(57)【要約】ワークピース上の異なる種類のターゲットをレーザ処理する方法およびシステムが提供される。この方法は、加工される第１の種類のターゲットに基づいて、１またはそれ以上の設定されたパルス幅を有する１またはそれ以上のレーザ出力パルスを選択的に提供すべく、１またはそれ以上のレーザパルスのレーザパルス幅を設定するステップを具える。この方法はさらに、前記加工されるターゲットの種類に基づいて、設定されたパルス形状を有する１またはそれ以上の出力パルスを選択的に提供すべく、前記１またはそれ以上の出力パルスのパルス形状を設定するステップを具える。この方法はさらに、前記１またはそれ以上の設定されたパルス幅と設定されたパルス形状を有する前記１またはそれ以上の出力パルスを、前記第１の種類の少なくとも１のターゲットに供給するステップを具える。この方法は最後に、加工される第２の種類のターゲットに基づいて、１またはそれ以上の再設定されたパルス幅を有する１またはそれ以上のレーザ出力パルスを選択的に提供すべく、前記１またはそれ以上のレーザパルスのレーザパルス幅を再設定するステップを具える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークピース上の異なる種類のターゲットをレーザ処理する方法において、当該方法が、
加工される第１の種類のターゲットに基づいて、１またはそれ以上の設定されたパルス幅を有する１またはそれ以上のレーザ出力パルスを選択的に提供すべく、１またはそれ以上のレーザパルスのレーザパルス幅を設定するステップと、
前記加工されるターゲットの種類に基づいて、設定されたパルス形状を有する１またはそれ以上の出力パルスを選択的に提供すべく、前記１またはそれ以上の出力パルスのパルス形状を設定するステップと、
前記１またはそれ以上の設定されたパルス幅と設定されたパルス形状を有する前記１またはそれ以上の出力パルスを、前記第１の種類の少なくとも１のターゲットに供給するステップと、
加工される第２の種類のターゲットに基づいて、１またはそれ以上の再設定されたパルス幅を有する１またはそれ以上のレーザ出力パルスを選択的に提供すべく、前記１またはそれ以上のレーザパルスのレーザパルス幅を再設定するステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、前記設定または再設定されるパルス幅は、１ナノ秒乃至２００ナノ秒の連続範囲から選択可能であることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２記載の方法において、前記範囲は、４ナノ秒乃至５０ナノ秒であることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法において、前記パルス幅は、プログラム可能であることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法において、前記出力パルスは、レーザビーム供給サブシステムにより供給されるとともに、前記レーザビームは、平坦な頂部プロファイルを有することを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法において、前記設定されたパルス形状は、方形のパルス形状でることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１記載の方法において、前記供給される出力パルスのパルスエネルギは、０．１マイクロジュール乃至５マイクロジュールの範囲であることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７記載の方法において、前記範囲は、０．２マイクロジュール乃至１．５マイクロジュールであることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１記載の方法において、前記レーザパルスは、パルス成形レーザにより生成されるとともに、前記パルス成形レーザの反復レートは、１ｋＨｚ乃至２００ｋＨｚの範囲であることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９記載の方法において、前記反復レートは、１ｋＨｚ乃至５０ｋＨｚの範囲であることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１記載の方法において、前記異なる種類のターゲットの１つは、厚膜または薄膜デバイスであることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の方法において、前記デバイスは、薄膜抵抗素子であることを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の方法において、前記薄膜抵抗素子は、少なくとも一部がＳｉＣｒ、ＮｉＣｒベースおよび窒化タンタル材料のいずれか１以上でなることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１記載の方法において、前記異なる種類のターゲットは、リンクであることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の方法において、前記リンクは、ポリシリコン、アルミニウム、金、および銅のリンクのいずれか１以上を含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１記載の方法において、前記ターゲットは、第１の材料のリンクのバンク（bank of links）と、前記第１の材料とは異なる第２の材料のリンクのバンクとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１記載の方法において、前記ターゲットは、リンクのバンクと、厚膜または薄膜型デバイスとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１記載の方法において、前記処理は、トリミングを含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の方法において、前記トリミングは、受動または機能トリミングであることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１記載の方法において、前記設定におけるステップの少なくとも１つが、前記ワークピース上の同じまたは類似の材料のターゲットのすべてが処理された後に繰り返されることを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１記載の方法において、前記設定におけるステップの少なくとも１つが、前記ワークピース上の異なる材料でなるターゲットの処理中に繰り返されることを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項１記載の方法において、前記処理が、トリミングとリンクのブローイングを含むとともに、前記レーザパルス幅を設定および再設定するステップが、前記トリミングのみならず、前記リンクのブローイングの処理ウィンドウを個別に最適化しうることを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項１記載の方法において、少なくとも１のターゲットのスポットサイズが４ミクロン乃至５ミクロンの範囲内で、４０ｍｍの作業距離で、少なくとも１０ｍｍ掛ける１０ｍｍの面積であることを特徴とする方法。
【請求項２４】
レーザベースの材料処理方法において、
ダイ上に第１の種類の第１のターゲットを用意するステップと、
前記ダイ上に第２の種類の第２のターゲットを用意するステップであって、前記第１と第２の種類は異なる種類であるステップと、
前記第１および第２のターゲットを、パルス幅が調節可能な単一のパルス成形レーザで処理するステップとを具えることを特徴とする方法。
【請求項２５】
ワークピース上の薄膜レジスタのリンクのブローイングおよびトリミング方法であって、当該方法が：
ブローされる銅または金のリンクに基づいて、それぞれ、１３−１６ｎｓの第１のパルス幅または７−１６ｎｓの第２のパルス幅の１またはそれ以上のレーザ出力パルスを選択的に提供すべく、１またはそれ以上のレーザパルスのレーザパルス幅を設定するステップであって、前記銅または金への前記１またはそれ以上の出力パルスの処理エネルギがそれぞれ１μｊ−４μｊと０．２−４．２μｊであるステップと、
レーザ処理されるターゲットの種類に基づいて、前記１またはそれ以上の出力パルスを選択的に提供すべく、前記１またはそれ以上の出力パルスのパルス形状を設定するステップと、
前記設定されたパルス形状で前記第１または第２の設定されたパルス幅の前記１またはそれ以上の出力パルスの少なくとも一部を、前記銅または金のリンクにそれぞれ供給するステップと、
ＳｉＣｒ薄膜レジスタまたはＮｉＣｒまたは窒化タンタル薄膜レジスタのいずれかに基づいて、それぞれ、７−１３ｎｓの第３のパルス幅または２５−５０ｎｓの第４のパルス幅のいずれかを有する１またはそれ以上のレーザ出力パルスを選択的に提供すべく、１またはそれ以上のレーザパルスのレーザパルス幅を再設定するステップであって、前記薄膜レジスタ用の１またはそれ以上の出力パルスの処理エネルギが、それぞれ０．０５−０５μｊまたは０．１−０．５μｊであるステップと、を具えることを特徴とする方法。
【請求項２６】
ワークピース上の異なる種類のターゲットをレーザ処理するシステムであって、前記システムが、
１またはそれ以上のパルスを生成するレーザサブシステムと、
前記レーザサブシステムに機能的に接続されたコントローラであって、
処理される第１の種類のターゲットに基づいて、１またはそれ以上の設定されたパルス幅を有する１またはそれ以上のレーザ出力パルスを選択的に提供すべく、１またはそれ以上のレーザパルスのパルス幅を設定し、
ターゲットの前記第１の種類に基づいて、設定されたパルス形状を有する１またはそれ以上の出力パルスを選択的に提供すべく、１またはそれ以上の出力パルスのパルス形状を設定し、
処理される第２の種類のターゲットに基づいて、１またはそれ以上の再設定されたパルス幅を有する１またはそれ以上のレーザ出力パルスを選択的に提供するように１またはそれ以上のレーザパルスを再設定する コントローラと、
前記設定されたパルス形状と前記第１および第２の種類のターゲットにそれぞれ設定および再設定されたパルス幅を有する前記出力パルスの少なくとも一部を供給する光学サブシステムを有するレーザビーム供給サブシステムと、を具えることを特徴とするシステム。
【請求項２７】
請求項２６に記載のシステムにおいて、前記出力パルスの立ち上がり時間が１．５ナノ秒より小さく、降下時間が２ナノ秒より小さいことを特徴とするシステム。
【請求項２８】
請求項２６に記載のシステムにおいて、前記出力パルスの波長は、０．２ミクロン乃至２．５ミクロンの範囲内であることを特徴とするシステム。
【請求項２９】
請求項２８に記載のシステムにおいて、前記波長は、約１ミクロン、約１．２ミクロン、約１．３ミクロン、約０．５３２ミクロン、および約０．３５５ミクロンのうちの１つであることを特徴とするシステム。
【請求項３０】
請求項２６に記載のシステムにおいて、前記レーザビーム供給サブシステムは、位置情報に基づいて、前記ターゲットに前記出力パルスを選択的に供給することを特徴とするシステム。
【請求項３１】
請求項２６に記載のシステムにおいて、前記レーザサブシステムは、単一のパルス形状およびパルス幅調整可能レーザを含むことを特徴とするシステム。
【請求項３２】
請求項２６に記載のシステムにおいて、前記レーザサブシステムは、ファイバレーザを具えることを特徴とするシステム。
【請求項３３】
請求項２６に記載のシステムにおいて、前記レーザサブシステムは、立ち上がりが早く、降下が早い、パルス成形レーザを具えることを特徴とするシステム。
【請求項３４】
請求項３３に記載のシステムにおいて、前記レーザサブシステムは、Ｑスイッチレーザ（Q-switched laser）を具えることを特徴とするシステム。
【請求項３５】
請求項２６に記載のシステムにおいて、前記レーザサブシステムは、ＭＯＰＡ構成を有し、発振器と増幅器を有することを特徴とするシステム。
【請求項３６】
請求項３５に記載のシステムにおいて、前記発振器は、パルス幅が調整または調節可能な半導体レーザを具えることを特徴とするシステム。
【請求項３７】
請求項３５に記載のシステムにおいて、前記増幅器は、ファイバベース増幅器（fiber-based amplifier）を具えることを特徴とするシステム。
【請求項３８】
請求項２６に記載のシステムにおいて、前記レーザサブシステムは、出力カプラとレーザキャビティを有するレーザを具え、前記パルス幅を設定するために、前記レーザキャビティの形状と寸法が調整され、前記出力カプラの反射率が調整されていることを特徴とするシステム。
【請求項３９】
請求項２６に記載のシステムにおいて、前記コントローラは、前記レーザサブシステムのレーザのパルスエネルギレベルを変化させることにより、前記パルス幅を設定することを特徴とするシステム。
【請求項４０】
請求項２６に記載のシステムにおいて、前記コントローラは、前記レーザサブシステムのレーザの反復レートを変化させることにより、前記パルス幅を設定することを特徴とするシステム。
【請求項４１】
請求項２６に記載のシステムにおいて、さらに、前記ワークピースから反射されるレーザパルスを感知して信号を取得する光学センサと、前記信号を処理してレーザ処理の整列情報を取得する信号プロセッサとを有するセンササブシステムを具えることを特徴とするシステム。
【請求項４２】
請求項４１に記載のシステムにおいて、前記レーザパルスは、前記ワークピースの整列構造から反射され、前記整列構造は、前記ターゲットに供給されるレーザスポットの直径の１／２乃至２倍の幅を有することを特徴とするシステム。
【請求項４３】
請求項４２に記載のシステムにおいて、前記整列構造の幅は、スポット直径と実質的に等しいことを特徴とするシステム。
【請求項４４】
請求項４１に記載のシステムにおいて、前記レーザパルスは、レーザ処理されるリンク群内の１のリンクから反射されることを特徴とするシステム。
【請求項４５】
請求項２６に記載のシステムにおいて、前記レーザビームは最初は線形に偏光されるとともに、前記システムはさらに、ＬＣＶＲと、当該ＬＣＶＲを制御するＬＣＶＲコントローラとを具え、ＬＣＶＲが前記線形に偏光されたレーザビームを前記ターゲットの配列に基づいて制御可能に回転させることを特徴とするシステム。
【請求項４６】
請求項２６に記載のシステムにおいて、前記レーザビームは、初期偏光を有するとともに、前記システムはさらに、ＬＣＶＲと、当該ＬＣＶＲを制御するＬＣＶＲコントローラとを具え、ＬＣＶＲが前記初期偏光を所望の偏光へと制御可能に変化させることを特徴とするシステム。
【請求項４７】
請求項２６に記載のシステムにおいて、前記光学サブシステムは、前記少なくとも１のターゲット上のレーザビームのスポットサイズと焦点距離の少なくとも一方を調整することを特徴とするシステム。
【請求項４８】
請求項２６に記載のシステムにおいて、さらに、前記ワークピースと前記レーザビーム間の相対動作を提供する位置決め機構を具えることを特徴とするシステム。
【請求項４９】
請求項２６に記載のシステムにおいて、前記前記システムは、０．６ミクロンより小さい位置決め精度ハーフウィンドウを有することを特徴とするシステム。
【請求項５０】
ワークピース上の異なる種類のターゲットをレーザ処理するシステムであって、前記システムが、
単一の調整又は調節可能なパルス幅の半導体レーザと、１またはそれ以上のレーザパルスを生成するためのファイバベース増幅器とを有するレーザサブシステムと、
前記レーザサブシステムに機能的に接続されたコントローラであって、
処理される第１の種類のターゲットに基づいて、１またはそれ以上の設定されたパルス幅を有する１またはそれ以上のレーザ出力パルスを選択的に提供すべく、１またはそれ以上のレーザパルスのパルス幅を設定し、
ターゲットの前記第１の種類に基づいて、設定されたパルス形状を有する１またはそれ以上の出力パルスを選択的に提供すべく、１またはそれ以上の出力パルスのパルス形状を設定し、
処理される第２の種類のターゲットに基づいて、１またはそれ以上の再設定されたパルス幅を有する１またはそれ以上のレーザ出力パルスを選択的に提供するように１またはそれ以上のレーザパルスを再設定する コントローラと、
位置情報に基づいて、前記設定されたパルス形状と、前記第１および第２の種類のターゲットにそれぞれ設定および再設定されたパルス幅とを有する前記出力パルスの少なくとも一部を供給するレンズを有する光学サブシステムを具えるレーザビーム供給サブシステムであって、前記光学サブシステムが、少なくとも１のターゲット上に、スポットサイズと照準距離の少なくとも一方を調整し、前記レンズは少なくとも１０ｍｍ×１０ｍｍの走査領域を有し、プローブとの接触までのアクセスに少なくとも４０ｍｍの作業距離で、６ミクロン以下のスポットを生成するレーザビーム供給サブシステムと、
前記ワークピースから反射されるレーザパルスを感知して信号を取得する光学センサを有するセンササブシステムと、
前記信号を処理してレーザ処理の整列情報を取得する信号プロセッサと、
前記レーザビームを光学的に処理するＬＣＶＲと、
前記ＬＣＶＲを制御するＬＣＶＲコントローラと、
前記ワークピースと前記レーザビーム間の相対移動を実現する位置決め機構と、
を具えることを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本出願は、２００６年９月１５日出願の米国暫定出願整理番号６０／８４４，８２２の利益を主張する。
【０００２】
１．本発明の分野
本発明は、ワークピース上の異なる種類のターゲットへのレーザ処理方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
２．背景技術
レーザトリミングは、ここ３０年以上、半導体およびマイクロエレクトロニクス産業における製造プロセスの一部となっている。この産業は、異なる薄膜および構造とともに、新たなリンク材料および構造を導出している。レーザ処理の試みの１つに、単一のレーザトリミングシステムでこれらのすべてのデバイスの加工の要望を満たすことがある。例えば、銅の加工に必要な加工環境およびレーザ種類は、従来の多結晶シリコンリンクの加工用と同じではない。したがって、多結晶シリコンリンクの加工用に設計されたレーザトリミングシステムは、銅リンクを効果的に加工できなかった。
【０００４】
他の試みは、金属リンクのブローイング（blowing）またはカッティングに要する加工環境およびレーザ種類は、従来型の薄膜トリミングには最良ではないことである。例えば、銅リンクの加工用に設計されたレーザトリミングシステムは、薄膜フィルム抵抗を効果的に加工することができない。さらに、同様に異なる薄膜は異なる加工条件を必要とする。本出願の譲受人の製品であるモデルＭ３１０のようなレーザ加工システムでは、多様な薄膜トリミング作業に、例えば７ｎｓや５０ｎｓパルス幅といった異なるレーザパルス幅が必要である。本出願の譲受人の現在のＭ３１０／Ｍ３５０システムは、単一の所望のパルス幅を有する選択されたレーザで構成されている。しかしながら、パルス幅は容易に調整または調節することができない。これはシステムを、選択されたパルス幅の狭幅な製品加工に制限してしまう。現在は、異なるパルス幅でレーザ加工される異なる種類のターゲットまたは回路素子があったら、複合的な加工システムが必要な異なるパルス幅レーザを提供している。これらのシステムは、多様なターゲットの種類の製品が混合するため十分に活用されず、顧客におけるシステムの価値が減少している。単一のレーザ源で複数種類のデバイスを加工するシステムがあれば、顧客への価値が加算される。
【０００５】
明示しない限り、本発明の譲受人に譲渡された以下の特許または特許出願は、全体として参照により本書に組み込まれる：
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許番号５，３００，７５６（’７５６特許）「Method For Severing Integrated-Circuit Connection Paths By A Phase-Plate-Adjusted Laser Beam」
【特許文献２】米国特許番号５，９９８，７５９（’７５９特許）「Laser Precessing」
【特許文献３】米国特許番号６，７２７，４５８（’４５８特許）「Energy-Efficient, Laser-Based Method And System For Processing Target Material」
【特許文献４】米国特許番号６，７７７，６４５（’６４５特許）「High-Speed, Precision, Laser-Based Method And System For Processing Material Of One Or More Targets Within A Field」
【特許文献５】米国特許番号６，９５１，９９５（’９９５特許）「Method And System For High-Speed, Precise Micromachining An Array Of Devices」
【特許文献６】米国特許番号６，９８７，７８６（’７８６特許）「Controlling Laser Polarization」
【特許文献７】米国特許公開番号２００２／０１６７５８１（’７５８１公開）「Method And Systems For Thermal-Based Laser Processing」
【特許文献８】米国特許公開番号２００６／０１０８３３７（’８３３７公開）「Method And System For Laser Soft Marking」
【特許文献９】米国特許公開番号２００４／０１８８３９９（’８３３９公開）「Energy-Efficient, Laser-Based Method And System For Processing Target Material」
【特許文献１０】米国特許番号６，１５１，３３８（本発明の譲受人に譲渡されていない）材料加工用の高出力レーザ光学増幅システムを開示する。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の目的の１つは、ワークピース上の異なる種類のターゲットをレーザ処理する改良した方法およびシステムを提供することである。
【０００８】
上記目的および本発明の他の目的を達成するために、ワークピース上の異なる種類のターゲットをレーザ処理する方法が提供される。この方法は、加工される第１の種類のターゲットに基づいて、１またはそれ以上の設定されたパルス幅を有する１またはそれ以上のレーザ出力パルスを選択的に提供すべく、１またはそれ以上のレーザパルスのレーザパルス幅を設定するステップを具える。この方法はさらに、前記加工されるターゲットの種類に基づいて、設定されたパルス形状を有する１またはそれ以上の出力パルスを選択的に提供すべく、前記１またはそれ以上の出力パルスのパルス形状を設定するステップを具える。この方法はさらに、前記１またはそれ以上の設定されたパルス幅と設定されたパルス形状を有する前記１またはそれ以上の出力パルスを、前記第１の種類の少なくとも１のターゲットに供給するステップを具える。この方法は最後に、加工される第２の種類のターゲットに基づいて、１またはそれ以上の再設定されたパルス幅を有する１またはそれ以上のレーザ出力パルスを選択的に提供すべく、前記１またはそれ以上のレーザパルスのレーザパルス幅を再設定するステップを具える。
【０００９】
前記設定または再設定されるパルス幅は、１ナノ秒乃至２００ナノ秒の連続範囲から選択することができる。
【００１０】
前記範囲は、４ナノ秒乃至５０ナノ秒であってもよい。
【００１１】
前記パルス幅は、プログラム可能であってもよい。
【００１２】
前記出力パルスは、レーザビーム供給サブシステムにより供給されてもよい。前記レーザビームは、平坦な頂部プロファイルを有してもよい。
【００１３】
前記設定されたパルス形状は、方形のパルス形状であってもよい。
【００１４】
前記供給される出力パルスは、０．１マイクロジュール乃至５マイクロジュールの範囲のパルスエネルギを有してもよい。
【００１５】
前記範囲は、０．２マイクロジュール乃至１．５マイクロジュールであってもよい。
【００１６】
前記レーザパルスは、パルス成形レーザにより生成されてもよい。このパルス成形レーザは、１ｋＨｚ乃至２００ｋＨｚの範囲の反復レートを有してもよい。
【００１７】
前記反復レートは、１ｋＨｚ乃至５０ｋＨｚの範囲であってもよい。
【００１８】
前記出力パルスは、１．５ナノ秒より少ない立ち上がり時間と、２ナノ秒より少ない降下時間を有してもよい。
【００１９】
前記出力パルスは、ＴＥＭ００モードを有してもよい。
【００２０】
前記出力パルスは、０．２ミクロン乃至２．５ミクロンの範囲の波長を有してもよい。
【００２１】
前記波長は、約１ミクロンであってもよい。
【００２２】
前記波長は、約１．２ミクロンであってもよい。
【００２３】
前記波長は、約１．３ミクロンであってもよい。
【００２４】
前記異なる種類のターゲットの１つは、厚膜または薄膜型デバイスであってもよい。
【００２５】
前記デバイスは、回路素子であってもよい。
【００２６】
前記デバイスは、薄膜抵抗素子であってもよい。  
【００２７】
前記異なる種類のターゲットは、リンク（links）であってもよい。
【００２８】
前記リンクは、金属リンクを含んでもよい。
【００２９】
前記リンクは、ポリシリコンリンクを含んでもよい。
【００３０】
前記金属リンクは、少なくともアルミニウム、金、および銅のリンクを含んでもよい。
【００３１】
前記ワークピースは、半導体基板を含んでもよい。
【００３２】
前記ターゲットは、回路素子を含んでもよい。
【００３３】
前記回路素子は、第１の材料のリンクのバンク（bank of links）と、前記第１の材料とは異なる第２の材料のリンクのバンクとを含んでもよい。
【００３４】
前記回路素子は、リンクのバンクと、厚膜または薄膜デバイスとを含んでもよい。
【００３５】
前記処理は、トリミングを含んでもよい。
【００３６】
前記トリミングは、受動または機能トリミングであってもよい。
【００３７】
前記設定の少なくとも１のステップが、前記ワークピース上の同じまたは類似の材料のターゲットのすべてが処理された後に繰り返されてもよい。
【００３８】
前記設定の少なくとも１のステップが、前記ワークピース上の異なる材料でなるターゲットの処理中に繰り返されてもよい。
【００３９】
さらに、上記目的および本発明の他の目的を実現すべく、ワークピース上の異なる種類のターゲットをレーザ処理するシステムが提供される。前記システムは、１またはそれ以上のパルスを生成するレーザサブシステムを具える。前記システムはさらに、前記レーザサブシステムに機能的に接続され、１またはそれ以上のレーザパルスのレーザパルス幅が、処理される第１の種類のターゲットに、１またはそれ以上の設定されたパルス幅を有する１またはそれ以上のレーザ出力パルスを選択的に提供するよう設定するコントローラを具える。前記コントローラはまた、前記レーザサブシステムに機能的に接続されて、前記第１の種類のターゲットに基づいて設定されたパルス形状を有する１またはそれ以上の出力パルスを選択的に提供するように前記１またはそれ以上の出力パルスのパルス形状を設定し、そして、処理すべき第２の種類のターゲットに基づく１またはそれ以上の再設定されたパルス幅を有する１またはそれ以上のレーザ出力パルスを選択的に提供するように１またはそれ以上のレーザパルスを再設定する。前記システムはさらに、前記設定されたパルス形状と前記第１および第２の種類のターゲットにそれぞれ設定および再設定されたパルス幅を有する前記出力パルスを供給する光学サブシステムを有するレーザビーム供給サブシステムを具える。
【００４０】
前記レーザビーム供給サブシステムは、位置情報に基づいて前記ターゲットに前記出力パルスを選択的に供給してもよい。
【００４１】
前記レーザサブシステムは、１のパルス形状およびパルス幅調整可能レーザを含んでもよい。
【００４２】
前記レーザサブシステムは、ファイバレーザを具えてもよい。
【００４３】
前記レーザサブシステムは、立ち上がりが早く、降下が早い、パルス形状レーザを具えてもよい。
【００４４】
前記レーザサブシステムは、Ｑスイッチレーザ（Q-switched laser）を具えてもよい。
【００４５】
前記レーザサブシステムは、ＭＯＰＡ構成を有してもよく、発振器と増幅器を有してもよい。
【００４６】
前記発振器は、パルス幅が調整または調節可能な半導体レーザを具えてもよい。
【００４７】
前記増幅器は、ファイバベース増幅器（fiber-based amplifier）を具えてもよい。
【００４８】
前記レーザサブシステムは、出力カプラとレーザキャビティを有するレーザを具えてもよい。前記レーザキャビティの形状と寸法は調節可能であり、前記出力カプラの反射率は、前記パルス幅を設定するために調整可能であってもよい。
【００４９】
前記コントローラは、前記レーザサブシステムのレーザのパルスエネルギレベルを変化させることにより、前記パルス幅を設定してもよい。
【００５０】
前記コントローラは、前記レーザサブシステムの反復レートを変化させることにより、前記パルス幅を設定してもよい。
【００５１】
前記システムはさらに、前記ワークピースから反射されるレーザパルスを感知して信号を取得する光学センサと、前記信号を処理してレーザ処理の整列情報を取得するシグナルプロセッサとを具えるセンササブシステムを具えてもよい。
【００５２】
前記レーザビームは、最初は線形に偏光されてもよい。前記システムはさらに、ＬＣＶＲと、当該ＬＣＶＲを制御するＬＣＶＲコントローラとを具え、ＬＣＶＲが前記線形に偏光されたレーザビームを前記ターゲットの配列に基づいて制御可能に回転させてもよい。
【００５３】
前記レーザビームは、初期偏光を有してもよい。前記システムはさらに、ＬＣＶＲと、当該ＬＣＶＲを制御するＬＣＶＲコントローラとを具え、ＬＣＶＲが前記初期偏光を所望の偏光へと制御可能に変化させてもよい。
【００５４】
前記光学サブシステムは、前記少なくとも１のターゲット上のレーザビームのスポットサイズと焦点距離の少なくとも一方を調整してもよい。
【００５５】
前記システムはさらに、前記ワークピースと前記レーザビーム間の相対動作を提供する位置決め機構を具えてもよい。
【００５６】
上記目的および本発明の他の目的をさらに実現すべく、レーザベース材料処理方法が提供される。前記方法は、ダイ上に第１の種類の第１のターゲットを提供し、前記ダイ上に第２の種類の第２のターゲットを提供するステップを具えてもよい。前記第１および第２の種類は、異なる種類である。前記方法はさらに、パルス幅が調節可能な単一のパルス形状レーザで前記第１および第２のターゲットを加工するステップを具える。
【００５７】
本発明の１以上の実施例の目的の一つは、レーザシステム／加工方法と、ウェハ上のポリシリコン、アルミニウム、金、銅のリンクを含む多様な種類のリンクを処理するシステムとを提供することである。
【００５８】
本発明の１以上の実施例の別の目的は、例えば異種のリンクの切断またはブローや、ウェハ上の薄膜または厚膜抵抗のトリミングなど、単一のレーザ源を広範な処理アプリケーションに用いるレーザ処理方法およびシステムを提供することである。
【００５９】
本発明の一実施例は、好適にはファイバレーザであるパルス形状およびパルス幅調整可能レーザを用いることにより、リンクブローイング処理のウィンドウを改善する。これを達成すべく、早い立ち上がり（＜１．５ｎｓ）／降下（＜２ｎｓ）の、パルス形状（好適には方形）ｑスイッチレーザを用いることができる。また、ＭＯＰＡ構成を用いることができる。ＭＯＰＡ発振器の選択の１つは、調整または調節可能なパルス幅ダイオードレーザである。ＭＯＰＡ増幅器の選択の１つは、ファイバレーザ増幅器である。ビーム成形光学部品を用いて、フラットトップビーム形状を生成し、レーザ処理を改善してもよい。
【００６０】
早い立ち上がり／降下のパルス形レーザにより、レーザエネルギが材料によく結合するため、より効率的な加工が実現する。これは特に、金属リンクで顕著である。早い降下時間により、典型的なＱスイッチパルスの材料への衝撃の最後のエネルギ余剰が回避され、基板の損傷が減少する。さらに、トリムパス近くの隣接領域の余剰エネルギが少ないため、ＨＡＺ発生量が少ない。したがって、本発明の早い立ち上がり／降下のパルス形状レーザの１以上の実施例を用いて、銅または金のリンクなどの金属リンクを加工するのに好適である。
【００６１】
本発明の実施例のレーザの他の態様は、レーザパルス持続期間（パルス幅）の調整可能性である。レーザトリミングまたは加工システムにおいて異なるパルス持続期間を選択して、金属リンクや薄膜または厚膜回路素子のトリムをそれぞれブローまたはカットすることができる。パルス持続幅を柔軟に調節することにより、薄膜または厚膜トリミング処理と同様に、金属リンクのブローイングまたはカッティング処理の処理ウィンドウを個別に最適化することができる。パルス持続期間の柔軟な調整はまた、他のレーザ材料加工タスクを最適化することができる。
【００６２】
ここに提案するレーザのパルス幅は容易に調整できるため、前記パルス幅をパルスエネルギや、ビームサイズなど他のビーム特性とともに最適化して、薄膜および厚膜トリミング用に改良された加工条件を得ることができる。
【００６３】
前記レーザビームを従来のガウスからフラットトップ形状に空間的にビーム成形すると、エネルギが効率的に結合され、トリムパスや下の基板に隣接または沿った領域の加熱が減少する。エネルギがトリム切り口により効率的に結合するため、同じ合計エネルギでＨＡＺの発生が減少し、基板のダメージが減少する。このため、ここに提案する本発明の１以上の実施例では、好適にはフラットトップビーム形状の、空間的に成形されたビームが、トリミングまたはカッティングに用いられる。
【００６４】
成形パルスに加え、レーザのパルス持続期間も容易に調節可能となっている。特定の薄膜または厚膜材料および構造用に、特定のパルス幅を容易に選択することができ、これにより単一の材料加工システムで複数のレーザ源を用いる必要性が排除される。
【００６５】
上記の特徴および利点は、以下のベストモードの詳細な説明を添付図面とともにみた場合に容易に明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１は、部分的に取り去った、半導体ウェハのダイの頂部概略図である。ダイ上に、薄膜抵抗素子と、同様に金属リンク（すなわち、銅、金、アルミニウム等）がある。処理されるデバイスの他の可能な組み合わせは、厚膜デバイスがある。
【図２】図２は、本発明の一実施例に従って構成されたレーザ処理システムの概略ブロック図である。
【図３】図３は、本発明の一実施例に従って生成されるレーザ材料加工パルスの出力（ｙ軸）対時間（ｘ軸）のグラフである。
【図４】図４は、エネルギ処理ウィンドウ（マイクロジュール）対パルス幅のグラフであり、銅リンクにおけるレーザパルス幅へのエネルギ処理ウィンドウの依存度を示す。ここでエネルギ処理ウィンドウ（マイクロジュール）は、リンクを切断するのに要する最小限のエネルギと、リンクの下に観察されるダークスポットでの最大エネルギの間のレーザパルスエネルギの範囲である。
【図５】図５は、位置決め精度のハーフウィンドウ（ミクロン）対パルスエネルギ（マイクロジュール）であり、銅リンク上の４ミクロンのスポットを有する精度ウィンドウを示す。このグラフは、光学的に観測されるダメージを生じることなく、リンクの中央に対するスポット位置の関数として前記リンクに適用される最大パルスエネルギの変化を示す。このハーフウィンドウは、光学的ダメージを観測することなく各レーザパルスエネルギで得られるリンク中央からの最大スポット位置の偏差を表す。
【図６】図６は、エネルギ処理ウィンドウ（マイクロジュール）対ビームサイズ（ミクロン）のグラフであり、前記プロセスウィンドウは銅リンクのスポットサイズの関数として示す。このエネルギ処理ウィンドウ（マイクロジュール）は、リンクを切断するのに要する最小限のエネルギと、リンクの下で観測されるダークスポットでの最大エネルギとの間のレーザパルスエネルギの範囲である。
【図７】図７は、エネルギ処理ウィンドウ（マイクロジュール）対レーザパルス幅（ナノ秒）のグラフであって、エネルギ処理ウィンドウはパルス幅（金のリンク用）の関数であることを示す。このエネルギ処理ウィンドウ（マイクロジュール）は、前記リンクを切断するのに要する最小限のエネルギと、光学的に観測しうるダメージを生成することなく前記リンクの下にダークスポットが観測される最大エネルギの間のレーザパルスエネルギの範囲である。
【図８】図８は、一対のグラフであり、一方は１３ｎｓのパルス幅で他方は７ｎｓのパルス幅の、位置決め精度ハーフウィンドウサイズ（ミクロン）対パルスエネルギ（マイクロジュール）であり、金のリンク上の４ミクロンのビーム位置精度ウィンドウを示す。このグラフは、光学的に観測されるダメージを生じることなく、リンクの中央に対するスポット位置の関数として前記リンクに適用される最大パルスエネルギの変化を示す。このハーフウィンドウは、光学的ダメージを観測することなく各レーザパルスエネルギで得られるリンク中央からの最大スポット位置の偏差を表す。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
図１を参照すると、上に多数の回路素子が形成された半導体ウェハのダイの一部が示されている。回路素子は、２ミクロンの金のリンクのバンク１０と、２ミクロンの銅のリンクのバンク１２と、同様にＳｉＣｒ、窒化タンタル、またはＮｉＣｒの薄膜抵抗素子１４とを具え、これらはいずれも本発明の一実施例の方法およびシステムで加工することができる。
【００６８】
図２を参照すると、本発明の一実施例にしたがって構成されたレーザ材料処理システムが示されている。このシステムは、上述した’４５８特許の図５、７に示され、’４５８特許の対応する部分に解説されたレーザサブシステムを具える。
【００６９】
好適な実施例では、レーザサブシステムは、主発振器と、出力増幅器（ＭＯＰＡ）構成とを具える。このシステムは、高出力で立ち上がり時間の早いパルスを生ずる増幅器にレーザパルスをシード（seed）する。シードレーザは、非常に低エネルギレベルにおいて、立ち上がり時間が早く、パルス幅が短い。レーザ増幅器は、材料加工を行うのに足りるエネルギを生成する。図２では、シードレーザとレーザ増幅器はともにファイバレーザとして参照される。
【００７０】
レーザ加工アプリケーションに適した出力波長を有する、ファイバレーザ増幅器と、高速赤外線レーザダイオードとが好ましい。このファイバレーザシステムは、図３に示すような好ましい形状と速度、すなわちパルスの立ち上がり時間が早く、頂部が平坦であり、降下時間が早い、レーザパルスを生成する。このパルス形状は、その後、金属反射率の低減やデバイス内へのエネルギ拡散の低下の結果としての、所望のレーザ材料の相互作用結果を導出する。
【００７１】
好適には、レーザパルス幅は容易に設定可能であり、プログラム可能であってもよい。このような例の一つに、本発明の譲受人により特定のＭ４３０メモリ修復システムで用いられているＩＰＧ  Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓからのファイバレーザがある。レーザパルス幅は、４ｎｓ乃至２０ｎｓの連続範囲にわたって選択することができる。
【００７２】
本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願公開２００４／０１８８３９９は、表面構造を形成または除去するのに用いるレーザシステムの多様な実施例を開示する。例えば、光ファイバ増幅器を有するＭＯＰＡシステムが開示されている。このレーザ処理システムは、Ａ−Ｏモジュレータを有する出力サブシステムを具える。ＭＯＰＡと出力モジュレータは、１またはそれ以上のレーザパルスを位置情報に基づいてターゲット材料に選択的に振り向ける。表面に入射する各出力パルスは、異なるパルス幅を有する。
【００７３】
パルス幅を設定する他の方法は、レーザキャビティの形状および寸法を、出力カプラの反射率とともに調整することである。レーザパルス幅は、キャビティ長と出力カプラの反射率を変化させることで変化する。両方のキャビティミラーの歪み（全反射器と出力カプラ）もまた、全キャビティ長がレーザ共鳴構造にしたがって変化したら変化する。レーザ共鳴器の理論と動作は、多くのテキストブック、ハンドブック、およびレーザ製造業者のカタログで見ることができる。このような文献の１つは、１９８８年にＪｏｈｎ  Ｗｉｌｅｒ＆Ｓｏｎｓにより刊行された、Ｐｅｔｅｒ  ＭｉｌｏｎｎｉとＪｏｓｅｐｈ  Ｅｂｅｒｒｌｙによる「Ｌａｓｅｒｓ」である。第１４章「Ｌａｓｅｒ  Ｒｅｓｏｎａｔｏｒｓ」は、レーザキャビティの理論と原理を詳細に説明している。
【００７４】
パルス幅を設定する他の方法は、可変レーザ特性、すなわちレーザエネルギが上昇するとパルス幅が減少することを利用する。レーザを高パルスエネルギレベルで駆動して必要なパルス幅を得ることができ、それから外部でビームを減衰させて必要なエネルギ密度を得るようにする。
【００７５】
パルス幅を設定または再設定するために、他の可変レーザ特性、すなわちパルス幅はレーザの反復レートとともに上昇することを利用してもよい。
【００７６】
再び図２を参照すると、変調駆動波形（modulating drive waveform）に応じてナノ秒以下の立ち上がり時間を有するレーザダイオードが、ファイバレーザＭＯＰＡ構造のスタート点であり、このレーザダイオードがシードレザーとなる。レーザダイオードは一般に複数の長期モード（longitudinal modes）を有し、サブシステムは単一モードの動作あるいはそうでなければ出力に大きい要素を有して、あるいはシステム内の統合されたファイバ格子とともに構成されてもよい。
【００７７】
図２のシステムはまた、ファイバ出力を平行にするレンズ（図示せず）と、従来型シャッタと、デポラライザと、ポラライザと、絶縁体（背面反射を防ぐ）と、ミラーと、ビームスプリッタと、リレーレンズと、ＡＯＭ（acousto optic modulator）と、プレエキスパンダとを具え、これらはすべてこの分野でよく知られており、ファイバレーザについて記載する多数の特許に開示されている。
【００７８】
図２のシステムはまた、光学ＡＣ電圧制御液晶可変リターダ（ＬＣＶＲ）と、マウントとを具える。ＬＣＶＲは、２枚のプレートで挟まれた複屈折液晶を具える。この分野で知られるように、複屈折液晶内で光が異なる軸に沿って異なる速度で移動し、その結果偏光の位相シフトが生じるため、複屈折液晶はレーザビームの偏光を回転させることができる。ここで、ＬＣＶＲは線形偏光ビームを回転させるため、リンクの長さ方向と平行または直交する偏光のターゲット（リンク）上の任意の線形偏光ビームを得ることができる。さらに、複屈折液晶はまた、線形に偏光されたレーザ入力を、楕円形または円形に偏光されたレーザ出力に変換することができる。レーザビームは、ＬＣＶＲから加工されるダイの作業面に移動する際に、その偏光を維持する。
【００７９】
液晶可変リターダに適用される電圧は、ケーブルを通して液晶可変リターダをインタフェースするデジタルコントローラおよび／またはマニュアルコントローラにより制御される。マニュアルコントローラは、例えば加工またはブローされるべきリンクが縦か横かというユーザの知識に基づいてＬＣＶＲの電圧を変化させるために、ユーザにより調整可能である。デジタルコントローラは、コンピュータからの入力を受け、コンピュータ内に保存されたカットされるリンクの配列に関する情報に基づいて、自動的にＬＣＶＲの電圧を変化させる。このコンピュータからの入力が、デジタルコントローラを制御し、ＬＣＶＲに適用される電圧が適切となる。横の偏光、縦の偏光、円形の偏光等は、経験により決定することができる。
【００８０】
１以上の実施例において、デジタルコントローラは、縦の線形偏光、横の線形偏光、および円形の偏光に対応する３つの異なる電圧から選択するようプログラムされている。他の実施例では、デジタルコントローラは異なる電圧を保存し、これには多様な楕円形偏光に対応する電圧が含まれてもよい。他の実施例も可能であり、そのような角度の偏光が特定の種類の構造体のカッティングまたはトリミングに有用であると証明される場合に、任意の液晶可変リターダが線形偏光を、縦または横以外の多様な角度に回転させてもよい。
【００８１】
図２のシステムはまた、半導体ウェハ上の単一のダイのターゲットに集中ビームを供給するサブシステムを備えてもよい。このレーザビーム位置決め機構は好適に、一対のミラーと、それぞれに取り付けられた検流計（本出願の譲受人から多様に入手可能である）とを具える。ビーム位置決め機構は、（テレセントリックまたは非テレセントリックの）レンズを通してレーザビームを方向付ける。好適には、レンズは少なくとも１０ｍｍ×１０ｍｍの走査領域を有し、プローブとの接触までのアクセスに少なくとも４０ｍｍの作業距離で、６ミクロン以下のスポットを生成する。より好適には、レーザスポットのサイズは４乃至５ミクロンの範囲である。
【００８２】
Ｘ−Ｙ検流計ミラーシステムは、十分な寸法と正確性が確保された場合に、ウェハ上全体に角度到達範囲を実現する。そうでない場合、様々な位置決め機構を用いて、ウェハとレーザビーム間の相対動作を提供するようにしてもよい。例えば、２軸照準ステップと反復並進器（repeat translator）を用いて、ウェハ検流計をミラーシステムに基づいて位置決めしてもよい（例えば、Ｘ−Ｙ平面に）。レーザビーム位置決め機構は、レーザビームの長い２本の直交軸を動かし、これによりウェハ領域全体にレーザビームの二次元ポジショニングを実現する。各ミラーおよび関連する検流計は、コンピュータの制御の下に、それぞれｘまたはｙ軸に沿ってビームを移動させる。
【００８３】
ビーム位置決めサブシステムは、他の光学部品、例えばレーザスポットサイズの調節および／またはレーザスポットをウェハのダイのある位置に自動照準するコンピュータ制御の光学サブシステムを具えてもよい。
【００８４】
図２のシステムはまた、整列プロセスにおける光学センサシステムを具えてもよい。一実施例では、システムの光学センサは、図２に示すように一対の照明器と組み合わさって動作するカメラ（’９９５特許に開示）を具える。別の実施例では、システムの光学センサは１のフォトデテクタを具え、レーザパルスがＡＯＭにより減衰され、減衰したパルスがダイから反射されて戻った後にフォトデテクタにより感知される。この反射は、整列構造または整列に用いられる他の構造からのものである。好適な整列構造の幅は、スポット直径の０．５ｘ乃至２ｘであり、より好ましくはスポットサイズと等しい。
【００８５】
前記反射は、非整列構造からのものであってもよい。例えば、反射は、処理されるリンクまたはリンク群からであり、前記反射はリンクの縁が処理するリンク群に精密に整列しているかを検出するのに利用される。さらに別の実施例では、低出力レーザ（図２には示さないが、’７５８１公開の図１３に図示され関連する明細書部分に説明されている）を、光学的な検査または検出目的で用いてもよい。
【００８６】
銅リンクを有するダイを具える半導体ウェハは、図２のレーザ材料処理システムでリンクを切断することにより処理される。この銅リンクの幅は２μｍ、ピッチが２２μｍである。この処理システムは、パルス幅が調整可能な成形パルス、本例では方形パルスを生成するファイバレーザを具える。ターゲットのスポットサイズは約４μｍである。各リンクのバンク（すなわち、バンク毎に２８リンク）近傍のダイ参照マークを用いて、リンク処理またはブラスティングの前に、照準面の高さが正しいかを確認する。
【００８７】
リンクは、７ｎｓ、１３ｎｓ、１６ｎｓ、２１ｎｓ幅のパルスを用いて処理される。すべてのリンクが、リンク全体の偏光を用いて処理され、これがプロセスウィンドウに関して最良の結果を与える。
【００８８】
結果
以下の表は、クリーンブローとダークニングの閾値の概要である。
2010503540.tif 000003
【００８９】
銅のリンクの処理において、パルス形状は、パルス幅と同様に、最良の処理ウィンドウに重要であることが明確である。換言すれば、処理ウィンドウは、パルス幅とパルス形状の双方に依存する。
【００９０】
図４のグラフは、銅リンクにおけるエネルギ処理ウィンドウのレーザパルス幅への依存度を示している。
【００９１】
位置決め精度の試験は、ビーム中心を故意にリンクの中心から離し、光学的に観察されるダメージである、同じダメージ条件を用いてダメージを判定する。図５のグラフは、ＩＰＧレーザを用いた銅リンクウェハの４μｍスポットサイズのビーム位置決めウィンドウである。
【００９２】
リンクは２μｍ幅であるため、６μｍのビームでは、リンクがきれいにブローされる前に常にダメージが発生するので、処理ウィンドウは殆どない。処理ウィンドウは、図６のグラフに示すようにビームサイズが約４μｍのときに最大となる。このグラフは、２μｍ幅の銅リンクを、１３ｎｓパルス幅のＩＰＧレーザを用いて処理したものである。
【００９３】
同様に、金リンクのウェハを図２のシステムで処理した。金リンクは２μｍ幅で、１６．５μｍピッチである。トリミングシステムは、パルス幅が調整可能な成形パルス、本例では方形パルスを生成するファイバレーザを具える。ターゲットのスポットサイズは約４μｍである。各リンクのバンク（すなわち、バンク毎に４０リンク）近傍のダイ参照マークを用いて、リンクのブラスティングの前に、照準面の高さが正しいかを確認する。
【００９４】
リンクは、７ｎｓ、１３ｎｓ、１６ｎｓ、２１ｎｓ幅のパルスを用いて処理される。すべてのリンクが、リンク全体の偏光を用いて処理され、これがプロセスウィンドウに関して最良の結果を与える。
【００９５】
結果
以下の表は、クリーンブローとダークニングの閾値の概要である。
2010503540.tif 000004
【００９６】
金のリンクの処理において、パルス形状は、パルス幅と同様に、最良の処理ウィンドウに重要であることが明確である。換言すれば、処理ウィンドウは、パルス幅とパルス形状の双方に依存する。
【００９７】
図７のグラフは、金リンクにおけるエネルギ処理ウィンドウのレーザパルス幅への依存度を示している。
【００９８】
図５と図８に示す位置決め精度の試験は、ビーム中心を故意にリンクの中心からオフセットさせ、各リンクのダメージを視覚的に観察することにより行う。各グラフは、観察されるダメージエネルギ閾値に対する位置オフセットを示す。最大エネルギ値が、理想に近い、スポット−リンク配列（spot-to-link alignment）に対応している。エネルギ処理ウィンドウは、処理システムの位置決めエラーを反映し、通常は図５、図８の最大エネルギ以下となる。図５、図８のグラフは、ＩＰＧレーザを用いた、銅または金のリンクを用いたウェハの４μｍスポットサイズのビーム位置決めウィンドウを示す。上気した試験は、「LIA HANDBOOK OF LASER MATERIALS PROCESSING」の第１９章記載のＶｅｎｉｅｒ  ｒｕｎ試験の名称「Link Cutting Making」（特に章の図１１）と同様である。
【００９９】
ビームのスポットサイズは、銅リンクと同様に、金リンクの処理ウィンドウにも影響している。
【０１００】
本発明のシステムの一実施例にＩＰＧファイバレーザを用いて、５ｎｓ乃至２１ｎｓで調整可能なパルス幅を生成してもよい。図３に示すように、持続期間は５０ｎｓ以上、例えば２００ｎｓに伸ばすこともでき、１ｎｓに縮めることもできる。
【０１０１】
本システムの別の実施例では、１．３ミクロンのファイバレーザ（エルビウムドープ増幅器と１．３ミクロンレーザダイオード）を用いて、シリコン基板の波長感応伝達特性（wavelength-sensitive transmissive property）を利用してもよく、方形パルスおよび選択可能なパルス幅と組み合わせた場合に、処理ウィンドウがさらに改善される。
【０１０２】
一般的なレーザ処理条件：
（Ａ）金属リンクのブローイング
２μｍ幅の銅リンク：パルス幅１３−１６ｎｓ、処理エネルギ１μｊ−４μｊ
２μｍ幅の金リンク：パルス幅７−１６ｎｓ、処理エネルギ０．２−４．２μｊ
（Ｂ）薄膜レジスタのトリミング
ＳｉＣｒ：通常は短いパルスが有効−７−１３ｎｓ、エネルギ０．０５−０．５μｊ
ＮｉＣｒ：通常は長いパルスが有効−２５−５０ｎｓ、エネルギ０．１−０．５μｊ
窒化タンタル：２５−５０ｎｓ、０．１−０．５μｊ
（Ｃ）厚膜レジスタのトリミング
パルス幅７−５０ｎｓ、１−４０μｊ
【０１０３】
レーザ処理システムにおける単一のパルス成形およびパルス幅の調整可能レーザを設けて、薄膜および厚膜レジスタのトリミングと同様に、リンクのブローイングに用いることができる。
【０１０４】
パルス成形レーザのパルスのパルスエネルギは、０．１μｊ乃至１００μｊ、典型的には２０−４０μｊであってよい。
【０１０５】
パルス成形レーザのパルス反復レートは、１ＫＨｚ乃至２００ＫＨｚ、典型的には１乃至５０ＫＨｚであってよい。
【０１０６】
パルス成形レーザのパルスの立ち上がり時間は、１．５ｎｓより小さく、降下時間は２ｎｓより小さくてよい。
【０１０７】
パルス成形レーザのパルスは、方形パルスであってよい。
【０１０８】
パルス成形レーザの調整または調節可能なパルス幅（持続期間）は、１ｎｓ乃至２００ｎｓ、典型的には４ｎｓ乃至５０ｎｓであってよい。
【０１０９】
パルス成形レーザのパルスは、ＴＥＭ００ビームを有してもよい。
【０１１０】
パルス成形レーザは、ＭＯＰＡ構成を使用してもよい。そのシーダ（seeder）は、半導体レーザまたはＱ−スイッチレーザのいずれでもよく、その増幅器はファイバレーザであってよい。
【０１１１】
パルス成形レーザは、ファイバレーザであってよい。
【０１１２】
パルス成形レーザのパルスの波長は、０．２μｍ乃至２．５μｍであってよい。例えば、ＩＲ近似ファイバレーザ増幅器の出力波長をシフトして得られる、緑の波長（５３２ｎｍ）または紫の波長（３５５ｎｍ）である。
【０１１３】
パルス成形レーザのパルスの波長は、約１μｍ、例えば１．０６４ミクロンであってよい。
【０１１４】
パルス成形レーザのパルスの波長は、１．２μｍであってよい。
【０１１５】
パルス成形レーザのパルスの波長は、１．３μｍであってよい。
【０１１６】
このようなレーザの１つは、ＩＰＧからの従来のファイバレーザであって、本発明の譲受人のメモリ修復システムで用いられるものである。複数の狭い間隔のパルスが早い連続数で生成され、例えば測定前などの特定の実施例で用いられる。
【０１１７】
本発明の一実施例の方法およびシステムは、以下を処理することができる：
半導体ウェハのダイ上に形成された、ＳｉＣｒ、ＮｉＣｒベースまたは窒化タンタルの薄膜抵抗；および、
ポリシリコン、銅、アルミニウム、または金のリンクフューズ等のリンクフューズ
【０１１８】
一実施例では、ウェハのすべてのダイの同じまたは類似の材料のすべてのターゲットが、パルス幅および／または形状を変える前に処理される。別の実施例では、パルス幅および／または形状は、単一のダイ上の異なる材料の処理中に変更されてよい。
【０１１９】
一実施例では、受動または機能トリミングが実行されてよい。
【０１２０】
本発明の実施例について図示し説明したが、これらの実施例は本発明の可能な形態をすべて図示し説明するものではない。むしろ、本明細書で用いている語は、限定ではなく説明のための語であり、本発明の目的および範囲を逸脱することなく様々な変更を施すことができると理解されたい。
【図１】
2010503540.tif 000005
【図２】
2010503540.tif 000006
【図３】
2010503540.tif 000007
【図４】
2010503540.tif 000008
【図５】
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【図６】
2010503540.tif 000010
【図７】
2010503540.tif 000011
【図８】
2010503540.tif 000012
【国際調査報告】
2010503540.tif 000013
2010503540.tif 000014
2010503540.tif 000015