激光材料移除方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的實(shí)施例一般提供在太陽(yáng)能電池制造中利用激光的材料移除方法與設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，提供的設(shè)備準(zhǔn)確地依照所欲圖案移除沉積于太陽(yáng)能電池基材上的介電層的部分并沉積導(dǎo)電層于圖案化的介電層上。在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)備還依所欲圖案移除導(dǎo)電層的部分。在某些實(shí)施例中，提供通過(guò)激光移除材料的部分且不傷害下方基材的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，光束的強(qiáng)度分布是經(jīng)調(diào)整以致形成于基材表面上的光斑中的最大強(qiáng)度與最小強(qiáng)度之間的差異被降低至理想范圍。在一個(gè)實(shí)例中，基材是經(jīng)定位以致降低基材中心處相對(duì)周邊的尖峰強(qiáng)度。在一個(gè)實(shí)施例中，改善脈沖能量以提供介電層的所欲部分的熱應(yīng)力與物理剝離。
【專利說(shuō)明】激光材料移除方法和設(shè)備
[0001]本申請(qǐng)是于2009年8月21日提交的，申請(qǐng)?zhí)枮?00980133793.1，題為“激光材料移除方法和設(shè)備”的專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明的實(shí)施例一般涉及光伏特電池的制造。更具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的實(shí)施例涉及依照所欲圖案激光移除材料層的部分的設(shè)備與方法。
【背景技術(shù)】
[0003]太陽(yáng)能電池是將太陽(yáng)光直接轉(zhuǎn)換成電力的光伏特(PV)組件。最常見(jiàn)的太陽(yáng)能電池材料為硅，所述材料處于單晶或多晶基材形式，有時(shí)稱為晶片。因?yàn)樾纬晒杌?yáng)能電池來(lái)產(chǎn)生電力的分?jǐn)偝杀灸壳案哂诶脗鹘y(tǒng)方法產(chǎn)生電力的成本，因此希望可減少形成太陽(yáng)能電池的成本。
[0004]許多方法能夠制造太陽(yáng)能電池的主動(dòng)區(qū)、鈍化區(qū)及導(dǎo)體。然而，上述先前制造方法與設(shè)備存在有許多問(wèn)題。例如，目前在太陽(yáng)能電池制造過(guò)程中提供的激光移除介電與導(dǎo)電層的部分的方法耗時(shí)且會(huì)導(dǎo)致傷害下方基材。
[0005]因此，需要可在太陽(yáng)能電池制造過(guò)程中移除層的部分且改善基材產(chǎn)量的改良激光移除技術(shù)與設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，材料移除設(shè)備包括第一機(jī)器人，所述第一機(jī)器人配置以將基材自輸入?yún)^(qū)傳送至基材運(yùn)送表面上數(shù)個(gè)支撐特征結(jié)構(gòu)中的一者，所述基材具有沉積于其第一表面上的介電層；顯像系統(tǒng)，所述顯像系統(tǒng)配置以偵測(cè)基材的實(shí)際位置并傳達(dá)有關(guān)實(shí)際位置的信息至系統(tǒng)控制器；第一激光掃描儀，所述第一激光掃描儀定位以依所欲圖案移除一部分的介電層；及自動(dòng)化系統(tǒng)，所述自動(dòng)化系統(tǒng)配置以將具有圖案化介電層的基材自第一激光掃描儀運(yùn)送至沉積室，所述沉積室配置以沉積導(dǎo)電層于介電層上。一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)控制器配置以確定基材的實(shí)際位置相對(duì)于預(yù)期位置的偏移，并調(diào)整第一機(jī)器人或激光掃描儀中的任一者以修正所述偏移。
[0007]另一實(shí)施例中，激光材料移除方法包括確定沉積于基材上的材料的激光燒蝕閥值、改變基材位置或激光參數(shù)(通過(guò)散焦激光)中的任一者以致由激光散發(fā)的光線的一部分以低于燒蝕閥值照射基材、并燒蝕材料而不傷害下方基材。
[0008]另一實(shí)施例中，激光材料移除方法包括通過(guò)聚焦激光散發(fā)的光線于沉積于基材上的介電材料的一區(qū)域以熱加壓所述區(qū)域，并自所述區(qū)域物理性移除材料而不蒸發(fā)材料。
[0009]本發(fā)明的另一實(shí)施例中，工藝包括第一機(jī)器人，所述第一機(jī)器人配置以將基材自輸入?yún)^(qū)傳送至基材運(yùn)送表面上數(shù)個(gè)支撐特征結(jié)構(gòu)中的一者；顯像系統(tǒng)，所述顯像系統(tǒng)配置以偵測(cè)基材的實(shí)際位置并傳達(dá)有關(guān)實(shí)際位置的信息至系統(tǒng)控制器；第一沉積室，所述第一沉積室配置以沉積介電層于基材上；第一激光掃描儀，所述第一激光掃描儀定位以當(dāng)基材定位于基材運(yùn)送表面上時(shí)，依所欲圖案自基材移除介電層的一部分；第二沉積室，所述第二沉積室配置以沉積導(dǎo)電層于圖案化介電層上；及自動(dòng)化系統(tǒng)，所述自動(dòng)化系統(tǒng)配置以在第一沉積室、第一激光掃描儀與第二沉積室之間運(yùn)送基材。一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)控制器配置以確定基材的實(shí)際位置相對(duì)于預(yù)測(cè)位置的偏移并調(diào)整激光掃描儀以修正偏移。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]為了更詳細(xì)地了解本發(fā)明的上述特征，可參照實(shí)施例(某些圖示于附圖中)來(lái)理解本發(fā)明簡(jiǎn)短概述于上文的特定描述。然而，需注意附圖僅圖示本發(fā)明的典型實(shí)施例而因此不被視為本發(fā)明范圍的限制因素，因?yàn)楸景l(fā)明可允許其它等效實(shí)施例。
[0011]圖1A至圖1E圖示太陽(yáng)能電池基材在工藝工序的不同階段的示意性橫截面圖，所述工藝工序用于在太陽(yáng)能電池的表面上形成接觸結(jié)構(gòu)。
[0012]圖2圖示用于在太陽(yáng)能電池上形成接觸結(jié)構(gòu)的工藝工序。
[0013]圖3A是用于根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例實(shí)行工藝工序的設(shè)備的示意性平面圖。
[0014]圖3B是用于根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例實(shí)行工藝工序的設(shè)備的示意性平面圖。
[0015]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例固持基材于顯像系統(tǒng)上的機(jī)器人的示意性側(cè)視圖。
[0016]圖5A是用于根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例實(shí)行工藝工序的設(shè)備的示意性平面圖。
[0017]圖5B是用于根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例實(shí)行工藝工序的設(shè)備的示意性平面圖。
[0018]圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例定位于基材固持件中的基材的示意性側(cè)視圖。
[0019]圖7A是用于根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例實(shí)行工藝工序的設(shè)備的示意性平面圖。
[0020]圖7B是用于根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例實(shí)行工藝工序的設(shè)備的示意性平面圖。
[0021]圖8是用于根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例實(shí)行工藝工序的設(shè)備的示意性平面圖。
[0022]圖9是用于根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例實(shí)行工藝工序的設(shè)備的示意性平面圖。
[0023]圖10是激光自所述激光沿著一距離傳播光束的示意圖。
[0024]圖11是圖10中所示特定位置處光束的高斯強(qiáng)度分布的示意圖。
[0025]圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例于圖10中所示的調(diào)整位置處光束的高斯強(qiáng)度分布的示意圖。
[0026]圖13是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的熱生成氧化物的熱應(yīng)力與物理剝離造成激光移除的一個(gè)實(shí)例的示意圖。
[0027]圖14是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例通過(guò)等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)沉積的氧化硅的熱應(yīng)力與物理剝離造成激光移除的一個(gè)實(shí)例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]本發(fā)明的實(shí)施例大致提供在太陽(yáng)能電池制造中利用激光的材料移除方法與設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，提供一設(shè)備，所述設(shè)備可依照所欲圖案準(zhǔn)確地移除沉積于太陽(yáng)能電池基材上的介電層的部分，并沉積導(dǎo)電層于圖案化介電層上。在一個(gè)實(shí)施例中，所述設(shè)備還依所欲圖案移除導(dǎo)電層的部分。在某些實(shí)施例中，提供通過(guò)激光移除材料的一部分而不傷害下方基材的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，光束的強(qiáng)度分布經(jīng)調(diào)整以致形成于基材表面上的光斑中最大與最小強(qiáng)度之間的差異減少至最理想的范圍。在一個(gè)實(shí)例中，基材經(jīng)定位以致降低基材中心處相對(duì)周邊的尖峰強(qiáng)度。在一個(gè)實(shí)施例中，改善脈沖能量以提供介電層的所欲部分的熱應(yīng)力與物理剝離。
[0029]圖1A至圖1E描述太陽(yáng)能電池基材110在工藝工序的不同階段過(guò)程中的示意性橫截面圖，所述工藝工序用以于太陽(yáng)能電池100的表面上形成接觸結(jié)構(gòu)。圖2描述用以于太陽(yáng)能電池上形成接觸結(jié)構(gòu)的工藝工序200。
[0030]參照?qǐng)D1A，太陽(yáng)能電池基材110具有正面101與背面120。在一個(gè)實(shí)施例中，基材110包括單晶娃、燒鑄多晶娃(multicrystalline silicon)或原生多晶娃(polycrystalline silicon)。在其它實(shí)施例中，基材110可包括有機(jī)材料、鍺(Ge)、砷化鎵(GaAs)、碲化鎘(CdTe)、硫化鎘(CdS)、銅銦鎵硒(CIGS)、銅銦硒(CuInSe2)或磷化銦鎵(GaInP2)以及異接面電池(諸如，GalnP/GaAs/Ge或ZnSe/GaAs/Ge)，所述基材110用以將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電力。
[0031]在步驟202，如圖1A所示，介電層111形成于基材110的背面120上。在一個(gè)實(shí)施例中，介電層111形成于含娃基材的表面120上的氧化娃層,諸如二氧化娃層。在一個(gè)實(shí)施例中，介電層111是氮化娃層、氧氮化娃層、碳化娃層、氧碳化娃層或其它相似類型的層。介電層111可利用傳統(tǒng)氧化處理加以形成，諸如爐管退火處理、快速熱氧化處理、常壓或低壓化學(xué)氣相沉積(CVD)處理、等離子增強(qiáng)CVD處理、物理氣相沉積(PVD)處理、蒸發(fā)處理、噴涂式處理、旋轉(zhuǎn)式處理、卷繞式處理、網(wǎng)版印刷處理或另一相似沉積處理。
[0032]在一個(gè)實(shí)施例中，介電層111為厚度介于約50 A與約3000 A之間的二氧化娃
層。在另一實(shí)施例中，介電層111為厚度小于約2000 A的二氧化硅層。在一個(gè)實(shí)施例中，介電層ill為厚度介于約100 Λ與約1000 A之間的氮化硅層。在另一實(shí)施例中，介電層ill包括多層薄膜堆棧，諸如氧化硅/氮化硅層堆棧、非晶硅/氧化硅層堆?；蚍蔷Ч?氮化硅層堆棧。在一個(gè)實(shí)施例中，氧化硅層厚度介于約20 A與約3000 A之間，而氮化硅層厚度介于約100 A與約1000 A之間。在一個(gè)實(shí)施例中，非晶硅層厚度介于約30 A與約100 A之間，而氧化硅層厚度介于約100 A與約3000 Λ之間。在一個(gè)實(shí)施例中，非晶硅
層厚度介于約30 A與約100 A之間，而氮化硅層厚度介于約100 A與約1000 A之間。
[0033]在步驟204，基材110的背面120的區(qū)域125如圖1B所示般暴露。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)利用一或更多個(gè)激光裝置190移除介電層111的部分來(lái)暴露區(qū)域125。在一個(gè)實(shí)施例中，激光裝置190是固態(tài)激光，諸如Nd = YAG激光、NdiYVO4激光或光纖激光。利用一或更多個(gè)激光移除介電層111的方法接著描述于標(biāo)題名稱為“激光移除方法”的段落中。
[0034]在步驟206，如圖1C所示，導(dǎo)電層114沉積于基材110的背面120的介電層111上。導(dǎo)電層114通過(guò)基材110的背面120上的暴露區(qū)域125電連接至基材110。在一個(gè)實(shí)
施例中，形成的導(dǎo)電層114厚度介于約500 A與約500,000 A之間,且含有金屬,諸如銅(CU)、銀(Ag)、錫(Sn)、鈷(Co)、錸(Rh)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、鉛(Pb)和 / 或鋁(Al)。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電層114為通過(guò)PVD處理或蒸發(fā)處理形成的鋁(Al)層。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電層114包括兩層，所述兩層通過(guò)PVD處理或蒸發(fā)處理首先沉積鋁(Al)層并接著通過(guò)PVD處理沉積鎳釩(NiV)覆蓋層而加以形成。[0035]在導(dǎo)電層114施加于指叉型完全背接觸太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)上的實(shí)施例中，圖案化沉積的導(dǎo)電層114以形成隔離區(qū)域可能是理想的。在上述實(shí)施例中，執(zhí)行步驟208，如圖1D所示。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)利用相同或另一激光裝置190自區(qū)域130中的導(dǎo)電層114移除材料來(lái)形成導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)115與116，所述電特征結(jié)構(gòu)115與116各自電連接至形成于基材110中的主動(dòng)區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)115與基材110中的P-型摻雜區(qū)141電接觸，而導(dǎo)電特征結(jié)構(gòu)116與形成于基材110中的η-型摻雜區(qū)142電接觸，兩者形成太陽(yáng)能電池100的主動(dòng)區(qū)的部分。
[0036]接著，可執(zhí)行不同處理步驟以制備和/或紋理化基材的正面101，如圖1E所示。在一個(gè)實(shí)施例中，在已經(jīng)形成太陽(yáng)能電池后，正面101經(jīng)調(diào)適用于接收太陽(yáng)光。在一個(gè)實(shí)例中，正面101經(jīng)紋理化并接著利用噴涂式或氣相高溫?cái)U(kuò)散處理中的任一者進(jìn)行選擇性摻雜。接著通過(guò)沉積抗反射(ARC)層119 (例如，氮化硅)來(lái)鈍化正面101。在一個(gè)實(shí)施例中，具有一或更多個(gè)主動(dòng)層118 (例如，P-型基材上的1-η類型層)的異接面類型太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)形成于紋理化的正面101上。在一個(gè)實(shí)施例中，在實(shí)施工藝工序200之前實(shí)施正面101的制備。在一個(gè)實(shí)施例中，在制備正面101之后，可利用傳統(tǒng)處理于正面101上形成一或更多個(gè)導(dǎo)電正面接觸配線(未圖示)以形成太陽(yáng)能電池100的正面接觸結(jié)構(gòu)。
[0037]在一個(gè)實(shí)施例中，利用一或更多個(gè)激光裝置(諸如，上述的激光裝置190)移除配置于基材Iio的正面101上的一或更多個(gè)層的部分。移除鈍化和/或ARC層的方法隨后描述于標(biāo)題名稱為“激光移除方法”的段落中。在一個(gè)實(shí)例中，接著將一或更多個(gè)導(dǎo)電正面接觸配線(或指狀物)沉積于激光移除處理所暴露的區(qū)域上。接著，一或更多個(gè)導(dǎo)電正面接觸配線可經(jīng)進(jìn)一步處理以確保所欲的電連接通過(guò)基材110的正面101上的暴露區(qū)域形成至基材110。在一個(gè)實(shí)施例中，一或更多個(gè)導(dǎo)電正面接觸配線包含金屬，諸如銅(Cu)、銀(Ag)、錫(Sn)、鈷(Co)、錸(Rh)、鎳(Ni)、鋅(Zn)、鉛(Pb)和 / 或鋁(Al)。
[0038]圖3A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例執(zhí)行步驟204-208的設(shè)備300A的示意性平面圖。圖3B是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例執(zhí)行步驟204-208的設(shè)備300B的示意性平面圖。在一個(gè)實(shí)施例中，具有介電層111沉積于其背面120上的基材110通過(guò)進(jìn)入輸送器310傳送進(jìn)入接收區(qū)320。在一個(gè)實(shí)施例中，基材110個(gè)別傳送于進(jìn)入輸送器310上。在另一實(shí)施例中，基材110以匣傳送。在另一實(shí)施例中,基材110以堆棧盒傳送。在一實(shí)施例中，一旦各個(gè)基材110運(yùn)送進(jìn)入接收區(qū)320，運(yùn)送機(jī)器人330就自接收區(qū)320收回各個(gè)基材110并固持基材110于顯像系統(tǒng)340上。
[0039]圖4是機(jī)器人330固持基材110于顯像系統(tǒng)340上的示意性側(cè)面圖。在一個(gè)實(shí)施例中，顯像系統(tǒng)340包括向上觀察檢測(cè)裝置342、照明源344與激光掃描儀346。在一個(gè)實(shí)施例中，檢測(cè)裝置342是照相機(jī)，諸如彩色或黑白照相機(jī)。在一個(gè)實(shí)施例中，照明源344是發(fā)光二極管(LED)源，所述LED源配置以在特定波長(zhǎng)范圍散發(fā)光線。在另一實(shí)施例中，照明源344包括寬帶燈與一或更多個(gè)過(guò)濾器(未圖示)，用以朝向基材110散發(fā)所欲波長(zhǎng)的光線。在一個(gè)實(shí)施例中，激光掃描儀346包括固態(tài)激光，諸如先前描述的激光裝置190。在一個(gè)實(shí)施例中，檢測(cè)裝置342、照明源344與激光掃描儀346連通于系統(tǒng)控制器301。
[0040]系統(tǒng)控制器301促進(jìn)整體設(shè)備300A或300B的控制與自動(dòng)化，并可包括中央處理單元(CPU)(未圖示)、內(nèi)存(未圖示)與支持電路(或I/O)(未圖示)。CPU可為用于工業(yè)設(shè)定的任何形式計(jì)算機(jī)處理器中的一者，以控制不同的腔室處理與硬件(例如，輸送器、光學(xué)檢測(cè)組件、馬達(dá)、流體輸送硬件等)并監(jiān)控系統(tǒng)與腔室處理(例如，基材位置、工藝時(shí)間、偵測(cè)器信號(hào)等)。內(nèi)存連接至CPU，并可為可輕易取得的內(nèi)存中的一或更多個(gè)，諸如本地或遠(yuǎn)程的隨機(jī)存取內(nèi)存(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、軟盤(pán)、硬盤(pán)或任何其它形式的數(shù)字儲(chǔ)存器。軟件指令與數(shù)據(jù)可經(jīng)編碼并儲(chǔ)存于內(nèi)存中以指示CPU。支持電路還連接至CPU以用傳統(tǒng)方式支持處理器。支持電路可包括快取區(qū)(cache)、電源、計(jì)時(shí)電路、輸入/輸出電路系統(tǒng)、子系統(tǒng)等等。系統(tǒng)控制器301可讀取的程序(或計(jì)算機(jī)指令)確定哪個(gè)工作可執(zhí)行于基材上。程序最好為系統(tǒng)控制器301可讀取的軟件，所述軟件包括編碼，以產(chǎn)生并儲(chǔ)存至少基材位置信息、不同受控部件的移動(dòng)順序、基材光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)信息及其任何組合。
[0041]在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)機(jī)器人330固持基材110于顯像系統(tǒng)340上時(shí)，檢測(cè)裝置342與照明源344配合系統(tǒng)控制器301作用，以確定基材110相對(duì)激光掃描儀346的準(zhǔn)確位置。所述測(cè)量接著用來(lái)相對(duì)激光掃描儀346準(zhǔn)確地排列基材110，以進(jìn)行激光圖案化。在一個(gè)實(shí)施例中，所述測(cè)量是用來(lái)相對(duì)基材110準(zhǔn)確地排列激光掃描儀346以進(jìn)行激光圖案化。接著，激光掃描儀346根據(jù)上述步驟204依所欲圖案移除介電層111的部分。圖案化之后，在進(jìn)一步處理之前可通過(guò)檢測(cè)裝置342檢測(cè)基材110的圖案化表面。
[0042]另一實(shí)施例中，顯像系統(tǒng)340位于接收區(qū)320中。在此實(shí)施例中，照明源344可位于基材Iio的一側(cè)而檢測(cè)裝置342可位于基材110的另一相對(duì)側(cè)。例如，檢測(cè)裝置342可位于基材110上方，而照明源344則位于基材110下方。在此實(shí)施例中，照明源344可提供背側(cè)照明而檢測(cè)裝置342捕獲基材110的影像并傳達(dá)這些影像至系統(tǒng)控制器301。
[0043]再度參照?qǐng)D3，機(jī)器人330接著將圖案化基材110置入基材運(yùn)送表面350上的特定特征結(jié)構(gòu)352中。在一個(gè)實(shí)施例中，特征結(jié)構(gòu)352是穴部而基材運(yùn)送表面350為基材載體。在另一實(shí)施例中，特征結(jié)構(gòu)352是支撐組件而基材運(yùn)送表面350包括基材搬運(yùn)機(jī)器人上的數(shù)個(gè)橫向臂。在另一實(shí)施例中，特征結(jié)構(gòu)352是支撐組件或穴部，而基材運(yùn)送表面350是自動(dòng)化系統(tǒng)381的平臺(tái)部分，諸如基材輸送器的上表面。在基材運(yùn)送表面350的每個(gè)特征結(jié)構(gòu)352裝填有圖案化基材110之后，基材110是通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)381運(yùn)送進(jìn)入沉積室360，諸如PVD室或蒸發(fā)室。在一個(gè)實(shí)施例中，自動(dòng)化系統(tǒng)381包括滾軸(未圖示)與致動(dòng)器(未圖示)，用以線性移動(dòng)基材運(yùn)送表面350上的基材110。在一個(gè)實(shí)施例中，自動(dòng)化系統(tǒng)381是基材搬運(yùn)機(jī)器人。在沉積室360中，導(dǎo)電層114根據(jù)上述步驟206而沉積于圖案化介電層111上。
[0044]在一個(gè)實(shí)施例中，在沉積導(dǎo)電層114之后,在基材運(yùn)送表面350上,基材110通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)381經(jīng)運(yùn)送離開(kāi)沉積室360。此時(shí)，相同或另一機(jī)器人330可將個(gè)別基材110從所述基材各自的特征結(jié)構(gòu)352移除并固持所述基材于相同或另一顯像系統(tǒng)340上。在一個(gè)實(shí)施例中，再度通過(guò)檢測(cè)裝置342與照明源344搭配系統(tǒng)控制器301來(lái)確定基材110的準(zhǔn)確位置。此測(cè)量接著可用來(lái)相對(duì)激光掃描儀346準(zhǔn)確地排列基材110或相對(duì)基材110準(zhǔn)確地排列激光掃描儀346，以根據(jù)上述步驟208激光圖案化導(dǎo)電層114。在一個(gè)實(shí)施例中，接著可通過(guò)顯像系統(tǒng)340檢測(cè)圖案化的導(dǎo)電層114。機(jī)器人330接著將基材110置入離開(kāi)區(qū)370，在此基材接著在離開(kāi)輸送器380上經(jīng)運(yùn)送離開(kāi)設(shè)備300A或300B。
[0045]圖3A與圖3B中圖示的實(shí)施例提供基材110的層上的激光圖案的極度準(zhǔn)確位置，因?yàn)槊總€(gè)個(gè)別基材110是相對(duì)激光掃描儀346的坐標(biāo)系統(tǒng)而定位。此實(shí)施例還允許相當(dāng)簡(jiǎn)單的激光頭設(shè)計(jì)，因?yàn)榧す獠僮鲄^(qū)域局限于單一基材110的大小。此外，基材破損的可能性降至最小，因?yàn)楦鱾€(gè)基材僅通過(guò)機(jī)器人340在沉積室360的沉積前側(cè)面移動(dòng)一次并在沉積室360的沉積后側(cè)面移動(dòng)一次。
[0046]圖5A是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例執(zhí)行步驟204-208的設(shè)備500A的示意性平面圖。圖5B是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例執(zhí)行步驟204-208的設(shè)備500B的示意性平面圖。在一個(gè)實(shí)施例中，具有介電層111沉積于其背面120上的基材110通過(guò)進(jìn)入輸送器510傳送進(jìn)入接收區(qū)520。在一個(gè)實(shí)施例中，基材110個(gè)別地傳送于進(jìn)入輸送器510上。在另一實(shí)施例中，基材110以匣傳送。在另一實(shí)施例中，基材110以堆棧盒傳送。
[0047]在一個(gè)實(shí)施例中，顯像系統(tǒng)540位于接收區(qū)520中。在此實(shí)施例中，照明源544可位于基材110的一側(cè)而檢測(cè)裝置542可位于基材110的另一相對(duì)側(cè)。例如，檢測(cè)裝置542可位于基材110上方，而照明源544則位于基材110下方。在此實(shí)施例中，照明源544可提供背側(cè)照明而檢測(cè)裝置542捕獲基材110的影像并傳達(dá)這些影像至系統(tǒng)控制器301。在一個(gè)實(shí)施例中，檢測(cè)裝置542與照明源544配合系統(tǒng)控制器301作用以確定基材110的準(zhǔn)確位置。
[0048]在一個(gè)實(shí)施例中，一旦每個(gè)個(gè)別基材110輸送進(jìn)入接收區(qū)520，運(yùn)送機(jī)器人530就自接收區(qū)520收回基材110并利用有關(guān)基材110位置的信息固持基材110于基材固持件541上。圖6是基材110定位于基材固持件541中的示意性側(cè)視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)設(shè)置介電層111于基材110向下的側(cè)面上時(shí)，基材固持件541包括基材穴部548與定位于基材穴部548下方的激光掃描儀546。在一個(gè)實(shí)施例中，介電層111設(shè)置于基材110向上的一側(cè)面上，則激光掃描儀546定位于基材穴部548的上方。在一個(gè)實(shí)施例中，激光掃描儀546包括固態(tài)激光，諸如激光裝置190。在一個(gè)實(shí)施例中，激光掃描儀546接著根據(jù)上述步驟204依所欲圖案移除介電層111的部分。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)一個(gè)基材110正在基材固持件541的一個(gè)基材穴部548中圖案化時(shí)，可自相鄰基材穴部548移除另一(已經(jīng)圖案化的)基材110和/或?qū)⒌谌?10裝載于相鄰基材穴部548上。在一個(gè)實(shí)施例中，基材固持件541可進(jìn)一步包括檢測(cè)裝置542與照明源544，以檢測(cè)基材110的圖案化表面。
[0049]再度參照?qǐng)D5A與圖5B，機(jī)器人530接著將圖案化基材110置入基材運(yùn)送表面550上的特定特征結(jié)構(gòu)552中。在一個(gè)實(shí)施例中，特征結(jié)構(gòu)552是穴部而基材運(yùn)送表面550為基材載體。在另一實(shí)施例中，特征結(jié)構(gòu)552是支撐組件而基材運(yùn)送表面550包括基材搬運(yùn)機(jī)器人上的數(shù)個(gè)橫向臂。在另一實(shí)施例中，特征結(jié)構(gòu)552是支撐組件或穴部，而基材運(yùn)送表面550是自動(dòng)化系統(tǒng)581的平臺(tái)部分，諸如基材輸送器的上表面。在基材運(yùn)送表面550的每個(gè)特征結(jié)構(gòu)552裝填有圖案化基材110之后，基材110通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)581運(yùn)送進(jìn)入沉積室560，諸如PVD室或蒸發(fā)室。在一個(gè)實(shí)施例中，自動(dòng)化系統(tǒng)581包括滾軸(未圖示)與致動(dòng)器(未圖示)，用以線性移動(dòng)基材運(yùn)送表面550上的基材110。在一個(gè)實(shí)施例中，自動(dòng)化系統(tǒng)581是基材搬運(yùn)機(jī)器人。接著，導(dǎo)電層114根據(jù)上述步驟206而沉積于圖案化的介電層111上。
[0050]在一個(gè)實(shí)施例中，在沉積導(dǎo)電層114之后，基材110經(jīng)運(yùn)送離開(kāi)沉積室560。此時(shí)，相同或另一機(jī)器人530可將個(gè)別基材110自所述基材各自的特征結(jié)構(gòu)552移除并將所述基材置于相同或另一基材固持件541中。接著，激光掃描儀546可根據(jù)上述步驟208而激光圖案化導(dǎo)電層114。在一個(gè)實(shí)施例中，檢測(cè)裝置542與照明源544可用來(lái)檢測(cè)圖案化的導(dǎo)電層114。在一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)器人530接著將基材110置入離開(kāi)區(qū)570，在此基材接著在離開(kāi)輸送器580上經(jīng)運(yùn)送尚開(kāi)設(shè)備500A或500B。
[0051]圖5A與圖5B中描述的實(shí)施例提供基材110的層上的激光圖案的極度準(zhǔn)確位置，因?yàn)槊總€(gè)個(gè)別基材110是相對(duì)于激光掃描儀546的坐標(biāo)系統(tǒng)而定位。此實(shí)施例還允許相當(dāng)簡(jiǎn)單的激光頭設(shè)計(jì)，因?yàn)榧す獠僮鲄^(qū)域局限于單一基材110的大小。此外，可達(dá)成設(shè)備500A或500B的基材110產(chǎn)量的增加，因?yàn)樵谙噜徎?10正被激光圖案化的同時(shí)，機(jī)器人530可裝載/卸載一個(gè)基材110。
[0052]圖7A是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例執(zhí)行步驟204-208的設(shè)備700A的示意性平面圖。圖7B是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例執(zhí)行步驟204-208的設(shè)備700B的示意性平面圖。在一個(gè)實(shí)施例中，具有介電層111沉積于其背面120上的基材110通過(guò)進(jìn)入輸送器710傳送進(jìn)入接收區(qū)720。在一個(gè)實(shí)施例中，基材110個(gè)別地傳送于進(jìn)入輸送器710上。在另一實(shí)施例中，基材110以匣傳送。在另一實(shí)施例中，基材110以堆棧盒傳送。在一個(gè)實(shí)施例中，顯像系統(tǒng)740位于接收區(qū)720中。在此實(shí)施例中，照明源744可位于基材110的一側(cè)而檢測(cè)裝置742可位于基材110的另一相對(duì)側(cè)。例如，檢測(cè)裝置742可位于基材110上方，而照明源744則位于基材110下方。在此實(shí)施例中，照明源744可提供背側(cè)照明而檢測(cè)裝置742捕獲基材110的影像并傳達(dá)這些影像至系統(tǒng)控制器301，以確定基材110相對(duì)于預(yù)期位置的準(zhǔn)確位置。
[0053]在另一實(shí)施例中，一旦各個(gè)基材110運(yùn)送進(jìn)入接收區(qū)720，運(yùn)送機(jī)器人730就自接收區(qū)720收回各個(gè)基材110并固持基材110于顯像系統(tǒng)740上。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)機(jī)器人730固持基材110于顯像系統(tǒng)740上時(shí)，顯像系統(tǒng)740配合系統(tǒng)控制器301作用以確定基材110相對(duì)于預(yù)期位置的準(zhǔn)確位置。
[0054]接著，所述測(cè)量可用來(lái)準(zhǔn)確地將基材110置入基材運(yùn)送表面750上的特定特征結(jié)構(gòu)752。在一個(gè)實(shí)施例中，特征結(jié)構(gòu)752是穴部而基材運(yùn)送表面750為基材載體。在另一實(shí)施例中，特征結(jié)構(gòu)752是支撐組件而基材運(yùn)送表面750包括基材搬運(yùn)機(jī)器人上的數(shù)個(gè)橫向臂。在另一實(shí)施例中，特征結(jié)構(gòu)752是支撐組件或穴部，而基材運(yùn)送表面750是自動(dòng)化系統(tǒng)781的平臺(tái)部分，諸如基材輸送器的上表面。在一個(gè)實(shí)施例中，自動(dòng)化系統(tǒng)781包括滾軸(未圖示)與致動(dòng)器(未圖示)，用以線性移動(dòng)基材運(yùn)送表面750上的基材110。在一個(gè)實(shí)施例中，自動(dòng)化系統(tǒng)781是基材搬運(yùn)機(jī)器人。
[0055]在基材運(yùn)送表面750的每個(gè)特征結(jié)構(gòu)752裝填有圖案化基材110之后，基材110通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)781運(yùn)送于激光掃描儀746上(介電層111是設(shè)置于基材110向下側(cè)面上的實(shí)施例中)或激光掃描儀746下(介電層111是設(shè)置于基材110向上側(cè)面上的實(shí)施例中)，以依照上述步驟204并根據(jù)所欲圖案移除定位于基材運(yùn)送表面750上的各個(gè)基材110的介電層111的部分。在一個(gè)實(shí)施例中，激光掃描儀746包括固態(tài)激光，諸如激光裝置190。在一個(gè)實(shí)施例中，激光掃描儀746配置以在Y方向中移動(dòng)。在上述實(shí)施例中，基材110 —次標(biāo)志一個(gè)列，且通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)781經(jīng)過(guò)激光掃描儀746，以在各個(gè)列中圖案化各個(gè)基材110。在另一實(shí)施例中，激光掃描儀746配置以在X方向與Y方向中移動(dòng)。
[0056]在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)備700A或700B包括顯像系統(tǒng)790以確定基材運(yùn)送表面750相對(duì)于激光掃描儀746的準(zhǔn)確位置。在一個(gè)實(shí)施例中，利用顯像系統(tǒng)790與一或更多個(gè)形成于基材運(yùn)送表面750上的基準(zhǔn)點(diǎn)來(lái)確定基材運(yùn)送表面750的確切位置。顯像系統(tǒng)790包括偵測(cè)器，所述偵測(cè)器定位以查看基材運(yùn)送表面750上發(fā)現(xiàn)的基準(zhǔn)點(diǎn)。接著可通過(guò)系統(tǒng)控制器301確定基材運(yùn)送表面750相對(duì)于激光掃描儀746的已知位置的位置與角度方向。接著可利用此偏移來(lái)準(zhǔn)確地定位激光掃描儀746，以圖案化各個(gè)基材110的介電層111。此外，顯像系統(tǒng)790可用于檢測(cè)各個(gè)基材110的圖案化介電層111。
[0057]在一個(gè)實(shí)施例中，圖案化各個(gè)基材110的介電層111后，通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)781將基材運(yùn)送進(jìn)入沉積室760，諸如PVD室或蒸發(fā)室。在沉積室760中，根據(jù)上述步驟206將導(dǎo)電層114沉積于各個(gè)基材110的圖案化介電層111上。
[0058]在一個(gè)實(shí)施例中，在將導(dǎo)電層114沉積于各個(gè)基材110上之后，通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)781將基材110運(yùn)送離開(kāi)沉積室760。在一個(gè)實(shí)施例中，另一激光掃描儀746接著根據(jù)上述步驟208圖案化各個(gè)基材110的導(dǎo)電層114。
[0059]此時(shí)，相同或另一機(jī)器人730可將各個(gè)基材110移除所述基材各自的特征結(jié)構(gòu)752并將基材110置入離開(kāi)區(qū)770，在此基材接著在離開(kāi)輸送器780上經(jīng)運(yùn)送離開(kāi)設(shè)備700A或700B。
[0060]圖7A與圖7B中描述的實(shí)施例提供基材110的層上的激光圖案的極度準(zhǔn)確位置，因?yàn)槊總€(gè)個(gè)別基材110可相對(duì)于激光掃描儀746的坐標(biāo)系統(tǒng)而定位和/或各個(gè)基材運(yùn)送表面750可相對(duì)于激光掃描儀746的坐標(biāo)系統(tǒng)而定位。此外，圖7A與圖7B的實(shí)施例不會(huì)影響運(yùn)送機(jī)器人730的基材產(chǎn)量，因?yàn)樗械膱D案化處理在基材110的加載后和/或卸載前執(zhí)行。
[0061]圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例執(zhí)行步驟202-208的設(shè)備800的示意性平面圖。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)進(jìn)入輸送器810將基材110運(yùn)送進(jìn)入接收區(qū)820。在一個(gè)實(shí)施例中，基材110個(gè)別地傳送于進(jìn)入輸送器810上。在另一實(shí)施例中，基材110以匣傳送。在另一實(shí)施例中，基材110以堆找盒傳送。在個(gè)實(shí)施例中，顯像系統(tǒng)840位于接收區(qū)820中。在此實(shí)施例中，照明源844可位于基材110的一側(cè)而檢測(cè)裝置842可位于基材110的另一相對(duì)側(cè)。例如，檢測(cè)裝置842可位于基材110上方，而照明源844則位于基材110下方。在此實(shí)施例中，照明源844可提供背側(cè)照明而檢測(cè)裝置842捕獲基材110的影像并傳達(dá)這些影像至系統(tǒng)控制器301，以確定基材110相對(duì)于預(yù)期位置的準(zhǔn)確位置。
[0062]接著，所述測(cè)量可用來(lái)準(zhǔn)確地將基材110置入基材運(yùn)送表面850上的特定特征結(jié)構(gòu)852。在一個(gè)實(shí)施例中，特征結(jié)構(gòu)852是穴部而基材運(yùn)送表面850為基材載體。在另一實(shí)施例中，特征結(jié)構(gòu)852是支撐組件或穴部，而基材運(yùn)送表面850是自動(dòng)化系統(tǒng)881的平臺(tái)部分，諸如基材輸送器的上表面。
[0063]在基材運(yùn)送表面850的每個(gè)特征結(jié)構(gòu)852裝填有圖案化基材110之后，基材110通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)881運(yùn)送進(jìn)入沉積室855，諸如CVD室或PVD室。在一個(gè)實(shí)施例中，自動(dòng)化系統(tǒng)881包括滾軸(未圖示)與致動(dòng)器(未圖示)，用以線性移動(dòng)基材運(yùn)送表面850上的基材110。在沉積室855中，介電層111沉積于各個(gè)基材110的背面120上。
[0064]在沉積介電層111之后，將基材運(yùn)送至激光掃描儀846，以依照上述步驟204根據(jù)所欲圖案移除定位于基材運(yùn)送表面850上的各個(gè)基材110的介電層111的部分。在一個(gè)實(shí)施例中，激光掃描儀846包括固態(tài)激光，諸如激光裝置190。在一個(gè)實(shí)施例中，激光掃描儀846配置以在Y方向中移動(dòng)。在上述實(shí)施例中，基材110 —次標(biāo)志一個(gè)列，且通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)881經(jīng)過(guò)激光掃描儀846，以在各個(gè)列中圖案化各個(gè)基材110。在另一實(shí)施例中，激光掃描儀846配置以在X與Y方向中移動(dòng)。[0065]在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)備800包括顯像系統(tǒng)890，以確定基材運(yùn)送表面850相對(duì)激光掃描儀846的準(zhǔn)確位置。在一個(gè)實(shí)施例中，利用顯像系統(tǒng)890與一或更多個(gè)形成于基材運(yùn)送表面850上的基準(zhǔn)點(diǎn)來(lái)確定基材運(yùn)送表面850的確切位置。顯像系統(tǒng)890包括偵測(cè)器，所述偵測(cè)器定位以查看基材運(yùn)送表面850上發(fā)現(xiàn)的基準(zhǔn)點(diǎn)。接著可通過(guò)系統(tǒng)控制器301確定基材運(yùn)送表面850相對(duì)于激光掃描儀846的已知位置的位置與角度方向。接著可利用此偏移來(lái)準(zhǔn)確地定位激光掃描儀846，以圖案化各個(gè)基材110的介電層111。此外，顯像系統(tǒng)890可用于檢測(cè)各個(gè)基材110的圖案化介電層111。
[0066]在一個(gè)實(shí)施例中，圖案化各個(gè)基材110的介電層111后，通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)881將基材110運(yùn)送進(jìn)入沉積室860，諸如PVD室或蒸發(fā)室。在沉積室860中，根據(jù)上述步驟206將導(dǎo)電層114沉積于各個(gè)基材110的圖案化介電層111上。
[0067]在一個(gè)實(shí)施例中，在將導(dǎo)電層114沉積于各個(gè)基材110上之后,通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)881將基材110運(yùn)送離開(kāi)沉積室860。在一個(gè)實(shí)施例中，另一激光掃描儀846接著根據(jù)上述步驟208圖案化各個(gè)基材110的導(dǎo)電層114。
[0068]此時(shí)，另一機(jī)器人830可將各個(gè)基材110自所述基材的各自特征結(jié)構(gòu)852移除并將基材110置入離開(kāi)區(qū)870，在此基材接著在離開(kāi)輸送器880上經(jīng)運(yùn)送離開(kāi)設(shè)備800。
[0069]圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例執(zhí)行步驟202-208的設(shè)備900的示意性平面圖。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)進(jìn)入輸送器910將基材110運(yùn)送進(jìn)入接收區(qū)920。在一個(gè)實(shí)施例中，基材110個(gè)別地傳送于進(jìn)入輸送器910上。在另一實(shí)施例中，基材110以匣傳送。在另一實(shí)施例中，基材110以堆找盒傳送。在個(gè)實(shí)施例中，顯像系統(tǒng)940位于接收區(qū)920中。在此實(shí)施例中，照明源944可位于基材110的一側(cè)而檢測(cè)裝置942可位于基材110的另一相對(duì)側(cè)。例如，檢測(cè)裝置942可位于基材110上方，而照明源944則位于基材110下方。在此實(shí)施例中，照明源944可提供背側(cè)照明而檢測(cè)裝置942捕獲基材110的影像并傳達(dá)這些影像至系統(tǒng)控制器301，以確定基材110相對(duì)于預(yù)期位置的準(zhǔn)確位置。
[0070]接著，所述測(cè)量可用來(lái)準(zhǔn)確地將基材110置入基材運(yùn)送表面950上的特定特征結(jié)構(gòu)952。在一個(gè)實(shí)施例中，特征結(jié)構(gòu)952是穴部而基材運(yùn)送表面950為基材載體。在另一實(shí)施例中，特征結(jié)構(gòu)952是支撐組件，而基材運(yùn)送表面950包括基材搬運(yùn)機(jī)器人上的數(shù)個(gè)橫向臂。
[0071]在基材運(yùn)送表面950的每個(gè)特征結(jié)構(gòu)952裝填有圖案化基材110之后，基材110通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)981運(yùn)送進(jìn)入負(fù)載鎖定室953。在一個(gè)實(shí)施例中，自動(dòng)化系統(tǒng)981是基材搬運(yùn)機(jī)器人。接著，在一個(gè)實(shí)施例中，利用真空泵(未圖示)抽吸負(fù)載鎖定室953至所欲壓力。在達(dá)到負(fù)載鎖定室953中的所欲壓力后，通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)981將基材110運(yùn)送至沉積室955，諸如CVD或PVD室。在一個(gè)實(shí)施例中，自動(dòng)化系統(tǒng)包括額外的基材搬運(yùn)機(jī)器人。在沉積室955中，介電層111根據(jù)上述步驟202而沉積于各個(gè)基材110的背面120上。
[0072]在沉積介電層111之后，將基材110運(yùn)送至激光掃描儀946，以依照上述步驟204并根據(jù)所欲圖案移除定位于基材運(yùn)送表面950上的各個(gè)基材110的介電層111的部分。在一個(gè)實(shí)施例中，激光掃描儀946包括固態(tài)激光，諸如激光裝置190。
[0073]在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)備900包括顯像系統(tǒng)990,以確定基材運(yùn)送表面950相對(duì)于激光掃描儀946的準(zhǔn)確位置。在一個(gè)實(shí)施例中，利用顯像系統(tǒng)990與一或更多個(gè)形成于基材運(yùn)送表面950上的基準(zhǔn)點(diǎn)來(lái)確定基材運(yùn)送表面950的確切位置。顯像系統(tǒng)990包括偵測(cè)器，所述偵測(cè)器定位以查看基材運(yùn)送表面950上發(fā)現(xiàn)的基準(zhǔn)點(diǎn)。接著可通過(guò)系統(tǒng)控制器301確定基材運(yùn)送表面950相對(duì)于激光掃描儀946的已知位置的位置與角度方向。接著可利用此偏移來(lái)準(zhǔn)確地定位激光掃描儀946以圖案化各個(gè)基材110的介電層111。此外，顯像系統(tǒng)990可用于檢測(cè)各個(gè)基材110的圖案化介電層111。
[0074]在一個(gè)實(shí)施例中，圖案化各個(gè)基材110的介電層111后，通過(guò)自動(dòng)化系統(tǒng)981將基材110運(yùn)送進(jìn)入沉積室960，諸如PVD室或蒸發(fā)室。在沉積室960中，根據(jù)上述步驟206將導(dǎo)電層114沉積于各個(gè)基材110的圖案化介電層111上。
[0075]在一個(gè)實(shí)施例中，在將導(dǎo)電層114沉積于各個(gè)基材110上之后，基材110運(yùn)送至相同或不同的激光掃描儀946，以根據(jù)上述步驟208圖案化導(dǎo)電層114。在一個(gè)實(shí)施例中，顯像系統(tǒng)990可用來(lái)檢測(cè)各個(gè)基材110的圖案化導(dǎo)電層114。
[0076]在一個(gè)實(shí)施例中，基材110接著被移回負(fù)載鎖定室953并接著運(yùn)送離開(kāi)負(fù)載鎖定室室953。此時(shí)，相同或另一機(jī)器人930可將各個(gè)基材110自所述基材的各自特征結(jié)構(gòu)952移除并將基材110置入離開(kāi)區(qū)970，在此基材接著在離開(kāi)輸送器980上經(jīng)運(yùn)送離開(kāi)設(shè)備900。
[0077]激光移除方法
[0078]如先前所示，可通過(guò)利用激光裝置190達(dá)成材料層(例如，介電層111或?qū)щ妼?14)的部分的移除。一般而言，通過(guò)在基材110上的特定位置以特定頻率、波長(zhǎng)、脈沖周期與通量脈沖激光裝置190來(lái)執(zhí)行材料燒蝕，以達(dá)成完全蒸發(fā)材料層。然而，難以達(dá)成完全蒸發(fā)材料層(特別是介電層111)的一部分而不傷害下方基材110。
[0079]難以移除介電層111的一部分而不傷害基材110的一個(gè)原因是橫跨聚焦于基材110上的激光光斑的區(qū)域的強(qiáng)度變化。在以完全高斯分布(即，在基礎(chǔ)橫向模式或TEMOO模式上運(yùn)作)散發(fā)光束的理想激光中，即將被移除的材料上所欲光斑中心的尖峰強(qiáng)度高于光斑周邊附近。圖10是激光裝置190的示意圖，所述激光裝置190自激光裝置190沿著距離Z傳播光束1000。圖11是光束1000在圖10的位置1100的高斯強(qiáng)度分布的示意圖。圖12是光束1000在圖10的位置1200的高斯強(qiáng)度分布的示意圖。
[0080]參照?qǐng)D10與圖11，光束1000上的位置1100代表基材110相對(duì)于激光裝置190的典型“對(duì)焦”位置，以達(dá)成所欲光斑1050各處的介電層111的完全蒸發(fā)。如所示的，因?yàn)楣獍?050的周邊必須設(shè)定為介電層111的材料的燒蝕閥值，光斑1050中心處的尖峰強(qiáng)度1110明顯高于光斑1050周邊的周邊強(qiáng)度1120。因此，雖然周邊強(qiáng)度1120剛好高到足以達(dá)成沿著光斑1050的周邊燒蝕介電層111，但顯著地，高尖鋒強(qiáng)度1110會(huì)造成對(duì)光斑1050中心處下方基材110的傷害。
[0081 ] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，完全移除所欲光斑1050各處的介電層111而不傷害基材110是通過(guò)散焦輸送至介電層111的光束1000強(qiáng)度分布達(dá)成的，所述散焦是通過(guò)例如調(diào)整基材110相對(duì)于光束1000的位置實(shí)現(xiàn)的。在一個(gè)實(shí)例中，如圖10所示，基材110自光束較對(duì)焦的位置(例如，位置1100)被移動(dòng)至較失焦的位置(例如，位置1200)。參照?qǐng)D10與圖12，可見(jiàn)到光斑1050中心處的尖峰強(qiáng)度1210剛好稍微高于沿著光斑1050周邊的周邊強(qiáng)度1220。由于激光裝置190的失焦(即，將基材110置于光束1000的正常聚焦區(qū)域外)造成尖峰強(qiáng)度1210明顯較低，可完全燒蝕并移除所欲光斑1050中的介電層111而不造成下方的基材110的傷害。再者，雖然光束1000被散發(fā)于大于光斑1050所欲大小的基材110的區(qū)域上，但僅會(huì)移除光斑1050中的介電層111的部分，因?yàn)橹苓厪?qiáng)度1220剛好高到足以達(dá)成沿著光斑1050的周邊燒蝕介電層111。并不會(huì)移除接收低于此閥值的光束的介電層111的任何區(qū)域。[0082]在另一實(shí)施例中，操作某些光學(xué)部件(例如，鏡片與擴(kuò)束器)以修飾光束1000，以致達(dá)成類似圖12中所示的高斯強(qiáng)度分布而不需散焦激光裝置190。相似地，可完全移除所欲光斑1050中的介電層111而不造成下方基材110的傷害，因?yàn)榧夥鍙?qiáng)度僅稍微高于圍繞光斑1050周邊的周邊強(qiáng)度。
[0083]難以移除介電層111的所欲部分而不傷害基材110的另一原因是蒸發(fā)介電材料所需的高脈沖能量。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，應(yīng)用明顯較低的脈沖能量來(lái)熱加壓并造成介電層111所欲區(qū)域的物理剝離而非蒸發(fā)。
[0084]圖13是熱生成氧化物的熱應(yīng)力與物理剝離造成的激光移除的一個(gè)實(shí)例的示意圖。在一個(gè)實(shí)施例中，介電層111是熱生成于基材Iio上的氧化硅，所述氧化硅具有約
1000 A與約3000 A之間的厚度。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)激光裝置190利用從約?ο皮秒
至約15皮秒的脈沖周期與約355nm的波長(zhǎng)達(dá)成熱應(yīng)力與物理剝離。完全物理剝離介電層111的光斑所需的激光通量是約0.18J/cm2。在此實(shí)例中，任何較低的通量都無(wú)法達(dá)成完全剝離，而明顯較高的通量會(huì)造成對(duì)下方基材110的傷害。
[0085]圖14是通過(guò)等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)沉積的氧化硅的熱應(yīng)力與物理剝離造成的激光移除的一個(gè)實(shí)例的示意圖。在一個(gè)實(shí)施例中，介電層111是通過(guò)PECVD沉積于
基材110上的氧化硅,所述氧化硅具有約1000 A與約3000 A之間的厚度。在一個(gè)實(shí)施
例中，通過(guò)激光裝置190利用從約10皮秒至約15皮秒的脈沖周期與約355nm的波長(zhǎng)達(dá)成熱應(yīng)力與物理剝離。完全物理剝離介電層111的光斑所需的激光通量是約0.08J/cm2。在此實(shí)例中，任何較低的通量無(wú)法達(dá)成完全剝離，而明顯較高的通量會(huì)造成下方基材110的傷害。
[0086]雖然上述是針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例，但可在不脫離本發(fā)明基本范圍的情況下設(shè)計(jì)出本發(fā)明的其它與更多實(shí)施例，而本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書(shū)所界定。
【權(quán)利要求】
1.一種使用激光的材料移除方法，所述方法包括: 移除置于基材的表面上的材料層的一部分，該移除通過(guò)將來(lái)自激光的脈沖能量傳送至該材料層的表面上而達(dá)成，其中該脈沖能量以低于預(yù)定的所述基材的激光燒蝕閥值照射該材料層的表面的一部分。
2.如權(quán)利要求1所述的使用激光的材料移除方法，其特征在于，移除材料層的一部分還包括調(diào)整所述基材和所述激光的相對(duì)位置。
3.如權(quán)利要求1所述的使用激光的材料移除方法，其特征在于，移除材料層的一部分還包括調(diào)整來(lái)自激光的脈沖能量的強(qiáng)度分布。
4.如權(quán)利要求1所述的使用激光的材料移除方法，其特征在于，移除包括燒蝕該材料層的一部分。
5.如權(quán)利要求1所述的使用激光的材料移除方法，其特征在于，移除包括對(duì)材料層的所述部分熱加壓并物理性移除材料層的所述部分而不蒸發(fā)該材料。
6.如權(quán)利要求1所述的使用激光的材料移除方法，其特征在于，所述材料層包含介電材料，而所述基材包含硅。
7.—種移除材料的方法，所述方法包括: 對(duì)置于基材的表面上的材料層的一區(qū)域熱加壓以物理性移除該區(qū)域中的材料層的一部分，其中對(duì)該區(qū)域熱加壓包括將來(lái)自激光的脈沖能量傳送至該材料層的表面上，且該脈沖能量低于預(yù)定的所述基材的激光燒蝕閥值。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述材料層包含介電材料，而所述基材包含硅。
【文檔編號(hào)】B23K26/70GK103537811SQ201310590403
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2009年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2008年8月26日
【發(fā)明者】張震華, V·V·s·拉納, V·K·沙哈, C·埃博斯帕切 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料公司