JP2017526161A - 物質変化による固体分離 - Google Patents
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Abstract
Description
2 剥離領域
4 レーザー光線
5 研磨表面
6 固体中のレーザー光線
7 固体下面
8 焦点
9 改質
10 第1の固体部分
11 固体層
12 第2の固体部分
13 亀裂
14 加工開始位置
15 改質中心
17 基準長さ
18 主表面
25 第1の亀裂部分
27 第2の亀裂部分
28 第3の亀裂部分
29 第4の亀裂部分
30 回転テーブル
31 外縁と第1の改質ブロックとの間の亀裂
32 2つの改質ブロック間の亀裂
33 改質ブロックと他の改質ブロック又は外縁との間の亀裂
34 改質ブロックと外縁との間の亀裂
40 光学系
41 改質ブロックがない第1領域
42 改質ブロックがない第2領域
43 改質ブロックがない第3領域
44 改質ブロックがない第4領域
45 改質ブロックがない第5領域
51 変化していない物質
52 変化した物質
53 ラマンスペクトル
54 強度(%)
56 波長(cm-1)
61 変化していない物質部分のグラフ
62 変化した物質部分のグラフ
65 第1の配向元素
66 第2の配向元素
67 第3の配向元素
68 第4の配向元素
69 センサー手段
75 データ記憶素子及び/又はデータ伝達素子
76 溝
77 液体導入部
78 液体導管
79 液体排出部
80 ガイド‐支持‐構造
71 亀裂部分の第1の端部
72 亀裂部分の第2の端部
91 改質の第1ブロック
92 改質の第2ブロック
112 第2の固体層
113 第3の固体層
140 受容層
150 温度制御液体
161 受容層の変形方向
300 結合層
630 ビームウェスト
632 ビームウェスト
400 スキャナ
401 レーザー光源
402 レーザー光線導管
403 更なるレーザー光線導管
501 第1の固体層の露出表面
502 第2の固体層のレーザー入射表面
503 第2の固体層の露出表面
504 第3の固体層のレーザー入射表面
505 第3の固体層の露出表面
606 光線
608 光学系
610 第1の偏向部材
612 第2の偏向部材
613 第3の偏向部材
616 第1の光線部分
618 第2の光線部分
620 焦点
622 第1の表面部分
624 第2の表面部分
630 ビームウェスト
632 ビームウェスト
901 改質のない第1の領域
902 改質のない第2の領域
903 改質のない第3の領域
Claims (16)
- 固体(1)中に、前記固体(1)から、固体部分(12)、特に固体層(12)を剥離するために剥離領域(2)を形成する方法であって、剥離する固体部分(12)は、前記固体部分(12)だけ厚みが減少した固体よりも薄く、少なくとも以下の工程を含み:
加工する固体(1)を用意する、前記固体(1)は、好ましくは化合物からなる;
レーザー光源を用意する;
レーザー光源からのレーザー光線により前記固体(1)を照射する、レーザー光線は、分離される固体部分(12)の表面(5)を通って固体(1)内に入射し、前記レーザー光線は、前記固体(1)の内部の、前記固体(1)の予め設定された部分を、剥離領域(2)又は複数の部分剥離領域(25、27、28、29)を形成するために、限定的に照射する;
レーザー照射によって、固体(1)の結晶格子に複数の改質(9)が逐次的に起こり、結晶格子は改質(9)の結果、改質(9)を囲む領域で少なくともそれぞれ1つの部分において、そこから亀裂ができ、その亀裂により改質(9)の領域に剥離領域(2)又は複数の部分剥離領域(25、27、28、29)が定められることを特徴とする、方法。 - 前記改質(9)は、予め設定された部分を形成する材料の前もって定められた物質変化として引き起こされ、レーザー光線により、高温がもたらされて、物質変化が生じることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記固体(1)は、炭化ケイ素のような化合物からなり、前記化合物は、好ましくは、元素周期表の第3主族、第4主族、及び/又は第5主族、及び/又は、元素周期表の第12副族から選ばれる1又は複数の物質であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記固体(1)は、固体表面(7)を介して冷却装置(3)と結合されており、前記冷却装置(3)と結合されている前記固体表面(7)は、それを通ってレーザー光線が固体(1)に入射する表面(5)と平行又は実質的に平行になっており、前記冷却装置(3)は、レーザー照射に依存して、特にレーザー照射により生じる固体(1)の温度制御に依存して、操作されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記冷却装置(3)は、固体(1)の温度を検出するための少なくとも1つのセンサー装置(69)を備えており、予め設定された温度履歴に依存して固体(1)の冷却を行うことを特徴とする、請求項4に記載の方法。
- 前記冷却装置(3)は、回転装置(30)に連結されており、前記冷却装置(3)は、その上に配置された固体(1)とともに、改質を起こさせる間、回転装置(30)によって回転され、特に、100回転/分を超え、又は、200回転/分を超え、又は、500回転を超える速さで回転されることを特徴とする、請求項4又は5に記載の方法。
- レーザー光線によって起こる物質変化は、固体の材料の改質であり、
固体(1)は、レーザー光源に対して回転され、その固体表面を通ってレーザー光線が改質を生じさせるために固体中に入射する固体表面の1cm2当たりの改質の数は、1回転当たり、予め設定された最大数未満であり、前記1cm2及び1回転当たりの改質の最大数は、好ましくは、固体材料及びレーザー光線のエネルギー密度に依存して決定され、
及び/又は、
レーザー光源に対する固体の連続して続く回転では、異なる模様、特に個々の新たに生じた改質の間の間隔を有する改質、及び/又は、変化したエネルギー量、特に低減されたエネルギー量による改質が引き起こされ、
及び/又は、
レーザー光源がスキャナとして構成され、改質の発生が、レーザーのスキャン方向、レーザーの偏光方向、及び結晶配向に依存しており、
及び/又は、
2つの、逐次的に、改質発生方向又は固体の広がりの方向に引き起こされる改質の中心間の間隔は、10000nm未満、特に1000nm未満、特に100nm未満であり、
及び/又は、
逐次的に、改質発生方向又は固体の広がりの方向に引き起こされる改質の外側の境界は、10000nm未満、特に1000nm未満、特に100nm未満、相互に隔たっていることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。 - 固体(1)の少なくとも2つの異なる領域で、1cm2当たりに生じる改質(9)の数は異なっており、
第1の領域にて、第1のブロック(91)が改質線上に生じさせられ、それぞれの改質(9)は、線毎に、好ましくは10μm未満、特に5μm未満、又は3μm未満、又は1μm未満、又は0.5μm未満、相互に隔たって形成されており、
及び、
第1のブロック(91)の個々の線は、20μm未満、特に15μm未満、又は10μm未満、又は5μm未満、又は1μm未満、相互に隔たって形成されており、
第1のブロック(91)により、改質(9)に沿って、第1の部分剥離領域(25)が形成され、
並びに、
第2の領域にて、第2のブロック(92)が改質線上に生じさせられ、それぞれの改質(9)は、線毎に、好ましくは10μm未満、特に5μm未満、又は3μm未満、又は1μm未満、又は0.5μm未満、相互に隔たって形成されており、
及び、
第2のブロック(92)の個々の線は、20μm未満、特に15μm未満、又は10μm未満、又は5μm未満、又は1μm未満、相互に隔たって形成されており、
第2のブロック(92)により、改質(9)に沿って、第2の部分剥離領域(27)が形成され、
前記第1の領域と前記第2の領域とは、第3の領域によって相互に隔てられており、前記第3の領域には、レーザー光線によって、改質が引き起こされていないか、又は、実質的に引き起こされていないか、又は、第1の領域又は第2の領域に対して1cm2当たりに引き起こされる改質が少なく、第1の領域は、第2の領域に対し、20μmを超え、特に50μmを超え、又は100μmを超え、又は150μmを超え、又は200μmを超える間隔で隔てられていることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。 - 前記改質(9)は、少なくとも第1のブロック(91)及び第2のブロック(92)の中で、0.01μm以上、10μm以下のパルス間隔で形成され、及び/又は、線の間隔は0.01μm以上、20μm以下であり、及び/又は、パルス繰り返し周波数は16kHz以上、20MHz以下であることを特徴とする、請求項8に記載の方法。
- 改質(9)を生じさせる位置に依存して、レーザー光線をレーザー光源(401)から固体(1)に導く光学系(40)が調節され、これにより、少なくとも開口数が変更され、前記開口数は、固体(1)の周縁部の位置では、固体(1)の中心により近い固体(1)の他の位置の場合よりも、小さいことを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記レーザー光線は、固体内に、改質、特に結晶格子欠陥を引き起こし、
固体(1)は、レーザー光源に対して回転され、その固体表面を通ってレーザー光線が改質を生じさせるために固体中に入射する固体表面の1cm2当たりの改質の数は、1回転当たり、予め設定された最大数未満であり、前記1cm2及び1回転当たりの改質の最大数は、好ましくは、固体材料及びレーザー光線のエネルギー密度に依存して決定され、
及び/又は、
レーザー光源に対する固体の連続して続く回転では、異なる模様、特に個々の新たに生じた改質の間の間隔を有する改質、及び/又は、変化したエネルギー量、特に低減されたエネルギー量による改質が引き起こされ、
及び/又は、
レーザー光源がスキャナとして構成され、改質の発生が、レーザーのスキャン方向、レーザーの偏光方向、及び結晶配向に依存しており、
及び/又は、
2つの、逐次的に、改質発生方向又は固体の広がりの方向に引き起こされる改質の中心間の間隔は、10000nm未満、特に1000nm未満、特に100nm未満であり、
及び/又は、
逐次的に、改質発生方向又は固体の広がりの方向に引き起こされる改質の外側の境界は、10000nm未満、特に1000nm未満、特に100nm未満、相互に隔たっていることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。 - レーザー光線によって起こる物質変化は、固体の材料の改質であり、
前記固体(1)は、レーザー光源に対して、X−Y方向に並進運動し、その固体表面を通ってレーザー光線が改質を生じさせるために固体中に入射する固体表面の1cm2当たりの改質の数は、前記1cm2及びXY方向の並進運動による改質の最大数は、好ましくは、固体材料及びレーザー光線のエネルギー密度に依存して決定され、
及び/又は、
レーザー光源に対する固体のXY方向の並進運動では、異なる模様、特に個々の新たに生じた改質の間の間隔を有する改質、及び/又は、変化したエネルギー量、特に低減されたエネルギー量による改質が引き起こされ、
及び/又は、
レーザー光源がスキャナとして構成され、改質の発生が、レーザーのスキャン方向、レーザーの偏光方向、及び結晶配向に依存しており、
及び/又は、
2つの、逐次的に、改質発生方向に引き起こされる改質の位置ずれ間の間隔は、10000nm未満、特に1000nm未満、特に100nm未満であり、
及び/又は、
逐次的に、改質発生方向に引き起こされる改質の外側の境界は、10000nm未満、特に1000nm未満、特に100nm未満、相互に隔たっていることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。 - 前記レーザー光線は、固体内に、改質、特に結晶格子欠陥を引き起こし、
固体(1)は、レーザー光源に対して並進運動し、その固体表面を通ってレーザー光線が改質を生じさせるために固体中に入射する固体表面の1cm2当たりの改質の数は、前記1cm2及びXY方向の並進運動による改質の最大数は、好ましくは、固体材料及びレーザー光線のエネルギー密度に依存して決定され、
及び/又は、
レーザー光源に対する固体のXY方向の並進運動では、異なる模様、特に個々の新たに生じた改質の間の間隔を有する改質、及び/又は、変化したエネルギー量、特に低減されたエネルギー量による改質が引き起こされ、
及び/又は、
レーザー光源がスキャナとして構成され、改質の発生が、レーザーのスキャン方向、レーザーの偏光方向、及び結晶配向に依存しており、
及び/又は、
2つの、逐次的に、改質発生方向に引き起こされる改質の位置ずれ間の間隔は、10000nm未満、特に1000nm未満、特に100nm未満であり、
及び/又は、
逐次的に、改質発生方向に引き起こされる改質の外側の境界は、10000nm未満、特に1000nm未満、特に100nm未満、相互に隔たっていることを特徴とする、請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法。 - 前記固体(1)、特にウエハから、少なくとも1つの固体部分(12)を剥離するための方法であって、少なくとも以下の工程を含む方法:
受容層(140)を、請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法により加工した固体(1)に接して配置する、前記受容層(140)はポリマー材料である、
固体(1)中に、特に機械的に、亀裂拡大応力を生じさせるために、前記受容層(140)に熱的作用を加える、前記亀裂拡大応力により、固体(1)内に、前記剥離領域に沿って亀裂が拡大する。 - 固体部分(12)を剥離した後、新たに残存固体(1)を、レーザー光源のレーザー光線により照射し、
前記レーザー光線は、前記固体(1)内部の残存固体(1)の予め設定された部分を、剥離領域(2)を形成するために、限定的に温度制御し、固体(1)の予め設定された部分に、高温がもたらされて、予め設定された部分に形成される材料が、予め決定された物質変化を受け、
又は、
レーザー照射により、結晶格子に複数の改質(9)が逐次的に起こり、結晶格子は改質(9)の結果、改質(9)を囲む領域で少なくともそれぞれ1つの部分において、そこから亀裂ができ、その亀裂により改質(9)の領域に剥離領域(2)又は複数の部分剥離領域(25、27、28、29)が定められることを特徴とする、請求項14に記載の方法。 - 前記受容層(140)の前記熱的作用は、前記受容層(140)の、20℃未満、特に10℃未満、又は、0℃未満、又は−10℃未満、又は−100℃未満、又は−125℃未満、又は前記受容層(140)の材料のガラス転移温度未満の温度への冷却を含むことを特徴とする、請求項14又は15に記載の方法。
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