[发明专利]晶圆激光剥离装置及方法

说明书

本发明公开了一种晶圆激光剥离装置及方法，装置包括：用于提供激光束的光源机构、用于承载待剥离晶圆的承载机构以及挡光机构，挡光机构设置于光源机构与承载机构之间；挡光机构包括光掩模版，光掩模版上开设有与承载机构上所承载的待剥离晶圆芯片区域匹配的通光口，光源机构发出的激光束通过通光口落到待剥离晶圆芯片区域；在光源机构的激光束光路上设置光掩模版，光掩模版上开设于待剥离晶圆上芯片区域匹配的通光口，激光束通过通光口射到带剥离晶圆芯片上剥离芯片，待剥离晶圆芯片区域之外的部分被光掩模版挡住避免被激光束照射，有效避免晶圆上芯片区域之外的UV胶被激光束照射吸收激光而导致形貌异常，从而有效降低激光剥离带来的晶圆不良率。

技术领域

本发明涉及晶圆领域，具体涉及一种晶圆激光剥离装置及方法。

背景技术

GaN基蓝宝石衬底Micro-LED(后文简称Micro-LED)由微米级半导体发光单元阵列组成，是新型显示技术与发光二极管技术二者复合集成的综合性技术，其具有自发光、高效率、低功耗、高集成、高稳定性、全天候工作的优点，被认为是最有前途的下一代新型显示与发光器件之一。Micro-LED因其体积小、灵活性高、易于拆解合并等特点，能够部署在现有的从最小到最大尺寸的任何显示应用场合中，并且在很多情况下它将比液晶显示(LCD)和有机发光二极管显示发挥更独特的效果。未来，Micro-LED将从平板显示扩展到增强现实/虚拟现实/混合现实(AR/VR/MR)、空间显示、柔性透明显示、可穿戴/可植入光电器件、光通讯/光互联、医疗探测、智能车灯等诸多领域，Micro-LED极有可能成为具有颠覆性和变革型的下一代主流显示技术，带来新一轮显示技术升级换代。

激光剥离是Micro-LED显示制造中一道重要的工序，是在外延层/蓝宝石基板上制作完成Micro-LED芯片后，使用激光剥离技术将芯片转移至暂时性载板(临时基板)上。目前通常采用UV胶作为Micro-LED芯片的键合材料来衔接芯片和暂时性载板(临时基板)，UV胶对于激光剥离效果有着紧密的影响。并且，UV胶的性质和性能还密切影响激光剥离制备好芯片之后的下一步工序——巨量转移工序进行的难易程度。但是，使用UV胶进行键合的晶圆对于激光剥离工艺来说，在工艺效果上存在一些问题。

由于UV胶对于紫外激光吸收率较高，且激光剥离大多采用紫外激光甚至是波长193nm、248nm、257nm等的深紫外激光，从而导致在激光剥离过程中，激光除了对发光半导体材料GaN进行正常分解外，还会对UV胶产生作用，破坏UV胶的材料性质，影响晶圆键合的效果，从而导致晶圆激光剥离效果异常，导致基于UV胶作为键合胶材的Micro-LED晶圆产品进行激光剥离工艺时存在芯片损伤等不良效果。因此，我们需要尽可能的减少激光剥离过程中激光对Micro-LED晶圆产品UV键合胶材的作用和材料性质的影响。

为此，目前行业内通常采用准分子激光器为光源进行光斑拼接覆盖晶圆整个幅面从而达到整片晶圆的激光剥离，然后剥离开蓝宝石衬底，或者采用半导体激光器配合高速振镜系统和聚焦系统进行加工，通过扫描整个幅面的方式覆盖整面晶圆，从而分解GaN，达到激光剥离目的。但这两种方式，都不能有效避开Micro-LED晶圆刻蚀道内的UV键合胶，剥离后的芯片仍然存在质量、形貌异常的问题。

发明内容

本发明目的是：提供一种晶圆激光剥离装置及方法，能够高效剥离晶圆中外延层/蓝宝石基板上的芯片而不损伤晶圆中的UV键合胶，从而降低激光剥离带来的晶圆不良率。

本发明的技术方案是：第一方面，本发明提供一种晶圆激光剥离装置，所述装置包括：用于提供激光束的光源机构、用于承载待剥离晶圆的承载机构以及挡光机构，所述挡光机构设置于所述光源机构与所述承载机构之间；

所述挡光机构包括光掩模版，所述光掩模版上开设有与所述承载机构上所承载的待剥离晶圆芯片区域匹配的通光口，所述光源机构发出的激光束通过所述通光口落到所述待剥离晶圆芯片区域。

在一种较佳的实施方式中，所述挡光机构还包括用于安装所述光掩模版的安装部，所述光掩模版可拆卸安装于所述安装部。