用于工件分離的方法及裝置及借此制造的物品的制作方法
【專利說(shuō)明】用于工件分離的方法及裝置及借此制造的物品
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)案的交互參照
[0002] 本申請(qǐng)案為美國(guó)非臨時(shí)申請(qǐng)案。本申請(qǐng)案主張2013年8月16日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí) 申請(qǐng)案第61/866, 736號(hào)、2013年2月19日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案第61/766, 274號(hào)、2012 年12月10日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案第61/735, 489號(hào)以及2012年9月21日申請(qǐng)的美國(guó) 臨時(shí)申請(qǐng)案第61/704, 038號(hào)的權(quán)益，該美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案的內(nèi)容以全文引用方式納入本文 以達(dá)所有目的。
【背景技術(shù)】
[0003] 本發(fā)明的實(shí)施例通常關(guān)于用于分離諸如玻璃片、晶圓、基板等等的工件的方法。
[0004] 包括薄玻璃基板的硬光學(xué)材料，不論是否經(jīng)化學(xué)強(qiáng)化、熱強(qiáng)化或未經(jīng)強(qiáng)化，其已在 消費(fèi)性電子產(chǎn)品及其他行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。例如，化學(xué)強(qiáng)化玻璃基板及熱強(qiáng)化玻璃基板 已用作封蓋基板，其用于并入移動(dòng)電話、顯示設(shè)備（諸如電視及計(jì)算機(jī)監(jiān)視器）以及多種其 他電子設(shè)備中的LCD與LED顯示器以及觸控應(yīng)用。為降低與制造此類消費(fèi)性電子設(shè)備相關(guān) 聯(lián)的成本，將大型基板或共同基板自硬光學(xué)材料制造商運(yùn)送至材料使用者，且隨后該使用 者使用諸如機(jī)械劃痕輪或激光的設(shè)備自共同基板單一化個(gè)別基板。
[0005] 然而，當(dāng)共同玻璃基板由化學(xué)強(qiáng)化或熱強(qiáng)化玻璃形成時(shí)，自共同玻璃基板單一化 個(gè)別玻璃基板可為尤其困難的。例如，壓縮應(yīng)力與儲(chǔ)存于中央張力區(qū)內(nèi)的彈性能的量級(jí)可 使得難以對(duì)化學(xué)強(qiáng)化或熱強(qiáng)化玻璃進(jìn)行切割及精整。高表面壓縮層及深壓縮層使得難以如 傳統(tǒng)劃線及彎曲過(guò)程中一樣來(lái)對(duì)玻璃基板機(jī)械地劃線。此外，若中央張力區(qū)中儲(chǔ)存的彈性 能足夠高，則當(dāng)表面壓縮層遭穿透時(shí)，玻璃可以爆裂方式破裂。在其他情況下，彈性能的釋 放可導(dǎo)致該破裂偏離分離路徑。類似地，對(duì)適于用作電子顯示器的封蓋材料的其他硬光學(xué) 材料分離或單一化亦存在困難，該材料諸如剛玉、陶瓷、半導(dǎo)體、金屬或金屬合金以及玻璃 陶瓷。因此，存在對(duì)用于分離包括硬光學(xué)材料的強(qiáng)化玻璃基板的可靠方法的需要。
【附圖說(shuō)明】
[0006] 圖IA為例示根據(jù)本文示范性描述的一或多個(gè)實(shí)施例的工件的平面圖，該工件可 沿分離路徑的一實(shí)施例分離；
[0007] 圖IB為例示可沿分離路徑分離的工件的一實(shí)施例的橫截面視圖，該橫截面視圖 沿圖IA中所示的線IB-IB截??；
[0008] 圖2為多個(gè)修改區(qū)已沿分離路徑形成之后的圖IB中所示的工件的橫截面視圖；
[0009] 圖3A、圖4A及圖5A為例示脈沖計(jì)時(shí)的脈沖計(jì)時(shí)圖表，激光脈沖可以該脈沖計(jì)時(shí)受 導(dǎo)向來(lái)碰撞于工件上，以便形成圖2中所示的修改區(qū)；
[0010] 圖3B、圖4B及圖5B為示意性地例示修改區(qū)形成的各種階段的放大橫截面視圖，該 形成由于激光脈沖根據(jù)圖3A、圖4A及圖5A中分別所示的脈沖計(jì)時(shí)碰撞于工件上而產(chǎn)生；
[0011]圖6為例示根據(jù)本文示范性描述的一或多個(gè)實(shí)施例的分離路徑的另一實(shí)施例的 平面圖，工件可沿該分離路徑分離；
[0012] 圖7示意性地例示根據(jù)一實(shí)施例的包括射束源的工件處理裝置，該射束源可操作 來(lái)形成修改區(qū)，諸如相對(duì)于圖2示范性描述的彼等區(qū)域；
[0013] 圖8至圖11示意性地例示可并入圖7中所示的工件處理裝置中的射束源的其他 實(shí)施例；
[0014] 圖12為描述用工件處理裝置來(lái)處理工件的方法的一實(shí)施例的流程圖；
[0015] 圖13A為示意性地例示工件載體的一實(shí)施例的平面圖，該工件載體供相對(duì)于圖12 示范性描述的方法使用；
[0016] 圖13B為示意性地例示工件載體的一實(shí)施例的橫截面視圖，該橫截面視圖沿圖 13A中所示的線XIIIB-XIIIB截取；
[0017] 圖14A為示意性地例示工件處理裝置的一實(shí)施例的平面圖，該工件處理裝置供相 對(duì)于圖12示范性描述的方法一起使用；
[0018] 圖14B為示意性地例示工件處理裝置的一實(shí)施例的橫截面視圖，該橫截面視圖沿 圖14A中所示的線XIVB-XIVB截取；
[0019] 圖15為示意性地例示轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的一實(shí)施例的平面圖，該轉(zhuǎn)移系統(tǒng)將與諸如圖14A 及圖14B中所示的工件處理裝置一起使用；
[0020] 圖16為示意性地例示將工件自工件處理裝置轉(zhuǎn)移至圖15中所示的轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的一 實(shí)施例的方法的一實(shí)施例的正視圖；
[0021] 圖17為示意性地例示將工件自圖15中所示的轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的另一實(shí)施例轉(zhuǎn)移至緩沖 站的方法的一實(shí)施例的正視圖；
[0022] 圖18為描述一種用于確保射束的束腰在工件修改過(guò)程期間沿z軸恰當(dāng)定位的方 法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 以下參照隨附圖式描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。在不偏離本發(fā)明的精神及教示的 情況下，許多不同的形式及實(shí)施例是可能的，且因此本發(fā)明不應(yīng)解釋為限于本文所闡述的 示例性實(shí)施例。實(shí)情為，提供此等示例性實(shí)施例以使得本發(fā)明將透徹及完整，且將向熟習(xí)該 此項(xiàng)技術(shù)者傳達(dá)本發(fā)明的范疇。
[0024] 在圖式中，組件的大小及相對(duì)大小可予以夸示以達(dá)清晰性。本文所使用的術(shù)語(yǔ)僅 出于描述特定示例性實(shí)施例的目的，且并非意欲為限制性的。應(yīng)理解，本文中所使用的諸如 "前部"及"背部"及"后部"、"左側(cè)"及"右側(cè)"、"頂部"及"底部"、"上部"及"下部"及類似 者的各種方位性用詞僅是為了方便，且并非意欲將所描述的方位限制為相對(duì)于可使用任何 所述結(jié)構(gòu)的任何環(huán)境的任何絕對(duì)或固定的方位。
[0025] 如本文所使用，除非上下文中另外明確定指示，否則單數(shù)形式"一"及"該"意欲包 括復(fù)數(shù)形式。將進(jìn)一步理解的是，當(dāng)本說(shuō)明書(shū)中使用"包括（comprises/comprising) "一詞 時(shí)，其指定所闡述特征、整數(shù)、步驟、操作、組件及/或組件的存在，但并不排除存在或增加 一或多個(gè)其他特征、整數(shù)、操作、組件、組件及/或其群組。除非另外指定，否則值的范圍在 被陳述時(shí)包括該范圍的上限及下限以及上下限之間的任何子范圍。
[0026] 如以下更詳細(xì)地論述，本文中示范性描述的一些實(shí)施例可通常表征為一種方法， 該方法用于修改工件（提供為片材、板材、基板等的工件，其包括一或多種材料或材料層） 內(nèi)的多個(gè)區(qū)以進(jìn)而在工件內(nèi)形成多個(gè)修改區(qū)。修改區(qū)可包括形成于工件中的一或多個(gè)裂 紋、斷口、空隙、密化區(qū)，或類似區(qū)或其組合。通常而言，工件的特征可在于具有第一表面、與 該第一表面相對(duì)的第二表面以及該第一表面與該第二表面之間的內(nèi)部，且修改區(qū)沿分離路 徑布置于工件中。如以下更詳細(xì)地論述，修改區(qū)根據(jù)工件修改過(guò)程而形成于工件中，該工件 修改過(guò)程涉及將激光脈沖束導(dǎo)向至工件上，以使得該射束中的激光脈沖于第一表面處入射 至工件上，且隨后進(jìn)入工件的內(nèi)部并朝向第二表面。該工件修改過(guò)程可進(jìn)行來(lái)形成一或多 個(gè)修改區(qū)，該或該修改區(qū)自該第二表面延伸至該第一表面，自該第二表面延伸至該內(nèi)部中 并在與該第一表面間隔開(kāi)的一位置處終止，在該內(nèi)部中延伸但與該第一表面及該第二表面 間隔開(kāi)，或其任何組合。
[0027] 在一實(shí)施例中，該工件可受內(nèi)部應(yīng)力（例如，歸因于工件內(nèi)部?jī)?nèi)的各種位置處的 工件組成，歸因于形成工件的過(guò)程，或類似者或其組合）。在此種實(shí)施例中，在形成修改區(qū)之 后，一或多個(gè)應(yīng)力場(chǎng)可產(chǎn)生于工件的內(nèi)部?jī)?nèi)，該應(yīng)力場(chǎng)通常圍繞該修改區(qū)且沿分離路徑延 伸。取決于諸如修改區(qū)延伸穿過(guò)工件的高度、工件內(nèi)的內(nèi)部應(yīng)力等的因素，該一或多個(gè)應(yīng)力 場(chǎng)可足以建立一或多個(gè)裂紋及/或使其傳播穿過(guò)工件的內(nèi)部（例如，以便在第一表面與第 二表面之間完整地延伸），以便自發(fā)地沿分離路徑分離工件。工件自發(fā)地沿分離路徑分離所 耗費(fèi)的時(shí)間可通常相應(yīng)于在修改區(qū)形成之前工件內(nèi)的內(nèi)部應(yīng)力的量級(jí)、沿分離路徑形成的 修改區(qū)的數(shù)目、沿分離路徑的相鄰修改區(qū)之間的距離、修改區(qū)延伸至工件中的高度，或類似 者或其組合。
[0028] 在另一實(shí)施例中，在形成修改區(qū)后，可對(duì)工件（例如，受內(nèi)部應(yīng)力的工件或不受內(nèi) 部應(yīng)力或內(nèi)部應(yīng)力可忽略的工件）有益地施加應(yīng)力（例如，通過(guò)加熱工件、冷卻工件、彎曲 工件、機(jī)械地沖擊工件、在工件內(nèi)形成相較于修改區(qū)而言延伸至工件中更遠(yuǎn)處的氣孔、凹槽 或裂紋，或類似者或其組合），以便產(chǎn)生前述一或多個(gè)應(yīng)力場(chǎng)，進(jìn)而建立一或多個(gè)裂紋及/ 或使其傳播穿過(guò)工件的內(nèi)部（例如，以便在第一表面與第二表面之間完整地延伸）且沿分 離路徑分離工件。
[0029] 通常而言，工件可由諸如剛玉的材料形成，該材料包括藍(lán)寶石、陶瓷、半導(dǎo)體、金屬 或金屬合金、玻璃、玻璃陶瓷，或類似物或其組合?？尚纬晒ぜ氖痉缎蕴沾刹牧习ㄑ趸?鋁、氧化鈹、氧化鋯或類似氧化物或其組合?？尚纬晒ぜ氖痉缎园雽?dǎo)體材料包括元素或化 合物半導(dǎo)體（例如，硅、鍺、硅-鍺、碳化硅或類似物或其組合），半導(dǎo)體氧化物，或類似物或 其組合?？尚纬晒ぜ氖痉缎越饘偌敖饘俸辖鸢ㄤX、銦、鈦、鋅、不銹鋼或類似物、其合金、 其氧化物、其氮化物，或類似物或其任何組合。可形成工件的示范性玻璃包括鈉鈣玻璃、硼 硅酸鹽玻璃、鋁硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃、鈉鋁硅酸鹽玻璃、鈣鋁硅酸鹽玻璃、磷酸鹽玻 璃、氟化物玻璃、硫?qū)俨Ａ?、塊狀金屬玻璃或類似物或其任何組合。當(dāng)由玻璃形成時(shí)，工件可 經(jīng)化學(xué)強(qiáng)化、熱