DE112006001294T5

DE112006001294T5 - Bearbeitung mit synthetischer Impulswiederholungsrate für Mikrobearbeitungssysteme mit Doppelkopflaser

Info

Publication number: DE112006001294T5
Application number: DE112006001294T
Authority: DE
Inventors: Mark A. Portland Unrath; Brian Hillsboro Johansen; Ho Wai Portland Lo
Original assignee: Electro Scientific Industries Inc
Current assignee: Electro Scientific Industries Inc
Priority date: 2005-05-19
Filing date: 2006-05-18
Publication date: 2008-04-17
Also published as: CN101175598A; JP2009512553A; GB2440869A; GB0722493D0; WO2006125217A3; KR20080011396A; US20060261051A1; TW200714399A; WO2006125217A2

Abstract

Verfahren zum Erzeugen eines ersten und eines zweiten Bearbeitungslaserstrahls und zum Verwenden derselben, um gleichzeitig und schnell ein Zielmaterial an einer jeweiligen ersten und zweiten Zielmaterialstelle zu bearbeiten, umfassend:
Vorsehen eines ersten Lasers, der mit einer Impulswiederholungsfrequenz eine Reihe von Ausgangsimpulsen emittiert, die durch Spitzenimpulsenergien gekennzeichnet sind, die mit zunehmender Impulswiederholungsfrequenz abnehmen;
Vorsehen eines zweiten Lasers, der mit einer Impulswiederholungsfrequenz eine Reihe von Ausgangsimpulsen emittiert, die durch Spitzenimpulsenergien gekennzeichnet sind, die mit zunehmender Impulswiederholungsfrequenz abnehmen;
Bilden einer kombinierten Laserausgangsleistung, wobei die Ausgangsimpulse des ersten und des zweiten Lasers überlappt sind, wobei die kombinierte Laserausgangsleistung mit einer Bearbeitungsimpulswiederholungsfrequenz arbeitet, die durch Synthese der Impulswiederholungsfrequenzen der Reihe von Ausgangsimpulsen des ersten und des zweiten Lasers hergestellt wird;
Aufteilen der kombinierten Laserausgangsleistung in einen ersten und einen zweiten Bearbeitungslaserstrahl, die eine Reihe von kombinierten Laserbearbeitungs-Ausgangsimpulsen umfassen, die durch Bearbeitungs-Spitzenimpulsenergien gekennzeichnet sind; und
Richten des ersten und des zweiten...

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft die Laserbearbeitung eines Werkstücks und insbesondere die Kombination der Ausgangsleistungen von zwei oder mehreren Lasern, um eine Impulswiederholungsfrequenz bei einem gegebenen Leistungspegel zu erreichen, die größer ist als die Wiederholungsfrequenz eines Lasers, der bei dem gegebenen Leistungspegel unabhängig arbeitet.
Hintergrund der Erfindung
Die Laserbearbeitung kann an zahlreichen verschiedenen Werkstücken unter Verwendung von verschiedenen Lasern, die eine Vielfalt von Prozessen bewirken, durchgeführt werden. Die speziellen Arten einer interessierenden Laserbearbeitung in Bezug auf die vorliegende Erfindung sind die Laserbearbeitung eines ein- oder mehrlagigen Werkstücks, um eine Loch- und/oder Blindkontaktlochausbildung zu bewirken, und die Laserbearbeitung eines Halbleiterwafers, um eine Waferzertrennung oder ein Waferbohren zu bewirken. Die hierin beschriebenen Laserbearbeitungsverfahren könnten auch auf irgendeine Art von Lasermikrobearbeitung, einschließlich, jedoch nicht begrenzt auf die Entfernung von Halbleiterverbindungen (Sicherungen) und thermisches Ausheilen oder Abgleichen von passiven Dick- oder Dünnschichtkomponenten, angewendet werden.
Hinsichtlich der Laserbearbeitung von Kontaktlöchern und/oder Löchern in einem mehrlagigen Werkstück beschreiben das US-Patent Nrn. 5 593 606 und 5 841 099 , Owen et al., Verfahren zum Betreiben eines Ultraviolett-(UV) Lasersystems zum Erzeugen von Laserausgangsimpulsen, die durch Impulsparameter gekennzeichnet sind, die zum Ausbilden eines Durchgangslochs oder von Blindkontaktlöchern in zwei oder mehr Schichten von verschiedenen Materialarten in einem mehrlagigen Bauelement festgelegt sind. Das Lasersystem umfasst einen Nicht-Excimer-Laser, der mit Impulswiederholungsraten von mehr als 200 Hz, Laserausgangsimpulsen mit zeitlichen Impulsbreiten von weniger als 100 ns, Fleckflächen mit Durchmessern von weniger als 100 μm und mittleren Intensitäten oder einer Strahlungsdichte von mehr als 100 mW über die Fleckfläche emittiert. Der bevorzugte identifizierte Nicht-Excimer-UV-Laser ist ein diodengepumpter Festkörper-(DPSS) Laser.
Die veröffentlichte US-Patentanmeldung Nr. US/2002/0185474 von Dunsky et al. beschreibt ein Verfahren zum Betreiben eines gepulsten CO₂-Lasersystems, um Laserausgangsimpulse zu erzeugen, die Blindkontaktlöcher in einer dielektrischen Schicht eines mehrlagigen Bauelements bilden. Das Lasersystem emittiert mit Impulswiederholungsraten von mehr als 200 Hz, Laserausgangsimpulse mit zeitlichen Impulsbreiten von weniger als 200 ns und Fleckflächen mit Durchmessern zwischen 50 μm und 300 μm.
Die Laserabschmelzung eines Zielmaterials, insbesondere wenn ein UV-DPSS-Laser verwendet wird, beruht auf dem Richten einer Laserausgangsleistung mit einer Fluenz oder Energiedichte, die größer ist als die Abschmelzschwelle des Zielmaterials, auf das Zielmaterial. Ein UV-Laser emittiert eine Laserausgangsleistung, die so fokussiert werden kann, dass sie eine Fleckgröße zwischen etwa 10 μm und etwa 30 μm beim Durchmesser von 1/e² aufweist. In bestimmten Fällen ist diese Fleckgröße kleiner als der gewünschte Kontaktlochdurchmesser, wie z. B. wenn der gewünschte Kontaktlochdurchmesser zwischen etwa 50 μm und 300 μm liegt. Der Durchmesser der Fleckgröße kann so vergrößert werden, dass er denselben Durchmesser wie den gewünschten Durchmesser des Kontaktlochs aufweist, aber eine solche Vergrößerung würde die Laserausgangsenergiedichte in dem Ausmaß verringern, dass sie geringer ist als die Zielmaterial-Abschmelzschwelle, und keine Zielmaterialentfernung bewirken kann. Folglich wird die fokussierte Fleckgröße von 10 μm bis 30 μm verwendet und die fokussierte Laserausgangsleistung wird typischerweise in einem spiralförmigen, konzentrischen kreisförmigen oder "Hohlbohr"-Muster bewegt, um ein Kontaktloch mit dem gewünschten Durchmesser auszubilden. Die Spiral-, Hohlbohr- oder konzentrische Kreisbearbeitung sind Arten von so genannten nicht-stanzenden Kontaktlochausbildungsprozessen. Für Kontaktlochdurchmesser von etwa 70 μm oder kleiner liefert das direkte Stanzen einen höheren Kontaktlochausbildungsdurchsatz.
Im Gegensatz dazu ist die Ausgangsleistung eines gepulsten CO₂-Lasers typischerweise größer als 50 μm und ist in der Lage, eine Energiedichte aufrechtzuerhalten, die ausreicht, um die Ausbildung von Kontaktlöchern mit Durchmessern von 50 μm oder größer an herkömmlichen Zielmaterialien zu bewirken. Folglich wird typischerweise ein Stanzprozess verwendet, wenn ein CO₂-Laser verwendet wird, um die Kontaktlochausbildung zu bewirken. Ein Kontaktloch mit einem Fleckflächendurchmesser von weniger als 50 μm kann jedoch unter Verwendung eines CO₂-Lasers nicht ausgebildet werden.
Der hohe Grad an Reflexionsvermögen von Kupfer bei den CO₂-Wellenlängen macht die Ausbildung eines Durchgangskontaktlochs unter Verwendung eines CO₂-Lasers in einer Kupferschicht mit einer Dicke von mehr als etwa 5 Mikrometer sehr schwierig. Folglich können CO₂-Laser typischerweise verwendet werden, um Durchgangskontaktlöcher nur in Kupferschichten auszubilden, die Dicken zwischen etwa 3 Mikrometer und etwa 5 Mikrometer aufweisen oder die oberflächenbehandelt wurden, um die Absorption der CO₂-Laserenergie zu verbessern.
Die üblichsten Materialien, die bei der Herstellung von mehrlagigen Strukturen für eine Leiterplatte (PCB) und elektronische Packungsvorrichtungen verwendet werden, in denen Kontaktlöcher ausgebildet werden, umfassen typischerweise Metalle (z.B. Kupfer) und dielektrische Materialien (z.B. Polymerpolyimid, Harz oder FR-4). Die Laserenergie bei den UV-Wellenlängen weist einen guten Kopplungswirkungsgrad mit Metallen und dielektrischen Materialien auf, so dass der UV-Laser leicht eine Kontaktlochausbildung an sowohl Kupferschichten als auch dielektrischen Materialien bewirken kann. Die UV-Laserbearbeitung von Polymermaterialien wird auch weitgehend als kombinierter photochemischer und photothermischer Prozess betrachtet, in dem die UV-Laserausgangsleistung das Polymermaterial teilweise durch Dissoziieren seiner molekularen Bindungen durch eine durch Photonen angeregte chemische Reaktion abschmilzt, wodurch eine überlegene Prozessqualität im Vergleich zum photothermischen Prozess erzeugt wird, der stattfindet, wenn die dielektrischen Materialien längeren Laserwellenlängen ausgesetzt werden. Aus diesen Gründen sind Festkörper-UV-Laser bevorzugte Laserquellen zum Bearbeiten dieser Materialien.
Die CO₂-Laserbearbeitung von dielektrischen und Metallmaterialien und die UV-Laserbearbeitung von Metallen sind hauptsächlich photothermische Prozesse, in denen das dielektrische Material oder Metallmaterial die Laserenergie absorbiert, was bewirkt, dass das Material in der Temperatur steigt, erweicht oder geschmolzen wird und schließlich abschmilzt, verdampft oder wegbläst. Die Abschmelzrate und der Kontaktlochausbildungsdurchsatz sind für eine gegebene Art von Material eine Funktion der Laserenergiedichte (Laserenergie (J), dividiert durch Fleckgröße (cm²)), der Leistungsdichte (Laserenergiedichte, dividiert durch Impulsbreite (Sekunden)), der Impulsbreite, der Laserwellenlänge und der Impulswiederholungsrate.
Folglich ist der Laserbearbeitungsdurchsatz, wie beispielsweise die Kontaktlochausbildung an einer PCB oder anderen elektronischen Packungsvorrichtungen, oder das Lochbohren an Metallen oder anderen Materialien, durch die verfügbare Laserleistungsdichte und die Impulswiederholungsrate sowie die Geschwindigkeit, mit der die Strahlpositionierungseinrichtung die Laserausgangsleistung in einem Spiral-, konzentrischen Kreis- oder Hohlbohrmuster und zwischen Kontaktlochpositionen bewegen kann, begrenzt. Ein Beispiel eines UV-DPSS-Lasers ist ein Modell LWE Q302 (355 nm), das von Lightwave Electronics, Mountain View, Kalifornien, vertrieben wird. Dieser Laser wird in einem Lasersystem des Modells 5330 oder anderen Systemen in seiner Reihe, die von Electro-Scientific Industries, Inc., Portland, Oregon, dem Anmelder der vorliegenden Patentanmeldung, hergestellt werden, verwendet. Der Laser ist in der Lage, 8 W UV-Leistung mit einer Impulswiederholungsrate von 30 kHz zu liefern. Der typische Kontaktlochausbildungsdurchsatz dieses Lasers und Systems ist etwa 600 Kontaktlöcher jede Sekunde an blankem Harz. Ein Beispiel eines gepulsten CO₂- Lasers ist ein Modell Q3000 (9,3 μm), das von Coherent DEOS, Bloomfield, Connecticut, vertrieben wird. Dieser Laser wird in einem Lasersystem Modell 5385 oder anderen Systemen in seiner Reihe, die von Electro-Scientific Industries, Inc., hergestellt werden, verwendet. Der Laser ist in der Lage, 18 W Laserleistung mit einer Impulswiederholungsrate von 60 kHz zu liefern. Der typische Kontaktlochausbildungsdurchsatz dieses Lasers und Systems ist etwa 1000 Kontaktlöcher jede Sekunde an blankem Harz und 250–300 Kontaktlöcher jede Sekunde an FR-4.
Der erhöhte Kontaktlochausbildungsdurchsatz kann durch Erhöhen der Impulswiederholungsrate bei einer Impulsenergie, die ausreicht, um eine Abschmelzung zu bewirken, wie vorstehend beschrieben, bewerkstelligt werden. Für den UV-DPSS-Laser und den gepulsten CO₂-Laser nimmt jedoch, wenn die Impulswiederholungsraten zunehmen, die Impulsenergie in einer nicht-linearen Weise ab, d.h. zweimal die Impulswiederholungsrate führt zu weniger als einer Hälfte der Impulsenergie für jeden Impuls. Für einen gegebenen Laser besteht folglich eine maximale Impulswiederholungsrate und daher eine maximale Rate der Kontaktlochausbildung, die durch die minimale Impulsenergie gesteuert wird, die zum Bewirken einer Abschmelzung erforderlich ist.
Hinsichtlich des Zeitrennens eines Halbleiterwafers gibt es zwei übliche Verfahren zum Bewirken des Zeitrennens: mechanisches Sägen und Laserzertrennen. Mechanisches Sägen hat typischerweise die Verwendung einer Diamantsäge zur Folge, um Wafer mit einer Dicke von mehr als etwa 150 Mikrometer zu zertrennen, um Bahnen mit Breiten von mehr als etwa 100 Mikrometer zu bilden. Das mechanische Sägen von Wafern mit einer Dicke, die geringer ist als etwa 100 Mikrometer, führt zum Brechen des Wafers.
Das Laserzertrennen hat typischerweise das Zertrennen des Halbleiterwafers unter Verwendung eines gepulsten IR-, grünen oder UV-Lasers zur Folge. Das Laserzertrennen bietet verschiedene Vorteile gegenüber dem mechanischen Sägen eines Halbleiterwafers, wie z.B. die Fähigkeit, die Breite der Bahn auf etwa 50 Mikrometer zu verringern, wenn ein UV-Laser verwendet wird, die Fähigkeit, einen Wafer entlang einer gekrümmten Bahn zu zertrennen, und die Fähigkeit, Siliziumwafer, die dünner sind als jene, die unter Verwendung von mechanischem Sägen zertrennt werden können, wirksam zu zertrennen. Ein Siliziumwafer mit einer Dicke von etwa 75 Mikrometer kann beispielsweise mit einem DPSS-UV-Laser, der mit einer Leistung von etwa 8 W und einer Wiederholungsrate von etwa 30 kHz mit einer Zertrenngeschwindigkeit von 120 mm/s zum Ausbilden eines Schnitts mit einer Breite von etwa 35 Mikrometer betrieben wird, zertrennt werden. Ein Nachteil des Laserzertrennens von Halbleiterwafern ist jedoch die Bildung von Trümmern und Schlacke, die beide am Wafer haften könnten und schwierig zu entfernen sind. Ein weiterer Nachteil des Laserzertrennens von Halbleiterwafern besteht darin, dass die Werkstückdurchsatzrate durch die Leistungsfähigkeiten des Lasers begrenzt ist.
Was daher erforderlich ist, ist ein Verfahren und Lasersystem zum Bewirken einer Hochgeschwindigkeits-Laserbearbeitung eines Werkstücks mit einer hohen Durchsatzrate, um die Ausbildung von Kontaktlöchern und/oder Löchern unter Verwendung von UV-, grünen, IR- und CO₂-Lasern zu bewirken und effizient und genau Halbleiterwafer unter Verwendung von UV-, grünen und IR-Lasern zu zertrennen.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren und ein Lasersystem zum Verbessern der Geschwindigkeit und/oder des Wirkungsgrades (1) der Laserbearbeitung von Kontaktlöchern und/oder Löchern in ein- und mehrlagigen Werkstücken und (2) des Zeitrennens von Halbleiterwafern derart, dass die Raten der Materialentfernung und des Werkstückdurchsatzes erhöht werden und die Prozessqualität verbessert wird, bereitzustellen.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung bewirkt eine schnelle Entfernung von Material von einem Werkstück durch Maximieren der Impulswiederholungsrate bei einem gegebenen Leistungspegel in einem Doppellasersystem. Das Verfahren hat das Auslösen von zwei Lasern zur Folge, so dass die einzelnen Impulse zu verschiedenen Zeitpunkten an den Ausgängen der Laser erscheinen. Diese zwei Strahlen werden dann zu einem einzelnen Strahl kombiniert, in dem die Impulse der zwei Strahlen überlappt sind. Der einzelne Strahl besitzt eine Impulswiederholungsfrequenz (PRF), die gleich der kombinierten Impulsrate jedes Strahls ist, und jeder Impuls im kombinierten Strahl weist dieselben Impulseigenschaften auf, wie er vor der Kombination hatte. Der kombinierte Strahl kann anschließend in zwei Strahlen aufgeteilt werden, die dieselbe PRF aufweisen. In den aufgeteilten Strahlen bleiben einige der Impulseigenschaften, wie z.B. die Impulsdauer und gesamte Impulsform, im Wesentlichen ähnlich jenen des ungeteilten Strahls. Einige der Impulseigenschaften, wie z.B. Impulsspitzenleistung und Impulsenergie, werden jedoch zwischen den zwei Strahlen aufgeteilt, so dass die lineare Summe der Impulseigenschaften ungefähr gleich jenen des ungeteilten Strahls ist.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens hat die Synchronisation von zwei Lasern zur Folge, um ein abwechselndes Pulsieren mit der gewünschten PRF zu erzielen. Die zwei gepulsten Laserstrahlen, die an den Laserausgängen erzeugt werden, werden dann kollimiert und zum Einfall auf einen Strahlkombinator gerichtet, der sie zu einem einzelnen Strahl kombiniert. Der kombinierte Strahl kann in seinem innewohnenden Gaußprofil belassen werden oder wahlweise geformt und/oder abgebildet werden, um ein gewünschtes Nicht-Gauß-Profil zu erzeugen. Der kombinierte Strahl wird dann in zwei Strahlen aufgeteilt, die zum Einfall auf verschiedene Stellen des Werkstücks gerichtet werden können, um eine Mikrobearbeitung durchzuführen. Aufgrund der nicht-linearen Art der Beziehung zwischen der PRF und Leistung führt das Kombinieren und Trennen der zwei Strahlen zu einer größeren Leistungsdichte an zwei Stellen am Werkstück als jener, die erreichbar wäre, wenn jeder Laser separat gepulst und auf das Werkstück an jeder von zwei Stellen mit der äquivalenten PRF gerichtet werden würde. Die Konsequenz des Erreichens einer größeren Leistungsdichte in dieser Weise ist eine Erhöhung des Durchsatzes des Mikrobearbeitungssystems.
Die von dieser Erfindung gebotenen Vorteile sind nicht auf zwei Laser begrenzt. Unter Verwendung von ähnlichen Verfahren könnten drei oder mehr Laser kombiniert und in drei oder mehr Strahlen aufgeteilt werden; gerade Zahlen von Lasern sind jedoch leichter zu kombinieren und in ähnliche Ausgangsstrahlen aufzuteilen.
Zusätzliche Aufgaben und Vorteile dieser Erfindung sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen derselben ersichtlich, die mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen vor sich geht.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine bruchstückhafte Ansicht eines beispielhaften mehrlagigen Werkstücks der durch einen gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung gebildeten Laserstrahl zu bearbeitenden Art.
2 ist ein vereinfachtes schematisches Diagramm eines bevorzugten Systems, das zwei Laserstrahlen kombiniert und später sie gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung in Zusammenwirkung mit einer optionalen Strahlformungs- und Abbildungsoptik aufteilt. 2 zeigt auch in Durchsichtlinien optische Komponenten, die die kombinierten Laserstrahlen weiter in wahlweise dritte und vierte Laserstrahlen aufteilen.
3 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Impulsenergie und der PRF für einen beispielhaften Laser des Standes der Technik zeigt.
4 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Impulsenergie und der PRF für eine Strahlausgangsleistung eines Systems mit zwei Lasern, die gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet wird, zeigt.
5A ist ein Graph, der die Impulsfolge-PRF und Spitzenenergie zeigt, die durch ein Doppellaser-System des Standes der Technik erzeugt werden, in dem jeder Laser unabhängig arbeitet.
5B ist ein Graph, der die Impulsfolge-PRF und Spitzenenergie eines kombinierten Laserstrahls zeigt, der gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt wird.
5C ist ein Graph, der die Impulsfolge-PRF und Spitzenenergie für einen getrennten Laserstrahl zeigt, der gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt wird.
Ausführliche Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen
In einer ersten Implementierung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels dieser Erfindung bilden Laserimpulse, die durch die hierin offenbarte Erfindung erzeugt werden, Kontaktlöcher in einlagigen oder mehrlagigen Werkstücken durch Zielen eines Lasers auf mindestens zwei spezielle Bereiche des Werkstücks mit ausreichend Energie, um eine Abschmelzung zu bewirken. Es wird angenommen, dass ein einzelner Impuls unzureichend ist, um das ganze gewünschte Material von einer speziellen Stelle am Werkstück zu entfernen. Mehrere Impulse werden daher auf das Werkstück gerichtet, um eine Entfernung des gewünschten Materials an jeder festgelegten Stelle zu bewirken. Die Bearbeitungszeit und daher der Systemdurchsatz hängt von der Anzahl von Impulsen ab, die für jede Einheitszeit mit Energien oberhalb der Abschmelzschwelle des Werkstücks zum Werkstück geliefert werden.
Bevorzugte einlagige Werkstücke umfassen dünne Kupferbleche, Polyimidplatten zur Verwendung in elektrischen Anwendungen und andere Metallstücke wie z.B. Aluminium, Stahl und Thermoplaste für allgemeine Industrie- und medizinische Anwendungen. Bevorzugte mehrlagige Werkstücke umfassen ein Mehrchipmodul (MCM), eine Leiterplatte oder einen Halbleiter-Mikroschaltungsbaustein. 1 zeigt ein beispielhaftes mehrlagiges Werkstück 20 willkürlicher Art, das Schichten 34, 36, 38 und 40 umfasst. Die Schichten 34 und 38 sind vorzugsweise Metallschichten, die jeweils ein Metall, wie z.B., jedoch nicht begrenzt auf Aluminium, Kupfer, Gold, Molybdän, Nickel, Palladium, Platin, Silber, Titan, Wolfram, ein Metallnitrid oder eine Kombination davon, umfassen. Die Metallschichten 34 und 38 weisen vorzugsweise Dicken auf, die zwischen etwa 9 μm und etwa 36 μm liegen, sie können jedoch dünner als 9 μm oder so dick wie 72 μm sein.
Jede Schicht 36 umfasst vorzugsweise ein organisches dielektrisches Standardmaterial, wie z.B. Benzocyclobutan (BCB), Bismaleimidtriazin (BT), Pappe, einen Cyanatester, ein Epoxid, ein Phenol, ein Polyimid, Polytetrafluorethylen (PTFE), eine Polymerlegierung oder eine Kombination davon. Jede organische dielektrische Schicht 36 ist typischerweise dicker als die Metallschichten 34 und 38. Die bevorzugte Dicke der organischen dielektrischen Schicht 36 liegt zwischen etwa 20 μm und etwa 400 μm, aber die organische dielektrische Schicht 36 kann in einem Stapel mit einer Dicke von nicht kleiner als 1,6 mm angeordnet sein.
Die organische dielektrische Schicht 36 kann eine dünne Verstärkungskomponentenschicht 40 umfassen. Die Verstärkungskomponentenschicht 40 kann eine Fasermatte oder dispergierte Teilchen aus beispielsweise Aramidfasern, Keramik oder Glas umfassen, die in die organische dielektrische Schicht 36 gewebt oder dispergiert wurden. Die Verstärkungskomponentenschicht 40 ist typischerweise viel dünner als die organische dielektrische Schicht 36 und kann eine Dicke aufweisen, die zwischen etwa 1 μm und etwa 10 μm liegt. Fachleute werden erkennen, dass Verstärkungsmaterial auch als Pulver in die organische dielektrische Schicht 36 eingeführt werden kann. Die Verstärkungskomponentenschicht 40 mit diesem pulverförmigen Verstärkungsmaterial kann nicht-zusammenhängend und ungleichmäßig sein.
Fachleute werden erkennen, dass die Schichten 34, 36, 38 und 40 intern nicht-zusammenhängend, ungleichmäßig und uneben sein können. Stapel mit mehreren Schichten aus Metall-, organischen dielektrischen und Verstärkungskomponentenmaterialien können eine Gesamtdicke aufweisen, die größer ist als 2 mm. Obwohl das willkürliche Werkstück 20, das als Beispiel in 1 gezeigt ist, fünf Schichten aufweist, kann die vorliegende Erfindung an einem Werkstück mit einer beliebigen gewünschten Anzahl von Schichten ausgeführt werden, einschließlich eines einlagigen Substrats.
2 ist ein vereinfachtes schematisches Diagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, das aus zwei Bearbeitungslasern 50 und 52 besteht, die durch eine Synchronisationsquelle 54 angesteuert werden. Die Quelle 54 könnte die Laser 50 und 52 durch ein beliebiges einer Anzahl von Verfahren synchronisieren, einschließlich Synchronisation der Auslösesignale, die zu Beleuchtungsquellen gesandt werden, die Energie in die Laser pumpen, oder möglicherweise Synchronisation von Güteschaltern, die innerhalb der Laser 50 und 52 angeordnet sind, um zu ermöglichen, dass sie in einer abwechselnden Weise pulsieren. Die Laser 50 und 52 liefern an ihren Ausgängen jeweilige Bearbeitungsstrahlen 56 und 58, die jeweils aus einer Laserimpulsfolge bestehen. Die Laser 50 und 52 sind so angeordnet, dass die intrinsischen linearen Polarisationsebenen ihrer jeweiligen Ausgangsbearbeitungsstrahlen 56 und 58 im Wesentlichen parallel sind. Die Laserstrahlen 56 und 58 treten durch jeweilige Kollimatoren 60 und 62 hindurch, die jeweils den Durchmesser ihres einfallenden Laserstrahls verringern, während sie ihren Brennpunkt auf unendlich halten.
Die Bearbeitungslaser 50 und 52 können ein UV-Laser, ein IR-Laser, ein grüner Laser oder ein CO₂-Laser sein. Eine bevorzugte Bearbeitungslaser-Ausgangsleistung weist eine Impulsenergie auf, die zwischen etwa 0,01 μJ und etwa 1,0 J liegt. Ein bevorzugter UV-Bearbeitungslaser ist ein gütegeschalteter UV-DPSS-Laser mit einem laseraktiven Festkörpermaterial, wie z.B. Nd:YAG, Nd:YLF, Nd:YAP oder Nd:YVO4 oder ein YAG-Kristall, der mit Ytterbium, Holmium oder Erbium dotiert ist. Der UV-Laser liefert vorzugsweise eine harmonisch erzeugte UV-Laserausgangsleistung mit einer Wellenlänge wie z.B. 355 nm (frequenzverdreifacht Nd:YAG), 266 nm (frequenzvervierfacht Nd:YAG) oder 213 nm (frequenzverfünffacht Nd:YAG).
Ein bevorzugter CO₂-Bearbeitungslaser ist ein gepulster CO₂-Laser, der mit einer Wellenlänge zwischen etwa 9 μm und etwa 11 μm arbeitet. Ein beispielhafter kommerziell erhältlicher gepulster CO₂-Laser ist der gütegeschaltete Laser Modell Q3000 (9,3 μm), der von Coherent-DEOS in Bloomfield, Connecticut, hergestellt wird. Da CO₂-Laser außerstande sind, Kontaktlöcher effektiv durch Metallschichten 34 und 38 zu bohren, fehlen mehrlagigen Werkstücken 20, die mit CO₂-Bearbeitungslasern gebohrt werden, entweder die Metallschichten 34 und 38 oder sie werden derart vorbereitet, dass eine Zielstelle mit einem UV-Laser vorgebohrt oder unter Verwendung eines anderen Prozesses, wie beispielsweise chemischem Ätzen, vorgeätzt wurde, um die dielektrische Schicht 36 freizulegen.
Fachleute werden erkennen, dass andere laseraktive Festkörpermaterialien oder CO₂-Laser, die mit verschiedenen Wellenlängen arbeiten, im Lasersystem der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Verschiedene Arten einer Laserresonatoranordnung, Oberwellenerzeugung des Festkörperlasers, Güteschalterbetrieb für sowohl den Festkörperlaser als auch den CO₂-Laser, Pumpschemen und Impulserzeugungsverfahren für den CO₂-Laser sind Fachleuten gut bekannt.
Der Laser 50 emittiert einen Bearbeitungsstrahl 56, der an einem Spiegel/Kombinator 64 reflektiert, der im Fall von zwei: Lasern als Spiegel implementiert wird, und anschließend auf eine erste ½-Wellenplatte 66 auftrifft. Die erste ½-Wellenplatte 66 ist so festgelegt, dass sie die Polarisationsebene des einfallenden Laserstrahls 56 um 90° dreht. Die optischen Wege der Laserstrahlen 56 und 58 sind so angeordnet, dass sie sich an einem Strahlkombinator 68 treffen, der so konstruiert ist, dass er im Wesentlichen den ganzen Laserstrahl 58, der in einem ersten Winkel polarisiert ist, durchlässt und im Wesentlichen den ganzen Laserstrahl 56, der in einem zweiten Winkel polarisiert ist, der um 90° relativ zum ersten Winkel gedreht ist, reflektiert. Die optischen Komponenten sind so angeordnet, dass der durchgelassene Strahl 58 und der reflektierte Strahl 56 sich kombinieren, um einen kombinierten koaxialen Strahl 70 mit ungefähr einer Hälfte seiner Energie, die in einem ersten Winkel polarisiert ist, und dem Rest seiner Energie, die in einem zweiten Winkel polarisiert ist, der um 90° relativ zum ersten Winkel gedreht ist, zu bilden. Der kombinierte Strahl 70, der sich vom Strahlkombinator 68 ausbreitet, tritt durch eine wahlweise Strahlformungsoptik 72 hindurch, die das im Wesentlichen gaußartige Strahlprofil in ein erwünschteres Strahlprofil transformiert. Ein Beispiel eines gewünschten Strahlprofils ist das "Hut"-Profil, das eine im Wesentlichen gleichmäßige Beleuchtung bereitstellt. Die wahlweise Strahlformungsoptik 72 dient auch als Abbildungsoptik, die ermöglicht, dass der Strahl die geeigneten Eigenschaften wie z.B. Fleckgröße und -form erreicht, wenn er auf das Werkstück projiziert wird. Fachleute werden auch erkennen, dass ähnliche Verfahren verwendet werden könnten, um mehr als zwei Laser zu kombinieren, um einen kombinierten Strahl 70 mit entsprechend mehr Leistung zu erzeugen.
Der kombinierte Strahl 70 wird dann zum Einfall auf eine zweite ½-Wellenplatte 74 gerichtet, die infolge dessen, dass sie um 22,5° gedreht ist, die Polarisationsebenen des kombinierten Strahls 70 um 45 Grad dreht, was einen Strahl mit im Wesentlichen gleichen p (vertikalen) und s (horizontalen) Polarisationskomponenten bereitstellt. Der kombinierte und gedrehte Strahl 71 wird auf einen Brewster-Polarisatorstrahlteiler 78 gerichtet, wobei seine Polarisationsachsen auf 45° relativ zu einer der Polarisationsebenen des kombinierten und gedrehten Strahls 71 eingestellt sind. Bei Abwesenheit der zweiten ½-Wellenplatte 74 würde der Strahlteiler 78 im Wesentlichen den ganzen Anteil des kombinierten und gedrehten Strahls 71, der parallel zur Strahlteiler-Polarisationsachse polarisiert wurde, durchlassen, und im Wesentlichen den ganzen Anteil des kombinierten und gedrehten Strahls 71, der senkrecht zur Strahlteiler-Polarisationsachse polarisiert wurde, reflektieren. Dies würde den kombinierten und gedrehten Strahl 71 im Wesentlichen in seine Bestandteile auftrennen, wobei Laserstrahlen 56 und 58 erneut erzeugt werden. Da jedoch die Polarisation des kombinierten und gedrehten Strahls 71 um 45° gedreht wurde, wird jede der orthogonal polarisierten Komponenten des kombinierten und gedrehten Strahls 71 durch den Strahlteiler 78 teilweise durchgelassen und teilweise reflektiert. Dies hat den Effekt des Mischens der zwei polarisierten Komponenten des kombinierten und gedrehten Strahls 71, wobei etwa eine Hälfte der Leistung durchgelassen wird und etwa eine Hälfte der Leistung in den getrennten Laserstrahlen 80 und 82 reflektiert wird. Jeder dieser getrennten Strahlen 80 und 82 besteht aus Impulsen von beiden Laserstrahlen 56 und 58 und hat daher eine Impulsrate gleich der Summe der Impulsraten der zwei Strahlen. Das Verhältnis der Leistung in den zwei getrennten Strahlen 80 und 82 kann durch Verändern des Winkels der ½-Wellenplatte 74 vom nominalen Winkel von 22,5° eingestellt werden.
Der kombinierte und gedrehte Strahl 71 kann wahlweise in vier Laserstrahlen 80, 82, 88 und 90 aufgeteilt werden, von denen jeder gleich etwa einem Viertel der kombinierten Leistung der Laser 50 und 52 ist und eine Impulsrate gleich der Summe der Impulsraten der Strahlen 56 und 58 aufweist, die von den Lasern 50 bzw. 52 emittiert werden. Diese Aufteilung wird durch die in einer Umhüllung einer gestrichelten Linie gezeigten und durch Durchsichtlinien in 2 dargestellten Komponenten durchgeführt. Der kombinierte und gedrehte Strahl 71, der das wahlweise Ausführungsbeispiel ist, breitet sich anfänglich von einer ½-Wellenplatte 92 aus, wird in zwei ungefähr gleiche Strahlen durch den wahlweisen Teiler 94 geteilt, um wahlweise Strahlen 96 und 98 zu erzeugen. Jeder der Strahlen 96 und 98 kann durch gut bekannte Verfahren durch den wahlweisen Spiegel 100, die wahlweise ½-Wellenplatte 102, den wahlweisen Teiler 104 und den wahlweisen Spiegel 106 auf gewünschte Stellen auf dem Werkstück gerichtet werden, um insgesamt vier Ausgangsstrahlen 80, 82, 88 und 90 zu erzeugen. Das Verhältnis der für jeden Strahl verfügbaren Leistung kann durch Einstellen der ½-Wellenplatten 74, 92 und 102 festgelegt werden, wie vorstehend beschrieben. Fachleute werden erkennen, dass dieses Verfahren erweitert werden kann, um zusätzliche Paare von Laserstrahlen zu erzeugen, wie erwünscht.
Der Graph 110 in 3 stellt die nicht-lineare Beziehung zwischen der PRF in kHz und der Impulsenergie in μJ für einen einzelnen Laser dar. Die gekrümmte Linie 112 stellt die verfügbare Spitzenimpulsenergie als Funktion der PRF für einen gegebenen Laser dar. Fachleute werden erkennen, dass diese Beziehung für einen breiten Bereich von Lasertypen, die für Mikrobearbeitungsanwendungen verwendet werden, typisch ist. Die gerade Linie 114 stellt die minimale Spitzenimpulsenergie, etwa 80 μJ, dar, die für die Abschmelzung eines speziellen Werkstücks erforderlich ist. Die Linien 112 und 114 schneiden sich in einem Punkt 116, der die maximale PRF darstellt, die verwendbar ist, um das ausgewählte Werkstück abzuschmelzen, was in diesem Fall etwa 62 kHz ist. Wenn ein System mit zwei Lasern, die unabhängig arbeiten, konstruiert werden würde, wäre der maximale Durchsatz des Systems auf zwei Flecken begrenzt, die jeweils mit 62 kHz abgeschmolzen werden.
Der Graph 120 in 4 stellt die Leistung eines Doppellasersystems dar, das gemäß den hierin beschriebenen Prinzipien konstruiert ist. Zwei Laser mit PRF/Impulsenergie-Charakteristiken, die zu den in 2 gezeigten identisch sind, werden kombiniert, wie in 2 gezeigt. Die gekrümmte Linie 122 im Graphen 120 zeigt die PRF/Impulsenergie-Beziehung des kombinierten Strahls 70, der aus abwechselnden Impulsen von den Lasern 50 und 52 besteht. Die gerade Linie 124 im Graphen 120 zeigt die minimale Spitzenimpulsenergie, die erforderlich ist, um das ausgewählte Werkstück abzuschmelzen. Da der kombinierte Strahl 70 im Wesentlichen gleich zwischen zwei Strahlen aufgeteilt werden soll, ist die erforderliche Spitzenimpulsenergie etwa zweimal die durch die gerade Linie 104 in 3 gezeigte Spitzenimpulsenergie oder etwa 160 μJ. Die Linien 122 und 124 schneiden sich in einem Punkt 126, der die maximale kombinierte PRF, etwa 87 kHz, darstellt, die verwendbar ist, um das ausgewählte Werkstück abzuschmelzen. Aufgrund der nicht-linearen Beziehung zwischen der PRF und der Impulsenergie ist diese PRF größer als die in 3 gezeigte PRF von 62 kHz, um dasselbe Material abzuschmelzen. Folglich hätte ein System mit zwei Lasern, das gemäß den hierin offenbarten Verfahren implementiert wird, einen maximalen Systemdurchsatz gleich zwei Flecken, die mit einer PRF von 87 kHz abgeschmolzen werden. Da die maximale Abschmelzrate und daher der Systemdurchsatz eine Funktion der PRF ist, hätte ein gemäß den hierin offenbarten Prinzipien konstruiertes System mit zwei Lasern einen Durchsatz von bis zu 140 % von jenem eines Systems, das so konstruiert ist, dass jeder Laser unabhängig arbeitet.
In einer zweiten Implementierung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels werden die von der hierin offenbarten Erfindung erzeugten Laserimpulse verwendet, um eine Vereinzelung oder Zertrennung eines Wafers oder Substrats in mehrere unabhängige Teile zu bewirken. In der Elektronikfertigung ist es üblich, mehrere Kopien einer gegebenen Schaltung oder eines gegebenen Schaltungselements auf einem einzelnen Substrat zu konstruieren. Bevorzugte Werkstücke für das Halbleiterzertrennen umfassen Siliziumwafer, andere Materialien auf Siliziumbasis, einschließlich Siliziumcarbid und Siliziumnitrid, und Verbindungen in den Gruppen III-V und II-VI, wie z.B. Galliumarsenid, auf dem integrierte Schaltungen unter Verwendung von Photolithographieverfahren konstruiert werden. Ein zweites Beispiel ist eine Dickschichtschaltung, wobei Schaltungselemente oder elektronische Bauelemente auf ein Substrat, das typischerweise aus einem gesinterten Keramikmaterial besteht, siebgedruckt werden. Ein drittes Beispiel ist eine Dünnschichtschaltung, wobei Leiter und passive Schaltungselemente auf ein Substrat, das beispielsweise aus einem Halbleitermaterial, Keramik oder anderen Materialien besteht, durch Sputtern oder Verdampfung aufgebracht werden. Ein viertes Beispiel wäre die Anzeigetechnologie, in der die zur Herstellung von LCD- oder Plasmaanzeigen verwendeten Kunststoffschichten unter Verwendung dieser Technologie vereinzelt werden können. Was diese Anwendungen alle gemeinsam haben, ist der Wunsch, ein Substrat, das mehrere Schaltungen, Schaltungselemente enthält, oder einfach Bereiche des Substrats in separate Teile effizient aufzuteilen.
Die Vorteile der Anwendung der hierin offenbarten Erfindung auf die Vereinzelung sind ähnlich zu den vorstehend für das Kontaktlochbohren beschriebenen Vorteilen. Die Anwendung von zwei oder mehr Lasern auf den Prozess kann den Durchsatz eines Systems erhöhen, da mehrere parallele lineare Schnitte typischerweise erforderlich sind, um die meisten Substrate zu vereinzeln. Die Verwendung der hierin beschriebenen Erfindung erhöht den Durchsatz des Systems, da die Rate der Vereinzelung wie des Kontaktlochbohrens eine Funktion der Anzahl von Impulsen mit Energien ist, die größer sind als die Abschmelzschwelle, die für jede Einheitszeit geliefert werden.
5A, 5B und 5C stellen diesen Prozess durch Vergleichen der Anzahl von Impulsen, die für jede Einheitszeit durch ein Doppellasersystem geliefert werden, das mit unabhängigen Lasern konstruiert ist, und eines Doppellasersystems, das gemäß der hierin offenbarten Erfindung konstruiert ist, dar.
Der Graph 130 in 5A zeigt die Beziehung zwischen der Impulsenergie und der PRF für einen von zwei ähnlichen beispielhaften Lasern in einem System des Standes der Technik, das zwei unabhängige Laser verwendet, um zwei Stellen auf einem Werkstück gleichzeitig zu bearbeiten. Der Graph 130 zeigt eine Impulsfolge 132, wobei jeder Impuls 134 eine Impulsenergie 80 aufweist, die eine Zeit t₀ zur Vollendung der Bearbeitung an einer speziellen Stelle auf einem Werkstück erfordert. Das Intervall 138 zeigt die Zeit zwischen benachbarten Impulsen 134, die der Kehrwert der PRF ist. Da er ein System mit zwei Lasern darstellt, kann dieses System zwei Stellen auf einem Werkstück in der Zeit t₀ bearbeiten.
Der Graph 140 in 5B zeigt den kombinierten Strahl 70, der aus einer Impulsfolge 142 besteht. Die Impulsfolge 142 besteht aus Impulsen 144 in durchgezogener Linie vom Laser 50 und Impulsen 146 in gestrichelter Linie vom Laser 52, nachdem sie durch den Strahlkombinator 68 kombiniert wurden. Die Spitzenenergie e₁ jedes Impulses 144, 146 ist gleich mehr als zweimal die Spitzenenergie e₀ von jedem Impuls 134 eines durch einen ähnlichen Laser mit der in 5A dargestellten PRF gelieferten Strahls, während die Intervalle 148 zwischen benachbarten Impulsen 144 vom Laser 50 und zwischen benachbarten Impulsen 146 vom Laser 52 jeweils geringer als zweimal das Intervall 138 sind. Dies ist eine Konsequenz der nicht-linearen Beziehung zwischen der Impulsenergie und der in 3 und 4 dargestellten PRF.
Der Graph 150 in 5C zeigt das Ergebnis der Aufteilung der Impulsfolge 142 mit dem Strahlteiler 78, um zwei Impulsfolgen zu bilden, von denen eine als Impulsfolge 152 gezeigt ist, die aus Impulsen 154 in durchgezogener Linie vom Laser 50 und Impulsen 156 in gestrichelter Linie vom Laser 52 besteht. Die Spitzenenergie e₂ des aufgeteilten Strahls 152 ist gleich der Spitzenenergie e₀ eines einzelnen Lasers, wie in 5A gezeigt, aber das Intervall 158 zwischen Impulsen ist geringer als das Intervall 138 zwischen Impulsen. Die aus zwei Laserstrahlen synthetisierte PRF ist daher größer als die PRF von einem von zwei Lasern, die unabhängig arbeiten. Folglich wird die erforderliche Anzahl von Impulsen zum Werkstück in der Zeit t₂ geliefert, die geringer ist als die Zeit t₀. Da zwei Impulsfolgen 152 durch die aufgeteilten Laserstrahlen 56 und 58 zum Werkstück geliefert werden, kann die hierin beschriebene Erfindung zwei Stellen in weniger Zeit als jener, die erforderlich wäre, wenn die Laser unabhängig arbeiten würden, bearbeiten.
Fachleute werden erkennen, dass für verschiedene ein- oder mehrlagige Werkstücke, die aus verschiedenen Materialien bestehen, veränderliche Laserparameter, wie z.B. Impulswiederholungsrate, Energie pro Impuls und Strahlfleckgröße, während verschiedener Bearbeitungsstufen programmiert werden können, um einen optimalen Lasermikrobearbeitungsdurchsatz und eine optimale Qualität zu bewirken. Siehe z.B. US-Patent Nr. 5 841 099 von Owen et al. und US-Patent Nr. 6 407 363 von Dunsky et al., die beide auf den Anmelder der vorliegenden Patentanmeldung übertragen sind. Fachleute werden auch erkennen, dass die Betriebsparameter der Heizquelle, wie z.B. ihre Leistung, Energieverteilung, Profil und Fleckgröße, während verschiedener Stufen der Laserbearbeitung konstant gehalten oder verändert werden können.
Für Fachleute ist es offensichtlich, dass viele Änderungen an den Details der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele dieser Erfindung vorgenommen werden können, ohne von deren zugrunde liegenden Prinzipien abzuweichen. Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung sollte daher nur durch die folgenden Ansprüche bestimmt werden.
Zusammenfassung
Ein Verfahren und ein System zum Erhöhen des Durchsatzes von Lasermikrobearbeitungssystemen verwenden mehr als einen Laser. Zwei oder mehr gepulste Laserstrahlen (56, 58) werden kombiniert und dann in mehrere Laserstrahlen (80, 82) aufgetrennt, die ermöglichen, dass das System gleichzeitig an mehreren Stellen am Werkstück (20) mit Impulsraten arbeitet, die größer sind als jene, die mit unabhängig arbeitenden Lasern erreichbar sind, während die Impulsenergie gleich oder größer als die Impulsenergie von jedem der ursprünglichen unabhängigen Laserstrahlen gehalten wird. Die meisten Lasermikrobearbeitungsanwendungen erfordern mehrere sequentielle Impulse, um ein Werkstück zu bearbeiten. Das Erhöhen der Impulsrate, während die Impulsenergie aufrechterhalten wird, bewirkt eine schnellere Materialentfernung und erhöht dadurch den Durchsatz für ein Lasermikrobearbeitungssystem.

Claims

Verfahren zum Erzeugen eines ersten und eines zweiten Bearbeitungslaserstrahls und zum Verwenden derselben, um gleichzeitig und schnell ein Zielmaterial an einer jeweiligen ersten und zweiten Zielmaterialstelle zu bearbeiten, umfassend: Vorsehen eines ersten Lasers, der mit einer Impulswiederholungsfrequenz eine Reihe von Ausgangsimpulsen emittiert, die durch Spitzenimpulsenergien gekennzeichnet sind, die mit zunehmender Impulswiederholungsfrequenz abnehmen; Vorsehen eines zweiten Lasers, der mit einer Impulswiederholungsfrequenz eine Reihe von Ausgangsimpulsen emittiert, die durch Spitzenimpulsenergien gekennzeichnet sind, die mit zunehmender Impulswiederholungsfrequenz abnehmen; Bilden einer kombinierten Laserausgangsleistung, wobei die Ausgangsimpulse des ersten und des zweiten Lasers überlappt sind, wobei die kombinierte Laserausgangsleistung mit einer Bearbeitungsimpulswiederholungsfrequenz arbeitet, die durch Synthese der Impulswiederholungsfrequenzen der Reihe von Ausgangsimpulsen des ersten und des zweiten Lasers hergestellt wird; Aufteilen der kombinierten Laserausgangsleistung in einen ersten und einen zweiten Bearbeitungslaserstrahl, die eine Reihe von kombinierten Laserbearbeitungs-Ausgangsimpulsen umfassen, die durch Bearbeitungs-Spitzenimpulsenergien gekennzeichnet sind; und Richten des ersten und des zweiten Bearbeitungslaserstrahls zum Einfall auf jeweilige erste und zweite Zielmaterialstellen, um gleichzeitig Zielmaterial von ihnen zu entfernen, wobei die Bearbeitungs-Spitzenimpulsenergien der kombinierten Laserbearbeitungs-Ausgangsimpulse größer sind als die Spitzenimpulsenergien, die durch den ersten und den zweiten Laser, die unabhängig mit der Bearbeitungsimpulswiederholungsfrequenz arbeiten, erreichbar sind, wodurch die Auswahl einer Bearbeitungs-Spitzenimpulsenergie ermöglicht wird, die für die Zielmaterialbearbeitung mit einer Bearbeitungsrate wirksam ist, die größer ist als jene, die durch einen unabhängigen Betrieb des ersten und des zweiten Lasers realisierbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Impulswiederholungsfrequenzen der Reihe von Ausgangsimpulsen des ersten und des zweiten Lasers im Wesentlichen gleich sind.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Ausgangsimpulse von jedem des ersten und des zweiten Bearbeitungslaserstrahls in einer Reihe von abwechselnden Ausgangsimpulsen des ersten und des zweiten Lasers gebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bearbeitung des Zielmaterials die Entfernung von Zielmaterial von der ersten und der zweiten Zielmaterialstelle umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Impulswiederholungsfrequenzen der Reihe von Ausgangsimpulsen des ersten und des zweiten Lasers im Wesentlichen gleich sind, und wobei das Überlappen der Ausgangsimpulse das Summieren der Reihe der Ausgangsimpulse des ersten und des zweiten Lasers in einer phasenverschobenen Beziehung umfasst, um einen Wert der Bearbeitungsimpulswiederholungsfrequenz zu synthetisieren, die größer ist als die Impulswiederholungsfrequenz von einem der Reihe von Ausgangsimpulsen des ersten und des zweiten Lasers.
Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner das Aufteilen der kombinierten Laserausgangsleistung in einen dritten und einen vierten Laserstrahl umfasst, die eine Reihe von kombinierten Laserbearbeitungs-Ausgangsimpulsen umfassen, die durch Bearbeitungs-Spitzenimpulsenergien gekennzeichnet sind; und Richten des dritten und vierten Bearbeitungslaserstrahls zum Einfall auf jeweilige dritte und vierte Zielmaterialstellen, um gleichzeitig Zielmaterial von ihnen zu entfernen, wobei die Bearbeitungs-Spitzenimpulsenergien der kombinierten Laserbearbeitungs-Ausgangsimpulse größer sind als die Spitzenimpulsenergien, die durch den ersten und den zweiten Laser, die unabhängig arbeiten, erreichbar sind, und jeweils in zwei Strahlen mit der Bearbeitungsimpulswiederholungsfrequenz aufgeteilt werden, wodurch die Auswahl einer Bearbeitungs-Spitzenimpulsenergie ermöglicht wird, die zur Zielmaterialbearbeitung mit einer Bearbeitungsrate wirksam ist, die größer ist als jene, die durch den unabhängigen Betrieb des ersten und des zweiten Lasers, die jeweils in zwei Strahlen aufgeteilt sind, realisierbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Entfernung des Zielmaterials von der ersten und zweiten Zielstelle Löcher in ihnen bildet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Löcher in Form von Blindkontaktlöchern vorliegen.