江苏激光除锈的行业须知「国源激光」

当前，随着半导体技术不断缩进，***的集成电路器件已从平面向三维结构转变，集成电路制造工艺正变得越来越复杂，往往需要经过几百甚至上千道的工艺步骤。对于***的半导体器件制造，每经过一道工艺，硅片表面都会或多或少地存在颗粒污染物、金属残留或有机物残留等，器件特征尺寸的不断缩小和三维器件结构的日益复杂性，使得半导体器件对颗粒污染、杂质浓度和数量越来越敏感。对硅晶元上掩模表面的污染微粒的清洗技术提出了更高的要求，其关键点在于克服污染微颗粒与基材之间极大的吸附力，传统的化学清洗、机械清洗、超声清洗方法均无法满足需求，而激光清洗可以很容易解决此类污染问题。

另外，随着集成电路器件尺寸持续缩小，清洗工艺过程中的材料损失和表面粗糙度成为必须关注的问题，将微粒去除而又没有材料损失和图形损伤是基本的要求，激光清洗技术具有非接触性、无热效应，不会对被清洗物体产生表面损坏，且不会产生二次污染等传统清洗方法所无法比拟的优势，是解决半导体器件污染的清洗方法。

对于集电环，现有的清洗技术主要为高压水清洗法、机械清洗法、化学清洗法、超声波清洗法和激光清洗技术。但这些传统的除锈方法存在自身的局限性，如污染严重、清洗质量难以保证、自动化程度低下等问题。而目前激光除锈作为一种新兴的清洗技术，利用激光除锈技术去除齿轮箱表面锈蚀具有清洗、清洗质量好、绿色环保与易实现自动化的优点，具有广泛的应用前景。利用激光除锈技术，对集电环表面锈蚀进行激光除锈工艺实验，实现了材料表面锈蚀的完整去除，显露出银白色的金属基体。

在工件表面污染物中，工件表面附着物与表面之间的结合主要是由于存在以下各种力：共价键、双偶极子、毛细作用、氢键、吸附力和静电力等。其中毛细力、吸附力和静电力是难***的，激光清洗技术就是要克服这几种力。

这些吸附力要比重力大很多（有几个数量级），并且与粒子直径d有关系，吸附力随着粒子半径减小呈现很慢的线性衰减趋势，而粒子质量m与直径的三次方成正比，由牛顿定律可知F=ma，当粒子尺寸变小时，吸附力所提供的加速度迅速增大。所以，尺寸越小的粒子，清除起来所需的加速度就越大，这就是常规的清洗技术为什么难以清除直径很小的物体表面附着物。

由于物体表面附着物的成分和结构复杂，激光与之作用的机理也各不相同，用于对此作解释的理论模型有以下几种：

1化/光分解激光器产生的激光，经过光学系统的聚光可以实现能量的高度集中，聚焦后的激光束在焦点附近可产生几千度甚至几万度的高温，使物体表面附着物瞬间气化或分解。

2光剥离通过激光的作用使物体表面附着物受热膨胀，当物体表面附着物的膨胀力大于其与基体之间的吸附力时，物体表面附着物便会从物体的表面脱离。

3光振动利用较高频率和功率的脉冲激光冲击物体的表面，在物体表面产生超声波，超声波在冲击中下层硬表面以后返回，与入射声波发生干涉，从而产生高能共振波，使污垢发生微小爆裂、粉碎、脱离基体物质表面，当物体与表面附着物对激光束的吸收系数差别不大，或者表面附着物受热后会产生***物质等情况时，可以选用这种清洗手段。

目前，激光清洗设备的结构并没有统一的标准，需要根据实际的清洗方法、基材和污物的种类、清洗要求的效果等因素来决定，但是，它们在一些基本的结构上还是大致相同的，主要包括激光器、移动平台、实时监测系统、半/自动控制操作系统及其他辅助系统等部分。

激光清洗技术的国内发展现状

我国激光清洗技术的研究和设备的开发起步晚，基本上是跟踪国外的发展，虽然在较短时间内取得了一些成果，但是与国外相比存在明显的差距，因此，国内较为成熟的激光清洗设备并不多，大部分还处于实验室研究阶段，其清洗效率和稳定性有待进一步的提高，其中南京帝耐激光联合上海光学精密机械研究所研发出系列激光清洗机，已经研发出五轴激光清洗机，并且商用。