(57)【要約】  本発明は、レーザー光線（３）を用いて基板（２）を分離する方法及び装置に関する。この場合、レーザー光線（３）の作用時間が極端に短く選定され、その結果、基板材料を破壊させること無く、基板（２）の改変だけがレーザー光線の光線軸（Ｚ）の周りに同心状に生じる。レーザー光線（３）が基板（２）に作用している間、基板（２）がレーザー処理ヘッド（１０）に対して相対的に動かされ、その結果、多数のフィラメント状の改変が、作成すべき分離面（５）に沿って作り出される。レーザー光線（３）は、先ず空気よりも大きな強度依存屈折率を有する透過性媒体（８）を通過するように偏向され、それに続き基板（２）に当たる。使用するパルスレーザーの強度が一定ではなく、単一パルスの時間的な推移に渡って最大値にまで上昇し、その後下降する強度を有することによって、屈折率も変化する。そのため、レーザー光線（３）の焦点（９ａ）が基板（２）の外側表面（１１，１２）の間で光線軸（Ｚ）に沿って移動し、その結果、レーザー処理ヘッド（１０）をＺ軸に追従させること無く、光線軸（Ｚ）に沿った所望の改変が生じる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系を用いて、パルス継続時間（ｔ）を有するパルスレーザー光線（３）により、特に平坦な基板（２）を分離する方法であって、分離線の領域における基板（２）の厚さが２ｍｍ以上でなく、基板（２）の基板材料が、レーザー波長に関して、少なくとも部分的に透過性であり、このレーザー光線（３）が、焦点距離（ｆ１）を有する光学系を用いて収束され、このレーザー光線（３）の強度が、レーザー光線（３）の光線軸（Ｚ）に沿った基板（２）の改変を生じさせるが、材料を貫通する浸食を生じさせず、このパルスレーザー光線（３）が、基板（２）の主延長面に対して平行な任意の分離線に沿って動かされ、それにより、その後の切り離しプロセスが、この分離線に沿って行なわれる方法において、
単一パルス（Ｐ）のパルス継続時間（ｔ）内における同じ変更されない光学系による非線形自己収束によって、当初の焦点距離（ｆ１）と異なる焦点距離（ｆ２）にレーザー光線（３）を収束させることを特徴とする方法。
【請求項２】
当該の焦点距離（ｆ２）が当初の焦点距離（ｆ１）よりも短いことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
当該の焦点距離（ｆ２）と当初の焦点距離（ｆ１）の間の差が、作成すべき分離線の領域における基板（２）の厚さよりも大きいが、少なくとも２０μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
レーザー光線（３）のパルス継続時間（ｔ）が、５０ｐｓ以下、有利には、５ｐｓ以下であることを特徴とする請求項１から３までの少なくとも一つに記載の方法。
【請求項５】
基板（２）が、主な材料成分として、ガラス、サファイア及びシリコンの中の一つ以上を有することを特徴とする請求項１から４までの少なくとも一つに記載の方法。
【請求項６】
分離線に沿ったその後の切り離しプロセスが、基板（２）の内部応力に基づき行なわれることを特徴とする請求項１から５までの少なくとも一つに記載の方法。
【請求項７】
当該の内部応力を基板（２）への外部からの力の作用により発生させることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
当該の内部応力を熱応力より、特に、大きな温度差により発生させることを特徴とする請求項６又は７一つに記載の方法。
【請求項９】
その後の切り離しプロセスが、ほぼ分離線に沿った異方性浸食により行なわれることを特徴とする請求項１から８までの少なくとも一つに記載の方法。
【請求項１０】
当該の異方性材料浸食がエッチングにより行なわれることを特徴とする請求項１から９までの少なくとも一つに記載の方法。
【請求項１１】
エッチングがフッ化水素酸により行なわれることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
基板（２）が、レーザー照射前に、少なくとも片側にエッチング用レジスト（７）をコーティングされることを特徴とする請求項１から１１までの少なくとも一つに記載の方法。
【請求項１３】
基板（２）が、片側に、１０μｍ以下の厚さをそれぞれ有するエッチング用レジスト（７）の一つ又は複数の層を配備されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
レーザー光線（３）が基板（２）に作用している間、基板（２）が、特に、絶え間無く、レーザー光線（３）及び／又はレーザー処理ヘッド（１０）に対して相対的に動かされることを特徴とする請求項１から１３までの少なくとも一つに記載の方法。
【請求項１５】
レーザー光線（３）を基板（２）に偏向するレーザー処理ヘッド（１０）を備えた光学系を有する、請求項１から１４までの少なくとも一つに記載の方法を実施するための装置において、
この光学系の開口数（ＮＡ）が０．３以上であることを特徴とする装置。
【請求項１６】
レーザー光線（３）が、光学系の強く収束するサブシステムと、空気よりも大きな強度依存屈折率（ｎ２）を有する、光学系のレーザー光線（３）の波長に対する透過性材料とを通過するように偏向されることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
透過性材料として、面平行な円板が使用されることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
当該の透過性材料が、主な材料成分として、サファイアを有することを特徴とする請求項１６又は１７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー光線を用いて、例えば、インターポーザ又は微細構造部材として使用可能な基板、特に、ガラス基板を分離する、特に、切り分ける方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
そのような方法及びその分離プロセスを実施するための所定の装置は、実際には、例えば、ウェーハ、ガラス基板及びプレートを別々にする、或いは分割するために使用される。そのような基板は、例えば、複数の同種又は異種のマイクロチップの端子を電気的に接続する所謂インターポーザとしても使用されている。
【０００３】
実際には、ウェーハ又はガラス基板を処理する際の裁断による個別化は、典型的には、ダイヤモンドカッター工具の使用に基づく、例えば、ディスプレイを用いて３０ｃｍ／秒の精度により実施される難しいプロセス工程である。しかし、そのプロセスにより達成可能なエッジの品質は、満足できるものではなく、製品の寿命、品質及び信頼性に、さもなければ洗浄コストが発生する場合に、大きな不利を生じさせる。
【０００４】
この場合、基板を実用的な部材に処理することが難題として生じる。特に、例えば、ウェーハの製作時に、基板に多数の分離面を経済的に作成することは、従来技術では未だ解決されていない。
【０００５】
特許文献１により、基板を製作するための分離方法が周知であり、その基板は、収束されたレーザー光線の一つ又は複数のパルスを照射される。その場合、基板は、収束されたレーザー光線に対して透過性であるが、レーザーパルスは、エネルギー及びパルス継続時間に関して、基板内にチャネル状のフィラメントが生じるように選定されている。収束されたレーザー光線に対して相対的に基板をスライドさせることによって、そのようにして分離面を規定する追加の場所的に間隔を開けたフィラメントを作成している。その基板は、例えば、ガラス、水晶、石英、ダイヤモンド又はサファイアから構成される。基板材料の相応の厚さでは、二つ以上の層の中の少なくとも一つにフィラメントが生じるように、収束されたレーザー光線の複数の焦点が選定されている。その場合、収束されたレーザー光線により第一の層に作り出したフィラメントが少なくとも一つの追加の層に拡大して、そこで、その別の層に第二のフィラメントを生じさせる。更に、第二の光線焦点を第二の層内に発生させると規定することもできる。その方法の場合、所定の基準による単一パルスのパルスシーケンス及びパルスシーケンスの所定の反復率を規定する比較的高価なフェムト秒レーザー又はピコ秒レーザーと負担のかかる構造が不利であることが分かっている。特に、パルスシーケンス内の連続するパルス間の遅延時間が、材料の改変を緩和する時間長よりも短い。
【０００６】
「ステルスダイシング」との用語により、第一の工程でレーザー光線を基板内の一つの層に作用させるレーザー処理方法が知られている。第二の工程では、その層内の作用点に沿って基板を分離するために、引張り応力を利用している。その層は、処理中に基板内でレーザーにより改変され、処理時に、基板を切り離すための開始点を形成するウェーハ内の内面である。そして、引張り応力は、小さい部分に基板の分離を引き起こす。
【０００７】
そのような基板、例えば、半導体部品等の製作時の半導体基板の分離方法は、例えば、特許文献２により周知である。その場合、基板にレーザー光を照射し、それによって、基板内に光収束点を形成して、それにより改変領域を形成する多光子吸収現象を基板内に発生させている。基板内に裁断始動点領域を形成することによって、開始点として動作する裁断始動点領域を出発点として、基板に外部からの作用又は力の印加無しに、その厚さの延び方向に破壊を発生させている。
【０００８】
更に、特許文献３により、ガラス基板がガラス、例えば、石英ガラス、サファイア、プラスチック又はセラミックなどの絶縁体とシリコンなどの半導体とから構成され、そのガラス基板にクリアランスホールを配備する方法が周知である。そのガラス基板は、ガラス基板内の所望の位置に焦点を収束させるレーザー、例えば、フェムト秒レーザーを用いて照射される。それらのクリアランスホールは、レーザーにより改変された領域を有するガラス基板をエッチング溶液に浸し、そのようにして、改変された領域をガラス基板から除去する方法により作り出されている。そのようなエッチングは、ガラス基板の改変されなかった領域と比べて、改変された領域が極端に速くエッチングされるとの効果を利用している。そのようにして、ポケット開口部又は貫通開口部を作り出すことができる。貫通開口部の充填には、銅溶液が適している。所望の「食込み作用」、即ち、基板外側の間のクリアランスホールを実現するためには、連続照射しつつ焦点を相応に移動させなければならない、即ち、Ｚ軸の方向に追従させなければならない。
【０００９】
全く一般的には、選択的レーザー処理とその後のＩＳＬＥ（ｉｎ−ｖｏｌｕｍｅ  ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  ｌａｓｅｒ−ｉｎｄｕｃｅｄ  ｅｔｃｈｉｎｇ）とも呼ばれる選択的レーザー励起エッチングとしてのエッチングプロセスとを組み合わせることが知られている。
【００１０】
更に、特許文献４により、第一の工程で、収束したレーザーパルスをガラス基板上に向けて、その照射強度が、ガラス内にフィラメント状チャネルに沿った局所的な非熱的破壊を生じさせるような強さである方法が周知である。その方法の第二の工程では、対向する電極に高電圧エネルギーを供給し、そのことが、フィラメント状チャネルに沿ってガラス基板を貫通する絶縁突破口を生じさせることによって、フィラメント状チャネルを穴にまで拡大している。それらの突破穴は、所望の穴直径に到達した場合にエネルギー供給の停止によりプロセスが停止されるまで、穴材料の熱電式加熱及び気化によって拡大する。それに代わって、或いはそれに追加して、それらのチャネルは、ノズルを用いて開口箇所に向けられた反応ガスによっても拡大することができる。それらの突破箇所は、エッチングガスの供給によっても拡大することができる。先ず非熱的破壊によりガラス基板を貫通させ、その次の工程でフィラメント状チャネルの直径を穴にまで拡大しなければならないことによって生じる、その比較的負担のかかるプロセスが不利であることが分かっている。
【００１１】
更に、特許文献５により、レーザーを用いて半導体材料に貫通穴を開けることが周知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許公開第２０１３１２６５７３号明細書
【特許文献２】米国特許第８，５１８，８００号明細書
【特許文献３】欧州特許公開第２５０３８５９号明細書
【特許文献４】ドイツ特許第１０２０１００２５９６６号明細書
【特許文献５】米国特許第６，４００，１７２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の課題は、基板を分離する方法及び装置を大幅に簡単化する、特に、その実施に関する時間的負担を軽減する手法を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本課題は、本発明による請求項１の特徴に基づく方法によって解決される。本発明の別の実施形態は、従属請求項から読み取ることができる。
【００１５】
即ち、本発明では、変更されない光学系による単一パルスのパルス継続時間内での非線形自己収束によって、当初の焦点距離からずれた焦点距離にレーザー光線を収束させる方法が規定される。この場合、本発明は、パルスレーザーの強度が単一パルスに関して一定ではなく、単一パルスの時間的な推移に渡って最大値にまで上昇し、その後下降する強度を有することを利用している。上昇する強度のために、屈折率も単一パルスに関する時間的な推移に渡って正規分布に応じて最大値にまで上昇することにより、光学系の焦点距離、即ち、レーザー処理ヘッド又はレンズからの間隔が変化する、詳しくは、収束光学系により決まる幾何学的な焦点位置に関係無く変化する。
【００１６】
この非線形自己収束の効果は、最大強度と最小強度の間の焦点位置の間隔が少なくとも所望の長さの延びに、即ち、分離線の領域における厚さに一致することによって利用されている。その結果、光線軸方向における主要な延び全体の領域で所望の改変を引き起こす、単一パルスの継続時間中における光線軸方向の場所移動が驚くほど簡単な手法で得られる。この場合、従来技術で避けられなかった、焦点位置の追従を不要とすることができる。即ち、特に、基板を通してレーザー焦点を動かす制御が不要となる。このようにして、分離線に沿って、基板の改変された領域が、基板内の分離面又は目標破壊面として作り出される。そのため、本発明では、そのために必要な制御負担が軽減されるだけでなく、処理時間も著しく、例えば、単一パルスの継続時間に低減される。この場合、透過性媒体の非線形屈折率は、強度に線形的に依存し、その結果、好適な材料及び好適なサイズに関する選択は、使用するレーザー光線の強度に依存する。
【００１７】
この場合、基板の破壊が基板を貫通すること無しに、基板の改変だけがレーザー光線の光線軸に沿って起こり、その次の工程において、事前にレーザー光線を用いた改変を受けた基板の領域で、例えば、異方性の材料浸食が行なわれ、そのようにして、場合によっては、外部からの支援する力の作用と関連して、分離が実行される。
【００１８】
この場合、レーザーエネルギー投入は、転移により反応及び改変を励起又は誘起させる役割を果たし、その作用は、本方法のその後の工程で初めて所望の材料分離を生じさせるか、或いはそのために利用される。
【００１９】
改変と、場合によっては、その後のエッチング法による異方性材料浸食とに基づく分離プロセスを行なうことによって、分離プロセスに対して、順次浸食方法ではなく、非常に低い要件だけをプロセスに課す、面的に作用する浸食方法が使用可能となる。むしろ、作用時間に渡って、前述した手法で前処理されて、それに応じて改変された全ての領域に対して量的及び質的に同時に材料浸食を実行することができ、その結果、多数の穴又は貫通穴を作り出す時間的負担が総じて大幅に軽減される。
【００２０】
最小強度時の焦点は、基板の外側表面に設定することができる。それに対して、レーザー光線を基板の反対側に基板に対して間隔を開けて収束させ、その結果、レーザー光線の焦点がレーザー光線と反対の後側に基板の表面に対して間隔を開けて位置するように、レーザー光線の焦点を設定することが、それに応じて特に成功することが既に分かっている。即ち、それによって、レーザー光線が先ず基板の外に有る焦点に設定される。そして、上昇する強度のために変化する屈折率は、焦点の位置を光線軸に沿って基板を通過するように移動させることとなる。それによって、改変を作り出すのに十分な高さの強度で基板内の各焦点を照射することが保証される。
【００２１】
当然のことながら、基板に対するレーザー処理ヘッドの相対的な位置を変化させない場合の光線の作用時間を複数のパルス長から構成し、そのようにして、例えば、基板材料の改変を一層最適化することができる。それに対して、単一パルスの継続時間の間レーザー光線を各焦点に偏向させるのが特に有利である。即ち、それにより、先行するパルスが、レーザー光線の後続のパルスと同様に、基板の平面内で間隔を開けた位置に向けられ、その結果、隣り合う焦点が、基板の平面内に間隔を有することとなる。
【００２２】
有利には、基板に作成すべき隣り合う改変の分離線に沿った間隔は、改変された領域が互いに直に隣り合うか、或いは非常に短い相互間隔を有するように選定される。
【００２３】
これらの改変は、レーザー処理ヘッドの位置決めとレーザー処理が交互に実施されるレーザー処理によって発生させることができる。それに対して、有利には、レーザー光線を基板に偏向させている間、レーザー光線又はレーザー処理ヘッドと基板の間の連続した相対運動を行なって、その結果、即ち、レーザー光線が基板上の「飛翔」運動により連続して動かされ、その結果、即ち、相対位置の絶え間のない変化が基板の処理時間を極端に速くすることとなる。特に、レーザー光線に対する基板の相対位置は、一定の速度で変化させることができ、その結果、一定のパルス周波数において、発生すべき改変の間隔が予め決まった走査パターンに従うこととなる。
【００２４】
特に有利には、基板が透過性となる波長でレーザーを動作させ、その結果、基板の貫通が保証される。特に、それによって、貫通穴又は穴の直径が一定となる、レーザー光線の軸の周りに同軸のほぼ円筒形の改変ゾーンが保証される。
【００２５】
更に、貫通穴の円錐形状の入口領域が生じるように、作用ゾーンを形成するために、レーザーによって、更に表面領域も浸食するのが有利であるとすることもできる。このようにして、その後の分離プロセスを容易にすることができる。更に、この領域内に、例えば、エッチング剤の作用を集中させることができる。
【００２６】
本方法の同じく有利な成功を約束する別の実施形態では、基板は、レーザー処理の前に、少なくとも表面にエッチング用レジストをコーティングされる。レーザー光線の作用によって、点形状の作用ゾーンにおいて、少なくとも表面上のエッチング用レジストを浸食すると同時に、基板に改変を生じさせる。このようにして、改変されなかった領域は、その後のエッチングプロセスでの望ましくない作用から保護され、従って、その表面は損傷されない。この場合、エッチング用レジストは、その下に有る基板の改変を防止する。むしろ、エッチング用レジストは、レーザー光線を透過しないか、或いはレーザー光線によってほぼ点形状に浸食される、即ち、例えば、気化される。更に、エッチング用レジストが改変を支援する作用を有する物質、即ち、例えば、改変プロセスを加速する物質を含むことを排除しない。
【００２７】
基本的に、本方法は、基板の所定の材料組成に限定されない。しかし、基板が主要な材料成分としてケイ酸アルミニウム、特に、ホウケイ酸アルミニウムを有するのが、それに応じて特に成功を約束する。
【００２８】
改変された領域に沿って、所定の分離面を作り出すことができ、場合によっては、追加の外部からの力の作用又は熱による後処理によって、分離を最適化することができ、その結果、その後のエッチング手法を不要とすることができる。
【００２９】
有利には、液体エッチング、ドライエッチング又は気相エッチングによる、場合によっては、高電圧又は高周波数を用いた気化による異方性材料浸食によって、基板の改変された領域に材料分離を生じさせる。場合によっては、この分離プロセスは、外部からの力の作用、特に、引張力又は押圧力によって促進することもできる。それに代わって、基板に内部応力を事前に加えた場合、外部からの力の作用無しに、この分離プロセスを問題無く実現することもできる。
【００３０】
前記の第二の課題は、本発明による基板にレーザー光線を向けるレーザー処理ヘッドを備えた装置において、本装置が、特に、レーザー処理ヘッドと基板の間に配置された、特に、少なくとも一つの平坦な面を有する、或いは例えば、平板として実現された透過性媒体を備え、この透過性媒体は、レーザー光線が透過性媒体を通過して基板に偏向可能なように、空気よりも大きな強度依存屈折率又は強度依存屈折定数を有することによって解決される。それにより、本発明では、パルスレーザーと関連して、各単一パルスの継続時間の間に、それに伴う単一パルスの間の強度変動の間に焦点位置の軸方向の変化を生じさせるために、この透過性媒体の強度依存屈折率又は強度依存屈折定数を利用している。即ち、それのため、従来技術と異なり、焦点位置が、少なくとも単一パルスの継続時間の間に変化しないのではなく、焦点位置が、単一パルスの継続時間全体に関して、光線軸上の線に沿って移動する。本発明において、レーザー処理ヘッドの収束光学系の追従無しに焦点位置を移動させることによって、如何なる大きな利点が得られるかは容易に理解できる。特に、それによって、処理時間が大幅に短縮され、制御負担も軽減される。例えば、平坦な基板の場合、Ｚ軸の追従を不要とすることができる。この所望の分離面を作り出すために、多数のレーザーパルスが互いに隣り合って基板に加えられる。
【００３１】
この場合、基本的に、光路方向におけるレーザー処理ヘッドの収束光学系の前に、そのレーザー処理ヘッドに透過性媒体を配置し、その結果、レーザー光線が、先ず透過性媒体を通過した後、収束光学系を通過するように偏向されて基板に向かう変化形態も考えられる。
【００３２】
当然のことながら、この強度に依存する光の屈折の効果は、例えば、透過性媒体を相応に適合又は交換するか、或いはレーザー光線が複数の透過性媒体を通過するか、又は同じ媒体を複数回通過することによって、各使用目的に合わせることができる。
【００３３】
この焦点が基板のレーザー処理ヘッドと反対の後側に向けられて、強度に依存する焦点が、最大強度においてレーザー処理ヘッドの方を向いた前側に到達するように、この透過性媒体を構成することができる。それに対して、基板のレーザー処理ヘッドと反対の後側から間隔を開けた焦点にレーザー光線を向けることが可能であり、その結果、最小強度時ではなく、強度が上昇する過程で初めて基板の後側に到達することが特に実用的である。そのため、達成すべき改変に関して常に十分なレーザー光線の強度が基板内に保証される。
【００３４】
この処理のために、基本的に如何なるパルスレーザーも適しており、パルス継続時間が５０ｐｓ以下、有利には、５ｐｓ以下のレーザーが特に目的に適っていることが既に分かっている。
【００３５】
更に、レーザー処理ヘッドが、収束のために開口数（ＮＡ）が０．３以上、特に、０．４以上の収束光学系を有することが特に有意義である。
【００３６】
本発明による装置の特に有望な形態は、収束光学系が屈折率分布型レンズを有することによっても実現される。そのようなＧＲＩＮレンズとしても知られるレンズを使用することによって、半径方向に低下する屈折率は、そうでない場合に存在するレンズの周縁領域における強度減衰を大幅に補償することとなる。
【００３７】
更に、そのような顕著な強度依存屈折率を実現するために、透過性媒体がガラス、特に、石英ガラスから構成されるのが有利であることが分かっている。
【００３８】
この場合、有利には、透過性媒体が、レーザー処理ヘッドと連結されて、そのヘッドと一緒に移動可能に配置されるとともに、特に、交換可能にレーザー処理ヘッドに配置される。そのためには、例えば、迅速脱着形態が適している。
【００３９】
有利には、本装置は、パルスレーザーに追加して、連続放射レーザーを備え、透過性媒体が、この連続放射レーザーの波長に関して透過性であり、この連続放射レーザーが、この媒体を通過してガラス基板に向けられるか、或いは透過性媒体を迂回してガラス基板に向けられる。この場合、これらのパルスレーザーと連続放射レーザーの波長を異なる波長とすることができる。更に、これらの異なるレーザー光源のレーザー光線を異なる側からガラス基板に向けることができる。
【００４０】
本発明は、様々な実施構成を許容する。この基本原理を更に明らかにするため、それらの中の一つを図面に図示して、以下において説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】従来技術による方法の基本構成図
【図２ａ】基板に複数の貫通穴を開ける方法の複数の工程のフロー図
【図２ｂ】基板に複数の貫通穴を開ける方法の複数の工程のフロー図
【図２ｃ】基板に複数の貫通穴を開ける方法の複数の工程のフロー図
【図３ａ】単一パルスの間の強度に依存する焦点位置の変化図
【図３ｂ】単一パルスの間の強度に依存する焦点位置の変化図
【図３ｃ】単一パルスの間の強度に依存する焦点位置の変化図
【図４】単一パルスの継続時間の間の時間に関する強度分布グラフ
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図１には、「ステルスダイシング」としても知られるレーザー処理方法が基本構成図で図示されている。この場合、明らかな通り、レーザー光線により、その後の基板の分離の開始点に改変される、基板内の特別な中間層にレーザー光線が向けられている。そして、外部からの引張り応力が、その層内の作用点に沿った部分領域への基板の分離を生じさせている。
【００４３】
図２は、回路基板の製造時の接点部材としての基板２を備えた所定のインターポーザ１に複数の貫通穴を開ける方法の個々の工程を図示している。そのために、レーザー光線３が基板２の表面に向けられる。この基板２は、基本的な材料成分として、ホウケイ酸アルミニウムを有し、そのようにして、シリコンと同様の温度膨張を保証している。この場合、基板２の材料の厚さｄは、５０μｍ〜５００μｍである。この場合、レーザー光線３の作用時間は、極端に短く選定され、その結果、基板材料の著しい破壊又は大きな材料浸食を生じさせること無く、基板２の改変だけがレーザー光線の光線軸の周りに同心に生じる。特に、作用時間は単一パルスに制限される。そのために、レーザーは、基板２が透過性となる波長で動作される。そのようにして改変された領域４が図２ｂに図示されている。それに続く図２ｃに図示された本方法の工程では、事前にレーザー光線３により改変を受けた基板２の改変された領域４が、基板２内の改変された領域４の直線形状の隣り合う連鎖部分に沿って分離面５を形成している。
【００４４】
以下では、図３と４に基づき、基板２のレーザー処理の間の主な効果を詳しく述べる。それは、単一パルスＰの間の強度に依存する焦点位置である。この場合、本発明は、レーザー光線３の単一パルスＰの強度Ｉが一定ではなく、図４に図示されている通り、単一パルスの時間的な推移に渡って、例えば、正規分布に対応して、最小値Ｉａから中間値Ｉｂを経て最大値Ｉｃにまで上昇し、その後下降する強度を有するとの知見を出発点としている。それと同時に、屈折率の強さＩが変化することにより、特に、透過性媒体８も単一パルスＰに関して時間的な推移ｔに渡って変化する。それにより、図３ａ〜３ｃに図示された強度に依存するレーザー光線３の焦点位置９ａ，９ｂ，９ｃも、レーザー処理ヘッド１０の収束光学系により決まる幾何学的な焦点位置と関係無く変化する。この効果は、最大強度Ｉｃと最小強度Ｉａの間の焦点位置９ａ，９ｃの間隔が少なくとも所望の長さの延びと、即ち、開けるべき穴の深さ又は分離面５を作成する場合に図示されている通りの基板２の材料の厚さ２と一致するように、レーザー処理ヘッド１０と基板２の間に配置された、空気よりも大きな強度依存屈折率を有する、例えば、ガラスから成る透過性媒体８によって強化される。即ち、これらの強度に依存する焦点位置９ａ，９ｂ，９ｃは、レーザー処理ヘッド１０の方向において基板２の後側１１に対して間隔を開けた図３ａに図示されている位置を出発点として、光線軸Ｚに沿って移動し、そのようにして、連続した動きで後側１１とレーザー処理ヘッド１０の方を向いた前側１２の間の光線軸Ｚに沿った全ての位置に到達し、その結果、その後開けるべき穴の主要な延び全体の領域に所望の改変を生じさせている。
【００４５】
それに補完して、図３ａには、追加のレーザー処理ヘッド１３が単に暗示的に図示されており、レーザー処理ヘッド１０と接続された連続的に放射するレーザー光源を付加された形で、パルスレーザーのレーザー光線３が選択的に透過性媒体８を通過して、或いはその媒体を迂回してガラス基板２に向けられている。それによって、図４に図示されたレーザー光線３の単一パルスＰの強度Ｉは、連続的に放射する光源の強度により、それに応じて強化される。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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