使用动态射束阵列的光子铣削的制作方法
【专利摘要】一种激光处理系统，包含一射束定位系统以相对于一工件对齐射束投送坐标。上述的射束定位系统产生对应于该对齐的定位数据。此系统亦包含一脉冲激光源以及一子束产生模块以自该脉冲激光源接收一激光脉冲。子束产生模块自该激光脉冲产生一子束阵列。该子束阵列包含多个子束脉冲。此系统更进一步包含一子束调变器以选择性地调变该子束阵列中每一子束脉冲的振幅，以及子束投送光学模块以将调变后的子束阵列聚焦至工件上对应至上述定位数据的位置的一或多个标的。
【专利说明】使用动态射束阵列的光子铣削
[0001]本申请为申请日为2009年09月17日、申请号为200980135314X、发明名称为〃使用动态射束阵列的光子铣削"的专利申请的分案申请。
【技术领域】
[0002]本发明有关于激光处理系统。更具体言之，本发明有关于用以依据光子频率及定位资料对用于放大和工件标的对齐(alignment)的脉冲选择进行同步的系统及方法。
【背景技术】
[0003]激光可以使用于许多工业上的作业，包含对于诸如电子材料等基板的检验、处理、以及微加工(micro-machining)。举例而言,欲修复一动态的随机存取内存(dynamicrandom access memory ;以下简称DRAM),其使用一第一激光脉冲以移除DRAM组件中一故障内存单元的导电连结，而后使用一第二激光脉冲移除一备用内存单元的电阻连结以取代前述的故障内存单元。由于需要移除连结的故障内存单元可以是随机分布的，故工件定位延迟时间基本上使得此类激光修复处理的动作时间需要耗去许多脉冲间隔时间(interpulse time),而非在单一脉冲间隔时间内完成。
[0004]待移除的连结排(banks of links)通常在晶圆上配置成一直列。这些连结通常在一连结处理回合(link run)内处理。在一连结处理回合期间内，当平台定位器(stagepositioner)通过跨越聚焦激光光斑(laser spot)的位置的连结列时,激光束被以脉冲的形式射出。上述的平台在一次动作中基本上沿着单一轴线移动，而不会在每一个连结位置停留。此生产技术在业界称为实时(on-the-fly;「0TF」)连结处理，其就特定晶圆上可以修复的连结比率而言具有较高的效率，从而增进整体DRAM生产流程的效率性。
[0005]当激光脉冲重复频率(pulse repetition frequency ;以下或简称PRF)以及连结处理回合速度增加，对于平台定位器的要求将更多。平台的加速度和速度并未以和激光PRF一样快的速率增加。因此，其可能难以利用现有的高PRF激光(例如，在数百仟赫兹或百万赫兹范围内的PRF)。
[0006]一般而言，目前激光脉冲在连结处理系统上的实际应用极少。举例而言，包含大约600, 000连结的一典型晶圆可以在大约600秒内处理完成。此代表一 I仟赫兹的实际切断率(blow rate)。假如此例中的晶圆处理系统使用具有100仟赫兹PRF的激光源，则每一百个可能激光脉冲中大约仅有一个会到达晶圆的表面。
[0007]双射束(dual-beam)和多射束(mult1-beam)激光系统通常使用复杂的激光光学配件且构建的代价基本上极为昂贵。此外，近来在激光设计上的进展在此种方式上发现一些问题。举例而言，某一高功率、低脉冲宽度(例如，在微微秒(picosecond,兆分之一秒)或飞秒(femtosecond,千兆分之一秒)等级)的激光是基于一主振荡功率放大器(master oscillator-power amplifier ;以下或简称ΜΟΡΑ)的方式，其中一锁模激光振荡器(mode-locked laser oscillator)在介于大约10百万赫兹到大约100百万赫兹的范围内的重复率提供稳定的种子脉冲(seed pulse)。这些激光振荡器可以是主动式或被动式的锁模形式。一主动式锁模振荡器可以允许基于时序上的目的对其输出脉冲相位及/或频率进行某些调整。然而，在一被动式锁模主振荡器中，其输出频率无法轻易更改。因此，激光处理系统只得将其运作同步于被动式锁模主振荡器所提供的基本频率。
[0008]—功率放大器(power amplifier,例如，二极管激发式光学增益介质(diode-pumped optical gain medium))将选择自主振荡器的脉冲放大。如同在典型二极管激发式Q型开关激光(Q-switched laser)之中,这些放大脉冲的能量系一脉冲间隔周期的函数。实际运作的重复率(例如，发自功率放大器的脉冲频率)基本上为基本重复率(例如，主振荡器)的因子，其通常较主振荡器频率小约10到1000倍。
[0009]对于所需的激光运作，其激光应以一固定的重复率击发，且使得射束定位次系统从属于激光的脉冲时序。但是，其极难在达成此射束定位时序的同时又能维持脉冲位置的精确度。举例而言，上述重复率的时序区间(timing window)的范围可能介于大约10奈秒(nanosecond)到大约100奈秒之间。伺服控制系统基本上无法保证在如此微小的固定时序区间内的高精确度(例如，10奈米之内)脉冲定位。
[0010]许多工业上的激光处理应用(诸如内存组件备用电路中的连结切割、微穿孔钻取、组件裁修、以及材料切割或雕刻)配合将激光脉冲定位于工件上的移动控制系统发射一高能量激光脉冲。此种配合通常利用准确的时序，并取决于作业射束的运动轮廓，此时序可以是变化无常的。虽然其利用时序准确度来维持处理系统的精确性，但脉冲控制的随机时序可能损及各种激光性能，诸如脉冲宽度以及峰值功率。
[0011]许多激光处理系统在设计上加入Q型开关激光以在高脉冲重复率获得一致性的脉冲能量。然而，此种激光对于脉冲间隔周期的数值(和变异度)可能极为敏感。因此，脉冲宽度、脉冲能量、以及脉冲振幅的稳定性可能随脉冲间隔周期的变化而改变。这些变异可以是静态的(例如，该变异可以是一恰位于一脉冲前的脉冲间隔周期的函数)及/或动态的(例如，该变异可以是一脉冲间隔周期历程的函数)。此敏感度的降低或最小化一般而言是藉由控制激光处理系统使该激光以一理论上的重复率(基本上低于200仟赫兹)击发，并使其具有在脉冲特性中产生可接受偏离度的最小重复率偏离度。
[0012]此一方式的实施通常是藉由控制预定的射束轨道，使得激光可以「依照要求」击发于正确的工件位置(或者以一基于诸如平台速度、传播延迟、脉冲建立时间、以及其它延迟等已知因子的脉冲撞击该位置)以维持所需的脉冲定位精确度。工件位置被依序排列使得重复率大致维持固定。其可以在处理指令中插入「虚拟」工件位置以解决有关激光稳定性的问题。此「虚拟」工件位置使得重复率在闲置周期中大致保持固定，并藉由诸如机械快门、声光式调变器(acousto-optic modulators ;Α0Μ)、以及光电式调变器(electro-opticmodulators ；Ε0Μ)等射束调变装置将「虚拟」脉冲阻绝于工件之外。
【发明内容】
[0013]在一实施例中，一激光处理系统包含一射束定位系统以相对于一工件对齐射束投送坐标。上述的射束定位系统产生对应于该对齐的定位数据。此系统同时亦包含一脉冲激光源和一子束产生模块，以接收一来自该脉冲激光源的激光脉冲。上述的子束产生模块自该激光脉冲产生一子束阵列。该子束阵列包含多个子束脉冲。此系统更进一步包含一子束调变器以选择性地调变该子束阵列中每一子束脉冲的振幅，以及子束投送光学模块以将调变后的子束阵列聚焦至工件上对应至上述定位数据的位置的一或多个标的。
[0014]在某些实施例中，该系统同时亦包含一光侦测模块以对子束阵列中的子束脉冲进行取样，并决定子束阵列中每一子束脉冲的总能量。上述的光侦测模块更用以对该子束调变器提供一误差修正补偿信号，以调整输出至工件上一特别标的的连续子束振幅。上述的光侦测模块亦可以用以判定投送至工件上一特别标的的一连串子束脉冲所提供的脉冲能量总和是否符合或超过一特定门坎值，并控制该子束调变器以防止更多子束脉冲抵达前述的特别标的。
[0015]在某些实施例中，该系统更进一步包含一系统控制计算机以配合该射束定位系统藉由将一工件标的间距匹配于该脉冲激光源的一脉冲重复频率(PRF)、一子束阵列间距、以及该射束定位系统和工件间的一相对速度(平台速度)以进行上述的对齐。
[0016]在另一实施例中，一种利用激光处理工件的方法包含产生一激光脉冲、自该激光脉冲产生一包含多个子束脉冲的子束阵列、调变该子束阵列中子束脉冲的振幅、以及将调变后的该子束阵列聚焦至工件上的一或多个标的位置。
[0017]本发明进一步的特色及优点经由以下较佳实施例的详细说明将更趋于明显，这些说明是配合所附的图式进行。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为一传统式激光脉冲处理控制系统的功能方块图，其包含一工件(X-Y)定位器；
[0019]图2为依据一实施例的一激光脉冲处理系统的功能方块图；
[0020]图3为依据一实施例的一流程图,其例不一用以利用图2所不的系统处理工件的方法；
[0021]图4A、4B、4C和4D为依据特定实施例例示用以补偿定位误差的一些示范性方法的流程图；
[0022]图5依据一实施例以图形的方式例示一向量处理梳(vector process comb)的使用；
[0023]图6为依据一实施例的用以使用动态射束阵列处理工件标的的一光子铣削(photonic milling)次系统的功能方块图；
[0024]图7A为依据一实施例的一可编程脉冲宽度光子统削系统的功能方块图；
[0025]图7B为依据一实施例的如图7A所示的光子铣削次系统的功能方块图，其可编程脉冲宽度构件整合一主振荡器；
[0026]图8A、8B和8C依据一实施例图绘式地例示包含一离散频带反射板(discretelybanded reflectivity plate)的一子束产生模块的各种视图；
[0027]图9为依据另一实施例的一子束产生模块的功能方块图；
[0028]图10图绘式地例示常使用于导电连结的各种不同的样式；
[0029]图11为依据一实施例的用以利用一子束阵列处理一组标的的方法的流程图；
[0030]图12依据一实施例图绘式地例示工件标的间距与子束间距间的关系；
[0031]图13描绘一晶圆的处理；
[0032]图14为依据一实施例的包含一 AOD的一激光脉冲处理系统的示意图；[0033]图15为一示意图，其依据一实施例例示扫描多个侧向间隔排列连结排的一处理区间(processing window)；
[0034]图16为一示意图，其依据一实施例例示扫描多个沿着X轴侧向间隔排列的连结排以及多个沿着Y轴排列的连结排的一处理区间；
[0035]图17为依据一实施例的包含二个偏转组件的一激光处理系统的示意图；
[0036]图18为依据一实施例的包含一远心角侦测器(telecentric angle detector)的一激光处理系统的不意图；
[0037]图19A、19B和19C为依据特定实施例例示一连串激光脉冲与个别重新定位轮廓的关系的时序图；
[0038]图20为依据另一实施例的一绕射光学构件的功能方块图，该绕射光学构件是用以产生一子束的阵列，以进行后续的调变并投送至一工件。
【具体实施方式】
[0039]在一实施例中，其使用一光子频率(photonic clock)做为一主时序构件以协调一激光处理系统中的射束定位器控制构件。该光子频率可以是来自一脉冲激光源中一光子振荡器的一脉冲输出。该光子振荡器可以是一种子振荡器或一主振荡器。上述的射束定位器控制构件利用来自光子振荡器的时序信号以使得一工件上的标的结构的对齐同步于来自激光系统的激光脉冲发射。来自激光源的一或多个脉冲被经由一激光系统的光学构件传送，以处理该标的结构。来自激光源的脉冲可以在振幅上分割以产生处理这些标的结构的脉冲阵列。
[0040]揭示于本说明书的激光系统和方法可以被用来处理各式各样的工件标的。举例而言，某些实施例可用以切断一半导体内存组件的宽广阵列中的导电连结结构，包含DRAM、静态随机存取内存(SRAM)、以及闪存(flash memory);用以在诸如铜/聚酰胺(polyamide)迭层材料的软性电路和集成电路(integrated circuit ；IC)封装中产生微形激光钻孔；用以实施半导体的激光处理或微加工，诸如半导体集成电路、硅晶圆、和太阳能晶元的激光雕刻或晶粒切割；以及用以实施金属、介电质、聚合材料、和塑料的激光微加工。习于斯艺的人士将能体认许多其它形式的工件及/或工件结构均可以依据本说明书所揭示的实施例加以处理。
[0041]以下参照的图式中，相同的参考编号表示相同的构件。在以下的说明当中，其提供许多特定的细节以期对本文所发明实施例的全盘了解。然而，习于该【技术领域】者将体认到，这些实施例可以在不使用一或多个这些特定细节，或是应用其它方法、组件、或材料下付诸实现。此外，在某些情况下，现有的结构、材料、或动作并未被显示或详细描述，以避免混淆实施例欲呈现的特点。另一方面，所述的特征、结构、或特性均可以以任何适当的方式结合于一或多个实施例之中。
[0042]1.可触发激光源的典型同步方式
[0043]在一典型的激光处理系统之中，其使用时序信号触发一激光源使其在一适当的时间(例如，基于平台速度、系统延迟、以及其它参数)发射一激光脉冲，以利用该激光脉冲照射一工件上的标的。举例而言，图1是一传统式激光脉冲处理控制系统100的功能方块图，其包含一工件(X-Y)定位器110。一类似的系统描述于Baird等人提申的美国专利号6，172，325，其让渡予本发明申请的受让人。上述的系统100包含一系统控制计算机112以及一内嵌控制计算机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接收来自X-Y定位器110的定位信息，其相对于一紫外线(UV)激光束120定位一工件118。紫外线激光束120可以经由各种不同的光学构件(未显示于图中)以及所显示的折镜(fold mirror) 122传播。上述的X-Y定位器110可以亦包含一 Z定位器124，其可以连结至X或Y平台。
[0044]一紫外线(UV)激光系统126包含一 Q型开关固态红外线(IR)激光128，诸如二极管激发的声光式Q型开关Nd: YV04激光。紫外线激光系统126同时亦包含一用以调变IR激光128的脉冲振幅的声光式调变器(AOM) 130,以及一倍频器(frequency multiplier) 132,以运用现有的第二、第三、或第四谐振转换程序将发射自IR激光128的红外线波长转换成绿光及/或UV波长。上述的A0M130亦可以放置于倍频器132之后，如图中以虚线显示的A0M134所在的位置。在另一实施例中，一激光控制器136控制A0M130(或A0M134)的传导性以传送或阻隔朝向工件118的紫外线激光束120。
[0045]系统控制计算机112将工件118上处理位置的定位坐标透过一总线138传送至内嵌控制计算机114。在一典型的实例处理应用中，工件118包含整齐地间隔排列的标的或组件结构，诸如可熔断的连结，其中仅有一些被加以激光处理。紫外线激光束120所处理的位置被称为标的位置，而未被紫外线激光束120处理的位置则称为中介位置。内嵌控制计算机114将间隔排列的中介位置坐标加入标的位置坐标，致使IR激光128以几近相等的时间间隔发出脉冲。内嵌控制计算机114将上述的标的及中介位置坐标以一特定速率透过一总线140逐一传送至射束定位控制器116中的缓存器142，并同时透过一总线144将控制数据加载激光控制器136中的缓存器146。该特定速率控制X-Y控制器110的移动速度，且上述的控制数据指出坐标位置是否为一待处理的标的位置并进一步包含模式和时序信息。
[0046]激光控制器136以一自动脉冲模式或一定位脉冲(pulse-on-position)模式操控定时器148。在自动脉冲模式中，定时器148的启动为依据缓存器146中的控制数据。在定位脉冲模式中，定时器148的启动为由于接收到来自射束位置控制器116中一比较器152的位置符合信号150。射束定位控制器116中的位置编码器(position encoder) 154对比较器152指示出X-Y定位器110的目前位置，且当该目前位置与储存于缓存器142中的位置坐标相符时，其产生位置符合信号150以指示出工件118已相对于一标的位置或中介位置被正确地定位。因此，若工件118已相对于一标的位置定位完成,定时器148同时操控IR激光128中的Q型开关(经由一 Q型开关闸控线158)并将A0M130设成一传导状态，直到一周期完成中断156被自定时器148传送至内嵌控制计算机114。上述A0M130的传导性可以被控制成一激光脉冲闸控组件或一脉冲振幅调变器。因此，IR激光128可以「依照要求」被触发以处理工件118上的预定标的。
[0047]I1.使用光子频率同步的示范系统
[0048]其可以在超快激光系统中使用光子振汤器以在一理论上固定的频率梳(frequency comb)发射脉冲。然而，与上述的系统100不同，光子振荡器不能直接触发以「依照要求」产生脉冲。其情况是，光子振荡器基于一已知光子振荡器频率于离散的时间间隔提供脉冲。因此，在本说明书揭示的某些实施例中，一激光控制系统使用导出自该光子振荡器于一第一 PRF (foSC；)发射的光脉冲输出的一频率。该激光控制系统使用工件定位数据以及来自光子振荡器频率的时序信息以自频率梳选择脉冲，以做为在一第二 PRF产生的处理频率fp的放大；进一步选择于处理频率fp发射的脉冲以朝向所选的工件标的传送；以及控制一射束定位系统及/或协力射束定位补偿构件以将所选的脉冲导引至工件标的。
[0049]图2为依据一实施例的一激光脉冲处理系统200的功能方块图。类似显示于图1中的系统100，系统200包含一 X-Y定位器110、一系统控制计算机112、一内嵌控制计算机114、以及一射束定位控制器116。射束定位控制器116接收来自X-Y定位器110的定位信息，其相对于一激光束210定位一工件118。虽然未显示于图中，激光束210可以经由各种不同的光学构件沿一激光束路径传播至一折镜122，该折镜122使激光束210转向至工件118。上述的X-Y定位器110可以亦包含一 Z定位器124，其可以连结至X或Y平台。[0050]系统控制计算机112将工件118上处理位置的定位坐标透过一总线138传送至内嵌控制计算机114。在一实施例中，工件118包含整齐地间隔排列的组件结构，诸如可熔断的连结，其中仅有一些被加以激光处理。如上所述，激光束210所处理的位置被称为标的位置，而未被激光束210处理的位置则称为中介位置。
[0051]系统200同时亦包含一脉冲激光源212以及一激光次系统控制器214(图中显示为「LSCj ) ο如图2所不,在一实施例中，上述的脉冲激光源212包含一光子振荡器216、一第一光学调变器218、以及一放大器220。脉冲激光源212可以亦包含一后端放大器221以及一谐振转换器模块223。在一实施例中,光子振荡器216为一如Sun等人提申的美国专利案号6，574，250中所述的锁模振荡器，该专利让渡予本申请案的受让人。在此一实施例中，脉冲激光源212为一锁模脉冲激光。或者，光子振荡器216可以是如Weingarten等人提申的美国专利案号6，538, 298中所教不的一半导体吸收面镜被动式锁模振荡器。习于斯艺的人士应理解其亦可以使用其它振荡器。
[0052]上述的第一光学调变器218可以是,举例而言,一声光式调变器(AOM)、一光电式调变器(EOM)、或者是其它在该【技术领域】中现有的光学调变器。上述的放大器220及/或该后端放大器221可以包含,举例而言，一光激发式增益介质(optically pumped gainmedium)。该谐振转换器模块223可以包含非线性晶体，用于透过现有的谐振转换方法，将一入射输出脉冲转换至一较高的谐振频率。
[0053]光子振荡器216中的一光子频率222经由上述的激光次系统控制器214提供脉冲时序数据至内嵌控制计算机114。利用此脉冲时序数据，内嵌控制计算机114将间隔分开的中介位置坐标加入标的位置坐标以建立一向量处理梳。此向量处理梳代表一标的及中介标的向量坐标的矩阵。内嵌控制计算机114将上述的向量处理梳经由一总线140传送至射束定位控制器116中的缓存器142。激光次系统控制器214和射束定位控制器116使用该向量处理梳，更配合以下所述的协力射束定位补偿构件，使得X-Y定位器110同步于脉冲激光源212所发射的脉冲。
[0054]如以下所详述，光子振荡器216于一第一 PRF (fosc)发射一激光脉冲射束。上述的第一光学调变器218选择来自光子振荡器216的脉冲的一子集合传送至放大器220，以用于放大以及脉冲激光源212的后续输出。第一光学调变器218的输出为于一第二 PRF, fP。由第一光学调变器218所做的脉冲选择为基于一来自频率222的信号以及接收自射束定位控制器116的定位数据。
[0055]此系统同时亦包含一第二光学调变器226,用以增加输出至工件118的脉冲稳定性。在一实施例中，激光次系统控制器214中的定时器148控制上述的第二光学调变器226以依据时序数据传送来自脉冲激光源212的脉冲。如同前述的第一光学调变器218，第二光学调变器226可以是一 AOM、一 EOM、或是其它现有的光学调变组件。虽然图中显示其为位于脉冲激光源212的外部，习于斯艺者由本说明书的揭示应能体认该第二光学调变器226亦可以被包含于脉冲激光源212的内部。在一实施例中，如Baird等人提申的美国专利案号6，172，325 (其让渡予本申请案的受让人)所述，上述的第二光学调变器226可以被控制成一激光脉冲闸控组件或是一脉冲振幅调变器。此外，如Sun等人提申的美国专利案号6，947，454(其让渡予本申请案的受让人)所述，上述的第二光学调变器226的脉冲可以是大致规律性的，且其重复率大致与脉冲激光源212相同。
[0056]系统200亦包含射束定位补偿构件，以将放大的激光脉冲导入工件118上选择的标的。上述的射束定位补偿构件可以包含一声光式偏转器(acousto-optic deflector ；即A0D) 230、一,决速操控反射镜(fast-steering mirror ;即FSM) 232、一详如后述的激光梳索引模块(laser comb indexing module) 234、前述组件的组合、或是其它光学操控构件。习于斯艺的人士将能体认，举例而言，其亦可以使用一光电式偏转器(electro-opticdeflector)。上述射束操控构件的控制为基于光子频率222以及接收自射束定位控制器116的定位数据。
[0057]II1.示范性脉冲同步方法
[0058]图3为依据一实施例的一流程图，其例不一用以利用图2所不的系统处理工件118的方法300。在开始步骤310之后，方法300包含在一 PRF设定(步骤312)处于一处理模式的激光次系统控制器214中的定时器148，该PRF由光子振荡器216中的频率222所决定。定时器148设定脉冲封锁信号224、228以关闭第一光学调变器218以及第二光学调变器226，从而阻绝光子振荡器216发射的可用能量抵达工件118。
[0059]当系统200准备起始一定位脉冲处理回合时，内嵌控制计算机114自系统控制计算机112接收(步骤314)待处理工件118上的标的位置坐标。如上所述，振荡器模块216中的光子频率222提供脉冲时序数据至内嵌控制计算机114。利用此脉冲时序数据，内嵌控制计算机114计算(步骤316)不需要处理的标的的中介位置坐标。内嵌控制计算机114将中介位置坐标加入标的位置坐标以建立一向量处理梳。此向量处理梳代表一标的及中介标的向量坐标的矩阵。
[0060]内嵌控制计算机114将系统200设定为(步骤316) —定位脉冲模式。内嵌控制计算机114亦将上述代表位置坐标的向量处理梳经由一总线140加载(步骤318)射束定位控制器116中的缓存器142，并选择一目前位置坐标。此外，内嵌控制计算机114将定位脉冲模式致能数据经由一总线144传送至激光次系统控制器214。定时器148继续设定脉冲封锁信号224、228，以致使第一光学调变器218阻隔脉冲激光源212使其无法传送脉冲能量至工件118。方法300接着依据目前位置坐标移动(步骤322)射束定位器110。
[0061]方法300接着质疑(步骤324) X-Y定位器的一量测位置是否在容忍的精确度限制下与目前位置坐标所定义的预期位置相符。射束定位控制器116中的射束位置编码器154对比较器152指示出X-Y定位器110的目前位置。比较器152将来自射束位置编码器154的数据与储存于缓存器142中的目前位置坐标进行比较。若数据和坐标在特定的限度下相符，则比较器152产生一位置符合信号150。[0062]但是若数据和坐标在该特定的限度下不相符，则比较器152发出(步骤326) —修正触发信号(未显示于图中)。此方法接着补偿(步骤328)定位误差。如后续详述于下者，其可以是藉由调整射束定位系统(例如，X-Y定位器110)及/或协力射束定位补偿构件(例如，A0D230及/或FSM232)、产生激光梳索引、透过一谐振器级实施一反复控制算法(repetitive control algorithm)、前述方式的组合、及/或本说明书所揭示的其它方法达成。
[0063]当数据及坐标在特定的限度下相符，方法300启动(步骤330)定时器148。在一实施例中，定时器148藉由施加一大致与脉冲激光源212的输出相符的控制信号将第二光学调变器226设定成(步骤332) —传导状态，使得第二光学调变器226允许脉冲被传送至工件118。第二光学调变器226维持于该传导状态直到周期结束(步骤334)，此时定时器148又将第二光学调变器226设定成(步骤336) —缩减传导状态。在另一实施例中，第二光学调变器226在一传导状态维持一足以传送脉冲的特定时间。在上述的特定时间结束时，第二光学调变器226回到一缩减传导状态。在另一实施例中，在第二光学调变器226处于该缩减传导状态之后，方法300回到步骤318以继续进行下一个目前坐标位置。
[0064]如上所述，第一光学调变器218选择待放大的脉冲并以一 PRF (fP)输出至第二光学调变器。如Sun等人提申的美国专利案号6，947，454(其让渡予本申请案的受让人)所教示，此技术导致第二光学调变器226的一热负载(thermal loading),无论引进的作业脉冲如何投射，其大致维持固定。此在第二光学调变器226达成的一致性负载降低或排除了激光束质量的恶化以及与热负载变异相关联的激光束指向误差(pointing error)。脉冲和脉冲的间振幅的变异以及脉冲和脉冲之间能量的变异可以由一光侦测模块(未显示于图中)所感测，而其后可以控制第二光学调变器226的一传输位准的动态或预测性修正，以降低此种脉冲和脉冲之间的变异。
[0065]IV.示范性定位补偿方法
[0066]如上所述，图3所示的方法300包含当X-Y定位器的目前位置超过一预定位置区间时，补偿(步骤328)定位误差。此可以以多种不同的方式达成。图4A、4B、4C和4D为依据特定实施例例示在侦测到(步骤410) —修正触发信号之后用以补偿(步骤328)定位误差的一些示范性方法的流程图。
[0067]在图4A之中，方法328包含提供(步骤412)定位补偿信号至一高速射束定位构件，诸如图2所示的A0D230，以调整射束210相对于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。上述的定位补偿信号可以包含一表示方向的数值以及有待A0D230提供的偏转量。这些数值可以由比较器152及/或位置编码器154提供(例如，经由激光次系统控制器214)，其决定位置编码器154所量测的X-Y定位器110的目前位置与一储存于缓存器142中的预定位置间的差异。
[0068]方法328可以质疑(步骤414) A0D230提供的调整是否足以弥补定位误差，并持续更新(步骤416)定位补偿信号直到射束210相对于工件118的位置落入特定限度之内为止。举例而言，虽然未显示于图2之中，激光束210的位置可以由一光侦测模块侦测，其提供位置修正回授至A0D230。
[0069]在图4B之中，方法328包含提供(步骤418)定位补偿信号至图2所示的FSM232，以调整射束210相对于X-Y定位器110上的工件118的位置。如同图4A所示的实施例，上述的定位补偿信号可以包含一表示方向的数值以及有待FSM232提供的偏转量。此外，方法328可以质疑(步骤414)FSM232提供的调整是否足以弥补定位误差，并持续更新(步骤416)定位补偿信号直到射束210相对于工件118的位置落入特定限度之内为止。
[0070]图4C为图4A及4B的结合，其中方法328包含提供(步骤420) —主要定位补偿信号至A0D230并提供(步骤422) —次要定位补偿信号至FSM232。同样地，方法328可以质疑(步骤414)A0D230及/或FSM232提供的调整是否足以弥补定位误差。方法328可以更新(步骤416)上述的主要定位补偿信号和次要定位补偿信号其中的一或二者，直到射束210相对于工件118的位置落入特定限度之内为止。在一实施例中，方法328先更新上述的主要定位补偿信号，判定进一步的调整是否足够，若不足够，则亦更新上述的次要定位补偿信号。此程序可以一直重复直到射束210相对于工件118的位置落入特定限度之内为止。
[0071]在图4D之中，方法328包含提供(步骤424)定位补偿信号予激光梳索引模块234。激光梳索引模块234依据一预定的补偿量(例如，定位补偿信号所表示的量)改变(步骤426)向量处理梳中的一激光梳索引k。激光脉冲索引k为一整数值，用以决定来自光子振荡器216的哪一个脉冲将使用第一光学调变器218自脉冲激光源212传送。如以下参见图5的说明，激光梳索引k藉由增加或减少一第二频率梳(fP)以产生一偏移频率梳(fP，)。在所示的实例中，在第一光学调变器218选择光子振荡器脉冲数目m=l之后，激光梳索引模块234将激光梳索引k设成一偏移量I (k=l)，从而造成其后光子振荡器脉冲数目m=12在偏移处理频率梳fp，的放大。
[0072]图5依据一实施例图绘式地例不一向量处理梳的使用。如图所不,光子振荡器216以一第一 PRF 提供一连串脉冲。介于连续脉冲间的时间(脉冲间隔周期)可以是在大约I奈秒至大约100奈秒的等级。其亦可以使用大于大约100奈秒的脉冲间隔周期。习于斯艺的人士将进一步理解，其亦可以使用具有小于大约I奈秒脉冲间隔周期的极小型振荡器。在这些速度之下，射束定位系统(例如，X-Y控制器110)可能难以或无法以激光束210精确地对齐工件118上的特定标的。此外，放大器220可能难以或无法有效地放大光子振荡器216提供的每一脉冲。因此,第一光学调变器218于一第二 PRF fP运作,选择每一第η个脉冲以传送至工件118。上述的第二 PRF fP=f OCS/n。在图5所示的实例中，处理频率索引n=10，其使得传送的脉冲(例如，当未藉由递增激光梳索引k进行定位补偿之时)对应至振荡器频率梳脉冲m=l 1、m=21、m=31,等等。习于斯艺者由此处的发明应能体认其可以使用任何其它的整数值做为上述的处理频率索引η。举例而言，其可以选择上述的处理频率索引η使得X-Y定位器110能够在第二 PRF fP于标的间移动，同时将定位误差维持于特定限度之内。
[0073]如图5所进一步显示，激光梳索引k可以在二连续脉冲间增加整数个光子振荡器脉冲间隔长度，而未对系统控制计算机112控制的激光PRF(例如，fP)有所修改。在此实例中，在一第一脉冲m=l因放大被第一光学调变器218传送之后，激光梳索引k被从k=0增加为k=l。由于n=10并未改变,在对应至偏移处理频率fP，的每一脉冲m=12、m=22、m=32、m=42…之间，仍旧有10个脉冲自光子振荡器216发出。因此，在第一脉冲m=l之后激光梳索引k的增加使得第一光学调变器218在处理梳中传送的后续连串脉冲m=12、m=22、m=32、m=42…均在时间上位移IZfosc的一整数值，同时作业脉冲所赖以发射的新PRF fP，等于fP。
[0074]再次参见图4D，方法328可以亦包含在增加激光梳索引k之后选择性地封锁(步骤428)投射于第二光学调变器226上的一第一脉冲m=12，以维持脉冲振幅的稳定。使用第二光学调变器226封锁第一脉冲m=12，使得一稳定时间间隔可以促使紧随于脉冲间隔周期长于(或短于)l/fP的激光梳索引动作后的脉冲振幅可以维持稳定。
[0075]增加二连续脉冲间的激光梳索引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))。举一例示性数值实例，若fQSC=10百万赫兹，fP=l百万赫兹且射束定位器速度=500奈米/微秒、k的位移=1 (例如从脉冲m=10移至脉冲m=ll),则将造成的工作表面位移为(500奈米/微秒x0.1微秒)=50奈米。在同一实例中，若filOO百万赫兹，则工作表面位移=5奈米。这些数值代表一激光梳的扩增能力，其可以进一步辅助射束位移以及其它定位构件以使得工作激光脉冲可以截住指定的工件标的位置。如同习于斯艺的人士所将体认，在PRF fP的脉冲丛可以选择性地被运用及被进行激光梳索引，其由内嵌控制计算机配合射束定位控制器116所控制。
[0076]习于斯艺者应能经由本发明体认到，揭示于此用于定位误差补偿的任一实施例均可以被组合以增进速度及精确性。此外，定位误差补偿并不限于图4A、4B、4C、4D以及图5中所示的实施例。举例而言，在另一实施例中，经由运用谐振器级的反复控制算法，伺服追踪误差可以被减低至趋近于零。在此实施例中，标的处理回合被控制为高速度及高加速度。承垫平台固定地重复相同的动作(无间断的运动曲线)，其使得递归式学习算法(iterativelearning algorithm)可以将可重现的误差降低至可接受的容忍范围之内。其从而可以运用射束补偿构件以加入进一步的补偿，如前所述。
[0077]更进一步而言，或者在其它实施例中，射束偏转构件(例如，前述的A0D230或FSM232)可以操控射束210以修正与时间结合的速度误差。若速度过于缓慢，则系统200可以跳过一激光脉冲以保持在射束操控组件的偏转范围之内。若速度过高，致使系统200超出偏转组件的范围，则系统200可以在一第一回合处理特定的连结，而后执行一第二或额外的回合以处理其它标的。一般而言这可能是不可行的，因为其通常会增加处理时间。因此,在某些实施例之中，系统200可以用比PRF*标的间距的乘积更缓慢的速度处理一连结回合，使得最差的状况绝不会超过PRF*间距。
[0078]在一另外的实施例中，光子振荡器216发出的单一或多个脉冲可以被直接运用于光子振荡器单位脉冲的输出能量足以有效率地进行工件光子梳激光处理的作业中。
[0079]V.使用调变子束阵列的示范性光子铣削
[0080]在一实施例中，本说明书所述的系统及方法被运用于包含半导体连结结构的工件标的的阵列铣削。如后所述，显示于图2的激光脉冲处理系统200可以包含一光子铣削次系统，用以自脉冲激光源212发出的激光束210产生一子束阵列。此光子铣削次系统调变每一子束并将调变后的子束阵列输出至工件118上的标的。系统控制计算机112及/或内嵌控制计算机114用以判定从调变后的子束阵列中可被运用以处理一特定工件结构的脉冲数目。更进一步而言，或在另一实施例中，其藉由改变插入于主振荡器中的光谱频带构件而程序设定一微微秒级MOPA激光源的脉冲宽度。在某些实施例中，上述的主振荡器被用以做为射束定位系统的一参考时序构件，如上所述。
[0081]如后所述，其可以使用，举例而言，倾斜反射平板以产生上述的子束阵列。其亦可以使用，举例而言，极化分光及重组光学模块以产生上述的子束阵列。其亦可以使用一或多个绕射光学构件以产生上述的子束阵列(参见以下图20的说明)。[0082]上述的光子铣削次系统可以包含各种不同的激光源。在一实施例中，该激光源包含二极管激发被动式锁模Μ0ΡΑ，用以在大于大约10仟赫兹，最好在大约100仟赫兹以上，之PRF产生适当的单位脉冲能量。其可以使用应用一光纤主振荡器的串联式光子放大器(tandem photonic amplifier),如Baird等人提申的公开编号W02008/014331的国际专利申请案中所述。在某些此种实施例中，上述的光纤主振荡器提供其脉冲持续期间的范围介于大约100飞秒到大约500微微秒间的激光脉冲。在又另一实施例中，其可以使用一脉冲主振荡器光纤功率放大器(master oscillator fiber power amplifier ;简称 M0FPA)。
[0083]图6为依据一实施例的用以使用动态射束阵列处理工件标的的一光子铣削次系统600的功能方块图。光子统削次系统600包含一激光源610、调适光学模块(conditioningoptics) 612、一子束产生模块614、一子束调变器616、一光侦测模块618、以及子束投送光学模块620。
[0084]一来自激光源610的激光束622经由射束调适光学模块612被导向子束产生模块614。如后续所详述，子束产生模块614将激光束622分割成一子束阵列624。为了说明的目的，其可以假设子束阵列624为一 q、x、r子束阵列624，其中的q代表在一第一方向(例如，列)上的子束数目，而r则代表该阵列中一第二维度(例如，行)的子束数目。子束产生模块614输出该q、X、r子束阵列624至子束调变器616，其衰减每一入射子束至一指定的输出子束能量值。子束调变器616输出一调变后的q、X、r子束阵列626，其被光侦测模块618取样并输出至子束投送光学模块620。子束投送光学模块620将上述的调变后q、x、r子束阵列626聚焦至工件118之上。该调变后q、x、r子束阵列626中的每一子束的能量数值由，举例而言，图2所示的系统控制计算机112设定的。
[0085](A)用于光子铣削的激光源和调变方法
[0086]在一实施例中，上述的激光源610包含脉冲激光源212，如图2及以上说明所详述。
[0087]在另一实施例中，激光源610包含一串联式光子放大器，其使用一微微秒级光纤主振荡器。在一此种实施例之中，基本激光输出可以在其后连结至一谐振转换模块(诸如图2所示的谐振转换模块223)以产生谐振输出。上述的串联式光子放大器可以加入二极管激发式光纤主振荡器，其发射的脉冲宽度范围介于大约500奈秒到大约I微微秒之间，波长的范围介于大约2.2微米到大约100奈米之间，且波长范围最好是介于大约2.0微米到大约200奈米之间。
[0088]调变方法可以包含种子二极管的直接调变、脉冲或连续波(continuous wave ;以下简称CW)种子输出的外部调变、或者AOM及/或EOM对功率放大器级输入的外部调变。其亦可以使用供应至功率放大器级的激发电源的调变以进一步修改激光源610所产生的脉冲时序形态。
[0089]在另一实施例中，激光源610包含一 Q型开关二极管激发式固态激光，其发射的脉冲宽度范围介于大约500奈秒至大约100微微秒之间，波长范围则介于大约2.2微米至大约150奈米之间。激光源610可以使用腔内(intracavity)或腔外(extracavity)谐振转换光学模块。激光源610可以具有CW发射的能力。在此情况下，输出至Q型开关的RF区间闸(RF window gate)的调变提供时序上脉冲形状的控制。其亦可以使用供应至固态激光的二极管激发电源的调变以进一步修改激光源次系统所产生的脉冲时序形态。
[0090]在另一实施例中，激光源610为一Μ0ΡΑ，其发射的脉冲宽度范围介于大约100微微秒至大约10飞秒之间，波长范围则介于大约2.2微米至大约150奈米之间。激光源610可以使用腔内或腔外谐振转换光学模块。调变方法可以包含二极管激发式调变或者AOM及/或EOM对功率放大器输入端的外部调变。其亦可以使用供应至功率放大器的激发电源的调变以进一步修改激光源610所产生的脉冲时序形态。在一实施例中，上述的主振荡器为一光纤激光主振荡器，而上述的功率放大器为一光纤功率放大器。习于斯艺的人士将能体认此架构为一超快光纤激光。
[0091]在又另一实施例中，激光源610包含一可调整脉冲宽度的Μ0ΡΑ，其发射的脉冲宽度范围介于大约100微微秒至大于10飞秒之间，波长范围则介于大约2.2微米至大约150奈米之间。图7A为依据一实施例的一可编程脉冲宽度光子铣削系统700的功能方块图。系统700包含一图形使用者接口(graphical user interface ;以下简称⑶I)以经由一系统控制计算机112提供脉冲宽度的选择、次系统控制电子模块712、以及一光子铣削次系统600’，其包含一具有一可编程脉冲宽度构件714的激光源610’。使用者可以利用脉冲宽度选择⑶1710以选择性地改变激光源610’所产生的激光束622的脉冲宽度。依据使用者的选择，次系统控制电子模块712控制可编程脉冲宽度构件714以调整脉冲宽度。
[0092]在一此种实施例之中，上述的可编程脉冲宽度构件714被插入主振荡器之中以允许激光源610’脉冲宽度的个别调整性，其调整范围介于大约50微微秒至大约10飞秒之间。举例而言，图7B为依据一实施例的如图7A所示的光子铣削次系统600’的功能方块图，其具有一可编程脉冲宽度构件714整合一 M0PA718的主振荡器716。上述的M0PA718包含一功率放大器720。在图7B所示的示范性实施例中，可编程脉冲宽度构件714包含一可编程带通滤波器(programmable bandpass filter)。
[0093]具有可编程脉冲宽度构件714的激光源610’可以使用腔内或者腔外谐振转换光学模块。调变方法可以包含二极管激发式调变或AOM及/或EOM对功率放大器720输入端的外部调变。其亦可以使用供应至功率放大器720的激发电源的调变以进一步修改激光源610’所产生的脉冲时序形态。在一实施例中，上述的主振荡器716为一光纤激光主振荡器，而上述的功率放大器720为一光纤功率放大器。
[0094]回到图6，在另一实施例中，激光源610包含一主振荡器再生放大器(regenerative amplifier),其发射的脉冲宽度范围介于大约50微微秒至大约10飞秒之间，波长范围则介于大约2.2微米至大约150奈米之间。激光源610可以使用腔内或腔外谐振转换光学模块。调变方法可以包含二极管激发调变或AOM及/或EOM对功率放大器级输入端的外部调变。其亦可以使用供应至功率放大器的激发电源的调变以进一步修改激光次系统所产生的脉冲时序形态。
[0095](B)子束的产生
[0096]图8A、8B和8C依据一实施例图绘式地例示包含一离散频带反射板810的一子束产生模块614的各种视图。图8A图绘式地例示上述离散频带反射板810的一侧视图，其包含一第一表面SI和一第二表面S2。图8B图绘式地例不该第一表面SI的一正视图。图8C图绘式地例示该第二表面S2的一正视图。如图8A和8B所示，第一表面SI和第二表面S2包含分离的部分或带状区域，每一带状区域分别具有反射率Rl、R2、…、Rn。
[0097]如图8A所示，这些带状区域被安排于第一表面SI及第二表面S2上，使得经由第一表面SI进入该离散频带反射板810的一输入激光束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将射束中未构成该第一子束812的部分反射回第二表面S2。第二表面S2再次部分反射该射束并部分通过该射束以形成一第二子束814。第一表面SI将射束中未构成该第二子束814的部分反射回第二表面S2。第二表面S2再次部分反射该射束并部分通过该射束以形成一第三子束816。此过程一直重复直到该离散频带反射板810产生一预定数目的子束成为子束阵列624。虽然未显不于图中，但子束产生模块614可以包含一或多个射束分光器以将部分的输入激光束622导向多个离散频带反射板810而产生一 q、x、r子束阵列624。
[0098]图9为依据另一实施例的一子束产生模块614的功能方块图。此示范性实施例中的子束产生模块614包含一第一四分之一波板(quarter wave plate)910、一极化射束分光棱镜(polarizing beamsplitter cube)912、一第二四分之一波板 914、一第一反射镜 916、一第三四分之一波板918、以及一第二反射镜920。第一四分之一波板910接收一入射线性极化激光束622并传送一圆形极化射束进入极化射束分光棱镜912。该圆形极化射束的一部分被经由该极化射束分光棱镜912的一输出表面传送出去而成为一第一子束922。该圆形极化射束的另一部分被反射进入该极化射束分光棱镜912的一第一通道，于其中经由第二四分之一波板914被导向第一反射镜916。该射束自第一反射镜916反射并第二次通过第二四分之一波板914而成为P偏极化(p-polarized)。上述的p偏极化成分进入极化射束分光棱镜912的一第二通道,于其中经由通过第三四分之一波板918、反射自第二反射镜920、再次通过第三四分之一波板918的类似行程之后，自极化射束分光棱镜912的输出表面发出而成为一第二子束924。更多子束阵列产生模块614，诸如图9所示者，可被用以产生一 q、X、r子束阵列624中的更多子束。更进一步而言，或在另一实施例中，一或多个绕射光学构件2010可以产生一 q、x、r子束阵列624中的子束，如图20所示。绕射光学构件2010可以包含一格栅形状以产生二维或三维阵列624中的子束的预定分布。
[0099]回到图9，第一子束922与第二子束924可以是大约在同一直在线或者由于子束阵列产生模块614的光学组件对齐上的变异可以彼此随机式地偏离。然而，习于斯艺者应能由本发明体认到，其可以将一受控制的偏移量加入子束阵列产生模块614的光学组件中，使得第一子束922和第二子束924的路径大致彼此平行并相距一预定的距离。举例而言，图9所示的第二反射镜920可以被置换成其相交的顶点位于平行于上述极化射束分光棱镜912的中点之一直在线的一对反射镜(未显不于图中)。举另一实例，上述的偏移可以藉由以一互补的方式(例如，其中的一顺时钟方向旋转而另一个逆时钟方向旋转)使反射镜916,920稍微倾斜而达成。习于斯艺的人士应能体认其它使第一子束922和第二子束924的路径彼此偏移的方式。
[0100](C)标的对齐
[0101]在一实施例中，系统控制计算机112控制图2所示的X-Y定位器110以协调调变后的q、x、r子束阵列626的投送，其由子束投送光学模块620将其聚焦于工件118上的特定标的。在一实施例中，其相对于每一可寻址的子束均产生一目前位置信号。其可以运用独立式或多信道射束位置补偿构件配合激光梳索引，如上所述，以将目前位置控制于特定的精确限度之内。
[0102]工件标的可以包含，举例而言，配置于一半导体组件上的导电连结。如上所述，其可以使用激光脉冲以移除DRAM组件上连至故障内存单元的导电连结。这些导电连结可以配置成一维或二维的型态。举例而言，图10图绘式地例示常使用于导电连结1010的各种不同的样式。所显示的样式包含阶梯样式1012、叉型样式1014、鱼骨样式1016、以及交错样式1018。习于斯艺者由此处的揭示应能体认其可以使用任何其它样式。
[0103]在一实施例中，系统控制计算机112使X-Y定位器110运作于一步进重复模式，以将聚焦调变后的q、x、r子束阵列626在空间上匹配工件标的。举例而言，图11为依据一实施例的用以利用一子束阵列624处理一组标的(诸如图10所示的导电连结1010)的方法1100的流程图。在开始步骤1110之后，方法1100包含将多个子束路径对齐该组标的(步骤1112)。举例而言，系统控制计算机112可以控制X-Y定位器110和子束投送光学模块620，以使得q、x、r个子束路径与安排成工件118上一样式的q、x、r个标的在空间上对齐。
[0104]在对齐子束路径与标的之后，激光源610产生(步骤1114) 一激光脉冲622、子束产生模块614将该激光脉冲分割(步骤1116)成一子束阵列624、子束调变器616调变(步骤1118)子束阵列624、以及子束投送光学模块620对调变后的子束阵列626进行聚焦(步骤1120)。方法1100接着以聚焦且调变后的子束阵列626处理(步骤1122)该组标的，以及质疑(步骤1124)是否有其它组待处理的标的。若有其它组待处理的标的，则系统控制计算机112将子束路径与该组新标的对齐(步骤1112)并重复方法1100。当所有标的均处理完毕之时，方法1100结束(步骤1126)。
[0105]在另一实施例中，系统200控制计算机112使工件标的间距匹配激光PRF、子束阵列间距、以及X-Y射束定位器110的速度，使得一工件标的被由多个子束投送的单一脉冲的总和循序处理。图12依据一实施例图绘式地例示工件标的间距1208与子束间距1210间的关系。如图所示，子束1212间的距离或间距(子束间距1210)与标的1214间的间距(标的间距1208)和激光源610的PRF间的关系可以表如下式:
[0106]cX (子束间距)=dX (工件标的间距)，
[0107]其中c和d是整数，而:
[0108]工件标的间距=平台速度/PRF，
[0109]且其中整数c和d的选择最好使得:
[0110]c/d=—整数值。
[0111]在图12之中，子束间距1210被表示为(ΛχΒ,)υ而工件间距1208被表示为(Axp)h，其中的i是子束数目索引，j是脉冲数目索引，而h则是工件标的索引。因此，举例而言，自一特定脉冲j产生的一特定子束i于此可以表示成(b1:pj)。当平台以一固定的速度行进时(在没有循序扫描的情况)，可以投送至每一工件标的最大脉冲数目等于子束的数目
(i)。举一实务上的例子，考虑从每一连续激光脉冲j产生三个子束1212 (i=3)的情形。此例中，当连续激光脉冲自一激光源发出，一激光束路径从图12所示的工件标的1214左侧移到右侧。一第一工件标的1214依序由产生自一第一脉冲的一第三子束1212(b3:pl)、产生自该第一脉冲的一第二子束(b2:pl)、以及产生自该第一脉冲的一第一子束(bl:pl)处理。一第二工件标的1214由一第二脉冲的一第三子束(b3:p2)、该第二脉冲的一第二子束(b2:p2)、以及该第二脉冲的一第一子束(bl:p2)处理。
[0112](D)子束振幅控制
[0113]在一实施例中，经由聚焦和调变后的子束阵列626为在振幅上可寻址的。阵列626中每一子束1212的振幅被表不成bj:P1:A,其中A为一介于O和I之间的实数,O表不最小脉冲振幅，I表示最大脉冲振幅，且其中的居间数值表示介于最小和最大数值间的比例振幅数值。举一实务上的例子，同样考虑三个子束的情况α=3)，假设第一标的1214和第三标的1214为由一最大脉冲数目和一单位脉冲最大振幅所铣削，且假设第二标的1214并未铣削，则光子铣削样式可以被程序设定成:
[0114]第一工件标的:(b3:pl:1) ； (b2:pl:1) ； (bl:pl:1),
[0115]第二工件标的:(b3:p2:0)； (b2:p2:0) ； (bl:p2:0),
[0116]第三工件标的:(b3:p3:1)； (b2:p3:1) ;(bl:p3:l)。
[0117]在一实施例中，图6所示的光侦测模块618为用以实时计算每一子束1212施加至一特定工件标的1214的总能量。光侦测模块618提供一误差修正补偿信号至子束调变器616以调整连续子束的振幅lvp1:Auh。此使得投送至工件标的1214的单位脉冲总能量可以被极为精细地控制。其亦使得施加至一特定标的1214的总能量可以被准确地控制。举例而言，上述的光侦测模块618可以判定施加至一特定标的1214的一连串子束1212的总能量符合或超过一特定门坎值。当该门坎值符合时，光侦测模块618可以控制子束调变器616，以阻绝额外的子束1212使其无法传送至该特定标的1214。习于斯艺者应能由本发明体认到其亦可以使用其它构件以控制单位脉冲能量，或施加至一特定标的1214的总能量。例如，光侦测模块618可以提供回授至图7A和7B所示的可编程脉冲宽度构件以调整激光源610’所提供的脉冲能量。
[0118]V1.示范性长列处理
[0119]本说明书所揭示的系统及方法可以使用于一长列处理实施例，其中脉冲的偏转可以沿工件上标的结构的一列，或相邻的列之中，实时发生。如上所述，图2所示的光子振荡器216于一高PRF(例如，从数十仟赫兹到数百万赫兹)提供脉冲，其可以藉由射束定位构件(例如，A0D230、FSM232、及/或激光梳索引模块234)在一移动的处理区间中加以控制。
[0120]举例而言，图13描绘一晶圆1310的处理。一传统式循序连结切断程序需要在每一连结处理回合中扫描X-Y移动平台110上的晶圆1310—次。对晶圆1310反复地来回扫描而完成整个晶圆处理。机器的来回扫描基本上先处理所有的X轴连结处理回合1312(图中以实线显示)，再处理Y轴连结处理回合1314 (图中以虚线显示)。此例仅为用以示范。其可能使用它种架构的连结处理回合和处理模式。例如，其可能藉由移动晶圆或光学模块轨道以处理连结。此外，连结排和连结处理回合可能不是以连续移动的方式处理。
[0121]举例而言，就包含DRAM的一晶圆1310而言，内存单元(未显示于图中)可能是位于介于X轴连结处理回合1312和Y轴连结处理回合1314间的区域1316。基于示范的目的，晶圆1310接近一 X轴连结处理回合1312和一 Y轴连结处理回合1314的交接处的一部分被放大，以例示配置于连结团或连结排中的多个连结1318。一般而言，连结排为靠近一晶粒的中心、靠近译码器电路、且不在任何内存单元的阵列上方。连结1318涵盖整体晶圆1310中一极小的区域。
[0122]图14、17、和18提供用于长列处理的其它示范实施例，其目的仅用以例示。习于斯艺的人士将能体认，参照图14、17、和18说明的长列处理的原理可以套用于本说明书所述的其它实施例(例如，图2)。
[0123]图14为依据一实施例的包含一 A0D1410的一激光处理系统1400的示意图。A0D1410包含一用以偏转一激光1414发出的一脉冲激光束1412的极高速组件，使得其可以将二个连续脉冲投送至侧向相隔排列的二个连结排中的二个不同连结。在一实施例中，A0D1410为用以偏转一个维度上(例如，垂直于一扫描方向)的激光脉冲。在另一实施例中,A0D1410为用以偏转二个维度上(例如,垂直于一扫描方向以及平行于该扫描方向)的激光脉冲。在其它实施例中，其使用二个AOD以在二个维度上产生偏转。
[0124]在一实施例中，激光处理系统1400亦包含一开关1416，用以允许或阻绝激光脉冲抵达一工件1418 (例如，包含多个连结的一半导体晶圆)。上述的开关1416可以包含一 AOD或声光式调变器(AOM)组件。然而，在一实施例中，开关1416及A0D1410包含单一组件，用以选择性地将脉冲激光束1412导向一射束截止器(beam dump，未显示于图中)以阻绝激光脉冲使其无法抵达工件1418。
[0125]且如图14所不,激光处理系统1400可以同时亦包含一中继透镜1422以将不同偏转射束路径(例示于图中离开A0D1410的一实线和一虚线)导向一反射镜1424(或是诸如一 FSM的其它转向组件)上的同一位置，其对应至一聚焦透镜1426的进入点。此系统运作的时，A0D1410提供的不同偏转角度致使不同脉冲被导向工件1418上的不同位置。虽然未显示于图中，在一实施例中，用以执行储存于一计算机可读取媒体上的指令的控制器控制A0D1410，使其选择性地将一连串激光脉冲偏转至工件1418上的预定位置。
[0126]习于此艺者应能由本发明体认出系统1400仅为用以示范，其亦可能应用其它系统架构。实际上，以下提供各种不同的其它示范系统实施例。
[0127]图15为一不意图，其依据一实施例例不扫描多个侧向间隔排列连结排1510、1512、1514、1516、1518、1520 的一处理区间 1500。每一连结排 1510、1512、1514、1516、1518、1520均包含多个未切断的连结1522以及多个当处理区间1500扫描过该多个连结排1510、1512、1514、1516、1518、1520时被一连串激光脉冲切断的连结1524。
[0128]在一实施例中，一激光处理系统1400为用以切断在移动处理区间1500内的任何连结1522、1524。因此，不使用六个个别的连结处理回合处理包含于图15所示的实例中的六个连结排1510、1512、1514、1516、1518、1520，系统1400在单一行程内处理所有的六个连结排1510、1512、1514、1516、1518、1520，此巨幅地增进系统的生产量。在一实施例中，举例而言，一个包含一经由单一射束路径提供的100仟赫兹激光、一 50微米x50微米处理区间、和一低效能平台(例如，每一坐标轴IG加速度及20毫秒稳定时间)的系统，可以比起传统连结处理系统而具有二至三倍的生产量增加。此一系统的竞争力将不逊于一包含高PRF激光(例如，300仟赫兹)和高效能平台(例如，每秒I米的连结处理回合、5G加速度、以及
0.001秒的稳定时间)的双射束系统。而建立具有较低效能平台的系统可能远远较为容易且代价低廉。此外，单射束系统可能较建立双射束系统容易且便宜。
[0129]在一实施例中，处理区间1500以一大致连续的移动方式扫描过该多个连结排1510、1512、1514、1516、1518、1520而切断该多个连结1524。在另一实施例中，处理区间1500以一连串分散的移动逐步越过该多个连结排1510、1512、1514、1516、1518、1520。在一此种实施例中，处理区间在每一步或每一移动之间包含二组彼此互斥的连结组1522、1524。因此，在处理区间1500移动至一包含一第二(且不同的)组连结的第二位置之前，系统1400可以在一第一位置于处理区间1500之内在沿着轴的方向和与轴交叉的方向处理一第一组连结1522、1524。在另一实施例中，处理区间1500在扫描方向采用较小的步幅，使得当分别对应至连结排1510、1512、1514、1516、1518、1520的一群(例如，一行)连结1522、1524在一步幅期间进入扫描区间1500时，另一群连结1522、1524离开扫描区间1500。因此，系统1400在每一步幅之间处理在不同连结排1510、1512、1514、1516、1518、1520中的一群或一行侧向间隔排列的连结1522、1524。
[0130]习于斯艺者由本发明应能理解，取决于处理区间1500与连结排1510、1512、1514、1516、1518、1520的相对大小，系统1400可以在单一行程内处理超过六个连结排。此外，系统1400可以在单一行程内处理少于六个连结排，包含，举例而言，在单一行程内处理单一连结排。
[0131]习于斯艺者由本发明亦应能理解，系统1400并不限于在处理区间1500内处理大致平行的侧向间隔排列的连结排1510、1512、1514、1516、1518、1520。实务上，通过处理区间1500的连结1522、1524可以安排成任何样式。切断的连结1524亦可以依任何顺序切断。此外，虽然图15显示在X方向(水平方向)的固定扫描方向，该扫描方向亦可以是在Y方向(垂直方向)、X和Y方向的结合、及/或环绕一晶圆XY平面的一随机样式。在一实施例中，该扫描方向为选择以使得生产量最佳化。
[0132]举例而言，图16为一示意图，其依据一实施例例示扫描多个沿着X轴侧向间隔排列的连结排1510、1512、1514、1516、1518、1520以及多个沿着Y轴排列的连结排1610、1612的一处理区间1500。在处理区间1500沿着X轴侧向间隔排列的连结排1510、1512、1514、1516、1518、1520的单次行程中，处理区间1500同时亦扫过该多个沿着Y轴排列的连结排1610、1612中的至少一部分连结1522、1524。同样地，如图16所示，系统1400可以选择性地切断通过处理区间1500的任何连结1522、1524。
[0133]在一实施例中，系统1400将在处理区间1500内切断的连结加以拣选并排列其顺序以最大化或增加生产量。为了达到此最大化或增加的生产量，系统1400同时亦计算一与处理区间1500的尺寸、任何特定时间点处理区间1500内待切断的连结1522、1524的数目、和连结切断顺序匹配的平台速度。在一此种实施例中，系统1400选择一平台速度以降低被阻隔脉冲的数目。上述的平台速度亦可以被选择以确保每一待切断的连结均在处理区间1500的单一行程中被切断。在一实施例中，上述的平台速度可以是固定的。
[0134]在其它实施例中，平台速度可以随着目前通过处理区间1500的待切断连结1524的数目而变化。举例而言，当通过处理区间1500的待切断连结1524的数目较少时，系统1400可以增加平台速度。当通过处理区间1500的待切断连结1522、1524的数目较多时，系统1400可以降低平台速度。
[0135]在一实施例中，其藉由在一群连结处理回合中找出处理区间1500内连结的最大数目(NlM)以决定一最大平台速度Vsmax。举例而言，最大平台速度Vsmax可以被设定成处理区间1500的宽度(AODwidth)乘以PRF除以NMX。此提供最大平台速度Vsmax的一个适当的估计。然而，在一实施例中，系统1400考虑处理区间1500中可能「列队等候」的连结1522、1524，其在速度超过上述限制时，在连结处理回合的短促区段中为尚未处理的连结提供一缓冲区。取决于连结处理回合的密度，这些候的列队可以在一介于大约50%至大约100%的范围内增加平台速度。此种改善效果在某些实施例之中可能因为加速/减速时间以及无法避免的占用时间(overhead)而减弱。在一实施例中，利用等候列队决定最大平台速度Vsmax为一递归的程序，其中当逼近真实的最大速度时，「连结等候列队」的泛滥变得极为非线性。在这些实施例中，更多线性现象的引入可以藉由，举例而言，过滤连结密度、对一特定速度计算一「连结流量」、以及给定一最大「处理流量」(PRF乘以连结间距)而计算处理区间1500中容许的「累积量」。
[0136]为了在移动的处理区间1500内切断任何连结1524，图14所示的A0D1410的定位精确度精密到足以在整个处理区间1500中维持系统精确度。所示的高数值孔径透镜具有大约50微米的扫描区域。此外，其可能需要具有一优于平均值加3个标准差(sigma)〈0.18微米的系统连结切断精确度。举例而言，若A0D1410在容许的误差下贡献大约20奈米的系统不准确度，则A0D1410依据一实施例具有一大约2500分之I的定位精确度。
[0137]图17为依据一实施例的包含二个偏转组件的一激光处理系统1700的示意图。系统1700包含激光1414、开关1416、A0D1410、中继透镜1422、反射镜1424、以及聚焦透镜1426，如图14中所述。然而，系统1700在射束路径中同时亦包含另一 A0D1712以及另一中继透镜1714。
[0138]在一实施例中，A0D1410被用以偏转X方向上的激光束，而A0D1712则用以偏转Y方向上的激光束。中继透镜1422接续从A0D1410到A0D1712的激光束。中继透镜1714接续从A0D1712到反射镜1424的激光束。因此，系统1700可以使激光脉冲转向至二个方向。然而，在一实施例中，图14所示的A0D1410包含能够使激光束在二个方向偏转的单一组件。
[0139]图18为依据一实施例的包含一远心角侦测器1814的一激光处理系统1800的示意图。在此实施例中，一部分透明反射镜1810将部分激光束导向至聚焦透镜1426，并将部分激光束经由一额外中继透镜1812导向至远心角侦测器1814。上述的远心角侦测器1814可以包含一四元检测器(quad cell)、一PSD、或一用以侦测射束角度的摄影机侦测器。如上所述，上述的远心角侦测器1814可用以提供回授至A0D1410及A0D1712 二者或其中之一，以进行误差修正及/或校准。
[0140]在一实施例中，系统1400利用单一脉冲在处理区间1500中处理个别连结1524以切断每一连结1524。A0D1410在处理区间1500于扫描方向上行进时，在二个连续的激光脉冲之间将聚焦连结脉冲的位置迅速地转向处理区间1500内的连结1524。虽然一传统连结处理系统可以阻绝一极高PRF激光产生的脉冲的大约一半到大约99%，系统1400可以使用这些脉冲的绝大部份或全部。因此，生产量可以巨幅地增加而无需更快地移动工件1418。
[0141]此外，或在另一实施例中，系统1400可以在利用A0D1410将后续脉冲转向至工件1418上的其它位置之前，以二或多个脉冲处理工件1418上的单一位置。举例而言，在将激光束转向至工件1418上的一不同位置之前，系统1400可以提供十个较低能量脉冲至一连结1524。因此，系统1400提供一有效的方式将产生于一极高PRF (例如，在一介于大约I百万赫兹到大约100百万赫兹间的范围中)的脉冲导向至具有许多切断的预定的目标连结1524。
[0142]若处理区间1500相对于工件1418连续地移动，则依据一实施例A0D1410可以用以追踪以在一或多个脉冲被投送至连结1524时，在一聚焦光斑位置和一连结位置之间维持一不变的关系。其亦可以利用追踪以与多个侧向间隔排列的连结维持一不变的关系。
[0143]在一实施例中，工件1418上的位置间的切换时间为小于一个激光脉冲周期。在另一实施例中，上述的切换时间为该激光脉冲周期的等级。在其它实施例中，上述的切换时间长于该开关脉冲周期。因此，举例而言，若系统1400以十个激光脉冲处理连结1524并在三或四个激光脉冲周期内从一连结切换到下一个，则激光1414能被有效地运用。[0144]其不在切换至一新位置之前(例如，当处理区间1500在图15和16所示的扫描方向上前进时)将十个脉冲全部(在上述实例之中)投送至单一连结1522、1524，而是可以将二或更多个脉冲投送至二或更多个侧向间隔排列的连结1522、1524(例如，垂直于扫描方向间隔排列)。举例而言，其可能需要将单一脉冲投送至六个侧向间隔排列的连结1522中的每一个(图15所示的每一连结排1510、1512、1514、1516、1518、1520中各一个)。因此，A0D1410可以在处理区间1500移至一新的位置之前将六个连续激光脉冲偏转至该六个侧向间隔排列的连结1522。
[0145]图19A、19B和19C为依据特定实施例例示一连串激光脉冲1914与个别重新定位轮廓(repositioning profile) 1916、1918、1920 的关系的时序图 1900、1910、1912。习于斯艺者由本发明应能理解，显示于图19A、19B和19C中的时序图1900、1910、1912仅为用以举例，任何投送至连结的脉冲以及用以在连结间造成移位的脉冲周期均可以使用之。在图19A所示的实施例中，单一激光脉冲于一切断周期中投送至一连结。举例而言，一 AOD或一高速射束偏转器(未显示于图中)从而在一移位周期内的每一脉冲之间被移动或重新定位。因此，在此实例中，该连串激光脉冲1914中的每一激光脉冲均被投送至不同的连结。
[0146]在图19B所示的实施例中，该AOD或高速射束偏转器使用更多时间，相较于图19A的实例而言，在每一切断周期之间移位。具体而言，在一第一脉冲被投送至一第一连结之后，上述的AOD或高速射束偏转器在一第二脉冲被投送至一第二连结之前的三个脉冲周期期间进行移位。如后所述，其可以使用一开关(例如，一额外的AOD以及一射束截止器)，以在移位周期期间阻隔未使用的激光脉冲使其无法抵达工件的表面。
[0147]在图19C所示的实施例中，一第一多个脉冲(图中显示九个)在一第一切断周期期间中被投送至一第一连结，上述的AOD或高速射束偏转器在数个脉冲(图中显示大约三个)周期期间内进行移位，而一第二多个脉冲在一第二切断周期期间中被投送至一第二连结。然而，在一实施例中，二或更多个上述第一(及/或第二)多个脉冲可以利用一诸如上述A0D1410的高速偏转组件在该第一(及/或第二)切断周期期间中分散于多个侧向间隔排列的连结。因此，脉冲可以有效地分散，以尽可能在该连串激光脉冲1914使用更多的脉冲。在一实施例中，所使用的脉冲数目相较于传统连结处理系统所用的脉冲增加超过大约1%。
[0148]对于用于处理工作表面上完全或部分重迭区域中的相同标的的激光光斑、重迭工作表面上的不同标的致使射束的任一部分(例如，高斯尾端(Gaussian tails))发生交迭的激光光斑、或者在一诸如脉冲能量或反射脉冲能量侦测器的侦测器发生交迭的激光光斑而言，同调串扰(coherent crosstalk)可能是一个问题。举例而言，当不同激光光斑的高斯尾端发生交迭之时，二个邻近结构(例如，连结)之间的区域内的串扰及干涉可能导致由不良的高光学能量位准造成的损害。因此，在上述的实施例中，一次只有单一激光光斑投射至一工件的一处理区间内。二个在工件上空间交迭的连续激光光斑并不会彼此干涉，因此得以降低或排除同调串扰问题。然而，在其它实施例中，多个光斑可以在同一时间投射入工件上的处理区间内。举例而言，其可以经由二或多个射束路径提供二或多个激光束。
[0149]基于许多原因，当处理内含一或多个切断之处时，其最好使用高速射束操控机制以操控聚焦光斑。
[0150]首先，其需要进行射束偏转以在不同的连结切断位置间切换。其次，在一处理区域相对于工件连续移动的系统中，其可能需要包含一追踪指令。此指令在一或多个激光脉冲投送至连结时，有助于在聚焦光斑位置与连结位置之间维持一不变的关系。一追踪指令在多个脉冲对准同一连结的情况特别有用。
[0151]其可以使用额外的射束偏转或操控以补偿移动平台的追踪误差。举例而言，若使
用一平面式XY平台以在聚焦激光光斑下进行晶圆的定位，则可以利用光束操控以补偿残
余XY平台追踪误差(预定轨道和实际轨道间的实时差异)。此类似于我们的FSM误差补m
\-ΖΧ ο
[0152]其亦可以运用操控机制以修正其它形式的系统误差或扰动。举例而言，在9830平台中，我们感测最终聚焦目标的移动并利用FSM在工件修正光斑的移动结果。此可以利用同一操控机制完成。我们亦可以补偿射束指向误差，诸如感测到的激光轨道指向稳定性的不准确性。此外，其亦可以利用此操控机制修正诸如热漂移(thermal drift)的误差。
[0153]传送至AOM、Ε0Μ、或其它操控机制的最终追踪或操控指令为一或多个上述操控项目的组合或总和。其亦可能有上述未提及的理由以操控射束。
[0154]在一实施例中，高速射束操控组件的定位精确度必须够精密以在整个处理区域维持系统精确度。所示的高数值孔径透镜具有大约50微米的扫描区域，其系统连结切断精确度优于平均值加3个标准差〈0.18微米。若AOD在容许的误差下可以允许贡献大约20奈米的系统不准确度，则其将需要一大约2500分之I精确度的定位能力。此为一合理的需求。其可能需要使用某些闭回路感测及回授修正机制以驱动AOM或高速射束操控组件。
[0155]实行该点的一种方式为使用AOD将不需要的脉冲偏转至一射束截止器，其包含一可以量测这些未使用脉冲位置的位置感应侦测器(position sensitive detector jflPSD)或四元检测器。热漂移或AOM校准上的变化可以藉由此技术加以侦测。
[0156]其亦可以经由AOM发射额外的光束并量测其偏转的程度。举例而言，除了切割激光之外，其可以经由AOM控制一氦氖CW激光，且某些其产生的偏转CW射束可以在一 PSD或四元检测器进行控制以做为回授的目的或用以侦测漂移。
[0157]习于斯艺者应能理解，前述实施例的细节可以在未脱离本发明的基本原理下进行许多修改。本发明的范畴因此应由申请专利范围所界定。
【权利要求】
1.一种激光处理系统，其特征在于，包含: 一射束定位系统，以相对于一工件对齐射束投送坐标，该射束定位系统产生对应于该对齐的定位数据； 一脉冲激光源； 一子束产生模块，以接收来自该脉冲激光源的一激光脉冲,且自该激光脉冲产生一包含多个子束脉冲的子束阵列； 一子束调变器，以调变该子束阵列中每一子束脉冲的振幅；以及子束投送光学模块，以将调变后的该子束阵列聚焦至该工件上对应至该定位数据的位置的一或多个标的； 其特征在于，该子束产生模块包含: 一第一四分之一波板，以接收该激光脉冲，并将该激光脉冲自一线性极化转换成一圆形极化； 一极化射束分光棱镜，包含一第一信道、一第二信道、以及一输出表面，该极化射束分光棱镜用以经由该输出表 面传送该圆形极化激光束的一第一部分以做为该子束阵列中的一第一子束脉冲，并将该圆形极化激光束的一第二部分传送入该第一通道； 一第二四分之一波板，以将该圆形极化激光束的该第二部分传送至一第一反射镜，并接收一来自该第一反射镜的反射，从而将该来自该第一反射镜的反射转换成传回该极化射束分光棱镜的一 P偏极化射束，其中该极化射束分光棱镜透过该第二通道传送该P偏极化射束；以及 一第三四分之一波板，以将该P偏极化射束传送至一第二反射镜、自该第二反射镜接收一反射、并将该来自该第二反射镜的反射传送回该极化射束分光棱镜，其中该极化射束分光棱镜经由该输出表面传送接收自该第三四分之一波板的射束以做为该子束阵列中的一第二子束脉冲。
2.如权利要求1所述的激光处理系统，其特征在于，还包含一光侦测模块，用以: 取样该子束阵列中的该子束脉冲；以及 决定该子束阵列中每一子束脉冲的一总能量。
3.如权利要求2所述的激光处理系统，其特征在于，该光侦测模块更用以提供一误差修正补偿信号至该子束调变器，以调整输出至该工件上一特定标的的连续子束振幅。
4.如权利要求2所述的激光处理系统，其特征在于，该光侦测模块更用以: 判定投送至该工件上一特定标的的一连串子束脉冲所提供的脉冲能量总和符合或超过一特定门坎值，以及 控制该子束调变器以防止更多子束脉冲抵达该特定标的。
5.如权利要求1所述的激光处理系统，其特征在于，还包含一系统控制计算机，用以协同该射束定位系统藉由使一工件标的间距与以下项目匹配以进行该对齐: 该脉冲激光源的一脉冲重复频率， 一子束阵列间距，以及 介于该射束定位系统与该工件间的一相对速度，所述相对速度为平台速度。
6.如权利要求1所述的激光处理系统，其特征在于，子束间距与该工件标的间距及该脉冲激光源的该脉冲重复频率具有以下的关系:CX (子束间距)=dX (工件标的间距)， 其中，c和d为整数，且其中: 工件标的间距=平台速度/脉冲重复频率， 且其中该整数c和d的选择使得: c/d= —整数值。
7.如权利要求1所述的激光处理系统，其特征在于，该脉冲激光源包含: 一光子振荡器，以在一第一脉冲重复频率发射激光脉冲，该第一脉冲重复频率提供一参考时序信号以协调该射束定位系统进行相对于该工件的射束投送坐标之该对齐；以及一第一光学调变器，以在一低于该第一脉冲重复频率的一第二脉冲重复频率选择该激光脉冲的一子集合以进行放大，其中包含于该子集合中的激光脉冲的选择为依据该第一脉冲重复频率以及该定位数据。
8.如权利要求7所述的激光处理系统，其特征在于，还包含一激光梳索引模块，以依据该定位资料调整该射束投送坐标之该对齐，该激光梳索引模块用以: 选择该第二脉冲重复频率以使得该第一脉冲重复频率为该第二脉冲重复频率的一整数倍数η ；以及 依据该射束投送坐标的调整量，将介于该子集合中一第一放大脉冲与该子集合中一第二放大脉冲间的一脉冲间隔时间偏移该光子振荡器脉冲间隔时间的一整数倍数k。
9.如权利要求1所述的激光处理系统，其特征在于，该脉冲激光源包含一串联式光子放大器，该串联式光子放大器包含一光纤主振荡器。
10.如权利要求9所述的激光处理系统，其特征在于，该光纤主振荡器为用以输出一脉冲持续期间的范围介于100飞秒到500微微秒间的激光脉冲。
11.如权利要求1所述的激光处理系统，其特征在于，该脉冲激光源包含一Q型开关二极管激发式固态激光。
12.如权利要求1所述的激光处理系统，其特征在于，该脉冲激光源包含一主振荡器功率放大器。
13.如权利要求12所述的激光处理系统，其特征在于，还包含一可编程脉冲宽度构件整合该主振荡器功率放大器的一主振荡器。
14.如权利要求13所述的激光处理系统，其特征在于，该可编程脉冲宽度构件包含一可编程带通滤波器。
15.如权利要求1所述的激光处理系统，其特征在于，该脉冲激光源包含一主振荡器再生放大器。
16.一种激光处理系统，其特征在于，包含: 一射束定位系统，以相对于一工件对齐射束投送坐标，该射束定位系统产生对应于该对齐的定位数据； 一脉冲激光源； 一子束产生模块，以接收来自该脉冲激光源的一激光脉冲,且自该激光脉冲产生一包含多个子束脉冲的子束阵列； 一子束调变器，以调变该子束阵列中每一子束脉冲的振幅；以及 子束投送光学模块，以将调变后的该子束阵列聚焦至该工件上对应至该定位数据的位置的一或多个标的； 其特征在于，该脉冲激光源包含: 一光子振荡器，以在一第一脉冲重复频率发射激光脉冲，该第一脉冲重复频率提供一参考时序信号以协调该射束定位系统进行相对于该工件的射束投送坐标之该对齐；以及一第一光学调变器，以在一低于该第一脉冲重复频率的一第二脉冲重复频率选择该激光脉冲的一子集合以进行放大，其中包含于该子集合中的激光脉冲的选择为依据该第一脉冲重复频率以及该定位数据。
17.如权利要求1 6所述的激光处理系统，其特征在于，还包含一光侦测模块，用以: 取样该子束阵列中的该子束脉冲；以及 决定该子束阵列中每一子束脉冲的一总能量。
18.如权利要求17所述的激光处理系统，其特征在于，该光侦测模块更用以提供一误差修正补偿信号至该子束调变器，以调整输出至该工件上一特定标的的连续子束振幅。
19.如权利要求17所述的激光处理系统，其特征在于，该光侦测模块更用以: 判定投送至该工件上一特定标的的一连串子束脉冲所提供的脉冲能量总和符合或超过一特定门坎值，以及 控制该子束调变器以防止更多子束脉冲抵达该特定标的。
20.如权利要求16所述的激光处理系统，其特征在于，还包含一系统控制计算机，用以协同该射束定位系统通过使一工件标的间距与以下项目匹配以进行该对齐: 该脉冲激光源的一脉冲重复频率， 一子束阵列间距，以及 介于该射束定位系统与该工件间的一相对速度，所述相对速度为平台速度。
21.如权利要求20所述的激光处理系统，其特征在于，子束间距与该工件标的间距及该脉冲激光源的该脉冲重复频率具有以下的关系: cX (子束间距)=dX (工件标的间距)， 其中，c和d为整数，且其中: 工件标的间距=平台速度/脉冲重复频率， 且其中该整数c和d的选择使得: c/d= —整数值。
22.如权利要求16所述的激光处理系统，其特征在于，该子束产生模块包含一离散频带反射板，该离散频带反射板包含: 一第一表面，包含一第一多个个别反射带状区域；以及 一第二表面，包含一第二多个个别反射带状区域， 其中该第一表面用以: 接收进入该离散频带反射板的该激光脉冲；以及 连续地将接收自该第二表面的激光脉冲的逐渐减小的部分朝着该第二表面反射回该离散频带反射板；且 其中该第二表面用以: 连续地传送接收自该第一表面的激光脉冲的该逐渐减小的部分之一第一部分并反射其中的一第二部分，该传送的第一部分对应至该子束阵列中的个别子束脉冲。
23.如权利要求16所述的激光处理系统，其特征在于，该子束产生模块包含: 一第一四分之一波板，以接收该激光脉冲，并将该激光脉冲自一线性极化转换成一圆形极化； 一极化射束分光棱镜，包含一第一信道、一第二信道、以及一输出表面，该极化射束分光棱镜用以经由该输出表面传送该圆形极化激光束的一第一部分以做为该子束阵列中的一第一子束脉冲，并将该圆形极化激光束的一第二部分传送入该第一通道； 一第二四分之一波板，以将该圆形极化激光束的该第二部分传送至一第一反射镜，并接收一来自该第一反射镜的反射，从而将该来自该第一反射镜的反射转换成传回该极化射束分光棱镜的一 P偏极化射束，其中该极化射束分光棱镜透过该第二通道传送该P偏极化射束；以及 一第三四分之一波板，以将该P偏极化射束传送至一第二反射镜、自该第二反射镜接收一反射、并将该来自该第二反射镜的反射传送回该极化射束分光棱镜，其中该极化射束分光棱镜经由该输出表面传送接收自该第三四分之一波板的射束以做为该子束阵列中的一第二子束脉冲。
24.如权利要 求16所述的激光处理系统，其特征在于，该子束产生模块包含至少一绕射光学构件。
25.如权利要求16所述的激光处理系统，其特征在于，还包含一激光梳索引模块，以依据该定位资料调整该射束投送坐标之该对齐，该激光梳索引模块用以: 选择该第二脉冲重复频率以使得该第一脉冲重复频率是该第二脉冲重复频率的一整数倍数η ；以及 依据该射束投送坐标的调整量，将介于该子集合中一第一放大脉冲与该子集合中一第二放大脉冲间的一脉冲间隔时间偏移该光子振荡器脉冲间隔时间的一整数倍数k。
【文档编号】B23K26/08GK103447689SQ201310297086
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2009年9月17日 优先权日:2008年9月22日
【发明者】布莱恩·W·拜尔德, 凯利·J·布鲁兰德, 罗伯特·汉希 申请人:伊雷克托科学工业股份有限公司