DE112005001418T5

DE112005001418T5 - Halbleiterstruktur-Bearbeitung unter Verwendung von mehreren Laserstrahlpunkten

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Publication number: DE112005001418T5
Application number: DE112005001418T
Authority: DE
Inventors: Kelly J. Portland Burland; Ho Wai Portland Lo; Brian W. Baird; Frank G. Dundee Evans; Richard S. Portland Harris; Yunlong Beaverton Sun; Stephen N. Rockwall Swaringen
Original assignee: Electro Scientific Industries Inc
Current assignee: Electro Scientific Industries Inc
Priority date: 2004-06-18
Filing date: 2005-06-16
Publication date: 2008-02-21
Also published as: KR20070036747A; GB2429843A; GB0623283D0; JP5294629B2; JP2008503877A; WO2006009818A3; KR101257029B1; GB2429843B; WO2006009818A2

Abstract

Verfahren zum selektiven Bestrahlen von Strukturen auf oder innerhalb eines Halbleitersubstrats (740) unter Verwendung von mehreren Laserstrahlen, wobei die Strukturen in einer Vielzahl von im Wesentlichen parallelen Reihen angeordnet sind, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstrecken, wobei das Verfahren umfasst:
Ausbreiten eines ersten Laserstrahls entlang eines ersten Ausbreitungsweges mit einer ersten Achse, der auf eine erste Stelle auf oder innerhalb des Halbleitersubstrats (740) zu einer gegebenen Zeit einfällt, wobei die erste Stelle entweder auf einer Struktur in einer ersten Reihe von Strukturen oder zwischen zwei benachbarten Strukturen in der ersten Reihe liegt;
Ausbreiten eines zweiten Laserstrahls entlang eines zweiten Ausbreitungsweges mit einer zweiten Achse, der auf eine zweite Stelle auf oder innerhalb des Halbleitersubstrats (740) zu der gegebenen Zeit einfällt, wobei die zweite Stelle entweder auf einer Struktur in einer zweiten Reihe von Strukturen oder zwischen zwei benachbarten Strukturen in der zweiten Reihe liegt, wobei die zweite...

Description

Verwandte Anmeldungen
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität zur vorläufigen Patentanmeldung Nr. 60/580 917 der Vereinigten Statten mit dem Titel "Multiple-Beam Semiconductor Link Processing", eingereicht am 18. Juni 2004, sowie zu den folgenden Patentanmeldungen der Vereinigten Staaten, eingereicht am 4. Februar 2005: Anmeldung Nr. 11/051 265 mit dem Titel "Semiconductor Structure Processing Using Multiple Laterally Spaced Laser Beam Spots with On-Axis Offset"; Anmeldung Nr. 11/051 262 mit dem Titel "Semiconductor Structure Processing Using Multiple Laterally Spaced Laser Beam Spots Delivering Multiple Blows"; Anmeldung Nr. 11/052 014 mit dem Titel "Semiconductor Structure Processing Using Multiple Laterally Spaced Laser Beam Spots with Joint Velocity Profiling"; Anmeldung Nr. 11/051 500 mit dem Titel "Semiconductor Structure Processing Using Multiple Laser Beam Spots Spaced On-Axis Delivered Simultaneously"; Anmeldung Nr. 11/052 000 mit dem Titel "Semiconductor Structure Processing Using Multiple Laser Beam Spots Spaced On-Axis to Increase Single-Blow Throughput"; Anmeldung Nr. 11/051 263 mit dem Titel "Semiconductor Structure Processing Using Multiple Laser Beam Sports Spaced On-Axis an Non-Adjacent Structures"; Anmeldung Nr. 11/051 958 mit dem Titel "Semiconductor Structure Processing Using Multiple Laser Beam Spots Spaced On-Axis with Cross-Axis Offset"; und Anmeldung Nr. 11/051 261 mit dem Titel "Semiconductor Structure Processing Using Multiple Laser Beam Spots Overlapping Lengthwise an a Structure". Alle der vorangehenden Anmeldungen werden durch den Hinweis in ihrer Gesamtheit hierin aufgenommen.
Technisches Gebiet
Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen die Herstellung von integrierten Halbleiterschaltungen und insbesondere die Verwendung von Laserstrahlen, um Strukturen auf oder innerhalb einer integrierten Halbleiterschaltung zu bearbeiten.
Hintergrund
Während ihres Herstellungsprozesses erleiden ICs (integrierte Schaltungen) häufig aus verschiedenen Gründen Defekte. Aus diesem Grund werden IC-Bauelemente gewöhnlich so ausgelegt, dass sie. redundante Schaltungselemente enthalten, wie z.B. Ersatzzeilen und -spalten von Speicherzellen in Halbleiterspeicherbauelementen, z.B. einem DRAM (dynamischer Direktzugriffsspeicher), einem SRAM (statischer Direktzugriffsspeicher) oder einem eingebetteten Speicher. Solche Bauelemente sind auch so ausgelegt, dass sie spezielle durch Laser trennbare Verbindungen zwischen elektrischen Kontakten der redundanten Schaltungselemente umfassen. Solche Verbindungen können entfernt werden, beispielsweise um eine fehlerhafte Speicherzelle abzutrennen und gegen eine redundante Ersatzzelle auszutauschen. Ähnliche Verfahren werden auch verwendet, um Verbindungen zu durchtrennen, um Logikprodukte wie z.B. Universalschaltkreise oder ASICs (anwendungsspezifische integrierte Schaltungen) zu programmieren oder zu konfigurieren. Nachdem eine IC hergestellt wurde, werden ihre Schaltungselemente auf Defekte getestet und die Stellen von Defekten können in einer Datenbank aufgezeichnet werden. In Kombination mit Positionsinformationen hinsichtlich der Anordnung der IC und der Stelle ihrer Schaltungselemente kann ein Verbindungsbearbeitungssystem auf Laserbasis verwendet werden, um ausgewählte Verbindungen zu entfernen, um die IC brauchbar zu machen.
Durch Laser zertrennbare Verbindungen sind typischerweise etwa 0,5-1 Mikrometer (μm) dick, etwa 0,5-1 μm breit und etwa 8 μm in der Länge. Ein Schaltungselement in einer IC und folglich Verbindungen zwischen diesen Elementen sind typischerweise in einer regelmäßigen geometrischen Anordnung wie z.B. in regelmäßigen Reihen angeordnet. In einer typischen Reihe von Verbindungen ist der Abstand von Mitte zu Mitte zwischen benachbarten Verbindungen etwa 2-3 μm. Diese Abmessungen sind repräsentativ und nehmen ab, wenn technologische Fortschritte die Herstellung von Werkstücken mit kleineren Strukturen und die Erzeugung von Laserbearbeitungssystemen mit größerer Genauigkeit und kleineren fokussierten Laserstrahlpunkten ermöglichen. Obwohl die am stärksten vorherrschenden Verbindungsmaterialien Polysilizium und ähnliche Zusammensetzungen waren, haben Speicherhersteller in jüngerer Zeit eine Vielfalt von stärker leitenden metallischen Verbindungsmaterialien übernommen, die umfassen können, jedoch nicht begrenzt sind auf Aluminium, Kupfer, Gold, Nickel, Titan, Wolfram, Platin sowie andere Metalle, Metalllegierungen, Metallnitride wie z.B. Titan- oder Tantalnitrid, Metallsilizide wie z.B. Wolframsilizid oder andere metallartige Materialien.
Herkömmliche Halbleiterverbindungs-Bearbeitungssysteme auf Laserbasis fokussieren einen einzelnen Impuls einer Laserausgangsleistung mit einer Impulsbreite von etwa 4 bis 30 Nanosekunden (ns) auf jede Verbindung. Der Laserstrahl fällt auf die IC mit einer Spurfläche oder Punktgröße ein, die groß genug ist, um eine und nur eine Verbindung auf einmal zu entfernen. Wenn ein Laserimpuls auf eine Polysilizium- oder Metallverbindung einfällt, die über einem Siliziumsubstrat und zwischen Komponentenschichten eines Passivierungsschichtstapels angeordnet ist, der eine darüberliegende Passivierungsschicht, die typischerweise 2000-10000 Angström (Å) dick ist, und eine darunterliegende Passivierungsschicht umfasst, absorbiert das Siliziumsubstrat eine relativ kleine proportionale Menge von Infrarot-(IR) Strahlung und die Passivierungsschichten (Siliziumdioxid oder Siliziumnitrid) sind für die IR-Strahlung relativ durchlässig. Infrarot-(IR) Laserwellenlängen (z.B. 0,522 μm, 1,047 μm, 1,064 μm, 1,321 μm und 1,34 μm) wurden für mehr als 20 Jahre verwendet, um Schaltungsverbindungen zu entfernen.
Derzeitige Halbleiterverbindungs-Bearbeitungssysteme verwenden einen einzelnen Laserimpuls, der zu einem kleinen Punkt fokussiert wird, für die Verbindungsentfernung. Gruppen von zu entfernenden Verbindungen sind typischerweise auf dem Wafer in einer geraden Reihe angeordnet, von welcher eine erläuternde in 1 gezeigt ist. Die Reihe muss nicht vollkommen gerade sein, obwohl sie typischerweise ziemlich gerade ist. Die Verbindungen werden vom System in einem Verbindungsdurchlauf 120 bearbeitet, der auch als Durchlauf im Fluge ("OTF") bezeichnet wird. Während eines Verbindungsdurchlaufs wird der Laserstrahl gepulst, während eine Tischpositionierungseinrichtung die Reihe von Verbindungen über die fokussierte Laserpunktstelle führt. Der Tisch bewegt sich typischerweise entlang einer einzelnen Achse auf einmal und stoppt nicht in jeder Verbindungsposition. Folglich ist der Verbindungsdurchlauf ein Bearbeitungsdurchgang eine Reihe von Verbindungen in einer allgemeinen Längsrichtung (horizontal über die Seite, wie gezeigt) hinab. Überdies muss die Längsrichtung des Verbindungsdurchlaufs 120 nicht exakt zur Längsrichtung der einzelnen Verbindungen, die die Reihe bilden, senkrecht sein, obwohl dies typischerweise ungefähr gilt. Auf ausgewählte Verbindungen im Verbindungsdurchlauf 120 trifft ein Laserstrahl auf, dessen Ausbreitungsweg entlang einer Achse liegt. Die Position, in der diese Achse das Werkstück schneidet, bewegt sich kontinuierlich entlang des Verbindungsdurchlaufs 120 vorwärts, während der Laser gepulst wird, um selektiv Verbindungen zu entfernen. Der Laser wird ausgelöst, um einen Impuls zu emittieren und eine Verbindung zu durchtrennen, wenn der Wafer und optische Komponenten eine relative Position derart aufweisen, dass die Impulsenergie auf die Verbindung auftrifft. Einige der Verbindungen werden nicht bestrahlt und als unbearbeitete Verbindungen 140 belassen, während andere zu durchtrennten Verbindungen 150 werden.
2 stellt ein typisches Verbindungsbearbeitungssystem dar, das die Punktposition durch Bewegen eines Wafers 240 in einer XY-Ebene unterhalb eines stationären Optiktischs 210 einstellt. Der Optiktisch 210 trägt einen Laser 220, einen Spiegel 225, eine Fokussierlinse 230 und möglicherweise eine andere optische Hardware. Der Wafer 240 wird darunter in der XY-Ebene bewegt, indem er an einer Aufspannvorrichtung 250 angeordnet ist, die von einem Bewegungstisch 260 getragen wird.
3 stellt die Bearbeitung des Wafers 240 dar. Ein herkömmlicher sequentieller Verbindungsdurchbrennprozess erfordert das Abtasten des XY-Bewegungstischs 260 über den Wafer 240 einmal für jeden Verbindungsdurchlauf. Wiederholtes Abtasten hin und her über den Wafer 240 führt zu einer vollständigen Waferbearbeitung. Eine Maschine tastet typischerweise hin und her ab, wobei alle X-Achsen-Verbindungsdurchläufe 270 (mit durchgezogenen Linien gezeigt) bearbeitet werden, bevor die Y-Achsen-Verbindungsdurchläufe 280 (in gestrichelten Linien gezeigt) bearbeitet werden. Dieses Beispiel ist nur erläuternd. Andere Konfigurationen von Verbindungsdurchläufen und Bearbeitungsmodalitäten sind möglich. Es ist beispielsweise möglich, Verbindungen durch Bewegen des Wafers, einer Optikschiene oder durch Strahlablenkung zu bearbeiten. Außerdem können Verbindungsgruppen und Verbindungsdurchläufe nicht grade Reihen sein und können nicht mit einer kontinuierlichen Bewegung bearbeitet werden.
Für dieses Beispiel sind die primären Systemparameter, die sich auf die Zeit, die für die Ausführung von Verbindungsdurchläufen aufgewendet wird, und folglich den Durchsatz auswirken, die Laserimpulswiederholungsfrequenz (PRF) und die Bewegungstischparameter, wie z.B. Tischbeschleunigung, Bandbreite, Einschwingzeit und die befohlene Tischbahn. Die befohlene Tischbahn besteht aus Beschleunigungs- und Verlangsamungssegmenten, einer Bearbeitung von Verbindungsgruppen mit konstanter Geschwindigkeit und einer "Lückenprofilierung" oder Beschleunigung über großen Lücken zwischen zu bearbeitenden Verbindungen in einem Verbindungsdurchlauf. Die meisten Verbesserungen am Systemdurchsatz gegenüber den vergangenen paar Jahren haben sich hauptsächlich auf die Verbesserung der Tisch- und Laserparameter konzentriert. Verbesserungen in diesen Bereichen fahren fort; praktische Begrenzungen, die mit diesen Parametern verbunden sind, machen dies jedoch zu einer schwierigen Weise zum Erreichen von großen Durchsatzgewinnen.
Das Erhöhen der Spitzentischbeschleunigung schafft beispielsweise nur eine begrenzte Durchsatzverbesserung. Derzeitige Bewegungstische sind in der Lage, einen Wafer mit einer Ganzfeldbewegung von mehr als 300 mm (Millimeter) mit Beschleunigungen von 1 bis 2 G zu bewegen, während eine Positionsgenauigkeit in der Größenordnung von 100 nm (Nanometern) aufrechterhalten wird. Das Erhöhen der Tischbeschleunigung führt zusätzliche Schwingungen ein und erzeugt Wärme, was beides die Systemgenauigkeit verringern kann. Das signifikante Erhöhen der Tischbeschleunigung und Bandbrite, ohne die Positionsgenauigkeit zu vermindern oder die Systemspurfläche zu vergrößern, ist eine herausfordernde und kostspielige Konstruktionsanstrengung und die Vorteile dieser Anstrengung wären nur mäßig.
Das Erhöhen der Laser-PRF und daher der Verbindungsdurchlaufgeschwindigkeit ist aus einer Anzahl von Gründen auch unerwünscht. Erstens bestehen unvorteilhafte Änderungen in den Laserimpulsen, die sich aus der Erhöhung der PRF ergeben. Für einen gegebenen Laserhohlraum nimmt die Laserimpulsbreite zu, wenn die Periode zwischen Impulsen abnimmt. Dies kann die Bearbeitungseffizienz an einigen Verbindungsstrukturen senken. Höhere Laser-PRFs sind auch mit einer geringeren Energiestabilität verbunden, was auch die Bearbeitungseffizienz senkt. Höhere Laser-PRFs können auch zu einer niedrigeren Impulsleistung führen, obwohl dies gewöhnlich kein Problem ist, wenn Verbindungen bearbeitet werden, die eine kleine Punktgröße verwenden.
Höhere Laser-PRFs sind auch unerwünscht, wenn sie auf Halbleiterprodukte angewendet werden, die einen großen Verbindungsabstand aufweisen. Die Kombination von hoher PRF und großem Verbindungsabstand erfordert, dass eine sehr hohe Tischgeschwindigkeit für die Bearbeitung von Verbindungen verwendet wird. Eine hohe Tischgeschwindigkeit erfordert mehr Tischbeschleunigung und -verlangsamung und verringert die Gelegenheit, Lücken von unbearbeiteten Verbindungen in einem Durchlauf zu nutzen. Diese Effekte vermindern einige der Durchsatzverbesserungen durch die höhere Verbindungsdurchlaufgeschwindigkeit. Eine hohe Tischgeschwindigkeit erfordert auch eine engere Zeitsteuerungstoleranz, wenn die Erzeugung von Laserimpulsen ausgelöst wird, um die Genauigkeit aufrechtzuerhalten. Die Bearbeitung bei hohen Tischgeschwindigkeiten kann auch nicht möglich sein, wenn diese Geschwindigkeiten eine gewisse Systemspezifikation übersteigen, wie z.B. die maximale Tisch- oder Positionsrückkopplungssensor-Geschwindigkeit.
Eine fortgesetzte Schrumpfung der Strukturgrößen an Halbleiterwafern führt zu einer erhöhten Anzahl von Verbindungen und Verbindungsdurchläufen, um diese Wafer zu bearbeiten, wobei die Waferbearbeitungszeit weiter verlängert wird, während zukünftige Systemdurchsatzverbesserungen mit signifikantem Betrag durch Verbesserungen der Tischbeschleunigungsleistung oder Laser-PRF unwahrscheinlich auftreten.
Zusammenfassung
Gemäß einem Ausführungsbeispiel bestrahlt ein Verfahren selektiv Strukturen (z.B. elektrisch leitende Verbindungen) auf oder innerhalb eines Halbleitersubstrats unter Verwendung von mehreren Laserstrahlen. Die Strukturen sind in einer Vielzahl von im Wesentlichen parallelen Reihen angeordnet, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstrecken. Das Verfahren breitet einen ersten Laserstrahl entlang eines ersten Ausbreitungsweges mit einer ersten Achse, der auf eine erste Stelle auf oder innerhalb des Halbleitersubstrats zu einer gegebenen Zeit einfällt, aus. Die erste Stelle liegt entweder an einer Struktur in einer ersten Reihe von Strukturen oder zwischen zwei benachbarten Strukturen in der ersten Reihe. Das Verfahren breitet auch einen zweiten Laserstrahl entlang eines zweiten Ausbreitungsweges mit einer zweiten Achse, der auf eine zweite Stelle auf oder innerhalb des Halbleitersubstrats zu der gegebenen Zeit einfällt, aus. Die zweite Stelle liegt entweder an einer Struktur in einer zweiten Reihe von Strukturen oder zwischen zwei benachbarten Strukturen in der zweiten Reihe. Die zweite Reihe ist von der ersten Reihe verschieden und die zweite Stelle ist von der ersten Stelle um ein gewisses Ausmaß in der Längsrichtung der Reihen versetzt. Das Verfahren bewegt die ersten und zweiten Laserstrahlachsen im Wesentlichen gemeinsam in der Längsrichtung der Reihen relativ zum Halbleitersubstrat, um selektiv Strukturen in der ersten und der zweiten Reihe mit dem ersten bzw. dem zweiten Laserstrahl zu bestrahlen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel bestrahlt ein System selektiv elektrisch leitende Strukturen auf oder innerhalb eines Halbleitersubstrats unter Verwendung von mehreren Laserstrahlen. Die Strukturen sind in einer Vielzahl von im Wesentlichen parallelen Reihen angeordnet, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstrecken. Das System umfasst eine Laserquelle, einen ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweg, einen zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg und einen Bewegungstisch. Die Laserquelle erzeugt mindestens einen ersten Laserstrahl und einen zweiten Laserstrahl. Der erste Laserstrahl-Ausbreitungsweg besitzt eine erste Achse, die als erster Punkt an einer ersten Stelle auf oder innerhalb des Halbleitersubstrats zu einer gegebenen Zeit einfällt. Die erste Stelle liegt entweder an einer Struktur in einer ersten Reihe von Strukturen oder zwischen zwei benachbarten Strukturen in der ersten Reihe. Der zweite Laserstrahl-Ausbreitungsweg besitzt eine zweite Achse, die an einem zweiten Punkt an einer zweiten Stelle auf oder innerhalb des Halbleitersubstrats zu der gegebenen Zeit einfällt. Die zweite Stelle liegt entweder an einer Struktur in einer zweiten Reihe von Strukturen oder zwischen zwei benachbarten Strukturen in der zweiten Reihe. Die zweite Reihe ist von der ersten Reihe verschieden und die zweite Stelle ist von der ersten Stelle um ein gewisses Ausmaß in der Längsrichtung der Reihen versetzt. Der Bewegungstisch bewegt die ersten und zweiten Laserstrahlachsen im Wesentlichen gemeinsam in der Längsrichtung der Reihen relativ zum Halbleitersubstrat, um selektiv Strukturen in der ersten und der zweiten Reihe mit dem ersten bzw. dem zweiten Laserstrahl zu bestrahlen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel bearbeitet ein Verfahren ein Halbleitersubstrat mit einer Vielzahl von Strukturen (z.B. elektrisch leitenden Verbindungen), die selektiv mit mehreren Laserstrahlen bestrahlt werden sollen. Die Verbindungen sind in einer Vielzahl von im Wesentlichen parallelen Reihen angeordnet, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstrecken. Das Verfahren erzeugt einen ersten Laserstrahl, der sich entlang einer ersten Laserstrahlachse ausbreitet, die eine erste Zielstelle auf oder innerhalb des Halbleitersubstrats schneidet. Das Verfahren erzeugt auch einen zweiten Laserstrahl, der sich entlang einer zweiten Laserstrahlachse ausbreitet, die eine zweite Zielstelle auf oder innerhalb des Halbleitersubstrats schneidet. Die zweite Zielstelle ist von der ersten Zielstelle in einer zur Längsrichtung der Reihen senkrechten Richtung um ein gewisses Ausmaß versetzt, so dass, wenn die erste Zielstelle eine Struktur an einer ersten Reihe von Strukturen ist, die zweite Zielstelle eine Struktur oder zwischen zwei benachbarten Strukturen an einer zweiten Reihe, die von der ersten Reihe verschieden ist, ist. Das Verfahren bewegt das Halbleitersubstrat relativ zur ersten und zur zweiten Laserachse in einer Richtung, die zu den Reihen von Strukturen ungefähr parallel ist, um die erste Zielstelle entlang der ersten Reihe zu passieren, um für ein erstes Mal ausgewählte Strukturen in der ersten Reihe zu bestrahlen, und um gleichzeitig die zweite Zielstelle entlang der zweiten Reihe zu passieren, um für ein zweites Mal Strukturen, die vorher vom ersten Laserstrahl während eines vorherigen Durchgangs der ersten Zielstelle entlang der zweiten Reihe bestrahlt wurden, zu bestrahlen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel bearbeitet ein System ein Halbleitersubstrat mit einer Vielzahl von elektrisch leitenden Strukturen, die selektiv mit mehreren Laserstrahlen bestrahlt werden sollen. Die Strukturen sind in einer Vielzahl von im Wesentlichen parallelen Reihen angeordnet, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstrecken. Das System umfasst eine Laserquelle, einen ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweg, einen zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg und einen Bewegungstisch. Die Laserquelle erzeugt mindestens einen ersten Laserstrahl und einen zweiten Laserstrahl. Der erste Laserstrahl-Ausbreitungsweg verläuft von der Laserquelle zum Halbleitersubstrat und besitzt eine erste Laserstrahlachse, die eine erste Zielstelle auf oder innerhalb des Halbleitersubstrats schneidet. Der zweite Laserstrahl-Ausbreitungsweg verläuft von der Laserquelle zum Halbleitersubstrat und besitzt eine zweite Laserstrahlachse, die eine zweite Zielstelle auf oder innerhalb des Halbleitersubstrats schneidet. Die zweite Zielstelle ist von der ersten Zielstelle in einer zur Längsrichtung der Reihen senkrechten Richtung um ein gewisses Ausmaß versetzt, so dass, wenn die erste Zielstelle eine Struktur an einer ersten Reihe von Strukturen ist, die zweite Zielstelle eine Struktur oder zwischen zwei benachbarten Strukturen an einer zweiten Reihe, die von der ersten Reihe verschieden ist, ist. Der Bewegungstisch bewegt das Halbleitersubstrat relativ zur ersten und zur zweiten Laserachse in einer Richtung, die zu den Reihen von Strukturen ungefähr parallel ist, um die erste Zielstelle entlang der ersten Reihe zu passieren, um für ein erstes Mal ausgewählte Strukturen in der ersten Reihe zu bestrahlen, und um gleichzeitig die zweite Zielstelle entlang der zweiten Reihe zu passieren, um für ein zweites Mal Strukturen zu bestrahlen, die vorher durch den ersten Laserstrahl während eines vorherigen Durchgangs der ersten Zielstelle entlang der zweiten Reihe bestrahlt wurden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren bei der Bearbeitung von Strukturen (z.B. elektrisch leitenden Verbindungen) auf oder innerhalb eines Halbleitersubstrats unter Verwendung einer Reihe von N Laserimpulsen verwendet, um einen Durchsatzvorteil zu erhalten, wobei N ≥ 2 ist. Die Strukturen sind in einer Vielzahl von im Wesentlichen parallelen Reihen angeordnet, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstrecken. Die Reihe von N Laserimpulsen breiten sich entlang N jeweiliger Strahlachsen aus, bis sie auf ausgewählte Strukturen in N jeweiligen unterschiedlichen Reihen einfallen. Das Verfahren bestimmt ein gemeinsames Geschwindigkeitsprofil für die gleichzeitige Bewegung der N Laserstrahlachsen im Wesentlichen gemeinsam in der Längsrichtung relativ zum Halbleitersubstrat, um Strukturen in den N Reihen mit der jeweiligen Reihe von N Laserimpulsen zu bearbeiten, wobei das gemeinsame Geschwindigkeitsprofil derart ist, dass der Durchsatzvorteil erreicht wird, während sichergestellt wird, dass das gemeinsame Geschwindigkeitsprofil brauchbare Geschwindigkeiten für jeden der Reihe von N Laserimpulsen und für jede der jeweiligen N Reihen von Strukturen, die mit der Reihe von N Laserimpulsen bearbeitet werden, darstellt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst ein Halbleitersubstrat eine Vielzahl von Strukturen, die in einer Vielzahl von Reihen angeordnet sind, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstrecken. Eine oder mehrere Eigenschaften der Strukturen können durch Bestrahlung geändert werden. Jede Reihe weist eine oder mehrere Strukturgruppen auf, die durch Lücken getrennt sind. Benachbarte Strukturen in derselben Gruppe sind um ungefähr einen konstanten Abstand voneinander entfernt. Mindestens N solche Reihen, wobei N ≥ 2, sind so zusammengesetzt und angeordnet, dass die N Reihen einen oder mehrere Sätze von ausgerichteten Gruppen oder ungefähr gleich beabstandete Strukturen mit demselben Abstand aufweisen, und sind so angeordnet, dass die Strukturen der ausgerichteten Gruppen in einer beträchtlichen Ausrichtung in der Längsrichtung entlang der N Reihen liegen. Dadurch kann das Halbleitersubstrat durch Bestrahlung mit einem verbesserten Durchsatz unter Verwendung von N Laserstrahlen bearbeitet werden, die sich entlang N jeweiliger Laserstrahl-Ausbreitungswege mit N jeweiligen Ausbreitungsachsen ausbreiten, die das Halbleitersubstrat in N jeweiligen Punkten schneiden. Jeder Punkt fällt gleichzeitig auf eine jeweilige Struktur in den ausgerichteten Gruppen der N Reihen ein, so dass sich die N Laserpunkte entlang der Längsrichtung der N Reihen ungefähr gemeinsam bewegen, wenn die Strukturen der Gruppen selektiv bestrahlt werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel bestrahlt ein Verfahren selektiv Strukturen (z.B. elektrisch leitende Verbindungen) auf oder innerhalb eines Halbleitersubstrats unter Verwendung einer Vielzahl von Laserstrahlen. Die Strukturen sind in einer Reihe angeordnet, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstreckt. Das Verfahren erzeugt einen ersten Laserstrahl, der sich entlang einer ersten Laserstrahlachse ausbreitet, die das Halbleitersubstrat schneidet, und einen zweiten Laserstrahl, der sich entlang einer zweiten Laserstrahlachse ausbreitet, die das Halbleitersubstrat schneidet. Das Verfahren richtet gleichzeitig den ersten und den zweiten Laserstrahl auf verschiedene erste und zweite Strukturen in der Reihe. Das Verfahren bewegt die ersten und zweiten Laserstrahlachsen relativ zum Halbleitersubstrat im Wesentlichen gemeinsam in einer zur Längsrichtung der Reihe im Wesentlichen parallelen Richtung, um selektiv Strukturen in der Reihe mit einem oder mehreren des ersten und des zweiten Laserstrahls gleichzeitig zu bestrahlen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel bestrahlt ein System selektiv Strukturen auf oder innerhalb eines Halbleitersubstrats unter Verwendung einer Vielzahl von Laserstrahlen. Die Strukturen sind in einer Reihe angeordnet, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstreckt. Das System umfasst eine Laserquelle, einen ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweg, einen zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg und einen Bewegungstisch. Die Laserquelle erzeugt mindestens einen ersten Laserstrahl und einen zweiten Laserstrahl. Der erste Laserstrahl breitet sich in Richtung des Halbleitersubstrats entlang des ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweges aus. Der erste Laserstrahl-Ausbreitungsweg weist eine erste Laserstrahlachse auf, die das Halbleitersubstrat an einem ersten Punkt schneidet. Der zweite Laserstrahl breitet sich in Richtung des Halbleitersubstrats entlang eines zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweges aus. Der zweite Laserstrahl-Ausbreitungsweg weist eine zweite Laserstrahlachse auf, die das Halbleitersubstrat an einem zweiten Punkt schneidet. Der erste Punkt und der zweite Punkt treffen gleichzeitig auf verschiedene erste und zweite Strukturen in der Reihe auf. Der Bewegungstisch bewegt die ersten und zweiten Laserstrahlachsen relativ zum Halbleitersubstrat im Wesentlichen gemeinsam in einer zur Längsrichtung der Reihe im Wesentlichen parallelen Richtung, um selektiv Strukturen in der Reihe mit einem oder mehreren des ersten und des zweiten Laserstrahls gleichzeitig zu bestrahlen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel bestrahlt ein Verfahren selektiv Strukturen (z.B. elektrisch leitende Verbindungen) auf oder innerhalb eines Halbleitersubstrats unter Verwendung einer Vielzahl von gepulsten Laserstrahlen. Die Strukturen sind in einer Reihe angeordnet, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstreckt. Das Verfahren erzeugt einen ersten gepulsten Laserstrahl, der sich entlang einer ersten Laserstrahlachse ausbreitet, die das Halbleitersubstrat schneidet, und einen zweiten gepulsten Laserstrahl, der sich entlang einer zweiten Laserstrahlachse ausbreitet, die das Halbleitersubstrat schneidet. Das Verfahren richtet jeweilige erste und zweite Impulse vom ersten und vom zweiten gepulsten Laserstrahl auf verschiedene erste und zweite Strukturen in der Reihe, um die Bestrahlung der Strukturen mit einem einzelnen Laserimpuls pro Struktur zu vollenden. Das Verfahren bewegt die ersten und zweiten Laserstrahlachsen relativ zum Halbleitersubstrat im Wesentlichen gemeinsam in einer zur Längsrichtung der Reihe im Wesentlichen parallelen Richtung, um selektiv Strukturen in der Reihe mit entweder dem ersten oder dem zweiten Laserstrahl zu bestrahlen. Der Bewegungsschritt führt zu einer Geschwindigkeit, die größer ist als die, die auftreten würde, wenn nur ein einzelner Laserstrahl verwendet werden würde, um die Strukturen in der Reihe zu bestrahlen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel bestrahlt ein System selektiv Strukturen auf oder innerhalb eines Halbleitersubstrats unter Verwendung einer Vielzahl von Laserstrahlen. Die Strukturen sind in einer Reihe angeordnet, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstreckt. Das System umfasst eine Laserquelle, einen ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweg, einen zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg und einen Bewegungstisch. Die Laserquelle erzeugt mindestens einen ersten gepulsten Laserstrahl und einen zweiten gepulsten Laserstrahl. Der erste Laserstrahl breitet sich in Richtung des Halbleitersubstrats entlang des ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweges aus. Der erste Laserstrahl-Ausbreitungsweg weist eine erste Laserstrahlachse auf, die das Halbleitersubstrat an einem ersten Punkte schneidet. Der zweite Laserstrahl breitet sich in Richtung des Halbleitersubstrats entlang des zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweges aus. Der zweite Laserstrahl-Ausbreitungsweg weist eine zweite Laserstrahlachse auf, die das Halbleitersubstrat an einem zweiten Punkt schneidet. Der erste Punkt und der zweite Punkt treffen auf unterschiedliche erste und zweite Strukturen in der Reihe auf. Der Bewegungstisch bewegt die ersten und zweiten Laserstrahlachsen relativ zum Halbleitersubstrat im Wesentlichen gemeinsam in einer zur Längsrichtung der Reihe im Wesentlichen parallelen Richtung, um selektiv Strukturen in der Reihe mit entweder dem ersten oder dem zweiten gepulsten Laserstrahl zu bestrahlen, so dass irgendeine Struktur in der Reihe mit nicht mehr als einem Laserstrahlimpuls bestrahlt wird. Der Bewegungstisch durchquert die Länge der Reihe in weniger Zeit als erforderlich wäre, wenn nur ein einzelner Laserstrahl verwendet werden würde, um die Strukturen in der Reihe zu bestrahlen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel bestrahlt ein Verfahren selektiv Strukturen (z.B. elektrisch leitende Verbindungen) auf oder innerhalb eines Halbleitersubstrats unter Verwendung einer Vielzahl von Laserstrahlen. Die Strukturen sind in einer Reihe angeordnet, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstreckt. Das Verfahren erzeugt einen ersten Laserstrahl, der sich entlang einer ersten Laserstrahlachse ausbreitet, die das Halbleitersubstrat schneidet, und einen zweiten Laserstrahl, der sich entlang einer zweiten Laserstrahlachse ausbreitet, die das Halbleitersubstrat schneidet. Das Verfahren richtet den ersten und den zweiten Laserstrahl auf nicht benachbarte erste und zweite Strukturen in der Reihe. Das Verfahren bewegt die ersten und zweiten Laserstrahlachsen relativ zum Halbleitersubstrat entlang der Reihe im Wesentlichen gemeinsam in einer zur Längsrichtung der Reihe im Wesentlichen parallelen Richtung.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel bestrahlt ein System selektiv Strukturen auf oder innerhalb eines Halbleitersubstrats unter Verwendung einer Vielzahl von Laserstrahlen. Die Strukturen sind in einer Reihe angeordnet, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstreckt. Das System umfasst eine Laserquelle, einen ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweg, einen zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg und einen Bewegungstisch. Die Laserquelle erzeugt mindestens einen ersten Laserstrahl und einen zweiten Laserstrahl. Der erste Laserstrahl breitet sich in Richtung des Halbleitersubstrats entlang des ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweges aus. Der erste Laserstrahl-Ausbreitungsweg weist eine erste Laserstrahlachse auf, die das Halbleitersubstrat an einem ersten Punkt schneidet. Der zweite Laserstrahl breitet sich in Richtung des Halbleitersubstrats entlang des zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweges aus. Der zweite Laserstrahl-Ausbreitungsweg weist eine zweite Laserstrahlachse auf, die das Halbleitersubstrat an einem zweiten Punkt schneidet. Der erste Punkt und der zweite Punkt treffen auf nicht-benachbarte erste und zweite Strukturen in der Reihe auf. Der Bewegungstisch bewegt die ersten und zweiten Laserstrahlachsen relativ zum Halbleitersubstrat im Wesentlichen gemeinsam in einer zur Längsrichtung der Reihe im Wesentlichen parallelen Richtung.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel bestrahlt ein Verfahren selektiv Strukturen (z.B. elektrisch leitende Verbindungen) auf oder innerhalb eines Halbleitersubstrats unter Verwendung einer Vielzahl von gepulsten Laserstrahlen. Die Strukturen sind in einer Reihe angeordnet, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstreckt. Das Verfahren erzeugt einen ersten Laserstrahl, der sich entlang einer ersten Laserstrahlachse ausbreitet, die das Halbleitersubstrat schneidet, und einen zweiten Laserstrahl, der sich entlang einer zweiten Laserstrahlachse ausbreitet, die das Halbleitersubstrat schneidet. Das Verfahren richtet den ersten und den zweiten Laserstrahl auf verschiedene erste und zweite Strukturen in der Reihe. Der zweite Punkt ist vom ersten Punkt um ein gewisses Ausmaß in einer zur Längsrichtung der Reihe senkrechten Richtung versetzt. Das Verfahren bewegt die ersten und zweiten Laserstrahlachsen relativ zum Halbleitersubstrat entlang der Reihe im Wesentlichen gemeinsam in einer zur Längsrichtung der Reihe im Wesentlichen parallelen Richtung.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel bestrahlt ein System selektiv Strukturen auf oder innerhalb eines Halbleitersubstrats unter Verwendung einer Vielzahl von Laserstrahlen. Die Strukturen sind in einer Reihe angeordnet, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstreckt. Das System umfasst eine Laserquelle, einen ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweg, einen zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg und einen Bewegungstisch. Die Laserquelle erzeugt mindestens einen ersten Laserstrahl und einen zweiten Laserstrahl. Der erste Laserstrahl breitet sich in Richtung des Halbleitersubstrats entlang des ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweges aus. Der erste Laserstrahl-Ausbreitungsweg weist eine erste Laserstrahlachse auf, die das Halbleitersubstrat in einem ersten Punkt schneidet. Der zweite Laserstrahl breitet sich in Richtung des Halbleitersubstrats in Richtung des Halbleitersubstrats entlang des zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweges aus. Der zweite Laserstrahl-Ausbreitungsweg weist eine zweite Laserstrahlachse auf, die das Halbleitersubstrat in einem zweiten Punkt schneidet. Der erste Punkt und der zweite Punkt treffen auf verschiedene erste und zweite Strukturen in der Reihe auf. Der erste und der zweite Punkt sind um einen gewissen Abstand in einer zur Längsrichtung der Reihe senkrechten Richtung getrennt. Der Bewegungstisch bewegt die ersten und zweiten Laserstrahlachsen relativ zum Halbleitersubstrat im Wesentlichen gemeinsam in einer zur Längsrichtung der Reihe im Wesentlichen parallelen Richtung.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel verwendet ein Verfahren Laserimpulse, um eine ausgewählte Struktur (z.B. elektrisch leitende Verbindung) auf oder innerhalb eines Halbleitersubstrats zu bearbeiten. Die Struktur weist eine Oberfläche, eine Breite und eine Länge auf. Die Laserimpulse breiten sich entlang Achsen aus, die sich entlang eines Abtaststrahlweges relativ zum Substrat bewegen, wenn die Laserimpulse die ausgewählte Struktur bestrahlen. Das Verfahren erzeugt gleichzeitig auf der ausgewählten Struktur erste und zweite Laserstrahlimpulse, die sich entlang jeweiliger erster und zweiter Laserstrahlachsen ausbreiten, die die ausgewählte Struktur an verschiedenen ersten und zweiten Stellen schneiden. Die ersten und zweiten Laserstrahlimpulse treffen auf die Oberfläche der ausgewählten Struktur an jeweiligen ersten und zweiten Strahlpunkten auf. Jeder Strahlpunkt umschließt zumindest die Breite der ausgewählten Struktur. Der erste und der zweite Strahlpunkt sind entlang der Länge der ausgewählten Struktur räumlich voneinander versetzt, um einen überlappenden Bereich, der sowohl vom ersten als auch vom zweiten Strahlpunkt bedeckt ist, und einen Gesamtbereich, der von einem oder beiden des ersten und des zweiten Strahlpunkts bedeckt ist, zu definieren. Der Gesamtbereich ist größer als der erste Strahlpunkt und auch größer als der zweite Strahlpunkt. Das Verfahren legt jeweilige erste und zweite Energiewerte des ersten und des zweiten Laserstrahlimpulses fest, um eine vollständige Tiefenbearbeitung der ausgewählten Struktur über die Breite der Struktur in zumindest einem Teil des Gesamtbereichs zu veranlassen.
Gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst ein System einen gepulsten Laser und einen ersten und einen zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg, die sich vom gepulsten Laser zu verschiedenen ersten und zweiten Stellen auf einem Halbleitersubstrat erstrecken, das eine Struktur enthält, die durch Bestrahlung mit dem gepulsten Laser bearbeitet werden kann. Die Struktur weist eine Oberfläche, eine Breite und eine Länge auf. Während eines Impulses treffen der erste und der zweite Strahlpunkt auf verschiedene erste und zweite Stellen auf der Struktur auf, so dass jeder Strahlpunkt zumindest die Breite der Struktur umschließt. Der erste und der zweite Strahlpunkt sind räumlich entlang der Länge der Struktur voneinander versetzt, um einen überlappenden Bereich, der sowohl vom ersten als auch vom zweiten Strahlpunkt bedeckt ist, und einen Gesamtbereich, der von einem oder beiden des ersten und des zweiten Strahlpunkts bedeckt ist, zu definieren. Der Gesamtbereich ist größer als der erste Strahlpunkt und auch größer als der zweite Strahlpunkt. Die Impulse bestrahlen den ersten und den zweiten Strahlpunkt mit jeweiligen Energien, um eine vollständige Tiefenbearbeitung der ausgewählten Strahlpunkte über die Breite der Struktur in zumindest einem Teil des Gesamtbereichs zu bewirken.
Wie hierin verwendet: bedeutet der Begriff "an" nicht nur direkt an, sondern auf, oberhalb, über oder in irgendeiner Weise teilweise oder vollständig bedeckend; der Begriff "im Wesentlichen" ist ein erweiternder Begriff, der etwa oder ungefähr bedeutet, aber nicht einen hohen Grad an Genauigkeit impliziert; und der Begriff "benachbart" bedeutet neben oder als nächstes in einer Reihe (z.B. ist der Buchstabe "F" benachbart zu "G", aber nicht zu "H" im Alphabet), ohne einen physikalischen Kontakt zu implizieren.
Zusätzliche Einzelheiten hinsichtlich der Konstruktion und Funktionsweise von speziellen Ausführungsbeispielen sind in den folgenden Abschnitten mit Bezug auf die nachstehend aufgelisteten Zeichnungen dargelegt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm einer Reihe oder Gruppe von Verbindungen, die selektiv mit einem Laserpunkt bestrahlt werden, der entlang der Längsrichtung der Gruppe abrastert.
2 ist ein Diagramm eines Verbindungsbearbeitungssystems.
3 ist eine Darstellung von Verbindungsdurchläufen auf einem Halbleiterwafer.
4 ist ein Geschwindigkeitsprofildiagramm eines einzelnen Verbindungsdurchlaufs.
5 ist eine Darstellung von verschiedenen Anordnungen mit zwei Punkten gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
6 ist eine Darstellung von zwei verschiedenen Fällen von zwei Verbindungsreihen in Bezug zueinander.
7 ist eine Darstellung von zwei seitlich beabstandeten Laserpunkten, die die zwei Fälle von 6 bearbeiten, gemäß einem Ausführungsbeispiel.
8 ist eine Darstellung von Beispielen mit zwei Punkten und drei Punkten von Anordnungen von Laserpunkten auf der Achse gemäß zwei Ausführungsbeispielen.
9 ist eine Darstellung einer Anordnung mit zwei Punkten auf der Achse von Laserpunkten zum Bearbeiten einer Reihe in einem Durchgang gemäß einem Ausführungsbeispiel.
10 ist eine Darstellung einer Anordnung von zwei Punkten auf der Achse von Laserpunkten zum Bearbeiten einer Reihe in zwei Durchgängen gemäß einem Ausführungsbeispiel.
11 und 12 sind Darstellungen von zwei seitlich beabstandeten Laserpunkten mit relativer Lenkung in der seitlichen Richtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
13 ist eine Darstellung von zwei Fällen einer Anordnung mit vier Punkten mit Abständen sowohl auf der Achse als auch quer zur Achse gemäß einem Ausführungsbeispiel.
14 ist ein Satz von Diagrammen der Laserimpulsleistung als Funktion der Zeit gemäß einem Ausführungsbeispiel.
15 ist ein Blockdiagramm eines Laserbearbeitungssystems mit mehreren Punkten gemäß einem Ausführungsbeispiel.
16 ist ein Blockdiagramm eines Laserbearbeitungssystems mit zwei Punkten gemäß einem Ausführungsbeispiel.
17-24 sind Diagramme von verschiedenen Implementierungen eines Laserbearbeitungssystems mit zwei Punkten gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
25 ist ein Diagramm eines Systems zum Kombinieren von mehreren Laserstrahlen gemäß einem Ausführungsbeispiel.
26 ist ein Diagramm eines Systems zum Erzeugen von mehreren Laserstrahlen gemäß einem Ausführungsbeispiel.
27 ist ein Diagramm eines Laserbearbeitungssystems mit mehreren Linsen gemäß einem Ausführungsbeispiel.
28 ist ein Diagramm eines Laserbearbeitungssystems mit zwei Punkten mit einer Fehlerkorrekturfähigkeit gemäß einem Ausführungsbeispiel.
29 ist ein Diagramm eines Laserbearbeitungssystems mit zwei Punkten mit unabhängiger Strahllenkung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
30 ist ein Diagramm eines Laserbearbeitungssystems mit zwei Punkten mit Energiekalibrierungsfähigkeit gemäß einem Ausführungsbeispiel.
31 ist ein Diagramm eines Laserbearbeitungssystems mit zwei Punkten mit Positionskalibrierungsfähigkeit gemäß einem Ausführungsbeispiel.
32 ist eine Darstellung eines Kalibrierungsziels und von zwei Laserpunkten gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Ausführliche Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Mit Bezug auf die vorstehend aufgelisteten Zeichnungen beschreibt dieser Abschnitt spezielle Ausführungsbeispiele und ihre ausführliche Konstruktion und Funktionsweise. Die nachstehend offenbarten Prinzipien, Verfahren und Systeme haben allgemeine Anwendbarkeit für die Bearbeitung irgendeiner Struktur auf oder innerhalb eines Halbleitersubstrats unter Verwendung von Laserstrahlung für einen beliebigen Zweck. Obwohl die Beispiele und Ausführungsbeispiele, die folgen, im Zusammenhang beschrieben werden, in dem diese Strukturen durch Laser zertrennbare Verbindungen auf oder innerhalb einer IC (z.B. Speichervorrichtung, Logikbauelement, optische oder optoelektronische Vorrichtung mit LEDs und Mikrowellen- oder HF-Vorrichtungen) sind, können andere Strukturen neben durch Laser zertrennbaren Verbindungen in derselben oder ähnlichen Weise bearbeitet werden und die hierin dargelegten Lehren sind gleichermaßen auf die Laserbearbeitung anderer Arten von Strukturen wie z.B. elektrischer Strukturen, die infolge der Laserstrahlen leitend werden, anderer elektrischer Strukturen, optischer oder elektrooptischer Strukturen und mechanischer oder elektromechanischer Strukturen (z.B. MEMS (mikroelektromechanische Strukturen) oder MOEMS (mikrooptoelektromechanische Strukturen)) anwendbar. Der Zweck der Bestrahlung kann darin bestehen, eine Struktur oder ihr Material zu durchtrennen, spalten, herstellen, erwärmen, ändern, diffundieren, ausheilen oder messen. Laserstrahlung kann beispielsweise eine Zustandsänderung im Material einer Struktur induzieren, die Wanderung von Dotierungsmaterialien verursachen oder die magnetischen Eigenschaften ändern – von denen beliebige verwendet werden könnten, um eine elektrische Schaltung oder andere Strukturen zu verbinden, zu trennen, abzustimmen, zu modifizieren oder reparieren.
Wie ein Fachmann angesichts dieser Offenbarung erkennen wird, sind bestimmte Ausführungsbeispiele in der Lage, gewisse Vorteile gegenüber dem bekannten Stand der Technik zu erreichen, einschließlich einiger oder aller der folgenden: (1) Erhöhen des Durchsatzes, möglicherweise um Multiplikationsfaktoren, z.B. um einen Faktor von 2, 3, 4 usw.; (2) Verringern des für die Verbindungsbearbeitungsanlage erforderlichen Bodenraums in einer Fertigungseinrichtung; (3) Verringern der Zeit, die zwischen dem Abtasten von Ausrichtungszielen und dem Vollenden der Verbindungsbearbeitung abläuft, wodurch (a) weniger Zeit für eine thermische Drift der Komponenten und der Struktur des Halbleiterbearbeitungssystems gelassen wird, was zu einer verbesserten Systemgenauigkeit führt, (b) größere Waferbearbeitungsfelder ermöglicht werden, was zu längeren Verbindungsdurchläufen und einer zusätzlichen Durchsatzverbesserung führt, und (c) eine weniger häufige Neuabtastung von Ausrichtungszielen ermöglicht wird, wenn thermische Verschiebungen erfasst werden oder wenn die seit ihrer vorherigen Abtastung abgelaufene Zeit zu groß wird, wobei folglich der Durchsatz durch Verringern der Anzahl von Operationen, die für eine genaue Verbindungsbearbeitung erforderlich sind, weiter verbessert wird; und (4) Ermöglichen einer vorteilhaften Lockerung von einigen derzeitigen Systemparametern, wie z.B. XY-Tisch-Beschleunigung und Laserimpuls-Wiederholungsfrequenz, während immer noch Wafer mit einer Rate bearbeitet werden, die zu derzeitigen Verbindungsbearbeitungssystemen äquivalent oder schneller als diese ist. Als Beispiel des letzteren Vorteils kann das Verringern der Tischbeschleunigungsanforderungen die in die Systemumgebung freigesetzte Wärmeenergie verringern, was thermische Verschiebungen verringert, die während der Waferbearbeitung auftreten; eine niedrigere Beschleunigung verbessert auch die Genauigkeit durch Verringern der Anregung von Systemresonanzen und -schwingungen, was zu einem gleichmäßigeren, sanfteren, stabileren Systembetrieb führt; Bewegungstische können auch mit niedrigeren Kosten, einer bevorzugten mechanischen Konfiguration, einer größeren Einfachheit und keinem Bedarf für Hilfskühlsysteme ausgewählt werden, wenn eine verringerte Beschleunigung annehmbar ist. Als weiteres Beispiel könnte eine Laserquelle mit einer niedrigeren PRF für die Bearbeitung verwendet werden; Laser mit niedrigerer PRF haben verbesserte Impulseigenschaften wie z.B. eine schnellere Anstiegszeit, verbesserte Impulsstabilität, erhöhte Spitzenimpulsleistung und kürzere Impulsbreite; Laser mit niedrigerer PRF können auch weniger kostspielig sein und können mit kleineren Leistungsversorgungen betreibbar sein, die weniger Wärme erzeugen. Diese und weitere Vorteile von verschiedenen Ausführungsbeispielen sind beim Lesen des Rests dieses Abschnitts ersichtlich.
I. Analyse der Verbindungsdurchlauf-Bearbeitungszeit
Messungen von der Reparatur von typischen DRAM-Wafern zeigen, dass die Zeit zum Ausführen von Verbindungsdurchläufen für die Mehrheit der Waferbearbeitungszeit verantwortlich ist. Ungefähr 85 % der gesamten Bearbeitungszeit kann mit dem Ausführen von Verbindungsdurchläufen verbracht werden und die restlichen 15 % werden mit dem Durchführen von Zusatzaufgaben, wie z.B. Bewegen des Wafers zum Verschieben des Schneidlasers vom Ende eines Verbindungsdurchlaufs zum Beginn des nächsten Durchlaufs, Ausrichtung, Fokussieren und Rechenmehraufwand, verbracht. Da die dominante Komponente der Verbindungsbearbeitungszeit typischerweise mit der Ausführung von Verbindungsdurchläufen verbracht wird, kann sich eine signifikante Verringerung der Waferbearbeitungszeit durch die Verringerung der mit der Ausführung von Verbindungsdurchläufen verbrachten Zeit ergeben.
4 stellt ein Verbindungsdurchlauf-Geschwindigkeitsprofil 410 entsprechend der Bearbeitung eines Verbindungsdurchlaufs 420 dar. Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff "Geschwindigkeitsprofil" die Geschwindigkeit als Funktion der Zeit oder des Abstandes über eine Zeitspanne oder ein Abstandsintervall. Die Verbindungsdurchlaufausführung besteht aus einer Anzahl von verschiedenen Operationen. Während der Bearbeitung eines Rohlings 430 von Verbindungen mit einem dichten Rastermaßabstand (z.B. der Mitten-Mitten-Abstand zwischen benachbarten Verbindungen in derselben Gruppe) verschiebt sich die Laserstrahlachse relativ zum Wafer mit einer fast konstanten Geschwindigkeit 440 vorwärts. Man beachte, dass, obwohl 4 ein Beispiel zeigt, in dem die konstante Geschwindigkeit 440 für jede Verbindungsgruppe 430 im Verbindungsdurchlauf 420 dieselbe ist, es möglich ist, dass verschiedene Verbindungsgruppen 430 verschiedene konstante Geschwindigkeiten aufweisen können, wie z.B. wenn sich der Rastermaßabstand von Gruppe zu Gruppe im gleichen Verbindungsdurchlauf unterscheidet. Wenn sich eine große Lücke 450 zwischen aufeinander folgenden Verbindungen in einem Verbindungsdurchlauf befindet, beschleunigt das System, um die Lücke 450 in weniger Zeit zu überspannen, und verlangsamt sich dann nahe dem Ende der Lücke, um wieder eine nominale Geschwindigkeit zu erreichen. Diese Beschleunigung und Verlangsamung führen zu einem Lückeprofil 460 im Verbindungsgeschwindigkeitsprofil 410. Am Beginn eines Verbindungsdurchlaufs wird das System einer anfänglichen Beschleunigung 470 aus einer Ruheposition, gefolgt von einer Einschwingperiode 480 unterzogen. Am Ende eines Verbindungsdurchlaufs wird das System einer Verlangsamung 490 wieder auf eine Geschwindigkeit von Null unterzogen. Folglich umfassen die typischen Operationen, die das System während der Ausführung eines Verbindungsdurchlaufs durchführt, eine lineare Erhöhung des Tischs auf eine konstante Geschwindigkeit, Einschwingen, Bearbeitung von Verbindungen mit konstanter Geschwindigkeit, Beschleunigung (Lückenprofilierung) über irgendwelche großen Lücken und wieder lineare Verringerung auf eine Geschwindigkeit von Null am Ende des Durchlaufs. 4 stellt den Effekt dieser Operationen auf die Verbindungsdurchlaufgeschwindigkeit auf der Achse dar. Man beachte, dass, obwohl der Verbindungsdurchlauf 420 als gerade Linie durch kollineare Verbindungsgruppen dargestellt ist, es möglich ist, dass die Gruppen von Verbindungen nicht in einer Linie liegen. Der Verbindungsdurchlauf 420 würde dann ebenso seitliche Positionsbefehle enthalten.
Beim Einblick in das System sind Verbesserungen zum Verringern der Verbindungsdurchlauf-Ausführungszeit aus dem folgenden vereinfachten Durchsatzvorhersagemodell ersichtlich. Das Modell nähert die Zeit, die für die Verbindungsdurchlaufausführung erforderlich ist. Das Modell ist für eine absolute Zeitvorhersage nicht genau, da es nicht das ganze Systemverhalten wie z.B. Bewegungsprofilierung vollständig modelliert; die relative Auswirkung von sich ändernden verschiedenen Bearbeitungsparametern ist jedoch korrekt. Gemäß diesem Modell ist die zum Bearbeiten der Verbindungen erforderliche Zeit TLR = NLR(D LR/V LR + TBeschl + TEinschw + TVerlang – T Lückeneinsp) (1)
In Gleichung (1) ist T_LR die gesamte Verbindungsdurchlauf-Ausführungszeit und N_LR ist die Gesamtzahl von Verbindungsdurchlaufen. Die Begriffe in Klammern können in drei Kategorien zusammengefasst werden: (1) Zeit, die zum Überspannen aller Verbindungsdurchläufe in konstanter Geschwindigkeit aufgewendet wird, (2) Zeit, die zum Beschleunigen, Einschwingen und Verlangsamen während Verbindungsdurchlaufen aufgewendet wird, und (3) Zeit, die durch Lückenprofilierung eingespart wird.
Die mittlere Zeit, die bei einem Verbindungsdurchlauf mit konstanter Geschwindigkeit verbracht wird, wird durch D LR , den mittleren Verbindungsdurchlaufabstand, und V LR , die mittlere Verbindungsdurchlaufgeschwindigkeit, beschrieben. Diese Geschwindigkeit ist typischerweise V LR = PVerbindungFLaser , wobei P_Verbindung der Grund-Verbindungsrastermaßabstand ist und F_Laser die Laser-PRF ist.
Eine Umordnung der Terme von Gleichung (1), die die konstante Verbindungsdurchlaufgeschwindigkeit betreffen, zeigt, dass die mit konstanter Geschwindigkeit verbrachte Gesamtzeit TVkonst = NLR D LR/V LR = Dtotal/V LR ist. Dies kann folgendermaßen neu angegeben werden: Die Gesamtzeit, die zum Bearbeiten der Verbindungsdurchläufe mit konstanter Geschwindigkeit erforderlich ist, ist der gesamte Verbindungsdurchlaufabstand D_total, dividiert durch die Verbindungsdurchlaufgeschwindigkeit.
Für das vereinfachte Durchsatzmodell ist die Zeit, die zum Beschleunigen auf die Verbindungsdurchlaufgeschwindigkeit oder zum Verlangsamen von der Verbindungsdurchlaufgeschwindigkeit erforderlich ist, TBeschl = TVerlang = V LR/ATisch , wobei A_Tisch die Tischbeschleunigung ist, und die zusätzliche Zeit, die am Ende der Beschleunigungsphase vor der Bearbeitung von Verbindungen ablaufen muss, ist die Einschwingzeit, die mit T_Einschw angegeben ist. In tatsächlichen Implementierungen werden komplexere Beschleunigungs- und Verlangsamungsprofile, wie z.B. eine Halbsinus- oder trapezförmige Profilierung, verwendet.
Der Endterm in Gleichung (1) T Lückeneinsp ist ein Maß der mittleren Zeit, die bei einem Verbindungsdurchlauf durch Lückenprofilierung eingespart wird. Eine Lückenprofilierungsoperation beinhaltet eine Beschleunigung, Verlangsamung und Einschwingung, um zwischen zwei Verbindungen in weniger Zeit zu laufen als mit konstanter Geschwindigkeit erforderlich wäre. Dieser Betrag dieses Terms hängt von der Menge und vom Abstand von großen Lücken zwischen Verbindungen, von den Beschleunigungsfähigkeiten des Tischs, von der Einschwingzeit und von der Verbindungsdurchlaufgeschwindigkeit ab. Größere Zeiteinsparungen ergeben sich an Produkten, die viele große Lücken in Verbindungsdurchläufen und einen kleinen Verbindungsabstand, daher eine niedrigere Verbindungsdurchlaufgeschwindigkeit, aufweisen.
Die relative Größe der drei Terme gibt einen weiteren Einblick in die Bedeutung von verschiedenen Systemänderungen. Die mit der Beschleunigung und Verlangsamung am Beginn und am Ende von Verbindungsdurchläufen verbrachte Zeit ist ungefähr 1,5 % der bei Verbindungsdurchläufen verbrachten Zeit. Die mit der Lückenprofilierung eingesparte Zeit ist ungefähr 50 % der Zeit, die erforderlich wäre, um die Verbindungsdurchläufe mit konstanter Geschwindigkeit zu durchqueren. Diese Zahlen variieren für verschiedene Arten von Wafern umfangreich. Werkstücke mit wenigen oder keinen großen Lücken zwischen Verbindungen erhalten keinen Vorteil von der Lückenprofilierung. Andererseits erlangen Produkte mit spärlicher oder willkürlicher Verbindungsanordnung einen größeren Vorteil aus der Lückenprofilierung.
II. Parallelität im Allgemeinen
Eine parallele Verbindungsbearbeitung durch Erzeugen und vielleicht unabhängiges Steuern von mehreren Laserpunkten auf einer Waferoberfläche kann den Systemdurchsatz drastisch verbessern.
In einer Implementierung ermöglicht die Verwendung von zwei fokussierten Laserpunkten einen physikalischen Durchgang des Wafers unter der Linse, was die Bearbeitung von zwei Reihen von Verbindungen ermöglicht. Gleichung (1) zeigt, dass, wenn mehrere seitlich beabstandete Verbindungsdurchläufe gleichzeitig bearbeitet werden, die Verbindungsdurchlauf-Ausführungszeit durch die Anzahl von Punkten dividiert wird. Für ein System mit zwei Punkten muss der XY-Tisch nur den Wafer N_LR/2 mal überqueren. Der gesamte Verbindungsdurchlaufabstand, den der Tisch zurücklegen muss, wird durch Zwei dividiert und die Anzahl von Beschleunigungs-, Verlangsamungs- und Einschwingereignissen am Beginn und am Ende jedes Verbindungsdurchlaufs wird auch durch Zwei dividiert. Obwohl Lückenprofilierungs-Zeiteinsparungen durch eine Zahl dividiert werden können, die sich Zwei nähert, ist das Nettoergebnis in Abhängigkeit von der Verbindungsanordnung, dass ein Lasersystem mit zwei seitlich beabstandeten Punkten etwa die Hälfte der Verbindungsdurchlauf-Ausführungszeit erfordert.
Die Durchsatzverbesserungen, die sich aus Systemen mit mehreren Punkten ergeben, sind viel größer als sie durch Verbesserungen an der Bewegungstischleistung und der Laser-PRF in einem System mit einzelnem Punkt bewerkstelligt werden können. Außerdem treten diese Durchsatzverbesserungen ohne irgendeine der unerwünschten Konsequenzen des Treibens des Lasers und des Bewegungstischs zu einer höheren Leistung auf.
Eine Bearbeitung mit mehreren Punkten kann viele verschiedene Formen annehmen, wobei Laserimpulse zu Verbindungen mit einem unterschiedlichen seitlichen (quer zur Achse) Abstand, einem unterschiedlichen Abstand auf der Achse, einem unterschiedlichen Abstand auf der Achse und quer zur Achse oder keinem Unterschied im Verbindungsabstand geliefert werden. Jede von diesen verschiedenen Konfigurationen bietet verschiedene Durchsatz- und Bearbeitungsvorteile und wird als nächstes mit Bezug auf 5 genauer erläutert.
5 stellt Verbindungen dar, die mit einigen der möglichen Abständen von zwei Laserpunkten bearbeitet werden. Die zwei Laserpunkte sind mit "A" und "B" in der Figur bezeichnet. In der seitlich (oder quer zur Achse) beabstandeten Anordnung befindet sich der Punkt A auf einer Verbindung in einer Gruppe 510, während der Punkt B auf einer entsprechenden Verbindung in einer anderen, typischerweise parallelen, Gruppe 520 versetzt ist. Da sich die Punkte A und B vorzugsweise gemeinsam horizontal über die Verbindungsdurchläufe 510 und 520 vorwärts bewegen, wie in 5 dargestellt, kann gesagt werden, dass die zwei Punkte relativ zueinander in der Querachsenrichtung in Bezug auf die Richtung der Punktbewegung verschoben sind. Obwohl wir sagen, dass sich die Punkte entlang ihrer jeweiligen Verbindungsgruppen vorwärts bewegen, ist dies eine sprachliche Kurzschrift. Genauer ergibt sich ein Punkt aus einem Laserstrahl, wenn ein Laserstrahl eingeschaltet ist. Im Fall eines unstetigen Laserstrahls wie z.B. eines gepulsten Laserstrahls kommt und geht der resultierende Punkt auf dem IC-Werkstück, wenn der Laserstrahl ein- und ausschaltet. Der Laserstrahl breitet sich jedoch entlang einer Ausbreitungsachse aus und diese Achse existiert immer, ob der Strahl eingeschaltet ist oder nicht. Um genau zu sein, bewegt sich ein Laserstrahl folglich entlang des Verbindungsdurchlaufs. Zu irgendeiner gegebenen Zeit während eines Verbindungsdurchlaufs schneidet die Achse das IC-Werkstück entweder auf einer Verbindung oder zwischen zwei benachbarten Verbindungen. Wenn eine Laserstrahlachse eine Verbindung schneidet, die zur Entfernung ausgewählt wurde, wird der Laserstrahl aktiviert, um die Verbindung zu durchtrennen. Wenn sich die Laserachse entlang einer Gruppe von regelmäßig beabstandeten Verbindungen (mit dem ungefähr gleichmäßigen Rastermaß) bewegt, kann der Laserstrahl periodisch mit einer Rate gepulst werden, die zur Kreuzung von Verbindungen der Achse äquivalent ist und mit dieser in der Phase synchronisiert ist. Die Laserimpulse können selektiv durchgelassen oder blockiert werden, um eine gegebene Verbindung zu durchtrennen oder sie intakt zu lassen.
Obwohl die Punkte A und B als mit einer kreisförmigen Form in 5 und anderen dargestellt sind, können sie eine beliebige Form aufweisen, die ein Laserstrahl erzeugen kann.
Wie bereits erwähnt, besteht ein Vorteil von seitlich beabstandeten Punkten darin, dass die Waferbearbeitung mit weniger Verbindungsdurchlaufen durchgeführt werden kann, was zu einem viel größeren Durchsatz ohne irgendwelche Laser- oder Bewegungstischverbesserungen führt. Aus der Perspektive der Erhöhung des Durchsatzes ist dies folglich eine wertvolle Form von Parallelität. Die Parallelität kann jedoch eine Vielzahl von Formen annehmen, die verschiedene Vorteile bieten können.
In einer Anordnung auf der Achse befinden sich die Punkte A und B auf verschiedenen Verbindungen in derselben Verbindungsgruppe 530 und können im Wesentlichen entlang der Achse der Punktbewegung ausgerichtet sein. Obwohl die Punkte A und B auf benachbarte Verbindungen in der Darstellung von 5 gerichtet werden, muss dies nicht der Fall sein; der Punkt A kann beispielsweise dem Punkt B um zwei oder mehr Verbindungen vorangehen oder umgekehrt. Vorteile von auf der Achse beabstandeten Laserpunkten umfassen die folgenden: (1) die Verbindungsdurchlaufgeschwindigkeit kann erhöht werden, um den Durchsatz zu verbessern, da sich die Punkte zweimal so weit zwischen Impulsen vorwärts bewegen können; (2) mehrere Laserimpulse können zu einer Verbindung während einer Bearbeitung im Fluge geliefert werden, ohne einen Verbindungsdurchlauf zu wiederholen; und (3) Laserimpulse mit verschiedenen Eigenschaften können selektiv auf eine Verbindung aufgebracht werden.
Hybride des Abstandes sowohl quer zur Achse als auch auf der Achse sind auch möglich, wie in den zwei erläuternden Beispielen in 5 gezeigt. In einer Anordnung können die Punkte A und B entlang der seitlichen Achse versetzt sein, während sie in derselben Reihe oder Gruppe 540 von Verbindungen bleiben. Vorteile dieser Einzelachsen-Hybridanordnung auf der Achse und quer zur Achse umfassen eine bessere Verteilung von Energie in dem Bereich zwischen den zwei Punkten, da sie um einen etwas größeren Abstand als in dem Fall ohne irgendeinen Versatz quer zu Achse getrennt sind. In einer anderen Anordnung fallen die Punkte A und B auf verschiedene Gruppen 550 und 560 und sind ebenso in der Richtung auf der Achse versetzt. Da die IC-Strukturgrößen weiterhin schrumpfen, kann ein Versatz auf der Achse zwischen seitlich beabstandeten Punkten in benachbarten Reihen auch zu einer besseren Laserenergieverteilung in der Nähe der zwei Punkte führen, insbesondere wenn sie gleichzeitig gepulst werden. Man beachte, dass die Bearbeitung in der Konfiguration auf der Achse und quer zur Achse mit nahe liegenden Verbindungsgruppen, die versetzt sind, wie in der Konfiguration auf der Achse und quer zur Achse von 5 gezeigt, oder regelmäßig angeordnet sind, wie in der Anordnung des Konfigurationsfalls quer zur Achse (seitlich), möglich ist.
Ferner können in einer Überlappungskonfiguration, wie zweimal in 5 gezeigt, die Punkte A und B auf derselben Verbindung in derselben Verbindungsgruppe 570 (vollständige Überlappung) oder 580 (teilweise Überlappung) teilweise oder im Wesentlichen vollständig überlappen. Vorteile von mehreren überlappten Laserpunkten sind, dass (1) Laserpunkte mit verschiedenen optischen Eigenschaften selektiv zu einer Verbindung geliefert werden können, und (2) das Kombinieren von Laserimpulsen, die zu geringfügig unterschiedlichen Zeiten ankommen, ein Verfahren zum zeitlichen Formen des effektiven kombinierten Impulsprofils ist.
Die zwei Laserpunkte A und B können gleichzeitig oder nacheinander bearbeitet werden. Die gleichzeitige Bearbeitung kann sich beispielsweise durch Aufteilen eines einzigen Laserstrahls in mehrere Punkte oder Auslösen von zwei Lasern zum gleichzeitigen Emittieren ergeben. Gleichzeitige Lieferung bedeutet zu im Wesentlichen derselben Zeit, so dass die Zeitverzögerung zwischen dem Impuls A und dem Impuls B bei einer Verbindungsdurchlaufgeschwindigkeit V_LR nicht zu einer Drift der Durchschmelzpositionen in einem solchen Ausmaß führt, dass die Drift ein wesentlicher Bruchteil des fokussierten Strahlpunktdurchmessers ist. Mit einer Verbindungsdurchlaufgeschwindigkeit von 200 mm/s und einer erwünschten Punktverschiebung von weniger als 10 % einer fokussierten Punktgröße von 2 Mikrometer würden Impulse, die in 1 μs zueinander ankommen, beispielsweise als gleichzeitig betrachtet werden. Unbedeutende Unterschiede in den Längen der optischen Strahlwege würden zu Zeitverzögerungen zwischen Impulsen führen, die viel geringer als dieser Wert, typischerweise geringer als etwa 10 ns sind.
Aufeinander folgende Punkte, die entweder von einem einzelnen Laserimpuls, der aufgeteilt wird und lange optische Verzögerungswege aufweist, erzeugt wird oder von mehreren Laserimpulsen mit einer Verweilzeit zwischen Auslösern erzeugt wird, treffen auf die Verbindungen mit einem größeren Zeitabstand auf. Aufeinander folgende Punkte können mit mehreren Strahlwegen durch Einstellen der relativen Positionen der fokussierten Laserpunkte auf den Zielhalbleiterwafer verwendet werden, so dass die fokussierten Punkte korrekt positioniert sind, wenn die Impulserzeugung ausgelöst wird.
Für eine Bearbeitung mit mehreren Punkten kann das Auslösen von Lasern zum Erzeugen eines Impulses rein auf Taktsignalen basieren oder kann auf tatsächlichen, gemessenen, abgeschätzten oder befohlenen Positionen eines Punkts, des Werkstücks oder des Werkstücks relativ zum Punkt basieren. Die Impulserzeugung kann auch auf der Basis von mittleren Positionen oder abgeschätzten Positionen von mehreren Punkten relativ zu mehreren Zielen basieren.
Die nachfolgenden Abschnitte beschreiben verschiedene Aspekte der verschiedenen Formen von Parallelität, die in 5 dargestellt sind.
III. Seitlich beabstandete Punkte
Das Erzeugen von zwei oder mehr fokussierten Laserpunkten, die auf benachbarte seitlich (quer zur Achse) beabstandete Gruppen von Verbindungen auftreffen, ist eine Konfiguration zum Verbessern des Systemdurchsatzes. Durch gleichzeitiges Bearbeiten von zwei oder mehr Gruppen von Verbindungen wird die effektive Anzahl von Verbindungsdurchläufen und der Abstand, den der XY-Bewegungstisch während der Waferbearbeitung zurücklegen muss, um die Anzahl von seitlich fokussieren Laserpunkten verringert. Ein Wafer, der vorher 1000 Verbindungsdurchläufe mit einem einzelnen Punkt erforderte, könnte beispielsweise mit nur 500 doppelten Verbindungsdurchläufen bearbeitet werden, wobei jeder doppelte Verbindungsdurchlauf zur Bearbeitung von zwei seitlich beabstandeten Gruppen von Verbindungen führt. Das Halbieren der Anzahl von Verbindungsdurchläufen führt zu einer ähnlichen Verringerung der zum Bearbeiten des Wafers erforderlichen Zeit. Allgemeiner führt die Verwendung von N seitlich beabstandeten Punkten zu einer Durchsatzverbesserung in der Größenordnung von N.
Seitlich beabstandete Punkte verbessern den Durchsatz typischerweise mehr als andere Punktkonfigurationen. Ferner erlegt die Verbesserung des Durchsatzes keine neuen Anforderungen an den XY-Bewegungstisch 260 oder Laserimpulsraten-Anforderungen auf, da seitlich beabstandete Punkte auf separaten Reihen diese separaten Reihen gleichzeitig mit derselben Geschwindigkeit 440 in einem System mit einzelnem Punkt bearbeiten können. Wenn jedoch mehrere Reihen während eines Verbindungsdurchlaufs bearbeitet werden, wird es wichtiger, den Durchlauf mit einer Geschwindigkeit durchzuführen, die mit allen bearbeiteten Reihen kompatibel ist. Ein kompatibles Geschwindigkeitsprofil für N verschiedene gemeinsam zu bearbeitende Reihen ist ein Geschwindigkeitsprofil, das für alle der N parallelen Prozesse brauchbar, ausführbar, geeignet oder zweckmäßig ist. Probleme der Geschwindigkeitskompatibilität zeigen sich typischerweise in drei Hauptformen. Erstens sollte die konstante Geschwindigkeit 440 zum Bearbeiten von mehreren parallelen Reihen mit allen bearbeiteten Reihen kompatibel sein. Dies kann unter Verwendung einer gemeinsamen konstanten Geschwindigkeit, die das Minimum der konstanten Geschwindigkeiten 440 für die einzelnen Verbindungsdurchläufe ist, sichergestellt werden. In dem typischen Fall, in dem jede Reihe von Verbindungen denselben Rastermaßabstand aufweist, sind die konstanten Geschwindigkeiten für jeden Durchlauf gleich; das Sicherstellen, dass die gemeinsame konstante Geschwindigkeit 440 kompatibel ist, erbringt keinen Leistungsnachteil. Zweitens sollte die Lückenprofilierung mit allen bearbeiteten Reihen kompatibel sein. Dies kann unter Verwendung eines Lückenprofils nur dann, wenn alle bearbeiteten Reihen Ausrichtungslücken aufweisen, sichergestellt werden. Drittens ergibt sich in Fällen, in denen sich die konstante Geschwindigkeit 440 für verschiedene Verbindungsgruppen 430 innerhalb desselben Verbindungsdurchlaufs 420 unterscheiden kann, eine Vereinfachung durch Einschränken der Verbindungsbearbeitung auf Verbindungsdurchläufe mit konstanter Geschwindigkeit anstatt zu ermöglichen, dass die Verbindungsdurchlaufgeschwindigkeit von einer Verbindungsgruppe 430 zur anderen variiert. Im Allgemeinen sollte ein gemeinsames Geschwindigkeitsprofil für die gleichzeitige Bearbeitung mehrerer Reihen unter Berücksichtigung aller Verbindungskoordinaten der parallelen Verbindungsdurchläufe für ein minimales Rastermaß, geeignete Bereiche für die Lückenprofilierung, Stellen der linearen Erhöhung und linearen Verringerung und spezielle individuelle Verbindungsdurchlauf-Geschwindigkeitsprofile berechnet werden. Wenn verschiedene Laserquellen verschiedene Eigenschaften aufweisen, die sich auf die erreichbare Geschwindigkeit auswirken, wie z.B. PRF, sollten ferner diese Faktoren auch berücksichtigt werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird ein gemeinsames Geschwindigkeitsprofil berechnet, indem zuerst die einzelnen Geschwindigkeitsprofile für jede Bestandteilsreihe in dem Durchlauf berechnet wird und ein gemeinsames Geschwindigkeitsprofil konstruiert wird, das den kleinsten maximalen Geschwindigkeitswert von irgendeinem der einzelnen Profile an jedem Punkt entlang des Profils nicht übersteigt. Wenn beispielsweise eine erste Reihe mit 125 mm/s oder weniger in einem Segment bearbeitet werden muss und eine zweite Reihe mit 100 mm/s oder weniger in demselben Segment bearbeitet werden muss, dann sollte das gemeinsame Geschwindigkeitsprofil in diesem Segment 100 mm/s oder geringer sein.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein gemeinsames Geschwindigkeitsprofil ermittelt, indem das Geschwindigkeitsprofil für einen einzelnen Satz von Hauptverbindungskoordinaten berechnet wird. Der Satz von Hauptverbindungskoordinaten wird aus einigen oder allen der Verbindungskoordinaten in den N parallel bearbeiteten Reihen erzeugt. Der Versatz von jeder Hauptverbindungskoordinate zu einer Verbindungskoordinate in einigen oder allen der gemeinsam bearbeiteten N Reihen wird ermittelt, ebenso wie Informationen darüber, ob jeder der N Impulse zu einer Zielkoordinate blockiert oder übertragen wird. Der Versatz von dem Satz von Hauptverbindungskoordinaten zu einer der N bearbeiteten Reihen kann Null sein. Eine Weise zum Bearbeiten der parallelen Verbindungsdurchläufe besteht darin, Informationen, die von den Versatzkoordinaten abgeleitet wird, um eine Bewegung der Strahllenkmechanismen zu befehlen, Informationen, die vom Satz von Hauptverbindungskoordinaten abgeleitet sind, um die Erzeugung von Laserimpulsen zu erleichtern, und Informationen über die Übertragung oder das Blockieren von jedem der N Impulse, um die Schalter zu lenken, die Impulse übertragen oder blockieren, zu verwenden.
Eine Software in Form eines ausführbaren Befehlscodes ist ein bevorzugtes Verfahren zum Berechnen eines gemeinsamen Geschwindigkeitsprofils.
Um die gemeinsame Geschwindigkeit zu maximieren, sollten die Bestandteilsverbindungsdurchläufe räumlich so ähnlich wie möglich sein. Mit anderen Worten, derselbe oder ein ähnlicher Rastermaßabstand sollte in entsprechenden Gruppen von verschiedenen Bestandteilsdurchläufen verwendet werden, und Gruppen und Lücken sollten, wenn möglich, ausgerichtet sein. In dieser Weise kann eine intelligente Anordnung der Verbindungen auf der IC eine seitlich beabstandete Verbindungsbearbeitung mit mehreren Punkten erleichtern, die den Durchsatzvorteil maximiert, den eine solche Verbindungsbearbeitung bieten kann.
Durchsatzverbesserungen, die seitlich beabstandete Punkte beinhalten, erfordern keine Erhöhung der Tischgeschwindigkeit im Gegensatz zu beabstandeten Punkten auf der Achse, die beispielsweise eine Verdoppelung der Tischgeschwindigkeit eines Systems mit einzelnem Strahl erfordern können. Aus diesem Grund sind seitlich beabstandete Punkte, die auch einen Versatz auf der Achse umfassen können, ein bevorzugtes Verfahren zum Erhöhen des Durchsatzes in Systemen, die Laser mit hoher PRF verwenden, wie z.B. jene, die 30 kHz übersteigen. Als Beispiel ist die Basis-Verbindungsdurchlaufgeschwindigkeit unter Verwendung eines Lasers mit einer PRF von 40 kHz und einem Durchschmelzrastermaß von 3 μm 120 mm/s. Die Bearbeitung von mehreren Verbindungsdurchläufen mit seitlich beabstandeten Punkten würde dieselbe Verbindungsdurchlaufgeschwindigkeit verwenden. Ein System mit zwei Punkten mit auf der Achse beabstandeten Punkten würde vorzugsweise eine Verbindungsdurchlaufgeschwindigkeit von 240 mm/s verwenden, die die Tischgeschwindigkeitsgrenze von derzeitigen Halbleiterbearbeitungssystemen übersteigt.
Seitlich beabstandete Punkte sind auch eine natürliche Wahl zur Verwendung bei vielen derzeitigen Halbleiterverbindungsanordnungen. Eine Anzahl von Halbleiterbauelementherstellern erzeugen Produkte, die parallele Verbindungsgruppen enthalten, die um einen Abstand von weniger als 200 μm getrennt sind. Trennungsabstände von Mitte zu Mitte von 10 μm oder weniger sind üblich. Diese Arten von Verbindungsanordnungen ergeben sich derzeit, da die Breite und der Trennungsabstand von Leiterbahnen innerhalb Halbleitern typischerweise kleiner sind als die Breite und der Rastermaßabstand von durch Laser zertrennbaren Halbleiterverbindungen. Versetzte oder gestaffelte Durchschmelzentwürfe ergeben sich aus dem Versuch, die größeren Halbleiterverbindungen in einen kurzen Abstand auf der Achse zu packen, wie in 6 gezeigt. Bei einigen dieser Entwürfe weisen die Verbindungen eine rein seitliche Parallelverschiebung (links gezeigt) auf. Bei anderen Entwürfen ist auch ein Versatz auf der Achse (rechts gezeigt) vorhanden. Diese Vorteile der Verbindungsbearbeitung mit mehreren Punkten mit einem Abstand rein auf der Achse gelten auch für die Bearbeitung mit einem Abstand sowohl auf der Achse als auch quer zur Achse.
Obwohl die Anordnung von vielen Halbleiterentwürfen derzeit mit der gleichzeitigen Bearbeitung von seitlich beabstandeten Verbindungsgruppen kompatibel ist, versuchen Entwickler, die Abmessungen von durch Laser durchtrennbaren Schmelzsicherungen zu schrumpfen, um die versetzten und gestaffelten Verbindungskonfigurationen von 6 zu beseitigen, indem Schmelzsicherungen in einer einzelnen Reihe angeordnet werden. Dies würde den Durchsatz in derzeitigen Systemen mit einzelnem Punkt verbessern.
Um die Verbindungsbearbeitung mit mehreren Strahlen besser auszunutzen, können IC-Entwickler absichtlich Halbleiterverbindungsanordnungen so entwerfen, dass sie mit der Verbindungsbearbeitung mit mehreren Strahlen kompatibel sind. Das Erzeugen von Produkten mit Verbindungsanordnungen, die auf die Bearbeitung mit mehreren Strahlen und insbesondere eine Bearbeitung mit mehreren Strahlen mit seitlich beabstandeten Punkten abgezielt sind, können zu einer drastischen Steigerung des Durchsatzes führen, wenn sie in Systemen mit mehreren Strahlen bearbeitet werden. Erwünschte Verbindungsanordnungen zur Verwendung mit seitlich beabstandeten Punkten umfassen Verbindungsgruppen mit einem nahe liegenden Mitten-Mitten-Abstand, typischerweise 10 μm oder weniger, jedoch möglicherweise 1 mm oder mehr. Es ist auch erwünscht, die Systemleistung zu maximieren, indem die Mehrheit von Verbindungen und Verbindungsgruppen derart angeordnet werden, dass sie mit seitlich beabstandeten Punkten bearbeitet werden können.
In einem Ausführungsbeispiel wird ein einzelner Laserimpuls aufgeteilt, wobei die Hälfte der Energie zum Punkt A und die Hälfte zum Punkt B geliefert wird. Die Verwendung von optischen Schaltern kann unabhängig auswählen, ob die Impulse zu A oder B geliefert werden, was ermöglicht, dass die gewünschten Verbindungen zweckmäßig durchtrennt werden.
7 zeigt, wie ein doppelter Verbindungsdurchlauf fortschreiten könnte. Ein Paar von Laserpunkten A₁ und B₁ entsprechen einem ersten Laserimpuls, der aufgeteilt wurde und auf zwei Verbindungen aufgebracht wird. Der nächste vom Laser emittierte Impuls würde auf die nächsten zwei Verbindungen als fokussierte Punkte A₂ und B₂ auftreffen. Optische Schalter können auswählen, welche Impulse ihre Zielverbindungen erreichen. In den zwei dargestellten Beispielen erreichen die Impulse A₃, A₄, A₆, A₇, B₂, B₄ und B₈ ihre Zielverbindungen und entfernen diese. Die anderen Impulse werden blockiert, so dass sie keine Verbindungen erreichen oder verändern.
In einigen Fällen ist es erwünscht, Verbindungen zweimal zu bearbeiten. Das Durchführen von zwei oder mehr Durchgängen entlang des Verbindungsdurchlaufs, um die Verbindungen zwei oder mehrere Male durchzuschmelzen, kann leicht mit einem Verbindungsbearbeitungssystem mit mehreren Punkten durchgeführt werden. Aufgrund der einem Verbindungsbearbeitungssystems mit mehreren Punkten eigenen Parallelität kann dies signifikant schneller als mit einem Verbindungsbearbeitungssystem mit einzelnem Punkt durchgeführt werden. Aufeinander folgende Durchgänge entlang einer gegebenen Gruppe von Verbindungen können eine seitliche Verschiebung der fokussierten Laserpunkte umfassen, so dass die Verbindungen mit verschiedenen Laserpunkten bei jedem Durchgang über den Wafer bearbeitet werden. Ein erster Durchgang entlang eines Verbindungsdurchlaufs kann beispielsweise selektiv die Verbindungen mit dem Punkt A treffen und ein zweiter Durchgang entlang des Verbindungsdurchlaufs kann diese gleichen Punkte wieder mit dem Punkt B treffen, während sich der Punkt A entlang eines neuen Verbindungsdurchlaufs vorwärts bewegt.
Es kann auch nützlich sein, Wafer unter Verwendung von mehreren seitlich beabstandeten Punkten mit verschiedenen optischen Eigenschaften zu bearbeiten. Verschiedene optische Eigenschaften können erreicht werden, indem zusätzliche optische Elemente zum Ändern der Polarisation, der räumlichen Punktverteilung, der Punktgröße, der Wellenlänge, der Impulsenergie oder einer anderen optischen Eigenschaft eingefügt werden. Verschiedene optische Eigenschaften können auch unter Verwendung von verschiedenen Laserquellen erreicht werden.
Da Halbleiterwafer typischerweise nur eine Verbindungskonstruktion enthalten, würde die Verwendung von Punkten mit verschiedenen optischen Eigenschaften am wahrscheinlichsten in einem Doppeldurchschmelzszenario angewendet werden. Das erste Durchschmelzen würde die Verbindung teilweise entfernen und das zweite Durchschmelzen würde die durchgeschmolzene Verbindung entfernen. Alternativ kann das erste Durchschmelzen durchgelassen oder blockiert werden und das zweite Durchschmelzen würde durchgelassen oder blockiert werden, was zum Aufbringen des einen oder des anderen Punkts auf die Verbindung führt. Dies ist in Situationen erwünscht, in denen verschiedene Verbindungseigenschaften oder -Orientierungen es bevorzugt machen, mit verschiedenen Laserpunkten zu bearbeiten. Wenn es beispielsweise erwünscht ist, Verbindungen mit einem polarisierten Punkt zu bearbeiten, wobei die Polarisationsrichtung einer Achse der Verbindung entspricht, können die Punkte A und B mit verschiedenen Polarisationen konfiguriert sein und auf Verbindungen mit verschiedenen Orientierungen auf dem Werkstück aufgebracht werden. Das Aufbringen von Punkten mit verschiedenen optischen Eigenschaften wird im Unterabschnitt VI dieses Dokuments weiter detailliert dargestellt.
Obwohl es möglich ist, eine feste Optik zu verwenden, um mehrere seitlich beabstandete Punkte mit einem festen Versatz zu erzeugen, ist es bevorzugt, die Punktstellen umkonfigurieren zu können. Da die meisten typischen Halbleiterprodukte Verbindungsanordnungen enthalten, die Verbindungsdurchläufe sowohl in der X- als auch der Y-Achse erfordern, ist es erwünscht, den Punktumsetzer umkonfigurieren zu können, so dass ein seitlicher Punktabstand für beide Verbindungsdurchlaufrichtungen erzeugt werden kann. Es ist auch erwünscht, den Punktabstand so konfigurieren und einstellen zu können, dass er verschiedenen Verbindungsanordnungen entspricht.
IV. Auf der Achse beabstandete Punkte
Mehrere Punkte, die mit einem Abstand auf der Achse verteilt sind, die hin und her entlang der Achse eines Verbindungsdurchlaufs eingestellt werden, bieten Durchsatz- und Mehrfachdurchschmelzvorteile. Hinsichtlich des Durchsatzes kann diese Orientierung effektiv die Laser-PRF und die Verbindungsdurchlaufgeschwindigkeit V LR = PVerbindungFLaserNPunkt um die Anzahl von Punkten N_Punkt erhöhen. Im Fall von zwei auf der Achse beabstandeten Punkten verdoppelt sich die Verbindungsdurchlaufgeschwindigkeit beispielsweise. Es können jedoch weniger Zeiteinsparungen durch die Lückenprofilierung aufgrund der erhöhten Basis-Verbindungsdurchlaufgeschwindigkeit bestehen.
Das Geschwindigkeitsprofil jedes Verbindungsdurchlaufs sollte in den meisten Fällen unter Berücksichtigung aller Mehrfachdurchschmelz-Koordinaten für z.B. minimales Rastermaß, geeignete Bereiche für die Lückenprofilierung, Orte der linearen Erhöhung und linearen Verringerung und spezielle Verbindungsgruppen-Geschwindigkeitsprofile berechnet werden. Die Berechnung der Verbindungsdurchlauf-Geschwindigkeitsprofile ist Fachleuten bekannt.
8 stellt eine Gruppe von Verbindungen dar, die durch Implementierungen von mehreren Laserpunkten auf der Achse mit zwei und drei Punkten bearbeitet werden. In einer Implementierung können die Punkte A und B – oder A, B und C – von einem einzelnen Laserimpuls entspringen und an der Arbeitsoberfläche zu im Wesentlichen derselben Zeit ankommen. Optische Schalter, die vom Verbindungsbearbeitungssystem gesteuert werden, ermöglichen, dass einige Impulse die Oberfläche erreichen und Verbindungen durchtrennen und andere Impulse blockiert werden. In dem in 8 gezeigten Fall mit zwei Punkten (oben) werden die Punkte A₁ und B₁ geeigneterweise gleichzeitig bearbeitet, dann A₂ und B₂, dann A₃ und B₃ usw. In dem Fall mit drei Punkten (unten) bewegen sich die drei Laserpunkte zusammen in Schritten von drei entlang des Verbindungsdurchlaufs vorwärts (A₁, B₁ und C₁; dann A₂, B₂ und C₂; dann A₃, B₃ und C₃ usw.).
Das Implementieren einer festen Verschiebung oder eines Lenkmechanismus, um Laserpunkte um einen Abstand parallel zu verschieben, der größer ist als ein einzelnes Verbindungsrastermaß kann eine gleichzeitige Bearbeitung von benachbarten Verbindungen verhindern. Es ist aufgrund der erhöhten Impulsenergie, die durch das Werkstück im Bereich zwischen den benachbarten Verbindungen absorbiert werden muss, unerwünscht, zwei benachbarte Verbindungen gleichzeitig zu bearbeiten. Diese erhöhte Impulsenergie kann eine Beschädigung verursachen, die nicht auftreten würde, wenn die zwei benachbarten Verbindungen nicht gleichzeitig bearbeitet werden würden. Mit anderen Worten, wenn der Abstand zwischen Punkten ein Vielfaches von zwei oder mehr Malen des Rastermaßabstandes ist, können nicht benachbarte Punkte gleichzeitig mit weniger Wahrscheinlichkeit für das Verursachen einer Beschädigung am Werkstück bearbeitet werden.
Wenn der Abstand zwischen Punkten ein ungerades Vielfaches des Verbindungsrastermaßes ist (so dass Laserpunkte z.B. auf die Verbindungen 1 und 4, Verbindungen 1 und 6 oder Verbindungen 1 und 8 usw. fallen), kann eine Parallelität auf der Achse vorteilhaft verwendet werden, da ein Punkt die "geraden" Verbindungen im Verbindungsdurchlauf bearbeiten kann, während ein anderer Punkt die "ungeraden" Verbindungen bearbeitet. Ein solcher Abstand kann auch als Bearbeiten der Punkte derart, dass die Anzahl von Verbindungen zwischen den Punkten (wobei die Endpunkte nicht gezählt werden) eine gerade Zahl ist, beschrieben werden. In diesem Fall kann die Verbindungsdurchlaufgeschwindigkeit verdoppelt werden, während die erhöhte Energie verhindert wird, die sich aus benachbarten Laserpunkten ergeben könnte. 9 stellt einen Abstand auf der Achse mit einem Schritt von drei Verbindungsabständen (zwei Verbindungen zwischen den Punkten) dar. Dieses Verfahren kann auf mehr als zwei Punkte verallgemeinert werden, wobei alle Kombinationen von Punkten einen Abstand auf der Achse aufweisen, der größer ist als das Verbindungsrastermaß.
Eine zweite Weise zum Bearbeiten von Wafern mit Punkten auf der Achse, die um mehr als einen Verbindungsabstand entfernt sind, besteht darin, zwei Durchgänge über eine Gruppe von Verbindungen durchzuführen. Ein Beispiel dessen ist in 10 dargestellt. Ein erster Durchgang kann selektiv jede zweite Verbindung mit zwei Laserpunkten mit einem Abstand von beispielsweise zweimal dem minimalen Rastermaß durchschmelzen. Der zweite Durchlauf kann selektiv die dazwischen liegenden Verbindungen durchschmelzen, die beim ersten Durchgang übersprungen wurden. Da die Verbindungsdurchlaufgeschwindigkeit viermal die Geschwindigkeit desselben Lasers, der auf einen einzelnen Punkt angewendet wird, ist, können zwei Durchgänge vollendet werden und immer noch den Systemdurchsatz verbessern. In 10 erreichten und entfernten beim ersten Durchgang die Impulse A₁, A₂ und B₂ die Verbindungsstrukturen. Die anderen Impulse wurden blockiert, könnten jedoch auf Verbindungen aufgebracht worden sein. Selbst wenn verschiedene Verbindungsdurchlaufrichtungen in 10 dargestellt sind, könnten die Durchgänge mit Verbindungsdurchläufen in derselben Richtung durchgeführt worden sein.
Mehrere Punkte mit einem Abstand auf der Achse können auch verwendet werden, um effizient mehrere Durchschmelzungen zu einer Verbindung zu liefern. Einige Halbleiterhersteller bevorzugen es beispielsweise, einen Impuls, um die Verbindung zu durchtrennen, gefolgt von einem zweiten Impuls, um den Bereich und irgendwelches restliches Verbindungsmaterial zu reinigen, zu liefern. Eine Anordnung von mehreren Punkten mit einem Abstand auf der Achse ist eine effektive Weise zum Liefern von mehreren Impulsen, ohne einen zweiten Verbindungsdurchlauf durchzuführen, wie es in einem System mit einzelnem Punkt geschehen würde.
Eine alternative Weise zum Liefern von mehreren Durchschmelzungen zu einer Verbindung besteht darin, mehrere Durchgänge jeden Verbindungsdurchlauf hinab durchzuführen. Da die Verbindungsdurchlaufgeschwindigkeit in einem System mit mehreren Punkten größer als in einem System mit einem Punkt ist, ist ein System mit mehreren Punkten für diese Art von Vorgang bevorzugt.
Diese Verfahren und Hybridkombinationen dieser Verfahren können verwendet werden, um zwei oder mehr Durchschmelzungen zu jeder Verbindung zu liefern, und jede Durchschmelzung kann dieselbe Impulseigenschaft oder verschiedene Impulseigenschaften aufweisen.
Verschiedene optische Eigenschaften können erreicht werden, indem zusätzliche optische Elemente zum Ändern der Polarisation, räumlichen Punktverteilung, Punktgröße, Wellenlänge, Impulsenergie oder einer anderen optischen Eigenschaft eingefügt werden. Verschiedene optische Eigenschaften, wie beispielsweise Impulsbreite, können auch unter Verwendung von verschiedenen Laserquellen erreicht werden. Dies kann zum Anwenden von mehreren Durchschmelzungen auf eine Verbindung besonders nützlich sein. Ein Szenario bestünde darin, einen ersten Impuls auf eine Verbindung, beispielsweise mit einem höheren Energiepegel, aufzubringen, um die Verbindung zu durchschmelzen, und dann mit einem zweiten Impuls mit niedrigerer Energie zu folgen, um irgendein restliches Material zu entfernen. Das Aufbringen von Punkten mit verschiedenen optischen Eigenschaften wird im Unterabschnitt VI nachstehend weiter detailliert dargestellt.
V. Kombinationen von seitlichem Abstand und Abstand auf der Achse
Verschiedene Methodologien zum Beabstanden von mehreren Laserpunkten mit Versätzen auf der Achse und quer zur Achse bieten verschiedene Bearbeitungsvorteile. Die Doppelreihenkonfiguration, die an den Verbindungsgruppen 550 und 560 in 5 gezeigt ist, bietet dieselben Vorteile (z.B. verbesserten Durchsatz) wie vorstehend beschriebene Punkte mit einem Abstand quer zur Achse. Versetzte Verbindungen sind für dieses Verfahren mit einem Abstand auf der Achse und quer zur Achse nicht erforderlich. Es kann auch auf die regelmäßig beabstandeten Verbindungen des ersten Beispiels in 6 angewendet werden. Die Bearbeitung einer einzelnen Reihe auf einmal mit Versätzen auf der Achse und quer zur Achse der fokussierten Laserpunkte (z.B. wie beim Verbindungsdurchlauf 540 von 5 gezeigt) senkt die Laserfluenz, die das Silizium zwischen den zwei Verbindungsdurchschmelzungen erreicht. Der erhöhte Abstand zwischen den zwei Punkten, wenn in dieser Konfiguration bearbeitet wird, verringert die überlappte Laserfluenz auf ein Niveau, das niedriger ist als es mit einem Abstand nur auf der Achse erreicht werden würde.
Verbindungsbearbeitungsmaschinen mit mehreren Strahlen können auch den relativen Abstand der Laserpunkte während eines Verbindungsdurchlaufs für einen zusätzlichen Vorteil einstellen. Dies kann für Kalibrierungs- oder Kompensationszwecke durchgeführt werden, beispielsweise kann die relative Positionierung von zwei oder mehr gleichzeitig zu bearbeitenden Verbindungen über den ganzen Verbindungsdurchlauf nicht gleichmäßig sein. Skalierungsfaktoren, Drehungen und Positionsanordnungen der Verbindungen können über den ganzen Verbindungsdurchlauf variieren. Die Punkteinstellung kann auch durchgeführt werden, um erfasste Fehler zu kompensieren. Obwohl die Einstellung des Strahlabstandes während der Bearbeitung von Gruppen von Verbindungen möglich ist, kann der Strahlabstand am leichtesten während einer Lücke zwischen den Gruppen von Verbindungen in einem Verbindungsdurchlauf eingestellt werden. Einige Beispiele der Verschiebung von Punkten sowohl auf der Achse als auch quer zur Achse während der Überquerung einer Lücke zwischen Gruppen von Verbindungen sind in 11 dargestellt. Eine unbegrenzte Anzahl von nützlichen Umkonfigurationen des Strahlabstandes wird angesichts der Lehren hierin leicht in Erwägung gezogen.
Die Verschiebung von der Bearbeitung unter Verwendung von quer zur Achse beabstandeten Punkten zu auf der Achse beabstandeten Punkten, möglicherweise in Kombination mit einer Steigerung oder Änderung der Verbindungsdurchlaufgeschwindigkeit, führt zu einem verbesserten Durchsatz in Abschnitten des Wafers, wo Verbindungsgruppen eine unstetige Parallelität aufweisen, wie im unteren Teil von 11 gezeigt. Die Verschiebung von der Bearbeitung mit auf der Achse beabstandeten Punkten zu einer Bearbeitung mit quer zur Achse beabstandeten Punkten ist auch in 11 dargestellt. Die leichte Änderung von irgendeiner Bearbeitungsbetriebsart mit mehreren Punkten zu irgendeiner anderen Bearbeitungsbetriebsart mit mehreren Punkten ist durchführbar und kann vorteilhaft sein. Ein geeignetes gemeinsames Geschwindigkeitsprofil kann berechnet werden, das der Bearbeitung des Verbindungsdurchlaufs in diesen verschiedenen Bearbeitungsbetriebsarten gerecht wird.
12 stellt eine weitere Weise dar, in der der relative Abstand von zwei Punkten eingestellt werden könnte, um Verbindungen zu bearbeiten. In 12 sind die Punkte A und B zwei Punkte, die zur gleichen oder fast gleichen Zeit bearbeitet werden und die Linien und Pfeile in der Figur geben ihre relative Positionierung und Einstellung über den ganzen Verbindungsdurchlauf an. Ein schnelles Stellglied wie z.B. ein AOM (akustisch-optischer Modulator) kann den (die) Strahl(en) lenken und dadurch den relativen Strahlabstand vor einem Verbindungsdurchlauf oder zwischen aufeinander folgenden Verbindungen in einem Verbindungsdurchlauf einstellen.
Obwohl sich viel der obigen Erörterung auf die Erzeugung von Laser-Verbindungsbearbeitungssystemen mit zwei Punkten konzentriert hat, können die Prinzipien und Ideen auf Systeme, die drei, vier oder mehr fokussierte Laserpunkte verwenden, weiter erweitert werden. Solche mehreren Punkte können mit seitlichen Abständen, Abständen auf der Achse und auch Abständen sowohl auf der Achse als auch quer zur Achse konfiguriert werden.
Die Bearbeitung von Verbindungen unter Verwendung einer Anordnung von quer zur Achse beabstandeten und auf der Achse beabstandeten Impulsen bietet viele der Vorteile von sowohl auf der Achse als auch quer zur Achse beabstandeten Impulsen. Die Anzahl von Verbindungsdurchlaufen kann beispielsweise verringert werden, was den Durchsatz drastisch verbessert, und die Verbindungsdurchläufe können mit einer viel größeren Geschwindigkeit bearbeitet werden. In 13 kommen die Impulse A, B, C und D alle im Wesentlichen gleichzeitig an den Verbindungen an. Wie im ersten Beispiel von 13 unten gezeigt (auf der linken Seite gezeigt), sind die Punkte nicht notwendigerweise in einem Gitter angeordnet. Konfigurationen können angewendet werden, die sich elegant an verschiedene Bauelementverbindungsanordnungen anpassen.
Die Bearbeitung von zahlreichen Verbindungen parallel zu verschiedenen auf der Achse und/oder quer zur Achse fokussierten Punktkonfigurationen können die Betrachtung von mehr Informationen bei der Erzeugung der Verbindungsdurchlaufbahn und des Geschwindigkeitsprofils erfordern. Alle Verbindungsdurchschmelzkoordinaten, Punktstellen und großen Lücken zwischen Verbindungsgruppen müssen betrachtet werden. Dies erhöht die Komplexität der Berechnung der Verbindungsdurchlaufgeschwindigkeit, der Lückenprofilierungssegmente und der Abstände der linearen Erhöhung und linearen Verringerung.
VI. Mehrere Strahlen auf demselben Punkt oder derselben Struktur
Eine weitere Kategorie von mehreren Laserpunkten entsteht, wenn die Punkte alle so gerichtet werden, dass sie an einer einzelnen Zielstruktur überlappen. Zwei Vorteile der Bearbeitung von Halbleiterverbindungsstrukturen mit überlappten Punkten sind, dass (1) Punkte mit verschiedenen optischen Eigenschaften selektiv für die Verbindungsbearbeitung gewählt werden können und (2) kleine Zeitverzögerungen für eine zeitliche Impulsformung oder räumliche Punktformung verwendet werden können. Ferner kann die Verwendung von Punkten, die nur teilweise auf derselben Verbindung überlappen, die Zuverlässigkeit der Verbindungsdurchtrennung verbessern, ohne einen Durchsatznachteil zu erleiden.
Wenn mit einem einzelnen Laserimpuls begonnen wird, können Punkte mit verschiedenen optischen Eigenschaften auf eine Verbindung unter Verwendung von zusätzlichen optischen Elementen zum Ändern der Eigenschaften der mehreren Strahlwege aufgebracht werden. Alternativ können verschiedene Laserköpfe Laserpunkte mit verschiedenen optischen Eigenschaften liefern, die nacheinander kombiniert werden, um zu überlappen. Es sollte auch beachtet werden, dass einstellbare Lenkspiegel oder Strahlablenkeinrichtungen nicht erforderlich sind, um Punkte zu implementieren, die auf der Arbeitsoberfläche überlappen. Feste optische Elemente können verwendet werden.
Wenn die mehreren Laserpunkte unabhängig umgeschaltet werden können, um eine Zielverbindung zu erreichen oder nicht zu erreichen, kann die Verbindung dann mit irgendeinem oder allen der Strahlen bearbeitet werden. Als Beispiel könnte ein System mit zwei optischen Wegen einen Weg mit einer Polarisation, die auf die X-Achse ausgerichtet ist, und den anderen Weg mit einer auf die Y-Achse ausgerichteten Polarisation aufweisen. Wenn es erwünscht ist, eine Verbindung mit einer X-Achsen-Polarisation zu bearbeiten, dann ermöglicht die optische Schaltsteuerung des auf der X-Achse polarisierten Strahls, dass der Laserimpuls durchgeht, und die optische Schaltsteuerung des Durchlassvermögens des Y-Achsen-Strahls wird auf einen Blockierzustand gesetzt. Alternativ könnte die Verbindung mit einer Y-Achsen-Polarisation bearbeitet werden, indem nur der auf der Y-Achse polarisierte Punkt durchgelassen wird. Und, falls erwünscht, könnten beide optischen Schalter geöffnet werden, um Licht beider Polarisationen auf die Verbindung aufzubringen. Dies könnte durchgeführt werden, um Laserimpulse, die keine bevorzugte Polarisation aufweisen oder eine größere Impulsenergie aufweisen, auf einige Verbindungen aufzubringen.
Wenn es erwünscht ist, nur eine Verbindung mit einem der mehreren Punkte zu bearbeiten, die sich aus den unabhängig umgeschalteten, verschlossenen oder blockierten Laserstrahlen ergeben, dann kann eine Bearbeitung mit Überlappung der Punkte geschehen. In diesem Spezialfall treffen die mehreren Punkte nicht notwendigerweise auf denselben Punkt oder dieselbe Verbindung auf. Es ist vorteilhaft, die Überlappung nicht zu erfordern, da die Genauigkeit, mit der die Laserstrahlwege ausgerichtet werden, gelockert werden kann. In dem Fall, in dem mehrere Punkt nicht auf denselben Punkt oder dieselbe Verbindung auftreffen, werden Verbindungen unter Verwendung des Positionierungsmechanismus zum Einstellen der Position des Werkstücks relativ zu den fokussierten Laserpunkten derart bearbeitet, dass der gewünschte Punkt auf die Zielverbindung auftrifft. Es kann beispielsweise erwünscht sein, einen X-Achsen-Verbindungsdurchlauf mit einem von mehreren Punkten und einen Y-Achsen-Verbindungsdurchlauf mit einem anderen von mehreren Punkten zu bearbeiten. Nach dem Durchführen einer Kalibrierungsprozedur, um festzustellen, wie auf die gewünschten Verbindungen und Verbindungsdurchläufe mit jedem gewünschten Punkt abgezielt wird, können die Verbindungsdurchläufe erfolgreich mit ihren jeweiligen Punkten ausgeführt werden.
Viele verschiedenen optischen Eigenschaften können durch Einfügen von zusätzlicher Optik in die Strahlwege eines Systems mit mehreren Strahlen geändert werden. Die eingefügte Optik kann sein: (1) die Polarisation ändernde Elemente, um den Polarisationszustand eines optischen Impulses zu erzeugen oder zu ändern; (2) Dämpfer, um die Impulsenergien zu ändern; (3) eine Strahlformungsoptik, um die räumliche Verteilung des Impulses zu ändern (z.B. elliptisch, gaußförmig, hutförmig oder ringförmig (ein Punkt mit weniger Energie im Zentrum) profilierte Punkte); (4) eine Frequenzvervielfachungsoptik, um die Wellenlänge eines Impulses zu ändern (oder verschiedene Quellenlaser, die mehrere Impulse mit unterschiedlichen Wellenlängen liefern); (5) Strahlaufweitungseinrichtungen, um verschiedene fokussierte Punktgrößen an der Verbindung zu erzeugen; und (6) Linsen und Übertragungsoptik. Andere optische Eigenschaften, die sich zwischen den mehreren Strahlwegen unterscheiden können, sind für Fachleute ersichtlich, wie die geeignete Optik zum Erzeugen dieser optischen Eigenschaften.
Eine zweite Verwendung von mehreren Punkten, die Energie zu einer Verbindung liefern, ist eine zeitliche Impulsformung. Die zeitliche Impulsformung kann durchgeführt werden, indem ein Laserimpuls genommen wird, er in mehrere Strahlen aufgespalten wird, die Zeitverzögerungselemente umfassen, und die Strahlen an einer Verbindungsstruktur wieder kombiniert werden. Durch dieses Verfahren kann ein Impuls, der eine schnelle Anstiegszeit, aber eine kurze Dauer aufweist, effektiv gedehnt werden, so dass er eine schnelle Anstiegszeit und eine lange Impulsdauer aufweist. Verzögerte Impulse können mit Strahlteilern mit veränderlichen Verhältnissen gedämpft oder erzeugt werden, um zusätzliche Flexibilität beim Formen der Impulsamplituden zu schaffen.
14 stellt einen Prozess der Impulsformung durch Kombinieren von verzögerten Impulsen dar. Der obere Graph stellt einen einzelnen Laserimpuls 610 dar. Der zweite Graph stellt diesen gleichen Impuls 610 plus einen zweiten Impuls 620 mit niedrigerer Amplitude dar, der um etwa 8 ns verzögert wurde. Die Anstiegszeit ist schnell und die effektive Impulsdauer ist länger. Der dritte Graph stellt den ersten Impuls 610 mit dem zweiten Impuls 620 und einen dritten Impuls 630, jeweils mit einer niedrigeren Amplitude und mit zunehmenden Verzögerungen dar. Die resultierende additive Wellenform erzeugt eine lange Impulsbreite von etwa 20 ns mit der schnellen Anstiegszeit des ursprünglichen Impulses. Diese Impulsform ist zum Bearbeiten von einigen Halbleiterverbindungsstrukturen erwünscht.
Die Verzögerung kann durch Einführen eines zusätzlichen Abstandes in einem optischen Weg hinzugefügt werden. Eine Verzögerung von etwa 1 ns ergibt sich von jedem Schritt einer zusätzlichen Weglänge. Die Verzögerung kann sich beispielsweise aus einer einfachen Strahllenkung, der Reflexion von Strahlen hin und her zwischen Spiegeln oder Einspeisen des Strahls in eine Länge eines faseroptischen Kabels ergeben.
Die Impulsformung kann auch durch Kombinieren von Laserimpulsen mit verschiedenen Eigenschaften von zwei verschiedenen Laserquellen erreicht werden. Ein kurzer Impuls mit einer schnellen Anstiegszeit kann beispielsweise mit einem längeren Impuls mit einer langsamen Anstiegszeit kombiniert werden, um einen Impuls mit schneller Anstiegszeit und langer Dauer zu erzeugen.
Mit Rückbezug auf die Konfiguration 580 mit teilweiser Überlappung in 5 überlappen die zwei Strahlpunkte A und B teilweise auf derselben Verbindung. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die zwei Punkte entlang der Längsrichtung der Verbindung versetzt. Diese Konfiguration kann zu einer zuverlässigeren Verbindungsdurchtrennung führen, insbesondere wenn die Punktgröße klein ist, da ein einzelner kleiner Punkt eine Verbindung nicht zuverlässig durchtrennen kann. Anstatt zwei Durchgänge mit einem einzelnen Laserpunkt zu nehmen, um die Verbindungen ein zweites Mal durchzuschmelzen, um die Durchtrennung sicherzustellen, kann die Konfiguration 580 mit teilweiser Überlappung dieselbe Zuverlässigkeit der Durchtrennung erreichen, ohne einen Durchsatznachteil von 50 % zu erleiden.
Wie in 5 zu sehen ist, breiten sich zwei Laserstrahlen entlang jeweiliger unterschiedlicher Strahlachsen aus, die dieselbe Verbindung an verschiedenen Stellen schneiden, die entlang der Länge der Verbindung zueinander versetzt sind. Ferner grenzen die Laser jeweilige Punkte A und B auf der Oberfläche der Verbindung ein. Die Punkte A und B sind nicht konzentrisch und definieren einen Überlappungsbereich, der durch den Schnitt beider Punkte gebildet ist, und einen Gesamtbereich, der durch die Vereinigung beider Punkte gebildet ist. Die Fläche des Überlappungsbereichs kann beispielsweise 50 % der Fläche des Gesamtbereichs sein. Die Energiepegel der zwei Laserstrahlen ist vorzugsweise so festgelegt, dass eine vollständige Tiefendurchtrennung der Verbindung über ihre gesamte Breite in zumindest irgendeinem Teil des Gesamtbereichs (am wahrscheinlichsten der Überlappungsbereich) sichergestellt wird. Das Energieverhältnis der zwei Strahlen kann 1:1 sein, muss jedoch nicht so sein. Obwohl die zwei Laserstrahlen auf die Verbindung zu verschiedenen Zeiten auftreffen können, ist irgendeine Zeitverzögerung vorzugsweise ausreichend klein (z.B. weniger als etwa 300 ns), um eine Verbindungsdurchtrennung im Fluge zu ermöglichen, wenn die Laserstrahlachsen entlang der Gruppe von Verbindungen abrastern. Man beachte, dass der Fall von zwei teilweise überlappenden Punkten auf drei oder mehr Punkte entlang der Länge der Verbindung in einem teilweise überlappenden Muster verallgemeinert werden kann.
Die Verwendung von mehreren Punkten in Verbindung mit mehreren Strahlen, die zu jedem Punkt geliefert werden, ist auch ein nützliches Verfahren. Es könnten beispielsweise drei seitlich beabstandete fokussierte Punkte mit zwei verschiedenen Strahlwegen vorliegen, die zu jedem Punkt geliefert werden. Dies kann durchgeführt werden, um die Durchsatzvorteile von mehreren Punkten, die nicht überlappen, mit den Impulserzeugungs- und Auswahlvorteilen von mehreren Punkten, die auf eine einzelne Stelle fokussiert werden, zu kombinieren. Folglich könnten drei Punkte jeweils mehrere Strahlen für eine zeitliche Impulsformung, räumliche Impulsformung oder mit der Fähigkeit, Strahlen mit verschiedenen Polarisationszuständen auszuwählen, verwenden.
VII. Implementierungen
Eine Parallelität kann unter Verwendung von separaten optischen Wegen, die zu Zielverbindungen durch entweder eine einzelne Fokussierlinse oder mehrere Fokussierlinsen geliefert werden, durchgeführt werden. Die separaten optischen Wege können von einem einzelnen Laser oder von mehreren Lasern entspringen. Eine Implementierung der Parallelität ergibt sich aus einem Laserkopf und einer Fokussierlinse, wie das Blockdiagramm in 15 zeigt. 15 stellt die Grundfunktionalität eines Verbindungsbearbeitungssystems 700 mit N Punkten mit einem Laser 720 und einer Fokussierlinse 730 dar. Der aus dem Laser 720 ausgegebene Laserstrahl wird auf einen Strahlteiler 745 gerichtet, der den Laserstrahl in N Strahlen aufspaltet, die mit Strahl 1 bis Strahl N bezeichnet sind. Jeder Strahl vom Teiler 745 verläuft durch einen Schalter 750, der selektiv den Strahl durchlassen oder blockieren kann. Die Ausgabe des Schalters 750 geht zu einem Strahllenkmechanismus, der fest oder einstellbar sein kann. Die Strahllenkmechanismen 760 richten die einzelnen Strahlen auf die Fokussierlinse 730, die die Strahlen auf N Punkte auf dem bearbeiteten Halbleiterbauelement (nicht dargestellt) fokussiert. Obwohl die Strahllenkmechanismen 760 vorzugsweise dynamisch einstellbar sind, können sie fest sein.
Ein Spezialfall des Systems mit N Punkten tritt auf, wenn N = 2. Ein Blockdiagramm eines Laserbearbeitungssystems 800 mit zwei Punkten ist in 16 dargestellt. Das System 800 mit zwei Punkten ist wie ein System 700 mit N Punkten, kann jedoch zusätzliche optische Elemente 755 enthalten, die wahlfrei sind. Die Komponenten des Systems 700 mit N Punkten und des Systems 800 mit zwei Punkten können beispielsweise mit einer Masseoptik, integrierten Optik oder Faseroptik implementiert werden. Die Reihenfolge von einigen der Elemente in den Blockdiagrammen kann umgeordnet werden (z.B. kann sich der Schalter 750 nach den zusätzlichen optischen Elementen 755 in den Strahlwegen befinden).
17 ist eine detailliertere Darstellung der Hauptkomponenten von einer Form des Laserbearbeitungssystems 800 mit zwei Punkten. Mit Bezug auf 17 arbeitet das System 800 mit zwei Punkten folgendermaßen: Der Laser 720 wird ausgelöst, um einen Lichtimpuls zu emittieren, der zum Strahlteiler 745 geliefert wird. Der Strahlteiler 745 unterteilt den Impuls in zwei separate Impulse, die unabhängig zur Arbeitsoberfläche 740 geliefert werden. Ein Laserimpuls, der als durchgezogene Linie gezeigt ist, läuft zur Arbeitsoberfläche 740 durch einen ersten, festen optischen Weg. Der zweite Laserimpuls, der als gestrichelte Linie gezeigt ist, läuft zur Arbeitsoberfläche 740 durch einen zweiten, festen optischen Weg. Zwei Schalter 750 wie z.B. AOMs sind enthalten, so dass jeder Impuls zur Arbeitsoberfläche 740 durchgelassen oder blockiert werden kann. Jeder Impuls wird an einem Spiegel 762 reflektiert und in Richtung eines Strahlkombinators 765 gerichtet. Die Impulse werden im Strahlkombinator 765 wieder kombiniert, an einem Endspiegel 725 reflektiert und durch eine einzelne Fokussierlinse 730 auf die Arbeitsoberfläche 740 hinab fokussiert, wo sie auf Halbleiterverbindungen auftreffen. Zusätzliche optische Elemente 755 können auch im Strahlweg enthalten sein, um die optischen Eigenschaften der Impulse zu ändern.
17 stellt auch Komponenten des Systems 800 dar, die die relative Bewegung des Werkstücks 740 und der Laserpunkte, die Auslösung des Lasers 720 und die Steuerung der Schalter 750 gemäß einer erläuternden Steuerarchitektur steuern. Insbesondere wird das Werkstück 740 an einem Bewegungstisch 660 montiert, der das Werkstück 740 in einer XY-Ebene bewegt (wobei die Laserstrahlen auf das Werkstück in der Z-Richtung einfallen). Ein oder mehrere Positionssensoren 680 erfassen, wo sich das Werkstück 740 relativ zu einem oder beiden der Laserstrahlpunkte befinden, und melden diese Positionsdaten an eine Steuereinheit 690. Die Steuereinheit 690 greift auch auf eine Zielkarte 695 zu, die Daten enthält, die Zielpositionen auf dem Werkstück 740 angeben, die bestrahlt werden sollten (z.B. um eine Verbindung in dieser Position zu durchtrennen). Die Zielkarte 695 wird typischerweise beispielsweise aus einem Testprozess, der feststellt, welche Schaltungselemente im Werkstück 740 fehlerhaft sind oder anderweitig eine Bestrahlung erfordern, sowie aus Anordnungsdaten und möglicherweise Ausrichtungsdaten erzeugt. Die Steuereinheit 690 choreographiert die Impulsgebung des Lasers 720 und das Verschließen der Schalter 750 und die Bewegung des Bewegungstischs 660, so dass die Laserstrahlpunkte jedes Ziel überqueren und Laserimpulse emittieren, die das Werkstück 740 an den Zielen erreichen. Die zwei Punkte dieser Basisimplementierung können auf die Arbeitsoberfläche 740 mit einem beliebigen gewünschten relativen XY-Abstand innerhalb der Bewegungsbereichsgrenzen des XY-Bewegungstischs 660 aufgebracht werden. Die Steuereinheit 690 steuert vorzugsweise das System 800 auf der Basis von Positionsdaten, da diese Methode eine sehr genaue Anordnung von Verbindungsdurchschmelzungen bereitstellt. Das US-Patent Nr. 6 172 325 , das auf den Anmelder der vorliegenden Erfindung übertragen wurde und in seiner Gesamtheit durch den Hinweis hierin aufgenommen wird, beschreibt eine Technologie mit Laserimpuls auf Position. Alternativ kann die Steuereinheit 690 das System 800 auf der Basis von Zeitsteuerdaten steuern. Obwohl eine Steuerarchitektur (z.B. der Bewegungstisch 660, der (die) Positionssensor(en) 680, die Steuereinheit 690 und die Defektkarte 695) der Vollständigkeit halber in 17 gezeigt sind, ist die Steuerarchitektur aus vielen der folgenden Zeichnungen weggelassen, um die an den dargestellten Laserbearbeitungssystemen beteiligten anderen Komponenten nicht unnötig zu verdecken.
Viele verschiedenen Konfigurationen, wobei einige mehr Vorteil bieten als andere, sind möglich. Erstens kann man eine einstellbare Lenkung von einem Strahl im XY-Raum bereitstellen, während der andere Strahl fest ist, wie in 18 dargestellt, in der der feste Spiegel 762 in einem Strahlweg gegen einen dynamisch einstellbaren XY-Strahllenkmechanismus 764, der in der Lage ist, den Strahl sowohl in der X- als auch Y-Richtung zu lenken, und eine Übertragungslinse 770 ausgetauscht wurde. In diesem Fall läuft ein Laserimpuls, der als durchgezogene Linie gezeigt ist, zur Arbeitsoberfläche 740 durch einen festen optischen Weg, während der zweite Laserimpuls, der als gestrichelte Linie gezeigt ist, einen einstellbaren Strahllenkmechanismus 764, wie z.B. einen schnellen Lenkspiegel, im optischen Weg enthält, so dass der fokussierte Laserpunkt um eine gewünschte Stelle in der XY-Ebene des Werkstücks 740 parallel verschoben werden kann. Zweitens kann man eine Lenkung beider Strahlen unabhängig im XY-Raum bereitstellen, wie in 19 gezeigt, die XY-Strahllenkmechanismen 764 in beiden optischen Wegen darstellt. Dies bietet potentiell eine überlegene Strahlqualität, da kleinere Verschiebungen jedes Strahls einen größeren Versatz bewerkstelligen können. Wenn beispielsweise ein Abstand von 40 μm zwischen den zwei Strahlen erwünscht ist, dann kann jeder Strahl um nur 20 μm in verschiedenen Richtungen verschoben werden. Kleinere Verschiebungen führen zu einer geringeren optischen Verzerrung und einer verbesserten fokussierten Punktqualität. Drittens kann man einen Strahl in der X-Richtung und den anderen Strahl in der Y-Richtung lenken, wie in 20 gezeigt, die einen X-Strahllenkmechanismus 766 in einem optischen Weg und einen Y-Strahllenkmechanismus 768 im anderen optischen Weg darstellt. Strahllenkmechanismen in den Laserstrahl-Ausbreitungswegen (z.B. die Strahllenkmechanismen 764) werden vorzugsweise durch eine Steuerarchitektur gesteuert (wie z.B. die in 17 dargestellte).
In Implementierungen, die einen Strahllenkmechanismus 764, 766 oder 768 wie z.B. in den 18-20 verwenden, ist eine Übertragungslinse 770 nützlich. Die Übertragungslinse 770 arbeitet in Verbindung mit einem Strahllenkmechanismus, um die Bahn des Laserstrahls derart einzustellen, dass beide Strahlen auf den Endspiegel 725 am gleichen Punkt auftreffen. Die verschiedenen Punktstellen der zwei Strahlen auf dem Wafer 740 sind den verschiedenen Einfallswinkeln der Strahlen in die Fokussierlinse 730 zuzuschreiben.
Physikalische Implementierungen von jeder dieser Konfigurationen können in vielen Weisen vorkommen. Ein in 21 dargestelltes System mit zwei Punkten ist beispielsweise eine alternative Konfiguration, die eine XY-Lenkung von einem Strahl relativ zum anderen Strahl vorsieht. Diese Implementierung, die vielmehr zwei lenkende XY-Strahlmechanismen 764 als einen mit einer Übertragungsoptik 770 verwendet, führt zu einem System ähnlich dem in 18 dargestellten System.
Eine weitere Implementierung des Systems 800 mit zwei Punkten ist in 22 dargestellt, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel genauer zeigt. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Ausgangsstrahl des Lasers 720 vorzugsweise linear polarisiert. Der Strahl geht durch eine Strahlformungs- und -kollimationsoptik 722, die die Strahlgröße ändern und bedeutender einen kollimierten Strahl erzeugen kann, bevor er eine Halbwellenplatte 724 und einen Strahlteiler 745 erreicht. Der Strahlteiler 745 ist vorzugsweise ein Polarisator, der den Strahl in zwei separate und orthogonal linear polarisierte Komponenten A und B aufspaltet. In Abhängigkeit von der Drehrichtung der optischen Achse der Halbwellenplatte 724 kann das Verhältnis der Leistung in den Strahlen A und B kontinuierlich eingestellt werden, während die Gesamtleistung (A+B) im Wesentlichen bewahrt wird. Wenn es beispielsweise erwünscht ist, dass beide fokussierten Punkte auf der Arbeitsoberfläche identisch sind, kann der Winkel der optischen Achse der Halbwellenplatte 724 derart eingestellt werden, dass die zwei Punkte auf der Arbeitsoberfläche trotz Variationen im Leistungsdurchsatz zwischen den zwei Strahlwegen A und B dieselbe Leistung aufweisen.
Der Strahl A aus dem Teiler 745 geht dann durch einen Schalter 750, der vorzugsweise eine schnelle Schaltvorrichtung wie z.B. ein AOM ist. In Abhängigkeit von der gewünschten Schaltgeschwindigkeit oder der Konstruktion des AOM kann eine Strahlformungsoptik (nicht dargestellt) unmittelbar vor und nach dem AOM verwendet werden, um eine geeignete Strahlgröße und – divergenz innerhalb des AOM zu erleichtern. Alternativ können andere schnelle Schalter wie z.B. ein elektrooptischer Modulator (EOM) verwendet werden. Offensichtlich kann der Schalter 750 weggelassen werden, wenn eine unabhängige Steuerung der zwei Strahlen nicht erwünscht ist, in welchem Fall beide Strahlen gleichzeitig ein- oder ausgeschaltet werden.
Bei Fortlauf den optischen Weg A hinab kann eine Strahlgrößen-Steueroptik 752 verwendet werden, um die Strahlgröße derart zu ändern, dass die gewünschte fokussierte Punktgröße am Werkstück 740 erzeugt wird. Eine programmierbare Zoom-Strahlaufweitungseinrichtung (ZBE) kann beispielsweise implementiert werden, um die Ausgangsstrahlgröße und dadurch die endgültige Punktgröße an der Arbeitsoberfläche zu verändern. Alternativ kann eine andere Strahlformungsoptik in Abhängigkeit von dem gewünschten Punktintensitätsprofil und der gewünschten Punktgröße verwendet werden.
In diesem Ausführungsbeispiel kann ein geeigneter Strahlteiler 754 vor oder nach der Kollimationsoptik 722 für Leistungsüberwachungszwecke verwendet werden. Im Einfallsweg kann ein Teil des einfallenden Strahls beispielsweise zu einem Einfallsdetektor 756 abgelenkt werden, um die Amplitude und Schwankungen der Energie der Laserimpulse zu überwachen.
Optische Signale, die an den Strukturen am Werkstück 740 reflektieren, können entlang der optischen Wege des Systems rückwärts laufen. Der Strahlteiler 754 kann die reflektierten optischen Signale in einen Reflexionsdetektor 758 zur Überwachung richten. Reflektierte und einfallende optische Leistungspegel sind beispielsweise beim Kalibrieren der Position des fokussierten Punkts nützlich. Während eines Ausrichtungsprozesses werden die fokussierten Punkte über Ausrichtungsmarkierungen auf der Arbeitsoberfläche gerastert. Reflektierte Leistungspegel und Positionsmessungen werden verwendet, um die Position des Punkts relativ zum Werkstück 740 zu kalibrieren.
In der in 22 dargestellten Implementierung bewirkt die Polarisationsoptik, dass die am Werkstück 740 reflektierten Signale den entgegengesetzten Weg zurück hochlaufen. Folglich laufen die durch den einfallenden Strahl A erzeugten Reflexionen den durchgezogenen Strahlweg B zurück hoch. Ebenso läuft die Reflexion vom Einfallsstrahlweg B den gestrichelten Strahlweg zurück hoch. Dies führt zu einer Kreuzung der reflektierten Signale. Eine bevorzugte Betriebsart beim Vergleichen von einfallenden und reflektierten Signalen besteht darin, Detektoren zu verwenden, die mit entgegengesetzten Strahlwegen gekoppelt sind.
Solche Vergleiche können für Kalibrierungs- und Messzwecke, wie z.B. Bestimmen der Energie oder Eigenschaften von optischen Punkten oder Durchführen von Ausrichtungsabtastungen am Werkstück, nützlich sein.
Die nächste Hauptkomponente im Strahlweg A ist ein Strahlabtast- oder – lenkmechanismus 760, der die Stelle des fokussierten Punkt auf der Arbeitsoberfläche steuert. Dies ist vorzugsweise ein schneller Lenkspiegel, der den Punkt sowohl in der X- als auch Y-Richtung auf der Arbeitsoberfläche bewegen kann, obwohl zwei in einer senkrechten Konfiguration angeordnete Abtastspiegel verwendet werden können, jede Abtastung in nur einer Richtung. Die Methode mit einem Spiegel ist bevorzugt, da sie Winkeländerungen in beiden Achsen des Strahls erzeugen kann, während ein stationäres Drehzentrum an oder nahe dem Spiegelzentrum aufrechterhalten wird. Alternativ können andere Abtastvorrichtungen wie z.B. AOMs für relativ kleine Abtastbereiche, aber mit hohen Abtastgeschwindigkeiten verwendet werden.
In Konfigurationen mit mehreren Abtaststrahlen, die durch eine einzelne Fokussierlinse 730 laufen, ist es erwünscht, alle Strahlen an oder nahe dem Zentrum der Eintrittspupille der Fokussierlinse 730 über den ganzen Abtastbereich für eine optimale Qualität des fokussierten Punkts anzuordnen. Dies gilt insbesondere für Fokussierlinsen mit hoher numerischer Apertur (NA) und mit Eingangsstrahlgrößen, die die Eintrittspupille fast füllen, wie es üblicherweise in Verbindungsbearbeitungssystemen mit Punktgrößen angetroffen wird, die geringer sind als beispielsweise dreimal die Strahlwellenlänge. Ein gemeinsames Attribut dieser Linsen mit hoher NA besteht darin, dass die Eintrittspupille nahe der Linse angeordnet ist, wo es sehr schwierig, wenn nicht unmöglich ist, alle Strahlabtastkomponenten physikalisch anzupassen. Es ist daher vorteilhaft, Übertragungslinsen 770 zu verwenden, die den Abtastwinkel von allen entfernten Abtastmechanismen in die Eintrittspupille reproduzieren können. Die Übertragungslinse 770, die mehrere optische Elemente umfassen kann, ist zwischen dem Lenkmechanismus 760 und dem Strahlkombinator 765 stromabwärts angeordnet. Die Positionierung der Übertragungslinse 770 beeinflusst die Leistung, da das Zentrum des Lenkspiegels im Zentrum der Eintrittspupille der Übertragungslinse 770 liegen sollte, während die Austrittspupille der Übertragungslinse 770 mit der Eintrittspupille der Fokussierlinse 730 zusammenfällt. Mit dieser Anordnung bleibt die Strahlposition an der Eintrittspupille der Fokussierlinse 730 im Wesentlichen stationär über die Abtastung, damit eine optimale Strahlqualität des fokussierten Punkts im ganzen Abtastbereich aufrechterhalten wird.
Eine weitere erwünschte Eigenschaft der Übertragungslinse 770 besteht darin, dass der Zustand der Kollimation des Strahls durch die Linse bewahrt werden kann. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel bleiben die Strahlgröße und der Betrag des Strahlwinkels relativ zur optischen Achse zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Übertragungslinse 770 unverändert. Mit einer anderen Konstruktion kann jedoch der Ausgangsstrahl aus der Übertragungslinse 770 eine andere Strahlgröße und einen entsprechend anderen Winkel aufweisen, während die gewünschte Kollimation aufrechterhalten wird. Das Verdoppeln der Strahlgröße aus der Übertragungslinse 770 halbiert wahrscheinlich den Ausgangsstrahlwinkel. Diese Anordnung kann unter einem bestimmten Umstand nützlich sein, wenn es erwünscht ist, den Abtastwinkelbereich an der Fokussierlinse 730 zu verringern, um die Positionierungsempfindlichkeit des Punkts auf der Arbeitsoberfläche zu verbessern.
Die Übertragungslinse 770 kann durch Hinzufügen eines Abtastspiegels oder von Abtastspiegeln zur vorstehend erwähnten optischen Reihe ersetzt werden. Mit einem Minimum von zwei unabhängigen Abtastspiegeln und durch geeignete Manipulationen von Abtastwinkeln ist es möglich, einen Abtaststrahl, der an der Eintrittspupille des Fokussierobjektivs stationär ist, und mit variierenden gewünschten Abtastwinkeln zu erzeugen, wodurch die Punktqualität im ganzen Abtastbereich optimiert wird. Der Nachteil einer solchen Anordnung besteht darin, dass die gesamten Spiegelabtastwinkel größer sind als im Vergleich zum Übertragungslinsenfall; dies kann in Mechanismen mit schneller Abtastung und hoher Auflösung, in denen der Abtastbereich begrenzt ist, ein Faktor sein.
Für den zweiten Strahlweg B aus dem Strahlteiler 745 können die Komponenten der optischen Reihe bis zum Strahlkombinator 765 im Wesentlichen ähnlich sein, wenn ein unabhängiges Umschalten und Abtasten erwünscht ist. Wahlweise kann eine Halbwellenplatte 724 verwendet werden, falls erwünscht, um die gewünschten Polarisationseigenschaften zu erzeugen. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Ausgangsstrahlen von den zwei Wegen A und B mit orthogonalen Polarisationen in einem Polarisator in einer solchen Weise kombiniert, dass die zwei Ausgangsstrahlen in die Eintrittspupille der Fokussierobjektivlinse 730 an im Wesentlichen derselben Stelle und mit im Wesentlichen derselben Richtung eintreten, wenn die Abtastspiegel für überlappende Punkte auf der Arbeitsoberfläche eingestellt werden. Der Strahlkombinator 765 kann beispielsweise ein Würfelpolarisator oder ein Dünnschichtplatten-Polarisator sein, die beide allgemein erhältliche optische Elemente sind. Diese Anordnung hat den Vorteil eines minimalen Leistungsverlusts, obwohl in Erwägung gezogen wird, dass andere Strahlkombinatoren wie z.B. optische Beugungselemente oder empfindliche Teiler ohne Polarisation hier verwendet werden können. Überdies können die Eingangsstrahlen in den Kombinator 765 nicht-linear polarisiert sein.
Nachdem die Strahlen durch den Strahlkombinator 765 kombiniert wurden, richtet der Spiegel 725 die Strahlen auf die Fokussierlinse 730. Der Spiegel 725 kann wahlweise ein Abtastspiegel oder ein FSM, der in die optische Reihe für eine zusätzliche Abtastung eingefügt ist, sein. Das Abtastzentrum ist vorzugsweise in der Eintrittspupille der Fokussierlinse 730 angeordnet, wieder für eine optimale Fokussierung. Dieser Abtastspiegel kann für eine Strahlpositionierungs-Fehlerkorrektur verwendet werden, die mit den Bewegungstischen oder anderen Positionierungsfehlerquellen verbunden ist. Dieser Abtastspiegel kann auch als alternative Strahlpositionierungsvorrichtung zu einem der Strahllenkmechanismen 760 für die Strahlen A oder B verwendet werden. In dieser Anordnung kann der Strahllenkmechanismus 760 des Strahls B beispielsweise beseitigt werden und die Bewegung des Abtastmechanismus 760 des Strahls A in Verbindung mit der Bewegung des Spiegels 725 erzeugt die gewünschten Punktpositionen an der Arbeitsoberfläche 740.
In den meisten Verbindungsbearbeitungsanwendungen ist es erwünscht, fokussierte Punkte mit fast identischer Größe und fast identischem Intensitätsprofil zu haben. Durch Messen der Größe von jedem Punkt und Einstellen der Strahlgrößen-Steueroptik 752 der zwei Strahlwege können Punkte mit fast identischer Größe erzeugt werden. Alternativ können die zwei Strahlen nach den Schaltern unter Verwendung eines Polarisators wieder kombiniert werden und der kombinierte Strahl durch eine gemeinsame Strahlgrößen-Steueroptik geschickt werden, bevor sie ein zweites Mal aufgespalten werden. Die Verwendung einer gemeinsamen Strahlgrößen-Steueroptik sollte im Wesentlichen identische fokussierte Punkte an der Arbeitsoberfläche sicherstellen.
(Ein) Intensitätsprofil(e) kann (können) durch die Einstellung der Halbwellenplatte 724 durch Ansteuersignale, die zu optischen Schaltern 750 geliefert werden, oder unter Verwendung einer wahlweisen zusätzlichen Dämpfungsoptik gesteuert werden.
In einem System mit mehreren Strahlen kann es auch vorteilhaft sein, dass alle Strahlen gleichzeitig und exakt auf dieselbe Ebene (Abgleicheigenschaft) an oder nahe der Brennebene der Objektivlinse 730 fokussiert werden. Trotz einer beträchtlichen Ähnlichkeit der optischen Wege können normale Toleranzen in den optischen Komponenten einen vollkommenen Abgleich verhindern. Daher ist es erwünscht, eine Brennpunktsteueroptik 769 in jeden der optischen Zweige einzuführen, obwohl eine von diesen weggelassen werden kann, wenn der Brennpunkt von diesem Zweig die Brennebene definiert. Es ist auch möglich, diese Brennpunktsteuerfunktion in die Strahlgrößen-Steueroptik 752 zu integrieren.
Wie das vorangehende Beispiel darstellt, sind viele verschiedenen Konfigurationen und Implementierungen von Systemen mit mehreren Strahlen möglich. Variationen können mit verschiedenen physikalischen Implementierungen, wie z.B. Masseoptik- oder faseroptischen Implementierungen, den Arten von verwendeten optischen Komponenten (die in einem anderen Teil dieses Dokuments genauer erörtert werden), der Reihenfolge von optischen Komponenten, der Anzahl von Laserimpulsquellen und der gewünschten Konfiguration, entstehen. Fachleute werden leicht erkennen, dass eine Mehrzahl von optischen Konfigurationen zu Laserbearbeitungssystemen mit zwei Punkten und mehreren Punkten führen können.
Eine breite Vielfalt von optischen Komponenten kann verwendet werden, um Laserbearbeitungssysteme mit mehreren Punkten zu implementieren. Hierin werden viele Masseoptik-Komponentenwahlen beschrieben, aus denen diese Systeme konstruiert werden können. Andere Optionen sind für Fachleute ersichtlich. Die Hauptkomponenten, die diese Erfindung betreffen, sind Laserquellen, Strahlteiler, Strahlschalter, Drehgeneratoren und eine Strahländerungsoptik.
Die Verwendung von verschiedenen Lasern und verschiedenen Laserimpulseigenschaften bei der Laserbearbeitung mit mehreren Strahlen kann die Bearbeitung von Halbleiterverbindungsstrukturen günstig verbessern. Viele verschiedenen Arten von Laserquellen können in Laserbearbeitungssystemen mit mehreren Strahlen verwendet oder kombiniert werden. Diese Laserquellen können Festkörperlaser umfassen, wie z.B. diodengepumpte, gütegeschaltete Festkörperlaser, einschließlich Lasern, die mit einer seltenen Erde dotierte laseraktive Materialien, wie z.B. Nd:YVO₄, Nd:YLF und Nd:YAG, und vibronische laseraktive Materialien, wie z.B. Alexandrit, Cr:LiSAF und Cr:LiCAF, enthalten. Die aus diesen Lasern ausgegebene Grundwellenlänge kann durch den gut bekannten Prozess einer nicht-linearen Oberwellenumwandlung in Oberwellenlängen umgewandelt werden.
Diese Laserquellen können ferner diodengepumpte, modenverriegelte Festkörperlaser umfassen, wie z.B. modenverriegelte SESAM-Nd:YVO₄-Laser, die in der Lage sind, eine gepulste Laserausgangsleistung von einer Pikosekunde zu erzeugen. Modenverriegelte Festkörperlaser können Oszillatorregenerations-Verstärker- und Oszillatorleistungs-Verstärkerkonfigurationen umfassen. De aus diesen Lasern ausgegebene Grundwellenlänge kann durch den gut bekannten Prozess der nicht-linearen Oberwellenumwandlung in Oberwellenlängen umgewandelt werden. Die Laserquellen können auch Zirpimpuls-Verstärkungslasersysteme für die Erzeugung einer Laserausgangsleistung einer Femtosekunde (fs) umfassen oder können alternativ eine andere Impulsdehnungs- und -komprimierungsoptik, die auf dem Fachgebiet gut bekannt ist, für den Zweck der Erzeugung einer gepulsten Laserausgangsleistung einer Femtosekunde umfassen.
Diese Laserquellen können ferner gepulste, mit einer seltenen Erde dotierte Festkernfaserlaser und gepulste, mit einer seltenen Erde dotierte Photonenkristallfaserlaser umfassen. Gepulste, mit einer seltenen Erde dotierte Faserlaser können gütegeschaltete und Oszillator-Verstärker-Konfigurationen umfassen. Ferner kann eine breite Vielfalt von Oszillatoren verwendet werden, einschließlich Breitbereich-Halbleiterlasern, Einfrequenz-Halbleiterlasern, Leuchtdioden, gütegeschalteten Festkörperlasern und Faserlasern. Die aus diesen Lasern ausgegebene Grundwellenlänge kann durch den gut bekannten Prozess der nicht-linearen Oberwellenumwandlung in Oberwellen umgewandelt werden.
Zusätzliche Laserquellen können ferner Halbleiterlaser, Gaslaser, einschließlich CO₂- und Argonionenlasern, und Excimerlaser umfassen.
Ein breiter Bereich von Wellenlängen von etwa 150 nm bis etwa 11000 nm kann durch die Laserquellen erzeugt werden, die in Laserbearbeitungssystemen mit mehreren Strahlen enthalten sein können. In Abhängigkeit von den verwendeten Laserquellen können Impulsbreiten im Bereich von 10 fs bis mehr als 1 μs und PRFs im Bereich von Impuls bei Bedarf bis mehr als 100 MHz zum Zeitpunkt dieser Schrift erzeugt werden. In Abhängigkeit von den verwendeten Laserquellen kann die Impulsform, die Energie pro Impuls oder die Ausgangsleistung, Impulsbreite, Polarisation und/oder Wellenlänge abstimmbar oder auswählbar sein.
Laserquellen mit einer angemessenen ausgegebenen Energie pro Impuls sind für Anwendungen mit mehreren Strahlen, bei denen die Ausgangsleistung von einer Laserquelle aufgespalten und zu mehreren Werkstückstellen geliefert wird, erwünscht. Viele derzeit in Verbindungsbearbeitungssystemen verwendeten Laser können eine angemessene Energie pro Impuls für Implementierungen mit mehreren Strahlen aufgrund der erwarteten Schrumpfung der Bauelement-Strukturmerkmalsgrößen erzeugen.
Ultraschnelle Laser, die zahlreiche Impulse in schneller Aufeinanderfolge liefern, um eine Verbindung zu bearbeiten, sind auch auf die Laserbearbeitung mit mehreren Strahlen anwendbar. Zusätzlich zur Verwendung in dem System wie irgendeiner anderen Laserquelle können die Erzeugung und Blockierung von Impulsen in einem System, das einen ultraschnellen Laser verwendet, koordiniert werden, um zu ermöglichen, dass verschiedene Impulsfolgen jeden der mehreren Strahlwege hinab geliefert werden. Mehr oder weniger Impulse können beispielsweise einen der Strahlwege zur Lieferung zu einer Verbindung hinablaufen lassen werden. Die Impulse können auch in Stößen geliefert werden oder abwechselnd die verschiedenen Strahlwege hinab geliefert werden. Ein Versatz oder eine Einstellung der Laserpunktstelle relativ zum Werkstück in einem oder mehreren der mehreren Strahlwege kann auch erzeugt werden, indem ermöglicht wird, dass ein zeitlich verschiedener Satz von Laserimpulsen die Zielverbindungen erreicht.
Strahlteiler können eine Masseoptik wie z.B. Polarisationsstrahlteilerwürfel oder teilweise reflektierende Spiegel sein. AOMs, EOMs und schaltbare LCD-Polarisatoren können auch konfiguriert und angesteuert werden, um die Strahlteilung durchzuführen. Alternativ können faseroptische Koppler als Strahlteiler in faseroptischen Implementierungen dienen.
Optische Komponenten zum Umschalten von Strahlen, um zu ermöglichen, dass sich Impulse zur Arbeitsoberfläche 740 ausbreiten oder blockiert werden, umfassen: AOMs, EOMs, Pockels-Zellen, schaltbare LCD-Polarisatoren, mechanische Verschlussblenden und auch Hochgeschwindigkeits-Strahlablenkeinrichtungen wie z.B. Lenkspiegel.
Strahllenkmechanismen liegen typischerweise in der Klasse von Drehgeneratoren. Mechanische Dreheinrichtungen umfassen Lenkspiegel, die mit piezoelektrischen, elektromagnetischen, elektrostriktiven oder anderen Stellgliedern betätigt werden können. Galvanometer, Neigungskeile und Anordnungen von Mikromaschinenspiegeln fallen auch in die Kategorie von mechanischen Strahlablenkeinrichtungen. Andere optische Elemente, die optische Strahlen lenken können, umfassen AOMs und EOMs.
Für einige Anwendungen kann es möglich sein, Lasersysteme mit mehreren Strahlen mit festen Strahllenkmechanismen anstelle von welchen, die auf Eingangsbefehle reagieren, zu implementieren. Eine feste oder manuell einstellbare Optik kann verwendet werden, um ein Verbindungsbearbeitungssystem zu konfigurieren, um mit fokussierten Punkten zu arbeiten, die einen relativen Positionsabstand aufweisen, der den Verbindungsabständen auf speziellen Werkstücken 740 entspricht. Solche Systeme würden davon profitieren, dass sie einige feste Wege, die auf X-Achsen-Verbindungsdurchlaufen verwendet werden, und andere feste Wege, die für Y-Achsen-Verbindungsdurchläufe verwendet werden, aufweisen.
Ein weites Sortiment von zusätzlicher Strahländerungsoptik kann in die optischen Wege eingeschlossen werden. Ähnliche und/oder verschiedene Elemente können in verschiedenen Strahlwegen verwendet werden. Diese zusätzlichen optischen Elemente können Polarisatoren, Polarisationsmodifizierer, Faraday-Isolatoren, Modifizierer des räumlichen Strahlprofils, Modifizierer des zeitlichen Strahlprofils, Frequenzschieber, eine Frequenzvervielfachungsoptik, Dämpfer, Impulsverstärker, eine Modenauswahloptik, Strahlaufweitungseinrichtungen, Linsen und Übertragungslinsen umfassen. Zusätzliche optische Elemente können auch Verzögerungsleitungen umfassen, die aus einem zusätzlichen Abstand des optischen Weges, geknickten optischen Wegen und faseroptischen Verzögerungsleitungen bestehen.
Im Fall der Konfiguration 570 mit voller Überlappung der Konfiguration 580 mit teilweiser Überlappung (5) kann die Implementierung vereinfacht werden. Die 23 und 24 sind beispielsweise Diagramme von Systemen 900A bzw. 900B, die die Konfiguration 580 mit teilweiser Überlappung von zwei Laserpunkten erzeugen. Das System 900A umfasst einen Laser 720, der einen Laserstrahl mit einer Reihe von Impulsen erzeugt, die durch einen X-Achsen-AOM 761, einen Y-Achsen-AOM 763 und eine Optik 735 laufen, bevor sie ein Werkstück 740 erreichen. Der X-Achsen-AOM 761 spaltet den Laserstrahl, der an seinem Eingang einfällt, in zwei Strahlen auf, die in verschiedene Richtungen entlang der X-Achse gerichtet werden; der Y-Achsen-AOM 763 tut dasselbe entlang der Y-Achse. Obwohl typischerweise nur einer der AOMs 761 und 763 zu einer gegebenen Zeit aktiv wäre (23 zeigt den Y-Achsen-AOm 763 aktiv), ermöglicht, wenn beide in Reihe liegen, dass das System 900A Verbindungen mit einer Längsrichtung in entweder der Y- oder der X-Richtung bearbeitet, ohne das Werkstück 740 umpositionieren zu müssen. Anstelle der AOMs 761 und 763 kann irgendeine geeignete Strahlteilvorrichtung verwendet werden. In den AOMs 761 und 763 hängen die Eigenschaften der zwei Ausgangsstrahlen von den Eigenschaften eines Hochfrequenz-(HF) Steuersignals (nicht dargestellt) ab. Insbesondere ist die Verschiebung zwischen den zwei Ausgangsstrahlen eine Funktion der Frequenz des HF-Signals und das Verhältnis von Energien in den zwei Ausgangsstrahlen ist eine Funktion der Leistung im HF-Signal. Dieses Energieverhältnis variiert vorzugsweise zwischen Null und Eins. Als Option ist es auch möglich, ein Verzögerungselement 731 wie z.B. eine faseroptische Schleife, aufzunehmen, um einen Strahl relativ zum anderen zu verzögern. Schließlich umfasst die Optik 735 solche Dinge wie eine Endfokussierlinse und welche anderen optischen Elemente auch immer erwünscht sind.
Das System 900B ist eine alternative Implementierung, um zwei teilweise überlappende Strahlpunkte zu erzeugen. Das System 900B umfasst eine Wellenplatte 725 und einen Strahlteiler 745, der einen Laserstrahl in zwei Strahlen aufspaltet, die durch jeweilige Beugungselemente 767 und 769 laufen. Das Beugungselement 767 spaltet den Laserstrahl an seinem Eingang in zwei Strahlen auf, die in verschiedene Richtungen entlang der X-Achse gerichtet werden, während das Beugungselement 769 dies ebenso entlang der Y-Achse durchführt. Wie der X-Achsen-AOM 761 und der Y-Achsen-AOM 763 im System 900A stellen die Doppelbrechungselemente 767 und 769 Flexibilität bereit, um Verbindungen zu bearbeiten, die sich in entweder der X- oder der Y-Richtung erstrecken. Die Ausgänge der Beugungselemente laufen durch einen Kombinator 765 und eine Optik 735, um das Werkstück 740 zu erreichen.
Mehrere Laserquellen können bei Lasersystemen mit mehreren Punkten für eine größere Flexibilität und Leistung bei der Bearbeitung von Laserverbindungen verwendet werden. Verschiedene Konfigurationen bieten verschiedene Vorteile. 25 zeigt beispielsweise eine Konfiguration unter Verwendung von mehreren Lasern 720-1 und 720-2, eines ersten Spiegels 722, eines Strahlkombinators 723 und eines zweiten Spiegels 724. In einer Betriebsart kann die Konfiguration mit mehreren Lasern verwendet werden, um die effektive Laserwiederholungsrate zu erhöhen. Durch Kombinieren der mehreren Laserköpfe zu einem einzelnen Ausgangsstrahl und nacheinander Auslösen der Laserköpfe, um Impulse zu erzeugen, wird die effektive Laserwiederholungsrate erhöht. Da die effektive Laserwiederholungsrate ohne irgendeine Erhöhung der Wiederholungsraten der einzelnen Laser erhöht wird, werden die Impulseigenschaften bewahrt. Die Impulsform, Impulsbreite, Spitzenimpulshöhe und Impulsenergie können alle beibehalten werden. Das Erhöhen der Laserwiederholungsrate durch Ansteuern eines einzelnen Lasers mit einer hohen Rate würde die Impulsbreite erhöhen und die verfügbare Impulsenergie verringern. Als Beispiel dieses Verfahrens können zwei Laser mit 40 kHz verwendet werden, um eine Impulsfolge, die mit 80 kHz arbeitet, mit denselben optischen Eigenschaften wie ein Laser mit 40 kHz zu erzeugen.
Eine Konfiguration mit mehreren Lasern kann auch betrieben werden, um einige oder alle der Laser 720-1 und 720-2 gleichzeitig zu zünden und zu veranlassen, dass ihre Ausgangsimpulse kombiniert werden, um die verfügbare Impulsenergie zu erhöhen.
Eine Konfiguration mit mehreren Lasern kann auch betrieben werden, um optische Impulse mit verschiedenen optischen Eigenschaften zu erzeugen, die gleichzeitig oder mit kleinen Zeitverzögerungen für eine zeitliche Impulsformung gezündet werden können. Impulse von einem Laser mit einer schnellen Anstiegszeit können beispielsweise mit Impulsen von einem Laser mit einer langen Impulsbreite kombiniert werden, um kombinierte Impulse zu erzeugen, die eine schnelle Anstiegszeit und lange Impulsbreite aufweisen.
Laser mit verschiedenen Wellenlängen können auch in einer ähnlichen Weise kombiniert werden. Impulsformungsverfahren für mehrere Strahlen, die vorher in diesem Dokument beschrieben wurden, können auch auf diese Laser angewendet werden, um die Eingangsimpulsfolge weiter auf ein Verbindungsbearbeitungssystem mit mehreren Strahlen oder einzelnem Strahl zuzuschneiden. Ein mit Lasern mit IR- und UV-Wellenlängen ausgestattetes System könnte beispielsweise selektiv einen Impuls von einer Laserquelle zum Bearbeiten von Verbindungen verwenden. Alternativ könnten die verschiedenen Laserköpfe Impulse mit verschiedenen zeitlichen Formen liefern.
Die Kombination von Dauerstrich- und gepulsten Lasern bietet einen zusätzlichen Vorteil in Verbindungsbearbeitungssystemen. Wenn die zwei Strahlen überlappen oder eine bekannte Differenz in den Stellen von fokussierten Punkten aufweisen, kann ein Dauerstrichlaser für die Ausrichtung und Kalibrierung verwendet werden, und ein gepulster Laser kann für die Verbindungsbearbeitung verwendet werden. Eine solche Anordnung kann die Tatsache ausnutzen, dass ein Dauerstrichlaser für die Ausrichtung und Kalibrierung besser geeignet ist, da er immer eingeschaltet und stabiler ist als ein typischer gepulster Laser.
Mehrere Laserköpfe können auch implementiert werden, wenn ein oder mehrere Laserköpfe vorhanden sind, die zu einem fokussierten Punkt geliefert werden. Diese Konfiguration kann in einem System mit mehreren Punkten wiederholt werden, so dass jeder fokussierte Laserpunkt einen separaten Laser oder separate Laser aufweist, die Impulse liefern, mit denen Verbindungen zu bearbeiten sind.
Das vorstehend beschriebene Konzept kann auf viele Punkte und viele Laserköpfe verallgemeinert werden: Halbleiterverbindungsbearbeitungssysteme können unter Verwendung einer Anordnung von M Laserköpfen zum Erzeugen von N Strahlwegen und K fokussierten Laserpunkten vorteilhaft konfiguriert werden, wobei M, N und K ganze Zahlen sind, die größer als oder gleich Eins sind.
Wie vorstehend angegeben, können mehrere Laser gleichzeitig oder zu verschiedenen Zeiten zünden, um Impulse zu kombinieren oder zwischen diesen abzuwechseln. Die Laser können dieselben oder verschiedene optische Eigenschaften aufweisen. Und Laserimpulsfolgen können weiter unterteilt und zu mehreren Verbindungsstrukturen gleichzeitig oder nacheinander geliefert werden.
26 stellt ein optisches System dar, das Impulsfolgen von M Eingangslasern in N optische Ausgangsstrahlen kombiniert. Dieses optische System kann als Funktionseinheit einer Verbind ungsbearbeitungsmaschine erzeugt werden.
Viele von diesen funktionalen optischen Systemgruppen können in ein Verbindungsbearbeitungssystem kombiniert werden. Die Eingänge in ein optisches Strahlkombinationssystem können entweder Laserköpfe oder die Ausgabe aus einem anderen optischen Strahlkombinationssystem sein. Ebenso kann die Ausgabe aus diesen optischen Untersystemen zu einer Fokussieroptik zur Bearbeitung von Halbleiterverbindungen geliefert werden oder kann als Eingabe in andere optische Strahlkombinationsuntersysteme dienen.
Das resultierende Netz von Laserköpfen, die durch optische Systeme mit mehreren Zielverbindungen verbunden sind, besitzt eine große Flexibilität zum (1) Erzeugen von optischen Impulsen mit gewünschten Eigenschaften und (2) Erhöhen des Systemdurchsatzes durch Verringern der Anzahl von Verbindungsdurchlaufen, die erforderlich sind, um ein Produkt zu bearbeiten, und Erhöhen der Verbindungsdurchlaufgeschwindigkeit.
Implementierungsdetails, die vorstehend dargestellt sind, beschreiben, wie ein System zum Erzeugen von mehreren Punkten zu konfigurieren ist, wobei alle fokussierten Strahlen auf das Werkstück 740 durch eine einzelne Fokussierlinse 730 ausgehen. Es ist jedoch auch möglich, mehrere Fokussierlinsen zu verwenden. Diese mehreren Fokussierlinsen können mit einem Abstand auf der Achse, einem Abstand quer zur Achse oder beiden angeordnet werden.
Mehrere Endfokussierlinsensysteme können mit zahlreichen Linsenkonfigurationen erzeugt werden. Das System kann zwei oder mehr Linsen entlang eines Verbindungsdurchlaufs auf der Achse und/oder entlang eines Verbindungsdurchlaufs quer zur Achse enthalten. Linsen können in einer regelmäßigen Anordnung, einer versetzten Anordnung oder einer willkürlichen Anordnung konfiguriert werden. Es ist auch möglich, eine Anordnung von Linsen in einer "+"-Pluskonfiguration zu haben. Eine Teilmenge der mehreren Fokussierlinsen kann für X-Achsen-Verbindungsdurchläufe verwendet werden und eine andere Teilmenge von Linsen kann für Y-Achsen-Verbindungsdurchläufe verwendet werden. Die vorstehend erwähnten Linsenkonfigurationen sind eine kleine Teilmenge von Beispielkonfigurationen. Viele weitere Linsenanordnungen sind möglich, jede mit verschiedenen Vorteilen.
Das Implementieren von mehreren Linsen mit einem Abstand quer zur Achse ermöglicht die gleichzeitige Bearbeitung von mehreren Verbindungsdurchläufen. Folglich wird die Anzahl von Malen, die der Wafer unter den Fokussierlinsen geführt werden muss, durch die Anzahl von Linsen dividiert. Dies kann zu einer drastischen Durchsatzverbesserung führen. Zusätzliche Vorteile von seitlich beabstandeten Punkten wurden vorher im Abschnitt III erörtert und sind auf Systeme mit mehreren Linsen anwendbar.
Das Implementieren von zwei oder mehr Linsen in einer Konfiguration auf der Achse stellt auch Durchsatz- und Hardwarevorteile bereit. Die Vorteile von auf der Achse beabstandeten Punkten, die vorher im Abschnitt IV erörtert wurden, wie z.B. Mehrfachdurchschmelzung, sind auf Systeme mit mehreren Linsen anwendbar.
Das Beabstanden von mehreren Linsen entlang der Achse von Verbindungsdurchläufen kann auch jeden Verbindungsdurchlauf kürzer machen. Zwei um 150 mm beabstandete Linsen ermöglichen beispielsweise die Bearbeitung eines Wafers von 300 mm mit Verbindungsdurchläufen, die höchstens 150 mm lang sind. Anforderungen an die relative Bewegung zum Bearbeiten eines Verbindungsdurchlaufs in der Mitte des Wafers sind der Waferdurchmesser, dividiert durch die Anzahl von Linsen.
Mit diesem Bearbeitungsverfahren ist die Verbindungsdurchlaufgeschwindigkeit gegenüber dem Fall mit einzelnem Punkt unverändert, eine drastische Zeitverringerung ergibt sich jedoch aufgrund der kürzeren Verbindungsdurchläufe. Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, dass der Bewegungsbereich der Bewegungstische verringert werden kann. Ein kleinerer Tisch verringert die Tischkosten und -aufstellfläche und erhöht potentiell die Beschleunigung und Bandbreitenfähigkeiten des Tischs.
Aufgrund der Größe jeder Fokussierlinse und der in typischen Bearbeitungssystemen verwendeten kurzen Brennweite ist es wahrscheinlich, dass die fokussierten Punkte in einem System mit mehreren Linsen einen großen Abstand (in der Größenordnung von Inch) am Werkstück aufweisen würden. Es ist jedoch möglich, ein System mit mehreren Fokussierlinsen zu erzeugen, das überlappende Punkte erzeugt. Systeme, die kleinere Linsen (z.B. UV-Linsen mit einem Durchmesser von 2-3 Inch) verwenden, können auch mehr Linsen aufnehmen als Systeme, die größere Linsen (z.B. IR-Linsen mit einem Durchmesser von 3-5 Inch) verwenden, um kleine Punktgrößen zu erreichen. Ein UV-System, das in der Lage ist, Wafer von 300 mm zu bearbeiten, kann beispielsweise bis zu etwa 6 Linsen verwenden.
27 zeigt eine Implementierung eines Halbleiterverbindungsbearbeitungssystems mit mehreren Linsen. Viele alternativen Konfigurationen sind möglich. Ein solches System kann über dem Werkstück 740 (als gestrichelte Linie gezeigt) angeordnet werden, das sich auf dem XY-Bewegungstisch 260 (in 27 nicht gezeigt) befindet, um Verbindungsdurchläufe durchzuführen.
Das System mit mehreren Linsen in 27 umfasst einen einzelnen Quellenlaser 720, der eine Impulsfolge mit Strahlteilern 745A-745D und einem Spiegel 775 zum Liefern von optischen Impulsen zu jeder Fokussierlinse 730A-730E erzeugt. Wahlweise Lenkspiegel 764A-764E oder feste Spiegel sind vor jeder Fokussierlinse aufgenommen. Unabhängige AOMs 752A-752E oder andere Schalter werden verwendet, um Impulse zu blockieren, die nicht Verbindungen bearbeiten sollen. Jede Linse 730A-730E weist vorzugsweise auch einen Fokussiermechanismus und eine schnelle Lenkspiegeleinstellung der Strahlbauchstelle des fokussierten Strahls auf.
In einem System mit mehreren Linsen ist es vorteilhaft, eine XY-Strahllenkvorrichtung wie z.B. einen FSM oder einen Lenkspiegel vor jeder Fokussierlinse zu verwenden, um kleine Verschiebungen der fokussierten Punkte herzustellen, um jeden fokussierten Punkt genau auf der gewünschten Zielverbindung zu positionieren. Die Verwendung der Lenkspiegel 764A-764E kann eine unbedeutende Unregelmäßigkeit in der Ausrichtung oder Anordnung von jedem Strahlweg und/oder jeder Fokussierlinse korrigieren. Diese Lenkspiegel können auch verwendet werden, um (1) eine Waferdrehung relativ zur Anordnung von Linsen, (2) Anordnungsversätze, Drehungen, geometrische Unregelmäßigkeiten, Kalibrierungsfaktoren, Skalierungsfaktoren und/oder Versätze, die sich über den Wafer unterscheiden können, und (3) dynamische oder andere Fehler, die eine unterschiedliche Auswirkung auf jeden fokussierten Punkt haben können, zu kompensieren. Kurz gesagt, können Lenkspiegel irgendeinem Bearbeitungssystem mit mehreren Linsen helfen, alle Punkte an der gewünschten Stelle auf dem Werkstück im korrekten Moment korrekt zu positionieren, was eindeutige Kalibrierungsparameter und/oder die Kompensation von jeder Stelle eines fokussierten Punkts erfordern kann.
Der Vorteil der Verwendung von mehreren Linsen kann manchmal durch den Packungsverlust begrenzt sein. Der Packungsverlust tritt auf, da nicht jede Linse immer über einem Bereich auf dem Werkstück 740 liegt, der eine Bearbeitung erfordert. Mit Bezug auf 27 können beispielsweise, wenn nahe der Kante des Werkstücks 740 bearbeitet wird, die fokussierten Punkte der Linsen 730A und 730E an der Oberseite und Unterseite der Figur abseits vom Werkstück landen. Da nicht alle fokussierten Punkte in einem solchen Fall verwendbar sind, kann sich eine gewisse Ineffizienz ergeben.
Die asymmetrische Konfiguration von Linsen in dem System mit mehreren Linsen von 27 (mit einer Ausrichtung entlang der Y-Achse) macht es natürlich, einen asymmetrischen Bewegungstisch und eine andere Bearbeitungsmodalität für X- und Y-Verbindungsdurchläufe zu verwenden. Der Wafer 740 wird mit einem planaren XY-Bewegungstisch herumbewegt, der eine lange Bewegungsachse und eine kurze Bewegungsachse aufweist. Eine Bewegung von 300 mm in der X-Richtung ist beispielsweise erforderlich, aber nur eine Bewegung von etwa 60 mm in Y ist erforderlich. Dies steht zum Bewegungstisch in derzeitigen Systemen mit einzelner Linse im Gegensatz, in denen eine Bewegung von 300 mm in beiden Achsen bereitgestellt ist. Das Verringern der Bewegungsanforderungen in der Y-Achse würde die Bewegungsmasse und Stellfläche des Tischs verringern.
Die Verwendung eines Bewegungstischs mit verschiedenen X- und Y-Leistungseigenschaften, die auf die X- und Y-Bearbeitungsmodalitäten abgestimmt sind, ist erwünscht und bietet zusätzliche Vorteile. Ein solcher Bewegungstisch ist ein gestapelter XY-Tisch, der innewohnende Eigenschaften besitzt, die für die Verwendung in dem System von 27 gut geeignet sind. In einer Implementierung von gestapelten Bewegungstischen trägt der X-Achsen-Bewegungstisch den Y-Achsen-Bewegungstisch. In einer solchen Konfiguration weist der X-Achsen-Bewegungstisch typischerweise weniger Beschleunigung und Bandbreite auf, da er die Masse des Y-Achsen-Bewegungstischs trägt, dennoch kann er einen erweiterten Bewegungsbereich aufweisen. Der leichtere Y-Achsen-Bewegungstisch kann eine größere Beschleunigung und Bandbreite liefern. Die Y-Tisch-Masse kann weiter verringert werden, wenn nur eine kurzer Bewegungsbereich erforderlich ist.
Diese Kombination von Eigenschaften eignet sich gut für die Verwendung bei dem Bearbeitungssystem mit mehreren Linsen von 27. Eine bevorzugte Konfiguration besteht darin, den X-Achsen-Bewegungstisch auf den Optiktisch derart auszurichten, dass die Querachsenparallelität die Anzahl von Verbindungsdurchläufen verringert. Der Y-Achsen-Bewegungstisch wird auf den Optiktisch für eine Parallelität auf der Achse ausgerichtet. Die vielen kürzeren Verbindungsdurchläufe in der Y-Achse werden mit dem Y-Tisch mit höherer Leistung bearbeitet und die X-Achse mit geringerer Leistung wird verwendet, um weniger Verbindungsdurchläufe zu bearbeiten.
Da typische DRAM-Wafer häufig in der Anzahl von Verbindungsdurchläufen und Verbindungsdichten entlang jeder Achse asymmetrisch sind, kann eine bevorzugte Orientierung des Werkstücks 740 zu einem Bearbeitungssystem mit mehreren Strahlen bestehen. Typische DRAM-Wafer besitzen eine Bearbeitungsachse mit viel mehr Verbindungsdurchläufen und größerer Verbindungsdichte. Die andere Achse besitzt weniger Verbindungsdurchläufe, sondern spärlichere Verbindungen mit mehr Lückenprofilierungsgelegenheiten. In diesem Fall orientiert die gewünschte Bearbeitungskonfiguration den Wafer derart, dass die Achse mit vielen dichten Verbindungsdurchläufen mit der langsameren Achse (der X-Achse in dem vorstehend beschriebenen gestapelten Tisch) unter Verwendung von Querachsenparallelität bearbeitet wird. Dies verringert die erforderliche Anzahl von Verbindungsdurchläufen. Da weniger Gelegenheit für Lückenprofilierung aufgrund der Verbindungsdichte in dieser Richtung besteht, ist der Bewegungstisch mit niedrigerer Leistung in dieser Richtung geeignet. Die schnellere Achse wird dann verwendet, um die spärlichen Verbindungsdurchläufe zu bearbeiten, und sie kann die Parallelität auf der Achse ausnutzen, um viele Verbindungsdurchläufe mit mehr Gelegenheiten zum Profitieren von der Lückenprofilierung schnell zu bearbeiten.
Eine alternative Weise zur Verwendung des Systems mit mehreren Linsen in 27 besteht darin, alle Verbindungsdurchläufe als entweder X- oder Y-Achsen-Verbindungsdurchläufe zu bearbeiten. Dies nutzt die Vorteile auf der Achse oder quer zur Achse von mehreren Linsen in beiden Konfigurationen. Um alle Verbindungsdurchläufe als entweder X- oder Y-Achsen-Verbindungsdurchläufe zu bearbeiten, wäre es erforderlich, den Wafer zu drehen. Dies kann durch Konstruieren eines Drehmechanismus in der Aufspannvorrichtung oder durch Entfernen des Wafers von der Aufspannvorrichtung, Drehen desselben mit einem Drehmechanismus und dann erneutes Laden des Wafers auf die Aufspannvorrichtungsoberfläche durchgeführt werden. Um die zum Drehen des Wafers erforderliche Zeit zu verringern, kann man einen Mechanismus in das System aufnehmen, der einen Wafer von der Aufspannvorrichtung entfernen und schnell einen anderen Wafer auf die Aufspannvorrichtung legen kann. Während ein Wafer bearbeitet wird, kann der andere Wafer gedreht werden.
Ein Vorteil der Bearbeitung von allen Verbindungsdurchläufen in derselben Richtung besteht darin, dass der Bewegungstisch optimiert werden kann, um in dieser Orientierung zu bearbeiten. Wenn beispielsweise alle Verbindungsdurchläufe als kurze Y-Achsen-Durchlaufe durchgeführt werden, kann die Y-Achse für eine hohe Beschleunigung und Bandbreite und niedrige Masse optimiert werden. In diesem Fall können jedoch die X-Achsen-Anforderungen im Vergleich zu derzeitigen Systemen gelockert werden, da sie nur seitlich zwischen Verbindungsdurchläufen vorschieben und kleine Bewegungen für X-Ausrichtungsabtastungen durchführen müssen. Eine hohe Genauigkeit kann dennoch in der X-Achse erforderlich sein, eine hohe Geschwindigkeit und Beschleunigung können jedoch nicht so wichtig sein.
Halbleiter-ICs werden typischerweise als regelmäßiges Gitter von nominal identischen rechteckigen Chips, die auf einem Wafer angeordnet sind, hergestellt. Alle diese Chips enthalten dieselben Anordnungen von Verbindungen und Verbindungsgruppen und können daher mit einem ähnlichen Muster von Verbindungsdurchläufen bearbeitet werden. Die speziellen auf jedem Chip zu durchtrennenden Schmelzsicherungen sind jedoch das Ergebnis eines Testprozesses und unterscheiden sich daher gewöhnlich. Die regelmäßige Anordnung von identischen Chips auf Wafern motiviert eine bevorzugte Anordnung von Linsen in einem Bearbeitungssystem mit mehreren Linsen. Es ist natürlich und erwünscht, die Fokussierlinse und überdies den Abstand von fokussierten Punkten auf ganze Vielfache der Chipabmessungen einzustellen. Kleine Korrekturfaktoren können natürlich unter Verwendung eines Strahllenkmechanismus angewendet werden müssen, um die Kalibrierungs-, Skalierungs- und Orientierungsunterschiede wie z.B. unbedeutende Drehungen des Wafers zu berücksichtigen. Das Beabstanden der Linsen und/oder fokussierten Punkte in dieser Weise ermöglicht, dass jeder Punkt gleichzeitig auf dieselben entsprechenden Verbindungen und Verbindungsgruppen von verschiedenen Chips auftrifft. Die Bearbeitung von zwei weiteren Chips gleichzeitig und die Bearbeitung derselben entsprechenden Verbindungen auf zwei oder mehr Chips gleichzeitig unter Verwendung eines Systems mit mehreren Strahlen sind bevorzugte Betriebsarten.
Man nehme beispielsweise an, dass jeder Chip vier Verbindungsdurchläufe der Arten A, B, C und D aufweist, die in der X-Richtung bearbeitet werden müssen. Durch Einstellen der relativen Abstände zwischen fokussierten Punkten, so dass alle Linsen dieselben Verbindungen in Verbindungsdurchläufen der Art A auf einmal bearbeiten, dann einfach Einstellen der Waferstelle in der Querachsenrichtung unter Verwendung des XY-Tischs ermöglicht eine Bearbeitung aller B-Verbindungsdurchläufe gleichzeitig. Ein Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass grobe Linsenstellen und Stellen von fokussierten Punkten einmal für jede Verbindungsdurchlaufrichtung eingestellt werden können. Die Einstellung zwischen Verbindungsdurchläufen, um sicherzustellen, dass alle fokussierten Punkte auf Verbindungen fallen könnten, ist unnötig. Ein zweiter Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass es viel leichter ist, ein gemeinsames Geschwindigkeitsprofil zu erzeugen, und mehr Gelegenheiten für eine Lückenprofilierung bestehen. Dies entsteht, da profilierbare Lücken an derselben Stelle einer Art von Verbindungsdurchlauf auf jedem Chip vorkommen können. Das Auslösen des Lasers mit Abständen rein quer zur Achse ist auch leichter, da fokussierte Laserpunkte dieselbe entsprechende Verbindung auf mehreren Chips gleichzeitig treffen.
Es kann auch erwünscht sein, dass der Linsenabstand einem ganzzahligen Vielfachen der Wafermaskengröße (fokussierten Maskengröße) entspricht. Dies ermöglicht, dass Chips, die auf dem Wafer in einem Strukturierungsschritt strukturiert werden, alle durch dieselbe Linse bearbeitet werden. Kleine Schritt- und Wiederholungsfehler, die während der Maskenschritte aufgetreten sind, können dann leichter wegkalibriert werden.
Ein System mit mehreren Linsen, das gleichzeitig mehrere verschiedene Chips bearbeitet, kann weniger Gelegenheiten für eine Lückenprofilierung im Vergleich zu den Systemen mit einziger Linse aufweisen. Systeme mit einziger Linse haben eine Gelegenheit, durch Lückenprofilierung Zeit zu sparen, sobald es unnötig ist, Verbindungen auf einem Chip zu bearbeiten, da sie unreparierbar oder perfekt sind. Da mehrere verschiedene Chips gleichzeitig mit einem System mit mehreren Linsen bearbeitet werden können, bestehen Gelegenheiten, einen vollständigen Chips zu überspringen. Die unter Verwendung von mehreren Punkten eingesparte Zeit ist jedoch größer als die aufgrund von weniger Lückenprofilierung verlorene Zeit. Ein Vorteil eines schnellen Systems, das weniger Lückenprofilierung verwendet, besteht darin, dass weniger Wärme durch den Bewegungstisch erzeugt wird. Die Bewegungstischspezifikationen können sogar gelockert werden, was zu niedrigeren Kosten, einem leichter hergestellten System und einem kompakteren System führt.
In einem Bearbeitungssystem mit mehreren Linsen ist es erwünscht, einen Mechanismus einzuschließen, durch den der Abstand von Linsen um mehrere Millimeter eingestellt werden kann. Dies ermöglicht, dass der Linsenabstand so eingestellt wird, dass er ganzzahligen Vielfachen der Abmessungen von Chips auf verschiedenen Kundenprodukten entspricht. Eine perfekte Anordnung der Fokussierlinsen ist nicht erforderlich, da ein Strahllenkspiegel wie z.B. ein FSM (schneller Lenkspiegel) die Punktstellen feinabstimmen kann, sobald die Linsen mechanisch eingestellt wurden.
Ein Endaspekt von Systemen mit mehreren Fokussierlinsen besteht darin, dass es möglich ist, mehrere Punkte zu erzeugen, die von jeder der Fokussierlinsen ausgehen. Dadurch kann die Verbindungsdurchlaufgeschwindigkeit weiter erhöht werden und/oder die Anzahl von erforderlichen Verbindungsdurchläufen kann weiter verringert werden, daher wird der Systemdurchsatz weiter verbessert. Die vorstehend genannten Vorteile von mehreren Punkten von einer einzelnen Fokussierlinse können auf mehrere Punkte von mehreren Fokussierlinsen angewendet werden. Diese kombinierten Vorteile sind mit auf der Achse und/oder quer zur Achse beabstandeten Fokussierlinse möglich, die jeweils auf der Achse und/oder quer zur Achse fokussierte Punkte zum Werkstück liefern.
Andere wichtige Aspekte der Bearbeitung mit mehreren Punkten sind die Softwaremethodologien zum Bestimmen von parallel zu bearbeitenden Verbindungen, des gemeinsamen Geschwindigkeitsprofils und Übertragen von Verbindungsdurchlaufdaten zu den Computern oder einer Schaltung, die die Hardware steuert.
Für Verbindungsdurchläufe mit mehreren Punkten, bei denen ein nominal festgelegter Versatz zwischen den Punkten existiert, ist es nicht erforderlich, alle Verbindungskoordinaten, die bearbeitet werden sollen, für jeden Punkt zu übertragen. Es genügt, einen "Hauptpunkt" festzulegen und vom Systemsteuercomputer, der Verbindungsdurchläufe festlegt, zum Hardwaresteuercomputer die Versätze anderer Punkte relativ zum Hauptpunkt zu übertragen. Dann können die Koordinaten der Hauptverbindung, die durch den Hauptpunkt bearbeitet werden sollen, zusammen mit einem Datenbit für jeden Punkt, das festlegt, ob der Schalter 750 für jeden Strahl Impulse durchlassen oder blockieren sollte, entsprechend jeder Hauptverbindung übertragen werden. Dies würde die Menge an Daten, die übertragen werden müssen, drastisch verringern. Nur ein Informationsbit müsste für jeden zusätzlichen zu bearbeitenden Punkt anstatt von Verbindungskoordinaten, von denen jede eine Zahl mit mehreren Bits ist, übertragen werden.
VIII. Fehlerkorrektur
Das US-Patent Nr. 6 816 294 beschreibt die Verwendung eines FSM, um die Position eines fokussierten Laserpunkts zu verschieben, um relative Positionierungsfehler zu korrigieren, die in einem XY-Bewegungstisch vorkommen. Das in diesem Patent beschriebene Fachgebiet ist mit den hierin beschriebenen Bearbeitungssystemen mit mehreren Laserstrahlen vollständig kompatibel. Wie darin beschrieben, wird ein Laserstrahl auf eine Zielstelle auf ein Werkstück in Reaktion auf einen Koordinatenpositionsbefehl gerichtet. In Reaktion auf diesen Befehl positioniert der XY-Bewegungstisch den Laserstrahl über der Koordinatenposition auf dem Werkstück. Das System tastet auch die aktuelle Position des Werkstücks relativ zur Koordinatenposition ab und erzeugt ein Fehlersignal, das die Positionsdifferenz angibt, falls vorhanden. Ein Servosteuersystem, das zum XY-Bewegungstisch gehört, erzeugt ein Positionskorrektursignal, um die Differenz zu kompensieren, wodurch der Laserstrahl genauer auf die Zielstelle gerichtet wird. Ein ähnliches Servosteuersystem kann verwendet werden, um mehrere Laserstrahlen auf mehrere Zielstellen zu richten. In einem System mit zwei Punkten wirken sich beispielsweise die relativen Positionierungsfehler aufgrund des XY-Bewegungstischs auf beide Punkte gleichermaßen aus und die Aufnahme eines endgültigen XY-Strahllenkmechanismus 772 kann verwendet werden, um diese Fehler für den Fall mit mehreren Punkten umzulenken und zu korrigieren, wie in 28 gezeigt. Fehler, die durch eine XY-Tischdrehung verursacht werden, wirken sich nicht auf beide Punkte gleichermaßen aus, irgendwelche festgestellten Drehfehler können jedoch in einer ähnlichen Weise unter Verwendung einer Drehkoordinatentransformation und der zwei Strahllenkmechanismen 764 korrigiert werden.
Ein mit Lenkmechanismen auf einem oder mehreren Strahlwegen und auch einem Endlenkspiegel konfiguriertes System bietet überdies zusätzliche Flexibilität zum Befehlen der Punktbewegung und zum Korrigieren von Fehlern. Alle der XY-Strahllenkmechanismen und irgendein End-FSM-Strahllenkmechanismus können gemeinsam verwendet werden, um eine gewünschte Bewegung der Punkte zu verleihen. Der End-XY-Strahllenkmechanismus könnte beispielsweise beide Punkte um +20 μm in der X-Richtung bewegen und dann könnte der unabhängige Strahllenkmechanismus einen Punkt um +20 μm in der X-Richtung und einen Punkt um –20 μm in der X-Richtung bewegen. Die resultierende Konfiguration weist einen Punkt auf, der von der Anfangsposition unverändert ist, wobei der andere Punkt um +40 μm verschoben ist, und kein Stellglied mehr als 20 μm Bewegung verleiht. Ein Vorteil einer solchen Konfiguration besteht darin, dass das Ausmaß der durch irgendeinen Strahllenkmechanismus erteilten Verschiebung verringert werden kann. Gemeinsam mit der Erzeugung von Punktversätzen können ferner alle Strahllenkmechanismen auch zusammenarbeiten, um Fehler zu kompensieren.
Ein zusätzlicher Vorteil der obigen Konfiguration entsteht, wenn die Stellglieder verschiedene Leistungsspezifikationen aufweisen. Einige Stellglieder können beispielsweise einen großen Bewegungsbereich, aber eine begrenzte Bandbreite aufweisen. Andere Stellglieder können eine sehr hohe Bandbreite, aber einen begrenzten Bewegungsbereich aufweisen. Das selektive Zuordnen des Frequenzgehalts und Bereichs der gewünschten Strahllenkbefehle zur Anpassung an die verschiedenen Stellglieder kann zu einem System führen, das einen großen Bewegungsbereich und auch eine schnelle Reaktion aufweist, die für Fehlerkorrektur und Befehlsversatz erforderlich ist. Das Anordnen der Strahllenkmechanismen, die größere Positionsversätze verleihen, nahe der Eintrittspupille der Fokussierlinse, und jener, die kleinere Versätze verleihen, weiter von der Fokussierlinse kann auch zu einer geringeren Verzerrung der fokussierten Punkte führen.
Bei eineigen optischen Konfigurationen kann ein zusätzlicher FSM-XY-Strahllenkmechanismus zum Korrigieren eines XY-Tischfehlers unnötig sein. Wenn beispielsweise beide Strahlen Lenkmechanismen aufweisen, die ihnen ermöglichen, sich sowohl in der X- als auch Y-Richtung zu verschieben (z.B. wie in 19 gezeigt), und wenn diese Lenkmechanismen eine ausreichende Bandbreite und einen ausreichenden Bereich zum Korrigieren des Tischfehlers aufweisen, dann ist ein End-Ausgabe-FSM für die Fehlerkorrektur redundant. Die zum Verschieben der zwei Punkte relativ zueinander verwendeten Lenkmechanismusbefehle können mit den Befehlen kombiniert werden, die für die Fehlerkorrektur erforderlich sind. Die resultierenden Lenkspiegelbewegungen positionieren die Punkte korrekt relativ zueinander auf der Waferoberfläche und korrigieren auch relative Positionierungsfehler.
Das Vorhandensein von unabhängigen Lenkspiegeln für die zwei Strahlen ermöglicht zusätzlich die Korrektur von Fehlern oder eine Kalibrierung und Skalierungsfaktoren, die sich auf die Fähigkeit auswirken, jeden Punkt und die gewünschten Zielstellen zu positionieren. Waferherstellungsfehler können beispielsweise geringfügig verschiedene Skalierungsfaktoren oder Drehungen von verschiedenen Chips auf dem Wafer verursachen, und die Strahllenkung kann diese Differenzen korrigieren. Alternativ könnten Resonanzen des optischen Tischs, optische Schwingungen, eine thermische Drift von optischen Komponenten oder andere Änderungen in dem System verschiedene relative Positionierungsfehler zwischen jedem fokussierten Punkt und Zielverbindungsstrukturen am Werkstück 740 verursachen. Unabhängig angetriebene Lenkspiegel, die mit Sensoren gekoppelt sind, die Positionsfehler erfassen, können unabhängige Korrekturen an den verschiedenen Strahlwegen vornehmen. Solche Positionssensoren könnten optische Codierer, Interferometer, Dehnungsmesssensoren, induktive Positionssensoren, kapazitive Positionssensoren, lineare variable Verschiebungstransformatoren (LVDTs), positionsempfindliche Detektoren (PSDs), Sensoren oder Vierer-Photodetektoren, um die Strahlbewegung zu erfassen, oder andere Sensoren sein. Die Verwendung von zwei Lenkspiegeln stellt folglich mehr Flexibilität und Vorteil als ein einzelner Lenkspiegel für die Fehlerkorrektur und Kalibrierung bereit.
Andere Quellen für Positionierungsfehler, die nicht in der vorstehend angeführten Patentanmeldung angegeben sind, können auch unter Verwendung von Lenkspiegeln korrigiert werden. Die Zeigestabilität des Lasers, AOM-Schalter und Komponenten in der Laserschiene können beispielsweise unter Verwendung von optischen oder mechanischen Sensoren erfasst werden und eine Korrekturhandlung durch die Lenkspiegel des Systems unternommen werden.
29 zeigt ein Beispiel der Verwendung der unabhängigen XY-Strahllenkmechanismen 764, um: (1) Versätze eines fokussierten Punkts relativ zum anderen fokussierten Punkt unter Verwendung von relativen Versatzbefehlen zu erzeugen; (2) Positionierungsfehler des fokussierten Punkts relativ zum Werkstück, die in einem XY-Tisch-Servosystem 784 erfasst werden, zu korrigieren; und (3) zusätzliche relative Positionierungsfehler, die mit anderen Positionssensoren erfasst werden, zu korrigieren. In dieser Figur werden PSDs 780 verwendet, um Strahlbewegungen zu messen, die sich aus der Laserzeigestabilität, AOM-Zeigestabilität und Montage der Optik ergeben. Die in jedem Strahlweg aufgrund der AOM-Zeigestabilität und Bewegung der optischen Elemente gemessenen Fehler können in jedem Strahlweg unterschiedlich sein, so dass die Figur eine unabhängige Messung, Signalverarbeitung und Befehle, die zu den XY-Strahllenkmechanismen 764 geliefert werden, darstellt.
Es sollte beachtet werden, dass Strahllenkmechanismen vorzugsweise vor dem Start von Verbindungsdurchläufen und auch während der Durchführung von Verbindungsdurchläufen eingestellt werden können, um die gewünschte Beziehung zwischen Stellen von fokussierten Punkten und Zielverbindungsstellen zu erzeugen und aufrechtzuerhalten. Diese Einstellungen können beispielsweise Systemfehler und auch verschiedene Koordinatensysteme, Kalibrierungsparameter, Skalierungsfaktoren und Versätze kompensieren, die für Verbindungen an verschiedenen Stellen um den Wafer gelten können.
Der Trennabstand zwischen den Punkten in einem Bearbeitungssystem mit mehreren Punkten kann auch eine genauere Waferpositionierung erfordern. Dieser Bedarf entsteht aufgrund von Abbé-Versatzfehlern, die Parallelverschiebungs-Positionierungsfehler sind, die kleinen Winkelversätzen über einen signifikanten Hebelarm zuzuschreiben sind. Maschinen mit einzigen Punkt erfordern nur, dass der fokussierte Strahl auf den korrekten Punkt am Werkstück einfällt, wenn ein Laserimpuls ausgelöst wird. Dies kann mit reiner XY-Parallelverschiebung des Werkstücks relativ zum fokussierten Punkt erreicht werden, selbst wenn das Werkstück kleine Drehfehler aufweist. Maschinen mit mehreren Punkten erfordern, dass alle Punkte auf die korrekten Stellen des Werkstücks gleichzeitig auftreffen. Für eine feste Konfiguration von Punkten verhindern kleine Drehfehler, dass alle Punkte gleichzeitig auf die korrekten Werkstückstellen auftreffen. Dies gilt insbesondere für Implementierungen mit mehreren Linsen, bei denen der Punktabstand größer ist, gilt jedoch für Implementierungen mit einzelner Linse ebenso. Die Steuerung und insbesondere eine Rückkopplungssteuerung des Werkstücks relativ zu den mehreren fokussierten Punkten in mehr als zwei Freiheitsgraden ist in Bearbeitungssystemen mit mehreren Punkten wichtiger als in Bearbeitungssystemen mit einzelnem Punkt. Diese Steuerung ist für eine planare Bewegung, die X-, Y- und Theta-(Gierung) Koordinaten der Aufspannvorrichtung und des Wafers beinhaltet, sowie eine vollständige dreidimensionale Steuerung, die ferner Z, Taumeln und Rollen beinhaltet, relevant.
Abtastmechanismen können nützlich sein, um Fehler, einschließlich Abbé-Versatzfehlern, in Systemen mit mehreren Punkten zu kontrollieren und zu korrigieren. Wenn beispielsweise ein Interferometer oder andere Sensoren mit jeder Linse in einem System mit mehreren Linsen in eine Linie gestellt wird, kann ein nützliches Verfahren für die Fehlerverringerung sein, da der Positionierungsfehler nahe jeder Linse erfasst werden kann. Ferner kann ein zentraler Prozessor oder FPGA verwendet werden, um Daten von vielen Sensoren zu kombinieren und die geometrischen Beziehungen zwischen verschiedenen Systemkomponenten zu bestimmen, wie z.B.: fokussierte Punktstellen, Lenkspiegelpositionen, Strahlwegposition, Linsen, Aufspannvorrichtung, Verbindungen usw. Nachdem der Fehler zwischen gewünschten und gemessenen geometrischen Beziehungen zwischen Komponenten bestimmt wurde, können Positionierungsfehler dann gemildert werden. Dies kann durch mehrdimensionale Steuerung des Werkstücks, der Aufspannvorrichtung, des Tischs oder anderer Systemkomponenten erfolgen. Fehler können auch unter Verwendung von einem oder mehreren FSMs zum Bewegen der Punkte in der Richtung auf der Achse und quer zur Achse kompensiert werden.
Die geometrische Beziehung zwischen Komponenten ist auch für das Laserauslösen nützlich. Wenn ein Laser verwendet wird, um mehrere Punkte zu erzeugen, entweder durch eine Linse oder mehrere Linsen, kann das System Laseremissionen auf der Basis von Positionsabschätzungen oder -messungen auslösen, so dass der eine oder die mehreren Punkte auf das Werkstück an der (den) gewünschten Stelle(n) auftreffen. Das Auslösen des Lasers in der (den) abgeschätzten Position(en) oder zu der (den) abgeschätzten Zeit(en), das den mittleren Fehler zwischen jeder der mehreren Stellen von fokussierten Punkten und den gewünschten Durchschmelzstellen minimiert, ist ein bevorzugtes Impulsauslöseverfahren. Wenn mehrere Laser verwendet werden sollen, um mehrere Punkte zu erzeugen, kann ebenso jeder Laser zu der (den) Zeit(en) oder in der (den) Position(en) aufgelöst werden, die den Fehler zwischen der Stelle des fokussierten Punkts und der Zielwerkstückstelle minimiert. Andere Impulsauslöseverfahren können auch implementiert werden.
IX. Kalibrierung, Ausrichtung und Fokussierung
Die Verwendung von Verbindungsbearbeitungssystemen mit mehreren Strahlwegen kann eine Kalibrierung der Strahlenergieparameter und Punktpositionsparameter für jeden Laserstrahl erfordern. Eine Weise zum Durchführen der Energiekalibrierung, wie in 30 gezeigt, besteht darin, einige optische Leistung von jedem Strahl abzugreifen und unabhängige Impulsdetektoren 790 zu verwenden, um die Impulseigenschaften abzutasten, wie z.B. Impulsenergie, Impulshöhe, Impulsbreite und möglicherweise andere. Nachdem der (die) optische(n) Parameter abgetastet wurde(n), kann eine konfigurierbare Hardware im Strahlweg oder Laser verwendet werden, um Einstellungen durchzuführen. In einer Implementierung können Informationen von den Impulsdetektoren 790 die unabhängige Abstimmung von konfigurierbaren Dämpfern 792 in jedem Strahlweg für die Energiesteuerung ermöglichen. Die Dämpfer 792 können eine Standard-Optik, AOMs oder andere Dämpfer sein. Eine Rückkopplung von den Impulsdetektoren 790 kann auch verwendet werden, um die Erzeugung des Impulses im Laser zu modifizieren. Dies bietet einen zusätzlichen Vorteil, wenn mehrere Laserquellen verwendet werden.
Das Durchführen der Systempositionskalibrierung mit mehreren Laserpunkten ist ähnlich zur vorliegenden Kalibrierung mit einzelnem Punkt. Die Z-Höhenbeziehung zwischen jedem fokussierten Strahlbauch und allen Zielverbindungen sollte jedoch festgestellt werden ebenso wie die XV-Positionsbeziehung zwischen den fokussierten Punkten und den Zielverbindungen. Beide diese Beziehungen können durch Abtasten von Ausrichtungszielen auf dem Wafer ermittelt werden. Dieser Abtastprozess beinhaltet das Liefern von entweder Dauerstrich- oder gepulster optischer Energie zur Oberfläche des Wafers und das seitliche Abtasten des XV-Tischs, so dass das Licht an Ausrichtungszielen mit bekannten Koordinaten auf dem Wafer reflektiert. Die Überwachung der Menge an Energie, die von den Zielen reflektiert wird, und der Tischpositionssensoren ermöglicht, dass die Position der Laserpunkte relativ zu den Ausrichtungszielen mit Genauigkeit bestimmt wird. Diese überwachten Signale ermöglichen auch die Bestimmung der Punktgröße mit dem vorliegenden Z-Höhenabstand zwischen der Linse und der Ausrichtungsstruktur. Ein System, um dies durchzuführen, ist in 31 dargestellt, in der ein Strahlteiler 794 und ein Detektor 798 für reflektiertes Licht angeordnet sind, um das reflektierte Signal zu erfassen. Eine Viertelwellenplatte 796 kann wahlweise verwendet werden, um zirkular polarisiertes Licht zu erzeugen, das ausgegeben wird, um es zur Arbeitsoberfläche 740 zu liefern.
Um in einem System mit mehreren Punkten zu fokussieren, wird ein Ziel in mehreren Brennpunkthöhen abgetastet und Messungen des Kontrasts oder der Punktgröße in diesen Brennpunkthöhen werden verwendet, um den fokussierten Strahlbauch vorherzusagen und iterativ zu verfeinern. Da ein System mit mehreren Punkten, das eine einzelne Linse beinhaltet, nur eine Linsen-Verbindungs-Struktur oder Ausrichtungszielabstand auf einmal aufweist, kann es erforderlich sein, alle fokussierten Punkte eines Systems mit mehreren Punkten im Voraus auszurichten, so dass sie alle im Wesentlichen dieselbe Brennpunkthöhe aufweisen. Ein Verfahren dafür beinhaltet das Richten von mehreren Laserstrahlen auf Ziele in einer oder mehreren Tiefenschärfen, wobei Tiefenschärfenmessungen für die verschiedenen Strahlen durchgeführt werden, relative Tiefenschärfendifferenzen auf der Basis dieser Tiefenschärfenmessungen bestimmt werden und die Wege des Laserstrahls in Reaktion eingestellt werden, vorzugsweise um die relativen Tiefenschärfendifferenzen zu verringern. Dieser Prozess kann iterativ oder mittels eines Rückkopplungssteuersystems wiederholt werden, um eine relative Fokussiervorausrichtung zu erzielen. Anschließend kann die Fokussierung in einer aktiven Waferbearbeitungsumgebung unter Verwendung von nur einem der fokussierten Laserpunkte durchgeführt werden. Die Fokussierung kann mit einem einzelnen Ziel in einem Brennpunktfeld oder mit mehreren Zielen, wie z.B. drei oder vier Zielen, in einem Brennpunktfeld durchgeführt werden. Brennpunkthöhenabstände in den XY-Stellenpositionen innerhalb der Brennpunktfelder werden dann aus den Brennpunkthöhen in den verschiedenen Brennpunktzielstellen berechnet.
Die Fokussierung in einem System mit mehreren Punkten kann auch durch Hinzufügen oder Bewegen einer Brennpunktsteueroptik 769 (22) verbessert werden, um einen oder mehrere Strahlbäuche von fokussierten Punkten von anderen fokussierten Strahlbäuchen in der Z-Richtung zu versetzen.
Zusätzlich dazu, dass es ein nützlicher unabhängiger Fokussiermechanismus ist, kann die Brennpunktsteueroptik 769 einen bekannten Z-Brennpunktversatz eines fokussierten Strahlbauchs relativ zu anderen Punkten verleihen, um die Brennpunktmethodologie zu verbessern. Durch Abtasten eines Ausrichtungsziels mit diesen zwei oder mehr Punkten mit Z-Versatz ist die Z-Richtung, die durchlaufen werden muss, um eine Fokussierung zu erreichen, bekannt. Drei oder mehr Z-versetzte Punkte können verwendet werden, um nicht nur die Fokussierrichtung, sondern auch den Abstand zum Brennpunkt vorherzusagen.
Ein weiteres Fokussierverfahren beinhaltet einen kleinen Bereich von Bewegungsbrennpunkt-Einstelleinrichtungen an jeder Linse und eine einzelne grobe Z-Einstellung, die auf ungefähr eine Waferdicke ausgerichtet und an der Stelle verriegelt werden kann. Dies wird vorzugsweise an einem System mit einer im Wesentlichen flachen und ebenen Aufspannvorrichtung implementiert, so dass die Linsen nicht aufwärts und abwärts verschoben werden müssen, um eine Waferneigung zu korrigieren, während Verbindungsdurchläufe bearbeitet werden. Dies verringert die Menge an Fokussierarbeit, die durchgeführt werden muss, erheblich. Die Fokussierung muss dann nur kleine (im Allgemeinen geringer als etwa 10 μm) Abweichungen verfolgen, die aufgrund von Staubteilchen unter dem Wafer oder, weil die Aufspannvorrichtung nicht flach ist, auftreten. Da jede Linse auf einen anderen Teil der Aufspannvorrichtung fokussieren kann, kann ein piezoelektrisches Stellglied an jeder Linse implementiert werden, um zu ermöglichen, dass sie um ein kleines Ausmaß vertikal bewegt wird, um den Brennpunkt einzustellen. Der Brennpunkt kann durch diese Piezostellglieder so eingestellt werden, dass der fokussierte Strahlbauch die lokale Wafertopologie unter jeder Linse verfolgt. Alternative Implementierungen dieses Fokussierverfahrens sind natürlich auch möglich, wie z.B. vielmehr eine Schwingspule oder andere Stellglieder als piezoelektrische Stellglieder.
Eine Ausrichtungsprozedur für ein System mit mehreren Punkten beinhaltet das Bestimmen der Position aller Punkte relativ zu Ausrichtungszielen und auch irgendeiner Z-Höhenabhängigkeit dieser Beziehung. In der einfachsten Implementierung wird ein XV-Ausrichtungsziel zuerst durch alle Punkte in dem System abgetastet und gemessen, um die XV- und potentiell Z-Versätze dieser Punkte relativ zueinander zu bestimmen. Dann können die relativen Versätze auch in verschiedenen Brennpunkthöhen gemessen werden. Diese Prozedur kann an einem einzelnen Ziel oder vielen Brennpunktzielen an verschiedenen Stellen auf dem Wafer oder an einem Kalibrierungsgitter durchgeführt werden. Die über die relative Positionierung der Punkte an Werkstück-Bearbeitungsstellen gesammelten Informationen können durch einen oder mehrere Computer bearbeitet werden, die die Maschine steuern, um Differenzen von Punktstellen zu kalibrieren und zu korrigieren, wenn verschiedene Bereiche des Wafers bearbeitet werden.
Nachdem die mehreren Punkte relativ zueinander charakterisiert wurden, kann die Wafer-XV-Ausrichtung in verschiedenen Ausrichtungsfehlern in einer Weise analog zur Systemausrichtung mit einzelnem Punkt implementiert werden. Ein Ziel oder Ziele können abgetastet werden, um die geometrische Beziehung zwischen einem fokussierten Punkt und den Zielverbindungsstrukturen zu bestimmen, und eine bekannte Abbildung zwischen den Punktstellen kann angewendet werden, um die Position des Rests der fokussierten Punkte des Systems genau zu bestimmen. Dann können den XY-Strahllenkmechanismen und Fokussierungsversatzmechanismen Positionierungsbefehle gesandt werden, um alle fokussierten Laserpunkte an den gewünschten Stellen für Verbindungsdurchläufe und Verbindungsdurchlaufsegmente genau zu positionieren. Dies wird vorzugsweise durch Erzeugen von dreidimensionalen Bezugsoberflächen, die Laser-Werkstück-Kalibrierungen in einem Bereich des Werkstücks definieren, ausgeführt. Zielverbindungskoordinaten und die Bahnbefehle von Tischen, Strahllenkmechanismen und Fokussierungsversatzmechanismen können aus CAD-Daten von Verbindungsdurchschmelzstellen, den Bezugsoberflächen und beliebigen zusätzlichen Kalibrierungsinformationen erzeugt werden.
Eine gewisse XY- und Brennpunktkalibrierung kann mit nur einem von mehreren Punkten auf einmal durchgeführt werden. Es bestehen jedoch andere Prozeduren, bei denen es vorteilhaft ist, Ziele mit mehreren Punkten, die gleichzeitig geliefert werden, abzutasten. Die Abtastung eines XY-Ausrichtungsziels unter Verwendung von allen der Punkte gleichzeitig kann beispielsweise überprüfen, dass alle Punkte fokussiert werden und dass die relativen Versätze zwischen Punkten mit den XY-Strahllenkmechanismen durch die Kalibrierungsprozedur entfernt wurden. Das Reflektieren von Signalen am abgetasteten Ziel würde dann die Reflexionssignatur eines einzelnen Punkts mit engem Brennpunkt zu haben scheinen. Wenn irgendwelche der Strahlen nicht korrekt ausgerichtet sind oder defokussiert sind, dann werden mehrere möglicherweise überlappende Reflexionssignaturen beobachtet oder die Reflexionssignatur von großen Punkten, die mit kleinen Punkten überlagert sind, kann beobachtet werden.
Eine weitere Kalibrierungsprozedur unter Verwendung von mehreren Punkten, die gleichzeitig zum Wafer geliefert werden, verwendet ein Mittelungsverfahren, um die Qualität von Abtastmessungen zu verbessern. Dieses Verfahren ist in 32 dargestellt. Wenn die Versatzbeziehung zwischen zwei Punkten bekannt ist und genau festgelegt werden kann, dann können zwei (oder mehr) Punkte so eingerichtet werden, dass sie einen kleinen Versatz (z.B. ein paar Mikrometer) entlang der Achse aufweisen, auf der ein Ausrichtungsziel 810 abgetastet wird. Dann kann eine einzelne Abtastung des Ausrichtungsziels, das Sammeln von reflektierten Sensordaten und Tischpositionsdaten sein, um die Stellen der zwei Punkte zu ermitteln. Diese Informationen können mit den befohlenen Punktversätzen kombiniert werden, um die Zielstelle mit verbesserter Genauigkeit durch Mitteln der zwei Punktstellen zu bestimmen. Dieses Verfahren kann verwendet werden, um die Genauigkeit der Punkte relativ zueinander in der Abtastrichtung zu verfeinern. Als Beispiel nehme man an, dass der Versatzabstand in der Abtastrichtung 5 μm ist. Man nehme ferner an, dass die Abtastung des Punkts 1 über das Ausrichtungsziel 810 eine maximale Reflexionsintensität erzeugt, wenn die X-Position 10005,020 μm ist, und dass die Abtastung des Punkts 2 über das Ausrichtungsziel 810 eine maximale Reflexionsintensität erzeugt, wenn die X-Position 10000,000 μm ist. Nach der Berücksichtigung des bekannten Versatzes und dann Mitteln der zwei Positionsmessungen wäre die resultierende Position dann 10000,010 μm. Da dieser Mittelwert auf mehr Daten als einer einzelnen Messung basiert, ist es ein zuverlässigeres Ergebnis.
In einem System, das feststellen kann, welche Reflexionen durch welchen einfallenden fokussierten Punkt verursacht wurden, ist es möglich, diese Mittelungsprozedur mit vollständig überlappenden Punkten auszuführen. Zeitschachtelung und Ausnutzen von verschiedenen Punkteigenschaften wie z.B. Polarisation oder Wellenlänge sind einige Verfahren, durch die ein reflektierter Punkt einem einfallenden Punkt zugeordnet werden kann. Diese Verfahren können nützlich sein, wenn die Punkte teilweise überlappen oder vollständig überlappen, so dass der relative Versatz null ist.
Im zweiten Fall, der in 32 dargestellt ist, weisen die zwei abgetasteten Punkte einen Versatz sowohl auf der Achse als auch quer zur Achse auf. Dies stellt zwei Abschätzungen der Stelle des Ausrichtungsziels 810 bereit, wobei Messungen an verschiedenen Punkten entlang des Ausrichtungsziels 820 durchgeführt werden. Diese mehreren Messungen sind für die Bestimmung der absoluten Positionierung auf dem Wafer nützlich, selbst wenn das Ausrichtungsziel 820 nicht gleichmäßig ist.
Da die Strahlen eines Systems mit mehreren Punkten mit XY-Strahllenkmechanismen ausgestattet sein können, können als nächstes diese Mechanismen vielmehr als der XY-Tisch verwendet werden, um fokussierte Punkte über Ausrichtungsziele 810 abzutasten. Dann korreliert die Kalibrierungsroutine die Energie des reflektierten Signals von Ausrichtungszielen 810-820 mit der abgetasteten XY-Strahllenkmechanismus-Position und kombiniert dies mit der XY-Tischposition, um die Punktpositionierung zu bestimmen. Da unabhängige XY-Strahllenkmechanismen in jeden der Strahlwege gesetzt werden können, ist es möglich, XY-Ausrichtungsziele 810-820 unabhängig mit verschiedenen fokussierten Punkten abzutasten. Ein Ziel kann in X abgetasteten werden, während ein anderes Ausrichtungsziel 810-820 in Y abgetastet wird, mit einem geeigneten Verfahren zum Bestimmen, welches das X-Signal und welches das Y-Signal ist. Dies kann durch Zittern der Leistung in den Punkten mit speziellen Frequenzen unter Verwendung eines AOM oder anderen Dämpfers, um die Energie zu ändern, und dann Verwenden der Frequenzinformation, um festzustellen, welches reflektierte Signal von jedem Punkt kommt, durchgeführt werden. Alternativ kann das Abtasten der Ausrichtungsziele 810-820 mit Punkten, die sich mit verschiedenen Geschwindigkeiten bewegen, verwendet werden, um Komponenten eines Reflexionssignals einem speziellen Punkt zuzuordnen. Punkte können auch mit einer hohen Rate zeitlich verschachtelt oder moduliert werden, so dass nur ein Punkt auf einmal eingeschaltet ist. Dann können Reflexionssignale direkt unter Verwendung von Zeitverschachtelungen getrennt werden, um die Abtastung von mehreren Zielen oder eines X- und eines Y-Ziels gleichzeitig zu ermöglichen. Die Trennung auf der Basis einer optischen Eigenschaft wie z.B. Polarisation oder Wellenlänge kann auch für einige Implementierungen geeignet sein.
Wenn mehrere Laserquellen in einem Halbleiterverbindungsbearbeitungssystem verwendet werden, führt eine zweckmäßige Ausrichtung zur Verbindungsbearbeitung mit höchster Qualität. Ein Verfahren für die Ausrichtung von mehreren Laserköpfen hat die Erzeugung von Dauerstrich- oder gepulsten Emissionen von Laserköpfen, das Messen der Ausbreitung von Strahlen relativ zueinander und das Einstellen der Strahlen auf eine gewünschte Überlappung oder relative Position zur Folge. Das Messen der Strahlen relativ zueinander kann durch Abtasten von Ausrichtungszielen 810-820 auf Wafern unter Verwendung der fokussierten Laserpunkte durchgeführt werden oder es kann das Anordnen von PSDs oder anderen optischen Detektoren in den Strahlwegen an verschiedenen Orten beinhalten. Ein alternatives Verfahren besteht darin, ein PSD-Ausrichtungswerkzeug im Strahlweg anstelle der Endfokussierlinse anzuordnen. Dann können Strahlpositionen gemessen werden, während der Z-Tisch verwendet wird, um die Position des PSD zu ändern, und optische Elemente wie z.B. Neigungsplatten und Spiegel können eingestellt werden, um die Strahlpositionen zu korrigieren. Die Messung der Strahlstelle oder Stelle von fokussierten Punkten kann stattfinden, wenn alle Laserköpfe einzeln oder gleichzeitig emittieren.
Eine erwünschte Strahlausrichtung ist derart, dass die Emissionen von jedem Laserkopf genau überlappen. Folglich hätte das resultierende System mit einzelnem Strahl fokussierte Strahlbäuche in derselben Position ungeachtet dessen, welcher Laserkopf den Impuls erzeugt hat. Ebenso würde ein System mit zwei Strahlen zwei fokussierte Punkte erzeugen.
Eine weitere erwünschte Strahlausrichtung besteht darin, einen absichtlichen relativen Versatz auf der Achse und/oder quer zur Achse der fokussierten Punkte, die von verschiedenen Laserköpfen erzeugt werden, einzuführen. Ein solcher Versatz kann so implementiert werden, dass Impulse von einem Laserkopf auf eine Reihe von Verbindungen auftreffen, während Impulse von anderen Laserköpfen auf eine andere Reihe von Verbindungen auftreffen.
Die Ausrichtung der Laserstrahlwege kann während der Maschineneinrichtung eingestellt werden und dann keine weitere Einstellung erfordern. Es können jedoch Situationen bestehen, wie z.B. um eine thermische Drift von fokussierten Punkten zu korrigieren, in denen eine dynamische oder periodische Strahleinstellung erwünscht ist. Stellglieder können in dem System für Strahleinstellungsstellglieder angeordnet werden und ein Steuersystem kann angebracht werden, um diese Stellglieder auf der Basis von Abtastdaten von Ausrichtungszielen 810-820 oder PSD-Messungen der Strahlposition zu konfigurieren.
Stellglieder können auch verwendet werden, um die Ausrichtung von Strahlen, die von verschiedenen Laserköpfen erzeugt werden, zu Zeiten während der Waferbearbeitung umzukonfigurieren. Es kann beispielsweise erwünscht sein, die Positionen von fokussierten Punkten, die von verschiedenen Laserköpfen zwischen der Bearbeitung von X- und Y-Achsen-Verbindungsdurchläufen ausgehen, oder zwischen der Bearbeitung von Verbindungsdurchlaufsegmenten, die einen unterschiedlichen Abstand erfordern, zu verschieben. Wenn mit mehreren Punkten durch dieselbe Linse bearbeitet wird, kann es ferner erwünscht sein, kleine Einstellungen in den relativen oder absoluten Positionen der Punkte in einem ganzen Verbindungsdurchlauf vorzunehmen. Es kann beispielsweise eine gewisse Abhängigkeit der XY-Position von fokussierten Punkten auf der Basis der Z-Höhe bestehen. Wenn die Strahlen geneigt sind, kann eine Fokussierung in einer unterschiedlichen Höhe aufgrund einer geneigten Aufspannvorrichtung oder von Änderungen der Aufspannvorrichtungs- und Wafertopologie verursachen, dass die Punkte wandern. Solche Fehler können unter Verwendung von mehreren Strahlstellgliedern und/oder Strahllenkmechanismen korrigiert werden.
Die Verfahren und Systeme, die hierin dargestellt und beschrieben wurden (z.B. die Berechnung eines gemeinsamen Geschwindigkeitsprofils) können in einer Vielfalt von sowohl aktiven als auch inaktiven Formen existieren. Sie können beispielsweise als ein oder mehrere Softwareprogramme existieren, die aus Programmbefehlen in einem Quellencode, Objektcode, ausführbaren Code oder anderen Formaten bestehen. Beliebige der obigen Formate können auf einem computerlesbaren Medium verkörpert sein, die Speichervorrichtungen und Signale in komprimierter oder unkomprimierter Form umfassen. Beispielhafte computerlesbare Speichervorrichtungen umfassen einen herkömmlichen Computersystem-RAM (Direktzugriffsspeicher), ROM (Festwertspeicher), EPROM (löschbaren, programmierbaren ROM), EEPROM (elektrisch löschbaren, programmierbaren ROM), Flash-Speicher und magnetische oder optische Platten oder Bänder. Beispielhafte computerlesbare Signale, ob unter Verwendung eines Trägers moduliert oder nicht, sind Signale, auf die ein Computersystem, das ein Computersystem beherbergt oder abarbeitet, zum Zugriff konfiguriert sein kann, einschließlich Signalen, die über das Internet oder andere Netzwerke heruntergeladen werden. Konkrete Beispiele der vorangehenden umfassen die Verteilung von Software auf einem CD-ROM oder über Internet-Herunterladen. In einer Hinsicht ist das Internet selbst als abstrakte Entität ein computerlesbares Medium. Dasselbe gilt für Computernetzwerke im Allgemeinen.
Die vorstehenden Begriffe und Beschreibungen sind nur zur Erläuterung dargelegt und sind nicht als Begrenzungen vorgesehen. Fachleute werden erkennen, dass viele Veränderungen an den Einzelheiten der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele vorgenommen werden können, ohne von den zugrunde liegenden Prinzipien der Erfindung abzuweichen. Andere Strukturen als elektrisch leitende Verbindungen auf einem Halbleitersubstrat können beispielsweise mit mehreren Laserpunkten bearbeitet werden. Als weiteres Beispiel dient nicht die ganze Verbindungsbearbeitung für den Zweck der Durchtrennung einer Verbindung, so dass sie nicht leitet; manchmal besteht der Zweck der Laserstrahlung darin, eine ansonsten nicht-leitende "Verbindung" leitend zu machen oder anderweitig die Eigenschaften einer Verbindung zu ändern. Der Schutzbereich der Erfindung sollte daher nur durch die folgenden Ansprüche – und ihre Äquivalente – bestimmt werden, in denen alle Begriffe in ihrem breitesten vernünftigen Sinn verstanden werden sollen, wenn nicht anders angegeben.
Zusammenfassung
Verfahren und Systeme bearbeiten elektrisch leitende Verbindungen auf oder innerhalb eines Halbleitersubstrats (740) unter Verwendung von mehreren Laserstrahlen. Ein Verfahren verwendet beispielsweise eine Reihe von N Laserimpulsen, um einen Durchsatzvorteil zu erhalten, wobei N ≥ 2. Die Verbindungen sind in einer Vielzahl von im Wesentlichen parallelen Reihen angeordnet, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstrecken. Die Reihe von N Laserimpulsen breiten sich entlang N jeweiliger Strahlachsen aus, bis sie auf ausgewählte Verbindungen einfallen. Das Muster von resultierenden Laserpunkten kann auf Verbindungen in N unterschiedlichen Reihen, auf unterschiedlichen Verbindungen in derselben Reihe oder auf derselben Verbindung, die entweder teilweise oder vollständig überlappen, liegen. Die resultierenden Laserpunkte können in der Längsrichtung der Reihen voneinander versetzt sein oder in einer zur Längsrichtung der Reihen senkrechten Richtung voneinander versetzt sein oder beides.

Claims

Verfahren zum selektiven Bestrahlen von Strukturen auf oder innerhalb eines Halbleitersubstrats (740) unter Verwendung von mehreren Laserstrahlen, wobei die Strukturen in einer Vielzahl von im Wesentlichen parallelen Reihen angeordnet sind, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstrecken, wobei das Verfahren umfasst: Ausbreiten eines ersten Laserstrahls entlang eines ersten Ausbreitungsweges mit einer ersten Achse, der auf eine erste Stelle auf oder innerhalb des Halbleitersubstrats (740) zu einer gegebenen Zeit einfällt, wobei die erste Stelle entweder auf einer Struktur in einer ersten Reihe von Strukturen oder zwischen zwei benachbarten Strukturen in der ersten Reihe liegt; Ausbreiten eines zweiten Laserstrahls entlang eines zweiten Ausbreitungsweges mit einer zweiten Achse, der auf eine zweite Stelle auf oder innerhalb des Halbleitersubstrats (740) zu der gegebenen Zeit einfällt, wobei die zweite Stelle entweder auf einer Struktur in einer zweiten Reihe von Strukturen oder zwischen zwei benachbarten Strukturen in der zweiten Reihe liegt, wobei die zweite Reihe von der ersten Reihe verschieden ist, wobei die zweite Stelle von der ersten Stelle um ein gewisses Ausmaß in der Längsrichtung der Reihen versetzt ist; und Bewegen der ersten und zweiten Laserstrahlachsen im Wesentlichen gemeinsam in der Längsrichtung der Reihen relativ zum Halbleitersubstrat (740), um selektiv Strukturen in der ersten und der zweiten Reihe mit dem ersten bzw. dem zweiten Laserstrahl zu bestrahlen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Strukturen in der ersten Reihe von Strukturen in der zweiten Reihe in der Längsrichtung der Reihen versetzt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Strukturen in der ersten Reihe auf Strukturen in der zweiten Reihe in der Längsrichtung der Reihen ausgerichtet sind, aber die erste Stelle und die zweite Stelle Strukturen in der jeweiligen ersten und zweiten Reihe entsprechen, die voneinander in der Längsrichtung der Reihen versetzt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste und der zweite Laserstrahl jeweilige erste und zweite Sätze von optischen Eigenschaften aufweisen, und wobei die ersten und zweiten Sätze voneinander verschieden sind.
Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner umfasst: selektives Blockieren des ersten Laserstrahls vom Erreichen der ersten Stelle, und selektives Blockieren des zweiten Laserstrahls vom Erreichen der zweiten Stelle.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste und der zweite Laserstrahl das Werkstück im Wesentlichen gleichzeitig erreichen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Laserstrahl für ein erstes Mal ausgewählte Strukturen in der ersten Reihe bestrahlt und der zweite Laserstrahl für ein zweites Mal Strukturen in der zweiten Reihe, die mit dem ersten Laserstrahl vorher bestrahlt wurden, bestrahlt.
Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner umfasst: während des Bewegungsschritts dynamisches Einstellen des relativen Abstandes zwischen Einfallsstellen der ersten und zweiten Laserstrahlachsen auf dem Halbleitersubstrat (740).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Strukturen elektrisch leitende Verbindungen umfassen und die Bestrahlung von Verbindungen zum Durchtrennen dieser Verbindung führt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Halbleitersubstrat (740) mehrere Chips umfasst und die erste Laserstrahlachse auf einen Chip auf dem Halbleitersubstrat (740) einfällt und die zweite Laserstrahlachse auf einen separaten Chip auf dem Halbleitersubstrat (740) einfällt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Reihe benachbart sind.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die erste und die zweite Stelle um einen ausreichenden Abstand getrennt sind, um eine schädliche Konzentration von Energie, die vom Halbleitersubstrat (740) in der Nähe der ersten und der zweiten Stelle absorbiert wird, zu vermeiden.
Halbleitersubstrat (740), das gemäß dem Verfahren von Anspruch 1 bearbeitet wird.
System zum selektiven Bestrahlen von Strukturen auf oder innerhalb eines Halbleitersubstrats (740) unter Verwendung von mehreren Laserstrahlen, wobei die Strukturen in einer Vielzahl von im Wesentlichen parallelen Reihen angeordnet sind, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstrecken, wobei das System umfasst: eine Laserquelle, die mindestens einen ersten Laserstrahl und einen zweiten Laserstrahl erzeugt; einen ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweg mit einer ersten Achse, die auf einen ersten Punkt an einer ersten Stelle auf oder innerhalb des Halbleitersubstrats (740) zu einer gegebenen Zeit einfällt, wobei die erste Stelle entweder auf einer Struktur in einer ersten Reihe von Strukturen oder zwischen zwei benachbarten Strukturen in der ersten Reihe liegt; einen zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg mit einer zweiten Achse, die an einem zweiten Punkt an einer zweiten Stelle auf der oberhalb des Halbleitersubstrats (740) zu der gegebenen Zeit einfällt, wobei die zweite Stelle entweder auf einer Struktur in einer zweiten Reihe von Strukturen oder zwischen zwei benachbarten Strukturen in der zweiten Reihe liegt, wobei die zweite Reihe von der ersten Reihe verschieden ist, wobei die zweite Stelle von der ersten Stelle um ein gewisses Ausmaß in der Längsrichtung der Reihen versetzt ist; und einen Bewegungstisch (660), der die erste und die zweite Laserstrahlachse im Wesentlichen gemeinsam in der Längsrichtung der Reihen relativ zum Halbleitersubstrat (740) bewegt, um selektiv Strukturen in der ersten und der zweiten Reihe mit dem ersten bzw. dem zweiten Laserstrahl zu bestrahlen.
System nach Anspruch 14, wobei die Laserquelle umfasst: jeweilige erste und zweite Laser (720-1, 720-2, ...).
System nach Anspruch 14, wobei die Laserquelle umfasst: einen Laser (720); und einen Strahlteiler (745), der sowohl im ersten als auch im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg zwischen dem Laser (720) und dem Halbleitersubstrat (740) angeordnet ist.
System nach Anspruch 14, welches ferner umfasst: einen ersten optischen Schalter (750), der im ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist, wobei der erste optische Schalter (750) in der Lage ist, selektiv den ersten Laserstrahl durchzulassen oder vom Erreichen des Halbleitersubstrats (740) zu blockieren; und einen zweiten optischen Schalter (750), der im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist, wobei der zweite optische Schalter (750) in der Lage ist, selektiv den zweiten Laserstrahl durchzulassen oder vom Erreichen des Halbleitersubstrats (740) zu blockieren.
System nach Anspruch 17, wobei der erste und der zweite optische Schalter (750) AOMs sind.
System nach Anspruch 17, welches ferner umfasst: eine Steuereinheit (690), die mit dem ersten und dem zweiten optischen Schalter (750) verbunden ist, wobei die Steuereinheit (690) die Zustände des ersten und des zweiten optischen Schalters (750) festlegt, um nur ausgewählte Strukturen zu bestrahlen.
System nach Anspruch 14, welches ferner umfasst: einen Strahllenkmechanismus (760, 764, 766, 768), der im ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist, wobei die erste Stelle eingestellt werden kann.
System nach Anspruch 14, welches ferner umfasst: einen Strahllenkmechanismus (760, 764, 766, 768), der im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist, wobei die zweite Stelle eingestellt werden kann.
System nach Anspruch 14, welches ferner umfasst: einen Strahlkombinator (765), der sowohl im ersten als auch im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist; und eine Fokussierlinse (730), die sowohl im ersten als auch im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg zwischen dem Strahlkombinator (765) und dem Halbleitersubstrat (740) angeordnet ist.
System nach Anspruch 14, welches ferner umfasst: eine erste Fokussierlinse (730A), die im ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist; und eine zweite Fokussierlinse (7308), die im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist.
Verfahren zum Bearbeiten eines Halbleitersubstrats (740) mit einer Vielzahl von selektiv mit mehreren Laserstrahlen zu bestrahlenden Strukturen, wobei die Strukturen in einer Vielzahl von im Wesentlichen parallelen Reihen angeordnet sind, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstrecken, wobei das Verfahren umfasst: Erzeugen eines ersten Laserstrahls, der sich entlang einer ersten Laserstrahlachse ausbreitet, die eine erste Zielstelle auf oder innerhalb des Halbleitersubstrats (740) schneidet; Erzeugen eines zweiten Laserstrahls, der sich entlang einer zweiten Laserstrahlachse ausbreitet, die eine zweite Zielstelle auf oder innerhalb des Halbleitersubstrats (740) schneidet, wobei die zweite Zielstelle von der ersten Zielstelle in einer zur Längsrichtung der Reihen senkrechten Richtung um ein gewisses Ausmaß versetzt ist, so dass, wenn die erste Zielstelle eine Struktur in einer ersten Reihe von Strukturen ist, die zweite Zielstelle eine Struktur oder zwischen zwei benachbarten Strukturen in einer von der ersten Reihe verschiedenen zweiten Reihe ist; und Bewegen des Halbleitersubstrats (740) relativ zur ersten und zur zweiten Laserachse in einer zu den Reihen von Strukturen ungefähr parallelen Richtung, um die erste Zielstelle entlang der ersten Reihe zu durchlaufen, um für ein erstes Mal ausgewählte Strukturen in der ersten Reihe zu bestrahlen, und um gleichzeitig die zweite Zielstelle entlang der zweiten Reihe zu durchlaufen, um für ein zweites Mal Strukturen zu bestrahlen, die vorher durch den ersten Laserstrahl während eines vorherigen Durchgangs der ersten Zielstelle entlang der zweiten Reihe bestrahlt wurden.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei der erste und der zweite Laserstrahl jeweilige erste und zweite Sätze von optischen Eigenschaften aufweisen und wobei die ersten und zweiten Sätze voneinander verschieden sind.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei die erste Laserstrahlachse von der zweiten Laserstrahlachse um ein gewisses Ausmaß in einer zur Längsrichtung der Reihen parallelen Richtung versetzt ist.
Verfahren nach Anspruch 24, welches ferner umfasst: selektives Blockieren des ersten Laserstrahls vom Erreichen der ersten Zielstelle; und selektives Blockieren des zweiten Laserstrahls vom Erreichen der zweiten Zielstelle.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei der erste und der zweite Laserstrahl das Halbleitersubstrat (740) im Wesentlichen gleichzeitig erreichen.
Verfahren nach Anspruch 24, welches ferner umfasst: während des Bewegungsschritts dynamisches Einstellen des relativen Abstandes zwischen den Einfallsstellen der ersten und der zweiten Laserstrahlachse auf dem Halbleitersubstrat (740).
Verfahren nach Anspruch 24, wobei die Strukturen elektrisch leitende Verbindungen sind und die Bestrahlung einer Verbindung zum Durchtrennen dieser Verbindung führt.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei das Halbleitersubstrat (740) mehrere Chips umfasst und die erste Laserstrahlachse auf einen Chip auf dem Halbleitersubstrat (740) einfällt und die zweite Laserstrahlachse auf einen separaten Chip auf dem Halbleitersubstrat (740) einfällt.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei die Einfallsstelle des zweiten Laserstrahls auf eine gegebene Struktur in der Längsrichtung der Struktur von der Einfallsstelle des ersten Laserstrahls auf der gegebenen Struktur versetzt ist.
Halbleitersubstrat (740), das gemäß dem Verfahren von Anspruch 24 bearbeitet wird.
System zum Bearbeiten eines Halbleitersubstrats (740) mit einer Vielzahl von selektiv mit mehreren Laserstrahlen zu bestrahlenden Strukturen, wobei die Strukturen in einer Vielzahl von im Wesentlichen parallelen Reihen angeordnet sind, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstrecken, wobei das System umfasst: eine Laserquelle, die zumindest einen ersten Laserstrahl und einen zweiten Laserstrahl erzeugt; einen ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweg, der von der Laserquelle zum Halbleitersubstrat (740) verläuft und eine erste Laserstrahlachse aufweist, die eine erste Zielstelle auf oder innerhalb des Halbleitersubstrats (740) schneidet; einen zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg, der von der Laserquelle zum Halbleitersubstrat (740) verläuft und eine zweite Laserstrahlachse aufweist, die eine zweite Zielstelle auf oder innerhalb des Halbleitersubstrats (740) schneidet, wobei die zweite Zielstelle von der ersten Zielstelle in einer zur Längsrichtung der Reihen senkrechten Richtung um ein gewisses Ausmaß versetzt ist, so dass, wenn die erste Zielstelle eine Struktur in einer ersten Reihe von Strukturen ist, die zweite Zielstelle eine Struktur oder zwischen zwei benachbarten Strukturen in einer von der ersten Reihe verschiedenen zweiten Reihe ist; und einen Bewegungstisch (660), der das Halbleitersubstrat (740) relativ zur ersten und zur zweiten Laserstrahlachse in einer Richtung ungefähr parallel zu den Reihen von Strukturen bewegt, um die erste Zielstelle entlang der ersten Reihe zu durchlaufen, um für ein erstes Mal ausgewählte Strukturen in der ersten Reihe zu bestrahlen, und um gleichzeitig die zweite Zielstelle entlang der zweiten Reihe zu durchlaufen, um für ein zweites Mal Strukturen zu bestrahlen, die vorher durch den ersten Laserstrahl während eines vorherigen Durchlaufs der ersten Zielstelle entlang der zweiten Reihe bestrahlt wurden.
System nach Anspruch 34, wobei die Laserquelle umfasst: jeweilige erste und zweite Laser (720-1, 720-2, ...).
System nach Anspruch 34, wobei die Laserquelle umfasst: einen Laser (720); und einen Strahlteiler (745), der sowohl im ersten als auch im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg zwischen dem Laser und dem Halbleitersubstrat (740) angeordnet ist.
System nach Anspruch 34, welches ferner umfasst: einen ersten optischen Schalter (750), der im ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist, wobei der erste optische Schalter (750) in der Lage ist, selektiv den ersten Laserstrahl durchzulassen oder vom Erreichen des Halbleitersubstrats (740) zu blockieren; und einen zweiten optischen Schalter (750), der im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist, wobei der zweite optische Schalter (750) in der Lage ist, selektiv den zweiten Laserstrahl durchzulassen oder vom Erreichen des Halbleitersubstrats (740) zu blockieren.
System nach Anspruch 37, wobei der erste und der zweite optische Schalter (750) AOMs sind.
System nach Anspruch 37, welches ferner umfasst: eine Steuereinheit (690), die mit dem ersten und dem zweiten optischen Schalter (750) verbunden ist, wobei die Steuereinheit (690) die Zustände des ersten und des zweiten optischen Schalters (750) festlegt, um nur ausgewählte Strukturen zu bestrahlen.
System nach Anspruch 34, welches ferner umfasst: einen Strahllenkmechanismus (760, 764, 766, 768), der im ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist, wobei die erste Stelle eingestellt werden kann.
System nach Anspruch 34, welches ferner umfasst: einen Strahllenkmechanismus (760, 764, 766, 768), der im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist, wobei die zweite Stelle eingestellt werden kann.
System nach Anspruch 34, welches ferner umfasst: einen Strahlkombinator (765), der sowohl im ersten als auch im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist; und eine Fokussierlinse (730), die sowohl im ersten als auch im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg zwischen dem Strahlkombinator (765) und dem Halbleitersubstrat (740) angeordnet ist.
System nach Anspruch 34, welches ferner umfasst: eine erste Fokussierlinse (730A), die im ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist; und eine zweite Fokussierlinse (7308), die im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist.
Verfahren zur Verwendung bei der Bearbeitung von Strukturen auf oder innerhalb eines Halbleitersubstrats (740) unter Verwendung einer Reihe von N Laserimpulsen, um einen Durchsatzvorteil zu erhalten, wobei N ≥ 2, wobei die Strukturen in einer Vielzahl von parallelen Reihen angeordnet sind, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstrecken, wobei die Reihe von N Laserimpulsen sich entlang N jeweiliger Strahlachsen ausbreiten, bis sie auf ausgewählte Strukturen in N jeweiligen unterschiedlichen Reihen einfallen, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen eines gemeinsamen Geschwindigkeitsprofils zum gleichzeitigen Bewegen der N Laserstrahlachsen im Wesentlichen gemeinsam relativ zum Halbleitersubstrat (740) in der Längsrichtung, um Strukturen in den N Reihen mit der Reihe von jeweiligen N Laserimpulsen zu bearbeiten, wobei das gemeinsame Geschwindigkeitsprofil derart ist, dass der Durchsatzvorteil erreicht wird, während sichergestellt wird, dass das gemeinsame Geschwindigkeitsprofil brauchbare Geschwindigkeiten für jeden der Reihe von N Laserimpulsen und für jede der jeweiligen N Reihen von Strukturen, die mit der Reihe von N Laserimpulsen bearbeitet werden, darstellt.
Verfahren nach Anspruch 44, wobei der Bestimmungsschritt umfasst: Bestimmen eines Geschwindigkeitsprofils (410) zum Bewegen der jeweiligen Laserstrahlachse in der Längsrichtung relativ zum Halbleitersubstrat (740) für jede der N Reihen, um Strukturen mit der jeweiligen Reihe von Laserimpulsen zu bearbeiten, wodurch sich N einzelne Geschwindigkeitsprofile (410) ergeben; und Vergleichen der N einzelnen Geschwindigkeitsprofile (410), um das gemeinsame Geschwindigkeitsprofil zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 45, wobei das gemeinsame Geschwindigkeitsprofil der minimale Geschwindigkeitswert der N einzelnen Geschwindigkeitsprofile (410) an jedem Punkt entlang des Profils ist.
Verfahren nach Anspruch 45, wobei das gemeinsame Geschwindigkeitsprofil den minimalen Wert der N einzelnen Geschwindigkeitsprofile (410) nicht übersteigt, während eine Struktur mit einem Laserimpuls bearbeitet wird.
Verfahren nach Anspruch 45, wobei die N einzelnen Geschwindigkeitsprofile (410) ausgerichtete Abschnitte (440) mit jeweiligen konstanten Geschwindigkeiten umfassen und das gemeinsame Geschwindigkeitsprofil einen entsprechenden Abschnitt mit einer konstanten Geschwindigkeit umfasst, die das Minimum der N entsprechenden konstanten Geschwindigkeiten ist.
Verfahren nach Anspruch 45, wobei eine oder mehrere der N Reihen eine Lücke (460) ohne zu bestrahlenden Strukturen umfasst, und wenn alle N Reihen Lücken aufeinander ausgerichtet umfassen, dann das gemeinsame Geschwindigkeitsprofil ein Lückenprofil umfasst.
Verfahren nach Anspruch 44, wobei das gemeinsame Geschwindigkeitsprofil einen oder mehrere Abschnitte mit konstanter Geschwindigkeit umfasst.
Verfahren nach Anspruch 44, welches ferner umfasst: Erzeugen der Reihe von N Laserimpulsen; und Bewegen der N Laserstrahlachsen gemeinsam relativ zum Halbleitersubstrat (740) in der Längsrichtung gemäß dem gemeinsamen Geschwindigkeitsprofil, um selektiv Strukturen in den N Reihen mit der jeweiligen Reihe von N Laserimpulsen zu bestrahlen.
Verfahren nach Anspruch 44, wobei der Bestimmungsschritt umfasst: Erzeugen eines Satzes von Hauptkoordinaten; Bestimmen einer relativen Versatzkoordinate für jede Struktur in den N mit dem Laser zu bestrahlenden Reihen aus einer Hauptkoordinate; und Bestimmen eines gemeinsamen Geschwindigkeitsprofils für die N Reihen auf der Basis des Satzes von Hauptkoordinaten.
Verfahren nach Anspruch 44, wobei die Struktur elektrisch leitende Verbindungen umfasst und die Bestrahlung einer Verbindung zum Durchtrennen dieser Verbindung führt.
Verfahren nach Anspruch 44, wobei das Halbleitersubstrat (740) mehrere Chips umfasst und jede der N Laserstrahlachsen auf einen separaten Chip auf dem Halbleitersubstrat (740) einfällt.
Computerlesbares Medium, auf dem ein Programm eingebettet ist, das das Verfahren nach Anspruch 44 durchführt.
Halbleitersubstrat (740), auf dem Strukturen angeordnet sind, die durch N Laserstrahlen schneller als durch einen einzelnen Laserstrahl bestrahlt werden sollen, wobei N ≥ 2, und wobei die N Laserstrahlen so angeordnet sind, dass sie auf das Halbleitersubstrat (740) in einer gegebenen Orientierung einfallen, wobei das Halbleitersubstrat (740) umfasst: eine Vielzahl von Strukturen, die in einer Vielzahl von Reihen angeordnet sind, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstrecken, wobei eine oder mehrere Eigenschaften der Strukturen durch Bestrahlung geändert werden können, wobei mindestens N solche Reihen so zusammengesetzt und angeordnet sind, dass die N Reihen einen oder mehrere Abschnitte von Strukturen aufweisen, die so angeordnet sind, dass sie im Wesentlichen der gegebenen Orientierung entsprechen, wobei das Halbleitersubstrat (740) durch Bestrahlung mit einem verbesserten Durchsatz unter Verwendung der N Laserstrahlen bearbeitet werden kann, wobei jeder Laserstrahlpunkt gleichzeitig auf eine Struktur in einer jeweiligen Reihe von einem der Abschnitte von N Reihen einfällt.
Halbleitersubstrat (740) nach Anspruch 56, wobei die Strukturen so angeordnet sind, dass das gemeinsame Geschwindigkeitsprofil maximiert wird, um gleichzeitig die N Laserstrahlpunkte in der Längsrichtung der Reihe zu bewegen.
Halbleitersubstrat (740) nach Anspruch 56, wobei die N Reihen ausgerichtete Lücken ohne durch Bestrahlung zu bearbeitende Strukturen umfassen und die Lücken in einer wesentlichen Ausrichtung in der Längsrichtung entlang der N Reihen angeordnet sind.
Halbleitersubstrat (740) nach Anspruch 56, wobei die Positionierung der Strukturen entlang der N Reihen in der Längsrichtung der Reihen ungefähr identisch ist.
Halbleitersubstrat (740) nach Anspruch 56, wobei die N Reihen nahe genug aneinander in der zur Längsrichtung der Reihen senkrechten Richtung angeordnet sind, so dass die N Laserstrahlen auf das Halbleitersubstrat (740) unter Verwendung einer einzelnen Linse fokussiert werden können.
Halbleitersubstrat (740) nach Anspruch 56, wobei die Abschnitte Reihen mit benachbarten Strukturen enthalten, die um ein ungefähr konstantes Rastermaß beabstandet sind.
Halbleitersubstrat (740) nach Anspruch 56, wobei die gegebene Orientierung in einer zur Längsrichtung der Reihen im Wesentlichen senkrechten Richtung ungefähr kollinear ist.
Halbleitersubstrat (740) nach Anspruch 56, wobei im Wesentlichen alle Strukturen des Halbleitersubstrats (740) in Reihen angeordnet sind, die in der Längsrichtung ausgerichtet sind.
Halbleitersubstrat (740) nach Anspruch 56, wobei die Gesamtzahl von Reihen im Halbleitersubstrat (740) ein ganzzahliges Vielfaches von N ist.
Halbleitersubstrat (740) nach Anspruch 56, wobei die Strukturen Verbindungen sind.
Verfahren zum selektiven Bestrahlen von Strukturen auf oder innerhalb eines Halbleitersubstrats (740) unter Verwendung einer Vielzahl von Laserstrahlen, wobei die Strukturen in einer Reihe angeordnet sind, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstreckt, wobei das Verfahren umfasst: Erzeugen eines ersten Laserstrahls, der sich entlang einer ersten Laserstrahlachse ausbreitet, die das Halbleitersubstrat (740) schneidet; Erzeugen eines zweiten Laserstrahls, der sich entlang einer zweiten Laserstrahlachse ausbreitet, die das Halbleitersubstrat (740) schneidet; gleichzeitiges Richten des ersten und des zweiten Laserstrahls auf unterschiedliche erste und zweite Strukturen in der Reihe; und Bewegen der ersten und der zweiten Laserstrahlachse relativ zum Halbleitersubstrat (740) im Wesentlichen gemeinsam in einer zur Längsrichtung der Reihe im Wesentlichen parallelen Richtung, um selektiv Strukturen in der Reihe mit einem oder mehreren des ersten und des zweiten Laserstrahls gleichzeitig zu bestrahlen.
Verfahren nach Anspruch 66, wobei die ersten und zweiten Strukturen nicht benachbart sind.
Verfahren nach Anspruch 67, wobei die ersten und zweiten Strukturen um einen Abstand getrennt sind, der ausreicht, um eine schädliche Konzentration von Energie, die vom Halbleitersubstrat (740) in der Nähe der ersten und zweiten Strukturen absorbiert wird, zu vermeiden.
Verfahren nach Anspruch 67, wobei mehr als eine Struktur zwischen der ersten und der zweiten Struktur liegt.
Verfahren nach Anspruch 69, wobei die Anzahl von Strukturen zwischen der ersten und der zweiten Struktur eine gerade Anzahl ist.
Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner umfasst: Erzeugen eines dritten Laserstrahls, der sich entlang einer dritten Laserstrahlachse ausbreitet, die das Halbleitersubstrat (740) schneidet; und Richten des dritten Laserstrahls auf eine Struktur in der Reihe.
Verfahren nach Anspruch 68, wobei der erste und der zweite Laserstrahl jeweilige erste und zweite Sätze von optischen Eigenschaften aufweisen und wobei die ersten und zweiten Sätze voneinander verschieden sind.
Verfahren nach Anspruch 66, welches ferner umfasst: selektives Blockieren des ersten Laserstrahls vom Erreichen des Halbleitersubstrats (740); und selektives Blockieren des zweiten Laserstrahls vom Erreichen des Halbleitersubstrats (740).
Verfahren nach Anspruch 66, welches ferner umfasst: während des Bewegungsschritts dynamisches Einstellen des relativen Abstandes zwischen den Einfallsstellen der ersten und der zweiten Laserstrahlachse.
Verfahren nach Anspruch 66, wobei die Strukturen elektrisch leitende Verbindungen umfassen und die Bestrahlung einer Verbindung zum Durchtrennen dieser Verbindung führt.
Halbleitersubstrat (740), das gemäß dem Verfahren nach Anspruch 66 bearbeitet wird.
System zum selektiven Bestrahlen von Strukturen auf oder innerhalb eines Halbleitersubstrats (740) unter Verwendung einer Vielzahl von Laserstrahlen, wobei die Strukturen in einer Reihe angeordnet sind, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstreckt, wobei das System umfasst: eine Laserquelle, die mindestens einen ersten Laserstrahl und einen zweiten Laserstrahl erzeugt; einen ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweg, entlang dessen sich der erste Laserstrahl in Richtung des Halbleitersubstrats (740) ausbreitet, wobei der erste Laserstrahl-Ausbreitungsweg eine erste Laserstrahlachse aufweist, die das Halbleitersubstrat (740) in einem ersten Punkt schneidet; einen zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg, entlang dessen sich der zweite Laserstrahl in Richtung des Halbleitersubstrats (740) ausbreitet, wobei der zweite Laserstrahl-Ausbreitungsweg eine zweite Laserstrahlachse aufweist, die das Halbleitersubstrat (740) in einem zweiten Punkt schneidet, wobei der erste Punkt und der zweite Punkt gleichzeitig auf verschiedene erste und zweite Strukturen in der Reihe auftreffen; und einen Bewegungstisch (660), der die erste und die zweite Laserstrahlachse relativ zum Halbleitersubstrat (740) im Wesentlichen gemeinsam in einer zur Längsrichtung der Reihe im Wesentlichen parallelen Richtung bewegt, um Strukturen in der Reihe mit einem oder mehreren der ersten und zweiten Laserstrahlen gleichzeitig selektiv zu bestrahlen.
System nach Anspruch 77, wobei die Laserquelle umfasst: jeweilige erste und zweite Laser (720-1, 720-2, ...).
System nach Anspruch 77, wobei die Laserquelle umfasst: einen Laser (720); und einen Strahlteiler (745), der sowohl im ersten als auch im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg zwischen dem Laser (720) und dem Halbleitersubstrat (740) angeordnet ist.
System nach Anspruch 77, welches ferner umfasst: einen ersten optischen Schalter (750), der im ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist, wobei der erste optische Schalter (750) in der Lage ist, selektiv den ersten Laserstrahl durchzulassen oder vom Erreichen des Halbleitersubstrats (740) zu blockieren; und einen zweiten optischen Schalter (750), der im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist, wobei der zweite optische Schalter (750) in der Lage ist, selektiv den zweiten Laserstrahl durchzulassen oder vom Erreichen des Halbleitersubstrats (740) zu blockieren.
System nach Anspruch 80, wobei der erste und der zweite optische Schalter (750) AOMs sind.
System nach Anspruch 80, welches ferner umfasst: eine Steuereinheit (690), die mit dem ersten und dem zweiten optischen Schalter (750) verbunden ist, wobei die Steuereinheit (690) die Zustände des ersten und des zweiten optischen Schalters (750) festlegt, um nur ausgewählte Strukturen zu bestrahlen.
System nach Anspruch 77, welches ferner umfasst: einen Strahllenkmechanismus (760, 764, 766, 768), der im ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist, wodurch die erste Stelle eingestellt werden kann.
System nach Anspruch 77, welches ferner umfasst: einen Strahllenkmechanismus (760, 764, 766, 768), der im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist, wodurch die zweite Stelle eingestellt werden kann.
System nach Anspruch 77, welches ferner umfasst: einen Strahlkombinator (765), der sowohl im ersten als auch im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist; und eine Fokussierlinse (730), die sowohl im ersten als auch im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg zwischen dem Strahlkombinator (765) und dem Halbleitersubstrat (740) angeordnet ist.
System nach Anspruch 77, welches ferner umfasst: eine erste Fokussierlinse (730A), die im ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist; und eine zweite Fokussierlinse (730B), die im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist.
Verfahren zum selektiven Bestrahlen von Strukturen auf oder innerhalb eines Halbleitersubstrats (740) unter Verwendung einer Vielzahl von gepulsten Laserstrahlen, wobei die Strukturen in einer Reihe angeordnet sind, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstreckt, wobei das Verfahren umfasst: Erzeugen eines ersten gepulsten Laserstrahls, der sich entlang einer ersten Laserstrahlachse ausbreitet, die das Halbleitersubstrat (740) schneidet; Erzeugen eines zweiten gepulsten Laserstrahls, der sich entlang einer zweiten Laserstrahlachse ausbreitet, die das Halbleitersubstrat (740) schneidet; Richten von jeweiligen ersten und zweiten Impulsen vom ersten und vom zweiten gepulsten Laserstrahl auf verschiedene erste und zweite Strukturen in der Reihe, um die Bestrahlung der Strukturen mit einem einzelnen Laserimpuls pro Struktur zu vollenden; und Bewegen der ersten und der zweiten Laserstrahlachse relativ zum Halbleitersubstrat (740) im Wesentlichen gemeinsam in einer zur Längsrichtung der Reihe im Wesentlichen parallelen Richtung, um selektiv Strukturen in der Reihe mit entweder dem ersten oder dem zweiten Laserstrahl zu bestrahlen, wobei der Bewegungsschritt zu einer Geschwindigkeit führt, die größer ist als sie auftreten würde, wenn nur ein einzelner Laserstrahl verwendet werden würde, um die Strukturen in der Reihe zu bestrahlen.
Verfahren nach Anspruch 87, wobei die ersten und zweiten Impulse gleichzeitig zur ersten bzw. zweiten Struktur geliefert werden.
Verfahren nach Anspruch 87, wobei die Strukturen elektrisch leitende Verbindungen umfassen und die Bestrahlung einer Verbindung zum Durchtrennen dieser Verbindung führt.
Verfahren nach Anspruch 87, wobei die Strukturen potentielle elektrisch leitende Verbindungen umfassen und die Bestrahlung einer Verbindung zur Herstellung einer elektrischen Verbindung in dieser Verbindung führt.
Verfahren nach Anspruch 87, wobei die ersten und zweiten Strukturen nicht benachbart sind.
Verfahren nach Anspruch 91, wobei die erste und die zweite Struktur um einen Abstand getrennt sind, der ausreicht, um eine schädliche Konzentration von Energie, die vom Halbleitersubstrat (740) in der Nähe der ersten und der zweiten Struktur absorbiert wird, zu vermeiden.
Verfahren nach Anspruch 91, wobei mehr als eine Struktur zwischen den ersten und zweiten Strukturen liegt.
Verfahren nach Anspruch 93, wobei die Anzahl von Strukturen zwischen der ersten und der zweiten Struktur eine gerade Anzahl ist.
Verfahren nach Anspruch 87, wobei die erste und die zweite Laserstrahlachse das Halbleitersubstrat (740) in jeweiligen ersten und zweiten Punkten schneiden, und wobei der erste und der zweite Punkt voneinander um ein gewisses Ausmaß in einer zur Längsrichtung der Reihe im Wesentlichen senkrechten Richtung versetzt sind.
Verfahren nach Anspruch 87, welches ferner umfasst: Erzeugen eines dritten Laserstrahls, der sich entlang einer dritten Laserstrahlachse ausbreitet, die das Halbleitersubstrat (740) schneidet; und Richten des dritten Laserstrahls auf eine Struktur in der Reihe.
Verfahren nach Anspruch 87, wobei der erste und der zweite Laserstrahl jeweilige erste und zweite Sätze von optischen Eigenschaften aufweisen, und wobei die ersten und zweiten Sätze voneinander verschieden sind.
Verfahren nach Anspruch 87, welches ferner umfasst: selektives Blockieren des ersten Laserstrahls vom Erreichen des Halbleitersubstrats (740); und selektives Blockieren des zweiten Laserstrahls vom Erreichen des Halbleitersubstrats (740).
Verfahren nach Anspruch 87, welches ferner umfasst: während des Bewegungsschritts dynamisches Einstellen des relativen Abstandes zwischen dem ersten und dem zweiten Punkt.
Halbleitersubstrat (740), das gemäß dem Verfahren von Anspruch 87 bearbeitet wird.
System zum selektiven Bestrahlen von Strukturen auf oder innerhalb eines Halbleitersubstrats (740) unter Verwendung einer Vielzahl von gepulsten Laserstrahlen, wobei die Strukturen in einer Reihe angeordnet sind, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstreckt, wobei das System umfasst: eine Laserquelle, die mindestens einen ersten gepulsten Laserstrahl und einen zweiten gepulsten Laserstrahl erzeugt; einen ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweg, entlang dessen sich der erste Laserstrahl in Richtung des Halbleitersubstrats (740) ausbreitet, wobei der erste Laserstrahl-Ausbreitungsweg eine erste Laserstrahlachse aufweist, die das Halbleitersubstrat (740) in einem ersten Punkt schneidet; einen zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg, entlang dessen sich der zweite Laserstrahl in Richtung des Halbleitersubstrats (740) ausbreitet, wobei der zweite Laserstrahl-Ausbreitungsweg eine zweite Laserstrahlachse aufweist, die das Halbleitersubstrat (740) in einem zweiten Punkt schneidet, wobei der erste Punkt und der zweite Punkt auf verschiedene erste und zweite Strukturen in der Reihe auftreffen; und einen Bewegungstisch (660), der die erste und die zweite Laserstrahlachse relativ zum Halbleitersubstrat (740) im Wesentlichen gemeinsam in einer zur Längsrichtung der Reihe im Wesentlichen parallelen Richtung bewegt, um selektiv Strukturen in der Reihe mit entweder dem ersten oder dem zweiten gepulsten Laserstrahl zu bestrahlen, so dass irgendeine Struktur in der Reihe mit nicht mehr als einem Laserstrahlimpuls bestrahlt wird, wobei der Bewegungstisch (660) die Länge der Reihe in weniger Zeit überquert, als erforderlich wäre, wenn nur ein einziger Laserstrahl verwendet werden würde, um die Strukturen in der Reihe zu bestrahlen.
System nach Anspruch 101, wobei die Laserquelle umfasst: jeweilige erste und zweite Laser (720-1, 720-2, ...).
System nach Anspruch 101, wobei die Laserquelle umfasst: einen Laser (720); und einen Strahlteiler (745), der sowohl im ersten als auch im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg zwischen dem Laser (720) und dem Halbleitersubstrat (740) angeordnet ist.
System nach Anspruch 101, welches ferner umfasst: einen ersten optischen Schalter (750), der im ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist, wobei der erste optische Schalter (750) in der Lage ist, selektiv den ersten Laserstrahl durchzulassen oder vom Erreichen des Halbleitersubstrats (740) zu blockieren; und einen zweiten optischen Schalter (750), der im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist, wobei der zweite optische Schalter (750) in der Lage ist, selektiv den zweiten Laserstrahl durchzulassen oder vom Erreichen des Halbleitersubstrats (740) zu blockieren.
System nach Anspruch 104, wobei der erste und der zweite optische Schalter (750) AOMs sind.
System nach Anspruch 104, welches ferner umfasst: eine Steuereinheit (690), die mit dem ersten und dem zweiten optischen Schalter (750) verbunden ist, wobei die Steuereinheit (690) die Zustände des ersten und des zweiten optischen Schalters (750) einstellt, um nur ausgewählte Strukturen zu bestrahlen.
System nach Anspruch 101, welches ferner umfasst: einen Strahllenkmechanismus (760, 764, 766, 768), der im ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist, wodurch die erste Stelle eingestellt werden kann.
System nach Anspruch 101, welches ferner umfasst: einen Strahllenkmechanismus (760, 764, 766, 768), der im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist, wodurch die zweite Stelle eingestellt werden kann.
System nach Anspruch 101, welches ferner umfasst: einen Strahlkombinator (765), der sowohl im ersten als auch im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist; und eine Fokussierlinse (730), die sowohl im ersten als auch im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg zwischen dem Strahlkombinator (765) und dem Halbleitersubstrat (740) angeordnet ist.
System nach Anspruch 101, welches ferner umfasst: eine erste Fokussierlinse (730A), die im ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist; und eine zweite Fokussierlinse (730B), die im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist.
Verfahren zum selektiven Bestrahlen von Strukturen auf oder innerhalb eines Halbleitersubstrats (740) unter Verwendung einer Vielzahl von Laserstrahlen, wobei die Strukturen in einer Reihe angeordnet sind, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstreckt, wobei das Verfahren umfasst: Erzeugen eines ersten Laserstrahls, der sich entlang einer ersten Laserstrahlachse ausbreitet, die das Halbleitersubstrat (740) schneidet; Erzeugen eines zweiten Laserstrahls, der sich entlang einer zweiten Laserstrahlachse ausbreitet, die das Halbleitersubstrat (740) schneidet; Richten des ersten und des zweiten Laserstrahls auf nicht benachbarte erste und zweite Strukturen in der Reihe; und Bewegen der ersten und der zweiten Laserstrahlachse relativ zum Halbleitersubstrat (740) entlang der Reihe im Wesentlichen gemeinsam in einer zur Längsrichtung der Reihe im Wesentlichen parallelen Richtung.
Verfahren nach Anspruch 111, welches ferner umfasst: selektives Blockieren des ersten Laserstrahls vom Erreichen des Halbleitersubstrats (740); und selektives Blockieren des zweiten Laserstrahls vom Erreichen des Halbleitersubstrats (740).
Verfahren nach Anspruch 111, wobei der erste Laserstrahl eine gegebene Struktur in der Reihe für ein erstes Mal bestrahlt und der zweite Laserstrahl die gegebene Struktur später für ein zweites Mal bestrahlt.
Verfahren nach Anspruch 111, wobei eine ausgewählte Struktur in der Reihe mit entweder dem ersten Laserstrahl oder dem zweiten Laserstrahl, aber nicht beiden bestrahlt wird, wodurch der Bewegungsschritt mit einer größeren Geschwindigkeit stattfinden kann, als sie auftreten würde, wenn nur ein einzelner Laserstrahl verwendet werden würde, um die Strukturen in der Reihe zu bestrahlen.
Verfahren nach Anspruch 111, wobei die erste und die zweite Struktur um einen Abstand getrennt sind, der ausreicht, um eine schädliche Konzentration von Energie, die vom Halbleitersubstrat (740) in der Nähe der ersten und der zweiten Struktur absorbiert wird, zu vermeiden.
Verfahren nach Anspruch 115, wobei mehr als eine Struktur zwischen der ersten und der zweiten Struktur liegt.
Verfahren nach Anspruch 116, wobei die Anzahl von Strukturen zwischen der ersten und der zweiten Struktur eine gerade Anzahl ist.
Verfahren nach Anspruch 111, wobei die erste und die zweite Laserstrahlachse das Halbleitersubstrat (740) in jeweiligen ersten und zweiten Punkten schneiden, und wobei die ersten und zweiten Punkte voneinander um ein gewisses Ausmaß in einer zur Längsrichtung der Reihe im Wesentlichen senkrechten Richtung versetzt sind.
Verfahren nach Anspruch 118, wobei die ersten und zweiten Punkte um einen Abstand getrennt sind, der ausreicht, um eine schädliche Konzentration von Energie, die vom Halbleitersubstrat (740) zwischen den ersten und zweiten Punkten absorbiert wird, zu vermeiden.
Verfahren nach Anspruch 111, welches ferner umfasst: Erzeugen eines dritten Laserstrahls, der sich entlang einer dritten Laserstrahlachse ausbreitet, die das Halbleitersubstrat (740) schneidet; und Richten des dritten Laserstrahls auf eine Struktur in der Reihe.
Verfahren nach Anspruch 111, wobei der erste und der zweite Laserstrahl jeweilige erste und zweite Sätze von optischen Eigenschaften aufweisen und wobei die ersten und zweiten Sätze voneinander verschieden sind.
Verfahren nach Anspruch 111, welches ferner umfasst: während des Bewegungsschritts dynamisches Einstellen des relativen Abstandes zwischen der ersten und der zweiten Laserstrahlachse.
Verfahren nach Anspruch 111, wobei die Strukturen elektrisch leitende Verbindungen umfassen und die Bestrahlung einer Verbindung zum Durchtrennen dieser Verbindung führt.
Verfahren nach Anspruch 111, wobei der erste und der zweite Laserstrahl gepulste Laserstrahlen sind.
Verfahren nach Anspruch 124, wobei der erste und der zweite Laserstrahl gleichzeitig auf der ersten bzw. zweiten Struktur gepulst werden.
Halbleitersubstrat (740), das gemäß dem Verfahren von Anspruch 111 bearbeitet wird.
System zum selektiven Bestrahlen von Strukturen auf oder innerhalb eines Halbleitersubstrats (740) unter Verwendung einer Vielzahl von Laserstrahlen, wobei die Strukturen in einer Reihe angeordnet sind, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstrecken, wobei das System umfasst: eine Laserquelle, die mindestens einen ersten Laserstrahl und einen zweiten Laserstrahl erzeugt; einen ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweg, entlang dessen sich der erste Laserstrahl in Richtung des Halbleitersubstrats (740) ausbreitet; wobei der erste Laserstrahl-Ausbreitungsweg eine erste Laserstrahlachse aufweist, die das Halbleitersubstrat (740) in einem ersten Punkt schneidet, einen zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg, entlang dessen sich der zweite Laserstrahl in Richtung des Halbleitersubstrats (740) ausbreitet, wobei der zweite Laserstrahl-Ausbreitungsweg eine zweite Laserstrahlachse aufweist, die das Halbleitersubstrat (740) in einem zweiten Punkt schneidet, wobei der erste Punkt und der zweite Punkt auf nicht benachbarte erste und zweite Strukturen in der Reihe auftreffen; und einen Bewegungstisch (660), der die erste und die zweite Laserstrahlachse relativ zum Halbleitersubstrat (740) im Wesentlichen gemeinsam in einer zur Längsrichtung der Reihe im Wesentlichen parallelen Richtung bewegt.
System nach Anspruch 127, wobei die Laserquelle umfasst: jeweilige erste und zweite Laser (720-1, 720-2, ...).
System nach Anspruch 127, wobei die Laserquelle umfasst: einen Laser (720); und einen Strahlteiler (745), der sowohl im ersten als auch im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg zwischen dem Laser (720) und dem Halbleitersubstrat (740) angeordnet ist.
System nach Anspruch 127, welches ferner umfasst: einen ersten optischen Schalter (750), der im ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist, wobei der erste optische Schalter (750) in der Lage ist, selektiv den ersten Laserstrahl durchzulassen oder vom Erreichen des Halbleitersubstrats (740) zu blockieren; und einen zweiten optischen Schalter (750), der im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist, wobei der zweite optische Schalter (750) in der Lage ist, selektiv den zweiten Laserstrahl durchzulassen oder vom Erreichen des Halbleitersubstrats (740) zu blockieren.
System nach Anspruch 130, wobei der erste und der zweite optische Schalter (750) AOMs sind.
System nach Anspruch 130, welches ferner umfasst: eine Steuereinheit (690), die mit dem ersten und dem zweiten optischen Schalter (750) verbunden ist, wobei die Steuereinheit (690) die Zustände des ersten und des zweiten optischen Schalters (750) festlegt, um nur ausgewählte Strukturen zu bestrahlen.
System nach Anspruch 127, welches ferner umfasst: einen Strahllenkmechanismus (760, 764, 766, 768), der im ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist, wodurch die erste Stelle eingestellt werden kann.
System nach Anspruch 127, welches ferner umfasst: einen Strahlkombinator (765), der sowohl im ersten als auch im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist; und eine Fokussierlinse (730), die sowohl im ersten als auch im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg zwischen dem Strahlkombinator (765) und dem Halbleitersubstrat (740) angeordnet ist.
System nach Anspruch 127, welches ferner umfasst: eine erste Fokussierlinse (730A), die im ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist; und eine zweite Fokussierlinse (730B), die im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist.
Verfahren zum selektiven Bestrahlen von Strukturen auf oder innerhalb eines Halbleitersubstrats (740) unter Verwendung einer Vielzahl von Laserstrahlen, wobei die Strukturen in einer Reihe angeordnet sind, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstreckt, wobei das Verfahren umfasst: Erzeugen eines ersten Laserstrahls, der sich entlang einer ersten Laserstrahlachse ausbreitet, die das Halbleitersubstrat (740) schneidet; Erzeugen eines zweiten Laserstrahls, der sich entlang einer zweiten Laserstrahlachse ausbreitet, die das Halbleitersubstrat (740) schneidet; Richten des ersten und des zweiten Laserstrahls auf verschiedene erste und zweite Punkte auf jeweiligen ersten und zweiten Strukturen in der Reihe, wobei der zweite Punkt vom ersten Punkt um ein gewisses Ausmaß in einer zur Längsrichtung der Reihe senkrechten Richtung versetzt ist; und Bewegen der ersten und der zweiten Laserstrahlachse relativ zum Halbleitersubstrat (740) entlang der Reihe im Wesentlichen gemeinsam in einer zur Längsrichtung der Reihe im Wesentlichen parallelen Richtung.
Verfahren nach Anspruch 136, welches ferner umfasst: selektives Blockieren des ersten Laserstrahls vom Erreichen des Halbleitersubstrats (740); und selektives Blockieren des zweiten Laserstrahls vom Erreichen des Halbleitersubstrats (740).
Verfahren nach Anspruch 136, wobei der erste Laserstrahl eine gegebene Struktur in der Reihe für ein erstes Mal bestrahlt und der zweite Laserstrahl die gegebene Struktur später für ein zweites Mal bestrahlt.
Verfahren nach Anspruch 136, wobei eine ausgewählte Struktur in der Reihe mit entweder dem ersten Laserstrahl oder dem zweiten Laserstrahl, aber nicht beiden bestrahlt wird, wodurch der Bewegungsschritt mit einer größeren Geschwindigkeit stattfinden kann als es vorkommen würde, wenn nur ein einzelner Laserstrahl verwendet werden würde, um die Strukturen in der Reihe zu bestrahlen.
Verfahren nach Anspruch 136, wobei die erste und die zweite Struktur nicht benachbart sind.
Verfahren nach Anspruch 140, wobei mehr als eine Struktur zwischen der ersten und der zweiten Struktur liegt.
Verfahren nach Anspruch 141, wobei die Anzahl von Strukturen zwischen der ersten und der zweiten Struktur eine gerade Anzahl ist.
Verfahren nach Anspruch 136, wobei der erste und der zweite Punkt um einen Abstand getrennt sind, der ausreicht, um eine schädliche Konzentration von Energie, die vom Halbleitersubstrat (740) zwischen dem ersten und dem zweiten Punkt absorbiert wird, zu vermeiden.
Verfahren nach Anspruch 136, wobei der erste und der zweite Laserstrahl jeweilige erste und zweite Sätze von optischen Eigenschaften aufweisen und wobei die ersten und zweiten Sätze voneinander verschieden sind.
Verfahren nach Anspruch 136, wobei die Strukturen elektrisch leitende Verbindungen umfassen und die Bestrahlung einer Verbindung zum Durchtrennen dieser Verbindung führt.
Halbleitersubstrat (740), das gemäß dem Verfahren von Anspruch 136 bearbeitet wird.
System zum selektiven Bestrahlen von Strukturen auf oder innerhalb eines Halbleitersubstrats (740) unter Verwendung einer Vielzahl von Laserstrahlen, wobei die Strukturen in einer Reihe angeordnet sind, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstreckt, wobei das System umfasst: eine Laserquelle, die mindestens einen ersten Laserstrahl und einen zweiten Laserstrahl erzeugt; einen ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweg, entlang dessen sich der erste Laserstrahl in Richtung des Halbleitersubstrats (740) ausbreitet, wobei der erste Laserstrahl-Ausbreitungsweg eine erste Laserstrahlachse aufweist, die das Halbleitersubstrat (740) in einem ersten Punkt schneidet; einen zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg, entlang dessen sich der zweite Laserstrahl in Richtung des Halbleitersubstrats (740) ausbreitet, wobei der zweite Laserstrahl-Ausbreitungsweg eine zweite Laserstrahlachse aufweist, die das Halbleitersubstrat (740) in einem zweiten Punkt schneidet, wobei der erste Punkt und der zweite Punkt auf verschiedene erste und zweite Strukturen in der Reihe auftreffen, und wobei der erste und der zweite Punkt um einen gewissen Abstand in einer zur Längsrichtung der Reihe senkrechten Richtung getrennt sind; und einen Bewegungstisch (660), der die erste und die zweite Laserstrahlachse relativ zum Halbleitersubstrat (740) im Wesentlichen gemeinsam in einer zur Längsrichtung der Reihe im Wesentlichen parallelen Richtung bewegt.
System nach Anspruch 147, wobei die Laserquelle umfasst: jeweilige erste und zweite Laser (720-1, 720-2, ...).
System nach Anspruch 147, wobei die Laserquelle umfasst: einen Laser (720); und einen Strahlteiler (745), der sowohl im ersten als auch im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg zwischen dem Laser (720) und dem Halbleitersubstrat (740) angeordnet ist.
System nach Anspruch 147, welcher ferner umfasst: einen ersten optischen Schalter (750), der im ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist, wobei der erste optische Schalter (750) in der Lage ist, selektiv den ersten Laserstrahl durchzulassen oder vom Erreichen des Halbleitersubstrats (740) zu blockieren; und einen zweiten optischen Schalter (750), der im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist, wobei der zweite optische Schalter (750) in der Lage ist, selektiv den zweiten Laserstrahl durchzulassen oder vom Erreichen des Halbleitersubstrats (740) zu blockieren.
System nach Anspruch 150, wobei der erste und der zweite optische Schalter (750) AOMs sind.
System nach Anspruch 150, welches ferner umfasst: eine Steuereinheit (690), die mit dem ersten und dem zweiten optischen Schalter (750) verbunden ist, wobei die Steuereinheit (690) die Zustände des ersten und des zweiten optischen Schalters (750) einstellt, um nur ausgewählte Strukturen zu bestrahlen.
System nach Anspruch 147, welches ferner umfasst: einen Strahllenkmechanismus (760, 764, 766, 768), der im ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist, wodurch die erste Stelle eingestellt werden kann.
System nach Anspruch 147, welches ferner umfasst: einen Strahllenkmechanismus (760, 764, 766, 768), der im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist, wodurch die zweite Stelle eingestellt werden kann.
System nach Anspruch 147, welches ferner umfasst: einen Strahlkombinator (765), der sowohl im ersten als auch im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist; und eine Fokussierlinse (730), die sowohl im ersten als auch im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg zwischen dem Strahlkombinator (765) und dem Halbleitersubstrat (740) angeordnet ist.
System nach Anspruch 147, welches ferner umfasst: eine erste Fokussierlinse (730A), die im ersten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist; und eine zweite Fokussierlinse (730B), die im zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg angeordnet ist.
Verfahren zur Verwendung von Laserimpulsen zum Bearbeiten einer ausgewählten Struktur auf oder innerhalb eines Halbleitersubstrats (740), wobei die Struktur eine Oberfläche, eine Breite und eine Länge aufweist und sich die Laserimpulse entlang Achsen ausbreiten, die sich entlang eines Abtaststrahlweges relativ zum Substrat bewegen, wenn die Laserimpulse die ausgewählte Struktur bestrahlen, wobei das Verfahren umfasst: gleichzeitiges Erzeugen von ersten und zweiten Laserstrahlimpulsen auf der ausgewählten Struktur, die sich entlang jeweiliger erster und zweiter Laserstrahlachsen ausbreiten, die die ausgewählte Struktur an verschiedenen ersten und zweiten Stellen schneiden, wobei die ersten und zweiten Laserstrahlimpulse auf die Oberfläche der ausgewählten Struktur in jeweiligen ersten und zweiten Strahlpunkten auftreffen, wobei jeder Strahlpunkt zumindest die Breite der ausgewählten Struktur umschließt, wobei die ersten und zweiten Strahlpunkte entlang der Länge der ausgewählten Struktur räumlich voneinander versetzt sind, um einen überlappenden Bereich, der sowohl vom ersten als auch vom zweiten Strahlpunkt abgedeckt ist, und einen Gesamtbereich, der von einem oder beiden des ersten und des zweiten Strahlpunkts abgedeckt ist, zu definieren, wobei der Gesamtbereich größer ist als der erste Strahlpunkt und auch größer ist als der zweite Strahlpunkt; und Festlegen von jeweiligen ersten und zweiten Energiewerten des ersten und des zweiten Laserstrahlimpulses, um eine vollständige Tiefenbearbeitung der ausgewählten Struktur über ihre Breite in zumindest einem Teil des Gesamtbereichs zu bewirken.
Verfahren nach Anspruch 157, welches ferner umfasst: Herstellen einer Zeitverzögerung zwischen dem ersten und dem zweiten Laserstrahlimpuls, um eine vollständige Tiefenbearbeitung der ausgewählten Struktur im Fluge zu bewirken, wenn sich die erste und die zweite Laserstrahlachse entlang des Abtaststrahlweges bewegen.
Verfahren nach Anspruch 158, wobei die Zeitverzögerung ausreichend groß ist, um eine schädliche Konzentration von absorbierter Energie in der Nähe der ausgewählten Struktur zu vermeiden.
Verfahren nach Anspruch 158, wobei der erste und der zweite Strahlpunkt in einer zur Längsrichtung der ausgewählten Struktur senkrechten Richtung räumlich voneinander versetzt sind.
Verfahren nach Anspruch 157, wobei der erste und der zweite Laserenergiestrahlimpuls eine ungefähr gleiche Energie aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 157, wobei der erste und der zweite Strahlpunkt eine ungefähr gleiche Laserstrahlpunktgröße aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 162, wobei der räumliche Versatz des ersten und des zweiten Strahlpunkts geringer als etwa 50 % der Laserstrahlpunktgröße ist.
Verfahren nach Anspruch 157, wobei der zweite Laserstrahlimpuls mindestens eine optische Eigenschaft aufweist, die vom ersten Laserstrahlimpuls verschieden ist.
Verfahren nach Anspruch 157, wobei die ausgewählte Struktur eine elektrisch leitende Verbindung ist und die Bearbeitung für den Zweck der Durchtrennung der Verbindung dient.
Verfahren nach Anspruch 165, wobei der Aufspaltungsschritt umfasst: Beugen des einzelnen Laserstrahls in zwei Strahlen, die um einen vorbestimmten Winkel getrennt sind, wobei die zwei Strahlen durch eine oder mehrere optische Komponenten verlaufen, um den ersten und den zweiten Strahlpunkt auf der ausgewählten Struktur entlang ihrer Länge zu bilden, wodurch der räumliche Versatz des ersten und des zweiten Strahlpunkts erreicht wird.
Halbleitersubstrat (740), das gemäß dem Verfahren von Anspruch 157 bearbeitet wird.
System mit: einem gepulsten Laser; einem ersten und einem zweiten Laserstrahl-Ausbreitungsweg, die sich vom gepulsten Laser zu einer unterschiedlichen ersten und zweiten Stelle auf einem Halbleitersubstrat (740) erstrecken, das eine Struktur enthält, die durch Bestrahlung mit dem gepulsten Laser bearbeitet werden kann, wobei die Struktur eine Oberfläche, eine Breite und eine Längs aufweist, wobei während eines Impulses der erste und der zweite Strahlpunkt auf verschiedene erste und zweite Stellen auf der Struktur auftreffen, so dass jeder Strahlpunkt zumindest die Breite der Struktur umschließt, und der erste und der zweite Strahlpunkt entlang der Länge der Struktur räumlich voneinander versetzt sind, um einen überlappenden Bereich, der von sowohl dem ersten als auch dem zweiten Strahlpunkt abgedeckt ist, und einen Gesamtbereich, der von einem oder beiden des ersten und des zweiten Strahlpunkts abgedeckt ist, zu definieren, wobei der Gesamtbereich größer als der erste Strahlpunkt und auch größer als der zweite Strahlpunkt ist, und wobei die Impulse den ersten und den zweiten Strahlpunkt mit jeweiligen Energien bestrahlen, um eine vollständige Tiefenbearbeitung der ausgewählten Struktur über die Breite der Struktur in mindestens einem Teil des Gesamtbereichs zu bewirken.
System nach Anspruch 168, welches ferner umfasst: einen Strahlteiler (745), der innerhalb sowohl des ersten als auch des zweiten Ausbreitungsweges angeordnet ist, wobei der Strahlteiler (745) einen Eingang für den Empfang eines HF-Signals mit einem HF-Leistungspegel und einer HF-Frequenz aufweist, wobei der Strahlteiler (745) einen Laserstrahl, der durch ihn hindurchtritt, in zwei Strahlen beugt, die um einen vorbestimmten Winkel getrennt sind.
System nach Anspruch 169, wobei der räumliche Versatz des ersten und des zweiten Strahlpunkts geringer ist als etwa 50 % der Laserstrahlpunktgröße und durch die HF-Frequenz des zum Strahlteiler (745) gelieferten HF-Signals bestimmt ist.
System nach Anspruch 168, wobei der erste und der zweite Ausbreitungsweg verschiedene Längen aufweisen, die eine Zeitverzögerung zwischen dem Einfall auf der Struktur des Laserimpulses am ersten und zweiten Strahlpunkt herstellen.
System nach Anspruch 168, wobei einer des ersten und des zweiten Ausbreitungsweges eine Faser mit vorbestimmter Länge umfasst.
System nach Anspruch 168, wobei einer des ersten und des zweiten Ausbreitungsweges ein optisches Element (735) umfasst, das eine optische Eigenschaft ändert, um zu bewirken, dass die Impulse am ersten und am zweiten Strahlpunkt so ankommen, dass sie eine unterschiedliche optische Eigenschaft aufweisen.