DE112004001540T5

DE112004001540T5 - Erzeugen von Sätzen maßgeschneiderter Laserimpulse

Info

Publication number: DE112004001540T5
Application number: DE112004001540T
Authority: DE
Inventors: Yunlong Beaverton Sun; Robert F. Portland Hainsey
Original assignee: Electro Scientific Industries Inc
Current assignee: Electro Scientific Industries Inc
Priority date: 2003-08-19
Filing date: 2004-08-18
Publication date: 2006-11-23
Also published as: WO2005016586A3; US7126746B2; KR100804253B1; TW200509484A; TWI354417B; GB2421837B; US7348516B2; WO2005018064A2; KR101123911B1; JP2007503125A; US20050067388A1; US20080203071A1; GB2420307B; TW200511670A; DE112004001527T5; CN100593292C; KR20060058114A; CN100563903C; JP4391524B2; CA2535706A1

Abstract

Verfahren zum Steuern des Verstärkerausgangssignals eines Laserwellenleiterverstärkers mit Sättigungsleistungskennlinien bei einem zuvor bestimmten Anregungsniveau, wobei die Sättigungsleistungskennlinien eine Größe eines Injektionslaserausgangssignals beschränken, das in den Laserwellenleiterverstärker ohne verzerrende Profilkorrelationen zwischen dem Injektionslaserausgangssignal und dem Verstärkerausgangssignal eingekoppelt werden kann, umfassend:
Bereitstellen von Strahlenpositionierungsdaten an einem Strahlenpositionsgeber, die eine ohne mehrere Stellen von ausgewählten elektrisch leitfähigen redundanten Speicher- oder integrierten Schaltkreisverbindungen mit verbundenen Verbindungsstrukturen darstellen, wobei eine jede Verbindung eine Verbindungsbreite aufweist und zwischen einem verbundenen Paar aus elektrisch leitfähigen Kontakten in einem Schaltkreis angeordnet ist, der entweder auf einem Substrat oder einer optional darunterliegenden Passivierungsschicht angeordnet ist, die zwischen der elektrisch leitfähigen Verbindung und dem Substrat angeordnet ist, wobei das Substrat und eine jegliche optionale darunterliegende Passivierungsschicht, wie sie mit den Verbindungsstrukturen verbunden ist, durch entsprechende Laserschadensschwellen gekennzeichnet ist, und der Strahlenpositionsgeber in Reaktion auf die Strahlenpositionierungsdaten dem Substrat eine Relativbewegung zu einer Laserspotposition verleiht;
optisches Anregen des...

Description

Verwandte Anmeldungen
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der US provisional application 60/496, 631, die am 19. August 2003 eingereicht wurde.
Copyright-Hinweis

Ein Teil der Offenbarung dieser Patentunterlagen enthält Material, das urheberrechtlich geschützt ist. Der Urheberrechtsinhaber erhebt keine Einwände gegen die Faximilereproduktion des Patentdokumentes oder der Patentoffenbarung durch Dritte, wie sie in den Akten oder Unterlagen des Patent- und Markenamtes enthalten sind, behält sich aber ansonsten alle Urheberrechte, welcher Art auch immer, vor. § 37 CFR § 1.71 (d).
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft die Laserbearbeitung von leitfähigen Verbindungen auf Speicherchips oder anderen Chips mit integriertem Schaltkreis (IC) und insbesondere Verfahren und Systeme, die einen Hauptoszillatorleistungsverstärker verwenden, um Sätze aus wenigstens zwei Laserimpulsen zu erzeugen, um derartige Verbindungen mit einer besseren Bearbeitungsqualität fliegend abzutrennen.
Hintergrund der Erfindung
Verringerte Ausbeuten bei den Herstellungsverfahren für IC-Vorrichtungen entstehen oft aus Defekten, die durch Versetzen von Schichten unterhalb der Oberfläche oder von Mustern oder durch partikuläre Verunreinigungen bedingt werden. 1, 2A und 2B zeigen repetetive elektronische Schaltkreise 10 einer IC-Vorrichtung oder eines Arbeitsstückes 12, die üblicherweise in Reihen oder Spalten hergestellt werden, um mehrfache Iterationen redundanter Schaltkreiselemente 14 zu umfassen, wie beispielsweise Ersatzreihen 16 und Ersatzspalten 18 von Speicherelementen 20. Unter Bezugnahme auf 1, 2A und 2B sind Schaltkreise 10 so konstruiert, dass sie zwischen elektrischen Kontakten 24 mittels Laser durchtrennbare leitfähige Verbindungen 22 umfassen, die entfernt werden können, um beispielsweise ein defektes Speicherelement 20 abzutrennen, und ein redundantes Austauschelement 26 in einer Speichervorrichtung zu substituieren, wie beispielsweise ein DRAM und SRAM oder einen integrierten Speicher. Ähnliche Techniken werden auch verwendet, um Verbindungen 22 zu durchtrennen, um CCD-Bildgehungsvorrichtungen zu reparieren oder um logische Produkte, Gatteranordnungen oder ASICs zu programmieren.
Die Verbindungen 22 in der Struktur 36 sind etwa 0,3 Micron (μm) bis 2 μm stark und sind mit herkömmlichen Verbindungsweiten 28 von etwa 0,4 μm bis 2,5 μm, mit Verbindungslängen 30 zwischen benachbarten elektrischen Kontakten 24 und Teilungen von Element zu Element (Abstände von Zentrum zu Zentrum) 32 von etwa 2 μm bis etwa 8 μm von benachbarten Schaltkreisstrukturen oder Elementen 34 konstruiert. Obwohl die am üblichsten verwendeten Verbindungsmaterialien Polysilizium, Polycid und ähnliche Zusammensetzungen waren, haben sich Speicherhersteller in jüngerer Vergangenheit eine Vielzahl von elektrisch leit fähigeren metallischen Verbindungsmaterialien zu eigen gemacht, die Aluminium, Chromid, Kupfer, Gold, Nickel, Nickelchromid, Titan, Wolfram, Platin ebenso wie andere Metalle, Metalllegierungen, Metallnitride wie beispielsweise Titan oder Tantalnitrit, Metallsilicide wie beispielsweise Disilicid, Wolframsilicid oder andere metallähnliche Materialien umfassen können, aber nicht darauf beschränkt sind.
Elektronische Schaltkreise 10, Schaltkreiselemente 14 oder Speicherelemente 20 werden auf Defekte hin getestet, deren Orte in einer Datenbank oder einem Programm kartiert werden können. Für mehr als 20 Jahre sind üblicherweise 1,047 μm oder 1,064 μm Infrarot (IR)-Laserwellenlängen verwendet worden, um explosionsartig leitfähige Verbindungen 22 zu entfernen. Herkömmliche Speicherverbindungsbearbeitungssysteme fokussieren auf eine ausgewählte Verbindung 22 einen einzelnen Laserausgangsimpuls 37 mit einer Impulsweite von etwa 4 Nanosekunden (ns) bis 30 ns. 2A und 2B zeigen einen Laserspot 38 mit einer Spotgröße (Fläche oder Durchmesser) 40, die auf eine Verbindungsstruktur 36 auftrifft, die aus einer Polysilizium- oder einer Metallverbindung 22 besteht, die über einem Siliziumsubstrate 42 und zwischen Komponentenschichten aus einem Passivierungsschichtenstapel umfassend eine darüberliegende Passivierungsschicht 44 (in 2A gezeigt), die typischerweise 500 Å bis 10.000 Å dick ist, und eine darunterliegende Passivierungsschicht 46 angeordnet ist. 2C zeigt zwei benachbarte Verbindungen 22, die durch eine Passivierungszwischenschicht 48 getrennt sind. Eine jede der Verbindungen 22 weist gegenüberliegende Seitenoberflächen 52 auf, die durch eine Entfernung getrennt sind, die eine Nominalverbindungsweite 28 definiert, die der Laserspot 38 umfasst, um die Verbindung 22 zu durchtrennen. Das Siliziumsubstrat 42 absorbiert eine vergleichsweise geringe proportionale Menge an IR-Laserstrahlung und die herkömmlichen Passivierungsschichten 44, 46 und 48 wie beispielsweise Siliziumdioxid oder Siliziumnitrid sind für IR-Laserstrahlung vergleichsweise durchlässig. Die Verbindungen 22 werden typischerweise „fliegend" bearbeitet, so dass das Strahlenpositionierungssystem nicht anhalten muss, wenn ein Laserimpuls auf eine ausgewählte Verbindung 22 abgefeuert wird, wobei eine jede ausgewählte Verbindung 22 durch einen einzelnen Laserimpuls bearbeitet wird. Die fliegende Bearbeitung erleichtert einen sehr hohen Verbindungsbearbeitungsdurchsatz, so dass mehrere zehntausend Verbindungen 22 pro Sekunde bearbeitet werden.
2D1 und 2D sind Querschnittsteilansichten der Verbindungsstruktur von 2B nach Entfernen der Verbindung 22 durch den Laserimpuls nach dem Stand der Technik. 2D zeigt eine ungleichmäßig gekrümmte Linie 76, die durch Teile der Passivierungsschichten 44, 46 und 48 hindurchgeht, die den offenen Bereich umgeben, der zuvor durch die entfernte Verbindung 22 besetzt war. Die gekrümmte Linie 76 stellt einen typischen Schaden an der Passivierungsstruktur dar, genauer einen Schaden, der sich um einen bestimmten Betrag, z. B. etwa 0,5 μm von dem Bereich erstreckt, der zuvor von der Verbindung belegt war oder unter einem Mikroskop ganz sichtbar wird. Ein typischer Schaden umfasst auch Brüche in der Passivierungsstruktur, die in den Zeichnungen nicht gezeigt sind.
Um eine Beschädigung des Substrates 42 zu vermeiden, während ausreichend Laserenergie beibehalten wird, um eine Metall- oder Nichtmetallverbindung 22 zu bearbeiten, beschreiben Sun et al. in den US-Patenten 5,265,114 und 5,473,624 die Verwendung eines einzelnen Laserimpulses von 9 ns bis 25 ns mit einer längeren Laserwellenlänge, wie beispielsweise 1,3 μm, um Speicherverbindungen 22 auf Siliziumscheiben zu bearbeiten. Bei der Wellenlänge von 1,3 μm ist der Laserenergieabsorptionskontrast zwischen dem Verbindungsmaterial 22 und dem Siliziumsubstrat 42 viel größer als der bei den herkömmlichen Laserwellenlängen von 1 μm. Das viel breitere Laserbearbeitungsfenster und die durch diese Technik verliehene bessere Bearbeitungsqualität ist in der Industrie seit 5 Jahren mit großem Erfolg verwendet worden.
Das US-Patent 6,057,180 von Sun et al. beschreibt ein Verfahren zur Verwendung eines Ultraviolett (UV)-Laserausgangssignals, um Verbindungen durchzutrennen. Kürzere Wellenlängen werden verwendet, um eine kleinere Laserstrahlspotgröße abzugeben, um sich an die immer kleiner werdenden Verbindungsgrößen und Teilungsgrößen zwischen Verbindungen anzupassen. Diese kürzeren Wellenlängen liefern auch ein besseres Einkoppeln der Laserenergie in das Verbindungszielmaterial, um die Bearbeitung zu erleichtern. Die Entfernung der Verbindung durch einen derartigen UV-Laserimpuls selbst zieht jedoch vorsichtige Überlegungen hinsichtlich der darunterliegenden Passivierungsstruktur und des Materials nach sich, um die darunterliegende Passivierung und die Siliziumscheibe vor Beschädigung durch den UV-Laserimpuls zu schützen.
3A ist die typische Verlaufsform eines herkömmlichen Laserimpulses 37a bei einer Wellenlänge von 1 μm und 1,3 μm, die bei dem Bearbeiten der Verbindung verwendet wird. Um die Laserenergie wirksamer zu verwenden, schlagen Smart et al. in den US-Patenten 6,281,471 und 6,340,806 vor, einen Hauptoszillatorleistungsverstärker zu verwenden, um (MOPA) Laserimpulse 37b mit der in 3B gezeigte Verlaufsform mit im Wesentlichen quadratischen zeitlichen Leistungsdichteverteilungen bereitzustellen, um die Verbindungen zu bearbeiten.
MOPA-Laser sind im Allgemeinen CW-angeregte, dotierte und mit einem optischen Gitter versehene laseraktive Materialien, die durch einen Injektionslaser mit einer hohen gleichförmigen Wiederholungsfrequenz wie beispielsweise 30 kHz aktiviert werden. MOPA-konfigurierte Laser, die von IMRA, America, Inc. Fremont, CA hergestellt sind, liefern im Wesentlichen rechteckige geformte Impulse 37b, die eine einstellbare Impulsweite von 5 bis 20 ns aufweisen.
Nach Smart et al. muss die Anstiegszeit des Laserimpulses kürzer als 1 ns, die Flachheit der rechteckigen Wellenspitze muss besser als 10 % und die Abfallzeit muss ausreichend kurz sein. Der angegebene Vorteil der Verwendung von Laserimpulsen mit der in 3B gezeigten Verlaufsform bestand darin, dass die scharfe Anstiegszeit des Laserimpulses der darüberliegenden Schicht aus Oxiden einen thermischen Schock verabreichen und dadurch den Verbindungsentfernungsprozess erleichtern würde. Zusätzlich würde das Reflexionsvermögen der Laserenergie durch die Verbindung bei der höheren Leistungsdichte mit dem schnell ansteigenden kurz dauernden Impuls verringert werden. Wenn jedoch das frühere Zerbrechen der darüberliegenden Passivierungsschicht mit der Hilfe einer thermischen Schockwelle, die an der Schicht durch die scharfe Anstiegszeit des Laserimpuls abgegeben wird, tatsächlich das Verfahren erleichtern würde, wäre das Bearbeiten von Verbindungsstrukturen mit keiner darüberliegenden Passivierungsschicht keine technische Herausforderung gewesen. Die industrielle Praxis hat das Gegenteil bewiesen.
Infolge der unvermeidlichen Änderungen der Verbindungsstruktur 36 beispielsweise hinsichtlich der Stärke der darüberliegenden Passivierungsschicht 44, der Stärke, Weite und des Seitenwandanstiegs der Verbindung 22 selbst und der Stärke der darunterliegenden Passivierungsschicht 46 besteht ein Bedarf für eine lichte Höhe in der Laserimpulsenergie, die ver wendet wird, um die Verbindungen 22 zu bearbeiten. Typischerweise wird das Verbindungsmaterial vollständig entfernt, deutlich bevor der Laserimpuls endet. Für den typischen verwendeten Laserimpuls wird das Verbindungsmaterial für die durchschnittliche Verbindung 22 vollständig zum Zeitpunkt t₁ entfernt, wie in 3A gezeigt. Eine hintere Flanke nach t₁ ist wünschenswert, um Verbindungsänderungen aufzunehmen, wo einige der Verbindungen 22 ein wenig mehr Impulsenergie erfordern, um sie vollständig abzutrennen. In ähnlicher Weise stellt die Zeit t₁ in 3B die Zeit dar, wenn das typische Verbindungsmaterial vollständig entfernt ist. Fachleute auf dem Gebiet werden erkennen, dass die Laserimpulsenergie nach der Zeit t₁ für beide Fälle ein Risiko dahingehend mit sich bringt, dass das Siliziumsubstrat 42 von einigen der Verbindungen 22 beschädigt wird, insbesondere jenen, die vollständig ausreichend vor der Zeit t₁ bearbeitet worden sind, da kein Verbindungsmaterial dort verbleiben würde, um das Substrat 42 vor der Exposition gegenüber der Laserenergie abzuschirmen. Die Laserimpulsenergie nach der Zeit t₁ stellt ein großes Risiko dar, auch die zu der Verbindung 22 benachbarte Struktur 34 zu beschädigen. Unglücklicherweise gibt es für den herkömmlichen Laserimpuls 37a keine Steuerung der Verlaufsform des Laserimpulses 37a nach der Zeit t₁. Für den im Wesentlichen viereckigen zeitlichen Laserimpuls 37b ist es insoweit schlimmer, als dass genau nach der Zeit t₁ der Laserimpuls 37b für eine Zeit bei seiner Spitzenintensität verbleiben wird, was potentiell sogar ein größeres Risiko bedingt, das Substrat 42 oder die benachbarte Struktur 34 zu beschädigen.
4 zeigt ein beispielhaftes typisches Intervall 80 zwischen sequenziellen Laserimpulsen 37, die verwendet werden, um entsprechende räumlich getrennte Verbindungen 22 abzutrennen. Ein derartiges Zeitintervall ist im Allgemeinen unabhängig von dem verwendeten Laser und ist klassischer Weise durch die kritische Geschwindigkeit und Genauigkeit des Laserpositionierungssystems bestimmt worden. Obwohl bessere Wege der Bearbeitung von Verbindungen, um sowohl die Qualität als auch die Ausbeute zu verbessern, noch erwünscht sind, sollten derartige wünschenswerte Verbesserungen die Beschränkungen berücksichtigen, die durch herkömmliche Strahlenpositionierungssysteme auferlegt werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbesserung der Bearbeitungsqualität beim Entfernen von leitfähigem Verbindungsmaterial und darüberliegendem Passivierungsstrukturmaterial bereitzustellen, das auf einem Substrat hergestellt ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine derartige Verbindung mit einem Satz aus Niedrigenergielaserimpulsen zu bearbeiten.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, derartige Sätze aus Laserimpulsen zu verwenden, um Verbindungen fliegend zu bearbeiten.
Ein derzeitiger Trend bei der Verbindungsherstellung besteht darin, vergleichsweise dicke Verbindungen (mit einer Stärke von mehr als 1 μm bis etwa 2 μm oder stärker) aus metallischen Materialien herzustellen und derartige Verbindungen komplizieren den Prozess der Abtrennung der Verbindung noch weiter. Es hat sich als besonders schwer herausgestellt, derartige Verbindungen mit einem einzelnen Impuls eines herkömmlichen Laserausgangssignals mit einem ausreichenden Durchsatz zu entfernen, ohne eine nichtakzeptable Beschädigung an den umgebenden Materialien zu verursachen. Eine Lösung würde darin bestehen, einen ersten Durchgang mit einem einzelnen Laserimpuls an einer jeden Verbindung, die abgetrennt werden soll, mit einer Energie bereitzustellen, die nicht ausreichend ist, um eine unerwünschte Beschädigung zu bedingen, und dann einen zweiten Durchgang mit einem ähnlichen oder weniger leistungsstarken Impuls an einer jeden Verbindung bereitzustellen, um irgendwelche Artefakte auszuräumen, ohne zu riskieren, die umgebenden Materialien zu beschädigen. Unglücklicherweise würde dies zu entweder einer langen Verweilzeit über einer jeden Verbindung oder getrennten duplizierten Abtastdurchgängen aus erneutem Positionieren und erneutem Abfeuern an einer jeden ausgewählten Verbindung führen, was effektiv den Durchsatz um einen Faktor von etwa 2 oder mehr verringert.
In US-Patent Nr. 6,574,250 offenbaren Sun et al. Verfahren zum Koordinieren der Laserausgangsimpulserzeugung und der Relativbewegung, die durch einen Strahlenpositionsgeber verliehen worden ist, um einen Satz aus zwei oder mehreren zeitversetzten Laserausgangsimpulsen an eine jede Verbindungsstruktur in dem gleichen Zeitfenster abzugeben, das herkömmliche Strahlenpositionsgeber verwenden, um einen einzelnen herkömmlichen Laserimpuls abzugeben. Die Abgabe von Impulsen in dem Satz ist so schnell, dass der Spotbereich eines jeden Laserausgangsimpulses die Verbindungsweite umfasst und das Verfahren eine Hochdurchsatzverbindungsentfernung mit hoher Qualität ohne das Risiko der Beschädigung einer proximalen Passivierungsschicht oder Substrats liefert.
In US-Patent Nr. 6,574,250 und der veröffentlichten US-Patentanmeldung 2003/0151053 offenbaren Sun et al. neue Wege, um die Impulssätze innerhalb des Strahlenpositionierzeitfensters zu erzeugen. Eine Ausfihrungsform verwendet einen Dauerstrich (CW)-phasenverriegelten Laser mit einer hohen Impulswiederholungsfrequenz, gefolgt von einem optischen Gatter und einem Verstärker, während eine andere Ausführungsform einen Q-geschalteten und CW-phasenverriegelten Laser verwendet. Zusätzliche Ausführungsformen verwenden: ein stufengesteuertes akustisches und optisches (A-O) Q-geschaltetes Lasersystem, ein Lasersystem mit einem Strahlenteiler und einem optischen Verzögerungsweg; und zwei oder mehr synchronisierte, aber zeitlich versetzte Laser, die einen Teil eines optischen Weges teilen. Eine jede dieser Ausführungsformen weist ihre eigenen Vorteile auf, aber allgemeine Nachteile umfassen zusätzliche Kosten, zusätzlichen Raum und zusätzliche optische oder Ausrichtungskomponenten.
In der veröffentlichten US-Patentanmeldung 2002/0167581 schlagen Cordingley et al. ein Verfahren ähnlich den von Sun et al. offenbarten Erfindungen vor, aber Cordingley et al. scheinen ihre Arbeit auf die thermischen Wechselwirkungen zwischen Laser und Arbeitsstück zu fokussieren, die der Abgabe von Impulsen innerhalb des Strahlenpositionsgebungszeitfensters, das von Sun et al. beschrieben ist, inhärent sind. In dem US-Patent 6,727,458 schlägt Smart die Verwendung von zwei identischen räumlich eng getrennten, rechteckig geformten oder Sägezahn-geformten Laserimpulsen von einer Startlaserdiode und von einem optischen Verstärker vor.
Allgemeine Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwenden einen Hauptoszillator/Leistungsverstärker (MOPA), wobei das Laserausgangssignal, das von einem Diodenlaser emittiert wird, in einen Leistungsverstärker injiziert wird. Der Treiber des Diodenlasers ist speziell so gesteuert, dass er ein zeitliches Leistungsprofil aus zwei oder mehreren Impulsen für eine jede Verbindungsstruktur, die bearbeitet werden soll, erzeugt. Der Leistungsverstärker arbeitet in einem ungesättigten Zustand, um verstärkte Laserausgangssignale bereitzustellen, die im Wesentlichen das zeitliche Leistungsprofil des injizierten Laserausgangssignals replizieren, um einen Satz aus zwei oder mehreren Arbeitslaserimpulsen an eine jede zu bear beitende Verbindung abzugeben, anstatt einen einzelnen Laserimpuls von herkömmlichen Verbindungsbearbeitungssystemen zu verwenden.
Da die Gesamtdauer des Satzes kürzer als etwa 1.000 ns ist, wird der Satz durch ein herkömmliches verbindungsabtrennendes Laserpositionierungssystem als ein einzelner „Impuls" betrachtet. Diese Praxis bringt daher weder eine lange Verweilzeit noch getrennte doppelte Abtastdurchgänge aus erneutem Positionieren und erneutem Abfeuern an einer jeden ausgewählten Verbindung 22 mit sich, was den Durchsatz effektiv um den Faktor 2 oder mehr verringern würde.
Ein jeder Arbeitslaserimpuls innerhalb des Satzes weist eine Energie oder Spitzenleistung pro Impuls auf, die geringer ist als die Schadensschwelle für das (Silizium-) Substrat 42, das die Verbindungsstruktur 36 trägt. Die Anzahl von Arbeitslaserimpulsen in dem Satz wird so gesteuert, dass der letzte Impuls den Boden der Verbindung 22 säubert, wodurch die darunterliegende Passivierungsschicht 46 und das Substrat 42 unbeschädigt und funktionsfähig intakt bleiben.
Bei einigen Ausführungsformen ist das zeitliche Leistungsprofil von wenigstens einem Arbeitslaserimpuls innerhalb des Satzes auch einzeln maßgeschneidert, um die Spitze zu einem jeden Zeitpunkt während der Impulsdauer bereitzustellen, der für die Bearbeitung der spezifischen Verbindungsstruktur vorteilhaft ist. Andere Techniken zum Modulieren des zeitlichen Leistungsprofils eines jeglichen Impulses können auf der Grundlage verschiedener Verbindungsstrukturen verwendet werden, wie beispielsweise Verwendung von mehreren Spitzen oder das Oszillieren der Spitzenleistungsamplitude. Bei einigen Ausführungsformen weist wenigstens ein Laserimpuls in dem Satz ein zeitliches Leistungsprofil auf, das verschieden ist von wenigstens einem anderen Impuls in dem Satz. Beispielsweise weist ein Arbeitsimpuls nach dem ersten Arbeitsimpuls in einem Satz eine verringerte Amplitude und/oder eine verringerte Impulsdauer auf.
Zusätzliche Ziele und Vorteile dieser Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen offenkundig werden, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen folgen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung eines Teils eines DRAM nach dem Stand der Technik, die das redundante Layout von und programmierbare Verbindungen in einer Ersatzreihe aus generischen Schaltkreiselementen zeigt.
2A ist eine Teilseitenansicht im Querschnitt einer herkömmlichen großen Halbleiterverbindungsstruktur, die einen Laserimpuls empfängt, der durch Impulsparameter nach dem Stand der Technik gekennzeichnet ist.
2B ist eine Teilaufsicht der Verbindungsstruktur und des Laserimpuls von 2A zusammen mit einer benachbarten Schaltkreisstruktur.
2C ist eine Teilendansicht im Querschnitt der Verbindungsstruktur von 2B, die die Weitengrößen von zwei benachbarten Verbindungen und den Passivierungsschichtstapel, der mit ihnen verbunden ist, zeigt.
2D1 und 2D2 sind Teilquerschnittsansichten der Verbindungsstruktur von 2B nach Entfernen der Verbindung durch Anlegen eines Laserimpulses nach dem Stand der Technik.
3A und 3B zeigen entsprechende herkömmliche und im Wesentlichen rechteckig geformte zeitliche Laserimpulsleistungsprofile.
4 ist eine Darstellung der Leistung über die Zeit, die ein beispielhaftes typisches Intervall zwischen sequenziellen Laserimpulsen zeigt, die verwendet werden, um räumlich getrennte Verbindungen abzutrennen.
5 ist eine Darstellung der Leistung über die Zeit von nützlichen MOPA-Impulsen mit vier unterschiedlichen Pulsweiten.
6A ist eine teilweise schematische, vereinfachte Darstellung einer Ausführungsform eines beispielhaften Lasersystems, das mit einem MOPA-Laser implementiert ist, und einer Arbeitsstückpositionierungseinrichtung, die mit einem Laserbearbeitungssteuersystem zusammenarbeitet, um Verbindungen zu bearbeiten.
6B ist eine vereinfachte beispielhafte Darstellung, die zeigt, wie ein von einem Verstärker gefolgter Injektionslaser in einem ungesättigten Zustand betrieben werden kann, um einen Injektionslaserimpuls ohne Verzerrung auf ein erwünschtes Energieniveau zu verstärken.
7A, 7B und 7C sind Darstellungen der Leistung über die Zeit, die beispielhafte Sätze aus Laserimpulsen zeigen, die mit einem typischen Positionierungssystemintervall zwischen sequenziellen räumlich getrennten Verbindungen verwendet werden, um Verbindungen abzutrennen.
8A, 8B und 8C zeigen ein beispielhaftes speziell maßgeschneidertes Injektionslaseranregungsstromprofil, ein sich daraus ergebendes Injektionslaserimpulsleistungsprofil und ein verstärktes Laserimpulsleistungsprofil, das das des Injektionslaserimpulses repliziert.
8D–8F zeigen Darstellungen der Leistung über die Zeit von beispielhaften Sätzen, die den speziell maßgeschneiderten Laserimpuls von 8C umfassen, zum Abtrennen von Verbindungen innerhalb eines typischen Positionierungssystemintervalls.
9A zeigt ein alternatives verstärktes Laserimpulsleistungsprofil.
9B, 9C und 9D zeigen Graphen der Leistung über die Zeit von beispielhaften Sätzen, die den speziell maßgeschneiderten Laserimpuls von 9A umfassen, um Verbindungen innerhalb eines typischen Positionierungssystemintervalls abzutrennen.
10A und 10B zeigen ein alternatives Injektionslaseranregungsstromprofil und ein verstärktes Laserimpulsleistungsprofil.
10C und 10D zeigen Graphen der Leistung über die Zeit von beispielhaften Sätzen, die den speziell maßgeschneiderten Laserimpuls von 10B enthalten, um Verbindungen innerhalb eines typischen Positionierungssystemintervalls abzutrennen.
11 ist eine Teilquerschnittsansicht der Verbindungsstruktur von 2C nach der Entfernung der Verbindung nach Anwenden eines Satzes aus wenigstens zwei Laserimpulsen, die maßgeschneidert sind, um eine Verbindung abzutrennen.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
6A ist ein teilweise schematisches, vereinfachtes Diagramm einer Ausführungsform eines beispielhaften Lasersystems 300, das mit einem MOPA-Laser 200 und einem Strahlabgabe- und Materialpositionierungssystems 380 (Positionierungssystem 380) implementiert ist, das mit einem Laserbearbeitungssteuerungssystem zusammenarbeitet, um Verbindungen 22 zu bearbeiten. Unter Bezugnahme auf 6A umfasst ein MOPA-Laser 200 einen Injektionslaser 202, gefolgt von einem Verstärker 204. Ein Injektionslaser 202 kann ein Diodenlaser mit einer schnellen Antwortszeit sein und ein Laserausgangssignal 210 bei einer Laserwellenlänge abgeben, die zu dem Verstärkungsspektrum des Verstärkers 204 passt. Ein derartiger Diodenlaser kann ein Einzelfrequenzlaser sein, der eine integrierte verteilte Rückkopplung oder einen verteilten Bragg-Reflektor verwendet, oder ein derartiger Diodenlaser kann mit Extrakavitätenbestandteilen abgestimmt werden. Ein derartiger Diodenlaser kann auch ein multimodaler Diodenlaser sein.
Der Verstärker 204 ist bevorzugterweise ein Wellenleiterverstärker, der ein herkömmliches laseraktives Wellenleitermaterial umfasst und bevorzugterweise durch eine herkömmliche Dauerstrich (CW)-Anregungsquelle 220 angeregt wird. Eine bevorzugte Ausfuhrungsform des Verstärkers 204 ist ein Wellenleiterlaserverstärker. Ytterbium-dotierte wellenleiterlaseraktive Materialien sind üblich und kommerziell erhältlich. Die Anregungsquelle 220 ist bevorzugterweise auch ein Diodenlaser und kann mit einer Wellenlänge strahlen, die von der des Injektionslasers 202 verschieden ist.
Die Länge des Wellenleiters, die Art des laseraktiven Dotierungsmittels, das Ausmaß der Dotierung und das Anregungsniveau können maßgeschneidert sein, um den erwünschten Verstärkungsgrad zu realisieren. Ein beispielhafter Laser 200 kann eine Modifikation eines von IMRA, America, Inc., und IPG Photonics Corp., Oxoford, MA, hergestellten Lasers sein. Sowohl IMRA als auch IPG stellen Laservorrichtungen her, die eine schnelle Laserdiode enthalten, die als der Injektionslaser fungiert, gefolgt von einem Wellenleiterleistungsverstärker.
Die Laserwellenlänge ist im Bereich von 1,06 μm bis 1,1 μm abstimmbar. 5 zeigt nützlich MOPA-Impulse 37c₁ , 37c₂ , 37c₃ und 37c₄ mit vier unterschiedlichen programmierbaren Impulsweiten von 25 ns bis 10 ns, abgeleitet von einem IPG-MOPA-Laser bei einer Laserimpulswiederholungsfrequenz von 20 bis 30 kHz mit einer Laserenergie von 0,1 μJ bis 10 μJ. Diese Laserimpulsformen sind im Wesentlichen nicht rechteckig und weisen eine im Allgemeinen (innerhalb der Rauschgrenzen) monoton oder gleichmäßig abfallende Form auf. Mit dem Maßschneidern der Anregungsstromversorgung für den schnellen Diodenlaser kann das Laserimpulsleistungsprofil wie hierin beschrieben maßgeschneidert werden. Ein weiterer beispielhafter Wellenleiterlaser, der von INO, Quebec, Kanada, hergestellt wird, implementiert eine spezielle Technik, um den Injektionslaserimpuls von dem Wellenleiter selbst zu erhalten und dann den Wellenleiter zu verwenden, um den Injektionsimpuls zu verstärken. Seine derzeit verfügbare Version arbeitet bei einer Laserwellenlänge von 1,57μm. Nach INO ist es für sie nicht schwierig, einen ähnlichen Laser herzustellen, der bei einer Wellenlänge von 1,06 μm bis 1,1 μm arbeitet.
Die bevorzugten Laserwellenlängen befinden sich in dem Spektralbereich von etwa 150 nm bis etwa 2.000 nm und umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt, 1,54, 1,3, 1,1 bis 1,06, 1,05, 1,047, 1,03 bis 0,75 μm in dem Umfang, dass die Verstärker 204 bei diesen Wellenlängen oder ihren zweiten, dritten, vierten oder fünften Oberschwingungen verfügbar sind oder verfügbar werden. Beispielhafte Oberschwingungswellenlängen umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt, 0,75, 0,65, 0,532, 0,5, 0,43, 0,355 und 0,266 μm. Die Fachleute werden anerkennen, dass eine jede dieser Oberschwingungen, die eine ausreichende Leistung aufweist, verwendet werden kann, um bestimmte Arten von Verbindungen 22 und/oder Passivierungsschichten 44 unter Verwendung geeigneter gut bekannter Oberschwingungsumwandlungstechniken zu bearbeiten. Oberschwingungsumwandlungsverfahren sind in V. G. Dmitriev, et al., Handbook of Nonlinear Optical Crystals, 138–141, Springer-Verlag, New York, 1991 ISBN 3 540-53547-0 beschrieben.
6B1 und 6B2, allgemein 6B, zeigen, wie ein Satz 50 aus zwei oder mehreren Laserimpulsen 52₁ und 52₂ von einem MOPA-Laser 200 erzeugt werden kann, um eine Verbindung 22 zu bearbeiten, ohne den Verstärker 204 zu sättigen, um zu erlauben, dass das Laserimpulsleistungsprofil dem Profil des Anregungsstromes entspricht, der an den Injektionslaser 202 abgegeben wird. Unter Bezugnahme auf 6B1 kann ein beispielhaftes Injektionslaser ausgangsimpulsprofil 210_a , wie beispielsweise ein Profil mit maximaler „flacher Spitze", in den Laserleistungsverstärker 204 injiziert werden, um einen verstärkten Laserausgangsimpuls 212 zu produzieren, der zu dem Injektionsprofil 210_a korrespondiert, ohne das Profil durch Sättigung zu verzerren.
Unter Bezugnahme auf 6B2 können zwei oder mehrere Injektionsimpulse 210₁ und 210₂ in einen Laserleistungsverstärker 204 innerhalb des Intervalls injiziert werden, so dass das Positionierungssystem 380 eine Verbindung 22 adressieren kann, während sich das Positionierungssystem 380 fliegend kontinuierlich bewegt. Die Injektionsimpulse 210₁ und 210₂ passen bevorzugterweise in die Umhüllung des Profils von Injektionsimpuls 210a, so dass die entsprechenden Laserausgangsimpulse 52₁ und 52₂ in das Profil des Laserausgangsimpulses 212 und zu der Form der Impulse 210₁ und 210₂ passen werden, ohne durch Sättigung bedingte Verzerrung, wodurch das Profil des Anregungsstromes 206, das sie erzeugte, getreu wiedergegeben wird.
7A, 7B und 7C (allgemein 7) zeigen Graphen der Leistung über die Zeit von beispielhaften Sätzen 50a, 50b und 50c (allgemein Sätze 50) von Laserimpulsen 52a₁ und 52a₂ , 52b₁ und 52b₂ und 52c₁ und 52c₂ (allgemein Laserimpulse 52), die verwendet werden, um die Verbindungen 22 gemäß der vorliegenden Erfindung abzutrennen. Bevorzugterweise trennt ein jeder Satz 50 eine einzelne Verbindung 22 ab. Bevorzugte Sätze 50 umfassen zwei bis fünfzig Impulse 52. Die Dauer eines jeden Satzes 50 ist bevorzugterweise kürzer als etwa 1000 ns, bevorzugererweise kürzer als 500 ns und am bevorzugtesten im Bereich von etwa 5 ns bis 300 ns. Die Sätze 50 sind zeitversetzt durch ein progammierbares Intervall, das typischerweise kürzer als 0,5 ms, oft kürzer als 0,1 ms ist und üblicherweise im Bereich von 25 – 50 ms ist und kann eine Funktion der Geschwindigkeit des Positionierungssystems 380 und der Entfernung zwischen den Verbindungen 22, die bearbeitet werden sollen, sein. Da die Gesamtdauer des Satzes kürzer als 1000 ns ist, wird der Satz von einem herkömmlichen Verbindungsabtrennungspositionierungssystem 380 als ein einzelner "Impuls" betrachtet.
Die Pulsweite eines jeden Laserimpulses 52 innerhalb des Satzes 50 bewegt sich im Bereich von etwa 30 ns bis etwa 100 fs oder kürzer. Bei einigen Ausführungsformen umfasst ein jeder Satz 50 bevorzugterweise 2 bis 10 Impulse 52, die sich bevorzugterweise im Bereich von etwa 0,1 ps bis etwa 30 ns und bevorzugererweise von etwa 25 ps bis 30 ns oder Bereichen da zwischen bewegen, wie beispielsweise von etwa 100 ps bis 10 ns oder von 5 ns bis 20 ns. Bei einigen bevorzugten Ausführungsformen kann das zeitliche Intervall zwischen der Abfallflanke des ersten Impulses und der Vorderflanke des zweiten Impulses von etwa 0 bis etwa 500 ns betragen. Das Zeitintervall zwischen den Impulsen kann eingestellt sein, um die Wechselwirkung zwischen Impuls und Ziel zu optimieren oder die Wechselwirkungen mit Rauchfahnen oder Debris zu minimieren. Fachleute werden anerkennen, dass die Intervalle zwischen den Impulsen 52, das Intervall zwischen den Sätzen 50 und die Pulsweite der Impulse 52 in den Figuren nicht im gleichen Maßstab gezeichnet sind.
Der fokussierte Laserspotdurchmesser bewegt sich innerhalb des Bereiches zwischen etwa 0,5 μm und etwa 3 μm und ist bevorzugterweise 40 % bis 100 % größer als die Weite der Verbindung 22, abhängig von der Verbindungsweite 28, der Verbindungsteilungsgröße 32, dem Verbindungsmaterial und anderen Erwägungen betreffend die Verbindungsstruktur und den Prozess. Der Laserspot eines jeden der Arbeitsimpulse in dem Satz umfasst die Verbindungsweite 28 und die Versetzung zwischen den Laserspots 38 eines jeden Arbeitsimpulses ist geringer als die Positionierungsgenauigkeit eines typischen Positionierungssystems 380, die typischerweise +– 0,05 bis 0,2 μm beträgt. Das Lasersystem kann somit noch Verbindungen 22 fliegend bearbeiten, d. h. das Positionierungssystem 380 muss nicht aufhören sich zu bewegen, wenn das Lasersystem einen Satz von Arbeitslaserimpulsen auf eine jede ausgewählte Verbindung 22 abfeuert.
In einem Satz 50 aus Laserimpulsen 52 weist ein jeder Laserimpuls 52 keine ausreichende Hitze, Energie oder Spitzenleistung auf, um eine Verbindung 22 vollständig abzutrennen oder das darunterliegende Substrat 52 zu beschädigen und entfernt nur einen Teil der Verbindung 22 und/oder irgendeiner darüberliegenden Passivierungsschicht 44, selbst wenn die verwendete Laserwellenlänge kürzer als 1,3 μm, im sichtbaren Bereich oder im UV-Bereich ist. Bei einer bevorzugten Wellenlänge von etwa 150 nm bis etwa 2.000 nm umfassen bevorzugte Ablationsparameter einer fokussierten Spotgröße 40 von Laserimpulsen 52 Laserenergien von einem jeden Laserimpuls zwischen etwa 0,005 μJ bis etwa 10 μJ (und Zwischenenergiebereiche von etwa 0,01 μJ bis etwa 0,1 μJ) und Laserenergien eines jeden Satzes zwischen 0,01 μJ bis etwa 10 μJ bei mehr als etwa 1 Hz und bevorzugterweise 10 kHz bis 50 kHz und höher.
Die Energiedichte oder Leistungsprofil eines jeden Satzes 50 aus Laserimpulsen 52 kann besser gesteuert werden als das Energiedichteprofil eines herkömmlichen einzelnen Multinanosekundenlaserimpulses und kann fast eine jegliche zuvor bestimmte Form aufweisen. Abhängig von der Wellenlänge des Laserausgangssignals und den Eigenschaften des Verbindungsmaterials kann die Abtrenntiefe der Impulse 52, die auf die Verbindung 22 angewandt werden, genau gesteuert werden, indem die Energie eines jeden Impulses 52 und die Anzahl von Laserimpulsen 52 in einem jeden Satz 50 ausgewählt ist, um den Boden einer jeden gegebenen Verbindung 22 zu beseitigen, was die darunterliegende Passivierungsschicht 46 vergleichsweise intakt oder funktionsmäßig unbeschädigt und das Substrat 42 vergleichsweise unberührt oder unbeschädigt hinterlässt. Das Risiko einer funktionsmäßigen Beschädigung des Siliziumsubstrates 42 ist somit im Wesentlichen beseitigt, selbst wenn eine Laserwellenlänge im UV-Bereich verwendet wird.
Unter Bezugnahme auf 7A ist das Leistungsprofil der Impulse 52a₁ und 52a₂ (allgemein 52a) in einem jeden Satz 50a im Wesentlichen identisch und die Sätze 50a sind im Wesentlichen identisch. Optional können aufeinanderfolgende Impulse 52a (nicht gezeigt) in einem jeden Satz 50a auch im Wesentlichen identische oder unterschiedliche Leistungsprofile aufweisen.
Unter Bezugnahme auf 7B weist das Leistungsprofil der Impulse 52b eine geringere Amplitude auf als jene von entsprechenden Impulsen 52b in einem jeden Satz 50b. Optional weisen nachfolgende Impulse 52b (nicht gezeigt) in einem jeden Satz 50b bevorzugterweise geringere Amplituden auf als jene von entsprechenden Impulsen 52b₂ . Ein derartiges Energiedichteprofil für einen Satz 50b wäre nützlich, um den Boden der Verbindung auszuputzen, ohne zu riskieren, ein besonders empfindliches Arbeitsstück zu beschädigen.
Unter Bezugnahme auf 7C weisen die Leistungsprofile der Impulse 52c₂ im Wesentlichen ähnliche Amplituden, aber kürzere Impulsweiten auf als jene von entsprechenden Impulsen 52c₁ in einem jeden Satz 50c. Optional weisen nachfolgende Impulse 52c (nicht gezeigt) in einem jeden Satz 50c bevorzugterweise kürzere Impulsweiten auf als jene entsprechender Impuls 52c₂ . Fachleute werden jedoch anerkennen dass Impulse 52c₂ und nachfolgende Impulse 52c sowohl geringere Amplituden als auch geringere Impulsweiten aufweisen können als die unmittelbar vorhergehenden entsprechenden Impulse. Fachleute auf dem Gebiet wer den auch anerkennen, dass obwohl sogar ein jeder in 7 gezeigter Impuls 52 eine graduell abnehmende Amplitude aufweist, andere Leistungsprofile wie beispielsweise ein Leistungsprofil mit einer „flachen Spitze" oder einer „Glockenform" verwendet werden können.
8A–8F (allgemein 8) zeigen die Ausbildung von speziell maßgeschneiderten Arbeitslaserimpulsen 52, die als ein oder mehrere der Laserimpulse 52d, in einem oder mehreren Sätzen 50d₁ bis 50d₃ (allgemein Sätze 50d) implementiert werden können. Unter Bezugnahme auf 6 und 8 zeigt 8A einen speziell maßgeschneiderten Anregungsstromimpuls 206, der von der Anregungselektronik 208 abgegeben wird, und 8B zeigt, dass ein Injektionslaserausgangsimpuls 210, der von dem Injektionslaser 202 ausgeht, das Profil des Anregungsstromimpulses 206 repliziert als Ergebnis der schnellen Antwortfähigkeit des Injektionslasers 202. Der Injektionslaserausgangsimpuls 210 wird an den Laserleistungsverstärker 204 abgegeben, der in einem ungesättigten Zustand arbeitet, um den Injektionslaserausgangsimpuls 210 zu verstärken und einen Arbeitslaserimpuls 52d₁ abzugeben, ohne eine wesentliche Verzerrung des maßgeschneiderten Laserimpulsleistungsprofils einzuführen, wie in 8A gezeigt. Der Arbeitslaserimpuls 52d₁ ist vergleichsweise flach nach dem Eintreten der Leistungsspitze und vor der Abfallflanke des zeitlichen Laserimpulsleistungsprofils. Fachleute auf dem Gebiet werden anerkennen, dass das Profil des Anregungsstromimpulses 206 leicht zu irgendeinem bevorzugten Profil programmiert werden kann. Fachleute auf dem Gebiet werden auch anerkennen, dass das Verstärkungserfordernis des Verstärkers 204 von der von dem Injektionslaser 202 erhältlichen Laserimpulsleistung und der Leistung des Arbeitslaserimpulses 52d₁ abhängt.
Unter erneuter Bezugnahme auf 8C liefert das speziell maßgeschneiderte Laserimpulsleistungsprofil des Laserimpulses 52d₁ eine signifikante Spitze 62, die zu Beginn des Laserimpulses auftritt. Die Spitzenleistung der Spitze ist Pmax und die Durchschnittsleistung des Laserimpulses ist Pmin. Die Amplitude der Spitze ist definiert als Pmax – Pmin. Die Weite der Spitze, Δts, ist als die Gesamtdauer an dem mittleren Leistungspunkt, Ps, zwischen Pmax und Pmin. Die Spitzenleistung der Spitze Pmax liegt bevorzugterweise etwa 10 % bis etwa 50 % über der Durchschnittsleistung des Laserimpulses, Pmin. Die Weite der Spitze, Δts, beträgt bevorzugterweise 10 % bis 50 % der Dauer des Laserimpulses. Die Anstiegszeit der Spitze ist typischerweise kürzer als etwa 5 ns und bevorzugterweise kürzer als etwa 2 ns. Das bevorzugte Timing der Leistungsspitze erfolgt innerhalb eines Intervalls, das von der Anstiegsflanke des Laserimpulsleistungsprofils auf 70 % der Dauer des Laserimpulsleistungsprofils gemessen wird. Aus Gründen der Bequemlichkeit wird der Begriff „Spitze" in der restlichen Anmeldung verwendet, um eine signifikante, transiente Erhöhung der Laserleistung anzugeben, unabhängig davon, wann sie während des Laserimpulses auftritt. Ein, mehrere oder alle Impulse 52 in einem Satz 50d können ein speziell maßgeschneidertes Laserimpulsprofil aufweisen.
8D–8F zeigen Diagramme der Leistung über die Zeit von beispielhaften Sätzen 50d mit wenigstens einem Laserimpuls 52d, mit dem in 8C gezeigten speziell maßgeschneiderten Laserimpulsleistungsprofil zum Abtrennen einer Verbindung 22 innerhalb eines typischen Positionierungssystemintervalls. Insbesondere stellt 8D beispielhafte, im Wesentlichen identische Sätze 50d₁ dar, die jeweils zwei oder mehrere im Wesentlichen identische speziell maßgeschneiderte Impulse 52d₁ verwenden, um eine Verbindung 22 innerhalb des Zeitintervalls abzutrennen, innerhalb dessen sich das Positionierungssystem 380 im Bereich der Verbindung 22 während der fliegenden Bearbeitung befindet.
8E stellt alternative beispielhafte, im Wesentlichen identische Sätze 50d₂ dar, die jeweils zwei oder mehr spezifisch maßgeschneiderte Impulse 52d₁ und 52d₂ verwenden, um eine Verbindung 22 innerhalb des Zeitintervalls abzutrennen, für das sich das Positionierungssystem 380 in dem Bereich der Verbindung 22 während des fliegenden Bearbeitens befindet. Die speziell maßgeschneiderten Impulse 52d₂ weisen ein Laserimpulsleistungsprofil auf, das dem von 52d₁ entspricht, weist aber eine proportional geringere Intensität über den Großteil des Profils auf.
8F zeigt alternative beispielhafte, im Wesentlichen identische Sätze 50d₃ , die zwei oder mehr speziell maßgeschneiderte Impulse 52d₁ und 52d₃ verwenden, um eine Verbindung 22 innerhalb des Zeitintervalls abzutrennen, für das sich das Positionierungssystem 380 in dem Bereich der Verbindung 22 während des fliegenden Bearbeitens befindet. Die speziell maßgeschneiderten Impulse 52d₁ werden von einem oder mehreren Impulsen 52d₃ gefolgt, die ein Laserimpulsleistungsprofil mit im Wesentlichen keiner Spitze aufweisen. Unter Bezugnahme auf 8C–8F werden die Fachleute erkennen, dass die Sätze 50d₁ bis 50d₃ nicht identisch sein müssen, nicht die entsprechende gleiche Anzahl von Impulsen aufweisen müssen und keine Impulse mit den gleichen entsprechenden Leistungsprofilen aufweisen müssen.
9A zeigt eine weitere Ausführungsform, die ein Leistungsprofil mit einer Spitze 64 verwendet, die nicht zu Beginn, sondern während der Mitte des Laserimpulses 52e₁ auftritt. Die Spitze endet zu der Zeit t_e, die vor der Zeit t₁ liegt, wenn die Laserenergie des letzten Impulses im Impulssatz 50e vollständig das Verbindungsmaterial von einer Verbindung 52 mit durchschnittlichen Eigenschaften entfernt.
Unter Bezugnahme auf 9A ist das Leistungsniveau vor und nach der Impulsspitze 64 vergleichsweise flach; das Laserimpulsleistungsprofil kann jedoch ein sich änderndes Leistungsniveau vor und nach der Impulsspitze 64 aufweisen. Ein Maßschneidern des Laserimpulsleistungsprofils auf diese An und Weise stellt eine Spitze in der Mitte des Impuls mit einer ausreichenden Laserspitzenleistung und Energie bereit, um die zufriedenstellende Entfernung des Verbindungsmaterials zu erleichtern und, nach vollständiger Entfernung des Verbindungsmaterials, viel weniger Laserimpulsleistung, um zu gewährleisten, dass kein Risiko besteht, das Siliziumsubstrat und die zu der Verbindung benachbarte Struktur zu beschädigen. Im Ergebnis ergibt ein derartiges spezielles Maßschneidern des Laserleistungsprofils ein viel besseres Bearbeitungsergebnis und ein breiteres Bearbeitungsfenster und verringert die Gefahr einer Beschädigung des Siliziumsubstrates und der die Verbindung umgebenden Struktur. Ein, einige oder alle Impulse 52 in einem Satz 50 können ein derartiges speziell maßgeschneidertes Laserimpulsprofil aufweisen.
9B–9C zeigen Diagramme der Leistung über die Zeit von beispielhaften Sätzen 50e₁ und 50e₂ (allgemein Sätze 50e), die wenigstens einen Laserimpuls 50e₁ mit dem speziell maßgeschneiderten Laserimpulsprofil umfassen, das in 9A gezeigt ist, zum Abtrennen einer Verbindung 22 innerhalb eines typischen Positionierungssystemintervalls.
Insbesondere stellt 9B beispielhafte, im Wesentlichen identische Sätze 50e₁ dar, die jeweils zwei oder mehr im Wesentlichen identische spezifisch maßgeschneiderte Impulse 52e verwenden, um eine Verbindung 22 innerhalb des Zeitintervalls abzutrennen, während dessen sich das Positionierungssystem 380 im Bereich der Verbindung 22 während der fliegenden Bearbeitung befindet.
9C stellt alternative beispielhafte im Wesentlichen identische Sätze 50e₂ dar, die jeweils zwei oder mehr spezifisch maßgeschneiderte Impulse 52e₁ und 52e₂ verwenden, um eine Verbindung 22 innerhalb des Zeitintervalls abzutrennen, während dessen sich das Positionierungssystem 380 im Bereich der Verbindung 22 während des fliegenden Bearbeitens befindet. Spezifisch maßgeschneiderte Impulse 52e₂ weisen ein Laserimpulsleistungsprofil auf, das zu dem von 52d₁ korrespondiert. 9D stellt alternative beispielhafte im Wesentlichen identische Sätze 50e₃ dar, die jeweils zwei oder mehr spezifisch maßgeschneiderte Impulse 52e₁ und 52e₂ in der zu der in 9C dargestellten umgekehrten Reihenfolge verwenden.
10A bzw. 10B zeigen ein Anregungsstromprofil 214 und das replizierte Laserimpulsleistungsprofil des Laserimpuls 52f das gemäß einer unterschiedlichen Implementierung einer weiteren Ausführungsform hergestellt ist. Das Anregungsstromprofil 214 besteht aus einem Impuls mit drei zeitversetzten Stromspitzen 218, 220 und 222 mit sich verringernden Werten über die Zeit bei t_a, t_b bzw. t_c. Die Stromspitzen 218, 220 und 222 produzieren für das Laserimpulsleistungsprofil 216 entsprechende Leistungsspitzen 224, 226 und 228. Die Leistungsspitze 224 tritt bei der Anstiegsflanke des Laserimpulsleistungsprofils 216 auf und die nachfolgenden Leistungsspitzen 226 und 228 treten während des Laserimpulses 52f auf, aber bevor das Zielverbindungsmaterial vollständig durch den letzten Impuls 52f in einem Satz 50f entfernt ist. Die Leistungsspitzen 224, 226 und 228 bilden zusammen eine zusammengesetzte Leistungsspitze in der Form einer oszillierenden Welle mit einer Leistungsänderung von über etwa 10 % der Durchschnittsleistung des Laserausgangsimpulses. Der Anregungsstrom kann beispielsweise eine oszillierende Welle umfassen, um das Fortschreiten von einer oder allen derartiger Spitzen zu erleichtern. Beispielsweise können Zyklendauern von etwa einem halben bis drei Zyklen zu dem Injektionslaser innerhalb der Dauer des Laserimpulsleistungsprofils weitergereicht werden. Die Periode des Oszillationszyklusses beträgt bevorzugterweise zwischen etwa 5 ns und etwa 1 ns oder kürzer. Einer, mehrere oder alle Impulse 52f in einem Satz 50f können ein derartiges spezifisch maßgeschneidertes Laserimpulsprofil aufweisen.
10C bis 10D zeigen Diagramme der Leistung über die Zeit von beispielhaften Sätzen 50f, die Laserimpulse 52f mit dem in 10B gezeigten spezifisch maßgeschneiderten Laserimpulsleistungsprofil zum Abtrennen von Verbindungen innerhalb eines typischen Positionierungssystemintervalls enthalten. Insbesondere stellt 10C beispielhaft im Wesentlichen identische Sätze 50f₁ dar, die jeweils zwei oder mehr im Wesentlichen identische spezifisch maßgeschneiderte Impulse 52f₁ verwenden, um eine Verbindung 22 innerhalb des Zeitintervalls abzutrennen, innerhalb dessen sich das Positionierungssystem 380 im Bereich der Verbindung 22 während des fliegenden Bearbeitens befindet.
10D stellt alternative beispielhafte im Wesentlichen identische Sätze 50f₂ dar, die jeweils zwei oder mehr spezifisch maßgeschneiderte Impulse 52f₁ und 52f₂ verwenden, um eine Verbindung 22 innerhalb des Zeitintervalls abzutrennen, innerhalb dessen sich das Positionierungssystem 380 im Bereich der Verbindung 22 während der fliegenden Bearbeitung befindet. Spezifisch maßgeschneiderte Impulse 52f₂ weisen ein Laserimpulsleistungsprofil auf, das zu dem von 52d₁ korrespondiert.
Die Impulssätze 50, die in 9D und 10C gezeigt sind, können besonders nützlich sein zum Bearbeiten von stärkeren Verbindungen 22 und/oder Verbundverbindungen 22 wie beispielsweise Verbindungsstapel mit einer Antireflexionsoberflächenschicht aus Titannitrid, einem Aluminiumkörper, und Titannitrid- und Titanparallelschaltungsschichten. Die verzögerten Spitzen wären zum Bearbeiten der Verbindungsbestandteile mit höherem Schmelzpunkt, die das Aluminium umgeben, geeignet. Die spezielle Form der Impulse 52 und insbesondere die Amplitude und Verzögerung bezüglich der Spitze können eingestellt werden, um an die speziellen Materialien und ihre Stärke bei einer jeglichen gegebenen Verbindung 22 angepasst zu sein.
Fachleute werden anerkennen, dass hinsichtlich aller beispielhaften, hierin offenbarten Ausführungsformen sequenzielle Sätze 50 unterschiedliche Spitzenleistung und Energiedichteprofile aufweisen können, insbesondere wenn die Verbindungen 22 und/oder Passivierungsschichten 44 mit unterschiedlichen Merkmalen (unterschiedliche Materialien und/oder unterschiedliche Größen) bearbeitet werden. Fachleute werden auch anerkennen, dass sequenzielle Sätze 50 mit unterschiedlichen Intervallen voneinander erzeugt werden können.
Unter erneuter Bezugnahme auf 6 sendet ein Laser 200 des Lasersystems 300 ein Laserausgangssignal 334 aus Sätzen 50 von Laserimpulsen 52 entlang einem Strahlweg 320 aus, der durch eine Vielzahl von optionalen herkömmlichen optischen Bestandteilen 352 und 354 verbunden ist. Die Bestandteile 352 und 354 können, beispielsweise, einen Strahlaufweiter oder andere laseroptische Bestandteile umfassen, um das Laserausgangssignal 350 zu bün deln, um einen Strahl mit nützlichen Fortpflanzungseigenschaften zu erzeugen. Ein oder mehrere strahlreflektierende Spiegel 358, 360, 362 und 364, die bei der erwünschten Laserwellenlänge hochreflektierend sind, aber bei den nicht-verwendeten Wellenlängen hoch durchlässig sind, werden optional verwendet, so dass nur die erwünschte Laserwellenlänge die Verbindungsstruktur 36 erreichen wird. Eine Fokussierlinse 366 verwendet bevorzugterweise ein Einkomponenten- oder Mehrkomponentenlinsensystem, das ein gebündeltes gepulstes Lasersystemausgangssignal 368 fokussiert, um eine fokussierte Spotgröße 40 (2B) zu erzeugen, die größer ist als die Verbindungsweite 28 und diese dadurch umfasst und bevorzugterweise einen Durchmesser von weniger als 2 μm aufweist, abhängig von der Verbindungsweite 28 und der Laserwellenlänge.
Ein bevorzugtes Positionierungssystem 380 ist im Detail in US-Patent 4,532,407 von Overbeck betreffend Verfahren und Vorrichtung zum Positionieren eines fokussierten Strahles auf einem integrierten Schaltkreis beschrieben. Das Positionierungssystem 380 kann alternativ oder zusätzlich die Verbesserungen oder Strahlpositionsgeber verwenden, die in dem US-Patent 5,751,585 von Cutler et al., dem US-Patent 6,430,465 B2 von Cutler und/oder in der offengelegten US-Patentanmeldung 2002-117481 A1 beschrieben sind, die auf den Inhaber der vorliegenden Anmeldung übertragen wurden. Andere Festkopfsysteme, Schnellpositionierkopfsysteme wie beispielsweise Galvanometer-, piezoelektrisch oder Schwingungsspulengesteuerte Spiegel, oder lineare Motor angetriebene herkömmliche Positionierungssysteme oder jene, die in den Modellserien 5300, 9300 oder 9000 verwendeten, wie sie von Electro Scientific Industries, Inc. (ESI), Portland, Oregon, hergestellt werden, könnten ebenfalls verwendet werden.
Das Positionierungssystem 380 verwendet bevorzugterweise eine Lasersteuerung 382, die wenigstens zwei Plattformen oder Stufen (geschichtet oder getrennt achsenaufgeschaltet) 370 steuert und mit Strahlenreflexionsspiegeln 358, 360, 362 und 364 und anderen optischen Komponenten koordiniert, um das Lasersystemausgangssignal 368 auf eine ausgewählte leitfähige Verbindung 22 auf der IC-Vorrichtung oder dem Arbeitsstück 12 zu richten und zu fokussieren. Das Positionierungssystem 380 erlaubt eine schnelle Bewegung zwischen den Verbindungen 22 auf dem Arbeitsstück 12, um einzigartige fliegende Verbindungsabtrennfunktionen auf der Grundlage von bereitgestellten Test- oder Konstruktionsdaten zu bedingen.
Bevorzugterweise steuern die Positionsdaten den fokussierten Laserspot 38 (2B) über das Arbeitsstück 12 zu der Zielverbindungsstruktur 36 mit einem Satz 50 aus Laserimpulsen 52 des Lasersystemausgangssignals 368, um die Verbindung 22 zu entfernen. Das Lasersystem 300 trennt bevorzugterweise eine jede Verbindung 22 fliegend mit einem einzelnen Satz 50 aus Laserimpulsen 52 ab, ohne das Positionierungssystem 380 über irgendeiner Verbindung 22 anzuhalten, so dass ein hoher Durchsatz aufrechterhalten wird. Da die Sätze 50 weniger als 1.000 ns lang sind, wird ein jeder Satz 50 wie ein einzelner Impuls von dem Positionierungssystem 380 behandelt, abhängig von der Abtastgeschwindigkeit des Positionierungssystems 380. Wenn beispielsweise ein Positionierungssystem 380 eine hohe Geschwindigkeit von etwa 200 mm/s aufweist, dann würde ein typisches Versetzen zwischen zwei konsekutiven Laserspots 38 mit einer Intervallzeit von 1.000 ns zwischen ihnen typischerweise weniger als 0,2 μm und bevorzugterweise weniger als 0,06 μm während eines bevorzugten Zeitintervalls von 300 ns von Satz 50 betragen, so dass sich zwei oder mehr konsekutive Spots 38 im Wesentlichen überlappen würden und ein jeder der Spots 38 die Verbindungsweite 28 vollständig abdecken würde. Zusätzlich zur Steuerung der Wiederholungsfrequenz beträgt die zeitliche Versetzung zwischen dem Beginn der Impulse 52 innerhalb eines Satzes 50 typischerweise weniger als 1.000 ns und bevorzugterweise zwischen etwa 5 ns und 500 ns.
Die Lasersteuerung 382 wird mit Anweisungen hinsichtlich der geeigneten Bearbeitung der ausgewählten Verbindungen bereitgestellt. Die Lasersteuerung 382 kann durch Steuerzeitendaten beeinflusst sein, die das Abfeuern des Lasersystems 300 mit der Bewegung der Plattformen synchronisieren, wie beschrieben in US-Patent 5,453,594 von Konecny betreffend „Radiation Beam Position and Emission Coordination System".
Obwohl die Sätze 50 mit verschiedenen Intervallen zueinander erzeugt werden können, werden die Fachleute anerkennen, dass wegen der Stabilität und anderen Lasererwägungen es bevorzugt ist, den Satz 50 mit einer im Wesentlichen konstanten Wiederholungsfrequenz zu erzeugen, unabhängig davon, ob die Impulse 52 als Arbeitsimpulse verwendet werden, um auf eine Zielverbindung 22 aufzutreffen. Bei derartigen Ausführungsformen weist die Systemsteuerung 382 das Positionierungssystem 380 an, sich zu bewegen und steuert sein Ziel an die Zielstelle, bevor die Systemsteuerung 382 ein „Steuerung AN"-Steuersignal zu einer optionalen Laserimpulssteuervorrichtung 340 sendet. Wenn die Bearbeitung der Verbindung 22 an der Zielstelle abgeschlossen ist, bewegt sich der Abtastkopf weiter zu der nächsten Ziel stelle, während die Systemsteuerung 382 ein „Steuerung AUS"-Steuersignal an die Laserimpulssteuervorrichtung 340 sendet. Der Laser 200 läuft mit der erwünschten Wiederholungsfrequenz weiter, so dass keine thermische Belastungsänderung an irgendeinem der Wellenlängenkonverter auftritt und somit ein thermisch induziertes Oberschwingungsimpulsenergieverschieben beseitigt wird.
Beispielhafte Laserimpulssteuervorrichtungen umfassen elektro-optische (E-O) oder akustooptische (A-O) Hochgeschwindigkeitsvorrichtungen, wie beispielsweise das Modell N 30085-05, hergestellt von NEOS Technologies, Melbourne, FL oder modifizierte Versionen davon. Weitere Details betreffend das Abfeuern einer Laserimpulssteuervorrichtung 340 auf Anforderung hin können in dem US-Patent 6,172,325 von Baird et al. und der US-Patentanmeldung Nr. 10/611,798 von Sun et al. entnommen werden, die hierin durch Bezugnahme aufgenommen werden.
Radiofrequenz (RF)-Belastungssteuertechniken, die in der US-Patentanmeldung 10/611,798 von Sun et al. beschrieben sind, können zusätzlich verwendet werden, um eine nahezu konstante thermische Belastung an einer A-O-Laserimpulssteuervorrichtung 340 bereitzustellen, indem ein RF-Impuls an der A-O-Steuervorrichtung 340 zusammen mit Impulsen 52 der Sätze 50 angelegt werden, wenn das Positionierungssystem 380 an eine Zielstelle gesteuert wird (mit anderen Worten, wenn ein Arbeitslaserbearbeitungsausgangssignal angefordert wird) und indem ein RF-Impuls mit der gleichen RF-Energie aber nicht zusammenfallend mit den Impulsen 52 des Satzes 50 an der A-O-Steuervorrichtung 340 angelegt wird, wenn das Positionierungsssystem 380 auf eine Zwischenstelle gerichtet ist (mit anderen Worten, wenn kein Arbeitslaserbearbeitungsausgangssignal angefordert wird). Fachleute auf dem Gebiet werden anerkennen, dass es mit einer derartigen im Wesentlichen konstanten thermischen Belastung an einer A-O-Steuervorrichtung 340 durch eine A-O-Steuervorrichtung 340 minimale nachteilige Wirkungen auf die Qualität und die Positioniergenauigkeit des Arbeitslaserbearbeitungsausgangssignals gibt.
Mit Blick auf das Vorstehende liefert die Verbindungsbearbeitung mit Sätzen 50 aus Laserimpulsen 52 ein größeres Bearbeitungsfenster und eine überragendere Qualität von abgetrennten Verbindungen als herkömmliche Verbindungsbearbeitung, ohne dafür den Durchsatz zu opfern. Die Vielseitigkeit der Impulse 52 in den Sätzen 50 erlaubt ein besseres Maßschnei dern für spezielle Verbindungscharakteristiken. Da ein jeder Laserimpuls 52 in dem Laserimpulssatz 50 eine geringere Laserenergie aufweist, ist das Risiko geringer, die benachbarte Passivierung und das Siliziumsubstrat 42 zu beschädigen. Zusätzlich zu herkömmlichen verbindungsentfernenden IR-Laserwellenlängen können auch Laserwellenlängen verwendet werden, die kürzer sind als IR, mit dem zusätzlichen Vorteil einer geringeren Laserstrahlspotgröße, obwohl sogar die Absorption der Siliziumscheibe bei den kürzeren Wellenlängen höher ist als bei den herkömmlichen IR-Wellenlängen. Die Bearbeitung von engeren und dichteren Verbindungen wird somit erleichtert. Diese bessere Verbindungsentfernungsauflösung erlaubt, dass die Verbindungen 22 enger zueinander positioniert werden können, was die Schaltkreisdichte erhöht. Obwohl die Verbindungsstrukturen 36 eine übliche Größe aufweisen können, kann die Verbindungsweite 28, beispielsweise, geringer oder gleich etwa 0,5 μm sein.
In ähnlicher Art und Weise kann die Vielseitigkeit des besseren Maßschneiderns des Laserimpulsleistungsprofils eine höhere Flexibilität bei der Aufnahme verschiedener Passivierungscharakteristiken bieten. Unter Bezugnahme auf die 2A bis 2C können die Passivierungsschichten 44 über oder die Passivierungsschichten 46 unter den Verbindungen 22 aus einem Material hergestellt sein, das von den herkömmlichen Materialien verschieden ist, oder kann modifiziert sein, wenn erwünscht ist, dass es eine andere als eine typische Höhe aufweist. Neues Material oder neue Größen können verwendet werden, da die Sätze 50 und die Laserimpulse 52 innerhalb derselben maßgeschneidert werden können und dadurch das Risiko der Beschädigung der darunterliegenden oder benachbarten Passivierungsstruktur verringert wird. Zusätzlich kann, da Wellenlängen verwendet werden können, die viel kürzer als 1,06 μm sind, um kritische Spotgößendurchmesser 40 von weniger als etwa 2 μm herzustellen, die Teilung von Mittelpunkt zu Mittelpunkt 32 zwischen den Verbindungen 22, die mit den Sätzen 50 aus Laserimpulsen 52 bearbeitet werden, wesentlich geringer sein als die Teilung 32 zwischen den Verbindungen 22, die durch herkömmliche einzelne IR-Laserstrahlabtrennimpulse entfernt werden. Die Verbindung 22 kann sich beispielsweise, innerhalb einer Entfernung von 2,0 μm oder weniger von anderen Verbindungen oder benachbarten Schaltkreisstrukturen 34 befinden.
Überliegende Passivierungsschichten 44 können irgendwelche herkömmlichen Passivierungsmaterialien wie beispielsweise Siliziumdioxid (SiO₂), Siliziumoxynitrid (SiON) und Siliziumnitrid (Si₃N₄) umfassen. Die darunterliegende Passivierungsschicht 46 kann das glei che Passivierungsmaterial oder (ein) unterschiedliche Passivierungsmaterial(ien) aufweisen wie die darüberliegende Passivierungsschicht 44. Insbesondere kann die darunterliegende Passivierungsschicht 46 in den Zielstrukturen 36 aus brüchigen Materialien hergestellt sein, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, Materialien, die aus Materialien mit einem niedrigen K hergestellt sind, dielektrische Materialien mit niedrigem K, Oxyd-basierte dielektrische Materialien mit niedrigem K, Orthosilikatgläser (OSGs), Fluorosilikatgläser, Organosilikatgläser, ein Tetraethylorthosilikat-basiertes Oxyd (TEOS-basiertes Oxyd), Methyltriethoxyorthosilikat (MTEOS), Propylenglycolmonomethyletheracetat (PGMEA), Silikatester, Wasserstoffsilsesquioxan (HSQ), Methylsilsesquioxan (MSQ), Polyarylenether, Benzocyclobuten (BCB), SiCOH oder SiCOH-abgeleiteter Film (wie beispielsweise „Black Diamond", vertrieben von Applied Materials, Inc.), oder ein aufgeschleudertes dielektrisches Polymer mit niedrigem K (wie beispielsweise „SiLK", vertrieben von Dow Chemical Company). Die darunterliegenden Passivierungsschichten 46, die aus einem dieser Materialien hergestellt sind, neigen eher dazu zu brechen, wenn ihre anvisierten Verbindungen 22 durch herkömmliche einzelne Laserimpulsverbindungsentfernungsmaßnahmen weggeblasen oder abladiert werden. Fachleute werden anerkennen, dass SiO₂, SiON, Si₃N₄, Materialien mit niedrigem K, dielektrische Materialien mit niedrigem K, Oxyd-basierte dielektrische Materialien mit niedrigem K, OSGs, Fluorsilikatgläser, Organosilikatgläser, HSQ, MSQ, BCB, SiLK^TM und Black Diamond^TM tatsächliche Schichtmaterialien sind, und TEOS, MTEOS und Polyarylenether Halbleiterkondensatvorläufermaterialien sind.
11 zeigt die Zustände der Passivierungsschichten, nachdem die Verbindung 22 durch einen Satz 50 aus Laserimpulsen 52 entfernt worden ist. Die Passivierungsschicht 44, die auf einer oberen Oberfläche 70 der Verbindung 22 aufliegt, weist eine Öffnung 72a auf, die sich vergleichsweise geringfügig über die Weite 28 der Verbindung 22 hinaus erstreckt, z. B. über die Stärke der darüberliegenden Passivierungsschicht 44. Das Material der Zwischenpassivierungsschicht 48, die benachbart zur seitlichen Oberfläche 52 der Verbindung 22 angeordnet ist, die Passivierungsschicht 46, die unter einer Bodenoberfläche 74 der Verbindung 22 liegt, und das Substrat 42 werden in vernachlässigbarer Weise beeinflusst, wie durch eine engere und gleichförmigere Kraterwand 78 gezeigt und eine funktionsmäßige Beschädigung wird nie riskiert. Somit tritt ein weit geringerer als der übliche Schaden auf, der sich in die Passivierungsstruktur erstreckt, und das typische Brechen in der Passivierungsstruktur ist verringert, wenn nicht vollständig beseitigt. Dieser im Wesentlichen risikofreie Verbindungsbearbei tungsansatz ist besonders nützlich zum Bearbeiten von Verbindungen 22, insbesondere dicken Verbindungen oder Schichtverbindungen 22 über empfindlichen Materialien mit niedrigem K oder anderen Materialien, beispielsweise bei UV-Wellenlängen.
Es wird für die Fachleute offensichtlich sein, dass viele Änderungen an den Details der oben beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von den zugrunde liegenden Prinzipien der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Der Umfang der vorliegenden Erfindung sollte deshalb nur durch die nachfolgenden Ansprüche bestimmt werden.
Zusammenfassung
In einem Hauptoszillatorleistungsverstärker wird ein Treiber (208) eines Diodenlasers (202) speziell gesteuert, um einen Satz aus zwei oder mehr Injektionslaserimpulsen zu erzeugen, die in einen Leistungsverstärker (204) injiziert werden, der in einem ungesättigten Zustand betrieben wird, um einen Satz (50) aus Laserimpulsen (52) zu erzeugen, die das zeitliche Leistungsprofil der Injektionslaserimpulse replizieren, um eine leitfähige Verbindung (22) und/oder ihre darüberliegende Passivierungsschicht (44) in einem Speicher- oder anderen IC-Chip zu entfernen. Ein jeder Satz (50) umfasst wenigstens einen spezifisch maßgeschneiderten Impuls (52) und/oder zwei oder mehr Impulse (50) mit unterschiedlichen zeitlichen Leistungsprofilen. Die Dauer des Satzes (50) ist kurz genug, um von herkömmlichen Positionierungssystemen (380) als ein einzelner „Impuls" behandelt zu werden, um eine fliegende Verbindungsentfernung durchzuführen, ohne anzuhalten.

Claims

Verfahren zum Steuern des Verstärkerausgangssignals eines Laserwellenleiterverstärkers mit Sättigungsleistungskennlinien bei einem zuvor bestimmten Anregungsniveau, wobei die Sättigungsleistungskennlinien eine Größe eines Injektionslaserausgangssignals beschränken, das in den Laserwellenleiterverstärker ohne verzerrende Profilkorrelationen zwischen dem Injektionslaserausgangssignal und dem Verstärkerausgangssignal eingekoppelt werden kann, umfassend: Bereitstellen von Strahlenpositionierungsdaten an einem Strahlenpositionsgeber, die eine ohne mehrere Stellen von ausgewählten elektrisch leitfähigen redundanten Speicher- oder integrierten Schaltkreisverbindungen mit verbundenen Verbindungsstrukturen darstellen, wobei eine jede Verbindung eine Verbindungsbreite aufweist und zwischen einem verbundenen Paar aus elektrisch leitfähigen Kontakten in einem Schaltkreis angeordnet ist, der entweder auf einem Substrat oder einer optional darunterliegenden Passivierungsschicht angeordnet ist, die zwischen der elektrisch leitfähigen Verbindung und dem Substrat angeordnet ist, wobei das Substrat und eine jegliche optionale darunterliegende Passivierungsschicht, wie sie mit den Verbindungsstrukturen verbunden ist, durch entsprechende Laserschadensschwellen gekennzeichnet ist, und der Strahlenpositionsgeber in Reaktion auf die Strahlenpositionierungsdaten dem Substrat eine Relativbewegung zu einer Laserspotposition verleiht; optisches Anregen des Wellenleiterlaserverstärkers mit dem zuvor bestimmten Anregungsniveau, um die Verstärkung zu steuern, die dem Injektionslaserausgangssignal verliehen wird, das in den Laserwellenleiterverstärker injiziert wird; Bereitstellen eines Satzes aus wenigstens einem ersten und einem zweiten Anregungsstromimpuls mit einem entsprechenden ersten und zweiten Anregunsstromprofil an einem Injektionslaser, um einen Injektionslasersatz aus wenigstens einem entsprechenden ersten und zweiten Injektionslaserimpuls zu erzeugen mit einem entsprechenden ersten und zweiten Injektionslaserausgangssignalprofil, das mit den entsprechenden Anregungsstromprofilen korreliert, wobei das zweite Anregungsstromprofil eine Charakteristik aufweist, die verschieden ist von einer entsprechenden Charakteristik des ersten Anregungsstromprofils; Einkoppeln des ersten Injektionslaserimpulses in den Laserwellenleiterverstärker, um einen ersten Verstärkungsausgangsimpuls bereitzustellen mit einem ersten Verstärkerausgangssignalprofil, das mit dem ersten Anregungsstromprofil korreliert, wobei das erste Anregungsstromprofil zur Erzeugung des ersten Injektionslaserimpulses mit Leistungskennlinien führt, die geringer sind als die Sättigungsleistungskennlinien des Laserwellenleiterverstärkers, so dass der Laserwellenleiterverstärker in Reaktion auf das Einkoppeln des zweiten Injektionslaserimpulses in den Laserwellenleiterverstärker wenigstens einen zweiten Verstärkerausgangsimpuls mit einem zweiten Verstärkerausgangssignalprofil bereitstellt, das mit dem zweiten Anregungsstromprofil des zweiten Anregungsstromimpulses korreliert; optisches Umwandeln eines jeden der Laserverstärkerausgangsimpulse in einen Lasersystemausgangssatz aus Lasersystemausgangsimpulsen, die durch entsprechende Laserspots gekennzeichnet sind, die eine Spotgröße und Energiemerkmale an der Laserspotstelle aufweisen, wobei die Spotgrößen größer sind als die Verbindungsweite und die Energiemerkmale geringer sind als die entsprechenden Laserschadensschwellen von einer jeglichen darunterliegenden Passivierungsschicht und dem Substrat; und Koordinieren der Lasersystemsausgangsimpulserzeugung und der durch den Strahlenpositionsgeber verliehenen Relativbewegung, so dass die Relativbewegung im Wesentlichen kontinuierlich ist, während die Lasersystemausgangsimpulse in dem Lasersystemausgangssatz sequenziell die ausgewählten Verbindungsstrukturen treffen, so dass der Spot eines jeden Laserausgangsimpulses in dem Lasersystemausgangssatz die Verbindungsweite umfasst und der Lasersystemausgangssatz die elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem mit ihr verbunden Paar aus elektrisch leitfähigen Kontakten mit einem verringertem Risiko durchtrennt, eine jegliche darunterliegende Passivierungsschicht und das Substrat funktionsmäßig zu beschädigen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei wenigstens einer der Laserausgangsimpulse gekennzeichnet ist durch ein zeitliches Laserimpulsleistungsprofil mit einer Anstiegsflanke und einer Abfallflanke, einer Durchschnittsleistung und einer Impulsdauer, und gekennzeichnet ist durch eine Leistungsspitze, wobei die Leistungsspitze eine Spitzendauer aufweist, die wesentlich geringer ist als die Pulsdauer, eine Maximalleistung, die größer ist als die Durchschnittsleistung des Laserausgangsimpulses, und eine Eintrittszeit zwischen der Anstiegsflanke und der Abfallflanke und wobei die Maximalleistung, Spitzendauer und Eintrittszeit der Leistungsspitze zusammen wirken, um für den Laserausgangsimpuls ein speziell maßgeschneidertes Laserimpulsleistungsprofil zu erzeugen, das dazu beiträgt, die ausgewählte Verbindungsstruktur ohne funktionsmäßige Beschädigung des Substrats oder des benachbarten Passivierungsstrukturmaterials zu durchtrennen.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Leistungsspitze mit der Anstiegsflanke des zeitlichen Laserimpulsleistungsprofils zusammenfällt und einen Spitzenleistungswert aufweist, der mehr als etwa 10 % über der Durchschnittsleistung des Laserausgangsimpulses liegt.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Leistungsspitze eine Anstiegszeit aufweist und die Anstiegszeit geringer als etwa 5 ns ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Anstiegszeit kürzer als etwa 2 ns ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Spitzendauer zwischen etwa 1 ns und etwa 50 % der Impulsdauer des zeitlichen Laserimpulsleistungsprofils beträgt.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das zeitliche Laserimpulsleistungsprofil nach dem Eintritt der Leistungsspitze maßgeschneidert ist, um sich im Wesentlichen linear über die Zeit vor der Abfallflanke zu verringern.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Gesamtleistungsabnahme nach dem Eintreten der Leistungsspitze mehr als etwa 10 % der Durchschnittsleistung des Laserausgangsimpulses beträgt.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das zeitliche Laserimpulsleistungsprofil nach dem Eintreten der Leistungsspitze vor der Abfallflanke des zeitlichen Laserimpulsleistungsprofils vergleichsweise flach ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das zeitliche Laserimpulsleistungsprofil eine erste Leistungsspitze enthält, die mit der Vorderflanke einer zusätzlichen Leistungsspitze zusammenfällt, die nach der ersten Leistungsspitze auftritt.
Verfahren nach Anspruch 10 wobei die zusätzliche Leistungsspitze einen Leistungswert aufweist, der mehr als 5 % der Durchschnittsleistung beträgt und eine Spitzendauer von zwischen etwa 1 ns und etwa 30 % der Impulsdauer des zeitlichen Laserimpulsleistungsprofils aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Leistungsspitze in einer Form einer oszillierenden Welle vorliegt mit einer Leistungsänderung von über etwa 10 % der Durchschnittsleistung des Laserausgangsimpulses.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die oszillierende Welle von einem halben bis drei Oszillationszyklen innerhalb der Impulsdauer des zeitlichen Laserimpulsleistungsprofils dauert und die Periode des Oszillationszyklus zwischen etwa 1 ns und etwa 15 ns beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Leistungsspitze zu einer Zeit innerhalb eines Intervalls eintritt, das von der Anstiegsflanke bis 70 % der Impulsdauer des zeitlichen Laserimpulsleistungsprofils gemessen ist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das zeitliche Laserimpulsleistungsprofil vor und nach der Leistungsspitze vergleichsweise flach ist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das zeitliche Laserimpulsleistungsprofil vor und nach der Leistungsspitze nicht flach ist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Leistungsspitze einen Spitzenleistungswert aufweist, der über 10 % der durchschnittlichen Leistung des Laserausgangsimpulses beträgt und eine Spitzendauer aufweist, die zwischen 1 ns und 50 % des zeitlichen Laserimpulsleistungsprofils beträgt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das benachbarte Passivierungsstrukturmaterial und/oder die darunterliegende Passivierungsschicht aus einem oder mehreren der folgenden Materialien ausgebildet ist: SiO₂, Si₃N₄, SiON, ein Material mit niedrigem K, ein dielektrisches Material mit niedrigem K, ein Oxyd-basiertes dielektrisches Material mit niedrigem K, ein Orthosilikatglas, ein Fluorosilikatglas, ein Organosilikatglas, ein Tetraethylorthosilikatbasiertes Oxyd, Methyltriethoxyorthosilikat, Propylenglycolmonomethyletheracetat, ein Silikatester, Wasserstoffsilsesquioxane, Methylsilsesquioxane, ein Polyarylenether, Benzocyclobuten, SiCOH oder SiCOH-abgeleiteter Film, oder aufgeschleudertes dielektrisches Polymer mit niedrigem K.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die ausgewählte elektrisch leitfähige Verbindungsstruktur Aluminium, Chromid, Kupfer, Polysilizium, Disilicid, Gold, Nickel, Nickelchromid, Platin, Polycid, Tantalnitrid, Titan, Titannitrid, Wolfram oder Wolframsilicid umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein jeder Laserausgangsimpuls eine Laserenergie zwischen etwa 0,001 Mikrojoule und etwa 10 Mikrojoule aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das benachbarte Passivierungsstrukturmaterial und/oder die darunterliegende Passivierungsschicht aus einem oder mehreren der folgenden Materialien hergestellt ist: SiO₂, Si₃N₄, SiON, ein Material mit niedrigem K, ein dielektrisches Material mit niedrigem K, ein Oxyd-basiertes dielektrisches Material mit niedrigem K, ein Orthosilikatglas, ein Fluorosilikatglas, ein Organosilikatglas, ein Tetraethylorthosilikatbasiertes Oxyd, Methyltriethoxyorthosilikat, Propylenglycolmonomethyletheracetat, ein Silikatester, Wasserstoffsilsesquioxan, Methylsilsesquioxan, ein Polyarylenether, Benzocyclobuten, SiCOH oder SiCOH-abgeleiteter Film, oder ein aufgeschleudertes dielektrisches Polymer mit niedrigem K.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei wenigstens zwei Laserausgangsimpulse zum Entfernen von Zielmaterial, das mit Stellen von entsprechenden ausgewählten elektrisch leitfähigen Verbindungsstrukturen ausgerichtet ist, mit einer Wiederholungsfrequenz von mehr als etwa 10 kHz erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Laserimpulsgatter entlang einem Strahlungsweg von dem Wellenleiterlaserverstärker zu der Laserspotstelle auf dem Substrat angeordnet ist, wobei das Laserimpulsgatter in Reaktion auf Steuerbefehle einen Ausgangssignalübertragungszustand bereitstellt, der erlaubt, dass Ausgangssignalsätze von Laserausgangsimpulsen zu der Laserspotstelle fortschreiten, und einen Ausgangssignalblockierungszustand bereitstellt, der überwiegend verhindert, dass Ausgangssignalsätze von Laserausgangsimpulsen zu der Laserspotstelle fortschreiten, weiter umfassend: Erzeugen der Anregungssätze von Anregungsimpulsen mit einer im Wesentlichen konstanten Wiederholungsfrequenz, wobei wechselseitig benachbarte Anregungssätze voneinander getrennt sind durch im Allgemeinen gleichförmige Anregungsintervalle, so dass Verstärkersätze von Laserverstärkungsausgangsimpulsen mit einer im Wesentlichen konstanten Verstärkerausgangssignalwiederholungsfrequenz erzeugt werden, bei denen wechselseitig benachbarte Verstärkersätze voneinander durch im Allgemeinen gleichförmige Verstärkerausgangssignalintervalle getrennt sind; und selektives Steuern der Verstärkersätze, um einen Ausgangssignalübertragungszustand bereitzustellen, um die Übertragung eines Ausgangssignalsatzes zu der Laserspotstelle zu erlauben, wann immer sie eine ausgewählte Verbindungsstruktur adressiert, wobei das Laserimpulsgatter einen vergleichsweise nicht-übertragenden Zustand bereitstellt, der verhindert, dass sich der Ausgangssignalsatz entlang des Strahlenweges fortpflanzt, wann immer die Laserspotstelle nicht eine ausgewählte Verbindungsstruktur adressiert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Lasersystemausgangsimpulse eine Wellenlänge von oder innerhalb einer der folgenden Wellenlängen oder Wellenlängenbereiche aufweist: 1,54 μm, 1,3 μm, 1,1–1,06 μm, 1,05 μm, 1,047 μm, 1,03–0,75 μm, 0,65 μm, 0,53 μm, 0,5 μm, 0,43 μm, 0,35 μm, oder 0,27 μm.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei die Verbindung eine Stärke von mehr als 1 μm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verbindung eine Stärke von mehr als 1 μm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Lasersystemausgangsimpulse eine Wellenlänge umfassen und bei dem das benachbarte Passivierungsstrukturmaterial, die darunterliegende Passivierungsschicht und/oder das Substrat für die Wellenlänge im Wesentlichen absorbierend ist.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei die Wellenlänge ein UV-Wellenlänge umfasst.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei die Verbindung eine Stärke von mehr als 1 μm aufweist.
Verfahren zum Steuern eines Verstärkerausgangssignals eines Laserwellenleiterverstärkers mit Sättigungsleistungskennlinien bei einem zuvor bestimmten Anregungsniveau, wobei die Sättigungsleistungskennlinien eine Größe eines Injektionslaserausgangssignals beschränken, das in den Laserwellenleiterverstärker eingekoppelt werden kann, ohne Profilkorrelationen zwischen dem Injektionslaserausgangssignal und dem Verstärkerausgangssignal zu verzerren, umfassend: Bereitstellen von Strahlenpositionierungsdaten an einem Strahlenpositionsgeber, die eine oder mehrere Stellen von ausgewählten elektrisch leitfähigen redundanten Speicher- oder integrierten Schaltkreisverbindungen mit verbundenen Verbindungsstrukturen darstellen, wobei eine jede Verbindung eine Verbindungsweite aufweist und zwischen einem verbundenen Paar aus elektrisch leitfähigen Kontakten in einem Schaltkreis angeordnet ist, der entweder auf einem Substrat oder einer optional darunterliegenden Passivierungsschicht ausgebildet ist, die zwischen der elektrisch leitfähigen Verbindung und dem Substrat angeordnet ist, wobei das Substrat und eine jegliche optionale darunterliegende Passivierungsschicht, wie sie mit den Verbindungsstrukturen verbunden ist, durch entsprechende Laserschadenschwellen gekennzeichnet ist, und der Strahlenpositionsgeber in Reaktion auf die Strahlenpositionierungsdaten dem Substrat eine Relativbewegung zu einer Laserspotstelle verleiht; optisches Anregen des Wellenleiterlaserverstärkers mit einem zuvor bestimmten Anregungsniveau, um die Verstärkung zu steuern, die dem Injektionslaserausgangssignal verliehen wird, das in den Laserwellenleiterverstärker injiziert wird; Bereitstellen eines Satzes aus wenigstens einem ersten und einem zweiten Anregungsstromimpuls mit einem entsprechenden ersten und zweiten Anregungsstromprofil an einem Injektionslaser, um einen Injektionslasersatz aus wenigstens einem entsprechenden ersten und zweiten Injektionslaserimpuls zu erzeugen mit einem entsprechenden ersten und zweiten Injektionslaserausgangssignalprofil, das mit den entsprechenden Anregungsstromprofilen korreliert, wobei wenigstens entweder das erste oder das zweite Anregungsstromprofil eine Anstiegsflanke und eine Abfallflanke, eine Durchschnittsleistung und eine Impulsdauer aufweist und durch eine Leistungsspitze gekennzeichnet ist, wobei die Leistungsspitze eine Spitzendauer, die wesentlich kürzer ist als die Pulsdauer, eine Maximalleistung, die größer ist als eine Durchschnittsleistung des Laserausgangsimpulses, und eine Eintrittszeit zwischen der Anstiegs- und Abfallflanke aufweist, um ein speziell maßgeschneidertes Anregungsstromprofil zu erzeugen; Einkoppeln des ersten Laserinjektionsimpulses in den Laserwellenleiterverstärker, um einen ersten Verstärkerausgangsimpuls bereitzustellen mit einem ersten Verstärkerausgangsprofil, das mit dem ersten Anregungsstromprofil korreliert, wobei das erste Anregungsstromprofil zur Erzeugung des ersten Injektionslaserimpulses führt mit Leistungskennlinien, die geringer sind als die Sättigungsleistungskennlinien des Laserwellenleiterverstärkers, so dass der Laserwellenleiterverstärker in Reaktion auf das Einkoppeln des zweiten Injektionslaserimpulses in den Laserwellenleiterverstärker wenigstens einen zweiten Verstärkerausgangsimpuls bereitstellt mit einem zweiten Verstärkerausgangssignalprofil, der mit dem zweiten Anregungsstromprofil des zweiten Anregungsstromimpulses korreliert; optisches Umwandeln eines jeden der Laserverstärkerausgangsimpulse in einen Lasersystemausgangssignalsatz aus Lasersystemausgangsimpulsen, dadurch gekennzeichnet, dass entsprechende Laserspots Spotgrößen und Energiemerkmale an der Laserspotstelle aufweisen, wobei die Spotgrößen größer sind als die Verbindungsweite und die Energiemerkmale geringer sind als die entsprechenden Laserschadensschwellen von einer jeglichen darunterliegenden Passivierungsschicht und dem Substrat, wodurch die speziell maßgeschneiderte Anregungsstromwellenform dazu führt, dass einer der Laserausgangsimpulse eine korrelierte Maximalleistung, Spitzendauer und Eintrittszeit einer Leistungsspitze aufweist, die zusammenwirken, um ein speziell maßgeschneidertes Laserimpulsleistungsprofil zu erzeugen, das dazu beiträgt, die ausgewählte Verbindungsstruktur ohne funktionsmäßige Beschädigung des Substrates oder benachbarten Passivierungsstrukturmaterials abzutrennen; und Koordinieren der Lasersystemausgangsimpulserzeugung und der Relativbewegung, die durch den Strahlenpositionsgeber verliehen wird, so dass die Relativbewegung im Wesentlichen kontinuierlich ist, während die Lasersystemausgangsimpulse in dem Lasersystemausgangssignalsatz sequentiell die ausgewählte Verbindungsstruktur treffen, so dass der Spot eines jeden Laserausgangsimpulses in dem Lasersystemausgangssignalsatz die Verbindungsweite umfasst und der Lasersystemausgangssignalsatz die elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem mit ihr verbundenen Paar aus elektrisch leitfähigen Kontakten mit einem verringerten Risiko abtrennt, eine funktionsmäßige Beschädigung an irgendeiner darunterliegenden Passivierungsschicht und dem Substrat zu bedingen.
Verfahren nach Anspruch 30, wobei die Leistungsspitze mit der Anstiegsflanke des zeitlichen Laserimpulsleistungsprofils zusammenfällt und einen Spitzenleistungswert aufweist, der mehr als etwa 10 % über der Durchschnittsleistung des Laserausgangsimpulses liegt.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei die Leistungsspitze eine Anstiegszeit aufweist und bei der die Anstiegszeit kürzer als etwa 5 ns ist.
Verfahren nach Anspruch 32, wobei die Anstiegszeit kürzer als etwa 2 ns ist.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei die Spitzendauer zwischen etwa 1 ns und etwa 50 % der Impulsdauer des zeitlichen Laserimpulsleistungsprofils beträgt.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei das zeitliche Laserimpulsleistungsprofil nach dem Eintreten der Leistungsspitze maßgeschneidert ist, um sich im Wesentlichen linear über die Zeit vor der Abfallflanke zu verringern.
Verfahren nach Anspruch 35, wobei die Gesamtleistungsverringerung nach dem Eintreten der Leistungsspitze mehr als etwa 10 % der Durchschnittsleistung des Laserausgangsimpulses beträt.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei das zeitliche Laserimpulsleistungsprofil nach dem Eintreten der Leistungsspitze vor der Abfallflanke des zeitlichen Laserimpulsleistungsprofils vergleichsweise flach ist.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei das zeitliche Laserimpulsleistungsprofil eine zusätzliche Leistungsspitze enthält, die nach der Leistungsspitze eintritt, deren Auftreten mit der Vorderflanke zusammenfällt.
Verfahren nach Anspruch 38, wobei die zusätzliche Leistungsspitze einen Leistungswert, der mehr als 5 % der Durchschnittsleistung beträgt, und eine Spitzendauer zwischen etwa 1 ns und etwa 30 % der Impulsdauer des zeitlichen Laserimpulsleistungsprofils aufweist.
Verfahren nach Anspruch 30, wobei die Leistungsspitze in einer Form einer oszillierenden Welle mit einer Leistungsänderung von über etwa 10 % der Durchschnittsleistung des Laserausgangsimpulses vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 40, wobei die oszillierende Welle von einem halben bis zu drei Oszillationszyklen innerhalb der Impulsdauer des zeitlichen Laserimpulsleistungsprofils dauert und die Periode des Oszillationszyklus zwischen etwa 1 ns und etwa 15 ns beträgt.
Verfahren nach Anspruch 30, wobei die Leistungsspitze zu einer Zeit innerhalb eines Intervalls auftritt, das von der Anstiegsflanke bis 70 % der Impulsdauer des zeitlichen Laserimpulsleistungsprofils gemessen ist.
Verfahren nach Anspruch 42, wobei das zeitliche Laserimpulsleistungsprofil vor und nach der Leistungsspitze vergleichsweise flach ist.
Verfahren nach Anspruch 42, wobei das zeitliche Laserimpulsleistungsprofil vor und nach der Leistungsspitze nicht flach ist.
Verfahren nach Anspruch 42, wobei die Leistungsspitze einen Spitzenleistungswert aufweist, der 10 % über der Durchschnittsleistung des Laserausgangsimpulses liegt und eine Leistungsdauer aufweist, die zwischen 1 ns und 50 % des zeitlichen Laserimpulsleistungsprofils beträgt.
Verfahren nach Anspruch 30, wobei das benachbarte Passivierungsstrukturmaterial und/oder die darunterliegende Passivierungsschicht aus einem oder mehreren der folgenden Materialien hergestellt ist: SiO₂, Si₃N₄, SiON, ein Material mit niedrigem K, ein dielektrisches Material mit niedrigem K, ein Oxid-basiertes dielektrisches Material mit niedrigem K, ein Orthosilikatglas, ein Fluorosilikatglas, ein Organosilikatglas, ein Tetraethylorthosilikatbasiertes Oxid, Methyltriethoxyorthosilikat, Propylenglycolmonomethyletheracetat, ein Silikatester, Wasserstoffsilsesquioxan, Methylsilsesquioxan, ein Polyarylenether, Benzocyclobuten, SiCOH oder SiCOH-abgeleiteter Film, oder ein aufgeschleudertes dielektrisches Material mit niedrigem K.
Verfahren nach Anspruch 30, wobei die ausgewählte elektrisch leitfähige Verbindungsstruktur Aluminium, Chromid, Kupfer, Polysilizium, Disilicid, Gold, Nickel, Nickelchromid, Platin, Polycid, Tantalnitrid, Titan, Titannitrid, Wolfram oder Wolframsilicid umfasst.
Verfahren nach Anspruch 30, wobei ein jeder Laserausgangsimpuls eine Laserenergie zwischen etwa 0,001 Mikrojoule und etwa 10 Mikrojoules aufweist.
Verfahren nach Anspruch 30, wobei wenigstens zwei Laserausgangsimpulse erzeugt werden, um Zielmaterial mit einer Wiederholungsfrequenz von mehr als etwa 10 kHz an Orten mit entsprechend ausgewählten elektrisch leitfähigen Verbindungsstrukturen zu entfernen.
Verfahren nach Anspruch 30, wobei ein Laserimpulsgatter entlang einem Strahlenweg von dem Wellenleiterlaserverstärker zu der Laserspotstelle auf dem Substrat angeordnet ist, wobei das Laserimpulsgatter in Reaktion auf Steuerbefehle einen Ausgangssignalübertragungszustand bereitstellt, der erlaubt, dass Ausgangssignalsätze von Laserausgangsimpulsen zu der Laserspotstelle fortschreiten, und einen Ausgangssignalblockierungszustand bereitstellt, der überwiegend verhindert, dass Ausgangssignalsätze von Laserausgangsimpulsen zu der Laserspotstelle fortschreiten, weiter umfassend: Erzeugen der Anregungssätze aus Anregungsimpulsen mit einer im Wesentlichen konstanten Wiederholungsfrequenz, wobei wechselseitige benachbarte Anregungssätze voneinander durch im Allgemeinen gleichförmige Anregungsintervalle getrennt sind, so dass die Verstärkersätze aus Laserverstärkerausgangsimpulsen mit im Wesentlichen konstanter Verstärkerausgangssignalwiederholungsfrequenz erzeugt werden, bei der benachbarte Verstärkersätze voneinander durch im Allgemeinen gleichförmige Verstärkerausgangssignalintervalle getrennt sind; und selektives Steuern der Verstärkersätze, um einen Ausgangssignalübertragungszustand bereitzustellen, um eine Übertragung eines Ausgangssignalsatzes zu der Laserspotstelle zu erlauben, wann immer er eine ausgewählte Verbindungsstruktur adressiert, wobei das Laserimpulsgatter einen vergleichsweise nicht-übertragenden Zustand bereitstellt, der verhindert, dass der Ausgangssignalsatz entlang dem Strahlenweg fortschreitet, wann immer die Laserspotstelle nicht eine ausgewählte Verbindungsstruktur adressiert.
Verfahren nach Anspruch 30, wobei die Lasersystemausgangsimpulse eine Wellenlänge von oder innerhalb einer der folgenden Wellenlängen oder Wellenlängenbereiche auf weisen: 1,54 μm, 1,3 μm, 1,1–1,06 μm, 1,05 μm, 1,047 μm, 1,03–0,75 μm, 0,65 μm, 0,53 μm, 0,5 μm, 0,43 μm, 0,35 μm, oder 0,27 μm.
Verfahren nach Anspruch 51, wobei die Verbindung eine Stärke von mehr als 1 μm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 30, wobei die Verbindung eine Stärke von mehr als 1 μm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 30, wobei die Lasersystemausgangsimpulse eine Wellenlänge umfassen und wobei das benachbarte Passivierungsstrukturmaterial, die darunterliegende Passivierungsschicht und/oder für die Wellenlänge signifikant absorbierend ist.
Verfahren nach Anspruch 54, wobei die Wellenlänge eine UV-Wellenlänge umfasst.
Verfahren nach Anspruch 55, wobei die Verbindung eine Stärke von mehr als 1 μm aufweist.