[发明专利]用于激光射束定位系统的相位阵列操纵

说明书

一种以激光为基础样本的处理系统(112)的激光射束定位系统(110)自一全光纤耦接光学相位阵列激光射束操纵系统(80)在射束定位器载台(124)处产生一操纵激光输入射束(106)。系统(110)透过一或更多其它射束定位器载台(130、131、134)来导引射束(106)以形成一处理激光射束(116)，其处理安装在一支撑件(122)上的工件(120)的目标特征(118)。

相关申请案的交互参考

本申请案系2013年3月15日所提申，并命名为“第四射束操纵”之美国临时专利申请案号61/789,580之利益，在此将其全体一并整合参考之。

本申请案为申请号为201480015621.5、名称为用于激光射束定位系统的相位阵列操纵的分案申请。

著作权公告

2014伊雷克托科技工业股份有限公司著作权(2014 Electro ScientificIndustries,Inc)。本专利文件的一部分揭示包含受著作权保护的材料。在受著作权保护的材料出现于该专利和商标局的专利档案或记录文件中时，该著作权拥有者不抗议由该专利文件或该专利揭示的任何人产生复制品，但不管如何在其它方面则保留所有著作权权利。37CFR§1.71(d)条款。

技术领域

本揭示关于激光处理工件特征，且特别地，关于用于高功率激光微机器制造系统的相位阵列操纵。

背景技术

某些激光处理应用执行一工件上的规律间隔目标位置图案的处理。例如，某些太阳电池处理应用涉及依一规律间隔网格图案钻取穿透该硅晶圆的通孔。这些应用的客户寻求每秒几千通孔层级的非常高生产能力。

在这些应用中的通孔间隔系相当紧密，在0.25-1毫米层级上。该整体处理区域系显著的，典型地为150x150毫米平方晶圆。因此，该激光处理系统藉由快速钻取该紧密间距通孔来处理本区域。这类系统精确度系在3-20微米层级。每一个通孔的钻取时间视激光特征(波长、脉冲频率、脉冲功率和脉冲宽度)、通孔直径和基板材料与厚度而定。然而，该钻取时间典型地系在0.1-0.5毫秒层级。通孔直径典型地系在15-50微米层级。

典型的传统处理系统方式依靠以电流计(galvo)为基础定位的该激光处理射束，不是单独(使用一非常大的电流计领域)就是选择性地结合着一第二可移动载台(并藉此允许一相当小的电流计领域)。更近地，一第三声光偏转器(AOD)载台已被配置。然而，注意到这些主要、第二和第三射束操纵方式具有某些限制。

一第一系统构造配置使用涵盖该整个工件的单一大电流计领域的以电流计为基础的处理激光射束定位。本配置不是一非常大的扫描镜片就是一后镜片扫描系统。在任一案例中，该电流计典型地以一固定速度将该处理射束移动过该整个工件，且一控制器向每一个通孔位置发射一激光脉冲却不停止该电流计。一相当小脉冲量被使用于每一个通孔，因而一些处理操作被执行以彻底地钻取每一个通孔。据此，一规律间隔目标通孔位置图案改善处理时间。因为电流计转向只发生在该工件边缘处，故本方式避免该时序上射部分和惯常电流计加速度和减速度的热效应。在该工件表面的激光焦点(或简称为焦点)未因该自由间隔光学仪器而太失真并保持成焦点的角度偏转范围测量值典型地系介于横跨一扫描轴的1,000至10,000焦点宽度(或简称为焦点)之间。

若一非常大型扫描镜片被使用以涵盖该整个工件领域，则该大型镜片系遭遇到起因于搭配高功率激光射束进行工作的光学仪器热量所引起的精确度下降。该大型镜片也使用一大型射束直径以得到该要求工件表面焦点尺寸。这类大型射束直径使用大型电流计，其接着承受起因于移动具有大型(高惯性)电流计的大型(高惯性)反射镜的较低热效率的精确度效应损失。