基于激光器的分离方法与流程

本发明根据权利要求1和2涉及用于在固体中产生分离区域的方法，并且根据权利要求8和9涉及用于至少部分地分开固体的方法。

背景技术：

固体的、尤其晶片的分开典型地通过锯割产生。然而这种分开方法具有大量缺点。因此，在进行锯割时始终产生碎屑，所述碎屑由此是被损坏的基础材料。此外，被锯开的盘片的厚度波动在锯割高度增加时同样增加。此外，锯割元件引起：在彼此待分开的盘片的表面上产生线痕。

因此可见：分开方法“锯割”引起非常的材料成本和再加工的成本。

此外，文献wo2013/126927a2公开了一种用于将设备层从初始晶片分出来的方法。根据wo2013/126927a2，在此由于激光加载进行对整个装置的非常强的加热。需要这种加热，以用来经由固体材料和“处理装置”的不同的热膨胀系数实现固体内部中的应力。在此可见：“处理装置”的耐热能力必须是非常高的，因为出现非常高的温度。此外，根据wo2013/126927a2，激光束总是经由表面导入到固体中，所述表面不是待分出的层的组成部分。这同样引起强烈地加热固体。高的温度同样具有如下缺点：固体扭曲或者以不期望的方式膨胀，由此产生晶格修改部是非常不精确才可行的。

由此，根据wo2013/126927a2无法加工厚且大的固体。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是，提供一种替选的用于将固体部分、尤其多个固体层与固体分离的方法。之前提及的目的根据本发明通过根据权利要求1的方法实现。根据本发明的方法涉及一种用于在固体中产生分离区域的、尤其用于沿着分离区域分开固体的方法，其中待分离的固体部分与减少了该固体部分的固体相比更薄。根据本发明，所述方法优选至少包括下述步骤：借助于修改机构、尤其激光器、尤其皮秒激光器或者飞秒激光器对固体的晶格进行修改，其中修改物、尤其激光束经由待分离的固体部分的表面进入到固体中，其中在晶格中产生多个修改部，其中晶格由于修改部在围绕修改部的区域中至少在各一个部分中、尤其亚临界地断裂。

这种解决方案是有利的，因为所述解决方案例如在不引起碎屑的情况下实现以限定的方式打薄固体。

此外，本发明首次实现了如下可行性：固体不必与其待缩短的纵向方向正交地缩短，而是所述固体借助激光器沿其纵向方向被加载成，使得固体层被分开。该方法还具有下述优点：激光器射束不必在固体的整个半径上进入到固体中，而是能够经由与分开层或分离层优选平行的层引入到固体中。这尤其在如下固体中是有意义的，所述固体的半径大于或等于待分开的固体层的厚度。

根据本发明的另一优选的实施方式，晶格至少多数地分别在与相应的修改部的中心间隔开的部分中断裂。这种解决方案是尤其有利的，因为由此降低了对固体的如下部分进行再加工的需求，在所述部分上在分开之后在体积方面余留一个或多个修改部的更小的体积。

之前提及的目的根据本发明同样通过根据权利要求3的方法实现。另外的根据本发明的用于在固体中产生分离区域的、尤其用于沿着分离区域分开固体的方法，在此优选至少包括下述步骤：借助于修改机构、尤其激光器、尤其皮秒激光器或飞秒激光器对固体的晶格进行修改，或者借助于离子植入机构对固体的晶格进行修改，借助于所述离子植入机构将用于对晶格进行修改的离子引入晶格中，其中在晶格中产生多个修改部；通过状态处理机构、尤其温度处理装置至少对所述修改部中的多个修改部进行状态处理，其中晶格通过状态处理在围绕修改部的区域中至少在各一个部分中断裂。

之前提出的目的根据本发明同样通过根据权利要求8的方法实现。另外的根据本发明的用于至少部分地分开固体的方法包括权利要求1至3的主题中的一个，其中在晶格中产生多个修改部，使得将各个裂纹连接为主裂纹，通过所述主裂纹至少部分地或者优选完全地分开固体。

该解决方案是有利的，因为所述解决方案例如在不引起碎屑的情况下实现以限定的方式分开固体。

之前提出的目的根据本发明同样通过根据权利要求9的方法实现。另外的根据本发明的用于至少部分地分开固体的方法包括权利要求1至2的主题中的一个，其中在固体的第一部段中产生修改部，由此构成延伸穿过各个、尤其亚临界的裂纹的主裂纹，其中在构成主裂纹之后或者由于构成主裂纹在固体的至少一个另外的部段中产生另外的修改部，其中主裂纹引导穿过另外的修改的区域中的裂纹同样引入到至少一个另外的部段中，尤其直至将通过主裂纹彼此首先局部地脱离的固体部分完全地彼此分开。

该解决方案是有利的，因为所述解决方案例如在不引起碎屑的情况下实现以限定的方式分开固体。

亚临界在此优选表示：在裂纹将固体分为至少两个部分之前，裂纹扩展被抑制或停止。优选地，亚临界的裂纹以小于5mm、尤其小于1mm的方式在固体中扩展。修改部优选产生为，使得例如在将平坦的固体板分开时，亚临界的裂纹优选多数地在同一平面中扩展，尤其在平行于固体的如下表面或者以限定的方式相对于所述表面定向的平面中扩展，其中激光束通过所述表面进入到固体中。修改部优选产生为，使得例如在将不平坦的固体分开时，亚临界的裂纹优选限定地、例如在球形的层片或层中扩展，使得分离区域获得限定的、尤其球形的形状。

固体优选是铸块或者晶片。尤其优选地，固体是对于激光束而言至少部分地透明的材料。由此还可以考虑的是：固体具有透明的材料或者部分地由透明的材料、例如蓝宝石构成或制成。另外的、在此单独作为固体材料或者与另外材料组合作为固体材料来考虑的材料例如是“宽带隙”材料，inalsb、高温超导体、尤其稀土酮酸盐(例如yba2cu3o7)。附加地或者替选地可以考虑的是：固体是光掩模，其中作为光掩模材料在当前情况下能够优选使用任何在申请日已知的光掩模材料并且尤其优选使用它们的组合。此外，附加地或替选地，固体能够具有碳化硅(sic)或者由其构成。

根据本发明的另一优选的实施方式，激光器的、尤其fs激光器(飞秒激光器)的激光束的能量被选择为，使得固体中的或者晶体中的损伤扩小于三倍的瑞利长度，优选小于瑞利长度并且尤其优选小于瑞利长度的三分之一。

根据本发明的另一优选的实施方式，晶格至少多数地在与相应的修改部的中心z间隔开的部分中断裂。

根据本发明的另一优选的实施方式，裂纹至少分部段地穿过多个、尤其全部修改部或者至少以与多个、尤其全部修改部间隔开的方式伸展。

根据本发明的另一优选的实施方式，第一数量的修改部与其中心z在分离区域的一侧产生而，第二数量的修改与其中心在分离区域的另一侧产生。

根据本发明的另一优选的实施方式，修改部借助于激光器产生，其中设有0.01μm和10μm之间的脉冲间距和/或设有0.01μm和20μm之间的线间距和/或设有16khz和1024khz之间的脉冲重复频率。

根据本发明的另一优选的实施方式，将激光器的、尤其fs激光器的激光束的波长选择为，使得固体或材料的吸收小于10cm^-1并且优选小于1cm^-1并且尤其优选小于0.1cm^-1。

根据本发明的另一优选的实施方式，各个修改部或缺陷或损伤部位分别从由通过激光器、尤其fs激光器引起的多光子激发中产生。

根据本发明的另一优选的实施方式，固体经由固体表面与冷却装置连接，其中与冷却装置连接的固体表面平行于或者基本上平行于如下表面构成，激光束经由所述表面进入到固体中，其中冷却装置根据激光加载、尤其根据通过激光加载产生的对固体的温度处理来运行。尤其优选地，固体经由其与冷却装置连接的表面与如下表面正好相对置，激光束经由所述表面进入到固体中。该实施方式是有利的，因为在产生修改部时进行的固体温度增加能够被限制或降低。优选地，冷却装置被运行为，使得通过激光束引入固体中的热输入通过冷却装置从固体中抽出。这是有利的，因为由此能够显著地降低热引发的应力或者形变的出现。

根据本发明的另一优选的实施方式，冷却装置具有至少一个用于检测固体温度的传感器装置并且根据预设的温度曲线引起固体的冷却。该实施方式是有利的，因为通过传感器装置能够非常精确地检测固体的温度改变。优选地，温度的改变作为数据输入用于控制冷却装置。

根据本发明的另一优选的实施方式，冷却装置耦联在旋转装置上并且冷却装置与设置在其上的固体在修改部产生期间借助于旋转装置旋转，尤其以多于每分钟100转或者多于每分钟200转或者多于每分钟500转旋转。

根据本发明的另一优选的实施方式，在固体的至少两个不同的区域中，每平方厘米所产生的修改部的数量不同，其中在第一区域中产生第一块的修改部线，其中每条线的各个修改部彼此间优选以小于10μm、尤其小于5μm或者小于3μm或者小于1μm或者小于0.5μm间隔开的方式产生，并且第一块的各个线彼此间以小于20μm、尤其小于15μm或者小于10μm或者小于5μm或者小于1μm间隔开的方式产生，其中通过第一块的修改部构成第一子分离区域，并且在第二区域中产生第二块的修改部线，其中每条线的各个修改部优选彼此间以小于10μm、尤其小于5μm或者小于3μm或者小于1μm或者小于0.5μm间隔开的方式产生，并且第二块的各个线彼此间以小于20μm、尤其小于15μm或者小于10μm或者小于5μm或者小于1μm间隔开的方式产生，其中通过第二块的修改部构成第二子分离区域，其中第一区域和第二区域通过第三区域彼此间隔开，其中在第三区域中不借助于激光束产生或者基本上不借助于激光束产生修改部，并且第一区域与第二区域间隔开多于20μm、尤其多于50μm或者多于100μm或者多于150μm或者多于200μm。该实施方式是有利的，因为通过局部地产生修改部块能够在固体中产生大的机械应力，使得能够局部地使固体断裂。已知的是：修改部块引起在两个修改部块之间的区域中也稳定地引导裂纹。由于修改部块，能够借助少量的修改部引起受控的并且非常精确的裂纹扩展。这具有显著的优点，因为缩短了加工时间，降低了能量消耗并且降低了固体的加热。

优选地，在第一块中的修改部以0.01μm和10μm之间的脉冲间距产生，和/或设有0.01μm和20μm之间的线间距，和/或设有16khz和20mhz之间的脉冲重复频率。

附图说明

本发明的另外的优点、目标和特性根据下面对附图的描述阐明，在所述附图中示例性地示出根据本发明的分开方法。在根据本发明的方法中优选使用的和/或在附图中至少在其功能方面基本上一致的构件或元件，在此能够以相同的附图标记表示，其中这些构件或者元件不必在所有附图中标明或者阐明。

在附图中示出：

图1示出在根据本发明的处理期间的固体以及在固体的两个部分彼此分开之后的这两个部分；

图2a至2c示出晶格修改部的显微镜照片；

图3a至3b示出晶格修改部的另外的显微镜照片；

图4a至4b示出晶格修改部的另外的显微镜照片；

图5a至5f示出修改部以及分离区域的示意图；

图6a至6d示出修改部以及分离区域的另外的示意图；

图7a至7d示出修改部以及分离区域的另外的示意图；

图8示出不同的修改部浓度的示意图；

图9a至9c示出分别显示固体中的修改部块的三个示意性的横截面视图；

图9d至9e示出分别沿着分离区域分开的固体的两个示意图，其中根据图9d的视图不示出修改部剩余而根据图9e的视图示出修改部剩余；

图10a至10c示出修改部块和由此产生的局部的固体薄弱部或者局部的固体裂纹的三个示意图；

图11a至11c示出示例性的裂纹变化的示意图；

图12a至12c示出固体部分或固体层、尤其晶片与固体的多次分开；

图13a至13d示出从提供固体直至引起裂纹的多个步骤；

图14a示出在将固体部分分开之后的状态的示意图；

图14b示出对剩余固体进行的另一激光加载以产生用于将另一固体层分开的修改部；

图14c设置在冷却装置上的剩余固体的示意图，其中冷却装置设置在行进装置、尤其旋转台上；

图14d示出在固体中产生修改部的示意图；

图15示出冷却装置、尤其冷却卡盘的示意图；

图16示出优选使用的光学装置的示意图；以及

图17示出在固体中产生修改部时叠加的射束或射束部分的示意图。

具体实施方式

附图标记1在此表示固体。在固体1中根据本发明产生修改部9，以便构成分离区域2，在所述分离区域上或者沿着所述分离区域，固体1被分为至少两个组成部分。修改部9在此引起亚临界的裂纹，通过所述裂纹实现分离区域2。修改部9通过至少一个激光束4产生。激光束4经由优选处理过的、尤其抛光过的表面5进入到优选至少部分透明的固体1中。在表面5上，至少一个激光器射束优选被折射，这通过附图标记6表示。至少一个激光束于是构成焦点8以产生修改部。被抛光的表面5也能够称为主表面18(参见图3a)。

附图标记10表示在固体1断开之后的第一固体部分而附图标记12表示在固体1断开之后的第二固体部分。此外，附图标记11表示表面，两个固体部分10、12已经沿着所述表面彼此分开。可见：修改部9基本上、多数地或者完全地存在于固体部分10中，并且固体部分12在分开之后优选不具有修改部或者仅具有非常少量的修改部，尤其小于所产生的修改部的30％。然而在此同样可以考虑的是，修改部多数地保留在第二固体部分12中。

图2a至2c示出借助于激光器来状态处理或修改的固体1的不同的显微镜视图，所述固体尤其多数地或者基本上或者完全由例如半导体材料、尤其sic构成。

在图2a中示出6h-sic-线缺陷-场1e，所述6h-sic-线缺陷-场1e已经借助于0.4μm的脉冲间距、按照线产生的晶格修改部20、22的2μm的线间距和128khz的脉冲重复频率产生。然而在此同样可以考虑的是：所述参数中的一个、所述参数中的多个、尤其所述参数中的两个、或者所述参数中的全部参数(脉冲间距、线间距、脉冲重复频率)以变化的或者改变的方式确定。因此能够设有例如在0.01μm和10μm之间的脉冲间距，和/或设有在0.01μm和20μm之间的线间距，和/或设有在16khz和1024khz之间的脉冲重复频率。

在图2b中示出图2a中通过边框表示的区域的放大的细节视图。可见：块间距24、26优选均匀地构成并且例如为66μm。图2c同样示出块间距，所述块间距大约为66μm。然而同样可以考虑的是，块间距位于不同的范围中，例如位于4μm和1000μm之间的范围中。

图2a的视图穿过固体的被抛光的表面示出固体的俯视图。所示出的结构由此在固体内部构成或者已经通过修改部、尤其借助于激光器产生。

裂纹形成优选在所示出的配置中未出现。

图3a和3b示出就本发明而言被修改的固体的显微镜视图。在图3a中，附图标记14优选表示加工起始地点，即优选固体1的晶格的修改部开始的地点。附图标记9表示固体1中被修改的区域。从该视图中可见：裂纹13不在被修改的区域9的中心或者与被修改的区域9的中心15偏移地在固体1中扩展。在此可行的是，裂纹13扩展的地点和方向通过限定的参数以限定的方式预设以产生修改部，其中裂纹13在所示出的实例中优选平行于或者基本上平行于主表面18伸展。裂纹13由此能够通过一个/多个参数设定有针对性地穿过修改部9、在修改部9的边缘处或者与修改部9间隔开地产生或触发和引导。

固体1、尤其晶片的下侧通过附图标记16来说明。此外，附图标记17表明参考长度，所述参考长度优选估量为50μm。所示出的横截面相对于固体1的主表面18垂直地延伸，也就是说，在侧表面19的高度上延伸，其中优选经由主表面18将修改部9引入固体1中或者优选穿过主表面18产生修改部9。主表面18尤其优选是侧表面19的数倍大、尤其至少两倍大或者至少三倍大或者至少四倍大或者至少10倍大或者至少20倍大或者至少50倍大。

图3a优选示出6h-sic-线缺陷-场1c，所述6h-sic-线缺陷-场1c已经借助于0.2μm的脉冲间距、按照线产生的晶格修改部20、22的3μm的线间距和128khz的脉冲重复频率产生。然而在此同样可以考虑的是，所述参数中的一个、所述参数中的多个、尤其所述参数中的两个、或者所述参数中的全部参数(脉冲间距、线间距、脉冲重复频率)以变化的或者改变的方式确定。因此能够设有例如在0.01μm和10μm之间的脉冲间距，和/或设有例如在0.01μm和20μm之间的线间距，和/或设有例如在16khz和1024khz之间的脉冲重复频率。

图3b示出固体1的一部分的俯视图以及穿过被抛光的主表面18示出修改部9的俯视图。各个修改部9根据该视图产生，使得其中多个修改部形成线20、22。然而在此同样可以考虑的是，修改部至少部分地沿着多于一个方向、尤其沿着两个方向、沿着至少两个方向或者沿着三个方向均匀地产生。因此，修改部9尤其优选在平行于主表面18的平面中优选均匀地或均质分布地产生。然而同样可以考虑的是，沿着一个方向(长度或者宽度或者高度)与沿着另一或者另两个方向相比，产生更多的修改部9。此外可以考虑的是，修改部9被产生为，使得所述修改部展示出一种图案。此外，修改部9就本发明而言能够在固体1的不同的区域中以不同的数量和/或借助不同的参数产生，其中所述区域优选具有相同的尺寸。

附图标记17在图3b中表示参考长度，所述参考长度优选估量为100μm。

图4a优选示出6h-sic-线缺陷-场1a，所述6h-sic-线缺陷-场1a已经借助于0.2μm的脉冲间距、按照线产生的晶格修改20、22的1μm的线间距和128khz的脉冲重复频率产生。然而在此同样可以考虑的是，所述参数中的一个、所述参数中的多个、尤其所述参数中的两个、或者所述参数中的全部参数(脉冲间距、线间距、脉冲重复频率)以变化的或者改变的方式确定。因此能够设有例如在0.01μm和10μm之间的脉冲间距，和/或设有例如在0.01μm和20μm之间的线间距，和/或设有例如在16khz和1024khz之间的脉冲重复频率。

此外，能够从图4a中获悉，裂纹13在固体1中与所产生的修改部9间隔开地扩展。裂纹13由此与修改部9的中心间隔开地扩展，或者裂纹在固体1的如下区域中扩展，所述区域与主修改部分间隔开。主修改部分例如在修改部9通过激光器产生的情况下在此优选是固体1的如下部分，在所述部分中激光器具有其焦点。

附图标记17表示参考长度，所述参考长度优选为100μm。

图5a至5f示出修改部-裂纹产生-关联的不同视图。图5a例如示出例如对应于激光束腰的形状成形的修改部9。然而需要指出：修改部9的形状仅示意性地示出。此外也可以考虑与所示出的形状不同的形状。因此，修改部9优选能够具有如下形状，所述形状位于球形形状、尤其圆形和多边形、尤其四边形、尤其矩形、例如正方形之间的造型空间中。此外，图5a示出：分离区域2不延伸穿过修改部9的中心z。优选地，分离区域2与修改部的中心间隔开修改部9的最大长度的1/20或者1/10或者1/5或者1/4或者1/3或者一半。

图5b例如示出一个变型形式，根据所述变型形式，分离区域2在修改部9的外边缘9处或者在修改部9的外边缘的区域中经过修改部9，从而所述修改部尤其优选仅在外部被经过然而不被贯穿。

图5c示出另一变型形式，根据所述另一变型形式，分离区域2优选与修改部9间隔开至少0.01μm或者至少0.1μm或者至少1μm或者至少5μm或者至少10μm。

图5d至5f类似于图5a至5c构成。然而，图5d至5e示出一个变型形式，根据所述变型形式，通过修改部9实现的作用，即局部地断开固体1的晶格，通过多个修改部9、尤其至少2、5、10、20、50或者至少100个修改部的共同作用才产生。

图6a至6d示出修改部9的不同布置和根据修改部9而产生的分离区域2。因此能够根据需要将对于产生修改部所需要的参数设定为，使得分离区域2贯穿修改部9(参见图6a和6b)或者使得分离区域与修改部9间隔开(参见图6c至6d)。

图7a至7d示出另外的变型形式，根据所述另外的变型形式，由于在固体1中产生修改部9而构成分离区域2。根据图7a和7b，修改部9和23的中心能够设置在分离区域2的一侧上。然而在此可以考虑的是，修改部除了其产生的地点(尤其距主表面的间距)均相同地产生。此外可以考虑的是，除了或者替选于修改部9、23的地点之外，焦点和/或能量的量和/或加载时间等改变。在图7c至7d中，修改部9和23的中心分别位于分离区域2的不同侧上。

在此可以考虑的是，修改部9、23的中心以距分离区域2相同间距或者不同间距的方式构成。此外可以考虑的是，除了或者替选于修改部9、23的地点之外，焦点和/或能量的量和/或加载时间等改变或者被不同地设置。

图8示出一种布置，根据所述布置，修改部9局部地以不同的浓度(a-d)和/或分布产生。在此例如可以考虑的是，设有局部不同的修改部浓度或分布，以触发将各个裂纹连接的主裂纹。优选地，在主裂纹触发部位的区域中产生多个修改部或设有更高的修改部密度。

此外需要指出：各个在图5a至5f、6a至6d、7a至7d、8中示出的各个变型形式优选可彼此组合。

图9a示出，在固体1的至少两个不同的区域中，每平方厘米所产生的修改部的数量不同。在第一区域中，在此产生第一块91的修改部，其中每条线的各个修改部9彼此间以优选小于10μm，尤其小于5μm或者小于3μm或者小于1μm或者小于0.5μm的方式间隔开地产生。第一修改块91的各个线优选彼此间以小于20μm，尤其小于15μm或者小于10μm或者小于5μm或者小于1μm的方式间隔开地产生。通过第一块91的修改部91在固体1中产生机械应力。

在第二区域中产生第二块92的修改部线，其中每条线的各个修改部9优选彼此间以小于10μm，尤其小于5μm或者小于3μm或者小于1μm或者小于0.5μm的方式间隔开地产生。第二块92的各个线优选彼此间以小于20μm，尤其小于15μm或者小于10μm或者小于5μm或者小于1μm的方式间隔开地产生。通过第二块92的修改部92在固体1中产生机械应力。

第一区域和第二区域通过第三区域彼此间隔开，其中在第三区域中不借助于激光束产生修改部或者基本上不借助于激光束产生修改部，并且第一区域与第二区域以多于20μm，尤其多于50μm或者多于100μm或者多于150μm或者多于200μm的方式间隔开。

修改部9在此优选经由随后的固体层12的表面5引入到固体1中。激光束经由其进入的表面5与修改部9之间的间距优选小于修改部9距固体1的另一表面7的间距，所述另一表面与表面5间隔开并且优选平行地定向。

可见：分离区域2根据该视图在一侧上，尤其沿着固体纵向方向位于所有修改部9的下方或上方并且优选与修改部9间隔开。

图9b示出类似的基本构造。然而，根据图9b，分离区域2延伸穿过修改部9。

此外，图9c示出，分离区域2也能够穿过修改部9的中心。

分离区域2的伸展在此例如可经由修改部9的数量和/或修改部9的大小和/或块91、92的各个修改部9的间距设置。

图9d示出在沿着于图9a中示出的分离区域2将固体层12分开之后的剩余固体1。因为在这种情况下，修改部9完全从剩余固体1去除，所以剩余固体1不显示这些修改部9的任何剩余。

而从图9e中可获悉修改部9的剩余。当固体1沿着在图9b或9c中示出的分离区域2被分开时，得到这些修改部剩余。此外可见，修改部块91、92优选通过不具有修改部或者每平方厘米具有少量修改部的场910、902、903彼此间隔开。不具有修改部9或者具有少量的修改部9的场在此优选能够小于或者大于产生修改部块91、92的区域。优选地，产生修改部块91、92的区域中至少个别、多个或者大多数区域，比不产生修改部9或者产生少量修改部9的区域大数倍，尤其是至少1.1倍或者1.5倍或者1.8倍或者2倍或者2.5倍或者3倍或者4倍。

图10a至10c示出本发明的另一实施方式。根据这些视图，修改部块91、92用于产生局部的材料薄弱或者局部的固体裂纹或者局部的应力提高。附图标记25在此表示第一子分离区域或者裂纹部分，在所述第一子分离区域或者裂纹部分中出现局部的材料薄弱或者局部的固体裂纹或者局部的应力提高，而附图标记27在此表示第二子分离区域或裂纹部分，在所述第二子分离区域或裂纹部分中同样出现局部的材料薄弱或者局部的固体裂纹或者局部的应力提高。各个子分离区域或者裂纹部分优选构成端部71、72，相应的子分离区域或者裂纹部分能够在所述端部之上扩大。

图11a至11c示出如下实施方式，根据所述实施方式，分离区域2的伸展由于修改部块91、92、93的产生而被控制为，使得产生或者均衡预设的图案或者厚度改变。分离区域2的伸展在此例如可经由修改部9的数量和/或修改部的大小和/或块91、92、93的各个修改部9的间距来设定。

在图11a中，分离区域2通过接下来提到的组成部分形成：外棱边和第一修改部块91之间的裂纹31，第一裂纹部分25连接到所述裂纹上，所述第一裂纹部分直接通过第一块91的修改部9产生，两个修改部块91和92之间的裂纹32连接到所述第一裂纹部分上，第二裂纹部分27连接到两个块之间的裂纹上，所述第二裂纹部分直接通过第二块92的修改部9产生，修改部块92和固体1的另外的外棱边之间的裂纹33连接到所述第二裂纹部分上。由此可见：分离区域2能够被预设为，使得用于将固体层12与固体1中分开的裂纹能够分部段地在不同的平面上伸展。

根据图11b可见：分离区域2能够被选择为，使得裂纹伸展包含多个几何拐点。

图11c纯示例性地示出分离区域2的另一可行的设计方案。

关于图11a至11c需注意的是，波浪状的伸展的构成能够在进一步处理露出的表面时，尤其在下游的磨削和/或抛光步骤中提供优点。由于修改部9的实际上非常小的高度，关于此而产生的实际的波度仅以非常高的分辨率才可以检测。然而借助于修改部块，例如块91、92、93，即使在不产生修改或者产生少量的修改部9的区域中也可非常好地以受控地引导裂纹。

图12a至12c示出对固体1的，尤其对铸块的多次加工，其中固体1分别被打薄固体部分12，尤其固体层12。

图12a至12c由此分别示出借助于激光器光源的激光器辐射对固体1的加载，其中激光束经由待分开的固体层12的表面5、502、504进入到固体1中。通过激光器辐射以限定的方式对固体1的在固体1的内部中预设的部分进行温度处理，以构成分离区域2或者多个子分离区域，在固体1的预设的部分中所产生的温度在此优选高至，使得构成预设部分的材料获得呈预定的材料转化形式的修改部9。修改部9的数量和布置在此是可调节的并且优选被预设。在固体部分12分开之后，借助激光器光源的激光器辐射重新加载剩余固体1，其中激光器辐射以限定的方式对剩余固体1的在剩余固体1的内部中的预设的部分进行温度处理以构成分离区域2，并且在剩余固体1的预设的部分中产生的温度又高至，使得构成预设部分的材料经受预定的材料转化。由此，例如能够将同样厚的、类似厚的或者不同厚的固体部分12，尤其固体层12，尤其晶片从固体1中分开。优选地，固体1具有如下长度，该长度使得多个，尤其多于2个或者多于5个或者多于10个或者多于20个或者多于50个或者多于100个或者多于150个或者多于200个固体层12可从所述固体中分开，所述固体层具有小于1000μm的，尤其小于800μm的或者小于500μm的或者小于300μm的或者小于200μm的或者小于150μm的或者小于110μm的或者小于75μm的或者小于50μm的厚度。优选地，在每次将固体层12分开之后，以切削的方式加工剩余固体1的重新露出的表面502、504。

图13a至13f示出不同的工艺情况的示意性的视图，如按照根据本发明的用于制造固体层12所能够出现的工艺情况。

图13a示出提供固体1，尤其铸块。

根据图13b，所提供的固体1设置在冷却装置3上。优选地，冷却装置3是冷却卡盘。尤其优选地，固体1耦联或者粘接或者焊接或者旋接或者夹紧在工具载体(卡盘)上，其中工具载体优选包括冷却功能，从而优选成为冷却装置3。工具载体优选由合金构成，所述合金具有如下组分：45％至60％的，尤其54％的铁，20％至40％的，尤其29％的镍和10％至30％的，尤其17％的钴。百分比说明在此表示占总质量的部分。优选的冷却装置3的一个实例在图11中示出。固体1和冷却装置3优选具有相同的或者类似的热膨胀。在此，优选将在-200℃至200℃的温度范围中的在温度增加10℃时的每个热膨胀理解为类似的热膨胀，其中固体1和冷却装置3的热膨胀的差小于最强膨胀的物体(冷却装置或者铸块)的热膨胀的50％，尤其小于25％或者小于10％。固体1的热膨胀优选小于10ppm/k，尤其小于8ppm/k或者小于5ppm/k，例如小于4ppm/k或者基本上为4ppm/k或者恰好为4ppm/k。

固体1优选沿着纵向方向以其下侧7固定在，尤其粘接在冷却装置3上，所述下侧优选沿着纵向方向与表面5相对置。由此，激光束经由表面5朝向冷却装置3的方向导入固体1中，以产生修改部9，所述表面是待分开的固体层12的组成部分。

图13c示意性地示出借助于激光束产生修改部9。冷却装置3在此引起：通过激光束引入到固体1中的能量或热量至少部分地并且优选大多数从固体1中导出。

图13d示出在产生修改部9期间固体1的示意性的剖视图。根据该实例，可见4个块的修改部9，所述4个块的修改部引起四个裂纹部分25、27、28、29。邻接于具有修改部9的块，附图标记41、42、43、44和45分别表示不具有修改部9的区域或者与产生修改部9的区域相比产生更少的修改部9的区域。全部裂纹在此尤其优选自动地由于通过产生子裂纹而产生的应力来形成。

图14a示出根据图13c中所示出的激光加载的视图。

图14b示出将修改部9引入到剩余固体1中的更新的步骤，所述剩余固体的长度至少减少了已经被分开的固体层12。

图14c示意性地示出另一优选的设计方案。冷却装置3在此一方面与固体1耦联而另一方面与行进装置30耦联，尤其与x/y行进装置或者旋转台耦联。行进装置30引起固体1的运动，由此该固体能够相对于周围环境和激光光学装置，尤其扫描仪以限定的方式运动。

图14d示出图14c的另一详细的示意图。行进装置30内部的圆箭头表示：该行进装置是可旋转的。此外在固体1和冷却装置3之间设有耦联层，尤其粘接层。耦联层30在此优选构成为，使得所述耦联层在机械负荷和热负荷高时承受大量加工周期，尤其多于200个或者多于300个或者多于500个加工周期。此外，能够从该视图中得出，激光束源401将激光束优选沿着第一激光束导体402导向光学装置40，从该处起激光束借助于另一激光束导体403到达扫描仪。然而在此替选地同样可以考虑的是，至少设有激光束源401和扫描仪400。

图15示出冷却装置3。冷却装置3优选具有传导-支撑-结构，所述传导-支撑-结构优选通过工具载体，尤其卡盘形成。传导-支撑-结构优选具有圆形的基本形状。这是有利的，因为关于旋压工艺(spinnprozessen)能够更容易地避免不平衡。此外，圆形的基本形状优选设有削平部95至98。这些削平部是有利的，因为它们允许或简化了粗对准和/或装格(kassettierung)。

优选地，冷却装置3，尤其冷却装置3的传导-支撑-结构具有良好的导热性。此外，冷却装置3优选具有阳极氧化铝，由此降低或者防止了磨蚀颗粒。这是有利的，因为由此提高了无尘室相容性。此外，卡盘优选与分离过程是兼容的。

此外优选设有至少两个定向元件65至68。优选地，定向元件65至68构成为定向孔或者切口或者栓。定向元件65至68优选构成用于力配合的和/或形状配合的传递旋转的协动件。优选地，定向元件65至68具有钢插入件或者陶瓷插入件，由此实现了高的抗磨损性。定向元件65至68优选用于将冷却装置3与行进装置30耦联。

此外，能够设有配合销，所述配合销例如能够构成为支顶器，由此例如可产生与传导-支撑-结构的力配合和/或形状配合。

此外优选地是，在冷却装置3上设有凹口、槽或者标记部76。该特征是有利的，因为由此固体取向，尤其铸块取向是显而易见的。关于固体，尤其关于铸块的取向的知识能够被用于：能够将借助于激光束产生的修改部9匹配于晶体学的取向。

附图标记75纯示例性地表示可选的数据载体元件和/或数据传输元件和/或数据检测元件。优选地，通过附图标记75表示的元件构成为条形码和/或rfid元件和/或saw传感器。这尤其允许集成到制造执行系统(mes)中。

此外，在传导-支撑-结构上或者在其中优选设有或者构成有用于传导冷却流体的冷却通道。一个或多个冷却通道78能够用于对固体1、冷却装置3和/或机器支架，尤其行进装置30进行温度处理。冷却流体，尤其液体能够经由入口77被输送到冷却通道78中并且经由出口79去除。固体1和冷却装置3之间的边界面或耦联层优选具有高的导热性，其尤其对应于固体1或者冷却装置3的导热性。附加地或替选地，冷却装置3能够经由空气边界面冷却。在行进装置30的转速高或者行进速度高时，围绕冷却装置3构成的空气层是非常薄的，由此热可非常良好地导出。

此外，优选将有源的热辅助装置(thermostatierung)集成到mes中。附加地或替选地，对不同的衬底大小和厚度的过程进行监控。

优选地，在借助于按压牢固地进行支承或者在借助于例如中央的环密封件进行旋转时，进行对流体通道的密封。

附图标记69表示可选的传感器装置，所述传感器装置优选构成为温度传感器。优选地，传感器装置是saw温度传感器。

图16示出优选用于产生修改部9的光学装置40、608。由此，根据本发明的方法优选同样包括提供光学装置40、608的步骤，其中光学装置608优选具有至少两个转向元件610、612，以使光束部分616、618转向。光束616、618优选通过激光束源401产生和发射。此外，根据本发明的方法优选包括如下步骤：借助于转向元件610、612、613将发射的光束606的至少两个彼此不同的光束部分616、618转向，其中光束部分616、618转向为，使得所述光束部分进入到固体1中，并且其中彼此不同的转向的光束部分616、618在固体1内部的焦点620中会聚并且通过在焦点620中会聚的光束部分616、618产生物理的修改部9，尤其呈晶体缺陷形式的修改部，或者根据本发明的方法包括如下步骤：通过激光束源或者辐射源装置401产生和发射至少两个光束606。此外，根据本发明的方法优选包括如下步骤：借助于转向元件610、612、613将光束606转向，其中光束606转向为，使得所述光束进入到固体1中，并且其中彼此不同的转向的光束606在固体1内部的焦点620中会聚并且通过在焦点620中会聚的光束6产生物理的修改部9，尤其呈晶体缺陷形式的修改部。

附加地可以考虑的是，至少一个发射的光束606的至少两个彼此不同的光束部分616、618，尤其多个发射的光束的光束部分，或者多个发射的光束606，借助于转向元件610、612、613转向，其中光束部分616、618或者光束606转向为，使得它们进入到固体1中，并且其中彼此不同的转向的光束部分616、618或者彼此不同的转向的光束606在固体1内部的焦点620中会聚并且通过在焦点620中会聚的光束部分616、618或者光束606产生物理的修改部9，尤其呈晶体缺陷形式的修改部。

此外，按照根据本发明的方法，在多个同时产生的光束606中，至少两个光束606并且优选所有光束606能够被划分为彼此不同的光射部分616、618，所述光束部分经过尤其不同的路径并且在固体1的彼此间隔开的表面部分622、624处进入到固体1中，其中各光束的光束部分616、186借助于彼此不同的转向元件610、612、613转向。

光学装置608优选具有至少一个光束分解机构633，尤其半反射镜或者分束器，并且至少一个光束606至少借助于光束分解机构633分解为至少两个光束部分616、618。优选地，光束606借助于光束分解机构633，尤其半反射镜分解为至少两个光束部分616、618，其中光束部分616借助于至少两个转向元件610、612、613，尤其反射镜转向为，使得所述光束部分与另一光束部分618在固体1的内部中会聚，以形成焦点620用来产生物理的修改部9。尤其优选的是，产生多个物理的修改部9，其中物理的修改部9优选形成或者描述物体的平面和/或轮廓和/或廓像和/或外部的造型。

至少一个由激光器源401发射的光束606优选由相干光构成，并且在焦点620中会聚的光束部分616、618的光波优选具有相同的相位和相同的频率。

尤其优选地，至少一个光束部分616、618或者至少一个光束606通过构成为抛物面镜的转向元件610、612、613转向和聚焦。

此外，至少一个光束部分616、618或者至少一个光束606在转向和聚焦之前优选穿过转向元件610、612、613，尤其抛物面镜、射束成形装置，尤其一维望远镜，以改变焦点形状。

通过激光束源401优选产生至少或者恰好两个光束，其中光束606根据固体1的材料的带隙以彼此不同的颜色产生，使得修改部9通过双光子工艺产生。

优选地，通过第一光束606产生第一激光场，其中第一光束606具有如下光子，所述光子具有第一能量，并且通过第二光束606优选构成第二激光场，其中第二激光束606具有如下光子，所述光子具有第二能量，其中第一激光器场与第二激光器场相比更弱并且第一能量大于第二能量。

图17在示意图中示出借助于两个激光束或者两个激光束部分进行的修改部产生。修改部9在此优选具有小于50μm的并且优选小于30μm的并且尤其优选小于20μm的竖直扩展。

焦点620与固体1的进入表面626间隔开优选小于1000μm并且优选小于500μm并且尤其优选小于200μm，其中至少个别光束部分616、618经由进入表面626进入到固体1中以产生物理的修改部9。

焦点620优选在至少两个交叉的光束束腰630、632的叠加部分中产生，其中光束束腰630、632通过光束部分616、618或者光束606产生。

由此，描述了一种用于在固体中产生分离区域，尤其用于沿着分离区域分开固体的方法，其中待分离的固体部分与减少了该固体部分的固体相比更薄，所述方法包括下述步骤：借助于修改机构，尤其借助于至少一个激光器，尤其借助于皮秒或者飞秒激光器对固体的晶格进行修改，其中修改物，尤其激光束，经由待分离的固体部分的表面进入到固体中，其中在晶格中产生多个修改部，其中晶格由于修改部在围绕修改部的区域中至少在各一个部分中断裂。

此外，描述了一种用于在固体(1)中产生分离区域(2)，尤其用于沿着分离区域(2)分开固体(1)的方法，所述方法至少包括下述步骤：借助于修改机构，尤其借助于至少一个激光器，尤其皮秒激光器或者飞秒激光器对固体(1)的晶格进行修改，其中在晶格中产生多个修改部(9)，其中晶格由于修改部(9)在围绕修改部(9)的区域中至少在各一个部分中断裂。

附图标记列表

1固体30旋转台

2分离区域31外棱边和第一修改部块之间的裂纹

4激光束

5抛光的表面32两个修改部块之间的裂纹

6固体中的激光束33修改部块和另一修改部块或外棱边

8焦点之间的裂纹

9修改部

10第一固体部分34修改部块和外棱边之间的裂纹

12第二固体部分

13裂纹40光学装置

14加工起始地点41不具有修改部块的第一区域

15修改部的中心

16固体的下侧42不具有修改部块的第二区域

17参考长度43不具有修改部块的第三区域

18主表面

19侧表面44不具有修改部块的第四区域

20按照线产生的晶格修改部

之间的线间距45不具有修改部块的第五区域

22按照线产生的晶格修改部51未改变的物质

之间的线间距52改变的物质

53拉曼光谱

23另外的修改部

25第一裂缝部分54以％为单位的强度

27第二裂纹部分56以cm^-1为单位的波长

28第三裂纹部分61未改变的物质部分的图形

29第四裂纹部分

62改变的物质部分403另外的激光束导体

的图形

65第一定向元件501第一固体层的露出的表面

66第二定向元件

67第三定向元件502第二固体层的激光进入表面

68第四定向元件503第二固体层的露出的表面

69传感器机构

75数据载体元件和/或504第三固体层的激光进入表面

数据传输元件

76槽505第三固体层的露出的表面

77流体入口

78流体管道606光束

79流体出口608光学装置

80传导-支撑-结构610第一转向元件

71裂纹部分的第一端部612第二转向元件

72裂纹部分的第二端部613第三转向元件

91第一块的修改部616第一光束部分

92第二块的修改部618第二光束部分

112第二固体层620焦点

113第三固体层622第一表面部分

300耦联层624第二表面部分

630光束束腰630光束束腰

632光束束腰632光束束腰

400扫描仪901不具有修改部的第一场

401激光束源902不具有修改部的第二场

402激光束导体903不具有修改部的第三场

a第一缺陷布置的实例

b第二缺陷布置的实例

c第三缺陷布置的实例

d第四缺陷布置的实例

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