Устройство для обработки материалов лучом лазера

Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оц 986683(22)Заявлено 2 с присоединен (23) П риорнтеОпублико Дата опу 23 К 26 Гесударетвевей кфмлтет СССР до делам лзабретенлй и етлрытийано 07.01,83. Бюллетень Мбликования описания 07, 01. 83(71) Заявите 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ ЛУ 1 ОМ ЛАЗЕРА 5 для обра-ом, содерИзобретение относится к лазерной . технике, в частности к лазерному обо. рудованию, предназначенному для обработки различных объектов лазерным лучом, преимущественно для обработки пленок, нанесенных на подложку,Известно устройство. 1 1 для обработки деталей лучом лазера, содержащее лазер, микроскоп для наблюдения за обрабатываемым объектом.Известное устройство не обеспечивает качественного выполнения обработки, так как порог разрушения изолирующего слоя, ниже чем порог разрушения контактных площадок, т. е. для обработки контактных площадок требуется большая интенсивность излучениячем для обработки изолирующего слоя, что с неизбежностью приведет к поврежде нию изолирующего слоя, а разрушение 2 изолирующего слоя приводит к выходу схемы из строя.Известно устройство 1.21ботки объектов лазерным луч жащее лазер, в резонаторе которого установлены сферическое зеркало и обрабатываемый объект, который является вторым зеркалом резонатора, Устройство содержит фокусирующую систему, расположенную между лазером и обрабатываемым объектом, систему визуального наблюдения за объектом, выполненную уже в виде проектора, источник питания.Это устройство позволяет производить обработку объектов с одновременным наблюдением на экране. Недостатком известного устройства является невозможность выполнения обработки участка объекта с высокой отражательной способностью при отсутствии обработки материала с меньшей отражательной способностью из-эа отсутствия средств регулирования в широких пределах интенсивности лазерного излучения.С целью обработки пленок без повреждения материала подложки в предлага" емом устройстве система визуальногоПри этом разрушение материала с меньшим коэффициентом отражения исключено по причинам, описанным ранее.Реализация поставленной цели поз.воляет также полностью автоматизировать поиск и исправление дефектов напыления контактных площадок гибридных интегральных схем на анодированном алюминии, Для этого достаточно запрограммировать последовательный обход контуров контактных площадок, и лазерное излучение автоматически испра 3 98668наблюдения снабжена приспособлениемдля определения порога разрушения материала, а резонатор снабжен сфето, фильтром с регулируемым пропусканием,установленным между активным элемен, том и сферическим зеркалом, .устройство также снабжено исполнительным механизмом, кинематически связанным сосфетофильтром и приспособлением дляопределения порога разрушения матери- Еала, Кроме того, светофильтр долженбыть установлен под углом к оптической оси активного элемента.Необходимость установки светофильтра под углом к оси активного элемента д обусловлена тем, что необходимо устра-, нить (отвести в сторону от активного элемента) свет, отраженный от поверхности светофильтра, в противном случае интенсивность излучения может увеличиваться из-эа дополнительныхпроходов через усиливающую среду отраженного от светофильтра света, чтоможет привести к нежелательной обработке материала с меньшим коэффициентом отражения.Сущность явлений, реализованныхпредложенным устройством, состоит втом, цто при использовании в сверхиэлуцающем лазере резонатора типа "объ 30ект (обрабатываемый материал) - зеркало" интенсивность излуцения зависитот отражательной способности обрабатываемого материала.Чем выше отражательная способностьэлемента, тем больше интенсивность из.з лучения лазера, и наоборот. Таким образом, если перед началом обработкипленки с высокой отражательной, способностью, которая нанесена на материал с меньшей отражательной способностью, 10 установить такое значение интенсивности, цтобы она была мала для обработки материала с меньшей отражательной способностью, то при попадании излучения на участок обрабатываемого материала с большей отражательной способностью интенсивность излучения возрастет и этот участок будет обрабатываться, Как только слой пленки будет испарен, интенсивность излучения уменьшится и 50 нижний слой, нанесенный на подложку, обрабатываться не будет.На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.Устройство содержит активный эле мент 1 лазера, источник питания 2, сферическое зерквло 3 резонатора, фокусирующую систему 4, расположенную 3 фмежду активным элементом и объектом 5,размещенным на координатном столе 6,обеспечивающем перемещение его в двухвзаимно перпендикулярных направлениях,систему визуального наблюдения 7 заобъектом (которая в принципе можетбыть выполнена,в виде единого целогос фокусирующей системой 4) снабженнуюсредством для определения порога разрушения материала, выполненным, например, в виде оптического прибора дляопределения наличия паров (частиц) материала в воздухе, (таким средствомможет быть и глаз оператора), к 1 нематически, через исполнительный механизм 8, связанную со светофильтром срегулируемым пропусканием 9, расположенным между объектом 5 и сферическимзеркалом 3 под углом к оси излучениялазера.Устройство работает следующим образом,С помощью источника питания 2 активный элемент 1 доводится до состояния, при котором мощность постояннаво времени. С помощью координатногостола Ь и системы визуального наблюдения 7 объект 5 выводится в такоеположение, в котором излучение, сфокусированное Фокусирующей системойпопадает на участок объекта с меньшимкоэффициентом отражения, При помощисистемы визуального наблюдения, снабженной средством для определения порога разрушения, и исполнительногомеханизма 8, пропускание светофильтра 9 регулируется таким образом, чтобы интенсивность излучения была недостаточна для обработки указанногоучастка объекта. С помощью координатного стола 6 вруцную или по программе под излучение последовательно выводятся подлежащие обработке участкиобъекта с большим коэффициентом отражения и производится их обработка додостижения желаемого результата.986683 4 вит дефекты напыления, не разрушая стол, о т л и ч а ю щ е е с я тем, при этом изолирующий слой. что, сцелью обработки пленок без по"Испытания макета устройства пока- вреждения материала подложки, система зали также возможность успешного при" визуального наблюдения снабжена применения устройства для корректировкиспособлением для определения порога фотошаблонов интегральных схем, под- разрушения материала, а резонатор снаб гонки тонкопленочных резисторов на жен светофильтром с регулируемым проразличных подложках. пусканием, установленным между актив"ным элементом и сферическим зеркалом,при этом устройство снабжено исполниФормула изобретения тельным механизмом кинематически свя-.занным со светофильтром, и приепособ 1. Устройство для обработки матери- лением для определения порога разруалов лучом лазера, преимущественно . шения материала. пленок, нанесенных на подложку, пок2. Устройство по и. 1, о т л ы ч врытую материалом с коэффициентом от- ю щ е е с я тем, что светофильтр уста" ражения меньшим, чем у.пленки, содер- новлен под углом к оптической оси акжащее активный элемент, резонатор,об.- тивного элемента. разованный сферическим зеркалом и об- Источники информации, рабатываемым материалом, источник пи- зв принятые во внимание при экспертизе тания, Фокусирующую системы, установ. Авторское свидетельство СССР ленную между активным элементом и об-У 224678, кл. В 23 К 26/00, 1978. рабатываемым материалом, систему ви. Авторское свидетельство СССР вуального наблюдения и координатный Ю 467698, кл. В 23 К 26 ЛО, 1970. Составитель Т. ЯроваяТехред.Е.Харитончик Корректор Е.Рсекот актор Н, Коля Заказ 10399/19ВНИь113035 Тираж 1.104 ПИ Государственног о делам изобретениМосква, ЖРау Подписное .итета СССРткрытийнаб., д. 4/5 о к й и ектная, 4 Филиал ППП "Патент",.г. Ужгород, у