KR100602987B1 - 장치를 처리하는 방법 및 시스템, 이를 모델링하는 방법 및 시스템 및 장치 - Google Patents

장치를 처리하는 방법 및 시스템, 이를 모델링하는 방법 및 시스템 및 장치 Download PDF

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KR100602987B1
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조너단 에스. 어어만
제임즈 제이. 코딩글레이
도널드 브이. 스마트
도널드제이. 스베트코프
리주한
셰파드 던 존슨
조우지프 제이. 그리피스
데이비드 엠. 필개스
로저 다우드
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지에스아이 루모닉스 코포레이션
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    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
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Abstract

본 발명은 기판(13) 또는 기타 이 기판위에 형성된 기타 구조의 전기적인 또는 물리적인 특성의 바람직하지 않은 변경을 야기하지 않고 기판위에 형성된 소정의 마이크로스트럭쳐(10)을 국부적으로 처리하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 이 방법은 소정의 기판(10), 기판(13) 및 기타 구조와의 레이저 펄스(13) 상호작용을 기판으로 정보를 제공하는 것을 포함한다. 하나이상의 펄스(13)의 하나이상의 특성은 이 정보를 기반으로 결정된다. 펄스된 레이저 비임(3)은 하나이상의 펄스(3)을 발생한다. 이 방법은 또한 소정의 특성을 가지지는 하나이상의 펄스(3)을 소정의 마이크로스트럭쳐(10)위의 스폿에 방사하는 것을 포함한다. 하나이상의 펄스(3)의 기타 특성과 하나이상의 결정된 특성은 바람직하지 않은 변경을 야기하지 않고 소정의 마이크로스트럭쳐(10)을 국부적으로처리하기에 충분하다.
마이크로스트럭쳐

Description

장치를 처리하는 방법 및 시스템, 이를 모델링하는 방법 및 시스템 및 장치{METHODS AND SYSTEMS FOR PROCESSING A DEVICE, METHODS AND SYSTEMS FOR MODELING SAME AND THE DEVICE}
본 발명은 레이저 처리 방법 및 시스템의 분야에 관한 것이고 특히 기판상에 형성된 마이크로스트럭쳐을 처리하는 레이저 처리 방법 및 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 용장 반도체 메모리 장치의 레이저 수선에 응용가능하지만 이에 한한 것은 아니다.
고 밀도 논리 장치의 레이저 프로그래밍 및 DRAM과 같은 메모리 집적 회로의 수선에 있어서, 이들 장치의 작은 기하와 연결된 알루미늄, 금 및 동과 같은 새로운 재료의 이용은 링크 제거의 문제를 어렵게 한다. 이 새로운 재료는 통상적으로 가시 및 근 적외선 파장 영역에서 90%이상 충분한 반사률을 갖는 높게 전도되는 혼합물 또는 금속이다. 예를들어, 알루미늄은 UV에서 근적외선까지의 범위에 걸쳐 레이저 에너지의 90%이상을 반사한다. 금과 동은 근적외선에서 매우 강하게 반사하고 이 레이저의 대부분의 파장에 의해 이용되는 선택의 파장은 생산시 메모리를 수선한다.
더구나, 경제적인 및 디바이스 성능에 의해 DRAM 및 논리 장치의 크기가 매우작은 물리적인 사이즈로 되어 오고 있다. 장치가 소형일 뿐아니라, 상호 접속 및 링크 두께도 최근에 매우 감소하고 있다.
링크의 열 레이저 처리는 링크위의 산화물과 링크자체사이의 차등열팽창에 의존한다. 이 차등 열팽창은 산화물이 함유된 용융금속의 고압 증가를 야기한다.링크에 걸친 산화물은 충분한 압력을 축적하여 산화물을 클랙하여 링크 재료을 전적으로 추출하기에 충분히 긴 용융상태의 링크를 포함해야 한다. 압력이 너무 낮으면, 링크는 깨끗하게 제거되지 않는다. 대안적인 레이저 파장과 레이저 제어는 링크에 인정한 재료와 기판에 손상을 주지 않고 레이저 "에너지 윈도우"(energy window)을 증가시키려는 것이다.
모든 동, 이중 대만신(Damascene)공정 기술은 다음을 참고하면된다.
(다음: "Benefits of Copper-Copper Technology is Here Todat in Working Devices, "NOVELLUS, December 20, 2001; "preventing Cross-Contamination CCaused By Copper Diffusion and Other Sources," P.Cacouvis, MICRO,July 1999)
도 2a와 도 2b는 다층 구조의 선행기술의 레이저 처리를 도시한 것으로, 이 목표물 구조는 종래의 반도체 레이저(21)가 목표물 구조(23)을 방사하여 오버필하면서 기판에 근접하여 위치되어 있다. 레이저 스폿 사이즈는 정밀한 위치 조절 요건을 완화하는 (목표물)링크 사이즈보다 일반적으로 매우 크다. 레이저 파장은 기판(27)(일반적으로 실리콘)전송을 기반으로 선택되어 더 높은 피크 레이저 전력 또는 기타 시스템 및 처리변수를 제공한다. 어떤한 경우에, 레이저(228, 25)흡수 계수가(예를들어, 천이 또는 보호층으로)제어되고/또한 선택된 파장으로 제어되며 기판 손상이 방지된다.
또 다른 정보는 재료 처리, 시스템 디자인 및 장치 설계을 포함하는 링크 블로잉 방법 및 시스템에 이용가능하다. 이 다음 대표되는 미국 특허 및 공개된 미국출원에 기재되어 있다; (다음: 4,399,354; 4,532,402; 4,826,785; 4,935,801;5,059,764;5,208,437;5,265,114;5,473,624;6,057,180;6,172,325;6,191,486;6,239,406; 2002-0033130, 및 2002-0005396)
유사한 처리 응용이나 메모리회로의 링크처리에 관한 배경을 제공하는 기타 대표적인 공보는 다음과 같다.
(다음; "Laser Adjustment of Linear Monolithic Circiits," Litwin and Smart, ICAELO, (1883); "Computer Simulation of Target Link Explosion In Laser Programmable Memory", Scarfone, Chlipala(1986); " Precision Laser Micromachong, "Boogard, SPIL Vol. 611(1986);, "Laser Processing for Application Specific Intergrated Circuits(asics),; "Water, Laser and Optronic, (1988); " Laser Beam Processing and Wafer Scale Intergration, " Cohen(1988); "Optimization of Memory Redundancy Link Processing," Sun, Harris, Swenson, Hutchens, Vol. SPIE 2635(1995); "Analysis of Laser Metal Cut Energy Process Window, "Bernstein, Lee, Yang, Dahmas, IEEE Trans. On Semocond. Manufact., Vol 13, No.2(2000))
또한, 다음 공통 계류 중인 미국 출원 및 공개된 특허서는는 본 발명의 양수인에게 양수되었고 참고로 이들이 포함되어 있다.
1. 위상판 조절된 레이저 비임에 의한 집적회로 접속 통로역할을 하는 방법 및 시스템이라는 제목의 미국특허 제 5,300,756호;
2. 고속 정밀 위치 조정 장치라는 제목의 미국특허 제 6,144,188호;
3. 제어 레이저 분극이라는 제목의 미국특허 제 6,181,728호;
4. 레이저 프로세싱이라는 제목의 미국특허 제 5,988,759호;
5. 목표물 재료을 처리하기위한 에너지 효율 레이저를 기반으로한 방법 및 시스템이라는 제목의 미국특허 6,281,471호;
6. 증폭된 파장 이동 펄스 트레인을 이용하여 목표물 재료을 처리하는 에너지 효율 방법 및 시스템이라는 제목의 미국특허 제 6,340,806호;
7. 2000년 5월 16일자로 제출되어 2001년 12월에 WO 0187534 A2로 공개된 레이저 처리 장소내에서 마이크로스트럭쳐를 처리하기 위해 재료 처리 레이저 비임의 요부를 정밀하게 위치조절하는 방법 및 시스템;
8. 레이저 프로세싱이라는 제목의 미국특허 제 6,300,590호;
9. 레이저 시스템에서의 펄스 제어라는 제목의 미국특허 제 6,339,604호".
상기 인용 출원과 특허의 요점은 본 발명에 관계된다. 상기 특허와 출원에 관한 인용문헌들은 다음 분야에서 참조번호에 의해 인용된다.
삭제
본 발명의 목적은 향상된 방법 및 장치를 처리하는 시스템, 이를 모델링하는 방법 및 시스템과 그 장치에 관한 것이다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적을 달성하기 위해,
이 방법은 스택은 기판과 마이크로스트럭쳐를 분리하는 내부층을 가지며, 기판, 마이크로 스트럭쳐 및 다층 스택을 포함하는 멀티 레벨, 멀티 재료 장치를 레이저 처리하기 위해 제공되어 있다. 이 방법은
a) 소정의 파장과 하나이상의 일시적인 형상 및 공간을 포함하는 소정의 특성을 가지는 하나이상의 레이저 펄스를 포함하는 펄스된 레이저 비임을 발생하는 단계와;
b) 위치 측정은 마이크로스트럭쳐와 비임 요부의 공통위치의 예측을 얻기 위해 이용되며, 기준 위치에서 얻어진 적어도 위치측정을 기반으로하여 3차원 공간에 레이저 비임의 요부와 마이크로스트럭쳐를 상대적으로 위치시키는 단계와;
c) 어느 시간에 예측된 공통위치을 토대로 하나이상의 펄스로 마이크로스트럭쳐를 방사하는 단계를 구비하며, 상기 비임 요부와 마이크로스트럭쳐가 실질적으로 일치하며, 상기 마이크로스트럭쳐는 마이크로스트럭쳐에서의 실질적인 최대 펄스 에너지 밀도로 깨끗하게 제거되며, 스택과 기판의 내부층에 대한 바람직하지 않은 변경이 방지한다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적을 수행하기 위해, 시스템은,
스택은 기판과 마이크로스트럭쳐를 분리하는 내부층을 가지며, 기판, 마이크로스트럭쳐, 및 다층 스택을 포함하는 멀티 레벨, 멀티 재료멀티 레벨, 기판을 포함하는 멀티 재료 장치, 마이크로스트럭쳐 및 다층스택을 레이저 처리하기 위해 제공되어 있다.
이 시스템은 소정의 파장과 하나이상의 일시적인 형상 및 공간을 을 포함하는 소정의 특성을 가지는 하나이상의 레이저 펄스를 포함하는 펄스된 레이저 비임을 발생하는 수단을 포함한다.
또한, 이 시스템은 위치 측정은 마이크로스트럭쳐와 비임 요부의 공통위치의 예측을 얻기 위해 이용되며, 기준 위치에서 얻어진 적어도 위치측정을 기반으로하여 3차원 공간에 레이저 비임의 요부와 마이크로스트럭쳐를 상대적으로 위치시키는 수단을 포함한다.
이 시스템은 어느 시간에 예측된 공통위치을 토대로 하나이상의 펄스로 마이크로스트럭쳐를 방사하는 수단를 구비하며, 상기 비임 요부와 마이크로스트럭쳐가 실질적으로 일치하며, 상기 마이크로스트럭쳐는 마이크로스트럭쳐에서의 실질적인 최대 펄스 에너지 밀도로 깨끗하게 제거되며, 스택과 기판의 내부층에 대한 바람직하지 않은 변경이 방지한다.
본 발명의 목적 및 기타 목정를 수행하기 위해, 방법은,
스택은 기판으로부터 마이크로스트럭쳐를 분리하는 내부 유전체층을 지니며, 기판, 마이크로스트럭쳐 및 다층스택을 포함하는 멀티 레벨,, 멀티 재료 장치를 레이저 처리하기 위해 제공되어 있다.
이 방법은 스택의 층에 의한 레이저 비임의 적어도 반사는 하나이상의 다른 파장에 대해 기판에 있어서의 에너지밀도를 감소하며, 소정의 파장을 지니고 하나이상의 레이저 펄스를 포함하는 펄스된 레이저를 발생하는 단계을 포함한다.
마이크로스트럭쳐에 있어서의 펄스 에너지 밀도는 스택의 내층과 기판에 대 한 손상을 방지하면서 마이크로스트럭쳐을 제거하기에 충분하며 하나이상의 레이저 펄스로 마이크로스트럭쳐을 처리한다.
본 발명의 목적 및 기타 목적을 수행하기 위해,
시스템은 스택은 기판으로부터 마이크로스트럭쳐를 분리하는 내부 유전체층을 지니며, 기판, 마이크로스트럭 및 다층 스택을 포함하는 멀티 재료 장치를 레이저 처리하기 위해 제공되어 있다.
이 시스템은 스택의 층에 의한 레이저 비임의 적어도 반사는 하나이상의 다른 파장에 대해 기판에 있어서의 에너지밀도를 감소하며, 소정의 파장을 지니고 하나이상의 레이저 펄스를 포함하는 펄스된 레이저를 발생하는 수단을 포함한다.
또한, 이 시스템은 마이크로스트럭쳐에 있어서의 펄스 에너지 밀도는 스택의 내층과 기판에 대한 손상을 방지하면서 마이크로스트럭쳐을 제거하기에 충분하며 하나이상의 레이저 펄스로 마이크로스트럭쳐을 처리하는 수단을 포함한다.
본 발명의 목적과 기타 목적을 수행하기 위해,
기판, 이 기판위에 형성된 소정의 마이크로스트럭쳐 및 기판에 형성된 다수의 기타 구조을 포함하는 3차원 장치를 이용하여 하나이상의 레이저 펄스를 포함하는 펄스된 레이저 비임의 상호작용을 모델링하는 방법이 제공된다.
이 방법은 소정의 마이크로스트럭쳐 및 기판을 포함하는 구조의 재료에 관한 정보를 제공하는 단계을 포함한다.
또한, 이 방법은 정보를 기반으로하여 소정의 마이크스트럭쳐에 의해 흡수되지 않은 레이저 비임의 최소한의 부분의 광 전파 특성을 결정하는 단계을 포함한 다.
더구나, 이 방법은 광 전파 특성을 기반으로하여 하나이상의 펄스의 하나이상의 특성을 결정하는 단계을 포함한다.
본 발명의 상기 목적과 기타 목적을 수행하기 위해,
기판, 이 기판위에 형성된 소정의 마이크로스트럭쳐 및 기판에 형성된 다수의 기타 구조을 포함하는 3차원 장치를 이용하여 하나이상의 레이저 펄스를 포함하는 펄스된 레이저 비임의 상호작용을 모델링하는 시스템이 제공된다.
이 시스템은 소정의 마이크로스트럭쳐 및 기판을 포함하는 구조의 재료에 관한 정보를 제공하는 수단을 포함한다.
또한, 이 시스템은 정보를 기반으로하여 소정의 마이크스트럭쳐에 의해 흡수되지 않은 레이저 비임의 최소한의 부분의 광 전파 특성을 결정하는 수단을 포함한다.
더구나, 이 시스템은 광 전파 특성을 기반으로하여 하나이상의 펄스의 하나이상의 특성을 결정하는 수단을 포함한다.
본 발명의 상기 목적과 기타 목적을 수행하기 위해,
기판, 이 기판위에 형성된 소정의 마이크로스트럭쳐 및 기판에 형성된 다수의 기타 구조을 포함하는 3차원 장치를 이용하여 하나이상의 레이저 펄스를 포함하는 펄스된 레이저 비임의 상호작용을 모델링하는 방법이 제공된다.
이 방법은 소정의 마이크로스트럭쳐와 기판을 포함하는 구조의 공간과 재료에 관한 정보를 제공하는 단계을 포함한다.
또한, 이 방법은 정보를 기반으로 소정의 마이크로스트럭쳐에 의해 흡수되지 않은 레이저 비임의 최소한의 부분의 광 전파 특성을 결정하는 단계을 포함한다.
더구나, 이 방법은 광 전파 특성을 기반으로 기판과 기타 기판의 전기적 또는 물리적인 특성의 바람직하지 않은 변경을 방지하는 하나이상의 특성을 결정하는 단계을 포함한다.
본 발명의 목적 및 기타 목적을 수행하기 위해,
기판, 이 기판위에 형성된 소정의 마이크로스트럭쳐 및 기판에 형성된 다수의 기타 구조을 포함하는 3차원 장치를 이용하여 하나이상의 레이저 펄스를 포함하는 펄스된 레이저 비임의 상호작용을 모델링하는 시스템이 제공된다.
이 시스템은 소정의 마이크로스트럭쳐와 기판을 포함하는 구조의 공간과 재료에 관한 정보를 제공하는 수단을 포함한다.
또한. 이 시스템은 정보를 기반으로 소정의 마이크로스트럭쳐에 의해 흡수되지 않은 레이저 비임의 최소한의 부분의 광 전파 특성을 결정하는 수단을 포함한다.
더구나, 이 시스템은 광 전파 특성을 기반으로 기판과 기타 기판의 전기적 또는 물리적인 특성의 바람직하지 않은 변경을 방지하는 하나이상의 특성을 결정하는 수단을 포함한다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적을 수행하기 위해,
스택은 기판으로부터 마이크로스트럭쳐을 분리하는 내부층을 갖으며, 기판, 마이크로스트럭쳐 및 다층 스택을 포함하는 멀티 레벨, 다중 재료 장치를 레이저 처리하는 방법이 제공된다.
이 방법은 소정의 특성을 갖는 하나이상의 레이저 펄스을 포함하고 소정의 파장을 갖는 펄스된 레이저 비임을 발생하는 단계를 구비한다.
a)소정의 파장은 기판의 흡수 에지이하이고,
b) 하나이상의 펄스는 약 10마이크로초이하의 기간 및 10KHz이상의 반복속도을 갖는다.
이 방법은 또한 소정의 위치 측정이 마이크로스트럭쳐와 비임요부의 공통위치의 예측을 얻도록 이용되며, 기준위치에서 얻어진 적어도 위치 측정을 기잔으로 3차원 공간에서 레이저 비임의 요부와 마이크로스트럭쳐을 상대적으로 위치하는 단계을 포함한다.
이 방법은 비임요부와 마이크로스트럭쳐가 일치하고 마이크로스트럭처는 마이크로스트럭쳐에서의 최대 펄스 에너지 밀도로 청결하게 제거되고 스택과 기판의 내부층에 대한 바람직하지 않은 변경이 방지되며, 어느 시간에 예측된 공통위치을 기판으로 하나이상의 레이저 펄스로 마이크로스트럭쳐를 방사하는 단계을 포함한다.
본 발명의 목적 및 기타 목적을 성취하기 위해,
스택은 기판으로부터 마이크로스트럭쳐을 분리하는 내부층을 갖으며, 기판, 마이크로스트럭쳐 및 다층 스택을 포함하는 멀티 레벨, 다중 재료 장치를 레이저 처리하는 시스템이 제공된다.
이 시스템은 소정의 특성을 갖는 하나이상의 레이저 펄스을 포함하고 소정의 파장을 갖는 펄스된 레이저 비임을 발생하는 수단를 포함한다.
a)소정의 파장은 기판의 흡수 에지이하이고,
b) 하나이상의 펄스는 약 10마이크로초이하의 기간 및 10KHz이상의 반복속도을 갖는다.
또한 이 시스템은 소위치 측정이 마이크로스트럭쳐와 비임요부의 공통위치의 예측을 얻도록 이용되며, 기준위치에서 얻어진 적어도 위치 측정을 기반으로 3차원 공간에서 레이저 비임의 요부와 마이크로스트럭쳐을 상대적으로 위치하는 수단을 포함한다.
더구나. 이 시스템은 비임요부와 마이크로스트럭쳐가 일치하고 마이크로스트럭처는 마이크로스트럭쳐에서의 최대 펄스 에너지 밀도로 청결하게 제거되고 스택과 기판의 내부층에 대한 바람직하지 않은 변경이 방지되며, 어느 시간에 예측된 공통위치을 기판으로 하나이상의 레이저 펄스로 마이크로스트럭쳐를 방사하는 수단을 포함한다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적을 성취하기 위해,
멀티 레벨, 멀티 재료장치가 제공된다.
이 장치는
기판과;
마이크로스트럭쳐와;
기판으로부터 마이크로스트럭쳐을 분리하는 내부층을 가진 다층 스택을 구비한다. 하나이상의 내부층은 스택과 펄스된 레이저 비임의 상호작용을 기반으로 소정을 물리적인 파라미터를 갖는다. 레이저 비임은 소정의 파장을 갖으며, 스택의 내부층과 기판에 대한 바람직하지 않은 변경은 펄스된 레이저 비임으로 레이저 처리중 방지된다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적을 수행하기 위해,
기판과 하나이상의 마이크로스트럭쳐을 포함하는 멀티 재료 층을 열을 기반으로한 레이저 처리하는 방법이 제공된다. 이 처리는 열 처리 시스템의 위치 조정 서브시스템으로 제어된 단일 통과 작동의 다중 펄스로 발생한다. 위치조절 서브시스템은 장치와 레이저 비임 요부사이의 상대 운동을 야기한다. 처리는 기판에 손상없이 마이크로스트럭쳐을 제거한다.
이 방법은 제 1 소정의 특성을 갖는 제 1 펄스를 발생하는 단계을 포함한다.
또한, 이 방법은 제 1 펄스로 하나이상의 마이크로스트럭쳐을 방사하는 단계을 포함한다. 제 1 비임요부는 제 1 펄스와 관련되어 있고 하나이상의 마이크로스트럭쳐는 실질적으로 일치하고 방사 단계는 하나이상의 마이크로스트럭쳐을 처리한다.
더구나, 이 방법은 제 2 소정의 특성을 갖는 제 2 펄스를 발생하는 단계와, 이 제 2 펄스는 제 1 펄스에 대해 소정의 시간으로 지연시킨다.
이방법은 제 2 펄스를 이용하여 하나이상의 마이크로스트럭쳐을 방사하는 단계을 포함한다. 이 방법은 제 2 비임요부는 제 2 펄스와 관련되어 있고 제 2 펄스로 하나이상의 마이크로스트럭쳐을 방사하는 단계는 하나이상의 마이크로스트럭쳐을 더 처리하고 제 1 및 제 2 펄스을 이용하여 하나이상의 마이크로 스트럭쳐을 처리하는 것은 단일 통로에서의 비임 요부와 하나이상의 마이크로스트럭쳐의 상대 운동중 발생함으로써 열 처리시스템의 생산이 실질적으로 향상시킨다.
본 발명의 상기 목적과 기타 목적을 수행하기 위해,
기판과 하나이상의 마이크로스트럭쳐을 포함하는 멀티 재료 층을 열을 기반으로 한 레이저 처리하는 시스템이 제공된다. 이 처리는 열 처리 시스템의 위치 조정 서브시스템으로 제어된 단일 통과 작동의 다중 펄스로 발생한다. 위치조절 서브시스템은 장치와 레이저 비임 요부사이의 상대 운동을 야기한다. 처리는 기판에 손상없이 마이크로스트럭쳐을 제거한다.
이 시스템은 제 1 소정의 특성을 갖는 제 1 펄스를 발생하는 수단을 포함한다.
또한, 이 시스템은 제 1 펄스로 하나이상의 마이크로스트럭쳐을 방사하는 수단을 포함한다. 제 1 비임요부는 제 1 펄스와 관련되어 있고 하나이상의 마이크로스트럭쳐는 실질적으로 일치하고 방사 단계는 하나이상의 마이크로스트럭쳐을 처리한다.
또한 이 시스템은 제 2 소정의 특성을 갖는 제 2 펄스를 발생하는 단계을 포함한다. 이 제 2 펄스는 제 1 펄스에 대해 소정의 시간으로 지연된다.
또한, 이 시스템은 제 2 펄스를 이용하여 하나이상의 마이크로스트럭쳐을 방사하는 단계을 포함한다. 이 제 2 비임요부는 제 2 펄스와 관련되어 있고 제 2 펄스로 하나이상의 마이크로스트럭쳐을 방사하는 수단은 하나이상의 마이크로스트럭쳐을 더 처리하고 제 1 및 제 2 펄스을 이용하여 하나이상의 마이크로 스트럭쳐을 처리하는 것은 단일 통로에서의 비임 요부와 하나이상의 마이크로스트럭쳐의 상대 운동중 발생함으로써 열 처리시스템의 생산이 실질적으로 향상시킨다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적을 수행하기 위해,
기판과 마이크로스트럭쳐을 포함하는 다중 재료 장치를 열을 기반으로 한 레 이저 처리를 하는 방법이 제공된다.
이 방법은 장치의 재료의 차등 열 특성을 기반으로 하나이상의 소정의 특성을 갖는 하나이상의 펄스를 발생하는 단계을 포함한다.
또한 이 방법은 하나이상의 레이저 펄스로 마이크로스트럭쳐을 방사하는 단계을 구비하고 하나이상의 펄스의 제 1 부분은 기판과 마이크로스트럭쳐사이의 온도차를 증가시키고 하나이상의 펄스의 제 2 부분은 기판과 마이크로스트럭쳐사이의 온도차를 증가하여 기판에 손상없이 다중 재료 장치을 처리한다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적을 수행하기 위해,
기판과 마이크로스트럭쳐을 포함하는 다중 재료 장치를 열을 기반으로 한 레이저 처리를 하는 시스템이 제공된다.
이 시스템은 장치의 재료의 차등 열 특성을 기반으로 하나이상의 소정의 특성을 갖는 하나이상의 펄스를 발생하는 수단을 포함한다.
이 시스템은 하나이상의 레이저 펄스로 마이크로스트럭쳐을 방사하는 수단을 구비하고 하나이상의 펄스의 제 1 부분은 기판과 마이크로스트럭쳐사이의 온도차을 증가시키고 하나이상의 펄스의 제 2 부분은 기판과 마이크로스트럭쳐사이의 온도차를 증가하여 기판에 손상없이 다중 재료 장치을 처리한다.
본 발명의 상기 목적과 기타 목적을 수행하기 위해,
레이저로 처리해야할 제 1재료를 갖는 소정의 목표물의 미시걱 위치 변수를 보상하기 위해 펄스된 레이저 비임의 요부을 상대적으로 정밀하게 위치조절하는 방법이 제공된다.
이 방법은 측정을 얻기 위해 소정의 측정 위치에 형성된 하나이상의 일치 목표물의 부분을 측정하는 단계을 포함한다. 하나이상의 일치 목표물은 제 2 재료의 하나이상의 층에 의해 덮혀져 있고, 측정단계는 반사률 변수를 보상하기 위해 영역으로부터 파편을 제거하도록 방사 클리닝 비임으로 측정된 영역의 부분을 선택적으로 방사하는 단계를 더 포함하며 검출기에서의 승산잡음과 관련 신호변수를 감소하며;
또한 이 방법은 예측된 상대 위치를 얻기 위해 측정을 기반으로 레이저 비임의 요부와 소정의 목표물의 상대위치를 예측하는 단계을 포함한다.
또한, 이 방법은 예측된 상대 위치을 기반으로 소정의 목표물과 비임 요부사이에서 상대 운동을 유도하는 단계을 포함한다.
그리고 이 방법은 하나이상의 펄스를 유도하는 레이저 비임을 발생하는 단계을 포함한다.
또한, 소정의 목표물위의 스폿으로 하나이상의 펄스를 방사하며, 하나이상의 펄스는 소정의 목표물을 처리하기에 충분하다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적을 수행하기 위해,
레이저로 처리해야할 제 1재료를 갖는 소정의 목표물의 미시적 위치 변수를 보상하기 위해 펄스된 레이저 비임의 요부을 상대적으로 정밀하게 위치조절하는 시스템이 제공된다.
이 시스템은 측정을 얻기 위해 소정의 측정 위치에 형성된 하나이상의 일치 목표물의 부분을 측정하는 수단을 포함한다. 하나이상의 일치 목표물은 제 2 재료의 하나이상의 층에 의해 덮혀져 있고, 측정수단은 반사률 변수를 보상하기 위해 영역으로 부터 파편을 제거하도록 방사 클리닝 비임으로 측정된 영역의 부분을 선택적으로 방사하는 수단을 더 포함하며 검출기에서의 승산잡음과 관련 신호변수를 감소하며;
또한 이 시스템은 예측된 상대 위치를 얻기 위해 측정을 기반으로 레이저 비임의 요부와 소정의 목표물의 상대위치를 예측하는 수단을 포함한다.
또한, 이 시스템은 예측된 상대 위치을 기반으로 소정의 목표물과 비임 요부사이에서 상대 운동을 유도하는 수단을 포함한다.
그리고, 이 시스템은 하나이상의 펄스를 유도하는 레이저 비임을 발생하는 수단을 포함한다.
또한 이 시스템은 소정의 목표물위의 스폿으로 하나이상의 펄스를 방사하는 수단을 구비하여, 하나이상의 펄스는 소정의 목표물을 처리하기에 충분하다.
본 발명의 상기 목적과 기타 목적을 수행하기 위해,
다층, 다 재료 장치의 목표구조을 레이저 처리하는 방법에 있어서, 목표물 구조에 전달된 에너지를 제어하는 방법이 제공된다.
이 방법은 각각의 두개이상의 소정의 파장에서 하나이상의 측정을 얻는 단계을 포함한다.
또한. 이 방법은 이 측정을 기반으로 장치의 하나이상의 두께을 결정하는 단계를 포함한다.
그리고 이 방법은 하나이상의 측의 간섭두께에 의해 야기된 목표물을 처리하는데 필요한 에너지의 변수을 보상하기 위해 결정된 두께을 기반으로 목표물 구조에 전달된 에너지를 제어하는 단계을 포함한다.
본 발명의 상기 목적과 기타 목적을 수행하기 위해,
다층, 다 재료 장치의 목표구조을 레이저 처리하는 시스템에 있어서, 목표물 구조에 전달된 에너지를 제어하는 제어시스템이 제공된다.
이 시스템은 각각의 두개이상의 소정의 파장에서 하나이상의 측정을 얻는 수단을 제공한다.
이 시스템은 이 측정을 기반으로 장치의 하나이상의 두께을 결정하는 수단을 제공한다.
그리고 이 시스템은 하나이상의 층의 간섭두께에 의해 야기된 목표물을 처리하는데 필요한 에너지의 변수을 보상하기 위해 결정된 두께을 기반으로 목표물 구조에 전달된 에너지를 제어하는 수단을 포함한다.
본 발명의 상기 목적과 기타 목적을 수행하기 위해,
레이저 처리해야할 제 1 재료을 갖는 소정의 목표물의 미시적인 위치 변수을 보상하기 위해 펄스된 레이저 비임의 요부을 상대적으로 정밀하게 위치조절하는 방법이 제공된다.
이 방법은 하나이상의 측정을 얻기 위해 소정의 측정 위치에 형성된 하나이상의 일치 목표물의 위치를 측정하는 단계를 포함한다.
또한 이 방법은 예측된 상대 위치를 얻기위해 하나이상의 측정을 기판으로 레이저 비임과 소정의 목표물의 상대적인 위치를 예측하는 단계을 포함한다.
이 방법은 하나이상의 펄스을 포함하는 레이저 비임을 발생하는 단계를 포함한다.
또한 이 방법은 예측된 상대 위치을 기반으로 소정의 목표물과 레이저 비임사이의 상대 운동을 유도하는 단계를 포함한다.
그리고 이 방법은 갱신된 위치 정보을 기반으로 상대운동 동안 예측된 상대위치을 갱신하는 단계을 포함하며 이 갱신된 위치 정보는 상대운동 동안 얻어지며,
이 방법은 갱신된 위치 정보을 기반으로 소정의 목표물을 처리하기 위해 소정의 목표물상의 스폿에 하나이상의 펄스를 방사하는 단계를 포함한다.
본 발명의 상기 목적과 기타 목적을 달성하기 위해,
레이저 처리해야할 제 1 재료을 갖는 소정의 목표물의 미시적인 위치 변수을 보상하기 위해 펄스된 레이저 비임의 요부을 상대적으로 정밀하게 위치조절하는 시스템이 제공된다.
이 시스템은 하나이상의 측정을 얻기 위해 소정의 측정 위치에 형성된 하나이상의 일치 목표물의 위치를 측정하는 수단을 포함한다.
이 시스템은 예측된 상대 위치를 얻기위해 하나이상의 측정을 기판으로 레이저 비임과 소정의 목표물의 상대적인 위치를 예측하는 수단을 포함한다.
또한 이 시스템은 하나이상의 펄스을 포함하는 레이저 비임을 발생하는 수단을 포함한다.
이 시스템은 예측된 상대 위치을 기반으로 소정의 목표물과 레이저 비임사이의 상대 운동을 유도하는 수단을 포함한다.
그리고 이 시스템은 갱신된 위치 정보을 기반으로 상대운동 동안 예측된 상대위치을 갱신하는 수단과을 포함하며; 이 갱신된 위치 정보는 상대운동 동안 얻어지며,
더구나 이 시스템은 갱신된 위치 정보을 기반으로 소정의 목표물을 처리하기 위해 소정의 목표물상의 스폿에 하나이상의 펄스를 방사하는 수단을 구비한다.
본 발명의 목적 기타 목적 및 특징과 장점은 수반한 도면을 참고하면서 설명한다.
도 1a는 제어 시스템으로부터 얻어진 트리거신호에 응답하여 레이저 펄스를 발생하는 레이저 시스템의 블록도로, 펄스는 본 발명의 재료 처리 응용을 위해 선택된 기간, 고속 상승 및 하강 시간을 포함하는 일시적인 형상을 갖는다.
도 1b 및 도 1c는 다층, 멀티 재료 장치를 부분적으로 절단하여 도시한 도면으로, 소정의 일시적이고 공간적인 특성을 갖는 레이저 펄스는 장치를 방사한다; 도 1b는 장치의 부분의 제 1측 단면으로 직사각형 단면을 갖는 목표물 구조을 도시한 것으로, 일정하지 않은 가로대 세로비을 갖는 높은 수치구멍은 스택을 형성하는 다수의 층을 갖고; 도 1c는 제 1측과 수직인 장치의 부분의 제 1 측단면도로 직사각형 목표물 구조을 도시한 것으로, 균일하지 않은 가로대 세로비을 갖는 높은 수치 구멍이 목표물 구조에 입사된다.
도 2a는 종래의 q스위치되거나 가우시안 펄스을 도시한 선행기술의 레이저 시스템의 블록도.
도 2b는 링크와 기판사이의 단일 산화물층을 가지고 기판 근처에 배치된 종래의 다층 구조의 도면으로, 종래의 q스위치된 레이저 펄스는 목표물 구조의 좁은 디멘션을 방사하여 오버필링(overfill)한다.
도 3은 14쌍의 28개의 층을 가진 다층 스택의 파장의 기능으로 반사율 그래프로, 장치를 대표하는 스택이 본 발명의 방법과 시스템으로 처리된다.
도 4a 및 도 4b는 목표물 구조에 대하여 변화하는 디멘션의 레이저 비임 프로화일을 갖는 목표물 구조를 방사하는 효과을 도시한 도면 및 관련된 그래프로, 도 4a 및 도 4b는 균일하지 않은 가우시안 형상의 레이저 공간 프로화일을 절단한 결과을 도시한 것으로, 목표물 구조에 의해 포위된 에너지가 강하게 미치고 목표물 에지에서의 에너지가 변화하고 잠재적인 스트레이 방사효과는 목표물 구조에 의해 흡수 되지 않은 에너지에 의해 야기된다.
도 4c는 층위에 형성된 다수의 마이크로스트럭쳐의 측면도로 공간(피치)을 증가시키 위해, 내부 반사와 스트레이 에너지가 이웃하는 목표물 구조의 방사를 야기하는 도면.
도 5a 및 도 5b는 (상면에서)높은 수치 구멍의 정밀한 위치 제어로 인해 야기된 깊이의 기능으로 장치상의 방사의 감소를 도시한 그래프로, 비임의 촛점의 위치 및 깊이는 기타 재료에 대한 바람직하지 않은 변경을 발생히지 않고 목표물 구을 처리하기 위해 제공되어 있고, 특히 도5a는 동 메모리 공정에서 이용되는 대표적인 다층 스택에 대해 여러 구형 및 탄원형 가우시안 방사 분포을 가진 스폿영역의 증가를 도시한다.
도 5b는 또한 목표물 위치에서의 에너지밀도(영향)에 대한 디포커스(defocus)기능을 정규화한다.
도 6a 및 도 6b는 웨이퍼 기판상에 형성된 층스택의 개략도로, 고유 비임 수치 구멍과 내부층 및 인접한 링크와 충돌하는 방상의 레벨을 제거 하기 위해 이용되는 레이 트레이스 시뮬레이션으로 얻어진 결과을 도시한다.
도 7a, 7b, 8 및 9는 편형기로부터 얻어진 이미지를 도시한 것으로 연속적인 스케일 기간 50에 대해 표면에서 방사의 시뮬레션된 패턴, 기판 및 제거된 스택을 도시한다.
도 10은 기준 또는 일치 목표물을 측정하는 시스템의 개략도.
도 11은 외부층 두께대 반사율의 그래프.
도 12는 두개의 상이한 레이저 비임 파장에 대한 외부 산화물층의 두께대 반사율의 한쌍의 그래프.
도 13은 두께측정을 기반으로 펄스에너지를 자동으로 제어하는 시스템의 개략도.
도 14a는 일치측정 동안 신호 충성동 대한 파편의 효과의 개략적이고 지형적인 대표도.
도 14b는 펄스된 레이저 비임으로 클리닝한 후 향상된 신호 충성도을 나타낸 유사한 대표도.
도 15a-도 15c는 레이저 펄스를 결합하거나 광 또는 전자 지연 방법을 이용하여 매우 가깝게 공간을 둔 펄스의 시퀸스를 발생하는 여러 구성을 도시한 도면으로, 도 15a는 지연된 트리거로 다층의 이용을 도시하고, 도 15b는 레이저 및 광 지연 통로와의 기본적인 구성을 도시하고 도 15c는 안정성과 단순화한 배열을 나타내도록 제공하는 또 다른 모듈러 광 지연선을 도시한다.
도 16은 한 쌍의 지연된 펄슬를 이용하여 가진 금속 링크(상부) 기판(저부) 방사을 위한 시뮬레이션 결과을 도시한 온도 대 시간의 그래프.
도 17은 다증 펄스 시퀸스를 예시한 금속 링크의 일련의 개략도로, (1)제 1 펄스는 금속링크를 방사하고 (2)파편은 링크를 제거후에 남고 (3)공간 펄스 형상을 갖는 제 2 펄스가 이용되고, (4) 제 2 펄스는 제 1 펏스의 개시후 25ns가, 제거된다.
도 18은 펄스을 발생하여 제어가능하게 선택하는 시스템의 블록도.
도 19은 본 발명의 시스템의 블록도로 고속 반복 속도 펄스 트레인(예를들어 1μ의 부분이 선택되고 마이크로스트럭쳐 위치와 동기된 고속 비임 편향기(예를들어, 전자-광 또는 음향-광 장치)가 이용되어 상대운동중 다중 펄스로 단일 마이크로스트럭쳐을 처리한다.
도 20은 본 발명의 또 다른 시스템의 블록도로, 비임 편향기를 이용하여 단일 펄스을 공간적으로 분리하여 상대 운동 중 한쌍의 펄스로 하나 또는 두개이상의 마이크로스트럭쳐(또는 없음)을 방사한다.
본발명의 일반적인 특성 요약
요약하면, 본 발명의 일태양은 펄스된 레이저 비임으로 링크로 목표물 구조의 선택적인 재료 처리의 방법이다. 목표물구조는 다층 스택을 형성하는 다수의 층에 의해 기판과 분리된다. 목표물 구조, 층 및 기판은 상이한 열 및 광학특성을 갖는다. 이 방법은 에너지 밀도를 갖는 펄스된 레이저 비임을 발생하는 단계와, 하나이상의 펄스로 목표물 구조를 방사하는 단계을 포함한다. 스택구조와 기판에 대한 바람직하지 않은 변경은 하나이상의 퍼스 특성의 선택에 의해 방지된다.
스택의 부분은 목표물 구조의 처리 동안 레이저 비임으로 방사되고 내층의 평면의 기능회로, 층 및 기판에 대한 손상이 방지된다.
스택구조의 바람직하지 않은 손상은 내부 유전체의 열스트레스에 의해 야기된 클랙킹을 포함한다. 스택의 내부층 도선에 대한 바람직하지 않은 손상은 방사에 의해 야기된 열손상을 포함한다. 기판에 대한 바람직하지 않은 손상은 레이저 방상 의해 야기되고 열 분산을 야기한다.
유전체 층은 실리콘 질화물 또는 이산화물을 포함한다. 이 기판은 실리콘일수 있다.
목표물 구조는 동인것이 바람직하고 가시광선 이하의 파장과 크기와 함께 1마이크로 이하의 두께나 폭을 갖는다. 대안적으로, 목표물 구조는 금속링크, 예를들어, 알루미늄, 티타늄, 백금 또는 금일수 있다.
본 발명의 일태양은 펄스의 공간적이고 일시적인 비임 특성의 선택 또는 제어로 목표물구조가 내부층의 평면에서의 기능 회로, 층 및 기판에 대한 바람직하지 않은 손상을 방지하면서 깨끗하게 처리하게 된다.
펄스의 일시적인 특성은 펄스형상이다. 펄스형상은 레이저 에너지를 목표물에 효율적으로 연결하기에 충분히 빠른 상승시간, 목표물 구조의 부분을 청결하게 제거하기에 충분한 기간 및 연속 광전송으로 야기된 바라직하지 않은 손상을 방지하기에 충분히 빠른 하강시간을 포함한다. 링크처리에 바람직한 펄스 상승시간은 약 2ns에 대해 1마이크로초 이하이다. 바람직한 기간은 10ns이다. 3이하의 하강시간이 바람직하다. 펄스 형상은 약 +-10%의 상승 및 하강시간사이에 변수르 가진 실질적으로 사각이다. 금속브러스트 헝의 단일 펄스 또는 다중 펄스가 이용될수 있다. 대안적으로, 바람직한 경우, 변화하는 출력 전압을 가진 시간적으로 공간을 둔 일련의 q스위치된 펄스는 결합되어 고 피크 전력을 가진 고속 리딩 에지를 갖는 펄스형상을 형성한 다음 낮은 전력을 갖는 제 2펄스를 형성한다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, q스위치된 펄스는 거의 동일한 출력전력을 갖는 실질적으로 사각 펄스 형상을 발생하도록 결합된다.
또 다른 일시적인 펄스 특성은 리딩 에지에서의 펄스 전력이다. 목표물 구조상의 방사는 약 109W/cm2이상이면, 목표물 구조의 반사율은 감소하고 레이저 에너지의 연결은 향상된다.
급속 상승 펄스 특성은 금속 목표물 구조를 갖는 메모리 장치의 유전체 스택의 바람직하지 않은 손상을 방지한다. 상부 모퉁의의 크랙킹은 스택의 기부층에 인저한 하부 모퉁이를 낮추는 펄스기간동안 발생한다.
비임의 공간 특성은 제어된 비임 요부 위치에서 방사 프로화일이다. 이 방사 프로화일은 원형 가우시안 비임, 타원형 가우시안 비임, 한방향에서의 직사각형 프로화일 및 수직방향에서의 가우시안에 근접한다. 비임은 거의 회절이 제한된다. 공간 형상과 비임 수치 구멍이 선택되어 바람직하지 않는 손상을 방지하기 위해 3D장치 구조의 목표물 및 기부구조로 펄스된 레이저 비임의 상호작용을 제어하도록 선택된다. 재료 상호 작용은 펄스된 레이저 비임의 비임요부의 정밀한 위치조절에 의해 더 제어된다. 수치 구멍과 비임 형상은 스폿 크기와 링크 크기가 하나이상의 크기에서 실질적으로 정합하도록 선택될 수 있다.
본 발명의 일 태양은 3차원 장치 구조의 부분내의 펄스 상호작용의 모델을 기판으로 펄스특성의 선택 방법이다. 3차원 장치는 목표 구조물, 스택 및 상이한 광 특성를 가진 기판을 포함한다. 일련의 구조는 소정의 공간에 배치되어 어레이를 형성하고 하나의 구조는 목표물 구조로 의도되어 있지 않다. 시방은 스택 평면에 기능회로 소자의 공간과 재료에 관한 정보를 포함한다. 이 방법은 목표물 구조에 의해 흡수되지 않는 입사 펄스된 레이저 비임의 부분의 광전파 특성를 결정하는 것을 포함한다. 이 방법은 비 목표물 구조, 스택 및 기판에 대한 바람직하지 않은 손상을 방지하기 위해 레이저 펄스 특성을 특정하는 것을 포함한다.
펄스특성의 선택을 야기하는 상호작용 메카니즘은 목표물 표면으로부터의 반사, 층표면, 내부반사, 분극, 간섭효과, 근 필드 회절, 스캐터링 및 흡수 또는 이의 겨랍을 포함한다. 열 모델은 광모델과 관련하여 이용될 수 있다.
반도체 메모리 장치의 동 링크 목표물 구조을 처리하는데 이용되는 펄스의 에너지는 약 .1-5마이크로 주울의 범위일수 있다. 에너지 밀도는 비임 요부의 방사 프로화일의 영역에 해당한다. 이 영역은 20제곱 마이크론 및 바람지하기로는 10제곱 마이크론의 범위이다.
또 다른 제어가능한 레이저 펄스 특성은 분극이다. 이 분극은 층의 상대 반사률과 어느 파장에서 레이저 에너지를 목표물 구조로 커플링하는 광 커플링을 토대로 제어되거나 선택된다.
레이저 펄스의 파장은 다층 스택(간섭효과)의 반사율을 토대로 선택된다. 바람직한 파장은 스택반사가 실질적인, 예를들어 60%이고 스택의 층이 내부 전송이 높아 최대로 되는 스팩트럼 영역에 해당한다. 단 파장은 비임의 공간 특성의 최대제어(예를들어, 촛점의 깊이와 큰 비임 요부를 제어할 수 있게 선택하는 옵션을 가진 최소의 성취가능한 비임 요부)에 바람직하다. 레이저파장은 파장 시프팅과 조파발생에 따라 고정될수도 변화할수 도 있다. 두께와 반사율의 측정을 이용하여 파장을 선택하거나 조절한다.
적어도 하나의 실시예에서, 목표물 구조는 레이저파장에서 실질적으로 반사적일수 있다. 레이저 파장은 기판의 흡수에지 이하일 수 있고 최대 전송영역에 해당한다.
선택된 파장은 .4㎛-약 1.55㎛의 근 UV,가시 및 근 IR 스팩트럼에 해당한다. 하한은 층의 흡수에 의해 결정될 수 있다. 실리콘 기판의 경우, 흡수 및 반사율 모두는 짧은 파장에서 증가한다. 실리콘 이산화물 및 실리콘 질화물의 경우에, 내부 전송과 단일 표면 반사율은 가시 및 근 IR범위을 통해 실질적으로 일정하다. 상한은 레이저 다이오드, 광증폭기의 바람직한 레이저 파장의 범위에 해당한다. 증폭기 출력은 보존된 파장이거나 이동된 라만 중 하나일 수 있다.
본 발명의 또 다른 태양은 펄스된 레이저 비임을 가진 다증 재료, 다층 장치의 목표물 마이크로 스트럭쳐의 선택된 재료처리의 방법이다. 목표물 구조, 층 및 기판은 상이한 열 및 광특성을 갖는다. 이 비임은 중상선과 지속된 비임요부를 갖는다. 일치 패턴은 장치와 관련된 다수의 소정의 측정 위치 중하나를 포함한다. 일치 패터은 하나이상의 층에 의해 덮혀 있다. 목표물 구조는 다층 스택을 구성하는 다수의 층에 의해 기판과 분리된다. 이 방법은 하나이상의 디멘션에서 일치 목표물의 위치를 측정하는 것과; 측정을 기간으로 목표물 구조와 중앙선사이의 상대적운동을 야기하는 것과; 에너지 강도로 펄스된 레이저 비임을 발생하는 것과; 하나이상의 펄스로 목표물 구조를 방사하는 것을 포함하다. 스택 구조와 기판에 대한 바람직하지 않은 변경은 펄스 특성의 선택에 의해 방지된다.
위치의 측정은 반사된 신호변화로 인한 스피리어스 측정을 방지하기 위해 분극 무감각 검출을 위한 방법 및 시스템을 포함한다. 이 신호 변화는 복굴절을 포함하는 광특성을 햐기하는 공정에 의해 발생한다.
목표물 구조, 비임 요부 및 중앙선의 상대적인 위치는 다층 파라미터 최소 스퀴어 피트을 기반으로 예상될 수 있다.
클리닝 처리를 이용하여 승산 변수(반사 잡음)을 발생하는 오염을 제거함으로써 층에 이용되는 데이터를 향상시키는데 이용될 수 있다.
3차원(깊이)측정은 일치 목표물, 웨이퍼 또는 기타 적절한 재료을 이용하여 수행된다. 비임 요부는 펄스된 레이저 비임이 중앙선을 따라 위치된다. 표면은 3차원 측정으로부터 예측될 수 있다. 수치 오프셋이 도입되어 스택의 두께을 기반으로 측정위치와 목표물 구조사이의 깊이차이를 보상한다.
본 발명의 태양은 어느 위치에서의 층두께 또는 반사율의 측정과 펄스 특성을 제어하기 위한 측정 이용을 포함한다. 펄스특성은 펄스 에너지, 펄스폭 또는 파장일수 있다. 이 위치는 다수의 위치 또는 장치사이의 단일 위치일 수 있다.
본 발명의 특징은 다층, 멀티재료의 부분인 미세적 목표물 구조의 부분을 제거하는 것으로 레이저 에너지는 다른 광학 및 열특성을 갖는 여러 재료에 입사된다.
하나의 응용이 메모리 수선이다. 새로운 프로세스(대만신)은 스택 형태의 인 공 목표물 구조, 다층 유전체층과 이 유전체층에 배치된 기능회로를 포함한다. 목표물 구조와 층은 실리콘 기판에 일반적으로 배치되어 있다. 이는 도 1b와 도 1c에 도시되어 있고 본 발명의 실시예에 의해 처리된 장치에 상응한다.
정밀한 범위(가시광의 파장에서 또는 그 이하에서)에서 더 복잡한 구조를 이용함으로써 레이저 처리 시스템의 신뢰할 만한 작업이 증가하여 반도체 산업에서 높은 생산에 대한 표준을 만족시킨다.
본 발명의 태양은 레저 처리 시스템의 작동에 대한 방법 과 서브시스템을 포함한다. 미세적인 범위에서, 레이저 비임 요부는 작은 스폿 크기 및 촛점의 깊이로 인해 급속하게 분지된다. 3차원내의 재료는 기능회로를 포함할 수 있다. 자동 시스템에서, 목표물 위치의 로버스트 측정이 데이터베이스 정보와 관련하여 이용되어 레이저 비임을 고속에서 3차원에 위치시킨다. 멀티레벨 내의 레이저 비임의 상호작용은 생산에 영향을 미친다. 열상호작용의 모델링은 열처리 범위에서의 이해 및 예측을 위해 이용가능하다. 그러나, 미세 범위에서, 물리적인 광학장치에 기반한 상호작용의 더 상세한 이해는 또한 도움이 될 것이다.
다음 번에서, 공간과 임시 펄스 형상, 3차원 측정 및 예측의 상세한 태양은 멀티레벨 장치위에서 링크를 청결하게 제거하는 문제를 제거하는 것을 강조하여 기재되어 있다. 여기서, 내층과 링크와 기판사이의 기능 회로에 대한 손상이 방지된다. 그러나, 여러 방법, 서브시스템 및 실험결과가 종래의 단일 내부 층 장치을 처리하고 다른 열 또는 광학특성을 갖는 재료로 포위된 마이크로스트럭쳐을 처리하는 링크에 대해 적용될 수 있다.
본 발명의 일 태양은 멀티 레어, 다중 재료(multimaterial)인 미시걱 목표물 구조의 제거로서, 레이저 에너지는 상이한 광학 및 열 특성을 가지는 여러 재료에 입사된다. 하나의 응용이 메모리 수선이다. 세로운 제조 프로세스(Damascene)는 동 목표물 구조, 스택(stack)형태의 다중 유전체층 및 이 다층 유전체층에 배치된 기능 회로를 포함한다. 목표물 구조와 층은 일반적으로 실리콘 기판상에 형성되어 있다. 이것이 도 1b와 도 1c에 예시되어 있고 본 발명의 실시예에 따라 처리된 장치에 대응한다. 이것은 다중레벨(multilevel)프로세스라고 한다. 정밀한 범위(예를들어 가시광의 파장에서 또는 그 아래에서)더 복잡한 구조를 이용하는 경우에, 레이저 처리 시스템의 신뢰할만한 작동에 대한 고려가 증가하게되어 반도체 산업에 있어서의 대량생산에 대한 표준를 만족시킨다.
본 발명의 태양은 레이저 처리 시스템의 작동을 위한 방법과 서브시스템을 포함한다. 미시적인 범위에서, 레이저비임 요부는 작은 스폿 사이즈와 촛점의 깊이로 인해 급속하게 분지한다. 3차원 비임 위치내의 재료는 기능회로를 포함할 수 있다. 자동화 시스템에서, 목표물 위치의 로버스트 측정은 데이터베이스 정보와 관련하여 이용되어 고속으로 레이저 비임을 3차원에 위치시킨다. 다층 레벨 장치내에서의 레이저 비임의 상호작용은 생산에 영향을 미친다. 열상호작용의 모델링은 열 처리 지역의 성능을 이해하고 예측하는데 유용하다. 그러나, 미세 범위에서, 물리적인 광학을 기반으로 한 상호작용의 더 상세한 이해는 또한 유익하다.
다음 단계에서, 공간 및 일시적인 펄스 형서, 3차원 측정 및 예측, 디바이스 모델링 및 프로세스 디자인의 상세한 태양은 다층 장치상에서 링크를 깨끗하게 제거하는 문제를 해결하기 위해 개재되어 있다. 여기서, 링크와 기판 사이의 기능 회로와 내층에 대한 손상이 방지된다. 그러나, 여러 방법, 서브시스템, 및 실험적인 결과는 종래의 단일 내층 장치의 링크처리 또는 상이한 열 또는 광학 특성를 가지는 재료에 의해 포위된 마이크로스트럭처를 처리하는데 적용된다.
다층 디바이스상의 프로세싱 링크
펄스된 레이저 비임, 즉 미시적 구조의 처리용 미리 결정된 특성을 가지는 비임을 이용하여 목표물구조의 부분을 청결하게 제거한다. 본 발명의 방법 및 시스템의 응용은 고속 반도체 메모리 장치의 부분인 높게 반사하는 동 링크(copper link)의 역할을 하고 있다. 본 발명의 방법 및 시스템은 특히 레이저 비임의 파장이하의 크기의 목표물을 포함하는 서브 마이크론 크기을 갖는 목표물의 처리에 유리하다. 목표물은 여러 유전체층을 갖을 수 있는 다층 스택에 의해 반도체 기판과 분리된다. 더구나, 펄스의 일시적 및 공간 특성은 층재료 아래에 위치한 미시적 목표물과 목표물 구조와 기능적인 내부 전도체층의 공간을 포함하는 디바이스 구조의 3차원 레이아웃의 열적 및 광학 적인 특성을 기반으로 선택되거나 제어된다.
도 1a-1c는 본 발명의 실시예를 일반적으로 도시한다. 레이저 펄스(3)는 직사각형 목표물 구조 또는 마이크로스트럭쳐(10)에 방사된다. 이의 측면도가 집속도 비임과 더불어 도 1b 및 1c에 도시되어 있다. 바람직한 실시예에서, 쇼트 펄스 증폭 레이저 시스템(1)으로부터의 출력이 발생하여 높은 굴절율 목표물 구조에 에너지를 효율적으로 연결하기에 충분히 빠른 상승시간(4)을 갖는 펄스(3)를 발생한다. 기간(5)은 목표물 구조를 처리하기에 충분하고, 이 구조의 적어도 어느 부분이 잔류물, 슬래그(slag), 기타 파편을 남지기 않고 깨끗하게 제거된다. 하강시간(6)은 층 또는 기판에 대한 바람직하지 않은 손상의 발생을 방지할수 있게 충분히 빠른 것이 바람직하다.
순간 펄스 형상은 목표물 마이크로 스트럭쳐(10), 예를들어 두께, 광흡수, 열 전도도 또는 그의 결합을 기반으로 부분적으로 선택된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 처리는 수나노초의 선택된 펄스 기간에 대한 고속 에지 리딩을 갖는 단일 펄스로 발생할 것이다. 또 다른 실시예에서, 레이저출력은 상업상 이용가능한 q스위치된 마이크로 레이저의 출력을 대표하는 800ps와 같은 매우 빠른 상승 시간을 갖는 일련의 좁은 q스위치된 또는 직사각형의 펄스일 수 있다. 이 펄스들은 서로에 대하여 지연될 수 있어 펄스의 브루스트을 제공하여 목표물구조를 방사한다. 레이저 출력은 라만 시프팅 또는 도파관 증폭기 시스템을 갖는 고대역 시드 레이저 다이오드와 섬유광 증폭기의 결합으로 발생할 수 있다. 대안적으로, 바람직한 펄스 특성은 여러 개량된 q스위치된 시스템 또는 고속 전자 광 변조기의 이용으로 제공될수 있다. 기타 펄스 형상은 재료 처리 조건에 맞게 선택된다. 예를들어, 수 피코초에서 수 나노초의 기간을 갖는 매우 근접하게 공간을 둔 펄스의 시퀸스는 인용문헌5에 개시되어 있다.
실시예에서, 고대역 MOPA 컨피규레이션을 이용하여 고속 반도체 다이오드의 레이저 출력을 증폭한다. 가변 진폭 구동 파형과 관련된 영향이 전체 성능에 영향을 주지 않는 다면, 다이오드의 직접 변조에 의한 여러 펄스 형상 및 기간의 발생이 고려되는 것이 바람직하다. 펄스 발생 및 증폭의 여러 태양에 더 상세한 설명은 인용문헌5, 및 6에 서 알수 있다(예를 들면, 인용문헌 5의 471. 도 5및 칼럼14-16).
상술했듯이, 레이저 시스템의 실시예는 시드 레이저에 의해 발생된 바람직한 사각형파 형상을 증폭하는 섬유광 증폭기를 포함할 수 있다. 시드 레이저는 개량된 q스위치된 시스템의 형상 출력 또는 고속 반도체 다이오드일 수 있다. 증폭된 출력은 인용문헌 4 및 6에 개시되어 있듯이 이동된 입력 또는 라만 파장에서 정합될 수 있다(예를들어, 인용문헌 6에서, 도 12-13, 컬럼 14, 57라인, 컬럼 19, 3라인). 쇼 트 펄스 q스위치된 레이저 출력의 파장 시프팅인 '759인용문헌 4에서 일반적으로 개시되어 있다.
대안적인 구성에 있어서, 시드레이저는 반도체 다이오드이고 광증폭기는 도파관 증폭기이다. 섬유시스템과 비교할 때 도파관 증폭기의 실시예의 장점은 라만 시프팅, 동작속도에서의 낮은 펄스 왜곡 및 적절한 디자인으로 최소한의 열적 렌징의 제거한다는 것이다. 정밀한 아나모픽 광학계를 이용하여 시드와 증폭기사이의 연결을 최적화한다. 도파관 진폭 및 레이저의 기본적인 설명은 Maxios, Inc.에의해 제공되는 제품 인쇄물과 Beach씨등의 논문 CW 및 수동으로 Q스위치된 크래딩 펌프 평면 도파관 레이저에서 알수 있다. 1.064㎛파장에서 이용하기 위한 28DB평편 도파관 중폭기를 포함하는 또 다른 증폭기 시스템이 university of Southhampton이 개발하였고 A Diode Pumped, High Gain, PlanarWaveguide, Nd:Y3AI5012 Amplifier에 설명되어 있다.
대안적인 구성에 있어서, 고속 상승 펄스 또는 기타 바람직한 형상을 발생하기 위해 다수의 q스위치된 마이크로 레이저를 이용한다. 모듈은 약 1나도초이하의 펄스기간, 예를들면, 상업상 이용가능한 유닛에 대한 800ps-2ns를 지닌 q스위치된 파형을 발생한다. 상업상 이용가능한 레이저의 예는 Advanced Optical Technology(AOTLaser.com)으로부터 얻어지는 AOT-YVO-1Q이다. 이들 최근 개반된 쇼트 펄스 능동 q스위치된 레이저는 고유 서브 나노초 타이밍 지터를 유지하면서 가변 반복속도에서 TTL펄스로 트리거될 수 있다. 일반적으로, 목표물 마이크로스트럭쳐에 입사한 펄스 형상은 최대속도에 도달하는 반복속도에서 크게 변화게 될 것이다. 인용문헌9는 목표물에 입사한 펄스의 일시적인 공간에서의 변화에도 불과하고 일정 펄스 형상을 유지하는 방법을 개재하고 있다(도면과 관련되 명세서 참고). AOT는 20KHz의 반복속도에서 이용가능한 2나노초의 펄스폭을 제공한다. 주파수 이중 버젼이 또한 이용가능하다(532nm). IMRA America 는 Picolite system을 이용하여 800ps를 제공하고 높은 피크 전력이 반복속도에서 10KHz까지 섬유 증폭이 얻어진다. 예컨데 약 1ns이하의 쇼터 펄스폭이 더 느린 반복 속도에서 이용가능하다.
당 기술분에에서 공지되어있고 참조문헌5(예를들어, 도1c, 2)에 예시되어 있듯이, q스위치된 파평은 저정된 에너지에 따라 대칭 가우시안 형상 또는 익스포텐셜 테일을 가진 고속 상승 펄스에 근접(적어도 제 1차까지)하게 된다. 도 15a-15c를 참조하면, 다수의 트리거링 신호에 의해 발생된 적절한 지연 또는 지연선을 가진 트리거 신호의 지연을 가진 일련의 장치를 이용하여 일련의 공간을 둔 펄스를 발생한다. 광출력은 적절한 광벌크(편광민감도), 광섬유 또는 도파관과 결합하여 단일 출력 비임을 형성하는 것이 바람직하다. q스위치된 파평의 합성 부가는 고속 상승 시간특서과 상당히 짧은 기간을 발생한다. 광 증폭기(122)를 이용하여 필요에 따라 출력 전력을 증가시킨다.
도 15a는 광벌크를 가진 기본적인 실시예의 개략도로 비임 컴바이너(123)를 이용하여 두개의 레이저(120, 121)의 출력을 증폭기(122)에 전달한다. 프로그래밍가능한 지연회로(126)는 트리거링을 제어한다. 편광장치(127, 128)를 이용하여 적절한 입력을 비임 컴바이너에 제공한다. 하나의 구성에 있어서, 펄스는 서로 공간을 두고 고 주파 버스트(124)로 나타난다. 제 2구성에서, 제 2 펄스의 트리거링은 사각 펄스 형상(125)에 근접하는 특성을 발생하는 약간 지연되지만 제어된 위치에서 발생한다. 후자의 구성에서, 제어된 지연은 FWHM의 약 50%이다. 당업자자는 다른 구성이 다중 중폭기, 벌크, 파이버를 가진 컴바이너 또는 집적 광 구성에 이용될수 있다는 것을 알수 있을 것이다.
다중 펄스 파형의 발생은 두개의 분리 마이크로레이저의 능동 q스위칭하거나 수동으로 q스위치된 레이저로부터 제 1 펄스를 검출한 다음 제 1 펄스에 대해 능동으로 q스위칭된 레이저 또는 MOPA을 트리거하는 형식틀 포함한다.
도 15b는 단일 레이저(140)의 이용을 도시한 기본 개략도로써, 레이저 출력은 비임 스플리터(142)에 의해 분리되어 비임의 한 부분이 통로(141)를 따라 전파되 후, 컴바이너(143)과 결합한 후에 반대판일수 있는 회전자(146)와 편광조절된다. 다음, 임의 광 증폭기(145)를 이용하여 더 높은 출력 전력을 발생한다.
단일 레이저 및 광 지연 선을 이용한 구성에 있어서, 광시스템이 안정적이고 배열에 용이한 것이 바람직하다. 도 15c는 예시적인 실시예로서 대향하는 모퉁이 입체 재귀 반사기(130)의 이용은 셋업을 이중 소자의 경사에 무감각하게 한다. 지연된 비임 통로(131, 132)의 각 배치는 큰 진동 환경에서 일지라도 매우 안정하다. 각각의 한쌍의 재귀 반사기(130)에 있어서의 모퉁이 입체의 하나는 처음에 X/Y병진및 Z회전에 조절되어 지연된 비임 통로의 힁위치를 중아에 위치시킨다. 제 2지연 루프에 있어서의 λ/2지연기(133)가 조절되어서 수직 또는 수평 편광이 탈출하기 전 두배로 제 2 루프에서 지연된 펄스를 순화하게 하는 90도까지 그 편광을 회전시킨다. 출력파형(135)의 피크 투 피크 공간(4결합된 펄스)이 지연 루프의 길이에 의 해 제어된다. 지연된 펄스에 대해 같지않은 진폭이 바람직한 경우, 주비임에서의 λ/2지연(133)은 45도외의 편광에 대해 설정될 있다. 마찬가지로, 펄스형상은 시스템이 공간을 수동 또는 자동으로 제어함으로써 설정될때 변할 수 있다. 레이저 펄스 발생 및 형상의 당업자는 수나노초에서 수십 나노처까지의 통상적인 지연에 대한 쇼트 펄스에 대한 간단하고 모듈러한 구성의 장점을 할 것이다. 예를 들어, Hitachi씨의 미국 특허 제 5,293,388는 더 긴 펄스(예를들어, 10ns이상)를 발행하기 위해 진폭을 감소하는 레이저 펄스를 발생하는 편광을 기반으로 한 섬유 지연선을 설명을 개재하고 있다.
형성된 펄스를 발생하는 또다른 수단은 2단 또는 형성된 변조 전압 펄스만을 갖는 펄스의 리딩 에지 또는 테일을 쵸프하기 위해 변조기를 이용한다. 예를들어,10ns q스위치된 펄스를 이용하여 변조기는 제 1의 1-5ns에 대해 100%, 다음 나머지 펄스에 대해 25%전송을 갖을 수 있다. Koechner(미국특허 제 3,477,019), Smart(미국특허 제 4,483,005)에 의한 초기의 선구적인 연구는 전자-광 변조기를 이용한 진폭 및 펄스 형상 제어 방법을 예시적으로 설명한다.
도 15a- 도 15c동일한 파장을 갖을 수도 있고 갖지 않을 수도 있으며, 펄스의 일시적인 형상은 고유 요구에 따라 변할 수 있다. 예를들어, 어떤 실시예에서,출력은 낮은 전압 사각파 펄스 형상과 결합된 높은 피크 전압과 짧은 기간의 q스위치된 펄스일 수 있다.
도 1a 및 도 1c를 다시 참조하면, 메모리 수선을 위해 시스템 동작 중에, 정밀한 측정 시스템이 얻은 위치정보를 이용하여 목표물(10)을 3차원좌표(X, Y, Z링 크)와 실질적으로 일치하도록 펄스된 레이저의 집속된 비임 요부를 공간(7, 8, 9)의 위치에 상대적으로 위치시킨다. 레이저 비임 요부와 목표물 위치가 실질적으로 일치하는 시간에 발생한 트리거 펄스(2)는 레이저 서브시스템(1)의 레이저와 관련된 제어 회로와 관련하여 작동하여 출력펄스를 발생시킨다.
인용문헌 2 및 7은 3차원 비임 요부 위치 조정을 포함하는 정밀 위치조정용 방법과 시스템의 구성을 개시한다. 인용문헌7은 스폿 사이즈 조절의 범위를 가진 근사 회절 제한 스폿 사이즈를 발생하는 바람직한 실시예(예를들어, WO0187534('534) 및 이와 관련된 명세서) 및 비임 요부의 3차원 위치조절용 바람직한 방법 및 시스템을 설명한다. 3차원(높이)정보는 촛점 검출로 얻어지고 표면을 추정하여 궤적을 방생하는데 이용된다('534의 도2-5 및 관련 명세서). 레이저는 링크(X, Y, Z링크)의 3차원 위치에 실질적으로 해당하는 위치에서 펄스된다(예를들어, '534의 도면 10a-b 및 관련 명세서).
실질적으로, 3차원 측정과 위치조정을 이용하여 웨이퍼표면에 대한 지형 변수 또는 시스템에서 도입된 위치 변수(비일치)를 보상한다. 이들 변수는 시스템 또는 응용에 의존하고 집속된 레이저 비임의 촛점의 깊이을 초과하는 수 마이크론을 초과할 수 있다. 어떤 마이크로 머싱 응용에 있어서, 시스템 위치 조정 요건은, 마이크로 위치조절 서브 시스템으로 행해질수 있기 때문에, 어떤 공차가 유지되거나 외부 하드웨어가 장치 위치를 조절하면 완화될 수 있다. 이 장치는 소정의 기준 위치에 대한 외부 마이크로 위치조절 서브시스템에 의해 위치된 최소 부품(예를들어, 단일 다이)을 포함할 수 있다. 유사하게, 이 최소부품이 미리 결정된 공차를 가지면, 위치조정은 기준위치에서 단일 측정 또는 양측(X, Y)측정과 결합된 단일 깊이측정을 기반으로 할 것이다. 고속으로 웨이퍼(예를들어, 300mm)상의 멀티레벨 장치의 처리를 위해, 농후하게 샘플된 3차원 정보는 특히 링크 디멘션 쉬링크(link demension shrink)로 성능을 향상시킬수 있는 것이 기대된다. 큰 면(예를들어 300mm 웨이퍼)에 대한 매우 빠른 속도동작을 요구하는 응용에 있어서,대안적인 방법은 (캘리브레이션 프로세스 동안 측정된 운동의 비임 위치 평면에 대한 웨이퍼쵸크의 평면) 결정될 수 있는 정보와 처리해야할 각각의 부품으로부터 얻어진 차원 정보를 결합하는 것이다. 예를들어, '534의 도 1-2에서, 영역(28)의 경사의 부분은 피쳐링(fixturing)과 관련될 수 있다). 예를들어, 이 단계는 (a) 제거를 위한 마이크로스트럭쳐를 확인하는 정보를 얻고 (b) 3차원 기준 데이터를 얻기 위해 제 1세트의 기준위치를 측정하고 (c) 적어도 비임 요부 및 마이크로스트럭쳐 표면 위치를 기반으로 궤적을 발생하고 (d) 갱신된 위치정보을 기반으로 상대운동 동안의 예측을 갱신하는 것을 포함한다. 상기 갱신된 위치 정보는 위치 센서(예를들어, 엔코더) 및/또는 상대운동 동안 얻어진 데이터로부터 얻어진다. 부가적인 데이터는 부가적인 일치 목표물 또는 광학측정(예를들어, 동적 촛점)에 적절한 기타 위치에서 얻어진 측정 데이터일 수 있다. 인용문헌2는 정밀한 웨이퍼 스테이지를 이용하여 고속으로 웨이퍼를 위치시키는 시스템을 설명한다. 나노미터의 일부의 분해로 피드백 정보를 얻는 방법은 간섭계 엔코더를 이용하고 이러한 고 정밀 방법이 바람직하다. 인용문헌2에서, 다른 종래의 레이저 간섭계가 또한 이용될수 있다는데 주지해야 한다. 인용문헌 2의 도 9-11과 컬럼5-6은 정밀 위치조절 장치와 관련한 정밀 측정 서브시스템의 특징을 설명하고 있다. 이외에, 3차원 측정에 적절한 x,y일치 목표물 또는 영역일수 있는 공작물(예를들어, 웨이퍼)상에 표시된 기준위치는 여러 응용에 이용될 수 있다. 또한, 약 .1㎛의 높이 정밀도는 다음에 보고되고 있다(다음: In-situ height correction for laser scanning of semiconductor wafers, Nikoonhad et al, Optical Engineering, Vol. 34, No. 10,October 1995). 여기서, 광위치 센서는 고속으로 영역 평균화한 높이 데이터를 얻는다. 마찬가지로, 동적 촛점 센서(광트랙킹과 제어에 이용되는 수차계)를 이용하여 데이터속도가 " 온 플라이이(on fly)측정을 지워나하기에 충분히 빠르게 제공되는 경우 높이 정보를 얻는다. 상기 기술의 여러 조합은 응용 용건에 의존하여 이용될 수 있다. 결합은 제거가 의도된 마이크로스트럭쳐의 장치에 대한 수와 일분적인 분배를 기반으로 한다. 많은 수선 장소가 장치에 걸쳐 분배되는 경우, 생산물이 개시 "온 플라이"를 제공함으로서 최대화 될수 있다.
본 발명의 응용에서, 목표물구조(10)는 다중 재료, 다층 구조(예를들어 용장 메모리 장치)의 부분으로 제공된다.
유전체층(14, 15)을 갖는 다층 스택은 링크와 기저 기판(17)사이에 공간을 제공한다. 실리콘 2산화물과 실리콘 질화물(14)의 대안층이 동 링크 목표물 구조(10)와 실리콘 기판(17)사이에 배치될 수 있다. 동 목표물 구조는 다른 유사한 구조 부근에 일반적으로 위치하여 제거될 퓨즈의 1차원 또는 2차원 어레이를 형성한다. 동 링크 구조 외에, 기능 장치 회로의 일부로 배치된 기저 도선(16)은 링크 구조부근에 배치되어 있고 매우 얇은(일반적으로, <.1㎛)실리콘 질화물(14)과 두께 운(일반적으로, -1㎛) 실리콘 2산화물(15)재료에 의해 덮여진 일련의 패턴으로 배열된다.
링크의 방사 분포는 실질적으로 제한된 회절과 원형의 가우시안 프로화일에 일치할 수 있다. 또 다른 유용한 실시예에서, 비임은 아나모픽 광학계 및 비원형 레이저 출력 비임으로 발생할 수 있기 때문에 거의 탄원형 가우시안 방사 프로화일을 갖는다. 일 실시예에서 입사비임은 도 4b에 도시되어 있듯이 균일하지 않은 가로대 세로비(12, 11)(예를들어, 3:1)를 갖는다. 대안적으로, 직사각형 또한 선택된 공간 프로화일이 측면차원에서 수행될수 있다. 예를들어, 인용문헌1은 메모리수선에 응용하기 위해 레이저 비임의 비 가우시안 공간적인 형상에 대한 여러 유리한 방법 및 광시스템을 개재하고 있다.
거의 회절이 제한된 타원 가우시안의 경우에 있어서, 위치(11)에서 최소 비임 요부차원은 도 1b의 좁은 목표물(10) 차원에 근접한 다음 링크에서 높은 펄스 에너지 강도를 발생한다. 더구나, 이 접근 방시에서 레이저 에너지의 높은 부준이 링크에 연결되고 배경 방사가 감소된다.
본 메모리에 이용되는 일반적인 동 링크는 약 1㎛이하, 예를들어, .6㎛의 폭과 두께와 약 5마이크론의 길이를 갖는다. 미래의 메모리 요건은 목표물 크기의 범위를 더 감소할 것으로 기대된다. 11에서 최소 비임 요부(Wyo)서브 마이크론 링크를 어느 정도 오버필(overfill)하는 반면, Wxo가 링크를 따라 수마이크론을 갖는 가로대 세로비 Wxo/Wyo(12, 11)는 링크제거를 깨끗하게 실행할 수 있다. 부가적으로, 층(14, 15) 및 기판(17)상에서 급속하게 감소하는 에너지 밀도는 높은 수치적 구멍 비임 부분(11)의 디포커스(defocus)를 통해 성취된다.
도 5a 및 도 5b의 그래프는 최상의 포커스에서 원형 가우시안 및 타원형 비임에 대한 여러 가로대 세로비에 대한 추정된 디포스를 예시한다. 도 5a는 1.6㎛원형 가우시안(.002mm 수치적분할=2㎛)의 매우 급속한 강하를 도시한다. 도 5b는 다른 스폿형상에 대한 최상의 촛점으로 에너지 밀도를 스케일하기 위한 정규화한 결과를 도시한다. 이들 결과에 의하면, 깊이의 정밀한 비임 위치 조정으로 전력 강도가 목표물 장소에서 최대로 되고 수십이상의 에너지 밀도의 상대적인 감소에서 메모리 구조에 대한 동을 기반으로 한 처리에 사용되는 예시적인 다층 스택에 대한 기판레벨에서 발생한다는 것을 나타낸다. 더구나, 요부Wyo에 대한 급속한 디포커스는 입사비임의 테일이 저레벨에서 기능적 내층(16)(예를들어, 동)을 방사하면 내층 손상을 방지한다는 잇점이 있다.
멀티레벨 장치을 처리하는 일 실시예에서, 통 링크 제거는 1나도초에서 10나도초의 바람직한 범위에서의 통상 10-90%상승시간(4)을 갖는 고속 상승 시간 펄스의 응용에서 시작된다. 약 2나노초에서 10나노초의 범위에서의 펄스기판(5)은 열확산을 제한하면서 링크을 서버하는 것이 바람직하다. 약 1마이크로주울μj에서 3μj의 펄스 에너지가 효과적이고 약 0.1-5μj의 바람직한 일반적인 범위는 스폿 형상과 처리 변수에 대해 충분한 마진으로 간주된다. 바람직한 펄스 기간은 공칭 링크 두께 시방 또는 인접한 재료의 상이한 열 및 광학 특성의 모텔을 토대로 선택된다. 펄스기간 동안, 상층(13)의 열쇼크와 목표물(10)의 열팽창은 균열된 상부 산화층(13)을 통해 링크의 폭발을 야기하여 층(14)에 인접한 링크구조의 하부모퉁이 에서의 스트레스를 감소시킨다. 레이저펄스는 바람직하기로는, 폭발후 수나노초 하강시간(6), 얇은 링크가 깨끗하게 역할을 한후 바로 그시간 및 링크의 하부 모퉁이가 적어도 층(14)의 클래킹을 야기하는 시간전에 빠르게 종단된다. 금속 링크 및 기부 층과 레이저 펄스의 상호작용에 관한 더 상세한 설명 및 결과가 인용문헌 4 및 5에 개재되어 있다. '471특허와 관련 명세서는 상호작용 공정을 설명한다(도 1a, 1b, 11a, 11b 및 컬럼 18).
따라서, 공간특성(예를들어, 비임 요부 형상과 위치) 및 일시적인(예를들어, 상승시간(4), 평탄화 및 기간(5))펄스 특성은 하부층(14, 15)의 바람직하지 않은 크랙킹을 방지하고 내층 도선(160과의 증요한 펄스 상호작용을 방지하고 기판(17)의가열을 제한다. 따라서, 가시 및 근 적외 파장에서 동 링크의 높은 반사율과 구조와 기판을 포위하기위해 불완전한 제거와 손상의 선행기술의 예측에도 불과하고 목표물 구조는 기타 구조에 바람직하지 않은 손상없이 처리된다. 또한, 근 적외선에서의 거의 최대의 반사율을 갖는 것외에 동은 기타 링크 재료(예를들어, 알루미늄, 백금)보다 더 반사한다. 그럼에도 불과하고, 목표물광의 근 적외선 비임의 광 상호작용과 인접층의 열특성으로 인해 바람직한 동 재료가 처리될 수 있다.
더구나, 근 적외선 파장은 고대역 레이저 다이오드가 이용가능한 파장과 펄스된 레이저 비임의 광 증폭이 섬유와 도파관증폭기로 효율적으로 발생될수 있는 스팩트럼 범위에 편리하게 대응한다. 당업자는 바람직한 일시적인 펄스 형상을 갖는 증폭된 레이저 다이오드 출력은 바람직한 경우 가시 레이저 출력을 발생하는기위해 승산된 주파수일수 있다. 반도체 다이오드의 고속 상승시간은 특히 고속 상승 시간 사각 펄스 특성을 발생하는데 장점이 있다.가시 다이오드와 광학 증폭기 기술의 미래의 개발은 가시범위에서 직접 펄스 증폭을 지원할 수 있을 것이다.
동 링크 블로잉(blowing)용 바람직한 시스템에서, 링크폭은 1마이크론의 부준이고 링크 공간(피치)는 본 처리 기술에 있어서 수 마이크론이다. 링크폭은 가시광의 파장에 일방적으로 해당한다. 더구나, 도 1b 및 1c의 재료의 양측 및 두께가 레이저 파장과 유사한 작동의 미시적 스케일에서, 스택 재료의 굴절률은 스택의 전체 광학 특성에 크게 영향을 준다.
본 발명의 일 실시예에서, 바람직하게 감소한 파장은 층의 비 흡수 광특성(예를들어, 간섭 및 반사 상실)이 이용된다. 도 1a 및 도 1b의 장치 구소는 하부층내의 실질적인 흡수로 손상될수 있고 이러한 손상은 인접한 회로의 존재로 인해 방지된다. 이것은 내부층 손상이 전체 장치 성능에 해가되지 않는 도 2b의 선행기술과 링크 처리에 대해 대비된다.
미국특허 제 6, 300, 690(인용문헌8)은 목표물 구동기판에 증착하는 시스템과 방법을 설명한다. 이 방법은 기판의 흡수 에지이하의 파장의 레이저 출력을 발생하도록 구성된 레이저 시스템을 제공하는 것을 포함한다. 더구나, 인용문헌(4)은 링크를 메모리 장치에 처리하는 1.2㎛이하의 파장의 장점을 개시한 것으로 기판은 실리콘 즉 작은 스폿 크기와 짧은 레이저 펄스폭이다. 본 발명에 의해, 파장선택으로 비 흡수 스택 특성을 이용하여 향상된 성능을 실현할 수 있다. 더구나, 높은 수치적 구멍 비임, 스폿의 공간 형상 또는 일시적 펄스의 하나이상의 정밀 위치조정은 기판에서의 감소한 에너지에 대해 제공된다. 이 결과는, 목포물 구조를 증착시 키기에 충분한 목표물 구조에 단위 에너지를 퇴적시키는데 필요한 입사 비임 에너지에도 불과하고, 기판에 다시 퇴적할 것으로 예상되는 에너지의 매우 낮은 값에 해당한다.
기판에 배치된 에너지에 영향을 주는 인자는 효과적으로 승산적이다. 유사하게, 짧은 가시 파장에서, 동은 흡수(1.064㎛에서 2%와 비교해서 500nm에서 50%, 근 UV에서 70%)로 되어 적은 에너지가 적어도 크기의 수치에서 청결한 제거가 요구된다. 기판에 증착될 것으로 예상되는 에너지의 매우 낮은 값에 해당하는 바람직한 확인된 파장은 스팩트럼의 근 적외선 영역의 가시광선내에 있다. 모델을 기판으로한 접근 방식을 이용하여 고유 유전체 스택, 스폿 위치, 공차, 일시적 및 3차원 공간 펄스 특성에 대한 충분한 마진을 가지는 최단 파장을 추정한다.
실리콘기판으로 멀티레벨 장치상의 링크를 처리하기 위해, 기판에 증착될 것으로 예상되는 에너지의 매우 낮은 값(예를들어, 이미지 임계치)에 해당하는 제한 파장은 스팩트럼 의 근 UV영역 또는 그린(green)내에 있을수 있지만 사용은 스택 층 두께 또는 굴절률의 가능한 제어를 포함하는 제어된 시스템 파라미터을 엄격히 요구한다.
스택의 내부 전송 바람직하기로는 반사가 최대이거나 최대에 근접한 본 발명에 의한 파장 선택에 있어서 스택 층 위험이 방지된다. 더구나, 기판 방사를 감소하면서 링크 제거의 감소한 스폿 사이즈(회절 한계이거나 가까운)을 동시에 제공하는 것은 기능 내부층의 방사가 허용 가능한 한계에 있는 경우, 바람직하다. 일반적인 큰 밴드캡 유전체에 대한 스팩트럼 전송 곡선은 전송이 UV파장에서 감소한다는 것을 보여준다. 예를들어, HANDBOOK OF LASER SCIENCE AND TECHNOLOGY에서 실리콘 이산화물의 전송 영역은 .15㎛보다 큰 파장으로 특정된다. 실리콘 질화물과 실리콘 이산화물 모두의 흡수계수는 가시범위(>400nm)에서 매우 낮게 유지되고 UV범위에서 점차 증가한다.
도 3은 IR파장의 범위에 걸쳐 14실리콘 이산화물(15)과 실리콘 질화물(14)의 대표적인 다층 스택에 의해 발생된 추정된 재 반사를 도시한 그래프이다. 여기서 층이 두께는 1㎛와 .07㎛마이크론이다. 본 발명에 의하면, 다수의 층이 수용될 수 있고 공정(예를들어 다층이 기능 도선 층과 때로 분리될 수 있다)에 따라 약 4-28의 범위일 수 있다.
예를 들어 콘 반사가 매우 넓은 파장 범위에 걸쳐서 발생할 수 있다는 것을 보여준다. 내층 (14)로서 배치된 단일층이 가싱 밀 근 IR 스팩트럼에 걸쳐 각각의 면에서 대략 2%를 일반적으로 반사한다. 반도체 처리 및 링크의 기분 분야에서 시리콘 흡수는 근 IR 스팩트럼 범위에서 크기의 순서까지 변화한다는 것을 알수 있다. 더구나, 실리콘 재료 처리의 논문에 의하면 흡수는 불안정하고 이용문헌 4에 개시되어 있듯이, 흡수에지 근방의 파장에서 가영하는 기판과 증가한 레이저 전력과의 비선형적이다. 그러나, 상술했듯이, 더 짧은 파장은 작은 스폭(인용문헌 4-6, 8_)과 링크 위치에서 더 높은 에너지 집속을 발생하도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 파장을 이용하여 층 반사를 실행하는 것은 시스템 성능을 향상시키고 바람직한 짧은 파장 범위에서 펄스의 공간 제어와 순간제어을 향상시킬 수 있다. 이러한 파장 선택은 기판흡수가 크게 증가할 수 있는 파장에서 특히 바람 직한 것으로 간주되고 큰 마진은, 링크와 기판사이에 배치된 층(14, 150의 수가 위층(13)의 수를 실질적으로 초과할 때 얻어 질수 있다. 처리용 바람직한 기판은 소정의 짧은 파장에서 많은 반사률로 실질적으로 다수의 층을 포함하고 이 파장은 바람직한 고속 사각 임시 펄스 형상의 발생을 위채 잘 정합한다.
도 3의 범위에서 표준 레이저 파장은 1.047㎛ 및 1.064㎛을 포함하고 후자는 반도체 다이오드의 기준 파장이다.
더구나, 기존 파장은 1.08㎛ 기타 라만 시프팅으로 발생한 기타 파장을 포함한다. 당업자는 IR파장의 주파수 승산을 이용하여 짧은 파장을 발생한다는 것을 알수 있고 적절한 디자인 다중 파장은 단일 시스템에 제공될 수 있다.
대안적인 실시예에서, 파장 튜닝을 이용하여 파장을 스택의 적절한 피크 반사률에 정합시킨다. 이러한 구성은 제한된 파장 범위에 걸쳐 굴절률 범위(즉, 컷오프 범위)에서 레이저 파장을 조절하는데 특히 잇점 있어서, 굴절률과 재료의 두께의 두께에 대한 민감도가 방지된다. 상술했듯이, 레이저 증폭 시스템의 다른 문헌과 기타 링크 구종에 대한 응용이 인용문허(4-6)에서 알수 있다.
펄스된 레이저 비임의 발생은 제 1 파장으로부터 소정의 파장으로 레이저 비임의 파장을 시프팅하는 단계를 포함한다. 이 소정의 파장은 (1) 마이크로스트럭쳐의 특성, (2)다층 간섭 및 (3) 기판 반사률을 커플링하는 단계를 포함한다.
실험 결과에 의하면, 1.047㎛의 파장에서 1.2㎛에서 보다 높은 크기의 순서의 실리콘의 흡수에서 기판 손상은 도 3의 스택 특성과 소트 q스위치된(표준)펄스로 방지된다. 그러나, q스위치된 임시 펄스 형상의 표준 레이저로 인한 결과는 링크 아래의 산화층(14)의 크래킹을 도시한다. 가우시안이 기간의 실질적 부분인 상당히 느리게 상승하는 q스우치된 펄스 형상인 실험 결과를 토대로 내층의 크래킹없이 링크제거용의 제한 인자로 간주된다. 그러나, 선행기술을 토대로, 실리콘 기판에 대한 심한 손상은 흡수가 최대 전송에 해당하는 파장보다 높은 크기의 순서이기 때문에 1.047㎛에서 기대된다. 본발명에 의하면, 공간 펄스 특성 및 스택 반사는 내층 및 (링크에서 작은 스폿 사이즈와 높은 에너지 집사를 제공하는)동작의 단파장과 기판의 손상을 방지하기 위해 고려되는 중요한 인자이다. 더구나, 본발명에 의하면, 1.047㎛의 레이저 파장에서 발생한 소정의 사각 펄스 형상은 스택과 기판에 대한 바람직하지 않은 변경없이 청결한 제거를 발생하게 하는 것이 기대된다.
서브 마이크론 스케일에서 레이저 처리 및 프로세스 디자인
더구나, 반사 미시적인 구조의 단파장 처리을 위한 바람직한 실시예에서, 당층 스택에 대한 시방이 프로세스 디자인에서 고려될 수 있다. 예를들어, 굴절률의 큰차이을 갖는 유전체 또는 기타 적절한 구성을 교번하는 사각파 스택과 각각의 층내의 높은 전송이 선택된 파장에서 특정된다. 매우 큰 반사률이 설취될수 있다는 것을 알수 있고 사각파 스택이 폐쇄형과 몰드형으로 용이하게 산출된다. 따라서, 본 발명의 방법과 시스템은 매립층과 기판의 흡수가 매우 높고 목표물 구조의 폭이 레이저 파장아래의 우물이라는 것을 알수 있다.
디바이스 구조의 설계는 회로의 레이아웃에 관한 제한을 갖을수 있다. 따라서 층에 대한 두께와 재료가 한정된다 예를들어 도선의 평면의 절연체는 도선의 개략적인 두께을 갖고 도선의 두께에 관계한다. 특정된 층보다 상이한 굴절률을 갖는 재료를 선택할 수 있다. 특정된 두께는 레이저가 높은 생산으로 제조하기 어려운 이질(exotic)에서 작동하는 고유 레이저 장치에 대한 요구를 감소하거나 제거하는 바람직한 레이저 파장에 추정된 반사을 토대로 한다. 반사는 두께가 가변하는 모델을 이용하여 추정되고 이 반사를 최대화하기 위해 추정되고 기타 디바이스 제약을 받는다.
층두께는 파장(또는 각이 층에 듀닝하는 것 만큼 파장으로 튜닝될 수 있다. 굴절률을 이용하여 제한된 범위에 걸쳐 파인튜닝을 하지 만 이 범위는 굴절률의 작은 변경에는 중요하지 않다. 프로세스에 의해 고정된 두께인 경우에 소정의 두께을 가진 층 또는 가변 두께 튜닝 층의 부가을 이용하여 전체 스택의 반사률에 크게 영향을 준다. 예를들어, 금속화 요건에 이해 제한되지 않는 층이 상부 및 하부 스택부사이의 정면한 스페이서로 이용될 수 있다. 이는 하나만의 층의 조절로 프로세스를 튜닝하는 매우 강력한 도구일 수 있다.
다층 장치의 레이저의 레이저 처리와 물리적인 광학 장치
기타 제어가능한 레이저 특성은 파장 선택과 관련하여 프로세싱 에너지 윈도우에 향상을 제공하기 위해 실행된다. 참조문헌 3은 링크 방위와 분극을 일치시키도록 동적 분극 선택과 컴퓨터 제어를 포함하는 분극 제어을 위한 바람직한 방법 및 시스템을 개시한다(인욤문헌의 도 4와 이와 관련한 명세서). 분극은 목표 커플링 특성, 박만 반사률 또는 그의 결합을 토대로 선택될 수 있다.
스폿 사이즈 이하의 링크 크기에 있어서, 굴절률, 스케터링 및 에지 반사와 같은 효과는 장치 구조 및 비임 특성에 의존하는 좋거나 나쁜 결과 중 하나를 갖는다. 마찬가지로, 고 에너지 밀도에 있어서, 비선형흡수는 반도체 재료 손상과 관련하여 결과여 영향을 줄수 있다.
인접 릴크와 회로의 피치(공간)의 부가적인 중요한 사항은 부수적인 손상이다. 더구나, 층의 평면에 있는 기능회로는 손상되지 말아야 한다. 피치와 고밀도 메모리로 증가하는 경향에 있어서, 장치의 3차원 구조가 고려되고 비임 공간과 일시적 특성의 선택에 영향을 준다. 예를들어, 도 4a-4b는 단절된 43, 44가우시안비임(11)로 야기된 서브 마이크론 폭 링크(10)와 관련한 반사 및 굴절의 효과를 도시한다. 여기서, 스폭사이즈(13.5%에서 측정)는 가변하는 정도에 의해 링크보다 폭이 크다. 이 도면은 근 IR파장에서 굴절이 제한된 비임 요부를 도시한다. 중앙 로브는 링크에의해 클립되어 있어서 필드 엄폐로서 나타나 43, 44에서 단절된 전달된 비임 부분을 야기한다. 링크상에 입사하지 않은 에너지는 폭의 각으로 도 1에 도시되어 있듯이 기판(17)에대한 손상을 방지하는 견지로부터 장점이 있는 층(49)으로 전파할수 있다. 어느 경우에, 스폭 사이즈로의 이웃하는 방사의 상관이 있을 수 있다. 촛점의 매우 큰 깊이를 갖는 더큰 스폿은 감소한 불일치하고 링크 공간이 인접한 구조에 충돌하는 입사 비임의 흡수되지 않은 에너지(43)가 약해지면 레벨(44)이면 약해진다. 더 높은 N.A와 더 작은 스폿 사이즈의 경우, 링크 위치(46)에서 반사된 비임 직경은 증가한다. 어는 스폿 사이즈(41, 42)에 대한 최대 값일 것이다. 다음 이웃하는 링크(48)에서의 방사는 반사된 에너지가 영역에서 커지매 따라사 감소한다.
동시에 내부 반사에 있어서 각 변수가 존재한다. 따라서, 스택 층 두께는 도 1의 내부 구조(16)을 포함하는 입접한 구조의 방사에 대한 영향을 감소 시킬 수 있다. 더구나, 각을 갖는 분극 변수는 변수를 발생할 것으로 기대된다. 도 6a와 6b는 확장된 영역에 걸쳐 전파하는 내부 반사의 기하 레이 트레싱 효과을 나타낸다.
유사하게, 도 4c에 도시되어 있듯이, 링크(46)의 에지에 입사한 레이저 비임이 고려될수 있있으면, 링크 구조로 커플되지 않은 에너가 인접한 링크(48)로 산란되거나 반사된다. 내부 반사(47)는 링크(46)에 의해 약간 곡선이거나 경사진 물리적 에지 프로화일을 발생한다.
추가적인 고려 사항은 도 1의 내부 도선층(16), 비임 요부(11) 및 도 4c의 인접 링크(48)사이의 3차원 공간이다. 내부층(16)과의 중요한 상호작용을 방지하는 방식으로 분지와 반사를 하면서 링크에서 가장 작은 스폿 사이즈를 발생하는 다수의 구멍 비임 요부(11)가 바람직하다. 3차원 디바이스 구조의 부분과 관련된 상호작용 기기는 적어도 공간 펄스 특성이 선택을 위해 몰드되고 이러한 특징은 N.A와 비임 요부의 위치이다. 바람직하기로는 모델은 각각의 인접한 링크 구조(48), 내부층(16), 및 기판(17)에 의해 나타난 방사의 추정을 포함한다. 인접한 링크 구조에 대한 손상은 종래의 미세구조에서 상당히 분명한 반면, 내부층(16)과 기판(17)의 평가는 3차원 장치 구조로 더 어렵게 될 수 있다.
수 마이크론의 피치와 1㎛이하의 링크 폭의 경우, 정밀한 마이크론 일치는 웨이퍼, 시스템 공차(예를들어, 제조공차 5㎛, 지형 변수의 25㎛를 가지는 300mm웨이퍼)사이의 변수를 보상한다. 본 발명에 의하면, 정밀한 위치 조정 방법 및 시스템응 이용하여 비임 요부를 상대적으로 위치하여 고 레이저 에너지 집속을 링크에 제공한다. 또한, 목표물(10) 및 레이저 비임의 상대 운동 동안 목표물 좌표에 레이저 출력을 트리거리(2)를 경유해 발생하도록 운동 제어와 위치조절 시스템을 이용여 예측한다. 바람직한 실시예는 분극 무감각 스케닝과 검출 시스템을 포함하며 일치 목표물 위치를 포함하는 영역이 이미지되어 기준 데이터를 얻는다. 목표물위치는 실리콘 이산화물, 실리콘 질화물 또는 절연 재료의 유저체 층에의해 흔히 덮여진다. 실험에 의하면, 분극 무감각 검출은 우수한 측저을 방지하기 위해 의사측정을 방지할수 있다는 장점이 있다. 이결과는 복굴절이 반사된 비임에 있어서의 분국가변에 의해 조절되는 연마 또는 기타 처리 작동에 의해 절연층에 도입된다는 가정에 이른다. 이들 변수는 신호대 잡음비를 감소시키고 위치 왜곡을 유도하도록 나타난다. 각각의 목표물위치로부터의 디지탈 출력 데이터는 처리해야할 링크를 포함하는 웨이퍼에 걸쳐 각, 스케일, 수직도 및 사다리꼴 변수을 추정하여 보정하기 위해 8 파라미터 사각 배열 알고리즘에 의해 이용된다.
목표물 위치에서 수용된 비임에 변수를 제공하기 때문에, 처리 변수가 목표물 구조 부근의 층 광학 특성에 영향을 준다는 것이 중요하게 야기된다. 더구나, 실질적으로 변수는 처리해야할 웨이퍼에에 걸쳐 또는 배치 투 배치(batch to batch)로부터 목표물과 층의 반사률과 두께에서 발생한다. 두께와 반사률의 측정은 모니터링 공정에 이용되고 에너지 윈도우를 증가하기 위해 레이저 전력과 파장 조절을 결정하기 위해 이용될 수 있다. 예를들어, 링크의 반사률의 변수는 처리에 필요한 에너지에 영향을 줄수 있다. 적합한 에너지 제어에 대한 바람직한 방법과 시스템이 후술되어 있다.
링크와 기타 미세 마이크로스트럭쳐의 크기가 급속히 감소하기를 지속하기 때문에 당법자는 멀티 파라미터 모델링의 잇점을 알수 있을 것이다.
모델을 기반으로 한 접근 방법은 레이저 츨력의 공간 및 일시적인 특성의 선택과 정밀한 제어을 야기한다.
분극무감각 검출과 X, Y, 기준측정
본 발명의 양수인의 상업상 레이저 시스템은 레이저가 일치목표물(예를들어, 기준)에 걸쳐 상대적으로 위치(152)하기 때문에 작업 표면(멀티층 메모리 장치)으로부터 반사한 광의 부분을 픽업하기위해 비임 스플리터를 이용한다. 서브시스템의 블록도가 도 10에 도시되어 있다. 비임 스플리터9150)의 반사률/전송(R/T)스플릿은 이용되고 있는 레이저에 의존한다. 레이저가 낮은 전체 에너지를 갖고 필요에 따라 그많큼의 전송이 필요한 경우, 90%전송과 10%반사률의 스플릿이 된다. 이것은 도중에 90%를 작업 표면에 보내고 있고 반사된 10%가 덤프된다. 이것은 반사된 광의 10만을 픽오프(pick off)하고 반사된 광의 90%가 레이저 통로 아래로 다시 전송된다. 가응하다면 스플릿 70/30이 성취된다. 이것은 레이저 전체 에너지를 작업표면에 제공하지만 더 높게 반사된 신호를 제공한다.
R/T스플릿에도 불과하고 시방은 (5%내에서)ㅖ분극에 대한 S=R/T에 대하 R/T이다. 이것은 특별한 2색 코팅으로 성취되어 양호한 결과를 발생하게 된다. 어떤 분극 상태가 S 및 P의 벡터의 합으로생각될 수 있기 때문에 비임스플리터는 분극에 대한 보정 R/T에서 작동한다.
이것은 바람직한 상태에 대한 스위칭 분극이 링크 절단 효률을 향상시키기위 해 바람직한 링크 처리에서 이루어지기 때문에 중요하다. 예를들어, 상호 계류증인 2001, 12. 13일에 제출된 미국 출원 일련 제 01/013,956, 본 발명의 양수인에게 양도된 미국특허 제 6,181,728(인용문헌3)의 연속출원에 보고가 되어 있는데 처리 윈도우 향상은 스폿 사이즈가 감소하기 때문에 링크에 수직한 분극으로 발생한다. '728특허에 개시된 바람직한 분극 컨트롤러가 스위치 상태에 이용된다.
본 발명의 방법 및 시스템은 스캔 및 측정해야할 목표물에 걸쳐 산화층이 있는 경우 잇점이 있다. 이것은 산화층이 스트레스되고 복굴절이기 때문에 발생할 수 있다. 분극 무감각 배열인 경우, 이는 문제가 아니고 분극이 어떠케 변경될 지라도 비임스플리터로부터의 동일한 반사률과 동일한 신호레벨을 얻는다. 더 많은 일반적인 분극 비임스플리터 또는 더 간단한 코팅이 비임스플리터에 이용되는 경우, 변경된 분극은 반사된 신호의 변경을 야기한다. 산화층의 스트레스가 변경되는 경우, 특히 목표물 마이크로스트럭쳐위에 있는 경우,(목표물 에지을 통과하기 때문에 스트레스를 받는다) 분극은 비임이 목표물을 스캔 함에 때라 변할수 있다. 다시, 이것은 코팅으로 인한 문제가 아니다. 분극 비임스플리터 케이스에 있어서, 검출기에서 측정된 반사된 신호(151)는 분극이 에지 테이터를 수집하고 제어할수 없고 예측할수 없는 결과를 왜곡하는 동일한 시간에 변화하기 때문에 변화한다.
이 분극 무감각 기술은 거리 로버스트 방벙으로간주되고 하나이상의 산화층에 의해 덮인 목표물을 측정하기에 바람직하다. 그러나, 이미징 및 에지 위치 방법을 이용하수 있지만, 승산 이미지 잡음의 존재에서 목표물을 정확하게 측정하기위해 더 복잡한 측정 알고리즘을 필요로 한다.
펄스된 레이저비임을 이용한 이상 반사 변수-세정 측정
일반적인 일치 목표물(100)이 도 14a 및 도 14b의 개략적인도면에 도시되어 있다. 목표물(100)은 하나이상의 불활성화층으로 더 펴지고 이들은 도 1b 및 1c에서 층(13)에 해당하지만 이러게 제한되지는 않는다. 다층에서 링크 제거에 관한 실험동안, 바람직한 분극 무감각 측정 방법을 이용하여 X,Y목표물 위치를 얻는다. 그러나, 솔더 퇴적물(솔더 볼)로부터의 잔류 솔더 플럭스로부터 목표물 영역(100)은 검출기로 얻어진 반사된 신호에 크게 영향을 미치게되어 잡음 프로화일(101)을 햐기하게 된다. 측정에 대한 충격은 최소한의 사각의 잔류물이 위치를 추정하기 위해 이용된 알고리즘을 고정하기 때문에 수정된다. 이 예시에서, 목표물 영역은 양 콘트라스트(예를들어, 높게 측정된 강도)영역으로 도시되어 있지만, 당업자는 콘트스트 반전은 목표물(100)과 배경사이의 콘트라스트가 측정에 적합한 경우 수용가능하다는 것을 알수 있을 것이다.
낮은 피크 전력을 가진 펄스된 비임을 이용하여 파편을 제거한다. (예를들어, 매우 일정한 강도와 거의 파편이 없는 영역과 관련된)향상된 예시적인 신호 프로화일(102)는 도 14b에 도시되어 있듯이 클리닝 작업으로 인해 얻어진다. 클리닝용 대효적인 에너지는 .01μj, 예를들어, .005μj이다. 이것은 재료의 손상 임계치이하기고 링크(12)를 제거하기 위해 이용된 일반적인 에너지 이하이다.
일실시예에서, 목표물(1000을 가로 지르는 선형 스켄 또는 다수의 선형 스켄(104)을 이용하여ㅡ 예를들어, %강도 변수나 표준편차를 결정함으로써 충실도를 특정하기 위해 통계학적으로 분석된 반사된 강도 데이터가 얻어진다. 예시적인 실시예에서, 데이터는 약 .001마다에 라인(들)(104)을 따라 택해진다. 그러나, 표본 공간은 얻어진 신호 충실도에 따라 미세하거나 조잡할수 있다. 공간이 너무 미세하면, 부가적인 텍스쳐 잡음이 도입될 수 있다. 너무 조잡한 경우, 에지 콘트라스트(107)가 감소하거나 언더샘플링(undersampling)에 의해 에러가 도입된다. 변수가 초과하면, 클리닝 작업이 펄스된 비임으로 시작된다. 바람직하기로는 레이저 전력은 레이저 퍼리 장비의 표준 부분인 음향 광 모둘레이터로 제어된다(즉, 도 134의 에너지 제어). 링크 블로잉 시스템내의 강도 제어와 펄스 선택용 모듈레이터의 작동은 미국특허 제 5,998,579(예를들어, 인용문헌4, 컬럼 7, 및 이와 관련된 도면)에 더 상세히 설명되어 있다. 당업자라면 이러한 모듈레이터는 넓은 동적 범위, 예를들어 100:1에 걸쳐 강도 제어을 위해 제공된다. 매우 간단한 사용자 인터패이스는 패스(pass)/페일(fail) 또는 기타 기준을 토대로 작동을 시작하도록 오퍼레이터 상호작용을 위해 제공할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 선형 스캔(들)은 자동적으로 이루어 지고 클리닝 작어 은 각각의 측정 위치에서 수행된다.
바람직한 구성에서, 에너지의 조절만이 필요하고 기타 시스템 파라미터는 클리닝 작업 동안 변경되지 않고 또한 클리닝작업으로 변경되지 않는다. 측정에 당업장는 기타 프로세스 파라미터로인한 상관을 기반으로 시스템 파라미터의 여려 조절을 할수 있게 한다.
바람직한 구성에 있어서, 클리닝 작업은 필요시에 스켄된 영역에만 적용될 것이다. 하나의 구성에 있어서 이 공정은 최소 사각 피트 최소 제곱 피트 알고리즘(least squares fit algorithm)에서 적절한 잔류물을 얻는 측정목료로 반복된다. 잔류물이 의도한 값이상 이면, 하나이상의 영역의 스켄이 얻어지고 클리닝이 발생한다. 어느 경우에, (클리닝이 어려운 경우) 스켄라인의 위치를 조절하는 것이 바람직할 수 있다. 충실도 측정(예를들어, 콘트라스트, 표준 편차)을 이용하여 클리닝 작업을 안내한다. 바람직하기로는, 1개만의 통과가 요구될 것이다.
많은 배열을 이용하여 클링 발명을 실행할다는 것을 이해할 것이다. 예를들어 어레이 카메라는 균일하지 않은 강도의 영역을 식별하기 위해 상이한 파장 조명하는데 이용될 수 있다. 광측정이 당업바는 이러한 구성을 실행할수 있을 것이고 이러한 구성은 본발명의 범위내이다.
경우1, 반사률 측정과 전력 조절 단일파장
상기 논점은 X, Y기준위치를 위치조정하여 측정하는 바람직한 측정 방법 및 시스템에 관한 것이다. 처리 에너지 윈도우를 더 향상시키기 위한 부가적인 옵션은 처리해야할 재료가 필요한 경우에 레이저 에너지와 전력을 조절하기 위한 측정과 제어 개념이다. 반사률이 크면 에너지는 증가하게되어 이 반사 손실을 보상하게 된다. 반사률이 낮으면, 더 많은 에너지가 공작물 또는 목표물 마이크로스트럭쳐에 연결되기 때문에 더 많은 에너지가 공작물 또는 마이크로 스트럭쳐에 연결된다.
금속과 산화층사이의 광간섭은 반사률에 크게 영향을 미쳐서 금속링크(도 11 및 도12)에 있어서의 흡수에 영향을 미치게 한다. 공정 엔지니어가 최상의 산화물 두께를 설계하려고 함에 의해 링크에서의 흡수률을 최적화하려고 노력할 지라도, 필요한 두께 공차는 제어하기 어렵다. 일반적으로 층의 두께는 10%까지 변화하고 처리해야할 상층과 금속층사이에 산화물의 열러층이 있을수 있다.
링크에 걸쳐 두께와 굴절률이 결정되면, 링크를 처리하는데 필요한 에너지가 산출될 수 있어서 조절된다. 필름의 광 컨스탄트(constant)를 결정하는데에는 두가지의 방법이 있다. 이들은 엘립섬메트리(elliosometry) 및 스팩트럼 분석이이다. 엘립섬메트리는 광비임이 표면에 전달하거나 이 표면으로부터 반사됨에 따라 분극의변화를 이용한다. 분극의 변화량은 광비임이 이동하는 재료의 두께와 재료의 굴절률을 결정한다. 스팩트러 메트릭 방법(spectrometric method)은 상이한 파장에서 표면으로부터의 반사를 측정하여 동일한 광 콘스탄트를 결정한다. 스팩트로메터의 상업상 개정에 있어서, 반사한 광은 256의 상이한 파장이고 매우 높은 정밀도에 대한 두께, 반사율 및 폐지 계수(흡수률)에서 감지된다.
또다른 방법은 두개의 상이한 파장에서 반사률을 측정하는 것이고, 산화물의의 두꼐를 계산하는 것이다. 장치에 이용되는 산화물의 굴절률이 측정될 수 있으면, 반사률과 그에 따른 링크상에 흡수된 레이저 방사의 부분이 산출될수 있다. 이 흡수을 알면 링크를 제거해야 하는 최적 레이저 에너지가 레이저계로 프로그램될 수 있다. 이 제 2 방법은 트리밍해야 하는 재료가 얇고 에너지가 이 필름을 통해 전달되는 박막 트리밍에 더 정확하다.
두께 측정과 에너지 제어의 수행은 도 13에 도시되어 있다. 링크를 제거하는데 이용되는 레이저(160)는 두께 측정하기 위해 레이저 파장들 중 하나를 제공한다. 부품에 전달된 에너지는 도 13에 도시되어 있듯이, 음향 광 모듈레이터에 의해 제어되고 부품에 손상 없이 반사률을 측정하는 레벨까지 감소된다. 반사률을 측정 하기위한 기타 파장은 도시되어 있듯이 광통로에 더해진 래드(red)레이저 다이오드(즉 670nm 다이오드)에 의해 제공될 수 있다.
비임스플리터(166, 167)(예를들어, 다이크로닉 미러)를 일반적으로 이용하여 두개의 파장을 장치 표면에 전달하고 반사한 비임을 포토다이오드 검출기(164, 165)에 직향시킨다. 반사률을 도 13에 도시되어 있듯이 포토다이오드(164, 165)가 감지한다. 두개의 포토다이오드(즉, 670nm다이오드와 1047nm검출기)의 반사강도로부터 그리고 산화물층의 굴절률알면, 산화물의 두께가 균일하게 결정된다.
두께와 반사률이 알려지는 경우, 링크재료의 흡수가 산출되고 최적 에너지가 컴퓨터에 의해 음향 광학 에너지 제어 장치로 프로그램될 수 있다.
최고 정밀도를 위해, 스폿의 사이즈와 링크 크기가 산출에 이용될 수 있다. 도4a 및 도 4b을 참조하면, 링크밖으로 강하 하는 에너지가 있어서 링크상에 강하되지 않는 반사된 광의 차이가 산출되어져야 한다는 것을 알수 있다. 따라서, 두개의 측정은 링크에 의해 커버되지 않는 반사된 에너지을 수용하도록 되어져야 한다. 이들 측정은 펄스당 필요한 에너지가 산화물의 두께가 웨이퍼를 가로 질러 변화함에 따라 변화될는 경우 각각의 다이에 수행된다. 대안적으로 이 방법은 프로세서 감지를 위해 한 웨이퍼 한 웨이퍼을 기반으로 선택적으로 적용된다. 이 기술은 간섭효과로 인한 링크의 흡수의변수를 고려한 높은 측에 있는 레이저 처리 에너지를 이용하기 위한 요건을 감소시킨다.
경우2, 반사룰 측정 및 전력 조절: 동조 가능하거나 조절 가능한 파장
공정 에너지 윈도우는 범위에 걸쳐 파장을 조절함으로써 향상될수 있는데, 목표물에 대한 에너지의 결합이 향상되고 스택 반사률이 간섭효과에 의해 증가되거나 기판 반사률이 증가한다. 특별한 반도체 튜닝 가능한 레이저-광 파라미터 오실레이터(OPO), 라만 및 동조간으한 레이저가 이용되어 전력과 반복률 요건이 주어진 응용에 만족하는 경우에 사용된다. 예를들어, 파라미터 오실레이터는 고정된 파장을 갖는 면 2 또는 3수정을 동시에 갖는다, 어떤 환경하에서, 동조가능한 에너지가 작동할 수 있다. 공개된 미국특허 출원 2001-0036206은 전기통신산업을 위해 개발된40nm(즉 1.55㎛ 파장)을 갖는 동조 가능한 레이저 다이오드를 개재하고 있다. 표준 OPO레이저는 높은 전력과 좁은 펄스를 제공하지 만 일반적으로 매우 느린 레프(rep)속도를 가지지만 어떤 응용에서는 적절하다. 그러나, 10KHz버젼이 20KHz반복속도에 대하여 예시 및 제안되어 오고 있다. 미국특허 제 6,334,011호 및 5,998,759(인용문헌4) 및 미국특허 제 6,340,806(인용문헌6)은 시프터의 여러 결합을 개시하고 있다. fosterite레이저는 실리콘의 흡수 에지 영역을 스트래들(straddle)하는 동조 가능한 영역을 갖고 실리콘의 흡수 에지이상, 이하 모든 동작을 허락할 수 있다. 기술의 현재 상태에서 이들은 적시에 될수 있는 것만큼 효율적으로 나타나지 않는다. 재료와 개량이 레이저 분야에서 계속 발전하고 있기 때문에, 이러한 장치를 이용하고 처리를 위한 장점을 얻을 수 있는 것은 본발명의 범위내이다. 예를들어, 다층 두께와 반사률 측정은 연장되어 향상된 에너지 윈도우을 위해 제공되는 파장 범위를 선택한다.
기판과 링크사이의 단일층을 갖는 구리 링크에 대한 응용
상기 개시는 종래의 링크 구조(도 2-B)에 선택적으로 이용가능하고 예를들어 단층 유전체 층에 의해 기판으로부터 분리된 높은 반사률의 동링크의 처리에 응용될수 있다. 생산경향이 폴리실리콘구조를 멀리하고 Al 및 Cu의 금속쪽으로 지향하는데 이는 신뢰성 문제를 방지하고 생산을 증가하기 위해 링크 처리 시스템에 대한 노력이다. 상술했듯이, 많은 구리를 기반으로 한 장치는 다층 스택을 갖는데, 기판과 스택손상은 상기 기술에 의해 파장 선택, 공간 비임 형성 또는 일시적인 현상이 방지될수 있다. 그러나, 어는 제조자는 동 링크하에서 유전체을 모두 에칭하고 퓨즈를 단일층 유전체에 축전하며 링크와 기판사이에는 SiN층이 없다. 종래의 레이저 처리에 있어서, 기판손상의 가능성은 구리처리를 위해 필요한 고전력으로 인해 증가한다.
어느 경우에, 다층펄스(이중 브레스트)의 처리를 이용하여 금속퓨즈를 처리한다. 그러나, 두개의 통과가 온라인 메모리 처리 시스템상에서 존재하는 것이 필요하기 때문에 이중 브레스트 접근 방식에 대한 생산문제가 있다. 제 1 제 2 블래스트사이에 연장된 시간임에도 불과하고 제 1브래스트가 실패할 지라도 시뮬레이트된 결과와 실험에 의하면 제 2블래스트가 링크를 완전히 개방한다는 것을 보여준다. 특정의 경우에 향상된 생산이 보고된다. 시뮬레이션 결과에 의하면, 단일 브래스트 에너지의 50%에너지를 가지는 이중 블래스트가 매우 흥미럽다. 즉 관찰에 의하면 Si기판은 히트 싱크로써의 역할을 하고 매우 급속하게 냉각된다. 도 16에 도시되어 있듯이, 단지 10-20ns표시된 결과는 온실온도에 대해 안정화를 위해 Si기판(201)에 필요하다. 동 목표물(202)회복은 중요한 차등 열 특성을 나타내기 위해 매우 느리다. 제 2 펄스는 절단장소에서 파편을 청결하게하여 오픈회로를 야기한다. 추정에 의하면 단일 블래스트에 이용된 에너지의 약 60-70%는 이중 블래스트이 각각의 펄스에 대하여 요구된다. 펄스 에너지는 각각의 펄스로 변한다. 예를들어, 펄스 지연은 50ns이지만 매우 짧은 지연이 가능하다는 것이 분명하다.
일 실시예에서, 도 15a의 지연 라인 구성을 이용하여 생산물의 어떤지연을 방지한다. 예를들어, '118특허(즉, 인용문헌2)의 바람직한 위치조절 시스템은 미세 단계 속도 순간동안 약 150mm/sec라고 가정한다. 두개의 펄스 사이의 30ns인 경우, 링크 위치에서 비임 위치의 변화는 무시할수 있는 0.0045이다. 광지연 라인(도 15b, 및 15c)에서, 비임에 대한 공기의 연장된 통로의 9미터는 제 2 펄스동안 지연이 30ns일 것이다. 대안적으로, 도 15a에 도시되어 있듯이, 제 2 레이저는 트리거 펄스사이의 제어가능한 지연 또는 30ns로 이용될 수 있고 트리거 지연은 프로그램 가능한 디지털 지연 라인으로 발생할 수있다. 일시적인 펄스 형상은 에를들어 시드 레이저 다이오드로 발생된 급속 상승하는 사각펄스(시뮬레이션에서 사용되었듯이)일 것이다.
펄스결합을 발생하는 다수의 홉션이 이들 개시를 토대로 수행될 수 있다. 예를들어, 하나이상의 펄스는 수 피코초에서 수 나노초보다 큰 기간을 갖을 수 있다. 이 펄스는 모드 로크된 펄스로 증폭하게된다. 하나이상의 펄스는 5나노초이하의 펄스폭을 갖는 q스위치된 미이크로레이저로 발생될 수있다. 하나이상의 펄스가 제 2 광통로을 따라 전파되어 펄스지연이 도 15b,c에 도시되어 있듯이, 광통로 길이의 차이에 의해 결정된다. 다증 레이저 및/또는 증폭기는 도 15a에 도시되어 있는 것과 같이 이용될수 있다.
도 18에 도시되어 있듯이, 발생된 펄스(275)는 발생된 펄스(275)는 소정의 지연, 예를들어, 60MHz모드 록된 시스템보다 거의 같거나 짧은 반복 속도와 대응하는 일시적 공간을 갖을 수 있고 모듈레이터을 이용하여 펄스(276)의 마이크로스트럭쳐 또는 그룹을 방사하는 적어도 제 2 펄스를 선택한다. 미국특허 5,998,759(예를들어, 인용문헌4, 컬럼 7 및 이와 관련된 도면)은 펄스로 하여금 요구에 따라 링크를 방사하게 하는 모듈레이터의 이용을 개시하고 있다.
부가적인 옵션을 이용하여 결합전에 하나이상의 지연된 펄스를 공간적으로 형성한다. 예를들어, 도 17에 도시되어 있듯이, 제 1 펄스(210)는 링크의 길이를 따른 타원 또는 원형 가우시안 공간 형상 또는 상부 헤드(hat)일수 있다. 제 2펄스(212)는 상이한 가로대 세로비를 갖고 클리닝 펄스의 특정형태일 수 있으며, 이 스폿의 중앙 죤이 아포다이징 필터(apodizing filter)로 흡수되거나 중앙 엄폐로 효과적으로 제거될 수 있다. 이러한 경우에, 에너지가 제 1 펄스로 처리함으로써 링크 위치 주위의 파편(211)을 제거하기위해 링크 주변에 집속되어 처리(213)를 완료한다. (분명히 하기위해, 온 더 플라이(on-the-fly)링크 장소 클리닝 설정은 상술한 측정방법의 클리닝과 구별된다). 인용문헌(1)은 링크 블로잉 응용을 위한 비임 형상의 예를 제공한다 가우시안 스폿 프로화일이 아닌 균일한 분표가 개재되어 있다.
어떤 경우에, 마이크로스트럭쳐와 레이저 비임사이의 상대운동이 스폿 사이즈의 25%이상인 펄스사이에서 중요하다. 이것은 (증가한 펄스 에너지를 갖는) 느린 반복속도, 빠른 이동속도, 길게 미리결정된 지연, 또는 감소한 목표물 영역의 결 과이다. 수 마이크로 주울의 범위의 출력 에너지를 갖는 펄스는 100KHz-10MHz반복속도를 갖는 반면, 10-40나노주울 출력을 갖는 시스템은 50MHz반복속도를 갖는다. 전자의 경우에, 고속, 작은 각도 비임 편향을 이용하여 운동을 보상하고 지연된 펄스를 편향하여 상대운동(258)동안 느리 반복 속도로 제 1마이크로스트럭쳐를 방사한다.
도 19에 도시된 일 실시예에서, 편향기는 폐루푸 구성에서 상대 위치 조정 시스템 콘트롤러(251)에 작동가능하게 연결되어 있다. 편향기는 고속 리트레이스(retrace)/엑세스 타임을 갖는 단일축 음향 광 장치이다. 대안적으로, 더 높은 속도 저자 광한 평향기(예를들어, 그레디언트 인덱스 편향기 또는 가능한 디지털 광 편향기)가 이용된다. 편향기는 참조문헌(4)(컬럼 7 및 이와 관련된 도면)에 개시되어 있듯이 강도 제어와 펄스 게이팅(gating)/선택을 위해 이용된다. 대안적으로, 전자 광 모듈레이터가 퍼프 모드(chirp mode)(램덤 액세스 모드와 반대로의 선형 모드)에서 작동하는 분리 음향 광 편향기와 함께 이용되고 위치조절 시스템 좌표(254)를 토대로 동기(트리거)(253)된다. 위치조절 시스템 좌표는 다음 상대운동(258)동안 선택된 펄스(259)에 대응하는 시간 t1, t2, t3에서 동일한 단일 마이크로스트럭쳐(256)를 방사하도록 레이저 펄스가 모듈레이터에 의해 게이트된 시간과 관련이 있다.
또 다른 실시예에서, 단일 레이저 펄스를 이용하여 한번에(예를들어, 두개이상의 링크는 없음)까지 브레스트하는데 하는데 이용된다. 도 20을 참고하면, 두개 의 집속된 스폿(306, 307)이 시준된 레이저 비임(310)을 두개의 분지된 시준 비임(309)로 공간적으로 분할함으로써 두개의 링크상에 형성된다. 예를들어 특허 용약서 JP53152662는 선택가능한 주파수(fn..fn)을 갖는 다중 주파수 편향기를 이용하여 마이크로 구멍을 드릴링하는 하나의 구성을 도시한다.
레이저(300)는 소정의 반복 속도로 펄스된다. 레이저 비임은 레이저 비임 요부의 중간 이미지를 음향 광학 모듈레이터(AMO)구멍에 형성하는 릴레이 광학 장치(302)을 통해 지나간다. 브레그 영역(Bragg regime)에서 작동하는 AMO(303)을 두개의 약간 분지된 시준된 제 1차 굴절 레이저 비임을 제어가능하게 발생하고 각각의 비임에서 에너지를 제어한다. AMO는 두개의 주파수, f1, f2에 의해 구동되면, 여기서 f1=f0+△f 및 f2= f0-△f 여기서,△f는 원래 RF신호 주파수 f0의 작은 백분율이다. 두개의 비임사이의각은 f0곱하기2(△f/f0)에 대한 브래그 각과 거의 동일하다.
AMO를 탈출한 후, 비임은 X 또는 Y중 어느하나를 지향하는 링크와 축상에서 비임 90도로 회전시키도록 비임 회전 제어 모듈(313)을 통과한다. 일 실시예에서, 프리즘은 많은 회전기술이 관련된 출원에 대한 교차 인용문헌에서 설명된 미국출원에 설명되어 있듯이, 공지되어 있을 지라도, 이 회전을 위해 이용된다.
다음에, 비임이 비임요부를 위치하기 위해 광학장치의 세트를 통과하여 비임크기를 즘 고아학장치와 대물렌즈(305)에 적합하도록 설정한다. 증 광학 장치는 두개의 비임사이의 각을 수정하여 AMO을 탈출하는 두개의 비임사이의 각은 즘설정에 따라 조절되어 촛점 평면의 바람직한 스폿분리를 야기한다는 것을 알수 있다. 다음 레이저 비임은 한쌍의 집속된 스폿(306, 307)을 두개의 링크에 제공하는 대물렌즈(305)에 들어간다. 이 두개의 스폿은 두개의 비임사이의 각 곱하기 렌즈 촛점 길이와 거의 같은 거리로 분리된다. 일 실시예에서, 약 2.3MHz(77.7-83.2MHz)의 스위프 범위를 갖는 80MHz AOM 중심 주파수을 이용하여 약 3㎛까지 공간을 둔 인접한 한쌍의 링크상에 약 1.8㎛의 스폿크기를 발생하는데 이용된다. 이미 언급했듯이, 이들 링크는 매우 고속의 동작에서 레이저 비임과 마이크로스트럭쳐의 정밀한 위치를 요구하는 레이저 파장(예를들면, 1마이크론)의 크기를 갖는다.
본발명을 수행하기 위한 방법이 상세히 설명되어 있을 지라도, 본발명과 관련된 기술에 익숙한 이는 다음 청구범위에 의해 한정되어 있듯이 본 발명을 실행하는 여러 다른 설계와 실시에을 인지할 수 있을 것이다.
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Claims (283)

  1. 다층 스택은 기판과 마이크로스트럭쳐를 분리하는 두개이상의 유전체층을 포함하는 내부층을 가지며, 기판, 마이크로스트럭쳐 및 상기 멀티층 스택을 포함하는 멀티 레벨, 멀티 재료를 레이저 처리하는 방법에 있어서,
    a) 1.2 마이크론 이하의 소정의 파장과 하나이상의 일시적인 형상 및 공간형상을 포함하는 소정의 특성을 가지는 하나이상의 레이저 펄스를 포함하는 펄스된 레이저 비임을 발생하는 단계와;
    b) 위치 측정은 마이크로스트럭쳐와 비임 요부의 공통위치의 예측을 얻기 위해 이용되며, 기준 위치에서 얻어진 적어도 위치측정을 기반으로하여 3차원 공간에 레이저 비임의 요부와 마이크로스트럭쳐를 상대적으로 위치시키는 단계와;
    c) 어느 시간에 예측된 공통위치을 토대로 하나이상의 펄스로 마이크로스트럭쳐를 방사하는 단계를 구비하며, 상기 비임 요부와 마이크로스트럭쳐가 실질적으로 일치하며, 상기 마이크로스트럭쳐는 마이크로스트럭쳐에서의 실질적인 최대 펄스 에너지 밀도로 깨끗하게 제거되며, 기판에서의 펄스 에너지 밀도는 기판의 손상 임계치 이하이고 마이크로스트럭쳐에서의 실질적인 최대 펄스 에너지 밀도는 기판의 손상 임계치이상이며, 스택과 기판의 내부층에 대한 바람직하지 않은 변경이 방지되는 것을 특징으로 하는 레이저 처리 방법.
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  5. 제 1항에 있어서,
    소정의 특성은 약 10나노초이하의 기간과 약 2나노초이하의 상승시간을 갖는 실질적으로 사각 펄스인 것을 특징으로 하는 레이저 처리 방법.
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  42. 제 1항에 있어서,
    소정의 특성은 비임요부에서의 방사 프로화일이며, 방사프로화일은 마이크로스트럭쳐의 길이를 따는 상부 헤트(hat) 및 마이크로스트럭쳐의 폭을 따른 실질적인 가우시안인 것을 특징으로 하는 레이저 처리 방법.
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  47. 멀티 층스택은 기판으로부터 마이크로스트럭쳐를 분리하는 두개이상의 유전체층을 포함하는 내부층을 가지며, 기판, 마이크로스트럭쳐 및 멀티층 스택을 포함하는 멀티 레벨, 멀티 재료 장치를 레이저 처리하는 시스템에 있어서,
    1.2이하의 마이크론 이하의 소정의 파장과 하나이상의 일시적인 형상 및 공간을 포함하는 소정의 특성을 가지는 하나이상의 레이저 펄스를 포함하는 펄스된 레이저 비임을 발생하는 수단과;
    위치 측정은 마이크로스트럭쳐와 비임 요부의 공통위치의 예측을 얻기 위해 이용되며, 기준 위치에서 얻어진 적어도 상기 위치측정을 기반으로 하여 3차원 공간에 레이저 비임의 요부와 마이크로스트럭쳐를 상대적으로 위치시키는 수단과;
    c) 어느 시간에 예측된 공통위치을 토대로 하나이상의 펄스로 마이크로스트럭쳐를 방사하는 수단를 구비하며, 상기 비임 요부와 마이크로스트럭쳐가 실질적으로 일치하며, 상기 마이크로스트럭쳐는 마이크로스트럭쳐에서의 실질적인 최대 펄스 에너지 밀도로 깨끗하게 제거되며, 기판에서의 펄스 에너지 밀도는 기판의 손상임계치이하이고 마이크로스트럭쳐에서의 실질적인 최대 펄스 에너지 밀도는 기판의 손상에너지 이상이며, 스택과 기판의 내부층에 대한 바람직하지 않은 변경이 방지되는 것을 특징으로 하는 레이저 처리 시스템.
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  93. 멀티 층스택은 기판으로부터 마이크로스트럭쳐를 분리하는 내부 유전체층을 지니며, 기판, 마이크로스트럭쳐, 및 상기 멀티층 스택을 포함하는 멀티레벨, 멀티재료 장치를 레이저 처리하는 방법에 있어서,
    스택의 층에 의한 레이저 비임의 최소한의 반사는 하나이상의 다른 파장에 대해 기판에 있어서의 에너지밀도를 감소하며, 상기 기판의 흡수 에지(edge) 이하의 소정의 파장을 지니고 하나이상의 레이저 펄스를 포함하는 펄스된 레이저를 발생하는 단계와;
    마이크로스트럭쳐에 있어서의 펄스 에너지 밀도는 스택의 내층과 기판에 대한 손상을 방지하면서 마이크로스트럭쳐을 제거하기에 충분하며 하나이상의 레이저 펄스로 상기 마이크로스트럭쳐을 처리하는 단계을 구비한 것을 특징으로 하는 레이저 처리 방법.
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  106. 멀티층 스택은 기판으로부터 마이크로스트럭쳐를 분리하는 내부 유전체층을 지니며, 기판, 마이크로스트럭쳐 및 멀티층 스택을 포함하는 멀티 레벨, 멀티 재료 장치를 레이저 처리하는 시스템에 있어서,
    상기 스택의 층에 의한 레이저 비임의 적어도 반사는 하나이상의 다른 파장에 대해 기판에 있어서의 에너지밀도를 감소시키며, 상기 기판의 흡수에지 이하의 소정의 파장을 지니고 하나이상의 레이저 펄스를 포함하는 펄스된 레이저를 발생하는 수단과;
    마이크로스트럭쳐에 있어서의 펄스 에너지 밀도는 스택의 내층과 기판에 대한 손상을 방지하면서 상기 마이크로스트럭쳐을 제거하기에 충분하며 하나이상의 레이저 펄스로 마이크로스트럭쳐을 처리하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 레이저 처리 시스템.
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  117. 제 106항에 있어서,
    발생하는 단계는 레이저 비임의 파장을 제 1파장으로부터 소정의 파장으로 이동하는 단계를 포함하며, 상기 소정의 파장은 하나이상의 (1)마이크로스트척쳐의 특성, (2) 다층 간섭 (3) 기판 반사율을 기반으로 하는 것을 특징으로 하는 레이저 처리 시스템.
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  127. 삭제
  128. 삭제
  129. 멀티 층 스택은 기판으로부터 마이크로스트럭쳐을 분리하는 내부층을 갖으며, 기판, 마이크로스트럭쳐 및 상기 멀티층 스택을 포함하는 멀티 레벨, 멀티 재료 장치를 레이저 처리하는 방법에 있어서,
    소정의 특성을 갖는 하나이상의 레이저 펄스을 포함하고 소정의 파장을 갖는 펄스된 레이저 비임을 발생하는 단계를 구비하고;
    a) 소정의 파장은 기판의 흡수 에지(edge)이하이고,
    b) 하나이상의 펄스는 약 10마이크로초 이하의 기간 및 10KHz이상의 반복속도를 갖으며,
    위치 조정 측정이 마이크로스트럭쳐와 비임요부의 공통위치의 예측을 얻도록 이용되며, 기준위치에서 얻어진 최소한의 위치 측정을 기반으로 3차원 공간에서 레이저 비임의 요부와 마이크로스트럭쳐을 상대적으로 위치하는 단계와;
    비임요부와 마이크로스트럭쳐가 일치하고 마이크로스트럭처는 마이크로스트럭쳐에서의 최대 펄스 에너지 밀도로 청결하게 제거되고 스택과 기판의 내부층에 대한 바람직하지 않은 변경이 방지되며,
    어느 시간에 예측된 공통위치을 기반으로 하나이상의 레이저 펄스로 마이크로스트럭쳐를 방사하는 단계; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 처리 방법.
  130. 삭제
  131. 삭제
  132. 삭제
  133. 제 129항에 있어서,
    다수의 펄스가 발생되고 멀티 재료장치의 재료의 물리적인 특성을 기판으로 소정의 지연까지 지연되는 것을 특징으로 하는 레이저 처리 방법.
  134. 삭제
  135. 멀티층 스택은 기판으로부터 마이크로스트럭쳐을 분리하는 내부층을 갖으며, 기판, 마이크로스트럭쳐 및 상기 멀티층 스택을 포함하는 멀티 레벨, 멀티 재료 장치를 레이저 처리하는 시스템에 있어서,
    소정의 특성을 갖는 하나이상의 레이저 펄스을 포함하고 소정의 파장을 갖는 펄스된 레이저 비임을 발생하는 수단를 구비하고,
    a) 상기 소정의 파장은 기판의 흡수 에지 이하이고,
    b) 하나이상의 펄스는 약 10마이크로초 이하의 기간 및 10KHz이상의 반복속도을 갖으며,
    위치 측정이 마이크로스트럭쳐와 비임요부의 공통위치의 예측을 얻도록 이용되며, 기준위치에서 얻어진 최소한의 위치 측정을 기반으로 3차원 공간에서 레이저 비임의 요부와 마이크로스트럭쳐을 상대적으로 위치하는 수단과;
    비임요부와 마이크로스트럭쳐가 일치하고 마이크로스트럭처는 마이크로스트럭쳐에서의 최대 펄스 에너지 밀도로 청결하게 제거되고 스택과 기판의 내부층에 대한 바람직하지 않은 변경이 방지되며,
    어느 시간에 예측된 공통위치를 기반으로 하나이상의 레이저 펄스로 마이크로스트럭쳐를 방사하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 처리 시스템.
  136. 삭제
  137. 제 135항에 있어서,
    발생하는 수단은 마이크로레이저을 포함하는 것을 특징으로하는 레이저 처리 시스템.
  138. 삭제
  139. 삭제
  140. 삭제
  141. 삭제
  142. 삭제
  143. 삭제
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  145. 기판과 하나이상의 마이크로스트럭쳐을 포함하는 멀티 재료 층을 열을 기반으로한 레이저 처리하는 방법에 있어서,
    이 처리는 열 처리 시스템의 위치 조절 서브시스템으로 제어된 단일 통과 작동에 있어서의 다중 펄스로 발생하며, 상기 위치조절 서브시스템은 장치와 레이저 비임 요부사이의 상대 운동을 야기하며, 상기 처리는 기판에 손상없이 마이크로스트럭쳐을 제거하며, 상기 방법은
    제 1 소정의 특성을 갖는 제 1 펄스를 발생하는 단계와;
    제 1 펄스로 하나이상의 마이크로스트럭쳐을 방사하는 단계와, 제 1 비임요부는 제 1 펄스와 관련되어 있고 하나이상의 마이크로스트럭쳐는 실질적으로 일치하고 상기 방사 단계는 하나이상의 마이크로스트럭쳐을 처리하며,
    제 2 소정의 특성을 갖는 제 2 펄스를 발생하는 단계와; 이 제 2 펄스는 제 1 펄스에 대해 소정의 시간으로 지연되며,
    제 2 펄스를 이용하여 하나이상의 마이크로스트럭쳐을 방사하는 단계와; 이 제 2 비임요부는 제 2 펄스와 관련되어 있고 하나이상의 마이크로스트럭쳐는 실질적으로 일치하고 제 2 펄스로 하나이상의 마이크로스트럭쳐을 방사하는 단계는 하나이상의 마이크로스트럭쳐을 더 처리하고 제 1 및 제 2 펄스을 이용하여 하나이상의 마이크로 스트럭쳐을 처리하는 것은 단일 통로에서의 비임 요부와 하나이상의 마이크로스트럭쳐의 상대 운동중 발생함으로써 열 처리시스템의 생산이 실질적으로 향상되는 것을 특징으로 하는 열적 기반을 둔 레이저 처리 방법.
  146. 삭제
  147. 삭제
  148. 삭제
  149. 삭제
  150. 삭제
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  152. 제 145항에 있어서,
    소정의 시간은 기판의 열특성에 의해 결정되고 기판 온도는 제 2 펄스로 하나이상의 마이크로스트럭쳐을 방사하는 단계동안 기판의 온도와 비교해 소정의 시간 후 실질적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 열적 기반을 둔 레이저 처리 방법.
  153. 삭제
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  161. 제 145항에 있어서,
    제 2 펄스의 공간 비임 형상은 제 1 펄스의 에너지 밀도이하의 에너지 밀도를 갖는 클리닝 비임형태 인것을 특징으로 하는 열적 기반을 둔 레이저 처리 방법.
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  177. 기판과 하나이상의 마이크로스트럭쳐을 포함하는 멀티 재료 층을 열을 기반으로한 레이저 처리 시스템에 있어서, 이 처리는 열 처리 시스템의 위치 조정 서브시스템으로 제어된 단일 통과 작동의 다중 펄스로 발생하며, 이 위치조절 서브시스템은 장치와 레이저 비임 요부사이의 상대 운동을 야기하며, 이 처리는 기판에 손상없이 하나이상의 마이크로스트럭쳐을 제거하며, 이 시스템은,
    제 1 소정의 특성을 갖는 제 1 펄스를 발생하는 수단과;
    제 1 펄스로 하나이상의 마이크로스트럭쳐을 방사하는 수단과; 제 1 비임요부는 제 1 펄스와 관련되어 있고 하나이상의 마이크로스트럭쳐는 실질적으로 일치하고 방사 단계는 하나이상의 마이크로스트럭쳐을 처리하며,
    제 2 소정의 특성을 갖는 제 2 펄스를 발생하는 단계와; 이 제 2 펄스는 제 1 펄스에 대해 소정의 시간으로 지연되며,
    제 2 펄스를 이용하여 하나이상의 마이크로스트럭쳐을 방사하는 단계와; 이 제 2 비임요부는 제 2 펄스와 관련되어 있고 하나이상의 마이크로스터럭쳐는 실질적으로 일치하고 이 제 2펄스는 하나이상의 마이크로스트럭쳐를 더 처리하고 제 1 및 제 2 펄스을 이용하여 하나이상의 마이크로 스트럭쳐을 처리하는 것은 단일 통로에서의 비임 요부와 하나이상의 마이크로스트럭쳐의 상대 운동중 발생함으로써 열 처리시스템의 생산이 실질적으로 향상되는 것을 특징으로 하는 열적 기반을 둔 레이저 처리 시스템.
  178. 삭제
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  198. 제 177항에 있어서,
    하나이상의 마이크로스트럭쳐에서의 펄스사이의 상대적인 위치 변경은 처리해야한 하나이상의 마이크로스트럭쳐의 디면션의 약 10%이상이거나 비임요부의 약 1/2 보다 크며, 펄스사이의 상대운동을 보상하기 위해 위치조절 서브시스템에 작동할 수 있게 연결된 고속 비임 편향기을 포함하고 상기 제 2 펄스는 이편향기에 의해 편향되어 제 2 펄스로 하나이상의 마이크로스트럭쳐을 실질적으로 방사하는 것을 특징으로 하는 열적 기반을 둔 레이저 처리 시스템.
  199. 삭제
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  209. 기판과 마이크로스트럭쳐을 포함하는 멀티 재료 장치를 열을 기반으로 한 레이저 처리를 하는 방법에 있어서,
    장치의 재료의 차등 열 특성을 기반으로 하나이상의 소정의 특성을 갖는 하나이상의 펄스를 발생하는 단계와;
    하나이상의 레이저 펄스로 마이크로스트럭쳐을 방사하는 단계을 구비하고; 하나이상의 펄스의 제 1 부분은 기판과 마이크로스트럭쳐사이의 온도차을 증가시키고 하나이상의 펄스의 제 2 부분은 기판과 마이크로스트럭쳐사이의 온도차를 증가하여 기판에 손상없이 다중 재료 장치을 처리하는 것을 특징으로 하는 열적 기반을 둔 레이저 처리 방법.
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  222. 기판과 마이크로스트럭쳐을 포함하는 다중 재료 장치를 열을 기반으로 한 레이저 처리를 하는 시스템에 있어서,
    장치의 재료의 차등 열 특성을 기반으로 하나이상의 소정의 특성을 갖는 하나이상의 펄스를 발생하는 수단과;
    하나이상의 레이저 펄스로 마이크로스트럭쳐을 방사하는 수단을 구비하고 하나이상의 펄스의 제 1 부분은 기판과 마이크로스트럭쳐사이의 온도차을 증가시키고 하나이상의 펄스의 제 2 부분은 기판과 마이크로스트럭쳐사이의 온도차를 증가하여 기판에 손상없이 다중 재료 장치을 처리하는 것을 특징으로 하는 열적 기반을 둔 레이저 처리 시스템.
  223. 삭제
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  235. 레이저로 처리해야할 제 1재료를 갖는 소정의 목표물의 현미경(microscopic) 위치 변수를 보상하기 위해 펄스된 레이저 비임의 요부을 상대적으로 정밀하게 위치조절하는 방법에 있어서,
    측정을 얻기 위해 소정의 측정 위치에 형성된 하나이상의 일치 목표물의 부분을 측정하는 단계와;
    상기 하나이상의 일치 목표물은 제 2 재료의 하나이상의 층에 의해 덮혀져 있고, 상기 측정단계는 파편을 그 영역으로 부터 제거하여 반사률 변수를 보상하고 검출기에서의 승산잡음과 관련된 신호변수를 감소하기 위해 방사 클리닝 비임으로 측정된 영역의 부분을 선택적으로 방사하는 단계와;
    예측된 상대 위치를 얻기 위해 상기 측정을 기반으로 레이저 비임의 요부와 소정의 목표물의 상대위치를 예측하는 단계와;
    예측된 상대 위치을 기반으로 소정의 목표물과 비임 요부사이에서 상대 운동을 유도하는 단계와;
    하나이상의 펄스를 유도하는 레이저 비임을 발생하는 단계와;
    소정의 목표물위의 스폿상에 하나이상의 펄스를 방사하는 단계를 포함하고,
    하나이상의 펄스는 소정의 목표물을 처리하기에 충분한 것을 특징으로 하는 펄스된 레이저 비임의 요부을 상대적으로 정밀하게 위치 조절하는 방법
  236. 삭제
  237. 삭제
  238. 삭제
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  244. 삭제
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  247. 제 235항에 있어서,
    하나이상의 일치 목표물은 기판과 소정의 목표물사이에 배치된 하나이상의 유전층과 기판을 포함하는 다층 재료 반도체 메모리의 부분이고 방사 클리닝 비임의 전력은 소정의 목표물, 기판, 또는 하나이상의 유전체층에 대한 바람직하지 않은 변경을 야기하는데 필요한 전력이하인 것을 특징으로 하는 펄스된 레이저 비임의 요부을 상대적으로 정밀하게 위치 조절하는 방법
  248. 삭제
  249. 제 235항에 있어서,
    측정은 3차원 측정인 것을 특징으로 하는 펄스된 레이저 비임의 요부을 상대적으로 정밀하게 위치 조절하는 방법
  250. 레이저로 처리해야할 제 1재료를 갖는 소정의 목표물의 미시적 위치 변수를 보상하기 위해 펄스된 레이저 비임의 요부을 상대적으로 정밀하게 위치조절하는 시스템에 있어서,
    측정을 얻기 위해 소정의 측정 위치에 형성된 하나이상의 일치 목표물의 위치를 측정하는 수단; 하나이상의 일치 목표물은 제 2 재료의 하나이상의 층에 의해 덮혀져 있고, 상기 측정수단은 파편을 그 영역으로부터 제거하여 반사률 변수를 보상하기 하여 검출기에서의 승산잡음과 관련된 변수를 감소하기 위해 방사 클리닝 비임으로 측정된 영역의 부분을 선택적으로 방사하는 수단과;
    예측된 상대 위치를 얻기 위해 상기 측정을 기반으로 레이저 비임의 요부와 소정의 목표물의 상대위치를 예측하는 수단과;
    예측된 상대 위치을 기반으로 소정의 목표물과 비임 요부사이에서 상대 운동을 유도하는 수단과;
    하나이상의 펄스를 유도하는 레이저 비임을 발생하는 수단과;
    소정의 목표물위의 스폿상에 하나이상의 펄스를 방사하는 수단을 구비하여, 상기 하나이상의 펄스는 소정의 목표물을 처리하기에 충분한 것을 특징으로 하는 펄스된 레이저 비임의 요부을 상대적으로 정밀하게 위치조절하는 시스템.
  251. 삭제
  252. 삭제
  253. 삭제
  254. 삭제
  255. 삭제
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  260. 삭제
  261. 삭제
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  263. 삭제
  264. 삭제
  265. 멀티 층, 멀티 재료 장치의 목표구조을 레이저 처리 시스템 에서의, 목표물 구조에 전달된 에너지를 제어하는 방법은,
    각각의 두개이상의 소정의 파장에서 하나이상의 측정을 얻는 단계와;
    이 측정을 기반으로 장치의 하나이상의 두께을 결정하는 단계와;
    하나이상의 층의 간섭두께에 의해 야기된 목표물을 처리하는데 필요한 에너지의 변수을 보상하기 위해 상기 결정된 두께을 기반으로 목표물 구조에 전달된 에너지를 제어하는 단계을 구비한 것을 특징으로 하는 레이저 처리 방법.
  266. 삭제
  267. 삭제
  268. 삭제
  269. 멀티층, 멀티 재료 장치의 목표구조을 레이저 처리하는 시스템에서의, 목표물 구조에 전달된 에너지를 제어하는 제어시스템에 있어서,
    각각의 두개이상의 소정의 파장에서 하나이상의 측정을 얻는 수단과;
    이 측정을 기반으로 장치의 하나이상의 두께을 결정하는 수단과;
    하나이상의 층의 간섭두께에 의해 야기된 목표물을 처리하는데 필요한 에너지의 변수을 보상하기 위해 상기 결정된 두께을 기반으로 목표물 구조에 전달된 에너지를 제어하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 레이저 처리 시스템.
  270. 삭제
  271. 삭제
  272. 삭제
  273. 레이저 처리해야할 제 1 재료을 갖는 소정의 목표물의 미시적인 위치 변수을 보상하기 위해 펄스된 레이저 비임의 요부을 상대적으로 정밀하게 위치조절하는 방법에 있어서,
    하나이상의 측정을 얻기 위해 소정의 측정 위치에 형성된 하나이상의 일치 목표물의 위치를 측정하는 단계와;
    예측된 상대 위치를 얻기위해 하나이상의 측정을 기반으로 레이저 비임과 소정의 목표물의 상대적인 위치를 예측하는 단계와;
    하나이상의 펄스을 포함하는 레이저 비임을 발생하는 단계와;
    예측된 상대 위치을 기반으로 소정의 목표물과 레이저 비임사이의 상대 운동을 유도하는 단계와;
    갱신된 위치 정보을 기반으로 상대운동 동안 예측된 상대위치을 갱신하는 단계와; 이 갱신된 위치 정보는 상대운동 동안 얻어지며,
    갱신된 위치 정보을 기반으로 소정의 목표물을 처리하기 위해 소정의 목표물상의 스폿에 하나이상의 펄스를 방사하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 펄스된 레이저 비임의 요부을 상대적으로 정밀하게 위치조절하는 방법.
  274. 삭제
  275. 삭제
  276. 삭제
  277. 삭제
  278. 레이저 처리해야할 제 1 재료을 갖는 소정의 목표물의 미시적인 위치 변수을 보상하기 위해 펄스된 레이저 비임의 요부을 상대적으로 정밀하게 위치조절하는 시스템에 있어서,
    하나이상의 측정을 얻기 위해 소정의 측정 위치에 형성된 하나이상의 일치 목표물의 위치를 측정하는 수단과;
    예측된 상대 위치를 얻기위해 하나이상의 측정을 기반으로 레이저 비임과 소정의 목표물의 상대적인 위치를 예측하는 수단과;
    하나이상의 펄스을 포함하는 레이저 비임을 발생하는 수단과;
    예측된 상대 위치을 기반으로 소정의 목표물과 레이저 비임사이의 상대 운동을 유도하는 수단과;
    갱신된 위치 정보을 기반으로 상대운동 동안 예측된 상대위치을 갱신하는 수단과와; 이 갱신된 위치 정보는 상대운동 동안 얻어지며,
    갱신된 위치 정보을 기반으로 소정의 목표물을 처리하기 위해 소정의 목표물상의 스폿에 하나이상의 펄스를 방사하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 펄스된 레이저 비임의 요부을 상대적으로 정밀하게 위치조절하는 시스템.
  279. 삭제
  280. 삭제
  281. 삭제
  282. 삭제
  283. 제 177항에 있어서,
    발생하는 수단은 (a) 하나이상의 모드로 록크된 레이저 시스템을 포함하고 펄스를 증폭하는 광증폭기와 (b)q스위치된 마이크로레이저를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열적 기반을 둔 레이저 처리 시스템
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