激光加工方法技术

本发明专利技术提供一种能够提高加工形状的精度和加工形状的自由度的激光加工方法。当在作为待加工对象的基板（Ｗ）中形成凹部时，用作为第一激光的改性激光（Ｌ１）的会聚点（ＬＳ１）扫描基板（Ｗ）的内部，以在与凹部的底部对应的位置中形成改性层（Ｗｒ），所述改性层（Ｗｒ）成为激光加工区域（Ｒ１）的边界（改性层形成步骤）。然后，用作为第二激光的会聚加工激光照射基板（Ｗ）的表面（Ｗａ）以去除和加工由改性层（Ｗｒ）限定的激光加工区域（Ｒ１），以由此形成凹部（去除／加工步骤）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用激光去除待加工对象的一部分的。
技术介绍
至今为止，当要在作为待加工对象的基板(例如，半导体材料基板、玻璃基板或压 电材料基板)中形成孔或沟槽时，通过用于去除和加工的公知的用激光照射 基板。在这种中，一般基于由试验加工获得的结果确定对基板进行激光加工 所需要的激光照射时间。但是，即使当基于由试验加工获得的结果确定正确的激光照射时 间时，去除深度也会由于基板厚度和表面状态的波动而波动。作为解决这种问题的措施，可以构想在日本专利申请公开No. H02-092482中描述 的这样一种。在该中，基板由例如绝缘材料和金属材料的不同 的材料制成。当在对绝缘材料进行激光加工的同时检测到激光在金属材料上的反射率的变 化时，激光的加工停止。因此，可只在绝缘材料中形成孔。但是，在上述的常规的中，待加工对象是包含由不同的材料制成的 被加工部分和非加工部分的对象(例如，其中埋入有钢材料的印刷电路板)。当待加工对象 由例如单一材料(例如，Si晶片)制成时，不能应用上述的。在上述的常规 的中，取决于非加工部分的形状确定加工形状，因此，加工的自由度低。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是，提供一种能够提高加工形状的精度并且具有更高的 加工形状的自由度的。根据本专利技术的包括改性层形成步骤，通过用第一激光的会聚点扫 描待加工对象的内部，形成改性层，所述改性层成为激光加工区域的边界；以及去除/加工 步骤，通过用被会聚的第二激光照射待加工对象的表面，去除和加工由改性层限定的激光 加工区域。根据本专利技术，在改性层形成步骤中在待加工对象中形成的改性层的激光加工速度 低于非改性区域的激光加工速度。因此，当在去除/加工步骤中执行去除加工时，加工形状 可由改性层确定。因此，使用第二激光去除待加工对象的情况下的加工精度得到提高。可 使用第一激光将改性层形成为任意的形状，并由此提高加工形状的自由度。根据参照附图的示例性实施例的以下描述，本专利技术的其它特征将变得清晰。附图说明图1示出根据本专利技术的第一实施例的激光加工装置的示意性结构。图2A、图2B和图2C示出由根据本专利技术的第一实施例的激光加工装置的控制装置 控制的改性层(modified layer)形成步骤，其中，图2A示出用改性激光扫描基板的状态， 图2B示出在基板中形成改性层的状态，图2C是示出基板的平面图。图3A、图;3B和图3C示出由根据本专利技术的第一实施例的激光加工装置的控制装置 控制的去除/加工步骤，其中，图3A示出用加工激光扫描基板的状态，图:3B示出用加工激 光扫描基板以继续加工的状态，图3C示出用加工激光扫描基板以完成加工的状态。图4A和图4B示出由形成的凹部，图4A是示出基板中的凹部的断面 图，图4B是示出基板的平面图。图5A、图5B和图5C示出由根据本专利技术的第二实施例的激光加工装置的控制装置 控制的改性层形成步骤，其中，图5A示出用改性激光扫描基板的状态，图5B示出在基板中 形成改性层的状态，图5C是示出基板的平面图。图6A和图6B示出由根据本专利技术的第二实施例的激光加工装置的控制装置控制的 去除/加工步骤，其中，图6A示出用加工激光扫描基板的状态，图6B示出用加工激光扫描 基板以继续加工的状态。图7A和图7B示出由形成的贯通部分，其中，图7A是示出基板中的 贯通部分的断面图，图7B是示出基板的平面图。具体实施例方式以下，参照附图详细描述本专利技术的实施例。[第一实施例]图1示出根据本专利技术的第一实施例的激光加工装置的示意性结构。图1所示的激 光加工装置100具有能够用激光照射作为待加工对象的基板W以在基板W中形成凹部(例 如，点(孔)或直线状或曲线状的沟槽)的结构。激光加工装置100包含激光振荡器1、会 聚透镜2 (12)、XY台架3和控制装置4。YAG激光器、(X)2激光器、受激准分子激光器、固体激 光器或染料激光器被使用作为激光振荡器1。作为待加工对象的基板W被设置在XY台架3 上。会聚透镜2 (12)被设置在激光振荡器1和XY台架3 (基板W)之间。控制装置4控制 激光振荡器1的激光发射时间和激光发射定时，并且控制XY台架3在X轴方向和Y轴方向 上的移动。此外，控制装置4控制会聚透镜2(1 在Z轴方向上的移动。因此，由会聚透镜 2(12)产生的激光的会聚点可相对于基板W而在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向上移位。作 为XY台架3的替代，可以使用CTZ台架以在Z轴方向上移动基板W。注意，X轴方向和Y轴 方向中的每一个是与基板W的表面平行的方向，并且，Z轴方向是与基板W的表面垂直的方 向。从激光振荡器1发射的激光通过会聚透镜2 (1 被会聚，并且，基板W被会聚的激 光照射。在第一实施例中，基板W在X轴方向和Y轴方向上移动，以用激光扫描基板W。当 要用激光扫描基板W时，例如，可以使用反射镜以相对于基板W而在X轴方向和Y轴方向 上使激光移位。基板W由单一材料制成。基板W的例子包括半导体材料基板(例如，硅晶 片)、由LiTaO3制成的压电材料基板，以及玻璃基板。在第一实施例中，对基板W的激光加工由控制装置4控制。宽泛地 来说包括在基板W的内部形成改性层的改性层形成步骤和在由改性层限定的激光加工区 域上执行去除加工的去除/加工步骤。在改性层形成步骤中，通过会聚透镜2会聚作为第一激光的改性激光，并且，用会 聚的改性激光照射基板W以在基板W的内部形成改性层。使用对于基板W透明的激光作为4改性激光。具体而言，希望改性激光具有“(基板W上的透射率)> (基板W的入射面上的 吸收系数)”的特性。在去除/加工步骤中，用作为第二激光的加工激光照射基板W以在基 板W中形成凹部。执行激光去除加工，使得通过会聚透镜12会聚加工激光，以用于照射而 熔融和蒸发(或侵蚀)基板W的一部分。在第一实施例中，从共用的激光振荡器1发射改性激光和加工激光。用于改性层 形成步骤的会聚透镜2在去除/加工步骤中变为会聚透镜12。在改性层形成步骤和去除/ 加工步骤之间，激光振荡器可变为另一激光振荡器。改性激光和加工激光可具有相同的性 质。参照图2A、图2B和图2C具体描述改性层形成步骤。如图2A所示，从激光振荡器 1发射的改性激光Ll的会聚点Lsi通过会聚透镜2被设定于基板W的内部。被设定于基板 W的内部的会聚点Lsi和接近该会聚点的区域具有比会聚点Lsi和所述接近的区域以外的、 改性激光Ll穿过的区域高的能量密度。因此，在设定于基板W的内部的会聚点Lsi和所述 接近的区域中，由于局部加热而引发吸收系数的变化和包括多光子吸收的现象，以由此执 行改性。当如图2A所示的那样执行利用改性激光Ll的会聚点Lsi的扫描时，如图2B所示， 形成改性层Wr，该改性层^ 成为激光加工区域的边界。在第一实施例中，如图2C所示，在 X轴方向(或Y轴方向)上执行利用改性激光Ll的会聚点Lsi的扫描，以形成改性层Wr，该 改性层Wr成为凹部(例如，孔或沟槽)的底部。换句话说，在第一实施例中，凹部的底部对 应于激光加工区域Rl的边界。在边界中形成改性层Wr。改性层fe是通过用改性激光Ll照射基板W的材料的一部分获得的并且特性和结 构与非照射区域不同的区域。具体而言，改性层Wr具有以下的三种状态(1)、⑵和(3)。 注意，在以下的三种改性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光加工方法，包括：改性层形成步骤，通过用第一激光的会聚点扫描待加工对象的内部，形成改性层，所述改性层成为激光加工区域的边界；以及去除／加工步骤，通过用被会聚的第二激光照射所述待加工对象的表面，去除和加工由所述改性层限定的所述激光加工区域。

【技术特征摘要】
JP 2009-11-9 2009-2558971.一种激光加工方法，包括改性层形成步骤，通过用第一激光的会聚点扫描待加工对象的内部，形成改性层，所述 改性层成为激光加工区域的边界；以及去除/加工步骤，通过用被会聚的第二激光照射所述待加工对象的表面，去除和加工 由所述改性层限定的所述激光加工区域。2.根据权利要求1所述的激光加工方法，其中，在所述改性层形成步骤中，当在所述去 除/加工步骤中在...

【专利技术属性】
技术研发人员：仓知孝介，久保田雅彦，冈野明彦，平本笃司，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP