｜紫外光雷射微型加工技術探討-鑽孔應用

摘要：雷射加工是一種高效率的工業加工方法，它能進行鑽孔、切割、焊接、打標等製程加工，其中雷射鑽孔是目前微孔加工中不可缺少且應用最為廣泛的雷射加工方法之一。在本文章中，將分析說明雷射加工技術在微型鑽孔加工的應用與發展現況，並探討雷射微型加工系統於半導體、太陽能、光學玻璃等各種產業上之應用。

Abstract: Laser processing is a high efficient industrial technology, such as the drilling, cutting, welding, marking, etc. Laser drilling is an important micro-drilling processing and has applied widely in many products. In this paper, the application and development of the laser processing technology are described in the micro-drilling processing, and the laser micro machining system are discussed for semiconductor, solar power, optical glass and other industrial drilling application.

關鍵詞：微細加工、紫外光雷射、二極體泵浦固態激發雷射

Keywords：Micro Process, UV Laser, Diode Dumped Solid-State Laser, DPSS

前言
近年來，由於封裝技術的不斷提昇，對於晶圓級封裝（Wafer Level Packaging）、微機電（MEMS）封裝及一些光電產品封裝（如LED、LD）之晶片加工技術需求更為劇烈。若使用傳統的加工方式（Wet Etching，RIE Etching，ICP…），不僅很難達到產品之品質要求，其產能及成本也無法合乎業界的需求。因此，尋求其他新一代的加工技術，已成為晶圓片加工技術發展之重要關鍵。

雷射原理概述
當釔鋁石榴石受到光泵（激勵脈衝氙燈）的激發後，吸收具有特定波長的光，在一定條件下，可導致工作物質中的亞穩態粒子數大於低能級粒子數，這種現象稱為粒子數反轉。一旦有少量激發粒子產生受激輻射躍遷，就會造成光放大，再通過諧振腔內的全反射鏡和部分反射鏡的回饋作用產生振盪，最後由諧振腔的一端輸出雷射。雷射通過透鏡聚焦形成高能量雷射光束照射在加工工物件表面上，即可進行雷射微孔加工，其中以二極體雷射（Diode Laser）為激發源所發展出來的固態紫外光雷射（Solid-State UV Laser）光源為最重要突破[1]。

依雷射產生的原理，可以分為固體雷射（Nd-YAG雷射、紅寶石雷射）及氣體雷射（CO₂雷射、准分子雷射）等兩大類。早期雷射光源以遠紅外光的二氧化碳雷射（CO₂ Laser）及近紅外光的石榴石雷射（Nd:YAG Laser）為主，這兩種雷射雖然在材料加工的領域有非常重要的應用，但在要求精細及低熱效應的半導體加工領域，則由於雷射熱應力而較難控制加工品質，雖然兩者皆對晶圓片都有一定的加工能力，但除一些對品質及精密度要求不高的場合，這兩種常用的工業用雷射並未能在半導體業界，尤其無法廣泛地使用於矽晶片的加工。

由於科技進步一日千里，伴隨著半導體製程加工技術能力之提升，新雷射光源能不斷地被開發出來，便能提供優異的加工品質及較廉價的加工成本。