RU2709888C1 - Method of forming microchannels on substrates and device for its implementation - Google Patents
Method of forming microchannels on substrates and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2709888C1 RU2709888C1 RU2019108823A RU2019108823A RU2709888C1 RU 2709888 C1 RU2709888 C1 RU 2709888C1 RU 2019108823 A RU2019108823 A RU 2019108823A RU 2019108823 A RU2019108823 A RU 2019108823A RU 2709888 C1 RU2709888 C1 RU 2709888C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microprocessing
- laser beam
- substrate
- laser
- scanning
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к л области оптического приборостроения, а именно, к лазерной микрообработке и может быть использовано для формирования микроканалов на поверхности различных подложек из диэлектрических или металлических материалов, например, из оптического материала (оптического стекла, оптических кристаллов) и полупроводниковых материалов при изготовлении оптических шкал, сеток, решеток.The invention relates to the L field optical instrumentation, namely, to laser micromachining and can be used to form the microchannels on the surface of various substrates of dielectric or metallic materials, for example, an optical material (optical glass, optical crystals) and semiconducting materials with optical scales manufacture , grids, gratings.
В заявляемом техническом решении использовались следующие термины:In the claimed technical solution, the following terms were used:
Буртик - (1) полукруглые полости в шаблоне или полукруглые выпуклости или полости на отливке, (2) единичное количество направленного металла (или другого материала («Металлы и сплавы Справочник.» Под редакций Ю.П. Солнцева; НПО «Профессионал», НПО «Мир и семья», Санкт-Петербург, 2003 г.)Flange - (1) semicircular cavities in a template or semicircular bulges or cavities on a casting, (2) a single amount of directed metal (or other material (“Metals and alloys Reference.”) Edited by Yu.P. Solntsev; NPO Professional, NGO “Peace and Family”, St. Petersburg, 2003)
Важной проблемой при формировании микроканалов является поддержание требуемого качества их формы, шероховатости, а также отсутствия микродефектов таких, как микросколы, микротрещины, как на поверхности, так и внутри подложки. В особенности эта проблема актуальна при изготовлении микроканалов из хрупких диэлектрических материалов, например оптического стекла, оптических кристаллов, полупроводниковых материалов. Для ряда задач не менее важно обеспечить идентичность краев микроканала по всему его периметру и их высокое качество - крутизну наклона стенок, отсутствие выбросов расплава материала на примыкающую поверхность - образовании буртиков.An important problem in the formation of microchannels is the maintenance of the required quality of their shape, roughness, as well as the absence of microdefects such as micro chips, microcracks, both on the surface and inside the substrate. In particular, this problem is relevant in the manufacture of microchannels from brittle dielectric materials, for example optical glass, optical crystals, semiconductor materials. For a number of tasks, it is equally important to ensure the identity of the edges of the microchannel along its entire perimeter and their high quality - the slope of the walls, the absence of emissions of the melt of material on the adjacent surface - the formation of beads.
Применение лазерной микрообработки фемтосекундными и пикосекундными импульсами в определенных режимах позволяет избежать нежелательных микросколов и микротрещин, однако во многих случаях не позволяет получить одинаковое и равномерное качество краев микроканалов по всему периметру.The use of laser microprocessing by femtosecond and picosecond pulses in certain modes allows you to avoid unwanted micro-chips and microcracks, but in many cases it does not allow to obtain the same and uniform quality of the edges of the microchannels around the perimeter.
Известно техническое решение, представленное в лазерной микрообработке материала импульсами фемтосекундного лазера (Патент US 20060207976 «Laser material micromachining with green femtosecond pulses», МПК B23К 26/38, B23К 26/06, опубликовано 21.09.2006 г.), которое может применяться для выполнения отверстий и микроканалов на различных материалах, в том числе на подложках из стекла, кристаллов, полупроводников.A technical solution is known, presented in laser microprocessing of a material by femtosecond laser pulses (Patent US 20060207976 "Laser material micromachining with green femtosecond pulses", IPC B23K 26/38, B23K 26/06, published September 21, 2006), which can be used to perform holes and microchannels on various materials, including substrates made of glass, crystals, semiconductors.
Задача повышения качества формирования микроканалов в указанном техническом решении решается путем подбора параметров лазерного излучения: длины волны излучения, длительности импульсов, частоты следования импульсов и мощности излучения. Показаны преимущества использования ультракоротких импульсов в зеленой области спектра по сравнению с ближней инфракрасной областью спектра.The task of improving the quality of the formation of microchannels in the indicated technical solution is solved by selecting parameters of laser radiation: radiation wavelength, pulse duration, pulse repetition rate and radiation power. The advantages of using ultrashort pulses in the green region of the spectrum compared with the near infrared region of the spectrum are shown.
В данном способе пачку лазерных импульсов направляют на материал в область микрообработки и перемещают лазерный луч по зоне выполняемого микроканала или перемещают подложку относительно лазерного луча. Лазерные импульсы удаляют материал в зоне микрообработки, формируя различные структуры, в том числе микроканалы.In this method, a packet of laser pulses is directed to the material in the microprocessing area and the laser beam is moved along the area of the performed microchannel or the substrate is moved relative to the laser beam. Laser pulses remove material in the microprocessing zone, forming various structures, including microchannels.
Устройство в различных вариантах исполнения содержит лазер формирующий ультракороткие импульсы длительностью от 100фс (фемтосекундные импульсы) до 20пс (пикосекундные импульсы).The device in various versions contains a laser generating ultrashort pulses with a duration of 100 fs (femtosecond pulses) to 20 ps (picosecond pulses).
Устройство включает в себя также поворотное и сканирующее зеркала, узел регулировки мощности, выполненный с возможностью ослабления средней мощности и энергии импульса в луче, систему обратной связи с контроллером для контроля и управления мощностью или энергией импульса в лазерном луче, оптическую систему, включающую микрообъектив, который фокусирует лазерный луч в плоскость микрообработки.The device also includes rotary and scanning mirrors, a power adjustment unit configured to attenuate the average power and energy of the pulse in the beam, a feedback system with a controller for monitoring and controlling the power or energy of the pulse in the laser beam, an optical system including a micro lens, which focuses the laser beam into the microprocessing plane.
Предложенное использование ультракоротких лазерных импульсов позволяет удалить материал без нежелательного нагрева оставшегося материала. При достаточно высокой плотности мощности импульсов облученный материал удаляется до того, как вокруг формируемого микроканала может произойти значительное нагревание.The proposed use of ultrashort laser pulses allows the material to be removed without undesired heating of the remaining material. At a sufficiently high pulse power density, the irradiated material is removed before significant heating can occur around the formed microchannel.
Недостатками известного технического решения является высокая шероховатость поверхности сформированного микроканала и присутствие микросколов и микротрещин на поверхности и внутри диэлектрических подложек из хрупких материалов (оптических стекол).The disadvantages of the known technical solutions are the high surface roughness of the formed microchannel and the presence of microcracks and microcracks on the surface and inside the dielectric substrates of brittle materials (optical glasses).
Известно техническое решение, представленное в устройстве и способе фемтосекундной лазерной микрообработки, и предназначенные для формирования микроканалов на стеклянных подложках, описание которых приведено в статье «Ultrafast laser ablation of soda-lime glass for fabricating microfluidic pillar array channels", опубликованной в журнале «Microelectronic Engineering», март 2016 г. В данном техническом решении формируется микроканал путем облучения поверхности подложки пачкой лазерных импульсов, при этом осуществляется векторное перемещение лазерного луча вдоль длинной стороны формируемого микроканала. Перемещение лазерного луча обеспечивается в плоскости по двум координатам, при этом для обеспечения заданной глубины микроканала выполняется перемещение по третьей координате, с одновременным увеличением средней мощности излучения. Данный процесс при необходимости многократно повторяется.A technical solution is known, presented in the device and method of femtosecond laser microprocessing, and intended for the formation of microchannels on glass substrates, which are described in the article "Ultrafast laser ablation of soda-lime glass for fabricating microfluidic pillar array channels", published in the journal "Microelectronic Engineering ", March 2016. In this technical solution, a microchannel is formed by irradiating the surface of the substrate with a packet of laser pulses, while the vector movement of the laser beam along the long side of the formed about the microchannel: The laser beam is moved in the plane in two coordinates, while moving to the third coordinate is performed to ensure the specified microchannel depth, while the average radiation power is increased, and this process is repeated many times if necessary.
Устройство содержит лазер с ультракороткой длительностью импульсов с частотой следования 200 КГц, длительностью импульса 15 пс и длиной волны ультрафиолетового диапазона - 355 нм.The device contains a laser with an ultrashort pulse duration with a repetition rate of 200 KHz, a pulse duration of 15 ps and a wavelength of the ultraviolet range of 355 nm.
Кроме этого, в состав устройства входит система формирования лазерного луча, система двухкоординатного сканирования луча, система фокусировки лазерного луча в виде телецентрического объектива, двухкоординатная система позиционирования и фиксации стеклянной подложки в зоне микрообработки, а также контроллер, связывающий лазер и упомянутые системы с управляющей ЭВМ.In addition, the device includes a laser beam forming system, a two-coordinate beam scanning system, a laser beam focusing system in the form of a telecentric lens, a two-coordinate system for positioning and fixing the glass substrate in the microprocessing zone, as well as a controller connecting the laser and the above-mentioned systems to the host computer.
Известное техническое решение обладает следующими недостатками.Known technical solution has the following disadvantages.
1. Полученные изделия могут характеризоваться низким качеством микрообработки - наличием шероховатой поверхности микроканала и иметь микродефекты в виде сколов и микротрещин в зоне микрообработки. Низкое качество микрообработки обусловлено тем, что диаметр сфокусированного лазерного луча равен 10 мкм, в результате чего величина шероховатости лежит в пределах от единиц до десятков микрон. Вследствие этого применение данного способа неприемлемо для формирования прицельных сеток и микроканалов биочипов поскольку величина шероховатости сравнима с размерами микроканалов.1. The resulting products can be characterized by low quality microprocessing - the presence of a rough surface of the microchannel and have microdefects in the form of chips and microcracks in the microprocessing zone. The low quality of microprocessing is due to the fact that the diameter of the focused laser beam is 10 μm, as a result of which the roughness ranges from units to tens of microns. As a result, the use of this method is unacceptable for the formation of sighting nets and microchannels of biochips since the roughness value is comparable to the size of microchannels.
2. Отсутствие возможности формирования профиля микроканала произвольной формы. Векторное перемещение лазерного луча вдоль контуров микроканалов, приводит к тому, что профиль микроканалов будет повторять профиль распределения энергии в зоне фокусировки лазерного луча. В результате чего профиль микроканала будет иметь трапециевидную форму или описываться функцией Гаусса.2. The lack of the possibility of forming a microchannel profile of arbitrary shape. Vector movement of the laser beam along the contours of the microchannels, leads to the fact that the profile of the microchannels will repeat the profile of the energy distribution in the focus area of the laser beam. As a result, the microchannel profile will have a trapezoidal shape or be described by the Gauss function.
Известно техническое решение, представленное в способе и устройстве формирования микроканалов на подложках из оптического стекла, оптических кристаллов и полупроводниковых материалов фемтосекундными импульсами лазерного излучения (Патент РФ №2661165 «Способ и устройство формирования микроканалов на подложках из оптического стекла, оптических кристаллов и полупроводниковых материалов фемтосекундными импульсами лазерного излучения», МПК В23К 26/36, В23К 26/062, В23К 26/082, опубликовано 12.07.2018 г. ) и выбранное в качестве прототипа.A known technical solution presented in the method and device for the formation of microchannels on substrates of optical glass, optical crystals and semiconductor materials by femtosecond pulses of laser radiation (RF Patent No. 2661165 "Method and device for the formation of microchannels on substrates of optical glass, optical crystals and semiconductor materials by femtosecond pulses laser radiation ”, IPC V23K 26/36, V23K 26/062, V23K 26/082, published July 12, 2018) and selected as a prototype.
Устройство содержит лазер с ультракороткой длительностью импульсов и частотой следования импульсов более 50КГц, систему формирования лазерного луча, систему двухкоординатного сканирования луча, систему фокусирования луча в плоскость микрообработки с обеспечением плотности мощности излучения выше порогового значения для удаления материала подложки, двухкоординатную систему позиционирования и фиксации подложки и контроллер, связывающий лазер и упомянутые системы с управляющей ЭВМ.The device contains a laser with an ultrashort pulse duration and a pulse repetition rate of more than 50 KHz, a laser beam forming system, a two-axis beam scanning system, a beam focusing system in the microprocessing plane with a radiation power density above a threshold value for removing substrate material, a two-coordinate substrate positioning and fixing system, and a controller linking the laser and said systems to a host computer.
Данный способ заключается в использовании лазера с фемтосекундной длительностью импульсов, длиной волны ультрафиолетового, видимого или ближнего ИК-диапазона путем облучения поверхности подложки пачкой лазерных импульсов с плотностью мощности излучения выше порогового значения для удаления материала подложки при перемещении лазерного луча по зоне выполняемого микроканала с частичным перекрытием пятен от лазерных импульсов. При этом, сканирование выполняется построчно линейным растровым способом путем перемещения луча в каждой строке с включением и выключением пачки лазерных импульсов в каждой строке так, чтобы первый импульс пачки был излучен на одной границе участка микрообработки, а последний - на другой его границе, причем сканирование осуществляют по одной или более растровым зонам микрообработки, укладывающимся в ширину микроканала, при этом участок микрообработки в каждой строке обрамлен зонами холостого хода, длина каждой из которых составляет 5-25% от длины участка микрообработки, расстояние между строками не более их ширины, угол растра относительно образующей в каждой точке одного из контуров растровых зон микрообработки составляет от 35 до 90 градусов, а длину строки при включенной пачке лазерных импульсов устанавливают меньше предельной длины участка микрообработки, при которой в подложке не возникают дефекты.This method consists in using a laser with a femtosecond pulse duration, ultraviolet, visible or near infrared wavelengths by irradiating the surface of the substrate with a packet of laser pulses with a radiation power density above a threshold value to remove the substrate material when moving the laser beam over the area of the performed microchannel with partial overlap spots from laser pulses. In this case, scanning is performed line by line by a linear raster method by moving the beam in each line with turning on and off the packet of laser pulses in each line so that the first pulse of the packet is emitted at one boundary of the microprocessing section, and the last at its other boundary, and the scanning is carried out one or more raster microprocessing zones that fit into the width of the microchannel, while the microprocessing section in each row is framed by idle zones, each of which is 5-25% long from the length of the microprocessing section, the distance between the lines is not more than their width, the angle of the raster relative to the generatrix at one point of one of the contours of the microprocessing raster zones is from 35 to 90 degrees, and the line length when the laser pulse train is on is set less than the limit length of the microprocessing section, at which no defects appear in the substrate.
Недостатками известного технического решения является то, что построчное сканирование растровым способом, при котором первый импульс пачки излучается на одной границе участка микрообработки, а последний - на другой его границе, может привести к появлению дефектов, таких как выброс за границу участка микрообработки расплавленных частиц материала на поверхность обрабатываемого изделия - образование дефектов в виде буртиков из застывшего расплава на одном из краев микроканала, что связано с образованием волны из расплава удаляемого материала при движении лазерного луча по зоне выполняемого микроканала с частичным перекрытием пятен от лазерных импульсов, поскольку, при таком режиме, даже при фемтосекундной обработке, образуется зона не удаленного расплавленного материала вокруг точки фокусировки лазерного луча движущаяся в направлении его перемещения. При окончании пачки импульсов, волна расплава выплескивается на необработанную границу микроканала и застывает. Также возможно появление различной шероховатости краев и крутизны стенок микроканала в начале и конце растровой линии, причиной которых являются особенности физических процессов, протекающих в начале и в конце формирования растровой линии. Форма поверхности обрабатываемых подложек может быть неплоской из-за конструктивных либо производственных причин. Превышение величины отклонения от плоскостности обрабатываемой подложки в зоне микрообработки от величины глубины фокусировки лазерного луча приводит к ухудшению качества границ микроканала, нарушению геометрических размеров формируемого микроканала, микродефектам.The disadvantages of the known technical solution is that line-by-line scanning using a raster method, in which the first pulse of the packet is emitted at one boundary of the microprocessing site, and the last at its other boundary, can lead to the appearance of defects, such as the ejection of molten material particles beyond the boundary of the microprocessing section the surface of the workpiece - the formation of defects in the form of beads from the solidified melt at one of the edges of the microchannel, which is associated with the formation of waves from the melt of the removed material If the laser beam moves along the area of the performed microchannel with partial overlapping of spots from the laser pulses, because, in this mode, even during femtosecond processing, a zone of not removed molten material is formed around the focus point of the laser beam moving in the direction of its movement. At the end of the pulse train, the melt wave splashes onto the unprocessed microchannel boundary and freezes. It is also possible the appearance of different roughness of the edges and steepness of the walls of the microchannel at the beginning and end of the raster line, which are caused by the features of physical processes that occur at the beginning and at the end of the formation of the raster line. The surface shape of the processed substrates can be non-planar due to design or manufacturing reasons. Exceeding the deviation from the flatness of the processed substrate in the microprocessing zone from the value of the focusing depth of the laser beam leads to a deterioration in the quality of the boundaries of the microchannel, a violation of the geometric dimensions of the formed microchannel, and microdefects.
Перед авторами ставилась задача разработать способ формирования микроканалов на подложке и устройство для его реализации, позволяющее формировать геометрический профиль микроканалов произвольной формы и обеспечивающее отсутствие буртиков на границе микроканалов, в том числе на неплоской поверхности подложки.The authors were tasked with developing a method for forming microchannels on a substrate and a device for its implementation, which allows one to form a geometric profile of microchannels of arbitrary shape and ensuring the absence of beads at the boundary of microchannels, including on a non-planar surface of the substrate.
Поставленная задача решается тем, что в способе формирования микроканалов на подложке включающий использование устройства формирования микроканалов на подложке содержащее фемтосекундный лазер, оснащенный управляемым затвором, двухкоординатную систему позиционирования и фиксации обрабатываемой подложки систему формирования лазерного луча, систему двухкоординатного сканирования лазерного луча, систему фокусирования лазерного луча в плоскость микрообработки с обеспечением плотности мощности лазерного излучения выше порогового значения для удаления материала подложки, и связанные через контроллер с блоком управления, облучение поверхности подложки в области формируемого микроканала выполняется построчным линейным сканированием лазерного луча, обеспечивающим перемещение лазерного луча в каждой строке развертки на ширину участка микрообработки подложки, с включением и выключением пачки лазерных импульсов в каждой строке развертки, осуществление сканирования по зонам микрообработки, укладывающимся в ширину микроканала, а участок микрообработки в каждой строке развертки обрамлен зонами холостого хода, расстояние между строками линейного растра не более их ширины, угол линейной развертки относительно образующей в каждой точке одного из контуров растровых зон микрообработки составляет в диапазоне 35°-90°, а длину строки при включенной пачке лазерных импульсов устанавливают меньше предельной длины участка микрообработки, при которой в подложке не возникают дефекты, при этом, для достижения требуемой глубины микроканала сканирование может быть выполнено многократно, с перефокусировкой в плоскость микрообработки при повторном и последующих сканированиях, устройство формирования микроканалов на подложке дополнительно снабжают, связанным с контроллером, датчиком бесконтактного измерения локального расстояния, который выполняют измеряющим расстояние до подложки, и располагают в системе фокусирования лазерного луча, выполняют последовательное поточечное измерение расстояний от системы фокусирования лазерного луча до поверхности подложки внутри полного поля микрообработки, образованного замкнутой фигурой описанной вокруг формируемых на подложке микроканалов, а блок управления выполняют формирующим трехмерную топографию поверхности подложки, определяющим по данным трехмерной топографии поверхности подложки в области начального фрагмента микрообработки размер фрагмента поля сканирования системы двухкоординатного сканирования и значение фокуса лазерного луча в области начального фрагмента микрообработки для фокусирования лазерного луча в плоскость микрообработки, при этом дополнительно производят разделение формируемого микроканала хотя бы на две зоны микрообработки, формируют трехмерную топографию поверхности подложки, выбирают координаты начала первого фрагмента зоны микрообработки и по топографическим данным с учетом глубины фокуса системы фокусирования лазерного луча определяют размер фрагмента поля сканирования, затем по данным трехмерной топографии устанавливают значение фокуса лазерного луча в области начального фрагмента микрообработки, далее осуществляют сканирование начальной зоны микрообработки, с последующим ее исключением из полного поля микрообработки, при этом сканирование в каждой строке линейной развертки производят от необрабатываемого участка зоны микрообработки к участку зоны микрообработки, при этом последние импульсы пачек лазерных импульсов излучаются внутри зоны микрообработки, далее производят повторение последовательности действий пока не будет выполнено сканирование полного поля микрообработки, далее угол растра относительно образующей в каждой точке одного из контуров растровых зон микрообработки выполняют изменяющимся произвольно при повторном и последующих построчных линейных сканированиях лазерным лучом.The problem is solved in that in the method of forming microchannels on a substrate, comprising using a device for forming microchannels on a substrate, comprising a femtosecond laser equipped with a controlled shutter, a two-coordinate system for positioning and fixing the processed substrate, a laser beam forming system, a two-coordinate laser beam scanning system, a laser beam focusing system in microprocessing plane with a power density of laser radiation above the threshold beginnings for removing the substrate material, and irradiating the substrate surface in the area of the formed microchannel through the controller with the control unit, is performed by line-by-line linear scanning of the laser beam, which ensures the laser beam in each scan line is shifted to the width of the substrate microprocessing section, with the inclusion of the laser pulse train on and off each scan line, scanning along microprocessing zones that fit into the width of the microchannel, and the microprocessing section in each page The scanning ocean is framed by idle zones, the distance between the lines of the linear raster is not more than their width, the linear scan angle relative to the generatrix at each point of one of the contours of the raster zones of microprocessing is in the range of 35 ° -90 °, and the line length when the laser pulse train is turned on is set less the maximum length of the microprocessing section, at which defects do not occur in the substrate; moreover, in order to achieve the required depth of the microchannel, scanning can be performed repeatedly, with refocusing in the plane the microprocessing bone during repeated and subsequent scans, the device for forming microchannels on the substrate is additionally equipped with a sensor for contactless measurement of the local distance connected to the controller, which measures the distance to the substrate, and is placed in the focusing system of the laser beam, sequential point-by-point measurement of distances from the laser focusing system is performed beam to the surface of the substrate inside the complete microprocessing field formed by a closed figure described by wok the microchannels formed on the substrate, and the control unit performs forming a three-dimensional topography of the substrate surface, which determines, according to the three-dimensional topography of the substrate surface in the region of the initial microprocessing fragment, the size of the fragment of the scanning field of the two-coordinate scanning system and the focus of the laser beam in the region of the initial microprocessing fragment to focus the laser beam into the microprocessing plane, at the same time additionally separating the formed microchannel at least and two microprocessing zones, form a three-dimensional topography of the substrate surface, select the coordinates of the beginning of the first fragment of the microprocessing zone, and using topographic data taking into account the focus depth of the laser beam focusing system, determine the size of the scan field fragment, then use the three-dimensional topography to determine the laser beam focus value in the region of the initial fragment microprocessing, then scan the initial microprocessing zone, with its subsequent exclusion from the full microprocessing field and, in this case, scanning in each line of the linear sweep is carried out from the untreated portion of the microprocessing zone to the portion of the microprocessing zone, while the last pulses of laser pulses are emitted inside the microprocessing zone, then the sequence of actions is repeated until the full microprocessing field is scanned, then the raster angle relative to the generatrix at each point of one of the contours of the raster zones, microprocessing is performed changing randomly during repeated and subsequent steps sharp linear scans with a laser beam.
Способ реализуется с помощью устройства для формирования микроканалов на подложке содержащее фемтосекундный лазер, оснащенный управляемым затвором, двухкоординатную систему позиционирования и фиксации обрабатываемой подложки, систему формирования лазерного луча, систему двухкоординатного сканирования лазерного луча, систему фокусирования лазерного луча в плоскость микрообработки с обеспечением плотности мощности лазерного излучения выше порогового значения для удаления материала подложки, и связанные через контроллер с блоком управления, при этом оно дополнительно содержит связанный с контроллером датчик бесконтактного измерения локального расстояния, выполненный измеряющим расстояние до подложки и который расположен в системе фокусирования лазерного луча и осуществляющим последовательное поточечное определение расстояний от системы фокусирования лазерного луча до поверхности подложки внутри полного поля микрообработки, образованного замкнутой фигурой описанной вокруг формируемых на поверхности подложки микроканалов, а блок управления выполнен формирующим трехмерную топографию поверхности подложки и определяющим по данным трехмерной топографии поверхности подложки в области начального фрагмента микрообработки размер фрагмента поля сканирования системы двухкоординатного сканирования и значение фокуса лазерного луча в области начального фрагмента микрообработки для фокусирования лазерного луча в плоскость микрообработки, далее угол линейной развертки относительно образующей в каждой точке одного из контуров растровых зон микрообработки выполнен изменяющимся произвольно при последующих построчных линейных сканированиях лазерным лучом,The method is implemented using a device for forming microchannels on a substrate containing a femtosecond laser equipped with a controlled shutter, a two-coordinate system for positioning and fixing the processed substrate, a laser beam forming system, a two-coordinate scanning system for the laser beam, a system for focusing the laser beam into the microprocessing plane to ensure laser radiation power density above the threshold value for removing the substrate material, and connected through the controller to the unit control, while it additionally contains a non-contact measuring sensor of local distance connected to the controller, which measures the distance to the substrate and which is located in the focusing system of the laser beam and performs sequential point-by-point determination of distances from the focusing system of the laser beam to the surface of the substrate inside the complete microprocessing field formed by a closed the shape described around microchannels formed on the surface of the substrate, and the control unit is formed which determines the three-dimensional topography of the substrate surface and determines, according to the three-dimensional topography of the substrate surface, in the region of the initial microprocessing fragment the size of the fragment of the scanning field of the two-coordinate scanning system and the focus of the laser beam in the region of the initial fragment of microprocessing for focusing the laser beam into the microprocessing plane, then the linear sweep angle relative to the generatrix in each point of one of the contours of the raster zones of microprocessing is made changing randomly in subsequent line-by-line linear scans with a laser beam,
Технический результат заявляемого технического решения заключается в повышении качества верхнего края микроканала, уменьшении количества дефектов подложки в процессе изготовления микроканалов, в повышении качества формируемых микроканалов в виде уменьшения шероховатости внутренней поверхности микроканала и отсутствии микросколов и микротрещин на поверхности и внутри, в том числе, хрупких подложек, а так же в расширении области применения и расширении средств данного назначения.The technical result of the claimed technical solution consists in improving the quality of the upper edge of the microchannel, reducing the number of defects in the substrate during the manufacturing of microchannels, in improving the quality of the formed microchannels in the form of reducing the roughness of the inner surface of the microchannel and the absence of microchips and microcracks on the surface and inside, including brittle substrates , as well as in expanding the scope and expansion of funds for this purpose.
На фиг. 1 представлена блок схема заявляемого устройства формирования микроканалов на подложке, где 1 - фемтосекундный лазер, оснащенный управляемым затвором, 2 - система формирования лазерного луча, 3 - система двухкоординатного сканирования лазерного луча, 4 - система фокусирования лазерного луча, 5 - подложка, 6 - двухкоординатная система позиционирования и фиксации обрабатываемой подложки, 7 - контроллер, 8 - блок управления, 9 - датчик бесконтактного измерения локального расстояния.In FIG. 1 shows a block diagram of the inventive device for forming microchannels on a substrate, where 1 is a femtosecond laser equipped with a controlled shutter, 2 is a laser beam forming system, 3 is a two-coordinate laser beam scanning system, 4 is a laser beam focusing system, 5 is a substrate, 6 is a two-coordinate positioning and fixing system of the processed substrate, 7 - controller, 8 - control unit, 9 - non-contact measurement of local distance.
На фиг. 2 показан микроканал на подложке, сформированный двумя растровыми зонами микрообработки, где 10 - участок микрообработки, 11 -строки линейного растра, 12 - зона холостого хода, 13 - зона микрообработки, 14 - микроканал, 15 - точка излучения первых импульсов пачек, 16 - точка излучения последних импульсов пачек.In FIG. 2 shows the microchannel on the substrate, formed by two raster microprocessing zones, where 10 is the microprocessing section, 11 are the lines of the linear raster, 12 is the idle zone, 13 is the microprocessing zone, 14 is the microchannel, 15 is the emission point of the first burst pulses, 16 is the point radiation of the last impulses of the packs.
На фиг. 3 в виде профилограммы представлена форма профиля микроканалов изготовленных в соответствии с предлагаемым способом. Ширина линий 10 мкм, круглые элементы 20 мкм.In FIG. 3 in the form of a profilogram presents the profile shape of the microchannels made in accordance with the proposed method. The line width is 10 μm, the round elements are 20 μm.
Заявляемый способ формирования микроканалов на подложке и устройство для его реализации работает следующим образом. Устройство формирования микроканалов на подложке содержит фемтосекундный лазер 1 оснащенный управляемым затвором, например, на кристалле Yt:KGW с фемтосекундной длительностью импульсов имеющий длины волн с частотой следования импульсов более 50 КГц, систему 2 формирования лазерного луча, систему 3 двухкоординатного сканирования лазерного луча, систему 4 фокусирования лазерного луча, двухкоординатную систему 6 позиционирования и фиксации обрабатываемой подложки, связанные через контроллер 7 с блоком управления 8, при этом устройство дополнительно оснащено датчиком бесконтактного измерения локального расстояния 9, который располагают в системе фокусирования лазерного луча 4.The inventive method of forming microchannels on a substrate and a device for its implementation works as follows. The microchannel forming device on the substrate contains a
Фемтосекундный лазер 1, оснащенный управляемым затвором, который предназначен для включения и выключения под управлением контроллера 7 пачки лазерных импульсов в каждой сканируемой строке линейного растра 11.A
Система 2 формирования лазерного луча выполнена в виде оптической системы для формирования параллельного пучка лучей.The laser
Система 3 двухкоординатного сканирования лазерного луча выполнена с возможностью управляемого контроллером 7 однократного или многократного сканирования луча растровым способом путем перемещения луча на длину участка микрообработки 10 в пределах сканируемой строки 11 линейного растра, которая обрамлена с двух концов зонами холостого хода 12, длина каждой из которых составляет 5-25% от длины участка микрообработки 10. Система 3 двухкоординатного сканирования лазерного луча осуществляет сканирование по одной или более зонам микрообработки 13 под углом растра α относительно образующей в каждой точке одного из контуров зоны микрообработки 13. При этом расстояние d между строками 11 линейного растра не превышает их ширину. Угол растра α лежит в пределах от 35° до 90°.The system of two-coordinate scanning of the laser beam is made with the possibility of single or multiple scanning of the beam controlled by the
Частота следования импульсов фемтосекундного лазера 1, оснащенного управляемым затвором и параметры системы 3 двухкоординатного сканирования лазерного луча согласованы для обеспечения на подложке 5 частичного перекрытия пятен от лазерных импульсов.The pulse repetition rate of a
Система 4 фокусирования лазерного луча выполнена в виде F-tetha объектива, фокусирующего параллельный пучок лазерных лучей, на подложку 5 с плотностью мощности излучения выше порогового значения, при котором происходит удаление материала подложки. В необходимых случаях система 4 фокусирования лазерного луча выполняет вертикальное позиционирование лазерного луча для формирования микроканала 14 требуемой глубины.The laser beam focusing system 4 is made in the form of an F-tetha lens focusing a parallel laser beam onto a
Формирование микроканалов на подложках осуществляют следующим образом.The formation of microchannels on substrates is as follows.
Подложку 5 закрепляют на двухкоординатной системе 6 позиционирования и фиксации подложки. Далее оператор вводит в блок управления 8 модель формируемого микроканала 14, подготовленную в при помощи графического редактора, после чего блоком управления 8 по данным модели определяются координаты полного поля микрообработки образованного замкнутой фигуры описанной вокруг формируемых микроканалов. После чего блоком управления 8 на основе данных введенных оператором или в автоматическом режиме осуществляется формирования координат точек внутри полного поля микрообработки, в которых будет произведено измерение расстояний от системы фокусирования лазерного луча 4 до поверхности подложки 5. Полученные значения координат точек измерения блоком управления 8 передаются в контроллер 7, где координаты преобразуются в управляющие команды для системы 4 фокусирования лазерного луча, и двухкоординатной система позиционирования и фиксации обрабатываемой подложки 5, осуществляющих, необходимое, для выполнения измерений позиционирования подложки 5 датчика 9 бесконтактного измерения локального расстояния. По полученным в результате измерений значениям расстояния до подложки 5 блоком управления 8 осуществляется формирование трехмерной топографии поверхности подложки 5 в области полного поля микрообработки. Далее выбираются координаты начала зоны микрообработки принадлежащие замкнутой фигуре, и определяется размер фрагмента поля сканирования системы 3 двухкоординатного сканирования для чего по данным топографии поверхности подложки 5 в области начального фрагмента микрообработки определяют максимальную величину разницы высот и при глубине фокуса системы фокусирования лазерного луча 4 в плоскость микрообработки менее максимальной величины разницы высот, размер фрагмента поля сканирования последовательно уменьшают до достижения величины разницы высот менее глубины фокуса, далее устанавливают значение фокуса лазерного луча равного величине F=Fmin+(Fmax-Fmin)/2, где Fmin, Fmax - наименьшее и наибольшее значение высоты подложки 5 определенные по данным топографии в области начального фрагмента микрообработки, соответственно. При этом, в случае, если поверхность подложки 5 является плоской и характеризуется наклоном, то по данным трехмерной топографии блоком управления 8 формируется модель поверхности подложки 5 в виде уравнения плоскости. Определение размера поля сканирования осуществляется блоком управления 8 на основе выражения Fmax=Fr/(|Nx|+|Ny|), где Fr - глубина фокусировки системы фокусирования лазерного луча в плоскость микрообработки, Nx,Ny - соответствующие координаты вектора нормали уравнения плоскости. Далее блоком управления 8 определяется значение фокуса лазерного луча равного величине Fcr=Fth+(Nxx+Nyy), где Nx,Ny - соответствующие координаты вектора нормали уравнения плоскости, х,у - координаты центра зоны микрообработки, a Fth - координата положения системы 4 фокусирования лазерного луча в плоскость микрообработки, определенная исходя из средней высоты подложки 5 измеренной относительно двухкоординатной системы позиционирования и фиксации обрабатываемой подложки 5.The
При этом, в случае, если протяженность микроканала 14 по одной или двум координатам превышает максимальный размер поля сканирования допустимый системой 4 фокусирования лазерного луча, а также, в случае формирования нескольких микроканалов 14, взаимное расположение которых не позволяет вести сканирование в одном поле, то модель микроканала 14 разделяется на растровые зоны микрообработки, размеры которых согласуются с размерами области сканирования, в противном случае микроканал 14 рассматривается как одна растровая зона микрообработки. Далее каждая растровая зона микрообработки разделяется хотя бы на две растровые зоны микрообработки 13, для каждой из которых определяются параметры микрообработки (длительность пачки импульсов, длина строки 11 линейного растра, расстояние d между строками 11 линейного растра, угол растра α, длину зон холостого хода 12). Длину строки 10 при включенной пачке лазерных импульсов устанавливают меньше предельной длины участка микрообработки, при которой в подложке 5 не возникают дефекты. Длина участка микрообработки 10 в каждой строке линейного растра 11 устанавливается меньше предельной длины, поэтому при сканировании микросколы и микротрещины на поверхности подложки 5 и внутри нее не возникают. Затем формируются траектории сканирования для каждой из растровых зон микрообработки 13, с учетом определенных параметров. При этом траектории сканирования каждой растровой зоны микрообработки 13 формируются таким образом, чтобы сканирования осуществлялось от внешних к внутренним границам зоны микрообработки 13. При таком сканировании точки излучения первых импульсов пачек расположены в точках 15 излучения первых импульсов пачек, на внешней границе формируемого микроканала 14, а последние импульсы пачек расположены в точках 16 излучения последних импульсов пачек, находящихся внутри зоны микрообработки. Расположение точки 15 излучения первых импульсов пачек, точки 16 излучения последних импульсов пачек позволяет повысить качество стенок микроканала 14 за счет направления волны расплавленной (не удаленной) части материала при движении лазерного луча внутрь микроканала 14, в дальнейшем расплавленная часть материала застывает на нижней поверхности микроканала, уменьшая ее шероховатость. Таким образом, повышается качество верхнего края микроканала 14 за счет обеспечения совпадения плоскости внешних краев микроканала 14 с плоскостью материала подложки 5. Далее полученные параметры микрообработки, значение фокуса лазерного луча и координаты траекторий перемещения лазерного луча блоком управления 8 передаются контроллеру 7.Moreover, if the length of the microchannel 14 in one or two coordinates exceeds the maximum size of the scanning field allowed by the laser beam focusing system 4, as well as in the case of the formation of
Контроллер 7 преобразовывает полученные данные в управляющие импульсы для управления фемтосекундным лазером 1, оснащенным затвором, системой 2 формирования лазерного луча, системой 3 двухкоординатного сканирования лазерного луча, системой 4 фокусирования лазерного луча и двухкоординатной системой 6 позиционирования и фиксации обрабатываемой подложки 5.The
Излученный фемтосекундным лазером 1, оснащенным управляемым затвором, пучок лучей формируется системой 2 формирования лазерного луча в параллельный пучок лучей, который затем системой 3 двухкоординатного сканирования лазерного луча в соответствии с рассчитанными параметрами сканируется по заданной растровой зоне и фокусируется системой 4 фокусирования лазерного луча, на подложку 5.The beam of radiation emitted by a
Сканирование осуществляется по одной, двум (фиг. 2) или нескольким зонам микрообработки 13, повторяющим один из контуров микроканала 14, принятый за базовый, относительно которого отсчитывается угол растра α. Последующие растровые зоны микрообработки 13 идут параллельно контуру первой зоны микрообработки 13, не граничащей с базовым контуром. При этом угол растра а отсчитывается относительно контура растровой зоны микрообработки 13, граничащего с предыдущей зоной микрообработки 13, и имеет то же абсолютное значение, но может иметь противоположный знак.Scanning is carried out on one, two (Fig. 2) or several microprocessing zones 13, repeating one of the contours of
Система 3 двухкоординатного сканирования лазерного луча осуществляет сканирование по строкам 11 линейного растра с расстоянием d между строками линейного растра 11. При этом в каждой строке 11 линейного растра формируется участок микрообработки 10, обрамленный зонами холостого хода 12, длина каждой из которых составляет 5-25% от длины участка микрообработки 10. Лазерный луч сканируется только в пределах участка микрообработки 10. На подложке 5 лазерные пятна частично перекрываются.The two-coordinate laser
Система 3 двухкоординатного сканирования лазерного луча обладает инерционностью. В зонах холостого хода 12 строк 11 линейного растра угловая скорость поворота зеркала системы 3 двухкоординатного сканирования лазерного луча а, значит, и лазерного луча в зоне микрообработки системы 3 двухкоординатного сканирования лазерного луча непостоянна. В этих зонах шаг лазерных пятен при постоянной частоте следования лазерных импульсов был бы неравномерным и наложение пятен неравномерное, что привело бы к образованию шероховатости или микротрещин на дне микроканала 14 и к изменению профиля микроканала 14, например, расширению его стенок, углублений на дне. Зоны холостого хода 12 служат для приведения системы 3 двухкоординатного сканирования лазерного луча в рабочее состояние с постоянной скоростью движения лазерного луча по участку микрообработки 10, в этих зонах осуществляется разгон и торможение зеркал системы 3 двухкоординатного сканирования лазерного луча, а лазерное излучение отсутствует.The two-coordinate scanning system of the
В пределах участка микрообработки 10 скорость поворота зеркала системы 3 двухкоординатного сканирования лазерного луча постоянная, лазерные пятна на подложку 5 поступают равномерно, что исключает образование шероховатости или микротрещин на дне микроканала 14 и позволяет сформировать заданный профиль микроканала 14, в том числе с прямолинейными границами.Within the
Кроме того, во время сканирования в зонах холостого хода 12 тепло из зоны микрообработки 10 рассеивается в материал подложки 5, уменьшаются термические напряжения, что исключает появление термических микротрещин внутри подложки 5 под дном микроканала 14. Этому способствует также перемещение следующей строки 11 линейного растра на расстояние d, что приводит к разрыву зоны перегрева, имеющей форму линии, параллельной участку микрообработки 10.In addition, during scanning in the
Минимальная зона холостого хода 12 (5% от длины участка микрообработки 10) определяется временем, необходимым для развертки системы 3 двухкоординатного сканирования лазерного луча в состояние линейной скорости при наибольшей длине участка микрообработки 10. Зона холостого хода 12 длиной более 25% от длины участка микрообработки 10 нецелесообразна, т.к. при этом снижается производительность процесса.The minimum idle zone 12 (5% of the length of the microprocessing section 10) is determined by the time required to scan the two-coordinate laser
Расстояние d между строками 11 линейного растра выбирается оптимальным исходя из требований шероховатости микроканала 14 и производительности процесса формирования микроканала 14.The distance d between the
Растровое сканирование по сравнению с векторным позволяет выполнить микроканал 14 с любым профилем, в том числе с прямоугольным профилем или близким к прямоугольному профилю. Подбор углов растра α в указанных пределах и расстояния d между строками 11 линейного растра (шага сканирования) позволяет получить более плотное наложение лазерных пятен в проекции, перпендикулярной границе микроканала 14, а, следовательно, позволяет получить заданный профиль микроканала 14.Raster scanning in comparison with the vector allows you to perform
Для получения требуемой глубины микроканала 14 лазерный луч сканируют по каждой строке 11 линейного растра неоднократно с перефокусировкой лазерного луча в плоскость микрообработки при втором и последующих сканированиях до получения заданной глубины микроканала 14. При этом при выполнении второго и последующего сканирования угол растра α может изменяться произвольно. При изменении угла растра α случайным образом при повторном сканировании по строкам 11 линейного растра, в том числе с перефокусировкой лазерного луча в плоскость микрообработки, дополнительно уменьшают шероховатость поверхности микроканала 14. При изменении пиковой мощности одного или нескольких первых и последних импульсов в пачке формируют более точный профиль микроканала 14.To obtain the required depth of the
По предложенному техническому решению изготовлена установка на твердотельном лазере, оснащенном управляемым затвором на кристалле Yt:KGW с фемтосекундной длительностью импульсов с длиной волны ближнего инфракрасного диапазона 1,04 мкм, на которой выполнены микроканалы шириной 10, 15, 20, 30 и 100 мкм глубиной от 3 до 25 мкм на стекле К8, БК10 и кварцевом стекле, а также на монокристаллическом кремнии. Микроканалы имеют прямоугольный профиль, измеренная шероховатость микроканалов Rz составила от 0,125 до 0,08 мкм. При контроле качества микроканалов микросколы и микротрещины на поверхности подложек и микроканалов и внутри подложек не обнаружены, в том числе и на подложках из хрупких материалов.According to the proposed technical solution, an installation was made on a solid-state laser equipped with a controlled shutter on a Yt: KGW crystal with a femtosecond pulse duration with a near infrared wavelength of 1.04 μm, on which microchannels with a width of 10, 15, 20, 30 and 100 μm made from 3 to 25 microns on K8, BK10 glass and quartz glass, as well as on single-crystal silicon. Microchannels have a rectangular profile, the measured roughness of the microchannels R z ranged from 0.125 to 0.08 μm. When controlling the quality of microchannels, microchips and microcracks on the surface of the substrates and microchannels and inside the substrates were not detected, including on substrates made of brittle materials.
На фиг. 3 представлена профилограмма полученная на конфокальном профилометре Sensofar NEOS, видно отсутствие буртиков и качественный край.In FIG. Figure 3 shows the profilogram obtained on the Sensofar NEOS confocal profilometer; the absence of beads and a high-quality edge are visible.
Таким образом, предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом позволяет сформировать на подложках из оптического материала и полупроводниковых материалов микроканалы с различными профилями высокого качества: с заданной шероховатостью, без микросколов и микротрещин на поверхности и внутри диэлектрических подложек, в том числе неплоских.Thus, the proposed invention, in comparison with the prototype, allows microchannels with various high-quality profiles to be formed on substrates of optical material and semiconductor materials: with a given roughness, without micro chips and microcracks on the surface and inside dielectric substrates, including non-planar ones.
Преимуществом заявляемого изобретения так же является повышение качества краев микроканалов на подложке по всему периметру, позволяющее осуществлять формирование прицельных сеток и микроканалов биочипов.An advantage of the claimed invention is also an increase in the quality of the edges of the microchannels on the substrate along the entire perimeter, which allows the formation of sighting nets and microchannels of biochips.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019108823A RU2709888C1 (en) | 2019-03-26 | 2019-03-26 | Method of forming microchannels on substrates and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019108823A RU2709888C1 (en) | 2019-03-26 | 2019-03-26 | Method of forming microchannels on substrates and device for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2709888C1 true RU2709888C1 (en) | 2019-12-23 |
Family
ID=69022874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019108823A RU2709888C1 (en) | 2019-03-26 | 2019-03-26 | Method of forming microchannels on substrates and device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2709888C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2815615C1 (en) * | 2023-10-30 | 2024-03-19 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) | Method of creating high-aspect extended structures with diameters of submicron dimensions in dielectric crystal by femtosecond x-ray pulses |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2021881C1 (en) * | 1986-10-17 | 1994-10-30 | Борд оф Риджентс, Дзе Юниверсити оф Тексас Систем | Method to produce a part and the device to fulfill it |
| WO2002016070A2 (en) * | 2000-08-21 | 2002-02-28 | National Research Council Of Canada | Methods for creating optical structures in dielectrics using controlled energy deposition from a femtosecond laser |
| US20060207976A1 (en) * | 2005-01-21 | 2006-09-21 | Bovatsek James M | Laser material micromachining with green femtosecond pulses |
| RU2653742C2 (en) * | 2014-02-06 | 2018-05-14 | Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн | Lap welding method, lap joint, production method of lap joint and an automobile part |
| RU2661165C1 (en) * | 2017-10-25 | 2018-07-12 | Акционерное общество "Новосибирский приборостроительный завод" | Method and device for forming microchannels on substrates from optical glass, optical crystals and semiconductor materials by femtosecond impulses of laser radiation |
| RU2674916C2 (en) * | 2014-10-13 | 2018-12-14 | Эвана Текнолоджис, Уаб | Laser treatment method for dividing or scribing substrate by forming wedge-like damaged structures |
-
2019
- 2019-03-26 RU RU2019108823A patent/RU2709888C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2021881C1 (en) * | 1986-10-17 | 1994-10-30 | Борд оф Риджентс, Дзе Юниверсити оф Тексас Систем | Method to produce a part and the device to fulfill it |
| WO2002016070A2 (en) * | 2000-08-21 | 2002-02-28 | National Research Council Of Canada | Methods for creating optical structures in dielectrics using controlled energy deposition from a femtosecond laser |
| US20060207976A1 (en) * | 2005-01-21 | 2006-09-21 | Bovatsek James M | Laser material micromachining with green femtosecond pulses |
| RU2653742C2 (en) * | 2014-02-06 | 2018-05-14 | Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн | Lap welding method, lap joint, production method of lap joint and an automobile part |
| RU2674916C2 (en) * | 2014-10-13 | 2018-12-14 | Эвана Текнолоджис, Уаб | Laser treatment method for dividing or scribing substrate by forming wedge-like damaged structures |
| RU2661165C1 (en) * | 2017-10-25 | 2018-07-12 | Акционерное общество "Новосибирский приборостроительный завод" | Method and device for forming microchannels on substrates from optical glass, optical crystals and semiconductor materials by femtosecond impulses of laser radiation |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| TIEN LICHANG ET AL. Ultrafast laser ablation of soda-lime glass for fabricating microfluidic pillar array channels. Microelectronic engineering. 2016, v.158, p.95-101. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2815615C1 (en) * | 2023-10-30 | 2024-03-19 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) | Method of creating high-aspect extended structures with diameters of submicron dimensions in dielectric crystal by femtosecond x-ray pulses |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4522656A (en) | Method of making reference surface markings on semiconductor wafers by laser beam | |
| US20210053160A1 (en) | Method and System for Ultrafast Laser-based Material Removal, Figuring and Polishing | |
| JP6526396B2 (en) | Method and apparatus for performing laser filamentation inside a transparent material | |
| KR101124347B1 (en) | Method and apparatus for machining based on titled laser scanning | |
| US20120248075A1 (en) | Laser direct ablation with picosecond laser pulses at high pulse repetition frequencies | |
| US20150158116A1 (en) | Method and apparatus for internally marking a substrate having a rough surface | |
| WO2013039012A1 (en) | Laser machining method and laser machining device | |
| CN108136544A (en) | Method and apparatus and the workpiece that is generated by silk for the workpiece of silk non-face parallel shape | |
| CN114349356A (en) | Method for processing glass by alkaline etching | |
| JP2010138046A (en) | Method and device for working material to be cut | |
| EP3769900A1 (en) | Method for structuring a transparent substrate with a laser in a burst mode | |
| RU2709888C1 (en) | Method of forming microchannels on substrates and device for its implementation | |
| CN116685562A (en) | Method for reducing raised structures on a glass element and glass element manufactured according to the method | |
| RU2661165C1 (en) | Method and device for forming microchannels on substrates from optical glass, optical crystals and semiconductor materials by femtosecond impulses of laser radiation | |
| JP6759619B2 (en) | Metal mask processing method for vapor deposition and metal mask processing equipment for vapor deposition | |
| KR100664573B1 (en) | Laser Processing Apparatus and Method thereof | |
| JP5920662B2 (en) | Laser processing apparatus and laser processing method | |
| CN114669861A (en) | Method for structuring a glass element and structured glass element produced thereby | |
| JP3186706B2 (en) | Method and apparatus for laser marking of semiconductor wafer | |
| JP4211470B2 (en) | Laser scanning method | |
| CN103464892B (en) | Laser processing device and laser processing | |
| JP5618373B2 (en) | Laser processing equipment for glass substrates | |
| JP5814988B2 (en) | Method for surface modification of casting mold | |
| TW202032646A (en) | Laser machining apparatus | |
| TWI271252B (en) | Crack-free laser microfabrication |