基于干涉色标-激光参数关联模型的薄膜无损去除技术研究

本文创新性地建立了干涉色标与激光参数的关联模型，解决了等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺中石墨基板表面氮化硅(Si3N4)梯度薄膜的精准去除难题。通过增强马氏距离分类算法实现61.16-65.19 J/cm2动态参数匹配，在300 mm/s扫描速度下达成98%去除率的同时将基板损伤率控制在3%以下，为半导体组件再生提供了可持续发展的绿色制造方案。

　　

Highlight

实验材料

如图1(a)所示，实验材料来自PECVD工艺中用作硅片载体的石墨基板。在该工艺中，硅烷(SiH₄)和氨气(NH₃)在等离子体条件下反应，将氮化硅分子沉积到硅片表面[26]。因此，氮化硅也会在石墨基板表面积聚。

单色薄膜去除的激光参数优化

激光功率(P)和扫描速度(V)在激光清洗中起关键作用，其相互作用直接影响薄膜去除质量。我们选择蓝色氮化硅薄膜作为参照样本，采用单因素实验法，将扫描速度从100调整至1000 mm/s，同时以10 W为增量调节激光功率。该方法旨在初步确定无损去除蓝色Si₃N₄薄膜的激光参数。薄膜颜色变化

三维形貌

在PECVD工艺中，石墨基板的表面粗糙度会影响薄膜均匀性和沉积速率。为评估激光参数对表面形貌的影响，我们对去除蓝色氮化硅薄膜后的石墨基板进行了三维表征，分析了参考激光参数范围内的清洗质量[34,35]。对于每个颜色分类区域，我们进一步确认最优激光参数既能确保完全去除薄膜，又

Conclusion

通过干涉色标与激光参数的关联模型，成功实现了石墨基板上非均匀氮化硅层的无损去除。

氮化硅薄膜被分为三类：A类(蓝色，210±10 nm)、B类(浅蓝，230±10 nm)和C类(绿色，250±10 nm)。在300 mm/s扫描速度下，对应的最佳能量密度分别为61.16 J/cm²、63.17 J/cm²和65.19 J/cm²。