雷射加工技术

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1、第10章最新雷射加工技術10.1雷射修補10.2雷射光刻10.3雷射清洗10.4雷射劃片10.5雷射引致分離10.6雷射加工高密度撓性電路板10.7脈衝雷射濺射沉積薄膜技術10.8雷射輔助化學氣相沉積10.9雷射強化電鍍10.10雷射退火非晶矽10.1雷射修補10.1.1雷射微調[1]雷射微調包括薄膜電阻（0.01～0.6m厚）的微調、厚膜電阻（20～50m厚）的微調、電容的微調和混合積體電路阻抗值的微調。調阻時將雷射聚焦在電阻薄膜上，在計算機精確控制下，將物質汽化。首先對電阻進行監測，把監測數據傳送給計算機，計算機根據預先設定的程序，控制雷射依一定路徑切割電阻薄膜，並在線監測直至阻值達到

2、設定值，完成一個調阻過程。圖10.1L型切割方式及調阻曲線圖10.2雷射調阻的部份切割線型目前，雷射微調設備主要採用連續氪燈激發的Nd：YAG聲光調Q雷射器，平均功率幾瓦至二十幾瓦，調制頻率10～30kHz。圖10.31.3m波長Nd：YAG的雷射厚膜電阻微調機10.1.2儲存器雷射冗餘修正[1,2]製造儲存器雷射冗餘修正系統的關鍵技術是合適的雷射波長、微小的光斑、高定位精度掃描和高速控制軟體。用波長為1.3m的雷射進行修正，切口清潔、矽基片無破壞，每秒可切斷1000條連線。10.1.3掩模版雷射修補[1]高積體度電路的掩模版的製造，不可避免地會出現缺陷，缺陷主要有兩種形式：一種是非透明區

3、域出現針孔，另一種是透明區出現黑點（鉻）。用雷射修補系統修補掩模版時，先將半成品掩模版的圖像與CAD數據庫中的數據進行比較，確定缺陷的種類和位置。雷射修補系統接受這些訊息後，對於黑點缺陷，系統將雷射聚焦在多餘的鉻點上，使之汽化而去除了黑點，對於針孔缺陷，使針孔處在有機鉻氣氛中，用雷射照射使有機鉻分解，鉻沉積在針孔處，補上了針孔。10.2雷射光刻雷射光刻技術比傳統的汞燈光刻技術精細，可大幅度降低生產成本，可加工0.125～1m的線寬，非常適合於超大規模積體電路的製造。246nm的KrF準分子雷射，首先用於0.25m的晶片曝光，加上相移圖形和光學鄰近效應修正，後來可做到0.15m的晶片曝光。

4、193nm的ArF準分子雷射，可用於0.13m的晶片曝光，這一線寬與16Gbit動態隨機儲存器(DRAM)的相當。157nm的F2準分子雷射，可用於0.1m的晶片曝光，其最小特徵可達0.07m。圖10.4採用F2準分子雷射光源進行光刻腐蝕的線條10.3雷射清洗雷射清洗是一種新型雷射表面處理技術，其利用高能雷射照射工件表面，使表面的污物、銹斑或塗層發生瞬間蒸發或剝離，高速有效地清除對象表面附著物或表面塗層，而達到清潔材料表面的技術過程。由於雷射清洗需要專用的雷射設備，主要包括雷射清洗物體表面的微粒、雷射脫漆、雷射除銹和去氧化皮、雷射去油脫脂、雷射清洗微電子元件等。雷射的波長、能量密度、脈衝

5、次數、偏振狀態、入射方向、使用的氣流以及被清洗物體的材料和污染物的性質、大小等，都對雷射清洗效果有重要影響。10.3.1輪胎模具雷射清洗在汽車輪胎的生產中，輪胎模具由於受到橡膠、配合劑以及硫化過程中，所使用的脫模劑的綜合沉積污染，反覆使用會造成一些花紋污染死區。因此，輪胎模具的底部及周邊花紋，每隔2～3周需要清洗一次，每隔幾個月就要將整個模具徹底清洗一次。傳統方法是用化學藥水浸泡或噴砂清洗，不但費用昂貴、噪聲大、污染嚴重，而且還影響到模具的表面品質。1.雷射清洗輪胎模具的優勢(1)對環境無污染。(2)可實現在線上清洗作業。(3)對模具表面無損傷(4)清洗速度快，經濟效益好。(5)雷射清洗乾淨徹

6、底。2.輪胎模具雷射清洗系統圖10.5JETlasersystemGmBH的雷射清洗機圖10.6雷射清洗前後的對比照片10.3.2矽片雷射輔助清洗對於高積體度次微米半導體元件的製造來講，在矽片的製造過程中未完全清除的微粒污染會造成致命的缺陷，灰塵尺寸即使只有元件線寬的10%就可能造成元件失效。1.雷射清洗的優勢(1)提高精密元件的成功率。(2)特別適合於極高分辨率光刻前所需晶片的清洗。(3)效率高。(4)保護環境。(5)經濟效益高。2.通常採用的方法雷射乾式清洗：用高峰值功率的脈衝雷射照射被清洗材料，微粒或材料表面吸收雷射能量，由於熱擴散產生的力，將微粒撞擊離開表面，使基片實現清洗。雷射乾式

7、清洗常用的是短脈衝的紫外KrF準分子雷射。雷射輔助清洗：一是雷射能量被微粒周圍和下面的清洗劑吸收，導致清洗劑迅速升溫而發生爆炸性汽化，把微粒推離材料表面。二是使被清洗材料吸收雷射能量，使能量加熱清洗劑，導致產生爆炸性汽化而帶走微粒。雷射輔助清洗常用的是脈衝CO2雷射器。10.3.3雷射清洗聚醯亞胺薄膜在封裝的過程中，需要在聚醯亞胺薄膜上打通路孔、製造表面微結構電路圖案和佈置高密度連線等。在這些過