CN103128448A - 激光加工方法和激光加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种激光加工方法和激光加工装置，在使用蚀刻液对工件进行激光加工时，抑制切口损耗，尤其是在蚀刻液中不需要作为色素的添加物。作为解决手段，该照射激光而对工件进行加工的加工方法包含第1～第3工序。在第1工序中，在容器中填充蚀刻液，该蚀刻液包含可吸收激光并且对激光具有吸收峰值的溶剂，并且将工件以其至少下表面与蚀刻液接触的方式支撑在容器内。在第2工序中，以透过工件并且在工件下表面会聚的方式从工件表面照射激光。在第3工序中，使工件和激光相对移动而对工件进行加工。

Description

激光加工方法和激光加工装置

技术领域

本发明涉及激光加工方法和激光加工装置，尤其涉及将激光照射于作为被加工物的工件来对工件进行加工的激光加工方法以及用于实施该方法的激光加工装置。

背景技术

作为对硅或蓝宝石等工件进行加工的手段，以往使用钻头和/或切割丝。但是，在例如借助切割丝对工件进行切割加工的情况下，会由于切割丝的直径而产生较大的切口损耗。此外，还提出了通过使用紫外线或红外线激光的消融加工来对工件进行加工的方法，但是在使用普通脉冲宽度的激光进行的加工中，会在加工部位的周围产生热的影响，无法得到良好的加工质量。

此外，在电子部件和半导体所使用的硅晶片中，设置有贯通电极（TSV）。该贯通电极一般利用了离子蚀刻。具体地说，将硅晶片设置在真空室内，向该室内导入SF₆（六氟化硫）气体。然后，在与晶片对置的电极之间施加高频的高电压，使得产生等离子体，利用由SF₆气体生成的基团（radical）和离子来蚀刻晶片。但是，这样的加工方法需要真空室和SF₆气体等，需要大型设备。

对于开孔加工，也提出使用了上述的紫外线激光的消融加工的方法。但是，在该方法中，为了使溶融的硅和/或氧化物等附着于加工部，需要清洗工序。此外，在晶片的厚度较厚的情况下，根据激光束形状的不同，存在孔的内壁容易成为锥体状的可能性。

因此，提出了专利文献1所示的加工方法。在该专利文献1所示的加工方法中，使吸收激光的蚀刻液仅作用于工件的加工面，使激光透过工件从加工面的相反面照射来进行加工。

[专利文献1]日本特开昭62-180088号公报

以下，对专利文献1所示的加工方法进行具体说明。

首先，作为激光，使用了透过工件（铌酸锂基板）的、波长为0.5μm的氩激光。并且，在基板下表面配置了氢氧化钾水溶液，该氢氧化钾水溶液包含作为吸收激光的色素的石墨微粒子。激光在以上这样的状态下被会聚于与基板的下表面相接的蚀刻液。并且，使基板移动，对基板施行槽加工。

在以上这样的加工方法中，为了使激光在激光的会聚位置被吸收而对基板进行加热处理，需要在蚀刻液中包含激光吸收用的石墨微粒子。但是，由于该石墨微粒子的粒子直径较大，必须确保加工宽度相比于粒子直径足够大，所以切断加工的切口损耗变大，无法进行高效的加工。此外，该石墨微粒子会导致工件表面被着色或者石墨微粒子焦糊于工件表面的情况。而且，这样的添加物成为加工成本提高的因素。

发明内容

本发明的课题在于，提供一种加工方法以及用于实现该方法的加工装置，在使用蚀刻液对工件进行激光加工时，抑制切口损耗，尤其是在蚀刻液中不需要激光吸收用的添加物。

本发明的另外的课题在于，提供一种加工方法以及用于实现该方法的加工装置，在使用蚀刻液对工件进行开孔加工时，不需要大型设备，此外，在蚀刻液中不需要激光吸收用的添加物。

本发明的第1方面所涉及的激光加工方法是照射激光来对工件进行加工的方法，包含以下的工序。

第1工序：在容器中填充包含可吸收激光且对激光具有吸收峰值的溶剂的蚀刻液，并且以工件的至少下表面与蚀刻液接触的方式，将工件支撑于容器内。

第2工序：以使激光透过工件并且会聚于工件和蚀刻液接触的位置处的方式从工件上表面照射激光。

第3工序：使工件和激光相对移动而对工件进行加工。

在该方法中，在容器内填充蚀刻液，工件以其至少下表面与蚀刻液接触的方式被支撑于容器内。然后，将激光照射于工件。该情况下的激光，使用透过工件并且激光被蚀刻液的溶剂自身吸收的波长的激光。这样，透过工件的激光，会在会聚位置处被蚀刻液的溶剂吸收。因此，在激光的会聚位置工件被加热，在工件的会聚点附近高速地进行蚀刻处理。

此处，由于蚀刻液的溶剂自身吸收激光，所以在蚀刻液中不需要包含用于吸收激光的石墨微粒子等色素。因此，能够消除色素对工件的损害等，此外，能够降低加工成本。而且，能够抑制切口损耗。

本发明的第2方面所涉及的激光加工方法是在第1方面的加工方法中，在第1工序中，以工件的加工区域与蚀刻液接触的方式将工件支撑于容器内。此外，在第3工序中，激光的会聚点沿着环状的轨迹扫描，并且，相对于工件在上下方向相对移动。

在该方法中，在容器内填充蚀刻液，工件以其加工区域与蚀刻液接触的方式被支撑于容器内。此处，溶融的硅等不会附着于加工部。此外，即使在工件较厚的情况下，也能够抑制孔内壁成为锥体状。

本发明的第3方面所涉及的激光加工方法是在第1方面的加工方法中，在第1工序中，以工件的加工区域与蚀刻液接触的方式将工件支撑于容器内。此外，在第2工序中，以在工件下表面会聚的方式照射激光。此外，在第3工序中，激光的会聚点沿着加工方向扫描，在工件下表面形成槽。并且，第3方面的加工方法还包含第4工序，使激光的会聚点在槽的底面移动，沿着形成槽的方向扫描，使槽朝向工件上表面深入。

在该方法中，工件以其加工区域与蚀刻液接触的方式被支撑于容器内。并且，在工件下表面的激光会聚位置处，工件被加热，在工件的会聚点附近高速地进行蚀刻处理。在该状态下，通过使激光的会聚点沿着加工方向扫描，在工件下表面形成槽。接下来，通过使激光会聚于该槽的底面，沿着形成槽的方向扫描，对槽的底面进行蚀刻处理。即，使槽朝向工件上表面深入。

通过反复执行以上的处理，槽形成为朝向工件上表面深入，能够以该槽为边界分割工件。

此处，与第1方面的加工方法相同地，由于蚀刻液的溶剂自身吸收激光，所以在蚀刻液中不需要包含用于吸收激光的石墨微粒子等色素。因此，能够消除色素对工件的损害等，此外，能够降低加工成本。而且，能够抑制切口损耗。

本发明的第4方面所涉及的激光加工方法是在第1到第3方面的加工方法中，第1工序中所使用的蚀刻液的溶剂是具有羟基的液体。

作为蚀刻液的溶剂，能够使用具有羟基的液体，例如水。在该情况下，蚀刻液的后序处理较为容易，而且能够抑制加工成本。

本发明的第5方面所涉及的激光加工方法是在第4方面的加工方法中，第1工序中所使用的蚀刻液不包含用于吸收激光的添加物。

此处，根据第5方面的加工方法，在蚀刻液中不需要包含用于吸收激光的添加物。因此，能够消除添加物对工件的不良影响，而且能够抑制加工成本。

本发明的第6方面所涉及的激光加工方法是在第4或者第5方面的加工方法中，第1工序中的激光的波长为1.5μm以上且在6.5μm以下。

此处，在蚀刻液的溶剂是具有羟基的液体的情况下，在示出激光波长和吸收系数的关系的特性中，在1.5μm以上且在6.5μm以下的范围产生多个吸收峰值。因此，通过使用波长为以上范围的激光，激光被蚀刻液的溶剂有效地吸收，促进了蚀刻。

本发明的第7方面所涉及的激光加工方法是在第6方面的加工方法中，第1工序中的激光的波长为2.7μm以上且在3.2μm以下。

此处，在蚀刻液的溶剂是具有羟基的液体的情况下，在示出激光波长和吸收系数的关系的特性中，在波长为3μm左右产生最大的吸收峰值。因此，通过使用波长为2.7～3.2μm的激光，能够最有效地使激光被蚀刻液的溶剂吸收而进行高效的蚀刻处理。

本发明的第8方面所涉及的激光加工方法是在第1到第7方面的加工方法中，工件为硅和蓝宝石中的任意一种。

本发明的第9方面所涉及的激光加工方法是在第3方面的加工方法中还包含第5工序，使激光在以与光的扫描方向垂直的方向上相对于工件相对移动。

此处，在形成1个槽后，通过在与激光的扫描方向垂直的方向上使激光相对于工件相对移动，能够形成其他的槽。

本发明的第10方面所涉及的激光加工方法是在第9方面的加工方法中，在执行1次第3工序之后并且执行1次第4工序之后执行第5工序。

此处，当要在从工件下表面到上表面深入形成一个槽或深入形成一个槽至上表面附近之后形成其他槽时，在相邻槽的间隔较窄的情况下，用于形成其他槽的激光有时会受到先前形成的相邻槽的加工痕迹的干扰。

因此，在该第10方面所涉及的方法中，在第3工序中，在工件下表面形成槽之后，使激光向相邻槽形成预定部移动。并且，实施第3工序而在工件下表面形成其他槽。接下来，实施第4工序，进一步加深先前形成的槽。然后，使激光向其他槽移动，进一步加深先前形成的其他槽。

通过以上的这样的处理，即使在相邻槽的间隔较窄的情况下，也能够使激光不受先前形成的槽的加工痕迹的干扰而进行切割加工。

本发明的第11方面所涉及的激光加工方法是在第9方面的加工方法中，在反复执行第4工序而使1个槽的形成结束之后，执行第5工序。

在相邻槽的间隔较宽的情况下，形成槽时的激光不会受到先前形成的其他槽的加工痕迹的干扰。

因此，在该第11方面所涉及的方法中，在形成抵达工件上表面或者抵达上表面附近的1个槽后，使激光相对于工件移动，以形成其他槽。

本发明的第12方面所涉及的激光加工装置是照射激光来对工件进行加工的装置，具备激光振荡器、容器、工作台、光学系统和移动装置。激光振荡器输出透过工件的激光。容器填充有蚀刻液，该蚀刻液包含可吸收激光并且对激光具有吸收峰值的溶剂，工件被支撑为至少下表面与蚀刻液接触。工作台载置容器。光学系统将激光振荡器输出的激光引导到工件上表面，并且是激光会聚于工件和蚀刻液接触的位置。移动装置使工件和激光相对移动。

本发明的第13方面所涉及的激光加工方法是在第12方面的加工装置中，容器以使工件的加工区域与蚀刻液接触的方式支撑工件。此外，移动装置使激光的会聚点沿着环状的轨迹扫描，并且，相对于工件在上下方向上相对移动。

本发明的第14方面所涉及的激光加工方法是在第13方面的加工装置中，移动装置使激光的会聚点沿着圆形轨迹扫描。

在该情况下，使圆形孔的加工变得容易。

本发明的第15方面所涉及的激光加工装置是在第14方面的加工装置中，光学系统具有使输入的激光的光轴和输出的激光的光轴偏转的1对楔形棱镜以及使激光在规定位置会聚的会聚透镜。

此处，通过1对楔形棱镜使激光偏转，通过会聚透镜使激光在规定的位置会聚。在该状态下，通过使光学系统和工作台上的工件相对移动，能够容易地使激光沿着环状的轨迹来扫描。

本发明的第16方面所涉及的激光加工装置是在第15方面的加工装置中，移动装置使1对楔形棱镜绕着输入光轴旋转。

此处，与使工作台移动的情况相比，能够容易地使激光沿着圆形的轨迹扫描。

本发明的第17方面所涉及的激光加工装置是在第15或者第16方面的加工装置中，移动装置使会聚透镜在上下方向上移动。

本发明的第18方面所涉及的激光加工装置是在第15到第17方面的任意一加工装置中，移动装置能够控制1对楔形棱镜的间隔。

通过控制1对楔形棱镜的间隔，能够任意地变化激光的偏转量、即圆形轨迹的半径。

本发明的第19方面所涉及的激光加工装置是在第12方面的加工装置中，容器以工件的加工区域与蚀刻液接触的方式支撑工件。此外，移动装置使激光的会聚点沿着加工方向扫描，并且相对于工件在上下方向上相对移动。

在以上这样的本发明中，在使用蚀刻液对工件进行激光加工时，能够抑制切口损耗，而且在蚀刻液中不需要添加物，能够提高加工质量，并且能够降低加工成本。此外，在本发明中，不需要大型设备。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的激光加工装置的概略结构图。

图2是示出激光波长与蚀刻液的溶剂（水）和硅的吸收系数之间的关系的图。

图3是第2镜头单元的概略结构图。

图4是说明激光加工方法的基本作用的图。

图5是说明本发明的一个实施方式的开孔加工的图。

图6是说明本发明的一个实施方式的切割加工（1）的图。

图7是说明本发明的一个实施方式的切割加工（2）的图。

图8是示出激光波长与蚀刻液的溶剂（水）和蓝宝石的吸收系数之间的关系的图。

标号说明

1工作台

2容器

3激光振荡器

4光学系统

5透镜驱动机构

6工作台驱动机构

7蚀刻液

8硅块

13第2镜头单元

13a、13b楔形棱镜

13c会聚透镜

具体实施方式

［装置構成］

图1示出本发明的一个实施方式的激光加工装置的概略结构。该激光加工装置是照射激光来对作为被加工物的工件进行加工的装置。如图所示，激光加工装置具备工作台1、载置于工作台1的容器2、激光振荡器3、光学系统4、透镜驱动机构5以及工作台移动机构6。以下，作为工件，以硅为例来进行说明。

在容器2内填充有蚀刻液7，并且通过一对支撑部件9来支撑硅块8。硅块8被配置为加工区域与蚀刻液接触。在本实施方式中，作为蚀刻液7，使用包含氢氧化钾（KOH）水溶液等具有羟基的溶剂的液体。另外，在蚀刻液7中未混入石墨微粒子等激光吸收用色素。

激光振荡器3激发波长为3μm左右的激光。作为波长3μm左右的激光，可以利用例如以下的激光。

＜陶瓷激光＞

Er:YAG激光----波长2.9μm

Er:YLF激光----波长2.8μm

Er:BYF激光----波长2.8μm

Ho:YLF激光----波长3.9μm

Ho:BYF激光----波长3.9μm

Cr:ZnSe激光----波长1.9～3.3μm

Fe:ZnSe激光----波长3.9～5.0μm

＜中红外光纤激光＞

Er中红外光纤激光------波长2.7～2.8μm、3.5μm

Er/Pr中红外光纤激光--波长2.7μm

Ho中红外光纤激光---波长2.9μm、3μm、4μm

Ho/Pr中红外光纤激光--波长2.9μm

通过使用以上波长的激光，在蚀刻液的溶剂为水等具有羟基的液体的情况下，激光被最高效地吸收，改善了加工效率。对于这一点，使用图2来说明。

图2的横轴为激光的波长［μm］，纵轴为吸收系数［cm^-1］。在图中，实线表示水对激光波长的吸收系数，虚线表示硅对激光波长的吸收系数。根据该图可知，在激光波长为1.3μm～7μm的范围内时，激光透过而不被硅吸收。另一方面，在激光波长为3μm左右时，存在最高的吸收峰值。因此可知，在将硅块浸入包含具有羟基的溶剂的蚀刻液来进行加工的情况下，通过使用波长为2.7μm以上且在3.2μm以下的激光，激光被蚀刻液最高效地吸收。

另外，如图2所示，在包含具有羟基的溶剂的蚀刻液中，激光波长在1.5μm左右、2μm左右、3μm左右、6μm左右的多处具有吸收峰值。因此，通过使用波长为1.5μm以上且在6.5μm以下的激光，能够使激光比较高效地被蚀刻液吸收，能够进行高效的加工。

光学系统4用于将来自激光振荡器3的激光引导至硅块8，具有第1镜头单元11、反射镜12、第2镜头单元13。第1镜头单元11包含用于使激光束成形的透镜等。反射镜12使通过第1镜头单元11而成形为光束的激光向下方反射。如图3所示，第2镜头单元13具有第1和第2楔形棱镜13a、13b和会聚透镜13c。两楔形棱镜13a、13b和会聚透镜13c被配置于中空电动机（未图示）的内部，能够绕着中空电动机的中心轴C旋转。此外，第2楔形棱镜13b被配置为可自由地接近/离开第1楔形棱镜13a。

另外，在本实施方式中，为了使用透射硅并被包含具有羟基的溶剂的蚀刻液所吸收的波长的激光，需要利用不吸收激光的材料来制造各透镜。例如，在使用波长为3μm的激光的情况下，需要利用以氟化钙为材料的透镜。

透镜驱动机构5是用于对第2镜头单元13的各透镜13a、13b、13c进行旋转驱动，并且使第2楔形棱镜13b和会聚透镜13c在上下方向上移动的机构。通过该透镜驱动机构5使会聚透镜13c在上下方向上移动，能够控制激光在上下方向的会聚位置。此外，通过利用中空电动机使第1和第2楔形棱镜13a、13b旋转，能够使激光会聚位置沿着规定半径的圆形加工线进行扫描。此外，通过控制第1楔形棱镜13a和第2楔形棱镜13b的间隔，能够任意地设定沿着圆形加工线进行加工时的半径。

工作台移动机构6是使工作台1在水平面内移动，从而使硅块处的激光的会聚位置在水平面内移动的机构。

［加工方法］

接下来，说明使用以上的加工装置、利用激光进行蚀刻加工的方法。以下，对激光加工方法的基本作用进行说明。

首先，在容器2内填充蚀刻液7。此处，作为蚀刻液7，如上所述，使用包含水等羟基的溶剂的液体。并且，在充满该蚀刻液7的容器2内，放入硅块8，并通过支撑部件9来支撑。另外，需要将硅块8浸入蚀刻液7，直到待加工的高度位置。

接下来，从硅块8的表面照射如所述示例所示的、波长为3μm左右的激光。并且，如图4（a）示意地所示，调整会聚透镜13c的上下位置，使得激光L在硅块8的下表面会聚。另外，在图4中，仅示出了硅块8中与蚀刻液7接触的部分。此处，激光L透过硅块8，在会聚点被蚀刻液的溶剂吸收。因此，在会聚点，硅块8被局部地加热。通过该加热，加速了蚀刻速度，如图4（b）所示，在会聚点处形成微小洞8a。并且，周围的蚀刻液侵入该洞8a。

接下来，使会聚透镜13c向上方移动，使会聚位置向硅块8的上表面侧移动。由此，通过与所述相同的作用，洞8a朝着上方而深入。其情况如图4（c）所示。

＜开孔加工＞

使用以上这样的加工方法，说明形成从硅块8的下表面贯通到上表面的孔的情况。

在形成小直径的孔的情况下，实施与如图4所示的加工方法相同的方法。该情况下的加工孔径为与激光的会聚直径同等程度的直径。能够通过调整会聚透镜13c的焦点距离和向会聚透镜13c入射的激光的光束直径来控制激光的会聚直径。

另一方面，在形成较大直径的孔的情况下，首先，需要使激光L的会聚直径相比于加工孔径充分小。并且，如图5（a）所示，将会聚点设定在硅块8的下表面。该情况下的蚀刻处理如图4所说明的那样。接下来，在会聚点在上下方向的位置固定的状态下，即会聚透镜13c的高度位置固定的状态下，通过中空电动机使第2镜头单元13旋转。由此，如图5（a）所示，在硅块8的下表面形成圆形的槽8b，蚀刻液浸入该槽8b内。

接下来，如图5（b）所示，使会聚透镜13c向上方移动，执行与上述相同的处理。通过反复执行这样的处理，如图5（c）所示，形成从硅块8的下表面一直到上表面连续的圆形槽8b。因此，之后，通过从工作台1上取下硅块8，能够使使加工废料81与硅块8分离。由此，能够在硅块8上形成圆形的孔8c。

另外，也可以使激光L的会聚点呈螺旋状地向上方移动，也可以阶段性地执行向上方的移动和旋转。

＜切割加工（1）＞

接下来，说明从硅块8的下表面到上表面形成多个槽、对硅块8进行切片的情况。

首先，通过与上述相同的加工方法，将会聚位置设定在硅块8的下表面而照射激光。并且，如图6（a）所示，使载置硅块8的工作台1在x方向移动，在硅块8的下表面形成在x方向延伸的槽8d。此时，蚀刻液侵入槽8d。

接下来，使会聚透镜13c向上方移动。即，移动会聚透镜13c，使得激光L的会聚位置到达槽8d的底面（上表面）。在该状态下，使工作台1在x方向移动而扫描激光L，进行相同的加工。由此，如图6（b）所示，槽8d的深度朝着上方而深入，与上述同样地，蚀刻液侵入该槽8d。

通过反复执行以上的处理，在x方向延伸的槽8d从硅块8的下表面连至上表面，从而被切割。之后，如图6（d）和（e）所示，使激光在y方向移动，反复执行与上述处理相同的处理。由此，能够将硅块8切割成多枚晶片。图6（e）是图6（d）的侧视图。

另外，在图6所示的处理中，说明了使槽8d从硅块8的下表面贯通到上表面的情况，在该情况下，不便于分别分离和处理被切割的各片。因此，为了使后序处理变得容易，优选使槽8d不达到上表面，而使槽8d的形成停止在距上表面规定距离的位置处。

＜切割加工（2）＞

在图6所示的加工方法中，在切割宽度较窄的情况下，当在y方向移动而进行加工时，此时的激光有时会与先前的槽（加工痕迹）发生干扰。在这样的情况下，需要通过图7所示那样的方法来进行加工。

此处，首先，与先前的方法相同地，如图7（a）所示，在硅块8的下表面设定会聚位置而照射激光L，此外，使载置硅块8的工作台1在x方向移动，形成在x方向延伸的槽8d。接下来，根据切割宽度使工作台1在y方向移动。并且，同样地，在硅块8的下表面形成槽8d（图7（b））。反复执行以上的处理，如图7（c）所示那样，在全部切割位置形成槽8d。然后，如图7（d）所示，在先前形成的槽8d的底面设定激光L的会聚点，与上述同样地，使工作台1在x方向移动而扫描激光。对全部槽8d执行该扫描。由此，即使在切割宽度较窄的情况下，也能够如图7（e）所示槽彼此无干扰地进行加工。

另外，在该图7所示的例中，考虑后序处理工序的处理性，优选不使槽8d到达上表面，而使槽8d的形成停止在距上表面规定距离的位置处。

［特征］

（1）在作为蚀刻液的溶剂使用水和酒精等包含羟基的液体、并且在使用波长为3μm左右的激光的情况下，激光被羟基有效地吸收，能够高速进行蚀刻处理。

（2）由于蚀刻液的溶剂自身吸收激光，所以在蚀刻液中不需要包含用于吸收激光的石墨微粒子等添加物。因此，能够消除添加物对硅块的损坏等，此外，能够实现加工成本的降低。

（3）与以往的切割丝的加工相比，能够抑制切口损失、提高生产率。例如，在波长为2.8μm、直径为10mm的单模Er光纤激光被焦点距离100mm的透镜会聚的情况下，会聚直径为35.7μm，切口损耗显著地减小。

（4）作为蚀刻液的溶剂，能够使用水，蚀刻液的后序处理变得容易，而且能够降低加工成本。

（5）如以往的激光消融那样，能够抑制溶融的硅和氧化物附着于加工部，提高加工质量。

（6）即使在对厚工件进行较大直径的开孔加工的情况下，也能够抑制孔形成锥体状。

（7）不需要大型设备。

［其他实施方式］

本发明并不限定于以上那样的实施方式，可以在不脱离本发明的范围内进行各种变形或者修正。

（a）在上述实施方式中，使工作台在水平面内移动而进行激光的扫描，但也可以替代图1中的镜12，而使用检流计式扫描器（galvanometer scanner）反射镜进行扫描，能够在工作台固定的状态下使激光在x、y方向扫描。

（b）只要所使用的激光的波长为透过工件并且被蚀刻液的溶剂吸收的波长即可，并不限定于上述实施方式所示的波长。

（c）激光的光束形状不限定于上述实施方式。例如，作为光学系统，可以使用组合了非球面柱面透镜的镜头单元，只要激光的光束形状不是高斯分布型而是矩形的平顶（top-hat）型，则能够更高效地进行加工。

（d）作为工件也可以使用蓝宝石。激光波长与蓝宝石和作为蚀刻液的溶剂的水对激光的吸收系数的关系如图8所示。根据该图可以明了，通过使用波长为3μm左右或者2μm左右的激光，即使在蓝宝石的情况下，也能够进行与上述实施方式几乎相同的加工。此外，作为通过使用波长3μm左右的激光、能够进行与上述实施方式几乎相同的加工的工件的示例，可以列举Ge、GaAs、InAs、AlN、GaN、SiC、SiN、InP、GaSb。另外，作为用于加工上述工件的蚀刻液，可以根据工件而适当选择KOH、HF、H₂SO₄、H₃PO₄、HCL、NaOH的各水溶液、H₂O₂和/或这些混合液来使用。

（e）通过使激光的照射方向相对于工件表面倾斜，能够使切断面形成为锥体状。

（f）在开孔加工中，不仅能形成圆形的孔，还能形成楕圆形等环状的孔。此外，不限于贯通孔，还能够形成距下表面具有规定深度的有底的孔。

Claims (19)

1.一种照射激光而对工件进行加工的激光加工方法，其包含：

第1工序，在容器中填充蚀刻液，并且以使工件的至少下表面与所述蚀刻液接触的方式，将所述工件支撑在所述容器内，其中，该蚀刻液包含能够吸收所述激光并且对所述激光具有吸收峰值的溶剂；

第2工序，从所述工件的上表面照射激光，使该激光透过所述工件并且会聚在所述工件与所述蚀刻液接触的位置；以及

第3工序，使所述工件与所述激光相对移动而对所述工件进行加工。

2.根据权利要求1所述的激光加工方法，其中，

在所述第1工序中，以使所述工件的加工区域与所述蚀刻液接触的方式，将所述工件支撑在所述容器内，

在所述第3工序中，使所述激光的会聚点沿着环状的轨迹扫描，并且使该会聚点相对于所述工件在上下方向相对移动。

3.根据权利要求1所述的激光加工方法，其中，

在所述第1工序中，以所述工件的加工区域与所述蚀刻液接触的方式，将所述工件支撑在所述容器内，

在所述第2工序中，照射激光，使其会聚在所述工件的下表面，

在所述第3工序中，所述激光的会聚点沿着加工方向扫描，在所述工件的下表面形成槽，

该激光加工方法还包含第4工序，在该工序中，使所述激光的会聚点在所述槽的底面移动，沿着形成所述槽的方向进行扫描，使所述槽朝着所述工件的上表面深入。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的激光加工方法，其中，

所述第1工序中使用的蚀刻液的溶剂是具有羟基的液体。

5.根据权利要求4所述的激光加工方法，其中，

所述第1工序中使用的蚀刻液不包含用于吸收所述激光的添加物。

6.根据权利要求4所述的激光加工方法，其中，

所述第1工序中的激光的波长为1.5μm以上且在6.5μm以下。

7.根据权利要求6所述的激光加工方法，其中，

所述第1工序中的激光的波长为2.7μm以上且在3.2μm以下。

8.根据权利要求1至3中的任意一项所述的激光加工方法，其中，

所述工件为硅和蓝宝石中的任意一种。

9.根据权利要求3所述的激光加工方法，其中，

该激光加工方法还包含第5工序，在该工序中，使所述激光在与激光的扫描方向垂直的方向上相对于所述工件相对移动。

10.根据权利要求9所述的激光加工方法，其中，

所述第5工序在执行1次所述第3工序并且执行1次所述第4工序之后执行。

11.根据权利要求9所述的激光加工方法，其中，

所述第5工序在反复执行所述第4工序而结束了1个槽的形成之后执行。

12.一种照射激光而对工件进行加工的激光加工装置，该激光加工装置具备：

激光振荡器，其输出透过所述工件的激光；

容器，其填充有蚀刻液，该蚀刻液包含能够吸收所述激光并且对所述激光具有吸收峰值的溶剂，在该容器中，所述工件被支撑为所述工件的至少下表面与所述蚀刻液接触；

工作台，其载置所述容器；

光学系统，其将从所述激光振荡器输出的激光引导至所述工件的上表面，并且使所述激光会聚在所述工件与所述蚀刻液接触的位置；以及

移动装置，其使所述工件与所述激光相对移动。

13.根据权利要求12所述的激光加工装置，其中，

在所述容器中，所述工件被支撑为其加工区域与所述蚀刻液接触，

所述移动装置使所述激光的会聚点沿着环状的轨迹扫描并且相对于所述工件在上下方向相对移动。

14.根据权利要求13所述的激光加工装置，其中，

所述移动装置使所述激光的会聚点沿着圆形轨迹扫描。

15.根据权利要求14所述的激光加工装置，其中，

所述光学系统具有使输入的激光的光轴和输出的激光的光轴偏转的1对楔形棱镜以及使激光会聚在规定位置的会聚透镜。

16.根据权利要求15所述的激光加工装置，其中，

所述移动装置使所述1对楔形棱镜绕输入的激光的光轴旋转。

17.根据权利要求15或16所述的激光加工装置，其中，

所述移动装置使所述会聚透镜在上下方向移动。

18.根据权利要求15或16所述的激光加工装置，其中，

所述移动装置能够控制所述1对楔形棱镜的间隔。

19.根据权利要求12所述的激光加工装置，其中，

在所述容器中，所述工件被支撑为其加工区域与所述蚀刻液接触，

所述移动装置使所述激光的会聚点沿着加工方向扫描并且使该会聚点相对于所述工件在上下方向相对移动。

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