DE102015113919A1

DE102015113919A1 - Herstellverfahren eines Substrats, Schneideverfahren eines Verarbeitungsobjekts und Laserverarbeitungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102015113919A1
Application number: DE102015113919.7A
Authority: DE
Inventors: Tatsuya Tanigawa
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2014-08-22
Filing date: 2015-08-21
Publication date: 2016-02-25
Also published as: JP6390898B2; US9789566B2; JP2016043558A; US20160052090A1

Abstract

Ein Herstellverfahren eines Substrats (46, 48, 58a, 58b, 58c, 58d, 58e, 70), wobei das Verfahren einen Rissbildungsprozess des Bildens eines Risses (53) entlang einer Schnittstelle (50, 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f, 62g, 62h, 78) zwischen einem ersten Abschnitt (46, 58a, 58b, 58c, 58d, 58e, 70) eines Verarbeitungsobjekts (16) und einem zweiten Abschnitt (48, 60a, 60b, 60c, 60d, 72) des Verarbeitungsobjekts, wobei der Rissbildungsprozess den Riss auf eine Weise bildet, dass ein ultrakurz gepulstes Laserlicht (A) derart bestrahlt wird, dass ein Fokuspunkt (55) davon an der Schnittstelle oder in einer Umgebung davon positioniert ist, sowie einen Separierprozess des Separierens des Verarbeitungsobjekts an dem Riss umfasst, wobei eine Verunreinigungskonzentration des ersten Abschnitts und eine Verunreinigungskonzentration des zweiten Abschnitts sich voneinander unterscheiden, oder das Material des ersten Abschnitts und das Material des zweiten Abschnitts sich voneinander unterscheiden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Herstellverfahren eines Substrats, ein Schneideverfahren eines Verarbeitungsobjekts und eine Laserverarbeitungsvorrichtung.
HINTERGRUNDDISKUSSION
Herkömmlicherweise wird ein Halbleitersubstrat weit verbreitet als ein Basismaterial beispielsweise einer Halbleitervorrichtung verwendet. Das Halbleitersubstrat wird durch dünnes Schneiden eines Halbleiterblocks bzw. Ingots hergestellt. Bei einem bekannten Verfahren des Herstellens des Halbleitersubstrats wird zunächst beispielsweise der Ingot durch Verwenden eines gewünschten Halbleitermaterials hergestellt. Als Nächstes wird der Ingot durch Verwenden einer Schneidevorrichtung geschnitten, um das Hableitersubstrat zu erhalten. Als Nächstes werden beide Oberflächen des auf die vorstehend beschriebene Weise erhaltenen Halbleitersubstrats beispielsweise durch Schleifen oder Polieren geebnet. Dadurch wird das Halbleitersubstrat mit einer gewünschten Dicke erhalten.
Als eine solche Schneidevorrichtung wurde beispielsweise eine Schneidevorrichtung unter Verwendung einer Drahtsäge vorgeschlagen ( JP5441057B , die nachstehend als Patentschrift 1 bezeichnet wird).
Eine Technologie des Schneidens eines Verarbeitungsobjekts entlang einer geplanten Schnittfläche wurde ebenso vorgeschlagen ( JP2013-49161A , die nachstehend als Patentschrift 2 bezeichnet wird), wobei gepulstes Laserlicht entlang der geplanten Schnittfläche des Verarbeitungsobjekts bestrahlt wird, und daher ein modifizierter Bereich entlang der geplanten Schnittfläche erzeugt wird.
Eine Technologie des Bildens einer Halbleiterschicht auf dem Substrat über eine Abhebeschicht und anschließendes Ablösen und Entfernen der Abhebeschicht wurde vorgeschlagen ( JP4940359B , die nachstehend als Patentschrift 3 bezeichnet wird), obwohl diese Technologie nicht das Schneiden des Ingots betrifft.
Zusätzlich wurde eine Technologie des Bildens einer spröden Oberfläche durch Durchführen einer Ionenimplantation an dem Substrat und des Separierens und Entfernens einer dünnen Schicht auf der spröden Oberfläche von dem Substrat ebenso vorgeschlagen ( JP4971266B , die nachstehend als Patentschrift 4 bezeichnet wird).
Jedoch nimmt die in der Patentschrift 1 beschriebene Technologie eine lange Zeitperiode zum Schneiden ein. Gemäß der in der Patentschrift 4 beschriebenen Technologie kann das Separieren und Entfernen nicht an einem tief gelegenen Abschnitt des Substrats durchgeführt werden, wo keine Ionen implementiert werden können. Gemäß der in der Patentschrift 2 beschriebenen Technologie variiert der modifizierte Bereich in einer Tiefenrichtung, und daher ist es schwierig, das Verarbeitungsobjekt mit hoher Präzision entlang der geplanten Schnittfläche zu schneiden.
Daher besteht eine Notwendigkeit für ein Schneideverfahren eines Verarbeitungsobjekts, bei dem ein Verarbeitungsobjekt an einer gewünschten Position prompt mit hoher Präzision geschnitten werden kann, ein Herstellungsverfahren eines Substrats, das das Schneideverfahren verwendet, und eine Laserverarbeitungsvorrichtung.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einem Aspekt dieser Offenbarung umfasst ein Herstellverfahren eines Substrats einen Rissbildungsprozess des Bildens eines Risses bzw. eines Einrisses entlang einer Schnittstelle zwischen einem ersten Abschnitt eines Verarbeitungsobjekts und einem zweiten Abschnitt des Verarbeitungsobjekts, wobei der Rissbildungsprozess den Riss auf eine Weise bildet, dass ein ultrakurz gepulstes Laserlicht derart abgestrahlt wird, dass ein Fokuspunkt des ultrakurz gepulsten Laserlichts sich an der Schnittstelle oder in einer Umgebung der Schnittstelle befindet, und einen Separationsprozess des Separierens des Verarbeitungsobjekts an dem Riss, wobei eine Verunreinigungskonzentration des ersten Abschnitts und eine Verunreinigungskonzentration an dem zweiten Abschnitt sich voneinander unterscheiden, oder sich ein Material des ersten Abschnitts und ein Material des zweiten Abschnitts voneinander unterscheiden.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird das ultrakurz gepulste Laserlicht derart abgestrahlt, dass sich der Fokuspunkt des ultrakurz gepulsten Laserlichts an der Schnittstelle zwischen dem ersten Abschnitt des Verarbeitungsobjekts und dem zweiten Abschnitt des Verarbeitungsobjekts befindet, oder in der Umgebung der Schnittstelle. Die Verunreinigungskonzentration des ersten Abschnitts und die Verunreinigungskonzentration des zweiten Abschnitts unterscheiden sich voneinander, oder das Material des ersten Abschnitts und das Material des zweiten Abschnitts unterscheiden sich voneinander. Folglich wird der Riss präzise entlang der Schnittstelle erzeugt. Zusätzlich wird das Verarbeitungsobjekt einfach an dem Riss geschnitten. Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird beispielsweise das Schneideverfahren des Verarbeitungsobjekts, bei dem das Verarbeitungsobjekt an einer gewünschten Position prompt mit der Präzision durch Bilden des Risses geschnitten werden kann, bereitgestellt.
Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Offenbarung umfasst das ultrakurz gepulste Laserlicht, das in das Verarbeitungsobjekt eintritt, eine Lichtachse entsprechend einer Richtung, die eine Bezugsebenenrichtung der Schnittstelle schneidet, und eine Ortslinie bzw. ein Verlauf eines Abschnitts, bei dem das ultrakurz gepulste Laserlicht fokussiert ist, verläuft entlang der Schnittstelle.
Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Offenbarung wird die Bestrahlung des ultrakurz gepulsten Laserlichts bei dem Rissbildungsprozess wiederholt.
Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Offenbarung umfasst das Verarbeitungsobjekt eine Vielzahl von Schnittstellen, die ausgebildet sind, um voneinander in einer Normalrichtung der Schnittstellen abgesondert zu sein, und das ultrakurz gepulste Laserlicht wird zu jedem der Vielzahl von Schnittstellen bestrahlt, und der Riss wird entlang jeder der Vielzahl von Schnittstellen bei dem Rissbildungsprozess gebildet.
Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Offenbarung entspricht ein Querschnitt des ultrakurz gepulsten Laserlichts an der Schnittstelle einer ovalen Form, und eine Abtastrichtung des ultrakurz gepulsten Laserlichts schneidet eine lange Achse der ovalen Form.
Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Offenbarung ist der Fokuspunkt des ultrakurz gepulsten Laserlichts positioniert, um von der Schnittstelle in einer Normalrichtung der Schnittstelle bei dem Rissbildungsprozess versetzt zu sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Offenbarung wird das Verarbeitungsobjekt in dem Separierungsprozess auf eine Weise separiert, dass eine externe Kraft in einer Richtung entlang einer Bezugsebenenrichtung der Schnittstelle an dem Verarbeitungsobjekt angelegt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Offenbarung umfasst ein Schneideverfahren eines Verarbeitungsobjekts einen Rissbildungsprozess des Bildens eines Risses entlang einer Schnittstelle zwischen einem ersten Abschnitt des Verarbeitungsobjekts und einem zweiten Abschnitt des Verarbeitungsobjekts, wobei der Rissbildungsprozess den Riss auf eine Weise bildet, dass ein ultrakurz gepulstes Laserlicht derart abgestrahlt wird, dass ein Fokuspunkt des ultrakurz gepulsten Laserlichts an der Schnittstelle oder in einer Umgebung der Schnittstelle positioniert ist, und einen Separierungsprozess des Separierens der Verarbeitungsobjekts an dem Riss, wobei eine Verunreinigungskonzentration des ersten Abschnitts und eine Verunreinigungskonzentration des zweiten Abschnitts sich voneinander unterscheiden, oder ein Material des ersten Abschnitts und ein Material des zweiten Abschnitts sich voneinander unterscheiden.
Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Offenbarung umfasst eine Laserverarbeitungsvorrichtung eine Lichtquelle, die ein ultrakurz gepulstes Laserlicht abstrahlt, und einen Steuerabschnitt, der einen Riss entlang einer Schnittstelle zwischen einem ersten Abschnitt eines Verarbeitungsobjekts und einem zweiten Abschnitt des Verarbeitungsobjekts bildet, wobei der Steuerabschnitt den Riss auf eine Weise bildet, dass ein ultrakurz gepulstes Laserlicht derart abgestrahlt wird, dass ein Fokuspunkt des ultrakurz gepulsten Laserlichts an der Schnittstelle oder in einer Umgebung der Schnittstelle positioniert ist, wobei eine Verunreinigungskonzentration des ersten Abschnitts und eine Verunreinigungskonzentration des zweiten Abschnitts sich voneinander unterscheiden, oder ein Material des ersten Abschnitts und ein Material des zweiten Abschnitts sich voneinander unterscheiden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehenden und zusätzlichen Merkmale und Eigenschaften dieser Offenbarung werden anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung besser ersichtlich, wenn diese mit Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen berücksichtigt wird, in denen gilt:
1 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel einer Laserverarbeitungsvorrichtung gemäß hier offenbarten Ausführungsbeispielen veranschaulicht;
2 ist ein Zeitdiagramm, das schematisch eine Wellenform eines von einer Laserlichtquelle abgestrahlten Laserlichts gemäß den hier offenbarten Ausführungsbeispielen veranschaulicht;
3A ist eine Ansicht, die einen Prozess eines Schneideverfahrens eines Verarbeitungsobjekts und eines Herstellverfahrens eines Substrats gemäß einem hier offenbarten ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
3B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IIIB-IIIB in 3A;
4A ist eine Ansicht, die einen Prozess des Schneideverfahrens des Verarbeitungsobjekts und des Herstellverfahrens des Substrats gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
4B ist eine Ansicht, die einen Prozess des Schneideverfahrens des Verarbeitungsobjekts und des Herstellverfahrens des Substrats gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
4C ist eine Ansicht, die einen Prozess des Schneideverfahrens des Verarbeitungsobjekts und des Herstellverfahrens des Substrats gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
5A ist eine Ansicht, die einen Prozess des Schneideverfahrens des Verarbeitungsobjekts und des Herstellverfahrens des Substrats gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
5B ist eine Ansicht, die einen Prozess des Schneideverfahrens des Verarbeitungsobjekts und des Herstellverfahrens des Substrats gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
5C ist eine Ansicht, die einen Prozess des Schneideverfahrens des Verarbeitungsobjekts und des Herstellverfahrens des Substrats gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
6A ist eine Seitenansicht, die einen Fokuspunkt des Laserlichts gemäß den Ausführungsbeispielen veranschaulicht;
6B ist eine Seitenansicht, die den Fokuspunkt des Laserlichts veranschaulicht;
6C ist eine Seitenansicht, die den Fokuspunkt des Laserlichts veranschaulicht;
7A ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Querschnittsform des Laserlichts an dessen Fokuspunkt gemäß den Ausführungsbeispielen veranschaulicht;
7B ist eine Ansicht, die ein Beispiel der Querschnittsform des Laserlichts an dessen Fokuspunkt veranschaulicht;
8A ist eine Querschnittsansicht, die das Verarbeitungsobjekt gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
8B ist ein Graph, der einen Multiphotonabsorptionskoeffizienten gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
9 ist eine Ansicht, die ein Elektronenmikroskopabtastbild eines Querschnitts des Verarbeitungsobjekts veranschaulicht, bei dem ein Riss gemäß den hier offenbarten Ausführungsbeispielen gebildet ist;
10A ist eine Querschnittsansicht, die das Verarbeitungsobjekt gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
10B ist ein Graph, der einen Multiphotonabsorptionskoeffizienten gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
11A ist eine Ansicht, die einen Prozess eines Schneideverfahrens eines Verarbeitungsobjekts und eines Herstellverfahrens eines Substrats gemäß einem hier offenbarten zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
11B ist eine Ansicht, die einen Prozess des Schneideverfahrens des Verarbeitungsobjekts und des Herstellverfahrens des Substrats gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
12A ist eine Ansicht, die einen Prozess des Schneideverfahrens des Verarbeitungsobjekts und des Herstellverfahrens des Substrats gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
12B ist eine Ansicht, die einen Prozess des Schneideverfahrens des Verarbeitungsobjekts und des Herstellverfahrens des Substrats gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
13A ist eine Ansicht, die ein Verarbeitungsobjekt gemäß einer ersten Variation des zweiten Ausführungsbeispiels veranschaulicht;
13B ist eine Ansicht, die das Verarbeitungsobjekt gemäß der ersten Variation des zweiten Ausführungsbeispiels veranschaulicht;
14A ist eine Ansicht, die ein Verarbeitungsobjekt gemäß einer zweiten Variation des zweiten Ausführungsbeispiels veranschaulicht;
14B ist eine Ansicht, die das Verarbeitungsobjekt gemäß der zweiten Variation des zweiten Ausführungsbeispiels veranschaulicht;
15A ist eine Ansicht, die einen Prozess eines Schneideverfahrens eines Verarbeitungsobjekts und eines Herstellverfahrens einer Halbleitervorrichtung gemäß einem hier offenbarten dritten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
15B ist eine Ansicht, die einen Prozess des Schneideverfahrens des Verarbeitungsobjekts und des Herstellverfahrens der Halbleitervorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
16A ist eine Ansicht, die einen Prozess des Schneideverfahrens des Verarbeitungsobjekts und des Herstellverfahrens der Halbleitervorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
16B ist eine Ansicht, die einen Prozess des Schneideverfahrens des Verarbeitungsobjekts und des Herstellverfahrens der Halbleitervorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
16C ist eine Ansicht, die einen Prozess des Schneideverfahrens des Verarbeitungsobjekts und des Herstellverfahrens der Halbleitervorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel veranschaulicht; und
17 ist eine Ansicht, die eine Variation des Verarbeitungsobjekts gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Hier offenbarte Ausführungsbeispiele werden mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Diese Offenbarung ist nicht auf die nachfolgenden Ausführungsbeispiele beschränkt und kann angemessen geändert oder modifiziert werden, ohne von einem Gegenstand der Offenbarung abzuweichen. In den nachstehend beschriebenen Zeichnungen bezeichnen die gleichen Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Funktionen, und eine Beschreibung von diesen wird weggelassen oder vereinfacht.
Ein Schneideverfahren eines Verarbeitungsobjekts, ein Herstellverfahren eines Substrats und eine Laserverarbeitungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, die hier offenbart sind, werden mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Zunächst wird die Laserverarbeitungsvorrichtung gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel beschrieben. 1 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel der Laserverarbeitungsvorrichtung veranschaulicht. In 1 sind Verbindungen unter Komponenten der Laserverarbeitungsvorrichtung mit durchgezogenen Linien gezeichnet und ein optischer Pfad eines Laserlichts A ist mit gepunkteten Linien gezeichnet.
Eine Laserverarbeitungsvorrichtung 2 gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel bestrahlt eine vorbestimmte Schnittstelle 50 oder die Umgebung der Schnittstelle 50 mit einem Laserstrahl, und dadurch wird ein Riss bzw. Spalt 53 (siehe 4B) auf eine Weise erzeugt, dass sich der Riss 53 entlang der Schnittstelle 50 entwickelt. Die Schnittstelle 50 ist zuvor an einem Verarbeitungsobjekt 16 ausgebildet. An der Schnittstelle 50 oder in der Umgebung oder Nachbarschaft der Schnittstelle 50 wird der Riss bzw. Spalt 53 entlang der Schnittstelle 50 gebildet. Das Verarbeitungsobjekt 16, das heißt das zu verarbeitende Objekt, das mit dem Riss 53 ausgebildet ist, kann an dem Riss bzw. Spalt 53 separiert werden. Die Schnittstelle 50 am Verarbeitungsobjekt 16 ist vorgebildet, das heißt zuvor ausgebildet, und ist die Schnittstelle 50 zwischen einem ersten Abschnitt 46 und einem zweiten Abschnitt 48. Beispielsweise unterscheiden sich eine Verunreinigungskonzentration des ersten Abschnitts 46 und eine Verunreinigungskonzentration des zweiten Abschnitts 48 voneinander. Die an dem Verarbeitungsobjekt 16 vorgebildete Schnittstelle 50 ist nicht auf die Schnittstelle zwischen dem ersten Abschnitt 46 und dem zweiten Abschnitt 48, von denen sich die Verunreinigungskonzentrationen voneinander unterscheiden, beschränkt, und kann eine Schnittstelle 78 zwischen einem ersten Abschnitt 70 und einem zweiten Abschnitt 72 sein, deren Materialien sich beispielsweise voneinander unterscheiden (siehe 16A). In der vorliegenden Beschreibung umfassen sich voneinander unterscheidende Materialien sich voneinander unterscheidende Zusammensetzungen.
Die Laserverarbeitungsvorrichtung 2 gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel umfasst eine Laserlichtquelle 10 (d. h. eine Lichtquelle), die das Laserlicht A abstrahlt, einen Steuerabschnitt 14, der die gesamte Laserverarbeitungsvorrichtung des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels steuert. Zusätzlich umfasst die Laserverarbeitungsvorrichtung 2 des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels eine Plattform bzw. einen Träger 18, auf der das Verarbeitungsobjekt (ein Werkstück, ein zu behandelndes Objekt, ein Objekt, ein Element, ein Artikel, ein Ingot) 16, das als ein Objekt des Schneidens dient, platziert ist.
Die Laserverarbeitungsvorrichtung 2 gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist an einer Herstellvorrichtung bereitgestellt, die beispielsweise ein Produkt umfassend ein Substrat herstellt. Hier wird ein Fall erläutert, in dem das Substrat hergestellt wird, jedoch ist die Anwendung der Laserverarbeitungsvorrichtung 2 nicht auf das Herstellen des Substrats beschränkt. Die Laserverarbeitungsvorrichtung 2 gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel kann das Verarbeitungsobjekt 16 von verschiedenen Typen schneiden, wodurch verschiedene Artikel hergestellt werden.
Der Steuerabschnitt 14 umfasst eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), die die Verarbeitung umfassend verschiedene Berechnungen, Steuerungen, Unterscheidungen ausführt. Zusätzlich umfasst der Steuerabschnitt 14 beispielsweise einen Lesespeicher (ROM), der beispielsweise verschiedene Steuerprogramme speichert, die durch die CPU ausgeführt werden. Zusätzlich umfasst der Steuerabschnitt 14 beispielsweise einen Schreib-Lese-Speicher (RAM), der beispielsweise durch die CPU verarbeitete Daten und/oder Eingabedaten temporär speichert.
Ein Eingabeoperationsabschnitt 38 ist mit dem Steuerabschnitt 14 verbunden. Der Eingabeoperationsabschnitt 38 dient einem Nutzer, um beispielsweise eine vorbestimmte Anweisung und/oder Daten einzugeben. Beispielsweise werden eine Tastatur und/oder verschiedene Schalter als der Eingabeoperationsabschnitt 38 verwendet.
Ein Anzeigeabschnitt 40 zum Durchführen verschiedener Anzeigen ist mit dem Steuerabschnitt 14 verbunden. Auf dem Anzeigeabschnitt 40 werden beispielsweise ein Betriebsstatus der Laserverarbeitungsvorrichtung 2, ein Status der Plattform bzw. des Trägers 18, durch eine CCD-Kamera 42 erhaltene Bilder angezeigt. Beispielsweise wird eine Flüssigkristallanzeige als der Anzeigeabschnitt 40 verwendet.
Die Laserlichtquelle 10 ist konfiguriert, um das Laserlicht (Laserstrahl) A abzustrahlen. Hier wird beispielsweise ein ultrakurz gepulstes Laserlicht als das Laserlicht A verwendet. Beispielsweise wird ein Femtosekundenlaserlicht als das ultrakurz gepulste Laserlicht verwendet. Im Allgemeinen entspricht das Femtosekundenlaserlicht einem Pulslaserlicht, dessen Pulsbreite im Femtosekundenbereich (fs: 10^–15 Sekunden) liegt, das heißt ein Pulslaserlicht, dessen Pulsbreite größer oder gleich 1 fs und kleiner als 1 ps ist. Beispielsweise wird ein Pulslaserstrahl, dessen Pulsbreite im Femtosekundenbereich liegt, von der Laserlichtquelle 10 abgestrahlt. Als die Laserlichtquelle 10 des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels wird beispielsweise ein Laseroszillator, dessen mittlere Wellenlänge ungefähr 1,05 µm beträgt und dessen Pulsbreite ungefähr 500 fs beträgt, verwendet. Das ultrakurz gepulste Laserlicht wird im gegenwärtigen Ausführungsbeispiel verwendet, weil das ultrakurz gepulste Laserlicht eine präzise Mikrobearbeitung erreichen kann, ohne thermisches Schmelzen zu verursachen.
Hier wird ein Fall erläutert, in dem die Pulsbreite des Laserlichts A ungefähr 500 fs beträgt, jedoch ist die Pulsbreite des Laserlichts A nicht auf ungefähr 500 fs beschränkt. Zusätzlich ist die Pulsbreite des Laserlichts A nicht auf den Femtosekundenbereich beschränkt und kann im Pikosekundenbereich liegen. In der vorliegenden Offenbarung ist das ultrakurz gepulste Laserlicht nicht auf ein Laserlicht beschränkt, dessen Pulsbreite im Femtosekundenbereich liegt, und das ultrakurz gepulste Laserlicht umfasst ein Pikosekundenlaserlicht, dessen Pulsbreite kleiner oder gleich mehreren zehn Pikosekunden ist. Zusätzlich ist in der vorliegenden Offenbarung das Femtosekundenlaserlicht nicht auf das Laserlicht beschränkt, dessen Pulsbreite im Femtosekundenbereich liegt, und das Femtosekundenlaserlicht umfasst das Pikosekundenlaserlicht, dessen Pulsbreite kleiner oder gleich mehreren zehn Pikosekunden ist.
Zusätzlich ist eine mittlere Wellenlänge des Laserlichts A, das von der Laserlichtquelle abgestrahlt wird, nicht auf ungefähr 1,05 µm beschränkt und kann angemessen eingestellt sein.
Eine Ausgabeleistung der Laserlichtquelle 10, die das Laserlicht A abstrahlt, beträgt beispielsweise ungefähr 1 W. Die Ausgabeleistung der Laserlichtquelle 10, die das Laserlicht A abstrahlt, ist nicht auf ungefähr 1 W beschränkt und kann angemessen eingestellt sein.
Die Laserlichtquelle 10 wird durch den Steuerabschnitt 14 gesteuert. Die Pulsbreite des von der Laserlichtquelle abgestrahlten Laserlichts A kann angemessen durch den Nutzer über den Eingabeoperationsabschnitt 38 eingestellt werden. Beispielsweise werden verschiedene Einstellinformationen, die durch den Nutzer eingegeben werden, angemessen innerhalb eines an dem Steuerabschnitt 14 bereitgestellten Speicherabschnitts gespeichert. Der Steuerabschnitt 14 steuert die Laserlichtquelle 10, sodass das Laserlicht A zu der an dem Verarbeitungsobjekt 16 gebildeten Schnittstelle 50 oder der Umgebung der Schnittstelle 50 befördert wird. Die Bestrahlung des von der Laserlichtquelle 10 abgestrahlten Laserlichts A kann angemessen durch den Nutzer über den Eingabeoperationsabschnitt 38 eingestellt werden. Der Steuerabschnitt 14 bewirkt die Laserlichtquelle 10, um den Puls des Laserlichts A bei einer Wiederholfrequenz oder einem Wiederholzyklus abzustrahlen, der zuvor eingestellt ist.
2 ist ein Zeitdiagramm, das schematisch eine Wellenform des von der Laserlichtquelle abgestrahlten Laserlichts A zeigt. Wie in 2 veranschaulicht ist, wird der Puls des Laserlichts A zu einem vorbestimmten Wiederholungszyklus T abgestrahlt. Die Pulswiederholungsfrequenz des Laserlichts A beträgt beispielsweise ungefähr 100 kHz bis 1 MHz. Die Pulswiederholfrequenz des Laserlichts A kann angemessen durch den Nutzer über den Eingabeoperationsabschnitt 38 eingestellt werden. Die Pulswiederholfrequenz des Laserlichts A ist nicht auf ungefähr 100 kHz bis 1 MHz beschränkt und kann angemessen eingestellt werden.
Ein Strahlaufweiter 12 zum Anpassen eines Strahlradius des Laserlichts A ist stromabwärtig bereitgestellt, das heißt an einer hinteren Phase relativ zu der Laserlichtquelle 10, die das Laserlicht A abstrahlt. Eine Platte mit 1/2-Wellenlänge 20, die eine Polarisierungsrichtung des Laserlichts A steuert, ist stromabwärtig des Strahlaufweiters 12 bereitgestellt. Ein Polarisierstrahlenteiler 22, der eine Ausgabe des Laserlichts A anpasst, ist stromabwärtig der Platte mit 1/2-Wellenlänge 20 bereitgestellt. Die Platte mit 1/2-Wellenlänge ist eine optische Vorrichtung, die die Polarisationsrichtung des Laserlichts A ändert, wenn die Platte mit 1/2-Wellenlänge rotiert wird. Der Polarisierstrahlenteiler 22 ist eine optische Vorrichtung, die polarisierte Komponenten eines einfallenden Lichts aufteilt. Wenn die Platte mit 1/2-Wellenlänge 20 rotiert wird und demzufolge die Polarisierungsrichtung des Laserlichts A geändert wird, ändert sich ein Verhältnis einer Polarisationskomponente, die an dem Polarisierstrahlenteiler 22 aufgeteilt wird. Durch angemessenes Anpassen eines Drehwinkels der Platte mit 1/2-Wellenlänge 20 wird die Leistung des von dem Polarisierstrahlenteiler 22 abgestrahlten Laserlichts A angemessen angepasst. Die Platte mit 1/2-Wellenlänge 20 und der Polarisierstrahlenteiler 22 bilden einen Ausgangsdämpfer 24. Daher ist die Laserintensität des von der Laserlichtquelle 10 abgestrahlten Laserlichts A konfiguriert, um durch den Ausgangsdämpfer 24 angepasst zu werden. Die Laserintensität des Laserlichts A kann angemessen durch den Nutzer über den Eingabeoperationsabschnitt 38 eingestellt werden.
Es ist ideal, wenn die Pulsenergie (die Laserintensität) des durch den Ausgangsdämpfer 24 angepassten Laserlichts A, das heißt die Pulsenergie des Laserlichts A, das zu dem Verarbeitungsobjekt 16 geführt wird, eingestellt ist, um höher zu sein als eine Pulsenergie, die notwendig ist, um den Riss 53 an dem Verarbeitungsobjekt 16 zu bilden. Dies liegt daran, dass in einem Fall, in dem die Pulsenergie des Laserlichts A, das zu dem Verarbeitungsobjekt 16 geführt wird, übermäßig klein ist, der Riss 53 nicht angemessen oder ausreichend an dem Verarbeitungsobjekt 16 gebildet werden kann. Jedoch muss kein ausreichender Riss 53 an dem Verarbeitungsobjekt 16 zu einer Phase erzeugt werden, in der das Laserlicht A einmal zugeführt wird. Der Riss 53 kann an dem Verarbeitungsobjekt 16 in einer Phase erzeugt werden, bei der das Laserlicht A mehrere Male zugeführt wird. Das heißt, dass der Riss 53 durch die wiederholten Bestrahlungen des Laserlichts A entwickelt wird. Hier beträgt die Pulsenergie des zu dem Verarbeitungsobjekt 16 zugeführten Laserlichts A beispielsweise ungefähr 1 µJ/Puls bis 100 µJ/Puls. Die Pulsenergie des zu dem Verarbeitungsobjekt 16 gestrahlten Laserlichts A ist nicht auf ungefähr 1 µJ/Puls bis 100 µJ/Puls beschränkt und kann angemessen eingestellt werden.
Hier wird ein Fall erläutert, in dem die Intensität des Laserlichts A unter Verwendung des Ausgabedämpfers 24, der durch die Platte mit 1/2-Wellenlänge 20 und den Polarisierstrahlenteiler 22 gebildet wird, angepasst wird, jedoch ist eine Einheit oder ein Mechanismus, der die Intensität des Laserlichts A anpasst, nicht darauf beschränkt. Die Intensität des Laserlichts A kann angemessen durch Verwenden einer beliebigen Anpassungseinheit oder Mechanismus angepasst werden.
Ein Strahlaufweiter 26 zum Anpassen des Strahlradius des Laserlichts A ist stromabwärtig, das heißt an einer hinteren Phase bezüglich des Ausgabedämpfers 24, bereitgestellt. Ein Spiegel 30 ist nachgelagert bzw. stromabwärts des Strahlaufweiters 26 bereitgestellt. Das Laserlicht A, das auf den Spiegel 30 auftrifft, das heißt das Laserlicht A, das auf den Spiegel 30 einfällt, wird an dem Spiegel 30 reflektiert und anschließend in eine Linse (eine Objektlinse) 32 eingebracht. Eine numerische Apertur (NA) der Linse ist idealerweise beispielsweise 0,5 oder größer. Der Strahlradius des Laserlichts A an einem Fokuspunkt (Brennpunkt, Strahltaille) 55 des Laserlichts A (siehe 6) beträgt beispielsweise ungefähr 2 µm. Der Strahlradius am Fokuspunkt 55 des Laserlichts A ist nicht auf ungefähr 2 µm beschränkt und kann angemessen eingestellt sein.
Die Plattform bzw. der Träger 18 ist unterhalb der Linse 32 positioniert. Das Verarbeitungsobjekt 16, das der Gegenstand des Schneidens ist, ist auf der Plattform bzw. dem Träger 18 montiert. Ein Trägerantriebsabschnitt 36 zum Antreiben oder Betätigen des Trägers 18 ist mit dem Träger 18 verbunden. Der Steuerabschnitt 14 treibt den Träger 18 über den Trägerantriebsabschnitt 36 an. Beispielsweise kann ein XYZθ-Achsen-Träger als der Träger 18 verwendet werden. Der Träger 18 ist nicht auf den XYZθ-Achsen-Träger und/oder einen Rotationsträger beschränkt und es kann beispielsweise ein XY-Achsen-Träger oder ein XYZ-Achsen-Träger verwendet werden. Die Umgebungsatmosphäre des Verarbeitungsobjekts 16, das auf dem Träger 18 angeordnet ist, ist beispielsweise die Atmosphäre (Luft).
Die CCD-Kamera 42 ist oberhalb des Trägers 18 bereitgestellt. Das durch die CCD-Kamera 42 erhaltene Bild wird in den Steuerabschnitt 14 eingegeben. Der Steuerabschnitt 14 verwendet das durch die CCD-Kamera 42 erhaltene Bild und führt beispielsweise eine Positionierung des Verarbeitungsobjekts 16 durch.
Bevor das Abtasten des Laserlichts A bezüglich des Verarbeitungsobjekts 16 gestartet wird, wird eine Position des Verarbeitungsobjekts 16 auf eine vorbestimmte Position eingestellt. Der Steuerabschnitt 14 steuert den Träger 18 angemessen über den Trägerantriebsabschnitt 36 und positioniert dabei das Verarbeitungsobjekt 16 innerhalb eines Bereichs, in dem das Abtasten des Laserlichts A durchgeführt werden kann.
Eine Abstrahlrichtung des Laserlichts A, das heißt eine Lichtachse (Verlaufsrichtung) des Laserlichts A, das in das Verarbeitungsobjekt 16 eintritt, entspricht einer Richtung, die eine ebenengleiche Richtung der Schnittstelle 50 schneidet, die an dem Verarbeitungsobjekt 16 vorgebildet ist, insbesondere entspricht die Lichtachse des Laserlichts A, das in das Verarbeitungsobjekt 16 eintritt, einer Normalrichtung der Schnittstelle 50. Andererseits entspricht eine Abtastrichtung des Laserlichts A, das heißt eine Richtung, in der sich der Fokuspunkt 55 des Laserlichts A bewegt, der ebenengleichen Richtung der Schnittstelle 50, die an dem Verarbeitungsobjekt 16 vorgebildet ist.
Durch Bewegen des Trägers 18 über den Trägerantriebsabschnitt 36 wird das Abtasten des Laserlichts A bezüglich des Verarbeitungsobjekts 16 durchgeführt. Die Steuerung bezüglich des Trägerantriebsabschnitts 36 wird beispielsweise durch den Steuerabschnitt 14 durchgeführt. Eine Abtastgeschwindigkeit des Laserlichts A kann angemessen durch den Nutzer über den Eingabeoperationsabschnitt 38 eingestellt werden. Die Abtastgeschwindigkeit des Laserlichts A beträgt beispielsweise ungefähr 1 m/s in einem Fall, in dem die Pulswiederholungsfrequenz des Laserlichts A beispielsweise ungefähr 1 MHz beträgt. Die Abtastgeschwindigkeit des Laserlichts A ist nicht auf ungefähr 1 m/s beschränkt und kann angemessen eingestellt sein.
Eine Querschnittsform 66a (d. h. ein Querschnitt) des ultrakurz gepulsten Laserlichts A am Fokuspunkt 55 ist beispielsweise eine Kreisform. Jedoch ist die Querschnittsform des Laserstrahls am Fokuspunkt 55 nicht auf die Kreisform beschränkt. Beispielsweise kann die Querschnittsform des Laserstrahls am Fokuspunkt 55 eine ovale oder elliptische Form umfassen.
Der Fokuspunkt 55 des Laserlichts A ist beispielsweise die an dem Verarbeitungsobjekt 16 vorgebildete Schnittstelle 50. Durch Bewegen des Trägers 18 nach oben und nach unten in einer Normalrichtung einer oberen Fläche des Trägers 18 kann der Fokuspunkt 55 des Laserlichts A auf eine gewünschte Position eingestellt werden.
Der Fokuspunkt 55 des Laserlichts A muss nicht mit der Schnittstelle 50, die an dem Verarbeitungsobjekt 16 vorgebildet ist, übereinstimmen. Beispielsweise kann der Fokuspunkt 55 des Laserlichts A leicht oberhalb oder leicht unterhalb bezüglich der auf dem Verarbeitungsobjekt 16 vorgebildeten Schnittstelle 50 positioniert sein. Auch in einem Fall, in dem der Fokuspunkt 55 des Laserlichts A leicht von der am Verarbeitungsobjekt 16 vorgebildeten Schnittstelle 50 versetzt ist, kann sich der Riss entlang der Schnittstelle 50 entwickeln.
Zusätzlich kann der Fokuspunkt 55 des Laserlichts A, der bewusst oder gewollt leicht oberhalb oder unterhalb bezüglich der am Verarbeitungsobjekt 16 vorgebildeten Schnittstelle 50 eingestellt ist, bewirken, dass der Riss 53 leichter entwickelt wird. 6A ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem der Fokuspunkt 55 des Laserlichts A an der Schnittstelle 50 positioniert ist. 6B ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem der Fokuspunkt 55 des Laserlichts A unterhalb bezüglich der Schnittstelle 50 positioniert ist. 6C ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem der Fokuspunkt 55 des Laserlichts A oberhalb bezüglich der Schnittstelle 50 positioniert ist. In einem Fall, in dem der Fokuspunkt 55 des Laserlichts A in einer Tiefenrichtung versetzt oder verschoben ist, das heißt in einem Fall, in dem der Fokuspunkt 55 des Laserlichts A in der Normalrichtung der Schnittstelle von der Schnittstelle 50 versetzt oder verschoben ist, ist eine Querschnittsfläche des Laserlichts A an der Schnittstelle 50 größer als eine Querschnittsfläche des Laserlichts A am Fokuspunkt 55. Die vergrößerte Querschnittsfläche des Laserlichts A an der Schnittstelle 50 trägt zu einer Reduzierung einer Distanz zwischen dem Riss 53, der durch das bereits durchgeführte Abtasten gebildet ist (das heißt dem bereits gebildeten Riss 53), und dem Laserlicht A, das nach der Bildung des bereits gebildeten Risses 53 abzutasten ist, bei. In einem Fall, in dem die Distanz zwischen dem bereits gebildeten Riss 53 und dem Laserlicht A, das nach der Bildung des bereits gebildeten Risses 53 abzutasten ist, klein wird, werden der Riss 53, der durch das Abtasten des Laserlichts A, das nach der Bildung des bereits gebildeten Risses 53 abzutasten ist, und der bereits gebildete Riss 53 leicht miteinander verbunden. Folglich trägt ein gewolltes Positionieren des Fokuspunkts 55 des Laserlichts A leicht oberhalb oder unterhalb bezüglich der Schnittstelle 50 zu einer effektiven Bildung des Risses 53 auf eine solche Weise bei, dass der Riss 53 entlang der Schnittstelle 50 gebildet wird. Gemäß dem vorstehend beschriebenen Grund kann der Fokuspunkt 55 des Laserlichts A, der gewollt leicht oberhalb oder unterhalb bezüglich der Schnittstelle 50 positioniert ist, die an dem Verarbeitungsobjekt 16 vorgebildet ist, die Erzeugung des Risses leichter begünstigen.
In einem Fall, in dem der Fokuspunkt 55 des Laserlichts A in der Tiefenrichtung übermäßig versetzt ist, tritt jedoch eine Reaktion ohne Bilden des Risses 53 in der Umgebung der Schnittstelle 50 auf, und daher ist es schwierig, den Riss 53 zu bilden. Daher ist es ideal, dass der übermäßige Versatz des Fokuspunkts 55 des Laserlichts A in der Tiefenrichtung (eine Richtung der Lichtachse des Laserlichts A) vermieden wird. Demzufolge ist es in einem Fall, in dem der Fokuspunkt 55 des Laserlichts A in der Umgebung der Schnittstelle 50 jedoch nicht auf der Schnittstelle 50 eingestellt ist, ideal, dass der Fokuspunkt 55 des Laserlichts A innerhalb eines Bereichs eingestellt ist, wo der Riss 53 erzeugt werden kann. Daher entspricht in der vorliegenden Beschreibung, wenn der Fokuspunkt 55 in der Umgebung der Schnittstelle positioniert ist, "die Umgebung der Schnittstelle" dem Vorhandensein innerhalb des Bereichs, wo der Riss entlang der Schnittstelle erzeugt werden kann. Die Distanz zwischen dem Fokuspunkt 55 des Laserlichts A und der Schnittstelle 50 in der Tiefenrichtung ist idealerweise beispielsweise 30 µm oder kleiner.
Es ist ideal, wenn die Querschnittsform des Laserlichts A an der Schnittstelle 50 eingestellt ist, um die ovale Form zu umfassen. Dabei ist eine lange Achsrichtung der ovalen Form eingestellt, um die Abtastrichtung des Laserlichts A zu schneiden. Weiterhin kann idealerweise die lange Achsrichtung der ovalen Form eingestellt sein, um orthogonal zu der Abtastrichtung des Laserlichts A zu verlaufen. 7A ist eine Draufsicht, die ein Beispiel eines Abtastpfads oder einer Abtastortskurve des Laserlichts A in einem Fall veranschaulicht, in dem die Querschnittsfläche 66a des Laserlichts A an der Schnittstelle 50 eingestellt ist, um kreisförmig zu sein. 7B ist eine Draufsicht, die ein Beispiel der Abtastortskurve des Laserlichts A in einem Fall veranschaulicht, in dem eine Querschnittsform 66b (d. h. der Querschnitt) des Laserlichts A an der Schnittstelle 50 eingestellt ist, um oval zu sein. In den 7A und 7B wird ein Fall erläutert, in dem die Abtastortskurven oder Abtastpfade des Laserlichts A einander überlappen, jedoch trifft das gleiche auf einen Fall zu, in dem sich die Abtastortskurven des Laserlichts A nicht einander überlappen. Das heißt, dass in einem Fall, in dem die Querschnittsform des Laserlichts A eingestellt ist, um oval zu sein, die Distanz zwischen dem durch das bereits durchgeführte Abtasten gebildeten Riss 53 (das heißt dem bereits gebildeten Riss 53) und dem Laserlicht A, das nach der Bildung des bereits gebildeten Risses 53 abzutasten ist, reduziert wird. In einem Fall, in dem die Distanz zwischen dem bereits gebildeten Riss 53 und dem Laserlicht A, das nach der Bildung des bereits gebildeten Risses 53 abzutasten ist, klein ist, können der Riss 53, der durch das Abtasten des Laserlichts A, das nach der Bildung des bereits gebildeten Risses 53 abzutasten ist, und der bereits gebildete Riss 53 leicht miteinander verbunden werden. Folglich trägt das Einstellen der Querschnittsform des Laserlichts A, um oval zu sein, zu der effektiven Bildung des Risses 53 auf eine solche Weise bei, dass der Riss 53 entlang der Schnittstelle 50 gebildet wird. Gemäß dem vorstehend beschriebenen Grund ist die Querschnittsform des Laserlichts A an der Schnittstelle 50 idealerweise eingestellt, um oval zu sein.
Ein Abschnitt des Verarbeitungsobjekts 16, das mit dem Laserlicht A abzutasten ist, das heißt ein geplanter Laserbestrahlungsabschnitt, kann zuvor im Steuerabschnitt 14 programmiert werden, oder kann auf eine solche Weise konfiguriert werden, dass der Nutzer den geplanten Laserbestrahlungsabschnitt über den Eingabeoperationsabschnitt 38 einstellt, wenn das Abtasten mit dem Laserlicht A startet. Wenn das Abtasten des Verarbeitungsobjekts 16 mit dem Laserlicht A startet, stellt der Nutzer eine Anweisung zum Starten des Abtastens mit dem Laserlicht A beispielsweise über den Eingabeoperationsabschnitt 38 bereit. In einem Fall, in dem die Anweisung zum Starten des Abtastens mit dem Laserlicht A eingegeben wird, führt der Steuerabschnitt 14 das Abtasten mit dem Laserlicht A durch Bewegen des Trägers 18 durch, während die Laserlichtquelle 10 gesteuert wird, um wiederholt das Laserlicht A abzustrahlen. Das Abtasten des Laserlichts A wird auf eine Weise durchgeführt, dass das Laserlicht A beispielsweise eine lineare Abtastortskurve auf dem Träger 18 zeichnet. Durch Durchführen des Abtastens mit dem Laserlicht A, das die lineare Abtastortskurve bildet, mehrere Male auf eine solche Weise, dass die linearen Abtastortskurven oder linearen Abtastpfade des Laserlichts A parallel zueinander verlaufen, wird das Laserlicht A in einem gesamten geplanten Laserbestrahlungsbereich zugeführt. Nach Vollenden der Bestrahlung mit dem Laserlicht A verläuft eine Ebene (die Abtastortskurve, eine Ortskurvenoberfläche), die durch die miteinander verbundenen Fokuspunkte 55 definiert ist, entlang der Schnittstelle 50, die zuvor auf dem Verarbeitungsobjekt 16 gebildet ist.
Sobald die Bestrahlung des Laserlichts A in dem gesamten geplanten Laserbestrahlungsbereich vollendet ist, beendet der Steuerabschnitt 14 das Abstrahlen des Laserlichts A von der Laserlichtquelle 10 und beendet das Abtasten mit dem Laserlicht A, das durch Bewegen des Trägers 18 durchgeführt wird. Das Abtasten mit dem Laserlicht A kann durch den Nutzer durch Bereitstellen einer Anweisung zum Beenden des Abtastens mit dem Laserlicht A über den Eingabeoperationsabschnitt 38 abgeschlossen werden.
Wie vorstehend beschrieben führt die Laserverarbeitungsvorrichtung gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel das ultrakurz gepulste Laserlicht A zu der Schnittstelle 50, die an dem Verarbeitungsobjekt 16 zuvor gebildet ist, oder zu der Umgebung der Schnittstelle 50 zu.
Als Nächstes werden das Schneideverfahren des Verarbeitungsobjekts und das Herstellverfahren des Substrats, wenn das Schneideverfahren verwendet wird, gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel beschrieben. Jede der 3A bis 5C ist eine Ansicht, die einen Prozess des Schneideverfahrens des Verarbeitungsobjekts und des Herstellverfahrens des Substrats gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
Wenn das Schneideverfahren des Verarbeitungsobjekts und das Herstellverfahren des Substrats gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel durchgeführt werden, kann beispielsweise die vorstehend beschriebene Laserverarbeitungsvorrichtung 2 verwendet werden, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Eine Laserverarbeitungsvorrichtung, die das ultrakurz gepulste Laserlicht A zu der zuvor an dem Verarbeitungsobjekt 16 gebildeten Schnittstelle 50 oder zu der Umgebung der Schnittstelle 50 abstrahlen kann, kann angemessen bei dem Schneideverfahren des Verarbeitungsobjekts und dem Herstellverfahren des Substrats gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel verwendet werden.
Zunächst, wie in den 3A und 3B veranschaulicht ist, wird das Verarbeitungsobjekt 16 auf dem Träger 18 platziert. 3A ist eine Draufsicht und 3B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IIIB-IIIB in 3A. Ein Material des Verarbeitungsobjekts 16, das als das zu schneidende Objekt dient, ist nicht auf ein bestimmtes Material beschränkt. Jedoch, damit der Riss 53 durch Bestrahlen des Verarbeitungsobjekts 16 mit dem ultrakurz gepulsten Laserlicht A von oben des Verarbeitungsobjekts 16 auf eine Weise wächst, dass der Riss 53 entlang der an dem Verarbeitungsobjekt 16 vorgebildeten Schnittstelle 50 erzeugt bzw. entwickelt wird, muss das ultrakurz gepulste Laserlicht A durch das Verarbeitungsobjekt 16 verlaufen und die Schnittstelle 50 oder die Umgebung der Schnittstelle 50 erreichen. Daher wird ein transparentes Material bezüglich des ultrakurz gepulsten Laserlichts A als das Material des Verarbeitungsobjekts 16 verwendet. Das Material des Verarbeitungsobjekts 16 umfasst beispielsweise ein Halbleitermaterial. Das Halbleitermaterial umfasst als Beispiele Siliziumcarbid (SiC), Silizium (Si), Galliumnitrid (GaN), Aluminiumnitrid (AlN), Indiumnitrid (InN), Galliumarsenid (GaAs), Indiumphosphid (InP), Galliumphosphid (GaP). Hier wird beispielsweise SiC als das Material des Verarbeitungsobjekts 16 verwendet.
Das Material des Verarbeitungsobjekts 16 ist nicht auf das Halbleitermaterial beschränkt. Ein Material, das bezüglich des ultrakurz gepulsten Laserlichts A transparent ist, kann weitgehend als das Material des Verarbeitungsobjekts 16 verwendet werden. Das Material, das bezüglich des ultrakurz gepulsten Laserlichts A transparent ist, umfasst als Beispiele Glas, Saphir, Diamant, Keramiken, Halbleitermaterial. Daher kann Glas als das Material des Verarbeitungsobjekts 16 verwendet werden. Ein solches Glas umfasst als Beispiele alkalifreies Glas, Blauplattenglas, Weißplattenglas, Borosilikatglas, Quarzglas.
Die zuvor an dem Verarbeitungsobjekt 16 gebildete Schnittstelle 50 ist eine Schnittstelle oder eine Grenzfläche zwischen dem ersten Abschnitt 46 und dem zweiten Abschnitt 48, deren Verunreinigungskonzentrationen sich beispielsweise voneinander unterscheiden. Die Verunreinigungskonzentration des ersten Abschnitts 46 ist eingestellt, um eine relativ hohe Konzentration zu sein. Insbesondere ist die Verunreinigungskonzentration am ersten Abschnitt 46 eingestellt, um beispielsweise ungefähr 1 × 10¹⁷ bis 1 × 10¹⁸ cm^–3 zu betragen. Ein Leitungstyp des ersten Abschnitts 46 ist beispielsweise der n⁺-Typ. Andererseits ist beispielsweise der Leitungstyp des zweiten Abschnitts 48 beispielsweise der i-Typ. Ein Halbleitermaterial des i-Typs, das heißt ein intrinsischer Halbleiter, ist ein Halbleiter, bei dem keine Verunreinigungssubstanz hinzugefügt ist. Die Verunreinigungskonzentration am zweiten Abschnitt 48 beträgt beispielsweise ungefähr 1 × 10¹⁴ cm^–3. Der Leitungstyp der zu dem ersten Abschnitt 46 hinzugefügten Verunreinigungssubstanz ist nicht auf den n-Typ beschränkt und kann beispielsweise ein p-Typ sein.
Es gilt idealerweise, dass die Verunreinigungskonzentration des ersten Abschnitts 46 und die Verunreinigungskonzentration des zweiten Abschnitts 48 sich ausreichend voneinander unterscheiden. Dies liegt daran, dass es nicht immer einfach ist, den Riss 53 entlang der Schnittstelle 50 in einem Fall zu bilden, in dem die Differenz zwischen der Verunreinigungskonzentration des ersten Abschnitts 46 und der Verunreinigungskonzentration des zweiten Abschnitts 48 unzureichend ist. Idealerweise gilt, dass die Verunreinigungskonzentration des ersten Abschnitts 46 beispielsweise fünfmal oder mehr höher ist als die Verunreinigungskonzentration des zweiten Abschnitts 48. Wie vorstehend angemerkt kann in einem Fall, in dem sich die Verunreinigungskonzentrationen voneinander ausreichend unterscheiden, der Riss 53 zuverlässig entlang der Schnittstelle 50 erzeugt werden.
Die Verunreinigungskonzentration des ersten Abschnitts 46 ist nicht auf das Fünffache oder mehr bezüglich der Verunreinigungskonzentration des zweiten Abschnitts 48 beschränkt. In einem Fall, in dem sich die Verunreinigungskonzentration des ersten Abschnitts 46 und die Verunreinigungskonzentration des zweiten Abschnitts 48 um ein gewisses Ausmaß voneinander unterscheiden, kann der Riss 53 entlang der Schnittstelle 50 entstehen. Jedoch gilt hinsichtlich eines zuverlässigen Wachsens des Risses 53 idealerweise, dass die Verunreinigungskonzentration des ersten Abschnitts 46 mindestens fünfmal oder größer als die Verunreinigungskonzentration des zweiten Abschnitts 48 ist.
Die Schnittstelle 50 zwischen dem ersten Abschnitt 46 und dem zweiten Abschnitt 48, deren Verunreinigungskonzentrationen sich voneinander unterscheiden, kann beispielsweise wie vorstehend beschrieben erhalten werden. Beispielsweise gilt in einem Fall, in dem SiC-Ingot in einem Sublimationsverfahren gewachsen wird, dass ein Wachstumsmaterial aufgeheizt und verdampft wird, sodass das SiC auf einem Saatsubstrat gewachsen wird. Dabei kann eine Konzentration einer zu dem Wachstumsmaterial hinzugefügten Verunreinigungssubstanz angemessen eingestellt werden, und daher kann eine Verunreinigungskonzentrationsverteilung des Ingots in einer Richtung, die senkrecht zu einer Hauptfläche des Saatsubstrats verläuft, angemessen eingestellt werden. Durch Wachsen des Ingots wie vorstehend beschrieben wird die Schnittstelle 50 zwischen dem ersten Abschnitt 46 und dem zweiten Abschnitt 48, deren Verunreinigungskonzentrationen sich voneinander unterscheiden, erhalten.
Das Verarbeitungsobjekt 16 kann der wie vorstehend beschrieben erhaltene Ingot sein, oder das Verarbeitungsobjekt 16 kann durch Schneiden des wie vorstehend beschriebenen erhaltenen Ingots in eine gewünschte Form erhalten werden. Zusätzlich ist das Verarbeitungsobjekt 16 nicht auf den Ingot beschränkt, solange das Verarbeitungsobjekt 16 zuvor mit der vorbestimmten Schnittstelle 50 gebildet wird.
In einem Fall, in dem der Ingot umfassend mehrere abwechselnde Schichten der ersten Abschnitte 46 und der zweiten Abschnitte 48 auf dem Träger platziert wird, wird das Verarbeitungsobjekt 16 umfassend die mehreren abwechselnden Schichten der ersten Abschnitte 46 und der zweiten Abschnitte 48 auf dem Träger 18 platziert. Jedoch wird im gegenwärtigen Ausführungsbeispiel auf die Schnittstelle 50 zwischen einem der ersten Abschnitte 46 und einem der zweiten Abschnitte 48 fokussiert, um die Veranschaulichung und die Beschreibung zu vereinfachen.
3B veranschaulicht eine Struktur des Verarbeitungsobjekts 16 in einem Fall, in dem das Verarbeitungsobjekt 16 einem Verarbeitungsobjekt umfassend eine Doppelstruktur entspricht, wo der zweite Abschnitt 48 oberhalb oder über dem ersten Abschnitt 46 existiert.
Die Dicke des ersten Abschnitts 46 und die Dicke des zweiten Abschnitts 48 können angemessen eingestellt sein, sodass das Substrat mit einer gewünschten Dicke erhalten wird. Als Nächstes wird das ultrakurz gepulste Laserlicht A dem geplanten Laserbestrahlungsbereich zugeführt. Die Richtung der Bestrahlung des ultrakurz gepulsten Laserlichts A ist die Richtung, die die ebenengleiche Richtung der Schnittstelle 50 schneidet. Insbesondere ist die Richtung der Bestrahlung des ultrakurz gepulsten Laserlichts A die Normalrichtung der Schnittstelle 50. Andererseits entspricht die Abtastrichtung des ultrakurz gepulsten Laserlichts A einer ebenengleichen Richtung der Schnittstelle 50. Der geplante Laserbestrahlungsbereich (ein Laserbestrahlungsbereich) ist beispielsweise die gesamte Schnittstelle 50 (eine gesamte Fläche) zwischen dem ersten Abschnitt 46 und dem zweiten Abschnitt 48. Während des Abtastens mit dem ultrakurz gepulsten Laserlichts A bezüglich des geplanten Laserbestrahlungsbereichs wird das Abtasten des geplanten Laserbestrahlungsbereichs mit dem ultrakurz gepulsten Laserlicht A, das die lineare Abtastortskurve erzeugt, mehrere Male auf eine solche Weise durchgeführt, dass die linearen Abtastortskurven oder linearen Abtastpfade des ultrakurz gepulsten Laserlichts A parallel zueinander verlaufen, und dem zufolge wird das ultrakurz gepulste Laserlicht A dem gesamten geplanten Laserbestrahlungsbereich zugeführt. Insbesondere, wie in 3A veranschaulicht ist, wird bei einem ersten Abtasten das ultrakurz gepulste Laserlicht A in eine erste Richtung abgetastet oder zugeführt. Bei dem nach dem ersten Abtasten durchgeführten Abtasten wird das ultrakurz gepulste Laserlicht A in einer zweiten Richtung abgetastet, die entgegengesetzt der ersten Richtung verläuft. Ein Abtastpfad des ultrakurz gepulsten Laserlichts A bei einem zweiten Abtasten ist bezüglich des Abtastpfads des ultrakurz gepulsten Laserlichts A, das beim ersten Abtasten durchgeführt wird, versetzt. Bei einem dritten Abtasten, gleichermaßen wie beim ersten Abtasten, wird das ultrakurz gepulste Laserlicht A in der ersten Richtung abgetastet. Ein Abtastpfad des ultrakurz gepulsten Laserlichts A bei dem dritten Abtasten ist bezüglich des Abtastpfads des ultrakurz gepulsten Laserlichts A, das beim zweiten Abtasten durchgeführt wird, versetzt. Anschließend wird das Abtasten auf eine gleiche Weise wiederholt, wobei das Abtasten mit dem ultrakurz gepulsten Laserlicht A über den gesamten gewünschten geplanten Laserbestrahlungsbereich durchgeführt wird. Ein Abtastabstand des ultrakurz gepulsten Laserlichts A beträgt beispielsweise ungefähr 1 µm bis 50 µm. Der Abtastabstand des ultrakurz gepulsten Laserlichts A ist nicht auf ungefähr 1 µm bis 50 µm beschränkt. Der Abtastabstand kann angemessen in Abhängigkeit von einer Größe des in der ebenengleichen Richtung der Schnittstelle 50 bei einem einzelnen Abtastvorgang gewachsenen Risses 53 eingestellt werden. In 3B gibt eine Ortskurve 52 eine Ortskurve von Abschnitten an, bei denen das ultrakurz gepulste Laserlicht A fokussiert ist, das heißt die durch Verbinden der Fokuspunkte 55 des ultrakurz gepulsten Laserlichts A definierte oder gebildete Ebene.
4A ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem die Bestrahlung des ultrakurz gepulsten Laserlichts A bezüglich des gesamten geplanten Laserbestrahlungsbereichs abgeschlossen ist. 4B ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Abschnitt in 4A veranschaulicht, der mit einem Kreis 51 eingeschlossen ist. Wie in 4B veranschaulicht ist, wächst der Riss 53 entlang der Schnittstelle 50. Wie vorstehend beschrieben und in den Zeichnungen veranschaulicht ist, kann durch Zuführen oder Bestrahlen des ultrakurz gepulsten Laserlichts A zu der am Verarbeitungsobjekt 16 vorgebildeten vorbestimmten Schnittstelle 50 oder der Umgebung der Schnittstelle 50 der Riss 53 entlang der Schnittstelle 50 gewachsen oder erzeugt werden.
In einem Fall, in dem das ultrakurz gepulste Laserlicht A zu der am Verarbeitungsobjekt 16, das mit der Schnittstelle 50 gebildet ist, vorgebildeten vorbestimmten Schnittstelle 50 zugeführt wird oder zu der Umgebung der Schnittstelle 50 zugeführt wird, kann der Riss 53 entlang der Schnittstelle 50 gewachsen und gebildet werden (d. h. ein Rissbildungsprozess).
Ein Mechanismus, gemäß dem der Riss 53 an der Schnittstelle 50 wächst, kann beispielsweise wie folgt erwogen werden.
Ein Multiphotonabsorptionskoeffizient des ultrakurz gepulsten Laserlichts A am ersten Abschnitt 46 entsprechend dem Abschnitt, dessen Verunreinigungskonzentration relativ hoch ist, und ein Multiphotonabsorptionskoeffizient des ultrakurz gepulsten Laserlichts A am zweiten Abschnitt 48 entsprechend dem Abschnitt, dessen Verunreinigungskonzentration relativ niedrig ist, unterscheiden sich voneinander. Der Multiphotonabsorptionskoeffizient gibt eine Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer Multiphotonabsorption an. Die 8A und 8B zeigen den Multiphotonabsorptionskoeffizienten des Ausführungsbeispiels. 8A veranschaulicht einen Querschnitt des Verarbeitungsobjekts des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels, und 8B ist ein Graph des Multiphotonabsorptionskoeffizienten. Eine hohe zentrale Achse des in 8B gezeigten Graphen gibt den Multiphotonabsorptionskoeffizienten an, und eine vertikale Achse des in 8B gezeigten Graphen gibt eine Position an. Wie aus 8B ersichtlich wird, ist am ersten Abschnitt 46 entsprechend dem Abschnitt, dessen Verunreinigungskonzentration relativ hoch ist, der Multiphotonabsorptionskoeffizient relativ hoch. Andererseits ist am zweiten Abschnitt 48 entsprechend dem Abschnitt, dessen Verunreinigungskonzentration relativ niedrig ist, der Multiphotonabsorptionskoeffizient relativ niedrig. Eine Dekomposition (eine Multiphotondekompositionsreaktion) tritt leicht am ersten Abschnitt 46 entsprechend dem Abschnitt, dessen Multiphotonabsorptionskoeffizient relativ hoch ist, auf, und die Dekomposition tritt nicht leicht am zweiten Abschnitt 48 entsprechend dem Abschnitt, dessen Multiphotonabsorptionskoeffizient relativ niedrig ist, auf. Daher gilt beispielsweise in einem Fall, in dem die Multiphotondekompositionsreaktion am ersten Abschnitt 46 entsprechend dem Abschnitt, dessen Multiphotonabsorptionskoeffizient relativ hoch ist, auftritt und die Multiphotondekompositionsreaktion am zweiten Abschnitt 48 entsprechend dem Abschnitt, dessen Multiphotonabsorptionskoeffizient relativ niedrig ist, nicht auftritt, dass ein Abschnitt, wo die Dekomposition aufgetreten ist, in der Umgebung der Schnittstelle 50 im ersten Abschnitt 56 vorhanden ist. Ein Kristallzustand des Abschnitts, wo die Dekomposition aufgetreten ist, das heißt der Abschnitt, wo eine Modifikation oder eine Reformierung aufgetreten ist, ist unterschiedlich von einem Kristallzustand eines Abschnitts, wo die Dekomposition nicht aufgetreten ist. Weil die Ebene (die Abtastortskurve, die Abtastoberfläche), die durch Verbinden der Fokuspunkte 55 des ultrakurz gepulsten Laserlichts A gebildet wird, entlang der Schnittstelle 50 verläuft, wird eine reformierte Schicht (eine Dekompositionsschicht) entlang der Schnittstelle 50 erzeugt. An dem Abschnitt, wo die Dekomposition aufgetreten ist, wird nicht nur die Dekompositionsschicht gebildet, sondern es werden ebenso Kavitäten oder Luftspalten erzeugt. Es wird angenommen, dass solche Spalten, das heißt Luftspalten, miteinander verbunden sind und demzufolge der Riss 53 gebildet wird. Die Schnittstelle 50 dient als eine Führung zum Definieren oder Spezifizieren einer Richtung, in der der Riss 53 wächst, und als eine Folge wächst der Riss 53 entlang der Schnittstelle 50. Zusätzlich wird angenommen, dass der Kristallzustand einer ersten Seite der Schnittstelle 50 und der Kristallzustand einer zweiten Seite der Schnittstelle 50, die voneinander unterschiedlich sind, ebenso zu dem Wachstum des Risses 53 entlang der Schnittstelle 50 beitragen.
Zusätzlich kann der Mechanismus, gemäß dem der Riss 53 an der Schnittstelle 50 wächst, beispielsweise wie folgt angenommen werden.
Wenn das ultrakurz gepulste Laserlicht A zugeführt oder bestrahlt wird, wird das ultrakurz gepulste Laserlicht A von der Schnittstelle 50 reflektiert, und ein Teil des ultrakurz gepulsten Laserlichts A kehrt in eine Richtung entgegengesetzt der Bestrahlungsrichtung des Laserlichts A zurück. An der Schnittstelle 50 oder in der Umgebung der Schnittstelle 50 erhöht sich die Intensität des Laserlichts A um ein Ausmaß des ultrakurz gepulsten Laserlichts A, das reflektiert und zurückgeworfen wird. An einem Abschnitt, wo die Intensität des Laserlichts A ansteigt, übersteigt die Intensität des Laserlichts A einen Schwellenwert der Dekomposition des Materials des Verarbeitungsobjekts 16 (ein Verarbeitungsschwellenwert), und daher tritt die Dekomposition des Verarbeitungsobjekts 16 an dem Abschnitt auf, wo die Intensität des Laserlichts A erhöht wird. Die Dekomposition tritt in der Umgebung der Schnittstelle 50 auf, weil das Laserlicht A an der Schnittstelle 50 reflektiert wird. Der Kristallzustand des Abschnitts, wo die Dekomposition aufgetreten ist, unterscheidet sich von dem Kristallzustand des Abschnitts, wo die Dekomposition nicht aufgetreten ist. Weil die durch Verbinden der Fokuspunkte 55 des ultrakurz gepulsten Laserlichts A definierte Oberfläche entlang der Schnittstelle 50 verläuft, wird die Dekompositionsschicht entlang der Schnittstelle 50 gebildet. An dem Abschnitt, wo die Dekomposition aufgetreten ist, wird nicht nur die Dekompositionsschicht gebildet, sondern es wird ebenso die Luftspalte generiert. Es wird angenommen, dass der Riss 53 in einem Fall gebildet wird, wo die Luftspalten miteinander verbunden sind. Die Schnittstelle 50 dient als die Führung zum Definieren oder Spezifizieren der Richtung, in der der Riss 53 wächst, und folglich wächst der Riss 53 entlang der Schnittstelle 50.
Zusätzlich wird ebenso angenommen, dass der Riss 53 durch einen synergetischen Effekt der Differenz der Multiphotonabsorptionskoeffizienten an der Schnittstelle 50 und der Reflexion des ultrakurz gepulsten Laserlichts A an der Schnittstelle 50 erzeugt wird.
Wie vorstehend beschrieben ist der Mechanismus, durch den der Riss 53 wächst, nicht immer klar, jedoch kann gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel der Riss 53 entlang der vorbestimmten Schnittstelle 50, die am Verarbeitungsobjekt 16 vorgebildet ist, erzeugt werden.
In einem Fall, in dem die Schnittstelle nicht zuvor gebildet wird und das Verarbeitungsobjekt einfach mit dem ultrakurz gepulsten Laserlicht A bestrahlt wird, wächst ein angemessener Riss nicht aufgrund des Fehlens eines Objekts, das als die Führung dient, die die Richtung definiert oder spezifiziert, in der der Riss wächst.
Bei einer Phase, bei der der Riss 53 gebildet wird, ist das Verarbeitungsobjekt 16 nicht immer am Riss 53 zuverlässig separiert. In einem Fall, in dem das Verarbeitungsobjekt 16 nicht sicher am Riss 53 separiert ist, wird das Verarbeitungsobjekt 16 beispielsweise auf eine nachstehend beschriebene Weise separiert. Hier wird ein Fall beschrieben, in dem eine externe Kraft in eine Richtung entlang der ebenengleichen Richtung der Schnittstelle 50 zwischen dem ersten Abschnitt 46 und dem zweiten Abschnitt 48 an dem Verarbeitungsobjekt 16 angelegt wird.
4C ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem eine externe Kraft in der Richtung entlang der ebenengleichen Richtung der Schnittstelle 50 an dem Verarbeitungsobjekt 16 angelegt wird. Wie in 4C veranschaulicht ist, ist eine Vorrichtung 56 vorbereitet. Die Vorrichtung 56 umfasst ein Element 56a umfassend einen Vorsprung 57a, der an einer oberen Fläche des Elements 56a gebildet ist, und ein Element 56b umfassend einen Vorsprung 57b, der an einer unteren Fläche des Elements 56b gebildet ist. Beispielsweise kann eine Aluminiumlegierung als ein Material der Elemente 56a und 56b verwendet werden. Beispielsweise ist ein Oberflächenschutzfilm 54a zwischen einer unteren Fläche des Verarbeitungsobjekts 16 und der oberen Fläche des Elements 56a bereitgestellt. Zusätzlich ist ein Oberflächenschutzfilm 54b zwischen einer oberen Fläche des Verarbeitungsobjekts 16 und der unteren Fläche des Elements 56b beispielsweise bereitgestellt. Beispielsweise kann Polyimid als Material der Oberflächenschutzfilme 54a und 54b verwendet werden. Jeder der Oberflächenschutzfilme 54a und 54b wird ebenso als ein Polyimidband bezeichnet. Idealerweise ist eine Höhe des Vorsprungs 57a auf eine solche Weise eingestellt, dass eine obere Fläche des Vorsprungs 57a niedriger positioniert ist als die Schnittstelle 50. Zusätzlich ist idealerweise eine Höhe des Vorsprungs 57b auf eine solche Weise eingestellt, dass eine untere Fläche des Vorsprungs 57b höher als die Schnittstelle 50 positioniert ist. Der Vorsprung 57a des Elements 56a befindet sich in Kontakt mit einer Seite (beispielsweise die rechte Seite auf der Papieroberfläche, auf der 4C gezeichnet ist) des Verarbeitungsobjekts 16, und der Vorsprung 57b des Elements 56b befindet sich in Kontakt mit der anderen Seite (beispielsweise die linke Seite auf der Papieroberfläche, auf der 4C gezeichnet ist) des Verarbeitungsobjekts 16. Die externe Kraft in der Richtung entlang der ebenengleichen Richtung der Schnittstelle 50 wird an das Verarbeitungsobjekt 16 mit Hilfe der Vorrichtung 56 angelegt. Jeder der Pfeile mit den in 4C veranschaulichten durchgezogenen Linien gibt die Richtung der an das Verarbeitungsobjekt 16 angelegten externen Kraft an. Wie in 4C veranschaulicht ist, wird die externe Kraft in der Richtung, in der sich der Vorsprung 57a und der Vorsprung 57b nahe kommen, an das Verarbeitungsobjekt 16 angelegt.
5A ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem das Verarbeitungsobjekt 16 am Riss 53 als eine Folge des Anlegens der externen Kraft in der Richtung entlang der ebenengleichen Richtung der Schnittstelle 50 separiert wird. Daher wird in einem Fall, in dem die externe Kraft in der Richtung entlang der ebenengleichen Richtung der Schnittstelle 50 an das Verarbeitungsobjekt 16 angelegt wird, das Verarbeitungsobjekt 16 an dem Riss 53 separiert. Gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel kann das Verarbeitungsobjekt 16 leicht und präzise an dem Riss separiert werden (d. h. ein Separationsprozess).
5B veranschaulicht einen Zustand, in dem jeder des ersten Abschnitts 46 und des zweiten Abschnitts 48 aus der Vorrichtung 56 herausgenommen ist.
Als Nächstes wird, wie in 5C veranschaulicht ist, ein Abschnitt des ersten Abschnitts 46, dessen Abschnitt sich an der Seite der Schnittstelle 50 befindet, durch Schleifen oder Polieren entfernt. Zusätzlich wird ein Abschnitt des zweiten Abschnitts 48, dessen Abschnitt sich an der Seite der Schnittstelle 50 befindet, durch Schleifen oder Polieren entfernt. Daher werden ein erstes Substrat 46 (d. h. das Substrat) und ein zweites Substrat 48 (d. h. das Substrat) erhalten. Das erste Substrat 46 wird aus dem ersten Abschnitt 46 entsprechend einem Abschnitt einer ersten Seite des Verarbeitungsobjekts 16, das separiert wird, gebildet. Das zweite Substrat 48 wird aus dem zweiten Abschnitt 48 entsprechend einem Abschnitt der zweiten Seite des Verarbeitungsobjekts 16, das separiert wird, gebildet. Die Dicke des erhaltenen ersten Substrats 46 beträgt beispielsweise ungefähr 300 µm. Die Dicke des erhaltenen zweiten Substrats 48 beträgt ebenso beispielsweise ungefähr 300 µm. Die Dicke des ersten Substrats 46 und/oder des zweiten Substrats 48 ist nicht auf ungefähr 300 µm beschränkt. Das erste Substrat 46 und/oder das zweite Substrat 48, die jeweils verschiedene Dicken umfassen, können gebildet werden.
Wie vorstehend beschrieben kann das Substrat bei dem Schneideverfahren des Verarbeitungsobjekts gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel hergestellt werden. Das Schneideverfahren des Verarbeitungsobjekts gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel stellt eine extrem hohe Verarbeitungspräzision und Genauigkeit bereit, und daher können die Substrate 46 und 48, die jeweils extrem kleine Oberflächenunregelmäßigkeiten oder -rauheit aufweisen, erhalten werden. Zusätzlich stellt das Schneideverfahren des Verarbeitungsobjekts gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel die extrem hohe Verarbeitungspräzision und -genauigkeit bereit, und daher kann ein Abschnitt in dem Verarbeitungsobjekt 16, der verschwendet wird, angemessen reduziert werden, was beispielsweise zum Reduzieren der Kosten beiträgt.
Als Nächstes werden Evaluierungsergebnisse des Schneideverfahrens des Verarbeitungsobjekts gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel mit Bezugnahme auf 9 beschrieben. 9 ist eine Ansicht, die eine Fotografie eines optischen Mikroskops eines Querschnitts des Verarbeitungsobjekts zeigt, bei dem der Riss gebildet ist.
Beim Evaluieren des Schneideverfahrens des Verarbeitungsobjekts wird das n⁺-Typ-SiC als der erste Abschnitt 46 verwendet, und das i-Typ-SiC als der zweite Abschnitt 48 verwendet. Wie aus 9 ersichtlich wird, wird der Riss 53 zuverlässig entlang der Schnittstelle 50 zwischen dem ersten Abschnitt 46 und dem zweiten Abschnitt 48 gebildet.
Daher kann gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel der Riss 53 zuverlässig entlang der vorbestimmten Schnittstelle 50 erzeugt bzw. gewachsen werden, die zuvor an dem Verarbeitungsobjekt 16 gebildet ist.
Als Nächstes werden Variationen des Verarbeitungsobjekts gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel mit Bezugnahme auf die 8A, 8B, 10A und 10B beschrieben.
Zunächst wird eine erste Variation des Verarbeitungsobjekts gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel mit Bezugnahme auf die 8A und 8B beschrieben. Bei der ersten Variation des Verarbeitungsobjekts gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wird dem ersten Abschnitt 46 eine hohe Konzentration einer Verunreinigungssubstanz hinzugefügt und dem zweiten Abschnitt 48 wird eine niedrige Konzentration einer Verunreinigungssubstanz hinzugefügt. Ein Leitungstyp des ersten Abschnitts 46 ist beispielsweise der n⁺-Typ. Die Verunreinigungskonzentration am ersten Abschnitt 46 beträgt beispielsweise ungefähr 1 × 10¹⁸ bis 1 × 10²¹ cm^–3. Ein Leitertyp des zweiten Abschnitts 48 ist beispielsweise der n^–-Typ. Die Verunreinigungskonzentration am zweiten Abschnitt 48 beträgt beispielsweise ungefähr 1 × 10¹⁵ bis 1 × 10¹⁷ cm^–3.
Wie in 8B veranschaulicht ist, ist der Multiphotonabsorptionskoeffizient am ersten Abschnitt 46 relativ hoch und der Multiphotonabsorptionskoeffizient am zweiten Abschnitt 48 ist relativ niedrig. Es existiert eine Differenz zwischen den Multiphotonabsorptionskoeffizienten zwischen dem ersten Abschnitt 46 und dem zweiten Abschnitt 48.
Gemäß der ersten Variation des Verarbeitungsobjekts gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel unterscheiden sich die Verunreinigungskonzentration des ersten Abschnitts 46 entsprechend der ersten Seite bezüglich der Schnittstelle 50 und die Verunreinigungskonzentration des zweiten Abschnitts 48 entsprechend der zweiten Seite bezüglich der Schnittstelle 50 voneinander. Daher wird der Riss 53 zuverlässig an der Schnittstelle 50 zwischen dem ersten Abschnitt 46 und dem zweiten Abschnitt 48 gebildet.
Hier wird ein Fall erläutert, in dem der Leitertyp des ersten Abschnitts 46 der n⁺-Typ ist und der Leitertyp des zweiten Abschnitts 48 der n^–-Typ ist, jedoch sind die Leitertypen nicht darauf beschränkt. Der Leitertyp des ersten Abschnitts 46 kann der p⁺-Typ sein und der Leitertyp des zweiten Abschnitts 48 kann der p^–-Typ sein. Alternativ kann der Leitertyp des ersten Abschnitts 46 der n⁺-Typ sein und der Leitertyp des zweiten Abschnitts 48 kann der i-Typ sein. Alternativ kann der Leitertyp des ersten Abschnitts 46 der p⁺-Typ sein und der Leitertyp des zweiten Abschnitts 48 kann der i-Typ sein.
Eine zweite Variation des Verarbeitungsobjekts gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wird mit Bezugnahme auf die 10A und 10B beschrieben. 10A veranschaulicht einen Querschnitt der zweiten Variation des Verarbeitungsobjekts des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels. 10B ist ein Graph des Multiphotonabsorptionskoeffizienten der zweiten Variation des Verarbeitungsobjekts des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels. Eine horizontale Achse des in 10B gezeigten Graphen gibt den Multiphotonabsorptionskoeffizienten an und eine vertikale Achse des in 10B gezeigten Graphen gibt eine Position an.
Gemäß der zweiten Variation des Verarbeitungsobjekts gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wird dem ersten Abschnitt 46 eine niedrige Konzentration einer Verunreinigungssubstanz hinzugefügt und dem zweiten Abschnitt 48 wird eine hohe Konzentration einer Verunreinigungssubstanz hinzugefügt. Ein Leitertyp des ersten Abschnitts 46 ist beispielsweise der n^–-Typ. Die Verunreinigungskonzentration am ersten Abschnitt 46 beträgt beispielsweise ungefähr 1 × 10¹⁵ bis 1 × 10¹⁷ cm^–3. Ein Leitertyp des zweiten Abschnitts 48 ist beispielsweise der n⁺-Typ. Die Verunreinigungskonzentration am zweiten Abschnitt 48 beträgt beispielsweise ungefähr 1 × 10¹⁸ bis 1 × 10²¹ cm^–3.
Wie in 10B veranschaulicht ist, ist der Multiphotonabsorptionskoeffizient am ersten Abschnitt 46, der sich an der ersten Seite bezüglich der Schnittstelle 50 befindet, eingestellt, um relativ niedrig zu sein, und der Multiphotonabsorptionskoeffizient am zweiten Abschnitt 48, der sich an der zweiten Seite bezüglich der Schnittstelle 50 befindet, ist relativ hoch. Es existiert eine Differenz zwischen den Multiphotonabsorptionskoeffizienten zwischen dem ersten Abschnitt 46 und dem zweiten Abschnitt 48.
Gemäß der zweiten Variation des Verarbeitungsobjekts gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel unterscheiden sich die Verunreinigungskonzentration des ersten Abschnitts 46 entsprechend der ersten Seite bezüglich der Schnittstelle 50 und die Verunreinigungskonzentration des zweiten Abschnitts 48 entsprechend der zweiten Seite bezüglich der Schnittstelle 50 voneinander. Daher wird der Riss 53 zuverlässig an der Schnittstelle 50 zwischen dem ersten Abschnitt 46 und dem zweiten Abschnitt 48 gebildet.
Hier wird ein Fall erläutert, in dem der Leitertyp des ersten Abschnitts 46 der n^–-Typ ist und der Leitertyp des zweiten Abschnitts 48 der n⁺-Typ ist, jedoch sind die Leitertypen nicht darauf beschränkt. Der Leitertyp des ersten Abschnitts 46 kann der p^–-Typ sein und der Leitertyp des zweiten Abschnitts 48 kann der p⁺-Typ sein. Alternativ kann der Leitertyp des ersten Abschnitts 46 der i-Typ sein und der Leitertyp des zweiten Abschnitts 48 kann der n⁺-Typ sein. Alternativ kann der Leitertyp des ersten Abschnitts 46 der i-Typ sein und der Leitertyp des zweiten Abschnitts 48 kann der p⁺-Typ sein.
Wie vorstehend beschrieben wird gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel das ultrakurz gepulste Laserlicht A auf eine solche Weise zugeführt, dass der Fokuspunkt 55 des ultrakurz gepulsten Laserlichts A an der Schnittstelle 50 zwischen dem ersten Abschnitt des Verarbeitungsobjekts 16 und dem zweiten Abschnitt des Verarbeitungsobjekts 16 positioniert ist, oder auf eine solche Weise, dass der Fokuspunkt 55 in der Umgebung der Schnittstelle 50 positioniert ist. Die Verunreinigungskonzentration des ersten Abschnitts und die Verunreinigungskonzentration des zweiten Abschnitts unterscheiden sich voneinander. Alternativ können sich das Material des ersten Abschnitts und das Material des zweiten Abschnitts voneinander unterscheiden. Daher kann gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel das Verarbeitungsobjekt 16 an dem entlang der Schnittstelle 50 gebildeten Riss 53 genau geschnitten werden. Zusätzlich kann gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel das Verarbeitungsobjekt 16 schnell auch in einem Fall geschnitten werden, in dem das Verarbeitungsobjekt hart ist. Daher stellt das gegenwärtige Ausführungsbeispiel das Schneideverfahren des Verarbeitungsobjekts, bei dem das Verarbeitungsobjekt an dem gewünschten Abschnitt schnell und präzise geschnitten werden kann, sowie das Herstellverfahren beispielsweise des Substrats bereit, bei dem das Schneideverfahren verwendet wird.
Gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist die Verarbeitungsgenauigkeit extrem hoch, und daher wird der Artikel, beispielsweise die Substrate 46 und 48, mit den extrem kleinen Unregelmäßigkeiten erhalten. Zusätzlich ist die Dicke des Abschnitts in dem Verarbeitungsobjekt 16, der verschwendet wird, extrem dünn, was beispielsweise zur Reduktion der Kosten beiträgt.
Ein Schneideverfahren eines Verarbeitungsobjekts und ein Herstellverfahren eines Substrats gemäß einem hier offenbarten zweiten Ausführungsbeispiel werden mit Bezugnahme auf die 11A, 11B, 12A und 12B beschrieben. Jede der 11A, 11B, 12A und 12B ist eine Ansicht, die einen Prozess des Schneideverfahrens des Verarbeitungsobjekts und des Herstellverfahrens des Substrats gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel veranschaulicht. In den 11A, 11B, 12A und 12B bezeichnen gleiche Bezugszeichen die gleichen oder entsprechende Komponenten des in den 1 bis 10 veranschaulichten ersten Ausführungsbeispiels, und eine Beschreibung von diesen wird weggelassen oder vereinfacht.
Gemäß dem Schneideverfahren des Verarbeitungsobjekts und dem Herstellverfahren des Substrats gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel umfasst jeder der ersten Abschnitte 58a, 58b, 58c, 58d und 58e eine erste Verunreinigungskonzentration und jeder der zweiten Abschnitte 60a, 60b, 60c und 60d umfasst eine zweite Verunreinigungskonzentration, die sich von der ersten Verunreinigungskonzentration unterscheidet. Die ersten Abschnitte 58a, 58b, 58c, 58d und 58e sind über die zweiten Abschnitte 60a, 60b, 60c und 60d einer über dem anderen geschichtet. Das heißt, dass die ersten Abschnitte 58a, 58b, 58c, 58d und 58e auf eine Weise einer über dem anderen geschichtet sind, dass die zweiten Abschnitte 60a, 60b, 60c und 60d zwischen den jeweiligen ersten Abschnitten 58a, 58b, 58c, 58d und 58e zwischengeschoben sind.
Zunächst, wie in 11A veranschaulicht ist, wird das Verarbeitungsobjekt 16 auf dem Träger 18 platziert. Auf eine gleiche Weise wie bei dem Schneideverfahren des Verarbeitungsobjekts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist das Material des Verarbeitungsobjekts 16 nicht auf ein bestimmtes Material beschränkt. Hier wird beispielsweise SiC als das Material des Verarbeitungsobjekts 16 verwendet.
Schnittstellen 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f, 62g und 62h sind zuvor an dem Verarbeitungsobjekt 16 ausgebildet. Die Schnittstellen 62a bis 62h sind ausgebildet, um voneinander in einer Normalrichtung davon beabstandet zu sein. Die Schnittstellen 62a bis 62h sind Schnittstellen oder Grenzflächen zwischen den ersten Abschnitten 58a bis 58e und den entsprechenden zweiten Abschnitten 60a bis 60d. Beispielsweise unterscheiden sich eine Verunreinigungskonzentration der ersten Abschnitte 58a bis 58e und eine Verunreinigungskonzentration der zweiten Abschnitte 60a bis 60d voneinander. Die Verunreinigungskonzentration der ersten Abschnitte 58a bis 58e ist eingestellt, um eine relativ niedrige Konstellation zu betragen. Insbesondere ist beispielsweise ein Leitertyp der ersten Abschnitte 58a bis 58e der i-Typ. Die Verunreinigungskonzentration an den ersten Abschnitten 58a bis 58e beträgt beispielsweise ungefähr 1 × 10¹⁴ cm^–3. Andererseits ist beispielsweise ein Leitertyp der zweiten Abschnitte 60a bis 60d der n⁺-Typ. Die Verunreinigungskonzentration an den zweiten Abschnitten 60a bis 60d beträgt beispielsweise ungefähr 1 × 10¹⁸ bis 10²¹ cm^–3. Der Leitertyp der zu den zweiten Abschnitten 60a bis 60d hinzugefügten Verunreinigungssubstanz ist nicht auf den n-Typ beschränkt und kann beispielsweise der p-Typ sein. Wie vorstehend im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, gilt idealerweise, dass sich die Verunreinigungskonzentration der ersten Abschnitte 58a bis 58e und die Verunreinigungskonzentration der zweiten Abschnitte 60a bis 60d ausreichend voneinander unterscheiden.
Die Schnittstellen 62a bis 62h zwischen den ersten Abschnitten 58a bis 58e und den zweiten Abschnitten 60a bis 60d (die Verunreinigungskonzentration der ersten Abschnitte 58a bis 58e und die Verunreinigungskonzentration der zweiten Abschnitte 60a bis 60d unterscheiden sich voneinander) können beispielsweise wie nachstehend beschrieben erhalten werden. Wie vorstehend im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde gilt in einem Fall, in dem der SiC-Ingot gemäß dem Sublimationsverfahren gewachsen wurde, dass das Wachstumsmaterial aufgeheizt und verdampft wird, sodass das SiC auf dem Saatsubstrat gewachsen wird. Dabei kann die Konzentration der zu dem Wachstumsmaterial hinzugefügten Verunreinigungssubstanz angemessen eingestellt sein, und demzufolge kann die Verunreinigungskonzentrationsverteilung des Ingots in der Richtung, die senkrecht zu der Hauptoberfläche des Saatsubstrats verläuft, angemessen eingestellt werden. Durch Wachsen des Ingots wie vorstehend beschrieben werden die Schnittstellen 62a bis 62h zwischen den ersten Abschnitten 58a bis 58e und den zweiten Abschnitten 60a bis 60d, deren Verunreinigungskonzentrationen sich voreinander unterscheiden, erhalten.
Wie vorstehend in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde kann das Verarbeitungsobjekt 16 der wie vorstehend beschrieben erhaltene Ingot sein, oder das Verarbeitungsobjekt 16 kann durch vorhergehendes Schneiden des wie vorstehend beschrieben erhaltenen Ingots in eine gewünschte Form erhalten werden. Zusätzlich ist das Verarbeitungsobjekt 16 nicht auf den Ingot beschränkt, solange das Verarbeitungsobjekt 16 mit den vorbestimmten Schnittstellen 62a bis 62h zuvor ausgebildet wird.
Beispielsweise gilt in einem Fall, in dem die Dicke der ersten Abschnitte 58a bis 58e und/oder der zweiten Abschnitte 60a bis 60d auf ungefähr mehrere hundert µm bis mehrere zehn µm eingestellt ist, dass der Ingot die mehreren ersten Abschnitte 58a bis 58e in einem Zustand umfasst, in dem die ersten Abschnitte 58a bis 58e über die zweiten Abschnitte 60a bis 60d einer über dem anderen geschichtet sind. Hier sind jedoch fünf der ersten Abschnitte 58a bis 58e und vier der zweiten Abschnitte 60a bis 60d in den Zeichnungen veranschaulicht, um die Beschreibung zu vereinfachen.
11A veranschaulicht eine Struktur des Verarbeitungsobjekts 16 in einem Fall, in dem das Verarbeitungsobjekt 16 durch die fünf ersten Abschnitte 58a bis 58e und die vier zweiten Abschnitten 60a bis 60d gebildet ist.
Die Dicke der ersten Abschnitte 58a bis 58e kann angemessen eingestellt sein, sodass ein gewünschtes Substrat erhalten wird. Idealerweise sind die zweiten Abschnitte 60a bis 60d bezüglich der ersten Abschnitte 58a bis 58e ausreichend dünn, weil die zweiten Abschnitte 60a bis 60d in einem späteren Prozess bzw. einem nachrangigen Prozess entfernt werden.
Als Nächstes wird das ultrakurz gepulste Laserlicht A zu einem ersten geplanten Laserbestrahlungsbereich zugeführt oder bestrahlt (siehe 12B). Beispielsweise ist der erste geplante Laserbestrahlungsbereich die gesamte Schnittstelle 62a (eine gesamte Fläche) zwischen dem ersten Abschnitt 58a der ersten Schicht und dem zweiten Abschnitt 60a der ersten Schicht, oder die gesamte Umgebung (eine gesamte Fläche) der Schnittstelle 62a. Das heißt, dass im gegenwärtigen Ausführungsbeispiel die Bestrahlung mit dem ultrakurz gepulsten Laserlicht A sequentiell von einer Seite der unteren Schicht durchgeführt wird. Ein Grund zum Durchführen der Bestrahlung des ultrakurz gepulsten Laserlichts A von der Seite der unteren Schicht ist Folgender. In einem Fall, in dem das ultrakurz gepulste Laserlicht A zu einer Schicht zugeführt wird, wird die reformierte Schicht an der Schicht gebildet, und daher ist es für das ultrakurz gepulste Laserlicht A schwierig, die untere Seite bezüglich der Schicht zu erreichen. Demzufolge wird in einem Fall, in dem die Bestrahlung mit dem ultrakurz gepulsten Laserlicht A sequentiell von einer Seite der unteren Schicht durchgeführt wird, das ultrakurz gepulste Laserlicht A durch die an der Seite der oberen Schicht gebildeten reformierten Schicht blockiert, und daher kann das ultrakurz gepulste Laserlicht A nicht zu der Seite der unteren Schicht zugeführt werden. Folglich wird die Bestrahlung mit dem ultrakurz gepulsten Laserlicht A sequentiell von der Seite der unteren Schicht durchgeführt. Die Richtung der Bestrahlung des ultrakurz gepulsten Laserlichts A ist die Richtung, die eine ebenengleiche Richtung der Schnittstelle 62a schneidet. Insbesondere ist die Richtung der Bestrahlung des ultrakurz gepulsten Laserlichts A eine Normalrichtung der Schnittstelle 62a. Andererseits ist die Abtastrichtung des ultrakurz gepulsten Laserlichts A die ebenengleiche Richtung der Schnittstelle 62a. Das Abtasten mit dem ultrakurz gepulsten Laserlichts A wird auf eine gleiche Weise durchgeführt wie das Abtasten mit dem ultrakurz gepulsten Laserlicht A, das mit Bezugnahme auf 3B im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, und daher wird die Beschreibung davon hier weggelassen. Daher kann durch Zuführen oder Bestrahlen des ultrakurz gepulsten Laserlichts A zu der vorbestimmten Schnittstelle 62a, die an dem Verarbeitungsobjekt 16 vorgebildet ist, oder zu der Umgebung der Schnittstelle 62a, der Riss 53 entlang der Schnittstelle 62a gewachsen oder erzeugt werden, um der Schnittstelle 62a zu folgen.
Hier wird ein Fall beschrieben, wo das ultrakurz gepulste Laserlicht A zu der Schnittstelle 62a zwischen dem ersten Abschnitt 58a der ersten Schicht und dem zweiten Abschnitt 60a der ersten Schicht zugeführt wird, jedoch ist die Bestrahlung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann das ultrakurz gepulste Laserlicht A zu der Schnittstelle 62b zwischen dem zweiten Abschnitt 60a der ersten Schicht und dem ersten Abschnitt 58b einer zweiten Schicht zugeführt werden. In einem Fall, in dem das ultrakurz gepulste Laserlicht A zu der Schnittstelle 62b zwischen dem zweiten Abschnitt 60a der ersten Schicht und dem ersten Abschnitt 58b der zweiten Schicht zugeführt wird, oder zu der Umgebung der Schnittstelle 62b, kann der Riss 53 entlang der Schnittstelle 62b gewachsen werden, um der Schnittstelle 62b zu folgen.
Die durch Verbinden der Fokuspunkte 55 des ultrakurz gepulsten Laserlichts A gebildete oder definierte Ebene (das heißt die Abtastortskurve, die Ortskurvenfläche) wird entlang der Schnittstelle 62a gebildet und die reformierte Schicht wird entlang der Schnittstelle 62a gebildet. Zusätzlich wird an der Schnittstelle 62a oder in der Umgebung der Schnittstelle 62a der Riss 53 (siehe 4B) entlang der Schnittstelle 62a gebildet. In 11B gibt eine Ortskurve 64a die Ortskurve von Abschnitten an, bei denen das ultrakurz gepulste Laserlicht A fokussiert ist, das heißt die durch Verbinden der Fokuspunkte 55 des ultrakurz gepulsten Laserlichts A definierte oder gebildete Ebene.
Als Nächstes wird das ultrakurz gepulste Laserlicht A zu einem zweiten geplanten Laserbestrahlungsbereich zugeführt oder bestrahlt. Beispielsweise ist der zweite geplante Laserbestrahlungsbereich die gesamte Schnittstelle 62c (eine gesamte Fläche) zwischen dem ersten Abschnitt 58b der zweiten Schicht und dem zweiten Abschnitt 60b der zweiten Schicht, oder die gesamte Umgebung (eine gesamte Fläche) der Schnittstelle 62c. Daher kann durch Zuführen oder Bestrahlen des ultrakurz gepulsten Laserlichts A zu der vorbestimmten Schnittstelle 62c, die an dem Verarbeitungsobjekt 16 vorgebildet ist, oder zu der Umgebung der Schnittstelle 62c, der Riss entlang der Schnittstelle 62c gewachsen oder erzeugt werden, um der Schnittstelle 62c zu folgen.
Hier wird ein Fall beschrieben, in dem das ultrakurz gepulste Laserlicht A zu der Schnittstelle 62c zwischen dem ersten Abschnitt 58b der zweiten Schicht und dem zweiten Abschnitt 60b der zweiten Schicht zugeführt oder bestrahlt wird, jedoch ist die Bestrahlung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann das ultrakurz gepulste Laserlicht A zu der Schnittstelle 62d zwischen dem zweiten Abschnitt 60b der zweiten Schicht und dem ersten Abschnitt 58c einer dritten Schicht zugeführt werden. In einem Fall, in dem das ultrakurz gepulste Laserlicht zu der Schnittstelle 62d zwischen dem zweiten Abschnitt 60b der zweiten Schicht und dem ersten Abschnitt 58c der dritten Schicht zugeführt wird, oder zu der Umgebung der Schnittstelle 62d, kann der Riss 53 entlang der Schnittstelle 62d gewachsen werden, um der Schnittstelle 62d zu folgen.
Die durch Verbinden der Fokuspunkte 55 des ultrakurz gepulsten Laserlichts A (das heißt die Abtastortskurve, die Ortskurvenfläche) definierte oder gebildete Ebene verläuft entlang der Schnittstelle 62c, und die reformierte Schicht wird entlang der Schnittstelle 62c gebildet. Zusätzlich wird an der Schnittstelle 62c oder in der Umgebung der Schnittstelle 62c der Riss 53 (siehe 4B) entlang der Schnittstelle 62c gebildet. In 11B gibt eine Ortskurve 64b die Ortskurve von Abschnitten an, an denen das ultrakurz gepulste Laserlicht A fokussiert ist, das heißt die durch Verbinden der Fokuspunkte 55 des ultrakurz gepulsten Laserlichts A definierte oder gebildete Ebene.
Daher wird die Bestrahlung mit dem ultrakurz gepulsten Laserlicht A weiterhin auf eine gleiche Weise wie die vorstehend beschriebene Weise durchgeführt. In einem Fall, in dem der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt noch weiterhin abwechselnd übereinander geschichtet sind, kann das ultrakurz gepulste Laserlicht A weiterhin auf eine gleiche Weise wie die vorstehend beschriebene Weise zugeführt werden. In 11B gibt jede der Ortskurven 64c und eine Ortskurve 64d die Ortskurve von Abschnitten an, an denen das ultrakurz gepulste Laserlicht A fokussiert ist, das heißt die durch Verbinden der Fokuspunkte 55 des ultrakurz gepulsten Laserlichts A gebildete Fläche.
Die zweiten Abschnitte 60a bis 60d werden in dem späteren Prozess entfernt und die ersten Abschnitte 58a bis 58e werden als die Substrate verwendet. Hinsichtlich des Reduzierens des Abfalls von Material gilt idealerweise, dass die reformierten Schichten und/oder die Risse innerhalb der zweiten Abschnitte 60a bis 60d gebildet sind. Es besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass die reformierten Schichten und/oder die Risse innerhalb der zweiten Abschnitte 60a bis 60d gebildet werden, weil der Multiphotonabsorptionskoeffizient in den zweiten Abschnitten 60a bis 60d relativ hoch ist und die Reflexion des ultrakurz gepulsten Laserlichts A an den Schnittstellen 62a, 62c, 62e und 62g auftritt.
Wie in dem vorstehenden ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, gilt in der Phase, in der der Riss 53 gebildet wird, dass das Verarbeitungsobjekt 16 nicht immer zuverlässig an dem Riss 53 separiert wird. In einem Fall, in dem das Verarbeitungsobjekt 16 nicht sicher an dem Riss 53 separiert wird, wird das Verarbeitungsobjekt 16 beispielsweise auf eine Weise gleich dem ersten Ausführungsbeispiel separiert. Die Vorrichtung 56 kann angemessen modifiziert werden, um zu dem Verarbeitungsobjekt 16 des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels zu passen oder für dieses angepasst zu sein.
12A ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem das Verarbeitungsobjekt 16 an den Rissen 53 separiert wird.
Als Nächstes wird eine Bodenfläche und/oder eine obere Fläche von jedem der ersten Abschnitte 58a bis 58e geschliffen oder poliert. Demzufolge, wie in 12B veranschaulicht ist, werden ein erstes Substrat 58a, das aus dem ersten Abschnitt 58a der ersten Schicht gebildet ist, ein zweites Substrat 58b, das aus dem ersten Abschnitt 58b der zweiten Schicht gebildet ist, und ein drittes Substrat 58c, das aus dem ersten Abschnitt 58c der dritten Schicht gebildet wird, erhalten. Zusätzlich werden ein viertes Substrat 58d, das aus dem ersten Abschnitt 58d einer vierten Schicht gebildet ist, und ein fünftes Substrat 58e, das aus dem ersten Abschnitt 58e gebildet ist, erhalten. In einem Fall, in dem das Verarbeitungsobjekt n-Teile der ersten Abschnitte umfasst (n ist eine positive Ganzzahl), werden n-Teile von Substraten erhalten. Jedes des ersten Substrats 58a bis zum fünften Substrat 58e dient als das Substrat.
Wie vorstehend beschrieben wird das Substrat durch Verwenden des Schneideverfahrens des Verarbeitungsobjekts gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel hergestellt.
Als Nächstes werden Variationen des Verarbeitungsobjekts gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel mit Bezugnahme auf die 13A, 13B, 14A und 14B beschrieben.
Jede der 13A und 13B ist eine Ansicht, die eine erste Variation des Verarbeitungsobjekts gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel veranschaulicht. 13A veranschaulicht einen Querschnitt des Verarbeitungsobjekts und 13B ist ein Graph des Multiphotonabsorptionskoeffizienten des Verarbeitungsobjekts. Eine hohe zentrale Achse des in 13B gezeigten Graphen gibt den Multiphotonabsorptionskoeffizienten an und eine vertikale Achse des in 13B gezeigten Graphen gibt eine Position an.
Gemäß der ersten Variation des Verarbeitungsobjekts gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wird den ersten Abschnitten 58a bis 58e eine Verunreinigungssubstanz mit einer niedrigen Konzentration beigefügt, und den zweiten Abschnitten 60a bis 60d wird eine Verunreinigungssubstanz mit einer hohen Konzentration hinzugefügt. Ein Leitertyp der ersten Abschnitte 58a bis 58e ist beispielsweise der n^–-Typ. Die Verunreinigungskonzentration an den ersten Abschnitten 58a bis 58e beträgt beispielsweise ungefähr 1 × 10¹⁵ bis 1 × 10¹⁷ cm^–3. Ein Leitertyp der zweiten Abschnitte 60a bis 60d ist beispielsweise der n⁺-Typ. Die Verunreinigungskonzentration an den zweiten Abschnitten 60a bis 60d beträgt beispielsweise ungefähr 1 × 10¹⁸ bis 1 × 10²¹ cm^–3.
Wie in 13B veranschaulicht ist, ist der Multiphotonabsorptionskoeffizient an den ersten Abschnitten 58a bis 58e relativ niedrig und der Multiphotonabsorptionskoeffizient an den zweiten Abschnitten 60a bis 60d ist relativ hoch. Es existiert eine Differenz der Multiphotonabsorptionskoeffizienten zwischen den ersten Abschnitten 58a bis 58e und den zweiten Abschnitten 60a bis 60d.
Gemäß der ersten Variation des Verarbeitungsobjekts des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels ist der Multiphotonabsorptionskoeffizient an den ersten Abschnitten 58a bis 58e eingestellt, um relativ niedrig zu sein, und der Multiphotonabsorptionskoeffizient an den zweiten Abschnitten 60a bis 60d ist eingestellt, um relativ hoch zu sein. Daher können durch Zuführen des ultrakurz gepulsten Laserlichts A zu den Schnittstellen 62a bis 62h zwischen den ersten Abschnitten 58a bis 58e und den zweiten Abschnitten 60a bis 60d, oder den Umgebungen der Schnittstellen 62a bis 62h, die Risse 53 zuverlässig entlang der Schnittstellen 62a bis 62h gebildet werden, um den Schnittstellen 62a bis 62h zu folgen.
Hier wird ein Fall beschrieben, in dem der Leitertyp der ersten Abschnitte 58a bis 58e der n^–-Typ ist, und der Leitertyp der zweiten Abschnitte 60a bis 60d der n⁺-Typ ist, jedoch sind die Leitertypen nicht darauf beschränkt. Der Leitertyp der ersten Abschnitte 58a bis 58e kann der p^–-Typ sein und der Leitertyp der zweiten Abschnitte 60a bis 60d kann der p⁺-Typ sein. Alternativ kann der Leitertyp der ersten Abschnitte 58a bis 58e der i-Typ sein und der Leitertyp der zweiten Abschnitte 60a bis 60d kann der n⁺-Typ sein. Alternativ kann der Leitertyp der ersten Abschnitte 58a bis 58e der i-Typ sein und der Leitertyp der zweiten Abschnitte 60a bis 60d kann der p⁺-Typ sein.
Jede der 14A und 14B ist eine Ansicht, die eine zweite Variation des Verarbeitungsobjekts gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht. 14A veranschaulicht einen Querschnitt des Verarbeitungsobjekts und 14B ist ein Graph des Multiphotonabsorptionskoeffizienten des Verarbeitungsobjekts. Eine horizontale Achse des in 14B gezeigten Graphen gibt den Multiphotonabsorptionskoeffizienten an und eine vertikale Achse des in 14B gezeigten Graphen gibt eine Position an.
Gemäß der zweiten Variation des Verarbeitungsobjekts gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wird den ersten Abschnitten 58a bis 58e eine Verunreinigungssubstanz mit einer hohen Konzentration hinzugefügt, und den zweiten Abschnitten 60a bis 60d wird eine Verunreinigungssubstanz mit einer niedrigen Konzentration hinzugefügt. Ein Leitertyp der ersten Abschnitte 58a bis 58e ist beispielsweise der n⁺-Typ. Die Verunreinigungskonzentration an den ersten Abschnitten 58a bis 58e beträgt beispielsweise ungefähr 1 × 10¹⁸ bis 1 × 10²¹ cm^–3. Ein Leitertyp der zweiten Abschnitte 60a bis 60d ist beispielsweise der n^–-Typ. Die Verunreinigungskonzentration an den zweiten Abschnitten 60a bis 60d beträgt beispielsweise ungefähr 1 × 10¹⁵ bis 1 × 10¹⁷ cm^–3.
Wie in 14B veranschaulicht ist, ist der Multiphotonabsorptionskoeffizient an den ersten Abschnitten 58a bis 58e relativ hoch und der Multiphotonabsorptionskoeffizient an den zweiten Abschnitten 60a bis 60d ist relativ niedrig. Es existiert eine Differenz der Multiphotonabsorptionskoeffizienten zwischen den ersten Abschnitten 58a bis 58e und den zweiten Abschnitten 60a bis 60d.
Gemäß der zweiten Variation des Verarbeitungsobjekts des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels ist der Multiphotonabsorptionskoeffizient an den ersten Abschnitten 58a bis 58e eingestellt, um relativ hoch zu sein, und der Multiphotonabsorptionskoeffizient an den zweiten Abschnitten 60a bis 60d ist eingestellt, um relativ niedrig zu sein. Daher können durch Zuführen des ultrakurz gepulsten Laserlichts A zu den Schnittstellen 62a bis 62h zwischen den ersten Abschnitten 58a bis 58e und den entsprechenden zweiten Abschnitten 60a bis 60d, oder zu den Umgebungen der Schnittstellen 62a bis 62h, Risse 53 zuverlässig entlang der Schnittstellen 62a bis 62h erzeugt werden, um so den Schnittstellen 62a bis 62h zu folgen.
Hier wird ein Fall beschrieben, in dem der Leitertyp der ersten Abschnitte 58a bis 58e der n⁺-Typ is, und der Leitertyp der zweiten Abschnitte 60a bis 60d der n^–-Typ ist, jedoch sind die Leitertypen nicht darauf beschränkt. Der Leitertyp der ersten Abschnitte 58a bis 58e kann der p⁺-Typ sein und der Leitertyp der zweiten Abschnitte 60a bis 60d kann der p^–-Typ sein. Alternativ kann der Leitertyp der ersten Abschnitte 58a bis 58e der n⁺-Typ sein und der Leitertyp der zweiten Abschnitte 60a bis 60d kann der i-Typ sein. Alternativ kann der Leitertyp der ersten Abschnitte 58a bis 58e der p⁺-Typ sein und der Leitertyp der zweiten Abschnitte 60a bis 60d kann der i-Typ sein.
Wie vorstehend beschrieben kann das Verarbeitungsobjekt 16, das die ersten Abschnitte 58a, 58b, 58c, 58d, 58e und die zweiten Abschnitte 60a, 60b, 60c, 60d umfasst, die auf eine solche Weise einer über dem anderen geschichtet sind, dass sich der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt abwechseln, geschnitten werden. Die ersten Abschnitte 58a, 58b, 58c, 58d und 58e umfassen die erste Verunreinigungskonzentration und die zweiten Abschnitte 60a, 60b, 60c und 60d umfassen die zweite Verunreinigungskonzentration. Ebenso sind gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel die vorbestimmten Schnittstellen 62a bis 62h am Verarbeitungsobjekt 16 vorgebildet, und das ultrakurz gepulste Laserlicht A wird auf eine solche Weise zugeführt, dass der Fokuspunkt 55 des ultrakurz gepulsten Laserlichts A an den Schnittstellen 62a bis 62h oder den Umgebungen der Schnittstellen 62a bis 62h positioniert ist. Daher kann gemäß auch dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel das Verarbeitungsobjekt 16 an den mit der hohen Präzision entlang der Schnittstellen 62a bis 62h gebildeten Rissen 53 geschnitten werden. Zusätzlich, gemäß ebenso dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel, kann das Verarbeitungsobjekt 16 schnell geschnitten werden. Daher stellt auch das gegenwärtige Ausführungsbeispiel das Schneideverfahren des Verarbeitungsobjekts, bei dem das Verarbeitungsobjekt an der gewünschten Position schnell und präzise geschnitten werden kann, sowie das Herstellverfahren von beispielsweise dem Substrat bereit, an dem das Schneideverfahren verwendet wird.
Ein Schneideverfahren eines Verarbeitungsobjekts und ein Herstellverfahren eines Substrats gemäß einem hier offenbarten dritten Ausführungsbeispiel werden mit Bezugnahme auf die 15A, 15B, 16A, 16B und 16C beschrieben. Jede der 15A, 15B, 16A, 16B und 16C ist eine Ansicht, die einen Prozess des Schneideverfahrens des Verarbeitungsobjekts und des Herstellverfahrens einer Halbleitervorrichtung gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel veranschaulicht. In den 15A bis 16C bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Komponenten des in den 1 bis 14B veranschaulichten ersten oder zweiten Ausführungsbeispiels, und eine Beschreibung von diesen kann weggelassen oder vereinfacht werden.
Das Schneideverfahren des Verarbeitungsobjekts und das Herstellverfahren des Substrats gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel dienen zum Durchführen des Schneidens an der Schnittstelle 78 zwischen dem Abschnitt 70 und dem Abschnitt 72, deren Materialien sich voneinander unterscheiden.
Wie in 15A veranschaulicht ist, wird das Verarbeitungsobjekt 16 auf dem Träger 18 platziert. Das Verarbeitungsobjekt 16, das als Objekt des Schneidens dient, ist nicht beschränkt. Hier ist das Verarbeitungsobjekt 16 ein Substrat 70 (d. h. das Substrat), das mit einem auf dem Substrat 70 gebildeten laminierten Film 76 ausgestattet ist. Das Material des Substrats 70 ist beispielsweise SiC. Das Material des laminierten Films 76 ist beispielsweise ein Galliumnitrid-(GaN-)basiertes Material. Der laminierte Film 76 dient beispielsweise zum Bilden eines lichtemittierenden Dioden-(LED-)Elements. Beispielsweise ist der laminierte Film 76 ein laminierter Film umfassend eine GaN-Schicht 72 des n-Typs und eine GaN-Schicht 74 des p-Typs, die aufeinander laminiert oder geschichtet sind. Der auf dem Substrat 70 gebildete laminierte Film 76 wird an der Schnittstelle 78 von dem Substrat 70 in einem späteren Prozess entfernt, und wird anschließend auf ein anderes Substrat 71 versetzt, was nachstehend beschrieben wird. Die GaN-Schicht 72 des n-Typs und die GaN-Schicht 74 des p-Typs können beispielsweise durch ein chemisches Metalldampfphasenabscheidungsverfahren (MOCVD), ein Sputterverfahren, ein Atomschichtablagerungs-(ALD-)Verfahren, ein Molekularstrahlepitaxie-(MBE-)Verfahren als Beispiele gebildet werden. Das Substrat 70 des Verarbeitungsobjekts 16 kann ein Wafer sein, oder das Substrat 70 kann durch Schneiden des Wafers vorab in eine vorbestimmte Größe erhalten werden.
Als Nächstes, wie in 15B veranschaulicht ist, wird das ultrakurz gepulste Laserlicht A zu dem geplanten Laserbestrahlungsbereich zugeführt oder bestrahlt. Der geplante Laserbestrahlungsbereich ist beispielsweise die Schnittstelle 78 zwischen dem Substrat 70 und dem Film 76, oder die Umgebung der Schnittstelle 78. Die Lichtachse des ultrakurz gepulsten Laserlichts A ist die Richtung, die die ebenengleiche Richtung der Schnittstelle 78 schneidet. Insbesondere ist die Richtung der Bestrahlung des ultrakurz gepulsten Laserlichts A eine Normalrichtung der Schnittstelle 78. Andererseits ist die Abtastrichtung des ultrakurz gepulsten Laserlichts A die ebenengleiche Richtung der Schnittstelle 78. Das Abtasten mit dem ultrakurz gepulsten Laserlicht A wird auf eine gleiche Weise wie die Weise des Abtastens mit dem ultrakurz gepulsten Laserlicht A, das im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, durchgeführt, und daher wird die Beschreibung davon hier weggelassen. Wie vorstehend beschrieben unterscheiden sich das Material des Substrats 70 und das Material des Films 76 voneinander. Daher, wenn das ultrakurz gepulste Laserlicht A zu der am Verarbeitungsobjekt 16 vorgebildeten vorbestimmten Schnittstelle 78, oder die Umgebung der Schnittstelle 78, zugeführt, d. h. bestrahlt wird, kann der Riss 53 (siehe 4B) entlang der Schnittstelle 78 gewachsen oder erzeugt werden, um der Schnittstelle 78 zu folgen. In den 15B und 16A gibt eine Ortskurve 80 die Ortskurve von Abschnitten an, an denen das ultrakurz gepulste Laserlicht A fokussiert ist, das heißt die durch Verbinden der Fokuspunkte 55 des ultrakurz gepulsten Laserlichts A definierte oder gebildete Ebene.
Ein Mechanismus, gemäß dem der Riss 53 an der Schnittstelle 78 wächst, ist nicht ausreichend klar, jedoch kann beispielsweise der folgende Mechanismus als der Wachstumsmechanismus des Risses 53 an der Schnittstelle 78 angenommen werden.
Das heißt, dass sich ein Multiphotonabsorptionskoeffizient des ultrakurz gepulsten Laserlichts A am ersten Abschnitt 70, der aus einem ersten Material hergestellt ist, und ein Multiphotonabsorptionskoeffizient des ultrakurz gepulsten Laserlichts A an dem zweiten Abschnitt 72, der aus einem zweiten Material hergestellt ist, das sich von dem ersten Material unterscheidet, voneinander unterscheiden. Die Dekomposition tritt leicht an dem Abschnitt auf, an dem der Multiphotonabsorptionskoeffizient relativ hoch ist, und die Dekomposition tritt an den Abschnitten nicht leicht auf, dessen Multiphotonabsorptionskoeffizient relativ niedrig ist. Daher ist in einem Fall, in dem die Multiphotondekompositionsreaktion an dem Abschnitt auftritt, dessen Multiphotonabsorptionskoeffizient relativ hoch ist, und die Multiphotondekompositionsreaktion nicht an dem Abschnitt auftritt, an dem der Multiphotonabsorptionskoeffizient relativ niedrig ist, der Abschnitt, wo die Dekomposition aufgetreten ist, in der Umgebung der Schnittstelle des Abschnitts vorhanden, dessen Multiphotonabsorptionskoeffizient relativ hoch ist. Ein Kristallzustand des Abschnitts, wo die Dekomposition aufgetreten ist, unterscheidet sich von einem Kristallzustand eines Abschnitts, wo die Dekomposition nicht aufgetreten ist. Weil die durch Verbinden der Fokuspunkte 55 des ultrakurz gepulsten Laserlichts A definierte Fläche entlang der Schnittstelle 78 gebildet ist, ist die Dekompositionsschicht entlang der Schnittstelle 78 gebildet. An dem Abschnitt, wo die Dekomposition aufgetreten ist, wird nicht nur die Dekompositionsschicht gebildet, sondern werden ebenso die Kavitäten oder Luftspalten erzeugt. Es wird angenommen, dass solche Spalten, das heißt Luftspalten, miteinander verbunden sind und demzufolge der Riss 53 gebildet wird. Die Schnittstelle 78 dient als die Führung zum Definieren oder Spezifizieren der Richtung, in der der Riss 53 wächst, und als eine Folge wächst der Riss 53 entlang der Schnittstelle 78, um der Schnittstelle 78 zu folgen. Zusätzlich wird angenommen, dass der Kristall, der zueinander zwischen dem Material einer ersten Seite der Schnittstelle 78 und dem Material einer zweiten Seite der Schnittstelle 78 abgetrennt ist, ebenso zu dem Wachstum des Risses 53 entlang der Schnittstelle 50 beiträgt.
Zusätzlich kann der nachfolgende Mechanismus ebenso als der Mechanismus angenommen werden, gemäß dem der Riss 53 an der Schnittstelle 78 wächst.
Wenn das ultrakurz gepulste Laserlicht A zugeführt oder bestrahlt wird, wird das ultrakurz gepulste Laserlicht A von der Schnittstelle 78 weg reflektiert, und ein Teil des ultrakurz gepulsten Laserlichts A kehrt in der Richtung entgegengesetzt der Richtung der Bestrahlung des Laserlichts A zurück. An der Schnittstelle 78 oder in der Umgebung der Schnittstelle 78 steigt die Intensität des Laserlichts A durch das Ausmaß des ultrakurz gepulsten Laserlichts A, das reflektiert und zurückgeworfen wird, an. An einem Abschnitt, wo die Intensität des Laserlichts A ansteigt, übersteigt die Intensität des Laserlichts A einen Schwellenwert der Dekomposition des Materials des Verarbeitungsobjekts 16, und daher tritt die Dekomposition des Verarbeitungsobjekts 16 an dem Abschnitt auf, wo die Intensität des ultrakurz gepulsten Laserlichts A ansteigt. Weil das ultrakurz gepulste Laserlicht A an der Schnittstelle 78 reflektiert wird, tritt die Dekomposition in der Umgebung der Schnittstelle 78 auf. Der Kristallzustand des Abschnitts, wo die Dekomposition aufgetreten ist, unterscheidet sich von dem Kristallzustand des Abschnitts, wo die Dekomposition nicht aufgetreten ist. Weil die durch Verbinden der Fokuspunkte 55 des ultrakurz gepulsten Laserlichts A definierte Fläche entlang der Schnittstelle 78 gebildet ist, wird die Dekompositionsschicht entlang der Schnittstelle 78 gebildet. An dem Abschnitt, wo die Dekomposition aufgetreten ist, wird nicht nur die Dekompositionsschicht gebildet, sondern werden ebenso die Kavitäten oder die Luftspalten erzeugt. Es wird angenommen, dass der Riss 53 in einem Fall gebildet wird, in dem die Luftspalten miteinander verbunden sind. Die Schnittstelle 78 dient als die Führung zum Definieren oder Spezifizieren der Richtung, in der der Riss wächst, und folglich wächst der Riss entlang der Schnittstelle 78, um der Schnittstelle 78 zu folgen.
Zusätzlich wird ebenso angenommen, dass der Riss durch den synergetischen Effekt der Differenz der Multiphotonabsorptionskoeffizienten an der Schnittstelle 78 und der Reflexion des ultrakurz gepulsten Laserlichts A an der Schnittstelle 78 gewachsen wird.
Das Schneideverfahren des Verarbeitungsobjekts gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist nicht ein Verfahren oder eine Technologie des Ermöglichens einer Schicht, die einen schmalen Bandspalt umfasst, um das Laserlicht A linear zu absorbieren (eine lineare Absorption), und Schmelzens der Schicht, die den schmalen Bandspalt umfasst. Eine Wellenlänge des ultrakurz gepulsten Laserlichts A, die im gegenwärtigen Ausführungsbeispiel angewendet wird, ist eine Wellenlänge einer Energie, die kleiner ist als ein Bandspalt jedes Abschnitts des Verarbeitungsobjekts 16.
16A ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem die Bestrahlung mit dem ultrakurz gepulsten Laserlicht A bezüglich des gesamten geplanten Laserbestrahlungsbereichs abgeschlossen ist. Die durch Verbinden der Fokuspunkte 55 miteinander definierte Ebene (die Abtastortskurve, die Ortskurvenfläche) ist entlang der Schnittstelle 78 gebildet und die reformierte Schicht ist entlang der Schnittstelle 78 gebildet. Zusätzlich ist an der Schnittstelle 78, oder in der Umgebung der Schnittstelle 78, der Riss 53 (siehe 4B) entlang der Schnittstelle 78 gebildet, um der Schnittstelle 78 zu folgen.
Wie vorstehend im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, wird in dem Stadium, in dem der Riss 53 gebildet wird, das Verarbeitungsobjekt 16 nicht immer zuverlässig an dem Riss 53 separiert. In einem Fall, in dem das Verarbeitungsobjekt 16 nicht sicher an dem Riss 56 separiert wird, kann das Verarbeitungsobjekt 16 beispielsweise auf eine Weise gleich dem ersten Ausführungsbeispiel separiert werden. Die Vorrichtung 56 kann angemessen modifiziert werden, um an das Verarbeitungsobjekt 16 des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels angepasst zu werden.
16B ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem das Verarbeitungsobjekt 16 an dem Riss 53 separiert wird. Hier wird das vorstehende andere Substrat 71 mit dem laminierten Film 76 verbunden, und daher wird der laminierte Film 76 an eine Seite des vorstehenden anderen Substrats 71 verschoben. Das Substrat 71 ist ein leitfähiges Substrat. Das vorstehende andere Substrat 71 kann beispielsweise als eine positive Elektrode des LED-Elements fungieren.
Als Nächstes wird eine Oberfläche des laminierten Films 76 falls nötig geschliffen oder poliert. Als Nächstes, wie in 16C veranschaulicht ist, wird ein leitfähiger Film 82 auf dem laminierten Film 76 gebildet. Der leitfähige Film 82 kann beispielsweise als eine negative Elektrode des LED-Elements fungieren. In einem Fall, in dem das Verarbeitungsobjekt 16 bereits in individuelle Stücke oder aufgeteilte Stücke zu dieser Phase geschnitten wurde, muss das Verarbeitungsobjekt 16 nicht weiterhin in Stücke geschnitten werden. Jedoch gilt in einem Fall, in dem das Verarbeitungsobjekt 16 noch nicht in individuelle Stück oder aufgeteilte Stückt geschnitten wurde, dass das Verarbeitungsobjekt 16 in ein individuelles Stück umfassend eine vorbestimmte Größe geschnitten wird. Das LED-Element wird beispielsweise wie vorstehend beschrieben hergestellt. In einem Fall, in dem der leitfähige Film 82 ein transparenter Film ist, kann der leitfähige Film 82 an einer gesamten Oberfläche des laminierten Films 76 gebildet werden. In einem Fall, in dem der leitfähige Film 82 nicht transparent ist, gilt idealerweise, dass der leitfähige Film 82 nur teilweise ausgebildet wird, sodass abgestrahltes Licht ausreichend und angemessen abgeführt werden kann. Hier wird ein Fall beschrieben, in dem das LED-Element hergestellt wird, jedoch ist ein Objekt der Herstellung nicht auf das LED-Element beschränkt. Das gegenwärtige Ausführungsbeispiel ist bei der Herstellung von verschiedenen Halbleitervorrichtungen (elektronischen Vorrichtungen) anwendbar.
Variationen des Verarbeitungsobjekts gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel werden mit Bezugnahme auf 17 beschrieben. 17 ist eine Ansicht, die die Variation des Verarbeitungsobjekts gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
Beispielsweise kann die Schnittstelle 78 des Verarbeitungsobjekts 16 die Schnittstelle zwischen dem aus SiC gebildeten ersten Abschnitt 70 und dem aus AlN gebildeten zweiten Abschnitt 72 sein. Eine solche Konfiguration tritt in einem Fall auf, in dem ein GaN-basiertes LED-Element, das auf dem SiC-Substrat 70 gebildet ist, von dem SiC-Substrat 70 separiert wird.
Zusätzlich kann die Schnittstelle 78 des Verarbeitungsobjekts 16 die Schnittstelle zwischen dem aus GaN gebildeten ersten Abschnitt 70 und dem aus AlGaN gebildeten zweiten Abschnitt 72 sein. Eine solche Konfiguration tritt in einem Fall auf, in dem die GaN-basierte LED-Elementschicht, die auf dem GaN-Substrat 70 gebildet ist, von dem GaN-Substrat 70 separiert wird.
Zusätzlich kann die Schnittstelle 78 des Verarbeitungsobjekts 16 die Schnittstelle zwischen dem aus Ga₂O₃ gebildeten ersten Abschnitt 70 und dem aus GaN gebildeten zweiten Abschnitt 72 sein. Eine solche Konfiguration tritt in einem Fall auf, in dem die GaN-basierte LED-Elementschicht, die auf dem Ga₂O₃-Substrat 70 gebildet ist, von dem Ga₂O₃-Substrat 70 separiert wird. Als eine Ausgangswachstumsschicht kann beispielsweise AlN, AlGaN, InGaN, InAlGaN, InAlN auf dem Ga₂O₃-Substrat 70 gewachsen werden. In solchen Fällen entspricht die Schnittstelle 78 des Verarbeitungsobjekts 16 der Schnittstelle zwischen dem aus Ga₂O₃ gebildeten ersten Abschnitt 70 und dem beispielsweise aus AlN, AlGaN, InGaN, InAlGaN, InAlN gebildeten zweiten Abschnitt 72.
Zusätzlich kann die Schnittstelle 78 des Verarbeitungsobjekts 16 die Schnittstelle zwischen dem aus Saphir gebildeten ersten Abschnitt 70 und dem aus GaN gebildeten zweiten Abschnitt 72 sein. Eine solche Konfiguration tritt in einem Fall auf, in dem die GaN-basierte LED-Elementschicht, die auf dem Saphirsubstrat 70 gebildet ist, von dem Saphirsubstrat 70 separiert wird. Als die Ausgangswachstumsschicht kann beispielsweise AlN, AlGaN, InGaN, InAlGaN, InAlN auf dem Saphirsubstrat 70 gewachsen werden. In solchen Fällen entspricht die Schnittstelle 78 des Verarbeitungsobjekts 16 der Schnittstelle zwischen dem aus Saphir gebildeten ersten Abschnitt 70 und dem beispielsweise aus AlN, AlGaN, InGaN, InAlGaN, InAlN gebildeten zweiten Abschnitt.
Zusätzlich kann die Schnittstelle 78 des Verarbeitungsobjekts 16 die Schnittstelle zwischen dem aus SiC gebildeten ersten Abschnitt 70 und dem aus Kohlenstoff (C) gebildeten zweiten Abschnitt 72 sein. Eine solche Konfiguration tritt in einem Fall auf, in dem die C-Schicht 72, die auf dem SiC-Substrat 70 gebildet ist, von dem SiC-Substrat 70 separiert wird.
Zusätzlich kann die Schnittstelle 78 des Verarbeitungsobjekts 16 die Schnittstelle zwischen dem aus Si gebildeten ersten Abschnitt 70 und dem aus GaN gebildeten zweiten Abschnitt 72 sein. Eine solche Konfiguration tritt in einem Fall auf, in dem die GaN-Schicht 72, die auf dem Si-Substrat 70 gebildet ist, von dem Si-Substrat 70 separiert wird. Als die Ausgangswachstumsschicht kann beispielsweise AlN, AlGaN, InGaN, InAlGaN, InAlN auf dem Si-Substrat 70 gewachsen werden. In solchen Fällen entspricht die Schnittstelle 78 des Verarbeitungsobjekts 16 der Schnittstelle zwischen dem aus Si gebildeten ersten Abschnitt 70 und dem beispielsweise aus AlN, AlGaN, InGaN, InAlGaN, InAlN gebildeten zweiten Abschnitt 72.
Zusätzlich kann die Schnittstelle 78 des Verarbeitungsobjekts 16 die Schnittstelle zwischen dem aus Glas gebildeten ersten Abschnitt 70 und dem aus GaN gebildeten zweiten Abschnitt 72 sein. Eine solche Konfiguration tritt in einem Fall auf, in dem die GaN-Schicht 72, die auf dem Glassubstrat 70 gebildet ist, von dem Glassubstrat 70 separiert wird. Als die Ausgangswachstumsschicht kann beispielsweise AlN, AlGaN, InGaN, InAlGaN, InAlN auf dem Glassubstrat 70 gewachsen werden. In solchen Fällen entspricht die Schnittstelle 78 des Verarbeitungsobjekts 16 der Schnittstelle zwischen dem aus Glas gebildeten ersten Abschnitt 70 und dem beispielsweise aus AlN, AlGaN, InGaN, InAlGaN, InAlN gebildeten zweiten Abschnitt 72.
Zusätzlich kann die Schnittstelle des Verarbeitungsobjekts 16 die Schnittstelle zwischen dem aus Glas gebildeten ersten Abschnitt 70 und dem aus SiC gebildeten zweiten Abschnitt 72 sein. Eine solche Konfiguration tritt in einem Fall, in dem die SiC-Schicht 72, die auf dem Glassubstrat 70 gebildet ist, von dem Glassubstrat 70 separiert wird.
Zusätzlich kann die Schnittstelle 78 des Verarbeitungsobjekts 16 die Schnittstelle zwischen dem aus Glas gebildeten ersten Abschnitt 70 und dem aus C gebildeten zweiten Abschnitt 72 sein. Eine solche Konfiguration tritt in einem Fall auf, in dem die C-Schicht 72, die auf dem Glassubstrat 70 gebildet ist, von dem Glassubstrat 70 separiert wird.
Zusätzlich kann die Schnittstelle 78 des Verarbeitungsobjekts 16 die Schnittstelle zwischen dem aus C gebildeten ersten Abschnitt 70 und dem aus C gebildeten zweiten Abschnitt 72 sein. Insbesondere kann die Schnittstelle 78 des Verarbeitungsobjekts 16 die Schnittstelle zwischen dem Diamantsubstrat 70 und der Graphitschicht 72 sein.
Diese Schichten können angemessen beispielsweise durch das MOCVD-Verfahren, das Sputterverfahren, das ALD-Verfahren, das MBE-Verfahren gebildet werden.
Wie vorstehend beschrieben kann das Schneiden an der Schnittstelle 78 zwischen den Abschnitten 70 und 72 durchgeführt werden, die aus voneinander unterschiedlichen Materialien hergestellt sind. Ebenso ist gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel die vorbestimmte Schnittstelle 78 zuvor an dem Verarbeitungsobjekt 16 ausgebildet, und das ultrakurz gepulste Laserlicht A wird auf eine Weise zugeführt oder bestrahlt, dass der Fokuspunkt 55 an der Schnittstelle 78 oder in der Umgebung der Schnittstelle 78 positioniert ist. Daher kann ebenso in dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel das Verarbeitungsobjekt an dem mit hoher Präzision entlang der Schnittstelle 78 gewachsenen Riss 73 geschnitten werden. Demzufolge stellt auch das gegenwärtige Ausführungsbeispiel das Schneideverfahren des Verarbeitungsobjekts, in dem das Verarbeitungsobjekt an der gewünschten Position schnell und präzise geschnitten werden kann, sowie das Herstellverfahren von beispielsweise dem Substrat bereit, in dem das Schneideverfahren verwendet wird.
Es werden modifizierte Ausführungsbeispiele beschrieben. Die Ausführungsbeispiele sind nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt und verschiedene Modifikationen können durchgeführt werden.
Beispielsweise kann in einem Prozess des Zuführens oder Bestrahlens des ultrakurz gepulsten Laserlichts A Wärme (eine Wärmebehandlung) an dem Verarbeitungsobjekt 16 angewendet werden. In einem Fall, in dem das Verarbeitungsobjekt 16 während der Bestrahlung mit dem ultrakurz gepulsten Laserlicht A erwärmt wird, wird der Riss 53 noch effizienter gebildet.
Zusätzlich gilt, dass nach dem Prozess des Zuführens des ultrakurz gepulsten Laserlichts A vor dem Separationsprozess des Separierens des Verarbeitungsobjekts 16 die Wärme (die Wärmebehandlung) an dem Verarbeitungsobjekt 16 angewendet werden kann. In einem Fall, in dem das Verarbeitungsobjekt 16 nach der Bestrahlung mit dem ultrakurz gepulsten Laserlicht A erwärmt wird, wird der Riss 53, der durch die Bestrahlung mit dem ultrakurz gepulsten Laserlicht A erzeugt wird, weitergewachsen.
Zusätzlich kann in dem Prozess des Separierens des Verarbeitungsobjekts 16 die Wärme (die Wärmebehandlung) an dem Verarbeitungsobjekt 16 angewendet werden.
Zusätzlich kann in dem Prozess des Separierens des Verarbeitungsobjekts 16 das Verarbeitungsobjekt 16 in eine medizinische Lösung getaucht werden. Beispielsweise umfasst die medizinische Lösung eine medizinische Lösung, die selektiv die reformierte Schicht (die Dekompositionsschicht) ätzen und entfernen kann. Durch Eintauchen des Verarbeitungsobjekts 16, an dem der Riss 53 durch Bestrahlen mit dem ultrakurz gepulsten Laserlicht A gebildet ist, in eine solche medizinische Lösung, kann das Verarbeitungsobjekt 16 an dem Riss 53 separiert werden.
Zusätzlich kann in dem Prozess des Separierens des Verarbeitungsobjekts 16 eine UV-Ozonbehandlung bezüglich des Verarbeitungsobjekts 16 angewendet werden. Durch Anwenden der UV-Ozonbehandlung an dem Verarbeitungsobjekt 16, an dem der Riss 53 durch Bestrahlen mit dem ultrakurz gepulsten Laserlicht A gebildet ist, kann das Verarbeitungsobjekt 16 an dem Riss 53 separiert werden.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde ein Fall beschrieben, in dem das Abtasten mit dem ultrakurz gepulsten Laserlicht A durch Bewegen des Trägers 18 durchgeführt wird, jedoch ist das Abtasten nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann das Verarbeitungsobjekt 16 mit dem ultrakurz gepulsten Laserlicht A durch Verwenden eines Galvanometerspiegels und einer F-Theta-(Fθ-)Linse abgetastet werden. Zusätzlich kann das ultrakurz gepulste Laserlicht A linear mit der Verwendung einer zylindrischen Linse gebildet werden, und das linear gebildete ultrakurz gepulste Laserlicht A kann dem Verarbeitungsobjekt 16 zugeführt werden. Zusätzlich kann der Laserstrahl in mehrere Strahlen oder Bündel mit der Verwendung eines diffraktiven optischen Elements (DOE) verzweigt werden, und die verzweigten mehreren Laserstrahlen können an dem Verarbeitungsobjekt 16 gleichzeitig zugeführt oder bestrahlt werden. Zusätzlich kann ein ultrakurz gepulstes Laserlicht A, dessen Durchmesser eines Bestrahlungspunkts relativ groß ist, ohne Durchführen des Abtastens zugeführt werden.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde ein Fall beschrieben, in dem das Abtasten mit dem ultrakurz gepulsten Laserlicht A linear durchgeführt wird, jedoch ist das Abtasten mit dem ultrakurz gepulsten Laserlicht A nicht auf die lineare Konfiguration beschränkt. Beispielsweise kann das Abtasten des ultrakurz gepulsten Laserlichts A in einer kreisförmigen Konfiguration durchgeführt werden. Zusätzlich kann das Abtasten des ultrakurz gepulsten Laserlichts A spiralförmig (in Form einer Spule) durchgeführt werden. Das heißt, dass das Abtasten auf eine Weise durchgeführt werden kann, in dem das ultrakurz gepulste Laserlicht A eine kreisförmige Abtastortskurve oder eine spulenförmige Abtastortskurve auf dem Träger zeichnet. In diesen Fällen kann ein Rotationsträger als der Träger 18 verwendet werden.
Weiterhin werden die nachfolgenden zusätzlichen Anmerkungen bezüglich der vorstehenden Ausführungsbeispiele offenbart.
(Zusätzliche Anmerkung 1) Das Herstellverfahren des Substrats, wobei das Verfahren den Rissbildungsprozess des Bildens des Risses entlang der Schnittstelle zwischen dem ersten Abschnitt des Verarbeitungsobjekts und dem zweiten Abschnitt des Verarbeitungsobjekts, wobei der Rissbildungsprozess den Riss auf eine Weise bildet, dass das ultrakurz gepulste Laserlicht derart bestrahlt wird, dass der Fokuspunkt des ultrakurz gepulsten Laserlichts an der Schnittstelle oder in der Umgebung der Schnittstelle positioniert ist, sowie den Separierprozess des Separierens des Verarbeitungsobjekts an dem Riss umfasst, wobei die Verunreinigungskonzentration des ersten Abschnitts und die Verunreinigungskonzentration des zweiten Abschnitts voneinander unterschiedlich sind, oder das Material des ersten Abschnitts und das Material des zweiten Abschnitts voneinander unterschiedlich sind.
(Zusätzliche Anmerkung 2) Das Herstellverfahren des Substrats, wie in der zusätzlichen Anmerkung 1 beschrieben ist, wobei das ultrakurz gepulste Laserlicht, das in das Verarbeitungsobjekt eintritt, die Lichtachse entsprechend der Richtung, die der ebenengleichen Richtung entspricht, die die Schnittstelle schneidet, und die Ortskurve des Abschnitts, an dem das ultrakurz gepulste Laserlicht fokussiert ist, entlang der Schnittstelle verläuft.
(Zusätzliche Anmerkung 3) Das Herstellverfahren des Substrats, das in einem der zusätzlichen Anmerkungen 1 oder 2 beschrieben ist, wobei die Bestrahlung des ultrakurz gepulsten Laserlichts bei dem Rissbildungsprozess wiederholt wird.
(Zusätzliche Anmerkung 4) Das Herstellverfahren des Substrats, das in einer beliebigen der zusätzlichen Anmerkungen 1 bis 3 beschrieben ist, wobei das Verarbeitungsobjekt die mehreren Schnittstellen umfasst, die voneinander in der Normalrichtung der Schnittstellen beabstandet gebildet sind, und das ultrakurz gepulste Laserlicht zu jeder der mehreren Schnittstellen gestrahlt wird, und der Riss entlang jeder der mehreren Schnittstellen bei dem Rissbildungsprozess gebildet wird.
(Zusätzliche Anmerkung 5) Das Herstellverfahren des Substrats, das in einer beliebigen der zusätzlichen Anmerkungen 1 bis 4 beschrieben ist, wobei der Querschnitt des ultrakurz gepulsten Laserlichts an der Schnittstelle der ovalen Form entspricht, und die Abtastrichtung des ultrakurz gepulsten Laserlichts die lange Achse der ovalen Form schneidet.
(Zusätzliche Anmerkung 6) Das Herstellverfahren des Substrats, das in einer beliebigen der zusätzlichen Anmerkungen 1 bis 5 beschrieben ist, wobei der Fokuspunkt des ultrakurz gepulsten Laserlichts positioniert ist, um von der Schnittstelle in der Normalrichtung der Schnittstelle bei dem Rissbildungsprozess ersetzt zu sein.
(Zusätzliche Anmerkung 7) Gemäß dem Herstellverfahren des Substrats, das in einer der zusätzlichen Anmerkungen 1 bis 6 beschrieben ist, wobei Wärme an dem Verarbeitungsobjekt bei dem Rissbildungsprozess angewendet wird.
(Zusätzliche Anmerkung 8) Das Herstellverfahren des Substrats, das in einer der zusätzlichen Anmerkungen 1 bis 7 beschrieben ist, weiterhin mit einem Erwärmungsprozess des Erwärmens des Verarbeitungsobjekts nach dem Rissbildungsprozess und vor dem Separierprozess.
(Zusätzliche Anmerkung 9) Gemäß dem Herstellverfahren des Substrats, das in einer der zusätzlichen Anmerkungen 1 bis 8 beschrieben ist, wobei Wärme an dem Verarbeitungsobjekt bei dem Separierprozess angewendet wird.
(Zusätzliche Anmerkung 10) Gemäß dem Herstellverfahren des Substrats, das in einer der zusätzlichen Anmerkungen 1 bis 8 beschrieben ist, wobei das Verarbeitungsobjekt während des Separierprozesses in eine medizinische Lösung getaucht wird.
(Zusätzliche Anmerkung 11) Gemäß dem Herstellverfahren des Substrats, das in einer der zusätzlichen Anmerkungen 1 bis 8 beschrieben ist, wobei eine UV-Ozonbehandlung bezüglich des Verarbeitungsobjekts bei dem Separierprozess angewendet wird.
(Zusätzliche Anmerkung 12) Das Herstellverfahren des Substrats, das in einer der zusätzlichen Anmerkungen 1 bis 8 beschrieben ist, wobei das Verarbeitungsobjekt in dem Separierprozess auf eine Weise separiert wird, dass die externe Kraft in Richtung entlang der ebenengleichen Richtung der Schnittstelle an dem Verarbeitungsobjekt angelegt wird.
(Zusätzliche Anmerkung 13) Das Schneideverfahren des Verarbeitungsobjekts umfasst den Rissbildungsprozess des Bildens des Risses entlang der Schnittstelle zwischen dem ersten Abschnitt des Verarbeitungsobjekts und dem zweiten Abschnitt des Verarbeitungsobjekts, wobei der Rissbildungsprozess den Riss auf eine Weise bildet, dass das ultrakurz gepulste Laserlicht derart bestrahlt wird, dass der Fokuspunkt des ultrakurz gepulsten Laserlichts an der Schnittstelle oder in der Umgebung der Schnittstelle positioniert ist, und den Separierprozess des Separierens des Verarbeitungsobjekts an dem Riss, wobei die Verunreinigungskonzentration des ersten Abschnitts und die Verunreinigungskonzentration des zweiten Abschnitts sich voneinander unterscheiden, oder das Material des ersten Abschnitts und das Material des zweiten Abschnitts sich voneinander unterscheiden.
(Zusätzliche Anmerkung 14) Die Laserverarbeitungsvorrichtung umfasst die Lichtquelle (d. h. die Laserlichtquelle), die das ultrakurz gepulste Laserlicht abgibt, und den Steuerabschnitt, der den Riss entlang der Schnittstelle zwischen dem ersten Abschnitt des Verarbeitungsobjekts und dem zweiten Abschnitt des Verarbeitungsobjekts bildet, wobei der Steuerabschnitt den Riss auf eine Weise bildet, dass das ultrakurz gepulste Laserlicht derart bestrahlt wird, dass der Fokuspunkt des ultrakurz gepulsten Laserlichts an der Schnittstelle oder in der Umgebung der Schnittstelle positioniert ist, wobei die Verunreinigungskonzentration des ersten Abschnitts und die Verunreinigungskonzentration des zweiten Abschnitts sich voneinander unterscheiden, oder das Material des ersten Abschnitts und das Material des zweiten Abschnitts sich voneinander unterscheiden.
Ein Herstellverfahren eines Substrats (46, 48, 58a, 58b, 58c, 58d, 58e, 70), wobei das Verfahren einen Rissbildungsprozess des Bildens eines Risses (53) entlang einer Schnittstelle (50, 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f, 62g, 62h, 78) zwischen einem ersten Abschnitt (46, 58a, 58b, 58c, 58d, 58e, 70) eines Verarbeitungsobjekts (16) und einem zweiten Abschnitt (48, 60a, 60b, 60c, 60d, 72) des Verarbeitungsobjekts, wobei der Rissbildungsprozess den Riss auf eine Weise bildet, dass ein ultrakurz gepulstes Laserlicht (A) derart bestrahlt wird, dass ein Fokuspunkt (55) davon an der Schnittstelle oder in einer Umgebung davon positioniert ist, sowie einen Separierprozess des Separierens des Verarbeitungsobjekts an dem Riss umfasst, wobei eine Verunreinigungskonzentration des ersten Abschnitts und eine Verunreinigungskonzentration des zweiten Abschnitts sich voneinander unterscheiden, oder das Material des ersten Abschnitts und das Material des zweiten Abschnitts sich voneinander unterscheiden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5441057 B [0003]
JP 2013-49161 A [0004]
JP 4940359 B [0005]
JP 4971266 B [0006]

Claims

Herstellverfahren eines Substrats (46, 48, 58a, 58b, 58c, 58d, 58e, 70), mit: einem Rissbildungsprozess des Bildens eines Risses (53) entlang einer Schnittstelle (50, 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f, 62g, 62h, 78) zwischen einem ersten Abschnitt (46, 58a, 58b, 58c, 58d, 58e, 70) eines Verarbeitungsobjekts (16) und einem zweiten Abschnitt (48, 60a, 60b, 60c, 60d, 72) des Verarbeitungsobjekts (16), wobei der Rissbildungsprozess den Riss (53) auf eine Weise bildet, dass ein ultrakurz gepulstes Laserlicht (A) derart bestrahlt wird, dass ein Fokuspunkt (55) des ultrakurz gepulsten Laserlichts (A) an der Schnittstelle (50, 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f, 62g, 62h, 78) oder in einer Umgebung der Schnittstelle (50, 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f, 62g, 62h, 78) positioniert ist; und einem Separierprozess des Separierens des Verarbeitungsobjekts (16) an dem Riss (53), wobei eine Verunreinigungskonzentration des ersten Abschnitts (46, 58a, 58b, 58c, 58d, 58e, 70) und eine Verunreinigungskonzentration des zweiten Abschnitts (48, 60a, 60b, 60c, 60d, 72) sich voneinander unterscheiden, oder das Material des ersten Abschnitts (46, 58a, 58b, 58c, 58d, 58e, 70) und das Material des zweiten Abschnitts (48, 60a, 60b, 60c, 60d, 72) sich voneinander unterscheiden.
Herstellverfahren des Substrats (46, 48, 58a, 58b, 58c, 58d, 58e, 70) gemäß Anspruch 1, wobei das ultrakurz gepulste Laserlicht (A), das in das Verarbeitungsobjekt (16) eintritt, eine Lichtachse entsprechend einer Richtung umfasst, die eine ebenengleiche Richtung der Schnittstelle (50, 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f, 62g, 62h, 78) schneidet, und eine Ortskurve (52, 64a, 64b, 64c, 64d, 80) eines Abschnitts, an dem das ultrakurz gepulste Laserlicht (A) fokussiert ist, entlang der Schnittstelle (50, 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f, 62g, 62h, 78) verläuft.
Herstellverfahren des Substrats (46, 48, 58a, 58b, 58c, 58d, 58e, 70) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Bestrahlung des ultrakurz gepulsten Laserlichts (A) in dem Rissbildungsprozess wiederholt wird.
Herstellverfahren des Substrats (58a, 58b, 58c, 58d, 58e, 70) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Verarbeitungsobjekt (16) eine Vielzahl von Schnittstellen (62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f, 62g, 62h) umfasst, die ausgebildet sind, um voneinander in einer Normalrichtung der Schnittstellen (62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f, 62g, 62h) beabstandet zu sein, und das ultrakurz gepulste Laserlicht (A) zu jeder der Vielzahl von Schnittstellen (62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f, 62g, 62h) bestrahlt wird, und der Riss (53) entlang jeder der Vielzahl von Schnittstellen (62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f, 62g, 62h) in dem Rissbildungsprozess gebildet wird.
Herstellverfahren des Substrats (46, 48, 58a, 58b, 58c, 58d, 58e, 70) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Querschnitt des ultrakurz gepulsten Laserlichts (A) an der Schnittstelle (50, 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f, 62g, 62h, 78) einer ovalen Form entspricht, und eine Abtastrichtung des ultrakurz gepulsten Laserlichts (A) eine lange Achse der ovalen Form schneidet.
Herstellverfahren des Substrats (46, 48, 58a, 58b, 58c, 58d, 58e, 70) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Fokuspunkt (55) des ultrakurz gepulsten Laserlichts (A) positioniert ist, um von der Schnittstelle (50, 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f, 62g, 62h, 78) in einer Normalrichtung der Schnittstelle (50, 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f, 62g, 62h, 78) in dem Rissbildungsprozess versetzt zu sein.
Herstellverfahren des Substrats (46, 48, 58a, 58b, 58c, 58d, 58e, 70) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Verarbeitungsobjekt (16) in dem Separierprozess auf eine Weise separiert wird, dass eine externe Kraft in einer Richtung entlang einer ebenengleichen Richtung der Schnittstelle (50, 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f, 62g, 62h, 78) an dem Verarbeitungsobjekt (16) angelegt wird.
Schneideverfahren eines Verarbeitungsobjekts (16), mit: einem Rissbildungsprozess des Bildens eines Risses (53) entlang einer Schnittstelle (50, 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f, 62g, 62h, 78) zwischen einem ersten Abschnitt (46, 58a, 58b, 58c, 58d, 58e, 70) des Verarbeitungsobjekts (16) und einem zweiten Abschnitt (48, 60a, 60b, 60c, 60d, 72) des Verarbeitungsobjekts (16), wobei der Rissbildungsprozess den Riss (53) auf eine Weise bildet, dass ein ultrakurz gepulstes Laserlicht (A) derart bestrahlt wird, dass ein Fokuspunkt (55) des ultrakurz gepulsten Laserlichts (A) an der Schnittstelle (50, 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f, 62g, 62h, 78) oder in einer Umgebung der Schnittstelle (50, 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f, 62g, 62h, 78) positioniert ist; und einem Separierprozess des Separierens des Verarbeitungsobjekts (16) an dem Riss (53), wobei eine Verunreinigungskonzentration des ersten Abschnitts (46, 58a, 58b, 58c, 58d, 58e, 70) und ein Verunreinigungskonzentration des zweiten Abschnitts (48, 60a, 60b, 60c, 60d, 72) voneinander unterschiedlich sind, oder ein Material des ersten Abschnitts (46, 58a, 58b, 58c, 58d, 58e, 70) und ein Material des zweiten Abschnitts (48, 60a, 60b, 60c, 60d, 72) voneinander unterschiedlich sind.
Laserverarbeitungsvorrichtung (2), mit: einer Lichtquelle (10), die ein ultrakurz gepulstes Laserlicht (A) abstrahlt; und einem Steuerabschnitt (14) zum Bilden eines Risses (53) entlang einer Schnittstelle (50, 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f, 62g, 62h, 78) zwischen einem ersten Abschnitt (46, 58a, 58b, 58c, 58d, 58e, 70) eines Verarbeitungsobjekts (16) und einem zweiten Abschnitt (48, 60a, 60b, 60c, 60d, 72) des Verarbeitungsobjekts (16), wobei der Steuerabschnitt (14) den Riss (53) auf eine Weise bildet, dass ein ultrakurz gepulstes Laserlicht (A) derart bestrahlt wird, dass ein Fokuspunkt (55) des ultrakurz gepulsten Laserlichts (A) an der Schnittstelle (50, 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f, 62g, 62h, 78) oder in einer Umgebung der Schnittstelle (50, 62a, 62b, 62c, 62d, 62e, 62f, 62g, 62h, 78) positioniert ist, wobei eine Verunreinigungskonzentration des ersten Abschnitts (46, 58a, 58b, 58c, 58d, 58e, 70) und eine Verunreinigungskonzentration des zweiten Abschnitts (48, 60a, 60b, 60c, 60d, 72) voneinander unterschiedlich sind, oder ein Material des ersten Abschnitts (46, 58a, 58b, 58c, 58d, 58e, 70) und ein Material des zweiten Abschnitts (48, 60a, 60b, 60c, 60d, 72) voneinander unterschiedlich sind.