TWI466748B

TWI466748B - 雷射處理設備

Info

Publication number: TWI466748B
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: 2015-01-01
Also published as: TW201228762A; WO2012091316A2; KR20120074508A; KR101298019B1; WO2012091316A3

Description

雷射處理設備

本發明係關於一種光學單元，一具有該光學單元之雷射處理設備，一雷射處理系統，以及一雷射處理方法。

雷射處理包含使用一高強度能量源的雷射以處理一目標對象。舉例而言，作為雷射處理，一晶片分離方法廣為所知。在此晶片分離方法中，一薄基板使用一雷射劃線或切斷。此基板包含各種類型的基板，例如，一矽(Si)晶片、一化合物半導體晶片、一陶瓷半導體晶片、一藍寶石基板、一金屬基板、以及一玻璃基板。

作為一種傳統的雷射劃線或切割方法，我們知道一種透過將雷射束照射至一基板的內部形成一相變區域的方法。然而，為了將雷射束照射至薄基板至內部以處理，基板中形成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，處理速度防止降低。

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，則會具有發散角之偏差。因此，為了形成適合處理基板之內部的點，一雷射束之發散角需要被校正。

通常，在相變區域在基板之內形成之後，一外力施加於相變區域，並且切割基板以便分割為晶片。因此，為了省去這樣一個切割過程或使用一小外力執行的切割過程，基板需要在劃線過程中自己斷裂。

在一透光性基板，例如藍寶石基板中，一形成有相變區域的區域具有低透光率。舉例而言，如果一發光元件使用一藍寶石基板製造，則基板之透光率減少可引起發光元件的亮度降低。

因此，鑒於上述問題，本發明之目的在於提供一種雷射處理設備以及方法，用以在不減少一處理速度的同時能夠準確控制一光點之位置及形狀。特別地，本發明建議以減少光點之一尺寸用以最小化一相變區域。

進一步而言，本發明提供一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，本發明提供一種雷射處理設備及其方法，用以能夠實現一基板的自斷裂。

根據本發明之第一方面，提供一種雷射處理設備。此種雷射處理設備包含：一雷射光源，用以產生一雷射束；以及一光學單元，用以將雷射束導引進入至一目標對象之內部。此光學單元包含：一光束成形模組，用以校正雷射束之一發散角；一衍射光柵，用以衍射雷射束；以及一聚焦透鏡，用以將雷射束聚集至目標對象之內部以及形成一光點。

根據本發明之一第二方面，提供一種光學單元，此光學單元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內部而形成一光點，光學單元包含：一光束成形模組，用以校正雷射束之一發散角；一衍射光柵，用以衍射雷射束；以及一聚焦透鏡，用以將雷射束聚集至目標對象之內部以及形成一光點，根據本發明之一第三方面，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內部，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。

根據本發明之一第四方面，提供一種使用雷射用以自斷裂目標對象之雷射處理設備。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。

根據本發明之一第五方面，提供一種雷射處理方法，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；衍射校正發散角的雷射束；以及透過將衍射的雷射束聚集至一目標對象之內部，形成一光點。

根據本發明之一光學單元、一具有該光學單元之雷射處理設備、一雷射處理系統、以及一雷射處理方法，可能在不減少一處理速度的情況下準確控制一光點的位置及形狀。特別地，根據本發明，基本之透射率能夠透過減少一相變區域減少。進一步而言，根據本發明，一雷射束之發散角能夠校正且一基板能夠自斷裂。

在下文中，將結合附圖部份，描述本發明之一光學單元，一具有該光學單元之雷射處理設備，以及一雷射處理系統。

「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之詳細結構之示意圖。

如「第1圖」所示，雷射處理設備1可包含：一雷射光源10，用以產生一雷射束，一光學單元20，用以使得雷射束進入目標對象S之內部，一安裝臺30，用以支撐目標對象S，以及一控制單元40，用以控制雷射光源10、光學單元20以及安裝臺30之一個或多個。

舉例而言，目標對象S可為需要切割成片的一基板，或者為需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，但不限制於，一矽基板、一化合物半導體基板、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。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S的雷射束。產生的雷射束可利用一系列沿著雷射光源10的一光軸Lc排列的未標出之設備調整大小、輸出以及極化方向。「第1圖」中之參數L表示雷射束的光學路徑，這個路徑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Lc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(CO2)雷射、一準分子雷射、以及二極體激發式固態(Diode-pumped Solid State,DPSS)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。

進一步而言，該雷射束可能為一脈波型雷射束，特別地，為一超短脈波雷射。這裡，超短脈波雷射之週期可在奈秒(毫微秒)、皮秒(微微秒)或飛秒(毫微微秒)之範圍內。在使用此種超短脈波雷射之情況下，一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。

透過雷射光源10產生的雷射束可進入光學單元20之中。該光學單元可以允許雷射束通過且控制該雷射束之一特性及路徑。

如「第2圖」所示，光學單元20可包含：一光束成形模組210，用以校正雷射束之發散角；一衍射光柵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之內部，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10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，雷射束具有一波之特性，因此，它有衍射且具有一發散角。舉例而言，一氣體雷射(二氧化碳(CO2)雷射、一氦氖(He-Ne)雷射等雷射)可具有一大約1 mrad(0.05°)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。透過調整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210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，用以校正通過圓柱形凹透鏡211的雷射束之一發散角。在「第2圖」中，一Z軸表示雷射束照射方向以及一x軸表示一劃線方向，即，一與預設切割線相平行之方向。如「第2圖」(a)及「第2圖」(b)所示，圓柱形凹透鏡211之一表面可沿著一y軸方向彎曲，但是沿著一x軸方向沒有變化。同樣，圓柱形凸透鏡212之一表面沿y軸方向彎曲，但是沿x軸方向沒有變化。因此，在使用圓柱形凹透鏡211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一個方向上校正，因此目標對象S中形成的雷射束光點可僅在一個方向上改變。舉例而言，可能形成適合於劃線目標對象S的一橢圓形或線性光點。

該光點的主軸(x軸方向)可沿著劃線方向，即，預設切割線排列。此種情況下，一發散角可不在光點的主軸上校正。換句話而言，如果光點之大小(光點之一短軸或光點之一寬度)在垂直於預設切割線的一方向上縮減，則能量可集中於一小區域上且能夠精確地執行。如果光點之大小(光點之主軸或光點之一長度)在與預設切割線相平行的一方向縮減，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211與圓柱形凸透鏡212，一發散角可在任意方向上校正。

由於一雷射束之一發散角可根據雷射光源10改變，因此圓柱形凹透鏡211與圓柱形凸透鏡212可排列為以使得其彼此之間的一相對距離能夠變化。為了此種排列，雷射處理設備1可更包含一未圖示的透鏡移動單元，用以移動一個或多個圓柱形凹透鏡211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。

衍射光柵220可為用於衍射雷射束之一光學元件且可定位於光束成形模組210與聚焦透鏡230之間。衍射光柵220可僅衍射與雷射束之一傳播方向相垂直的表面上的一方向之雷射束。舉例而言，如「第2圖」(a)及「第2圖」(b)所示，如果雷射束在平行於z軸的一方向上傳播，則衍射光柵220可在x軸上衍射該雷射束，並且允許該雷射束通過y軸方向。為實現此種配置，衍射光柵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211與圓柱形凸透鏡212排列為使得一雷射束的發散角僅在y軸方向上校正，則衍射光柵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211、圓柱形凸透鏡212以及衍射光柵220按照這樣排列，則光點的大小可在與預設切割線相垂直的方向上減少，並且複數個光點能夠在與預設切割線相平行之方向上形成。此種情況下，可以保持處理速度，並且能夠形成包含適合於目標對象S自斷裂之集中壓力區的一相變區域。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少。因此，能夠抑制基板之透光率之減少。之後會提供更多的細節。

聚焦透鏡230可在目標對象S之內的一聚集點P聚集雷射束，用於劃線或切割過程。一相變區域可形成於目標對象S之內，並且如上所述，透過校正雷射束之發散角，光點的大小可在至少一個軸向上改變。聚焦透鏡230可作為一物鏡。

安裝臺30可在其上安裝目標對象S。安裝臺30可透過一未圖示的目標對象移動單元，例如一執行器或一馬達移動及旋轉。使用此種結構，能夠改變安裝臺30與聚焦透鏡230之間的相對位置。為了改變安裝臺30與聚焦透鏡230之間的相對位置，可提供用以移動聚焦透鏡230而非安裝臺30的一目標對象移動單元，或者該目標對象移動單元可移動安裝臺30與聚焦透鏡230之兩者。

控制單元40可連接至雷射光源10、光學單元20、以及安裝臺30的一個或多個且可對它們進行控制。舉例而言，控制單元40可控制安裝臺30之一位置，以便調節聚焦透鏡230與目標對象S之間的一距離。進一步而言，控制單元40可控制安裝臺30以使得複數個光點可在垂直方向上形成於目標對象S之內。而且，控制單元40可控制安裝臺30以使得複數個光點可在一水準方向上形成於目標對象S之內。

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形模組之作業之結構圖。「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」係為解釋根據一雷射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柱形凹透鏡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之內的聚集點P。也就是說，一衍射光柵之作業將在以後解釋。

一透過雷射光源10產生的雷射束可以投射至圓柱形凹透鏡211，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透鏡212校正發散角。這裡，如果透過雷射光源10產生的該雷射束為一理想平行光束，其中圓柱形凹透鏡211與圓柱形凸透鏡212之間的距離為df1，圓柱形凹透鏡211之焦距為fc1，以及圓柱形凸透鏡212之焦距為fv1，則當滿足以下條件時，目標對象S之內形成的雷射束光點之大小可變為最小。

df1 =fc1 +fv1 　...等式1

然而，一實際雷射束可具有一預定發散角，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’f1 =(fc1 +α) +(fv1 +β) 　...等式2

這裡，α表示圓柱形凹透鏡211之一焦距的增加分量，該增加分量透過該雷射束之一發散角增加。以及β表示圓柱形凸透鏡212之一焦距的增加分量，該增加分量係透過該雷射束之一發散角增加。

以下透過結合「第5圖」解釋上述等式中的變化過程。首先，如果一雷射束係為一完美的平行光束，則通過一凸透鏡Cc的雷射束可在透鏡Cc的一光軸線上對準，以及因此，該雷射束可通過對應於透鏡Cc的一焦距f1之位置(參看「第5圖」的一光學路徑B1)。然而，如果此雷射束係為具一發散角為θ的衍射光束，則通過透鏡Cc的雷射束可在透鏡Cc的一光軸線上對準，以及因此，該雷射束可通過相比較於透鏡Cc之一焦距f1更遠的一位置f2(參看「第5圖」的一光學路徑B2)。這裡，一焦距的增加分量，即，焦距f1與位置f2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210包含一對圓柱形凹透鏡211與圓柱形凸透鏡212，則等式2可按照以下表示。

d’f1 =(fc1 +α(θ)) +(fv1 +β(θ)) 　...等式3

這裡，α(θ) 與β(θ) 分別表示圓柱形凹透鏡211之焦距透過該雷射束之一發散角增加的分量，以及圓柱形凸透鏡212之焦距透過該雷射束之一發散角增加的分量。每一增加分量可為該雷射束之一發散角之函數。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P的雷射束光點之大小可表示如下。

這裡，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

在上述之等式4與等式5之中，f 表示聚焦透鏡之一焦距，以及D表示投射至聚焦透鏡的一雷射束之直徑。由等式5可知，M-2 可與雷射束之一發散角θ成正比，並且由等式4可知，一光點的大小d可與M-2 成正比。因此，可知雷射束光點之大小d可與雷射束之發散角θ成正比。如果雷射束之發散角給定一特定值，則該光點之大小能夠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211與圓柱形凸透鏡212的光束成形模組210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」(a)的箭頭方向移動時，圓柱形凹透鏡211與圓柱形凸透鏡212之間的距離變為遠於滿足等式3的d’ _f1 。此種情況下，如「第4圖」(a)所示，透過聚焦透鏡230聚集的一雷射束之光點Sp之寬度可增大。

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之間的距離接近滿足等式3的d’ _f1 。此種情況下，如「第4圖」(b)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與圓柱形凸透鏡212的一距離變為滿足等式3的d’ _f1 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，透過調整圓柱形凹透鏡211與圓柱形凸透鏡212之位置，在目標對象S中的光點Sp之一形狀，即，光點之一寬度(圖式中一光點的y軸方向上的大小)可以控制，通常，光點之一形狀可表達為入射光束的大小、發散角以及波長之函數。如上所述，僅透過校正發散角，能夠形成具一期望形狀及大小的光點Sp。該技術對於，特別地，透過將一雷射束聚集於目標對象S之內部，用以劃線目標對象S特別有用。

進一步而言，透過根據該雷射束之發散角調節圓柱形凹透鏡211與圓柱形凸透鏡212的位置，光點Sp可形成為一橢圓形或一大致直線形狀。如果該橢圓或線性光點Sp之主軸在目標對象S之一劃線方向，即，預設切割線方向上對準，則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之內部，目標對象可以導致為自身斷裂。

通常，如果一力作用於一相變區域上，則作用於特定點的壓力量能夠表達為以下的應力集中因數S。

這裡，D表示在法線方向上相變區域之大小以及R表示特定點的曲率半徑。

在一圓形光點的情況下，在一垂直方向上，一相變區域終端點的應力集中因數可為S1。在橢圓形光點之情況下，在一垂直方向上，一相變區域的終端點的應力集中因數可為S2。在圓形光點之情況下，相變區域T在垂直方向上可具有一大小D1，以及在橢圓形光點的情況下，相變區域T在垂直方向上可具有一大小D2。這裡，D2可相比較於D1為大，以及曲率半徑R1可相比較於曲率半徑R2為大。因此，在垂直方向的終端點的應力集中因數S2可相比較於應力集中因數S1為大。也就是說，能夠自橢圓形光點的情況看出，相比較於一圓形光點，在垂直方向上一應力可集中於相變區域的終端點。

由於應力集中，裂縫可在光點的主軸方向上集中於終端點。換句話而言，在橢圓形光點的相變區域中，可具有相比較於其他區域應力更多集中的一應力集中區域。在該相變區域中，應力集中區域可形成於靠近目標對象S之一頂表面或一底表面的終端點。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。

如果這樣的裂縫C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之內部，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。進一步而言，即使目標對象S的一切割過程在劃線之後執行，該切割過程也可使用很小之外力執行，以及因此處理效率能夠提高。

在圓形光點之情況下，沒有應力集中的區域。因此，可不產生裂縫或者即使產生裂縫，它們可沒有任何的特定方向性不規律地產生。在圓形光點之情況下，裂縫的一方向不能夠控制，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，以及因此，目標對象S可在一非期望之方向上被切割。

如果目標對象S較厚，則複數個光點能夠形成於目標對象S的垂直方向(厚度方向)上。此種情況下，如上所述，在為圓形光點時，在每一光點可不規則地產生裂縫(微裂縫)。因此，一個光點中生成的裂縫可遇到鄰近光點生成的裂縫，以及然後裂縫傳播可以加速。因此，相比較於一單光點(一形成於目標對象之厚度方向的單個光點)，這樣非方向性長裂縫可加速裂縫的不規則產生。

但是，在橢圓形光點之情況下，一個光點中產生的裂縫可沿著一劃線方向，即，一切割平面方向傳播。如此之一包含其中產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」中的閃耀式衍射光柵之雷射束之衍射之示意圖。「第8圖」係為解釋一雷射處理設備中的一閃耀式衍射光柵之作業之示意圖。「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意圖。「第10圖」係為解釋根據一閃耀式衍射光柵之作業的光點之形狀變化之示意圖。

衍射光柵220可用以衍射一雷射束。一衍射光柵可包含複數個衍射元件，例如重複形成的開口或凸出物，以便改變入射光之相位或振幅。衍射光柵220可包含一閃耀式衍射光柵。該閃耀式衍射光柵可包含一個平表面與具有連續彼此相連接的長三角稜鏡形衍射元件的另一表面。

「第7圖」表示一閃耀式衍射光柵之橫截面之放大圖。在閃耀式衍射光柵220之中，兩個相鄰衍射元件的一距離可表示為a，以及透過一衍射元件形成的一角度可表示為γ。如果光線投射至衍射光柵220，則衍射光線可以不同之角度由各個衍射元件發出。對於在相同方向上自相鄰衍射元件衍射出之光線，當兩個光線之間的一光線路線差變為一波長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θm的位置可稱為原理上的最大值，並且該原理上的最大值可自以下等式獲得。

asinθm =mλ ...等式7

這裡，m表示某整數。舉例而言，如果m為0，則θm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m0。當m為1時，能夠計算出光程差為波長之整數倍的位置，當m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m1。

當m為0、m為1、以及m為-1時，當穿過衍射光柵220的雷射束沿著一光學路徑通過聚焦透鏡230且聚焦至目標對象S之內部時，該光學路徑可由「第8圖」表示。

「第9圖」表示透過衍射光柵220產生的一光點形狀變化以及光線強度分佈變化。「第9圖」(a)表示一穿過光束成形模組210的雷射束沒有穿過衍射光柵220，藉由聚焦透鏡230照射至目標對象S之情況。「第9圖」(b)表示同一情況。然而，「第9圖」(b)表示y軸方向上的一雷射束之光線強度分佈。而「第9圖」(a)表示x軸方向上的同一雷射束之光線強度分佈。

如「第8圖」所示，投射至衍射光柵220的雷射束可在x軸方向上衍射且可形成一原理上的最大值。自「第9圖」(b)底部的光強度分佈可以看出，一光強度I在位置(...P-2、P-1、P0、P1、P2...)具有峰值，其中在這些位置由於衍射影響，光程差為波長的整數倍，並且可在這些位置形成原理上的最大值。在「第9圖」(b)中，等於或高於用以形成一相變區域之參考強度Ic的光強度顯示可顯示於三個位置，即，接近P-1、P0、以及P1，這意味著光點Sp可形成於這三個位置。

因此，如果形成「第9圖」(b)底部的光強度I分佈，則光點Sp可包含三個微光點。然而，等於或高於參考強度Ic的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。儘管每一微光點可形成為「第10圖」(b)及「第10圖」中的大致橢圓形，但是如果光點Sp之一寬度(一y軸方向之尺寸)足夠小，則每一微光點可形成為直線形。

由於衍射光柵220提供於光學單元20中，因此光點Sp可包含複數個微光點。進一步而言，目標對象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。

相比較於形成一單個光點之情況(如「第9圖」(a)所示)，在形成複數個微光點之情況下(如「第9圖」(b)所示)，一光點在主軸方向的長度能夠維持，並且能夠獲得更小的相變區域。因此，在不降低目標對象S的處理速度之情況下，目標對象S可以更容易地自身斷裂。複數個微光點可表示形成了等式6中表達的具有一更小曲率半徑的相變區域。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，相比較於形成一單個光點之情況，在形成複數個微光點的情況下，相變區域之一總大小可減少。因此，舉例而言，如果一雷射束照射至一光透性基板例如一藍寶石基板，則該基板之透光率可更少地減少。如果一發光元件使用一藍寶石基板製造，則該基板之透光性的更少地減少可引起發光元件之亮度的更少地減少。

以下，將「第11圖」及「第12圖」描述本發明之另一實施例。與上述實施例中解釋的相同元件可使用與上述實施例相同的標號，並且將省去其多餘的表述。

根據本發明之另一實施例，如「第11圖」所示，一光束成形模組210可包含：一球面形凹透鏡213，用以發散一雷射束；一第一圓柱形凸透鏡214，用以校正通越球面形凹透鏡213的雷射束之一發散角；以及一第二圓柱形凸透鏡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213能夠在彼此垂直的一x軸與一y軸方向兩個方向上發散一雷射束。由於雷射束能夠在x軸與y軸方向上均發散，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正x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中的一個或多個。該透鏡移動單元可細微地調節球面形凹透鏡213、第一圓柱形凸透鏡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，以及球面形凹透鏡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，並且可透過第二圓柱形凸透鏡215糾正其發散角。也就是說，對於雷射束的x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x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230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，並且可通過第二圓柱形凸透鏡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，則透過聚焦透鏡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、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230聚集的一雷射束光點Sp的一寬度可變為增加(如「第12圖」(a)所示)。

已經解釋了一衍射光柵220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。舉例而言，如「第13圖」所示，一衍射光柵220可以定位於光束整形模組210的前端，即，定位於雷射光源10與光束成形模組210之間。進一步而言，儘管「第13圖」顯示光束整形模組210包含一圓柱形凹透鏡211以及一圓柱形凸透鏡212，但是光束整形模組210可包含一球面形凹透鏡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理解的是在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍之內。

本發明關於一種雷射處理設備。本發明能夠應用於使用雷射對一箔形基板的劃線過程，並且因此可應用於此種工業領域。

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

m₀ 、m₁ ．．．位置

a．．．距離

C_c ．．．透鏡

B1、B2．．．光學路徑

S1．．．應力集中因數

S．．．目標對象

P．．．聚集點

P-2、P-1、P0、P1、P2．．．位置

I．．．光強度

Ic．．．參考強度

γ．．．角度

a．．．距離

θ．．．發散角

L．．．光學路徑

f₁ ．．．焦距

Lc．．．光軸

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意圖；

第3圖係為解釋第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；

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射束之發散角的一光學路徑變化之示意圖；

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柵之雷射束之衍射之示意圖；

第8圖係為解釋一雷射處理設備中的一閃耀式衍射光柵之作業之示意圖；

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意圖；

第10圖係為解釋根據一閃耀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一光學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11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詳細結構之示意圖。