TW201228762A

TW201228762A - Laser processing apparatus

Info

Publication number: TW201228762A
Application number: TW100148467A
Authority: TW
Inventors: Beng-So Ryu
Original assignee: Qmc Co Ltd
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2011-12-23
Publication date: 2012-07-16
Also published as: KR20120074508A; WO2012091316A2; KR101298019B1; TWI466748B; WO2012091316A3

Description

201228762 六、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發明侧於-縣學單元，—具有該光學單元之雷射處理设備，一雷射處理系統，以及一雷射處理方法。【先前技術】雷射處理包含使用-高強度能量源的雷射以處理一目炉對象。舉例而言，作為雷射處理，—晶片分離方法廣為所知二在此晶片分離方法中’―薄基板使用—雷射劃線或切斷。此基板包含各種類型的基板’例如，-妙㈤晶片、—化合物料體晶片 -陶曼半導體晶片、-贿石基板、—金屬基板、以及—玻璃基板。土作為-種傳統的雷射劃線或切割方法’我們知道—種透過將雷射束照射至-基板的内部形成—相魏域的方法。然而，為了將雷射束騎至祕板朗部咕理，基板巾職的雷射束點的位置及形狀需要精確地控制。另外，在本處理過程中，處防止降低。又一雷射具有它自身的發散角，以及甚至如果使用相同類型的雷射光源，财具有發散角之偏差。·，為了形錢合處理基板之内部_ 雷射束之發散角f要被校正。通常，在相變區域在基板之内形成之後，-外力施加於相變區域’並且切割基板以便分割為晶片。因此，為了省去這樣-個切割過域朗-彳、外力執行的_棘，基板需要在過程申自己斷裂。 1 201228762 在-透光性基板’例如㈣石基板中，—形成有相變區域的區域具有低透光^舉例而言，如果—發光元件制—藍寶石基板製造，則基板之透光率減少可引起發光元件的亮度降低。【發明内容】因此’鐾於上述問題，本發明之目的在於提供—種雷射處理設備以及方法，用以在不減少—處理速度的同時能解確控制一光點之位置及驗。_地，本發明建議喊少光狀一尺寸用以最小化一相變區域。進-步而5 ’本發明提供-種雷射處理設備及其方法，用以能夠減少雷射束之一發散角。而且’本發明提供—種雷射處理設備及其方法，用以能夠實現一基板的自斷裂。根據本發明之第-方面’提供-種雷射處理設備。此種雷射處理設備包含：-雷射光源，肋產生—f射束；以及—光學單元’用以將雷射束導引進入至―目標對象之内部。此光學單元包含.-光束成形模組’用以校正雷射束之一發散角；一補光拇，用以衍射雷射束；以及—聚焦透鏡，用以將雷射束聚集至目標對象之内部以及形成一光點。根據本發明之-第二方面，提供__種光學單元，此光學單元使用於-雷身t處理設備中，用以透過將一雷射束引導進入至一目標對象之⑽而形成—光點，光學單元包含：—光束成形模組，用以;k正雷射束之__發散角；—彳_光栅，用以衍射雷射束丨以及聚焦透鏡，用以將雷射束聚集至目標對象之内部以及形成一 201228762 光點，根據本發明之-第三方面，提供一種雷射處理系統。此種雷射處理系統透過將一雷射束照射至一目標對象之内部，在目標對象之中形成一相變區域，其中透過一雷射光源產生的一雷射束允許通過一光束成形模組以及一衍射光柵，用以改變目標對象之中形成光點之一形狀、一尺寸或者數目。根據本發明之-第四方面，提供—種使用#射用以自斷裂目標對象之雷射處理設備。透過—餘光誠生的—f射束允許通過-光束成形模組以及-衍射光栅，用以在目標對象中形成包含一應力集中區的相變區域。根據本發明之-第五方面，提供—種雷射處理方法，此種雷射處理方法包含：產生一雷射束；校正產生的雷射束之一發散角，付射k正發散角的雷射束；以及透過將衍射的雷射束聚集至一目標對象之内部，形成一光點。 ' 根據本發明之—光學單元、—具有該光學單元之雷射處理設備w射處理系統、以及一雷射處理方法，可能在不減少一處理速度的軌下料㈣—光關錄及微。_地，根據本發明’基本之透射率能夠透過減少—相變區域減少。進—一根據本發明’ 一雷射束之發散角能夠校正且-基板能夠自斷裂5。’ 【實施方式】在下文中，將結合附圖部份，描述本發明之一光-一具有該光學單元之雷射處觀備，以及-雷射處理系二疋’一圖第1圖」係為本判之—雷射處理設備之示意圖。「第2 201228762 係為「第1圖」中所示的雷射處理設備之一光學單元之詳細結構之不意圖。如「第1圖」所示，雷射處理設備1可包含：一雷射光源⑴，用以產生-騎束’ 學單元2G，肋使得雷射束進人目標對象s之内部，—安裝臺3G，用以支樓目標對象s，以及—控制單兀40，用以控制雷射光源10、光學單元2〇以及安裝臺3〇之或多個。舉例而言，目標對象s可為需要切割成片的一基板，或者為 4要處理或切割的金屬、非金屬、樹脂或玻璃。特別地，需要切割成片的基板可能包含，但不_於，-雜板、-化合物半導體基板陶曼半導體基板、—藍寶石基板、-金屬基板、以及一玻璃基板。另外，由形成基板的不同材料組成的堆疊體可形成於基板之表面上。雷射光源10可產生一用於處理目標對象5的雷射束。產生的雷射束"T利用一糸列沿者雷射光源1〇的一光軸Lc排列的未標串之設備調整大小、輸出以及極化方向。「第1圖」中之參數[表示苗射束的光學路徑，這個路控在圖式中誇大地表示。雖然在「第1 圖」中，自雷射光源10至目標對象S的光學路徑沿著光軸!^形成為直線，然而，此光學路徑可透過使用一光學元件例如一鏡子改變至另外的路徑。雷射光源10可為二氧化碳（C02)雷射、一準分子雷射、以及一極體激發式固態（Diode-pumped Solid State，DPS S )雷射中之一。透過雷射光源10產生的雷射束可具有一高斯束外形。 201228762 進步而σ n亥雷射束可能為一脈波型雷射束，特別地，為 --超短脈波雷射。_，超短脈波雷射之週期可在奈秒（毫微秒j、皮秒（微微秒）或飛秒（毫微微秒）之範圍内。在使耻種超短脈波雷射之情況下，-光點可在薄片形狀的目標對象s之中形成，以及目標對象s能夠以高處理速率及高精確度處理。透過雷射絲1G產生的雷射束可進人光學單元2()之中。該光學單元可以允許雷射束通過且控繼雷射束之一躲及路徑。如「第2圖」所示，光學單元2〇可包含：一光束成形模組，用以权正雷射束之發散角；一衍射光栅220，用以衍射雷射束；以及一聚焦透鏡230，用以將雷射束聚集至目標對象s之内部，用以在其中形成一光點。光束成形模組210可校正透過雷射光源1〇產生的雷射束之發散角。通常，相比較於他光束，一雷射束具有一單波長以及準直。因此，雷射束不分散，並且隨著其傳播平行於其光線。然而，雷射束具有-波之特性，因此，它有衍射且具有—發散角。舉例而言’一氣體雷射（二氧化碳（C02)雷射、一氦氖（He_Ne)雷射等雷射）可具有一大約lmrad (〇.〇5。）之發散角。為了校正該雷射束之一發散角，光束成形模組210可包含一對凹透鏡與一凸透鏡。透過調^凹透鏡與凸透鏡之間的距離，能夠校正雷射束的發散角。如「第2圖」所示’光束成形模組21〇可包含一放射雷射束的圓柱形凹透鏡211 ’以及一圓柱形凸透鏡212，用以校正通過圓 7 201228762 柱形凹透鏡211的雷射束之一發散角。在「第2圖」中，一表示雷射束照射方向以及-x轴表示—劃線方向即，切割線相平行之方向。如「第2圖」⑷及「第21」⑻ 圓柱形凹透鏡211之-表面可沿著一 y轴方向彎曲，伸是二

軸方向沒有變化。同樣，圓柱形凸透㈣2之-表面沿/軸方向X 相’但是沿X軸方向沒有變化。因此，在使用圓柱形凹透鏡川與圓柱形凸透鏡212之情況下，雷射束之發散角僅能夠在y軸方向上校正。由於雷射束之發散角僅在-個方向上校正，因此目標對象§ 中形成的雷射束光點可僅在—個方向上改變。舉例而言，可能形成適合於劃線目標縣S的—_形或線性光點。該光點的主轴（X軸方向）可沿著劃線方向，即，預設切割線排列。此種情況下，-發散角可不在光點的主轴上校正。換句話而言，如果絲之大小（光點之—短軸或光點之—寬度）在垂直於預設切鱗的-方向上縮減’職量可針於—小區域上且能夠精確地執行。如果光點之大小（光點之主轴或光點之一長度）在與預設切赚相平行的—方向縮減，則處理速度可降低，而不適合於該處理。因此，透過在該相同方向上排列圓柱形凹透鏡2工i 與圓柱形凸透鏡212，-發散角可在任意方向上校正。 /由於一雷射束之—發散角可根終雷射光源1〇改變，因此圓柱 .形凹透鏡211與圓柱形凸透鏡m可排列為以使得其彼此之間的 -相對距離能酸化。為了此種排列，t射處理設備丨可更包含未圖π的透鏡移動單元，用以移動一個或多個圓柱形凹透鏡川 201228762 與圓柱形凸透鏡212。透鏡移動單元可細微地調節圓柱形凹透鏡 211與圓柱形凸透鏡212之間的一距離。補光柵220可為用於補雷射束之—光學元件且可定位於光束成形模組21〇與聚焦透鏡23G之間。補光栅22q可僅補與雷射束之一傳龄向相垂直的絲上的—方向之雷射束。舉例而言’如「第2 ®」U)及「第2圖」⑻所示，如果雷射束在平行於z軸的-方向上傳播，則衍射光栅22〇可在χ轴上衍射該雷射束，並且允許該訪束通過y軸方向。為實現此種配置，衍射光栅220可為一閃耀式衍射光柵。如「第2圖」所示，如果圓柱形凹透鏡2Π與圓柱形凸透鏡 212排列為使得-雷射束的發散角僅在y軸方向上校正，則傭a 柵220能夠排列為使得該雷射束僅在一與校正發散角的方向相垂直的方向即X軸方向上校正。如果圓柱形凹透鏡如、圓柱开凸透鏡212以及衍射光栅220按照這樣排列，則光點的大小可在 =!?目垂直的方向上減少，並且複數個光點能夠在與預 =切割線相平行之方向上形成。此贿況下，可轉持處理速度 2夠形紐⑽目晴s自_之_力區的一相進一步而言’由於形成精確之光點，因此相變的整個區域可以減乂。因此，能夠抑制基更多的㈣。 4之透林之減少。之後會提供聚焦透鏡230可在目;c 束，用於劃線或切割過程m之/的—聚集點p聚集雷射 ^相舰域可形成於目標對象S之内且如上職，相校正雷射权魏角，先_大小可在至少 201228762 一錄向上改變。聚焦透鏡23G可作為一物鏡。文裝臺30可在其上安裝目標對象s。安裝臺％可 =二標對象移動單元，例如—執行器或—馬達移動及旋轉5 構，能夠改變安裝㈣與聚焦透鏡230之間的相對位置。為了改變安裝臺3〇與聚焦透鏡⑽之間的相對位置，可提供用以移動聚焦透鏡23G而非安裝臺3G的一目標對象移動單元，或者該目“對象移動單元可移動安裝臺3G與聚焦透鏡謂之兩者。控制單元4G可連接至t射光源1()、光學單元2()、以及安裝臺3〇的-個或多個且可對它們進行控制。舉例而言，控制單元奶可控制安t臺30之-位置，以便調節聚焦透鏡23()與目標對象$ ^間的—距離。進—步而言，控制單元4G可控制安裝臺30以使仵複數個光點可在垂直方向上形成於目標對象s之内。而且，控制單元40可控制安裝臺3〇以使得複數個光點可在一水準方向上形成於目標對象S之内。以下，將結合「第3圖」至「第7圖」詳細描述一雷射束之一發散角之校正作業。「第3圖」係為解釋「第2圖」中所示的光學單元之一光束成升y模、、且之作業之結構圖。「第4圖」係為解釋根據一光束成形模組之作業的光點形狀變化之示意圖。「第5圖」係為解釋根據一雷 $束之發散角的一光學路徑變化之示意圖。為了便於解釋，如「第3圖」所示，可假定一雷射束通過圓板形凹透鏡211、圓柱形凸透鏡212、以及聚焦透鏡230，並且聚集於目標對象S之内的聚集點p。也就是說，一衍射光栅之作業 201228762 ，將在以後解釋。 4 透過雷射絲1G產生的雷射束可以投射至圓柱形凹透鏡 1卜並且自圓柱形凹透鏡211照射出的該雷射束可投過圓柱形凸 =212校正發散角。這裡’如果透過雷射光源iq產生的該雷射為-理想平行光束’其中圓柱形凹透鏡叫與圓柱形凸透鏡犯之間的距離為dfl，圓柱形凹透鏡211之焦距為如，以及圓柱形凸透鏡212之焦距為M，則當滿足以下條件時，目標對象§之^ 形成的雷射束光點之大小可變為最小。 dfl =fcl +β]...等式 1 然而，-實際雷射束可具有-預定發散角，以及因此，光點之尺寸變為最小化的一雷射束之位置可以按照以下等式中表達的變化。 d，fJ = (fcl +a) + ff^l +β)…等式 2 鏡212 發散角增曰這裡’《表示圓柱形凹透鏡211之—焦距的增加分量，該增加分篁透過該雷射束之—發散肖增加。以及絲示圓柱形凸透之-焦距的增加分量，該增加分量係透過該雷射束之一加以下透過結合「第5圖」解釋上述等式中的變化過程。 ^果-雷射束係為-完美的平行光束，則通過—凸透鏡& 束可在透鏡Ce的-細狂解，以朋此，該應於透鏡Cc的-焦距f!之位置參看「束了通過對弟5圖」的一光學路押 B1)。然而’如果此雷射束係為具—發散角⑽的衍射光束二過透鏡Ce的f射束可在透鏡α的—光軸線上鱗，以及因此， 11 201228762 該雷射束可通過相比較於透鏡Cc之一焦距fl更遠的一位置參看「第5圖」的一光學路徑Β2)。這裡，一焦距的增加分量，即，焦距Ω與位置β之間的一距離可為發散角θ之一函數。因此’如「第3圖」所示，如果光束成形模組21〇包含一對圓柱形凹透鏡21W圓柱形凸透鏡212，則等式2可按照以下表示。 d’f卜（fcl^a⑼）+ φ1+β⑼）這裡與觸分別表示圓柱形凹透鏡2! i之焦距透過該雷射束之-發散角增加的分量’以及圓柱形凸透鏡212之焦距透過。亥雷射束之-發散角增加的分量。每—增加分量可為該雷射束之 :發散角之函數。因此’透過根據每一雷射束之發散角，適當調節圓柱形凹透鏡211與圓柱形凸透鏡212之位置，能夠校正該發散角。形成於聚集點Ρ的雷射束光點之大小可表示如下。奶...等式4 k裡，M-2表示一光束品質因數，並且可表示為一發散角的以下函數 ·..等式5 在上述之等式4與等式5之中，/表示聚焦透鏡之一焦距，以表示技射至聚焦透鏡的_雷射束之直徑。由等式5可知，从2 可與雷射束之—發散角Θ成正比，並且由等式4可知，-光點的 J d可與从2成正比。因此，可知雷射束光點之大小d可與雷射束之發散肖Θ成正比。如果雷射束之發㈣給定—蚊值，則 12 201228762 *該総之大小㈣透過校正該發散角控制。：基於這個理論，請再次參閱「第3圖」，將解釋在包含圓柱形凹透鏡扣與圓柱形凸透鏡犯的光束成形模組別中一光點形狀之校正過程。 „首先’可以假定當圓柱形凸透鏡212按照「第3圖」⑷的箭頭方向移動時，圓柱形凹透鏡211與圓柱形凸透鏡212之間的距離复為遠於献等式3的^。此種情況下，如「第4圖」⑷ 所示，透過聚焦透鏡230聚集的一雷射束之光點邱之寬度可増大。相反’假定當圓柱形凸透鏡212按照「第3圖」（b)的箭頭方向移動時，圓柱形凹透鏡211與圓柱形凸透鏡212之間接近滿足等式3的心此種情況下，如「第4圖」⑻所示，透過聚焦透鏡230聚集的一雷射束之光點Sp之寬度可減小。理想地，、當圓柱形凹透鏡211與圓柱形&透鏡212的一距離變為滿足等式3的心時’一聚集的雷射束之光點之寬度能夠最小化。按照這個方式’透過調細柱形凹透鏡211與圓柱形凸透鏡 212之位置，在目標對象s中的光點办之一形狀寬度（圖式中-光點的y轴方向上的大小）可以控制，通常，光點之-形狀可表達為入射光束的大小、發散角以及波長之函數。 ^上所述，·做正發制’能卿成具—贼職及大小的點SP。該技術對於’特別地，透過將—雷射束聚集於目標對象 ,之内部’用以劃線目標對象S特別有用。 2Π I一步而言，透過根據該雷射束之發散角調節圓柱形凹透鏡 ”圓柱形凸透鏡212的位置，光點Sp可形成為—麵形或一 13 201228762 ^直線形狀。如果該橢圓或線性光點Sp之主軸在目標對象s之 1、、在方向即’預⑦切割線方向上對準，貞彳處理速度可極大的增加並且僅透過將雷射束照射至目標對象s之内部，目標對象可以導致為自身斷裂。 θ通常，如果—力作用於—相變區域上，則作用於特定點的廢力量能夠表料以下的應力針因數s。 5 = 2芦 …等式6 這裡，D表示在法線方向上相點的曲率半徑。

It區域之大小以及R表示特定二：光點的情況下’在一垂直方向上，-相變區域终端、-〃隨可為S卜在侧形光點之情況τ，在—垂直方相變區域的終端點的應力射隨可為S2。在圓形光點之情況下’相魏域T在垂直方向上可具有―大⑽，以及圓形光點的情況下，相魏域了在垂直方向上這裡，D2可相比鲂於ηι盔士 J ^ 率# ΖΓ 解半徑R1可相比較於曲可相。因此’在垂直方向的終端點的應力集中因數82 谢咖1 Μ。峨說，纖橢圓形光點的清况㉞，概胁,彡光點，結直於相變區域的終端點。㈣T集中換句=勒集中，謝在光點的主轴方向上集中於終端點。區二力::Γ圓形光點的相變區域中，可具有相比較於其他二的—應力集t區域。在該相變區域中，應力集中4可嫩减目罐8之—職喊—絲面的終端 14 201228762 • 點。該相變區域可在應力集中區域具有最小的曲率半徑，以及因 ^ 此，相比較於其他區域，應力集中區域可產生更多的裂縫。如果這樣的㈣c到達目標對象s之頂表面或底表面，則目標對象S可自身斷裂。此種情況下，僅透過將雷射束照射至目標對象S之内部’一晶片能夠不需要執行一隨後的切割過程而分割成片。因此，能夠減少處理數量、處理時間、以及費用。進一步而吕’即使目標對象S的-切割過程在劃線之後執行，該切割過程也可使用彳M、之外力執行，以及@此處觀率能夠提高。在圓形光點之情況下，沒有應力集巾_域。因此，可不產生裂縫或者即使產生鶴，它們可沒有任何的特定方向性不規律地產生。在圓械點之情況τ，㈣的—方向不能夠控制，因此，目標對象S不能夠自身斷裂。即使產生裂縫，它們很可在一非期望的方向上產生，以此，目標對象S可在-非期望之方向上如果目標縣S較厚，職數個光點㈣職於目標對象㈣ΐ方向u度方向）上。此種情況下，如上所述，在為亂、在每-光點可不規則地產生裂縫（微裂縫）。因此，一播=中生成_縫可遇_近光點生成的裂縫，以及織裂紹 2加逮’此，相比較於—單光點（―形成於目標對象之/ t向的純光點）’非額性魏縫可加速㈣的不規則著-却Γ *橢圓形▲點之情況下，—個光點中產生的裂縫可沿 I方向，即’―切割平面方向傳播。如此之—包含其中產 15 201228762 生的裂紋的光點可在目標對象之厚度方向的多個位置形成，以及因此，自身破裂之效果能夠增強。以下，將結合「第6圖」至「第10圖」更詳細描述一雷射束之衍射。「第6圖」係為一閃耀式衍射光柵之透視圖。「第7圖」係為通過「第6圖」中的閃耀式衍射光栅之雷射束之衍射之示意圖。「第 8圖」係為轉-雷射處理設備中的—閃耀式衍射㈣之作業之示意圖。「第9圖」係為解釋根據一閃耀式衍射光柵之作業的光點形狀變化以及光線強度分佈變化之示賴。「第㈣」係為解釋根據-閃耀式衍射光栅之作業的光點之形狀變化之示意圖。知射光栅220可用以衍射一雷射束。一衍射光柵可包含複數個衍射it件，例如重複形成關口或凸出物，以便改變入射光之相位或振幅。補光栅22G可包含—閃耀式練光柵。該閃耀式衍射光栅可包含-解表面與具有連續彼此相連接的長三角棱鏡形衍射元件的另一表面。「第7圖」麵—卿式補光栅之職面之獻圖。在閃耀式衍射光栅220之中，兩個相鄰衍射元件的一距離可表示為&，以及透過-補元件軸的—肢可絲為r如絲線投射至衍射光栅220 ’驗射光線可以不同之角度由各個衍射藉發出。對於在相同方向上自相_射元件補出之光線，#兩個光線之間的一光線路線差變為-波長λ之整數倍時，這兩個光線可以彼此增強。光程差變為波長之整數倍的衍射角度0m的位置可稱為原理上的最大值m原理上的最大值可自以下等式獲得。 16 201228762 asinem = ηιλ…專式 Ί 這裡’ m表示某整數^舉例而言，如果爪為。，則加可變為 0，這意味著原理上的最大值可定位於「第7圖」中的位置m〇。當m為1時，能夠計算出光程差為波長之整數倍的位置，當瓜為 1時意味著一第二原理上的最大值可定位於「第7圖」中的位置 ml。當111為〇、111為1、以及爪為-1時，當穿過衍射光柵220的雷射束沿著-光學路徑通過聚焦透鏡謂且聚焦至目標對象s之内部時，該光學路徑可由「第8圖」表示。第9圖」表示透過衍射光柵22〇產生的一光點形狀變化以及光線強度分雜化。「帛9_」（〇赫_料光束顧彡模組21〇的雷射束沒有穿過衍射光栅220,藉由聚焦透鏡23〇照射至目標對象之If况第9 ll」（b)表示同一情況。然而，「第9圖」⑻ 表軸方向上的—雷射束之光線強度分佈。而「第9圖」⑷ 表不X軸方向上的同_雷射束之光_度分佈。如第8圖」所示’投射至射光柵22〇的雷射束可在X軸方向上衍射且可形成—原理上的最大值。自「第9圖」⑻底部的光強度分佈可以看出，—光強度1在位置（、敫立一有峰值，其中在這些位置由於衍射影響，光程差為波長的。並土可在這些位置形成原理上的最大值。在「第9圖」（匕） :等於或面於肋形成—相變區域之參考強度k的光強度顯示〜頁不於三個位置’即，接近w、pG、以及p卜這意味著光點 SP可形成於這三個位置。 17 201228762 ς二:-如果形成第9圖」⑻底部的光強度1分佈，則光點 Ρ…三個微絲。細，等於或高於參考魅㈣光強度峰值可例如顯示於五個位置。能夠形成單個或五個或更多個微光點。儘管每—細观為「第Η)圖」⑻及「第10圖」中的大致麵形，但是如果絲办之—寬度（—y财向之尺寸）足夠小，則每-微光點可形成為直線形。由於衍射光柵22〇提供於光學單心中，因此光點坤可包含複數個微光點。進—步而言，目標縣S可被劃線以使得光點 Sp的一主軸在一預定切割線上對準。相比較於形成—單麵點之情況（如「第9 ®」（a)所示），在形成複數個微光點之情況下（如「第9圖」⑻所示），一光點在主軸方向度緣轉，並雌_得更小的婦區域。因此’在不降低目標縣8的處理速度之情況下，目標對象$可以更容易地自身斷裂。複數個微先點可表示形成了等式6中表達的具有-更小曲率半彳！_變區域。因此，應力可在垂直方向上更多集中於該相變區域之終端點，並且可容易生成裂縫。另外，相比較於械-單個光點之情況，麵賴數錄光闕情況下，相變區域之-總大小可減少。因此，舉例而言，如果―雷射束照射至-光透絲板例如-藍寶石基板，麟基板之透光率可更少地減少。如果-發光元件使用— fef石基板製造，_基板之透光性的更少地減少可引起發光元件之亮度的更；地減少。以下’將「第11圖」及「第12圖」描述本發明之另一實施例。與上述實關巾解釋的相同元件可使贿上述實施例相同的 18 201228762 標號’並且將省去其多餘的表述。根據本發明之另-實施例，如「第n圖」所示，—光束成形模組210可包含：-球面形凹透鏡213，用以發散一雷射束；一第 -圓柱形凸透鏡214,用以校正通越球面形凹透鏡213#雷射束之 -發散角；以及-第二圓柱形凸透鏡215，用以校正通過第一圓柱形凸透鏡214的雷射束之一發散角。球面形凹透鏡213與上述圓柱形凹透鏡211的不同之處可在於，球面形凹透鏡2丨3能夠在彼此垂直的—χ轴與一丫轴方向兩個方向上發散-雷射束。由於t射束能夠在χ轴與y轴方向上均發散’用以校正發散的雷射束的發散角，因此可需要兩個圓柱形凸透鏡，每一圓柱形凸透鏡能夠校軸與y軸方向的發散角。透過球面形凹透鏡213發散的雷射束可順次通過第一圓柱形凸透鏡214以及第二圓柱形凸透鏡215。由於雷射束的發散角可根據雷射光源10變化’因此，球面形凹透鏡213、第一圓柱形凸透鏡214、以及第二圓柱形凸透鏡215可配設為使得能夠改變彼此之間的相對距離。為實現此種配置，雷射處理設備1可更包含一未圖示的透鏡移動單元，該透鏡移動單元用以移動球面形凹透鏡 213、第一圓柱形凸透鏡214、以及第二圓柱形凸透鏡215中的— 個或多個。該透鏡移動單元可細微地調節球面形凹透鏡213、第一圓板形凸透鏡214、以及第二圓柱形凸透鏡215之間的距離。請再次參閱「第11圖」（a)，透過雷射光源10產生的一雷射束投射至球面形凹透鏡213,以及球面形凹透_；213發散的雷射光束的一 X軸方向分量可通過第一圓柱形凸透鏡214,並且可透過第 19 201228762 一圓柱形凸透鏡215糾正其發散角。也就是說，對於雷射束的χ 軸方向分量，第一圓柱形凸透鏡214可看作不存在。因此，如果球面形凹透鏡213與第二圓柱形凸透鏡215之間的距離遠離球面形凹透鏡213之一焦距、第二圓柱形凸透鏡215之一焦距、以及透過一雷射束之發散角增加的一焦距之增加分量的總和，則透過聚焦透鏡230聚集的一雷射束光點Sp的一長度（一 χ軸方向的尺寸）增加（如「第12圖」（b)所示）。相反，如果球面形凹透鏡 213與第二圓柱形凸透鏡215之間的距離變為靠近球面形凹透鏡 213之一焦距、第二圓柱形凸透鏡215之一焦距、以及透過一雷射束之發散角增加的一焦距之增加分量的總和，則透過聚焦透鏡聚集的一雷射束光點Sp的一長度可變為減少（如「第12圖」（c) 所示）。請參閱「第11圖」（b)，透過球面形凹透鏡213發散的雷射束之一 y軸方向分量可透過第一圓柱形凸透鏡214校正其發散角並且了通過第一圓柱形凸透鏡215。也就是說，對於雷射束的 y軸方向分量，第二圓柱形凸透鏡215可視為不存在。因此，如果球面形凹透鏡213與第一圓柱形凸透鏡214之間的距離變為接近球面形凹透鏡213之一焦距、第一圓柱形凸透鏡214之一焦距、以及透過該雷射束之一發散角增加的一焦距之增加分量的總和，透過聚焦透鏡230聚集的一雷射束光點Sp的一寬度（一 y軸方向的尺寸）可變為減少（如「第12圖」（b)所示）。相反，如果球面形凹透鏡213與第一圓柱形凸透鏡214之間的距離變為遠離球面形凹透鏡213之一焦距、第一圓柱形凸透鏡214之一焦距、 20 201228762 •以及透過該雷射束之一發散角增加的一焦距之增加分量的總和， .則透過聚焦透鏡23〇聚集的-雷射束光點Sp的一寬度可變為增加 (如「第12圖」（a)所示）。已經解釋了一補光柵22〇在雷射束之光學路徑上定位於一光束成形模組210之後端之情況，但本發明並不局限此種情況。舉例而5，如「第13圖」所示，一衍射光栅22〇可以定位於光束整形板組210的前端，即’定位於雷射光源1〇與光束成形模組21〇之間進步而吕，儘官「第13圖」顯示光束整形模組包含一圓柱形凹透鏡211 α及-圓柱形凸透鏡212，但是光束整形模組加可包含—球面形凹透鏡213、一第一圓柱形凸透鏡214、以及一第二圓柱形凸透鏡215。本發明之上述說明僅為示例性說明，本領域之技術人員可以解的疋在不脫離本發明之精神和範圍内，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍之内。本發明關於-種雷減理設備。本發明㈣細於使用雷射 4开ν基板的劃線過程，並且因此可應用於此種工業領域。【圖式簡單說明】第1圖係為本發明之一雷射處理設備之示意圖；第2圖係為第1圖中所示的雷射處理設備之一光學單元一實施例之詳細結構之示賴；，第3圖係為解释第2圖中所示的光學單元之一光束成形模組之作業之結構圖； 21 201228762 第4圖係為解釋根據—光束成賴組之作業的光轉狀變化之示意圖；第5圖係為解釋根據一雷射束之發散角的-光學路徑變化之示意圖；第6圖係為—閃耀式衍射光栅之透視圖；第7圖係為通過第6圖中的閃耀式補光栅之雷射束之衍射之示意圖； ^ 第8圖係為解釋—雷射處理設備中的—閃耀式衍射光拇之作業之示意圖；第9圖係為解釋根據一閃耀式補光栅之作業的光點形狀變化以及光線強度分佈變化之示意圖；第10圖係為解釋根據—卿式衍射光柵之作業的光點之形狀變化之示意圖；第11圖係為第1圖中所示的雷射處理設備之-絲單元的另一實施例之詳細結構之示意圖；第12圖係為解釋根據第n圖中所示的光學單元中之一作業的光點形狀變化之示意圖；以及 ^ 第13圖係為第1圖中所示的雷射處理設備之一光學單元的再一實施例之洋細結構之示意圖。 22 201228762 【主要元件符號說明】 1 雷射處理設備 10 雷射光源 20 光學單元 30 安裝臺 40 控制單元 210 光束成形模組 211 圓柱形凹透鏡 212 圓柱形凸透鏡 213 球面形凹透鏡 214 第一圓柱形凸透鏡 215 第二圓柱形凸透鏡 220 衍射光柵 230 聚焦透鏡 Sp 光點 m〇、mj 位置 a 距離 C〇透鏡 B1 > B2 光學路徑 SI 應力集中因數 S 目標對象 23 201228762 P 聚集點 P-2 ' P-1 > P0 ' PI ' P2 位置 I 光強度 Ic 參考強度 y 角度 a 距離 Θ 發散角 L 光學路徑 fi 焦距 Lc 光軸 24

Claims

201228762 • 七'申請專利範圍： ' 1. 一種雷射處理設備，係包含：一雷射光源，係配設為產生一雷射束；以及一光學单元，係配設為將該雷射束導引進入至一目標對象之内部，其中該光學單元包含：一光束成形模組，係配設為校正該雷射束之一發散角；一衍射光栅，係配設為衍射該雷射束；以及一聚焦透鏡’係配設為將該雷射束聚集至該目標對象之該内部以及形成一光點。 2. 如請求項第1項所述之雷射處理設備，其中飾射光概僅在與該雷射束之-傳播方向相垂直的—表面上的—個軸向上衍射该雷射束。 3. 如請求項第1項所述之#射處理設備，其巾贿射光柵係為一閃耀式衍射光栅。如巧求項帛1項所述之H射處理設備，射該補光柵定位於該雷射光源無光束_之_者縣城形模纽與該聚焦透鏡之間。 Λ 5. 如吻求項第1撕述之t射處理設備，其找光點包含兰個或更多的微光點。. 如明求項第1項至第5财任意—項所述之雷射處理設備，其 25 6. 201228762 中該光束成形模組包含：一圓柱形凹透鏡，係配設為發散該雷射束；以及一圓柱形凸透鏡，係隨為校正通戦圓柱形凹透鏡的該雷射束之一發散角。 7. 如請求項第6項所述之雷射處理設備，更包含：一透鏡移動單it，係暖為移_圓_凹透鏡或該圓柱形凸透鏡’用以改變該圓柱形凹透鏡與該圓柱形凸透鏡之間的一距離。 8. 如請求項第丨項至第5項中任意—項所述之f射處理設備，其中該光束成形模組包含：一球面形凹透鏡，係配設為發散該雷射束；第一圓柱形凸透鏡，係配設為校正通過該球面形凹透鏡之該雷射束之一發散角；以及一第二圓柱形凸透鏡，係配設為校正通過該第一圓桎形凸透鏡之該雷射束之一發散角。 9. 如請求項第8項所述之雷射處理設備，更包含：一透鏡移動單元，係配設為移動該球面形凹透鏡、該第一圓柱形凸透鏡或該第二圓柱形凸透鏡，用以在該球面形凹透鏡、該第一圓柱形凸透鏡、以及該第二圓柱形凸透鏡之中改變一相對位置。 . 10. 如請求項第1項至第5項中任意一項所述之雷射處理設備，更

26 201228762 ° 包含： a 一安裝臺，係配設為在其上安裝該目標對象。 11. 如明求項第ω項所述之雷射處理賴，更包含：一目標對象移動單元，係配設為移動該鏡，改變該安裝臺與該聚焦透鏡之間的—相對透 12. 如二求項第〗項至第5項中任意—項所述之雷射處理設備，其中該雷射光源係為一二氧化碳（c〇2)雷射、—準分子雷射、以及一二極體激發式固態（DPSS)雷射中之一。 13. 如請求項第i項至第5項中任意—項所述之雷射處理設備，其中該雷射束係為一脈波型雷射束。 14. 如請求項第1項至第5項中任意一項所述之雷射處理設備，其中復數個裂縫自該光點朝向該目標對象之—頂表面或一底表面產生。 15. 光予單元，係使用於一雷射處理設備中，用以透過將一雷射束引導進入至一目標對象之内部而形成一光點，其中該光學單元係包含：一光束成形模組，係配設為校正該雷射束之一發散角；一衍射光柵，係配設為衍射該雷射束；以及一聚焦透鏡，係設為將該雷射束聚集至該目標對象之該内部以及形成一光點。 16. 如叫求項第15項所述之光學單元，其中該衍射光柵係為一閃 27 201228762 耀式衍射光柵。 17. 如請求項第15項或第16項所述之光學單元其中該光束成形模組包含：一球面形凹透鏡’係配設為發散該雷射束；以及圓柱形凸透鏡，係配設為校正通過該球面形凹透鏡之該雷射束之一發散角。 18. 如請求項第丨5項或第16項所述之光學單元其中該光束成形模組包含：一球面形凹透鏡，係配設為發散該雷射束；一第一圓柱形凸透鏡，係配設為校正通過該球面形凹透鏡之該雷射束之一發散角；以及一第二圓柱形凸透鏡，係配設為校正通過該第一圓柱形凸透鏡之έ亥雷射束之一發散角。 19. 種雷射處理系統，係透過將一雷射束照射至一目標對象之内部在該目標對象之中形成一相變區域，其令透過一雷射光源產生的-雷射束允許通過-光束成形模組以及一衍射光栅，用以改變該目標對象之中形成光點之一形狀、一尺寸或者數目。 20. -種使用雷射用以自斷裂目標對象之雷射處理設備，其中透過 -雷射光源產生的-雷射束允許通過—光|成形模組以及一衍射光柵’用以在該目標對象中形成包含一應力集中區的相變區域。

28 201228762 21. —種雷射處理方法，係包含：產生一雷射束；校正該產生的雷射束之一發散角；衍射校正該發散角的該雷射束；以及透過將該衍射的雷射束聚集至一目標對象之内部，形成一光點。 22. 如請求項第21項所述之雷射處理方法，其中校正該產生的雷射束之該發散角包含：允許該產生的雷射束通過一圓柱形凹透鏡；以及允許通過該圓柱形凹透鏡的該雷射束通過一圓柱形凸透鏡。 23. 如請求項第21項所述之雷射處理方法，其中校正該產生的雷射束之該發散角包含：允許該產生的雷射束通過一圓柱形凹透鏡；允許通過該形凹透鏡_ f射束通過—第一圓柱形凹透鏡；以及允許通過第-圓柱形凹透鏡的該雷射束通過—第二圓枉形凸透鏡。 29