通過(guò)折疊三角測(cè)量傳感器光學(xué)器件路徑的共軸距離測(cè)量的制作方法
【專利摘要】本公開(kāi)提供了用于對(duì)襯底進(jìn)行劃片的設(shè)備和方法。在一方面，一種設(shè)備包括：光學(xué)器件，所述光學(xué)器件用于將劃片束聚焦至襯底上；以及射束焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，所述射束焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)用于調(diào)整所述光學(xué)器件。基于三角測(cè)量的距離傳感器確定所述基于三角測(cè)量的距離傳感器與所述襯底之間的距離，其中所述基于三角測(cè)量的距離傳感器被定位在偏離所述劃片束的位置。反射元件被定位成使得來(lái)自所述基于三角測(cè)量的距離傳感器的源的入射束反射至所述襯底并且隨后反射回所述基于三角測(cè)量的距離傳感器的檢測(cè)器。所述射束焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)基于所述基于三角測(cè)量的距離傳感器與所述襯底之間的所述距離調(diào)整所述光學(xué)器件，以使所述劃片束聚焦在所述襯底上的期望位置。
【專利說(shuō)明】通過(guò)折疊三角測(cè)量傳感器光學(xué)器件路徑的共軸距離測(cè)量
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2012年3月30日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)13/436，387的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)，在此以引用的方式將其全部并入本文中以達(dá)到所有目的。
[0003]領(lǐng)域
[0004]所公開(kāi)的實(shí)施方案總體涉及用于跟蹤襯底表面位置的設(shè)備和方法，更具體地，涉及使用光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)跟蹤襯底表面位置并且促進(jìn)劃片束的焦點(diǎn)調(diào)整的設(shè)備和方法。
[0005]背景
[0006]許多應(yīng)用要求精確控制射束焦點(diǎn)相對(duì)于表面的位置。例如，光學(xué)檢查、機(jī)器視覺(jué)、激光圖案化和各種各樣其它類似應(yīng)用要求通過(guò)在與襯底表面(或多個(gè)表面)相距測(cè)量距離處閉合位置控制回路來(lái)對(duì)焦距進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制。在一些情況下，襯底的形狀因子指示對(duì)透鏡與襯底表面之間的距離的測(cè)量是從襯底與圖案化激光器、檢查光學(xué)器件等的相同側(cè)來(lái)執(zhí)行。另外，在一些情況下，襯底表面可能在短距離上是不均勻的，這會(huì)導(dǎo)致距離測(cè)量因測(cè)量位置與目標(biāo)位置偏離而造成的錯(cuò)誤。出于這個(gè)原因，可在接近要圖案化或檢查的位置的點(diǎn)測(cè)量與表面的距離。
[0007]概述
[0008]所公開(kāi)的是一種包括基于三角測(cè)量的距離傳感器以及相關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件的設(shè)備和使用所述設(shè)備的方法的實(shí)施方案。
[0009]在本公開(kāi)中描述的本主題的一個(gè)新穎方面可以實(shí)現(xiàn)在一種被配置成對(duì)具有第一側(cè)和第二側(cè)的電致變色薄片進(jìn)行劃片的設(shè)備中，其中電致變色器件被設(shè)置在第一側(cè)上。所述設(shè)備包括劃片用激光器以及基于三角測(cè)量的距離傳感器。來(lái)自劃片用激光器的劃片束被配置成從第二側(cè)入射在電致變色薄片上，并且限定劃片光學(xué)路徑，以使劃片束基本上垂直于電致變色薄片的第二側(cè)。劃片束被配置成燒蝕電致變色器件?；谌菧y(cè)量的距離傳感器包括三角測(cè)量激光器和檢測(cè)器?；谌菧y(cè)量的距離傳感器被定向成使得來(lái)自三角測(cè)量激光器的第一激光束基本上垂直于劃片光學(xué)路徑、從電致變色薄片反射并且隨后由檢測(cè)器檢測(cè)。
[0010]在一些實(shí)施方案中，基于三角測(cè)量的距離傳感器被定位在電致變色薄片與劃片光學(xué)路徑的相同側(cè)上。在一些實(shí)施方案中，第一激光束在由檢測(cè)器檢測(cè)之前是沿基本上垂直于劃片光學(xué)路徑的路徑來(lái)反射。
[0011]在一些實(shí)施方案中，基于三角測(cè)量的距離傳感器還包括第一反射鏡，所述第一反射鏡被定向成反射來(lái)自三角測(cè)量激光器的基本上垂直于劃片光學(xué)路徑的第一激光束，使其基本適應(yīng)劃片光學(xué)路徑。第一激光束被反射，以使其與劃片束在標(biāo)稱焦面相交?；谌菧y(cè)量的距離傳感器還包括第二反射鏡，所述第二反射鏡被定向成將從電致變色薄片反射的第一激光束反射至檢測(cè)器。
[0012]在一些實(shí)施方案中，所述設(shè)備還包括聚焦透鏡。聚焦透鏡被定位成使得劃片束基本上入射在電致變色薄片與電致變色器件的界面上?；谌菧y(cè)量的距離傳感器被配置成確定電致變色薄片與電致變色器件的界面的位置。處理器被配置成基于所述基于三角測(cè)量的距離傳感器的確定來(lái)定位聚焦透鏡。
[0013]在本公開(kāi)中描述的本主題的另一新穎方面可以實(shí)現(xiàn)在一種用于對(duì)標(biāo)稱平坦襯底進(jìn)行劃片的設(shè)備中。所述設(shè)備包括光學(xué)器件集合、射束焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)、基于三角測(cè)量的距離傳感器以及至少一個(gè)反射元件。光學(xué)器件集合用于在襯底和劃片束相對(duì)于彼此移動(dòng)時(shí)將劃片束聚焦到襯底上的劃片位置，以在襯底上形成劃片線。射束焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)用于在襯底在劃片期間相對(duì)于劃片束而移動(dòng)時(shí)調(diào)整光學(xué)器件集合，以使劃片線的焦點(diǎn)遵循襯底上的輪廓?；谌菧y(cè)量的距離傳感器包括:(i)檢測(cè)束源，所述檢測(cè)束源用于發(fā)出入射束以使其反射離開(kāi)襯底；以及(ii)檢測(cè)器，所述檢測(cè)器用于檢測(cè)在入射束反射離開(kāi)襯底時(shí)形成的反射束的位置。反射束在檢測(cè)器上的位置提供了對(duì)基于三角測(cè)量的距離傳感器與襯底之間的距離的指示或測(cè)量?；谌菧y(cè)量的距離傳感器被配置成使得入射束基本上與劃片束正交地從檢測(cè)束源發(fā)出。至少一個(gè)反射元件被定位成(i)將來(lái)自基于三角測(cè)量的距離傳感器的入射束反射至襯底上、位于劃片位置上或接近劃片位置的位置處，并且(ii)將來(lái)自襯底的反射束反射至檢測(cè)器上?；谌菧y(cè)量的距離傳感器提供了對(duì)基于三角測(cè)量的距離傳感器與襯底之間的距離的指示或測(cè)量。
[0014]在一些實(shí)施方案中，所述設(shè)備還包括邏輯，所述邏輯用于接收對(duì)基于三角測(cè)量的距離傳感器與襯底之間的距離的指示或測(cè)量，并且用于引導(dǎo)射束焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整光學(xué)器件集合以將劃片線焦點(diǎn)維持在襯底的區(qū)域上。
[0015]在一些實(shí)施方案中，所述設(shè)備還包括用于在劃片期間使得襯底相對(duì)于光學(xué)器件集合在第一方向上移動(dòng)的第一平移平臺(tái)。在一些實(shí)施方案中，所述設(shè)備還包括用于使得襯底相對(duì)于光學(xué)器件集合在基本上正交于(i)劃片束的傳播方向和(ii)第一方向兩者的方向上移動(dòng)的第二平移平臺(tái)。
[0016]在本公開(kāi)中描述的本主題的另一新穎方面可以在一種用于對(duì)具有第一側(cè)和第二側(cè)的電致變色薄片進(jìn)行劃片的方法中實(shí)現(xiàn)，其中電致變色器件被設(shè)置在第一側(cè)上。所述方法包括使用基于三角測(cè)量的距離傳感器確定電致變色薄片的第一側(cè)與電致變色器件的界面的位置?；谌菧y(cè)量的距離傳感器被定向成使得來(lái)自三角測(cè)量激光器的第一激光束基本上平行于電致變色薄片的第一側(cè)、從電致變色薄片反射并且由檢測(cè)器檢測(cè)。聚焦透鏡被調(diào)整成使得劃片用激光器發(fā)出的劃片束入射電致變色薄片的第二側(cè)并聚焦在電致變色薄片的第一側(cè)與電致變色器件的界面上。合適焦距是由基于三角測(cè)量的距離傳感器所提供的界面的位置來(lái)確定。利用劃片束從電致變色薄片的第一側(cè)的區(qū)域?qū)﹄娭伦兩骷M(jìn)行燒蝕。
[0017]在一些實(shí)施方案中，劃片束限定了劃片光學(xué)路徑，其中基于三角測(cè)量的距離傳感器還包括第一反射鏡，所述第一反射鏡被定向成反射基本上平行于電致變色薄片的第一側(cè)的第一激光束，使其基本適應(yīng)劃片光學(xué)路徑，其中第一激光束被反射，以使所述第一激光束與劃片束在標(biāo)稱焦面相交，并且其中基于三角測(cè)量的距離傳感器還包括第二反射鏡，所述第二反射鏡被定向成將從電致變色薄片反射的第一激光束反射至檢測(cè)器。
[0018]在一些實(shí)施方案中，所述方法的操作在電致變色薄片與基于三角測(cè)量的距離傳感器之間的相對(duì)移動(dòng)期間重復(fù)。在一些實(shí)施方案中，電致變色薄片與基于三角測(cè)量的距離傳感器之間的相對(duì)移動(dòng)包括電致變色薄片在基于三角測(cè)量的距離傳感器保持固定時(shí)的移動(dòng)。
[0019]在本公開(kāi)中描述的本主題的另一新穎方面可以在一種組件中實(shí)現(xiàn)，所述組件包括三角測(cè)量激光器、檢測(cè)器、第一反射鏡和第二反射鏡。第一反射鏡被配置成使得來(lái)自三角測(cè)量激光器的第一激光束約90度反射并反射至襯底的表面上，并且使得第一激光束相對(duì)于垂直于襯底的線以一個(gè)角度傾斜。第二反射鏡被配置成在使得第一激光束在其從襯底表面反射之后約90度反射并反射至檢測(cè)器。所述組件被配置成適應(yīng)來(lái)自劃片用激光器的劃片束，以使第一激光束基本上在劃片束的焦點(diǎn)處撞擊襯底。
[0020]在一些實(shí)施方案中，所述組件還包括端口，所述端口用于允許劃片束的聚焦圓錐在焦點(diǎn)處入射在襯底上之前貫穿其中。在一些實(shí)施方案中，第一反射鏡和第二反射鏡被定位在端口的任一側(cè)上。操作期間，第一激光束跨過(guò)除了接近焦點(diǎn)的區(qū)域外的聚焦圓錐。在一些實(shí)施方案中，將三角測(cè)量激光器和檢測(cè)器容納在單個(gè)外殼中。
[0021]以下將會(huì)參照相關(guān)聯(lián)的附圖來(lái)進(jìn)一步詳細(xì)描述這些和其它特征及優(yōu)點(diǎn)。
[0022]附圖簡(jiǎn)述
[0023]圖1示意性地例示帶涂層的襯底上的劃片工藝。
[0024]圖2示出例示使用原始設(shè)備制造商(OEM)三角測(cè)量傳感器從工藝執(zhí)行的襯底的相同側(cè)與工藝共軸來(lái)測(cè)量的示意圖。
[0025]圖3示出一般的三角測(cè)量傳感器的示意圖。
[0026]圖4示出劃片設(shè)備的示意圖。
[0027]圖5示出電致變色薄片自頂至下的示意圖。
[0028]圖6示出包括基于三角測(cè)量的距離傳感器的劃片設(shè)備的框圖。
[0029]圖7A至圖7C示出基于三角測(cè)量的距離傳感器、相關(guān)聯(lián)的反射元件以及用于劃片束的聚焦光學(xué)器件的示意圖。
[0030]圖7D和圖7E示出利用反射元件折疊基于三角測(cè)量的距離傳感器的入射束和反射束之前和之后的基于三角測(cè)量的距離傳感器以及相關(guān)聯(lián)的反射元件的示意圖。
[0031]圖8A至圖8D示出基于三角測(cè)量的距離傳感器以及相關(guān)聯(lián)的反射元件的示意圖。
[0032]圖9A和圖9B不出具有如圖8A至圖8D所不基于二角測(cè)量的距尚傳感器以及相關(guān)聯(lián)的反射元件的如圖4所示劃片設(shè)備的示意圖。
[0033]圖10示出描繪一種對(duì)電致變色薄片進(jìn)行劃片的方法的流程圖。
[0034]詳述
[0035]應(yīng)當(dāng)理解，雖然所公開(kāi)的實(shí)施方案著重于用于對(duì)電致變色(EC)窗(也被稱為智能窗)進(jìn)行劃片的設(shè)備和方法，但是本文所公開(kāi)的概念可應(yīng)用于其它類型襯底。例如，本文所公開(kāi)的概念可應(yīng)用于任何類型標(biāo)稱平坦襯底上的焦點(diǎn)控制技術(shù)?？杀粍澠钠渌愋偷囊r底包括反射鏡、視覺(jué)玻璃(vis1n glass)、光學(xué)工具、以及發(fā)射、反射和/或散射光的其它元件。另外，實(shí)施方案在本文中是就激光劃片進(jìn)行描述；這不旨在限制，而是出于例示性的目的?？蓜澠谶@些襯底上的涂層包括了主動(dòng)涂層和被動(dòng)涂層。被動(dòng)涂層的實(shí)例包括金屬層、電介質(zhì)層和/或半導(dǎo)體層，其中任何一種都可具有選擇或限定的光吸收率、光反射率和/或散射特性。這些特性可隨光譜位置變化，即，它們可隨入射輻射波長(zhǎng)變化。主動(dòng)涂層的實(shí)例包括提供光學(xué)可切換的器件(諸如液晶器件、懸浮顆粒器件以及電致變色器件)的涂層。以下簡(jiǎn)要概述電致變色器件。
[0036]光學(xué)可切換的器件可供用于控制窗格或薄片(Iite)的著色、反射率等。電致變色器件是光學(xué)可切換的器件的一個(gè)實(shí)例。電致變色是這樣的現(xiàn)象:一種材料在被置于不同電子狀態(tài)(通常通過(guò)使其經(jīng)受電壓改變)中時(shí)展現(xiàn)光學(xué)性質(zhì)中的可逆電化學(xué)介導(dǎo)的改變。所述光學(xué)性質(zhì)通常是色彩、透射率、吸收率和反射率中的一個(gè)或多個(gè)。一種眾所周知電致變色材料是氧化鎢(WO3)。氧化鎢是陰極著色電致變色材料，其中著色過(guò)渡(透明的至藍(lán)色)通過(guò)電化還原進(jìn)行，并且相反過(guò)渡(藍(lán)色至透明的)通過(guò)電化氧化進(jìn)行。
[0037]電致變色材料可并入到例如用于家庭、商業(yè)和其它用途的窗中。這些窗的色彩、透射率、吸收率和/或反射率可以通過(guò)誘發(fā)電致變色材料的改變而改變，即，電致變色窗是可電子地調(diào)暗或調(diào)亮的窗。施加至窗的電致變色器件的小電壓將使窗變暗；使得電壓反向使窗變亮。這種能力允許控制穿過(guò)窗的光量，并為不僅出于美學(xué)目的而且出于顯著節(jié)省能量目的使用電致變色窗而提供巨大機(jī)會(huì)，因?yàn)樗銎骷褂脴O少能量并且使用它們可使加熱和冷卻的費(fèi)用大大節(jié)省。
[0038]某些實(shí)施方案采用全固態(tài)和無(wú)機(jī)電致變色器件。這些全固態(tài)和無(wú)機(jī)電致變色器件及其制造方法在以發(fā)明人Mark Kozlowski等人的名義于2009年12月22日提交的標(biāo)題為“Fabricat1n of Low-Defectivity Electrochromic Devices”的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)12/645，111和以發(fā)明人Zhongchun Wang等人的名義于2009年12月22日提交的標(biāo)題為“Electrochromic Devices”的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)12/645，159中更詳細(xì)地描述，兩個(gè)專利申請(qǐng)?jiān)诖艘砸玫姆绞饺坎⑷氡疚闹幸赃_(dá)到所有目的。
[0039]電致變色器件以及其它薄膜器件通常通過(guò)沿著線的激光燒蝕來(lái)圖案化，例如以使某些器件層和/或特征彼此電隔離。由于這些器件通常都是極薄的層(小于I微米至幾微米厚的數(shù)量級(jí))，傳統(tǒng)上被認(rèn)作為平坦襯底的極薄的層(出于制造薄膜器件目的)實(shí)際上示出平面性的令人驚奇的變化。以下更詳細(xì)地描述這種現(xiàn)象。
[0040]圖1示意性地例示帶涂層的襯底101上的劃片工藝，所述襯底是標(biāo)稱平坦的。襯底101包括透明支座103以及涂層105。在某些實(shí)施方案中，支座103是玻璃片材并且涂層105是光學(xué)可切換的器件。
[0041]在帶涂層的襯底101相對(duì)于劃片束111平移時(shí)，劃片束111對(duì)涂層105進(jìn)行劃片。例如，作為平移的凈結(jié)果，劃片束漸進(jìn)地從左至右撞擊襯底。劃片束111由聚光透鏡113聚焦至焦點(diǎn)115。焦點(diǎn)115提供充足輻射能量通量來(lái)在焦點(diǎn)115的位置處對(duì)涂層105進(jìn)行劃片。劃片通常涉及通過(guò)所聚焦的能量(例如，激光)燒蝕涂層。
[0042]在劃片的過(guò)程期間，襯底101相對(duì)于劃片束111 (如由三個(gè)劃片束位置117、119和121所描繪)移動(dòng)。為了確保對(duì)涂層105進(jìn)行有效劃片，焦點(diǎn)115應(yīng)當(dāng)保持定位在涂層105上或極接近涂層105。因此，應(yīng)將涂層與聚光透鏡之間的距離“D”精確維持處于(例如)聚光透鏡113的焦距。
[0043]雖然帶涂層的襯底101是標(biāo)稱平坦的，但是涂層高度可隨劃片線的長(zhǎng)度略有變化。高度的這些變化的實(shí)例包括小丘107以及上翻邊緣109。這些變化在浮法玻璃和常規(guī)用于光學(xué)可切換的器件(諸如電致變色器件)的其它透明類型的襯底中并不少見(jiàn)。上翻邊緣(諸如圖1中描繪的特征109)通常碰到鋼化玻璃，其中玻璃表面高度可隨玻璃表面上約30毫米至50毫米的橫向距離增加2毫米至4毫米那么多。
[0044]許多劃片工藝中的挑戰(zhàn)是將劃片束的焦點(diǎn)維持在要?jiǎng)澠耐繉由?。更精確地，在一些實(shí)施方案中，必須保持焦點(diǎn)定位在涂層的特定部分或表面上。在圖1的所描繪的實(shí)施方案中，焦點(diǎn)115被維持在涂層105的下表面上。
[0045]在劃片工藝期間將焦點(diǎn)115維持定位在涂層105的合適表面上的一種方便方式是在劃片工藝期間調(diào)整透鏡113的位置來(lái)維持分離距離D，以考慮到涂層105的高度隨著劃片線的長(zhǎng)度的變化。所要求的精細(xì)調(diào)整可以利用適當(dāng)快速反饋/控制系統(tǒng)完成，所述快速反饋/控制系統(tǒng)響應(yīng)于涂層105的高度的檢測(cè)到的變化來(lái)向上和向下移動(dòng)透鏡113。合適系統(tǒng)包括用于與控制/反饋系統(tǒng)對(duì)接的檢測(cè)系統(tǒng)。
[0046]雖然涂層105的位置的變化已被稱為“高度”變化，但應(yīng)理解，這些提及內(nèi)容包括了水平或豎直變化，這取決于襯底豎直定向還是水平定向。也就是說(shuō)，距離D是分離距離。
[0047]如所解釋，最大輻射能量通量(在焦點(diǎn)處)應(yīng)與電致變色器件或要?jiǎng)澠钠渌砻嫣卣鞯奈恢脤?duì)應(yīng)。解決該挑戰(zhàn)的一種可能方法將會(huì)涉及使用對(duì)距離D的改變相對(duì)不太敏感的劃片束。這種射束將會(huì)具有相對(duì)長(zhǎng)的焦點(diǎn)(即，在射束傳播方向上長(zhǎng)的)。焦點(diǎn)長(zhǎng)度將會(huì)大到足以允許在襯底中遇到的D的整個(gè)變化范圍上進(jìn)行劃片。提供相對(duì)不變輻射能量通量(焦點(diǎn)區(qū)域)的射束的長(zhǎng)度有時(shí)稱為射束“焦深”。實(shí)現(xiàn)大于約±500μπι的焦深(S卩，大于1000 μ m總深)通常存在問(wèn)題。這種大的焦深會(huì)使激光束的光斑面積太大以致無(wú)法進(jìn)行有效劃片。另外，激光光學(xué)器件(例如，聚光透鏡)與工具的分離距離可能過(guò)大。在一些實(shí)施方案中，合適焦深范圍為約±100μπι或更小、或約±50μπι或更小。因此，劃片用激光器焦深通常太短以致無(wú)法允許系統(tǒng)在不調(diào)整透鏡位置來(lái)保持某個(gè)分離D的情況下操作。
[0048]存在可并入到劃片系統(tǒng)中以確保劃片用激光器的焦點(diǎn)與要?jiǎng)澠谋砻娴膭澠叨缺３謱?duì)準(zhǔn)的各種可能焦點(diǎn)控制機(jī)構(gòu)。一種類型的設(shè)計(jì)采用了共焦檢測(cè)和圖案化射束。檢測(cè)束用于確定劃片表面與參照系之間距離。一般來(lái)說(shuō)，共焦系統(tǒng)是圖案化束和檢測(cè)束(或者任何其它兩個(gè)射束)共享同一焦點(diǎn)的系統(tǒng)。在典型實(shí)施方案中，它們可以共享相同光學(xué)器件，諸如相同聚光透鏡。共焦系統(tǒng)的挑戰(zhàn)是，當(dāng)光學(xué)器件碰到高度傾斜表面時(shí)，檢測(cè)束能夠以將不會(huì)被系統(tǒng)光學(xué)器件捕獲并由此使表面位置不能被讀出的這種陡峭角度反射。所述共焦系統(tǒng)所面臨的挑戰(zhàn)在于，由于捕獲光學(xué)器件與圖案化光學(xué)器件相同，并且那些光學(xué)器件僅僅覆蓋要?jiǎng)澠谋砻嫔戏降慕怯虻南鄬?duì)小的區(qū)域，因此容易使得反射檢測(cè)束穿過(guò)到這些光學(xué)器件外部。
[0049]可用于使劃片系統(tǒng)保持焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)的另一類型的檢測(cè)系統(tǒng)是三角測(cè)量傳感器。只要可將三角測(cè)量傳感器定位在襯底與劃片束接近的側(cè)相反的側(cè)上，這些系統(tǒng)就將良好運(yùn)作。然而，從襯底的相反側(cè)進(jìn)行測(cè)量并非一直可行，因?yàn)楣ぜ赡艽蟮阶阋允沟脛澠蜋z測(cè)光學(xué)器件無(wú)法機(jī)械連接在襯底的頂表面和底表面之間。這種配置要求另外分離軸線將感測(cè)器件與視覺(jué)或圖案化頭部協(xié)調(diào)移動(dòng)，從而使得設(shè)計(jì)變得復(fù)雜。如在以下更詳細(xì)地描述，如果三角測(cè)量檢測(cè)器是位于工件與劃片用激光器的相同側(cè)上，那么它會(huì)阻塞劃片激光通路。以下針對(duì)圖2和圖3更詳細(xì)地描述三角測(cè)量傳感器的功能和形式。
[0050]另一類型的表面焦點(diǎn)控制機(jī)構(gòu)采用了先行機(jī)構(gòu)。在這個(gè)機(jī)構(gòu)中，傳感器(可為三角測(cè)量傳感器或其它合適器件)被呈現(xiàn)為處于沿著襯底行進(jìn)方向與劃片束共線的位置處，但在上游，以在預(yù)期劃片束的到達(dá)的情況下，繪制劃片束上游的拓?fù)洹Ｋ鱿到y(tǒng)對(duì)測(cè)量到的聚焦信號(hào)施加相位延遲，所述測(cè)量到的聚焦信號(hào)根據(jù)傳感器與襯底之間相對(duì)水平速度以及測(cè)量與劃片位置之間的水平距離兩者進(jìn)行縮放。這些技術(shù)要求對(duì)襯底與檢測(cè)或圖案化工具之間水平速度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。這使檢測(cè)系統(tǒng)的復(fù)雜性顯著增加。此外，由于透明襯底、尤其是大的襯底中存在著一些撓曲，因此，由上游檢測(cè)器測(cè)量到的距離實(shí)際上可在襯底與劃片焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)的時(shí)間點(diǎn)上因撓曲而改變。
[0051]又一類型的設(shè)計(jì)采用了低入射角式傳感器系統(tǒng)。因此，必須將入射束光學(xué)器件和反射束光學(xué)器件分離較寬，并且必須使檢測(cè)器大到足以捕獲碰到波狀表面拓?fù)涞溺R面反射束。因此，通常這些傳感器都具有較大覆蓋面積。這些較大的傳感器可能過(guò)多占據(jù)處理環(huán)境中的寶貴空間。
[0052]再次參照?qǐng)D1，大多數(shù)圖案化系統(tǒng)中的劃片激光束路徑終止于聚焦透鏡中，所述聚焦透鏡將激光功率聚焦至要圖案化的表面上的焦面。這同樣也適于大多數(shù)的精確視覺(jué)系統(tǒng)，因?yàn)橐曈X(jué)光學(xué)器件必須聚焦在目標(biāo)平面上，通常在聚焦透鏡與襯底之間約Imm至約10mm的范圍內(nèi)。參照?qǐng)D2，在左側(cè)上的呈現(xiàn)內(nèi)容中，描繪聚焦透鏡113與焦點(diǎn)115之間的激光路徑(激光聚焦圓錐、或聚焦圓錐)。在大多數(shù)情況下，路徑標(biāo)稱地垂直于襯底，并且透鏡與焦面之間的錐形區(qū)域必須保持完全無(wú)礙，以便防止激光功率分布或視覺(jué)照射收集范圍(vis1n illuminat1n collect1n rield)的損失 / 畸變。
[0053]三角測(cè)量傳感器是對(duì)入射角敏感的，并且常規(guī)來(lái)說(shuō)，必須放置成垂直于位于一個(gè)軸線中并在另一軸線中垂直地成角度(為了測(cè)量與不透明對(duì)象的距離)或從垂線略微傾斜(為了在透明對(duì)象表面上進(jìn)行鏡面反射)的表面。再次參照?qǐng)D2中的左側(cè)呈現(xiàn)內(nèi)容，如上所述，常規(guī)來(lái)說(shuō)，三角測(cè)量傳感器在垂直于襯底時(shí)被配置成相距光學(xué)路徑一定橫向距離以便避免阻塞光學(xué)路徑，或與光學(xué)路徑共軸地放置在襯底的相反側(cè)上。三角測(cè)量傳感器必須將射束(由虛線指示)投射至襯底，并且傳感器內(nèi)的檢測(cè)器接收反射束(以下針對(duì)圖3對(duì)此進(jìn)行更詳細(xì)地描述)。三角測(cè)量傳感器可具有分離的源和檢測(cè)器部件，或通常情況是，所述部件容納在單個(gè)單元中，如圖2描繪。雖然本文中的實(shí)施方案是就包含入射束源和檢測(cè)器兩者的單個(gè)結(jié)構(gòu)來(lái)描述，但是三角測(cè)量傳感器實(shí)施方案意在不僅包括其中部件被配置在單個(gè)結(jié)構(gòu)、外殼或單元中的情況，而且包括其中這些部件是在分離結(jié)構(gòu)、外殼或單元中或?yàn)槠湟徊糠值那闆r。
[0054]為了使用常規(guī)的三角測(cè)量傳感器(例如，原始設(shè)備制造商(OEM) “現(xiàn)有”傳感器)從工藝執(zhí)行的襯底的相同側(cè)與射束工藝共軸來(lái)測(cè)量，將會(huì)需要將傳感器直接地放置在工藝的光學(xué)路徑中。這在圖2中的右側(cè)呈現(xiàn)內(nèi)容中例示。在這個(gè)配置中，三角測(cè)量傳感器可運(yùn)作，但是光學(xué)路徑(例如，激光器劃片束)在其離開(kāi)聚焦透鏡113時(shí)被阻塞，并且因此無(wú)法入射在襯底101上。本文所述實(shí)施方案克服了此問(wèn)題，并允許將三角測(cè)量傳感器定位在襯底與光學(xué)路徑(例如，激光器劃片束)的相同側(cè)上，并且同時(shí)使得其入射束與光學(xué)路徑的聚焦區(qū)域至少重合，而且適應(yīng)而不阻塞聚焦圓錐。如本文中所述，這個(gè)配置描述與另一工藝的光學(xué)路徑“光學(xué)集成”的三角測(cè)量傳感器。應(yīng)當(dāng)注意，雖然在一些實(shí)施方案中，將三角測(cè)量傳感器描述為配置在襯底與光學(xué)處理工具(例如，劃片用激光器)的相同側(cè)上，但這并非是必要的。通過(guò)折疊三角測(cè)量傳感器的射束路徑，本文所述實(shí)施方案允許一種更緊湊的系統(tǒng)，所述更緊湊的系統(tǒng)允許處理期間更靈活地將傳感器配置在襯底的任一側(cè)上。
[0055]本文所述某些實(shí)施方案采用了與圖案化激光器(例如，用于對(duì)襯底進(jìn)行劃片)或視覺(jué)光學(xué)路徑(例如，用于光學(xué)檢查或機(jī)器視覺(jué))光學(xué)集成的三角測(cè)量傳感器路徑。在一些情況下，采用OEM三角測(cè)量傳感器。合適OEM三角測(cè)量傳感器的實(shí)例包括Keyence LK-G5000系列傳感器(美國(guó)伊利諾斯州艾塔斯卡市Keyence公司)和Omron ZS-HL系列傳感器(伊利諾斯州紹姆堡縣Omron)?；谌菧y(cè)量的檢測(cè)系統(tǒng)可以被設(shè)計(jì)成或配置成同時(shí)測(cè)量透明襯底的多個(gè)表面高度。這些可以包括多層光學(xué)切換器件的多個(gè)層并可能地包括透明襯底的一個(gè)或多個(gè)層。
[0056]三角測(cè)量傳感器可采用光學(xué)器件集合，所述光學(xué)器件集合提供入射束來(lái)提供一種測(cè)量與襯底的距離的方法，所述光學(xué)器件集合等同于與視覺(jué)或圖案化激光光學(xué)器件路徑共軸但不阻塞視覺(jué)或激光光學(xué)器件路徑的傳感器。光學(xué)器件集合可以僅為聚焦透鏡，但可包括另外光學(xué)元件。在與襯底相距較大距離(例如，約50毫米或更多)處可利用三角測(cè)量傳感器和相關(guān)聯(lián)的光學(xué)器件進(jìn)行測(cè)量。使用如本文中所述三角測(cè)量類型檢測(cè)系統(tǒng)的情況下，劃片系統(tǒng)可以接受襯底角度與垂線的大范圍的偏差(例如，至少約±3度)。
[0057]圖3示出一般的三角測(cè)量傳感器的示意圖。三角測(cè)量傳感器300包括激光器305和檢測(cè)器310。在一些實(shí)施方案中，激光器305可為低功率激光器，所述低功率激光器不對(duì)襯底進(jìn)行劃片或熔融，但從襯底反射。在一些實(shí)施方案中，檢測(cè)器310可為電荷耦合器件(CCD)。檢測(cè)器310被定位成與從激光器305投射的激光束成固定的角度。
[0058]在操作中，三角測(cè)量傳感器300將來(lái)自激光器305的激光束投射到襯底的表面上。激光束從襯底的表面反射并反射至檢測(cè)器310的不同區(qū)域上。根據(jù)檢測(cè)器310的其上被反射有激光束的區(qū)域，可以確定襯底與三角測(cè)量傳感器300的距離。例如，在襯底向上或向下移動(dòng)時(shí)，如由檢測(cè)器310檢測(cè)到的橫向移動(dòng)被轉(zhuǎn)換為三角測(cè)量傳感器300與襯底表面之間的距離讀數(shù)。
[0059]三角測(cè)量傳感器300能夠確定襯底與三角測(cè)量傳感器300的距離。例如，三角測(cè)量傳感器300能夠確定在襯底處于位置315時(shí)的最大距離與襯底處于位置320時(shí)的最小距離之間的任何距離。可設(shè)置或校準(zhǔn)三角測(cè)量傳感器以測(cè)量標(biāo)稱距離，所述標(biāo)稱距離在襯底處于位置325時(shí)出現(xiàn)。
[0060]圖4示出劃片設(shè)備400的示意圖。劃片設(shè)備400可被配置成對(duì)電致變色薄片進(jìn)行劃片。其它襯底和/或薄片也可利用劃片設(shè)備400進(jìn)行劃片。例如，劃片設(shè)備400可以用于隔離單獨(dú)電致變色薄片上的電致變色器件的電極。
[0061]圖5示出電致變色薄片自頂至下的示意圖。在電致變色薄片500上形成電致變色器件之后，執(zhí)行激光劃片。電致變色薄片500包括第一透明導(dǎo)電氧化物層和第二透明導(dǎo)電氧化物層以及在兩個(gè)透明導(dǎo)電氧化物層之間的電致變色器件或疊堆。區(qū)域540是從其中已將電致變色器件從電致變色薄片500移除的區(qū)域。在此實(shí)施例中，區(qū)域540形成環(huán)繞劃片線530、531、532和533的周邊區(qū)域，所述劃片線530、531、532和533穿過(guò)第二透明導(dǎo)電氧化物層和一個(gè)或多個(gè)電致變色器件層中的所有層或一些層，但不穿過(guò)第一透明導(dǎo)電氧化物層。劃片線530、531、532和533制作用于隔離電致變色器件535、536、537和538中的在從可操作的電致變色器件去除邊緣期間可能被損壞的部分。在一個(gè)實(shí)施方案中，劃片線530、532和533穿過(guò)第一透明導(dǎo)電氧化物層，以便幫助隔離器件(劃片線531并不穿過(guò)第一透明導(dǎo)電氧化物層，否則其將切斷母線2與第一透明導(dǎo)電氧化物層并因此與電致變色疊堆的電連通)。本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將會(huì)了解，激光劃片能以不同深度執(zhí)行和/或在單個(gè)工藝中執(zhí)行，從而在圍繞電致變色器件的周邊的連續(xù)路徑中改變或不改變激光切割深度。
[0062]返回圖4，劃片設(shè)備400包括劃片用激光器405，所述劃片用激光器405發(fā)出用于對(duì)襯底415進(jìn)行劃片的劃片束410。襯底415是由劃片設(shè)備400的抓持機(jī)構(gòu)420保持。X平臺(tái)425和Y平臺(tái)430被配置成水平平移襯底415，以使劃片線可形成在襯底或設(shè)置在襯底上的器件中。抓持機(jī)構(gòu)420可以包括真空抓持機(jī)構(gòu)、支架、或被配置成保持襯底415的其它機(jī)構(gòu)。
[0063]劃片設(shè)備400的劃片用激光器405可為脈沖型激光器，諸如二極管泵浦固態(tài)激光器。例如，劃片用激光器可為來(lái)自IPG Photonics (馬薩諸塞州牛津市)或來(lái)自Ekspla (立陶宛維爾紐斯市)的合適的激光器。在一些實(shí)施方案中，兩個(gè)或更多個(gè)劃片用激光器可為劃片設(shè)備400的一部分。在一些實(shí)施方案中，劃片用激光器具有大于約500毫瓦(mW)的輸出功率。在一些實(shí)施方案中，可以調(diào)整劃片用激光器的輸出功率以控制要形成的劃片線的深度。
[0064]在一些實(shí)施方案中，劃片設(shè)備400可定位成引導(dǎo)劃片束與要?jiǎng)澠囊r底上的層或疊堆的底表面(即，疊堆與襯底之間的界面)相互作用。為了促進(jìn)這種相互作用，電致變色器件可設(shè)置在襯底415的一側(cè)上,并且劃片設(shè)備400可定位在襯底的另一側(cè)。在一些實(shí)施方案中，將劃片束聚焦在層或疊堆的底表面上允許劃片束同時(shí)對(duì)多層器件(例如，諸如電致變色器件)的所有層進(jìn)行燒蝕。當(dāng)劃片束接觸電致變色器件時(shí)，它從器件燒蝕材料，并且燒蝕掉的材料由接近于其中劃片束接觸所述器件的區(qū)域上放置的清除器件捕獲。在一些實(shí)施方案中，清除器件是真空器件，所述真空器件緊密接近襯底放置，以便吸走燒蝕掉的材料而不允許燒蝕掉的材料掉落到電致變色器件上。在一些實(shí)施方案中，可以結(jié)合或者替代真空源來(lái)使用氣刀。在一些實(shí)施方案中，碎片捕集器件和劃片用激光器405沿著軸線定位，并被允許沿著那條軸線一起移動(dòng)。
[0065]在一些實(shí)施方案中，被引導(dǎo)穿過(guò)透明襯底并引導(dǎo)到電致變色器件的下面上的劃片束可更容易地從襯底中移除電致變色器件。由于電致變色器件通常是由多個(gè)不同材料的層制成，每個(gè)層都具有其自己的吸收特性，因此可能期望選擇性地移除一個(gè)或多個(gè)層而不移除整個(gè)電致變色疊堆。這種選擇性的燒蝕可以例如利用具有單一輻射波長(zhǎng)的劃片束實(shí)現(xiàn)。例如，單一輻射波長(zhǎng)對(duì)于移除電致變色疊堆中的多個(gè)層中的一個(gè)層而言可以是適合和/或優(yōu)化的。例如，激光束的波長(zhǎng)針對(duì)移除電致變色器件的最外層(例如，電致變色器件最遠(yuǎn)離其上設(shè)置電致變色器件的襯底的層)來(lái)優(yōu)化或調(diào)諧，同時(shí)保持下方的層未被燒蝕。在另一個(gè)實(shí)施例中，激光束被優(yōu)化或調(diào)諧以燒蝕電致變色器件的中間層和/或底層。通常，但非必要，這在覆蓋層被移除之后完成。
[0066]或者，在其中劃片束被引導(dǎo)穿過(guò)透明襯底并引導(dǎo)到電致變色器件的下面上的實(shí)施方案中，劃片束的波長(zhǎng)可被優(yōu)化或調(diào)諧以移除電致變色器件的最下層或底層。移除電致變色器件的最下層或底層還可移除覆蓋最下層或底層的任何層。例如，劃片束對(duì)最下層或底層造成的機(jī)械和/或熱損壞可導(dǎo)致上層與下層同時(shí)地?zé)g掉。
[0067]在劃片工藝中，要?jiǎng)澠碾娭伦兩∑拿婵捎蒟-Y平面限定。薄片可相對(duì)于劃片設(shè)備在X方向或Y方向上以快速速率移動(dòng)，并且劃片用激光器可隨所述薄片移動(dòng)來(lái)對(duì)薄片進(jìn)行劃片。在一些實(shí)施方案中，薄片可相對(duì)于劃片設(shè)備以約I米/秒(m/s)移動(dòng)。另外，劃片設(shè)備的劃片用激光器可按需要在Y方向上(或在X-Y平面中的其它方向上)移動(dòng)。當(dāng)電致變色薄片相對(duì)于劃片用激光器在X-Y平面中移動(dòng)時(shí)，基于三角測(cè)量的距離傳感器(未示出)可以確定電致變色薄片與劃片用激光器之間的距離；這個(gè)距離可以變化，如上解釋。劃片設(shè)備可以調(diào)整劃片用激光器，以使劃片束聚焦在同一界面(例如，薄片與電致變色器件的底層的界面)，如由基于三角測(cè)量的距離傳感器確定。
[0068]例如，在劃片工藝中，最初可將劃片用激光器保持在Y位置。薄片可在X方向上移動(dòng)經(jīng)過(guò)劃片用激光器，以便利用劃片用激光器來(lái)沿設(shè)置在薄片上的電致變色器件的一個(gè)邊緣形成第一劃片線。隨后，關(guān)閉劃片用激光器并使劃片用激光器跨過(guò)薄片寬度而移動(dòng)到不同的Y位置。再次使得薄片在X方向上平移，以在薄片表面的相反側(cè)上形成平行的劃片線。在一些實(shí)施方案中，薄片在第一劃片線生成期間在正X方向上移動(dòng)，并且在第二劃片線生成期間在負(fù)X方向上移動(dòng)。在一些其它實(shí)施方案中，薄片可在做出第二劃片線之前被重新定位到其初始起點(diǎn)。為了沿薄片的垂直邊緣在垂直方向上做劃片線，可將薄片旋轉(zhuǎn)90度，并且使劃片束通過(guò)薄片。
[0069]劃片工藝的其它實(shí)施方案是可能的。在一些實(shí)施方案中，劃片用激光器可以固定，并且薄片可以移動(dòng)。在一些實(shí)施方案中，劃片用激光器可以移動(dòng)，并且薄片可以固定。在一些實(shí)施方案中，劃片用激光器和薄片兩者都可移動(dòng)。在一些實(shí)施方案中，劃片用激光器始終固定。在一些其它實(shí)施方案中，當(dāng)在Y方向上進(jìn)行劃片時(shí)，劃片用激光器移動(dòng)，但是當(dāng)在X方向上進(jìn)行劃片時(shí)，薄片移動(dòng)，此時(shí)劃片用激光器固定。在這些實(shí)施方案中，可能并不需要在劃片工藝中旋轉(zhuǎn)薄片。例如，抓持機(jī)構(gòu)420可以圍繞垂直于襯底的平面的軸線來(lái)旋轉(zhuǎn)。
[0070]劃片工藝可在薄片上的電致變色器件制造過(guò)程中的適當(dāng)時(shí)間執(zhí)行。在一些實(shí)施方案中，可在制造電致變色器件之后形成劃片線。在一些實(shí)施方案中，可在使得電致變色器件層進(jìn)一步沉積之前來(lái)在薄片上的導(dǎo)電層中形成劃片線。例如，對(duì)于矩形薄片上設(shè)置的矩形電致變色器件，可在電致變色器件層沉積之前沿薄片上的導(dǎo)電層的一個(gè)邊緣形成一條劃片線，可沉積另外的電致變色器件層，并且隨后可沿薄片的剩余邊緣形成三條劃片線。對(duì)電致變色薄片劃片的另外描述可以參見(jiàn)2010年11月08日提交的名稱為“ELECTROCHROMICWINDOW FABRICAT1N METHODS”的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)12/941，882，所述專利申請(qǐng)以引用的方式并入本文中以達(dá)到所有目的。
[0071]圖6示出包括基于三角測(cè)量的距離傳感器的劃片設(shè)備的框圖。劃片設(shè)備600可類似于圖4中示出的劃片設(shè)備400。劃片設(shè)備600包括劃片用激光器605以及基于三角測(cè)量的距離傳感器610。襯底615被保持在劃片設(shè)備600的保持結(jié)構(gòu)(未不出)中。光學(xué)器件620用于將來(lái)自劃片用激光器605的劃片束聚焦到襯底615上的要?jiǎng)澠奈恢谩Ｔ谝恍?shí)施方案中，光學(xué)器件620包括聚焦透鏡。在一些實(shí)施方案中，保持機(jī)構(gòu)可在劃片工藝期間相對(duì)于光學(xué)器件620將襯底615保持在基本上固定的位置。
[0072]在一些實(shí)施方案中，劃片設(shè)備600還包括第一平移平臺(tái)(未示出)和第二平移平臺(tái)(未不出)。第一平移平臺(tái)被配置成相對(duì)于光學(xué)器件620在第一方向(例如，X方向，當(dāng)襯底被認(rèn)為是基本上在XY平面中時(shí))上移動(dòng)襯底615。第二平移平臺(tái)被配置成相對(duì)于光學(xué)器件620在第二方向(例如，Y方向，當(dāng)襯底被認(rèn)為是基本上在XY平面中時(shí))上移動(dòng)襯底615。第二方向可與第一方向正交。另外，第一平移平臺(tái)和第二平移平臺(tái)可被配置成與劃片束的傳播方向基本上正交地移動(dòng)襯底615。當(dāng)?shù)谝黄揭破脚_(tái)和/或第二平移平臺(tái)移動(dòng)襯底615時(shí)，通過(guò)劃片束在襯底615中形成劃片線。
[0073]基于三角測(cè)量的距離傳感器610確定劃片束將聚焦在襯底上的點(diǎn)(例如，劃片束將聚焦到的在襯底的Z方向上的位置)。例如，在具有設(shè)置在薄片上的電致變色器件的薄片的情況下，如就圖4所述，基于三角測(cè)量的距離傳感器610可以用于檢測(cè)電致變色器件/薄片界面的位置。來(lái)自基于三角測(cè)量的距離傳感器610的、指示劃片束的期望焦點(diǎn)的信號(hào)可饋送至邏輯，諸如適當(dāng)設(shè)計(jì)或配置的處理器625。處理器625隨后可以確定(例如，計(jì)算)補(bǔ)償動(dòng)作，以便引導(dǎo)射束焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)630調(diào)整光學(xué)器件620來(lái)將劃片束焦點(diǎn)維持在襯底615的期望區(qū)域上。在一些實(shí)施方案中，處理器625可以包括閉合回路比例積分微分(PID)控制器。例如，可以調(diào)整光學(xué)器件620，以在劃片期間在襯底615相對(duì)于劃片束移動(dòng)時(shí)，使得劃片束的焦點(diǎn)遵循襯底615的輪廓。射束焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)630可以是這樣的平臺(tái):包括保持光學(xué)器件620，并且被配置成在Z方向(通常是劃片束的傳播方向)上移動(dòng)。射束焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)630還可包括電機(jī)，所述電機(jī)能夠在Z方向上移動(dòng)光學(xué)器件620以便調(diào)整劃片束到襯底615的焦點(diǎn)。在一些實(shí)施方案中，射束焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)630包括線性電機(jī)、旋轉(zhuǎn)凸輪系統(tǒng)、音圈、或能提供使得光學(xué)器件620足夠快地移動(dòng)以跟蹤襯底615的Z位置的改變所要求的推力/拉力和帶寬的其它機(jī)構(gòu)。以下針對(duì)圖7A至圖7C以及圖8A至圖8D進(jìn)一步描述基于三角測(cè)量的距離傳感器以及相關(guān)聯(lián)的反射元件。
[0074]圖7A至圖7C示出基于三角測(cè)量的距離傳感器、相關(guān)聯(lián)的反射元件以及用于劃片束的聚焦光學(xué)器件的示意圖。圖7A示出了側(cè)視圖。圖7B示出了前視圖，即從圖7A中的點(diǎn)S來(lái)看的圖。圖7C示出了自頂至下視圖，即從圖7A中的點(diǎn)T來(lái)看的圖。所描繪的布置允許三角測(cè)量檢測(cè)系統(tǒng)被定位在襯底與劃片系統(tǒng)的相同側(cè)上，而不阻塞或以其它方式干擾劃片束的傳播或聚焦。
[0075]如圖7A至圖7C所示，基于三角測(cè)量的距離傳感器710具有與其相關(guān)聯(lián)的兩個(gè)反射元件715和720。在一些實(shí)施方案中，反射元件715和720是反射鏡。光學(xué)器件725將劃片束745的焦點(diǎn)調(diào)整到襯底730上。在一些實(shí)施方案中，光學(xué)器件725包括聚焦透鏡。在一些實(shí)施方案中，劃片束745的焦點(diǎn)具有沿劃片束的軸向方向的不超過(guò)約1200微米(即，±600微米)的長(zhǎng)度(或焦深)。應(yīng)當(dāng)注意，在圖7C中，襯底730位于反射元件715和720上方；在此圖中示出指示定位在襯底730下方的反射元件715和720的虛線。對(duì)于襯底730與反射元件715和720的相對(duì)位置，參見(jiàn)圖7A。
[0076]為了確定基于三角測(cè)量的距離傳感器710與襯底730之間的距離，檢測(cè)束源735發(fā)出入射束760。在一些實(shí)施方案中，檢測(cè)束源735是低功率激光器。入射束760從反射元件715約90度反射并反射在襯底730上。當(dāng)入射束760從襯底730反射時(shí)，形成反射束765。反射束765從反射元件720反射并反射到檢測(cè)器740上。在一些實(shí)施方案中，檢測(cè)器740是(XD。反射束765在檢測(cè)器740上的位置提供了對(duì)基于三角測(cè)量的距離傳感器710與襯底730之間的距離的指示。
[0077]圖7A和圖7B示出穿過(guò)光學(xué)器件725并到襯底730上以對(duì)襯底730 (或襯底730上的任何器件/材料)進(jìn)行劃片的劃片束745的路徑，其中劃片束745入射襯底730。基于三角測(cè)量的距離傳感器710以及相關(guān)聯(lián)的反射元件715和720被定位成使得來(lái)自基于三角測(cè)量的距離傳感器710的入射束760被引導(dǎo)到劃片位置上或接近所述劃片位置的位置處；即，劃片束745的焦點(diǎn)。例如，在一些實(shí)施方案中，當(dāng)焦面被定位成與基于三角測(cè)量的距離傳感器710處于標(biāo)稱距離時(shí)，入射束760在襯底上的位置標(biāo)稱地集中在劃片位置頂部；襯底730與基于三角測(cè)量的距離傳感器710的標(biāo)稱距離針對(duì)圖8A、圖SC和圖8D進(jìn)一步描述。
[0078]隨著襯底向上或向下移動(dòng)、遠(yuǎn)離標(biāo)稱位置，就會(huì)弓I發(fā)逐漸偏移。最大偏移取決于劃片設(shè)備的準(zhǔn)確配置、襯底730的厚度(例如，當(dāng)劃片束745的焦點(diǎn)位于襯底730被劃片束745入射到的相反側(cè)上時(shí))、入射束760的入射角等。在一些實(shí)施方案中，入射束760和劃片束745之間的偏移可在X方向和Y方向兩者上為約±0.5毫米。
[0079]在一些實(shí)施方案中，劃片束745的波長(zhǎng)可不同于入射束760和反射束765的波長(zhǎng)，以使劃片束745并不干擾基于三角測(cè)量的距離傳感器710。如果劃片束745和入射束760具有相同的波長(zhǎng)，劃片束745從襯底730的反射或散射可由檢測(cè)器740檢測(cè)。在一些實(shí)施方案中，劃片束745的波長(zhǎng)為約1064納米(nm)并且入射束760的波長(zhǎng)為約650nm。如以上就圖6所述，當(dāng)襯底730在劃片期間相對(duì)于劃片束745移動(dòng)時(shí)，可以調(diào)整光學(xué)器件725以使劃片束745的焦點(diǎn)遵循襯底730的輪廓。
[0080]總之，反射元件715使得距離檢測(cè)器的入射束760從其發(fā)出方向反射至朝襯底的方向并使入射束760在劃片束接觸襯底的點(diǎn)上或附近接觸襯底，如此實(shí)施例中，所述發(fā)出方向可以大體上平行于襯底平面(或平行于劃片系統(tǒng)的X-Y平面；入射束也可以處于一些其它角度，但非180° (與劃片束一致)，因?yàn)檫@將會(huì)使三角測(cè)量傳感器放置在劃片束的路徑中)。入射束760從襯底表面反射為反射束765，所述反射束765傳播到反射元件720。元件720又將反射束765引導(dǎo)回基于三角測(cè)量的距離傳感器710，在基于三角測(cè)量的距離傳感器710中，反射束765的位置是在其撞擊檢測(cè)器740時(shí)測(cè)量出的。這允許了基于三角測(cè)量的距離傳感器710被放置在劃片束745的路徑之外。反射元件715和720跨過(guò)劃片束745的聚焦圓錐，以使基于三角測(cè)量的距離傳感器710的入射束760和反射束765在劃片位置上或接近所述劃片位置的位置處入射襯底730。
[0081]對(duì)于進(jìn)一步上下文，圖7D和圖7E示出如圖7A至圖7C中描繪的那樣定向的基于三角測(cè)量的距離傳感器710的示意圖，其中示出未由或由反射元件715和720折疊的情況下的入射束760的路徑。三角測(cè)量傳感器710被描繪為安裝在平臺(tái)701上，在所述平臺(tái)701中，存在孔隙702，劃片束可垂直于平臺(tái)701穿過(guò)所述孔隙702。參照?qǐng)D7D，假設(shè)入射束穿過(guò)反射器715和720而不發(fā)生改變，并且假設(shè)理論上的反射表面700，入射束將反射回傳感器710并且保持處于其從中投影的相同平面。參照?qǐng)D7E，反射元件715和720圍繞垂直于中線775的線770以約90度折疊射束路徑。射束路徑的中線775由在入射束760和反射束765的交界將入射束760和反射束765分開(kāi)的線限定(在此實(shí)施例中，入射束760和反射束765在它們的交界形成約24度角度)。第一反射元件715使得射束向上并朝中心780、也就是劃片束745的焦點(diǎn)的中心780成約12度角度。當(dāng)入射束撞擊基本上平行于平臺(tái)701的襯底時(shí)，將入射束以與垂線成約12度向下反射至襯底，從而形成反射器之間的集中在780處的不對(duì)稱的路徑。第二反射元件720將射束765反射至基于三角測(cè)量的距離傳感器710的檢測(cè)器。應(yīng)當(dāng)注意，在此實(shí)施例中，反射元件715和720的基座是矩形的，并且這些矩形基座在平臺(tái)701的平面內(nèi)相對(duì)于平行于具有檢測(cè)器740的傳感器710的面的線旋轉(zhuǎn)12度。
[0082]圖8A至圖8D示出基于三角測(cè)量的距離傳感器以及相關(guān)聯(lián)的反射元件的示意圖。圖8A和圖SB示出從不同角度來(lái)看的兩個(gè)等角投影。圖SC示出類似于圖7C的自頂至下視圖的示意圖。圖8D示出類似于圖7B的前視圖。如圖8A至圖8D所示,基于三角測(cè)量的距離傳感器710安裝到平臺(tái)801。兩個(gè)反射元件715和720也安裝到平臺(tái)801、在安裝支架805上。在一些實(shí)施方案中，反射元件715和720是反射鏡。
[0083]為了確定基于三角測(cè)量的距離傳感器710與襯底之間的距離，入射束760從激光端口 810發(fā)出。入射束760從反射元件715約90度(參見(jiàn)例如角度α，圖8A)反射并反射到襯底(未示出；襯底的反射表面將會(huì)處于760與反射束820、825和830的交界(頂點(diǎn))760)處。如圖8A、圖8C和圖8D所示，當(dāng)入射束760從襯底反射時(shí)，這形成了反射束820、825或830，這取決于襯底位置(即，豎直位置，在此實(shí)施例中)。反射束820是在襯底與例如傳感器710或平臺(tái)801的頂表面相距最小豎直距離時(shí)的反射束。也就是說(shuō)，射束820是在襯底與傳感器710的檢測(cè)器之間的三個(gè)射束820、825和830中的長(zhǎng)度最短射束。反射束825是在襯底與平臺(tái)801相距標(biāo)稱豎直距離(由傳感器710檢測(cè))時(shí)的反射束。反射束830是在襯底與平臺(tái)801相距最大(可讀)距離(由傳感器710檢測(cè))時(shí)的反射束。當(dāng)襯底在最小距離與最大距離之間并且基于三角測(cè)量的距離傳感器710正在運(yùn)行時(shí)，將會(huì)存在以下項(xiàng)的一種:反射束820、825或830、或針對(duì)最小距離與標(biāo)稱距離之間的襯底距離的反射束、或針對(duì)最大距離與標(biāo)稱距離之間的襯底距離的反射束。反射束穿過(guò)檢測(cè)器端口 815而通向檢測(cè)器。反射束在檢測(cè)器上的位置提供對(duì)路徑長(zhǎng)度的指示，所述路徑長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于圖1中的距離D。因此，傳感器的投射束如其通常那樣工作，但是射束路徑被給定為替代路徑，而非圖7D中描繪的路徑(即，用于三角測(cè)量傳感器的常規(guī)路徑)。
[0084]圖8B僅僅示出一個(gè)反射束835。圖8B還示出了劃片用激光器的聚焦圓錐840，所述聚焦圓錐在基于三角測(cè)量的距離傳感器以及相關(guān)聯(lián)的反射元件實(shí)現(xiàn)在劃片設(shè)備中時(shí)呈現(xiàn)。如圖8B所示，從反射元件715反射的入射束760以及從襯底反射的反射束835圍繞劃片用激光器的聚焦圓錐840反射。支架805和平臺(tái)801具有適當(dāng)孔隙，所述孔隙用于允許聚焦圓錐從中貫穿并聚焦在襯底(未示出)上。三角測(cè)量傳感器的射束路徑折疊，以便適應(yīng)激光劃片圓錐或者激光劃片所采用的任何射束形狀。在此實(shí)施例中，入射束被反射，其方式為跨過(guò)聚焦圓錐、同時(shí)與劃片束在焦點(diǎn)處相交。在一個(gè)實(shí)施方案中，反射元件715和720成角度和/或定位成使得三角測(cè)量傳感器的入射束與垂直于襯底工作表面的線偏離(例如，參見(jiàn)角度β，圖8D)約5度至約45度之間，在另一實(shí)施方案中，與垂直于襯底工作表面的線偏離約8度至約20度之間，在另一實(shí)施方案中，在約8度至約16度之間，例如，約12度。反射元件715和720的角度和位置可在使用不同類型的基于三角測(cè)量的距離傳感器時(shí)變化。反射元件715和720被定位成必須要將入射束760引導(dǎo)到激光劃片的焦點(diǎn)，在此實(shí)施例中，同時(shí)使入射束760適應(yīng)除了焦點(diǎn)附近外的聚焦圓錐840(并不與其共享空間)(尤其注意圖8C)。
[0085]本文中的實(shí)施方案是就來(lái)自三角測(cè)量傳感器的入射束進(jìn)行描述，所述入射束從傳感器的源發(fā)出(在由反射元件反射之前)，基本上平行于襯底或正交于激光器劃片束。因此，入射束約90度反射(并朝焦點(diǎn)傾斜，如在先前段落所述)，以便入射在襯底上。這是非限制性實(shí)例。例如，入射束可以從傳感器的源以大于90度或小于90度的角度發(fā)出。在一個(gè)實(shí)施方案中，入射束以在約I度至約20度之間從基于三角測(cè)量的距離傳感器發(fā)射出襯底的平面，在另一實(shí)施方案中，在約I度與約10度之間，在又一實(shí)施方案中，在約I度與約5度之間。換句話說(shuō)，在由反射元件反射之前，垂直于襯底的線和從傳感器的源發(fā)出的入射束所限定的角度在約70度與約110度之間，在另一實(shí)施方案中，在約80度與約100度之間，在另一實(shí)施方案中，在約85度至約95度之間。本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將會(huì)了解，將會(huì)必須適當(dāng)配置反射元件，以便形成這些角度。這些角度可以適于傳感器的源和/或檢測(cè)器的特定配置。如本文中更詳細(xì)地描述，通過(guò)折疊三角測(cè)量傳感器的射束，與劃片束和傳感器相關(guān)的各種可配置的約束都被克服。
[0086]圖9Α和圖9Β示出如圖4所示劃片設(shè)備400的示意圖，所述劃片設(shè)備400具有如圖8A至圖8D所示基于三角測(cè)量的距離傳感器以及相關(guān)聯(lián)的反射元件。圖9B示出基于三角測(cè)量的距離傳感器以及相關(guān)聯(lián)的反射元件的特寫(xiě)圖。在圖9A和圖9B中，襯底被描繪成示出傳感器、襯底和激光劃片的相對(duì)定向；操作期間，激光器劃片束和三角測(cè)量傳感器都在襯底的相同側(cè)上。劃片設(shè)備400包括劃片用激光器405，所述劃片用激光器405發(fā)出用于對(duì)襯底415進(jìn)行劃片的劃片束410。襯底415是由劃片設(shè)備400的抓持機(jī)構(gòu)420保持。X平臺(tái)425和Y平臺(tái)430被配置成水平平移襯底415，以使劃片線可形成在襯底415或設(shè)置在襯底415上的器件上?；谌菧y(cè)量的距離傳感器710被安裝到平臺(tái)801。平臺(tái)801被安裝到劃片設(shè)備400?；谌菧y(cè)量的距離傳感器710被定位成偏離劃片束410。同樣包括在此設(shè)備中的是光學(xué)器件(未示出)、射束焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)(未示出)以及處理器或邏輯(未示出)。這些部件被配置成使用襯底415的位置(如由基于三角測(cè)量的距離傳感器710確定)將劃片束410的焦點(diǎn)調(diào)整為處于期望位置。例如，可以向處理器饋送位置信息，并且基于襯底415的位置，處理器可指導(dǎo)射束焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整光學(xué)器件以便調(diào)整焦點(diǎn)。
[0087]在一些實(shí)施方案中，劃片束410限定了基本上垂直于襯底415的劃片光學(xué)路徑?；谌菧y(cè)量的距離傳感器710可定向成使得三角測(cè)量激光器發(fā)出的入射束基本上垂直于劃片光學(xué)路徑、從襯底415反射并且由三角測(cè)量傳感器710的檢測(cè)器檢測(cè)，三角測(cè)量傳感器710被定位成使得進(jìn)入其檢測(cè)器部件中的入射束和反射的入射束基本上垂直于劃片光學(xué)路徑。在一些實(shí)施方案中，傳感器710具有與其相關(guān)聯(lián)的第一反射元件715，所述第一反射元件715被定向成反射來(lái)自所述三角測(cè)量激光器的基本上垂直于劃片光學(xué)路徑的入射束，使其朝劃片光學(xué)路徑成角度(如在本文所述，例如，約12度)，以使入射束與劃片束在標(biāo)稱焦面相交。朝劃片光學(xué)路徑的這個(gè)角度允許入射束和反射束來(lái)形成跨過(guò)劃片光學(xué)路徑的三角形，并提供與劃片光學(xué)路徑標(biāo)稱地共軸的距離測(cè)量(D)。也就是說(shuō)，用于進(jìn)行測(cè)量的傳感器射束并不共軸，但是盡管如此，傳感器也確定共軸路徑長(zhǎng)度。在一些實(shí)施方案中，基于三角測(cè)量的距離傳感器710具有與其相關(guān)聯(lián)的第二反射元件720，所述第二反射元件720被定向成將從電致變色薄片反射的入射束反射到基于三角測(cè)量的距離傳感器710的檢測(cè)器中。
[0088]雖然劃片光學(xué)路徑和傳感器光學(xué)路徑并不共線/共軸，但是傳感器光學(xué)路徑的角度(從正交于襯底表面的軸線傾斜)允許劃片光學(xué)路徑和傳感器光學(xué)路徑在空間中的一個(gè)點(diǎn)處相交。兩條路徑在沿劃片光學(xué)路徑的軸線的位于劃片束與目標(biāo)相交的點(diǎn)上或極接近所述點(diǎn)的點(diǎn)處相交，并且因此，在此點(diǎn)處，進(jìn)行基于三角測(cè)量的距離傳感器的標(biāo)稱距離測(cè)量。因此，出于本公開(kāi)的目的，“共軸測(cè)量”是指對(duì)沿劃片光學(xué)路徑所形成的軸線的距離的測(cè)量。當(dāng)襯底移動(dòng)遠(yuǎn)離標(biāo)稱高度時(shí)，引發(fā)測(cè)量位置的線性X-Y移位，因此，重要的是，應(yīng)當(dāng)注意，測(cè)量的共軸性質(zhì)僅針對(duì)表面距離測(cè)量的合理范圍(例如，±5毫米)而保持。因此，三角測(cè)量傳感器的入射束和劃片束在常規(guī)意義上并不共軸，相反，它們?cè)趧澠慕裹c(diǎn)附近相交，但是三角測(cè)量傳感器會(huì)準(zhǔn)確測(cè)量共軸距離(D，如就圖1所述)。
[0089]基于三角測(cè)量的距離傳感器710相對(duì)于劃片束745的定位是由基于三角測(cè)量的距離傳感器的操作參數(shù)以及劃片激光源與襯底730之間可用空間確定。來(lái)自不同制造商的基于三角測(cè)量的距離傳感器具有特定的標(biāo)稱工作距離和測(cè)量范圍(例如，工作距離可以為約80毫米，并且范圍為約±14毫米)?；谌菧y(cè)量的距離傳感器還在入射角上具有特定范圍。例如，入射束可以與襯底具有某個(gè)值(例如，約12度)的入射角，其中例如圍繞該值具有約±3度的變化。在一些實(shí)施方案中，工作距離范圍為約10毫米至300毫米、或約50毫米至150毫米。
[0090]圖10示出描繪一種在基于三角測(cè)量的檢測(cè)系統(tǒng)的控制下(如上所述)對(duì)電致變色薄片進(jìn)行劃片的實(shí)時(shí)方法的流程圖。電致變色薄片具有第一側(cè)和第二側(cè)，其中電致變色器件被設(shè)置在電致變色薄片的第一側(cè)上。圖10中示出的方法1000可以利用圖6、圖7A至圖7C、圖8A至圖8D以及圖9A和圖9B中示出的設(shè)備和器件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0091]在方框1005處，使用基于三角測(cè)量的距離傳感器確定電致變色薄片的第一側(cè)與電致變色器件的界面的位置?；谌菧y(cè)量的距離傳感器可以被定向成使得來(lái)自三角測(cè)量激光器的第一激光束基本上平行于電致變色薄片的第一側(cè)、從電致變色薄片反射并且由檢測(cè)器檢測(cè)。在一些實(shí)施方案中，基于三角測(cè)量的距離傳感器還包括第一反射鏡，所述第一反射鏡被定向成反射來(lái)自三角測(cè)量激光器的基本上平行于電致變色薄片的第一側(cè)的第一激光束，使其基本適應(yīng)劃片束限定的劃片光學(xué)路徑，同時(shí)共享劃片束的焦點(diǎn)?；谌菧y(cè)量的距離傳感器還可以包括第二反射鏡，所述第二反射鏡被定向成將從電致變色薄片反射的第一激光束反射至檢測(cè)器。在一些實(shí)施方案中，檢測(cè)器是電荷耦合器件。
[0092]在方框1010處，聚焦透鏡被調(diào)整成使得劃片用激光器發(fā)出的劃片束入射電致變色薄片的第二側(cè)并聚焦在電致變色薄片的第一側(cè)與電致變色器件的界面上，如由基于三角測(cè)量的距離傳感器確定。例如，反饋回路可實(shí)現(xiàn)為使得聚焦透鏡基于所述基于三角測(cè)量的距離傳感器所做出的確定來(lái)快速調(diào)整。在一些實(shí)施方案中，來(lái)自基于三角測(cè)量的距離傳感器的信號(hào)可為能夠幫助聚焦透鏡實(shí)現(xiàn)快速調(diào)整的模擬信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，第一激光束和劃片束具有不同的波長(zhǎng)，以使劃片束不干擾基于三角測(cè)量的距離傳感器。
[0093]在方框1015處，利用劃片束從電致變色薄片的第一側(cè)的區(qū)域?qū)﹄娭伦兩骷M(jìn)行燒蝕。在一些實(shí)施方案中，劃片束具有大于約500mW的功率。聚焦透鏡將劃片束聚焦至小焦點(diǎn)，從而將劃片束功率集中到小區(qū)域并且燒蝕電致變色器件。
[0094]可相對(duì)于基于三角測(cè)量的距離傳感器快速移動(dòng)電致變色薄片。例如，可相對(duì)于基于三角測(cè)量的距離傳感器以約I米/秒基本上線性地平移電致變色薄片。聚焦透鏡可以隨著電致變色薄片平移而連續(xù)地調(diào)整。
[0095]雖然所公開(kāi)的實(shí)施方案總體涉及用于跟蹤由劃片束來(lái)劃片的襯底表面位置的設(shè)備和方法，但是基于三角測(cè)量的距離傳感器以及相關(guān)聯(lián)的光學(xué)器件可以用于其它應(yīng)用。例如，基于三角測(cè)量的距離傳感器以及相關(guān)聯(lián)的光學(xué)器件可以用于多種應(yīng)用，包括:激光圖案化；機(jī)器視覺(jué)；測(cè)量用于不透明或透明襯底的光學(xué)檢查的焦距；在將粘合劑或?qū)щ娪湍_分配在大的襯底上期間，管理工作高度；針對(duì)任何工藝應(yīng)用測(cè)量與工件的距離，在所述任何工藝應(yīng)用中，必須從要執(zhí)行工藝的相同側(cè)在處理點(diǎn)或極接近處理點(diǎn)處測(cè)量與工件的距離；以及其它類似應(yīng)用。
[0096]雖然已以一定詳細(xì)程度描述前述發(fā)明以便促進(jìn)理解，但是應(yīng)將所描述的實(shí)施方案視為例示性而非限制性。本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將會(huì)清楚，可在隨附權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)實(shí)踐某些改變和修改。
【權(quán)利要求】
1.一種被配置成對(duì)具有第一側(cè)和第二側(cè)的電致變色薄片進(jìn)行劃片的設(shè)備，其中電致變色器件被設(shè)置在所述第一側(cè)上，所述設(shè)備包括: 劃片用激光器，來(lái)自所述劃片用激光器的劃片束被配置成從所述第二側(cè)入射在所述電致變色薄片上，并且限定劃片光學(xué)路徑，以使所述劃片束基本上垂直于所述電致變色薄片的所述第二側(cè)，所述劃片束被配置成燒蝕所述電致變色器件；以及 基于三角測(cè)量的距離傳感器，所述基于三角測(cè)量的距離傳感器包括三角測(cè)量激光器和檢測(cè)器，所述基于三角測(cè)量的距離傳感器被定向成使得來(lái)自所述三角測(cè)量激光器的第一激光束基本上垂直于所述劃片光學(xué)路徑、從所述電致變色薄片反射并且隨后由所述檢測(cè)器檢測(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述基于三角測(cè)量的距離傳感器被定位在所述電致變色薄片的與所述劃片光學(xué)路徑的相同側(cè)上。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一激光束在由所述檢測(cè)器檢測(cè)之前是沿基本上垂直于所述劃片光學(xué)路徑的路徑被反射。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述劃片用激光器具有用于所述劃片束的大于約500mff的輸出功率。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述劃片束和所述第一激光束具有不同的波長(zhǎng)。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述基于三角測(cè)量的距離傳感器還包括第一反射鏡，所述第一反射鏡被定向成反射來(lái)自所述三角測(cè)量激光器的基本上垂直于所述劃片光學(xué)路徑的所述第一激光束，使其基本適應(yīng)所述劃片光學(xué)路徑，其中所述第一激光束被反射，以使其與所述劃片束在標(biāo)稱焦面相交，并且其中所述基于三角測(cè)量的距離傳感器還包括第二反射鏡，所述第二反射鏡被定向成將從所述電致變色薄片反射的所述第一激光束反射至所述檢測(cè)器。
7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述基于三角測(cè)量的距離傳感器被配置成確定所述電致變色薄片與所述電致變色器件的界面的位置。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其還包括: 聚焦透鏡，其中所述聚焦透鏡被定位成使得所述劃片束基本上入射在所述電致變色薄片與所述電致變色器件的界面上。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其還包括: 處理器，其中所述基于三角測(cè)量的距離傳感器被配置成確定所述電致變色薄片與所述電致變色器件的所述界面的位置，并且其中所述處理器被配置成基于所述基于三角測(cè)量的距離傳感器的所述確定來(lái)定位所述聚焦透鏡。
10.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述檢測(cè)器是電荷耦合器件。
11.一種用于對(duì)標(biāo)稱平坦襯底進(jìn)行劃片的設(shè)備，所述設(shè)備包括: (a)光學(xué)器件集合，所述光學(xué)器件集合用于在所述襯底和劃片束相對(duì)于彼此移動(dòng)時(shí)將劃片束聚焦到襯底上的劃片位置，以在所述襯底上形成劃片線； (b)射束焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，所述射束焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)用于在所述襯底在劃片期間相對(duì)于所述劃片束移動(dòng)時(shí)調(diào)整所述光學(xué)器件集合，以使所述劃片束的焦點(diǎn)遵循所述襯底上的輪廓； (C)基于三角測(cè)量的距離傳感器，所述基于三角測(cè)量的距離傳感器包括:(i)檢測(cè)束源，所述檢測(cè)束源用于發(fā)出入射束以使其反射離開(kāi)所述襯底；以及(ii)檢測(cè)器，所述檢測(cè)器用于檢測(cè)在所述入射束反射離開(kāi)所述襯底時(shí)形成的反射束的位置，其中所述反射束在所述檢測(cè)器上的所述位置提供了對(duì)所述基于三角測(cè)量的距離傳感器與所述襯底之間的距離的指示，并且其中所述基于三角測(cè)量的距離傳感器被配置成使得所述入射束基本上與所述劃片束正交地從所述檢測(cè)束源發(fā)出；以及 (d)至少一個(gè)反射元件，所述至少一個(gè)反射元件被定位成(i)將來(lái)自所述基于三角測(cè)量的距離傳感器的所述入射束反射至所述襯底上的位于所述劃片位置上或接近所述劃片位置的位置處，并且(ii)將來(lái)自所述襯底的所述反射束反射至所述檢測(cè)器上，以使所述基于三角測(cè)量的距離傳感器提供對(duì)所述基于三角測(cè)量的距離傳感器與所述襯底之間的距離的指示。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其還包括邏輯，所述邏輯用于接收對(duì)所述基于三角測(cè)量的距離傳感器與所述襯底之間的距離的所述指示，并且用于引導(dǎo)所述射束焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整所述光學(xué)器件集合以將所述劃片束焦點(diǎn)維持在所述襯底的區(qū)域上。
13.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其還包括保持機(jī)構(gòu)，所述保持機(jī)構(gòu)用于在劃片期間基本上維持所述襯底與所述光學(xué)器件集合的距離。
14.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其還包括第一平移平臺(tái)，所述第一平移平臺(tái)用于在劃片期間使得所述襯底相對(duì)于所述光學(xué)器件集合在第一方向上移動(dòng)。
15.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其還包括第二平移平臺(tái)，所述第二平移平臺(tái)用于使得所述襯底相對(duì)于所述光學(xué)器件集合在基本上正交于(i)所述劃片束的傳播方向和(ii)所述第一方向兩者的方向上移動(dòng)。
16.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述光學(xué)器件集合包括聚焦透鏡。
17.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述劃片束是激光束。
18.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述焦點(diǎn)具有沿著所述劃片束的軸向方向不大于約1200微米的長(zhǎng)度。
19.一種用于對(duì)具有第一側(cè)和第二側(cè)的電致變色薄片進(jìn)行劃片的方法，其中電致變色器件被設(shè)置在所述第一側(cè)上，所述方法包括: (a)使用基于三角測(cè)量的距離傳感器確定所述電致變色薄片的所述第一側(cè)與所述電致變色器件的界面的位置，所述基于三角測(cè)量的距離傳感器被定向成使得來(lái)自三角測(cè)量激光器的第一激光束基本上平行于所述電致變色薄片的所述第一側(cè)、從所述電致變色薄片反射并且由檢測(cè)器檢測(cè)； (b)調(diào)整聚焦透鏡以使劃片用激光器發(fā)出的劃片束入射所述電致變色薄片的所述第二側(cè)并聚焦在所述電致變色薄片的所述第一側(cè)與所述電致變色器件的界面上，合適焦距是由所述基于三角測(cè)量的距離傳感器所提供的所述界面的所述位置來(lái)確定；以及 (C)利用所述劃片束從所述電致變色薄片的所述第一側(cè)的區(qū)域?qū)λ鲭娭伦兩骷M(jìn)行燒蝕。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述劃片束具有大于約500mW的功率。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述第一激光束和所述劃片束具有不同的波長(zhǎng)。
22.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述劃片束限定了劃片光學(xué)路徑，其中所述基于三角測(cè)量的距離傳感器還包括第一反射鏡，所述第一反射鏡被定向成反射基本上平行于所述電致變色薄片的所述第一側(cè)的第一激光束，使其基本適應(yīng)所述劃片光學(xué)路徑，其中所述第一激光束被反射，以使所述第一激光束與所述劃片束在標(biāo)稱焦面相交，并且其中所述基于三角測(cè)量的距離傳感器還包括第二反射鏡，所述第二反射鏡被定向成將從所述電致變色薄片反射的所述第一激光束反射至所述檢測(cè)器。
23.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述檢測(cè)器是電荷耦合器件。
24.如權(quán)利要求19所述的方法，其中操作(a)、(b)和(c)在所述電致變色薄片與所述基于三角測(cè)量的距離傳感器之間的相對(duì)移動(dòng)期間重復(fù)。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述電致變色薄片與所述基于三角測(cè)量的距離傳感器之間的所述相對(duì)移動(dòng)包括所述電致變色薄片在所述基于三角測(cè)量的距離傳感器保持固定時(shí)的移動(dòng)。
26.一種組件，所述組件包括: 三角測(cè)量激光器； 檢測(cè)器； 第一反射鏡，所述第一反射鏡被配置成使得來(lái)自所述三角測(cè)量激光器的第一激光束約90度反射并反射至襯底的表面上，并且使得所述第一激光束相對(duì)于垂直于所述襯底的線以一個(gè)角度傾斜；以及 第二反射鏡，所述第二反射鏡被配置成使得所述第一激光束在其從所述襯底的所述表面反射之后約90度反射并反射至所述檢測(cè)器； 其中所述組件被配置成適應(yīng)來(lái)自劃片用激光器的劃片束，以使所述第一激光束基本上在所述劃片束的焦點(diǎn)處撞擊所述襯底。
27.如權(quán)利要求26所述的組件，其還包括端口，所述端口用于允許所述劃片束的聚焦圓錐在所述焦點(diǎn)處入射在所述襯底上之前貫穿其中。
28.如權(quán)利要求27所述的組件，其中所述第一反射鏡和所述第二反射鏡被定位在所述端口的任一側(cè)上，并且其中在操作期間，所述第一激光束跨過(guò)除了接近所述焦點(diǎn)的區(qū)域外的所述聚焦圓錐。
29.如權(quán)利要求26所述的組件，其中所述檢測(cè)器是電荷耦合器件。
30.如權(quán)利要求26所述的組件，其中將所述三角測(cè)量激光器和所述檢測(cè)器容納在單個(gè)外殼中。
【文檔編號(hào)】G01C3/22GK104303010SQ201380025671
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月30日
【發(fā)明者】布魯斯·巴克斯特, 丹尼斯·穆林斯 申請(qǐng)人:唯景公司