RU2556177C1

RU2556177C1 - Method of sublimation and laser profiling or drilling of translucent substrates

Info

Publication number: RU2556177C1
Application number: RU2014100184/02A
Authority: RU
Inventors: Владимир Владимирович Чесноков; Дмитрий Владимирович Чесноков
Priority date: 2014-01-09
Filing date: 2014-01-09
Publication date: 2015-07-10

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: first, masks of absorbing material are applied on substrate surface at the points of recesses or holed thereon. Then, substrate is irradiated with the train of laser nano- and subnanosecond-long pulses, pulse length being smaller than the time of substrate heating wavelength by half the spacing between adjacent masks. Temperature at locations of said masks is brought to the substrate material sublimation level.

EFFECT: laser micro processing and profiling or drilling of plates and diamonds and other translucent dielectrics.

4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технологиям микроэлектроники, оптики, микросистемной техники, к нелитографическим лазерным микротехнологиям формирования на подложках рельефных микроструктур.The invention relates to technologies of microelectronics, optics, microsystem technology, to non-lithographic laser microtechnologies of forming relief microstructures on substrates.

При обработках изделий с помощью лазерного излучения на поверхности изделия с помощью объектива формируют или фокальное пятно, или оптическую картину формируемого на поверхности рисунка. Дифракция на объективе приводит к невозможности получать фокальное пятно или элементы рисунка с размерами меньше длины волны излучения.When processing products with laser radiation on the surface of the product using the lens, either a focal spot or an optical picture of the pattern formed on the surface is formed. Diffraction on the lens makes it impossible to obtain a focal spot or pattern elements with dimensions less than the radiation wavelength.

В качестве аналога предлагаемого изобретения выбран способ лазерной обработки по заданному рисунку тонкой пленки, нанесенной на поверхность подложки [Вейко В.П. Лазерная обработка пленочных элементов. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1986. - 248 с.]. Лазерный сфокусированный луч сканирует по заданной программе профилируемую пленку, облучаемые участки пленки испаряются, формируется рисунок.As an analogue of the present invention, a laser processing method is selected according to a given pattern of a thin film deposited on the surface of the substrate [Veiko V.P. Laser processing of film elements. L .: Engineering, Leningrad. Department, 1986. - 248 p.]. The focused laser beam scans a profiled film according to a given program, the irradiated sections of the film evaporate, and a pattern is formed.

Недостатками способа являются невозможность получения элементов рисунка с размерами в плане меньше длины волны из-за дифракционных ограничений, а также тот факт, что обработке поддаются только поглощающие излучение материалы.The disadvantages of the method are the inability to obtain picture elements with dimensions in terms of less than the wavelength due to diffraction restrictions, as well as the fact that only absorbing radiation materials can be processed.

В качестве прототипа заявленного способа выбран способ лазерного сверления отверстий в алмазных волоках [Григорьянц А.Г., Соколов А.А. Лазерная обработка неметаллических материалов. - М.: Высшая школа, 1988. - 191 с.]. В соответствии с этим способом отверстие пробивается импульсно-периодическим лазерным облучением алмаза сфокусированным лучом. Алмаз прозрачен для излучения; для снижения требующейся лазерной мощности первыми импульсами излучения графитизируют поверхность алмаза за счет нагревания примыкающей металлической детали, нагреваемой излучением сквозь прозрачное в начале обработки тело алмаза. При нагревании происходит полимофный переход, углерод переходит из одной аллотропической модификации - алмаза - в состояние графита. Графит поглощает лазерное излучение, графитизация позволяет вести лазерную обработку прозрачного алмаза, алмаз нагревается путем теплопроводности от графитового слоя и удаляется за счет процесса лазерной абляции.As a prototype of the claimed method, the method of laser drilling of holes in diamond dies [Grigoryants A.G., Sokolov A.A. Laser processing of non-metallic materials. - M.: Higher School, 1988. - 191 p.]. In accordance with this method, the hole is punched by a pulse-periodic laser irradiation of diamond with a focused beam. Diamond is transparent to radiation; in order to reduce the required laser power, the first radiation pulses graphitize the diamond surface by heating an adjacent metal part heated by radiation through the diamond body that is transparent at the beginning of processing. When heated, a polymophic transition occurs, carbon passes from one allotropic modification - diamond - to the state of graphite. Graphite absorbs laser radiation, graphitization allows laser processing of transparent diamond, the diamond is heated by thermal conductivity from the graphite layer and is removed due to the laser ablation process.

Недостатками способа-прототипа являются невозможность получения элементов с размерами в плане меньше длины волны из-за дифракционных ограничений при фокусировании излучения, а также тот факт, что этот способ применяется только для лазерной обработки алмаза, способного при нагревании превращаться в графит.The disadvantages of the prototype method are the inability to obtain elements with dimensions smaller than the wavelength due to diffraction restrictions when focusing the radiation, as well as the fact that this method is used only for laser processing of diamond, which can turn into graphite when heated.

Задачей, решаемой в данном изобретении, является лазерное профилирование или сверление алмаза и других прозрачных диэлектриков с размерами элементов рельефа меньше длины волны лазерного излучения.The problem solved in this invention is the laser profiling or drilling of diamond and other transparent dielectrics with dimensions of relief elements less than the wavelength of laser radiation.

Задача решается тем, что в способе сублимационного лазерного профилирования или сверления прозрачных подложек, использующем многократные лазерные импульсы нано- и субнаносекундной длительности, в соответствии с изобретением на поверхность подложек в местах углублений профилирования или сверления наносят маски из поглощающего материала с толщиной, допускающей их удаление первым лазерным импульсом облучения, затем облучают подложку лазерным пучком с поперечником больше размера области, занятой масками, причем длительность лазерных импульсов меньше времени распространения тепловой волны нагревания подложки на половину расстояния между соседними масками.The problem is solved in that in the method of freeze-dye laser profiling or drilling of transparent substrates, using multiple laser pulses of nano- and subnanosecond duration, in accordance with the invention, masks of absorbing material with a thickness that allow them to be removed first are applied to the surface of the substrates in the areas of profiling or drilling laser pulse of irradiation, then the substrate is irradiated with a laser beam with a diameter greater than the size of the area occupied by the masks, and the duration of the laser mpulsov less thermal wave propagation time of heating the substrate to half the distance between adjacent masks.

Предлагается также, что при лазерном воздействии температуру в местах удаления покрытия доводят до уровня, достаточного для полиморфного преобразования материала подложки или для активирования диссоциации химических соединений поверхности подложки.It is also proposed that, under laser irradiation, the temperature at the places where the coating is removed is brought to a level sufficient to polymorphically transform the substrate material or to activate the dissociation of chemical compounds on the surface of the substrate.

Предлагается также, что лазерное облучение подложки ведут в атмосфере углеродсодержащих газов или в восстановительной атмосфере.It is also proposed that the laser irradiation of the substrate is carried out in an atmosphere of carbon-containing gases or in a reducing atmosphere.

Предлагается также, что облучают подложку лазерным излучением ультрафиолетового спектра.It is also proposed that the substrate is irradiated with laser radiation from the ultraviolet spectrum.

Способ поясняется с помощью фиг. 1, на которой иллюстрируются этапы а)-г) лазерного получения рельефа на прозрачной пластине из диэлектрика в соответствии с заявленным изобретением. На фиг. 1 обозначено: 1 - прозрачная пластина из диэлектрика; 2 - тонкопленочные маски из поглощающего материала толщиной d с поперечником а, размещенные в областях поверхности подложки, где необходимо получить углубления рельефа, маски занимают область поверхности с поперечником L; 3 - поток лазерного излучения с поперечником D больше размера области, занятой масками; 4 - нагретая приповерхностная область толщиной l_Т подложки; 5 - область на дне растущего углубления 6 рельефа, в которой произошло полиморфное преобразование материала подложки или диссоциация химического соединения из состава подложки; H - глубина углубления 6 рельефа; 7 - выступ образовавшегося рельефа.The method is illustrated using FIG. 1, which illustrates steps a) to d) of laser-producing a relief on a transparent dielectric plate in accordance with the claimed invention. In FIG. 1 is indicated: 1 - a transparent dielectric plate; 2 - thin-film masks of absorbing material of thickness d with a diameter a , located in regions of the surface of the substrate, where it is necessary to obtain recesses of the relief, masks occupy a surface region with a diameter L; 3 - the laser radiation flux with a diameter D is larger than the size of the area occupied by the masks; 4 - heated surface region with a thickness l _{T of the} substrate; 5 is a region at the bottom of a growing recess 6 of the relief in which a polymorphic transformation of the substrate material or dissociation of a chemical compound from the substrate took place; H is the depth of the recess 6 of the relief; 7 - ledge of the formed relief.

Обсуждение процессов, происходящих при реализации способаDiscussion of the processes occurring during the implementation of the method

На поверхности прозрачной не поглощающей используемое лазерное излучение подложки 1 формируют тонкопленочные маски 2 из поглощающего материала с толщиной d. Поперечник а участка маски может быть много меньше длины волны лазерного излучения, так что по ширине D лазерного пучка может уложиться несколько таких масок и промежутков между ними. Маски располагают в тех местах подложки, где предполагается иметь углубления рельефа.On the surface of the transparent non-absorbing used laser radiation substrate 1, thin-film masks 2 are formed of absorbing material with a thickness d. The diameter a of the mask section can be much smaller than the wavelength of the laser radiation, so that several such masks and the gaps between them can fit along the width D of the laser beam. Masks are placed in those places of the substrate where it is supposed to have recesses of the relief.

Затем поверхность подвергают импульсно-периодическому лазерному облучению. Лазерное излучение, попадающее на маску, частично поглощается и ее нагревает; промежутки между масками не поглощают излучение и не нагреваются. Материал масок и его толщина выбираются такими, чтобы за один первый лазерный импульс пленка маски нагрелась до температуры сублимации маски. За время своего существования маска прогреет за счет теплопроводности приповерхностный слой подложки толщиной l_Т, температура нагревания подложки должна быть достаточна для диссоциации в приповерхностном слое вещества подложки или для полиморфного преобразования материала подложки. При получении рельефа на тугоплавких подложках типа алмаза, карбида кремния или сапфира материал покрытия также должен быть тугоплавким, температура сублимации материала должна быть не меньше температуры указанных выше преобразований в подложке. Следует также учитывать, что часть материала покрытия внедрится в подложку во время сублимации.Then the surface is subjected to pulsed-periodic laser irradiation. Laser radiation entering the mask is partially absorbed and heats it; the gaps between the masks do not absorb radiation and do not heat up. The material of the masks and its thickness are selected such that in one first laser pulse the mask film is heated to the sublimation temperature of the mask. During its existence, the mask warms up due to thermal conductivity of the surface layer of the substrate with a thickness of l _T , the heating temperature of the substrate should be sufficient to dissociate the substrate material in the surface layer or for polymorphic transformation of the substrate material. When obtaining a relief on refractory substrates such as diamond, silicon carbide or sapphire, the coating material should also be refractory, the sublimation temperature of the material should be no less than the temperature of the above transformations in the substrate. It should also be borne in mind that part of the coating material will invade the substrate during sublimation.

Лазерное облучение при плотности мощности падающего излучения более 10⁸-10⁹ Вт/см² может приводить к температурам на поверхности подложки более 5000-10000 K. К приходу на поверхность следующего из последовательности лазерных импульсов при импульсно-периодическом облучении поверхность подложки может остыть. От предыдущего импульса на поверхности подложки в местах, где имелись маски, остаются продукты диссоциации вещества подложки и внедренные атомы вещества масок.Laser irradiation with an incident radiation power density of more than 10 ⁸ -10 ⁹ W / cm ² can lead to temperatures on the surface of the substrate of more than 5000-10000 K. By the arrival of the next from the sequence of laser pulses on the surface during periodic repetitive irradiation, the surface of the substrate can cool. From the previous pulse on the surface of the substrate in places where there were masks, there remain the products of dissociation of the substance of the substrate and the implanted atoms of the substance of the masks.

В качестве примера рассмотрим лазерное профилирование сапфира. В случае подложек из сапфира реакция диссоциации может происходить в соответствии с уравнением:As an example, consider the laser profiling of sapphire. In the case of sapphire substrates, the dissociation reaction can occur in accordance with the equation:

Al₂O₃→Al+OAl ₂ O ₃ → Al + O

Образуются также субокислы Al₂O и AlO. В диапазоне температур выше 1000 K основными компонентами газовой фазы над окислом являются одноатомные газы кислород и алюминий.Suboxides Al ₂ O and AlO are also formed. In the temperature range above 1000 K, the main components of the gas phase above the oxide are monatomic gases, oxygen and aluminum.

Как установлено для лазерной сублимации металлов [Анисимов С.И., Имас Я.А., Романов Г.С., Ходыко Ю.В. Действие излучения большой мощности на металлы. М.: Наука, 1970. 179 с.], из возникшего за импульс облака пара металла 18% вещества возвращается на поверхность подложки; можно принять, что часть вещества возникшей газовой фазы в нашем случае также вернется на поверхность облучаемой подложки.As established for laser sublimation of metals [Anisimov S.I., Imas Y.A., Romanov G.S., Khodyko Yu.V. The effect of high power radiation on metals. M .: Nauka, 1970. 179 pp.], From the metal vapor cloud that arose during the pulse, 18% of the material returns to the surface of the substrate; we can assume that in our case a part of the substance of the gas phase that has arisen also returns to the surface of the irradiated substrate.

Существование инертной или химически активной газовой атмосферы над подложкой при лазерном облучении вносит свои коррективы в химические процессы на поверхности. При наличии в атмосфере углеродсодержащих газов или других реакционно-активных газов или паров химических соединений возможно образование и отложение на поверхности подложки тугоплавких карбидов алюминия или других соединений:The existence of an inert or chemically active gaseous atmosphere above the substrate during laser irradiation introduces corrections to chemical processes on the surface. In the presence of carbon-containing gases or other reactive gases or vapors of chemical compounds in the atmosphere, the formation and deposition of refractory aluminum carbides or other compounds on the surface of the substrate is possible:

Al₂O₃+CO₂→Al₄C₃+O₂,Al ₂ O ₃ + CO ₂ → Al ₄ C ₃ + O ₂ ,

Al₂O₃+CO→Al₄C₃+O₂,Al ₂ O ₃ + CO → Al ₄ C ₃ + O ₂ ,

Al₂O₃+CH₄→Al₄C₃+H₂O.Al ₂ O ₃ + CH ₄ → Al ₄ C ₃ + H ₂ O.

В случае лазерной сублимационной обработки подложек, содержащих окислы, например стеклянных подложек, восстановительная атмосфера может способствовать выделению на поверхности при лазерном нагревании чистых элементов (свинца, алюминия, кремния и др.) или их низших окислов, например, в соответствии с химической реакцией:In the case of laser sublimation treatment of substrates containing oxides, for example glass substrates, the reducing atmosphere can promote the release of pure elements (lead, aluminum, silicon, etc.) or their lower oxides on the surface during laser heating, for example, in accordance with the chemical reaction:

PbO+H₂→Pb+H₂O,PbO + H ₂ → Pb + H ₂ O,

обладающих повышенным поглощением излучений.with increased absorption of radiation.

Если лазерное облучение коротковолновое, например 4 и 5 гармоники излучения твердотельного лазера с длиной волны 1,06 мкм, то прохождение химических реакций может интенсифицироваться, происходить при более низких температурах.If laser irradiation is short-wave, for example, the 4th and 5th harmonics of radiation from a solid-state laser with a wavelength of 1.06 μm, then the passage of chemical reactions can be intensified, occurring at lower temperatures.

Удаление вещества подложки происходит путем сублимации как материала подложки, так и продуктов реакций и преобразований.The removal of the substrate material occurs by sublimation of both the substrate material and the products of reactions and transformations.

Наличие на поверхности подложки к приходу следующего импульса продуктов диссоциации или продуктов высокотемпературных реакций с атмосферными газами, которые имеют большее значение коэффициента поглощения излучения, чем лейкосапфир, или результатов полиморфного преобразования приводит к поглощению излучения участками поверхности, на которых перед первым импульсом имелись маски, их разогреванию и сублимации. Имеют важное значение термическая зависимость поглощения от температуры, увеличение коэффициента поглощения излучения прозрачными диэлектриками при увеличении их температуры. Первоначальное во время лазерного импульса нагревание подложки происходит за счет имеющегося на подложке слоя поглощающего материала, оставшегося от процессов, происходивших во время предыдущего импульса; нагревание приводит к увеличению поглощения излучения нагревающимися слоями подложки, прилегающими к оставшемуся слою. Увеличение поглощения зависит от значения длины волны сублимирующего излучения: с укорочением длины волны, ее приближением к ультрафиолетовому диапазону спектра поглощение увеличивается, при прочих равных условиях растет температура нагревания поверхностного слоя подложки, модифицированного обсуждаемыми процессами (диссоциацией, полиморфными превращениями, химическими реакциями на поверхности, вызванными активными составляющими газовой атмосферы, увеличением температуры приповерхностного слоя).The presence of dissociation products or products of high-temperature reactions with atmospheric gases, which have a higher radiation absorption coefficient than leucosapphire, or the results of polymorphic conversion, leads to the absorption of radiation on the surface areas that had masks before the first pulse on the surface of the substrate at the next pulse. and sublimation. The thermal dependence of absorption on temperature and the increase in the absorption coefficient of radiation by transparent dielectrics with increasing temperature are important. The initial heating of the substrate during the laser pulse occurs due to the layer of absorbing material present on the substrate, remaining from the processes that occurred during the previous pulse; heating leads to increased absorption of radiation by the heating layers of the substrate adjacent to the remaining layer. The increase in absorption depends on the wavelength of the sublimating radiation: with a shortening of the wavelength and its approach to the ultraviolet range of the spectrum, the absorption increases, ceteris paribus, the heating temperature of the surface layer of the substrate modified by the processes under discussion (dissociation, polymorphic transformations, chemical reactions on the surface caused by active components of the gas atmosphere, an increase in the temperature of the surface layer).

С каждым следующим лазерным импульсом процессы испарения и образования поглощающего слоя повторяются, образуется самоподдерживающаяся последовательность процессов, приводящих к углублению впадин рельефа.With each subsequent laser pulse, the processes of evaporation and the formation of an absorbing layer are repeated, a self-sustaining sequence of processes is formed, leading to a deepening of the depressions of the relief.

Таким образом, следующие основные причины могут приводить к самоподдерживающейся последовательности сублимирующих импульсов:Thus, the following main causes can lead to a self-sustaining sequence of sublimating pulses:

- диссоциация вещества подложки с образованием нелетучих продуктов, остающихся на поверхности в конденсированной фазе и поглощающих излучение;- dissociation of the substrate substance with the formation of non-volatile products remaining on the surface in the condensed phase and absorbing radiation;

- диссоциация вещества с образованием только газообразных при температуре сублимации продуктов, частично возвращающихся на поверхность и способных поглощать излучение;- dissociation of a substance with the formation of only gaseous products at a sublimation temperature, partially returning to the surface and capable of absorbing radiation;

- прохождение химических реакций с атмосферными газами в газовой среде или на поверхности подложки во время лазерного импульса при высокой температуре поверхности с образованием продуктов на поверхности подложки, способных поглощать излучение;- the passage of chemical reactions with atmospheric gases in a gaseous medium or on the surface of the substrate during a laser pulse at a high surface temperature with the formation of products on the surface of the substrate that can absorb radiation;

- увеличение поглощения излучения подложкой с увеличением ее температуры.- an increase in the absorption of radiation by the substrate with an increase in its temperature.

Подробный анализ процессов, происходящих при температурах, возникающих на прозрачных диэлектрических подложках при мощных лазерных облучениях, в литературе не найден, однако мы экспериментально обнаружили описываемый эффект при лазерном получении рельефа на сапфире, карбиде кремния, алмазе.A detailed analysis of the processes occurring at temperatures occurring on transparent dielectric substrates under high-power laser irradiation has not been found in the literature, however, we experimentally discovered the described effect when laser relief is obtained on sapphire, silicon carbide, and diamond.

Разрешающая способность микрообработки подложки, достигаемая по способу, определяется длиной тепловой волны в подложке $l_{T} = \sqrt{χ τ}$

, где χ - температуропроводность подложки, τ - длительность лазерного импульса. Для сапфира, стекла и алмаза при длительности лазерного импульса 6 нс длина тепловой волны составляет 0,11 мкм, 0,05 мкм, 1,17 мкм, соответственно; при укорочении импульса до 100 пс разрешение улучшается в 7-8 раз. Таким образом, достижимо получение рельефов с размерами его элементов менее длины волны излучения, с применением которого ведут микрообработку.The resolution of the microprocessing of the substrate, achieved by the method, is determined by the heat wavelength in the substrate

l_{T} = \sqrt{χ τ}

where χ is the thermal diffusivity of the substrate, τ is the laser pulse duration. For sapphire, glass and diamond, with a laser pulse duration of 6 ns, the thermal wavelength is 0.11 μm, 0.05 μm, 1.17 μm, respectively; when the pulse is shortened to 100 ps, the resolution improves by 7-8 times. Thus, it is achievable to obtain reliefs with dimensions of its elements less than the wavelength of radiation, with the use of which microprocessing is carried out.

Длительность лазерных импульсов по обсуждаемому способу со стороны больших длительностей ограничена возможностью образования в парах вещества подложки лазерной плазмы, перехватывающей падающее излучение; известно, что лазерная плазма не возникает при длительностях менее десятков нс [Анисимов С.В., см выше].The duration of the laser pulses according to the discussed method from the side of large durations is limited by the possibility of the formation in the vapor of the substance of the substrate of the laser plasma intercepting the incident radiation; it is known that laser plasma does not occur at durations of less than tens of ns [Anisimov SV, see above].

При продолжении импульсно-периодического облучения подложки (фиг. 1(в)) глубина впадин 6 профиля увеличивается, образуются гребни 7 профиля; материал подложки вне области масок не удаляется. На дне впадин глубиной Н в течение каждого лазерного импульса исчезает и возобновляется участок 5 слоя поглощающего вещества, имеющий толщину h. Прогретый за время импульса слой 4 подложки ограничен на фиг. 1 пунктирной линией, имеет толщину l_Т и ширину, большую ширины участка 5 слоя поглощающего вещества. По мере увеличения глубины впадины указанный эффект расширения прогретого слоя может приводить к увеличению ширины впадины; края углубления являются естественной маской, ограничивающей поперечник лазерного потока, попадающего во впадину, и тем компенсирующего упомянутое расширение впадины за счет температуропроводности подложки. Данная компенсация позволяет увеличивать аспектное отношение элементов профиля вплоть до возможности формировать узкие глубокие каналы - отверстия в теле подложки. Если первоначальное покрытие 2 подложки выполнено в виде островковой пленки со сквозными микро- и наноразмерными отверстиями, то при лазерном облучении в теле подложки формируется пористая структура с глубокими порами в виде микро- и наноканалов.With continued pulse-periodic irradiation of the substrate (Fig. 1 (c)), the depth of the depressions 6 of the profile increases, ridges 7 of the profile form; substrate material outside the mask area is not removed. At the bottom of the troughs of depth H, during each laser pulse, the portion 5 of the layer of the absorbing substance, having a thickness h, disappears and resumes. The substrate layer 4 heated during the pulse time is limited in FIG. 1 by a dashed line, has a thickness l _T and a width greater than the width of the portion 5 of the absorbent layer. As the depth of the depression increases, the indicated effect of the expansion of the heated layer can lead to an increase in the width of the depression; the edges of the recess are a natural mask that limits the diameter of the laser stream entering the cavity, and thereby compensates for the mentioned expansion of the cavity due to the thermal diffusivity of the substrate. This compensation allows you to increase the aspect ratio of the profile elements up to the possibility of forming narrow deep channels - holes in the body of the substrate. If the initial coating 2 of the substrate is made in the form of an island film with through micro- and nanoscale holes, then, under laser irradiation, a porous structure with deep pores in the form of micro- and nanochannels is formed in the body of the substrate.

Если поперечный размер впадины меньше длины волны лазерного излучения, то проникновению энергии световой волны к поглощающему участку 5 способствует прозрачность гребней 7 рельефа, благодаря прозрачности гребней фронт световой волны искажается в меньшей степени, чем было бы в случае непрозрачных гребней, что увеличивает глубину проникновения волны; если поперечный размер углублений много меньше длины волны, то волна распространяется внутри подложки практически без искажений фронта и может инициировать сублимацию материала в глубине подложки на дне наноканалов.If the transverse size of the depression is less than the wavelength of the laser radiation, then the penetration of the light wave energy to the absorbing portion 5 is facilitated by the transparency of the ridges 7 of the relief, due to the transparency of the ridges, the front of the light wave is distorted to a lesser extent than would be the case with opaque ridges, which increases the depth of wave penetration; if the transverse size of the recesses is much smaller than the wavelength, then the wave propagates inside the substrate with virtually no distortion of the front and can initiate sublimation of the material in the depth of the substrate at the bottom of the nanochannels.

Таким образом, показано, что новые элементы в предложениях обеспечивают возникновение полезных эффектов; показаны реализуемость изобретения и достижимость целей изобретения.Thus, it has been shown that new elements in sentences provide useful effects; the feasibility of the invention and the attainability of the objectives of the invention are shown.

Практическое применение изобретение может найти в технологиях обработки стеклянных подложек или подложек из тугоплавких прозрачных соединений, плохо поддающихся химическому травлению. Данный способ позволит изготавливать в одностадийном технологическом процессе изделия типа прозрачных пластин со структурой микроканалов на поверхности.The invention may find practical application in processing technologies for glass substrates or substrates of refractory transparent compounds that are difficult to chemically etch. This method will make it possible to manufacture products in the one-stage technological process such as transparent plates with the structure of microchannels on the surface.

Техническим результатом изобретения является способ лазерной микрообработки пластин из прозрачных диэлектриков.The technical result of the invention is a method of laser micro-processing of plates of transparent dielectrics.

Claims

1. The method of sublimation laser processing of transparent substrates with the formation of embossed microstructures, comprising irradiating the surface of the said substrate with multiple laser pulses of nano- and subnanosecond duration, characterized in that masks from the absorbing material are first applied to the surface of the substrates in the places of the relief or holes, then the substrate is irradiated with a laser pulse duration shorter than the propagation time of the heat wave of heating the substrate by half the distance between s sednja masks, wherein the temperature field masks adjusted to sublimation substrate material.

2. The method according to p. 1, characterized in that when the laser exposure, the temperature in the places of the masks is brought to a level sufficient to polymorphically transform the substrate material or to activate the dissociation of chemical compounds of the surface of the substrate.

3. The method according to p. 1, characterized in that the laser irradiation of the substrate is carried out in an atmosphere of carbon-containing gases or in a reducing atmosphere.

4. The method according to p. 1, characterized in that the substrate is irradiated with laser radiation of the ultraviolet spectrum.