Устройство для лазерной обработки

 

Изобретение относится к оборудованию для лазерной обработки в микроэлектронике при производстве фотошаблонов больших и сверхбольших интегральных схем. Целью является повышение эффективности Изобретение относится к оборудованию для лазерной обработки с визуальным контролем в микроэлектронике при производстве фотошаблонов больших и сверхбольших интегральных схем. Целью является повышение эффективности и улучшение качества обработки. На чертеже представлена структурная схема устройства для лазерной обработки. Устройство содержит активный элемент 1 лазера, резонатор, состоящий из непрозрачного и частично прозрачного зеркал 2 и 3, фокусирующую оптическую систему 4 и свеи улучшение качества микрообработки o6i ектов. Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее активный эле мент лазера, резонатор, одним из элемен тов которого является непрозрачное зеркало, фокусирующую оптическую систему , экран, проекционную оптическую систему и светоделител ьный элемент, дополнительно введено частично прозрачное зеркало, используемое в качестве второго элемента резонатора, второе непрозрачное поворотное зеркало. Оптическая ось резонатора не совпадает с главной оптической осью активного элемента и параллельна ей. Для регулирования мощности лазерного излучения на оптической оси резонатора установлен светофильтр. Усилие пучка излучения, выходящего из резонатора , позволяет повысить эффективность обработки и стабилизировать параметры излучения при разделении по различным оптическим осям системы наблюдения и системы обработки излучением, что улучшает качество обработки. 1 ил. тоделительный элемент 5, установленные по разные стороны от активного элемента 1 на его главной оптической оси. Оно также содержит оптически связанные со светоделительным элементом 5 непрозрачное поворотное зеркало 6, светофильтр 7 и систему наблюдения с фокусирующей линзой 8 и экраном 9. Оптическая ось резонатора расположена внутри апертуры активного элемента, не совмещена с его главной оптической осью и параллельна ей. На оптической оси резонатора установлен светофильтр 7 и поворотfe а Оч 00 1ЧЭ

coIo3 сoBET(:êèõ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (чis В 23 К 26/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4683368/27 (22) 26.04.89 (46) 23.01.92, Бюл. N. 3 (71) Специализированное конструкторское бюро с опытным производством Отдела теплофизики АН УЗССР (72) А, M.Ï рохоров, Ф, В, Бункин, Д.T.Àëимов, Б,С.Лукьянчук, В.А.Бобырев, Г.А.Шафеев и М.P.Áðóê (53) 621.791.72.03(088,8) (56) Земсков К.И. и др. Лазерная обработка объектов с одновременным визуальным контролем в системе генератор-усилитель на парах меди. Квантовая электроника, т,11, N 2, 1984, с,418 — 420.

Авторское свидетельство СССР

N 467698,,кл,,Н 01 S 3/22, 1973, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ (57) Изобретение относится к оборудованию для лазерной обработки в микроэлектронике при производстве фотошаблонов больших и сверхбольших интегральных схем.

Целью является повышение эффективности

Изобретение относится к оборудованию для лазерной обработки с визуальным контролем в микроэлектронике при производстве фотошаблонов больших и сверхбольших интегральных схем.

Целью является повышение эффективности и улучшение качества обработки.

На чертеже представлена структурная схема устройства для лазерной обработки.

Устройство содержит активный элемент

1 лазера, резонатор, состоящий из непрозрачного и частично прозрачного зеркал 2 и 3, фокусирующую оптическую систему 4 и све, Ы 1706812 А1 и улучшение качества микрообработки об» ектов. Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее активный эле мент лазера, резонатор. одним из элемен тов которого является непрозрачное зеркало, фокусирующую оптическую систему, экран, проекционную оптическую систему и светоделительный элемент, дополнительно введено частично прозрачное зеркало, используемое в качестве второго элемента резонатора, второе непрозрачное поворотное зеркало. Оптическая ось резонатора не совпадает с главной оптической осью активного элемента и параллельна ей. Для регулирования мощности лазерного излучения на оптической оси резонатора установлен светофильтр. Усилие пучка излучения, выходящего из резонатора, позволяет повысить эффективность обработки и стабилизировать параметры излучения при разделении по различным оптическим осям системы наблюдения и системы обработки излучением, что улучшает качество обработки. 1 ил, I тоделительный элемент 5, установленные по разные стороны от активного элемента 1 на его главной оптической оси. Оно также содержит оптически связанные со светоделительным элементом 5 непрозрачное поворотное зеркало 6, светофильтр 7 и систему наблюдения с фокусирующей линзой 8 и экраном 9, Оптическая ось резонатора расположена внутри апертуры активного элемента, не совмещена с его главной оптической осью и параллельна ей. На оптической оси резонатора установлен светофильтр 7 и поворот1706812 ное зеркало 6, Система наблюдения выполнена в виде проектора. состоящего из экрана 9, активного элемента 1 в качестве усиливающей среды и проекционной оптической системы, состоящей из фокусирующей системы 4 и фокусирующей линзы 8.

Устройство работает следующим образом.

Генерируемое в резонаторе лазера излучение проходит светофильтр 7, служащий для изменения мощности излучения, отражается зеркалом 6 и светоделительным элементом 5 направляется по главной оптической оси активного элемента 1 в противоположную сторону выходящему из резонатора пучку, усиливается в активном элементе 1 как в усиливающей среде, фокусируется фокусирующей системой 4 на поверхность обрабатываемого объекта 10 и производит обработку.

С помощью системы наблюдения излучение, отраженное от объекта 10, проходит через фокусирующую систему, активный элемент 1 как усиливающую среду, светоделительный элемент 5, фокусирующую линзу

8 и проецируется на экран 9, где формируется в изображение зоны обработки.

Использование одного и того же активного элемента 1 лазера для формирования изображения объекта 10 и обрабатывающего пучка исключает проблему временной синхронизации пучков, несущих изображение, и обрабатывающих пучков, что неизбежно при использовании в качестве обрабатывающего пучка излучения стороннего источника.

Устройство реализовано с помощью квантового усилителя яркости — активного элемента 1 лазера на парах меди УЛ-101, работающего с частотой повторения лазерных импульсов f=10 кГц, В качестве обрабатываемого объекта 10 использовали полупроводниковые (GaAs, Ge, Si) и металлические пленки Au, Cu, нанесенные на чистые поверхности полупроводников;

В качестве фокусирующей оптической системы 4 использовали стандартные объективы 8", 20", 40", в качестве зеркал резонатора — плоские алюминированные зеркала. Светоделительный элемент 5 выполнен из стекла К8, В качестве светофильтра могут быть использованы нейтральные светофильтры

НС-1, Н-6. НС-7, БС-1.

Как показали проведенные испытания предлагаемого устройства, скорость травления ОаАз увеличилась более чем в 5 раз по сравнению с прототипом (7 мкм/с), Скорость осаждения As на поверхность Sl в 7 раз превышает скорость осаждения в оптической схеме прототипа.

Полученное ускорение реализованных микрохимических реакций обусловлено независимостью мощности лазерного излучения, инициирующего микрохимическую реакцию, от коэффициента отражения объекта 10.

Кроме этого, поскольку пучок, используемый для обработки, многократно усиливается в резонаторе, имеющем раздельную (по отношению к системе формирования изображения) ось, достигается высокая стабильность параметров лазерного излучения, используемого для обработки объектов.

Таким образом, предложенная конструкция устройства позволяет повысить эффек ивность и улучшить качество обработки за счет усиления и стабильности параметров лазерного излучения.

Формула изобретения

Устройство для лазерной обработки, содержащее активный элемент лазера, резонатор с одним из элементов, выполненным в виде непрозрачного зеркала, фокусирующую оптическую систему, установленную соосно с главной оптической осью активного элемента, светоделительный элемент, установленный на главной оптической оси активного элемента по другую сторону от него относительно фокусирующей системы, систему наблюдения, выполненную в виде проектора, состоящего из экрана, проекционной оптической системы и активного элемента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности и улучшения качества обработки, оно дополнительно снабжено оптически связанными со светоделительным элементом фокусирующей линзой, непрозрачным поворотным зеркалом, светофильтром, второй элемент резонатора выполнен в виде частично прозрачного зеркала, оптическая ось резонатора расположена внутри апертуры активного элемента и параллельна его главной оптической оси, а проекционная оптическая система выполнена в виде фокусирующей оптической системы и фокусирующей линзы, 1706812 б 7 3

Составитель Л.Назарова

Техред М.Моргентал Корректор, А.Осауленко

Редактор А. Бер

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 228 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5