DE102017202426A1

DE102017202426A1 - TLS-Verfahren und TLS-Vorrichtung

Info

Publication number: DE102017202426A1
Application number: DE102017202426.7A
Authority: DE
Inventors: Alexander Böhm
Original assignee: 3D Micromac AG
Current assignee: 3D Micromac AG
Priority date: 2017-02-15
Filing date: 2017-02-15
Publication date: 2018-08-16

Abstract

Ein TLS-Verfahren zur Trennung eines flachen Werkstücks (102) in mehrere Teilstücke umfasst folgende Schritten: Anordnen des Werkstücks auf einer Auflagefläche (122) eines Werkstückträgers (120); Vorgeben mindestens einer Trennlinie an dem Werkstück durch lokale Materialbearbeitung zur Reduzierung der Bruchspannung des Werkstücks an wenigstens einem Abschnitt der Trennlinie; und Trennen des auf der Auflagefläche des Werkstückträgers aufliegenden Werkstücks entlang der Trennlinie mittels einer TLS-Operation, bei der das Material mittels eines Heiz-Laserstrahls (196) lokal erwärmt und danach durch Aufbringen eines Kühlmedium (198) schnell abgekühlt wird Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkstückträger verwendet wird, der zumindest im Bereich der Auflagefläche aus einem Metall besteht und dass das Werkstück (102) direkt auf die Auflagefläche (122) aufgelegt wird. Vorzugsweise wird als Werkstückträger ein umlaufend antreibbares Metallband verwendet. Ein zur Durchführung des Verfahrens geeignetes TLS-System wird ebenfalls beschrieben.

Description

Die Erfindung betrifft ein TLS-Verfahren zur Trennung eines flachen Werkstücks in mehrere Teilstücke gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein TLS-System zur Trennung eines flachen Werkstücks in mehrere Teilstücke gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 10.
Das Thermische Laserstrahl Separieren (Thermal-Laser-Separation, TLS) ist eine besondere Verfahrensvariante der Lasermikrobearbeitung. Bei einer TLS-Operation wird das Material des zu trennenden Werkstücks mit einem Heiz-Laserstrahl lokal erwärmt und sofort danach durch Aufbringen eines Kühlmediums auf die aufgeheizte Zone schnell abgekühlt. Die dadurch thermisch induzierten mechanischen Spannungen führen einen Riss definiert entlang einer vorgebbaren Trennlinie durch das Material. Energie und Intensität der Laserstrahlung des Heiz-Laserstrahls werden dabei so gewählt, dass das Werkstückmaterial durch den Heiz-Laserstrahl nicht modifiziert, insbesondere nicht aufgeschmolzen wird. Im Gegensatz zum herkömmlichen Laserschneiden wird also bei einer TLS-Operation kein Aufschmelzen und kein Materialabtrag erzeugt. TLS-Verfahren eignen sich für die meisten spröden Materialien in der Halbleiterindustrie, unter anderem für Wafer aus Si, SiC, Ge und GaAs. Im Vergleich zu herkömmlichen Trenntechnologien können u.a. besonders saubere, mikrorissfreie Kanten und eine höhere resultierende Biegefestigkeit erzielt werden. Prozessgeschwindigkeiten von 200 bis 400 mm/s sind möglich.
Die EP 1 924 392 B1 beschreibt ein TLS-Verfahren, bei dem vor der TLS-Operation durch lokale Materialmodifikation mit einem gepulsten Laser an der Oberfläche des Werkstücks eine Spur modifizierten Materials entlang der Trennlinie erzeugt wird, die zu einer Reduzierung der Bruchspannung des Werkstücks entlang der Trennlinie führt. Das Einbringen einer Kerbe zur Riss-Initiierung ist dann nicht mehr erforderlich. Beschrieben wird auch die Möglichkeit, etwa durch Laserabtrag oder mechanisches Ritzen eine Kerbe entlang der Trennlinie zu erzeugen, um dadurch die Bruchspannung zu reduzieren.
WO 2015/010862 A2 beschreibt ein TLS-Verfahren, bei dem die für die Initiierung des Bruches genutzte Materialschwächung durch lokale Materialbearbeitung mit einem weiteren Laserstrahl durch die Oberfläche des Werkstücks hindurch erreicht wird. Hierbei werden eine oder mehrere Linien modifizierten Materials entlang der Trennlinien erzeugt, wobei diese Linien nicht ausschließlich entlang der Oberfläche erzeugt werden, sondern sich vollständig oder zumindest abschnittsweise mit einem Abstand von der Oberfläche im Werkstück erstrecken.
TLS-Verfahren werden zurzeit u.a. wird im Back-End der Halbleiterindustrie zum Vereinzeln von Bauelementen aus Halbleiterwafern eingesetzt. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist das Schneiden von Solarwafern in sogenannte „Halbzellen“. Die Nutzung der Halbzellen-Technologie ermöglicht es, die durchschnittliche Modulleistung eines Solarmoduls um mehrere Prozent zu steigern.
Beim Vereinzeln von prozessierten Halbleiterwafern in einzelne Bauelemente wird in der Regel vor dem Trennprozess das zu trennende Substrat auf einem Werkstückträger fixiert, damit das Substrat während der Bearbeitung nicht verrutscht, die Bauelemente kontrolliert getrennt werden können und bereits getrennte Bauelemente nicht abhandenkommen. In der Mikroelektronik wird z.B. häufig eine Fixierung des Substrats mit Hilfe einer einseitig klebenden Folie und einem Trägerrahmen gewählt. Die EP 2 028 164 B1 beschreibt beispielsweise ein Verfahren zum Trennen eines Wafers mittels TLS, wobei der Wafer vorher haftend auf eine gerahmte Stretchfolie aufgeklebt wird.
AUFGABE UND LÖSUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein TLS-Verfahren und ein TLS-System zur Trennung eines flachen Werkstücks in mehrere Teilstücke bereitzustellen, das eine Trennung der Werkstücke mit hoher Präzision im Bereich der Trennlinie ermöglicht. Vorzugsweise sollen TLS-Verfahren mit hohem Durchsatz ermöglicht werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung ein TLS-Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie ein TLS-System mit den Merkmalen von Anspruch 10 bereit. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
Bei dem Verfahren wird zum Tragen des Werkstücks während der TLS-Operation ein Werkstückträger verwendet, der zumindest im Bereich der Auflagefläche aus einem Metall besteht. Das Werkstück wird direkt auf diese Auflagefläche aufgelegt, so dass ein unmittelbarer Berührungskontakt zwischen dem Werkstück und dem Metall des Werkstückträgers besteht. Durch den direkten Kontakt zwischen dem Werkstück und dem Werkstückträger aus Metall kann aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit des metallischen Materials des Werkstückträgers die während der TLS-Operation durch die Laserbestrahlung eingebrachte Wärme nach der Bearbeitung schnell wieder abgeführt werden. Es hat sich gezeigt, dass dadurch ein Verbiegen oder Verformen des Werkstücks wesentlich wirkungsvoller vermindert oder vermieden werden kann als bei Verwendung eines Werkstückträgers mit schlechterer Wärmeleitfähigkeit. Es wurde erkannt, dass solche thermisch induzierten Verformungen zu Schnittkanten führen können, die merklich vom geforderten Verlauf der Trennlinie bzw. Schnittlinie entlang der vorgesehenen Trennlinie abweichen können. Deutliche Abweichungen wurden beispielsweise bei Verwendung von Werkstückträgern beobachtet, die im Bereich der Auflagefläche aus einem thermisch schlecht leitenden Kunststoff bestanden. Diese gewährleisten zwar eine schonende Auflage des Werkstücks, jedoch ist die Wärmeabfuhr vom Werkstück zum Werkstückträger relativ langsam. Durch den Kontakt zwischen dem Werkstück und der Metalloberfläche des Werkstückträgers können dagegen die geforderten Genauigkeiten systematisch eingehalten werden.
Der Werkstückträger kann z.B. teilweise (im Bereich der Auflagefläche) oder vollständig aus Edelstahl bestehen oder aus Kupfer oder Aluminium oder einer Legierung mit wenigstens einem dieser Metalle.
Es ist möglich, dass der Werkstückträger stationär an bzw. in der TLS-Station montiert ist und sämtliche Relativbewegungen zwischen dem Werkstück und den Werkzeugen an der TLS-Station auf der Seite der Werkzeuge (Lasereinrichtung, Laserstrahl, Kühleinrichtung) realisiert werden. Es ist auch möglich, einen beweglichen Werkstückträger zu nutzen, beispielsweise einen Werkstückträger, der an einem in orthogonalen Richtungen verfahrbaren Kreuztisch oder an einem Drehtisch angebracht ist. Das Werkstück könnte für die Bearbeitung mithilfe einer gesonderten Beladeeinrichtung in der TLS-Station auf dem Werkstückträger abgelegt werden.
Bei vorteilhaften Ausführungsformen des Verfahrens und des Systems ist vorgesehen, dass das Werkstück an einer Beladestation außerhalb einer TLS-Station auf den Werkstückträger aufgelegt und durch Bewegen des Werkstückträgers entlang einer Transportstrecke von der Beladestation zu der TLS-Station transportiert wird. Das TLS-System kann dazu eine Beladestation aufweisen, die räumlich getrennt von der TLS-Station, also mit Abstand zu dieser, angeordnet ist, wobei das Werkstück an der Beladestation auf den Werkstückträger aufgelegt werden kann und durch Bewegen des Werkstückträgers entlang einer Transportstrecke von der Beladestation zu der TLS-Station transportiert wird. Es ist somit möglich, den Verfahrensschritt der Beladung des Werkstückträgers bzw. die zugehörige Beladestation und den Verfahrensschritt der TLS-Operation bzw. die dafür erforderliche TLS-Station räumlich voneinander zu trennen. Hierdurch ergeben sich neue Freiheitsgrade beim Aufbau von TLS-Systemen.
Die Transportstrecke verläuft vorzugsweise geradlinig. Die Transportbewegung zwischen Beladestation kann z.B. eine in gegenläufige Richtungen hin- und her gehende Transportbewegung sein, bei der der Werkstückträger sozusagen zwischen Beladestation und Bearbeitungsstation pendelt und bei der der Werkstückträger an derselben Seite in die Bearbeitungsstation fährt und diese wieder verlässt.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung des TLS-Verfahrens und des TLS-Systems wird als Werkstückträger ein umlaufend antreibbares Metallband verwendet. Das TLS-System hat hierzu eine Transporteinrichtung mit einem als Werkstückträger dienenden Metallband sowie Einrichtungen zum umlaufenden Antreiben des Metallbands. Die Transporteinrichtung kann also nach Art eines Förderbands mit einem Metallband als Förderelement (und Werkstückträger) aufgebaut sein. Dadurch sind Verfahrensvarianten möglich, bei denen das Werkstück an einer Beladestation außerhalb einer TLS-Station auf das Metallband aufgelegt und durch Fortbewegen des Metallbands entlang einer (vorzugsweise geradlinigen) Transportstrecke von der Beladestation zu der TLS-Station transportiert wird. Das Werkstück kann also zunächst an der Beladestation auf dem Metallband (dem Werkstückträger) abgelegt und dann mithilfe des Metallbands (durch Fortbewegen des Metallbandes in Bandrichtung) entlang einer Transportstecke in seine Bearbeitungsposition in der TLS-Station transportiert werden.
Zum Beginn der TLS-Operation sollte sich das Werkstück möglichst präzise in seiner für die Bearbeitung vorgesehenen Soll-Position auf dem Werkstückträger, insbesondere dem Metallband, befinden, damit die Positionsgenauigkeit der Trennlinie gewahrt werden kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der Beladestation und der TLS-Station eine Positionierstation zum automatischen Positionieren des Werkstücks in der Soll-Position auf dem Werkstückträger, insbesondere dem Metallband, angeordnet. Diese Positionierstation kann im Durchlauf auf dem Weg des Werkstücks von der Beladestation zur Bearbeitungsstation bei bewegtem Werkstück arbeiten. Bei manchen Verfahrensvarianten kann eine seitliche Zentrierung und Ausrichtung des Werkstücks auf dem Werkstückträger, insbesondere dem Metallband, im Durchlaufverfahren ausreichen.
Vorzugsweise ist auf der Transportstrecke zwischen der Beladestation und der Bearbeitungsstation, insbesondere zwischen der Positioniereinrichtung und der Bearbeitungsstation, eine Messstation zur Bestimmung der Lage des Werkstücks auf dem Werkstückträger (insbesondere auf dem Metallband), also seiner Ist-Position, angeordnet. Beim Transport der Werkstücke in Richtung der Bearbeitungsstation kann somit im Anschluss an die Zentrierung eine Bestimmung der Lage des Werkstücks auf dem Werkstückträger, vorzugsweise in einem Durchlaufverfahren, durchgeführt werden. Die Messergebnisse können bei der Steuerung der Bearbeitungsoperationen berücksichtigt werden, um die Positionsgenauigkeit der Trennoperation zu gewährleisten.
Es hat sich herausgestellt, dass es für die Erzielung höchster Genauigkeit hinsichtlich Lage und Gestalt der Trennflächen an der Trennlinie sehr vorteilhaft sein kann, wenn das Werkstück vor Beginn der TLS-Operation auf dem Werkstückträger in seiner Soll-Position fixiert wird. Der Begriff „Fixieren“ bedeutet hierbei im weitesten Sinne ein geeignetes Festhalten des Werkstücks auf dem Werkstückträger in einer gewünschten Position, so dass eine selbsttätige Veränderung dieser Position während der Bearbeitung unterbunden wird. Bei bevorzugten Ausführungsformen wird zum Fixieren des Werkstücks auf dem Werkstückträger ein Unterdruck zwischen dem Werkstück und der Auflagefläche des Werkstückträgers erzeugt, so dass die Fixierung ohne gesonderte, am Werkstückträger angreifende Werkzeuge sehr schonend realisiert werden kann. Wenn ein Metallband als Werkstückträger verwendet wird, können hierzu in dem Metallband Durchgangslöcher bzw. Durchbrechungen geeigneter Größe in einer geeigneten örtlichen Verteilung vorgesehen sein, um von der der Auflagefläche gegenüberliegenden Seite des Metallbands Luft durch die Durchbrechungen hindurch aus dem Zwischenraum zwischen Auflagefläche und Werkstück abzusaugen.
Um die Positionierung und Ausrichtung des Werkstücks auf dem Werkstückträger (z.B. Metallband) zu vereinfachen bzw. nicht zu behindern, wird das Werkstück vorzugsweise erst nach dem Durchlaufen der Positionierstation fixiert, zuvor erfolgt keine Fixierung.
Bei Varianten mit einer Transporteinrichtung, die ein umlaufendes Metallband aufweist, ist es besonders einfach möglich, dass die TLS-Operation in einem Durchlaufverfahren durchgeführt wird. Die Zuführung des zu trennenden Werkstücks kann dabei von einer Seite der TLS-Station durchgeführt werden, während der Abtransport nach Trennen des Werkstücks an der gegenüberliegenden Seite erfolgt. Hiermit sind besonders schnelle und effiziente Verfahrensvarianten möglich. Auch ein anderer linear beweglicher Werkstückträger kann bei geeignet langem Verfahrweg genutzt werden, um eine Bearbeitung im Durchlaufverfahren zu realisieren.
Unter anderem sind Verfahrensvarianten möglich, bei denen der Werkstückträger, insbesondere das Metallband, während der Durchführung der TLS-Operation relativ zu einer TLS-Station so bewegt wird, dass eine Bewegung des Heiz-Laserstrahls relativ zum Werkstück entlang der Trennlinie ausschließlich durch die Bewegung des Werkstückträgers, insbesondere des Metallbands, herbeigeführt wird. Mit diesen Varianten kann auf einfache Weise ein gerader Schnitt durch das Werkstück parallel zur Transportrichtung mit hoher Präzision durchgeführt werden. Da zeitlich gesteuerte Bewegungen des Laserstrahls hierbei nicht erforderlich sind, kann ein stationärer Laser genutzt werden, gegebenenfalls ohne Galvanometer-Scanner oder anderer Einrichtungen zur zeitabhängigen Strahlumlenkung. Hierdurch kann mit konstruktiv unkomplizierten und robusten Lasereinrichtungen eine Trennung des Werkstücks mit hoher Präzision entlang der vorgegebenen Trennlinie erfolgen.
Diese Vorgehensweise ist besonders geeignet für Werkstücke, die mit nur einem einzigen geradlinigen Schnitt in zwei Teilstücke gleicher oder unterschiedlicher Größe getrennt werden sollen. Eine bevorzugte Anwendung liegt im Bereich der Herstellung halbierter Solarzellen (Halbzellen). Dabei ist das Werkstück eine Solarzelle und die Solarzelle wird mittels der TLS-Operation im Durchlaufverfahren entlang der vorgesehenen Trennlinie getrennt, insbesondere halbiert. Wenn ein Werkstück in einem Durchlauf in mehr als zwei Teile getrennt werden soll, können bei Bedarf mehrere Laserbearbeitungsköpfe und/oder mehrere parallel arbeitende Laserstrahlen genutzt werden, die zum Beispiel nahe hintereinander oder seitlich leicht versetzt angeordnet sein können.
Figurenliste
Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind.

1 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines TLS-Systems zur Trennung von flachen Solarzellen in Halbzellen;
2 zeigt in 2A eine Seitenansicht einer Transporteinrichtung des TLS-Systems mit Einrichtungen zum Fixieren der Werkstücke mittels Unterdruck und in 2B eine Draufsicht auf ein perforiertes Metallband der Transporteinrichtung; und
3 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Bearbeitungsstation mit zwei hintereinander geschalteten Lasereinrichtungen und einer nachgeschalteten Kühleinrichtung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
In 1 ist eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines TLS-Systems 100 zur Trennung von flachen Werkstücken 102 in mehrere Teilstücke 102-1, 102-2 gezeigt. Bei den Werkstücken 102 handelt es sich im Beispielsfall um rechteckige polykristalline oder monokristalline Wafer aus Silizium für die Herstellung photovoltaischer Elemente, die hier vereinfacht auch als „Solarzellen“ bezeichnet werden.
Das TLS-System 100 ist dafür ausgelegt, die einzelnen Werkstücke in einem TLS-Verfahren mittels einer TLS-Operation entlang einer geradlinigen Trennlinie zu teilen. Das TLS-System kann diesen Prozess massenproduktionstauglich durchführen, also eine große Anzahl von Werkstücken pro Zeiteinheit bei ausreichender Genauigkeit der Trennoperation zerteilen. Mit dem TLS-System können mehrere Tausend Wafer pro Stunde mit hoher Präzision geteilt werden, beispielsweise bis zu 4.000 Wafer pro Stunde oder mehr.
Bei einer typischen Bearbeitungsaufgabe können die Werkstücke (Wafer) bereits mit Absorberschichten und Elektroden beschichtet sein und typische Größen im Bereich zwischen 100 mm und 200 mm Kantenlänge mit quadratischer oder rechteckiger Gestalt haben. Die Dicke der Werkstücke kann im Bereich von 100 µm oder einiger 100 µm liegen, beispielsweise im Bereich von 100 µm bis 600 µm. Im Beispiel besteht die Bearbeitungsaufgabe darin, die Werkstücke mittels eines einzigen geradlinigen Schnitts in zwei gleiche Hälften (Halbzellen) in ihrer Längsrichtung zu teilen. Die tatsächlich erzeugte Schnittlinie sollte maximal ± 100 µm vom ideal vorgesehenen Soll-Verlauf der Trennlinie abweichen.
Das TLS-System 100 weist eine Bearbeitungsstation 110 auf, in welcher die eigentliche Bearbeitung der Werkstücke, also die Trennung in zwei gleiche Teilstücke, durchgeführt wird. Das Werkstück 102 liegt während der Bearbeitungsoperationen auf einem Werkstückträger 120 mit weitestgehend ebener Auflagefläche 122 direkt bzw. unmittelbar auf, so dass sich ein großflächiger Berührungskontakt zwischen der Unterseite des Werkstücks und der Auflagefläche des Werkstückträgers 120 ergibt.
Der Werkstückträger besteht zumindest im Bereich der Auflagefläche aus einem relativ gut wärmeleitenden Metall. Die Wärmeleitfähigkeit zumindest im Bereich der Auflagefläche sollte deutlich über der Wärmeleitfähigkeit typischer polymerer Kunststoffe liegen, z.B. bei mindestens 10 W/mK oder mindestens 20 W/mK. Im Beispielsfall wird der Werkstückträger 120 durch ein vollständig aus Metall bestehendes Metallband 120 aus Edelstahl gebildet, welches funktionaler Bestandteil einer Transporteinrichtung 130 ist. Die Dicke des flachen Metallbandes ist so gewählt, dass das Metallband in Längsrichtung (Bandrichtung) zugfest ist, aber gleichzeitig ausreichende elastische Biegsamkeit bzw. Flexibilität aufweist, um ein umlaufend antreibbares Transportband zu bilden. Die Dicke des Metallbands kann z.B. im Bereich von 50 µm bis 400 µm liegen. Die Auflagefläche kann zumindest in denjenigen Bereichen, auf die Werkstücke aufgelegt werden sollen, weitestgehend eben bzw. unstrukturiert sein, um einen möglichst großflächigen Berührungskontakt zur Werkstückunterseite zu ermöglichen.
Die als Horizontalförderer ausgelegte Transporteinrichtung 130 weist Einrichtungen zum umlaufenden Antreiben des Metallbands auf, wie zum Beispiel einen Antriebsmotor 132, Umlenkrollen 134 etc. Das Metallband dient als bewegliches Transportband bzw. Förderband der Transporteinrichtung. Der Werkstückträger 120 bzw. das Metallband werden hier auch als „metallisches Förderband“ oder schlicht „Förderband“ bezeichnet. Das metallische Transportband bzw. Förderband der Transporteinrichtung, also der Werkstückträger 120, erstreckt sich in horizontaler Richtung zumindest von einer mit Abstand vor der Bearbeitungsstation 120 angeordneten Beladestation 140 bis zu einer an der gegenüberliegenden Seite der Beladestation angeordneten Werkstück-Abfuhreinrichtung 145, mit der die durch Trennung der Werkstücke entstandenen Teilstücke 102-1, 102-2, nämlich Halbzellen, in unterschiedliche Richtungen abtransportiert werden können.
Die von einer vorhergehenden Bearbeitungsstation kommenden Werkstücke werden an der Beladestation 140 nacheinander, zum Beispiel aus einer Kassette, auf das Metallband 120 der Transporteinrichtung 130 platziert. Die Breite des Förderbands ist im Beispielsfall etwas geringer als die Breite der darauf abgelegten Werkstücke. Die Breite des Metallbands kann beispielsweise im Bereich von 60 mm bis 120 mm liegen, gegebenenfalls auch darüber oder darunter. Die Werkstücke werden so abgelegt, dass der Abstand zweier Werkstücke auf dem Metallband in der Größenordnung einiger Zentimeter liegt.
Zwischen der Beladestation 140 und der Bearbeitungsstation 110 ist entlang des Transportwegs unmittelbar hinter der Beladestation eine Positionierstation 150 angeordnet, mit der die aufgelegten Werkstücke auf dem Metallband im Durchlaufverfahren zentriert und ausgerichtet werden können. Die Positionierstation des Ausführungsbeispiels hat auf jeder Seite des Förderbands ein Paar von frei drehbaren Rollen 152-1, 152-2, die jeweils mit identischem Abstand zum seitlichen Rand des Metallbands angebracht sind. Dabei sind auf jeder Seite des Förderbands zwei oder mehr dieser Rollen angebracht. Die Drehachsen der Rollen sind parallel zueinander und senkrecht zur Ebene des Förderbands. Wird durch eine vorgelagerte Lichtschranke 155 der Eintritt eines Werkstücks in den Bereich der Zentriereinrichtung der Positionierstation erkannt, bewegen sich die Rollen 152-1, 152-2 symmetrisch mit gleicher Geschwindigkeit von einer weiter außen liegenden Ausgangsposition aufeinander zu in Richtung auf das Förderband. In der Endphase dieser Bewegung treffen die Rollen auf die jeweils zugewandten seitlichen Ränder des Wafers und verschieben diesen auf dem Förderband so, dass der Wafer mittig auf dem Förderband aufliegt und seine seitlichen Kanten parallel zum zugeordneten Rand des Transportbands ausgerichtet sind. In der Positionierstation 150 findet somit eine Positionierung in Querrichtung sowie eine Ausrichtung der Werkstücke in Bezug auf die Transportrichtung 135 statt, jedoch keine Positionierung in Längsrichtung des Transportbands. Dies ist hier auch nicht erforderlich.
Auf der Transportstrecke zwischen der Positioniereinrichtung 150 und der Bearbeitungsstation 110 ist weiterhin eine (optionale) Messstation 160 zur Bestimmung der Lage des Werkstücks auf dem Werkstückträger 120 (Transportband) angeordnet. Beim Transport der Werkstücke in Richtung der Bearbeitungsstation 110 wird somit im Anschluss an die Zentrierung die Lage des Werkstücks auf dem Transportband vermessen. Im Beispielsfall sind hierfür zwei Lichtschranken 162-1, 162-2 vorgesehen. Diese befinden sich auf beiden Seiten des Förderbands einander gegenüberliegend und sind in einer solchen Entfernung vom Förderband angeordnet, dass die Kanten des Wafers bei der Durchfahrt durch die beiden Lichtschranken nur einen Teil des jeweils verwendeten Strahls abschatten. Es findet somit eine Vermessung im Durchlaufverfahren ohne Anhalten der Transportbewegung statt. Aus dem Grad und dem zeitlichen Verlauf der Abschattung können eventuelle Abweichungen von der idealen Werkstückposition und Werkstückausrichtung ermittelt werden. Solche Abweichungen können unter anderem durch Abweichungen der Wafermaße (Abweichungen der Seitenlängen, keine exakten 90°-Winkel der Seiten zueinander etc.) verursacht werden. Die ermittelten Messwerte werden in der zentralen Steuereinheit 105 des TLS-Systems verarbeitet und können bei den nachfolgenden Bearbeitungsschritten berücksichtigt werden.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Werkstücke spätestens dann, wenn sie in die gewünschte Soll-Position auf dem Förderband gebracht wurden, auf dem Werkstückträger 120 fixiert werden, um ein Verrutschen der Werkstücke auf dem Band vor und/oder während der Bearbeitung zu vermeiden. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird hierzu mittels einer Fixierungseinrichtung 170 ein Unterdruck zwischen dem aufgelegten Werkstück 102 und der Auflagefläche 122 des Werkstückträgers 120 erzeugt (vgl. auch 2). Die Werkstücke werden dabei durch eine angeschlossene Vakuumpumpe 172 durch das Metallband hindurch angesaugt. Um das Ansaugen zu ermöglichen, befinden sich in regelmäßigen Abständen kreisrunde Durchgangslöcher bzw. Durchbrechungen 125 im Metallband. Unter dem sich in Transportrichtung 135 bewegenden Metallband befindet sich ein feststehender Balken mit Vakuumkanälen 174. Diese sind abschnittsweise nach oben hin (zur unten liegenden Rückseite des Metallbands) offen. Bewegt sich eines der Löcher im Metallband über eine der Öffnungen in dem Balken, wird das Werkstück durch die an die Kanäle angeschlossene Vakuumpumpe 172 angesaugt. Da sich in der Fläche des Transportbands, auf der ein einzelnes Werkstück aufliegt, mehrere solcher Löcher 125 befinden, die sich über mehrere Öffnungen der Vakuumkanäle hinwegbewegen, ist gewährleistet, dass das Werkstück während der gesamten Zeit der Beförderung gegen Verrutschen gesichert ist. Die Fixierung mittels Ansaugen erfolgt nach Abschluss der Positionierung und Ausrichtung.
Die korrekt auf dem Werkstückträger 120 zentrierten, ausgerichteten und fixierten Werkstücke 102 werden dann bei Fortbewegung des Metallbands in Transportrichtung 135 zur Bearbeitungsstation 110 bewegt. Die Werkstücke werden, auf dem Metallband liegend, kontinuierlich mit konstanter Geschwindigkeit an der Bearbeitungsstation vorbei- bzw. durch diese hindurchgeführt. Die Transportgeschwindigkeiten können beispielsweise im Bereich von 200 mm/s bis 300 mm/s liegen, gegebenenfalls auch darüber oder darunter.
Die Trennung der Werkstücke 102 (Wafer) in zwei Teilstücke 102-1, 102-2 bzw. Halbzellen wird hier im Durchlaufverfahren bei kontinuierlich in Transportrichtung des umlaufenden Metallbands bewegtem Werkstück durchgeführt (vgl. auch 3). Die Bearbeitungsstation 110 weist hierzu eine Einrichtung 180 zum Erzeugen mindestens einer Trennlinie an dem Werkstück durch lokale Materialbearbeitung zur Reduzierung der Bruchspannung des Werkstücks in wenigstens einem Abschnitt der Trennlinie sowie eine nachgeschaltete TLS-Station 190 zur Durchführung einer TLS-Operation an dem auf dem Werkstückträger angeordneten Werkstück auf. Die Einrichtung 180 hat hierzu einen Modifizierungs-Laser 185, der im Beispielsfall so ausgelegt ist, dass entlang einer oder mehrerer vorgegebener Trennlinien im Werkstück 102 Linien modifizierten Materials mit gegenüber dem unbearbeiteten Material reduzierter Bruchspannung erzeugt werden. Die TLS-Station 190 hat eine Heiz-Lasereinrichtung 195 zur Erzeugung eines im Bereich der Trennlinie auf das Werkstück gerichteten Heiz-Laserstrahls 196 und eine in Transportrichtung nachgeschaltete Kühleinrichtung 197 zum lokalen Beaufschlagen der Oberfläche des Werkstücks mit einem Kühlmedium entlang der Trennlinie nach Aufheizen des Werkstücks mittels des Heiz-Laserstrahls 196. Bei der TLS-Operation wird also der Heiz-Laserstrahl 196 zur Erzeugung einer Heizzone HZ auf das Werkstück gerichtet und nahe der Heizzone oder teilweise überlappend mit der Heizzone wird die Oberfläche zur Erzeugung einer Kühlzone CZ mit einem Kühlmedium beaufschlagt.
Die Reduzierung der Bruchspannung kann auch mittels Materialabtrags entlang der Trennlinien durch Laserablation erfolgen Damit kann z.B. eine Kerbe an der Oberfläche des Werkstücks erzeugt werden Es kann zur Führung des Risses entlang der vorgesehenen Trennlinie im nachfolgenden TLS-Prozess auch ausreichend sein, nur in einem sehr kurzen Abschnitt der Trennlinie, z.B. auf einer Strecke von wenigen Millimetern oder weniger am Beginn der Trennlinie, durch Laserabtrag einen initialen Defekt zu erzeugen. Diese Varianten können durch Einstellung entsprechender Steuerparameter des Modifizierungs-Lasers der Einrichtung 180 wahlweise vorgegeben werden.
Bei anderen Ausführungsbeispielen ist eine mechanische Einrichtung zum Erzeugen mindestens einer Trennlinie an dem Werkstück durch lokale Materialbearbeitung zur Reduzierung der Bruchspannung des Werkstücks an wenigstens einem Abschnitt der Trennlinie vorgesehen. Damit kann z.B. durch mechanisches Ritzen eine Kerbe entlang der Trennlinie eingebracht oder zu Beginn der Trennlinie am Rand des Werkstücks ein relativ kurzer Initialriss erzeugt werden, der sich dann unterstützt durch die nachfolgende TLS-Operation entlang der Trennlinie fortpflanzt.
Im Einzelnen kann etwa wie folgt vorgegangen werden. Der Laserstrahl 186 des Modifizierungs-Lasers 185 fällt auf eine entlang der optischen Achse dieser Lasereinrichtung verschiebbare Fokussieroptik. Anschließend wird der Strahl mithilfe einer Teleskopanordnung aufgeweitet, so dass er auf der abschließenden zweiten Fokussieroptik einen Durchmesser von etwa 30 mm hat. Es kann ein gepulster Laser verwendet werden, beispielsweise mit einer Wellenlänge von 1064 nm, Pulsdauern zwischen 3 und 100 ns und einer maximalen Leistung von 20 W. Durch Bewegen der ersten Fokussieroptik kann der Brennpunkt des Lasers in z-Richtung, also senkrecht zur Werkstückoberfläche, verschoben werden, so dass der Fokusbereich sowohl auf der Oberfläche des Werkstücks als auch in einem definierten Abstand zur Oberfläche im Inneren des Materials des zu bearbeitenden Werkstücks liegen kann. Das Werkstück wird mittels der Transporteinrichtung 130 relativ zu dem feststehenden Laserstrahl 186 bewegt, so dass sich die Bestrahlungsposition entlang der vorgesehenen Schnittlinie bewegt. Die Bestrahlungsparameter sind so eingestellt, dass an der Oberfläche und/oder im Inneren des Materials eine Spur veränderten Materials erzeugt wird. Diese Spur kann sowohl ausschließlich an der Oberfläche des Materials als auch teilweise im Inneren des Materials oder, wie in der EP 3 024 616 A2 beschrieben, abschnittsweise im Inneren und abschnittsweise an der Oberfläche verlaufen.
Durch geeignete Steuerung von Laserleistung und Fokusposition kann ebenso ein Materialabtrag erzeugt werden. Dieser kann sich auch auf eine kurze Strecke am Beginn der Trennlinie beschränken, um einen initialen Defekt zu erzeugen.
Der nachgeschaltete Heiz-Laser 195 zur Erzeugung des Heiz-Laserstrahls 196 ist so ausgelegt, dass durch die Laserbestrahlung weder ein Materialabtrag noch eine Materialveränderung im Werkstückmaterial stattfindet, sondern lediglich eine Erwärmung des Materials. Im Beispielsfall wird mit einer Wellenlänge von 1070 nm mit Dauerstrich und maximaler Leistung von 200 W gearbeitet. Der Laserstrahl trifft als annähernd elliptischer Brennfleck (Länge der kurzen Achse zum Beispiel ca. 30 µm, Länge der langen Achse im Bereich von 0,5 mm bis 10 mm) auf die Oberfläche des Werkstücks auf. Zur Erzeugung dieses Brennflecks kann in der Heiz-Lasereinrichtung 195 eine Teleskopanordnung aus zwei oder mehr Zylinderlinsen verwendet werden, die den ursprünglich im Querschnitt runden Laserstrahl entlang einer Achse aufweitet. Im Anschluss an diese Aufweitung wird der Strahl mit einer sphärischen Linse fokussiert. Die Laserleistung und die Größe des Strahlflecks auf dem Werkstück werden so eingestellt, dass durch die Bestrahlung weder ein Materialabtrag noch eine Materialveränderung stattfinden, sondern lediglich eine Erwärmung des Materials im Bereich der Heizzone HZ erzeugt wird.
Statt der beschriebenen Anordnung aus Zylinderlinsen-Teleskop und Fokussierlinse kann auch eine Zylinderlinse als Fokussierlinse ohne vorherige Teleskopanordnung oder ein diffraktiver oder refraktiver Strahlformer zur Erzeugung des elliptischen Strahlflecks verwendet werden.
Die Strahlengänge des Modifikations-Lasers 185 (zur Erzeugung der Linie(n) reduzierter Bruchspannung) und des Heiz-Lasers 195 sind im Beispielsfall so angeordnet, dass sich der Strahlfleck des Heiz-Lasers in einem Abstand von ca. 150 mm bis 200 mm in Bewegungsrichtung der Werkstücke hinter dem Strahlfleck des Modifikations-Lasers befindet und sich (bezüglich des werkstückfesten Koordinatensystems) entlang derselben vorgesehenen Schnittlinie bzw. Trennlinie bewegt. Eine Überlappung der beiden Strahlflecken sollte vermieden werden, ansonsten ist der minimale Abstand zwischen diesen nur beschränkt durch den Platzbedarf der beiden Strahlengänge. Der Abstand zwischen den beiden Strahlflecken kann jedoch auch deutlich größer als 200 mm sein oder auch kleiner (beispielsweise bis hinunter zu wenigen Millimetern). Prinzipiell spielt der Abstand der Strahlflecken keine entscheidende Rolle. Der Abstand kann auch sehr groß sein und z.B. bis zum Mehrfachen einer Werkstücklänge betragen.
In einem geringen Abstand in Bewegungsrichtung der Werkstücke (entsprechend der Transportrichtung 135) hinter dem Strahlfleck des Heiz-Lasers trifft ein durch die Kühleinrichtung 197 erzeugter Kühlmittelstrahl 198 im Bereich der vorgesehenen Trennlinie auf die Werkstückoberfläche. Durch eine Kühldüse wird das als Kühlmittel verwendete Fluid (beispielsweise destilliertes Wasser) in Richtung der Oberfläche geleitet. Als Kühldüse kann beispielsweise eine Venturi-Düse verwendet werden, die von einem Luftstrom durchströmt wird und deren Abnahmerohr mit einem Reservoir destillierten Wassers verbunden ist. Dadurch wird das Wasser vom Luftstrom mitgerissen und an der Austrittsseite der Düse zerstäubt. Das entstehende Aerosol dient zur Kühlung der Oberfläche. Jedoch könnte auch ein reiner Gasstrom oder ein reiner Flüssigkeitsstrom zur Kühlung verwendet werden.
Durch die Erwärmung des Werkstückmaterials durch den Heiz-Laser 195 und die unmittelbar anschließende schnelle Abkühlung durch den Kühlmittelstrahl 198 entstehen im Material starke thermische Spannungen, die zum Bruch des Materials entlang der vorgesehenen Schnittlinie führen.
Im Beispielsfall verläuft die Schnittlinie senkrecht zu den vorderen und hinteren Kanten des Wafers und teilt diesen in zwei gleich große rechteckige Teilstücke 102-1, 102-2. Alternativ kann mit der beschriebenen Methode ein Werkstück auch in zwei unterschiedlich große Stücke oder in nicht-rechteckige Stücke geteilt werden. Ein Teilen in mehr als zwei Stücke ist ebenfalls möglich, beispielsweise indem der Wafer mehrere Bearbeitungsstationen hintereinander durchläuft oder indem dieselbe Bearbeitungsstation mehrfach durchlaufen wird, zum Beispiel durch mehrmaliges Hin- und Herfahren des Wafers durch die Bearbeitungsstation jeweils mit Versatz in der Richtung senkrecht zur Transportrichtung oder mit Drehen des Werkstücks zwischen den einzelnen Bearbeitungsschritten.
Durch den direkten, unmittelbaren und großflächigen Berührungskontakt zwischen dem zu trennenden Werkstück 102 (Wafer) und dem aus Metall bestehenden Werkstückträger 120 (Transportband), der auch als Werkstückträger während der TLS-Operation dient, kann aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit des Metalls die durch die Laserbestrahlung am Heiz-Laser 195 eingebrachte Wärme nach der Bearbeitung schnell wieder abgeführt werden. Es wurde festgestellt, dass durch diese schnelle Wärmeabfuhr ein Verbiegen oder Verformen des Wafers weitestgehend oder vollständig verhindert werden kann. Durch eine solche Verformung könnte sich eine Schnittkante ergeben, die merklich von der geforderten geraden Schnittlinie entlang der Flächenhalbierenden des Wafers abweicht. Wird dagegen ein direkter Berührungskontakt zwischen dem Werkstück und der Metalloberfläche des Transportbands während der TLS-Operation gewährleistet, so können die geforderten Genauigkeiten (z.B. weniger als ±100 µm Seitenabweichung) systematisch sichergestellt werden.
Nach der TLS-Operation des Werkstücks kann dieses mithilfe einer oder mehrerer Gasdüsen, die Luft oder ein inertes Gas, wie zum Beispiel N₂ auf das Werkstück leiten, getrocknet werden. Anschließend können die beiden entstandenen Halbzellen an der Werkstück-Abfuhreinrichtung 145 vereinzelt werden, indem der bereits getrennte Wafer vom Transportband bzw. Werkstückträger 120 auf ein Paar von Transportbändern 147-1, 147-2 übergeben wird, die sich ausgehend von der Übergabestelle V-förmig und mit einem geringen Winkel auseinanderbewegen.
Bei Verwendung eines Metallbands als Werkstückträger kann die erforderliche Präzision und Spurtreue während der Bandbewegung erreicht werden, die benötigt wird, um die Wafer innerhalb der geforderten Positionstoleranzen zu trennen. Die Input-Wafer werden mechanisch auf ihre Sollposition zentriert, danach über Vakuum in ihrer Position relativ zum Transportband fixiert und zur Bearbeitungsstelle weiter transportiert. Das bedeutet, dass die Abweichung der Bearbeitungsposition (d.h. die reale Position an welcher der Wafer geteilt wird) von der Sollposition (die Position auf welche der Wafer durch die Zentrierung positioniert wurde) direkt von der Präzision des Bandes abhängt, mit welcher der Wafer von der Zentrierung bis zur Bearbeitung weiter transportiert wird. In dem TLS-System bzw. der Bearbeitungsanlage können z.B. zwischen 100 mm und 400 mm Transportstrecke zwischen Zentrierung und Bearbeitung liegen. Bei manchen Ausführungsbeispielen wird auf die Messstation verzichtet, so dass es in diesen Fällen zwischen Zentrierung und Bearbeitung keine weitere Vermessung mehr gibt, welche eine etwaige Verdrehung/Versatz des Wafers erkennt und auf die reagiert werden könnte.
Die Verwendung eines Metallbandes als Transportband oder Förderband und Werkstückträger der Transporteinrichtung bringt für diese Aufgabenstellung zahlreiche Vorteile. Ein Metallband kann sehr steif und formstabil sein und zeigt nahezu keine Dehnung auch bei moderater Erwärmung. Ein präzise gefertigtes Metallband ermöglicht ein hochpräzises Laufverhalten. Ein Metallband kann sehr geringe Dickentoleranzen aufweisen und bei entsprechender Führung eine sehr ebene Oberfläche zum Auflegen des Werkstücks bereitstellen. Metallbänder können z.B. durch Walzprozesse mit sehr guter Parallelität der Ober- zu Unterseite hergestellt werden, was die Lagepräzision während der Laserbestrahlung fördert. Metallbänder können mit sehr guter Materialhomogenität innerhalb des Bandes hergestellt werden, somit gibt es z.B. keine relevante Beeinflussung des Bandlaufes durch verschieden elastische Bereiche während eines Bandumlaufes. Aufgrund der o.g. Eigenschaften können präzise laufende Umlenkrollen genutzt werden, da praktisch „keine“ Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden müssen. Dies wiederum wird als ein wichtiger Beitrag für ein präzise laufendes Bandsystem angesehen.
Durch Verwendung eines Metallbands oder eines anderen metallischen Werkstückträgers wird eine Wafertrennung in der geforderten Qualität und Quantität systematisch erreichbar, da bei Kontakt des Werkstücks (z.B. Wafer) zu Metalloberfläche des Bandes eine extrem gute Wärmeableitung in den Werkstückträger hinein möglich ist. Im Zusammenhang mit der TLS-Operation kommt noch hinzu, dass sich ein Metallband nicht mit Wasser (aus der Kühldüse) vollsaugen kann. Bei Verwendung eines Kunststoffbands als Werkstückträger könnte dagegen ein flüssiges Kühlmedium über die Zeit gesehen durch Quellung und/oder Dehnung zu einer Veränderung der mechanischen Eigenschaften des Werkstückträgers führen, worunter die Präzision des Prozesses leiden würde.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1924392 B1 [0003]
WO 2015/010862 A2 [0004]
EP 2028164 B1 [0006]
EP 3024616 A2 [0037]

Claims

TLS-Verfahren zur Trennung eines flachen Werkstücks in mehrere Teilstücke mit folgenden Schritten: Anordnen des Werkstücks auf einer Auflagefläche eines Werkstückträgers; Vorgeben mindestens einer Trennlinie an dem Werkstück durch lokale Materialbearbeitung zur Reduzierung der Bruchspannung des Werkstücks an wenigstens einem Abschnitt der Trennlinie; Trennen des auf der Auflagefläche des Werkstückträgers aufliegenden Werkstücks entlang der Trennlinie mittels einer TLS-Operation, bei der das Material mittels eines Heiz-Laserstrahls lokal erwärmt und danach durch Aufbringen eines Kühlmedium schnell abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkstückträger verwendet wird, der zumindest im Bereich der Auflagefläche aus einem Metall besteht; und das Werkstück direkt auf die Auflagefläche aufgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück an einer Beladestation außerhalb einer TLS-Station auf den Werkstückträger aufgelegt und durch Fortbewegen des Werkstückträgers entlang einer Transportstecke von der Beladestation zu der TLS-Station transportiert wird, wobei die Transportstrecke vorzugsweise geradlinig verläuft.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkstückträger ein umlaufend antreibbares Metallband verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Beladung des Werkstückträgers und der TLS-Operation eine automatische Positionierung des Werkstücks in einer Soll-Position auf dem Werkstückträger in einem Durchlaufverfahren durchgeführt wird ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Beladung des Werkstückträgers und der TLS-Operation eine automatische Vermessung des Werkstücks zur Bestimmung seiner Ist-Position auf dem Werkstückträger in einem Durchlaufverfahren durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück vor Beginn der TLS-Operation auf dem Werkstückträger in seiner Soll-Position fixiert wird, wobei vorzugsweise zum Fixieren des Werkstücks auf dem Werkstückträger ein Unterdruck zwischen dem Werkstück und der Auflagefläche erzeugt wird, wobei insbesondere der Unterdruck durch Absaugen von Luft aus dem Bereich zwischen der Auflagefläche und dem Werkstück durch den Werkstückträger hindurch erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die TLS-Operation in einem Durchlaufverfahren durchgeführt wird, wobei eine Zuführung eines zu trennenden Werkstücks von einer Seite der TLS-Station und ein Abtransport der Teilstücke nach Trennen des Werkstücks an der gegenüberliegenden Seite erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückträger während der Durchführung der TLS-Operation relativ zu einer TLS-Station so bewegt wird, dass eine Bewegung des Heiz-Laserstrahls relativ zum Werkstück entlang der Trennlinie ausschließlich durch die Bewegung des Werkstückträgers herbeigeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück eine Solarzelle ist und dass die Solarzelle mittels der TLS-Operation im Durchlaufverfahren entlang der Trennlinie halbiert wird.
TLS-System zur Trennung eines flachen Werkstücks (102) in mehrere Teilstücke (102-1, 102-2) umfassend: einen Werkstückträger (120) mit einer Auflagefläche (122) zum direkten Auflegen des Werkstücks für die Durchführung einer TLS-Operation; einer Einrichtung (180) zum Erzeugen mindestens einer Trennlinie an dem Werkstück durch lokale Materialbearbeitung zur Reduzierung der Bruchspannung des Werkstücks an wenigstens einem Abschnitt der Trennlinie; eine TLS-Station (190) zur Durchführung einer TLS-Operation an dem auf dem Werkstückträger (120) angeordneten Werkstück (102), wobei die TLS-Station eine Heiz-Lasereinrichtung (195) zur Erzeugung eines im Bereich der Trennlinie auf das Werkstück gerichteten Heiz-Laserstrahls (196) und eine Kühleinrichtung (197) zum lokalen Beaufschlagen der Oberfläche des Werkstücks mit einem Kühlmedium (198) entlang der Trennlinie nach dem Aufheizen mittels des Heiz-Laserstrahls aufweist; dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückträger (120) zumindest im Bereich der Auflagefläche (122) aus einem Metall besteht.
System nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Beladestation (140), die räumlich getrennt von der TLS-Station (190) angeordnet ist, wobei das Werkstück an der Beladestation (140) auf den Werkstückträger auflegbar und durch Bewegen des Werkstückträgers entlang einer Transportstecke von der Beladestation (140) zu der TLS-Station (190) transportierbar ist, wobei die Transportstrecke vorzugsweise geradlinig verläuft.
System nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch eine Transporteinrichtung (130) mit einem als Werkstückträger (120) dienenden umlaufenden Metallband sowie Einrichtungen (132, 134) zum umlaufenden Antreiben des Metallbands.
System nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Beladestation (140) und der TLS-Station (190) eine Positionierstation (150) zum automatischen Positionieren des Werkstücks in einer Soll-Position auf dem Werkstückträger, insbesondere auf dem Metallband, angeordnet ist.
System nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Beladestation (140) und der TLS-Station (190) eine Messstation (160) zur Bestimmung der Lage des Werkstücks (102) auf dem Werkstückträger (130) , insbesondere auf dem Metallband, angeordnet ist.
System nach einem der Ansprüche 10 bis 14, gekennzeichnet durch eine Fixiereinrichtung (170) zum Fixieren des Werkstücks (102) auf dem Werkstückträger (120) in einer Soll-Position, wobei die Fixiereinrichtung dafür eingerichtet ist, einen Unterdruck zwischen dem Werkstück und der Auflagefläche (122) zu erzeugen, wobei vorzugsweise der Werkstückträger ein Metallband (120) ist, das eine Vielzahl von Durchgangslöchern (125) aufweist, um von der der Auflagefläche (122) gegenüberliegenden Seite des Metallbands Luft durch die Durchgangslöcher hindurch aus dem Zwischenraum zwischen Auflagefläche und Werkstück abzusaugen.