用於短衝程載物臺的撓曲件導引軸承的製作方法
2023-09-10 11:53:45 4
專利名稱：用於短衝程載物臺的撓曲件導引軸承的製作方法
技術領域：
本發明涉及對具有雷射聚焦透鏡作為有效負載的短衝程(即，6毫米(mm)行程或更小)載物臺的精確導引。
背景技術：
經配置以供在半導體晶片級處理中使用的晶片輸送系統通常包含具有緊固用於處理的晶片的卡盤的載物臺。有時所述載物臺為固定的，且有時其為可移動的。一些應用要求，載物臺沿一個、兩個或三個笛卡爾維度有旋轉地或無旋轉地線性移動。如果花費顯著量的總工藝時間來對準及輸送晶片，那麼載物臺運動的速度可決定整個晶片處理平臺的通過量。對於包含光學處理的應用，可在晶片表面上面安裝可移動光學器件組合件，藉此使所需的晶片輸送距離最小化。載物臺運動的主要方向稱為「長軸」，且垂直於主要方向的載物臺運動方向稱為「短軸」。固持待處理的晶片或試樣的卡盤可安裝到長軸載物臺以用於沿著長軸移動、安裝到短軸載物臺以用於沿著短軸移動或安裝於長軸及短軸下面固定位置中。長軸載物臺可支撐短軸載物臺或者其可彼此獨立。
發明內容
隨著電路尺寸縮減，此類光學系統的載物臺設計正變得更關鍵。一個載物臺設計考慮因素是起源於晶片卡盤及光學器件組合件的振動及熱穩定性的工藝質量影響。在其中不斷地調整雷射束位置的情況下，支撐雷射組合件的現代技術結構太柔性而不能維持所需的精確度。此外，隨著電路尺寸縮減，粒子汙染變為越來越大的問題。常規載物臺設計採用針對長衝程運動設計的機械或空氣軸承的使用。機械導引軸承具有巨大勁度，但短衝程運動由於在長期操作期間缺少潤滑脂溝流而引起球的磨蝕。保持架漸變還引起交叉輥導引件及衝模襯套導引件的問題，且摩擦往往也引起控制載物臺的問題。空氣軸承導引件為以勁度為代價對上文所提及機械軸承的問題的解決方案。空氣軸承不具有機械軸承擁有的勁度。本文中，「分裂軸載物臺」架構實施為多載物臺定位系統，在一實施例中，其支撐雷射光學器件組合件及工件，所述工件具有雷射束入射在其上以用於雷射處理的表面。所述多載物臺定位系統能夠以高速度及加速度速率進行在振動及熱上穩定的材料輸送。「分裂軸」設計解耦沿著處於單獨的平行平面中的兩個垂直軸的受驅動載物臺運動。在一實施例中，在相對於彼此正交移動的試樣(長軸或下部)載物臺與掃描光學器件組合件(短軸或上部)載物臺之間分裂水平平面中的運動。使用呈花崗巖或其它石板材或陶瓷材料板材、鑄鐵或聚合物複合材料(例如 Anocast )形式的在尺寸上穩定的襯底作為下部及上部載物臺的基底。所述板材及所述載物臺優選地由具有類似熱膨脹係數的材料製作以致使系統以一致方式有利地對溫度改變做出反應。所述襯底經精確切割(「搭接」)使得其上部及下部載物臺表面的若干部分為平坦的且彼此平行。在優選實施例中，導引承載試樣固持卡盤的下部載物臺的下部導軌組合件耦合到所述襯底的下部表面。導引承載雷射束聚焦區控制子系統的上部載物臺的上部導軌組合件耦合到所述襯底的上部表面。沿著導軌組合件的鄰近軌道定位的線性電機控制下部及上部載物臺的移動。塊狀的且在結構上勁性的襯底隔離雷射光學器件組合件與試樣的運動並使所述運動穩定、吸收振動且允許較順暢的加速及減速，因為支撐結構固有地為剛性的。襯底的剛度及載物臺運動軸的緊密分離導致較高頻率諧振及沿著所有三個軸的運動的較小誤差。所述襯底還通過充當散熱器而提供熱穩定性。此外，由於其被設計成緊湊配置，因此所述系統由較少材料構成且因此在其經歷加熱時較不易於膨脹。從襯底的中間向外的橢圓形槽切口將下面的試樣暴露於雷射束且允許雷射光學器件組合件穿過襯底的垂直運動。另一方面， 試樣由襯底遮蔽以免受由高架運動產生的粒子的影響，經歷雷射處理的局部區域除外。雷射束聚焦區控制子系統支撐於下部載物臺上面且包含可垂直調整的光學器件組合件，所述光學器件組合件相對於由支撐結構安裝到上部載物臺的至少一個撓曲件定位。支撐結構的剛度允許沿著束軸的較快速及較準確垂直運動。透鏡支撐套管充當到導引雷射束的聚焦區的垂直運動的撓曲件的連接的支撐件。垂直運動由駐存在所述套管的頂端處的透鏡驅迫器起始，所述透鏡驅迫器對光學器件組合件賦予原動力以調整其相對於下部卡盤上的工件的高度且如此操作相對於工作表面調整雷射的聚焦區。沿著束軸為剛性且在水平平面中為順應性的隔離撓曲件裝置緩衝透鏡驅迫器從光學器件組合件的過量運動。分裂軸載物臺設計可適用於半導體處理(包含切割、組件休整、熔絲處理、噴墨、 印刷導線板(PWB)導通孔鑽孔、布線、檢驗及計量)中所使用的許多平臺。此設計所提供的優點還有益於整個類的機械加工工具。對於具有短衝程(例如，6毫米(mm)行程或更小)的載物臺，撓曲件導引軸承由於以下特性而為用於導引載物臺的最佳解決方案(1)在運動平面外的所有軸上的非常高的勁度；⑵零摩擦；⑶可經濟地製作；⑷不需要外部空氣供應源；(5)不需要潤滑脂；及 (6)無磨蝕。通過將雙橫梁撓曲件應用於承載透鏡及/或相機的Z軸載物臺，可形成具有高勁度而無機械軸承所具有的難題及問題的載物臺。一個特定實施例可使用其中相同設計的多個撓曲件放置在透鏡周圍且作為一群組一起工作以導引Z軸運動的模塊化方法。所述撓曲件被安裝到透鏡外殼且接地到外部外殼。撓曲件載物臺先前尚未用於相對於試樣處理系統且特定來說相對於載物臺架構導引運動及支撐光學組件(例如雷射透鏡及/或相機)以控制相對於目標試樣對處理裝置的兩維或三維定位。撓曲件載物臺先前尚未相對於彼此定位成平行布置及/或以其中每一撓曲件被配置成等同於其它撓曲件的群組使用。在結合附圖閱讀以下說明時，所屬領域的技術人員將明了本發明的實施例及應用的細節。
本文中的說明參考附圖，其中在所有數個視圖中相似的參考編號指代相似的部件，且附圖中圖1是解耦的多載物臺定位系統的等軸視圖2是圖1的定位系統的部分分解等軸視圖，其展示當系統經組裝時安裝到例如石板材的在尺寸上穩定的襯底的上部及下部載物臺；圖3是圖1的定位系統的等軸視圖，其展示支撐掃描透鏡及上部載物臺驅動組件的上部載物臺；圖4是圖1的定位系統的等軸視圖，其展示支撐試樣固持卡盤及下部載物臺驅動組件的下部載物臺；圖5A是根據本發明一個實施例的雙橫梁撓曲件的詳細視圖；圖5B及圖5C是根據本發明一個實施例撓曲件圍繞透鏡的布置；圖5D是根據本發明一個實施例的透鏡、撓曲件及外部外殼的組合件；圖5E是根據本發明一個實施例具有撓曲件的Z軸組合件的簡化圖解說明；且圖6是雷射束聚焦區控制子系統的優選實施例的分解視圖，所述雷射束聚焦區控制子系統包含裝納掃描透鏡的組合件及導引垂直(Z軸)運動的至少一個撓曲件。
具體實施例方式圖1及圖2展示解耦的多載物臺定位系統10，在一個實施例中，其支撐雷射處理系統的組件，雷射束傳播穿過所述雷射處理系統以入射在目標試樣上。定位系統10包含在尺寸上穩定的襯底12，其由石板材製成，優選地由花崗巖或陶瓷材料板材、鑄鐵或聚合物複合材料(例如Anocast )形成。襯底12具有第一或上部平坦主表面14及具有臺階式凹部 18的第二或下部平坦主表面16。主表面14及16包含為彼此平行延伸且經調節以在約十微米公差內展現平坦度及平行度的平面的表面部分。上部主表面14的表面部分與第一導軌組合件20經耦合以沿著第一軸導引雷射光學器件組合件載物臺22的移動，且下部主表面16的表面部分與第二導軌組合件M經耦合以沿著橫切於第一軸的第二軸導引試樣載物臺26的移動。光學器件組合件載物臺22支撐雷射束聚焦區控制子系統觀，雷射束聚焦區控制子系統觀包含向下懸垂於襯底12的下部主表面16下面的掃描透鏡30。試樣載物臺沈支撐試樣固持卡盤32。載物臺22及沈的經導引運動使掃描透鏡30相對於由卡盤32固持的試樣(未展示)的表面上的雷射束處理位置移動。在優選實施方案中，襯底12經設定於適當位置中使得主表面14及16界定間隔開的水平平面，且導軌組合件20及M經定位使得第一軸與第二軸彼此垂直以藉此界定相應的Y軸及X軸。此分裂軸架構將沿著X軸及Y軸的運動解耦，從而簡化在允許較少自由度的情況下對定位雷射束及卡盤32的控制。圖3詳細地展示與圖2中所示的第一導軌組合件20 —起操作的光學器件組合件載物臺22。第一導軌組合件20包含經緊固以支撐上部主表面14的若干部分的兩個間隔開的導引軌道40及支撐於光學器件組合件載物臺22的底部表面44上的兩個U形導引塊42。 導引塊42中的每一者裝配於軌道40中的對應一者上且響應於所施加的原動力而沿著所述對應一者滑動。光學器件組合件載物臺22的電機驅動器包含在上部主表面14上且沿著每一導引軌道40的長度安裝的線性電機46。線性電機46賦予推進其對應導引塊42以沿著其對應導引軌道40滑動移動的原動力。每一線性電機46包含U形通道磁體軌48，U形通道磁體軌48固持沿著導引軌道40的長度布置的多個磁體50的間隔開的線性陣列。定位於線性磁體50陣列之間的驅迫器芯組合件52連接到光學器件組合件載物臺22的底部表面44且構成使光學器件組合件載物臺22移動的線性電機46的可移動部件。適合線性電機46為可從賓夕法尼亞州匹茲堡的艾爾科技公司(Aerotech，Inc.，Pittsburgh, Pa.)購得的型號MTH480。每一軌道導引件40-圖2中所示的第一導軌組合件20的導引塊42對為滾動元件軸承組合件。導軌組合件20的替代方案包含平坦空氣軸承或真空預載空氣軸承。任一類型空氣軸承的使用均需要移除每一導引軌道40從而暴露上部表面14的表面部分以形成導引表面且需要以軸承的導引表面或支承面替代附接到雷射光學器件組合件載物臺22的底部表面44的每一導引塊42。具有壓力埠及真空埠的真空預載空氣軸承壓制自身且同時使自身升離導引表面。真空預載空氣軸承的使用僅需要一個平坦導引表面；而相對軸承預載的使用需要兩個平坦的平行導引表面。適合空氣軸承可從賓夕法尼亞州阿斯頓的新方式機器組件公司(New Way Machine Components, Inc. ,Aston, Pa.)購得。因此，取決於所使用的導軌組合件的類型，上部主表面14的表面部分可表示導引軌道安裝接觸表面或支承面非接觸導引表面。緊固到光學器件組合件載物臺22的底部表面44且鄰近導引塊42中的不同導引塊定位的一對編碼器頭60包含測量光學器件組合件載物臺22的偏轉角度及所行進距離的位置傳感器。接近於導引軌道40、導引塊42以及驅動載物臺22及沈中的每一者的線性電機46放置所述位置傳感器確保以最小的諧振效應進行有效的閉環反饋控制。編碼器頭60 中所包含的限位開關由附接到襯底12的磁體(未展示)解扣。一對阻尼器64抑制並停止光學器件組合件載物臺22的運動以防止其離開導引軌道40的超程移動。在襯底12中導引軌道40之間且沿著其長度形成的橢圓形槽66提供一開口，掃描透鏡30可隨著光學器件組合件載物臺22沿著導引軌道40移動而在所述開口內行進。形成於襯底12中的臺階式凹部18的區中的一對通孔68提供從上部表面14到編碼器頭60 的操作者維修通路以維持其對準。圖4詳細展示與圖2的第二導軌組合件M操作相關聯的試樣載物臺26。第二導軌組合件M包含導引軌道、U形導引塊、線性電機、U形通道磁體軌、磁體、驅迫器芯組合件及編碼器頭，這些裝置對應於上文結合第一導軌組合件20所描述的那些裝置且由與其相同的參考編號識別。線性電機46及第二導軌組合件M的組件以及由第二導軌組合件M 支撐的組件安裝於試樣載物臺床72的表面70上。載物臺22及沈以及電機46的機械布置導致載物臺22及沈的減少的縱傾及側傾且增強高速運動的準確性。電機46在載物臺22及沈的相對側上的對稱放置改進對偏轉的控制。沿著載物臺22及沈的側而非在其下方放置電機46使對關鍵組件及位置傳感器的熱擾動最小化。第二導軌組合件M及支撐卡盤32的試樣載物臺沈裝配到臺階式凹部18中且緊固於其內。試樣載物臺床72的表面70緊固在下部主表面16的表面部分74上鄰近臺階式凹部18的較寬下部部分處，且卡盤32定位於下部主表面16的臺階式凹部18的最內部分下面且響應於由使試樣載物臺沈沿著第二導軌組合件M移動的線性電機46賦予的原動力而在所述最內部分下面移動。編碼器頭60中所包含的限位開關由附接到襯底12的磁體 (未展示)解扣。一對阻尼器78抑制並停止試樣載物臺沈的運動以防止其離開導引軌道
740的超程移動。導軌組合件M的第一替代方案為使用試樣載物臺床72作為支承臺面或導引面的磁性預載空氣軸承。磁性預載空氣軸承的使用需要移除每一導引軌道40從而暴露試樣載物臺床72的表面部分且需要移除每一導引塊42從而在試樣載物臺沈的底部表面上提供用於安裝空氣軸承(其中其(多孔)支承面經定位以與暴露的表面部分相對)的空間。現在參考圖5A，其詳細圖解說明根據本發明一個實施例的雙橫梁撓曲件400。至少一個撓曲件400中的每一者可包含撓曲件400的雙橫梁部分402，雙橫梁部分402具有垂直延伸橫截面積減小的至少一組第一及第二平行伸長水平延伸的橫梁404、406。每一組平行伸長橫梁404、406允許響應於原動力而沿對應於雷射束348的束軸206的Z軸方向的移動。至少一個撓曲件400中的每一者可包含支撐部分408，支撐部分408具有橫截面積分別擴大的至少一組410第一及第二垂直延伸的伸長支撐部件412、414。第一及第二支撐部件412、414藉助第一及第二平行伸長橫梁404、406而彼此連接，第一及第二平行伸長橫梁404、406彼此垂直間隔開且在第一與第二支撐部件412、414之間延伸。第一及第二平行伸長橫梁404、406允許響應於原動力而沿對應於雷射束348的束軸206的Z軸方向的移動，雷射束348穿過透鏡30從而形成雷射束348的聚焦區以入射在安裝於支撐卡盤32上的目標試樣的工作表面上。第一支撐部件412可連接到支撐透鏡30的外殼或組合件202。至少一個撓曲件400可包含第二雙橫梁部分416，第二雙橫梁部分416具有垂直延伸橫截面積減小的至少第三及第四平行伸長水平延伸的橫梁418、420。每一組平行伸長橫梁404、406及418、420允許響應於原動力而沿對應於雷射束348的束軸206的Z軸方向的移動，雷射束348穿過透鏡30從而形成雷射束348的聚焦區以入射在安裝於支撐卡盤32 上的目標試樣的工作表面上。至少一個撓曲件400可包含第二支撐部分422，第二支撐部分422具有至少一組似4第三及第四支撐部件426、428。所述第三及第四支撐部件可為面向彼此且通過橫梁 418、420中的一者而彼此連接的垂直間隔開的L形配置，橫梁418、420中的所述一者從支撐部件426、428中的對應一者延伸，其中每一橫梁418、420連接到第二支撐部件414的相對端430、432，如圖5A中最佳所見。第三及第四支撐部件似6、4觀可連接到光學器件組合件載物臺22的框架或支撐部件434，如圖5C及圖5D中最佳所見。簡要參考圖6，透鏡驅迫器組合件210可包含可移動部件276，可移動部件276經導引以沿著束軸206移動，且操作地連接到透鏡30以賦予原動力從而使透鏡30沿著束軸 206移動且藉此相對於安裝於卡盤32上的目標試樣的工作表面調整雷射束348的聚焦區。 所述原動力可由透鏡驅迫器組合件210(通過舉例而非限制的方式，例如音圈致動器)提供以相對於安裝於卡盤32上的目標試樣的工作表面調整雷射束348的聚焦區並控制透鏡30 的移動。現在參考圖5B到圖5E及圖6，在其中雷射束348沿著束軸206傳播且穿過透鏡30 以入射在安裝於卡盤32上的目標試樣的工作表面上的雷射處理系統10中，透鏡30形成雷射束348的聚焦區且支撐件32操作地連接到多軸定位系統10，多軸定位系統10使雷射束 348與目標試樣相對於彼此移動以將雷射束348定位於所述目標試樣的工作表面上的選定位置處。包含至少一個撓曲件400的組合件22支撐透鏡30，且響應於原動力而導引透鏡30沿著束軸206移動以相對於目標試樣的工作表面調整雷射束348的聚焦區。在一個實施例中，至少一個撓曲件400可包含多個撓曲件400，其中每一撓曲件400可等同於其它撓曲件 400。多個撓曲件400可在平行垂直延伸的Z軸定向上在支撐透鏡30的外殼230的相對側上且沿著彼此垂直水平延伸的X軸及Y軸定位。多個撓曲件400可包含位於至少一個共用的平行垂直延伸Z軸上的一個以上撓曲件400。在一個實施例中，一對撓曲件400可彼此垂直間隔開，其中對應的垂直間隔開的撓曲件400對相對於雷射束348的束軸206圍繞外殼 230間隔成處於有角度位置。垂直間隔開的撓曲件400對可相對於雷射束348的束軸206 圍繞外殼230相對於彼此間隔成約90°。至少一個撓曲件400可包含多個撓曲件400，所述多個撓曲件400作為一群組起作用以將透鏡30支撐為抵抗沿著在水平平面中延伸且相對於彼此垂直定位的X軸及Y軸的移動，同時允許相對於雷射束348的束軸206沿著平行垂直延伸的Z軸的短衝程移動。圖6圖解說明控制子系統觀的組件及其在雷射光學器件組合件載物臺22上的安裝。如上文所簡要提及，控制子系統觀可包含通過軛組合件212耦合到含在組合件202的內部中的掃描透鏡30的透鏡驅迫器組合件210。透鏡驅迫器組合件210(其優選地為音圈致動器)藉助軛組合件212賦予使掃描透鏡30沿著束軸206移動且藉此使雷射束的聚焦區移動到選定位置的原動力。音圈致動器210包含大體圓柱形外殼230及由其上卷繞有銅導線的磁芯形成的環狀線圈232。圓柱形外殼230與環狀線圈232同軸對準，且環狀線圈232響應於施加到音圈致動器210的控制信號(未展示)而軸向移動進及移動出外殼230。優選的音圈裝置210為可從加利福尼亞州維斯塔的北金克磁性裝置公司(BEI Kimco Magnetics, Vista, Calif.) 購得的LA 28-22-006Z號致動器。環狀線圈232延伸穿過具有相對側部件238的音圈橋236中的大體圓形開口 234， 相對側部件238擱置於安裝於雷射光學器件組合件載物臺22上的立柱MO (圖1)上以提供對雷射束聚焦區控制子系統觀的支撐。音圈橋236在兩個相對側突出部M2中的每一者中包含含有管狀外殼250的孔M4，從導引支座256的上部表面2M延伸的杆252穿過管狀外殼250。每一桿252具有自由端258。導引支座256在其上部表面邪4上具有環狀基座沈0，環狀線圈232擱置於環狀基座260上。兩個堆疊的軸向對準線性球襯套264裝配於含在音圈橋236的側突出部M2的每一孔M4中的管狀外殼250中。穿過球襯套沈4的杆 252的自由端258由杆夾具266頂蓋以提供環狀線圈232沿著束軸206的下部行程限制的硬停止件。外殼230具有定位成與環狀線圈232的中心、音圈橋236的開口 234及導引支座 256的環狀基座沈0的中心同軸對準的圓形開口 270。中空鋼軸272延伸穿過外殼230的開口 270，且六角螺母274將中空鋼軸272與柔性管狀鋼部件276連接成軸向對準，鋼部件 276耦合到如下文進一步描述的軛組合件212。六角螺母274經定位成與環狀線圈232的下部表面278接觸以響應於環狀線圈232的進出軸向移動而沿著驅動或Z軸280驅動柔性鋼部件276。中空鋼軸272穿過螺旋彈簧觀2的中心且沿著螺旋彈簧觀2的軸，螺旋彈簧 282被局限於外殼230的頂部表面284與固定於中空鋼軸272的自由端290處的圓柱形彈簧保持件286之間。螺旋彈簧282在不存在施加到音圈致動器210的控制信號的情況下將環狀線圈232偏置到其沿著Z軸觀0的衝程的中點。
軛組合件212包含相對軛側板300 (僅展示一者)，相對軛側板300在一端302處緊固到軛環306的表面304且在另一端308處緊固到多級矩形軛支座310。形成有圓柱形外圍312且具有環狀頂部凸緣314的掃描透鏡30裝配於軛組合件212中，使得頂部凸緣 314擱置於軛環306的表面304上。掃描透鏡30含在組合件202的內部中且由一個或一個以上撓曲件部件400(圖5A到圖5E)支撐。用以支撐組合件202的撓曲件支撐部件400的實施方案增加掃描透鏡30在X-Y平面中的剛度，同時允許掃描透鏡30以非常順暢的受控方式沿著Z軸移動。柔性鋼部件276具有自由端320，自由端320裝配於軛支座310的上部表面3M中的凹部322中以使其沿著Z軸280移動且藉此使掃描透鏡30沿著束軸206移動。固持編碼器3 且附接到音圈橋236的編碼器頭支座3 與固持編碼器標度尺且附接到導引支座 256的編碼器主體支座330協作以使用光衍射原理測量導引支座256響應於環狀線圈232 的移動而相對於音圈橋236的位移。由於柔性管狀鋼部件276附接到環狀線圈232，因此所測量的位移表示掃描透鏡30沿著束軸206的位置。緊固於安裝環342上適當位置中的四分之一波板340定位於矩形軛支座310的下部表面344與掃描透鏡30的頂部凸緣314之間。附接到光學器件組合件載物臺22 (圖3) 的束偏轉裝置346(例如壓電快速轉向鏡)定位於矩形軛支座310與四分之一波板340之間。快速轉向鏡346接收沿著束軸206傳播的傳入雷射束348並引導雷射束348穿過四分之一波板340及掃描透鏡30。四分之一波板340對傳入的線性偏振雷射束賦予圓形偏振， 且快速轉向鏡346引導圓形偏振的雷射束以入射在支撐於試樣載物臺沈上的目標試樣的工作表面的選定位置上。當快速轉向鏡346處於其中性位置中時，Z軸觀0、束軸206及雷射束348的傳播路徑共線。當快速轉向鏡346在操作中時，雷射束348的傳播路徑與束軸 206大體對準。柔性鋼部件276在Z軸方向上為剛性，但在X-Y平面中為順應性。柔性鋼部件276 的這些性質使得其能夠充當緩衝器，從而隔離含有掃描透鏡30的組合件202的導引動作與使掃描透鏡30移動的透鏡驅迫器組合件210的導引動作。透鏡驅迫器組合件210及組合件202具有重心且沿著Z軸定位。透鏡驅迫器組合件210的音圈橋236具有兩個凹坑350，凹坑350的深度及橫截面積可經定大小以實現兩個重心的軸向對準。此重心對準消除控制系統洲中的力矩臂且藉此幫助減小已知懸伸橫梁設計中存在的低諧振頻率振動的傾向。其中可安裝定位系統10的可能類型雷射處理系統的數個實例包含半導體晶片或其它試樣微加工、切割及熔絲處理系統。在晶片切割系統中，雷射束348沿著晶片表面上的劃線位置移動。在晶片熔絲處理系統中，脈衝式雷射束348相對於晶片表面熔絲位置移動以對其進行輻照使得雷射脈衝部分地或完全地移除熔絲材料。儘管已結合某些實施例描述了本發明，但應理解，本發明並不限於所揭示的實施例，而是相反打算涵蓋所附權利要求書的範圍內所包含的各種修改形式及等效布置，所述範圍被賦予最廣解釋以便涵蓋法律所準許的所有此類修改形式及等效結構。
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權利要求
1.一種雷射處理系統，在所述雷射處理系統中雷射束沿著束軸傳播且傳播穿過透鏡以入射在安裝於支撐件上的目標試樣的工作表面上，所述透鏡形成所述雷射束的聚焦區且所述支撐件操作地連接到多軸定位系統，所述多軸定位系統使所述雷射束與所述目標試樣相對於彼此移動以將所述雷射束定位於所述工作表面上的選定位置處，所述雷射處理系統的特徵在於包含至少一個撓曲件的組合件，所述至少一個撓曲件支撐所述透鏡且響應於原動力而導引所述透鏡沿著所述束軸移動以相對於所述工作表面調整所述雷射束的所述聚焦區。
2.根據權利要求1所述的雷射處理系統，其中所述至少一個撓曲件進一步包括多個撓曲件，每一撓曲件彼此等同。
3.根據權利要求2所述的雷射處理系統，其中所述多個撓曲件在平行垂直延伸的Z軸定向上在支撐所述透鏡的外殼的相對側上且沿著彼此垂直水平延伸的X軸及Y軸定位。
4.根據權利要求1所述的雷射處理系統，其中所述至少一個撓曲件進一步包括多個撓曲件，其作為一群組起作用以將所述透鏡支撐為抵抗沿著彼此垂直水平延伸的 X軸及Y軸的移動，同時允許沿著垂直延伸的Z軸的短衝程移動。
5.根據權利要求1所述的雷射處理系統，其中所述至少一個撓曲件進一步包括所述撓曲件的雙橫梁部分，其具有垂直延伸橫截面積減小的至少一組第一及第二平行伸長水平延伸的橫梁，每一組平行伸長橫梁允許響應於所述原動力而沿Z軸方向的移動。
6.根據權利要求5所述的雷射處理系統，其中所述至少一個撓曲件進一步包括所述撓曲件的支撐部分，其具有橫截面積分別擴大的至少一組第一及第二垂直延伸的伸長支撐部件，所述第一及第二伸長支撐部件藉助所述第一及第二平行伸長橫梁而彼此連接，所述第一及第二平行伸長橫梁彼此垂直間隔開且在所述第一與第二支撐部件之間延伸。
7.根據權利要求6所述的雷射處理系統，其中所述至少一個撓曲件進一步包括所述撓曲件的第二雙橫梁部分，其具有垂直延伸橫截面積減小的至少第三及第四平行伸長水平延伸的橫梁，每一組平行伸長橫梁允許響應於所述原動力而沿Z軸方向的移動。
8.根據權利要求7所述的雷射處理系統，其中所述至少一個撓曲件進一步包括所述撓曲件的第二支撐部分，其具有橫截面積分別擴大的至少一組第三及第四支撐部件，所述第三及第四支撐部件為相對於彼此定向成面向關係且通過所述伸長橫梁中的一者而彼此連接的垂直間隔開的L形配置，所述伸長橫梁中的所述一者從所述支撐部件中的對應一者延伸，其中每一橫梁連接到所述第二支撐部件的相對端。
9.根據權利要求1或權利要求2所述的雷射處理系統，其進一步包括透鏡驅迫器，其包含可移動部件，所述可移動部件經導引以沿著所述束軸移動且操作地連接到所述透鏡以賦予所述原動力從而使所述透鏡沿著所述束軸移動且藉此相對於所述工作表面調整所述雷射束的所述聚焦區。
10.根據權利要求9所述的雷射處理系統，其中所述透鏡驅迫器包含控制所述可移動部件的所述移動的音圈致動器。
11.根據權利要求9所述的雷射處理系統，其進一步包括隔離撓曲件裝置，其作為所述透鏡驅迫器與所述透鏡之間的緩衝器而操作以隔離所述透鏡驅迫器的所述可移動部件的所述經導引移動與由所述透鏡驅迫器的所述可移動部件賦予所述透鏡的所述經導引移動。
12.根據權利要求11所述的雷射處理系統，其中所述隔離撓曲件裝置沿著所述束軸為剛性的且在橫切於所述束軸的平面中為順應性的。
全文摘要
本發明涉及一種雷射處理系統，在所述雷射處理系統中雷射束沿著束軸傳播且傳播穿過透鏡以入射在安裝於支撐件上的目標試樣的工作表面上。所述透鏡形成所述雷射束的聚焦區。所述支撐件操作地連接到多軸定位系統，所述多軸定位系統使所述雷射束與所述目標試樣相對於彼此移動以將所述雷射束定位於所述工作表面上的選定位置處。組合件包含至少一個撓曲件，所述至少一個撓曲件支撐所述透鏡且響應於原動力而導引所述透鏡沿著所述束軸移動以相對於所述工作表面調整所述雷射束的所述聚焦區。
文檔編號B23K26/04GK102333615SQ201080009481
公開日2012年1月25日 申請日期2010年2月26日 優先權日2009年2月27日
發明者馬克·T·科斯莫夫斯基 申請人:電子科學工業有限公司