越來(lái)越多的高精度材料加工應(yīng)用需要使用短
脈沖激光器。這些應(yīng)用包括印刷電路板和柔性電路板上的微盲孔鉆孔、
半導(dǎo)體存儲(chǔ)器修復(fù)、太陽(yáng)能電池邊緣隔離和薄膜圖形化，以及
LED制造中的藍(lán)寶石基板劃線(xiàn)。[1]所有這些應(yīng)用的典型特征都是小型化日益加劇，和/或在降低制造成本方面面臨持續(xù)不斷的壓力。
'.xkn{c ~l@%=/m 小型化和縮減特征尺寸是采用短脈沖激光的主要原因。為了減小工件上的熱影響區(qū)和隨之而來(lái)的對(duì)附近元件的潛在損害，通常需要小于80ns的脈寬。微米級(jí)特征也偏向于更短的
波長(zhǎng)，因?yàn)槎滩ㄩL(zhǎng)可以實(shí)現(xiàn)更小的聚焦光斑尺寸。材料的吸收特征也是確定激光波長(zhǎng)時(shí)需要考慮的一個(gè)關(guān)鍵因素。
_"`/^L`Q? "URVX1#(r 此外，隨著特征尺寸的縮小，在單個(gè)設(shè)備中或單位面積內(nèi)會(huì)出現(xiàn)更多的特征，因此必須增加激光脈沖重復(fù)率，否則設(shè)備的制造周期將會(huì)延長(zhǎng)。由于特征是制造于基底之上的，當(dāng)基底的尺寸同時(shí)增長(zhǎng)時(shí)，上述要求就變得更加迫切。例如，在過(guò)去10年中，半導(dǎo)體內(nèi)存
芯片的最小特征尺寸從150μm下降到了60μm。與此同時(shí)，硅晶圓的尺寸從200mm增加到了300mm。因此，可以印刷在單個(gè)晶圓上的特征數(shù)量已經(jīng)躍升了14倍。在這個(gè)例子中，特征尺寸的減小也推動(dòng)了加工過(guò)程采用紫外波長(zhǎng)以形成更小的光斑尺寸。這些進(jìn)展推動(dòng)
激光器開(kāi)發(fā)人員將基頻波長(zhǎng)為1.0μm左右的平均輸出功率提高了10倍，并且將應(yīng)用波長(zhǎng)移至355nm。在其他微電子應(yīng)用中，這種趨勢(shì)同樣十分明顯。表面積的增加和加工時(shí)間的減少，推動(dòng)了太陽(yáng)能電池加工技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。
