DE112015002536T5

DE112015002536T5 - Laserbearbeitungsvorrichtung und Laserbearbeitungsverfahren

Info

Publication number: DE112015002536T5
Application number: DE112015002536.7T
Authority: DE
Inventors: Takeshi Sakamoto; Yasunori Igasaki; Mamiko Matsunaga
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2014-05-29
Filing date: 2015-03-30
Publication date: 2017-06-14
Also published as: JP6258787B2; CN106463374A; TW201607660A; US10328521B2; KR20170010760A; JP2015226012A; CN106463374B; US20170113301A1; WO2015182236A1; TWI638697B; KR102303178B1

Abstract

Eine Laserbearbeitungsvorrichtung 300 enthält: eine Laserlichtquelle 202, die Laserlicht L emittiert; ein optisches Konvergenzsystem 204, das das Laserlicht L an einem zu bearbeitenden Objekt 1 bündelt; und einen reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 203, der das Laserlicht L derart moduliert, dass es sich in wenigstens ein erstes Bearbeitungslicht und ein zweites Bearbeitungslicht verzweigt, wobei das erste Bearbeitungslicht an einem ersten Konvergenzpunkt und das zweite Bearbeitungslicht an einem zweiten Konvergenzpunkt gebündelt werden. In einem Fall, in dem W1 ein Radius des ersten Bearbeitungslichts an einer Vorderfläche 3, W2 ein Radius des zweiten Bearbeitungslichts an der Vorderfläche 3 und D ein Abstand zwischen dem ersten Konvergenzpunkt und dem zweiten Konvergenzpunkt sind, wenn er aus einer Richtung senkrecht zur Vorderfläche 3 betrachtet wird, moduliert der räumliche Lichtmodulator das Laserlicht derart, dass der Ausdruck D > W1 + W2 erfüllt ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laserbearbeitungsvorrichtung und ein Laserbearbeitungsverfahren, die in der Lage sind, Laserlicht an einem zu bearbeitenden Objekt zu bündeln, um ein modifiziertes Gebiet innerhalb des Objekts entlang einer Schneidelinie zu erzeugen.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik ist ein Laserbearbeitungsverfahren bekannt, das Laserlicht derart moduliert, dass das Laserlicht veranlasst wird, sich in eine Vielzahl von Bearbeitungslichtstrahlen zu verzweigen, und jeder der Bearbeitungslichtstrahlen wird an jedem einer Vielzahl von Konvergenzpunkten gebündelt und bildet ein modifiziertes Gebiet in jedem einer Vielzahl von Gebieten, die jedem der Konvergenzpunkte in einem zu bearbeitenden Objekt entsprechen (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1).
Zitationsliste
Patentliteratur

[Patentliteratur 1] Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2011-051011

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Für ein zu bearbeitendes Objekt, das mit mehreren Funktionsvorrichtungen auf einer Oberfläche des Objekts versehen ist, kann ein Fall auftreten, bei dem eine Schneidelinie so festgelegt wird, dass die Linie durch ein Gebiet zwischen den Funktionsvorrichtungen, die benachbart zueinander liegen, verläuft, und dass das Laserlicht veranlasst wird, in das Objekt von einer Rückfläche her einzutreten und ein modifiziertes Gebiet entlang der Linie zu erzeugen. Es wurde jedoch herausgefunden, dass es in einem derartigen Fall, wenn ein Laserbearbeitungsverfahren, wie zuvor erwähnt, durchgeführt wird, möglich ist, dass Schäden in einem Gebiet entlang der Linie an der Vorderfläche als eine gegenüberliegende Seite zur Laserlichteintrittsfläche des Objekts auftreten (das heißt, das Gebiet zwischen den benachbarten Funktionsvorrichtungen).
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Laserbearbeitungsvorrichtung und ein Laserbearbeitungsverfahren bereitzustellen, die in der Lage sind, ein Auftreten von Schäden an der Vorderfläche als die gegenüberliegende Seite zur Laserlichteintrittsfläche des Objekts zu verhindern, wenn das Laserlicht veranlasst wird, sich in eine Vielzahl von Bearbeitungslichtstrahlen zu verzweigen, um so ein modifiziertes Gebiet durch jeden der Bearbeitungslichtstrahlen zu bilden.
Lösung des Problems
Die Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung bettrifft eine Laserbearbeitungsvorrichtung zum Konvergieren von Laserlicht an einem zu bearbeitenden Objekt, um ein modifiziertes Gebiet innerhalb des Objekts entlang einer zu schneidenden Linie zu bilden, die Laserbearbeitungsvorrichtung umfasst: eine Laserlichtquelle, die das Laserlicht emittiert, ein optisches Konvergenzsystem, das das von der Laserlichtquelle emittierte Laserlicht am Objekt bündelt, und einen räumlichen Lichtmodulator, der das von der Laserlichtquelle emittierte Laserlicht derart moduliert, dass das Laserlicht veranlasst wird, sich in wenigstens ein erstes Bearbeitungslicht und ein zweites Bearbeitungslicht zu verzweigen, und wobei durch das optische Konvergenzsystem das erste Bearbeitungslicht an einem ersten Konvergenzpunkt und das zweite Bearbeitungslicht an einem zweiten Konvergenzpunkt gebündelt ist, wobei der erste Konvergenzpunkt und der zweite Konvergenzpunkt eine Positionsbeziehung aufweisen, bei der in dem Objekt der erste Konvergenzpunkt auf einer ersten Oberflächenseite als gegenüberliegende Seite zur Laserlichteintrittsseite des Objekts, bezogen auf den zweiten Konvergenzpunkt, angeordnet ist, und der erste Konvergenzpunkt an einer Vorderseite in einer relativen Bewegungsrichtung des Laserlichts entlang der Linie, bezogen auf den zweiten Konvergenzpunkt, angeordnet ist, und in einem Fall, bei dem W1 ein Radius des ersten Bearbeitungslichts auf der ersten Oberfläche, W2 ein Radius des zweiten Bearbeitungslichts auf der ersten Oberfläche und D ein Abstand zwischen dem ersten Konvergenzpunkt und dem zweiten Konvergenzpunkt sind, wenn er aus einer Richtung senkrecht zur ersten Oberfläche betrachtet wird, der räumliche Lichtmodulator das Laserlicht derart moduliert, dass der Ausdruck D > W1 + W2 erfüllt ist.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung moduliert das Laserlicht derart, dass der Ausdruck D > W1 + W2 erfüllt ist, wodurch verhindert wird, dass Leckagelicht des ersten Bearbeitungslichts und Leckagelicht des zweiten Bearbeitungslichts, die die erste Oberfläche des Objekts erreichen, an der ersten Oberfläche einander stören und sich gegenseitig verstärken. Somit kann die Laserbearbeitungsvorrichtung verhindern, dass Schäden an der Vorderfläche als die gegenüberliegende Seite zur Laserlichteintrittsseite des Objekts (das heißt, die erste Oberfläche) auftreten, wenn sich das Laserlicht in eine Vielzahl von Bearbeitungslichtstrahlen verzweigt, um so ein modifiziertes Gebiet durch jeden der Bearbeitungslichtstrahlen zu bilden. Das Bearbeitungslicht ist Licht mit einer Energie, die in der Lage ist, das modifizierte Gebiet in einem Gebiet, das dem Konvergenzpunkt entspricht, zu bilden (das Gleiche trifft auf das Nachfolgende zu).
Die Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ferner umfassen: ein optisches Einstellsystem mit einem ersten optischen Element und einem zweiten optischen Element, die jeweils als Linse dienen, wobei das erste optische Element und das zweite optische Element so angeordnet sind, dass ein Abstand eines optischen Weges zwischen dem räumlichen Lichtmodulator und dem ersten optischen Element einer ersten Brennweite des ersten optischen Elements gleicht, ein Abstand eines optischen Weges zwischen dem optischen Konvergenzsystem und dem zweiten optischen Element einer zweiten Brennweite des zweiten optischen Elements gleicht, ein Abstand eines optischen Weges zwischen dem ersten optischen Element und dem zweiten optischen Element gleich der Summe aus der ersten Brennweite und der zweiten Brennweite ist und das erste optische Element und das zweite optische Element ein doppelttelezentrisches optisches System bilden, der räumliche Lichtmodulator eine Vielzahl von Pixel zur Darstellung eines Modulationsmusters aufweist, und in einem Fall, in dem d ein Abstand zwischen den benachbarten Pixeln, m eine Vergrößerung des optischen Einstellsystems, f eine Brennweite des optischen Konvergenzsystems und λ eine Wellenlänge des Laserlichts sind, der räumliche Lichtmodulator das Laserlicht derart moduliert, dass der Ausdruck D < 2 × f × tan[asin{λ/(d × 4 × m)}] erfüllt ist. Um den zuvor erwähnten Abstand D zwischen dem ersten Konvergenzpunkt und dem zweiten Konvergenzpunkt zu erhöhen, wenn er aus der Rcihtung senkrecht zur ersten Oberfläche betrachtet wird, ist es erforderlich, die Anzahl der Gitterpixel in dem Modulationsmuster des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators zu verringern. Wird jedoch die Anzahl der Gitterpixel zu stark verringert, besteht die Gefahr, dass sich das Leckagelicht aufgrund der Zunahme der Komponenten, an denen keine Wellenfrontsteuerung in dem Laserlicht L durchgeführt werden kann, zunimmt. Indem das Laserlicht derart moduliert wird, dass es den Ausdruck D < 2 × f × tan[asin{λ/(d × 4 × m)}] erfüllt, wird verhindert, dass das Leckagelicht aufgrund der Zunahme der Komponenten, an denen keine Wellenfrontsteuerung in dem Laserlicht L durchgeführt werden kann, zunimmt, und verhindert, dass an der Vorderfläche als die gegenüberliegende Seite der Laserlichteintrittsseite des Objekts Schäden auftreten.
In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die erste Oberfläche mit einer Vielzahl von zweidimensional angeordneten Funktionsvorrichtungen und einer Metallstruktur, die in einem Bereich zwischen den benachbarten Funktionsvorrichtungen angeordnet ist, ausgebildet sein, und die Linie so festgelegt werden, dass sie den Bereich zwischen den benachbarten Funktionsvorrichtungen durchläuft, wenn sie aus einer Richtung orthogonal zu der ersten Oberfläche betrachtet wird. Wird die Metallstruktur zwischen den benachbarten Funktionsvorrichtungen als die gegenüberliegende Seite der Laserlichteintrittsseite des Objekts angeordnet, absorbiert die Metallstruktur das Leckagelicht, wodurch sich an der Vorderfläche leicht Schäden bilden. Jedoch kann selbst in einem solchen Fall verhindert werden, dass sich Schäden an der Vorderfläche als die gegenüberliegende Seite zur Eintrittsseite des Laserlichts des Objekts bilden.
Das Laserbearbeitungsverfahren betrifft ein Laserbearbeitungsverfahren zum Konvergieren von Laserlicht an einem zu bearbeitenden Objekt, um ein modifiziertes Gebiet innerhalb des Objekts entlang einer zu schneidenden Linie zu bilden, wobei das Laserbearbeitungsverfahren umfasst: Modulieren des Laserlichts derart, dass das Laserlicht veranlasst wird, sich in wenigstens ein erstes Bearbeitungslicht und ein zweites Bearbeitungslicht zu verzweigen, wobei das erste Bearbeitungslicht an einem ersten Konvergenzpunkt und das zweite Bearbeitungslicht an einem zweiten Konvergenzpunkt gebündelt werden, und Bilden des modifizierten Gebiets in jedem der Vielzahl von Gebieten, die jeweils dem ersten Konvergenzpunkt und dem zweiten Konvergenzpunkt in dem Objekt entsprechen, wobei der erste Konvergenzpunkt und der zweite Konvergenzpunkt eine Positionsbeziehung aufweisen, bei der in dem Objekt der erste Konvergenzpunkt auf einer ersten Oberflächenseite als gegenüberliegende Seite zur Laserlichteintrittsseite des Objekts, bezogen auf den zweiten Konvergenzpunkt, angeordnet ist, und der erste Konvergenzpunkt an einer Vorderseite in einer relativen Bewegungsrichtung des Laserlichts entlang der Linie, bezogen auf den zweiten Konvergenzpunkt, angeordnet ist, und in einem Fall, bei dem W1 ein Radius des ersten Bearbeitungslichts auf der ersten Oberfläche, W2 ein Radius des zweiten Bearbeitungslichts auf der ersten Oberfläche und D ein Abstand zwischen dem ersten Konvergenzpunkt und dem zweiten Konvergenzpunkt sind, wenn er aus einer Richtung senkrecht zur ersten Oberfläche betrachtet wird, der räumliche Lichtmodulator das Laserlicht derart moduliert, dass der Ausdruck D > W1 + W2 erfüllt ist.
Aus dem gleichen Grund wie die zuvor erwähnte Laserbearbeitungsvorrichtung kann das Laserbearbeitungsverfahren da Auftreten von Schäden an der Vorderfläche als die gegenüberliegende Seite zur Laserlichteintrittsfläche des Objekts (das heißt, die erste Oberfläche) verhindern, wenn sich das Laserlicht in eine Vielzahl von Bearbeitungslichtstrahlen verzweigt, um so ein modifiziertes Gebiet durch jeden der Bearbeitungslichtstrahlen zu bilden.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Laserbearbeitungsvorrichtung und das Laserbearbeitungsverfahren bereitgestellt werden, die in der Lage sind, das Auftreten von Schäden an der Vorderfläche als die gegenüberliegende Seite zur Laserlichteintrittsseite des Objekts zu verhindern, wenn das Laserlicht dazu gebracht wird, sich in eine Vielzahl von Bearbeitungslichtstrahlen zu verzweigen, um ein modifiziertes Gebiet mit jedem der Bearbeitungslichtstrahlen zu bilden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein schematisches Strukturdiagramm der Laserbearbeitungsvorrichtung, die zur Bildung eines modifizierten Gebiets verwendet wird.
2 zeigt eine Draufsicht eines zu bearbeitenden Objekts, für das das modifizierte Gebiet gebildet wird.
3 zeigt eine Querschnittsansicht des Objekts entlang der Linie III-III der 2.
4 zeigt eine Draufsicht des Objekts nach der Laserbearbeitung.
5 zeigt eine Querschnittsansicht des Objekts entlang der Linie V-V of 4.
6 zeigt eine Querschnittsansicht des Objekts entlang der Linie VI-VI of 4.
7 zeigt ein schematisches Strukturdiagramm der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 zeigt eine Teilquerschnittsansicht eines reflektierenden räumlichen Lichtmodulators der Laserbearbeitungsvorrichtung der 7.
9 zeigt (a) eine Draufsicht und (b) eine teilweise vergrößerte Schnittansicht eines Objekts, das einem Laserbearbeitungsverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterworfen wird.
10 zeigt eine Querschnittsansicht zur Erläuterung des Laserbearbeitungsverfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
11 zeigt eine Querschnittsansicht zur Erläuterung des Laserbearbeitungsverfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
12 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der Anzahl der Gitterpixel in dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator der 8.
13 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung experimenteller Ergebnisse gemäß der vorliegenden Erfindung.
14 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung eines Lichtblockierungsteils, das für die Laserbearbeitungsvorrichtung der 7 verwendet wird.
15 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung des Lichtblockierungsteils, das für die Laserbearbeitungsvorrichtung der 7 verwendet wird.
16 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung des Lichtblockierungsteils, das für die Laserbearbeitungsvorrichtung der 7 verwendet wird.
17 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung eines Experiments gemäß der vorliegenden Erfindung.
18 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung eines Vergleichsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung.
19 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung eines Ergebnisses eines Falls des Vergleichsbeispiels der 18.
20 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung eines Beispiels gemäß der vorliegenden Erfindung.
21 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung eines Ergebnisses eines Falls des Beispiels der 20.
22 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung eines Beispiels gemäß der vorliegenden Erfindung.
23 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung eines Ergebnisses eines Falls des Beispiels der 22.
24 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung experimenteller Ergebnisse gemäß der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung von Ausführungsformen
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen sind gleiche oder äquivalente Teile mit den gleichen Bezugszeichen belegt, ohne dass die Beschreibung wiederholt wird.
Eine Laserbearbeitungsvorrichtung und ein Laserbearbeitungsverfahren einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bündeln Laserlicht an einem zu bearbeitenden Objekt derart, dass ein modifiziertes Gebiet in dem Objekt entlang einer zu schneidenden Linie erzeugt wird. Daher wird zuerst mit Bezug zu 1 bis 6 die Erzeugung des modifizierten Gebiets erläutert.
Wie in 1 dargestellt ist, umfasst eine Laserbearbeitungsvorrichtung 100 eine Laserlichtquelle 101, die Laserlicht L veranlasst, in pulsierender Weise zu schwingen, einen dichroischen Spiegel 103, der zur Änderung einer Richtung der optischen Achse (optischer Weg) des Laserlichts L um 90° angeordnet ist, und eine Sammellinse 105 zur Bündelung des Laserlichts L. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 100 umfasst ferner einen Haltetisch 107, um ein zu bearbeitendes Objekt 1 zu halten, das mit dem Laserlicht L bestrahlt wird, das durch die Sammellinse 105 gebündelt wird, eine Halterung 111 zum Verfahren bzw. Bewegen des Haltetisches 107, eine Laserlichtquellensteuerung 102 zur Steuerung der Laserlichtquelle 101, um die Ausgabe, die Pulsbreite, die Pulssignalform und dergleichen des Laserlichts L einzustellen, und eine Halterungssteuerung 115 zur Steuerung der Bewegung der Halterung 111.
In der Laserbearbeitungsvorrichtung 100 ändert das von der Laserlichtquelle 101 ausgesandte Laserlicht L die Richtung seiner optischen Achse um 90° aufgrund des dichroischen Spiegels 103 und das Licht wird anschließend durch die Sammellinse 105 in das Objekt 1 gebündelt, das auf dem Haltetisch 107 montiert 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 erzeugt ein modifiziertes Gebiet in dem Objekt 1 entlang der Linie 5. Obwohl hier die Halterung 111 zur Erzeugung der Relativbewegung des Laserlichts L verschoben wird, kann die Sammellinse 105 stattdessen oder gleichzeitig verschoben werden.
Als das Objekt 1 wird ein planares Element (beispielsweise ein Substrat oder eine Scheibe) verwendet, wovon Beispiele Halbleitersubstrate, die aus Halbleitermaterialien hergestellt sind, und piezoelektrische Substrate miteinschließen, die aus piezoelektrischen Materialien hergestellt sind. Wie in 2 dargestellt ist, wird in dem Objekt 1 die Linie 5 zum Schneiden des Objekts 1 festgelegt. Die Linie 5 ist eine virtuelle Linie, die sich geradlinig erstreckt. Wenn ein modifiziertes Gebiet in dem Objekt 1 erzeugt wird, wird das Laserlicht L relativ entlang der Linie 5 (d. h. in der Richtung des Pfeils A in 2) bewegt, während ein Konvergenzpunkt (Konvergenzposition) P in dem Objekt 1 positioniert wird, wie in 3 dargestellt ist. Dadurch wird ein modifiziertes Gebiet in dem Objekt 1 entlang der Linie 5 erzeugt, wie in 4, 5 und 6 dargestellt ist, wodurch das modifizierte Gebiet 7, das entlang der Linie 5 erzeugt wird, zu einem Schneidestartgebiet 8 wird.
Der Konvergenzpunkt P ist eine Position, an der das Laserlicht L gebündelt wird bzw. konvergiert. Die Linie 5 kann gekrümmt anstatt geradlinig sein, kann dreidimensional sein, wenn diese beiden Arten kombiniert sind, oder kann durch Koordinaten angegeben sein. Die Linie 5 kann tatsächlich auf einer vorderen Fläche 3 des Objekts 1 gezogen werden, ohne auf die virtuelle Linie beschränkt zu sein. Das modifizierte Gebiet 7 kann zusammenhängend oder in unterbrochener Weise erzeugt werden. Das modifizierte Gebiet 7 kann entweder in Reihen oder Punkten erzeugt werden und es ist lediglich erforderlich, dass es zumindest innerhalb des Objekts 1 erzeugt wird. Es gibt Fälle, in denen Frakturen bzw. Bruchlinien bzw. Bruchstellen ausgehend von dem modifizierten Gebiet 7 erzeugt werden, die als ein Ausgangspunkt dienen, und die Frakturen und das modifizierte Gebiet 7 können an Außenflächen (die Vorderfläche 3, die hintere Fläche 21 und eine Außenumfangsfläche) des Objekts 1 in Erscheinung treten. Die Laserlichteintrittsfläche zur Bildung des modifizierten Gebiets 7 ist nicht auf die vordere Fläche 3 des Objekts 1 beschränkt, sondern sie kann die hintere Fläche 21 des Objekts 1 sein.
Dabei wird das Laserlicht L insbesondere in der Nähe des Konvergenzpunktes P innerhalb des Objekts 1 absorbiert, während es das Objekt durchläuft, wodurch das modifizierte Gebiet 7 in dem Objekt 1 erzeugt wird (d. h., Laserbearbeitung des Typs mit interner Absorption). Daher absorbiert die vordere Fläche 3 des Objekts 1 das Laserlicht L kaum und schmilzt dabei nicht. Im Falle der Erzeugung eines herausgelösten Teils, etwa einer Bohrung oder einer Nut durch Wegschmelzen aus der vorderen Fläche 3 (Laserbearbeitung des Typs mit Oberflächenabsorption) schreitet das bearbeitete Gebiet allmählich auf Seite der vorderen Fläche 3 generell zur Seite der hinteren Fläche voran.
Mit dem modifizierten Gebiet 7, das in dieser Ausführungsform erzeugt wird, sind Gebiete gemeint, deren physikalischen Eigenschaften, etwa Dichte, Brechungsindex und mechanische Festigkeit angenommene Zustände besitzen, die sich von jenen ihrer Umgebungen unterscheiden. Zu Beispielen des modifizierten Gebiets 7 gehören geschmolzene bearbeitete Gebiete (d. h., mindestens eines von Gebieten, die wieder verfestigt sind, nachdem sie geschmolzen waren, solche in dem geschmolzenem Zustand und solche im Vorgang der Wiederverfestigung aus dem geschmolzenen Zustand), Rissgebiete, Gebiete mit dielektrischem Durchschlag, Gebiete mit geändertem Brechungsindex und entsprechend gemischte Gebiete. Zu anderen Beispielen des modifizierten Gebiets 7 gehören Bereiche, in denen die Dichte des modifizierten Gebiets 7 sich in Bezug zu einem nicht modifizierten Gebiet geändert hat, und Bereiche, die mit einem Gitterdefekt in einem Material des Objekts 1 erzeugt sind (die auch gemeinsam als Übergangsgebiete mit hoher Dichte bezeichnet werden können).
Die geschmolzenen bearbeiteten Gebiete, die Gebiete mit geändertem Brechungsindex, die Bereiche, in denen das modifizierte Gebiet 7 eine andere Dichte hat als in dem unmodifizierten Gebiet, oder Bereiche, die mit einem Gitterdefekt ausgebildet sind, können ferner eine Fraktur bzw. Bruchlinie bzw. Bruchstelle (Schnitt oder Mikroriss) darin oder an einer Grenzfläche zwischen dem modifizierten Gebiet 7 und dem nicht modifizierten Gebiet enthalten. Die enthaltene Fraktur kann über die gesamte Oberfläche des modifizierten Gebiets 7 oder nur in einem Teil oder mehreren Teilen davon ausgebildet sein. Zu Beispielen des Objekts 1 gehören solche, die hergestellt sind aus oder enthalten: Silizium (Si), Glas, Siliziumkarbid (SiC), LiTaO₃, und Saphir (Al₂O₃).
Diese Ausführungsform erzeugt mehrere modifizierte Flecken (Bearbeitungsbereiche) entlang der Linie 5, wodurch das modifizierte Gebiet 7 erzeugt wird. Die modifizierten Flecken, wovon jeder ein modifizierter Teil ist, der durch einen Schuss eines einzelnen Pulses des gepulsten Laserlichts (d. h., ein Puls aus Laserbestrahlung; Laserschuss) erzeugt wird, ergeben in der Gesamtheit das modifizierte Gebiet 7. Zu Beispielen der modifizierten Flecken gehören Flecken in Form von Rissen, geschmolzene bearbeitete Flecken, Flecken mit geändertem Brechungsindex und solche, in welchem eine Mischung mit mindestens einem dieser Flecken vorhanden ist. Im Hinblick auf die modifizierten Flecken gilt, dass ihre Größe und Längen von Frakturen, die davon ausgehend auftreten, bei Bedarf im Hinblick auf die erforderliche Schneidgenauigkeit, die erforderliche Flachheit von Schnittflächen, die Dicke, die Art und die Kristallorientierung des Objekts 1, und dergleichen gesteuert werden können.
Als Nächstes werden eine Laserbearbeitungsvorrichtung und ein Laserbearbeitungsverfahren der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Wie in 7 dargestellt ist, weist eine Laserbearbeitungsvorrichtung 300 eine Laserlichtquelle 202, einen reflektierenden räumlichen Lichtmodulator (räumlicher Lichtmodulator) 203, ein 4f-Optiksystem (optisches Einstellsystem) 241, ein Lichtblockierungsteil 220, und ein optisches Konvergenzsystem 204, innerhalb eines Gehäuses 231 auf. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 300 bündelt das Laserlicht L an dem Objekt 1 derart, dass das modifizierte Gebiet 7 innerhalb des Objekts 1 entlang der Linie 5 erzeugt wird.
Die Laserlichtquelle 202 sendet das Laserlicht L aus, das eine Wellenlänge von beispielsweise 1000 nm bis 1500 nm hat, und beispielsweise ein Faser-Laser ist. Dabei ist die Laserlichtquelle 202 auf einer oberen Platte 236 des Gehäuses 231 mit einer Schraube und dergleichen befestigt, um das Laserlicht L horizontal auszusenden.
Der reflektierende räumliche Lichtmodulator 203 moduliert das Laserlicht L, das von der Laserlichtquelle 202 ausgesandt wird, und ist ein reflektierender Flüssigkristall (Flüssigkristall auf Silizium (LCOS)) in Form eines räumlichen Lichtmodulators (SLM), um ein Beispiel zu nennen. Dabei moduliert der reflektierende räumliche Lichtmodulator 203 das Laserlicht L, das darauf horizontal einfällt, wobei er es schräg aufwärts in Bezug auf die horizontale Richtung reflektiert.
Wie in 8 gezeigt ist, ist der reflektierende räumliche Lichtmodulator 203 aus einem Siliziumsubstrat 213, einer Ansteuerschicht 914, mehreren Pixelelektroden 214, einer reflektierenden Schicht 215, etwa ein dielektrischer Mehrschichtspiegel, einer Justierschicht 999a, einer Flüssigkristallschicht 216, einer Justierschicht 999b, einer transparenten leitenden Schicht 217 und einem transparenten Substrat 218, etwa einem Glassubstrat, aufgebaut, die in dieser Reihenfolge gestapelt sind.
Das transparente Substrat 218 hat eine vordere Fläche 218a, die sich entlang einer XY-Ebene erstreckt, und die vordere Fläche 218a bildet eine vordere Fläche des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 203. Das transparente Substrat 218 ist aus einem lichtdurchlässigen Material, beispielsweise Glas hergestellt, und lässt das Laserlicht L durch, das mit einer vorbestimmten Wellenlänge von der vorderen Fläche 218a des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 203 ausgehend in das Innere des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 203 eindringt. Die transparente leitende Schicht 217 ist auf einer hinteren Fläche des transparenten Substrats 218 ausgebildet und weist ein leitendes Material (beispielsweise ITO) auf, das das Laserlicht L durchlässt.
Die mehreren Pixelelektroden 214 sind in einer Matrix auf dem Siliziumsubstrat 213 entlang der transparenten leitenden Schicht 217 angeordnet. Jede Pixelelektrode 214 ist aus einem Metallmaterial, beispielsweise aus Aluminium, hergestellt, wobei seine vordere Fläche 214a flach und glatt verarbeitet ist. Die mehreren Pixelelektroden 214 werden von einer Schaltung für aktive Matrix, die in der Ansteuerschicht 914 vorgesehen ist, angesteuert.
Die Schaltung für eine aktive Matrix ist zwischen den mehreren Pixelelektroden 214 und dem Siliziumsubstrat 213 angeordnet und steuert eine an die Pixelelektroden 214 angelegte Spannung entsprechend einem Lichtbild, das von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 203 auszugeben ist. Eine derartige Schaltung für eine aktive Matrix hat eine erste Treiberschaltung zur Steuerung der angelegten Spannung für die Pixelzeilen, die in der X-Achsenrichtung ausgerichtet sind, und hat eine zweite Treiberschaltung zur Steuerung der angelegten Spannung für Pixelreihen, die beispielsweise in der Y-Achsenrichtung ausgerichtet sind, die nicht dargestellt sind, und sie ist so aufgebaut, dass von der Steuerung 250 (siehe 7) eine vorbestimmte Spannung an die Pixelelektroden 214 eines Pixels, das durch die Treiberschaltungen ausgewählt wird, angelegt wird.
Die Justierschichten 999a, 999b sind auf beiden Endflächen der Flüssigkristallschicht 216 entsprechend angeordnet, so dass sie eine Gruppe aus Flüssigkristallmolekülen in einer festgelegten Richtung ausrichten bzw. justieren. Die Justierschichten 999a, 999b sind aus einem Polymermaterial, etwa Polyimid, hergestellt, von welchen Oberflächen, die mit der Flüssigkristallschicht 216 in Kontakt treten, einem Abrieb und dergleichen unterliegen.
Die Flüssigkristallschicht 216 ist zwischen den mehreren Pixelelektroden 214 und der transparenten leitenden Schicht 217 angeordnet und moduliert das Laserlicht L entsprechend einem elektrischen Feld, das zwischen jeder Pixelelektrode 214 und der transparenten leitenden Schicht 217 ausgebildet ist. Das heißt, wenn eine Spannung an die Pixelelektroden 214 durch die Schaltung für eine aktive Matrix der Ansteuerschicht 914 angelegt wird, bildet sich ein elektrisches Feld zwischen der transparenten leitenden Schicht 217 und den Pixelelektroden 214, und die Ausrichtungsrichtung von Flüssigkristallmolekülen 216a ändert sich entsprechend einer Größe des elektrischen Feldes, das in der Flüssigkristallschicht 216 gebildet ist. Wenn das Laserlicht L durch das transparente Substrat 218 und die transparente leitende Schicht 217 in die Flüssigkristallschicht 216 eintritt, wird das Laserlicht L durch die Flüssigkristallmoleküle 216a beim Durchgang durch die Flüssigkristallschicht 216 moduliert, und es wird durch die reflektierende Schicht 215 reflektiert und anschließend erneut von der Flüssigkristallschicht 216 moduliert und anschließend ausgesendet.
Dabei wird die an die Pixelelektroden 215 angelegte Spannung von der Steuerung 250 (siehe 7) gesteuert, und entsprechend der Spannung ändert sich ein Brechungsindex in einem Teil, der zwischen der transparenten leitenden Schicht 217 und den Pixelelektroden 214 in der Flüssigkristallschicht 216 eingeschlossen ist (der Brechungsindex der Flüssigkristallschicht 216 ändert sich an Positionen, die jeweils den Pixeln entsprechen). Die Änderung des Brechungsindex kann die Phase des Laserlichts L für jedes Pixel der Flüssigkristallschicht 216 entsprechend der angelegten Spannung ändern. Das heißt, es kann eine Phasenmodulation, die einem Hologrammmuster entspricht, durch die Flüssigkristallschicht 216 für jedes Pixel erreicht werden (d. h., die Flüssigkristallschicht 216 des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 203 kann veranlasst werden, ein Modulationsmuster als ein Hologrammmuster, das eine Modulation bereitstellt, anzuzeigen). Folglich wird die Wellenfront des Laserlichts L, die auftritt durch das Modulationsmuster hindurchtritt, so eingestellt, dass einzelne Strahlen, die das Laserlicht L bilden, komponentenweise in ihrer Phase in einer vorbestimmten Richtung senkrecht zu ihrer Ausbreitungsrichtung variieren. Daher kann das Laserlicht L moduliert werden (beispielsweise Intensität, Amplitude, Phase und Polarisation des Laserlichts L können moduliert werden), indem das Modulationsmuster in der benötigten Weise festgelegt wird, das in dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 203 anzuzeigen ist.
Mit erneutem Bezug auf 7, stellt das 4f-Optiksystem 241 eine Form der Wellenfront des Laserlichts L, das durch den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 203 moduliert ist, ein und hat eine erste Linse (erstes optisches Element) 241a und eine zweite Linse (zweites optisches Element) 241b. Die erste Linse 241a und die zweite Linse 241b sind auf einem optischen Weg zwischen dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 203 und dem optischen Konvergenzsystem 204 so angeordnet, dass der Abstand des optischen Weges zwischen dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 203 und der ersten Linse 241a gleich einer ersten Brennweite f1 der ersten Linse 241a ist, der Abstand des optischen Weges zwischen dem optischen Konvergenzsystem 204 und der Linse 241b gleich einer zweiten Brennweite f2 der zweiten Linse 241b ist, der Abstand des optischen Weges zwischen der ersten Linse 241a und der zweiten Linse 241b gleich einer Summe der ersten Brennweite f1 und der zweiten Brennweite f2 ist (das heißt, f1 + f2), und die erste Linse 241a und die zweite Linse 241b ein doppelt telezentrisches Optiksystem bilden. Dieses 4f-Optiksystem 241 kann verhindern, dass das von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 203 modulierte Laserlicht L seine Wellenfront durch räumliche Ausbreitung ändert und damit eine Aberration erhöht.
Das Lichtblockierungsteil 220 ist ein Öffnungselement mit einer Öffnung 220a durch das sich ein erstes Bearbeitungslicht L1 und ein zweites Bearbeitungslicht L2, die später beschrieben werden, bewegen können. Das Lichtblockierungsteil 220 ist auf einer Fourier Ebene zwischen der ersten Linse 241a und der zweiten Linse 241b (das heißt, einer Ebene mit einem konfokalen Punkt O) vorgesehen.
Das optische Konvergenzsystem 204 bündelt das Laserlicht L, das von der Laserlichtquelle 202 ausgesandt wird und von dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 203 moduliert ist, in das Objekt 1. Das optische Konvergenzsystem 204, das mehrere Linsen aufweist, ist an einer Bodenplatte 233 des Gehäuses 231 angeordnet, wobei dazwischen eine Antriebseinheit 232 mit einer piezoelektrischen Einrichtung und dergleichen angeordnet ist.
In der Laserbearbeitungsvorrichtung 300, die in der zuvor dargelegten Weise aufgebaut ist, verläuft das von der Laserlichtquelle 202 ausgesandte Laserlicht L horizontal innerhalb des Gehäuses 231 und wird dann von einem Spiel 205a nach unten reflektiert, woraufhin seine Lichtintensität durch eine Abschwächungseinheit 207 eingestellt wird. Anschließend wird das Laserlicht L von einem Spiegel 205b horizontal reflektiert und tritt mit einer Intensitätsverteilung, die durch eine Stahlhomogenisiereinheit 260 ausgeglichen wurde, in den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 203 ein.
Das in den reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 203 eingetretene Laserlicht L verläuft durch das Modulationsmuster, das in der Flüssigkristallschicht 216 angezeigt ist, so dass das Licht entsprechend dem Modulationsmuster moduliert wird und anschließend von einem Spiegel 206a nach oben reflektiert wird, seine Polarisationsrichtung aufgrund eines Halbwellenplättchens 228 ändert und von einem Spiegel 206b horizontal reflektiert wird, so dass es in das 4f-Optiksystem 241 eintritt.
Das in das 4f-Optiksystem 241 eingetretene Laserlicht L weist die Form seiner Wellenfront so auf, dass es als paralleles Licht auf das optische Konvergenzsystem 204 trifft. Insbesondere wird das Laserlicht L durch Verlauf durch die erste Linse 241a gebündelt, wird von einem Spiegel 219 nach unten reflektiert, wird an einem konfokalen Punkt O divergent gemacht, und verläuft durch die zweite Linse 241b, so dass es erneut zusammengeführt wird, um wieder paralleles Licht zu werden. Dann verläuft das Laserlicht L durch dichroische Spiegel 210, 238 der Reihe nach, um in das optische Konvergenzsystem 204 einzutreten, wodurch es in das Objekt 1 gebündelt wird, das auf der Halterung 111 montiert ist.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung 300 umfasst ferner eine Oberflächenbeobachtungseinheit 211 zur Beobachtung der Laserlichteintrittsfläche des Objekts 1, und eine Autofokus-(AF-)Einheit 212 zur Feineinstellung des Abstands zwischen dem optischen Konvergenzsystem 204 und dem Objekt 1 innerhalb des Gehäuses 231.
Die Oberflächenbeobachtungseinheit 211 hat eine Beobachtungslichtquelle 211a zum Aussenden von sichtbarem Licht VL1 und einen Detektor 211b zum Empfang und zur Erfassung von reflektiertem Licht VL2 des sichtbaren Lichts VL1, das von der Laserlichteintrittsfläche des Objekts reflektiert wird. In der Oberflächenbeobachtungseinheit 211 wird das aus der Beobachtungslichtquelle 211a ausgestrahlte sichtbare Licht VL1 von einem Spiegel 208 und dichroischen Spiegeln 209, 210, 238 reflektiert oder von diesen durchgelassen, so dass es von dem optischen Konvergenzsystem 204 auf das Objekt 1 gebündelt wird. Das von der Laserlichteintrittsfläche des Objekts 1 reflektierte Lichte VL2 wird von dem optischen Konvergenzsystem 204 so gebündelt, dass es durch die dichroischen Spiegel 238, 210 verläuft oder von diesen reflektiert wird, und anschließend durch den dichroischen Spiegel 209 verläuft, um von dem Detektor 211b empfangen zu werden.
Die AF-Einheit 212 sendet AF-Laserlicht LB1 aus und empfängt und erfasst reflektiertes Licht LB2 des AF-Laserlichts LB1, das von der Laserlichteintrittsfläche reflektiert wird, wodurch Verschiebungsdaten der Laserlichteintrittsfläche entlang der Linie 5 gewonnen werden. Anschließend steuert bei der Erzeugung des modifizierten Gebiets 7 die AF-Einheit 212 die Antriebseinheit 232 entsprechend zu den auf diese Weise erhaltenen Verschiebungsdaten, um das optische Konvergenzsystem 204 in der Richtung seiner optischen Achse entlang von Schwingungen der Laserlichteintrittsfläche des Objekts 1 hin und her zu bewegen.
Die Laserbearbeitungsvorrichtung 300 umfasst ferner die Steuerung 250, die durch eine CPU, einen ROM, einen RAM und dergleichen gebildet ist, um die Laserbearbeitungsvorrichtung 300 zu steuern. Die Steuerung 250 steuert die Laserlichtquelle 202 so, dass diese die Ausgangsleistung, die Pulsbreite und dergleichen des Laserlichts L einstellt, das von der Laserlichtquelle 202 ausgesendet wird. Bei der Erzeugung des modifizierten Gebiets 7 steuert die Steuerung 250 die Position des Gehäuses 231 und/oder der Halterung 111 und/oder die Ansteuerung der Antriebseinheit 232 derart, dass der Konvergenzpunkt P des Laserlichts L sich relativ entlang der Linie 5 bewegt, während der Konvergenzpunkt P des Laserlichts L an einen vorbestimmten Abstand in Bezug zu der hinteren Fläche 21 oder der vorderen Fläche 3 des Objekts 1 positioniert ist.
Bei der Bildung des modifizierten Gebiets 7, legt die Steuerung 250 eine vorbestimmte Spannung an die Pixelelektroden 214 im reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 203 an, um die Flüssigkristallschicht 216 zu veranlassen, ein vorbestimmtes Modulationsmuster anzuzeigen, wodurch der reflektierende räumliche Lichtmodulator 203 in der Lage ist, das Laserlicht L je nach Bedarf zu modulieren. Hierin wird das Modulationsmuster, das in der Flüssigkristallschicht 216 angezeigt wird, im Vorhinein aus der in dem modifizierten Gebiet 7 zu bildenden Position, der Wellenlänge des emittierten Laserlichts L, dem Material des Objekts 1, den Brechungsindizes des optischen Konvergenzsystems 204 und des Objekts 1 und dergleichen, die in der Steuerung 250 gespeichert sind, abgeleitet. Dieses Modulationsmuster enthält ein individuelles Differenzkorrekturmuster zur Korrektur individueller Unterschiede, die in der Laserbearbeitungsvorrichtung 300 auftreten (zum Beispiel Verzerrungen, die in der Flüssigkristallschicht 216 des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 203 auftreten), ein sphärisches Aberrationskorrekturmuster zur Korrektur einer sphärischen Aberration, und dergleichen.
Das Objekt 1, das dem Laserbearbeitungsverfahren unterworfen werden soll, das in der Laserbearbeitungsvorrichtung 300 ausgeführt wird, die wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist, umfasst, wie in 9 gezeigt, ein Substrat 11 aus beispielsweise einem Halbleitermaterial, wie Silizium, und eine Funktionsvorrichtungsschicht 15, die auf einer Vorderfläche 11a des Substrats 11 gebildet ist. Die Funktionsvorrichtungsschicht 15 umfasst eine Vielzahl von Funktionsvorrichtungen 15a, die in einer Matrix entlang der Vorderfläche 11a des Substrats 11 angeordnet sind (beispielsweise Lichtempfangsvorrichtungen, wie beispielsweise Fotodioden, lichtemittierende Vorrichtungen, wie beispielsweise Laserdioden, oder Schaltvorrichtungen, die als Schaltungen ausgebildet sind), und eine Metallstruktur 16 (beispielsweise TEG (eine Testelementgruppe)), die in einem Schneidegebiet (Gebiet) 17 zwischen den benachbarten Funktionsvorrichtungen 15a ausgebildet ist. Auf diese Weise ist die Vorderseite (erste Oberfläche) 3 des Objekts 1 mit der Vielzahl von zweidimensional angeordneten Funktionsvorrichtungen 15a und der im Schneidebereich 17 zwischen den benachbarten Funktionsvorrichtungen 15a angeordneten Metallstruktur 16 ausgebildet. Die Funktionsvorrichtungsschicht 15 umfasst eine Zwischenschichtisolierschicht (beispielsweise eine Schicht mit niedrigem k), die über der gesamten Vorderseite 11a des Substrats 11 ausgebildet ist.
Das Laserbearbeitungsverfahren, das in der Laserbearbeitungsvorrichtung 300 ausgeführt werden soll, wird als ein Chip-Herstellungsverfahren zum Herstellen einer Vielzahl von Chips durch Schneiden des Objekts 1 für jede der Funktionsvorrichtungen 15a verwendet. Aus diesem Grund ist in dem Laserbearbeitungsverfahren die Vielzahl von Linien 5 in einem Gitter so angeordnet, dass sie den Schneidebereich 17 zwischen den benachbarten Funktionsvorrichtungen 15a, wenn diese aus einer Richtung senkrecht zur Vorderfläche 3 betrachtet werden (beispielsweise Durchlaufen des Mittelpunktes der Breite des Schneidebereichs 17, wenn dieser aus der Dickenrichtung des Objekts 1 betrachtet wird) für das Objekt 1 durchlaufen. Das von der Rückfläche (zweite Oberfläche) 21 des Objekts 1 eintretende Laserlicht L, wobei die Rückfläche 21 eine Rückfläche 11b des Substrats 11 ist, wird am Objekt 1 gebündelt, und das modifizierte Gebiet 7 wird innerhalb des Objekts 1 entlang jeder der Linien 5 gebildet. Übrigens kann in dem Substrat 11 aus dem Halbleitermaterial, wie Silizium, ein Fall auftreten, bei dem ein Mikrohohlraum 7a an einer Position des Konvergenzpunkts P des Laserlichts L gebildet wird und das geschmolzene Bearbeitungsgebiet 7b an einer Eintrittsseite des Laserlichts L mit Bezug auf den Konvergenzpunkt P als das modifizierte Gebiet 7 gebildet wird.
Im Nachfolgenden wird das Laserbearbeitungsverfahren, das in der Laserbearbeitungsvorrichtung 300 ausgeführt wird, beschrieben. Zunächst wird die Flüssigkristallschicht 216 des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 203 dazu gebracht, das Modulationsmuster anzuzeigen, das eine Beugungsfunktion aufweist, mit der das Laserlicht L in das Licht nullter Ordnung und das Licht ±n-ter Ordnung (n ist eine natürliche Zahl) in einer Richtung entlang der Linie 5 verzweigt wird. Auf diese Weise dient in dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 203 die Flüssigkristallschicht 216 als die Vielzahl von Pixeln zur Darstellung des Modulationsmusters. Wie in 10 gezeigt, weisen die Konvergenzpunkte des Lichts nullter Ordnung und des Lichts ±n-ter Ordnung eine Positionsbeziehung auf, in der die Punkte auf der Seite der Vorderfläche 3 als die gegenüberliegende Seite zur Eintrittsseite des Laserlichts L des Objekts 1 angeordnet sind und an der Vorderseite in einer relativen Bewegungsrichtung des Laserlichts L entlang der Linie 5 positioniert sind, wenn ein Wert, der die Ordnung angibt (die null und ±n umfasst, wobei ein „+”-Wert angibt, dass der Wert größer ist, wenn sein Absolutwert zunimmt, und ein „–”-Wert bedeutet, dass der Wert kleiner ist, wenn sein Absolutwert zunimmt), in dem Objekt 1 zunimmt.
In dem in 10(a) dargestellten Laserbearbeitungsverfahren werden Licht der +1-ten Ordnung und Licht der –1.Ordnung jeweils als das erste Bearbeitungslicht L1 und das zweite Bearbeitungslicht L2 verwendet (Bearbeitungslicht: Licht mit einer Energie, die in der Lage ist, das modifizierte Gebiet in einem Gebiet, das dem Konvergenzpunkt entspricht, zu bilden). Somit weisen der erste Konvergenzpunkt P1 und der zweite Konvergenzpunkt P2 eine Positionsbeziehung auf, wobei der erste Konvergenzpunkt P1 auf der Seite der Vorderfläche 3 als die gegenüberliegende Seite zur Eintrittsseite des Laserlichts L des Objekts 1 mit Bezug auf den zweiten Konvergenzpunkt P2 angeordnet ist, und der erste Konvergenzpunkt P1 an der Vorderseite in der relativen Bewegungsrichtung des Laserlichts L entlang der Linie 5 mit Bezug auf den zweiten Konvergenzpunkt P2 in dem Objekt 1 angeordnet ist.
Wie in 10(b) gezeigt, werden das Licht der +1-ten Ordnung, das Licht der +nullten Ordnung und das Licht der –1.Ordnung jeweils als das erste Bearbeitungslicht L1, das zweite Bearbeitungslicht L2 und als drittes Bearbeitungslicht L3 verwendet. Das heißt, das erste Bearbeitungslicht L1 und das zweite Bearbeitungslicht L2 werden aus dem Licht der nullten Ordnung und dem Licht der ±1.Ordnung der nullten Ordnung und dem Licht der n-ten Ordnung, das am Objekt 1 gebündelt wird, ausgewählt.
Wie zuvor beschrieben, moduliert der reflektierende räumliche Lichtmodulator 203 das aus der Laserlichtquelle 202 emittierte Laserlicht L, so dass das Laserlicht L gezwungen wird, sich in Licht der nullten Ordnung und Licht der ±n-ten Ordnung zu verzweigen, das wenigstens das erste Bearbeitungslicht L1 und das zweite Bearbeitungslicht L2 enthält, und wobei durch das optische Konvergenzsystem 204 das erste Bearbeitungslicht L1 am ersten Konvergenzpunkt P1 gebündelt wird, und das zweite Bearbeitungslicht L2 am zweiten Konvergenzpunkt P2 gebündelt wird.
Hierin wird der Abstand als D zwischen dem ersten Konvergenzpunkt P1 und dem zweiten Konvergenzpunkt P2 definiert, wenn er aus einer Richtung senkrecht zur Vorderseite 3 des Objekts 1 betrachtet wird (ein Abstand zwischen den benachbarten Bearbeitungslichtkonvergenzpunkten in der Richtung entlang der Linie 5 aus der Richtung senkrecht zur Vorderseite 3 des Objekts 1 betrachtet). In einem Fall, in dem ein Radius des ersten Bearbeitungslichts L1 an der Vorderfläche 3 W1 und ein Radius des zweiten Bearbeitungslichts L2 an der Vorderfläche 3 W2 sind, moduliert anschließend, wie in 11 gezeigt, der reflektierende räumliche Lichtmodulator 203 das Laserlicht L derart, dass die Beziehung D > W1 + W2 erfüllt ist. Dadurch wird verhindert, dass Leckagelicht des ersten Bearbeitungslichts L1 (Licht, das nicht durch das Objekt in dem Gebiet, das dem Konvergenzpunkt entspricht, absorbiert wird) und Leckagelicht des zweiten Bearbeitungslichts L2, das die Vorderfläche 3 des Objekts 1 erreicht, an der Vorderfläche 3 einander stören und einander verstärken.

Wird beispielsweise ein Silizium-Wafer mit einer Dicke von 300 μm, einer Kristallorientierung von (100) und einem Widerstandswert von 1 Ω·cm UP als das Objekt 1 vorbereitet und wird das Laserlicht L unter den in 11 und in der nachfolgenden Tabelle 1 gezeigten Bedingungen emittiert, beträgt der Abstand D (= W1 + W2) zwischen dem ersten Konvergenzpunkt P1 und dem zweiten Konvergenzpunkt P2 31,32641 μm, wenn das Leckagelicht des ersten Bearbeitungslichts L1 und das Leckagelicht des zweiten Bearbeitungslichts L2 an der Vorderfläche 3 als die gegenüberliegende Seite zur Eintrittsseite des Laserlichts L des Objekts 1 einander berühren. Eine Abtastgeschwindigkeit des Laserlichts L ist eine relative Bewegungsgeschwindigkeit des ersten Konvergenzpunkts P1 und des zweiten Konvergenzpunkts P2 entlang der Linie 5. [Tabelle 1]

	Wert	Formel
Wellenlänge des Laserlichts L (nm)	1080
Wiederholungsfrequenz des Laserlichts L (kHz)	80
Pulsbreite des Laserlichts L (ns)	500
Abtastgeschwindigkeit des Laserlichts L (mm/S)	300
Ausgangsausgabe des Laserlichts L (W)	3,2
Anzahl der Abzweigungen des Laserlichts L	2
Abzweigungsverhältnis des Laserlichts L	50:50
Abstand H1 zwischen Vorderfläche 3 und dem ersten Konvergenzpunkt P1 (μm)	46
Abstand H2 zwischen Vorderfläche 3 und dem zweiten Konvergenzpunkt P2 (μm)	96
Numerische Apertur Na des ersten Bearbeitungslichts L1 und des zweiten Bearbeitungslichts L2	0,754
Brechungsindex n1 der Umgebungsatmosphäre	1
Brechungsindex n2 des Objekts 1	3,5
Radius W1 des ersten Bearbeitungslichts L1 an der Vorderfläche 3 (μm)	10,14799	W1 = H1 × tanθ2 θ2 = asin(n1 × sinθ1/n2) θ1 = asin(NA/n1)
Radius W1 des ersten Bearbeitungslichts L1 an der Vorderfläche 3 (μm)	21,17842	W2 = H2 × tanθ2 θ2 = asin(n1 × sinθ1/n2) θ1 = asin(NA/n1)

Tabelle 2 zeigt ein Ergebnis eines Experiments, demzufolge Schäden an der Vorderfläche 3 auftreten, wenn der Abstand D zwischen dem ersten Konvergenzpunkt P1 und dem zweiten Konvergenzpunkt P2 30 μm oder weniger beträgt (der Abstand D beträgt weniger als 31,32641 μm), und keine Schäden an der Vorderfläche 3 auftreten, wenn der Abstand zwischen dem ersten Konvergenzpunkt P1 und dem zweiten Konvergenzpunkt P1 D 40 μm oder mehr beträgt (der Abstand D ist größer als 31,32641 μm). Aus diesem Ergebnis wurde herausgefunden, dass die Modulation des Laserlichts L derart, dass D > W1 + W2 erfüllt ist, verhindert, dass das Leckagelicht des ersten Bearbeitungslichts L1 und das Leckagelicht des zweiten Bearbeitungslichts L2, die die Vorderfläche 3 des Objekts 1 erreichen, an der Vorderfläche 3 einander stören und einander verstärken, und dass Schäden an der Vorderfläche 3 auftreten. [Tabelle 2]

Abstand D (μm) 20 30 40 50 60

Schaden an der Vorderfläche 3 tritt auf tritt auf tritt nicht auf tritt nicht auf tritt nicht auf
In der Flüssigkristallschicht 216, die als die Vielzahl von Pixeln zur Anzeige des Modulationsmusters dient, moduliert in einem Fall, bei dem ein Abstand zwischen den benachbarten Pixeln D ist, eine Vergrößerung des 4f-Optiksystems 241 m ist, eine Brennweite des optischen Konvergenzsystems 204f ist und eine Wellenlänge des Laserlichts L λ ist, der reflektierende räumliche Lichtmodulator 203 das Laserlicht derart, dass die Beziehung D < 2 × f × tan[asin{λ/(d × 4 × m)}] erfüllt ist. In der zuvor beschriebenen Formel gibt ”4” die Anzahl der Gitterpixel in dem Modulationsmuster des reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 203 an, und die Anzahl der Gitterpixel: 4 entspricht dem in 12(a) gezeigten Fall. Als Vergleich entspricht die Anzahl der Gitterpixel: 2 einem in 12(b) gezeigten Fall.

Um den zuvor erwähnten Abstand D zwischen dem ersten Konvergenzpunkt P1 und dem zweiten Konvergenzpunkt P2 zu erhöhen, ist es erforderlich, die Anzahl der Gitterpixel in dem Modulationsmuster des reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 203 zu verringern. Wird jedoch die Anzahl der Gitterpixel zu stark verringert, besteht die Gefahr, dass sich das Leckagelicht aufgrund der Zunahme der Komponenten, an denen keine Wellenfrontsteuerung in dem Laserlicht L durchgeführt werden kann, zunimmt. Somit wird ein Silizium-Wafer mit einer Dicke von 300 μm, einer Kristallorientierung von (100), einem Widerstandswert von 1 Ω·cm UP als das Objekt 1 vorbereitet und eine Bestrahlung mit dem Laserlicht L unter den in 11 und der nachfolgenden Tabelle 3 gezeigten Bedingungen durchgeführt, um eine Beziehung zwischen der Anzahl der Gitterpixel und dem Auftreten von Schäden an der Vorderfläche 3 zu untersuchen. Der Abstand D zwischen dem ersten Konvergenzpunkt P1 und dem zweiten Konvergenzpunkt P2 kann durch den Ausdruck D = 2 × f × tan[asin{λ/(d × Anzahl der Gitterpixel × m)}] berechnet werden. [Tabelle 3]

	Wert
Wellenlänge A des Laserlichts L (nm)	1080
Wiederholungsfrequenz des Laserlichts L (kHz)	80
Pulsbreite des Laserlichts L (ns)	500
Abtastgeschwindigkeit des Laserlichts L (mm/s)	300
Ausgangsausgabe Laser Light L (W)	3,2
Anzahl der Abzweigungen des Laserlichts L	2
Abzweigungsverhältnis des Laserlichts L	50:50
Abstand H1 zwischen Vorderfläche 3 und dem ersten Konvergenzpunkt P1 (μm)	46
Abstand H2 zwischen Vorderfläche 3 und dem zweiten Konvergenzpunkt P2 (μm)	96
Numerische Apertur Na des ersten Bearbeitungslichts L1 und des zweiten Bearbeitungslichts L2	0,754
Brechungsindex n1 der Umgebungsatmosphäre	1
Brechungsindex n2 des Objekts 1	3,5
Abstand d zwischen benachbarten Pixel (μm)	20
Vergrößerung m des 4f-Optiksystems 241	0,485437
Brennweite f des optischen Konvergenzsystems 204 (mm)	1,83

Tabelle 4 zeigt ein Ergebnis eines Experiments, bei dem Schäden an der Vorderfläche 3 auftreten, wenn die Anzahl der Gitterpixel 4 oder weniger beträgt (mit anderen Worten, wenn der Abstand D zwischen dem ersten Konvergenzpunkt P1 und dem zweiten Konvergenzpunkt P2 102 μm oder mehr beträgt), und keine Schäden an der Vorderfläche 3 auftreten, wenn die Anzahl der Gitterpixel 5 oder mehr beträgt (mit anderen Worten, wenn der Abstand D zwischen dem ersten Konvergenzpunkt P1 und dem zweiten Konvergenzpunkt P2 80 μm oder weniger beträgt). Aufgrund dieses Ergebnisses wurde herausgefunden, dass die Modulation des Laserlichts L derart, dass die Beziehung D < 2 × f × tan[asin{λ/(d × 4 × m)}] erfüllt ist, verhindert, dass das Leckagelicht aufgrund der Zunahme der Komponenten, an denen keine Wellenfrontsteuerung in dem Laserlicht L durchgeführt werden können, zunimmt, und dass Schäden an der Vorderfläche 3 auftreten. [Tabelle 4]

Anzahl der Gitterpixel 2 3 4 5 6

Abstand D (μm) 204 136 102 80 66

Schaden an der Vorderfläche 3 tritt auf tritt auf tritt auf tritt nicht auf tritt nicht auf
Ferner wurde aufgrund der Ergebnisse der Tabelle 2 und Tabelle 4 herausgefunden, dass ein Modulieren des Laserlichts L derart, dass der Abstand zwischen dem ersten Konvergenzpunkt P1 und dem zweiten Konvergenzpunkt P2 von 40 μm bis 80 μm beträgt, Schäden an der Vorderfläche 3 verhindert werden können. Beträgt, wie in 13 gezeigt, der Abstand D zwischen dem ersten Konvergenzpunkt P1 und dem zweiten Konvergenzpunkt P2 20 μm, ist ersichtlich, dass das Leckagelicht des ersten Bearbeitungslichts L1 und das Leckagelicht des zweiten Bearbeitungslichts L2, die die Vorderfläche 3 des Objekts 1 erreichen, an der Vorderfläche 3 (oberer Teil) einander stören und sich verstärken, und Schäden an der Vorderfläche 3 (unterer Teil) auftreten. Beträgt der Abstand D zwischen dem ersten Konvergenzpunkt P1 und dem zweiten Konvergenzpunkt P2 102 μm, zeigt sich, dass das Leckagelicht im Licht der –1.Ordnung (oberer Teil) erhöht ist, und es treten Schäden an der Vorderfläche 3 (unterer Teil) auf. Wenn im Gegensatz dazu der Abstand D zwischen dem ersten Konvergenzpunkt P1 und dem zweiten Konvergenzpunkt P2 40 μm beträgt, ist nicht zu erkennen, dass das Leckagelicht des ersten Bearbeitungslichts L1 und das Leckagelicht des zweiten Bearbeitungslichts L2, die die Vorderfläche 3 des Objekts 1 erreichen, an der Vorderfläche 3 einander stören und sich verstärken, wobei das Leckagelicht in dem Licht der –1.Ordnung (oberer Teil) zunimmt und keine Schäden an der Vorderfläche 3 (unterer Teil) auftreten. Die Diagramme im oberen Teil der 13 sind Photographien von Zuständen des Lichts nullter Ordnung und des Lichts ±n-ter Ordnung an der Vorderfläche 3 von der Seite der Vorderfläche 3 betrachtet, wenn das modifizierte Gebiet nicht gebildet wurde. Die Diagramme im unteren Teil der 13 sind Photographien von Schnittflächen des entlang der Linie 5 geschnittenen Objekts 1.
Das Lichtblockierungsteil 220 blockiert das Licht der ±2.Ordnung und das Licht höherer Ordnung des Lichts der ±n-ten Ordnung, das am Objekt 1 gebündelt werden soll (hierin das Licht ±2-ter Ordnung und das Licht ±3-ter Ordnung). Daraus ist zu erkennen, dass das Lichtblockierungsteil 220 das zu bündelnde Licht an der Außenseite bezogen auf das erste Bearbeitungslicht L1 und das zweite Bearbeitungslicht L2 des Lichts der nullten Ordnung und des Lichts der ±n-ten Ordnung, das am Objekt 1 gebündelt wird, blockiert. Alternativ ist zu sehen, dass das Lichtblockierungsteil 220 das zu bündelnde Licht auf der Seite der Vorderfläche 3 als die gegenüberliegende Seite zur Eintrittsseite des Laserlichts L des Objekts bezogen auf das erste Bearbeitungslicht L1 und das zweite Bearbeitungslicht L2 des Lichts der nullten Ordnung und des Lichts der ±n-ten Ordnung, das am Objekt 1 gebündelt wird, und das zu bündelnde Licht auf der Seite der Rückfläche 21 als die Eintrittsseite des Laserlichts L des Objekts mit Bezug auf das erste Bearbeitungslicht L1 und das zweite Bearbeitungslicht L2 blockiert. Der reflektierende räumliche Lichtmodulator 203 kann das Laserlicht L derart modulieren, dass wenigstens ein Teil des zu blockierenden Lichts durch die Außenseite der Öffnung 220a des Lichtblockierungsteils 220 hindurchgeht.
In einem Fall, in dem X ein Radius der Öffnung 220a des Lichtblockierungsteils 220 ist, das auf einer Fourier-Ebene des 4f-Optiksystems 241, wie in 14(a) gezeigt, angeordnet ist, und D der Abstand zwischen dem ersten Konvergenzpunkt P1 und dem zweiten Konvergenzpunkt P2 aus Richtung senkrecht zur Vorderfläche 3 des Objekts 1 betrachtet ist, f2 die zweite Brennweite der zweiten Linse 241b und f die Brennweite des optischen Konvergenzsystems 204, wie zuvor beschrieben, sind, muss der Ausdruck D × f2/f < 2X < 2D × f2/f erfüllt werden, um das Licht der ±2.Ordnung und das Licht höherer Ordnung (äußerer Teil außer der Mitte für das Licht ±2.Ordnung) unter Verwendung des Lichtblockierungsteils 220 zu blockieren. Das heißt, wenn der reflektierende räumliche Lichtmodulator 203 das Laserlicht L derart moduliert, dass der Ausdruck (X × f)/(2 × f2) < D/2 < (X × f)/f2 erfüllt ist, kann das Lichtblockierungsteil 220 das Licht der ±2.Ordnung und das Licht höherer Ordnung (äußerer Teil außer der Mitte für das Licht der ±2.Ordnung) blockieren.
Wie in 14(b) gezeigt, ist es erforderlich, dass der Ausdruck D × f2/f < 2X < 3D × f2/f erfüllt wird, um das Licht der ±3.Ordnung und das Licht höherer Ordnung (äußerer Teil außer der Mitte für das Licht der ±3.Ordnung) unter Verwendung des Lichtblockierungsteils 220 zu blockieren. Das heißt, wenn der reflektierende räumliche Lichtmodulator 203 das Laserlicht L derart moduliert, dass der Ausdruck (X × f)/(3 × f2) < D/2 < (X × f)/f2 erfüllt ist, kann das Lichtblockierungsteil 220 das Licht der ±3.Ordnung und das Licht höherer Ordnung (äußerer Teil außer der Mitte für das Licht der ±3.Ordnung) blockieren.
Beispielsweise kann in einem Fall, in dem D = 50 μm, f2 = 150 mm und f = 1,8 mm, wenn der Radius X der Öffnung 220a des Lichtblockierungsteils 220 derart festgelegt ist, dass der Ausdruck 4166,7 μm < 2X < 8.333 μm erfüllt ist, das Lichtblockierungsteil 220 das Licht der ±2.Ordnung und das Licht höherer Ordnung (äußerer Teil außer der Mitte für das Licht der ±2.Ordnung) blockieren. Mit anderen Worten kann das Lichtblockierungsteil 220 in einem Fall, in dem 2X = 10000 μm, f2 = 150 mm und f = 1,8 mm, wenn der Abstand D zwischen dem ersten Konvergenzpunkt P1 und dem zweiten Konvergenzpunkt P2 so festgelegt ist, dass der Ausdruck 30 μm < D/2 < 60 μm erfüllt ist, das Licht der ±2.Ordnung und das Licht höherer Ordnung (äußerer Teil außer der Mitte für das Licht der ±2.Ordnung) blockieren.
In einem Fall, in dem D = 50 μm, f2 = 150 mm und f = 1,8 mm, wird, wenn der Radius X der Öffnung 220a des Lichtblockierungsteils 220 so festgelegt ist, dass dieser den Ausdruck 4166,7 μm < 2X < 12.500 μm erfüllt, kann das Lichtblockierungsteil 220 das Licht der ±3.Ordnung und das Licht höherer Ordnung (äußerer Teil außer der Mitte für das Licht der ±3.Ordnung) blockieren. Mit anderen Worten kann das Lichtblockierungsteil 220 in einem Fall, in dem 2X = 10.000 μm, f2 = 150 mm und f = 1,8 mm, wenn der Abstand D zwischen dem ersten Konvergenzpunkt P1 und dem zweiten Konvergenzpunkt P2 so festgelegt ist, dass er den Ausdruck 20 μm < D/2 < 60 μm erfüllt, das Licht der ±3.Ordnung und das Licht höherer Ordnung (äußerer Teil außer der Mitte für das Licht ±3-ter Ordnung) blockieren.
Im Übrigen kann, um Beschädigungen an der Vorderfläche 3 als die gegenüberliegende Seite zur Eintrittsseite des Laserlichts L des Objekts 1 zu verhindern, das Lichtblockierungsteil 220 ein Element sein, das das Licht der ±n-ten Ordnung blockiert. In diesem Fall ist es, wie in 15(a) gezeigt, erforderlich, dass in einem Fall, in dem der Abstand als X von dem Fokalpunkt O bis zum Lichtblockierungsteil 220 (eine Kante einer Seite des Fokalpunkts O des Lichtblockierungsteils 220) auf der Fourier-Ebene des 4f-Optiksystems 241 bezeichnet wird, der Ausdruck D × f2/f < 2X < 2D × f2/f erfüllt ist, um das Licht der +2.Ordnung und das Licht höherer Ordnung (äußerer Teil außer der Mitte für das Licht +2.Ordnung) unter Verwendung des Lichtblockierungsteils 220 zu blockieren. Das heißt, wenn der reflektierende räumliche Lichtmodulator 203 das Laserlicht L derart moduliert, dass der Ausdruck (X × f)/(2 × f2) < D/2 < (X × f)/f2 erfüllt ist, kann das Lichtblockierungsteil 220 das Licht der +2.Ordnung und das Licht höherer Ordnung (äußerer Teil außer der Mitte für das Licht +2.Ordnung) blockieren.
Wie in 15(b) gezeigt, ist es erforderlich, dass der Ausdruck D × f2/f < 2X < 3D × f2/f erfüllt ist, um das Licht der +3.Ordnung und das Licht höherer Ordnung (äußerer Teil außer der Mitte für das Licht der +3.Ordnung) unter Verwendung des Lichtblockierungsteils 220 blockiert wird. Das heißt, wenn der reflektierende räumliche Lichtmodulator 203 das Laserlicht L derart moduliert, dass der Ausdruck (X × f)/(3 × f2) < D/2 < (X × f)/f2 erfüllt ist, kann das Lichtblockierungsteil 220 das Licht der +3.Ordnung und das Licht höherer Ordnung (äußerer Teil außer der Mitte für das Licht der +3.Ordnung) blockieren.
Ferner kann das Lichtblockierungsteil 220 an einem Lichteintrittsteil des optischen Konvergenzsystems 204 vorgesehen sein, um ein Linsen-Sichtfeld des optischen Konvergenzsystems 204 zu begrenzen. In einem Fall, in dem X ein Radius der (Öffnung 220a des Lichtblockierungsteils 220, das an dem Lichteintrittsteil des optischen Konvergenzsystems 204, wie in 16(a) gezeigt, angeordnet ist, ist, und der Abstand zwischen dem ersten Konvergenzpunkt P1 und dem zweiten Konvergenzpunkt P2 aus Sicht der Richtung senkrecht zur Vorderfläche 3 des Objekts 1, wie zuvor beschrieben, als D bezeichnet wird, und wenn der reflektierende räumliche Lichtmodulator 203 das Laserlicht L derart moduliert, dass der Ausdruck X/2 < D/2 < X erfüllt ist, kann das Lichtblockierungsteil 220 das Licht der ±2.Ordnung und das Licht höherer Ordnung (äußerer Teil von der Mitte des Lichts der ±2.Ordnung) blockieren. Wenn, wie in 16(b) gezeigt, der reflektierende räumliche Lichtmodulator 203 das Laserlicht L derart moduliert, dass der Ausdruck X/3 < D/2 < X erfüllt ist, kann das Lichtblockierungsteil 220 das Licht der ±3.Ordnung und das Licht höherer Ordnung (äußerer Teil außer der Mitte für das Licht der ±3.Ordnung) blockieren.
Beispielsweise kann in einem Fall, in dem 2X = 150 μm, wenn der Abstand D zwischen dem ersten Konvergenzpunkt P1 und dem zweiten Konvergenzpunkt P2 so festgelegt wird, dass er den Ausdruck 37,5 μm < D/2 < 75 μm erfüllt, das Lichtblockierungsteil 220 das Licht der ±2.Ordnung und das Licht höherer Ordnung (äußerer Teil außer der Mitte für das Licht der ±2.Ordnung) blockieren. In einem Fall, in dem 2X = 150, wenn der Abstand D zwischen dem ersten Konvergenzpunkt P1 und dem zweiten Konvergenzpunkt P2 so festgelegt wird, dass dieser den Ausdruck 25 μm < D/2 < 75 μm erfüllt, kann das Lichtblockierungsteil 220 das Licht der ±3.Ordnung und das Licht höherer Ordnung (äußerer Teil außer der Mitte für das Licht der ±3.Ordnung) blockieren.
Hierin wird ein Silizium-Wafer mit einer Dicke von 300 μm, einer Kristallorientierung von (100), einem Widerstandswert von 1 Ω·cm UP als das Objekt 1 vorbereitet und mit dem Laserlicht L unter den in 11 und der obigen Tabelle 3 gezeigten Bedingungen bestrahlt, um eine Beziehung zwischen dem Licht 3.Ordnung und dem Auftreten von Schäden an der Vorderfläche 3 zu untersuchen. Um eine Bestimmung des Auftretens von Schäden an der Vorderfläche 3 zu vereinfachen, wird ein wärmeempfindlicher Film zur Durchführung eines Experiments auf der Vorderfläche 3 gebildet.
Ein Ergebnis des Experiments zeigte, dass die Schäden an der Vorderfläche 3 als die gegenüberliegende Seite zur Eintrittsseite des Laserlichts L des Objekts 1 aufgrund von zumindest dem Einfluss des Lichts der 3.Ordnung, wie in 17(d) gezeigt, auftreten. 17(a) zeigt ein Diagramm, das eine Positionsbeziehung der Konvergenzpunkte des Lichts nullter Ordnung und des Lichts ±n-ter Ordnung in der Schnittfläche des entlang der Linie 5 geschnittenen Objekts 1 darstellt. 17(b) zeigt eine Photographie der Zustände des Lichts der nullten Ordnung und des Lichts der ±n-ten Ordnung an der Vorderfläche 3 aus Sicht der Seite der Vorderfläche 3, wenn das modifizierte Gebiet nicht gebildet wurde. 17(c) zeigt eine Photographie der Zustände des Lichts der nullten Ordnung und des Lichts der ±n-ten Ordnung an der Vorderfläche 3 aus Sicht der Seite der Vorderfläche 3, wenn das modifizierte Gebiet gebildet wurde. 17(d) zeigt eine Photographie des wärmeempfindlichen Films aus Sicht der Seite der Vorderfläche 3, wenn das modifizierte Gebiet gebildet wurde.
18 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung eines Vergleichsbeispiels der vorliegenden Erfindung; (a) ist ein Simulationsdiagramm, das einen Zustand des Laserlichts L in der Nähe der Fourier-Ebene darstellt, und (b) ist ein Simulationsdiagramm, das einen Zustand des Laserlichts L in der Nähe des Konvergenzpunkts darstellt. Es hat sich herausgestellt, dass die stärkste Beschädigung an der Vorderfläche 3 als die gegenüberliegende Seite zur Eintrittsseite des Laserlichts L des Objekts 1 aufgrund des Einflusses des Lichts der +3.Ordnung, wie in 19 gezeigt, auftritt, wenn das Licht der +3.Ordnung nicht blockiert wird. Der obere Teil der 19 ist eine Photographie des wärmeempfindlichen Films von der Seite der Vorderfläche 3 aus betrachtet, wenn das Laserlicht L relativ in einer Richtung parallel zu einer Richtung bewegt wird, in der sich die Konvergenzpunkte des Lichts der nullten Ordnung und des Lichts des ±n-ten Ordnung verzweigen, und der untere Teil der 19 ist eine Photographie des wärmeempfindlichen Films von der Seite der Vorderfläche 3 aus betrachtet, wenn das Laserlicht L relativ in einer Richtung senkrecht zu der Richtung bewegt wird, in die sich die Konvergenzpunkte des Lichts der nullten Ordnung und des Lichts der ±n-ten Ordnung verzweigen.
20 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung eines Beispiels der vorliegenden Erfindung; (a) ist ein Simulationsdiagramm, das einen Zustand des Laserlichts L in der Nähe der Fourier-Ebene darstellt, und (b) ist ein Simulationsdiagramm, das einen Zustand des Laserlichts L in der Nähe des Konvergenzpunkts darstellt. Es wurde herausgefunden, dass die Schäden an der Vorderfläche 3 des Objekts 1 aufgrund des Einflusses des Lichts der +3.Ordnung, wie in 21 gezeigt, abnehmen, wenn ein Teil des Lichts der +3.Ordnung unter Verwendung des Lichtblockierungsteils 220 blockiert wird. Der obere Teil der 21 zeigt eine Photographie des wärmeempfindlichen Films aus Sicht der Seite der Vorderfläche 3, wenn das Laserlicht L relativ in der Richtung parallel zu der Richtung bewegt wird, in der sich die Konvergenzpunkte des Lichts der nullten Ordnung und des Lichts des ±n-ten Ordnung verzweigen, und der untere Teil der 21 ist eine Photographie des wärmeempfindlichen Films aus Sicht der Seite der Vorderfläche 3, wenn das Laserlicht L relativ in der Richtung senkrecht zu der Richtung bewegt wird, in der sich die Konvergenzpunkte des Lichts der nullten Ordnung und des Lichts der ±n-ten Ordnung verzweigen.
22 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung eines Beispiels der vorliegenden Erfindung; (a) ist ein Simulationsdiagramm, das einen Zustand des Laserlichts L in der Nähe der Fourier-Ebene darstellt, und (b) ist ein Simulationsdiagramm, das einen Zustand des Laserlichts L in der Nähe des Konvergenzpunkts darstellt. Es wurde herausgefunden, dass die Schäden an der Vorderfläche 3 des Objekts 1 aufgrund des Einflusses des Lichts der +3.Ordnung, wie in 23 gezeigt, im Wesentlichen verschwinden, wenn das Licht der +3.Ordnung unter Verwendung des Lichtblockierungsteils 220 vollständig blockiert wird. Der obere Teil der 23 ist eine Photographie des wärmeempfindlichen Films aus Sicht der Seite der Vorderfläche 3, wenn das Laserlicht L relativ in der Richtung parallel zu der Richtung bewegt wird, in der sich die Konvergenzpunkte des Lichts der nullten Ordnung und des Lichts des ±n-ten Ordnung verzweigen, und der untere Teil der 23 ist eine Photographie des wärmeempfindlichen Films aus Sicht der Seite der Vorderfläche 3, wenn das Laserlicht L relativ in der Richtung senkrecht zu der Richtung bewegt wird, in der sich die Konvergenzpunkte des Lichts der nullten Ordnung und des Lichts der ±n-ten Ordnung verzweigen.
24 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der experimentellen Ergebnisse der vorliegenden Erfindung. In diesem Fall wird das Lichtblockierungsteil 220 an dem Lichteintrittsteil des optischen Konvergenzsystems 204 vorgesehen, um das Linsen-Sichtfeld des optischen Konvergenzsystems 204 zu begrenzen, wobei das Linsen-Sichtfeld das Licht der +3.Ordnung blockieren kann, wenn der Abstand D zwischen dem ersten Konvergenzpunkt P1 und dem zweiten Konvergenzpunkt P2 50 μm oder mehr beträgt. Aus den experimentellen Ergebnissen in 24 wurde festgestellt, dass die Schäden an der Vorderfläche 3 des Objekts 1 aufgrund des Einflusses des Lichts der +3.Ordnung im Wesentlichen verschwinden, wenn das Licht der +3.Ordnung durch das Lichtblockierungsteils 220 blockiert wird. Der obere Teil der 24 ist eine Photographie des wärmeempfindlichen Films aus Sicht der Seite der Vorderfläche 3, wenn das Laserlicht L relativ in der Richtung parallel zu der Richtung bewegt wird, in der sich die Konvergenzpunkte des Lichts der nullten Ordnung und des Lichts des ±n-ten Ordnung verzweigen, und der untere Teil der 24 ist eine Photographie des wärmeempfindlichen Films aus Sicht der Seite der Vorderfläche 3, wenn das Laserlicht L relativ in der Richtung senkrecht zu der Richtung bewegt wird, in der sich die Konvergenzpunkte des Lichts der nullten Ordnung und des Lichts der ±n-ten Ordnung verzweigen.
Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, dass das Laserbearbeitungsverfahren, das in der Laserbearbeitungsvorrichtung 300 durchgeführt wird, das Laserlicht L dazu veranlasst, sich in Licht der nullten Ordnung und Licht der ±n-ten Ordnung, die das erste Bearbeitungslicht L1 und das zweite Bearbeitungslicht L2 umfassen, zu verzweigen, das Laserlicht L derart moduliert, dass das erste Bearbeitungslicht L1 am ersten Konvergenzpunkt P1 gebündelt wird und das zweite Bearbeitungslicht L2 am zweiten Konvergenzpunkt P2 gebündelt wird, und das modifizierte Gebiet 7 in jedem der Gebiete, die jeweils dem ersten Konvergenzpunkt P1 und dem Konvergenzpunkt P2 in dem Objekt 1 entsprechen, bildet.
Zu diesem Zeitpunkt wird in einem Fall, in dem der Radius des ersten Bearbeitungslichts L1 an der Vorderfläche 3 als W1 bezeichnet wird, der Radius des zweiten Bearbeitungslichts L2 an der Vorderfläche 3 als W2 bezeichnet wird, und der Abstand zwischen dem ersten Konvergenzpunkt P1 und dem zweiten Konvergenzpunkt P2 als D bezeichnet wird, wenn dieser aus der Richtung senkrecht zur Vorderfläche 3 beobachtet wird, das Laserlicht L derart moduliert, dass es dem Ausdruck D > W1 + W2 genügt. Alternativ wird das Laserlicht L derart moduliert, dass der Abstand zwischen dem ersten Konvergenzpunkt P1 und dem zweiten Konvergenzpunkt P2 aus Sicht der Richtung senkrecht zur Vorderfläche 3 von 40 μm bis 80 mm beträgt.
Es wird jenes Licht blockiert, dass an der Außenseite in Bezug auf das erste Bearbeitungslicht L1 und das zweite Bearbeitungslicht L2 des Lichts der nullten Ordnung und des Lichts der ±n-ten Ordnung, die am Objekt 1 gebündelt werden, gebündelt wird. Alternativ werden von dem Licht der nullten Ordnung und dem Licht der ±n-ten Ordnung, die am Objekt 1 gebündelt werden, das Licht, das auf der Seite der Vorderfläche 3 als die gegenüberliegende Seite zur Eintrittsseite des Laserlichts L des Objekts 1 mit Bezug auf das erste Bearbeitungslicht L1 und das zweite Bearbeitungslicht L2 gebündelt wird, und das Licht, das auf der Seite der Rückfläche 21 als die Eintrittsseite des Laserlichts L des Objekts, bezogen auf das erste Bearbeitungslicht L1 und das zweite Bearbeitungslicht L2, gebündelt wird, blockiert.
Nach der Bildung des modifizierten Gebiets 7 innerhalb des Objekts 1 wird ein Dehnungsband auf der Rückfläche 21 des Objekts 1 geklebt und ausgedehnt. Dies bewirkt, dass die Frakturen, die sich in der Dickenrichtung des Objekts 1 von dem entlang der Linie 5 gebildeten modifizierten Gebiet 7 erstrecken, die Vorderfläche 3 und die Rückfläche 21 des Objekts 1 erreichen, und das Laserbearbeitungsverfahren schneidet das Objekt 1 entlang der Linie 5 für jede der Funktionsvorrichtungen 15a, um eine Vielzahl von Chips zu erhalten.
Wie zuvor beschrieben, moduliert die Laserbearbeitungsvorrichtung 300 und das Laserbearbeitungsverfahren, das in der Laserbearbeitungsvorrichtung 300 durchgeführt wird, in einem Fall, in dem W1 der Radius des ersten Bearbeitungslichts L1 an der Vorderfläche 3, W2 der Radius des zweiten Bearbeitungslichts L2 an der Vorderfläche 3 und D der Abstand zwischen dem ersten Konvergenzpunkt P1 und dem zweiten Konvergenzpunkt P2 sind, wenn er aus der Richtung orthogonal zur Vorderfläche 3 betrachtet wird, das Laserlicht L derart, dass D > W1 + W2 erfüllt ist. Dies verhindert, dass das Leckagelicht des ersten Bearbeitungslichts L1 und das Leckagelicht des zweiten Bearbeitungslichts L2, das die Vorderfläche 3 des Objekts 1 erreicht, einander stören und sich gegenseitig an der Vorderfläche 3 verstärken. Wird das Laserlicht L dazu gebracht, sich in eine Vielzahl Bearbeitungslichtstrahlen zu verzweigen, um so das modifizierte Gebiet 7 mit jedem der Bearbeitungslichtstrahlen zu bilden, kann verhindert werden, dass Schäden an der Vorderfläche 3 als die gegenüberliegende Seite der Eintrittsseite des Laserlichtes L des Objekts 1 auftreten.
In einem Fall, in dem d der Abstand zwischen den benachbarten Pixeln in dem reflektierenden räumlichen Lichtmodulator 203, m die Vergrößerung des 4f Optiksystems 241, f die Brennweite des optischen Konvergenzsystems 204 und λ die Wellenlänge des Laserlichts L sind, moduliert der reflektierende räumliche Lichtmodulator 203 das Laserlicht L derart, dass der Ausdruck D < 2 × f × tan[asin{λ/(d × 4 × m)}] erfüllt ist. Um den Abstand D zwischen dem ersten Konvergenzpunkt P1 und dem zweiten Konvergenzpunkt P2 zu vergrößern, wenn er aus der Richtung senkrecht zur Vorderfläche 3 betrachtet wird, ist es notwendig, die Anzahl von Gitterpixeln in dem Modulationsmuster des reflektierenden räumlichen Lichtmodulators 203 zu verringern. Wenn jedoch die Anzahl von Gitterpixeln übermäßig verringert wird, besteht die Möglichkeit, daß das Leckagelicht aufgrund der Zunahme der Komponenten, an denen die Wellenfrontsteuerung im Laserlicht L nicht durchgeführt werden können, zunimmt. Indem das Laserlicht L derart moduliert wird, dass der Ausdruck D < 2 × f × tan[asin{λ/(d × 4 × m)}] erfüllt ist, wird verhindert, dass das Leckagelicht aufgrund der Zunahme der Komponenten, an denen die Wellenfrontsteuerung im Laserlicht L nicht durchgeführt werden können, zunimmt, und verhindert, dass Schäden an der Vorderfläche 3 als die gegenüberliegende Seite der Eintrittsseite des Laserlichts L des Objekts 1 auftreten.
Die Vorderfläche 3 als die gegenüberliegende Seite zur Eintrittsseite des Laserlichts L des Objekts 1 umfasst die Vielzahl von Funktionsvorrichtungen 15a, die zweidimensional angeordnet sind, und die Metallstruktur 16, die im Schneidebereich 17 zwischen den benachbarten Funktionsvorrichtungen 15a angeordnet ist, wobei die Linie 5 derart festgelegt ist, dass sie den Schneidebereich 17 zwischen den benachbarten Funktionsvorrichtungen 15a aus Sicht senkrecht zur Vorderfläche 3 durchläuft. Wird die Metallstruktur 16 am Schneidebereich 17 zwischen den benachbarten Funktionsvorrichtungen 15a von der Vorderfläche 3 als die gegenüberliegende Seite zur Eintrittsseite des Laserlichts L des Objekts 1 angeordnet, absorbiert die Metallstruktur 16 das Leckagelicht, wodurch sich an der Vorderfläche 3 leicht Schäden bilden. Jedoch kann selbst in einem solchen Fall verhindert werden, dass sich Schäden an der Vorderfläche 3 als die gegenüberliegende Seite zur Eintrittsseite des Laserlichts L des Objekts 1 bilden. Wird insbesondere die Zwischenschichtisolierschicht (beispielsweise ein Film mit niedrigem k) über der gesamten Vorderfläche 11a des Substrats 11 gebildet, wird in wirksamer Weise das Ablösen des Zwischenschichtisolierfilms und dergleichen verhindert.
Das an der Außenseite zu bündelnde Licht wird mit Bezug auf das erste Bearbeitungslicht L1 und das zweite Bearbeitungslicht L2 des Lichts der nullten Ordnung und des Lichts der ±n-ten Ordnung, die am Objekt 1 gebündelt werden, blockiert. Alternativ werden von dem Licht der nullten Ordnung und dem Licht der ±n-ten Ordnung, die am Objekt 1 gebündelt werden, das Licht, das auf der Seite der Vorderfläche 3 als die gegenüberliegende Seite zur Eintrittsseite des Laserlichts L des Objekts, bezogen auf das erste Bearbeitungslicht L1 und das zweite Bearbeitungslicht L2, gebündelt wird, und das Licht, das auf der Seite der Rückfläche 21 als die Eintrittsseite des Laserlichts L des Objekts, bezogen auf das erste Bearbeitungslicht L1 und das zweite Bearbeitungslicht L2, gebündelt wird, blockiert. Dadurch wird verhindert, dass sich das Licht in der Nähe der Rückfläche 21 und in der Nähe der Vorderfläche 3 des Objekts 1 bündelt. Wird somit das Laserlicht L dazu gebracht, sich in eine Vielzahl von Bearbeitungslichtstrahlen zu verzweigen, um das modifizierte Gebiet 7 durch jeden der Bearbeitungslichtstrahlen zu bilden, kann verhindert werden, dass Schäden an der Vorderfläche 3 als die gegenüberliegende Seite zur Eintrittsseite des Laserlichts L des Objekts 1 und an der Rückfläche 21 als die Eintrittsseite des Laserlichts L des Objekts auftreten.
Das erste Bearbeitungslicht L1 und das zweite Bearbeitungslicht L2 werden aus dem Licht der nullten Ordnung und dem Licht der ±1.Ordnung des Lichts der nullten Ordnung und des Lichts der ±n-ten Ordnung, die am Objekt 1 gebündelt werden, ausgewählt, und das Lichtblockierungsteil 220 blockiert das Licht der ±2.Ordnung und das Licht der ±3.Ordnung des Lichts der ±n-ten Ordnung, die am Objekt 1 gebündelt werden. Dadurch kann das Auftreten von Schäden an der Vorderfläche 3 als die gegenüberliegende Seite zur Eintrittsseite des Laserlichts L des Objekts 1 und auf der Rückfläche 21 als die Eintrittsseite des Laserlichts L des Objekts 1 zuverlässiger verhindert werden, während das Licht der nullten Ordnung und das Licht der ±1.Ordnung mit relativ hoher Energie als das erste Bearbeitungslicht L1 und das zweite Bearbeitungslicht L2 effizient verwendet werden können. Insbesondere ist das Blockieren des Lichts der +3.Ordnung mit relativ hoher Energie wichtig, um das Auftreten von Schäden an der Vorderfläche 3 als die gegenüberliegende Seite zur Eintrittsseite des Laserlichts L des Objekts 1 zu verhindern.
Das Lichtblockierungsteil 220 weist eine Öffnung 220a auf, die ein Hindurchtreten des ersten Bearbeitungslichts L1 und des zweiten Bearbeitungslichts L2 ermöglicht. Dadurch ist es möglich, anhand einer einfachen Struktur das Lichtblockierungsteil 220 derart auszubilden, dass zumindest das erste Bearbeitungslicht L1 und das zweite Bearbeitungslicht L2 dasselbe durchlaufen können, und dass es anderes vorbestimmtes Licht als das erste Bearbeitungslicht L1 und das zweite Bearbeitungslicht L2 blockieren kann.
Das Lichtblockierungsteil 220 ist auf der Fourier-Ebene zwischen der ersten Linse 241a und der zweiten Linse 241b vorgesehen. Dadurch ist es möglich, das andere vorbestimmte Licht als das erste Bearbeitungslicht L1 und das zweite Bearbeitungslicht L2 zuverlässig zu blockieren. Selbst wenn das Lichtblockierungsteil 220 an dem Lichteintrittsteil des optischen Konvergenzsystems 204 vorgesehen ist, ist es möglich, anderes vorbestimmtes Licht als das erste Bearbeitungslicht L1 und das zweite Bearbeitungslicht L2 zuverlässig zu blockieren. Der reflektierende räumliche Lichtmodulator 203 kann das Laserlicht derart modulieren, dass wenigstens ein Teil des zu blockierenden Lichts durch die Außenseite der Öffnung 220a hindurchgeht. Dadurch ist es möglich, anderes vorbestimmtes Licht als das erste Bearbeitungslicht L1 und das zweite Bearbeitungslicht L2 zuverlässiger zu blockieren.
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist oben beschrieben; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die zuvor erwähnte Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise sind die Struktur und das Material des Objekts 1 nicht auf die zuvor erwähnten beschränkt. Beispielsweise kann das Substrat 11 ein anderes Halbleitersubstrat als das Siliziumsubstrat, Saphirsubstrat, SiC-Substrat, Glassubstrat (getempertes Glassubstrat), transparentes Isolationssubstrat oder dergleichen umfassen.
Die Konvergenzpunkte des Lichts der nullten Ordnung und des Lichts der ±n-ten Ordnung weisen eine Positionsbeziehung auf, in der die Punkte auf der Seite der Vorderfläche 3 als die gegenüberliegende Seite der Eintrittsseite des Laserlichts L des Objekts 1 angeordnet sind, und an der Vorderseite in der relativen Bewegungsrichtung des Laserlichts L entlang der Linie 5, wenn der die Ordnung anzeigende Wert im Objekt 1 abnimmt, angeordnet sind. Das Laserlicht L kann von der Seite der Vorderfläche 3 des Objekts 1 eindringen. In diesem Fall ist die Rückfläche 21 die erste Oberfläche als die gegenüberliegende Seite zur Eintrittsseite des Laserlichts L des Objekts 1, und die Vorderfläche 3 ist die zweite Oberfläche als die Eintrittsseite des Laserlichts L des Objekts 1.
Das Lichtblockierungsteil 220 kann ein Teil sein, das ein Element, das das Licht der +n-ten Ordnung blockiert, und ein Element, das das Licht der –n-ten Ordnung blockiert, aufweist und das Hindurchtreten des ersten Bearbeitungslichts L1 und des zweiten Bearbeitungslichts L2 in einem Gebiet zwischen den sich zugewandten Elementen ermöglicht. Das Lichtblockierungsteil 220 kann selektiv das Licht der ±2.Ordnung und das Licht höherer Ordnung, beispielsweise des Lichts der ±n-ten Ordnung, das am Objekt 1 gebündelt wird, blockieren, nur das Licht, das auf der Seite der Vorderfläche 3 als die gegenüberliegende Seite zur Eintrittsseite des Laserlichts L des Objekts 1 bezogen auf das erste Bearbeitungslicht L1 und das zweite Bearbeitungslicht L2 blockieren, oder nur das Licht der +3.Ordnung blockieren.
Industrielle Anwendbarkeit
Gemäß der vorliegenden Erfindung können die Laserbearbeitungsvorrichtung und das Laserbearbeitungsverfahren bereitgestellt werden, die in der Lage sind, das Auftreten von Schäden an der Vorderfläche als die gegenüberliegende Seite zur Laserlichteintrittsseite des Objekts zu verhindern, wenn das Laserlicht dazu gebracht wird, sich in eine Vielzahl von Bearbeitungslichtstrahlen aufzuteilen, um ein modifiziertes Gebiet mit jedem der Bearbeitungslichtstrahlen zu bilden.
Bezugszeichenliste

1: zu bearbeitendes Objekt
3: Vorderfläche (erste Oberfläche)
5: zu schneidende Linie
7: Modifiziertes Gebiet
15a: Funktionsvorrichtung
16: Metallstruktur
17: Schneidegebiet (Gebiet)
21: Rückfläche (zweite Oberfläche)
202: Laserlichtquelle
203: Reflektierender räumlicher Lichtmodulator (räumlicher Lichtmodulator)
204: Optisches Konvergenzsystem
216: Flüssifkristallschicht (Vielzahl von Pixel
241: 4f-Optiksystem (optisches Einstellsystem)
241a: erste Linse (erstes optisches Element)
241b: zweite Linse (zweites optisches Element)
300: Laserbearbeitungsvorrichtung
L: Laserlicht
L1: erstes Bearbeitungslicht
L2: zweites Bearbeitungslicht
P1: erster Konvergenzpunkt
P2: zweiter Konvergenzpunkt

Claims

Laserbearbeitungsvorrichtung zum Konvergieren von Laserlicht an einem zu bearbeitenden Objekt, um ein modifiziertes Gebiet innerhalb des Objekts entlang einer zu schneidenden Linie zu bilden, wobei die Laserbearbeitungsvorrichtung umfasst: eine Laserlichtquelle, die das Laserlicht emittiert; ein optisches Konvergenzsystem, das das von der Laserlichtquelle emittierte Laserlicht am Objekt bündelt; und einen räumlichen Lichtmodulator, der das von der Laserlichtquelle emittierte Laserlicht derart moduliert, dass das Laserlicht veranlasst wird, sich in wenigstens ein erstes Bearbeitungslicht und ein zweites Bearbeitungslicht zu verzweigen, und wobei durch das optische Konvergenzsystem das erste Bearbeitungslicht an einem ersten Konvergenzpunkt und das zweite Bearbeitungslicht an einem zweiten Konvergenzpunkt gebündelt wird; wobei der erste Konvergenzpunkt und der zweite Konvergenzpunkt eine Positionsbeziehung aufweisen, bei der in dem Objekt der erste Konvergenzpunkt auf einer ersten Oberflächenseite als gegenüberliegende Seite zur Laserlichteintrittsseite des Objekts bezogen auf den zweiten Konvergenzpunkt angeordnet ist, und der erste Konvergenzpunkt an einer Vorderseite in einer relativen Bewegungsrichtung des Laserlichts entlang der Linie bezogen auf den zweiten Konvergenzpunkt angeordnet ist, und in einem Fall, bei dem W1 ein Radius des ersten Bearbeitungslichts auf der ersten Oberfläche, W2 ein Radius des zweiten Bearbeitungslichts auf der ersten Oberfläche und D ein Abstand zwischen dem ersten Konvergenzpunkt und dem zweiten Konvergenzpunkt sind, wenn er aus einer Richtung senkrecht zur ersten Oberfläche betrachtet wird, der räumliche Lichtmodulator das Laserlicht derart moduliert, dass der Ausdruck D > W1 + W2 erfüllt ist.
Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner umfasst ein optisches Einstellsystem mit einem ersten optischen Element und einem zweiten optischen Element, die jeweils als Linse dienen, wobei das erste optische Element und das zweite optische Element so angeordnet sind, dass ein Abstand eines optischen Weges zwischen dem räumlichen Lichtmodulator und dem ersten optischen Element einer ersten Brennweite des ersten optischen Elements gleicht, ein Abstand eines optischen Weges zwischen dem optischen Konvergenzsystem und dem zweiten optischen Element einer zweiten Brennweite des zweiten optischen Elements gleicht, ein Abstand eines optischen Weges zwischen dem ersten optischen Element und dem zweiten optischen Element gleich der Summe aus der ersten Brennweite und der zweiten Brennweite ist und das erste optische Element und das zweite optische Element ein doppelttelezentrisches optisches System bilden, der räumliche Lichtmodulator eine Vielzahl von Pixel zur Darstellung eines Modulationsmusters aufweist, und in einem Fall, in dem d ein Abstand zwischen den benachbarten Pixeln, m eine Vergrößerung des optischen Einstellsystems, f eine Brennweite des optischen Konvergenzsystems und λ eine Wellenlänge des Laserlichts sind, der räumliche Lichtmodulator das Laserlicht derart moduliert, dass der Ausdruck D < 2 × f × tan[asin{λ/(d × 4 × m)}] erfüllt ist.
Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Oberfläche mit einer Vielzahl von zweidimensional angeordneten Funktionsvorrichtungen und einer Metallstruktur, die in einem Bereich zwischen den benachbarten Funktionsvorrichtungen angeordnet ist, ausgebildet ist, und die Linie so festgelegt ist, dass sie den Bereich zwischen den benachbarten Funktionsvorrichtungen durchläuft, wenn sie aus einer Richtung orthogonal zu der ersten Oberfläche betrachtet wird.
Laserbearbeitungsverfahren zum Konvergieren von Laserlicht an einem zu bearbeitenden Objekt, um ein modifiziertes Gebiet innerhalb des Objekts entlang einer zu schneidenden Linie zu bilden, wobei das Laserbearbeitungsverfahren umfasst: Modulieren des Laserlichts derart, dass das Laserlicht veranlasst wird, sich in wenigstens ein erstes Bearbeitungslicht und ein zweites Bearbeitungslicht zu verzweigen, wobei das erste Bearbeitungslicht an einem ersten Konvergenzpunkt und das zweite Bearbeitungslicht an einem zweiten Konvergenzpunkt gebündelt werden; und Bilden des modifizierten Gebiets in jedem der Vielzahl von Gebieten, die jeweils dem ersten Konvergenzpunkt und dem zweiten Konvergenzpunkt in dem Objekt entsprechen, wobei der erste Konvergenzpunkt und der zweite Konvergenzpunkt eine Positionsbeziehung aufweisen, bei der in dem Objekt der erste Konvergenzpunkt auf einer ersten Oberflächenseite als gegenüberliegende Seite zur Laserlichteintrittsseite des Objekts bezogen auf den zweiten Konvergenzpunkt angeordnet ist, und der erste Konvergenzpunkt an einer Vorderseite in einer relativen Bewegungsrichtung des Laserlichts entlang der Linie bezogen auf den zweiten Konvergenzpunkt angeordnet ist, und in einem Fall, bei dem W1 ein Radius des ersten Bearbeitungslichts auf der ersten Oberfläche, W2 ein Radius des zweiten Bearbeitungslichts auf der ersten Oberfläche und D ein Abstand zwischen dem ersten Konvergenzpunkt und dem zweiten Konvergenzpunkt sind, wenn er aus einer Richtung senkrecht zur ersten Oberfläche betrachtet wird, der räumliche Lichtmodulator das Laserlicht derart moduliert, dass der Ausdruck D > W1 + W2 erfüllt ist.