镭射处理设备、镭射处理工件的方法及相关配置技术

本发明专利技术改良用于镭射处理工件的设备与技术，并且提供新功能。本发明专利技术讨论的某些实施例与以会提高精确性、总处理量、…等的方式来处理工件有关。其它实施例则关于即时Z高度量测，并且在合宜时，进行特定Z高度偏差补偿。本发明专利技术的再其它实施例则关于扫描图样、射束特征、…等的调变，以便帮助进行特征元件成形、避免非所希望的热能累积、或是提高处理总处理量。本发明专利技术亦详细说明大量的其它实施例和配置。

【技术实现步骤摘要】
镭射处理设备、镭射处理工件的方法及相关配置本申请是于2016年9月8日提交的已进入中国国家阶段的PCT专利申请(中国国家申请号为201680048544.2，国际申请号为PCT/US2016/050804，专利技术名称“镭射处理设备、镭射处理工件的方法及相关配置”)的分案申请。相关申请案的交叉参考本申请案主张下面临时专利申请案的权利：2015年9月9日提申的美国临时专利申请案第62/216,102号、2015年10月14日提申的美国临时专利申请案第62/241,624号、2015年12月28日提申的美国临时专利申请案第62/271,446号、2016年2月12日提申的美国临时专利申请案第62/294,991号、以及2016年7月26日提申的美国临时专利申请案第62/366,984号。本文以引用的方式将前述每一案完全并入。
本文中所揭示的实施例大体上关于用于工件的镭射处理的镭射处理设备和方法。
技术介绍
因为镭射的专利技术，已经有人研究藉由脉冲式光源来进行材料烧蚀。1982年藉由紫外光(UltraViolet，UV)准分子镭射辐射所蚀刻的聚合物的报告已激发对用于微加工的制程的广泛调查。从那时候起，此领域中的科学与产业研究便快速增加-主要受到能够经由使用镭射来钻凿、碾磨、标记以及复制非常小型特征元件的刺激。已经有开发并且施行镭射在高科技制造产业中的各式各样潜在应用，并且持续地开发与施行。举例来说，镭射是用于碾磨或钻凿孔洞、形成沟渠、…等以及用于在各种范围的材料之中或之上形成其它特征元件的实用工具。高解析度、精确性、速度以及灵活性的结合使得镭射处理在许多产业中获得高接受度，包含工件(例如，集成电路、硬盘、印刷装置、显示器、互连线以及类似物)的制造在内。然而，许多产业的趋势需要形成更多特征元件、更小特征元件、更高密度特征元件、…等；因而，突破了既有的镭射处理技术的极限，以便以可接受的精确性、品质、总处理量以及灵活性来处理工件。
技术实现思路
于其中一实施例中，本专利技术提供一种在工件中形成通孔的方法，其包含：以所述工件为基准来格栅化(rastering)一射束轴(镭射脉冲会沿着所述射束轴被引导至所述工件上)；以及传递多道镭射脉冲至所述工件的多个光点位置处。于另一实施例中，本专利技术提供一种在工件中形成通孔的方法，其包含：利用包含AOD的定位器以所述工件为基准来移动一射束轴，同时沿着形成所述射束轴的一射束路径来引导镭射脉冲，以便形成直径小于或等于和所述AOD相关联的扫描范围的通孔。于另一实施例中，本专利技术提供一种在工件中形成特征元件的方法，其包含：以所述工件为基准来移动所述射束轴，使得多群镭射脉冲会沿着许多扫描线被传递至所述工件；以及，在每一条扫描线中，相较于第一镭射脉冲被传递的位置，最后的镭射脉冲会被传递至比较靠近要被形成的特征元件的边界的位置。于又一实施例中，本专利技术提供一种处理工件的方法，其包含：于一扫描范围内以所述工件为基准来移动所述射束轴，其中，在第一方向中的第一扫描范围的大小小于在第二方向中的第一扫描范围的大小。于再一实施例中，本专利技术提供一种利用多道镭射能量射束来处理工件的设备，其会包含：第一扫描头至第四扫描头；一第一载台(stage)，其被配置成用以赋予所述第一扫描头与第三扫描头进行第一移动；以及一第二载台，其被配置成用以赋予所述第一扫描头与第二扫描头进行第二移动。于又一实施例中，本专利技术提供一种设备，其会包含多个分散器，用以将一镭射能量射束引导于多条射束路径之中。于另一实施例中，本专利技术提供一种使用在用于镭射处理工件的设备之中的光学装配件，其会包含一壳体，所述壳体具有一光学输入部与一光学输出部，其中，所述壳体包含至少一定位特征元件，所述至少一定位特征元件被配置成用以帮助于所述设备里面的一射束路径与选择自由所述光学输入部与光学输出部所组成的群中的至少其中一部进行光学对准。所述光学装配件可以进一步包含至少两个光学器件，所述至少两个光学器件被安置在所述壳体里面并且光学对准所述光学输入部与光学输出部。于其中一实施例中，本专利技术提供一种声光(Acousto-Optic，AO)装置，其会包含：一AO胞体(cell)；一超音波换能器；一吸收器；以及延伸在所述超音波换能器与所述吸收器之间的一冷却板，用以热接触所述AO胞体的一面。所述冷却板的热传输特征会沿着一延伸自所述连接器末端与所述吸收器末端的方向改变，使得所述冷却板能够：a)从所述AO胞体的一中央区域处移除较少热能，所述中央区域相对远离选择自由所述连接器末端与所述吸收器末端所组成的群中的至少其中一者，以及b)从所述AO胞体的一周围区域处移除相对多热能，所述周围区域相对靠近选择自由所述连接器末端与所述吸收器末端所组成的群中的至少其中一者。于另一实施例中，本专利技术提供一种方法，其包含：驱动一AOD系统，用以调变一已接收镭射脉冲，使得所述经调变镭射脉冲的M2系数及/或空间强度轮廓类型不同于所述已接收镭射脉冲的M2系数及/或空间强度轮廓类型。于又一实施例中，本专利技术提供一种方法，其包含：产生多个镭射脉冲，所述镭射脉冲的波长落在从9μm至11μm的范围之中；以及利用一声光偏折器(Acousto-OpticDeflector，AOD)来偏折所述脉冲传播的射束路径，所述声光偏折器包含一含有锗的AO胞体。于再一实施例中，本专利技术提供一种在工件中形成特征元件的方法，所述工件包含一被排列成用以热接触一介电结构的电气导体结构，所述方法会包含利用波长小于1μm的镭射脉冲来间接烧蚀所述电气导体结构。用以在工件中形成特征元件的另一种方法还会包含偏折一镭射脉冲射束，以便照射多个光点位置并且间接烧蚀一材料层。于又一实施例中，本专利技术提供一种用于处理工件的方法，其会包含沿着一共同射束轴来传递第一镭射能量射束与第二镭射能量射束，以便烧蚀一工件，其中，所述工件的至少一部分透明于所述第一镭射能量射束的波长，并且所述第一镭射能量射束被特征化为多道镭射脉冲，其具有非常短的第一脉冲时间持续长度，便在所述工件的所述部分里面诱发非线性的光吸收，且其中，用于产生所述第一镭射能量射束中的镭射脉冲的时序不相依于用于产生所述第二镭射能量射束的动作。显见地，本说明书确认许多问题(举例来说，和精确性、品质、总处理量、…等相关联的问题，所述问题皆难以利用习知的镭射处理设备或习知的镭射处理技术来克服)，以及克服此些问题、提供新能力或改良能力、以及类似内容的许多实施例、范例、施行方式、组合、…等的细节。附图说明图1概略图解根据其中一实施例的用于处理工件的设备。图2概略图解根据其中一实施例的显示在图1中的设备的第二定位器。图3概略图解根据某些实施例之和显示在图2中的第二定位器相关联的第二扫描范围。图4至6概略图解根据某些实施例的介于一感测范围与一第二扫描范围之间的空间关系。图7概略图解根据其中一实施例的用于处理工件的多头设备。图8与9概略图解根据其中一实施例的配合诸如图1与7中所示设备来使用的工件操纵系统的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镭射处理工件的设备，其特征在于，所述设备包括：/n一镭射源，被配置成产生多道镭射脉冲；/n一扫描透镜，被排列在射束路径中，其中所述多道镭射脉冲沿着所述射束路径引导至所述工件且因而照射在所述工件处的处理光点；/n一第一定位器，包括排列在所述射束路径中的所述镭射源与所述扫描透镜之间的声光偏折器系统，其中运作所述第一定位器来偏折所述多道镭射脉冲；/n至少一个另外的定位器，运作所述至少一个另外的定位器来赋予所述射束路径与所述工件之间的相对运动；以及/n一控制器，被通讯耦接至所述第一定位器且配置成产生一或更多个控制讯号，其中所述第一定位器响应于所述控制讯号：/n使所述至少一个另外的定位器赋予所述射束路径和所述工件之间的相对运动；以及/n在赋予所述射束路径和所述工件之间的相对运动的同时，使所述第一定位器沿着处理轨线扫描所述处理光点，以在所述工件中形成开口，/n其中所述处理轨线定义了在所述开口形成期间以所述多道镭射脉冲照射所述工件时被定址的一连串光点位置，并且其中在所述工件的表面中的所述开口的最大尺寸小于或等于第一扫描范围，其中所述第一扫描范围是所述处理光点能借由所述声光偏折器系统扫描的最大范围。/n...

【技术特征摘要】
20150909 US 62/216,102;20151014 US 62/241,624;20151.一种镭射处理工件的设备，其特征在于，所述设备包括：
一镭射源，被配置成产生多道镭射脉冲；
一扫描透镜，被排列在射束路径中，其中所述多道镭射脉冲沿着所述射束路径引导至所述工件且因而照射在所述工件处的处理光点；
一第一定位器，包括排列在所述射束路径中的所述镭射源与所述扫描透镜之间的声光偏折器系统，其中运作所述第一定位器来偏折所述多道镭射脉冲；
至少一个另外的定位器，运作所述至少一个另外的定位器来赋予所述射束路径与所述工件之间的相对运动；以及
一控制器，被通讯耦接至所述第一定位器且配置成产生一或更多个控制讯号，其中所述第一定位器响应于所述控制讯号：
使所述至少一个另外的定位器赋予所述射束路径和所述工件之间的相对运动；以及
在赋予所述射束路径和所述工件之间的相对运动的同时，使所述第一定位器沿着处理轨线扫描所述处理光点，以在所述工件中形成开口，
其中所述处理轨线定义了在所述开口形成期间以所述多道镭射脉冲照射所述工件时被定址的一连串光点位置，并且其中在所述工件的表面中的所述开口的最大尺寸小于或等于第一扫描范围，其中所述第一扫描范围是所述处理光点能借由所述声光偏折器系统扫描的最大范围。


2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个另外的定位器包括用以相对于所述扫描...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·昂瑞斯，杨川，言恩·克雷能特，马克·匹柏斯，休·欧文斯，格温多林·拜恩，张海滨，贾斯汀·雷德，柯瑞·纽菲尔德，詹姆斯·布鲁克伊塞，大迫·康，玛密特·艾尔帕，林智斌，派崔克·莱歇尔，提姆·纽寇斯，松本久，克里斯·莱德，
申请(专利权)人：伊雷克托科学工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US