后的晶圆产生超声波。例如，假设芯片的尺寸为Α*Β，那么先用波长为A的超声波振动，然后使用波长为B的超声波振动，直到芯片全部裂开。另外，还可以通过修改超声波的能量达到不同的裂片效果。增加超声波振幅可以加强裂片效果，减小振幅可以减小芯片之间的摩擦。本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是超声波通过传递介质传递至划片后的晶圆；划片后的晶圆在超声波的冲击下发生振动；振动作用使得划片后的晶圆通过经划片后产生的划痕发生分裂，得到芯片；由于可以调整超声波换能器产生的超声波的功率，能够得到完成裂片的超声波的准确功率，使得裂片的效率高，能够进行大规模生产；同时，由于得到了裂片的超声波的准确功率，能够提闻芯片的良品率。上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种晶圆的裂片装置，其特征在于，所述装置包括用于产生超声波的超声波换能器、用于将所述超声波传递至划片后的晶圆的传递介质、以及用于支撑所述划片后的晶圆的支撑件；所述超声波换能器和所述支撑件相对设置。
2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述超声波换能器为压电换能器。
3.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述传递介质为空气、纯净水、酒精、丙酮或玻璃。
4.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述装置还包括用于产生光以照射所述划片后的晶圆的光发射部件；所述光发射部件设置在所述支撑件的上方或下方。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括用于在所述光照射下检查所述划片后的晶圆是否裂开的检测部件，所述检测部件与所述光发射部件对应设置。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述检测部件为图像传感器。
7.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述装置还包括用于反射所述超声波，以使反射回的超声波与所述超声波换能器产生的超声波在所述传递介质中形成驻波的超声波共振腔；所述超声波共振腔与所述超声波换能器相对设置；所述支撑件位于所述超声波换能器和所述超声波共振腔之间；所述超声波共振腔与所述支撑件之间设有所述传递介质。
8.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述传递介质为用于分割所述划片后的晶圆的劈刀；所述装置还包括用于调节所述超声波的幅度的变幅杆和用于调节所述劈刀位置的调节组件；所述超声波换能器与所述变幅杆的一端相连；所述变幅杆的另一端设在所述劈刀上；所述劈刀与所述调节组件相连且设置在所述支撑件的正上方。
9.一种晶圆的裂片方法，其特征在于，所述方法包括 将划片后的晶圆与超声波的传递介质接触； 在所述传递介质中向所述划片后的晶圆传播超声波，使所述划片后的晶圆在所述超声波作用下裂片。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述在所述传递介质中向所述划片后的晶圆传播超声波，包括 将所述超声波的波长设成与所述划片后的晶圆中芯片的长边尺寸相等后，在所述传递介质中向所述划片后的晶圆广生超声波； 将所述超声波的波长设成与所述芯片的宽边尺寸相等后，再在所述传递介质中向所述划片后的晶圆产生超声波。
全文摘要
本发明公开了一种晶圆的裂片装置和方法，属于半导体发光器件领域。所述装置包括用于产生超声波的超声波换能器、用于将所述超声波传递至划片后的晶圆的传递介质、以及用于支撑所述划片后的晶圆的支撑件；所述超声波换能器和所述支撑件相对设置。所述方法包括将划片后的晶圆与超声波的传递介质接触；在所述传递介质中向所述划片后的晶圆传播超声波，使所述划片后的晶圆在所述超声波作用下裂片。本发明通过一种晶圆的裂片装置和方法进行晶圆的裂片，裂片主要采用超声波技术，效率高，用时短，芯片的良品率高。
文档编号H01L21/302GK102810469SQ20121027314
公开日2012年12月5日 申请日期2012年8月2日 优先权日2012年8月2日
发明者宋超, 刘榕, 王江波 申请人:华灿光电股份有限公司