152
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
УДК 536.42
Ю.В. Г о л у б е н к о , А.В. Б о г д а н о в
НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫПРИМЕНЕНИЯ
УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
В ТЕХНОЛОГИЯХ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ
Рассмотрены возможности применения ультрафиолетового лазер-
ного излучения в технологиях микроэлектроники.
E-mail:
mtbmsu@mail.ru
Ключевые слова
:
ультрафиолетовое (УФ) лазерное излучение, микро-
обработка, модификация и разделение материалов.
Одно из направлений развития лазерных технологий в микроэлек-
тронике — использование ультрафиолетового (УФ) лазерного излуче-
ния. Ультрафиолетовое излучение на шкале электромагнитных волн
находится между фиолетовой границей видимого излучения и рентге-
новским излучением. Диапазон условно подразделяют на ближнее
(380…200
нм) и дальнее или вакуумное (200…10 нм) УФ-излучение.
Ультрафиолетовое лазерное излучение получают с помощью мо-
лекулярных газовых лазеров на N
2
и H
2
,
эксимерных лазеров KF, XeF
и др., а также твердотельных перестраиваемых лазеров с увеличени-
ем частоты генерации.
В микроэлектронике используется много твердых материалов.
Твердые материалы возникают при высокой плотности атомов или
молекул, составляющих вещество, когда электромагнитное взаимо-
действие между ними становится достаточно сильным. В зависимо-
сти от структуры их электронного спектра твердые материалы под-
разделяют на металлы, полупроводники и диэлектрики.
В металлах обобществленные электроны внешних атомных оболо-
чек образуют почти свободный электронный газ, не полностью запол-
няющий энергетические состояния в зоне проводимости. В полупро-
водниках и диэлектриках электроны в большей степени локализованы
вблизи атомов, а их обобществление приводит к спектру, в котором
энергетические состояния в нижней, валентной зоне полностью запол-
нены, а состояния в верхней зоне проводимости пусты. Зона проводи-
мости отделена от валентной зоны энергетическим интервалом (запре-
щенная зона), в котором отсутствуют разрешенные энергетические
состояния. Ширина запрещенной зоны варьируется для различных
полупроводников от десятых долей до двух-трех электрон-вольт, в ди-
электриках — 5…10 эВ. Эти качественные различия спектров электро-
нов в металлах и диэлектриках проявляются в разном характере взаи-
модействия электромагнитного излучения с твердыми материалами.
При попадании лазерного излучения на материал наблюдается
три процесса: отражение, поглощение и пропускание. Отраженное и