[发明专利]透明工件堆叠体的选择性激光加工

说明书

一种加工透明工件(160、260、360)的方法包括：在透明工件(160、260、360)之中或之上形成光学改性区域(240、340)；以及在透明工件(160、260、360)中形成轮廓(170、270)，所述轮廓(170、270)具有在透明工件(160、260、360)中的多个缺陷(172、272)，其与光学改性区域(240、340)侧向偏置定位。形成轮廓(170、270)包括：将沿着光束路径(111)取向的作为准无衍射光束的主激光束(212)引导到透明工件(160、260、360)上，以将主激光束(212)的第一散焦部分(216a)引导到透明工件(160、260、360)中，从而在透明工件(160、260、360)内产生诱导吸收，以在透明工件(160、260、360)内产生缺陷(172、272)；以及通过光学改性区域(240、340)改变主激光束(212)的第二散焦部分(216b)。另外，使透明工件(160、260、360)和主激光束(212)沿着轮廓线(165、265)相对于彼此平移，并且从光学改性区域(240、340)侧向偏置。

本申请要求2018年3月29日提交的系列号为62/649,753的美国临时申请的优先权权益，本文以该申请的内容为基础并通过引用将其全部结合入本文。

背景

技术领域

本说明书一般涉及用于激光加工透明工件的设备和方法，更具体地，涉及选择性地激光加工包含多个透明工件的工件堆叠体。

背景技术

材料的激光加工领域涵盖各种应用，这些应用涉及不同类型的材料的切割、钻孔、研磨、焊接、熔化等。在这些工艺中，特别受到关注的是在可以用于生产薄膜晶体管(TFT)的材料(例如玻璃、蓝宝石或熔凝二氧化硅)或电子装置的显示器材料的工艺中切割或分离不同类型的透明基材。

从工艺开发和成本方面看，有许多机会来改进玻璃基材的切割和分离。与目前在市场上实施的方法相比，具有更快、更清洁、更便宜、可重复性更高且更可靠的分离玻璃基材的方法是受到极大关注的。因此，需要用于分离玻璃基材的替代性的改进方法。

发明内容

根据第1个实施方式，一种加工透明工件的方法包括：在透明工件之中或之上形成光学改性区域；以及在透明工件中形成轮廓，所述轮廓包括在透明工件中的多个缺陷，其与光学改性区域侧向偏置定位。形成轮廓包括：将沿着光束路径取向的包含准无衍射光束的主激光束引导到透明工件上，以使得：主激光束的第一散焦部分被引导到透明工件中，从而在透明工件内产生诱导吸收，该诱导吸收在透明工件内产生缺陷，至少部分的缺陷在至少一部分光学改性区域下方延伸；以及通过光学改性区域改变主激光束的第二散焦部分。准无衍射光束包括波长λ；光斑尺寸w_o；以及包括瑞利范围Z_R的截面，所述瑞利范围Z_R大于其中F_D是无量纲的发散度因子，其包括10或更大的数值。另外，使透明工件和主激光束沿着轮廓线相对于彼此平移，并且与光学改性区域侧向偏置。

第2个实施方式包括如第1个实施方式所述的方法，其中，光学改性区域包括在透明工件中形成的改性迹线。

第3个实施方式包括如第2个实施方式所述的方法，其中，在透明工件中形成改性迹线包括：将辅助激光束引导到透明工件上，以使得辅助激光束改变至少一部分的透明工件；以及使透明工件和辅助激光束沿着改性线相对于彼此平移，从而沿着改性线改性透明工件，形成改性迹线。

第4个实施方式包括如第3个实施方式所述的方法，其中，辅助激光束和主激光束各自包括脉冲激光束；主激光束包括第一脉冲能，并且辅助激光束包括第二脉冲能；并且第一脉冲能大于第二脉冲能。

第5个实施方式包括如第4个实施方式所述的方法，其中，将辅助激光束引导到透明工件上改变了至少一部分透明工件的折射率；并且使透明工件和辅助激光束沿着改性线相对于彼此平移在透明工件内产生了折射率改变区域，从而形成了改性迹线。