JP2011206838A - Laser beam machining method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ加工方法に関し、特に、加工対象物の所定部分を刳り貫くよう加工するレーザ加工方法に関する。 The present invention relates to a laser processing method, and more particularly, to a laser processing method for processing so as to penetrate a predetermined portion of a processing object.
従来のレーザ加工方法としては、板状の加工対象物に集光点を合わせてレーザ光を照射することにより、加工対象物の内部に改質領域を形成するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。また、このような加工方法を利用して改質領域が形成された加工対象物に対し外部応力を印加することにより、改質領域を起点として加工対象物を複数のチップに分断させることが図られている(例えば、特許文献2参照)。 As a conventional laser processing method, there is known a method of forming a modified region inside a processing target by irradiating a plate-shaped processing target with a laser beam with a focusing point (for example, Patent Document 1). In addition, by applying an external stress to a workpiece on which a modified region is formed using such a processing method, the workpiece can be divided into a plurality of chips starting from the modified region. (For example, refer to Patent Document 2).
ここで、近年、上述したようなレーザ加工方法では、加工対象物の内部に形成した改質領域を利用して加工対象物の所定部分を刳り貫くよう加工する場合がある。しかし、この場合、加工対象物に亀裂や破損が生じ、加工後の加工対象物における強度及び品質が低下してしまうおそれがある。 Here, in recent years, in the laser processing method as described above, there is a case where processing is performed so as to penetrate a predetermined portion of the processing object using a modified region formed inside the processing object. However, in this case, a crack or breakage occurs in the workpiece, and the strength and quality of the workpiece after processing may be reduced.
そこで、本発明は、加工後の加工対象物における強度及び品質を向上させることができるレーザ加工方法を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the laser processing method which can improve the intensity | strength and quality in the processing target object after a process.
上記課題を解決するために、本発明に係るレーザ加工方法は、加工対象物の内部にレーザ光を集光させて形成した改質領域を利用して、加工対象物の所定部分を刳り貫くよう加工するレーザ加工方法であって、加工対象物にレーザ光を照射することにより、加工対象物における所定部分の外形に沿って改質領域を形成するレーザ光照射工程と、レーザ光照射工程の後、加工対象物にエッチング処理を施すことにより、改質領域に含まれる又は改質領域から延びる亀裂に沿ってエッチングを選択的に進展させるエッチング処理工程と、エッチング処理工程の後、所定部分を加工対象物から離間移動させる離間移動工程と、を有し、レーザ光照射工程では、外形に沿って亀裂が繋がるように改質領域を形成すると共に、加工対象物の外表面側にて亀裂を露出させることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a laser processing method according to the present invention uses a modified region formed by condensing a laser beam inside a processing object so as to pierce a predetermined portion of the processing object. A laser processing method for processing, wherein a laser beam is applied to a workpiece to form a modified region along the outer shape of a predetermined portion of the workpiece, and after the laser beam irradiation step , Etching the processing object to selectively advance the etching along a crack included in or extending from the modified region by performing an etching process, and a predetermined portion is processed after the etching processing step A separation movement step of moving away from the object, and in the laser light irradiation step, a modified region is formed so that a crack is connected along the outer shape, and on the outer surface side of the processing object Wherein the exposing the crack.
このレーザ加工方法では、外部応力を印加することなく所定部分を加工対象物から刳り貫くよう加工できるため、外部応力の印加によって加工対象物が破損或いは強度低下するのを抑制することができる。さらに、エッチング処理工程によって、改質領域の形成に伴って生じる亀裂を加工後の加工対象物から除去できる。従って、加工後の加工対象物における強度及び品質を向上させることが可能となる。 In this laser processing method, since it is possible to process a predetermined portion so as to penetrate from the object to be processed without applying external stress, it is possible to suppress damage to the object to be processed or a decrease in strength due to the application of external stress. Furthermore, the crack which arises with formation of a modification area | region can be removed from the processed target object by an etching process process. Therefore, it is possible to improve the strength and quality of the processed object after processing.
また、レーザ光照射工程では、加工対象物においてレーザ光の照射方向における第1深さ位置に第1改質領域を形成した後、加工対象物において第1深さ位置よりもレーザ光照射面側の第2深さ位置に第2改質領域を形成することが好ましい。この場合、既成の第1改質領域の影響が第2改質領域の形成に及ぶのを抑制することができ、第2改質領域を精度よく形成することが可能となる。 In the laser light irradiation step, the first modified region is formed at the first depth position in the laser light irradiation direction on the processing target, and then the laser light irradiation surface side of the processing target from the first depth position. It is preferable to form the second modified region at the second depth position. In this case, the influence of the existing first modified region can be prevented from reaching the formation of the second modified region, and the second modified region can be formed with high accuracy.
また、レーザ光照射工程では、レーザ光の照射方向と直交する一方向に沿ってレーザ光の集光点を相対移動させながらレーザ光を照射する工程を、照射方向における集光点の深さ位置を変えて繰り返し実施する第1工程と、第1工程を、照射方向及び一方向と直交する他方向における集光点の位置を変えて繰り返し実施する第2工程と、を含むことが好ましい。この場合、レーザ光照射工程のタクトタイムを短縮することができる。 Further, in the laser beam irradiation step, the step of irradiating the laser beam while relatively moving the laser beam condensing point along one direction orthogonal to the laser beam irradiating direction is the depth position of the condensing point in the irradiation direction. It is preferable to include a first step that is repeatedly performed by changing the first step, and a second step that is repeatedly performed by changing the position of the condensing point in the irradiation direction and the other direction orthogonal to the one direction. In this case, the tact time of the laser beam irradiation process can be shortened.
また、所定部分の外形形状は、加工対象物の一表面側に行くに従って拡がるように該一表面の直交方向に対し傾斜するテーパ部を有していることが好ましい。この場合、離間移動工程において、例えば所定部分を一表面側から抜き取るように移動させることで、所定部分を加工対象物から容易に離間移動させることができる。 Moreover, it is preferable that the external shape of a predetermined part has a taper part which inclines with respect to the orthogonal direction of this one surface so that it may spread as it goes to the one surface side of a workpiece. In this case, in the separation movement step, for example, the predetermined portion can be easily moved away from the workpiece by moving the predetermined portion so as to be extracted from the one surface side.
本発明によれば、加工後の加工対象物における強度及び品質を向上させることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to improve the strength and quality of a processed object after processing.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same or equivalent elements will be denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
本実施形態に係るレーザ加工方法では、加工対象物の内部にレーザ光を集光させて形成した改質領域を利用して加工対象物の所定部分を刳り貫くよう加工する。そこで、まず、改質領域の形成について、図1〜図6を参照して以下に説明する。 In the laser processing method according to the present embodiment, processing is performed so as to pierce a predetermined portion of the processing object using a modified region formed by condensing laser light inside the processing object. First, the formation of the modified region will be described below with reference to FIGS.
図1に示すように、レーザ加工装置100は、レーザ光Lをパルス発振するレーザ光源101と、レーザ光Lの光軸(光路)の向きを90°変えるように配置されたダイクロイックミラー103と、レーザ光Lを集光するための集光用レンズ105と、を備えている。また、レーザ加工装置100は、集光用レンズ105で集光されたレーザ光Lが照射される加工対象物1を支持するための支持台107と、支持台107を移動させるためのステージ111と、レーザ光Lの出力やパルス幅等を調節するためにレーザ光源101を制御するレーザ光源制御部102と、ステージ111の移動を制御するステージ制御部115と、を備えている。
As shown in FIG. 1, a
このレーザ加工装置100においては、レーザ光源101から出射されたレーザ光Lは、ダイクロイックミラー103によってその光軸の向きを90°変えられ、支持台107上に載置された板状の加工対象物1の内部に集光用レンズ105によって集光される。これと共に、ステージ111が移動させられ、加工対象物1がレーザ光Lに対して改質領域形成予定部5に沿って相対移動させられる。これにより、改質領域形成予定部5に沿った改質領域が加工対象物1に形成されることとなる。
In this
加工対象物1としては、半導体材料や圧電材料等が用いられ、図2に示すように、加工対象物1には、改質領域形成予定部5が設定されている。ここでの改質領域形成予定部5は、直線状に延びた仮想線である。加工対象物1の内部に改質領域を形成する場合、図3に示すように、加工対象物1の内部に集光点Pを合わせた状態で、レーザ光Lを改質領域形成予定部5に沿って(すなわち、図2の矢印A方向に)相対的に移動させる。これにより、図4〜図6に示すように、改質領域7が改質領域形成予定部5に沿って加工対象物1の内部に形成され、この改質領域7が、後述のエッチングによる除去領域8となる。
As the
なお、集光点Pとは、レーザ光Lが集光する箇所のことである。また、改質領域形成予定は、直線状に限らず曲線状であってもよいし、曲面状や平面状の3次元状であってもよいし、座標指定されたものであってもよい。また、改質領域7は、連続的に形成される場合もあるし、断続的に形成される場合もある。また、改質領域7は列状でも点状でもよく、要は、改質領域7は少なくとも加工対象物1の内部に形成されていればよい。また、改質領域7を起点に亀裂が形成される場合があり、亀裂及び改質領域7は、加工対象物1の外表面(表面、裏面、若しくは外周面)に露出していてもよい。
In addition, the condensing point P is a location where the laser light L is condensed. Further, the modified region formation schedule is not limited to a straight line, but may be a curved line, a curved surface, a flat three-dimensional shape, or a coordinate designated. In addition, the modified
ちなみに、ここでは、レーザ光Lが、加工対象物1を透過すると共に加工対象物1の内部の集光点近傍にて特に吸収され、これにより、加工対象物1に改質領域7が形成される(すなわち、内部吸収型レーザ加工)。よって、加工対象物1の表面3ではレーザ光Lが殆ど吸収されないので、加工対象物1の表面3が溶融することはない。一般的に、表面3から溶融され除去されて穴や溝等の除去部が形成される(表面吸収型レーザ加工)場合、加工領域は表面3側から徐々に裏面側に進行する。
Incidentally, here, the laser beam L passes through the
ところで、本実施形態に係るレーザ加工装置で形成される改質領域は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域をいう。改質領域としては、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等があり、これらが混在した領域もある。さらに、改質領域としては、加工対象物の材料において改質領域の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域や、格子欠陥が形成された領域がある(これらをまとめて高密転移領域ともいう)。 By the way, the modified region formed by the laser processing apparatus according to the present embodiment refers to a region where the density, refractive index, mechanical strength, and other physical characteristics are different from the surroundings. Examples of the modified region include a melt treatment region, a crack region, a dielectric breakdown region, a refractive index change region, and the like, and there is a region where these are mixed. Furthermore, as the modified region, there are a region where the density of the modified region in the material of the workpiece is changed compared to the density of the non-modified region, and a region where lattice defects are formed. Also known as the metastatic region).
また、溶融処理領域や屈折率変化領域、改質領域の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域、格子欠陥が形成された領域は、更にそれら領域の内部や改質領域と非改質領域との界面に亀裂(割れ、マイクロクラック)を内包している場合がある。内包される亀裂は改質領域の全面に渡る場合や一部分のみや複数部分に形成される場合がある。加工対象物1としては、例えばシリコン、ガラス、LiTaO3又はサファイア(Al2O3)を含む、又はこれらからなるものが挙げられる。
In addition, the area where the density of the melt-processed area, the refractive index changing area, the modified area is changed compared to the density of the non-modified area, and the area where lattice defects are formed are further divided into these areas and the modified area. In some cases, cracks (cracks, microcracks) are included in the interface with the non-modified region. The cracks included may be formed over the entire surface of the modified region, or may be formed in only a part or a plurality of parts. Examples of the
ここで、本実施形態では、加工対象物1に改質領域7を形成した後、この加工対象物1にエッチング処理を施すことにより、改質領域7に含まれる又は改質領域7から延びる亀裂(クラック、微小クラック、割れ等とも称される。以下、単に「亀裂」という)に沿ってエッチングを選択的に進展させ、加工対象物1において所定部分(刳貫き部分)の外形に対応する領域を除去する。
Here, in the present embodiment, after the modified
具体的には、本実施形態のエッチング処理では、毛細管現象等を利用して、加工対象物1の改質領域7に含まれる又は該改質領域7から延びる亀裂にエッチング剤を浸潤させ、亀裂面に沿ってエッチングを進展させる。これにより、加工対象物1では、亀裂に沿って選択的且つ高いエッチングレートでエッチングを進展させ除去する。これと共に、改質領域7のエッチングレートが高いという特徴を利用して、改質領域7に沿っても選択的にエッチングを進展させ除去する。
Specifically, in the etching process of the present embodiment, a capillary phenomenon or the like is used to infiltrate an etchant into a crack that is included in or extends from the modified
この本実施形態のエッチング処理としては、エッチング剤に加工対象物を浸漬する場合(ディッピング方式:Dipping)と、加工対象物を回転させつつエッチング剤を塗布する場合(スピンエッチング方式:SpinEtching)とがある。 As the etching process of this embodiment, there are a case where the workpiece is immersed in the etching agent (dipping method: Dipping) and a case where the etching agent is applied while rotating the workpiece (spin etching method: SpinEtching). is there.
図7は、用いられるエッチング剤の一例を基板の材質別に示す図表である。エッチング剤は、常温〜100℃前後の温度で用いられ、必要とされるエッチングレート等に応じて適宜の温度に設定されるものである。例えば、Si(異方性)をKOHでエッチング処理する場合には、好ましいとして、約60℃とされる。また、エッチング剤は、液体状のものだけでなく、ゲル状(ゼリー状,半固形状)のものを用いることができる。 FIG. 7 is a chart showing an example of the etching agent used for each material of the substrate. The etching agent is used at a temperature from room temperature to around 100 ° C., and is set to an appropriate temperature according to a required etching rate or the like. For example, when Si (anisotropic) is etched with KOH, the temperature is preferably about 60 ° C. Further, the etching agent can be not only liquid but also gel (jelly or semi-solid).
[第1実施形態]
次に、本発明の第1実施形態について詳細に説明する。図8は本実施形態のレーザ加工方法の対象となる加工対象物を示す図であり、図9〜13は本実施形態のレーザ加工方法を示すフロー図である。
[First Embodiment]
Next, the first embodiment of the present invention will be described in detail. FIG. 8 is a diagram showing a workpiece to be processed by the laser processing method of the present embodiment, and FIGS. 9 to 13 are flowcharts showing the laser processing method of the present embodiment.
図8〜13に示すように、本実施形態は、例えばデバイス基板31(図13参照)上に積層されるディスプレイ用又は保護用プレートを製造する加工方法であり、デバイス基板31のデバイス32(図13参照)を外部に露出させるため、加工対象物1において複数の刳貫き部分Q1,Q2を刳り貫くよう加工する。ここでの刳貫き部分Q1,Q2は、加工対象物1の厚さ方向を軸方向とする円柱状とされ、刳貫き部分Q2の径は、刳貫き部分Q1の径よりも小径とされている。
As shown in FIGS. 8 to 13, the present embodiment is a processing method for manufacturing a display plate or a protection plate stacked on a device substrate 31 (see FIG. 13), for example, and a device 32 (see FIG. 13) is exposed to the outside, the
なお、以下の説明においては、加工対象物1の厚さ方向(レーザ光Lの照射方向)がZ方向とされ、加工対象物1のレーザ光照射面である表面3に沿う一方向(レーザ光Lの照射方向と直交する方向)がX方向とされ、X,Z方向に直交する他方向(レーザ光Lの照射方向及び一方向と直交する方向)がY方向とされている。
In the following description, the thickness direction of the workpiece 1 (irradiation direction of the laser beam L) is the Z direction, and one direction along the
図8に示すように、加工対象物1は、照射するレーザ光Lの波長に対して透明な板状部材であり、本実施形態の加工対象物1としては、矩形板状のガラス基板が用いられている。また、ここでは、刳貫き部分Q1,Q2の外形に沿って座標指定された改質領域形成予定部5が、加工対象物1に3次元的に設けられている。
As shown in FIG. 8, the
本実施形態において加工対象物1を加工する場合、まず、図9(a)に示すように、加工対象物1の裏面21に保持テープ16を貼り付け、この加工対象物1の表面3側を上方にして載置台に載置する。
When processing the
続いて、加工対象物1の裏面21側のZ方向位置にレーザ光Lの集光点(以下、単に「集光点」という)を合わせると共に、この集光点をX方向に相対移動させる。これに併せて、改質領域形成予定部5(図8参照)に改質領域7が形成されるようレーザ光LをON・OFF照射する。具体的には、集光点が刳貫き部分Q1,Q2の外形位置にてレーザ光Lを照射(ON)すると共に、その他の位置でレーザ光Lを非照射(OFF)とする。
Subsequently, a condensing point of the laser beam L (hereinafter simply referred to as “condensing point”) is aligned with the Z-direction position on the
これにより、加工対象物1の裏面21側のZ方向位置(第1深さ位置)において、裏面21に露出する改質領域(第1改質領域)7がX方向に沿って間欠的に形成される。なお、ここでは、パルスレーザ光をレーザ光Lとしてスポット照射することから、形成される改質領域7は改質スポットで構成されている。また、改質領域7には、該改質領域7から発生した亀裂が内包されて形成されている(以下の改質領域について同じ)。
Thereby, in the Z direction position (first depth position) on the
続いて、図9(b)に示すように、集光点のZ方向位置を表面3側に移動し変更した後、集光点をX方向に相対移動しながら、改質領域形成予定部5に改質領域7が形成されるようレーザ光LをON・OFF(オンオフ)照射する。これにより、既成の改質領域7よりも表面3側のZ方向位置(第2深さ位置)にて該既成の改質領域7に繋がるように、改質領域(第2改質領域)7が新たに形成される。換言すると、新たに改質領域7を形成し、該改質領域7に内包される亀裂と裏面21側に既成の改質領域7に内包された亀裂とを互いに繋げる。
Subsequently, as shown in FIG. 9B, after the Z-direction position of the condensing point is moved and changed to the
続いて、上述したレーザ光LのON・OFF照射を、裏面21側から表面3側の順で集光点のZ方向位置を変えて繰り返し行う(第1工程)。これにより、図9(c)に示すように、Y方向から見て加工対象物1内でZ方向に沿って延び且つ互いに繋がる改質領域7が、刳貫き部分Q1,Q2の外形に沿って形成される。
Subsequently, the above-described ON / OFF irradiation of the laser light L is repeatedly performed by changing the Z-direction position of the condensing point in the order from the
なお、レーザ光LのON・OFF照射時における集光点の相対移動を裏面21側から表面3側の順で繰り返し行う際には、タクトタイムの短縮のため、X方向に往復するように集光点を相対移動させるのが好ましい。つまり、集光点をX方向の一方向に相対移動させつつレーザ光LをON・OFF照射した後には、集光点をX方向の他方向に相対移動させつつレーザ光LをON・OFF照射するのが好ましい。
When the relative movement of the condensing point at the time of ON / OFF irradiation of the laser beam L is repeatedly performed in the order from the
続いて、上述した図9(a)〜(c)に示す工程を、Y方向におけるレーザ光Lの集光点位置を変えて繰り返し実施する(第2工程)。その結果、加工対象物1の内部において同一のXY面上でも互いに繋がる改質領域7が、刳貫き部分Q1,Q2の外形に沿って形成される。すなわち、改質領域7は、図10に示すように、円柱形状の刳貫き部分Q1,Q2それぞれの側面に沿って繋がり、且つ、加工対象物1の表面3及び裏面21側にて露出している。この改質領域7は、Y方向(X方向)視においてZ方向に沿って延びると共に、Z方向視において曲線又は円弧状に延びる部分を有している。
Subsequently, the steps shown in FIGS. 9A to 9C are repeatedly performed by changing the condensing point position of the laser light L in the Y direction (second step). As a result, the modified
続いて、図11に示すように、改質領域7が形成された加工対象物1にエッチング処理を施す(エッチング処理工程)。具体的には、表面3及び裏面21に露出した改質領域7からエッチング剤を内部に浸潤させ、改質領域7及び該改質領域7に内包された亀裂に沿ってエッチングを選択的に進展させ、加工対象物1における刳貫き部分Q1,Q2の外形に対応する領域を除去する。
Subsequently, as shown in FIG. 11, an etching process is performed on the
続いて、図12(a)に示すように、加工対象物1の表面3にリムーブ用テープ17を貼り付け、図12(b)に示すように、リムーブ用テープ17を持ち上げるよう移動させることで、刳貫き部分Q1,Q2を加工対象物1からリムーブ(離間移動)させる(離間移動工程)。最後に、図12(c)に示すように、加工対象物1を保持テープ16からリムーブさせる。
Subsequently, as shown in FIG. 12 (a), a
以上により、加工対象物1の刳貫き部分Q1,Q2が刳り貫かれるよう加工され、加工対象物1に貫通孔33が形成されることとなる。その後、図13に示すように、加工後の加工対象物1´にあっては、デバイス基板31のデバイス32上に貫通孔33が位置するようにしてデバイス基板31に積層される。
By the above, it processes so that the penetration part Q1, Q2 of the
以上、本実施形態によれば、外部応力を印加することなく刳貫き部分Q1,Q2を加工対象物1から刳り貫くよう加工できるため、外部応力の印加によって加工対象物1が破損或いは強度低下するのを抑制することができる。さらに、改質領域7及び該改質領域7に内包された亀裂に沿ってエッチングを選択的に進展させることから、この亀裂を加工後の加工対象物1´から除去できるため、加工後の加工対象物1´の強度及び品質を向上させることが可能となる。また、切削加工時のように加工による粉塵が発生しないため、環境に配慮した加工方法を実現できる。
As mentioned above, according to this embodiment, since it can process so that the penetration part Q1, Q2 may be penetrated from the
また、本実施形態では、上述したように、改質領域7を形成した後、この既成の改質領域7よりも表面3側に新たな改質領域7を形成することから、既成の改質領域7の影響が新たに形成する改質領域7に及ぶのを抑制することができる。よって、改質領域7を精度よく形成することが可能となる。
Further, in the present embodiment, as described above, after the modified
また、本実施形態では、上述したように、X方向に沿って集光点を相対移動させながらレーザ光Lを照射する工程を、集光点のZ方向位置を変えて繰り返し実施する(図9(a)〜(c)参照)。そして、この図9(a)〜(c)に示す工程を、集光点のY方向位置を変えて繰り返し実施することで、刳貫き部分Q1,Q2の外形に沿って改質領域7を加工対象物1に形成する。よって、集光点の移動の無駄を抑制して迅速な加工が可能となり、タクトタイム(加工時間)の短縮化ひいては低コスト化を実現することができる。
In the present embodiment, as described above, the step of irradiating the laser beam L while relatively moving the condensing point along the X direction is repeatedly performed by changing the position of the condensing point in the Z direction (FIG. 9). (See (a) to (c)). 9A to 9C are repeatedly performed by changing the position of the condensing point in the Y direction, thereby processing the modified
また、本実施形態では、上述したように、レーザ光Lの照射で加工対象物1の内部に形成した改質領域7を利用することから、加工対象物1を3次元的に自由に刳貫き加工することができる。
In the present embodiment, as described above, the modified
なお、本実施形態では、図10に示すように、加工対象物1の表面3及び裏面21側にて改質領域7を露出させたが、これに代えて、図14(a)に示すように、加工対象物1の表面3側にて改質領域7から延びる亀裂C1を露出させてもよいし、図14(b)に示すように、加工対象物1の裏面21側にて改質領域7から延びる亀裂C2を露出させてもよい。さらに、図14(c)に示すように、加工対象物1の表面3及び裏面21側にて改質領域7から延びる亀裂C1,C2をそれぞれ露出させてもよい。要は、エッチングの際にエッチング剤を内部に浸潤させるため、改質領域7に内包される又は改質領域7から延びる亀裂が加工対象物1の外表面に至っていればよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 10, the modified
また、本実施形態では、上述したように、リムーブ用テープ17(図12参照)を用いて刳貫き部分Q1,Q2をリムーブさせたが、図15に示すように、ポーラスチャック等のエア吸着部35を用いて刳貫き部分Q1,Q2をリムーブさせてもよい。 In the present embodiment, as described above, the piercing portions Q1 and Q2 are removed using the remove tape 17 (see FIG. 12). However, as shown in FIG. 15, an air adsorbing portion such as a porous chuck is used. 35 may be used to remove the penetrating portions Q1, Q2.
具体的には、加工対象物1にエッチング処理を施した後、図15(a)に示すように、加工対象物1を上下反転し、表面3をエア吸着部35に吸着させる。そして、図15(b)に示すように、保持テープ16を持ち上げるよう移動することで、刳貫き部分Q1,Q2を加工対象物1からリムーブさせてもよい。
Specifically, after performing the etching process on the
また或いは、加工対象物1にエッチング処理を施した後、図16に示すように、粘着ローラ36を用いて刳貫き部分Q1,Q2をリムーブさせてもよい。
Alternatively, after etching the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、本実施形態では、上記第1実施形態と異なる点について主に説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.
本実施形態では、加工対象物1において複数の刳貫き部分Q3,Q4を刳り貫くよう加工する。ここでの刳貫き部分Q3,Q4は、表面3を底面とする円錐台形状とされている。つまり、刳貫き部分Q3,Q4は、加工対象物1の表面3(一表面)に行くに従って拡がるようZ方向(表面3の直交方向)に対し傾斜するテーパ部55を側面に有している
In the present embodiment, the
本実施形態において加工対象物1を加工する場合、まず、図17(a)に示すように、加工対象物1にレーザ光Lを照射することにより、加工対象物1における刳貫き部分Q3,Q4の外形に沿って改質領域57を形成する。改質領域57は、円錐台形状である刳貫き部分Q3,Q4それぞれの側面に沿って繋がり、且つ、加工対象物1の表面3側及び裏面21側にて露出している。この改質領域57は、Y方向(X方向)視においてZ方向に対し傾斜する段々状に形成されている。
When processing the
続いて、図17(b)に示すように、改質領域57が形成された加工対象物1にエッチング処理を施し、加工対象物1の改質領域57を除去した後、図17(c)に示すように、刳貫き部分Q3,Q4を表面3側から抜き取るように移動させて加工対象物1からリムーブさせる。これにより、加工対象物1の刳貫き部分Q3,Q4が刳り貫かれるよう加工され、図18に示すように、加工対象物1に貫通孔43が形成されることとなる。そして、この加工後の加工対象物1´は、デバイス32上に貫通孔43が位置するようにしてデバイス基板31に積層される。
Subsequently, as shown in FIG. 17B, the
以上、本実施形態においても、加工後の加工対象物1´の強度及び品質を向上させるという上記作用効果が奏される。 As mentioned above, also in this embodiment, the said effect of improving the intensity | strength and quality of processed object 1 'after a process is show | played.
また、本実施形態では、上述したように、Y方向視においてZ方向に対し傾斜する改質領域57を加工対象物1に形成し、テーパ部55を有する刳貫き部分Q3,Q4を刳り貫いている。よって、次の作用効果を奏する。すなわち、刳貫き部分Q3,Q4を表面3側から抜き取るように移動させることが容易となり、加工対象物1から容易にリムーブさせることが可能となる。さらに、加工後に加工対象物1´がデバイス基板31に積層されたとき(図18参照)、その角部が面取りされるように構成されるため、加工対象物1´が衝撃によって欠けるのを抑制することができる。
Further, in the present embodiment, as described above, the modified
なお、本実施形態では、図19に示すように、側面視において、表面3側の一部のみを傾斜させ且つその他をZ方向に沿うように改質領域57を形成し、表面3側にのみテーパ部55が形成された刳貫き部分Q3,Q4を刳り貫くよう加工してもよい。要は、刳貫き部分Q3,Q4は、Z方向に対し傾斜するテーパ部55を有していればよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 19, the modified
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明では、上記第1実施形態と異なる点について主に説明する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the description of the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.
本実施形態では、加工対象物1において複数の刳貫き部分Q5,Q6を刳り貫くよう加工する。刳貫き部分Q5は、表面3側の刳貫き部分Q5a及び裏面21側の刳貫き部分Q5bを含んでおり、刳貫き部分Q6は、表面3側の刳貫き部分Q6a及び裏面21側の刳貫き部分Q6bを含んでいる。
In the present embodiment, the
刳貫き部分Q5a,Q6aは、表面3を底面とする円錐台形状とされ、加工対象物1の表面3側に行くに従って拡がるようZ方向に対し傾斜するテーパ部71を側面に有している。一方、刳貫き部分Q5b,Q6bは、裏面21を底面とする円錐台形状とされ、加工対象物1の裏面21側に行くに従って拡がるようZ方向に対し傾斜するテーパ部72を側面に有している。
The penetrating portions Q5a and Q6a have a truncated cone shape with the
本実施形態において加工対象物1を加工する場合、まず、図20(a)に示すように、加工対象物1にレーザ光Lを照射することにより、加工対象物1における刳貫き部分Q5,Q6の外形に沿って改質領域77を形成するのに加え、刳貫き部分Q5内の刳貫き部分Q5a,Q5b間のXY面に沿って改質領域78を形成すると共に、刳貫き部分Q6内の刳貫き部分Q6a,Q6b間のXY面に沿って改質領域78を形成する。
When processing the
改質領域77は、円錐台形状の刳貫き部分Q5,Q6それぞれの側面に沿って繋がり、且つ、加工対象物1の表面3及び裏面21側にて露出している。この改質領域77は、Y方向(X方向)視において屈曲するように延びている。改質領域78は、改質領域77内のZ方向中央位置にて、刳貫き部分Q5a,Q5bを画成するようにXY面に沿って延び、改質領域77と繋がっている。この改質領域78は、Y方向(X方向)視においてX方向(Y方向)沿った直線状に形成されていると共に、Z方向視において円形状に形成されている。
The modified
続いて、加工対象物1にエッチング処理を施すことにより、図20(b)に示すように、加工対象物1の改質領域77を除去した後、図20(c)に示すように、加工対象物1の改質領域78を除去する。続いて、図20(d)に示すように、刳貫き部分Q5a,Q6aを表面3側から抜き取るように移動させて加工対象物1からリムーブさせると共に、刳貫き部分Q5b,Q6bを裏面21側から抜き取るように移動させ、これらを加工対象物1からリムーブさせる。
Subsequently, by performing an etching process on the
これにより、加工対象物1の刳貫き部分Q5,Q6が刳り貫くよう加工され、図21に示すように、加工対象物1に貫通孔53が形成されることとなる。そして、この加工後の加工対象物1´は、デバイス32上に貫通孔53が位置するようにしてデバイス基板31に積層される。
As a result, the punched portions Q5 and Q6 of the
以上、本実施形態においても、加工後の加工対象物1´の強度及び品質を向上させるという上記作用効果が奏される。 As mentioned above, also in this embodiment, the said effect of improving the intensity | strength and quality of processed object 1 'after a process is show | played.
また、本実施形態では、上述したように、Y方向視において屈曲するよう延びる改質領域77を加工対象物1に形成し、テーパ部71,72を有する刳貫き部分Q5,Q6を刳り貫いている。よって、次の作用効果を奏する。すなわち、刳貫き部分Q5a,Q6aを表面3側から抜き取るように移動させることが容易となると共に、刳貫き部分Q5b,Q6bを裏面21側から抜き取るように移動させることが容易となり、加工対象物1から刳抜き部分Q5,Q6を容易にリムーブさせることが可能となる。さらに、加工後に加工対象物1´がデバイス基板31に積層されたとき(図21参照)、その角部が面取りされるように構成されるため、加工対象物1´が衝撃によって欠けるのを抑制することができる。
Further, in the present embodiment, as described above, the modified
なお、本実施形態では、図22(a)に示すように、改質領域78から表面3に至る亀裂C3が発生するように改質領域78を形成してもよい。この場合、亀裂C3によってエッチング剤を内部に浸潤させ、改質領域78に沿ったエッチングの進展を容易化及び迅速化できる。ちなみに、この場合、改質領域78から表面3に至る亀裂C3に代えて、改質領域78から裏面21に至る亀裂を発生させてもよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 22A, the modified
また、本実施形態の改質領域77は、図22(b)に示すように、Y方向(X方向)視において、表面3側及び裏面21側の一部が傾斜され、その間がZ方向に沿うように構成されていてもよい。換言すると、刳貫き部分Q5a,Q6aがその表面3側の一部にテーパ部71を有し、刳貫き部分Q5b,Q6bがその裏面21側の一部にテーパ部72を有していればよい。
Further, as shown in FIG. 22B, the modified
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明に係るレーザ加工方法は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the laser processing method according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be modified or changed without departing from the scope described in each claim. It may be applied to the above.
例えば、改質領域を形成する際のレーザ光入射面は、加工対象物1の表面3に限定されるものではなく、加工対象物1の裏面21であってもよい。また、上記実施形態では、2つの刳貫き部分を同時に刳り貫くよう加工したが、刳貫き部分の数は、1つでもよいし、3つ以上でもよい。
For example, the laser light incident surface when forming the modified region is not limited to the
また、上記実施形態は、加工対象物に貫通孔を形成するための加工であるが、これに限定されるものではなく、加工対象物の外形加工のための加工であってもよい。つまり、刳貫き部分(所定部分)を製造物としてもよい。 Moreover, although the said embodiment is a process for forming a through-hole in a process target object, it is not limited to this, The process for the external shape process of a process target object may be sufficient. That is, a punched portion (predetermined portion) may be a product.
また、上記実施形態では、刳貫き部分の外形に沿って改質領域自体を繋げているが、改質領域7に含まれる又は該改質領域から延びる亀裂が刳貫き部分の外形に沿って繋がればよい。
Moreover, in the said embodiment, although the modification | reformation area | region itself is connected along the external shape of the penetration part, the crack contained in the modification | reformation area |
また、上記実施形態でのレーザ光LのON・OFF照射は、レーザ光Lの出射のON・OFFを制御する他に、レーザ光Lの光路上に設けられたシャッタを開閉したり、加工対象物1の表面3をマスキングしたり等して実施してもよい。さらに、レーザ光Lの強度を、改質領域が形成される閾値(加工閾値)以上の強度と加工閾値未満の強度との間で制御してもよい。
In addition, the ON / OFF irradiation of the laser beam L in the above embodiment controls the ON / OFF of the emission of the laser beam L, opens and closes a shutter provided on the optical path of the laser beam L, The
また、本発明においては、所定のZ方向位置にて集光点を合わせつつ該集光点を改質領域形成予定部に沿ってX方向及びY方向に移動させながらレーザ光Lを照射する工程を、集光点のZ方向位置を変えて繰り返し行うことで、刳貫き部分の外形に沿って改質領域を形成する場合もある。 In the present invention, the step of irradiating the laser beam L while aligning the focal point at a predetermined position in the Z direction and moving the focal point in the X and Y directions along the modified region formation scheduled portion In some cases, the modified region is formed along the outer shape of the penetrating portion by repeatedly performing the above operation while changing the position of the condensing point in the Z direction.
1…加工対象物、3…表面(一表面,外表面)、7,57,77…改質領域(第1改質領域,第2改質領域)、21…裏面(一表面,外表面)、55,71、72…テーパ部、78…改質領域、C1〜C3…亀裂、L…レーザ光、P…集光点、Q1〜Q6…刳貫き部分(所定部分)。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記加工対象物に前記レーザ光を照射することにより、前記加工対象物における前記所定部分の外形に沿って前記改質領域を形成するレーザ光照射工程と、
前記レーザ光照射工程の後、前記加工対象物にエッチング処理を施すことにより、前記改質領域に含まれる又は前記改質領域から延びる亀裂に沿ってエッチングを選択的に進展させるエッチング処理工程と、
前記エッチング処理工程の後、前記所定部分を前記加工対象物から離間移動させる離間移動工程と、を有し、
前記レーザ光照射工程では、前記外形に沿って前記亀裂が繋がるように前記改質領域を形成すると共に、前記加工対象物の外表面側にて前記亀裂を露出させることを特徴とするレーザ加工方法。 A laser processing method for processing to penetrate a predetermined portion of the processing object using a modified region formed by condensing laser light inside the processing object,
A laser beam irradiation step of forming the modified region along the outer shape of the predetermined portion of the workpiece by irradiating the workpiece with the laser beam;
After the laser beam irradiation step, by performing an etching process on the object to be processed, an etching process step of selectively progressing etching along a crack included in or extending from the modified region; and
A separation movement step of separating the predetermined portion from the workpiece after the etching treatment step, and
In the laser beam irradiation step, the modified region is formed so that the crack is connected along the outer shape, and the crack is exposed on the outer surface side of the workpiece. .
前記レーザ光の照射方向と直交する一方向に沿って前記レーザ光の集光点を相対移動させながら前記レーザ光を照射する工程を、前記照射方向における前記集光点の深さ位置を変えて繰り返し実施する第1工程と、
前記第1工程を、前記照射方向及び前記一方向と直交する他方向における前記集光点の位置を変えて繰り返し実施する第2工程と、を含むことを特徴とする請求項1又は2記載のレーザ加工方法。 In the laser light irradiation step,
The step of irradiating the laser light while relatively moving the condensing point of the laser light along one direction orthogonal to the irradiation direction of the laser light is performed by changing the depth position of the condensing point in the irradiation direction. A first step to be repeated,
3. The second step of repeatedly performing the first step by changing the position of the condensing point in another direction orthogonal to the irradiation direction and the one direction. 4. Laser processing method.
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