TWI446986B - 對象目標處理方法及對象目標處理設備 - Google Patents

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Beng So Ryu
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Description

對象目標處理方法及對象目標處理設備
本發明係關於一種對象目標處理方法及對象目標處理設備，並且特別地，本發明關於一種對象目標處理方法及對象目標處理設備，其透過使用一雷射束用於自斷裂該對象目標。
近來，隨著一雷射技術之發展，已經使用一種方法，其使用一雷射束劃線或切割一對象目標，例如一半導體基板或一發光二極體(LED)基板，用以將該對象目標分裂為複數個芯片。通常，在使用一雷射束之劃線方法中，一劃痕線首先透過將一雷射束照射於一基板之一表面，沿著一預設切割線形成於此基板之上，以及此基板透過一作用於其上的物理或熱衝擊破斷裂。
然而，在一常規之方法中，當基板切割時，可產生細粉塵，細粉塵對於基板之元件性能具有一壞影響。進一步而言，在此常規之方法中，可形成一相對較大面積之切割截面，並且因此，以高密度在一單個晶片上整合成倍數的堆疊部份具有限制。而且，當劃痕線形成於基板之表面上時，透過雷射束之熱熔化的基板微粒可黏附於劃痕線之一周圍。由於當冷卻時這些微粒固化，因此不容易去除黏附微粒。結果，基板之表面不均勻且基板當斷裂時可在不期望的方向上斷裂。
作為使用一雷射束的劃線方法之一，已知一種將雷射束聚集於一基板中之製程。然而，為了將雷射束照射於一薄基板之中，需要準確控制基板之中形成的一亮點位置及形狀。特別地，一雷射束具有其自身的發散角且甚至使用相同種類的雷射束光源，也具有發散角之偏差，並且，因此，使用常規的雷射束傳輸系統，難以形成適合於基板內部處理的亮點。
此外，在上述之常規方法之中，在劃線製程之後，需要一分離切割製程，在此切割製程之中，一相當程度之外部力需要作用至基板，這樣導致製程數目及處理時間之增加且產生成本之增加。進一步而言，如果劃線製程不準確執行，基板可在不期望的方向上斷裂或一切割表面可在切割製程中具有一缺陷。
因此，鑒於上述問題，本發明之目的在於提供一種對象目標處理方法及對象目標處理設備，其透過使用一雷射束用於自斷裂該對象目標。
根據本發明之第一實施例，提供一種對象目標處理方法，其透過使用一雷射束能夠自斷裂一對象目標。此種對象目標處理方法包含：自一雷射束光源產生一雷射束；校正產生的雷射束之一發散角；以及透過將校正的雷射束聚集於對象目標之內部形成一亮點。此亮點之一形狀或一尺寸透過校正雷射束之發散角調整，一相位變換區透過此亮點形成於對象目標之中，以及對象目標以相位變換區作為起始點經歷自斷裂。
根據本發明之第二實施例，提供一種對象目標處理設備，其透過使用一雷射束能夠自斷裂一對象目標。此種對象目標處理設備包含有：一雷射束光源，其能夠產生一雷射束；一光束成形模組，其能夠校正雷射束之一發散角；一聚光鏡，能夠將校正的雷射束聚集於對象目標之內部且形成一亮點；以及一控制器，其與雷射束光源、光束成形模組、以及聚光鏡相連接，並且能夠控制這些元件。此亮點之一形狀或一尺寸透過校正雷射束之發散角調整，一相位變換區透過此亮點形成於對象目標之中，以及此對象目標以相位變換區作為起始點經歷自斷裂。
本發明提供一種對象目標處理方法及對象目標處理設備，其能夠抑制對於元件性能具有壞影響的細粉塵之產生，防止在一基板之表面上產生一非晶區，以及以高密度在一單晶片之上整合倍數個堆疊部份。
進一步而言，本發明提供一種對象目標處理方法及對象目標處理設備，其能夠處理一基板而不劣化基板之元件特性。
而且，本發明提供一種對象目標處理方法及對象目標處理設備，其能夠透過校正雷射束之一固有發散角，形成一雷射束之亮點的形狀及尺寸以適合處理基板之內部。
而且，本發明提供一種對象目標處理方法及對象目標處理設備，其能夠透過校正雷射束之一固定發散角，控制一基板中形成的雷射之輻射強度輪廓或雷射束之能量密度。
此外，本發明提供一種對象目標處理方法及對象目標處理設備，其透過控制一雷射束之形狀及尺寸，或一雷射束輻射強度輪廓或雷射束之能量密度，能夠在一特定方向上有效地切割一基板。
進一步而言，本發明提供一種對象目標處理方法及對象目標處理設備，其能夠提供一良好條件下的切割表面且抑制光線亮度之減少。
以下，將結合圖式部份詳細描述本發明之實施例。然而，應該注意的是，本發明並不限制於這些實施例而是能夠以不同的其他方式實現。圖式部份之中，為了簡化說明，省去與本說明書不相關的元件，並且整個文件中同樣參考標號表示類似元件。
在整個文件之中，用以指定一個元件至另一元件的連接或結合之用語〞連接至〞或〞結合至〞包含一元件〞直接連接或結合至〞另一元件以及一元件藉由再一元件〞電連接或結合至〞另一元件的兩種情況。進一步而言，文件中使用的用語〞包含或包含有〞表示除描述的元件、步驟、作業與/或元件之外，不排除一個或多個其他元件、步驟、作業與/或存在物或另外元件。
在本揭露之中，用語〞晶片〞表示一尚未切割之基板，用語〞發光二極體(LED)芯片〞表示一在切割一晶片之後且在執行一封裝製程之前能夠獲得的一發光二極體(LED)芯片，以及用語〞發光二極體(LED)封裝〞表示已經通過一封裝製程的裝置。進一步而言，在本發明之中，一晶片或一基板之用語〞表面〞表示一其上形成有一堆疊部份的基板之頂表面，以及此晶片或基板之用語〞後表面〞表示作為與該表面相對的，此基板之一底表面。
「第1圖」係為本發明一實施例之對象目標處理設備之結構之示意圖，以及「第2圖」係為「第1圖」所示之對象目標處理設備之一光學單元之橫截面圖。
在本發明之一實施例中，一對象目標處理設備1可包含有一安裝台100，安裝台100之上安裝一對象目標200，一用以產生一雷射束的雷射束光源300，一光學單元400，用以控制通過光學單元400的一雷射束之特性及光線路徑，一控制各元件的控制器500，一移動單元600，以及一聚光距離調整單元700。
對象目標200可包含有一晶片210以及形成於晶片210之一表面上的複數個堆疊部份220(如「第1圖」所示)，對象目標200可為，但並不限制於一半導體基板或一發光二極體(LED)基板。舉例而言，該基板可為一矽(Si)晶片、一組合物半導體晶片、一陶瓷半導體基板、一藍寶石基板、一金屬基板、以及一玻璃基板。進一步而言，發光二極體(LED)可為，但不限制於一單結晶藍寶石基板、一單結晶氧化鋅(ZnO)基板、一單結晶氮化鎵(GaN)基板、以及一單結晶碳化矽(SiC)基板。如「第1圖」所示，對象目標200支撐於堆疊部份220向下面對，即，雷射束入射於對象目標200之一後表面中的狀態下。然而，對象目標200可在堆疊部份220向上面對，即雷射束入射於對象目標200之一前表面之上的狀態下支撐於安裝台100之上。
對象目標200可包含有晶片210及形成於晶片210之表面上的堆疊部份220。這些堆疊部份220可包含有N型氮化鎵(N-GaN)層、一P型氮化鎵(P-GaN)層、一氮化銦鎵(InGaN)層、一P型電極層、以及一N型電極層之一個或多個。
當製造一發光二極體(LED)芯片時，倍數個用以形成功能裝置的氮化層堆疊於對象目標200，例如一藍寶石基板之一表面之上。這些氮化層可透過使用例如一有機金屬化學氣相沉積(Metal Organic Chemical Vapor Deposition,MOCVD)方法的外延生長形成。
「第20a圖」表示一N型氮化鎵(N-GaN)層221、一氮化銦鎵(InGaN)層222、以及一P型氮化鎵(P-GaN)層223順次堆疊於晶片210之表面上之狀態。在蝕刻堆疊的對象目標200之後，用做與一外部電源相連接之引線的一P型電極層224以及一N型電極層225分別形成於P型氮化鎵(P-GaN)層223及N型氮化鎵(N-GaN)層221之上。這裡，N型氮化鎵(N-GaN)層221、氮化銦鎵(InGaN)層222、P型氮化鎵(P-GaN)層223、P型電極層224、以及N型電極層225組成一用做一功能裝置的堆疊部份220(如「第20b圖」所示)。
在如上所述，堆疊部份220形成於晶片210之一表面上之後，基板(對象目標200)沿著「第2b圖」所示之一預設切割線L切割，以使得能夠獲得發光二極體(LED)芯片。預設切割線L在避開堆疊部份220之上的功能裝置時能夠畫出。
自上述之實施例中，解釋了一種氮化層透過有機金屬化學氣相沉積(MOCVD)方法形成之情況，但是本發明並不限制於此，這些氮化層可透過另一廣泛所知之方法形成。
安裝台100配設為在其上安裝對象目標200且透過將向上、向下及向前、向後移動對象目標200或旋轉對象目標200，將對象目標200加工為所需要之形狀。
雷射束光源300產生一用於處理對象目標200的雷射束，以及產生的雷射束在一系列沿著雷射束光源300之一光軸排列的未圖示的設備中，通過一按比例增加/減少製程、或一輸出極化方向調節製程，且入射於光學單元400的一柱面凹透鏡411之上。此種情況下，雷射束光源300之光軸可與光學單元400的一光軸的同一線上對準。
雷射束光源300可為一固體雷射束光源、一氣體雷射束光源或一液體雷射束光源。期望地，雷射束光源300可具有一高斯波束外形。雷射束光源300可為一用於一二氧化碳(CO2)雷射束、一準分子雷射束、以及一二極體激發式固態(Diode-pumped Solid State,DPSS)雷射之任何一個的雷射束光源。
該雷射束可為一脈衝型雷射束，特別地，為一短脈衝雷射束。這裡，短脈衝雷射束為一具有奈秒(nanosecond)、皮秒(picosecond)或飛秒(femtosecond)的光脈衝週期的雷射束，並且短脈衝雷射束能夠以高精度處理一薄基板且對在基板之內形成一亮點特別有用。
光學單元400用以調節通過光學單元400的雷射束之特性及光線路徑。光學單元400可包含有一光束成形模組410及一聚光鏡430。
光束成形模組410用以校正雷射束之發散角且如「第2圖」所示可包含有柱面凹透鏡411及一柱面凸透鏡412。
柱面凹透鏡411定位於光學單元400之一頂部且配設為分散自雷射束光源300產生之一雷射束。由於雷射束相比較於一般光束具有一單一波長及準直，因此其當前進之時不擴散且與一光軸相平行。然而，由於雷射束還具有一波之性能，因此其透過衍射影響且具有一定程度的發散角。舉例而言，在一氣體雷射束(例如，一二氧化碳(CO2)雷射束及一氦氖(He-Ne)雷射束)之情況下，通常，一發散角為大約1 mrad(0.05°)或更小。
在球面凹透鏡之情況下，雷射束之一X軸方向分量及與其正交的Y軸方向之分量均發散。然而，在柱面凹透鏡411之情況下，僅X軸方向之分裂及與其正交的Y軸方向之分量之一發散。舉例而言，如「第3圖」所示，柱面凹透鏡411可僅發散雷射束的X軸方向分量。
通過柱面凹透鏡411發散的雷射束通過柱面凸透鏡412，以使得可能將雷射束之發散角校正為一期望的角度。
也就是說，如果使用柱面凹透鏡411及柱面凸透鏡412，校正方向分量的任何一個(例如，X軸方向之分量)的發散角，並且因此，至於亮點，僅改變一方向(例如，一X軸方向)的尺寸。舉例而言，在對象目標之劃線期間，如果亮點之一主軸沿著一劃線方向，即一預設切割線對準，可不需要在亮點之一主軸方向上校正一發散角。換句話而言，透過在一垂直於預設切割線方向(例如，亮點之一短軸或亮點之一寬度)上減少一尺寸能夠獲得需要之效果且在沿著預設切割線的一方向減少一尺寸(例如，亮點之一主軸或亮點之一長度)為不利的，並且，因此，透過在相同方向上對準柱面凹透鏡411及柱面凸透鏡412，發散角可僅在一個方向上校正。
進一步而言，雷射束之一發散角可透過調節柱面凹透鏡411與柱面凸透鏡412之間的一距離校正，並且柱面凹透鏡411或柱面凸透鏡412之一位置可透過稍後所述的移動單元600改變。
光束成形單元410可更包含有一光束停止器420。光束停止器420提供為防止雷射束之一部份通過。舉例而言，一狹縫或一開口形成於光束停止器420之中心，以使得雷射束之中心部份允許通過且阻擋雷射束之一邊緣部份。具有一高斯波束外形的雷射束之邊緣部份不具有足夠之強度，以使得其對於對象目標200之堆疊部份具有一壞影響。
聚光鏡430將校正之雷射束聚集於對象目標200之中且形成亮點P，以及一相位變換區T透過亮點P形成於對象目標200之內。如上所述，亮點P的一軸向尺寸可透過校正雷射束之發散角改變。
控制器500執行與雷射束光源300相聯繫的不同製程且控制移動單元600以調節柱面凹透鏡411與柱面凸透鏡412之間的一距離，由此校正雷射束之一發散角。進一步而言，控制器500控制稍後描述的聚光距離調整單元700，用以調整光學單元400之聚光鏡430與亮點P之間的一距離，即，對象目標中的亮點P之一深度。
此種情況下，控制器500可控制聚光距離調整單元700，以使得多倍數的亮點P在對象目標200之中形成於一縱向上。進一步而言，控制器500可控制聚光距離調整單元700以使得多倍數個亮點P在對象目標200之中形成於一橫向。
移動單元600透過調節柱面凹透鏡411與柱面凸透鏡412之間的距離，可準確控制自柱面凹透鏡411發散的雷射束之發散角。
以下，將結合「第3圖」詳細描述該光學單元之一作業。「第3圖」係為根據「第2圖」所示的光學單元之中柱面凹透鏡與柱面凸透鏡之間的一距離，一亮點形狀改變之示意圖。
自雷射束光源300產生的雷射束入射於柱面凹透鏡411之上且通過柱面凹透鏡411發散之雷射束之發散角透過柱面凸透鏡412校正。如果自雷射束光源300產生的雷射束係為一理想的平行光束，假定柱面凹透鏡411與柱面凸透鏡412之間的距離為df1，柱面凹透鏡411之一焦距為fc1，以及柱面凸透鏡412之一焦距為fv1，當滿足以下條件時，對象目標之中形成的雷射束之亮點變為最小化。
d f 1 =f c 1 +f v 1 ...等式1
然而，一實際雷射束具有一等於一定程度的發散角，以及因此，雷射束之亮點變位最小化的一位置按照以下等式改變。
d ' f 1 = (f c 1 +α )+(f v 1 +β )...等式2
這裡，α表示由於雷射束之發散角，增加的柱面凹透鏡411的焦距之增加分量，β表示由於雷射束之發散角，增加的柱面凸透鏡412的焦距之增加分量。
請參閱「第14圖」，將解釋上述等式的一改變。假定一雷射束為一理想的平行光束，穿過一透鏡Cc的雷射束可經過對應於透鏡Cc的一焦距f的透鏡Cc之光軸線的一位置(如「第14圖」中所示的一光路徑B)。然而，如果雷射束之發散角為θ，則通過透鏡Cc的雷射束可經過一透鏡Cc的光軸線上的相比較於透鏡Cc焦距更遠的一位置S1(如「第14圖」中所示的一光路徑B1)。這裡，焦距的一增加分量，即S1與f之間的距離變為θ之一函數。
因此，如「第3圖」所示，光束成形模組由一對柱面凹透鏡411與柱面凸透鏡412製造，等式2能夠如下表示：
d ' f 1 =(f c 1 +a (θ ))+(f v 1 +b (θ ))...等式3
這裡，a (θ )及b (θ )分別表示由於雷射束之發散角，增加的柱面凹透鏡411的焦距之增加分量，以及柱面凸透鏡412的焦距之增加分量，這些分量的每一個變為雷射束的一發散角的一函數。因此，可能根據每一雷射束的一發散角，透過適當調節柱面凹透鏡411及柱面凸透鏡412的位置校正一擴散角。
形成於聚光點的雷射束之一亮點的尺寸能夠如下表示：
這裡，M2係為一光束品質因數，且能夠按照以下的一發散角之函數表示：
在等式4及5之中，f表示聚光鏡的一焦距且D表示入射於該聚光鏡之上的雷射束之直徑。由等式5可見，M2與雷射束之發散角θ成比例，並且能夠自等式4看出，亮點之尺寸d與M2成比例。因此，亮點之尺寸d與雷射束之發散角θ成比例。因此，如果雷射束之發散角設置為一確定值，則亮點之尺寸能夠透過校正本擴散角控制。
根據上述之關係，請再次參閱「第3圖」，將解釋在一由柱面凹透鏡及柱面凸透鏡製造的光束成形模組中調節亮點形狀之過程。
如「第3a圖」所示，假定如果柱面凸透鏡412在按照箭頭表示的方向上移動，柱面凹透鏡411與柱面凸透鏡412之間的距離變的遠離滿足等式3的d`f1，此種情況下，透過聚光鏡430聚集的雷射束之亮點的寬度變的增加。
相反，如「第3b圖」所示，假定如果柱面凸透鏡412在按照箭頭表示的方向上移動，柱面凹透鏡411與柱面凸透鏡412之間的距離變的更接近滿足等式3的d`f1，此種情況下，透過聚光鏡430聚集的雷射束之亮點的寬度變的減少。如果，期望地，柱面凹透鏡411與柱面凸透鏡412之間的距離變為滿足等式3的d`f1，則聚集的雷射束之亮點之寬度可最小化。
如上所述，透過調整柱面凹透鏡411與柱面凸透鏡412之位置，可能控制對象目標200之中亮點之一形狀，即，亮點之寬度。通常，亮點之形狀可表示為一入射光束、一發散角、以及一波長之尺寸的函數。然而，如上所述，可能僅透過校正發散角，形成一具有期望形狀及尺寸的亮點。因此，特別地，對於透過在對象目標之中聚集一雷射束的劃線製程非常有用。
如上所述，如果柱面凹透鏡411代替球面凹透鏡使用，僅雷射束的X軸方向分量及Y軸方向分量之一個發散。舉例而言，如「第3圖」所示，X軸方向分量發散，但是Y軸方向分量通過柱面凹透鏡411不具有任何改變。也就是說，雷射束之Y軸方向分量根本不透過柱面凹透鏡411影響。
請參閱「第7圖」之一光線強度圖，能夠看出亮點之一尺寸，由於亮點之寬度自d1至d2而減少，而維持總光線強度，以及因此，每單位面積的光線強度增加。
如上所述，透過根據雷射束之發散角調節柱面凹透鏡411與柱面凸透鏡412之位置，可能將亮點之形狀控制為一橢圓形或接近於一直線形。如果橢圓或直線形亮點的一主軸在一劃線方向，即對象目標200的一預設切割線方向上對準，則一處理速度能夠相當地增加且對象目標200可透過將雷射束照射至對象目標200之內部自斷裂。稍後將對其詳細描述。
以下，將結合「第4圖」描述本發明之另一實施例的一對象目標處理設備之光學單元之結構。
如「第4圖」所示，本實施例之光學單元400之光束成形單元410可包含有一可移動球面凹透鏡413、一第一柱面凸透鏡414、以及一第二柱面凸透鏡415。
球面凹透鏡413定位於光學單元400之一頂部且發散自雷射束光源300產生的一雷射束。球面凹透鏡413與上述柱面凹透鏡411的不同之處在於，雷射束的一X軸方向分量及其正交的Y軸方向分量均發散。由於雷射束的X軸方向分量及與其正交的Y軸方向分量均發散，因此需要能夠校正X軸方向分量及Y軸方向分量的兩個柱面凸透鏡，用以校正發散的雷射束之發散角。
通過球面凹透鏡413發散的雷射束順次通過第一柱面凸透鏡414及第二柱面凸透鏡415。球面凹透鏡413、第一柱面凸透鏡414及第二柱面凸透鏡415之位置可根據控制器500的控制指令改變，以及因此在對象目標之中形成的亮點之形狀及尺寸可改變。以下將結合「第5圖」及「第6圖」對其詳細描述。
「第5圖」係為根據「第4圖」中描述的一光學單元中的一球面凹透鏡與第一柱面凸透鏡之間的一距離，亮點的一形狀變化之示意圖，以及「第6圖」係為根據「第4圖」中描述的一光學單元中的一球面凹透鏡與第二柱面凸透鏡之間的一距離，亮點的一形狀變化之示意圖。
自雷射束光源300產生的一雷射束入射於球面凹透鏡413之上，並且通過球面凹透鏡413發散的雷射束之一X軸方向分量的發散角透過第一柱面凸透鏡414校正。這裡，如果球面凹透鏡413與柱面凸透鏡414之間的一距離接近於球面凹透鏡413之一焦距、第一柱面凸透鏡414之一焦距以及根據該雷射束發散角之一焦距的增加分量的總和，則透過聚光鏡430聚集的雷射束的亮點之寬度變為減少(如「第5a圖」所示)。相反，如果球面凹透鏡413與柱面凸透鏡414之間的一距離遠離球面凹透鏡413之一焦距、第一柱面凸透鏡414之焦距以及根據雷射束的發散角的焦距之增加分量的總和，則透過聚光鏡430聚集的雷射束之亮點之寬度變的增加(如「第5b圖」所示)。已經解釋了雷射束的X軸方向分量的發散角之校正，其與結合「第3圖」的上述實施例的解釋相同，以及因此，將省去重複的解釋。
然而，球面凹透鏡413與柱面凹透鏡411不相同，發散雷射束的一Y軸方向分量，以及因此，另外需要第二柱面凸透鏡415。
如「第6圖」所示，通過球面凹透鏡413發散的雷射束之Y軸方向分量通過第一柱面凸透鏡414，並且然後其發散角透過第二柱面凸透鏡415校正。也就是說，關於雷射束的Y軸方向分量而言，第一柱面凸透鏡414可看做不存在。因此，如果球面凹透鏡413與第二柱面凸透鏡415之間的距離遠離球面凹透鏡413之焦距、第二柱面凸透鏡415之焦距以及根據雷射束的發散角的焦距之增加分量的總和，則透過聚光鏡430聚集的雷射束的亮點之一長度變為增加(如「第6a圖」所示)。相反，如果球面凹透鏡413與第二柱面凸透鏡415之間的距離接近於球面凹透鏡413之焦距、第二柱面凸透鏡415之焦距以及根據雷射束的發散角的焦距之增加分量的總和，則透過聚光鏡430聚集的雷射束的亮點之長度變為減少(如「第6b圖」所示)。
這裡，亮點的〞寬度〞係為該亮點的一X軸方向尺寸，即，「第3圖」、「第5圖」、以及「第6圖」中所示的對象目標200之亮點的一縱向尺寸，以及亮點的〞長度〞係為亮點的一Y軸方向尺寸，即，「第3圖」、「第5圖」、以及「第6圖」中所示的對象目標之亮點的一橫向尺寸。
如果亮點具有一小寬度及一大長度，則亮點的一短軸形成於一X軸方向上且亮點的一主軸形成於一Y軸方向上(如「第3b圖」及「第5b圖」所示)。當亮點的主軸方向在一劃線方向上對準時，能夠有效及快速地執行一製程且對象目標200可經歷自斷裂。將結合「第15圖」至「第20圖」對其詳細解釋。
「第15圖」係為根據一相位變換區之形狀，一應力集中的示意圖，「第16圖」係為一亮點之形狀與劃線方向之間的一關係之示意圖，「第17圖」係為透過一雷射束亮點形成的一相位變換區之示意圖，以及「第18圖」及「第19圖」係為比較一自斷裂處理基板及一未處理基板的實際照片。
「第15a圖」表示由於沒有校正一雷射束的發散角，一亮點形成於一圓形的情況。此種情況下，自垂直於一對象目標之劃線方向(Y軸方向)切割的一相位變換區T的橫截面(XZ平面)，能夠看到亮點具有一大致的圓形。也就是說，相位變換區T的一Z軸方向尺寸變的與其一X軸方向尺寸相等。
相反，「第15b圖」表示由於校正一雷射束的發散角，一亮點形成為一橢圓形的情況。此種情況下，自垂直於一對象目標之劃線方向(Y軸方向)切割的一相位變換區T的橫截面(XZ平面)，能夠看出亮點具有一垂直於劃線方向的橢圓形。也就是說，如圖中所示，在相位變換區T的橫截面之中，一X軸方向尺寸為小且一Z軸方向尺寸較大。相位變換區T之一三維視角可如「第17圖」所示，並且能夠看出一縱向的橫截面C1及一橫向的橫截面C2均形成為一橢圓形。
能夠自「第15圖」看出，在一縱向上相位變換區T之一端點，一橢圓亮點之曲率半徑R2相比較於一圓形亮點的一曲率半徑R1更小。
通常，在一相位變化區T之特定點產生的一應力值能夠表為一如下所示的壓力集中係數。
這裡，D表示相位變換區T之一縱向尺寸且R表示在該點的曲率半徑。
如果在縱向上相位變換區T的端點之應力集中係數在一圓形亮點的情況下為S1，且在縱向上相位變換區T的端點之應力集中係數在一橢圓形亮點的情況下為S2，則在圓形亮點情況下的相位變換區T之一縱向尺寸D1，類似於在橢圓形亮點情況下的相位變換區T之一縱向尺寸D2，並且曲率半徑R1相比較於曲率半徑R2更大，以及因此，S1變為相比較於S2為小。也就是說，在橢圓形亮點的情況下，相比較於圓形亮點，應力在縱向的相位變換區T的端點集中。
由於應力之集中，在橢圓形亮點的情況下，裂紋可在其一主軸方向的端點聚集(如「第16b圖」所示)。換句話而言，在橢圓形亮點的情況下，相比較於其他區域，一應力集中的應力集中點形成於相位變換區T之中。應力集中點在最靠近於對象目標之一前表面或一後表面，形成於相位變換區T之中。相位變換區T之一曲率半徑在應力集中點變為最小化，以及因此，相比較於其他區域，更多的裂紋可出現於應力集中點。
然而，在圓形亮點的情況下，沒有應力特別集中的區域，以及，因此，裂紋可不產生或裂紋可隨機產生而不在任何特定的方向上產生(如「第16a圖」所示)。也就是說，在圓形亮點的情況下，不可能控制裂紋的產生，以及因此，不執行自斷裂過程，或者裂紋可出現於一不期望的方向上，以及因此，一切割表面可具有一缺陷。
在橢圓形亮點的情況下，如果光學單元400及對象目標200排列為使得亮點之一主軸與對象目標200的一預設切割線L1在同一線上對準，則該亮點在沿著預設切割線L1的方向上形成。因此，一應力在預設切割線L1上定位的亮點兩端形成的一相位變換區集中，並且裂紋沿著預設切割線L1的一方向出現。因此，由於亮點之間的一間隙能夠增加，因此一處理速度能夠顯著提高。如此之裂紋到達對象目標之表面及後表面，對象目標能夠進行自斷裂。此種情況下，一晶片僅透過將一雷射束照射於對象目標200之內部，不需要任何進一步的切割過程能夠切割為複數個芯片，產生製程數目之減少，處理時間的減少以及成本的降低。
如上所述，透過校正一雷射束之發散角且將校正之雷射束聚集於一對象目標之中，可感應裂紋以在一劃線方向上(即，一橢圓或圓形亮點的主軸方向)產生。
如果對象目標較厚，則複數個亮點可形成於對象目標的一縱向(厚度方向)。同時，在圓形亮點之情況下，如上所述，裂紋(微裂紋)可在每一亮點中隨機產生。因此，一單個亮點中的裂紋可與鄰近亮點的裂紋相連接且可放大裂紋的擴展。相比較於一單個亮點(形成於厚度方向中的對象目標之中)之情況，如此一沒有方向性的長裂紋可添加於裂紋的隨機產生。
然而，在橢圓形亮點之情況下，一單個亮點中的裂紋可沿著一劃線方向，即，形成一切割表面之方向擴展，以及如此一具有裂紋的亮點在厚度方向上形成於對象目標中的複數個地點之中，以使得自斷裂現象變的增加。
相比較於一常規情況，如果對象目標如上所述經歷自斷裂，該對象目標能夠透過很小的外部力以及期望地，不需要任何外部力分離或切割。實際上，如果圓形亮點的一相位變換區形成於對象目標之中(如果不執行一自斷裂製程)，需要一提供為與透過將一雷射束照射於對象目標之一前表面或一後表面上形成一預設切割線大致相同的外部切割力F1，但是如果一橢圓形亮點形成於對象目標之中且執行一自斷裂製程，該對象目標可透過很小的外部力F2切割，該外部力F2小於圓形亮點所需要的力的幾十分之一。
特別地，在圓形亮點的情況下，切割力F1均勻提供於沒有任何方向性形成的裂紋，以及因此，一切割表面可透過在一不期望的方向上擴大裂紋的擴張具有一缺陷。然而，在橢圓亮點透過校正雷射束的一發散角形成於對象目標中的情況下，裂紋可感應為在一切割方向上產生且甚至裂紋可在除了切割方向的其他方向上產生，作用於這些裂紋的外部力F2可非常小，以及因此，一切割表面可幾乎不具有一透過除了切割方向之外的其他方向上放大裂紋的擴展產生的缺陷。
「第18圖」係為一雷射束照射於透過在一對象目標的表面上形成堆疊部份獲得之一實際裝置之照片。具體而言，「第18圖」表示在一對象目標劃線之後及一切割製程執行以前，自一照射雷射束的後表面拍攝的照片。「第18圖」表示一其中雷射束的發散角不校正且形成一圓形亮點形成之情況，以及「第19圖」表示一其中雷射束的發散角校正且形成一橢圓形亮點之情況。「第19圖」表示在一劃線方向(即，一Y軸方向)形成的一乾淨的自斷裂線(即，自圖式中心的橫向上得出的線)。相反，「第18圖」不表示一劃線方向的自斷裂線。也就是說，對象目標能夠透過在一隨後製程切割中向其作用一物理或熱衝擊而切割。
在本說明書之中，用語〞自斷裂〞包含一其中形成於一對象目標中的相位變換區內的裂紋擴張且到達對象目標之前表面及後表面，以使得對象目標完全切開的情況，一甚至裂紋不到達對象目標之前表面及後表面，裂紋擴散至非常靠近於對象目標之前表面及後表面的情況，或者一其中一些裂紋到達對象目標之一前表面或一後表面且其他裂紋不到達的情況。
雖然圖未示，雷射束可在一特定方向上極化。如果雷射束的極化方向與一劃線方向在同一線上對準，則該對象目標之一切割表面變為乾淨且一切割寬度變為減少。因此，一切割質量變的提高且能夠自一相同尺寸之晶片獲得更多的芯片。相反，如果雷射束的極化方向與一劃線方向正交，則該對象目標之切割表面變為粗糙且一切割寬度變為增加。
本發明上述實施例之對象目標處理設備1可更包含有聚光距離調整單元700，聚光距離調整單元700改變對象目標200相對於聚光鏡430的位置。聚光距離調整單元700可調整對象目標200之中一聚集點，即一亮點之深度。
在本發明之中，透過在對象目標200之中，而代替在對象目標200之一表面上形成雷射束之亮點P，一相位變換區T僅在對象目標200之中形成，以及因此，沒有雷射束吸收於對象目標200之表面中且表面熔化的可能性。因此，對象目標200之表面可不會不均勻且對象目標當破裂時可在不期望的方向上很少斷裂。進一步而言，不產生透過一不規則微裂紋的出現產生的對象目標200之強度及特性的劣降。
而且，相位變換區T代替形成於對象目標200之表面上，而形成於對象目標200之內部，因此在處理對象目標200時產生的細粉塵量可相當地減少。
將結合「第8圖」及「第9圖」解釋調整對象目標200之中形成的亮點P之深度之一方法。
如果相位變換區T在一靠近於前表面而非後表面的位置形成於對象目標200之中，能夠提高切割的精確度。然而，如果對象目標200為薄，圍繞亮點P形成的相位變換區T可形成於對象目標200之前表面上且暴露於外部。因此，亮點P之深度需要精確調節。
為了調整亮點P的深度，可改變對象目標200關於聚光鏡430的相對位置。聚光鏡430與對象目標200之前表面之間的一距離透過一非圖示的聚光點位置偵測單元測量，控制器500根據測量之資訊控制聚光距離調整單元700，用以垂直移動光學單元400，以使得亮點P定位於一期望之深度(如「第8圖」所示)。同時，作為聚光距離調整單元700，可使用一使用壓電元件的執行器。一壓電執行器係為一種使用壓電感測器的執行器且用以產生一幾個奈米解析度的運動。
或者，聚光距離調整單元700可提供於其上安裝有對象目標200的安裝台100之下，並且代替光學單元400的垂直移動，安裝台100根據透過未圖示的聚光點位置偵測單元測量的聚光鏡430與對象目標200之表面之間的距離資訊，可垂直移動，(如「第9圖」所示)。
如上所述，一透過將雷射束照射至對象目標200之內部，能夠在對象目標200之中形成一相位變換區T的對象目標處理系統能夠透過使得自一雷射束光源300產生的雷射束通過一光學單元400，改變在對象目標200之中形成的一亮點P之形狀或尺寸。
進一步而言，該對象目標處理系統透過改變光學單元400之中的元件之間的距離，能夠改變亮點P之至少一個軸向尺寸。同時，亮點P之一主軸沿著對象目標200之一預設切割線L形成。
如上所述，在本發明之一實施例中，能夠使用一雷射束自斷裂對象目標200的對象目標處理設備1可包含有，能夠產生一雷射束的雷射束光源300，能夠校正產生的雷射束之一發散角的光束成形模組410，透過將校正的雷射束聚集於對象目標200之內部，能夠形成一亮點的聚光鏡430，以及與雷射束光源300、光束成形模組410、以及聚光鏡430相連接且對其控制的控制器500。
這裡，亮點之一形狀或一尺寸透過校正雷射束之發散角調整，並且一相位變換區透過該亮點形成於對象目標200之中，以及對象目標200可以相位變換區作為起始點進行自斷裂。
以下，將解釋一對象目標處理方法。
其中透過使用一雷射束，對象目標經受自斷裂的一對象目標處理方法可包含自一雷射束光源300產生一雷射束，校正產生的雷射束之一發散角，以及透過將校正的雷射束聚集於一對象目標200之中形成一亮點P。這裡，亮點的形狀及尺寸透過校正雷射束之發散角調整且一相位變換區透過亮點形成於對象目標200之中，並且對象目標200可使用相位變換區作為起始點進行自斷裂。
進一步而言，透過使用一雷射束，能夠自斷裂一其上形成有堆疊部份的對象目標之一對象目標處理方法可包含自一雷射束光源300產生一雷射束，校正產生的雷射束之一發散角，以及透過將校正的雷射束聚集於對象目標200之中形成一亮點P。這裡，亮點的一形狀或一尺寸透過校正雷射束之發散角調節且一相位變換區透過亮點形成於對象目標200之中，並且對象目標200可以相位變換區作為起始點經歷自斷裂。
這裡，堆疊部份可包含有複數個氮化層或金屬層。進一步而言，氮化層可包含有一鎵化合物。而且，對象目標200可為一半導體基板或一藍寶石基板。該雷射束可入射於其上不形成堆疊部份的對象目標200之後表面之上。
一應力集中點在最靠近於對象目標200的前表面或後表面，形成於相位變換區T之中。進一步而言，相位變換區T之曲率半徑可在應力集中點最小化。相位變換區T可不到達對象目標200之前表面或後表面。
校正雷射束之發散角的過程可包含使得雷射束穿過一柱面凹透鏡411且使得穿過柱面凹透鏡411的雷射束穿過一柱面凸透鏡412(如「第2圖」所示)。這裡，柱面凹透鏡411及柱面凸透鏡412可大致校正雷射束的相同方向的發散角。進一步而言，亮點的寬度可透過改變柱面凹透鏡411與柱面凸透鏡412之間的距離改變。
雷射束之發散角的校正過程可包含使得雷射束通過一球面凹透鏡413，使得通過球面凹透鏡413的雷射束通過一第一柱面凸透鏡414，以及使得通過第一柱面凸透鏡414的雷射束通過一第二柱面凸透鏡415(如「第4圖」所示)。
第一柱面凸透鏡414可在一第一方向上校正雷射束之一發散角且第二柱面凸透鏡415可在一與第一方向大致正交的第二方向上校正雷射束之一發散角。這裡，第一方向(一X軸方向或亮點的一寬度方向)可與亮點的一主軸正交，以及第二方向(一Y軸方向或亮點的一縱向)可與亮點之主軸相平行。與亮點的主軸相平行之方向可為一發光二極體(LED)基板的預設切割線形成之方向，即一劃線方向。
亮點之一寬度可透過在球面凹透鏡413與第二柱面凸透鏡415之間改變第一柱面凸透鏡414的一位置變化。進一步而言，亮點的一長度可透過在第一柱面凸透鏡414與聚光鏡430之間改變第二柱面凸透鏡415的一位置變化。
對象目標處理方法可更包含有使得一其發散角已經校正的雷射束通過一光束停止器420。
透過將雷射束聚集於對象目標200之內部形成亮點的過程可包含使得雷射束通過聚光鏡430。
複數個亮點可透過改變聚光鏡430與對象目標200之間的距離，在一縱向形成於對象目標200之中。進一步而言，複數個亮點可透過沿著一預設切割線在一橫方向上，改變對象目標200關於這些亮點的相對位置，在一橫向形成於對象目標200之中。對象目標200的一預設切割線沿著橫向形成且亮點的一主軸方向可大致與橫向相同。
對象目標處理方法可更包含有沿著預設切割線切割對象目標200。
在使用一雷射束能夠自斷裂一對象目標200的對象目標處理方法之中，在自一雷射束光源產生的一雷射束通過一光束成形模組410且校正雷射束之一發散角之後，校正的雷射束聚集於對象目標200之內部，以使得具有一應力聚集點的一相位變換區形成於對象目標200之中。
進一步而言，在透過使用一雷射束，能夠自斷裂其上形成有堆疊部份的對象目標200的對象目標處理方法之中，在一自雷射束光源產生的雷射束通過一光束成形模組410且校正雷射束之發散角之後，校正的雷射束聚集於對象目標200的內部，以使得一具有應力聚集點的相位變換區形成於對象目標200之中。
這裡，對象目標200在一朝向其上形成堆疊部份的對象目標之前表面的方向，自應力集中點經歷一自斷裂。
將結合圖式部份詳細解釋使用一雷射束的對象目標處理方法。
「第10圖」係為本發明一實施例的以晶片作為對象目標之一實例之平面圖，「第11圖」係為一其中形成一相位變換區的基板之平面圖，「第12圖」係為其中形成有兩個相位變換區的一基板之一橫向截面圖，以及「第13圖」係為一其中形成有一相位變換區的基板之縱向截面圖。
如「第10圖」所示，一劃線對象目標200安裝於一安裝台100之上，對象目標200之上的一規則空間畫有彼此正交的預設切割線L1及L2。
然後，一雷射束光源300產生且輸出一雷射束，輸出的雷射束發散，以及校正雷射束之一發散角。其後，校正的雷射束聚集於對象目標200之內部且形成一亮點P。
如果一亮點P1形成於與預設切割線L1垂直的一內部位置，而避開形成於對象目標200的前表面上之堆疊部份200，則一相位變換區T圍繞亮點P1形成(如「第11a圖」所示)。隨後，對象目標200關於聚光鏡430的相對位置透過移動安裝台100改變，以便在沿著預設切割線L1的一橫向上，在對象目標200之中靠近亮點P1形成亮點P2及P3(如「第11b圖」及「第11c圖」所示)。
此種情況下，對象目標200的一預設切割線L沿著橫向畫出且亮點P之一主軸方向大致與橫向相同。
「第12圖」表示需要定位於預設切割線L1及L2上的所有的亮點P按照上述形成。相位變換區T形成為在對象目標200中與亮點P的周圍相連接。「第13圖」表示其中形成一相位變換區T的對象目標200之縱向截面圖。
在相位變換區T形成於對象目標200中之後，對象目標200可自相位變換區T沿著預設切割線L切割。
具體而言，對象目標200可透過向相位變換區T提供一外部力切割，以使得裂紋在朝向對象目標200之一前表面或一後表面的方向上自相位變換區T產生。
舉例而言，對象目標200之兩側以預設切割線L為中心，使用夾具等固定，並且對象目標200之兩側以預設切割線L作為中心彎曲，或者具有一尖端的按壓件沿著預設切割線L自對象目標200的後表面向上移動，以使得一外部力能夠自對象目標200之後表面向上作用。此種情況下，裂紋可在朝向對象目標200之前表面的一方向上自相位變換區T出現且可切割對象目標200。
或者，對象目標200能夠自對象目標之一前表面向下作用一外部力切割，或者對象目標200能夠透過附加一延伸膜至對象目標200的後表面，並且在一平面方向延伸該延伸膜以向對象目標200作用一張力而切割。
在本發明之一實施例中，裂紋可透過精確調節一亮點之深度，在一朝向對象目標200的一前表面或一後表面的方向上自相位變換區T產生，並且裂紋可到達對象目標200的前表面或後表面，以使得對象目標200可按照上述相同的方式經歷自斷裂。同時，如果對象目標200較厚，透過改變一聚光鏡與對象目標200之間的一距離，複數個亮點P1及P2可形成於對象目標200之一縱向上。然後，對象目標200可透過向其作用一外部力切割或對象目標200可經歷自斷裂。在對象目標200經歷自斷裂之情況下，一隨後的切割過程可不需要，但是上述的切割或分離過程可執行用以確保將對象目標200分離為複數個芯片。
本發明之上述說明僅僅為示例性之目的，並且本領域之技術人員可以理解的是在不脫離本發明之技術概念及實質特徵下可進行不同修改及變化。
因此，可以清楚的是上述之實施例在所有方面僅為示例性表示且不限制於本發明。舉例而言，描述為單一類型的每一元件能夠以分佈方式實現。同樣，描述為分佈的元件能夠以組合方式實現。
本發明之範圍透過以下專利申請範圍定義而非實施例之詳細描述定義。可以理解的是專利申請範圍及等價範圍的所有變換及修改包含於本發明之範圍內。
1．．．對象目標處理設備
100．．．安裝台
200．．．對象目標
210．．．晶片
220．．．堆疊部份
221．．．N型氮化鎵
222．．．氮化銦鎵層
223．．．P型氮化鎵層
224．．．P型電極層
225．．．N型電極層
300．．．雷射束光源
400．．．光學單元
410．．．光束成形模組
411．．．柱面凹透鏡
412．．．柱面凸透鏡
413．．．球面凹透鏡
414．．．第一柱面凸透鏡
415．．．第二柱面凸透鏡
420．．．光束停止器
430．．．聚光鏡
500．．．控制器
600．．．移動單元
700．．．聚光距離調整單元
L、L1、L2．．．預設切割線
P、P1、P2、P3．．．亮點
T．．．相位變換區
Cc ．．．透鏡
θ．．．發散角
B．．．光路徑
S1 ．．．位置
f．．．焦距
D．．．直徑
d1、d2．．．寬度
C1、C2．．．橫截面
D1、D2．．．縱向尺寸
R1、R2．．．曲率半徑
B1 ．．．光路徑
第1圖係為本發明一實施例之一對象目標處理設備之結構之示意圖；
第2圖係為第1圖所示之對象目標處理設備之一光學單元之橫截面圖；
第3圖係為根據第2圖所示的光學單元之中柱面凹透鏡與柱面凸透鏡之間的一距離，一亮點形狀變化之示意圖；
第4圖描述本發明另一實施例的一對象目標處理設備之結構之示意圖；
第5圖係為根據第4圖中描述的一光學單元中的一球面凹透鏡與第一柱面凸透鏡之間的一距離，亮點的一形狀變化之示意圖；
第6圖係為根據第4圖所示的一光學單元中的一球面凹透鏡與第二柱面凸透鏡之間的一距離，亮點的一形狀變化之示意圖；
第7圖係為根據一亮點的形狀變化，一光線輻射強度輪廓之示意圖；
第8圖係為本發明一實施例之一對象目標處理設備的一聚光點位置控制單元之一結構之示意圖；
第9圖係為本發明一實施例之一對象目標處理設備的一聚光點位置控制單元之另一結構之示意圖；
第10圖係為本發明一實施例之作為一對象目標之實例的晶片之平面圖；
第11圖係為一形成有相位變化區的基板之平面圖；
第12圖係為其中形成有兩個相交叉的相位變換區的基板之橫向截面圖；
第13圖係為其中形成有一相位變換區的基板之縱向截面圖；
第14圖係為當通過一透鏡時，一雷射束之發散角的影響之示意圖；
第15圖係為根據一相位變換區之形狀，一應力集中的示意圖；
第16圖係為一亮點之形狀與劃線方向之間的一關係之示意圖；
第17圖係為透過一雷射束亮點形成的一相位變換區之示意圖；
第18圖及第19圖係為比較一自斷裂處理基板及一未處理基板的實際照片；以及
第20圖係為本發明之一實施例之堆疊部份之橫截面圖。
1．．．對象目標處理設備
100．．．安裝台
200．．．對象目標
210．．．晶片
220．．．堆疊部份
300．．．雷射束光源
400．．．光學單元
410．．．光束成形模組
420．．．光束停止器
430．．．聚光鏡
500．．．控制器
600．．．移動單元
700．．．聚光距離調整單元
L．．．預設切割線
P．．．亮點

Claims (12)

  1. 一種對象目標處理方法，該方法使用一雷射束能夠沿著一預設切割線自斷裂一對象目標，該對象目標處理方法係包含：自一雷射束光源產生一雷射束；透過使得該雷射束通過一柱面凹透鏡並使得通過該柱面凹透鏡的該雷射束通過一柱面凸透鏡，進而校正該產生的雷射束之一發散角；以及透過將該校正的雷射束聚集於該對象目標之內部形成一亮點，其中該亮點之一形狀或一尺寸透過校正該雷射束之該發散角調整，藉以使該亮點之尺寸在垂直於該預設切割線之方向上減小，並使該亮點為一橢圓形，其中該橢圓形之主軸與該預設切割線對準，一相位變換區透過該亮點形成於該對象目標之中，以及該對象目標以該相位變換區作為起始點經歷自斷裂。
  2. 如請求項第1項所述之對象目標處理方法，其中一應力集中點在最靠近於該對象目標之一前表面或一後表面，形成於該相位變換區之中。
  3. 如請求項第2項所述之對象目標處理方法，其中該相位變換區之一曲率半徑在該應力集中點最小化。
  4. 如請求項第1項所述之對象目標處理方法，其中該亮點之一寬度透過改變該柱面凹透鏡與該柱面凸透鏡之間的一距離變化。
  5. 如請求項第1項所述之對象目標處理方法，更包含：在該雷射束之該發散角校正之後，使得該校正的雷射束通過一雷射停止器。
  6. 如請求項第1項所述之對象目標處理方法，其中透過將該雷射束聚集於該對象目標之內部形成該亮點包含：使得該雷射束通過一聚光鏡。
  7. 如請求項第6項所述之對象目標處理方法，其中該亮點透過改變該對象目標與該聚光鏡之間的一距離形成於該對象目標之中的一縱向的複數個位置。
  8. 如請求項第6項所述之對象目標處理方法，其中透過沿著該預設切割線的橫向改變該對象目標關於該亮點的相對位置，該亮點形成於該對象目標之中的一橫向上的複數個位置之中。
  9. 如請求項第8項所述之對象目標處理方法，其中該對象目標之該預設切割線沿著該橫向形成且該亮點之一主軸方向大致與該橫向相同。
  10. 如請求項第1項所述之該對象目標處理方法，其中該等堆疊部份形成於該對象目標之一前表面之上。
  11. 如請求項第1項所述之對象目標處理方法，其中該對象目標係為一藍寶石基板。
  12. 一種對象目標處理設備，其能夠使用一雷射束沿著一預設切割線自斷裂一對象目標，該對象目標處理設備係包含有： 一雷射束光源，係能夠產生一雷射束；一光束成形模組，係能夠校正該雷射束之一發散角；一聚光鏡，係能夠將該校正的雷射束聚集於該對象目標之內部且形成一亮點；以及一控制器，係與該雷射束光源、該光束成形模組、以及該聚光鏡相連接，並且能夠控制這些元件，其中該光束成形模組包含有：一柱面凹透鏡，該雷射束通過該柱面凹透鏡；及一柱面凸透鏡，該射束通過該柱面凹透鏡後通過該柱面凸透鏡，並且其中該亮點之一形狀或一尺寸透過校正該雷射束之該發散角調整，藉以使該亮點之尺寸在垂直於該預設切割線之方向上減小，並使該亮點為一橢圓形，其中該橢圓形之主軸與該預設切割線對準，一相位變換區透過該亮點形成於該對象目標之中，以及該對象目標以該相位變換區作為該起始點經歷自斷裂。
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Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013002503A2 (ko) * 2011-06-29 2013-01-03 (주)큐엠씨 발광 다이오드의 제조 방법 및 장치
KR101161731B1 (ko) * 2011-06-29 2012-07-09 (주)큐엠씨 레이저 가공장치 및 가공방법
DE102012110971A1 (de) * 2012-11-14 2014-05-15 Schott Ag Trennen von transparenten Werkstücken
EP2754524B1 (de) 2013-01-15 2015-11-25 Corning Laser Technologies GmbH Verfahren und Vorrichtung zum laserbasierten Bearbeiten von flächigen Substraten, d.h. Wafer oder Glaselement, unter Verwendung einer Laserstrahlbrennlinie
KR101435404B1 (ko) * 2013-03-11 2014-09-01 주식회사 쿠키혼 이중 파장 하이브리드 레이저 가공장치 및 가공방법
EP2781296B1 (de) 2013-03-21 2020-10-21 Corning Laser Technologies GmbH Vorrichtung und verfahren zum ausschneiden von konturen aus flächigen substraten mittels laser
US9517963B2 (en) 2013-12-17 2016-12-13 Corning Incorporated Method for rapid laser drilling of holes in glass and products made therefrom
US11556039B2 (en) 2013-12-17 2023-01-17 Corning Incorporated Electrochromic coated glass articles and methods for laser processing the same
KR101523672B1 (ko) * 2013-12-24 2015-05-28 에이피시스템 주식회사 레이저 빔 보정 장치 및 이를 이용한 레이저 빔 보정 방법
CN103846547A (zh) * 2014-02-12 2014-06-11 苏州兰叶光电科技有限公司 多光束整形激光加工系统
JP2017521259A (ja) 2014-07-08 2017-08-03 コーニング インコーポレイテッド 材料をレーザ加工するための方法および装置
EP2965853B2 (en) * 2014-07-09 2020-03-25 High Q Laser GmbH Processing of material using elongated laser beams
US11648623B2 (en) 2014-07-14 2023-05-16 Corning Incorporated Systems and methods for processing transparent materials using adjustable laser beam focal lines
US9177861B1 (en) * 2014-09-19 2015-11-03 Applied Materials, Inc. Hybrid wafer dicing approach using laser scribing process based on an elliptical laser beam profile or a spatio-temporal controlled laser beam profile
JP6494991B2 (ja) * 2014-12-10 2019-04-03 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
US10532427B2 (en) 2015-02-20 2020-01-14 Technology Research Association For Future Additive Manufacturing Optical processing head, optical machining apparatus, and control method and control program of optical processing head
EP3848334A1 (en) 2015-03-24 2021-07-14 Corning Incorporated Alkaline earth boro-aluminosilicate glass article with laser cut edge
JP6594680B2 (ja) * 2015-07-07 2019-10-23 日立オートモティブシステムズ株式会社 中空複合磁性部材の製造方法及び製造装置並びに燃料噴射弁
JP6988057B2 (ja) * 2015-09-29 2022-01-05 株式会社東京精密 レーザー加工装置及びレーザー加工方法
JP2018529527A (ja) 2015-10-07 2018-10-11 コーニング インコーポレイテッド レーザー切断する予定の被覆基板をレーザーで前処理する方法
CN106853559A (zh) * 2015-12-09 2017-06-16 彭翔 用于借助于激光辐射去蚀脆硬材料的方法和装置
JP6675951B2 (ja) * 2016-08-08 2020-04-08 三菱電機株式会社 ビーム整形装置
WO2018064409A1 (en) * 2016-09-30 2018-04-05 Corning Incorporated Apparatuses and methods for laser processing transparent workpieces using non-axisymmetric beam spots
EP3848333A1 (en) 2016-10-24 2021-07-14 Corning Incorporated Substrate processing station for laser-based machining of sheet-like glass substrates
US10688599B2 (en) * 2017-02-09 2020-06-23 Corning Incorporated Apparatus and methods for laser processing transparent workpieces using phase shifted focal lines
CN110198794B (zh) * 2017-06-01 2022-02-18 大族激光科技产业集团股份有限公司 激光清洗镜头
JP6959073B2 (ja) * 2017-08-30 2021-11-02 株式会社ディスコ レーザー加工装置
CN107589512A (zh) * 2017-10-17 2018-01-16 歌尔股份有限公司 光学模组组装方法及装置
DE102018200078B4 (de) * 2018-01-04 2020-07-02 Innovavent Gmbh Optisches System und Verfahren zum Erzeugen einer Beleuchtungslinie
WO2019191474A1 (en) * 2018-03-29 2019-10-03 Corning Incorporated Methods for laser processing rough transparent workpieces using pulsed laser beam focal lines and a fluid film
US11318558B2 (en) 2018-05-15 2022-05-03 The Chancellor, Masters And Scholars Of The University Of Cambridge Fabrication of components using shaped energy beam profiles
CN109746568A (zh) * 2019-01-30 2019-05-14 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种激光加工系统及激光加工方法
US11344972B2 (en) 2019-02-11 2022-05-31 Corning Incorporated Laser processing of workpieces
WO2021016801A1 (zh) * 2019-07-29 2021-02-04 深圳市速腾聚创科技有限公司 接收光学系统、激光接收模组、激光雷达和光调方法
CN111627800B (zh) * 2020-05-11 2023-10-24 天津大学 一种原子级表面及结构超短脉冲光高效加工方法
JP2022014651A (ja) * 2020-07-07 2022-01-20 住友重機械工業株式会社 ビーム整形光学装置及び真円度調整方法
CN113226632A (zh) * 2021-03-31 2021-08-06 长江存储科技有限责任公司 用于切割半导体结构的激光系统及其操作方法
KR102462681B1 (ko) * 2021-04-22 2022-11-04 (주)미래컴퍼니 레이저 가공 장치
CN117961289A (zh) * 2024-04-01 2024-05-03 苏州创鑫激光科技有限公司 焊接设备

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW393670B (en) * 1997-08-08 2000-06-11 Cymer Inc Laser-illuminated stepper or scanner with energy sensor feedback
US6448534B1 (en) * 1995-10-27 2002-09-10 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method and apparatus for laser cutting materials
TW544896B (en) * 2001-12-01 2003-08-01 Eo Technics Co Ltd Method and apparatus for calibrating marking position in chip scale marker
TW548155B (en) * 2002-03-26 2003-08-21 Mitsubishi Electric Corp Laser beam positioning device for laser machining apparatus
US20040002199A1 (en) * 2000-09-13 2004-01-01 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method and laser processing apparatus
TW569028B (en) * 2001-04-12 2004-01-01 Honeywell Int Inc Laser optical area scanner and response system and methods
TWI273753B (en) * 2004-08-18 2007-02-11 Eo Technics Co Ltd Laser processing apparatus and method using polygon mirror
WO2007108589A1 (en) * 2006-03-20 2007-09-27 Qmc Co., Ltd. An adjustable laser beam delivery system and method for forming the same

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001053443A (ja) * 1999-08-06 2001-02-23 Hitachi Ltd 電子回路基板の製造方法，電子回路基板の製造装置及び電子回路基板
JP2001100145A (ja) 1999-09-29 2001-04-13 Sunx Ltd レーザマーカ
US6605796B2 (en) * 2000-05-25 2003-08-12 Westar Photonics Laser beam shaping device and apparatus for material machining
TWI248244B (en) 2003-02-19 2006-01-21 J P Sercel Associates Inc System and method for cutting using a variable astigmatic focal beam spot
CN2650926Y (zh) * 2003-11-14 2004-10-27 北京理工大学 用于微米级管道刻蚀的二氧化碳激光汇聚装置
JP4199820B2 (ja) * 2005-06-01 2008-12-24 フェトン株式会社 レーザー加工装置及びレーザー加工方法
KR100597948B1 (ko) * 2005-06-03 2006-07-07 주식회사 이오테크닉스 레이저 전극 절단장치 및 그 사용방법
JP4762653B2 (ja) 2005-09-16 2011-08-31 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置
CN201287242Y (zh) * 2008-10-21 2009-08-12 东莞祺盛机械有限公司 激光光束整形装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6448534B1 (en) * 1995-10-27 2002-09-10 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method and apparatus for laser cutting materials
TW393670B (en) * 1997-08-08 2000-06-11 Cymer Inc Laser-illuminated stepper or scanner with energy sensor feedback
US20040002199A1 (en) * 2000-09-13 2004-01-01 Hamamatsu Photonics K.K. Laser processing method and laser processing apparatus
TW569028B (en) * 2001-04-12 2004-01-01 Honeywell Int Inc Laser optical area scanner and response system and methods
TW544896B (en) * 2001-12-01 2003-08-01 Eo Technics Co Ltd Method and apparatus for calibrating marking position in chip scale marker
TW548155B (en) * 2002-03-26 2003-08-21 Mitsubishi Electric Corp Laser beam positioning device for laser machining apparatus
TWI273753B (en) * 2004-08-18 2007-02-11 Eo Technics Co Ltd Laser processing apparatus and method using polygon mirror
WO2007108589A1 (en) * 2006-03-20 2007-09-27 Qmc Co., Ltd. An adjustable laser beam delivery system and method for forming the same

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Publication number Publication date
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TW201200285A (en) 2012-01-01

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