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飞秒激光刻蚀加工系统

产品描述

SL-FSR50 /SL-FSR100飞秒激光刻蚀加工系统

1 产品概述

SL-FSR50 为工业级飞秒超快激光微纳刻蚀加工系统，基于飞秒冷加工机理，热影响区极小，可实现红外飞秒、绿光飞秒、紫外飞秒激光器按需选配定制，面向集成电路微纳电子、半导体晶圆、各类功能材料开展精细刻蚀、微孔打孔、精密切割、镀膜层清除、材料内部诱导改性等微纳制造工艺，兼顾研发打样与中小批量量产，适配硅晶圆、碳化硅、蓝宝石、玻璃、陶瓷、金属薄膜、PI 高分子等多种半导体及异质材料。

设备集成飞秒激光光源、高速数字振镜扫描模块、高精度大理石运动平台、同轴视觉定位系统、闭环运动控制与专用微纳加工软件，支持贝塞尔准直及振镜扫描 + 平台联动复合加工模式，可完成盲孔、通孔、微槽、图形化刻蚀、薄膜选择性去除、内部激光诱导改性等复杂微纳结构制备。

2 激光光源参数（可定制波长及多波段输出）

可根据客户工艺需求，配置红外 (1030nm)/ 绿光 (515nm)/ 紫外 (343nm) 飞秒激光器，支持单波长或多波长切换方案定制

项目	技术指标	备注
基频红外波长	1030±5nm	标配；可倍频输出绿光、紫外
可选输出波长	515nm（绿光）、343nm（紫外）	二倍频效率＞50%，三倍频效率＞30%
额定平均功率	红外 50W；绿光≥30W；紫外≥10W	SL-FSR50 型号对应基频 50W 平均输出功率(可根据客户定制）
脉冲宽度	≤290fs，软件可调 290fs-10ps	电控色散调节，在线脉宽切换
重复频率	1Hz-1MHz 连续可调；支持单脉冲、Burst 簇脉冲模式	内置脉冲选择器 POD，TTL 门控触发
最大单脉冲能量	≥500μJ@1kHz（红外），600μJ1kHz（绿光）	用于消融刻蚀、深孔打孔、材料诱导改性
光束质量 M²	＜1.2，TEM₀₀基模高斯光束	光斑圆度＞92%
功率稳定性	＜1%RMS@24h；＜1%RMS@100h	工业长时间连续运行
光束指向漂移	＜20μrad/℃	整机温控光路，降低温漂影响
光束输出	1030nm（红光）515nm（绿光）、343nm（紫外）	三光路、二光路、单光路可选
冷却方式	激光器水冷，整机一体化温控

3 扫描与运动平台系统

项目	技术指标	备注
扫描振镜	高速数字振镜，平场聚焦光学模组	选配不同焦距 F-θ 镜头，调节聚焦光斑尺寸
振镜扫描幅面	标准 50×50mm；可定制更大幅面	20×20mm，80×80mm
聚焦光斑	2-20μm（依镜头焦距）
X、Y 大理石运动平台	行程 400×400mm，可兼容 12 英寸及以下晶圆	支持吸附平台/ 晶圆载具工装定制（可扩展旋转轴）
平台定位精度	≤±2μm	全闭环光栅反馈
平台重复定位精度	≤±1μm
Z 轴	行程 100mm，闭环控制，自动对焦	自动高度寻焦，定深加工
加工模式	贝赛尔准直头+振镜头独立扫描 / 平台联动 / 振镜-平台同步复合加工	适配大面积拼接加工、高深径比加工

4 视觉与检测系统

同轴 CCD 视觉定位：500 万像素，同轴光学，加工位实时观察、Mark 点识别自动对位，拼接定位误差≤±2μm。

激光高度检测：非接触测高，自动补偿工件翘曲、厚度偏差。

软件功能：具备平台、振镜、视觉和旋转轴坐标标定及偏差补偿功能。

可选配置：加工后光学显微检测模块。

软件具备视觉辅助加工能力，支持视觉自动寻焦、振镜畸变视觉自动多点矫正、视觉图像拼接功能。

5 核心工艺加工能力

加工项目	性能指标	适用工艺场景
最小刻蚀线宽	≥5μm（视材料与光学配置）	微纳图形刻蚀、电路图形、微流道
刻蚀深度控制	单次 0.1-20μm，多层叠加，深度公差 ±0.5μm	盲槽、台阶结构、薄膜去除
微孔加工	最小孔径≥3μm；通孔 / 盲孔 / 锥形孔；深径比最高可达 50:1	晶圆、玻璃 TGV、陶瓷微孔打孔
切割加工	脆性材料无崩边冷切割，崩边＜2μm	晶圆划切、基板精密切割
镀膜清除	选择性去除金属膜、ITO、介质膜，基底低损伤	薄膜电路修复、镀层剥离
材料诱导改性	激光内部改质、诱导刻蚀预处理	玻璃 TGV 诱导、材料改性、内部微结构制备
典型加工材料	硅、碳化硅、蓝宝石、各类玻璃、氮化铝陶瓷、铜 / 镍等金属薄膜、PI、PET 等高分子	集成电路、先进封装、MEMS、微纳电子器件
最终加工精度	≤15μm

工艺指标会随材料、波长、光学配置变化，可根据客户样品做工艺验证及参数优化。

6 软件控制系统

工业级 IPC 工控主机，Windows 工业操作系统。

专用飞秒微纳加工软件：支持 CAD、DXF、Gerber 文件导入；图形编辑、阵列排版、路径仿真；工艺配方存储与调用；贝塞尔、振镜-平台联动参数配置；Burst 脉冲参数编辑；Mark 自动对位、视觉拼接加工。

对外接口：支持 TTL 触发、IO 通讯；可扩展对接产线 MES，实现设备状态采集、配方下发；可提供二次开发接口。

安全联锁：设备舱门联锁、激光安全状态监控、故障报警记录。

7 整机电气与环境条件

项目	参数
供电规格	AC220V±10%，50Hz；整机额定功耗≤6.5kW
工作温度	20±3℃最佳；允许工作区间 1826℃
环境湿度	40%-70% RH，无凝露
洁净环境	适配 Class10000 洁净车间，可选洁净排风接口
设备外形尺寸	长 1650mm × 宽 1420mm × 高 1820mm（封闭式机柜）
整机净重	约 1500kg
辅助配套	集成除尘集尘系统，可选配废气处理单元

8 主要应用领域

集成电路与先进封装：半导体晶圆微纳刻蚀、微孔打孔、薄膜镀层清除、晶圆微槽加工。

TGV 玻璃中介层：飞秒激光内部诱导改性，配合后续湿法刻蚀制备玻璃通孔。

MEMS 与微纳器件：微流道、微传感器、光栅、微结构直写加工。

特种材料加工：碳化硅、蓝宝石、氮化铝陶瓷、超薄金属、高分子薄膜冷加工。

激光源参数如下：

加工样品：