DE112014001710T5

DE112014001710T5 - Laserbearbeitungsvorrichtung und Laserbearbeitungsverfahren

Info

Publication number: DE112014001710T5
Application number: DE112014001710.8T
Authority: DE
Inventors: Daisuke Kawaguchi; Makoto Nakano; Ryota Sugio; Tsubasa Hirose; Keisuke Araki
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2014-03-13
Publication date: 2015-12-17
Also published as: CN105324207A; CN105324207B; DE112014001696B4; WO2014156692A1; WO2014156690A1; US20160052088A1; KR102226808B1; KR20150136062A; JPWO2014156692A1; TW201446384A; CN105102178A; TWI647043B; KR20150133809A; US20160052084A1; JP6382797B2; TWI648116B; JP6382796B2; CN105102178B; TW201446375A; JPWO2014156690A1

Abstract

Die Laserbearbeitungsvorrichtung umfasst eine Laserlichtquelle, die Laserlicht emittiert, ein konvergierendes optisches System, welches das Laserlicht an einem zu bearbeitenden Objekt konvergiert, und einen Aberrationsbereitstellungsteil, zum Hinzufügen einer Aberration zu dem Laserlicht, welches an dem Objekt durch das konvergierende optische System konvergiert wird. In einer Richtung der optischen Achse des Laserlichtes ist ein Referenzaberrationsbereich ein Bereich einer konvergenzinduzierten Aberration als eine Aberration, welche an einer Position vorkommt, wo das Laserlicht konvergiert wird als ein Ergebnis des Konvergierens des Laserlichtes an dem Objekt, und wobei der Aberrationsbereitstellungsteil eine erste Aberration zu dem Laserlicht hinzufügt, so dass das Laserlicht einen verlängerten Bereich besitzt, der länger ist als der Referenzaberrationsbereich in Richtung der optischen Achse als ein Aberrationsbereich und eine Intensitätsverteilung in Richtung der optischen Achse mit einer kontinuierlichen Wellenform in dem verlängerten Bereich.

Description

Technisches Gebiet
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine Laserbearbeitungsvorrichtung und ein Laserbearbeitungsverfahren.
Stand der Technik
Ein konventionelles bekanntes Laserbearbeitungsgerät ist eines, welches Laserlicht an einem Objekt, das zu bearbeiten ist, konvergiert, um so eine modifizierte Region innerhalb des Objektes entlang einer zu schneidenden Line auszubilden (siehe beispielsweise Patentliteratur 1). In einem solchen Laserbearbeitungsgerät moduliert ein räumlicher Lichtmodulator Laserlicht, welches von einer Laserlichtquelle auf das Objekt emittiert wurde, um das Laserlicht an einer Vielzahl von Positionen in dem Objekt zu konvergieren.
Referenzliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldung, Offenlegungsschrift Nr. 2011-51011

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Im Zusammenhang mit seiner weit verbreiteten Benutzung in den letzten Jahren war es erforderlich die Bearbeitungsqualität der oben genannten konventionellen Technik zu verbessern. Beispielsweise war es gewünscht die Geradheit der Schnittsektionen bezüglich des Objektschnittes von modifizierten Regionen, welche als Startpunkte wirken, zu verbessern, und die Laserbearbeitung, welche nachteilige Effekte unterdrücken kann (Risse in Spaltebenen und Ähnliches), die durch eine Spaltcharakteristik oder eine Kristallorientierung des Objektes bewirkt werden.
Im Hinblick auf die vorangegangenen Umstände ist es eine Aufgabe eines Aspektes der vorliegenden Erfindung, eine Laserbearbeitungsvorrichtung und ein Laserbearbeitungsverfahren bereitzustellen, welche die Verarbeitungsqualität verbessern können.
Lösung des Problems
Die Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung ist eine Laserbearbeitungsvorrichtung zur Ausbildung einer modifizierten Region in einem zu bearbeitenden Objekt, durch Konvergieren von Laserlicht an dem Objekt, wobei die Laserbearbeitungsvorrichtung eine Laserlichtquelle, welche Laserlicht emittiert, ein konvergierendes optisches System, welches das Laserlicht, das von der Laserlichtquelle emittiert wurde, an dem Objekt konvergiert, und einen Aberrationsbereitstellungsteil, der eine Aberration zu dem Laserlicht hinzufügt, das an dem Objekt durch das konvergierende optische System konvergiert wird, umfasst; wobei in einer Richtung der optischen Achse des Laserlichtes, ein Referenzaberrationsbereich, ein Bereich einer konvergenzinduzierten Aberration ist, als eine Aberration, welche an einer Position vorkommt, wo das Laserlicht als ein Ergebnis des Konvergierens des Laserlichtes an dem Objekt konvergiert wird, und wobei der Aberrationsbereitstellungsteil eine erste Aberration zu dem Laserlicht hinzufügt, so dass das Laserlicht einen verlängerten Bereich besitzt, welcher länger ist als der Referenzaberrationsbereich in der Richtung der optischen Achse als einen Aberrationsbereich und eine Intensitätsverteilung in der Richtung der optischen Achse mit einer kontinuierlichen Wellenform in dem verlängerten Bereich.
Das Laserbearbeitungsverfahren gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung ist ein Laserbearbeitungsverfahren zur Ausbildung einer modifizierten Region an einem zu bearbeitenden Objekt, durch Konvergieren von Laserlicht an dem Objekt, wobei das Laserbearbeitungsverfahren die Schritte des Emittierens von Laserlicht von einer Laserlichtquelle und Konvergieren des emittierten Laserlichtes an dem Objekt, und des Hinzufügen einer Aberration zu dem Laserlicht, welches an dem Objekt konvergiert, umfasst; wobei in einer Richtung der optischen Achse des Laserlichtes, ein Referenzaberrationsbereich, ein Bereich einer konvergenzinduzierten Aberration ist als eine Aberration, welche an einer Position vorkommt, wo das Laserlicht als ein Ergebnis des Konvergierens des Laserlichtes an dem Objekt konvergiert, und wobei der Schritt des Hinzufügens der Aberration zu dem Laserlicht eine erste Aberration zu dem Laserlicht hinzufügt, so dass das Laserlicht einen verlängerten Bereich besitzt, welcher länger ist als der Referenzaberrationsbereich in Richtung der optischen Achse als einen Aberrationsbereich und eine Intensitätsverteilung in der Richtung der optischen Achse mit einer kontinuierlichen Wellenform in dem verlängerten Bereich.
In der Laserbearbeitungsvorrichtung und dem Laserbearbeitungsverfahren wird ein zu bearbeitendes Objekt, laserverarbeitet durch Laserlicht mit einen verlängerten Bereich, der länger ist als ein Referenzaberrationsbereich als ein Aberrationsbereich und eine Intensitätsverteilung in Richtung der optischen Achse mit einer kontinuierlichen Wellenform in dem verlängerten Bereich. Dies kann den konvergierten Teil des Laserlichtes effektiv in der Richtung der optischen Achse des Laserlichtes in dem Objekt verlängern, um so eine modifizierte Region auszubilden, welche in Richtung der optischen Achse des Laserlichtes verlängert ist (nachfolgend als ”vertikal lang” bezeichnet). Dies kann die Geradheit in Schnittsektionen verbessern und nachteilige Effekte, welche durch Spaltcharakteristiken und Kristallorientierung des Objektes bewirkt werden, unterdrücken, und somit die Verarbeitungsqualität verbessern.
In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung kann der Aberrationsbereitstellungsteil die erste Aberration zu dem Laserlicht hinzufügen, so dass konvergierende Punkte des Laserlichtes an einer Vielzahl von nahe nebeneinanderliegenden Positionen entlang der optischen Achsenrichtung ausgebildet werden. In dem Laserbearbeitungsverfahren gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung kann der Schritt des Hinzufügens der Aberration zu dem Laserlicht die erste Aberration zu dem Laserlicht so hinzufügen, dass konvergierende Punkte des Laserlichtes an eine Vielzahl von nahe nebeneinanderliegenden Positionen entlang einer optischen Achsenrichtung ausgebildet werden. In diesem Fall können die konvergierenden Punkte zu einer Vielzahl von Stellen werden, die nahe nebeneinander in einer optischen Achsenrichtung liegen, und es somit ermöglichen, eine perforationsähnliche modifizierte Region als eine vertikale lange modifizierte Region auszubilden. Dies kann es erleichtern, das Objekt entlang der modifizierten Region zu schneiden. Dementsprechend kann das Konvergieren von Licht an einer Vielzahl von Stellen auch Laserbearbeitung durchführen, mit einem Energiebetrag, der kleiner ist als derjenige, der zum Konvergieren von Licht an einer vertikalen langen konvergierenden Stelle benutzt wird.
In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung kann der Aberrationsbereitstellungsteil eine Aberration bereitstellen, welche durch Phasenmodulation bewirkt wird und einen Effekt einer Axionslinse als die erste Aberration erreicht. In dem Laserbearbeitungsverfahren gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung kann der Schritt des Hinzufügens der Aberration zu dem Laserlicht eine Aberration bereitstellen, welche durch Phasenmodulation bewirkt wird, und eine Effekt einer Axionslinse als die erste Aberration erreicht. Demzufolge bewirkt das Addieren der Aberration durch eine Phasenmodulation, die einen Effekt einer Axionslinse erreicht, dass das Laserlicht, welches an dem Objekt konvergiert wird, den Aberrationsbereich in einen verlängerten Bereich expandiert, und eine Intensitätsverteilung in Richtung der optischen Achse mit einer kontinuierlichen Wellenform in dem verlängerten Bereich besitzt.
In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung kann der Aberrationsbereitstellungsteil eine vorbestimmte sphärische Aberration als die erste Aberration zu dem Laserlicht hinzufügen. In dem Laserbearbeitungsverfahren gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung kann der Schritt des Hinzufügens der Aberration zu dem Laserlicht eine vorbestimmte sphärische Aberration als die erste Aberration bereitstellen. Demzufolge ermöglicht das Addieren der vorbestimmten sphärischen Aberration dem Laserlicht, welches an dem Objekt konvergiert ist, den Aberrationsbereich zu einem verlängerten Bereich zu expandieren und eine Intensitätsverteilung in Richtung der optischen Achse mit einer kontinuierlichen Wellenform in dem verlängerten Bereich zu besitzen.
In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung kann der Aberrationsbereitstellungsteil eine unnötige Komponente entfernen oder anpassen, welche Unebenheit in der Intensitätsverteilung beinhaltet in der Aberration bewirkt. In dem Laserbearbeitungsverfahren gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung kann der Schritt des Hinzufügens der Aberration zu dem Laserlicht eine unnötige Komponente entfernen oder anpassen, welche Unebenheit in der Intensitätsverteilung beinhaltet in der Aberration bewirkt. Dies kann die Intensitätsverteilung des Laserlichtes in der Richtung der optischen Achse durch Eliminierung seiner Unebenheiten homogenisieren.
In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung kann der Aberrationsbereitstellungsteil eine zweite Aberration bezüglich einer Aberrationskorrektur hinzufügen, zur Korrektur der konvergenzinduzierten Aberration des Laserlichtes. In dem Laserbearbeitungsverfahren gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung kann der Schritt des Hinzufügens der Aberration zu dem Laserlicht eine zweite Aberration bezüglich einer Aberrationskorrektur hinzufügen, zur Korrektur der konvergenzinduzierten Aberration des Laserlichtes.
Das Laserbearbeitungsverfahren gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung kann die modifizierte Region nur innerhalb des Objektes ausbilden und kann in diesem Fall sogenanntes Stealth Dicing (engl.) durchführen. Das Laserbearbeitungsverfahren gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung kann die modifizierte Region exponiert zu einer Laserlichteintrittsoberfläche des Objektes und einer Oberfläche gegenüberliegend dazu ausbilden und kann in diesem Fall demzufolge sogenanntes entire-surface modification processing (engl.) durchführen. Das Laserbearbeitungsverfahren gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung kann eine Fraktur ausbilden, welche zu einer Laserlichteintrittsoberfläche des Objektes von der modifizierten Region exponiert ist und eine Fraktur, welche zu einer Oberfläche gegenüberliegend der Laserlichteintrittsoberfläche des Objektes der modifizierten Region exponiert ist, und kann in diesem Fall sogenanntes full-cut processing (engl.) durchführen.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Laserbearbeitungsvorrichtung und ein Laserbearbeitungsverfahren bereitstellen, welche die Verarbeitungsqualität verbessern können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein schematisches strukturelles Diagramm einer Laserbearbeitungsvorrichtung, die zum Ausbilden einer modifizierten Region benutzt wird;
2 zeigt eine Draufsicht eines zu bearbeitenden Objektes, für welches die modifizierte Region ausgebildet ist;
3 zeigt einen Querschnitt des Objektes entlang der Linie III-III von 2;
4 zeigt eine Draufsicht des Objektes nach Laserbearbeitung;
5 zeigt einen Querschnitt des Objektes entlang der Linie V-V von 4;
6 zeigt einen Querschnitt des Objektes entlang der Linie VI-VI von 4;
7 zeigt ein schematisches strukturelles Diagramm, welches die ausführende Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform illustriert;
8 zeigt einen teilweisen Querschnitt eines reflektiven räumlichen Lichtmodulators;
9 zeigt ein Diagramm, welches ein Axionslinsenmuster illustriert, welches in einer Flüssigkristallschicht des reflektiven räumlichen Lichtmodulators angezeigt wird;
10 zeigt eine Draufsicht, welches das Objekt, das mit Laserbearbeitung verarbeitet werden soll, illustriert;
11 zeigt einen schematischen Querschnitt zur Erklärung des Laserbearbeitungsverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform;
12 zeigt ein Foto, welches ein Beispiel der modifizierten Stellen illustriert, welche durch das Laserbearbeitungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform ausgebildet werden;
13 zeigt ein Foto zur Erklärung von Effekten des Laserbearbeitungsverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform;
14 zeigt ein weiteres Foto zur Erklärung von Effekten des Laserbearbeitungsverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform;
15 zeigt ein Diagramm zur Erklärung von Aberrationen, welche an den Konvergierungspositionen des Laserlichtes vorkommen;
16 zeigt einen Chart zur Erklärung von Intensitätsverteilungen des Laserlichtes in Richtung der optischen Achsen in der ersten Ausführungsform;
17 zeigt einen Chart zur Illustrierung eines Beispiels von Datentabellen, welche in einem Controller der ersten Ausführungsform gespeichert sind;
18 zeigt ein Flussdiagramm zur Illustrierung eines Beispiels des Laserbearbeitungsverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform;
19 zeigt ein weiteres Foto zur Erklärung von Effekten des Laserbearbeitungsverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform;
20 zeigt einen Chart zur Erklärung von Intensitätsverteilungen des Laserlichtes in Richtung der optischen Achse in einer zweiten Ausführungsform;
21 zeigt einen Chart zur Erklärung von Intensitätsverteilungen des Laserlichtes in Richtung der optischen Achse in einer dritten Ausführungsform;
22 zeigt ein Chart zur Illustrierung eines Beispiels von Datentabellen, die in dem Controller der dritten Ausführungsform gespeichert sind;
23 zeigt ein Flussdiagramm zur Illustrierung eines Beispiels des Laserbearbeitungsverfahrens gemäß der dritten Ausführungsform;
24 zeigt einen Chart zur Erklärung von Intensitätsverteilungen des Laserlichtes in Richtung der optischen Achse in einer vierten Ausführungsform;
25 zeigt einen Chart zur Illustrierung eines Beispiels von Datentabellen, welche in dem Controller der vierten Ausführungsform gespeichert sind; und
26 zeigt ein Flussdiagramm zur Illustrierung eines Beispiels des Laserbearbeitungsverfahrens gemäß der vierten Ausführungsform.
Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden die bevorzugten Ausführungsformen gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen erklärt. In den folgenden Erklärungen werden dieselben oder die äquivalenten Bestandteile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, während eine überlappende Beschreibung derer weggelassen wird.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung und das Laserbearbeitungsverfahren gemäß einer Ausführungsform konvergiert Laserlicht an einem Objekt, welches mit Laserlicht bearbeitet werden soll, um eine modifizierte Region entlang einer zu schneidenden Linie auszubilden. Deshalb wird die Ausbildung der modifizierten Region mit Bezug auf 1 bis 6 zuerst erklärt.
Wie in 1 gezeigt umfasst eine Laserbearbeitungsvorrichtung 100 eine Laserlichtquelle 101 zur Bereitstellung von Laserlicht L, welches in einer pulsierenden Art oszilliert, einen dichroitischen Spiegel 103, der so angeordnet ist, dass die Richtung der optischen Achse (optischer Pfad) des Laserlichtes L um 90° verändert wird, und eine Sammellinse 105 zum Konvergieren des Laserlichtes L. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 100 umfasst weiterhin einen Auflagetisch 107 zum Unterstützen eines zu bearbeitenden Objektes 1, das mit dem Laserlicht L bestrahlt wird, welches wiederum durch die Sammellinse 1 konvergiert wurde, eine Halterung 111 zum Bewegen des Auflagetisches 107, einen Laserlichtquellencontroller 102 zum Steuern der Laserlichtquelle 101 und zur Anpassung des Outputs, der Pulsstärke, der Pulswellenform und Ähnlichem des Laserlichtes L, und einem Halterungscontrolier 115 zum Steuern der Bewegung der Halterung 111.
In der Laserbearbeitungsvorrichtung 100 verändert das Laserlicht L, das von der Laserlichtquelle 101 emittiert wurde, die Richtung seiner optischen Achse um 90° mit dem dichroitischen Spiegel 103 und wird dann durch die Sammellinse 105 in das Objekt 1 konvergiert, welches auf den Auflagetisch 107 angebracht ist. Gleichzeitig wird die Halterung 111 verschoben, so dass das Objekt 1 sich relativ zu dem Laserlicht L entlang einer zu schneidenden Linie 5 bewegt. Dies bildet eine modifizierte Region in dem Objekt 1 entlang der Linie 5 aus. Während hier die Halterung 111 zur relativen Bewegung des Laserlichtes L verschoben wird, kann stattdessen die Sammellinse 105 verschoben werden oder beides zusammen.
Als Objekt 1 wird ein ebenes Element verwendet (z. B. ein Substrat oder ein Wafer), Beispiele dessen beinhalten Halbleitersubstrate, aus Halbleitermaterialien, und piezoelektrische Substrate, die aus piezoelektrischen Substraten bestehen. Wie in 2 gezeigt, wird die Linie 5 zum Schneiden des Objektes 1 in dem Objekt 1 festgelegt. Die Linie 5 ist eine virtuelle Linie, die sich gerade erstreckt. Wenn eine modifizierte Region innerhalb des Objektes 1 ausgebildet wird, wird das Laserlicht L relativ entlang der Linie 5 bewegt (d. h. in Richtung des Pfeiles A in 2), während ein Konvergierungspunkt P innerhalb des Objektes 1 lokalisiert ist, wie in 3 gezeigt. Dies bildet eine modifizierte Region 7 innerhalb des Objektes 1 entlang der Linie 5, wie in den 4 bis 6 gezeigt, aus, wobei die modifizierte Region, die entlang der Linie 5 ausgebildet wurde, eine Schnittstartregion 8 wird.
Der Konvergierungspunkt P ist eine Position, an welcher das Laserlicht L konvergiert ist. Die Linie 5 kann gekrümmt anstatt gerade sein, eine dreidimensionale, die diese verbindet, oder eine durch Koordinaten spezifizierte. Die Linie 5 kann tatsächlich eine sein, die auf einer Vorderseite 3 des Objektes 1 angezeichnet ist, ohne auf eine virtuelle Linie beschränkt zu sein. Die modifizierte Region kann entweder kontinuierlich oder mit Unterbrechungen ausgebildet sein. Die modifizierte Region 7 kann entweder als Reihen oder Punkte ausgebildet sein und muss nur mindestens innerhalb des Objektes ausgebildet sein. Es gibt Fälle, in denen Frakturen von der modifizierten Region 7 ausgebildet sind, welche als Startpunkt agieren, und die Frakturen und die modifizierte Region 7 können an äußeren Oberflächen des Objektes 1 exponiert sein (die Vorderseite 3, die Rückseite 21, und die äußeren peripheren Oberflächen). Die Laserlichteintrittsoberfläche zur Ausbildung der modifizierten Region 7 ist nicht auf die Vorderseite 3 des Objektes 1 beschränkt, sondern kann auch die Rückseite 21 des Objektes 1 sein.
Hier wird das Laserlicht L im Besonderen in der Nähe des Konvergierungspunktes innerhalb des Objektes 1 absorbiert, während es dort hindurch transmittiert wird, wobei die modifizierte Region 7 in dem Objekt 1 ausgebildet wird (d. h. interne Laserabsorptionsbearbeitung, engl.: internal absorption type laser processing). Dementsprechend absorbiert die Vorderseite 3 des Objektes 1 kaum das Laserlicht L und schmilzt deshalb nicht. Im Falle der Ausbildung eines abzutrennenden Teiles, wie ein Loch oder eine Spalte, durch Wegschmelzen von der Vorderseite 3 (Oberflächenlaserabsorptionsbearbeitung, engl.: surface absorption type laser processing), pflanzt sich die Verarbeitungsregion im Allgemeinen graduell von der Vorderseite 3 zur Rückseite fort.
Mit der modifizierten Region 7, die in dieser Ausführungsform ausgebildet ist, sind Regionen gemeint, deren physikalische Eigenschaften wie Dichte, Refraktionsindex, und mechanische Stärke unterschiedliche Zustände zu denen ihrer Umgebung erreicht haben. Beispiele der modifizierten Region 7 beinhalten geschmolzene verarbeitete Regionen (dies bedeutet mindestens eine Region der Regionen ist wiedererhärtet, nachdem es einmal geschmolzen wurde, diejenigen im geschmolzenen Zustand, und diejenigen in dem Prozess des Wiedererhärtens vom geschmolzenen Zustand), Spaltregionen, Regionen mit dielektrischem Zusammenbruch (Durchschlagsregionen), Regionen mit verändertem Refraktionsindex, und deren gemischte Regionen. Andere Beispiele der modifizierten Region beinhalten Gebiete, in denen sich die Dichte der modifizierten Region verändert hat im Vergleich zu der einer nicht modifizierten Region, und Gebiete, in denen ein Gitterdefekt in einem Material des Objektes ausgebildet ist (welche auch gemeinsam als „Hochdichtigkeitsübergangsregionen”, engl.: high-density transitional regions, bezeichnet werden können).
Die geschmolzenen verarbeiteten Regionen, die Regionen mit verändertem Refraktionsindex, Gebiete in denen die modifizierte Region eine unterschiedliche Dichte zu den nicht modifizierten Regionen besitzt, oder Gebiete, die mit einem Gitterdefekt ausgebildet sind, können weiterhin zusätzlich eine Fraktur (Schnitt oder Mikrospalt) enthalten, innerhalb dessen oder an einer Grenzfläche zwischen den modifizierten und nicht modifizierten Regionen. Die beinhaltete Fraktur kann über ganze Oberfläche der modifizierten Region ausgebildet sein oder nur in einem Teil oder einer Vielzahl von Teilen derer. Beispiele des Objektes 1 beinhalten diejenigen, welche aus Silizium (Si), Glas, Siliziumkarbid (SiC), LiTaO₃, oder Saphir (Al₂O₃) bestehen oder diese beinhalten.
Diese Ausführungsform bildet eine Vielzahl von modifizierten Stellen (Verarbeitungsnarben) entlang der Linie 5 aus, und bildet somit die modifizierte Region 7 aus. Die modifizierten Stellen bilden zusammen die modifizierte Region 7, wobei jede modifizierte Stelle ein modifizierter Teil ist, welcher durch einen Blitz/Schuss eines Pulses von gepulstem Laserlicht ausgebildet ist (z. B. ein Puls der Laserbestrahlung; Laserblitz/-schuss). Beispiele der modifizierten Stellen beinhalten Spaltstellen, geschmolzene bearbeitete Stellen, Stellen mit verändertem Refraktionsindex, und diejenigen, in welchen mindestens eine von diesen gemischt vorkommt. Die Größe und Länge der Frakturen, welche von den modifizierten Stellen ausgehen, können wie benötigt gesteuert werden, im Hinblick auf die benötigte Schnittgenauigkeit, die gewünschte Flachheit der Schnittoberfläche, der Dicke, Art, und Kristallorientierung des Objektes, und Ähnlichem.
Die erste Ausführungsform wird jetzt erklärt.
7 zeigt ein schematisches strukturelles Diagramm, welches eine Laserbearbeitungsvorrichtung zum Durchführen des Laserbearbeitungsverfahrens gemäß dieser Ausführungsform illustriert. Wie in 7 gezeigt umfasst die Laserbearbeitungsvorrichtung 300 dieser Ausführungsform eine Laserlichtquelle 202, einen reflektiven räumlichen Lichtmodulator (Aberrationsbereitstellungsteil) 203, ein 4f optisches System 241 und ein konvergierendes optisches System 204 innerhalb eines Gehäuses 231. Die Laserlichtquelle 202, welche das Laserlicht L beispielsweise mit einer Wellenlänge von 1080 nm bis 1200 nm emittiert, verwendet beispielsweise einen Faserlaser. Hier ist die Laserlichtquelle 202 auf einer oberen Platte 236 des Gehäuses 231 mit einer Schraube oder Ähnlichem gesichert, so dass das Laserlicht L horizontal emittiert werden kann.
Die Laserlichtquelle 202 kann kurz gepulstes Laserlicht L oder ultrakurz gepulstes Laserlicht L emittieren. Das kurz pulste Laserlicht L kann beispielsweise eine Pulsbreite von sub-ns bis sub-ms besitzen. Wenn das ultrakurze gepulste Laserlicht L eine Pulsbreite kleiner als sub-ns besitzt, gibt es Fälle, in denen die Pulsbreite ungefähr 100 ps und ungefähr 10 ps ist. Das Strahlprofil des Laserlichtes L kann eine Gaußform (ein sogenannter Gaußstrahl) oder eine Zylinder(engl.: top-hat)-Form (ein sogenannter Top-Hat-Strahl) sein. Hier wird das Objekt 15 mit dem Laserlicht L, welches eine ZylinderForm besitzt, bestrahlt.
Der reflektive räumliche Lichtmodulator 203, für welchen beispielsweise ein reflektiver Flüssigkristall (LCOS: Liquid Crystal an Silicon) räumlicher Lichtmodulator (SLM) benutzt wird, moduliert das Laserlicht L, welches von der Laserlichtquelle 202 emittiert wurde. Hier moduliert der reflektive räumliche Lichtmodulator 203 das Laserlicht, welches horizontal darauf einfällt, während es schräg nach oben bezüglich einer horizontalen Richtung reflektiert wird.
8 zeigt einen teilweisen Querschnitt des reflektiven räumlichen Lichtmodulators in der Laserbearbeitungsvorrichtung von 7. Wie in 8 dargestellt, umfasst der reflektive räumliche Lichtmodulator 203 ein Siliziumsubstrat 213, eine Steuerschaltungsschicht 914, eine Vielzahl von Pixelelektroden 214, einen reflektierenden Film 215 wie einen dielektrischen Multischichtspiegel, einen Ausrichtungsfilm 999a, eine Flüssigkristallschicht (Anzeigeteil) 216, einen Ausrichtungsfilm 999b, einen transparenten leitfähigen Film 217 und ein transparentes Substrat 218 wie ein Glassubstrat, welche in dieser Reihenfolge übereinander geschichtet sind.
Das transparente Substrat 218 hat eine Vorderseite 218a, welche sich entlang einer XY-Ebene erstreckt, wobei die Vorderseite 218a eine Vorderseite des reflektiven räumlichen Lichtmodulators 203 ist. Das transparente Substrat 218 ist hauptsächlich aus einem lichtdurchlässigen Material wie beispielsweise Glas aufgebaut und transmittiert das Laserlicht L welches darauf mit einer vorbestimmten Wellenlänge einfällt von der Vorderseite 218a des reflektiven räumlichen Lichtmodulators 203 zu der Innenseite des Letzteren hindurch. Der transparente leitfähige Film 217 ist auf einer Rückseite des transparenten Substrates 218 ausgebildet und besteht hauptsächlich aus einem leitfähigen Material (z. B. ITO), welches Laserlicht L hindurch transmittiert.
Die Vielzahl der Pixelelektroden 214 sind zweidimensional angeordnet, gemäß der Anordnung einer Vielzahl von Pixeln auf dem Siliziumsubstrat 213 entlang des transparenten leitfähigen Filmes 217. Jede dieser Elektroden 214 ist aus einem Metallmaterial wie beispielsweise Aluminium aufgebaut, wobei seine Vorderseite 214a flach und gerade verarbeitet ist. Die Vielzahl der Pixelelektroden 214 wird durch eine aktive Matrixschaltung gesteuert, welche in der Steuerschaltungsschicht 914 bereitgestellt wird.
Die aktive Matrixschaltung ist zwischen der Vielzahl der Pixelelektroden und dem Siliziumsubstrat 213 angeordnet und steuert die Spannung, welche auf die Pixelelektroden 214 angewandt wird gemäß einem Lichtbild, welches von dem reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203 ausgegeben wird. Ein Beispiel einer solchen aktiven Matrixschaltung besitzt eine erste Steuerschaltung zur Steuerung der Pixelreihen, welche in X-Richtung angeordnet sind, und eine zweite Steuerschaltung zum Steuern der Pixelzeilen, welche in Y-Richtung angeordnet sind, was nicht dargestellt ist, und ist konstruiert, so dass ein Controller 250 (welcher später erklärt wird) eine vorbestimmte Spannung auf die Pixelelektrode 214 eines Pixels, welches durch beide der Steuerschaltungen spezifiziert ist, anwendet.
Die Ausrichtungsfilme 999a, 999b sind entsprechend auf beiden Endflächen der Flüssigkristallschicht 216 angeordnet, um so eine Gruppe von Flüssigkristallmolekülen in einer festgesetzten Richtung auszurichten. Als Ausrichtungsfilme 999a, 999b werden diejenigen, die aus Polymermaterial wie Polyimid verwendet, deren Oberflächen in Kontakt mit der Flüssigkristallschicht 216 kommen wurden Reibung ausgesetzt wurden.
Die Flüssigkristallschicht 216 ist zwischen der Vielzahl der Pixelelektroden 214 und dem transparenten leitfähigen Film 217 angeordnet und moduliert das Laserlicht L gemäß eines elektrischen Feldes, welches zwischen jeder Pixelelektrode 214 und dem transparenten leitfähigen Film 217 ausgebildet wird. Dementsprechend wird, wenn die aktive Matrixschaltung eine Spannung an einer gegebenen Pixelelektrode 214 anwendet, ein elektrisches Feld zwischen dem transparenten leitfähigen Film 217 und dieser Pixelelektrode 214 ausgebildet.
Das elektrische Feld wird auf den reflektierenden Film 215 und die Flüssigkristallschicht 216 gemäß eines Verhältnisses von deren entsprechenden Dicken angewandt. Die Ausrichtungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle 216a verändert sich gemäß des Betrages des elektrischen Feldes, welches auf die Flüssigkristallschicht 216 angewandt wird. Das Laserlicht L, welches durch das transparente Substrat 218 und den transparenten leitfähigen Film 217 in die Flüssigkristallschicht 216 einfällt, wird durch die Flüssigkristallmoleküle 216a moduliert, während es durch die Flüssigkristallschicht 216 hindurchtritt, wird dann durch den reflektiven Film 215 reflektiert, und wird darauffolgend wiederum durch die Flüssigkristallschicht 216 moduliert, bevor es herausgenommen wird.
Zu diesem Zeitpunkt wendet der Controller 250, welcher später erklärt wird, eine Spannung auf jede der Pixelelektroden 214 an, die dem transparenten leitfähigen Film 217 gegenüberliegen, wobei sich der Refraktionsindex in einem Teil zwischen dem transparenten leitfähigen Film 217 und jeder seiner gegenüberliegenden Pixelelektroden 214 verändert (der Refraktionsindex der Flüssigkristallschicht 216 an einer Position korrespondierend zu jedem Pixel verändert sich). Solch eine Änderung des Refraktionsindex kann die Phase des Laserlichtes L für jedes Pixel der Flüssigkristallschicht 216 gemäß der angewandten Spannung ändern. Entsprechend kann eine Phasenmodulation gemäß eines Hologrammmusters zu der Flüssigkristallschicht 216 für jedes Pixel hinzugefügt werden (d. h. die Flüssigkristallschicht 216 des reflektiven räumlichen Lichtmodulators 203 kann ein Modulationsmuster als ein Hologrammmuster, welches eine Modulation bereitstellt, anzeigen).
Als Ergebnis wird die Wellenfront des Laserlichtes L, welches auf das Modulationsmuster einfällt und dadurch hindurchtritt, angepasst, so dass individuelle Strahlen, aus denen das L besteht, in Phasen der Komponenten in einer vorbestimmten Richtung orthogonal zu deren Ausbreitungsrichtung variieren. Dementsprechend kann eine entsprechende Einstellung des Modulationsmusters, welches in dem reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203 angezeigt wird, das Laserlicht L modulieren (beispielsweise bezüglich seiner Intensität, Amplitude, Phase und Polarisation).
Wie später erklärt werden wird, zeigt der reflektive räumliche Lichtmodulator 203 dieser Ausführungsform ein Axionslinsenmuster als Modulationsmuster in der Flüssigkristallschicht 216 an, und moduliert somit das Laserlicht L mit welchen das Objekt 1 bestrahlt wird, so dass das Laserlicht L an dem Objekt 1 konvergiert um konvergierende Punkte an einer Vielzahl von nahe nebeneinanderliegenden Positionen entlang der Laserbestrahlungsrichtung auszubilden. Dies bildet entsprechend, wie in 11 gezeigt, modifizierte Punkte d an der Vielzahl von Positionen aus.
Die Vielzahl der modifizierten Punkte d konstituieren eine modifizierte Stelle Sx, um eine multipunkt-lange modifizierte Stelle auszubilden. Die modifizierte Stelle Sx ist in Laserlichtbestrahlungsrichtung ausgedehnt/verlängert (vertikal lang) im Vergleich mit einer modifizierten Stelle, welche Laserlichtverarbeitung ohne die Anzeige des Modulationsmusters in der Flüssigkristallschicht 216 unterzogen wird. Entsprechend ist die Vielzahl der modifizierte Punkte d dicht nebeneinander in einer Reihe entlang der Laserlichtbestrahlungsrichtung, während die modifizierte Stelle Sx durch eine Reihe der Vielzahl der modifizierten Punkte d ausgebildet ist und eine verlängerte Form besitzt, welche im Besonderen in Laserlichtbestrahlungsrichtung länger ist als in Richtungen, die die vorherige Richtungen kreuzen.
Zurück zu 7, das 4f optische System 241 passt die Wellenfrontform des Laserlichtes L, welches durch den reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203 moduliert wurde, an. Das 4f optische System 231 besitzt eine erste und eine zweite Linse 241a, 241b. Die Linsen 241a, 241b sind zwischen dem reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203 und dem konvergierenden optischen System 204 angeordnet, so dass der Abstand zwischen dem reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203 und der ersten Linse 241a der fokalen Länge f1 der ersten Linse 241a entspricht, der Abstand zwischen dem konvergierenden optischen System 204 und der zweiten Linse 241b der fokalen Länge f2 der Linse 241b entspricht, der Abstand zwischen der ersten und zweiten Linse 241a, 241b f1 + f2 entspricht, und die erste und zweite Linse 241a, 241b ein doppel-telezentrisches optisches System ausbilden. Dieses 4f optische System 241 kann das Laserlicht L, welches durch den reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203 moduliert wurde, daran hindern, seine Wellenfrontform durch räumliche Ausbreitung zu ändern, und erhöht somit die Aberrationen.
Das konvergierende optische System 204 konvergiert das Laserlicht L, welches durch das 4f optische System 241 moduliert wurde, in das Objekt 1. Das konvergierende optische System 204, welches eine Vielzahl von Linsen beinhaltet, ist auf einer unteren Platte 233 des Gehäuse 231 angeordnet, wobei dazwischen eine Fahreinheit 232, beinhaltend eine piezoelektrische Vorrichtung und Ähnliches, angeordnet ist.
In der Laserbearbeitungsvorrichtung 300, die wie vorangehend konstruiert ist, breitet sich das Laserlicht L, welches von der Laserlichtquelle 202 emittiert wurde, horizontal innerhalb des Gehäuses 231 aus und wird dann durch einen Spiegel 205a nach unter reflektiert, woraufhin seine Lichtintensität durch einen Attenuator 207 angepasst wird. Daraufhin wird das Laserlicht L horizontal durch einen Spiegel 205b reflektiert und tritt dann, mit seiner Intensitätsverteilung (nachfolgend einfach als ”Intensitätsverteilung” bezeichnet) durch einen Strahlhomogenisierer 260 homogenisiert, in den reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203 ein.
Das Laserlicht L, welches in den reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203 eingetreten ist, tritt durch das Modulationsmuster, welches in der Flüssigkristallschicht 216 angezeigt wird, hindurch, um gemäß des Modulationsmusters moduliert zu werden, und wird dann durch einen Spiegel 206 nach oben reflektiert, verändert seine Polarisationsrichtung mit einer Halbwellenplatte 228, und wird durch einen Spiegel 206b horizontal reflektiert, um so in das 4f optische System 241 einzutreten.
Das Laserlicht L, welches in das 4f optische System 241 eingetreten ist, besitzt eine angepasste Wellenfrontform, so dass es als paralleles Licht auf das konvergierende optische System 204 einfällt. Im Besonderen konvergiert das Laserlicht L durch das Hindurchtreten durch die erste Linse 241a, wird durch einen Spiegel 219 nach unten reflektiert, divergiert an einem konfokalen Punkt O und tritt durch die zweite Linse 241b hindurch, um so wieder konvergiert und paralleles Licht zu werden. Dann passiert das Laserlicht L die dichroitischen Spiegel 210, 238 in dieser Reihenfolge, um so in das konvergierende optische System 204 einzutreten, und somit in das Objekt 1, welches auf der Halterung 111 montiert ist, konvergiert zu werden.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung 300 dieser Ausführungsform umfasst außerdem, innerhalb des Gehäuses 231, eine Oberflächenbeobachtungseinheit 211 zur Beobachtung der Laserlichteintrittsoberfläche des Objektes 1 und eine AF(AutoFokus)-Einheit 212 zur Feinanpassung des Abstandes zwischen dem konvergierenden optischen System 204 und dem Objekt 1.
Die Oberflächenbeobachtungseinheit 211 besitzt eine Beobachtungslichtquelle 211a zum Emittieren von sichtbarem Licht VL1 und einen Detektor 211b zum Empfangen und Detektieren von reflektiertem Licht VL2 des sichtbaren Lichtes VL1, das durch die Laserlichteintrittsoberfläche des Objektes 1 reflektiert wurde. In der Oberflächenbeobachtungseinheit 211 wird das sichtbare Licht VL1, welches von der Beobachtungslichtquelle 211a emittiert wurde, durch einen Spiegel 208 und den dichroitischen Spiegeln 209, 210, 238 reflektiert oder transmittiert, um so durch das konvergierende optische System 204 zu dem Objekt 1 konvergiert zu werden. Das reflektierte Licht VL2, welches durch die Laserlichteintrittsoberfläche des Objektes 1 reflektiert wurde, wird durch das konvergierende optische Systems 204 konvergiert, um so durch die dichroitischen Spiegel 238, 210 transmittiert oder reflektiert zu werden, und dann durch den dichroitischen Spiegel 209 transmittiert zu werden, um so durch den Detektor 211b empfangen zu werden.
Die AF-Einheit 212 emittiert AF-Laserlicht LB1 und empfängt und detektiert reflektiertes Laserlicht LB2 des AF-Laserlichtes LB1, welches durch die Laserlichteintrittsoberfläche reflektiert wurde, und sammelt somit Verschiebungsdaten der Laserlichteintrittsoberfläche entlang der Linie 5. Wenn die modifizierte Region 7 ausgebildet wird, steuert die AF-Einheit 212 die Fahreinheit 232 entsprechend der so erhaltenen Verschiebungsdaten, um das konvergierende optische System 204 zu und von seiner optischen Achsenrichtung entlang von Wellen der Laserlichteintrittsoberfläche zu bewegen.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung 300 umfasst weiterhin den Controller 250, bestehend aus CPU, ROM, RAM und Ähnlichem, zur Steuerung der Laserbearbeitungsvorrichtung 300. Der Controller 250 steuert die Laserlichtquelle 202, um den Output, die Pulsbreite und Ähnliches des Laserlichtes, welches von der Laserlichtquelle 202 emittiert wird, anzupassen. Wenn die modifizierte Region 7 ausgebildet wird, steuert der Controller 250 mindestens entweder die Position des Gehäuses 231, der Halterung 111 oder die Bewegung der Fahreinheit 232, so dass sich der konvergierende Punkt des Laserlichtes L relativ entlang der Linie 5 bewegt, während es an einem vorbestimmten Abstand von der Vorderseite 3 des Objektes 1 lokalisiert ist.
Wenn die modifizierte Region 7 ausgebildet wird, wendet der Controller 250 eine vorbestimmte Spannung auf jede Elektrode 214 in dem reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203 an, um so in der Flüssigkristallschicht 216 ein vorbestimmtes Modulationsmuster anzuzeigen, und somit dem reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203 zu ermöglichen, das Laserlicht wie gewünscht zu modulieren.
Hier wird das Modulationsmuster, welches in der Flüssigkristallschicht 216 angezeigt wird, im Voraus bestimmt, nämlich aus der Position, an welcher die modifizierte Region ausgebildet werden soll, der Wellenlänge des Lichtes, welches emittiert wird, dem Material des Objektes, der Refraktionsindizes des konvergierenden optischen Systems 204 und des Objektes 1, und Ähnlichem, und in dem Controller 250 gespeichert. Das Modulationsmuster beinhaltet mindestens entweder ein individuelles Unterschiedskorrekturmuster zum Korrigieren individueller Unterschiede, welche in der Laserbearbeitungsvorrichtung 300 vorkommen (z. B. Störungen in der Flüssigkristallschicht 216 des reflektiven räumlichen Lichtmodulators 203), ein sphärisches Aberrationskorrekturmuster zur Korrektur einer sphärischen Aberration, oder ein Axionslinsenmuster.
9 zeigt ein Diagramm, welches ein Axionslinsenmuster illustriert, welches in der Flüssigkristallschicht angezeigt wird. Das gezeigte Axionslinsenmuster Ax zeigt einen Zustand der Flüssigkristallschicht 216 in Vorderansicht. Wie in 9 gezeigt, ist das Axionslinsenmuster Ax ein Modulationsmuster, welches generiert wurde, um einen Effekt einer Axionslinse zu erreichen. Das Axionslinsenmuster Ax konvergiert das Laserlicht L an dem Objekt 1, so dass konvergierende Punkte an einer Vielzahl von nahe nebeneinanderliegenden Positionen entlang einer Laserlichtbestrahlungsrichtung ausgebildet werden. Mit anderen Worten wird das Laserlicht L moduliert, so dass es eine Vielzahl von Intensitätsverteilungen in der Laserlichtbestrahlungsrichtung besitzt (die Ausbreitungsrichtung des Laserlichtes, z. B. die Richtung der optischen Achse). Hier ist das Axionslinsenmuster Ax ein invertiertes konisches optisches Muster, welches nach unten konvex ist.
Im Besonderen besitzt das Axionslinsenmuster Ax eine kreisförmige Region a1, welche bezüglich des einfallenden Laserlichtes L in einer Mitte lokalisiert ist, und eine Vielzahl von kreisförmigen Ringregionen a2, welche von der kreisförmigen Region a1 abgegrenzt sind. Die kreisförmigen Ringregionen 2a sind konzentrisch bezüglich der kreisförmigen Region a1 ausgebildet und besitzen kreisförmige Ringformen mit oder ohne teilweisen Ausschnitten. Die kreisförmige Region a1 und die Vielzahl der kreisförmigen Ringregionen a2 sind so ausgebildet, dass sich die Helligkeit graduell von deren radialen Außenseiten zu den Innenseiten erhöht.
Wenn Laserbearbeitung durchgeführt wird, während die Flüssigkristallschicht 216 das Axionslinsenmuster Ax anzeigt, erhöht sich die Anzahl der konvergierenden Punkte (Anzahl der modifizierten Punkte d) welche nahe nebeneinander in Laserbestrahlungsrichtung liegen, mit einer Parameternummer, welche die Nummer/Anzahl der kreisförmigen Ringregionen a2 ist (die Anzahl der Helligkeitsringe von der Mitte), und bilden somit die vertikal lange modifizierte Stelle Sx entsprechend der Parameternummer aus. Wenn die Parameternummer erhöht oderverringert wird, erhöht oder verringert sich die Anzahl der modifizierten Punkte d auf der Vorderseite (einer Upstreamseite) des Laserlichtes L, wobei die resultierende modifizierte Stelle Sx dazu tendiert auf einer Vorderseite des Laserlichtes L zu expandieren oder zu kontrahieren.
Ein Laserbearbeitungsverfahren, welches die obengenannte Laserbearbeitungsvorrichtung 300 verwendet, wird jetzt im Detail erklärt.
10 zeigt eine Draufsicht, die das Objekt, auf welches Laserbearbeitung gemäß dieser Ausführungsform angewandt wird, illustriert, während 11 einen Querschnitt zur Erklärung des Laserbearbeitungsverfahrens dieser Ausführungsform zeigt. Das Laserbearbeitungsverfahren dieser Ausführungsform wird als Chipherstellungsverfahren zur Herstellung einer Vielzahl von Chips durch Laserbearbeitung des Objektes 1 verwendet. Wie in 10 gezeigt, besitzt das Objekt 1 eine planare Form und Beispiele dessen beinhalten Siliziumsubstrate, Saphirsubstrate, SiC-Substrate, Glassubstrate (getemperte Glassubstrate), Halbleitersubstrate, und transparente isolierende Substrate. Die Dicke des Objektes 1, die 150 μm bis 359 μm sein kann, ist hier 200 μm oder 250 μm.
Die Vorderseite des Objektes 1 ist mit einer Vielzahl von funktionellen Vorrichtungausbildungsregionen 15, welche in einer Matrix angeordnet sind, ausgestattet. Eine Vielzahl von zu schneidenden Linien 5, die sich so erstrecken, dass sie sich zwischen den funktionalen Vorrichtungsausbildungsregionen 15 nebeneinander befinden, sind auf der Vorderseite 3 des Objektes 1 festgelegt. Die Vielzahl der Linien 5 erstrecken sich wie Gitter und beinhalten die zu schneidenden Linien 5a, 5b, welche sich im Wesentlichen entlang einer Richtung parallel und senkrecht zu einer Orientierungsfläche 6 des Objektes 1 erstrecken. Wenn das Objekt 1 ein Saphirsubstrat ist, wird seine c-Ebene als Hauptoberflächen benutzt (die Vorderseite 3 und die Rückseite 21), und die Linien 5 sind so ausgebildet, dass sie sich in Richtungen entlang der r-Ebene des Saphirsubstrates erstrecken.
Während der Laserbearbeitung des Objektes 1, wird zuerst ein dehnbares Band auf der Rückseite 21 des Objektes 1 angebracht und das Objekt 1 wird auf die Halterung 111 montiert. Nachfolgend, wie in den 7 und 11 gezeigt, steuert der Controller 250 den reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203, um das Axionslinsenmuster Ax als Modulationsmuster durch die Flüssigkristallschicht 216 anzuzeigen, woraufhin das Objekt 1 mit dem Laserlicht L in einer pulsierenden Art bestrahlt wird, während die Vorderseite 3 des Objektes 1 als Laserlichteintrittsoberfläche benutzt wird (Laserlichtbestrahlungsoberfläche) und Konvergieren des Laserlichtes L an dem Objekt 1, um so konvergierende Punkte an einer Vielzahl von nahe nebeneinanderliegenden Positionen entlang der Laserlichtbestrahlungsrichtung auszubilden. Gleichzeitig werden das Objekt 1 und das Laserlicht L relativ entlang der Linien 5 zueinander bewegt (gescannt).
Dies bildet eine Vielzahl von vertikal langen modifizierten Stellen Sx aus, wobei jede modifizierte Punkte d an einer Vielzahl von nahe nebeneinanderliegenden Positionen entlang einer Laserbestrahlungsrichtung ausbildet, entlang der Linien 5 an einer vorbestimmten Tiefe in Dickenrichtung des Objektes 1. Die Vielzahl der modifizierten Stellen Sx bilden die modifizierte Region 7 aus. Danach wird das dehnbares Band expandiert, um so das Objekt 1 entlang der Linien 5 der modifizierten Region, die als ein Schnittstartpunkt dienen, zu schneiden, wobei eine Vielzahl von geschnittenen Chips als Halbleitervorrichtungen erhalten werden (Beispiele beinhalten Speicher, IC, lichtemittierende Vorrichtungen, und lichtempfangende Vorrichtungen).
Wenn die modifizierte Stelle Sx ausgebildet wird, kann der folgende Axionslinsenmusterproduktionsschritt ausgeführt werden (Axionslinsenmusterproduktionssteuerung). In dem Axionslinsenmusterproduktionsschritt produziert der Controller 250 das Axionslinsenmuster Ax beispielsweise gemäß eines Zustandes einer normalen modifizierten Stelle, welche innerhalb des Objektes 1 ausgebildet ist, ohne dass die Flüssigkristallschicht 216 das Modulationsmuster anzeigt (was im Folgenden einfach als ”normale modifizierte Stelle” bezeichnet werden kann).
Es gibt Fälle, in denen die modifizierte Stelle Sx in ihrer Länge in Laserlichtbestrahlungsrichtung in Abhängigkeit von dem Material des Objektes 1 und der Energie des Laserlichtes L variiert, und somit ihre Position in Dickenrichtung verändert. Dementsprechend kann der folgende Konvergierungspunktpositionskorrekturschritt (Konvergierungspunktpositionskorrektursteuerung) durchgeführt werden, wenn die modifizierte Stelle Sx ausgebildet wird.
Mit Bezug auf die tiefste Position (Position am nächsten zur Rückseite 21) des Laserlichtes L bezüglich der modifizierten Stelle Sx, welche ausgebildet wird, korrigiert der Konvergierungspunktpositionskorrekturschritt die Konvergierungspunktposition (Z-Höhe) des Laserlichtes in Dickenrichtung beispielsweise gemäß des Zustandes der normalen modifizierten Stelle. Dies ist weil die modifizierte Stelle Sx dazu tendiert, auf der Vorderseite des Laserlichtes L gemäß der Parameternummer zu expandieren oder zu kontrahieren.
Wenn die modifizierte Stelle Sx ausgebildet wird, kann ein Axionslinsenmusteranpassungsschritt (Axionslinsenmusteranpassungssteuerung) zur Anpassung der Parameternummer des Axionslinsenmusters Ax (die Nummer/Anzahl der kreisförmigen Ringregionen a2) ausgeführt werden. In dem Axionslinsenmusteranpassungsschritt wird die Parameternummer des Axionslinsenmusters Ax beispielsweise gemäß des Zustandes der normalen modifizierten Stelle eingestellt, um mit der Länge der modifizierten Stelle Sx (modifizierte Region 7), die in Laserlichtbestrahlungsrichtung ausgebildet werden soll zu korrespondieren. Im Besonderen wird die Parameternummer größer oder kleiner gemacht, wenn die modifizierte Stelle Sx in Laserlichtbestrahlungsrichtung entsprechend länger oder kürzer ausgebildet werden soll.
Wenn der konvergierende Teil des Laserlichtes L in dem Objekt 1 vertikal lang gemacht wird, um so die vertikale lange modifizierte Region 7 in dem Objekt auszubilden, verringert sich der Betrag der Frakturen (Risse), die innerhalb des Objektes 1 vorkommen, und verbessert somit die Geradheit in den Schnittsektionen und die Biegestärke, und somit ergibt sich die Möglichkeit Bearbeitungsqualität zu verbessern. Während dies die Energiedichte an dem konvergierenden Teil des Laserlichtes L verringern kann und somit die Gefahr des Nichtherstellens der modifizierten Region 7 birgt und einen großen Energiebetrag zum Bearbeiten erfordert, wurde gefunden, dass solche eine Gefahr durch die entsprechende Modulation des Laserlichtes L unter Benutzung des reflektiven räumlichen Lichtmodulators 203 beherrscht werden kann.
In dieser Hinsicht bewirkt diese Ausführungsform, wenn die modifizierte Region 7 ausgebildet wird, dass der reflektive räumliche Lichtmodulator 203 das Axionslinsenmuster Ax als Modulationsmuster anzeigt und somit das Laserlicht konvergiert, um konvergierende Punkte an einer Vielzahl von nahe nebeneinanderliegenden Positionen in Laserlichtbestrahlungsrichtung auszubilden. Dementsprechend kann das longitudinale feine Multipunkt-divergente Laserlicht L Laserbearbeitung durchführen (sogenannte simultane Multipunktverlängerungsbearbeitung, engl.: simultaneous multipoint elongation processing), um die divergenten multipunktkonvergierenden Punkte miteinander zu verbinden und somit eine pseudovertikale lange konvergierende Stelle auszubilden. Dies kann die modifizierte Stelle Sx mit einer Vielzahl von modifizierten Punkten d, die in Laserbestrahlungsrichtung nahe nebeneinanderliegen, ausbilden.
Diese modifizierte Stelle Sx bildet einen „simulierenden” (und im Wesentlichen) vertikalen langen konvergierenden Teil aus, während die Energiedichte vollständig erhalten bleibt, und somit die vertikale lange modifizierte Region 7 produziert wird. Dies kann die Anzahl der Frakturen, welche innerhalb des Objektes 1 vorkommen, reduzieren und die Ausbreitung der Frakturen weiter erschweren, und somit die Geradheit in Schnittsektionen sowie die Biegestärke verbessern und es möglich machen, die Bearbeitungsqualität zu verbessern.
Die modifizierte Region 7 wird vertikal lang und kann dementsprechend den Durchsatz verbessern. Diese Ausführungsform kann die Anzahl der Frakturen verringern und ist dementsprechend im Besonderen effektiv, wenn die Frakturen innerhalb des Objektes 1 gesteuert werden (z. B. wenn die Linien 5 nicht mit der Kristallorientierung übereinstimmen oder wenn ein Glasmaterial verarbeitet wird).
Der oben genannte Vorgang und Effekt, dass es die Anzahl der Frakturen reduzieren kann, ist bemerkenswert effektiv beim Verringern von Frakturen in der c-Ebenenrichtung, wenn das Objekt 1 ein SiC-Substrat oder Saphirsubstrat ist. Diese Ausführungsform kann das Laserlicht L konvergieren während wie oben erwähnt die Energiedichte vollständig erhalten wird, wohingegen ein optisches System, das eine Axionslinse verwendet um die konvergierenden Punkte vertikal lang zu machen, typischerweise die Energiedichte verringert, so dass normale Bearbeitung schwierig wird oder ein großer Energiebetrag zur Bearbeitung notwendig wird. Da der räumliche Phasenmodulator 203 zur Ausbildung der vertikal langen modifizierten Stelle Sx benutzt wird, kann die modifizierte Region 7 instantan mit einer gegebenen Aufteilung (engl.: pitch) an einer gegebenen Position ausgebildet werden.
Wenn das Objekt 1 ein Saphirsubstrat ist und man die c-Ebene als Hauptoberfläche verwendet, können sich Frakturen typischerweise schwer entlang der r-Ebene in dem Saphirsubstrat ausbreiten. Wenn die modifizierte Region 7 entlang der Linie 5, welche sich entlang der r-Ebene erstreckt, ausgebildet wird, breiten sich deshalb die resultierenden Frakturen einfach in Richtungen aus, welche die Linie 5 schneiden, und ergeben somit eine Gefahr des Brechens entlang der Richtungen, die Linie 5 kreuzen. Im Gegensatz dazu kann diese Ausführungsform den Betrag der Frakturen reduzieren und dementsprechend die Gefahr unterdrücken, und somit im Besonderen effektiv sein, wenn die Linie 5 so angesetzt wird, dass sie sich in einer Richtung entlang der r-Ebene des Saphirsubstrates erstreckt. Der oben genannte Vorgang und Effekt des Verbesserns der Verarbeitungsqualität ist bemerkenswert, wenn das Objekt 1 amorphes Glas ist.
12 zeigt ein Foto, welches ein Beispiel von modifizierten Stellen, die durch das Laserbearbeitungsverfahren dieser Ausführungsform ausgebildet wurden, illustriert. Fig. zeigt das Objekt 1 von einer Seitenansicht, wobei die dargestellte vertikale Richtung mit einer Dickenrichtung korrespondiert. Aus 12 ist ersichtlich, dass die konvergierenden Punkte an einer Vielzahl von nahe nebeneinanderliegenden Positionen in der Laserlichtbestrahlungsrichtung ausgebildet sind, wobei die vertikale lange modifizierte Stelle Sx bestehend aus einer Vielzahl von nahe nebeneinanderliegen modifizierten Punkten d in Laserbestrahlungsrichtung ausgebildet wird.
13 zeigt ein Foto zur Erklärung der Effekte des Laserbearbeitungsverfahrens dieser Ausführungsform. 13(a) zeigt ein Bild, in welchem das Objekt 1 mit dem Laserlicht L bestrahlt wird, während kein Modulationsmuster in der Flüssigkristallschicht 216 angezeigt wird, um die modifizierten Stellen Sy innerhalb des Objektes 1 auszubilden. 13(b) zeigt ein Bild, in welchem das Objekt 1 mit dem Laserlicht L bestrahlt wird, während das Axionslinsenmuster Ax in der Flüssigkristallschicht 216 angezeigt wird, um so die modifizierte Stelle Sx innerhalb des Objektes 1 auszubilden. Die Bilder in 13 illustrieren die Innenseite des Objektes 1 mit den modifizierten Stellen wie es von der Laserlichteintrittsoberfläche aus gesehen.
Aus 13 ist ersichtlich, dass die vertikale lange modifizierte Stelle Sx, die ausgebildet wurde, während das Axionslinsenmuster Ax in der Flüssigkristallschicht 216 angezeigt wurde, die Anzahl von Frakturen verringern kann, die innerhalb des Objektes 1 vorkommen, im Vergleich zu den modifizierten Stellen Sy, welche ausgebildet werden, wenn kein Modulationsmuster in der Flüssigkristallschicht 216 angezeigt wird.
14 zeigt ein weiteres Foto zur Erklärung der Effekte des Laserbearbeitungsverfahrens dieser Ausführungsform. 14(a) zeigt eine Schnittsektion 25y zu dem Zeitpunkt, wenn das Objekt 1 mit dem Laserlicht L bestrahlt wird, während kein Modulationsmuster in der Flüssigkristallschicht 216 angezeigt wird. 14(b) zeigt eine Schnittsektion 25x zu dem Zeitpunkt, wenn das Objekt 1 mit dem Laserlicht L bestrahlt wird, während das Axionslinsenmuster Ax in der Flüssigkristallschicht 216 angezeigt wird. 14 zeigt das Objekt 1 von einer Seitenansicht, während die gezeigte vertikale Richtung mit einer Dickenrichtung korrespondiert.
Aus 14 ist ersichtlich, dass Laserbearbeitung mit dem Axionslinsenmuster Ax dazu tendiert, dass Frakturen in Richtungen, welche sich mit der Dickenrichtung überschneiden, reduziert werden, wobei die Geradheit an Chipendoberflächen in der Schnittsektion 25x verbessert wird im Vergleich mit derjenigen in der Schnittsektion 25y, die durch Laserbearbeitung ohne das Anzeigen des Modulationsmusters in der Flüssigkristallschicht 216 ausgebildet wird.
Das Folgende wird die Messergebnisse bezüglich der Biegestärke eines Chips zeigen, der mit Laserbearbeitung des Objektes 1 hergestellt wurde ohne dass das Modulationsmusters in der Flüssigkristallschicht 216 angezeigt wurde, und eines Chip, der durch Laserbearbeitung des Objektes 1 hergestellt wurde, während das Axionslinsenmuster Ax in der Flüssigkristallschicht 216 angezeigt wurde. Hier wird eine Kraft/ein Druck auf die Laserlichteintrittsoberflächenseite ausgeübt.

• Kein Modulationsmuster angezeigt: Biegestärke 75,3 MPa
• Axionslinsenmuster angezeigt: Biegestärke 109,6 MPa

Von den oben erwähnten Biegestärkenmessergebnissen ist ersichtlich, dass Laserbearbeitung mit dem Axionslinsenmuster Ax die Biegestärke des Chips verbessert, im Vergleich mit Laserbearbeitung ohne das Anzeigen des Modulationsmusters in der Flüssigkristallschicht 216.
Die erste Ausführungsform wird jetzt näher erklärt.
Wie oben ausgeführt, umfasst die Laserbearbeitungsvorrichtung 300 den reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203 als einen Aberrationsbereitstellungsteil und bewirkt, dass der reflektive räumliche Lichtmodulator 203 eine Phasenmodulation des Laserlichtes L durchführt, das an dem Objekt 1 konvergiert ist, um so eine Aberration zu dem Laserlicht L hinzuzufügen (siehe 7). Deshalb wird das Prinzip durch welches Aberration auftritt und die Phasenmodulation zuerst erklärt.
15 zeigt ein Diagramm zur Erklärung von Aberrationen, welche an Konvergierungspositionen des Laserlichts vorkommen. Das Laserlicht L konvergiert geometrisch an einem einzigen Punkt, wenn es eine ebene Welle ist (eine ebene Wellenfront (Phase) besitzt). Auf der anderen Seite, da das ebene Wellenlaserlicht L typischerweise seine Wellenfront aufgrund von verschiedenen Einflüssen verändert, kann das Laserlicht L, welches an dem Objekt 1 konvergiert, das Konvergieren an einem einzigen Punkt nicht erreichen und dementsprechend kommen Aberrationen natürlicherweise vor. Beispiele der Aberrationen beinhalten Seidelaberrationen (Astigmatismus, Koma, sphärische Aberration, Feldkrümmung und Störungen), longitudinale Aberration, was eine Aberration in longitudinaler Richtung ist (entlang der Richtung der optischen Achse), und laterale Aberration, was eine Aberration in eine Richtung ist, die die longitudinale Richtung kreuzt.
Wenn das Laserlicht L in dem Prozess des Konvergierens an dem Objekt 1 durch das konvergierende optische System 204 (siehe 11) auf das Objekt 1 einfällt und Ähnliches, kommt eine sphärische Aberration, in welcher Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Einfallswinkeln an verschiedenen Positionen durch Refraktion (Snelliussches Gesetz) konvergieren, natürlich vor, wie beispielsweise in 15 gezeigt. Da das Laserlicht L an dem Objekt 1 konvergiert, kommt dementsprechend, wie dargestellt, eine Aberration natürlicherweise an der Konvergierungsposition unabhängig von dem reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203 vor, wobei ein Bereich der Aberration entlang der Richtung der optischen Achse als ein Referenzaberrationsbereich H existiert (ein Bereich, wo die Intensität des Laserlichtes L ein Bearbeitungsgrenzwert α oder größer ist).
Es hat sich herausgestellt, dass das Addieren einer neuen Aberration zu der Aberration, welche eine sphärische Aberration und Ähnliches enthält, welches durch ein solches Konvergieren des Laserlichtes L bewirkt wird (nachfolgend als ”Konvergenz induzierte Aberration” bezeichnet), die Bearbeitungsqualität steuern kann. Ein Beispiel unter den Techniken zur Addition der neuen Aberration ist eine Phasenmodulation des Laserlichtes L mit dem reflektiven räumlichen Lichtmodulator 203. Mit Phasenmodulation ist das Modulieren einer Wellenfront (Phase) des Laserlichtes L in eine gegebene Form gemeint.
Beispiele von Phasenmodulation beinhalten diejenigen, welche eine Aktion einer Axionslinse erreichen, eine Aktion eines Beugungsgitters erreichen, und das Generieren einer vorbestimmten sphärischen Aberration. Diese Beispiele können beispielsweise dadurch ausgeführt werden, dass der reflektive räumliche Lichtmodulator 203 ein Axionslinsenmuster, ein Beugungsgittermuster, und ein vorbestimmtes sphärisches Aberrationsmuster entsprechend anzeigt. Als eine Technik zur Addition einer neuen Aberration kann eine Linse, welche eine Aberration bereitstellt, benutzt werden, oder ein Medium kann in den Konvergierungsprozess eingefügt werden, während in einem solchen Fall entweder die Linse oder das Medium den Aberrationsbereitstellungsteil ausmacht.
Zurück zu 7, der reflektive räumliche Lichtmodulator 203 bewirkt, dass seine Flüssigkristallschicht 216 das Modulationsmuster anzeigt, um das Laserlicht L, das an dem Objekt 1 konvergiert phasenzumodulieren, und steuert somit die Intensitätsverteilung des Laserlichtes an der Konvergenzposition in der Richtung der optischen Achse. Mit anderen Worten steuert der reflektive räumliche Lichtmodulator 203 die Intensitätsverteilung an der Konvergenzposition in der Richtung der optischen Achse durch Laserwellenfrontsteuerung.
Der reflektive räumliche Lichtmodulator 203 fügt eine erste Aberration zu dem Laserlicht L hinzu, so dass es einen verlängerten Bereich länger als den Referenzaberrationsbereich H (siehe 15) in der optischen Achsenrichtung als einen Aberrationsbereich besitzt, und eine Intensitätsverteilung in der Richtung der optischen Achse mit einer kontinuierlichen Wellenform in dem verlängerten Bereich HL. Im Besonderen, wie im Folgenden erklärt wird, kombiniert der reflektive räumliche Lichtmodulator 203 diese Ausführungsform (addiert zusammen) die konvergenzinduzierte Aberration, die durch das Konvergieren des Laserlichtes L bewirkt wird, und die erste Aberration, welche eine sphärische Aberration ist (longitudinale Aberration) und erreicht einen Effekt einer Axionslinse.
16 zeigt einen Chart zur Erklärung von Intensitätsverteilungen des Laserlichtes in der Richtung der optischen Achse in dieser Ausführungsform. Die 16(a), 16(b) und 16(c) zeigen entsprechend die Intensitätsverteilungen, welche allein durch die konvergenzinduzierte Aberration bewirkt wird, welche durch die Aberration, die allein durch das Axionslinsenmuster Ax bereitgestellt wird, und welche durch die Kombination der konvergenzinduzierten Aberration und der Aberration, die durch das Axionslinsenmuster Ax bereitgestellt wurde. Die Abszisse in jedem Chart zeigt die Position in der Richtung der optischen Achse an, welche 0 ist an der Laserlichteintrittsoberfläche und sich in die Tiefe von der Laserlichteingangsoberfläche des Objektes 1 erhöht, wenn es sich in Richtung der rechten Seite des Chartes weiter ausbreitet. Die Skalen der Ordinaten in diesem Chart sind unabhängig voneinander gesetzt und koinzidieren nicht immer miteinander. Diese Erklärungen in den Charts finden auch Anwendung auf die 20, 21 und 24, welche folgen.
Wie in 16(a) gezeigt, besitzt das Laserlicht L eine Intensitätsverteilung K1, welche durch konvergenzinduzierte Aberration bewirkt wird. In der Intensitätsverteilung K1 kommt eine Unebenheit in der flachen Positionsseite vor, und ein Bereich der Aberration, welcher ein Bereich ist, der den Bearbeitungsgrenzwert α oder größer angibt, ist der Referenzaberrationsbereich H. Auf der anderen Seite bewirkt der reflektive räumliche Lichtmodulator 203, dass die Flüssigkristallschicht 216 das Axionslinsenmuster Ax anzeigt, so dass das Laserlicht L einer Phasenmodulation gemäß einem Effekt einer positiven Axionslinse unterzogen wird, und fügt somit eine Intensitätsverteilung K2 mit einer Unebenheit an einer tieferen Positionsseite dem Laserlicht L hinzu (siehe 16(b)). Dementsprechend, wie in 16(c) gezeigt, wirken die Intensitätsverteilungen K1, K2 in dieser Ausführungsform in Kombination, wobei das Laserlicht L eine Intensitätsverteilung K3 besitzt.
Im Vergleich mit der Intensitätsverteilung K1 besitzt die Intensitätsverteilung K3 einen verlängerten Bereich HL, welcher seine Unebenheit unterdrückt und so in Balance ist und in die Richtung der optischen Achse verlängert ist so dass er länger ist als der Referenzaberrationsbereich H. Zusätzlich besitzt die Intensitätsverteilung K3 eine kontinuierliche Wellenform in dem verlängerten Bereich HL. Mit anderen Worten ist in der Intensitätsverteilung K3, der Bereich, welcher den Verarbeitungsgrenzwert α oder größer bereitstellt, in Richtung der optischen Achse verlängert, um so den verlängerten Bereich HL auszubilden, wobei sein Wert wie ein Sägezahn gewellt ist mit der Änderung der Position in Richtung der optischen Achse (erhöht oder verringert die Tiefe). Da der Betrag der Aberration, welche durch das Axionslinsenmuster Ax bereitgestellt wird, größer ist, verschieben seine defokussierten Komponenten das Peak der Intensitätsverteilung K2 in Richtung der flacheren Seite in Richtung der optischen Achse, wobei der verlängerte Bereich HL dazu tendiert, zu expandieren.
Wenn das Laserlicht L mit der Intensitätsverteilung K3 an dem Objekt 1 konvergiert wird, wird eine Energiedichte vollständig beibehalten, während der verlängerte Bereich HL als ein konvergierender Teil angewandt wird, so dass multipunktkonvergierende Punkte korrespondierend zu der kontinuierlichen Wellenform der Intensitätsverteilung K3 ausgebildet werden, so dass sie beispielsweise nahe nebeneinander in Richtung der optischen Achse sind. Als Ergebnis wird die modifizierte Stelle Sx mit einer Vielzahl von modifizierten Punkten d (siehe 11) als die modifizierte Region 7 in einem vertikal langen Bereich, korrespondierend zu dem verlängerten Bereich HL in Richtung der optischen Achse, ausgebildet.
Zum Erhalten der ersten Aberration generiert die Laserbearbeitungsvorrichtung 300 ein Modulationsmuster in dem Controller 250 gemäß des Referenzaberrationsbereiches H, der aus einer Bearbeitungstiefe bestimmt wurde (eine Position, an welcher die modifizierte Region in Richtung der optischen Achse ausgebildet wird), die eingegeben wurde und aus einer eingegeben Bearbeitungslänge (die Länge der modifizierten Region in Richtung der optischen Achse). Die Flüssigkristallschicht 216 wird angesteuert, um das generierte Modulationsmuster anzuzeigen (wie später im Detail erklärt wird).
17 zeigt einen Chart zur Illustrierung eines Beispiels von Datentabellen, welche in dem Controller dieser Ausführungsform gespeichert sind. Wie in 17 gezeigt, besitzt der Controller Datentabellen Tb1, Tb2 zur Generierung der Modulationsmuster, die in der Flüssigkristallschicht 216 des reflektiven räumlichen Lichtmodulators 203 angezeigt werden. Wie in 17(a) gezeigt, assoziiert die Datentabelle Tb1 Bearbeitungstiefen Z₁ bis Z₃, welche über eine Eingabeeinheit (nicht dargestellt), die mit dem Controller 250 verbunden ist, eingegeben wurden, entsprechend mit Referenzaberrationsbereichen H₁ bis H₃. Wie in 17(b) gezeigt, assoziiert die Datentabelle Tb2 Bearbeitungslängen X₁ bis X₃, welche über die Eingabeeinheit eingegeben wurden, und die Referenzaberrationsbereiche H₁ bis H₃ mit den Modulationsmustern A₁ bis A₃.
18 zeigt ein Flussdiagramm zur Illustrierung eines Beispiels des Laserbearbeitungsverfahrens, welches durch die Laserbearbeitungsvorrichtung dieser Ausführungsform durchgeführt wird. Wie in 18 gezeigt, wird die Bearbeitungstiefe der modifizierten Region 7, die ausgebildet werden soll, über die Eingabeeinheit in die Laserbearbeitungsvorrichtung 300 eingegeben (S1). Nachfolgend wird im Controller 250 auf die Datentabelle Tb1 zugegriffen, um so den Referenzaberrationsbereich H zu bestimmen, welcher der Bereich der konvergenzinduzierten Aberration gemäß der eingegebenen Bearbeitungstiefe ist (S2).
Nachfolgend wird die Bearbeitungslänge der modifizierten Region 7, welche ausgebildet werden soll, über die Eingabeeinheit eingegeben (S3). Nachfolgend wird im Controller 250 auf die Datentabelle Tb2 zugegriffen, um so ein Modulationsmuster zu bestimmen, welches in der Flüssigkristallschicht 216 des reflektiven räumlichen Lichtmodulators 203 angezeigt wird, gemäß der eingegebenen Bearbeitungslänge und des Referenzaberrationsbereiches H, welcher in dem oben genannten S2 bestimmt wurde (S4). Dann wird, während dieses Modulationsmuster in der Flüssigkristallschicht 216 angezeigt wird, das Laserlicht an dem Objekt 1 konvergiert, wobei die oben genannte Laserbearbeitung ausgeführt wird (S5).
Als eine Folge wird die erste Aberration, welche eine sphärische Aberration ist, die durch eine Phasenmodulation bewirkt wird und einen Effekt einer Axionslinse erreicht, zu der konvergenzinduzierten Aberration addiert, wobei durch die Addition ein Verlängerungseffekt in der Intensitätsverteilung des Laserlichtes L bewirkt wird. Dementsprechend wird das Laserlicht L mit dem verlängerten Bereich HL als Aberrationsbereich und mit einer kontinuierlichen Wellenform in dem verlängerten Bereich HL (siehe 16(c)) an dem Objekt 1 konvergiert. Dementsprechend wird der Teil, in dem das Laserlicht L in dem Objekt konvergiert wird, vertikal lang, während seine Energiedichte vollständig erhalten ist, wobei konvergierende Punkte des Laserlichtes L an nahe nebeneinander liegenden Multipunktpositionen in Richtung der optischen Achse ausgebildet werden. Als ein Ergebnis wird die vertikale lange modifizierte Stelle Sx mit einer Vielzahl von nahe nebeneinander liegenden modifizierten Punkten d in Richtung der optischen Achse ausgebildet, wobei die vertikale lange modifizierte Region 7 produziert wird.
Wenn die eingegebene Bearbeitungstiefe nach dem Starten der Laserbearbeitung in dem oben genannten S5 verändert wird, verschiebt sich der Fluss wieder zu der Bearbeitung des oben genannten S1 (S6). Wenn die eingegebene Bearbeitungslänge nach dem Start der Laserbearbeitung in dem oben genannten Schritt S5 verändert wird, verschiebt sich der Fluss wieder zu der Bearbeitung des oben genannten S3 (S7).
In dieser Ausführungsform, wie in der vorangegangenen, wird das Objekt 1 durch das Laserlicht L mit dem verlängerten Bereich HL als Aberrationsbereich laserbearbeitet, wobei dieser länger ist als der Referenzaberrationsbereich H und eine Intensitätsverteilung entlang der optischen Achsenrichtung mit einer kontinuierlichen Wellenform in dem verlängerten Bereich HL besitzt. Dies kann den konvergierten Teil des Laserlichtes effektiv und genau entlang der Richtung der optischen Achse des Objektes 1 verlängern, und somit die vertikale modifizierte Region 7 in dem Objekt 1 ausbilden. Dies kann beispielsweise die Geradheit in Schnittsektionen verbessern, kann nachteilige Effekte unterdrücken (Risse in Spaltebenen und c-Ebenen), die durch die Spaltcharakteristik und die Kristallorientierung des Objektes 1 bewirkt werden, kann Fluktuationen von Frakturen von verhindern und kann die Biegestärke erhöhen, und kann es somit ermöglichen, die Verarbeitungsqualität zu verbessern.
Diese Ausführungsform kann konvergierende Punkte als eine Vielzahl von nahe nebeneinanderliegenden Positionen in Richtung der optischen Achse produzieren, was es ermöglicht, die modifizierte Region 7 wie eine Perforation auszubilden. Dies macht einfacher, das Objekt 1 entlang der modifizierten Region 7 zu schneiden und ermöglicht Laserbearbeitung unabhängig von der Spaltcharakteristik und Kristallorientierung. Solch ein Konvergieren an einer Vielzahl von Punkten ermöglicht Laserbearbeitung, die mit einem kleineren Energiebetrag durchgeführt werden kann als im Fall des Konvergieren an einer einzigen vertikalen langen konvergierenden Stelle Dies macht es somit einfacher eine ausreichende Energiedichte zu sichern, sogar wenn die modifizierte Region 7 innerhalb des Objektes 1 an einer Position ausgebildet wird, welche tief von der Laserlichteintrittsoberfläche liegt, so dass die modifizierte Region 7 mit einer ausreichenden Größe (große Breite) sicher ausgebildet werden kann.
Bezüglich eines konvergierenden Punktes ist ein anderer konvergierter Punkt nahe in Richtung der optischen Achse lokalisiert, um so die destruktive Kraft in dem Objekt 1 zum Zeitpunkt des Schneidens zu erhöhen, wobei das Objekt 1 einfach geschnitten werden kann. Der letztere Konvergierungspunkt bewirkt außerdem einen hitzeinduzierenden Effekt bezüglich desfrüheren konvergierenden Punkt, wobei das Objekt 1 einfacher geschnitten werden kann. Dies kann weiterhin einen „Destressingeffekt” zu dem Zeitpunkt erhöhen, wenn das Laserlicht L das Objekt 1 modifiziert, wobei das Objekt 1 einfach geschnitten werden kann.
Diese Ausführungsform fügt die Aberration, welche durch Phasenmodulation bewirkt wird und einen Effekt einer Axionslinse erreicht als die erste Aberration zu der auftretenden konvergenzinduzierten Aberration hinzu. Dies macht es möglich die Intensitätsverteilung K3 mit einer kontinuierlichen Wellenform in dem verlängerten Bereich HL zu erreichen, während der Aberrationsbereich zu dem verlängerten Bereich HL verlängert wird.
19 zeigt ein weiteres Foto zur Erklärung von Effekten des Laserbearbeitungsverfahrens dieser Ausführungsform. 19(a) zeigt ein Bild, in welchem modifizierte Stellen Sy innerhalb des Objektes 1 durch Konvergieren des Laserlichtes L mit konvergenzinduzierter Aberration und ohne Anzeigen eines Modulationsmusters in der Flüssigkristallschicht 216 ausgebildet sind. 19(b) zeigt ein Bild, in welchem modifizierte Stellen Sx innerhalb des Objektes 1 durch Konvergieren des Laserlichtes L mit der Intensitätsverteilung K3 (siehe 16(c)) ausgebildet sind, wobei die Intensitätsverteilung durch die Addition der Aberration, welche einen Effekt einer Axionslinse erreicht, zu der konvergenzinduzierten Aberration ausgebildet ist und durch Anzeigen des Axionslinsenmusters Ax in der Flüssigkristallschicht 216 erreicht wird.
Jedes Bild in 19 zeigt das Objekt 1 mit den modifizierten Stellen Sx, Sy, wie von einer Schnittsektion gesehen, während die gezeigte vertikale Richtung mit einer optischen Achsenrichtung korrespondiert. In jedem Bild in 19 sind eine Vielzahl von modifizierten Stellen Sy, Sx an nebeneinanderliegenden vorbestimmten Intervallen in der gezeigten lateralen Richtung angelegt. Die Laserbearbeitung in 19(b) verwendet das Axionslinsenmuster Ax, welches mit 5λ korrespondiert.
Wie aus 19 ersichtlich, ist gemäß dieser Ausführungsform die modifizierte Stelle Sx in der optischen Achsenrichtung verlängert, so dass sie vertikal länger wird als im Vergleich mit den modifizierten Referenzstellen Sy, welche durch Konvergieren des Laserlichtes L mit dem Referenzaberrationsbereich H ausgebildet werden. Es ist außerdem ersichtlich, dass die modifizierten Stellen Sx dieser Ausführung durch eine größere Anzahl von multipunktkonvergierenden Punkten entlang der Richtung der optischen Achse ausgebildet sind als die modifizierten Stellen Sy.
Die zweite Ausführungsform wird jetzt im Detail erklärt. Diese Ausführungsform wird hauptsächlich bezüglich der Unterschiede zu der oben genannten ersten Ausführungsform erklärt.
Wie im Folgenden erklärt wird, kombiniert der reflektive räumliche Lichtmodulator 203 dieser Ausführungsform eine vorbestimmte sphärische Aberration als die erste Aberration mit der konvergenzinduzierten Aberration, die durch das Konvergieren des Laserlichtes L verursacht wird. 20 zeigt einen Chart zur Erklärung der Intensitätsverteilung des Laserlichtes in Richtung der optischen Achse in dieser Ausführungsform. Die 20(a), 20(b) und 20(c) zeigen entsprechend die Intensitätsverteilungen, welche durch die konvergenzinduzierte Aberration allein verursacht wird, welche durch die Aberration, die durch ein vorbestimmtes sphärisches Aberrationsmuster allein bereitgestellt wird, und welche durch die Kombination der konvergenzinduzierten Aberration und des vorbestimmten sphärischen Aberrationsmusters verursacht wird.
Wie in den 20(a) und 20(b) gezeigt, während das Laserlicht eine Intensitätsverteilung K1 aufgrund der konvergenzinduzierten Aberration besitzt, bewirkt der reflektive räumliche Lichtmodulator 203, dass seine Flüssigkristallschicht 126 ein vorbestimmtes sphärisches Aberrationsmuster anzeigt, um so eine Phasenmodulation gemäß der vorbestimmten sphärischen Aberration durchzuführen und somit eine Intensitätsverteilung K4 zu dem konvergierten Laserlicht L hinzuzufügen. Folglich, wie in 20(c) gezeigt, agieren die Intensitätsverteilungen K1, K2 so, als ob sie miteinander kombiniert wären, wobei das Laserlicht L eine Intensitätsverteilung K5 besitzt. Im Vergleich mit der Intensitätsverteilung K1 ist die Intensitätsverteilung K5 in Richtung der optischen Achse verlängert und besitzt einen verlängerten Bereich HL als einen Aberrationsbereich mit einer kontinuierlichen Wellenform in dem verlängerten Bereich HL.
Wie im Vorangegangenen zeigt diese Ausführungsform auch den oben genannte Vorgang und Effekt, dass es die Bearbeitungsqualität verbessern kann. Durch Addition einer vorbestimmten sphärischen Aberration zu der vorkommenden konvergenzinduzierten Aberration, kann diese Ausführungsform die Intensitätsverteilung K5 mit einer kontinuierlichen Wellenform in dem verlängerten Bereich HL erhalten, während der Aberrationsbereich zu dem verlängerten Bereich HL verlängert wird.
Die dritte Ausführungsform wird jetzt im Detail erklärt. Diese Ausführungsform wird hauptsächlich bezüglich der Unterschiede zu der oben genannten zweiten Ausführungsform erklärt.
Wie im Folgenden erklärt wird, kombiniert der reflektive räumliche Lichtmodulator 203 dieser Ausführungsform eine vorbestimmte sphärische Aberration mit der konvergenzinduzierten Aberration und entfernt unnötige Komponente, welche Unebenheiten in einer Intensitätsverteilung, beinhaltet in dieser Aberration, generieren. 21 zeigt einen Chart zur Erklärung der Intensitätsverteilung von Laserlicht in Richtung der optischen Achse in dieser Ausführungsform. Die 21(a), 21(b) und 21(c) illustrieren entsprechend die Intensitätsverteilungen, welche durch die konvergenzinduzierte Aberration allein bewirkt wird, welche durch die Kombination der konvergenzinduzierten Aberration und des vorbestimmten sphärischen Aberrationsmuster bewirkt wird, und welche durch die Kombination der konvergenzinduzierten Aberration und der vorbestimmten sphärischen Aberration nach dem Entfernen der unnötigen Komponenten bewirkt wird.
Wie in den 21(a) und 21(b) gezeigt, bewirkt der reflektive räumliche Lichtmodulator 203, während das Laserlicht L aufgrund der konvergenzinduzierten Aberration die Intensitätsverteilung K1 besitzt, dass seine Flüssigkristallschicht 216 ein vorbestimmtes sphärisches Aberrationsmuster anzeigt, wobei das Laserlicht L die Intensitätsverteilung K5 als seine Intensitätsverteilung besitzt. Zusätzlich verarbeitet, verändert, synthetisiert oder regeneriert der reflektive räumliche Lichtmodulator 203 das vorbestimmte sphärische Aberrationsmuster, um beispielsweise unnötige Komponenten der Aberration zu entfernen. Folglich besitzt, wie in 23(c) gezeigt, das Laserlicht eine Intensitätsverteilung K5', welche durch Eliminierung einer starken Unebenheit in Richtung der optischen Achse homogenisiert ist.
In der Laserbearbeitungsvorrichtung 300 dieser Ausführungsform bestimmt der Controller 250 ein Modulationsmuster und einen Betrag der unnötigen Komponenten gemäß der eingegebenen Bearbeitungstiefe und Bearbeitungslänge, wobei die Laserbearbeitung gemäß des Modulationsmusters und der unnötigen Komponentenbeträge ausgeführt wird (wie später im Detail erklärt wird).
22 zeigt einen Chart, welcher ein Beispiel von Datentabellen, die in dem Controller dieser Ausführungsform gespeichert sind, illustriert. Wie in 22 gezeigt, besitzt der Controller 250 eine Datentabelle Tb3. Die Datentabelle Tb3 wird zur Aneignung von Modulationsmustern und Beträgen der unnötigen Komponenten gemäß der Bearbeitungstiefe und Bearbeitungslänge benutzt. Die Datentabelle Tb3 assoziiert eingegebene Bearbeitungstiefen Z₁ bis Z₃ und Bearbeitungslängen X₁ bis X₃ mit unnötigen Komponentenbeträgen F_1,1 bis F_3,3 und den Modulationsmustern A_1,1 bis A_3,3.
23 zeigt ein Flussdiagramm zur Illustrierung eines Beispiels des Laserbearbeitungsverfahrens, welches in der Laserbearbeitungsvorrichtung dieser Ausführungsform ausgeführt wird. In dieser Ausführungsform, wie in 23 gezeigt, bezieht sich der Controller 250, nach dem oben genannten S3, bei welchem die Bearbeitungslänge der auszubildenden modifizierten Region 7 eingegeben wird, auf die Datentabelle Tb3, um so den unnötigen Komponentenbetrag gemäß der Bearbeitungstiefe und Bearbeitungslänge zu bestimmen (S11).
Nach dem oben genannten S4 bezieht sich der Controller 250 auf die Datentabelle Tb3, um so ein Modulationsmuster gemäß der eingegebenen Bearbeitungstiefe und Bearbeitungslänge zu generieren, und verarbeitet, verändert, synthetisiert, oder regeneriert das Modulationsmuster so, dass die unnötigen Komponenten entfernt werden, wobei der unnötige Komponentenbetrag in dem oben genannten Schritt S11 bestimmt wird. Dies bestimmt das Modulationsmuster.
Wie im Vorangehenden zeigt diese Ausführungsform auch den oben genannten Vorgang und Effekt, dass es die Verarbeitungsqualität verbessern kann. Diese Ausführungsform entfernt außerdem unnötige Komponenten, welche Unebenheiten in der Intensitätsverteilung generieren, die in der Aberration des verlängerten Bereiches enthalten sind. Dies kann die Intensitätsverteilung K5 (siehe 21(b)) in Richtung der optischen Achse durch Eliminierung der Unebenheit homogenisieren und somit das Laserlicht L mit der Intensitätsverteilung K5' (siehe 21(c)) an dem Objekt 1 konvergieren.
Die vierte Ausführungsform wird jetzt im Detail erklärt. Diese Ausführungsform wird hauptsächlich bezüglich der Unterschiede zu der oben genannten ersten Ausführungsform erklärt.
Wie im Folgenden erklärt wird, stellt der reflektive räumliche Lichtmodulator 203 dieser Ausführungsform eine zweite Aberration bezüglich einer sphärischen Aberrationskorrektur (Aberrationskorrektur) zur Korrektur der konvergenzinduzierten Aberration bereit, bevor eine sphärische Aberration als eine erste Aberration, die durch eine Phasenmodulation bewirkt wird und einen Effekt einer Axionslinse erreicht, mit der konvergenzinduzierten Aberration kombiniert wird. 24 zeigt einen Chart zur Erklärung von Intensitätsverteilungen des Laserlichtes in Richtung der optischen Achse in dieser Ausführungsform. 24(a), 24(b) und 24(c) zeigen entsprechend die Intensitätsverteilungen, welche durch die konvergenzinduzierte Aberration allein verursacht wird, welche nach der sphärischen Aberrationskorrektur erhalten wird, und welche mit der Aberration, die durch das Axionslinsenmuster Ax und der vorbestimmten sphärischen Aberration nach der sphärischen Aberrationskorrektur bereitgestellt wird.
Wie in den 24(a) und 24(b) gezeigt, wendet der reflektive räumliche Lichtmodulator 203, während das Laserlicht die Intensitätsverteilung K1 aufgrund der konvergenzinduzierten Aberration besitzt, eine sphärische Aberrationskorrektur (z. B. eine sphärische Aberration von 100 μm) zur Korrektur der konvergenzinduzierten Aberration des Laserlichtes L an, um das Laserlicht L ideal konvergieren, wobei das Laserlicht L eine Intensitätsverteilung K6 als seine Intensitätsverteilung besitzt. In Richtung der optischen Achse besitzt die Intensitätsverteilung K6 einen Peak, welches steil steigt und abfällt.
Zusätzlich bewirkt der reflektive räumliche Lichtmodulator 203, dass seine Flüssigkristallschicht 216 ein Modulationsmuster anzeigt, welches einen Effekt einer Kombination einer Axionslinse und einer vorbestimmten sphärischen Aberration erreicht, um das Laserlicht L einer Phasenmodulation zu unterziehen. Als Folge besitzt das Laserlicht L eine Intensitätsverteilung K7 wie in 24(c) gezeigt. Im Vergleich mit der Intensitätsverteilung K1 ist die Intensitätsverteilung K7 länger, während ihre Unebenheiten unterdrückt werden, um den verlängerten Bereich HL als einen Aberrationsbereich mit einer kontinuierlichen Wellenform in dem verlängerten Bereich HL auszubilden.
25 zeigt einen Chart, welcher ein Beispiel der Datentabellen, welche in dem Controller dieser Ausführungsform gespeichert sind, illustriert. Wie in 25 gezeigt, besitzt der Controller 250 die Datentabellen Tb4, Tb5. Die Datentabelle Tb4 wird zum Aneignen eines Korrekturbetrages für die sphärische Aberrationskorrektur gemäß einer Bearbeitungstiefe benutzt. Die Datentabelle Tb5 wird zum Generieren eines Modulationsmusters, welches in der Flüssigkristallschicht 216 gemäß der Bearbeitungslänge und des Korrekturbetrages für die sphärische Aberrationskorrektur angezeigt wird, benutzt. Wie in 25(a) gezeigt, assoziiert die Datentabelle Tb4 eingegebene Bearbeitungstiefen Z₁ bis Z₃ mit Korrekturbeträgen Q₁ bis Q₃. Wie in 25(b) gezeigt, assoziiert die Datentabelle Tb5 eingegebene Bearbeitungslängen X₁ bis X₃ und Korrekturbeträge Q₁ bis Q₃ mit Modulationsmustern A_1,1 bis A_3,3.
26 zeigt ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel des Laserbearbeitungsverfahrens, das in der Laserbearbeitungsvorrichtung dieser Ausführungsform ausgeführt wird, illustriert. In dieser Ausführungsform, wie in 26 gezeigt, bezieht sich der Controller auf die Datentabelle Tb4 nach dem oben genannten S3, an welchem die Bearbeitungslänge der auszubildenden modifizierten Region 7 eingegeben wird, um den sphärischen Aberrationskorrekturbetrag gemäß der eingegebenen Bearbeitungslänge zu bestimmen (S21). Nach dem oben genannten S4 bezieht sich der Controller 250 auf die Datentabelle Tb5, um ein Modulationsmuster zu generieren und zu bestimmen, welches die oben genannte erste und zweite Aberration gemäß der eingegebenen Bearbeitungslänge und des Korrekturbetrages, der in dem oben genannten S21 bestimmt wird, erreicht.
Wie im Vorangegangenen zeigt auch diese Ausführungsform den oben genannte Vorgang und Effekt, dass es die Verarbeitungsqualität verbessern kann. Diese Ausführungsform führt außerdem eine sphärische Aberrationskorrektur zur Korrektur der konvergenzinduzierten Aberration durch. Dies kann das Laserlicht idealerweise konvergieren und den Aberrationsbereich in Richtung der optischen Achse zu dem verlängerten Bereich HL verlängern.
Obwohl Ausführungsformen gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung im Vorangegangenen erklärt wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt, und kann innerhalb des Gegenstandes, der mit den Ansprüchen festgelegt ist, modifiziert werden oder mit anderen angewandt werden.
Die Arten der Laserbearbeitung in den oben genannten Ausführungsformen sind nicht begrenzt. Beispielsweise sogenanntes Stealth Dicing (engl.), welches die modifizierte Region 7 nur innerhalb des Objektes ausbildet oder sogenanntes Entire-Surface Modification (engl.), welches die modifizierte Region 7 entlang der Dickenrichtung ausbildet, so dass sie an beiden Seiten des Objektes 1, der Lasereintrittsoberfläche und der Oberfläche gegenüberliegend dazu, exponiert ist, können ausgeführt werden. Außerdem kann beispielsweise sogenannte Vollschnittverarbeitung (engl.: full-cut processing) durchgeführt werden, welche respektive Frakturen ausbildet, die auf der Laserlichteintrittsoberfläche und der Oberfläche gegenüberliegend dazu von der modifizierten Region exponiert sind.
Obwohl die oben genannten Ausführungsformen die Vorderseite 3 und die Rückseite 21 als die ”Laserlichteintrittsoberfläche” und die ”Oberfläche gegenüberliegend der Laserlichteintrittsoberfläche” verwenden, wird die Vorderseite 3 die ”Oberfläche gegenüberliegend der Laserlichteintrittsoberfläche”, wenn die Rückseite 21 die ”Laserlichteintrittsoberfläche” ist. In den oben genannten Ausführungsformen kann eine Vielzahl von Reihen von modifizierten Regionen 7 in Dickenrichtung ausgebildet sein. In diesem Fall kann die Vielzahl von Reihen von modifizierten Regionen 7 in jeder Reihenfolge ausgebildet sein. Die vorliegende Erfindung kann auch als ein Chip angesehen werden, welcher durch die oben genannte Laserbearbeitungsvorrichtung oder das Verfahren hergestellt wird.
Industrielle Anwendbarkeit
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Laserbearbeitungsvorrichtung und ein Laserbearbeitungsverfahren bereitstellen, welche die Verarbeitungsqualität verbessern können.
Bezugszeichenliste

1: Objekt, das verarbeitet werden soll; 3: Vorderseite (Laserlichteintrittsoberfläche); 21: Rückseite (Oberfläche gegenüber der Laserlichteintrittsoberfläche); 7: modifizierte Region; 100, 300: Laserbearbeitungsvorrichtung; 101, 202: Laserlichtquelle; 203: reflektiver räumlicher Lichtmodulator (Aberrationsbereitstellungsteil); 204: konvergierendes optisches System; H: Referenzaberrationsbereich; HL verlängerter Bereich; L: Laserlicht

Claims

Eine Laserbearbeitungsvorrichtung zur Ausbildung einer modifizierten Region in einem zu bearbeitenden Objekt durch Konvergieren von Laserlicht an dem Objekt, wobei die Laserbearbeitungsvorrichtung umfasst: eine Laserlichtquelle, die Laserlicht emittiert; ein konvergierendes optisches System, welches das Laserlicht, das von der Laserlichtquelle emittiert wird, an dem Objekt konvergiert; und einen Aberrationsbereitstellungsteil, welcher eine Aberration zu dem Laserlicht hinzufügt, das an dem Objekt durch das konvergierende optische System konvergiert wird; wobei, in einer Richtung der optischen Achse des Laserlichtes, ein Referenzaberrationsbereich, ein Bereich einer konvergenzinduzierten Aberration ist, wie eine Aberration, welche an einer Position vorkommt, an der das Laserlicht als Ergebnis des Konvergierens des Laserlichtes an dem Objekt konvergiert wird, der Aberrationsbereitstellungsteil eine erste Aberration zu dem Laserlicht hinzufügt, so dass das Laserlicht einen verlängerten Bereich als einen Aberrationsbereich besitzt, welcher länger ist als der Referenzaberrationsbereich in Richtung der optischen Achse, und eine Intensitätsverteilung in Richtung der optischen Achse mit einer kontinuierlichen Wellenform in dem verlängerten Bereich.
Eine Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, während der Aberrationsbereitstellungsteil die erste Aberration zu dem Laserlicht hinzufügt, um konvergierende Punkte des Laserlichtes an einer Vielzahl von nahe nebeneinanderliegenden Positionen entlang einer Richtung der optischen Achse auszubilden.
Eine Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Aberrationsbereitstellungsteil eine Aberration bereitstellt, die durch eine Phasenmodulation verursacht ist und einen Effekt einer Axionslinse als die erste Aberration erreicht.
Eine Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Aberrationsbereitstellungsteil eine vorbestimmte sphärische Aberration als die erste Aberration zum dem Laserlichtes hinzufügt.
Eine Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Aberrationsbereitstellungsteil unnötige Komponenten entfernt oder ändert, welche Unebenheiten in der Intensitätsverteilung, enthalten in der Aberration, bewirken.
Eine Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Aberrationsbereitstellungsteil eine zweite Aberration hinzufügt, bezüglich einer Aberrationskorrektur, zur Korrektur der konvergenzinduzierten Aberration des Laserlichtes.
Ein Laserbearbeitungsverfahren zum Ausbilden einer modifizierten Region in einem zu bearbeitenden Objekt durch Konvergieren von Laserlicht an dem Objekt, wobei das Laserbearbeitungsverfahren die Schritte umfasst: Emittieren des Laserlichtes von einer Laserlichtquelle und Konvergieren des emittierten Laserlichtes an dem Objekt; und Hinzufügen einer Aberration zu dem Laserlicht, welches an dem Objekt konvergiert wird; wobei, in einer Richtung der optischen Achse des Laserlichtes, ein Referenzaberrationsbereich, ein Bereich einer der konvergenzinduzierten Aberration ist, wie eine Aberration, welche an einer Position vorkommt, an der das Laserlicht als Ergebnis des Konvergierens des Laserlichtes an dem Objekt konvergiert wird, wobei der Schritt des Hinzufügens der Aberration zu dem Laserlicht eine erste Aberration zu dem Laserlicht hinzufügt, so dass das Laserlicht einen verlängerten Bereich als einen Aberrationsbereich besitzt, welcher länger ist als der Referenzaberrationsbereich in Richtung der optischen Achse und eine Intensitätsverteilung in Richtung der optischen Achse mit einer kontinuierlichen Wellenform in dem verlängerten Bereich.
Ein Laserbearbeitungsverfahren gemäß Anspruch 7, wobei der Schritt des Hinzufügens der Aberration zu dem Laserlicht die erste Aberration so zu dem Laserlicht hinzufügt, dass die konvergierenden Punkte des Laserlichtes an einer Vielzahl von nahe nebeneinanderliegenden Positionen entlang einer Richtung der optischen Achse ausgebildet werden.
Ein Laserbearbeitungsverfahren gemäß der Ansprüche 7 oder 8, wobei der Schritt des Hinzufügens der Aberration zu dem Laserlicht eine Aberration bereitstellt, die durch eine Phasenmodulation verursacht ist und einen Effekt einer Axionslinse als die erste Aberration erreicht.
Ein Laserbearbeitungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der Schritt des Hinzufügens der Aberration zu dem Laserlicht eine vorbestimmte sphärische Aberration als die erste Aberration zu dem Laserlicht bereitstellt.
Ein Laserbearbeitungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei der Schritt des Hinzufügens der Aberration zu dem Laserlicht eine zweite Aberration hinzufügt, zum Entfernen oder Anpassen einer unnötigen Komponente, welche Unebenheit in der Intensitätsverteilung, welche in der Aberration des Laserlichtes enthalten ist, bewirkt.
Ein Laserbearbeitungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei der Schritt des Hinzufügens der Aberration zu dem Laserlicht eine zweite Aberration hinzufügt, bezüglich einer Aberrationskorrektur, zum Korrigieren der konvergenzinduzierten Aberration des Laserlichts.
Ein Laserbearbeitungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei die modifizierte Region nur innerhalb des Objektes ausgebildet wird.
Ein Laserbearbeitungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei die modifizierte Region so ausgebildet ist, dass sie zu einer Laserlichteintrittsoberfläche und einer dazu gegenüberliegenden Oberfläche des Objektes exponiert ist.
Ein Laserbearbeitungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei eine Fraktur, welche zu einer Laserlichteintrittsoberfläche des Objektes von der modifizierten Region exponiert ist, und eine Fraktur, welche zu einer gegenüberliegenden Oberfläche der Laserlichteingangsoberfläche des Objektes von der modifizierten Region exponiert ist, ausgebildet sind.