TW201715807A - 雷射處理系統、雷射處理系統的照射裝置 - Google Patents

雷射處理系統、雷射處理系統的照射裝置 Download PDF

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Abstract

一種雷射加工系統，上述雷射加工系統包括：雷射照射單元，照射雷射束；腔室單元，可於內部收容加工對象物，自外部透射上述雷射束而照射至上述加工對象物；以及頻率轉換單元，配置至上述腔室單元與上述雷射照射單元之間，可旋轉且具有形成有至少一個狹縫的旋轉板。

Description

雷射處理系統、雷射處理系統的照射裝置
本發明是有關於一種雷射加工系統及雷射加工系統的雷射照射裝置。
雷射加工系統利用光學系統向加工對象物照射自雷射光源出射的雷射束，藉由照射此種雷射束而對加工對象物執行如標記（marking）、切割（dicing）、刻劃（scribing）等的加工作業。
此種雷射加工系統為了向加工對象物照射雷射束而包括雷射照射單元，上述雷射照射單元包括雷射光源及光學系統。雷射照射單元可分為照射的雷射束的頻率發生變更的可變式雷射照射單元、與照射的雷射束的頻率不發生變更的固定式雷射照射單元。
上述固定式雷射照射單元無法變更雷射束的頻率，故而於需對藉由雷射束而施加至加工對象物的能量密度進行控制的情形時，存在需變更雷射照射單元的內部構成、或更換雷射照射單元本身的問題。
並且，上述可變式雷射照射單元於以固定為特定的頻率方式設定雷射束的頻率的情形時，亦需再次變更雷射束的頻率設定。
[發明欲解決的課題] 於本發明的實施例中，提供一種可藉由採用簡單的機械構成而容易地對照射於加工對象物的雷射束的頻率進行控制的雷射加工系統及雷射加工系統的雷射照射單元。 [解決課題的手段]
本發明的一態樣的雷射加工系統可包括： 雷射照射單元，照射雷射束； 腔室單元，可於內部收容加工對象物，自外部透射上述雷射束而照射至上述加工對象物；以及 頻率轉換單元，配置至上述腔室單元與上述雷射照射單元之間，可旋轉且具有形成有至少一個狹縫的旋轉板。
因上述旋轉板的旋轉速度發生變更而通過上述旋轉板照射至上述加工對象物的雷射束的頻率會發生變更。
上述旋轉板的旋轉速度可為50 rpm至4000 rpm。
上述旋轉板的與旋轉軸垂直的方向上的剖面形狀可為圓形。
上述旋轉板的直徑可為500 mm以下。
於上述旋轉板中，與上述雷射照射單元對向的表面的反射率可為10%以下。
自上述雷射照射單元照射的雷射束可具有第一頻率，通過上述頻率轉換單元的雷射束具有與上述第一頻率不同的第二頻率。
上述腔室單元可包括：基板（base plate）；蓋板（cover plate），以覆蓋上述基板的方式設置；第一窗（window），設置至上述蓋板，使上述雷射束透射；第二窗，以與上述第一窗隔開的方式設置至上述蓋板，使用以測定上述加工對象物的特定區域的溫度的測定束透射。
上述第一窗及第二窗可設置至上述蓋板的第一壁面及第二壁面，上述第二壁面相對於上述第一壁面傾斜地形成。
上述雷射加工系統可更包括平台（stage），上述平台設置至上述基板，堆載上述加工對象物，上述平台以可於上述基板上移動的方式設置。
上述平台能夠以其一端部向上下移動的方式設置，以便可相對於上述基板傾斜。
上述雷射束相對於堆載於上述平台的上述加工對象物的表面傾斜地入射，自上述加工對象物反射的上述雷射束的一部分可朝向上述蓋板的內壁面中的未形成上述第一窗及第二窗的區域行進。
上述雷射束與上述測定束的波長可不同，上述第一窗與上述第二窗包括不同的材質。
上述雷射加工系統可更包括溫度測定單元，上述溫度測定單元出射用以測定上述加工對象物的特定區域的溫度的測定束。
上述雷射加工系統可更包括將上述腔室單元的內部保持為真空的真空單元。
上述旋轉板可遠離上述雷射照射單元而配置，且以可旋轉的方式設置至上述腔室單元。
本發明的另一態樣的雷射照射裝置可包括： 雷射照射單元，向加工對象物照射雷射束；以及 頻率轉換單元，配置至上述加工對象物與上述雷射照射單元之間，可旋轉且具有形成有至少一個狹縫的旋轉板；且 因上述旋轉板的旋轉速度發生變更而通過上述旋轉板照射至上述加工對象物的雷射束的頻率發生變更。
上述旋轉板的旋轉速度可為50 rpm至4000 rpm。
上述旋轉板的與旋轉軸垂直的方向上的剖面形狀可為圓形。
上述旋轉板的直徑可為500 mm以下。
於上述旋轉板中，與上述雷射照射單元對向的表面的反射率可為10%以下。
自上述雷射照射單元照射的雷射束可具有第一頻率，通過上述頻率轉換單元的雷射束具有與上述第一頻率不同的第二頻率。 [發明效果]
本發明的實施例的雷射加工系統及雷射照射單元可藉由採用可旋轉的頻率轉換單元而容易地對照射於加工對象物的雷射束的頻率進行控制。
以下，參照隨附圖式，詳細地對本發明的實施例進行說明。於圖中，相同的參照符號表示相同的構成要素，為了說明的明確性，可誇張地表示各構成要素的尺寸或厚度。
如“第一”、“第二”等般包括序數的用語可用於說明各種構成要素，但構成要素不應受用語的限制。用語僅以將一個構成要素區別於其他構成要素為目的而使用。例如，可不脫離本發明的權利範圍而將第一構成要素命名為第二構成要素，相似地，亦可將第二構成要素命名為第一構成要素。用語“及/或”包括多個相關事項的組合或多個相關事項中的任一項目。
圖1是概略性地表示實施例的雷射加工系統1的圖，圖2是表示實施例的雷射加工系統1的圖。
參照圖1及圖2，雷射加工系統1包括：雷射照射單元200、頻率轉換單元1000及腔室單元100。可將雷射照射單元200及頻率轉換單元1000合稱為雷射照射裝置。
雷射照射單元200為照射雷射束L1的單元，包括：雷射光源210，產生雷射束L1；以及光學系統220，將由雷射光源210產生的雷射束L1照射至雷射照射單元200的外部。
自雷射照射單元200照射的雷射束L1的頻率可固定。例如，雷射照射單元200可照射具有第一頻率的雷射束L1。然而，雷射照射單元200並不限定於固定式雷射照射單元200，亦可為可實現頻率轉換的可變式雷射照射單元200。
腔室單元100可於內部收容加工對象物W。腔室單元100可使通過頻率轉換單元1000的雷射束L2透射腔室單元100而照射至加工對象物W。
可於雷射照射單元200與腔室單元100之間配置形成有至少一個狹縫1111的頻率轉換單元1000。
頻率轉換單元1000的一部分能夠以重疊於雷射照射單元200的方式配置。例如，頻率轉換單元1000的一部分可配置至藉由雷射照射單元200而照射雷射束L1的區域。
頻率轉換單元1000可旋轉，可對藉由雷射照射單元200照射的雷射束L1的曝光照射（shot）進行控制。
圖3是放大表示實施例的雷射加工系統1的頻率轉換單元1000的放大立體圖。圖4是表示頻率轉換單元的旋轉板1100的俯視圖。圖5a至圖5c是表示另一實施例的旋轉板1100a、1100b、1100c的俯視圖。
參照圖3至圖4，頻率轉換單元1000包括：旋轉板1100；旋轉支持部1200，可支持上述旋轉板1100以使其旋轉；旋轉驅動部1300，使上述旋轉板1100旋轉。
可於旋轉板1100形成可使雷射束L1通過的至少一個狹縫1111。例如，可於旋轉板1100形成兩個狹縫1111。狹縫1111可分別呈矩形，且呈沿旋轉板1100的半徑方向延伸的形態。
然而，狹縫1111的數量及形狀可實現各種變形。作為一例，狹縫1111的數量可如圖5a所示般為單個，或與圖不同地為3個以上。作為其他例，狹縫1111A的形狀亦可如圖5b所示般呈橢圓形態。並且，狹縫1111A的寬度亦可視需要而沿圓周方向適當地變更。
再次參照圖3，旋轉驅動部1300可對旋轉板1100提供旋轉驅動力。藉由旋轉驅動部1300而旋轉板1100旋轉，旋轉板1100的旋轉速度可為50 rpm至4000 rpm。然而，旋轉板1100的旋轉速度並非必須限定於此，可根據照射至加工對象物W的雷射束L2的欲設定的頻率而改變。
旋轉板1100的與旋轉軸A垂直的方向上的剖面形狀可為圓形。然而，旋轉板1100的上述剖面形狀並不限定於此，可實現各種變形。例如，旋轉板1100c的上述剖面形狀可如圖5c般為多邊形。
參照圖4，旋轉板1100的直徑D可為500 mm以下。然而，旋轉板1100的直徑D可為雷射束L1照射至旋轉板1100的區域的直徑的兩倍以上。
以下，對藉由上述構成的頻率轉換單元1000而轉換雷射束L1的頻率的過程進行說明。
參照圖3至圖4，藉由形成有狹縫1111的旋轉板1100旋轉，自雷射照射單元200照射的雷射束L1（以下，稱為“第一雷射束L1”）可藉由狹縫1111而選擇性地通過頻率轉換單元1000。例如，第一雷射束L1的一部分藉由狹縫1111而通過旋轉板1100，但剩餘的第一雷射束L1碰撞至旋轉板1100中的未形成狹縫1111的部分而無法通過。因此，可與第一雷射束L1的頻率不同地變更藉由頻率轉換單元1000而照射至加工對象物W的雷射束L2（以下，稱為“第二雷射束L2”）的頻率。例如，於藉由雷射照射單元200照射的第一雷射束L1的頻率為第一頻率時，通過頻率轉換單元1000的第二雷射束L2的頻率可為與上述第一頻率不同的第二頻率。例如，第二頻率可小於第一頻率。
圖6是用以說明藉由一實施例的雷射加工系統1的頻率轉換單元1000而轉換雷射束L1的頻率的過程的圖，圖6（a）是表示由雷射照射單元200出射的第一雷射束L1的圖，圖6（b）是表示於旋轉板1100進行旋轉時，狹縫1111經過藉由雷射照射單元200而照射第一雷射束L1的區域的週期的圖，圖6（c）是表示通過頻率轉換單元1000的第二雷射束L2的圖。
參照圖6（a），藉由雷射照射單元200照射的第一雷射束L1可為脈衝雷射束。例如，第一雷射束L1可於單位時間t0內具有6個脈衝。
參照圖6（b），因旋轉板1100藉由旋轉驅動部1300旋轉而形成於旋轉板1100的狹縫1111可於單位時間t0內經過照射第一雷射束L1的區域3次。
藉由此種雷射照射單元200與頻率轉換單元1000的組合，第一雷射束L1的第二個、第四個、第六個脈衝通過旋轉板1100，相反地，第一個、第三個、第五個脈衝無法通過旋轉板1100。因此，通過頻率轉換單元1000的第二雷射束L2可如圖6（c）所示般於單位時間t0內具有3次脈衝。即，雷射束可藉由頻率轉換單元1000而自於單位時間t0內具有6個脈衝的第一雷射束L1變更為於單位時間t0內具有3個脈衝的第二雷射束L2。
圖7是用以說明藉由另一實施例的雷射加工系統1的頻率轉換單元1000而轉換雷射束的頻率的過程的圖，且為於圖6中變更旋轉板1100的旋轉速度的圖。
參照圖7（a），與圖6（a）相同，第一雷射束L1可於單位時間t0內具有6次脈衝。
參照圖7（b），可變更旋轉板1100的旋轉速度。例如，旋轉板1100能夠以狹縫1111於單位時間t0內經過照射第一雷射束L1的區域4次的方式旋轉。
參照圖7（a）至圖7（c），第一雷射束L1的第三個、第六個脈衝通過旋轉板1100，相反地，第一個、第二個、第四個、第五個脈衝無法通過旋轉板1100。因此，通過頻率轉換單元1000的第二雷射束L2可如圖7（c）所示般於單位時間t0內具有2次脈衝。
於假設單位時間t0為1秒時，第一雷射束L1的頻率為6 Hz，於將旋轉板1100的狹縫1111週期換算成頻率時，旋轉板1100的頻率為4 Hz。於此情形時，第二雷射束L2的頻率為第一雷射束L1的頻率與旋轉板1100的頻率的最小公倍數即2 Hz。
對圖6與圖7進行比較可知，即便第一雷射束L1的頻率相同，因旋轉板1100的旋轉速度改變而通過旋轉板1100的第二雷射束L2的頻率亦不同。
另一方面，於上述實施例中，以第一雷射束L1為脈衝雷射束的情形為中心而進行了說明。然而，第一雷射束L1並不限定於脈衝雷射束，亦可為連續雷射束。
圖8是用以說明藉由又一實施例的雷射加工系統1的頻率轉換單元1000而轉換雷射束的頻率的過程的圖，且為於圖6中將第一雷射束L1變更為連續雷射束的圖。
參照圖8（a）至圖8（c），第一雷射束L1僅於旋轉板1100的狹縫1111經過照射第一雷射束L1的區域時，通過旋轉板1100。因此，通過頻率轉換單元1000的第二雷射束L2可如圖8（c）所示般於單位時間t0內具有3次脈衝。
如圖6至圖8所述，於實施例的雷射照射裝置及包括其的雷射加工系統1中，藉由配置於加工對象物W與雷射照射單元200之間的頻率轉換單元1000而雷射束的頻率發生變更。換言之，可藉由形成有狹縫1111的旋轉板1100進行旋轉的機械構造物而容易地變更施加至加工對象物W的第二雷射束L2的頻率。
藉由變更此種第二雷射束L2的頻率，可對藉由第二雷射束L2而施加至加工對象物W的能量密度進行控制。由雷射束的單位脈衝的能量與雷射束的頻率的乘積確定藉由雷射束而施加至加工對象物W的能量密度。因此，藉由利用頻率轉換單元1000對第二雷射束L2的頻率進行控制，可對藉由第二雷射束L2而施加至加工對象物W的能量密度進行控制。
再次參照圖3及圖4，旋轉板1100可分為形成狹縫1111而使第一雷射束L1通過的通過區域1110、與未形成狹縫1111而阻斷第一雷射束L1的阻斷區域1120。
於旋轉板1100進行旋轉的期間，旋轉板1100的通過區域1110與阻斷區域1120週期性地經過雷射照射單元200的下部。藉此，於通過區域1110經過雷射照射單元200的下部時，第一雷射束L1通過旋轉板1100，於阻斷區域1120經過雷射照射單元200的下部時，第一雷射束L1無法通過旋轉板1100而被阻斷。
於未通過旋轉板1100的第一雷射束L1連續地照射至阻斷區域1120的一部分的情形時，阻斷區域1120亦會存在熱化或破損的可能性。然而，於實施例的雷射照射裝置及包括其的雷射加工系統1中，旋轉板1100具有旋轉構造，藉此被照射第一雷射束L1的阻斷區域1120旋轉。因此，第一雷射束L1可沿圓周方向均勻地照射至阻斷區域1120內的多個位置。因此，於實施例的雷射加工系統1中，可防止於阻斷區域1120處於靜止時產生的問題、即阻斷區域1120的一部分因第一雷射束L1的集中照射而熱化或破損。例如，於實施例的雷射加工系統1中，在第一雷射束L1的能量密度為16000 W/cm2 以下時，旋轉板1100不會破損。
另一方面，沿旋轉方向排列阻斷區域1120與通過區域1110，故而即便阻斷區域1120的一部分破損，亦不會影響第一雷射束L1穿過通過區域1110。然而，與實施例不同，於呈沿第一雷射束L1的照射方向排列通過區域1110與阻斷區域1120的構造的情形時，在阻斷區域1120發生破損或熱化時，此種阻斷區域1120會阻礙第一雷射束L1穿過通過區域1110。然而，於實施例中，旋轉板1100旋轉，且沿旋轉方向排列阻斷區域1120與通過區域1110，故而即便阻斷區域1120的一部分破損，破損的阻斷區域1120的一部分亦不會阻礙第一雷射束L1穿過通過區域1110。
旋轉板1100可對第一雷射束L具有低反射率。例如，於旋轉板1100中，與雷射照射單元200對向的表面的反射率可為10%以下。作為一例，旋轉板1100的材質可為鋁（Al）、不鏽鋼（SUS）。由於旋轉板1100具有低反射率，因此於旋轉板1100旋轉的期間，可防止或減少未通過狹縫1111的第一雷射束L1朝向周邊構件（未圖示）反射的情形。因此，可防止周邊構件破損或熱化。
圖9a及圖9b是圖1的腔室單元的立體圖及側視圖。於圖10a及圖10b中，表示有腔室單元的內部剖面。
參照圖9a至圖10b，腔室單元100包括基板（base plate）105、及以覆蓋上述基板105的方式設置的蓋板（cover plate）110。此處，於蓋板110設置有第一窗（window）121及第二窗122。另外，於基板105設置有堆載加工對象物W的平台（stage）130。
第一窗121是使通過頻率轉換單元1000的第二雷射束L2透射的位置，可設置至蓋板110的第一壁面110a（於圖9a中為蓋板的上表面）。
第一窗121可包括可使入射的第二雷射束L2的波長良好地透射的材質。例如，於第二雷射束L2例如具有如248 nm、266 nm、355 nm等的紫外線範圍的波長的情形時，第一窗121例如可包括熔融氧化矽（fused silica）等。並且，於第二雷射束L2具有可見光範圍的波長的情形時，第一窗121例如可包括石英（Quartz）等。另外，於第二雷射束L2具有紅外線範圍的波長的情形時，第一窗121可包括ZnSe等。然而，以上所提及的第一窗121的材質僅為示例，除此之外，第一窗121亦可包括其他各種材質。
第二窗122是使用以測定溫度的測定束DL透射的位置，可設置至蓋板110的第二壁面110b（於圖9a中為蓋板110的一側面）。自設置於腔室單元100的外部、例如腔室單元100的一側上部的溫度測定單元300出射的測定束DL可透射蓋板110的第二窗122而照射至堆載於平台130上的加工對象物W的特定區域。藉此，溫度測定單元300可實時測定監控加工對象物130的特定區域的溫度。
設置第二窗122的第二壁面110b可相對於設置第一窗121的第一壁面110a傾斜地形成。如上所述，定位有使測定束DL透射的第二窗122的第二壁面110b相對於定位有使第二雷射束L2透射的第一窗121的第一壁面110a傾斜地形成的原因在於，藉由調節自溫度測定單元300出射的測定束DL入射至第二窗122的角度而使測定束DL準確地到達腔室單元100內的加工對象物W上的所期望的位置。另一方面，本實施例並非必須限定於此，設置第二窗122的第二壁面110b亦可不相對於設置第一窗121的第一壁面110a傾斜地形成。
透射第二窗122的測定束DL可具有與透射第一窗121的第二雷射束L2不同的波長，但並非必須限定於此。第二窗122可包括可使入射的測定束DL的波長良好地透射的材質。例如，於測定束DL具有紅外線範圍的波長的情形時，第二窗122可包括ZnSe等。然而，上述內容僅為示例。本實施例中使用的測定束DL可具有各種波長範圍，與此對應，第二窗122可包括可使上述測定束DL的波長的光良好地透射的材質。
可於基板105的上表面設置堆載加工對象物W的平台130。另外，如下所述，平台130可相對於基板105傾斜地配置，上述傾斜角度可調節成各種角度。為此，平台130的一端部可藉由導引構件137而相對於基板105進行上下移動，平台130的另一端部以防止上下移動的銷（pin）135固定。如上所述，相對於基板105傾斜地配置平台130的原因在於，可使透射第一窗121的第二雷射束L2或透射第二窗122的測定束DL準確地入射至加工對象物W的所期望的區域。另一方面，設置於基板105上的平台130能夠以可於基板105上移動至所期望的位置的方式設置。
本實施例的腔室單元100較佳為其內部保持為真空。其原因在於，加工對象物W於藉由照射第二雷射束L2而反應的過程中，不應受到其他氣體或雜質等的阻礙，並且，若於真空狀態下將與加工對象物W進行反應的特定的氣體注入至腔室單元100的內部，則可執行可靠性較高的加工製程。
參照圖10a，於腔室單元100的上部，設置有出射第一雷射束L1的雷射照射單元200、及將第一雷射束L1轉換成具有不同的頻率的第二雷射束L2的頻率轉換單元1000，於腔室單元100的一側上部，設置有出射用以測定溫度的測定束DL的溫度測定單元300。另外，於腔室單元100的內部，平台130相對於基板105傾斜第一角度θ1，於以此方式傾斜的平台130的上表面堆載有加工對象物W。
於如上所述的構造中，自雷射照射單元200出射的第二雷射束L2透射設置至蓋板110的第一壁面110a（例如，上表面）的第一窗121而照射至加工對象物W。此處，第二雷射束L2可相對於加工對象物W的表面傾斜地入射。如上所述，第二雷射束L2照射至加工對象物W的特定區域，藉此可執行加工作業。
於此種雷射加工製程中，入射至加工對象物W的第二雷射束L2的一部分會被反射，以此方式反射的雷射束RL較佳為朝向蓋板110的內壁面中的未形成第一窗121及第二窗122的部分一側行進。其原因在於，於在加工對象物W反射的雷射束RL朝向第一窗121或第二窗122側行進的情形時，第一窗121或第二窗122會因反射的雷射束RL而受損。
自溫度測定單元300出射的測定束DL可透射設置至蓋板110的傾斜的第二壁面110b（例如，側面）的第二窗122而照射至加工對象物W的特定區域。藉此，溫度測定單元300於進行雷射加工作業的期間，亦可實時測定監控加工對象物W的特定區域的溫度。此處，欲測定溫度的加工對象物W的特定區域通常可成為雷射照射區域，但並不限定於此，亦可為雷射照射區域的周邊區域或其他區域。
參照圖10b，與圖10a相比，平台130於基板105上沿一方向進行直線移動，並且平台130以大於圖10a所示的第一角度θ1的第二角度θ2傾斜。自雷射照射單元200出射而透射第一窗121的第二雷射束L2可照射至加工對象物W的其他區域來進行雷射加工作業。並且，自溫度測定單元300出射而透射第二窗122的測定束DL可照射至加工對象物W的特定區域來實時測定監控溫度。另一方面，可適當地調節圖10a及圖10b所示的平台130的傾斜角度θ1、θ2，以便可將第二雷射束L2及/或測定束DL入射至加工對象物W的角度最佳化。
如上所述，於本實施例的腔室單元100中，在蓋板110的不同的壁面，即第一壁面110a及第二壁面110b分別設置第一窗121及第二窗122，藉此第二雷射束L2可透射第一窗121而照射至加工對象物W的特定區域來進行雷射加工作業，測定束DL透射第二窗122而測定加工對象物W的特定區域的溫度。藉此，於進行雷射加工作業的期間，亦可實時測定監控加工對象物W的特定區域（例如，雷射照射區域或其周圍區域等）的溫度，並且，可實時確認雷射加工作業的品質是否合格。
作為具體例，於如矽薄膜等的特定的加工對象物的情形時，可實時測定藉由照射雷射束而反應的加工對象物W的溫度或損傷（damage）區間等。並且，若於在腔室單元100的內部注入有蝕刻氣體的狀態下向光罩照射雷射束L2，則可藉由測定雷射束L2的照射區域或其周圍區域的溫度而僅對所期望的區域執行蝕刻製程。另外，一面執行晶圓退火製程，一面實時測定雷射束L2的特定照射區域或其周圍區域的溫度，藉此可準確地執行退火製程。
另外，於腔室單元100的蓋板110設置分別使第二雷射束L2與測定束DL透射的第一窗121及第二窗122，藉此可將具有與第二雷射束L2不同的波長的各種光用作測定束DL。
圖11是表示本發明的另一例示性的實施例的腔室單元的內部剖面圖。
參照圖11，與上述實施例不同，於本實施例的腔室單元100'中，平台130與基板105平行地設置，而並非相對於基板105傾斜地設置。此處，平台130以可於基板105上移動至所期望的位置的方式設置，藉此可向加工對象物W的各個區域照射第二雷射束L2及測定束DL。
另外，能夠以可相對於堆載於平台130的加工對象物W的表面傾斜地入射第二雷射束L2的方式配置雷射照射單元200。此時，頻率轉換單元1000可如圖11所示般以相對於第一雷射束L1傾斜銳角的方式配置，但並不限定於此，亦可相對於第一雷射束L1垂直地配置。
如上所述，與基板105平行地設置平台130的實施例例如可應用於照射至加工對象物W的第二雷射束L2的尺寸較大的情形。
圖12是概略性地表示本發明的又一實施例的雷射加工系統的立體圖。於圖12中，表示有包括上述腔室單元100的雷射加工系統1。
參照圖12，本實施例的雷射加工系統1可包括雷射照射單元200、溫度測定單元300、腔室單元100及頻率轉換單元1000。例如，雷射照射單元200及頻率轉換單元1000可設置至腔室單元100的上部，溫度測定單元300可設置至腔室單元100的一側上部。然而，上述內容僅為示例，雷射照射單元200、頻率轉換單元1000及溫度測定單元300的位置可實現各種變形。
雷射照射單元200出射第一雷射束L1，可出射具有紫外線範圍的波長的第一雷射束L1。然而，上述內容僅為示例，除此之外，雷射照射單元200亦可根據加工作業的種類而出射各種波長範圍的第一雷射束L1。
頻率轉換單元1000將施加至加工對象物W的第二雷射束L2的頻率轉換成與第一雷射束L1的頻率不同。頻率轉換單元1000可視需要而以其他頻率轉換單元（未圖示）替換。例如，可更換成狹縫的數量不同的頻率轉換單元。
溫度測定單元300用以照射用於測定溫度的測定束DL而測定加工對象物W中的照射第二雷射束L2的區域或其周圍區域、或其他區域的溫度。例如，溫度測定單元300可照射具有可見光範圍或紫外線範圍的波長的測定束DL，但並非必須限定於此。作為此種溫度測定單元300，例如可使用熱成像相機或高溫計（pyrometer）等。然而，並不限定於此。
參照圖10a，腔室單元100包括基板105、以覆蓋上述基板105的方式設置的蓋板110、設置至蓋板110的第一窗121及第二窗122。此處，第一窗121為使第二雷射束L2透射的位置，可設置至蓋板110的第一壁面110a（例如，蓋板110的上表面）。自設置於腔室單元100的上部的雷射照射單元200出射的第二雷射束L2可透射蓋板110的第一窗121而照射至堆載於平台130上的加工對象物W的特定區域。此種第一窗121可包括可使入射的第二雷射束L2的波長良好地透射的材質。
第二窗122為使用以測定溫度的測定束DL透射的位置，可設置至蓋板110的第二壁面110b（例如，蓋板110的一側面）。自設置於腔室單元100的一側上部的溫度測定單元300出射的測定束DL可透射蓋板110的第二窗122而照射至堆載於平台130上的加工對象物W的特定區域。藉此，溫度測定單元300可實時測定加工對象物W的特定區域的溫度。設置第二窗122的第二壁面110b可相對於設置第一窗121的第一壁面110a傾斜地形成。另一方面，透射第二窗122的測定束DL可具有與透射第一窗121的第二雷射束L2不同的波長，但並非必須限定於此。第二窗122可包括可使入射的測定束DL的波長良好地透射的材質。
於基板105設置有堆載加工對象物W的平台130，上述平台130以可於基板105上移動的方式設置。另外，平台130能夠以相對於基板105傾斜的方式設置。另一方面，平台130亦可不以相對於基板105傾斜的方式設置。
可於腔室單元100的下部更設置真空單元400。此種真空單元400可發揮與腔室單元100連接而將腔室單元100的內部保持為真空的作用。另外，亦可於真空單元400的上部更設置發揮顯示腔室單元100的內部壓力的作用的壓力顯示單元500。
如上所述，於腔室單元100的蓋板110設置第一窗121及第二窗122，藉此第二雷射束L2透射第一窗121而照射至加工對象物W的特定區域來進行雷射加工作業，測定束DL透射第二窗122而測定加工對象物W的特定區域的溫度。因此，於進行雷射加工作業的期間，亦可實時測定監控加工對象物W的特定區域（例如，雷射照射區域或其周圍區域等）的溫度。並且，作為測定束DL，可使用具有與第二雷射束L2不同的波長的各種波長的光。
以上所說明的本發明的實施例的頻率轉換單元1000及腔室單元100可活用於利用雷射加工的各種領域。作為一例，腔室單元100及頻率轉換單元1000可使用於雷射退火（laser annealing）、去除光罩接著劑（glue）、利用雷射的蝕刻等中。並且，亦可有效地用於測定因利用雷射的加工對象物的吸收率引起的溫度特性變化或相變（phase transition）等。
以上，對本發明的實施例進行了說明，但上述實施例僅為示例，於本技術領域內具有常識者應理解，可根據上述實施例實現各種變形及等同的其他實施例。
1‧‧‧雷射加工系統
100‧‧‧腔室單元
105‧‧‧基板
110‧‧‧蓋板
110a‧‧‧第一壁面
110b‧‧‧第二壁面
121‧‧‧第一窗
122‧‧‧第二窗
130‧‧‧平台
135‧‧‧銷
137‧‧‧導引構件
200‧‧‧雷射照射單元
210‧‧‧雷射光源
220‧‧‧光學系統
300‧‧‧溫度測定單元
400‧‧‧真空單元
500‧‧‧壓力顯示單元
1000‧‧‧頻率轉換單元
1100、1100a、1100b、1100c‧‧‧旋轉板
1110‧‧‧通過區域
1120‧‧‧阻斷區域
1111、1111A‧‧‧狹縫
1200‧‧‧旋轉支持部
1300‧‧‧旋轉驅動部
A‧‧‧旋轉軸
D‧‧‧直徑
DL‧‧‧測定束
L1‧‧‧第一雷射束
L2‧‧‧第二雷射束
RL‧‧‧雷射束
t0‧‧‧單位時間
W‧‧‧加工對象物
θ1 ‧‧‧第一角度
θ2 ‧‧‧第二角度
圖1是概略性地表示實施例的雷射加工系統的圖。 圖2是表示實施例的雷射加工系統的圖。 圖3是放大表示實施例的雷射加工系統的頻率轉換單元的放大立體圖。 圖4是表示頻率轉換單元的旋轉板的俯視圖。 圖5a至圖5c是表示另一實施例的旋轉板的俯視圖。 圖6是用以說明藉由一實施例的雷射加工系統的頻率轉換單元而轉換雷射束的頻率的過程的圖。 圖7是用以說明藉由另一實施例的雷射加工系統的頻率轉換單元而轉換雷射束的頻率的過程的圖。 圖8是用以說明藉由又一實施例的雷射加工系統的頻率轉換單元而轉換雷射束的頻率的過程的圖。 圖9a及圖9b是圖1的腔室單元的立體圖及側視圖。 圖10a及圖10b是表示腔室單元的內部剖面的圖。 圖11是表示本發明的另一實施例的腔室單元的內部剖面圖。 圖12是概略性地表示本發明的又一實施例的雷射加工系統的立體圖。
1‧‧‧雷射加工系統
100‧‧‧腔室單元
200‧‧‧雷射照射單元
1000‧‧‧頻率轉換單元
1100‧‧‧旋轉板
1111‧‧‧狹縫
1200‧‧‧旋轉支持部
1300‧‧‧旋轉驅動部
A‧‧‧旋轉軸
L1‧‧‧第一雷射束

Claims (20)

  1. 一種雷射加工系統，其包括： 雷射照射單元，照射雷射束； 腔室單元，可於內部收容加工對象物，自外部透射所述雷射束而照射至所述加工對象物；以及 頻率轉換單元，配置至所述腔室單元與所述雷射照射單元之間，可旋轉且具有形成有至少一個狹縫的旋轉板。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的雷射加工系統，其中因所述旋轉板的旋轉速度發生變更而通過所述旋轉板照射至所述加工對象物的雷射束的頻率發生變更。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的雷射加工系統，其中所述旋轉板的旋轉速度為50 rpm至4000 rpm。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的雷射加工系統，其中所述旋轉板的與旋轉軸垂直的方向上的剖面形狀為圓形。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的雷射加工系統，其中於所述旋轉板中，與所述雷射照射單元對向的表面的反射率為10%以下。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的雷射加工系統，其中自所述雷射照射單元照射的雷射束具有第一頻率， 通過所述頻率轉換單元的雷射束具有與所述第一頻率不同的第二頻率。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的雷射加工系統，其中所述腔室單元包括： 基板； 蓋板，以覆蓋所述基板的方式設置； 第一窗，設置至所述蓋板，使所述雷射束透射；以及 第二窗，以與所述第一窗隔開的方式設置至所述蓋板，使用以測定所述加工對象物的特定區域的溫度的測定束透射。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的雷射加工系統，其中所述第一窗及第二窗設置至所述蓋板的第一壁面及第二壁面， 所述第二壁面相對於所述第一壁面傾斜地形成。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的雷射加工系統，其更包括平台，所述平台設置至所述基板，堆載所述加工對象物， 所述平台以可於所述基板上移動的方式設置。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的雷射加工系統，其中所述平台以其一端部向上下移動的方式設置，以便可相對於所述基板傾斜。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的雷射加工系統，其中所述雷射束相對於堆載於所述平台的所述加工對象物的表面傾斜地入射， 自所述加工對象物反射的所述雷射束的一部分朝向所述蓋板的內壁面中的未形成所述第一窗及第二窗的區域行進。
  12. 如申請專利範圍第7項所述的雷射加工系統，其中所述雷射束與所述測定束的波長不同，所述第一窗與所述第二窗包括不同的材質。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的雷射加工系統，其更包括溫度測定單元，所述溫度測定單元出射用以測定所述加工對象物的特定區域的溫度的測定束。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的雷射加工系統，其更包括將所述腔室單元的內部保持為真空的真空單元。
  15. 如申請專利範圍第1項所述的雷射加工系統，其中所述旋轉板以遠離所述雷射照射單元的方式配置，且以可旋轉的方式設置至所述腔室單元。
  16. 一種雷射加工系統的雷射照射裝置，其包括： 雷射照射單元，向加工對象物照射雷射束；以及 頻率轉換單元，配置至所述加工對象物與所述雷射照射單元之間，可旋轉且具有形成有至少一個狹縫的旋轉板；且 因所述旋轉板的旋轉速度發生變更而通過所述旋轉板照射至所述加工對象物的雷射束的頻率發生變更。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的雷射加工系統的雷射照射裝置，其中所述旋轉板的旋轉速度為50 rpm至4000 rpm。
  18. 如申請專利範圍第16項所述的雷射加工系統的雷射照射裝置，其中所述旋轉板的與旋轉軸垂直的方向上的剖面形狀為圓形。
  19. 如申請專利範圍第17項所述的雷射加工系統的雷射照射裝置，其中於所述旋轉板中，與所述雷射照射單元對向的表面的反射率為10%以下。
  20. 如申請專利範圍第17項所述的雷射加工系統的雷射照射裝置，其中自所述雷射照射單元照射的雷射束具有第一頻率， 通過所述頻率轉換單元的雷射束具有與所述第一頻率不同的第二頻率。
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