发明名称 雷射加工方法
摘要 本发明提供一种雷射加工方法,可以以高精确度切断具有各种积层构造之加工对象物。使加工对象物1具有基板和被设在该基板之表面之积层部,使聚光点P对准在该加工对象物1之至少基板之内部,对其照射雷射光,利用多光子吸收至少在基板之内部形成改质区域,利用该改质区域形成切断起点区域。然后,可以沿着该切断起点区域切断加工对象物,藉以以高精确度切断加工对象物1。
申请公布号 TWI270431 申请公布日期 2007.01.11
申请号 TW092105296 申请日期 2003.03.12
申请人 滨松赫德尼古斯股份有限公司 发明人 福世文嗣;福满宪志
分类号 B23K26/00(2006.01) 主分类号 B23K26/00(2006.01)
代理机构 代理人 何金涂 台北市大安区敦化南路2段77号8楼;何秋远 台北市大安区敦化南路2段77号8楼
主权项 1.一种雷射加工方法,其特征为具备以下步骤:使加 工对象物具有基板和被设在该基板之表面之积层 部,使聚光点对准在该加工对象物之至少该基板之 内部,对其照射雷射光,至少在该基板之内部形成 由多光子吸收所造成的改质区域,利用该改质区域 ,沿着该加工对象物之切断预定线,在距离该加工 对象物之雷射光射入面达指定距离的内侧形成切 断起点区域。 2.一种雷射加工方法,其特征为具备以下步骤:使加 工对象物具有基板和被设在该基板之表面之积层 部,使聚光点对准在该加工对象物之至少该基板之 内部,在聚光点之尖峰功率密度为1108(W/cm2)以上而 且脉波幅度为1s以下的条件下照射雷射光,至少 在该基板之内部形成包含有裂缝区域之改质区域, 利用该改质区域,沿着该加工对象物之切断预定线 ,在距离该加工对象物之雷射光射入面达指定距离 的内侧形成切断起点区域。 3.一种雷射加工方法,其特征为具备以下步骤:使加 工对象物具有基板和被设在该基板之表面之积层 部,使聚光点对准在该加工对象物之至少该基板之 内部,在聚光点之尖峰功率密度为1108(W/cm2)以上而 且脉波幅度为1s以下的条件下照射雷射光,至少 在该基板之内部形成包含熔融处理区域之改质区 域,利用该改质区域,沿着该加工对象物之切断预 定线,在距离该加工对象物之雷射光射入面达指定 距离的内侧形成切断起点区域。 4.一种雷射加工方法,其特征为具备以下步骤:使加 工对象物具有基板和被设在该基板之表面之积层 部,使聚光点对准在该加工对象物之至少该基板之 内部,在聚光点之尖峰功率密度为1108(W/cm2)以上而 且脉波幅度为1ns以下的条件下照射雷射光,至少在 该基板之内部形成包含折射率变化后之区域之折 射率变化区域改质区域,利用该改质区域,沿着该 加工对象物之切断预定线,在距离该加工对象物之 雷射光射入面达指定距离的内侧形成切断起点区 域。 5.一种雷射加工方法,其特征为具备以下步骤:使加 工对象物具有基板和被设在该基板之表面之积层 部,使聚光点对准在该加工对象物之至少该基板之 内部并照射雷射光,至少在该基板之内部形成改质 区域,利用该改质区域,沿着该加工对象物之切断 预定线,在距离该加工对象物之雷射光射入面达指 定距离的内侧形成切断起点区域。 6.一种雷射加工方法,其特征为具备以下步骤:针对 具有基板和被设在该基板之表面之积层部的加工 对象物,使聚光点对准在该基板之内部并对其照射 雷射光,同时使聚光点对准在该积层部之内部并对 其照射雷射光,在该基板之内部和该积层部之内部 分别形成改质区域,利用该改质区域,沿着该加工 对象物之切断预定线,在距离该加工对象物之雷射 光射入面达指定距离的内侧形成切断起点区域。 7.一种雷射加工方法,其特征为具备以下步骤:使加 工对象物具有基板和被设在该基板之表面之积层 部,使聚光点对准在该加工对象物之至少该基板之 内部并对其照射雷射光,至少在该基板之内部沿着 切断预定线形成改质部,藉以切断该加工对象物。 8.如申请专利范围第5至7项中任一项之雷射加工方 法,其中该改质区域包含有至少以下1个区域:裂缝 区域,在该基板之内部产生有裂缝之区域;熔融处 理区域,在该基板之内部被熔融处理过之区域;和 折射率变化区域,在该基板之内部之折射率变化过 之区域。 9.如申请专利范围第1至7项中任一项之雷射加工方 法,其中聚光点对准在该基板并内部之照射之雷射 光系从该基板之背面侧照射。 10.一种雷射加工方法,其特征为具备以下步骤:使 聚光点对准在基板之内部并对其照射雷射光,在该 基板之内部形成由利用多光子吸收所造成的改质 区域,利用该改质区域,沿着该基板之切断预定线, 在距离该基板之雷射光射入面指定距离的内侧形 成切断起点区域的步骤;和 在形成该切断起点区域之步骤后,在该基板之表面 设置积层部的步骤。 11.一种雷射加工方法,其特征为具备以下步骤:加 工对象物具有由半导体材料所形成之基板和被设 在该基板之表面之积层部,且使聚光点对准在该加 工对象物之至少该基板之内部,在聚光点之尖峰功 率密度为1108(W/cm2)以上而且脉波幅度为1s以下 的条件下照射雷射光,至少在该基板之内部形成改 质区域,利用该改质区域,沿着该加工对象物之切 断预定线,在距离该加工对象物之雷射光射入面达 指定距离的内侧形成切断起点区域。 12.一种雷射加工方法,其特征为具备以下步骤:加 工对象物具有由压电材料所形成之基板和被设在 该基板之表面之积层部,且使聚光点对准在该加工 对象物之至少该基板之内部,在聚光点之尖峰功率 密度为1108(W/cm2)以上而且脉波幅度为1s以下的 条件下照射雷射光,至少在该基板之内部形成改质 区域,利用该改质区域,沿着该加工对象物之切断 预定线,在距离该加工对象物之雷射光射入面达指 定距离的内侧形成切断起点区域。 13.一种雷射加工方法,其特征为具备以下步骤:加 工对象物具有由半导体材料所形成之基板和被设 在该基板之表面之积层部,且使聚光点对准在该加 工对象物之至少该基板之内部,至少在该基板之内 部形成熔融处理区域,利用该熔融处理区域,沿着 该加工对象物之切断预定线,在距离该加工对象物 之雷射光射入面达指定距离的内侧形成切断起点 区域。 14.如申请专利范围第1至6项中任一项之雷射加工 方法,其中以从该加工对象物之厚度方向的中心位 置偏向至该基板之背面侧的方式,在该基板的内部 形成该改质区域。 15.如申请专利范围第14项之雷射加工方法,其中具 备一步骤:在该切断起点区域的形成步骤之后,藉 由从该积层部对该加工对象物侧施加应力,沿着该 切断起点区域切断加工对象物。 16.如申请专利范围第1至6项中任一项之雷射加工 方法,其中以从该加工对象物之厚度方向的中心位 置偏向至该基板之该表面侧的方式,在该基板的内 部形成该改质区域。 17.如申请专利范围第16项之雷射加工方法,其中具 备一步骤:在该切断起点区域的形成步骤之后,藉 由从该积层部对该加工对象物侧施加应力,沿着该 切断起点区域切断加工对象物。 18.如申请专利范围第6项之雷射加工方法,其中该 基板及该积层部系形成为接触的多数基板。 19.如申请专利范围第6项之雷射加工方法,其中该 基板及该积层部系以设有间隙之方式所贴附的多 数基板。 20.如申请专利范围第6项之雷射加工方法,其中在 该基板内部与该积层部内部分别形成的该改质区 域系在从该加工对象物之厚度方向观察时,沿着该 切断预定线重叠。 21.如申请专利范围第1至7项中任一项之雷射加工 方法,其中该加工对象物系具有该基板以及该积层 部,而该积层部系包含:第1积层部,其为该基板之该 表面所设置的氧化膜;以及第2积层部,其被设置于 该第1积层部的表面。 22.如申请专利范围第1至7项中任一项之雷射加工 方法,其中该加工对象物系具有:属玻璃基板的该 基板;以及属玻璃基板的该积层部。 23.如申请专利范围第1至7项中任一项之雷射加工 方法,其中该加工对象物系具有:该基板;以及属积 层功能膜的该积层部。 24.如申请专利范围第1至6项中任一项之雷射加工 方法,其中具备一步骤:以该切断起点区域为起点, 并沿着该切断预定线来切断该加工对象物。 25.如申请专利范围第11至13项中任一项之雷射加工 方法,其中具备一步骤:以该切断起点区域为起点, 并沿着该切断预定线来切断该加工对象物。 26.一种雷射加工方法,其特征为具备以下步骤:在 基板之表面上设置积层部,而该基板系藉由以雷射 光之照射而在该雷射光之聚光点位置上所形成的 改质区域,而沿着该基板之切断预定线在内部形成 切断起点区域。 27.如申请专利范围第10或26项之雷射加工方法,其 中具备一步骤:以该切断起点区域为起点,并沿着 该切断预定线来切断该基板。 图式简单说明: 第1图是利用本实施例之雷射加工方法之雷射加工 中之加工对象物之平面图。 第2图是沿着第1图所示之加工对象物之II-II线之剖 面图。 第3图是利用本实施例之雷射加工方法之雷射加工 后之加工对象物之平面图。 第4图是沿着第3图所示之加工对象物之IV-IV线之剖 面图。 第5图是沿着第3图所示之加工对象物之V-V线之剖 面图。 第6图是利用本实施例之雷射加工方法之切断后之 加工对象物之平面图。 第7图之图形表示本实施例之雷射加工方法之电场 强度和裂缝点之大小之关系。 第8图是本实施例之雷射加工方法之第1步骤之加 工对象物之剖面图。 第9图是本实施例之雷射加工方法之第2步骤之加 工对象物之剖面图。 第10图是本实施例之雷射加工方法之第3步骤之加 工对象物之剖面图。 第11图是本实施例之雷射加工方法之第4步骤之加 工对象物之剖面图。 第12图表示利用本实施例之雷射加工方法之切断 后之矽晶圆之一部份之剖面之照片。 第13图之图形表示本实施例之雷射加工方法之雷 射光之波长和矽基板之内部之透过率之关系。 第14图是本实施例之雷射加工装置之概略构造图 。 第15图是流程图,用来说明本实施例之雷射加工方 法。 第16A图表示在实施例1之加工对象物之基板背面近 傍形成有改质区域之情况。 第16B图表示在实施例1之加工对象物之基板表面近 傍形成有改质区域之情况。 第17A图表示在实施例2之加工对象物之基板背面近 傍形成有改质区域之情况。 第17B图表示在实施例2之加工对象物之基板表面近 傍形成有改质区域之情况。 第18A图表示在实施例3之加工对象物之基板表面近 傍和积层部形成有改质区域之情况。 第18B图表示在实施例3之加工对象物之基板背面近 傍形成有改质区域之情况。 第18C图表示在实施例3之加工对象物之基板表面近 傍形成有改质区域之情况。 第19图表示实施例4之加工对象物。 第20A图表示在实施例5之加工对象物之基板表面近 傍和积层部之表面近傍形成有改质区域之情况。 第20B图表示在实施例5之加工对象物之基板背面近 傍笸积层部之背面近傍形成有改质区域之情况。 第21A图表示在实施例5之加工对象物之基板表面近 傍和积层部之背面近傍形成有改质区域之情况。 第21B图表示在实施例5之加工对象物之基板背面近 傍和积层部之表面近傍形成有改质区域之情况。 第22图是扩大剖面图,用来表示实施例6之加工对象 物之主要部份。
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