用于加工工件的方法及設(shè)備相關(guān)申請(qǐng)案的交互參照本申請(qǐng)案為非臨時(shí)申請(qǐng)案，其主張2012年9月25日申請(qǐng)的美國(guó)專利臨時(shí)申請(qǐng)案序列號(hào)第61/705,559號(hào)及2012年9月24日申請(qǐng)的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案第61/705,038號(hào)的權(quán)益，該等申請(qǐng)案據(jù)此以全文引用方式納入本文。

背景技術(shù)：
本發(fā)明的實(shí)施例大體而言是關(guān)于用于加工工件的方法及裝置，且更具體而言，是關(guān)于用于利用激光可靠地且一致地加工工件的方法。當(dāng)使用激光根據(jù)非線性吸收制程來(lái)加工透明材料時(shí)，存在材料的初始處理不一致的時(shí)間。此不一致的初始加工可不合期望地導(dǎo)致加工期間出現(xiàn)以下情況：切削剖面粗糙、材料的結(jié)節(jié)伸入所加工的特征中、碎屑阻塞特征或甚至工件破裂。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
在一實(shí)施例中，一種激光加工的方法包括：提供一工件，其具有一外表面與鄰接該外表面的一內(nèi)部；利用一預(yù)加工增強(qiáng)制程以在該外表面的一第一區(qū)域處形成一增強(qiáng)區(qū)，其中該第一區(qū)具有一第一面積；以及在利用該預(yù)加工增強(qiáng)制程之后，利用一加工制程以通過(guò)將激光能量導(dǎo)向該工件的該增強(qiáng)區(qū)的一部分來(lái)將一特征加工至鄰接該增強(qiáng)區(qū)的該工件中，其中該增強(qiáng)區(qū)是組配來(lái)通過(guò)接收導(dǎo)向該工件的該激光能量的該增強(qiáng)區(qū)的該部分而刺激該激光能量的非線性吸收，其中該特征包括與該外表面相交的一開(kāi)口，其中該開(kāi)口具有一第二面積，其中該增強(qiáng)區(qū)的該第一面積是大于或等于該特征的該開(kāi)口的該第二面積，其中該特征延伸至該工件的該內(nèi)部，其中該加工制程的該激光能量包括具有一波長(zhǎng)的至少一激光脈沖，其中對(duì)該波長(zhǎng)而言，該工件為至少大體上透明的，以及其中該加工制程與該預(yù)加工制程是有區(qū)別的。在某些實(shí)施例中，該方法更進(jìn)一步包含形成該增強(qiáng)區(qū)的動(dòng)作包括在該外表面的該第一區(qū)處產(chǎn)生多個(gè)自由電子。在某些實(shí)施例中，該方法更進(jìn)一步包含形成該增強(qiáng)區(qū)的動(dòng)作包括在該外表面的一第一區(qū)處建立缺陷。在某些實(shí)施例中，該方法更進(jìn)一步包含該工件為強(qiáng)化玻璃。在某些實(shí)施例中，該方法更進(jìn)一步包含該產(chǎn)生或建立包括改質(zhì)該外表面的該第一區(qū)的至少一部分的一組成。在某些實(shí)施例中，該方法更進(jìn)一步包含該產(chǎn)生或建立包括改質(zhì)該外表面的該第一區(qū)的至少一部分的一表面形態(tài)學(xué)。在某些實(shí)施例中，該方法更進(jìn)一步包含改質(zhì)該表面形態(tài)學(xué)包括在該外表面的該第一區(qū)的至少一部分內(nèi)形成一或多個(gè)裂紋。在某些實(shí)施例中，該方法更進(jìn)一步包含改質(zhì)該表面形態(tài)學(xué)包括增加該外表面的該第一區(qū)的至少一部分的表面粗糙度。在某些實(shí)施例中，該方法更進(jìn)一步包含改質(zhì)該表面形態(tài)學(xué)包括機(jī)械地磨損該外表面的該第一區(qū)的至少一部分。在某些實(shí)施例中，該方法更進(jìn)一步包含改質(zhì)該表面形態(tài)學(xué)包括將一能量束導(dǎo)向至該外表面的該第一區(qū)上。在某些實(shí)施例中，該方法更進(jìn)一步包含該能量束包括一激光束。在某些實(shí)施例中，該方法更進(jìn)一步包含包括將該激光束導(dǎo)向至該工件上以使得該激光束于該外表面的一第二區(qū)處入射于該工件上且此后傳播穿過(guò)待于該第一區(qū)上入射的該工件。在某些實(shí)施例中，該方法更進(jìn)一步包含加工該工件的該部分進(jìn)一步包括自該工件的多個(gè)部分移除材料以便在該工件內(nèi)形成多個(gè)特征，其中該等特征是通過(guò)該工件的該等部分之間的材料彼此間隔開(kāi)。在某些實(shí)施例中，該方法更進(jìn)一步包含其中導(dǎo)向該激光能量包括將至少一個(gè)激光脈沖導(dǎo)向至該工件上，其中該至少一個(gè)激光脈沖具有一波長(zhǎng)，對(duì)該波長(zhǎng)而言，該工件為至少大體上透明的。在另一實(shí)施例中，一種經(jīng)激光加工的制品包括利用前述方法形成的一工件。在另一實(shí)施例中，一種激光加工裝置包括：一工件支撐系統(tǒng)，其是組配來(lái)支撐一工件；一激光系統(tǒng)，其是組配來(lái)將一激光能量束導(dǎo)向至由該工件支撐系統(tǒng)支撐的工件上；一控制器，其耦接至該激光系統(tǒng)及該工件支撐系統(tǒng)中的至少一個(gè)，該控制器包括：一處理器，其是組配來(lái)執(zhí)行指令以便控制該激光系統(tǒng)及該工件支撐系統(tǒng)中的該至少一個(gè)，從而執(zhí)行前述方法；以及一內(nèi)存，其是組配來(lái)儲(chǔ)存該指令。附圖說(shuō)明圖1A例示具有外表面的工件的俯視平面圖，該外表面具有已處理來(lái)促進(jìn)工件的后續(xù)加工的區(qū)域。圖1B例示圖1A中所示工件的沿線IB-IB截取的橫截面圖。圖2至圖4例示預(yù)加工增強(qiáng)制程的示范性實(shí)施例。圖5至圖8例示在執(zhí)行如圖3中所例示的預(yù)加工增強(qiáng)制程之后，加工圖1A及圖1B中所示工件內(nèi)的特征的方法的一實(shí)施例。圖9例示根據(jù)一些實(shí)施例的已加工特征與工件外表面的已處理區(qū)之間的示范性空間關(guān)系。圖10例示根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于加工工件的示范性裝置。具體實(shí)施方式以下參照隨附圖式更全面地描述本發(fā)明的實(shí)施例，圖中展示本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，此等實(shí)施例可以許多不同的形式實(shí)行，且不應(yīng)理解為限于本文所闡述的實(shí)施例。實(shí)情為，提供此等實(shí)施例使得本方案將透徹及完整且將向熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)者完全傳達(dá)本發(fā)明的范疇。在圖式中，為明確起見(jiàn)，可將各層、區(qū)、組件的形狀、大小及相對(duì)大小加以夸示。除非另外指出，否則值的范圍在被陳述時(shí)包括該范圍的上限及下限以及上下限之間的任何子范圍。參照?qǐng)D1A及圖1B，工件100包括一外表面，該外表面具有第一主表面區(qū)102、與第一主表面區(qū)102相對(duì)的第二主表面區(qū)104以及自第一主表面區(qū)102延伸至第二主表面區(qū)104的一或多個(gè)側(cè)表面區(qū)域。在所例示的實(shí)施例中，第一主表面區(qū)102及第二主表面區(qū)104均為大體上平坦且彼此平行的。因此，自第一主表面區(qū)102至第二主表面區(qū)104的距離可定義為工件100的厚度t。在一實(shí)施例中，工件100的厚度在200μm至10mm的范圍內(nèi)。然而，在另一實(shí)施例中，工件100的厚度可小于200μm或大于10mm。在又一實(shí)施例中，第一主表面區(qū)102及第二主表面區(qū)104可為大體上不平坦的，可彼此不平行或其組合。一般而言，工件100是由硬光學(xué)材料形成，該材料諸如剛玉、陶瓷、半導(dǎo)體、金屬或金屬合金、玻璃、玻璃-陶瓷或其類似材料或組合。可形成工件100的示范性陶瓷材料包括氧化鋁、氧化鈹、氧化鋯或類似氧化物或其組合?？尚纬晒ぜ?00的示范性半導(dǎo)體材料包括第IV族元素或化合物半導(dǎo)體(例如硅、鍺、硅-鍺、碳化硅或類似物或其組合)、第III族-第V族化合物半導(dǎo)體、第II族-第VI族化合物半導(dǎo)體、第II族-第V族化合物半導(dǎo)體、第I族-第VII族化合物半導(dǎo)體、第IV族-第VI族組化合物半導(dǎo)體、半導(dǎo)體氧化物或類似物或其組合。可形成工件100的示范性金屬及金屬合金包括鋁、鈦、不銹鋼或其類似物或合金或其他組合?？尚纬晒ぜ?00的示范性玻璃包括鈉鈣玻璃、硼硅酸鹽玻璃、鋁硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃、鈉鋁硅酸鹽玻璃、鈣鋁硅酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃、氟化物玻璃、硫?qū)俨Ａ?、塊狀金屬玻璃或類似物或其組合。在一實(shí)施例中，工件100提供為玻璃(例如鈉鈣玻璃、硼硅酸鹽玻璃、鋁硅酸鹽玻璃、鋁硼硅酸鹽玻璃、鈉鋁硅酸鹽玻璃、鈣鋁硅酸鹽玻璃等等)的板材、片材、基板等等，該玻璃可為未強(qiáng)化的、熱強(qiáng)化的、化學(xué)強(qiáng)化的或經(jīng)類似強(qiáng)化的。當(dāng)玻璃工件受強(qiáng)化時(shí)，第一主表面區(qū)102及第二主表面區(qū)104中的每一個(gè)可受壓縮應(yīng)力，而玻璃片內(nèi)部中的一區(qū)域處于張力狀態(tài)，以便補(bǔ)償?shù)谝恢鞅砻鎱^(qū)102及第二主表面區(qū)104處的表面壓縮。因此，強(qiáng)化玻璃片的特征可為包括一對(duì)壓縮區(qū)(也就是，其中玻璃處于壓縮狀態(tài)的區(qū)域)，諸如壓縮區(qū)108a及108b的區(qū)域，該等壓縮區(qū)自第一主表面區(qū)102及第二主表面區(qū)104延伸且由諸如張力區(qū)108c的中央張力區(qū)(也就是，其中玻璃處于張力狀態(tài)的區(qū)域)分開(kāi)。將壓縮區(qū)108a或108b的厚度稱為“層深度”(DOL)。一般而言，第一主表面區(qū)102及第二主表面區(qū)104中每一個(gè)處的表面壓縮均可在69MPa至1GPa的范圍內(nèi)。然而，在其他實(shí)施例中，第一主表面區(qū)102或第二主表面區(qū)104中任何一個(gè)處的表面壓縮均可小于69MPa或大于1GPa。一般而言，DOL可在20μm至100μm的范圍內(nèi)。然而，在其他實(shí)施例中，DOL可小于20μm或大于100μm?？捎上率絹?lái)測(cè)定片材的張力區(qū)內(nèi)的最大張應(yīng)力：其中CS為第一主表面區(qū)102及第二主表面區(qū)104處的前述表面壓縮，t為玻璃片的厚度(以毫米mm表示)，DOL為壓縮區(qū)的層厚度(以mm表示)，且CT為玻璃片內(nèi)的最大中央張力(以MPa表示)。已示范性地描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的能夠予以加工的工件100，現(xiàn)將描述加工工件100的示范性實(shí)施例。在實(shí)施此等方法之后，工件100可獲可靠地且可重復(fù)地激光加工(例如，通過(guò)將激光能量導(dǎo)向至工件100上)以便形成諸如盲孔、通孔、開(kāi)口、狹槽、裂紋及類似物的特征(本文統(tǒng)稱為“特征”)。然而，一般而言，工件100是使用具有一波長(zhǎng)的激光來(lái)激光加工，對(duì)該波長(zhǎng)而言，工件100為至少大體上透明的。因此，在激光加工期間，激光與工件100的材料之間的相互作用的特征通?？蔀樯婕凹す饽芰客ㄟ^(guò)工件材料的非線性吸收的該等特征。參照?qǐng)D1A及圖1B，工件100首先經(jīng)受組配來(lái)促進(jìn)工件100的后續(xù)激光加工的預(yù)加工增強(qiáng)制程。在一實(shí)施例中，預(yù)加工增強(qiáng)制程是通過(guò)在起始激光加工制程之后，強(qiáng)化經(jīng)導(dǎo)向至工件100上的激光能量的非線性吸收的均勻性來(lái)促進(jìn)工件100的后續(xù)激光加工。在執(zhí)行一或多個(gè)預(yù)加工增強(qiáng)制程之后，在工件100外表面的一部分處形成增強(qiáng)區(qū)106。盡管增強(qiáng)區(qū)106是例示為僅占據(jù)第一主表面區(qū)102的一部分，但是要了解的是，增強(qiáng)區(qū)106可占據(jù)第一主表面區(qū)102的全部，且可進(jìn)一步占據(jù)任何第二主表面區(qū)104以及側(cè)表面區(qū)中任何一個(gè)的全部或部分。盡管圖1A及圖1B僅例示一個(gè)增強(qiáng)區(qū)106，但是要了解，可提供任何數(shù)目的離散增強(qiáng)區(qū)106。預(yù)加工增強(qiáng)制程可包括：在工件100外表面的一區(qū)域處(例如在外表面的增強(qiáng)區(qū)106處)產(chǎn)生自由電子，在外表面的增強(qiáng)區(qū)106內(nèi)建立缺陷，改質(zhì)外表面中增強(qiáng)區(qū)106內(nèi)的至少一部分的組成，改質(zhì)外表面中增強(qiáng)區(qū)106內(nèi)至少一部分的表面形態(tài)學(xué)或類似操...