100MHz帯極薄板水晶振動子のエキシマレーザ加工技術に関する研究

100MHz超薄板晶体谐振器准分子激光加工技术研究

• 批准号: 06750726
• 负责人: 柴田 隆行
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750726/
• 关键词: エキシマレーザ; 水晶振動子; 薄片化加工; 反応性エッチング

水晶の薄片化を実現するための新しい加工法として、光子エネルギーの高いエキシマレーザによる加工を行い、基本的な加工特性を明らかとした。得られた結果をまとめると次のとおりである。1.大気中でのアブレーション加工実験両面ポリシングを行ったATカット水晶ウェハ-上にレーザ光を集光照射し加工実験を行った。(1)Krレーザ(波長248nm、光子エネルギ5.0eV)光子エネルギが水晶の結合エネルギ4.9Vとほぼ同等なため、分子結合の直接的な切断よりは不純物による局所的な吸収がおこり、熱応力による割れが発生した。割れずに加工されたときの最大深さは2.35μmであった。(2)ArFレーザ(波長193nm、光子エネルギ6.4eV)水晶板にレーザ光を垂直に照射しているため、照射面側(おもて側)とその裏側(裏面)の両面で同時に加工が行われた。光子エネルギが高いため、分子結合を直接切断し加工が行われ、おもて面では加工深さ約35μmまで割れずに加工できた。裏面では今回の実験範囲内では割れが認めらず約80μmまで加工が可能であった。加工速度はおもて面および裏面でそれぞれ約0.15μm/pulse、約0.25μm/pulseとなり、裏面の方が大きくなることがわかった。また、おもて面、裏面とも約550mJ/cm^2以上のフルエンス(1パルス当たりのエネルギ密度)で加工が行われることがわかった。表面あらさは加工深さとともに増加し、おもて面ではあらさの値は加工深さの10%程度であり、裏面では25〜50%程度であった。反応性エッチング実験反応性ガス(CF_2Br_2)を真空容器内に1〜20Torrの圧力で導入し、ArFエキシマレーザ光により分解し水晶のエッチングを行った。ガスによる効果を確認するために、レーザ光による直接的な材料除去が行われないフルエンスの値で照射した。加工面の表面あらさはポリシングの試料(2nmR_<max>)とほぼ同程度の約4nmR_<max>であった。また、加工速度は0.02nm/pulseとなった。

作为实现石英剥落的一种新方法，使用具有高光子能量的准分子激光器进行处理，从而揭示了基本的加工特征。所获得的结果总结如下：1。大气中的消融处理实验，通过将激光光收集到两侧抛光的固定晶体晶片上，进行了处理实验。 （1）KR激光器（波长：248nm，光子能量：5.0EV），因为光子能与石英键能的4.9V几乎相同：由杂质而不是直接裂解分子键的局部吸收，这是由热应力引起的。不裂纹处理时的最大深度为2.35μm。 （2）ARF激光器（波长：193 nm，光子能量：6.4 eV），因为激光光通过Quartz板垂直照射，同时处理了辐射表面侧（前侧）和背面（后侧）。由于具有高光子能，分子键直接切割和处理，在前表面，进行处理而不会破裂至约35μm。在背面，在当前的实验范围内未观察到裂缝，并且可以处理约80μm。处理速度约为0.15μm/脉冲和前面和后表面的大约0.25μm/脉冲，发现后表面的处理速度更大。还发现，在前后，处理的处理时间约为550 mj/cm^2或更多。表面粗糙度随工作深度而增加，在前表面，粗糙度值约为工作深度的10％，在后表面上约为25-50％。反应性蚀刻实验反应性气体（CF_2BR_2）以1至20 Torr的压力引入真空容器中，然后用ARF Accimer激光束分解以蚀刻晶体。为了确认气体的效果，在未直接去除激光光的情况下进行辐照值。加工表面的表面粗糙度约为4 nmr_ <max>，与抛光样品（2 nmr_ <max>）的表面粗糙度大致相同。此外，处理速度为0.02nm/脉冲。