激光微细加工:新的发展与应用

准分子激光微细加工已成为一种成熟的加工技术,在工业中有着广泛的应用,如喷墨打印机喷嘴的钻孔、传感器的生产和显示板的加工等。本文描述了准分子激光加工系统的重要概念,给出了在微细加工领域中已被开发出来的各种新方法。重点描述了用于加工复杂的、多层次三维微细结构的各种加工技术,并用加工出来的结构实例说明了它们的相关应用。此外,还给出了用亚纳秒固体纤维激光器进行微细加工获得的初步结果。最后叙述了用超短脉冲激光器进行激光微细加工这个快速增长的技术领域。     

准分子激光直接刻蚀聚酰亚胺技术研究

一、引言随着大规模集成电路和集成光学的不断发展,对加工技术的要求越来越高,如目前提出图形的精细化,过程低温化,掺杂薄层化及可控性优化等,而准分子激光器则以它能量高、波长短(200～400nm)等优点为解决这些问题提供了有利条件。于是,八十年代开始形成了准分子微细加工新兴技术领域。准分子激光微细加工大体可分为激光曝光技术,激光CVD     

激光微细加工在显示器应用中的新技术和发展

近年来，显示器得到了快速发展，并且没有放慢发展速度的迹象。该领域中的一个最重要的进展是利用激光完成各种微细加工任务。本文描述了利用准分子激光在聚合物材料中加工制造各种新型微细结构的新技术，同时给出一些典型微细结构的加工实例，并概述了激光技术在显示器制作方面的应用。最后讨论显示器激光加工制造的未来发展。     

准分子激光加工的应用

准分子激光加工的应用前言准分子激光器是一种大能量、高功率紫外激光器，作为超微细加工工具，在各种应用领域均受到重视，并且准分子激光器作为产业使用正逐步实用化。本文介绍准分子激光器的几种实用例子，重点介绍其优良的加工特性。首先，准分子激光加工的特征归纳为...     

LPX305iF型准分子激光光束质量诊断

以准分子激光应用于微细加工为目的,采用了一套光束诊断技术对德国Lambda Physik LPX 305iF型KrF准分子激光器进行了全面鉴定。     

充满活力的光学微细加工技术

本文简要评述了近年来国外光学微细加工技术的最新进展。常规光学曝光己可满足16MDRAM生产的要求;准分子激光曝光有能力实现64M甚至256MDRAM生产;宽带步进扫描曝光机和激光图形制作系统也在集成电路制造中显示了强大实力。九十年代仍将是光学微细加工技术继续占居主导地位的时代。     

短波激光用硼酸盐类波长转换晶体

近年来,可见到紫外的短波激光可望应用于半导体蚀刻用光源、机械材料、结构件等的批量加工、电子工业领域中的功能性结构件的微细加工、物质表面的改性、超微细加工、紫外成型、激光磨蚀等许多领域.但由于以往的短波激光光源用的是稀有气体卤化物类的准分子激光器,其工作效率低,寿命短,特性劣化快,工作电压高,装置尺寸大等很多缺点,故在操作和维修上需要投入很多劳动力、费用及时间.因此,开发能够解决这些问题的全固体短波激光光源已成为工业应用方面最重要的课题.     

准分子激光及其在微细加工中的应用

本文介绍准分子激光发展历史基本原理及其特性，并讨论了准分子激光在微细加工中的应用。     

ELPECμ-准分子激光器微细加工站

1993年春季以来,德国汉诺威的激光中心建立了一个准分子激光器微细加工站,简称为ELPECμ,为该中心提供了有效而灵活的工作站,以便利用准分子激光器进行微细加工。因为在市场上是得不到一个可以与之相比的加工站的,所以在该系统的筹建过程中,首先注意到对这种花费越来越多的加工的需求在不断增长,这种情况应予考虑,其     

激光微细加工展望

<正> 在电子学领域,将激光微细加工作为新的器件制造技术正在不断发展之中。在IC、LSI制造工艺中,对薄膜形成、光刻、腐蚀等不可缺少的工艺技术如果采用激光微细加工的话,有那些优点呢?从这种观点出发,对目前实际状况加以分析,笔者想就适用于超微细加工的激光加工技术加以介绍,以供有关人员参考。     

准分子激光加工PMMA生物芯片片基的实验研究

用准分子激光对高聚物材料进行微加工制作,可以得到比较理想的高聚物基生物芯片。采用248nm的KrF准分子激光器对PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)进行微细加工,探讨了准分子激光与PMMA相互作用的机理。进行了表面微通道制作和打孔实验,研究激光加工的工艺参数及加工质量的变化规律。结果表明,准分子激光蚀刻完全适合生物芯片的制作,而且加工过程简单,是一种行之有效的制作方法。     

基于准分子激光工艺制作X射线光掩膜

LIGA工艺是一项能够应用于制造三维微机械结构的微细加工技术,但制作掩膜版工艺复杂、成本高。为了解决商用的微光学系统制造成本问题,在Au薄膜上用准分子激光直写的方法制作掩膜,这样既能够很快得到雏形,同时也能够降低制作的掩膜版的成本。分析讨论了基于电子束制作掩膜版和基于准分子激光制作掩膜版两种方法,得出了准分子激光制作的掩膜在成本和时间上都有优势的结论。将通过准分子激光技术制作的掩膜置于X射线下,在PMMA基板上可以加工很好的三维微结构。通过依次直接激光烧蚀金薄膜可以加工具有一系列微球状结构的吸收体图形,再将此图形转写到PMMA基板上,可以得到的最低像素为25μm。     

新颖的光束整形光学系统扩大了准分子激光器的应用范围

准分子激光器在紫外波段发出的高脉冲能量和高平均功率的光束具有极好的稳定性，因此在诸多工业和科学研究领域的应用范围不断扩大。然而，大多数准分子激光器产生的矩形光束必须通过光学系统再整形方能满足激光加工的需要。由于准分子激光器输出光束的形状和强度分布不能用简单的光学系统进行变换，为此德国Lambda Physik公司开发了一种准分子激光束再整形用光学系统以满足各种应用的要求，如平板显示器制造中的硅退火和用光掩模写入的微细加工等。     

微机械的三维微细加工技术

在微机械加工中,三维微细加工是不可缺少的。加工方式有复制掩模图使图形一次形成的方式和用聚焦光束等通过描绘使图形逐次形成的方式。这些方式被应用在立体微细加工或表面微细加工上,复制方式中,开发了作为立体加工的、可高速穿透蚀刻基板的低温高速反应离子蚀刻(RIE)技术和作为表面加工的投影光化学气相淀积(CVD)技术。描绘方式中,开发了作为立体加工的硅激光辅助蚀刻技术和作为表面加工的、可在非平面聚合物上形成金属配线的激光CVD技术。这些技术己被应用在微型传感器与微型致动器的制造上。     

准分子激光微细加工光路变换研究

准分子激光微细加工技术以其较高的精度,较低成本及较快加工速度在微机械加工领域受到了极大的重视.它利用准分子激光波长短、光子能量高、脉宽窄、脉冲功率密度高的特点,其光子能量甚至高于某些材料的化学键而可以实现冷加工,并且波长短,聚焦光点小,所以加工精度高.但这毕竟不是一种成熟的技术,在很多方面还需要进行进一步的研究. 由于掩模投影成像法的加工为并行加工,加工速度快,加工精度高,可一次成形,为了能够控制加工的精度,必须要求激光光束均匀一致.而由于各种材料都有一定的刻蚀阈值,如果能量利用率过低,就会使准分子激光加工的范围变小.光束辐照强度分布均匀性与光能利用率,这是在光路调整中需要考虑的最为重要的两点. 采用均束器后,准分子激光光束的发散角对均束效果有较大的影响.而真正的光路调整需要综合考虑均束效果、能量利用率.由于光束经过均束器后发散角变大,必须采用场镜压缩发散角.由于准分子激光光束尤其是经过了复眼均束器后的准分子激光束已经远离纯几何光线或高斯光束的传播规律,场镜的尺寸选择不能依据传统的几何光学算法.我们按照发散角原则来对场镜参数进行计算,结合实验测量,最终得到了比较好的结果.(PE7)     

高重复频率大功率准分子激光器

准分子激光器是紫外区的一种大功率激光器，与采用CO2激光器或YAG石榴石 激光器的传统热加工不同，用准分子激光器有可能进行非热平衡、低温和微细加工。因此，这种激光器将来很有可能用作新一代半导体处理的光源。     

激光在微电子器件制造中的应用

本文简要综述激光辅助的加工技术在微电子器件制造中的应用,包括激光修复电路和掩模、激光制版、激光光刻,以及激光直接投影作图加工等情况。值得注意的是,作为微细加工关键设备的以准分子激光器为光源的分步重复光刻机近年来有了突破性进展,达到的分辨率为0.5～0.25μm,视场约15mm×15mm,能对Φ200mm的硅片以每小时十几片的生产率进行光刻,这已为生产16M DRAM(动态随机存储器)作好准备。     

飞秒激光加工

1　前言随着新激光装置的开发 ,激光加工技术也取得了巨大进展。 6 0～ 70年代是 YAG激光器与 CO2 激光器的时代 ,主流是金属加工。进入 80年代后 ,准分子激光器登场 ,发展为利用它的短波长对聚合物、瓷器等非金属材料进行精密加工。进入 90年代后 ,飞秒钛蓝宝石激光器进入了加工领域。其背景是时代对各种材料要求更精密的加工技术以及随着激光技术的进步 ,可以容易地得到飞秒领域的超短脉冲激光。的确 ,准分子激光器与以往的 YAG激光器及 CO2 激光器相比 ,可以用于更精密的加工 ,但不适合金属材料的加工。而 YAG激光器与 CO2 激光器…     

两级复眼式准分子激光微加工均束器的设计

介绍了一种两级复眼式均束器的设计。它不仅均匀效果好,传输效率高,输出光束截面尺寸连续可调,而且为掩模投影式准分子激光微加工系统提供了恰当的照明数值孔径,是准分子激光进行微机械、微光学、微电子等微细加工的优良照明系统。     

不锈钢表面光纤激光掩膜微细电解复合加工

为了实现不锈钢微细电解定域加工,提出激光掩膜表面改性微细电解复合加工技术。研发了激光掩膜微细电解复合加工装置,并进行样件加工试验。首先,采用光纤激光在304不锈钢表面扫描加热进行打标图案,利用X射线光电子能谱分析(XPS)对不锈钢表面激光打标图案进行分析,发现激光在不锈钢表面打标时被空气氧化生成铁、铬等氧化物,生成的打标图案具有耐腐蚀性,形成保护性掩膜。然后进行电解加工,由于掩膜图案在电解过程中起到保护作用,选择合适的电解加工参数,在不锈钢表面能加工复杂的微结构。最后利用SEM、光学轮廓仪来观测微结构形貌、粗糙度等。研究结果表明:利用激光表面改性,结合微细电解加工能实现304不锈钢微结构的快速加工,该工艺在微细加工领域具有很好的发展前景。