[发明专利]半导体金属衬底的激光切割装置及其切割方法

说明书

本发明涉及一种半导体金属衬底的激光切割装置及其切割方法。该半导体金属衬底的激光切割装置包括：激光器，用于发射输出激光；光束调节器，将所述输出激光转换为平行光束；聚焦透镜，将所述平行光束聚焦，且所述平行光束聚焦后照射到工件上激光切割；及吹气装置，对所述工件的激光切割位置吹气。这种半导体金属衬底的激光切割装置对半导体金属衬底切割精度高，切割质量好。

技术领域

本发明涉及半导体金属衬片加工的技术领域，特别是涉及半导体金属衬底的激光切割装置及其切割方法。

背景技术

目前，为了提高散热效率和避免因热膨胀系数较高产生变形，垂直结构半导体大都采用高热导率且低热膨胀系数的金属作为衬底。在对半导体金属衬底进行切割加工时，通常采用刀片切割和线切割。刀片切割的精度不高，切割效率较低，且由于刀片与工件之间会产生较大的机械应力，切割过程中会产生一些崩边和毛层，影响半导体金属衬底的切边质量。线切割后工件的表面粗糙，有明显的切割纹路，且加工速度较慢，不适合大规模的批量生产。

发明内容

基于此，有必要针对半导体金属衬底切割效果不好的问题，提供一种对半导体金属衬底切割精度高，切割质量好的半导体金属衬底的激光切割装置，以及半导体金属衬底的激光切割方法。

一种半导体金属衬底的激光切割装置，包括：

激光器，用于发射输出激光；

光束调节器，将所述输出激光转换为平行光束；

聚焦透镜，将所述平行光束聚焦，且所述平行光束聚焦后照射到工件上激光切割；及

吹气装置，对所述工件的激光切割位置吹气。

上述半导体金属衬底的激光切割装置，利用激光加工的方式对半导体金属衬底进行切割，可避免因接触式加工使材料容易产生变形、翘曲等问题，平行光束聚焦后，切割线长度和宽度可根据需求进行调节，并且，激光切割生成的残渣、粉尘可由吹气装置吹走，可提高切割的精度和质量，并且能保持较高的切割效率。

在其中一个实施例中，所述激光器为紫外皮秒激光器，其波长为343nm～355nm，脉冲宽度为5ps～50ps，输出功率为15W～45W，重复频率为10KHz～2MHz。可以实现冷加工方式，减少切割道边缘火山口残渣堆积的现象。

在其中一个实施例中，所述光束调节器包括第一反射镜和扩束镜，所述第一反射镜将所述输出激光反射至所述扩束镜，所述扩束镜将所述输出激光的光束直径扩大，并转换为平行光束，所述平行光束射入所述聚焦透镜。可以将具有一定发散角度的高斯光束准直，并且通过将光束的直径扩大，可减小经聚焦产生的光斑的直径，增大切割精度。

在其中一个实施例中，还包括隔离光闸，所述隔离光闸设于所述第一反射镜和所述扩束镜之间，并用于防止所述输出激光漏光。防止输出激光漏光，影响激光切割效果。

在其中一个实施例中，还包括裂片机，所述裂片机对所述工件激光切割后的位置施加压力，使所述工件沿切割位置裂开。通过裂片机配合，可以使得工件沿激光切割位置向两边分离，最终达到完全断裂。

在其中一个实施例中，还包括载台，所述载台用于固定所述工件，且所述载台位于所述聚焦透镜的出光路径上。便于对工件进行激光切割。

在其中一个实施例中，还包括旋转装置，所述旋转装置带动所述工件旋转涂覆保护液或者水洗。通过对工件待切割的表面旋转涂覆保护液，可以减小激光切割时对工件产生的热影响区域，且切割过程中产生的飞溅物会落到保护液上，易于飞溅物与保护液一起被冲洗掉。