本发明专利技术涉及一种基于超短脉冲有效地进行加工的方法。将第一激光超短脉冲光和第二激光超短脉冲光照射到加工物体，所述第一超短脉冲光具有近红外的第一波长；所述第二超短脉冲光具有从第一激光超短脉冲光通过使用非线性光学晶体单元进行波长变换得到的紫外区的第二波长。此时对第一激光赋予１００ｐｓ的时间延迟并进行照射。由此能够增大加工效率（加工量相对于照射能量的比例），减少第一激光穿过物体的光量，从而减小对基底的损伤等，使加工质量提高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术提供一种对相对于可见光或近红外光的透明体通过超短脉 冲有效且高质量地进行加工的方法及装置。将超短脉沖振荡的激光的一部分能量波长变换为uv (紫外)波长，该uv波长的激光比原基本波的激光在时间上先行对加工对象物进行照射。通过在同一处用由uv激光和长波长激光的双波长形成的合计能量进行照射来使作为加工对象的透明体的加工效率提高，并且通过uv激光的先行照射作用 来减少原基本波的激光透射，由此提供加工质量高的透明体加工方法 和加工装置。
技术介绍
在电子工业中，CPU、 DRAM及SRAM等半导体装置的精细化逐 年发展，对此力求内部电路的高集成化。这些装置的构造在硅片等半 导体基板上有许多由被称为low-k膜的、包含一部分金属配线的低电 容率绝缘膜构造组成的要素。在半导体装置制造工序中，需要在不给 周围带来热损伤或机械损伤的条件下对绝缘膜的仅仅一部分进行去除 加工，为此，目前应用纳秒激光等来实现该目的。与采用纳秒激光等脉沖宽度比飞秒区域长的激光的现有激光加工 相对照，在采用超短脉冲激光的加工中，能够减少热加工变质层的产 生、和即使对于该波长是透明的材料也可以通过以多光子吸收为代表 的非线性吸收来进行加工，这是公知技术。但是，由于超短脉沖的产 生使用了在近红外线波长范围中以宽频带光谱获得激光盈利的激光介 质，因此振荡效率高的超短脉沖从近红外位于中红外的波长范围。在对半导体基板上形成的low-k膜等绝缘膜的装置构成要素使用 中红外区波长的超短脉冲激光只对low-k膜组成有选择地进行去除加 工的情况下，在对绝缘膜从表面实施激光加工时，未被多光子吸收方式吸收的一部分激光透射了，并到达了半导体基板。由于半导体基板 材料的激光加工阈值远远低于绝缘膜，因此，在基板材料中将发生层 离(层间剥离)或碎裂(缺口 )等机械损伤。因此，加工透明体时，应考虑使用激光的波长范围中对透明体的吸收率大的激光波长的U V 超短脉冲激光。uv超短脉冲激光通过以下方式产生，即，使固体激光器振荡产生近红外区激光，从该输出激光使用非线性光学结晶变换 成高次谐波。但是，由于向高次谐波的变换效率低，因此，当使用uv 超短脉冲激光时，激光能量的利用率极其低下。现有技术中提出了通过对加工表面一边照射水银灯等的紫外线一 边照射近红外线激光来从表面进行加工的提案。但是，由于水银灯光 等照射面积大，即使对加工对象的不要部分也照射了 uv光，因此， 作为精细功能装置的加工方法是不适合的，同时，从水银灯等现有的uv光源照射到加工物体表面的功率密度小，实际进行效果观察存在实质上的困难。专利文件1美国再发行专利第37585号说明书
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术所要解决的问题在于，提供一种在使用超短脉冲激光对半 导体基板等上的透明体从表面高精度实施加工时能够减少透射透明体 的光量同时将加工效率提高至高效率的加工方法和加工装置。解决课题的方法为了解决上述课题，本专利技术涉及一种基于激光的加工方法，其特 征在于包括产生第一激光的步骤，所述第一激光为具有第一波长的 超短脉冲；将所述第一激光能量的一部分变换成第二激光的步骤，所 述第二激光为具有第一波长高次谐波的第二波长的超短脉沖；对第一 激光相对于第二激光赋予时间延迟的步骤；将第一激光及第二激光在 同轴上聚光的步骤；以及，对加工对象物照射被聚光的第一激光及第 二激光的步骤。另外，其特征在于，所述时间延迟为100ps以内。 另外，其特征在于，第一波长为超过500nm的波长，第二波长为 500nm以下的波长。另外，其特征在于，所述加工对象物至少相对于第一波长是透明的。另外，其特征在于，所述加工对象物体为由基板和透明层构成的 物体的所述透明层部分，所述透明层形成于基板表面的至少一部分上 并至少相对于第一波长是透明的。另外，其特征在于，所述透明层为绝缘体。另外，其特征在于，所述基板为半导体基板。另一方面，本专利技术涉及一种激光加工装置，其特征在于包括激 光发生装置，其产生第一激光，所述第一激光为具有第一波长的超短 脉冲；波长变换装置，其将所述第一激光能量的一部分变换成第二激 光，所述第二激光为具有第一波长高次谐波的第二波长的超短脉冲； 延迟发生装置，其对第一激光相对于第二激光赋予时间延迟；聚光装 置，其将第一激光及第二激光在同轴上聚光。另外，其特征在于，所述延迟发生装置的所述时间延迟为100ps 以内。另外，其特征在于，第一波长为超过500nm的波长，第二波长为 500nm以下的波长。另外，其特征在于，所述延迟发生装置通过对第一激光赋予比第 二激光更长的光路长度来实现。专利技术的效果通过将第一脉冲激光的一部分变换成高次谐波以产生第二脉沖激 光，并且对第一脉沖激光赋予时间延迟，两个激光在同轴上聚光并对 加工物体进行照射，由此，能够提高用去除加工量相对于照射能量的 比例求得的加工效率。另外，由于加工对象物相对于第一脉冲激光是透明的，因而能够 减少第 一激光透射加工对象物的光量，特别是当透明的加工对象物形成于基板上的情况下，能够减轻给该基板带来的损伤。 附图说明图1是实施与本专利技术有关的多波长激光照射的方法和装置构成的 说明图。图2示出了使多波长重叠照射时的延迟时间改变情况下的去除加 工量。图3示出了使多波长重叠照射时的延迟时间改变情况下的第一激 光的透射率。附图标记的说明1. 激光振荡部2. 近红外线激光输出光束3. 波长板5. 波长变换部6. 双波长激光7. 波长分割滤波器8. 近红外激光(第一激光)9. UV激光(第二激光) 11、 12、 15.全反射镜19. 光3各迂回单元13. 聚光点14. 透明体16. 聚光透镜17. 波长合成滤波器18. 照射用激光20. 力口工物体 22.基板31.透明体表面具体实施方式下面参照图l对本专利技术进行详细说明。图l示出了产生多波长脉 沖激光的构成例。作为激光放大介质的掺钛蓝宝石(中心波长为780nm)等，从近红外区的波长为700nm至980nm波长范围的锁才莫激 光器、或者掺铒或镱的光纤维激光器的锁模输出使用非线性光学晶体 使振荡频率翻倍，用钛蓝宝石的放大介质对其进行放大，把振荡出超 短脉冲的近红外线激光的激光振荡部l作为激光源使用。超短脉沖是 指^^冲宽度在100ps以内的脉沖。对来自激光振荡部1的近红外线激光输出光束2使用波长板(例 如二分之一的波长板)3,在转动偏光面方向的、由非线性光学晶体构 成的波长变换部5中产生基本波波长的二分之一、三分之一、或者四 分之一的UV(紫外线)激光。由于通过使用众所周知的波长更换技 术可以产生UV激光，因此在此省略该变换技术的详细说明。由于非 线性光学结晶的晶轴方向与变换前的激光的直线偏光面的相对位置关 系将影响高次谐波产生的变换效率，因此设置波长板3以用于调节变 换效率。近红外线激光输出光束2通过波长变换部5内时成为未作波 长变换而通过的基本波成分的第一激光8、和变换为UV光的第二激 光9。两者的比例由变换效率来决定，适当比率混合的双波长激光6 以同轴配置得到。此双波长激光6通过波长分割滤波器7分为第二激光9和第一激 光8的成分。第二激光9被波长分割滤波器7反射并朝向波长合成滤 波器17。另一方面，近红外的第一激光8通过滤波器7经由具有全反 射本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于激光的加工方法，包括： 产生第一激光的步骤，所述第一激光为具有第一波长的超短脉冲； 将所述第一激光能量的一部分变换成第二激光的步骤，所述第二激光为具有第一波长高次谐波的第二波长的超短脉冲； 对第一激光相对于第二激光赋予时间延迟的步骤； 将第一激光及第二激光在同轴上聚光的步骤； 对加工对象物照射被聚光的第一激光及第二激光的步骤。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：镰田将尚，住吉哲实，辻川晋，
申请(专利权)人：彩覇阳光株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。