(57)【要約】  パルス化レーザー出力で構造群のうちの少なくとも１つの構造を実行中処理する方法が開示される。この方法は、構造群とパルス化レーザー出力の軸を、一定でない速度で相対的に位置決めするステップと、構造群及びパルス化レーザー出力の軸を、一定でない速度で相対的に位置決めする期間に、パルス化レーザー出力を構造群のうちの少なくとも１つの構造に印加するステップとを備える。
2009544470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス化レーザー出力によって構造群の中の少なくとも１つの構造を実行中処理する方法であって、
前記構造群と前記パルス化レーザー出力の軸を、一定でない速度で相対的に位置決めするステップと、
前記構造群と前記パルス化レーザー出力の軸を、一定でない速度で相対的に位置決めする期間に、前記パルス化レーザー出力を前記構造群のうちの前記少なくとも１つの構造に印加するステップと、
を備える方法。
【請求項２】
前記パルス化レーザー出力が、処理されるべき少なくとも１つの構造の位置にそれぞれ対応する時間間隔の期間にモード・ロック型レーザーのパルスを選択することによって提供される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記一定でない速度が加速又は減速によって提供される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記一定でない速度が、現在の移動方向（Ｘ）に沿って減速してから、前記移動方向（Ｘ）に対して交叉する方向（Ｙ）において前記構造群を相対的に位置決めすることによって提供される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記一定でない速度が、現在の移動方向（Ｘ）に沿って減速してから、前記移動方向（Ｘ）とは逆の方向（−Ｘ）において前記構造群を相対的に位置決めすることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記構造群が、半導体デバイスの行又は列のリンクの少なくとも部分を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
１つのリンクを処理するために複数のパルスが構造に提供される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記リンクが複数のリンク群で提供され、リンクの各行又は各列に沿って相対的に位置決めされ、少なくとも１つの行又は列に沿って加速又は減速するステップを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
リンク群の端部から加速し、又はリンク群の別の端部へ向かって減速するステップを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
モード・ロック型レーザーからのパルス化レーザー出力で半導体デバイスを処理する方法であって、
前記半導体デバイスを設けるステップと、
ゼロでない加速度で前記半導体デバイスと前記パルス化レーザー出力とを相対的に位置決めするステップと、
前記半導体デバイスと前記パルス化レーザー出力とを位置決めしながら、前記半導体デバイスの構造に前記パルス化レーザー出力を印加するステップと、
を備える方法。
【請求項１１】
前記半導体デバイスの前記構造が導電性リンクであり、前記パルス化レーザー出力が、前記半導体デバイス上のリンクと一致するよう、時間間隔で選択されたモード・ロック型レーザー・パルスからなる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記のゼロでない加速度が、現在の移動法（Ｘ）に沿って減速してから、前記移動方向（Ｘ）に交叉する方向（Ｙ）において構造群を相対的に位置決めすることによって提供される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記のゼロでない加速度が、現在の移動法（Ｘ）に沿って減速してから、前記移動方向（Ｘ）とは逆の方向（Ｙ）において構造群を相対的に位置決めすることによって提供される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記構造群が、半導体デバイスの行又は列のリンクの少なくとも部分を備える、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
１つのリンクを処理するために前記構造に対して複数のパルスが提供される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
リンクが複数のリンク群で提供され、リンクの各行又は各列に沿って相対的に位置決めし、少なくとも行又は列に沿って加速又は減速するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
リンク群の端部から加速し、リンク群の別の端部へ向かって減速するステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
レーザーをベースとする半導体処理システムであって、
パルス化レーザー出力を提供するモード・ロック型レーザーと、
半導体基板の移動を、少なくともＸ方向と該Ｘ方向に交叉するＹ方向とにおいて提供するステージと、
一定でない速度で前記ステージが移動しているときに、前記パルス化レーザー出力を前記半導体基板へ向かわせるビーム供給システムと、
を具備する処理システム。
【請求項１９】
処理期間に、現在の移動方向（Ｘ）に交叉する方向（Ｙ）に前記半導体基板を移動させる前に前記ステージを減速させる、請求項１８に記載の処理システム。
【請求項２０】
前記半導体基板が複数のリンク群を備え、前記ステージがリンク群に沿って処理方向に加速される、請求項１８に記載の処理システム。
【請求項２１】
パルス化レーザー出力によって構造を処理する方法であって、
実質的に一定の率でレーザー・パルスの急速なシーケンスを生成するステップと、
前記パルス化レーザー出力として、パルスのシーケンスから少なくとも１つのパルスを選択するステップと、
前記パルス化レーザー出力から形成されるスポットに対して前記構造を加速又は減速するステップと、
前記加速又は前記減速の期間に形成される少なくとも１つのスポットで前記構造に前記パルス化レーザー出力を印加するステップと、
を備える方法。
【請求項２２】
前記の実質的に一定の率が、前記構造の位置と非同期であり、少なくとも１つの選択されたパルスを所定の位置誤差よりも小さい誤差で前記構造に入射させることができるほど十分に急速である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
複数の構造群をパルス化レーザー出力によって処理する方法であって、
前記パルス化レーザー出力に関して第１の構造群を位置決めするステップと、
前記第１の構造群を位置決めする前記ステップの期間に、前記パルス化レーザー出力で前記第１の構造群を処理するステップと、
前記第１の構造群を処理する前記ステップの期間に、前記パルス化レーザー出力に関して前記第１の構造群を減速するステップと、
前記パルス化レーザー出力に関して第２の構造群を位置決めするステップと、
前記第２の構造群を位置決めする前記ステップの期間に、前記パルス化レーザー出力で前記第２の構造群を処理するステップと、
前記第２の構造群を処理する前記ステップの期間に、前記パルス化レーザー出力に関して前記第２の構造群を減速するステップと、
を備える方法。
【請求項２４】
加速期間及び減速期間に導電性リンクを処理するために処理軌道を計算するステップを更に備える、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
レーザーをベースとする半導体処理システムであって、
パルス化レーザー出力を提供するモード・ロック型レーザーと、
少なくともＸ方向と該Ｘ方向と交叉するＹ方向とにおいて半導体基板の移動を提供するステージと、
前記パルス化レーザー出力を前記半導体基板へ向けさせるビーム供給システムと、
前記ステージが一定でない速度で移動しているときに、前記パルス化レーザー出力を前記半導体基板に供給するためのコントローラーと、
を具備する処理システム。
【請求項２６】
前記の一定でない速度が前記半導体基板の加速又は減速によって提供される、請求項２５に記載の処理システム。
【請求項２７】
前記半導体基板が複数のリンク群を備え、前記コントローラーが、前記リンク群を処理する期間に前記ステージが一定でない速度で移動している期間に前記パルス化レーザー出力を前記半導体基板に供給させる、請求項２５に記載の処理システム。
【請求項２８】
前記半導体基板が複数のリンク群を備え、前記パルス化レーザー出力が複数のレーザー・パルスを提供して１つのリンクを処理する、請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
レーザーをベースとする半導体処理システムであって、
パルス化レーザー出力を提供するモード・ロック型レーザーと、
少なくともＸ方向と該Ｘ方向に交叉するＹ方向とにおいて半導体基板の移動を提供するステージと、
前記パルス化レーザー出力を前記半導体基板に向かわせるビーム供給システムと、
パルス期間における前記半導体基板の移動が許容可能位置決め誤差内にあるように前記ステージが一定でない速度で移動している期間に前記半導体基板に前記パルス化レーザー出力を提供するためのスイッチング装置に結合されたコントローラーと、
を具備する処理システム。
【請求項３０】
前記スイッチング装置がパルス取出し器と音響―光変調器とのうちの１つを備える、請求項２９に記載の処理システム。
【請求項３１】
前記モード・ロック型レーザーの出力を受け取って増幅する多段光増幅器を更に備える、請求項２９に記載の処理システム。
【請求項３２】
処理出力軸を有するパルス化レーザーを用いて構造群のうちの少なくとも１つの構造を実行中処理する方法であって、前記構造と少なくとも１つのアライメント目標とが半導体基板に支持されている方法において、
第１の軸に沿って第１のレーザー出力を生成するステップと、
前記基板と前記第１の軸とを相対的に移動させるステップと、
前記基板と前記第１の軸との相対的移動期間に、前記第１のレーザー出力の一部を、前記少なくとも１つのアライメント目標と前記少なくとも１つのアライメント目標に近接し且つその周囲の他の非目標材料とに入射させるステップと、
前記少なくとも１つのアライメント目標と前記他の非目標材料とのうちの少なくとも１つから反射された放射を検出して前記アライメント目標の位置を表す情報を生成するステップと、
前記情報に基づいて少なくとも１つのアライメント目標の位置を決定するステップと、
前記アライメント目標の位置の情報を用いて軌道を計画するステップと、
前記計画に基づいて前記構造群と前記パルス化レーザーとを相対的に移動させるステップと、
少なくとも１つのパルスを有するレーザー処理出力を生成するステップと、
前記レーザー処理出力の少なくとも１つのパルスを前記目標構造に入射させ、前記目標構造と前記レーザー処理出力との相対的移動期間に前記目標構造を処理するステップと、
を備え、前記相対的移動が、前記入射させるステップと前記処理するステップとのうちの少なくとも一方の期間での加速を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０６年７月２０日に出願された米国仮特許出願第６０／８３２０８２号の優先権を主張する、２００６年９月１５日に出願された米国特許出願第１１／５３２１６０号の優先権を主張する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、一般に、半導体ウェーハー上の集積回路のレーザー処理に関し、特に、メモリ集積回路上の導電性リンクに対する損傷（例えば、リンク破壊（ｌｉｎｋ  ｂｌｏｗｉｎｇ））に関する。例えば、Ｊ．Ｆ．レディ著「レーザー材料処理のＬＩＡハンドブック」、米国レーザー協会、２００１はチャプタ１９でリンク破壊に関する一般情報を開示している。
【０００３】
典型的には、メモリ・ダイは、製造時に、半導体製造技術の制限に起因して或る数の不良メモリ・セルを含む。不良メモリ・セルを有するメモリを使用不可能にするために、典型的には、メモリ・ダイは不良セルに代えて用いられる余分のメモリ・セルを含んで製造され、次いで、不良メモリ・セルは分離されなければならない。集積回路メモリ修理システムは、適正に機能するメモリ・セルのみが回路メモリと結合することができるように、収束されたレーザーを用いて集積回路メモリ・ダイ上の溶融可能リンクを開く（又は破壊する）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の半導体メモリ修理システムの処理速度はレーザー・システムのパルス繰り返し率によって制限され得る。レーザー処理システムの要求が増すにつれて、一層高速で効率的なメモリ修理システムに対する要求が存在する。しかし、Ｑスイッチ速度を増すことによってパルス速度を変える努力の結果は、パルス波形とエネルギーとの変化であり、メモリ修理システムに対して悪影響を与える。したがって、一層高速で効率的なメモリ修理システムに対する要求が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、パルス化レーザー出力によって構造群のうちの少なくとも１つの構造を実行中（on-the-fly）処理する方法を提供する。実施の形態によると、この方法は、構造群とパルス化レーザー出力の軸を、一定でない速度で相対的に位置決めするステップと、構造群及びパルス化レーザー出力の軸を、一定でない速度で相対的に位置決めする期間に、パルス化レーザー出力を構造群のうちの少なくとも１つの構造に印加するステップとを備える。実施の形態によると、モード・ロック型レーザーが約１０ＭＨｚから約２００ＭＨｚまでのパルス率周波数で用いられ、更なる実施の形態によると、破壊されるべき各リンクは複数のパルスを受け取る。したがって、本発明の実施の形態によれば、破壊されるべきリンクを、収束されたレーザー・ビームの位置に且つレーザー・パルスの時間に位置させるよう、基板及びステージの速度をレーザー・パルス率と同期させる必要はない。
【０００６】
以下の記述は添付の図面と関連させて更に理解されるであろう。図面は単に例示のために提示されている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】それぞれがメモリ・リンク群を有する複数の回路を含む、本発明の実施の形態にしたがって処理されるウェーハーの概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る破壊を必要とする、識別されたリンクを有するメモリ・リンク群を示す、図１の選択された回路の概略拡大図である。
【図３Ａ】本発明の実施の形態に係るリンク群の概略図である。
【図３Ｂ】中央にピークを有して、図３Ａのリンク群を横切る線形の漸減する加速を示す概略図である。
【図３Ｃ】延長された一定の加速ピークを有する、図３Ａのリンク群を横切る線形の漸減する加速を示す概略図である。
【図４Ａ】本発明の実施の形態に係るリン群の概略図である。
【図４Ｂ】中央にピークを有して、図４Ａのリンク群を横切る非線形の漸減する加速を示す概略図である。
【図４】延長された一定の加速ピークを有する、図４Ａのリンク群を横切る非線形の漸減する加速を示す概略図である。
【図５】本発明の実施の形態にしたがって単一パルスで破壊されるリンクの熱影響域を示す概略図である。
【図６】本発明の種々の態様にしたがって複数のパルスで破壊されるリンクの複数の熱影響域を示す概略図である。
【図７】本発明の種々の態様に係るレーザー処理システムの概略図である。
【図８Ａ】本発明の種々の態様に係る定速システム及び不定速システムでのリンク破壊時間の例示のグラフを示す図である。
【図８Ｂ】本発明の種々の態様に係る定速システム及び不定速システムでのリンク破壊時間の例示の図である。
【図８Ｃ】本発明の種々の態様に係る定速システム及び不定速システムでのリンク破壊時間の例示の図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
典型的には、メモリ・ダイ上のメモリ・セルは、メモリ・セルの行及び列からなるマトリックスに配列される。メモリ・マトリックスの行及び列の数を増してメモリ・セルの余分の行及び列を含むようにすることによって、余分のメモリ・セルがメモリ・ダイに含まれる。メモリ・マトリックスにおける不良メモリ・セルは、メモリ・マトリックスのアドレス指定を修正して欠陥のないマトリックス行及び列を提供することによって回避される（使用されない）。メモリ・マトリックスのアドレス指定を修正するのに、溶融可能リンクが用いられ、レーザー・メモリ修理システムにおいて選択された溶融可能リンクを開く（破壊する）ためにレーザーが用いられる。したがって、メモリ・ダイが、欠陥のないメモリ・セルのみを選択するよう処理されてから、ウェーハーはダイスカットされる。典型的には、メモリ・ウェーハーは直径が２００ｍｍ又は３００ｍｍである。
【０００９】
典型的には、メモリ・ダイ上の溶融可能リンクはリンク群において配列され、各グループはリンクの行及び列からなる。各行又は列内で、リンクは一般に等間隔で配置される。リンク・サイズ及び間隔は製造業者及びメモリ設計に依存して大きく変わる。典型的なメモリ設計に対するリンクの大きさは、例えば、幅０．４μｍ、長さ４μｍ、リンク間の間隔３μｍである。
【００１０】
更なる設計は、１〜１．５μｍ前後隔てられた、幅が約０．１〜０．２μｍの少なくとも若干のリンクを含み得る。例えば、Ｊ．リー、Ｊ．コーディングリー及びＪ．グリフィス著「６５μｍノード技術における超微細ピッチ・ヒューズ構造のレーザー処理」国際機器材料協会、／ＳＥＭＩＣＯＮ  Ｗｅ／ｓｔ２００４の図６において開示されるように、５０ＭＨｚモード・ロック型レーザーを用いる極小スケールでのリンク処理は、（増幅された）モード・ロック型パルスの列を示しているが、リンクに印加される少なくとも一部のパルスは本発明にしたがっても達成されている。
【００１１】
メモリ修理システムには、メモリ・ダイ上のリンク位置のマップと、開かれる（破壊される）べきウェーハー上の各ダイのリンクをリストアップしたファイルとが提供される。典型的には回路上の比較的少数のリンクが破壊され、各回路上で破壊されたリンクの位置は典型的には相違する。メモリ修理システムは、所望のビーム径に収束されたパルス型レーザー・ビームを用いてリンクを開く。
【００１２】
破壊されるべきリンクは、収束されたレーザー・ビームの軸に関してＸＹ面に位置する。例えば、ウェーハーは処理期間に精密ＸＹステージ上で運ばれる。他の相対的位置決め装置及びシステムが用いられ、処理を構成するよう組み合わされる。これらの中には、分割ステージ位置決め装置、多速位置決め装置、ガルバノメーター・スキャナー、音響―光デフレクター、高速操作ミラー、電気―光デフレクター、圧電駆動型位置決め器が含まれる。理解されるように、簡略化のためにステージの運動によって位置決めに言及するが、本発明の範囲は他の位置決め手法を含む。Ｚ軸（垂直軸）においてレーザー焦点位置（ビーム径）を調整することによって、リンク破壊期間にレーザー焦点が維持される。
【００１３】
リンク破壊の前に、ウェーハー上のダイの場所の位置と向きが、レーザー焦点位置と共に精密に登録されなければならない。アライメントは、アライメント目標又は他の目標物のカメラ画像形成及びレーザー走査を含む。
【００１４】
リンク群を破壊するとき、レーザーはほぼ一定の繰り返し率で発光される（パルス化される）。定速でのレーザー発光によって、それぞれのレーザー・パルスは精密で一定量のエネルギーを維持することができ、それによって、破壊される各リンクに不変のエネルギーが提供される。定速はレーザー・トリガー信号の結果生じ、又はレーザー・キャビティーの固有の特性である。
【００１５】
従来は、ステージはリンク破壊の期間に定速で移動される。これは、各レーザー・パルスがリンク群内の単一のリンクに対応するように、次のレーザー・パルスの時間に、収束されたレーザー・ビームの位置にリンク群の等間隔のリンクを位置させるためである。リンク破壊期間に用いられる定速移動はＣＶ（定速）移動と呼ばれる。しかし、本発明の実施の形態においては、破壊されるべきリンクがレーザー・パルスの時点に、収束されたレーザー・ビームの位置に位置するよう、基板やステージの速度をレーザー・パルス速度と同期させる必要はない。
【００１６】
典型的には、群内のリンクの全部が破壊されるとは限らないので、発せられるレーザー・パルスの全部がリンクの破壊に用いられるとは限らない。パルス選択器（典型的には音響−光変調器）が用いられて、リンクが破壊されるべき場合には、パルスを収束レンズを介してリンクへ導き、リンクが破壊されない場合には、ビーム・ダンプへ導く。典型的には、音響−光変調器は、レーザー・パルス・エネルギーをリンク破壊のための所望のエネルギーへ低減するためにも使用される。
【００１７】
例えば、米国特許第６１４４１１８号、第６４８３０７１号及び第６６６２０６３号には、種々の運動形態、経路計画及び軌道生成が開示されており、これらの米国特許は本明細書に援用される。これらの文献の教示は、分割ステージ位置決め装置、多速位置決め装置、ガルバノメーター・スキャナー、音響―光デフレクター、高速操作ミラー、電気―光デフレクター、圧電駆動型位置決め器を用いて、本発明の種々の実施の形態に係るシステムでの軌道計画に適用される。
【００１８】
リンク群を処理した後、ステージは破壊されるべき次の群へ移動される。リンク群間の移動のためのステージ移動軌道は、次のグループを破壊するための適切な速度で、ステージを次の群の始点に位置させるよう計算される。リンク群間の不定速度の移動はＰＶＴ（位置速度時間）移動と呼ばれる。従来は、移動の終点要件は特定の時間での位置と速度である。特定の時間が必要とされるのは、ステージＸ方向移動をステージＹ方向移動と調和させて、移動の終点において両方の軸が同時に終点要件を満たすようにするためである。
【００１９】
処理期間にシステム・コントローラーが全部の活動を統括する。これらの活動は、レーザー発光、ステージ及び基板の移動、パルスの選択を含む。典型的には、ステージ移動は、破壊されるべきリンクがレーザー・ビームの位置に位置決めされ、次いで、レーザー発光がステージ移動と同期するように、移動区間を設けるよう指令される。従来のレーザーにあっては、レーザー発光は、システム・コントローラーからレーザーへ送られるレーザー・トリガー信号によって制御される。レーザーがトリガー信号を受け取ると、レーザー・パルスが生成される。生成されたレーザー・パルスはトリガー信号アクティブ・エッジの後に小さな遅延を生じる。典型的には、遅延時間はパルス毎に僅かに変動し、レーザー発光時間に小さなジッターを生じる。典型的には、レーザーは、Ｑスイッチの状態を変えることにより又は種レーザーを脈動させることにより、トリガー信号の時点にパルスを生成する。
【００２０】
選択されたレーザー繰り返し率は、レーザーの能力とメモリ修理システムの特性とによって決定される。典型的には、レーザー繰り返し率が高いほど、システムのスループットが大きい。典型的には、レーザーはウェーハー上の全部のリンク群について単一の繰り返し率で動作される。単一の繰り返し率で動作することで、レーザー・エネルギー制御を簡素化する。パルス・エネルギー制御は、単一の繰り返し率に対してのみ補償されることが必要だからである。
【００２１】
レーザー・パルス・エネルギーは注意深く制御されなければならず、パルス・エネルギーはパルス毎に２％ＲＭ／Ｓよりも良好に適合されるべきである。一定繰り返しでのレーザー発光はパルス・エネルギーの適合を達成する助けになる。これは、レーザー・パルス・エネルギーを注意深く制御し適合させることを要するので、リンクを破壊するときに定速でステージを移動させる主な理由であった。
【００２２】
本発明の実施の形態によると、モード・ロック型固体レーザーによって提供されるような、典型的にはＭＨｚの高繰り返し率レーザーが用いられる。所望の時間にパルスを生成するためにレーザーはトリガーされない。むしろ、レーザーはステージやリンクの位置に同期しないパルスを自励生成する。基板やステージの速度は（したがってリンクの移動は）レーザー繰り返し率と同期されない。自励レーザーからレーザー・パルス即ち複数のパルスを選択してリンクを破壊するよう、所定のパルス時間間隔が用いられる。このパルス時間間隔は、所望のリンクに位置決めするために実質的に適切な時間に生じる。この間隔はパルスの選択の前に開始され、レーザー・パルスの選択の後に終了する。パルス時間間隔の外側ではパルスは選択されない。レーザーは特定の時間にパルスを生成するようトリガーされるのではなく、レーザー・パルス、即ち、最適なレーザー・パルス時間に近接した時間に生じる複数のパルスが選択される。レーザー繰り返し率は基板やステージの速度に比較して高いので、レーザー・パルスの時間でのリンク位置の誤差は小さく、許容可能である。
【００２３】
実際のレーザー・パルスとレーザー・パルスの最適時間との時間的な差はパルス時間ジッターと呼ばれる。パルス時間ジッターの最大量は、自励レーザーのレーザー・パルス間の時間にほぼ等しい。基板やステージは或る速度で移動しているので、このパルス時間ジッターは破壊の際の位置誤差に対応する。パルス時間ジッターの期間にステージの移動が許容可能な程に小さいならば、その結果の位置誤差は許容可能である。例えば、基板及びステージが１５０ｍｍ／ｓで移動しており、レーザー自励繰り返し率が５０ＭＨｚであるならば、レーザー・パルス間の時間は１／（５０ＭＨｚ）＝２０ｎｓである。１５０ｍｍ／ｓで移動しているときの２０ｎｓの期間での基板及びステージの移動は（２０ｎｓ）＊（１５０ｍｍ／ｓ）＝３ｎｍである。リンクの幅が０．４μｍであれば、３ｎｍは（３ｎｍ／０．４μｍ）＊１００＝リンクの幅の０．７５％に対応する。これは、場合によっては、リンク破壊期間での許容可能な移動誤差や位置誤差であり得る。
【００２４】
図１に示すように、半導体ウェーハー１０は、その面１２上に複数の回路１４を備え、各回路は複数の溶融可能なリンク群を含む。各グループは１つ以上のリンクを含み、それぞれの回路１４の各グループは、破壊されるべき又は開かれるべきと決定された１つ以上のリンク１８を含む。
【００２５】
従来のリンク破壊期間には、レーザー発光時間に対して、小さなタイミング補正（位相補正）がなされ、小さなステージ位置誤差が補正される。本発明によると、指令された位置からの基板及びステージの位置誤差は、レーザー・パルス時間間隔の開始を変更することによって補償される。しかし、レーザー・パルス時間はレーザー・パルスが生成される時間を変えることによっては変更されず、レーザー時間は、レーザー・パルス時間間隔内で自励レーザーからの異なるパルスを選択することによって変更される。
【００２６】
基板及びステージの速度を用いてレーザー・パルス率を基板及びステージの移動と同期させる必要がないので、基板及びステージは破壊期間に実質的に一定の速度で移動することは不要である。これは、ステージの移動とシステムの効率の大きな利点を提供する。本発明の種々の実施の形態によると、基板及びステージは破壊期間に加速、減速又は実質的に一定の速度で移動する。これは、単一のリンク群の破壊期間での加速及び減速を許容する。例えば、図２に示すように、基板又はステージは１つのグループの処理期間に加速され、次いで、当該グループの端部近くで減速されて、Ａで示すように１つの軸（例えばＸ軸）に沿って方向を逆転し、又は、Ｂに示すように１つの軸から他の軸へ（例えばＹからＸへ）方向を変更する。いずれの場合にも、処理速度は、Ａ又はＢで示すように方向を変える前に、１つの群の処理期間に基板又はステージを一定でない速度で移動させることによって増大される。更に、一定ではない速度で処理できるので、処理フィールドの縁部（ステージ移動限界）にある回路群は、縁部の近くの群の端部では低速で処理され、当該群の中央及び他の端部においては高速で処理されることができる。
【００２７】
図３Ａに示すように、メモリ・リンク３２の群３０は１つの線形の方向に沿って設けられる。図３Ｂに示すように、基板又はステージの加速度は、群３０の移動の中間点まで線形に増大し、次いで、３４に示すように線形に減少する。図３Ｃに示すように、基板又はステージの加速度は、基板又はステージが平坦域に達するまで、急な線形の率で線形に増大する。次いで、延長された期間のわたって加速度が一定に維持され、３６で示す群の端部に基板又はステージが到達すると線形に減少する。一般に、基板又はステージはリンク群の破壊期間に加速又は減速する。
【００２８】
図４Ａに示すように、メモリ・リンク４２の群４０が１つの線形の方向に沿って設けられ、図４Ｂに示すように、基板又はステージの加速度は、群４０に沿う移動の中間点まで非線形に増大し、次いで、４４に示すように非線形に減少する。図４Ｃに示すように、基板又はステージの加速度は、基板又はステージが平坦域に達するまで非線形に急速に増大する。次いで、加速度は延長された期間にわたって比較的一定に維持され、次いで、４６で示すように群の端部に基板又はステージが到達すると非線形に減少する。再び、一般に、基板又はステージはリンク群の破壊期間に加速又は減速する。
【００２９】
加速度は熱的負荷、電力、機械的その他のシステム・パラメーターによって制限される。例えば、大きな加速度は大きな運動力を生成するので、許容できない機械的振動がシステムに導入され、位置決め精度に影響する可能性がある。加速度は、システム性能を向上させるよう、破壊期間の加速と組み合わせて低減され得る。例えば、低減された加速度は、使用可能な加速度を制限する機械的振動その他の各条件を低減し、それによって、システム・スループットを維持又は増大させながらシステム精度を増すことができる。低減された加速度は構造化された加速度プロフィールの一部であり、加速度の増大された期間及び従来のパルス率制限された同期速度を超える速度と併せて使用され得る。
【００３０】
レーザー・パルス率はステージ及び基板の移動に対して同期されないので、指令されるステージ速度は連続的な速度範囲内に設定され得る。この連続的な速度範囲は従来のシステムとは正反対であり、指令されるステージ速度は、基板又はステージがレーザー・パルスの時間に所望の位置にあるように、一定間隔のリンク・ピッチ及びレーザー・パルス率に基づいて破壊期間に同期される不連続な速度集合へ制限される。この利用可能な連続的な速度範囲は、システム・スループットを最適化するのに用いられる軌道計画に更なる自由度を与える。
【００３１】
リンク破壊期間でのステージ又は基板の軌道に関連して一般に参照される２つの方向は、オン軸方向とクロス軸方向である。用語「オン軸方向」はリンクの特定のグループに沿う方向を意味し、これは特定のリンク群を破壊するときのステージ又は基板の移動方向である。用語「クロス軸方向」は、軸上の方向に直交するＸＹ面における方向を意味し、特定のリンク群と交叉する方向である。リンク群を破壊するときのクロス軸方向の指令速度はゼロである。
【００３２】
本発明の種々の実施の形態のシステム及び方法は、１つのリンク群の破壊期間での及び各回路の処理期間でのシステム・スループットを増大させる。１つのリンク群に関しては、リンク群の先頭での速度は最大破壊速度よりも低く、前のリンク群から現在のリンク群への迅速な移行を許容する速度になる。次いで、リンク群の破壊期間に、速度は増大（加速）されて破壊時間を短縮し、次いで低減（減速）され、現在のリンク群から次のリンク群への迅速な移行を許容する速度まで低減される。こうした移行の例は図２のＡ及びＢに示されている。
【００３３】
本発明の或る実施の形態のシステム及び方法は、或る実施の形態にしたがって破壊されるべきリンク群間のステージ又は基板の移動時間を短縮することによって、スループットを増大させることができる。この時間短縮が可能なのは、２つのリンク群間の生成される軌道に対する要件が低減されるからである。従来のシステムにおいては、２つのリンク群間の軌道の端点条件に対する要件が存在し、２つのリンク群間の軌道に関して生成される実際の軌道に対して制約が存在する。本発明の種々の実施の形態によれば、こうした要件（制約）の数が低減される。
【００３４】
特に、典型的な従来のシステムにおいては、２つのリンク群間の軌道の端点条件に対して９つの要件が存在する。これらの要件は、軌道の開始点及び終点でのオン軸方向及びクロス軸方向の位置及び速度（全部で８つの要件）と、オン軸方向及びクロス軸方向の移動に対する端点条件が同時に生じる時間要件とである。
【００３５】
本発明の或る実施の形態の方法については、２つのリンク群間の軌道の端点条件に対して７つの要件しか存在しない。これらの要件は、軌道の開始点及び終点でのクロス軸方向の位置及び速度（全部で４つの要件）と、軌道の開始点及び終点でのオン軸方向の位置（全部で２つの要件）と、オン軸方向及びクロス軸方向の移動のための端点条件が同時に生じる時間要件とである。軌道の開始点及び終点でのオン軸方向速度に対して固定された要件は存在せず、軌道の開始点及び終点でのオン軸方向速度の値の範囲に対する制約が存在するのみである。有効なことに、２つの破壊グループ間のオン軸方向移動に関して、オン軸方向軌道は破壊軌道の完了前に開始し、次のリンク群に対する破壊の開始後に終了する。言うまでもなく、２つのリンク群間の移動に対して複数の制約が存在する。こうした制約は最大／最小速度、最大／最小加速度、ステージ移動範囲限度、及びプロフィール形状の制約を含む。
【００３６】
一般に、基板をゼロ速度で正しい軸外れ位置に位置させるのに要する時間の方が、基板を正しいオン軸方向位置及び所望のオン軸方向破壊速度に置くのに要する時間よりも短いときに、本発明の方法を用いて、スループットの増加が破壊グループ間の移動に対して生じる。これらの場合、リンク群間の遅延時間を軸外れ移動に要する時間に等しくする、又は、従来のシステムの移動時間より少なくとも短くすることが可能なように、前のリンク群の終点での速度及び／又は次のリンク群の開始点での速度を修正することが可能であることが多い。
【００３７】
また、増大されるスループットは、ステージの移動限界付近で破壊を行うときに、或る実施の形態において提供される。リンク群のオン軸方向の端部がステージの移動限界に近接している長いリンク群を破壊するとき、典型的には、従来のシステム及び方法を用いて最大オン軸方向速度でリンク群の端部を破壊することは不可能である。これが不可能なのは、リンク群の端部の後でステージの移動限界の前に、オン軸方向のステージ速度をゼロにするための十分な距離が存在しないからである。リンク群を破壊するために、リンク群全体の破壊速度は、リンク群の端部の後でステージの移動限界の前の距離において、ゼロ速度となる速度まで低減される。代わりに、従来のシステムは、１つの長いリンク群のステージ移動の終点近くの長い軌道を２つのリンク群、即ち、リンク群の大部分に対する最大速度で破壊される長い軌道と、低減された速度で破壊されるステージ移動限界近くの短い軌道とに分割する。
【００３８】
本発明の種々の実施の形態の方法を用いると、リンク群全体は、低減された速度で処理されなければならない、又は２つのリンク群に分割されなければならない訳ではない。リンク群の破壊速度はステージ移動限界が近付くにつれて低減され、全体的なスループット向上がもたらされる。
【００３９】
また、増大されるスループットは、最適速度での破壊によって、本発明の種々の実施の形態にしたがって提供される。或る従来のシステムでは、リンクの破壊のために、限定された数の同期された速度しか用いられない。例えば、最大ステージ破壊速度が２００ｍｍ／ｓであり、特定のリンク群を破壊するのに利用できる最大破壊速度が１５０ｍｍ／ｓである場合には、利用可能な速度は最適ではない。この場合、長い破壊グループに対しては準最適速度を用いる必要がある。本発明の或る実施の形態の方法を用いると、リンク群は最大速度で破壊され、スループットが増大される。
【００４０】
例えば、リンク破壊システムはステージの移動に対して以下の制約、即ち、
加速度は−１５ｍ／ｓ２から＋１５ｍ／ｓ２の範囲になければならない、
破壊速度は、典型的な速度５０〜２００ｍｍ／ｓについて−０．２ｍ／ｓ２から＋０．２ｍ／ｓ２の範囲になければならない、
加速パルス波形は二乗余弦型である、及び
最小幅加速パルスは０．５ｍｓである、
を有する。二乗余弦加速パルス波形は一般に図４Ｂに示され、式
【００４１】
【数１】
2009544470.tif 000003
【００４２】
によって記述される。
【００４３】
二乗余弦型加速パルスに対する加速パルス端点方程式は二乗余弦加速パルス・プロフィールに特有ではない。同じ加速パルス端点方程式が他の複数の加速パルス波形から生じ得る。同じ加速パルス端点方程式となる他の複数の加速パルス・プロフィール波形は図３Ｂ及び図３Ｃに示されている。
【００４４】
本発明の実施の形態にしたがって使用されるレーザー処理システムは、２０ＭＨｚ以上で動作するモード・ロック型レーザーを備える。レーザーは、一定の位相を持つ一定のパルス繰り返し率でパルスを生成する。図５の５０に示すように、破壊されるべき各リンク５２は、熱影響域５４を持つ１個のパルスを受け取る。自励パルス列からパルスを選択するので、目標材料にパルスを供給する実際の時間における不確定性が増大し、パルス時間ジッターを増加させる。パルス時間ジッターの増大は、ステージが移動している場合にリンクを破壊するときの位置誤差の小さな増加となる。パルス時間ジッターの対応する増加は、自励レーザーのレーザー・パルス間の時間にほぼ等しい。例えば、目標材料を支える基板とステージとが１５０ｍｍ／ｓで移動していて、自励繰り返し率が５０ＭＨｚであるならば、レーザー・パルス間の時間は１／５０ＮＨｚ＝２０ｎｓである。１５０ｍｍ／ｓで移動している期間の基板及びステージの運動は３ｎｍである。リンクが幅０．４μｍであれば、３ｎｍはリンクの幅の０．７５％に対応するので、これはリンク処理期間の許容可能な位置誤差である。更なる実施の形態によると、図６の６０に示すように、破壊されるべき各リンク６２は、リンク６２を横切る複数の熱影響域６４をもたらす複数のパルスを受け取る。
【００４５】
種々の実施の形態によると、レーザー処理システムは、例えば、２００６年１月１８日に出願された公開特許出願第２００６−０１９１８４４号に開示されており、当該出願の開示は本明細書に援用される。例えば、図７を参照すると、システムは、例えば２５ＭＨｚで動作するモード・ロック型レーザー・システム７０と、パルス取出し器７２と、オプションの光増幅器７４と、光中継器７６と、パルス選択ユニット７８（例えば、音響−光変調器）と、零次ビーム・ストッパー８０と、光中継及びビーム拡大器８２と、反射鏡８４と、光ズーム装置８６と、対物レンズ８８とを備える。レーザー・パルスは、ＸＹステージ９２によって支えられているリンクを有する基板９０上の焦点面に収束される。ステージ９２の位置はコントローラー９４によって制御され、コントローラー９４はパルス取出し器７２及び／又はパルス選択ユニット７８によるパルスの選択をも制御する。パルスの選択は光増幅器の前又は後で行われ、パルス取出し器７２とパルス選択ユニット７８とのうちの一方又は両方が用いられる。また、システムは、照射の周波数を例えば１０６４μｍから５３２μｍへ変更する任意の波長シフターを備え得る。
【００４６】
本発明のシステム及び方法のスループットの利点は、以下の例によって示される。第１の例において、リンクの間隔が３μｍで長さが３０ｍｍのリンク群が処理される。比較として、まずリンクは５０ｋＨｚのレーザー繰り返し率で且つ定速で処理される。破壊期間の基板及びステージの速度は（３μｍ）（５０ｋＨｚ）＝１５０ｍｍ／ｓである。リンク群を破壊する時間は（３０ｍｍ）／（１５０ｍｍ／ｓ）＝２００ｍｓとなる。しかし、本発明の実施の形態によると、リンク群の破壊を１５０ｍｍ／ｓで開始し、破壊期間に２００ｍｍ／ｓまで加速し、次いで、端点速度が１５０ｍｍ／ｓになるように１５０ｍｍ／ｓまで減速することが可能である。この方法は全体で１５１．６６ｍｓを要し、４８．３３３ｍｓ即ち２４．２％の時間節約になる。
【００４７】
他の例において、長さ９ｍｍの２つの平行なリンク群がクロス軸において０．１８７５ｍｍだけ分離され、オン軸方向の始点座標及び終点座標は同一である。リンクは逆のオン軸方向に１５０ｍｍ／ｓ及び−１５０ｍｍ／ｓで破壊される。１つのリンク群が破壊されると、基板及びステージは方向を反転し、クロス軸方向に０．１８７５ｍｍだけ移動し、別のリンク群が破壊される。定速の軌道の場合、全体の時間は３つの部分、即ち、第１のリンク群を破壊する時間、オン軸方向を逆走して０．１８７５ｍｍだけ移動する時間、及び第２のリンク群を破壊する時間で計算される。それぞれのリンク群を破壊する時間は（９ｍｍ）／（１５０ｍｍ／ｓ）＝６０ｍｓである。オン軸方向を反転する時間は４０ｍｓであり、クロス軸において０．１８７５ｍｍだけ移動する時間は１０ｍｓである。オン軸方向を反転する時間はクロス軸において移動する時間よりも長いので、これは、事実上、方向転換に要する時間である。したがって、２つのリンク群を処理する時間は（６０ｍｓ）＋（４０ｍｓ）＋（６０ｍｓ）＝１６０ｍｓ前後となる。本発明のある実施の形態の方法を用いると、破壊が完了する前にオン軸方向での方向転換を開始することが可能である。この例においては、減速はリンク群の破壊の終了１５ｍｓ前に開始される。したがって、２つのリンク群を処理する全体の時間は（６０ｍｓ−１５ｍｓ）＋（４０ｍｓ）＋（６０ｍｓ−１５ｍｓ）＝１３０ｍｓとなり、３０ｍｓ即ち約１９％の時間節約となる。また、この軌道は全ステージ移動距離が小さくて良いので、この例はステージ移動限界近くで全ステージ移動距離をどのように低減するかを示している。
【００４８】
第３の例において、メモリ修理システムにおけるレーザー・システムはステージ上の基板の場所を測定するのに用いられる。この動作はアライメントと呼ばれる。アライメント動作期間に、収束されたレーザー・ビーム・スポットと基板上の配線が交叉するように、基板は低速で動く。実施の形態によると、レーザーは一定の繰り返し率で発光され、パルスはＡＯＭによって光学的に減衰され、レーザー処理出力軸に沿って基板の方へ向けられる。パルスは基板上の配線がレーザー・パルスによって損傷されないように減衰される。アライメント期間に、配線からの反射光は検出器によって集束され、信号が生成される。集束された光信号から、基板上の配線の位置を決定することができる。同様の方法を用いて、最良焦点位置が決定される。こうした動作の期間におけるステージの速度は典型的には１０ｍｍ／ｓ前後である。典型的には、走査の長さは５０μｍ前後である。こうした複数回の走査が、動作間でステージを停止させながら、基板上の同一の配線を複数回横切って連続的に実施される。定速での方法を用いたこうした走査動作の１つに対する時間は、停止から１０ｍｍ／ｓまで加速する時間と、実際の走査のための時間と、減速して停止する時間とである。典型的には、加速時間及び減速時間は最小パルス時間に等しく、ここでは、それぞれ５ｍｓであると仮定する。走査時間は（５０ｍｓ）／（１０ｍｓ）＝５ｍｓである。したがって、全走査時間は１５ｍｓである。本発明の或る実施の形態の方法を用いると、定速の区間は不要である。ステージは５ｍｓ（最小加速パルス時間）の時間に１０ｍｍ／ｓまで加速され、次いで減速されて、別の５ｍｓ（最小加速パルス時間）において停止される。加速度は全移動距離が５０μｍ（走査距離）であるように設定される。この例については、４ｍ／ｓ２の加速度が必要である。その結果の全走査時間は１０ｍｓであり、５ｍｓ即ち訳３％の時間節約をもたらす。
【００４９】
別の実施の形態によると、アライメント動作は、小出力レーザーと高速検出器とデータ変換器とを用いて加速期間に実行される。小出力レーザーの出力軸はレーザー処理軸と整列される。
【００５０】
典型的には、基板はＸＹステージ上に配置され、理想的なＸ軸及びＹ軸に対してリンク群軸の所定の回転がある。したがって、リンク群の破壊に際しては、典型的には、Ｘ軸及びＹ軸においてゼロでないステージ速度が存在する。従来の定速システムでのリンク破壊期間には、Ｘ及びＹの両軸でのステージの移動は定速である。ステージの理想的な軸が基板のオン軸方向及びクロス軸方向に対して小さく回転するので、１つの軸におけるステージの理想的な座標系でのステージ速度はオン軸方向速度にほぼ等しく、別の軸におけるステージの理想的な座標系でのステージ速度はゼロではないがゼロに近い。したがって、本発明の方法を用いてステージ軌道を計画する際には、ステージの理想的な座標系と基板のオン軸方向及びクロス軸方向の座標系との間の小さな角度を考慮する必要がある。ステージ軌道が基板のオン軸方向及びクロス軸方向の座標系において計画されるならば、軌道は、破壊されるべきリンク群の始点においてクロス軸方向速度がゼロであるように計画され得る。ステージ軌道がステージの理想的な座標系において計画される場合、軌道計画に更なる注意が必要である。ステージ軌道がステージの理想的な座標系において計画され、クロス軸に近いステージ軸が、破壊されるべきリンク群の始点において定速運動を有するように計画されるならば、ステージが軸方向に近接したステージ軸において非定速で（加速又は減速して）移動している場合には、破壊位置において小さなクロス軸誤差が生じる。
【００５１】
この可能なクロス軸誤差を扱う複数の方法がある。この方法の中には、
１）基板のオン軸方向及びクロス軸方向の座標系で軌道を計画すること、
２）ステージの理想的な座標系で軌道を計画し、小さなクロス軸誤差を許容する。典型的には、リンクはクロス軸方向に長いので、更に大きなクロス軸誤差がリンク破壊の際に許容可能であること、
３）ＸＹステージの理想的な座標系が基板のオン軸方向及びクロス軸方向の座標系と同じになるようにＸＹステージに小さな回転を入れること、
４）基板クロス軸方向に近接したステージの理想的な座標系において破壊期間の非定速を計画すること
が含まれる。
【００５２】
更なる実施の形態によると、本発明は、グループ内の破壊されるべきリンクのそれぞれが、当該グループを横切る単一のオン軸方向線に沿って破壊されることを必要としない。換言するならば、リンク群を横切る軸外れ移動が或る実施の形態においては許容される。
【００５３】
更なる実施の形態によると、本発明のシステムはリンクが等速であることを必要としない。更なる実施の形態においては、システムは、増大された最大位置決め速度を提供する。更なる実施の形態において、システムは、増大されたレーザー出力パルス率及びバースト率を提供する。更なる実施の形態においては、システムは加速力を低減し、加速に伴う機械的振動を減らしてシステム精度を改善する。更なる実施の形態においては、システムはマルチパス及びマルチスポットのビーム位置決めシステムと共に使用するようになされる。
【００５４】
種々の実施の形態において使用されるパルス化レーザーはモード・ロック型レーザー、高速レーザー・ダイオード又はそれらの種々の組み合わせを含む。例えば、ＧＨｚの繰り返し率のモード・ロック型半導体レーザーはＳ．フーグランド著「受動的にモード・ロックされたダイオード・ポンプ型面発光半導体レーザー」ＩＥＥＥホトニクス・テクノロジー・レター、第１２巻第９号、２０００年９月に開示されており、半導体レーザー・ダイオードに結合された出力キャビティーに半導体飽和可能吸収体ミラー（ＳＥＳＡＭ）を備える。他の実施の形態によると、カルフォルニア州サンタクララのコヒーレント社のモード・ロック型レーザーやドイルのルメラ・レーザーＧｍｂＨのモード・ロック型レーザーも使用される。更なる実施の形態によると、例えば米国特許第４９１４６６３号及び第６２１０４０１号に開示されているモード・ロック型レーザーも使用される。
【００５５】
先に述べたとおり、リンクのピッチ及び大きさは、リンク幅０．１〜０．４μｍのまま１μｍのピッチに近付くように縮み続ける。その傾向にマッチするよう、リンク処理システムは減少するスポット・サイズを生成する。例えば、Ｊ．リー、Ｊ．コーディングレイ及びＪ．グリフィス著「６５μｍノード技術における超微細ピッチ・ヒューズ構造のレーザー処理」、国際機器及び材料協会、ＳＥＭＩＣＯＮ  Ｗｅｓｔ２００４は、微細ピッチのリンクを処理するために約０．７μｍ程の小さいスポット・サイズを生成するグリーン・レーザーを開示している。スポットの大きさを小さくすると、パルスのエネルギーの潜在的な低減がもたらされる。例えば、スポットの大きさが約１．５μｍから約１．０μｍへ低減されると、パルスの全エネルギーは２倍減らされるので、目標構造において所与のエネルギー密度を達成することができる。また、実施の形態によっては、例えば、リンクに印加されるパルスの数を増やし、それに比例してパルス・エネルギーを減らすことが有益である。こうした実施の形態においては、パルス化レーザーの出力は、オプションの光増幅器７４の利得を最小にしてリンクを処理する、又は増幅器７４無しで動作するのに十分である。実施の形態によっては、増幅器は有益であり、必要とされる。例えば、若干個のパルスで目標材料を処理すべき場合のような状況が生じ得る。
【００５６】
オプションの光増幅器はパルス化レーザーの出力を増幅するのに使用される。例えば、モード・ロック型発振器、高速ダイオード又はファイバ・レーザー発振器は、パルス当たりのエネルギーが１００ピコジュールから数ナノジュールの、ピコ秒又はフェムト秒のパルスを生成する。一般に、増幅器は、材料処理タスクに適するレベルまでパルス・エネルギーを増すのに使用され、例えば６ｄＢ〜５０ｄＢの利得を有する。増幅器はファイバ・レーザー増幅器、導波管型増幅器、ダイオード・ポンプ型固体増幅器であってよい。増幅器はＣＷ又はパルス・ポンプ型である。
【００５７】
増幅器の性能は、一般に、少なくとも達成可能な平均電力限度の結果、幾つかのパラメータ、即ち、利得、出力繰り返し率、パルス数（デューティー・サイクル）の妥協に基づいて制限される。
【００５８】
或る実施の形態においては、出力パルス群の形状とエネルギー分布のうちの少なくとも１つは、増幅器がパルス・ポンプ型であり、又は種々の繰り返し率で動作するならば、変更される。例えば、パルス取出し器が増幅器の前に使用される場合、処理のために選択されるパルス群に対応して、増幅器の入力は不均一な時間間隔で隔てられる。有効繰り返し率は変動し、その結果生じる効果は、出力パルス・エネルギーが繰り返し率と共に変動する周波数範囲内で増幅器が動作するならば、注目に値する。
【００５９】
実施の形態によっては、例えば出力変調器７８のような高速変調器が、決定された間隔に基づいてパルス形状とパルス・エネルギーとを制御するために使用される。例えば、米国特許第５１２８６０１号は、一定の出力パルス・エネルギー特性や他のパルス制御方法を提供するための変調器の使用を開示しており、その開示は本明細書に援用される。例えば米国特許第５８１２５６９号や第５２２６０５１号に開示されている他のシステムは出力の安定を含み、その原理はＱスイッチ・レーザー・システムでの使用のために採用されている。
【００６０】
本発明の好ましい実施の形態においては、パルス化レーザーは、出力変調器７８で選択されたパルスによって一定の率で動作される。こうした場合、増幅は多段増幅器設計の使用で達成され、増幅器が平均電力仕様内で動作するように十分低い利得で、歪みを回避しながら各段が入力パルス列を増幅するように動作されることが好ましい。この実施の形態は、非線形結晶が波長シフトを実行する、例えばグリーン又はＵＶの波長の短い波長での動作に特に適している。増幅の１つの段はプリアンプを備え得る。カスケード増幅器７４はファイバー増幅器である。「パルス化半導体大電力増幅器及び応用例」という名称のＰＣＴ公開ＷＯ９８０４２０５０号は、多段増幅器を含む大電力ファイバー増幅器システムとレーザー材料処理の応用例の多くの特徴を記述している。
【００６１】
図８Ａ〜図８Ｃは、従来の方法を用いた破壊と本発明の方法を用いた破壊とを比較している。図８Ａは、同一のリンク群の破壊を、従来の方法を用いた場合１００と本発明の実施の形態の方法を用いた場合１０２との、時間に対する距離の曲線を示している。従来の方法を用いて破壊する場合、速度は全リンク群に対して同一（一定）であり、距離と時間の関係の線１００は直線状の一定の傾斜を持つ。図８Ａに示す例において、曲線１０２の始点及び終点において、破壊速度は曲線１００の破壊速度と等しいが、曲線１０２の中央では、破壊速度は増し、距離と時間の曲線は大きい傾斜を持ち、全破壊時間が全体として短縮されることになる。
【００６２】
この例においては、破壊されるべきリンクは一定のピッチを有し、リンクは等間隔で配置される。一定速度で破壊する従来の方法を用いるとき、等間隔のリンクの破壊は、各破壊に対する時間を表す図８Ｂに示すように、時間的に等間隔な破壊を生じることになる。速度を変える本発明の方法を用いると、等間隔に配置された（一定ピッチの）リンクの破壊は、図８Ｃに示すように、時間的にバラバラな破壊を生じる。特に、１０６で示す線は開始時の各破壊の時間を示し、１０８で示す線は中間での各破壊の時間を示し、１１０で示す線はリンク群の端部での各破壊の時間を表している。この例では、軌道の先頭部分１０６での破壊及び破壊軌道の末端部分１１０での破壊は、従来の方法を用いた破壊と時間的に同じ間隔である。これは、これらの時間において速度が同じだからである。軌道の中央１０８における破壊は、時間的には一層緊密に配置されるが、従来の方法を用いるとき、この時間での速度の方が大きいので、破壊に関して距離的には等間隔である。従来の方法を用いるとき必要とされる破壊の数は、本発明の方法を用いるときと同じであるから、図８Ｂと図８Ｃには、同数の破壊が示されている。
【００６３】
当業者には理解されるように、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、上記の実施の形態に対して多数の修正及び変更を行うことができる。
【図１】
2009544470.tif 000004
【図２】
2009544470.tif 000005
【図３Ａ】
2009544470.tif 000006
【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
2009544470.tif 000013
【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【国際調査報告】
2009544470.tif 000018
2009544470.tif 000019
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