專利名稱：產(chǎn)生定制的激光脈沖組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
0003本發(fā)明涉及在存儲器芯片或其它集成電路(IC)芯片導(dǎo)電連線的激光處理，特別是涉及使用主振蕩器功率放大器來產(chǎn)生至少兩個(gè)激光脈沖的組的方法和系統(tǒng)，從而可在運(yùn)行過程中或動態(tài)地(on-the-fly)以較佳的處理質(zhì)量來切斷連線或連接(link)。
背景技術(shù)：
0004IC器件制造過程中的產(chǎn)量減少通常是由于次表面(subsurface)層或圖案的未對準(zhǔn)或粒子污染造成的。圖1、圖2A和圖2B示出了IC器件或工件12的重復(fù)性電子電路10，其通常以成行或成列的方式制造，從而包括冗余電路元件14的多重重復(fù)，例如存儲器單元20的備用行16以及列18。參考圖1、圖2A和圖2B，電路10被設(shè)計(jì)成在電接點(diǎn)24之間包括有激光可切斷的導(dǎo)電連線22，例如導(dǎo)電連線22可被去除，從而斷開有缺陷的存儲器單元20，并在諸如DRAM、SRAM或嵌入式存儲器之類的存儲器件中取代一個(gè)替換的冗余單元26。類似技術(shù)也被用于切斷連線22以修復(fù)CCD成像器件或者用于設(shè)計(jì)邏輯產(chǎn)品、門陣列或ASIC(專用集成電路)。
0005連線結(jié)構(gòu)36中的連線22約為0.3微米(μm)-2μm厚，并且被設(shè)計(jì)為具有約0.4μm-2.5μm的傳統(tǒng)連線寬度28、在相鄰電接點(diǎn)24之間的連線長度30、以及距離相鄰電路結(jié)構(gòu)或元件34約2μm-8μm的元件到元件節(jié)距(pitch)(中心到中心的間距)32。雖然最常使用的連線材料為多晶硅、多晶硅-金屬硅化物(polycide)以及類似合成物，但存儲器制造商近年來已經(jīng)采用了多種導(dǎo)電性更好的金屬連線材料，其包括但不限于鋁、鉻化物、銅、金、鎳、鉻化鎳、鈦、鎢、鉑、以及其它金屬、金屬合金、金屬氮化物(例如氮化鈦或氮化鉭)、金屬硅化物(例如二硅化物、硅化鎢)，或其它類金屬材料。
0006對電子電路10、電路元件14、或存儲器單元20進(jìn)行測試來發(fā)現(xiàn)缺陷，并且可將缺陷的位置映射到數(shù)據(jù)庫或程序中。傳統(tǒng)的1.047μm或1.064μm的紅外線(IR)激光波長已經(jīng)使用超過20年，以便迅速地去除導(dǎo)電連線22。傳統(tǒng)存儲器器連線處理系統(tǒng)將脈沖持續(xù)時(shí)間約為4納秒(ns)到30ns的單一激光輸出脈沖37聚焦在選定的連線22上。圖2A和圖2B示出了一個(gè)具有光點(diǎn)尺寸(面積或直徑)40的激光光點(diǎn)38，其沖擊一個(gè)由多晶硅或金屬連線22構(gòu)成的連線結(jié)構(gòu)36，該多晶硅或金屬連線22位于硅襯底42上并處于鈍化層疊層(passivation layer stack)的組件層之間，該鈍化層疊層包括一個(gè)厚度通常為500-10,000的上覆(overlying)鈍化層44(如圖2A所示)，以及一個(gè)下墊(underlying)鈍化層46。圖2C示出了由中間鈍化層48分開的兩個(gè)相鄰連線22。連線22中的每個(gè)連線具有分開一定距離的相反側(cè)表面52，該距離定義了一個(gè)標(biāo)稱連線寬度28，激光光點(diǎn)38將其包圍以切斷連線22。硅襯底42吸收一個(gè)相對較小的成比例的IR激光輻射量，并且傳統(tǒng)鈍化層44、46和48(例如二氧化硅或氮化硅)對IR激光輻射相對較為透明。通常是“動態(tài)地”對連線22進(jìn)行處理，以致當(dāng)激光脈沖向一個(gè)選定的連線22射擊時(shí)(其中每個(gè)選定的連線22由單一激光脈沖處理)，光束定位系統(tǒng)不必停止移動。這種動態(tài)處理有助于實(shí)現(xiàn)非常高的連線處理量，例如每秒處理數(shù)萬個(gè)連線22。
0007圖2D1和圖2D2是圖2B的連線結(jié)構(gòu)在用現(xiàn)有技術(shù)激光脈沖去除了連線22之后的部分截面圖。圖2D2示出了一條不規(guī)則曲線76，其穿過了圍繞著之前由被去除的連線22所占據(jù)的開口區(qū)域的鈍化層44、46和48的若干部分。曲線76表示鈍化層結(jié)構(gòu)的典型損傷，特別是延伸一定量的特定損傷，例如，距離先前被連線占據(jù)區(qū)域約0.5μm，或在顯微鏡下明顯可見的損傷。典型損傷也包括鈍化層結(jié)構(gòu)里的裂縫，這并未在附圖中示出。
0008為了避免損傷襯底42，并同時(shí)保持足夠的激光能量以處理一種金屬或非金屬連線22，Sun等在美國專利第5,265,114和第5,473,624號中描述了使用一種處于較長激光波長(例如1.3μm)的單一9ns-25ns激光脈沖，來處理硅晶片上的存儲器連線22。處于1.3μm波長，連線材料22和硅襯底42之間的激光能量吸收差異比處于傳統(tǒng)的1μm激光波長時(shí)要大得多。這種技術(shù)所給予的更寬的激光處理窗和更佳的處理質(zhì)量，已經(jīng)很成功地在工業(yè)中使用了約5年。
0009Sun等的美國專利第6,057,180號中描述一種使用紫外線(UV)激光輸出來切斷連線的方法。使用更短的激光波長得到更小的激光束光點(diǎn)，從而可適應(yīng)不斷縮小的連線尺寸和連線至連線的節(jié)距。這些較短的激光波長也使激光能量能夠更好地耦合到連線目標(biāo)材料中以便于處理。然而，通過這樣的紫外線激光脈沖來去除連線本身，需要仔細(xì)考慮下層的鈍化結(jié)構(gòu)和材料，以保護(hù)下層的鈍化和硅晶片不受到紫外線激光脈沖的損傷。
0010圖3A是一個(gè)在該連線處理中使用的、處于1μm和1.3μm波長的傳統(tǒng)激光脈沖的典型時(shí)域形狀。為了更有效地使用激光能量，Smart等人在美國專利第6,281,471號和第6,340,806號建議使用主振蕩器功率放大器(MOPA)來提供處理連線的激光脈沖37b，其中激光脈沖37b具有圖3B所示的、基本為方形時(shí)域功率密度分布的時(shí)域形狀。
0011MOPA激光器一般是CW泵激的、摻雜并形成格柵的光纖激射物質(zhì)，其由注入式激光器以高的均勻重復(fù)頻率激活，例如30kHz。MOPA構(gòu)形的激光器由IMRA，America，Inc.，F(xiàn)remont，CA制造，其提供具有5-20ns可調(diào)脈沖寬度的基本方形的脈沖37b。
0012根據(jù)Smart等人所建議的，激光脈沖的上升時(shí)間必須小于1ns，方波頂部的平坦度必須好于10％，而且下降時(shí)間必須足夠短。已闡述的、使用具有如圖3B所示時(shí)域形狀激光脈沖的優(yōu)點(diǎn)在于激光脈沖的急速上升時(shí)間會將熱沖擊(thermal shock)傳送到上覆氧化物層，并藉此促進(jìn)連線吹擊處理。此外，連線在更高功率密度反射的激光能量將隨著脈沖的快速上升以及更短的持續(xù)時(shí)間而降低。然而，如果借助于隨激光脈沖的急速上升時(shí)間傳送到上覆鈍化層的熱沖擊波，來很快地?fù)p毀上覆鈍化層，會真正有利于該處理，那么處理那些沒有上覆鈍化層的連線結(jié)構(gòu)就不會存在技術(shù)難題。否則工業(yè)實(shí)踐已經(jīng)證明了。
0013由于連線結(jié)構(gòu)36存在不可避免的變化(例如上覆鈍化層44的厚度；連線22本身的厚度、寬度以及側(cè)壁斜率；以及下墊鈍化層46的厚度)，因此用于處理連線22的激光脈沖能量中需要一定的峰值儲備(head room)。連線材料通常會在激光脈沖結(jié)束之前全部被去除。對于所用的典型激光脈沖，一般連線22的連線材料在時(shí)間t1之前被全部去除，如圖3A所示。當(dāng)連線22中有少量連線需要稍微較多的脈沖能量來實(shí)現(xiàn)完全切斷時(shí)，希望在時(shí)間t1之后具有某種尾部來適應(yīng)這種連線變化。類似地，圖3B中的時(shí)間t1表示了典型連線材料被全部去除的時(shí)間。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，對于這兩種情況在時(shí)間t1之后，由于沒有剩下任何連線材料來保護(hù)襯底不暴露于激光能量下，因此存在激光脈沖能量對某些連線22的硅襯底42造成損傷的危險(xiǎn)，特別是對于在時(shí)間t1之前已被完全處理好的那些連線。時(shí)間t1之后的激光脈沖能量也會對連線22的相鄰結(jié)構(gòu)34帶來巨大的損傷危險(xiǎn)。不幸地，對于傳統(tǒng)的激光脈沖37a而言，無法控制時(shí)間t1之后的激光脈沖的時(shí)域形狀。對于基本方形的時(shí)域激光脈沖37b而言，情況更糟，因?yàn)樵跁r(shí)間t1之后右側(cè)激光脈沖37b將保持在其波峰一段時(shí)間，這就存在對襯底42或相鄰結(jié)構(gòu)34造成損傷的更大的危險(xiǎn)。
0014圖4示出了相繼的激光脈沖37之間的一個(gè)示例性的典型時(shí)間間隔80，這些激光脈沖37被用來切斷各自空間分開的連線22。這種時(shí)間間隔通常與所用的激光無關(guān)，而且一般由光束定位系統(tǒng)的臨界速度和準(zhǔn)確度確定。盡管仍然需要更好方式來處理連線以改善質(zhì)量和產(chǎn)量，但是所期望的改善應(yīng)該同時(shí)考慮到由傳統(tǒng)光束定位系統(tǒng)帶來的限制。

發(fā)明內(nèi)容
0015本發(fā)明的一個(gè)目的是要提供一種對去除制于襯底上的導(dǎo)電連線材料及上覆鈍化結(jié)構(gòu)材料的處理質(zhì)量進(jìn)行改進(jìn)的方法及設(shè)備。
0016本發(fā)明的另一個(gè)目的是要利用一組低能量激光脈沖來處理這種連線。
0017本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步目的是使用這樣的多組激光脈沖來動態(tài)地處理連線。
0018近來，連線制造的一個(gè)趨勢是以金屬材料制造相對較厚的連線(大于約1μm厚至約2μm厚或更厚)，但是這種連線使連線切斷處理更加復(fù)雜。已經(jīng)證明，在足夠的產(chǎn)量下，利用傳統(tǒng)激光器輸出的單一脈沖來完全去除這種連線而不造成周圍材料不可接受的損傷是特別困難的。一種解決方案是利用一個(gè)單一激光脈沖對每個(gè)待切斷的連線進(jìn)行第一遍處理，所述單一激光脈沖的能量并不足以造成不想要的損傷，然后，對每個(gè)連線以相同或較弱的功率脈沖進(jìn)行第二遍處理，以清除所有矯作物(artifact)而不存在損傷周圍材料的危險(xiǎn)。不幸地，這種方式會在每個(gè)連線上造成較長的停頓時(shí)間，或者造成對每個(gè)選定的連線需要進(jìn)行獨(dú)立的多遍重復(fù)掃瞄，而這需要進(jìn)行重新定位和重新發(fā)射(refire)，結(jié)果使產(chǎn)量以約二倍或更大的系數(shù)降低。
0019在Sun等的美國專利第6,574,250號種公開了用來協(xié)調(diào)激光輸出脈沖的產(chǎn)生與光束定位器給出的相關(guān)運(yùn)動的方法，以將一個(gè)具有兩個(gè)或更多時(shí)移(time-displaced)激光輸出脈沖的組在相同的時(shí)域窗口中傳送到每個(gè)連線結(jié)構(gòu)，其中傳統(tǒng)的光束定位器就是使用相同的時(shí)域窗口來傳送單一的傳統(tǒng)激光脈沖。該組中的脈沖傳送很快，以致每個(gè)激光輸出脈沖的光點(diǎn)區(qū)域能夠包圍連線寬度，并且該方法在不存在損傷鄰近鈍化層或襯底的危險(xiǎn)的情況下，提供了高產(chǎn)量、高質(zhì)量的連線去除。
0020在Sun等的美國專利第6,574,250號和美國專利公開第2003/0151053號中，公開了多種在光束定位時(shí)間窗口中產(chǎn)生脈沖組的新方法。一個(gè)實(shí)施例是使用一種處于高激光脈沖重復(fù)頻率的連續(xù)波(CW)模式鎖定激光器，其后跟隨有光閘和放大器，而另一個(gè)實(shí)施例使用一種Q開關(guān)和CW模式鎖定激光器。另外的實(shí)施例使用一個(gè)步進(jìn)控制聲光(A-O)Q開關(guān)激光系統(tǒng)；一個(gè)具有光束分解器和光學(xué)延遲路徑的激光系統(tǒng)；以及共享部分光路的兩個(gè)或更多個(gè)同步但暫時(shí)偏移的激光器。這些實(shí)施例中的每一個(gè)都具有自身的優(yōu)點(diǎn)，但是共同的缺點(diǎn)包括額外的成本、額外的空間、或額外的光學(xué)或?qū)?zhǔn)組件。
0021在美國專利公開第2002/0167581號中，Cordingley等提出了一種處理方式，其類似于Sun等所公開的發(fā)明，但是Cordingley等將他們的工作集中于激光工件的熱相互作用上，對于在Sun等描述的光束定位時(shí)間窗口中傳送脈沖而言，這種熱相互作用是固有的。
0022在美國專利第6,727,458號中，Smart建議使用兩個(gè)相同的、很靠近地放置的方形或鋸齒形的激光脈沖，它們來自一個(gè)種子激光二極管和光放大器。
0023本發(fā)明的一般性實(shí)施例使用一個(gè)主振蕩器/功率放大器(MOPA)，其中從二極管激光器發(fā)射的激光器輸出被注入到一個(gè)功率放大器。對二極管激光器的驅(qū)動器進(jìn)行特別控制，從而為每個(gè)待處理的連線結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一個(gè)具有兩個(gè)或更多脈沖的時(shí)域功率輪廓。功率放大器工作于一個(gè)不飽和狀態(tài)，以提供放大的激光器輸出，其基本上復(fù)制了注入式激光器輸出的時(shí)域功率輪廓，以將一個(gè)具有兩個(gè)或更多工作激光脈沖的組傳送到待處理的每個(gè)連線，而不使用傳統(tǒng)連線處理系統(tǒng)的單一激光脈沖。
0024因?yàn)樵摻M的整個(gè)持續(xù)時(shí)間小于約1000ns，該組被傳統(tǒng)連線切斷激光定位系統(tǒng)視為一個(gè)單一“脈沖”。因此，這種實(shí)施方式在每個(gè)選定連線22上不會產(chǎn)生較長的停頓時(shí)間，也不會造成對每個(gè)選定的連線進(jìn)行獨(dú)立的多遍重復(fù)掃瞄，而進(jìn)行這種獨(dú)立的多遍重復(fù)掃瞄需要進(jìn)行重新定位和重新發(fā)射(refire)，結(jié)果使產(chǎn)量以約二倍或更大的系數(shù)降低。
0025該組中每一工作激光脈沖具有一個(gè)能量或峰值功率，其小于支撐連線結(jié)構(gòu)36的(硅)襯底42的損傷閾值?？刂圃摻M內(nèi)工作激光脈沖的數(shù)量，使得激光脈沖清除掉連線22的底部，但卻保持下墊鈍化層46以及襯底42不受損傷且操作完好無缺。
0026在一些實(shí)施例中，該組中的至少一個(gè)工作激光脈沖的時(shí)域功率輪廓也分別被定制，以在脈沖持續(xù)時(shí)間中的任一時(shí)間提供尖峰，從而在處理特定連線方面具有優(yōu)點(diǎn)?？梢允褂闷渌{(diào)制每個(gè)脈沖時(shí)域功率輪廓的技術(shù)，例如基于不同的連線結(jié)構(gòu)使用多重尖峰頂峰或使峰值功率振幅振蕩。在一個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)在組內(nèi)的激光脈沖具有時(shí)域功率輪廓，其與至少一個(gè)在組內(nèi)的其它脈沖不同。例如，一個(gè)在組內(nèi)的第一工作脈沖之后的工作脈沖具有降低的振幅和/或降低的脈沖持續(xù)時(shí)間。
0027根據(jù)下文參照附圖對較佳實(shí)施方式進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)將更加明顯。


0028圖1是現(xiàn)有技術(shù)DRAM一部分的示意圖，其示出了一般電路單元的備用行的冗余布局，以及處于其中的可編程連線。
0029圖2A是一個(gè)傳統(tǒng)的大半導(dǎo)體連線結(jié)構(gòu)的部分截面圖，其接收以現(xiàn)有技術(shù)的脈沖參數(shù)為特征的激光脈沖。
0030圖2B是圖2A中的連線結(jié)構(gòu)和激光脈沖以及相鄰電路結(jié)構(gòu)的部分俯視圖。
0031圖2C是圖2B中連線結(jié)構(gòu)的部分截面端視圖，其示出了兩相鄰連線以及與其相關(guān)的鈍化層疊層的寬度尺寸。
0032圖2D1以及圖2D2是圖2B中連線結(jié)構(gòu)在應(yīng)用了現(xiàn)有技術(shù)激光脈沖進(jìn)行連線去除之后的部分截面圖。
0033圖3A以及圖3B分別示出了傳統(tǒng)的以及基本方形的激光脈沖時(shí)域功率輪廓。
0034圖4是功率-時(shí)間圖，其示出了用來切斷空間分開的連線的相繼的激光脈沖之間的一個(gè)示例性的典型時(shí)間間隔。
0035圖5是具有4個(gè)不同脈沖持續(xù)時(shí)間的有用的MOPA脈沖的功率-時(shí)間圖。
0036圖6A是一個(gè)示例性激光系統(tǒng)實(shí)施例的部分示意簡化圖，該激光系統(tǒng)是利用一個(gè)MOPA激光器和一個(gè)工件定位器來實(shí)現(xiàn)的，所述MOPA激光器和工件定位器與激光處理控制系統(tǒng)集成在一起，以對連線進(jìn)行處理。
0037圖6B是一個(gè)示意性的簡化視圖，其示出了其后跟有一個(gè)放大器的注入式激光器如何在不飽和狀態(tài)下進(jìn)行工作，以將注入式激光脈沖放大到連線處理所需的能級而不產(chǎn)生失真。
0038圖7A、圖7B和圖7C是功率-時(shí)間圖，其示出了示例性的多組激光脈沖，這些激光脈沖被用來在處于相繼的空間分開連線之間的典型定位系統(tǒng)時(shí)間間隔中切斷連線。
0039圖8A、圖8B和圖8C示出了一個(gè)示例性的特別定制的注入式激光器驅(qū)動電流輪廓、一個(gè)合成的注入式激光脈沖功率輪廓以及一個(gè)復(fù)制所述注入式激光脈沖輪廓的、放大的激光脈沖功率輪廓。
0040圖8D-圖8F示出了示例性組的功率-時(shí)間圖，這些組包括圖8C中特別定制的激光脈沖，以在一個(gè)典型定位系統(tǒng)時(shí)間間隔切斷連線。
0041圖9A示出了替代的放大激光脈沖功率輪廓。
0042圖9B、圖9C和圖9D示出了示例性組的功率-時(shí)間圖，其包括圖9A的特別定制的激光脈沖，用來在一個(gè)典型定位系統(tǒng)時(shí)間間隔中切斷連線。
0043圖10A和圖10B示出了替代的注入式激光器驅(qū)動電流輪廓以及放大激光脈沖功率輪廓。
0044圖10C和圖10D示出了示例性組的功率-時(shí)間圖，其包括圖10B的特別定制的激光脈沖，用來在一個(gè)典型定位系統(tǒng)時(shí)間間隔中切斷連線。
0045圖11是圖2C的連線結(jié)構(gòu)進(jìn)行了連線去除以切斷一個(gè)連線之后的部分截面圖，其中所述連線去除是通過應(yīng)用一個(gè)具有至少兩個(gè)定制激光脈沖的組來實(shí)現(xiàn)的。
具體實(shí)施例方式
0046圖6A是示例性激光系統(tǒng)300一個(gè)實(shí)施例的、簡化的局部示意圖，激光系統(tǒng)300是利用一個(gè)MOPA激光器200、一個(gè)光束傳送和材料定位系統(tǒng)380(簡稱為定位系統(tǒng)380)來實(shí)現(xiàn)的，所述MOPA激光器200和定位系統(tǒng)380與激光處理控制系統(tǒng)集成在一起，以對連線22進(jìn)行處理。參考圖6A，MOPA激光器200包括一個(gè)注入式激光器202，其后跟有一個(gè)放大器204。注入式激光器202可以是一個(gè)二極管激光器，其具有快速響應(yīng)時(shí)間，并以某種激光波長傳送或釋放(deliver)激光器輸出210，其中該激光波長與放大器204的增益光譜相匹配。這樣的二極管激光器可以是一個(gè)使用集成分布式反饋的單一頻率激光器或一個(gè)分布式布拉格反射器(Bragg reflector)，或者可以利用外腔(extracavity)組件對這樣的二極管激光器進(jìn)行調(diào)整。這樣的二極管激光器也可以是一個(gè)多模二極管激光器。
0047放大器204最好是一個(gè)光纖放大器(其包括傳統(tǒng)的光纖激射材料)，并且最好是由傳統(tǒng)的連續(xù)波(CW)泵激源220進(jìn)行泵激。放大器204的一個(gè)較佳實(shí)施例是一個(gè)光纖激光放大器。摻鐿(Ytterbium-doped)光纖激射材料是很普通的，并且可以在市場上買到。泵激源220最好也是一個(gè)二極管激光器，并且可以以不同于注入式激光器202的波長進(jìn)行發(fā)射。
0048可以對光纖長度、產(chǎn)生激光的摻雜物類型、摻雜級以及泵激能級(pumping level)進(jìn)行定制，以實(shí)現(xiàn)期望的放大增益。一個(gè)示例性的激光器200可以是IMRA，America，Inc.以及IPG Photonics Corp.，Oxford，MA.生產(chǎn)的光纖激光器的變型。IMRA以及IPG制造的激光組件包括一個(gè)快速激光二極管，其作用相當(dāng)于注入式激光器后跟有一個(gè)光纖功率放大器。激光波長在1.06μm到1.1μm范圍是可調(diào)的。
0049圖5示出了可使用的MOPA脈沖37c1、37c2、37c3以及37c4，其具有從25ns到10ns的4個(gè)不同的可編程脈沖寬度，并且是從IPGMOPA激光器中以約20-30kHz的激光脈沖重復(fù)頻率發(fā)出的，且具有0.1到10μJ(微焦耳)的激光能量。這些激光脈沖波形不是基本方形的，并且具有一個(gè)大致單調(diào)地或穩(wěn)定地減少的形狀(在噪聲限度內(nèi))。通過對供應(yīng)到快速二極管激光器中的驅(qū)動電流進(jìn)行定制，可以按照此處所述的方式來定制激光脈沖功率輪廓。INO，Quebec，Canada制造的另一種示例性的光纖激光器采用了一種特殊的技術(shù)，以從光纖本身得到注入式激光脈沖，然后使用光纖來放大該注入式脈沖。它目前可用的版本工作于1.57μm的激光波長。依據(jù)INO，對他們而言，制造工作于1.06μm到1.1μm波長的類似激光器并不困難。
0050較佳的激光波長處于從約150nm至約2000nm的光譜范圍內(nèi)，并且包括但不限于1.54、1.3、1.1-1.06、1.05、1.047、1.03-0.75μm，以致放大器204在這些波長處或它們的第二、第三、第四或第五諧波處是可用的或成為可用的。示例性的諧波波長包括但不限于約0.75、0.65、0.532、0.5、0.43、0.355、以及0.266μm。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，可以采用這些諧波中具有足夠功率的任一諧波、利用適當(dāng)?shù)墓C波變換技術(shù)來處理某些類型的連線22和/或鈍化層44。諧波變換處理被描述于V.G.Dmitriev，et.al.，Handbook of Nonlinear OpticalCrystals，138-141，Springer-Verlag，New York，1991 ISBN 3-540-53547-0。
0051圖6B1和圖6B2(總稱為圖6B)示出了如何從MOPA激光器200中產(chǎn)生一個(gè)具有兩個(gè)或更多激光脈沖521和522的組50，從而在不使放大器204飽和的情況下對連線22進(jìn)行處理，以使激光脈沖功率輪廓與傳送到注入式激光器202的驅(qū)動電流輪廓一致。參考圖6B1，一個(gè)示例性的注入式激光輸出脈沖輪廓210a(例如最大的“平頂部”輪廓)可以被注入到激光功率放大器204中，以產(chǎn)生一個(gè)放大的激光輸出脈沖212，其對應(yīng)于注入輪廓210a，并不存在因飽和而引起輪廓失真的現(xiàn)象。
0052參考圖6B2，當(dāng)定位系統(tǒng)380連續(xù)地進(jìn)行動態(tài)移動時(shí)、在定位系統(tǒng)380定址于連線22的時(shí)間間隔內(nèi)，可以將兩個(gè)或更多注入脈沖2101和2102注入到激光功率放大器204中。注入脈沖2101和2102最好是擬合在注入脈沖210a的包絡(luò)線中，以使相應(yīng)的激光輸出脈沖521和522擬合在激光輸出脈沖212的輪廓中，并且對應(yīng)于脈沖2101和2102的形狀而不存在因飽和而產(chǎn)生的失真，準(zhǔn)確無誤地再現(xiàn)了產(chǎn)生他們的驅(qū)動電流206的輪廓。
0053圖7A、圖7B和圖7C(總稱為圖7)示出了激光脈沖52a1和52a2、52b1和52b2、及52c1和52c2(總稱為激光脈沖52)的示例性組50a、50b、以及50c(總稱為組50)的功率對應(yīng)時(shí)間圖，其用來依據(jù)本發(fā)明切斷連線22。最好是組50的每一個(gè)切斷單一連線22。較佳的組50包括2到50個(gè)脈沖52。每個(gè)組50的持續(xù)時(shí)間優(yōu)選小于約1000ns，更優(yōu)選地是小于500ns，并且最好是在約5ns到300ns的范圍內(nèi)。組50可被時(shí)移一段可編程的時(shí)間間隔，該時(shí)間間隔通常小于0.5毫秒、常常小于0.1毫秒、并且常處于25-50微秒范圍內(nèi)，而且可以是定位系統(tǒng)380的速度以及各個(gè)待處理的連線22之間的距離的函數(shù)。由于該組的整個(gè)持續(xù)時(shí)間小于1,000ns，因此該組被傳統(tǒng)連線切斷定位系統(tǒng)380視為單一“脈沖”。
0054組50中每個(gè)激光脈沖52的脈沖持續(xù)時(shí)間為約30ns至約100fs或更短的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施例中，每個(gè)組50最好包括2-10個(gè)脈沖52，其最好是在約0.1ps至約30ns的范圍內(nèi)，更好的是從約25ps到30ns或在例如從約100ps至約10ns或從約5ns至約20ns的范圍中。在一些較佳實(shí)施例里，介于第一脈沖下降沿和第二脈沖的前沿之間的時(shí)間間隔可以從約0至約500ns?？梢哉{(diào)整脈沖之間的時(shí)間間隔，以優(yōu)化脈沖和目標(biāo)的相互作用，或者利用羽毛化(plumes)或碎屑化(debris)使相互作用最小。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，附圖中并未按相同比例來繪制脈沖52之間的時(shí)間間隔、組50之間的時(shí)間間隔以及脈沖52的脈沖寬度。
0055聚焦后的激光光點(diǎn)直徑在約0.5μm至約3μm之間的范圍內(nèi)，并且最好是比連線22的寬度大40％到100％，這取決于連線寬度28、連線節(jié)距32、連線材料以及其它的關(guān)于連線結(jié)構(gòu)和處理所需考慮的因素。該組中每個(gè)工作脈沖的激光光點(diǎn)包圍了連線寬度28，并且每個(gè)工作脈沖的激光光點(diǎn)38之間的位移小于典型定位系統(tǒng)380的定位準(zhǔn)確度，其通常是+-0.05到0.2μm。因此，激光系統(tǒng)仍然能夠動態(tài)地對連線22進(jìn)行處理，也就是說，在每個(gè)選定的連線22處，定位系統(tǒng)380在激光系統(tǒng)發(fā)射一組工作激光脈沖時(shí)并不必停止移動。
0056在激光脈沖52的一個(gè)組50中，每個(gè)激光脈沖52所具有的熱量、能量或峰值功率并不足以完全切斷連線22或損傷下墊襯底42，而僅能去除連線22和/或任何上覆鈍化層44的一部分，即使所用激光波長小于1.3μm、處于可見光范圍內(nèi)或處于紫外線范圍內(nèi)也是如此。在從約150nm至約2000nm的較佳波長之下，激光脈沖52的聚焦光點(diǎn)尺寸40的較佳切除參數(shù)包括在比約1Hz高并且最好是10KHz到50kHz或更高的頻率，每個(gè)激光脈沖的激光能量在約0.005至約10μJ之間(且中間能量范圍在0.01至約0.1μJ之間)，以及每組激光能量在0.01至約10μJ之間。
0057與傳統(tǒng)的單一數(shù)納秒激光脈沖的功率輪廓相比，激光脈沖52的每個(gè)組50的能量密度或功率輪廓能夠被更好地控制，并且能夠具有幾乎任何預(yù)定形狀。根據(jù)激光器輸出波長和連線材料的特性，可以通過選擇每個(gè)脈沖52的能量以及每個(gè)組50中激光脈沖52的數(shù)量來準(zhǔn)確控制應(yīng)用于連線22的脈沖52的切斷深度，以清除任何給定連線22的底部，留下相對地完好無缺或操作上未損傷的下墊鈍化層46并且襯底42相對地未被碰觸或未被損傷。因此，即使是使用處于紫外線范圍的激光波長，也能基本上消除對硅襯底42的操作性損傷的危險(xiǎn)。
0058參考圖7A，每個(gè)組50a中的脈沖52a1和52a2(總稱為52a)的功率輪廓基本上是相同的。每個(gè)組50a中可選的后續(xù)脈沖52a(未示出)也可具有基本相同的功率輪廓或不同的功率輪廓。
0059參考圖7B，與每個(gè)組50b中各自的脈沖52b1的功率輪廓相比，脈沖52b2的功率輪廓具有更短的振幅。每個(gè)組50b中可選的后續(xù)脈沖52b(未示出)的振幅最好比各自脈沖52b2的短。對于組50b，這樣的能量密度輪廓有利于清除連線底部，并且不存在損傷特定敏感工件的危險(xiǎn)。
0060參考圖7C，與每個(gè)組50c中各自的脈沖52c1的功率輪廓相比，脈沖52c2的功率輪廓的振幅與其基本相同，但脈沖寬度較短。每個(gè)組50c中可選的后續(xù)脈沖52c(未示出)的脈沖寬度最好比各自脈沖52c2的短。不過，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，脈沖52c2及后續(xù)脈沖52c與立即先前的各自的脈沖相比，可以具有更短的振幅和更短的脈沖寬度。本領(lǐng)域技術(shù)人員也將意識到，雖然圖7所示的每個(gè)脈沖52均具有逐漸減少的振幅，但是也可以使用其它的功率輪廓，例如某種“平頂部”或“鈴形狀”的功率輪廓。
0061圖8A-圖8F(總稱為圖8)說明了特別定制的工作激光脈沖52的形成，其可被實(shí)現(xiàn)為一個(gè)或多個(gè)組50d1-50d3(總稱為組50d)中的一個(gè)或多個(gè)激光脈沖52d1。參考圖6和圖8，圖8A示出了從驅(qū)動電子裝置208中傳送出的特別定制的驅(qū)動電流脈沖206，圖8B示出了一個(gè)從注入式激光器202中傳播出的注入式激光輸出脈沖210，其依靠注入式激光器202的快速反應(yīng)能力復(fù)制了驅(qū)動電流脈沖206的輪廓。將注入式激光輸出脈沖210傳送到激光功率放大器204，激光功率放大器204工作于不飽和狀態(tài)，從而在不引入定制的激光脈沖功率輪廓明顯失真的情況下放大注入式激光輸出脈沖210，并傳送出工作激光脈沖52d1，如圖8C所示。工作激光脈沖52d1在功率尖峰出現(xiàn)之后以及在激光脈沖時(shí)域功率輪廓的下降沿之前是相對平坦的。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，驅(qū)動電流脈沖206的輪廓可被容易地編程為任何較佳輪廓。本領(lǐng)域技術(shù)人員也將意識到，放大器204的增益要求取決于可從注入式激光器202中獲得的激光脈沖功率以及工作激光脈沖52d1的功率。
0062再次參考圖8C，激光脈沖52d1的特別定制的激光脈沖功率輪廓，在該激光脈沖的開端會出現(xiàn)明顯的尖峰62。該尖峰的峰值功率為Pmax，該激光脈沖的平均功率為Pmin。該尖峰的振幅被定義為Pmax-Pmin。該尖峰的寬度Δts被定義為處于Pmax和Pmin之間的中間功率點(diǎn)Ps處的整個(gè)持續(xù)時(shí)間。該尖峰的峰值功率Pmax最好是比該激光脈沖的平均功率Pmin大約10％至約50％。該尖峰的寬度Δts最好是該激光脈沖的持續(xù)時(shí)間的約10％至約50％。該尖峰的上升時(shí)間通常小于約5ns，并且最好是小于約2ns。功率尖峰的較佳定時(shí)處于一個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)，該時(shí)間間隔是從激光脈沖功率輪廓上升沿至激光脈沖功率持續(xù)時(shí)間的70％測量出的。為方便起見，術(shù)語“尖峰”在本申請的整個(gè)剩余部分用來表示激光功率的一個(gè)明顯的瞬時(shí)性增加，而不管它在激光脈沖期間中何時(shí)出現(xiàn)。組50d中的一個(gè)、一些或全部脈沖52均可具有一個(gè)特別定制的激光脈沖輪廓。
0063圖8D-圖8F示出了示例性組50d的功率-時(shí)間圖，其具有至少一個(gè)激光脈沖52d1，以在一個(gè)典型的定位系統(tǒng)時(shí)間間隔內(nèi)切斷連線22，而且激光脈沖52d1具有圖8C所示的特別定制的激光脈沖功率輪廓。特別地，圖8D描繪了示例性的基本相同的組50d1，每個(gè)組均使用更多基本相同的特別定制的脈沖中的兩個(gè)脈沖52d1，從而在動態(tài)處理期間，在定位系統(tǒng)380處于連線22范圍中的時(shí)間間隔內(nèi)切斷連線22。
0064圖8E描繪替代的示例性的基本相同的組50d2，每個(gè)組均使用更多特別定制的脈沖中的兩個(gè)脈沖52d1和52d2，從而在動態(tài)處理期間，在定位系統(tǒng)380處于連線22范圍中的時(shí)間間隔內(nèi)切斷連線22。特別定制的脈沖52d2的激光脈沖功率輪廓與脈沖52d1的一致，但是在該輪廓的大部分上具有成比例的較小強(qiáng)度。
0065圖8F描繪替代的示例性的基本相同的組50d3，每個(gè)組均使用更多特別定制的脈沖中的兩個(gè)脈沖52d1和52d3，從而在動態(tài)處理期間，在定位系統(tǒng)380處于連線22范圍中的時(shí)間間隔內(nèi)切斷連線22。特別定制的脈沖52d1之后跟隨一個(gè)或多個(gè)的脈沖52d3，其所具有的激光脈沖功率輪廓基本上不存在尖峰。參考圖8C-圖8F，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，組50d1-50d3不必相同、不必具有各自相同的脈沖數(shù)量，而且其脈沖不必具有相同的各自的功率輪廓。
0066圖9A示出了另一個(gè)實(shí)施例，其使用一個(gè)具有尖峰64的功率輪廓，其中尖峰64并不是出現(xiàn)在激光脈沖52e1的開端，而是出現(xiàn)在激光脈沖52e1的中間期間。該尖峰結(jié)束于時(shí)間t1之前的一個(gè)時(shí)間te，時(shí)間t1即是脈沖組50e中的最后一個(gè)脈沖的激光能量完全去除了具有平均特性的連線22的連線材料之時(shí)。
0067參考圖9A，脈沖尖峰64之前和之后的功率級是相對平坦的；不過，激光脈沖功率輪廓在脈沖尖峰64之前和之后可以具有變化的功率級。以這種模式來定制激光脈沖功率輪廓提供了一個(gè)具有足夠激光峰值功率和能量的中間脈沖尖峰，從而有利于充分地去除連線材料，并且當(dāng)整個(gè)地去除了連線材料時(shí)，低很多的激光脈沖功率確保硅襯底和連線的鄰近結(jié)構(gòu)沒有受到損傷的危險(xiǎn)。因此，這些特別定制的激光功率輪廓提供了更好的處理結(jié)果和更寬的處理窗，并且降低了對硅襯底和鄰近連線的結(jié)構(gòu)造成損傷的危險(xiǎn)。組50中的一個(gè)、一些或全部脈沖52均可具有這種特別定制的激光脈沖輪廓。
0068圖9B-圖9C示出了包括至少一個(gè)激光脈沖52e1的示例性組50e1和50e2(總稱為組50e)的功率-時(shí)間圖，激光脈沖52e1具有圖9A所示的特別定制的激光脈沖輪廓，以在典型的定位系統(tǒng)時(shí)間間隔內(nèi)切斷連線22。
0069特別地，圖9B描繪多個(gè)示例性的基本相同的組50e1，每個(gè)組均使用更多基本相同的特別定制脈沖中的兩個(gè)脈沖52e1，從而在動態(tài)處理期間，在定位系統(tǒng)380處于連線22范圍中的時(shí)間間隔內(nèi)切斷連線22。
0070圖9C描繪替代的示例性的基本相同的組50e2，每個(gè)組均使用更多特別定制的脈沖中的兩個(gè)脈沖52e1和52e2，從而在動態(tài)處理期間，在定位系統(tǒng)380處于連線22范圍中的時(shí)間間隔內(nèi)切斷連線22。特別定制的脈沖52e2的激光脈沖功率輪廓與脈沖52d1的一致。圖9D描繪替代的示例性的基本相同的組50e3，每個(gè)組均按照與圖9C所示脈沖順序相反的順序來使用所述更多特別定制的脈沖中的兩個(gè)脈沖52e1和52e2。
0071圖10A和圖10B分別示出了一個(gè)驅(qū)動電流輪廓214及其復(fù)制的激光脈沖52f的激光脈沖功率輪廓，脈沖52f是依據(jù)另一實(shí)施例的不同實(shí)現(xiàn)方式生成的。驅(qū)動電流輪廓214由一個(gè)具有三個(gè)時(shí)移電流尖峰218、220和222的脈沖構(gòu)成，這三個(gè)時(shí)移電流尖峰218、220和222分別在時(shí)間ta、tb、tc處數(shù)值漸減。電流尖峰218、220和222會為激光脈沖功率輪廓216產(chǎn)生相應(yīng)的功率尖峰224、226以及228。功率尖峰224出現(xiàn)在激光脈沖功率輪廓216的上升沿處，后續(xù)的功率尖峰226和228出現(xiàn)在激光脈沖52f期間，但在目標(biāo)連線材料被組50f中最后一個(gè)脈沖52f完全去除之前。功率尖峰224、226和228一起形成一個(gè)復(fù)合功率尖峰，其形式為功率變化超過激光輸出脈沖平均功率約10％的震蕩波。驅(qū)動電流例如可包括一個(gè)振蕩波，從而有利于這類尖峰中一些尖峰或所有尖峰的傳播。例如，從約半個(gè)周期到三個(gè)周期的持續(xù)時(shí)間可以在激光脈沖功率輪廓的持續(xù)時(shí)間內(nèi)傳給注入式激光器。震蕩周期的時(shí)長最好是在約5ns至約1ns或更短時(shí)間之間。組50f中的一個(gè)、一些或全部脈沖52f可以具有這種特別定制的激光脈沖輪廓。
0072圖10C-圖10D示出了包括激光脈沖52f的示例性組50f的功率-時(shí)間圖，其中激光脈沖52f具有圖10B所示的特別定制的激光脈沖輪廓，以在典型的定位系統(tǒng)時(shí)間間隔內(nèi)切斷連線22。特別地，圖10C描繪示例性的基本相同的組50f1，每個(gè)組均使用更多基本相同的特別定制脈沖中的兩個(gè)脈沖52f1，從而在動態(tài)處理期間，在定位系統(tǒng)380處于連線22范圍中的時(shí)間間隔內(nèi)切斷連線22。
0073圖10D描繪替代的示例性的基本相同的組50f2，每個(gè)組均使用更多特別定制的脈沖中的兩個(gè)脈沖52f1和52f2，從而在動態(tài)處理期間，在定位系統(tǒng)380處于連線22范圍中的時(shí)間間隔內(nèi)切斷連線22。特別定制的脈沖52f2的激光脈沖功率輪廓與脈沖52d1的一致。
0074圖9D和圖10C所示的脈沖組50對處理較厚的連線22和/或復(fù)合連線22尤為有用，例如具有氮化鈦抗反射表面層、鋁體、以及氮化鈦及鈦分路層的連線疊層。延遲的尖峰對處理包圍鋁的具有較高熔點(diǎn)的連線組件是有用的。可以對脈沖52的具體形狀、特別是與尖峰有關(guān)的振幅和延遲進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)任何給定連線22的具體材料及其厚度。
0075本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，對于此處所公開的所有示例性實(shí)施例而言，相繼的各個(gè)組50可以具有不同波峰功率和能量密度輪廓，特別是處理具有不同特性(不同材料和/或不同的尺寸)的連線22和/或鈍化層44。本領(lǐng)域技術(shù)人員也將意識到，可以在彼此間不同的時(shí)間間隔產(chǎn)生相繼的各個(gè)組50。
0076再次參考圖6，激光系統(tǒng)300的激光器200沿著光路320傳播激光脈沖52的組50的激光器輸出334，該路徑由多種可選的傳統(tǒng)光學(xué)組件352和354連接。組件352和354可以包括，例如，一個(gè)光束擴(kuò)展器或其它激光光學(xué)組件以對激光器輸出350進(jìn)行準(zhǔn)直，從而產(chǎn)生具備有用傳播特性的光束。任選地，可以使用一個(gè)或多個(gè)光束反射鏡358、360、362和364，以保證僅有期望的激光波長可以到達(dá)連線結(jié)構(gòu)36，其中這些光束反射鏡在期望的激光波長處具有非常高的反射率，但是在未使用的波長處卻具有非常高的穿透率。聚焦透鏡366最好是使用一個(gè)單一組件或多組件透鏡系統(tǒng)，其對一個(gè)準(zhǔn)直的脈沖激光系統(tǒng)輸出368進(jìn)行聚焦，以產(chǎn)生一個(gè)聚焦的光點(diǎn)尺寸40(圖2B)，該光點(diǎn)尺寸大于連線寬度28，因而可包圍住連線寬度28，并且其直徑最好小于2μm或更小，這取決于連線寬度28和激光波長。
0077在Overbeck的題為“Method and Apparatus for Positioning aFocused Beam on an Integrated Circuit”的美國專利第4,532,402號中詳細(xì)描述了一種較佳的定位系統(tǒng)380。定位系統(tǒng)380可以替代地或額外地使用在Cutler等人的美國專利第5,751,585號、Cutler的美國專利第6,430,465B2號，和/或美國專利公開第2002-0117481A1號所描述的改進(jìn)或光束定位器，這些專利已被轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人。也可以使用其它的固定頭系統(tǒng)、快速定位器頭系統(tǒng)(例如檢流式、壓電式、或音圈式控制鏡)、或者線性電機(jī)驅(qū)動傳統(tǒng)定位系統(tǒng)，或用于由ElectroScientific Industries，Inc.(ESI)of Portland，Oregon生產(chǎn)的5300、9300、或9000型系列中的那些。
0078定位系統(tǒng)380最好是使用激光控制器382，該激光控制器382控制至少兩個(gè)平臺或級(堆疊的或軸分裂的)370，并且與光束反射鏡358、360、362和364以及其它光學(xué)組件共同協(xié)作，以瞄準(zhǔn)和聚焦激光系統(tǒng)輸出368到一個(gè)IC器件或工件12上的選定導(dǎo)電連線22。定位系統(tǒng)380允許在工件12上的連線22之間快速移動，以基于所提供的測試或設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)動態(tài)地進(jìn)行獨(dú)特的連線切斷操作。
0079位置數(shù)據(jù)最好將聚焦的激光光點(diǎn)38(圖2B)導(dǎo)引到工件12上，從而利用激光系統(tǒng)輸出368的激光脈沖52的一個(gè)組50來瞄準(zhǔn)連線結(jié)構(gòu)36，以去除連線22。激光系統(tǒng)300最好是利用激光脈沖52的單一組50來動態(tài)地切斷每個(gè)連線22，而不在任何連線22上使定位系統(tǒng)380停止，從而維持較高的產(chǎn)量。由于這些組50的整個(gè)持續(xù)時(shí)間小于約1000ns，因此每個(gè)組50會被定位系統(tǒng)380視為一個(gè)單一脈沖，這取決于定位系統(tǒng)380的掃描速度。例如，如果一個(gè)定位系統(tǒng)380的速度高達(dá)約200毫米每秒，那么在兩個(gè)間隔時(shí)間為1,000ns的連續(xù)激光光點(diǎn)38之間的典型位移通常小于0.2μm，而在組50的300ns的較佳時(shí)間間隔中最好小于0.06μm，因此兩個(gè)或更多的連續(xù)光點(diǎn)38將基本重迭，并且每個(gè)光點(diǎn)38都將完全覆蓋連線寬度28。除了控制重復(fù)頻率之外，組50中各個(gè)脈沖52的起始時(shí)間之間的時(shí)間偏移通常小于1,000ns，并且最好是在約5ns至500ns之間。
0080激光控制器382被提供有與適當(dāng)處理選定連線有關(guān)的指示或指令。激光控制器382可受定時(shí)數(shù)據(jù)的影響，該定時(shí)數(shù)據(jù)用于對激光系統(tǒng)300的發(fā)射和平臺的移動進(jìn)行同步，其中所述平臺例如被描述于Konecny的題為“Radiation Beam Position and Emission CoordinationSystem”的美國專利第5,453,594號中。
0081雖然可按照不同的彼此間的時(shí)間間隔來產(chǎn)生組50，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，出于穩(wěn)定性以及其它的激光因素考慮，無論脈沖52是否被用作沖擊目標(biāo)連線22的工作脈沖，都最好以基本固定的重復(fù)頻率來產(chǎn)生組50。在這樣的實(shí)施例中，在系統(tǒng)控制器382向可選的激光脈沖門控裝置340發(fā)出一個(gè)“門控導(dǎo)通”的門控信號之前，系統(tǒng)控制器382命令定位系統(tǒng)380進(jìn)行移動并將其準(zhǔn)星或目標(biāo)(aim)導(dǎo)向目標(biāo)位置。當(dāng)處理完目標(biāo)位置的連線22時(shí)，掃描頭繼續(xù)移到下一個(gè)目標(biāo)位置，同時(shí)系統(tǒng)控制器382向激光脈沖門控裝置340發(fā)出一個(gè)“門控關(guān)閉”的門控信號。激光器200以期望的重復(fù)頻率保持運(yùn)行，因此在任何(一個(gè)或多個(gè))波長變換器上不存在熱負(fù)載變化，因此消除了熱誘諧波脈沖能量漂移。
0082示例性的激光脈沖門控裝置包括高速光電(E-O)器件或聲光(A-O)器件，例如由NEOS Technologies，Melbourne，F(xiàn)L.制造的N30085-05型號或其改進(jìn)版本。關(guān)于激光脈沖門控裝置340的隨即觸發(fā)(on-demand triggering)的進(jìn)一步細(xì)節(jié)可以在Baird等人的美國專利第6,172,325號以及Sun等的美國專利申請第10/611,798號中發(fā)現(xiàn)，在此將這些專利并入本文作為參考。
0083另外可以使用Sun等在美國專利申請第10/611,798號中描述的射頻(RF)負(fù)載控制技術(shù)，以在A-O激光脈沖門控裝置340上提供幾乎固定的熱負(fù)載，其具體實(shí)現(xiàn)是通過當(dāng)定位系統(tǒng)380被導(dǎo)向于目標(biāo)位置時(shí)(換句話說就是當(dāng)要求工作激光機(jī)加工輸出時(shí))，與組50的脈沖52一致地向A-O門控裝置340施加一個(gè)RF脈沖；當(dāng)定位系統(tǒng)380被導(dǎo)向于一個(gè)中間位置時(shí)(換句話說，就是未要求工作激光機(jī)加工輸出時(shí))，向A-O的門控裝置340施加具有相同RF能量的RF脈沖，但與組50的脈沖52不一致。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，由于A-O門控裝置340上的這種基本固定的熱負(fù)載，使得A-O門控裝置340對工作激光機(jī)加工輸出的質(zhì)量和定位準(zhǔn)確度的負(fù)作用減至最小。
0084鑒于上文所述，與傳統(tǒng)的連線處理相比，利用激光脈沖52的組50的連線處理，在不犧牲產(chǎn)量的情況下提供了更寬的處理窗以及被切斷連線的上佳質(zhì)量。組50中脈沖52的通用性(versatility)允許更好地對具體的連線特性進(jìn)行定制。因?yàn)榧す饷}沖組50中的每個(gè)激光脈沖52均具有較低的激光能量，所以對相鄰鈍化層和硅襯底42造成損傷的危險(xiǎn)很小。盡管硅晶片在較短激光波長處的吸收力要高于在傳統(tǒng)IR波長處的吸收力，但是除了傳統(tǒng)連線吹擊(blowing)IR激光波長之外，短于IR的激光波長也可被用于該處理，而且具有激光束光點(diǎn)尺寸更小的額外優(yōu)點(diǎn)。因此，有利于處理更窄更厚的連線。這種更好的連線去除分辨率允許連線22的位置更加靠近，從而增加了電路密度。雖然連線結(jié)構(gòu)36可能為傳統(tǒng)尺寸，但連線寬度28可以例如少于或等于約0.5μm。
0085類似地，更好的對激光脈沖功率輪廓進(jìn)行定制的通用性，在適應(yīng)不同鈍化特性方面提供了更好的靈活性。參考圖2A-圖2C，可用不同于傳統(tǒng)材料的材料制造連線22之上的鈍化層44或之下的鈍化層46，或者如果欲使這些鈍化層的高度不同于典型高度，也可以對其進(jìn)行修改?？梢允褂眯虏牧匣虺叽纾?yàn)榭梢詫M50以及它們中的激光脈沖52進(jìn)行定制，從而降低對下面或相鄰鈍化結(jié)構(gòu)的損傷危險(xiǎn)。另外，由于可使用遠(yuǎn)短于約1.06μm的波長來產(chǎn)生小于約2μm的臨界光點(diǎn)尺寸直徑40，因此對于利用激光脈沖52的組50進(jìn)行處理的連線22，它們之間的中心到中心節(jié)距32可基本小于由傳統(tǒng)的單一IR激光束切斷脈沖所吹擊的連線22之間的節(jié)距32。例如，連線22與其它連線22或相鄰電路結(jié)構(gòu)34之間的距離可以在約2.0μm之內(nèi)或更小。
0086上覆鈍化層44可以包括任何傳統(tǒng)的鈍化材料，例如二氧化硅(SiO2)、氮氧化硅(SiON)以及氮化硅(Si3N4)。下墊鈍化層46可以包括與上覆鈍化層44相同或不同的鈍化材料。特別地，目標(biāo)結(jié)構(gòu)36中的下墊鈍化層46可以由脆性材料制成，其包括但不限于由低K材料組成的材料、低K介電材料、低K基于氧化物的介電材料、正硅酸鹽玻璃(OSG)、氟硅酸鹽玻璃、有機(jī)硅酸鹽玻璃、基于正硅酸四乙酯的氧化物(基于TEOS的氧化物)、甲基三乙氧基正硅酸鹽(MTEOS)、丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)、硅酸酯、氫基含硅倍半環(huán)氧乙烷(HSQ)、甲基含硅倍半環(huán)氧乙烷(MSQ)、聚芳香醚、苯并環(huán)丁烯(BCB)、SiCOH、或SiCOH衍生膜(例如由Applied Materials，Inc.出售的“Black Diamond(黑鉆石)”)、或基于旋涂的低k介電聚合物(spin on-based low K dielectricpolymer，例如由Dow Chemical Company出售的“SiLK”)。對于由這些材料中的一些材料制成的下墊鈍化層46，當(dāng)利用傳統(tǒng)的單一激光脈沖連線去除操作對其目標(biāo)連線22進(jìn)行吹擊或切除時(shí)，它們更容易斷裂。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，SiO2、SiON、Si3N4、低K材料、低K介電材料、低K基于氧化物的介電材料、OSG，氟硅酸鹽玻璃、有機(jī)硅酸鹽玻璃、HSQ、MSQ、BCB、SiLKTM及Black DiamondTM是實(shí)際的層材料，而TEOS、MTEOS和聚芳香醚是半導(dǎo)體凝結(jié)前體材料。
0087圖11示出了在通過激光脈沖52的組50去除了連線22之后的鈍化層的狀況。上覆于連線22頂表面70的鈍化層44具有開口72a，該開口以一個(gè)相對較小的量(例如約為上覆鈍化層44的厚度)延伸超過連線22的寬度28。根據(jù)論證，位于連線22相鄰側(cè)表面52的中間鈍化層48的材料、在連線22下表面74之下的鈍化層46、以及襯底42僅會受到更近且更均勻的坑壁(crater wall)78可忽略的撞擊，并且根本不存在任何操作損傷的危險(xiǎn)。因此，其損傷遠(yuǎn)小于典型的延伸到鈍化層結(jié)構(gòu)的損傷，而且使鈍化層結(jié)構(gòu)中的典型斷裂減少(如果沒有完全消除的話)。這種基本上無危險(xiǎn)的連線處理方法，例如對處理連線22、處理特別厚的或復(fù)合的連線22、處理在紫外線波長處過于脆弱的低K或其它材料，都是特別有用的。
0088對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言明顯的是，在不脫離本發(fā)明基本原則的情況下，可以對上述實(shí)施例的各種細(xì)節(jié)進(jìn)行很多變化。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)該僅由所附權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種控制激光光纖放大器的放大器輸出的方法，所述激光光纖放大器在一個(gè)預(yù)定泵激能級下具有飽和功率特性，所述飽和功率特性限制了注入式激光器輸出的量，其可被耦合于所述激光光纖放大器，而不使所述注入式激光器輸出和所述放大器輸出之間的輪廓相關(guān)性失真，所述方法包括提供光束定位數(shù)據(jù)至一個(gè)光束定位器，該數(shù)據(jù)代表選定的導(dǎo)電冗余存儲器或具有關(guān)聯(lián)連線結(jié)構(gòu)的集成電路的一個(gè)或多個(gè)位置，每一連線具有一個(gè)連線寬度并且位于一個(gè)電路內(nèi)關(guān)聯(lián)的成對導(dǎo)電接點(diǎn)之間，該電路被制于一個(gè)襯底上或一個(gè)可選的下墊鈍化層上，該下墊鈍化層位于所述導(dǎo)電連線和所述襯底之間，與所述連線結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的所述襯底以及任何可選的下墊鈍化層的特征在于各自的激光損傷閾值，并且所述光束定位器對所述光束定位數(shù)據(jù)產(chǎn)生響應(yīng)，給出激光光點(diǎn)位置相對于所述襯底的相對運(yùn)動；在所述預(yù)定泵激能級以光學(xué)方式對所述光纖激光放大器進(jìn)行泵激，以控制給予到所述注入式激光器輸出的增益，所述注入式激光器輸出是被注入到所述激光光纖放大器中的；提供一組分別具有第一及第二驅(qū)動電流輪廓的至少第一及第二驅(qū)動電流脈沖到一個(gè)注入式激光器，以產(chǎn)生一個(gè)具有至少各自的第一及第二注入式激光脈沖的注入式激光組，所述注入式激光脈沖分別具有與各自的驅(qū)動電流輪廓相關(guān)的第一及第二注入式激光器輸出輪廓，所述第二驅(qū)動電流輪廓具有一個(gè)不同于所述第一驅(qū)動電流輪廓相應(yīng)特性的特性；把所述第一注入式激光脈沖耦合至所述激光光纖放大器中，以提供一個(gè)具有第一放大器輸出輪廓的第一放大器輸出脈沖，所述第一放大器輸出輪廓與所述第一電流驅(qū)動輪廓相關(guān)，其中所述第一驅(qū)動電流輪廓導(dǎo)致所述第一注入式激光脈沖的產(chǎn)生，所述第一注入式激光脈沖的功率特性小于所述激光光纖放大器的飽和功率特性，以使所述激光光纖放大器對耦合所述第二注入式激光脈沖到所述激光光纖放大器中產(chǎn)生響應(yīng)，從而提供至少一個(gè)具有第二放大器輸出輪廓的第二放大器輸出脈沖，所述第二放大器輸出輪廓與所述第二驅(qū)動電流脈沖的第二驅(qū)動電流輪廓相關(guān)；用光學(xué)方法把每個(gè)所述激光放大器輸出脈沖轉(zhuǎn)變成一個(gè)激光系統(tǒng)輸出脈沖的激光系統(tǒng)輸出組，所述激光系統(tǒng)輸出脈沖的特征在于各個(gè)激光光點(diǎn)在其激光光點(diǎn)位置具有光點(diǎn)尺寸和能量特性，所述光點(diǎn)尺寸大于所述連線寬度，而且所述能量特性小于任何下墊鈍化層和所述襯底各自的激光損傷閾值；以及對激光系統(tǒng)輸出脈沖的產(chǎn)出以及由所述光束定位器給出的相對運(yùn)動進(jìn)行協(xié)調(diào)，以使所述激光系統(tǒng)輸出組中的所述激光系統(tǒng)輸出脈沖相繼地撞擊所述選定的連線結(jié)構(gòu)時(shí)，所述相對運(yùn)動基本上是連續(xù)的，以致所述激光系統(tǒng)輸出組中的每個(gè)激光輸出脈沖的光點(diǎn)包圍所述連線寬度，而且所述激光系統(tǒng)輸出組切斷與其關(guān)聯(lián)的成對導(dǎo)電接點(diǎn)之間的導(dǎo)電連線，從而降低對任何下墊鈍化層和所述襯底引起操作性損傷的危險(xiǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中至少一個(gè)所述激光輸出脈沖的特征在于一個(gè)激光脈沖時(shí)域功率輪廓具有上升沿和下降沿、一個(gè)平均功率以及一個(gè)脈沖持續(xù)時(shí)間，并且其特征還在于功率尖峰，所述功率尖峰具有一個(gè)基本上小于所述脈沖持續(xù)時(shí)間的尖峰持續(xù)時(shí)間、一個(gè)大于所述激光輸出脈沖的平均功率的最大功率、以及處于所述上升沿和下降沿之間的出現(xiàn)時(shí)間，而且所述最大功率、尖峰持續(xù)時(shí)間，以及所述功率尖峰的出現(xiàn)時(shí)間將共同協(xié)作，以為所述激光輸出脈沖建立一個(gè)特別定制的激光脈沖功率輪廓，其有助于切斷選定的連線結(jié)構(gòu)而不對所述襯底或相鄰的鈍化結(jié)構(gòu)材料造成操作性損傷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述功率尖峰與所述激光脈沖時(shí)域功率輪廓的上升沿重合，并且具有超過所述激光輸出脈沖的所述平均功率約10％以上的峰值功率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述功率尖峰具有一個(gè)上升時(shí)間，并且所述上升時(shí)間小于約5ns。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述上升時(shí)間小于約2ns。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述尖峰持續(xù)時(shí)間為約1ns至所述激光脈沖時(shí)域功率輪廓的所述脈沖持續(xù)時(shí)間的約50％之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中在所述功率尖峰出現(xiàn)之后的所述激光脈沖時(shí)域功率輪廓被定制為在所述下降沿之前基本上線性地隨時(shí)間下降。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中在所述功率尖峰出現(xiàn)之后的總功率下降大于所述激光輸出脈沖的所述平均功率的約10％。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中在所述功率尖峰出現(xiàn)之后的所述激光脈沖時(shí)域功率輪廓在所述激光脈沖時(shí)域功率輪廓的所述下降沿之前是相對平坦的。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述激光脈沖時(shí)域功率輪廓包括一個(gè)第一功率尖峰，其與在所述第一功率尖峰之后出現(xiàn)的一個(gè)額外的功率尖峰的前沿重合。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述額外的功率尖峰的功率值大于所述平均功率的5％，且其尖峰持續(xù)時(shí)間為約1ns至所述激光脈沖時(shí)域功率輪廓的脈沖持續(xù)時(shí)間的約30％之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述功率尖峰的形式為振蕩波，其功率變化為所述激光輸出脈沖的所述平均功率的約10％以上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述震蕩波在所述激光脈沖時(shí)域功率輪廓的所述脈沖持續(xù)時(shí)間中從半個(gè)震蕩周期持續(xù)到三個(gè)震蕩周期，而且所述震蕩周期的時(shí)長為約1ns至約15ns之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述功率尖峰出現(xiàn)在一個(gè)時(shí)間間隔中的一個(gè)時(shí)間處，該時(shí)間間隔是從所述上升沿至所述激光脈沖時(shí)域功率輪廓的所述脈沖持續(xù)時(shí)間的70％之間測量出的。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中處于所述功率尖峰之前和之后的所述激光脈沖時(shí)域功率輪廓是相對平坦的。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中處于所述功率尖峰之前和之后的所述激光脈沖時(shí)域功率輪廓不平坦。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述功率尖峰具有一個(gè)超過所述激光輸出脈沖的所述平均功率10％的峰值功率值，而且具有一個(gè)介于1ns至所述激光脈沖時(shí)域功率輪廓50％之間的尖峰持續(xù)時(shí)間。
18.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述相鄰的鈍化結(jié)構(gòu)材料和/或下墊鈍化層由以下材料中的一種或多種組成SiO2、Si3N4、SiON、低K材料、低K介電材料、低K基于氧化物的介電材料、正硅酸鹽玻璃、氟硅酸鹽玻璃、有機(jī)硅酸鹽玻璃、基于正硅酸四乙酯的氧化物、甲基三乙氧基正硅酸鹽、丙二醇甲醚醋酸酯、硅酸酯、氫基含硅倍半環(huán)氧乙烷、甲基含硅倍半環(huán)氧乙烷、聚芳香醚、苯并環(huán)丁烯、SICOH或SiCOH-衍生膜、或基于旋涂的低k介電聚合物。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述選定的導(dǎo)電連線結(jié)構(gòu)包括鋁、鉻化物、銅、多晶硅、二硅化物、金、鎳、鉻化鎳、鉑、多晶硅-金屬硅化物、氮化鉭、鈦、氮化鈦、鎢或硅化鎢。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中每個(gè)激光輸出脈沖的激光能量介于約0.001微焦耳至約10微焦耳之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述相鄰的鈍化結(jié)構(gòu)材料和/或下墊鈍化層由以下材料中的一種或多種組成SiO2、Si3N4、SiON、低K材料、低K介電材料、低K基于氧化物的介電材料、正硅酸鹽玻璃、氟硅酸鹽玻璃、有機(jī)硅酸鹽玻璃、基于正硅酸四乙酯的氧化物、甲基三乙氧基正硅酸鹽、丙二醇甲醚醋酸酯、硅酸酯、氫基含硅倍半環(huán)氧乙烷、甲基含硅倍半環(huán)氧乙烷、聚芳香醚、苯并環(huán)丁烯、SICOH或SiCOH-衍生膜、或基于旋涂的低k介電聚合物。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中為了去除與各自選定的導(dǎo)電連線結(jié)構(gòu)的位置對準(zhǔn)的目標(biāo)材料，以大于約10KHz的重復(fù)頻率產(chǎn)生至少兩個(gè)激光輸出脈沖。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中沿著從所述光纖激光放大器到所述襯底上的所述激光光點(diǎn)位置的光路設(shè)置一個(gè)激光脈沖門控裝置，所述激光脈沖門控裝置響應(yīng)控制命令，從而提供一種輸出傳送狀態(tài)，其允許激光輸出脈沖的輸出組朝著所述激光光點(diǎn)位置傳播，并提供一種輸出阻礙狀態(tài)，其主要防止激光輸出脈沖的輸出組朝著所述激光光點(diǎn)位置傳播，并進(jìn)一步包括以基本固定的重復(fù)頻率產(chǎn)生驅(qū)動脈沖的驅(qū)動組，其中所述驅(qū)動組中相互相鄰的幾個(gè)以大致均勻的驅(qū)動時(shí)間間隔彼此分離，以致以基本固定的放大器輸出重復(fù)頻率產(chǎn)生激光放大器輸出脈沖的放大器組，其中所述放大器組中相互相鄰的幾個(gè)以大致均勻的放大器輸出時(shí)間間隔彼此分離；并且選擇性地對所述放大器組進(jìn)行門控，從而提供一個(gè)輸出傳送狀態(tài)，其只要所述激光光點(diǎn)位置定址于一個(gè)選定的接線結(jié)構(gòu)，就允許將一個(gè)輸出組傳送到所述激光光點(diǎn)位置，所述激光脈沖門控裝置提供一個(gè)相對的非傳送狀態(tài)，其只要所述激光光點(diǎn)位置并不定址于一個(gè)選定的接線結(jié)構(gòu)，就會抑制所述輸出組沿著所述光路傳播。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述激光系統(tǒng)輸出脈沖的波長約為下列波長之一或處于下列一個(gè)波長范圍之內(nèi)1.54μm、1.3μm、1.1-1.06μm、1.05μm、1.047μm、1.03-0.75μm、0.65μm、0.53μm、0.5μm、0.43μm、0.35μm、或0.27μm。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述連線的厚度大于1μm。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述連線的厚度大于1μm。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述激光系統(tǒng)輸出脈沖包括一個(gè)波長，且其中所述相鄰的鈍化層結(jié)構(gòu)材料、下墊鈍化層和/或襯底對所述波長具有顯著的吸收力。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述波長包括紫外線波長。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述連線的厚度大于1μm。
29.一種控制激光光纖放大器的放大器輸出的方法，所述激光光纖放大器在一個(gè)預(yù)定泵激能級下具有飽和功率特性，所述飽和功率特性限制了注入式激光器輸出的量，其可被耦合于所述激光光纖放大器，而不使所述注入式激光器輸出和所述放大器輸出之間的輪廓相關(guān)性失真，所述方法包括提供光束定位數(shù)據(jù)至一個(gè)光束定位器，該數(shù)據(jù)代表選定的導(dǎo)電冗余存儲器或具有關(guān)聯(lián)連線結(jié)構(gòu)的集成電路的一個(gè)或多個(gè)位置，每一連線具有一個(gè)連線寬度并且位于一個(gè)電路內(nèi)關(guān)聯(lián)的成對導(dǎo)電接點(diǎn)之間，該電路被制于一個(gè)襯底上或一個(gè)可選的下墊鈍化層上，該下墊鈍化層位于所述導(dǎo)電連線和所述襯底之間，與所述連線結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的所述襯底以及任何可選的下墊鈍化層的特征在于各自的激光損傷閾值，并且所述光束定位器對所述光束定位數(shù)據(jù)產(chǎn)生響應(yīng)，給出激光光點(diǎn)位置相對于所述襯底的相對運(yùn)動；在所述預(yù)定泵激能級以光學(xué)方式對所述光纖激光放大器進(jìn)行泵激，以控制給予到所述注入式激光器輸出的增益，所述注入式激光器輸出是被注入到所述激光光纖放大器中的；提供一組分別具有第一及第二驅(qū)動電流輪廓的至少第一及第二驅(qū)動電流脈沖到一個(gè)注入式激光器，以產(chǎn)生一個(gè)具有至少各自的第一及第二注入式激光脈沖的注入式激光組，所述注入式激光脈沖分別具有與各自的驅(qū)動電流輪廓相關(guān)的第一及第二注入式激光器輸出輪廓，所述第一及第二驅(qū)動電流輪廓中的至少一個(gè)具有上升沿和下降沿、一個(gè)平均功率以及一個(gè)脈沖持續(xù)時(shí)間，并且其特征還在于功率尖峰，所述功率尖峰具有一個(gè)基本小于所述脈沖持續(xù)時(shí)間的尖峰持續(xù)時(shí)間、一個(gè)大于所述激光輸出脈沖的平均功率的最大功率、以及在所述上升沿和所述下降沿之間的出現(xiàn)時(shí)間，以建立一個(gè)特別定制的驅(qū)動電流輪廓；把所述第一注入式激光脈沖耦合至所述激光光纖放大器中，以提供一個(gè)具有第一放大器輸出輪廓的第一放大器輸出脈沖，所述第一放大器輸出輪廓與所述第一電流驅(qū)動輪廓相關(guān)，其中所述第一驅(qū)動電流輪廓導(dǎo)致產(chǎn)生所述第一注入式激光脈沖，所述第一注入式激光脈沖的功率特性小于所述激光光纖放大器的飽和功率特性，以使所述激光光纖放大器對耦合所述第二注入式激光脈沖到所述激光光纖放大器產(chǎn)生響應(yīng)，從而提供至少一個(gè)具有第二放大器輸出輪廓的第二放大器輸出脈沖，所述第二放大器輸出輪廓與所述第二驅(qū)動電流脈沖的第二驅(qū)動電流輪廓相關(guān)；用光學(xué)方法把每個(gè)所述激光放大器輸出脈沖轉(zhuǎn)變成一個(gè)激光系統(tǒng)輸出脈沖的激光系統(tǒng)輸出組，所述激光系統(tǒng)輸出脈沖的特征在于各個(gè)激光光點(diǎn)在其激光光點(diǎn)位置具有光點(diǎn)尺寸和能量特性，所述光點(diǎn)尺寸大于所述連線寬度，而且所述能量特性小于任何下墊鈍化層和所述襯底各自的激光損傷閾值，特別定制的驅(qū)動電流波形因此造成一個(gè)激光輸出脈沖，所述激光輸出脈沖具有一個(gè)相關(guān)的最大功率、尖峰持續(xù)時(shí)間、以及功率尖峰的出現(xiàn)時(shí)間，而且所述最大功率、尖峰持續(xù)時(shí)間，以及所述功率尖峰的出現(xiàn)時(shí)間將共同協(xié)作，以建立一個(gè)特別定制的激光脈沖功率輪廓，其有助于切斷選定的連線結(jié)構(gòu)而不對襯底或相鄰的鈍化結(jié)構(gòu)材料造成操作性損傷；以及對激光系統(tǒng)輸出脈沖的產(chǎn)生以及由所述光束定位器給出的相對運(yùn)動進(jìn)行協(xié)調(diào)，以使所述激光系統(tǒng)輸出組中的所述激光系統(tǒng)輸出脈沖相繼地撞擊所述選定的連線結(jié)構(gòu)時(shí)，所述相對運(yùn)動基本上是連續(xù)的，因此在所述激光系統(tǒng)輸出組里的每個(gè)激光輸出脈沖的光點(diǎn)包圍連線寬度并且所述激光系統(tǒng)輸出組切斷導(dǎo)電連線，該連線在與其關(guān)聯(lián)的導(dǎo)電接點(diǎn)之間，可以降低引起任何下墊鈍化層以及襯底損傷的風(fēng)險(xiǎn)。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述功率尖峰與所述激光脈沖時(shí)域功率輪廓的所述上升沿重合，并且其峰值功率超過所述激光輸出脈沖的所述平均功率值約10％以上。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中所述功率尖峰具有一個(gè)上升時(shí)間，并且所述上升時(shí)間小于約5ns。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述上升時(shí)間小于約2ns。
33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中所述尖峰持續(xù)時(shí)間介于約1ns至所述激光脈沖時(shí)域功率輪廓的所述脈沖持續(xù)時(shí)間的約50％之間。
34.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中在所述功率尖峰出現(xiàn)之后的所述激光脈沖時(shí)域功率輪廓被定制為在所述下降沿之前基本上線性地隨時(shí)間下降。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中在所述功率尖峰出現(xiàn)之后的總功率下降大于所述激光輸出脈沖的所述平均功率的約10％。
36.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中在所述功率尖峰出現(xiàn)之后的所述激光脈沖時(shí)域功率輪廓在所述激光脈沖時(shí)域功率輪廓的所述下降沿之前是相對平坦的。
37.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中所述激光脈沖時(shí)域功率輪廓包括一個(gè)在所述功率尖峰之后出現(xiàn)的額外的功率尖峰，它的出現(xiàn)與所述前沿一致。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中所述額外的功率尖峰具有一個(gè)大于所述平均功率5％的功率值，以及一個(gè)介于約1ns至所述激光脈沖時(shí)域功率輪廓的脈沖持續(xù)時(shí)間約30％之間的尖峰持續(xù)時(shí)間。
39.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述功率尖峰的形式為振蕩波，其功率變化為所述激光輸出脈沖的所述平均功率的約10％以上。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中所述震蕩波在所述激光脈沖時(shí)域功率輪廓的所述脈沖持續(xù)時(shí)間中從半個(gè)震蕩周期持續(xù)到三個(gè)震蕩周期，而且所述震蕩周期的時(shí)長為約1ns至約15ns之間。
41.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述功率尖峰出現(xiàn)在一個(gè)時(shí)間間隔中的一個(gè)時(shí)間處，該時(shí)間間隔是從所述上升沿至所述激光脈沖時(shí)域功率輪廓的所述脈沖持續(xù)時(shí)間的70％之間測量出的。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中處于所述功率尖峰之前和之后的所述激光脈沖時(shí)域功率輪廓是相對平坦的。
43.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中處于所述功率尖峰之前和之后的所述激光脈沖時(shí)域功率輪廓不平坦。
44.根據(jù)權(quán)利要求41所述的方法，其中所述功率尖峰具有一個(gè)超過所述激光輸出脈沖的所述平均功率10％的峰值功率值，而且具有一個(gè)介于1ns至所述激光脈沖時(shí)域功率輪廓50％之間的尖峰持續(xù)時(shí)間。
45.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述相鄰的鈍化結(jié)構(gòu)材料和/或下墊鈍化層由以下材料中的一種或多種組成SiO2、Si3N4、SiON、低K材料、低K介電材料、低K基于氧化物的介電材料、正硅酸鹽玻璃、氟硅酸鹽玻璃、有機(jī)硅酸鹽玻璃、基于正硅酸四乙酯的氧化物、甲基三乙氧基正硅酸鹽、丙二醇甲醚醋酸酯、硅酸酯、氫基含硅倍半環(huán)氧乙烷、甲基硅酸鹽類、聚芳香醚、苯并環(huán)丁烯、SICOH或SiCOH-衍生膜、或基于旋涂的低k介電聚合物。
46.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述選定的導(dǎo)電連線結(jié)構(gòu)包括鋁、鉻化物、銅、多晶硅、二硅化物、金、鎳、鉻化鎳、鉑、多晶硅-金屬硅化物、氮化鉭、鈦、氮化鈦、鎢或硅化鎢。
47.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中每個(gè)激光輸出脈沖的激光能量介于約0.001微焦耳至約10微焦耳之間。
48.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中為了去除與各自選定的導(dǎo)電連線結(jié)構(gòu)的位置對準(zhǔn)的目標(biāo)材料，以大于約10KHz的重復(fù)頻率產(chǎn)生至少兩個(gè)激光輸出脈沖。
49.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中沿著從所述光纖激光放大器到所述襯底上的所述激光光點(diǎn)位置的光路設(shè)置一個(gè)激光脈沖門控裝置，所述激光脈沖門控裝置響應(yīng)控制命令，從而提供一種輸出傳送狀態(tài)，其允許激光輸出脈沖的輸出組朝著所述激光光點(diǎn)位置傳播，并提供一種輸出阻礙狀態(tài)，其主要防止激光輸出脈沖的輸出組朝著所述激光光點(diǎn)位置傳播，并進(jìn)一步包括以基本固定的重復(fù)頻率產(chǎn)生驅(qū)動脈沖的驅(qū)動組，其中所述驅(qū)動組中相互相鄰的幾個(gè)以大致均勻的驅(qū)動時(shí)間間隔彼此分離，以致以基本固定的放大器輸出重復(fù)頻率產(chǎn)生激光放大器輸出脈沖的放大器組，其中所述放大器組中相互相鄰的幾個(gè)以大致均勻的放大器輸出時(shí)間間隔彼此分離；并且選擇性地對所述放大器組進(jìn)行門控，從而提供一個(gè)輸出傳送狀態(tài)，其只要所述激光光點(diǎn)位置定址于一個(gè)選定的接線結(jié)構(gòu)，就允許將一個(gè)輸出組傳送到所述激光光點(diǎn)位置，所述激光脈沖門控裝置提供一個(gè)相對的非傳送狀態(tài)，其只要所述激光光點(diǎn)位置并不定址于一個(gè)選定的接線結(jié)構(gòu)，就會抑制所述輸出組沿著所述光路傳播。
50.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述激光系統(tǒng)輸出脈沖的波長約為下列波長之一或處于下列一個(gè)波長范圍之內(nèi)1.54μm、1.3μm、1.1-1.06μm、1.05μm、1.047μm、1.03-0.75μm、0.65μm、0.53μm、0.5μm、0.43μm、0.35μm、或0.27μm。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的方法，其中所述連線的厚度大于1μm。
52.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述連線的厚度大于1μm。
53.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述激光系統(tǒng)輸出脈沖包括一個(gè)波長，且其中所述相鄰的鈍化層結(jié)構(gòu)材料、下墊鈍化層和/或?qū)λ霾ㄩL具有顯著的吸收力。
54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，其中所述波長包括紫外線波長。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的方法，其中所述連線的厚度大于1μm。
全文摘要
在一個(gè)主振蕩器功率放大器中，特別地控制一個(gè)二極管激光器(208)的驅(qū)動器(202)以產(chǎn)生一組兩個(gè)或更多的注入式激光脈沖，其在一個(gè)不飽和狀態(tài)中注入到一個(gè)功率放大器(204)以產(chǎn)生一組(50)激光脈沖(52)，其復(fù)制了注入式激光脈沖的時(shí)域功率輪廓，以去除存儲器或其它IC片的導(dǎo)電連線(22)和/或其上覆鈍化層(44)。每組(50)包括至少一個(gè)特別定制的脈沖(52)和/或兩個(gè)或更多具有不同時(shí)域功率輪廓的脈沖(50)。組(50)的持續(xù)時(shí)間很短，從而被一個(gè)傳統(tǒng)定位系統(tǒng)(380)視為單一“脈沖”，以進(jìn)行動態(tài)連線去除而不停止。
文檔編號B23K26/38GK1839576SQ200480023900
公開日2006年9月27日 申請日期2004年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月19日
發(fā)明者Y·孫, R·F·海恩瑟 申請人:電子科學(xué)工業(yè)公司