[发明专利]基于激光的材料加工方法和系统

摘要

不同的实施例可用于工件的靶材料的基于激光的改性，同时有利地实现在加工处理能力和/或质量上的改进。加工方法的实施例可包括以足够高的脉冲重复率将激光脉冲聚焦和引导至工件的一区域，以便材料被有效地从所述区域去除，并且在所述区域内、接近所述区域或两者的不想要的材料量相对于以较低重复率可获得的量有减少。在至少一个实施例中，超短脉冲激光系统可包括至少一个光纤放大器或光纤激光器。不同的实施例可适用于在半导体基片上或内切片、切割、划片和形成结构。工件材料还可包括金属，无机或有机电介质，或要通过飞秒和/或皮秒脉冲并且在某些实施例中用脉冲宽度达到几纳秒的脉冲进行微加工的任何材料。

主权项

1.一种基于激光的系统，所述基于激光的系统用于划片、切片、切割或加工包括半导体材料和图案的多材料工件，同时限制再沉积材料的积聚，所述图案包括电介质材料和金属材料的至少一种，所述系统包括：至少一个光学脉冲源，所述至少一个光学脉冲源被设置成产生长脉冲宽度可达到10纳秒的长脉冲和超短脉冲宽度在从10飞秒到500皮秒范围内的超短脉冲，所述长脉冲宽度长于所述超短脉冲宽度；光学放大系统，所述光学放大系统被设置成放大来自所述至少一个源的脉冲并产生具有至少一个脉冲宽度在从几十飞秒至500皮秒范围内的输出脉冲；调制系统，所述调制系统包括至少一个光学调制器，被设置成提供输出光学脉冲的重复率；光束传送系统，所述光束传送系统被设置成将脉冲激光束聚焦和传送至所述工件；和定位系统，所述定位系统被设置成相对于工件的一种或多种材料在多程通过中定位光束，所述定位系统被设置成以所述重复率和光斑尺寸在工件的一种或多种材料上或内产生预选定的光斑重叠因子的速率来定位光束，所述预选定的光斑重叠因子在75％和99％之间或超过99％；其中基于激光的系统被设置成使得：长脉冲被传送到所述图案而超短脉冲被传送到所述半导体材料，在由长脉冲去除图案的部分期间产生的热影响区的深度程度大于在由超短脉冲去除半导体材料的部分期间产生的热影响区的深度程度，和在至少一部分的图案内的热积聚足够高以避免所述一部分的图案与半导体材料的脱层。