用于准备和/或执行基板元件的分离的方法以及基板子元件与流程

1.本发明涉及一种用于准备和/或执行沿着分离面将基板元件分离成至少两个基板子元件的方法，还涉及尤其是利用和/或能够利用根据本发明的所述方法制造的基板子元件。


背景技术：

2.在玻璃制造和加工中，以及在相关领域中，通常需要沿着精确限定的分离面分离基板元件，例如玻璃元件，尤其是玻璃板。例如，为了使在与其他部件分离之后得到的基板子元件能够互相兼容，保持先前限定的分离面的轮廓至关重要。
3.除了干净的分离面以外，规格还经常规定分离面(例如边缘)的高强度的要求。这么做的原因是基板子元件、例如特别是玻璃子元件总体上对外部影响的敏感度更低，因为这些子元件的分离面具有高强度。这样一来，在某种程度上可以完全或者至少部分地避免界面受到外部的损坏，并且完全或者至少部分地避免可能存在的任何缺陷传播到材料内部。
4.此处，本领域技术人员已知以下用于进行分离工艺的常用方法：例如，通过使用co2激光器进行的热激光束分离(tls)、机械划片、激光划片或基于激光的热切割(基于激光的热冲击切割)。后者旨在通过通常由co2激光器产生的热机械应力在基板元件中继续产生初始裂纹。然而，所有这些方法的共同之处在于均不能控制或只能不够充分地控制材料内的裂纹的轮廓。
5.本领域技术人员还已知一种激光穿孔方法，其利用超短脉冲激光器(usp)工艺的框架中的激光器，沿着期望的分离面去除待分离的基板元件的各个区域。
6.图1a以俯视图示出了现有技术中已知的情况，图1b以垂直于图1a的视图的截面图示出了相同的情况。图1a和1b示出了基板元件，该基板元件包括基板主体3，其中基板主体3包括基板材料。例如，基板元件1可以是玻璃元件，基板主体3可以是玻璃主体，并且基板材料可以是玻璃。基板元件1将被准备成能够沿分离面被分离，该分离面在图1b中位于图的平面中并且延伸穿过圆形空腔5的中心点。为此，通常使用usp激光系统进行激光穿孔，这会在基板材料中生成线状焦点7。因此，可以在期望的位置处去除基板材料，以便在基板元件1或基板主体3中形成多个像穿孔一样的空腔5或中空空间。
7.最后，沿着由穿孔形成的穿孔线通过例如机械压断或分割来分离预处理过的基板元件1。
8.然而，已经表明用这种方法只能费力地控制裂纹线的轮廓，因此只能费力地控制基板材料中分离面的轮廓。可以观察到裂纹线可能会在进行压断时偏离穿孔线并且延伸离开穿孔线，因此这会使分离面不与实际的期望轮廓对应。压断所需的力也通常相对较高。并且所需的力越大，压断工艺本身就越可能对基板材料造成新的损坏。
9.在一定程度上，通过增加沿分离面的穿孔的数量从而缩小相邻空腔之间的距离，可以更好地控制分离面的轮廓。结果也可以减小所需的压断力。然而，根据令人惊讶的观
察，可以看出空腔之间的距离一旦下降到一定的值以下，后续压断所需的力就不再减小，而是相反地再次增加。这通常伴随着至少有时和/或以分段方式取消线状焦点，使得有时和/或以分段方式不产生空腔。而且，还降低了对压断工艺的控制。这会限制距离进一步缩小到一定的值以下。该值大约对应于垂直于空腔的主延伸方向的横截面中的空腔的最大延展尺寸的十倍。
10.还已经发现，沿穿孔线分离的基板子元件通常具有仅为低强度的分离面(边缘)。
11.已知伴随着穿孔工艺，在空腔周围的基板材料中形成(微)裂纹。除了位于期望的分离区域内并支持随后的分离过程的基本期望的裂纹之外，还形成了具有其他取向的裂纹。后者表现为对基板元件的初步损坏，并随后导致分离的基板子元件的边缘强度降低。激光参数的合适选择取决于材料特性，在原则上可以影响材料损坏这种和其他材料损坏的程度。例如，可以在一定程度上控制裂纹的数量和长度。然而，必须在随后的可分离性和先前的损坏之间做出权衡。
12.换句话说，常规情况也可以如下所述：由于usp激光脉冲与基板材料之间沿焦线的非线性相互作用，在基板中形成了一个微孔道(直径通常小于1μm)，其中基板材料被压入孔道的边缘区域的内部，并因此导致在那里进行压缩。微裂纹沿径向出现在孔道周围(取决于脉冲功率)。如果使用脉冲串(即孔道在短时间内被多个脉冲击中)，孔道周围区域会被大量较长的微裂纹破坏。如果与孔的直径和微裂纹的长度相比，间距(即相邻微孔道之间的距离)较大，则可以在不对其各自的前体产生光学和机械影响的情况下生成相邻的微孔道。随着间距的减小，一部分光束能量最初被先前生成的微孔道遮蔽，这会影响当前微孔道的形成。此外，如果间距进一步减小，则两个相邻的微裂纹系统会削弱当前出现的微孔道与其相邻的前体之间剩余的幅材，使得该幅材破碎并将材料压入先前形成的微孔道中，此处由于高功率密度，材料再次融化或再次粘聚于先前的孔道。因此，以这种方式生产的具有短间距的穿孔线的可分离性明显比无偏见的观察者所实际预期的更差。


技术实现要素：

13.因此，本发明的目的是提供一种方法，通过该方法可以以简单但仍然安全可靠的方式分离基板元件，或者可以为分离做准备，其中可以尽可能精确地预先确定出分离面的轮廓，并且可以尽可能地减少压断所需的任何工作。同时，还应提高基板子元件的边缘强度。本发明的另一个目的是提供一种基板子元件，该基板子元件包括具有高强度等级的侧面(边缘)。
14.根据本发明的第一方面，该目的通过以下方式实现：一种用于准备和/或执行沿着分离面将基板元件分离成至少两个基板子元件的方法，该方法包括以下步骤：
15.提供所述基板元件，该基板元件包括至少一个基板主体，该基板主体包括至少一种基板材料；
16.控制该基板主体中的至少一个线状焦点，使得该基板主体的基板材料至少以分段的方式沿着分离面至少局部地被去除和/或被移位，
17.其中线状焦点表现为至少一条光束的至少一个焦点，其中光束以不对称的光束供给的光束形式至少形成在线状焦点的区域中。
18.因此，本发明基于以下令人惊讶的发现，即，如果光束不受已经形成的空腔的影
响，则可以在基板材料中以均匀的高质量可靠地形成空腔。发明人认识到，通过减少或完全消除所使用的光束的这些侧向分量，可以特别有效地防止来自直接相邻的空腔的这种影响，否则这些侧向分量会“碰撞”已经形成的空腔。然而，由于大型数字设备的使用，在形成常规线状焦点的情况下，部分光束经常具有明显的侧向分量，并因此存在相应较高的“碰撞风险”。
19.根据本发明的教导，采用不对称光束供给的光束以特别简单有效的方式实现减小或消除的侧向部分光束的特性。为此，不再以旋转对称的方式而是以不对称的方式，沿圆锥形表面(例如借助于光束整形光学器件)为焦线供给能量。换句话说，与常规使用的光束相比，该光束被整形为使得其不具有任何可以与已经形成的空腔重合的分量。这可以确保光束在很大程度上不受已经形成的空腔的影响，并且由于可以在基板元件的整个厚度范围内以一致的高质量形成线状焦点，因此可以形成质量特别高的穿孔线。
20.关于光束供给或能量供给，术语“不对称的”在本文中的意思应当理解为“非旋转对称的”。这意味着不排除其他对称形式。例如，艾里光束具有与其弯曲轮廓所在的平面平行的镜面。
21.因此，所提出的方法有助于通过特别合理的方式改善分离工艺及其效果或有助于分离的准备工作，因为这是通过减小压断力显著改善了对分离面的轮廓的控制，并且提高了边缘强度。
22.然而，同时根据本发明的方法也可以利用常规手段实现，并因此被集成到现有设施中，而不造成任何问题。特别地，可通过特别有效的方式操作用于将基板切割到一定尺寸并形成基板切口的方法，并实现很好的效果。
23.因此，优选地，本发明使得可以分离甚至具有0.6mm以上的大厚度，特别是具有在0.6mm到10mm之间、优选地在0.6mm到5mm之间或在3mm到5mm之间、甚至更优选地在0.6mm到3mm之间、甚至更优选地在0.6mm到2mm之间、或最优选地在0.6mm到1.5mm之间的厚度的基板元件
‑
特别是透明和/或脆性基板元件，例如玻璃元件
‑
特别是玻璃板或玻璃面板，玻璃陶瓷元件
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特别是玻璃陶瓷板或玻璃陶瓷面板，和/或硅元件
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特别是硅晶片，或为此做准备。可替代地或附加地，基板元件的厚度大于1mm、大于5mm或大于10mm。例如，基板元件的厚度可以为1mm至50mm、从1mm至40mm、从1mm至30mm、从1mm至20mm或从1mm至15mm。另外，利用本发明，肯定能够仅利用几道行进(即，从基板元件到激光器的相对位移)，例如2至10道，但也肯定能够仅通过一道行进就能够分离基板元件，或为此做准备。这实现了非常有效的过程。
24.在此，该方法一般可以应用于透明的脆性基板元件，例如玻璃、玻璃陶瓷、硅和蓝宝石。这使该方法得到特别普遍的使用。
25.换句话说，原则上，根据本发明的方法能够通过产生诸如穿孔(即，例如管状孔道)之类的改性在第一步中处理基板元件。在进一步的步骤中，能够通过在材料中施加机械应力和/或热应力来分离玻璃元件，或者可以产生封闭的内部/外部轮廓。优选通过蚀刻工艺来产生内部轮廓。然而，原则上还可以例如通过后续蚀刻来产生外部轮廓。一般而言，通过在进一步的步骤中使用的方法，将在第一步中例如通过裂纹或通过去除材料而形成的孔道连接起来。
26.本领域技术人员可以理解，在不对称光束的情况下，部分光束存在不对称布置，但是当然，一般不将数个光束路径用于不对称光束供给。
27.在此，本领域技术人员可以理解，线状焦点必须基本上在基板主体内形成。这包括其中线状焦点完全形成在基板主体内的情况，也就是说，没有线状焦点形成在基板主体外部。然后，线状焦点优选形成到基板主体内的基板主体表面为止，或者线状焦点被形成为距基板主体内的相应表面一定的距离，例如，最大2μm、最大1μm、或最大0.5μm的距离。但是，当然也包括线状焦点的确形成在基板主体内但还延伸到基板主体外的情况。事实上，这实际上是首选情况。
28.如果基板主体的基板材料至少以分段的方式沿分离面被至少局部地去除和/或移位，则优选通过线状焦点来完成。换句话说，通过控制基板主体内的线状焦点，线状焦点至少以片段形式沿分离面去除基板主体的基板材料或使其移位。
29.在优选的实施例中，基板元件表现为或包括玻璃面板形式的玻璃元件。
30.本领域技术人员可以理解的是，如果“沿”分离面发生某事，例如去除基板主体的基板材料，则在当时在该点不一定必须完全存在分离面，因为分离面仅在基板元件被分离为两个基板子元件之后才完全形成。这才是计划的分离面。
31.因此，在优选的实施例中，可替代地或附加地，该方法可以包括确定基板元件的计划的分离面的步骤。
32.与尚未分离的基板元件中的分离面相关的所有内容均与该计划的分离面相关。例如，控制线状焦点包括该基板主体的基板材料至少以分段的方式沿着计划的分离面至少局部地被去除和/或被移位。
33.利用该提出的方法，可以特别可靠地控制裂纹线的轮廓，并因特别可靠地控制基板材料中分离面的轮廓。还可以减小所需的压断力，这避免了在压断时发生进一步损坏。因为各个空腔可以定位成彼此更靠近。还可以提高分离面的强度，尤其是因为通过该方法很少或甚至没有引入裂纹。
34.可替代地或附加地，还可以提供的是：利用不对称的光速供给，(i)以不对称的形式提供能量，并且将能量设计为使得：在先前未被改性的基板材料的区域中，例如优选在该基板材料的背离上一个空腔的侧面上，能量分布的区域质心位于至少一个与发生光束传播的平面垂直的平面中；(ii)该光束的部分光束仅从半空间的一半或半空间的一部分入射；(iii)其中该光束的极角p为0
°
<p<90
°
，和/或光束的部分光束在小于180
°
的方位角范围内，优选在85
°
到100
°
之间、特别是在90
°
到95
°
之间；(iv)该光束的部分光束仅从被选择的方向入射，使得该光束的部分光束不会传播穿过基板主体中的基板材料已经被去除和/或移位和/或基板材料已经被压缩的区域；(v)该光束具有至少一个与发生光束传播的平面平行的镜面；(vi)术语“不对称的”应当被理解为“非旋转对称的”，也就是说，特别是不排除其他对称方式；和/或(vii)在与基板元件的至少一个表面平行的每个平面中和/或在与光束的光轴垂直的每个平面中该光束的部分光束仅从一个象限或仅从两个象限入射。
35.如果优选地以不对称的形式供给能量使得：在先前未被改性的材料的区域中，即在该材料的背离上一个空腔的侧面上，能量分布的区域质心位于与光束传播的方向垂直的平面中，则可以特别有效地防止线状焦点受到已经存在的空腔的影响。
36.由于不对称的能量供给，即不对称的光束供给，可以实现的是：在垂直于光轴的平面中看，激光能量不再以旋转对称的方式沿焦线从所有方向聚焦。
37.因此，术语“(不)从所有方向”是指在横向平面中(即，在垂直于光轴的平面中)的
分量。沿光轴的分量始终指向激光束的传播方向。
38.艾里光束和贝塞尔光束的极角p均为0
°
<p<90
°
。在此，将极方向定义为激光束的重心的传播方向，或者将极轴定义为与光轴平行。
39.在艾里光束的情况下，部分光束的方位角的间隔宽度小于180
°
，例如在90
°
至95
°
之间。或换言之：在极坐标中观察时，方位角不再覆盖360
°
，即不再覆盖所有方向，而仅覆盖其一部分。
40.在优选的实施例中，可存在弯曲的焦线。在此类情况下，专家提到了“加速光束”。
41.部分光束可以在半空间的一半或半空间的一部分中延伸，这确保了部分光束始终在仍未处理的材料区域中延伸。
42.优选的是，对于不对称的光束供给，在平面中观察部分光束及其入射方向，其中该平面优选地垂直于发生光束传播的平面延伸。
43.可替代地或附加地，还可以提供的是：该光束包括至少一个激光束，至少在线状焦点的区域内该光束被形成为艾里光束或贝塞尔光束，和/或激光能量沿着线状焦点的焦线聚焦。
44.艾里光束特别适合于不对称/侧向光束供给。贝塞尔光束特别适合于对称/径向光束供给。
45.也可以特别容易且有效地产生艾里光束或贝塞尔光束。
46.例如，高斯光束可以用作起始基础，然后通过使用合适的光学器件(例如圆锥透镜)将高斯光束整形为贝塞尔光束。
47.高斯光束可以用作艾里光束的输出光束。然后，例如借助于诸如doe或slm之类的相位掩模或借助于柱面透镜，向该高斯光束施加立方相位。然后例如通过使用显微镜透镜对该具有立方相位的光束进行成像。换句话说，可以以具有立方相位的光束的图像的形式获得艾里光束，该具有立方相位的光束直接由相位掩模(doe或slm)生成，也可以由具有柱面透镜的装置生成。换句话说或用另外的话说，在此以立方相位的傅立叶变换的形式产生艾里光束。为了形成具有平面相位的傅立叶变换，即为了在傅立叶平面之前和之后实现最佳传播，优选在“前焦平面”(即成像光学器件前面的焦平面)中赋予立方相位。傅里叶平面对应于成像光学器件的后焦平面。
48.可替代地或附加地，还可以提供的是：控制线状焦点包括：相继在基板材料的不同局部区域中形成线状焦点，因此这些局部区域的各个局部区域中的基板材料被分别去除和/或移位，特别是基板材料被压缩到围绕各个局部区域的基板主体的一部分中；其中优选地各个局部区域特别是在基板元件的至少一个第一特定横截面中沿着直线路径延伸，该第一特定横截面优选地是垂直于分离面延伸、垂直于该光束的光轴延伸和/或平行于基板元件的至少一个第一表面延伸的平面。
49.通过选择用于形成线状焦点的基板材料的不同局部区域，可以以针对性的方式确定穿孔的轮廓和结构。特别地，这样可以选择基板主体或基板材料内的要形成穿孔的离散位置。
50.为了形成平直的分离面，可以选择各个局部区域使得它们沿着笔直的路径延伸。
51.在此，本领域技术人员可以理解的是，原则上，基板材料的局部区域可以大于线状焦点在基板材料中所占据的区域。局部区域通过以下方式来确定：在该区域中通过线状焦
点去除基板材料和/或使基板材料移位。例如，基板材料可以主要在基板主体内移位，并且基板材料可以主要在基板主体的表面区域中被去除。
52.可替代地或附加地，还可以提供的是：线状焦点和/或局部区域被选择为使得：第一特定横截面中的局部区域的最大延展尺寸在0.2μm到200μm之间、优选地在0.2μm到100μm之间、更优选地在0.2μm到50μm之间、甚至更优选地在0.3μm到20μm之间、甚至更优选地在0.3μm到10μm之间、以及最优选地为0.7μm。
53.如果适当地选择局部区域的延展尺寸，并且因此适当地选择从中去除材料或使材料移位的区域的延展尺寸，则可以得到特别有利的穿孔线，用于例如通过机械压断进行的后续分离。
54.可替代地或附加地，还可以提供的是：第一特定横截面中的各个相邻的局部区域的特别是沿着上述路径彼此中心到中心的距离对应于第一特定横截面中的局部区域的最大延展尺寸的1到500倍之间、优选为1到100倍之间、更优选为1到50倍之间、甚至更优选为1到10倍之间、更优选为1到50倍之间、甚至更优选为1到10倍之间、甚至更优选为1.1到5倍之间，和/或该中心到中心的距离在0.1μm到500μm之间、优选地在0.2μm到400μm之间、甚至更优选地在0.2μm到200μm之间、甚至更优选地在0.2μm到100μm之间、甚至更优选地在0.2μm到50μm之间、更优选地在0.4μm到20μm之间、甚至更优选地1μm到7μm之间、以及最优选地1μm到3μm之间。
55.通过根据局部区域的延展尺寸选择相邻的局部区域之间的距离，特别小的力就足以分离基板元件。这对基板材料产生了特别小的额外损坏。这继而支持分离面获得特别高的强度。然而，同样，通过将距离指定为绝对项，可以实现特别有利的分离性能。
56.可替代地或附加地，还可以提供的是：控制线状焦点包括：在基板元件、特别是在基板主体的不同有效区域中相继产生线状焦点，使得布置在这些有效区域中的基板材料被去除和/或被移位，特别是基板材料被压缩到围绕各个有效区域的基板主体的一部分中，以及其中，各个有效区域的距离被选择为使得至少紧邻的有效区域至少部分地重叠，从而在基板材料中沿着分离面形成不含基板材料的连续通道；其中优选地各个有效区域、特别是在基板元件的至少一个第二特定横截面中沿着直线路径延伸，该第二特定横截面优选是垂直于分离面延伸、垂直于光束的光轴延伸和/或平行于基板元件的至少一个第二表面延伸的平面。
57.通过类似地嵌套(nesting)不同的有效区域来形成线状焦点，并且由于有效区域内存在的整个基板材料分别被去除或移位，所以甚至可以沿分离面直接分离基板元件。这使得不需要附加的机械压断步骤。
58.为了形成平直的分离面，可以选择各个有效区域使得它们沿着笔直的路径延伸。
59.上述“通道”有利地使内部和外部部分都可以被分离。这就意味着内部部分也可以从基板上去除。例如，可以从(立方体)基板上去除圆形开口，使得在基板中形成孔。取决于该孔是内部轮廓还是外部轮廓，可以使用机械压断和/或蚀刻。尤其是对于内部轮廓，通常不能使用机械压断。
60.在此，本领域技术人员可以理解，有效区域一般可以大于线状焦点所占据的区域。有效区域依据以下事实确定，即，在该区域中基板材料被线状焦点去除或移位。相应地，显然，各个有效区域不必完全由基板材料填充，而是仅对其中所包含的基板材料进行去除或
移位。
61.在一个实施例中，基板元件的第二特定横截面与基板元件的第一特定横截面相同。
62.在一个实施例中，基板元件的第二表面与基板元件的第一表面相同。
63.可替代地或附加地，还可以提供的是：线状焦点和/或有效区域被选择为使得：第二特定横截面中的有效区域的最大延展尺寸在0.2μm到200μm之间、优选地在0.2μm到100μm之间、更优选地在0.2μm到50μm之间、甚至更优选地在0.3μm到20μm之间、甚至更优选地在0.3μm到10μm之间、以及最优选地为0.7μm。
64.如果适当地选择有效区域的延展尺寸，即适当地选择材料被去除或移位的区域的延展尺寸，则可以特别有效地向前推动“通道”穿过基板材料。选择的各个有效区域越大，必要的嵌套有效区域的数量就越少。
65.可替代地或附加地，还可以提供的是：第二特定横截面中的各个相邻的有效区域的特别是沿着路径中心到中心的距离对应于第二特定横截面中的有效区域的最大延展尺寸的0.01到1.0倍之间、优选为0.01到0.5倍之间，和/或该中心到中心的距离在0.002μm到200μm之间、优选地在0.002μm到100μm之间、更优选地在0.002μm到50μm之间、甚至更优选地在0.002μm到10μm之间、甚至更优选地在0.002μm到1μm之间、以及最优选地在0.005μm到0.3μm之间。
66.通过根据有效区域的延展尺寸来选择相邻有效区域之间的距离，可以在优化的处理时间内形成通道。此外，以这种方式可以实现分离面的特别高的强度。然而，同样，通过为距离指定绝对项，可以实现特别有利的分离性能。
67.可替代地或附加地，还可以提供的是：至少局部区域和/或有效区域以分段的方式在基板材料中以管状、圆柱形和/或曲线形延伸，特别是在至少一个横截面中以月牙形延伸，和/或优选地从基板主体的第一或第二表面延伸到基板主体的与该表面相对的表面，延伸穿过由该两个表面围合的基板主体的整个厚度范围。
68.在优选的实施例中，有效区域和/或局部区域在平行于分离面和/或垂直于分离面和/或路径的主延伸方向的方向上延伸。
69.在优选的实施例中，有效区域和/或局部区域的局部切线位于由弯曲的线状焦点限定的平面中。
70.可替代地或附加地，还可以提供的是：控制线状焦点包括：相对于至少一个光束和/或线状焦点移动基板元件，使得至少在不同的局部区域和/或有效区域中优选地能够形成线状焦点，特别是相继地或连续地形成线状焦点。
71.由于基板元件相对于光束移动，因此线状焦点可以以特别简单可靠的方式形成在各个局部区域和/或有效区域中。因此，尽管在原则上可以改变产生光束所需的装置和光学器件，但不必对其进行改变。因此，在基板元件的每次相对移动之后，可以类似地重新形成线状焦点，该线状焦点由于基板元件的运动而每次都位于新的局部区域或有效区域中。可替代地，也可以在基板元件相对移动的同时连续形成线形焦点。这种变型优选地适合于形成通道，也就是说，完全分离基板元件。
72.在优选的实施例中，光束的几何形状被重新定位和/或调整。
73.本领域技术人员知道，在脉冲激光的情况下不可能连续形成线状焦点，但是在本
发明的意义上，利用这种激光器形成的线状焦点可以很好地“在不同的局部区域和/或有效区域处连续地”形成。因此，这意味着线状焦点的形成位置发生了连续变化。
74.可替代地或附加地，还可以提供的是：光束(i)具有在300nm到1500nm之间的波长，特别是343nm、355nm、515nm、532nm、1030nm或1064nm的波长，(ii)具有基板材料的透明范围内的波长，和/或(iii)是从至少一个脉冲激光器发射的，特别是超短脉冲激光器，其脉冲持续时间在200fs到50ps之间、优选地在500fs到10ps之间；其脉冲串中的脉冲数量在1到10之间、优选地为4；其重复频率在1khz到4ghz之间、优选地为40mhz；和/或其脉冲能量在80μj/mm到300μj/mm之间、优选为100
‑
230μj/mm、特别是180μj/mm。
75.可以利用光束或激光束的优选参数以特别稳健可靠的方式形成线状焦点。
76.usp激光器具有高功率密度，这意味着可以利用基板材料的非线性效应。特别地，可以使用焦点效应，从而实现更小的空腔。
77.脉冲串的特征在于，在短时间内，例如在小于1μs、优选小于0.1μs或甚至小于0.01μs的时间窗口内，数个脉冲连续跟随，其中两个脉冲之间的间隔小于50ns。一般，这些脉冲也可以各自具有相同的能量，特别是脉冲峰值功率。
78.可替代地或附加地，还可以提供的是：至少在基板材料被去除和/或被移位时，基板元件被至少一种流体至少部分地围绕和/或以分段的方式围绕，和/或基板元件至少部分地和/或以分段的方式被置入流体中，从而流体能够占据被去除的或被移位的基板材料的位置；其中优选地光束包括至少一种波长，流体的对该光束的波长的折射率与基板主体的折射率最偏离多30％，和/或流体的折射率为1.2到2.5之间；特别地流体包括液体，流体的折射率与基板主体的折射率偏离最多20％、10％、7％、5％、3％或1％，和/或流体的折射率为1.2到2.1之间、优选地在1.3到1.6之间。
79.已经发现，在减小各个空腔之间的距离的情况下观察到的所施加的压断力的增加可能还与以下事实有关：一个空腔的形成可能导致前一个形成的相邻空腔被基板材料填充。这可能是由于基板材料熔化并重新固化、或基板材料在形成新的空腔时被压缩到基板主体中(或相邻空腔之间的壁中)并在此处被压入到相邻空腔中所致。
80.由于已有空腔中存在流体，当在这些空腔附近形成新的空腔时，可以成功防止这些空腔被基板材料再次完全或局部地填充。由于流体是不可压缩的，因此已有空腔显然通过流体来实现机械稳定。如果在附近形成新的空腔，这有效防止了基板材料被压入已有空腔之中。换句话说，反作用力会施加在正在形成的空腔和先前的空腔之间的材料上。
81.而且，通过防止新空腔被先前的空腔缩减，观察到提高了分离面的边缘的预应力，结果实现了更高的边缘稳定性。发明人对这种效果的解释是，因为在形成空腔的过程中，材料被越来越多地压入到围绕空腔的壁中而不是被压入到相邻的空腔中，所以在压实的壁上施加了径向压缩应力。那么在分离的基板子元件中，这对应于平行于分离面的压缩区，即压缩应力区。
82.同时，发明人还发现，可以通过使用流体来防止或至少减小例如激光工艺中的表面效应。也就是说，当基板元件的表面被流体润湿或基板元件整体位于流体中时，基板表面上用于等离子体点火的阈值强度得到优化。这大大提高了空腔在整个长度上的均质性。
83.另外，空腔内的流体可以帮助进一步减小相邻空腔对线状焦点的任何可能的进一步影响。选择的流体的折射率与基板材料的折射率越接近，效果越好。发明人怀疑其原因在
于，在合适的折射率的情况下，界面处的能量损失更少或者甚至没有能量损失。
84.如果存在流体并且流体例如填充有效区域，则可以显著减少光束的部分光束在前一个有效区域或线状焦点附近区域的自由表面上的折射和/或散射。这允许以更具针对性的方式实现分离面。
85.当折射率等于或接近于基板材料的折射率时，使用流体特别有效。
86.可替代地或附加地，还可以提供的是：(i)基板元件包括或表现为玻璃元件、玻璃陶瓷元件、硅元件和/或蓝宝石元件，和/或至少以分段的方式以板状和/或晶片状、特别是硅晶片的形式形成；(ii)基板主体包括或表现为玻璃主体、玻璃陶瓷主体、硅主体和/或蓝宝石主体；和/或(iii)基板材料包括以下材料或由以下材料构成：玻璃、玻璃陶瓷、硅和/或蓝宝石。
87.根据本发明的第二方面，该目的通过以下方式实现：提出了一种基板子元件，其特别是利用和/或能够利用根据本发明的第一方面的方法制造的，该基板子元件包括至少一个主体，该主体包括至少一种玻璃材料、玻璃陶瓷材料和/或硅，并且具有至少一个侧面；其中该侧面至少以分段的方式具有高度调整过的表面；其中该侧面至少以分段的方式具有表面粗糙度使得该表面的由该表面粗糙度而导致的偏差比该表面的由该高度调整而导致的偏差小1到5个数量级。
88.因此，本发明基于以下令人惊讶的发现：通过类似地人工引入小幅不平整可以实现侧表面的高强度。发明人已经认识到，高度调整显然会导致侧表面的稳定化，并且还导致边缘强度得到提高。
89.发明人将这种积极特性的原因解释为：由于高度调整，主体中出现正应力特性，这有助于提高整体强度。
90.本领域技术人员理解，在优选实施例中，表面的高度或调整可以沿着与该表面的主延伸方向垂直的方向延伸。
91.可替代地或附加地，还可以提供的是：表面的高度调整表现为波状表面，和/或表面的由该高度调整而导致的偏差落在预定数值范围内，特别是落在从0.5μm到100μm的数值范围内、优选地落在从0.5μm到50μm的数值范围内。
92.如果表面的高度调整导致表面出现波形起伏，则可以在那里实现特别高的强度值。
93.优选范围的值可实现优选的高强度。不言而喻，上述偏差描述了高度的最大值和最小值之间的差。
94.可替代地或附加地，还可以提供的是：(i)上述侧面至少以分段的方式具有粗糙深度rz、优选具有平均粗糙深度rz，其值在0.01μm到30μm之间、优选地在0.05μm到10μm之间、更优选地在0.05μm到5μm之间；(ii)表面粗糙度是平均表面粗糙度；(iii)上述表面的由该粗糙深度而导致的偏差比该表面的由高度调整而导致的偏差小1到5个数量级、优选地小2或3个数量级；和/或(iv)该表面的由表面粗糙度而导致的偏差比该表面的由高度调整而导致的偏差小2或3个数量级。
95.与高度调整类似，尽可能低的表面粗糙度或粗糙度深度已被证明对高强度特别有利，因此可以得到特别稳定且因此易于使用的基板子元件。
96.显然，表面粗糙度和高度调整属于不同的尺度，特别是相差1到5个数量级之间的
尺度。
97.可替代地或附加地，还可以提供的是：上述侧面至少以分段的方式被施加了预应力，和/或沿着该侧面，基板子元件的边缘强度、特别是主体的边缘强度大于100mpa、优选地大于150mpa，和/或在整个侧面上该边缘强度是变化的或恒定的。
98.可替代地或附加地，还可以提供的是：该侧面是平坦的和/或弯曲的，特别是在宏观尺度上该侧面是平坦的和/或弯曲的；特别地，优选在垂直于该侧面的至少一个横截面中，该侧面至少以分段的方式具有抛物线状和/或圆形轮廓和/或根据四次等式的轮廓。
99.特别有利地，在侧表面弯曲的情况下，可以转移作用在侧表面上的力，从而增加侧表面的稳定性。
附图说明
100.下文将描述本发明的其它特征和优点，在这些描述中，通过参考示意附图说明本发明的优选实施例。
101.在附图中：
102.图1a示出了现有技术中经处理的基板主体的俯视图。
103.图1b示出了现有技术中经处理的基板主体的截面图。
104.图2a示出了第一基板元件的俯视图。
105.图2b示出了第一基板元件的截面图。
106.图3a示出了第二基板元件的俯视图，其中光束处于根据现有技术的第一配置中。
107.图3b示出了第二基板元件的俯视图，其中光束处于第二配置中。
108.图4a示出了第三基板元件的俯视图，其中光束处于根据现有技术的第三配置中。
109.图4b示出了第三基板元件的俯视图，其中光束处于第四配置中。
110.图5a示出了在第一横截面中的艾里光束的射线追踪模型的第一截面图；并且
111.图5b示出了在第二横截面中的艾里光束的射线追踪模型的第二截面图。
具体实施方式
112.示例
113.图2a示出了矩形盘状第一基板元件101(例如玻璃元件)的俯视图。第一基板元件101包括基板主体103(例如玻璃主体)，其包括基板材料，例如玻璃。
114.图2b以垂直于图2a的俯视图延伸的截面图示出了第一基板元件101。
115.为了将第一基板元件101准备成能够沿位于图2b中的图的平面中并且延伸穿过圆形空腔105的中心点的分离面对其进行分离，根据本发明的方法提供了：在基板主体103中控制线状焦点107，使得该基板主体103的基板材料以分段的方式沿着所限定的分离面至少局部地被去除和/或被移位。为此，相继在基板材料的不同局部区域内形成线状焦点107，从而分别去除这些局部区域的基板材料或对其进行移位。该局部区域对应于先前基板材料中的空腔105的区域。然而，在材料不被去除或移位的情况下，基板主体103可能会在空腔105周围发生改性特别是损坏，例如，这些可以是折射率的变化。
116.在图2a的图的平面中，相邻局部区域彼此之间具有中心到中心的距离，该距离大于图的平面中局部区域的最大延展尺寸。
117.因此，线状焦点107通过激光束形成，该激光束继而以不对称的光束供给的光束形式形成在线状焦点的区域中。利用该不对称的光束供给，光束的部分光束109仅从被选择的方向入射，使得光束的部分光束109不会穿过基板主体103中的基板材料已经被去除和/或被移位和/或基板材料已经被压缩的区域传播。换句话说，在图2a和图2b中，由于穿孔从左至右形成，所以部分光束109仅从右侧入射。
118.激光束的波长为1030nm，该波长在基板主体103的透明范围内，并且激光束由超短脉冲激光器产生。该超短脉冲激光器的脉冲长度为1ps。
119.在一个实施例中，在基板材料被去除或移位的同时，第一基板元件101可以被流体包围(图2a和2b中未示出)，使得流体可以占据被去除或移位的基板材料的位置。这意味着，一旦基板材料被去除或移位，流体就可以已经占据其位置。结果是，图2a和2b所示的空腔105也将被流体完全填充。
120.因此，在本发明中，不对称光束供给是特别有利的。这在存在大面积横向干扰部和/或折射率差异的情况下特别明显。不对称光束供给使得形成焦点的光束的部分光束不受这种干扰部或折射率差异的影响，或仅受到很小的影响。
121.例如，本发明可以有利地用于在两个折射率之间的过渡部附近去除基板元件的材料和/或对其进行移位。
122.参考图3a、3b、4a和4b，通过考虑光束在不同情况下的不同配置，解释了所提出的方法与传统实现方式相比的优点。
123.为此，图3a和3b分别示出了相同的第二基板元件201的俯视图。第二基板元件201包括基板主体203(例如玻璃主体)，其包括基板材料，例如玻璃。
124.基板主体203的基板材料被局部地去除和/或移位，例如为了准备基板元件201的分离。为此，通过使用光束在玻璃材料内形成线状焦点205，以便在基板材料中形成空腔。线状焦点205垂直于图3a和3b中的图的平面延伸，并且位于基板元件201的边缘207附近。
125.边缘207表现为两个折射率之间(在图3a和3b中为从基板材料的折射率到围绕基板元件201的介质的折射率)的过渡部。
126.在图3a中，光束处于第一配置中，该第一配置包括根据现有技术的线状焦点205的常规光束供给。在此，线状焦点205由部分光束209形成，该部分光束209(在图3a的图的平面中)从所有方向入射。因此，某些部分光束，即图3a中虚线所示的那些光束，至少部分地延伸到基板元件201的外部。由于折射率在边缘207处发生变化，这会使焦点205的形成变得更加困难，或者甚至会完全阻止焦点205的形成。
127.在此，术语“从所有方向”是指在横向平面中(即在垂直于光轴的平面中)的分量。沿光轴的分量始终指向激光束的传播方向。或换句话说：在极坐标中观察时，方位角覆盖360
°
，即所有方向，并且极角在锥透镜指定的聚焦锥(作为最大延展尺寸)内移动。
128.在图3b中，光束处于第二配置中，该第二配置包括根据本发明的不对称光束供给。线状焦点205由部分光束209形成，该部分光束209(在图3b的图的平面中)仅从特定方向入射。在此，针对图3b中所示情况的部分光束209完全在基板元件201中延伸。这以特别有效的方式支持焦点205的形成。因此，不对称光束供给使得能够在边缘207附近形成稳定的焦点。
129.本发明例如也可以有利地用于在大面积横向干扰部附近去除基板元件的材料和/或使其移位。
130.图4a和4b分别示出了相同的第三基板元件301的俯视图。第三基板元件301包括基板主体303(例如玻璃主体)，其包括基板材料，例如玻璃。
131.基板主体303的基板材料将被局部地去除和/或移位。为此，通过使用光束在玻璃材料内形成线状焦点305，以便在基板材料中形成空腔。线状焦点305垂直于图4a和4b中的图的平面延伸，并位于基板元件301的干扰部307附近。在此，干扰部307表现为例如以折射率的变化和/或去除的玻璃材料的变化的形式引入到基板主体303中的几种改性。
132.在图4a中，光束以第三配置示出，该第三配置包括根据现有技术的线状焦点305的常规光束供给。线状焦点305由部分光束309形成，该部分光束309(在图4a的图的平面中)从所有方向入射。因此，某些部分光束，即图4a中用虚线所示的那些光束，至少部分地穿过干扰部307传播。这会使焦点305的形成变得更加困难，或者甚至会完全阻止焦点305的形成。
133.在图4b中，光束以第四配置示出，该第四配置包括根据本发明的不对称光束供给。在此，线状焦点305由部分光束309形成，该部分光束309(在图4b的图的平面中)仅从特定方向入射。因此，在图4b的图的平面中，部分光束仅在右上象限传播。部分光束309的传播方式使得其不会穿过干扰部307传播。这以特别有效的方式支持焦点305的形成。因此，不对称光束供给使得能够在干扰部307附近形成稳定的焦点。
134.特别地，在密集放置许多干扰部307的情况下，例如所提及的改性，部分光束309的影响、特别是遮蔽形式的的影响，是非常显著的。相应地，在这种情况下，不对称光束供给是特别有利的。这一应用的特殊情况是两条线的交点，特别是t型交点。或者换句话说，就是沿两条线延伸的改性的交点。通过适当地选择光束供给，本发明也可以优选地用于该目的。
135.因此，第一和第三配置分别示出了现有技术中使用的光束，以及相关的缺点。这些缺点可以通过选择根据选择根据本发明配置、例如第二和第四配置的一种光束来克服。
136.图5a示出了在第一横截面上的艾里光束的射线追踪模型的第一截面图。第一横截面平行于假设的(例如立方体)基板元件的分离面延伸。这意味着分离面位于x
‑
z平面(y＝0处)中且与完整的曲线状焦点相交。在图5a中，线状焦点在其中心，即点(x＝0；z＝0)周围的区域内具有最大强度。局部区域或有效区域与曲线状焦点对应且同样弯曲地延伸。在根据本发明的方法的情况下，相邻的局部区域或有效区域在正x方向上连续跟随。
137.图5b示出了在第二横截面中的艾里光束的射线追踪模型的第二截面图。第二横截面与第一横截面垂直，其例如可以是假设的(立方体)基板元件的表面，或者是在基板元件内与其平行延伸的平面。在根据本发明的方法中，相邻的局部/有效区域在正x方向上连续跟随。图5b中示出的第二横截面例如可以是根据本发明的第一和/或第二特定横截面。可以想到的是，第一和第二特定横截面都对应于图5b中示出的第二横截面。例如，可能需要的是，在第一或第二特定横截面中，即在图5b的第二横截面中，相邻的局部区域或有效区域彼此之间具有一定的中心到中心的距离。
138.在点(x＝0；y＝0)周围的区域，图5b中的横截面与激光束的线状焦点相交。此外，在正x值的区域中，可以看到激光束的侧向的部分光束。从图5b中还可以看到，艾里光束没有朝向负x值的侧向分量。相反地，根据本发明的方法以不对称的方式供给光束，也就是说，在图5b的情况中，光束仅从部分的具有正x值的半空间供给。因此，当线状焦点在正x轴方向上相对移动时，在先前的空腔的区域中没有出现部分光束。
139.如上所述，关于光束供给或能量供给，术语“不对称的”在本技术中的意思应当理
解为“非旋转对称的”。这意味着不排除其他对称方式。例如，本文描述的艾里光束具有与x
‑
z平面平行的镜面，如图5b所示。
140.上述说明书、权利要求书和附图中披露的特征不管是单独的还是组合的，在本发明的各种实施例中都可能是必需的。
141.附图标记列表
142.1基板元件
143.3基板主体
144.5空腔
145.7焦点
146.9部分光束
147.101基板元件
148.103基板主体
149.105空腔
150.107焦点
151.109部分光束
152.201基板元件
153.203基板主体
154.205焦点
155.207边缘
156.209部分光束
157.301基板元件
158.303基板主体
159.305焦点
160.307干扰部
161.309部分光束