应用于介电质或其它材料的激光处理中的声光偏转器的制作方法

专利名称：应用于介电质或其它材料的激光处理中的声光偏转器的制作方法
技术领域：
本发明有关介电质或其它材料的激光处理。
背景技术：
通常使用介电质与导电材料的激光处理，以去除电子组件中的细微特征。例如，可以将芯片封装基板激光处理，以便将信号从半导体晶粒传送的球格栅数组或类似封装。经激光处理特征可以包括信号迹线、接地迹线以及微通孔(以连接封装层间的信号迹线)。 最近的设计趋势为将信号与接地迹线合并于一单层上，以严密控制信号阻抗，同时减少在芯片封装中层的数目。此种方式会需要小的迹线尺寸与间隔(例如，大约10微米(μπι)至大约25 μ m)，以及每封装长的迹线长度(例如，大约5m至大约10m)。为了经济节省地建构芯片封装，此等特征被去除的速率可能非常快(例如，从大约1米/秒(m/s)至大约IOm/ s)。某些封装例如可以在大约0. 5秒至大约5秒中处理，以符合客户产量目标。芯片封装另一有用的特征为以经控制的深度变化提供相交迹线。例如，接地迹线可以在整个样式中在数个点分支。在各分支相交处，此等迹线可以少于大约士 10%所想要深度变化而去除。在正常情况下，如果两个沟渠在一点被去除，则此去除射束的双曝露会产生大约100%的深度变化。芯片封装另一有用的特征为可以在封装的不同部份提供可变迹线宽度，以控制阻抗、或提供用于层间连接通孔的垫。迹线宽度控制应以减少或最小干扰提供给主要迹线的高速处理。亦可以有用，使用减少或最小时间、以高速处理任何尺寸与形状的特征，以改变此特性的特征。例如，此等特征可以包括具有各种直径及/或侧壁锥度(taper)、正方形或矩形垫、配置基准及/或文数字符号的微通孔。在传统上为了处理特征例如微通孔而设计光学系统，以提供可变直径的成形强度轮廓(例如，平顶射束)，或纯粹高斯(Gaussian)射束。当改变激光处理点特征时，此等光学系统具有重大时间延迟(例如，大约10毫秒(ms) 至大约10秒(s))。亦有其它问题，其与建构一机器以符合以上说明处理参数有关。例如，由于路由需求，迹线可以在整个封装中改变方向。当以高速处理迹线时，此轨迹角度中的变化可以须要在非常短的时间尺度的高射束位置加速。当例如以高速(例如，大约lm/s至大约lOm/s) 操作而用于高产量时，激光处理可以容易地超过射束定位器的动态限制。此种加速度及/或速度在传统激光处理机器中难以达成，其依赖射束定位技术， 例如线性平台、与镜电流计射束偏转器(在此称为“galvo”或” galvo镜”)的组合，以及静态(或缓慢改变)射束调整光学装置，其无法在使用于此种型式处理的时间尺度(例如在大约1微秒(μ s)至100微秒(μ s)的等级)中响应。实际的去除过程亦为考虑因素。可以使用具有高尖峰功率的激光脉冲以去除介电材料，而同时将例如熔化、断裂、以及基板损坏的热副效应最小化。例如，具有脉冲宽度在大约20微微秒(ps)至大约50ps的范围中，以大约5MHz至大约IOOMHz重复率的超快激光，可以高尖峰功率处理材料，同时提供重大脉冲重迭，以避免脉冲间隔效应。光纤激光现在通常以大于大约500kHz的重复率在奈秒区域中提供脉冲宽度。在正常情况下，对于给定处理条件(去除深度与宽度)，此提供给处理材料的“剂量”(功率/速度)应为固定。然而，在低速率，此所提供功率可能变得太低，以致于尖峰脉冲功率并不足以去除材料而不会导致热效应(例如熔化以及烧焦)。另一种会降低去除效率的处理效应为处理射束与去除材料烟尘的交互作用。烟尘会使得射束足够地扭曲变形或偏转，而干扰到所聚焦射束，或由于其偏转而造成准确度问题。射束定位器设计可以使用电流计将处理射束偏转。此在工件处理射束的强度轮廓可以为高斯(用于将高斯射束简单地聚焦)；或形成强度轮廓(例如，平顶轮廓)用于由固定光学射束成形器所调整的射束。在以上已经说明此等系统，其中声光偏转器(AOD)与电流计组合以提供高速偏转，此例如在美国专利案号5，837，962与7，133，187中说明，然而此等引证案中并未说明如何在先进射束定未设计中获得所想要的性能表现。

发明内容
在一实施例中，此用于将工件微机械加工的激光处理系统包括以激光源，其产生一系列激光脉冲，用于处理在工件表面中特征；一电流计驱动(galvo)子系统，其沿着相对于工件表面处理轨迹给予激光射束点位置的第一相对移动；以及一声光偏转器(AOD)子系统，其沿着垂直于处理轨迹的方向有效地加宽激光射束点。此AOD子系统可以包括A0D与电光偏转器的组合。在一实施例中，提供一种方法，用于以一系列脉冲处理在工件中的特征。此方法包括使用第一定位系统，沿着处理轨迹，给予激光射束点位置第一相对移动。此方法亦包括使用第二定位系统，沿着相对于该处理轨迹的颤动方向，给予激光射束点位置第二相对移动。 第二相对移动与第一相对移动重迭，且第二相对移动的速度实质上大于第一相对移动的速度。此方法亦包括在第二相对移动期间，发射第一多个激光脉冲，而在颤动方向中有效地加宽在此工件上的激光射束点，且改变该第一多个激光脉冲的强度轮廓、作为沿着该颤动方向偏转位置的函数，而在该颤动方向中将第一特征选择地成形。


图1为方块图，其说明根据某些实施例所使用声光偏转器(AOD)的操作；图2为根据某些实施例在各种射频(RF)频率的AOD绕射效率vs射频(RF)功率的曲线；图3为根据一实施例使用于选择所想要衰减的范例AOD功率线性化曲线；图4为根据某些实施例使用于选择绕射效率与偏转范围间抵换的AOD绕射效率vs 射频(RF)频率的曲线；图5为根据一实施例的一系统的方块图，此系统包括AOD子系统与电流计子系统用于将激光射束颤动；图5A为根据一实施例用于射束成形的系统方块图5B为根据一实施例以提供倾斜处理射束的系统的方块图；图6为根据一实施例的一方法的流程图，其使用最小平方最适化例程以判断在扫瞄点的格栅上一组点振幅；图7A说明根据一实施例的所想要的流量轮廓；图7B说明根据一实施例的最适化扫瞄振幅，其对应于图7A的所想要流量轮廓；图8为根据一实施例的曲线，其有关于范例AOD电流计误差修正滤波器；图9为根据一实施例的激光处理系统的方块图，其包括在一电流计子系统中的辅助传感器；图10为根据某些实施例的范例沟渠样式，其经处理用于激光直接去图11为根据一实施例的与AOD以及电流计协调有关的曲线；图12为根据一实施例的与AOD速度补偿有关的曲线；图13说明根据一实施例的平行处理与区域接合；图14说明根据一实施例的第三轮廓子系统；图15A、15B、15C、15D、15E为根据一实施例的由图14中所示第三轮廓子系统所产
生及/或使用的信号；图16A、16B、16C为根据某些实施例的范例AOD指令序列；图17A与17B说明根据某些实施例的速度调变之例；图18说明根据一实施例的相对于位置指令信号与所产生AOD位置轮廓的定位误差；图19为根据一实施例的系统方块图，其使用用于扫瞄照射的AOD子系统而用于透过透镜的视野；图20为根据一范例实施例的AOD绕射效率曲线；图21为根据一范例实施例的额外AOD线性化曲线；图22为根据一实施例的AOD控制资料流的方块图；图23为根据一实施例在一相交处相接沟渠的图示；图M为根据一实施例的在图23中所示相接沟渠与额定沟渠的横截面轮廓；图25说明根据一实施例的与Gaussian射束的最适相交；图沈为根据一实施例的在图25中所示与Gaussian射束的最适相交的横截面轮廓；图27说明根据一实施例的在相交之前的颤动沟渠；图观为根据一实施例之在图27中所示具有颤动的额定与相接沟渠的横截面轮廓；图四说明根据一实施例之与颤动射束的最适相交；图30说明根据一实施例与对应于图四的颤动射束(最适+敏感度)的相交的横截面；图31为根据一实施例之(在相交之前)用于改善位置公差的宽转换边缘；图32为根据一实施例在图31中所示(在相交之前)具有宽转换沟渠的额定与相接沟渠的横截面轮廓；图33说明根据一实施例具有宽转换边缘的最适相交；
图34说明根据一实施例对应于图33的具有宽转换(最适+敏感度)的相交横截面；图35为根据一实施例的具有槽口的交叉式相交沟渠；图36为根据一实施例在图35中所示槽口沟渠的横截面轮廓；图37为根据一实施例之最适交叉式相交；图38说明根据一实施例具有对应于图37的宽转换(最适+敏感度)的相交横截面；图39为根据一实施例以交叉沟渠处理的“T”相交；以及图40为根据一实施例的在相交处剂量与形状的动态控制。
具体实施例方式在此所揭示的实施例提供一种经济节省且可行的弹性高速率射束定位与调整。此所揭示的内容说明AOD与线性定位平台及/或电流计组合的使用。虽然，在此所揭示范例实施例是有关于声光偏转器(AOD)，然而，亦可以使用电光偏转器(EOD)。例如，在某些实施例中，EOD适合用于取代一些或所有AOD指针(偏转)功能。EOD(当设定用于角度偏转时)典型地并不会调变功率。因此，在某些实施例中，使用一或更多个AOD用于功率调变，且使用一或更多个EOD用于指标。实施调变的声光装置在此称为声光调变器(AOM)。可以其它机械射束操控技术例如快速操控镜(FSM)，以取代电流计射束定位子系统，而不会损失其功能。一激光处理系统，根据以下详细说明的某些实施例，可以提供AOD与电流计定位。 一种包括AOD与电流计射束定位的系统，可以藉由制成用于所想要操作条件的功率线性曲线，而提供AOD的较大偏转范围vs高绕射效率的抵换能力。某些实施例藉由快速地更新AOD偏转指令，以产生用于工件客制化处理的所选择强度轮廓，而提供处理射束的颤动。可以使用颤动以改变此处理射束的有效尺寸(例如，其宽度或横截面形状)，或产生客制化点强度轮廓，而用于例如通孔形成的应用(任意形状的顶帽强度轮廓)。可以使用颤动例如在工件上产生相交去除特征，同时避免由于相交部份过度曝露的非所欲的深度变化。在此所揭示的相交处理能力允许持续处理(将射束强度轮廓成形，同时处理主要特征而不会停止)，或使用扫瞄方式客制化处理，此提供能力以产生任意形状相交，否则以其它方式无法或难以即兴处理。此具有AOD与电流计定位的系统亦提供扫瞄样式(此处理射束点的位置与强度) 的最适化，以适当地形成所想要的相交。某些实施例亦藉由以下方式而提供用于电流计定位误差的修正将电流计误差信号适当地过滤，而将来自电流计误差的相位与增益响应、与在所选择频率范围上射束位置匹配，同时滤除非所欲的噪声。在对于颤动的替代方式中，某些实施例藉由”干扰”此AOD声音波形，以脉冲-脉冲基础将射束去焦，而改变处理射束点的尺寸。此外，或在其它实施例中，将电流计射束定位器的操作与AOD定位操作协调，以允许AOD将用于高频宽轨迹成份的处理射束偏转，且允许电流计将用于较低频宽轨迹成份的处理射束偏转，其实施方式是藉由各别轮廓指令，或藉由将主射束轨迹指令过滤。此高速射束轨迹可以藉由允许AOD将射束速度于小局部区域中降低而同时并不改变电流计速度而致能，这使得能够以全速处理较大的局部特征。类似地，调变此处理射束功率而在特征处理期间维持固定剂量(与射束速度无关)，允许电流计在某些区段中以全速操作，且在其它区段快地减速至较低速度，以便较佳地追踪轨迹。在某些实施例中，可以平行地处理多个工件特征(使用AOD而在特征间颤动)，以降低射束定位器速度，且藉由平行处理而允许较高产量。可以使用由AOD所提供相交处理能力，而将平行处理工件特征部份接合至非平行处理的相邻区段。亦可以藉由使用AOD沿着所选择工件特征的速度向量以颤动射束位置，而使用 AOD以较少额外成本或在光学序列中复杂度以稳定射束抖动，及/或避免在工件处理期间烟尘形成的非所欲效应。亦可以使用AOD同时提供用于通过透镜观看与对准工件的场照明与参考处理射束点，以(少的额外成本或复杂度)提供能力，而以非常高的准确度将处理射束对准工件特征，且将用于处理射束的焦点调整最适化。AOD亦可以提供能力，以制成处理射束的负载周期，以致于可以将热影响区域的效应最小化。现在参考所附图式，其中类似参考号码是指类似组件。为了清楚起见，参考号码的第一个数字显示首先使用相对应组件的图号。在以下说明中，提供各种特定细节，用于彻底了解在此所揭示的实施例。然而，熟习此技术人士了解，亦可以无须一或更多个特定细节、 或以其它方法、组件、或材料以实施此等实施例。此外，在一些情形中，并未详细显示与说明熟知的结构、材料、或操作，以避免模糊本发明的观点。此外，可以将所说明特性、结构、特征，以任何适当方式组合于一或更多实施例中。此等实施例可以包括各种步骤，其可以在机器可执行指令中实现，而可以由一般用途计算机或特殊用途计算机(或其它电子装置)执行。以替代方式，此等步骤可以由包括特定逻辑的硬件组件实施，而由硬件、软件、及/或韧体的组合实施此等步骤。亦可以提供此等实施例作为计算机程序产品，其包括非转换的机器可读取媒体， 而具有储存于其上的指令，可以使用此等指令以程序规划一计算机(或其它电子装置)，以实施在此所说明的过程。此机器可读取媒体可以包括但并不受限于硬盘机、软性磁盘、光盘、CD-ROM、DVD-ROM、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、磁卡或光学卡、固态内存装置、或适合用于储存电子指令的其它型式媒体/计算机可读取媒体。I.声光偏转器(AOD)的概要图1说明根据某些实施例而可以使用的AOD 100的操作。AOD 100包括接合至晶体112的压电转换器110。此AOD 100更包括射频(RF)驱动器113，其被组态以驱动压电转换器110，而在晶体112中产生(例如在大约50MHz与大约1500MHz间频率范围中)RF 频率声波114。此输入激光射束115由在晶体112中产生率声波114而绕射，此输入射束功率的一部份被偏转(“第一等级”射束116)，此射束剩余功率未偏转(“第零等级”射束 118)。在一些实施例中，此第一等级射束116使用于处理，此此第零等级射束传送至射束收集器122。此第一等级偏转角度120与所施加的RF频率成比例。在一实施例中，将此输入射束相对于声波行的角度设定为Bragg角度。将输入射束角度设定至Bragg角度会增加绕射效率或将其最大化，此绕射效率为第一等级射束功率与输入射束功率之比。此偏转至第一等级射束116中的相对功率可以与在低RF功率位准由RF驱动器113所提供的RF功率大致成比例。然而，此偏转至第一等级射束116中的相对功率(例如在图2中所示)会在高位准饱和。在实际操作中，少量功率亦可能散射或偏转至较高等等级射束中(未图示)。以所选择RF频率与振幅，对于具有良好(高质量Gaussian)输入射束的适当设计装置，AOD的绕射效率可以至大约95%或更多。当RF频率改变时，此偏转射束角度改变， 且其绕射效率降至其最大值以下。在等于工件(未图示)焦点大约3至5个直径偏转范围上，AOD可以维持大于大约90%的效率。此经由操控声音射束角度为RF频率函数的技术， 特殊设计的AOD可以达成甚至更高的绕射效率。可以将两个AOD组合以产生一个二度空间Q-D)偏转子系统。当如同以下所讨论将其设置在电流器之前时，此两个AOD在由电流计所产生额定射束位置周围给予小射束偏转。此种配置例如是在美国专利案号5，837，962中说明。当使用此种配置以处理工件时，尽管绕射效率中变化是为AOD偏转的函数，某些实施例在AOD偏转期间维持固定射束功率。此在AOD偏转期间维持固定射束功率可以藉由以下方式达成藉由更新(例如调变)此RF功率振幅作为RF频率的函数，而在高速达成(例如使用于AOD的更新速率为从大约0. 1 μ s 至大约10 μ s)。此RF功率调变所具有效应为降低在AOD偏转范围中间部份中绕射效率， 以致于其匹配或接近最低绕射效率。虽然，匹配此最低绕射效率会降低此偏转子系统的效率，其允许AOD使用于应用中，此等应用在AOD偏转范围上使用实质上固定(或可预测)功率。如同以上所讨论，可以使用EOD作为AOD的替代(或与AOD —起使用)，而用于角度偏转应用。EOD偏转器具有类似于AOD的能力具有有限范围(例如等于在工件几个点直径)、非常大的频宽(例如微秒响应时间)、以及高传输效率。然而，使用晶体以执行EOD 装置会遭受相对高的光学功率吸收(例如几个百分比)或重大电性功率耗散，其会导致热透镜及/或射束指向漂移的问题。仍然，对于一些实施例而言(例如使用低光学功率及/ 或高传输波长)，以下所说明使用AOD的技术可以EOD达成。II.功率线性化为了将AOD适当使用于激光处理应用中，根据某些实施例，此绕射效率曲线被线性化，而作为RF功率与频率的函数。用于可预测操作，可以使用被正常化的AOD功率衰减指令(从0至1)，其导致第一等级射束功率的线性衰减。图2显示的在各种RF频率的AOD 绕射效率vs RF功率的曲线，此曲线可以根据某些实施例而使用。如同于图2中所显示，此 AOD绕射效率曲线通常为非线性。由于此绕射效率曲线的非线性性质，可以根据某些实施例将绕射效率vs RF功率映像，以及可以产生线性函数(例如多项式、查询表、或类似算法)， 其提供RF功率且导致所命令的衰减。图3说明根据一实施例使用范例AOD功率线性化曲线以选择所想要的衰减。图3 中所说明范例线性化函数可以查询表形式代表。图3中所显示线性化函数对于特定RF频率为有效，对于不同RF频率有稍微变化。为了使得能够在合理RF频率(以及因此偏转)范围上作线性操作，某些实施例使用多个线性化表。此线性化表的数目取决于提供给AOD的频率范围与维持功率正常化的准确度。在某些实施例中，此等线性化表可以在大约1 %的公差中产生线性功率调节。在一个2度空间AOD组态中，只需要一个AOD以控制用于功率线性化的RF功率。 此第一 AOD的RF功率调变可以提供控制，而使用于将第二 AOD的绕射效率线性化。在某些此种实施例中，此第二 AOD在接近其饱和点操作，而在RF频率中改变对于绕射效率具有最小影响，而将作为偏转函数的绕射效率变化减少或最小化。如果想要用于某些实施例，可以使用两个AOD中的任一个用于功率线性化。在某些实施例中，可以使用第一 AOD用于粗略的功率控制，以及使用第二 AOD用于精细的功率控制，以便将由量化RF功率指令所导入的线性化误差减少或最小化。由于在最适RF频率设定此绕射效率曲线的尖峰，而在其它频率操作会需要AOD在较低光学效率操作。如果此AOD在给定偏转范围上以一致光学输出功率操作，则在某些此种实施例中，可以将所请求输出功率组态，而在整个偏转范围上保持低于所能达成最小输出功率。在设计激光处理系统中可以确认此限制，以及可以导引AOD操作偏转范围的选择。 对于需要非常高光学效率的过程，此AOD可以在小的偏转范围(例如小于大约5点直径) 中操作。对于需要较大偏转范围(例如一直至数百点直径)的过程，可以将最大效率降低以允许使用者将效率(例如光学功率)vs偏转范围作抵换。例如，图4为根据某些实施例使用于选择绕射效率与偏转范围间抵换的AOD绕射效率vs射频(RF)频率的曲线。图4显示绕射效率响应vs RF频率位移、以及在最小绕射效率中的改变，用于范例RF频率(偏转振幅)操作范围412。在箭头414显示在小范围上的高效率，以及在箭头416显示在较大范围上的较低效率。III.颤动图5为根据一实施例的一系统500的方块图，此系统包括AOD子系统506与电流计子系统508用于将激光射束颤动。系统500包括激光源510，用于提供处理射束512至 AOD子系统506。在一实施例中，激光源510包括一脉冲激光源，以致于处理射束512包括一系列激光脉冲。在另一实施例中，激光源510包括连续波(CW)激光源，以致于处理射束 512包括CW激光射束。在某些此等实施例中，AOD子系统506以离散(“脉冲”)间隔藉由将处理射束512偏转而由CW激光射束产生激光脉冲。如同以上讨论，AOD子系统506以AOD偏转角度514将处理射束512的第一等级射束513偏转，以及将处理射束512的零等级射束515偏转至射束储存器516。系统500可以更包括一固定镜518，将第一等级射束513偏转至电流计子系统508 ；以及一扫描透镜 520，将激光射束点522聚焦至工件5M上或之中。扫描透镜520的输出在此称为聚焦激光射束5邪。在一实施例中，AOD子系统506可以包括单一 A0D，其被使用在第一方向(例如颤动方向)中来回提供偏转，而电流计子系统508在沿着处理轨迹526的第二方向中提供偏转。然而，为了增加速率与变化，在图5所说明的实施例中，AOD子系统506沿着相对于工件 5M表面的X-轴与Y-轴提供二度空间Q-D)偏转。在此例中，Y-轴平行于处理轨迹526， 且X-轴垂直于处理轨迹526。因此，X-轴可以称为颤动方向。处理轨迹5 可以对应于一方向，例如，在此方向中，系统500划线或切割沟渠528(例如，在电流计子系统508的控制下)至工件524的表面中。为了提供所说明二度空间Q-D)偏转，AOD子系统506包括第一 AOD 530与第二 AOD 532，用于当电流计子系统508将射束轴沿着处理轨迹5 移动时，各将第一等级射束 513在第一与第二方向中偏转。换句话说，此由AOD子系统506所提供射束点位置的移动、 与由电流计子系统508所提供射束点位置的移动重迭。如同于图5中所示，电流计子系统 508亦可以包括第一电流计镜533与第二电流计镜535，用于将第一等级射束513在相对于工件5 表面的X-轴与Y-轴方向中偏转。此AOD偏转方向可以并不对准于电流计子系统508的偏转轴。通常，可以将坐标转换应用至AOD偏转指令，将所产生的AOD偏转对准于所想要的坐标框。此坐标转换亦可以为速度函数，将此AOD偏转坐标框旋转，而将AOD射束偏转保持垂直于由电流计子系统508 所界定的处理轨迹。以此包括于系统500中的AOD子系统506，可以将数个操作模式致能。在一实施例中，操作模式包括此能力将处理射束512颤动，以有效地加宽在工件5M的激光射束点522。 换句话说，颤动此处理射束512包括将一系列聚焦激光射束点534空间地定位以产生几何特征，其所具有尺寸大于由扫描透镜520所聚焦的各个激光射束点522的尺寸。为了说明目的，图5显示此颤动激光射束点534，此为当沟渠5 在处理轨迹526的方向中处理时， 由工件524的表面上观看的情形。因此，例如以给定重复率，此颤动激光射束点534系列所具有的效应为以较低的脉冲重复率，将一系列较大直径激光射束点连续施加于处理轨迹 526的方向中。在某些实施例中，AOD 530与532可以大约0. 1 μ s至大约10 μ s的等级，以更新其各声音场(将光学孔径填以新的声音波形)。假设额定更新率为大约ι μ s，则可以快速地更新此处理射束位置，以致于在处理期间数个颤动激光射束点534会重迭。此等颤动激光射束点534可以在一度空间中(例如沿着X-轴或颤动方向)重迭，而垂直于处理轨迹 526，以加宽此被处理的特征(例如沟渠528)。如同于图5中所显示，此等颤动激光射束点 534亦可以在处理轨迹5 的方向重迭。为了将颤动射束方向保持垂直于处理轨迹526，根据某些实施例，当处理轨迹526的角度改变时，可以持续地调整颤动轴。此外，可以调整颤动轴，以补偿给予颤动点之在线的角度而为处理轨迹速度的函数。给定轨迹速度V、颤动更新期间Td、颤动点的数目Npts以及颤动路径Dd，则此角度等于atan〔Td* (Npts-I) *V/Dd〕。除了将射束位置相对于工件5M表面颤动之外，或在其它实施例中，可以使用AOD 子系统506，以改变颤动轴中的强度轮廓。此沿着颤动轴的处理射束512强度轮廓的操控， 使得能够形成处理沟渠528的横截面形状。例如，沟渠5 可以被处理而具有所形成矩形、 U形、或V形横截面形状。此成形的特征例如侧壁斜坡可以有用于例如相交成形的情形中。 此形成形状的分辨率可以根据基本点尺寸，且此成形的强度轮廓可以为以下的卷积颤动样式(位置与强度)，以及点强度轮廓(例如=Gaussian或另一个轮廓形状)。可以例如藉由以下方式将特征形成形状沿着颤动轴在某些位置将脉冲重迭(例如可以在相同位置施加两个或更多脉冲)，以去除所选择数量的靶材料；及/或调变激光脉冲的功率振幅，作为沿着颤动轴偏转位置的函数。除了沿着颤动轴将特征成形之外，或在其它实施例中，可以使用AOD子系统506， 以控制功率作为沿着处理轨迹5 位置的函数，以允许经处理线性特征的“终点”类似地成形。亦可控制功率为沿着处理轨迹526位置的函数，而有用于例如相交形成的应用中。使用AOD子系统506，使得能够以非常高速率(例如以微秒等级)将功率调变致能，以致于可以在高处理速度(例如具有在大约lm/s与大约5m/s间的范围中)，作强度轮廓的精细控制(例如在大约5 μ m与大约50 μ m间范围中的特征尺寸)。除了高斯(Gaussian)射束偏转外，某些实施例亦可藉由传统射束成形技术将所成形射束偏转，此传统射束成形技术例如包括绕射光学组件(DOE)。例如，图5A为根据一实施例用于射束成形的系统的540方块图。系统540包括A0D子系统506 (具有第一 AOD 530与第二 AOD 532)、零等级射束储存器516、以及在图5中所显示的镜518。系统540更包括绕射光学组件(DOE) 542，用于射束成形；以及光学组件M4 (例如影像光学装置、电流计镜、以及扫描透镜)。为了说明目的，将图5A中的第一等级射束513显示于AOD偏转角度514的范围中。在图5A所说明的实施例中，此由AOD子系统506所偏转的第一等级射束513经由传送透镜546而传送至DOE 542 (在DOE 542上形成射束枢轴点的影像)，而将第一等级射束513保持集中在DOE的孔径上，而不论由AOD子系统506所给予的AOD偏转角度Ml。此DOE 542然后可以藉由给予额外波前相位失真而将射束强度成形(如同典型地对于此种射束成形DOE)。此方式有益于此种情形将较大成形射束偏转且对接以形成具有例如正方形强度轮廓的更均勻颤动流量轮廓。此方式亦有益于此种情形小数目的激光脉冲足以形成所想要特征(例如在介电质材料中所钻的微通孔)。在此种情形中，高斯 (Gaussian)脉冲的扫瞄应用相对于成形强度轮廓的应用为较不有效率，然而，对于成形强度处理点位置的高速控制，此高速AOD偏转可以为令人所欲。在其它实施例中，可以使用类似传送透镜组态，而在扫描透镜产生AOD偏转射束的偏转。此由于至少两个原因而令人所欲。首先，此为令人所欲将射束的枢轴点传送至电流计扫瞄镜(以去除射束的横向偏转)，而(a)将射束保持集中于电流镜与扫描透镜的清楚孔径中，以避免射束剪切；以及(b)避免此射束从扫描透镜进入瞳孔的中央的位移，因为此种位移会在工件表面产生倾斜射束。其次，可以令人所欲在扫描透镜给予横向射束偏转，以便有意地在工件表面产生射束倾斜。倾斜射束在某些高斯激光钻孔应用中为有利，以便在所处理特征(例如微通孔钻孔)中产生陡峭侧壁。图5B为根据一实施例提供倾斜处理射束552的系统550方块图。系统550包括 AOD子系统506(具有第一 AOD 530与第二 AOD 532)、零等等级射束储存器516、以及在图 5中所显示的镜518。系统550更包括传送透镜M6、以及光学组件例如影像光学装置、电流计镜以及扫描透镜)。为了说明目的，将图5B中的第一等级射束513显示于AOD 偏转角度514的范围中。如同在图5B中所显示，藉由适当设计与间隔5M此传送透镜M6 与扫描透镜(例如图5中所显示的扫描透镜520)，此由AOD子系统506所偏转的第一等级射束513亦可以横向偏转，而在工件524的表面产生倾斜射束552。此在工件5M用于处理点的给定偏转的射束倾斜数量可以藉由以下方式控制(a)使用AOD 530与632，而在工件5M实质地产生横向点偏转，且改变传送透镜546与至扫描透镜(扫描透镜520)的间隔554 ；或(b)协调电流计(例如在图5中所显示的电流计533与535)以及AOD 530与 532，以致于在扫描透镜的任意横向射束偏转(以及因此在工件5M的任意射束倾斜)，可以由在工件524的所想要横向点偏转而独立地给予。以下在标示为「范例AOD控制实施例」的段落中揭示成形技术的进一步细节。虽然，射束颤动可以非常有效且具弹性，用于产生所想要的轮廓；对于颤动的一种替代方式(通常为更加限制)包括藉由将干扰波形施加于AOD 530与532的至少之一，而改变激光射束点522的焦点。以一干扰波形，声波的瞬间频率在此通过AOD晶体的光学处理射束512中线性地变化。声波瞬间频率的线性变化所具有效应为将一单轴(散光)聚焦条件提供给处理射束512，而并非将激光射束点522以离散步骤位移。根据某些实施例， 藉由提供干扰波形至AOD 530与532，可以将激光射束点522对称地去焦，因此增加在工件524点的尺寸。此方式可以有用于例如较低重复率激光的情形中，在此种情形中，脉冲重复频率可能并不足够高，在工件5M提供脉冲的良好重迭，以避免当加宽沟渠5 时的强度变化。IV.扫瞄另一个可以与AOD子系统506 —起使用的操作模式包括以AOD 530与532非常快地扫瞄二度空间样式。此扫瞄的一用途包括将处理射束512的强度轮廓以空间方式成形，而在工件5M例如微通孔产生所想要的特征。AOD 530与532控制点位置与强度加权， 其使得能够产生任何所想要的强度轮廓。此外，可以为有益改变在各位置激光射束点522 的停留时间，其使用高强度用于处理操作例如铜钻孔。使用扫瞄可以提供优于传统“成形光学装置”方式的数个效益。一些效益包括但并不受限于任意选择处理点的直径(在AOD范围中)或形状(例如圆形、正方形、矩形、 卵形、或其它形状)；由于去除成形光学装置、及/或高斯或成形模式改变光学装置而成本降低；一种能力，能以非常高速率、没有由于电流计射束定位的动态限制、而以高强度高斯 (Gaussian)射束(例如使用螺旋、穿孔、或其它样式)以处理特征；藉由适当修正扫瞄样式而补偿射束失真(例如椭圆形点)；及/或即兴地产生空间强度分布而将特征例如尖端及/或底部质量最适化或改善。有数个选择可供使用以设计扫瞄样式(点位置与振幅)。一实施例包括以点位置的数组填入一区域。然而，此实施例对于在此区域上最后累积流量轮廓提供很少控制。例如，在扫瞄区域边缘流量轮廓的定义可能不具有所想要的“斜率”(例如流量vs位置中的改变)，用于通孔形成或相交处理。在另一实施例中，明确地界定流量轮廓，且选择扫瞄样式以最适合所界定轮廓。此所具有的优点为产生客制化流量分布，例如，具有在整个扫瞄区域的可变流量位准以改变深度，或在扫瞄区域的边缘具有特定成形的侧壁。当例如将相交迹线的流量组合及/或当以客制化侧壁锥度(taper)钻通孔时，此实施例可以为有用。图6为根据一实施例的一方法600的流程图，其使用最小平方最适化例程 (routine)以判断在扫瞄点的格栅上一组点振幅。如同于图6中所示，此方法600包括设定610—候选扫瞄格栅。对于在扫瞄格栅中的各点，此方法600包括计算612在扫瞄场上流量轮廓，以产生各“影响函数”。此方法600更包括编辑614此影响函数成影响函数矩阵，计算616此拟似-逆影响函数矩阵(例如使用单值分解(SDV)算法)；以及使用此拟似-逆影响函数矩阵，计算618在各格栅点的点振幅。此方法600更包括根据在各扫瞄点所计算的点振幅将激光射束点施加620至工件。在以下概要说明范例式，其说明在图6中所说明的方法。此范例式假设一扫瞄样式，其界定于XY坐标〔xr，yr〕中而包含Nr点。应用一组扫瞄振幅( )，以产生所想要的流量表面( ),其可以在一组包含Ne点的XY坐标〔xe，ye〕估计。此影响矩阵H界定如下Ze = H*Zr，is (Ne χ Nr)执行一操作以产生影响矩阵H，其包括计算位于一〔xr，yr)点的单一处理点的流量，此于各〔xe，ye)点上估计。如果对于各估计将ττ与k矩阵”向量化”，则&为(Nr χ 1)，而&为(Ne χ 1)。对于各〔xr，yr〕扫瞄电重复此程序，用于总共Nr估计。将所有结果( 与k)附加于矩阵中，以产生尺寸(Nr χ Nr)的^ 对角线矩阵，以及尺寸(Ne χ Nr)的^矩阵。藉由此所提供各点振幅将结果正常化，而产生用于^ 的单元矩阵。然后，此影响矩阵H为(正常化) 矩阵。给定此影响矩阵H，则使用此所想要致动器指令向量^ ，而产生所想要的表面流量zDes，而可以给定为Zs = Hinv^ZrHinv可以经由SVD分解而计算，而限制其在Hinv中模式数目，以避免过度噪声效应。因为H(以及Hinv)的辨识为进似，Zr的计算可以在封闭回路模式中实施，而具有所提供的调整增益为Zr (k+1) = Zr (k)_kAlpha*Hinv*(zDes—Zs)而h由一模式或所测量系统数据在各迭代(iteration)中计算。虽然图6中的方法600与上述范例式可以为相当直截了当，此方法600对于扫瞄格栅的选择以及计算拟似-逆矩阵的方法为敏感。然而，方法600对于在基本激光射束处理点的空间特征限制中所想要的流量轮廓，提供可接受的近似，其可以对于扫瞄样式任何边缘的分辨率施加基本限制。图7A图示说明所想要的流量轮廓，且图7B图示说明此根据图6的方法600与上述范例式所决定相对应最适化扫瞄振幅。根据另一实施例，一相关方式涉及使用梯度下降方法将扫瞄样式最适化。在此实施例中界定目标函数(例如其适合所想要的流量轮廓)。此最适化过程决定局部目标函数梯度(此所给定函数中递增变化会导致流量中递增变化，而施加至各扫瞄格栅位置)，且在一算法中使用此梯度以搜寻扫瞄点振幅的最适向量。可以将此两种方式(SVD与梯度下降)实施于仿真或系统中。在此系统中，可以使用此由所给定扫瞄样式所产生的实际流量分布(由量测摄影机所测量)，将性能表现量化。 然后，可以应用此两种最适化方法中的任一种，将流量分布最适化，此种过程可以避免或减少模型误差与说明系统中的公差，例如点尺寸与失真、AOD线性化误差、及/或光学对准。当然，可以其它最适化方法以取代上述算法。V.形成相交某些实施例包括形成相交的处理特征(例如沟渠、垫、通孔、以及其它特征)，而具有在相交处特征深度的经控制变化。例如，可能另人所欲控制电性特征，例如阻抗(以维持高速信号的完整性)、介电崩溃(其可能对于电镀沟渠与下面导电层间之间隙敏感)、 或控制电镀质量。当例如此处理射束流量大于材料去除临界值许多时，此相交处理可能变得非常难，这是因为工件介电质的去除是与所提供的累积流量成比例。在此种情行中，藉由将特征简单地相交以处理两个相交特征会导致“双重曝露”，其在双重曝露点具有接近100%的深度变化。为了避免或减轻此问题，可以使用以上参考图5所讨论的系统500，而将在相交区域两个特征的流量“混合”，以减轻或避免双重曝露。例如，如果使用AOD子系统506，以处理沟渠特征、其在侧壁具有流量宽的“斜坡”；以及处理相交沟渠特征，其具有在其终点匹配的流量“斜波”。将此两个流量分布组合，而在其相交处产生额定平坦流量场。因此，可以使用AOD子系统506，以产生深度控制相交。此流量斜坡的产生提供其它效益，例如，将由于射束定位公差所产生的深度变化最小化。以此在相交区域中陡的流量斜坡，此在相交特征去除期间在射束位置中小的变化 (例如大约1 μ m至5 μ m的等级)，会造成重大深度变化。藉由在流量中产生缓的斜波，则射束定位误差会产生可接受的深度变化(例如小于大约10%至大约15%的额定深度)。此流量斜坡的产生，可以藉由随时即兴(on-the-fly)地改变流量斜坡及/或宽度以处理此相交特征而实施。在另一实施例中，此沟渠特征在相交处(具有适当的流量斜坡) 之外终止，接着为扫瞄此相交体积的其余部份。此实施例具有数个优点，其包括，例如对于相交型式较小的敏感度(例如相交沟渠的角度、多个沟渠在单点相交、弯曲沟渠的相交)； 使用最小化额外线宽度以产生侧流量斜坡、其会在对接沟渠间之间隙中强迫造成非所欲的变化；及/或将扫瞄样式客制化的能力，而将相交特征最适化。扫瞄样式客制化在当处理任意形状相交、例如具有多个相交迹线的圆形垫时，可以为有用。在此所揭示相交处理的额外细节，是标示于「范例相交处理实施例」的段落中。VI.电流计误差修正重复性误差(如同以上说明，其会限制以良好深度控制作机器相交的能力)的一来源可能为在图5中所显示电流计子系统508的定位误差。此误差可能由于传感器噪声或追踪误差。在电流计子系统508中的各电流计镜533与535可以与回馈传感器(未图示) 连接，而使用各电流计服务器(未图示)以控制镜移动。当电流计服务器追踪在服务器频宽中回馈传感器噪声时，会产生传感器噪声效应，而导致实体射束移动。此误差激发亦可以藉由电流计的封闭回路响应而放大，其会将频率频谱的一些部份放大。传感器噪声效应会产生射束误差，取决于特殊光学与服务器设计，而为从大约0.1 μ m均方根(RMS)至大约5μπι 均方根(RMS)。传感器噪声效应会在所有时间发生，而不论其被命令的射束轨迹。然而，追踪误差是在当电流计被命令跟随一动态积极射束轨迹(包含大加速度或高频率指令)时发生。此电流计服务器无法追踪指令会导致追踪误差与所产生重复性损失。追踪误差可以例如为线性服务器响应表现及/或非线性电流计行为(例如轴承磨擦或磁性磁滞)的结果。为了减少传感器噪声误差与追踪误差的来源，根据一实施例，使用AOD子系统506 的偏转能力，以修正由位置传感器回馈所显示的电流计误差。此传感器读取内容包括传感器噪声，其可以在一合理频宽上被滤除，以减少或避免响应与此噪声而增加非所欲的射束移动。在一实施例中，此滤除实质上将在有关频宽中电流计位置传感器与射束位移之间移转函数(“射束移转函数”或BTF)的相位与增益匹配，而同时滤除较高频率。在某些实施例中，此BTF受到位置传感器与电流计镜之间动态关系的强烈影响，此动态关系经常是由轻微阻尼的第二等级极所良好模制。此影响相位匹配的其它因素例如为由于信号滤波与数据通讯所造成的时间延迟，而可以包括于误差修正滤波器的设计中。图8图标说明AOD误差修正滤波器的一范例实施例，其提供在大约IOkHz以下相位与增益匹配、以及在大约IOkHz 以上传感器噪声滤除的互相冲突需求间的妥协。传感器噪声去除亦可以经由例如为估计(例如"Kalman滤波)的替代方式而达成， 由于非模制动态特性或非线性行为，而在一些实施例中有降低性能表现的危险。VII.用于射束位置准确改良的PSD镜感测在某些实施例中，可以使用外部传感器以加强AOD误差修正，此外部传感器侦测实际电流计镜位置。在某些以电流计为主的射束定位系统中，可以将角度位置传感器内建于此电流计中，以感测镜的角度。这些传感器可以位于电流计轴的远程(离开此镜)，而其它传感器可以位于靠近镜的轴终端。当此角度位置传感器为于离开此镜的电流计轴的远程时，此传感器侦测轴的旋转。然而，轴角度偏转会造成此镜具有不同偏转角度。此传感器设置具有一些优点，其提供能力以增加服务器回路频宽，因为其并不会对于镜共振响应。当此角度位置传感器为于靠近此镜的轴终端时，此传感器侦测较靠近镜的轴的角度偏转。此传感器设置可以更准确地测量真实镜角度。然而，当此镜本身相对于在传感器的轴偏转时，此传感器仍然会遭受误差。此外，以此传感器设置，此轴与镜的共振会出现于电流计频率响应中(从马达驱动器至传感器输出)，而使得电流计服务器的设计复杂，而限制其性能表现。此外，上述两种传感器的设置方式均无法测量与轴角度无关的镜模式。一种模式包括“振动”(flapping)镜。其中，此镜平面围绕着垂直于旋转轴的轴而旋转。此种模式会对于高速电流计偏转系统的性能表现造成限制。此电流计旋转传感器的另一个问题为其噪声性能表现。由于此电流计小的封装尺寸，以及想要将位置传感器尺寸(以及旋转惯性)最小化的意愿，此存在与传感器电路中的电性噪声会转换成相当有效的角度噪声，此会使得电流计服务器定位表现退化。例如在 IOkHz的频宽中，此噪声可以为大约0. 1微径(μ RacORMS至大约5微径(μ Rad)RMS。在一实施例中，可以选择不同传感器以实施以下步骤侦测镜的真实角度位置，而无轴偏转效应；侦测会影响射束位置准确度的镜移动的所有模式；以及以低噪声位准产生角度测量，以致于此测量可以由电流计服务器回路或其它装置使用，以修正所感测误差。为了修正在实际电流镜位置中的误差，根据某些实施例，此在图5中所示电流计子系统508包括一辅助传感器(于图5中未显示)，其提供回馈而将此电流计镜相对于扫描透镜520保持定位。例如，图9为根据一实施例激光处理系统900的示意图，其包括在电流计子系统912中的辅助传感器910。在此例中的辅助传感器910包括一位置感测二极管 (PSD)，其在此称为PSD 910。此激光处理系统900亦包括一 AOD子系统506、一扫描透镜 520、一参考射束源914、以及一参考组合镜916。此AOD子系统506与扫描透镜520在以上参考图5说明，以提供至工件524的表面的聚焦处理射束922。参考组合镜916将来自参考射束源914的参考射束918、与来自AOD子系统506的处理射束920组合，以输入至电流计子系统912。参考射束组合器916可以包括例如一分色镜、一偏极化分光镜、或其它类似装置，用于将激光射束组合，以提供具有稳定功率与指向角度的参考射束。如果此处理射束的位置与功率足够稳定用于特定应用，则在PSD感测操作期间可以使用来自AOD子系统506的处理射束920 (但并非必要)。除了 PSD 910外，电流计子系统912包括一电流计镜924、一 PSD撷取镜926、以及一 PSD透镜928。此参考射束918(以及主要处理射束920)由电流计镜拟4反射。此PSD 撷取镜拟6 (例如分光镜)撷取所偏转的参考射束(由电流计镜拟4所偏转)，且将所偏转的参考射束导向PSD而用于侦测。可以将PSD透镜928(例如聚焦透镜)选择性地插于测量路径中，以致于仅有所偏转参考射束的角度移动被移转至在于PSD 910上的XY点偏转，而其横向射束移动被转换至在于PSD 910的射束角度，以及因此无法在PSD XY平面中被测量。在某些实施例中，PSD透镜9 包括一袖珍远距摄影透镜，其具有长的有效焦距，用于将在PSD平面的点移动放大。在某些此等实施例中，将PSD透镜拟8定位，以致于其前焦点是位于扫描透镜进入瞳孔。如果横向射束移动并非所关切事项，且在PSD 910上射束移动的调整足以用于特定应用，则在某些实施例中，可以将PSD透镜拟8省略。可以选择独立参考射束918与PSD 910，以致于此射束功率与PSD光学敏感度组合可以提供足够低噪声。在PSD测量中主要噪声来源可以为“起伏(shot)噪声”或为将在输出电流中电荷载体(个别电子)量化所产生噪声。此讯号-至-噪声比(SNR)可以与电流的平方根成比例。藉由将输出电流提高至一高位准，而可以改善SNR，且可以作低噪声角度测量。一旦将此PSD感测定位，则可以容易地校准此PSD 910的输出对于(vs)工件聚焦处理射束922的位置。给定一经校准PSD 910，则可以数种方式改善射束定位。例如，可以使用PSD 910作为用于电流计服务器的位置回馈传感器。此可以由于其产生交互耦合系统的事实而变为复杂，而将回馈系统的动态关系复杂化。此外，难以将非旋转镜模式(振动 (flapping)或其它模式)容纳于服务器回路中。可以使用动态估计器(例如=Kalman滤波器、Luenberger观察器或其它估计器)，将动态模式分开，且改善服务器回路设计。此外，或在其它实施例中，可以使用PSD 910而由电流计子系统912本身作有限误差修正。例如，如果其频率内容是在电流计服务器的频宽中，则可以由电流计修正镜相交轴模式。此外，此在内建式电流计传感器(未图示)中的低频噪声误差，可以藉由将来自PSD 910的回馈(以低频率)与来自内建传感器的回馈(以较高频率)混合而去除。此外，或在其它实施例中，可以使用此PSD位置读取内容，而由各别装置、例如包括于射束路径中的A0D，作开放回路误差修正。此为有用的操作模式，因为它将来自误差修正系统的电流计动态特性分开。使用此由主要处理射束(其由AOD子系统506偏转，且因此由PSD 910感测)分开的参考射束，而允许在一“开放回路”模式中操作的AOD误差修正， 其中此AOD误差修正并不会影响PSD射束位置输出。此可以大幅简化误差修正算法。在此一实施中可以容易地修正噪声与镜偏转模式。如果此处理射束920亦使用作为PSD参考射束918，则类似的AOD误差修正仍然为可能，而以AOD子系统506形成一封闭误差修正回路。在此种情形中，分析此PSD读取内容，而将任何故意的AOD偏转指令(例如颤动、扫瞄及/或高动态射束定位)去除，因为此故意指令是由PSD 910感测。在某些实施例中，可以有用地包括一第一 PSD传感器、其感测各别参考射束角度；以及一第二 PSD传感器(未图示)，其感测处理射束角度，而将上述实施例的效益组合。 例如可以使用第二 PSD，而用于诊断测量与处理质量监视。VIII.产量改善A0D/电流计协调与第三轮廓某些激光处理应用，例如激光直接去除(LDA)是以高的处理射束速度(例如在大约0. 2m/s与大约5m/s之间范围中的速度)去除特征，以达成高产量。执行此高速处理的一项挑战为使用于控制处理射束位置的电流计射束定位系统的动态限制。在一些特征例如短弧区段的处理期间，此射束定位器加速，以改变射束速度轨迹。此LDA应用例如会要求以所想要大约Iym的重复率(在电流器之场中)以处理特征，而此特征为具有小于或等于数十微米等级的紧密圈半径。图10说明根据某些实施例用于LDA应用的范例所处理沟渠样式。在此所揭示实施例提供沟渠相交1010、垫相交1012、具有紧密转换1014的垫相交以及与LDA处理有关的其它特征的高速处理。当处理射束速度增加时、或弧形区段变得较短时，加速度是在较短时间期间发生， 在此期间射束定位器使用较高频宽控制。此最后变成为抵达高速能力的限制。再度参考图5，此限制可以藉由使用高速偏转器例如AOD子系统506实施射束轨迹控制的高频宽部份而避免。以此方式，可以设计电流计轨迹以大致依据所想要的处理轨迹 526，同时保持在电流子系统508的动态限制(例如加速度及/或频宽)中。例如，图11 为根据一实施例的与AOD以及电流计协调有关的曲线。如同于图11中所显示，此电流计路径1110可能无法准确地依据所想要的处里路径1112，而造成射束轨迹误差。此射束轨迹误差可以藉由使用AOD子系统506以额外地偏转处理射束512而去除。例如，图11显示AOD 指令信号1114与电流计路径1110以及处理路径1112间的关系。因为此两个轨迹(电流计与处理射束)事先为已知，所以可以计算AOD偏转轨迹且证实其满足AOD限制(例如范围、以及在此范围上的最大正常化功率)。可以制成此电流计轨迹，以致于其剩余误差并不会违反AOD限制。此可以为一迭代过程；例如，在工具路径的某些部份中可以降低此电流计速度，以致于此电流计可以更紧密地追踪所选择的轨迹，且因此将所产生的轨迹误差保持在此AOD范围限制中。另一实施例包括如同以上说明，使用AOD子系统506，以“被动地”修正电流计追踪误差。在此实施例中，计划此所选择的处理轨迹5 而并无明确的限制，而此电流计子系统508尝试依据此路径，而以AOD子系统506修正任何所产生的追踪误差。此种方式的限制包括在电流计中非所欲动态特性的激发(例如镜共振)，以及此危险此AOD误差修正的性能表现并不足以合适地降低追踪误差，以符合用于特定应用的整体射束定位需求。在某些实施例中，此电流计误差的AOD修正可以与各别产生的射束以及电流计轨迹一起使用，以去除剩余电流计追踪误差。可以应用在以上任何实施例中所说明AOD操作， 而同时将射束颤动与去焦点，以控制有效点尺寸。此产量的另一限制可以为，可供使用以处理特定样式的不同部份的激光功率。对于一所给定材料，此处理剂量(功率除以速度)可以为此去除特征的横截面面积的函数。如果此系统使用最大可供使用激光功率，则此处理射束速度可以由剂量(速度=功率/剂量) 所决定。尽管剂量的改变，通常令人想要维持最高可能速度，以维持高产量。在某些情形中， 此由于剂量快速改变而为困难。例如，当相当薄的沟渠加宽大约5倍(5x)以形成一大面积特征时，则难以获得高速度。在此情形中，如果此射束速度在特征集合的长度上保持固定， 则此速度会受到在扩充面积所使用高剂量的限制，此可能会并无必要地减缓此沿着较薄沟渠的射束速度。由于电流计的动态限制，此主要射束定位器(电流计)的快速加速度与减速度、特别是对于快速转换，可能非令人所欲。为了避免或减少此主要射束定位器的快速加速与减速，根据一实施例，此可供使用AOD场在短区段上产生较慢射束速度。例如，假设一沟渠特征可以大约2m/s的速度处理， 且此扩张特征具有长度为100 μ m，则可以三倍(3x)较慢的速度处理(由于3倍较高的指定剂量)。如果此电流计速度2m/s并未改变，则此射束在大约50 μ s内额定地通过此宽的特征。然而，此射束以大约2/3 = 0. 67m/s的射束速度处理此特征(以维持适当剂量)。因此，此AOD偏转的相对速度为大约2-0. 67 = 1. 33m/s,而此可以应用大约50 μ s,以造成大约67μπι( 士大约33μπι)的AOD偏转。藉由避免由于宽特征而在整个区段中速度限制，此范例实施例有效地增加局部处理速率大约3倍(3χ)。图12说明例如在此时间期间的速度轨迹。图12图标说明使用高剂量的宽特征或其它特征的与AOD速率补偿有关的曲线。在预期的宽特征中，射束的速度局部地加快并且AOD位置偏移。达成宽特征后，射束的速度减少，并在其领域的AOD位置回转以作为减慢的补偿。在处理宽特征后，射束的速度恢复到它的速度并且AOD位置返回到它的中立位置。此外，或在另一实施例中，可以动态地改变(调变)此射束的平均速度，而同时维持固定剂量(功率/速度)。在某些此等实施例中，此AOD子系统506调变此处理射束功率，作为瞬间电流计速度的函数。此功率调变提供此能力，将电流计镜533与535缓慢下来， 而以更限制性动态要求(例如快速且频繁地改变去除特征的方向)处理工件5Μ的区段； 或以放松的动态要求(例如直截了当的区段或方向非常缓慢改变的区段)，在此等区段中将电流计镜533与535加速。如果没有实时AOD功率控制，则此种能力并不可能，而会导致产量损失。当处理并行线区段(例如对接沟渠)时，可以会产生用于产量改善的另一机会。 在某些此等实施例中，此AOD子系统506可以足够快速率(例如大约Iy s)切换在两线之间处理射速512，以致于此两线显得为同时处理。对于需要相同剂量的相同尺寸两线，平行处理会加倍此所需激光功率。在一功率限制系统中，此可能需要将速度降低大约50%，而限制产量的优点。然而，此可以去除用于两线的设定移动，且可以减少此取决于速度的动态限制、否则其会防止使用全速。在没有此种功率限制的系统中，并行线处理会加倍该区段的产量。此外，在以上两种情形中，此等线的平行处理可以改善线-线之间隔控制(其由AOD子系统506的重复性而控制)，而在一些应用中有益于控制线阻抗。当此等线在一角落转弯时，则取决于转弯半径、转弯角度、以及线间隔，此两线的路径长度可以为不同。在某些此等实施例中，可以调整两线的有效射束速度，而用于两线区段的不同路径长度。然后可以由AOD子系统506调变功率(剂量*速度)，而作为两线间的处理开关。在以下情形中可以将相同方式延伸应用至多线只要此线集合适用于可供使用 AOD场中，且有足够处理射束功率可供使用，以产生足够高的速度。当多条线在其各整个路径上无法保持平行时，此在相同时间处理多条线会变得复杂。在某些此等实施例中，如同在使用于相交处理的技术中，可以将适当区域平行地处理， 且将一转换区域应用至此区域的终端(例如倾斜流量)。然后可以处理其余区段，且以类似转换区域在终端接合。以此方式可以将所使用平行处理最大化，以增加产量。图13说明根据一实施例的平行处理与区域接合。图13说明多条线1306(a)、 1306(b)、1306 (c)以及1306(d)(其集体称为线1306)，其在第一区域1308中彼此平行进行，而在第二区域1309中彼此分开地进行。换句话说。此等线1306具有在第一区域1308 中的平行部份，以及在第二区域1309中的分开部份。图13说明此转换区域1310，在此处此等线1306从平行部份改变至分开部份。为了在第一区域1308中使用颤动以处理此等线1306，AOD子系统506将激光射束点位置在此等线1306的平行部份之间来回移动，以致于此激光射束沿着在第一区域1308 中互相处理轨迹在单一通过中处理此平行部份。AOD子系统506在此等平行部份之间调整有效射束处理速度，而用于沿着此处理轨迹的转弯，此导致对应于各平行部份的不同路径长度。AOD子系统506亦根据此经调整有效射束处理速度，以调变激光射束的功率，以维持用于各此等平行部份的所想要处理剂量。当抵达转换区域1310时，此AOD子系统506将此三线1306 (a)、1306(b)、1306 (c)的平行部份选择地成形，同时继续沿着其处理轨迹以处理线1306 (d)，而终止其在转换区域1310中对此三个成形线1306 (a)、1306 (b)、1306 (c)的处理。此成形允许被终止处理的线1306 (a)、1306(b)、1306 (c)在稍后的时点相交(藉由其各分歧部份)，同时在各相交处维持所想要的深度。在处理线1306(d)的分歧部份之后，在第二区域1309中沿着其各分歧处理轨迹，依序处理此等线1306 (a)、1306 (b)、1306 (c)的分歧部份。图14说明根据一实施例的第三轮廓子系统1400。第三轮廓是指使用AOD子系统 506作为第三定位器(例如，除了 XY平台与电流计子系统508之外)。一种范例激光射束第三定位器是在美国专利案第6，706，999号中(其被受让于本案的受让人)说明，其在此整个并入作为参考。如同在此所揭示，此使用AOD子系统506的第三轮廓允许以高速率(例如使用大约1 μ s的更新以提供计时分辨率)将射束路径形成轮廓，其中，此AOD指令是在离散计时边界发出。第三轮廓子系统1400包括一轮廓滤波器1404、一延迟组件1406以及一减法器1408。图14说明范例射束轮廓1410，其对应于所想要被切入于工件中的沟渠。此范例射束轮廓1410包括尖锐的转弯，其难以使用电流计子系统508以高速追踪。将此范例射束轮廓1410(作为命令射束位置信号)提供给轮廓滤波器1404与延迟组件1406。轮廓滤波器 1404包括一低通滤波器，其将高频内容滤除，电流计子系统508难以追踪此高频成份。轮廓滤波器1404的输出可以使用作为电流计指令(电流计控制信号)，如同由位置轮廓1412 所示。图14说明位置轮廓1412的放大部份1413，其显示相对于由电流计子系统508所提供实际位置1418的命令位置1416。使用AOD子系统506以修正在命令位置1416与实际位置1418间的差异。在所说明的实施例中，轮廓滤波器1404包括一有限脉冲响应(FIR)滤波器。HR 滤波器对于在任何频率范围中的信号自然地具有固定延迟。然而，熟习此技术人士由在此所揭示内容了解，亦可使用其它型式的滤波器。延迟组件1406将范例射束轮廓1410延迟与由轮廓滤波器1404所导入大约相同延迟数量。减法器1408将延迟组件1406的输出减去轮廓滤波器1404的输出，以获得由电流计指令所去除的高频成份。此由减法器1408所输出的高频内容然后被使用作为AOD指令信号，用于控制AOD子系统506。图14说明范例AOD位置指令轮廓1414。虽然并未揭示， 可以将此差异使用于位置指令轮廓1414上，以计算相对应速度与加速度指令轮廓。作为进一步例子而并非限制，图15A、15B、15C、15D以及15E说明根据一实施例，而由图14中所显示第三轮廓子系统1400所产生及/或使用的信号。图15A说明此输入至第三轮廓子系统1400的范例射束轮廓。图15B图示说明X、Y以及XY射束速度轨迹，其对应于图15A的范例射束轮廓。图15C图示说明X与Y射束加速轨迹，其对应于图15A的范例射束轮廓。图15D说明范例电流计动态特性，其包括指令位置、速度、以及加速度信号。图 15E说明范例第三(AOD)动态特性，其包括被命令移动与误差信号。图16A、16B以及16C说明根据某些实施例的范例AOD指令序列。在图16A中，此 AOD指令序列以大约5 μ s的间隔更新A0D，其对准至5 μ s边界。此种实施例对于低速处理(例如以大约200mm/s处理)为足够。在图16B中，一高速AOD指令序列以大约1 μ s的间隔更新A0D，其并未对准至计时边界。在一些实施例中，难以执行任意计时(其更新并未对准于任何计时边界)。例如相交处理可能要求，AOD转换以大约1 μ s的分辨率、以大约 2m/s至大约3m/s的高速度发生。为满足此要求，以固定速度处理任意布局可以使用可变次微秒计时分辨率。此外，可变速度处理为令人所欲以对于窄沟渠提供高速度用于增加产量；对于宽沟渠提供较低速度以维持流量；在扫瞄区域上减缓(或停止)以扫瞄内线(例如减少或去除回复移动)；及/或如果须要则减缓，以改善电流计追踪且将AOD保持在其范围中。在一实施例中，计时是由位置为主的AOD指令、与任意射束轨迹所提供。在此种实施例中，触发是根据XY位置。因此，对于非线性射束定位轨迹，此触发是取决于特征位置，而根据X轴或Y轴。由于以下原因，此实施例可以具有增加场可程序数组(FPGA)数据处理要求当处理工件时，流线式先进先出(FIFO)触发数据、实时位置指令数据(X与Y)、 以及在处理期间所使用宽的动态范围(例如在整个场上的高分辨率)。此实施例亦可使用指令触发，其并不提供可变速度处理。在另一实施例中，计时是由时间为主的AOD指令与修正射束轨迹所提供。此实施例会限制AOD指令转换至区段边界，其中此区段可以如同须要被次分割，以包括AOD指令。 此实施例将区段对准于位置(而非时间)边界，其将处理几何与射束速度解除关联。此实施例亦调整区段速度，以致于边界并非在规律时间间隔出现，其提供弹性可变处理速度； 速度变化其容易以第三射束定位器执行；以及对于AOD转换间隔合理限制。此种方式在例如脉冲激光系统中有利，其可能须要在离散可预测时间边界上的激光脉冲控制。在图16C中，以1 μ s的间隔更新A0D，且对准至离散确定的1 μ s边界。然而，特征位置可以位于工具路径中的任意位置。为了时间上对准此任意位置的特征，要预先决定特征间的速度。因此，在某些此等实施例中，使用在特征之间从区段至区段的速度调变。图17A 与17B说明根据某些实施例的速度调变之例。在图17A中，此速度调变使用根据位置递增的计时，此位置递增对应于最适处理速度。在图17B中，此速度调变藉由将计时对准于离散时间递增(相同位置递增)而调整速度。在某些实施例中，区段边界之间的时间delta(A)， 其额定等于Dseg/Vnom (而Dseg =区段长度，且Vnom =最大处理速度)，而被进位至下一个离散计时边界。在速度调变期间，可以将剂量保持固定(例如藉由随着速度改变而改变功率)。可以选择最小位置递增(ARnin)与最大时间递增(ΔΤ)，而将处理速度的相对下降限制为Vnom* Δ T/Δ Pmin,而Vnom为额定速度。例如选择Δ T为1 μ s，且选择Δ Pmin为 20 μ m,以提供在3m/s的15%速度变化。因为速度变化仅对短时间期间发生，其对于产量具有很少影响或不具影响。第三轮廓会产生由于离散AOD更新期间与AOD速度所述的的定位误差。例如，图 18图示说明根据一实施例的相对于位置指令信号1812与所产生AOD位置轮廓1814的定位误差1810。如同于图18中所显示，AOD并不会以例如机械镜相同方式在指令更新之间偏转。因此，例如以3m/s速度的Iys更新期间会产生大约士 1.5μπι的定位误差。如果须要限制此误差可以将更新期间缩短。在某些实施例中，干扰此RF波形可以减少位置误差。图 15Ε图标说明一范例位置误差。IX.射束指向稳定化
在提供良好准确度及/或重复性的某些激光处理应用中，此角度或平移射束抖动的贡献会成为误差预算的一重要部份。此抖动可能是由于激光源本身的射束移动；或射束路径中空气扰动(其由于在射束路径中空气温度差异而放大)；及/或在此光学装置序列中机械振动。在一激光扫瞄系统中，当由扫描透镜焦距调整时，角度误差直接造成在工件的位置误差。射束平移误差藉由在工件产生(未补偿)射束角度而间接造成工件误差；此角度由工件表面任何Z高度变化而调整，而在工件上产生XY射束定位误差。一配备有AOD偏转能力的系统，例如在图5中所显示的系统500，可以很少或没有额外致动成本，而修正射束抖动。藉由沿着光学路径(例如靠近扫描透镜520)设置传感器(未图示)，回馈控制可以命令AOD偏转，以便将射束正确地定位于扫描透镜520中，此可以改善射束位置准确度与重复性。许多射束抖动源的频率成份可能相对的低(例如对于空气扰动小于大约10Hz，且对于机械振动小于大约500Hz)，且因此由AOD子系统506容易地修正。此种方式的限制因素可以为使用于侦测射束角度与平移的传感器的噪声成份。当实施测量时，可以设计AOD的故意偏转(其被命令以产生所选择的工件轨迹)。 例如，在一光学装置序列中，其中并未使用传送光学装置，以传送AOD偏转射束至扫描透镜 520，当由AOD子系统506至扫描透镜520的射束路径长度调整时，此AOD偏转角度会在扫描透镜520上产生一平移偏移。一简单校准允许在抖动修正之前，将此从测量去除。如果需要的话，可以实施此校准作为A0D子系统506至扫描透镜520的路径长度的函数。然而， 通常，如果处理射束是聚焦于传感器上，则并不需要此种补偿，因为横向射束移动并不会影响在传感器的点位置。请注意，抖动修正亦可以对于来自AOD操作的非所欲副效应实施，其例如为由于 AOD加热所产生射束热飘移，此会对于高功率AOD装置发生。X.处理改善工作周期在一些实施例中，AOD子系统506使得能够作激光/材料交互作用处理改善。在一例中，此切割进入介电材料中的沟渠的横截面积是对于施加至工件的”剂量”(处理射束功率/射束速度)敏感。在一些应用中，为了最佳或改善性能表现，可以将所施加剂量保持得较材料去除临界剂量高许多，以便避免热影响区域(HAZ)效应，其例如为熔化或烧焦。可以将低速度使用于一些情况中，而由于射束定位器动态特性或激光功率所施加的限制，此所施加的剂量会开始产生非所欲的HAZ效应。因此，根据一实施例，为了避免或降低HAZ效应，AOD子系统506调变处理射束512的功率工作周期，以致于可以维持高尖峰功率，同时将平均功率降低至使用于特定操作条件的位准。例如当以大约100mm/S移动处理射束512 时，以大约10%的工作周期(大约1 μ S导通、9 μ S切断)调变此射束，以产生大约1 μ m的可接受小的“切割尺寸”(每脉冲期间递增处理长度)，同时相对于经衰减100%工作周期射束，将尖峰功率增加大约10倍(IOx)。如同以上关于抖动修正的说明，可以添加此能力而需要很少或无需额外成本。XI.处理改善避免烟尘AOD操作亦可以提供能力，以减少或避免在工件上或工件中靶材料去除期间的烟尘效应。此由工件去除的材料可以射出作为电浆、气体或颗粒碎片，而会经由例如波前扭曲干扰、功率衰减、及/或指向效应，以影响处理射束点的质量。为了减轻此根据一实施例的烟尘效应，在处理期间将此处理点的位置切换，以致于各点并不受先前点的烟尘效应的影响。如果此处理点位置可以在可供使用AOD场据距离(Daod)上N个位置间切换(而以所有点沿着所选择处理轨迹设置)，则当以处理速度V进行时，此向前处理点的烟尘在其影响下一点之前，可以有Daod/V/N秒以扩散。例如当位置N = 5、Daod = 50μπι以及V = 2m/ s时，在其影响到下一点之前，此向前处理点的烟尘会有大约5μ s可以扩散。当此处理轨迹包括弯曲区段时，可以调整此等所分布点的位置，以保持在所选择的轨迹上。XII.透过透镜视野在激光处理机器中，将处理射束对准于工件特征。此对准可以藉由以一对准摄影机辨识工件对准基准(对准目标)而实施，且然后将摄影机的视野经由校准而映像至处理射束位置。然而，速率与效率会降低，这是因为此使用两步骤过程(此涉及激光-至-摄影机校准误差、与摄影机基准辨识误差)，以及因为摄影机扫描透镜彼此分开，此由于定位平台的重复性与准确度而会增加另一种不确定性。在某些实施例中，更令人所欲使用透过透镜视野，以撷取在一影像中的处理射束与工件视野，其使得能够测量射束与基准靶间的相对位置。此可以藉由设计于图5中所显示的扫描透镜520在两个波长(一处理波长与一视觉波长)操作而达成。在扫描透镜的设计中经常会作妥协，以容纳处理波长与视觉波长。一实施例藉由在当形成基准影像时，以处理射束波长照射工件5Μ而克服此妥协。例如，图19为根据一实施例的系统1900方块图，其使用扫瞄照射的AOD子系统 506而用于透过透镜的视野。此系统1900亦包括一摄影机1910、一影像透镜1912、一镜 1914、一部份反射器1916、以及一扫描透镜520。如同以上参考图5所讨论，此AOD子系统 506包括A0D 530与532，其用于将处理射束512偏转而提供给扫描透镜520，其提供一聚焦激光射束525至工件524。可能难以找出一照射源，其具有与处理射束512相同波长，且使用不同波长(即使在几个奈米中)会使得检视分辨率退化。反而是，可以将处理射束512的一部份分解，且使用于照射工件524。此可以用分光器与扩散器或其它离焦组件而实施，而此会增加额外光学组件、对准、以及复杂度。因此， 在图19中所显示的实施例中，使用AOD子系统506以照射工件524，其使用扫瞄样式以均勻流量填入于工件5 上的区域，且包括一较高强度的参考点，而使用作为将处理射束对准于工件524的参考。此部份反射器1916撷取由工件5M所反射的光线，此镜1914将此所反射光线重新导向经由影像透镜1912将此影像聚焦于摄影机1910上。增加光学路径以撷取由工件5M所反射光线、且将其重新成像于扫描透镜520中，此允许摄影机1910形成工件5M与参考点的影像，且判断射束至基准的相对对准。在图19中所显示的实施例亦可提供能力，以判断正确扫描透镜Z高度调整以维持点焦点(将在对准摄影机中的点尺寸最小化)。记录在三至五各别透镜Z高度此重新影像点尺寸，则在期望点尺寸成长vsZ高度的曲线适用后，可以提供足够信息以导出最适点位置。此对准技术提供非常良好射束-至-基准对准准确度(例如小于点尺寸的大约 10%),此可以提供能力快速地对准在工件上两个各别扫瞄范围区域，因为在工件上XY位置可以相同而用于处理与对准。藉由将一扫瞄范围的点对准于相邻扫瞄范围的处理特征， 则可以各别地处理两个处理范围，而以高准确度将其接合在一起。此透过透镜视野的额外特征为其能力以映射在被处理部份表面上的射束定位误差。此处理在此种大范围上一部份的挑战为，此射束可以为非远心的(telecentric)(例如此在工件的射束角度可以为非零或不正常)，且在此范围上变化。此角度乘以任何Z高度变化，会产生XY定位误差。此用于大范围扫描透镜的远心角可以一直至大约15度。工件表面变化可以为大约士 100 μ m。因此，此远心角度与工件表面变化的组合可以产生XY误差一直至大约士26 μ m(相对于例如在大约10 μ m与大约20 μ m间范围中的误差预算)。藉由使用此透过透镜视野以记录在此范围中数个点的位置偏差(有足够样本以准确地映像在此处理范围上此部份的Z地形)，而可以将远心误差去除。可以使用在工件上一组参考基准，以致于可以准确地测量相对于基准的处理点的位置(至数微米之内)。在此透过透镜设置中点位置的绝对测量可能为困难。然而，点位置测量可以在对准期间实施或在部份处理期间实时地实施。XIII.范例AOD控制实施例(a)导论在此段落说明此根据一实施例的使用AOD控制结构的LDA处理，此包括范例式， 以判断在处理期间AOD偏转指令。此AOD提供至少两个功能(1)射束位置颤动，以扩张处理射束尺寸，以及(2)振幅调变，以使得能够在去除特征上作斜坡控制。斜坡控制为在特征相交处获得可接受深度变化的一观点。在此例中，经由FPGA，将AOD频率与振幅调变指令更新。例如，图22为根据一实施例的在FPGA 2200中所执行AOD的控制数据流的方块图。此额定更新期间为大约^K)ns。 可以将基本颤动表2210以每个应用为基础加载于FPGA 2200中。在处理期间，此颤动样式是在两个AOD轴之间动态地调整与分开。此外，振幅调变指令动态地控制激光功率。由在此所揭示内容，熟习此技术人士了解，此结构可以被延伸以包括，例如不同组的颤动波形、电流计误差修正及/或轮廓协助。(b) 一般定义XY射束定位轴并未与AOD轴对准(由于在电流计区块内旋转镜的角度)。因此， 在此例中，AOD轴称为轴0与轴1，而非轴X与轴Y。颤动此为对于一或两个AOD轴快速地改变频率指令的过程。此在工件上或工件中处理射束的位置为AOD频率指令的线性函数。FO :A0D频率指令，轴0。Fl :A0D频率指令，轴1。Fnom 用于零偏转的额定AOD频率指令(额定IlOMHz)。Fd〔1.. Nd〕 一组偏转频率，其包括上述的“颤动表” 2210Nd:偏转频率点的数目。Kw 颤动宽度调整因素。Kw = 0用于无颤动(额定处理射束)。WO 额定宽度(用于未颤动处理射束)。Wmax 用于完全AOD偏转的最大宽度Lwc 宽度-改变转换的长度Wk 处理区段k终端的宽度ThetaO 颤动角度偏差。在此角度切割路径，相对于系统XY轴偏转AODl将沟渠加宽。相对于X轴、正CCW以界定角度。Vx = X 轴速度Vy = Y 轴速度剂量基本处理参数以判断沟渠质量；界定为功率/速度，或W/(m/sec) = (J/ sec)/(m/sec) = J/M。在处理期间，可以界定剂量而用于在焦点的额定(未颤动)处理射
束ο(c)AOD频率更新以下式说明根据一范例实施例在处理期间产生AOD频率指令的过程。对于变量使用指数，其如同以下说明是由SCC流出或由资料表取出。计算或测量非指数变量，在此例中，有“j”个处理区段(变量计时)，以及来自FPGA2200(额定^Ons)的”k”个更新注意DSP与FPGA 2200的更新期间为额定，且可以取决于产量(对于DSP)或AOD 驱动器性能表现(对于FPGA 2200)而(例如在0. 1至5. 0 μ sec范围中)调整。(c-i)直线处理对于W〔j〕=用于目前处理区段的宽度Kw = (W〔 j〕-WO) (Wmax-WO)
Theta = atan(Vy/Vx)-ThetaOFo = Fnom+Fd〔k〕*KwFo = Fo*cos(Theta)Fl = Fo^sin(Theta)(c-ii)角落处理如果处理轨迹改变方向，则在转弯区段期间动态地改变Vy与Vx。此转弯是以(额定)固定切线速度(Vx 2+Vy 2 =常数)实施。若已知最初与最后角度，则可以内插Theta 作为时间函数。可以选择性地限制工具路径，而仅使用平滑区段，以致于角落为连续且为正弦轮廓(或对于正弦轮廓的适当进似)而实施，此特别是用于宽线而Kw > O。(c-iii)宽度改变在宽度改变期间，实时地更新颤动因素Kw。设Tseg =处理宽度改变区段的累积耗用时间(时间函数)，V〔j〕=V〔j-1〕=处理区段速度，Lwc =宽度改变处理区段的长度，此实时宽度可以为时间函数，而可以为W = W (j-1) + (W〔j〕-W〔j-1〕*Tseg/Lwc/V〔 j〕)，且其颤动因子 Kw 可以为Kw = (W-WO) / (Wmax-WO)(d)功率调变(d-i)操作模式在AOD子系统中的功率调变可以达成数个目的，其包括射束“遮蔽”(导通/切断)(on/off)；在处理期间，以中等更新速率(大约0.1至5μ s)调变功率；以及在偏转颤动期间，以高更新速率(大约260至2000ns)调变功率。
在此例中藉由驱动器数字调变离散输入(DMOD)，以提供射束“遮蔽”。用于处理控制与颤动的功率调变是藉由AOD驱动器模拟调变输入(AMOD)而提供。可以使用“遮蔽”用于导通/切断控制，以提供实质上完全去除(即使以零指令， 模拟调变可能会有泄漏功率)。此在例如用于模式锁定而并无Q-开关控制时为有用。处理功率调变的用意为当速度动态地改变时，维持用于工件特征的所想要剂量 (功率/速度比)，或在相交处形成特征终端壁斜坡。颤动功率调变具有至少两个目的(1)将绕射效率正常化为偏转指令的函数；以及( 形成射束强度轮廓作为偏转位置的函数，其被使用在终端壁产生经控制斜坡。斜坡控制(特别是，减少的斜坡角度)可以在所去除特征的相交处改善深度控制。(d-ii)处理功率调变调变功率作为剂量与速度的函数。速度在加速与减速区段期间改变，且剂量可以在此等区段中改变，剂量可以在具有不同宽度两个区段的剂量间转换，或转换至不同深度Dose = Dose〔j_l〕+(Dose (j) -Dose〔 j_l〕)氺Tseg/(Lwc/V〔j〕)以及处理功率藉由剂量与速度的乘积而调变P = Dose*V功率可以藉由在AOD的衰减而控制，可以校准AOD而将其衰减响应线性化。在处理一部份之前，可以测量最大(未衰减)功率位准Pmax。因此Atten = P/Pmax(d-iii)高速功率调变(“成形”)高速振幅调变是与定位颤动同步以产生强度，以便将侧壁斜坡控制形成轮廓，以支持正确的相交处理。此被知为射束的强度轮廓的“成形”。请注意，此调变应不与在此所讨论的高速线性化补偿混淆，因为此可以为两个各别步骤。由于以所想要的速率(例如大约^Ons的更新速率)，高速调变可以在FPGA查询表(LUT)中执行。调整因子Ks可以调整强度成形，此类似于上述偏转颤动。此调整允许只将成形使用于相交，因此在宽特征长的执行期间可以避免或减少重大功率损失。给定以下条件Nd =在颤动表2210中项目的数目(例如大约256个项目)Shape〔k〕=成形值之表 2212 (0 至 1 ；Nd 项目)Ks =成形调整因子(0至1 ；以0. 1至5 μ s速率更新)成形表2212的调整由下式所给定Kshape = I-Shape〔k〕*Ks (k 在 1 与 Nd 之间持续循环)请注意，一种所有1的Shape〔〕表2213实际上对应于0功率(对于Ks = 0)。 因此，此表可以载以(l-Non^hape)，而使用者设定NomShape = 1用于全功率，以及0用于零功率。(d-iv)AOD响应与线性化以上所说明的功率调变模式假设振幅调变指令在射束功率中产生线性响应。然而，AOD对于振幅调变指令的响应可以为非线性。且因此可以被正常化。当其RF驱动振幅改变时(以此RF频率决定偏转振幅)，AOD将输出射束功率衰减。此衰减特征可以正弦函数近似，而在振幅调变指令的某值作尖峰传输(最小衰减)。此关系由“绕射效率”(DE)曲线说明，而类似于图20与21中所说明者。对于单一 RF频率(因此固定偏转角度)，此调变曲线可以经由单一查询表(LUT)而线性化。当使用不同RF频率(偏转位置)时，则会变得复杂。此DE曲线的尖峰会在不同调变指令发生，且此DE尖峰值可以变化作为RF频率的函数。虽然此效应并不重要(例如 对于小的偏转范围是大约10%至大约20%的等级、5-10点直径等级)，但是其可以足够大而引起一些处理应用的关切。为了将此适当地正常化，可以将一独特振隔调变修正LUT应用于特定频率范围。 对于某些实施例，其中，偏转范围为中等(例如大约3至5点直径)，则八个查询表(LUT) 为足够。对于各AOD轴可以使用一组LUT。LUT可以提供直接映像至振幅调变指令、或线性化调整因子。此调整因子的执行可以减少数据点数目及/或内插的需求。在图22中显示调整的执行。因为某些AOD操作模式可以使用快速(例如大约4MHz)振幅调变，可以将AOD修正应用至(以FPGA位准)各频率指令更新。(d-v)振幅调变总结总而言之，振幅调变可以由三个衰减因子的乘积而产生(1)处理功率，(2)快速振幅调变(与位置颤动同步)，以及(3)频率依赖线性化。此完整功率调变序列可以说明如下 依据剂量与速度(功率=剂量*速度)，设定处理功率调变值(Kpwr)(每处理更新期间一次)；由颤动表2210计算频率指令(每颤动更新循环一次)；计算高速振幅调变值(Kshape) (每颤动更新循环一次)；由AttenDes = KpwI^Kshape而给定所想要的衰减指令；以及藉由线性化LUT且根据目前频率指令与AttenDes以产生振幅调变指令。图22说明FPGA AOD控制区块，其包括位置颤动、成形衰减、低速衰减以及线性化的细节。请注意，在某些实施例中，只需一个AOD以控制功率。此可能优点为将模拟调变指令对AOD频道(ChO)保持固定，因为AOD在“饱和”或全面振幅调变中更可预测地操作。此第二 AOD (Chl)控制射束衰减。仍然使用线性化表2214将ChO的光学效率线性化。下列三者的乘积为Chl所选择衰减(Attenl) :ChO衰减指令(AttenO)、整体低速衰减指令(Kpwr)以及颤动衰减 (Kshape)。此由Chl线性化表2215处理，而产生Chl模拟调变指令。将用于ChO的ChO模拟调变指令输出保持在1。然后，此用于ChO的线性化表2214 为单一参数(频率指令)的函数。Chl线性化表2215保持为所选择衰减与频率指令的函数。(e)分辨率与计时现在将以上说明用于数据的最小分辨率与更新速率总结于以下表中。较高分辨率与较快更新速率是可接受的。虽然以下并未讨论，如果使用激光所具有脉冲重复频率靠近颤动更新频率，则RF频率更新可以与激光脉冲计时同步。可以提供等待修正2216，将功率控制与射束定位同步。在相交处理期间的协调公差为在工件的大约1 μ m至大约2 μ m等级。对于大约lm/s至大约2m/s的处理速度，此所使用功率协调所具有分辨率大约为1 μ S0
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可以将此协调使用于至少两个区域。在两种情形中，交叉处理的质量取决于相交沟渠的壁斜坡的控制。(e-i)成形振幅调变成形振幅调变的目的在于以与颤动频率同步的振幅调变，而形成沟渠特征的侧壁。可以使用等候源例如DAC转换及/或AOD驱动器响应。在一实施例中，此成形表2212 相对于频率颤动表2210 “偏斜”，这是因为用于各表的更新期间小于1微秒。(e-ii)低速振幅调变振幅调变的目的为一般处理控制、例如剂量控制，以维持所想要的特征深度。一种情形为在相交沟渠的终端的功率控制。在此种情形中，功率被快速地衰减，而在适当位置产生适当的终端壁斜坡。对于终端壁斜坡控制而在相交处贡献小于大约5%的深度变化，且假设20 μ m终端壁转换区域，则使用1 μ m的定位准确度(由于计时与射束定位器定位)。如果以大约lm/s处理，则所使用的计时准确度小于大约1 μ s。此种相交处理的一种方式为，移动此射束定位器以固定速度通过相交处(而将对定位系统的干扰最小化)，且计时此剂量减少，以致于在正确位置转换。等候效应可以藉由移动此转换位置(等候*速度)而处理。但是此可能是危险的，这是因为在速度中的任何变化(例如增加处理速度)，会有移动转换点的副效应。因此，等候调整2216可以藉由调整相对应于射束定位器的剂量控制计时而达成。此提前与延后调整可以藉由以下方式实施以多个指令更新期间(Tupdate)而延迟此射束定位器位置指令，且调整用于部份延迟时间的剂量延迟参数。此部份延迟可以在此剂量指令被传送至AOD子系统之前，由HR滤波器在剂量指令上实施。此用于延迟小于更新期间的滤波器之例为Dout 〔k〕 = (l-Cd)*Dcmd 〔k〕 +Cd*Dcmd 〔k_l〕，其中Dout =至AOD子系统的等候修正剂量指令，Dcmd =来自指令流的剂量指令，K=时间指数，Cd =等候系数=延迟 /Tupdate，以下为一表，其总结根据一实施例使用于AOD更新计算的范例参数与数据表。
权利要求
1.一种用于将激光射束颤动以处理在一工件中特征的方法，其包括以下步骤使用一第一定位系统，沿着一处理轨迹，给予激光射束点位置的第一相对移动；使用一第二定位系统，沿着相对于该处理轨迹的一颤动方向，给予该激光射束点位置的第二相对移动，其中该第二相对移动是重迭在该第一相对移动上，以及其中，该第二相对移动的速度实质上大于该第一相对移动的速度，使用该第二定位系统，根据在该工件上之一或更多个相对应目标位置处的特定特性特征，对激光射束实施振幅调变；以及在该第二相对移动期间，将该激光射束发射至该工件，而在该颤动方向中有效地加宽在该工件的激光射束点。
2.如权利要求1所述的方法，更包括控制一或更多个声光偏转器，而沿着该颤动方向给予该激光射束点位置的该第二相对移动，且将该激光射束振幅调变。
3.如权利要求1所述的方法，更包括控制一或更多个电光偏转器，而沿着该颤动方向给予该激光射束点位置的该第二相对移动，以及将该激光射束振幅调变。
4.如权利要求1所述的方法，更包括控制该第二定位系统，而将该激光射束的两个或更多个激光脉冲至少部份地重迭，以根据沿着该颤动方向所选择的特征的形状将目标材料的所选择数量从该工件去除。
5.如权利要求1所述的方法，其中该特定特性特征包括在该颤动方向中所选择的第一特征的形状，以及其中，该振幅调变改变由该激光射束所提供至该工件的流量轮廓，而在该颤动方向中将该第一特征选择地成形。
6.如权利要求5所述的方法，其中在该颤动方向中将该第一特征选择地成形的步骤包括将该第一特征的侧壁倾斜，该方法更包括根据对应于该第一特征与一第二特征相交处的相交区域的所想要深度，以选择该第一特征侧壁的倾斜数量；以及以该激光射束处理该工件中的该第二特征，该二特征与在该相交区域的该第一特征的倾斜侧壁相交。
7.如权利要求6所述的方法，更包括当该第一特征的倾斜侧壁与该第二特征的倾斜部份组合时，根据所产生该相交区域的该所想要深度，控制该第二定位系统，将对应于该相交区域的该第二特征的一部份倾斜。
8.如权利要求1所述的方法，其中使用该第二定位系统给予该激光射束点位置的该第二相对移动更包括将该激光射束点位置在该第一特征与该第一特征的平行部份之间来回移动，以致于将该激光射束发射至该工件更包括，在沿着该处理轨迹单次通过中处理该等平行部份。
9.如权利要求8所述的方法，更包括调整在该等平行部份间的有效射束处理速度，用于沿着该处理轨迹的转弯，其导致对应于各该等平行部份的不同路径长度；以及根据该所调整有效射束处理速度，以维持用于各该等平行部份的所想要处理剂量，使用该第二定位系统，以调变该激光射束的功率。
10.如权利要求8所述的方法，其中该第一特征与该第二特征更包括彼此并不平行的分岐部份，以及其中一转换区域界定从该等平行部份至该等分岐部份的改变，该方法更包括在该转换区域中，沿着该处理轨迹，将该第二特征的该平行部份选择性地成形； 当沿着该处理轨迹继续处理该第一特征时，终止处理在该转换区域中的该第二特征； 在处理该第一特征的该分岐部份之后，沿着一分岐处理轨迹处理该第二特征的该分岐部份，以致于与在该转换区域中该第二特征的选择地成形平行部份相交，其中，该第二特征的该分岐部份在该分岐处理轨迹的方向中，在该转换区域中选择地成形，以致于该第二特征的该平行部份与该分岐部份的相交对应于在该处理区域中该第二特征的所想要深度。
11.如权利要求1所述的方法，其中该特定特性特征包括在该处理轨迹的方向中该第一特征的选择性形状，该方法更包括使用该第二定位系统，改变流量轮廓，以在该处理轨迹的方向中产生该第一特征的倾斜部份，其中，该处理轨迹的方向中该第一特征的倾斜部份的倾斜数量是根据对应于该第一特征与该第二特征相交处的该相交区域中该所想要深度；以及以各系列激光脉冲处理在该工件中的该第二特征，该第二特征与在该相交区域的该第一特征的倾斜部份相交。
12.如权利要求11所述的方法，其中将该处理轨迹的方向中该第一特征的部份倾斜的步骤包括当该第一特征进入对应于该第一特征与该第二特征相交处的该相交区域时，将该第一特征从第一深度倾斜至第二深度；当该第一特征离开该相交区域时，将该第一特征从该第二深度倾斜回该第一深度，其中，该第二深度大约为该第一深度的一半；以及以该各系列激光脉冲处理在该第二特征，而将该第二特征成形，以致于当进入该相交区域时，该第二特征从该第一深度倾斜至该第二深度，且当离开该相交区域时，该第二特征从该第二深度倾斜至该第一深度。
13.如权利要求1所述的方法，更包括产生点振幅的扫瞄样式，以界定该等激光脉冲的点位置与功率振幅，用于将该第一特征的流量与该第二特征的相交部份的流量组合；以及根据该点振幅的该扫瞄样式，将多个该等激光脉冲提供给该工件。
14.如权利要求13所述的方法，其中产生该点振幅的该扫瞄样式的步骤包括 设定对应于该相交区域的一候选扫瞄格栅；对于该扫瞄格栅中的各点，计算在一扫瞄场上的流量轮廓，以产生各影响函数；将该等影响函数组合成一影响函数矩阵；计算一拟似逆影响函数矩阵；以及使用该拟似逆影响函数矩阵，计算在各格栅点的该点振幅。
15.如权利要求1所述的方法，更包括 感测在该第一定位系统中的一定位误差；将该定位误差过滤而在一所想要频率范围上匹配相位与增益响应，且将噪声去除；以及将该经过滤定位误差提供给该第二定位系统，以修正该定位误差。
16.如权利要求1所述的方法，其中该第二定位系统包括该声光偏转器(AOD)，该方法更包括以下步骤根据由该第二定位系统所提供在该颤动方向中所想要偏转范围且根据该AOD的绕射效率以选择该激光射束的最大功率。
17.如权利要求1所述的方法，更包括当保持该第一定位系统的等速度时，使用该第二定位系统以相对于该工件来改变该激光射束点位置的速度来作为将进行处理的所选特征而改变宽度，从而对具有不同宽度的所选特征的不同部分提供不同剂量。
18.如权利要求1所述的方法，更包括成形该激光射束的强度分布。
19.如权利要求1所述的方法，更包括以相关该工件的表面的一角度来倾斜该激光射束。
20.一种用于将工件微机械加工的激光处理系统，该系统包括一激光源，其产生激光射束，用于处理在该工件表面中的一特征；一第一定位系统，用于沿着相对于该工件表面的处理轨迹，而给予一激光射束点位置的一第一相对移动；以及一第二定位系统，其包括一声光偏转器(AOD)子系统，而沿着垂直于该处理轨迹的方向，有效地加宽一激光射束点。
21.如权利要求20所述的系统，其中该第一定位系统是由以下所构成的组中选出一电流计驱动子系统，以及快速操控镜(FSM)子系统。
22.如权利要求20所述的系统，其中该AOD子系统包括由一第一射频(RF)信号所驱动的一第一 A0D;以及由一第二射频(RF)信号所驱动的一第二 A0D，其中，该第一 AOD与该第二 AOD藉由提供上升频率给该第一 RF信号与该第二 RF信号， 将该激光射束去焦点，而使用干扰以有效地加宽该激光射束点。
23.如权利要求20所述的系统，其中该AOD子系统藉由沿着垂直方向给予激光射束点位置一第二相对移动，而使用颤动将该激光射束点有效地加宽，其中，该第二相对移动与该第一相对移动重迭，以及其中该第二相对移动的速度实质上大于该第二相对移动的速度。
24.如权利要求20所述的系统，其中该AOD子系统更改变该激光射束的强度轮廓，作为沿着垂直于该处理轨迹方向偏转位置的函数，而在垂直于该处理轨迹方向中，将该特征选择地成形。
25.如权利要求M所述的系统，其中在垂直于该处理轨迹方向中将该特征选择地成形，该AOD子系统根据沿着垂直于该处理轨迹方向的该激光射束点位置，调整该激光射束的平均流量。
26.如权利要求25所述的系统，其中该AOD子系统更根据沿着该处理轨迹的偏转位置， 以调整该激光射束的该平均流量与功率振幅，而沿着该处理轨迹，将该特征选择地成形。
27.如权利要求M所述的系统，其中该AOD子系统包括一电光偏转器，而在该处理轨迹方向与垂直于该处理轨迹方向的至少之一中，将该激光射束偏转；以及一声光调变器，用于将该激光射束的该功率振幅调变。
28.如权利要求20所述的系统，更包括一传感器，以产生该电流计子系统的一定位误差信号；以及一过滤器，将该定位误差信号过滤，该过滤器在一所选择频率范围上电流计误差至射束位置之间，将一转换函数的相位与增益实质地匹配，同时滤除高频率传感器噪声， 其中，该AOD子系统根据该经过滤误差信号，将该激光射束偏转。
29.如权利要求20所述的系统，更包括一低通滤波器，用于接收一命令射束位置信号，该低通滤波器将超过该电流计子系统频宽的该命令射束位置信号的部份去除，该低通滤波器输出一电流计命令信号，用于控制由该电流计子系统所提供的偏转；一延迟组件，其根据由该低通滤波器所导入该电流计命令信号的延迟数量，以延迟该命令射束位置信号；以及一组件，用于将该延迟组件的输出减去该低通滤波器所输出的该电流计命令信号，以产生一 AOD命令信号，用于控制由该AOD子系统所提供的偏转。
30.如权利要求20所述的系统，更包括一成形组件，用于成形该激光射束的强度分布；以及一传送透镜，其配置以接收来自该AOD子系统的该激光射束并且集中该激光射束在该成形组件的孔径上，与该AOD子系统到该激光射束所提供的偏转角度无关。
31.如权利要求30所述的系统，其中 该成形组件包括绕射光学组件。
32.如权利要求20所述的系统，更包括一扫描透镜，用于将该激光射束聚焦在该激光射束点位置；以及一传送透镜，其配置以接收在相关于该扫描透镜的所选位置处来自该AOD子系统的该激光射束，使该激光射束相关于该工件的表面倾斜。
全文摘要
一种激光处理系统，用于将一工件微机械加工，包括一激光源，以产生激光脉冲用于处理在该工件中的特征；一电流计驱动(galvo)子系统，用于沿着相对于该工件表面的一处理轨迹，给予激光射束点位置的第一相对移动；以及一声光偏转器(AOD)子系统，其沿着垂直于该处理轨迹的方向，将一激光射束点有效地加宽。该AOD子系统可以包括AOD与电光偏转器的组合。该AOD子系统可以改变该激光脉冲的强度轮廓，作为沿着颤动方向偏转位置的函数，而在该颤动方向中将该特征选择地成形。可以使用该成形将该工件上的特征相交。该AOD子系统亦可提供扫瞄、电流计误差位置修正、功率调变及/或透过透镜观看以及对准该工件。
文档编号H01L23/48GK102481664SQ201080023567
公开日2012年5月30日 申请日期2010年5月28日 优先权日2009年5月28日
发明者威廉·J·乔丹, 布莱恩·强汉森·莱伯格, 松本久, 詹姆斯·埃斯梅尔, 马克·A·昂瑞斯 申请人:伊雷克托科学工业股份有限公司