JP2021138610A5

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Publication number: JP2021138610A5
Application number: JP2021035836A
Authority: JP
Filing date: 2021-03-05
Publication date: 2023-11-28

Claims

基板部材（１０１）の、切断面に沿った少なくとも２つの基板部分部材への切断を準備しかつ／または実施する方法であって：
－少なくとも１つの基板材料を含む少なくとも１つの基板本体（１０３）を有する基板部材（１０１）を準備するステップ；
－前記切断面に沿って少なくとも部分的に、前記基板本体（１０３）の前記基板材料が少なくとも局所的に除去されかつ／または押し退けられるように、前記基板本体（１０３）内で少なくとも１つの線状焦点（１０７）を制御するステップ；
を含み、
前記線状焦点（１０７）は、少なくとも１つの光線の少なくとも１つの焦点であり；
前記光線は、少なくとも前記線状焦点の領域内で非対称に光線供給する光線の形態で形成されており、
前記非対称の光線供給では、エネルギーが非対称に供給され、かつ光線伝搬が行われる平面に対して垂直な少なくとも１つの平面内でのエネルギー分布の重心が、これまで改質されていない基板材料の領域内に位置するように構成されている
方法。
前記非対称の光線供給では、
（ｉ）エネルギーが、非対称に供給され、かつ光線伝搬が行われる平面に対して垂直な少なくとも１つの平面内でのエネルギー分布の重心が、これまで改質されていない基板材料の領域内、つまり先行の空洞とは反対の側に位置するように構成されており；
（ｉｉ）前記光線の部分光線（１０９）が、空間半部の１／２または空間半部の一部からのみ入射し；
（ｉｉｉ）前記光線は、０°＜ｐ＜９０°の極角ｐを有しておりかつ／または前記光線の前記部分光線は、１８０°未満、好適には８５°～１００°、特に９０°～９５°の方位角範囲内に位置しており；
（ｉｖ）前記光線の前記部分光線（１０９）は、前記基板材料が既に除去されかつ／または押し退けられかつ／または前記基板材料内に圧縮された前記基板本体（１０３）の領域を前記光線の前記部分光線が通り伝搬しないように選択された方向からのみ入射し；
（ｖ）前記光線は、光線伝搬が行われる平面に対して平行な少なくとも１つの鏡像面を有しており；
（ｖｉ）「非対称」という用語は、「非回転対称」の意味に解されるべきものであり、つまり特にその他の対称を排除するものではなく；
かつ／または
（ｖｉｉ）前記光線の前記部分光線（１０９）は、前記基板部材の少なくとも１つの表面に対して平行な全ての平面内および／または前記光線の光軸に対して垂直な全ての平面内で、１つまたは２つの四分円からのみ入射する、
請求項１記載の方法。
前記光線は、少なくとも１つのレーザビームを含み、前記光線は、少なくとも前記線状焦点の領域内にエアリービームまたはベッセルビームとして形成されておりかつ／またはレーザエネルギーは、前記線状焦点（１０７）の焦線に沿って集束される、請求項１または２記載の方法。
前記線状焦点（１０７）の制御は、該線状焦点（１０７）を前記基板材料の複数の異なる局所領域内に順次形成し、これにより、前記局所領域の前記基板材料がその都度除去されかつ／または押し退けられ、特に前記基板材料が、各前記局所領域を包囲する前記基板本体の一部の内部へ圧縮されることを含み、
好適には個々の前記局所領域は、特に少なくとも、好適には前記切断面に対して垂直に、前記光線の前記光軸に対して垂直にかつ／または少なくとも前記基板部材（１０１）の第１の表面に対して平行に延在する、前記基板部材（１０１）の第１の特定の横断面内で、直線的な経路に沿って延在している、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
前記線状焦点および／または前記局所領域は、前記第１の特定の横断面内の前記局所領域の最大延在長さが０．２μｍ～２００μｍ、好適には０．２μｍ～１００μｍ、さらに好適には０．２μｍ～５０μｍ、さらに好適には０．３μｍ～２０μｍ、さらに好適には０．３μｍ～１０μｍ、最も好適には０．７μｍであるように選択されている、請求項４記載の方法。
前記第１の特定の横断面内で隣り合う各前記局所領域は、特に前記経路に沿って互いに、前記第１の特定の横断面内の前記局所領域の最大延在長さの１倍～５００倍、好適には１倍～１００倍、さらに好適には１倍～５０倍、さらに好適には１倍～１０倍、さらに好適には１．１倍～５倍に相当しかつ／または０．１μｍ～５００μｍ、好適には０．２μｍ～４００μｍ、さらに好適には０．２μｍ～２００μｍ、さらに好適には０．２μｍ～１００μｍ、さらに好適には０．２μｍ～５０μｍ、さらに好適には０．４μｍ～２０μｍ、さらに好適には１μｍ～７μｍ、最も好適には１μｍ～３μｍの中心間間隔を有している、請求項４または５記載の方法。
前記線状焦点（１０７）の制御は、該線状焦点（１０７）を前記基板部材（１０１）、特に前記基板本体（１０３）内の複数の異なる作用領域内に順次形成し、これにより、各前記作用領域内に配置された前記基板材料が除去されかつ／または押し退けられ、特に前記基板材料が、前記各作用領域を包囲する前記基板本体の一部の内部へ圧縮されることを含み、個々の前記作用領域同士の間隔は、少なくともすぐ隣り合う前記作用領域同士が少なくとも部分的に重複し、これにより前記基板材料内に、該基板材料が除去された一貫した通路が前記切断面に沿って形成されるように選択されており、
好適には個々の前記作用領域は、特に少なくとも、好適には前記切断面に対して垂直に、前記光線の前記光軸に対して垂直にかつ／または少なくとも前記基板部材（１０１）の第２の表面に対して平行に延在する、前記基板部材（１０１）の第２の特定の横断面内で、直線的な経路に沿って延在している、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
前記線状焦点（１０７）および／または前記作用領域は、前記第２の特定の横断面内の前記作用領域の最大延在長さが０．２μｍ～２００μｍ、好適には０．２μｍ～１００μｍ、さらに好適には０．２μｍ～５０μｍ、さらに好適には０．３μｍ～２０μｍ、さらに好適には０．３μｍ～１０μｍ、最も好適には０．７μｍであるように選択されている、請求項７記載の方法。
前記第２の特定の横断面内で隣り合う各前記作用領域同士は、特に前記経路に沿って、前記第２の特定の横断面内の前記作用領域の最大延在長さの０．０１倍～１．０倍、好適には０．０１倍～０．５倍に相当しかつ／または０．００２μｍ～２００μｍ、好適には０．００２μｍ～１００μｍ、さらに好適には０．００２μｍ～５０μｍ、さらに好適には０．００２μｍ～１０μｍ、さらに好適には０．００２μｍ～１μｍ、最も好適には０．００５μｍ～０．３μｍの中心間間隔を有している、請求項７または８記載の方法。
前記基板材料における前記局所領域および／または前記作用領域は、少なくとも部分的にチューブ状、円筒状にかつ／または湾曲して、特に少なくとも１つの横断面内で鎌状に延在しておりかつ／または好適には前記基板本体（１０３）の前記第１もしくは前記第２の表面から、該表面とは反対側の前記基板本体（１０３）の表面まで、両前記表面間に封じ込められた前記基板本体（１０３）の厚さ領域全体を通じて延在している、請求項４から９までのいずれか１項記載の方法。
前記線状焦点（１０７）の制御は、前記基板部材（１０１）を少なくとも１つの前記光線（１０９）および／または前記線状焦点（１０７）に対して相対的に移動させることを含み、これにより、好適には前記線状焦点（１０７）が特に順次または連続的に、少なくともそれぞれ異なる複数の前記局所領域および／または前記作用領域に形成され得る、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
前記光線（１０９）は、（ｉ）３００ｎｍ～１５００ｎｍ、特に３４３ｎｍ、３５５ｎｍ、５１５ｎｍ、５３２ｎｍ、１０３０ｎｍまたは１０６４ｎｍの波長を有しており、（ｉｉ）前記基板材料の透明領域に基づく波長を有しており、かつ／または（ｉｉｉ）２００ｆｓ～５０ｐｓ、好適には５００ｆｓ～１０ｐｓのパルス継続時間、１～１０、好適には４のバーストパルス数、１ｋＨｚ～４ＧＨｚ、好適には４０ＭＨｚの繰返し数、および／または８０μＪ／ｍｍ～３００μＪ／ｍｍ、好適には１００～２３０μＪ／ｍｍ、特に１８０μＪ／ｍｍのパルスエネルギーを有する少なくとも１つのパルスレーザ、特に超短パルスレーザにより放射される、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
前記基板部材（１０１）は、前記基板材料が除去されかつ／または押し退けられる間、少なくとも部分的にかつ／または領域的に、少なくとも１つの流体により包囲されておりかつ／または少なくとも部分的にかつ／または領域的に該流体内に配置されており、これにより該流体は、除去されたもしくは押し退けられた前記基板材料の箇所に流入可能であり、
好適には、前記光線（１０９）は少なくとも１つの波長を有しており、前記流体は、前記光線（１０９）の前記波長に対して、前記基板本体（１０３）の屈折率とは最大３０％異なる屈折率を有しており、かつ／または１．２～２．５の屈折率を有しており、
特に前記流体は、液体を含み、前記基板本体（１０３）の屈折率とは最大２０％、１０％、７％、５％、３％または１％異なる屈折率を有しておりかつ／または１．２～２．１、好適には１．３～１．６の屈折率を有している、請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法。
（ｉ）前記基板部材は、ガラス部材、ガラスセラミック部材、シリコン部材および／またはサファイヤ部材を含むかまたはこれらの部材でありかつ／または少なくとも部分的に、プレートおよび／またはウェハ、特にシリコンウェハの形態で形成されており；
（ｉｉ）前記基板本体は、ガラス体、ガラスセラミック体、シリコン体および／またはサファイヤ体を含むかまたは表しており；
かつ／または
（ｉｉｉ）前記基板材料は、ガラス、ガラスセラミック、シリコンおよび／またはサファイヤを含むかまたはこれらからなる、
請求項１から１３までのいずれか１項記載の方法。
特に請求項１から１４までのいずれか１項記載の方法により製造されたかつ／または製造可能な基板部分部材であって、
少なくとも１つのガラス材料、ガラスセラミック材料および／またはシリコンを含む少なくとも１つの本体（１０３）を有しており、該本体（１０３）は少なくとも１つの側面を有しており、
該側面は、少なくとも部分的に高さ調節された表面を有しており、
前記側面は少なくとも部分的に、表面粗さを有しており、該表面粗さに基づく表面変化は、前記高さ調節に基づく表面変化よりも１～５オーダー小さくなっており、
好適には、
（ａ）前記表面の前記高さ調節は、波形の表面を成しておりかつ／または前記高さ調節に基づく前記表面変化は、設定可能な値の範囲内、特に０．５μｍ～１００μｍの値の範囲内、好適には０．５μｍ～５０μｍの値の範囲内に位置し、
（ｂ）（ｉ）前記側面は少なくとも部分的に、０．０１μｍ～３０μｍ、好適には０．０５μｍ～１０μｍ、最も好適には０．０５μｍ～５μｍの最大高さＲＺ、好適には平均最大高さＲＺを有しており、（ｉｉ）前記表面粗さは平均表面粗さであり、（ｉｉｉ）前記最大高さに基づく前記表面変化は、前記高さ調節に基づく前記表面変化よりも１～５オーダー、好適には２または３オーダー小さくなっており、かつ／または（ｉｖ）前記表面粗さに基づく前記表面変化は、前記高さ調節に基づく前記表面変化よりも２または３オーダー小さくなっており、
（ｃ）前記側面には、少なくとも部分的に予荷重が加えられておりかつ／または前記側面に沿った当該基板部分部材の、特に前記本体（１０３）の縁部強度は、１００ＭＰａ超、好適には１５０ＭＰａ超であり、かつ／または可変であるかまたは前記側面全体にわたり一定であり、
（ｄ）前記側面は、特に巨視的なスケールでは平らでありかつ／または湾曲しており、特に好適には前記側面に対して垂直な少なくとも１つの横断面内に少なくとも部分的に、放物線形および／または円形の延在部および／または四次方程式に基づく延在部を有している、
基板部分部材。