使用動態(tài)射束陣列的光子銑削的制作方法
【專利摘要】一種激光處理系統(tǒng)，包含一射束定位系統(tǒng)以相對于一工件對齊射束投送坐標(biāo)。上述的射束定位系統(tǒng)產(chǎn)生對應(yīng)于該對齊的定位數(shù)據(jù)。此系統(tǒng)亦包含一脈沖激光源以及一子束產(chǎn)生模塊以自該脈沖激光源接收一激光脈沖。子束產(chǎn)生模塊自該激光脈沖產(chǎn)生一子束陣列。該子束陣列包含多個子束脈沖。此系統(tǒng)更進(jìn)一步包含一子束調(diào)變器以選擇性地調(diào)變該子束陣列中每一子束脈沖的振幅，以及子束投送光學(xué)模塊以將調(diào)變后的子束陣列聚焦至工件上對應(yīng)至上述定位數(shù)據(jù)的位置的一或多個標(biāo)的。
【專利說明】使用動態(tài)射束陣列的光子銑削
[0001]本申請為申請日為2009年09月17日、申請?zhí)枮?00980135314X、發(fā)明名稱為〃使用動態(tài)射束陣列的光子銑削"的專利申請的分案申請。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明有關(guān)于激光處理系統(tǒng)。更具體言之，本發(fā)明有關(guān)于用以依據(jù)光子頻率及定位資料對用于放大和工件標(biāo)的對齊(alignment)的脈沖選擇進(jìn)行同步的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0003]激光可以使用于許多工業(yè)上的作業(yè)，包含對于諸如電子材料等基板的檢驗(yàn)、處理、以及微加工(micro-machining)。舉例而言,欲修復(fù)一動態(tài)的隨機(jī)存取內(nèi)存(dynamicrandom access memory ;以下簡稱DRAM),其使用一第一激光脈沖以移除DRAM組件中一故障內(nèi)存單元的導(dǎo)電連結(jié)，而后使用一第二激光脈沖移除一備用內(nèi)存單元的電阻連結(jié)以取代前述的故障內(nèi)存單元。由于需要移除連結(jié)的故障內(nèi)存單元可以是隨機(jī)分布的，故工件定位延遲時間基本上使得此類激光修復(fù)處理的動作時間需要耗去許多脈沖間隔時間(interpulse time),而非在單一脈沖間隔時間內(nèi)完成。
[0004]待移除的連結(jié)排(banks of links)通常在晶圓上配置成一直列。這些連結(jié)通常在一連結(jié)處理回合(link run)內(nèi)處理。在一連結(jié)處理回合期間內(nèi)，當(dāng)平臺定位器(stagepositioner)通過跨越聚焦激光光斑(laser spot)的位置的連結(jié)列時,激光束被以脈沖的形式射出。上述的平臺在一次動作中基本上沿著單一軸線移動，而不會在每一個連結(jié)位置停留。此生產(chǎn)技術(shù)在業(yè)界稱為實(shí)時(on-the-fly;「0TF」)連結(jié)處理，其就特定晶圓上可以修復(fù)的連結(jié)比率而言具有較高的效率，從而增進(jìn)整體DRAM生產(chǎn)流程的效率性。
[0005]當(dāng)激光脈沖重復(fù)頻率(pulse repetition frequency ;以下或簡稱PRF)以及連結(jié)處理回合速度增加，對于平臺定位器的要求將更多。平臺的加速度和速度并未以和激光PRF一樣快的速率增加。因此，其可能難以利用現(xiàn)有的高PRF激光(例如，在數(shù)百仟赫茲或百萬赫茲范圍內(nèi)的PRF)。
[0006]一般而言，目前激光脈沖在連結(jié)處理系統(tǒng)上的實(shí)際應(yīng)用極少。舉例而言，包含大約600, 000連結(jié)的一典型晶圓可以在大約600秒內(nèi)處理完成。此代表一 I仟赫茲的實(shí)際切斷率(blow rate)。假如此例中的晶圓處理系統(tǒng)使用具有100仟赫茲PRF的激光源，則每一百個可能激光脈沖中大約僅有一個會到達(dá)晶圓的表面。
[0007]雙射束(dual-beam)和多射束(mult1-beam)激光系統(tǒng)通常使用復(fù)雜的激光光學(xué)配件且構(gòu)建的代價(jià)基本上極為昂貴。此外，近來在激光設(shè)計(jì)上的進(jìn)展在此種方式上發(fā)現(xiàn)一些問題。舉例而言，某一高功率、低脈沖寬度(例如，在微微秒(picosecond,兆分之一秒)或飛秒(femtosecond,千兆分之一秒)等級)的激光是基于一主振蕩功率放大器(master oscillator-power amplifier ;以下或簡稱ΜΟΡΑ)的方式，其中一鎖模激光振蕩器(mode-locked laser oscillator)在介于大約10百萬赫茲到大約100百萬赫茲的范圍內(nèi)的重復(fù)率提供穩(wěn)定的種子脈沖(seed pulse)。這些激光振蕩器可以是主動式或被動式的鎖模形式。一主動式鎖模振蕩器可以允許基于時序上的目的對其輸出脈沖相位及/或頻率進(jìn)行某些調(diào)整。然而，在一被動式鎖模主振蕩器中，其輸出頻率無法輕易更改。因此，激光處理系統(tǒng)只得將其運(yùn)作同步于被動式鎖模主振蕩器所提供的基本頻率。
[0008]—功率放大器(power amplifier,例如，二極管激發(fā)式光學(xué)增益介質(zhì)(diode-pumped optical gain medium))將選擇自主振蕩器的脈沖放大。如同在典型二極管激發(fā)式Q型開關(guān)激光(Q-switched laser)之中,這些放大脈沖的能量系一脈沖間隔周期的函數(shù)。實(shí)際運(yùn)作的重復(fù)率(例如，發(fā)自功率放大器的脈沖頻率)基本上為基本重復(fù)率(例如，主振蕩器)的因子，其通常較主振蕩器頻率小約10到1000倍。
[0009]對于所需的激光運(yùn)作，其激光應(yīng)以一固定的重復(fù)率擊發(fā)，且使得射束定位次系統(tǒng)從屬于激光的脈沖時序。但是，其極難在達(dá)成此射束定位時序的同時又能維持脈沖位置的精確度。舉例而言，上述重復(fù)率的時序區(qū)間(timing window)的范圍可能介于大約10奈秒(nanosecond)到大約100奈秒之間。伺服控制系統(tǒng)基本上無法保證在如此微小的固定時序區(qū)間內(nèi)的高精確度(例如，10奈米之內(nèi))脈沖定位。
[0010]許多工業(yè)上的激光處理應(yīng)用(諸如內(nèi)存組件備用電路中的連結(jié)切割、微穿孔鉆取、組件裁修、以及材料切割或雕刻)配合將激光脈沖定位于工件上的移動控制系統(tǒng)發(fā)射一高能量激光脈沖。此種配合通常利用準(zhǔn)確的時序，并取決于作業(yè)射束的運(yùn)動輪廓，此時序可以是變化無常的。雖然其利用時序準(zhǔn)確度來維持處理系統(tǒng)的精確性，但脈沖控制的隨機(jī)時序可能損及各種激光性能，諸如脈沖寬度以及峰值功率。
[0011]許多激光處理系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上加入Q型開關(guān)激光以在高脈沖重復(fù)率獲得一致性的脈沖能量。然而，此種激光對于脈沖間隔周期的數(shù)值(和變異度)可能極為敏感。因此，脈沖寬度、脈沖能量、以及脈沖振幅的穩(wěn)定性可能隨脈沖間隔周期的變化而改變。這些變異可以是靜態(tài)的(例如，該變異可以是一恰位于一脈沖前的脈沖間隔周期的函數(shù))及/或動態(tài)的(例如，該變異可以是一脈沖間隔周期歷程的函數(shù))。此敏感度的降低或最小化一般而言是藉由控制激光處理系統(tǒng)使該激光以一理論上的重復(fù)率(基本上低于200仟赫茲)擊發(fā)，并使其具有在脈沖特性中產(chǎn)生可接受偏離度的最小重復(fù)率偏離度。
[0012]此一方式的實(shí)施通常是藉由控制預(yù)定的射束軌道，使得激光可以「依照要求」擊發(fā)于正確的工件位置(或者以一基于諸如平臺速度、傳播延遲、脈沖建立時間、以及其它延遲等已知因子的脈沖撞擊該位置)以維持所需的脈沖定位精確度。工件位置被依序排列使得重復(fù)率大致維持固定。其可以在處理指令中插入「虛擬」工件位置以解決有關(guān)激光穩(wěn)定性的問題。此「虛擬」工件位置使得重復(fù)率在閑置周期中大致保持固定，并藉由諸如機(jī)械快門、聲光式調(diào)變器(acousto-optic modulators ;Α0Μ)、以及光電式調(diào)變器(electro-opticmodulators ；Ε0Μ)等射束調(diào)變裝置將「虛擬」脈沖阻絕于工件之外。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]在一實(shí)施例中，一激光處理系統(tǒng)包含一射束定位系統(tǒng)以相對于一工件對齊射束投送坐標(biāo)。上述的射束定位系統(tǒng)產(chǎn)生對應(yīng)于該對齊的定位數(shù)據(jù)。此系統(tǒng)同時亦包含一脈沖激光源和一子束產(chǎn)生模塊，以接收一來自該脈沖激光源的激光脈沖。上述的子束產(chǎn)生模塊自該激光脈沖產(chǎn)生一子束陣列。該子束陣列包含多個子束脈沖。此系統(tǒng)更進(jìn)一步包含一子束調(diào)變器以選擇性地調(diào)變該子束陣列中每一子束脈沖的振幅，以及子束投送光學(xué)模塊以將調(diào)變后的子束陣列聚焦至工件上對應(yīng)至上述定位數(shù)據(jù)的位置的一或多個標(biāo)的。
[0014]在某些實(shí)施例中，該系統(tǒng)同時亦包含一光偵測模塊以對子束陣列中的子束脈沖進(jìn)行取樣，并決定子束陣列中每一子束脈沖的總能量。上述的光偵測模塊更用以對該子束調(diào)變器提供一誤差修正補(bǔ)償信號，以調(diào)整輸出至工件上一特別標(biāo)的的連續(xù)子束振幅。上述的光偵測模塊亦可以用以判定投送至工件上一特別標(biāo)的的一連串子束脈沖所提供的脈沖能量總和是否符合或超過一特定門坎值，并控制該子束調(diào)變器以防止更多子束脈沖抵達(dá)前述的特別標(biāo)的。
[0015]在某些實(shí)施例中，該系統(tǒng)更進(jìn)一步包含一系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)以配合該射束定位系統(tǒng)藉由將一工件標(biāo)的間距匹配于該脈沖激光源的一脈沖重復(fù)頻率(PRF)、一子束陣列間距、以及該射束定位系統(tǒng)和工件間的一相對速度(平臺速度)以進(jìn)行上述的對齊。
[0016]在另一實(shí)施例中，一種利用激光處理工件的方法包含產(chǎn)生一激光脈沖、自該激光脈沖產(chǎn)生一包含多個子束脈沖的子束陣列、調(diào)變該子束陣列中子束脈沖的振幅、以及將調(diào)變后的該子束陣列聚焦至工件上的一或多個標(biāo)的位置。
[0017]本發(fā)明進(jìn)一步的特色及優(yōu)點(diǎn)經(jīng)由以下較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明將更趨于明顯，這些說明是配合所附的圖式進(jìn)行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為一傳統(tǒng)式激光脈沖處理控制系統(tǒng)的功能方塊圖，其包含一工件(X-Y)定位器；
[0019]圖2為依據(jù)一實(shí)施例的一激光脈沖處理系統(tǒng)的功能方塊圖；
[0020]圖3為依據(jù)一實(shí)施例的一流程圖,其例不一用以利用圖2所不的系統(tǒng)處理工件的方法；
[0021]圖4A、4B、4C和4D為依據(jù)特定實(shí)施例例示用以補(bǔ)償定位誤差的一些示范性方法的流程圖；
[0022]圖5依據(jù)一實(shí)施例以圖形的方式例示一向量處理梳(vector process comb)的使用；
[0023]圖6為依據(jù)一實(shí)施例的用以使用動態(tài)射束陣列處理工件標(biāo)的的一光子銑削(photonic milling)次系統(tǒng)的功能方塊圖；
[0024]圖7A為依據(jù)一實(shí)施例的一可編程脈沖寬度光子統(tǒng)削系統(tǒng)的功能方塊圖；
[0025]圖7B為依據(jù)一實(shí)施例的如圖7A所示的光子銑削次系統(tǒng)的功能方塊圖，其可編程脈沖寬度構(gòu)件整合一主振蕩器；
[0026]圖8A、8B和8C依據(jù)一實(shí)施例圖繪式地例示包含一離散頻帶反射板(discretelybanded reflectivity plate)的一子束產(chǎn)生模塊的各種視圖；
[0027]圖9為依據(jù)另一實(shí)施例的一子束產(chǎn)生模塊的功能方塊圖；
[0028]圖10圖繪式地例示常使用于導(dǎo)電連結(jié)的各種不同的樣式；
[0029]圖11為依據(jù)一實(shí)施例的用以利用一子束陣列處理一組標(biāo)的的方法的流程圖；
[0030]圖12依據(jù)一實(shí)施例圖繪式地例示工件標(biāo)的間距與子束間距間的關(guān)系；
[0031]圖13描繪一晶圓的處理；
[0032]圖14為依據(jù)一實(shí)施例的包含一 AOD的一激光脈沖處理系統(tǒng)的示意圖；[0033]圖15為一示意圖，其依據(jù)一實(shí)施例例示掃描多個側(cè)向間隔排列連結(jié)排的一處理區(qū)間(processing window)；
[0034]圖16為一示意圖，其依據(jù)一實(shí)施例例示掃描多個沿著X軸側(cè)向間隔排列的連結(jié)排以及多個沿著Y軸排列的連結(jié)排的一處理區(qū)間；
[0035]圖17為依據(jù)一實(shí)施例的包含二個偏轉(zhuǎn)組件的一激光處理系統(tǒng)的示意圖；
[0036]圖18為依據(jù)一實(shí)施例的包含一遠(yuǎn)心角偵測器(telecentric angle detector)的一激光處理系統(tǒng)的不意圖；
[0037]圖19A、19B和19C為依據(jù)特定實(shí)施例例示一連串激光脈沖與個別重新定位輪廓的關(guān)系的時序圖；
[0038]圖20為依據(jù)另一實(shí)施例的一繞射光學(xué)構(gòu)件的功能方塊圖，該繞射光學(xué)構(gòu)件是用以產(chǎn)生一子束的陣列，以進(jìn)行后續(xù)的調(diào)變并投送至一工件。
【具體實(shí)施方式】
[0039]在一實(shí)施例中，其使用一光子頻率(photonic clock)做為一主時序構(gòu)件以協(xié)調(diào)一激光處理系統(tǒng)中的射束定位器控制構(gòu)件。該光子頻率可以是來自一脈沖激光源中一光子振蕩器的一脈沖輸出。該光子振蕩器可以是一種子振蕩器或一主振蕩器。上述的射束定位器控制構(gòu)件利用來自光子振蕩器的時序信號以使得一工件上的標(biāo)的結(jié)構(gòu)的對齊同步于來自激光系統(tǒng)的激光脈沖發(fā)射。來自激光源的一或多個脈沖被經(jīng)由一激光系統(tǒng)的光學(xué)構(gòu)件傳送，以處理該標(biāo)的結(jié)構(gòu)。來自激光源的脈沖可以在振幅上分割以產(chǎn)生處理這些標(biāo)的結(jié)構(gòu)的脈沖陣列。
[0040]揭示于本說明書的激光系統(tǒng)和方法可以被用來處理各式各樣的工件標(biāo)的。舉例而言，某些實(shí)施例可用以切斷一半導(dǎo)體內(nèi)存組件的寬廣陣列中的導(dǎo)電連結(jié)結(jié)構(gòu)，包含DRAM、靜態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存(SRAM)、以及閃存(flash memory);用以在諸如銅/聚酰胺(polyamide)迭層材料的軟性電路和集成電路(integrated circuit ；IC)封裝中產(chǎn)生微形激光鉆孔；用以實(shí)施半導(dǎo)體的激光處理或微加工，諸如半導(dǎo)體集成電路、硅晶圓、和太陽能晶元的激光雕刻或晶粒切割；以及用以實(shí)施金屬、介電質(zhì)、聚合材料、和塑料的激光微加工。習(xí)于斯藝的人士將能體認(rèn)許多其它形式的工件及/或工件結(jié)構(gòu)均可以依據(jù)本說明書所揭示的實(shí)施例加以處理。
[0041]以下參照的圖式中，相同的參考編號表示相同的構(gòu)件。在以下的說明當(dāng)中，其提供許多特定的細(xì)節(jié)以期對本文所發(fā)明實(shí)施例的全盤了解。然而，習(xí)于該【技術(shù)領(lǐng)域】者將體認(rèn)到，這些實(shí)施例可以在不使用一或多個這些特定細(xì)節(jié)，或是應(yīng)用其它方法、組件、或材料下付諸實(shí)現(xiàn)。此外，在某些情況下，現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)、材料、或動作并未被顯示或詳細(xì)描述，以避免混淆實(shí)施例欲呈現(xiàn)的特點(diǎn)。另一方面，所述的特征、結(jié)構(gòu)、或特性均可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞浇Y(jié)合于一或多個實(shí)施例之中。
[0042]1.可觸發(fā)激光源的典型同步方式
[0043]在一典型的激光處理系統(tǒng)之中，其使用時序信號觸發(fā)一激光源使其在一適當(dāng)?shù)臅r間(例如，基于平臺速度、系統(tǒng)延遲、以及其它參數(shù))發(fā)射一激光脈沖，以利用該激光脈沖照射一工件上的標(biāo)的。舉例而言，圖1是一傳統(tǒng)式激光脈沖處理控制系統(tǒng)100的功能方塊圖，其包含一工件(X-Y)定位器110。一類似的系統(tǒng)描述于Baird等人提申的美國專利號6，172，325，其讓渡予本發(fā)明申請的受讓人。上述的系統(tǒng)100包含一系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)112以及一內(nèi)嵌控制計(jì)算機(jī)114,其彼此配合以控制一射束定位控制器116。射束定位控制器116接收來自X-Y定位器110的定位信息，其相對于一紫外線(UV)激光束120定位一工件118。紫外線激光束120可以經(jīng)由各種不同的光學(xué)構(gòu)件(未顯示于圖中)以及所顯示的折鏡(fold mirror) 122傳播。上述的X-Y定位器110可以亦包含一 Z定位器124，其可以連結(jié)至X或Y平臺。
[0044]一紫外線(UV)激光系統(tǒng)126包含一 Q型開關(guān)固態(tài)紅外線(IR)激光128，諸如二極管激發(fā)的聲光式Q型開關(guān)Nd: YV04激光。紫外線激光系統(tǒng)126同時亦包含一用以調(diào)變IR激光128的脈沖振幅的聲光式調(diào)變器(AOM) 130,以及一倍頻器(frequency multiplier) 132,以運(yùn)用現(xiàn)有的第二、第三、或第四諧振轉(zhuǎn)換程序?qū)l(fā)射自IR激光128的紅外線波長轉(zhuǎn)換成綠光及/或UV波長。上述的A0M130亦可以放置于倍頻器132之后，如圖中以虛線顯示的A0M134所在的位置。在另一實(shí)施例中，一激光控制器136控制A0M130(或A0M134)的傳導(dǎo)性以傳送或阻隔朝向工件118的紫外線激光束120。
[0045]系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)112將工件118上處理位置的定位坐標(biāo)透過一總線138傳送至內(nèi)嵌控制計(jì)算機(jī)114。在一典型的實(shí)例處理應(yīng)用中，工件118包含整齊地間隔排列的標(biāo)的或組件結(jié)構(gòu)，諸如可熔斷的連結(jié)，其中僅有一些被加以激光處理。紫外線激光束120所處理的位置被稱為標(biāo)的位置，而未被紫外線激光束120處理的位置則稱為中介位置。內(nèi)嵌控制計(jì)算機(jī)114將間隔排列的中介位置坐標(biāo)加入標(biāo)的位置坐標(biāo)，致使IR激光128以幾近相等的時間間隔發(fā)出脈沖。內(nèi)嵌控制計(jì)算機(jī)114將上述的標(biāo)的及中介位置坐標(biāo)以一特定速率透過一總線140逐一傳送至射束定位控制器116中的緩存器142，并同時透過一總線144將控制數(shù)據(jù)加載激光控制器136中的緩存器146。該特定速率控制X-Y控制器110的移動速度，且上述的控制數(shù)據(jù)指出坐標(biāo)位置是否為一待處理的標(biāo)的位置并進(jìn)一步包含模式和時序信息。
[0046]激光控制器136以一自動脈沖模式或一定位脈沖(pulse-on-position)模式操控定時器148。在自動脈沖模式中，定時器148的啟動為依據(jù)緩存器146中的控制數(shù)據(jù)。在定位脈沖模式中，定時器148的啟動為由于接收到來自射束位置控制器116中一比較器152的位置符合信號150。射束定位控制器116中的位置編碼器(position encoder) 154對比較器152指示出X-Y定位器110的目前位置，且當(dāng)該目前位置與儲存于緩存器142中的位置坐標(biāo)相符時，其產(chǎn)生位置符合信號150以指示出工件118已相對于一標(biāo)的位置或中介位置被正確地定位。因此，若工件118已相對于一標(biāo)的位置定位完成,定時器148同時操控IR激光128中的Q型開關(guān)(經(jīng)由一 Q型開關(guān)閘控線158)并將A0M130設(shè)成一傳導(dǎo)狀態(tài)，直到一周期完成中斷156被自定時器148傳送至內(nèi)嵌控制計(jì)算機(jī)114。上述A0M130的傳導(dǎo)性可以被控制成一激光脈沖閘控組件或一脈沖振幅調(diào)變器。因此，IR激光128可以「依照要求」被觸發(fā)以處理工件118上的預(yù)定標(biāo)的。
[0047]I1.使用光子頻率同步的示范系統(tǒng)
[0048]其可以在超快激光系統(tǒng)中使用光子振湯器以在一理論上固定的頻率梳(frequency comb)發(fā)射脈沖。然而，與上述的系統(tǒng)100不同，光子振蕩器不能直接觸發(fā)以「依照要求」產(chǎn)生脈沖。其情況是，光子振蕩器基于一已知光子振蕩器頻率于離散的時間間隔提供脈沖。因此，在本說明書揭示的某些實(shí)施例中，一激光控制系統(tǒng)使用導(dǎo)出自該光子振蕩器于一第一 PRF (foSC；)發(fā)射的光脈沖輸出的一頻率。該激光控制系統(tǒng)使用工件定位數(shù)據(jù)以及來自光子振蕩器頻率的時序信息以自頻率梳選擇脈沖，以做為在一第二 PRF產(chǎn)生的處理頻率fp的放大；進(jìn)一步選擇于處理頻率fp發(fā)射的脈沖以朝向所選的工件標(biāo)的傳送；以及控制一射束定位系統(tǒng)及/或協(xié)力射束定位補(bǔ)償構(gòu)件以將所選的脈沖導(dǎo)引至工件標(biāo)的。
[0049]圖2為依據(jù)一實(shí)施例的一激光脈沖處理系統(tǒng)200的功能方塊圖。類似顯示于圖1中的系統(tǒng)100，系統(tǒng)200包含一 X-Y定位器110、一系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)112、一內(nèi)嵌控制計(jì)算機(jī)114、以及一射束定位控制器116。射束定位控制器116接收來自X-Y定位器110的定位信息，其相對于一激光束210定位一工件118。雖然未顯示于圖中，激光束210可以經(jīng)由各種不同的光學(xué)構(gòu)件沿一激光束路徑傳播至一折鏡122，該折鏡122使激光束210轉(zhuǎn)向至工件118。上述的X-Y定位器110可以亦包含一 Z定位器124，其可以連結(jié)至X或Y平臺。[0050]系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)112將工件118上處理位置的定位坐標(biāo)透過一總線138傳送至內(nèi)嵌控制計(jì)算機(jī)114。在一實(shí)施例中，工件118包含整齊地間隔排列的組件結(jié)構(gòu)，諸如可熔斷的連結(jié)，其中僅有一些被加以激光處理。如上所述，激光束210所處理的位置被稱為標(biāo)的位置，而未被激光束210處理的位置則稱為中介位置。
[0051]系統(tǒng)200同時亦包含一脈沖激光源212以及一激光次系統(tǒng)控制器214(圖中顯示為「LSCj ) ο如圖2所不,在一實(shí)施例中，上述的脈沖激光源212包含一光子振蕩器216、一第一光學(xué)調(diào)變器218、以及一放大器220。脈沖激光源212可以亦包含一后端放大器221以及一諧振轉(zhuǎn)換器模塊223。在一實(shí)施例中,光子振蕩器216為一如Sun等人提申的美國專利案號6，574，250中所述的鎖模振蕩器，該專利讓渡予本申請案的受讓人。在此一實(shí)施例中，脈沖激光源212為一鎖模脈沖激光。或者，光子振蕩器216可以是如Weingarten等人提申的美國專利案號6，538, 298中所教不的一半導(dǎo)體吸收面鏡被動式鎖模振蕩器。習(xí)于斯藝的人士應(yīng)理解其亦可以使用其它振蕩器。
[0052]上述的第一光學(xué)調(diào)變器218可以是,舉例而言,一聲光式調(diào)變器(AOM)、一光電式調(diào)變器(EOM)、或者是其它在該【技術(shù)領(lǐng)域】中現(xiàn)有的光學(xué)調(diào)變器。上述的放大器220及/或該后端放大器221可以包含,舉例而言，一光激發(fā)式增益介質(zhì)(optically pumped gainmedium)。該諧振轉(zhuǎn)換器模塊223可以包含非線性晶體，用于透過現(xiàn)有的諧振轉(zhuǎn)換方法，將一入射輸出脈沖轉(zhuǎn)換至一較高的諧振頻率。
[0053]光子振蕩器216中的一光子頻率222經(jīng)由上述的激光次系統(tǒng)控制器214提供脈沖時序數(shù)據(jù)至內(nèi)嵌控制計(jì)算機(jī)114。利用此脈沖時序數(shù)據(jù)，內(nèi)嵌控制計(jì)算機(jī)114將間隔分開的中介位置坐標(biāo)加入標(biāo)的位置坐標(biāo)以建立一向量處理梳。此向量處理梳代表一標(biāo)的及中介標(biāo)的向量坐標(biāo)的矩陣。內(nèi)嵌控制計(jì)算機(jī)114將上述的向量處理梳經(jīng)由一總線140傳送至射束定位控制器116中的緩存器142。激光次系統(tǒng)控制器214和射束定位控制器116使用該向量處理梳，更配合以下所述的協(xié)力射束定位補(bǔ)償構(gòu)件，使得X-Y定位器110同步于脈沖激光源212所發(fā)射的脈沖。
[0054]如以下所詳述，光子振蕩器216于一第一 PRF (fosc)發(fā)射一激光脈沖射束。上述的第一光學(xué)調(diào)變器218選擇來自光子振蕩器216的脈沖的一子集合傳送至放大器220，以用于放大以及脈沖激光源212的后續(xù)輸出。第一光學(xué)調(diào)變器218的輸出為于一第二 PRF, fP。由第一光學(xué)調(diào)變器218所做的脈沖選擇為基于一來自頻率222的信號以及接收自射束定位控制器116的定位數(shù)據(jù)。
[0055]此系統(tǒng)同時亦包含一第二光學(xué)調(diào)變器226,用以增加輸出至工件118的脈沖穩(wěn)定性。在一實(shí)施例中，激光次系統(tǒng)控制器214中的定時器148控制上述的第二光學(xué)調(diào)變器226以依據(jù)時序數(shù)據(jù)傳送來自脈沖激光源212的脈沖。如同前述的第一光學(xué)調(diào)變器218，第二光學(xué)調(diào)變器226可以是一 AOM、一 EOM、或是其它現(xiàn)有的光學(xué)調(diào)變組件。雖然圖中顯示其為位于脈沖激光源212的外部，習(xí)于斯藝者由本說明書的揭示應(yīng)能體認(rèn)該第二光學(xué)調(diào)變器226亦可以被包含于脈沖激光源212的內(nèi)部。在一實(shí)施例中，如Baird等人提申的美國專利案號6，172，325 (其讓渡予本申請案的受讓人)所述，上述的第二光學(xué)調(diào)變器226可以被控制成一激光脈沖閘控組件或是一脈沖振幅調(diào)變器。此外，如Sun等人提申的美國專利案號6，947，454(其讓渡予本申請案的受讓人)所述，上述的第二光學(xué)調(diào)變器226的脈沖可以是大致規(guī)律性的，且其重復(fù)率大致與脈沖激光源212相同。
[0056]系統(tǒng)200亦包含射束定位補(bǔ)償構(gòu)件，以將放大的激光脈沖導(dǎo)入工件118上選擇的標(biāo)的。上述的射束定位補(bǔ)償構(gòu)件可以包含一聲光式偏轉(zhuǎn)器(acousto-optic deflector ；即A0D) 230、一,決速操控反射鏡(fast-steering mirror ;即FSM) 232、一詳如后述的激光梳索引模塊(laser comb indexing module) 234、前述組件的組合、或是其它光學(xué)操控構(gòu)件。習(xí)于斯藝的人士將能體認(rèn)，舉例而言，其亦可以使用一光電式偏轉(zhuǎn)器(electro-opticdeflector)。上述射束操控構(gòu)件的控制為基于光子頻率222以及接收自射束定位控制器116的定位數(shù)據(jù)。
[0057]II1.示范性脈沖同步方法
[0058]圖3為依據(jù)一實(shí)施例的一流程圖，其例不一用以利用圖2所不的系統(tǒng)處理工件118的方法300。在開始步驟310之后，方法300包含在一 PRF設(shè)定(步驟312)處于一處理模式的激光次系統(tǒng)控制器214中的定時器148，該P(yáng)RF由光子振蕩器216中的頻率222所決定。定時器148設(shè)定脈沖封鎖信號224、228以關(guān)閉第一光學(xué)調(diào)變器218以及第二光學(xué)調(diào)變器226，從而阻絕光子振蕩器216發(fā)射的可用能量抵達(dá)工件118。
[0059]當(dāng)系統(tǒng)200準(zhǔn)備起始一定位脈沖處理回合時，內(nèi)嵌控制計(jì)算機(jī)114自系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)112接收(步驟314)待處理工件118上的標(biāo)的位置坐標(biāo)。如上所述，振蕩器模塊216中的光子頻率222提供脈沖時序數(shù)據(jù)至內(nèi)嵌控制計(jì)算機(jī)114。利用此脈沖時序數(shù)據(jù)，內(nèi)嵌控制計(jì)算機(jī)114計(jì)算(步驟316)不需要處理的標(biāo)的的中介位置坐標(biāo)。內(nèi)嵌控制計(jì)算機(jī)114將中介位置坐標(biāo)加入標(biāo)的位置坐標(biāo)以建立一向量處理梳。此向量處理梳代表一標(biāo)的及中介標(biāo)的向量坐標(biāo)的矩陣。
[0060]內(nèi)嵌控制計(jì)算機(jī)114將系統(tǒng)200設(shè)定為(步驟316) —定位脈沖模式。內(nèi)嵌控制計(jì)算機(jī)114亦將上述代表位置坐標(biāo)的向量處理梳經(jīng)由一總線140加載(步驟318)射束定位控制器116中的緩存器142，并選擇一目前位置坐標(biāo)。此外，內(nèi)嵌控制計(jì)算機(jī)114將定位脈沖模式致能數(shù)據(jù)經(jīng)由一總線144傳送至激光次系統(tǒng)控制器214。定時器148繼續(xù)設(shè)定脈沖封鎖信號224、228，以致使第一光學(xué)調(diào)變器218阻隔脈沖激光源212使其無法傳送脈沖能量至工件118。方法300接著依據(jù)目前位置坐標(biāo)移動(步驟322)射束定位器110。
[0061]方法300接著質(zhì)疑(步驟324) X-Y定位器的一量測位置是否在容忍的精確度限制下與目前位置坐標(biāo)所定義的預(yù)期位置相符。射束定位控制器116中的射束位置編碼器154對比較器152指示出X-Y定位器110的目前位置。比較器152將來自射束位置編碼器154的數(shù)據(jù)與儲存于緩存器142中的目前位置坐標(biāo)進(jìn)行比較。若數(shù)據(jù)和坐標(biāo)在特定的限度下相符，則比較器152產(chǎn)生一位置符合信號150。[0062]但是若數(shù)據(jù)和坐標(biāo)在該特定的限度下不相符，則比較器152發(fā)出(步驟326) —修正觸發(fā)信號(未顯示于圖中)。此方法接著補(bǔ)償(步驟328)定位誤差。如后續(xù)詳述于下者，其可以是藉由調(diào)整射束定位系統(tǒng)(例如，X-Y定位器110)及/或協(xié)力射束定位補(bǔ)償構(gòu)件(例如，A0D230及/或FSM232)、產(chǎn)生激光梳索引、透過一諧振器級實(shí)施一反復(fù)控制算法(repetitive control algorithm)、前述方式的組合、及/或本說明書所揭示的其它方法達(dá)成。
[0063]當(dāng)數(shù)據(jù)及坐標(biāo)在特定的限度下相符，方法300啟動(步驟330)定時器148。在一實(shí)施例中，定時器148藉由施加一大致與脈沖激光源212的輸出相符的控制信號將第二光學(xué)調(diào)變器226設(shè)定成(步驟332) —傳導(dǎo)狀態(tài)，使得第二光學(xué)調(diào)變器226允許脈沖被傳送至工件118。第二光學(xué)調(diào)變器226維持于該傳導(dǎo)狀態(tài)直到周期結(jié)束(步驟334)，此時定時器148又將第二光學(xué)調(diào)變器226設(shè)定成(步驟336) —縮減傳導(dǎo)狀態(tài)。在另一實(shí)施例中，第二光學(xué)調(diào)變器226在一傳導(dǎo)狀態(tài)維持一足以傳送脈沖的特定時間。在上述的特定時間結(jié)束時，第二光學(xué)調(diào)變器226回到一縮減傳導(dǎo)狀態(tài)。在另一實(shí)施例中，在第二光學(xué)調(diào)變器226處于該縮減傳導(dǎo)狀態(tài)之后，方法300回到步驟318以繼續(xù)進(jìn)行下一個目前坐標(biāo)位置。
[0064]如上所述，第一光學(xué)調(diào)變器218選擇待放大的脈沖并以一 PRF (fP)輸出至第二光學(xué)調(diào)變器。如Sun等人提申的美國專利案號6，947，454(其讓渡予本申請案的受讓人)所教示，此技術(shù)導(dǎo)致第二光學(xué)調(diào)變器226的一熱負(fù)載(thermal loading),無論引進(jìn)的作業(yè)脈沖如何投射，其大致維持固定。此在第二光學(xué)調(diào)變器226達(dá)成的一致性負(fù)載降低或排除了激光束質(zhì)量的惡化以及與熱負(fù)載變異相關(guān)聯(lián)的激光束指向誤差(pointing error)。脈沖和脈沖的間振幅的變異以及脈沖和脈沖之間能量的變異可以由一光偵測模塊(未顯示于圖中)所感測，而其后可以控制第二光學(xué)調(diào)變器226的一傳輸位準(zhǔn)的動態(tài)或預(yù)測性修正，以降低此種脈沖和脈沖之間的變異。
[0065]IV.示范性定位補(bǔ)償方法
[0066]如上所述，圖3所示的方法300包含當(dāng)X-Y定位器的目前位置超過一預(yù)定位置區(qū)間時，補(bǔ)償(步驟328)定位誤差。此可以以多種不同的方式達(dá)成。圖4A、4B、4C和4D為依據(jù)特定實(shí)施例例示在偵測到(步驟410) —修正觸發(fā)信號之后用以補(bǔ)償(步驟328)定位誤差的一些示范性方法的流程圖。
[0067]在圖4A之中，方法328包含提供(步驟412)定位補(bǔ)償信號至一高速射束定位構(gòu)件，諸如圖2所示的A0D230，以調(diào)整射束210相對于X-Y定位器110上的工件118的位置。如上所指出，其亦可以使用一E0D。上述的定位補(bǔ)償信號可以包含一表示方向的數(shù)值以及有待A0D230提供的偏轉(zhuǎn)量。這些數(shù)值可以由比較器152及/或位置編碼器154提供(例如，經(jīng)由激光次系統(tǒng)控制器214)，其決定位置編碼器154所量測的X-Y定位器110的目前位置與一儲存于緩存器142中的預(yù)定位置間的差異。
[0068]方法328可以質(zhì)疑(步驟414) A0D230提供的調(diào)整是否足以彌補(bǔ)定位誤差，并持續(xù)更新(步驟416)定位補(bǔ)償信號直到射束210相對于工件118的位置落入特定限度之內(nèi)為止。舉例而言，雖然未顯示于圖2之中，激光束210的位置可以由一光偵測模塊偵測，其提供位置修正回授至A0D230。
[0069]在圖4B之中，方法328包含提供(步驟418)定位補(bǔ)償信號至圖2所示的FSM232，以調(diào)整射束210相對于X-Y定位器110上的工件118的位置。如同圖4A所示的實(shí)施例，上述的定位補(bǔ)償信號可以包含一表示方向的數(shù)值以及有待FSM232提供的偏轉(zhuǎn)量。此外，方法328可以質(zhì)疑(步驟414)FSM232提供的調(diào)整是否足以彌補(bǔ)定位誤差，并持續(xù)更新(步驟416)定位補(bǔ)償信號直到射束210相對于工件118的位置落入特定限度之內(nèi)為止。
[0070]圖4C為圖4A及4B的結(jié)合，其中方法328包含提供(步驟420) —主要定位補(bǔ)償信號至A0D230并提供(步驟422) —次要定位補(bǔ)償信號至FSM232。同樣地，方法328可以質(zhì)疑(步驟414)A0D230及/或FSM232提供的調(diào)整是否足以彌補(bǔ)定位誤差。方法328可以更新(步驟416)上述的主要定位補(bǔ)償信號和次要定位補(bǔ)償信號其中的一或二者，直到射束210相對于工件118的位置落入特定限度之內(nèi)為止。在一實(shí)施例中，方法328先更新上述的主要定位補(bǔ)償信號，判定進(jìn)一步的調(diào)整是否足夠，若不足夠，則亦更新上述的次要定位補(bǔ)償信號。此程序可以一直重復(fù)直到射束210相對于工件118的位置落入特定限度之內(nèi)為止。
[0071]在圖4D之中，方法328包含提供(步驟424)定位補(bǔ)償信號予激光梳索引模塊234。激光梳索引模塊234依據(jù)一預(yù)定的補(bǔ)償量(例如，定位補(bǔ)償信號所表示的量)改變(步驟426)向量處理梳中的一激光梳索引k。激光脈沖索引k為一整數(shù)值，用以決定來自光子振蕩器216的哪一個脈沖將使用第一光學(xué)調(diào)變器218自脈沖激光源212傳送。如以下參見圖5的說明，激光梳索引k藉由增加或減少一第二頻率梳(fP)以產(chǎn)生一偏移頻率梳(fP，)。在所示的實(shí)例中，在第一光學(xué)調(diào)變器218選擇光子振蕩器脈沖數(shù)目m=l之后，激光梳索引模塊234將激光梳索引k設(shè)成一偏移量I (k=l)，從而造成其后光子振蕩器脈沖數(shù)目m=12在偏移處理頻率梳fp，的放大。
[0072]圖5依據(jù)一實(shí)施例圖繪式地例不一向量處理梳的使用。如圖所不,光子振蕩器216以一第一 PRF 提供一連串脈沖。介于連續(xù)脈沖間的時間(脈沖間隔周期)可以是在大約I奈秒至大約100奈秒的等級。其亦可以使用大于大約100奈秒的脈沖間隔周期。習(xí)于斯藝的人士將進(jìn)一步理解，其亦可以使用具有小于大約I奈秒脈沖間隔周期的極小型振蕩器。在這些速度之下，射束定位系統(tǒng)(例如，X-Y控制器110)可能難以或無法以激光束210精確地對齊工件118上的特定標(biāo)的。此外，放大器220可能難以或無法有效地放大光子振蕩器216提供的每一脈沖。因此,第一光學(xué)調(diào)變器218于一第二 PRF fP運(yùn)作,選擇每一第η個脈沖以傳送至工件118。上述的第二 PRF fP=f OCS/n。在圖5所示的實(shí)例中，處理頻率索引n=10，其使得傳送的脈沖(例如，當(dāng)未藉由遞增激光梳索引k進(jìn)行定位補(bǔ)償之時)對應(yīng)至振蕩器頻率梳脈沖m=l 1、m=21、m=31,等等。習(xí)于斯藝者由此處的發(fā)明應(yīng)能體認(rèn)其可以使用任何其它的整數(shù)值做為上述的處理頻率索引η。舉例而言，其可以選擇上述的處理頻率索引η使得X-Y定位器110能夠在第二 PRF fP于標(biāo)的間移動，同時將定位誤差維持于特定限度之內(nèi)。
[0073]如圖5所進(jìn)一步顯示，激光梳索引k可以在二連續(xù)脈沖間增加整數(shù)個光子振蕩器脈沖間隔長度，而未對系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)112控制的激光PRF(例如，fP)有所修改。在此實(shí)例中，在一第一脈沖m=l因放大被第一光學(xué)調(diào)變器218傳送之后，激光梳索引k被從k=0增加為k=l。由于n=10并未改變,在對應(yīng)至偏移處理頻率fP，的每一脈沖m=12、m=22、m=32、m=42…之間，仍舊有10個脈沖自光子振蕩器216發(fā)出。因此，在第一脈沖m=l之后激光梳索引k的增加使得第一光學(xué)調(diào)變器218在處理梳中傳送的后續(xù)連串脈沖m=12、m=22、m=32、m=42…均在時間上位移IZfosc的一整數(shù)值，同時作業(yè)脈沖所賴以發(fā)射的新PRF fP，等于fP。
[0074]再次參見圖4D，方法328可以亦包含在增加激光梳索引k之后選擇性地封鎖(步驟428)投射于第二光學(xué)調(diào)變器226上的一第一脈沖m=12，以維持脈沖振幅的穩(wěn)定。使用第二光學(xué)調(diào)變器226封鎖第一脈沖m=12，使得一穩(wěn)定時間間隔可以促使緊隨于脈沖間隔周期長于(或短于)l/fP的激光梳索引動作后的脈沖振幅可以維持穩(wěn)定。
[0075]增加二連續(xù)脈沖間的激光梳索引k在工作表面造成的激光束位移等于(k的位移)* (射束定位器速度* (Vfosc))。舉一例示性數(shù)值實(shí)例，若fQSC=10百萬赫茲，fP=l百萬赫茲且射束定位器速度=500奈米/微秒、k的位移=1 (例如從脈沖m=10移至脈沖m=ll),則將造成的工作表面位移為(500奈米/微秒x0.1微秒)=50奈米。在同一實(shí)例中，若filOO百萬赫茲，則工作表面位移=5奈米。這些數(shù)值代表一激光梳的擴(kuò)增能力，其可以進(jìn)一步輔助射束位移以及其它定位構(gòu)件以使得工作激光脈沖可以截住指定的工件標(biāo)的位置。如同習(xí)于斯藝的人士所將體認(rèn)，在PRF fP的脈沖叢可以選擇性地被運(yùn)用及被進(jìn)行激光梳索引，其由內(nèi)嵌控制計(jì)算機(jī)配合射束定位控制器116所控制。
[0076]習(xí)于斯藝者應(yīng)能經(jīng)由本發(fā)明體認(rèn)到，揭示于此用于定位誤差補(bǔ)償?shù)娜我粚?shí)施例均可以被組合以增進(jìn)速度及精確性。此外，定位誤差補(bǔ)償并不限于圖4A、4B、4C、4D以及圖5中所示的實(shí)施例。舉例而言，在另一實(shí)施例中，經(jīng)由運(yùn)用諧振器級的反復(fù)控制算法，伺服追蹤誤差可以被減低至趨近于零。在此實(shí)施例中，標(biāo)的處理回合被控制為高速度及高加速度。承墊平臺固定地重復(fù)相同的動作(無間斷的運(yùn)動曲線)，其使得遞歸式學(xué)習(xí)算法(iterativelearning algorithm)可以將可重現(xiàn)的誤差降低至可接受的容忍范圍之內(nèi)。其從而可以運(yùn)用射束補(bǔ)償構(gòu)件以加入進(jìn)一步的補(bǔ)償，如前所述。
[0077]更進(jìn)一步而言，或者在其它實(shí)施例中，射束偏轉(zhuǎn)構(gòu)件(例如，前述的A0D230或FSM232)可以操控射束210以修正與時間結(jié)合的速度誤差。若速度過于緩慢，則系統(tǒng)200可以跳過一激光脈沖以保持在射束操控組件的偏轉(zhuǎn)范圍之內(nèi)。若速度過高，致使系統(tǒng)200超出偏轉(zhuǎn)組件的范圍，則系統(tǒng)200可以在一第一回合處理特定的連結(jié)，而后執(zhí)行一第二或額外的回合以處理其它標(biāo)的。一般而言這可能是不可行的，因?yàn)槠渫ǔ黾犹幚頃r間。因此,在某些實(shí)施例之中，系統(tǒng)200可以用比PRF*標(biāo)的間距的乘積更緩慢的速度處理一連結(jié)回合，使得最差的狀況絕不會超過PRF*間距。
[0078]在一另外的實(shí)施例中，光子振蕩器216發(fā)出的單一或多個脈沖可以被直接運(yùn)用于光子振蕩器單位脈沖的輸出能量足以有效率地進(jìn)行工件光子梳激光處理的作業(yè)中。
[0079]V.使用調(diào)變子束陣列的示范性光子銑削
[0080]在一實(shí)施例中，本說明書所述的系統(tǒng)及方法被運(yùn)用于包含半導(dǎo)體連結(jié)結(jié)構(gòu)的工件標(biāo)的的陣列銑削。如后所述，顯示于圖2的激光脈沖處理系統(tǒng)200可以包含一光子銑削次系統(tǒng)，用以自脈沖激光源212發(fā)出的激光束210產(chǎn)生一子束陣列。此光子銑削次系統(tǒng)調(diào)變每一子束并將調(diào)變后的子束陣列輸出至工件118上的標(biāo)的。系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)112及/或內(nèi)嵌控制計(jì)算機(jī)114用以判定從調(diào)變后的子束陣列中可被運(yùn)用以處理一特定工件結(jié)構(gòu)的脈沖數(shù)目。更進(jìn)一步而言，或在另一實(shí)施例中，其藉由改變插入于主振蕩器中的光譜頻帶構(gòu)件而程序設(shè)定一微微秒級MOPA激光源的脈沖寬度。在某些實(shí)施例中，上述的主振蕩器被用以做為射束定位系統(tǒng)的一參考時序構(gòu)件，如上所述。
[0081]如后所述，其可以使用，舉例而言，傾斜反射平板以產(chǎn)生上述的子束陣列。其亦可以使用，舉例而言，極化分光及重組光學(xué)模塊以產(chǎn)生上述的子束陣列。其亦可以使用一或多個繞射光學(xué)構(gòu)件以產(chǎn)生上述的子束陣列(參見以下圖20的說明)。[0082]上述的光子銑削次系統(tǒng)可以包含各種不同的激光源。在一實(shí)施例中，該激光源包含二極管激發(fā)被動式鎖模Μ0ΡΑ，用以在大于大約10仟赫茲，最好在大約100仟赫茲以上，之PRF產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膯挝幻}沖能量。其可以使用應(yīng)用一光纖主振蕩器的串聯(lián)式光子放大器(tandem photonic amplifier),如Baird等人提申的公開編號W02008/014331的國際專利申請案中所述。在某些此種實(shí)施例中，上述的光纖主振蕩器提供其脈沖持續(xù)期間的范圍介于大約100飛秒到大約500微微秒間的激光脈沖。在又另一實(shí)施例中，其可以使用一脈沖主振蕩器光纖功率放大器(master oscillator fiber power amplifier ;簡稱 M0FPA)。
[0083]圖6為依據(jù)一實(shí)施例的用以使用動態(tài)射束陣列處理工件標(biāo)的的一光子銑削次系統(tǒng)600的功能方塊圖。光子統(tǒng)削次系統(tǒng)600包含一激光源610、調(diào)適光學(xué)模塊(conditioningoptics) 612、一子束產(chǎn)生模塊614、一子束調(diào)變器616、一光偵測模塊618、以及子束投送光學(xué)模塊620。
[0084]一來自激光源610的激光束622經(jīng)由射束調(diào)適光學(xué)模塊612被導(dǎo)向子束產(chǎn)生模塊614。如后續(xù)所詳述，子束產(chǎn)生模塊614將激光束622分割成一子束陣列624。為了說明的目的，其可以假設(shè)子束陣列624為一 q、x、r子束陣列624，其中的q代表在一第一方向(例如，列)上的子束數(shù)目，而r則代表該陣列中一第二維度(例如，行)的子束數(shù)目。子束產(chǎn)生模塊614輸出該q、X、r子束陣列624至子束調(diào)變器616，其衰減每一入射子束至一指定的輸出子束能量值。子束調(diào)變器616輸出一調(diào)變后的q、X、r子束陣列626，其被光偵測模塊618取樣并輸出至子束投送光學(xué)模塊620。子束投送光學(xué)模塊620將上述的調(diào)變后q、x、r子束陣列626聚焦至工件118之上。該調(diào)變后q、x、r子束陣列626中的每一子束的能量數(shù)值由，舉例而言，圖2所示的系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)112設(shè)定的。
[0085](A)用于光子銑削的激光源和調(diào)變方法
[0086]在一實(shí)施例中，上述的激光源610包含脈沖激光源212，如圖2及以上說明所詳述。
[0087]在另一實(shí)施例中，激光源610包含一串聯(lián)式光子放大器，其使用一微微秒級光纖主振蕩器。在一此種實(shí)施例之中，基本激光輸出可以在其后連結(jié)至一諧振轉(zhuǎn)換模塊(諸如圖2所示的諧振轉(zhuǎn)換模塊223)以產(chǎn)生諧振輸出。上述的串聯(lián)式光子放大器可以加入二極管激發(fā)式光纖主振蕩器，其發(fā)射的脈沖寬度范圍介于大約500奈秒到大約I微微秒之間，波長的范圍介于大約2.2微米到大約100奈米之間，且波長范圍最好是介于大約2.0微米到大約200奈米之間。
[0088]調(diào)變方法可以包含種子二極管的直接調(diào)變、脈沖或連續(xù)波(continuous wave ;以下簡稱CW)種子輸出的外部調(diào)變、或者AOM及/或EOM對功率放大器級輸入的外部調(diào)變。其亦可以使用供應(yīng)至功率放大器級的激發(fā)電源的調(diào)變以進(jìn)一步修改激光源610所產(chǎn)生的脈沖時序形態(tài)。
[0089]在另一實(shí)施例中，激光源610包含一 Q型開關(guān)二極管激發(fā)式固態(tài)激光，其發(fā)射的脈沖寬度范圍介于大約500奈秒至大約100微微秒之間，波長范圍則介于大約2.2微米至大約150奈米之間。激光源610可以使用腔內(nèi)(intracavity)或腔外(extracavity)諧振轉(zhuǎn)換光學(xué)模塊。激光源610可以具有CW發(fā)射的能力。在此情況下，輸出至Q型開關(guān)的RF區(qū)間閘(RF window gate)的調(diào)變提供時序上脈沖形狀的控制。其亦可以使用供應(yīng)至固態(tài)激光的二極管激發(fā)電源的調(diào)變以進(jìn)一步修改激光源次系統(tǒng)所產(chǎn)生的脈沖時序形態(tài)。
[0090]在另一實(shí)施例中，激光源610為一Μ0ΡΑ，其發(fā)射的脈沖寬度范圍介于大約100微微秒至大約10飛秒之間，波長范圍則介于大約2.2微米至大約150奈米之間。激光源610可以使用腔內(nèi)或腔外諧振轉(zhuǎn)換光學(xué)模塊。調(diào)變方法可以包含二極管激發(fā)式調(diào)變或者AOM及/或EOM對功率放大器輸入端的外部調(diào)變。其亦可以使用供應(yīng)至功率放大器的激發(fā)電源的調(diào)變以進(jìn)一步修改激光源610所產(chǎn)生的脈沖時序形態(tài)。在一實(shí)施例中，上述的主振蕩器為一光纖激光主振蕩器，而上述的功率放大器為一光纖功率放大器。習(xí)于斯藝的人士將能體認(rèn)此架構(gòu)為一超快光纖激光。
[0091]在又另一實(shí)施例中，激光源610包含一可調(diào)整脈沖寬度的Μ0ΡΑ，其發(fā)射的脈沖寬度范圍介于大約100微微秒至大于10飛秒之間，波長范圍則介于大約2.2微米至大約150奈米之間。圖7A為依據(jù)一實(shí)施例的一可編程脈沖寬度光子銑削系統(tǒng)700的功能方塊圖。系統(tǒng)700包含一圖形使用者接口(graphical user interface ;以下簡稱⑶I)以經(jīng)由一系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)112提供脈沖寬度的選擇、次系統(tǒng)控制電子模塊712、以及一光子銑削次系統(tǒng)600’，其包含一具有一可編程脈沖寬度構(gòu)件714的激光源610’。使用者可以利用脈沖寬度選擇⑶1710以選擇性地改變激光源610’所產(chǎn)生的激光束622的脈沖寬度。依據(jù)使用者的選擇，次系統(tǒng)控制電子模塊712控制可編程脈沖寬度構(gòu)件714以調(diào)整脈沖寬度。
[0092]在一此種實(shí)施例之中，上述的可編程脈沖寬度構(gòu)件714被插入主振蕩器之中以允許激光源610’脈沖寬度的個別調(diào)整性，其調(diào)整范圍介于大約50微微秒至大約10飛秒之間。舉例而言，圖7B為依據(jù)一實(shí)施例的如圖7A所示的光子銑削次系統(tǒng)600’的功能方塊圖，其具有一可編程脈沖寬度構(gòu)件714整合一 M0PA718的主振蕩器716。上述的M0PA718包含一功率放大器720。在圖7B所示的示范性實(shí)施例中，可編程脈沖寬度構(gòu)件714包含一可編程帶通濾波器(programmable bandpass filter)。
[0093]具有可編程脈沖寬度構(gòu)件714的激光源610’可以使用腔內(nèi)或者腔外諧振轉(zhuǎn)換光學(xué)模塊。調(diào)變方法可以包含二極管激發(fā)式調(diào)變或AOM及/或EOM對功率放大器720輸入端的外部調(diào)變。其亦可以使用供應(yīng)至功率放大器720的激發(fā)電源的調(diào)變以進(jìn)一步修改激光源610’所產(chǎn)生的脈沖時序形態(tài)。在一實(shí)施例中，上述的主振蕩器716為一光纖激光主振蕩器，而上述的功率放大器720為一光纖功率放大器。
[0094]回到圖6，在另一實(shí)施例中，激光源610包含一主振蕩器再生放大器(regenerative amplifier),其發(fā)射的脈沖寬度范圍介于大約50微微秒至大約10飛秒之間，波長范圍則介于大約2.2微米至大約150奈米之間。激光源610可以使用腔內(nèi)或腔外諧振轉(zhuǎn)換光學(xué)模塊。調(diào)變方法可以包含二極管激發(fā)調(diào)變或AOM及/或EOM對功率放大器級輸入端的外部調(diào)變。其亦可以使用供應(yīng)至功率放大器的激發(fā)電源的調(diào)變以進(jìn)一步修改激光次系統(tǒng)所產(chǎn)生的脈沖時序形態(tài)。
[0095](B)子束的產(chǎn)生
[0096]圖8A、8B和8C依據(jù)一實(shí)施例圖繪式地例示包含一離散頻帶反射板810的一子束產(chǎn)生模塊614的各種視圖。圖8A圖繪式地例示上述離散頻帶反射板810的一側(cè)視圖，其包含一第一表面SI和一第二表面S2。圖8B圖繪式地例不該第一表面SI的一正視圖。圖8C圖繪式地例示該第二表面S2的一正視圖。如圖8A和8B所示，第一表面SI和第二表面S2包含分離的部分或帶狀區(qū)域，每一帶狀區(qū)域分別具有反射率Rl、R2、…、Rn。
[0097]如圖8A所示，這些帶狀區(qū)域被安排于第一表面SI及第二表面S2上，使得經(jīng)由第一表面SI進(jìn)入該離散頻帶反射板810的一輸入激光束622 (例如，由激光源610提供)部分自第二表面S2反射而部分穿越第二表面S2以形成一第一子束812。第一表面SI將射束中未構(gòu)成該第一子束812的部分反射回第二表面S2。第二表面S2再次部分反射該射束并部分通過該射束以形成一第二子束814。第一表面SI將射束中未構(gòu)成該第二子束814的部分反射回第二表面S2。第二表面S2再次部分反射該射束并部分通過該射束以形成一第三子束816。此過程一直重復(fù)直到該離散頻帶反射板810產(chǎn)生一預(yù)定數(shù)目的子束成為子束陣列624。雖然未顯不于圖中，但子束產(chǎn)生模塊614可以包含一或多個射束分光器以將部分的輸入激光束622導(dǎo)向多個離散頻帶反射板810而產(chǎn)生一 q、x、r子束陣列624。
[0098]圖9為依據(jù)另一實(shí)施例的一子束產(chǎn)生模塊614的功能方塊圖。此示范性實(shí)施例中的子束產(chǎn)生模塊614包含一第一四分之一波板(quarter wave plate)910、一極化射束分光棱鏡(polarizing beamsplitter cube)912、一第二四分之一波板 914、一第一反射鏡 916、一第三四分之一波板918、以及一第二反射鏡920。第一四分之一波板910接收一入射線性極化激光束622并傳送一圓形極化射束進(jìn)入極化射束分光棱鏡912。該圓形極化射束的一部分被經(jīng)由該極化射束分光棱鏡912的一輸出表面?zhèn)魉统鋈ザ蔀橐坏谝蛔邮?22。該圓形極化射束的另一部分被反射進(jìn)入該極化射束分光棱鏡912的一第一通道，于其中經(jīng)由第二四分之一波板914被導(dǎo)向第一反射鏡916。該射束自第一反射鏡916反射并第二次通過第二四分之一波板914而成為P偏極化(p-polarized)。上述的p偏極化成分進(jìn)入極化射束分光棱鏡912的一第二通道,于其中經(jīng)由通過第三四分之一波板918、反射自第二反射鏡920、再次通過第三四分之一波板918的類似行程之后，自極化射束分光棱鏡912的輸出表面發(fā)出而成為一第二子束924。更多子束陣列產(chǎn)生模塊614，諸如圖9所示者，可被用以產(chǎn)生一 q、X、r子束陣列624中的更多子束。更進(jìn)一步而言，或在另一實(shí)施例中，一或多個繞射光學(xué)構(gòu)件2010可以產(chǎn)生一 q、x、r子束陣列624中的子束，如圖20所示。繞射光學(xué)構(gòu)件2010可以包含一格柵形狀以產(chǎn)生二維或三維陣列624中的子束的預(yù)定分布。
[0099]回到圖9，第一子束922與第二子束924可以是大約在同一直在線或者由于子束陣列產(chǎn)生模塊614的光學(xué)組件對齊上的變異可以彼此隨機(jī)式地偏離。然而，習(xí)于斯藝者應(yīng)能由本發(fā)明體認(rèn)到，其可以將一受控制的偏移量加入子束陣列產(chǎn)生模塊614的光學(xué)組件中，使得第一子束922和第二子束924的路徑大致彼此平行并相距一預(yù)定的距離。舉例而言，圖9所示的第二反射鏡920可以被置換成其相交的頂點(diǎn)位于平行于上述極化射束分光棱鏡912的中點(diǎn)之一直在線的一對反射鏡(未顯不于圖中)。舉另一實(shí)例，上述的偏移可以藉由以一互補(bǔ)的方式(例如，其中的一順時鐘方向旋轉(zhuǎn)而另一個逆時鐘方向旋轉(zhuǎn))使反射鏡916,920稍微傾斜而達(dá)成。習(xí)于斯藝的人士應(yīng)能體認(rèn)其它使第一子束922和第二子束924的路徑彼此偏移的方式。
[0100](C)標(biāo)的對齊
[0101]在一實(shí)施例中，系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)112控制圖2所示的X-Y定位器110以協(xié)調(diào)調(diào)變后的q、x、r子束陣列626的投送，其由子束投送光學(xué)模塊620將其聚焦于工件118上的特定標(biāo)的。在一實(shí)施例中，其相對于每一可尋址的子束均產(chǎn)生一目前位置信號。其可以運(yùn)用獨(dú)立式或多信道射束位置補(bǔ)償構(gòu)件配合激光梳索引，如上所述，以將目前位置控制于特定的精確限度之內(nèi)。
[0102]工件標(biāo)的可以包含，舉例而言，配置于一半導(dǎo)體組件上的導(dǎo)電連結(jié)。如上所述，其可以使用激光脈沖以移除DRAM組件上連至故障內(nèi)存單元的導(dǎo)電連結(jié)。這些導(dǎo)電連結(jié)可以配置成一維或二維的型態(tài)。舉例而言，圖10圖繪式地例示常使用于導(dǎo)電連結(jié)1010的各種不同的樣式。所顯示的樣式包含階梯樣式1012、叉型樣式1014、魚骨樣式1016、以及交錯樣式1018。習(xí)于斯藝者由此處的揭示應(yīng)能體認(rèn)其可以使用任何其它樣式。
[0103]在一實(shí)施例中，系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)112使X-Y定位器110運(yùn)作于一步進(jìn)重復(fù)模式，以將聚焦調(diào)變后的q、x、r子束陣列626在空間上匹配工件標(biāo)的。舉例而言，圖11為依據(jù)一實(shí)施例的用以利用一子束陣列624處理一組標(biāo)的(諸如圖10所示的導(dǎo)電連結(jié)1010)的方法1100的流程圖。在開始步驟1110之后，方法1100包含將多個子束路徑對齊該組標(biāo)的(步驟1112)。舉例而言，系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)112可以控制X-Y定位器110和子束投送光學(xué)模塊620，以使得q、x、r個子束路徑與安排成工件118上一樣式的q、x、r個標(biāo)的在空間上對齊。
[0104]在對齊子束路徑與標(biāo)的之后，激光源610產(chǎn)生(步驟1114) 一激光脈沖622、子束產(chǎn)生模塊614將該激光脈沖分割(步驟1116)成一子束陣列624、子束調(diào)變器616調(diào)變(步驟1118)子束陣列624、以及子束投送光學(xué)模塊620對調(diào)變后的子束陣列626進(jìn)行聚焦(步驟1120)。方法1100接著以聚焦且調(diào)變后的子束陣列626處理(步驟1122)該組標(biāo)的，以及質(zhì)疑(步驟1124)是否有其它組待處理的標(biāo)的。若有其它組待處理的標(biāo)的，則系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)112將子束路徑與該組新標(biāo)的對齊(步驟1112)并重復(fù)方法1100。當(dāng)所有標(biāo)的均處理完畢之時，方法1100結(jié)束(步驟1126)。
[0105]在另一實(shí)施例中，系統(tǒng)200控制計(jì)算機(jī)112使工件標(biāo)的間距匹配激光PRF、子束陣列間距、以及X-Y射束定位器110的速度，使得一工件標(biāo)的被由多個子束投送的單一脈沖的總和循序處理。圖12依據(jù)一實(shí)施例圖繪式地例示工件標(biāo)的間距1208與子束間距1210間的關(guān)系。如圖所示，子束1212間的距離或間距(子束間距1210)與標(biāo)的1214間的間距(標(biāo)的間距1208)和激光源610的PRF間的關(guān)系可以表如下式:
[0106]cX (子束間距)=dX (工件標(biāo)的間距)，
[0107]其中c和d是整數(shù)，而:
[0108]工件標(biāo)的間距=平臺速度/PRF，
[0109]且其中整數(shù)c和d的選擇最好使得:
[0110]c/d=—整數(shù)值。
[0111]在圖12之中，子束間距1210被表示為(ΛχΒ,)υ而工件間距1208被表示為(Axp)h，其中的i是子束數(shù)目索引，j是脈沖數(shù)目索引，而h則是工件標(biāo)的索引。因此，舉例而言，自一特定脈沖j產(chǎn)生的一特定子束i于此可以表示成(b1:pj)。當(dāng)平臺以一固定的速度行進(jìn)時(在沒有循序掃描的情況)，可以投送至每一工件標(biāo)的最大脈沖數(shù)目等于子束的數(shù)目
(i)。舉一實(shí)務(wù)上的例子，考慮從每一連續(xù)激光脈沖j產(chǎn)生三個子束1212 (i=3)的情形。此例中，當(dāng)連續(xù)激光脈沖自一激光源發(fā)出，一激光束路徑從圖12所示的工件標(biāo)的1214左側(cè)移到右側(cè)。一第一工件標(biāo)的1214依序由產(chǎn)生自一第一脈沖的一第三子束1212(b3:pl)、產(chǎn)生自該第一脈沖的一第二子束(b2:pl)、以及產(chǎn)生自該第一脈沖的一第一子束(bl:pl)處理。一第二工件標(biāo)的1214由一第二脈沖的一第三子束(b3:p2)、該第二脈沖的一第二子束(b2:p2)、以及該第二脈沖的一第一子束(bl:p2)處理。
[0112](D)子束振幅控制
[0113]在一實(shí)施例中，經(jīng)由聚焦和調(diào)變后的子束陣列626為在振幅上可尋址的。陣列626中每一子束1212的振幅被表不成bj:P1:A,其中A為一介于O和I之間的實(shí)數(shù),O表不最小脈沖振幅，I表示最大脈沖振幅，且其中的居間數(shù)值表示介于最小和最大數(shù)值間的比例振幅數(shù)值。舉一實(shí)務(wù)上的例子，同樣考慮三個子束的情況α=3)，假設(shè)第一標(biāo)的1214和第三標(biāo)的1214為由一最大脈沖數(shù)目和一單位脈沖最大振幅所銑削，且假設(shè)第二標(biāo)的1214并未銑削，則光子銑削樣式可以被程序設(shè)定成:
[0114]第一工件標(biāo)的:(b3:pl:1) ； (b2:pl:1) ； (bl:pl:1),
[0115]第二工件標(biāo)的:(b3:p2:0)； (b2:p2:0) ； (bl:p2:0),
[0116]第三工件標(biāo)的:(b3:p3:1)； (b2:p3:1) ;(bl:p3:l)。
[0117]在一實(shí)施例中，圖6所示的光偵測模塊618為用以實(shí)時計(jì)算每一子束1212施加至一特定工件標(biāo)的1214的總能量。光偵測模塊618提供一誤差修正補(bǔ)償信號至子束調(diào)變器616以調(diào)整連續(xù)子束的振幅lvp1:Auh。此使得投送至工件標(biāo)的1214的單位脈沖總能量可以被極為精細(xì)地控制。其亦使得施加至一特定標(biāo)的1214的總能量可以被準(zhǔn)確地控制。舉例而言，上述的光偵測模塊618可以判定施加至一特定標(biāo)的1214的一連串子束1212的總能量符合或超過一特定門坎值。當(dāng)該門坎值符合時，光偵測模塊618可以控制子束調(diào)變器616，以阻絕額外的子束1212使其無法傳送至該特定標(biāo)的1214。習(xí)于斯藝者應(yīng)能由本發(fā)明體認(rèn)到其亦可以使用其它構(gòu)件以控制單位脈沖能量，或施加至一特定標(biāo)的1214的總能量。例如，光偵測模塊618可以提供回授至圖7A和7B所示的可編程脈沖寬度構(gòu)件以調(diào)整激光源610’所提供的脈沖能量。
[0118]V1.示范性長列處理
[0119]本說明書所揭示的系統(tǒng)及方法可以使用于一長列處理實(shí)施例，其中脈沖的偏轉(zhuǎn)可以沿工件上標(biāo)的結(jié)構(gòu)的一列，或相鄰的列之中，實(shí)時發(fā)生。如上所述，圖2所示的光子振蕩器216于一高PRF(例如，從數(shù)十仟赫茲到數(shù)百萬赫茲)提供脈沖，其可以藉由射束定位構(gòu)件(例如，A0D230、FSM232、及/或激光梳索引模塊234)在一移動的處理區(qū)間中加以控制。
[0120]舉例而言，圖13描繪一晶圓1310的處理。一傳統(tǒng)式循序連結(jié)切斷程序需要在每一連結(jié)處理回合中掃描X-Y移動平臺110上的晶圓1310—次。對晶圓1310反復(fù)地來回掃描而完成整個晶圓處理。機(jī)器的來回掃描基本上先處理所有的X軸連結(jié)處理回合1312(圖中以實(shí)線顯示)，再處理Y軸連結(jié)處理回合1314 (圖中以虛線顯示)。此例僅為用以示范。其可能使用它種架構(gòu)的連結(jié)處理回合和處理模式。例如，其可能藉由移動晶圓或光學(xué)模塊軌道以處理連結(jié)。此外，連結(jié)排和連結(jié)處理回合可能不是以連續(xù)移動的方式處理。
[0121]舉例而言，就包含DRAM的一晶圓1310而言，內(nèi)存單元(未顯示于圖中)可能是位于介于X軸連結(jié)處理回合1312和Y軸連結(jié)處理回合1314間的區(qū)域1316?；谑痉兜哪康?，晶圓1310接近一 X軸連結(jié)處理回合1312和一 Y軸連結(jié)處理回合1314的交接處的一部分被放大，以例示配置于連結(jié)團(tuán)或連結(jié)排中的多個連結(jié)1318。一般而言，連結(jié)排為靠近一晶粒的中心、靠近譯碼器電路、且不在任何內(nèi)存單元的陣列上方。連結(jié)1318涵蓋整體晶圓1310中一極小的區(qū)域。
[0122]圖14、17、和18提供用于長列處理的其它示范實(shí)施例，其目的僅用以例示。習(xí)于斯藝的人士將能體認(rèn)，參照圖14、17、和18說明的長列處理的原理可以套用于本說明書所述的其它實(shí)施例(例如，圖2)。
[0123]圖14為依據(jù)一實(shí)施例的包含一 A0D1410的一激光處理系統(tǒng)1400的示意圖。A0D1410包含一用以偏轉(zhuǎn)一激光1414發(fā)出的一脈沖激光束1412的極高速組件，使得其可以將二個連續(xù)脈沖投送至側(cè)向相隔排列的二個連結(jié)排中的二個不同連結(jié)。在一實(shí)施例中，A0D1410為用以偏轉(zhuǎn)一個維度上(例如，垂直于一掃描方向)的激光脈沖。在另一實(shí)施例中,A0D1410為用以偏轉(zhuǎn)二個維度上(例如,垂直于一掃描方向以及平行于該掃描方向)的激光脈沖。在其它實(shí)施例中，其使用二個AOD以在二個維度上產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。
[0124]在一實(shí)施例中，激光處理系統(tǒng)1400亦包含一開關(guān)1416，用以允許或阻絕激光脈沖抵達(dá)一工件1418 (例如，包含多個連結(jié)的一半導(dǎo)體晶圓)。上述的開關(guān)1416可以包含一 AOD或聲光式調(diào)變器(AOM)組件。然而，在一實(shí)施例中，開關(guān)1416及A0D1410包含單一組件，用以選擇性地將脈沖激光束1412導(dǎo)向一射束截止器(beam dump，未顯示于圖中)以阻絕激光脈沖使其無法抵達(dá)工件1418。
[0125]且如圖14所不,激光處理系統(tǒng)1400可以同時亦包含一中繼透鏡1422以將不同偏轉(zhuǎn)射束路徑(例示于圖中離開A0D1410的一實(shí)線和一虛線)導(dǎo)向一反射鏡1424(或是諸如一 FSM的其它轉(zhuǎn)向組件)上的同一位置，其對應(yīng)至一聚焦透鏡1426的進(jìn)入點(diǎn)。此系統(tǒng)運(yùn)作的時，A0D1410提供的不同偏轉(zhuǎn)角度致使不同脈沖被導(dǎo)向工件1418上的不同位置。雖然未顯示于圖中，在一實(shí)施例中，用以執(zhí)行儲存于一計(jì)算機(jī)可讀取媒體上的指令的控制器控制A0D1410，使其選擇性地將一連串激光脈沖偏轉(zhuǎn)至工件1418上的預(yù)定位置。
[0126]習(xí)于此藝者應(yīng)能由本發(fā)明體認(rèn)出系統(tǒng)1400僅為用以示范，其亦可能應(yīng)用其它系統(tǒng)架構(gòu)。實(shí)際上，以下提供各種不同的其它示范系統(tǒng)實(shí)施例。
[0127]圖15為一不意圖，其依據(jù)一實(shí)施例例不掃描多個側(cè)向間隔排列連結(jié)排1510、1512、1514、1516、1518、1520 的一處理區(qū)間 1500。每一連結(jié)排 1510、1512、1514、1516、1518、1520均包含多個未切斷的連結(jié)1522以及多個當(dāng)處理區(qū)間1500掃描過該多個連結(jié)排1510、1512、1514、1516、1518、1520時被一連串激光脈沖切斷的連結(jié)1524。
[0128]在一實(shí)施例中，一激光處理系統(tǒng)1400為用以切斷在移動處理區(qū)間1500內(nèi)的任何連結(jié)1522、1524。因此，不使用六個個別的連結(jié)處理回合處理包含于圖15所示的實(shí)例中的六個連結(jié)排1510、1512、1514、1516、1518、1520，系統(tǒng)1400在單一行程內(nèi)處理所有的六個連結(jié)排1510、1512、1514、1516、1518、1520，此巨幅地增進(jìn)系統(tǒng)的生產(chǎn)量。在一實(shí)施例中，舉例而言，一個包含一經(jīng)由單一射束路徑提供的100仟赫茲激光、一 50微米x50微米處理區(qū)間、和一低效能平臺(例如，每一坐標(biāo)軸IG加速度及20毫秒穩(wěn)定時間)的系統(tǒng)，可以比起傳統(tǒng)連結(jié)處理系統(tǒng)而具有二至三倍的生產(chǎn)量增加。此一系統(tǒng)的競爭力將不遜于一包含高PRF激光(例如，300仟赫茲)和高效能平臺(例如，每秒I米的連結(jié)處理回合、5G加速度、以及
0.001秒的穩(wěn)定時間)的雙射束系統(tǒng)。而建立具有較低效能平臺的系統(tǒng)可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)較為容易且代價(jià)低廉。此外，單射束系統(tǒng)可能較建立雙射束系統(tǒng)容易且便宜。
[0129]在一實(shí)施例中，處理區(qū)間1500以一大致連續(xù)的移動方式掃描過該多個連結(jié)排1510、1512、1514、1516、1518、1520而切斷該多個連結(jié)1524。在另一實(shí)施例中，處理區(qū)間1500以一連串分散的移動逐步越過該多個連結(jié)排1510、1512、1514、1516、1518、1520。在一此種實(shí)施例中，處理區(qū)間在每一步或每一移動之間包含二組彼此互斥的連結(jié)組1522、1524。因此，在處理區(qū)間1500移動至一包含一第二(且不同的)組連結(jié)的第二位置之前，系統(tǒng)1400可以在一第一位置于處理區(qū)間1500之內(nèi)在沿著軸的方向和與軸交叉的方向處理一第一組連結(jié)1522、1524。在另一實(shí)施例中，處理區(qū)間1500在掃描方向采用較小的步幅，使得當(dāng)分別對應(yīng)至連結(jié)排1510、1512、1514、1516、1518、1520的一群(例如，一行)連結(jié)1522、1524在一步幅期間進(jìn)入掃描區(qū)間1500時，另一群連結(jié)1522、1524離開掃描區(qū)間1500。因此，系統(tǒng)1400在每一步幅之間處理在不同連結(jié)排1510、1512、1514、1516、1518、1520中的一群或一行側(cè)向間隔排列的連結(jié)1522、1524。
[0130]習(xí)于斯藝者由本發(fā)明應(yīng)能理解，取決于處理區(qū)間1500與連結(jié)排1510、1512、1514、1516、1518、1520的相對大小，系統(tǒng)1400可以在單一行程內(nèi)處理超過六個連結(jié)排。此外，系統(tǒng)1400可以在單一行程內(nèi)處理少于六個連結(jié)排，包含，舉例而言，在單一行程內(nèi)處理單一連結(jié)排。
[0131]習(xí)于斯藝者由本發(fā)明亦應(yīng)能理解，系統(tǒng)1400并不限于在處理區(qū)間1500內(nèi)處理大致平行的側(cè)向間隔排列的連結(jié)排1510、1512、1514、1516、1518、1520。實(shí)務(wù)上，通過處理區(qū)間1500的連結(jié)1522、1524可以安排成任何樣式。切斷的連結(jié)1524亦可以依任何順序切斷。此外，雖然圖15顯示在X方向(水平方向)的固定掃描方向，該掃描方向亦可以是在Y方向(垂直方向)、X和Y方向的結(jié)合、及/或環(huán)繞一晶圓XY平面的一隨機(jī)樣式。在一實(shí)施例中，該掃描方向?yàn)檫x擇以使得生產(chǎn)量最佳化。
[0132]舉例而言，圖16為一示意圖，其依據(jù)一實(shí)施例例示掃描多個沿著X軸側(cè)向間隔排列的連結(jié)排1510、1512、1514、1516、1518、1520以及多個沿著Y軸排列的連結(jié)排1610、1612的一處理區(qū)間1500。在處理區(qū)間1500沿著X軸側(cè)向間隔排列的連結(jié)排1510、1512、1514、1516、1518、1520的單次行程中，處理區(qū)間1500同時亦掃過該多個沿著Y軸排列的連結(jié)排1610、1612中的至少一部分連結(jié)1522、1524。同樣地，如圖16所示，系統(tǒng)1400可以選擇性地切斷通過處理區(qū)間1500的任何連結(jié)1522、1524。
[0133]在一實(shí)施例中，系統(tǒng)1400將在處理區(qū)間1500內(nèi)切斷的連結(jié)加以揀選并排列其順序以最大化或增加生產(chǎn)量。為了達(dá)到此最大化或增加的生產(chǎn)量，系統(tǒng)1400同時亦計(jì)算一與處理區(qū)間1500的尺寸、任何特定時間點(diǎn)處理區(qū)間1500內(nèi)待切斷的連結(jié)1522、1524的數(shù)目、和連結(jié)切斷順序匹配的平臺速度。在一此種實(shí)施例中，系統(tǒng)1400選擇一平臺速度以降低被阻隔脈沖的數(shù)目。上述的平臺速度亦可以被選擇以確保每一待切斷的連結(jié)均在處理區(qū)間1500的單一行程中被切斷。在一實(shí)施例中，上述的平臺速度可以是固定的。
[0134]在其它實(shí)施例中，平臺速度可以隨著目前通過處理區(qū)間1500的待切斷連結(jié)1524的數(shù)目而變化。舉例而言，當(dāng)通過處理區(qū)間1500的待切斷連結(jié)1524的數(shù)目較少時，系統(tǒng)1400可以增加平臺速度。當(dāng)通過處理區(qū)間1500的待切斷連結(jié)1522、1524的數(shù)目較多時，系統(tǒng)1400可以降低平臺速度。
[0135]在一實(shí)施例中，其藉由在一群連結(jié)處理回合中找出處理區(qū)間1500內(nèi)連結(jié)的最大數(shù)目(NlM)以決定一最大平臺速度Vsmax。舉例而言，最大平臺速度Vsmax可以被設(shè)定成處理區(qū)間1500的寬度(AODwidth)乘以PRF除以NMX。此提供最大平臺速度Vsmax的一個適當(dāng)?shù)墓烙?jì)。然而，在一實(shí)施例中，系統(tǒng)1400考慮處理區(qū)間1500中可能「列隊(duì)等候」的連結(jié)1522、1524，其在速度超過上述限制時，在連結(jié)處理回合的短促區(qū)段中為尚未處理的連結(jié)提供一緩沖區(qū)。取決于連結(jié)處理回合的密度，這些候的列隊(duì)可以在一介于大約50%至大約100%的范圍內(nèi)增加平臺速度。此種改善效果在某些實(shí)施例之中可能因?yàn)榧铀?減速時間以及無法避免的占用時間(overhead)而減弱。在一實(shí)施例中，利用等候列隊(duì)決定最大平臺速度Vsmax為一遞歸的程序，其中當(dāng)逼近真實(shí)的最大速度時，「連結(jié)等候列隊(duì)」的泛濫變得極為非線性。在這些實(shí)施例中，更多線性現(xiàn)象的引入可以藉由，舉例而言，過濾連結(jié)密度、對一特定速度計(jì)算一「連結(jié)流量」、以及給定一最大「處理流量」(PRF乘以連結(jié)間距)而計(jì)算處理區(qū)間1500中容許的「累積量」。
[0136]為了在移動的處理區(qū)間1500內(nèi)切斷任何連結(jié)1524，圖14所示的A0D1410的定位精確度精密到足以在整個處理區(qū)間1500中維持系統(tǒng)精確度。所示的高數(shù)值孔徑透鏡具有大約50微米的掃描區(qū)域。此外，其可能需要具有一優(yōu)于平均值加3個標(biāo)準(zhǔn)差(sigma)〈0.18微米的系統(tǒng)連結(jié)切斷精確度。舉例而言，若A0D1410在容許的誤差下貢獻(xiàn)大約20奈米的系統(tǒng)不準(zhǔn)確度，則A0D1410依據(jù)一實(shí)施例具有一大約2500分之I的定位精確度。
[0137]圖17為依據(jù)一實(shí)施例的包含二個偏轉(zhuǎn)組件的一激光處理系統(tǒng)1700的示意圖。系統(tǒng)1700包含激光1414、開關(guān)1416、A0D1410、中繼透鏡1422、反射鏡1424、以及聚焦透鏡1426，如圖14中所述。然而，系統(tǒng)1700在射束路徑中同時亦包含另一 A0D1712以及另一中繼透鏡1714。
[0138]在一實(shí)施例中，A0D1410被用以偏轉(zhuǎn)X方向上的激光束，而A0D1712則用以偏轉(zhuǎn)Y方向上的激光束。中繼透鏡1422接續(xù)從A0D1410到A0D1712的激光束。中繼透鏡1714接續(xù)從A0D1712到反射鏡1424的激光束。因此，系統(tǒng)1700可以使激光脈沖轉(zhuǎn)向至二個方向。然而，在一實(shí)施例中，圖14所示的A0D1410包含能夠使激光束在二個方向偏轉(zhuǎn)的單一組件。
[0139]圖18為依據(jù)一實(shí)施例的包含一遠(yuǎn)心角偵測器1814的一激光處理系統(tǒng)1800的示意圖。在此實(shí)施例中，一部分透明反射鏡1810將部分激光束導(dǎo)向至聚焦透鏡1426，并將部分激光束經(jīng)由一額外中繼透鏡1812導(dǎo)向至遠(yuǎn)心角偵測器1814。上述的遠(yuǎn)心角偵測器1814可以包含一四元檢測器(quad cell)、一PSD、或一用以偵測射束角度的攝影機(jī)偵測器。如上所述，上述的遠(yuǎn)心角偵測器1814可用以提供回授至A0D1410及A0D1712 二者或其中之一，以進(jìn)行誤差修正及/或校準(zhǔn)。
[0140]在一實(shí)施例中，系統(tǒng)1400利用單一脈沖在處理區(qū)間1500中處理個別連結(jié)1524以切斷每一連結(jié)1524。A0D1410在處理區(qū)間1500于掃描方向上行進(jìn)時，在二個連續(xù)的激光脈沖之間將聚焦連結(jié)脈沖的位置迅速地轉(zhuǎn)向處理區(qū)間1500內(nèi)的連結(jié)1524。雖然一傳統(tǒng)連結(jié)處理系統(tǒng)可以阻絕一極高PRF激光產(chǎn)生的脈沖的大約一半到大約99%，系統(tǒng)1400可以使用這些脈沖的絕大部份或全部。因此，生產(chǎn)量可以巨幅地增加而無需更快地移動工件1418。
[0141]此外，或在另一實(shí)施例中，系統(tǒng)1400可以在利用A0D1410將后續(xù)脈沖轉(zhuǎn)向至工件1418上的其它位置之前，以二或多個脈沖處理工件1418上的單一位置。舉例而言，在將激光束轉(zhuǎn)向至工件1418上的一不同位置之前，系統(tǒng)1400可以提供十個較低能量脈沖至一連結(jié)1524。因此，系統(tǒng)1400提供一有效的方式將產(chǎn)生于一極高PRF (例如，在一介于大約I百萬赫茲到大約100百萬赫茲間的范圍中)的脈沖導(dǎo)向至具有許多切斷的預(yù)定的目標(biāo)連結(jié)1524。
[0142]若處理區(qū)間1500相對于工件1418連續(xù)地移動，則依據(jù)一實(shí)施例A0D1410可以用以追蹤以在一或多個脈沖被投送至連結(jié)1524時，在一聚焦光斑位置和一連結(jié)位置之間維持一不變的關(guān)系。其亦可以利用追蹤以與多個側(cè)向間隔排列的連結(jié)維持一不變的關(guān)系。
[0143]在一實(shí)施例中，工件1418上的位置間的切換時間為小于一個激光脈沖周期。在另一實(shí)施例中，上述的切換時間為該激光脈沖周期的等級。在其它實(shí)施例中，上述的切換時間長于該開關(guān)脈沖周期。因此，舉例而言，若系統(tǒng)1400以十個激光脈沖處理連結(jié)1524并在三或四個激光脈沖周期內(nèi)從一連結(jié)切換到下一個，則激光1414能被有效地運(yùn)用。[0144]其不在切換至一新位置之前(例如，當(dāng)處理區(qū)間1500在圖15和16所示的掃描方向上前進(jìn)時)將十個脈沖全部(在上述實(shí)例之中)投送至單一連結(jié)1522、1524，而是可以將二或更多個脈沖投送至二或更多個側(cè)向間隔排列的連結(jié)1522、1524(例如，垂直于掃描方向間隔排列)。舉例而言，其可能需要將單一脈沖投送至六個側(cè)向間隔排列的連結(jié)1522中的每一個(圖15所示的每一連結(jié)排1510、1512、1514、1516、1518、1520中各一個)。因此，A0D1410可以在處理區(qū)間1500移至一新的位置之前將六個連續(xù)激光脈沖偏轉(zhuǎn)至該六個側(cè)向間隔排列的連結(jié)1522。
[0145]圖19A、19B和19C為依據(jù)特定實(shí)施例例示一連串激光脈沖1914與個別重新定位輪廓(repositioning profile) 1916、1918、1920 的關(guān)系的時序圖 1900、1910、1912。習(xí)于斯藝者由本發(fā)明應(yīng)能理解，顯示于圖19A、19B和19C中的時序圖1900、1910、1912僅為用以舉例，任何投送至連結(jié)的脈沖以及用以在連結(jié)間造成移位的脈沖周期均可以使用之。在圖19A所示的實(shí)施例中，單一激光脈沖于一切斷周期中投送至一連結(jié)。舉例而言，一 AOD或一高速射束偏轉(zhuǎn)器(未顯示于圖中)從而在一移位周期內(nèi)的每一脈沖之間被移動或重新定位。因此，在此實(shí)例中，該連串激光脈沖1914中的每一激光脈沖均被投送至不同的連結(jié)。
[0146]在圖19B所示的實(shí)施例中，該AOD或高速射束偏轉(zhuǎn)器使用更多時間，相較于圖19A的實(shí)例而言，在每一切斷周期之間移位。具體而言，在一第一脈沖被投送至一第一連結(jié)之后，上述的AOD或高速射束偏轉(zhuǎn)器在一第二脈沖被投送至一第二連結(jié)之前的三個脈沖周期期間進(jìn)行移位。如后所述，其可以使用一開關(guān)(例如，一額外的AOD以及一射束截止器)，以在移位周期期間阻隔未使用的激光脈沖使其無法抵達(dá)工件的表面。
[0147]在圖19C所示的實(shí)施例中，一第一多個脈沖(圖中顯示九個)在一第一切斷周期期間中被投送至一第一連結(jié)，上述的AOD或高速射束偏轉(zhuǎn)器在數(shù)個脈沖(圖中顯示大約三個)周期期間內(nèi)進(jìn)行移位，而一第二多個脈沖在一第二切斷周期期間中被投送至一第二連結(jié)。然而，在一實(shí)施例中，二或更多個上述第一(及/或第二)多個脈沖可以利用一諸如上述A0D1410的高速偏轉(zhuǎn)組件在該第一(及/或第二)切斷周期期間中分散于多個側(cè)向間隔排列的連結(jié)。因此，脈沖可以有效地分散，以盡可能在該連串激光脈沖1914使用更多的脈沖。在一實(shí)施例中，所使用的脈沖數(shù)目相較于傳統(tǒng)連結(jié)處理系統(tǒng)所用的脈沖增加超過大約1%。
[0148]對于用于處理工作表面上完全或部分重迭區(qū)域中的相同標(biāo)的的激光光斑、重迭工作表面上的不同標(biāo)的致使射束的任一部分(例如，高斯尾端(Gaussian tails))發(fā)生交迭的激光光斑、或者在一諸如脈沖能量或反射脈沖能量偵測器的偵測器發(fā)生交迭的激光光斑而言，同調(diào)串?dāng)_(coherent crosstalk)可能是一個問題。舉例而言，當(dāng)不同激光光斑的高斯尾端發(fā)生交迭之時，二個鄰近結(jié)構(gòu)(例如，連結(jié))之間的區(qū)域內(nèi)的串?dāng)_及干涉可能導(dǎo)致由不良的高光學(xué)能量位準(zhǔn)造成的損害。因此，在上述的實(shí)施例中，一次只有單一激光光斑投射至一工件的一處理區(qū)間內(nèi)。二個在工件上空間交迭的連續(xù)激光光斑并不會彼此干涉，因此得以降低或排除同調(diào)串?dāng)_問題。然而，在其它實(shí)施例中，多個光斑可以在同一時間投射入工件上的處理區(qū)間內(nèi)。舉例而言，其可以經(jīng)由二或多個射束路徑提供二或多個激光束。
[0149]基于許多原因，當(dāng)處理內(nèi)含一或多個切斷之處時，其最好使用高速射束操控機(jī)制以操控聚焦光斑。
[0150]首先，其需要進(jìn)行射束偏轉(zhuǎn)以在不同的連結(jié)切斷位置間切換。其次，在一處理區(qū)域相對于工件連續(xù)移動的系統(tǒng)中，其可能需要包含一追蹤指令。此指令在一或多個激光脈沖投送至連結(jié)時，有助于在聚焦光斑位置與連結(jié)位置之間維持一不變的關(guān)系。一追蹤指令在多個脈沖對準(zhǔn)同一連結(jié)的情況特別有用。
[0151]其可以使用額外的射束偏轉(zhuǎn)或操控以補(bǔ)償移動平臺的追蹤誤差。舉例而言，若使
用一平面式XY平臺以在聚焦激光光斑下進(jìn)行晶圓的定位，則可以利用光束操控以補(bǔ)償殘
余XY平臺追蹤誤差(預(yù)定軌道和實(shí)際軌道間的實(shí)時差異)。此類似于我們的FSM誤差補(bǔ)m
\-ΖΧ ο
[0152]其亦可以運(yùn)用操控機(jī)制以修正其它形式的系統(tǒng)誤差或擾動。舉例而言，在9830平臺中，我們感測最終聚焦目標(biāo)的移動并利用FSM在工件修正光斑的移動結(jié)果。此可以利用同一操控機(jī)制完成。我們亦可以補(bǔ)償射束指向誤差，諸如感測到的激光軌道指向穩(wěn)定性的不準(zhǔn)確性。此外，其亦可以利用此操控機(jī)制修正諸如熱漂移(thermal drift)的誤差。
[0153]傳送至AOM、Ε0Μ、或其它操控機(jī)制的最終追蹤或操控指令為一或多個上述操控項(xiàng)目的組合或總和。其亦可能有上述未提及的理由以操控射束。
[0154]在一實(shí)施例中，高速射束操控組件的定位精確度必須夠精密以在整個處理區(qū)域維持系統(tǒng)精確度。所示的高數(shù)值孔徑透鏡具有大約50微米的掃描區(qū)域，其系統(tǒng)連結(jié)切斷精確度優(yōu)于平均值加3個標(biāo)準(zhǔn)差〈0.18微米。若AOD在容許的誤差下可以允許貢獻(xiàn)大約20奈米的系統(tǒng)不準(zhǔn)確度，則其將需要一大約2500分之I精確度的定位能力。此為一合理的需求。其可能需要使用某些閉回路感測及回授修正機(jī)制以驅(qū)動AOM或高速射束操控組件。
[0155]實(shí)行該點(diǎn)的一種方式為使用AOD將不需要的脈沖偏轉(zhuǎn)至一射束截止器，其包含一可以量測這些未使用脈沖位置的位置感應(yīng)偵測器(position sensitive detector jflPSD)或四元檢測器。熱漂移或AOM校準(zhǔn)上的變化可以藉由此技術(shù)加以偵測。
[0156]其亦可以經(jīng)由AOM發(fā)射額外的光束并量測其偏轉(zhuǎn)的程度。舉例而言，除了切割激光之外，其可以經(jīng)由AOM控制一氦氖CW激光，且某些其產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)CW射束可以在一 PSD或四元檢測器進(jìn)行控制以做為回授的目的或用以偵測漂移。
[0157]習(xí)于斯藝者應(yīng)能理解，前述實(shí)施例的細(xì)節(jié)可以在未脫離本發(fā)明的基本原理下進(jìn)行許多修改。本發(fā)明的范疇因此應(yīng)由申請專利范圍所界定。
【權(quán)利要求】
1.一種激光處理系統(tǒng)，其特征在于，包含: 一射束定位系統(tǒng)，以相對于一工件對齊射束投送坐標(biāo)，該射束定位系統(tǒng)產(chǎn)生對應(yīng)于該對齊的定位數(shù)據(jù)； 一脈沖激光源； 一子束產(chǎn)生模塊，以接收來自該脈沖激光源的一激光脈沖,且自該激光脈沖產(chǎn)生一包含多個子束脈沖的子束陣列； 一子束調(diào)變器，以調(diào)變該子束陣列中每一子束脈沖的振幅；以及子束投送光學(xué)模塊，以將調(diào)變后的該子束陣列聚焦至該工件上對應(yīng)至該定位數(shù)據(jù)的位置的一或多個標(biāo)的； 其特征在于，該子束產(chǎn)生模塊包含: 一第一四分之一波板，以接收該激光脈沖，并將該激光脈沖自一線性極化轉(zhuǎn)換成一圓形極化； 一極化射束分光棱鏡，包含一第一信道、一第二信道、以及一輸出表面，該極化射束分光棱鏡用以經(jīng)由該輸出表 面?zhèn)魉驮搱A形極化激光束的一第一部分以做為該子束陣列中的一第一子束脈沖，并將該圓形極化激光束的一第二部分傳送入該第一通道； 一第二四分之一波板，以將該圓形極化激光束的該第二部分傳送至一第一反射鏡，并接收一來自該第一反射鏡的反射，從而將該來自該第一反射鏡的反射轉(zhuǎn)換成傳回該極化射束分光棱鏡的一 P偏極化射束，其中該極化射束分光棱鏡透過該第二通道傳送該P(yáng)偏極化射束；以及 一第三四分之一波板，以將該P(yáng)偏極化射束傳送至一第二反射鏡、自該第二反射鏡接收一反射、并將該來自該第二反射鏡的反射傳送回該極化射束分光棱鏡，其中該極化射束分光棱鏡經(jīng)由該輸出表面?zhèn)魉徒邮兆栽摰谌姆种徊ò宓纳涫宰鰹樵撟邮嚵兄械囊坏诙邮}沖。
2.如權(quán)利要求1所述的激光處理系統(tǒng)，其特征在于，還包含一光偵測模塊，用以: 取樣該子束陣列中的該子束脈沖；以及 決定該子束陣列中每一子束脈沖的一總能量。
3.如權(quán)利要求2所述的激光處理系統(tǒng)，其特征在于，該光偵測模塊更用以提供一誤差修正補(bǔ)償信號至該子束調(diào)變器，以調(diào)整輸出至該工件上一特定標(biāo)的的連續(xù)子束振幅。
4.如權(quán)利要求2所述的激光處理系統(tǒng)，其特征在于，該光偵測模塊更用以: 判定投送至該工件上一特定標(biāo)的的一連串子束脈沖所提供的脈沖能量總和符合或超過一特定門坎值，以及 控制該子束調(diào)變器以防止更多子束脈沖抵達(dá)該特定標(biāo)的。
5.如權(quán)利要求1所述的激光處理系統(tǒng)，其特征在于，還包含一系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)，用以協(xié)同該射束定位系統(tǒng)藉由使一工件標(biāo)的間距與以下項(xiàng)目匹配以進(jìn)行該對齊: 該脈沖激光源的一脈沖重復(fù)頻率， 一子束陣列間距，以及 介于該射束定位系統(tǒng)與該工件間的一相對速度，所述相對速度為平臺速度。
6.如權(quán)利要求1所述的激光處理系統(tǒng)，其特征在于，子束間距與該工件標(biāo)的間距及該脈沖激光源的該脈沖重復(fù)頻率具有以下的關(guān)系:CX (子束間距)=dX (工件標(biāo)的間距)， 其中，c和d為整數(shù)，且其中: 工件標(biāo)的間距=平臺速度/脈沖重復(fù)頻率， 且其中該整數(shù)c和d的選擇使得: c/d= —整數(shù)值。
7.如權(quán)利要求1所述的激光處理系統(tǒng)，其特征在于，該脈沖激光源包含: 一光子振蕩器，以在一第一脈沖重復(fù)頻率發(fā)射激光脈沖，該第一脈沖重復(fù)頻率提供一參考時序信號以協(xié)調(diào)該射束定位系統(tǒng)進(jìn)行相對于該工件的射束投送坐標(biāo)之該對齊；以及一第一光學(xué)調(diào)變器，以在一低于該第一脈沖重復(fù)頻率的一第二脈沖重復(fù)頻率選擇該激光脈沖的一子集合以進(jìn)行放大，其中包含于該子集合中的激光脈沖的選擇為依據(jù)該第一脈沖重復(fù)頻率以及該定位數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求7所述的激光處理系統(tǒng)，其特征在于，還包含一激光梳索引模塊，以依據(jù)該定位資料調(diào)整該射束投送坐標(biāo)之該對齊，該激光梳索引模塊用以: 選擇該第二脈沖重復(fù)頻率以使得該第一脈沖重復(fù)頻率為該第二脈沖重復(fù)頻率的一整數(shù)倍數(shù)η ；以及 依據(jù)該射束投送坐標(biāo)的調(diào)整量，將介于該子集合中一第一放大脈沖與該子集合中一第二放大脈沖間的一脈沖間隔時間偏移該光子振蕩器脈沖間隔時間的一整數(shù)倍數(shù)k。
9.如權(quán)利要求1所述的激光處理系統(tǒng)，其特征在于，該脈沖激光源包含一串聯(lián)式光子放大器，該串聯(lián)式光子放大器包含一光纖主振蕩器。
10.如權(quán)利要求9所述的激光處理系統(tǒng)，其特征在于，該光纖主振蕩器為用以輸出一脈沖持續(xù)期間的范圍介于100飛秒到500微微秒間的激光脈沖。
11.如權(quán)利要求1所述的激光處理系統(tǒng)，其特征在于，該脈沖激光源包含一Q型開關(guān)二極管激發(fā)式固態(tài)激光。
12.如權(quán)利要求1所述的激光處理系統(tǒng)，其特征在于，該脈沖激光源包含一主振蕩器功率放大器。
13.如權(quán)利要求12所述的激光處理系統(tǒng)，其特征在于，還包含一可編程脈沖寬度構(gòu)件整合該主振蕩器功率放大器的一主振蕩器。
14.如權(quán)利要求13所述的激光處理系統(tǒng)，其特征在于，該可編程脈沖寬度構(gòu)件包含一可編程帶通濾波器。
15.如權(quán)利要求1所述的激光處理系統(tǒng)，其特征在于，該脈沖激光源包含一主振蕩器再生放大器。
16.一種激光處理系統(tǒng)，其特征在于，包含: 一射束定位系統(tǒng)，以相對于一工件對齊射束投送坐標(biāo)，該射束定位系統(tǒng)產(chǎn)生對應(yīng)于該對齊的定位數(shù)據(jù)； 一脈沖激光源； 一子束產(chǎn)生模塊，以接收來自該脈沖激光源的一激光脈沖,且自該激光脈沖產(chǎn)生一包含多個子束脈沖的子束陣列； 一子束調(diào)變器，以調(diào)變該子束陣列中每一子束脈沖的振幅；以及 子束投送光學(xué)模塊，以將調(diào)變后的該子束陣列聚焦至該工件上對應(yīng)至該定位數(shù)據(jù)的位置的一或多個標(biāo)的； 其特征在于，該脈沖激光源包含: 一光子振蕩器，以在一第一脈沖重復(fù)頻率發(fā)射激光脈沖，該第一脈沖重復(fù)頻率提供一參考時序信號以協(xié)調(diào)該射束定位系統(tǒng)進(jìn)行相對于該工件的射束投送坐標(biāo)之該對齊；以及一第一光學(xué)調(diào)變器，以在一低于該第一脈沖重復(fù)頻率的一第二脈沖重復(fù)頻率選擇該激光脈沖的一子集合以進(jìn)行放大，其中包含于該子集合中的激光脈沖的選擇為依據(jù)該第一脈沖重復(fù)頻率以及該定位數(shù)據(jù)。
17.如權(quán)利要求1 6所述的激光處理系統(tǒng)，其特征在于，還包含一光偵測模塊，用以: 取樣該子束陣列中的該子束脈沖；以及 決定該子束陣列中每一子束脈沖的一總能量。
18.如權(quán)利要求17所述的激光處理系統(tǒng)，其特征在于，該光偵測模塊更用以提供一誤差修正補(bǔ)償信號至該子束調(diào)變器，以調(diào)整輸出至該工件上一特定標(biāo)的的連續(xù)子束振幅。
19.如權(quán)利要求17所述的激光處理系統(tǒng)，其特征在于，該光偵測模塊更用以: 判定投送至該工件上一特定標(biāo)的的一連串子束脈沖所提供的脈沖能量總和符合或超過一特定門坎值，以及 控制該子束調(diào)變器以防止更多子束脈沖抵達(dá)該特定標(biāo)的。
20.如權(quán)利要求16所述的激光處理系統(tǒng)，其特征在于，還包含一系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)，用以協(xié)同該射束定位系統(tǒng)通過使一工件標(biāo)的間距與以下項(xiàng)目匹配以進(jìn)行該對齊: 該脈沖激光源的一脈沖重復(fù)頻率， 一子束陣列間距，以及 介于該射束定位系統(tǒng)與該工件間的一相對速度，所述相對速度為平臺速度。
21.如權(quán)利要求20所述的激光處理系統(tǒng)，其特征在于，子束間距與該工件標(biāo)的間距及該脈沖激光源的該脈沖重復(fù)頻率具有以下的關(guān)系: cX (子束間距)=dX (工件標(biāo)的間距)， 其中，c和d為整數(shù)，且其中: 工件標(biāo)的間距=平臺速度/脈沖重復(fù)頻率， 且其中該整數(shù)c和d的選擇使得: c/d= —整數(shù)值。
22.如權(quán)利要求16所述的激光處理系統(tǒng)，其特征在于，該子束產(chǎn)生模塊包含一離散頻帶反射板，該離散頻帶反射板包含: 一第一表面，包含一第一多個個別反射帶狀區(qū)域；以及 一第二表面，包含一第二多個個別反射帶狀區(qū)域， 其中該第一表面用以: 接收進(jìn)入該離散頻帶反射板的該激光脈沖；以及 連續(xù)地將接收自該第二表面的激光脈沖的逐漸減小的部分朝著該第二表面反射回該離散頻帶反射板；且 其中該第二表面用以: 連續(xù)地傳送接收自該第一表面的激光脈沖的該逐漸減小的部分之一第一部分并反射其中的一第二部分，該傳送的第一部分對應(yīng)至該子束陣列中的個別子束脈沖。
23.如權(quán)利要求16所述的激光處理系統(tǒng)，其特征在于，該子束產(chǎn)生模塊包含: 一第一四分之一波板，以接收該激光脈沖，并將該激光脈沖自一線性極化轉(zhuǎn)換成一圓形極化； 一極化射束分光棱鏡，包含一第一信道、一第二信道、以及一輸出表面，該極化射束分光棱鏡用以經(jīng)由該輸出表面?zhèn)魉驮搱A形極化激光束的一第一部分以做為該子束陣列中的一第一子束脈沖，并將該圓形極化激光束的一第二部分傳送入該第一通道； 一第二四分之一波板，以將該圓形極化激光束的該第二部分傳送至一第一反射鏡，并接收一來自該第一反射鏡的反射，從而將該來自該第一反射鏡的反射轉(zhuǎn)換成傳回該極化射束分光棱鏡的一 P偏極化射束，其中該極化射束分光棱鏡透過該第二通道傳送該P(yáng)偏極化射束；以及 一第三四分之一波板，以將該P(yáng)偏極化射束傳送至一第二反射鏡、自該第二反射鏡接收一反射、并將該來自該第二反射鏡的反射傳送回該極化射束分光棱鏡，其中該極化射束分光棱鏡經(jīng)由該輸出表面?zhèn)魉徒邮兆栽摰谌姆种徊ò宓纳涫宰鰹樵撟邮嚵兄械囊坏诙邮}沖。
24.如權(quán)利要 求16所述的激光處理系統(tǒng)，其特征在于，該子束產(chǎn)生模塊包含至少一繞射光學(xué)構(gòu)件。
25.如權(quán)利要求16所述的激光處理系統(tǒng)，其特征在于，還包含一激光梳索引模塊，以依據(jù)該定位資料調(diào)整該射束投送坐標(biāo)之該對齊，該激光梳索引模塊用以: 選擇該第二脈沖重復(fù)頻率以使得該第一脈沖重復(fù)頻率是該第二脈沖重復(fù)頻率的一整數(shù)倍數(shù)η ；以及 依據(jù)該射束投送坐標(biāo)的調(diào)整量，將介于該子集合中一第一放大脈沖與該子集合中一第二放大脈沖間的一脈沖間隔時間偏移該光子振蕩器脈沖間隔時間的一整數(shù)倍數(shù)k。
【文檔編號】B23K26/08GK103447689SQ201310297086
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2009年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2008年9月22日
【發(fā)明者】布萊恩·W·拜爾德, 凱利·J·布魯蘭德, 羅伯特·漢希 申請人:伊雷克托科學(xué)工業(yè)股份有限公司