DE112020006633T5 - Laserbearbeitungsvorrichtung und Laserbearbeitungsverfahren - Google Patents

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Takeshi Sakamoto
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Hamamatsu Photonics KK
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Abstract

Eine Steuereinheit führt eine erste Verarbeitung der Bestrahlung eines Objekts mit Laserlicht durch, während ein erster Konvergenzpunkt und ein zweiter Konvergenzpunkt entlang einer ersten Linie relativ zueinander bewegt werden, in einem Zustand, in dem ein Abstand zwischen dem ersten Konvergenzpunkt und einem zweiten Konvergenzpunkt als ein erster Abstand eingestellt ist, und führt eine zweite Verarbeitung der Bestrahlung des Objekts mit dem Laserlicht durch, während der erste Konvergenzpunkt und der zweite Konvergenzpunkt entlang einer zweiten Linie relativ zueinander bewegt werden, in einem Zustand, in dem der Abstand zwischen dem ersten Konvergenzpunkt und dem zweiten Konvergenzpunkt auf einen zweiten Abstand eingestellt ist, der kleiner als der erste Abstand ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laserbearbeitungsvorrichtung und ein Laserbearbeitungsverfahren.
  • Stand der Technik
  • Die Patentliteratur 1 offenbart eine Laserbearbeitungsvorrichtung. Die Laserbearbeitungsvorrichtung enthält eine Kondensorlinse und bildet eine bearbeitete Schicht auf einem Einkristallelement durch von der Kondensorlinse emittiertes Laserlicht. Die Kondensorlinse umfasst ein Nebenkondensorsystem, auf das Laserlicht einfällt, und ein Hauptkondensorsystem, auf das das vom Nebenkondensorsystem emittierte Laserlicht einfällt und das das Einkristallelement mit dem Laserlicht bestrahlt. Das Nebenkondensorsystem umfasst einen zylindrischen Linsenanordnungskörper, in dem mehrere zylindrische Linsen fest eingebaut angeordnet sind, und eine zylindrische Konvexlinse, durch die das Licht aus dem zylindrischen Linsenanordnungskörper hindurchtritt.
  • In einer solchen Laserbearbeitungsvorrichtung wird das auf die zylindrische Linse einfallende Laserlicht in eine Vielzahl von Laserstrahlen verzweigt und fällt dann auf die zylindrische konvexe Linse, während es einen Konvergenzpunkt bildet, und dann werden parallele Strahlen, deren Bestrahlungsebene lang wird, auf das Hauptkondensorsystem einfallen. Das vom Hauptkondensorsystem emittierte Laserlicht fällt als verzweigtes Laserlicht auf eine Bestrahlungszielfläche des Einkristallelements, um eine Vielzahl von Konvergenzpunkten innerhalb des Einkristallelements zu bilden.
  • Zitationsliste
  • Patentliteratur
  • Patentliteratur 1: Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. JP 2014 - 19 120 A
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • In der oben beschriebenen Laserbearbeitungsvorrichtung wird die Bildungsgeschwindigkeit einer bearbeiteten Schicht in einer Weise verbessert, dass die bearbeitete Schicht gebildet wird, während eine Vielzahl von Konvergenzpunkten des Laserlichts gebildet wird. Das heißt, in dem oben erwähnten technischen Gebiet ist es erwünscht, die Bearbeitungsgeschwindigkeit zu verbessern. Andererseits besteht in dem oben erwähnten technischen Gebiet die Notwendigkeit, einen Bereich (effektiver Bereich) auf der Mittelseite eines Objekts auszuschneiden, indem ein ringförmiger Bereich (Entfernungsbereich), der eine Außenkante des Objekts einschließt, von dem Objekt abgeschnitten wird. Der effektive Bereich ist z.B. ein Bereich, in dem eine Vorrichtung gebildet wird. Daher ist es auf dem oben erwähnten technischen Gebiet auch erwünscht, eine Verschlechterung der Qualität (d.h. der Verarbeitungsqualität) des effektiven Bereichs bzw. Nutzbereichs insgesamt zu unterdrücken.
  • Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Laserbearbeitungsvorrichtung und ein Laserbearbeitungsverfahren bereitzustellen, die in der Lage sind, sowohl eine Verbesserung der Bearbeitungsgeschwindigkeit als auch eine Unterdrückung einer Verschlechterung der Bearbeitungsqualität zu erreichen.
  • Lösung des Problems
  • Der vorliegende Erfinder hat durch intensive Untersuchungen folgende Erkenntnisse gewonnen, um die oben genannten Probleme zu lösen. Das heißt, in einem Fall, in dem der effektive Bereich aus einem Objekt herausgeschnitten wird, ist es denkbar, die folgenden zwei Arten der Verarbeitung durchzuführen. Bei der ersten Verarbeitung wird ein modifizierter Bereich an der Grenze zwischen dem effektiven Bereich und dem Entfernungsbereich gebildet, indem die Grenze zwischen dem effektiven Bereich und dem Entfernungsbereich mit Laserlicht bestrahlt wird. Bei der zweiten Verarbeitung wird der modifizierte Bereich in dem Entfernungsbereich gebildet, um die Grenze zwischen dem effektiven Bereich und dem Entfernungsbereich von der Außenkante des Objekts aus zu erreichen, indem eine Bestrahlung mit Laserlicht durchgeführt wird, um die Grenze zwischen dem effektiven Bereich und dem Entfernungsbereich von der Außenkante des Objekts aus zu erreichen, um den ringförmigen Entfernungsbereich in eine Vielzahl von Bereichen zu unterteilen und den Entfernungsbereich leicht zu entfernen.
  • Hier ist es unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Bildungsgeschwindigkeit des modifizierten Bereichs denkbar, eine Vielzahl von Reihen modifizierter Bereiche in einer Dickenrichtung eines Objekts zu bilden, indem eine Vielzahl von Konvergenzpunkten in der Dickenrichtung des Objekts gebildet wird. In diesem Fall ist es möglich, durch Versetzen der Konvergenzpunkte in einer Vorschubrichtung (Bearbeitungsvorschubrichtung) der Konvergenzpunkte die Entwicklungshäufigkeit eines Bruchs/Risses aus dem modifizierten Bereich zu erhöhen. Wenn sich die Entwicklungshäufigkeit des Bruchs/Risses erhöht, kann die Anzahl der Reihen modifizierter Bereiche, die zum Schneiden des Objekts erforderlich sind, in der Dickenrichtung des Objekts verringert werden. Wenn der modifizierte Bereich an der Grenze zwischen dem effektiven Bereich und dem Entfernungsbereich gebildet wird, ist es möglich, die Verarbeitungsgeschwindigkeit durch Versetzen der Konvergenzpunkte zu verbessern.
  • Wenn die Konvergenzpunkte bei der oben beschriebenen zweiten Verarbeitung in der Verarbeitungsrichtung gegeneinander versetzt sind, z. B. wenn ein Konvergenzpunkt die Grenze zwischen dem effektiven Bereich und dem Entfernungsbereich erreicht, bewegt sich ein anderer Konvergenzpunkt, der in der Verarbeitungsrichtung von dem einen Konvergenzpunkt nach vorne versetzt ist, in den effektiven Bereich um einen Abstand, der dem Versatzbetrag entspricht. In diesem Fall wird der modifizierte Bereich innerhalb des effektiven Bereichs gebildet. Daher kann in diesem Fall durch Verringerung des Versatzes zwischen den Konvergenzpunkten der im effektiven Bereich gebildete modifizierte Bereich reduziert und die Verschlechterung der Qualität des effektiven Bereichs unterdrückt werden.
  • Andererseits, wenn die Bestrahlung des Laserlichts ausgeschaltet wird, wenn das Laserlicht die Grenze zwischen dem effektiven Bereich und dem Entfernungsbereich erreicht, so dass ein anderer Konvergenzpunkt nicht in den effektiven Bereich gelangt, erreicht der eine Konvergenzpunkt den effektiven Bereich nicht um einen Abstand, der einem Versatzbetrag entspricht. Da in diesem Fall der modifizierte Bereich nicht so ausgebildet ist, dass er den effektiven Bereich erreicht, kann sich die Qualität einer Schnittfläche verschlechtern, wenn das Objekt entlang der Grenze zwischen dem effektiven Bereich und dem Entfernungsbereich geschnitten wird. Daher ist es in diesem Fall möglich, die Verschlechterung der Qualität der Schnittfläche zu unterdrücken, indem der Versatz zwischen den Konvergenzpunkten verringert wird.
  • Wie oben beschrieben, ist es möglich, durch eine relative Vergrößerung des Versatzes zwischen den Konvergenzpunkten in der ersten Verarbeitung und eine relative Verringerung des Versatzes zwischen den Konvergenzpunkten in der zweiten Verarbeitung sowohl eine Verbesserung der Verarbeitungsgeschwindigkeit als auch eine Unterdrückung der Verschlechterung der Verarbeitungsqualität zu erreichen. Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage dieser Erkenntnisse konzipiert.
  • Das heißt, gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Laserbearbeitungsvorrichtung bereitgestellt, die einen modifizierten Bereich durch Bestrahlung eines Objekts mit Laserlicht bildet. Die Laserbearbeitungsvorrichtung umfasst eine Stützvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie das Objekt trägt, eine Laserbestrahlungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie das von der Stützvorrichtung getragene Objekt mit dem Laserlicht bestrahlt, während sie einen ersten Konvergenzpunkt des Laserlichts und einen zweiten Konvergenzpunkt des Laserlichts bildet, der sich näher an einer Seite der Einfallsfläche des Laserlichts in dem Objekt befindet als der erste Konvergenzpunkt, einen Bewegungsmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er die Stützvorrichtung und/oder die Laserbestrahlungseinheit bewegt, um den ersten Konvergenzpunkt und den zweiten Konvergenzpunkt in Bezug auf das Objekt relativ zu bewegen, und eine Steuereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie die Laserbestrahlungseinheit und den Bewegungsmechanismus steuert. Das Objekt umfasst einen ersten Abschnitt, der sich auf einer Innenseite des Objekts befindet, und einen zweiten Abschnitt, der sich auf einer Außenseite des ersten Abschnitts befindet und eine Außenkante des Objekts einschließt, bei Betrachtung aus einer sich mit der Einfallsfläche schneidenden Richtung. In dem Objekt werden, aus der sich mit der Einfallsfläche schneidenden Richtung, eine erste Linie, die sich ringförmig auf einer Grenze zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt erstreckt, und eine zweite Linie, die sich von der Außenkante des Objekts zur Innenseite des Objekts im zweiten Abschnitt erstreckt und die Grenze erreicht, festgelegt. Die Steuereinheit führt eine erste Verarbeitung der Steuerung der Laserbestrahlungseinheit und des Bewegungsmechanismus durch, um das Objekt mit dem Laserlicht zu bestrahlen, während der erste Konvergenzpunkt und der zweite Konvergenzpunkt entlang der ersten Linie relativ bewegt werden, und zwar in einem Zustand, in dem ein Abstand zwischen dem ersten Konvergenzpunkt und dem zweiten Konvergenzpunkt in einer Richtung entlang der ersten Linie als ein erster Abstand festgelegt ist, und führt eine zweite Verarbeitung der Steuerung der Laserbestrahlungseinheit und des Bewegungsmechanismus durch, um das Objekt mit dem Laserlicht zu bestrahlen, während der erste Konvergenzpunkt und der zweite Konvergenzpunkt entlang der zweiten Linie relativ bewegt werden, in einem Zustand, in dem ein Abstand zwischen dem ersten Konvergenzpunkt und dem zweiten Konvergenzpunkt in einer Richtung entlang der zweiten Linie als ein zweiter Abstand eingestellt ist, der kleiner als der erste Abstand ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Laserbearbeitungsverfahren zur Bildung eines modifizierten Bereichs durch Bestrahlung eines Objekts mit Laserlicht bereitgestellt. Das Laserbearbeitungsverfahren umfasst einen Laserbestrahlungsschritt, bei dem das Objekt mit dem Laserlicht bestrahlt wird, während ein erster Konvergenzpunkt des Laserlichts und ein zweiter Konvergenzpunkt des Laserlichts gebildet werden, der sich näher an einer Einfallsflächenseite des Laserlichts in dem Objekt befindet als der erste Konvergenzpunkt. Das Objekt umfasst einen ersten Abschnitt, der sich auf einer Innenseite des Objekts befindet, und einen zweiten Abschnitt, der sich auf einer Außenseite des ersten Abschnitts befindet und eine Außenkante des Objekts einschließt, bei Betrachtung aus einer sich mit der Einfallsfläche schneidenden Richtung. In dem Objekt sind, aus der sich mit der Einfallsfläche schneidenden Richtung, eine erste Linie, die sich ringförmig an einer Grenze zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt erstreckt, und eine zweite Linie, die sich von der Außenkante des Objekts zur Innenseite des Objekts im zweiten Abschnitt erstreckt und die Grenze erreicht, festgelegt. Der Laserbestrahlungsschritt umfasst einen ersten Bestrahlungsschritt, bei dem das Objekt mit dem Laserlicht bestrahlt wird, während der erste Konvergenzpunkt und der zweite Konvergenzpunkt entlang der ersten Linie relativ zueinander bewegt werden, und zwar in einem Zustand, in dem ein Abstand zwischen dem ersten Konvergenzpunkt und dem zweiten Konvergenzpunkt in einer Richtung entlang der ersten Linie als ein erster Abstand festgelegt ist, und einen zweiten Bestrahlungsschritt, bei dem das Objekt mit dem Laserlicht bestrahlt wird, während der erste Konvergenzpunkt und der zweite Konvergenzpunkt entlang der zweiten Linie relativ zueinander bewegt werden, in einem Zustand, in dem ein Abstand zwischen dem ersten Konvergenzpunkt und dem zweiten Konvergenzpunkt in einer Richtung entlang der zweiten Linie als ein zweiter Abstand eingestellt ist, der kleiner als der erste Abstand ist.
  • In der Vorrichtung und dem Verfahren werden eine erste Linie, die sich ringförmig auf einer Grenze zwischen einem ersten Abschnitt, der sich auf einer Innenseite des Objekts befindet, und einem zweiten Abschnitt, der sich auf einer Außenseite des ersten Abschnitts befindet, erstreckt, und eine zweite Linie, die sich von einer Außenkante des Objekts zu der Innenseite des Objekts in dem zweiten Abschnitt erstreckt und die Grenze erreicht, in dem Objekt festgelegt. Dann wird das Objekt sowohl bei der Verarbeitung entlang der ersten Linie als auch bei der Verarbeitung entlang der zweiten Linie mit dem Laserlicht bestrahlt, während zwei Konvergenzpunkte des Laserlichts auf dem Objekt gebildet werden. Zu diesem Zeitpunkt ist bei der Verarbeitung entlang der ersten Linie der Abstand zwischen den Konvergenzpunkten entlang der ersten Linie relativ groß. Daher ist es möglich, wie oben beschrieben, die Bearbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen. Andererseits wird bei der Verarbeitung entlang der zweiten Linie der Abstand zwischen den Konvergenzpunkten entlang der zweiten Linie relativ klein gewählt. Daher ist es möglich, wie in den obigen Erkenntnissen gezeigt, die Verarbeitungsqualität zu verschlechtern.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Steuereinheit die zweite Verarbeitung mehrmals durchführen, während sie eine Position des ersten Konvergenzpunkts und eine Position des zweiten Konvergenzpunkts in der Richtung, die die Einfallsfläche schneidet, in Bezug auf eine der zweiten Linien ändert. Wie oben beschrieben, ist es für die zweite Verarbeitung, bei der der Abstand zwischen den Konvergenzpunkten relativ klein eingestellt ist, effektiv, die zweite Verarbeitung auf der einen zweiten Linie mehrmals durchzuführen.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Steuereinheit die n-te zweite Verarbeitung durchführen (n ist eine ganze Zahl von 1 oder mehr) und dann die m-te zweite Verarbeitung (m ist eine ganze Zahl größer als n) in einem Zustand durchführen, in dem sich der erste Konvergenzpunkt und/oder der zweite Konvergenzpunkt an einer Position zwischen dem ersten Konvergenzpunkt und dem zweiten Konvergenzpunkt in einer Richtung befindet, die sich mit der Einfallsfläche in der n-ten zweiten Verarbeitung schneidet. In diesem Fall ist es möglich, den modifizierten Bereich in der Richtung, die die Einfallsfläche schneidet, dichter zu gestalten, wodurch sich die Bearbeitungsqualität verbessert.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Steuereinheit die n-te zweite Verarbeitung durchführen (n ist eine ganze Zahl von 1 oder mehr) und dann die (n+1)-te zweite Verarbeitung in einem Zustand durchführen, in dem der erste Konvergenzpunkt näher an der Seite der Einfallsfläche liegt als die Position des ersten Konvergenzpunkts in einer Richtung, die die Einfallsfläche in der n-ten zweiten Verarbeitung schneidet. Wie oben beschrieben, ist es möglich, den modifizierten Bereich zuverlässiger zu bilden, indem die zweite Verarbeitung durchgeführt wird, während die Konvergenzpunkte in der Reihenfolge von der Seite, die weiter von der Einfallsfläche entfernt ist, ausgerichtet werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Laserbearbeitungsvorrichtung ferner eine Eingabeeinheit, die zum Empfang einer Eingabe konfiguriert ist, und eine Anzeigeeinheit, die zur Anzeige von Informationen konfiguriert ist, umfassen. Die Eingabeeinheit kann eine Eingabe der ersten Entfernung vor der ersten Verarbeitung empfangen. Die Steuereinheit kann die Anzeigeeinheit veranlassen, Informationen anzuzeigen, um die Bestätigung eines ersten Eingangswertes in einem Fall, in dem der erste Eingangswert kleiner als ein erster Schwellenwert ist, vor der ersten Verarbeitung zu erwirken, wobei der erste Eingangswert ein Eingangswert der ersten Entfernung ist, der von der Eingabeeinheit empfangen wird, und die erste Verarbeitung in einem Fall durchzuführen, in dem der erste Eingangswert gleich oder größer als der erste Schwellenwert ist. In diesem Fall wird bei der ersten Verarbeitung sichergestellt, dass der erste Konvergenzpunkt und der zweite Konvergenzpunkt gleich oder größer als der Schwellenwert sind. Die Entwicklungshäufigkeit von Rissen wird zuverlässig erhöht, um die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu verbessern.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Eingabeeinheit eine Eingabe des zweiten Abstands vor der zweiten Verarbeitung empfangen. Die Steuereinheit kann die Anzeigeeinheit veranlassen, Informationen anzuzeigen, um die Bestätigung eines zweiten Eingangswertes in einem Fall, in dem der zweite Eingangswert größer als ein zweiter Schwellenwert ist, vor der zweiten Verarbeitung zu erwirken, wobei der zweite Eingangswert ein Eingangswert des zweiten Abstands ist, der von der Eingabeeinheit empfangen wird, und die zweite Verarbeitung in einem Fall durchzuführen, in dem der zweite Eingangswert gleich oder kleiner als der zweite Schwellenwert ist. In diesem Fall wird bei der zweiten Verarbeitung sichergestellt, dass der Abstand zwischen dem ersten Konvergenzpunkt und dem zweiten Konvergenzpunkt gleich oder kleiner als der Schwellenwert ist, wodurch die Verarbeitungsqualität zuverlässig verbessert wird.
  • Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden eine Laserbearbeitungsvorrichtung und ein Laserbearbeitungsverfahren bereitgestellt, die in der Lage sind, sowohl eine Verbesserung der Bearbeitungsgeschwindigkeit als auch eine Unterdrückung einer Verschlechterung der Bearbeitungsqualität zu erreichen.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration einer Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform zeigt.
    • 2 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration einer in 1 dargestellten Laserbearbeitungsvorrichtung zeigt.
    • 3 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfiguration der in 1 dargestellten Laserbearbeitungsvorrichtung zeigt.
    • 4 ist ein Querschnittsbild, das ein Verarbeitungsergebnis in einem Fall zeigt, in dem ein Abstand Dx auf 0 gesetzt ist.
    • 5 ist ein Querschnittsbild, das ein weiteres Verarbeitungsergebnis für den Fall zeigt, dass der Abstand Dx auf 0 gesetzt wird.
    • 6 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für ein Laserbearbeitungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
    • 7 ist eine Draufsicht, die einen Schritt des in 6 dargestellten Laserbearbeitungsverfahrens zeigt.
    • 8 ist ein Diagramm, das ein in 7 dargestelltes Objekt darstellt.
    • 9 ist ein Diagramm, das einen Schritt des in 6 dargestellten Laserbearbeitungsverfahrens zeigt.
    • 10 ist ein Diagramm, das einen Schritt des in 6 dargestellten Laserbearbeitungsverfahrens zeigt.
    • 11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für einen Einstellbildschirm zeigt, der auf einer Eingabe-Empfangseinheit angezeigt wird.
    • 12 ist ein Diagramm, das einen Schritt des in 6 dargestellten Laserbearbeitungsverfahrens zeigt.
    • 13 ist ein Diagramm, das einen Schritt des in 6 dargestellten Laserbearbeitungsverfahrens zeigt.
    • 14 zeigt einen Querschnitt nach der Bildung eines modifizierten Bereichs.
    • 15 ist ein Diagramm, das einen Schritt eines Schälvorgangs zeigt.
    • 16 ist ein Diagramm, das einen Schritt des Schälvorgangs veranschaulicht.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Nachfolgend wird eine Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen sind die gleichen oder die entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und wiederholte Beschreibungen werden weggelassen. Darüber hinaus kann jede Zeichnung ein orthogonales Koordinatensystem darstellen, das durch eine X-Achse, eine Y-Achse und eine Z-Achse definiert ist.
  • 1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration einer Laserbearbeitungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform zeigt. Wie in 1 dargestellt, umfasst eine Laserbearbeitungsvorrichtung 1 einen Tisch (Träger) 2, eine Laserbestrahlungseinheit 3, Antriebseinheiten (Bewegungseinheiten) 4 und 5 und eine Steuereinheit 6. Die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 ist eine Vorrichtung, die einen modifizierten Bereich 12 auf einem Objekt 11 durch Bestrahlung des Objekts 11 mit Laserlicht L bildet.
  • Der Tisch 2 hält das Objekt 11, indem er beispielsweise einen am Objekt 11 befestigten Film hält. Der Tisch 2 kann sich um eine Achse drehen, die parallel zu einer Z-Richtung als Drehachse verläuft. Der Tisch 2 kann entlang einer X-Richtung und einer Y-Richtung bewegt werden. Die X-Richtung und die Y-Richtung werden als eine erste horizontale Richtung und eine zweite horizontale Richtung bezeichnet, die sich miteinander schneiden (senkrecht zueinander verlaufen), und die Z-Richtung wird als vertikale Richtung bezeichnet.
  • Die Laserbestrahlungseinheit 3 bündelt das Laserlicht L, das eine Lichtdurchlässigkeit aufweist, auf dem Objekt 11, um das Objekt 11 mit dem Laserlicht zu bestrahlen. Wenn das Laserlicht L in dem Objekt 11, das von dem Tisch 2 getragen wird, gebündelt wird, wird das Laserlicht L insbesondere in einem Bereich absorbiert, der einem Konvergenzpunkt C des Laserlichts L entspricht, und somit wird ein modifizierter Bereich 12 in dem Objekt 11 gebildet.
  • Der modifizierte Bereich 12 ist ein Bereich, in dem sich die Dichte, der Brechungsindex, die mechanische Festigkeit und andere physikalische Eigenschaften von denen des umgebenden nicht modifizierten Bereichs unterscheiden. Beispiele für den modifizierten Bereich 12 sind ein Schmelzbehandlungsbereich, ein Bruchbereich, ein Bereich mit dielektrischem Durchbruch und ein Bereich mit Brechungsindexänderung. Der modifizierte Bereich 12 kann so ausgebildet sein, dass sich ein Riss vom modifizierten Bereich 12 zur Einfallseite des Laserlichts L und zur gegenüberliegenden Seite davon erstreckt. Ein solcher modifizierter Bereich 12 und ein Riss werden zum Beispiel zum Schneiden des Objekts 11 verwendet.
  • Wenn beispielsweise der Tisch 2 in X-Richtung bewegt wird und der Bündelungspunkt C relativ zum Objekt 11 in X-Richtung bewegt wird, wird eine Vielzahl von modifizierten Flecken 12s gebildet, die in einer Reihe in X-Richtung angeordnet werden. Ein modifizierter Fleck 12s wird durch Bestrahlung mit dem Laserlicht L eines Pulses gebildet. Der modifizierte Bereich 12 in einer Reihe ist ein Satz mehrerer modifizierter Flecken 12s, die in einer Reihe angeordnet sind. Benachbarte modifizierte Flecke 12s können miteinander verbunden oder voneinander getrennt sein, abhängig von der relativen Bewegungsgeschwindigkeit des Bündelungspunktes C in Bezug auf das Objekt 11 und der Wiederholungsfrequenz des Laserlichts L.
  • Die Antriebseinheit 4 dreht den Tisch 2 um eine zur Z-Richtung parallele Achslinie als Drehachse. Die Antriebseinheit 4 kann den Tisch 2 entlang der X-Richtung bzw. der Y-Richtung bewegen. Die Antriebseinheit 5 trägt die Laserbestrahlungseinheit 3. Die Antriebseinheit 5 bewegt die Laserbestrahlungseinheit 3 entlang der X-, der Y- und der Z-Richtung.
  • Die Steuereinheit 6 steuert den Betrieb des Tisches 2, der Laserbestrahlungseinheit 3 und der Antriebseinheiten 4 und 5. Die Steuereinheit 6 umfasst eine Verarbeitungseinheit 61, eine Speichereinheit 62 und eine Eingabe-Empfangseinheit (Anzeigeeinheit, Eingabeeinheit) 63. Die Verarbeitungseinheit 61 ist als Computervorrichtung mit einem Prozessor, einem Langzeitspeicher, einem Kurzzeitspeicher, einer Kommunikationsvorrichtung und dergleichen konfiguriert. In der Verarbeitungseinheit 61 führt der Prozessor Software (Programm) aus, die in den Speicher oder dergleichen eingelesen wird, und steuert das Lesen und Schreiben von Daten aus/in den Langzeitspeicher und den Kurzzeitspeicher sowie die Kommunikation durch eine Kommunikationsvorrichtung. Die Speichereinheit 62 ist z.B. eine Festplatte oder ähnliches und speichert verschiedene Arten von Daten. Die Eingabe-Empfangseinheit 63 ist eine Schnittstelleneinheit, die verschiedene Arten von Informationen anzeigt und Eingaben von verschiedenen Arten von Informationen vom Benutzer empfängt. In der vorliegenden Ausführungsform bildet die Eingabe-Empfangseinheit 63 eine grafische Benutzeroberfläche (GUI).
  • 2 und 3 sind schematische Darstellungen, die die Konfiguration der in 1 dargestellten Laserbestrahlungseinheit veranschaulichen. Wie in 2 und 3 dargestellt, umfasst die Laserbestrahlungseinheit 3 eine Lichtquelle 31, einen räumlichen Lichtmodulator 32 und eine Kondensorlinse 33. Die Lichtquelle 31 gibt das Laserlicht L beispielsweise durch ein Impulsoszillationsverfahren ab. Die Laserbestrahlungseinheit 3 muss die Lichtquelle 31 nicht enthalten und kann so konfiguriert sein, dass das Laserlicht L von außerhalb der Laserbestrahlungseinheit 3 einfällt.
  • Der räumliche Lichtmodulator 32 moduliert das von der Lichtquelle 31 ausgegebene Laserlicht L. Der räumliche Lichtmodulator 32 ist ein räumlicher Lichtmodulator (SLM) aus einem reflektierenden Flüssigkristall (LCOS: Liquid Crystal on Silicon). Die Kondensorlinse 33 bündelt das durch den Raumlichtmodulator 32 modulierte Laserlicht L. Der räumliche Lichtmodulator 32 enthält eine Flüssigkristallschicht (nicht abgebildet) und moduliert das Laserlicht L gemäß einem auf der Flüssigkristallschicht dargestellten Modulationsmuster. In diesem Fall wird auf dem räumlichen Lichtmodulator 32 ein Aufspaltungsmuster bzw. Verzweigungsmuster angezeigt, um zumindest das Laserlicht L in mehrere (hier zwei) Strahlen zu verzweigen. So wird das auf den räumlichen Lichtmodulator 32 auftreffende Laserlicht L im räumlichen Lichtmodulator 32 in zwei Laserlichtstrahlen L1 und L2 aufgeteilt und durch die Kondensorlinse 33 zu einem ersten Konvergenzpunkt C1 und einem zweiten Konvergenzpunkt C2 gebündelt.
  • Dieser Punkt wird im Folgenden näher beschrieben. Der räumliche Lichtmodulator 32 verzweigt das Laserlicht L so, dass der erste Konvergenzpunkt C1 und der zweite Konvergenzpunkt C2 an Positionen gebildet werden, die sich zumindest in der Z-Richtung, die die Rückfläche 11b des Objekts 11 schneidet, die die Einfallsfläche des Laserlichts L ist, voneinander unterscheiden. Daher werden durch relatives Bewegen des ersten Konvergenzpunkts C1 und des zweiten Konvergenzpunkts C2 in Bezug auf das Objekt 11 zwei Reihen modifizierter Bereiche 121 und 122 als die modifizierten Bereiche 12 an Positionen gebildet, die sich in der Z-Richtung voneinander unterscheiden.
  • Der modifizierte Bereich 121 entspricht dem Laserlicht L1 und seinem ersten Konvergenzpunkt C1, und der modifizierte Bereich 122 entspricht dem Laserlicht L2 und seinem zweiten Konvergenzpunkt C2. Der erste Konvergenzpunkt C1 und der modifizierte Bereich 121 befinden sich auf der dem zweiten Konvergenzpunkt C2 und dem modifizierten Bereich 122 gegenüberliegenden Seite der Rückfläche 11b (der Vorderfläche 11a des Objekts 11). Im räumlichen Lichtmodulator 32 wird ein Abstand Dz (Längsaufspaltungsbetrag) zwischen dem ersten Konvergenzpunkt C1 und dem zweiten Konvergenzpunkt C2 in der Z-Richtung variabel eingestellt.
  • Darüber hinaus kann der räumliche Lichtmodulator 32 bei der Aufspaltung des Laserlichts L in die Laserlichtsignale L1 und L2 einen Abstand Dx (seitlicher Aufspaltungsbetrag) in horizontaler Richtung (im dargestellten Beispiel in X-Richtung) zwischen dem ersten Konvergenzpunkt C1 und dem zweiten Konvergenzpunkt C2 verändern. Im Beispiel in 2 stellt der räumliche Lichtmodulator 32 den Abstand Dx so ein, dass er größer als 0 ist, so dass sich der erste Konvergenzpunkt C1 vor dem zweiten Konvergenzpunkt C2 in der X-Richtung (Verarbeitungsrichtung) befindet. In dem Beispiel in 3 setzt der räumliche Lichtmodulator 32 den Abstand Dx zwischen dem ersten Konvergenzpunkt C1 und dem zweiten Konvergenzpunkt C2 auf 0.
  • 4 ist ein Querschnittsbild, das ein Bearbeitungsergebnis in einem Fall zeigt, in dem der Abstand Dx auf 0 gesetzt ist. Das Bearbeitungsergebnis in 4 ist ein Bearbeitungsergebnis in einem Fall, in dem die Leistung des Laserlichts L auf 2 W gesetzt ist (Pulsenergie jedes Strahls des Laserlichts L1 und L2 ist 10 µJ), das Leistungsverhältnis zwischen dem Laserlicht L1 und dem Laserlicht L2 ist auf 50: 50 gesetzt, und der Abstand Dz (Längsaufspaltungsbetrag) ist von 15 µm auf 70 µm geändert. Wie in 4 dargestellt, wird in einem Fall, in dem der Abstand Dx auf 0 eingestellt ist, wenn der Abstand Dz 15 µm und 20 µm beträgt, ein Bereich 12N erzeugt, in dem der modifizierte Bereich 12 (modifizierter Bereich 121) auf der Vorderfläche 11a teilweise nicht ausgebildet ist. Der modifizierte Bereich 121 wird jedoch als Ganzes gebildet, wenn der Abstand Dz gleich oder größer als 25 µm ist. Konkrete Bestrahlungsbedingungen für das Laserlicht L1 und L2 in dem Beispiel in 4 sind eine Frequenz von 80 kHz, eine Bearbeitungsgeschwindigkeit von 430 mm/s, ein Pulsabstand von 5,375 µm und eine Pulsbreite von 700 ns.
  • 5 ist ein Querschnittsbild, das ein weiteres Bearbeitungsergebnis in einem Fall zeigt, in dem der Abstand Dx auf 0 gesetzt ist. Das Bearbeitungsergebnis in 5 ist ein Bearbeitungsergebnis in einem Fall, in dem die Leistung des Laserlichts L auf 4 W gesetzt ist (Pulsenergie jedes Strahls des Laserlichts L1 und L2 ist 20 µJ), das Leistungsverhältnis zwischen dem Laserlicht L1 und dem Laserlicht L2 ist auf 50: 50 gesetzt, und der Abstand Dz ist von 15 µm auf 70 µm geändert. Wie in 5 dargestellt, wird im Vergleich zum Beispiel in 4 durch Erhöhen der Leistung des Laserlichts L der Bereich 12N, in dem der modifizierte Bereich 12 auf der Vorderfläche 11a nicht gebildet wird, verringert, und der modifizierte Bereich 12 wird in allen Fällen des Abstands Dz von 15 µm bis 70 µm im Wesentlichen vollständig gebildet. Konkrete Bestrahlungsbedingungen für das Laserlicht L1 und L2 im Beispiel in 5 sind eine Frequenz von 80 kHz, eine Bearbeitungsgeschwindigkeit von 430 mm/s, ein Pulsabstand von 5,375 µm und eine Pulsbreite von 700 ns.
  • Nach den Erkenntnissen des Erfinders ist es umso unwahrscheinlicher, dass der modifizierte Bereich 12 (modifizierter Bereich 121) auf der Vorderfläche 11a aufgrund des Einflusses des zweiten Konvergenzpunktes C2 und des modifizierten Bereichs 12 (modifizierter Bereich 122) auf der Rückseite 11b gebildet wird, je näher der Abstand Dx bei 0 liegt. Da also, wie oben beschrieben, der modifizierte Bereich 121 in einem Fall, in dem der Abstand Dx auf 0 eingestellt ist, ausreichend gebildet wird, ist es möglich, den modifizierten Bereich 121 in einem Fall, in dem der Abstand Dx auf mehr als 0 eingestellt ist (das Beispiel in 2), zuverlässiger zu bilden. Insbesondere durch Einstellen des Abstands Dx auf 8 µm oder mehr wird der Einfluss des zweiten Konvergenzpunkts C2 und des modifizierten Bereichs 122 verringert, und es ist möglich, den modifizierten Bereich 121 zuverlässig zu bilden.
  • Wie oben beschrieben, kann die Laserbestrahlungseinheit 3 das von dem Tisch 2 getragene Objekt 11 mit dem Laserlicht L1 und L2 bestrahlen, wobei der erste Konvergenzpunkt C1 des Laserlichts L1 und der zweite Konvergenzpunkt C2 des Laserlichts L2 näher an der Seite der Einfallsfläche (Rückfläche 11b) des Laserlichts L in dem Objekt 11 liegen als der erste Konvergenzpunkt C1. Insbesondere kann das Laserlicht L in der Laserbestrahlungseinheit 3 in das Laserlicht L1 und L2 verzweigt werden, und der Abstand in jeder Richtung des ersten Konvergenzpunkts C1 und des zweiten Konvergenzpunkts C2 wird variabel eingestellt.
  • Nachfolgend werden Einzelheiten der Laserbearbeitungsvorrichtung anhand eines Beispiels für ein Laserbearbeitungsverfahren beschrieben, das von der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 durchgeführt wird. 6 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für das Laserbearbeitungsverfahren gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Hier führt die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 eine Schneidebearbeitung und eine Strahlungsschneidbearbeitung an dem Objekt 11 durch. Beim Schneiden wird ein modifizierter Bereich gebildet, um einen unnötigen Teil des Objekts 11 zu entfernen. Das Strahlungsschneideverfahren ist ein Verfahren zur Bildung eines modifizierten Bereichs, um überflüssige Teile abzutrennen, die beim Trimmverfahren entfernt werden sollen. In diesem Fall wird das Objekt 11, wie in 7 dargestellt, zunächst von der Bühne 2 getragen.
  • 8 ist ein Diagramm, das das in 7 dargestellte Objekt darstellt. (a) von 8 ist eine Draufsicht, und (b) von 8 ist eine Seitenansicht. Wie in den 7 und 8 dargestellt, umfasst das Objekt 11 hier einen Halbleiterwafer, der z. B. die Form einer Scheibe hat. Das Objekt 11 ist jedoch nicht besonders begrenzt und kann in verschiedenen Formen und aus verschiedenen Materialien hergestellt werden. Funktionselemente (nicht abgebildet) sind beispielsweise auf der Vorderfläche 11a des Objekts 11 ausgebildet. Bei den Funktionselementen handelt es sich beispielsweise um Lichtempfangselemente, wie Fotodioden, lichtemittierende Elemente, wie Laserdioden, Schaltungselemente, wie Speicher oder ähnliches. Das Objekt 11 wird von dem Tisch 2 so getragen, dass die Rückfläche 11b auf der der Vorderfläche 11a gegenüberliegenden Seite der Laserbestrahlungseinheit 3 zugewandt ist.
  • Im Objekt 11 sind ein effektive Bereich R (erster Teil) und ein Entfernungsbereich E (zweiter Teil) vorgesehen. Der effektive Bereich R ist ein Vorrichtungsbereich, in dem das Funktionselement ausgebildet ist. Der effektive Bereich R ist zum Beispiel ein scheibenförmiger Abschnitt, der einen mittleren Abschnitt enthält, von einer Dickenrichtung (in Richtung von der Vorderfläche 11a zur Rückfläche 11b, Z-Richtung) des Objekts 11 aus betrachtet. Das heißt, der effektive Bereich R ist ein Bereich, der näher an der Innenseite des Objekts 11 liegt als der Entfernungsbereich E.
  • Der Entfernungsbereich E ist ein Teil, der sich an der Außenseite des effektiven Bereichs R des Objekts 11 befindet und die Außenkante des Objekts 11 einschließt. In diesem Fall ist der Entfernungsbereich E ein anderer Teil des Objekts 11 als der effektive Bereich R und ein ringförmiger Teil, der den effektiven Bereich R von der Z-Richtung aus gesehen umgibt. Der Entfernungsbereich E umfasst einen Umfangsbereich (abgeschrägter Bereich an der Außenkante) des Objekts 11 in Z-Richtung gesehen. Der Entfernungsbereich E ist ein Strahlungsschneidbereich, der dem Strahlungsschneideverfahren unterzogen wird.
  • Im Objekt 11 werden eine Linie (erste Linie) M1 und eine Linie (zweite Linie) M2 festgelegt. Die Linie M1 ist eine Linie, auf der ein modifizierter Bereich durch die Schneidebearbeitung gebildet werden soll. Die Linie M1 erstreckt sich ringförmig auf einer Grenze zwischen dem effektiven Bereich R und dem Entfernungsbereich E, von der Z-Richtung aus gesehen. Die Linie M1 fällt mit der Außenkante (Innenkante des Entfernungsbereichs E) des effektiven Bereichs R zusammen, von der Z-Richtung aus betrachtet. Das heißt, die Linie M1 zeigt die Grenze zwischen dem effektiven Bereich R und dem Entfernungsbereich E an. Die Linie M2 ist eine Linie, auf der ein modifizierter Bereich durch das Strahlungsschneideverfahren gebildet werden soll. Die Linie M2 erstreckt sich linear (radial) entlang einer radialen Richtung des Objekts 11, von der Z-Richtung aus gesehen.
  • Die Linie M2 erstreckt sich von der Außenkante des Objekts 11 zur Innenseite des Objekts 11 im Entfernungsbereich E, von der Z-Richtung aus gesehen, und erreicht die Grenze zwischen dem effektiven Bereich R und dem Entfernungsbereich E. Die Linie M2 erreicht nicht die Innenseite des effektiven Bereichs R und wird an einem Schnittpunkt mit der Linie M1 gestoppt. Von den Linien M2 sind die Linie M2a und die Linie M2b auf einer geraden Linie angeordnet. Von den Linien M2 sind die Linie M2c und die Linie M2d auf einer geraden Linie in einer Richtung angeordnet, die die Linien M2a und M2b schneidet (rechtwinklig dazu). Die Linien M1 und M2 können von der Steuereinheit 6 eingestellt werden. Beispielsweise sind die Linien M1 und M2 virtuelle Linien oder durch Koordinaten gekennzeichnet.
  • Zunächst wird, wie oben beschrieben, eine Schneidebearbeitung am Objekt 11 durchgeführt. Zu diesem Zweck empfängt die Steuereinheit 6 zunächst eine Eingabe von Verarbeitungsbedingungen für die Trimmverarbeitung (Schritt S1). Genauer gesagt, veranlasst die Steuereinheit 6 in Schritt S1 die Eingabe-Empfangseinheit 63, Informationen anzuzeigen, um zur Eingabe der Verarbeitungsbedingungen aufzufordern. Die Eingabe-Empfangseinheit 63 empfängt die Eingabe der Verarbeitungsbedingungen. Zu diesem Zeitpunkt empfängt die Eingabe-Empfangseinheit 63 zumindest eine Eingabe des Abstands Dx (erster Abstand) bei der Trimmverarbeitung. Ein Beispiel für einen Eingangswert für den Abstand Dx ist 110 µm.
  • Darüber hinaus kann die Eingabe-Empfangseinheit 63 eine Eingabe für jede Bedingung empfangen, ähnlich wie jeder Wert in 11, der später beschrieben wird. Das heißt, die Eingabe-Empfangseinheit 63 empfängt beispielsweise Eingaben für die Anzahl der Brennpunkte, die Anzahl der Durchläufe, eine Verarbeitungsgeschwindigkeit, eine Pulsbreite und eine Frequenz als grundlegende Verarbeitungsbedingungen. Die Anzahl der Brennpunkte ist die Anzahl der Aufspaltungen des Laserlichts L durch den räumlichen Lichtmodulator 32 und beträgt hier hauptsächlich 2. Die Anzahl der Durchläufe ist die Anzahl der Trimmvorgänge auf der Linie M1, d.h. die Anzahl der ersten Vorgänge (später beschrieben) auf der Linie M1. Die Anzahl der Durchläufe ist die Anzahl der Abtastungen (Scans) des Laserlichts L1 und L2 und beträgt zum Beispiel 4. Daher werden bei der Trimmverarbeitung die modifizierten Bereiche 12 mit der Anzahl der Linien, die (der Anzahl der Brennpunkte) x (der Anzahl der Durchläufe) entspricht, in Z-Richtung gebildet.
  • Darüber hinaus kann die Eingabe-Empfangseinheit 63 bei jeder Abtastung eine Eingabe von detaillierten Verarbeitungsbedingungen empfangen. Da hier 4 als Anzahl der Durchläufe eingegeben wird, kann die Eingabe-Empfangseinheit 63 die Eingabe der Verarbeitungsbedingungen bei jedem der vier Durchläufe empfangen. Ein Beispiel für den Eingangswert bei jeder Abtastung ist wie folgt.
  • [Erste Abtastung]
    • ZH (unterer Punkt): 176.
    • ZH (oberer Punkt): 160.
    • Verarbeitungsleistung (unterer Punkt): 2.6 W.
    • Verarbeitungsleistung (oberer Punkt): 2.6 W.
    • Frequenz: 120 kHz.
    • Geschwindigkeit: 800 mm/s.
    • Impulsbreite: 700 nsec.
    • Längsaufspaltungsabstand (VD): 16.
    • [Zweite Abtastung]
    • ZH (unterer Punkt): 140.
    • ZH (oberer Punkt): 115.
    • Verarbeitungsleistung (unterer Punkt): 2.6 W.
    • Verarbeitungsleistung (oberer Punkt): 2.6 W.
    • Frequenz: 120 kHz.
    • Geschwindigkeit: 800 mm/s.
    • Impulsbreite: 700 nsec.
    • Längsaufspaltungsabstand (VD): 25.
    • [Dritte Abtastung]
    • ZH (unterer Punkt): 78.
    • ZH (oberer Punkt): 40.
    • Verarbeitungsleistung (unterer Punkt): 2.6 W.
    • Verarbeitungsleistung (oberer Punkt): 2.6 W.
    • Frequenz: 120 kHz.
    • Geschwindigkeit: 800 mm/s.
    • Impulsbreite: 700 nsec.
    • Längsaufspaltungsabstand (VD): 38.
    • [Vierte Abtastung] (hier, ein Brennpunkt)
    • ZH (unterer Punkt): 22.
    • ZH (oberer Punkt): -.
    • Verarbeitungsleistung (unterer Punkt): 2.6 W.
    • Verarbeitungsleistung (oberer Punkt): -
    • Frequenz: 120 kHz.
    • Geschwindigkeit: 800 mm/s.
    • Impulsbreite: 700 nsec.
    • Längsaufspaltungsabstand (VD): -.
  • ZH (unterer Punkt) entspricht der Position des ersten Konvergenzpunktes C1 in Z-Richtung. ZH (oberer Punkt) entspricht der Position des zweiten Konvergenzpunktes C2 in Z-Richtung. Da sich ZH (unterer Punkt) und ZH (oberer Punkt) auf die Rückfläche 11b beziehen, die die Einfallsfläche des Laserlichts L1 und L2 ist, ist der Abstand von der Rückfläche 11b umso größer, je größer der Zahlenwert ist. Der Längsaufspaltungsabstand (VD) ist der Abstand Dz und entspricht einer Differenz zwischen ZH (unterer Punkt) und ZH (oberer Punkt). Der Bearbeitungsausgang (unterer Punkt) ist der Ausgang des Laserlichts L1 und der Bearbeitungsausgang (oberer Punkt) ist der Ausgang des Laserlichts L2. Dabei wird für die Bearbeitungsleistung (unterer Punkt) und die Bearbeitungsleistung (oberer Punkt) der gleiche Wert eingegeben. Daher wird das Leistungsverhältnis zwischen dem Laserlicht L1 und dem Laserlicht L2 auf 50: 50 festgelegt.
  • Im folgenden Schritt ermittelt die Steuereinheit 6, ob ein erster Eingangswert, der der von der Eingabe-Empfangseinheit 63 empfangene Eingangswert des Abstands Dx ist, gleich oder größer als ein erster Schwellenwert ist (Schritt S2). Der erste Schwellenwert beträgt z.B. 50 µm. In einem Fall, in dem der erste Eingangswert des Abstands Dx gleich oder größer als der erste Schwellenwert als Ergebnis der Bestimmung in Schritt S2 ist (Schritt S2: JA), setzt (erzeugt) die Steuereinheit 6 ein Aufspaltungsmuster entsprechend dem ersten Eingangswert des Abstands Dx (Schritt S3). In einem Fall, in dem der erste Eingangswert des Abstands Dx als Ergebnis der Bestimmung in Schritt S2 nicht gleich oder größer als der erste Schwellenwert ist (Schritt S2: NEIN), veranlasst die Steuereinheit 6 die Eingabe-Empfangseinheit 63, Informationen anzuzeigen, um zur Bestätigung des ersten Eingangswerts (Schritt S9) aufzufordern, und fährt mit Schritt S1 fort, um zur erneuten Eingabe des Abstands Dx aufzufordern.
  • Im folgenden Schritt führt die Steuereinheit 6 die eigentliche Verarbeitung durch (Schritt S4: Laserbestrahlungsschritt, erster Bestrahlungsschritt). Genauer gesagt, wie in (a) der 9 und 10 dargestellt, bewegt die Steuereinheit 6 die Laserbestrahlungseinheit 3 durch Steuern der Antriebseinheit 5 (und/oder der Antriebseinheit 4) so, dass der erste Konvergenzpunkt C1 und der zweite Konvergenzpunkt C2 auf der Linie M1 liegen, wenn sie von der Z-Richtung aus gesehen werden. Gleichzeitig steuert die Steuereinheit 6 den räumlichen Lichtmodulator 32, um zu bewirken, dass der räumliche Lichtmodulator 32 das Aufspaltungsmuster so anzeigt, dass der erste Konvergenzpunkt C1 in der X-Richtung um den Abstand Dx vor dem zweiten Konvergenzpunkt C2 liegt und dass der zweite Konvergenzpunkt C2 um den Abstand Dz näher an der Rückfläche 11b liegt als der erste Konvergenzpunkt C1. (a) von 9 ist eine Draufsicht, und (b) von 9 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B1-B1 in (a) von 9. (a) und (c) von 10 sind Seitenansichten, und (b) von 10 ist eine Draufsicht.
  • Dann, in Schritt S4, steuert die Steuereinheit 6 die Antriebseinheit 4, um den Tisch 2 um eine Rotationsachse A zu drehen, und steuert die Laserbestrahlungseinheit 3, um das Objekt 11 mit dem Laserlicht L1 und L2 zu bestrahlen. Die Drehachse A ist der Mittelpunkt des Objekts 11 und die Linie M1. Somit werden der erste Konvergenzpunkt C1 und der zweite Konvergenzpunkt C2 relativ zum Objekt 11 in einer Richtung entlang der Linie M1 bewegt, die einer Drehrichtung AR des Tisches 2 (hier die X-Richtung) entgegengesetzt ist. Das heißt, hier ist der Abstand Dx ein Abstand zwischen dem ersten Konvergenzpunkt C1 und dem zweiten Konvergenzpunkt C2 in der Richtung entlang der Linie M1 (tangentiale Richtung der Linie M1).
  • Dabei steuert die Steuereinheit 6 den Start und das Ende der Bestrahlung mit dem Laserlicht L1 und L2 in Abhängigkeit von einem Drehwinkel des Tisches 2, wobei der Tisch 2 mit einer konstanten Drehgeschwindigkeit rotiert. Die Steuereinheit 6 bestrahlt das Objekt 11 mit dem Laserlicht L1 und L2 über den gesamten Umfang der Linie M1. Auf diese Weise wird der modifizierte Bereich 12 (modifizierter Bereich 121), der dem Laserlicht L1 und dem ersten Konvergenzpunkt C1 entspricht, und der modifizierte Bereich 12 (modifizierter Bereich 122), der dem Laserlicht L2 und dem zweiten Konvergenzpunkt C2 entspricht, auf der Linie M1 zumindest innerhalb des Objekts 11 gebildet.
  • Das heißt, in der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 sind die Antriebseinheiten 4 und 5 Bewegungsmechanismen, die den Tisch 2 bewegen, um den ersten Konvergenzpunkt C1 und den zweiten Konvergenzpunkt C2 in Bezug auf das Objekt 11 relativ zu bewegen. Darüber hinaus steuert die Steuereinheit 6 die Laserbestrahlungseinheit 3 sowie die Antriebseinheiten 4 und 5. Die Steuereinheit 6 führt eine erste Verarbeitung der Steuerung der Laserbestrahlungseinheit 3 und der Antriebseinheiten 4 und 5 durch, um das Objekt 11 mit dem Laserlicht L zu bestrahlen, während der erste Konvergenzpunkt C1 und der zweite Konvergenzpunkt C2 entlang der Linie M1 relativ bewegt werden, und zwar in einem Zustand, in dem der Abstand Dx zwischen dem ersten Konvergenzpunkt C1 und dem zweiten Konvergenzpunkt C2 in der Richtung entlang der Linie M1 auf den ersten Eingangswert (erster Abstand) eingestellt ist.
  • Die Steuereinheit 6 steuert die Antriebseinheit 5, um die Laserbestrahlungseinheit 3 in der Z-Richtung zu bewegen. Auf diese Weise kann die Steuereinheit 6 die erste Verarbeitung mehrere Male durchführen (die oben beschriebene Anzahl von Durchgängen), während sie die Positionen des ersten Konvergenzpunkts C1 und des zweiten Konvergenzpunkts C2 in Z-Richtung ändert. Wie in (b) und (c) von 10 dargestellt, können so der modifizierte Bereich 12 und ein sich vom modifizierten Bereich 12 erstreckender Riss von der Vorderfläche 11a zur Rückfläche 11b des Objekts 11 gebildet werden. Der modifizierte Bereich 12 und der Riss können zumindest entweder die Vorderfläche 11a oder die Rückfläche 11b erreichen oder zumindest weder die Vorderfläche 11a noch die Rückfläche 11b erreichen. Damit ist der Schneidevorgang abgeschlossen. Dann wird das Strahlungsschneiden durchgeführt.
  • Im folgenden Schritt empfängt die Steuereinheit 6 eine Eingabe von Bearbeitungsbedingungen für die Strahlungsschneidbearbeitung (Schritt S5). Genauer gesagt, veranlasst die Steuereinheit 6 in Schritt S5 die Eingabe-Empfangseinheit 63, Informationen anzuzeigen, um die Eingabe der Bearbeitungsbedingungen zu fordern. Die Eingabe-Empfangseinheit 63 empfängt die Eingabe der Verarbeitungsbedingungen. Zu diesem Zeitpunkt empfängt die Eingabe-Empfangseinheit 63 zumindest eine Eingabe des Abstands Dx (zweiter Abstand) bei der Strahlungsschneideverarbeitung. Darüber hinaus empfängt die Eingabe-Empfangseinheit 63 Eingaben von verschiedenen Verarbeitungsbedingungen. Dieser Punkt wird im Detail beschrieben.
  • 11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Einstellbildschirms zeigt, der auf der Eingabe-Empfangseinheit angezeigt wird. Wie in 11 dargestellt, werden hier Eingaben einer Waferdicke, eines LBA-X-Versatzes, eines LBA-Y-Versatzes und des seitlichen Aufspaltungsabstands (Abstand Dx) als selektive Inhalte Q empfangen. Der LBA-X-Versatz ist ein Versatzbetrag in der X-Richtung (Richtung entlang der Linie M1) zwischen dem Mittelpunkt eines Musters zur Korrektur der sphärischen Aberration unter verschiedenen Mustern, die auf dem räumlichen Lichtmodulator 32 angezeigt werden, und dem Mittelpunkt der Einfallspupillenebene der Kondensorlinse 33. In ähnlicher Weise ist der LBA-Y-Versatz ein Versatzbetrag in Y-Richtung (Richtung, die die Linie M1 schneidet) zwischen dem Mittelpunkt des Musters zur Korrektur der sphärischen Aberration und dem Mittelpunkt der Einfallspupillenebene der Kondensorlinse 33. Hier wird 0 als seitlicher Aufspaltungsabstand (Abstand Dx) eingegeben.
  • Die Eingabe-Empfangseinheit 63 erhält auch Eingaben für die Anzahl der Brennpunkte, die Anzahl der Durchläufe, eine Verarbeitungsgeschwindigkeit, eine Pulsbreite und eine Frequenz als grundlegende Verarbeitungsbedingungen H0. Die Anzahl der Brennpunkte ist die Anzahl der Aufspaltungen des Laserlichts L durch den räumlichen Lichtmodulator 32 und beträgt hier 2. Die Anzahl der Durchläufe ist die Anzahl der Strahlungsschneidbearbeitungen auf einer Linie M2, d.h. die Anzahl der zweiten Bearbeitungen auf einer Linie M2, und ist die Anzahl der Abtastungen des Laserlichts L1 und L2. Daher werden bei der Strahlungsschneidbearbeitung die modifizierten Bereiche 12 mit der Anzahl der Reihen, die (der Anzahl der Brennpunkte) x (der Anzahl der Durchgänge) entspricht, in der Z-Richtung gebildet. Die Bearbeitungsgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit der relativen Bewegung des ersten Konvergenzpunktes C1 und des zweiten Konvergenzpunktes C2 in Bezug auf das Objekt 11.
  • Darüber hinaus empfängt die Eingabe-Empfangseinheit 63 bei jeder Abtastung eine Eingabe von detaillierten Verarbeitungsbedingungen. Da hier 6 als Anzahl der Durchläufe eingegeben wird, empfängt die Eingabe-Empfangseinheit 63 die Eingabe der Verarbeitungsbedingungen H1 bis H6 bei jedem der sechs Durchläufe. Bei den Verarbeitungsbedingungen H1 bis H6 entspricht ZH (unterer Punkt) der Position des ersten Konvergenzpunkts C1 in Z-Richtung. ZH (oberer Punkt) entspricht der Position des zweiten Konvergenzpunktes C2 in Z-Richtung. Da sich ZH (unterer Punkt) und ZH (oberer Punkt) auf die Rückseite 11b beziehen, die die Einfallsfläche des Laserlichts L1 und L2 ist, ist der Abstand zur Rückseite 11b umso größer, je höher der Zahlenwert ist.
  • Der Längsaufspaltungsabstand (VD) ist der Abstand Dz und entspricht einer Differenz zwischen ZH (unterer Punkt) und ZH (oberer Punkt). Die Verarbeitungsausgabe (unterer Punkt) ist der Ausgang des Laserlichts L1 und die Verarbeitungsausgabe (oberer Punkt) ist der Ausgang des Laserlichts L2. Dabei wird für die Bearbeitungsleistung (unterer Punkt) und die Bearbeitungsleistung (oberer Punkt) der gleiche Wert eingegeben. Daher wird das Leistungsverhältnis zwischen dem Laserlicht L1 und dem Laserlicht L2 auf 50: 50 festgelegt.
  • Im darauffolgenden Schritt ermittelt die Steuereinheit 6, ob ein zweiter Eingangswert, der der Eingangswert des von der Eingabe-Empfangseinheit 63 empfangenen Abstands Dx (für das Strahlenschneiden) ist, gleich oder kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist (Schritt S6) oder nicht. Der zweite Schwellenwert ist ein Wert, der kleiner ist als der erste Schwellenwert bei der Schneideverarbeitung (erste Verarbeitung), und beträgt beispielsweise 15 µm. In einem Fall, in dem der zweite Eingangswert des Abstands Dx als Ergebnis der Bestimmung in Schritt S6 gleich oder kleiner als der zweite Schwellenwert ist, setzt (erzeugt) die Steuereinheit 6 ein Aufspaltungsmuster entsprechend dem zweiten Eingangswert des Abstands Dx (Schritt S7). In einem Fall, in dem der zweite Eingangswert des Abstands Dx als Ergebnis der Bestimmung in Schritt S6 nicht gleich oder kleiner als der zweite Schwellenwert ist (Schritt S6: NEIN), veranlasst die Steuereinheit 6 die Eingabe-Empfangseinheit 63, Informationen anzuzeigen, um zu einer Bestätigung des zweiten Eingangswerts aufzufordern (Schritt S10), und fährt mit Schritt S5 fort, um zur erneuten Eingabe des Abstands Dx aufzufordern.
  • Im folgenden Schritt führt die Steuereinheit 6 die eigentliche Verarbeitung durch (Schritt S8: Laserbestrahlungsschritt, zweiter Bestrahlungsschritt). Genauer gesagt, wie in (a) der 12 und 13 dargestellt, bewegt die Steuereinheit 6 die Laserbestrahlungseinheit 3 durch Steuerung der Antriebseinheit 5 (und/oder der Antriebseinheit 4) so, dass der erste Konvergenzpunkt C1 und der zweite Konvergenzpunkt C2 von der Außenseite des Objekts 11 in das Objekt 11 eintreten und sich dann auf der Linie M2 bewegen, wenn sie von der Z-Richtung aus betrachtet werden. Gleichzeitig steuert die Steuereinheit 6 den räumlichen Lichtmodulator 32, um den räumlichen Lichtmodulator 32 zu veranlassen, das Aufspaltungsmuster so darzustellen, dass der zweite Konvergenzpunkt C2 um den Abstand Dz näher an der Rückseite 11b liegt als der erste Konvergenzpunkt C1. Hier wird, wie oben beschrieben, 0 als zweiter Eingangswert für den Abstand Dx eingegeben. Somit stimmen die Position des ersten Konvergenzpunktes C1 und die Position des zweiten Konvergenzpunktes C2 entlang der Linie M2 miteinander überein. (a) von 12 ist eine Draufsicht, und (b) von 12 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B2-B2 in (a) von 12. (a) von 13 ist eine Seitenansicht, und (b) von 13 ist eine Draufsicht.
  • Hier bestrahlt die Steuereinheit 6 das Objekt 11 mit dem Laserlicht L1 und L2, während sie den ersten Konvergenzpunkt C1 und den zweiten Konvergenzpunkt C2 für eine Linie M2a der Linien M2 vom Endabschnitt an der Außenkantenseite des Objekts 11 zur Innenseite des Objekts 11 relativ bewegt. Das Objekt 11 ist so angeordnet, dass die Linie M2a entlang der X-Richtung verläuft. Daher werden der erste Konvergenzpunkt C1 und der zweite Konvergenzpunkt C2 relativ in X-Richtung verschoben. Das heißt, hier ist der Abstand Dx ein Abstand zwischen dem ersten Konvergenzpunkt C1 und dem zweiten Konvergenzpunkt C2 in X-Richtung entlang der Linie M2a (hier: 0).
  • Wie oben beschrieben, führt die Steuereinheit 6 die zweite Verarbeitung der Steuerung der Laserbestrahlungseinheit 3 und der Antriebseinheit 5 (und/oder der Antriebseinheit 4) durch, um das Objekt 11 mit dem Laserlicht L1 und L2 zu bestrahlen, während der erste Konvergenzpunkt C1 und der zweite Konvergenzpunkt C2 relativ entlang der Linie M2 in einem Zustand bewegt werden, in dem der Abstand Dx zwischen dem ersten Konvergenzpunkt C1 und dem zweiten Konvergenzpunkt C2 in der Richtung entlang der Linie M2 (Linie M2a) auf den zweiten Eingangswert (zweiter Abstand) eingestellt ist, der kleiner ist als der Abstand Dx (erster Abstand) in der Trimmverarbeitung.
  • Die Steuereinheit 6 setzt die Relativbewegung zwischen dem ersten Konvergenzpunkt C1 und dem zweiten Konvergenzpunkt C2 fort. Die Steuereinheit 6 schaltet die Bestrahlung mit dem Laserlicht L1 und L2 aus, wenn der erste Konvergenzpunkt C1 und der zweite Konvergenzpunkt C2 den Schnittpunkt der Linie M2a und der Linie M1 erreichen. Dann, wenn die Positionen (Positionen in der X-Richtung), an denen der erste Konvergenzpunkt C1 und der zweite Konvergenzpunkt C2 gebildet werden, einen Schnittpunkt zwischen der Linie M1 und einer anderen Linie M2b erreichen, die sich auf derselben geraden Linie wie die Linie M2a unter den Linien M2 befindet, schaltet die Steuereinheit 6 die Bestrahlung mit dem Laserlicht L1 und L2 ein und bestrahlt das Objekt 11 mit dem Laserlicht L1 und L2, während sie den ersten Konvergenzpunkt C1 und den zweiten Konvergenzpunkt C2 auf der Linie M2b in der X-Richtung, ähnlich wie die Linie M2a, relativ bewegt. Darüber hinaus führt die Steuereinheit 6 in ähnlicher Weise die zweite Verarbeitung für noch andere Linien M2c und M2d unter den Linien M2 durch.
  • Wie oben beschrieben, wird hier 6 als die Anzahl der Abtastungen (die Anzahl der Durchläufe) des Laserlichts L1 und L2 pro Linie M2 eingegeben. Somit steuert die Steuereinheit 6 die Antriebseinheit 5, um die Laserbestrahlungseinheit 3 in der Z-Richtung in Bezug auf eine Linie M2 zu bewegen. Auf diese Weise führt die Steuereinheit 6 die zweite Verarbeitung mehrere Male (hier sechs Mal) durch, während sie die Positionen des ersten Konvergenzpunkts C1 und des zweiten Konvergenzpunkts C2 in Z-Richtung ändert.
  • Insbesondere, wenn die Steuereinheit 6 die zweite Verarbeitung auf einer Linie M2 eine Vielzahl von Malen durchführt, kann die Steuereinheit 6 die n-te zweite Verarbeitung (n ist eine ganze Zahl von 1 oder mehr) durchführen und dann die m-te zweite Verarbeitung (m ist eine ganze Zahl größer als n) in einem Zustand durchführen, in dem der erste Konvergenzpunkt C1 und/oder der zweite Konvergenzpunkt C2 an einer Position zwischen dem ersten Konvergenzpunkt C1 und dem zweiten Konvergenzpunkt C2 in der Z-Richtung in der n-ten zweiten Verarbeitung angeordnet ist.
  • Bezugnehmend auf 11 wird ein Wert zwischen ZH (unterer Punkt) und ZH (oberer Punkt) in der ersten Abtastung als ein Wert von ZH (unterer Punkt) in der zweiten Abtastung eingegeben. Außerdem wird ein Wert, der kleiner als ZH (oberer Punkt) in der ersten Abtastung ist, als Wert von ZH (oberer Punkt) in der zweiten Abtastung eingegeben. Die Beziehung zwischen der vierten Abtastung und der dritten Abtastung und die Beziehung zwischen der sechsten Abtastung und der fünften Abtastung sind ähnlich.
  • Das heißt, im Beispiel in 11 führt die Steuereinheit 6 nach der Durchführung der ersten, dritten und fünften zweiten Verarbeitung die zweite, vierte und sechste zweite Verarbeitung in einem Zustand durch, in dem sich nur der erste Konvergenzpunkt C1 an einer Position zwischen dem ersten Konvergenzpunkt C1 und dem zweiten Konvergenzpunkt C2 in der Z-Richtung in der ersten, dritten und fünften zweiten Verarbeitung befindet.
  • Mit anderen Worten, in dem Beispiel in 11, nachdem die (2n-1)-te zweite Verarbeitung durchgeführt wurde (n ist eine ganze Zahl von 1 oder mehr), führt die Steuereinheit 6 die (2n)-te zweite Verarbeitung in einem Zustand durch, in dem der erste Konvergenzpunkt C1 zwischen der Position des ersten Konvergenzpunktes C1 und der Position des zweiten Konvergenzpunktes C2 in der Z-Richtung in der (2n-1)-ten zweiten Verarbeitung liegt, und der zweite Konvergenzpunkt C2 in der (2n-1)-ten zweiten Verarbeitung näher an der Seite der Rückfläche 11b liegt als die Position des zweiten Konvergenzpunktes C2 in der Z-Richtung.
  • Darüber hinaus wird in dem Beispiel in 11, das sich auf den ersten Konvergenzpunkt C1 und den zweiten Konvergenzpunkt C2 konzentriert, die Position in der Z-Richtung vom ersten Mal bis zum sechsten Mal sequentiell zur Seite der Rückfläche 11b bewegt. Das heißt, in dem Beispiel in 11 führt die Steuereinheit 6 nach der Durchführung der n-ten zweiten Verarbeitung (n ist eine ganze Zahl von 1 oder mehr) die (n+1)-te zweite Verarbeitung in einem Zustand durch, in dem sich der erste Konvergenzpunkt C1 näher an der Rückseite 11b befindet als die Position des ersten Konvergenzpunkts C1 in der Z-Richtung in der n-ten zweiten Verarbeitung. Außerdem führt die Steuereinheit 6 nach der Durchführung der n-ten zweiten Verarbeitung (n ist eine ganze Zahl von 1 oder mehr) die (n+1)-te zweite Verarbeitung in einem Zustand durch, in dem der zweite Konvergenzpunkt C2 näher an der Seite der Rückfläche 11b liegt als die Position des zweiten Konvergenzpunktes C2 in der Z-Richtung in der n-ten zweiten Verarbeitung.
  • Wie oben beschrieben, wird, wie in (b) von 13 dargestellt, der modifizierte Bereich 12 für alle Linien M2 gebildet. Insbesondere wird, wie in (a) von 14 dargestellt, der modifizierte Bereich 12 (modifizierter Bereich 121) auf der Vorderfläche 11a in der zweiten Abtastung P2 zwischen einem Paar modifizierter Bereiche 12 (modifizierte Bereiche 121 und 122) gebildet, die in der ersten Abtastung P1 gebildet wurden. Der modifizierte Bereich 12 auf der Vorderfläche 11a in der vierten Abtastung P4 wird zwischen einem Paar von modifizierten Bereichen 12 gebildet, die in der dritten Abtastung P3 gebildet wurden. Außerdem wird der modifizierte Bereich 12 auf der Vorderfläche 11a in der sechsten Abtastung P2 zwischen einem Paar von modifizierten Bereichen 12 gebildet, die in der fünften Abtastung P5 gebildet wurden.
  • So wird ein Riss, der sich von dem modifizierten Bereich 12 und dem modifizierten Bereich 12 erstreckt, von der Vorderfläche 11a zur Rückfläche 11b des Objekts 11 gebildet. Der modifizierte Bereich 12 und der Riss können zumindest entweder die Vorderfläche 11a oder die Rückfläche 11b erreichen oder nicht zumindest entweder die Vorderfläche 11a oder die Rückfläche 11b erreichen. 14 zeigt einen Querschnitt, nachdem der modifizierte Bereich gebildet worden ist.
  • Dann wird, wie in 15 dargestellt, ein Objekt 11A aus dem Objekt 11 in einer Weise geformt, dass der Entfernungsbereich E geschnitten und mit dem modifizierten Bereich 12 auf der Linie M1 als Grenze entfernt wird, z. B. durch eine Vorrichtung oder Luft (der effektive Bereich R wird ausgeschnitten). Dann kann die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 einen Schälvorgang durchführen. Nachfolgend wird der Schälvorgang beschrieben. (a) von 15 ist eine Draufsicht, (b) ist eine Seitenansicht und (c) ist eine Seitenansicht.
  • Wie in 15 dargestellt, wird eine virtuelle Ebene M3 als geplante Schälebene im Objekt 11A festgelegt. Die virtuelle Ebene M3 ist eine Ebene, auf der der modifizierte Bereich durch den Schälvorgang gebildet werden soll. Die virtuelle Ebene M3 ist eine Ebene, die der Rückseite 11b des Objekts 11A zugewandt ist, auf die das Laserlicht einfällt. Die virtuelle Ebene M3 liegt parallel zur Rückseite 11b und ist beispielsweise kreisförmig. Die virtuelle Ebene M3, die ein virtueller Bereich ist, ist nicht auf eine ebene Fläche beschränkt, sondern kann auch eine gekrümmte oder eine dreidimensionale Fläche sein. Die virtuelle Ebene M3 kann von der Steuereinheit 6 festgelegt werden. Die virtuelle Ebene M3 kann durch Koordinaten angegeben werden.
  • Bei dem Schälvorgang steuert die Steuereinheit 6 die Antriebseinheit 4, um eine Bestrahlung mit Laserlicht L3 von der Laserbestrahlungseinheit 3 durchzuführen, während sich der Tisch 2 mit einer konstanten Rotationsgeschwindigkeit dreht. Gleichzeitig steuert die Steuereinheit 6 die Antriebseinheit 5, um die Laserbestrahlungseinheit 3 so zu bewegen, dass sich der Konvergenzpunkt C3 des Laserlichts L3 von der Außenkante der virtuellen Ebene M3 nach innen bewegt. Infolgedessen wird, wie in (a) von 16 dargestellt, der modifizierte Bereich 12 als ein modifizierter Bereich mit einer Spiralform (Evolventenkurve) gebildet, der sich um die Position der Rotationsachse A (siehe 9) entlang der virtuellen Ebene M3 innerhalb des Objekts 11A erstreckt. Der gebildete modifizierte Bereich 12 umfasst eine Vielzahl von modifizierten Flecken. (a) von 16 ist eine Draufsicht, und die andere ist eine Seitenansicht.
  • Anschließend wird, wie in (b) und (c) von 16 dargestellt, ein Teil des Objekts 11A entlang des modifizierten Bereichs 12, der sich über die virtuelle Ebene M3 als Grenze erstreckt, abgeschält, zum Beispiel durch eine Saugvorrichtung. Der Teil des Objekts 11A kann auf dem Tisch 2 abgeschält werden oder er kann abgeschält werden, nachdem er in einen für das Abschälen bestimmten Bereich gebracht wurde. Der Teil des Objekts 11A kann mit Hilfe eines Luftstrahls oder eines Klebebands abgeschält werden. Wenn es nicht möglich ist, den Teil des Objekts 11A allein durch eine äußere Beanspruchung abzulösen, kann der modifizierte Bereich 12 selektiv mit einer Ätzlösung (KOH oder TMAH) geätzt werden, die mit dem Objekt 11A reagiert. Dadurch lässt sich der Teil des Objekts 11A leicht ablösen. Wie in (b) von 16 dargestellt, wird eine sich ablösende Fläche 11h des Objekts 11A mit einem Schleifmaterial KM, wie z. B. einem Schleifstein, fertig geschliffen oder poliert. In einem Fall, in dem der Teil des Objekts 11A durch Ätzen abgeschält wird, kann dieses Polieren vereinfacht werden. Durch die oben beschriebene Verarbeitung wird ein Halbleiterbauelement 11B erhalten.
  • Wie oben beschrieben, werden in der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 und dem Laserbearbeitungsverfahren die Linie M1, die sich ringförmig an der Grenze zwischen dem effektiven Bereich R, der sich innerhalb des Objekts 11 befindet, und dem Entfernungsbereich E, der sich außerhalb des effektiven Bereichs R befindet, erstreckt, und die Linie M2, die sich von der Außenkante des Objekts 11 zur Innenseite des Objekts 11 erstreckt und die Grenze im Entfernungsbereich E erreicht, in das Objekt 11 gesetzt. Dann wird das Objekt 11 bei der Verarbeitung (Schneidebearbeitung) entlang der Linie M1 und der Verarbeitung (Strahlungsschneidbearbeitung) entlang der Linie M2 jeweils mit dem Laserlicht L bestrahlt, während der erste Konvergenzpunkt C1 und der zweite Konvergenzpunkt C2 des Laserlichts L auf dem Objekt 11 gebildet werden. Zu diesem Zeitpunkt wird bei der Verarbeitung entlang der Linie M1 der Abstand Dx zwischen dem ersten Konvergenzpunkt C1 und dem zweiten Konvergenzpunkt C2 entlang der Linie M1 relativ groß gewählt. Dadurch lässt sich die Verarbeitungsgeschwindigkeit verbessern. Andererseits wird bei der Verarbeitung entlang der Linie M2 der Abstand Dx zwischen dem ersten Konvergenzpunkt C1 und dem zweiten Konvergenzpunkt C2 entlang der Linie M2 relativ klein gewählt. Daher ist es möglich, die Verarbeitungsqualität zu verschlechtern.
  • (b) von 14 ist ein Bild, das einen Querschnitt eines Grenzabschnitts zwischen dem effektiven Bereich R und dem Entfernungsbereich E zeigt. Wie in (b) von 14 dargestellt, wird durch Einstellen des Abstands Dx zwischen dem ersten Konvergenzpunkt C1 und dem zweiten Konvergenzpunkt C2 auf einen relativ kleinen Wert (0 als Beispiel) bei der Verarbeitung entlang der Linie M2 der Endabschnitt des modifizierten Bereichs 12 entsprechend dem ersten Konvergenzpunkt C1 und der Endabschnitt des modifizierten Bereichs 12 entsprechend dem zweiten Konvergenzpunkt C2 ausgerichtet. Das heißt, in diesem Fall wird das Auftreten einer Situation verhindert, in der entweder der erste Konvergenzpunkt C1 oder der zweite Konvergenzpunkt C2 in den effektiven Bereich R eintritt und der modifizierte Bereich 12 in dem effektiven Bereich R gebildet wird, und in der der andere des ersten Konvergenzpunkts C1 und des zweiten Konvergenzpunkts C2 den effektiven Bereich R nicht erreicht und ein nicht modifizierter Bereich in dem Entfernungsbereich E gebildet wird.
  • In der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 kann die Steuereinheit 6 die zweite Verarbeitung mehrere Male durchführen, während sie die Position des ersten Konvergenzpunktes C1 und die Position des zweiten Konvergenzpunktes C2 in der Z-Richtung, die die Rückfläche 11b schneidet, für eine Linie M2 ändert. Wie oben beschrieben, ist es effektiv, zumindest die zweite Verarbeitung, bei der der Abstand Dx zwischen dem ersten Konvergenzpunkt C1 und dem zweiten Konvergenzpunkt C2 auf einen relativ kleinen Wert eingestellt ist, mehrmals für eine Linie M2 durchzuführen.
  • Darüber hinaus kann die Steuereinheit 6 in der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 die n-te zweite Verarbeitung (n ist eine ganze Zahl von 1 oder mehr) durchführen und dann die m-te zweite Verarbeitung (m ist eine ganze Zahl größer als n) in einem Zustand durchführen, in dem sich mindestens einer von dem ersten Konvergenzpunkt C1 und dem zweiten Konvergenzpunkt C2 an der Position zwischen dem ersten Konvergenzpunkt C1 und dem zweiten Konvergenzpunkt C2 in der Z-Richtung in der n-ten zweiten Verarbeitung befindet. In diesem Fall ist es möglich, den modifizierten Bereich 12 in der Z-Richtung dichter zu formen, und es wird die Verarbeitungsqualität verbessert.
  • Darüber hinaus kann die Steuereinheit 6 in der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 nach der Durchführung der n-ten zweiten Verarbeitung (n ist eine ganze Zahl von 1 oder mehr) die (n+1)-te zweite Verarbeitung in einem Zustand durchführen, in dem der erste Konvergenzpunkt C1 auf der Seite der Rückfläche 11b liegt, die von der Position des ersten Konvergenzpunkts C1 in der Z-Richtung in der n-ten zweiten Verarbeitung abweicht. Wie oben beschrieben, ist es möglich, den modifizierten Bereich 12 zuverlässiger zu bilden, indem die zweite Verarbeitung durchgeführt wird, während die Konvergenzpunkte in der Reihenfolge von der Seite, die weiter von der Rückfläche 11b entfernt ist, ausgerichtet werden.
  • Die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 umfasst ferner die Eingabe-Empfangseinheit 63, die eine Eingabe empfängt und Informationen anzeigt. Vor der ersten Verarbeitung empfängt die Eingabe-Empfangseinheit 63 die Eingabe des Abstands Dx in der ersten Verarbeitung. Vor der ersten Verarbeitung veranlasst die Steuereinheit 6 in einem Fall, in dem der erste Eingangswert, d.h. der Eingangswert des von der Eingabe-Empfangseinheit 63 empfangenen Abstands Dx, kleiner als der erste Schwellenwert ist, die Eingabe-Empfangseinheit 63, Informationen anzuzeigen, um eine Bestätigung des ersten Eingangswerts zu erwirken. Darüber hinaus führt die Steuereinheit 6 in einem Fall, in dem der erste Eingangswert gleich oder größer als der erste Schwellenwert ist, die erste Verarbeitung durch. Daher wird bei der ersten Verarbeitung sichergestellt, dass der Abstand Dx gleich oder größer als der Schwellenwert ist. Die Entwicklungsmenge des Bruchs wird zuverlässig erhöht, um die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu verbessern.
  • Darüber hinaus empfängt die Eingabe-Empfangseinheit 63 in der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 die Eingabe des Abstands Dx in der zweiten Verarbeitung vor der zweiten Verarbeitung. Vor der zweiten Verarbeitung veranlasst die Steuereinheit 6 in einem Fall, in dem der zweite Eingangswert, d.h. der Eingangswert des von der Eingabe-Empfangseinheit 63 empfangenen Abstands Dx, größer als der zweite Schwellenwert ist, die Eingabe-Empfangseinheit 63, Informationen anzuzeigen, um die Bestätigung des zweiten Eingangswerts zu erwirken. Darüber hinaus führt die Steuereinheit 6 in einem Fall, in dem der zweite Eingangswert gleich oder kleiner als der zweite Schwellenwert ist, die zweite Verarbeitung durch. Daher wird bei der zweiten Verarbeitung sichergestellt, dass der Abstand Dx zwischen dem ersten Konvergenzpunkt C1 und dem zweiten Konvergenzpunkt C2 gleich oder kleiner als der Schwellenwert ist, und die Verarbeitungsqualität wird zuverlässig verbessert.
  • Die obige Ausführungsform beschreibt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die oben beschriebene Form beschränkt, und es können Modifikationen vorgenommen werden.
  • Beispielsweise wird beim Betrieb der in 6 dargestellten Laserbearbeitungsvorrichtung 1 sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten Verarbeitung zumindest die Eingabe des Abstands Dx empfangen, und das dem empfangenen Abstand Dx entsprechende Aufspaltungsmuster wird eingestellt und auf dem räumlichen Lichtmodulator 32 angezeigt. Das Aufspaltungsmuster kann jedoch auch automatisch eingestellt werden. Das heißt, die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 kann das Aufspaltungsmuster bei der ersten Verarbeitung und der zweiten Verarbeitung automatisch einstellen und die erste Verarbeitung und die zweite Verarbeitung durchführen, so dass der Abstand Dx bei der ersten Verarbeitung relativ größer ist als der Abstand Dx bei der zweiten Verarbeitung (mit anderen Worten, der Abstand Dx bei der zweiten Verarbeitung ist relativ kleiner als der Abstand Dx bei der ersten Verarbeitung).
  • In der obigen Ausführungsform wurde der Fall beschrieben, dass das Laserlicht L in die beiden Laserlichtstrahlen L1 und L2 aufgeteilt wird, um den ersten Konvergenzpunkt C1 und den zweiten Konvergenzpunkt C2 zu bilden. In der Laserbearbeitungsvorrichtung 1 kann das Laserlicht L jedoch in drei oder mehr Laserlichtstrahlen verzweigt werden, um entsprechende Konvergenzpunkte zu bilden. In diesem Fall kann die Beziehung zwischen dem Abstand Dx in der ersten Verarbeitung und dem Abstand Dx in der zweiten Verarbeitung für zwei Konvergenzpunkte aus drei oder mehr Konvergenzpunkten erfüllt sein.
  • Darüber hinaus wird in der obigen Ausführungsform angenommen, dass sich die Linie M1 auf der Grenze zwischen dem effektiven Bereich R, der ein Vorrichtungsbereich ist, in dem das Funktionselement gebildet wird, und dem Entfernungsbereich E außerhalb des effektiven Bereichs R erstreckt. Die Linie M1 kann jedoch auf einer Grenze zwischen einem Bereich, der breiter als der oben beschriebene Vorrichtungsbereich ist (ein Bereich, der durch Vergrößern des oben beschriebenen effektiven Bereichs R auf die Seite des Entfernungsbereichs E erhalten wird), und einem Bereich weiter außerhalb des Bereichs festgelegt werden. Darüber hinaus kann die Linie M1 auf einer Grenze zwischen einem ersten und einem zweiten Teil des Objekts 11 liegen, unabhängig von dem effektiven Bereich R und dem Entfernungsbereich E.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Es werden eine Laserbearbeitungsvorrichtung und ein Laserbearbeitungsverfahren bereitgestellt, die in der Lage sind, sowohl eine Verbesserung der Bearbeitungsgeschwindigkeit als auch eine Unterdrückung der Verschlechterung der Bearbeitungsqualität zu erreichen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Laserbearbeitungsvorrichtung
    2
    Tisch (Stützvorrichtung)
    3
    Laserbestrahlungseinheit
    4, 5
    Antriebseinheit (beweglicher Mechanismus)
    6
    Steuereinheit
    11
    Objekt
    63
    Eingabe-Empfangseinheit (Eingabeeinheit, Anzeigeeinheit)
    C1
    erster Konvergenzpunkt
    C2
    zweiter Konvergenzpunkt
    Dx
    Abstand
    L, L1, L2
    Laserlicht
    M1
    Linie (erste Linie)
    M2
    Linie (zweite Linie)
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2014019120 A [0004]

Claims (7)

  1. Laserbearbeitungsvorrichtung, die einen modifizierten Bereich durch Bestrahlung eines Objekts mit Laserlicht bildet, wobei die Laserbearbeitungsvorrichtung umfasst: eine Stützvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie das Objekt trägt; eine Laserbestrahlungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie das von der Stützvorrichtung getragene Objekt mit dem Laserlicht bestrahlt, während sie einen ersten Konvergenzpunkt des Laserlichts und einen zweiten Konvergenzpunkt des Laserlichts bildet, der sich näher an einer Seite der Einfallsfläche des Laserlichts im Objekt befindet als der erste Konvergenzpunkt; einen Bewegungsmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er die Stützvorrichtung und/oder die Laserbestrahlungseinheit bewegt, um den ersten Konvergenzpunkt und den zweiten Konvergenzpunkt in Bezug auf das Objekt relativ zu bewegen; und eine Steuereinheit, die zur Steuerung der Laserbestrahlungseinheit und des Bewegungsmechanismus ausgebildet ist, wobei das Objekt einen ersten Abschnitt, der sich auf einer Innenseite des Objekts befindet, und einen zweiten Abschnitt, der sich auf einer Außenseite des ersten Abschnitts befindet und aus einer sich mit der Einfallsfläche schneidenden Richtung betrachtet eine Außenkante des Objekts einschließt, aufweist, in dem Objekt, aus der sich mit der Einfallsfläche schneidenden Richtung, eine erste Linie, die sich ringförmig auf einer Grenze zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt erstreckt, und eine zweite Linie, die sich von der Außenkante des Objekts zu der Innenseite des Objekts in dem zweiten Abschnitt erstreckt und die Grenze erreicht, festgelegt werden, und die Steuereinheit folgende Schritte ausführt: eine erste Verarbeitung der Steuerung der Laserbestrahlungseinheit und des Bewegungsmechanismus, um das Objekt mit dem Laserlicht zu bestrahlen, während der erste Konvergenzpunkt und der zweite Konvergenzpunkt entlang der ersten Linie relativ bewegt werden, in einem Zustand, in dem ein Abstand zwischen dem ersten Konvergenzpunkt und dem zweiten Konvergenzpunkt in einer Richtung entlang der ersten Linie auf einen ersten Abstand eingestellt ist, und eine zweite Verarbeitung der Steuerung der Laserbestrahlungseinheit und des Bewegungsmechanismus, um das Objekt mit dem Laserlicht zu bestrahlen, während der erste Konvergenzpunkt und der zweite Konvergenzpunkt entlang der zweiten Linie relativ bewegt werden, in einem Zustand, in dem ein Abstand zwischen dem ersten Konvergenzpunkt und dem zweiten Konvergenzpunkt in einer Richtung entlang der zweiten Linie auf einen zweiten Abstand eingestellt ist, der kleiner als der erste Abstand ist.
  2. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit die zweite Verarbeitung mehrere Male durchführt, während sie eine Position des ersten Konvergenzpunkts und eine Position des zweiten Konvergenzpunkts in der Richtung, die die Einfallsfläche schneidet, in Bezug auf eine der zweiten Linien ändert.
  3. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Steuereinheit die n-te zweite Verarbeitung durchführt (n ist eine ganze Zahl von 1 oder mehr) und dann die m-te zweite Verarbeitung (m ist eine ganze Zahl größer als n) in einem Zustand durchführt, in dem sich der erste Konvergenzpunkt und/oder der zweite Konvergenzpunkt an einer Position zwischen dem ersten Konvergenzpunkt und dem zweiten Konvergenzpunkt in einer Richtung befindet, die die Einfallsfläche in der n-ten zweiten Verarbeitung schneidet.
  4. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Steuereinheit die n-te zweite Verarbeitung durchführt (n ist eine ganze Zahl von 1 oder mehr) und dann die (n+1)-te zweite Verarbeitung in einem Zustand durchführt, in dem der erste Konvergenzpunkt näher an der Seite der Einfallsfläche liegt als die Position des ersten Konvergenzpunkts in einer Richtung, die die Einfallsfläche in der n-ten zweiten Verarbeitung schneidet.
  5. Laserbearbeitungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend: eine Eingabeeinheit, die zum Empfang einer Eingabe konfiguriert ist; und eine Anzeigeeinheit, die zur Anzeige von Informationen konfiguriert ist, wobei die Eingabeeinheit eine Eingabe der ersten Entfernung vor der ersten Verarbeitung empfängt, und die Steuereinheit die Anzeigeeinheit veranlasst, Informationen anzuzeigen, um vor der ersten Verarbeitung eine Bestätigung eines ersten Eingangswertes in einem Fall zu erwirken, in dem der erste Eingangswert kleiner als ein erster Schwellenwert ist, wobei der erste Eingangswert ein Eingangswert der ersten Entfernung ist, der von der Eingabeeinheit empfangen wird, und die erste Verarbeitung in einem Fall durchführt, in dem der erste Eingangswert gleich oder größer als der erste Schwellenwert ist.
  6. Laserbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Eingabeeinheit eine Eingabe der zweiten Entfernung vor der zweiten Verarbeitung empfängt, und die Steuereinheit die Anzeigeeinheit veranlasst, Informationen anzuzeigen, um eine Bestätigung eines zweiten Eingangswertes in einem Fall zu erwirken, in dem der zweite Eingangswert vor der zweiten Verarbeitung größer als ein zweiter Schwellenwert ist, wobei der zweite Eingangswert ein Eingangswert der zweiten Entfernung ist, der von der Eingabeeinheit empfangen wird, und die zweite Verarbeitung in einem Fall durchführt, in dem der zweite Eingangswert gleich oder kleiner als der zweite Schwellenwert ist.
  7. Laserbearbeitungsverfahren zur Bildung eines modifizierten Bereichs durch Bestrahlung eines Objekts mit Laserlicht, wobei das Laserbearbeitungsverfahren umfasst: einen Laserbestrahlungsschritt, bei dem das Objekt mit dem Laserlicht bestrahlt wird, während ein erster Konvergenzpunkt des Laserlichts und ein zweiter Konvergenzpunkt des Laserlichts gebildet werden, der sich näher an einer Einfallsoberflächenseite des Laserlichts in dem Objekt befindet als der erste Konvergenzpunkt, wobei das Objekt einen ersten Abschnitt, der sich auf einer Innenseite des Objekts befindet, und einen zweiten Abschnitt, der sich auf einer Außenseite des ersten Abschnitts befindet und aus einer sich mit der Einfallsfläche schneidenden Richtung eine Außenkante des Objekts einschließt, aufweist, in dem Objekt, aus der sich mit der Einfallsfläche schneidenden Richtung, eine erste Linie, die sich ringförmig auf einer Grenze zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt erstreckt, und eine zweite Linie, die sich von der Außenkante des Objekts zu der Innenseite des Objekts in dem zweiten Abschnitt erstreckt und die Grenze erreicht, festgelegt werden, und der Schritt der Laserbestrahlung umfasst: einen ersten Bestrahlungsschritt, bei dem das Objekt mit dem Laserlicht bestrahlt wird, während der erste Konvergenzpunkt und der zweite Konvergenzpunkt entlang der ersten Linie relativ zueinander bewegt werden, in einem Zustand, in dem ein Abstand zwischen dem ersten Konvergenzpunkt und dem zweiten Konvergenzpunkt in einer Richtung entlang der ersten Linie auf einen ersten Abstand eingestellt ist, und einen zweiten Bestrahlungsschritt, bei dem das Objekt mit dem Laserlicht bestrahlt wird, während der erste Konvergenzpunkt und der zweite Konvergenzpunkt entlang der zweiten Linie relativ zueinander bewegt werden, in einem Zustand, in dem ein Abstand zwischen dem ersten Konvergenzpunkt und dem zweiten Konvergenzpunkt in einer Richtung entlang der zweiten Linie auf einen zweiten Abstand eingestellt ist, der kleiner als der erste Abstand ist.
DE112020006633.9T 2020-01-27 2020-12-07 Laserbearbeitungsvorrichtung und Laserbearbeitungsverfahren Pending DE112020006633T5 (de)

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