(57)【要約】  レーザパルス（５２）の組（５０）を用い、メモリまたは他のＩＣチップにおける導電性リンク（２２）を切断する。組（５０）の持続時間を、好適には５００ｎｓ未満とし、組（５０）内の各々のレーザパルス（５２）のパルス幅を、好適には約０．１ｐｓから３０ｎｓの範囲内とする。組（５０）を、慣例的なレーザポジショニングシステム（６２）によって単一の“パルス”として扱い、レーザシステム（６０）が各々のリンク（２２）においてレーザパルス（５２）の組（５０）を発射しているときは常に停止することなく、オンザフライにリンク除去を行うことができる。慣例的なＩＲ波長またはこれらの高調波を用いることができる。
2005512814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
選択されたリンク構造の位置から目標材料を選択的に除去する方法であって、各々のリンク構造が、基板上に形成された回路における導電性接点の対の間に配置された導電性余剰メモリまたは集積回路リンクを含み、各々のリンクがリンク幅を有する、方法において、
前記回路における導電性リンクの１つ以上の場所を表すビームポジショニングデータをビームポジショナに供給するステップであって、前記ビームポジショナが、レーザスポット位置と前記基板との間の関連する運動を調整する、ステップと、
第１レーザから、約２５ピコ秒と３０ナノ秒との間のパルス幅を有する少なくとも１つの第１レーザ出力パルスを、約１０００ナノ秒未満の第１期間の間に発生するステップであって、前記第１レーザ出力パルスが、前記リンク幅より大きいスポットサイズを有する第１レーザスポットを有する、ステップと、
前記ビームポジショニングデータにしたがって、前記第１レーザ出力パルスを、前記第１レーザスポットが前記第１接点間の第１導電性リンクの第１位置に当たるように向けるステップと、
第２レーザから、約２５ピコ秒と３０ナノ秒との間のパルス幅を有する少なくとも１つの第２レーザ出力パルスを前記第１期間の間に発生するステップであって、前記第２レーザ出力パルスが、前記リンク幅より大きいスポットサイズを有する第２レーザスポットを有する、ステップと、
前記ビームポジショニングデータにしたがって、前記第２レーザ出力パルスを、前記第２レーザスポットが前記第１導電性リンクの第１位置に当たり、前記第１および第２レーザスポットが実質的に重なり、前記第１および第２レーザ出力パルスが前記第１位置における目標材料の除去に寄与するように向けるステップと、
前記第１レーザから、約２５ピコ秒と３０ナノ秒との間のパルス幅を有する少なくとも１つの第３レーザ出力パルスを、約１０００ナノ秒未満で前記第１期間から時間移動した第２期間の間に発生するステップであって、前記第３レーザ出力パルスが、前記リンク幅より大きいスポットサイズを有する第３レーザスポットを有する、ステップと、
前記ビームポジショニングデータにしたがって、前記第３レーザ出力パルスを、前記第１と異なる前記第３レーザスポットが前記第２接点間の第２導電性リンクの第２位置に当たるように向けるステップと、
第前記２レーザから、約２５ピコ秒と３０ナノ秒との間のパルス幅を有する少なくとも１つの第４レーザ出力パルスを前記第２期間の間に発生するステップであって、前記第４レーザ出力パルスが、前記リンク幅より大きいスポットサイズを有する第４レーザスポットを有する、ステップと、
前記ビームポジショニングデータにしたがって、前記第４レーザ出力パルスを、前記第４レーザスポットが前記第２導電性リンクの第２位置に当たり、前記第３および第４レーザスポットが実質的に重なり、前記第３および第４レーザ出力パルスが前記第２位置における目標材料の除去に寄与するように向けるステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記ビームポジショナが、前記導電性リンクがオンザフライに処理されるように、前記レーザスポット位置と前記基板との間に実質的に連続的な相対的運動を加えることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、前記導電性リンクが、個々のリンク構造の一部を形成し、前記リンク構造に関係する前記基板が、エネルギーおよびピークパワーダメージしきい値を有し、前記レーザ出力パルスの各々が、前記個々のエネルギーおよびピークパワーダメージしきい値より小さいエネルギーおよびピークパワーを有することを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、前記導電性リンクが、個々のリンク構造の一部を形成し、前記リンク構造に関係する前記基板が、エネルギーおよびピークパワーダメージしきい値を有し、前記レーザ出力パルスの各々が、前記個々のエネルギーおよびピークパワーダメージしきい値より小さいエネルギーおよびピークパワーを有することを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法において、前記各々のレーザからのレーザパルスが、前記レーザパルスが処理する導電性リンクのリンク幅を完全に包含することを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法において、前記第１および第２レーザからのレーザ出力パルスが、実質的に同一線上の共通部分を共有する光経路に沿って伝播することを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法において、前記レーザ出力パルスが、約５ナノ秒と２０ナノ秒との間のパルス幅を有することを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法において、
前記レーザ出力パルスを、前記第１期間と第２期間との間の遅延期間が０．１ミリ秒未満となるような反復レートにおいて発生するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法において、前記導電性リンクの少なくとも１つを上敷きパッシベーション層によって覆うことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法において、前記導電性リンクの少なくとも１つを上敷きパッシベーション層によって覆わないことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法において、前記導電性リンクの少なくとも１つが、アルミニウム、クロム酸塩、銅、ポリシリコン、二ケイ化物、金、ニッケル、クロム酸ニッケル、プラチナ、ポリサイド、窒化タンタル、チタン、窒化チタン、タングステン、または、ケイ化タングステンを具えることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法において、前記レーザ出力パルスを、約１５０ｎｍと２０００ｎｍとの間の波長において発生するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法において、前記第１および第２レーザのレーザ出力パルスからのレーザスポットのスポットサイズを同じにしたことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法において、前記第１および第２レーザのレーザ出力パルスからのレーザスポットのスポットサイズを異ならせたことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法において、前記第１および第２期間中のレーザ出力パルスが、同様のピークパワープロファイルと、同様のエネルギー密度プロファイルとを有することを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１に記載の方法において、前記第１期間中のレーザ出力パルスが、ほぼ同じエネルギーと、ほぼ同じピークパワーとを有することを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１に記載の方法において、前記第１期間中の少なくとも２つのレーザ出力パルスが、異なったエネルギーと、異なったピークパワーとを有することを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１に記載の方法において、前記第１および第２レーザ出力パルスの開始間の時間オフセットをプログラム可能としたことを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１に記載の方法において、前記第１および第２レーザ出力パルスの開始間の時間オフセットを、約５ないし５００ｎｓ内としたことを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１に記載の方法において、前記レーザ出力パルスの各々が、約０．００５−１マイクロジュールのレーザエネルギーを有することを特徴とする方法。
【請求項２１】
選択されたリンク構造の位置から目標材料を選択的に除去する方法であって、各々のリンク構造が、基板上に形成された回路における導電性接点の対の間に配置された導電性余剰メモリまたは集積回路リンクを含み、各々のリンクがリンク幅を有する、方法において、
前記回路における導電性リンクの１つ以上の場所を表すビームポジショニングデータをビームポジショナに供給するステップであって、前記ビームポジショナが、レーザスポット位置と前記基板との間の関連する運動を調整する、ステップと、
レーザから、約２５ピコ秒と３０ナノ秒との間のパルス幅を有する少なくとも１つの第１レーザパルスを、約１０００ナノ秒未満の第１期間の間に発生するステップと、
前記第１レーザパルスを第１光経路に沿って伝播させるステップと、
前記第１レーザパルスを第１および第２レーザ出力パルスに分割するステップであって、前記第１レーザ出力パルスを前記第１光経路に沿って伝播するようにし、前記第２レーザ出力パルスを第２光経路に沿って伝播するようにし、前記第１および第２レーザ出力パルスが、各々、前記リンク幅より大きいスポットサイズを有する第１および第２レーザスポットを有する、ステップと、
前記ビームポジショニングデータにしたがって、前記第１レーザ出力パルスを、前記第１期間中に前記第１レーザスポットが前記第１接点間の第１導電性リンクの第１位置に当たるように向けるステップと、
前記第２レーザ出力パルスを、前記第１期間中に前記第２レーザスポットが前記第１導電性リンクの第１位置に当たり、前記第１および第２レーザスポットが実質的に重なり、前記第１および第２レーザ出力パルスが前記第１位置における目標材料の除去に寄与するように向けるステップであって、前記第２光経路が、前記第１レーザパルスが前記第１位置に達した後に、前記第２レーザパルスを前記第１位置に到達させる特性を有する、ステップと、
前記レーザから、約２５ピコ秒と３０ナノ秒との間のパルス幅を有する少なくとも１つの第２レーザパルスを、約１０００ナノ秒未満の第２期間の間に発生するステップと、
前記第２レーザパルスを前記第１光経路に沿って伝播させるステップと、
前記第２レーザパルスを第３および第４レーザ出力パルスに分割するステップであって、前記第３レーザ出力パルスを前記第１光経路に沿って伝播するようにし、前記第４レーザ出力パルスを前記第２光経路に沿って伝播するようにし、前記第３および第４レーザ出力パルスが、各々、前記リンク幅より大きいスポットサイズを有する第３および第４レーザスポットを有する、ステップと、
前記ビームポジショニングデータにしたがって、前記第３レーザ出力パルスを、前記第２期間中に前記第３レーザスポットが前記第２接点間の第２導電性リンクの第２位置に当たるように向けるステップと、
前記第４レーザ出力パルスを、前記第２期間中に前記第４レーザスポットが前記第２導電性リンクの第２位置に当たり、前記第３および第４レーザスポットが実質的に重なり、前記第３および第４レーザ出力パルスが前記第２位置における目標材料の除去に寄与するように向けるステップであって、前記第２光経路が、前記第３レーザパルスが前記第２位置に達した後に、前記第４レーザパルスを前記第２位置に到達させる特性を有する、ステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法において、前記ビームポジショナが、前記導電性リンクがオンザフライに処理されるように、前記レーザスポット位置と前記基板との間に実質的に連続的な相対的運動を加えることを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の方法において、前記導電性リンクが、個々のリンク構造の一部を形成し、前記リンク構造に関係する前記基板が、エネルギーおよびピークパワーダメージしきい値を有し、前記レーザ出力パルスの各々が、前記個々のエネルギーおよびピークパワーダメージしきい値より小さいエネルギーおよびピークパワーを有することを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項２１に記載の方法において、前記導電性リンクが、個々のリンク構造の一部を形成し、前記リンク構造に関係する前記基板が、エネルギーおよびピークパワーダメージしきい値を有し、前記レーザ出力パルスの各々が、前記個々のエネルギーおよびピークパワーダメージしきい値より小さいエネルギーおよびピークパワーを有することを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項２１ないし２４のいずれか１項に記載の方法において、前記各々のレーザからのレーザパルスが、前記レーザパルスが処理する導電性リンクのリンク幅を完全に包含することを特徴とする方法。
【請求項２６】
請求項２１に記載の方法において、前記レーザ出力パルスの各々が、約０．００５−１マイクロジュールのレーザエネルギーを有することを特徴とする方法。
【請求項２７】
請求項２１に記載の方法において、前記レーザ出力パルスが、約５ナノ秒と２０ナノ秒との間のパルス幅を有することを特徴とする方法。
【請求項２８】
請求項２１に記載の方法において、
前記レーザ出力パルスを、前記第１期間と第２期間との間の遅延期間が０．１ミリ秒未満となるような反復レートにおいて発生するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２９】
請求項２１に記載の方法において、前記導電性リンクの少なくとも１つを上敷きパッシベーション層によって覆うことを特徴とする方法。
【請求項３０】
請求項２１に記載の方法において、前記導電性リンクの少なくとも１つを上敷きパッシベーション層によって覆わないことを特徴とする方法。
【請求項３１】
請求項２１に記載の方法において、前記導電性リンクの少なくとも１つが、アルミニウム、クロム酸塩、銅、ポリシリコン、二ケイ化物、金、ニッケル、クロム酸ニッケル、プラチナ、ポリサイド、窒化タンタル、チタン、窒化チタン、タングステン、または、ケイ化タングステンを具えることを特徴とする方法。
【請求項３２】
請求項２１に記載の方法において、前記レーザ出力パルスを、約１５０ｎｍと２０００ｎｍとの間の波長において発生するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項３３】
請求項２１に記載の方法において、前記第１および第２レーザのレーザ出力パルスからのレーザスポットのスポットサイズを同じにしたことを特徴とする方法。
【請求項３４】
請求項２１に記載の方法において、前記第１および第２レーザのレーザ出力パルスからのレーザスポットのスポットサイズを異ならせたことを特徴とする方法。
【請求項３５】
請求項２１に記載の方法において、前記第１および第２期間中のレーザ出力パルスが、同様のピークパワープロファイルと、同様のエネルギー密度プロファイルとを有することを特徴とする方法。
【請求項３６】
請求項２１に記載の方法において、前記第１期間中のレーザ出力パルスが、ほぼ同じエネルギーと、ほぼ同じピークパワーとを有することを特徴とする方法。
【請求項３７】
請求項２１に記載の方法において、前記第１期間中の少なくとも２つのレーザ出力パルスが、異なったエネルギーと、異なったピークパワーとを有することを特徴とする方法。
【請求項３８】
請求項２１に記載の方法において、前記第１および第２レーザ出力パルスが前記第１位置に達する時間の間のオフセットを調節可能としたことを特徴とする方法。
【請求項３９】
請求項２１に記載の方法において、前記第１および第２レーザ出力パルスが前記第１位置に達する時間の間のオフセットを約５ないし５００ｎｓ内としたことを特徴とする方法。
【請求項４０】
請求項２１に記載の方法において、前記レーザ出力パルスの各々が、約０．００５−１マイクロジュールのレーザエネルギーを有することを特徴とする方法。
【請求項４１】
選択されたリンク構造の位置から目標材料を選択的に除去する方法であって、各々のリンク構造が、基板上に形成された回路における導電性接点の対の間に位置する導電性の余剰のメモリ又は集積回路リンクを含み、各々のリンクがリンク幅を有する、方法において、
前記回路における導電性リンクの１つ以上の場所を表すビームポジショニングデータをビームポジショナに供給するステップであって、前記ビームポジショナが、レーザスポット位置と前記基板との間の関連する運動を調整する、ステップと、
Ｑスイッチに対するＲＦ信号を高ＲＦレベルから中間ＲＦレベルへ減少させ、レーザから、１０００ナノ秒未満の第１期間中、約２５ピコ秒と３０ナノ秒との間のパルス幅を有する少なくとも１つの第１レーザ出力パルスを発生させるステップであって、前記第１レーザ出力パルスが、前記リンク幅より大きいスポットサイズを有する第１レーザスポットを有する、ステップと、
前記ビームポジショニングデータにしたがって、前記第１レーザ出力パルスを、前記第１レーザスポットが第１接点間の第１導電性リンクの第１位置に当たるように向けるステップと、
前記Ｑスイッチに対するＲＦ信号を前記中間ＲＦレベルからより小さいＲＦレベルへ減少させ、前記第１期間中、約２５ピコ秒と３０ナノ秒との間のパルス幅を有する少なくとも１つの第２レーザ出力パルスを発生させるステップであって、前記第２レーザ出力パルスが、前記リンク幅より大きいスポットサイズを有する第２レーザスポットを有する、ステップと、
前記第２レーザ出力パルスを、前記第２レーザスポットが前記第１導電性リンクの第１位置に当たり、前記第１および第２レーザスポットが実質的に重なり、前記第１および第２レーザ出力パルスが第１位置における目標材料の除去に寄与するように向けるステップと、
前記Ｑスイッチに対するＲＦ信号を前記より小さいＲＦレベルから前記高ＲＦレベルに増加させるステップと、
前記Ｑスイッチに対するＲＦ信号を前記高ＲＦレベルから前記中間ＲＦレベルへ減少させ、前記レーザから、１０００ナノ秒未満の組幅持続時間を有する第２期間中、約２５ピコ秒と３０ナノ秒との間のパルス幅持続時間を有する少なくとも１つの第３レーザ出力パルスを発生させるステップであって、前記第３レーザ出力パルスが、前記リンク幅より大きいスポットサイズを有する第３レーザスポットを有する、ステップと、
前記ビームポジショニングデータにしたがって、前記第３レーザ出力パルスを、前記第３レーザスポットが第２接点間の第２導電性リンクの第２位置に当たるように向けるステップと、
前記Ｑスイッチに対するＲＦ信号を前記中間ＲＦレベルから前記より小さいＲＦレベルへ減少させ、前記レーザから、前記第２期間中、約２５ピコ秒と３０ナノ秒との間のパルス幅持続時間を有する少なくとも１つの第４レーザ出力パルスを発生させるステップであって、前記第４レーザ出力パルスが、前記リンク幅より大きいスポットサイズを有する第４レーザスポットを有する、ステップと、
前記第４レーザ出力パルスを、前記第４レーザスポットが前記第２導電性リンクの第２位置に当たり、前記第３および第４レーザスポットが実質的に重なり、前記第３および第４レーザ出力パルスが前記第２位置における目標材料の除去に寄与するように向けるステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項４２】
請求項４１に記載の方法において、前記ビームポジショナが、前記導電性リンクがオンザフライに処理されるように、前記レーザスポット位置と前記基板との間に実質的に連続的な相対的運動を加えることを特徴とする方法。
【請求項４３】
請求項４２に記載の方法において、前記導電性リンクが、個々のリンク構造の一部を形成し、前記リンク構造に関係する前記基板が、エネルギーおよびピークパワーダメージしきい値を有し、前記レーザ出力パルスの各々が、前記個々のエネルギーおよびピークパワーダメージしきい値より小さいエネルギーおよびピークパワーを有することを特徴とする方法。
【請求項４４】
請求項４１に記載の方法において、前記導電性リンクが、個々のリンク構造の一部を形成し、前記リンク構造に関係する前記基板が、エネルギーおよびピークパワーダメージしきい値を有し、前記レーザ出力パルスの各々が、前記個々のエネルギーおよびピークパワーダメージしきい値より小さいエネルギーおよびピークパワーを有することを特徴とする方法。
【請求項４５】
請求項４１ないし４４のいずれか１項に記載の方法において、前記各々のレーザからのレーザパルスが、前記レーザパルスが処理する導電性リンクのリンク幅を完全に包含することを特徴とする方法。
【請求項４６】
請求項４１に記載の方法において、前記レーザ出力パルスの各々が、約０．００５−１マイクロジュールのレーザエネルギーを有することを特徴とする方法。
【請求項４７】
請求項４１に記載の方法において、前記レーザ出力パルスが、約５ナノ秒と２０ナノ秒との間のパルス幅を有することを特徴とする方法。
【請求項４８】
請求項４１に記載の方法において、
前記レーザ出力パルスを、前記第１期間と第２期間との間の遅延期間が０．１ミリ秒未満となるような反復レートにおいて発生するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項４９】
請求項４１に記載の方法において、前記導電性リンクの少なくとも１つを上敷きパッシベーション層によって覆うことを特徴とする方法。
【請求項５０】
請求項４１に記載の方法において、前記導電性リンクの少なくとも１つを上敷きパッシベーション層によって覆わないことを特徴とする方法。
【請求項５１】
請求項４１に記載の方法において、前記導電性リンクの少なくとも１つが、アルミニウム、クロム酸塩、銅、ポリシリコン、二ケイ化物、金、ニッケル、クロム酸ニッケル、プラチナ、ポリサイド、窒化タンタル、チタン、窒化チタン、タングステン、または、ケイ化タングステンを具えることを特徴とする方法。
【請求項５２】
請求項４１に記載の方法において、前記レーザ出力パルスを、約１５０ｎｍと２０００ｎｍとの間の波長において発生するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項５３】
請求項４５に記載の方法において、前記第１および第２期間中のレーザ出力パルスが、同様のピークパワープロファイルと、同様のエネルギー密度プロファイルとを有することを特徴とする方法。
【請求項５４】
請求項４１に記載の方法において、前記第１期間中のレーザ出力パルスが、ほぼ同じエネルギーと、ほぼ同じピークパワーとを有することを特徴とする方法。
【請求項５５】
請求項４１に記載の方法において、前記第１および第２期間中のレーザ出力パルスが、同様のピークパワープロファイルと、同様のエネルギー密度プロファイルとを有することを特徴とする方法。
【請求項５６】
請求項４５に記載の方法において、前記第１期間中のレーザ出力パルスが、ほぼ同じエネルギーと、ほぼ同じピークパワーとを有することを特徴とする方法。
【請求項５７】
請求項４１に記載の方法において、前記第１期間中の少なくとも２つの前記レーザ出力パルスが、異なったエネルギーと、異なったピークパワーとを有することを特徴とする方法。
【請求項５８】
請求項４１に記載の方法において、前記第１および第２レーザ出力パルスの開始の間の時間オフセットをプログラム可能としたことを特徴とする方法。
【請求項５９】
請求項４１に記載の方法において、前記第１および第２レーザ出力パルスの開始の間の時間オフセットを、約５ないし５００ｎｓ内としたことを特徴とする方法。
【請求項６０】
請求項４１に記載の方法において、前記レーザ出力パルスの各々が、約０．００５−１マイクロジュールのレーザエネルギーを有することを特徴とする方法。
【請求項６１】
選択されたリンク構造の位置から目標材料を選択的に除去する方法であって、各々のリンク構造が、基板上に形成された回路における導電性接点の対の間に位置する導電性の余剰のメモリ又は集積回路リンクを含み、各々のリンクがリンク幅を有する、方法において、
前記回路における導電性リンクの１つ以上の場所を表すビームポジショニングデータをビームポジショナに供給するステップであって、前記ビームポジショナが、レーザスポット位置と前記基板との間の関連する運動を調整する、ステップと、
不整列Ｑスイッチを有するレーザから、１０００ナノ秒未満の第１期間中、約２５ピコ秒と３０ナノ秒との間のパルス幅を有する少なくとも第１および第２レーザ出力パルスを発生させるステップであって、前記第１および第２レーザ出力パルスが、前記リンク幅より大きいスポットサイズを有する個々の第１および第２レーザスポットを有する、ステップと、
前記ビームポジショニングデータにしたがって、前記第１および第２レーザ出力パルスを、前記第１および第２レーザスポットが前記第１期間中に第１接点間の第１導電性リンクの第１位置に当たり、前記第１および第２レーザスポットが実質的に重なり、前記第１および第２レーザ出力パルスが前記第１位置における目標材料の除去に寄与するように向けるステップと、
前記レーザから、１０００ナノ秒未満の第２期間中、約２５ピコ秒と３０ナノ秒との間のパルス幅を有する少なくとも第３および第４レーザ出力パルスを発生させるステップであって、前記第３および第４レーザ出力パルスが、前記リンク幅より大きいスポットサイズを有する個々の第３および第４レーザスポットを有する、ステップと、
前記ビームポジショニングデータにしたがって、前記第３および第４レーザ出力パルスを、前記第３および第４レーザスポットが前記第２期間中に第２接点間の第２導電性リンクの第２位置に当たり、前記第３および第４レーザスポットが実質的に重なり、前記第３および第４レーザ出力パルスが前記第２位置における目標材料の除去に寄与するように向けるステップとを含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
本発明は、メモリまたは他のＩＣリンクのレーザ処理に関し、特に、少なくとも２つのレーザパルスの組を用いてＩＣリンクをオンザフライに切断するレーザシステムおよび方法に関する。
【０００２】
ＩＣデバイス製造プロセスにおける歩留まりは、しばしば、表面下の層またはパターンの整列変化または微粒子の汚染物質に起因する欠陥を招く。図１、２Ａおよび２Ｂは、一般に行または列において製造され、メモリセル２０の予備の行１６および列２０のような、多数の反復する余剰回路素子１４を含むＩＣデバイスまたはワークピース１２の反復電子回路１０を示す。図１、２Ａおよび２Ｂに関して、回路１０は、欠陥メモリセル２０を分離するように除去することができ、例えば、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭまたは埋め込みメモリのようなメモリ装置における交替余剰セル２６の代わりをする、電気的接点２４間の特別なレーザ切断可能導電性リンクを含むようにも設計される。同様の技術は、リンクを切断し、論理生産物、ゲートアレイまたはＡＳＩＣをプログラムするのにも使用される。
【０００３】
リンク２２は、約０．３〜２ミクロン（μｍ）厚であり、慣例的な約０．４〜２．５μｍのリンク幅、リンク長３０、リンク構造３６のような隣接する回路構造または素子３４から約２〜８μｍの素子間ピッチ（中心間間隔）３２で設計される。最も普及したリンク材料はポリシリコンおよび同様な合成物であったが、メモリ製造者は、アルミニウム、銅、金、ニッケル、チタン、タングステン、プラチナや、他の金属、合金、窒化チタンまたは窒化タンタルのような窒化金属、ケイ化タングステンのようなケイ化金属、又は、他の金属状材料を含むがこれらに限定されない、種々のより多くの導電性金属リンク材料を最近採用している。
【０００４】
回路１０、回路素子１４またはセル２０は、欠陥に関してテストされ、その位置をデータベースまたはプログラム中にマッピングすることができる。慣例的な１．０４７μｍまたは１．０６４μｍ赤外線（ＩＲ）レーザ波長は、２０年以上、導電性リンク２２を爆発的に除去するのに用いられている。慣例的なメモリリンク処理は、各々のリンク２２において約４ないし３０ナノ秒（ｎｓ）のパルス幅を有するレーザ出力の単一パルスを集束させる。図２Ａおよび２Ｂは、シリコン基板４２上で、代表的に５００〜１００００オングストローム（Å）厚の上敷きパッシベーション層４４（図２Ａに示すが、図２Ｂには示さない）と下敷きパッシベーション層４６とを含むパッシベーション層スタックの構成層の間に配置された、ポリシリコンまたは金属リンク２２から成るリンク構造３６に衝突するスポットサイズ（面積または直径）４０のレーザスポット３８を示す。シリコン基板４２は、比較的小さい比例する量のＩＲ放射を吸収し、二酸化シリコンまたは窒化シリコンのような慣例的なパッシベーション層４４および４６は、ＩＲ放射に対して比較的透明である。リンク２２は、代表的に、“オンザフライ”に処理され、ビームポジショニングシステムが、レーザパルスがリンク２２に発射されたときに、運動を停止しなくてもすむようにされ、各々のリンク２２は単一のレーザパルスによって処理される。このオンザフライ処理は、１秒当り数万のリンク２２を処理するような、きわめて高いリンク処理スループットを容易にする。
【０００５】
図２Ｃは、リンク２２を先行技術のレーザパルスによって除去した後の、図２Ｂのリンク構造の断片的断面図である。金属または非金属リンク２２を処理するのに十分なエネルギーを保持する間、基板４２へのダメージを回避するために、サン他は、米国特許第５２６５１１４号および第５４７３６２４号明細書において、１．３μｍのようなより長いレーザ波長を使用し、シリコンウェハ上のメモリリンク２２を処理することを提案した。１．３μｍレーザ波長において、リンク材料とシリコン基板４２との間の吸収の相違は、慣例的な１μｍレーザ波長におけるよりきわめて大きい。この技術によって与えられるきわめてより広いレーザ処理ウィンドウとよりよい処理品質とは、大成功と共に約５年間産業において使用されている。
【０００６】
１．０μｍおよび１．３μｍレーザ波長は、しかしながら、欠点を有する。これらのようなＩＲレーザビーム１２の、高導電性金属リンク２２中へのカップリング効率は、比較的乏しく、リンク切断用のＩＲレーザビームの実際の達成可能なスポットサイズ４０は、比較的大きく、リンク幅２８と、接点２４間のリンク長３０と、リンクピッチ３２の臨界の寸法を制限する。この慣例的なレーザリンク処理は、単一のレーザパルスによって、リンク２２を過熱し、融解し、蒸発させ、爆発的に開いた上敷きパッシベーション層４４へ機械的ストレスを形成することに頼っている。このような慣例的なリンク処理レーザパルスは、切断されたリンクを含むデバイスの品質を劣化させる大きな熱影響部（ＨＡＺ）を形成する。例えば、リンクが比較的薄いか、リンク材料が、十分な量のレーザパルスエネルギーを吸収するには反射しすぎる場合、レーザパルス当りより多くのエネルギーを使用しなければならない。増加したレーザパルスエネルギーは、ＩＣチップへのダメージ危険性を増加させる。しかしながら、厚いリンクにおける危険性が無い範囲内でのレーザパルスエネルギーの使用は、しばしば、不完全なリンク切断を結果として生じる。
【０００７】
サン他の米国特許第６０５７１８０号明細書およびスウェンソン他の米国特許第６０２５２５６号明細書は、より最近、紫外線（ＵＶ）レーザ出力を使用し、リンクを切断または露出する、異種材料除去メカニズムによって上敷きパッシベーション層を“開く”方法を記載している。しかしながら、このようなＵＶレーザパルスによるリンクそれ自体の除去は、下敷きパッシベーションおよびシリコンウェハをＵＶレーザパルスによるダメージから保護するために、下敷きパッシベーション構造および材料の注意深い考慮を要する。
【０００８】
モウロウ他の米国特許第５６５６１８６号明細書は、代表的に１０ｐｓより短い高反復レート超高速レーザパルスによるいくつかの波長におけるレーザ誘導破壊および除去の一般的な方法を開示し、回折限界スポットサイズより小さい機械加工特徴サイズの生成を実証している。
【０００９】
ミヤウチ他の米国特許第５２０８４３７号明細書は、サブナノ秒パルス幅の単一の“ガウス”形状パルスを使用し、リンクを処理する方法を開示している。
【００１０】
リーガー他の米国特許第５７４２６３４号明細書は、ダイオードポンピングを伴う同時Ｑスイッチおよびモードロックネオジウム（Ｎｄ）レーザデバイスを開示している。このレーザは、１００ｎｓの持続時間のエンベロープの下で、各々が６０ないし３００ピコ秒（ｐｓ）の持続時間を有するパルスの列を放射する。
【００１１】
発明の要約
本発明の目的は、ＩＣリンクのレーザ処理の品質を改善する方法または装置を提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的は、低エネルギーレーザパルスの組によってリンクを処理することである。
【００１３】
本発明のさらに他の目的は、より短い波長における低エネルギーレーザパルスの組によってリンクを処理することである。
【００１４】
本発明の依然として他の目的は、このようなレーザパルスの組を用いて、リンクをオンザフライで処理することである。
【００１５】
本発明は、慣例的なリンク処理システムの単一レーザパルスを使用する代わりに、少なくとも２つのレーザパルスの組を用いてＩＣリンクを切断する。しかしながら、この実行は、長い一時休止時間も、事実上スループットを約１／２に減少させる各々のリンクにおける再ポジショニングおよび再発射も必要としない。前記組の持続時間は、好適には１０００ｎｓより短く、より好適には５００ｎｓより短く、最も好適には３００ｎｓより短く、好適には５ないし３００ｎｓの範囲内であり、前記組内の各々のレーザパルスのパルス幅は、一般に０．１ｐｓないし３０ｎｓの範囲内であり、より好適には約２５ｐｓから約２０ｎｓまたは３０ｎｓまでである。前記組内の各々のレーザパルスは、前記シリコン基板に関するダメージしきい値より小さいパルス当りのエネルギーまたはピークパワーを有する。前記組におけるレーザパルス数を、最後のパルスが、前記下敷きパッシベーション層および基板を残して前記リンクの底を完全にきれいにするように制御する。前記組の全体的な持続時間は１０００ｎｓより短いため、前記組は、慣例的なリンク切断レーザポジショニングシステムによる単一の“パルス”とみなされる。前記組におけるパルスの各々のレーザスポットは、前記リンク幅を包含し、各々のパルスのレーザスポット間の変位は、代表的に±０．０５ないし０．２μｍである代表的なポジショニングシステムのポジショニング精度より小さい。したがって、前記レーザシステムは、依然としてリンクをオンザフライで処理することができ、すなわち、前記ポジショニングシステムは、前記レーザシステムが各々のリンクにおいてレーザパルスの組を発射するときに、運動を停止しなくてもよい。
【００１６】
本発明の追加の目的および利点は、添付した図面の参照と共に進める以下の好適実施例の詳細な説明から明らかになるであろう。
【００１７】
好適実施例の詳細な説明
図３、４、６Ｂ、８、１０Ｄおよび１２Ｃは、本発明による、リンク２２を切断するのに用いられるレーザパルス５２ａ、５２ｂ１、５２ｂ２、５２ｂ３、５２ｃ１、５２ｃ２、５２ｄおよび５２ｅ（一般に、レーザパルス５２）の好例の組５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄおよび５０ｅ（一般に、組５０）のパワー対時間のグラフを示す。各々の組５０の持続時間を、好適には約１０００ｎｓ未満、より好適には５００ｎｓ未満、最も好適には約５ｎｓから３００ｎｓの範囲内とする。組５０を、代表的に０．１ミリ秒未満のプログラム可能遅延期間によって時間移動し、ポジショニングシステム６２の速度と、処理すべきリンク２２間の距離との関数としてもよい。組５０内の各々のレーザパルス５２のパルス幅を、好適には約０．１ｐｓから約３０ｎｓの範囲内、より好適には約２５ｐｓから３０ｎｓの範囲内とし、または、約１００ｐｓから１０ｎｓまたは５ｎｓから２０ｎｓのような範囲内とする。
【００１８】
レーザパルス５２の組５０の間、各々のレーザパルス５２は、リンク２２を完全に切断するか、下にある基板４２にダメージを与えるには不十分な熱、エネルギーまたはピークパワーを有するが、リンク２２の一部および／またはいくらかの上敷きパッシベーション層３８を除去する。約１５０ｎｍから約１３２０ｎｍの好適な波長において、レーザパルス５２の集束したスポットサイズ４０の好適な除去パラメータは、約０．００５μＪと約１μＪとの間（０．０１μＪと約０．５μＪとの間の中間エネルギー範囲）の各々のレーザパルスのレーザエネルギーと、約１Ｈｚより高く、好適には１ｋＨｚないし４０ｋＨｚまたはそれ以上における、０．０１μＪと約２μＪとの間の各々の組のレーザエネルギーとを含む。前記集束したレーザスポット直径を、リンク幅２８と、リンクピッチサイズ３２と、リンク材料と、他のリンク構造と、処理の考慮すべき事柄とに応じて、好適には、リンク２２の幅より５０％ないし１００％大きくする。
【００１９】
前記レーザ出力の波長と、前記リンク材料の特性とに応じて、リンク２２に用いられるパルス５２の切断する深さを、所定のリンク２２の底をきれいにするように各々のパルス５２のエネルギーと、各々の組５０におけるレーザパルス５２の数とを選択し、下敷きパッシベーション層４６を比較的完全に残し、基板４２にダメージを与えないようにすることによって、正確に制御することができる。したがって、シリコン基板４２にダメージを与える危険性は、近ＵＶ範囲におけるレーザ波長を使用したとしても、実質的に取り除かれる。
【００２０】
レーザパルス５２の組５０のエネルギー密度プロファイルを、慣例的な単一リンク切断レーザパルスのエネルギー密度プロファイルより良好に制御することができる。図３を参照し、各々のレーザパルス５２ａを、一貫した“フラットトップ”エネルギー密度プロファイル発生するのと同じエネルギー密度で発生することができる。組５０ａを、例えば、電子−光（Ｅ−Ｏ）または音響−光（Ａ−Ｏ）光学ゲートおよび任意の増幅器が後に続くモードロックレーザによって実現することができる。
【００２１】
図４を参照し、パルス５２ｂのエネルギー密度を、パルス５２ｂの組５０ｂが、レーザパルスを消費する慣例的なリンクのエネルギー密度プロファイルのような、ほとんど任意の予め決められた形状を有するように変調することができる。組５０ｂを、例えば、図５に示す同時ＱスイッチおよびＣＷモードロックレーザシステム６０によって実現することができる。図示しない他の代わりの組５０は、高エネルギー密度を有する初期パルス５２と、減少するエネルギー密度を有する後続パルス５２とを有する。組５０に関するこのようなエネルギー密度プロファイルは、特に傷つきやすいワークピースにダメージを与える危険性なしに、前記リンクの底をきれいにするのに有用である。順次の組５０は、特に異なった特性を有するリンク２２を処理する場合、異なったピークパワーおよびエネルギー密度プロファイルを有してもよい。
【００２２】
図５は、本発明による、リンク切断を達成するのに望ましいレーザパルス５２の組５０を発生するＱスイッチおよび／またはＣＷモードロックレーザ６４を含む単純化したレーザシステム６０の好適実施形態を示す。約１５０ｎｍから約２０００ｎｍの好適なレーザ波長は、Ｎｄ：ＹＡＧ、Ｎｄ：ＹＬＦ、Ｎｄ：ＹＶＯ４、Ｙｂ：ＹＡＧまたはＴｉ：サファイアレーザ６４からの１．３、１．０６４または１．０４７、１．０３−１．０５、０．７５−０．８５μｍまたはこれらの２次、３次、４次または５次高調波を含むが、これらに限定されない。当業者には、ファイバレーザを含む他の好適な波長において放射するレーザが商業的に利用可能であり、用いることができることは明らかであろう。
【００２３】
周波数２倍素子を除去して高調波変換を除去できるため、ここでは単に例としてレーザシステム６０を２次高調波（５３２ｎｍ）Ｎｄ：ＹＡＧレーザ６４に変調する。Ｎｄ：ＹＡＧまたは他の固体レーザ６４を、好適には、レーザダイオード７０またはレーザダイオードポンプ固体レーザによってポンプし、その放射７２を、レンズ構成要素７４によってレーザ共振器８２中に集束させる。レーザ共振器８２は、好適には、好適には短い吸収長を有するラザント（ｌａｓａｎｔ）８４と、光軸９０に沿ってフォーカシング／フォールディングミラー７６と出力カップリングミラー７８との間に配置されたＱスイッチ８６とを含む。アパーチャ１００も、ラザント８４と出力カップリングミラー７８との間に配置してもよい。出力カップリングミラー７８は、部分的に反射し、出力カプラとして動作するが、レーザ６４をモードロックする半導体飽和可能アブソーバミラー装置（図示せず）へ光の一部を反射することに適合させてもよい。
【００２４】
好適には、高調波変換２倍器１０２を共振器８２の外部に配置し、レーザビーム周波数を２次高調波レーザ出力１０４に変換する。当業者には、高調波変換を用いた場合、Ｅ−ＯまたはＡ−Ｏ装置のようなゲーティング装置１０６を前記高調波変換装置の前に配置し、高調波レーザパルスエネルギーをゲートし、細かく制御することができることは、明らかであろう。
【００２５】
当業者には、Ｎｄ：ＹＡＧ（５３２ｎｍ、３５５ｎｍ、２６６ｎｍ）；Ｎｄ：ＹＬＦ（５２４ｎｍ、３４９ｎｍ、２６２ｎｍ）の２次、３次または４次高調波、または、Ｔｉ：サファイア（３７５−４２５ｎｍ）の２次高調波のいずれを用いても、適切な既知の高調波変換技術を使用して特定の形式のリンク２２を処理することができることは、明らかであろう。高調波変換処理は、Ｖ．Ｇ．ドミトリエフ他、“非線形光学結晶のハンドブック”、スプリンガー−バーラグ、ニューヨーク、１９９１  ＩＳＢＮ３−５４０−５３５４７−０の１３８−１４１ページに記載されている。
【００２６】
レーザ出力１０４を（波長に関係なく）、ビーム経路１２０に沿って配置された種々の慣例的な光学構成要素１１６および１１８によって操作することができる。構成要素１１６および１１８は、ビームエキスパンダまたは他のレーザ光学構成要素を含み、レーザ出力１０４をコリメートし、有用な伝播特性を有するビームを発生してもよい。１つ以上のビーム反射ミラー１２２、１２４、１２６および１２８は、任意に用いられ、所望のレーザ波長において高度に反射するが、使用されない波長において高度に透明であり、したがって、所望のレーザ波長のみがリンク構造３６に届く。集束レンズ１３０は、好適には、コリメートされたパルスレーザーシステム出力１４０を集束し、リンク幅２８より大きく、これを包含し、好適には、直径において２μｍより小さく、波長に応じてより小さい集束スポットサイズ４０を発生するＦ１、Ｆ２またはＦ３単一構成要素または多構成要素レンズシステムを使用する。
【００２７】
好適なビームポジショニングシステム６２は、オーバーベックの米国特許第４５３２４０２号明細書に詳細に記載されている。ビームポジショニングシステム６２は、少なくとも２つのプラットホームまたはステージ（スタックまたはスプリット軸）を制御するレーザコントローラ１６０を使用し、反射器１２２、１２４、１２６および１２８を調整し、レーザシステム出力１４０を、ＩＣ装置またはワークピース１２における所望のレーザリンク２２に向け、集束させる。ビームポジショニングシステム６２は、ワークピース１２におけるリンク２２間の急速な運動を可能にし、与えられた試験または設計データに基づいたオンザフライのユニークなリンク切断動作をもたらす。
【００２８】
位置データは、好適には、集束されたレーザスポット３８をワークピース１２上に向け、レーザシステム出力１４０のレーザパルス５２の一組５０をリンク構造３６に向け、リンク２２を除去する。レーザシステム６０は、好適には、各々のリンク２２を、レーザパルス５２の組５０によって、オンザフライで、所定のリンク２２上でビームポジショニングシステム６２を停止することなく切断し、したがって、高いスループットを保持する。組５０は約１０００ｎｓ未満であるため、各々の組５０を、ポジショニングシステム６２の走査速度に応じて、ポジショニングシステム６２による単一パルスのように取り扱う。例えば、ポジショニングシステム６２が、１秒当り約２００ｍｍの高い速度を有する場合、２つの連続的なレーザスポット３８間の代表的な変位は、組５０の好適な期間中、代表的に０．２μｍ未満であり、好適には０．０６μｍ未満であり、したがって、２つ以上の連続的なスポット３８は、実質的に重なり、スポット３８の各々は、リンク幅２８を完全にカバーする。反復レートの制御に加えて、組５０内のパルス５２の開始間の時間オフセットを、代表的に１０００ｎｓ未満、より好適には５００ｎｓ未満、最も好適には約５ｎｓと３００ｎｓとの間とし、Ｑスイッチステップ、レーザ同期、または、後述するような光経路遅延技術を制御することによってプログラムすることができる。
【００２９】
レーザコントローラ１６０に、リンク構造３６の特徴に応じて、レーザパルス５２の所望のエネルギーおよびパルス幅、パルス５２の数、および／または、組５０の形状および持続時間に関する命令を与える。レーザコントローラ１６０に、放射ビーム位置および放射座標系に関するコネクニィーの米国特許第５４５３５９４号明細書に記載されているような、レーザシステム６０の発射をプラットホームの運動に同期させるタイミングデータによって影響を与えてもよい。代わりに、当業者には、レーザコントローラ１６０を、Ｅ−ＯまたはＡ−Ｏ装置１６０によるレーザエネルギーのエクストラキャビティ変調に使用してもよく、および／または、レーザコントローラ１６０を、Ｑスイッチ８６またはゲーティング装置１０６を制御する１つ以上のサブコントローラ１６４に任意に命令してもよいことは、明らかであろう。ビームポジショニングシステム６２は、代わりにまたは追加で、本願の譲受人に譲渡されたカトラー他の米国特許第５７５１５８５号明細書またはカトラーの米国特許第６４３０４６５号明細書に記載された改善またはビームポジショナを用いてもよい。他の固定ヘッド、ガルバノメータのような高速ポジショナヘッド、圧電またはボイスコイル制御ミラー、または、リニアモータ駆動の慣例的なポジショニングシステムや、オレゴン州ポートランドのエレクトロサイエンティフィックインダストリーズＩｎｃ．（ＥＳＩ）によって製造された９３００または９０００モデルシリーズにおいて用いられているこれらを使用することもできる。
【００３０】
図６Ａは、リンク切断に使用される慣例的なレーザからの代表的なレーザ出力のエネルギー密度プロファイルを示す。図６Ｂは、ステップ制御Ｑスイッチ８６を有するレーザシステム６０（モードロックあり又はなし）から放射されたレーザパルス５２ｃ１および５２ｃ２の組のエネルギー密度プロファイルを示す。当業者には、Ｑスイッチを、代わりに、２つ以上のレーザパルス５２を発生するために、意図的に乱して並べることができることは、明らかであろう。組５０ｃは、異なった形式および厚さのリンクまたはパッシベーション材料を有するリンク構造３６のリンク２２を切断するのに用いることができる種々の異なったエネルギー密度プロファイルのうちの１つを描く。組５０ｃの形状を、代わりに、Ｅ−ＯまたはＡ−Ｏゲーティング装置への電圧をプログラムすることによって、または、偏光子を用い、その回転を変化させることによって実現することができる。
【００３１】
図７は、ステップ制御Ｑスイッチ８６に用いられる好例のＲＦ信号５４のパワー対時間のグラフである。すべてか無のＲＦ信号を用い、結果として単一のレーザパルスを発生し（代表的に、ＲＦ信号の発生を可能にする）、リンク２２を処理する、代表的なレーザＱスイッチングと異なり、ステップ制御Ｑスイッチングは、ＲＦ信号５４の１つ以上の中間量を用い、パワー対時間のグラフである図８に示すような１つ以上の素早く連続するパルス５２ｃ３および５２ｃ４を発生する。図７および８を参照し、ＲＦレベル５４ａは、レーザパルス５２ｃの発生を妨げるのに十分である。ＲＦ信号５４ａを、レーザパルス５２ｃ３の発生を可能にする中間ＲＦレベル５４ｂに減少し、次に、ＲＦ信号５４ａを、レーザパルス５２ｃ４の発生を可能にするＲＦレベル５４ｃに減少する。ステップ制御Ｑスイッチング技術は、レーザパルス５２ｃ３が、所定の単一非ステップＱスイッチレーザパルスより低いピーク瞬時パワーを有するようにし、所定の単一非ステップＱスイッチレーザパルスより低いピーク瞬時パワーの追加レーザパルス５２ｃ４の発生を可能にする。ＲＦレベル５４ｂにおけるＲＦ信号５４の量および持続時間を使用し、パルス５２ｃ３および５２ｃ４のピーク瞬時パワーと、各々の組５０におけるレーザパルス５２間の時間オフセットとを制御することができる。３つ以上のレーザパルス５２ｃを各々の組５０ｃにおいて発生することができ、レーザパルス５２ｃは、ＲＦ信号５４のステップ数および持続時間を調節することによって、組５０ｃ内または間で等しいまたは等しくない振幅を有してもよい。
【００３２】
図９は、Ｑスイッチレーザ６４（ＣＷモードロッキングあり又はなし）を用い、例えば、ビーム経路１２０から離れた光遅延経路１７０を有するレーザシステム６０ａの代わりの実施例の単純化した図式的な図である。光遅延経路１７０は、好適には、ビーム経路１２０に沿って配置されたビームスプリッタ１７２を用いる。ビームスプリッタ１７２は、ビーム経路１２０からレーザ光の一部を分離し、前記レーザ光の一部をビーム経路１２０ａに沿って伝播させ、前記レーザ光の一部を光遅延経路１７０に沿って反射ミラー１７４ａおよび１７４ｂに伝播させ、次に光半波長プレートを経て結合器１７８に伝播させる。結合器１７８は、ビーム経路１２０に沿ってビームスプリッタ１７２の下流に配置され、光遅延経路１７０とビーム経路１７０ａを単一のビーム経路１２０ｂに再結合する。当業者には、光遅延経路１７０を、出力カップリングミラー７８と光学素子１１６との間のような、レーザ６４とリンク構造３６との間の種々の他の場所に配置することができ、光遅延経路１７０は、種々の距離だけ離れた多数のミラー１７４を含んでもよいことは、明らかであろう。
【００３３】
図１０Ａ−１０Ｄは、図９に示すレーザシステム６０ａの光経路１２０、１２０ａ、１２０ｂおよび１７０に沿って伝播する好例のレーザパルス６０ａの個々のパワー対時間のグラフを示す。図９および１０Ａ−１０Ｄを参照し、図１０Ａは、ビーム経路１２０に沿って伝播するレーザ出力９６のパワー対時間のグラフを示す。ビームスプリッタ１７２は、好適には、レーザ出力９６を、図１０Ｂおよび図１０Ｃの等しいレーザパルス５２ｄ１および５２ｄ２に分割し、これらは、光経路１２０ａおよび光遅延経路１７０に沿って各々伝播する。光半波長プレート１７６を通過した後、レーザパルス５２ｄ２は、結合器１７８を通過し、レーザパルス５２ｄ１と再結合し、光経路１２０ｂに沿って伝播する。光遅延経路１７０がビーム経路１２０ａより長いため、レーザパルス５２ｄ２は、ビーム経路１２０ｂに沿って、５２ｄ１より後の時間において生じる。
【００３４】
当業者には、パルス５２の相対的なパワーを、ビームスプリッタ１７２によって可能になる反射および／または透過の量を調節することによって、互いに関して調節することができることは、明らかであろう。このような調節は、プロファイル５０ｃにおいて考察されるまたは与えられるような、変調されたプロファイルを可能にする。当業者には、光遅延経路１７０の長さを調節し、個々のパルス５２ｄのタイミングを調節することができることも、明らかであろう。さらに、異なった長さのおよび／または依存性質の追加の遅延経路を用い、追加のパルスを種々の時間期間およびパワーにおいて導入することができる。
【００３５】
当業者には、１つ以上の光アッテネータを、前記光経路の共通部分に沿ってか、前記光経路の一方または双方の別個の部分に沿って配置し、前記レーザ出力パルスのピーク瞬時パワーをさらに制御することができることは、明らかであろう。加えて、異なった光経路を使用し、組５０内で異なったスポットサイズのパルス５２を発生することができる。
【００３６】
図１１は、２つ以上のレーザ６４ａおよび６４ｂ（一般にレーザ６４）を用いて本発明を実行するレーザシステム６０ｂの代わりの実施例の単純化した図式的な図であり、図１２Ａ−１２Ｃは、図１１に示すレーザシステム６０ｂの光経路１２０ｃ、１２０ｄおよび１２０ｅに沿って伝播する好例のレーザパルス５２ｅ１および５２ｅ２（一般に５２ｅ）の個々のパワー対時間のグラフを示す。図１１および１２Ａ−１２Ｃを参照し、レーザ６４を、好適には、上述したまたは当該技術分野において既知の形式のＱスイッチレーザ６４（好適にはＣＷモードロックでない）とし、同じ形式または異なった形式のものとすることができる。当業者には、レーザ６４を好適には同じ形式とし、これらのパラメータを、好適には、同様のスポットサイズ、パルスエネルギーおよびピークパワーを発生するように制御することは、明らかであろう。レーザ６４を、レーザ出力が所望のまたはプログラム可能な時間間隔によって分離されるようにエレクトロニクス１８０を同期化することによってトリガすることができる。好適な時間間隔は、約５ｎｓから約１０００ｎｓを含む。
【００３７】
レーザ６４ａは、光経路１２０ｃに沿って伝播し、結合器１７８を通過するレーザパルス５２ｅ１を放射し、レーザ６４ｂは、光経路１２０ｂに沿って伝播し、光半波長プレート１７６および結合器１７８を通過するレーザパルス５２ｅ２を放射し、結果として双方のレーザパルス５２ｅ１および５２ｅ２は、光経路１２０ｅに沿って伝播するが、一時的に分離し、図１２Ｃに示すパワー対時間プロファイルを有するレーザパルスの組５０ｅを生じる。
【００３８】
すべての実施例に関して、好適には、各々の組５０は、単一のリンク２２を切断する。大部分の用途において、各々の組５０のエネルギー密度プロファイルは同一である。しかしながら、ワークピース１２が異なった形式（異なった材料または異なった寸法）のリンク２２を含む場合、種々のエネルギー密度プロファイル（高さおよび長さと、形状）を、ポジショニングシステム６２がワークピース１２上を走査するにつれて用いることができる。
【００３９】
上記を考慮して、レーザパルス５２の組５０によるリンク処理は、慣例的なリンク処理よりも広い処理ウィンドウと、切断されたリンクの優れた品質とを、スループットを犠牲にすることなく提供する。組５０におけるパルス５２の多目的性は、特別なリンク特性により良好に合わせることを可能にする。
【００４０】
レーザパルス組５０における各々のレーザパルス５２は、より少ないレーザエネルギーを有するため、隣接するパッシベーションおよびシリコン基板４２にダメージを与える危険性がより低い。慣例的なリンクブローイングＩＲレーザ波長に加えて、ＩＲより短いレーザ波長を、より短いレーザ波長におけるシリコンウェハの吸収が慣例的なＩＲ波長におけるより高いにもかかわらず、より小さいレーザビームスポットサイズの追加の利点をもって、前記プロセスに用いることもできる。このように、より狭くより密集したリンクの処理が容易になる。このより良好なリンク除去解像度は、リンク２２を互いにより接近して配置し、回路密度を増加することを可能にする。リンク構造３６は慣例的なサイズを有することができるが、リンク幅２８を、例えば、約０．５μｍ以下にすることができる。同様に、リンク２２の上または下のパッシベーション層４４を、低ｋ材料のような、慣例的なＳｉＯ２およびＳｉＮ以外の材料で形成することができ、または、パルス５２の組５０を適合させることができ、前記パッシベーション構造にダメージを与える危険性が低いため、望むなら、代表的な高さ以外に変更することができる。加えて、レーザパルス５２の組５０によって処理されるリンク２２間の中心間のピッチ３２を、慣例的なＩＲレーザビーム切断パルスによってブローされるリンク２２間のピッチ３２により実質的に小さくすることができる。リンク２２を、例えば、他のリンク２２または隣接する回路構造３４から２．０μｍ以下の距離にすることができる。
【００４１】
当業者には、本発明の基礎にある原理から逸脱することなしに、本発明の上述した実施例の詳細に多くの変更を行ってもよいことは、明らかであろう。したがって、本発明の範囲は、請求項によってのみ決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】一般的な回路セルの余分のレイアウトとスペア行におけるプログラム可能リンクとを示す、ＤＲＡＭの一部の図式的な図である。
【図２】Ａは、先行技術のパルスパラメータによって特徴付けられるレーザパルスを受ける慣例的な大きい半導体リンク構造の断片的横断面図であり、Ｂは、隣接する回路構造と共に、Ａのリンク構造およびレーザパルスの断片的な上面図であり、Ｃは、前記リンクを先行技術のレーザパルスによって除去した後のＢのリンク構造の断片的な横断面図である。
【図３】本発明による、リンクを切断するのに用いられる一定振幅レーザパルスの好例の組のパワー対時間のグラフを示す。
【図４】本発明による、リンクを切断するのに用いられる一定振幅レーザパルスの他の好例の組のパワー対時間のグラフを示す。
【図５】本発明の方法を実現するレーザ処理制御システムと協働するワークピースポジショナを含む好適な緑色レーザシステムの一実施例の部分的な図式的な単純化した図である。
【図６】Ａは、リンクを切断する慣例的なレーザシステムによって放射された代表的な単一レーザパルスのパワー対時間のグラフを示し、Ｂは、リンクを切断するステップ制御Ｑスイッチを有する図５のレーザシステムによって放射されるレーザパルスの好例の組のパワー対時間のグラフを示す。
【図７】ステップ制御Ｑスイッチに用いられる好例のＲＦ信号のパワー対時間のグラフである。
【図８】図７に示すＲＦ信号を用いるステップ制御Ｑスイッチによって発生することができる好例のレーザパルスのパワー対時間のグラフである。
【図９】本発明を実現するのに用いることができるレーザシステムの代わりの実施例の単純化した図式的な図である。
【図１０】Ａ−Ｄは、図９に示すレーザシステムの分離した光経路に沿って伝播する好例のレーザパルスの個々のパワー対時間のグラフを示す。
【図１１】２つ以上のレーザを用いて本発明を実現するレーザシステムの代わりの実施例の単純化した図式的な図である。
【図１２】Ａ−Ｃは、図１１に示すレーザシステムの分離した光経路に沿って伝播する好例のレーザパルスの個々のパワー対時間のグラフである。
【図１】
2005512814.tif 000003
【図２Ａ】
2005512814.tif 000004
【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図５】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【国際調査報告】
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