[發明專利]LD陣列多側面泵浦激光器

無效

• 申請號: 201210090471.7
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN102623879A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 劉世文
• 申請（專利權）人: 劉世文
• 主分類號: H01S3/0941
• 分類號: H01S3/0941;H01S3/131
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于材料微細加工的LD陣列多側面泵浦激光器，可以獨立或者配合探針臺系統使用。

背景技術

探針臺是半導體器件測試中使用非常普遍的設備。當芯片設計工程師或者失效分析工程師調試電路時，通常都會用到分析探針臺。探針臺通常包括一個基臺，基臺上有探針座平臺，平臺上放置可三維調節的探針座，一個載物臺，載物臺可以放置被測芯片，一個顯微鏡支架，一個顯微鏡。探針座可以調節探針座接觸芯片的電極，進行芯片信號的測試。

探針臺通常用于芯片或者LCD液晶屏分析。該類器件通常是具有多層材料的結構。比如，集成電路通常是制造在半導體硅片上，由一層或多層多晶硅和一層或者多層鈍化層以及一層或者多層金屬構成。

當用探針點測芯片金屬電極時，需要先把最上層的保護鈍化層去掉露出金屬層。去掉鈍化層可以用超聲波，探針刮，等離子或者化學刻蝕，FIB聚焦離子束，或者激光方法實現。激光方法是通過顯微鏡聚焦脈沖激光實現鈍化層的去除。激光也可以用于切斷金屬線來修改芯片內部線路。

類似的，在大尺寸LCD液晶屏制造過程中，線路短路是制造過程中可能出現的現象。而大尺寸LCD價格昂貴，較經濟的方法是對這些短路位置進行切斷修復。激光可以通過聚焦后以高能量氣化短路位置材質。LCD液晶屏上的線路材質通常是ITO(一種透明的導電薄膜)，電極通常是Cr(鉻)。液晶屏的CF濾光片在制造過程中也通常有瑕疵。因此，ITO、Cr電極和CF濾光片的缺陷也是需要激光來修復的。

以前的一些探針臺包含的激光器比較典型的是Xenon氙激光器，例如：型號SUSS?XLC的激光器。該系統采用脈沖xenon氙激光源，通過顯微鏡后直接作用于器件。該激光器輸出532可見光波段激光，所以可以穿過一般的顯微鏡的光學鏡組。該單波段激光器非常復雜，而xenon氙激光器必須同顯微鏡一起安裝。這將使本來龐大的探針臺系統更加復雜，并且非常昂貴。

并且，該激光只有綠光單波段輸出，只能切除部分材質，限制了其應用范圍。半導體通常材質有幾層金屬層，金屬層之間是絕緣層，制造完畢后再長一層鈍化層保護。鈍化層通常是氧化硅、氮化硅和多晶硅。大部分的鈍化層對于綠光是穿透的。因此綠光激光去鈍化層只能是加熱鈍化層下面的金屬層使上層的鈍化層受熱氣化。但這種方式只有在下面的金屬層足夠多，不至于金屬層本身被氣化時才可行。對于下層為微細的金屬線路此法則不可行。另外，在對半導體進行分析時，硅會吸收綠光使得硅發熱，從而可能導致硅損傷。

還有一種可以提供多波段激光輸出的激光器，例如：型號New?wave?ezlaze3激光器。其激光器為被動氣冷、可調Q的燈泵浦Nd:YAG激光器，可輸出1064、532、355和266nm波段激光。另外，在倍頻后的光路上設置光學衰減器，用于對所有輸出波段激光的能量進行調節。如圖1所示，光學衰減器1由一個位于光路的偏光片2和多波長半玻片3組成。半波片3與多波段的激光發生調諧，偏光片2位于可以旋轉的機構4來調節輸出能量。

但是，激光器采用燈泵浦Nd:YAG激光器，會產生以下問題：燈泵浦是利用氪燈或者氙燈發出的光來泵浦，氪燈發出的光的光譜較廣，只是在808nm處有一個稍大的峰值，其它波長的光最后都變成無用的熱量散發掉了，因此其燈泵浦激光器的轉換效率相對于半導體泵浦要低得多，大約只有3％左右，泵浦燈的發出的能量大部分轉換成了熱能，造成了極大的能源浪費。氙燈作為泵浦源有同樣的低效問題。

另外，采用光學衰減器來調節激光器輸出的能量，會產生以下問題：研究表明，當多波長半玻片光學厚度為接近基波、二倍頻、三倍頻、四倍頻激光這四個激光半波長的奇數倍時，該多波長半玻片能夠調節所有這四個激光。但是，光學衰減器不能夠對基波、二倍頻、三倍頻和四倍頻激光均保證高的透過率，對于某些波長的激光，其衰減作用太大，會造成很大的能量損失。例如，當衰減器導通時，0.77901mm厚度的光學級別透明石英鏡片能通過100％四倍頻，99.4％三倍頻，98.6％二倍頻，89.3％基頻；0.0865mm，100％四倍頻，89％三倍頻，100％二倍頻，62％基頻。0.3091mm，100％四倍頻，98％三倍頻，77％二倍頻，99％基頻。0.5564mm，100％四倍頻，85％三倍頻，87％二倍頻，96％基頻。0.9274mm，100％四倍頻，85％三倍頻，100％二倍頻，88％基頻。

因此，需要一種更加經濟、使用方便、高效、節能的激光器。

發明內容