用于在内部对薄层作标记的激光系统及方法及借此制造的物品的制作方法
【专利说明】用于在内部对薄层作标记的激光系统及方法及借此制造的 物品
[0001] 相关申请案
[0002] 本申请案是美国专利临时申请案第61/866,705号的非临时申请案且主张其优先 权利益，该美国专利临时申请案在2013年8月16日提出且其内容出于所有目的W全文引用 方式并入本文中。
[0003] 版权申明
[0004] 2014伊雷克托科学工业股份有限公司本专利文件的一部分掲示内容含有受版权 保护的内容。版权拥有者不反对任何人对专利文件或专利掲示内容进行精确复制，因它出 现在专利商标局的专利文件或记录中，但除此之外无论如何均保留全部版权权利。37CFR§ 1.71(d)。
技术领域
[000引本申请案是关于激光标记，且明确而言，是关于用于在内部对薄层进行激光标记 的激光系统及/或方法。
【背景技术】
[0006]可采用激光来对阳极氧化侣物品作标记。激光标记可视各种各样的变量而呈现为 黑色或白色。然而，若不恰当地执行激光标记过程，则阳极氧化侣层的表面可能会非所欲地 破裂或W其它方式受到损坏，导致阳极氧化侣层更易于被刮擦、被蚀刻、被移除或W其它方 式非所欲地受到损坏。对阳极氧化侣层的非所欲损坏可能会导致下伏的侣基衬底可能非所 欲地被刮擦、磨蚀、氧化、腐蚀或W其它方式非所欲地受到损坏的可能性增加。
【发明内容】
[0007]提供本概述来W简化形式介绍概念精选，在例示性实施例的详细描述中对该概念 作进一步描述。本概述既非意欲指明所主张主题的关键或基本的创新概念，也非意欲限制 所主张主题的范畴。
[0008]在一些实施例中，一种物品包含蓝宝石或其它晶圆材料的一薄层。
[0009]在一些实施例中，一种物品包含由一衬底支撑的一层。
[0010] 在一些实施例中，一种用于对一物品作标记的方法，该物品包括一衬底及由该衬 底支撑的一层，其中该层具有一内表面及一外表面，且其中该外表面具有距该衬底的一较 远距离且该内表面具有距该衬底的一较近距离，包含:产生具有一射束腰的激光输出的一 射束;及将该激光输出的一焦点引导至该层的该内表面与该外表面之间，其中该焦点处的 一能量密度足W形成在该物品的一区域内且与该物品的该外表面间隔开的复数个结构，其 中该层具有在该内表面与该外表面之间的小于或等于50微米的一厚度，且其中该复数个结 构经配置W使入射在该层的该外表面上的光散射。
[0011] 在一些替代、额外或累积的实施例中，一种用于对一物品作标记的激光系统，该物 品包括一衬底及由该衬底支撑的一层，其中该层具有一内表面及一外表面，且其中该外表 面具有距该衬底的一较远距离且该内表面具有距该衬底的一较近距离，包含:一激光，其经 配置W产生激光光束;一射束修改系统，其经配置W修改该激光光束;一透镜，其经配置W 使该激光光束在一焦点处聚焦成小于或等于5微米的一点尺寸;一高度控制机构，用W调整 该焦点相对于该内表面、该外表面或该衬底的高度;及一控制器，其经配置W控制该激光、 该高度控制机构及该射束修改系统中的至少一者的一操作，使得将该激光光束的该焦点引 导至该层的该内表面与该外表面之间W形成在该物品的一区域内且与该物品的该外表面 间隔开的复数个结构且使得该复数个结构经配置W使入射在该层的该区域上的光散射，该 层具有在该内表面与该外表面之间的小于或等于50微米的一厚度。
[0012] 在一些替代、额外或累积的实施例中，一种具有用激光造出的标记的物品，包含： 一衬底，其包含一金属;一层，其由该衬底支撑且包含一种氧化物，其中该层具有一内表面 及一外表面，其中该外表面具有距该衬底的一较远距离且该内表面具有距该衬底的一较近 距离，且其中该层具有在该内表面与该外表面之间的小于或等于50微米的一厚度;及复数 个结构，其包含在该层的该内表面与该外表面之间且在该物品的该区域内的复数个激光诱 发裂纹，其中该激光诱发裂纹终止在该层内而未延伸至该外表面或该衬底，且其中该复数 个结构经配置W使入射在该层的该区域上的光散射。
[0013]在一些替代、额外或累积的实施例中，该激光输出的该射束腰展现出远离该焦点 的发散，该发散是如此快速W致于该外表面及该内表面处的能量密度充分地小于该焦点处 的能量密度，使得该外表面及该内表面处的该能量密度不足W永久地改变该外表面及该内 表面。
[0014]在一些替代、额外或累积的实施例中，该点尺寸受数值孔径绕射极限限制
[0015]在一些替代、额外或累积的实施例中，激光输出的该射束在该射束腰的一焦点处 聚焦成小于或等于5微米(皿)的一点尺寸。
[0016]在一些替代、额外或累积的实施例中，该内表面与该外表面之间的厚度小于或等 于100微米、75微米、50微米、40微米，或者小于或等于30微米，或者小于或等于20微米，或者 小于或等于10微米。
[0017]在一些替代、额外或累积的实施例中，该层的厚度大于或等于如m。
[0018]在一些替代、额外或累积的实施例中，该复数个结构构成具有一光学密度的一标 记，该光学密度具有一大于或等于约70的L*值。
[0019]在一些替代、额外或累积的实施例中，该复数个结构构成具有一光学密度的一标 记，该光学密度具有一大于或等于约80的L*值。
[0020] 在一些替代、额外或累积的实施例中，该复数个结构构成具有一光学密度的一标 记，该光学密度具有一大于或等于约90的L*值。
[0021] 在一些替代、额外或累积的实施例中，该衬底包含一金属，其中该层包含一种氧化 物，其中该复数个结构包含使光散射的一或多个特征。
[0022] 在一些替代、额外或累积的实施例中，使光散射的该特征包含该物品的该区域内 的裂纹、空隙或改变折射率的区域中的一或多者。
[0023]在一些替代、额外或累积的实施例中，该层的该外表面无与该标记相关联的裂纹 或裂痕。
[0024] 在一些替代、额外或累积的实施例中，该衬底无与该标记相关联的裂纹或裂痕。
[0025] 在一些替代、额外或累积的实施例中，该衬底材料在该复数个结构的该区域中无 裂纹、毛刺或来自该激光的其它可能影响。
[0026] 在一些替代、额外或累积的实施例中，该焦点位于离该内表面及该外表面二者2微 米W外的位置。
[0027] 在一些替代、额外或累积的实施例中，该焦点位于离该内表面及该外表面二者5微 米W外的位置。
[0028] 在一些替代、额外或累积的实施例中，将该焦点控制在该层内有2微米的一高度精 确度内。
[0029] 在一些替代、额外或累积的实施例中，将该焦点控制在该层内有1微米的一高度精 确度内。
[0030] 在一些替代、额外或累积的实施例中，采用高度控制回馈来控制该焦点在该层内 的高度。
[0031] 在一些替代、额外或累积的实施例中，该射束腰的该主空间轴大于沿该射束轴与 该焦点相距的每一微米距离有110%的一因数。
[0032] 在一些替代、额外或累积的实施例中，该射束腰的该主空间轴大于沿该射束轴与 该焦点相距的每一微米距离有115%的一因数。
[0033] 在一些替代、额外或累积的实施例中，该射束腰的该主空间轴大于沿该射束轴与 该焦点相距的每一微米距离有120%的一因数。
[0034] 在一些替代、额外或累积的实施例中，激光输出的该射束W大于或等于30度、或者 大于或等于45度、或者大于或等于60度的一入射角而引导在该衬底处。
[0035] 在一些替代、额外或累积的实施例中，其中该激光脉冲W处于约0.2皿至约2.5皿 的一范围中的一位置间隔而撞击在该物品上。
[0036] 在一些替代、额外或累积的实施例中，该激光脉冲W处于约0.2皿至约2.5皿的一 范围中的一侵蚀尺寸而撞击在该物品上。
[0037] 在一些替代、额外或累积的实施例中，该激光系统包括具有处于0.3至0.8的一范 围中的一数值孔径的一透镜。
[0038] 在一些替代、额外或累积的实施例中，该透镜具有大于或等于0.5、大于或等于 0.6、或者大于或等于0.7、或者大于或等于0.8的一数值孔径。
[0039] 在一些替代、额外或累积的实施例中，该激光输出包括具有处于0.Ips至I(K)PS的 一范围中的一脉冲持续时间的激光光束的激光脉冲。
[0040] 在一些替代、额外或累积的实施例中，该激光输出包括具有一可见光波长的激光 光束的激光脉冲。
[0041] 在一些替代、额外或累积的实施例中，该层是未染色的。
[0042] 在一些替代、额外或累积的实施例中，该衬底是未染色的。
[0043] 在一些替代、额外或累积的实施例中，该层及该衬底二者是未染色的。
[0044] 自W下对例示性实施例的详细描述中，额外态样及优点将是显而易见的，该详细 描述是参看附图来进行。
【附图说明】
[0045]图1为示意性地说明了将根据本发明的实施例作标记的例示性物品的横截面图。
[0046]图2为示意性地说明了在图1中所示的物品上形成的例示性标记的沿图1中的II-II线截取的平面图。
[0047]图3描绘了根据白色标记过程的实施例作标记的蓝宝石晶圆。
[0048] 图4A至图4C说明了图3中描绘的经处理的蓝宝石晶圆的顶面、表面下的标记及底 面的各别显微镜影像。
[0049]图5A及图5B描绘了根据白色标记过程的实施例作标记的阳极氧化侣物品的薄的 阳极氧化侣层。
[0050] 图6A至图6抗兑明了图5A及图5B中描绘的经处理的阳极氧化侣物品的顶面、表面下 的标记及底面的各别显微镜影像。
[0051]图7为适合于产生构成标记的复数个激光诱发裂纹的例示性激光微机械加工系统 的一些组件的简化及部分示意透视图。
[0052]图8展示激光脉冲焦点及其射束腰的图。
[0053]图9描绘在阳极氧化侣物品的阳极氧化层内的不同Z高度位置处且在来自激光的 不同功率设置下描出的标记的阵列。
[0054]图IOA及图IOB说明了各别横截面图及平面图，展示了