TWI648119B - Laser processing device and laser processing method - Google Patents

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Abstract

雷射加工裝置，是具備：將雷射光射出的雷射光源、及將藉由雷射光源被射出的雷射光變調的空間光變調器、及將藉由空間光變調器被變調的雷射光集光在加工對象物的集光光學系。複數列的改質領域，是至少包含：位於雷射光入射面側的入射面側改質領域、及位於雷射光入射面的相反面側的相反面側改質領域、及位於入射面側改質領域及相反面側改質領域之間的中間改質領域。空間光變調器，是形成中間改質領域的情況時，藉由將軸棱錐透鏡圖型作為變調圖型顯示，使在沿著雷射光照射方向接近排列的複數位置形成集光點的方式將雷射光集光，並且形成入射面側改質領域及相反面側改質領域的情況時，不將軸棱錐透鏡圖型作為變調圖型顯示。

Description

雷射加工裝置及雷射加工方法
本發明，是有關於雷射加工裝置及雷射加工方法。
習知的雷射加工裝置，已知是藉由將雷射光集光在加工對象物，沿著切斷預定線在加工對象物的內部形成改質領域者(例如專利文獻1參照)。在這種雷射加工裝置中，藉由將從雷射光源朝加工對象物被照射的雷射光藉由空間光變調器變調，就可將該雷射光集光在加工對象物的複數位置。
[習知技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2011-51011號公報
但是在如上述的習知技術中，伴隨近年來中的日益的普及擴大，期望提高加工品質，對於例如被切斷的加工對象物，要求：提高切剖面的直進性、提高抗折強度、及抑制雷射光入射面和其相反面中的破壞等。
本發明，是有鑑於上述實情者，其課題是提供一種可以提高加工品質的雷射加工裝置及雷射加工方法。
為了解決上述課題，本發明人等反覆專心檢討的結果，在加工對象物將雷射光的集光部分形成在雷射光入射方向為長條形狀(以下，稱為「縱長」)，將縱長的改質領域形成於加工對象物的話，由加工對象物的內部發生的龜裂的量會減少，切剖面的直進性及抗折強度可提高，其結果，發現可以提高加工品質。
但是此情況，能量密度在該雷射光的集光部分會下降，而被擔心：無法形成改質領域本身、和加工時需要很多的能量。此點，本發明人等是進一步反覆專心檢討，藉由使用空間光變調器將雷射光適宜變調，發現可以對應這種可能，而到達完成本發明。
即，本發明的雷射加工裝置，是藉由將雷射光集光在加工對象物，沿著雷射光照射方向將複數列的改質領域，在加工對象物的內部沿著切斷預定線形成，具備：將雷射光射出的雷射光源、及將藉由雷射光源被射出 的雷射光變調的空間光變調器、及將藉由空間光變調器被變調的雷射光集光在加工對象物的集光光學系，複數列的改質領域，是至少包含：位於雷射光入射面側的入射面側改質領域、及位於雷射光入射面的相反面側的相反面側改質領域、及位於入射面側改質領域及相反面側改質領域之間的中間改質領域，空間光變調器，是形成中間改質領域的情況，藉由將軸棱錐透鏡圖型作為變調圖型顯示，使在沿著雷射光照射方向接近排列的複數位置形成集光點的方式將雷射光集光，並且形成入射面側改質領域及相反面側改質領域的情況時，不將軸棱錐透鏡圖型作為變調圖型顯示。
又，「軸棱錐透鏡圖型」，是實現軸棱錐透鏡的作用的方式被生成的變調圖型的意思(以下，相同)。
在此雷射加工裝置中，形成中間改質領域的情況，藉由將軸棱錐透鏡圖型作為變調圖型顯示在空間光變調器，就可以使在沿著雷射光照射方向接近排列的複數位置形成集光點的方式將雷射光集光。由此，擬似地成為縱長的集光部分是成為將其能量密度充分地維持的狀態下形成，其結果，縱長的中間改質領域可形成於加工對象物。依據這種中間改質領域的話，與上述知識(了解)同樣地，可以減少在加工對象物的內部發生的龜裂的量，因此，可以提高切剖面的直進性及抗折強度。
另一方面，形成入射面側改質領域及相反面側改質領域的情況，因為不將軸棱錐透鏡圖型作為變調圖型在空間 光變調器顯示，所以也可以抑制由入射面側改質領域及相反面側改質領域成為縱長的起因之在雷射光入射面及其相反面容易產生破壞。因此，依據本發明的話，成為可提高加工品質。
且為了可達成上述作用效果，具體而言，雷射加工裝置，是沿著切斷預定線在加工對象物的內部將改質束點複數形成，藉由複數改質束點形成改質領域者，空間光變調器，是形成中間改質領域的情況，使在沿著雷射光照射方向接近排列的複數位置各別形成改質點，複數改質點，是在雷射光照射方向形成長條形狀的改質束點地構成也可以。
且在空間光變調器的顯示部中，軸棱錐透鏡圖型，是具有：對於入射的雷射光位於中心的圓領域、及被畫設在圓領域的周圍並與該圓領域同心的複數圓環領域，在圓領域及複數圓環領域中，設定成隨著從徑方向外側朝內側進行使明度漸漸地明亮也可以。
且本發明的雷射加工方法，是將從雷射光源被射出的雷射光藉由空間光變調器變調，藉由將由空間光變調器被變調的雷射光集光在加工對象物，沿著雷射光照射方向將複數列的改質領域，在加工對象物的內部沿著切斷預定線形成，至少具備：形成位於雷射光入射面側的入射面側改質領域的過程、及形成位於雷射光入射面的相反面側的相反面側改質領域的過程、及形成位於入射面側改質領域及相反面側改質領域之間的中間改質領域的過程， 在形成中間改質領域的過程中，藉由在空間光變調器將軸棱錐透鏡圖型作為變調圖型顯示，使在沿著雷射光照射方向接近排列的複數位置形成集光點的方式將雷射光集光，在形成形成入射面側改質領域的過程及相反面側改質領域的過程中，不將軸棱錐透鏡圖型作為變調圖型顯示在空間光變調器。
在此雷射加工方法中，形成中間改質領域的情況，擬似地成為縱長的集光部分也成為將其能量密度充分地維持的狀態下形成，其結果，可形成縱長的中間改質領域。另一方面，形成入射面側改質領域及相反面側改質領域的情況，可以抑制由入射面側改質領域及相反面側改質領域成為縱長所起因之在雷射光入射面及其相反面容易產生破壞。因此，可達成上述作用效果，即，可以提高加工品質的作用效果。
依據本發明的話，成為可以提供可提高加工品質的雷射加工裝置及雷射加工方法。
a1‧‧‧圓領域
a2‧‧‧圓環領域
Ax‧‧‧軸棱錐透鏡圖型
d‧‧‧改質點
f1‧‧‧焦點距離
f2‧‧‧焦點距離
H‧‧‧基準像差範圍
L‧‧‧雷射光
LB1‧‧‧AF用雷射光
LB2‧‧‧反射光
O‧‧‧共焦點
P‧‧‧集光點
Sx‧‧‧改質束點
Sy‧‧‧改質束點
VL1‧‧‧可視光
VL2‧‧‧反射光
1‧‧‧加工對象物
2‧‧‧背面
2a‧‧‧圓環領域
3‧‧‧表面
5、5a、5b‧‧‧切斷預定線
6‧‧‧定向平面
7‧‧‧改質領域
71‧‧‧背面側改質領域(相反面側改質領域)
72‧‧‧中間改質領域
73‧‧‧表面側改質領域(入射面側改質領域)
8‧‧‧切斷起點領域
15‧‧‧功能元件形成領域
21‧‧‧背面
25x‧‧‧切剖面
25y‧‧‧切剖面
100、300‧‧‧雷射加工裝置
101、202‧‧‧雷射光源
102‧‧‧雷射光源控制部
103‧‧‧分色鏡
105‧‧‧集光用透鏡
107‧‧‧支撐台
111‧‧‧平台
115‧‧‧平台控制部
203‧‧‧反射型空間光變調器(空間光變調器)
204‧‧‧集光光學系
205a‧‧‧鏡子
205b‧‧‧鏡子
206a‧‧‧鏡子
206b‧‧‧鏡子
207‧‧‧衰減器
208‧‧‧鏡子
209、210、238‧‧‧分色鏡
211‧‧‧表面觀察單元
211a‧‧‧觀察用光源
211b‧‧‧感測器
212‧‧‧AF單元
213‧‧‧矽基板
214‧‧‧畫素電極
214a‧‧‧表面
215‧‧‧反射膜
216‧‧‧液晶層(顯示部)
216a‧‧‧液晶分子
217‧‧‧導電膜
218‧‧‧基板
218a‧‧‧表面
219‧‧‧鏡子
231‧‧‧框體
232‧‧‧驅動單元
233‧‧‧底板
236‧‧‧天板
238、210‧‧‧分色鏡
241‧‧‧光學系
241a‧‧‧第1透鏡
241b‧‧‧第2透鏡
250‧‧‧控制部
260‧‧‧光勻束器
914‧‧‧驅動電路層
999a、999b‧‧‧定向膜
[第1圖]改質領域的形成所使用的雷射加工裝置的概略構成圖。
[第2圖]成為改質領域的形成的對象的加工對象物的 俯視圖。
[第3圖]沿著第2圖的加工對象物的III-III線的剖面圖。
[第4圖]雷射加工後的加工對象物的俯視圖。
[第5圖]沿著第4圖的加工對象物的V-V線的剖面圖。
[第6圖]沿著第4圖的加工對象物的VI-VI線的剖面圖。
[第7圖]顯示實施例所實施的雷射加工裝置的概略構成圖。
[第8圖]反射型空間光變調器的部分剖面圖。
[第9圖]顯示被顯示在反射型空間光變調器的液晶層的軸棱錐透鏡圖型的圖。
[第10圖]顯示成為雷射加工的對象的加工對象物的俯視圖。
[第11圖]說明第1實施例的雷射加工方法用的概略剖面圖。
[第12圖]顯示藉由第1實施例的雷射加工方法所形成的改質束點的一例的照片圖。
[第13圖]說明第1實施例的雷射加工方法的效果用的照片圖。
[第14圖]說明第1實施例的雷射加工方法的效果用的其他的照片圖。
[第15圖]說明第2實施例的雷射加工方法用的概略 剖面圖。
[第16圖]顯示第15圖的持續的概略剖面圖。
[第17圖]說明在雷射光的集光位置所發生的像差用的圖。
以下，對於本發明的實施例，參照圖面詳細說明。又，在以下的說明對於同一或是相當要素附加同一符號，並省略重複的說明。
在本實施例的雷射加工裝置及雷射加工方法中，將雷射光集光在加工對象物，將改質領域沿著切斷預定線形成。在此，首先，對於改質領域的形成，參照第1圖~第6圖進行說明。
如第1圖所示，雷射加工裝置100，是具備：將雷射光L脈衝振盪的雷射光源101、及將雷射光L的光軸(光路)的方向(方位)90°改變地配置的分色鏡103、及將雷射光L集光用的集光用透鏡105。且，雷射加工裝置100，是具備：將由集光用透鏡105被集光的雷射光L被照射的加工對象物1支撐用的支撐台107、及將支撐台107移動用的平台111、及為了調節雷射光L的輸出和脈衝寬度和脈衝波形等將雷射光源101控制的雷射光源控制部102、及控制平台111移動的平台控制部115。
在此雷射加工裝置100中，從雷射光源101被射出的雷射光L，是藉由分色鏡103將其光軸的方向 (方位)被90°改變，在被載置於支撐台107上的加工對象物1的內部藉由集光用透鏡105被集光。並且，平台111被移動，將加工對象物1對於雷射光L沿著切斷預定線5被相對移動。由此，沿著切斷預定線5的改質領域是形成於加工對象物1。又，在此，為了將雷射光L相對地移動而將平台111移動，但是將集光用透鏡105移動也可以，或是將這些的雙方移動也可以。
加工對象物1，是使用包含由半導體材料所形成的半導體基板和由壓電材料所形成的壓電基板等之板狀的構件(例如基板、晶圓等)。如第2圖所示，在加工對象物1中，將加工對象物1切斷用的切斷預定線5是被設定。切斷預定線5，是呈直線狀延伸的虛線。在加工對象物1的內部形成改質領域的情況，如第3圖所示，在加工對象物1的內部將集光點(集光位置)P對位的狀態下，將雷射光L沿著切斷預定線5(即朝第2圖的箭頭A方向)相對地移動。由此，如第4圖~第6圖所示，改質領域7是沿著切斷預定線5形成於加工對象物1的內部，沿著切斷預定線5被形成的改質領域7是成為切斷起點領域8。
又，集光點P，是雷射光L集光處。且，切斷預定線5，不限定於直線狀，曲線狀也可以，這些被組合的3次元狀也可以，座標被指定者也可以。且，切斷預定線5，不限定於虛線，在加工對象物1的表面3實際被劃的線也可以。改質領域7，也有連續形成的情況，也有間斷形成的情況。且，改質領域7是列狀、點狀也可以， 重要的是改質領域7是形成於至少加工對象物1的內部即可。且，具有將改質領域7在起點形成龜裂的情況，龜裂及改質領域7，是露出加工對象物1的外表面(表面3、背面21、或是外周面)也可以。且，形成改質領域7時的雷射光入射面，不限定於加工對象物1的表面3，加工對象物1的背面21也可以。
順便一提，在此的雷射光L，是透過加工對象物1並且尤其是在加工對象物1的內部的集光點附近被吸收，由此，在加工對象物1形成有改質領域7(即內部吸收型雷射加工)。因此，在加工對象物1的表面3中因為雷射光L幾乎不被吸收，所以加工對象物1的表面3不會熔融。一般，從表面3被熔融被除去而形成孔和溝等的除去部(表面吸收型雷射加工)情況，加工領域是從表面3側漸漸地朝背面側進行。
但是由本實施例所形成的改質領域7，是密度、曲折率、機械的強度和其他的物理的特性是與周圍成為不同的狀態的領域。改質領域7，是例如，具有：熔融處理領域(一旦熔融後再固化的領域、熔融狀態中的領域及從熔融再固化的狀態中的領域之中至少其中任一的意思)、龜裂領域、絕緣破壞領域、曲折率變化領域等，也有這些混在的領域。進一步，改質領域，是在加工對象物的材料中具有：改質領域的密度是與非改質領域的密度相比較變化的領域、和形成有格子缺陷的領域(也將這些總稱為高密轉移領域)。
且熔融處理領域和曲折率變化領域、改質領域的密度與非改質領域的密度相比較變化的領域、形成有格子缺陷的領域，是進一步具有在那些領域的內部和改質領域及非改質領域的界面內包龜裂(破裂、微龜裂)的情況。被內包的龜裂，是具有：橫跨改質領域的全面的情況、和只有一部分、和形成於複數部分的情況。加工對象物1，是可舉例包含例如矽(Si)、玻璃、矽碳化物(SiC)、LiTaO3或是藍寶石(Al2O3)，或是由這些所構成者。
且在本實施例中，藉由沿著切斷預定線5將改質束點(加工痕)複數形成，而形成改質領域7。改質束點，是由脈衝雷射光的1脈衝的照射(即1脈衝的雷射照射：雷射照射)形成的改質部分，藉由改質束點集中而成為改質領域7。改質束點，是可舉例：龜裂束點、熔融處理束點或是曲折率變化束點，或是這些的至少1個混在者等。對於此改質束點，是考慮所要求的切斷精度、所要求的切剖面的平坦性、加工對象物的厚度、種類、結晶方位等，可以將其大小和發生的龜裂的長度適宜控制。
接著，詳細說明第1實施例。
第7圖，是顯示實施本實施例的雷射加工方法的雷射加工裝置的概略構成圖。如第7圖所示，本實施例的雷射加工裝置300，是在框體231內具備：雷射光源202、反射型空間光變調器203、4f光學系241及集光光學系204。雷射光源202，是將具有例如1080nm~1200nm的波長的雷射光L射出者，例如使用光纖雷射。在此的雷 射光源202，是朝水平方向將雷射光L射出的方式，由螺栓等被固定在框體231的天板236。
反射型空間光變調器203，是將從雷射光源202被射出的雷射光L變調者，例如使用反射型液晶(LCOS：Liquid Crystal on Silicon)的空間光變調器(SLM：Spatial Light Modulator)。在此的反射型空間光變調器203，是將從水平方向入射的雷射光L變調，並且對於水平方向朝斜上方反射。
第8圖，是第7圖的雷射加工裝置的反射型空間光變調器的部分剖面圖。如第8圖所示，反射型空間光變調器203，是具備矽基板213、驅動電路層914、複數畫素電極214、電介體多層膜鏡子等的反射膜215、定向膜999a、液晶層(顯示部)216、定向膜999b、透明導電膜217、及玻璃基板等的透明基板218，這些是依此順序被積層。
透明基板218，是具有沿著XY平面的表面218a，該表面218a是構成反射型空間光變調器203的表面。透明基板218，是主要是包含例如玻璃等的光透過性材料，將從反射型空間光變調器203的表面218a入射的預定波長的雷射光L，朝反射型空間光變調器203的內部透過。透明導電膜217，是形成於透明基板218的背面上，主要是由包含透過雷射光L的導電性材料(例如ITO)所構成。
複數畫素電極214，是隨著複數畫素的配列呈 二次元狀被配列，沿著透明導電膜217被配列在矽基板213上。各畫素電極214，是由例如鋁等的金屬材料所構成，這些的表面214a，是被平坦且平滑地加工。複數畫素電極214，是藉由設在驅動電路層914的主動陣列電路被驅動。
主動陣列電路，是被設在複數畫素電極214及矽基板213之間，對應欲從反射型空間光變調器203輸出的光像控制朝各畫素電極214的外加電壓。這種主動陣列電路，是具有：將排列在例如無圖示的X軸方向的各畫素列的外加電壓控制的第1驅動電路、及將排列在Y軸方向的各畫素列的外加電壓控制的第2驅動電路，藉由控制部250(後述)使預定電壓被外加於由雙方的驅動電路被指定的畫素的畫素電極214。
又，定向膜999a、999b，是被配置於液晶層216的兩端面，將液晶分子群朝一定方向配列。定向膜999a、999b，是由例如聚醯亞胺的高分子材料所構成，適用在與液晶層216的接觸面施加摩擦處理等者。
液晶層216，是被配置於複數畫素電極214及透明導電膜217之間，對應由各畫素電極214及透明導電膜217所形成的電場將雷射光L變調。即，藉由主動陣列電路使電壓被外加在某畫素電極214的話，在透明導電膜217及該畫素電極214之間形成電場。
此電場，是對於反射膜215及液晶層216，各別由對應各厚度的比率被外加。且，對應被外加在液晶層 216的電場的大小使液晶分子216a的配置行方向變化。雷射光L是透過透明基板218及透明導電膜217入射至液晶層216的話，此雷射光L是在通過液晶層216之間藉由液晶分子216a被變調，在反射膜215反射之後，再度藉由液晶層216被變調後被取出。
此時，藉由後述的控制部250使電壓是被外加與透明導電膜217相面對的各畫素電極214，對應該電壓，在液晶層216使被與透明導電膜217相面對的各畫素電極214被挾持的部分的曲折率變化(使對應各畫素的位置的液晶層216的曲折率變化)。藉由這種曲折率的變化，對應被外加的電壓，可以將雷射光L的相位在液晶層216的各畫素變化。即，可以將對應立體圖型的相位變調藉由液晶層216朝各畫素給與(即將作為賦予變調的立體圖型的變調圖型顯示在反射型空間光變調器203的液晶層216)。
其結果，入射至變調圖型並透過的雷射光L，其波面被調整，在構成該雷射光L的各光線在與進行方向垂直的預定方向的成分的相位發生偏離。因此，藉由將顯示在反射型空間光變調器203的變調圖型適宜設定，就可使雷射光L變調(例如使雷射光L的強度、振幅、相位、偏光等變調)。
在本實施例的反射型空間光變調器203中，如後述，藉由將軸棱錐透鏡圖型作為變調圖型顯示在液晶層216，對於被照射在加工對象物1的雷射光L，使在沿 著雷射光照射方向接近排列的複數位置形成集光點的方式施加使朝加工對象物1集光的變調。由此，如第11圖所示，在該複數位置各別形成改質點d。
這些複數改質點d，是構成成為多點細長改質束點的1個改質束點Sx。改質束點Sx，是與在液晶層216不顯示變調圖型地施加了雷射加工的改質束點相比，可在雷射光照射方向形成長條形狀(縱長)。即，複數改質點d，是沿著雷射光照射方向接近連結的方式緊密地排列，這些複數改質點d被作為一組的改質束點Sx，是具有雷射光照射方向的尺寸比其交叉方向的尺寸更長很多的細長形狀。
返回至第7圖，4f光學系241，是調整藉由反射型空間光變調器203被變調的雷射光L的波面形狀者。此4f光學系241，是具有第1透鏡241a及第2透鏡241b。透鏡241a、241b，是反射型空間光變調器203及第1透鏡241a的距離成為第1透鏡241a的焦點距離f1，集光光學系204及透鏡241b的距離是成為透鏡241b的焦點距離f2，第1透鏡241a及第2透鏡241b的距離是成為f1+f2，且第1透鏡241a及第2透鏡241b是成為兩側遠心光學系的方式，被配置於反射型空間光變調器203及集光光學系204之間。在此4f光學系241中，由反射型空間光變調器203被變調的雷射光L是藉由空間傳播使波面形狀變化就可以抑制像差增大。
集光光學系204，是將藉由4f光學系241被 變調的雷射光L集光在加工對象物1的內部者。此集光光學系204，是包含複數透鏡，透過包含壓電元件等的驅動單元232被設置在框體231的底板233。
在如以上所構成的雷射加工裝置300中，從雷射光源202被射出的雷射光L，是在框體231內呈水平方向進行之後，藉由鏡子205a朝下方被反射，藉由衰減器207使光強度被調整。且，藉由鏡子205b朝水平方向被反射，藉由光勻束器260使強度分布被均一化並入射至反射型空間光變調器203。
入射至反射型空間光變調器203的雷射光L，是藉由透過被顯示在液晶層216的變調圖型而對應該變調圖型被變調，其後，藉由鏡子206a朝上方被反射，藉由λ/2波長板228使偏光方向被變更，藉由鏡子206b朝水平方向被反射並入射至4f光學系241。
入射至4f光學系241了的雷射光L，是由平行光入射至集光光學系204使波面形狀被調整。具體而言，雷射光L，是透過第1透鏡241a並收束，藉由鏡子219朝下方被反射，經過共焦點O發散，並且透過第2透鏡241b，成為平行光的方式再度被收束。且雷射光L，是將分色鏡210、238依序透過入射至集光光學系204，藉由集光光學系204被集光在被載置於平台111上的加工對象物1內。
且本實施例的雷射加工裝置300，是在框體231內具備：將加工對象物1的雷射光入射面觀察用的表 面觀察單元211、及將集光光學系204及加工對象物1的距離微調整用的AF(自動對焦AutoFocus)單元212。
表面觀察單元211，是具有：將可視光VL1射出的觀察用光源211a、及將由加工對象物1的雷射光入射面被反射的可視光VL1的反射光VL2受光檢出的感測器211b。在表面觀察單元211中，從觀察用光源211a被射出的可視光VL1，是由鏡子208及分色鏡209、210、238被反射、透過，由集光光學系204朝向加工對象物1被集光。且，由加工對象物1的雷射光入射面被反射的反射光VL2，是由集光光學系204被集光由分色鏡238、210被透過、反射之後，透過分色鏡209由感測器211b受光。
AF單元212，是將AF用雷射光LB1射出，將由雷射光入射面被反射的AF用雷射光LB1的反射光LB2藉由受光檢出，將沿著切斷預定線5的雷射光入射面的變位資料取得。且，AF單元212，是形成改質領域7時，依據所取得的變位資料將驅動單元232驅動，沿著雷射光入射面的起伏的方式將集光光學系204朝其光軸方向往復移動。
進一步，本實施例的雷射加工裝置300，是將該雷射加工裝置300控制用者，具備由CPU、ROM、RAM等所構成的控制部250。此控制部250，是將雷射光源202控制，將從雷射光源202被射出的雷射光L的輸出和脈衝寬度等調節。且，控制部250，是形成改質領域7 時，雷射光L的集光點P是位於從加工對象物1的表面3隔有預定距離的位置且雷射光L的集光點P是沿著切斷預定線5相對地移動的方式，將框體231、平台111的位置、及驅動單元232的驅動的至少1個控制。
且控制部250，是形成改質領域7時，在反射型空間光變調器203中的各電極214外加預定電壓，在液晶層216顯示預定的變調圖型，由此，將雷射光L由反射型空間光變調器203所期地變調。
在此，顯示於液晶層216的變調圖型，是例如，欲形成改質領域7的位置，依據照射的雷射光L的波長、加工對象物1的材料、及集光光學系204和加工對象物1的曲折率等被預先導出，被記憶於控制部250。此變調圖型，是包含：修正在雷射加工裝置300發生的個體差(例如在反射型空間光變調器203的液晶層216發生的歪)用的個體差修正圖型、及修正球面像差用的球面像差修正圖型、軸棱錐透鏡圖型的至少1個。
第9圖，是顯示被顯示在液晶層的軸棱錐透鏡圖型的圖。圖中所示的軸棱錐透鏡圖型Ax，是顯示液晶層216的正面視的狀態。如第9圖所示，軸棱錐透鏡圖型Ax，是實現軸棱錐透鏡的作用的方式所生成的變調圖型。軸棱錐透鏡圖型Ax，是使在沿著雷射光照射方向接近排列的複數位置形成集光點的方式，將雷射光L集光在加工對象物1。換言之，在雷射光照射方向具有複數強度分布的方式將雷射光L變調。在此的軸棱錐透鏡圖型 Ax，是被作成逆圓錐狀的光學圖型，形成下凸狀者。
此軸棱錐透鏡圖型Ax，具體而言，具有：對於入射的雷射光L位於中心的圓領域a1、及被畫設在圓領域a1的周圍的複數圓環領域a2。圓環領域a2，是形成與圓領域a1同心，圓環形狀或是圓環形狀的一部分是具有被切除的形狀。在圓領域a1及複數圓環領域a2中，設定成隨著從徑方向外側朝內側進行使明度漸漸地明亮。
將這種軸棱錐透鏡圖型Ax顯示在液晶層216並進行雷射加工的情況，其圓環領域a2的數量(從中心的明度的折返數量)也就是參數數量愈大，沿著雷射光照射方向接近排列的集光點的數量(改質點d的數量)會增加，其結果，形成對應參數數量的縱長的改質束點Sx。在此，參數數量增減的話，在雷射光L的前方側(上游側)改質點d的數量會增減，進一步，被形成的改質束點Sx是具有朝雷射光L的前方側伸縮的傾向。
接著，詳細說明使用上述雷射加工裝置300的雷射加工方法。
第10圖是顯示成為本實施例的雷射加工的對象的加工對象物的俯視圖，第11圖是說明本實施例中的雷射加工方法用的剖面圖。本實施例的雷射加工方法，是作為將加工對象物1雷射加工將複數晶片製造用的晶片的製造方法使用。如第10圖所示，加工對象物1，是包含矽基板、藍寶石基板、SiC基板、玻璃基板(強化玻璃基板)、半導體基板或是透明絕緣基板等，且呈板狀。加工 對象物1的厚度，雖是150μm~350μm，在此，為200μm或是250μm。
在此加工對象物1的表面3中，在矩陣狀排列的方式使功能元件形成領域15被設置複數。且，在加工對象物1的表面3上，朝通過相鄰接的功能元件形成領域15間延伸的切斷預定線5是被複數設定。複數切斷預定線5，是呈格子狀延伸，包含；對於加工對象物1的定向平面6沿著大致平行的方向的切斷預定線5a、及沿著大致垂直的方向的切斷預定線5b。又，加工對象物1是藍寶石基板的情況時，其C面是被作成主面(表面3及背面21)，切斷預定線5是朝沿著藍寶石基板的R面的方向延伸地設定。
將雷射加工施加於這種加工對象物1的情況，首先，將可伸縮膠帶貼附在加工對象物1的背面21，將該加工對象物1載置在平台111上。接著，如第7、11圖所示，藉由控制部250將反射型空間光變調器203控制，在液晶層216將軸棱錐透鏡圖型Ax作為變調圖型顯示，在此狀態下，將加工對象物1的表面3作為雷射光入射面(雷射光照射面)將雷射光L脈衝照射在加工對象物1，使在沿著雷射光照射方向接近排列的複數位置形成集光點的方式將雷射光L集光在加工對象物1。並且，將加工對象物1及雷射光L沿著切斷預定線5相對移動(掃描)。
由此，在加工對象物1內的厚度方向的預定 深度，將具有沿著雷射光照射方向接近排列的複數位置形成的改質點d的縱長的改質束點Sx，沿著切斷預定線5複數形成。且，藉由這些複數改質束點Sx形成改質領域7。其後，藉由將可伸縮膠帶擴張，將改質領域7作為切斷的起點將加工對象物1沿著切斷預定線5切斷，作為被切斷的複數晶片半導體裝置(例如記憶體、IC、發光元件、受光元件等)獲得。
在此，形成改質束點Sx時，是實施下一個軸棱錐透鏡圖型作成過程(軸棱錐透鏡圖型作成控制)也可以。在軸棱錐透鏡圖型作成過程中，例如在液晶層216不將變調圖型顯示地施加雷射加工並依據形成於加工對象物1內的通常的改質束點(以下，也只稱為「通常的改質束點」)的狀態，藉由控制部250將軸棱錐透鏡圖型Ax作成。
且具有在加工對象物1的材料和雷射光L的能量所起因之改質束點Sx中的雷射光照射方向的長度變化、該改質束點Sx的厚度方向位置變化的情況。在此，形成改質束點Sx時，是實施下一個集光點位置修正過程(集光點位置修正控制)也可以。
在集光點位置修正過程中，以對於作成欲形成的改質束點Sx的雷射光L的最後側位置(最背面21位置)為基準，將厚度方向中的雷射光L的集光點位置(Z高度)，依據例如通常的改質束點的狀態修正。這是因為如上述，改質束點Sx具有由雷射光L的前方側對應參數數 伸縮的傾向。
進一步，形成改質束點Sx時，是實施調整軸棱錐透鏡圖型Ax的參數數(圓環領域a2的數)的軸棱錐透鏡圖型調整過程(軸棱錐透鏡圖型調整控制)也可以。在軸棱錐透鏡圖型調整過程中，對應欲形成的改質束點Sx(改質領域7)中的雷射光照射方向的長度，將軸棱錐透鏡圖型Ax的參數數量，依據例如通常的改質束點的狀態設定。具體而言，欲使改質束點Sx在雷射光照射方向加長的情況時，加大參數數，另一方面，欲縮短的情況時減小參數數。
以上，在本實施例中，形成改質領域7的情況，藉由將軸棱錐透鏡圖型Ax作為變調圖型顯示在反射型空間光變調器203，可以在接近雷射光照射方向排列的複數位置形成集光點的方式使雷射光集光。即，在縱方向由細的多點分岐的雷射光L實施雷射加工(即同時多點細長加工)，將分岐的多點集光點連接，就可以形成疑似的縱長集光點。由此，可以形成具有接近雷射光照射方向排列的複數改質點d的改質束點Sx。
依據此改質束點Sx的話，擬似(及實質)地成為縱長的集光部分是成為其能量密度被充分維持的狀態下形成，進一步，形成縱長的改質領域7。因此，使由加工對象物1的內部發生的龜裂的量減少，且，可以使該龜裂延伸困難，其結果，可以達成切剖面的直進性的提高及抗折強度的提高，成為可提高加工品質。
且改質領域7因為成為縱長，所以也可以提高處理量(能力)。且，本實施例，因為可以減少龜裂的量，所以欲控制加工對象物1內的龜裂的情況(例如切斷預定線5是不沿著結晶方位的情況、對於玻璃材料的加工的情況)很有效。
又，可以減少龜裂的量的上述作用效果，是加工對象物1為SiC基板或是藍寶石基板的情況，可減少朝C面方向的龜裂的效果成為顯著。且，通常，藉由使用軸棱錐透鏡的光學系欲將集光點縱長形成的話，能量的密度下降使正常的加工困難，或是在加工成為需要很多的能量，對於此，在本實施例中，如上述，可以將能量密度充分地維持地將雷射光L集光。且，因為使用空間相位變調器203形成縱長的改質束點Sx，所以在任意的位置可將任意的間距的改質領域7瞬間形成。
順便一提，一般，加工對象物1是將C面作成主面的藍寶石基板的情況，因為在藍寶石基板龜裂沿著R面延伸困難，所以沿著沿著R面的切斷預定線5形成了改質領域7的情況，發生的龜裂是容易朝切斷預定線5的交叉方向延伸，其結果擔心，可能沿著切斷預定線5的交叉方向破裂。對於此，本實施例，因為可以減少龜裂的量而可以抑制該可能，切斷預定線5是設定成朝沿著藍寶石基板的R面的方向延伸的情況時，很有效。且，加工對象物1是非晶質玻璃的情況，提高加工品質的上述作用效果成為顯著。
第12圖，是顯示藉由本實施例的雷射加工方法被形成的改質束點的一例的照片圖。在第12圖中，顯示將加工對象物1從側方所見的狀態，圖示上下方向是對應厚度方向。如第12圖所示，依據本實施例，在接近雷射光照射方向排列的複數位置形成集光點，由此，可以確認形成有具有接近雷射光照射方向排列的複數改質點d的縱長的改質束點Sx。
第13圖，是說明本實施例的雷射加工方法的效果用的照片圖。第13圖(a)，是在液晶層216未顯示變調圖型的狀態下將雷射光L照射在加工對象物1，在加工對象物1內形成了改質束點Sy的圖。第13圖(b)，是在液晶層216顯示軸棱錐透鏡圖型Ax的狀態下在將雷射光L照射加工對象物1，在加工對象物1內形成了改質束點Sx的圖。第13圖中的照片圖，是顯示將形成有改質束點的加工對象物1的內部，從雷射光入射面所見的狀態。
如第13圖所示，依據將軸棱錐透鏡圖型Ax顯示在液晶層216地形成的縱長的改質束點Sx的話，對於不將變調圖型顯示在液晶層216地形成的改質束點Sy，可以確認可減少在加工對象物1的內部發生的龜裂的量。
第14圖，是說明本實施例的雷射加工方法的效果用的其他的照片圖。第14圖(a)，是顯示在液晶層216未顯示變調圖型的狀態下將雷射光L照射在加工對象物1時的切剖面25y。第14圖(b)，是顯示在液晶層216 顯示軸棱錐透鏡圖型Ax的狀態下將雷射光L照射在加工對象物1時的切剖面25x。在第14圖中，顯示將加工對象物1從側方所見的狀態，圖示上下方向是對應厚度方向。
如第14圖所示，藉由使用軸棱錐透鏡圖型Ax施加雷射加工，朝例如厚度方向的交叉方向延伸的龜裂具有減少很多的傾向，在切剖面25x中，對於在液晶層216不顯示變調圖型地施加雷射加工的切剖面25y，可以確認晶片端面的直進性被提高。
且對於：在液晶層216不顯示變調圖型地在加工對象物1施加雷射加工的晶片、及在液晶層216顯示軸棱錐透鏡圖型Ax地在加工對象物1施加雷射加工的晶片，測量了抗折強度的結果如以下所示。又，在此，負荷方向為雷射光入射面側。
無變調圖型的顯示：抗折強度75.3MPa
有軸棱錐透鏡圖型顯示：抗折強度109.6MPa
如上述的抗折強度測量結果所示，藉由使用軸棱錐透鏡圖型Ax施加雷射加工，與在液晶層216不顯示變調圖型地施加雷射加工的情況時相比，可以確認晶片的抗折強度被提高。
又，因為在接近光軸方向排列的複數位置形成有集光點(形成有縱長的多點集光點)，所以可達成以下的作用效果。因為改質領域7是形成切除線狀，所以容易沿著改質領域7將加工對象物1切斷。由此，不依存於劈 開性和結晶方位可容易地進行雷射加工。且，與由1個縱長集光點將雷射光L集光並形成改質領域7的情況時相比，成為可由少能量進行雷射加工，即使從加工對象物1內中的雷射光入射面較深的位置形成改質領域7的情況，也容易確保充分的能量密度，其結果，可以形成充分大小(寬度廣)的改質領域7。
且因為對於一集光點在光軸方向的最近位置存在別的集光點，所以在加工對象物1切斷時的破壞力變強，由此，成為可容易地將加工對象物1切斷。對於一集光點使別的集光點達到加熱誘引效果，由此，成為可容易地將加工對象物1切斷。在由雷射光L所產生的加工對象物1的改質時可以提高應力解放效果，由此，成為可容易地將加工對象物1切斷。
接著，詳細說明第2實施例。又，在本實施例的說明中，主要說明與上述實施例相異的點。
第15、16圖，是說明本實施例中的雷射加工方法用的剖面圖。在本實施例中，藉由將雷射光L集光在加工對象物1，將沿著雷射光照射方向複數列(在此為3列)的改質領域7，在加工對象物1內沿著切斷預定線5形成。在本實施例中，可以將厚物的加工對象物1作成對象，加工對象物1的厚度，是雖無特別限定，例如5000μm的厚者也可適用，在此，為30μm~2000μm。
如第15圖(a)所示，在本實施例中，首先，藉由控制部250將反射型空間光變調器203控制，成為在液 晶層216不顯示變調圖型的狀態。在此狀態下，將集光點對位在加工對象物1內的背面21側，從表面3將雷射光L脈衝照射在加工對象物1，並且將加工對象物1及雷射光L沿著切斷預定線5相對移動。其結果，在加工對象物1內的背面21側，通常的改質束點Sy是沿著切斷預定線5複數形成，藉由這些複數改質束點Sy使背面側改質領域(相反面側改質領域)71形成一列。
接著，如第15圖(b)所示，藉由控制部250將反射型空間光變調器203控制，成為在液晶層216顯示軸棱錐透鏡圖型Ax的狀態。在此狀態下，加工對象物1內的表面3側及背面21側之間(背面側改質領域71及後述的表面側改質領域73之間，在此在厚度方向中央)將集光點對位，從表面3將雷射光L脈衝照射在加工對象物1。由此，在加工對象物1內的表面3側及背面21側之間，使在沿著雷射光照射方向接近排列的複數位置形成集光點的方式將雷射光L集光在加工對象物1。依此，將加工對象物1及該雷射光L沿著切斷預定線5相對移動。
其結果，在加工對象物1內的表面3側及背面21側之間，具有沿著雷射光照射方向接近排列的複數位置形成的改質點d的縱長的改質束點Sx，是沿著切斷預定線5被複數形成，藉由這些複數改質束點Sx使中間改質領域72形成一列。
在最後，如第16圖所示，藉由控制部250將反射型空間光變調器203控制，再度成為在液晶層216不 顯示變調圖型的狀態。在此狀態下，將集光點對位在加工對象物1內的表面3側，從表面3將雷射光L脈衝照射在加工對象物1，並且將加工對象物1及雷射光L沿著切斷預定線5相對移動。由此，在加工對象物1內的表面3側，通常的改質束點Sy是沿著切斷預定線5複數形成，藉由這些複數改質束點Sy使表面側改質領域(入射面側改質領域)73形成一列。
以上，在本實施例中，形成中間改質領域72的情況，藉由將軸棱錐透鏡圖型Ax作為變調圖型顯示在反射型空間光變調器203，可以使在沿著雷射光照射方向接近排列的複數位置形成集光點的方式將雷射光集光。由此，擬似地成為縱長的改質束點Sx是成為其能量密度被充分地維持的狀態下形成，其結果，可形成縱長的中間改質領域72。依據此中間改質領域72的話，與上述實施例同樣地，可以減少由加工對象物1的內部發生的龜裂的量，可以提高切剖面的直進性及抗折強度，成為可提高加工品質。
另一方面，在本實施例中，如上述，形成背面側改質領域71及表面側改質領域73的情況，沒有將軸棱錐透鏡圖型Ax作為變調圖型顯示在反射型空間光變調器203，在此，沒有變調圖型。因此，背面側改質領域71及表面側改質領域73是成為縱長，可以抑制在背面21及表面3容易產生破壞(打痕等)。
即，在本實施例中，形成複數列的改質領域7 將厚物的加工對象物1雷射加工的情況，在接近表面3及背面21領域中，不實施同時多點細長加工(改質束點Sx的形成)，就可一邊提高加工對象物1的分割能力且抑制表面3及背面21的破壞發生，一邊在中央領域中，實施同時多點細長加工，可以提高晶片的直進性及抗折強度。因此，成為可一邊維持加工對象物1的分割能力，一邊提高加工品質。
以上，雖說明了本發明的實施例，但是本發明，並非限定上述實施例，在不變更揭示於各申請專利範圍的實質的範圍的變形，或是適用於他者也可以。
例如，在上述第2實施例中，將改質領域71~73此順序形成，但是不限定於此，形成於加工對象物1的複數列的改質領域7的形成順序是順不同。且，在上述第2實施例中，在加工對象物1的內部，厚度方向的位置彼此不同的改質領域7也有形成4列以上的情況。例如，將背面側改質領域71複數列形成也可以，將中間改質領域72複數列形成也可以，將表面側改質領域73複數列形成也可以。
且在上述實施例中，雖將「雷射光入射面」作為表面3，將「雷射光入射面的相反面」作為背面21，但是背面21是作為「雷射光入射面」的情況，表面3是作為「雷射光入射面的相反面」。且，在上述實施例中，將至表面3及背面21的至少一方的龜裂從改質領域7發生也可以。又，本發明，是藉由上述雷射加工裝置或是方 法被製造的晶片也可以。
第17圖，是說明在雷射光的集光位置發生的像差用的圖。雷射光L，是平面波(平面的波面(相位))時，幾何學地集束在1點。另一方面，通常，平面波的雷射光L是藉由各式各樣的影響使波面變化處，具有在加工對象物1內被集光的雷射光L不會集束於1點，即像差自然發生的情況。像差，是例如包含賽德爾像差(散光像差、慧型像差、球面像差，像面彎曲及扭曲(失真)像差)，且，包含縱方向(沿著光軸方向的方向)的像差也就是縱像差、及與縱方向交叉的方向的像差也就是橫像差。
如第17圖所示，雷射光L是藉由集光光學系204(第11圖參照)等被集光在加工對象物1的情況，由集光過程朝加工對象物1被入射的話，不同的入射角的光線是藉由曲折(反射的法則)集束在不同的位置的球面像差會自然發生。即，如圖示，雷射光L被集光在加工對象物1所起因，在該集光位置，像差是自然發生，沿著光軸方向的像差的範圍(該雷射光L的強度是成為加工門檻值以上的範圍)是作為基準像差範圍H存在。
在此，藉由對於包含在這種雷射光L的集光所起因之發生的球面像差等的像差(以下，稱為「集光發生像差」)加上新的像差，就可發現可以控制加工品質。加上新的像差的手法，是如上述實施例，可舉例：使用反射型空間光變調器203等的空間光變調器作為賦予像差的像差賦予部，藉由此空間光變調器將雷射光L相位變調。 相位變調，是將雷射光L所具有的波面(相位)任意形狀變調。
相位變調的例，是例如，可舉例：實現軸棱錐透鏡的作用的相位變調、實現回折(繞射)格子的作用的相位變調、使預定的球面像差發生的相位變調等。該各相位變調的例，是例如，藉由對於反射型空間光變調器203，將軸棱錐透鏡圖型、回折(繞射)格子圖型、預定的球面像差圖型，各別作為變調圖型顯示，就可以實施。順便一提，作為加上新的像差的手法，也有：使用施加像差的透鏡的情況、和在集光過程將媒質插入的情況，這些的情況，該透鏡及該媒質是各別構成像差賦予部。
因此，在上述實施例在雷射光L的集光位置中，不是只有由軸棱錐透鏡圖型Ax所產生的相位變調被賦予的像差，也具有包含集光發生像差的情況。且，在形成背面側改質領域71及表面側改質領域73時沒有顯示於反射型空間光變調器203的液晶層216的變調圖型時，在雷射光L的集光位置中，也具有包含集光發生像差的情況。又，對於由軸棱錐透鏡圖型Ax所產生的相位變調，加上其他的相位變調也可以(將其他的圖型的顯示加在液晶層216也可以)。
[產業上的可利用性]
依據本發明的話，成為可以提供可提高加工品質的雷射加工裝置及雷射加工方法。

Claims (4)

  1. 一種雷射加工裝置，是藉由將雷射光集光在加工對象物，沿著雷射光照射方向將複數列的改質領域，在前述加工對象物的內部沿著切斷預定線形成，具備：將前述雷射光射出的雷射光源、及將藉由前述雷射光源被射出的前述雷射光變調的空間光變調器、及將藉由前述空間光變調器被變調的前述雷射光集光在前述加工對象物的集光光學系，複數列的前述改質領域，是至少包含：位於雷射光入射面側的入射面側改質領域、及位於前述雷射光入射面的相反面側的相反面側改質領域、及位於前述入射面側改質領域及前述相反面側改質領域之間的中間改質領域，前述空間光變調器，是形成前述中間改質領域的情況時，藉由將軸棱錐透鏡圖型作為變調圖型顯示，使在沿著雷射光照射方向接近排列的複數位置形成集光點的方式將前述雷射光集光，並且形成前述入射面側改質領域及前述相反面側改質領域的情況時，不將前述軸棱錐透鏡圖型作為變調圖型顯示。
  2. 如申請專利範圍第1項的雷射加工裝置，其中，前述雷射加工裝置，是沿著前述切斷預定線在前述加 工對象物的內部將改質束點複數形成，藉由複數前述改質束點形成前述改質領域者，前述空間光變調器，是形成前述中間改質領域的情況，使在沿著前述雷射光照射方向接近排列的前述複數位置各別形成改質點，複數前述改質點，是在前述雷射光照射方向構成長條形狀的前述改質束點。
  3. 如申請專利範圍第1或2項的雷射加工裝置，其中，在前述空間光變調器的顯示部中，前述軸棱錐透鏡圖型，是具有：對於入射的前述雷射光位於中心的圓領域、及被畫設在前述圓領域的周圍並與該圓領域同心的複數圓環領域，在前述圓領域及複數前述圓環領域中，設定成隨著從徑方向外側朝內側進行使明度漸漸地明亮。
  4. 一種雷射加工方法，是將從雷射光源被射出的雷射光藉由空間光變調器變調，藉由將由前述空間光變調器被變調的前述雷射光集光在加工對象物，沿著雷射光照射方向將複數列的改質領域，在前述加工對象物的內部沿著切斷預定線形成，至少具備：形成位於雷射光入射面側的入射面側改質領域的過程、及形成位於前述雷射光入射面的相反面側的相反面側改 質領域的過程、及形成位於前述入射面側改質領域及前述相反面側改質領域之間的中間改質領域的過程，在形成前述中間改質領域的過程中，藉由將軸棱錐透鏡圖型作為變調圖型顯示在前述空間光變調器，使在沿著雷射光照射方向接近排列的複數位置形成集光點的方式將前述雷射光集光，在形成前述入射面側改質領域的過程及形成前述相反面側改質領域的過程中，在前述空間光變調器不將該軸棱錐透鏡圖型作為變調圖型顯示。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11204506B2 (en) * 2014-03-05 2021-12-21 TeraDiode, Inc. Polarization-adjusted and shape-adjusted beam operation for materials processing
JP6644563B2 (ja) 2016-01-28 2020-02-12 浜松ホトニクス株式会社 レーザ光照射装置
JP6689631B2 (ja) 2016-03-10 2020-04-28 浜松ホトニクス株式会社 レーザ光照射装置及びレーザ光照射方法
JP6904567B2 (ja) * 2017-09-29 2021-07-21 三星ダイヤモンド工業株式会社 スクライブ加工方法及びスクライブ加工装置
US10707130B2 (en) 2018-03-05 2020-07-07 The Chinese University Of Hong Kong Systems and methods for dicing samples using a bessel beam matrix
US10562130B1 (en) 2018-12-29 2020-02-18 Cree, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US10576585B1 (en) 2018-12-29 2020-03-03 Cree, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US11024501B2 (en) 2018-12-29 2021-06-01 Cree, Inc. Carrier-assisted method for parting crystalline material along laser damage region
US10611052B1 (en) 2019-05-17 2020-04-07 Cree, Inc. Silicon carbide wafers with relaxed positive bow and related methods

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100025387A1 (en) * 2005-09-08 2010-02-04 Imra America, Inc. Transparent material processing with an ultrashort pulse laser
CN101772398A (zh) * 2007-08-03 2010-07-07 浜松光子学株式会社 激光加工方法、激光加工装置及其制造方法
TW201043378A (en) * 2009-02-09 2010-12-16 Hamamatsu Photonics Kk Workpiece cutting method
TW201200279A (en) * 2010-01-27 2012-01-01 Hamamatsu Photonics Kk Laser machining system
JP2013043204A (ja) * 2011-08-24 2013-03-04 Hamamatsu Photonics Kk レーザ加工方法
WO2013039162A1 (ja) * 2011-09-16 2013-03-21 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5490849A (en) 1990-07-13 1996-02-13 Smith; Robert F. Uniform-radiation caustic surface for photoablation
JP4716663B2 (ja) 2004-03-19 2011-07-06 株式会社リコー レーザ加工装置、レーザ加工方法、及び該加工装置又は加工方法により作製された構造体
JP4692717B2 (ja) 2004-11-02 2011-06-01 澁谷工業株式会社 脆性材料の割断装置
DE102006042280A1 (de) * 2005-09-08 2007-06-06 IMRA America, Inc., Ann Arbor Bearbeitung von transparentem Material mit einem Ultrakurzpuls-Laser
JP2007142000A (ja) 2005-11-16 2007-06-07 Denso Corp レーザ加工装置およびレーザ加工方法
JP4804911B2 (ja) 2005-12-22 2011-11-02 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置
US20090128824A1 (en) 2006-01-24 2009-05-21 Rainer Leitgeb Optical imaging system with extended depth of focus
CN101516566B (zh) 2006-09-19 2012-05-09 浜松光子学株式会社 激光加工方法和激光加工装置
DE102007024701A1 (de) 2007-05-25 2008-11-27 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Materialabtragung sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
CN101861228B (zh) 2007-11-14 2013-09-11 浜松光子学株式会社 激光加工装置以及激光加工方法
JP5368033B2 (ja) 2008-09-01 2013-12-18 浜松ホトニクス株式会社 レーザ光照射装置およびレーザ光照射方法
JP2011002698A (ja) * 2009-06-19 2011-01-06 Nikon Corp 位相変調装置、及び位相変調装置を使った観察システム
JP5775265B2 (ja) 2009-08-03 2015-09-09 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及び半導体装置の製造方法
US20120234807A1 (en) 2009-12-07 2012-09-20 J.P. Sercel Associates Inc. Laser scribing with extended depth affectation into a workplace
JP5479924B2 (ja) 2010-01-27 2014-04-23 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
US9259594B2 (en) 2010-10-18 2016-02-16 Bwt Property, Inc. Apparatus and methods for deep tissue laser therapy
JP5670765B2 (ja) 2011-01-13 2015-02-18 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
FR2989294B1 (fr) 2012-04-13 2022-10-14 Centre Nat Rech Scient Dispositif et methode de nano-usinage par laser
JP6121733B2 (ja) * 2013-01-31 2017-04-26 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置及びレーザ加工方法
US10442719B2 (en) * 2013-12-17 2019-10-15 Corning Incorporated Edge chamfering methods
US9517963B2 (en) 2013-12-17 2016-12-13 Corning Incorporated Method for rapid laser drilling of holes in glass and products made therefrom

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100025387A1 (en) * 2005-09-08 2010-02-04 Imra America, Inc. Transparent material processing with an ultrashort pulse laser
CN101772398A (zh) * 2007-08-03 2010-07-07 浜松光子学株式会社 激光加工方法、激光加工装置及其制造方法
TW201043378A (en) * 2009-02-09 2010-12-16 Hamamatsu Photonics Kk Workpiece cutting method
TW201200279A (en) * 2010-01-27 2012-01-01 Hamamatsu Photonics Kk Laser machining system
JP2013043204A (ja) * 2011-08-24 2013-03-04 Hamamatsu Photonics Kk レーザ加工方法
WO2013039162A1 (ja) * 2011-09-16 2013-03-21 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及びレーザ加工装置

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US9902017B2 (en) 2018-02-27

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