[发明专利]使用弯曲准非衍射激光射束来激光加工透明工件的方法

说明书

本申请涉及一种加工透明工件(160)的方法，该方法包括：将沿着射束路径(111)定向的激光射束(112)引导到透明工件(160)中，使得被引导到透明工件(160)中的激光射束(112)的部分是激光射束焦弧(113)，并且在透明工件(160)内生成诱导吸收，该诱导吸收在透明工件(160)内产生缺陷(172)。该激光射束焦弧(113)具有波长λ、光斑尺寸w₀、以及大于(I)的瑞利范围Z_R，其中F_D是具有为10或更大的值的无量纲发散因子。该激光射束焦弧(113)在相对于不受影响的射束传播方向的线位移方向上变化，其中线位移方向沿着激光射束焦弧的长度在x‑方向、y‑方向或这两者上延伸，使得缺陷(172)在线位移方向上变化。

本申请根据35 USC§119(e)，要求于2019年7月1日提交的美国临时专利申请序列号62/869,272的优先权，并且该申请通过引用以其整体并入本文。

背景技术

技术领域

本说明书总体涉及用于激光加工透明工件的设备和方法，并且更具体地，涉及包括沿着激光射束焦弧(focal arc)在线位移方向上变化的激光射束焦弧的激光射束。

技术背景

材料的激光加工领域涵盖涉及不同类型材料的切割、钻孔、铣削、焊接、熔化等的各种应用。在这些工艺中，特别感兴趣的一种工艺是在可用于生产用于薄膜晶体管(TFT)或电子设备的显示材料的材料(诸如玻璃、蓝宝石或熔融石英)的工艺中切割或分离不同类型的透明基板。

从工艺开发和成本角度来看，在切割和分离玻璃基板方面存在许多改进的机会。与目前在市场上实施的方法相比，具有更快、更清洁，更便宜、更可重复且更可靠的分离玻璃基板的方法是非常有意义的。因此，需要用于分离玻璃基板的替代改进方法。

发明内容

根据本公开的一个实施例，一种用于加工透明工件的方法包括：将沿着射束路径定向的激光射束引导到透明工件中，使得被引导到透明工件中的激光射束的部分是激光射束焦弧，并且在透明工件内生成诱导吸收，该诱导吸收在透明工件内产生缺陷。该激光射束焦弧包括波长λ、光斑尺寸w₀、以及大于的瑞利范围Z_R，其中F_D是具有为10或更大的值的无量纲发散因子。该激光射束焦弧在线位移方向上变化，其中线位移方向沿着激光射束焦弧的长度在x-方向、y-方向或这两者上延伸，使得透明工件内的缺陷在线位移方向上变化。此外，x-方向和y-方向各自正交于不受影响的射束传播方向。

根据本公开的另一实施例，一种用于加工透明工件的方法包括：将沿着射束路径定向并且在射束传播方向上传播的激光射束引导到透明工件中，使得被引导到透明工件中的激光射束的部分是激光射束焦弧，并且在透明工件内生成诱导吸收，该诱导吸收在透明工件内产生缺陷。该激光射束焦弧包括波长λ、光斑尺寸w₀、以及大于的瑞利范围Z_R，其中F_D是包括为10或更大的值的无量纲发散因子。该激光射束焦弧在线位移方向上变化，其中线位移方向沿着激光射束焦弧的长度在x-方向、y-方向或这两者上延伸，使得缺陷在线位移方向上变化。此外，x-方向和y-方向各自正交于不受影响的射束传播方向。该方法还包括沿着轮廓线在平移方向上将透明工件和激光射束中的至少一者相对于彼此平移，从而在透明工件中形成包括多个缺陷的轮廓，其中所述多个轮廓中的每个轮廓在线位移方向上变化，并且平移方向正交于射束传播方向，并且与线位移方向不同。

本文中所描述的过程和系统的附加特征和优点将在以下具体实施方式中阐述，并且将部分地从所述描述中对本领域的技术人员变得显而易见，或可通过实践本文中所描述的实施例(包括下面的具体实施方式、权利要求书以及附图)而被认识。