通过折叠三角测量传感器光学器件路径的共轴距离测量制造技术

本公开提供了用于对衬底进行划片的设备和方法。在一方面，一种设备包括：光学器件，所述光学器件用于将划片束聚焦至衬底上；以及射束焦点调整机构，所述射束焦点调整机构用于调整所述光学器件。基于三角测量的距离传感器确定所述基于三角测量的距离传感器与所述衬底之间的距离，其中所述基于三角测量的距离传感器被定位在偏离所述划片束的位置。反射元件被定位成使得来自所述基于三角测量的距离传感器的源的入射束反射至所述衬底并且随后反射回所述基于三角测量的距离传感器的检测器。所述射束焦点调整机构基于所述基于三角测量的距离传感器与所述衬底之间的所述距离调整所述光学器件，以使所述划片束聚焦在所述衬底上的期望位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过折叠三角测量传感器光学器件路径的共轴距离测量相关申请的交叉引用本申请要求2012年3月30日提交的美国专利申请序列号13/436,387的权益和优先权，在此以引用的方式将其全部并入本文中以达到所有目的。领域所公开的实施方案总体涉及用于跟踪衬底表面位置的设备和方法，更具体地，涉及使用光学检测系统跟踪衬底表面位置并且促进划片束的焦点调整的设备和方法。背景许多应用要求精确控制射束焦点相对于表面的位置。例如，光学检查、机器视觉、激光图案化和各种各样其它类似应用要求通过在与衬底表面(或多个表面)相距测量距离处闭合位置控制回路来对焦距进行动态控制。在一些情况下，衬底的形状因子指示对透镜与衬底表面之间的距离的测量是从衬底与图案化激光器、检查光学器件等的相同侧来执行。另外，在一些情况下，衬底表面可能在短距离上是不均匀的，这会导致距离测量因测量位置与目标位置偏离而造成的错误。出于这个原因，可在接近要图案化或检查的位置的点测量与表面的距离。概述所公开的是一种包括基于三角测量的距离传感器以及相关联的光学元件的设备和使用所述设备的方法的实施方案。在本公开中描述的本主题的一个新颖方面可以实现在一种被配置成对具有第一侧和第二侧的电致变色薄片进行划片的设备中，其中电致变色器件被设置在第一侧上。所述设备包括划片用激光器以及基于三角测量的距离传感器。来自划片用激光器的划片束被配置成从第二侧入射在电致变色薄片上，并且限定划片光学路径，以使划片束基本上垂直于电致变色薄片的第二侧。划片束被配置成烧蚀电致变色器件。基于三角测量的距离传感器包括三角测量激光器和检测器。基于三角测量的距离传感器被定向成使得来自三角测量激光器的第一激光束基本上垂直于划片光学路径、从电致变色薄片反射并且随后由检测器检测。在一些实施方案中，基于三角测量的距离传感器被定位在电致变色薄片与划片光学路径的相同侧上。在一些实施方案中，第一激光束在由检测器检测之前是沿基本上垂直于划片光学路径的路径来反射。在一些实施方案中，基于三角测量的距离传感器还包括第一反射镜，所述第一反射镜被定向成反射来自三角测量激光器的基本上垂直于划片光学路径的第一激光束，使其基本适应划片光学路径。第一激光束被反射，以使其与划片束在标称焦面相交。基于三角测量的距离传感器还包括第二反射镜，所述第二反射镜被定向成将从电致变色薄片反射的第一激光束反射至检测器。在一些实施方案中，所述设备还包括聚焦透镜。聚焦透镜被定位成使得划片束基本上入射在电致变色薄片与电致变色器件的界面上。基于三角测量的距离传感器被配置成确定电致变色薄片与电致变色器件的界面的位置。处理器被配置成基于所述基于三角测量的距离传感器的确定来定位聚焦透镜。在本公开中描述的本主题的另一新颖方面可以实现在一种用于对标称平坦衬底进行划片的设备中。所述设备包括光学器件集合、射束焦点调整机构、基于三角测量的距离传感器以及至少一个反射元件。光学器件集合用于在衬底和划片束相对于彼此移动时将划片束聚焦到衬底上的划片位置，以在衬底上形成划片线。射束焦点调整机构用于在衬底在划片期间相对于划片束而移动时调整光学器件集合，以使划片线的焦点遵循衬底上的轮廓。基于三角测量的距离传感器包括：(i)检测束源，所述检测束源用于发出入射束以使其反射离开衬底；以及(ii)检测器，所述检测器用于检测在入射束反射离开衬底时形成的反射束的位置。反射束在检测器上的位置提供了对基于三角测量的距离传感器与衬底之间的距离的指示或测量。基于三角测量的距离传感器被配置成使得入射束基本上与划片束正交地从检测束源发出。至少一个反射元件被定位成(i)将来自基于三角测量的距离传感器的入射束反射至衬底上、位于划片位置上或接近划片位置的位置处，并且(ii)将来自衬底的反射束反射至检测器上。基于三角测量的距离传感器提供了对基于三角测量的距离传感器与衬底之间的距离的指示或测量。在一些实施方案中，所述设备还包括逻辑，所述逻辑用于接收对基于三角测量的距离传感器与衬底之间的距离的指示或测量，并且用于引导射束焦点调整机构调整光学器件集合以将划片线焦点维持在衬底的区域上。在一些实施方案中，所述设备还包括用于在划片期间使得衬底相对于光学器件集合在第一方向上移动的第一平移平台。在一些实施方案中，所述设备还包括用于使得衬底相对于光学器件集合在基本上正交于(i)划片束的传播方向和(ii)第一方向两者的方向上移动的第二平移平台。在本公开中描述的本主题的另一新颖方面可以在一种用于对具有第一侧和第二侧的电致变色薄片进行划片的方法中实现，其中电致变色器件被设置在第一侧上。所述方法包括使用基于三角测量的距离传感器确定电致变色薄片的第一侧与电致变色器件的界面的位置。基于三角测量的距离传感器被定向成使得来自三角测量激光器的第一激光束基本上平行于电致变色薄片的第一侧、从电致变色薄片反射并且由检测器检测。聚焦透镜被调整成使得划片用激光器发出的划片束入射电致变色薄片的第二侧并聚焦在电致变色薄片的第一侧与电致变色器件的界面上。合适焦距是由基于三角测量的距离传感器所提供的界面的位置来确定。利用划片束从电致变色薄片的第一侧的区域对电致变色器件进行烧蚀。在一些实施方案中，划片束限定了划片光学路径，其中基于三角测量的距离传感器还包括第一反射镜，所述第一反射镜被定向成反射基本上平行于电致变色薄片的第一侧的第一激光束，使其基本适应划片光学路径，其中第一激光束被反射，以使所述第一激光束与划片束在标称焦面相交，并且其中基于三角测量的距离传感器还包括第二反射镜，所述第二反射镜被定向成将从电致变色薄片反射的第一激光束反射至检测器。在一些实施方案中，所述方法的操作在电致变色薄片与基于三角测量的距离传感器之间的相对移动期间重复。在一些实施方案中，电致变色薄片与基于三角测量的距离传感器之间的相对移动包括电致变色薄片在基于三角测量的距离传感器保持固定时的移动。在本公开中描述的本主题的另一新颖方面可以在一种组件中实现，所述组件包括三角测量激光器、检测器、第一反射镜和第二反射镜。第一反射镜被配置成使得来自三角测量激光器的第一激光束约90度反射并反射至衬底的表面上，并且使得第一激光束相对于垂直于衬底的线以一个角度倾斜。第二反射镜被配置成在使得第一激光束在其从衬底表面反射之后约90度反射并反射至检测器。所述组件被配置成适应来自划片用激光器的划片束，以使第一激光束基本上在划片束的焦点处撞击衬底。在一些实施方案中，所述组件还包括端口，所述端口用于允许划片束的聚焦圆锥在焦点处入射在衬底上之前贯穿其中。在一些实施方案中，第一反射镜和第二反射镜被定位在端口的任一侧上。操作期间，第一激光束跨过除了接近焦点的区域外的聚焦圆锥。在一些实施方案中，将三角测量激光器和检测器容纳在单个外壳中。以下将会参照相关联的附图来进一步详细描述这些和其它特征及优点。附图简述图1示意性地例示带涂层的衬底上的划片工艺。图2示出例示使用原始设备制造商(OEM)三角测量传感器从工艺执行的衬底的相同侧与工艺共轴来测量的示意图。图3示出一般的三角测量传感器的示意图。图4示出划片设备的示意图。图5示出电致变色薄片自顶至下的示意图。图6示出包括基于三角测量的距离传感器的划片设备的框图。图7A至图7C示出基于三角测量的距离传感器、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被配置成对具有第一侧和第二侧的电致变色薄片进行划片的设备，其中电致变色器件被设置在所述第一侧上，所述设备包括：划片用激光器，来自所述划片用激光器的划片束被配置成从所述第二侧入射在所述电致变色薄片上，并且限定划片光学路径，以使所述划片束基本上垂直于所述电致变色薄片的所述第二侧，所述划片束被配置成烧蚀所述电致变色器件；以及基于三角测量的距离传感器，所述基于三角测量的距离传感器包括三角测量激光器和检测器，所述基于三角测量的距离传感器被定向成使得来自所述三角测量激光器的第一激光束基本上垂直于所述划片光学路径、从所述电致变色薄片反射并且随后由所述检测器检测。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.30 US 13/436,3871.一种被配置成对具有第一侧和第二侧的电致变色薄片进行划片的设备，其中电致变色器件被设置在所述第一侧上，所述设备包括：平台，其具有位于所述平台的一侧和相对侧之间的孔隙；划片用激光器，其具有聚焦透镜，来自所述划片用激光器的划片束，其中所述划片用激光器定位于所述平台的一侧，且所述电致变色薄片位于所述平台的所述相对侧，其中所述划片束被配置成穿过所述平台中的所述孔隙，以沿与所述电致变色薄片的所述第二侧垂直的方向入射在所述电致变色薄片上，且其中所述划片束被进一步配置成烧蚀所述电致变色器件；第一反射镜，其附接于所述平台；第二反射镜，其附接于所述平台；以及基于三角测量的距离传感器，所述基于三角测量的距离传感器附接于所述平台，且包括三角测量激光器和检测器，所述基于三角测量的距离传感器被配置成使得来自所述三角测量激光器的第一激光束被平行于所述电致变色薄片而发射、入射在所述第一反射镜上、并从所述第一反射镜以偏离所述电致变色薄片的垂线一入射角而反射至所述电致变色薄片、以相对于所述电致变色薄片的垂线呈第二锐角从所述电致变色薄片反射、并从所述第二反射镜反射至所述检测器，从而在入射与反射之间形成跨过所述划片光学路径的锐角、并且被从所述第二反射镜反射至所述检测器上的位置，其中所述设备基于所述检测器上所接收到的所述第一激光束的被测量部分来确定位于所述电致变色薄片的所述第一侧和第二侧中的一者与所述划片用激光器的所述聚焦透镜之间的距离。2.如权利要求1所述的设备，其中所述基于三角测量的距离传感器和所述划片用激光器被定位在所述电致变色薄片的所述第一侧的外部。3.如权利要求1所述的设备，其中所述第一激光束在由所述检测器检测之前、是沿平行于所述电致变色薄片的路径从所述第二反射镜被反射至所述检测器。4.如权利要求1所述的设备，其中所述划片用激光器具有用于所述划片激光束的大于500mW的输出功率。5.如权利要求1所述的设备，其中所述第一激光束与所述划片激光束在标称焦面相交，并且其中所述基于三角测量的距离传感器还包括第二反射镜，所述第二反射镜被定向成将从所述电致变色薄片反射的所述第一激光束反射至所述检测器。6.如权利要求1所述的设备，其中所述基于三角测量的距离传感器被配置成确定所述电致变色器件与所述电致变色薄片的衬底之间的界面的位置。7.如权利要求1所述的设备，其中所述聚焦透镜经配置以被定位成将所述划片束的焦点调整至所述电致变色器件与所述电致变色薄片的衬底的界面。8.如权利要求1所述的设备，其中所述检测器是电荷耦合器件。9.如权利要求1所述的设备，其中所述电致变色薄片的入射角与所述电致变色薄片的垂线偏离大约5度至大约45度之间。10.如权利要求1所述的设备，其中所述电致变色薄片的入射角与所述电致变色薄片的垂线偏离大约8度至大约20度之间。11.如权利要求1所述的设备，其中当所述电致变色器件处于离所述基于三角测量的距离传感器一标称距离时，所述垂线与所述划片光学路径共轴。12.如权利要求1所述的设备，其中所述基于三角测量的距离传感器经配置以测量从所述基于三角测量的距离传感器到所述电致变色器件之间的距离，其中所述距离是沿着与所述划片光学路径标称地共轴的轴线测量的。13.如权利要求11所述的设备，其中所述距离是测量至所述电致变色器件上的一个点，其中所述点位于距离所述划片束与所述电致变色器件的交界处±5毫米的范围内。14.如权利要求1所述的设备，其中所述划片束被配置成从所述电致变色薄片的第二侧入射在所述电致变色薄片上。15.如权利要求1所述的设备，其中所述划片束被配置成从所述电致变色薄片的所述第一侧入射在所述电致变色薄片上。16.一种用于对标称平坦衬底进行激光划片的设备，所述设备包括：(a)光学器件集合，所述光学器件集合用于在所述衬底和划片束相对于彼此移动时将划片束聚焦到衬底上的划片位置，以在所述衬底上形成划片线；(b)射束焦点调整机构，所述射束焦点调整机构用于在所述衬底在划片期间相对于所述划片束移动时调整所述光学器件集合，以使所述划片束的焦点遵循所述衬底上的轮廓；(c)基于三角测量的距离传感器，所述基于三角测量的距离传感器包括：(i)检测束源，所述检测束源用于发出入射束以使其反射离开所述衬底；以及(ii)检测器，所述检测器用于检测在所述入射束反射离开所述衬底时形成的反射束的位置，其中所述反射束在所述检测器上的所述位置提供了对所述基于三角测量的距离传感器与所述衬底之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：布鲁斯·巴克斯特，丹尼斯·穆林斯，
申请(专利权)人：唯景公司，
类型：发明
国别省市：美国;US