专利名称：激光加工方法
技术领域：
本发明涉及一种用来在由硅形成的板状的加工对象物上形成孔的激光加工方法。
背景技术：
作为现有的激光加工方法，已知的有例如像专利文献I所记载的那样，使激光聚光于娃单晶基板(加工对象物)而形成材料变质部(改质区域)后，对该娃单晶基板实施蚀刻处理，由此沿着材料变质部使蚀刻进展而将该材料变质部除去，从而在硅单晶基板形成非贯通孔或贯通孔的技术。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2005-74663号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题这里，在上述那样的激光加工方法中，在加工对象物的激光入射面侧，从所形成的改质区域延伸的龟裂的直进性例如起因于激光L的影响(热冲击)等会有变低的情况，该龟裂会存在蜿蜒或朝向非意图的方向延伸。因此，在这种情况下，当通过各向异性蚀刻处理在加工对象物形成孔时，在加工对象物的激光入射面侧，蚀刻会沿着直进性低的龟裂进展，会有造成孔的开口部的大小或形状发生偏差的担忧，难以控制孔的开口宽度。因此，本发明的技术问题在于，提供一种能够提高激光入射面侧的孔的开口宽度的控制性的激光加工方法。解决技术问题的手段本发明的一方面涉及激光加工方法。该激光加工方法是用来在由硅形成的板状的加工对象物上形成孔的激光加工方法，其具备凹部形成工序，在加工对象物的激光入射面侧，将在该激光入射面开口的凹部形成在与孔对应的部分；改质区域形成工序，在凹部形成工序之后，通过使激光聚光于加工对象物，沿着加工对象物的与孔对应的部分形成改质区域；蚀刻处理工序,在改质区域形成工序之后,通过对加工对象物实施各向异性蚀刻处理,沿着改质区域使蚀刻选择性地进展，在加工对象物形成孔，在改质区域形成工序中，改质区域或从该改质区域延伸的龟裂露出于凹部的内面。在该激光加工方法中，在加工对象物的激光入射面侧形成凹部，让改质区域或从该改质区域延伸的龟裂露出于该凹部的内面。因此，在各向异性蚀刻处理时，在激光入射面侧，以沿着凹部的形状的方式形成孔的开口部，沿着直进性低的龟裂使蚀刻进展而形成孔的开口部的现象被抑制。由此，能够抑制所涉及的龟裂的不良影响波及孔的开口宽度，可以提高激光入射面侧的孔的开口宽度的控制性。此外，在凹部形成工序中，将相对于加工对象物的厚度方向倾斜的倾斜面作为凹部的内面而形成，在改质区域形成工序中，通过从倾斜面照射激光，能够使激光被倾斜面折射，并使激光聚光于加工对象物的与孔对应的部分。在这种情况下，由于利用倾斜面所实现的激光的折射来让激光聚光于加工对象物，因此能够利用倾斜面将激光的聚光点位置唯一地设定。因此，减少激光的位置控制的必要性，可以抑制例如起因于激光光源的位置偏移等所导致的聚光点的位置偏移。即，利用倾斜面控制激光的聚光点位置，可以在加工对象物高精度地形成改质区域。此时，会有以下的情况孔是相对于厚度方向以规定角度倾斜延伸的孔，在凹部形成工序中，以与加工对象物相对于激光的折射率以及规定角度对应的角度使倾斜面倾斜而形成。此外，在改质区域形成工序中，通过将从倾斜面照射激光而使激光聚光的工序，改变厚度方向的聚光用透镜的位置而反复实施，由此将多个构成改质区域的改质点，以离倾斜面的距离彼此不同的方式形成。如此，当改变厚度方向的聚光用透镜的位置而从倾斜面反复照射激光并使其聚光时，可以将离倾斜面的距离不同的多个改质点很好地形成于加工对象物。此外，在改质区域形成工序中，通过一边沿着倾斜面使聚光用透镜移动一边从倾斜面照射激光，能够将多个构成改质区域的改质点，以离倾斜面的距离彼此相等且沿着倾斜面排列的方式形成。如此，当一边使聚光用透镜沿着倾斜面移动一边从倾斜面照射激光时，可以将离倾斜面的距离彼此相等且沿着倾斜面排列的多个改质点适当地形成于加工对象物。此外，在凹部形成工序中，能够通过对加工对象物实施各向异性蚀刻处理而形成凹部。在这种情况下，在加工对象物形成凹部时，利用蚀刻速率依赖于加工对象物的结晶方位这样的各向异性蚀刻的特征，能够在加工对象物高精度地形成所期望的凹部。发明的效果根据本发明，可以提高激光入射面侧的孔的开口宽度的控制性。
图1是改质区域的形成所使用的激光加工装置的概略结构图。图2是作为改质区域的形成对象的加工对象物的平面图。图3是沿着图2的加工对象物的II1-1II线的截面图。图4是激光加工后的加工对象物的平面图。图5是沿着图4的加工对象物的V-V线的截面图。图6是沿着图4的加工对象物的V1-VI线的截面图。图7(a)是用来说明第I实施方式所涉及的激光加工方法的加工对象物的端面图，图7 (b)是表示接续于图7 (a)的加工对象物的端面图，图7 (c)是表示接续于图7 (b)的加工对象物的端面图。图8 Ca)是表示接续于图7 (C)的加工对象物的端面图，图8 (b)是表示接续于图8 (a)的加工对象物的端面图。图9(a)是用来说明第2实施方式所涉及的激光加工方法的加工对象物的端面图，图9 (b)是表示接续于图9 Ca)的加工对象物的端面图。图10 Ca)是表示第2实施方式的改质区域的形成的加工对象物的端面图，图10(b)是表示接续于图10 (a)的加工对象物的端面图。图11 (a)是用来说明第3实施方式所涉及的激光加工方法的加工对象物的端面图，图11 (b)是表示接续于图11 (a)的加工对象物的端面图，图11 (C)是表示接续于图11 (b)的加工对象物的端面图。图12 (a)是表示接续于图11 (C)的加工对象物的端面图，图12 (b)是表示接续于图12 Ca)的加工对象物的端面图。图13 Ca)是用来说明第4实施方式所涉及的激光加工方法的加工对象物的端面图，图13 (b)是表示接续于图13 (a)的加工对象物的端面图。图14是表示第4实施方式的改质区域的形成的加工对象物的端面图。图15 Ca)是用来说明第4实施方式的变形例的加工对象物的端面图，图15 (b)是表示接续于图15 (a)的加工对象物的端面图。符号说明1"加工对象物)"表面(激光入射面)、7，7广78，77'，78 '…改质区域、10,10'…凹坑(凹部)、10a…倾斜面(内面)、24…贯通孔，分歧孔，分歧贯通孔(孔)、105···聚光用透镜、C···龟裂、L···激光、S···改质点。
具体实施例方式以下，参照附图详细地说明本发明的优选实施方式。再有，在以下的说明中，对相同或相当要素赋予相同符号，省略重复说明。在本实施方式的激光加工方法中，使激光聚光于加工对象物的内部而形成改质区域。因此，首先针对改质区域的形成，参照图广图6在以下进行说明。如图1所示，激光加工装置100具备对激光L脉冲振荡的激光光源101、配置成将激光L的光轴(光路)方向改变90°的分光镜103、以及用来将激光L聚光的聚光用透镜105。此外，激光加工装置100具备用来支承由聚光用透镜105聚光后的激光L所照射的加工对象物I的支承台107、使支承台107移动的载台111、为了调节激光L的输出或脉冲 宽度等而控制激光光源101的激光光源控制部102、以及控制载台111的移动的载台控制部115。在该激光加工装置100中，从激光光源101射出的激光L，经由分光镜103将其光轴方向改变90°后，由聚光用透镜105聚光于支承台107上所载置的板状加工对象物I的内部。与此同时，使载台111移动，使加工对象物I相对于激光L沿着改质区域形成预定线5相对地移动。由此，沿着改质区域形成预定线5的改质区域形成于加工对象物I。作为加工对象物1，可以使用半导体材料、压电材料等，如图2所示，在加工对象物I设定有改质区域形成预定线5。这里的改质区域形成预定线5是直线状延伸的假想线。在加工对象物I的内部形成改质区域的情况下，如图3所示，在聚光点P对准于加工对象物I内部的状态下，使激光L沿着改质区域形成预定线5 (即在图2的箭头A方向上)相对地移动。由此，如图Γ图6所示，改质区域7沿着改质区域形成预定线5形成在加工对象物I的内部，该改质区域7成为后述蚀刻(etching)所实现的除去区域8。再有，聚光点P是指激光L所聚光的部位。此外，改质区域形成预定线5并不限于直线状，可以是曲线状，也可以是这些组合而成的3维状，还可以是指定坐标的形状。此外，改质区域7有连续地形成的情况，也有断续地形成的情况。此外，改质区域7可以是列状、可以是点状，总之，只要改质区域7至少形成在加工对象物I的内部即可。此外，会有以改质区域7为起点而形成龟裂的情况，龟裂及改质区域7可以露出于加工对象物I的外表面(表面、背面、或侧面)。顺带一提，这里，激光L透过加工对象物I并且特别在加工对象物I内部的聚光点附近被吸收，由此，在加工对象物I形成改质区域7 (B卩，内部吸收型激光加工)。一般而言，在从表面3熔融除去而形成孔穴、沟槽等的除去部(表面吸收型激光加工)的情况下，加工区域从表面3侧逐渐朝向背面侧进展。
再者，本实施方式的改质区域7是指密度、折射率、机械强度、或其他的物理特性成为与周围不同的状态的区域。作为改质区域7，例如有熔融处理区域、裂痕区域、绝缘破坏区域、折射率变化区域等，也有这些区域混合存在的区域。此外，作为改质区域7，有加工对象物I的材料中密度与非改质区域的密度相比较发生变化的区域、或形成有晶格缺陷的区域(将这些也统称为高密度转移区域)。另外，熔融处理区域或折射率变化区域、改质区域7的密度与非改质区域的密度相比较发生变化的区域、形成有晶格缺陷的区域，进一步会有在这些区域的内部、或改质区域7与非改质区域的界面包含龟裂(裂纹、微裂痕)的情况。所包含的龟裂会有遍及改质区域7的全面、或仅在一部分或多部分形成的情况。作为加工对象物1，可以举出包含硅、或由硅构成的加工对象物。这里，在本实施方式中，在加工对象物I形成改质区域7后，对该加工对象物I实施蚀刻处理，由此沿着改质区域7 (即沿着改质区域7、改质区域7所包含的龟裂、或来自改质区域7的龟裂)使蚀刻选择性地进展，将加工对象物I的沿着改质区域7的部分予以除去。再有，该龟裂也被称为裂痕、微裂痕、裂纹等(以下仅称为“龟裂”)。在本实施方式的蚀刻处理中，例如利用毛细管现象等，使蚀刻剂浸润于加工对象物I的改质区域7所含的或来自该改质区域7的龟裂，沿着龟裂面使蚀刻进展。由此，在加工对象物I中，沿着龟裂选择性地且以快的蚀刻速率(蚀刻速度)使蚀刻进展而进行除去。与此同时，利用改质区域7本身的蚀刻速率快这个特征，沿着改质区域7使蚀刻选择性地进展而进行除去。作为蚀刻处理，例如有将加工对象物I浸溃于蚀刻剂的情况(浸溃方式Dipping)、以及一边使加工对象物I旋转一边涂布蚀刻剂的情况(旋转蚀刻方式=SpinEtching)。作为蚀刻剂，例如可以举出KOH (氢氧化钾)、TMAH (氢氧化四甲铵水溶液)、EDP (乙二胺邻苯二酚)、NaOH (氢氧化钠)、CsOH (氢氧化铯)、NH4OH (氢氧化铵)、联氨等。另外，作为蚀刻剂，不仅可以是液体状的，也可以使用凝胶状(胶状，半固体状)的。这里的蚀刻剂在常温 100°C左右的温度下使用，根据所需的蚀刻速率等而设定在适当的温度。例如，在使用KOH对由硅形成的加工对象物I进行蚀刻处理的情况下，优选为约60°C。另外，在本实施方式中，作为蚀刻处理，进行基于结晶方位而特定方向的蚀刻速率快(或慢)的蚀刻即各向异性蚀刻处理。在该各向异性蚀刻处理的情况下，不仅适用于比较薄的加工对象物，也能够适用于厚的加工对象物(例如厚度800 μ πΓ ΟΟ μ m)。此外，在这种情况下，即使形成改质区域7的面与面方位不同，也能够沿着该改质区域7使蚀刻进行。即，在这里的各向异性蚀刻处理中，除了依照结晶方位的面方位的蚀刻以外，还可以进行不依赖于结晶方位的蚀刻。[第I实施方式]接着，针对本发明的第I实施方式所涉及的激光加工方法详细地进行说明。图7、8是用来说明本实施方式的流程图。如图7、8所示，在本实施方式中，在加工对象物I的表面3侧及背面21侧形成凹坑(pit)(凹部)10，10后，使激光L聚光于加工对象物I而形成改质区域7，通过各向异性蚀刻将加工对象物I的沿着改质区域7的部分除去而形成贯通孔24。加工对象物I是对于所照射的激光L的波长(例如1064nm)透明的硅基板，其具有成为(100)面的表面3及背面21。在该加工对象物1，在对应于贯通孔24的位置，改质区域形成预定线5由3维坐标指定程式化地设定。贯通孔24相对于加工对象物I的厚度方向倾斜延伸。这里的贯通孔24沿着加工对象物I的(111)面延伸，例如贯通孔24相对于厚度方向的角度设为35°。顺带一提，在以下的说明中，如图所示，将加工对象物I的厚度方向(激光L的照射方向，纸面上下方向)设为Z方向，将相对于厚度方向的贯通孔24倾斜侧的侧方方向(纸面左右方向)设为X方向，将与X、Z方向正交的方向设为Y方向(纸面垂直方向)。在本实施方式中对加工对象物I进行加工的情况，首先，如图7(a)所示，将对蚀刻具有耐性的SiN (氮化硅)等的耐蚀刻膜22形成于加工对象物的表面3及背面21。与此同时，对耐蚀刻膜22予以图案化，在该耐蚀刻膜22的对应于贯通孔24的部分形成开口。然后，如图7 (b)所示，通过对加工对象物I实施各向异性蚀刻处理，在加工对象物I的表面3侧及背面21侧各自的与贯通孔24对应的部分，形成作为开口部的凹坑10。凹坑10，10分别设置成在表面3及背面21开口。这里的凹坑10形成为朝向加工对象物I的内部的四角锥状凹陷，具有沿着加工对象物I的(111)面的倾斜面IOa作为内面。接着，以加工对象物I的表面3侧朝向上方而将加工对象物I载置于载置台并保持。然后，使激光L的聚光点(以下仅称“聚光点”)对准于加工对象物I内部的背面21侦牝一边使聚光点在Y方向上移动，一边以沿着改质区域形成预定线5形成改质区域7的方式从表面3侧进行激光L的ON · OFF照射(扫描)。具体而言，以规定间距(pitch)的聚光点(改质区域7)在Y方向上扫描(总之，以规定间距间隔进行激光照射，对应于激光照射的次数形成多个改质区域7)。此时，优选由I次激光照射所形成的改质区域7的一部分在Y方向互相重叠的方式形成改质区域7。再有，在本实施方式中，激光L是脉冲激光。然后，将该扫描，在加工对象物I中从背面21侧往表面3侧依序改变聚光点的Z方向位置而反复实施。由此，将沿着对应于贯通孔24的部分而互相连接的改质区域7，以露出于凹坑10内面的方式形成在加工对象物I。换言之，使以连结表面3侧及背面21侧的凹坑10，10的方式沿着加工对象物I的(111)面连续地延伸的改质区域7，露出于凹坑10的倾斜面IOa而形成。再有，这里，由于以脉冲激光作为激光L进行点照射，因此所形成的改质区域7由改质点构成。此外，在改质区域7及改质点，包含有该改质区域7及从改质点产生的龟裂而形成(以下，相同)。
接着，对加工对象物1，例如以85°C的KOH作为蚀刻剂使用来实施各向异性蚀刻处理。由此，如图8 (a)所示，对加工对象物I的凹坑10附近进行蚀刻，并且使蚀刻剂进入并浸润于改质区域7，从表面3侧及背面21侧朝向内部，使蚀刻沿着改质区域7选择性地进展(进行)。其结果，如图8 (b)所示，加工对象物I的沿着改质区域7的部分被除去，并且以该除去部分扩大的方式被侵蚀，以连结凹坑10，10的方式形成贯穿表面3及背面21而成的贯通孔24。此时，在对加工对象物I的各向异性蚀刻中，由于蚀刻速率是依赖于加工对象物I的结晶方位，因此在加工对象物I的(111)面，与其他部分相比其蚀刻速率变得极慢，而蚀刻停止(etch stop)。因此，在沿着(111)面的改质区域7，沿着其延伸方向蚀刻特定选择性地且高速地进展，并且所形成的贯通孔24的内面24a，其凹凸被除去而变得平滑，在内面24a形成镜面。例如，内面24a的表面粗糙度成为算术平均粗糙度Ra=IO μ m (十点平均粗糙度 Rz=2. 36 μ m)。再者，通常在加工对象物I的激光入射面即表面3侧，例如起因于激光L的影响 (热冲击)等，从改质区域7延伸的龟裂的直进性会有比从背面21侧的改质区域7延伸的龟裂的直进性降低的情况。因此，来自表面3侧的改质区域7的龟裂，存在会蜿蜒或朝非意图的方向延伸等问题。因此，在这种情况下，在进行各向异性蚀刻处理时，在表面3侧沿着直进性低的龟裂蚀刻进展，有使贯通孔24的表面3侧的开口部24b的大小、形状产生偏差的担忧，难以控制贯通孔24的开口宽度(开口部24b的尺寸)。这点，在本实施方式中，如上述那样，在加工对象物I的表面3侧形成凹坑10，在该凹坑10的倾斜面IOa改质区域7露出而在凹坑10内收容改质区域7。因此，在各向异性蚀刻处理时，在加工对象物I的表面3侧，不是沿着直进性低的龟裂让蚀刻进展而形成贯通孔24的开口部24b，而是以沿着凹坑10形状的方式形成开口部24b。因此，根据本实施方式，能够抑制直进性低的龟裂的不良影响波及贯通孔24的开口宽度，从而可以提高表面3侧的贯通孔24的开口宽度的控制性。此外，在本实施方式中，如上述那样，改质区域7沿着加工对象物I的(111)面形成。因此，当通过各向异性蚀刻处理而沿着改质区域7使蚀刻选择性地进展时，能够在贯通孔24的内面24a形成凹凸少的平滑面即镜面，此外，能够将贯通孔24的截面形状形成为矩形(菱形)形状。此外，在本实施方式中，如上述那样，在对加工对象物I实施各向异性蚀刻处理形成凹坑10。因此，在形成凹坑10时，利用蚀刻速率不依赖于加工对象物I的结晶方位这样的各向异性蚀刻的特征，能够在加工对象物I容易且高精度地形成所期望的凹坑10。再有，在本实施方式中，让改质区域7本身在凹坑10的倾斜面IOa露出，但也可以不使改质区域7露出而使来自该改质区域7的龟裂露出，总之，只要使改质区域7或从改质区域7延伸的龟裂露出即可。关于此，以下的实施方式也是同样。[第2实施方式]接着，说明本发明的第2实施方式。再有，在本实施方式的说明中，主要是针对与上述第I实施方式不同的点进行说明。图9是用来说明本实施方式的流程图，图10是用来说明本实施方式的改质区域的形成。本实施方式的激光加工方法，如图9所示，是用来在加工对象物I形成分歧孔24的激光加工方法。分歧孔24包含设置在表面3侧的V槽状的开口部24b、从开口部24b的底部向Z方向延伸的铅直部241、以及从开口部24b的相互对向的倾斜面分别向相对于Z方向倾斜的方向延伸的倾斜部242，243。在本实施方式中，首先，如图9 (a)所示，在与加工对象物I的表面3侧的开口部24b对应的位置，形成在表面3开口的V槽状的凹坑10。然后，沿着与铅直部241及倾斜部242，243对应的部分形成多个改质点S，通过这些改质点S形成改质区域7广73。具体而言，以在对应于铅直部241的部分形成改质点SI的方式实施上述扫描。然后，将形成改质点SI的该扫描，通过让聚光用透镜105在Z方向上移动规定量来改变Z方向的聚光点位置并反复实施。此时，聚光用透镜105以Z方向的聚光点位置从背面21侧往表面3侧依序改变的方式，从背面21往表面3侧移动。由此，沿着加工对象物I的与铅直部241对应的部分，形成由多个改质点SI所构成的改质区域71。在这里的改质区域71，表面3侧的改质点SI露出于凹坑10的底部。此外，以在对应于倾斜部242的部分形成改质点S2的方式实施上述扫描。详而言之，如图10 Ca)所示，通过从凹坑10的倾斜面IOa进行激光L的ON · OFF照射，使激光L被倾斜面IOa折射，使激光L聚光于加工对象物I的与倾斜部242对应的部分，形成改质点S2。这里，通过将倾斜面IOa相对于Z方向的倾斜角度设为35°，基于下述的折射率的关系，将沿着Z方向入射于倾斜面IOa而折射后的激光L的聚光角度设定成43. 3°。SP，在形成凹坑10时，以与加工对象物I相对于激光L的折射率及倾斜部242相对于Z方向的倾斜角度(规定角度)对应的角度，使倾斜面IOa倾斜。再有，聚光角度是指激光L相对于X方向的光轴角度。空气的折射率1. 0，加工对象物I的折射率3. 5然后，如图10 (b)所示，将形成改质点S2的该扫描，通过让聚光用透镜105在Z方向上移动规定量来改变沿着倾斜部242的方向的聚光点位置(即，倾斜面IOa的深度方向的聚光点位置)并反复实施。此时，聚光用透镜105以聚光点位置从倾斜面IOa的深度方向里侧往跟前侧依序改变的方式，从背面21往表面3侧移动。由此，沿着与倾斜部242对应的部分，形成由多个改质点S2构成的改质区域72。在这里的改质区域72，从表面3侧的改质点S2延伸的龟裂C是露出于凹坑10的倾斜面10a。此外，与上述的改质点S2及改质区域72的形成同样地，沿着与倾斜部243对应的部分，改变聚光点位置并反复实施上述扫描，形成由多个改质点S3构成的改质区域73。其后，通过对加工对象物I实施各向异性蚀刻处理，如图9(b)所示，沿着改质区域7使蚀刻选择性地进展。其结果，加工对象物I的沿着改质区域7的部分被除去，从而形成分歧孔24。以上，在本实施方式中，也起到与上述效果同样的效果，即抑制直进性低的龟裂的不良影响波及分歧孔24的开口宽度，提高分歧孔24的开口宽度的控制性这样的效果。此外，在本实施方式中，如上述那样，由于龟裂C露出于凹坑10的倾斜面10a，因此相对于龟裂露出于表面3的情况，能够提高龟裂C的直进性。此外，在本实施方式中，如上述那样，通过从倾斜面IOa照射激光L，使激光L被倾斜面IOa折射而聚光。由此，能够利用倾斜面IOa所实现的激光L的折射来使激光L聚光于加工对象物I内，因此，可以利用倾斜面IOa将激光L的聚光点位置唯一地设定。其结果，减少激光L的位置控制的必要性，可以抑制例如起因于激光光源101 (参照图1)的位置偏移等所造成的聚光点位置的偏移。即，通过利用倾斜面IOa来控制激光L的聚光点位置，可以在加工对象物I高精度地形成改质区域7。此外，特别在本实施方式中，如上述那样，通过仅在Z方向上移动聚光用透镜105，将多个改质点S以离倾斜面IOa的距离彼此不同方式形成，因而能够减少在Z方向及X方向两个方向上移动聚光用透镜105而使聚光点移动的必要性。因此，可以在加工对象物I容易地形成改质区域7。[第3实施方式]接着，说明本发明的第3实施方式。再有，在本实施方式的说明中，主要针对与上述第2实施方式不同的点进行说明。图11，12是用来说明本实施方式的流程图。本实施方式的激光加工方法，如图12所示，是用来形成泄放电路基板51的激光加工方法，在加工对象物I形成多个(这里是2个)分歧贯通孔24。各分歧贯通孔24包含V槽状的开口部24b、以及从开口部24b的相互对向的倾斜面分别向相对于Z方向倾斜的方向延伸的倾斜部244，245。在本实施方式中，首先，如图11 (a)所示，在加工对象物I的表面3形成耐蚀刻膜22，并且对耐蚀刻膜22进行图案化，然后，如图11 (b)所示，通过对加工对象物I实施各向异性蚀刻处理，从而在加工对象物I的表面3侧形成多个凹坑10，10。接着，在将耐蚀刻膜22除去后，如图11 (c)所示，沿着与分歧贯通孔24的倾斜部244，245对应的部分形成多个改质点S,由这些改质点S形成改质区域7。具体而言，通过从凹坑10的倾斜面IOa照射激光L，使激光L被倾斜面IOa折射，使激光L聚光于加工对象物I的与倾斜部244对应的部分，从而形成改质点S。将其通过让聚光用透镜105在Z方向上移动规定量来改变聚光点位置并反复实施，沿着与倾斜部244对应的部分形成由多个改质点S构成的改质区域74。此外，同样地，沿着加工对象物I的与倾斜部245对应的部分，形成多个改质点S构成的改质区域75。在这里的改质区域74，75，以表面3侧的改质点S露出于倾凹坑10的斜面IOa的方式形成。接着，通过对加工对象物I实施各向异性蚀刻处理，如图12 (a)所示，沿着改质区域7使蚀刻选择性地进展。其结果，加工对象物I的沿着改质区域7的部分被除去，形成多个分歧贯通孔24，24。其后，如图12(b)所示，通过热氧化处理在分歧贯通孔24，24的内面形成氧化膜(未图示)，在分歧贯通孔24，24内埋入导体13，以与导体13电连接的方式将焊垫(pad) 14形成在开口部24b内与背面21上。由此，形成可进行I对N (N为2以上的整数)的电连接的泄放电路基板51。以上，在本实施方式中，也起到与上述效果同样的效果，即抑制直进性低的龟裂的不良影响波及分歧贯通孔24的开口宽度，提高分歧贯通孔24的开口宽度的控制性。此外，在本实施方式中，与上述实施方式同样地，由于从倾斜面IOa照射激光L,使激光L被倾斜面IOa折射并聚光，因此能够利用倾斜面IOa控制激光L的聚光点位置，可以在加工对象物I高精度地形成改质区域7。[第4实施方式]接着，说明本发明的第4实施方式。再有，在本实施方式的说明中，主要针对与上述第2实施方式不同的点进行说明。
图13是用来说明本实施方式的流程图，图14是用来说明本实施方式的改质区域的形成的图。在本实施方式的激光加工方法中，如图13所示，在加工对象物I形成分歧孔24。分歧孔24包含V槽状的开口部24b、从开口部24b的底部向Z方向延伸的铅直部246、以及从开口部24b的相互对向的倾斜面分别向相对于Z方向倾斜的方向延伸且比铅直部246宽广的倾斜部247，248。在本实施方式中，首先，如图13 (a)所示，在与加工对象物I的表面3侧的开口部24b对应的位置，形成在表面3开口的V槽状的凹坑10。然后，沿着与铅直部246及倾斜部247，248 (参照图13 (b))对应的部分形成多个改质点S，由这些改质点S形成改质区域76 78。这里，在本实施方式中，如图14所示，一边在X方向上移动聚光用透镜105并且使聚光用透镜105以追随倾斜面IOa的方式(即，聚光用透镜105与倾斜面IOa的距离成为一定的方式)在Z方向上移动,一边进行激光L的ON · OFF照射(扫描)。其结果，激光L 一边沿着倾斜面IOa移动一边从倾斜面IOa进行照射，使激光L被倾斜面IOa折射而聚光于加工对象物I内，从而使离倾斜面IOa的距离彼此相等的多个(这里为4个)改质点S沿着倾斜面IOa排列的方式形成。再有，该“相等”包含大致相等，表示其差异很小。然后，将该扫描，通过让聚光用透镜105在Z方向上移动规定量来改变聚光点位置并反复实施。由此，如图13 (a)所示，沿着与铅直部246及倾斜部247，248对应的部分，形成由多个改质点S构成的改质区域76 78。其后，通过对加工对象物I实施各向异性蚀刻处理，如图13 (b)所示，沿着改质区域7使蚀刻选择性地进展。其结果，加工对象物I的沿着改质区域7的部分被除去，从而形成分歧孔24。以上，在本实施方式中，也起到与上述效果同样的效果，即抑制直进性低的龟裂的不良影响波及分歧贯通孔24的开口宽度，提高分歧贯通孔24的开口宽度的控制性。此外，在本实施方式中，与上述实施方式同样地，由于从倾斜面IOa照射激光L,使激光L被倾斜面IOa折射并聚光，因此，能够利用倾斜面IOa来控制激光L的聚光点位置，可以在加工对象物I上高精度地形成改质区域7。此外，特别在本实施方式中，如上述那样，一边以沿着倾斜面IOa追随的方式使聚光用透镜105移动一边从倾斜面IOa照射激光L。因此，能够在加工对象物I上很好地形成离倾斜面IOa的距离彼此相等且沿着倾斜面IOa排列的多个改质点S。再有，在本实施方式中，通过适当地控制所形成的凹坑10的大小，可以控制可沿着倾斜面IOa并排设置的改质点S的范围，控制倾斜部247，248的宽度(孔径)。即，例如图15 (a)所示，在加工对象物I形成比本实施方式的上述凹坑10 (参照第13 Ca)图)更小的凹坑10'，形成沿着倾斜面IOa排列的改质点S数目比改质区域77，78更少的改质区域77'，78'。其结果，如图15 (b)所示，通过在其后实施各向异性蚀刻处理，从而形成具有宽度比倾斜部247，248更窄的倾斜部247' ,248/的分歧孔24。以上，针对优选的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，可以在不变更各权利要求所记载的主旨的范围内进行变形，或适用于其他方式。例如，形成改质区域7时的激光入射面，并不限定于加工对象物I的表面3，也可以是加工对象物I的背面21。此外，在上述第I实施方式中，将凹坑10形成在表面3侧与背面21侧，但也会有将凹坑10仅形成于表面3侧的情况。
此外，在上述实施方式的激光L的ON · OFF照射，除了控制射出激光L的ON · OFF以外，还可以实施设置在激光L的光路上的遮光板的开闭，或对加工对象物I的表面3予以遮蔽等。此外，可以将激光L的强度，在形成改质区域的阈值(加工阈值)以上的强度与不到加工阈值的强度之间进行控制。此外，本发明所形成的孔并不限定于上述实施方式，也可以是各种各样的孔。例如，可以是贯通孔或非贯通孔中的任一种，也可以是分歧孔或非分歧孔中的任一中，再者，可以相对于Z方向倾斜延伸者还可以沿着Z方向延伸者。此外，孔可以具有圆形状截面，也可具有多边形截面。再有，由于通过在蚀刻剂中添加添加物能够改变特定结晶方位的蚀刻速率，因此为了以所期望的蚀刻速率进行各向异性蚀刻处理，也可以将对应于加工对象物I的结晶方位的添加物添加于蚀刻剂。产业上的可利用性根据本发明，可以提高激光入射面侧的孔的开口宽度的控制性。
权利要求
1.一种激光加工方法，其特征在于， 是用来在由硅形成的板状的加工对象物形成孔的激光加工方法， 其具备: 凹部形成工序，在所述加工对象物的激光入射面侧，将在该激光入射面开口的凹部形成在与所述孔对应的部分； 改质区域形成工序，在所述凹部形成工序之后，通过使激光聚光于所述加工对象物，沿着所述加工对象物的与所述孔对应的部分形成改质区域；以及 蚀刻处理工序，在所述改质区域形成工序之后，通过对所述加工对象物实施各向异性蚀刻处理，沿着所述改质区域使蚀刻选择性地进展，在所述加工对象物形成所述孔， 在所述改质区域形成工序中，使所述改质区域或从该改质区域延伸的龟裂露出于所述凹部的内面。
2.如权利要求1所述的激光加工方法，其特征在于， 在所述凹部形成工序中，将相对于所述加工对象物的厚度方向倾斜的倾斜面作为所述凹部的内面而形成， 在所述改质区域形成工序中，通过从所述倾斜面照射所述激光，使所述激光被所述倾斜面折射，并使所述激光聚光于所述加工对象物的与所述孔对应的部分。
3.如权利要求2所述的激光加工方法，其特征在于， 所述孔是相对于所述厚度方向以规定角度倾斜延伸的孔， 在所述凹部形成工序中，以与所述加工对象物相对于所述激光的折射率以及所述规定角度对应的角度使所述倾斜面倾斜而形成。
4.如权利要求2或3所述的激光加工方法，其特征在于， 在所述改质区域形成工序中，将从所述倾斜面照射所述激光而使所述激光聚光的工序，改变所述厚度方向的聚光用透镜的位置而反复实施，由此将多个构成所述改质区域的改质点，以离所述倾斜面的距离彼此不同的方式形成。
5.如权利要求2 4中的任一项所述的激光加工方法，其特征在于， 在所述改质区域形成工序中，一边沿着所述倾斜面使聚光用透镜移动一边从所述倾斜面照射所述激光，由此将多个构成所述改质区域的改质点，以离所述倾斜面的距离彼此相等且沿着所述倾斜面排列的方式形成。
6.如权利要求1、中的任一项所述的激光加工方法,其特征在于， 在所述凹部形成工序中，通过对所述加工对象物实施各向异性蚀刻处理来形成所述凹部。
全文摘要
一种激光加工方法，其特征在于，是用来在由硅形成的板状的加工对象物(1)上形成孔(24)的激光加工方法，其具备凹部形成工序，在加工对象物(1)的激光入射面侧，将在该激光入射面(3)开口的凹部(10)形成在与孔(24)对应的部分；改质区域形成工序，在凹部形成工序之后，通过使激光(L)聚光于加工对象物(1)，沿着加工对象物(1)的与孔(24)对应的部分形成改质区域(7)；以及蚀刻处理工序，在改质区域形成工序之后，通过对加工对象物(1)实施各向异性蚀刻处理，沿着改质区域(7)使蚀刻选择性地进展，并在加工对象物(1)形成孔(24)，在改质区域形成工序中，使改质区域(7)或从该改质区域(7)延伸的龟裂(C)露出于凹部的内面。
文档编号H01L21/306GK103025474SQ20118003634
公开日2013年4月3日 申请日期2011年7月19日 优先权日2010年7月26日
发明者下井英树, 久嶋浩之, 荒木佳祐 申请人:浜松光子学株式会社