(57)【要約】  アブレーションシステムが、被加工物の少なくとも１つの埋め込み特徴上に形成されたエネルギー感応材料をアブレーションするためのエネルギービームを生成するように構成されたアブレーションツールを含む。このアブレーションツールは、エネルギービームの初期フルエンスおよび初期パルスレートを選択してエネルギー感応層の第１の部分をアブレーションする。このアブレーションツールは、さらに、エネルギービームの初期フルエンスと初期パルスレートのうちの少なくとも１つを減少させて、埋め込み特徴が損傷または変形することなく露出されるように、エネルギー感応層の残りの第２の部分をアブレーションする。
2018500182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物の少なくとも１つの埋め込み特徴上に形成されたエネルギー感応層をアブレーションする方法であって、
アブレーションツールによって生成された、初期フルエンスと初期パルスレートとを有するエネルギービームを前記エネルギー感応層に向けるステップと、
前記エネルギービームの前記初期フルエンスと前記初期パルスレートのうちの少なくとも１つに従って前記エネルギー感応層の第１の部分をアブレーションするステップと、
前記エネルギービームの前記初期フルエンスと前記初期パルスレートのうちの少なくとも１つを減少させるステップと、
前記少なくとも１つの埋め込み特徴が損傷または変形することなく露出されるように、前記エネルギービームの前記減少したフルエンスと前記減少したパルスレートのうちの少なくとも１つに従って前記エネルギー感応層の残りの第２の部分をアブレーションするステップとを含む方法。
【請求項２】
前記エネルギー感応材料を所望の深さまでアブレーションするステップに応答して、前記エネルギービームの前記初期フルエンスと前記初期パルスレートのうちの少なくとも１つを自動的に減少させるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記エネルギー感応層の厚さと前記エネルギー感応層の材料のうちの少なくとも１つを決定するステップと、
前記初期フルエンスと前記初期パルスレートのうちの少なくとも１つを、前記厚さと前記材料のうちの少なくとも１つに基づいて選択するステップとをさらに含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記エネルギー感応層の前記第１の部分がアブレーションされるように、前記初期フルエンスと前記初期パルスレートとを前記エネルギー感応層に送出するように前記被加工物にわたってエネルギー走査を実行するステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの埋め込み特徴が変形することなく露出されるように、前記減少したフルエンスと前記減少したパルスレートのうちの少なくとも１つを前記エネルギー感応層の残りの部分に送出するように前記被加工物にわたって第２のエネルギー走査を実行するステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法であって、
前記エネルギー感応材料をアブレーションする所望の深さを決定するステップと、
前記初期フルエンスを測定して、前記エネルギー感応材料が初期エネルギー深さに基づいてアブレーションされる予想深さを決定するステップと、
前記所望の深さを前記予想深さと比較するステップと、
前記予想深さが前記所望の深さと一致しないときに、前記初期フルエンスを調整するステップとをさらに含む、方法。
【請求項７】
前記初期フルエンスを調整するステップが、前記アブレーションツールに取り付けられた減衰器を調整するステップを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記アブレーションツールは、レーザービームを生成するように構成されたレーザーアブレーションツールである、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
アブレーションシステムであって、
エネルギービームを生成して、被加工物の少なくとも１つの埋め込み特徴上に形成されたエネルギー感応材料をアブレーションするように構成されたアブレーションツールを備え、
前記アブレーションツールは、前記エネルギービームの初期フルエンスおよび初期パルスレートを選択して前記エネルギー感応層の第１の部分をアブレーションし、前記少なくとも１つの埋め込み特徴が損傷または変形することなく露出されるように、前記エネルギービームの前記初期フルエンスと前記初期パルスレートのうちの少なくとも１つを減少させて前記エネルギー感応層の残りの第２の部分をアブレーションする、アブレーションシステム。
【請求項１０】
前記アブレーションツールは、前記エネルギー感応材料を所望の深さまでアブレーションすることに応答して、前記エネルギービームの前記初期フルエンスと前記初期パルスレートのうちの少なくとも１つを自動的に減少させる、請求項９に記載のアブレーションシステム。
【請求項１１】
前記初期フルエンスと前記初期パルスレートのうちの少なくとも１つは、厚さと前記材料のうちの少なくとも１つに基づいて選択される、請求項１０に記載のアブレーションシステム。
【請求項１２】
前記エネルギーアブレーションツールは、前記エネルギー感応層の第１の部分がアブレーションされるように、前記初期フルエンスと前記初期パルスレートとを前記エネルギー感応層に送出するように前記被加工物にわたって前記エネルギービームを走査する第１の走査動作を実行する、請求項１１に記載のアブレーションシステム。
【請求項１３】
前記エネルギーアブレーションツールは、前記少なくとも１つの埋め込み特徴が損傷または変形することなく露出されるように、前記エネルギー感応層の残りの部分に前記減少したフルエンスと前記減少したパルスレートのうちの少なくとも１つを送出するように前記被加工物にわたって第２のエネルギー走査を走査する第２の走査動作を実行する、請求項１２に記載のアブレーションシステム。
【請求項１４】
前記エネルギーアブレーションツールは、前記エネルギービームの前記フルエンスを変更するように構成された調整可能減衰器を含む、請求項１３に記載のアブレーションシステム。
【請求項１５】
被加工物の少なくとも１つの埋め込み特徴上に形成されたエネルギー感応層をアブレーションする方法であって、
アブレーションツールを使用して、第１のフルエンスレベルを有する第１のフルエンス部分と第２のフルエンスレベルを有する第２のフルエンス部分とを含むエネルギービームを生成するステップと、
第１のフルエンス部分が前記エネルギー感応材料を第１の深さまでアブレーションし、第２のフルエンス部分が前記エネルギー感応層の残りの第２の部分をアブレーションし、前記少なくとも１つの埋め込み特徴が損傷または変形することなく露出されるように、前記エネルギー感応層にわたって前記エネルギービームを走査するステップとを含む方法。
【請求項１６】
前記第１のフルエンス部分は、前記エネルギービームの前縁と第２のフルエンス部分との間に位置し、前記第２のフルエンス部分は、前記エネルギービームの第１のフルエンス部分と後縁との間に位置する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記埋め込み特徴は、前記エネルギービームの１回の走査の後に露出される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１のフルエンスレベルは前記第２のフルエンスレベルよりも大きい、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記アブレーションツールの内部光学素子と、前記アブレーションツールと前記被加工物との間に配置されたマスクとのうちの少なくとも１つに基づいて、前記第１のフルエンスレベルおよび前記第２のフルエンスレベルを生成するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１のフルエンスレベルおよび前記第２のフルエンスレベルは、前記エネルギー感応層の厚さと前記エネルギー感応層の材料のうちの少なくとも１つに基づいて選択される、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、エネルギーアブレーション技術に関し、より具体的には、アブレーションレベルを制御するためにレーザービームのパワーを調整するように構成されたレーザーアブレーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体および／またはエッチング材料などの様々な材料は、被加工物に１つまたは複数の特徴を形成する高エネルギーかつ／または高速反復のレーザーパルスを生成するように構成されたレーザーアブレーションツールを用いてエッチングすることが可能である。従来のレーザー式アブレーション処理では、レーザーパルスへの暴露から下地層を保護するエッチング停止層を利用することがよくある。しかし、アブレーション処理の間、レーザービームによって送出されるフルエンスがエッチング停止層の領域部分を過度に露出させることがある。
【０００３】
例えば、図１Ａ、図１Ｂを参照すると、レーザーアブレーション処理後の被加工物１０が示されている。被加工物１０は、レーザー感応層１４と下地層１６との間に挟まれたエッチング停止層１２を含む。図１Ａにさらに図示されるように、レーザー感応層１４は、その内部に形成された溝（trench）部１８を有する。溝部１８がエッチング停止層１２を露出し、それによりレーザーアブレーション処理の間のエッチング工程を制限し、下地層１６を保護する。レーザーフルエンスは、例えば、レーザーアブレーション処理の間にレーザー感応層１４の角領域２０などの特定の領域に意図せずに集中してしまうことがある。レーザー感応層１４の側壁で反射されたフルエンスは、レーザーフルエンスの集中の増加をもたらすことがあり、この増加は、その特定の集中領域２０を過度に露出させて加熱し、それによってエッチング停止層１２の材料を再流動させ、再結晶させ、変形させることがある。その結果、溝部１８は所望の直径、例えば、約４５マイクロメータ（μｍ）を有して形成される一方、エッチング停止層１２は望ましくない変形部分２２を含むように変化する。この場合、例えば、変形部分２２は、エッチング停止層１２の周辺部分の下方に伸びるキャビティとして形成される（図１Ｂ参照）。変形部分２２は、レーザー感応層１４の縁部をキャビティ内に下らせ、それによってレーザー感応層１４の意図せざる伸張とエッチングされた開口の側壁の急峻性の増加とを生成し、将来の処理ステップを複雑にし得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レーザーアブレーションツールを最大スループットで操作することが所望される。スループットを増加させる現行方法には、被加工物へ送出されるパワーを増加することが含まれる。レーザーパワーの増加が必要となる追加的な理由としては、厚さおよび組成が異なり得るレーザー感応層において、エッチングされた特徴が全く覆われていない状態を保証するためである。しかし、上述のように、増加されたパワーが、例えば、エッチング停止層を過度に露出させて変形させることがある。エッチング停止層の損傷および変形を減少させるための現行方法には、特定のエッチング停止材料を使用することおよび／またはより高いエネルギースループットに耐えるためにエッチング停止材料の厚さを増加させることが含まれる。しかし、これらの方法は、被加工物を特定の設計用途に限定し、通常、被加工物の全体的なコストを増加させる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、アブレーションシステムは、被加工物の少なくとも１つの埋め込み特徴上に形成されたエネルギー感応材料をアブレーションするためのエネルギービームを生成するように構成されたアブレーションツールを含む。このアブレーションツールは、エネルギービームの初期フルエンスおよび初期パルスレートを選択してエネルギー感応層の第１の部分をアブレーションする。このアブレーションツールは、さらに、埋め込み特徴が損傷または変形することなく露出されるように、エネルギービームの初期フルエンスと初期パルスレートのうちの少なくとも１つを減少させてエネルギー感応層の残りの第２の部分をアブレーションする。
【０００６】
別の実施形態によれば、被加工物の少なくとも１つの埋め込み特徴上に形成されたエネルギー感応材料をアブレーションする方法は、アブレーションツールによって生成された、初期フルエンスと初期パルスレートとを有するエネルギービームをエネルギー感応層に向けることを含む。この方法は、さらに、エネルギービームの初期フルエンスと初期パルスレートのうちの少なくとも１つに従ってエネルギー感応層の第１の部分をアブレーションすることを含む。この方法は、さらに、エネルギービームの初期フルエンスと初期パルスレートのうちの少なくとも１つを減少させることを含む。この方法は、さらに、少なくとも１つの埋め込み特徴が損傷または変形することなく露出されるように、エネルギービームの減少したフルエンスと減少したパルスレートのうちの少なくとも１つに従ってエネルギー感応層の残りの第２の部分をアブレーションすることを含む。
【０００７】
また別の実施形態によれば、被加工物の少なくとも１つの埋め込み特徴上に形成されたエネルギー感応層をアブレーションする方法は、アブレーションツールを使用してエネルギービームを生成することを含む。このエネルギービームは、第１のフルエンスレベルを有する第１のフルエンス部分と第２のフルエンスレベルを有する第２のフルエンス部分とを含む。この方法は、さらに、エネルギー感応層にわたってエネルギービームを走査することを含む。第１のフルエンス部分がエネルギー感応材料を第１の深さまでアブレーションし、少なくとも１つの埋め込み特徴が損傷または変形することなく露出されるように、第２のフルエンス部分がエネルギー感応層の残りの第２の部分をアブレーションする。
【０００８】
付加的特徴が本発明の技術によって実現される。他の実施形態は、本明細書において詳細に説明され、特許請求された発明の一部とみなされる。本発明を特徴と共により良く理解するために、明細書および図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明と見なされる主題は、本明細書の結論にある特許請求の範囲に具体的に指摘されかつ明確に特許請求される。前述の特徴は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明から明らかである。
【図１Ａ】従来のレーザーアブレーション処理後の被加工物の断面図である。
【図１Ｂ】従来のレーザーアブレーション処理によって生じる被加工物に含まれるエッチング停止層の変形部分の拡大図である。
【図２Ａ】第１の実施形態による、被加工物のレーザー感応層に第１のパワーレベルを有するレーザービームを照射する前のレーザーアブレーションシステムの上面図である。
【図２Ｂ】第１の実施形態による、図２Ａに示されたレーザービームおよび被加工物の側面図である。
【図２Ｃ】第１の実施形態による、レーザー感応層の一部分の第１のアブレーションを実行するための第１の走査方向に沿った被加工物の走査後の図２Ｂに示されたレーザービームの側面図である。
【図２Ｄ】第１の実施形態による、レーザー感応層の第１のアブレーション済み部分に対して、低減したパワーレベルを有するレーザービームの２回目の通過を被加工物の第２の方向に沿って実行する前の、図２Ａ〜図２Ｃに示されたレーザーアブレーションシステムの上面図である。
【図２Ｅ】第１の実施形態による、レーザー感応層を完全にアブレーションするための第２の走査方向に沿った被加工物の走査後の図２Ｄに示されたレーザービームの側面図である。
【図３】非限定的実施形態による、被加工物をアブレーションする方法を示すフロー図である。
【図４】非限定的実施形態による、被加工物をアブレーションする別の方法を示すフロー図である。
【図５Ａ】第２の実施形態による、被加工物のエネルギー感応層にわたって第１のフルエンス部分と第２のフルエンス部分とを含むレーザービームを走査する前のレーザーアブレーションシステムの上面図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示されたレーザーアブレーションシステムによって生成されたレーザービームの側面輪郭を示す側面図である。
【図５Ｃ】エネルギー感応層のアブレーション後の、図５Ａ、図５Ｂに示されたレーザーアブレーションシステムの上面図である。
【図６Ａ】第３の実施形態による、レーザービームのパルスレートの変化に応答して被加工物に対して全面的なアブレーションを実行するように構成されたアブレーションシステムである。
【図６Ｂ】第３の実施形態による、レーザービームのパルスレートの変化に応答して被加工物に対して全面的なアブレーションを実行するように構成されたアブレーションシステムである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
従来のレーザーアブレーションシステムは、被加工物のレーザー感応材料をアブレーションするためにレーザーアブレーション処理を実行するときに、単一の波長、フルエンス、パルス持続時間、およびパルスレートでレーザービームを生成する。したがって、レーザーが精度なく被加工物に放射された場合には、フルエンスおよび／またはパルスレートは、レーザースループットを増加させるために、典型的には増加され、また、例えば、レーザー感応材料の下に形成されたエッチング停止層などの１つまたは複数の埋め込まれた特徴を最終的に変形および／または損傷させることがある。従来のレーザシステムとは対照的に、本発明の様々な実施形態は、レーザーアブレーション処理を実行するときにレーザービームのパルスレートおよび／またはフルエンスを調整するように構成されたレーザーアブレーションシステムを提供する。このようにして、レーザーアブレーション処理を、埋め込まれた特徴（例えば、エッチング停止層）の変形を軽減するように制御することができる。
【００１１】
ここで図２Ａ、図２Ｂを参照すると、第１の非限定的実施形態によるアブレーションシステム１００が示されている。アブレーションシステム１００は、エネルギービーム１０２ａを生成するアブレーションツール１０１を含む。非限定的実施形態によれば、そのアブレーションツールは、第１のレーザービーム１０２ａを生成するレーザーアブレーションツールである。被加工物１０４（すなわち被加工物）を走査する前に、レーザーフルエンス（単位面積あたりエネルギー）１０６を被加工物１０４に送出するために、第１のレーザービーム１０２ａが生成される（すなわち、パワー、波長、パルス持続時間、およびパルスレートが定義される）。被加工物を走査する間、被加工物１０４に到達する結果的レーザービームが、フルエンスを受ける（すなわち、エッチングを促進する）領域を含むことができる一方、他の領域はフルエンスを受けない（すなわち、未エッチングのままである）ように、ビームを１つまたは複数のマスキング層によって変更（すなわち、マスク）してもよい。従来のアブレーションシステムとは異なり、以下により詳細に検討するように、レーザーアブレーション処理を実行して被加工物１０４のレーザー感応層１０８に１つまたは複数の特徴を形成するときに、適用されるレーザーフルエンス１０２ａおよび／またはパルスレートを動的に制御することができる。一実施形態によれば、１回目の通過（例えば、初期通過）の間に照射される第１のレーザービーム１０２ａの初期照射レーザーフルエンス、初期レーザー幅、初期レーザーパルスレート、初期走査速度、および初期エッチング深さは、これらのパラメータを調整するユーザの能力と、レーザー感応層１０８の初期厚さおよび物理的組成とに基づいて決定される。
【００１２】
被加工物１０４は、図２Ｂにさらに示されるように、レーザー感応層１０８と下地層１１２との間に挟まれた埋め込み特徴１１０を含む。埋め込み特徴１１０は、例えば、エッチング停止層として示されているが、埋め込み特徴１１０は、レーザー感応材料の１つまたは複数の部分がアブレーションされる間に化学的および／または構造的完全性を維持するように意図された１つまたは複数の特徴を含むことができることが理解されるだろう。埋め込み特徴１１０は、金属層、導電性接触パッド、導電性ビア、およびバリア層を含むことができるが、これらに限定されない。レーザー感応層１０８は、初期厚さ（ｄ１）を有し、例えば、有機材料または有機材料と非有機材料との組み合わせを含む様々なレーザー感応材料を含む。下地層１１２は、特定の用途に望ましい、例えば、シリコン、二酸化シリコンなどの任意の材料を含む。
【００１３】
図２Ｃを参照すると、第１の走査方向１０３ａに沿ったレーザービーム１０２ａの１回目の通過によって適用される第１の走査処理を実行した後のアブレーションシステム１００が示されている。第１の走査処理の間、１回目の通過に適用された、第１のレーザービーム１０２ａのレーザーフルエンス、レーザー幅、レーザーパルスレート、および走査速度に従って、第１のレーザービーム１０２ａはレーザー感応層１０８の一部をアブレーションする。したがって、レーザー感応層１０８の初期厚さ（ｄ１）は減少した厚さ（ｄ２）に減少する。上述したように、第１の走査処理中にアブレーションされるレーザー感応層１０８の第１の部分は、例えば、初期厚さ（ｄ１）とレーザー感応層１０８の物理的組成とを含むレーザー感応層１０８の特徴に基づいている。このようにして、以下により詳細に検討するように、第１のレーザービーム１０２ａの高スループットから埋め込み特徴１１０を保護するためにレーザー感応層１０８の第２の部分１１６（すなわち残りの部分１１６）を残しつつ、第１の高レーザーフルエンスおよび／または高パルスレートレーザービーム１０２ａを用いてレーザー感応層１０８の第１の部分をアブレーションすることができる。
【００１４】
ここで図２Ｄを参照すると、アブレーションシステム１００は、第１の実施形態のアブレーション処理に含まれる第２の走査処理を実行する準備として第２のレーザービーム１０２ｂを生成する。第２のレーザービーム１０２ｂは、例えば、第２のパワーを有する。第２のパワーは、例えば、被加工物１０４のレーザー感応層１０８に形成された予めアブレーション済みの部分に対してより小さい合計フルエンス１０６を適用するために、減少したフルエンス、減少したパルスレート、減少したレーザー幅、および／または増加したレーザー速度を使用して生成することができる第２のエネルギーレベルとして定義される。レーザーフルエンスおよび／またはパルスレートが減少する場合、アブレーション速度が遅くなり、それによって熱の蓄積および感応層に対する損傷のリスクが減少する。
【００１５】
図２Ｅを参照すると、第２のレーザービーム１０２ｂを第２の走査方向１０３ｂに沿って移動させる走査処理に含まれる２回目の通過を実行した後のアブレーションシステム１００が示されている。第２の走査方向１０３ｂは、例えば、第１の走査方向１０３ａと反対の方向である。ただし、第２の走査動作は、第１の走査動作と同じ方向に行うことができることが理解されるだろう。第２の走査処理の間、第２のレーザービーム１０２ｂは、第２のレーザービーム１０２ｂの第２の適用エネルギーレベルに従って、レーザー感応層の残りの部分（図２Ｄに符号１０８で示される）をアブレーションする。よって、埋め込み特徴１１０が露出する。しかし、より低い適用エネルギーレベルによって、埋め込み特徴１１０が過熱、損傷および／または変形することを防止する。したがって、埋め込み特徴１００の化学的および構造的完全性が維持される。
【００１６】
図３を参照すると、フロー図が、非限定的実施形態による被加工物をアブレーションする方法を示している。本方法は、動作３００において開始し、動作３０２において、レーザー感応層を含む被加工物をレーザーアブレーションツールに積載する。動作３０４において、レーザーツールによる初期フルエンス出力を測定し、動作３０６において、レーザー感応層の厚さおよび物理的組成を含む多数のパラメータに基づきその初期レーザーフルエンス出力が正しいかを判断する。フルエンス出力が正しくない（例えば、高すぎるまたは低すぎる）場合、動作３０８において、レーザーアブレーションツールの減衰器を調整して、レーザーツールのフルエンス出力を調整することができる。フルエンス出力が正しい場合、動作３１０〜３２０において、レーザービームのパルスレートを変更するアブレーション処理を被加工物に対して実行する。
【００１７】
例えば、動作３１０において、被加工物のレーザー感応層をレーザーアブレーションツールのレーザービーム出力と位置合わせして、動作３１２において、レーザービームを出力する第１のパルスレートを設定する。動作３１４において、被加工物上に形成されたレーザー感応層の１つまたは複数の部位を、設定された適用フルエンス、第１のパルスレート、初期レーザー幅、および初期走査速度に従ってアブレーションする。動作３１６において、例えば、より低いパルスレートである、レーザービームを出力する第２のパルスレートを動作３１６で設定する。一実施形態によれば、第２のパルスレートを設定するタイミングは、アブレーションすべきレーザー感応層の所望の領域にわたって第１のレーザー走査を行った後に設定することができる。別の実施形態によれば、所定数のパルスを完了した後、第１のパルスレート（例えば、初期パルスレート）を第２のパルスレート（例えば、より低いパルスレート）に設定することができる。動作３２０において、被加工物のアブレーションが完了したかを判断する。被加工物上の別の部位でさらなるアブレーションが所望される場合、本方法は動作３１０に戻り、動作３１０〜３２０に従ってアブレーション処理を実行し続ける。そうでなければ、本方法は動作３２２で終了する。
【００１８】
図４を参照すると、フロー図が、別の非限定的実施形態による被加工物をアブレーションする方法を示している。本方法は、動作４００において開始し、動作４０２において、レーザー感応層を含む被加工物をレーザーアブレーションツールに積載する。動作４０４において、第１のレーザー走査中に生成されることになるレーザーツールの第１のフルエンス出力レベル（例えば、レーザービームのフルエンスレベル）を測定し、動作４０６において、レーザー感応層の厚さおよび物理的組成を含む多数のパラメータに基づきその第１のフルエンス出力レベルが正しいかを判断する。フルエンス出力レベルが正しくない（例えば、高すぎるまたは低すぎる）場合、動作４０８において、レーザーアブレーションツールの減衰器を調整して、レーザーツールの第１のフルエンス出力を調整する。フルエンス出力が正しい場合、動作４１０において、減衰器の第１減衰器位置が設定される（例えば、メモリに電気的に記憶される）。
【００１９】
動作４１２において、第２のレーザー走査中に生成されることになるレーザーツールの第２のフルエンス出力レベルを測定し、動作４１４において、レーザー感応層の残りの厚さおよび物理的組成を含む多数のパラメータに基づきその第２のフルエンス出力レベルが正しいかを判断する。フルエンス出力レベルが正しくない（例えば、高すぎるまたは低すぎる）場合、動作４１６において、レーザーアブレーションツールの減衰器を調整して、レーザーツールの第２のフルエンス出力レベルを調整する。第２のフルエンス出力レベルが正しい場合、動作４１８において、減衰器の第２減衰器位置が設定され（例えば、メモリに電気的に記憶され）、動作４２０〜４３０において、レーザービームのフルエンスを変更するアブレーション処理を被加工物に対して実行する。
【００２０】
例えば、動作４２０において、被加工物のレーザー感応層をレーザーアブレーションツールのレーザービーム出力と位置合わせし、動作４２２において、第１の減衰器設定に従って減衰器の位置を設定する。減衰器位置は、手動および／またはレーザーアブレーションツールの電子コントローラ（図示せず）によって自動的に設定することができる。動作４２４において、被加工物に形成されたレーザー感応層を、第１の適用フルエンス出力レベルおよび第１のパルスレートを含む入力に従って、第１の深さまでアブレーションする。このようにして、減少した厚さを有するレーザー感応材料の一部が、被加工物の埋め込まれた特徴上に残される。
【００２１】
動作４２６において、第２の減衰器設定に従って減衰器の位置を設定し、動作４２８において、レーザー感応材料の残りの部分をアブレーションし、それによって埋め込み特徴を露出させる。動作４３０において、被加工物のアブレーションが完了したかを判断する。被加工物上の別の部位でさらなるアブレーションが所望される場合、本方法は動作４２０に戻り、動作４２０〜４３０に従ってアブレーション処理を実行し続ける。そうでなければ、本方法は動作４３２で終了する。図４は、フルエンスを変更するアブレーション処理を示しているが、図３の１つまたは複数の動作を図４に示す実施形態に組み込んで、パルスレート、レーザービームの適用フルエンス、レーザー幅、走査速度、および初期エッチング深さを変更するアブレーション処理を実行して、１つまたは複数の埋め込み特徴の変形を防止しながら、被加工物の１つまたは複数の部分をアブレーションしてもよいことが理解されるだろう。
【００２２】
ここで、図５Ａ〜図５Ｃを参照すると、第２の非限定的実施形態によるアブレーションシステム５００が示されている。アブレーションシステム５００は、エネルギービーム５０２を生成して被加工物５０４に１つまたは複数の特徴を形成するアブレーションツール５０１を含む。非限定的実施形態によれば、このアブレーションツールは、固定パルスレートでレーザービーム５０２を生成するレーザーアブレーションツールである。被加工物を走査する間、被加工物１０４に到達する結果的レーザービームが、フルエンスを受ける（すなわち、エッチングを促進する）領域を含むことができる一方、他の領域はフルエンスを受けない（すなわち、未エッチングのままである）ように、ビームを１つまたは複数のマスキング層によって変更（マスク）してもよい。従来のアブレーションシステムとは異なり、レーザーアブレーションシステム５００は、変化する適用フルエンスを有するレーザービーム５０２を使用して被加工物５０４のレーザー感応層５０６をアブレーションする。一実施形態によれば、レーザービーム５０２は、第１のフルエンス部分５０８ａおよび第２のフルエンス部分５０８ｂを有する。第１のフルエンス部分５０８ａは、第２のフルエンス部分５０８ｂよりも高いフルエンスレベルを提供する。第１および第２のフルエンス部分５０８ａ、５０８ｂ（すなわち、フルエンスの変化）は、アブレーションツールの内部光学素子によって、および／またはアブレーションツールのレーザービーム出力と被加工物５０４との間に挟まれた１つまたは複数のマスク（図示せず）によって達成することができる。このようにして、レーザービーム５０２は、走査方向５１０に沿った一回の通過の間に、２つ以上の適用フルエンスレベルをレーザー感応層５０６に送出する。
【００２３】
図５Ｂに示すレーザービーム５０２の側面図を参照すると、前縁５１２ａと後縁５１２ｂとの間に延びるレーザービーム幅が示されている。様々なマスクおよび／または光学系によって、前縁５１２ａと後縁５１２ｂとの間に存在するフルエンスを調整することができる。一実施形態によれば、レーザービーム５０２のフルエンスレベルは、前縁５１２ａ（すなわち最高フルエンス）から後縁５１２ｂ（最低フルエンス）に向かって減少する。このようにして、レーザー感応層５０６の第１の部分は、第１の部分５１２ａによって送出される高フルエンスを用いてアブレーションされる一方、レーザー感応層５０６の残りの部分は、第２の部分５１２ｂによって提供される低フルエンスを用いてアブレーションされる。したがって、レーザービーム５０２の一回の通過のみによって（図５Ｃ参照）、埋め込み特徴５１４の変形を引き起こすことなく、レーザー感応層５０６を徐々にアブレーションして、１つまたは複数の埋め込み特徴５１４を露出させることができる。
【００２４】
図６を参照すると、第３の非限定的実施形態による、被加工物６０２に対して全面的なアブレーションを実行するように構成されたアブレーションシステム６００が示されている。この実施形態では、レーザーは被加工物をわたって走査されるのではなく、代わりに被加工物の特定の位置に向けられる。アブレーションシステム６００は、被加工物６０２のレーザー感応材料６０６に送出されるレーザービームのパルス数に応じて、レーザービーム６０４のパルスレートを変更する。上述したように、レーザー感応材料６０６を所望の深さまでアブレーションするのに必要なレーザーパルスの数は、レーザー感応材料６０６の厚さおよび材料に従って決定することができる。このようにして、レーザーツール（図示せず）を第１のパルスレートに設定して、図６Ａにさらに示すように、レーザー感応材料６０６に第１の深さ（ｄ１）を有する１つまたは複数の特徴６０７を形成することができる。レーザーアブレーションツールは、生成されたレーザービーム６０４のパルス数を計数するように構成されている。一定数のパルスが発生すると（すなわち、一定数のパルスレーザービームが生成されると）、レーザーアブレーションツールは、図６Ｂに示すように、パルスレートを第２のパルスレート（例えば、より低いパルス）に自動的に調整することができる。このようにして、残りのレーザー感応材料６０６をアブレーションして、溝部６０７の深さ（ｄ２）を増加させて、１つまたは複数の埋め込み特徴６０８を露出させることができる。しかし、パルスレートは低下するので、埋め込み特徴６０８の過熱、損傷および／または変形の可能性は減少するかまたは完全に防止される。
【００２５】
本明細書で使用されるように、モジュールという用語は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、電子回路、１つまたは複数のソフトウェアまたはファームウェアプログラムを実行する（共有、専用、またはグループ）プロセッサおよびメモリ、組み合わせ論理回路、および／または既述の機能性を提供する他の適切な構成要素を含むハードウェアモジュールを指す。
【００２６】
本発明の様々な実施形態の記載は、説明の目的のために提示されたのであって、開示された実施形態に徹底することまたは限定することを意図するものではない。記載される実施形態の範囲および趣旨を逸脱することなく、多くの修正および変形が当業者に明らかであろう。本明細書おいて使用される用語は、本実施形態の原理、実際的な適用、または市場に見られる技術を超える技術的な向上を、最適に説明するために、または本明細書に開示する実施形態を他の当業者が理解することを可能にするために、選択されたものである。
【００２７】
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態のみを説明するためのものであり、本発明を限定することを意図するものではない。本明細書で使用するように、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈上それ以外が明確に指示されていない限り、複数形もまた、同様に包含することを意図している。さらに、用語「含む（comprises）」および／または「含んでいる（comprising）」は、本明細書において使用される場合、記載した特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を特定するものであるが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらのグループの存在または追加を排除するものではない。
【００２８】
下記特許請求の範囲における対応する構造、材料、動作および全ての手段または以下の特許請求の範囲にある、対応の構造、物、行為、およびあらゆるミーンズまたはステップ・プラス・ファンクションの要素の均等物は、具体的に特許請求の範囲にあるように、請求する他の要素と組み合わせて機能を実施するための任意の構造、材料、または行為を含むことを意図する。本発明の記述は、例示および説明の目的で提示されたものであって、本発明を開示した形態に終止させることや限定することを意図するものではない。本発明の範囲および趣旨を逸脱することなく、多くの修正および変更が当業者に明らかであろう。実施形態は、本発明の教示の原理および実際上の適用を最適に説明し、他の当業者が、特定の熟慮された使用に適した種々の修正を備えた種々の実施形態のために本発明を理解することを可能とするために、選択し記述したものである。
【００２９】
本明細書に示したフロー図は、一例に過ぎない。本発明の趣旨から逸脱することなく、本明細書に記載されたこの図または動作に対する数多くの変形が存在してもよい。例えば、各動作は別の順番で実行されてもよく、または、動作が追加、削除、修正されてもよい。これらの変形のすべてが、請求項に記載された本願の一部とみなされる。
【００３０】
様々な実施形態を説明してきたが、現在および将来の両方において、当業者が後述の請求項の範囲内である様々な修正を行ってもよいことが理解されるだろう。これらの請求項は、最初に説明された発明に対する適切な保護を維持するものと解釈されるべきである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【国際調査報告】
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