特許 7513735 光学デバイスをフィラメント化および個片化するためのレーザダイシングシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-01

(45)【発行日】2024-07-09

(54)【発明の名称】光学デバイスをフィラメント化および個片化するためのレーザダイシングシステム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/677 20060101AFI20240702BHJP

   H01L 21/301 20060101ALI20240702BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 A

H01L21/78 Q

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2022553029

(86)(22)【出願日】2021-02-25

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-04-27

(86)【国際出願番号】 US2021019715

(87)【国際公開番号】W WO2021183300

(87)【国際公開日】2021-09-16

【審査請求日】2022-11-02

(31)【優先権主張番号】62/987,320

(32)【優先日】2020-03-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/183,777

(32)【優先日】2021-02-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】チダンバラム， マヘンドラン

(72)【発明者】

【氏名】エレス， シムエル

(72)【発明者】

【氏名】レイ， ウェイ－ション

(72)【発明者】

【氏名】ルスコニ， ジョン バーナード

【審査官】井上 和俊

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１６５７６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３５３１６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－００４４７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６７７

Ｈ０１Ｌ ２１／３０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学デバイスを製造する方法であって、
複数の光学デバイスを備える第１の基板を、レーザダイシングツールに移送することであって、前記複数の光学デバイスの各光学デバイスが、デバイス構造の領域を取り囲む輪郭線を有し、前記レーザダイシングツールがフィラメント化ステージおよび個片化ステージを備える、レーザダイシングツールに移送することと、
前記複数の光学デバイスをダイシングすることであって、各光学デバイスを、前記デバイス構造の領域を取り囲む前記輪郭線に沿ってダイシングし、前記第１の基板は、前記フィラメント化ステージに配置され、前記フィラメント化ステージの突出部が、前記デバイス構造の前記領域の間にある前記複数の光学デバイスの部分に接触する、前記複数の光学デバイスをダイシングすることと、

前記複数の光学デバイスを分離することであって、各光学デバイスが、前記デバイス構造の領域を取り囲む前記輪郭線に沿って分離され、前記第１の基板は、前記個片化ステージの突起部が前記デバイス構造の前記領域の間にある前記複数の光学デバイスの部分に接触することで、前記個片化ステージに配置される、前記複数の光学デバイスを分離することと、
前記複数の光学デバイスをバックエンド保管ポートまたはバックエンド処理機に移送することと、
を含む方法。

【請求項2】

前記第１の基板を前記レーザダイシングツールに移送する前に、前記第１の基板を基板キャリア上に固定することを、さらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第１の基板を前記基板キャリアから分離することと、
前記基板キャリアを洗浄することと、
前記基板キャリア上に第２の基板を固定するために、前記基板キャリアをロードポートまたはビルドステーションに移送することと、
前記基板キャリアとともに前記第２の基板を前記レーザダイシングツールに移送することと、
をさらに含む、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記第１の基板上の前記複数の光学デバイスを検査することを、さらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記複数の光学デバイスを検査することが、前記第１の基板のトップダウン画像を撮ることを含む、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

欠陥のあるデバイスを良品デバイスから分離することを、さらに含む、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記フィラメント化ステージで第３の基板をダイシングすることを、さらに含み、前記第３の基板をダイシングすることが、前記個片化ステージで前記第１の基板を切断することと同時である、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

デバイスを製造するためのシステムであって、
複数のステージであって、各ステージは、複数の可動光学ヘッドのうちの対応する光学ヘッドの下方に配置され、各光学ヘッドは、レーザ源に対応し、各光学ヘッドは、各対応するレーザ源からの各光学ヘッドの各レーザビーム経路が互いに交差しないように、互いに対してずれた位置に配置された交換可能な光学ヘッドを備える、複数のステージ、
前記複数のステージに連結されたコンベヤシステム、および
デバイスを前記コンベヤシステムから少なくとも１つのバックエンド保管ポートまたはバックエンド処理機に移動させることができるロボットを備える選別システム、
を備え、
前記ステージが、第１のステージおよび第２のステージを備え、前記第１のステージおよび前記第２のステージが、デバイス構造の領域の間に複数の光学デバイスの一部を接触させることによって、前記複数の光学デバイスを備える基板を固定するように構成される複数の突起部を備え、前記複数の光学デバイスの各々が、前記デバイス構造の前記領域を取り囲む輪郭線をそれぞれ有する、システム。

【請求項9】

前記第１のステージが、第１の光学ヘッドの下方に配置され、前記第１の光学ヘッドが、第１のレーザ源からの第１のレーザビームを前記第１のステージに向けるように動作可能であり、
前記第２のステージが、第２の光学ヘッドの下方に配置され、前記第２の光学ヘッドが、第２のレーザ源からの第２のレーザビームを前記第２のステージに向けるように動作可能であり、
前記第１のステージと前記第２のステージが、互いに同時に動作可能である、請求項８に記載のシステム。

【請求項10】

前記第１の光学ヘッドが、第１の平面内で移動可能であり、前記第２の光学ヘッドが、第２の平面内で移動可能であり、前記第１の平面と前記第２の平面が異なる、請求項９に記載のシステム。

【請求項11】

前記第１のレーザ源が、赤外線レーザであり、前記第２のレーザ源が、二酸化炭素レーザである、請求項１０に記載のシステム。

【請求項12】

前記第１のステージおよび前記第２のステージの上流にあり、前記第１のステージおよび前記第２のステージに隣接している少なくとも１つのビルドステーション、ならびに
前記システムの下流端から前記システムの上流端まで延びるリターンコンベヤシステム、
をさらに備える、請求項９に記載のシステム。

【請求項13】

前記少なくとも１つのビルドステーションに近接して配置された複数のロードポートを、さらに備え、前記少なくとも１つのビルドステーションが、キャリア支持体、基板支持体、および真空発生器を備える、請求項１２に記載のシステム。

【請求項14】

デバイスを製造するためのシステムであって、
第１の光学ヘッドの下方に配置された第１のステージであって、前記第１の光学ヘッドが、第１のレーザ源からの第１のレーザビームを前記第１のステージに向けるように動作可能であり、前記第１のステージが、第１のデバイス構造の第１の領域を取り囲む第１の輪郭線をそれぞれ有する第１の複数の光学デバイスを備える第１の基板を、前記第１のデバイス構造の前記第１の領域間に前記第１の複数の光学デバイスの一部を接触させることによって固定するように構成された第１の突起部を含む、第１のステージ、
第２の光学ヘッドの下方に配置された第２のステージであって、前記第２の光学ヘッドが、第２のレーザ源からの第２のレーザビームを前記第２のステージに向けるように動作可能であり、前記第１のステージと前記第２のステージが、互いに同時に動作可能であり、前記第２のステージが、第２のデバイス構造の第２の領域を取り囲む第２の輪郭線をそれぞれ有する第２の複数の光学デバイスを備える第２の基板を、前記第２のデバイス構造の第２の領域間に前記第２の複数の光学デバイスの一部を接触させることによって固定するように構成された第２の突起部を含む、第２のステージ、
前記第１のステージおよび前記第２のステージに連結された前進コンベヤシステム、
前記前進コンベヤシステムの上方に配置されたカメラを備えるビジョンアセンブリ、ならびに
デバイスを前記コンベヤシステムから少なくとも１つのバックエンド保管ポートまたはバックエンド処理機に移動させることができるロボットを備える選別システムであって、前記ロボットが、前記ビジョンアセンブリに通信可能に連結されている、選別システム、
を備えるシステム。

【請求項15】

前記デバイスから分離された基板を洗浄するための、前記基板から分離された基板キャリアを洗浄するための、またはそれらの組合せのための洗浄ステーションを、さらに備える、請求項１４に記載のシステム。

【請求項16】

前記洗浄ステーションとリターンコンベヤシステムとの間に配置されたクロスコンベヤシステムを、さらに備え、前記リターンコンベヤシステムは、前記前進コンベヤシステムと実質的に平行である、請求項１５に記載のシステム。

【請求項17】

前記第１のステージおよび前記第２のステージの上流に配置されたビルドステーションを、さらに備え、前記ビルドステーションは、各基板を各それぞれの基板キャリア上に組み立てるように構成されている、請求項１４に記載のシステム。

【請求項18】

前記第１のステージおよび前記第２のステージが、それぞれ、ＸＹＺ方向に沿って、およびＺ方向の周りの回転角度（θ）に沿って移動可能である、請求項１４に記載のシステム。

【請求項19】

前記第１の光学ヘッドおよび前記第２の光学ヘッドが、それぞれ、複数の光学レンズを備える、請求項１４に記載のシステム。

【請求項20】

前記システムは、幅が約３メートル～約６メートルであり、長さが約４メートル～約７メートルである、請求項１４に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［０００１］ 本開示の実施形態は、一般に、光学デバイスのためのレーザダイシングシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

［０００２］ 仮想現実または拡張現実のための光学デバイスなどの光学デバイスの製造では、サブミクロンの限界寸法を有する構造体を有する１つ以上のデバイスが、処理のために基板の前面などの基板上に配置される。光学デバイスを製造するために、表面上に配置された１つ以上のデバイスを有する基板の表面が、１つ以上のデバイスに接触することなく基板支持アセンブリ上に保持されなければならず、複数の基板が、製造プロセス全体を通して複数の処理ステーションで処理されなければならない。基板を処理するための現在のシステムは、基板を処理するための処理ステーションの数のために、および基板を取り扱うために用いられる注意のために、スループットが制限される。製造されると、光学デバイスは、光学デバイスを変形させることなく、基板から分離されるが、これは困難であり得る。

【0003】

［０００３］ 従って、光学デバイスを変形させることなく基板を処理する方法、および高スループットで、かつ基板を変形させることなく、基板を取り扱う処理システムが、当技術分野で必要とされる。

【発明の概要】

【0004】

［０００４］ 一実施形態では、光学デバイスを製造するプロセスが提供される。このプロセスは、１つ以上のデバイスを含む第１の基板をレーザダイシングツールに移送することを含み、レーザダイシングツールは、フィラメント化ステージおよび個片化ステージを含む。フィラメント化ステージにおいて、１つ以上のデバイス輪郭線が、第１の基板上に引かれる。第１の基板は、個片化ステージにおいて１つ以上のデバイス輪郭線に沿って切断され、デバイスは、さらなる処理のために移送される。

【0005】

［０００５］ 別の実施形態では、デバイスを製造するためのシステムが提供される。このシステムは、複数のステージを含み、各ステージは、複数の可動光学ヘッドのうちの対応する光学ヘッドの下方に配置され、各光学ヘッドはレーザに対応する。コンベヤシステムが、複数のステージに連結され、選別システムは、コンベヤシステムからデバイスを移動させることができるロボットを含む。

【0006】

［０００６］ さらに別の実施形態では、第１の光学ヘッドの下方に配置された第１のステージを含む、デバイスを製造するためのシステムが、提供される。第１の光学ヘッドは、第１のレーザ源からの第１のレーザビームを第１のステージに向けるように動作可能である。第２のステージが、第２の光学ヘッドの下方に配置される。第２の光学ヘッドは、第２のレーザ源からの第２のレーザビームを第２のステージに向けるように動作可能である。第１のステージおよび第２のステージは、互いに同時に動作可能である。前進コンベヤシステムが、複数のステージに連結されている。ビジョンアセンブリは、コンベヤシステムの上方に配置されたカメラを含み、選別システムは、コンベヤシステムからデバイスを移動させることができるロボットを含む。ロボットは、ビジョンアセンブリに通信可能に連結される。

【0007】

［０００７］ 本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、上記で簡単に要約された本開示のより具体的な説明が、実施態様を参照することによって行われ、そのいくつかが、添付の図面に示されている。しかしながら、添付の図面は、例示的な実施形態のみを示し、したがって、その範囲を限定すると見なされるべきではなく、他の同等に有効な実施形態を認めることができることに留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施形態による基板の第１の表面の概略上面図である。

【図2】一実施形態による基板支持アセンブリを含むシステムの概略断面図である。

【図3A-3B】いくつかの実施形態による基板キャリアの概略上面図である。

【図4】一実施形態による基板を処理するためのシステムのフロー図である。

【図5】一実施形態による基板を処理するためのシステムの平面図である。

【図6】一実施形態によるレーザダイシングアセンブリの概略上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［００１４］ 理解を容易にするため、可能な場合には、図に共通する同一の要素を示すために同一の参照番号が使用されている。一実施形態の要素および特徴は、さらに説明することなく、他の実施形態に有益に組み込まれ得ることが企図される。

【0010】

［００１５］ 本開示の実施形態は、一般に、光学デバイスのためのレーザダイシングシステム、および光学デバイスを処理するための方法に関する。システムは、互いに同時に動作することができるいくつかの処理ステーションを含む。基板を第１のレーザおよび第２のレーザに曝す２つの部分からなるレーザダイシングシステムが含まれる。本明細書で提供されるシステムは、第２の基板が第２のレーザで処理されているときに、同時に第１の基板を第２のレーザで処理することを、可能にする。このシステムは、完全に自動化されており、基板は、基板キャリアを用いて、ステーションからステーションへ容易に移送される。このように、スループットと自動化が改善される。

【0011】

［００１６］ 図１は、基板１００の第１の表面１０２（すなわち、上面）の透視正面図である。基板１００は、（図２に示すように）第１の表面１０２とは反対側の第２の表面１０４（すなわち、図２に見える底面）を含む。基板１００は、ガラス、プラスチック、炭化ケイ素、ポリカーボネート、または任意の他の適切な材料とすることができる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、基板１００は、透明であり、例えば透明ガラスである。材料は、巻き取り可能で可撓性の特性を有することができる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、基板１００は、約１ミリメートル（ｍｍ）未満の厚さ１１６（図２に示す）を有する。いくつかの実施形態では、厚さは、０．５ｍｍ未満である。基板１００は、基板の第１の表面１０２および／または第２の表面１０４上に配置された１つ以上の光学デバイス１０６を含む。１つ以上の光学デバイス１０６は、サブミクロンの限界寸法、例えばナノサイズの限界寸法を有する構造体１１４（すなわち、フィン）を含むことができる。

【0012】

［００１７］ 本明細書で説明する基板支持アセンブリ２００（図２に示す）の実施形態は、構造体１１４に接触することなく、かつ基板１００を変形させることなく、１つ以上の光学デバイス１０６を有する基板１００を保持するように動作可能である。図２は、基板支持アセンブリ２００を含むシステム２０１の概略断面図である。基板支持アセンブリ２００は、レーザ処理のために、異なる厚さ、形状およびサイズを有する基板１００を支持することができる。

【0013】

［００１８］ システム２０１は、第１の交換可能な光学ヘッドなどの１つ以上の光学ヘッド２０５を含む。第１の光学ヘッド２０５は、第１のレーザ源２１３からの第１のレーザなどの、１つ以上のレーザ源からの１つ以上のレーザからエネルギーを受け取るように構成される。１つ以上のレーザ源は、第１のレーザビーム２０９などの１つ以上のレーザビームを基板１００の第２の表面１０４に向ける。光学デバイス１０６を有する第１の表面は、第１のレーザビーム２０９とは反対の方を向いている。光学デバイス１０６を第１のレーザビーム２０９とは反対の方に向けることにより、光学デバイス１０６上の構造体１１４が保護され、デバイスの欠陥が防止されることが分かった。第１のレーザビーム２０９は、基板１００上の光学デバイス１０６の縁部を加熱し、光学デバイスの輪郭線を提供するように動作可能である。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、１つ以上のレーザ源は、赤外線レーザおよびＣＯ_２レーザ源を含む。レーザ源は、紫外線、赤外線などの様々な波長の任意の適切な電磁エネルギーとすることができる。

【0014】

［００１９］ 基板１００は、基板支持アセンブリ２００の支持面２０４上に保持される。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、基板支持アセンブリ２００の本体２０２は、アクチュエータ２１１に連結される。基板支持アセンブリ２００の本体２０２は、アルミニウムなどの任意の適切な材料から作製することができる。アクチュエータ２１１は、動作中に、本体２０２をｘ方向、ｙ方向および／またはｚ方向に沿って移動させる。本明細書で説明する他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、１つ以上のアクチュエータ２１１が、１つ以上のステージに連結されて、その上に配置された基板１００を移動させることができる。基板支持アセンブリ２００は、システムコントローラ（図示せず）と通信するように動作可能であり、かつ処理中に基板支持アセンブリ２００の態様を制御するように動作可能であるコントローラ２０６を含む。

【0015】

［００２０］ 基板支持アセンブリ２００の本体２０２は、複数の突出部２０８を含む。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、本体２０２および突出部２０８は、ステンレス鋼および／またはアルミニウム含有材料を含む。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、本体２０２および突出部２０８は、セラミック含有材料を含む。

【0016】

［００２１］ 基板１００の第１の表面１０２（すなわち、上面）は、１つ以上の光学デバイス１０６が支持面２０４に接触することなく、複数の突出部２０８の支持面２０４に固定可能である。複数の突出部２０８のうちの隣接する突出部が、ポケット２１４を形成する。ポケット２１４は、１つ以上の光学デバイス１０６の幅１２０および長さ１２２（図１に示す）に対応する幅２１６および長さと、高さ２２２とを有する。複数の突出部２０８は、第１の表面１０２および第２の表面１０４のうちのいずれかの、上に光デバイス１０６が１つも配置されていない部分１２４に対応する。ポケット２１４はまた、構造体１１４が上に配置されていない光学デバイスの部分１２６において光学デバイス１０６を支持する１つ以上のポスト２４０を含むことができる。基板１００が基板支持アセンブリ２００の支持面２０４に固定されると、ポケット２１４のそれぞれにおいて、基板支持アセンブリ２００の本体２０２と、支持面２０４に固定された第１の表面１０２および第２の表面１０４のうちのいずれかの光学デバイス１０６との間に、領域２２０が形成される。

【0017】

［００２２］ ポケット２１４の各々は、ＭＦＣなどの真空流量コントローラ２２６を介して真空源２２８と流体連通しているポケット導管２２４に連結されるように動作可能である。真空源２２８は、それぞれのポケット導管２２４を通してそれぞれのポケット２１４に真空圧力を供給して、それぞれの領域２２０内の真空圧力を維持することによって、突出部２０８の支持面２０４に対応する基板１００の部分を保持するように動作可能である。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、真空圧力は、約３８０Ｔｏｒｒ～約７６０Ｔｏｒｒである。本明細書に記載される実施形態によれば、コントローラ２０６は、各真空流量コントローラ２２６を動作させるように動作可能である。

【0018】

［００２３］ 図３Ａおよび図３Ｂは、いくつかの実施形態による基板キャリア３０２Ａ、３０２Ｂの概略上面図である。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、基板１００が、基板キャリア３０２Ａ、３０２Ｂなどの基板キャリア上に保持される。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、基板支持アセンブリ２００は、基板キャリア３０２Ａ、３０２Ｂなどの基板キャリア３０２Ａ、３０２Ｂ上に保持された基板を受け取ることができる。基板キャリア３０２Ａ、３０２Ｂは、ベースプレート３０４を含む。ベースプレート３０４は、炭素繊維を含む材料などの軽量材料から作製される。ベースプレート３０４の軽量材料のおかげで、キャリア３０２Ａ、３０２Ｂをピックアンドプレースロボットで移送するなど、キャリアを処理ステーション間で容易に移送できるようになることが、分かった。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、ベースプレートは、約２ｋｇ以下、例えば約１．５ｋｇ以下、例えば約１ｋｇ～約１．４ｋｇである。従来のベースプレートは、約２ｋｇより重く、例えば、約３ｋｇより重い。ベースプレート３０４は、様々な形状およびサイズの基板を保持することができる。基板キャリア３０２Ａ、３０２Ｂは、保持される基板の形状およびサイズに近似する真空ダイヤフラム３０６Ａ、３０６Ｂを含む。図３Ａに示される真空ダイヤフラム３０６Ａは、第１の直径を有する丸い基板を収容し、図３Ｂに示される真空ダイヤフラム３０６Ｂは、第２の直径を有する丸い基板を収容する。図３Ａに示される第１の直径は、図３Ｂに示される第２の直径よりも小さい。基板は、保持リング３０８Ａ、３０８Ｂ、例えばクランプリングを用いて、基板キャリア３０２Ａ、３０２Ｂ上に保持される。保持リング３０８Ａ、３０８Ｂは、基板１００の上方に配置され、基板１００の下方に配置された磁石を用いて基板１００を固定することができる。図４に描かれたビルドステーション４０２に示されるように、基板１００が、基板キャリア３０２Ａ、３０２Ｂ上に組み立てられて、ビルドステーション内に積層体を提供する。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、基板キャリアは、約１５０ｍｍ、約２００ｍｍ、または約３００ｍｍなどの、約１００ｍｍ～約３５０ｍｍの直径を有する基板を受け入れることができる。

【0019】

［００２４］ 図４は、一実施形態による、基板を処理するためのシステムのフロー図４００であり、図５は、一実施形態による、基板を処理するためのシステム５００の平面図である。システムのフロー図は、図５に示されるシステムを参照して本明細書で説明される。システム５００は、前方開口型統一ポッド（「ＦＯＵＰ」）などの複数のロードポート５０２Ａ、５０２Ｂ、５０２Ｃ、５０２Ｄを含む。基板１００と基板キャリア３０２Ａ、３０２Ｂは、基板１００が処理可能となるまで別々のポートに保管されている。各ロードポートは、複数の基板１００または複数の基板キャリア３０２Ａ、３０２Ｂを含む。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、ポート５０２Ａおよび５０２Ｄは、基板１００を含み、ポート５０２Ｂおよび５０２Ｃは、基板キャリア３０２Ａ、３０２Ｂを含む。

【0020】

［００２５］ 基板１００および基板キャリア３０２Ａ、３０２Ｂは、組立のためにビルドステーション４０２に移送される。例えば、ポート５０２Ａからの基板とポート５０２Ｂからの基板キャリアは、ビルドステーション４０２Ａに移送される。同様に、ポート５０２Ｄからの基板とポート５０２Ｃからのキャリアは、ビルドステーション４０２Ｂに移送される。工程４１０において、基板１００は、ビルドステーション４０２内で基板キャリア３０２Ａ、３０２Ｂ上に組み立てられる。各基板１００は、基板キャリア３０２Ａ、３０２Ｂと共に積層体を形成する。積層体は、ビルドステーション４０２からレーザダイシングアセンブリ４０４に移送される。工程４１２では、ダイシングに備えて積層体が位置合わせされる。この位置合わせは、レーザダイシングのために積層体をステージ上に位置決めすることを含む。基板の周りに配置された基準マークが、位置合わせを決定するための参照として使用される。本明細書で使用するとき、用語「基準マーク」は、基板の位置合わせを決定するために読み取り可能な、基板上に配置されたマーキングを指す。各積層体は、ロボットによってビルドステーションから取り出され、図２に示すような基板支持アセンブリ２００に位置合わせされる。基板１００または積層体は、ロボットによってレーザダイシングツールの基板支持アセンブリ２００の本体２０２上に固定される。ロボット５０８は、レーザダイシングアセンブリ４０４が動作中に、基板１００をレーザダイシングツールに移動させることができる。同時動作が、高い基板スループットと効率を可能にする。

【0021】

［００２６］ 工程４１４で、基板１００は、基板内の光学デバイスの輪郭線を描くレーザダイシングプロセスでパターニングされる。工程４１６で、基板１００は、輪郭線を通って加熱され、基板キャリア３０２Ａ、３０２Ｂによって支持されながら、光学デバイスを個片化する。輪郭線を加熱すると、熱膨張を利用してデバイスが基板から分離される。使用されるパワービームのパワー密度は、レーザスポットサイズに正比例する。処理された基板は、バックエンドパッケージングステーション４０６に移送される。処理された基板は、１つ以上の前進コンベヤ５０７を用いて移送される。バックエンドパッケージングステーション４０６は、光学デバイスを検査するためのビジョンステーション５０６と、選別ステーションとを含む。選別ステーションは、光学デバイスを選別する（例えば、工程４１８）ためのピックアンドプレースロボット５０８を含む。ビジョンステーション５０６は、処理された基板１００の上方に配置された１つ以上のカメラを含む。位置合わせを決定し、欠陥のある光学デバイスの存在を識別するために、基板の画像が、１つ以上のカメラによって取り込まれる。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、基板は、撮像のために光学デバイスの縁部を照らすために、側部ＬＥＤ光によって照らされる。このようにして、ビジョンステーション５０６のカメラは、各光学デバイスの位置および向きを決定することができる。ロボット５０８が、光学デバイスに接触することなく基板キャリア３０２Ａ、３０２Ｂを移送すること、および光学デバイスを基板から移送することができるように、ビジョンステーション５０６は、ロボット５０８に通信可能に連結される。バックエンドパッケージングステーション４０６は、コンベヤベルトなどの１つ以上の前進コンベヤ５０７を含む。積層体は、前進コンベヤ５０７によって、１つ以上のロボット５０８に移送される。ロボット５０８は、積層体から光学デバイス１０６を取り外すように構成される。

【0022】

［００２７］ 欠陥のある光学デバイスは、廃棄され（例えば、工程４３０）、欠陥のない光学デバイスは、バックエンドパッケージングに移送される（例えば、工程４２２）。パッケージングされた光学デバイスは、縁部ブラックニングステーション内などのバックエンド処理機において、さらに処理される（例えば、工程４２８）。光学デバイスが取り外された基板１００は、基板キャリア３０２Ａ、３０２Ｂから分離され（例えば、工程４２０）、損傷した基板１００が、キャリアから分離される（例えば、工程４３２）。本明細書に記載される、積層体に実施されるレーザダイシングプロセスは、積層体内の基板キャリアが、ダイシングから生じるデブリを収集することを可能にする。キャリアは、デブリと共に基板から取り外される。結果として得られた、レーザとは反対の方を向いている構造体を有する光学デバイスには、欠陥および（レーザダイシングによって残されたデブリからの微粒子などの）汚染物質がない。複数のバックエンド保管ポートまたはトレイ５１４Ａ、５１４Ｂ、５１４Ｃ、５１４Ｄが、欠陥のある光学デバイス、欠陥のない光学デバイス、および異なる種類の光学デバイスなどの、分離され選別された部品を保管するために使用される。

【0023】

［００２８］ キャリアは、真空モジュールを使用して洗浄ステーション５１０で洗浄され（例えば、工程４２４）、洗浄されたキャリアは、さらなる処理（例えば、工程４２６）のために再使用される。デブリを有するキャリアが、現場で洗浄され、将来の使用のために収集され得る。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、洗浄されたキャリアは、リターンコンベヤ５１２上に配置され、連続ループプロセスでロードポートまたはビルドステーションに戻される。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、リターンコンベヤは、クロスコンベヤ部分およびリターン部分を含む。コンベヤのリターン部分は、前進コンベヤと実質的に平行である。工程４１０～４３２のうちの１つ以上が、複数の基板の連続プロセスにおいて互いに同時に実行される。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、基板が、１つの工程で処理されている間、別の基板が、別の工程で処理される。

【0024】

［００２９］ 図６は、一実施形態によるレーザダイシングアセンブリ４０４の概略上面図である。レーザダイシングアセンブリ４０４は、２つ以上のステージ６２０、６３０を含む。ステージ６２０、６３０は、それぞれ、各方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ軸）に移動可能であり、Ｚ軸の周りに回転可能である（例えば、θ）。各ステージは、図２を参照して説明したような基板支持体を含む。各ステージ（例えば、第１のステージ６２０、第２のステージ６３０）は、レーザ源（例えば、第１のレーザ源６０２、第２のレーザ源６３２）に対応する。第１のレーザ源６０２は、第１のビーム経路６０４に沿って第１のレーザを放射する。第１のビーム経路は、１つ以上の折り返しミラーまたはステアラ６０６、６０８の第１の組と、１つ以上のビームエキスパンダ６１０の第１の組とを使用して、第１の光学ヘッド６１２に向けられる。第１の光学ヘッド６１２は、Ｘ軸に平行な線に沿って移動可能であり、第１の基板を処理するために、第１のステージ上に配置された第１の基板に第１のレーザビームを向ける。第１のレーザビームは、赤外線レーザ源からのものであり、または基板内でフィラメント化、またはダイシングすることができる任意のレーザである。フィラメント化プロセスは、積層体を第１のレーザビームに曝露して、積層体上の光学デバイスの縁部を加熱し、輪郭線を描く（例えば、「輪郭線を引く」）ことを含む。第１の光学ヘッド６１２は、第２のステージ上に配置された第２の基板を処理するために、第２のステージ６３０の上方に配置される。

【0025】

［００３０］ 同様に、第２のレーザ源６３２は、第２のビーム経路６３４に沿って第２のレーザを放射する。図６は、第１および第２の光学ヘッド６１２、６４２が、Ｙ軸に沿った異なる位置およびＺ軸に沿った同じ位置に配置されていることを示すが、第１および第２の光学ヘッド６１２、６４２が、Ｙ軸に沿った同じ位置およびＺ軸に沿った異なる位置にあることも考えられる。あるいは、光学ヘッド６１２、６４２は、Ｚ軸およびＹ軸に沿った異なる位置に配置される。光学ヘッド６１２、６４２をｚ軸に沿った異なる位置に配置することにより、比較的小さな空間を使用して同時に基板を処理することが可能になることが理解される。第２のレーザビームは、ＣＯ_２レーザ源からのものであり、または基板から光学デバイスを個片化することができる任意のレーザである。個片化プロセスは、フィラメント化によって生成されたスクライブ輪郭において光学デバイスを解放する。第１および第２のレーザビームは、ガラス基板または炭化ケイ素基板などの基板の組成に基づいて選択される。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、基板は、炭化ケイ素基板であり、第１のレーザビーム源は、ナノ秒（ｎｓ）ＵＶレーザを含む。第１および第２のレーザビームの各々は、ＵＶ、緑色、およびＩＲからなる群から選択される。詳細には、ＵＶ、緑色、およびＩＲレーザは、炭化ケイ素またはガラス基板のフィラメント化および／または個片化のために使用することができる。さらに、ＣＯ_２レーザが、ガラス基板の個片化のために使用することができる。レーザ源は、ピコ秒、フェムト秒、またはナノ秒のレーザ源を含む。第２のビーム経路６３４は、１つ以上の折り返しミラーおよびステアラ６３６、６３８の第２の組と、１つ以上のビームエキスパンダ６４０の第２の組とを使用して、第２の光学ヘッド６４２に向けられる。第２の光学ヘッド６４２は、Ｘ軸に平行な線に沿って移動可能であり、第１のステージ６２０上に配置された第１の基板に第２のレーザビームを向ける。第２の光学ヘッド６４２は、第２のステージ６３０上に配置された第２の基板の上方に配置される。このシステムは、ステージの上方に配置された専用の光学ヘッドを使用して、異なる基板を互いに同時に処理することを可能にする。各光学ヘッドは、集束要素、複数の光学レンズを含む。ＩＲおよびＣＯ_２レーザが、本明細書に記載され、描かれているが、フィラメント化および個片化プロセスは、利用可能な任意の適切なレーザまたは切断技術を使用して行うことができる。フィラメント化および個片化は、光学デバイス製造において生じ得るチッピング、微小亀裂、剥離および他の損傷を低減することが見出されている。本明細書に記載されるシステムは、互いに同時に、ならびに基板を処理するために使用される他のツールおよび工程とともに、フィラメント化および個片化の両方を遂行し、高スループットを可能にすることができる。

【0026】

［００３１］ 本開示の他の実施形態と組み合わせることができる一実施形態では、第１の積層体が、第１のステージ６２０上でフィラメント化プロセスにおいて処理され、その後に、個片化プロセスが続くことができる。第１の積層体が、個片化プロセスにおいて処理されているとき、第２の積層体が、フィラメント化プロセスにおいて処理され得る。第１のレーザ源６０２は、赤外線（「ＩＲ」）エネルギーを第１の光学ヘッド６１２に伝達することができ、第１の光学ヘッド６１２は、エネルギーを第１のステージ６２０上に配置された積層体に向けることができる。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、第１の光学ヘッドは、第１の平面内で移動可能であり、第２の光学ヘッドは、第２の平面内で移動可能である。第１の平面および第２の平面は、Ｚ軸に関して同じであるかまたは異なる。

【0027】

［００３２］ 要約すると、本開示は、概して、光学デバイスのためのレーザダイシングシステム、表面上に配置された１つ以上の光学デバイスを有する基板の表面を、１つ以上の光学デバイスに接触せずに、また基板を変形させずに、保持するための基板支持アセンブリ、および光学デバイスを処理するための方法に関する。

【0028】

［００３３］ 上記は、本開示の例に向けられているが、本開示の他のおよびさらなる例が、その基本的な範囲から逸脱することなく考案され、その範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

【図1】

【図2】

【図3A-3B】

【図4】

【図5】

【図6】