KR20220038408A - 레이저 처리 시스템 및 방법 - Google Patents

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드미트리 가포노프
마크 카스탕
니꼴라 뒤크로
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알레디아
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Abstract

본 설명은 기판(22)에 인접한 물체(20)의 영역(28)의 처리를 위한 시스템(10)에 관한다. 이 시스템은, 포커스된 레이저빔(18)을 전달하는 입사 레이저빔(16)의 소스(20)를 구비한다. 이 입사 레이저빔의 파장은 500nm와 기판을 형성하는 물질의 밴드갭과 관련된 파장과의 합보다 크고 2,500nm와 이 파장과의 합보다 작다. 이 시스템은 광학 장치를 구비하며, 이 광학 장치는, 0.3보다 큰 디지털 어퍼처와, 기판의 주어진 두께 및 기판과 광학 장치 사이의 주어진 거리에 대하여 기판을 가로지르는 동안 나타나는 구면 수차를 보정하는 수단을 결합한다. 이 처리는 기판(22)을 관통한 영역 상에 실행되며, 상기 영역의 제거 또는 물리적, 화학적, 또는 물리-화학적 변형을 구비한다.

Description

레이저 처리 시스템 및 방법
본 특허출원은 여기에 참조로 포함되어 있는 프랑스 특허출원 FR19/08743의 우선권을 주장한다.
본 개시는 일반적으로 반도체 기판을 구비하는 물체의 레이저 처리 시스템 및 방법에 관한다.
어떤 응용에 있어서는, 예를 들어, 실리콘으로 이루어진 반도체 기판을 구비하는 물체의 레이저 처리를, 그 기판을 통하여 실행할 수 있는 것이 바람직하다. 문서 US 2019/0058085에서는, 실리콘 기판을 덮고 있는 시드층으로부터 형성된 발광 다이오드를, 기판을 통과하는 적외 레이저를 사용하여 시드층을 제거함으로써 기판으로부터 분리하는 그런 응용의 예를 설명하고 있다.
실리콘은 1,100 nm보다 작은 파장을 갖는 전자기 방사선을 투과시키지 않으며, 이것은 가장 일반적으로 판매가능한 적외 레이저의 사용을 하지 못하게 한다는 단점이 있다. 또한, 실리콘을 실질적으로 투과하는 파장의 레이저를 사용한다고 할지라도, 이것은, 특히 레이저와 실리콘 사이의 비선형적 상호작용에 의하여, 제거될 영역 상에 레이저 빔을 효과적으로 촛점 맞추는 것이 어려울 수 있다. 또한 처리될 영역의 옆 영역들의 퇴화를 방지하는 것이 어려울 수 있다.
따라서, 일 실시형태의 목적은 이전에 설명된 반도체 기판을 구비하는 물체의 레이저 처리 시스템 및 방법의 단점을 적어도 부분적으로 극복하는 것이다.
일 실시형태의 목적은 레이저빔이 반도체 기판을 통하여 처리될 영역 상에 촛점을 맞추게 하는 것이다.
일 실시형태의 다른 목적은 처리될 영역 옆의 물체 영역이 그 처리에 의하여 손상되지 않게 하는 것이다.
일 실시형태는 기판에 인접한 물체의 영역의 처리를 위하여 구성된 시스템을 제공하며, 이 시스템은,
포커스된 레이저빔을 전달하도록 구성된 입사 레이저빔의 소스로서, 상기 구성은, 입사 레이저빔의 파장이 500nm와, 기판을 형성하는 물질의 밴드갭과 관련된 파장의 합보다 크고, 2,500nm와, 기판을 형성하는 물질의 밴드갭과 관련된 파장의 합보다 작게 되도록 이루어져 있는 입사 레이저빔의 소스와,
0.3보다 큰 디지털 어퍼처(aperture)와, 기판의 주어진 두께 및 기판과 광학 장치 사이의 주어진 거리에 대하여 기판을 가로지르는 동안 발생하는 구면 수차를 보정하는 수단을 결합한 광학 장치
를 구비하며,
상기 처리는 기판에 인접하고 광학 장치의 반대측, 즉 상기 기판을 관통한 상기 영역 상에 실행되며, 상기 영역의 물리적, 화학적, 또는 물리-화학적 변형 또는 제거를 구비한다.
일 실시형태에 따르면, 기판을 형성하는 물질은 반도체이다.
일 실시형태에 따르면, 소스는 입사 레이저빔의 하나 이상의 펄스를 전달하기 위한것으로, 상기 하나 이상의 펄스의 지속시간은 0.1 ps 내지 1,000 ps 범위에 있다.
일 실시형태에 따르면, 소스는 300kW 내지 100 MW 범위의 피크 파워를 갖는 입사 레이저빔의 상기 하나 이상의 펄스를 전달하기에 적절하다.
일 실시형태에 따르면, 광학 장치는 하나 이상의 비구면 렌즈를 구비한다.
일 실시형태는, 처리될 영역에 인접하는 기판을 더 구비하는 물체의 그 영역의 처리 방법을 제공하며, 이것은 이전에 정의된 바와 같은 시스템에 의하여 기판을 관통하여 전달된 포커스된 레이저빔에 처리될 영역을 노출시키는 것을 구비한다.
일 실시형태에 따르면, 기판은 반도체이다.
일 실시형태에 따르면, 이 방법은 입사 레이저빔의 하나 이상의 펄스의 전달을 구비하며, 상기 하나 이상의 펄스의 지속시간은 0.1 ps 내지 1,000 ps 범위에 있다.
일 실시형태에 따르면, 그 방법은 300 kW 내지 100MW 범위의 피크 파워를 갖는 상기 하나 이상의 펄스의 전달을 구비한다.
일 실시형태에 따르면, 기판은 시스템을 향햐여 배향된 표면을 구비하며, 그 방법은 상기 표면 상에 반사방지층을 형성하는 것을 구비한다.
일 실시형태에 따르면, 기판은 실리콘, 게르마늄, 또는 이들 화합물의 2 이상의 혼합물 또는 합금으로 이루어져 있다.
일 실시형태에 따르면, 물체는 기판을 덮는 유전체층을 구비하며, 처리될 영역은 기판과 유전체층 사이에 존재한다.
일 실시형태에 따르면, 물체는 기판을 덮는 하나 이상의 전자 회로를 구비하며, 처리될 영역은 기판과 전자 회로 사이에 존재한다.
일 실시형태에 따르면, 이 방법은 포커스된 레이저빔에 의하여 관심 영역의 파괴를 구비한다.
이전의 특징 및 장점뿐만 아니라 다른 특징 및 장점이, 첨부된 도면을 참조하여 그것으로 제한되지 않는 예로서 제공된 특정 실시형태의 다음의 설명에서 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 물체의 레이저 처리 시스템의 일 실시형태를 나타낸다.
도 2는 구면 수차를 표시하는 수렴 렌즈를 보여준다.
도 3은 도 1에 도시된 처리 시스템의 광학 장치의 일 실시형태의 간략화된 부분 단면도이다.
도 4는 처리 시스템의 광학 장치의 촛점면에 대한 레이저빔의 거리에 따른, 도 1에 도시된 처리 시스템에 의하여 전달된 레이저빔의 조도의 변화 커브를 보여준다.
도 5는 처리 시스템의 광학 장치의 촛점면에 대한 레이저빔의 거리에 따른, 도 1에 도시된 처리 시스템에 의하여 전달된 레이저빔의 직경의 변화 커브를 보여준다.
동일한 특징들은 각 도면들에서 동일한 참조부호로 지정된다. 특히, 다수의 실시형태들에서 공통인 구조적 및/또는 기능적 특징들은 동일한 참조부호를 가질 수 있으며, 동일한 구조, 치수 및 물질 특성을 부여할 수 있다. 명확성을 위하여, 여기서 설명된 실시형태들의 이해에 용이한 단계들 및 구성요소들만이 표시되고 상세하게 설명된다. 특히, 레이저 소스는 당업자에게 잘 알려져 있으며 이후에는 상세하게 설명되지 않는다.
다음의 설명에서, 용어 "앞", "뒤", "상부면", "바닥면", "왼쪽", "오른쪽" 등의 절대 위치를 한정하는 용어 또는 용어 "위", "아래", "상측", "하측" 등의 상대 위치를 한정하는 용어가 언급되는 경우에, 다른 언급이 없다면, 도면의 방향 또는 일반적인 사용 위치가 언급된다. 특별한 언급이 없다면, 표현 "약", "대략", "실질적으로" 및 "정도의"는 10% 내 및 바람직하게는 5% 내를 의미한다.
도 1은 물체(20)를 처리하는 시스템(10)의 일 실시형태의 단순화된 부분 단면도이다.
처리 시스템(10)은 광축(D)을 갖는 광학 포커싱 장치(14)와 레이저 소스(12)를 구비한다. 소스(12)는, 입사 레이저빔(16)을, 수렴하는 레이저빔(18)을 전달하는, 콜리메이션 장치(14)로 전달하기에 적절하다. 광학 포커싱 장치(14)는 하나의 광학 구성품, 2개의 광학 구성품, 또는 2개 이상의 광학 구성품을 구비할 수 있고, 광학 구성품은 예를 들어 렌즈이다. 바람직하게는 입사 레이저빔(16)은 광학 장치(14)의 광축(D)을 따라서 실질적으로 콜리메이트된다.
물체(20)는 반도체 물질로 이루어진 기판(22)을 구비한다. 반도체 물질은 실리콘, 게르마늄, 또는 이들 화합물의 2 이상의 혼합물이다. 바람직하게는, 기판(22)은 실리콘, 바람직하게는 단결정 실리콘으로 이루어진다. 반도체 기판(22)은 2개의 대향하는 표면(24, 26)을 구비하며, 레이저빔(18)은 표면(24)으로부터 기판(22)을 관통한다. 일 실시형태에 따르면, 표면(24 및 26)은 평행하다. 일 실시형태에 따르면, 표면(24 및 26)은 평면이다. 일 실시형태에 따르면, 기판(22)의 두께는 50㎛ 내지 3mm의 범위에 있다. 일 실시형태에 따르면, 반사방지층(미도시)이 기판(22)의 앞 표면(24)에 제공된다. 변형으로서, 기판(22)은, 적어도 부분적으로 비-반도체 물질, 예를 들어 전기적-절연 물질 또는 전기적-도전 물질로 이루어질 수 있다.
물체(20)는 처리될 영역(28)인, 제2 표면(26)의 레벨에서 처리될 영역(28)을 구비한다. 다른 실시형태에 따르면, 기판(22)은 표면(26) 측에 다른 구성요소로 덮혀 있지 않으며 처리될 영역(28)은 기판(22)의 표면(26)에 대응한다. 도 1에 도시된 본 실시형태에서, 처리될 영역(28)은 표면(26)을 덮고 있는 층에 대응한다. 처리될 층(28)은 기판(22)과는 다른 물질로 이루어질 수 있다. 변형으로서, 처리될 층(28)은 기판(22)과 동일한 물질로 이루어질 수 있으며 따라서 기판(22)의 일부분에 대응한다.
도 1에서는, 처리될 층(28)의 기판의 반대측 상에서 처리될 층(28)을 덮고 있는 부가 영역(30)이 또한 도시되어 있다. 일 예로서, 구성요소(30)는 기판(22) 및 처리될 층(28)과는 다른 물질로 이루어진 층을 구비할 수 있다. 변형으로서, 층(30)은 기판(22)과 동일한 물질 또는 처리될 층(28)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 일 실시형태에 따르면, 층(30)은 유전체 물질, 예를 들어 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막으로 이루어진다. 구성요소(30)는 전자 회로, 예를 들어 발광 다이오드를 갖는 회로 또는 트랜지스터, 예를 들어 MOS 트랜지스터를 갖는 회로를 더 구비할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 이 처리는, 기판(22)으로부터 구성요소(30)를 분리할 수 있도록 처리될 층(28)을 제거하는 것에 대응한다. 다른 실시형태에 따르면, 특히 처리될 영역(28)이 기판(22)의 표면(26)에 대응하는 경우, 이 처리는 표면(26)의 텍스처링(texturing)에 대응한다. 다른 실시형태에 따르면, 이 처리는 처리될 영역(28)에서의 에너지 입력, 예를 들어 화학 반응 또는 물리적 현상을 발생시키는 것에 대응한다.
일 실시형태에 따르면, 처리 시스템(10)에 의하여 전달된 레이저빔(18)의 파장은 기판(22)을 형성하는 물질의 밴드갭에 대응하는 파장보다, 바람직하게는 500nm 이상, 더 바람직하게는 700nm 이상만큼 더 크다. 이것은 레이저빔(18)에 의하여 기판(22)을 가로지르는 동안 레이저빔(18)과 기판(22) 사이의 상호작용을 감소시킬 수 있게 하는데 유리하다. 일 실시형태에 따르면, 처리 시스템(10)에 의하여 전달된 레이저빔(18)의 파장은 기판(22)을 형성하는 물질의 밴드갭에 대응하는 파장보다, 바람직하게는 2,500nm를 초과하는 만큼보다는 크지 않다. 이것은 작은 치수의 레이저 스폿을 형성하는 레이저빔을 보다 용이하게 제공할 수 있게 하는데 유리하다.
기판(22)이 1.14-eV 밴드갭(1.1 ㎛ 파장에 대응)을 갖는 실리콘으로 이루어지는 경우, 레이저빔(18)의 파장은 대략 2 ㎛와 동일하게 선택된다. 레이저빔을 전달하는 소스(20)는 예를 들어 상표명 BrevityHP의 노바에(Novae)에 의하여 상품화되어 있다. 기판(22)이 0.661-eV 밴드갭(1.87㎛ 파장에 대응)을 갖는 게르마늄으로 이루어져 있는 경우, 레이저빔(18)의 파장은 대략 2㎛ 또는 2.35㎛와 동일하게 되게 선택된다.
일 실시형태에 따르면, 레이저빔(18)은 편광된다. 일 실시형태에 따르면, 레이저빔(18)은 직선의 편광에 따라서 편광된다. 이것은 처리될 영역(28)과 레이저빔(18)의 상호작용을 개선할 수 있게 하는데 유리하다. 다른 실시형태에 따르면, 레이저빔(18)은 원형의 편광에 따라서 편광된다. 이것은 기판(22)에서 레이저빔(18)의 전파를 돕게할 수 있는데 유리하다.
일 실시형태에 따르면, 레이저빔(18)은, 1개의 펄스, 2개의 펄스, 또는 2개보다 많은 펄스의 형태로 처리 시스템(10)에 의하여 방출되며, 각 펄스는 0.1 ps 내지 1,000 ps의 범위의 간격을 갖는다. 각 펄스에 대한 레이저빔의 피크파워는 300 kW 내지 100 MW 범위에 있다. 100 펨토세컨드보다 짧은 간격을 갖는 펄스보다 긴 펄스를 사용한다는 사실은 레이저빔(18)의 피크파워를 감소시킬 수 있게 하며, 따라서 기판(22)과 레이저빔(18)의 비선형 상호작용을 감소시킬 수 있게 한다. 나노세컨드 펄스보다 짧은 펄스를 사용한다는 사실은, 처리될 영역(28) 바로 옆의 층들의 손상을 발생시키는 것과 같은, 처리될 영역(28) 외부의 원하지 않는 가열을 회피할 수 있게 한다.
일 실시형태에 따르면, 광학 장치(14)의 화상 디지털 어퍼처는 0.2보다 크며, 바람직하게는 0.6보다 크고, 더 바람직하게는 0.7보다 크다. 화상 디지털 어퍼처는 곱 nosin(i0)과 같으며, 여기서 no는 광학 장치(14)의 출력에서 레이저빔에 의하여 가로질러진 매체, 예를 들어 공기의 파장에서의 굴절률이며, i0는, 광학 장치(14)의 광축(D)과, 광축(D)으로부터 가장 멀리 떨어진 광학 장치(14)로부터 나오는 레이저빔(18)의 반경 사이의 각도이다.
일 실시형태에 따르면, 광학 장치(14)는 레이저빔(18)에 의하여 기판(22)을 가로지는 것에 의한 광학 수차를 보상한다. 특히, 광학 장치(14)는 레이저빔(18)에 의하여 기판(22)을 가로지르는 것에 의한 구면 수차를 보상한다. 레이저빔(18)은 광학 장치(14)에 대하여 수직 입사를 갖는 경우에, 미스포커싱(misfocusing) 이외에, 레이저빔(18)에 의하여 기판(22)를 가로지르는 것에 의한 광학 수차는 구면 수차에만 대응한다. 레이저빔(18)은 광학 장치(14)에 대한 수직 입사를 갖는 경우에, 미스포커싱 이외에, 레이저빔(18)에 의한 기판(22)의 가로지르는 것에 의한 광학 수차는 구면 수차 및 다른 수차, 특히 코마 또는 비점수차에 대응한다.
도 2는 렌즈(50)의 광축(D')에 평행한 선을 갖는 광빔(52)을 수신하며 수렴 광빔(54)을 전달하는 렌즈(50)의 간략화된 부분 단면도를 나타낸다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 입사광선(52)은 동일한 초점에서 수렴하지 않는다. 특히, 입사광선이 렌즈(50)의 광축(D')으로부터 멀리 떨어질수록, 이 선들의 초점들은 렌즈(50)에 더 가깝다. 렌즈(50)의 광축(D')에 가까운 광선에 대하여는, 초점들이 근접해 있고 이 초점들은 단일 초점(F1)을 형성하는 것으로 간주할 수 있다. 그러나, 이러한 접근은, 입사광선과 렌즈(50)의 광축(D') 사이의 간격이 너무 크게 되는 경우, 일반적으로 15도 보다 큰 경우에는, 더 이상 유효하지 않다. 일 예로서, 초점(F1)보다 렌즈(50)에 더 가까운 2개의 초점(F2 및 F3)이 도 2에 도시되어 있다.
광학 장치(14)는, 기판(22)의 주어진 두께 및 기판(22)과 광학 장치(14) 사이의 주어진 거리에 대하여, 기판(22)의 존재시에 비구면이 되도록 결정된다. 광학 장치(14)가 복수의 광학 구성품, 예를 들어 복수의 렌즈를 구비할 때, 각 입력 표면의 곡률과 각 광학 구성품의 각 출력 표면의 곡률은, 전달된 빔(18)의 모든 광선들이 관심 영역에서의 단일 초점(F)에서 실질적으로 초점을 맞추도록 결정된다. 이들 곡률은 디지털 시뮬레이션에 의하여 결정될 수 있다.
도 3은 광학 장치(14)의 일 실시형태를 보여주며, 여기서 광학 장치(14)는, 렌즈(60)의 광축에 평행한 광선을 갖는 입사빔(62)을 수신하며 수렴 광빔(64)을 전달하는 비구면 렌즈(60)을 구비한다. 렌즈(60)는 입력 표면(66)과 출력 표면(68)을 구비한다. 본 실시형태에서는, 출력 표면(68)은 평면이며 입력 표면(66)은 만곡되어 있다. 입력 표면(66)의 곡률은, 입사광빔(62)의 모든 광선이 동일한 초점(F)에서 수렴하도록 결정된다. 입력 표면(66)의 곡률의 결정은, 수렴하는 빔(64)이 공기 영역(70)과 기판(22)을 연속적으로 가로지르는 사실을 고려함으로써 수행되는데, 여기서 공기 영역은, 어느 정도의 상당한 진공이 형성될 수 있거나 또는 제어된 가스 대기, 예를 들어 질소 대기가 제공될 수 있다. 일 예로서, 도 3에서, 초점(F)은 기판(22)의 표면(26), 처리될 영역(28)에 대응하는 표면(26)에 고정된다. 변형으로서, 초점(F)은, 처리될 층(28)이 존재하는 경우에는, 처리될 층(28)의 중간에 고정될 수 있다. 이에 의하여, 구면 수차를 억제할 수 있게 하는 입력 표면(66)의 곡률은 기판(22)의 주어진 두께와 기판(22)과 광학 장치(14) 사이의 주어진 상대 위치에 대하여 결정된다. 일 실시형태에 따르면, 광학 장치(14)의 표면(68)과 기판(22)의 표면(24) 사이의 거리는 0.5 mm 내지 20cm의 범위에 있다.
광학 장치(14)의 큰 디지털 어퍼처의 사용은, 레이저빔의 에너지 밀도가 초점의 레벨에서만 높은 것을 보장하게 할 수 있다. 레이저빔(18)에 의하여 가로질러지고 레이저빔의 에너지 밀도가 높은, 기판(22)의 부분은 따라서 감소된다. 이것은 또한 처리될 영역(28)의 외부에서 기판(22)과 레이저빔(18)의 비선형 상호작용을 제한하게 하는데 유리하다. 사실, 기판(22)과 레이저빔(18)의 비선형 상호작용은, 레이저빔(18)의 국부 에너지 밀도가 높을수록 더욱더 크다.
비구면 광학 장치(14)의 사용은, 광학 장치(14)의 큰 디지털 어퍼처에도 불구하고 레이저빔(18)의 적절한 포커싱을 얻게 할 수 있다. 이 초점에서는 상당한 국부 에너지 밀도를 얻을 수 있기 때문에 이것은 입사 레이저빔(16)의 파워를 감소시킬 수 있게 한다. 또한, 감소된 초점 영역을 얻는다는 것은, 소정의 처리가 처리될 영역(28)에서만 수행되고 처리될 영역(28) 바로 옆의 영역에서는 수행되지 않는다는 것을 보장할 수 있게 한다.
처리 중에, 레이저빔(18)은 처리될 영역(28)에서 프라즈마의 형성을 발생시킬 수 있다. 이 플라즈마의 형성은 관심 영역에서 레이저빔의 국부적 흡수의 상당한 증가를 발생시킨다.
도 4는, 초점면에 대한 측정면의 거리(d)에 따르는, 초점면에 평행한 평면에서 측정되고 임의 단위(a.u.)로 표현되는, 레이저빔의 조도(I)의 변화 커브를 나타내며, 도 5는 초점면에 대한 측정면의 거리(d)에 따르는, 초점면에 평행한 평면에서 측정된, 레이저빔의 직경(Ø)의 변화 커브를 나타낸다. 도 4 및 도 5에 도시된 커브는, 0.72와 동일한 어퍼처를 갖는 비구면 광학 장치(14)를 사용하여 시물레이션에 의하여 얻어진다. 이 시뮬레이션에 대하여, 물체(20)는, 도 4 및 도 5에서의 음의 거리(d)에 대응하는, 실리콘 기판(22)과, 도 4 및 도 5에서 양의 거리(d)에 대응하는 이산화 실리콘층(30)을 구비한다. 따라서 초점면은 거리(d)가 제로인 거리에 대응한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 초점면에서 레이저빔(18)의 직경은, 회절에 의하여, 2㎛보다 작으며, 산화실리콘층(30) 내의 초점면으로부터의 거리가 5㎛만큼 증가할 때, 레이저빔의 직경은 6.5㎛이다. 이것은, 레이저빔(18)의 양호한 포커싱이 초점면에서 얻어지며 레이저빔(18)의 강한 발산은 초점면 이후에 얻어짐을 의미한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 조도는, 실리콘 산화층(30) 내의 초점면까지의 거리가 5 ㎛만큼 증가할 때 대략 15배만큼 감소한다. 초점면에서, 레이저 스폿의 직경은, 대략 1.7㎛이며 이산화 실리콘 내의 초점면 이후 5㎛에서는, 이 레이저빔의 직경은 대략 6.5㎛이다. 이것은 또한, 이산화 실리콘 내의 초점면 이후 5㎛에서의 광빔의 플루언스(fluence)는 초점면에서의 광빔의 플루언스의 7%와 실질적으로 동일함을 의미한다. 더욱이, 처리될 영역(28)이 기판(22)과 유전체층(30) 사이에 있는, 선형 상태에서 40% 정도의 투과율을 갖는 무시할 만한 두께의 층에 대응하는 경우. 이 투과율은, 레이저빔이 처리될 영역(18)에서 플라즈마의 국부 형성을 발생시키는 경우에 더 낮다. 또한, 방사선의 15%는 실리콘 기판(22)을 향하여 처리될 층(28)의 레벨에서 반사되는 것을 고려하면, 이것은 이산화 실리콘 내의 초점면 이후 5㎛에서의 레이저빔의 플루언스는 초점면에서 레이저빔(18)의 플루언스의 2.4%와 실질적으로 동일한 것으로 얻어진다. 이것은, 층(30)의 상부면/내부에 형성된 가능한 구성품이, 처리 시스템(40)에 의하여 수행된 처리에 의하여 영향을 받지 않을 수 있음을 의미한다.
다양한 실시형태들과 변형들이 설명되어 있다. 당업자들은, 이들 다양한 실시형태들의 일부 특징들 및 변형들이 결합될 수 있고, 다른 변형들이 당업자들에게 나타날 것이라는 것은 이해될 것이다. 마지막으로, 설명된 실시형태들 및 변형들의 구현은 이상에서 제공된 기능적 지시들에 기초하여 당업자의 능력 내에 있다.

Claims (14)

  1. 기판(22)에 인접한 물체(20)의 영역(28)의 처리를 위하여 구성된 시스템(10)으로서,
    - 포커스된 레이저빔(18)을 전달하도록 구성된 입사 레이저빔(16)의 소스(20)로서, 상기 구성은, 상기 입사 레이저빔의 파장이 500nm와, 상기 기판을 형성하는 물질의 밴드갭과 관련된 파장과의 합보다 크고, 2,500nm와 상기 기판을 형성하는 물질의 밴드갭과 관련된 파장과의 합보다 작게 되도록 되어 있는 입사 레이저빔의 소스(20)와,
    - 광학 장치로서, 0.3보다 큰 디지털 어퍼처(aperture)와, 상기 기판의 주어진 두께 및 상기 기판과 상기 광학 장치 사이의 주어진 거리에 대하여 상기 기판을 가로지르는 동안 나타나는 구면 수차를 보정하는 수단을 결합한 광학 장치
    를 구비하며,
    상기 처리는 상기 기판에 인접하고 상기 광학 장치의 반대측, 즉 상기 기판(22)을 관통한 상기 영역 상에 실행되며, 상기 영역의 제거 또는 물리적, 화학적, 또는 물리-화학적 변형을 구비하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판(22)을 형성하는 물질은 반도체인 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 소스(20)는 상기 입사 레이저빔(16)의 하나 이상의 펄스를 전달하기 위한것으로, 상기 하나 이상의 펄스의 지속시간은 0.1 ps 내지 1,000 ps 범위에 있는 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 소스(20)는 300kW 내지 100 MW 범위의 피크 파워를 갖는 상기 입사 레이저빔(16)의 상기 하나 이상의 펄스를 전달하기 위한 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 장치(14)는 하나 이상의 비구면 렌즈들을 구비하는 시스템.
  6. 처리될 영역(28)에 인접한 기판(22)을 더 구비하는 물체(20)의 영역(28)의 처리 방법으로서, 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따르는 시스템(10)에 의하여 기판을 관통하여 전달된 상기 포커스된 레이저빔(18)에 상기 처리될 영역을 노출시키는 것을 구비하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기판(22)은 반도체인 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 입사 레이저빔(16)의 하나 이상의 펄스의 전달을 구비하며, 상기 하나 이상의 펄스의 지속시간은 0.1 ps 내지 1,000 ps 범위에 있는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    300 kW 내지 100 MW 범위의 피크 파워를 갖는 상기 하나 이상의 펄스의 전달을 구비하는 방법.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판(22)은 상기 시스템(10)을 향햐여 배향된 표면(24)을 구비하며, 상기 방법은 상기 표면 상에 반사방지층을 형성하는 것을 구비하는 방법.
  11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판(22)은 실리콘, 게르마늄, 또는 이들 화합물들의 2 이상의 혼합물 또는 합금으로 이루어진 방법.
  12. 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물체(20)는 상기 기판(22)을 덮는 유전체층(30)을 구비하며, 상기 처리될 영역(28)은 상기 기판(22)과 상기 유전체층(30) 사이에 개재되는 방법.
  13. 제6항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물체(20)는 상기 기판(22)을 덮는 하나 이상의 전자 회로를 구비하며, 상기 처리될 영역(28)은 상기 기판과 상기 전자 회로 사이에 개재되는 방법.
  14. 제6항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 포커스된 레이저빔(18)에 의하여 관심 영역(28)의 파괴를 구비하는 방법.
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