DE112014001676B4

DE112014001676B4 - Laserbearbeitungsvorrichtung und Laserbearbeitungsverfahren

Info

Publication number: DE112014001676B4
Application number: DE112014001676.4T
Authority: DE
Inventors: Daisuke Kawaguchi; Tsubasa Hirose; Keisuke Araki
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2014-03-13
Publication date: 2024-06-06
Anticipated expiration: 2034-03-14
Also published as: TWI649145B; US20160052083A1; CN105102179B; KR20150135262A; US9902016B2; JPWO2014156688A1; KR102215918B1; JP6272301B2; DE112014001676T5; TW201505745A; WO2014156688A1; CN105102179A

Abstract

Eine Laserbearbeitungsvorrichtung konfiguriert zum Konvergieren von Laserlicht (L) an einem Objekt (1), das bearbeitet werden soll, welches einen Siliziumteil (32) besitzt, der Silizium beinhaltet, welches auf einem Glasteil (31) angebracht ist, der Glas beinhaltet und mit einem Kunstharzteil (33) dazwischen befindlich, um eine modifizierte Region (7, 71, 72, 73) innerhalb des Objektes (1) entlang einer zu schneidenden Linie (5, 5a, 5b) auszubilden, wobei die Laserbearbeitungsvorrichtung (100, 300) umfasst:eine Laserlichtquelle (101, 202), konfiguriert zum Emittieren von Laserlicht (L);einen räumlichen Lichtmodulator (203), konfiguriert zum Modulieren des Laserlichts (L), das von der Laserlichtquelle (101, 202) emittiert wurde; undein konvergierendes optisches System (204), konfiguriert zum Konvergieren des Laserlichts (L), das durch den räumlichen Lichtmodulator (203) moduliert wurde, um die modifizierte Region (7, 71, 72, 73) innerhalb des Glasteils (31) des Objekts (1) auszubilden;wobei, wenn die modifizierte Region (7, 71, 72, 73) in dem Glasteil (31) ausgebildet wird, der räumliche Lichtmodulator (203) konfiguriert ist ein Axionslinsenmusters (Ax) als ein Modulationsmuster anzuzeigen, um konvergierende Punkte an einer Vielzahl von jeweils nahe nebeneinanderliegenden Positionen entlang einer Laserlichtbestrahlungsrichtung auszubilden.

Description

Technisches Gebiet
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Laserbearbeitungsvorrichtung und ein Laserbearbeitungsverfahren.
Stand der Technik
Ein konventionelles bekanntes Laserbearbeitungsgerät ist eines, welches Laserlicht an einem Objekt, das zu bearbeiten ist, konvergiert, um so eine modifizierte Region innerhalb des Objektes entlang einer zu schneidenden Line auszubilden (siehe beispielsweise Patentliteratur 1). In einem solchen Laserbearbeitungsgerät moduliert ein räumlicher Lichtmodulator Laserlicht, welches von einer Laserlichtquelle auf das Objekt emittiert wird, um das Laserlicht an einer Vielzahl von Positionen in dem Objekt zu konvergieren.
Referenzliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldung, Offenlegungsschrift Nr. 2011-51011. Die JP 2011- 51 011 A betrifft ein Laserbearbeitungsverfahren und Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung. Die US 2010 / 0 025 387 A1 betrifft Polyimid-Harze und gefüllte Zusammensetzungen. Die JP 2006- 130 691 A betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zum Spalten von sprödem Material.
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Im Zusammenhang mit seiner weit verbreiteten Benutzung in den letzten Jahren war es erforderlich die Bearbeitungsqualität der oben genannten konventionellen Technik zu verbessern. Beispielsweise gab es bezüglich des Schnittobjektes einen erhöhten Bedarf die Geradheit in Schnittsektionen sowie die Biegestärke zu verbessern. Im Besonderen wurde die Verbesserung der Bearbeitung eines Objektes, in welchem beispielsweise ein Siliziumteil, beinhaltend Silizium, auf einem Glasteil, beinhaltend Glas mit einem Kunstharzteil dazwischen befindlich, angebracht ist, gewünscht.
Im Hinblick auf die vorangehenden Umstände ist es eine Aufgabe eines Aspektes der vorliegenden Erfindung, eine Laserbearbeitungsvorrichtung bereitzustellen und ein Laserbearbeitungsverfahren, welche die Bearbeitungsqualität verbessern können.
Lösung des Problems
Die Erfinder haben sorgfältige Studien zur Lösung des oben genannten Problems durchgeführt und als ein Ergebnis eine Möglichkeit gefunden, dass, wenn ein konvergierender Teil eines Laserlichts eine Form besitzt, welche in der Laserlichteinfallsrichtung des Laserlichts verlängert ist (nachstehend als vertikal lang bezeichnet), und in dem Objekt ausgebildet wird, um somit eine vertikal lange modifizierte Region in dem Objekt auszubilden, kann die Anzahl von Frakturen (Rissen), die innerhalb des Objektes vorkommen, verringert werden, so dass die Geradheit in den Schnittsektionen sowie die Biegestärke verbessert wird, und somit die Bearbeitungsqualität verbessert wird.
In diesem Fall besteht jedoch die Gefahr, dass die Energiedichte in dem konvergierenden Teil des Laserlichtes abfällt, so dass die modifizierte Region nicht ausgebildet werden könnte, oder ein großer Energiebetrag für Bearbeitung konsumiert würde. Bezüglich dessen führten die Erfinder weiterhin sorgfältige Studien durch und haben herausgefunden, dass eine solche Gefahr durch die Modulation des Laserlichtes unter Benutzung eines räumlichen Lichtmodulators abgewendet werden kann, und haben somit die vorliegende Erfindung komplettiert.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung ist eine Laserbearbeitungsvorrichtung zum Konvergieren von Laserlicht an einem zu bearbeitenden Objekt, welches einen Siliziumteil, beinhaltend Silizium, besitzt und welches auf einem Glasteil angebracht ist, beinhaltend Glas, mit einem Kunstharzteil dazwischen befindlich, um eine modifizierte Region innerhalb des Objektes entlang einer zu scheidenden Linie auszubilden, wobei das die Laserbearbeitungsvorrichtung eine Laserlichtquelle, welche Laserlicht emittiert, umfasst, einen räumlichen Lichtmodulator, welcher das Laserlicht, das von der Laserlichtquelle emittiert wurde, moduliert, und ein konvergierendes optisches System, welches das Laserlicht, das durch den räumlichen Lichtmodulator moduliert wurde, an dem Objekt konvergiert; wenn die modifizierte Region in dem Glasteil ausgebildet wird, zeigt der räumliche Lichtmodulator ein Axionslinsenmuster als Modulationsmuster, um konvergierende Punkte an einer Vielzahl von nahe nebeneinander liegenden Positionen entlang einer Laserlichtbestrahlungsrichtung auszubilden. Mit „Axionslinsenmustern“ ist ein Modulationsmuster gemeint, welches generiert wurde, um den Effekt einer Axionslinse zu erreichen (dasselbe soll nachfolgend angewandt werden).
Durch das Anzeigen des Axionslinsenmusters des räumlichen Lichtmodulators als Modulationsmuster, kann die Laserbearbeitungsvorrichtung Laserlicht an dem Glasteil konvergieren, so dass konvergierende Punkte an einer Vielzahl von nahe nebeneinander liegenden Positionen entlang der Laserlichtbestrahlungsrichtung ausgebildet werden. Dies bildet einen pseudovertikalen, länglichen, konvergierenden Teil aus, während seine Energiedichte vollständig erhalten wird, wobei eine vertikale lange modifizierte Region in dem Glasteil ausgebildet wird. Wie oben schon erwähnt, kann solch eine modifizierte Region die Anzahl von Frakturen, welche innerhalb des Glasteiles vorkommen, reduzieren, wobei es außerdem möglich ist, die Geradheit in der Schnittsektion sowie die Biegestärke zu verbessern und auch die Bearbeitungsqualität in dem Objekt, beinhaltend den Glasteil, zu verbessern.
Um den oben genannten Vorgang und Effekt aufzuzeigen, kann die Laserbearbeitungsvorrichtung eine Vielzahl von modifizierten Stellen innerhalb des Objektes entlang der Linie ausbilden, wobei eine Vielzahl der modifizierten Stellen die modifizierte Region ausbilden; wenn die modifizierte Region in dem Glasteil ausgebildet wird, kann der räumliche Lichtmodulator modifizierte Punkte entsprechend an einer Vielzahl von nahe nebeneinander liegen Positionen entlang einer Laserlichtbestrahlungsrichtung ausbilden; und eine Vielzahl von modifizierten Punkten kann die modifizierte Stelle, welche in die Laserlichtbestrahlungsrichtung ausgedehnt ist, ausbilden.
In einem Anzeigeteil des räumlichen Lichtmodulators kann das Axionslinsenmuster eine kreisförmige Region besitzen, welche an einer Mitte des darauf einfallenden Laserlichtes lokalisiert ist, und eine Vielzahl von kreisförmigen Ringregionen, welche konzentrisch von der mittigen Region mit der kreisförmigen Region abgegrenzt sind, wobei sowohl die kreisförmige Region als auch die Vielzahl der kreisförmigen Ringregionen so ausgebildet sind, dass die Helligkeit graduell von einer radialen Außenseite zur Innenseite erhöht ist.
Die Vorrichtung kann außerdem einen Controller umfassen, welcher das Laserlicht steuert, wobei der Controller eine Position eines konvergierenden Punktes des Laserlichtes steuert, um die modifizierte Region innerhalb des Glasteiles auszubilden, und nur in einem Teil einer Siliziumteilseite von einer Mitte des Glasteiles, in der Laserlichtbestrahlungsrichtung. Dies kann den Durchsatz erhöhen während eine Verbesserung der Bearbeitungsqualität beibehalten werden kann, im Vergleich zu dem Fall, bei welchen die modifizierte Region im Wesentlichen in der ganzen Region der Laserlichtbestrahlungsrichtung des Glasteiles ausgebildet ist.
Beim Ausbilden der modifizierten Region in dem Kunstharzteil kann der räumliche Lichtmodulator ein Axionslinsenmuster als ein Modulationsmuster anzeigen, um Laserlicht so zu konvertieren, dass die konvergierenden Punkte entsprechend an einer Vielzahl von nahe nebeneinanderliegenden Positionen entlang einer Laserlichtbestrahlungsrichtung ausgebildet werden. Dies bildet einen pseudo-vertikalen langen konvergierenden Teil aus, während seine Energiedichte vollständig erhalten bleibt, wobei eine vertikale lange modifizierte Region in dem Kunstharzteil ausgebildet wird. Dies macht die vorliegende Erfindung besonders effektiv, da die Frakturen sich von Natur aus sehr schwer in dem Kunstharzteil ausbreiten können.
Das Laserbearbeitungsverfahren gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung ist ein Laserlichtbearbeitungsverfahren zum Konvergieren von Laserlicht an einem zu bearbeitenden Objekt, welches einen Siliziumteil, beinhaltend Silizium, besitzt, und auf einem Glasteil, beinhaltend Glas, angebracht ist, mit einem Kunstharzteil dazwischen befindlich, um eine modifizierte Region innerhalb des Objektes entlang einer zu schneidenden Linie auszubilden, wobei das Verfahren den Schritt umfasst: Ausbilden der modifizierten Region in dem Glasteil durch Modulieren des Laserlichtes, welches von einer Laserlichtquelle emittiert wurde, mit einem räumlichen Lichtmodulator und Konvergieren des Laserlichtes, welches durch den räumlichen Lichtmodulator moduliert wurde, innerhalb des Glasteiles; wobei der Schritt des Ausbildens der modifizierten Region in dem Glasteil bewirkt, dass der räumliche Lichtmodulator ein Axionslinsenmuster als ein Modulationsmuster anzeigt, um konvergierende Punkte innerhalb des Glasteiles an einer Vielzahl von nahe nebeneinander liegenden Positionen entlang einer Laserlichtbestrahlungsrichtung auszubilden.
Dieses Laserbearbeitungsverfahren bildet auch einen pseudo-vertikalen langen konvergierenden Teil aus während seine Energiedichte vollständig erhalten bleibt und wobei eine vertikale lange modifizierte Region in dem Glasteil ausgebildet wird. Deshalb wird der oben genannte Vorgang und Effekt der Verbesserung der Bearbeitungsqualität erreicht.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Laserbearbeitungsvorrichtung und ein Laserbearbeitungsverfahren bereitstellen, welche die Bearbeitungsqualität verbessern können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 zeigt ein schematisches strukturelles Diagramm einer Laserbearbeitungsvorrichtung, welche zum Ausbilden einer modifizierten Region benutzt wird;
2 zeigt eine Draufsicht eines zu bearbeitenden Objektes, für welches die modifizierte Region ausgebildet wird;
3 zeigt eine Querschnittsansicht des Objektes entlang der Linie III-III in 2;
4 zeigt eine Draufsicht des Objektes nach der Laserbearbeitung;
5 zeigt eine Querschnittsansicht des Objektes entlang der Linie V-V in 4;
6 zeigt eine Querschnittsansicht des Objektes entlang der Linie VI-VI in 4;
7 zeigt ein schematisches strukturelles Diagramm, welches die ausführende Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform illustriert;
8 zeigt eine teilweise Querschnittsansicht eines reflektiven räumlichen Lichtmodulators;
9 zeigt ein Diagramm, welches ein Axionslinsenmuster illustriert, das in einer Flüssigkristallschicht des reflektiven räumlichen Lichtmodulators angezeigt wird;
10 zeigt eine Draufsicht des Objekts zur Laserbearbeitung;
11 zeigt eine schematische Querschnittsansicht zur Erklärung des Laserbearbeitungsverfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform;
12 zeigt ein Foto eines Beispiels der modifizierten Stellen, die durch das Laserbearbeitungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform ausgebildet wurden;
13 zeigt ein Foto zur Erklärung von Effekten des Laserbearbeitungsverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform;
14 zeigt ein weiteres Foto zur Erklärung der Effekte des Laserbearbeitungsverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform;
15 zeigt eine schematische Querschnittsansicht zur Erklärung des Laserbearbeitungsverfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform;
16 zeigt eine schematische Querschnittsansicht zur Illustration einer Fortsetzung zu 15;
17 zeigt eine Querschnittsansicht zur Erklärung eines Beispiels der modifizierten Regionen, welche in einer Kunstharzschicht durch das Laserbearbeitungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform ausgebildet wurden; und
18 zeigt ein Diagramm zur Erklärung von Aberrationen, welche an konvergierenden Position des Laserlichtes vorkommen.

Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung im Detail und mit Bezug auf die Zeichnungen erklärt. In den nachfolgenden Erklärungen werden dieselben oder die äquivalenten Bestandteile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, während eine doppelte Beschreibung weggelassen wird.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung und das Laserbearbeitungsverfahren gemäß einer Ausführungsform konvergiert Laserlicht an einem zu bearbeitenden Objekt, um eine modifizierte Region entlang einer zu schneidenden Linie auszubilden. Deshalb wird die Ausbildung der mod i-fizierten Region mit Bezug auf die 1 bis 6 zuerst erklärt.
Wie in 1 gezeigt umfasst eine Laserbearbeitungsvorrichtung 100 eine Laserlichtquelle 101, welche bewirkt, das das Laserlicht L in einer pulsierenden Art oszilliert, einen Spiegel dichroitischen Spiegel 103 , welcher entsprechend angeordnet ist um die Richtung der optischen Achse (optischer Pfad) des Laserlichtes L um 90° zu verändern, und eine Sammellinse 105 zum Konvergieren des Laserlichtes L. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 100 umfasst weiterhin einen Auflagetisch 107 zum Unterstützen eines zu bearbeitenden Objektes, welches mit dem Laserlicht bestrahlt wird, das durch die Sammellinse 105 konvergiert wird, eine Halterung 111 zum Bewegen des Auflagetisches 107, einen Laserlichtquellencontroller 102 zum Steuern der Laserlichtquelle 101, und zur Anpassung des Outputs, der Pulsstärke, der Pulswellenform und ähnliches des Laserlichtes L, und einen Halterungscontroller 115 zur Steuerung der Bewegung der Halterung 111.
In der Laserbearbeitungsvorrichtung 100 ändert das Laserlicht L, welches von der Laserlichtquelle 101 emittiert wurde, die Richtung seiner optischen Achse um 90° durch den dichromatischen Spiegel 103 und wird dann durch die Sammellinse 105 in das Objekt 1 konvergiert, welches auf dem Auflagetisch 107 angebracht ist. Gleichzeitig wird die Halterung 111 verschoben, so dass sich das Objekt 1 relativ zum Laserlicht L entlang einer zu schneidenden Linie 5 bewegt. Dies bildet eine modifizierte Region in dem Objekt entlang der Linie 5 aus. Während hier die Halterung 111 bewegt wird, um relativ das Laserlicht L relativ zu bewegen, kann stattdessen die Sammellinse 105 verschoben werden, oder gemeinsam damit.
Als das Objekt 1 wird ein planares Element (z.B. ein Substrat oder ein Wafer) eingesetzt. Beispiele beinhalten Halbleitersubstrate, aufgebaut aus Halbleitermaterialien, und piezoelektrische Substrate, aufgebaut aus piezoelektrischen Materialien. Wie in 2 gezeigt, ist die zu schneidenden Linie 5 des Objektes 1 in Objekt 1 festgelegt. Die Linie 5 ist eine virtuelle Linie, die sich geradlinig erstreckt. Wenn eine modifizierte Region innerhalb des Objektes 1 ausgebildet wird, wird das Laserlicht L relativ entlang der Linie 5 bewegt (d.h. in Richtung des Pfeiles A in 2), während, wie in 3 gezeigt, ein konvergierende Punkt P innerhalb des Objektes 1 lokalisiert ist. Dies bildet, wie in den 4 bis 6 gezeigt, eine modifizierte Region 7 innerhalb des Objektes 1 entlang der Linie 5 aus, wobei die modifizierte Region 7, welche entlang der Linie 5 ausgebildet ist, eine Schnittstartregion 8 wird.
Der konvergierende Punkt P ist eine Position, an welcher das Laserlicht L konvergiert wird. Die Linie 5 kann gekrümmt anstatt gerade sein, eine dreidimensionale die diese verbindet, oder eine die durch Koordinaten spezifiziert ist. Die Linie 5 kann tatsächlich eine sein, welche von einer Vorderseite 3 des Objektes 1 angezeichnet ist, ohne auf eine virtuelle Linie beschränkt zu sein. Die modifizierte Region kann entweder kontinuierlich oder mit Unterbrechungen ausgebildet sein. Die modifizierte Region 7 kann entweder in Reihen oder Punkten ausgebildet sein und wird mindestens innerhalb des Objektes 1 benötigt. Es gibt Fälle, wo Frakturen ausgehend von der modifizierten Region 7 ausgebildet sind, und welche als Startpunkt fungieren; und die Frakturen und die modifizierte Region 7 können an äußeren Oberflächen des Objektes 1 exponiert sein (die Vorderseite 3, die Rückseite 21, und die äußere periphere Oberfläche). Die Laserlichteintrittsoberfläche zur Ausbildung der modifizierten Region 7 ist nicht auf die Vorderseite 3 des Objektes 1 beschränkt und kann auch die Rückseite 21 des Objektes 1 sein.
Hier wird das Laserlicht L im Besonderen in der Umgebung des konvergierenden Punktes innerhalb des Objektes 1 absorbiert, während es hindurch transmittiert wird und wobei die modifizierte Region in dem Objekt 1 ausgebildet wird (d.h. interne Absorptions-Laserbearbeitung). Deshalb absorbiert die Vorderseite 3 des Objektes 1 kaum das Laserlicht L und schmilzt deshalb nicht. Im Falle der Ausbildung eines Abtragungsteiles, wie eines Loches oder einer Rille durch das Wegschmelzen von der Oberfläche 3 (Oberflächenabsorptions-Laserbearbeitung), schreitet die Bearbeitungsregion im allgemeinen graduell von der Vorderseite 3 zur Rückseite voran.
Mit der modifizierten Region 7, welche in dieser Ausführungsform ausgebildet ist, sind Regionen gemeint, deren physikalische Charakteristiken, wie Dichte, Refraktionsindex, und mechanische Stärke, unterschiedliche Zustände angenommen haben im Vergleich zu denen in deren Umgebung. Beispiele der modifizierten Region 7 beinhalten geschmolzene bearbeitete Regionen (dies bedeutet entweder eine Regionen hat sich wieder verfestigt hat, nachdem diese einmal geschmolzen wurde, diejenigen in einem geschmolzenem Zustand oder diejenigen im Prozess des Wiederverfestigens von dem geschmolzenen Stadium), Rißregionen, dielektrische, Durchschlagsregionen, Regionen mit verändertem Refraktionsindex, und gemischte Regionen. Andere Beispiele der modifizierten Region beinhalten Gebiete, wo sich die Dichte der modifizie r-ten Region im Vergleich zu der einer nicht modifizierten Region verändert hat, und Gebiete, in welchen ein Gitterdefekt in einem Material des Objektes ausgebildet ist (welche auch kollektiv als „engl.: high density transitional regions“ bezeichnet werden können).
Die geschmolzenen bearbeiteten Regionen, die Regionen mit verändertem Refraktionsindex, Gebiete, wo die modifizierte Region eine andere Dichte als nicht modifizierte Regionen besitzt, oder Gebiete, die einen Gitterdefekte ausgebildet haben, können außerdem eine Fraktur (Schnitt oder Mikroriß) darin beinhalten, oder an einer Grenzfläche zwischen der modifizierten und der nicht modifizierten Region. Die beinhaltete Fraktur kann über die ganze Oberfläche der modifizierten Region ausgebildet sein, oder nur in einem Teil oder eine Vielzahl von Teilen dessen. Beispiele des Objektes 1 beinhalten jene, welche Silizium (Si), Glas, Siliziumcarbid (SiC), LiTaO₃, und Saphir (Al₂O₃) beinhalten, oder daraus aufgebaut sind.
Diese Ausführungsform bildet eine Vielzahl von modifizierten Stellen (Bearbeitungsnarben) entlang der Linie 5 aus und bildet somit die modifizierte Region 7 aus. Die modifizierten Stellen, wobei jede ein modifizierter Teil ist, welcher durch eine Laserpuls des Pulslaserlichtes ausgebildet ist (d.h. ein Puls der Laserbestrahlung; Laserblitz), bilden gemeinsam die modifizierte Region aus. Beispiele der modifizierten Stellen beinhalten Rißstellen, schmelzbearbeitete Stellen, Stellen mit verändertem refraktivem Index, und solche, in welchen mindestens eines von denjenigen gemischt vorkommt. Für die modifizierten Stellen können die Größe und die Länge der Frakturen, die davon ausgehen, wie benötigt gesteuert werden, bezüglich der benötigten Schnittgenauigkeit, der benötigten Flachheit der Schnittflächen, der Dicke, der Art, und der Kristallorientierung des Objektes, und ähnlichem.
Die erste Ausführungsform, welche auch eine Vorrausetzung für einen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, wird jetzt im Detail erklärt.
7 zeigt ein schematisches strukturelles Diagramm, welches eine Laserbearbeitungsvorrichtung zum Ausführen des Laserbearbeitungsverfahrens gemäß dieser Ausführungsform illustriert. Wie in 7 gezeigt, umfasst die Laserbearbeitungsvorrichtung 300 dieser Ausführungsform eine Laserlichtquelle 202, einen reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203, ein 4f-optisches System 241, und ein konvergierendes optisches System 204 innerhalb eines Gehäuses 231. Die Laserlichtquelle 202, welcher Laserlicht L mit einer Wellenlänge von beispielsweise 1080 nm bis 1200 nm emittiert, benutzt beispielsweise einen Faserlaser. Hier ist die Laserlichtquelle 202 an einer oberen Platte 236 des Gehäuses 231 mit einer Schraube, oder ähnlichem, gesichert, um Laserlicht L horizontal zu emittieren.
Der reflektive räumliche Lichtmodulator 203, für welchen beispielsweise ein reflektiver Flüssigkristall (LCOS: Liquid Crystal on Silicon) räumlicher Lichtmodulator (SLM: Spatial Light Modulator) benutzt wird, moduliert das Laserlicht L, welches von der Laserlichtquelle 202 emittiert wird. Hier moduliert der reflektive räumliche Lichtmodulator 203 das horizontal einfallende Laserlicht, während er es schräg nach oben bezüglich der horizontalen Richtung reflektiert.
8 zeigt einen teilweisen Querschnitt des reflektiven räumlichen Lichtmodulators in der Laserbearbeitungsvorrichtung von 7. Wie in 8 gezeigt beinhaltet der reflektive räumliche Lichtmodulator 203 ein Siliziumsubstrat 213, eine Steuerschaltungsschicht 914, eine Vielzahl von Pixelelektroden 214, einen reflektierenden Film 215 wie einen dielektrischen Multischichtspiegel, einen Ausrichtungsfilm 999a, eine Flüssigkristallschicht (Anzeigeteil) 216, einen Ausrichtungsfilm 999b, einen transparenten leitfähigen Film 217, und ein transparentes Substrat 218 wie ein Glassubstrat, welche in dieser Reihenfolge übereinander geschichtet sind.
Das transparente Substrat 218 besitzt eine Vorderseite 218a, welche sich entlang einer XY-Ebene erstreckt, wobei die Vorderseite 218a eine Vorderseite des reflektiven räumlichen Modulators 203 ausbildet. Das transparente Substrat 218 ist hauptsächlich aus einem lichtdurchlässigen Material, wie beispielsweise Glas, ausgebildet und lässt das Laserlicht L mit einer vorbestimmten Wellenlänge hindurch, welches auf von der Vorderseite 218a des reflektiven räumlichen Lichtmodulators 203 hin zu einer Innenseite des Letzteren einfällt. Der transparente leitfähige Film 217 ist auf einer Rückseite des transparenten Substrates 218 ausgebildet und besteht hauptsächlich aus einem leitfähigen Material (z.B. ITO), welches das Laserlicht L hindurch lässt.
Die Vielzahl der Pixelelektroden 214 sind zweidimensional gemäß der Anordnung einer Vielzahl von Pixeln auf dem Siliziumsubstrat 213 entlang des transparenten leitfähigen Filmes 217 angeordnet. Jede Pixelelektrode 214 ist aus einem Metallmaterial, wie beispielsweise Aluminium aufgebaut, während dessen Vorderseite 214a flach und glatt bearbeitet ist. Die Vielzahl der Pixelelektroden 214 wird durch einen aktiven Matrixschaltkreis gesteuert, welcher in der Steuerschaltungsschicht 914 bereitgestellt ist.
Die aktive Matrixschaltung ist zwischen der Vielzahl von Pixelelektroden 214 und dem Siliziumsubstrat 213 angeordnet und steuert die Spannungen, welche an den Pixelelektroden 214 gemäß einem Lichtbild, welches von dem reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203 ausgegeben werden soll, angelegt werden. Ein Beispiel einer solchen aktiven Matrixschaltung besitzt eine erste Steuerschaltung zur Steuerung von Pixelreihen, die jeweils in X-Richtung angeordnet sind, und eine zweite Steuerschaltung zur Steuerung von Pixelzeilen, die jeweils in Y-Richtung angeordnet sind, was nicht gezeigt ist, und ist konstruiert, so dass ein Controller 215 (welcher später erklärt wird) eine vorbestimmte Spannung an die Pixelelektrode 214 eines Pixels anlegt, welches von beiden der Steuerschaltungen spezifiziert wurde.
Die Ausrichtungsfilme 999a, 999b sind an beiden Endflächen der Flüssigkristallschicht 216 entsprechend angeordnet, um eine Gruppe von Flüssigkristallmolekülen in einer festgelegten Richtung anzuordnen. Als die Ausrichtungsfilme 999a, 999b werden beispielsweise diejenigen angewandt, welche aus einem Polymermaterial, wie Polyimid hergestellt sind, und deren Oberflächen in Kontakt mit der Flüssigkristallschicht 216 kommen und die Reibung ausgesetzt sind.
Die Flüssigkristallschicht 216 ist zwischen der Vielzahl von Pixelelektroden 214 und dem transparenten leitfähigen Film 217 angeordnet und moduliert das Laserlicht L gemäß eines elektrischen Feldes, welches zwischen jeder Pixelelektrode 214 und dem transparenten leitfähigen Film 217 ausgebildet ist. Dementsprechend wird, wenn die aktive Matrixschaltung eine Spannung an eine gegebene Pixelelektrode 214 anwendet, ein elektrisches Feld zwischen dem leitfähigen Film 217 und dieser Pixelelektrode 214 ausgebildet.
Das elektrische Feld wird auf den reflektierenden Film 215 und die Flüssigkristallschicht 216 mit einem Verhältnis von deren entsprechenden Dicken angewandt. Die Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle 216a verändert sich gemäß des Betrages des elektrischen Feldes, welches auf die Flüssigkristallschicht 216 angewandt wird. Das Laserlicht L, welches in die Flüssigkristallschicht 216 durch das transparente Substrat 218 und den transparenten leitfähigen Film 217 eintritt, wird durch die Flüssigkristallmoleküle 216a moduliert, während es durch die Flüssigkristallschicht 216 hindurchtritt; wird dann durch den reflektierenden Film 215 reflektiert und danach wieder durch die Flüssigkristallschicht 216 moduliert, bevor es herausgenommen wird.
Zu diesem Zeitpunkt wendet der Controller 250, welcher später erklärt wird, eine Spannung auf jede der Pixelelektroden 214 an , die gegenüber des transparenten leitfähigen Filmes 217 liegt, wobei sich der Refraktionsindex in einem Teil zwischen dem transparenten leitfähigen Film 217 und jeder der gegenüberliegenden Pixelelektroden 214 ändert (der Refraktionsindex der Flüssigkristallschicht 216 an einer Position korrespondierend mit jedem Pixel verändert sind). Solch eine Änderung des Refraktionsindexes kann die Phase des Laserlichtes L für jedes Pixel der Flüssigkristallschicht 216 gemäß der angewandten Spannung ändern. Dementsprechend kann eine Phasenmodulation korrespondierend zu einem Hologrammmuster für jedes Pixel zu der Flüssigkristallschicht 216 hinzugefügt werden (d.h. die Flüssigkristallschicht 216 des reflektiven räumlichen Lichtmodulators 203 kann angeregt werden ein Modulationsmuster als ein Hologrammmuster anzuzeigen und eine Modulation bereitzustellen).
Als ein Ergebnis wird die Wellenfront des Laserlichtes L, welches darauf einfällt und durch das Modulationsmuster transmittiert wird, angepasst, so dass die individuellen Strahlen, aus denen das Laserlicht L besteht, in Phasen von Komponenten in einer vorbestimmten Region orthogonal zu deren Ausbreitungsrichtung variieren. Dementsprechend kann durch die richtige Einstellung des Modulationsmusters, welches in dem reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203 angezeigt wird, das Laserlicht L modulieren (beispielsweise bezüglich seiner Intensität, Amplitude, Phase und Polarisation).
Wie später erklärt werden wird, zeigt der reflektive räumliche Lichtmodulator 203 dieser Ausführungsform ein Axionslinsenmuster als ein Modulationsmuster in der Flüssigkristallschicht 216 an, und moduliert somit das Laserlicht L, mit welchem das Objekt 1 bestrahlt wird, so dass das Laserlicht L an dem Objekt 1 konvergiert wird, um so konvergierende Punkte an einer Vielzahl von nahe nebeneinanderliegenden Positionen entlang einer Laserlichtbestrahlungsrichtung auszubilden. Dies, wie in 11 gezeigt, bildet entsprechend modifizierte Punkt d an der Vielzahl von Positionen aus.
Die Vielzahl der modifizierten Punkte d bilden eine modifizierte Stelle Sx, um ein MultiPunkt lange modifizierter Stelle auszubilden. Im Vergleich zu einer modifizierten Stelle mit Laserbearbeitung ohne die Anzeige von Modulationsmustern in der Flüssigkristallschicht 216, ist die modifizierte Stelle Sx in die Laserlichtbestrahlungsrichtung verlängert (vertikal lang). Dementsprechend befinden sich die Vielzahl der modifizierten Punkte dicht nebeneinander in einer Reihe entlang der Laserlichtbestrahlungsrichtung, wobei die modifizierte Stelle Sx, welche durch eine Serie der Vielzahl von modifizierten Punkten d ausgebildet ist, eine verlängerte Form besitzt, welche in Laserlichtbestrahlungsrichtung länger ist, als in Richtungen die die vorherige Richtung kreuzen.
Zurück zu 7, das 4f-optische System 241 passt die Wellenfrontform des Laserlichtes L, welches durch den reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203 moduliert wurde, an. Das 4f-optische System 271 besitzt eine erste und zweite Linse 241a, 241 b. Die Linsen 241a, 241 b sind zwischen dem reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203 und dem konvergierenden optischen System 204 so angeordnet, dass der Abstand zwischen dem reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203 und der ersten Linse 241a der fokalen Länge f1 der ersten Linse 241a entspricht, der Abstand zwischen dem konvergieren optischen System 204 und der zweiten Linse 241b der fokalen Länge f2 der Linse 241b entspricht, der Abstand zwischen der ersten und zweiten Linse 241a, 241b, f1 + f2 entspricht, und die erste und zweite Linse 241a, 241b ein doppel-telezentrisches optisches System bildet. Dieses 4f-optische System 241 kann das Laserlicht L, welches durch den reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203 moduliert wurde, daran hindern seine Wellenfrontform durch die räumliche Ausbreitung zu ändern und somit Aberrationen erhöhen.
Das konvergierende optische System 204 konvergiert das Laserlicht L, welches durch das 4f-optische System 241 moduliert wurde, in das Objekt 1. Das konvergierende optische System 203, welches eine Vielzahl von Linsen beinhaltet, ist an einer unteren Platte 233 des Gehäuses 231 angebracht, während dazwischen ein Fahreinheit 232, beinhaltend eine piezoelektrische Vorrichtung und ähnliches, angeordnet ist.
In der Laserbearbeitungsvorrichtung 300, die wie vorangehend beschrieben aufgebaut, breitet sich das Laserlicht L, welches von der Laserlichtquelle 202 emittiert wurde, horizontal innerhalb des Gehäuses 231 aus und wird dann durch einen Spiegel 205a nach unten reflektiert, woraufhin seine Lichtintensität durch einen Attenuator 207 angepasst wird. Dann wird das Laserlicht L horizontal durch einen Spiegel 205b reflektiert, durch einen Strahlhomogenisierer 260 in seiner Intensitätsverteilung (nachfolgend einfach als „Intensitätsverteilung“ bezeichnet) homogenisiert, und tritt in den reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203 ein.
Das Laserlicht L, welches in den reflektiven räumlichen Modulator 203 eingetreten ist, tritt durch das Modulationsmuster, welches in der Flüssigkristallschicht 216 angezeigt wird, hindurch, um gemäß des Modulationsmusters moduliert zu werden, wird dann durch einen Spiegel 206a nach oben reflektiert, verändert seine Polarisationsrichtung durch eine Halbwellenplatte 228, und wird durch einen Spiegel 206b horizontal reflektiert, um in das 4f-optische System 241 einzutreten.
Das Laserlicht L, welches in das 4f-optische System 241 eingetreten ist, besitzt eine angepasste Wellenfrontform, so dass es als paralleles Licht auf das konvergierende optische System 204 einfällt. Im speziellen konvergiert das Laserlicht L durch Hindurchtreten durch die erste Linse 241a, wird durch einen Spiegel 219 nach unten reflektiert, divergiert an einem Konfokalpunkt O, und tritt durch die zweite Linse 241b hindurch, um so wieder zu konvergieren und zu parallelem Licht zu werden. Dann tritt das Laserlicht L durch die dichroitischen Spiegel 210, 238 nacheinander hindurch, um so in das konvergierende optische System 204 einzutreten und somit in das Objekt 1 konvergiert zu werden, welches auf der Halterung 111 angebracht ist.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung 300 dieser Ausführungsform umfasst ausserdem innerhalb des Gehäuses 231 eine Oberflächenbeobachtungseinheit 211 zum Beobachten der Laserlichteinfallsoberfläche des Objektes 1 und eine AF(Autofokus)einheit 212 zur Feinanpassung des Abstandes zwischen dem konvergierenden optischen System 204 und des Objektes 1.
Die Oberflächenbeobachtungseinheit 211 besitzt eine Beobachtungslichtquelle 211a zum Emittieren von sichtbarem Licht VL₁ und einen Detektor 211b zum Empfangen und Detektieren von reflektiertem Licht VL2 des sichtbaren Lichtes VL1, welches durch die Laserlichteintrittsoberfläche des Objektes 1 reflektiert wurde. In der Oberflächenbeobachtungseinheit 211 wird das sichtbare Licht VL1, welches von der Beobachtungslichtquelle 211a emittiert wurde, reflektiert oder durch einen Spiegel 208 und den dichroitischen Spiegeln 209, 210, 238 transmittiert, um so durch das konvergierende optische System 204 auf das Objekt 1 konvergiert zu werden. Das reflektierte Licht VL2, welches durch die Laserlichteintrittsoberfläche des Objektes 1 reflektiert wurde, wird durch das konvergierende optische System konvergiert, um durch die dichroitischen Spiegel 238, 210 transmittiert oder reflektiert zu werden, und nachfolgend durch den dichroitischen Spiegel 209 transmittiert zu werden, um durch den Detektor 211b empfangen zu werden.
Die AF-Einheit 212 emittiert AF-Laserlicht LB1 und empfängt sowie detektiert das reflektierte Licht LB2 des AF-Laserlichtes LB1, welches an der Laserlichteintrittssoberfläche des Objektes 1 reflektiert wurde, und sammelt somit Verschiebungsdaten der Laserlichteintrittsoberfläche entlang der Linie 5. Wenn dann die modifizierte Region 7 ausgebildet wird, steuert die AF-Einheit 212 die Fahreinheit 232 entsprechend der so erhaltenen Verschiebungsdaten, um das konvergierende optische System 204 zu und von seiner optischen Achsenrichtung zu bewegen entlang der Wellen der Laserlichteintrittsoberfläche des Objektes 1.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung 300 umfasst weiterhin einen Controller 250, welcher durch eine CPU, ROM, RAM und ähnliches aufgebaut ist, zur Steuerung der Laserbearbeitungsvorrichtung 300. Der Controller 250 steuert die Laserlichtquelle 202, um so den Output, die Pulsbreite und ähnliches des Laserlichtes L, welches von der Laserlichtquelle 202 emittiert wird, anzupassen. Wenn die modifizierte Region 7 ausgebildet wird, steuert der Controller 250 mindestens entweder eine der Positionen des Gehäuses 231, der Halterung 111 und die Steuerung der Fahreinheit 232, so dass der konvergierende Punkt P des Laserlichtes L sich relativ entlang der Linie 5 bewegt, während er sich an einem vorbestimmten Abstand zur Vorderseite 3 des Objektes 1 befindet.
Wenn die modifizierte Region 7 ausgebildet wird, wendet der Controller 250 eine vorbestimmte Spannung auf jede Elektrode 214 in dem reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203 an, um zu bewirken, dass die Flüssigkristallschicht 216 ein vorbestimmtes Modulationsmuster anzeigt und somit dem reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203 erlaubt, das Laserlicht L, wie gewünscht, zu modulieren.
Hier wird das Modulationsmuster, welches in der Flüssigkristallschicht 216 angezeigt wird, im Voraus aus der Position, welche mit der modifizierten Region 7 ausgebildet wird, der Wellenlänge des Laserlichtes L, welches emittiert wird, des Materiales des Objektes 1, den refraktiven Indizes des konvergierenden optischen Systems 204 und des Objektes 1, und ähnlichem bestimmt und wird im Controller 250 gespeichert. Dieses Modulationsmuster beinhaltet mindestens ein individuelles Abstandskorrekturmuster zum Korrigieren von individuellen Unterschieden, welche in der Laserbearbeitungsvorrichtung 300 vorkommen können (z.B. Störungen, welche in der Flüssigkristallschicht 216 des reflektiven räumlichen Lichtmodulators 203 vorkommen können), ein sphärisches Aberrationskorrekturmuster zur Korrektur einer sphärischen Aberration, oder ein Axionslinsenmuster.
9 zeigt ein Diagramm, welches ein Axionslinsenmuster, welches in der Flüssigkristallschicht angezeigt wird, illustriert. Das dargestellte Axionslinsenmuster Ax zeigt einen Zustand der Flüssigkristallschicht 216 in seiner Vorderansicht. Wie in 9 dargestellt, ist das Axionslinsenmuster Ax ein Modulationsmuster, welches generiert wurde, um eine Aktion einer Axionslinse zu erreichen. Das Axionslinsenmuster Ax konvergiert das Laserlicht L an dem Objekt 1, so dass konvergierende Punkte an einer Vielzahl von nahe nebeneinander liegenden Positionen entlang einer Laserlichtbestrahlungsrichtung ausgebildet werden. Mit anderen Worten wird das Laserlicht L so moduliert, dass es eine Vielzahl von Intensitätsverteilungen in Laserlichtbestrahlungsrichtung besitzt. Hier ist das Axionslinsenmuster Ax ein invertiertes konisches optisches Muster, welches nach unten konvex ist.
Im Besonderen besitzt das Axionslinsenmuster Ax eine kreisförmige Region a1, welche sich in der Mitte bezüglich des einfallenden Laserlichtes L befindet, und eine Vielzahl von kreisförmigen Ringregionen a2, welche sich von der kreisförmigen Region a1 abgrenzen. Die kreisförmigen Ringregionen 2a sind konzentrisch zu der kreisförmigen Region a1 ausgebildet und besitzen kreisförmige Ringformen mit oder ohne teilweisen Ausschritten. Die kreisförmige Region a1 und die Vielzahl der kreisförmigen Ringregionen a2 sind so ausgebildet, dass die Helligkeit graduell von deren radialer Außenseite zur Innenseite erhöht wird.
Wenn Laserbearbeitung ausgeführt wird während die Flüssigkristallschicht 216 das Axionslinsenmuster Ax anzeigt, erhöht sich die Anzahl der konvergierenden Punkte (Anzahl der modifizierten Punkte d), welche nahe nebeneinander entlang der Laserlichtbestrahlungsrichtung angeordnet sind, zusammen mit einer Parametemummer, welche die Anzahl der kreisförmigen Ringregionen a2 ist (die Anzahl der Kreise der Helligkeit von der Mitte), und formt somit die vertikale lange modifizierte Stelle Sx gemäß der Parameternummer. Wenn sich die Parameternummer erhöht oder verringert, erhöht oder verringert sich die Anzahl der modifizierten Punkte d auf der Vorderseite des Laserlichtes L (einer Upstreamseite), wobei die resultierende modifizierte Stelle Sx dazu tendiert, an der Vorderseite des Laserlichtes L zu expandieren oder zu kontrahieren.
Ein Laserbearbeitungsverfahren, welches die oben genannte Laserbearbeitungsvorrichtung 300 verwendet, wird nachfolgend im Detail erklärt.
10 zeigt eine Draufsicht, welche das Objekt, das mit Laserbearbeitung gemäß dieser Ausführungsform bearbeitet wird, illustriert, während 11 einen Querschnitt zur Erklärung des Laserbearbeitungsverfahrens dieser Ausführungsform zeigt. Das Laserbearbeitungsverfahren dieser Ausführungsform wird als Chip-Herstellungsverfahren zur Herstellung einer Vielzahl von Chips durch Laserbearbeitung des Objektes 1 benutzt. Wie in 10 gezeigt, besitzt das Objekt 1 eine planare Form, wobei Beispiele Siliziumsubstrate, Saphiersubstrate, SiC-Substrate, Glassubstrate (getemperte Glassubstrate), Halbleitersubstrate, und transparente isolierende Substrate sind. Die Dicke des Objektes 1, welche 150 µm bis 350 µm betragen kann, ist in diesem Fall 200 µm oder 250 µm.
Die Vorderseite 3 des Objektes 1 besitzt eine Vielzahl von funktionellen Regionen zum Ausbilden von Vorrichtungen 15, die in einer Matrix angeordnet sind. Eine Vielzahl von zu scheidenden Linien 5 erstrecken sich zwischen den nebeneinander liegenden funktionellen Regionen 15 und sind auf der Vorderseite 3 des Objektes 1 vorgesehen. Die Vielzahl der Linien 5 erstreckt sich wie ein Gitter und beinhaltet die zu schneidenden Linien 5a, 5b, welche sich im Wesentlichen entlang einer parallelen oder entsprechend vertikalen Richtung bezüglich einer flachen Orientierung 6 des Objektes 1 erstrecken. Wenn das Objekt 1 ein Saphier-Substrat ist, wird seine C-Ebene als Hauptoberfläche benutzt (die Vorderseite 3 und die Rückseite 21), und die Linien 5 sind so ausgebildet, so dass sie sich entlang der R-Ebene des Saphiersubstrates erstrecken.
Bei Laserbearbeitung des Objektes 1 wird zuerst ein dehnungsfähiges Band an der Rückseite 21 des Objektes 1 angebracht und das Objekt 1 wird auf die Halterung 111 montiert. Nachfolgend, wie in den 7 und 11 gezeigt, steuert der Controller 250 den reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203, so dass die Flüssigkristallschicht 216 das Axionslinsenmuster Ax als Modulationsmuster anzeigt, woraufhin das Objekt 1 mit dem Laserlicht L in einer pulsierenden Weise bestrahlt wird, während die Vorderseite 3 des Objektes 1 als Laserlichteintrittsoberfläche benutzt wird (Laserlichtbestrahlungsoberfläche) und das Laserlichtes L an dem Objekt 1 konve r-giert wird, um so die konvergierenden Punkte an einer Vielzahl von nahe nebeneinanderliegenden Positionen entlang der Laserlichtbestrahlungsrichtung auszubilden. Gleichzeitig wird das Objekt 1 und das Laserlicht L relativ entlang der Linie 5 bewegt (gescannt).
Dies bildet eine Vielzahl von vertikal langen modifizierten Stellen Sx aus, wobei jede eine Vielzahl von modifizierte Punkten d besitzt, die an einer Vielzahl von nahe nebeneinander liegenden Positionen entlang einer Laserlichtbestrahlungsrichtung ausgebildet sind, entlang der Linien 5 an einer vorbestimmten Tiefe in Dickenrichtung des Objektes 1. Die Vielzahl der modifizierten Stellen Sx bilden die modifizierte Region 7 aus. Nachfolgend wird das dehnungsfähige Band auseinander gezogen, um das Objekt 1 entlang der Linien 5 ausgehend von der modifizierten Region 7, welcher als ein Schnittstartpunkt dient, zu schneiden, wobei eine Vielzahl von geschnittenen Chips als Halbleitervorrichtungen erhalten werden (Beispiele beinhalten Speicher, IC, lichtemittierende Vorrichtungen, und lichtempfangende Vorrichtungen).
Wenn die modifizierte Stelle Sx ausgebildet wird, kann der folgende Axionslinsenmuster-Produktionsschritt (Axionslinsenmuster-Produktionssteuerung) ausgeführt werden. In dem Axionslinsenmuster-Produktionsschritt produziert der Controller 250 das Axionslinsenmuster Ax beispielsweise gemäß eines Zustandes einer normalen modifizierte Stelle, die innerhalb des Objektes 1 ausgebildet ist ohne die Flüssigkristallschicht 216 ein Modulationsmuster anzeigen zu lassen (was im weitern einfach als „normale modifizierte Stelle“ bezeichnet werden kann).
Es gibt Fälle, in denen die modifizierte Stelle Sx ihre Länge in Laserlichtbestrahlungsrichtung abhängig von dem Material des Objektes 1 und der Energie des Laserlichtes L variiert, und somit seine Position in Dickenrichtung verändert. Deshalb kann der nachfolgende Konvergierungspunkt-Positionskorrekturschritt (Konvergierungspunkt-Positionskorrektursteuerung) ausgeführt werden, wenn die modifizierte Stelle Sx ausgebildet wird.
Mit Referenz zur tiefsten Position (Position, welche am nächsten zur Rückseite 21 ist) des Laserlichtes L bezüglich der modifizierten Stelle Sx, welche ausgebildet werden soll, korrigiert der Konvergierungspunkt-Positionskorrekturschritt die Konvergierungspunktposition (Z-Höhe) des Laserlichtes in Dickenrichtung beispielsweise gemäß des Zustandes der normalen modifizierten Stelle. Der Grund dafür ist, dass die modifizierte Stelle Sx dazu tendiert, an der Vorderseite des Laserlichtes L gemäß der Parameternummer zu expandieren oder zu kontrahi e-ren.
Wenn die modifizierte Stelle ausgebildet wird, kann ein Axionslinsenmuster- Anpassungsschritt (Axionslinsenmuster-Anpassungssteuerung) zur Anpassung der Parameternummer des Axionslinsenmusters Ax (die Anzahl der kreisförmigen Ringregionen a2) ausgeführt werden. In dem Axionslinsenmuster-Anpassungsschritt wird die Parameternummer des Axionslinsenmusters Ax beispielsweise gemäß des Zustandes der normalen modifizierten Stelle so eingestellt, um mit der Länge der modifizierten Stelle Sx, die in der Laserlichtbestrahlungsrichtung (modifizierte Region 7) geformt wird, zu korrespondieren. Im Besonderen wird die Parameternummer erhöht oder verringert, wenn die modifizierte Stelle Sx entsprechend länger oder kürzer in Laserlichtbestrahlungsrichtung ausgebildet werden soll.
Wie im Vorangehenden kann, wenn die modifizierte Region 7 ausgebildet wird, diese Ausführungsform den reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203 dazu veranlassen das Axionslinsenmuster Ax als Modulationsmuster anzuzeigen und somit das Laserlicht zu konvergieren, um konvergierende Punkte an einer Vielzahl von nahe nebeneinander liegenden Positionen in Laserlichtbestrahlungsrichtung auszubilden. Dementsprechend kann das longitudinale feine multipunkt-divergierte Laserlicht L Laserbearbeitung durchführen (sogenannte simultane Multipunkt-Elongationsbearbeitung (engl.: simultaneous mulitpoint elongation processing)), um die divergierten multipunkt-konvergierenden Punkte miteinander zu verbinden und somit eine pseudo-vertikale lange Konvergierungsstelle auszubilden. Dies kann die modifizierte Stelle Sx mit einer Vielzahl von modifizierten Punkten d, welche nahe nebeneinander liegend in Laserlichtbestrahlungsrichtung angeordnet sind, ausbilden.
Diese modifizierte Stelle Sx bildet einen simulierten (und im Wesentlichen) vertikalen langen konvergierenden Teil aus, während er seine Energiedichte vollständig beibehält, und somit die vertikale lange modifizierte Region 7 ausbildet. Dies kann die Anzahl von Frakturen, die innerhalb des Objektes 1 vorkommen können, reduzieren und kann die Ausbreitung von Frakturen erschweren. Als ein Resultat wird es möglich, die Geradheit der Schnittsektionen sowie die Biegestärke zu verbessern und somit die Bearbeitungsqualität.
Die modifizierte Region 7 wird vertikal lang und kann deshalb den Durchsatz verbessern. Diese Ausführungsform kann die Anzahl von Frakturen reduzieren und ist demzufolge im Besonderen effektiv, wenn Frakturen innerhalb des Objektes 1 gesteuert werden sollen (beispielsweise wenn die Linien 5 nicht mit der Kristallorientierung ausgerichtet oder wenn ein Glasmaterial bearbeitet wird).
Die oben erwähnte Vorgang und der Effekt, dass es den Menge der Frakturen reduzieren kann, ist bemerkenswert effizient bei der Verringerung von Frakturen in der C-Ebene-Richtung, wenn das Objekt 1 ein SiC-Substrat oder Saphirsubstrat ist. Während ein optisches System, welches eine Axionslinse benutzt um die konvergierenden Punkte vertikal lang auszubilden, typischerweise die Energiedichte erniedrigt, so dass die normale Bearbeitung schwierig ist, oder ein großer Energiebetrag für die Bearbeitung notwendig wird, kann diese Ausführungsform das Laserlicht L konvergieren, während die Energiedichte, wie oben erwähnt, vollständig erhalten bleibt. Da der räumliche Phasenmodulator 203 zur Ausbildung der vertikalen langen modifizierten Stelle Sx benutzt wird, kann die modifizierte Region 7 instantan mit einem gegebenen Teilung (engl.: pitch) an einer gegebenen Position ausgebildet werden.
Wenn das Objekt 1 ein Saphiersubstrat ist und die C-Ebene als Hauptoberfläche benutzt wird, sind Frakturen typischerweise schwer entlang der R-Ebene des Saphiersubstrates ausdehnbar. Dementsprechend sind, wenn die modifizierte Region 7 entlang der Linie 5 ausgebildet ist, die sich entlang der R-Ebene erstreckt, die resultierenden Frakturen leicht in Überschneidungsrichtungen der Linie 5 erweiterbar und bergen deshalb eine Gefahr entlang der Überschneidungsrichtungen der Linie 5 zu brechen. Im Gegensatz dazu kann diese Ausführungsform die Menge der Frakturen verringern, deshalb die Gefahr unterdrücken und somit sehr effektiv sein, im Besonderen wenn die Linie 5 so eingerichtet ist, dass sie sich in eine Richtung entlang der R-Ebene des Saphiersubstrates erstreckt.
12 zeigt ein Foto, welches ein Beispiel von modifizierten Stellen illustriert, welche durch das Laserbearbeitungsverfahren dieser Ausführungsform ausgebildet sind. 12 illustriert das Objekt 1 von einer Seitenansicht, während die gezeigte vertikale Richtung einer Dickenrichtung entspricht. In 12 kann man sehen, dass die konvergierenden Punkte an einer Vielzahl von nahe nebeneinanderliegenden Positionen in der Laserlichtbestrahlungsrichtung ausgebildet sind, wobei die vertikale lange modifizierte Stelle Sx mit einer Vielzahl von modifizierten Punkten d, die nahe nebeneinander in Laserlichtbestrahlungsrichtung liegen, ausgebildet wird.
13 zeigt ein Foto zur Erklärung der Effekte des Laserbearbeitungsverfahrens dieser Ausführungsform. 13(a) zeigt ein Bild, in welchem das Objekt 1 mit dem Laserlicht L bestrahlt wird, während kein Modulationsmuster in der Flüssigkristallschicht 216 angezeigt wird, um so modifizierte Stellen Sy innerhalb des Objektes 1 auszubilden. 13(b) zeigt ein Bild, in welchem das Objekt 1 mit dem Laserlicht L bestrahlt wird, während das Axionslinsenmuster Ax in der Flüssigkristallschicht 216 angezeigt wird, um so die modifizierte Stelle Sx innerhalb des Objektes 1 auszubilden. Die Bilder in 13 illustrieren die Innenseite des Objektes 1 mit den modifizierten Stellen wie sie von der Laserlichteintrittssoberfläche gesehen werden.
13 zeigt, dass die vertikale lange modifizierte Stelle Sx, die ausgebildet wird während das Axionslinsenmuster Ax in der Flüssigkristallschicht 216 angezeigt wird, die Anzahl von Frakturen, welche innerhalb des Objektes 1 vorkommen, reduzieren kann, im Vergleich mit den modifizierten Stellen Sy, die ausgebildet werden, während kein Modulationsmuster in der Flüssigkristallschicht 216 angezeigt wird.
14 zeigt ein weiteres Foto zu Erklärung der Effekte des Laserbearbeitungsverfahrens dieser Ausführungsform. 14(a) illustriert eine Schnittsektion 25y zu einem Zeitpunkt, zu dem das Objekt 1 mit dem Laserlicht L bestrahlt wird während kein Modulationsmuster in der Flüssigkristallschicht 216 angezeigt wird. 14(b) illustriert eine Schnittsektion 25x zu einem Zeitpunkt, zu dem das Objekt 1 mit dem Laserlicht L bestrahlt wird während das Axionslinsenmuster Ax in der Flüssigkristallschicht 216 angezeigt wird. 14 illustriert das Objekt 1 in einer Seitenansicht, während die gezeigte Vertikalrichtung mit einer Dickenrichtung korrespondiert.
Wie in 14 zu sehen ist, tendiert die Laserbearbeitung mit dem Axionslinsenmuster Ax dazu, Frakturen, die sich in Überschneidungsrichtungen der Dickenrichtung erstrecken, zu reduzieren, beispielsweise und im Besonderen, wobei die Geradheit an den Chip-Endflächen in der Schnittsektion 25x verbessert wird im Vergleich mit derjenigen in der Schnittsektion 25y, welche durch Laserbearbeitung ohne Anzeigen von Modulationsmustern in der Flüssigkristallschicht 216 ausgebildet wird.
Das Folgende wird Messergebnisse bezüglich der Biegestärke eines Chips, welcher mit Laserbearbeitung des Objektes 1 ohne das Anzeigen von Modulationsmustern in der Flüssigkristallschicht 216 produziert wurde, und eines Chips, welcher durch Laserbearbeitung des Objektes 1 produziert wurde, während das Axionslistenmuster Ax in der Flüssigkristallschicht 216 angezeigt wurde, illustrieren. Hier wird eine Kraft auf die Laserlichteintrittsseitenoberfläche ausgeübt.

• Anzeige keines Modulationsmusters: Biegestärke 75,3 MPa
• Anzeigen des Axionslinsenmusters: Biegestärke109,6 MPa.

Anhand der oben genannten Biegestärkenmessergebnisse ist ersichtlich, dass die Laserbearbeitung mit dem Axionslinsenmuster Ax die Biegestärke des Chips verbessert im Vergleich mit der Laserbearbeitung ohne das Anzeigen von Modulationsmustern in der Flüssigkristallschicht 216.
Da konvergierende Punkte an einer Vielzahl von nahe nebeneinander liegenden Positionen in der Richtung der optischen Achse ausgebildet werden (ein vertikaler langer Multipunkt konvergierender Punkt wird ausgebildet), zeigen sich die folgenden Vorgänge und Effekte. Die modifizierte Region ist wie eine Perforation ausgebildet, was es einfacher macht, das Objekt 1 entlang der modifizierten Region 7 zu schneiden. Dies ermöglicht Laserbearbeitung unabhängig von einer Spaltungscharakteristik und Kristallorientierung. Es erlaubt außerdem das Ausführen von Laserbearbeitung mit einem Energiebetrag, welcher kleiner ist, als in dem Fall von Konvergieren an einer einzigen vertikalen langen konvergierenden Stelle, und macht es somit einfacher eine ausreichende Energiedichte sicherzustellen, sogar wenn die modifizierte Region 7 innerhalb des Objektes 1 an einer Position ausgebildet wird, welche weit entfernt von der Laserlichteintrittssoberfläche ist, so dass die modifizierte Region 7 mit einer ausreichenden Größe (große Breite) ausgebildet wird.
In Bezug auf einen konvergierenden Punkt ist ein anderer konvergierender Punkt in der Nähe dessen in der optischen Achsenrichtung lokalisiert, um so die destruktive Kraft in dem Objekt 1 zum Zeitpunkt des Schneidens zu erhöhen, wobei das Objekt 1 leicht geschnitten werden kann. Der letztgenannte konvergierende Punkt besitzt auch einen hitzeinduzierenden Effekt auf den vorherigen konvergierenden Punkt, wobei das Objekt 1 einfach geschnitten werden kann. Dies kann weiterhin einen „destressing“ Effekt zum Zeitpunkt, wenn das Laserlicht L das Objekt 1 modifiziert, erhöhen, wobei das Objekt 1 einfacher geschnitten werden kann.
Die zweite Ausführungsform wird jetzt im Detail erklärt. Diese Ausführungsform wird hauptsächlich bezüglich der Unterschiede von der oben genannten ersten Ausführungsform erklärt.
Die 15 und 16 zeigen Querschnittsansichten zur Erklärung des Laserbearbeitungsverfahrens in dieser Ausführungsform. Wie in 15(a) gezeigt, stellt diese Ausführungsform einen Chip her, der als eine Vorrichtung, wie z.B. ein Bildsensor benutzt wird. Das Objekt 1, welches in dieser Ausführungsform der Laserbearbeitung unterzogen wird, ist eines, in welchem ein Siliziumsubstrat (Siliziumteil) 32 beinhaltend Silizium, auf einem Glassubstrat (Glasteil) 31 angebracht wird, beinhaltend Glas, mit einer Kunstharzschicht (Kunstharzteil) 33 dazwischen angeordnet.
In dem gezeigten Beispiel besitzt das Objekt 1 das Siliziumsubstrat 32, die Kunstharzschicht 33, welche auf der Vorderseite des Siliziumsubstrates 32 aufgebracht ist, und das Glassubstrat 31, welches an der Vorderseite der Kunstharzschicht 33 aufgebracht ist und wird durch die Verbindung des Glassubstrates 31 und des Siliziumsubstrates 32 mit einem Kunstharz der Kunstharzschicht 33 ausgebildet. Das Glassubstrat 31 besitzt eine Dicke, die größer ist als jene des Siliziumsubstrates 32. In diesem Fall konstituieren die Vorderseite des Glassubstrates 31 und die Rückseite des Siliziumsubstrates 32, die Vorderseite 3 und die Rückseite 21 des Objektes 1.
In dieser Ausführungsform, wie in 15(b) gezeigt, steuert der Controller 250 den reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203 zuerst so, dass kein Modulationsmuster in der Flüssigkristallschicht 216 angezeigt wird. In diesem Zustand wird das Objekt 1 mit dem Laserlicht L in einer pulsierenden Art von der Vorderseite 3 bestrahlt, so dass ein konvergierender Punkt innerhalb des Siliziumsubstrates 32 des Objektes 1 lokalisiert ist, während das Objekt 1 und das Laserlicht L relativ zueinander entlang der Linie 5 bewegt werden. Als Ergebnis werden eine Vielzahl von normalen modifizierten Stellen Sy innerhalb des Siliziumsubstrates 32 entlang der Linie 5 ausgebildet, und die Vielzahl der modifizierten Stellen Sy bilden eine Reihe einer modifizierten Region 7₁ aus.
Nachfolgend, wie in 16(a) gezeigt, steuert der Controller 250 den reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203, so dass die Flüssigkristallschicht 216 das Axionslinsenmuster Ax anzeigt. In diesem Zustand wird das Objekt 1 mit dem Laserlicht L in einer pulsierenden Art von der Vorderseite 3 bestrahlt, so dass ein konvergierender Punkt innerhalb der Kunstharzschicht 33 des Objektes 1 lokalisiert ist. Dies konvergiert das Laserlicht L an dem Objekt 1, so dass die konvergierenden Punkte an einer Vielzahl von nahe nebeneinander liegenden Positionen entlang der Laserlichtbestrahlungsrichtung innerhalb der Kunstharzschicht 33 ausgebildet werden. Gleichzeitig wird das Objekt 1 und das Laserlicht L relativ zueinander entlang der Linie 5 bewegt.
Als Ergebnis werden eine Vielzahl von vertikalen langen modifizierten Stellen Sx, mit jeweils modifizierten Punkten d, die an einer Vielzahl von nahe nebeneinander liegenden Positionen ausgebildet werden, in der Laserlichtbestrahlungsrichtung entlang der Linie 5 innerhalb der Kunstharzschicht 33 produziert, und die Vielzahl der modifizierten Stellen Sx bilden eine Reihe einer modifizierten Region 7₂ aus.
Nachfolgend, wie in 16(b) gezeigt, steuert der Controller 250 den reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203 so, dass das Axionslinsenmuster Ax immernoch in der Flüssigkristallschicht 216 angezeigt wird. In diesem Zustand wird das Objekt 1 mit dem Laserlicht L in einer pulsierenden Art von der Vorderseite 3 bestrahlt, so dass ein konvergierender Punkt innerhalb des Glassubstrates 31 des Objektes 1 lokalisiert ist. Dies konvergiert das Laserlicht L an dem Objekt 1, so dass konvergierende Punkte innerhalb der Kunstharzschicht 33 an einer Vielzahl von nahe nebeneinander liegenden Positionen entlang der Laserlichtbestrahlungsrichtung ausgebildet werden. Hier wird das Laserlicht L im Objekt 1 in einem Teil der Siliziumteilseite 32 konvergiert, von einer Mitte innerhalb des Glassubstrates 31 in Laserlichtbestrahlungsrichtung (eine Region, die durch Pfeil Z in der Zeichnung angegeben ist).
Gleichzeitig wird das Objekt 1 und das Laserlicht L relativ zueinander entlang der Linie 5 bewegt. Als Ergebnis werden eine Vielzahl von vertikalen langen modifizierten Stellen Sx ausgebildet, wobei jede modifizierte Punkte d besitzt, die an einer Vielzahl von nahe nebeneinander liegenden Positionen entlang der Laserlichtbestrahlungsrichtung entlang der Linie 5 produziert werden, und die Vielzahl der modifizierten Stellen Sx bilden eine Reihe einer modifizierten Region 7₃ aus.
Nachfolgend wird beispielsweise eine Messerkante entlang der Linie 5 gedrückt. Mit anderen Worten wird, nachdem die modifizierte Region 7₃ in dem Glassubstrat 31 ausgebildet wurde, ein Schritt des Anwendens eines Druckes/einer Kraft auf das Objekt 1 durchgeführt, um das Objekt 1 entlang der Linie 5 zu schneiden. Dies kann das Objekt 1 entlang der Linie 5 von den modifizierten Regionen 7₁ bis 7₃ schneiden, welche als ein Schneidestartpunkt dienen und somit eine Vielzahl von Chips ergeben.
Wie im Vorangegangenen kann dieser Ausführungsform, durch das Anzeigen des Axionslinsenmusters Ax als ein Modulationsmuster durch den reflektiven räumlichen Lichtmodulators 203, das Laserlicht L an dem Glassubstrat 31 konvergieren, um konvergierende Punkte an einer Vielzahl von nahe nebeneinander liegenden Positionen entlang einer Laserlichtbestrahlungsrichtung auszubilden. Dies bildet die pseudovertikalen langen modifizierten Stellen Sx aus, während deren Energiedichte vollständig erhalten bleibt und produziert somit die vertikalen langen modifizierten Regionen 7₃ in dem Glassubstrat 31.
Wie in der oben genannten Ausführungsform, können die modifizierten Regionen 7₃ die Anzahl von Frakturen, die innerhalb des Glassubstrates 31 vorkommen, reduzieren, um so die Geradheit der Schnittsektionen und die Biegestärke zu verbessern und somit die Bearbeitungsqualität zu verbessern. Die oben genannte Vorgang und der Effekt der Verbesserung der Geradheit der Schnittsektionen ist im Besonderen für das Glassubstrat 31 effektiv, welches generell eine schwache Geradheit in Schnittsektionen aufweist.
Wie oben ausgeführt, steuert diese Ausführungsform die Positionen der konvergierenden Punkte des Laserlichtes L, so dass die modifizierten Regionen 7₃ nur in einem Teil auf der Siliziumsubstratseite 32 von einer Mitte in Dickenrichtung (Laserlichtbestrahlungsrichtung) des Glassubstrates 31 ausgebildet werden. Dies kann den Durchsatz verbessern, während eine Verbesserung der Bearbeitungsqualität beibehalten wird, im Vergleich mit dem Fall, bei dem die modifizierten Regionen 7₃ im wesentlichen in der ganzen Region in der Dickenrichtung des Glassubstrates 31 ausbildet sind.
Wie oben genannt, konvergiert diese Ausführungsform das Laserlicht L an der Kunstharzschicht 33, wenn Laserbearbeitung in der Kunstharzschicht 33 vorgenommen wird, um so konvergierende Punkte an einer Vielzahl von nahe nebeneinander liegenden Position entlang der Laserlichtbestrahlungsrichtung auszubilden, welches durch das Anzeigen des Axionslinsenmusters Ax als Modulationsmuster in der Flüssigkristallschicht 216 bewirkt wird, und somit das Ausbilden einer Vielzahl von modifizierten Stellen Sx auch innerhalb der Kunstharzschicht und somit das Ausbilden der vertikalen langen modifizierten Regionen 7₂. Da die Kunstharzschicht 33 von Natur aus weniger Frakturen ausbildet, ist diese Ausführungsform im Besonderen effektiv und stellt eine exzellente Bearbeitbarkeit bereit.
17 zeigt einen Querschnitt zur Erklärung eines Beispiels von modifizierten Regionen, die in einer Kunstharzschicht ausgebildet sind. 17 zeigt einen Zustand des Objektes 1 in Seitenansicht, während die gezeigte vertikale Richtung zu einer Dickenrichtung korrespondiert. Aus 17 ist ersichtlich, dass die vertikalen langen modifizierten Stellen Sx, welche sich entlang der Dickenrichtung erstrecken, lebendig ausgebildet sind, wenn die Kunstharzschicht 33 mit der oben genannten Laserbearbeitung bei welcher das Axionslinsenmuster Ax in der Flüssigkri s-tallschicht angezeigt, behandelt wird. Die gezeigten modifizierten Stellen Sx besitzen vertikale lange Formen, die sich von der Vorderseite bis zur Rückseite der Kunstharzschicht 33 in die Dickenrichtung erstrecken.
Die modifizierten Regionen 7 sind relativ leicht in der Kunstharzschicht 33 auszubilden, da deren Bearbeitungsgrenzwert niedrig ist. Deshalb können die modifizierten Regionen in der Kunstharzschicht 33 durch entweder Streulicht, welches vorkommt, wenn die modifizierten Regionen 7₁ in dem Siliziumsubstrat 32 ausgebildet werden, oder Streulicht, welches vorkommt, wenn die modifizierten Regionen 7₃ in dem Glassubstrat 31 ausgebildet werden, wiederum ausgebildet werden. Dementsprechend kann ein Schritt des Konvergierens des Laserlichtes an dem Glassubstrat 31 und/oder Siliziumsubstrates 32 bereitgestellt werden, um somit durch Streulicht des Laserlichtes L die modifizierten Regionen 7 in der Kunstharzschicht 33 auszubilden. Mit anderen Worten kann der Controller 250 das Laserlicht L an dem Glassubstrat 31 und/oder dem Siliziumsubstrat 32 konvergieren, um so Streulicht des Laserlichtes L zu verursachen und um die modifizierten Regionen 7 in der Kunstharzschicht 33 auszubilden.
Diese Ausführungsform kann den Teil des Siliziumsubstrates 32 entlang der Linie 5 durch Ätzen, oder ähnlichem ohne Laserbearbeitung des Siliziumsubstrates 32 entfernen, (ohne die modifizierten Regionen 7₁ auszubilden). Dementsprechend kann ein Prozess des Entfernens des Teiles des Siliziumsubstrates 32 entlang der Linie 5 durch Ätzen des Siliziumsubstrates 32 bereitgestellt werden.
Da das Siliziumsubstrat 32 dünner als das Glassubstrat 31 ist, und sie durch ein Kunstharz fest miteinander verbunden sind, kann das Objekt 1 alternativ nach der Laserbearbeitung des Glassubstrates 31 gebrochen werden, während das Siliziumsubstrat 32 nicht Laserbearbeitet ist, um so das Siliziumsubstrat 32 zusammen mit dem Glassubstrat 31 zu teilen. Dementsprechend kann das Verfahren einen Schritt zur Anwendung eines Druckes/einer Kraft auf das Objekt 1 beinhalten, nachdem die modifizierten Regionen 7₃ in dem Glassubstrat 31 ausgebildet wurden, um so eine Fraktur zu generieren, die sich von den modifizierten Regionen 7₃ (und/oder modifizierte Regionen 7₂) in das Siliziumsubstrat 32 erstreckt, und somit des Schneidens des Siliziumsubstrates 32 entlang der Linie 5 zusammen mit dem Glassubstratteil 31 und der Kunstharzschicht 33.
Die modifizierten Regionen 7₃ dieser Ausführungsform, welche nur in dem Teil auf der Siliziumsubstratseite 32 von der Mitte des Glassubstrates in Dickenrichtung ausgebildet sind, können auf der Vorderseitenseite 3 der Mitte in die Dickenrichtung dessen ausgebildet sein, oder im wesentlichen in der ganzen Region des Glassubstrates 31. Dies kann beispielsweise den Duck/die Kraft zum Zeitpunkt des Brechens (zum Zeitpunkt des Schneidens) reduzieren.
Die modifizierten Regionen 7₁, welche durch eine Vielzahl von normalen modifizierten Regionen Sy produziert werden, die in dem Siliziumsubstrat 32 in dieser Ausführungsform ausgebildet sind, können durch eine Vielzahl von Multipunkt langgestreckten modifizierten Stellen Sx in dem Siliziumsubstrat 32 ausgebildet sein. Die modifizierten Regionen 7₂, welche durch eine Vielzahl von modifizierten Regionen Sx produziert werden, die in der Kunstharzschicht 33 in dieser Ausführungsform ausgebildet sind, können durch eine Vielzahl von normalen modifizierten Stellen Sy produziert werden, die in der Kunstharzschicht 33 ausgebildet sind.
Obwohl die Ausführungsformen gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung im Vorausgang erklärt wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf den obengenannten Ausführungsformen eingeschränkt, und kann wie in den Ansprüchen beschrieben innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung modifiziert oder auf anderes angewandt werden.
Obwohl die oben genannte zweite Ausführungsform beispielsweise die modifizierten Regionen 7₁ bis 7₃ in dieser Reihenfolge ausbildet, ist dies nicht restriktiv; eine Vielzahl von Reihen von modifizierten Regionen 7 können in jeder anderen Reihenfolge in dem Objekt 1 ausgebildet werden. In der oben genannten zweiten Ausführungsform können vier oder mehrere Reihen von modifizierten Regionen 7 in dem Objekt 1 an verschiedenen Positionen in Dickenrichtung ausgebildet werden. Beispielsweise kann jede der modifizierten Regionen 7₁, 7₂, 7₃ durch eine Vielzahl von Reihen ausgebildet werden.
Obwohl die oben genannten Ausführungsformen die Vorderseite 3 und die Rückseite 21 als die „Laserlichteintrittsoberfläche“ und „die Oberfläche gegenüber der Laserlichteintrittsoberfläche“ entsprechend benutzen, wird die Vorderseite 3 die „Oberfläche gegenüber der Laserlichteintrittsoberfläche“, wenn die Rückseite 21 die „Laserlichteintrittsoberfläche“ ist. In den oben genannten Ausführungsformen kann eine Fraktur, welche entweder die Vorderseite 3 oder der Rückseite 21 erreicht, aus der modifizierten Region 7 generiert werden. Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung kann auch als ein Chip angesehen werden, welcher durch die oben genannte Laserbearbeitungsvorrichtung oder das Verfahren hergestellt wird.
18 zeigt ein Diagramm zur Erklärung von Aberrationen, welche an den konvergierenden Positionen des Laserlichtes vorkommen. Das Laserlicht L konvergiert geometrisch an einem einzigen Punkt, wenn es eine ebene Welle ist (eine ebene Wellenfront (Phase) besitzt). Andererseits kann, wenn das Ebene-Wellenlaserlicht L typischerweise seine Wellenfront unter verschiedenen Einflüssen verändert, das Laserlicht, welches an dem Objekt 1 konvergiert wird, nicht an einem einzigen Punkt konvergieren, d.h. Aberrationen können natürlicherweise vorkommen. Beispiele der Aberrationen beinhalten Seidel-Aberrationen (Astigmatismus, Koma, sphärische Aberration, Feldkrümmung und Verzerrung), longitudinale Aberration, was eine Aberration in der longitudinalen Richtung ist (entlang der optischen Achsenrichtung), und laterale Aberration, was eine Aberration in eine Richtung, die der longitudinalen Richtung scheidet, ist.
Wenn das Laserlicht L in dem Prozess des Konvergiertseins an dem Objekt 1 durch das konvergierende optische System 204 (siehe 11) auf das Objekt 1 einfällt und ähnliches, kann eine sphärische Aberration, in welcher Lichtstrahlen mit verschiedenen Einfallswinkeln an verschiedenen Positionen durch Refraktion (Snelliussches Gesetz) konvergieren, natürlicherweise vorkommen (wie beispielsweise in 18 gezeigt). Dementsprechend kommt, wie dargestellt, da das Laserlicht L an dem Objekt 1 konvergiert ist, eine Aberration natürlicherweise an der Konvergierungsposition vor, wobei ein Bereich der Aberration entlang der optischen Achsenrichtung als ein Referenzaberrationsbereich H existiert (ein Bereich, wo die Intensität des Lase r-lichtes Lein Bearbeitungsgrenzwert ist oder größer).
Es wurde herausgefunden, dass das Addieren einer neuen Aberration zu der Aberration, beinhaltend eine sphärische Aberration und ähnliches und welche durch solches Konvergieren des Laserlichtes L (nachfolgend als „Konvergenz-induzierte Aberration“ bezeichnet) verursacht wird, die Bearbeitungsqualität steuern kann. Ein Beispiel der Techniken zur Addition der neuen Aberration ist eine Phasenmodulation des Laserlichtes L mit dem reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203, als ein Aberrationsbereitstellungsteil zur Bereitstellung einer Aberration, wie in den oben genannten Ausführungsformen. Mit der Phasenmodulation ist die Modulation einer Wellenfront (Phase) des Laserlichtes L in eine gegebene Form gemeint.
Beispiele von Phasenmodulation beinhalten diejenigen, welche einen Effekt einer Axionslinse erreichen, einen Effekt eines Diffraktionsgitters erreichen, und eine vorbestimmte sphärische Aberration generieren. Diese Beispiele können entsprechend ausgeführt werden durch das Anzeigen eines Axionslinsenmusters, eines Diffraktionsgittermusters, und eines vorbestimmten sphärischen Aberrationsmusters, beispielsweise durch den reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203. Als Technik zur Addition einer neuen Aberration, kann eine Linse, welche eine Aberration bereitstellt, benutzt werden, oder ein Medium kann in den Prozess des Konve rgierens eingefügt werden, wobei in einem solchen Fall entweder die Linse oder das Medium den Aberrationsbereitstellungsteil bereitstellt.
Demzufolge kann in den oben genannten Ausführungsformen das Laserlicht L an seinen Konvergierungspositionen nicht nur die Aberration, welche durch die Phasenmodulation mit dem Axionslinsenmuster Ax bereitgestellt wurde beinhalten, sondern auch die Konvergenz-induzierte Aberration. Wenn zu dem Zeitpunkt der Ausbildung der modifizierten Region 7₁ keine Modulationsmuster in der Flüssigkristallschicht 216 des reflektiven räumlichen Lichtmodulators 203 angezeigt werden, kann das Laserlicht L die Konvergenz-induzierte Aberration an seiner Konvergierungsposition beinhalten. Hier können andere Phasenmodulationen zu der Phasenmodulation, welche durch das Axionslinsenmuster Ax bewirkt werden (andere Muster können zusätzlich in der Flüssigkristallschicht 216 angezeigt werden), hinzugefügt werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Laserbearbeitungsvorrichtung bereitstellen und ein Laserbearbeitungsverfahren, welche die Bearbeitungsqualität verbessern können.
Referenzzeichenliste
1: Objekt, welches bearbeitet wird; 5, 5a, 5b: Schnittlinie; 7, 7₁, 7₂, 7₃: modifizierte Region; 31: Glassubstrat (Glasteil); 32: Siliziumsubstrat (Siliziumteil); 33: Kunstharzschicht (Kunstharzteil); 100, 300: Laserbearbeitungsvorrichtung: 101, 202: Laserlichtquelle; 102: Laserlichtquellencontroller (Controller); 115: Halterungscontroller (Controller); 203: reflektiver räumlicher Lichtmodulator (räumlicher Lichtmodulator); 204: konvergierendes optisches System; 216: Flüssigkristallschicht (Anzeigeteil); 250: Controller; a1: kreisförmige Region; a2: kreisförmige Ringregion; Ax: Axionslinsenmuster; d: modifizierter Punkt; Sx: modifizierte Stelle; L-Laserlicht.

Claims

Eine Laserbearbeitungsvorrichtung konfiguriert zum Konvergieren von Laserlicht (L) an einem Objekt (1), das bearbeitet werden soll, welches einen Siliziumteil (32) besitzt, der Silizium beinhaltet, welches auf einem Glasteil (31) angebracht ist, der Glas beinhaltet und mit einem Kunstharzteil (33) dazwischen befindlich, um eine modifizierte Region (7, 7₁, 7₂, 7₃) innerhalb des Objektes (1) entlang einer zu schneidenden Linie (5, 5a, 5b) auszubilden, wobei die Laserbearbeitungsvorrichtung (100, 300) umfasst: eine Laserlichtquelle (101, 202), konfiguriert zum Emittieren von Laserlicht (L); einen räumlichen Lichtmodulator (203), konfiguriert zum Modulieren des Laserlichts (L), das von der Laserlichtquelle (101, 202) emittiert wurde; und ein konvergierendes optisches System (204), konfiguriert zum Konvergieren des Laserlichts (L), das durch den räumlichen Lichtmodulator (203) moduliert wurde, um die modifizierte Region (7, 7₁, 7₂, 7₃) innerhalb des Glasteils (31) des Objekts (1) auszubilden; wobei, wenn die modifizierte Region (7, 7₁, 7₂, 7₃) in dem Glasteil (31) ausgebildet wird, der räumliche Lichtmodulator (203) konfiguriert ist ein Axionslinsenmusters (Ax) als ein Modulationsmuster anzuzeigen, um konvergierende Punkte an einer Vielzahl von jeweils nahe nebeneinanderliegenden Positionen entlang einer Laserlichtbestrahlungsrichtung auszubilden.
Eine Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Laserbearbeitungsvorrichtung (100, 300) konfiguriert zum Ausbilden einer Vielzahl von modifizierten Stellen (Sx, Sy) innerhalb des Objektes (1) entlang der Linie (5, 5a, 5b) ist, wobei die Vielzahl von modifizierten Stellen (Sx, Sy) die modifizierte Region (7, 7₁, 7₂, 7₃) ausbilden; wobei, wenn die modifizierte Region (7, 7₁, 7₂, 7₃) in dem Glasteil (31) ausgebildet wird, der räumliche Lichtmodulator (203) konfiguriert zum Ausbilden modifizierter Punkte (d) entsprechend an der Vielzahl von jeweils nahe nebeneinanderliegenden Positionen entlang der Laserlichtbestrahlungsrichtung ausbildet; und wobei eine Vielzahl der modifizierten Punkte (d) die in die Laserlichtbestrahlungsrichtung ausgedehnte modifizierte Stelle (Sx, Sy) ausbildet.
Eine Laserlichtbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei, in einem Anzeigeteil (216) des räumlichen Lichtmodulators (203), das Axionslinsenmuster (Ax) eine kreisförmige Region (a1) besitzt, die in einer Mitte des Laserlichteinfalls darauf lokalisiert ist, und eine Vielzahl von kreisförmigen Ringregionen (a2) abgrenzt bezüglich der Mittelregion und konzentrisch zu der kreisförmigen Region (a1); und wobei die kreisförmige Region (a1) und die Vielzahl von kreisförmigen Ringregionen (a2) so eingestellt sind, die Helligkeit graduell von der radialen Außenseite zur Innenseite zu erhöhen.
Eine Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin umfassend einen Controller (250), konfiguriert zum Steuern des Laserlichts (L); wobei der Controller (250) konfiguriert ist eine Position eines konvergierenden Punktes des Laserlichtes (L) zu steuern, um die modifizierte Region (7, 7₁, 7₂, 7₃) innerhalb des Glasteiles (31), nur teilweise auf der Silikonteilseite von einer Mitte des Glasteiles (31), in Laserlichtbestrahlungsrichtung auszubilden.
Eine Laserbearbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei, wenn die modifizierte Region (7, 7₁, 7₂, 7₃) in dem Kunstharzteil (33) ausgebildet wird, der räumliche Lichtmodulator (203) konfiguriert ist ein Axionslinsenmuster (Ax) als Modulationsmuster anzuzeigen, um das Laserlicht (L) zu konvergieren, so dass konvergierende Punkte entsprechend an einer Vielzahl von jeweils nahe nebeneinanderliegenden Positionen entlang der Laserlichtbestrahlungsrichtung ausgebildet sind.
Ein Laserbearbeitungsverfahren zum Konvergieren von Laserlicht (L) an einem Objekt (1), das bearbeitet werden soll, welches einen Siliziumteil (32) besitzt, der Silizium beinhaltet, welches auf einem Glasteil (31) angebracht ist, der Glas beinhaltet und mit einem Kunstharzteil (33) dazwischen befindlich, um eine modifizierte Region (7, 7₁, 7₂, 7₃) innerhalb des Objektes (1) entlang einer zu schneidenden Linie (5, 5a, 5b) auszubilden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Ausbilden der modifizierten Region (7, 7₁, 7₂, 7₃) in dem Glasteil (31) durch Modulieren des Laserlichtes (L), welches von der Laserlichtquelle (101, 202) emittiert wurde mit einem räumlichen Lichtmodulator (203) und Konvergieren des Laserlichtes (L), welches durch den räumlichen Lichtmodulator (203) moduliert wurde, innerhalb des Glasteiles (31); wobei der Schritt des Ausbildens der modifizierten Region (7, 7₁, 7₂, 7₃) in dem Glasteil (31) bewirkt, dass der räumliche Lichtmodulator (203) ein Axionslinsenmuster (Ax) als ein Modulationsmuster anzeigt, um konvergierende Punkte innerhalb des Glasteiles (31) an einer Vielzahl jeweils nahe nebeneinanderliegenden Positionen entlang einer Laserlichtbestrahlungsrichtung auszubilden.
Das Laserbearbeitungsverfahren nach Anspruch 6, wobei das Laserbearbeitungsverfahren beinhaltet: Ausbilden einer Vielzahl von modifizierten Stellen (Sx, Sy) innerhalb des Objektes (1) entlang der Linie (5, 5y, 5b), wobei die Vielzahl von modifizierten Stellen (Sx, Sy) die modifizierte Region (7, 7₁, 7₂, 7₃) ausbilden wenn die modifizierte Region (7, 7₁, 7₂, 7₃) in dem Glasteil (31) ausgebildet wird, Ausbilden modifizierter Punkte (d) entsprechend an der Vielzahl von jeweils nahe nebeneinanderliegenden Positionen entlang der Laserlichtbestrahlungsrichtung mit dem räumlichen Lichtmodulator (203); und wobei eine Vielzahl der modifizierten Punkten (d), die in die Laserlichtbestrahlungsrichtung ausgedehnte modifizierte Stelle (Sx, Sy) ausbildet.
Das Laserlichtbearbeitungsverfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei, in einem Anzeigeteil (216) des räumlichen Lichtmodulators (203) das Axionslinsenmuster (Ax) eine kreisförmige Region (a1) besitzt, die in einer Mitte des Laserlichteinfalls darauf lokalisiert ist, und eine Vielzahl von kreisförmigen Ringregionen (a2) abgrenzt bezüglich der Mittelregion und konzentrisch zu der kreisförmigen Region (a1); und wobei die kreisförmige Region (a1) und die Vielzahl von kreisförmigen Ringregionen (a2) so eingestellt werden, die Helligkeit graduell von der radialen Außenseite zur Innenseite zu erhöhen.
Das Laserbearbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, weiterhin umfassend, Steuern einer Position eines konvergierenden Punktes des Laserlichtes (L) mit einem Controller (250), um die modifizierte Region (7, 7₁, 7₂, 7₃) innerhalb des Glasteiles (31), nur teilweise auf der Silikonteilseite von einer Mitte des Glasteiles (31), in Laserlichtbestrahlungsrichtung auszubilden.
Das Laserbearbeitungsverfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, weiter umfassend, wenn die modifizierte Region (7, 7₁, 7₂, 7₃) in dem Kunstharzteil (33) ausgebildet wird, Anzeigen eines Axionslinsenmusters als Modulationsmuster mit dem räumlichen Lichtmodulator (203), um das Laserlicht (L) zu konvergieren, so dass konvergierende Punkte entsprechend an einer Vielzahl von jeweils nahe nebeneinanderliegenden Positionen entlang der Laserlichtbestrahlungsrichtung ausgebildet sind.