157nm激光微加工过程中激光参量对刻蚀性能的影响

为了研究157nm激光工艺参量对刻蚀性能的影响,采用157nm深紫外激光对两种宽禁带材料(石英玻璃和蓝宝石)进行微刻蚀试验,得到了理想的工艺参量范围,蓝宝石的刻蚀速率大约是石英玻璃的一半,并且蓝宝石的刻蚀表面要比石英玻璃粗糙得多。随着刻蚀深度的增加,光解生成物的脱出变得困难,从而导致刻蚀速率的降低。选用较高的扫描速率和较低脉冲频率的组合进行激光扫描刻蚀能有效地降低刻蚀面的粗糙度。结果表明,对非金属材料的刻蚀,激光的能量密度在材料刻蚀阈值的2.5倍～4倍时能获得较好的刻蚀效果。

基于157nm深紫外激光的蓝宝石基片微加工

为了探索157nm深紫外激光对蓝宝石材料的微加工技术,采用157nm激光微加工系统,对蓝宝石基片进行了扫描刻蚀和打孔加工,以研究激光工艺参量与刻蚀深度、表面形貌的关系,分析了157nm深紫外激光对蓝宝石材料的作用机理,并利用扫描刻蚀法在蓝宝石基片上加工了一个2维图形。由实验结果可知,157nm深紫外激光作用于蓝宝石材料是一个光化学作用与光热作用并存的加工过程,适合扫描刻蚀的加工参量为能量密度3.2J/cm^2,重复频率10Hz～20Hz,扫描速率0.15mm/min;在能量密度2.5J/cm^2下的刻蚀率为0.039μm/pulse。结果表明,通过对激光重复频率和扫描速度的控制可实现蓝宝石材料的精细微加工。

基于神经网络的157nm激光微加工

157nm激光被视为光刻和微加工的有力工具之一,其加工的表面质量强烈依赖于激光参数。针对157nm微加工的特点,提出建立人工神经网络优化工艺参数的方法。分析与实验结果表明,利用优化的工艺参数进行激光微加工,其刻蚀质量得到明显提高。