ES2529201T3

ES2529201T3 - Método de corte de un sustrato con una formación a lo largo de una línea de puntos modificados por superposición en el interior del sustrato

Info

Publication number: ES2529201T3
Application number: ES10164391.4T
Authority: ES
Inventors: Fumitsugu Fukuyo; Kenshi Fukumitsu; Naoki Uchiyama; Toshimitsu Wakuda
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2000-09-13
Filing date: 2001-09-13
Publication date: 2015-02-17
Anticipated expiration: 2021-09-13
Also published as: EP2213403A1; CN105108349B; TW200539980A; US20100055876A1; TWI271251B; CN103551745A; US20060040473A1; US20060160331A1; SG10201406382YA; JP5138800B2; KR101248280B1; KR100667460B1; AU2001286227A1; EP2228166A1; CN100471609C; KR101432955B1; EP2228165A1; US20110021004A1; US20110037149A1; US20120228276A1

Abstract

Un método de corte de un sustrato de material semiconductor, un sustrato de material piezoeléctrico o un sustrato de vidrio (1), que comprende las etapas de: irradiar el sustrato (1) con una luz (L) láser, caracterizado por que la luz (L) láser tiene una luz láser pulsada que tiene un ancho de pulso no mayor que 1 μs en un punto (P) de convergencia dentro del sustrato (1), de manera que el punto (P) de convergencia de la luz láser pulsada se coloca dentro del sustrato (1) y una potencia pico de la luz (L) láser en el punto (P) de convergencia no es menor que 1 X 108 (W/cm2); y además caracterizado por las etapas siguientes: mover relativamente el punto (P) de convergencia de la luz láser pulsada con respecto al sustrato (1) a lo largo de una línea (5) a lo largo de la que el sustrato (1) está destinado a cortarse de manera secuencial para formar, en los puntos (P) convergentes respectivos de la luz láser pulsada, una pluralidad de puntos (90) modificados, donde al menos una de la magnitud de la velocidad de movimiento del punto (P) de convergencia de la luz (L) láser pulsada con respecto al sustrato (1) y de la magnitud de la frecuencia de repetición de la luz (L) láser pulsada se controla de manera que cada punto modificado se superpone a los dos puntos modificados adyacentes formados a lo largo de la línea (5) a lo largo de la que el sustrato (1) está destinado a cortarse, con el fin de hacer que una región (9) continua modificada funcione como un punto de partida para cortar el sustrato (1) por la pluralidad de los puntos (90) modificados solo dentro del sustrato (1) sin fundir una superficie (3) incidente de luz láser pulsada del sustrato (1) a lo largo de la línea (5) a lo largo de la que el sustrato (1) está destinado a cortarse; donde además el punto (90) modificado es un punto de fractura y la región (9) modificada es una región de fractura cuando el sustrato (1) es un sustrato de vidrio o un sustrato de material piezoeléctrico, o el punto (90) modificado es un punto procesado fundido y la región (9) modificada es una región procesada fundida cuando el sustrato (1) es un sustrato de material semiconductor, o el punto (90) modificado es un punto de cambio de índice de refracción y la región (9) modificada es una región de cambio de índice de refracción provocada por un cambio estructural permanente, tal como el cambio de valencia iónica, la cristalización o la orientación de polarización cuando el sustrato (1) es un sustrato de vidrio y el ancho de pulso de la luz (L) láser es 1 ns o menos, donde además el punto de partida formado en el sustrato (1) se forma solo por la irradiación láser que converge dentro del sustrato (1), y se genera una fractura a partir de la región (9) modificada que funciona como el punto de partida para cortar y aumentar desde el punto de partida y la fractura alcanza a una superficie anterior y posterior del sustrato (1) de manera que el sustrato (1) puede cortarse, y; cortar el sustrato (1) a lo largo de la línea (5) a lo largo de la que el sustrato (1) está destinado a cortarse.

Description

E10164391

29-01-2015

DESCRIPCIÓN

Método de corte de un sustrato con una formación a lo largo de una línea de puntos modificados por superposición en el interior del sustrato

5 La presente invención se refiere a un método de corte de un sustrato de material semiconductor, un sustrato de material piezoeléctrico o un sustrato de vidrio.

Antecedentes de la técnica

Una de las aplicaciones del láser es cortar. Un proceso de corte típico realizado por un láser es de la siguiente manera: Por ejemplo, una parte a cortar en un objeto a procesar, tal como una oblea semiconductora o sustrato de vidrio se irradia con una luz láser que tiene una longitud de onda absorbida por el objeto, de manera que la fusión tras el calentamiento continua debido a la absorción de la luz láser desde la superficie hasta la cara posterior del

15 objeto a procesar en la parte a cortar, por lo que se corta el objeto a procesar. Sin embargo, este método también funde los alrededores de la región a ser la parte de corte en la superficie del objeto a cortar. Por lo tanto, en el caso en el que el objeto a procesar sea una oblea semiconductora, podrían derretirse los dispositivos semiconductores localizados cerca de la región mencionada anteriormente entre las formadas en la superficie de la oblea semiconductora.

Los métodos de corte en base a láser descritos en la solicitud de patente japonesa abierta al público Nº 2000219528 y en la solicitud de patente japonesa abierta al público Nº 2000-15467 son ejemplos conocidos de métodos que pueden evitar que la superficie del objeto se procese a partir de una fusión. En los métodos de corte de estas publicaciones, la parte a cortar en el objeto a procesar se calienta con luz láser, y a continuación, el objeto se enfría,

25 con el fin de generar un choque térmico en la parte a cortar en el objeto, por lo que se corta el objeto.

La patente japonesa número 4 111800, en la que se basa el preámbulo de la reivindicación 1, describe un proceso de corte para un material transparente con el que se irradia el interior del material mediante un haz de alta potencia focalizado. Se genera una pequeña fractura en el punto en el que se irradia el haz de alta potencia y moviendo la posición del haz de alta potencia, se genera una fractura consecutiva en el material de manera que el material puede cortarse.

Divulgación de la invención

35 Cuando el choque térmico generado en el objeto a procesar es grande en los métodos de corte de las solicitudes mencionadas anteriormente, pueden producirse fracturas innecesarias, tales como las que se desvían de las líneas a cortar o las que se extienden a una parte no irradiada con láser. Por lo tanto, estos métodos de corte no pueden lograr un corte de precisión. Cuando el objeto a procesar es una oblea semiconductora, un sustrato de vidrio formado con un dispositivo de visualización de cristal líquido, o un sustrato de vidrio formado con un patrón de electrodo en particular, chips semiconductores, dispositivos de visualización de cristal líquido, o patrones de electrodos pueden dañarse debido a las fracturas innecesarias. Además, la potencia de entrada media es tan alta en estos métodos de corte que el daño térmico impartido al chip semiconductor y similares es grande.

Un objeto de la presente invención es proporcionar un método que no genere fracturas innecesarias en la superficie 45 de un objeto a procesar y no funda la superficie.

El método de corte de un sustrato de material semiconductor, un sustrato piezoeléctrico o un sustrato de vidrio de acuerdo con la presente invención se define la reivindicación 1.

Este método, de acuerdo con la presente invención, irradia un objeto a procesar con luz láser con un punto de convergencia de luz localizado dentro del mismo de acuerdo con una condición con una densidad de potencia pico de al menos 1 X 108 (W/cm2) y un ancho de pulso de 1 s o menos en el punto de convergencia de luz. Por lo tanto, un fenómeno conocido como daño óptico provocado por la absorción multifotónica se produce en el objeto a procesar. Este daño óptico induce la distorsión térmica dentro del objeto a procesar, formando de este modo una

55 región de fractura dentro del objeto a procesar. La región de fractura es un ejemplo de la región modificada mencionada anteriormente, por lo que este método de procesamiento láser permite el procesamiento láser sin generar una fusión o fracturas innecesarias que se desvían de la línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse en la superficie del objeto. Un ejemplo del objeto a procesar en este método de procesamiento láser es un elemento que incluye vidrio. En este caso, la densidad de potencia pico se refiere a la intensidad del campo eléctrico de la luz láser pulsada en el punto de convergencia de luz.

De acuerdo con la presente invención, el método comprende una etapa de irradiar un objeto a procesar con luz láser con un punto de convergencia de luz localizado dentro del mismo de acuerdo con una condición con una densidad de potencia pico de al menos 1 X 108 (W/cm2) y el ancho de pulso de 1 s o menos en el punto de convergencia de

65 luz, con el fin de formar una región modificada que incluya una región procesada fundida dentro del objeto a lo largo de una línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse en el objeto.

E10164391

29-01-2015

Este método de acuerdo con la presente invención irradia un objeto a procesar con luz láser con un punto de convergencia de luz localizado dentro del mismo de acuerdo con una condición con una densidad de potencia pico de al menos 1 X 108 (W/cm2) y un ancho de pulso de 1 s o menos en el punto de convergencia de luz. Por lo tanto, el interior del objeto a procesar se calienta localmente por absorción multifotónica. Este calentamiento forma una

5 región procesada fundida dentro del objeto a procesar. La región procesada fundida es un ejemplo de la región modificada mencionada anteriormente, por lo que este método de procesamiento láser permite el procesamiento láser sin generar una fusión o fracturas innecesarias que se desvían de la línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse en la superficie del objeto. Un ejemplo del objeto a procesar en este método de procesamiento láser es un elemento que incluye un material semiconductor.

De acuerdo con la presente invención, el procedimiento comprende una etapa de irradiar un objeto a procesar con luz láser con un punto de convergencia de luz localizado dentro del mismo de acuerdo con una condición con una densidad de potencia pico de al menos 1 X 108 (W/cm2) y un ancho de pulso de 1 ns o menos en el punto de convergencia de luz, con el fin de formar una región modificada que incluya una región de cambio de índice de

15 refracción que es una región con un índice de refracción cambiado dentro del objeto a lo largo de una línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse en el objeto.

Este método irradia un objeto a procesar con luz láser con un punto de convergencia de luz localizado dentro del mismo de acuerdo con una condición con una densidad de potencia pico de al menos 1 X 108 (W/cm2) y un ancho de pulso de 1 ns o menos en el punto de convergencia de luz. Cuando se genera la absorción multifotónica dentro del objeto a procesar con el ancho de pulso muy corto, la potencia provocada por la absorción multifotónica no se transforma en energía térmica, de manera que se induce un cambio estructural permanente tal como el cambio de valencia iónica, una cristalización, o una orientación de polarización dentro del objeto, por lo que se forma una región de cambio de índice de refracción. Esta región de cambio de índice de refracción es un ejemplo de la región

25 modificada mencionada anteriormente, por lo que este método de procesamiento láser permite el procesamiento láser sin generar una fusión o fracturas innecesarias que se desvían de la línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse en la superficie del objeto. Un ejemplo del objeto a procesar en este método de procesamiento láser es un elemento que incluye vidrio.

Los modos que pueden emplearse en los métodos de procesamiento láser anteriores son los siguientes: Luz láser emitida desde una fuente de luz láser que puede incluir luz láser pulsada. La luz láser pulsada puede concentrar la energía del láser espacial y temporalmente, por lo que incluso una sola fuente de luz láser permite que la intensidad de campo eléctrico (densidad de potencia pico) en el punto de convergencia de luz del láser tenga una magnitud tal que pueda producirse una absorción multifotónica.

35 Irradiando el objeto a procesar con un punto de convergencia de luz localizado dentro del mismo puede abarcarse un caso en el que se hace converger la luz láser emitida desde una fuente de luz láser y, a continuación, por ejemplo, el objeto se irradia de este modo con una luz láser convergente con un punto de convergencia de luz localizado dentro del mismo. Esto converge la luz láser, permitiendo de ese modo que la intensidad de campo eléctrico de la luz láser en el punto de convergencia de luz tenga una magnitud tal que pueda producirse la absorción multifotónica.

Irradiando el objeto a procesar con un punto de convergencia de luz localizado dentro del mismo puede abarcarse un caso en el que el objeto a procesar se irradia con unos haces de luz láser respectivos emitidos desde una 45 pluralidad de fuentes de luz láser desde direcciones diferentes entre sí con un punto de convergencia de luz localizado dentro del mismo. Puesto que se usa una pluralidad de fuentes de luz láser, esto permite que la intensidad del campo eléctrico de la luz láser en el punto de convergencia de luz tenga una magnitud tal que pueda producirse una absorción multifotónica. Por lo tanto, incluso la luz láser de onda continua que tiene una potencia instantánea menor que la de la luz láser pulsada puede formar una región modificada. Los haces de luz láser respectivos emitidos desde una pluralidad de fuentes de luz láser pueden entrar en el objeto a procesar desde la superficie del mismo. Una pluralidad de fuentes de luz láser puede incluir una fuente de luz láser para emitir luz láser que entra en el objeto a procesar desde la superficie del mismo, y una fuente de luz láser para emitir luz láser que entra en el objeto a procesar desde la cara posterior del mismo. Una pluralidad de fuentes de luz láser puede incluir una sección de fuente de luz en la que las fuentes de luz láser están dispuestas en una matriz a lo largo de una línea

55 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse. Esto puede formar una pluralidad de puntos de convergencia de luz a lo largo de la línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse al mismo tiempo, permitiendo de este modo mejorar la velocidad de procesamiento.

La región modificada se forma moviendo el objeto a procesar en relación con el punto de convergencia de luz de la luz láser localizada dentro del objeto. En este caso, el movimiento relativo mencionado anteriormente forma la región modificada dentro del objeto a procesar a lo largo de una línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse en la superficie del objeto.

El método comprende, de acuerdo con la presente invención, una etapa de corte para cortar el objeto a procesar a lo

65 largo de la línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse. Cuando el objeto a procesar no puede cortarse en la etapa de formación de la región modificada, la etapa de corte corta el objeto. La etapa de corte rompe

E10164391

29-01-2015

el objeto a procesar usando la región modificada como un punto de partida, siendo capaz de esta manera de cortar el objeto con una fuerza relativamente pequeña. Esto puede cortar el objeto a procesar sin generar fracturas innecesarias que se desvíen de la línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse en la superficie del objeto.

5 Los objetos a procesar, de acuerdo con la presente invención, son elementos que incluyen vidrio, un material piezoeléctrico, y un material semiconductor. Este método de procesamiento láser también puede aplicarse a un objeto a procesar que tiene una superficie formada con un dispositivo electrónico o patrón de electrodo. El dispositivo electrónico se refiere a un dispositivo semiconductor, un dispositivo de visualización tal como el cristal líquido, un dispositivo piezoeléctrico, o similares.

Otras realizaciones del método de acuerdo con la presente invención se definen en las reivindicaciones dependientes.

15 Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista en planta de un objeto a procesar durante el procesamiento láser por el método de procesamiento láser; La figura 2 es una vista en sección del objeto a procesar mostrado en la figura 1, tomada a lo largo de la línea II-II; La figura 3 es una vista en planta del objeto a procesar después del procesamiento láser realizado por el método de procesamiento láser; La figura 4 es una vista en sección del objeto a procesar mostrado en la figura 3, tomada a lo largo de la línea IV-IV;

25 La figura 5 es una vista en sección del objeto a procesar mostrado en la figura 3, tomada a lo largo de la línea V-V; La figura 6 es una vista en planta del objeto a procesar cortado por el método de procesamiento láser; La figura 7 es una gráfica que muestra las relaciones entre la intensidad del campo eléctrico y la magnitud de la fractura en el método de procesamiento láser; La figura 8 es una vista en sección del objeto a procesar en una primera etapa del método de procesamiento láser; La figura 9 es una vista en sección del objeto a procesar en una segunda etapa del método de procesamiento láser; La figura 10 es una vista en sección del objeto a procesar en una tercera etapa del método de procesamiento

35 láser; La figura 11 es una vista en sección del objeto a procesar en una cuarta etapa del método de procesamiento láser; La figura 12 es una vista que muestra una fotografía de una sección transversal en una parte de una oblea de silicio cortada por el método de procesamiento láser; La figura 13 es una gráfica que muestra las relaciones entre la longitud de onda de luz láser y la transmitancia dentro de un sustrato de silicio en el método de procesamiento láser; La figura 14 es un diagrama esquemático de un aparato de procesamiento láser que puede usarse en el método de procesamiento láser de acuerdo con un primer ejemplo; La figura 15 es un diagrama de flujo para explicar el método de procesamiento láser de acuerdo con el primer

45 ejemplo; La figura 16 es una vista en planta de un objeto a procesar para explicar un patrón que puede cortarse por el método de procesamiento láser de acuerdo con el primer ejemplo; La figura 17 es una vista esquemática para explicar el método de procesamiento láser de acuerdo con el primer ejemplo con una pluralidad de fuentes de luz láser; La figura 18 es una vista esquemática para explicar otro método de procesamiento láser de acuerdo con el primer ejemplo con una pluralidad de fuentes de luz láser; La figura 19 es una vista en planta esquemática que muestra una oblea de dispositivo piezoeléctrico en un estado sostenido por una lámina de oblea en el segundo ejemplo; La figura 20 es una vista en sección esquemática que muestra una oblea de dispositivo piezoeléctrico en un

55 estado sostenido por una lámina de oblea en el segundo ejemplo; La figura 21 es un diagrama de flujo para explicar el método de corte de acuerdo con el segundo ejemplo; La figura 22 es una vista en sección de un material de transmisión de luz irradiado con luz láser por el método de corte de acuerdo con el segundo ejemplo; La figura 23 es una vista en planta del material de transmisión de luz irradiado con luz láser por el método de corte de acuerdo con el segundo ejemplo; La figura 24 es una vista en sección del material de transmisión de luz mostrado en la figura 23, tomada a lo largo de la línea XXIV-XXIV; La figura 25 es una vista en sección del material de transmisión de luz mostrado en la figura 23, tomada a lo largo de la línea de XXV-XXV;

65 La figura 26 es una vista en sección del material de transmisión de luz mostrado en la figura 23, tomada a lo largo de la línea de XXV-XXV cuando la velocidad de movimiento del punto de convergencia de luz se hace más

5

15

25

35

45

55

65

E10164391

29-01-2015

baja; La figura 27 es una vista en sección del material de transmisión de luz mostrado en la figura 23, tomada a lo largo de la línea de XXV-XXV cuando la velocidad de movimiento del punto de convergencia de luz se hace aún más baja; La figura 28 es una vista en sección de una oblea de dispositivo piezoeléctrico o similares que muestra una primera etapa del método de corte de acuerdo con el segundo ejemplo; La figura 29 es una vista en sección de la oblea de dispositivo piezoeléctrico o similares que muestra una segunda etapa del método de corte de acuerdo con el segundo ejemplo; La figura 30 es una vista en sección de la oblea de dispositivo piezoeléctrico o similares que muestra una tercera etapa del método de corte de acuerdo con el segundo ejemplo; La figura 31 es una vista en sección de la oblea de dispositivo piezoeléctrico o similares que muestra una cuarta etapa del método de corte de acuerdo con el segundo ejemplo; La figura 32 es una vista en sección de la oblea de dispositivo piezoeléctrico o similares que muestra una quinta etapa del método de corte de acuerdo con el segundo ejemplo; La figura 33 es una vista que muestra una fotografía de un plano de una muestra dentro de la que se forma una región de fractura tras la irradiación con la luz láser pulsada polarizada linealmente; La figura 34 es una vista que muestra una fotografía de un plano de una muestra dentro de la que se forma una región de fractura tras la irradiación con la luz láser pulsada polarizada circularmente; La figura 35 es una vista en sección de la muestra mostrada en la figura 33, tomada a lo largo de la línea XXXV-XXXV; La figura 36 es una vista en sección de la muestra mostrada en la figura 34 tomada a lo largo de la línea XXXVI-XXXVI; La figura 37 es una vista en planta de la parte del objeto a procesar que se extiende a lo largo de una línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse, en la que se forma una región de fractura por el método de procesamiento láser de acuerdo con un tercer ejemplo; La figura 38 es una vista en planta de la parte del objeto a procesar que se extiende a lo largo de una línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse, en la que se forma una región de fractura por un método de procesamiento láser comparativo; La figura 39 es una vista que muestra una luz láser polarizada elípticamente de acuerdo con el tercer ejemplo, y una región de fractura formada de esta manera; La figura 40 es un diagrama esquemático del aparato de procesamiento láser de acuerdo con el tercer ejemplo; La figura 41 es una vista en perspectiva de una placa de cuarto de onda incluida en un regulador de elipticidad de acuerdo con el tercer ejemplo; La figura 42 es una vista en perspectiva de una placa de media onda incluida en una parte del regulador de rotación de 90° de acuerdo con el tercer ejemplo; La figura 43 es un diagrama de flujo para explicar el método de procesamiento láser de acuerdo con el tercer ejemplo; La figura 44 es una vista en planta de una oblea de silicio irradiada con luz láser polarizada elípticamente por el método de procesamiento láser de acuerdo con el tercer ejemplo; La figura 45 es una vista en planta de una oblea de silicio irradiada con luz láser polarizada linealmente por el método de procesamiento láser de acuerdo con el tercer ejemplo; La figura 46 es una vista en planta de una oblea de silicio en la que la oblea de silicio mostrada en la figura 44 se irradia con luz láser polarizada elípticamente por el método de procesamiento láser de acuerdo con el tercer ejemplo; La figura 47 es una vista en planta de una oblea de silicio en la que la oblea de silicio mostrada en la figura 45 se irradia con luz láser polarizada linealmente por el método de procesamiento láser de acuerdo con el tercer ejemplo; La figura 48 es un diagrama esquemático del aparato de procesamiento láser de acuerdo con un cuarto ejemplo; La figura 49 es una vista en planta de una oblea de silicio en la que la oblea de silicio mostrada en la figura 44 se irradia con luz láser polarizada elípticamente por el método de procesamiento láser de acuerdo con el cuarto ejemplo; La figura 50 es una vista en planta del objeto a procesar en el caso en el que se forma un punto de fractura relativamente grande usando el método de procesamiento láser de acuerdo con un quinto ejemplo; La figura 51 es una vista en sección tomada a lo largo de LI-LI en la línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse mostrada en la figura 50; La figura 52 es una vista en sección tomada a lo largo de LII-LII ortogonal a la línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse mostrada en la figura 50; La figura 53 es una vista en sección tomada a lo largo de LIII-LIII ortogonal a la línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse mostrada en la figura 50; La figura 54 es una vista en sección tomada a lo largo de LIV-LIV ortogonal a la línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse mostrada en la figura 50; La figura 55 es una vista en planta del objeto a procesar mostrado en la figura 50 cortado a lo largo de la línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse; La figura 56 es una vista en sección del objeto a procesar tomada a lo largo de la línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse en el caso en el que se forma un punto de fractura relativamente pequeño usando el método de procesamiento láser de acuerdo con el quinto ejemplo;

5

15

25

35

45

55

65

E10164391

29-01-2015

La figura 57 es una vista en planta del objeto a procesar mostrado en la figura 56 cortado a lo largo de la línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse; La figura 58 es una vista en sección del objeto a procesar que muestra un estado en el que la luz láser pulsada se hace converger dentro del objeto usando una lente de convergencia de luz que tiene una apertura numérica predeterminada; La figura 59 es una vista en sección del objeto a procesar que incluye un punto de fractura formado debido a la absorción multifotónica provocada por irradiación con luz láser mostrado en la figura 58; La figura 60 es una vista en sección del objeto a procesar en el caso en el que se usa una lente de convergencia de luz que tiene una apertura numérica mayor que la del ejemplo mostrado en la figura 58; La figura 61 es una vista en sección del objeto a procesar que incluye un punto de fractura formado debido a la absorción multifotónica provocada por irradiación con luz láser mostrado en la figura 60; La figura 62 es una vista en sección del objeto a procesar en el caso en el que se usa la luz láser pulsada que tiene una potencia más baja que la del ejemplo mostrado en la figura 58; La figura 63 es una vista en sección del objeto a procesar que incluye un punto de fractura formado debido a la absorción multifotónica provocada por irradiación con luz láser mostrado en la figura 62; La figura 64 es una vista en sección del objeto a procesar en el caso en el que se usa la luz láser pulsada que tiene una potencia más baja que la del ejemplo mostrado en la figura 60; La figura 65 es una vista en sección del objeto a procesar que incluye un punto de fractura formado debido a la absorción multifotónica provocada por irradiación con luz láser mostrado en la figura 64; La figura 66 es una vista en sección tomada a lo largo de LXVI-LXVI ortogonal a la línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse mostrado en la figura 57; La figura 67 es un diagrama esquemático que muestra el aparato de procesamiento láser de acuerdo con el quinto ejemplo; La figura 68 es un diagrama de bloques que muestra una parte de un ejemplo de un controlador general proporcionado en el aparato de procesamiento láser de acuerdo con el quinto ejemplo; La figura 69 es una vista que muestra un ejemplo de la tabla de una sección de almacenamiento de correlación incluida en el controlador general del aparato de procesamiento láser de acuerdo con el quinto ejemplo; La figura 70 es una vista que muestra otro ejemplo de la tabla de la sección de almacenamiento de correlación incluida en el controlador general del aparato de procesamiento láser de acuerdo con el quinto ejemplo; La figura 71 es una vista que ilustra otro ejemplo más de la tabla de la sección de almacenamiento de correlación incluida en el controlador general del aparato de procesamiento láser de acuerdo con el quinto ejemplo; La figura 72 es un diagrama esquemático del aparato de procesamiento láser de acuerdo con un sexto ejemplo; La figura 73 es una vista que muestra la convergencia de la luz láser provocada por una lente de convergencia de luz en el caso en el que no se dispone de un expansor de haz; La figura 74 es una vista que muestra la convergencia de la luz láser provocada por la lente de convergencia de luz en el caso en el que se dispone de un expansor de haz; La figura 75 es un diagrama esquemático del aparato de procesamiento láser de acuerdo con un séptimo ejemplo; La figura 76 es una vista que muestra la convergencia de la luz láser provocada por la lente de convergencia de luz en el caso en el que no se dispone de un diafragma de iris; La figura 77 es una vista que muestra la convergencia de la luz láser provocada por la lente de convergencia de luz en el caso en el que se dispone de un diafragma de iris; La figura 78 es un diagrama de bloques que muestra un ejemplo de un controlador general proporcionado en un ejemplo modificado del aparato de procesamiento láser; La figura 79 es un diagrama de bloques de otro ejemplo de un controlador general proporcionado en el ejemplo modificado del aparato de procesamiento láser; La figura 80 es un diagrama de bloques de otro ejemplo más de un controlador general proporcionado en el ejemplo modificado del aparato de procesamiento láser; La figura 81 es una vista en planta de un ejemplo de la parte del objeto a procesar que se extiende a lo largo de una línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse, en la que se forma una región de fractura por el método de procesamiento láser de acuerdo con un octavo ejemplo; La figura 82 es una vista en planta de otro ejemplo de la parte del objeto a procesar que se extiende a lo largo de la línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse, en la que se forma una región de fractura por el método de procesamiento láser de acuerdo con el octavo ejemplo; La figura 83 es una vista en planta de otro ejemplo más de la parte del objeto a procesar que se extiende a lo largo de la línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse, en la que se forma una región de fractura por el método de procesamiento láser de acuerdo con la presente invención; La figura 84 es un diagrama esquemático de un láser Q-switch proporcionado en una fuente de luz láser del aparato de procesamiento láser de acuerdo con el octavo ejemplo; La figura 85 es un diagrama de bloques que muestra una parte de un ejemplo del controlador general del aparato de procesamiento láser de acuerdo con el octavo ejemplo; La figura 86 es un diagrama de bloques que muestra una parte de otro ejemplo del controlador general del aparato de procesamiento láser de acuerdo con el octavo ejemplo; La figura 87 es un diagrama de bloques que muestra una parte de otro ejemplo más del controlador general del aparato de procesamiento láser de acuerdo con el octavo ejemplo; La figura 88 es un diagrama de bloques que muestra una parte de otro ejemplo más del controlador general del

E10164391

29-01-2015

aparato de procesamiento láser de acuerdo con el octavo ejemplo; La figura 89 es una vista en perspectiva de un ejemplo del objeto a procesar dentro del que se forma una región de fractura usando el método de procesamiento láser de acuerdo con un noveno ejemplo; La figura 90 es una vista en perspectiva del objeto a procesar formado con una fractura que se extiende desde la

5 región de fractura mostrada en la figura 89; La figura 91 es una vista en perspectiva de otro ejemplo del objeto a procesar dentro del que se forma una región de fractura usando el método de procesamiento láser de acuerdo con el noveno ejemplo; La figura 92 es una vista en perspectiva de otro ejemplo más del objeto a procesar dentro del que se forma una región de fractura usando el método de procesamiento láser de acuerdo con el noveno ejemplo; La figura 93 es una vista que muestra el estado en el que un punto de convergencia de luz de la luz láser se coloca en la superficie del objeto a procesar; La figura 94 es una vista que muestra el estado en el que un punto de convergencia de luz de la luz láser se coloca dentro del objeto a procesar; La figura 95 es un diagrama de flujo para explicar el método de procesamiento láser de acuerdo con el noveno

15 ejemplo; La figura 96 es una vista en perspectiva de un ejemplo del objeto a procesar dentro del que se forma una región de fractura usando el método de procesamiento láser de acuerdo con un décimo ejemplo; La figura 97 es una vista parcialmente en sección del objeto a procesar mostrado en la figura 96; La figura 98 es una vista en perspectiva de otro ejemplo del objeto a procesar dentro del que se forma una región de fractura usando el método de procesamiento láser de acuerdo con el décimo ejemplo; La figura 99 es una vista parcialmente en sección del objeto a procesar mostrado en la figura 98; y La figura 100 es una vista en perspectiva de otro ejemplo más del objeto a procesar dentro del que se forma una región de fractura usando el método de procesamiento láser de acuerdo con el décimo ejemplo.

25 Mejores modos de realizar la invención

A continuación, se explicarán los ejemplos y la presente invención con referencia a los dibujos. El método de procesamiento láser y el aparato de procesamiento láser forman una región modificada por absorción multifotónica. La absorción multifotónica es un fenómeno que se produce cuando la intensidad de la luz láser se hace muy alta. En primer lugar, se explicará brevemente la absorción multifotónica.

Un material se convierte en ópticamente transparente cuando la energía hv de un fotón es menor que la brecha EG de banda de absorción del material. Por lo tanto, la condición de acuerdo con la que se produce la absorción en el material es hv > EG. Incluso cuando es ópticamente transparente, sin embargo, la absorción se produce en el

35 material de acuerdo con la condición de nhv > EG (n = 2, 3, 4,...) cuando la intensidad de la luz láser se hace muy alta. Este fenómeno se conoce como absorción multifotónica. En el caso de una onda de pulso, la intensidad de la luz láser se determina por la densidad de potencia pico (W/cm2) de la luz láser en el punto de convergencia de luz, mientras que la absorción multifotónica se produce, por ejemplo, de acuerdo con la condición con una densidad de potencia pico de al menos 1 X 108 (W/cm2). La densidad de potencia pico se determina por (energía de la luz láser en el punto de convergencia de luz por pulso) / (área transversal del punto del haz de la luz láser X ancho de pulso). En el caso de una onda continua, la intensidad de la luz láser se determina por la intensidad del campo eléctrico (W/cm2) de la luz láser en el punto de convergencia de luz.

El principio del procesamiento láser que utiliza tal absorción multifotónica se explicará a continuación con referencia

45 a las figuras 1 a 6. La figura 1 es una vista en planta de un objeto 1 a procesar durante el procesamiento láser. La figura 2 es una vista en sección del objeto 1 mostrado en la figura 1 tomada a lo largo de la línea II-II. La figura 3 es una vista en planta del objeto 1 después del procesamiento láser. La figura 4 es una vista en sección del objeto 1 mostrado en la figura 3 tomada a lo largo de la línea IV-IV. La figura 5 es una vista en sección del objeto 1 mostrado en la figura 3 tomada a lo largo de la línea V-V. La figura 6 es una vista en planta del objeto 1 cortado.

Como se muestra en las figuras 1 y 2, el objeto 1 tiene una superficie 3 con una línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse. La línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse es una línea virtual que se extiende linealmente. En el procesamiento láser, el objeto 1 se irradia con luz L láser mientras que se localiza un punto P de convergencia de luz dentro del objeto 1 de acuerdo con una condición que genera la absorción

55 multifotónica, con el fin de formar una región 7 modificada. El punto de convergencia de luz se refiere a una localización en la que se hace converger la luz L láser.

Moviendo relativamente la luz L láser a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse (es decir, a lo largo de la dirección de la flecha A), el punto P de convergencia de luz se mueve a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse. Esto forma la región 7 modificada a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse solo dentro del objeto 1 como se muestra en las figuras 3 a 5. En el método de procesamiento láser, la región 7 modificada no se forma por calentamiento del objeto 1 debido a la absorción de la luz L láser en el mismo. La luz L láser se transmite a través del objeto 1, con el fin de generar una absorción multifotónica dentro del mismo, formando de esta manera la región 7 modificada. Por lo tanto, la luz L

65 láser apenas se absorbe en la superficie 3 del objeto 1, por lo que la superficie 3 del objeto 1 no se fundirá.

E10164391

29-01-2015

Si existe un punto de partida en una parte a cortar cuando se corta el objeto 1, el objeto 1 se romperá desde el punto de partida, por lo que el objeto 1 puede cortarse con una fuerza relativamente pequeña como se muestra en la figura

6. Por lo tanto, el objeto 1 puede cortarse sin generar fracturas innecesarias en la superficie 3 del objeto 1.

5 Los dos casos siguientes parecen existir en el corte del objeto a procesar usando la región modificada como punto de partida. El primer caso es cuando, después de que se forma la región modificada, se aplica una fuerza artificial al objeto, por lo que el objeto se rompe durante el uso de la región modificada como un punto de partida, y por lo tanto se corta. Por ejemplo, este es el corte en el caso en que el objeto a procesar tiene un gran espesor. Aplicar una fuerza artificial incluye, por ejemplo, aplicar un esfuerzo de flexión o un esfuerzo de corte al objeto a lo largo de la línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse en el objeto a procesar o impartir una diferencia de temperatura al objeto con el fin de generar un esfuerzo térmico. Otro caso es cuando se forma una región modificada, de manera que el objeto se rompe de manera natural en la dirección transversal (dirección del espesor) del objeto durante el uso de la región modificada como punto de partida, por lo que se corta el objeto. Esto puede lograrse mediante una única región modificada cuando el espesor del objeto es pequeño, y mediante una pluralidad

15 de regiones modificadas formadas en la dirección del espesor cuando el espesor del objeto a procesar es grande. La rotura y el corte pueden realizarse con un control favorable incluso en este caso de rotura de manera natural, ya que las roturas no alcanzarán la parte formada con ninguna región modificada en la superficie en la parte a cortar, de manera que solo la parte formada con la región modificada puede romperse y cortarse. Tal método de rotura y corte con una controlabilidad favorable es bastante eficaz, ya que últimamente se tiende a disminuir el espesor de las obleas semiconductoras tales como las obleas de silicio.

La región modificada formada por absorción multifotónica en esta realización incluye los siguientes casos (1) a (3):

(1) Caso en el que la región modificada es una región de fractura que incluye una o una pluralidad de fracturas

25 Un objeto a procesar (por ejemplo, vidrio o un material piezoeléctrico fabricado de LiTaO3) se irradia con luz láser mientras que el punto de convergencia de luz se localiza dentro del mismo de acuerdo con una condición con una densidad de potencia pico de al menos 1 X 108 (W/cm2) y un ancho de pulso de 1 s o menos en el punto de convergencia de luz. Esta magnitud del ancho de pulso es una condición de acuerdo con la que una región de fractura puede formarse solo dentro del objeto a procesar mientras que se genera la absorción multifotónica sin provocar daños innecesarios a la superficie del objeto. Esto genera un fenómeno de daño óptico provocado por la absorción multifotónica dentro del objeto a procesar. Este daño óptico induce la distorsión térmica dentro del objeto a procesar, formando de esta manera una región de fractura dentro del mismo. El límite superior de la intensidad de campo eléctrico es, por ejemplo, 1 X 1012 (W/cm2). Por ejemplo, el ancho de pulso es preferentemente de 1 ns a 200

35 ns. La formación de una región de fractura provocada por la absorción multifotónica se describe, por ejemplo, en “Internal Marking of Glass Substrate by Solid-state Laser Harmonics”, Actas de la 45ª Conferencia del Procesamiento de Materiales Láser (Diciembre de 1998), páginas 23-28.

El inventor ha determinado las relaciones entre la intensidad del campo eléctrico y la magnitud de la fractura mediante un experimento. Las condiciones para el experimento son las siguientes:

(A): Objeto a procesar: vidrio Pyrex (que tiene un espesor de 700 m)

(B): Láser:

45 Fuente de luz: bombeo láser semiconductor Nd: láser YAG Longitud de onda: 1064 nmÁrea transversal del punto de luz láser: 3,14 X 10-8 cm2 Modo de oscilación: pulso Q-switch Frecuencia de repetición: 100 kHz Ancho del pulso: 30 ns Salida: salida < 1 mJ/pulso Calidad de luz láser: TEM00 Característica de polarización: polarización lineal

55

(C): Lente de convergencia de luz

Transmitancia con respecto a la longitud de onda de luz láser: 60%

(D): Velocidad de movimiento de una mesa de montaje que monta el objeto a procesar: 100 mm/seg

La calidad de luz láser de TEM00 indica que la convergencia de luz es tan alta que la luz puede hacerse converger hasta aproximadamente la longitud de onda de la luz láser.

65 La figura 7 es una gráfica que muestra los resultados del experimento mencionado anteriormente. La abscisa indica la densidad de potencia pico. Puesto que la luz láser es luz láser pulsada, su intensidad de campo eléctrico se

E10164391

29-01-2015

representa por la densidad de potencia pico. La ordenada indica el tamaño de una parte de fractura (punto de fractura) formada dentro el objeto a procesar por un pulso de luz láser. Un conjunto de puntos de fractura forma una región de fractura. El tamaño de un punto de fractura se refiere al de la parte de las dimensiones del punto de fractura que produce la longitud máxima. Los datos indicados por los círculos negros en la gráfica se refieren a un 5 caso en el que el vidrio (C) de convergencia de luz tiene una ampliación de x100 y una apertura numérica (NA) de 0,80. Por otro lado, los datos indicados por los círculos blancos en la gráfica se refieren a un caso en el que el vidrio

(C) de convergencia de luz tiene una ampliación de x50 y una apertura numérica (NA) de 0,55. Se ve que los puntos de fractura empiezan a producirse dentro del objeto a procesar cuando la densidad de potencia pico alcanza 1011 (W/cm2), y aumenta a medida que la densidad de potencia pico aumenta.

Un mecanismo por el que el objeto a procesar se corta tras la formación de una región de fractura en el procesamiento láser de acuerdo con esta realización se explicará a continuación con referencia a las figuras 8 a 11. Como se muestra en la figura 8, el objeto 1 a procesar se irradia con luz L láser mientras que se localiza el punto P de convergencia de luz dentro del objeto 1 de acuerdo con una condición en la que se produce la absorción

15 multifotónica, con el fin de formar una región 9 de fractura dentro del mismo. La región 9 de fractura es una región que incluye una o una pluralidad de fracturas. Como se muestra en la figura 9, la fractura crece además mientras se usa la región 9 de fractura como un punto de partida. Como se muestra en la figura 10, la fractura alcanza la superficie 3 y la cara 21 posterior del objeto 1. Como se muestra en la figura 11, el objeto 1 se rompe, con el fin de cortarse. La fractura que alcanza la superficie y la cara posterior del objeto a procesar puede crecer de manera natural o crecer a medida que se aplica una fuerza al objeto.

(2) Caso en el que la región modificada es una región procesada fundida

Un objeto a procesar (por ejemplo, un material semiconductor tal como el silicio) se irradia con luz láser mientras que

25 el punto de convergencia de luz se localiza dentro del mismo de acuerdo con una condición con una densidad de potencia pico de al menos 1 X 108 (W/cm2) y un ancho de pulso de 1 s o menos en el punto de convergencia de luz. Como consecuencia, el interior del objeto a procesar se calienta localmente por absorción multifotónica. Este calentamiento forma una región procesada fundida dentro del objeto a procesar. La región procesada fundida se refiere a al menos una de entre una región una vez fundida y a continuación re-solidificada, una región en un estado fundido, y una región en el proceso de re-solidificación a partir de su estado fundido. La región procesada fundida también puede definirse como una región de cambio de fase o una región que tiene cambiada su estructura cristalina. La región procesada fundida también puede considerarse como una región en la que una cierta estructura ha cambiado a otra estructura en unas estructuras monocristalinas, amorfas y policristalinas. Es decir, se refiere a una región en la que, por ejemplo, una estructura monocristalina ha cambiado a una estructura amorfa, una región

35 en la que una estructura monocristalina ha cambiado a una estructura policristalina, y una región en la que una estructura monocristalina ha cambiado a una estructura que incluye una estructura amorfa y una estructura policristalina. Cuando el objeto a procesar es, por ejemplo, una estructura monocristalina de silicio, la región procesada fundida es una estructura de silicio amorfa. Por ejemplo, el límite superior de la intensidad de campo eléctrico es 1 X 1012 (W/cm2). Por ejemplo, el ancho de pulso es preferentemente de 1 ns a 200 ns.

Mediante un experimento, el inventor ha verificado que una región procesada fundida se forma dentro de una oblea de silicio. Las condiciones para el experimento son las siguientes:

(A) Objeto a procesar: oblea de silicio (que tiene un espesor de 350 m y un diámetro exterior de 4 pulgadas) 45 (B) Láser:

Fuente de luz: bombeo láser semiconductor Nd: láser YAG Longitud de onda: 1064 nmÁrea transversal del punto de luz láser: 3,14 X 10-8 cm2 Modo de oscilación: pulso Q-switch Frecuencia de repetición: 100 kHz Ancho del pulso: 30 ns Salida: 20 J/pulso

55 Calidad de luz láser: TEM00 Característica de polarización: polarización lineal

(C) Lente de convergencia de luz

Ampliación: x50 NA: 0,55 Transmitancia con respecto a la longitud de onda de luz láser: 60%

(D) Velocidad de movimiento de una mesa de montaje que monta el objeto a procesar: 100 mm/seg 65

E10164391

29-01-2015

La figura 12 es una vista que muestra una fotografía de una sección transversal de una parte de una oblea de silicio cortada por un procesamiento láser de acuerdo con las condiciones mencionadas anteriormente. Se forma una región 13 procesada fundida dentro de una oblea 11 de silicio. El tamaño de la región procesada fundida formada de acuerdo con las condiciones mencionadas anteriormente es de aproximadamente 100 m en la dirección del

5 espesor.

Se explicará la formación de la región 13 procesada fundida por absorción multifotónica. La figura 13 es una gráfica que muestra las relaciones entre la longitud de onda de la luz láser y la transmitancia dentro del sustrato de silicio. En este caso, se eliminan los componentes reflectantes respectivos en la superficie y en los lados de la cara posterior del sustrato de silicio, por lo que se representa solo la transmitancia dentro del mismo. Las relaciones mencionadas anteriormente se muestran en los casos en los que el espesor t del sustrato de silicio es 50 m, 100 m, 200 m, 500 m, y 1000 m, respectivamente.

Por ejemplo, se ve que la luz láser se transmite a través del sustrato de silicio por al menos el 80% a 1064 nm, que

15 es la longitud de onda de Nd: láser YAG, cuando el sustrato de silicio tiene un espesor de 500 m o menos. Puesto que la oblea 11 de silicio mostrada en la figura 12 tiene un espesor de 350 m, la región procesada fundida provocada por la absorción multifotónica se forma cerca del centro de la oblea de silicio, es decir, en una parte separada de la superficie por 175 m. La transmitancia en este caso es del 90% o mayor con referencia a una oblea de silicio que tiene un espesor de 200 m, por lo que la luz láser se absorbe dentro de la oblea 11 de silicio solo ligeramente y se transmite sustancialmente a través del mismo. Esto significa que la región procesada fundida no se forma por absorción de luz láser dentro de la oblea 11 de silicio (es decir, no se ha formado tras el calentamiento normal con luz láser), sino por absorción multifotónica. La formación de una región procesada fundida por absorción multifotónica se describe, por ejemplo, en “Processing Characteristic evaluation of Silicon by Picosecond Pulse Laser”, Preimpresiones de la Reunión Nacional de la Sociedad de Soldadura de Japón, Nº 66 (Abril de 2000),

25 páginas 72-73.

En este caso, se genera una fractura en la dirección transversal durante el uso de la región procesada fundida como un punto de partida, por lo que la oblea de silicio se corta cuando la fractura alcanza la superficie y la cara posterior de la oblea de silicio. La fractura que alcanza la superficie y la cara posterior del objeto a procesar puede crecer de manera natural o crecer a medida que se aplica una fuerza al objeto. La fractura crece de manera natural desde la región procesada fundida hacia la superficie y hacia la cara posterior de la oblea de silicio en uno de los casos en los que la fractura crece a una partir de una región una vez fundida y a continuación re-solidificada, en la que la fractura crece a partir de una región en un estado fundido, y en la que la fractura crece a partir de una región en el proceso de re-solidificación a partir de un estado fundido. En cualquiera de estos casos, la región procesada fundida se

35 forma solo dentro de la sección transversal después del corte, como se muestra en la figura 12. Cuando una región procesada fundida se forma dentro del objeto a procesar, unas fracturas innecesarias que se desvían de una línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse son difíciles de producir en el momento de la rotura y del corte, lo que hace que sea más fácil controlar la rotura y el corte.

(3) Caso en el que la región modificada es una región de cambio de índice de refracción

Un objeto a procesar (por ejemplo, vidrio) se irradia con luz láser mientras que el punto de convergencia de luz se localiza dentro del mismo de acuerdo con una condición con una densidad de potencia pico de al menos 1 X 108 (W/cm2) y un ancho de pulso de 1 ns o menos en el punto de convergencia de luz. Cuando se genera la absorción 45 multifotónica dentro del objeto a procesar con un ancho de pulso muy corto, la energía provocada por la absorción multifotónica no se transforma en energía térmica, de manera que se induce un cambio estructural permanente, tal como el cambio de valencia iónica, la cristalización o la orientación de polarización dentro del objeto, por lo que se forma una región de cambio de índice de refracción. Por ejemplo, el límite superior de la intensidad de campo eléctrico es 1 X 1012 (W/cm2). Por ejemplo, el ancho de pulso es preferentemente 1 ns o menos, más preferentemente 1 ps o menos. La formación de una región de cambio de índice de refracción por absorción multifotónica se describe, por ejemplo, en “Formation of Photoinduced Structure within Glass by Femtosecond Laser Irradiation”, Actas de la 42ª Conferencia del Procesamiento de Materiales Láser (Noviembre de 1997), páginas 105

111.

55 A continuación, se explicarán los ejemplos específicos de esta realización.

[Primer ejemplo]

Se explicará el método de procesamiento láser de acuerdo con un primer ejemplo. La figura 14 es un diagrama esquemático de un aparato 100 de procesamiento láser que puede usarse en este método. El aparato 100 de procesamiento láser comprende una fuente 101 de luz láser para generar luz L láser; un controlador 102 de fuente de luz láser para controlar la fuente 101 de luz láser con el fin de regular la salida y el ancho de la luz L láser pulsada y similares; un espejo 103 dicroico, dispuesto con el fin de cambiar la orientación del eje óptico de la luz L láser 90°, que tiene una función de reflejar la luz L láser; una lente 105 de convergencia de luz para hacer converger la luz L 65 láser reflejada por el espejo 103 dicroico; una mesa 107 de montaje para montar un objeto 1 a procesar irradiado

E10164391

29-01-2015

con la luz L láser convergida por la lente 105 de convergencia de luz; una fase 109 del eje X para mover la mesa 107 de montaje en la dirección del eje X; una fase 111 del eje Y para mover la mesa 107 de montaje en la dirección del eje Y ortogonal a la dirección del eje X; una fase 113 del eje Z para mover la mesa 107 de montaje en la dirección del eje Z ortogonal a las direcciones de los ejes X e Y; y un controlador 115 de fase para controlar el

5 movimiento de estas tres fases 109, 111, 113.

La dirección del eje Z es una dirección ortogonal a la superficie 3 del objeto 1 a procesar, convirtiéndose de este modo en la dirección de profundidad focal de la luz L láser incidente sobre el objeto 1. Por lo tanto, moviendo la fase 113 del eje Z en la dirección del eje Z puede localizarse el punto P de convergencia de luz de la luz L láser dentro del objeto 1. Este movimiento del punto P de convergencia de luz en la dirección del eje X(Y) se efectúa moviendo el objeto 1 en la dirección del eje X(Y) mediante la fase 109 (111) del eje X(Y). La fase 109 (111) del eje X(Y) es un ejemplo de un medio de movimiento.

La fuente 101 de luz láser es un Nd: láser YAG que genera una luz láser pulsada. Conocidos como otros tipos de

15 láser que pueden usarse como la fuente 101 de luz láser se incluyen Nd: el láser YVO4, Nd: el láser YLF, y el láser de zafiro de titanio. Para formar una región de fractura o una región procesada fundida, se usan preferentemente Nd: el láser YAG, Nd: el láser YVO4, y Nd: el láser YLF. Para formar una región de cambio de índice de refracción, se usa preferentemente el láser de zafiro de titanio.

Aunque en el primer ejemplo, la luz láser pulsada se usa para procesar el objeto 1 también puede usarse la luz láser de onda continua siempre y cuando pueda generar una absorción multifotónica. Un medio de luz láser incluye haces láser. La lente 105 de convergencia de luz es un ejemplo de medios de convergencia de luz. La fase 113 del eje Z es un ejemplo de medios para localizar el punto de convergencia de luz dentro del objeto a procesar. El punto de convergencia de luz de la luz láser puede localizarse dentro del objeto a procesar moviendo relativamente la lente

25 105 de convergencia de luz en la dirección del eje Z.

El aparato 100 de procesamiento láser comprende además una fuente 117 de luz de observación para generar un haz de luz visible para irradiar el objeto 1 a procesar montado sobre la mesa 107 de montaje; y un divisor 119 del haz de luz visible dispuesto sobre el mismo eje óptico que el del espejo 103 dicroico y la lente 105 de convergencia de luz. El espejo 103 dicroico se dispone entre el divisor 119 del haz y la lente 105 de convergencia de luz. El divisor 119 del haz tiene una función de reflejar aproximadamente la mitad de un haz de luz visual y transmitir la mitad restante a través del mismo, y está dispuesto con el fin de cambiar la orientación del eje óptico del haz de luz visual 90°. Una mitad del haz de luz visible generado por la fuente 117 de luz de observación se refleja mediante el divisor 119 del haz, y de esta manera el haz de luz visible reflejado se transmite a través del espejo 103 dicroico y la lente

35 105 de convergencia de luz, con el fin de iluminar la superficie 3 del objeto 1 incluyendo la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse y similares.

El aparato 100 de procesamiento láser comprende además un dispositivo 121 de captación de imágenes y una lente 123 de imágenes dispuestos sobre el mismo eje óptico que el del divisor 119 del haz, el espejo 103 dicroico, y la lente 105 de convergencia de luz. Un ejemplo del dispositivo 121 de captación de imágenes es una cámara CCD (dispositivo de carga acoplada). La luz reflejada del haz de luz visual que ha iluminado la superficie 3 incluyendo la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse y similares, se transmite a través de la lente 105 de convergencia de luz, el espejo 103 dicroico y el divisor 119 del haz y forma una imagen por medio de la lente 123 de imágenes, mientras que la imagen formada de este modo se captura mediante el dispositivo 121 de imágenes, con

45 el fin de producir datos de imágenes.

El aparato 100 de procesamiento láser comprende además un procesador 125 de datos de imágenes para introducir los datos de imágenes emitidos como salida desde el dispositivo 121 de imágenes, un controlador 127 general para controlar el aparato 100 de procesamiento láser como un todo, y un monitor 129. De acuerdo con los datos de imágenes, el procesador 125 de datos de imágenes calcula los datos del punto focal para localizar el punto focal de la luz visible generada en la fuente 117 de luz de observación sobre la superficie 3. De acuerdo con los datos del punto focal, el controlador 115 de fase controla el movimiento de la fase 113 del eje Z, de manera que el punto focal de la luz visible se localiza en la superficie 3. Por lo tanto, el procesador 125 de datos de imágenes funciona como una unidad de enfoque automático. Además, de acuerdo con los datos de imágenes, el procesador 125 de datos de

55 imágenes calcula los datos de imágenes tales como los de una imagen ampliada de la superficie 3. Los datos de imágenes se envían al controlador 127 general, sometidos a diversos tipos de procesamiento y, a continuación, se envían al monitor 129. Como consecuencia, se muestra una imagen ampliada o similares en el monitor 129.

Los datos a partir del controlador 115 de fase, los datos de imágenes a partir del procesador 125 de datos de imágenes, y similares, se introducen en el controlador 127 general. De acuerdo con estos datos también, el controlador 127 general regula el controlador 102 de fuente de luz láser, la fuente 117 de luz de observación, y el controlador 115 de fase, controlando de este modo el aparato 100 de procesamiento láser como un todo. Por lo tanto, el controlador 127 general funciona como una unidad de ordenador.

65 Con referencia a las figuras 14 y 15, a continuación se explicará el método de procesamiento láser de acuerdo con un primer ejemplo.

E10164391

29-01-2015

La figura 15 es un diagrama de flujo para explicar este método de procesamiento láser. El objeto 1 a procesar es una oblea de silicio.

En primer lugar, se determina una característica de absorción de luz del objeto 1 mediante un espectrofotómetro o

5 similar, que no se representa. De acuerdo con los resultados de la medición, se elige una fuente 101 de luz láser que genera luz L láser que tiene una longitud de onda a la que el objeto 1 es transparente o muestra una baja absorción (S101). A continuación, se mide el espesor del objeto 1. De acuerdo con el resultado de la medición del espesor y el índice de refracción del objeto 1, se determina la cantidad de movimiento del objeto 1 en la dirección del eje Z (S103). Esta es una cantidad de movimiento del objeto 1 en la dirección del eje Z con referencia al punto de convergencia de luz de la luz L láser colocada en la superficie 3 del objeto 1 con el fin de que el punto P de convergencia de luz de la luz L láser se coloque dentro del objeto 1. Esta cantidad de movimiento se introduce en el controlador 127 general.

El objeto 1 se monta en la mesa 107 de montaje del aparato 100 de procesamiento láser. A continuación, se genera

15 luz visible a partir de la fuente 117 de luz de observación, con el fin de iluminar el objeto 1 (S105). La superficie 3 iluminada del objeto 1 que incluye la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse se captura por el dispositivo 121 de captación de imágenes. Los datos de imágenes obtenidos de este modo se envían al procesador 125 de datos de imágenes. De acuerdo con los datos de imágenes, el procesador 125 de datos de imágenes calcula tales datos del punto focal, los del punto focal de la luz visible de la fuente 117 de luz de observación que está colocado en la superficie 3 (S107).

Los datos del punto focal se envían al controlador 115 de fase. De acuerdo con los datos del punto focal, el controlador 115 de fase mueve la fase 113 del eje Z en la dirección del eje Z (S109). Como consecuencia, el punto focal de la luz visible de la fuente 117 de luz de observación se coloca en la superficie 3. De acuerdo con los datos

25 de imágenes, el procesador 125 de datos de imágenes calcula los datos de la imagen ampliada de la superficie 3 del objeto que incluye la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse. Los datos de la imagen ampliada se envían al monitor 129 por medio del controlador 127 general, por lo que se muestra una imagen ampliada de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse y sus alrededores en el monitor 129.

Los datos de la cantidad de movimiento determinados en la etapa S103 se han introducido en el controlador 127 general de antemano, y se envían al controlador 115 de fase. De acuerdo con los datos de la cantidad de movimiento, el controlador 115 de fase hace que la fase 113 del eje Z mueva el objeto 1 en la dirección del eje Z en una posición en la que se localiza el punto P de convergencia de luz de la luz L láser dentro del objeto 1 (S111).

35 A continuación, se genera la luz L láser a partir de la fuente 101 de luz láser, con el fin de irradiar la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse en la superficie 3 del objeto con la luz L láser. Dado que el punto P de convergencia de luz de la luz láser se coloca dentro del objeto 1, se forma solo una región procesada fundida dentro del objeto 1. Posteriormente, la fase 109 del eje X y la fase 111 del eje Y se mueven a lo largo de la línea 5 a cortar, con el fin de formar una región procesada fundida a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse dentro del objeto 1 (S113). A continuación, el objeto 1 se dobla a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse y, por lo tanto, se corta (S115). Esto divide el objeto 1 en chips de silicio.

Se explicarán los efectos del primer ejemplo. En este caso, la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse se irradia con la luz L láser pulsada de acuerdo con una condición que provoca una absorción multifotónica

45 mientras que se localiza el punto P de convergencia de luz dentro del objeto 1. A continuación, se mueven la fase 109 del eje X y la fase 111 del eje Y, con el fin de mover el punto P de convergencia de luz a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse. Como consecuencia, se forma una región modificada (por ejemplo, una región de fractura, una región procesada fundida o una región de cambio de índice de refracción) dentro del objeto 1 a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse. Cuando existe un cierto punto de partida en una parte a cortar en el objeto a procesar, el objeto puede cortarse rompiéndolo con una fuerza relativamente pequeña. Por lo tanto, romper el objeto 1 a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse mientras se usa una región modificada como punto de partida puede cortar el objeto 1 con una fuerza relativamente pequeña. Esto puede cortar el objeto 1 sin generar fracturas innecesarias que se desvíen de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse en la superficie 3 del objeto 1.

55 Además, en el primer ejemplo, se irradia el objeto 1 con la luz L láser pulsada en la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse de acuerdo con una condición que genera una absorción multifotónica en el objeto 1, mientras que se localiza el punto P de convergencia de luz dentro del objeto 1. Por lo tanto, la luz L láser pulsada se transmite a través del objeto 1 sin que se absorba sustancialmente en la superficie 3 del objeto 1, por lo que la superficie 3 no sufrirá daños tales como una fusión debida a la formación de una región modificada.

Como se ha explicado anteriormente, el primer ejemplo puede cortar el objeto 1 sin generar fracturas innecesarias que se desvíen de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse y fundirse en la superficie 3 del objeto. Por lo tanto, cuando el objeto es una oblea semiconductora, por ejemplo, un chip semiconductor puede 65 cortarse de la oblea semiconductora sin generar fracturas innecesarias que se desvíen de la línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse y fundirse en el chip semiconductor. Lo mismo se mantiene para los objetos

E10164391

29-01-2015

a procesar cuya superficie está formada con patrones de electrodos, y aquellos cuya superficie está formada con dispositivos electrónicos tales como obleas piezoeléctricas y sustratos de vidrio formados con dispositivos de visualización tales como cristales líquidos. Por lo tanto, el primer ejemplo puede mejorar la producción de los productos (por ejemplo, chips semiconductores, chips de dispositivo piezoeléctrico, y dispositivos de visualización

5 tales como el cristal líquido) preparados cortando el objeto a procesar.

Además, puesto que la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse en la superficie 3 del objeto 1 no se funde, el primer ejemplo puede disminuir el ancho de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse (por ejemplo, siendo el ancho del intervalo entre las regiones a convertirse en chips semiconductores en el caso de una oblea semiconductora). Esto aumenta el número de productos preparados a partir de un solo objeto 1 a procesar, por lo que puede mejorarse la productividad de los productos.

Dado que la luz láser se usa para cortar el objeto 1, el primer ejemplo permite un procesamiento más complicado que el obtenido por el corte en cuadraditos con una cuchilla de diamante. Por ejemplo, incluso cuando la línea 5 a lo

15 largo de la que el objeto está destinado a cortarse tiene una forma complicada, como se muestra en la figura 16, el primer ejemplo permite el corte. Estos efectos se obtienen de manera similar en los ejemplos que se explicarán más adelante.

Puede proporcionarse no solo una única fuente de luz láser, sino también una pluralidad de fuentes de luz láser. Por ejemplo, la figura 17 es una vista esquemática para explicar el método de procesamiento láser en el primer ejemplo de la realización en la que se proporciona una pluralidad de fuentes de luz láser. En este caso, el objeto 1 se irradia con tres haces de láser emitidos desde las fuentes 15, 17, 19 de luz láser respectivas desde diferentes direcciones mientras que el punto P de convergencia de luz se localiza dentro del objeto 1. Los haces de láser respectivos procedentes de las fuentes 15, 17 de luz láser se hacen incidir en el objeto 1 desde la superficie 3 del mismo. El haz

25 de láser procedente de la fuente 19 de luz láser se hace incidir en el objeto 1 desde la cara 21 posterior del mismo. Puesto que se usa una pluralidad de fuentes de luz láser, esto hace posible que el punto de convergencia de luz tenga una intensidad de campo eléctrico con una magnitud tal que se produce una absorción multifotónica, incluso cuando la luz láser es una luz láser de onda continua que tiene una potencia inferior a la de la luz láser pulsada. Por la misma razón, puede generarse una absorción multifotónica incluso sin una lente de convergencia de luz. Aunque el punto P de convergencia de luz está formado por las tres fuentes 15, 17, 19 de luz láser, la presente invención no está limitada a las mismas, siempre y cuando exista una pluralidad de fuentes de luz láser en el mismo.

La figura 18 es una vista esquemática para explicar otro método de procesamiento láser de acuerdo con el primer ejemplo de la realización en la que se proporciona una pluralidad de fuentes de luz láser. Este ejemplo comprende

35 tres secciones 25, 27, 29 de fuente de luz de matriz, teniendo cada una de las mismas una pluralidad de fuentes 23 de luz láser alineadas a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse. Entre las secciones 25, 27, 29 de fuente de luz de matriz, los haces laser emitidos desde las fuentes 23 de luz láser dispuestas en la misma fila forman un único punto de convergencia de luz (por ejemplo, el punto P1 de convergencia de luz). Este ejemplo puede formar una pluralidad de puntos de convergencia de luz P1, P2,... a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse, por lo que puede mejorarse la velocidad de procesamiento. Además, en este ejemplo, puede formarse una pluralidad de filas de regiones modificadas al mismo tiempo sobre el escaneado láser en la superficie 3 en una dirección ortogonal a la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse.

45 [Segundo ejemplo]

A continuación, se explicará un segundo ejemplo. Este ejemplo se dirige a un método de corte y a un aparato de corte para un material de transmisión de luz. El material de transmisión de luz es un ejemplo de los objetos a procesar. En este ejemplo, se usa una oblea (sustrato) de dispositivo piezoeléctrico que tiene un espesor de aproximadamente 400 m fabricada de LiTaO3 como un material de transmisión de luz.

El aparato de corte de acuerdo con el segundo ejemplo está constituido por el aparato 100 de procesamiento láser mostrado en la figura 14 y el aparato mostrado en las figuras 19 y 20. Se explicará el aparato mostrado en las figuras 19 y 20. La oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico se sujeta mediante una lámina 33 (película) de oblea que

55 actúa como un medio de sujeción. En la lámina 33 de oblea, la cara en el lado que sujeta la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico se fabrica de una cinta de resina adhesiva o similar, y tiene una elasticidad. La lámina 33 de oblea se ajusta en una mesa 107 de montaje, mientras que se sujeta con un soporte 35 de muestras. Como se muestra en la figura 19, la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico incluye un número de chips 37 de dispositivo piezoeléctrico que se cortarán y se separarán posteriormente. Cada chip 37 de dispositivo piezoeléctrico tiene una sección 39 de circuito. La sección 39 de circuito se forma en la superficie de la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico para cada chip 37 de dispositivo piezoeléctrico, mientras que se forma una brecha predeterminada (de unos 80 m) entre las secciones 39 de circuitos adyacentes. La figura 20 muestra un estado en el que se forman unas regiones 9 de fractura mínimas como partes modificadas dentro de la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico.

65 A continuación, con referencia a la figura 21, se explicará el método de corte de un material de transmisión de luz de acuerdo con el segundo ejemplo. En primer lugar, se determina una característica de absorción de luz del material

E10164391

29-01-2015

de transmisión de luz (la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico fabricada de LiTaO3 en el segundo ejemplo) para convertirse en un material a cortar (S201). La característica de absorción de luz puede medirse usando un espectrofotómetro o similares. Una vez que se determina la característica de absorción de luz, se elige una fuente 101 de luz láser que genera luz L láser que tiene una longitud de onda a la que el material a cortar es transparente o

5 muestra una baja absorción de acuerdo con el resultado de la determinación (S203). En el segundo ejemplo, se elige un láser YAG del tipo de onda de pulso (PW) que tiene una longitud de onda de onda fundamental de 1064 nm. Este láser YAG tiene una frecuencia de repetición de pulso de 20 Hz, un ancho de pulso de 6 ns, y una energía de pulso de 300 J. El diámetro del punto de la luz L láser emitida desde el láser YAG es de aproximadamente 20 m.

A continuación, se mide el espesor del material a cortar (S205). Una vez que se mide el espesor del material a cortar, se determina la cantidad de desplazamiento (cantidad de movimiento) del punto de convergencia de luz de la luz L láser desde la superficie (cara de entrada para la luz L láser) del material a cortar en la dirección del eje óptico de la luz L láser con el fin de colocar el punto de convergencia de luz de la luz L láser dentro del material a cortar de acuerdo con el resultado de la medición (S207). Por ejemplo, de conformidad con el espesor y el índice de refracción

15 del material a cortar, se ajusta la cantidad de desplazamiento (cantidad de movimiento) del punto de convergencia de luz de la luz L láser a 1/2 del espesor del material a cortar.

Como se muestra en la figura 22, debido a la diferencia entre el índice de refracción en la atmósfera (por ejemplo, el aire) que rodea el material a cortar y el índice de refracción del material a cortar, se localiza la posición real del punto P de convergencia de luz de la luz láser más profunda que la posición del punto Q de convergencia de luz de la luz L láser convergido por la lente 105 de convergencia de luz desde la superficie del material a cortar (la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico). Es decir, la relación de “la cantidad de movimiento de la fase 113 del eje Z en la dirección del eje óptico de la luz L láser x el índice de refracción del material a cortar = la cantidad real de movimiento del punto de convergencia de luz de la luz L láser” sujeta en el aire. La cantidad de desplazamiento (cantidad de 25 movimiento) del punto de convergencia de luz de la luz L láser se ajusta en vista de la relación mencionada anteriormente (entre el espesor y el índice de refracción del material a cortar). A continuación de lo anterior, el material a cortar sujeto por la lámina 33 de oblea se monta en la mesa 107 de montaje colocada en la fase del eje XYZ (constituida por la fase 109 del eje X, la fase 111 del eje Y, y la fase 113 del eje Z en esta realización) (S209). Después de que se ha completado el montaje del material a cortar, la luz se emite desde la fuente 117 de luz de observación, con el fin de irradiar el material a cortar con la luz emitida de esta manera. A continuación, de acuerdo con el resultado de la formación de imágenes en el dispositivo 121 de captación de imágenes, se realiza el ajuste del enfoque moviendo la fase 113 del eje Z con el fin de colocar el punto de convergencia de luz de la luz L láser sobre la superficie del material a cortar (S211). En este caso, la imagen de observación de superficie de la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico obtenida por la fuente 117 de luz de observación se captura mediante el dispositivo 121 de

35 captación de imágenes, mientras que el procesador 125 de datos de imágenes determina la posición de movimiento de la fase 113 del eje Z de acuerdo con el resultado de la formación de imágenes de manera que la luz emitida desde la fuente 117 de luz de observación forma un punto focal en la superficie del material a cortar, y emite como salida de esta manera la posición determinada al controlador 115 de fase. De acuerdo con una señal de salida desde el procesador 125 de datos de imágenes, el controlador 115 de fase controla la fase 113 del eje Z de manera que la posición de movimiento de la fase 113 del eje Z se localiza en una posición para hacer que la luz emitida desde la fuente 117 de luz de observación forme un punto focal en el material a cortar, es decir, para colocar el punto focal de la luz L láser sobre la superficie del material a cortar.

Después de que se complete el ajuste del enfoque de la luz emitida desde la fuente 117 de luz de observación, el

45 punto de convergencia de luz de la luz L láser se mueve a un punto de convergencia de luz correspondiente al espesor y al índice de refracción del material a cortar (S213). En este caso, el controlador 127 general envía una señal de salida al controlador 115 de fase con el fin de mover la fase 113 del eje Z en la dirección del eje óptico de la luz L láser por la cantidad de desplazamiento del punto de convergencia de luz de la luz láser determinado de acuerdo con el espesor y el índice de refracción del material a cortar, por lo que el controlador 115 de fase que ha recibido la señal de salida regula la posición de movimiento de la fase 113 del eje Z. Como se ha mencionado anteriormente, la colocación del punto de convergencia de luz de la luz L láser dentro del material a cortar, se completa moviendo la fase 113 del eje Z en la dirección del eje óptico de la luz L láser por la cantidad de desplazamiento del punto de convergencia de luz de la luz L láser determinado de conformidad con el espesor y el índice de refracción del material a cortar (S215).

55 Después de que se complete la colocación del punto de convergencia de luz de la luz L láser dentro del material a cortar, se irradia el material a cortar con la luz L láser, y se mueven la fase 109 del eje X y la fase 111 del eje Y de conformidad con un patrón de corte deseable (S217). Como se muestra en la figura 22, la luz L láser emitida desde la fuente 101 de luz láser se hace converger por la lente 105 de convergencia de luz de manera que el punto P de convergencia de luz se coloca dentro de la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico orientado hacia una brecha predeterminada (80 m como se ha mencionado anteriormente) formada entre las secciones 39 de circuito adyacentes. El patrón de corte deseable mencionado anteriormente se ajusta de manera que la brecha formada entre las secciones 39 de circuito adyacentes con el fin de separar una pluralidad de chips 37 de dispositivo piezoeléctrico de la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico, se irradia con la luz L láser, mientras que la luz L láser se

65 irradia mientras que el estado de irradiación de la luz L láser se ve a través del monitor 129.

E10164391

29-01-2015

En este caso, como se muestra en la figura 22, la luz L láser que irradia el material a cortar se hace converger por la lente 105 de convergencia de luz mediante un ángulo en el que las secciones 39 de circuito formadas en la superficie de la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico (la superficie sobre la que se incide la luz L láser) no se irradian con la luz L láser. Convergiendo la luz L láser mediante un ángulo en el que las secciones 39 de circuito no

5 se irradian con la luz L láser, puede evitarse que la luz L láser entre en las secciones 39 de circuito y proteger las secciones 39 de circuito contra la luz L láser.

Cuando la luz L láser emitida desde la fuente 101 de luz láser se hace converger de tal forma que se coloca el punto P de convergencia de luz dentro de la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico mientras que la densidad de energía de la luz L láser en el punto P de convergencia de luz supera un umbral de daño óptico o ruptura dieléctrica óptica, se forman unas regiones 9 de fractura mínimas solo en el punto P de convergencia de luz dentro de la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico que actúa como un material a cortar y sus alrededores. En este caso, no se dañará la superficie y la cara posterior del material a cortar (la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico).

15 A continuación, con referencia a las figuras 23 a 27, se explicará la formación de unas fracturas moviendo el punto de convergencia de luz de la luz L láser. El material 32 a cortar (material de transmisión de luz) que tiene una forma de paralelepípedo sustancialmente rectangular mostrado en la figura 23, se irradia con la luz L láser de manera que el punto de convergencia de luz de la luz L láser se coloca dentro del material 32 a cortar, en el que las regiones 9 de fractura mínimas se forman solo en el punto de convergencia de luz dentro del material 32 a cortar y sus alrededores como se muestra en las figuras 24 y 25. La exploración de la luz L láser o el movimiento del material 32 a cortar se regula con el fin de mover el punto de convergencia de luz de la luz L láser en la dirección D longitudinal del material 32 a cortar que interseca el eje óptico de la luz L láser.

Puesto que la luz L láser se emite desde la fuente 101 de luz láser de una manera pulsante, se forma una pluralidad

25 de regiones 9 de fractura con una brecha entre las mismas que corresponde a la velocidad de exploración de la luz L láser o a la velocidad de movimiento del material 32 a cortar a lo largo de la dirección D longitudinal del material 32 a cortar cuando se escanea la luz L láser o se mueve el material 32 a cortar. La velocidad de exploración de la luz L láser o la velocidad de movimiento del material 32 a cortar puede frenarse, con el fin de acortar la brecha entre las regiones 9 de fractura, aumentando de esta manera el número de regiones 9 de fractura formadas de este modo como se muestra en la figura 26. La velocidad de exploración de la luz L láser o la velocidad de movimiento del material a cortar adicional puede frenarse, de manera que la región 9 de fractura se forma de manera continua en la dirección de exploración de la luz L láser o en la dirección de movimiento del material 32 a cortar, es decir, la dirección de movimiento del punto de convergencia de luz de la luz L láser como se muestra en la figura 27. El ajuste de la brecha entre las regiones 9 de fractura (número de regiones 9 de fractura a formar) también puede

35 realizarse cambiando la relación entre la frecuencia de repetición de la luz L láser y la velocidad de movimiento del material 32 a cortar (fase del eje X o fase del eje Y). Además, puede mejorarse el rendimiento cuando se incrementan la frecuencia de repetición de la luz L láser y la velocidad de movimiento del material 32 a cortar.

Una vez que se forman las regiones 9 de fractura a lo largo del patrón de corte deseable mencionado anteriormente (S219), se genera un esfuerzo debido a la aplicación de una fuerza física externa, a cambios ambientales, y similares dentro del material a cortar, la parte formada con las regiones 9 de fractura en particular, con el fin de aumentar las regiones 9 de fractura formadas solo dentro del material a cortar (el punto de convergencia de luz y sus alrededores), cortando de este modo el material a cortar en una posición formada con las regiones 9 de fractura (S221).

45 Con referencia a las figuras 28 a 32, se explicará el corte del material a cortar tras la aplicación de una fuerza física externa. En primer lugar, el material a cortar (la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico) formado con las regiones 9 de fractura a lo largo del patrón de corte deseable se coloca en un aparato de corte, a la vez que en un estado sujetado por una lámina 33 de oblea agarrada por el soporte 35 de muestra. El aparato de corte tiene un mandril 34 de succión, que se explicará más adelante, una bomba de succión (no representada) conectada al mandril 34 de succión, una aguja 36 de presión (elemento de presión), un medio de accionamiento de agujas de presión (no representado) para mover la aguja 36 de presión, y similares. Como medio de accionamiento de agujas de presión puede usarse un accionador eléctrico, hidráulico, o de otros tipos.

55 Las figuras 28 a 32 no representan las secciones 39 de circuito.

Una vez que la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico se coloca en el aparato de corte, el mandril 34 de succión se aproxima a la posición correspondiente al chip 37 de dispositivo piezoeléctrico a aislar como se muestra en la figura

28. Un aparato de bomba de succión se acciona durante un estado en el que el mandril 34 de succión se localiza más cerca de o se apoya contra el chip 37 de dispositivo piezoeléctrico a aislar, por lo que el mandril 34 de succión atrae el chip 37 de dispositivo piezoeléctrico (la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico) a aislar como se muestra en la figura 29. Una vez que el mandril 34 de succión atrae el chip 37 de dispositivo piezoeléctrico (la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico) a aislar, la aguja 36 de presión se mueve a la posición correspondiente al chip 37 de dispositivo piezoeléctrico a aislar desde la cara posterior de la lámina 33 de oblea (cara posterior de la superficie

65 sujeta con la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico) como se muestra en la figura 30.

E10164391

29-01-2015

Cuando la aguja 36 de presión se mueve aún más después de apoyarse contra la cara posterior de la lámina 33 de oblea, la lámina 33 de oblea se deforma, a la vez que la aguja 36 de presión aplica un esfuerzo a la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico desde el exterior, por el que se genera un esfuerzo en la parte de la oblea formada con las regiones 9 de fractura, lo que aumenta las regiones 9 de fractura. Cuando las regiones 9 de fractura aumentan hacia

5 la superficie y hacia la cara posterior de la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico, se corta la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico en una parte de extremo del chip 37 de dispositivo piezoeléctrico a aislar como se muestra en la figura 31, por lo que el chip 37 de dispositivo piezoeléctrico se aísla de la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico. Como se ha mencionado anteriormente, la lámina 33 de oblea tiene una adhesividad, siendo de este modo capaz de evitar que se suelten los chips 37 de dispositivo piezoeléctrico cortados y separados.

Una vez que el chip 37 de dispositivo piezoeléctrico se separa de la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico, el mandril 34 de succión y la aguja 36 de presión se mueven lejos de la lámina 33 de oblea. Cuando el mandril 34 de succión y la aguja 36 de presión se mueven, el chip 37 de dispositivo piezoeléctrico aislado se libera de la lámina 33 de oblea como se muestra en la figura 32, ya que el primero se atrae por el mandril 34 de succión. En este caso, se usa un

15 aparato de soplado de aire ionizado, que no se representa, para enviar un aire ionizado en la dirección de las flechas B en la figura 32, por lo que el chip 37 de dispositivo piezoeléctrico aislado y atraído por el mandril 34 de succión, y la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico (superficie) sujetada por la lámina 32 de oblea se limpian con el aire ionizado. En este caso, puede proporcionarse un aparato de succión en lugar de la limpieza por aire ionizado, de manera que se limpian los chips 37 de dispositivo piezoeléctrico aislados y atraídos y la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico a medida que se aspiran el polvo y similares. Conocido como un método de corte del material a cortar debido a los cambios ambientales es uno que imparte un cambio de temperatura al material a cortar que tiene solo las regiones 9 de fractura dentro del mismo. Cuando se imparte un cambio de temperatura como tal al material a cortar, puede producirse una distorsión térmica en la parte del material formada con las regiones 9 de fractura, de manera que aumenten las regiones de fracturas, por lo que el material a cortar puede cortarse.

25 Por lo tanto, en el segundo ejemplo, la lente 105 de convergencia de luz hace converger la luz L láser emitida desde la fuente 101 de luz láser de manera que su punto de convergencia de luz se coloca dentro del material de transmisión de luz (la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico), por lo que la densidad de energía de la luz láser en el punto de convergencia de luz supera el umbral de daño óptico o ruptura dieléctrica óptica, que forma las fracturas 9 mínimas solo en el punto de convergencia de luz dentro del material de transmisión de luz y sus alrededores. Puesto que el material de transmisión de luz se corta en las posiciones de las regiones 9 de fractura formadas de este modo, la cantidad de emisión de polvo es muy pequeña, por lo que la posibilidad de que se produzcan daños en dados, astilladuras, fracturas en la superficie del material, y similares también se vuelve muy baja. Puesto que el material de transmisión de luz se corta a lo largo de las regiones 9 de fractura formadas por los daños ópticos o la

35 ruptura dieléctrica óptica del material de transmisión de luz, mejora la estabilidad direccional del corte, de manera que la dirección de corte puede controlarse fácilmente. Además, el ancho de corte en dados puede hacerse menor que el obtenido en el corte en dados con una cuchilla de diamante, por lo que puede aumentarse el número de materiales de transmisión de luz cortados a partir de un material de transmisión de luz. Como resultado de estos, el segundo ejemplo puede cortar el material de transmisión de luz con bastante facilidad y adecuadamente.

Además, se genera un esfuerzo dentro del material a cortar debido a la aplicación de una fuerza física externa, cambios ambientales, y similares, con el fin de aumentar las regiones 9 de fractura formadas para cortar el material de transmisión de luz (la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico), por lo que el material de transmisión de luz puede cortarse de una manera fiable en las posiciones de las regiones 9 de fractura formadas.

45 Además, se usa la aguja 36 de presión para aplicar un esfuerzo al material de transmisión de luz (la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico), con el fin de aumentar las regiones 9 de fractura formadas para cortar el material de transmisión de luz (la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico), por lo que el material de transmisión de luz puede cortarse de una manera más fiable en las posiciones de las regiones 9 de fractura formadas.

Cuando la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico (el material de transmisión de luz) formada con una pluralidad de secciones 39 de circuito se corta y se separa en chips 37 de dispositivo piezoeléctrico individuales, la lente 105 de convergencia de luz hace converger la luz L láser de manera que el punto de convergencia de luz se coloca dentro de la parte de la oblea orientada hacia la brecha formada entre las secciones 39 de circuitos adyacentes, y forma las

55 regiones 9 de fractura, por lo que la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico puede cortarse de manera fiable en la posición de la brecha formada entre las secciones 39 de circuito adyacentes.

Cuando se mueve el material de transmisión de luz (la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico) o se escanea la luz L láser con el fin de mover el punto de convergencia de luz en una dirección que interseca el eje óptico de la luz L láser, por ejemplo, una dirección ortogonal al mismo, la región 9 de fractura se forma continuamente a lo largo de la dirección de movimiento del punto de convergencia de luz, de manera que mejora aún más la estabilidad direccional del corte, lo que hace posible controlar la dirección de corte más fácilmente.

Además, en el segundo ejemplo, apenas existen empolvadores que emitan polvo, de manera que no es necesario

65 un agua lubricante/de limpieza para evitar que se suelten los empolvadores que emiten polvo, por lo que puede realizarse el procesamiento en seco en la etapa de corte.

E10164391

29-01-2015

En el segundo ejemplo, puesto que la formación de una parte modificada (la región 9 de fractura) se realiza mediante un procesamiento sin contacto con la luz L láser, no se producirán problemas de durabilidad de las cuchillas, de su frecuencia de sustitución, y similares, en el corte en dados provocado por la cuchilla de diamante. Además, puesto que la formación de una parte modificada (la región 9 de fractura) se realiza mediante un 5 procesamiento sin contacto con la luz L láser, el segundo ejemplo puede cortar el material de transmisión de luz a lo largo de un patrón de corte que corta el material de transmisión de luz sin completar el corte del mismo. La presente invención no se limita al segundo ejemplo mencionado anteriormente. Por ejemplo, el material de transmisión de luz puede ser una oblea semiconductora, un sustrato de vidrio, o similares, sin que se limite a la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico. Además, puede seleccionarse apropiadamente la fuente 101 de luz láser de conformidad con una característica de absorción óptica del material de transmisión de luz a cortar. Aunque las regiones 9 mínimas se forman como una parte modificada tras la irradiación con la luz L láser en el segundo ejemplo, esto no es restrictivo. Por ejemplo, usando una fuente de luz láser de pulso ultracorto (por ejemplo, el láser femto second (fs)) puede formarse una parte modificada provocada por un cambio de índice de refracción (índice de refracción más alto), siendo capaz de esta manera de cortar el material de transmisión de luz sin generar las regiones 9 de fractura

15 usando un cambio de característica mecánica de este tipo.

Aunque el ajuste del foco de la luz L láser se realiza moviendo la fase 113 del eje Z en el aparato 100 de procesamiento láser, esto puede realizarse moviendo la lente 105 de convergencia de luz en la dirección del eje óptico de la luz L láser sin limitarse al mismo.

Aunque la fase 109 del eje X y la fase 111 del eje Y se mueven de acuerdo con un patrón de corte deseable en el aparato 100 de procesamiento láser, esto no es restrictivo, por lo que la luz L láser puede escanearse de acuerdo con un patrón de corte deseable.

25 Aunque la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico se corta por la aguja 36 de presión después de que se atraiga mediante el mandril 34 de succión, esto no es restrictivo, por lo que la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico puede cortarse por la aguja 36 de presión y, a continuación, el chip 37 de dispositivo piezoeléctrico cortado y aislado puede atraerse por el mandril 34 de succión. En este caso, cuando se corta la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico por la aguja 36 de presión después de que se ha atraído la oblea 31 de dispositivo piezoeléctrico por el mandril 34 de succión, la superficie del chip 37 de dispositivo piezoeléctrico cortado y aislado se cubre con el mandril 34 de succión, que puede evitar que el polvo y similares se adhieran a la superficie del chip 37 de dispositivo piezoeléctrico.

Además, cuando se usa un dispositivo 121 de captación de imágenes para los rayos infrarrojos, puede realizarse el

35 ajuste del enfoque utilizando la luz reflejada de la luz L láser. En este caso, es necesario que se use un medio espejo en lugar del espejo 103 dicroico, mientras que se dispone un dispositivo óptico entre el medio espejo y la fuente 101 de luz láser, que suprime la luz de retorno a la fuente 101 de luz láser. En este caso, se prefiere que la salida de la luz L láser emitida desde la fuente 101 de luz láser en el momento del ajuste del enfoque se ajuste a un nivel de energía menor que el de la salida para la formación de fracturas, de manera que la luz L láser para realizar el ajuste del enfoque no dañe el material a cortar.

A continuación, se explicarán las funciones características de la presente invención desde los puntos de vista del segundo ejemplo.

45 El método de corte de un material de transmisión de luz comprende una parte modificada que forma una etapa de la luz láser convergente emitida desde una fuente de luz láser de manera que su punto de convergencia de luz se coloca dentro del material de transmisión de luz, con el fin de formar una parte modificada solo en el punto de convergencia de luz dentro del material de transmisión de luz y sus alrededores; y una etapa de corte para cortar el material de transmisión de luz en la posición de la parte modificada formada de esta manera.

En el método de corte de un material de transmisión de luz, se hace converger la luz láser de manera que el punto de convergencia de luz de la luz láser se coloca dentro del material de transmisión de luz en la etapa de formación de la parte modificada, por lo que la parte modificada se forma solo en el punto de convergencia de luz dentro del material de transmisión de luz y sus alrededores. En la etapa de corte, el material de transmisión de luz se corta en

55 la posición de la parte modificada formada de este modo, de manera que la cantidad de emisión de polvo es muy pequeña, por lo que la posibilidad de que se lleguen a producir daños de corte en dados, astilladuras, fracturas en la superficie del material, y similares también es muy pequeña. Puesto que el material de transmisión de luz se corta en la posición de la parte modificada formada de esta manera, mejora la estabilidad direccional del corte, de manera que puede controlarse fácilmente la dirección de corte. Además, el ancho de corte en dados puede hacerse menor que el obtenido en el corte en dados con una cuchilla de diamante, por lo que puede aumentarse el número de materiales de transmisión de luz cortados de un material de transmisión de luz. Como resultado de estos, se corta el material de transmisión de luz con bastante facilidad y adecuadamente.

Además, en el método de corte de un material de transmisión de luz, apenas existen empolvadores que emitan

65 polvo, de manera que no es necesario un agua lubricante/de limpieza para evitar que se suelten los empolvadores que emiten polvo, por lo que puede realizarse el procesamiento en seco en la etapa de corte.

E10164391

29-01-2015

En el método de corte de un material de transmisión de luz, puesto que la formación de una parte modificada se realiza mediante un procesamiento sin contacto con la luz láser, no se producirán problemas de durabilidad de las cuchillas, de su frecuencia de sustitución, y similares, en el corte en dados provocado por la cuchilla de diamante. Además, puesto que la formación de una parte modificada se realiza mediante un procesamiento sin contacto con la

5 luz láser, el método de corte de un material de transmisión de luz puede cortar el material de transmisión de luz a lo largo de un patrón de corte que corta el material de transmisión de luz sin completar el corte del mismo.

Preferentemente, el material de transmisión de luz se forma con una pluralidad de secciones de circuito, mientras que la luz láser se hace converger de manera que el punto de convergencia de luz se coloca dentro de la parte del material de transmisión de luz orientada hacia la brecha formada entre las secciones de circuito adyacentes en la parte de formación de la etapa modificada, con el fin de formar la parte modificada. Con tal configuración, el material de transmisión de luz puede cortarse de manera fiable en la posición de la brecha formada entre las secciones de circuito adyacentes.

15 Cuando se irradia el material de transmisión de luz con la luz láser en la etapa de formación de la parte modificada, se prefiere que la luz láser se haga converger mediante un ángulo en el que las secciones de circuito no se irradian con la luz láser. Haciendo converger la luz láser mediante un ángulo en el que las secciones de circuito no se irradian con la luz láser cuando se irradia el material de transmisión de luz con la luz láser en la etapa de formación de la parte modificada como tal, puede evitarse que la luz láser entre en las secciones de circuito y proteger las secciones de circuito contra la luz láser.

Preferentemente, en la etapa de formación de la parte modificada, se mueve el punto de convergencia de luz en una dirección que interseca el eje óptico de la luz láser, con el fin de formar una parte modificada de manera continua a lo largo de la dirección de movimiento del punto de convergencia de luz. Cuando el punto de convergencia de luz se

25 mueve en una dirección que interseca el eje óptico de la luz láser en la etapa de formación de la parte modificada como tal, con el fin de formar la parte modificada de manera continua a lo largo de la dirección de movimiento del punto de convergencia de luz, mejora aún más la estabilidad direccional de corte, lo que hace más fácil controlar la dirección de corte.

El método de corte de un material de transmisión de luz comprende una etapa de formación de fractura de la luz láser convergente emitida desde una fuente de luz láser, de manera que su punto de convergencia de luz se coloca dentro del material de transmisión de luz, con el fin de formar una fractura solo en el punto de convergencia de luz dentro del material de transmisión de luz y sus alrededores; y una etapa de corte para cortar el material de transmisión de luz en la posición de la fractura formada de esta manera.

35 En el método de corte de un material de transmisión de luz, se hace converger la luz láser de manera que el punto de convergencia de luz de la luz láser se coloca dentro del material de transmisión de luz, de manera que la densidad de energía de la luz láser en el punto de convergencia de luz supera un umbral de daño óptico o una ruptura dieléctrica óptica del material de transmisión de luz, por lo que se forma una fractura solo en el punto de convergencia de luz dentro del material de transmisión de luz y sus alrededores. En la etapa de corte, se corta el material de transmisión de luz en la posición de la fractura formada de este modo, de manera que la cantidad de emisión de polvo es muy pequeña, por lo que la posibilidad de que se produzcan daños en dados, astilladuras, fracturas en la superficie del material, y similares también se vuelve muy baja. Puesto que el material de transmisión de luz se corta en la posición de la fractura formada por un daño óptico o una ruptura dieléctrica óptica, mejora la

45 estabilidad direccional del corte, de manera que la dirección de corte puede controlarse fácilmente. Además, el ancho de corte en dados puede fabricarse menor que el obtenido en el corte en dados con una cuchilla de diamante, por lo que puede aumentarse el número de materiales de transmisión de luz cortados de un material de transmisión de luz. Como resultado de estos, puede cortarse el material de transmisión de luz con bastante facilidad y adecuadamente.

Además, en el método de corte de un material de transmisión de luz, apenas existen empolvadores que emitan polvo, de manera que no es necesario un agua lubricante/de limpieza para evitar que se suelten los empolvadores que emiten polvo, por lo que puede realizarse el procesamiento en seco en la etapa de corte.

55 En el método de corte de un material de transmisión de luz, puesto que la formación de una fractura se realiza mediante un procesamiento sin contacto con la luz láser, no se producirán problemas de durabilidad de las cuchillas, de su frecuencia de sustitución, y similares, en el corte en dados provocado por la cuchilla de diamante. Además, puesto que la formación de una fractura se realiza mediante el procesamiento sin contacto con la luz láser, el método de corte de un material de transmisión de luz de acuerdo con este aspecto de la presente invención puede cortar el material de transmisión de luz a lo largo de un patrón de corte que corta el material de transmisión de luz sin completar el corte del mismo.

Preferentemente, en la etapa de corte, el material de transmisión de luz se corta aumentando la fractura formada. Cortar el material de transmisión de luz aumentando la fractura formada en la etapa de corte como tal, puede cortar

65 de manera fiable el material de transmisión de luz en la posición de la fractura formada.

E10164391

29-01-2015

Preferentemente, en la etapa de corte, se aplica un esfuerzo al material de transmisión de luz usando un elemento de presión, con el fin de aumentar una fractura, cortando de este modo el material de transmisión de luz. Cuando se aplica un esfuerzo al material de transmisión de luz en la etapa de corte usando un elemento de presión como tal, con el fin de aumentar una fractura, cortando de este modo el material de transmisión de luz, puede cortarse el

5 material de transmisión de luz de una manera más fiable en la posición de la fractura.

El aparato para cortar un material de transmisión de luz comprende una fuente de luz láser; unos medios de sujeción para sujetar el material de transmisión de luz; un dispositivo óptico para hacer converger la luz láser emitida desde la fuente de luz láser de manera que un punto de convergencia de luz del mismo se coloca dentro del material de transmisión de luz; y unos medios de corte para cortar el material de transmisión de luz en la posición de una parte modificada formada solamente en el punto de convergencia de luz de la luz láser dentro del material de transmisión de luz y sus alrededores.

En el aparato para cortar un material de transmisión de luz, el dispositivo óptico hace converger la luz láser de

15 manera que el punto de convergencia de luz de la luz láser se coloca dentro del material de transmisión de luz, por lo que se forma una parte modificada solamente en el punto de convergencia de luz dentro del material de transmisión de luz y sus alrededores. A continuación, el medio de corte corta el material de transmisión de luz en la posición de la parte modificada formada solamente en el punto de convergencia de luz dentro del material de transmisión de luz y sus alrededores, por lo que se corta el material de transmisión de luz de manera fiable a lo largo la parte modificada formada de esta manera. Como consecuencia, la cantidad de emisión de polvo es muy pequeña, mientras que la posibilidad de que se produzcan daños en dados, astilladuras, fracturas en la superficie del material, y similares se vuelve también muy baja. Además, puesto que el material de transmisión de luz se corta a lo largo de la parte modificada, mejora la estabilidad direccional del corte, por lo que la dirección de corte puede controlarse fácilmente. Además, el ancho de corte en dados puede hacerse menor que el obtenido en el corte en dados con una

25 cuchilla de diamante, por lo que puede aumentarse el número de materiales de transmisión de luz cortados de un material de transmisión de luz. Como resultado de esto, la presente invención puede cortar el material de transmisión de luz con bastante facilidad y adecuadamente.

Además, en el aparato para cortar un material de transmisión de luz, apenas existen empolvadores que emitan polvo, de manera que no es necesario un agua lubricante/de limpieza para evitar que se suelten los empolvadores que emiten polvo, por lo que puede realizarse el procesamiento en seco en la etapa de corte.

En el aparato para cortar un material de transmisión de luz, puesto que la parte modificada se forma mediante el procesamiento sin contacto con la luz láser, no se producirán problemas de durabilidad de las cuchillas, de su

35 frecuencia de sustitución, y similares, en el corte en dados provocado por la cuchilla de diamante como en las técnicas convencionales. Además, puesto que la parte modificada se forma mediante el procesamiento sin contacto con la luz láser como se ha mencionado anteriormente, el aparato para cortar un material de transmisión de luz puede cortar el material de transmisión de luz a lo largo de un patrón de corte que corta el material de transmisión de luz sin completar el corte del mismo.

El aparato para cortar un material de transmisión de luz comprende una fuente de luz láser; unos medios de sujeción para sujetar el material de transmisión de luz; un dispositivo óptico para hacer converger la luz láser emitida desde la fuente de luz láser de manera que un punto de convergencia de luz del mismo se coloca dentro del material de transmisión de luz; y unos medios de corte para cortar el material de transmisión de luz aumentando una fractura

45 formada solamente en el punto de convergencia de luz de la luz láser dentro del material de transmisión de luz y sus alrededores.

En el aparato para cortar un material de transmisión de luz, el dispositivo óptico hace converger la luz láser de manera que el punto de convergencia de luz de la luz láser se coloca dentro del material de transmisión de luz, de manera que la densidad de energía de la luz láser en el punto de convergencia de luz supera un umbral de daño óptico o una ruptura dieléctrica óptica del material de transmisión de luz, por lo que se forma una fractura solamente en el punto de convergencia de luz dentro del material de transmisión de luz y sus alrededores. A continuación, el medio de corte corta el material de transmisión de luz aumentando la fractura formada solamente en el punto de convergencia de luz dentro del material de transmisión de luz y sus alrededores, por lo que el material de

55 transmisión de luz se corta de manera fiable a lo largo de la fractura formada por un daño óptico o una ruptura dieléctrica óptica del material de transmisión de luz. Como consecuencia, la cantidad de emisión de polvo es muy pequeña, por lo que la posibilidad de que se produzcan daños en dados, astilladuras, fracturas en la superficie del material, y similares también se vuelve muy baja. Puesto que el material de transmisión de luz se corta a lo largo de la fractura, mejora la estabilidad direccional del corte, de manera que la dirección de corte puede controlarse fácilmente. Además, el ancho de corte en dados puede hacerse menor que el obtenido en el corte en dados con una cuchilla de diamante, por lo que puede aumentarse el número de materiales de transmisión de luz cortados de un material de transmisión de luz. Como resultado de esto, la presente invención puede cortar el material de transmisión de luz con bastante facilidad y adecuadamente.

65 Además, en el aparato para cortar un material de transmisión de luz, apenas existen empolvadores que emitan polvo, de manera que no es necesario un agua lubricante/de limpieza para evitar que se suelten los empolvadores

E10164391

29-01-2015

que emiten polvo, por lo que puede realizarse el procesamiento en seco en la etapa de corte.

En el aparato para cortar un material de transmisión de luz, puesto que la fractura se forma mediante el procesamiento sin contacto con la luz láser, no se producirán problemas de durabilidad de las cuchillas, de su

5 frecuencia de sustitución, y similares, en el corte en dados provocado por la cuchilla de diamante como en las técnicas convencionales. Además, puesto que la fractura se forma mediante el procesamiento sin contacto con la luz láser como se ha mencionado anteriormente, el método de corte de un material de transmisión de luz de acuerdo con este aspecto de la presente invención puede cortar el material de transmisión de luz a lo largo de un patrón de corte que corta el material de transmisión de luz sin completar el corte del mismo.

Preferentemente, los medios de corte tienen un elemento de presión para aplicar un esfuerzo al material de transmisión de luz. Cuando los medios de corte tienen un elemento de presión para aplicar un esfuerzo al material de transmisión de luz como tal, puede aplicarse un esfuerzo al material de transmisión de luz usando el elemento de presión, con el fin de aumentar una fractura, por lo que el material de transmisión de luz puede cortarse de una

15 manera más fiable en la posición de la fractura formada.

Preferentemente, el material de transmisión de luz es uno cuya superficie está formada con una pluralidad de secciones de circuito, mientras que el dispositivo óptico hace converger la luz láser de manera que el punto de convergencia de luz se coloca dentro de la parte del material de transmisión de luz orientada hacia la brecha formada entre las secciones de circuito adyacentes. Con tal configuración, el material de transmisión de luz puede cortarse de manera fiable en la posición de la brecha formada entre las secciones de circuito adyacentes.

Preferentemente, el dispositivo óptico hace converger la luz láser mediante un ángulo en el que las secciones de circuito no se irradian con la luz láser. Cuando el dispositivo óptico hace converger la luz láser mediante un ángulo

25 en el que las secciones de circuito no se irradian con la luz láser como tal, puede evitarse que la luz láser entre en las secciones de circuito y proteger las secciones de circuito contra la luz láser.

Preferentemente, el aparato comprende además medios de movimiento del punto de convergencia de luz para mover el punto de convergencia de luz en una dirección que interseca el eje óptico de la luz láser. Cuando el aparato comprende además medios de movimiento del punto de convergencia de luz para mover el punto de convergencia de luz en una dirección que interseca el eje óptico de la luz láser como tal, puede formarse una fractura continua a lo largo de la dirección de movimiento del punto de convergencia de luz, de manera que mejora aún más la estabilidad direccional del corte, por lo que puede controlarse más fácilmente la dirección de corte.

35 [Tercer ejemplo]

Se explicará un tercer ejemplo. En el tercer ejemplo y en un cuarto ejemplo que se explicará más adelante, se irradia un objeto a procesar con luz láser de manera que la dirección de polarización lineal de la luz láser polarizada linealmente se extiende a lo largo de una línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse en el objeto a procesar, por lo que se forma una región modificada en el objeto a procesar. Como consecuencia, en el punto modificado formado con un solo pulso de disparo (es decir, un solo pulso de irradiación láser), el tamaño en la dirección que se extiende a lo largo de la línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse puede hacerse relativamente grande cuando la luz láser es una luz láser pulsada. El inventor lo ha confirmado mediante un experimento. Las condiciones para el experimento son las siguientes:

45

(A): Objeto a procesar: Oblea de vidrio Pyrex (que tiene un espesor de 700 m y un diámetro exterior de 4 pulgadas)

(B): Láser:

Fuente de luz: bombeo láser semiconductor Nd: láser YAG Longitud de onda: 1064 nmÁrea transversal del punto de luz láser: 3,14 X 10-8 cm2 Modo de oscilación: pulso Q-switch

55 Frecuencia de repetición: 100 kHz Ancho del pulso: 30 ns Salida: salida < 1 mJ/pulso Calidad de luz láser: TEM00 Característica de polarización: polarización lineal

(C) Lente de convergencia de luz

Ampliación: x50 NA: 0,55

65 Transmitancia con respecto a la longitud de onda de luz láser: 60%

E10164391

29-01-2015

(D) Velocidad de movimiento de una mesa de montaje que monta el objeto a procesar: 100 mm/seg

Cada una de las muestras 1, 2, que son un objeto a procesar, se exponen a un solo disparo de pulso de la luz láser pulsada, mientras que el punto de convergencia de luz se localiza dentro del objeto a procesar, por el que se forma

5 una región de fractura provocada por una absorción multifotónica dentro del objeto a procesar. La muestra 1 se irradia con la luz láser pulsada polarizada linealmente, mientras que la muestra 2 se irradia con la luz láser pulsada polarizada circularmente.

La figura 33 es una vista que muestra una fotografía de la muestra 1 en planta, mientras que la figura 34 es una vista que muestra una fotografía de la muestra 2 en planta. Estas plantas son una cara 209 de entrada de la luz láser pulsada. Las letras LP y CP indican esquemáticamente una polarización lineal y una polarización circular, respectivamente. La figura 35 es una vista que muestra esquemáticamente una sección transversal de la muestra 1 mostrada en la figura 33 tomada a lo largo de la línea XXXV-XXXV. La figura 36 es una vista que muestra esquemáticamente una sección transversal de la muestra 1 mostrada en la figura 34 tomada a lo largo de la línea

15 XXXVI-XXXVI. Un punto 90 de fractura se forma dentro de una oblea 211 de vidrio, que es el objeto a procesar.

En el caso en el que la luz láser pulsada es una luz polarizada linealmente, como se muestra en la figura 35, el tamaño del punto 90 de fractura formado por un solo disparo de pulso es relativamente grande en la alineación de dirección con la dirección de polarización lineal. Esto indica que la formación del punto 90 de fractura se acelera en esta dirección. Cuando la luz láser pulsada es una luz polarizada circularmente, por el contrario, el tamaño del punto 90 de fractura formado por un solo disparo de pulso no será mayor en cualquier dirección específica como se muestra en la figura 36. El tamaño del punto 90 de fractura en la dirección que produce la longitud máxima es mayor en la muestra 1 que en la muestra 2.

25 El hecho de que una región de fractura que se extiende a lo largo de una línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse pueda formarse de manera eficiente, se explicará a partir de estos resultados del experimento. Las figuras 37 y 38 son vistas en planta de cada una de las regiones de fracturas formadas a lo largo de una línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse en un objeto a procesar. Un número de puntos 90 de fractura, cada uno formado por un solo disparo de pulso, se forman a lo largo de una línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse, por lo que se forma una región 9 de fractura que se extiende a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse. La figura 37 muestra la región 9 de fractura formada tras la irradiación con la luz láser pulsada de manera que la dirección de polarización lineal de la luz láser pulsada se alinea con la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse. La formación de puntos 90 de fractura se acelera a lo largo de la dirección de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse, por lo que su tamaño es

35 relativamente grande en esta dirección. Por lo tanto, la región 9 de fractura que se extiende a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse puede estar formada por un menor número de disparos. Por otro lado, la figura 38 muestra la región 9 de fractura formada tras la irradiación con la luz láser pulsada de manera que la dirección de polarización lineal de la luz láser pulsada es ortogonal a la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse. Puesto que el tamaño del punto 90 de fractura en la dirección de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse es relativamente pequeño, el número de disparos necesarios para formar la región 9 de fractura llega a ser mayor que en el caso de la figura 37. Por lo tanto, el método para formar una región de fractura de acuerdo con esta realización mostrado en la figura 37 puede formar la región de fractura más eficientemente que el método mostrado en la figura 38.

45 Además, puesto que la luz láser pulsada se irradia mientras que la dirección de polarización lineal de la luz láser pulsada es ortogonal a la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse, la formación del punto 90 de fractura formado en el disparo se acelera en la dirección del ancho de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse. Por lo tanto, cuando el punto 90 de fractura se extiende demasiado en la dirección del ancho de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse, el objeto a procesar puede no cortarse con precisión a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse. Por el contrario, el punto 90 de fractura formado en el disparo no se extiende mucho en direcciones distintas de la alineación de dirección con la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse en el método de acuerdo con esta realización mostrado en la figura 37, por lo que el objeto a procesar puede cortarse con precisión.

55 Aunque hacer el tamaño relativamente grande en una dirección predeterminada entre los tamaños de una región modificada se ha explicado en el caso de una polarización lineal, lo mismo se mantiene también en la polarización elíptica. Es decir, como se muestra en la figura 39, la formación del punto 90 de fractura se acelera en la dirección del eje b mayor de una elipse que representa la polarización elíptica EP de la luz láser, por lo que puede formarse el punto 90 de fractura que tiene un tamaño relativamente grande a lo largo de esta dirección. Por lo tanto, cuando se forma una región de fractura de manera que el eje mayor de una elipse indicativa de la polarización elíptica del láser polarizado elípticamente con una elipticidad distinta de 1 se alinea con una línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse en el objeto a procesar, se producen efectos similares a los del caso de la polarización lineal. En este caso, la elipticidad es la mitad de la longitud del eje a menor/la mitad de la longitud del eje b mayor. Como la elipticidad es más pequeña, el tamaño del punto 90 de fractura a lo largo de la dirección del eje b mayor se hace

65 mayor. La luz polarizada linealmente es luz polarizada elípticamente con una elipticidad de cero. La luz polarizada circularmente se obtiene cuando la elipticidad es 1, lo que no puede hacer el tamaño de la región de fractura

E10164391

29-01-2015

relativamente grande en una dirección predeterminada. Por lo tanto, este caso no abarca el caso en que la elipticidad es 1.

Aunque hacer el tamaño relativamente grande en una dirección predeterminada entre los tamaños de una región

5 modificada se ha explicado en el caso de una región de fractura, lo mismo se mantiene también en las regiones procesadas fundidas y en las regiones de cambio de índice de refracción. Además, aunque se ha explicado la luz láser pulsada, lo mismo se mantiene también en la luz láser de onda continua. Lo anterior se mantiene también en un cuarto ejemplo que se explicará más adelante.

A continuación, se explicará el aparato de procesamiento láser de acuerdo con el tercer ejemplo. La figura 40 es un diagrama esquemático de este aparato de procesamiento láser. El aparato 200 de procesamiento láser se explicará principalmente en términos de sus diferencias con el aparato 100 de procesamiento láser de acuerdo con el primer ejemplo mostrado en la figura 14. El aparato 200 de procesamiento láser comprende un regulador 201 de elipticidad para ajustar la elipticidad de polarización de la luz L láser emitida desde una fuente 101 de luz láser, y un regulador

15 203 de rotación de 90º para ajustar la rotación de la polarización de la luz L láser emitida desde el regulador 201 de elipticidad en aproximadamente 90º.

El regulador 201 de elipticidad incluye una placa 207 de cuarto de onda mostrada en la figura 41. La placa 207 de cuarto de onda puede ajustar la elipticidad de la luz polarizada elípticamente cambiando el ángulo de la dirección . Es decir, cuando se hace incidir la luz con polarización lineal LP en la placa 207 de cuarto de onda, la luz transmitida obtiene la polarización elíptica EP con una elipticidad predeterminada. El ángulo de dirección es un ángulo formado entre el eje mayor de la elipse y el eje X. Como se ha mencionado anteriormente, se emplea un número distinto de 1 como la elipticidad en este caso. El regulador 201 de elipticidad puede hacer que la polarización de la luz L láser se convierta en luz polarizada elípticamente EP que tiene una elipticidad deseable. La elipticidad se ajusta en vista del

25 espesor y el material del objeto 1 a procesar, y similares.

Cuando se irradia el objeto 1 a procesar con luz L láser que tiene una polarización lineal LP, la luz L láser emitida desde la fuente 101 de luz láser es una luz polarizada linealmente LP, por lo que el regulador 201 de elipticidad ajusta el ángulo de la dirección  de la placa 207 de cuarto de onda de manera que la luz L láser pasa a través de la placa de cuarto de onda mientras que es la luz polarizada linealmente LP. Además, la fuente 101 de luz láser emite luz L láser polarizada linealmente, por lo que el regulador 201 de elipticidad no es necesario cuando solo se utiliza la luz láser de polarización lineal LP para irradiar el objeto a procesar con láser.

El regulador 203 de rotación de 90º incluye una placa 205 de mitad de onda como se muestra en la figura 42. La

35 placa 205 de mitad de onda es una placa de longitud de onda para hacer polarización ortogonal a la luz incidente polarizada linealmente. Es decir, a continuación, se hace incidir la luz LP1 polarizada linealmente con un ángulo de dirección de 45º sobre la placa 205 de mitad de onda, por ejemplo, la luz transmitida se convierte en luz LP2 polarizada linealmente girada 90º con respecto a la luz LP1 incidente. Cuando se gira 90º la polarización de la luz L láser emitida desde el regulador 201 de elipticidad, el regulador 203 de rotación de 90º funciona con el fin de colocar la placa 205 de mitad de onda sobre el eje óptico de la luz L láser. Cuando no se gira la polarización de la luz L láser emitida desde el regulador 201 de elipticidad, el regulador 203 de rotación de 90º funciona con el fin de colocar la placa 205 de mitad de onda fuera de la trayectoria óptica de la luz L láser (es decir, en un sitio en el que la luz L láser no pasa a través de la placa 205 de mitad de onda).

45 El espejo 103 dicroico está dispuesto de manera que la luz L láser cuya rotación de la polarización está regulada 90º

o no por el regulador 203 de rotación de 90º es incidente sobre el mismo y que la dirección del eje óptico de la luz L láser se cambia 90º. El aparato 200 de procesamiento láser comprende una fase 213 de 6 ejes para hacer girar el plano X-Y de la mesa 107 de montaje alrededor de la dirección del espesor del objeto 1 a procesar. El controlador 115 de fase regula no solo el movimiento de las fases 109, 111, 113, sino también el movimiento de la fase 213.

Con referencia a las figuras 40 y 43, se explicará a continuación el método de procesamiento láser de acuerdo con el tercer ejemplo de esta realización. La figura 43 es un diagrama de flujo para explicar este método de procesamiento láser. El objeto 1 a procesar es una oblea de silicio. Las etapas S101 a S111 son las mismas que las del primer ejemplo mostrado en la figura 15.

55 El regulador 201 de elipticidad ajusta la elipticidad de la luz L láser que tiene polarización lineal LP emitida desde la fuente 101 de luz láser (S121). La luz L láser que tiene polarización elíptica EP con una elipticidad deseable puede obtenerse cuando el ángulo de dirección  de la placa de cuarto de onda se cambia en el regulador 201 de elipticidad.

En primer lugar, para procesar el objeto 1 a procesar a lo largo de la dirección del eje Y, el eje mayor de una elipse indicativa de la polarización elíptica EP de la luz L láser se ajusta con el fin de coincidir con la dirección de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse que se extiende en la dirección del eje Y del objeto 1 a procesar (S123). Esto se consigue girando la fase 213 del eje . Por lo tanto, la fase 213 del eje  funciona como un

65 medio de ajuste del eje mayor o un medio de ajuste de polarización lineal.

E10164391

29-01-2015

Para procesar el objeto 1 a lo largo de la dirección del eje Y, el regulador 203 de rotación de 90º realiza un ajuste que no hace girar la polarización de la luz L láser (S125). Es decir, funciona con el fin de colocar la placa de media onda en el exterior de la trayectoria óptica de la luz L láser.

5 La fuente 101 de luz láser genera la luz L láser, mientras que la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse que se extiende en la dirección del eje Y en la superficie 3 del objeto 1 a procesar se irradia con la luz L láser. La figura 44 es una vista en planta del objeto 1. El objeto 1 se irradia con la luz L láser de manera que el eje mayor indicativo de la elipse de polarización elíptica EP de la luz láser se extiende a lo largo de la línea 5 más a la derecha a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse en el objeto 1. Puesto que el punto P de convergencia de luz de la luz L láser se coloca dentro del objeto 1, las regiones procesadas fundidas solo se forman dentro del objeto 1. La fase 111 del eje Y se mueve a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse, con el fin de formar una región procesada fundida dentro del objeto 1 a procesar a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse.

15 A continuación, se mueve la fase 109 del eje X, con el fin de irradiar la línea 5 cercana a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse con luz L láser, y se forma una región procesada fundida dentro del objeto 1 a lo largo de la línea 5 cercana a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse de una manera similar a la que se ha mencionado anteriormente. Repitiendo esto, se forma una región procesada fundida dentro del objeto 1 a lo largo de las líneas 5 a cortar sucesivamente desde el lado derecho (S127). La figura 45 muestra el caso en el que el objeto 1 se irradia con la luz L láser que tiene polarización lineal. Es decir, el objeto 1 se irradia con luz láser de manera que la dirección de polarización lineal LP de la luz L láser se extiende a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse en el objeto 1.

A continuación, el regulador 203 de rotación de 90º funciona con el fin de colocar la placa 205 de mitad de onda

25 (figura 42) sobre el eje óptico de la luz L láser. Este realiza un ajuste para girar la polarización de la luz láser emitida desde el regulador 219 de elipticidad de 90º (S219).

Posteriormente, la luz 101 láser genera la luz L láser, mientras que la línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse que se extiende en la dirección del eje X de la superficie 3 del objeto 1 se irradia con la luz L láser. La figura 46 es una vista en planta del objeto 1. El objeto 1 se irradia con la luz L láser de manera que la dirección del eje mayor de una elipse indicativa de la polarización elíptica EP de la luz L láser se extiende a lo largo de la línea 5 más baja a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse que se extiende en la dirección del eje X del objeto 1. Puesto que el punto P de convergencia de luz de la luz L láser se coloca dentro del objeto 1, las regiones procesadas fundidas solo se forman dentro del objeto 1. La fase 109 del eje X se mueve a lo largo de la

35 línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse, con el fin de formar una región procesada fundida dentro del objeto 1 que se extiende a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse.

A continuación, se mueve la fase del eje Y, de manera que la línea 5 inmediatamente superior a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse se irradia con la luz L láser, por lo que se forma una región procesada fundida dentro del objeto 1 a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse de una manera similar a la que se ha mencionado anteriormente. Repitiendo esto, se forman unas regiones procesadas fundidas respectivas dentro del objeto 1 a lo largo de las líneas individuales a cortar sucesivamente desde el lado inferior (S131). La figura 47 muestra el caso en el que el objeto 1 se irradia con la luz L láser que tiene polarización lineal LP.

45 A continuación, el objeto 1 se dobla a lo largo de las líneas 5 a cortar, por lo que se corta el objeto 1 (S133). Esto divide el objeto 1 en chips de silicio.

Se explicarán los efectos del tercer ejemplo. De acuerdo con el tercer ejemplo, se irradia el objeto 1 con luz L láser pulsada de manera que la dirección del eje mayor de una elipse indicativa de la polarización elíptica EP de la luz L láser pulsada se extiende a lo largo de las líneas 5 a cortar como se muestra en las figuras 44 y 46. Como consecuencia, el tamaño de los puntos de fractura en la dirección de las líneas 5 a cortar llega a ser relativamente grande, por lo que las regiones de fracturas que se extienden a lo largo de líneas a cortar pueden estar formadas por un número menor de disparos. El tercer ejemplo puede formar de manera eficiente las regiones de fractura como

55 tales, permitiendo de este modo mejorar la velocidad de procesamiento del objeto 1. Además, el punto de fractura formado en el disparo no se extiende en direcciones distintas de la dirección de alineación con la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse, por lo que el objeto 1 puede cortarse con precisión a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse. Estos resultados son similares a los del cuarto ejemplo que se explicará más adelante.

[Cuarto ejemplo]

El cuarto ejemplo se explica, principalmente, en términos de sus diferencias con el tercer ejemplo. La figura 48 es un diagrama esquemático de este aparato 300 de procesamiento láser. Entre los componentes del aparato 300 de 65 procesamiento láser, aquellos idénticos a los componentes del aparato 200 de procesamiento láser de acuerdo con el tercer ejemplo mostrado en la figura 40 se denominarán con números idénticos a los mismos sin repetir sus

E10164391

29-01-2015

explicaciones superpuestas.

El aparato 300 de procesamiento láser no está equipado con el regulador 203 de rotación de 90º del tercer ejemplo. Una fase 213 del eje  puede girar el plano X-Y de una mesa 107 de montaje alrededor de la dirección del espesor 5 del objeto 1 a procesar. Esto hace que la polarización de la luz L láser emitida desde el regulador 201 de elipticidad gire relativamente 90º.

Se explicará el método de procesamiento láser de acuerdo con el cuarto ejemplo. Las operaciones de la etapa S101 a la etapa S123 en el método de procesamiento láser de acuerdo con el tercer ejemplo mostrado en la figura 43 se realizan también en el cuarto ejemplo. La operación de la etapa S125 posterior no se realiza, puesto que el cuarto ejemplo que no está equipado con el regulador 203 de rotación de 90º.

Después de la etapa S123, se realiza la operación de la etapa S127. Las operaciones se realizan, hasta el momento de procesar el objeto 1 como se muestra en la figura 44, de una manera similar a la del tercer ejemplo. A

15 continuación de lo anterior, el controlador 115 de fase regula la fase 213 del eje  para hacerla girar 90º. El giro de la fase 213 del eje  gira 90º el objeto 1 en el plano X-Y. En consecuencia, como se muestra en la figura 49, puede hacerse que el eje mayor de la polarización elíptica EP se alinee con una línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse, intersecando la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse que ya ha completado la etapa de formación de la región modificada.

A continuación, como en la etapa S127, se irradia el objeto 1 con la luz láser, por lo que se forman las regiones procesadas fundidas dentro del objeto 1 a procesar a lo largo de las líneas 5 a cortar sucesivamente desde el lado derecho. Finalmente, como con la etapa S133, se corta el objeto 1, por lo que el objeto 1 se divide en chips de silicio.

25 Los ejemplos tercero y cuarto explicados anteriormente se refieren a la formación de regiones modificadas mediante absorción multifotónica. Sin embargo, la presente invención puede cortar el objeto a procesar irradiándolo con luz láser mientras que localiza su punto de convergencia de luz dentro del objeto con el fin de hacer que la dirección del eje mayor de una elipse indicativa de una polarización elíptica se extienda a lo largo de una línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse en el objeto sin formar regiones modificadas provocadas por una absorción multifotónica. Esto también puede cortar el objeto a lo largo de la línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse de manera eficiente.

[Quinto ejemplo]

35 En un quinto ejemplo y en unos ejemplos sexto y séptimo de la misma, que se explicarán más adelante, los tamaños de los puntos modificados se controlan regulando la magnitud de potencia de la luz láser pulsada y el tamaño de la apertura numérica de un sistema óptico que incluye una lente convergente de luz. El punto modificado se refiere a una parte modificada formada por un solo disparo de pulso de la luz láser pulsada (es decir, un pulso de irradiación láser), mientras que un conjunto de puntos modificados forma una región modificada. La necesidad de controlar los tamaños de los puntos modificados se explicará, a modo de ejemplo, con respecto a los puntos de fractura.

Cuando un punto de fractura es demasiado grande, disminuye la precisión del corte de un objeto a cortar a lo largo de una línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse, y se deteriora la planitud de la sección

45 transversal. Esto se explicará con referencia a las figuras 50 a 55. La figura 50 es una vista en planta de un objeto 1 a procesar en el caso en el que los puntos de fractura se forman relativamente grandes usando el método de procesamiento láser de acuerdo con esta realización. La figura 51 es una vista en sección tomada a lo largo de LI-LI en la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse en la figura 50. Las figuras 52, 53, y 54 son vistas en sección tomadas a lo largo de las líneas LII-LII, LIII-LIII, y LIV-LIV ortogonales a la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse en la figura 50, respectivamente. Como puede verse a partir de estos dibujos, la desviación en los tamaños de los puntos 90 de fractura se hace mayor cuando los puntos 90 de fractura son demasiado grandes. Por lo tanto, como se muestra en la figura 55, se hace menor la exactitud de corte del objeto 1 a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse. Además, las irregularidades de las secciones 43 transversales en el objeto 1 se hacen tan grandes que se deteriora la planitud de la sección 43

55 transversal. Cuando los puntos 90 de fractura se forman relativamente pequeños (por ejemplo, 20 m o menos) usando el aparato de procesamiento láser, por el contrario, los puntos 90 de fractura pueden formarse de manera uniforme y puede evitarse la ampliación en direcciones que se desvían de la línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse, como se muestra en la figura 56. Por lo tanto, como se muestra en la figura 57, puede mejorarse la exactitud de corte del objeto 1 a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse y la planitud de las secciones 43 transversales, como se muestra en la figura 57.

Cuando los puntos 90 de fractura son demasiado grandes como tal, no puede realizarse un corte preciso a lo largo de una línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse ni un corte para producir una sección transversal plana. Sin embargo, si los puntos de fractura son extremadamente pequeños con respecto a un objeto a procesar

65 que tiene un espesor grande, el objeto será difícil de cortar.

E10164391

29-01-2015

Se explicará el hecho de que esto puede controlar el tamaño de los puntos de fractura. Como se muestra en la figura 7, cuando la densidad de potencia pico es la misma, el tamaño de un punto de fractura en el caso en el que la lente de convergencia de luz tiene una ampliación de x10 y una NA de 0,8 es menor que la de un punto de fractura en el caso en el que la lente de convergencia de luz tiene una ampliación de x50 y una NA de 0,55. La densidad de

5 potencia pico es proporcional a la energía de la luz láser por pulso, es decir, la potencia de la luz láser pulsada, como se ha explicado anteriormente, por lo que la misma densidad de potencia pico significa la misma potencia de la luz láser. Cuando la potencia de la luz láser es la misma, mientras que el área transversal del punto del haz es la misma, los tamaños de los puntos de fractura pueden regularse con el fin de llegar a ser menores (mayores) que la apertura numérica de una lente de convergencia de luz que es mayor (menor).

Además, incluso cuando la apertura numérica de la lente de convergencia de luz es la misma, los tamaños de los puntos de fractura pueden regularse con el fin de llegar a ser menores y mayores cuando la potencia de la luz láser (la densidad de potencia pico) se hace menor y mayor, respectivamente.

15 Por lo tanto, como puede verse en la gráfica mostrada en la figura 7, pueden regularse los tamaños de los puntos de fractura con el fin de que lleguen a ser menores cuando la apertura numérica de una lente de convergencia de luz se hace mayor o la potencia de la luz láser se hace menor. Por el contrario, los tamaños de los puntos de fractura pueden regularse con el fin de llegar a ser mayores cuando la apertura numérica de una lente de convergencia de luz se hace menor o cuando la potencia de la luz láser se hace mayor.

El control del tamaño del punto de fractura se explicará adicionalmente con referencia a los dibujos. El ejemplo mostrado en la figura 58 es una vista en sección de un objeto 1 a procesar dentro del que se hace converger la luz L láser pulsada por el uso de una lente de convergencia de luz que tiene una apertura numérica predeterminada. Las regiones 41 son aquellas que han producido una intensidad de campo eléctrico en un umbral para provocar una 25 absorción multifotónica o superior por esta irradiación láser. La figura 59 es una vista en sección de un punto 90 de fractura formado debido a la absorción multifotónica provocada por una irradiación con la luz L láser. Por otra parte, el ejemplo mostrado en la figura 60 es una vista en sección de un objeto 1 a procesar dentro del que se hace converger la luz L láser pulsada por el uso de una lente de convergencia de luz que tiene una apertura numérica mayor que en el ejemplo mostrado en la figura 58. La figura 61 es una vista en sección de un punto 90 de fractura formado debido a la absorción multifotónica provocada por una irradiación con la luz L láser. La altura h del punto 90 de fractura depende del tamaño de las regiones 41 en la dirección del espesor del objeto 1, mientras que el ancho w del punto 90 de fractura depende del tamaño de las regiones 41 en una dirección ortogonal a la dirección del espesor del objeto 1. Es decir, cuando estos tamaños de las regiones 41 se hacen menores y mayores, la altura h y el ancho w del punto 90 de fractura pueden hacerse menor y mayor, respectivamente. Como puede verse cuando

35 las figuras 59 y 61 se comparan entre sí, en el caso en el que la potencia de la luz láser es la misma, los tamaños de la altura h y el ancho w del punto 90 de fractura pueden regularse con el fin de llegar a ser menores (mayores) cuando la apertura numérica de una lente de convergencia de luz se hace mayor (menor).

El ejemplo mostrado en la figura 62 es una vista en sección de un objeto 1 a procesar dentro del que la luz L láser pulsada que tiene una potencia menor que en el ejemplo mostrado en la figura 58 es convergente. En el ejemplo mostrado en la figura 62, puesto que la potencia de la luz láser se hace menor, el área de las regiones 41 es menor que la de las regiones 41 mostradas en la figura 58. La figura 63 es una vista en sección de un punto 90 de fractura formado debido a la absorción multifotónica provocada por una irradiación con la luz L láser. Como puede verse cuando las figuras 59 y 63 se comparan entre sí, en el caso en el que la apertura numérica de la lente de

45 convergencia de luz es la misma, pueden regularse los tamaños de la altura h y el ancho w del punto 90 de fractura con el fin de que llegue a ser menor (mayor) cuando la potencia de la luz láser se hace menor (mayor).

El ejemplo mostrado en la figura 64 es una vista en sección de un objeto 1 a procesar dentro del que la luz L láser pulsada que tiene una potencia menor que la del ejemplo mostrado en la figura 60 es convergente. La figura 65 es una vista en sección de un punto 90 de fractura formado debido a la absorción multifotónica provocada por una irradiación con la luz L láser. Como puede verse cuando las figuras 59 y 65 se comparan entre sí, pueden regularse los tamaños de la altura h y el ancho W del punto 90 de fractura con el fin de que llegue a ser menor (mayor) cuando la apertura numérica de la lente de convergencia de luz se hace mayor (menor) mientras que la potencia de la luz láser se hace menor (mayor).

55 Mientras tanto, las regiones 41 indicativas de aquellas que producen una intensidad de campo eléctrico en un umbral de la intensidad de campo eléctrico capaz de formar un punto de fractura o superior se limitan al punto P de convergencia de luz y sus alrededores debido a la siguiente razón: Puesto que se utiliza una fuente de luz láser con una alta calidad del haz, esta realización logra una alta convergencia de la luz láser y puede hacer converger la luz hasta aproximadamente la longitud de onda de la luz láser. Como consecuencia, el perfil del haz de esta luz láser obtiene una distribución Gaussiana, por lo que la intensidad del campo eléctrico se distribuye con el fin de llegar a ser la más alta en el centro del haz y disminuye gradualmente a medida que aumenta la distancia desde el centro. La luz láser se hace converger básicamente en el estado de una distribución Gaussiana en el proceso de hacerse converger, también en la práctica, mediante una lente de convergencia de luz. Por lo tanto, las regiones 41 están

65 limitadas al punto P de convergencia de luz y sus alrededores.

E10164391

29-01-2015

Como en lo anterior, este puede controlar los tamaños de los puntos de fractura. Los tamaños de los puntos de fractura se determinan en vista de un requisito para un grado de corte preciso, un requisito para un grado de planitud en las secciones transversales, y la magnitud del espesor del objeto a procesar. Los tamaños de los puntos de fractura pueden determinarse también en vista del material de un objeto a procesar. Esta realización puede controlar

5 el tamaño de los puntos modificados, haciendo de esta manera posible realizar el corte preciso a lo largo de una línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse y producir una planitud favorable en las secciones transversales haciendo los puntos modificados más pequeños para los objetos a procesar que tienen un espesor relativamente pequeño. Además, haciendo los puntos modificados mayores, se permite el corte de los objetos a procesar que tienen un espesor relativamente grande.

Existen casos, por ejemplo, en los que un objeto a procesar tiene direcciones fáciles y difíciles respectivas para cortar debido a la orientación de los cristales del objeto. Por ejemplo, al cortar un objeto, el tamaño de los puntos 90 de fractura formados en la dirección fácil de corte se hace mayor como se muestra en las figuras 56 y 57. Cuando la dirección de una línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse, ortogonal a la línea 5 a lo largo de la

15 que el objeto está destinado a cortarse, es una dirección difícil de corte, por otro lado, el tamaño de los puntos 90 de fractura formados en esta dirección se hace mayor, como se muestra en las figuras 57 y 66. En este caso, la figura 66 es una vista en sección del objeto 1 mostrado en la figura 57 tomada a lo largo de LXVI-LXVI. Por lo tanto, puede obtenerse una sección transversal plana en la dirección fácil de corte, mientras que el corte es posible también en la dirección difícil de corte.

Aunque se ha explicado el hecho de que los tamaños de los puntos modificados pueden controlarse en el caso de los puntos de fractura, se mantiene lo mismo en los puntos de fusión y los puntos de cambio de índice de refracción. Por ejemplo, la potencia de la luz láser pulsada puede expresarse mediante la energía por pulso (J), o la salida media (W), que es un valor obtenido multiplicando la energía por pulso por la frecuencia de la luz láser. Lo anterior

25 se mantiene en los ejemplos sexto y séptimo que se explicarán más adelante.

Se explicará el aparato de procesamiento láser de acuerdo con el quinto ejemplo. La figura 67 es un diagrama esquemático de este aparato 400 de procesamiento láser. El aparato 400 de procesamiento láser se explicará principalmente en términos de sus diferencias con el aparato 100 de procesamiento láser de acuerdo con el primer ejemplo mostrado en la figura 14.

El aparato 400 de procesamiento láser comprende un regulador 401 de potencia para ajustar la potencia de la luz L láser emitida desde una fuente 101 de luz láser. El regulador 401 de potencia comprende, por ejemplo, una pluralidad de filtros ND (densidad neutra), y una mecanismo para mover los filtros ND individuales a posiciones

35 perpendiculares al eje óptico de la luz L láser y al exterior de la trayectoria óptica de la luz L láser. Un filtro ND es un filtro que reduce la intensidad de la luz sin cambiar la distribución espectral relativa de la energía. Una pluralidad de filtros ND tienen factores de extinción respectivos diferentes unos de otros. Usando uno de una pluralidad de filtros ND o combinando algunos de ellos, el regulador 401 de potencia ajusta la potencia de la luz L láser emitida desde la fuente 101 de luz láser. En este caso, una pluralidad de filtros ND pueden tener el mismo factor de extinción, y el regulador 401 de potencia puede cambiar el número de filtros ND a mover a posiciones perpendiculares al eje óptico de la luz L láser, con el fin de ajustar la potencia de la luz L láser emitida desde la fuente 101 de luz láser.

El regulador 401 de potencia puede comprender un filtro de polarización dispuesto perpendicular al eje óptico de la luz L de láser polarizada linealmente, y un mecanismo para girar el filtro de polarización alrededor del eje óptico de

45 la luz L láser en un ángulo deseable. Girando el filtro de polarización alrededor del eje óptico en un ángulo deseable, el regulador 401 de potencia ajusta la potencia de la luz L láser emitida desde la fuente 101 de luz láser.

En este caso, puede regularse la corriente de accionamiento de un láser semiconductor de bombeo en la fuente 101 de luz láser mediante un controlador 102 de fuente de luz láser que es un ejemplo de medio de control de la corriente de accionamiento, con el fin de regular la potencia de la luz L láser emitida desde la fuente 101 de luz láser. Por lo tanto, puede ajustarse la potencia de la luz L láser mediante al menos uno de entre el regulador 401 de potencia y el controlador 102 de fuente de luz láser. Si el tamaño de una región modificada puede obtener un valor deseable debido al ajuste de la potencia de la luz L láser solo por el controlador 102 de fuente de luz láser, el regulador 401 de potencia es innecesario. El ajuste de potencia explicado anteriormente se efectúa cuando un

55 operador del aparato de procesamiento láser introduce la magnitud de la potencia en un controlador 127 general, que se explicará más adelante, usando un teclado o similares.

El aparato 400 de procesamiento láser comprende además un espejo 103 dicroico dispuesto de manera que la luz L láser cuya potencia se ajusta mediante el regulador 401 de potencia es incidente sobre el mismo mientras que la orientación del eje óptico de la luz L láser se cambia 90º; un mecanismo 403 de selección de lente que incluye una pluralidad de lentes de convergencia de luz para hacer converger la luz L láser reflejada por el espejo 103 dicroico; y un controlador 405 del mecanismo de selección de lente para controlar el mecanismo 403 de selección de lente.

El mecanismo 403 de selección de lente comprende unas lentes 105a, 105b, 105c de convergencia de luz y una

65 placa 407 de soporte para soportarlas. Las aperturas numéricas de los sistemas ópticos respectivos que incluyen las lentes 105a, 105b, 105c de convergencia de luz difieren entre sí. De acuerdo con una señal del controlador 405 del

E10164391

29-01-2015

mecanismo de selección de lente, el mecanismo 403 de selección de lente gira la placa 407 de soporte, haciendo de esta manera que una lente de convergencia de luz deseable entre las lentes 105a, 105b, 105c de convergencia de luz se coloque sobre el eje óptico de la luz L láser. Es decir, el mecanismo 403 de selección de lente es de tipo revólver.

5 El número de lentes de convergencia de luz unidas al mecanismo 403 de selección de lente no se limita a 3, sino que pueden ser otros números. Cuando el operador del aparato de procesamiento láser introduce un tamaño de la apertura numérica o una instrucción para elegir una de las lentes 105a, 105b, 105c de convergencia de luz en el controlador 127 general, que se explicará más adelante, usando un teclado o similares, se elige la lente de convergencia de luz, es decir, se elige la apertura numérica.

Montado en la mesa 107 de montaje del aparato 400 de procesamiento láser está un objeto 1 a procesar irradiado con la luz L láser convergida por una de las lentes 105a a 105c de convergencia de luz que está dispuesta en el eje óptico de la luz L láser.

15 El controlador 127 general está conectado eléctricamente al regulador 401 de potencia. La figura 67 no lo representa. Cuando se introduce la magnitud de la potencia en el controlador 127 general, este último controla el regulador 401 de potencia, ajustando de esta manera la potencia.

La figura 68 es un diagrama de bloques que muestra una parte de un ejemplo del controlador 127 general. El controlador 127 general comprende un selector 411 de tamaño, una sección 413 de almacenamiento de correlación, y una sección 415 de preparación de imágenes. El operador del aparato de procesamiento láser introduce la magnitud de potencia de la luz láser pulsada o el tamaño de la apertura numérica del sistema óptico que incluye la lente de convergencia de luz en el selector 411 de tamaño usando un teclado o similares. En este ejemplo, la

25 introducción puede elegir una de las lentes 105a, 105b, 105c de convergencia de luz en lugar del tamaño de la apertura numérica que se introduce directamente. En este caso, las aperturas numéricas respectivas de las lentes 105a, 105b, 105c de convergencia de luz están registradas de antemano en el controlador 127 general, y los datos de la apertura numérica del sistema óptico que incluye la lente de convergencia de luz elegida se introducen automáticamente en el selector 411 de tamaño.

La sección 413 de almacenamiento de correlación ha almacenado de antemano la correlación entre la configuración de la magnitud de la potencia láser de pulso y el tamaño de la apertura numérica y el tamaño de punto modificado. La figura 69 es un ejemplo de la tabla que muestra esta correlación. En este ejemplo, las aperturas numéricas respectivas de los sistemas ópticos que incluyen las lentes 105a, 105b, 105c de convergencia de luz están

35 registradas en la columna de la apertura numérica. En la columna de la potencia, están registradas las magnitudes de la potencia obtenida por el regulador 401 de potencia. En la columna del tamaño, están registrados los tamaños de los puntos modificados formados por combinaciones de potencias de sus correspondientes configuraciones y aperturas numéricas. Por ejemplo, el punto modificado formado cuando la potencia es 1,24 X 1011 (W/cm2), mientras que la apertura numérica es de 0,55, tiene un tamaño de 120 m. Los datos de esta correlación pueden obtenerse, por ejemplo, realizando los experimentos explicados en las figuras 58 a 65 antes del procesamiento láser.

Cuando se introducen la magnitud de la potencia y el tamaño de apertura numérica en el selector 411 de tamaño, este último elige la configuración que tiene sus correspondientes valores de la sección 413 de almacenamiento de correlación, y envía los datos del tamaño correspondientes a esta configuración al monitor 129. Como consecuencia, 45 el tamaño de un punto modificado formado al introducir de esta manera la magnitud de la potencia y el tamaño de apertura numérica se muestran en el monitor 129. Si no existe una configuración correspondiente a estos valores, se envían los datos del tamaño correspondientes a una configuración que tiene los valores más cercanos al monitor

129.

Los datos del tamaño correspondientes a la configuración elegida por el selector 411 de tamaño se envían desde el selector 411 de tamaño a la sección 415 de preparación de imágenes. De acuerdo con estos datos del tamaño, la sección 415 de preparación de imágenes prepara los datos de imágenes de un punto modificado en este tamaño, y envía de esta manera los datos preparados al monitor 129. Como consecuencia, también se muestra una imagen del punto modificado en el monitor 129. Por lo tanto, pueden verse el tamaño y la forma del punto modificado antes

55 del procesamiento láser.

El tamaño de la apertura numérica puede hacerse variable, a la vez que la magnitud de la potencia es fija. La tabla en este caso será como se muestra en la figura 70. Por ejemplo, el punto modificado formado cuando la apertura numérica es 0,55 a la vez que la potencia se fija en 1,49 X 1011 (W/cm2) tiene un tamaño de 150 m. Como alternativa, la magnitud de la potencia puede hacerse variable a la vez que el tamaño de la apertura numérica es fijo. La tabla en este caso será como se muestra en la figura 71. Por ejemplo, el punto modificado formado cuando la potencia se fija en 1,19 X 1011 (W/cm2) a la vez que la apertura numérica se fija en 0,8 tiene un tamaño de 30 m.

El método de procesamiento láser de acuerdo con el quinto ejemplo de esta realización se explicará a continuación

65 con referencia a la figura 67. El objeto 1 a procesar es una oblea de silicio. En el quinto ejemplo, las operaciones de las etapas S101 a S111 se realizan como en el método de procesamiento láser de acuerdo con el primer ejemplo

E10164391

29-01-2015

mostrado en la figura 15.

Después de la etapa S111, se introducen la magnitud de la potencia y el tamaño de apertura numérica en el controlador 127 general como se ha explicado anteriormente. De acuerdo con los datos de la potencia introducida,

5 se ajusta la potencia de la luz L láser mediante el regulador 401 de potencia. De acuerdo con los datos de la apertura numérica introducida, el mecanismo 403 de selección de lente elige una lente de convergencia de luz por medio del controlador 405 del mecanismo de selección de lente, ajustando de ese modo la apertura numérica. Estos datos también se introducen en el selector 411 de tamaño del controlador 127 general (figura 68). Como consecuencia, se muestra el tamaño y la forma de un punto de fusión formado dentro del objeto 1 tras la irradiación de un pulso de luz L láser en el monitor 129.

A continuación, las operaciones de las etapas S113 a S115 se realizan como en el método de procesamiento láser de acuerdo con el primer ejemplo mostrado en la figura 15. Esto divide el objeto 1 en chips de silicio.

15 [Sexto Ejemplo]

A continuación, se explica un sexto ejemplo, principalmente en términos de sus diferencias con el quinto ejemplo. La figura 72 es un diagrama esquemático de este aparato 500 de procesamiento láser. Entre los componentes del aparato 500 de procesamiento láser, aquellos idénticos a los componentes del aparato 400 de procesamiento láser de acuerdo con el quinto ejemplo mostrado en la figura 67 se denominan con números idénticos a los mismos sin repetir sus explicaciones superpuestas.

En el aparato 500 de procesamiento láser, está dispuesto un expansor 501 de haz en el eje óptico de la luz L láser entre un regulador 401 de potencia y un espejo 103 dicroico. El expansor 501 de haz tiene una ampliación variable y

25 está regulada por el expansor 501 de haz con el fin de aumentar el diámetro de haz de la luz L láser. El expansor 501 de haz es un ejemplo de un medio de regulación de apertura numérica. El aparato 500 de procesamiento láser está equipado con una sola lente 105 de convergencia de luz en lugar del mecanismo 403 de selección de lente.

Las operaciones del aparato 500 de procesamiento láser difieren de las del aparato de procesamiento láser del quinto ejemplo en el ajuste de la apertura numérica en base a la magnitud de la apertura numérica introducida en el controlador 127 general. Esto se explicará seguidamente. El controlador 127 general está conectado eléctricamente al expansor 501 de haz. La figura 72 no representa esto. Cuando se introduce el tamaño de la apertura numérica en el controlador 127 general, este último realiza el control para cambiar la magnitud del expansor 501 de haz. Esto regula la ampliación del diámetro de haz de la luz L láser incidente sobre la lente 105 de convergencia de luz. Por lo 35 tanto, con una sola lente 105 de convergencia de luz, es posible el ajuste para aumentar la apertura numérica del sistema óptico que incluye la lente 105 de convergencia de luz. Esto se explicará con referencia a las figuras 73 y

74.

La figura 73 es una vista que muestra la convergencia de la luz L láser realizada por la lente 105 de convergencia de luz cuando no se proporciona el expansor 501 de haz. Por otro lado, la figura 74 es una vista que muestra la convergencia de la luz L láser realizada por la lente 105 de convergencia de luz cuando se proporciona el expansor 501 de haz. Como puede verse cuando las figuras 73 y 74 se comparan entre sí, el sexto ejemplo puede lograr el ajuste con el fin de aumentar la apertura numérica con referencia a la apertura numérica del sistema óptico que incluye la lente 105 de convergencia de luz en el caso en el que no se proporciona el expansor 501 de haz.

45 [Séptimo ejemplo]

A continuación, se explicará un séptimo ejemplo, principalmente en términos de sus diferencias con los ejemplos quinto y sexto. La figura 75 es un diagrama esquemático de este aparato 600 de procesamiento láser. Entre los componentes del aparato 600 de procesamiento láser, aquellos idénticos a los componentes del aparato de procesamiento láser de acuerdo con los ejemplos quinto y sexto se denominan con números idénticos a los mismos sin repetir sus explicaciones superpuestas.

En el aparato 600 de procesamiento láser, está dispuesto un diafragma 601 de iris en el eje óptico de la luz L láser

55 en lugar del expansor 501 de haz entre un espejo 103 dicroico y una lente 105 de convergencia de luz. Cambiando el tamaño de la apertura del diafragma 601 de iris se ajusta el diámetro efectivo de la lente 105 de convergencia de luz. El diafragma 601 de iris es un ejemplo de un medio de regulación de apertura numérica. El aparato 600 de procesamiento láser comprende además un controlador 603 de diafragma de iris para cambiar el tamaño de la apertura del diafragma 601 de iris. El controlador 603 de diafragma de iris está controlado por un controlador 127 general.

Las operaciones del aparato 600 de procesamiento láser difieren de las del aparato de procesamiento láser de los ejemplos quinto y sexto en el ajuste de la apertura numérica en base al tamaño de la apertura numérica introducida en el controlador 127 general. De acuerdo con el tamaño introducido de apertura numérica, el aparato 600 de 65 procesamiento láser cambia el tamaño de la apertura del diafragma 601 de iris, realizando de esta manera el ajuste para disminuir el diámetro efectivo de la lente 105 de convergencia de luz. Por lo tanto, es posible con solo una lente

E10164391

29-01-2015

105 de convergencia de luz, el ajuste para la disminución de la apertura numérica del sistema óptico que incluye la lente 105 de convergencia de luz. Esto se explicará con referencia a las figuras 76 y 77.

La figura 76 es una vista que muestra la convergencia de la luz L láser realizada por la lente 105 de convergencia de

5 luz cuando no se proporciona un diafragma de iris. Por otro lado, la figura 77 es una vista que muestra la convergencia de la luz L láser realizada por la lente 105 de convergencia de luz cuando se proporciona el diafragma 601 de iris. Como puede verse cuando las figuras 76 y 77 se comparan entre sí, el séptimo ejemplo puede lograr el ajuste con el fin de aumentar la apertura numérica con referencia a la apertura numérica del sistema óptico que incluye la lente 105 de convergencia de luz en el caso en el que no se proporciona el diafragma de iris.

A continuación, se explicarán los ejemplos modificados de los ejemplos quinto al séptimo. La figura 78 es un diagrama de bloques del controlador 127 general proporcionado en un ejemplo modificado del aparato de procesamiento láser de acuerdo con esta realización. El controlador 127 general comprende un selector 417 de potencia y una sección 413 de almacenamiento de correlación. La sección 413 de almacenamiento de correlación ya 15 ha almacenado los datos de correlación mostrados en la figura 71. Un operador del aparato de procesamiento láser introduce un tamaño deseable de un punto modificado en el selector 417 de potencia mediante un teclado o similares. El tamaño del punto modificado se determina en vista del espesor y del material del objeto a modificar y similares. De acuerdo con esta introducción, el selector 417 de potencia elige una potencia correspondiente al valor del tamaño idéntico al tamaño introducido de este modo desde la sección 413 de almacenamiento de correlación, y la envía al regulador 401 de potencia. Por lo tanto, cuando el aparato de procesamiento láser regulado a esta magnitud de la potencia se usa para el procesamiento láser, puede formarse un punto modificado que tiene un tamaño deseable. Los datos con respecto a esta magnitud de la potencia se envían también al monitor 129, por lo que se muestra la magnitud de la potencia. En este ejemplo, la apertura numérica es fija mientras que la potencia es variable. Si no hay ningún tamaño en el valor idéntico al del valor introducido de esta manera, se almacena en la

25 sección 413 de almacenamiento de correlación, se envían los datos de potencia correspondientes a un tamaño que tienen el valor más cercano al regulador 401 de potencia y al monitor 129. Esto es lo mismo en los ejemplos modificados explicados a continuación.

La figura 79 es un diagrama de bloques del controlador 127 general proporcionado en otro ejemplo modificado del aparato de procesamiento láser de acuerdo con esta realización. El controlador 127 general comprende un selector 419 de apertura numérica y una sección 413 de almacenamiento de correlación. Se diferencia del ejemplo modificado de la figura 78 en que se elige la apertura numérica en lugar de la potencia. La sección 413 de almacenamiento de correlación ya ha almacenado los datos mostrados en la figura 70. Un operador del aparato de procesamiento láser introduce un tamaño deseable de un punto modificado en el selector 419 de apertura numérica

35 usando un teclado o similares. Como consecuencia, el selector 419 de apertura numérica elige una apertura numérica correspondiente a un tamaño que tiene un valor idéntico al del tamaño introducido desde la sección 413 de almacenamiento de correlación, y envía los datos de esta apertura numérica al controlador 405 del mecanismo de selección de lente, al expansor 501 de haz, o al controlador 603 de diafragma de iris. Por lo tanto, cuando el aparato de procesamiento láser regulado para este tamaño de apertura numérica se usa para el procesamiento de láser, puede formarse un punto modificado que tiene un tamaño deseable. Los datos con respecto a esta apertura numérica se envían también al monitor 129, por lo que se muestra el tamaño de la apertura numérica. En este ejemplo, la potencia es fija mientras que la apertura numérica es variable.

La figura 80 es un diagrama de bloques del controlador 127 general proporcionado de acuerdo con otro ejemplo

45 modificado más del aparato de procesamiento láser. El controlador 127 general comprende un selector 421 de configuración y una sección 413 de almacenamiento de correlación. Se diferencia de los ejemplos de las figuras 78 y 79 en que se eligen tanto la potencia como la apertura numérica. La sección 413 de almacenamiento de correlación ha almacenado de antemano la correlación entre la configuración de la potencia y la apertura numérica y el tamaño en la figura 69. Un operador del aparato de procesamiento láser introduce un tamaño deseable de un punto modificado en el selector 421 de configuración usando un teclado o similares. Como consecuencia, el selector 421 de configuración elige una configuración de potencia y de apertura numérica correspondiente al tamaño introducido de esta manera desde la sección 413 de almacenamiento de correlación. Los datos de la potencia en la configuración elegida de esta manera se envían al regulador 401 de potencia. Por otro lado, los datos de la apertura numérica en la configuración elegida se envían al controlador 405 del mecanismo de selección de lente, al expansor

55 501 de haz o al controlador 603 de diafragma de iris. Por lo tanto, cuando se usa el aparato de procesamiento láser regulado a la potencia y a la apertura numérica de esta configuración para el procesamiento láser, puede formarse un punto modificado que tiene un tamaño deseable. Los datos con respecto a la magnitud de la potencia y al tamaño de la apertura numérica se envían también al monitor 129, por lo que se muestra la magnitud de la potencia y el tamaño de la apertura numérica.

Estos ejemplos modificados pueden controlar los tamaños de los puntos modificados. Por lo tanto, cuando se hace más pequeño el tamaño de un punto modificado, el objeto a procesar puede cortarse con precisión a lo largo de una línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse en el mismo, y puede obtenerse una sección transversal plana. Cuando el objeto a cortar tiene un espesor grande, puede mejorarse el tamaño del punto modificado, por lo

65 que puede cortarse el objeto.

E10164391

29-01-2015

[Octavo ejemplo]

Un octavo ejemplo de acuerdo con la presente invención controla la distancia entre un punto modificado formado por un pulso de luz láser y un punto modificado formado por el siguiente pulso de luz láser pulsada regulando la

5 magnitud de una frecuencia de repetición de una luz láser pulsada y la magnitud de la velocidad de movimiento relativa del punto de convergencia de luz de la luz láser pulsada. Es decir, controla la distancia entre los puntos modificados adyacentes. En la siguiente explicación, se supone que la distancia es una separación p. El control de la separación p se explicará, a modo de ejemplo, en términos de una región de fractura.

Sea f (Hz) la frecuencia de repetición de la luz láser pulsada, y v (mm/seg) la velocidad de movimiento de la fase del eje X o la fase del eje Y del objeto a procesar. Las velocidades de movimiento de estas fases son ejemplos de una velocidad de movimiento relativa del punto de convergencia de luz de la luz láser pulsada. La parte de fractura formada por un disparo de luz láser pulsada se denomina punto de fractura. Por lo tanto, el número n de puntos de fractura formados por unidad de longitud de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse es el

15 siguiente:

n = f/v.

El recíproco del número n de puntos de fractura formados por unidad de longitud se corresponde con la separación

p:

p = 1/n.

Por lo tanto, de acuerdo con la presente invención, la separación p puede controlarse cuando se regula al menos

25 una de entre la magnitud de la frecuencia de repetición de la luz láser pulsada y la magnitud de la velocidad de movimiento relativa del punto de convergencia de luz. Es decir, la separación p puede controlarse con el fin de que llegue a ser menor cuando se aumenta la frecuencia f (Hz) de repetición o cuando se disminuye la velocidad v (mm/seg) de movimiento de fase. Por el contrario, la separación p puede controlarse con el fin de que llegue a ser mayor cuando se disminuye la frecuencia f (Hz) de repetición o cuando se aumenta la velocidad v (mm/seg) de movimiento de fase.

Mientras tanto, existen tres formas de relación entre la separación p y el tamaño del punto de fractura en la dirección de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse como se muestra en las figuras 81 a 83. Las figuras 81 a 83 son vistas en planta de un objeto a procesar a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está

35 destinado a cortarse, que se forma con una región de fractura por el procesamiento láser de acuerdo con esta realización. Un punto 90 de fractura se forma mediante un pulso de la luz láser pulsada. Formando una pluralidad de puntos 90 de fractura que se alinean entre sí a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse se produce una región 9 de fractura.

La figura 81 muestra un caso, no cubierto por la presente invención, en el que la separación p es mayor que el tamaño d. La región 9 de fractura se forma de manera discontinua a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse dentro del objeto a procesar. La figura 82 muestra un caso en el que la separación p es sustancialmente igual al tamaño d. La región 9 de fractura se forma de manera continua a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse dentro del objeto a procesar. La figura 83 muestra un caso en el

45 que la separación p es menor que el tamaño d. La región 9 de fractura se forma de manera continua a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse dentro del objeto a procesar.

En la figura 81, la región 9 de fractura no es continua a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse, por lo que la parte de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse mantiene en cierta medida una resistencia. Por lo tanto, cuando se realiza una etapa de corte del objeto a procesar después del procesamiento láser, se hace más fácil la manipulación del objeto. En las figuras 82 y 83, la región 9 de fractura se forma de manera continua a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse, lo que hace que sea fácil cortar el objeto durante el uso de la región 9 de fractura como un punto de partida.

55 La separación p se hace mayor que el tamaño d en la figura 81, y sustancialmente igual al tamaño d en la figura 82, por lo que puede prevenirse que las regiones que generan una absorción multifotónica tras la irradiación con la luz láser pulsada se superpongan sobre los puntos 90 de fractura que ya se han formado. Como resultado, las desviaciones en los tamaños de los puntos 90 de fractura pueden hacerse menores. Es decir, el inventor ha descubierto que, cuando una región que genera una absorción multifotónica tras la irradiación con la luz láser pulsada se superpone sobre los puntos 90 de fractura que ya se han formado, las desviaciones en los tamaños de los puntos 90 de fractura formados en esta región se hacen mayores. Cuando las desviaciones en los tamaños de los puntos 90 de fractura se hacen mayores, se hace más difícil cortar el objeto a lo largo de una línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse con precisión, y se deteriora la planitud de la sección transversal. En las figuras 81 y 82, las desviaciones en los tamaños de los puntos de fractura pueden hacerse menores, por lo que el

65 objeto a procesar puede cortarse a lo largo de la línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse con

E10164391

29-01-2015

precisión, mientras que las secciones transversales pueden hacerse planas.

Como se ha explicado anteriormente, el octavo ejemplo puede controlar la separación p regulando la magnitud de la frecuencia de repetición de la luz láser pulsada o la magnitud de la velocidad de movimiento relativa del punto de 5 convergencia de luz de la luz láser pulsada. Esto permite un procesamiento láser de acuerdo con el objeto a procesar cambiando la separación p en vista del espesor y del material del objeto y similares.

Aunque el hecho de que pueda controlarse la separación p se explica en el caso de los puntos de fractura, lo mismo se mantiene en los puntos de fusión y en los puntos de cambio de índice de refracción. Sin embargo, no existen problemas incluso cuando los puntos de fusión y los puntos de cambio de índice de refracción se superponen en los que ya se han formado. El movimiento relativo del punto de convergencia de luz de la luz láser pulsada puede realizarse mediante un caso en que el objeto a procesar se mueve mientras que el punto de convergencia de luz de la luz láser pulsada es fijo, un caso en el que el punto de convergencia de luz de la luz láser pulsada se mueve mientras el objeto está fijo, un caso en el que el objeto y el punto de convergencia de luz de la luz láser pulsada se

15 mueven en direcciones opuestas entre sí y un caso en que el objeto y el punto de convergencia de luz de la luz láser pulsada se mueven en la misma dirección con sus respectivas velocidades diferentes entre sí.

Con referencia a la figura 14, el aparato de procesamiento láser de acuerdo con el octavo ejemplo se explicará principalmente en términos de sus diferencias con el aparato 100 de procesamiento láser de acuerdo con el primer ejemplo mostrado en la figura 14. La fuente 101 de luz láser es un láser Q-switch. La figura 84 es un diagrama esquemático del láser Q-switch proporcionado en una fuente 101 de luz láser. El láser Q-switch comprende los espejos 51, 53 que están dispuestos con una separación predeterminada entre los mismos, un medio 55 de láser dispuesto entre los espejos 51 y 53, una fuente 57 de bombeo para aplicar una entrada de bombeo al medio 55 de láser, y un Q-switch 59 dispuesto entre el medio 55 de láser y el espejo 51. El material del medio 55 de láser es, por

25 ejemplo, Nd: YAG.

Se aplica una entrada de bombeo desde la fuente 57 de bombeo al medio 55 de láser en un estado en el que la pérdida en un resonador se hace alta utilizando el Q-switch 59, por lo que la inversión ocupacional del medio 55 de láser se eleva hasta un valor predeterminado. A continuación, el Q-switch 59 se utiliza para colocar el resonador en un estado con una pérdida baja, con el fin de que oscile la energía acumulada instantáneamente y que genere la luz L láser pulsada. Una señal S (por ejemplo, un cambio en una frecuencia de repetición de un pulso ultrasónico) de un controlador 102 de fuente de luz láser controla el Q-switch 59 con el fin de que obtenga un estado alto. Por lo tanto, la señal S del controlador 102 de fuente de luz láser puede regular la frecuencia de repetición de la luz L láser pulsada emitida desde la fuente 101 de luz láser. El controlador 102 de fuente de luz láser es un ejemplo de medio

35 de ajuste de frecuencia. La frecuencia de repetición se regula cuando un operador del aparato de procesamiento láser introduce la magnitud de la frecuencia de repetición en un controlador 127 general, que se explicará a continuación, usando un teclado o similares. Los anteriores son los detalles de la fuente 101 de luz láser.

Durante el procesamiento láser, el objeto 1 a procesar se mueve en la dirección del X o del eje Y, con el fin de formar una región modificada a lo largo de una línea a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse. Por lo tanto, cuando se forma una región modificada en la dirección del eje X, la velocidad del movimiento relativo del punto de convergencia de luz de la luz láser puede ajustarse regulando la velocidad de movimiento de la fase 109 del eje X. Cuando se forma una región modificada en la dirección del eje Y, por otro lado, la velocidad del movimiento relativo del punto de convergencia de luz de la luz láser puede ajustarse regulando la velocidad de

45 movimiento de la fase 111 del eje Y. El ajuste de las velocidades de movimiento respectivas de estas fases se controla por el controlador 115 de fase. El controlador 115 de fase es un ejemplo de un medio de ajuste de velocidad. La velocidad se regula cuando el operador de un aparato de procesamiento láser introduce la magnitud de la velocidad en el controlador 127 general, que se explicará a continuación, usando un teclado o similares. La velocidad del movimiento relativo del punto de convergencia de luz de la luz láser pulsada puede ajustarse cuando, a la vez que el punto P de convergencia de luz se hace móvil, se regula su velocidad de movimiento.

El controlador 127 general del aparato de procesamiento láser de acuerdo con el octavo ejemplo agrega adicionalmente otras funciones al controlador 127 general del aparato de procesamiento láser de acuerdo con el primer ejemplo. La figura 85 es un diagrama de bloques que muestra una parte de un ejemplo del controlador 127

55 general del aparato de procesamiento láser de acuerdo con el octavo ejemplo. El controlador 127 general comprende una sección 141 de cálculo de distancia, una sección 143 de almacenamiento del tamaño, y una sección 145 de preparación de imágenes. Para la sección 141 de cálculo de distancia, se introducen la magnitud de la frecuencia de repetición de la luz láser pulsada y las respectivas magnitudes de las velocidades de movimiento de las fases 109, 111. Estas introducciones se efectúan por el operador del aparato de procesamiento láser usando un teclado o similares.

La sección 141 de cálculo de distancia calcula la distancia (separación) entre los puntos adyacentes utilizando las expresiones mencionadas anteriormente (n = f/v, y p = 1/n). La sección 141 de cálculo de distancia envía estos datos de la distancia al monitor 129. Como consecuencia, se muestra la distancia entre los puntos modificados

65 formados en las magnitudes introducidas de la frecuencia y la velocidad en el monitor 129.

E10164391

29-01-2015

Los datos de la distancia también se envían a la sección 145 de preparación de imágenes. La sección 143 de almacenamiento del tamaño ya ha almacenado en la misma los tamaños de los puntos modificados formados en este aparato de procesamiento láser. De acuerdo con los datos de la distancia y los datos del tamaño almacenados en la sección 143 de almacenamiento del tamaño, la sección 145 de preparación de imágenes prepara los datos de

5 las imágenes de una región modificada formados por la distancia y el tamaño, y envía los datos de las imágenes preparados de este modo al monitor 129. Como consecuencia, se muestra también una imagen de la región modificada en el monitor 129. Por lo tanto, la distancia entre los puntos modificados adyacentes y la forma de la región modificada puede verse antes del procesamiento láser.

Aunque la sección 141 de cálculo de distancia calcula la distancia entre los puntos modificados utilizando las expresiones (n = f/v, y p = 1/n), también puede tomarse el siguiente procedimiento. En primer lugar, se prepara una tabla que tiene registrada la relación entre la magnitud de la frecuencia de repetición, las velocidades de movimiento de las fases 109, 111, y la distancia entre los puntos modificados de antemano, y se hacen almacenar los datos de esta tabla en la sección 141 de cálculo de distancia. Cuando la magnitud de la frecuencia de repetición y las

15 magnitudes de las velocidades de movimiento de las fases 109, 111 se introducen en la sección 141 de cálculo de distancia, esta última lee en la tabla antes mencionada la distancia entre los puntos modificados en los puntos modificados formados de acuerdo con la condición de estas magnitudes.

En este caso, pueden hacerse variables las magnitudes de las velocidades de movimiento de fase mientras que la magnitud de la frecuencia de repetición es fija. Por el contrario, la magnitud de la frecuencia de repetición puede hacerse variable, mientras que las magnitudes de las velocidades de movimiento de fase son fijas. Además, en estos casos, las expresiones y la tabla mencionadas anteriormente se usan en la sección 141 de cálculo de distancia para realizar el procesamiento de hacer que el monitor 129 muestre la distancia entre los puntos modificados y una imagen de la región modificada.

25 Como anteriormente, el controlador 127 general mostrado en la figura 85 introduce la magnitud de la frecuencia de repetición y las velocidades de movimiento de fase, calculando de esta manera la distancia entre los puntos modificados adyacentes. Como alternativa, puede introducirse una distancia deseable entre los puntos modificados adyacentes, y pueden controlarse la magnitud de la frecuencia de repetición y las magnitudes de las velocidades de movimiento de fase. Este procedimiento se explicará a continuación.

La figura 86 es un diagrama de bloques que muestra una parte de otro ejemplo del controlador 127 general proporcionado en el octavo ejemplo. El controlador 127 general comprende una sección 147 de cálculo de frecuencia. El operador del aparato de procesamiento láser introduce la magnitud de la distancia entre los puntos

35 modificados adyacentes en la sección 147 de cálculo de frecuencia usando un teclado o similares. La magnitud de la distancia se determina en vista del espesor y del material del objeto a procesar y similares. Tras esta introducción, la sección 147 de cálculo de frecuencia calcula una frecuencia para obtener esta magnitud de la distancia de acuerdo con las expresiones y las tablas mencionadas anteriormente. En este ejemplo, las velocidades de movimiento de fase son fijas. La sección 147 de cálculo de frecuencia envía los datos calculados de esta manera al controlador 102 de fuente de luz láser. Cuando el objeto a procesar se somete al procesamiento láser mediante el aparato de procesamiento láser regulado a esta magnitud de la frecuencia, la distancia entre los puntos modificados adyacentes puede obtener una magnitud deseable. Los datos de esta magnitud de la frecuencia se envían también al monitor 129, por lo que se muestra esta magnitud de la frecuencia.

45 La figura 87 es un diagrama de bloques que muestra una parte de otro ejemplo más del controlador 127 general proporcionado en el octavo ejemplo. El controlador 127 general comprende una sección 149 de cálculo de velocidad. De una manera similar a la mencionada anteriormente, la magnitud de la distancia entre los puntos modificados adyacentes se introduce en la sección 149 de cálculo de velocidad. Tras esta introducción, la sección 149 de cálculo de velocidad calcula una velocidad de movimiento de fase para obtener esta magnitud de la distancia de acuerdo con las expresiones y las tablas mencionadas anteriormente. En este ejemplo, la frecuencia de repetición es fija. La sección 149 de cálculo de velocidad envía los datos calculados de esta manera al controlador 115 de fase. Cuando el objeto a procesar se somete a un procesamiento láser mediante el aparato de procesamiento láser regulado a esta magnitud de la velocidad de movimiento de fase, la distancia entre los puntos modificados adyacentes puede alcanzar una magnitud deseable. Los datos de esta magnitud de la velocidad de movimiento de fase se envían

55 también al monitor 129, por lo que se muestra esta magnitud de la velocidad de movimiento de fase.

La figura 88 es un diagrama de bloques que muestra una parte de otro ejemplo más del controlador 127 general proporcionado en el octavo ejemplo. El controlador 127 general comprende una sección 151 de cálculo de combinación. Se diferencia de los casos de las figuras 86 y 87 en que se calculan tanto la frecuencia de repetición como la velocidad de movimiento de fase. De una manera similar a la mencionada anteriormente, la distancia entre los puntos adyacentes modificados se introduce en la sección 151 de cálculo de combinación. De acuerdo con las expresiones y las tablas mencionadas anteriormente, la sección 151 de cálculo de combinación calcula una frecuencia de repetición y una velocidad de movimiento de fase para obtener esta magnitud de la distancia.

65 La sección 151 de cálculo de combinación envía los datos calculados de esta manera al controlador 115 de fase. El controlador 102 de fuente de luz láser ajusta la fuente 101 de luz láser con el fin de obtener la magnitud calculada de

E10164391

29-01-2015

la frecuencia de repetición. El controlador 115 de fase ajusta las fases 109, 111 con el fin de obtener la magnitud calculada de la velocidad de movimiento de fase. Cuando el objeto a procesar se somete al procesamiento láser mediante el aparato de procesamiento láser regulado de este modo, la distancia entre los puntos modificados adyacentes puede alcanzar una magnitud deseable. Los datos de la magnitud calculada de esta manera de la

5 frecuencia de repetición y la magnitud de la velocidad de movimiento de fase se envían también al monitor 129, por lo que se muestran los valores calculados de esta manera.

A continuación, se explicará el método de procesamiento láser de acuerdo con el octavo ejemplo. El objeto 1 a procesar es una oblea de silicio. En el octavo ejemplo, las operaciones de las etapas S101 a S111 se realizan de una manera similar a la del método de procesamiento láser de acuerdo con el primer ejemplo mostrado en la figura

15.

Después de la etapa S111, se determina la distancia entre los puntos de fusión adyacentes en los puntos de fusión formados por un pulso de un láser pulsado, es decir, la magnitud de la separación p. La separación p se determina

15 en vista del espesor y del material del objeto 1 y similares. La magnitud de separación p se introduce en el controlador 127 general mostrado en la figura 88.

A continuación, de una manera similar a la del método de procesamiento láser de acuerdo con el primer ejemplo mostrado en la figura 15, se realizan las operaciones de la etapa S113 a S115. Esto divide el objeto 1 en chips de silicio.

Como se explica anteriormente, el octavo ejemplo puede controlar la distancia entre los puntos de fusión adyacentes regulando la magnitud de la frecuencia de repetición de la luz láser pulsada, y regulando las magnitudes de las velocidades de movimiento de la fase 109 del eje X y de la fase 111 del eje Y. Cambiando la magnitud de la

25 distancia en vista del espesor y del material del objeto 1 y similares se permite el procesamiento de acuerdo con el fin destinado.

[Noveno ejemplo]

Un noveno ejemplo cambia la posición del punto de convergencia de luz de la luz láser que irradia el objeto a procesar en la dirección de incidencia al objeto, formando de esta manera una pluralidad de regiones modificadas que se alinean en la dirección de incidencia.

La formación de una pluralidad de regiones modificadas se explicará, a modo de ejemplo, en términos de una región

35 de fractura. La figura 89 es una vista en perspectiva de un objeto 1 a procesar formado con dos regiones 9 de fractura dentro del objeto 1 usando el método de procesamiento láser de acuerdo con el noveno ejemplo.

Se explicará en breve un método de formación de dos regiones 9 de fractura. En primer lugar, el objeto 1 se irradia con la luz L láser pulsada, mientras que el punto de convergencia de luz de la luz L laser se localiza dentro del objeto 1, cerca de su cara 21 posterior y se mueve a lo largo de una línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse. Esto forma una región 9 (9A) de fractura a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse dentro del objeto 1, cerca de la cara 21 posterior. Posteriormente, el objeto 1 se irradia con la luz L láser pulsada, mientras que el punto de convergencia de luz de la luz L laser se localiza dentro del objeto 1 cerca de su superficie 3 y se mueve a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse.

45 Esto forma una región 9 (9B) de fractura a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse dentro del objeto 1 cerca de la superficie 3.

A continuación, como se muestra en la figura 90, las fracturas 91 aumentan de manera natural a partir de las regiones 9A, 9B de fractura. Específicamente, las fracturas 91 aumentan de manera natural a partir de la región 9A de fractura hacia la cara 21 posterior, a partir de la región 9A (9B) de fractura hacia la región 9B (9A) de fractura, y a partir de la región 9B de fractura hacia la superficie 3. Esto puede formar unas fracturas 9 alargadas en la dirección del espesor del objeto en la superficie del objeto 1 que se extiende a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse, es decir, la superficie llega a ser una sección transversal. Por lo tanto, el objeto 1 puede cortarse a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse aplicando

55 artificialmente una fuerza relativamente pequeña al mismo o de manera natural sin la aplicación de una fuerza.

Como anteriormente, el noveno ejemplo forma una pluralidad de regiones 9 de fractura, aumentando de esta manera el número de localizaciones para convertirse en puntos de partida cuando se corta el objeto 1. Como consecuencia, el noveno ejemplo hace posible cortar el objeto 1 incluso en los casos en que el objeto 1 tiene un espesor relativamente grande, el objeto 1 se fabrica de un material en el que las fracturas 91 aumentan difícilmente después de formar las regiones 9 de fractura, y así sucesivamente.

Cuando el corte es difícil por solo dos regiones 9 de fractura, se forman tres o más regiones 9 de fractura. Por ejemplo, como se muestra en la figura 91, se forma una región 9C de fractura entre la región 9A de fractura y la

65 región 9B de fractura. El corte puede lograrse también en una dirección ortogonal a la dirección del espesor del objeto 1, siempre y cuando sea la dirección de incidencia de la luz láser como se muestra en la figura 92.

E10164391

29-01-2015

Preferentemente, en el noveno ejemplo de esta realización, se forma sucesivamente una pluralidad de regiones 9 de fractura desde el lado más alejado de la cara de entrada (por ejemplo, la superficie 3) del objeto a procesar en el que se hace incidir la luz L láser pulsada. Por ejemplo, en la figura 89, se forma primero la región 9A de fractura y, a continuación, se forma la región 9B de fractura. Si las regiones 9 de fractura se forman sucesivamente desde el lado

5 más cercano a la cara de entrada, el láser L de pulsos irradiado en el momento de formar la región 9 de fractura a formarse más tarde se dispersará por la región 9 de fractura formada anteriormente. Como consecuencia, se producen desviaciones en los tamaños de la parte de fractura (punto de fractura) formada por un solo disparo de la luz L láser pulsada que constituye la región 9 de fractura formada más tarde. Por lo tanto, la región 9 de fractura formada más tarde no puede formarse de manera uniforme. La formación de las regiones 9 de fractura sucesivamente desde el lado más alejado de la cara de entrada no genera la dispersión mencionada anteriormente, por lo que la región 9 de fractura formada más tarde puede formarse de manera uniforme.

Sin embargo, el fin de formar una pluralidad de regiones 9 de fractura en el noveno ejemplo de esta realización no se limita a lo mencionado anteriormente. Pueden formarse sucesivamente desde el lado más cercano a la cara de

15 entrada del objeto a procesar, o formarse al azar. En la formación al azar, por ejemplo en la figura 91, en primer lugar se forma la región 9C de fractura, a continuación la región 9B de fractura, y finalmente se forma la región 9A de fractura invirtiendo la dirección de incidencia de la luz láser.

Aunque la formación de una pluralidad de regiones modificadas se explica en el caso de las regiones de fractura, lo mismo se mantiene en las regiones procesadas fundidas y en las regiones de cambio de índice de refracción. Aunque la explicación se refiere a una luz láser pulsada, lo mismo se mantiene con la luz láser de onda continua.

El aparato de procesamiento láser de acuerdo con el noveno ejemplo tiene una configuración similar a la del aparato 100 de procesamiento láser de acuerdo con el primer ejemplo mostrado en la figura 14. En el noveno ejemplo, la

25 posición del punto P de convergencia de luz en la dirección del espesor del objeto 1 a procesar se ajusta mediante la fase 113 del eje Z. Esto puede ajustar el punto P de convergencia de luz con el fin de localizarlo en una posición más cercana o más lejana de la cara de entrada (superficie 3) que es una posición de espesor medio en la dirección del espesor del objeto 1 a procesar, y sustancialmente en una posición de espesor medio.

En este caso, el ajuste de la posición del punto P de convergencia de luz en la dirección del espesor del objeto a procesar provocado por la fase del eje Z se explicará con referencia a las figuras 93 y 94. En el noveno ejemplo, la posición del punto de convergencia de luz de la luz láser en la dirección del espesor del objeto a procesar se ajusta con el fin de localizarse en una posición deseable dentro del objeto con referencia a la superficie (la cara de entrada) del objeto. La figura 93 muestra el estado en el que el punto P de convergencia de luz de la luz L láser se coloca en 35 la superficie 3 del objeto 1. Cuando la fase del eje Z se mueve por z hacia la lente 105 de convergencia de luz, el punto P de convergencia de luz se mueve desde la superficie 3 al interior del objeto 1 como se muestra en la figura

94. La cantidad de movimiento del punto P de convergencia de luz dentro del objeto 1 es Nz (donde N es el índice de refracción del objeto 1 con respecto a la luz L láser). Por lo tanto, cuando la fase del eje Z se mueve en vista del índice de refracción del objeto 1 con respecto a la luz L láser, puede controlarse la posición del punto P de convergencia de luz en la dirección del espesor del objeto 1. Es decir, se define una posición deseable del punto P de convergencia de luz en la dirección del espesor del objeto 1 como la distancia (Nz) desde la superficie 3 al interior del objeto 1. El objeto 1 se mueve en la dirección del espesor por la cantidad de movimiento (z) obtenida dividiendo la distancia (Nz) por el índice (N) de refracción mencionado anteriormente. Esto puede localizar el punto P de convergencia de luz en la posición deseable.

45 Como se ha explicado en el primer ejemplo, el controlador 115 de fase controla el movimiento de la fase 113 del eje Z de acuerdo con los datos del punto focal, de manera que el punto focal de la luz visible se localiza en la superficie

3. El aparato 1 de procesamiento láser se ajusta de manera que el punto P de convergencia de luz de la luz L láser se coloca en la superficie 3 en la posición de la fase 113 del eje Z en la que se localiza el punto focal de la luz visible en la superficie 3. Los datos de la cantidad de movimiento (z) explicados en las figuras 93 y 94 se introducen y se almacenan en el controlador 127 general.

Con referencia a la figura 95, a continuación se explicará el método de procesamiento láser de acuerdo con el noveno ejemplo. La figura 95 es un diagrama de flujo para explicar este método de procesamiento láser. El objeto 1

55 a procesar es una oblea de silicio.

La etapa S101 es la misma que la etapa S101 del primer ejemplo mostrado en la figura 15. Posteriormente, se mide el espesor del objeto 1. De acuerdo con el resultado de la medición del espesor y el índice de refracción del objeto 1, se determina la cantidad de movimiento (z) del objeto 1 en la dirección del eje Z (S103). Esta es la cantidad de movimiento del objeto 1 en la dirección del eje Z con referencia al punto de convergencia de luz de la luz L láser colocado en la superficie 3 del objeto 1 con el fin de que se localice el punto P de convergencia de luz de la luz L láser dentro el objeto 1. Es decir, se determina la posición del punto P de convergencia de luz en la dirección del espesor del objeto 1. Se determina la posición del punto P de convergencia de luz en vista del espesor y del material del objeto 1 y similares. En esta realización, se usan los datos de una primera cantidad de movimiento para colocar 65 el punto P de convergencia de luz cerca de la cara posterior dentro del objeto 1 y los datos de una segunda cantidad de movimiento para colocar el punto P de convergencia de luz cerca de la superficie 3 dentro del objeto 1. Una

E10164391

29-01-2015

primera región procesada fundida a formar se forma usando los datos de la primera cantidad de movimiento. Una segunda región procesada fundida a formar se forma usando los datos de la segunda cantidad de movimiento. Los datos de estas cantidades de movimiento se introducen en el controlador 127 general.

5 Las etapas S105 y S107 son las mismas que las etapas S105 y S107 en el primer ejemplo mostrado en la figura 15. Los datos del punto focal calculados por la etapa S107 se envían al controlador 115 de fase. De acuerdo con los datos del punto focal, el controlador 115 de fase mueve la fase 113 del eje Z en la dirección del eje Z (S109). Esto coloca el punto focal de la luz visible de la fuente 117 de luz de observación en la superficie 3. En este punto de la fase 113 del eje Z, el punto P focal de la luz L láser pulsada se coloca en la superficie 3. En este caso, de acuerdo con los datos de imágenes, el procesador 125 de datos de imágenes calcula los datos de imágenes ampliadas de la superficie del objeto 1 que incluyen la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse. Los datos de imágenes ampliadas se envían al monitor 129 por medio del controlador 127 general, por lo que se muestra una imagen ampliada en la proximidad de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse en el monitor

129.

15 Los datos de la primera cantidad de movimiento determinados por la etapa S103 ya se han introducido en el controlador 127 general, y se envían al controlador 115 de fase. De acuerdo con estos datos de la cantidad de movimiento, el controlador 115 de fase mueve el objeto 1 en el dirección del eje Z usando la fase 113 del eje Z a una posición en la que se localiza el punto P de convergencia de luz de la luz L láser dentro del objeto 1 (S111). Esta posición interior está cerca de la cara posterior del objeto 1.

A continuación, como en la etapa S113 del primer ejemplo mostrado en la figura 15, se forma una región procesada fundida dentro del objeto 1, con el fin de extenderse a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse (S113). La región procesada fundida se forma cerca de la cara posterior dentro del objeto 1.

25 A continuación, de acuerdo con los datos de la segunda cantidad de movimiento como en la etapa S111, el objeto 1 se mueve en la dirección del eje Z mediante la fase 113 del eje Z hasta una posición en la que se localiza el punto P de convergencia de luz de la luz L láser dentro del objeto 1 (S115). Posteriormente, como en la etapa S113, se forma una región procesada fundida dentro del objeto (S117). En esta etapa, la región procesada fundida se forma cerca de la superficie 3 dentro del objeto 1.

Por último, el objeto 1 se dobla a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse, y se corta de esta manera (S119). Esto divide el objeto 1 en chips de silicio.

35 Se explicarán los efectos del noveno ejemplo. El noveno ejemplo forma una pluralidad de regiones modificadas que se alinean en la dirección de incidencia, aumentando de este modo el número de localizaciones para convertirse en puntos de partida cuando se corta el objeto 1. En el caso en el que el tamaño del objeto 1 en la dirección de incidencia de la luz láser es relativamente grande o cuando el objeto 1 está fabricado de un material en el que las fracturas aumentan difícilmente a partir de una región modificada, por ejemplo, el objeto 1 es difícil de cortar cuando solo existe una región modificada a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse. En tal caso, la formación de una pluralidad de regiones modificadas como en esta realización puede cortar fácilmente el objeto 1.

[Décimo ejemplo]

45 Un décimo ejemplo controla la posición de una región modificada en la dirección del espesor de un objeto a procesar ajustando el punto de convergencia de luz de la luz láser en la dirección del espesor del objeto.

Este control posicional se explicará, a modo de ejemplo, en términos de una región de fractura. La figura 96 es una vista en perspectiva de un objeto 1 a procesar en el que se forma una región 9 de fractura dentro del objeto 1 usando el método de procesamiento láser de acuerdo con el décimo ejemplo de esta realización. El punto de convergencia de luz del láser L pulsado se localiza dentro del objeto 1 a través de la superficie 3 (la cara de entrada) del objeto con respecto a la luz L láser pulsada. El punto de convergencia de luz se ajusta con el fin de localizarse sustancialmente en una posición media del espesor en la dirección del espesor del objeto 1. Cuando el objeto 1 a

55 procesar se irradia con la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse de acuerdo con estas condiciones, se forma una región 9 de fractura a lo largo de una línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse en una posición media del espesor del objeto 1 y sus alrededores.

La figura 97 es una vista parcialmente en sección del objeto 1 mostrado en la figura 96. Después de que se forme la región 9 de fractura, las fracturas 91 se aumentan de manera natural hacia la superficie 3 y la cara 21 posterior. Cuando la región 9 de fractura se forma en la posición media del espesor y sus alrededores en la dirección del espesor del objeto 1, la distancia entre la fractura 91 que aumenta de manera natural y la superficie 3 (la cara 21 posterior) puede hacerse relativamente larga, por ejemplo, en el caso en el que el objeto 1 tiene un espesor relativamente grande. Por lo tanto, una parte a cortar que se extiende a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el

65 objeto está destinado a cortarse en el objeto 1 mantiene una resistencia hasta cierto punto. Por lo tanto, se hace más fácil la manipulación del objeto cuando se realiza la etapa de cortar el objeto 1 después de terminar el

E10164391

29-01-2015

procesamiento láser.

La figura 98 es una vista en perspectiva de un objeto 1 a procesar que incluye una región 9 de fractura formada usando el método de procesamiento láser de acuerdo con el décimo ejemplo de esta realización como con la figura

5 96. La región 9 de fractura mostrada en la figura 98 se forma cuando se ajusta el punto de convergencia de luz de la luz L laser con el fin de localizarse en una posición más cercana a la superficie 3 (la cara de entrada) que es una posición media del espesor en la dirección del espesor del objeto 1. La región 9 de fractura está formada en el lado de la superficie 3 dentro del objeto 1. La figura 99 es una vista parcialmente en sección del objeto 1 mostrado en la figura 98. Puesto que la región 9 de fractura está formada en el lado de la superficie 3, las fracturas 91 que aumentan de manera natural alcanzan la superficie 3 o sus alrededores. Por lo tanto, es probable que las fracturas que se extienden a lo largo de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse se produzcan en la superficie 3, por lo que el objeto 1 puede cortarse fácilmente.

En el caso en el que la superficie 3 del objeto 1 se forme con dispositivos electrónicos y patrones de electrodos en

15 particular, la formación de la región 9 de fractura cerca de la superficie 3 puede evitar que se dañen los dispositivos electrónicos y similares cuando se corta el objeto 1. Es decir, aumentando las fracturas 91 de la región 9 de fractura hacia la superficie 3 y la cara 21 posterior del objeto 1 se corta el objeto 1. El corte puede lograrse mediante solo el aumento natural de las fracturas 91 o mediante el aumento de manera artificial de las fracturas 91 además del aumento natural de la fractura 91. Cuando la distancia entre la región 9 de fractura y la superficie 3 es relativamente larga, la desviación en la dirección de aumento de las fracturas 91 en la superficie 3 se hace mayor. Como consecuencia, las fracturas 91 pueden alcanzar regiones formadas con dispositivos electrónicos y similares, dañando de esta manera los dispositivos electrónicos y similares. Cuando la región 9 de fractura se forma cerca de la superficie 3, la distancia entre la región 9 de fractura y la superficie 3 es relativamente corta, por lo que la desviación en la dirección de aumento de las fracturas 91 puede hacerse más pequeña. Por lo tanto, el corte puede

25 realizarse sin dañar los dispositivos electrónicos y similares. Cuando la región 9 de fractura se forma en una localización demasiado cercana a la superficie 3, la región 9 de fractura se forma en la superficie 3. Como consecuencia, aparece la forma aleatoria de la región 9 de fractura en sí misma en la superficie 3, lo que provoca un astillado, deteriorando de esta manera la precisión en la rotura y el corte.

La región 9 de fractura puede formarse también mientras que se ajusta el punto de convergencia de luz de la luz L laser con el fin de que se localice en una posición más lejana de la superficie 3 que es una posición de espesor medio en la dirección del espesor del objeto 1. En este caso, la región 9 de fractura se forma en el lado de la cara 21 posterior dentro del objeto 1.

35 Como con la figura 96, la figura 100 es una vista en perspectiva del objeto 1, que incluye las regiones de fractura formadas usando el método de procesamiento láser de acuerdo con el décimo ejemplo de esta realización. La región 9 de fractura en la dirección del eje X mostrada en la figura 100 se forma cuando se ajusta el punto de convergencia de luz de la luz L laser pulsada con el fin de localizarse en una posición más lejana de la superficie 3 (la cara de entrada) que es una posición de espesor medio en la dirección del espesor del objeto 1. La región 9 de fractura en la dirección del eje Y se forma cuando se ajusta el punto de convergencia de luz de la luz L laser pulsada con el fin de localizarse en una posición más cercana a la superficie 3 que es la posición de espesor medio en la dirección del espesor del objeto 1. La región 9 de fractura en la dirección del eje X y la región 9 de fractura en la dirección del eje Y se cruzan entre sí de manera tridimensional.

45 Por ejemplo, cuando el objeto 1 es una oblea semiconductora, se forma una pluralidad de regiones 9 de fractura en paralelo en cada una de las direcciones de los ejes X e Y. Esto forma las regiones 9 de fractura como una retícula en la oblea semiconductora, mientras que esta última se divide en chips individuales a la vez que se usan las regiones de fractura reticulares como puntos de partida. Cuando la región 9 de fractura en la dirección del eje X y la región 9 de fractura en la dirección del eje Y se localizan en la misma posición en la dirección del espesor del objeto 1, se produce una localización en la que la región 9 de fractura en la dirección del eje X y la región 9 de fractura en la dirección del eje Y se intersecan entre sí en ángulos rectos. En la localización en la que las regiones 9 de fractura se intersecan entre sí en ángulos rectos, éstas se superponen entre sí, lo que hace difícil que la sección transversal en la dirección del eje X y la sección transversal en la dirección del eje Y se intersequen entre sí en ángulos rectos con una alta precisión. Esto impide que el objeto 1 se corte con precisión en la intersección.

55 Cuando la posición de la región 9 de fractura en la dirección del eje X y la posición de la región 9 de fractura en la dirección del eje Y difieren entre sí en la dirección del espesor del objeto 1 como se muestra en la figura 100, puede evitarse que la región 9 de fractura en la dirección del eje X y la región 9 de fractura en la dirección del eje Y se superpongan entre sí. Esto permite un corte preciso del objeto 1.

En la región 9 de fractura en la dirección del eje X y la región 9 de fractura en la dirección del eje Y, la región 9 de fractura a formarse más tarde se forma preferentemente más cerca de la superficie 3 (la cara de entrada) que la región 9 de fractura formada anteriormente. Si la región 9 de fractura a formarse más tarde se forma más cerca de la cara 21 posterior que la región 9 de fractura formada anteriormente, la luz L láser pulsada irradiada cuando se forma 65 la región 9 de fractura a formarse más tarde se dispersa por la región 9 de fractura formada anteriormente en la localización en la que la sección transversal en la dirección del eje X y la sección transversal en la dirección del eje Y

E10164391

29-01-2015

se intersecan entre sí en ángulos rectos. Esto forma desviaciones entre el tamaño de una parte formada en una posición para convertirse en la localización de intersección mencionada anteriormente y el tamaño de una parte formada en otra posición en la región 9 de fractura a formarse más tarde. Por lo tanto, la región 9 de fractura a formarse más tarde no puede formarse de manera uniforme.

5 Cuando la región 9 de fractura a formarse más tarde se forma más cercana a la superficie 3 que es la región 9 de fractura formada anteriormente, por el contrario, la dispersión de la luz L láser pulsada no se produce en una posición para convertirse en la localización de intersección mencionada anteriormente, por lo que la región 9 de fractura a formar más tarde puede formarse de manera uniforme.

Como se explica anteriormente, el décimo ejemplo de esta realización ajusta la posición del punto de convergencia de luz de la luz láser en la dirección del espesor de un objeto a procesar, siendo por lo tanto capaz de controlar la posición de una región modificada en la dirección del espesor del objeto. El cambio de la posición del punto de convergencia de luz en vista del espesor y del material del objeto a procesar y similares, permite el procesamiento

15 láser de acuerdo con el objeto.

Aunque se explica el hecho de que la posición de una región modificada pueda controlarse en el caso de una región de fractura, lo mismo se mantiene en las regiones procesadas fundidas y en las regiones de cambio de índice de refracción. Aunque la explicación se refiere a la luz láser pulsada, lo mismo se mantiene para la luz láser de onda continua.

El aparato de procesamiento láser de acuerdo con el décimo ejemplo tiene una configuración similar al aparato 100 de procesamiento láser de acuerdo con el primer ejemplo mostrado en la figura 14. En el décimo ejemplo, la fase 113 del eje Z ajusta la posición del punto P de convergencia de luz en la dirección del espesor del objeto 1. Esto

25 puede ajustar el punto P de convergencia de luz con el fin de localizarlo en una posición más cercana o más lejana de la cara de entrada (la superficie 3) que es una posición de espesor medio en la dirección del espesor del objeto 1 o, por ejemplo, sustancialmente en una posición de espesor medio. Estas operaciones de ajuste y la colocación del punto de convergencia de luz de la luz láser dentro del objeto puede lograrse también moviendo la lente 105 de convergencia de luz en la dirección del eje Z. Puesto que existen casos en los que el objeto 1 se mueve en la dirección del espesor del mismo y en los que la lente 105 de convergencia de luz se mueve en la dirección del espesor del objeto 1 en la presente invención, la cantidad de movimiento del objeto 1 en la dirección del espesor del objeto 1 se define como una primera cantidad de movimiento relativo o una segunda cantidad de movimiento relativo.

35 El ajuste del punto P de convergencia de luz en la dirección del espesor del objeto a procesar provocado por la fase del eje Z es el mismo que el explicado en el noveno ejemplo con referencia a la figura 93 y a la figura 94.

El procesador 125 de datos de imágenes calcula los datos del punto focal para localizar el punto focal de la luz visible generado por la fuente 117 de luz de observación sobre la superficie 3 de acuerdo con los datos de imágenes también en el décimo ejemplo. De acuerdo con estos datos del punto focal, el controlador 115 de fase controla el movimiento de la fase 113 del eje Z, con el fin de localizar el punto focal de la luz visible en la superficie 3. El aparato 1 de procesamiento láser se ajusta de manera que el punto P de convergencia de luz de la luz L láser se localiza en la superficie 3 en la posición de la fase 113 del eje Z en la que se localiza el punto focal de la luz visible en la superficie 3. Por lo tanto, los datos del punto focal son un ejemplo de una segunda cantidad de movimiento relativo

45 del objeto 1 en la dirección del espesor del mismo necesaria para localizar el punto P de convergencia de luz en la superficie 3 (la cara de entrada). El procesador 125 de datos de imágenes tiene una función de cálculo de la segunda cantidad de movimiento relativo.

Los datos de la cantidad de movimiento (z) explicados con referencia a las figuras 93 y 94 se introducen y se almacenan en el controlador 127 general. Es decir, el controlador 127 general tiene una función de almacenar datos de la cantidad de movimiento relativo del objeto 1 a procesar en la dirección del espesor del objeto 1. El controlador 127 general, el controlador 115 de fase, y la fase 113 del eje Z ajustan la posición del punto de convergencia de luz de la luz láser pulsada convergido por la lente de convergencia de luz dentro del intervalo del espesor del objeto 1.

55 El método de procesamiento láser de acuerdo con el décimo ejemplo se explicará con referencia al aparato de procesamiento láser de acuerdo con el primer ejemplo mostrado en la figura 14 y el diagrama de flujo para el método de procesamiento láser de acuerdo con el primer ejemplo mostrado en la figura 15. El objeto 1 a procesar es una oblea de silicio.

La etapa S101 es la misma que la etapa S101 del primer ejemplo mostrado en la figura 15. Posteriormente, como en la etapa S103 del primer ejemplo mostrado en la figura 15, se mide el espesor del objeto 1. De acuerdo con el resultado de la medición del espesor y el índice de refracción, se determina la cantidad de movimiento (z) en la dirección del eje Z del objeto 1 (S103). Esta es la cantidad de movimiento del objeto 1 en la dirección del eje Z con referencia al punto de convergencia de luz de la luz L láser colocado en la superficie 3 del objeto 1 necesaria para 65 colocar el punto P de convergencia de luz de la luz L láser dentro del objeto 1. Es decir, se determina la posición del punto P de convergencia de luz en la dirección del espesor del objeto 1. La cantidad de movimiento (z) en la

E10164391

29-01-2015

dirección del eje Z es un ejemplo de los datos de movimiento relativo del objeto 1 en la dirección del espesor del mismo. La posición del punto P de convergencia de luz se determina en vista del espesor y del material del objeto 1, los efectos de procesamiento (por ejemplo, la facilidad de manejar y cortar el objeto), y similares. Estos datos de la cantidad de movimiento se introducen en el controlador 127 general.

5 Las etapas S105 y S107 son similares a las etapas S105 y S107 del primer ejemplo mostrado en la figura 15. Los datos del punto focal calculados por la etapa S107 son los datos de una segunda cantidad de movimiento en la dirección del eje Z del objeto 1.

10 Estos datos del punto focal se envían al controlador 115 de fase. De acuerdo con estos datos del punto focal, el controlador 115 de fase mueve la fase 113 del eje Z en la dirección del eje Z (S109). Esto coloca el punto focal de la luz visible de la fuente 117 de luz de observación en la superficie 3. En esta posición de la fase 113 del eje Z, el punto P de convergencia de luz de la luz L láser pulsada se coloca en la superficie 3. De acuerdo con los datos de imágenes, el procesador 125 de datos de imágenes calcula los datos de imágenes ampliadas de la superficie del

15 objeto 1 que incluyen la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse. Estos datos de imágenes ampliadas se envían al monitor 129 por medio del controlador 127 general, por lo que se muestra una imagen ampliada cerca de la línea 5 a lo largo de la que el objeto está destinado a cortarse en el monitor 129.

Los datos de la cantidad de movimiento relativo determinados por la etapa S103 ya se han introducido en el

20 controlador 127 general, y se envían al controlador 115 de fase. De acuerdo con estos datos de cantidad de movimiento, el controlador 115 de fase provoca que la fase 113 del eje Z mueva el objeto 1 en la dirección del eje Z a una posición en la que se localiza el punto P de convergencia de luz de la luz láser dentro del objeto 1 (S111).

Las etapas S113 y S115 son similares a las etapas S113 y S115 mostradas en la figura 15. Lo anterior divide el 25 objeto 1 en chips de silicio.

Se explicarán los efectos del décimo ejemplo. El décimo ejemplo irradia el objeto 1 a procesar con la luz L láser pulsada a la vez que ajusta la posición del punto P de convergencia de luz en la dirección del espesor del objeto 1, formando de esta manera una región modificada. Esto puede controlar la posición de una región modificada en la

30 dirección del espesor del objeto 1. Por lo tanto, el cambio de la posición de una región modificada en la dirección del espesor del objeto 1 de acuerdo con el material y el espesor del objeto 1, permite a los efectos de procesamiento y similares el corte de acuerdo con el objeto 1.

Aplicabilidad Industrial

35 El método de acuerdo con la presente invención puede cortar un objeto a procesar sin generar una fusión o fracturas que se desvíen de las líneas a cortar en una superficie del objeto. Por lo tanto, pueden mejorarse el rendimiento y la productividad de los productos (por ejemplo, chips semiconductores, chips de dispositivo piezoeléctrico, y dispositivos de visualización tales como el cristal líquido) preparados para cortar objetos a procesar.

40

Claims

E10164391

29-01-2015

REIVINDICACIONES

1. Un método de corte de un sustrato de material semiconductor, un sustrato de material piezoeléctrico o un sustrato de vidrio (1), que comprende las etapas de:

5 irradiar el sustrato (1) con una luz (L) láser, caracterizado por que la luz (L) láser tiene una luz láser pulsada que tiene un ancho de pulso no mayor que 1 s en un punto (P) de convergencia dentro del sustrato (1), de manera que el punto (P) de convergencia de la luz láser pulsada se coloca dentro del sustrato (1) y una potencia pico de la luz (L) láser en el punto (P) de convergencia no es menor que 1 X 108 (W/cm2); y además

10 caracterizado por las etapas siguientes: mover relativamente el punto (P) de convergencia de la luz láser pulsada con respecto al sustrato (1) a lo largo de una línea (5) a lo largo de la que el sustrato (1) está destinado a cortarse de manera secuencial para formar, en los puntos (P) convergentes respectivos de la luz láser pulsada, una pluralidad de puntos (90) modificados, donde al menos una de la magnitud de la velocidad de movimiento del punto (P) de convergencia de la luz (L)

15 láser pulsada con respecto al sustrato (1) y de la magnitud de la frecuencia de repetición de la luz (L) láser pulsada se controla de manera que cada punto modificado se superpone a los dos puntos modificados adyacentes formados a lo largo de la línea (5) a lo largo de la que el sustrato (1) está destinado a cortarse, con el fin de hacer que una región (9) continua modificada funcione como un punto de partida para cortar el sustrato (1) por la pluralidad de los puntos (90) modificados solo dentro del sustrato (1) sin fundir una superficie (3) incidente

20 de luz láser pulsada del sustrato (1) a lo largo de la línea (5) a lo largo de la que el sustrato (1) está destinado a cortarse; donde además el punto (90) modificado es un punto de fractura y la región (9) modificada es una región de fractura cuando el sustrato (1) es un sustrato de vidrio o un sustrato de material piezoeléctrico, o el punto (90) modificado es un punto procesado fundido y la región (9) modificada es una región procesada fundida cuando el

25 sustrato (1) es un sustrato de material semiconductor, o el punto (90) modificado es un punto de cambio de índice de refracción y la región (9) modificada es una región de cambio de índice de refracción provocada por un cambio estructural permanente, tal como el cambio de valencia iónica, la cristalización o la orientación de polarización cuando el sustrato (1) es un sustrato de vidrio y el ancho de pulso de la luz (L) láser es 1 ns o menos,

30 donde además el punto de partida formado en el sustrato (1) se forma solo por la irradiación láser que converge dentro del sustrato (1), y se genera una fractura a partir de la región (9) modificada que funciona como el punto de partida para cortar y aumentar desde el punto de partida y la fractura alcanza a una superficie anterior y posterior del sustrato (1) de manera que el sustrato (1) puede cortarse, y; cortar el sustrato (1) a lo largo de la línea (5) a lo largo de la que el sustrato (1) está destinado a cortarse.

35
2. El método de corte de un sustrato (1) de acuerdo con la reivindicación 1, donde los puntos (90) modificados se forman a lo largo de la línea (5) a lo largo de la que el sustrato (1) está destinado a cortarse dentro del sustrato (1) haciendo una separación entre los puntos (90) modificados adyacentes medidos a lo largo de la línea (5) a lo largo de la que el sustrato (1) está destinado a cortarse en una sección transversal sustancialmente perpendicular a una

40 dirección del espesor del sustrato (1) más corta que un tamaño del punto (90) modificado medido a lo largo de la línea (5) a lo largo de la que el sustrato (1) está destinado a cortarse.
3. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-2, donde se forma una pluralidad de regiones

(9) modificadas a lo largo de unas primeras líneas a lo largo de las que el sustrato (1) está destinado a cortarse, se

45 forma una pluralidad de regiones (9) a lo largo de unas segundas líneas a lo largo de las que el sustrato (1) está destinado a cortarse cruzando las primeras líneas, y después de que se ha realizado la formación de las regiones (9) modificadas, el sustrato (1) se corta en formas de chip.
4. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, donde después de que se han formado las 50 regiones (9) modificadas, se aplica una fuerza al sustrato (1) de manera que el sustrato (1) se corta en chips.

39