JP7437323B2 - レーザ加工装置、これを動作させる方法、及びこれを用いてワークピースを加工する方法 - Google Patents
レーザ加工装置、これを動作させる方法、及びこれを用いてワークピースを加工する方法 Download PDFInfo
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Description
本明細書に開示される実施形態は、概して、ワークピースをレーザ加工するための装置に関し、特に、ビーム特性評価ツールを組み込んだレーザ加工装置、これを動作される方法、及びこれを用いてワークピースをレーザ加工する方法に関するものである。
ワークピースをレーザ加工する際に、ワークピースに入射するレーザエネルギービームの焦点の合った状態でのサイズと形状を把握することは、フルエンス(すなわち単位面積当たりのエネルギー)を計算し、ロバストプロセスを規定する上で非常に重要である。本明細書で使用される場合には、プロセスが、環境変化や取り扱い、経時的な汚染による装置及びワークピースの特性のわずかの変化に対してだけではなく、レーザ加工装置の特性における設計許容範囲に対しても所望の品質仕様を満足できる場合には、そのプロセスは「ロバスト」なものであるとする。
本明細書において述べられる実施形態は、概して、ワークピースをレーザ加工する(すなわち、より簡単に言えば「加工する」)ための方法及び装置に関するものである。一般的に、レーザ放射でワークピースを照射して、ワークピースを加熱したり、溶融したり、蒸発させたり、アブレートしたり、クラックしたり、脱色したり、研磨したり、粗くしたり、炭化したり、発泡させたり、あるいはワークピースを形成している1以上の材料の1以上の特質又は特性(例えば、化学的組成、原子構造、イオン構造、分子構造、電子構造、マイクロ構造、ナノ構造、濃度、粘度、屈折率、透磁率、比誘電率、テクスチャ、色、硬度、電磁放射に対する透過率など、あるいはこれらを任意に組み合わせたもの)を変化させたりするなどにより加工の全体又は一部が行われる。加工される材料は、加工前又は加工中にワークピースの外部に位置していてもよく、加工前又は加工中にワークピースの内部に完全に位置してもよい(すなわち、ワークピースの外部に位置していなくてもよい)。
図1は、本発明の一実施形態におけるレーザ加工装置を模式的に示している。
一実施形態においては、レーザ源104はレーザパルスを生成することができる。このため、レーザ源104は、パルスレーザ源、CWレーザ源、QCWレーザ源、バーストモードレーザなど、又はこれらを任意に組み合わせたものを含み得る。レーザ源104がQCWレーザ源又はCWレーザ源を含む場合、レーザ源104は、QCWレーザ源又はCWレーザ源から出力されるレーザ放射のビームを時間的に変調するパルスゲーティングユニット(例えば、音響光学(AO)変調器(AOM)、ビームチョッパなど)をさらに含み得る。図示されていないが、装置100は、レーザ源104により出力される光の波長を変換するように構成される1以上の高調波発生結晶(「波長変換結晶」としても知られている)を必要に応じて含むことができる。しかしながら、他の実施形態においては、レーザ源104は、QCWレーザ源又はCWレーザ源として設けられ、パルスゲーティングユニットを含んでいなくてもよい。このように、レーザ源104は、一連のレーザパルスとして、あるいは、連続レーザビーム又は準連続レーザビームとして発現され得るレーザエネルギービームを生成可能なものとして広く特徴付けることができる。このレーザエネルギービームは、その後、ビーム経路116に沿って伝搬することができる。本明細書において述べられる多くの実施形態はレーザパルスについて述べているが、適切な場合には、これに代えて、あるいはこれに加えて、連続ビームを用いることができることを理解すべきである。
第1のポジショナ106は、ビーム経路116に配置され、位置付けられ、あるいは設置されており、レーザ源104により生成されたレーザパルスを回折し、反射し、屈折し、又はこれに類似することを行い、あるいはこれらを任意に組み合わせて(すなわち、レーザパルスを「偏向」して)ビーム経路116を(例えば、スキャンレンズ112に対して)偏向又は移動し、その結果、ワークピース102に対してビーム軸118を偏向又は移動させるように動作することができる。一般的に、第1のポジショナ106は、X軸(又はX方向)、Y軸(又はY方向)、又はこれらを組み合わせたものに沿ってビーム軸118をワークピース102に対して移動できるようになっている。図示されていないが、X軸(又はX方向)は、図示されたY軸(又はY方向)及びZ軸(又はZ方向)に直交する軸(又は方向)を意味するものと理解できよう。
第2のポジショナ108は、ビーム経路116に設置され、レーザ源104により生成され、第1のポジショナ106を通過したレーザパルスを回折し、反射し、屈折し、又はこれに類似することを行い、あるいはこれらを任意に組み合わせて(すなわち、レーザパルスを「偏向」し)、(例えばスキャンレンズ112に対して)ビーム経路116を偏向又は移動して、結果的にワークピース102に対してビーム軸118を偏向又は移動するように動作することができる。一般的に、第2のポジショナ108は、X軸(又はX方向)、Y軸(又はY方向)、又はこれらを組み合わせたものに沿ってワークピース102に対してビーム軸118を移動することができる。
第3のポジショナ110は、スキャンレンズ112に対してワークピース102を移動させ、この結果、ビーム軸118に対してワークピース102を移動させるように動作することができる。ビーム軸118に対するワークピース102の移動は、概して、第3のスキャンフィールド又は「第3のスキャニング範囲」内でプロセススポットをスキャン、移動あるいは位置決めできるように制限される。第3のポジショナ110の構成のような1以上のファクタによっては、第3のスキャニング範囲は、X方向又はY方向のいずれかに、第2のスキャニング範囲の対応する距離以上の距離にまで延びていてもよい。しかしながら、一般的に、(例えば、X方向又はY方向、あるいはその他の方向における)第3のスキャニング範囲の最大寸法は、ワークピース102に形成されるフィーチャの対応する最大寸法(XY平面で測定される)以上である。必要に応じて、第3のポジショナ110は、Z方向に(例えば、1mmから50mmの範囲にわたって)延びるスキャニング範囲内でビーム軸118に対してワークピース102を移動させることができるようになっていてもよい。このため、第3のスキャニング範囲は、X方向、Y方向及び/又はZ方向に沿って延びていてもよい。
概して、(例えば、単純なレンズ又は複合レンズのいずれかとして提供される)スキャンレンズ112は、典型的には、所望のプロセススポット又はその近傍に位置し得るビームウェストを生成するようにビーム経路に沿って方向付けられたレーザパルスの焦点を合わせるように構成されている。スキャンレンズ112は、fシータレンズ、テレセントリックレンズ、アキシコンレンズ(その場合には、一連のビームウェストが生成され、ビーム軸118に沿って互いにずれた複数のプロセススポットが生じる)など、あるいはこれらを任意に組み合わせたものとして提供され得る。一実施形態においては、スキャンレンズ112は、固定焦点距離レンズとして提供され、(例えば、ビーム軸118に沿ってビームウェストの位置を変化させるように)スキャンレンズ112を移動可能なスキャンレンズポジショナ(例えばレンズアクチュエータ、図示せず)に連結される。例えば、レンズアクチュエータは、Z方向に沿ってスキャンレンズ112を直線的に並進させることが可能なボイスコイルとして提供されてもよい。この場合には、スキャンレンズ112は、溶融シリカ、光学ガラス、セレン化亜鉛、硫化亜鉛、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、フッ化マグネシウムなどの材料から形成されていてもよい。他の実施形態においては、スキャンレンズ112は、ビーム軸118に沿ってビームウェストの位置を変化させるために(例えばレンズアクチュエータを介して)作動され得る可変焦点距離レンズ(例えば、ズームレンズ、又はCOGNEX社、VARIOPTIC社などにより現在提供されている技術を組み込んだ、いわゆる「液体レンズ」など)として提供される。ビームウェストの位置をビーム軸118に沿って変化させることにより、ワークピース102でのスポットサイズを変化させることができる。
装置100は、加工のために装置100に供給されたワークピース102が占める領域を包含する視界を有するカメラ113(例えば、CCDカメラ、CMOSカメラなど、あるいはこれらを任意に組み合わせたもの)のような1以上のカメラをさらに含んでいてもよい。カメラ113は、スキャンレンズ112に、あるいは上述したスキャンヘッドに連結され得る。カメラ113は、視野内で取得した像を表す画像データを生成し、この画像データを(例えば、1以上の画像信号として)コントローラ114に出力することができる。
一般的に、装置100は、装置100を制御し、あるいは装置100の制御を容易にし、あるいは装置100の動作を容易にするためにコントローラ114のような1以上のコントローラを含んでいる。一実施形態においては、コントローラ114は、レーザ源104、第1のポジショナ106、第2のポジショナ108、第3のポジショナ110、レンズアクチュエータ、(可変焦点長レンズである場合は)スキャンレンズ112、固定具、カメラ113、VOA、ビームサイズ調整機構などの装置100の1以上の構成要素と(例えば、USB、RS-232、Ethernet、Firewire、Wi-Fi、RFID、NFC、Bluetooth、Li-Fi、SERCOS、MARCO、EtherCATなど、あるいはこれらを任意に組み合わせたもののような1以上の有線又は無線のシリアル又はパラレル通信リンクを介して)通信可能に連結されている。これらの装置100の1以上の構成要素は、コントローラ114により出力される1以上の制御信号に応じて動作可能となっている。
装置100は、(例えば、USB、RS-232、Ethernet、Firewire、Wi-Fi、RFID、NFC、Bluetooth、Li-Fi、SERCOS、MARCO、EtherCATなど、あるいはこれらを任意に組み合わせたもののような1以上の有線又は無線のシリアル又はパラレル通信リンクを介して)コントローラ114と通信可能に連結されるユーザインタフェイス120をさらに含んでいてもよい。このユーザインタフェイス120は、1以上の出力デバイス、1以上の入力デバイス、又はこれらを任意に組み合わせたものを含み得る。一般的に、出力デバイスは、人間が感知可能な刺激(例えば、視覚、聴覚、触覚など)を通じて情報を与えるかあるいは伝達することが可能な任意のデバイスである。出力デバイスの例としては、モニタ、プリンタ、スピーカ、触覚型アクチュエータなどが挙げられる。一般的に、入力デバイスは、例えば、装置100のユーザが、装置100を動作させるため(あるいは装置100の動作を簡単にするため)に命令、コマンド、パラメータ、情報などを提供することを可能にする任意のデバイスである。入力デバイスの例としては、キーボード、マウス、タッチパッド、タッチスクリーン、マイクロフォン、カメラなどが挙げられる。
必要に応じて、装置100は、(例えば、USB、RS-232、Ethernet、Firewire、Wi-Fi、RFID、NFC、Bluetooth、Li-Fi、SERCOS、MARCO、EtherCATなど、あるいはこれらを任意に組み合わせたもののような1以上の有線又は無線のシリアル又はパラレル通信リンクを介して)コントローラ114と通信可能に連結される通信モジュール122を含んでいる。通信モジュール122は、データを送信し、データを受信し、あるいはその両方を行うことができるようになっている。したがって、通信モジュール122は、有線又は無線リンクを介して他のデバイス又はネットワーク(例えばネットワーク124)にデータを送信及び/又は受信するための回路、アンテナ、コネクタなど、あるいはこれらを組み合わせたものを含み得る。一例では、通信モジュール122は、コントローラ114内のソフトウェア又はファームウェアと協働してシリアルポート(例えばRS232)、ユニバーサルシリアルバス(USB)ポート、IRインタフェイスなど、又はこれらを任意に組み合わせたものとして機能するコネクタであり得る。他の例では、通信モジュール122は、RS-232C、IBM46XX、キーボードウェッジインタフェイスなど、又はこれらを任意に組み合わせたもののような複数の異なるホストインタフェイスプロトコルをサポートするユニバーサルインタフェイスドライバ用途向け集積回路(UIDA)であり得る。通信モジュール122は、当該技術分野において知られているような、USB、Ethernet、Bluetooth、wifi、赤外線(例えばIrDa)、RFID通信など、あるいはこれらを任意に組み合わせたもののような他の既知の通信モードをサポートする1以上のモジュール、回路、アンテナ、コネクタなどを含んでいてもよい。コントローラ114とは別個の構成要素とするのではなく、既知の方法又は好適な方法で通信モジュール122をコントローラ114の一部として組み込んでもよいことは理解できよう。
必要に応じて、装置100は、レーザエネルギービームの1以上の特性を測定可能なビーム特性評価ツール128のような1以上のビーム特性評価ツールを含んでいる。ビーム特性評価ツール128で測定可能な特性の例としては、ビーム特性評価ツール128に照射された入射レーザエネルギービームのスポットにおける空間エネルギー分布、位相、偏波、パワーなど、あるいはこれらを任意に組み合わせたものが挙げられる。したがって、ビーム特性評価ツール128は、スリットセンサ、ナイフエッジセンサ、カメラ(例えば、CCD、CMOSなど)、波面センサ(例えば、シャック・ハルトマン波面センサなど)、あるいは当該技術分野において知られている他のレーザビームプロファイラなど、あるいはこれらを任意に組み合わせたものからなる群から選択される少なくとも1つのセンサとして提供され得る。ビーム特性評価ツール128は、測定されたビーム特性のうち1以上のものを表す測定データを生成し、その測定データを(例えば1以上の測定信号として)コントローラ114に出力することができる。必要に応じて、測定データ(あるいは、例えばコントローラ114により測定データから得られたデータ)をコントローラ114から遠隔システム126に(例えば、通信モジュール122及びネットワーク124を介して)送信することができる。
一実施形態においては、図2及び図3を参照すると、ビーム特性評価ツール128は、第3のポジショナ110を備えた固定具(図示せず)の上述した支持領域の外側の位置で第3のポジショナ110に取り付けられてもよい。例えば、第3のポジショナ110は、(例えば、上述したような)1以上の直動ステージを含んでいてもよく、ビーム特性評価ツール128が、固定具が連結された直動ステージと同一の直動ステージに(例えば、その側面に)取り付けられてもよい。他の実施形態においては、ビーム特性評価ツール128は、直動ステージに取り付けられるのではなく、固定具自体に取り付けられてもよい。ビーム特性の測定を容易にするために、(例えば図2に示されるように)ビーム特性評価ツール128をビーム軸118と交差する位置に移動するように第3のポジショナ110を動作させてもよい。ビーム特性が測定された後、(例えば図3に示されるように)ビーム軸118がワークピース102と交差できるように(例えば、その上にワークピース102が支持されている)固定具の支持領域を移動するように第3のポジショナ110を動作させてもよい。
一実施形態においては、図6を参照すると、装置100は、ビーム経路116内の位置(すなわち、上述した「サンプリング位置」)に配置されたビームスプリッタ600(例えば、図示されているようなビームスプリッタキューブ、部分反射ミラー、光ファイバビームスプリッタなど、あるいはこれらを任意に組み合わせたもの)を含んでいてもよい。ビームスプリッタ600は、第2のポジショナ108とスキャンレンズ112との間にあってもよく、第1のポジショナ106と第2のポジショナ108との間にあってもよく、レーザ源104と第1のポジショナ106との間にあってもよく、あるいはこれに類似する位置にあってもよい。しかしながら、一般的に、ビームスプリッタ600は、入射レーザエネルギービームをプロセスビームとサンプルビームとに分けるものである。プロセスビームは、(例えば、最終的にスキャンレンズ112を透過するように)ビーム経路116に沿って伝搬し、サンプルビームは、ビーム経路602に沿ってビーム特性評価ツール128に向かって伝搬する。
一実施形態においては、装置100は、レーザエネルギー又はパワーを測定するように構成されたレーザセンサシステムを含んでいる。(例えば、レーザエネルギー又はパワーを測定することに応答して)レーザセンサシステムにより生成された測定データが、コントローラ114(及び必要に応じて遠隔システム126に)に出力され、(例えば、レーザパワーの変化を補償するための)リアルタイムパルスエネルギー制御、(例えば、RFパワー及び周波数などに対する第1のポジショナ106のAODシステムにおける透過の変化を補償するための)システム較正など、あるいはこれらを任意に組み合わせたもののような様々な機能をサポートするようにこの測定データを処理することができる。レーザセンサシステムからの測定データを用いて実現され得る機能の例は、上述した米国特許第7,244,906号において、あるいは上述した米国特許出願公開第2014/0196140号、第2014/0263201号、又は第2014/0263223号において、あるいはこれに類するものにおいて、あるいはこれら任意に組み合わせたものにおいて述べられている。
図1には図示されていないが、ワークピースハンドリングシステムを設けてもよい。一般的に、ワークピースハンドリングシステムは、加工されるワークピース102をロードし、あるいはワークピース102が加工されるとワークピース102をアンロードし、あるいはその両方を行うように構成され得る。ワークピース102が比較的薄い柔軟性のある物(「ウェブ」としても知られ、繊維、紙、箔、積層体、FPCパネル、FPCなど、あるいはこれらを任意に組み合わせたものを含み得る)である実施形態においては、ワークピースハンドリングシステムは、(例えば、スプール又はロールから取り出された)ワークピース102を加工のために装置100に案内し、加工済みワークピース102を(例えば、加工済みワークピース102を他のスプール又はロールにロードすることにより)装置100から取り出すように構成されるロールツーロールシステムとして提供され得る。図8を参照すると、ワークピースハンドリングシステム800のようにウェブを取り扱うように構成されたワークピースハンドリングシステムは、(例えば、ワークピース102を構成するアンワインド材料ロール802aから引き出された)ワークピース102を加工のために装置100に(すなわち、装置100の固定具804上に)案内するように構成されていてもよい。また、ワークピースハンドリングシステム800は、加工済みワークピース102を固定具804から取り出し、ワークピース102を構成するリワインド材料ロール802bに送るように構成されていてもよい。
(例えば上記のように)生成された測定データを(例えば、コントローラ114にて、遠隔システム126にて、あるいはこれに類する場所にて、あるいはこれらを任意に組み合わせた場所にて自動的に)処理してレーザエネルギービームの1以上の空間的特性、レーザエネルギービームの1以上のエネルギー特性など、あるいはこれらを任意に組み合わせたものを予測、導出、識別、あるいは取得することができる。
ここで、Cは、レーザエネルギービームにより照射されるスポットの真円度、Aは、スポットの面積、Pは、スポットの領域の周囲長である。
測定データから得られた空間的特性を表すスポットデータを処理して、関連する閾加工許容範囲外にあるのか否かを判断することができる。一実施形態においては、測定データから得られた特定の空間的特性が、関連する閾加工許容範囲外にあるのか否かを判断することは、特定の空間的特性の値(すなわち「測定値」)をこの特定の空間的特性に対する基準値と比較することを伴う。本明細書において使用される場合には、「許容範囲」という用語は、特定の空間的特性に対する基準値の変化が許容可能な量であることを意味する。
空間的特性の測定値が特定の空間的特性に対する閾加工許容範囲外であると判断する際に、1以上の制御信号を生成し、第1のポジショナ106、第2のポジショナ108、第3のポジショナ110、レンズアクチュエータ、(可変焦点長レンズとして設けられる場合には)スキャンレンズ112、VOA、ビームサイズ調整機構、ビーム形状調整機構などからなる群から選択された少なくとも1つに(例えば、コントローラ114、遠隔システム126など、あるいはこれらを任意に組み合わせたものから)出力して、空間的特性を許容範囲に戻すようにこれらの構成要素のうちの1つ以上のものの動作を調整することができる。本明細書では、許容範囲外の空間的特性を許容範囲内に戻すことを、許容範囲外の空間的特性を「補正する」ということとする。
空間的特性の値が特定の空間的特性に対する閾加工許容範囲外であると判断する際に、対応するエネルギー特性の値がエネルギー特性に対する閾加工許容範囲外にあるか否かに関する他の判断を(例えば、コントローラ114、遠隔システム126など、あるいはこれらを任意に組み合わせたものにおいて)行ってもよい。エネルギー特性の値がエネルギー特性に対する閾加工許容範囲外であると判断する際に、1以上の制御信号を生成し、レーザ源104、第1のポジショナ106、第2のポジショナ108、第3のポジショナ110、レンズアクチュエータ、(可変焦点長レンズとして設けられる場合には)スキャンレンズ112、VOA、ビームサイズ調整機構、ビーム形状調整機構などからなる群から選択された少なくとも1つに(例えば、コントローラ114、遠隔システム126など、あるいはこれらを任意に組み合わせたものから)出力して、エネルギー特性の値を許容範囲内に戻すようにこれらの構成要素のうちの1つ以上のものの動作を調整することができる。本明細書では、許容範囲外のエネルギー特性を許容範囲内に戻すことを、許容範囲外の空間的特性を「補償する」ということとする。この場合において、空間的特性が上述したように「補正」されるわけでは必ずしもないが、上述した構成要素のうちの1つ以上のものの動作を必要に応じて制御して、空間的特性がそれぞれの閾加工許容範囲の外側に位置する度合いを小さくしてもよい。
空間的特性(例えば、スポットサイズ、スポット形状など)の値が特定の空間的特性に対する閾加工許容範囲外であると判断する際には、所定の軌跡に沿ってスキャンされた場合に、その空間的特性の値を有するスポットにより、所望のサイズ及び/又は形状からずれた形状及び/又はサイズを有するフィーチャが形成されるか否かに関する判断を(例えば、コントローラ114、遠隔システム126など、あるいはこれらを任意に組み合わせたものにおいて)行ってもよい。所望のサイズ及び/又は形状からずれたサイズ及び/又は形状を有するフィーチャが形成されると判断する際には、1以上の制御信号を生成して、第1のポジショナ106、第2のポジショナ108、及び第3のポジショナ110からなる群から選択された少なくとも1つに(例えば、コントローラ114、遠隔システム126など、あるいはこれらを任意に組み合わせたものから)出力して、最終的に形成されるフィーチャが所望のサイズ及び/又は形状を有するように所定の軌跡を調整するようにこれらの構成要素のうちの1つ以上のものの動作を制御することができる。
測定データ、スポットデータ、又は他のデータ(例えば、レーザエネルギービームが1以上のレーザエネルギーパルスを含んでいる場合には、パルス持続時間又はパルス繰り返し周波数を表すデータ)、外観検査を行った際に生成あるいは取得されたデータなど、あるいれはこれらを任意に組み合わせたものを記憶しておいてもよい。一実施形態においては、そのようなデータを(例えばデータベースに)装置100のアイデンティティ(例えば、シリアル番号、モデル番号など)、装置100により加工される(あるいは加工された)ワークピース102のアイデンティティ(例えば、バッチ番号又はロット番号、シリアル番号、モデル番号など)、データが生成もしくは取得された日付及び/又は時刻など、あるいはこれらを任意に組み合わせたものを表す補助情報に関連付けて格納しておいてもよい。この格納されたデータ及び情報を総称して「プロセス制御データ」ということとする。データベースは、(例えば、コントローラ114のコンピュータメモリ、あるいはコントローラ114にアクセス可能なコンピュータメモリ上の)ローカルなものであってもよく、装置100から離れて(例えば、遠隔システム126のコンピュータメモリ、あるいは遠隔システム126にアクセス可能なコンピュータメモリ上に)位置していてもよく、あるいはこれに類似した形態であってもよく、あるいはこれらを任意に組み合わせたものであってもよい。また、プロセス制御データは、装置100による加工に続いてワークピース102を試験又は検査する1以上の下流側の試験又は検査システム(例えば、自動光学検査(AOI)システム、自動X線検査(AXI)システム、インサーキット試験(ICT)システム、ウェハプローブシステムなど)から取得されるデータ又はこれにより生成されるデータを含んでいてもよい。
レーザエネルギービームの空間的特性又はエネルギー特性が閾加工許容範囲外であると判断する際には、通知データを(例えば、コントローラ114、遠隔システム126などで、あるいはこれらを任意に組み合わせた場所で自動的に)生成してもよい。通知データは、特性が許容範囲外であることを示すものであってもよく、あるいは、特性の測定値が許容範囲外であることを示すものであってもよく、あるいは、特性が許容範囲外であると判断された日付及び/又は時刻を示すものであってもよく、あるいは、許容範囲外の特性を有する装置100を(例えば、シリアル番号、モデル番号などにより)特定するものであってもよく、あるいはこれに類するものであってもよく、あるいはこれらを組み合わせたものであってもよい。一実施形態においては、通知データは、装置100上での修復メンテナンス又又は予防的メンテナンスを行うべきであることを(例えば、上述したように1以上のSPC方法を実行した結果に基づいて)示すものであり得る。通知データがメンテナンスを行うべきであることを示している実施形態においては、(例えば、上記の「適応処理」という表題のセクションで述べた方法により)装置100の自動制御を行うことができ、あるいは、装置100の自動制御を省略することができる。
スポット品質及びサイズは、異なるレーザ加工装置100間で変化し、また(例えば、装置100が設置された時点からプロセス開発の時点まで多数のワークピース102の加工が行われる時点まで)時間の経過とともに変化することが考えられる。これらの変化が意味することは、時点T1において第1の装置100上で制作された1組のプロセスパラメータは、1以上の第1の空間的特性又はエネルギー特性C1を有し得るが、顧客は、同一のプロセスパラメータを第2の装置100や第3の装置100など(これらのすべては第1の装置100と同一の構成要素を含んでいる)で使用したいと考え、また、時点T2において第1の装置100でも使用したいと考えることなどである。時点T2における第1の装置、第2の装置、第3の装置、及び第4の装置100は、1以上の第2の空間的特性又はエネルギー特性C2、1以上の第3の空間的特性又はエネルギー特性C3、1以上の第4の空間的特性又はエネルギー特性C4、及び1以上の第5の空間的特性又はエネルギー特性C5をそれぞれ有することになる。このため、プロセスが空間的特性又はエネルギー特性におけるこれらの変動に対してロバスト性が高くなるように制作されていない限り、プロセス収率の減少が生じる。上述した実施形態は、所望のスループット及びプロセス収率を維持するために、生じ得る空間的特性又はエネルギー特性における変動を補償している。
本明細書において使用される場合には、「スキャニング手法」という用語は、(例えば、第1のスキャニング範囲、第2のスキャニング範囲、第3のスキャニング範囲など、あるいはこれらを任意に組み合わせた範囲内で)プロセススポットがワークピース102に対してスキャンされる方法、あるいは第1のスキャニング範囲が第2のスキャニング範囲内でスキャンされる方法、あるいは第1のスキャニング範囲又は第2のスキャニング範囲のいずれかが第3のスキャニング範囲内でスキャンされる方法など、あるいはこれらを任意に組み合わせた方法を意味し得る。一般に、スキャニング手法は、プロセススポットがスキャンされるプロセス軌跡、方向(すなわち、プロセススポット、第1のスキャニング範囲、第2のスキャニング範囲など、あるいはこれらを任意に組み合わせたものがスキャンされる方向)、スキャン速度(すなわち、プロセススポット、第1のスキャニング範囲、第2のスキャニング範囲など、あるいはこれらを任意に組み合わせたものがスキャンされる速度)など、あるいはこれらを任意に組み合わせたもののような1以上のパラメータにより特徴付けることができる。
上述したように、共鳴スキャニングミラーシステムにより偏向されるレーザエネルギービームのプロセススポットの位置は、時間の関数として正弦波状に変化する。このため、レーザ源104が一定の(又は実質的に一定の)パルス繰り返し周波数を有する一連のレーザパルスからなるレーザエネルギービームを出力する場合には、共鳴スキャニングミラーシステムは、(例えば、切断、穿孔、溶接、スクライビング、マーキング、フォトレジスト露光などのプロセスを行うときに)レーザパルスがワークピース102上で軸に沿って均一に分布していない複数のプロセススポットに照射されるように、この一連のレーザパルスを偏向する。例えば、図14を参照。図14は、共鳴スキャニングミラーシステムを用いてレーザパルスビームを任意の軸に沿って偏向した場合に得られるプロセススポット1400の不均一な配置を示している。これにより、レーザエネルギーをワークピース102に均一に又は所望の形態で分布させることが難しくなり得る。
一般的に、第2のポジショナ108がX方向に沿って(例えば、+X方向又は-X方向に)第1のスキャニング範囲をスキャンしつつ、あるいは、第2のポジショナ108がY方向に沿って(例えば、+Y方向又-Y方向に)第1のスキャニング範囲をスキャンしつつ、あるいは、第3のポジショナ110がX方向に沿って(例えば、+X方向又は-X方向に)第1の及び/又は第2のスキャニング範囲をスキャンしつつ、あるいは、第3のポジショナ110がY方向に沿って(例えば、+Y方向又-Y方向に)第1の及び/又は第2のスキャニング範囲をスキャンしつつ、あるいは、これらを任意に組み合わせつつ、X方向に沿って(例えば、+X方向又は-X方向に)及び/又はY方向に沿って(例えば、+Y方向又は-Y方向に)プロセススポットをスキャンするために第1のポジショナ106を動作させることができる。しかしながら、第2のポジショナ108が第1のスキャニング範囲をスキャンしていないとき、あるいは、第3のポジショナ110が第1のスキャニング範囲又は第2のスキャニング範囲をスキャンしていないとき、あるいは、これらを任意に組み合わせた状態のときに、X方向に沿って(例えば、+X方向又は-X方向に)及び/又はY方向に沿って(例えば、+Y方向又は-Y方向に)プロセススポットをスキャンするために第1のポジショナ106を動作させることができることを理解すべきである。また、任意の時点で第1のポジショナ106によりプロセススポットがスキャンされる方向は、第2のポジショナ108により第1のスキャニング範囲が第2のスキャニング範囲内でスキャンされる方向、あるいは、第3のポジショナ110により第1のスキャニング範囲が第3のスキャニング範囲内でスキャンされる方向、あるいは、これらを任意に組み合わせたものと同じであっても、異なっていてもよいことは理解すべきである。
上述したように、第1のポジショナ106は、8kHzから250MHzの範囲の第1の位置決め帯域幅を有している。第1のポジショナ106が1以上のAODシステムとして提供される場合には、第1のポジショナ106は、50kHz、75kHz、80kHz、100kHz、250kHz、500kHz、750kHz、1MHz、5MHz、10MHz、20MHz、40MHz、50MHz、75MHz、100MHz、125MHz、150MHz、175MHz、200MHz、225MHz、250MHzなど、又はこれらの値のいずれかの間の値よりも大きい位置決め帯域幅、これと等しい位置決め帯域幅、あるいはこれよりも小さい位置決め帯域幅を有し得る。(例えば、ガルバノメータミラーシステムと比べて)相対的に大きなAODシステムの位置決め速度により、高いパルス繰り返し率で(例えば、150kHz、175kHz、225kHz、250kHz、275kHz、500kHz、800kHz、900kHz、1MHz、1.5MHz、1.8MHz、1.9MHz、2MHz、2.5MHz、3MHz、4MHz、5MHz、10MHz、20MHz、50MHz、60MHz、100MHz、150MHz、200MHz、250MHz、300MHz、350MHz、500MHz、550MHz、600MHz、900MHz、2GHz、10GHzなど、又はこれらの値のいずれかの間の値よりも大きいか等しいパルス繰り返し率で)レーザパルスを出力することができるレーザ源104を効果的に利用することができる。そのような高い繰り返し率のレーザ源は、一般的に、公知のガルバノメータミラーシステムに関する比較的低い位置決め速度のために、ビーム軸118を移動させるガルバノメータミラーシステムのみを用いてワークピース102を加工するのには不適当である。このため、装置100の利用可能な最も高い位置決め速度は、第1の位置決め帯域幅又はレーザ源104のパルス繰り返し率のいずれか小さい方によって決まる。
ビアや他の孔、開口、凹部、トレンチなどのフィーチャを形成するためのスキャンパターンの例としては、それぞれ図16、図17、図18及び図19に示されるようなスキャンパターン1600、1700、1800及び1900など、あるいはこれらを任意に組み合わせたものが挙げられる。一般的に、スキャンパターンは、(例えば図16に示されるような)ラスタパターン、(例えば図17に示されるような)星型多角形又は星形状多角形、(例えば同心状に配置されるか、あるいは図18に示されるような)螺旋又は1組の円弧又は複数の円、(例えば図19に示されるような)1つの円、1組の円又は1以上の形状(例えば、楕円、三角形、正方形、矩形、又は他の規則形状又は不規則形状など)など、あるいはこれらを任意に組み合わせたものに似ているか、あるいはそのようなものを描くものであってもよい。一実施形態においては、1以上のスキャンパターン(例えば、1以上のスキャンパターン1600、1700、1800及び1900あるいはこれらを任意に組み合わせたもの)は、円形開口、ビアなどのフィーチャの形成中に、1以上の導電体構造、1以上の誘電体構造など、あるいはこれらを任意に組み合わせたものから(例えば、直接アブレーション、間接アブレーション、あるいはこれらを任意に組み合わせたものにより)材料を除去するために使用することができる。
上述したように、ワークピース102の加工中にワークピース102に照射されるレーザエネルギービーム(連続的かパルス状かを問わない)は、波長、平均パワー、空間強度プロファイルタイプ、M2ファクタ、空間強度プロファイル形状、スポットサイズ、光強度、フルエンスなどの1以上の特性によって特徴付けることができる。レーザエネルギービームが1以上のレーザパルスを含んでいる場合には、このビームは、パルス繰り返し率、パルス持続時間、パルスエネルギー、ピークパワーなどの1以上の特性によって特徴付けることもできる。レーザエネルギービーム(連続的かパルス状かを問わない)のこれらの特性のすべては、本明細書において、総称して包括的にレーザエネルギービームの「特性」あるいは単に「ビーム特性」と呼ばれる。当該技術分野において知られているか、あるいは本明細書に(このセクション又はその他のセクションで)開示されている他の好適な又は所望の方法でこれらのビーム特性及び他のビーム特性を変更してもよい。最適な又は許容可能なワークピース加工を提供する方法における照射されたレーザエネルギービームの(例えば、ビーム特性の特定の組み合わせの特定及び選択の意味における)構成は、ワークピース102を構成する材料に関するレーザ-材料間の基本的相互作用及び行われるレーザ加工を総合的に理解していることを必要とすることに留意すべきである。この知識と適切なレーザ源を用いることにより、プロセススループット及び/又は品質を最適化するレーザ加工手法を開発することができる。
ワークピースの複数の層を貫通する1以上のフィーチャを形成するように多層構造を有するワークピースを加工することができる。一実施形態においては、多層ワークピース102の2つの異なる層を少なくとも部分的に貫通する開口、スロット、ビア又は他の孔、溝、トレンチ、スクライブライン、切溝、凹部領域などのフィーチャを形成するように多層ワークピース102を加工することができる。多層ワークピース102の異なる層は、異なる材料から形成されていてもよいし、(例えば、照射されるレーザエネルギービームに対して)異なる光学吸収特性などを有していてもよいし、あるいはこれらを任意に組み合わせたものであってもよい。したがって、例えば、ワークピース102の2番目の層を露出させるためにビーム特性の第1のセットによって特徴付けられる照射レーザエネルギービームを用いてワークピース102の1番目の層をアブレートすることにより多層ワークピース102にフィーチャを形成してもよい。その後、ビーム特性の第1のセットとは(例えば、波長、平均パワー、空間強度プロファイルの種類、M2ファクタ、空間強度プロファイル形状、スポットサイズ、光強度、フルエンス、パルス繰り返し率、パルス持続時間、ピークパワーなど、あるいはこれらを任意に組み合わせたものにおいて)異なるビーム特性の第2のセットによって特徴付けられる照射レーザエネルギービームを用いてワークピース102の2番目の層をアブレートしてもよい。ビーム特性の第2のセットにおける特性は、少なくとも1つの特性がビーム特性の第1のセットにおける対応する特性よりも大きい、これよりも小さい、あるいはこれと異なる限りにおいて、ビーム特性の第1のセットにおける対応する特性と同一であってもよい。
ワークピース102が多層であるかどうかにかかわらず、スキャンパターン(例えば、上述したスキャンパターンのうちいずれか)をスキャンし始めたときにワークピース102に照射されるレーザパルスのパルスエネルギーが、そのスキャンパターンのスキャンの終了時にワークピース102に照射するレーザパルスのパルスエネルギーよりも高くなるようにパルスエネルギーを(例えば、上述したいずれかの方法により)変調することが好ましい場合がある。
上記は、本発明の実施形態及び例を説明したものであって、これに限定するものとして解釈されるものではない。いくつかの特定の実施形態及び例が図面を参照して述べられたが、当業者は、本発明の新規な教示や利点から大きく逸脱することなく、開示された実施形態及び例と他の実施形態に対して多くの改良が可能であることを容易に認識するであろう。したがって、そのような改良はすべて、特許請求の範囲において規定される本発明の範囲に含まれることを意図している。例えば、当業者は、そのような組み合わせが互いに排他的になる場合を除いて、いずれかの文や段落、例又は実施形態の主題を他の文や段落、例又は実施形態の一部又は全部の主題と組み合わせることができることを理解するであろう。したがって、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲とこれに含まれるべき請求項の均等物とによって決定されるべきである。
Claims (15)
- ワークピースを加工する際に使用されるレーザ加工装置であって、
ビーム経路に沿って伝搬可能なレーザエネルギービームを生成可能なレーザ源と、
前記ビーム経路内に配置され、前記レーザエネルギービームの焦点を合わせられるように構成されるスキャンレンズと、
前記レーザ源と前記スキャンレンズとの間に配置される第1のポジショナであって、前記スキャンレンズに対して前記ビーム経路を偏向可能に構成される第1のポジショナと、
ビーム特性評価ツールであって、
基板と、前記基板上に形成された少なくとも1つの縁部を規定するターゲットとを含むトークンであって、前記ターゲットは、前記レーザエネルギービームに対して非透過的な材料から形成され、前記基板は、前記レーザエネルギービームに対して前記ターゲットよりも透過的な材料から形成される、トークンと、
第1のポートと第2のポートとを有する積分球であって、前記第1のポートは、前記レーザエネルギービームの一部が前記トークンの前記基板を通って前記積分球内に伝搬可能となるように前記トークンに位置合わせされた、積分球と、
前記積分球内のレーザエネルギーが伝搬可能となるように、前記積分球の前記第2のポートに位置合わせされた光検出器と
を含むビーム特性評価ツールと
を備える、
レーザ加工装置。 - 前記ビーム経路内に配置されるビームスプリッタであって、前記レーザエネルギービームをプロセスビームとサンプルビームとに分岐させ、前記プロセスビームが前記スキャンレンズに伝搬できるように、また、前記サンプルビームが前記ビーム特性評価ツールに伝搬できるように構成されるビームスプリッタをさらに備える、請求項1に記載のレーザ加工装置。
- 前記ビームスプリッタは、前記第1のポジショナと前記スキャンレンズとの間の前記ビーム経路内に配置される、請求項2に記載のレーザ加工装置。
- 前記第1のポジショナは、音響光学偏向器(AOD)システムを含む、請求項1に記載のレーザ加工装置。
- 前記第1のポジショナは、ガルバノメータミラーシステムを含む、請求項1に記載のレーザ加工装置。
- 前記ターゲットは、前記レーザエネルギービームを反射する材料から形成される、請求項1に記載のレーザ加工装置。
- 前記ターゲットは、前記レーザエネルギービームを吸収する材料から形成される、請求項1に記載のレーザ加工装置。
- 前記ターゲットは、複数の縁部を規定する、請求項1に記載のレーザ加工装置。
- 前記トークンは、前記基板上に形成された複数のトークンを含む、請求項1に記載のレーザ加工装置。
- 前記ビーム特性評価ツールに連結される第2のポジショナであって、前記スキャンレンズが投影するスキャンフィールド内に前記ビーム特性評価ツールを選択的に位置決めできる第2のポジショナをさらに備える、請求項1に記載のレーザ加工装置。
- 前記第2のポジショナは、前記スキャンレンズが投影する前記スキャンフィールド内に前記ワークピースを位置決め可能である、請求項10に記載のレーザ加工装置。
- ワークピースを加工する際に使用されるレーザ加工装置であって、
ビーム経路に沿って伝搬可能なレーザエネルギービームを生成可能なレーザ源と、
前記ビーム経路内に配置され、前記レーザエネルギービームが伝搬可能な前記ビーム経路を偏向可能なAODシステムと、
前記AODシステムの光学的に下流側に配置され、前記AODシステムから前記ビーム経路に沿って伝搬する前記レーザエネルギービームの第1の部分を反射し、前記レーザエネルギービームの第2の部分を透過するように構成されたビームスプリッタであって、前記レーザエネルギービームの前記第1の部分は第1の経路に沿って伝搬し、前記レーザエネルギービームの前記第2の部分は第2の経路に沿って伝搬する、ビームスプリッタと、
前記第1の経路内に配置され、前記第2の経路に沿って伝搬するレーザエネルギーを測定するように構成されるレーザセンサシステムであって、
第1のポートと第2のポートとを有する積分球であって、前記第1のポートは、前記レーザエネルギービームの前記第2の部分が前記積分球内に伝搬可能となるように前記第2の経路に位置合わせされた、積分球と、
前記積分球内のレーザエネルギーが伝搬可能となるように、前記積分球の前記第2のポートに位置合わせされた光検出器と
を含むレーザセンサシステムと
を備える、レーザ加工装置。 - 前記ビームスプリッタは、部分反射ミラーを含む、請求項12に記載のレーザ加工装置。
- 前記第1の経路内に配置され、前記レーザエネルギービームの前記第1の部分の焦点を合わせられるように構成されるスキャンレンズをさらに備える、請求項12に記載のレーザ加工装置。
- 前記第1の経路内に配置され、前記レーザエネルギービームの前記第1の部分が伝搬可能な前記第1の経路を偏向するように構成されるビームポジショナをさらに備える、請求項12に記載のレーザ加工装置。
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Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115087512A (zh) * | 2020-02-10 | 2022-09-20 | 三菱电机株式会社 | 激光加工方法及激光加工装置 |
WO2021210104A1 (ja) * | 2020-04-15 | 2021-10-21 | 株式会社ニコン | 加工システム及び計測部材 |
US20220143905A1 (en) * | 2020-11-12 | 2022-05-12 | Eagle Technology, Llc | Additive manufacturing device with acousto-optic deflector and related methods |
TWI747641B (zh) * | 2020-12-03 | 2021-11-21 | 新代科技股份有限公司 | 雷射打標系統及雷射打標方法 |
JP2024512331A (ja) * | 2021-03-05 | 2024-03-19 | エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド | レーザ加工装置、レーザ加工装置の操作方法、及びレーザ加工装置を使用するワークピースの加工方法 |
DE102021203609A1 (de) * | 2021-04-13 | 2022-10-13 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zur Behandlung wenigstens einer Schicht oder eines Bereichs eines Bauteils und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens |
WO2022271483A1 (en) * | 2021-06-21 | 2022-12-29 | Electro Scientific Industries, Inc. | Laser processing apparatus including beam analysis system and methods of measurement and control of beam characteristics |
DE102021211232A1 (de) | 2021-10-05 | 2023-04-06 | Carl Zeiss Meditec Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Charakterisierung eines Laserstrahls eines ophthalmischen Lasersystems |
AT526120A1 (de) * | 2022-04-08 | 2023-11-15 | Trotec Laser Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Laserplotters zum Schneiden, Gravieren, Markieren und/oder Beschriften eines Werkstückes, sowie einen Laserplotter zum Gravieren, Markieren und/oder Beschriften eines Werkstückes |
CN117600084B (zh) * | 2024-01-22 | 2024-03-29 | 上海强华实业股份有限公司 | 一种石英棒外观检测装置及其检测系统 |
CN118030530B (zh) * | 2024-02-28 | 2024-07-12 | 无锡科里斯特科技有限公司 | 一种用于大通径真空泵的密封端盖及其制作工艺 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070075063A1 (en) | 2005-10-03 | 2007-04-05 | Aradigm Corporation | Method and system for LASER machining |
JP2007514292A (ja) | 2003-09-23 | 2007-05-31 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | マルチビーム偏向及び強度安定のための機器 |
WO2017044646A1 (en) | 2015-09-09 | 2017-03-16 | Electro Scientific Industries, Inc. | Laser processing apparatus, methods of laser-processing workpieces and related arrangements |
Family Cites Families (72)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3319071A (en) * | 1964-11-27 | 1967-05-09 | Gen Motors Corp | Infrared gas analysis absorption chamber having a highly reflective specular internal surface |
FR2585480B1 (fr) * | 1985-07-24 | 1994-01-07 | Ateq Corp | Generateur de modeles a laser |
US4797696A (en) | 1985-07-24 | 1989-01-10 | Ateq Corporation | Beam splitting apparatus |
US4912487A (en) | 1988-03-25 | 1990-03-27 | Texas Instruments Incorporated | Laser scanner using focusing acousto-optic device |
US4942305A (en) * | 1989-05-12 | 1990-07-17 | Pacific Scientific Company | Integrating sphere aerosol particle detector |
US5168454A (en) * | 1989-10-30 | 1992-12-01 | International Business Machines Corporation | Formation of high quality patterns for substrates and apparatus therefor |
CA2051193C (en) * | 1990-09-14 | 1995-09-26 | Hidetoshi Tatemichi | Information recording apparatus |
US5340975A (en) * | 1993-01-29 | 1994-08-23 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Method and apparatus for reducing the effects of laser noise and for improving modulation transfer function in scanning a photoconductive surface |
US5638267A (en) | 1994-06-15 | 1997-06-10 | Convolve, Inc. | Method and apparatus for minimizing unwanted dynamics in a physical system |
US5545896A (en) * | 1994-06-28 | 1996-08-13 | Santa Barbara Research Center | Optically immersed semiconductor photodetectors |
US5633747A (en) | 1994-12-21 | 1997-05-27 | Tencor Instruments | Variable spot-size scanning apparatus |
US5847960A (en) | 1995-03-20 | 1998-12-08 | Electro Scientific Industries, Inc. | Multi-tool positioning system |
US5751585A (en) | 1995-03-20 | 1998-05-12 | Electro Scientific Industries, Inc. | High speed, high accuracy multi-stage tool positioning system |
JP3689510B2 (ja) * | 1996-11-15 | 2005-08-31 | キヤノン株式会社 | 露光装置およびデバイス製造方法 |
US5917300A (en) | 1997-03-10 | 1999-06-29 | Convolve, Inc. | Method and apparatus for the control of gantry machines |
US6314463B1 (en) | 1998-05-29 | 2001-11-06 | Webspective Software, Inc. | Method and system for measuring queue length and delay |
JP2000042763A (ja) * | 1998-07-24 | 2000-02-15 | Komatsu Ltd | レーザビームによるドットマーク形態と、そのマーキング装置及びマーキング方法 |
JP2000206035A (ja) * | 1999-01-19 | 2000-07-28 | Anritsu Corp | ガス検出装置 |
JP4061765B2 (ja) * | 1999-02-09 | 2008-03-19 | コニカミノルタセンシング株式会社 | 蛍光試料の分光特性測定装置及びその測定方法 |
CA2396259A1 (en) | 2000-01-11 | 2001-07-19 | Electro Scientific Industries, Inc. | Abbe error correction system and method |
US6600600B2 (en) | 2000-08-14 | 2003-07-29 | Cid, Inc. | Projection screen and projection method |
US8497450B2 (en) | 2001-02-16 | 2013-07-30 | Electro Scientific Industries, Inc. | On-the fly laser beam path dithering for enhancing throughput |
US7245412B2 (en) | 2001-02-16 | 2007-07-17 | Electro Scientific Industries, Inc. | On-the-fly laser beam path error correction for specimen target location processing |
US6816294B2 (en) | 2001-02-16 | 2004-11-09 | Electro Scientific Industries, Inc. | On-the-fly beam path error correction for memory link processing |
US6606999B2 (en) | 2001-03-27 | 2003-08-19 | R. J. Reynolds Tobacco Company | Reduced ignition propensity smoking article |
US6606998B1 (en) | 2001-10-05 | 2003-08-19 | Ely Gold | Simple simulated cigarette |
JP4270891B2 (ja) | 2003-01-21 | 2009-06-03 | 三洋電機株式会社 | El表示装置のレーザーリペア方法 |
GB2389176C (en) * | 2002-05-27 | 2011-07-27 | Kidde Ip Holdings Ltd | Smoke detector |
US20040151008A1 (en) * | 2003-02-03 | 2004-08-05 | Artsyukhovich Alexander N. | Variable spot size illuminators with enhanced homogeneity and parfocality |
US6947454B2 (en) | 2003-06-30 | 2005-09-20 | Electro Scientific Industries, Inc. | Laser pulse picking employing controlled AOM loading |
US7027199B2 (en) | 2004-06-07 | 2006-04-11 | Electro Scientific Industries, Inc. | AOM modulation techniques for facilitating pulse-to-pulse energy stability in laser systems |
US7259354B2 (en) | 2004-08-04 | 2007-08-21 | Electro Scientific Industries, Inc. | Methods for processing holes by moving precisely timed laser pulses in circular and spiral trajectories |
JP2006098720A (ja) | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Fuji Photo Film Co Ltd | 描画装置 |
US7292616B2 (en) * | 2005-02-09 | 2007-11-06 | Ultratech, Inc. | CO2 laser stabilization systems and methods |
US7244906B2 (en) | 2005-08-30 | 2007-07-17 | Electro Scientific Industries, Inc. | Energy monitoring or control of individual vias formed during laser micromachining |
US7834293B2 (en) | 2006-05-02 | 2010-11-16 | Electro Scientific Industries, Inc. | Method and apparatus for laser processing |
US7605343B2 (en) | 2006-05-24 | 2009-10-20 | Electro Scientific Industries, Inc. | Micromachining with short-pulsed, solid-state UV laser |
US8026158B2 (en) | 2007-06-01 | 2011-09-27 | Electro Scientific Industries, Inc. | Systems and methods for processing semiconductor structures using laser pulses laterally distributed in a scanning window |
US8076605B2 (en) | 2007-06-25 | 2011-12-13 | Electro Scientific Industries, Inc. | Systems and methods for adapting parameters to increase throughput during laser-based wafer processing |
GB0800333D0 (en) | 2008-01-09 | 2008-02-20 | Ucl Business Plc | Beam deflection apparatus and methods |
DE102008021438A1 (de) * | 2008-04-29 | 2009-12-31 | Schott Ag | Konversionsmaterial insbesondere für eine, eine Halbleiterlichtquelle umfassende weiße oder farbige Lichtquelle, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dieses Konversionsmaterial umfassende Lichtquelle |
US8448468B2 (en) | 2008-06-11 | 2013-05-28 | Corning Incorporated | Mask and method for sealing a glass envelope |
US8680430B2 (en) | 2008-12-08 | 2014-03-25 | Electro Scientific Industries, Inc. | Controlling dynamic and thermal loads on laser beam positioning system to achieve high-throughput laser processing of workpiece features |
TWI594828B (zh) | 2009-05-28 | 2017-08-11 | 伊雷克托科學工業股份有限公司 | 應用於雷射處理工件中的特徵的聲光偏轉器及相關雷射處理方法 |
DE102010002260A1 (de) | 2010-02-23 | 2011-08-25 | Robert Bosch GmbH, 70469 | Messeinrichtung für eine Laserstrahlbearbeitungsvorrichtung |
TWI430000B (zh) | 2010-07-02 | 2014-03-11 | Ind Tech Res Inst | 平面顯示器之修補方法與系統 |
TWI497055B (zh) | 2010-07-30 | 2015-08-21 | Hoya Corp | 透過率測定裝置、光罩之透過率檢查裝置、透過率檢查方法、光罩製造方法、圖案轉印方法、光罩製品 |
KR101973660B1 (ko) * | 2010-10-22 | 2019-04-30 | 일렉트로 싸이언티픽 인더스트리이즈 인코포레이티드 | 빔 디더링 및 스카이빙을 위한 레이저 처리 시스템 및 방법 |
US8958052B2 (en) | 2010-11-04 | 2015-02-17 | Micronic Ab | Multi-method and device with an advanced acousto-optic deflector (AOD) and a dense brush of flying spots |
US8648277B2 (en) | 2011-03-31 | 2014-02-11 | Electro Scientific Industries, Inc. | Laser direct ablation with picosecond laser pulses at high pulse repetition frequencies |
US8546805B2 (en) * | 2012-01-27 | 2013-10-01 | Ultratech, Inc. | Two-beam laser annealing with improved temperature performance |
EP3800854B1 (en) | 2012-02-14 | 2024-06-12 | INTEL Corporation | Peer to peer networking and sharing systems and methods |
SG10201503482QA (en) * | 2012-06-11 | 2015-06-29 | Ultratech Inc | Laser annealing systems and methods with ultra-short dwell times |
US9259802B2 (en) | 2012-07-26 | 2016-02-16 | Electro Scientific Industries, Inc. | Method and apparatus for collecting material produced by processing workpieces |
US9610653B2 (en) | 2012-09-21 | 2017-04-04 | Electro Scientific Industries, Inc. | Method and apparatus for separation of workpieces and articles produced thereby |
DE102013201968B4 (de) | 2013-02-07 | 2014-08-28 | BLZ Bayerisches Laserzentrum Gemeinnützige Forschungsgesellschaft mbH | Vorrichtung zur akustooptischen Umformung periodisch gepulster, elektromagnetischer Strahlung |
EP2969372A4 (en) | 2013-03-15 | 2016-11-16 | Electro Scient Ind Inc | COORDINATION OF THE BEAM ANGLE AND THE MOVEMENT OF A MANUFACTURING PART TO CONTROL THE INCLINATION |
CN105102169B (zh) * | 2013-03-15 | 2017-05-03 | 伊雷克托科学工业股份有限公司 | 用于声光偏转器击溃处理的激光系统和方法 |
JP6636417B2 (ja) * | 2013-03-15 | 2020-01-29 | エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド | Aod移動減少用aodツール整定のためのレーザシステム及び方法 |
WO2014145305A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Electro Scientific Industries, Inc. | Laser emission-based control of beam positioner |
JP6300381B2 (ja) * | 2013-12-03 | 2018-04-04 | 株式会社日立製作所 | 磁場計測装置 |
WO2015104133A1 (en) * | 2014-01-07 | 2015-07-16 | Koninklijke Philips N.V. | A gas sensor by light absorption |
JP6533644B2 (ja) | 2014-05-02 | 2019-06-19 | 株式会社ブイ・テクノロジー | ビーム整形マスク、レーザ加工装置及びレーザ加工方法 |
EP2975447B1 (en) * | 2014-07-14 | 2019-03-20 | Funai Electric Co., Ltd. | Laser scanner |
KR102561981B1 (ko) | 2014-08-29 | 2023-07-31 | 오로라 솔라 테크놀로지스 (캐나다) 인크. | 반도체 소재의 도펀트 함량을 측정할 때 사용하기 위해 반도체 소재로부터 반사되는 방사선 레벨을 측정하기 위한 시스템 |
DE102015001421B4 (de) * | 2015-02-06 | 2016-09-15 | Primes GmbH Meßtechnik für die Produktion mit Laserstrahlung | Vorrichtung und Verfahren zur Strahldiagnose an Laserbearbeitungs-Optiken (PRl-2015-001) |
KR20160000448A (ko) | 2015-09-23 | 2016-01-04 | 주식회사 코윈디에스티 | 회절 광학계 시스템 및 이를 이용한 레이저 가공 방법 |
DE102016001355B4 (de) | 2016-02-08 | 2022-03-24 | Primes GmbH Meßtechnik für die Produktion mit Laserstrahlung | Verfahren und Vorrichtung zur Analyse von Laserstrahlen in Anlagen für generative Fertigung |
KR20170096812A (ko) | 2016-02-17 | 2017-08-25 | 주식회사 이오테크닉스 | 다기능 레이저 가공장치 및 이를 이용한 레이저 가공방법 |
KR20190025721A (ko) | 2016-07-28 | 2019-03-11 | 일렉트로 싸이언티픽 인더스트리이즈 인코포레이티드 | 작업물을 레이저 가공하는 레이저 가공 장치 및 방법 |
DE112020005491T5 (de) * | 2019-11-08 | 2022-09-08 | Sigma Labs, Inc. | Optischer filter mit dualpolarisation |
JP6934083B1 (ja) * | 2020-04-08 | 2021-09-08 | 浜松ホトニクス株式会社 | レーザ加工装置及びレーザ加工方法 |
-
2019
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-
2024
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007514292A (ja) | 2003-09-23 | 2007-05-31 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | マルチビーム偏向及び強度安定のための機器 |
US20070075063A1 (en) | 2005-10-03 | 2007-04-05 | Aradigm Corporation | Method and system for LASER machining |
WO2017044646A1 (en) | 2015-09-09 | 2017-03-16 | Electro Scientific Industries, Inc. | Laser processing apparatus, methods of laser-processing workpieces and related arrangements |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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