Устройство для обработки материалов лучом лазера

 

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В 23 К 26/00 с присоединением заявки М

Гасударственный квмнтвт (23) Приоритет

Опубликовано 07.01.83. Бюллетень М 1 де делам нзаврвтвннй н втврытнй (53) УДК 621.791.72(088.8}

Дата опубликования описания 07. 01. 83 (72) Авторы изобретения

А.С. Скрипниченко и Л.С. Гликин (7l) Заявитель (54} УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ

ЛУ1ОМ ЛАЗЕРА

Изобретение относится к лазерной . технике, в частности к лазерному оборудованию, предназначенному для обработки различных объектов лазерным лучом, преимущественно для обработки пленок, нанесенных на подложку.

Известно устройство. 1 для обработки деталей лучом лазера, содержащее лазер, микроскоп для наблюдения за обрабатываемым объектом.

Известное устройство не обеспечивает качественного выполнения обработки, так как порог разрушения изолирующего слоя, ниже чем порог разрушения контактных площадок, т. е. для обработки контактных площадок требуется большая интенсивность излучения, чем для обработки изолирующего слоя, что с неизбежностью приведет к поврежде нию изолирующего слоя, а разрушение 20 изолирующего слоя приводит к выходу схемы из строя.

Известно устройство $2) для обра- ботки объектов лазерным лучом, содер2 жащее лазер, в резонаторе которого установлены сферическое зеркало и обрабатываемый объект, который является вторым зеркалом резонатора. Устройство содержит фокусирующую систему, расположенную между лазером и обрабатываемым объектом, систему визуального наблюдения за объектом, выполненную уже в виде проектора, источник питания.

Это устройство позволяет производить обработку объектов с одновременным наблюдением на экране. Недостатком известного устройства является невозможность выполнения обработки участка объекта с высокой отражательной способностью при отсутствии обработки материала с меньшей отражательной способностью из-эа отсутствия средств регулирования в широких пределах интенсивности лазерного излучения.

С целью обработки пленок без повреждения материала подложки в предлага" емом устройстве система визуального

3 98668 наблюдения снабжена приспособлением для определения порога разрушения материала, а резонатор снабжен сфето, фильтром с регулируемым пропусканием, установленным между активным элемен, том и сферическим зеркалом, устройст во также снабжено исполнительным механизмом, кинематически связанным со сфетофильтром и приспособлением для определения порога разрушения матери- ® ала. Кроме того, светофильтр должен быть установлен под углом к оптической оси активного элемента.

Необходимость установки светофильт. ра под углом к оси активного элемента з обусловлена тем, что необходимо устра-, нить (отвести в сторону от активного элемента) свет, отраженный от поверх ности светофильтра, в противном случае интенсивность излучения может увеличиваться из-эа дополнительных проходов через усиливающую среду отраженного от светофильтра света, что может привести к нежелательной обработке материала с меньшим коэффициентом отражения.

Сущность явлений, реализованных предложенным устройством, состоит в том, что при использовании в сверхиэлучающем лазере резонатора типа "объ30 ект (обрабатываемый материал) — зеркало" интенсивность излучения зависит от отражательной способности обрабатываемого материала.

Чем выше отражательная способность элемента, тем больше интенсивность из-З лучения лазера, и наоборот. Таким образом, если перед началом обработки пленки с высокой отражательной, способностью, которая нанесена на материал с меньшей отражательной способностью, 4О установить такое значение интенсивности, чтобы она была мала для обработки материала с меньшей отражательной способностью, то при попадании излучения ..на участок обрабатываемого материала 45 с большей отражательной способностью интенсивность излучения возрастет и этот участок будет обрабатываться. Как только слой пленки будет испарен, интенсивность излучения уменьшится и s0 нижний слой, нанесенный на подложку, обрабатываться не будет.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит активный эле- ss мент 1 лазера, источник питания 2, сферическое зерквло 3 резонатора, фокусирующую систему 4, расположенную

3 ф между активным элементом и объектом 5, размещенным на координатном столе 6, обеспечивающем перемещение его в двух взаимно перпендикулярных направлениях, систему визуального наблюдения 7 за объектом (которая в принципе может быть выполнена.в виде единого целого с фокусирующей системой 4) снабженную средством для определения порога разрушения материала, выполненным, например, в виде оптического прибора для определения наличия паров (частиц) материала в воздухе, (таким средством может быть и глаз оператора), к1 нематически, через исполнительный механизм 8, связанную со светофильтром с регулируемым пропусканием 9, расположенным между объектом 5 и сферическим зеркалом 3 под углом к оси излучения лазера.

Устройство работает следующим образом, С помощью источника питания 2 активный элемент 1 доводится до состояния, при котором мощность постоянна во времени. С помощью координатного стола Ь и системы визуального наблюдения 7 объект 5 выводится в такое положение, в котором излучение, сфокусированное фокусирующей системой 4, попадает на участок объекта с меньшим коэффициентом отражения. При помощи системы визуального наблюдения, снабженной средством для определения порога разрушения, и исполнительного механизма 8, пропускание светофильтра 9 регулируется таким образом, чтобы интенсивность излучения была недостаточна для обработки указанного участка объекта. С помощью координатного стола 6 вручную или по программе под излучение последовательно вы-" водятся подлежащие обработке участки объекта с большим коэффициентом отражения и производится их обработка до достижения желаемого результата.

При этом разрушение материала с меньшим коэффициентом отражения исключено по причинам, описанным ранее.

Реализация поставленной цели позволяет также полностью автоматизировать поиск и исправление дефектов напыления контактных площадок гибридных интегральных схем на анодированном алюминии. Для этого достаточно запрограммировать последовательный обход контуров контактных площадок, и лазерное излучение автоматически испра5 986683 4 вит дефекты напыления, не разрушая стол, о т л и ч à ю щ е е с я тем, при этом изолирующий слой. что, с целью обработки пленок без na"

Испытания макета устройства пока- вреждения материала подложки, система зали также возможность успешного при- визуального наблюдения снабжена применения устройства для корректировки 5 способлением для определения nopora фотошаблонов интегральных схем, под- разрушения материала, а резонатор снаб гонки тонкопленочных резисторов на жен светофильтром с регулируемым проразличных подложках. пусканием, установленным между активным элементом и сферическим зеркалом, при этом устройство снабжено исполниФормула изобретения тельным механизмом кинематически связанным со светофильтром, и приспособ1. Устройство для обработки матери- лением для определения порога разруалов лучом лазера, преимущественно . шения материала. пленок, нанесенных на подложку, пок- 35 2. Устройство по и. 1, о т л M ч а рытую материалом с коэффициентом от- ю щ е е с я тем, что светофильтр уста ражения меньшим, чем у.пленки, содер- новлен под углом к оптической оси акжащее активный элемент, резонатор,об.- тивного элемента. разованный сферическим зеркалом и об- Источники информации, рабатываемым материалом, источник-пи- щ принятые во внимание при экспертизе тания, фокусирующую системы, установ- 1. Авторское свидетельство СССР ленную между активным элементом и об- У 224678, кл. 8 23 К 26/00, 1978 рабатываемым материалом, систему ви- 2. Авторское свидетельство СССР вуального наблюдения и координатный N 467698, кл. 8 23 К 26/00, 1970.

Составитель Т. Яровая

Редактор Н. Коляда Техред.Е.Харитончик Корректор Е.Рошко т

Заказ 10399/19 Txpaw 1.104 Подписное .

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент",.г. Ужгород, ул. Проектная, 4