DE102016003556A1 - Kombinierte Laserbehandlung eines zu splittenden Festkörpers - Google Patents

Kombinierte Laserbehandlung eines zu splittenden Festkörpers Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht (14) von einem Festkörper (1), wobei durch die Modifikationen (2) ein Rissführungsbereich (4) zum Führen eines Risses zum Abtrennen eines Festkörperanteils (6), insbesondere einer Festkörperschicht, von dem Festkörper (1) vorgegeben wird. Bevorzugt umfasst die vorliegende Erfindung mindestens die Schritte: Bewegen des Festkörpers (1) relativ zu einer Laserbeaufschlagungseinrichtung (8), nacheinander Erzeugen von Laserstrahlen (10) mittels der Laserbeaufschlagungseinrichtung (8) zum Erzeugen von jeweils mindestens einer Modifikation (2), wobei die Laserbeaufschlagungseinrichtung (8) zur definierten Modifikationserzeugung in Abhängigkeit von zumindest einem Parameter, insbesondere der Transmission des Festkörpers an definierten Stellen und für eine definierte Festkörpertiefe, eingestellt wird, wobei durch die Einstellung der Laserbeaufschlagungseinrichtung (8) Inhomogenitäten des Festkörpers (1) im Bereich der beaufschlagten Oberfläche und/oder im Bereich des Beaufschlagten Volumens des Festkörpers (1) ausgeglichen werden, Abtrennen der Festkörperschicht (14) von dem Festkörper (1).

Description

  • Die Vorliegende Erfindung bezieht sich gemäß den Ansprüchen 1, 7, 12, 14, 17 und 19 jeweils auf ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht von einem Festkörper und gemäß Anspruch 5 auf ein Verfahren zum Erzeugen von mindestens einer zumindest abschnittsweise gewölbten oder gebogenen Festkörperschicht.
  • Halbleitermaterialien werden z. B. in großen Zylindern aus kristallinem Material, sogenannten Ingots gewachsen, während Industrieprozesse oft Wafermaterial mit unterschiedlicher Dicke und Oberflächenqualität erfordern. Wafering von spröden Halbleitermaterialien wird häufig mit Diamant- oder Slurry-basierten Drahtsäge-Prozessen durchgeführt. Diese Sägeprozesse führen nicht nur zu Schnittspalt-Verlust von potenziell wertvollem Material, sondern auch Oberflächenrauhheit und unter der Oberfläche zur Beschädigung des Kristalls. Diese Aspekte des Wafering mit Sägeprozessen machen erforderlichen Polier- und Schleifschritte im Waferherstellungsprozess erforderlich, was zu zusätzlichen Schäden und Prozesskosten führt.
  • Um diese Probleme beim herkömmlichen Wafering und Dünnen von Halbleitern anzugehen, wurden sog. kerf-less Technologien entwickelt, die eine Verringerung der Schnittspaltverluste versprechen – wenn nicht gar deren Beseitigung, sowie von Schaden unter der Oberfläche und Schleifprozessschritten. Insbesondere extern angelegten sogenannten Spalling-processes Verwendung Beanspruchungen – oft temperaturbedingten – kristalline Materialien entlang Kristallebenen mit gut definierten Dicke zu trennen. Spalling können mit Nickel-Chrom-Legierungen, Silber-Aluminiumpaste, Epoxidharz, Aluminium und Nickel erfolgen. Kerf-freie Wafering-Techniken haben das Potenzial, um Schäden in Halbleiterherstellungsverfahren drastisch zu reduzieren. Spannungsbasierte Abtrennverfahren, wie das sog. Spalling (bzw. Splitten), verwenden extern aufgebrachte Spannungen um kristalline Materialien entlang ihrer Kristallebenen mit gut definierter Dicke zu trennen. Substrate zeigen nach dem Spalling jedoch sogenannte Wallner-Linien, die von der Rissausbreitung im Kristall herrühren.
  • Es wurde Spalling unter Verwendung von Unterschieden in den thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen einem spröden Material und einem auf der Oberfläche des Materials anhaftenden Polymer ermöglicht. Abkühlen der verbundenen Materialien unterhalb der Glasübergangstemperatur des Polymers induziert Spannungen, die zur Materialtrennung entlang einer Rissebene führen. Ein Vorteil dieses speziellen Verfahrens im Gegensatz zu anderen Arten von Spalling ist, dass durch den Prozess des Kühlens keine erhöhte Diffusion von unerwünschten chemischen Komponenten durch das Material auftritt, im Gegensatz zu Hochtemperaturverfahren, die auch zum Spalling verwendet werden.
  • Spalling Verfahren neigen jedoch dazu, in ihrer Kontrolle über die erreichte Wafer-Dicke begrenzt zu sein, und ein Abstimmen des vertikalen Orts der Rissausbreitung ist kompliziert. Darüber hinaus entstehen beim Spalling sehr prominente Muster von Wallner-Linien auf der Oberfläche. Dieses Muster besteht aus streifenförmigen Rillen und Erhebungen, die von der Rissausbreitung im Halbleitermaterial stammen und eine Ableitung der Rissdynamik im Substrat ermöglichen. Üblicherweise beginnt der Riss an einem gewissen Punkt am Rand und breitet sich dann rasch von der Kante des Substrats aus. Wallner-Linien von herkömmlichen Spalling-Oberflächen erhöhen die resultierende Oberflächenrauhigkeit stark, oft bis zu dem Punkt, ab dem vor der Weiterverarbeitung und der Herstellung von Schaltkreisen auf dem Substrat zusätzliche Polier- oder Schleif Schritte erforderlich sind.
  • Als eine Lösung, um die Wallner-Muster zu beseitigen, wurde ein Prozessschritt mit einer Laseranlage eingeführt, der vor dem eigentlichen Spalling-Prozess stattfindet. Diese Methode wird als lasergestütztes Spalling (laser-assisted spalling – LAS) bezeichnet. Hier ist die horizontale Ebene der Rissausbreitung durch die Bearbeitungsebene des Materials mit kurzen Laserpulsen und hoher numerischer Apertur der Optik definiert. Da die Laserphotonenenergie unterhalb der Materialbandlückenenergie gewählt wird, ist das Material somit durchlässig für die Laserstrahlung, so dass ein tiefes Eindringen ins Material erreicht werden kann. Durch Translation der Fokussierungsoptik entlang der optischen Achse kann die Ebene der Lasermodifikation beliebig festgelegt werden und wird durch die Brennebene der Fokussierungsoptik definiert, die mit Mikrometer-Präzision eingestellt werden kann.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung das bekannte Fertigungsverfahren zu verbessen, insbesondere effizienter zu machen oder zu beschleunigen.
  • Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Die vorliegende Erfindung bezieht sich somit bevorzugt auf ein Verfahren zur Erzeugung von Modifikationen in einem Festkörper, wobei durch die Modifikationen ein Rissführungsbereich zum Führen eines Risses zum Abtrennen eines Festkörperanteils, insbesondere einer Festkörperschicht, von dem Festkörper vorgegeben wird. Bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Verfahren mindestens die Schritte: Bewegen des Festkörpers relativ zu einer Laserbeaufschlagungseinrichtung, nacheinander Erzeugen von einer Vielzahl an Laserstrahlen mittels der Laserbeaufschlagungseinrichtung zum Erzeugen von jeweils mindestens einer Modifikation, wobei die Laserbeaufschlagungseinrichtung zur definierten Fokussierung der Laserstrahlen, insbesondere kontinuierlich, in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter, insbesondere von einer Vielzahl an Parametern eingestellt wird.
  • Somit erfolgt bevorzugt eine positionsabhängige Laserleistungseinstellung zur Anpassung an Inhomogenitäten der Proben bzw. des Festkörpers bzw. des Substrats.
  • Je nach Herstellverfahren treten z. B. Dotierinhomogenitäten im Festkörper auf, die mittels der genannten Lösung vorteilhaft kompensiert werden können. Beispiel: Silizumcarbid (SiC) wird in Gasphasenabscheidung durch Aufblasen von Dotiergas (N2) hergestellt, dabei einsteht ein mit dem Auge deutlich sichtbarer Dotierfleck. Diese Inhomogenitäten erfordern für die erfolgreiche Lasermodifikation (ausreichende Schädigung besonders bevorzugt ohne Rissinduzierung) häufig andere Laserparameter als die mittleren Laserparameter für sonst homogen angenommene Werkstücke/Proben. Für die Mehrzahl der Proben sind die Prozessparameter robust (d. h. Prozessfenster ausreichend groß) um mit mittleren Laserparameter für im Mittel homogene Proben erfolgreich zu modifizieren. Für größere lokale Materialeigenschaftsabweichungen müssen lokal angepasste Laserparameter verwendet werden. Somit sind in-line Anpassungen oder Anpassungen mit Vorwissen denkbar.
  • Diese Lösung ist vorteilhaft, da manche Materialien (Bsp.: SiC) lokale Brechindex- und andere Materialeigenschaftsunterschiede (z. B. Absorption, Transmission, Streuung) aufweisen, die mittels einer positionsabhängigen Einstellung der Laserbeaufschlagung ausgeglichen oder kompensiert werden können. Bevorzugt dienen einzelne oder mehrere der Materialeigenschaften: Absorption, Transmission, Streuung, Brechungsindex, etc. jeweils als mögliche Parameter. Positionsabhängig bedeutet hierbei, dass eine Relativbewegung des zubehandelnden Festkörpers gegenüber der Laserbeaufschlagungseinrichtung erfolgt.
  • Es ist hierbei somit denkbar, dass die Laserbeaufschlagungseinrichtung und/oder der Festkörper bewegt werden. Der mindestens eine Parameter wird bevorzugt vor der Beaufschlagung des Festkörpers mit den Laserstrahlen im Rahmen eines Analyseschritts erfasst. Die Veränderung des Parameters über die Einstrahloberfläche und/oder über das beaufschlagte Volumen des Festkörpers wird bevorzugt datenmäßig in Form von Eigenschaftsprofildaten abrufbar vorgehalten und wird besonders bevorzugt zum Ansteuern der Laserbeaufschlagungseinrichtung zur positionsabhängigen Laserbeaufschlagung des Festkörpers verwendet. Zusätzlich ist denkbar, dass eine Verfahreinrichtung, auf welcher der Festkörper angeordnet wird, insbesondere ein X-/Y-Tisch oder ein Rotationstisch, in Abhängigkeit der Eigenschaftsprofildaten angesteuert bzw. betrieben wird. Alternativ ist denkbar, dass die Eigenschaftsprofildaten erzeugt und in Echtzeit ausgewertet werden, d. h. unmittelbar zur Ansteuerung der Laserbeaufschlagungseinrichtung und/oder der Verfahreinrichtung verwendet werden.
  • In-line Anpassungen basieren somit bevorzugt auf Änderungen, die in Echtzeit (mit Sensorvorlauf vor Bearbeitungsposition) erfasst werden können. Besonders eignen sich dabei berührungslose einseitige (also reflektive anstelle transmittive) Messverfahren, wie z. B. spektrale Reflexion. Für Anpassungen mit Vorwissen wird bevorzugt eine Laseranlage benötigt, die eine Karte mit Korrekturfaktoren K(x, y,) als Vorwissen vor der Bearbeitung einlesen und mit dessen Hilfe Laserparameter lokal (x, y) einstellt. Die Proben werden bevorzugt bei der Fixierung bevorzugt auf der Verfahreinrichtung, insbesondere dem Chuck/Carrier, bevorzugt mit exakter Orientierung versehen, so dass dieses Vorwissen mit dem Chuck/Carrier in der Maschine registriert werden kann. Zur Anpassung der lokalen Energiedichte eignen sich z. B. eine Leistungsnachführung, angepasste Schreibmuster (andere Perforationsdichte) oder Mehrfachüberfahrten mit unterschiedlichem Schreibmustern.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein erster Parameter die mittlere Brechzahl des Materials des Festkörpers oder ist die Brechzahl des Materials des Festkörpers in dem Bereich des Festkörpers, der zur Erzeugung einer definierten Modifikation von Laserstrahlen zu durchqueren ist, oder ist die Transmission des Festkörpers an definierten Stellen des Festkörpers und bevorzugt für eine definierte Festkörpertiefe. Ein zweiter Parameter ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Bearbeitungstiefe in dem Bereich des Festkörpers, der zur Erzeugung einer definierten Modifikation von Laserstrahlen zu durchqueren ist. Der erste Parameter wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mittels eines Brechzahlbestimmungsmittels, insbesondere mittels spektraler Reflexion, bestimmt und/oder der zweite Parameter wird mittels eines Topografiebestimmungsmittels, insbesondere mittels eines konfokal-chromatischen Distanzsensors, bestimmt. Daten zu den Parametern, insbesondere zu dem ersten Parameter und zu dem zweiten Parameter, werden gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Datenspeichereinrichtung bereitgestellt und zumindest vor der Erzeugung der Modifikationen einer Steuerungseinrichtung zugeführt, wobei die Steuerungseinrichtung die Laserbeaufschlagungseinrichtung in Abhängigkeit vom jeweiligen Ort der zu erzeugenden Modifikation einstellt.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht von einem Festkörper, wobei durch die Modifikationen ein Rissführungsbereich zum Führen eines Risses zum Abtrennen eines Festkörperanteils, insbesondere einer Festkörperschicht, von dem Festkörper vorgegeben wird. Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren bevorzugt mindestens die Schritte: Bewegen des Festkörpers relativ zu einer Laserbeaufschlagungseinrichtung, nacheinander Erzeugen von Laserstrahlen mittels der Laserbeaufschlagungseinrichtung zum Erzeugen von jeweils mindestens einer Modifikation, wobei die Laserbeaufschlagungseinrichtung zur definierten Modifikationserzeugung in Abhängigkeit von zumindest einem Parameter, insbesondere der Transmission des Festkörpers an definierten Stellen und für eine definierte Festkörpertiefe, eingestellt wird, wobei durch die Einstellung der Laserbeaufschlagungseinrichtung Inhomogenitäten des Festkörpers auf der Oberfläche bzw. im Bereich der beaufschlagten Oberfläche und/oder im Volumen des Festkörpers bzw. im Bereich des beaufschlagten Volumens des Festkörpers ausgeglichen werden. Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper.
  • Daten zu dem Parameter oder zu mehreren Parametern werden gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in einer Datenspeichereinrichtung bereitgestellt und werden zumindest vor der Erzeugung der Modifikationen einer Steuerungseinrichtung zugeführt, wobei die Steuerungseinrichtung die Laserbeaufschlagungseinrichtung in Abhängigkeit vom jeweiligen Ort der zu erzeugenden Modifikation einstellt.
  • Die Laserstrahlen zur Erzeugung von Modifikationen weisen gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Bereichen mit geringer Transmission mehr Energie auf als in Bereichen mit hoher Transmission, wobei die Laserbeaufschlagungseinrichtung bevorzugt ein Mittel bzw. eine Einstelleinrichtung, insbesondere einen akusto-optischen Modulator, zum Einstellen der Laserstrahlenergie aufweist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung löst sich die Festkörperschicht infolge der Modifikationserzeugung entlang des Rissführungsbereichs von dem Festkörper ab oder der Festkörper wird nach der Erzeugung der Modifikationen thermisch beaufschlagt, insbesondere abgekühlt, und löst sich infolge der thermischen Beaufschlagung die Festkörperschicht von dem Festkörper entlang des Rissführungsbereichs ab oder eine Polymerschicht wird an dem Festkörper angeordnet oder erzeugt, wobei die Polymerschicht bevorzugt an einer Oberfläche der abzutrennenden Festkörperschicht angeordnet oder erzeugt wird, wobei die Polymerschicht thermisch beaufschlagt, insbesondere abgekühlt, wird, wobei die Polymerschicht auf die thermische Beaufschlagung eine Änderung ihrer Festigkeit erfährt, wodurch sich infolge der Festigkeitsänderung der Polymerschicht mechanische Spannungen in dem Festkörper ergeben, wobei die mechanischen Spannungen eine Rissausbreitung entlang des Rissführungsbereichs zum Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper bewirken.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich bevorzugt auf ein Verfahren zum Erzeugen eines Ablösebereichs in einem Festkörper zum Ablösen eines Festkörperanteils, insbesondere einer Festkörperschicht, von dem Festkörper, wobei der abzulösende Festkörperanteil bevorzugt dünner ist als der um den Festkörperanteil reduzierte Festkörper. Bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Verfahren mindestens die Schritte: Bereitstellen eines zu bearbeitenden Festkörpers, wobei der Festkörper aus einer chemischen Verbindung besteht; Bereitstellen einer LASER-Lichtquelle; Beaufschlagen des Festkörpers mit LASER-Strahlung der LASER-Lichtquelle, wobei die Laserstrahlen über eine Oberfläche des abzutrennenden Festkörperanteils in den Festkörper eindringen, und/oder wobei die LASER-Strahlung einen vorgegebenen Anteil des Festkörpers im Inneren des Festkörpers zur Ausbildung eines Ablösebereichs oder mehrerer Teilablösebereiche definiert temperiert. Bevorzugt ist die in dem vorgegebenen Anteil des Festkörpers durch die Laserstrahlen erzeugte Temperatur so hoch ist, dass das den vorgegebenen Anteil ausbildende Material Modifikationen in Form einer vorbestimmten Stoffumwandlung erfährt. Besonders bevorzugt bewirken die Modifikationen einen Druckanstieg im Festkörper.
  • Zusätzlich oder alternativ kann sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht von einem Festkörper beziehen. Dieses Abtrennverfahren umfasst dabei bevorzugt mindestens die Schritte: Bereitstellen eines zu bearbeitenden Festkörpers, wobei der Festkörper aus einer chemischen Verbindung besteht; Bereitstellen einer LASER-Lichtquelle; Beaufschlagen des Festkörpers mit LASER-Strahlung der LASER-Lichtquelle, wobei die Laserstrahlen über eine Oberfläche des abzutrennenden Festkörperanteils in den Festkörper eindringen, wobei die LASER-Strahlung einen vorgegebenen Anteil des Festkörpers im Inneren des Festkörpers zur Ausbildung eines Ablösebereichs oder mehrerer Teilablösebereiche definiert temperiert. Bevorzugt ist die in dem vorgegebenen Anteil des Festkörpers durch die Laserstrahlen erzeugte Temperatur so hoch ist, dass das den vorgegebenen Anteil ausbildende Material Modifikationen in Form einer vorbestimmten Stoffumwandlung erfährt. Besonders bevorzugt bewirken die Modifikationen einen Druckanstieg im Festkörper.
  • Die Festkörperschicht wird hierbei bevorzugt infolge des Druckanstiegs entlang des Rissführungsbereichs durch eine Rissausbreitung vom Festkörper abgetrennt.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dringen die Laserstrahlen in Längsrichtung des Festkörpers oder in einem Winkel von bis zu 60° geneigt zur Längsrichtung des Festkörpers über eine, insbesondere ebene, Oberfläche, die bevorzugt Bestandteil der Festkörperschicht ist, in den Festkörper ein. Der Rissführungsbereich wird bevorzugt aus mehreren Lagen an Modifikationen gebildet, wobei die Lagen in Längsrichtung zueinander beabstandet oder versetzt erzeugt werden und/oder zumindest mehrere der Modifikationen eine Ausdehnung in Längsrichtung aufweisen, die zwischen 1 μm und 50 μm oder zwischen 5 μm und 50 μm beträgt, und/oder die Laserstrahlen zum Erzeugen der Modifikationen derart in den Festkörper eingeleitet werden, dass die numerische Apertur kleiner als 0,8, insbesondere kleiner oder gleich 0,5, ist.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Erzeugen von mindestens einer zumindest abschnittsweise gewölbten oder gebogenen Festkörperschicht. Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren mindestens die Schritte: Bewegen des Festkörpers relativ zu einer Laserbeaufschlagungseinrichtung, nacheinander Erzeugen von Laserstrahlen mittels der Laserbeaufschlagungseinrichtung zum Erzeugen von jeweils mindestens einer Modifikation im Inneren des Festkörpers, wobei durch die Modifikationen ein Rissführungsbereich zum Führen eines Risses zum Abtrennen eines Festkörperanteils, insbesondere einer Festkörperschicht, von dem Festkörper vorgegeben wird, wobei die Modifikationen einen Druckanstieg im Festkörper bewirken, wobei die Festkörperschicht infolge des Druckanstiegs entlang des Rissführungsbereichs durch eine Rissausbreitung vom Festkörper abgetrennt wird, wobei zumindest ein Anteil der Modifikationen als Bestandteil der Festkörperschicht von dem Festkörper abgetrennt wird, wobei die Festkörperschicht aufgrund der Modifikationen in eine gebogene oder gewölbte Form überführt wird, wobei der sich aus dem Rissführungsbereich ergebende weitere Oberflächenanteil der Festkörperschicht somit zumindest abschnittsweise konvex geformt ist. Die Laserstrahlen dringen gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Längsrichtung des Festkörpers oder in einem Winkel von bis zu 60° geneigt zur Längsrichtung des Festkörpers über eine, insbesondere ebene, Oberfläche, die bevorzugt Bestandteil der Festkörperschicht ist, in den Festkörper ein und der Rissführungsbereich wird bevorzugt aus mehreren Lagen an Modifikationen gebildet, wobei die Lagen in Längsrichtung zueinander beabstandet oder versetzt erzeugt werden, und/oder zumindest mehrere der Modifikationen weisen eine Ausdehnung in Längsrichtung auf, die zwischen 1 μm und 50 μm oder zwischen 5 μm und 50 μm μm beträgt, und/oder die Laserstrahlen zum Erzeugen der Modifikationen werden derart in den Festkörper eingeleitet, dass die numerische Apertur kleiner als 0,8, insbesondere kleiner oder gleich 0,5, ist.
  • Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht bzw. Festkörperlage, insbesondere einer Festkörperscheibe, von einem Festkörper bzw. Spendersubstrat. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst dabei bevorzugt mindestens die Schritte: Bereitstellen eines Festkörpers, Erzeugen von Modifikationen im Inneren des Festkörpers mittels LASER-Strahlen, wobei durch die Modifikationen ein Ablösebereich bzw. Rissführungsbereichs vorgegeben wird, entlang dem eine Abtrennung der Festkörperschicht von dem Festkörper erfolgt, Abtragen von Material des Festkörpers, insbesondere zum Erzeugen einer umlaufenden Vertiefung, wobei durch den Materialabtrag der Ablösebereich freigelegt wird.
  • Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper. Bevorzugt erfolgt das Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper dadurch, dass der Festkörper im Rissführungsbereich durch die Modifikationen derart geschwächt wird, dass sich die Festkörperschicht infolge des Materialabtrags von dem Festkörper ablöst oder nach dem Materialabtrag eine solche Anzahl an Modifikationen erzeugt wird, dass der Festkörper im Rissführungsbereich derart geschwächt wird, dass sich die Festkörperschicht von dem Festkörper ablöst oder eine Spannungserzeugungsschicht an einer zur umlaufenden Oberfläche geneigt ausgerichteten, insbesondere ebenen, Oberfläche des Festkörpers erzeugt oder angeordnet wird und durch ein thermisches Beaufschlagen der Spannungserzeugungsschicht mechanische Spannungen in dem Festkörper erzeugt werden, wobei durch die mechanischen Spannungen ein Riss zum Abtrennen einer Festkörperschicht entsteht, der sich ausgehend von der durch den Materialabtrag freigelegten Oberfläche des Festkörpers entlang der Modifikationen ausbreitet oder der Festkörper nach der Erzeugung der Modifikationen thermisch beaufschlagt, insbesondere abgekühlt, wird und sich infolge der thermischen Beaufschlagung die Festkörperschicht von dem Festkörper entlang des Rissführungsbereichs ablöst.
  • Der Materialabtrag erfolgt hierbei bevorzugt in Längsrichtung des Festkörpers.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht bzw. Festkörperlage, insbesondere einer Festkörperscheibe, von einem Festkörper bzw. Spendersubstrat. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst bevorzugt mindestens die Schritte: Bereitstellen eines Festkörpers, Erzeugen von Modifikationen im Inneren des Festkörpers mittels LASER-Strahlen, wobei durch die Modifikationen ein Ablösebereich bzw. Rissführungsbereichs vorgegeben wird, entlang dem eine Abtrennung der Festkörperschicht von dem Festkörper erfolgt, Abtragen von Material des Festkörpers, insbesondere zum Erzeugen einer umlaufenden Vertiefung, wobei der Materialabtrag in Längsrichtung des Festkörpers erfolgt, wobei durch den Materialabtrag der Ablösebereich freigelegt wird.
  • Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper. Bevorzugt erfolgt das Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper dadurch, dass der Festkörper im Rissführungsbereich durch die Modifikationen derart geschwächt wird, dass sich die Festkörperschicht infolge des Materialabtrags von dem Festkörper ablöst oder nach dem Materialabtrag eine solche Anzahl an Modifikationen erzeugt wird, dass der Festkörper im Rissführungsbereich derart geschwächt wird, dass sich die Festkörperschicht von dem Festkörper ablöst oder eine Spannungserzeugungsschicht an einer zur umlaufenden Oberfläche geneigt ausgerichteten, insbesondere ebenen, Oberfläche des Festkörpers erzeugt oder angeordnet wird und durch ein thermisches Beaufschlagen der Spannnungserzeugungsschicht mechanische Spannungen in dem Festkörper erzeugt werden, wobei durch die mechanischen Spannungen ein Riss zum Abtrennen einer Festkörperschicht entsteht, der sich ausgehend von der durch den Materialabtrag freigelegten Oberfläche des Festkörpers entlang der Modifikationen ausbreitet oder der Festkörper nach der Erzeugung der Modifikationen thermisch beaufschlagt, insbesondere abgekühlt, wird und sich infolge der thermischen Beaufschlagung die Festkörperschicht von dem Festkörper entlang des Rissführungsbereichs ablöst.
  • Der Materialabtrag erfolgt gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgehend von einer freiliegenden, insbesondere ebenen, Oberfläche des Festkörpers, insbesondere parallel zur Umfangsfläche des Festkörpers, in Längsrichtung des Festkörpers und zumindest abschnittsweise beabstandet zur Umfangsfläche des Festkörpers.
  • Der Materialabtrag erfolgt gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Form eines zumindest abschnittsweise kontinuierlich verlaufenden Grabens, wobei der Graben bevorzugt mindestens 30 μm oder mindestens 100 μm oder mindestens 500 μm oder mindestens 1 mm von dem Umfangsfläche beabstandet ist und sich bevorzugt parallel dazu erstreckt.
  • Nach dem Abtrennen der Festkörperschicht wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zumindest der Festkörperanteil des Festkörpers, der zwischen dem Graben und der Umfangsfläche ausgebildet ist, zumindest abschnittsweise, insbesondere um die Dicke der zuvor abgetrennten Festkörperschicht oder Festkörperschichten, abgetragen, insbesondere abgeschliffen, gelappt, geätzt oder poliert.
  • Der Materialabtrag wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mittels Laserablation oder Wasserstrahlschneiden oder Ätzen bewirkt.
  • Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Erzeugen eines Ablösebereichs in einem Festkörper zum Ablösen eines Festkörperanteils, insbesondere einer Festkörperschicht, von dem Festkörper, wobei der abzulösende Festkörperanteil bevorzugt dünner ist als der um den Festkörperanteil reduzierte Festkörper. Bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Verfahren mindestens die Schritte: Bereitstellen eines Festkörpers, Einstellen eines Strömungsverhaltens eines sich zwischen dem Festkörper und der Laserbeaufschlagungseinrichtung befindlichen Gases, insbesondere Luft; zur Verhinderung von Staubansammlungen im Bereich des Laserstrahlung, und/oder Erzeugen von Modifikationen im Inneren des Festkörpers mittels LASER-Strahlen einer Laserbeaufschlagungseinrichtung, wobei durch die Modifikationen ein Ablösebereich bzw. Rissführungsbereichs vorgegeben wird, entlang dem eine Abtrennung der Festkörperschicht von dem Festkörper erfolgt.
  • Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung ebenfalls auf ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht bzw. Festkörperlage, insbesondere einer Festkörperscheibe, von einem Festkörper bzw. Spendersubstrat. Bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Verfahren mindestens die Schritte: Bereitstellen eines Festkörpers, Einstellen eines Strömungsverhaltens eines sich zwischen dem Festkörper und der Laserbeaufschlagungseinrichtung, insbesondere im Bereich des Strahlungsverlaufs, befindlichen Gases, insbesondere Luft, zur Verhinderung von Staubansammlungen im Bereich des Laserstrahlung, Erzeugen von Modifikationen im Inneren des Festkörpers mittels LASER-Strahlen einer Laserbeaufschlagungseinrichtung, wobei durch die Modifikationen ein Ablösebereich bzw. Rissführungsbereichs vorgegeben wird, entlang dem eine Abtrennung der Festkörperschicht von dem Festkörper erfolgt.
  • Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper, wobei insbesondere der Festkörper im Rissführungsbereich bevorzugt durch die Modifikationen derart geschwächt wird, dass sich die Festkörperschicht infolge des Materialabtrags von dem Festkörper ablöst oder nach dem Materialabtrag eine solche Anzahl an Modifikationen erzeugt wird, dass der Festkörper im Rissführungsbereich derart geschwächt wird, dass sich die Festkörperschicht von dem Festkörper ablöst oder eine Spannungserzeugungsschicht an einer zur umlaufenden Oberfläche geneigt ausgerichteten, insbesondere ebenen, Oberfläche des Festkörpers erzeugt oder angeordnet wird und durch ein thermisches Beaufschlagen der Spannungserzeugungsschicht mechanische Spannungen in dem Festkörper erzeugt werden, wobei durch die mechanischen Spannungen ein Riss zum Abtrennen einer Festkörperschicht entsteht, der sich ausgehend von der durch den Materialabtrag freigelegten Oberfläche des Festkörpers entlang der Modifikationen ausbreitet oder der Festkörper nach der Erzeugung der Modifikationen thermisch beaufschlagt, insbesondere abgekühlt, wird und sich infolge der thermischen Beaufschlagung die Festkörperschicht von dem Festkörper entlang des Rissführungsbereichs ablöst.
  • Die Einstellung des Strömungsverhaltens erfolgt gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch das Zuführen eines Fluids, insbesondere ionisierten Gases, in den Bereich des Strahlenverlaufs zwischen einem Objektiv und dem Festkörper oder die Einstellung des Strömungsverhaltens erfolgt durch Erzeugen eines Unterdrucks, insbesondere eines Vakuums, in dem Bereich des Strahlenverlaufs zwischen einem Objektiv und dem Festkörper.
  • Die vorliegende Erfindung kann sich ebenfalls auf ein Verfahren zum Erzeugen eines Ablösebereichs in einem Festkörper zum Ablösen eines Festkörperanteils, insbesondere einer Festkörperschicht, von dem Festkörper beziehen, wobei der abzulösende Festkörperanteil bevorzugt dünner ist als der um den Festkörperanteil reduzierte Festkörper. Bevorzugt umfasst dieses Verfahren bevorzugt mindestens die Schritte: Bereitstellen eines Festkörpers, wobei der Festkörper mindestens eine Beschichtung aufweist, deren Brechzahl zu der Brechzahl der Oberfläche des Festkörpers, an welcher die Beschichtung angeordnet ist, verschieden ist, oder wobei an dem Festkörper eine Beschichtung erzeugt wird, deren Brechzahl zu der Brechzahl der Oberfläche des Festkörpers, an welcher die Beschichtung angeordnet ist, verschieden ist, Erzeugen von Modifikationen im Inneren des Festkörpers mittels LASER-Strahlen einer Laserbeaufschlagungseinrichtung, wobei durch die Modifikationen ein Ablösebereich bzw. Rissführungsbereichs vorgegeben wird, entlang dem eine Abtrennung der Festkörperschicht von dem Festkörper erfolgt.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht bzw. Festkörperlage, insbesondere einer Festkörperscheibe, von einem Festkörper bzw. Spendersubstrat, mindestens umfassend die Schritte: Bereitstellen eines Festkörpers, wobei der Festkörper mindestens eine Beschichtung aufweist, deren Brechzahl zu der Brechzahl der Oberfläche des Festkörpers, an welcher die Beschichtung angeordnet ist, verschieden ist, oder wobei an dem Festkörper eine Beschichtung erzeugt wird, deren Brechzahl zu der Brechzahl der Oberfläche des Festkörpers, an welcher die Beschichtung angeordnet ist, verschieden ist, Erzeugen von Modifikationen im Inneren des Festkörpers mittels LASER-Strahlen einer Laserbeaufschlagungseinrichtung, wobei durch die Modifikationen ein Rissführungsbereichs vorgegeben wird, entlang dem eine Abtrennung der Festkörperschicht von dem Festkörper erfolgt.
  • Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper, wobei der Festkörper im Rissführungsbereich bevorzugt durch die Modifikationen derart geschwächt wird, dass sich die Festkörperschicht infolge des Materialabtrags von dem Festkörper ablöst oder nach dem Materialabtrag eine solche Anzahl an Modifikationen erzeugt wird, dass der Festkörper im Rissführungsbereich derart geschwächt wird, dass sich die Festkörperschicht von dem Festkörper ablöst oder eine Spannungserzeugungsschicht an einer zur umlaufenden Oberfläche geneigt ausgerichteten, insbesondere ebenen, Oberfläche des Festkörpers erzeugt oder angeordnet wird und durch ein thermisches Beaufschlagen der Spannungserzeugungsschicht mechanische Spannungen in dem Festkörper erzeugt werden, wobei durch die mechanischen Spannungen ein Riss zum Abtrennen einer Festkörperschicht entsteht, der sich ausgehend von der durch den Materialabtrag freigelegten Oberfläche des Festkörpers entlang der Modifikationen ausbreitet oder der Festkörper nach der Erzeugung der Modifikationen thermisch beaufschlagt, insbesondere abgekühlt, wird und sich infolge der thermischen Beaufschlagung die Festkörperschicht von dem Festkörper entlang des Rissführungsbereichs ablöst.
  • Die Beschichtung wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mittels Spin-Coating erzeugt wird oder erzeugt ist, wobei die Beschichtung Nanopartikel, insbesondere von mindestens einem Material ausgewählt aus der Liste zumindest bestehend aus Silizium, Siliziumcarbid, Titanoxid, Glas oder Al2O3, aufweist.
  • Mehrere Beschichtungen sind gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung übereinander angeordnet oder werden übereinander erzeugt, wobei deren Brechzahlen voneinander verschieden sind, bevorzugt weist eine erste Beschichtung, die an dem Festkörper angeordnet ist oder erzeugt wird eine größere Brechzahl auf als eine Zusatzbeschichtung, die an der ersten Beschichtung erzeugt wird.
  • Die Beschichtungen werden somit bevorzugt derart ausgewählt und erzeugt bzw. angeordnet, dass die Brechzahl der jeweiligen Schicht mit dem Abstand der jeweiligen Schicht zum Festkörper bevorzugt kleiner wird bzw. abnimmt. Somit ist bei einer Schichtung: 1. Festkörper, 2. erste Beschichtung, 3. zweite Beschichtung, 4. dritte Beschichtung die Brechzahl des Festkörpers bevorzugt größer als die Brechzahl der ersten Beschichtung und die Brechzahl der ersten Beschichtung ist bevorzugt größer als die Brechzahl der zweiten Beschichtung und die Brechzahl der zweiten Beschichtung ist bevorzugt größer als die Brechzahl der dritten Beschichtung. Die Stufen zwischen den Brechzahlen können hierbei kontinuierlich oder diskontinuierlich verlaufen. Ferner können die unterschiedlichen Beschichtungen unterschiedliche Dicken aufweisen. Es ist hierbei jedoch denkbar, dass zwei oder drei oder mehrere der Beschichtungen die gleiche Dicke aufweisen. Bevorzugt weist eine Beschichtung jeweils eine Dicke im Bereich zwischen 50–400 nm auf. Dies bedeutet, dass z. B. die erste Beschichtung eine Dicke (bzw. mittlere Dicke) von 100 nm aufweisen kann. Die Dicken der zweiten Beschichtung und der dritten Beschichtung können damit im Wesentlichen übereinstimmen oder vollständig damit übereinstimmen, wobei zumindest eine der Beschichtungen und bevorzugt beide eine davon abweichende Dicke aufweisen. So kann die zweite Beschichtung z. B. eine Dicke (bzw. mittlere Dicke) von 150 nm aufweisen. Weiterhin kann die dritte Beschichtung dicker oder dünner als die erste Beschichtung und/oder als die zweite Beschichtung sein, wie z. B. eine Dicke (bzw. mittlere Dicke) von 75 nm, 110 nm oder 300 nm aufweisen.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Erzeugen eines Ablösebereichs in einem Festkörper zum Ablösen eines Festkörperanteils, insbesondere einer Festkörperschicht, von dem Festkörper, wobei der abzulösende Festkörperanteil bevorzugt dünner ist als der um den Festkörperanteil reduzierte Festkörper. Bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Verfahren mindestens die Schritte: Bereitstellen eines Festkörpers, Erzeugen von Modifikationen im Inneren des Festkörpers mittels LASER-Strahlen einer Laserbeaufschlagungseinrichtung, wobei durch die Modifikationen ein Rissführungsbereichs vorgegeben wird, entlang dem eine Abtrennung der Festkörperschicht von dem Festkörper erfolgt, wobei die Laserstrahlung im Brewster-Winkel oder mit einer Abweichung im Bereich von –5° bis +5° vom Brewster-Winkel auf den Festkörper einstrahlt. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht bzw. Festkörperlage, insbesondere einer Festkörperscheibe, von einem Festkörper bzw. Spendersubstrat. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst hierbei mindestens die Schritte: Bereitstellen eines Festkörpers, Erzeugen von Modifikationen im Inneren des Festkörpers mittels LASER-Strahlen einer Laserbeaufschlagungseinrichtung, wobei durch die Modifikationen ein Rissführungsbereichs vorgegeben wird, entlang dem eine Abtrennung der Festkörperschicht von dem Festkörper erfolgt, wobei die Laserstrahlung im Brewster-Winkel oder mit einer Abweichung im Bereich von –5° bis +5° vom Brewster-Winkel auf den Festkörper einstrahlt, Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper. Bevorzugt erfolgt das Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper entlang dem Rissführungsbereich, wobei der Festkörper im Rissführungsbereich durch die Modifikationen derart geschwächt wird, dass sich die Festkörperschicht infolge des Materialabtrags von dem Festkörper ablöst oder vor oder nach dem Materialabtrag eine solche Anzahl an Modifikationen erzeugt wird, dass der Festkörper im Rissführungsbereich derart geschwächt wird, dass sich die Festkörperschicht von dem Festkörper ablöst oder eine Spannungserzeugungsschicht an einer zur umlaufenden Oberfläche geneigt ausgerichteten, insbesondere ebenen, Oberfläche des Festkörpers erzeugt oder angeordnet wird und durch ein thermisches Beaufschlagen der Spannungserzeugungsschicht mechanische Spannungen in dem Festkörper erzeugt werden, wobei durch die mechanischen Spannungen ein Riss zum Abtrennen einer Festkörperschicht entsteht, der sich ausgehend von der durch den Materialabtrag freigelegten Oberfläche des Festkörpers entlang der Modifikationen ausbreitet oder der Festkörper nach der Erzeugung der Modifikationen thermisch beaufschlagt, insbesondere abgekühlt, wird und sich infolge der thermischen Beaufschlagung die Festkörperschicht von dem Festkörper entlang des Rissführungsbereichs ablöst.
  • Die Laserstrahlung ist hierbei und bevorzugt in allen hierin beschriebenen Ausführungsformen bevorzugt polarisierte Strahlung.
  • Eine Kompensationseinrichtung, insbesondere ein optisches Element, wie ein diffraktives optisches Element oder ein durchlaufender Keil, zur Kompensation einer sich aus der Brewsterwinkeleinstrahlung ergebenden sphärischen Aberration wird gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der Laserbeaufschlagungseinrichtung bereitgestellt.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht von einem Festkörper, wobei durch die Modifikationen ein Rissführungsbereich zum Führen eines Risses zum Abtrennen eines Festkörperanteils, insbesondere einer Festkörperschicht, von dem Festkörper vorgegeben wird. Bevorzugt weist das Verfahren mindestens einzelne oder mehrere oder alle der nachfolgend genannten Schritte auf: Bewegen des Festkörpers relativ zu einer Laserbeaufschlagungseinrichtung, nacheinander Erzeugen von Laserstrahlen mittels der Laserbeaufschlagungseinrichtung zum Erzeugen von jeweils mindestens einer Modifikation, Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Festkörper im Rissführungsbereich durch die Modifikationen derart geschwächt, dass sich die Festkörperschicht infolge des Materialabtrags von dem Festkörper ablöst oder nach dem Materialabtrag wird eine solche Anzahl an Modifikationen erzeugt, dass der Festkörper im Rissführungsbereich derart geschwächt wird, dass sich die Festkörperschicht von dem Festkörper ablöst oder eine Spannungserzeugungsschicht an einer zur umlaufenden Oberfläche geneigt ausgerichteten, insbesondere ebenen, Oberfläche des Festkörpers erzeugt oder angeordnet wird und durch ein thermisches Beaufschlagen der Spannungserzeugungsschicht mechanische Spannungen in dem Festkörper erzeugt werden, wobei durch die mechanischen Spannungen ein Riss zum Abtrennen einer Festkörperschicht entsteht, der sich ausgehend von der durch den Materialabtrag freigelegten Oberfläche des Festkörpers entlang der Modifikationen ausbreitet oder der Festkörper nach der Erzeugung der Modifikationen thermisch beaufschlagt, insbesondere abgekühlt, wird und sich infolge der thermischen Beaufschlagung die Festkörperschicht von dem Festkörper entlang des Rissführungsbereichs ablöst.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Laserbeaufschlagungseinrichtung zur definierten Modifikationserzeugung in Abhängigkeit von zumindest einem Parameter, insbesondere der Transmission des Festkörpers, an definierten Stellen und für eine definierte Festkörpertiefe eingestellt und/oder die Modifikationen bewirken einen Druckanstieg im Festkörper, wobei die Festkörperschicht infolge des Druckanstiegs entlang des Rissführungsbereichs durch eine Rissausbreitung vom Festkörper abgetrennt wird, wobei bevorzugt zumindest ein Anteil der Modifikationen als Bestandteil der Festkörperschicht von dem Festkörper abgetrennt wird und wobei die Festkörperschicht bevorzugt aufgrund der Modifikationen in eine gebogene oder gewölbte Form überführt wird, wobei der sich aus dem Rissführungsbereich ergebende weitere Oberflächenanteil der Festkörperschicht somit zumindest abschnittsweise und bevorzugt zumindest im Profil bevorzugt konvex geformt ist und/oder der Festkörper mindestens eine Beschichtung aufweist, deren Brechzahl zu der Brechzahl der Oberfläche des Festkörpers, an welcher die Beschichtung angeordnet ist, verschieden ist, oder wobei an dem Festkörper eine Beschichtung erzeugt wird, deren Brechzahl zu der Brechzahl der Oberfläche des Festkörpers, an welcher die Beschichtung angeordnet ist, verschieden ist, und/oder wobei die Laserstrahlung im Brewster-Winkel oder mit einer Abweichung im Bereich von –5° bis +5° vom Brewster-Winkel auf den Festkörper einstrahlt, zusätzlich oder alternativ ist hierbei denkbar, dass das Verfahren einen oder mehrere der nachfolgend genannten Schritte umfasst: Abtragen von Material des Festkörpers, insbesondere zum Erzeugen einer umlaufenden Vertiefung, wobei der Materialabtrag in Längsrichtung des Festkörpers erfolgt, wobei durch den Materialabtrag der Rissführungsbereich freigelegt wird, und/oder Einstellen eines Strömungsverhaltens eines sich zwischen dem Festkörper und der Laserbeaufschlagungseinrichtung, insbesondere im Bereich des Strahlungsverlaufs, befindlichen Gases, insbesondere Luft, zur Verhinderung von Staubansammlungen im Bereich des Laserstrahlung.
  • Die Verwendung der Wörter „im Wesentlichen” definiert bevorzugt in allen Fällen, in denen diese Wörter im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden eine Abweichung im Bereich von 1%–30%, insbesondere von 1%–20%, insbesondere von 1%–10%, insbesondere von 1%–5%, insbesondere von 1%–2%, von der Festlegung, die ohne die Verwendung dieser Wörter gegeben wäre. Einzelne oder alle Darstellungen der im Nachfolgenden beschriebenen Figuren sind bevorzugt als Konstruktionszeichnungen anzusehen, d. h. die sich aus der bzw. den Figuren ergebenden Abmessungen, Proportionen, Funktionszusammenhänge und/oder Anordnungen entsprechen bevorzugt genau oder bevorzugt im Wesentlichen denen der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Produkts. Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung anliegender Zeichnungen erläutert, in welchen beispielhaft erfindungsgemäße Vorrichtungen dargestellt sind. Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtungen und Verfahren, welche in den Figuren wenigsten im Wesentlichen hinsichtlich ihrer Funktion übereinstimmen, können hierbei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sein, wobei diese Bauteile bzw. Elemente nicht in allen Figuren beziffert oder erläutert sein müssen. Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
  • Darin zeigt beispielhaft:
  • 1 schematisch den Ausgleich von Materialeigenschaften durch Anpassung der Laserbeaufschlagung in Abhängigkeit von lokalen Eigenschaftsunterschieden des Materials;
  • 2a schematisch die Erzeugung einer Modifikation, die ausreicht um einen Riss zu führen;
  • 2b schematisch die Erzeugung einer Modifikation, die gegenüber der Modifikation aus 2a eine deutlich stärkere Ausdehnung in Längsrichtung des Festkörpers aufweist und nach der Abspaltung der Festkörperschicht dazu führt, dass sich die Festkörperschicht wölbt bzw. biegt;
  • 3 schematisch das Erzeugen eines Grabens in einem Festkörper, wobei der Graben zur äußeren umlaufenden Oberfläche des Festkörpers bevorzugt beabstandet ist;
  • 4a schematisch eine Anordnung, in der sich Partikel, wie z. B. Staub, in dem Verlauf der Laserstrahlung ansammeln, insbesondere im Kreuzungspunkt der reflektierten Strahlen;
  • 4b schematisch eine Anordnung, in der eine Spülung, insbesondere mittels Gas, wie z. B. ionisiertes Gas, vorgesehen ist, die Partikel aus dem Kreuzungspunkt der reflektierten Strahlen entfernt;
  • 5 schematisch eine Anordnung, gemäß der eine oder mehrere Beschichtung/en auf dem Festkörper angeordnet sind, wobei die Beschichtung/en bevorzugt mindestens eine andere optische Eigenschaft aufweist bzw. aufweisen als der Festkörper;
  • 6a schematisch die Einstrahlung von Laserstrahlen im Brewster-Winkel;
  • 6b Verläufe zum Verdeutlichen des Zusammenhangs zwischen Einstrahlwinkel und Reflexion;
  • 7–18 jeweils Beispiele für die Berechnung des optimalen Einstrahlwinkels für ein 1/e2 Gauss-Profil und verschiedene numerische Aperturen unter Berücksichtigung der Brechzahlabhängigkeit der Oberflächenreflexion;
  • 19a schematisch den Verlauf des Cold-Split-Verfahrens;
  • 19b schematisch den Verlauf des Laser-Assisted-Spalling-Verfahrens;
  • 19c ein Foto einer gemäß dem Verfahren 19a freigelegten Oberfläche einer Festkörperschicht;
  • 19d ein Foto einer gemäß dem Verfahren 19b freigelegten Oberfläche einer Festkörperschicht;
  • 20a–f REM-Aufnahmen von Oberflächen;
  • 21a eine mikroskopische Aufnahme einer Oberfläche nach dem Spalling;
  • 21b Raman-Spektren von drei verschiedenen Stellen in 6H-Siliziumkarbid;
  • 22 ein Beispiel für ein Laserstrahlprofil; und
  • 23a schematisch ein Beispiel für die sich infolge einer ersten Anzahl an Modifikationen und/oder Modifikationslagen ergebende Biegung der erzeugten Festkörperschicht; und
  • 23b schematisch ein weiteres Beispiel für die sich infolge einer zweiten Anzahl an Modifikationen und/oder Modifikationslagen ergebende Biegung der erzeugten Festkörperschicht, wobei die zweite Anzahl größer ist als die erste Anzahl.
  • In 1 ist schematisch ein Aufbau zum Ausführen eines Verfahrens zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht 14 von einem Festkörper 1 gezeigt. Durch die Modifikationen 2 ein Rissführungsbereich 4 zum Führen eines Risses zum Abtrennen eines Festkörperanteils 14, insbesondere einer Festkörperschicht, von dem Festkörper 1 vorgegeben wird. Dadurch, dass die Laserstrahlen 10, 11 an verschiedenen Orten des Festkörpers 1 dargestellt sind, ist ersichtlich, dass der Festkörper 1 relativ zu einer Laserbeaufschlagungseinrichtung 8 bewegt wird. Die gezeigten Laserstrahlen 10 und 11 stellen somit Situationen zu unterschiedlichen Zeitpunkten dar. Grundsätzlich erfolgt die Erzeugen von Laserstrahlen 10 mittels der Laserbeaufschlagungseinrichtung 8 zum Erzeugen von jeweils mindestens einer Modifikation 2, wobei die Laserbeaufschlagungseinrichtung 8 zur definierten Modifikationserzeugung in Abhängigkeit von zumindest einem Parameter nämlich der Transmission des Festkörpers 1 an definierten Stellen und für eine definierte Festkörpertiefe eingestellt wird. In der Darstellung gemäß 1 repräsentieren die Laserstrahlen 10, 11 somit Laserstrahlen mit unterschiedlichen Eigenschaften bzw. mit mindestens einer unterschiedlichen Eigenschaft. Die von Laserstrahl 10 zu Laserstrahl 11 veränderte Eigenschaft trägt den veränderten Materialeigenschaften in dem jeweiligen beaufschlagten Bereich des Festkörpers 1 Rechnung. Der Laserstrahl 11 beaufschlagt in dem gezeigten Fall z. B. einen Bereich des Festkörpers 1, der eine veränderte Transmission aufweist, die z. B. aus einem Dotierfleck resultieren kann.
  • Bevorzugt erfolgt nach der Erzeugung der Modifikationen 2 das Abtrennen der Festkörperschicht 14 von dem Festkörper 1 gemäß der Darstellung von 19b.
  • 2a zeigt eine Situation, in der Modifikationen 2 mit einer ersten Ausdehnung in Längsrichtung L des Festkörpers 1 erzeugt werden. Die Längsrichtung L erstreckt sich hierbei bevorzugt orthogonal oder im Wesentlichen orthogonal zur Einstrahloberfläche 17 des Festkörpers 1, wobei die Einstrahloberfläche 17 des Festkörpers 1 nach dem Abtrennen der Festkörperschicht 14 Bestandteil der Festkörperschicht 14 ist. Dies trifft besonders bevorzugt für alle in dieser Schrift beschriebenen Ausführungsformen zu. Die gemäß 2a erzeugten Modifikationen 2 sind zum Führen eines Risses zum Abtrennen der Festkörperschicht 14 ausreichend.
  • 2b zeigt eine Ausführungsform, gemäß der die erzeugten Modifikationen 2 eine gegenüber 2a größere Ausdehnung in Längsrichtung L aufweisen. Zusätzlich oder alternativ können mehrere, insbesondere zwei oder drei oder mehr als zwei oder drei, Schichten an Modifikationen 2 zumindest abschnittsweise erzeugt werden.
  • Dies ist vorteilhaft, da durch eine größer als nötige Ausdehnung der Laserschicht in Strahlrichtung (Tiefe bzw. Festkörperlänge) der Stress, den die Laserschicht im unmodifizierten Material erzeugt, erhöht werden kann. Somit kann bevorzugt mehr Material eine Phasenumwandlung durchmachen oder amorphisiert oder anderweitig modifiziert werden – als für den Polymersplit nötig (vgl. 19b). Dieser erhöhte Stress dient dazu, den Spontansplit des Materials (ohne Polymer) zu befördern. Die Laserparameter bzw. Laserstrahlparameter bzw. Parameter, mit denen die Laserbeaufschlagungseinrichtung konfiguriert wird – für den Spontansplit und den Polymerprozess – können sich dadurch erheblich unterscheiden, z. B. in benötigter numerischer Apertur und/oder Pulslänge und/oder Pulsenergie. Eine größere Ausdehnung der Laserschicht führt dabei zu einem höheren Druck im Festkörper, wodurch die Spontansplitwahrscheinlichkeit erhöht wird. Ferner ist diese Ausführungsform vorteilhaft, da eine Festkörperschicht 14 als gebogene bzw. gekrümmte Festkörperschicht 14 erzeugt werden kann. Somit lässt sich dieses Verfahren bevorzugt auch zum Erzeugen von mindestens einer zumindest abschnittsweise gewölbten oder gebogenen Festkörperschicht 14 verwenden. Zur Erzeugung einer gekrümmten oder gebogenen Festkörperschicht (bzw. gebogener oder gekrümmter Wafer) umfasst das Verfahren hierbei bevorzugt mindestens die Schritte: Bewegen des Festkörpers 1 relativ zu einer Laserbeaufschlagungseinrichtung 8, nacheinander Erzeugen von Laserstrahlen 10 mittels der Laserbeaufschlagungseinrichtung 8 zum Erzeugen von jeweils mindestens einer Modifikation 2 im Inneren des Festkörpers, wobei durch die Modifikationen 2 ein Rissführungsbereich 4 zum Führen eines Risses zum Abtrennen eines Festkörperanteils 6, insbesondere einer Festkörperschicht, von dem Festkörper 1 vorgegeben wird, wobei die Modifikationen einen Druckanstieg im Festkörper bewirken, wobei die Festkörperschicht 14 infolge des Druckanstiegs entlang des Rissführungsbereichs 4 durch eine Rissausbreitung vom Festkörper 1 abgetrennt wird, wobei zumindest ein Anteil der Modifikationen 2 als Bestandteil der Festkörperschicht 14 von dem Festkörper 1 abgetrennt wird, wobei die Festkörperschicht 14 aufgrund der Modifikationen 2 in eine gebogene oder gewölbte Form überführt wird, wobei der sich aus dem Rissführungsbereich 4 ergebende weitere Oberflächenanteil 16 der Festkörperschicht somit zumindest abschnittsweise konvex geformt ist.
  • 3 zeigt eine Anordnung, gemäß der bevorzugt nach der Erzeugung einer Rissführungsbereichs 4 im Festkörper 1 zumindest abschnittsweise und bevorzugt umlaufend ein Graben 26 ausgehend von der Einstrahloberfläche 17 in Längsrichtung L des Festkörpers 1 erzeugt wird. Nach der Erzeugung des Grabens 26 kann die Festkörperschicht 14 durch die Erzeugung weiterer Modifikationen 2 mittels Laserstrahlen 10, die bevorzugt ebenfalls über die Einstrahloberfläche 17 eingebracht werden, vom Festkörper abgetrennt werden. Alternativ wird bevorzugt eine Spannungserzeugungsschicht 18 zumindest auf dem vom Graben 26 umschlossenen bzw. umgebenen oder begrenzten Bereich, insbesondere auf der Oberfläche der späteren Festkörperschicht 14, angeordnet oder erzeugt.
  • Die Spannungserzeugungsschicht besteht bevorzugt aus einem Polymermaterial, insbesondere PDMS, und wird in einem weiteren Schritt bevorzugt zumindest abschnittsweise und besonders bevorzugt vollständig thermisch beaufschlagt, insbesondere abgekühlt, insbesondere unterhalb ihre Glasübergangstemperatur abgekühlt. Dies trifft bevorzugt für alle hierin beschriebenen Ausführungsformen zu, in denen eine Spannungserzeugungsschicht verwendet bzw. eingesetzt wird.
  • Infolge der Spannungserzeugung trennt ein Riss die Festkörperschicht 14 von dem verbleibenden Festkörper 1 ab.
  • Bevorzugt erfolgt in einem weiteren Schritt eine Oberflächenbehandlung des Festkörpers 1. Es wird bevorzugt der sich zwischen dem Graben 26 und der umlaufenden Oberfläche ergebende Rahmen 28 und/oder die durch das Abtrennen der Festkörperschicht 14 freigelegte Oberfläche des Festkörpers 1 geglättet, insbesondere abgeschliffen, geläppt, poliert oder geätzt. Bevorzugt werden der Rahmen 28 und die freigelegte Oberfläche derart, insbesondere spanend, behandelt, dass ihre Oberflächen in derselben Ebene liegen.
  • Es wird somit erfindungsgemäß ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht bzw. Festkörperlage, insbesondere einer Festkörperscheibe, 14 von einem Festkörper bzw. Spendersubstrat 1 bereitgestellt, dass bevorzugt mindestens die nachfolgend genannten Schritte umfast: Bereitstellen eines Festkörpers 1, Erzeugen von Modifikationen 2 im Inneren des Festkörpers 1 mittels LASER-Strahlen 10, wobei durch die Modifikationen 2 ein Ablösebereich bzw. Rissführungsbereichs vorgegeben wird, entlang dem eine Abtrennung der Festkörperschicht 14 von dem Festkörper 1 erfolgt, Abtragen von Material des Festkörpers 1, insbesondere zum Erzeugen einer umlaufenden Vertiefung 12, wobei der Materialabtrag in Längsrichtung des Festkörpers erfolgt, wobei durch den Materialabtrag der Ablösebereich freigelegt wird, und Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper.
  • Dies ist vorteilhaft, da eine Laserbearbeitung bis zum Rand problematisch ist und somit die erzeugte Festkörperschicht 14 auch in ihrem Randbereich sehr homogene Eigenschaften aufweist. Das hiermit vorgestellte Grundkonzept umfasst somit bevorzugt eine Laserablation/Schliff/Materialentfernung von oben zum Erzeugen einer Kerbe oder eines Grabens, wodurch die zuvor erzeugte Laserschicht geöffnet bzw. freigelegt wird. Anschließend erfolgt ein Herausheben der Festkörperschicht 14 bzw. des Zielwafers mit der Spannungserzeugungsschicht 18. Der übergebliebene Rand bzw. Rahmen 28 kann dann während einer weiteren Oberflächenaufbereitung wieder weggeschliffen werden. Somit kann per Ablation von oben, insbesondere per Wasserstrahlschneiden oder Laserablation, die Laserschicht freigelegt und Randeffekte beim Polymersplit vermieden werden.
  • 4a zeigt eine Anordnung, bei der sich Partikel, wie z. B. Staub, an dem mit dem Bezugszeichen 30 gekennzeichneten Kreuzungspunkt der reflektierten Strahlung, ansammeln und somit die Modifikationserzeugung negativ beeinflussen.
  • 4b zeigt eine Anordnung, bei der eine Spüleinrichtung 32 bzw. Spülung vorgesehen ist. Es wird somit bevorzugt ein Fluid, insbesondere ein Gas und bevorzugt ein ionisiertes Gas, dem Kreuzungspunkt 30 zugeleitet, um die sich in dem Kreuzungspunkt 30 ansammelnden Partikel mittels der Fluidströmung wegzuspülen.
  • Somit wird ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht bzw. Festkörperlage, insbesondere einer Festkörperscheibe, 14 von einem Festkörper bzw. Spendersubstrat 2 bereitgestellt, dass bevorzugt mindestens die nachfolgend angeführte Schritte umfasst: Bereitstellen eines Festkörpers 1, Einstellen eines Strömungsverhaltens eines sich zwischen dem Festkörper und der Laserbeaufschlagungseinrichtung 8, insbesondere im Bereich des Strahlungsverlaufs, befindlichen Gases, insbesondere Luft, zur Verhinderung von Staubansammlungen im Bereich des Laserstrahlung, Erzeugen von Modifikationen 2 im Inneren des Festkörpers 1 mittels LASER-Strahlen 10 einer Laserbeaufschlagungseinrichtung 8, wobei durch die Modifikationen 2 ein Ablösebereich bzw. Rissführungsbereichs vorgegeben wird, entlang dem eine Abtrennung der Festkörperschicht 14 von dem Festkörper 1 erfolgt und Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper. Diese Lösung ist vorteilhaft, da hohe Laserintensitäten Staub statisch aufladen und dieser Staub durch die Spülung, insbesondere mit ionisiertem Gas, aus dem Bereich zwischen dem Objektiv und dem Werkstück herausgespült werden kann. Die Gasspülung treibt somit den Staub raus aus dem Zwischenraum zwischen dem Objektiv 9 der Laserbeaufschlagungseinrichtung 8 und dem Werkstück bzw. Festkörper 1. Zusätzlich oder alternativ kann der Fluidstrom, insbesondere der Gasstrom, zum Erzeugen einer Kühlwirkung gegen absorbierte Leistung durch das Objektiv geleitet werden. Somit ist das Objektiv bevorzugt zum Leiten eines Fluids, insbesondere des Spülfluids, ausgebildet.
  • Weiterhin bzw. zusätzlich kann eine Kompensation von sphärischen Aberrationen am Objektiv erfolgen. Dies verändert den Fokus an der Oberfläche (Einbeziehung des durchlaufenen Materials mit anderem Brechindex), wodurch sich der Fokus in Luft verschlechtert und dadurch eine geringere Intensität aufweist, was wiederum zu einer geringeren Partikelansaugwirkung bzw. Staubsaugerwirkung führt. Zusätzlich oder alternativ können verringerte Reflexion an der Oberfläche bewirkt werden. Dies kann z. B. durch den Auftrag bestimmter Schichten bzw. Beschichtungen, insbesondere durch Spin-Coating, und/oder durch Brewster-Einstrahlung mit polarisiertem Licht bewirkt werden.
  • 5 zeigt eine schematische Anordnung, gemäß welcher der Festkörper 1 mit mindestens einer Beschichtung 34 versehen ist. Die Beschichtung 34 kann hierbei ein oder mehrschichtig sein. Bevorzugt weist die Beschichtung einen Brechzahlunterschied zur Brechzahl des Materials des Festkörpers 1 auf, insbesondere ist die Brechzahl des Materials des Festkörpers 1 bevorzugt höher als die der Beschichtung 34. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Beschichtung 34 aus mehreren Schichten aufgebaut ist, wobei bevorzugt zumindest zwei der mehreren Schichten einen Brechzahlunterschied aufweisen. Bevorzugt ist dabei die Brechzahl der jeweiligen Schicht, die am nächsten zum Festkörper 1 angeordnet ist größer als die Brechzahl einer Schicht die zum Festkörper 1 weiter beabstandet ist.
  • Dieser schematische Aufbau ermöglicht somit erfindungsgemäß ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht bzw. Festkörperlage, insbesondere einer Festkörperscheibe, 14 von einem Festkörper bzw. Spendersubstrat 1 bereitzustellen. Bevorzugt umfasst dieses Verfahren hierbei mindestens die nachfolgend genannten Schritte: Bereitstellen eines Festkörpers 1, wobei der Festkörper 1 mindestens eine Beschichtung 34 aufweist, deren Brechzahl zu der Brechzahl der Oberfläche des Festkörpers 1, an welcher die Beschichtung 34 angeordnet ist, verschieden ist, oder wobei an dem Festkörper 1 eine Beschichtung 34 erzeugt wird, deren Brechzahl zu der Brechzahl der Oberfläche des Festkörpers 1, an welcher die Beschichtung 34 angeordnet ist, verschieden ist, Erzeugen von Modifikationen 2 im Inneren des Festkörpers 1 mittels LASER-Strahlen 10 einer Laserbeaufschlagungseinrichtung 8, wobei durch die Modifikationen 2 ein Rissführungsbereichs 4 (vgl. analog 1) vorgegeben wird, entlang dem eine Abtrennung der Festkörperschicht 14 von dem Festkörper 1 erfolgt.
  • Die Erzeugung der Beschichtung kann z. B. mittels Spinn-Coating erfolgen. So bringt z. B. ein Lösungsmittel, versetzt mit Nanopartikeln von Materialien mit hohem Brechindex eine oder mehrere dünne (sub-Wellenlänge) Schichten mit etwas höherem Brechindex auf den Festkörper 1 bzw. das Werkstück 1 auf – dadurch entsteht eine Zwischenfläche mit reduziertem Brechzahlunterschied geringere Reflexion an der Oberfläche geringere Verschmutzung, mehr Leistung im Material für effizientere Materialbearbeitung. Spin-Coating ist vorteilhaft, da es schnell und günstig billig und schnell, mögliche Nanopartikel sind neben anderen oder zusätzlich zu anderen z. B. Silizium (n = 3.55), Siliziumcarbid (n = 2.6), Titanoxid (n = 1.8), Glas (n = 1.5), Al2O3 (n = 1.72). Im Falle mehrerer Schichten, mit graduell ansteigendem Brechindex für noch effizientere Brechindexanpassung und Antireflexwirkung ist ein Mehrschichtprozess denkbar. Rein beispielhaft könnte dann eine Schichtanordnung erzeugt werden die aus den nachfolgend genannten Schichten bzw. Lagen besteht: 1. Schicht: Si, 2. Schicht: SiC, 3. Schicht: TiO2, jede Schicht bevorzugt 50–400 Nanometer dick. Dieses Verfahren ist ferner vorteilhaft, da mittels Spin-Coating von solchen Schichten außerdem kleinste Rauhigkeiten an der Materialoberfläche ausgeglichen werden können (bessere Materialeinkopplung, durch weniger Streuung an der Grenzfläche, bessere Wellenfront-Überlappung im Fokus in der Tiefe und somit wird eine niedrigere Laserleistung benötigt, dies führt zu einer effizienteren Bearbeitung, da sich eine höhere Multiphotonenübergangswahrscheinlichkeit ergibt. Die Spin-Coating-Schicht bzw. die Erzeugung einer Beschichtung 34 kann im Rahmen des Schrittes zur Oberflächenkonditionierung und Wiederaufbereitung der Oberfläche am Ingot bzw. Festkörper 1 nach erfolgtem Split bzw. Abtrennung der Festkörperschicht 14 aufgebracht werden. Es kann also zuerst ein Schleif-/Läpp-/Ätz- oder Polierschritt erfolgen und im Anschluss oder in Kombination mit einem der vorangegangenen Schritte der Spin-Coating-Schritt bzw. der Beschichtungsschritt, der die dünne Schicht bzw. Beschichtung 34 aufbringt.
  • 6 zeigt schematisch eine Anordnung zur Einkoppelung von Laserstrahlen 10, wobei bei dieser Anordnung die Reflexion reduziert wird. Bevorzugt werden die Laserstrahlen 10 im Brewster-Winkel eingekoppelt. Der Brewster-Winkel ist ein Einstrahlwinkel für Licht einer bestimmten Polarisation (E-Vektor zeigt ins Material, nicht entlang der Oberfläche), bei dem keine Reflexion auftritt. Die Voraussetzungen hierfür sind, dass das Licht unter einem Winkel abhängig vom Brechzahlunterschied Luft/Material eingestrahlt wird. Ferner muss das Licht polarisiert sein (bei Laserlicht üblicherweise gegeben, erfordert Einzelmodenlaser und keine Photonic Crystal Fibers). Die Brewster-Winkel-Einkopplung dient somit zur Minimierung von Rückreflexionen. Wenn im Brewster-Winkel eingestrahlt wird, lässt sich die 30% Oberflächenreflexion nahezu vollständig für Materialbearbeitung in der Tiefe des Materials nutzen.
  • Eine Einstrahlung unter dem Brewster-Winkel ist kompliziert, da die unterschiedlichen Strahlanteile unterschiedlich lange Wege im hochbrechenderen Medium zurücklegen. Der Fokus muss dementsprechend durch höhere Energie angepasst werden und/oder durch Strahlformung. Die Strahlformung erfolgt hierbei bevorzugt z. B. über ein oder mehrere diffraktive optische Element/e (DOE), was diesen Unterschied abhängig über das Laserstrahlprofil ausgleicht. Der Brewster-Winkel ist relativ groß, was bei hoher numerischer Apertur Anforderungen an die Optik und deren Maße sowie Arbeitsabstand stellt. Dennoch ist diese Lösung vorteilhaft, da reduzierte Reflexionen an der Oberfläche auch zu reduzierter Oberflächenschädigung beitragen, da die Lichtintensität besser ins Material hineinkoppelt. Im Sinne dieser Erfindung können Laserstrahlen 10 auch in allen anderen in dieser Schrift offenbarten Ausführungsformen im Brewster-Winkel oder im Wesentlichen im Brewster-Winkel eingestrahlt werden. Zur Brewster-Winkel-Einkopplung wird hiermit auf das Dokument „Optical Properties of Spin-Coated TiO2 Antireflection Films on Textured Single-Crystalline Silicon Substrates" (Hindawi Publishing Corporation International Journal of Photoenergy, Volume 2015, Article ID 147836, 8 pages, http://dx.doi.org/10.1155/2015/147836) verwiesen. Dieses Dokument wird durch Bezugnahme vollumfänglich zum Gegenstand der vorliegenden Patentanmeldung gemacht. Das zuvor genannte und einbezogene Dokument offenbart insbesondere Berechnungen zum optimalen Einstrahlwinkel für verschiedene Materialien und damit Brechindizes. Die Energie des Lasers bzw. der Laserbeaufschlagungseinrichtung 8 wird nicht so sehr in Abhängigkeit vom Material, sondern eher von der möglichen Transmission unter einem bestimmten Winkel angepasst. Wenn also die optimale Transmission z. B. 93% beträgt, so müssen diese Verluste gegenüber Versuchen mit senkrechter Einstrahlung und Verlusten von z. B. dann 17% berücksichtigt werden und die Laserleistung dementsprechend angepasst werden.
  • Ein Beispiel: 83% Transmission senkrecht gegenüber 93% unter Winkel, bedeutet, dass zum Erzielen der gleichen Energie in der Tiefe, nur noch 89% der bei senkrechter Einstrahlung verwendeten Laserleistung benötigt werden (0.83/0.93 = 0.89). Im Sinne der Erfindung dient der Teil der schrägen Einstrahlung also bevorzugt dazu weniger Licht durch Oberflächenreflexion zu verlieren und mehr in die Tiefe zu bringen. Ein mögliches nachgelagertes Problem, das dadurch in bestimmten Konstellationen auftreten kann, ist, dass der Fokus in der Tiefe ein „schiefes” Profil erhalten kann und damit die erreichten Intensitäten – die Schlüsselgröße für Multiphotonenbearbeitung – wieder geringer sind, eventuell also sogar geringer als bei senkrechter Einstrahlung, wo alle Strahlanteile denselben optischen Weg im Material durchlaufen. Dies kann dann bevorzugt durch ein diffraktives optisches Element oder durch mehrere diffraktive Elemente oder einen durchlaufenden Keil oder mehrere durchlaufende Keile – und/oder andere optische Elemente – im Strahlengang geschehen, die diese zusätzlichen Wege und/oder den Einfluss auf die einzelnen Strahlen – insbesondere unterschiedliche sphärische Aberrationen über das Strahlprofil hin – kompensieren. Diese DOEs kann man numerisch mit geeigneten Softwarelösungen (z. B. Virtuallab von Lighttrans, Jena) berechnen und dann fertigen bzw. bereitstellen.
  • Somit stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht bzw. Festkörperlage, insbesondere einer Festkörperscheibe, 14 von einem Festkörper bzw. Spendersubstrat 1 bereit. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst hierbei bevorzugt mindestens die Schritte: Bereitstellen eines Festkörpers 1, Erzeugen von Modifikationen 2 im Inneren des Festkörpers 1 mittels LASER-Strahlen 10 einer Laserbeaufschlagungseinrichtung 8, wobei durch die Modifikationen 10 ein Rissführungsbereichs vorgegeben wird, entlang dem eine Abtrennung der Festkörperschicht 14 von dem Festkörper 1 erfolgt, wobei die Laserstrahlung im Brewster-Winkel oder mit einer Abweichung im Bereich von –10° bis +10° vom Brewster-Winkel auf den Festkörper 1 einstrahlt. Weiterhin umfasst das Verfahren bevorzugt den Schritt des Abtrennens der Festkörperschicht 14 von dem Festkörper 1.
  • Es wurde somit im Rahmen der vorliegenden Erfindung erkannt, dass ein hoher Brechzahlunterschied zwischen Luft/Material Leistungsverluste bis 30% bei senkrechter Einstrahlung bedeutet. Bei 100 W-Laser sind also 30 W für die Materialbearbeitung nicht verfügbar oder haben andere Effekte. So wurde z. B. ferner erkannt, dass Verschmutzungen an der Optik, wie bei sog. „opt. Pinzetten”, entstehen können. Dabei wandern kleinste Staubteilchen sowohl in Luft als auch in Flüssigkeiten bei hohen Laserintensitäten immer zum Fokus des Laserstrahls (höchste Intensität) – reflektierte Leistung an der Oberfläche hat Fokus in der Luft oder in der Nähe der Optik, der Staub wird zur Optik getrieben/gezogen. Ferner wurde erkannt, dass gleichzeitig bei 100 W Laserleistung und 97% Transmission am Objektiv auch signifikant Wärme (3 W) ins Objektiv gelangen kann, die abgeführt/kompensiert werden muss, um thermische Schäden/Veränderungen des Prozesses zu vermeiden. Weiter wurde erkannt, dass hohe Leistungen die Gefahr der Oberflächenschädigung mit sich bringen. Denn die Absorption des Materials kann aufgrund von Oberflächenzuständen an der Oberfläche erhöht sein, kleinste Staubpartikel können daher im Laserstrahl 10 erst verbrennen und dann Absorptionskeime bilden, was zu weiteren Schädigungen durch Absorption führen kann. Ferner wurde erkannt, dass hohe Leistungen mit diffraktiven optischen Elementen (DOEs) auf mehrere Foki in der Brennebene aufgeteilt werden. DOEs zeigen Interferenzerscheinungen schon vor der Brennebene, es wurde erkannt, dass Interferenzen an der Oberfläche, vor der Brennebene lokale Intensitätsmaxima erzeugen können, die zur Schädigung der Oberfläche führen können und zu einer verringerten Transmissivität für Laserstrahlung zur Bearbeitung in der Tiefe führen können. Weiterhin wurde erkannt, dass manche Materialien (Bsp: SiC) lokale Brechindex- und andere Materialeigenschaftsunterschiede (z. B. Absorption, Transmission, Streuung), z. B. durch die Materialdotierung (häufiges Auftreten: Dotierfleck) haben. Ferner wurde erkannt, dass abhängig von der Oberflächenrauhigkeit des Materials an der Lasereinkoppeloberfläche die Wellenfront des Lasers in der Tiefe des Materials signifikant beeinträchtigt werden kann, sodass der Fokus reduzierte Intensität aufweist (geringere Multiphotonenübergangswahrscheinlichkeit), was wieder höhere Intensitäten mit oben genannten Problemen nach sich ziehen würde.
  • Einzelne, mehrere oder alle dieser Probleme lassen sich durch einzelne oder Kombinationen der hier offenbarten Verfahren behandeln. Somit kann die vorliegende Erfindung bevorzugt als ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht von einem Festkörper verstanden werden. Wobei bei diesem Verfahren durch die Modifikationen 2 bevorzugt ein Rissführungsbereich 4 zum Führen eines Risses zum Abtrennen eines Festkörperanteils 6, insbesondere einer Festkörperschicht, von dem Festkörper 1 vorgegeben wird. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst dabei bevorzugt mindestens die Schritte: Bewegen des Festkörpers 1 relativ zu einer Laserbeaufschlagungseinrichtung 8, nacheinander Erzeugen von Laserstrahlen 10 mittels der Laserbeaufschlagungseinrichtung 8 zum Erzeugen von jeweils mindestens einer Modifikation 2, Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper.
  • Erfindungsgemäß wird somit ein Spalling-Prozess beschrieben, der insbesondere für großflächige Halbleitersubstrate mit bis zu 300 mm oder mit mehr als 300 mm Durchmesser günstig skaliert. Um die Wallner-Linienmuster zu beseitigen, wird ein Laser-Konditionierungsprozess, insbesondere mit hoher numerischer Apertur, bei Photonenenergien bevorzugt unterhalb der Materialbandlückenenergie verwendet. Dieser Prozess führt zu Mehrphotonenwechselwirkungen im Material, und liefert nach dem Spalling-Prozess eine Oberflächenrauhigkeit von bevorzugt Ra < 1 μm.
  • Bevorzugt sind einzelne oder mehrere der zuvor genannten erfindungsgemäßen Lösungen miteinander kombinierbar, da dadurch eine noch bessere Festkörperschichtenherstellung bzw. Festkörperschichtenabtrennung bewirkt werden kann. So wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren die Laserbeaufschlagungseinrichtung 8 zur definierten Modifikationserzeugung in Abhängigkeit von zumindest einem Parameter nämlich der Transmission des Festkörpers an definierten Stellen und für eine definierte Festkörpertiefe eingestellt und/oder die Modifikationen bewirken einen Druckanstieg im Festkörper, wobei die Festkörperschicht infolge des Druckanstiegs entlang des Rissführungsbereichs durch eine Rissausbreitung vom Festkörper abgetrennt wird, wobei bevorzugt zumindest ein Anteil der Modifikationen als Bestandteil der Festkörperschicht von dem Festkörper abgetrennt wird und wobei die Festkörperschicht bevorzugt aufgrund der Modifikationen in eine gebogene oder gewölbte Form überführt wird, wobei der sich aus dem Rissführungsbereich ergebende weitere Oberflächenanteil der Festkörperschicht somit zumindest abschnittsweise konvex geformt ist und/oder der Festkörper weist mindestens eine Beschichtung auf, deren Brechzahl zu der Brechzahl der Oberfläche des Festkörpers, an welcher die Beschichtung angeordnet ist, verschieden ist, oder an dem Festkörper wird eine Beschichtung erzeugt, deren Brechzahl zu der Brechzahl der Oberfläche des Festkörpers, an welcher die Beschichtung angeordnet ist, verschieden ist, und/oder die Laserstrahlung strahlen im Brewster-Winkel oder mit einer Abweichung im Bereich von –5° bis +5°, insbesondere mit einer Abweichung im Bereich von –4° bis +4° oder mit einer Abweichung im Bereich von –3° bis +3° oder mit einer Abweichung im Bereich von –2° bis +2° oder mit einer Abweichung im Bereich von –1° bis +1° vom Brewster-Winkel auf den Festkörper ein, und/oder das Verfahren umfasst zusätzlich oder alternativ einen oder mehrere der Schritte: Abtragen von Material des Festkörpers 1, insbesondere zum Erzeugen einer umlaufenden Vertiefung 12, wobei der Materialabtrag in Längsrichtung des Festkörpers erfolgt, wobei durch den Materialabtrag der Rissführungsbereich freigelegt wird, oder Einstellen eines Strömungsverhaltens eines sich zwischen dem Festkörper und der Laserbeaufschlagungseinrichtung 8, insbesondere im Bereich des Strahlungsverlaufs, befindlichen Gases, insbesondere Luft, zur Verhinderung von Staubansammlungen im Bereich des Laserstrahlung.
  • Die 7–18 zeigen Beispiele für die Berechnung des optimalen Einstrahlwinkels für ein 1/e2 Gauss-Profil und verschiedene numerische Aperturen unter Berücksichtigung der Brechzahlabhängigkeit der Oberflächenreflexion.
  • Die 7–10 zeigen die Verläufe beim Einsatz von Siliziumkarbid (n = 2.7)
    Ziel: Maximierung der in die Probe eingekoppelten Laserleistung, idealerweise durch Ausnutzung des Brewsterwinkels für minimale Oberflächenreflexion bei p-polarisiertem Licht.
    Ergebnis: Für eine NA = 0.8 lohnt eine Brewster-Einkopplung nicht (Strahlkegel koppelt außen schon fast unter Brewster ein), kleinere NA können davon profitieren, insbesondere NA = 0.2, höhere NA haben einen dazwischenliegenden Idealwinkel.
  • 7 zeigt in der oberen Abbildung: relative eingekoppelte Leistung über Einstrahlwinkel für Gaussprofil und in der untere Abbildung: Reflexionskoeffizient für p-(rot) und s-(blau)polarisiertes Licht und Winkel-Gauss-Profil für abgebildete NA = 0.2 (grün), optimaler Einstrahlwinkel hier 63.8°.
  • 8 zeigt in der oberen Abbildung: relative eingekoppelte Leistung über Einstrahlwinkel für Gaussprofil und in der untere Abbildung: Reflexionskoeffizient für p-(rot) und s-(blau)polarisiertes Licht und Winkel-Gauss-Profil für abgebildete NA = 0.4 (grün), optimaler Einstrahlwinkel hier 52.5°.
  • 9 zeigt in der oberen Abbildung: relative eingekoppelte Leistung über Einstrahlwinkel für Gaussprofil und in der untere Abbildung: Reflexionskoeffizient für p-(rot) und s-(blau)polarisiertes Licht und Winkel-Gauss-Profil für abgebildete NA = 0.6 (grün), optimaler Einstrahlwinkel hier 35.6°.
  • 10 zeigt in der oberen Abbildung: relative eingekoppelte Leistung über Einstrahlwinkel für Gaussprofil und in der untere Abbildung: Reflexionskoeffizient für p-(rot) und s-(blau)polarisiertes Licht und Winkel-Gauss-Profil für abgebildete NA = 0.8 (grün), optimaler Einstrahlwinkel hier 0°.
  • Die 11–14 zeigen die Verläufe beim Einsatz von Silizium (n = 3.6).
  • Das hier angestrebte Ziel ist die Maximierung der in die Probe eingekoppelten Laserleistung, idealerweise durch Ausnutzung des Brewster-Winkels für minimale Oberflächenreflexion bei p-polarisiertem Licht. Das Ergebnis: Für eine NA = 0.8 lohnt eine Brewster-Einkopplung nicht (Strahlkegel koppelt außen schon fast unter Brewster ein), kleinere NA können davon profitieren, insbesondere NA = 0.2, höhere NA haben einen dazwischenliegenden Idealwinkel.
  • 11 zeigt in der oberen Abbildung: relative eingekoppelte Leistung über Einstrahlwinkel für Gaussprofil für Silizium und in der untere Abbildung: Reflexionskoeffizient für p-(rot) und s-(blau)polarisiertes Licht und Winkel-Gauss-Profil für abgebildete NA = 0.2 (grün), optimaler Einstrahlwinkel hier 67.9°.
  • 12 zeigt in der obere Abbildung: relative eingekoppelte Leistung über Einstrahlwinkel für Gaussprofil für Silizium und in der untere Abbildung: Reflexionskoeffizient für p-(rot) und s-(blau)polarisiertes Licht und Winkel-Gauss-Profil für abgebildete NA = 0.4 (grün), optimaler Einstrahlwinkel hier 57.4°.
  • 13 zeigt in der oberen Abbildung: relative eingekoppelte Leistung über Einstrahlwinkel für Gaussprofil für Silizium und in der untere Abbildung: Reflexionskoeffizient für p-(rot) und s-(blau)polarisiertes Licht und Winkel-Gauss-Profil für abgebildete NA = 0.6 (grün), optimaler Einstrahlwinkel hier 43.6°.
  • 14 zeigt in der oberen Abbildung: relative eingekoppelte Leistung über Einstrahlwinkel für Gaussprofil für Silizium und in der untere Abbildung: Reflexionskoeffizient für p-(rot) und s-(blau)polarisiertes Licht und Winkel-Gauss-Profil für abgebildete NA = 0.8 (grün), optimaler Einstrahlwinkel hier 0°.
  • Die 15–18 zeigen die Verläufe beim Einsatz von Saphir/ALO (n = 1.72)
    Das hier angestrebte Ziel ist die Maximierung der in die Probe eingekoppelten Laserleistung, idealerweise durch Ausnutzung des Brewsterwinkels für minimale Oberflächenreflexion bei p-polarisiertem Licht. Das Ergebnis: Für eine NA = 0.8 lohnt eine Brewster-Einkopplung nicht (Strahlkegel koppelt außen schon fast unter Brewster ein), kleinere NA können davon profitieren, insbesondere NA = 0.2, höhere NA haben einen dazwischenliegenden Idealwinkel, wobei NA = 0.6 fast keinen Winkel zur Einstrahlung benötigt.
  • 15 zeigt in der oberen Abbildung: relative eingekoppelte Leistung über Einstrahlwinkel für Gaussprofil für ALO und in der untere Abbildung: Reflexionskoeffizient für p-(rot) und s-(blau)polarisiertes Licht und Winkel-Gauss-Profil für abgebildete NA = 0.2 (grün), optimaler Einstrahlwinkel hier 54.9°.
  • 16 zeigt in der oberen Abbildung: relative eingekoppelte Leistung über Einstrahlwinkel für Gaussprofil für ALO und in der untere Abbildung: Reflexionskoeffizient für p-(rot) und s-(blau)polarisiertes Licht und Winkel-Gauss-Profil für abgebildete NA = 0.4 (grün), optimaler Einstrahlwinkel hier 41.2°.
  • 17 zeigt in der oberen Abbildung: relative eingekoppelte Leistung über Einstrahlwinkel für Gaussprofil für ALO und in der untere Abbildung: Reflexionskoeffizient für p-(rot) und s-(blau)polarisiertes Licht und Winkel-Gauss-Profil für abgebildete NA = 0.6 (grün), optimaler Einstrahlwinkel hier 14.5°.
  • 18 zeigt in der oberen Abbildung: relative eingekoppelte Leistung über Einstrahlwinkel für Gaussprofil für ALO und in der untere Abbildung: Reflexionskoeffizient für p-(rot) und s-(blau)polarisiertes Licht und Winkel-Gauss-Profil für abgebildete NA = 0.8 (grün), optimaler Einstrahlwinkel hier 0°.
  • 19a skizziert ein Standardverfahren für das laserfreie Spalling von großflächigen Substraten. Die Waferproben,
    die in der Regel verwendet werden, haben scharfe Kanten um Komplikationen durch abgerundete Kanten zu vermeiden. Abgerundete Kanten werden bei herkömmlichen Wafern eingesetzt, um das Auftreten von Rissen an den Waferkanten zu verhindern, die nach innen laufen können und dann das Substrat und Fertigungsprozesse auf diesem zu stören.
  • Der Prozess läuft bevorzugt folgendermaßen ab: nach einem Standardreinigungsverfahren werden die Wafer mit einer Primerschicht beschichtet, um die Oberflächenhaftung zu verbessern und einer Opferschicht, um die Polymer-Wafer Trennung am Ende zu verbessern. Der Wafer wird dann mit einer PDMS-(Polydimethylsiloxan)-Polymerfolie unterschiedlicher Dicke und einem PDMS Kleber – mit Platin-Polymerisationskatalysator – beschichtet.
  • Die Proben werden dann auf eine Temperatur knapp über der Polymerglasübergangstemperatur vorgekühlt, bevor sie in flüssigen Stickstoff getaucht werden. Abhängig von der Größe der Probe wird die Probe bis zu 20 Sekunden später die Temperatur von flüssigem Stickstoff erreicht haben. Das System befindet sich zu diesem Zeitpunkt im thermischen Gleichgewicht. Die Halbleiterschichten trennen sich dann in einem spontan auftretenden Spalling-Ereignis. Das Spalling-Verfahren wird durch den Polymerglasübergang induziert, und als Folge dessen erhöht sich der Young-Modulus im Polymer stark. Der zusätzliche Unterschied der Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) zwischen Halbleiter und Polymer induziert dann ausreichend Spannungen, um den Kristall horizontal zu trennen. Es ist wichtig, dass das Verfahren ein relatives Zusammenziehen des Polymers in Bezug auf den Halbleiter benötigt. Ein nächster Prozessschritt ist das Eintauchen der Halbleiterteile mit befestigten PDMS Folien in ein Trennbad, welches schließlich die Opferschicht auflöst und dadurch das Recycling des Polymers ebenso ermöglicht wie die Bereitstellung der Halbleiterwafer für weitere Verarbeitungsschritte.
  • 19a zeigt somit eine Abbildung herkömmlichen Spallings von Substraten mit einem Ensemble aus bevorzugt zwei Spannungsschichten, d. h. Polymerfolien. Die Folien werden auf beiden Seiten des Substrats befestigt, gefolgt von einem Schnellkühlschritt um die Temperaturwechselbeanspruchung, gefolgt von Rissbildung und Trennung des Substrats zu induzieren.
  • Der Laser-assisted-spalling-Prozess, der in 19b dargestellt ist, ist bemerkenswert ähnlich. Der Hauptunterschied ist ein zusätzlicher Laser-Verarbeitungsschritt, in dem ein Laserstrahl auf einer definierten Ebene oder auf einen definierten Verlauf in der Probe fokussiert wird, und dann die Probe abtastet. Die Laser-Schicht, die auf diese Weise erzeugt wird, definiert dann die Ebene der Rissbildung und damit auch Trennung im späteren Spalling-Prozess.
  • 19b zeigt somit den lasergestützten Spalling-Prozess. Zusätzlich zu den in 19a gezeigten Prozessschritten wird mittels einer mittels Laserstrahlen erzeugten Modifikationslage bzw. Laseranlage in einem weiteren Prozessschritt eine strukturell geschwächte Schicht in dem Material erzeugt, die eine bevorzugte Ebene zur Spalling-Rissausbreitung definiert.
  • Eine typische resultierende Waferoberfläche von laserfreiem Spalling ist in 19c gezeigt. Ein Muster von Wallner-Linien ergibt sich aus der Rissausbreitung im Inneren des Materials. Rillen können an der Oberfläche des Materials ausgemacht werden, die das Rissverhalten entlang der Trennebene im Material nachzeichnen. Risse entstehen an den Kanten der Probe und wandern nach innen, wodurch ein detailliertes Muster, wie in 19c entsteht. Die vierfache Symmetrie des Musters ist eine Folge der vierfachen Kristallsymmetrie im Silizium, mit einer Singularität oder einem Mittelpunkt der Risswellen in der Mitte der Probe. Um technologisch in Wettbewerb mit Drahtsägeprozessen zu treten, ist jedoch die Oberflächenqualität nach der Trennung von entscheidender Bedeutung für jeden Spalling-Prozess. Die sich ergebende Gesamtdickenvariation (TTV) von Spalling-Oberflächen ohne Laserprozess ist jedoch üblicherweise weit über den Branchenanforderungen. Das typische TTV von Spalling-Prozessen ist in der Größenordnung von 50 μm, wobei hier Schleifschritte vor der Weiterverarbeitung erforderlich wären, die die Kosten zu hoch treiben würden. Die Verwendung des LAS-Prozesses führt stattdessen zu Oberflächenrauheitswerten von Sa < 1 μm wurden erreicht. Sa ist der arithmetische Mittelwert der absoluten Werte der Oberflächenkoordinaten z(x, y).
  • 19c zeigt somit eine Aufnahme einer Hälfte eines 300-mm-Siliziumwafer nach der Trennung unter Verwendung herkömmlichen Spallings. Wallner-Linien sind deutlich sichtbar als Rissrillen und bezeichnend für hohe Oberflächenhöhenvariation (TTV).
  • 19d zeigt eine Aufnahme einer Hälfte eines 300-mm-Siliziumwafers nach lasergestütztem Spalling. Die Oberfläche ist homogen mit einer Oberflächenrauheit unter 1 μm und ohne sichtbare Streifen von der Rissausbreitung. Die vertikale Linie auf der linken Seite des Substrats stammt von einer Limitierung des Verfahrwegs des Substrathaltetisches der Laseranlage.
  • Die 20a–f zeigen eine Übersicht der Materialoberflächen nach lasergestütztem Spalling. 20a zeigt eine Siliziumoberfläche von der in dargestellten Probe, mit einer Oberflächenrauhigkeit von Sa = 0.79 μm. 20b zeigt ein Saphir (Al2O3) Substratoberfläche (C-Ebene) nach lasergestütztem Spalling, mit einer Oberflächenrauhigkeit von Sa = 1.96 μm. 20c und 20d zeigen Oberflächen von Siliciumcarbid Polymorphen 4H und 6H (beides mit N-Dotierung) nach lasergestütztem Spalling mit Oberflächenrauhigkeiten Sa = 1.85 μm und Sa = 1.29 μm. 20e zeigt ein Beispiel für Spalling von nicht-kristallinem Material, Oberfläche von polykristallinem Al2O3, mit einer Oberflächenrauhigkeit Sa = 3.89 μm. 20f zeigt Quarzglas, Prinzipstudie, Versuch von lasergestütztem Spalling, mit Oberflächenrauheit von Sa = 6.89 μm.
  • 21a zeigt eine mikroskopische Aufnahme einer Oberfläche nach dem Spalling. 21b zeigt Raman-Spektren von drei verschiedenen Stellen in 6H-Siliziumkarbid. Die Raman-Spektren vom dunkleren Bereich (auf der rechten Seite von 21a) sind Kurve K1 und Kurve K2, mit der Kurve K3 als Raman-Spektrum vom helleren Bereich auf der linken Seite in 21a. Die Peak-Höhe ist für die dunkleren Bereiche reduziert für fast alle Peaks und an der Position 2 im dunkleren Bereich sind keine Raman-Peaks mehr erkenntlich.
  • 22 zeigt ein weiteres zusätzliches oder alternatives Strahlprofil. Bei einer Brewster-Beaufschlagung mit hohen numerischen Aperturen ist erfindungsgemäß das Strahlprofil des Lasers anpassbar. Somit kann bei hoher NA mehr Intensität in den Flanken des eingestrahlten Laserstrahlprofils resultieren. Im Extrem ist das eine Art Donut-Profil mit einem klaren Intensitätsminimum in der Mitte. Es ist aber ebenfalls denkbar, dass das Laserstrahlprofil als ein in der Mitte abgeflachtes Gauss-Profil gestaltet ist. Es wird somit bevorzugt der Umstand ausgenutzt, dass bei hoher NA die Randbereiche des Laserprofils bereits in die Nähe des Brewster-Winkels geraten können. Das durch 22 dargestellte Beispielprofil könnte somit bevorzugt mit relativ höherem Intensitätsanteil (gegenüber den anderen Ausführungsformen) in den Flanken erzeugt werden.
  • 23a beschreibt eine erste Festkörpererzeugungskonfiguration. Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich die Festkörperschicht 14 von dem Festkörper 1 abzutrennen. Gemäß dieser Konfiguration wird eine erste Anzahl an Modifikationen 2 in dem Festkörper erzeugt. Die Modifikationen 2 bewirken dabei bevorzugt bereits eine Durchbiegung der abgespalteten Festkörperschicht 14. In 23b ist eine zweite Festkörpererzeugungskonfiguration dargestellt. Gemäß dieser Konfiguration ist es ebenfalls möglich die Festkörperschicht 14 von dem Festkörper abzutrennen. Gemäß dieser Konfiguration wird jedoch eine zweite Anzahl an Modifikationen 2 in dem Fesktkörper 1 erzeugt. Die zweite Anzahl an Modifikationen 2 ist dabei bevorzugt größer als die erste Anzahl an Modifikationen. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, dass die Konfiguration mehrere Modifikationslagen 2.1, 2.2 aufweist oder mehr Modifikationslagen 2.1, 2.2 aufweist als die erste Konfiguration, in der ebenfalls mehrere Modifikationslagen vorgesehen sein können. Zusätzlich oder alternativ ist ebenfalls denkbar, dass einzelne oder die Mehrzahl der Modifikationen 2 gemäß der zweiten Konfiguration stärker ausgebildet sind als in der ersten Konfiguration. Stärker ausgebildet bedeutet hierbei bevorzugt, dass sich die einzelnen Modifikationen jeweils über ein größeres Volumen erstrecken als in der ersten Konfiguration. Die Laserstrahlen 10 dringen dabei bevorzugt in Längsrichtung des Festkörpers 1 oder in einem Winkel von bis zu 60° geneigt zur Längsrichtung L des Festkörpers 1 über eine, insbesondere ebene, Oberfläche, die bevorzugt Bestandteil der Festkörperschicht ist, in den Festkörper 1 ein und der Rissführungsbereich 4 wird dabei dann bevorzugt aus mehreren Lagen an Modifikationen 2 gebildet. Die Lagen werden dabei bevorzugt in Längsrichtung L zueinander beabstandet oder versetzt erzeugt. Bevorzugt weisen zumindest mehrere der Modifikationen 2 eine Ausdehnung in Längsrichtung L auf, die zwischen 1 und 50 μm beträgt, und/oder die Laserstrahlen 10 werden bevorzugt derart zum Erzeugen der Modifikationen 2 in den Festkörper 1 eingeleitet, dass die numerische Apertur kleiner als 1 bevorzugt kleiner als 0,9 oder kleiner 0,8 oder kleiner als 0,7 oder kleiner als 0,6 oder kleiner als 0,5 ist.
  • Somit beschreibt die Erfindung ein Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht von einem Festkörper, wobei durch die Modifikationen ein Rissführungsbereich zum Führen eines Risses zum Abtrennen eines Festkörperanteils, insbesondere einer Festkörperschicht, von dem Festkörper vorgegeben wird, mindestens umfassend die Schritte: Bewegen des Festkörpers relativ zu einer Laserbeaufschlagungseinrichtung, nacheinander Erzeugen von Laserstrahlen mittels der Laserbeaufschlagungseinrichtung zum Erzeugen von jeweils mindestens einer Modifikation, wobei die Laserbeaufschlagungseinrichtung zur definierten Modifikationserzeugung in Abhängigkeit von zumindest einem Parameter, insbesondere der Transmission des Festkörpers, an definierten Stellen und für eine definierte Festkörpertiefe, eingestellt wird, wobei durch die Einstellung der Laserbeaufschlagungseinrichtung Inhomogenitäten des Festkörpers im Bereich der beaufschlagten Oberfläche und/oder im Bereich des Beaufschlagten Volumens des Festkörpers ausgeglichen werden, Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Festkörper
    2
    Modifikation
    3
    Ort der Modifikationserzeugung
    4
    Rissführungsbereich
    6
    Festkörperanteil
    8
    Laserbeaufschlagungseinrichtung
    9
    Objektiv
    10
    Laserstrahlen
    11
    Modifizierte Laserstrahlen
    12
    Vertiefung
    14
    Festkörperschicht
    16
    Oberfläche der Festkörperschicht
    17
    Einstrahloberfläche
    18
    Spannungserzeugungsschicht
    19
    Kleber oder weitere Spannungserzeugungsschicht
    24
    lokale Eigenschaftsveränderung des Festkörpers (z. B. der Transmission)
    26
    Graben
    28
    Rahmen
    30
    Kreuzungspunkt der reflektierten Strahlen
    32
    Spülung
    34
    Beschichtung
    L
    Längsrichtung des Festkörpers
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Dokument „Optical Properties of Spin-Coated TiO2 Antireflection Films on Textured Single-Crystalline Silicon Substrates” (Hindawi Publishing Corporation International Journal of Photoenergy, Volume 2015, Article ID 147836, 8 pages, http://dx.doi.org/10.1155/2015/147836) [0090]

Claims (20)

  1. Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht (14) von einem Festkörper (1), wobei durch die Modifikationen (2) ein Rissführungsbereich (4) zum Führen eines Risses zum Abtrennen eines Festkörperanteils (6), insbesondere einer Festkörperschicht, von dem Festkörper (1) vorgegeben wird, mindestens umfassend die Schritte: Bewegen des Festkörpers (1) relativ zu einer Laserbeaufschlagungseinrichtung (8), nacheinander Erzeugen von Laserstrahlen (10) mittels der Laserbeaufschlagungseinrichtung (8) zum Erzeugen von jeweils mindestens einer Modifikation (2), wobei die Laserbeaufschlagungseinrichtung (8) zur definierten Modifikationserzeugung in Abhängigkeit von zumindest einem Parameter, insbesondere der Transmission des Festkörpers, an definierten Stellen und für eine definierte Festkörpertiefe, eingestellt wird, wobei durch die Einstellung der Laserbeaufschlagungseinrichtung (8) Inhomogenitäten des Festkörpers im Bereich der beaufschlagten Oberfläche und/oder im Bereich des Beaufschlagten Volumens des Festkörpers ausgeglichen werden, Abtrennen der Festkörperschicht (14) von dem Festkörper (1).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Daten zu dem Parameter oder zu mehreren Parametern, in einer Datenspeichereinrichtung bereitgestellt werden und zumindest vor der Erzeugung der Modifikationen (2) einer Steuerungseinrichtung zugeführt werden, wobei die Steuerungseinrichtung die Laserbeaufschlagungseinrichtung (8) in Abhängigkeit vom jeweiligen Ort der zu erzeugenden Modifikation (2) einstellt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlen (10) zur Erzeugung von Modifikationen (2) in Bereichen mit geringer Transmission mehr Energie aufweisen als in Bereichen mit hoher Transmission, wobei die Laserbeaufschlagungseinrichtung (8) ein Mittel, insbesondere einen akusto-optischen Modulator, zum Einstellen der Laserstrahlenergie aufweist.
  4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Festkörperschicht (14) infolge der Modifikationserzeugung entlang des Rissführungsbereichs (4) von dem Festkörper (1) ablöst oder der Festkörper (1) nach der Erzeugung der Modifikationen (2) thermisch beaufschlagt, insbesondere abgekühlt, wird und sich infolge der thermischen Beaufschlagung die Festkörperschicht (14) von dem Festkörper (1) entlang des Rissführungsbereichs (4) ablöst oder eine Spannungserzeugungsschicht (18), insbesondere eine Polymerschicht, an dem Festkörper (1) angeordnet oder erzeugt wird, wobei die Polymerschicht bevorzugt an einer Oberfläche der abzutrennenden Festkörperschicht (14) angeordnet oder erzeugt wird, wobei die Polymerschicht thermisch beaufschlagt, insbesondere abgekühlt, wird, wobei die Polymerschicht auf die thermische Beaufschlagung eine Änderung ihrer Festigkeit erfährt, wodurch sich infolge der Festigkeitsänderung der Polymerschicht mechanische Spannungen in dem Festkörper (1) ergeben, wobei die mechanischen Spannungen eine Rissausbreitung entlang des Rissführungsbereichs zum Abtrennen der Festkörperschicht (14) von dem Festkörper (1) bewirken.
  5. Verfahren zum Erzeugen von mindestens einer zumindest abschnittsweise gewölbten oder gebogenen Festkörperschicht (14), mindestens umfassend die Schritte: Bewegen des Festkörpers (1) relativ zu einer Laserbeaufschlagungseinrichtung (8), nacheinander Erzeugen von Laserstrahlen (10) mittels der Laserbeaufschlagungseinrichtung (8) zum Erzeugen von jeweils mindestens einer Modifikation (2) im Inneren des Festkörpers, wobei durch die Modifikationen (2) ein Rissführungsbereich (4) zum Führen eines Risses zum Abtrennen eines Festkörperanteils (14), insbesondere einer Festkörperschicht, von dem Festkörper (1) vorgegeben wird, wobei die Modifikationen einen Druckanstieg im Festkörper (1) bewirken, wobei die Festkörperschicht (14) infolge des Druckanstiegs entlang des Rissführungsbereichs (4) durch eine Rissausbreitung vom Festkörper (1) abgetrennt wird, wobei zumindest ein Anteil der Modifikationen (2) als Bestandteil der Festkörperschicht (14) von dem Festkörper (1) abgetrennt wird, wobei die Festkörperschicht (14) aufgrund der Modifikationen (2) in eine gebogene oder gewölbte Form überführt wird, wobei der sich aus dem Rissführungsbereich (4) ergebende weitere Oberflächenanteil der Festkörperschicht (14) somit zumindest abschnittsweise konvex geformt ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlen (10) in Längsrichtung des Festkörpers (1) oder in einem Winkel von bis zu 60° geneigt zur Längsrichtung (L) des Festkörpers (1) über eine, insbesondere ebene, Oberfläche, die bevorzugt Bestandteil der Festkörperschicht ist, in den Festkörper (1) eindringen und der Rissführungsbereich (4) aus mehreren Lagen an Modifikationen (2) gebildet wird, wobei die Lagen in Längsrichtung (L) zueinander beabstandet oder versetzt erzeugt werden, und/oder zumindest mehrere der Modifikationen (2) eine Ausdehnung in Längsrichtung (L) aufweisen, die zwischen 1 und 50 μm beträgt, und/oder die Laserstrahlen (10) zum Erzeugen der Modifikationen (2) derart in den Festkörper (1) eingeleitet werden, dass die numerische Apertur kleiner als 0,8 ist.
  7. Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht (14), insbesondere einer Festkörperscheibe, (14) von einem Festkörper bzw. Spendersubstrat (1), mindestens umfassend die Schritte: Bereitstellen eines Festkörpers (1), Erzeugen von Modifikationen (2) im Inneren des Festkörpers (1) mittels LASER-Strahlen (10), wobei durch die Modifikationen (2) ein Rissführungsbereichs (4) vorgegeben wird, entlang dem eine Abtrennung der Festkörperschicht (14) von dem Festkörper (1) erfolgt, Abtragen von Material des Festkörpers (2), insbesondere zum Erzeugen einer umlaufenden Vertiefung (12), wobei der Materialabtrag in Längsrichtung des Festkörpers erfolgt, wobei durch den Materialabtrag der Rissführungsbereich (4) freigelegt wird, Abtrennen der Festkörperschicht (14) von dem Festkörper, wobei der Festkörper im Rissführungsbereich (4) durch die Modifikationen derart geschwächt wird, dass sich die Festkörperschicht (1) infolge des Materialabtrags von dem Festkörper (2) ablöst oder nach dem Materialabtrag eine solche Anzahl an Modifikationen erzeugt wird, dass der Festkörper im Rissführungsbereich derart geschwächt wird, dass sich die Festkörperschicht (1) von dem Festkörper (2) ablöst oder eine Spannungserzeugungsschicht (18) an einer zur umlaufenden Oberfläche geneigt ausgerichteten, insbesondere ebenen, Oberfläche (16) des Festkörpers (1) erzeugt oder angeordnet wird und durch ein thermisches Beaufschlagen der Festkörperschicht (14) mechanische Spannungen in dem Festkörper (1) erzeugt werden, wobei durch die mechanischen Spannungen ein Riss zum Abtrennen einer Festkörperschicht (14) entsteht, der sich ausgehend von der durch den Materialabtrag freigelegten Oberfläche des Festkörpers entlang der Modifikationen (2) ausbreitet oder der Festkörper nach der Erzeugung der Modifikationen (2) thermisch beaufschlagt, insbesondere abgekühlt, wird und sich infolge der thermischen Beaufschlagung die Festkörperschicht (14) von dem Festkörper (1) entlang des Rissführungsbereichs (4) ablöst.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialabtrag ausgehend von einer freiliegenden, insbesondere ebenen, Oberfläche des Festkörpers (1), insbesondere parallel zur Umfangsfläche des Festkörpers (1), in Längsrichtung (L) des Festkörpers (1) und zumindest abschnittsweise beabstandet zur Umfangsfläche des Festkörpers (1) erfolgt.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialabtrag in Form eines zumindest abschnittsweise kontinuierlich verlaufenden Grabens (26) erfolgt, wobei der Graben (26) bevorzugt mindestens 30 μm oder mindestens 100 μm oder mindestens 500 μm oder mindestens 1 mm von dem Umfangsfläche beabstandet ist.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Abtrennen der Festkörperschicht (14) zumindest der Festkörperanteil (28) des Festkörpers (1), der zwischen dem Graben (26) und der Umfangsfläche ausgebildet ist, zumindest abschnittsweise, insbesondere um die Dicke der zuvor abgetrennten Festkörperschicht (14) oder Festkörperschichten (14), abgetragen, insbesondere abgeschliffen, gelappt, geätzt oder poliert, wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialabtrag mittels Laserablation oder Wasserstrahlschneiden oder Ätzen bewirkt wird.
  12. Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht, insbesondere einer Festkörperscheibe, (14) von einem Festkörper bzw. Spendersubstrat (1), mindestens umfassend die Schritte: Bereitstellen eines Festkörpers (1), Einstellen eines Strömungsverhaltens eines sich zwischen dem Festkörper und der Laserbeaufschlagungseinrichtung (8), insbesondere im Bereich des Strahlungsverlaufs, befindlichen Gases, insbesondere Luft, zur Verhinderung von Staubansammlungen im Bereich des Laserstrahlung, Erzeugen von Modifikationen (2) im Inneren des Festkörpers (1) mittels LASER-Strahlen (10) einer Laserbeaufschlagungseinrichtung (8), wobei durch die Modifikationen (2) ein Ablösebereich bzw. Rissführungsbereichs vorgegeben wird, entlang dem eine Abtrennung der Festkörperschicht (14) von dem Festkörper (1) erfolgt. Abtrennen der Festkörperschicht (14) von dem Festkörper (1), wobei der Festkörper (1) im Rissführungsbereich (4) durch die Modifikationen (2) derart geschwächt wird, dass sich die Festkörperschicht (14) infolge des Materialabtrags von dem Festkörper (1) ablöst oder nach dem Materialabtrag eine solche Anzahl an Modifikationen erzeugt wird, dass der Festkörper im Rissführungsbereich derart geschwächt wird, dass sich die Festkörperschicht (14) von dem Festkörper (1) ablöst oder eine Spannungserzeugungsschicht (18) an einer zur umlaufenden Oberfläche geneigt ausgerichteten, insbesondere ebenen, Oberfläche (16) des Festkörpers (1) erzeugt oder angeordnet wird und durch ein thermisches Beaufschlagen der Festkörperschicht (14) mechanische Spannungen in dem Festkörper (1) erzeugt werden, wobei durch die mechanischen Spannungen ein Riss zum Abtrennen einer Festkörperschicht (14) entsteht, der sich ausgehend von der durch den Materialabtrag freigelegten Oberfläche des Festkörpers entlang der Modifikationen (2) ausbreitet oder der Festkörper (1) nach der Erzeugung der Modifikationen (2) thermisch beaufschlagt, insbesondere abgekühlt, wird und sich infolge der thermischen Beaufschlagung die Festkörperschicht (14) von dem Festkörper (1) entlang des Rissführungsbereichs (4) ablöst.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung des Strömungsverhaltens durch das Zuführen eines Fluids, insbesondere ionisierten Gases, in den Bereich des Strahlenverlaufs zwischen einem Objektiv und dem Festkörper (1) erfolgt oder die Einstellung des Strömungsverhaltens durch Erzeugen eines Unterdrucks, insbesondere eines Vakuums, in dem Bereich des Strahlenverlaufs zwischen einem Objektiv und dem Festkörper (1) erfolgt.
  14. Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht, insbesondere einer Festkörperscheibe, (14) von einem Festkörper oder Spendersubstrat (1), mindestens umfassend die Schritte: Bereitstellen eines Festkörpers (1), wobei der Festkörper (1) mindestens eine Beschichtung (34) aufweist, deren Brechzahl zu der Brechzahl der Oberfläche des Festkörpers (1), an welcher die Beschichtung (34) angeordnet ist, verschieden ist, oder wobei an dem Festkörper (1) eine Beschichtung (34) erzeugt wird, deren Brechzahl zu der Brechzahl der Oberfläche des Festkörpers (1), an welcher die Beschichtung (34) angeordnet ist, verschieden ist, Erzeugen von Modifikationen (2) im Inneren des Festkörpers (1) mittels LASER-Strahlen (10) einer Laserbeaufschlagungseinrichtung (8), wobei durch die Modifikationen (2) ein Rissführungsbereichs vorgegeben wird, entlang dem eine Abtrennung der Festkörperschicht (14) von dem Festkörper (1) erfolgt.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (34) mittels Spin-Coating erzeugt wird oder erzeugt ist, wobei die Beschichtung (34) Nanopartikel, insbesondere von mindestens einem Material ausgewählt aus der Liste zumindest bestehend aus Silizium, Siliziumcarbid, Titanoxid, Glas, insbesondere Quarzglas, oder Al2O3, aufweist.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Beschichtungen (34) übereinander angeordnet sind oder erzeugt werden, wobei deren Brechzahlen voneinander verschieden sind, bevorzugt weist eine erste Beschichtung, die an dem Festkörper (1) angeordnet ist oder erzeugt wird eine größere Brechzahl auf als eine Zusatzbeschichtung, die an der ersten Beschichtung erzeugt wird.
  17. Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht (14), insbesondere einer Festkörperscheibe, (14) von einem Festkörper bzw. Spendersubstrat (1), mindestens umfassend die Schritte: Bereitstellen eines Festkörpers (1), Erzeugen von Modifikationen (2) im Inneren des Festkörpers (1) mittels LASER-Strahlen (10) einer Laserbeaufschlagungseinrichtung (8), wobei durch die Modifikationen (2) ein Rissführungsbereichs vorgegeben wird, entlang dem eine Abtrennung der Festkörperschicht (14) von dem Festkörper (1) erfolgt, wobei die Laserstrahlung im Brewster-Winkel oder mit einer Abweichung im Bereich von –5° bis +5° vom Brewster-Winkel auf den Festkörper einstrahlt, Abtrennen der Festkörperschicht von dem Festkörper, wobei der Festkörper im Rissführungsbereich (4) durch die Modifikationen (2) derart geschwächt wird, dass sich die Festkörperschicht (14) infolge des Materialabtrags von dem Festkörper (1) ablöst oder nach dem Materialabtrag eine solche Anzahl an Modifikationen (2) erzeugt wird, dass der Festkörper im Rissführungsbereich derart geschwächt wird, dass sich die Festkörperschicht (14) von dem Festkörper (1) ablöst oder eine Spannungserzeugungsschicht (18) an einer zur umlaufenden Oberfläche geneigt ausgerichteten, insbesondere ebenen, Oberfläche (16) des Festkörpers (1) erzeugt oder angeordnet wird und durch ein thermisches Beaufschlagen der Festkörperschicht (14) mechanische Spannungen in dem Festkörper (1) erzeugt werden, wobei durch die mechanischen Spannungen ein Riss zum Abtrennen einer Festkörperschicht (14) entsteht, der sich ausgehend von der durch den Materialabtrag freigelegten Oberfläche des Festkörpers (1) entlang der Modifikationen (2) ausbreitet oder der Festkörper (1) nach der Erzeugung der Modifikationen (2) thermisch beaufschlagt, insbesondere abgekühlt, wird und sich infolge der thermischen Beaufschlagung die Festkörperschicht (14) von dem Festkörper (1) entlang des Rissführungsbereichs (4) ablöst.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kompensationseinrichtung, insbesondere ein optisches Element, wie ein diffraktives optisches Element oder ein durchlaufender Keil, zur Kompensation einer sich aus der Brewster-Winkeleinstrahlung ergebenden sphärischen Aberra in der Laserbeaufschlagungseinrichtung (8) vorhanden ist. tion.
  19. Verfahren zum Abtrennen von mindestens einer Festkörperschicht (14) von einem Festkörper (1), wobei durch die Modifikationen (2) ein Rissführungsbereich (4) zum Führen eines Risses zum Abtrennen eines Festkörperanteils (6), insbesondere einer Festkörperschicht, von dem Festkörper (1) vorgegeben wird, mindestens umfassend die Schritte: Bewegen des Festkörpers (1) relativ zu einer Laserbeaufschlagungseinrichtung (8), nacheinander Erzeugen von Laserstrahlen (10) mittels der Laserbeaufschlagungseinrichtung (8) zum Erzeugen von jeweils mindestens einer Modifikation (2), Abtrennen der Festkörperschicht (14) von dem Festkörper (1).
  20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass wobei die Laserbeaufschlagungseinrichtung (8) zur definierten Modifikationserzeugung in Abhängigkeit von zumindest einem Parameter nämlich der Transmission des Festkörpers (1) an definierten Stellen und für eine definierte Festkörpertiefe eingestellt wird, und/oder wobei die Modifikationen (2) einen Druckanstieg im Festkörper (1) bewirken, wobei die Festkörperschicht (14) infolge des Druckanstiegs entlang des Rissführungsbereichs durch eine Rissausbreitung vom Festkörper (1) abgetrennt wird, wobei bevorzugt zumindest ein Anteil der Modifikationen (2) als Bestandteil der Festkörperschicht (14) von dem Festkörper (1) abgetrennt wird und wobei die Festkörperschicht (14) bevorzugt aufgrund der Modifikationen (2) in eine gebogene oder gewölbte Form überführt wird, wobei der sich aus dem Rissführungsbereich (4) ergebende weitere Oberflächenanteil der Festkörperschicht (14) somit zumindest abschnittsweise konvex geformt ist und/oder wobei der Festkörper (1) mindestens eine Beschichtung (34) aufweist, deren Brechzahl zu der Brechzahl der Oberfläche des Festkörpers (1), an welcher die Beschichtung (34) angeordnet ist, verschieden ist, oder wobei an dem Festkörper (1) eine Beschichtung (34) erzeugt wird, deren Brechzahl zu der Brechzahl der Oberfläche des Festkörpers (1), an welcher die Beschichtung (34) angeordnet ist, verschieden ist, und/oder wobei die Laserstrahlung im Brewster-Winkel oder mit einer Abweichung im Bereich von –10° bis +10° vom Brewster-Winkel auf den Festkörper (1) einstrahlt, umfassend einen oder mehrere der Schritte: Abtragen von Material des Festkörpers (1), insbesondere zum Erzeugen einer umlaufenden Vertiefung (12), wobei der Materialabtrag in Längsrichtung des Festkörpers (1) erfolgt, wobei durch den Materialabtrag der Rissführungsbereich (4) freigelegt wird, oder Einstellen eines Strömungsverhaltens eines sich zwischen dem Festkörper (1) und der Laserbeaufschlagungseinrichtung (8), insbesondere im Bereich des Strahlungsverlaufs, befindlichen Gases, insbesondere Luft, zur Verhinderung von Staubansammlungen im Bereich des Laserstrahlung (10).
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