[發(fā)明專利]采用高脈沖重復(fù)頻率的皮秒激光脈沖的激光直接燒蝕

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280014588.5
• 申請日: 2012-03-23
• 公開（公告）號: CN103493182A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 穆翰莫德·E·阿爾帕伊;松本久;馬克·A·昂瑞斯;李光宇
• 申請（專利權(quán)）人: 伊雷克托科學(xué)工業(yè)股份有限公司
• 主分類號: H01L21/301
• 分類號: H01L21/301;H01L21/28
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;黃燦

1.一種用于激光直接燒蝕的方法，所述激光直接燒蝕產(chǎn)生切割到介電層中的圖案以形成具有受控信號傳播特性的導(dǎo)電跡線，所述方法包括：

選擇用于沿著工件表面上的刻劃線移除期望深度的材料的劑量通量；

選擇一系列激光脈沖中每個激光脈沖的時間脈沖寬度；

選擇所述一系列激光脈沖的脈沖重復(fù)頻率，其中所述脈沖重復(fù)頻率的所述選擇至少部分基于所選擇的時間脈沖寬度，以維持沿著所述刻劃線的所選擇的劑量通量，并且其中所選擇的脈沖重復(fù)頻率提供沿著所述刻劃線的激光光斑的預(yù)定的最小重疊；

根據(jù)所選擇的劑量通量、時間脈沖寬度和脈沖重復(fù)頻率，使用激光源生成包括所述一系列激光脈沖的激光束；以及

提供所述工件和所述激光束之間的相對運動，使得所述激光束的路徑以選定的速率循著沿著所述工件的所述表面的所述刻劃線位置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所選擇的時間脈沖寬度小于或等于1μs。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所選擇的時間脈沖寬度在約10ps和約29ns之間的范圍內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所選擇的速率在約1m/s和約10m/s之間的范圍內(nèi)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所選擇的速率在約2m/s和約4m/s之間的范圍內(nèi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述沿著所述刻劃線的激光光斑的預(yù)定的最小重疊為光斑尺寸直徑的約60%。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述光斑尺寸直徑在約5μm和約30μm之間的范圍內(nèi)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所選擇的脈沖重復(fù)頻率在約750kHz和約5MHz之間的范圍內(nèi)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括：

確定作為所選擇的時間脈沖寬度的函數(shù)的所述激光源的工作通量，所述工作通量包括除以所選擇的時間脈沖寬度的平方根的所選擇的劑量通量。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中選擇所述脈沖重復(fù)頻率包括：

通過所述脈沖寬度的所述平方根來縮放所述激光源的最大脈沖重復(fù)頻率；

對于沿著所述刻劃線的激光光斑的所選擇的最小重疊，基于光斑尺寸和所選擇的速率來計算最小脈沖重復(fù)頻率；以及

選擇將在所縮放的最大脈沖重復(fù)頻率和所計算的最小脈沖重復(fù)頻率之間的所述脈沖重復(fù)頻率。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括：

在抖動方向上來回地抖動所述激光束，同時所述激光束的所述路徑以所選定的速率循著沿著所述工件的所述表面的所述刻劃線位置。

12.一種用于激光直接燒蝕的系統(tǒng)，所述激光直接燒蝕產(chǎn)生切割到介電層中的圖案以形成具有受控信號傳播特性的導(dǎo)電跡線，所述系統(tǒng)包括：

處理器；

計算機可讀介質(zhì)，其存儲用于促使所述處理器執(zhí)行以下步驟的計算機可執(zhí)行指令：

選擇用于沿著工件表面上的刻劃線移除期望深度的材料的劑量通量；

選擇一系列激光脈沖中每個激光脈沖的時間脈沖寬度；以及

選擇所述一系列激光脈沖的脈沖重復(fù)頻率，其中所述脈沖重復(fù)頻率的所述選擇至少部分基于所選擇的時間脈沖寬度，以維持沿著所述刻劃線的所選擇的劑量通量，并且其中所選擇的脈沖重復(fù)頻率提供沿著所述刻劃線的激光光斑的預(yù)定的最小重疊；

激光源，其用來根據(jù)所選擇的劑量通量、時間脈沖寬度和脈沖重復(fù)頻率來生成包括所述一系列激光脈沖的激光束；以及

運動元件，其用來提供所述工件和所述激光束之間的相對運動使得所述激光束的路徑以選定的速率循著沿著所述工件的所述表面的所述刻劃線位置。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所選擇的時間脈沖寬度小于或等于1μs。

14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所選擇的時間脈沖寬度在約10ps和約29ns之間的范圍內(nèi)。

15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所選擇的速率在約1m/s和約10m/s之間的范圍內(nèi)。

16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所選擇的速率在約2m/s和約4m/s之間的范圍內(nèi)。