TW201244861A

TW201244861A - Methods and systems for laser processing a workpiece using a plurality of tailored laser pulse shapes

Info

Publication number: TW201244861A
Application number: TW101110475A
Authority: TW
Inventors: Andrew Hooper; David Barsic; Kelly J Bruland; Daragh S Finn; Lynn Sheehan; xiao-yuan Peng; Yasu Osako; Jim Dumestre; William J Jordens
Original assignee: Electro Scient Ind Inc
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2012-11-16
Also published as: EP2691982A2; JP2014514754A; CN103477427A; KR20140006032A; US20110298156A1; WO2012135036A2; WO2012135036A3; US8598490B2

Description

201244861 六、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發明係關於雷射處理系統。明確地說，本發明係關於利用具有經過形狀設計之時間輪廓的雷射脈衝來微加工 (舉例來說’ t刀割（scribing)或是切晶（μ—))半導體裝置及/ 或割斷導電連結線的雷射系統和方法。相關申請案本申請案係2008年3月31曰提申的美國專利申請案第^060,076㈣部分接續案，該案標題為「用於動態產生經修整之雷射脈衝的方法和系統/Meth〇ds and Systems for Dynamically Generating Tailored Laser Pulses j，本文以引用的方式將其併入。【先前技術】多個積體電路（Integrated Circuit，1C)通常會被製作在一半導體基板之上或之中的一陣列之中。該等層之中的一或多者可以利用一機械鋸或是一雷射沿著切割線（scribing lane)或切割道（scribing street)被移除。在切割之後，該基板可能會利用一鋸子或是雷射將該等電路器件彼此分離而被貫穿切斷（throughcut) ’有時候亦稱為切晶。用於處理動態隨機存取記憶體（Dynamic Rand〇m Access Memory，DRAM)以及其它裝置的雷射處理系統通常會運用Q開關式二極體激昇固態雷射。當在記憶體修復應用中處理半導體裝置時’舉例來說，通常會運用單一雷射 201244861 0 .脈衝來割斷-導電連結線結構。於其它工業應用中則會使用Q開關式二極體激昇固態雷射來修整離散式器件與埋入式器件的電阻值。某些雷射處理系統會使用不同的操作模式來實施不同的功能。舉例來說，可購自美國奥勒岗州波特蘭市之 Scientific Industries，Inc•(本專利申請案的受讓人）的㈣ Model 9830便使用-操作在約嫩出之脈衝重複頻率處的二極體激昇Q開關式摻有鈦的釩酸釔（Nd:Yv〇4)雷射來對半導體記憶體以及相關的裝置進行雷射處理。此雷射系統提供一用於處理連結線結構的脈衝式雷射輸出以及一用於知描依照射束運作（beam-to-work)之目標物的連續波 (Continuous Wave，CW)雷射輸出。在另一範例中，同樣可講自 Electro Scientific Industries，―的㈣ M〇dei 9835 則係使用一二極體激昇q開關式三倍頻率的Nd:Yv〇4雷射來雷射處理半導體記憶體以及相關的裝置。此雷射系統會使用PRF約5〇kHz的第一脈衝式雷射輸出來處理連結線結構以及一 PRF約90kHz的第二脈衝式雷射輸出來掃描依照射束運作的目標物。於某些系統中，亦可能採用更高的 PRF(舉例來說，約100kHz)。一般來說，由此等雷射系統所產生的雷射脈衝的脈衝寬度會與所選定的PRF函數相依，而且不可以目標結構之間的差異或是其它製程變數為基礎進行獨立調整。圖1A與1B所示的係由典型固態雷射所產生之雷射脈衝的範例時間脈衝形狀。圖1A中所示的脈衝可能已經過本 201244861 技術中已知的光學元件整形’用以產生—方波脈衝。如圖 1A與1B中所示，-典型的固態脈衝形狀係由在完全寬度半最大（Full-Width Half-Maximum，FWHMm 值處所測得之匕的尖峰功率、脈衝此1 (功率曲線的時間積分）以及脈衝寬度來妥適地描述。纟自一脈衝偵測器的訊號可以被用來決定脈衝能量及/或尖峰功率。該脈衝偵測器可能包含一被耦合至一類比尖峰捕捉與保留電流的二極體，以便進行尖峰功率感測。該脈㈣測器可能還包含—類比積分電路，用以進行脈衝功率測量。雷射處理的其中一項問題係，結果和材料的相依性可能會非常高。舉例來說，其中一種雷射類型（或是其中一組雷射參數）可能非常適合削切金屬，而一不同的雷射類型（或疋一組不同的雷射參數）卻可能非常適合削切玻璃。有困難之問題的其中一範例便係單體化裁切被鑲嵌在晶粒附著膜（Die Attach Film，DAF)之上的半導體裝置。此問題通常係藉由使用具有超薄刃片的機械式鑽石鋸在生產中被解決，因為利用已知製程所進行的雷射切晶所產生的機械性強度可能會低於藉由機械性鋸切所產生的機械性強度°將易碎的低k值介電質材料併入此等半導體裝置之中以及縮減石夕晶圓厚度皆增加了機械鋸切晶的難度，從而導致較慢的總處理量（throughput)以及更大的良率損失（yield loss) »先前嘗試過的解決方式包含在進行機械鋸切晶之前先使用雷射在該等低k值半導體層中進行切割、結合雷射切晶與一後置蝕刻製程以強化該晶粒或是使用一具有不同 201244861 脈衝寬度之兩種雷射的完全削切雷射切晶系統。和完全削切雷射切晶不同，在製造時雖然已經採用銅及/或低k值介電裝置的雷射切割；然而，其仍需要提高切割總處理量。【發明内容】本發明使用經修整的雷射脈衝形狀來處理工作件。舉例來說，對晶粒附著膜（DAF)之上的半導體裝置晶圓進行雷射切晶可能會使用不同的經修整的雷射脈衝形狀來將多個裝置層向下切割到一半導體基板，對該半導體基板進行切晶，削切下方的DAF，及/或對上方的晶粒邊緣進行後置處理以提高晶粒破損強度。多個不同的單一形狀雷射脈衝串可中以用於一切割線上的一雷。於另一實施例中，切割射射束的個別配方步驟或推移一半導體裝置晶圓包含利用一混合形狀雷射脈衝串（其包含彼此不相同的至少兩個雷射脈衝）沿著一切割線僅進行一雷射射束的單次推移。此外，或者，於其它實施例中，一或多個經修整的的脈衝形狀可能會在行進中被選擇並且被提供至該工作件。該選擇可能係以感測器回授為基礎。於其中一實施例中，本發明提供一種用於雷射切晶一工作件的方法，其會使用在行進中改變的複數個不同的時間脈衝輪廓。該工作件包含被形成在一半導體基板上方的一或多個裝置層。該等一或多個裝置層包含一由多個彼此分隔的電子電路器件所組成的圖樣，該等電子電路器件會被一或多條切割道分開，一雷射射束能夠沿著該等一或多 7 201244861 條切割道形成一由多個側壁所定義的切口。該方法包含：選擇一第—時間脈衝輪廓形狀與一第二時間脈衝輪廓形狀；以及產生（使用單一雷射源）一第一雷射脈衝串與一第二雷射脈衝串，該第一雷射脈衝串包含根據該第一時間脈衝輪廓形狀來進行時間形狀設計的一雷射脈衝序列而該第二雷射脈衝串包含根據該第二時間脈衝輪廓形狀來進行時間形狀設計的一雷射脈衝序列。該方法進一步包含··在該雷射射束沿著一切割道進行第一次推移中將該第一雷射脈衝申引導至該工作件，用以沿著該切割道來移除該等一或多個裝置層中的至少—第一㈣；以及在該雷射射束沿著該切割道進行第二次推移中將該第二雷射脈衝串引導至該工作件，用以沿著該切割道來切穿該半導體晶圓。於另實施例中，本發明提供一種用於雷射處理一工作件的方法’其包含產生（從單一雷射源處）一混合形狀雷射脈衝串’該混合形狀雷射脈衝串包含根據一第—時間脈衝輪廓形狀來進行時間形狀設計的一或多個第一雷射脈衝以及根據一第二時間脈衝輪廓形狀來進行時間形狀設計的— 或多個第二雷射脈衝。該方法還進一步包含以該單一雷射源的脈衝重複頻率、該工作件之上或裡面的複數個目標位置、以及一雷射射束相肖於該等目標位置的運動輪廓為基礎將一由該等—或多個第-雷射脈衝與該等-或多個第二雷射脈衝所組成的序列排列在該混合形狀雷射脈衝串之 :。該方法冑進一步包含在該雷射射束根據該運動輪廓沿著該工作件的—單次推移中，將該等一或多個第—雷射脈 201244861 • 衝與該等一或多個第二雷射脈衝ζ丨道z; > μ 由耵脈衡弓丨導至該等個別的目標位置。從下面較佳實施例的詳細說明中，參考隨附圖式，將會明白本發明的額外觀點與優點。【實施方式】本文中所述的雷射微加工系統與製程會以下面的良好製程結果提供高總處理量的工作件雷射微加工，其包含：快速且有效的材料移除速率；不會對目標材料造成任何碎裂、裂痕或是其它機械性破壞；控制材料飛賤及喷出的碎片；不會因熱破壞或微裂痕而造成材料強度的明顯下降；以及提供符合裝飾性要求(例如’平滑的邊緣、平滑的垂直表面或水平表面）的製程。「經修整的雷射脈衝」（本文中亦稱為經過形狀設計的「時間脈衝輪廓」）一詞所指的係具有以時間為基準之經過調整或是經過程式化（經過形狀設計）的雷射功率或強度（雷射強度VS時間）的雷射脈衝。因此，經修整的雷射脈衝或是經過形狀設計的時間脈衝輪廓不應該和雷射脈衝的空間形狀設計（例如，高帽形空間射束形狀）混淆。然而，熟習的人士從本文中的揭示内容便會瞭解，一經修整的的雷射脈衝射束亦可能會經過空間形狀設計，例如，利用一用於雷射切割應用之具有座椅形狀時間脈衝輪廓的高帽狀空間形片' 進步s之，如本文中的用法，兩種雷射脈衝可能係相同家族或種類之經修整的雷射脈衝，但是具有不同的時間脈衝持續長度或是時間脈衝寬度。舉例來說，兩種不同 201244861 的雷射脈衝可能都是座椅形狀或是三角形狀，但是具有不同的時間脈衝持續長度。 ' -般來說’使用經修整的雷射脈衝來處理導電連結線包含在每-個工作件中使用單一事先定義之經修整的雷射脈衝形狀並且僅會逐個卫作件來改變該經修整的雷射脈衝形狀（如果需要的話而，最近在雷射技術發展已經使得可以在處理單-工作件時改變作為配方之__部分的該經修整的雷射脈衝形狀。「配方(recipe)」係指雷射與射束位置參數，例如，雷射光點尺寸、雷射功率、重複率、聚焦偏移'加工速度以及用於處理—特殊工作件的各個步驟中的其它參數。配方可能還會定義該工作件中要被雷射能量處判區域。舉例來說，配方步驟可能對應於該雷射射束在一工作表面上方的每-次推移，其係由電流計（電流表）擺動或是平移平台加速及/或減速步驟所定義。舉例來說，配方步驟亦可能由-相對於該卫作表面的χ γ位置為基礎來定義，例如，用以處理-工作件的不同區域。如本文中的揭不’以配方為基礎「在行進中」改變經修整的雷射脈衝形狀可以依照可在單-雷射處理㈣中被微加I的不同類型與種類的材料來修整該時間脈衝輪廓。於其中-實施例中，本發明針對晶粒附著膜（daf)上的半導體裝置揭示一種完全削切雷射切晶法。經修整的雷射脈衝形狀會在該切晶製程中被多次改變。對該等半導體裝置層向下切割至該半導體基板可以使用一種在每一次切割作業中(舉例來說，用於削切已圖樣化的金屬材料與介電質 10 ⑤ 201244861 材料）採用不同經修整的雷射脈衝形狀的多次作業切割法。此外’還可以在後續的配方步驟中使用不同的經修整的雷射脈衝形狀，例如，用以對該半導體晶圓進行切晶（舉例來 °兒，切穿純矽材料，而不會有過多的熱破壞）、削切下方的聚合物DAF(有較少的DAF材料熔化及飛濺至該矽質侧壁上或該半導體裝置層上），及/或對上方的晶粒邊緣進行後置處理以提高晶粒破損強度。於特定的完全削切雷射切晶法實施例中，會在一雷射微加工製程中的個別配方步驟中使用不同的單一形狀雷射脈衝串。於一雷射脈衝_中，多個雷射脈衝會在一由1至n個脈衝所組成的分時序列中被傳遞至工作件，其中，該串之中的每一個脈衝皆對應於該雷射的其中一次重複作業。於一單一形狀雷射脈衝串中，每-個雷射脈衝皆和該串之中的其它雷射脈衝具有相同經修整的雷射脈衝形狀（在該雷射的脈衝至脈衝可重複性範圍裡面因此，在根據較實施例的單—形狀f射脈衝串中，會在第-配方步驟中使用一第一經修整的雷射脈衝形狀並且在第二配方步驟中使用一第二經修整的雷射脈衝形狀。於另-實施例中，-半導體裝置晶圓的切割僅包含产 f 一切割線來單次推移—f射射束。於特定的㈣實施^ ’會在沿著該切割線進行該雷射射束之單次推移中使用單一預設家族或種類之經修整的雷射脈衝形狀。不同的時間脈衝持續長度可以用於該等 ’ 選疋種類的經修整的雷射脈亥4選定種類可以實驗為基礎，用以決定最佳的經修整的雷射脈衝形狀，，便處理该工作件的該等切割線 201244861 裡面的目標材料。於其它切割實施例中，會在沿著該切割線進行該雷射射束之單次推移中使用一混合形狀雷射脈衝串》該混合形狀雷射脈衝串包含彼此不相同的至少兩個雷射脈衝（舉例來說，改變經修整的雷射脈衝形狀的種類，例如’從方形形狀改變成座椅形狀；及/或在相同種類的經修整的雷射脈衝形狀裡面改變尖峰功率（強度）或是時間脈衝持續長度）。因此，可以在該雷射射束的單次推移中利用具有二或多種不同經修整的雷射脈衝形狀的一連串雷射脈衝來切割該工作件。此外，或是，於其它實施例中亦可以在於相同工作件上所實施的不同配方步驟期間使用不同的混合形狀雷射脈衝串。此外，或是，於其它實施例中，本發明還說明以目結構為基礎來選擇具有經修整強渡輪廓的雷射脈衝，並提供充分的回授與控制’以便保持所希望的強度輪靡。其中-實施例中’一雷射處理系統會使用多種時間輪廓處理-或多個工作件上的工作件結構。該雷射處理系統忐包含-脈衝式雷射’例如：光纖雷射；主振盪光纖功 ^ A ^ (Master Oscillator Fiber Power Amplifier，MOFPA) 串接式光子放大器；或是所謂的「切片式」脈衝雷射，會使用一具有多個可程式化時間脈衝輪廓的電光調變器該等可程式化時間脈衝輪摩會讓該雷射產生各式各樣形丨的雷射脈衝。該雷射處理系統可能會被配置成用以在該射：引導用以朝一特定工作件結構發出一雷射脈衝時在彳進中選擇一雷射脈衝形狀。

(D 12 201244861 衝的定的實施例中，該雷射處理系統會校正每一個脈 6 、b以及可能會隨著經程式化的時間輪廓而改變的其它雷射參數’例如，訊號傳播延遲。該雷射處理系統可能會經過校正以便在某個範圍的經程式化㈣ ?地操作。因，，於其中一此種實施財，該雷射= 、”先會使用-種光電子偵測方法，其會數位化該脈衝波形，以便以該經程式化脈衝形狀為函數來精確地校正每一個脈衝的能量。 ,、如上面的討論，一典型的Q開關式固態脈衝形狀可由其尖峰功帛、脈衝能量、以及脈衝寬度（舉例來說，FWHM) 來，適地制。一般來說，此等指標並不^以說明可能具有一經修整脈衝雷射的時間脈衝形狀。舉例來說，功率曲線上的一尖部的尖峰功率並沒有說明所謂的座椅形狀脈衝中座(seat)」的向度或是一雙尖部脈衝中第二尖峰的高度® 因此，於特定的實施例中，該雷射處理系統包含典型雷射處H统沒有監視的參數的回授。藉由提供此回授，數個脈衝形狀指標可被記錄並且和製程回授（舉例來說，裝置良率以及基板損壞）產生關聯。這提供一種用以開發新製程與新脈衝形狀的寶貴工具，以便進一步提高該經修整脈衝技術的價值。此外，或是，於其它實施例中，該等脈衝形狀指標會被用來以該回授為基礎來監視與控制該等脈衝形狀。現在參考圖式，圖式中相同的元件符號表示相同的元 13 201244861 件。在下面的說明中將提出許多明確的細節，以便更透澈的理解本文中所揭示的實施例。·然而，熟習本技術的人士便會瞭解，即使沒有一或多項該等明確細節’或是，利用其它方法、器件、或材料Μ乃能實行該等實施例。進-步。之，於某些情況中，本發明並不會詳細顯示或說明眾所熟知的結構、材料、或是操作’卩免混淆該等實施例的觀點°再者’ S玄等已述的特點、結構、或是特徵亦可以任何合宜的方式被組合在一或多種實施例之中。改變時間腧衝衿脅如上面的时論’雷射技術最近的進展已經可以在一工作件的雷射處理期間，於必要或需要時，在行進中改變該經修整的雷射脈衝形狀。於特定的實施例中，可能會選擇單一經修整的雷射脈衝形狀用於整個工作件。於另一實施例中’可能會在於相同工作件上所實施的不同配方步驟中選擇不同的單一形狀雷射脈衝串。於另一實施例中，一混合形狀雷射脈衝串會在該雷射射束的單次推移期間使用不同的經修整的雷射脈衝形狀。於另一實施例中，具有不同經修整之雷射脈衝形狀的雷射脈衝的逐個脈衝行進中傳遞會以感測器回授為基礎。 4^經修整的雷射脈衝形狀的蔽你丨藉艏具有不同時間脈衝輪廓形狀的雷射脈衝會相依於正在被處理的材料以及此等材料在一工作件之上或裡面的排列 ⑤ 14 201244861 • 方式而產生不同的製程結果。於特定的實施例中，可以使用單一種類之經修整的雷射脈衝來處理整個工作件、該工作件的一特定部分、或是該工作件之上或裡面的一特定目標材料。該特殊的經修整的雷射脈衝形狀可能會以實驗為基礎破選擇’以便決定最佳的形狀來處理一目標材料。除了選擇經修整的雷射脈衝的種類之外，可能還會選擇发它雷射脈衝參數（例如，尖峰強度、空間脈衝形狀、及/或時間脈衝持續長度），以達改善處理的目的。舉例來說，利用比較長的時間脈衝持續長度可以比較快速移除金屬材料盘半 =料，·而比較短的時間脈衝持續長度則可以用來縮小疒、衫響地帶或是用以產生較少飛濺的雷射削切。舉例來的話倘^在相同的配方步驟中同時處理金屬與介電質兩者質所4座椅形狀的時間脈衝輪廓會提供用以削切該介電的^央的快速上升時間與高尖峰功率，同時提供一夠長、圖削切金屬。下面會討論範例種類的時間脈衝輪廓。狀時門μ與2B以圖形圖解根據特定實施例的範例方形形二脈衝輪廓。如上面的討論，另一種方形形狀時間脈顯示在圖1A^如圖衝輪廓包含實質々❿心狀時間脈「實質上方# 、尖峰雷射強度（舉例來說，形狀為所亍的方：」）。然而’特定實施例中所使用之圖⑼中 Decline - ID) , 輪廓則包 3 一強度斜降（Intensity 其它實施例中，強度會隨著時間傾斜或下降。於 2B中所示的“ * 可能會隨著時間提高。圖2A與 .&例方形形狀時間脈衝輪廊t包含一在完 15 201244861 m最大(FWHM)數值處所定義的時間脈衝度於特疋的實施例中，該方形形狀睥„^長 M ii ^ Ε 小狀時間脈衝輪廓的時間脈衝持續長度的FWHM數值可以在約以奈秒盘約i5j 秒之間的範圍中選擇性地調整。雖然在圖Μ中假，實質： =不過’圖2B則圖解一條用以代表上升時間rt的垂直虛線(同樣地’請參見圖1A ’圖中亦顯示一上升時門〖其係功率介於尖峰功率的約⑽與約9q%之間料間1週月）。於特定的實施例中，圖2B中所示的上升時間灯可以在’勺〇. 1奈秒與約i 5奈秒之間的範圍中選擇性地調整。如下面的討論，特定的實施例可能還包含—高斯的時間脈衝輪廊，例如，圖18中所示者。如圖⑺中所示，該高斯形狀時間脈衝輪廓的時間脈衝持續長度可以被定義在FWHM數值處。於本文中所揭示的特定實施例中，該高斯形狀時間脈衝輪廓的時間脈衝持續長度可以在約Z 私與約1 50奈秒之間的範圍中選擇性地調整。圖1 b圖解一條用以代表上升時間RT的垂直虛線。於特定的實施例中，圖1B中所tf的上升時間RT可以在約〇」奈秒與約奈秒之間的範圍中選擇性地調整。圖3以圖形圖解根據其中一實施例的範例三角形時間脈衝輪廟°圖3顯示該三角形時間脈衝輪廟的尖峰高度H、上升時間RT、下降時間FT、以及時間脈衝寬度或是時間脈衝持續長度PD。於其中一實施例中，該上升時間rt與該下降時間F丁可以在約15奈秒與約2〇〇奈秒之間的範圍裡面選擇性且獨立地（彼此獨立）調整，其具有實質上值定的斜 16 201244861 率。因此，該脈衝持續長度PD可以在此等實施例中於約3〇奈秒與約彻奈秒之間的範圍中被選擇性地調整。尖峰強度或是尖峰高度H會相依於該上升時間rt與該下降時間 FT的斜率以及持續長度。圖4A以圓形圓解根據其中-實施例的範例座椅形狀時間脈衝輪廓。該座椅形狀時間脈衝輪廓包含一初始尖峰或尖部(「椅背(chair back)」）’其後面則有一平頂部（「椅座 (Seat)」）椅#具有用以提高加熱效率的快速上升時間灯，其會造成較小的受熱影響地帶。此外，較快速的加熱會導致該目標材料先在頂端層處較快速地加l接著，椅座則會為該等下方材料層提供受控的處理。當處理導電連結線時，舉例來說，快速上升時間RT與高初始尖峰功率會事先加熱該導電連結線並且破壞上方純化層。在破壞該導電連結線之後，脈衝能量便會從椅背高《⑽降至椅座高度CSh，用以清除剩餘的連結材料，同時降低破壞下導體（舉例來說，矽）基板的風險。圖4B、4C、以及4D以圖形圖解根據特定實施例間脈衝輪廓的額外範例。圖4B、4r、，、； R _ 以及4D顯示出圖中所示之座椅形狀時間脈衝輪廓的—尖峰雷射強度或椅背高度㈣、複數個不同的椅座高度咖數值（圖中顯 CSh75、CSh5〇、或是CSh25)、一上升時間灯、—椅續長度⑽、以及-椅座持續長度咖。於特定例中，此等參數中的每—者皆可選擇性地調整。舉例來說，圖4B、4C、以及4D分別顯+ -猫π ^ 〗頌不二種不同的時間脈衝輪廓， 17 201244861 每一者皆具有一不同的椅座高度（CSh75表示為CBh之75% 的椅座高度、CSh50表示為CBh之50%的椅座高度、而 CSh25表示為CBh之25%的椅座南度）。然而，技術人員從本文的揭示内容中便會瞭解，椅座高度CSh可被設為任何強度數值，而不只是分別如CSh25、CSh50、以及CSh75所示之CBh的25%、50%、或是75%。在圖4B中的椅背具有高斯形狀。在圖4C中的椅背具有三角形狀。在圖4D中的椅背具有方形形狀。該座椅形狀時間脈衝輪廓的時間脈衝持續長度係由CBD + CSD來定義。下面會討論和座椅形狀時間脈衝輪廓有關的進一步實施例及細節。圖5 A以圖形圖解根據其中一實施例具有多個最大值的範例時間脈衝輪廓形狀。如圖5A中所示，「多個最大值」所扣的係於單一雷射脈衝裡面有複數個尖峰雷射強度數值 (圆中顯示五個）’其中，該雷射強度會在尖峰雷射強度數值之間返回零強度數值。本文中所使用到的「零強度數值」係被疋義成小於該雷射脈衝之最大尖峰雷射強度數值的約 1 5%。應s亥注意的係，具有多個最大值的時間脈衝輪廟形狀不疋脈衝串（本文中其它段落已討論過）而且不代表多個不同的脈衝。確切地說，一具有多個最大值的時間脈衝輪廓形狀係指由-脈衝式雷射源所產生之單一雷射脈衝的形狀在空間域中，一具有多個最大值之時間脈衝輪廓形狀的雷射脈衝會在一工作件上照射單一雷射光點(其具有一光點尺寸）。在圖5A t所tf的該等最大值中的每一者雖然皆為座椅 18 201244861 形狀；然而，該等複數個最大值 , j此具有任何形狀。於其中一實施例中，在任何給定、等最大值中的每一者雖…柏整的雷射脈衝中，該考雖然具有相同的形狀（舉例來說，為高斯形狀、全部為方形形狀、全部為三角形狀、或者：部為座椅形狀）；但是，該等個別的最大值尖峰強度、個別的最大值時間持續長度、 " y,. 次忑孚最大值分離距離（舉例來說，圖5 A中每—個座梧开< 椅形狀之間的時間分離距離）在该雷射脈衝裡面卻可能不同。舉 ,^ 平列术•圖5 B以圖形圖解根據其中一實施例具有多個三衝輪廓。在圖5B中，以峰U值的範例時間脈時間脈衝持續長度、值持續長度、以及該等最大值分離距離在圖中所不的最大值（PI、P2、P3、IM D ,, ^ 4 P4…、Pn)中的至少兩者之間並目I總時間脈衝持續長度耗可能會相依於該特殊雷 ί源的能力；然而，於其中一實施例中，一具有多個最大值的時間脈衝輪廓的總時間持續長度卻會小於約则夺秒。 :特定的實施例中，在一具有多個最大值的時間脈衝 =廓中的最大值之間的時間分離距離會以所希望的光點尺，、及/或處理品質被選出。舉例來說，_ 5C包含多個電子顯 Θ等電子顯微照片所示的係利用多個單一紫外線 (UV)雷射脈衝在—以二氧化石夕⑻⑹純化後的紹質⑷)探測塾中所吹燒的複數個（圖中顯示五個）孔洞，該等單一紫外線 I：衝的個別時間脈衝輪廓具有分離不同時間數額（由左 :右為8奈秒分離距離、12奈秒分離距離、16奈秒分離距 20奈秒分離距離以及24奈秒分離距離）的雙尖峰或最 201244861 大值。於此範例中，該二氧化矽由祕-^ , 度約25〇奈米。如圖 5C中所不，當尖峰分離距離增加時，戈圆比較圖5C中所示的該等雙尖峰實施例，·圖尺:便會縮小。用多個單-紫外線雷射脈衝在戶斤不的係利讲_ ^ I化夕鈍化後的相同鋁質探測塾中所吹燒的多個孔洞，料單 ^目门铭古II φ 务'外線雷射脈衝八有早一 A峰及尚斯形狀的時間脈衝輪扉，時 (由左至右）分別為3·7奈秒以及22夬 "又示，圖5C中所示的該等雙尖峰實下面表1中所大嚀實施例中的每一者的光點尺寸皆f於圖例在22ns脈衝寬度處的單一尖峰

圖6A、6B、6C、以及6D以圖形圖解根據特定實施例的各種四階段形狀時間脈衝輪廓。該四階段形狀結合座椅形狀及三角形狀的態樣。該時間脈衝輪廓㈣第一階段且有一怪定斜率上升時間時間持續長度，本文t稱為「斜升」 ⑤ 20 201244861 # . S1斜升S 1後面為階段2 ’其係該時間脈衝輪廊中的一高尖锋功率部分（雷同於座椅形狀中的「椅背」），本文中稱為「脈衝背部」S2。階段3係一實質上恆定的功率持續長度（雷同於座椅形狀中的「椅座」），本文中稱為「脈衝座部」S3。在脈衝座部S3後面為階段4，其係一恆定斜率下降時間時間持續長度，本文中稱為「斜降」S4。該等四階段形狀時間脈衝輪廓的總時間脈衝持續長度係由該等持續長度 S1+S2 + S3 + S4 來定義。於其中一實施例中’斜升si的最大強度為脈衝背部S2 之最大強度（圖中顯示為PH)的25%(顯示在PH25處）或是 5〇%(顯示在PH50處）；脈衝座部S3的高度（以及斜降S4的最大強度）為脈衝背部S2之最大強度ph的5〇%(顯示在 PH50處）或是75%(顯示在pH75處）；而脈衝背部s2的上升斜坡（圖中顯示為Γ1)以及下降斜坡（圖中顯示為r2)各具有一恆定的斜率。於其中一實施例中’斜升S1的上升時間持續長度係在介於約0.1奈秒與約100奈秒之間的範圍之中；脈衝背部 S2的高尖峰功率持續長度係在介於約i奈秒與約15〇奈秒之間的範圍之中；脈衝背部S2的恆定上升斜坡n的持續^ 度係在介於約0.1奈秒與約15奈秒之間的範圍之中；脈衝背部S2的恆定下降斜坡〇的持續長度係在介於約ο.〗奈秒與約15奈秒之間的範圍之中；脈衝座部S3的持續長:係在介於約0.01奈秒與約300奈秒之間的範圍之中；而斜降 S4的線性斜率下降時間持續長度則係在介於約〇.1奈秒與 21 201244861 約100奈秒之間的範圍之中。 R .單一裉狀雷射脈衝串如上面的討論，一雷射脈衝串中的多個雷射脈衝會在一由1至η個脈衝所組成的分時序列中被傳遞至一工作件，其中，該串之中的每一個脈衝皆對應於該雷射的其中一次重複作業。於一單一形狀雷射脈衝串中，每一個雷射脈衝皆和該串之中的其它雷射脈衝具有相同經修整的雷射脈衝形狀（在該雷射的脈衝至脈衝可重複性範圍裡面”在根據特定實施例的單一形狀雷射脈衝串中會在第一配方步驟中使用一第一經修整的雷射脈衝形狀並且在第二配方步驟中使用一第二經修整的雷射脈衝形狀。

於特定的實施例中，方步驟中使用圖7Α中 ‘例中，會在處理—」 7Α中所示的第一單工作件時於一第一配良一形狀雷射脈衝串 22 201244861 =〇並且在處理該卫作件時於—第：配方步驟二:狀雷射脈衝〜圖中雖然顯示在該第一配方步驟 … 配方步驟中具有約為相同的脈衝重複頻率；缺 7 ’於特定的實施例中，該第一單一形狀雷射脈衝串7〇〇的脈衝重複頻率卻會不同於該第二單一形狀雷射 :〇串的二衝重複頻率。如圖中所示，該卜^ 合_ 的δ亥等雷射脈衝710的時間脈衝持續長度可能 Β不同於垓第二單一形狀雷射脈衝串720中的該等脈衝m 的時間脈衝持續長度。該第一單一形狀雷射脈衝串700中笛一Hlf 7 1 0之間的其它雷射脈衝參數亦可能不同於該第,單—形狀雷射脈衝串720中的該等脈衝722，其包含空 =形=(舉例來說’高帽狀）、尖峰強度、以及脈衝能量。該 7選定的雷射脈衝參數會以和該第一單一形狀雷射脈衝串步驟為基礎。I t狀雷射脈衝串720相關聯的個別配方 a配方步驟可能係由一雷射射束在該工作表面上方的每一次推移（其係由電流計擺動或是平移平台加速及/或減速 '驟所疋義）來定義。因此，每一道配方步驟可能會重複處理該材料之完全相同區域上的相同圖樣。舉例來說，圖7A 中所不的第一單一形狀雷射脈衝串700可以在第一配方步驟中先被用來削切一半導體裝置上的一切割線的一頂端 j，而不會產生碎屑。接著，在第二配方步驟中，可以沿著相同的切割線使用圖7 B中所示的第二單一形狀雷射脈衝串72〇的高尖峰功率與短脈衝持續長度來對大量的材料進 23 201244861 行快速加工，而僅會有小受熱影響地帶。於另一實施例中，亦可以—相對於該工作表面的χ γ 位置為基礎來改變配方㈣，例如，用卩處王里-工作件的不同區域。舉例來說，圖7八中的第一單一形狀雷射脈衝串 700可以在第一處理步驟中先被用來加工一工作件中的一第一區域。接著，在第二配方步驟中，可以使用圖7Β中所示的第二單一形狀雷射脈衝串720來加工該工作件中的一第二（舉例來說，不同的）部分。

圖8概略地圖解根據其中一實施例利用複數個單一形狀雷射脈衝串來處理的工作件8〇〇的俯視圖。工作件8〇〇包含一被鑲嵌在一切晶捲帶812之上的半導體晶圓81〇，該切晶膠帶（dicing tape)812會被設置在一晶圓環（wafer ring)814之中。該半導體晶圓81〇的正面（圖8中所示者）會沿著切割線或是切割道818被分割成複數個半導體晶片 816» 5亥等半導體晶片816包含被形成在該半導體晶圓的或多個裝置層（參見圖9 A)之上或之中的多個電子電路益件。該半導體晶圓810的背面（圖中並未顯示）可能包含一 as粒附著膜（DAF)(參見圖9A)，其會在將該等半導體晶片 816鑲嵌至一繞線基板（圖中並未顯示）時充當一黏著劑。該 DAF可能包括一聚合物。於其中一實施例中，該包括一撓性且堅韌的熱塑性材料，其導熱係數大於約0.0W/m-K 並且能夠耐受攝氏270度的溫度《該DAF可能係由一 3 5 24 201244861 至10.0密爾厚的聚氯乙烯（PVC)基膜所製成，其會被一〇 3 至1.1密爾厚的壓敏環氧樹脂黏著劑塗佈並且受到一〇8至 1·〇密爾厚的脫除膜保護。圖9Α、9Β、9C、以及9D概略地圖解根據其中一實施例顯示在圖8中的半導體晶圓8 1 〇的側面透視圖。該半導體晶圓8W包含被形成在—半導體晶圓912(舉例來說，石夕）上方的-或多個裝置層910。於此範例中，罐914會被貼附至該半導體晶圓912的背表面。、那穴T —員他例刊用複數 :不同的單一形狀雷射脈衝串來切晶該半導體晶圓810的人種製程。如圖9B中所示’該切晶製程的第一配方步驟包 3沿著該半導體晶圓81。的—切割道818來第—次推移— 雷射射束916(舉例來說’利用一 χ_γ平移平台，其會以兮為基準在箭頭的方向中提供該雷射射束916的 —二動)。該雷射射束916的第-次推移會藉由移除該等 :夕個裝置層910來切割該半導體晶圓81 者該切割道8 1 8夾霞山丁 + 1 干风付會/口推软出下方的半導體晶圓912。在該第—戈推移期間，該雷射射束916七人牡/弟-人第—單匕3一包括一連串雷射脈衝的 :-形狀雷射脈衝串，|一個雷形狀時間脈衝輪廊918(舉、有-座椅 -單-形狀雷射脈衝串7〇 5 1 7A中所不的第相依於註m 亦可以使用其它形狀，其會件。兮广：S夕個裝置層910的材料以及處理必要條 =椅形狀時間脈衝㈣918會被配或多個裝置層910的切割道川之中的金屬（舉= 25 201244861 說’銅)與低k值介電質所組成的組合物。於一範例實施例中’會使用一 uv或是綠光雷射源，而且該第—單一形狀雷射脈衝串之中的每-個座椅形狀時間脈衝輪廊的時間脈衝持續長度係在介於約12奈秒與約14奈秒之間的範圍之卜如圖9C中所不’該切晶製程的第二配方步驟包含沿著該切割道8 1 8來第-+姓欲# ; A ° 术第一_人推移3玄雷射射束916,用以切穿該丰導體晶圓912。在守笛 ^ 在°亥第一_人推移期間，該雷射射束916包含已括冑串雷射脈衝的第二單一形狀雷射脈衝串，每一個雷射脈衛皆且女 ^ 八有一向斯形狀時間脈衝輪廓920(舉例來說，例如，圖7B中所示的笛一留 ^ 一早一形狀雷射脈衝串720)。亦可以使用其它形狀(舉例來說，三角形或串) 依於該半導體晶圓912的）’，、會相形狀_ n , ’及處理必要條件。該高斯形狀時間脈衝輪廓920會 912,以便減少或消辑丰：:皮配置成用以切穿該半導體晶圓 “粒破損強度的側壁。於—範例光雷射源會在該笫_ Ψ UV或疋綠第一車一形狀雷射脈衝串斯形狀時間脈衝輪廓中提供介於約1争秒與約Γ 的範圍之中的時間脈衝持續長度。4與約3奈秒之間如圖9D中戶斤+ j.. ^不，该切晶製程的第=配方該切割道8 1 8爽笛_ ^ ;罘一配方步驟包含沿著歸⑴。在該^ 推移該11射射束916,用以切穿該括一連串雷射脈衝的第射射束916包含一包射脈衝皆具有 $狀雷射脈衝串，每一個雷方形形狀時間脈衝輪廂它形狀（舉例來說，一衡輪廓922。亦可以使用其二角形或是高斯狀 } ^ 範例實施例 26 201244861 中，uv或是綠光雷射源會在續笛口次昂二早一形狀雷射脈衝串之中的每一個方形形狀時間脈榭鉍广；，门脈衝輪廓中提供介於約40奈秒與約1毫秒之間的範圍之中的拉pq nr> β Τ的時間脈衝持續長度。於另-範例實施例中’ UV或是綠光雷如浪.a + 尤笛射/原會在該第三單一形狀雷射脈衝串之中的每一個方形形妝拄鬥Μ “ 心狀時間脈衝輪廓中提供介於約 40奈秒與約400奈秒之間的範圍跑固之中的時間脈衝持續長度。圖中雖然並未顯示；不過，其它配方步驟亦可以使用不同或是額外的時間脈衝輪廓形狀。舉例來說，該切晶製程的第四配方步驟可能包含外荽必恥匕3，口者该切割道818來第四次推移該雷射射束916,用以退火今蓉曰疋人忑等晶粒側壁，以便進一步提向該晶粒破損強度。在該第四次推移期間，該雷射射束9 1 6 可此包含一和任何前面步驟中虫τη吐汁使用的皁—形狀雷射脈衝弔不同的第四單一形狀雷笛。口 ,、狀雷射脈衝串。於其它實施例甲，該四早一形狀雷射脈衝串亦可能與 ‘ 此丹0茨寺刖面步驟中且中一者所使用的單一形狀雷射脈衝中，兮笙„ , J於其中一貫施例第四早一形狀雷射脈衝串之中的每一個雷射脈衝皆園：二並且具有介於約6。奈秒與約7。奈秒之間的範的時間脈衝持續長度。於另一範例四早—形狀雷射脈衝串之令的每一第壯> f , 個雷射脈衝皆係高斯形形形狀、或是三角形狀並且且 100太似 B 且，、有，丨於約50奈秒與約〇奈秒之間的範圍之中的時間脈衝持續長度。如上面參考圖9B的討論，乃步驟包含該雷射 27 201244861 射束916的第一次推移，用以切割該半導體晶圓8 1 0，以便〜著遠切割道81 8來移除該等一或多個裝置層9丨〇並且露出下方的半導體晶圓912。於其它實施例中該切割可能包 a複數道配方步驟，每一道配方步驟皆會使用一個別的單一形狀雷射脈衝串。舉例來說’圖1〇所示的係根據特定實施例利用複數個不同時間脈衝輪廓來切割的一範例工作件丨〇〇〇的側視圖。 5玄工作件1〇〇〇包含一第一層1〇〇2、一第二層、一第三層1006、一第四層1〇〇8、一第五層1〇1〇、以及一被形成在一基板1014上方的第六層1〇12。技術人員便會瞭解，該等層 1002、1004、1〇〇6、1〇08、1〇1〇、以及 1〇12 可能包含藉由絕緣層（其包含低k值介電質）分離的互連層，以便形成電子電路系統。於此範例中，頂端兩層丨〇〇2、丨〇〇4會形成一鈍化與囊封層。舉例來說，該第一層1〇〇2可能包含二氧化石夕（Si〇2) ’而該第二層1〇〇4可能包含一矽氮化合物 (SiYNx)。舉例來說，該第二層1〇〇4可能。技術人員便會瞭解，亦可以使用其它材料來形成鈍化及/或囊封層。於此範例_，該第三層i 〇〇6包括一金屬（舉例來說， Cu或疋A1) ’孩第四層1〇〇8包括一介電質（舉例來說，，該第五層1010包括一金屬（舉例來說，Cu或是A1)，而該第六層1012包括一低k值介電質。舉例來說，低k值介電質材料可能包含無機材料（例如，SiOF或是siOB)或是有機材料（例如，以聚醯亞胺為基質或是以聚對二甲苯基為基質的聚合物）。技術人員便會瞭解，本文針對該等層1〇〇6、1〇〇8、 ⑤ 28 201244861 1010、1012所討論的材料僅為範例並且亦可以使用其它類型的材料。進一步言之，技術人員便會瞭解，在特殊的積體電路中可能會使用更多層或是較少層。如圖中所示，該基板1014雖然包括矽（Si);然而，技術人員還會瞭解，積體電路製造中可使用的其它材料便可用於該基板1〇14，舉例來說，其包含；玻璃、聚合物、金屬、合成物、半導體、以及其它材料。舉例來說，該基板1〇14可能包含FR4。如上面的討論，該等層l002、l004、l006、丨〇〇8、、 1 0 1 2會構成電子電路系統。個別的電路會藉由一切割線或切割道1016(圖1〇中以兩條垂直虛線來顯示）而彼此分離。為創造個別的積體電路，該工作件1〇〇〇會沿著該切割道 1016被切割、貫穿削切、或是兩者兼具》 .於其中一實施例中，會使用具有第一時間脈衝輪廓形狀之多個雷射脈衝的第一單一形狀雷射脈衝串來沿著該切道1016移除該等鈍化與囊封層1002、1004，並且會使用有第一時間脈衝輪廓形狀之多個雷射脈衝的第二單一形狀雷射脈衝串來移除該等層1006、1008、1010、1〇12、1〇14。於另—實施例中，會使用二或多個不同的單一形狀雷射脈衝串來沿著該切割i i j 6移除個別層】〇〇6、刚8、1 〇 1 〇、 2 1G14。舉例來說，可以使用其中—種時間脈衝輪廊 '大來處理金屬層1〇〇6 ' 1〇1〇，並且可以使用另—種時間脈衝輪廓形狀來處理介電質層i刪、ι〇ΐ2中的一或兩者。本文中所討論的雷射切割製程會創造—乾淨的切口，其在 X』道1 0 1 6的區域之中具有實質上均勻的側壁，而在該 29 201244861 切割道1 0 1 6外面的區域之中則僅有些許甚至完全沒有任何在典型雷射切割製程中會常見的裂痕或碎屑。 C.混合形狀雷射脈衝串一混合形狀雷射脈衝串包含彼此不相同的至少兩個雷射脈衝（舉例來說’改變經修整的雷射脈衝形狀的種類，例如，從方形形狀改變成座椅形狀；及/或在相同種類的經修整的雷射脈衝形狀裡面改變尖峰功率（強度）或是時間脈衝持續長度）。因此，可以在該雷射射束的單次推移中利用具有二或多種不同經修整的雷射脈衝形狀的一連_雷射脈衝來切割該工作件。此外’或I，於其它實施例中，亦可以在於相同工作件上所實施的不同配方步驟期間使用不同的混合形狀雷射脈衝串。、圖11以圖形表示根據其中-實施例的混合形狀雷射脈衝串1 1GG。於圖中所顯示的範例中，該混合形狀雷射脈衝串1100包含：一座椅形狀時間脈衝輪廟⑴〇、一第一古斯 =時間脈：輪廊⑴2、-第二高斯形狀時間脈衝：廊 :二角形狀時間脈衝輪摩1U6、以及一方形形狀時衝串·係由單—雷二該混合形狀雷射脈 1 1 00可处勹人丨、產生。该混合形狀雷射脈衝串 1100 了此包含少於或多於合形狀雷射脈射脈衝。該没擇及順序係以該單n///特殊時間脈衝輪廓的選 1000之上h 的脈衝重複頻率、該工作件或裡面的複數個目標位置、以及一雷射射束相對 30 201244861 • 於該等目標位置的運動輪廓為基礎。圖11顯示出每一個經過形狀設計之時間脈衝輪廓 1 1 1〇、1112、1114、1116、1 1 18的脈衝時間PT以及最大經修整的脈衝持續長度TPtmax。脈衝時Μ ρτ為該雷射的脈衝重複頻率的倒數。於特定的實施例中，該脈衝重複頻率係在介於約10kHz與約l〇MHzi間的範圍之中，其會提供介於約⑽毫秒與約(Μ毫秒之間的範圍之中的脈衝時間 ρτ。技術人員便會瞭解，雷射能量僅會在該脈衝時間ρ丁的 -部分期間被傳遞’因為部分時間必須用來讓該雷射建立下一個脈衝。如圖12中所示，根據特定實施例的最大經修整的脈衝持續長度TPtmax會被細分成能夠利用一選定的雷射強度數值（其包含沒有任何強度的零數值）來程式化的一連串=間通道（顯示在圖12中的垂直線之間最小經修整的脈衝持續長度經常（但是未必如此）對應於圖12中所示的單一通道時間。根據特定實施例，這係能夠由該雷射傳遞的最短可能脈衝時間PT持續長度。舉例來說，一經修整的脈衝雷射的其中一實施例會傳遞可在2.5奈秒的單一通道時間中進行程式化之最小經修整的脈衝持續長度為約25奈秒且最大經修整的脈衝持續長度TPtmax為約4〇奈秒的經過時間形狀設計的脈衝。經修整的脈衝雷射的其它實施例則具有超過1，000條通道，最大經修整的脈衝持續長度Tptmax大於1毫秒，及/或最小經修整的脈衝持續長度下降至0.1奈秒。當然，用於產生經修整脈衝的實施例（例如，利用波卡 31 201244861 爾單元（Pockels cell)或是多重雷射）即使不具有可程式化的通道；但是，該等最小經修整的脈衝持續長度以及最大經修整的脈衝持續長度仍係由該等雷射、光學元件、以及硬體限制條件來定義。圖1 1中所示的範例混合形狀雷射脈衝串1丨〇〇可以被用來以3 D空間中的位置為基礎進行雷射處理。舉例來說，當在一材料之中鑽鑿一穿孔或是一溝槽時，該時間脈衝輪廓形狀可以從該特徵圖樣的邊緣變成中間或是從頂端變成底部。當處理一已圖樣化材料（例如，一半導體裝置）時，兮時間脈衝輪廓形狀則可以相依於該材料來改變（例如，利用較短的時間脈衝持續長度來處理該裝置的介電質部分，以及利用較長的時間脈衝持續長度來處理金屬部分）。經修整的脈衝雷射的靈活性使得有機會在一加工操作的運動輪廓的不同部分期間藉由改變時間脈衝輪廓形狀而提供卓越的雷射處理結果。於下面所述的其中一範例實施例中，一加工操作包含在一切割或是單體化裁切操作之中，在該雷射射束於一晶粒切割道中向下前進時前後顫振 (dhhering)該雷射射束。當該雷射射束被放置在該削切的邊緣附近時，其中一種時間脈衝輪廓形狀會被傳遞；而當該等脈衝被傳遞至該削切的中間以進行更快速的大量材:移X 除時，一不同的時間脈衝輪廓形狀便會被傳遞。在下面所述的另-範例實施例中，不同的時間脈衝輪廓形狀會同步於在正在被處理之材料上所找到之不同的特徵圖樣。舉例來說，當切過一切割道中的石夕時，其中一種時間脈衝輪摩 32 201244861 日:狀：迠會被傳遞，·而當切過該切割道中的金屬特徵圓樣日’，—不同的時間脈衝輪廓形狀便可能會被傳遞。於特定的實施例十，可以運動輪廊參數（舉例來說受 =揮或所測得的位置、速度、或加速度）、一啟動裝置（舉例

Λ 說，—聲光偏折板（Acoust〇-〇ptic DefJect〇r，A 流計、χγ平台、Z a、二a ° 二-人射束疋位器、快速操縱面鏡 ast Steenng Mlrr〇r , FSM)、或是其它射束操縱裝置）的運 5參數(舉例來說，受指揮或所測得的位置、速度、或加速 )多個啟動裝置之組合的協同運動參數、處理區域（其 γ二於運動特徵的關係，可能會有較大或較小程度的光，.占重蟹）、位置誤差特徵（舉例來說，χγ平台或是z平台位 f誤差）、在-正在被處理的物品上所找到之不同的特徵圖樣、一正在被處理的物品之不同的材料組成、一正在被處理的物品中不同位置處所希望的不同製程結果、一運動分，點或終點(舉例來說，一處理分段中的第一脈衝或最後脈衝，它們會因為不同數量之重#脈衝的關係而提供不同的處理）、該正在被處理的材料中不同的熱狀態、不同的雷射狀態(舉例來說，不同的熱狀態)、以及-雷射處理分段 :可能和另一處理分段重叠或是相交的-部分(舉例來說，處，場域的末端或是處理分段交又的地方「拼貼在一起」 :疋° )中至少其中一者為基礎針對不同的處理特徵來改變：混合形狀雷射脈衝串裡面的時間脈衝輪摩形狀、脈衝此置或而度、以及脈衝重複頻率中的至少其_ 一者。下面的範例會解釋一混合形狀雷射脈衝串裡面的時間 33 201244861 脈衝輪廓形狀同步於位在一工作杜戶仵之不同區域中的運動輪廓或特徵圖樣。在圖1 3、14、15、，ή 从 1(>、17、以及18中，根據針對一混合形狀雷射脈衝串所定義疋我的時間脈衝輪廓形狀而產生的雷射脈衝在空間上係由—柞工作件之上或裡面的個別雷射光點來表示。換言之，該等笳你丨次寻靶例以處理一工作件之上或裡面不同位置處的目標材料Λ其结寸马基礎來說明時間脈衝輪廓形狀的變化。 hij用一混合形狀雷射验圖13概略地圖解根據其中一實施 -一與一第二晶…之間的一切割== 前後顫振一雷射射束。當該雷射射束在該第一晶粒1312與該第二晶粒1314之間沿著切割道131〇橫越移動時沿著一射束路徑1316來顫振該雷射射束會讓該雷射射束產生一用於切割或切晶應用中的較寬切口（相較於個別雷射脈衝的光點尺寸）。於此範例實施例中，位於該切割道丨3丨〇之中間附近的雷射脈衝1318的時間脈衝輪廓形狀會被配置成用於進行大量材料移除，而沒有顧及剩餘材料的品質。然而，被傳遞至該第一晶粒1312之邊緣附近的雷射脈衝132〇的時間脈衝輪廓形狀以及被傳遞至該第二晶粒丨3丨4之邊緣附近的雷射脈衝1322的時間脈衝輪廓形狀則可能無法有效的進行大量材料移除（相較於脈衝13 18的時間脈衝輪廓形狀），但卻會達成下面至少其中一種結果：較乾淨的側壁、較陡嘴的側壁、比較少受熱影響地帶、比較少晶粒邊緣裂痕、 34 201244861 以及高晶粒破損強度（相較於脈衝1318的時間脈衝輪廓）運...動輪廓用混合形狀雷射^ _進行的餘你丨虚抨圖14概略地圖解根據其令—實施例的一雷射射束路徑，其會在一工作件1412上轉f。當雷射射束路徑ΐ4ι〇改變方向時(舉例來說，從\方向變成γ方向），用於該特殊切割或切晶製程的運動輪廓參數可能會規定速度及/或加速度改變…混合形狀雷射脈衝串中的該等時間脈衝心形狀會同步於該等運動輪靡參數變化，以便改善該切割或切晶製程。在X方向的該雷射射束路徑141〇的第一部分之中’该等雷射脈衝1414包括-對應於該等運動輪廓參數的第-時間脈衝輪廓形狀。在該雷射射束路徑141〇的第二部分（其包含繞著從X方向變成γ方向之轉角的曲線）之中°，〆等雷射脈衝14 1 6包括一第二時間脈衝輪廓形狀，豆會被配置成用於以速度及/或加速度的變化為基礎來改變每—個脈衝之中所傳遞的能量數額。在¥方向的該雷射射束路經 1410的第三部分之中，該等雷射脈衝1418則包括-第三時間脈衝輪廓形狀。於其中一實施例中，該第三時間脈衝輪廟形狀和該第一 a夺間脈衝輪廓形狀相"為該等運動二摩參數及該目標材料在X方向與γ方向中皆相^ ^ 圖15概略地圖解根據其中一實施例被用來鑽鑿一貫穿 -工作件的孔洞或穿孔的—雷射射束路徑151{)。讓該雷射射束沿著射束路徑151〇進行鑽鑿會讓該雷射射束產生一較 35 201244861 寬的穿孔（相較於該等個別雷射脈衝的光點尺寸）。如圖μ 中所示’該雷射射束路徑151。包括具有不同半徑的多個彎曲分段。於特定的實施例中’當該等彎曲分段的半徑朝該穿孔的中心變得越來越小時，該雷射射束相對於該工作^ 的速度及/或加速度會隨之改變。為考量速度及/或加速度的改變，目15中所示之範例的混合形狀雷射脈衝串會採用從脈衝1512開始的第一時間脈衝輪廓形狀、從脈衝ISM開始的第二時間脈衝輪廓形狀、從脈衝15丨6開始的第三時間脈衝輪廊形狀、以及從脈衝1518開始的第四時間脈衝輪廓形狀，並且以該等個別雷射光點之不同的灰階數值來表不。技術人員從本文中的揭示内容便會瞭解，亦可以相依於特殊的應用而使用更多或較少的時間脈衝輪廓形狀。 L以目棉材料為基礎jj j混i形狀雷射脈衝聿所彿行的範例虛拽圖16概略地圖解根據其中一實施例用以處理一工作件的一第一切割道1610中的不同目標材料。該工作件上第一晶粒1612、第二晶粒1614、第三晶粒1616、以及第四晶粒 1 6 1 8之間的分離距離會定義第一切割道i 6丨〇與第二切割道 1620之間的交點。於此範例中，該第一切割道i6i〇與該第二切割道1620雖然包括介電質材料；然而，在該第一切割道1610與該第二切割道1620的交點亦包含一金屬特徵圖樣1622(舉例來說，用於在進行切割或切晶之前測試被形成在該工作件之中的積體電路）。技術人員從本文中的揭示内 36 201244861 容便會瞭解，金屬特撥_ 圖樣1622亦可被放置在該交點以外的地方。如圖16中所示，當-雷射射束路徑祕沿著該第一切割道1610推移時，在該金屬特徵圖樣1622之前（舉例來說，從脈衝1626處開始）與之後（舉例來說，從脈衝顧處開始）可能會使用-第_時間脈衝輪廟形狀。當該雷射射束路徑1624通過該金屬特徵圖樣1622上方時(舉例來說，從脈衝職處開始)’則會使用一第二時間脈衝輪廟形狀。圖中雖然並未顯示；不過，以目標材料為基礎來改變時間脈衝輪廓形狀的另一範例則係在對含有發光二極體 ght Emitting Diode，LED)的基板進行切割與切晶期間套用:同的時間脈衝形狀。當雷射光點比較靠近該晶粒的主動區時套用一不同的時間脈衝輪廉形狀可以最小化損壞情形，例如，光損。月處理的特徵圖基礎利用混合拟狀雷射脈^ 于的蔽例處理圖1 7概略地圖解根據其中一實施例用以雷射處理多條相父的切割道。如該等切割道交點處不同陰影的雷射光點所不’在兩個切口或是切割相交或拼貼在一起的位置處會史用不同的時間脈衝輪廓形狀。於此範例中，第一晶粒 1 7 1 0、第二晶粒1712、第三晶粒17 14、第四晶粒1 7 1 6、第五晶粗1718、以及第六晶粒1720之間的分離距離會定義第一切割道1722、第二切割道1724、以及第三切割道1726 37 201244861 以及1726會由一之間的交點。每一條切割道1722、1724 個別的混合形狀雷射脈衝串來處理。用來處理第二切割道1724的混合形狀雷射脈衝串包含 -用於該交點處之雷射脈衝的第一時間脈衝輪廓形狀(舉例來說，脈衝1728)以及-用於非該交點處之雷射脈衝的第二時間脈衝輪廓形狀（舉例來說，雷射脈衝173〇)。用來處理第三切割道1726的混合形狀雷射脈衝串可能也會使用該第二時間脈衝輪廓形狀來處理沒有與該第一切割道1722相交的位置（舉例來說，脈衝1732)，並且可能會在該交點處的雷射脈衝使用一第三時間脈衝輪廓形狀（舉例來說，脈衝 1734)。圖17顯示出在該第二切割道1724與該第三切割道 1 726已經過處理之後沿著該第一切割道丨722的一雷射射束路徑1 736。用來處理第一切割道i 722的混合形狀雷射脈衝串可能同樣在非相交區域中包含該第二時間脈衝輪廓形狀 (舉例來說，脈衝1 73 8)，並且在與該第，二切割道的交點處（舉例來說’脈衝1 740)及與該第三切割道的交點處（舉例來說，脈衝1 742)包含一第四時間脈衝輪廓形狀。 5 .以....名一位置或深度為某磔利用混合形狀雷鉍邮彳% 進行的範例處理圖1 8概略地圖解根據其中一實施例相對於一目標工作表面1812的一射束聚焦位置i810。如圖所示，一透鏡1814 會被用來將一雷射射束1 8 1 6聚焦在該射束聚焦位置1 8 1 〇處’該位置對應於束腰部（beam waist)。該射束聚焦位置1 8 10 ⑤ 38 201244861 ，可能因為平台位置誤差的關係而位於該目標工作表面1812 之上或之下。舉例來說，在圖18中所示的一位置處的一雷射脈衝1818可能對應於誤差E，如虛線所示。於此範例中，該誤差特徵係一種可能會導致處理光點尺寸改變的聚焦誤差。該等誤差可能肇因於動態伺服循轨誤差或者是該等平台沒有循著要被處理之工作件的一已知Z拓樸（例如，傾斜）。舉例來說’倘若利用一電流計或是一 AOD來處理一小型場域的話’ Z平台可能會很難或者無法補償因速度與頻寬限制所造成的拓樸變化。同樣地，正在被處理的目標工作表面1 8 12亦可能會因裝置特徵圖樣（例如，特徵圖樣} 82〇) 或是先前處理的關係而在Z高度中經歷快速的變化。於此等情況中可能會發現到，其中一種時間脈衝輪廓形狀的聚焦效果較佳；而倘若該束腰位於理想聚焦位置之上或之下的話’不同的時間脈衝輪廓形狀則可以有較佳的處理效果。圖1 8中有變化的灰階表示相依於以該目標工作表面 1812為基準之該雷射射束的垂直射束聚焦位置1810而有變化的時間脈衝輪廓形狀。舉例來說，第一組雷射脈衝1822 可能具有第一時間脈衝輪廓形狀，第二組雷射脈衝i 824可月^具有第二時間脈衝輪廓形狀，第三組雷射脈衝1 826可能具有第三時間脈衝輪廓形狀，依此類推。該等不同的時間育輪麼形狀會以不同的時間特徵（例如，能量）來進行雷射 ’以便達到具有不同聚焦誤差程度之經改善製程的目的。 39 201244861 雷射脈衝拟進的雷射脈# 驟為基實施例算出或中被決求一特度感測則會響，俾便本文中所揭示的特定實施例係以預設礎來選擇時間脈衝輪廓形狀。此外，或者，於苴它中’-或多個雷射脈衝的時間脈衝輪廟形狀可以緩是晶伯測到之特定類型處理的需求為基礎在行進定。舉例來說’可以提供回授給該雷射源，用以要定的時間脈衝輪廟形狀。於其中一實施例中，一厚器會判定該雷射正在接近一較厚的材料；一處理器應而控制該雷射源，用以改變該時間脈衝輪廓形狀對該較厚的材料提供更有效的削切作用。圖19所示的係根據其中一實施例的雷射處理系統的簡化方塊圖。該雷射處理系統19〇〇包含一記憶體裝置 1910、一處理器1912、一雷射源1914、光學元件i9i6、以及一使用者介面1 91 8 »該雷射處理系統i 9〇()可能還包含一感測器1930,其會被配置成用以提供被該處理器1912使用的回授，以便在行進中選擇一時間脈衝輪廓形狀。該處理器1 912可能係一般用途或是特殊用途電腦（或是其它電子裝置），其會被配置成用以執行電腦可讀取的指令（舉例來說，它們會被儲存在該記憶體裝置191〇或是另外的電腦可讀取儲存媒體之中），以便實施本文中所述的製程。該處理器1912可以被具現為一微處理器、一微控制器、一數位訊號處理器（Digital Signal Processor，DSP)、或是本技術中已知的其它裝置。 40 201244861 該s己憶體裝置1 9 1 0可以健户士其會定義該雷射源1914能子㈣脈衝輪廓資料咖，輪廓形狀。舉例來戈，，二#複數個不同的時間脈衝圖1八、18、2八、2^3、4^414(：、413^了月匕疋義 6B、6C、6D Φ 所-& * 礼 4D、5A、5B、6A、 …間脈衝輪廓形狀中的-或多者，及 /或本文中所說明的任何其 i多者，及施例中，-使用者可能會經衝輪廓。於某些實理器⑼2進行互動，用°客用者介面1918來與該處變更被儲存在該記憶體裝置以 ===來說’脈衝持續長度、二振:時= 以及用以疋義形狀的其它參數）使資料1920 〇，、成為時間脈衝輪廓該記憶體裝置191〇可能還儲存 · 1922。該目標種類關聯資料1922會將該時門/聯貝料 ⑽所定義的時間脈衝輪廟中二=輪廓資料類結構產生關聯。舉例來說，該目標種多者和^應的目標種能會將-特殊的時間脈衝輪廓與一工作件之聯上貝科1922可特殊材料或結構產生關聯。於某些實施例中，=二 :會經㈣使用者介…來與該處理器19:= 用以疋義新的目標種類關聯性或是類關聯資料_之中的預設或内定設定值。該目^種顯干)在之該處理器—會選擇-工作件(圖中並未 ^912 / —目標㈣或結構來進行處理。該處理裔1912會以該目標種類關聯資料助為基礎來選擇Ϊ應 41 201244861 於選定目標材料或結構的時間脈输衝輪廓資料1920。接著，該雷射源1914便會以該選定的拄„ ^ 時間脈衝輪廓資料丨92〇為基礎來產生一雷射脈衝1924。下而时，卜面將提供雷射源1914如何產生所希望的脈衝形狀的範例。拉— 接者’光學元件1 91 6便將該已產生的雷射脈衝1 924引導$ ^ ^ 等至遠工作件，以便處理該選定的結構》舉例來說，該光學元件1916可能包含面鏡、聚焦透鏡、電光偏折板及/或調變器或是聲光偏折板及/或調變器、快速操縱面鏡 '電流表驅動的而供〇的面鏡、以及可與平移平台（舉例來說，X平台、Y平台、丁 σ 及/或Ζ平台）協同操作的其它光學裝置，以便提供該已產生的段王的脈衝給该選定的結構。於特定的實施例中，該處理器1912會以—特殊的配方步驟為基礎來選擇該時間脈衝輪廓資料192卜此外，或者，於其它實施例中’該處理器1912會以來自該感測器⑽ 的回授為基礎來選擇該時間脈衝輪廓資料1920 β舉例來說，於其中-實施例中，該感測器1930包括一厚度感測器，其會沿著-雷射射束路徑來偵測該目標材料的厚度。該感測器1930會提供材料厚度測量值給該處理器1912，該處理器1912則會藉由選擇一被配置成用以有效處理該材料之該被偵測厚度的時間脈衝輪廓形狀來回應。於其中一實施例中，該感測器1930包含以雷射為基礎的反射位置感測器，例如，位於曰本大阪市的Keyence c〇rp〇rati〇n所販售的感測器。於另—實施例中，該感測器193G包含—接觸型感測器（舉例來說，-感測器尖端會往下％，直到其接觸該樣本為止，並且會決定樣本與夾盤之間的高度差）。於另一實施 42 201244861 例中，該感測H 1930包含_光學顯微鏡（舉例來說，其剛開始會聚焦在該夾盤上，接著會聚焦在該樣本表面上，且其中’厚度會以聚焦高度的差^基礎被算出）。、 II·.可程式化的於其中-實施例中，—雷射處理系統會被配置成用以選擇一第一時間脈衝輪廓以用於-工作件上的-第一類型結構以及一第二時間脈衝輪廊以用於該工作件上的—第二類型L構。用於處理—特殊積體電路特徵圖樣（例如，一半導體記憶體裝置上的一诖έ士括士連，，·。線）的一時間脈衝輪廓可能不能有效或是無法在相同的裝置上實施—不同的雷射處理摔作。因此，該雷射處理系統會以正在被處理的目標結構的類型為基礎於行進中選擇適當的時間脈衝輪廓。舉例來說’圖21所示的係根據其中一實施例的半導體晶圓2100’在其工作矣；0 . 、 11 〇上具有一目標對齊特徵圓樣 21:2以及夕個導電連結線結構η"。一因為前緣尖部(舉例來说’睛參見圖20A)所產生之具有高脈衝能量及高尖峰功率的-經過形狀設計的雷射脈衝可以用於選擇性地吹蜱一或多個該等連結線結構2114。然而，該高脈衝能量及^高 Μ功率卻可能會在對齊掃描期間造成該目標對齊特徵圖樣，的破壞，接著，其便可能會導致從此等掃福處推；勺錯為位置貝讯。因此，該雷射處理系統可能會操作在： f 一時間脈衝輪廊模式之中’用以產生具有比較低脈衝能里及尖峰功率的脈衝來進行目標掃描’·以及第二時間脈衝 43 201244861 輪廊模式之中，用以產生具有比較高脈衝能量及尖峰功率的脈衝來吹燒該等連結線結構2 1 14。熟習本技術的人士便會明白’各式各樣的尖峰功率、脈衝能量、以及時間輪廓皆可用來對一工作件上的結構進行雷射處理。舉例來說，可以運用—經修整的脈衝形狀來切斷一寬廣半導體記憶體裝置（其包含DRAM、SRAM、以及快閃記憶體）陣列中的導電連結線結構；在撓性電路（例如，銅/聚醯亞胺層疊材料）以及在積體電路（〖加巧⑻以

Circuit’ 1C)封裝中產生由雷射鑽鑿出來的微穿孔；達到對半導體進行雷射處理或微加工的目的’例如，對半導體積體電路、石夕晶圓、以及太陽能電池進行雷射切割或切晶；以及達到對金>1、纟電質、聚合材料、以及塑膠進行雷射微加工的目的。熟習本技術的人士便會瞭解，根據本文中所揭示實施例可以處理眾多其它類型的工作件及/或工作件結構。因匕於巾I施例中，該雷射處理系統允許使用者程式化-時間脈衝輪廓，以便處理m貞型或種類的結構。舉例來說，圖22所示的係根據其中一實施例用於雷射處理工作件之上或之中的結構的方法22〇〇的流程圖。在開始2 2 0 5之後，該方、土 ο 〇 λ a a a .... »_ 说Θ万法2200包含儲存221〇複數個使用者定義的時間脈衝輪廓，並且將每一個該等時間脈衝輪廓與-工作件或是一群工作件上的某種類型或種類的結構產生關聯2212。舉例來說，結構的種類可能包含對齊姓構' 導電連結線、以及電阻器或是其它離散器#。於某些實施 201244861 •二Γ列來說，該種類可能還包含利用雷射切入該工作件之_的—切割線或是切口。件之理"作件時，該方法22QG包含選擇2214 一工作間脈衝二：面的—特殊結構來處理’並且從該等複數個時特殊時選擇2216與料殊結構㈣_關聯的— 脈衝輪廟。該方法22。。還包含產… 二 =脈衝輪廓的雷射脈衝，以及利 = 射脈衝來處理咖該特殊結構。技術 :雷内容便會瞭解m用时，貝攸个文中的揭不外，取而代之的传衝來處理該特殊結構之導至該特殊結構:、進理系統亦可以將多個脈衝引等脈衝中的每—者可=之’被引導至該特殊結構的該 «亥#脈衝之中的至少1 百輪廓。八中I亦可能會有不同的時間脈衝卢理法_會詢問2222該工作件是否包含要 '名、”σ構。倘若有額外結構要處理的話，該方法 :著便會選擇2214另一特殊結構來處理。因此，：方法:： :以結構的類型為基礎，利用複數0 來提供結構的行進中處理。倘若沒有額外結構話，該方法2200便會結束⑽。構要處理的圖23所示的传士由甘a '、根據其申一實施例用於不同時間脈衝輪廂夕+ L 丹皿視具习邪之雷射脈衝的範例雷射處理系統2300< 45 201244861 該系統2300包含一系統控制電腦23 10，用以提供全系統操作命令給一内建控制電腦（Embedded C〇ntr〇l Computer*， ECC)2312，雷射控制器2314與射束位置控制器（Beam Position Controller ’ BPC)2316則會回應該等全系統操作命令。該系統2300還包含一雷射源2318,其會受控於雷射控制器23 14’該雷射控制器23 14包含命令與資料暫存器2320 及計時器2322,該等命令與資料暫存器232〇及計時器2322 會與該ECC 2312及該BPC 2316直接或間接通訊。如下面的詳細討論，於其中一實施例中，該雷射源23丨8包含一動態雷射脈衝形狀設計器與光纖功率放大器。於另一實施例中’該雷射源2 3 1 8包含一串接式放大器。於又一實施例中，該雷射源23 1 8包含一「切片式」脈衝雷射，其會使用一電光調變器（請參見本文中和圖36與37有關的說明）。該雷射控制器23 14會從該ECC 23 12處接收命令並且從該BPC 2316處接收訊號。該雷射控制器2314會提供命令給該雷射源2318,以便進行脈衝發射（經由外部觸發命令）以及脈衝形狀控制。於其中一實施例中，該雷射控制器2314 會從該ECC 23 12處接收命令並且以工作件特徵圖樣位置資料為基礎協同該BPC 2316從一調變器控制器（M〇duiat〇r Controller·’ MC)2324處發送觸發命令給該雷射源2318來回應該等命令。該MC 2324會控制由雷射源2318發出的脈衝 =發射時間與形狀。或者，該雷射源2318會發出多個脈衝，匕們的脈衝間時間會被送往該雷射控制器23丨4、該ECC 2312、或是兩者。於其中一實施例中，該雷射源Μ”會相 ⑤ 46 201244861 .依於被發出的雷射脈衝會入射於I卜類创忐兮c '/、上的工作件特徵圖樣的類型由该ECC 2312來命令用以甚斗^ 廓。& # Η 一特定的時間脈衝輪郿此4時間輪廓的巧肩不在圖20Α與20Β之_ 〇為提供可程式化的時間脈衝例’該系統2遍會提㈣· , P根據其# 一貫施如，祥… 對—系列相關雷射製程參數(例夺間輪廓、每一個脈衝的能、 μ , ^ ^ 已聚焦的射束傳播屬 1± 及下面所討論的其它參數）進；Η· a Λ t | χ λλ,, « & m 数）進仃7人滿意之測量與校正的儀器。如圖23中所示，李祐本與_ & 糸統先學兀件2326可能包含光"ί貞測模組2 3 2 8，盆可祐田水, t '、來偵測入射雷射輸出以及從该工作表面處被反射的雷射輸 ^^ ^ ,a 叫么丹于—實施例中，該光偵測模組2328包含一#佶、'目、丨怒； yL 3九偵測器電路，其能夠妥適地數位化該等被偵測到的光訊號，例該等入射雷射輸出訊號以及反射雷射輸出訊號’從而讓該等入射脈衝波形以及反射脈衝波形被有效地數位化。因此，該系統23〇〇可以令人滿意的方式來測量該等入射雷^ ^ ^ ^ ⑺由对了及形以及反射雷射波形，從而允許計算與校正時間輪廒门輪廓時間輪廓變異、脈衝振幅穩定性、脈衝能量穩定性、Β ^ 疋I·生以及母一個脈衝的能量。孰習本技術的人士便會瞭解，將該雷射射束掃描跨越在該雷射波長處有急遽變化反射係數的一目標區域提供一種用以測量與計算該雷射射束之聚焦光點尺寸屬㈣方法。圖24所不的係根據其中一實施例的範例光偵測模组 2328的方塊圖。該光偵測模組⑽包含—光學射束分歧器 2410，用以將來自圖23由π - ^ Α . 口 Ζ·3中所不之雷射執光學元件233〇的輸出的一部分分裂至一被連接至一訊號調整前置放大器 47 201244861 2414的光電換能器2412 _ ^ $ y 上。该則置放大器24丨4會被連接

至一可程式化增益級24丨6， ifeS 八f謂廷至一向速類比至數位轉換^§ (Analog-to-Digital γ'λ ‘

gltal Converter，ADC)2418。該 ADC 2 41 8的已數位化輸出舍姑 — 田嘗破圓形緩衝器2420緩衝，以便在稍後傳輸至圓23中所示的圣g A，‘ 1不的系統控制電腦23 1 0 〇可以針對-特殊雷射波長的靈敏性、一和該等經過形狀設計之雷射脈衝的時間_ —致的時間響應特徵、及/或 -與其要曝露的光學輻射之預期強度範圍—致的動態範圍來選擇該光電換能器2412。倘若雷射執光學元件233〇中所施行的變動光學衰減在該光電換能器2412取樣該射束的位置點之前先被施行的話，該可程式化增益級2416可用來補償該衰減《衰減該射束以降低該工作表面處的功率同樣會降低入射在該光電換能器2412上的功率數額。該可程式化增益級2416會電氣回復該訊號位準，以便最大化被該ADc 2418取樣的訊號的解析度。可月b會針對足夠咼的取樣率（sample rate)與迴轉率 (slew rate)來選擇該ADC 2418。雖然可以使用快閃轉換器架構，但是，因為該功能可能會持續地取樣資料，所以， e路式及/或連續近似式技術同樣適用並且可以提供較佳的效能指標。可以該系統2300的所希望的解析度以及動態範圍能力來選擇該ADC的轉換寬度（舉例來說，8位元、12位元、16位元或是更多位元）》 §玄已貞測訊號的已數位化取樣會持續地被傳輸至該圓形緩衝器2420之中。該圓形緩衝器2420可能會經過充分 48 201244861 的大小5又叶’以便儲存從開始至結束的完整脈衝’其具有至乂足夠的超額容量來應付脈衝偵測邏輯對資料進行分析中的等待時間（latency)。一脈衝偵測器邏輯功能會以即時的方式來分析該已數位化的脈衝波形，用以偵測一脈衝是否存在於該緩衝器2420之中。當該脈衝被偵測到並且被判定為兀成時’此功能便不再繼續進行以便更新該緩衝器242〇並且保持該緩衝器2420，以便稍後上傳至該系統控制電腦 2310該數位化與儲存功能稍後可能會被一來自該系統控制電腦2310的後續命令「重新啟用（re_armer)j。該脈衝偵測器邏輯功能可以利用一數位訊號處理器（Dsp)、一可場程式化閘陣列（Field-Programmable Gate Array，FPGA)或是其它計算引擎來施行。FPGA施行方式可能在單一裝置中同時包含DSP與緩衝器記憶體元件兩者。當一結束脈衝被儲存在該圓形緩衝器2420中以後，其便會被上傳至該系統控制電腦2 3 10，用以進行分析。舉例來說，分析可能包含決定尖峰高度、藉由對該脈衝的輪廓進行積分以決定脈衝能量、決定脈衝寬度以及特徵化脈衝輪廓，詳細討論如下。此外，或者，於其它實施例中，該DSP、FPGA或是其它計算引擎亦可以施行該等脈衝特徵化指標計算的組合。於此一實施例中，該系統2300可能會選擇不將未經處理的已數位化脈衝資料上傳至該系統控制電腦231〇，取而代之的係，僅上傳該等脈衝特徵化指標中的特定子集。此實施例的一項優點係降低光偵測模組2328與系統控制電腦231〇 49 201244861 之間的連接的頻寬需求，這可以更快速地進行更多測量，同時保持一非常簡單的電氣介面。參考圖23 ’於雷射處理系統2300的其中一實施例中，來自該雷射源2318的輸出會被套用至該雷射轨光學元件 2330與該系統光學元件2326。來自該系統光學元件2326 的輸出會被一折疊面鏡2334引導致一 Z定位機構2336,該機構可能會併入一透鏡裝配件，用以在後面傳遞至一目標樣品2340的一工作表面2338，以便達到對工作件特徵圖樣 (舉例來說，圖2 1中所示的目標對齊特徵圖樣2丨〗2以及連結線結構2114)進行雷射處理的目的。BPC 2316會提供χ-γ 座標定位訊號用以將一 χ_γ定位機構2342引導至該z定位機構2336能夠處理一所希望的目標特徵圖樣的位置處。該 X-Y定位機構2342會從該BPC 2316的暫存器2344處接收命令位置訊號並且將真實的位置訊號飲導致該Bpc 23 16的位置編碼器2346,該BPC 2316包含一比較器模組2348, ^會决疋位置差異數值並且將其送至該等計時器2322。 ο等„十時胃2322 #回應而發送一經過適當分時的觸發訊號用以操作5亥雷射軌光學元件2330之中的一聲光調變器 (USt〇 0ptlc Modulator，A〇M)2350，該聲光調變器 2350 會D周變來自該雷射源23 i 8的輪出。熟習本技術的人士便會瞭解’來自雷射源23 1 8的脈衝輸出可能會先被引導至一諧波轉換模組2352,接著，會藉由該雷射軌光學元件233〇與該系統光學元件2326被傳遞至該工作表面⑴卜用以對工作件特徵圓樣進行諧波雷射處理。 50 201244861 . &習本技術的人士便會瞭解，雷射處理系統元件的替代排列亦可以被運用’而且各式各樣的工作件皆可以被該雷射處理系統2300處理。圖25A與25B所*的係根據其卜實施例顯示在圖23 之中的雷射源2318的方塊圖。在DeIaduranUye等人的美國專利申請公開案第2006-0159138號中詳細說明過一種雷同的雷射源，該案標題為「脈衝式雷射光源（pulsed乙““ Light Source)」。圖25A圖解一種動態雷射脈衝形狀設計器 (Dynamic Laser PuIse Shaper ’ DLps)25〇〇，而圖 25B 圖解種光纖功率放大器（Fiber Power Amplifier，FPA )25 1 0。如圖25A中所示戎DLPS2500包含一雷射注入源2512、一第脈衝凋變器25 14以及一第一脈衝增益模組25 1 6。於某些貫施例中，该DLPS2500還包含一第二脈衝調變器2518以及一第二脈衝增益模組2520。該DLPS 2500可能還會在元牛之門匕s 或多個隔絕器2522(圖中顯示兩個）。熟習本技術的人士便會明白，該調變器與該等增益元件的數種替代排列皆可有利地被運用。雷射 >主入源2512會發出一連續波（Continuous Wave， CW)輸出’接著’該連續波輸出會被該第一脈衝調變器25 14 5周變，用以產生一如該雷射控制器23 14所指示的合宜的第雷射脈衝輪廓。於另一實施例中，該雷射注入源2 5 12可 &會產生—脈衝式輸出。該第一脈衝調變器25 14可能係_ 電光調變器、—聲光調變器或是其它光學調變器》由該第一脈衝調變器2514所產生的雷射脈衝接著會被該第一脈衝 51 201244861 增益模組2516轉換，用以產生 '經過轉換的時間脈衝輸出，其適合用於放大並且經由該雷射轨光學元件233〇與别統光學元件2 3 2 ό接續傳遞至該工作表面2 3 3 8， ' ' β U對工作件特徵圖樣進行雷射處理。雷射控制器2314可以被一輸入至該第一脈衝調變器 2514的命令訊號矩陣程式化，用以產生一系列的時間脈衝輪廓’當該等時間脈衝輪廓依序被輸入至該第—脈衝择益模組2516時便會產生如來自該Dlps 2500之輸出所希望的經轉換時間脈衝輪廓。據此，該系統控制電腦231〇接著便可以經由被發送至該ECC 23 12的命令以要被處理的工作件特徵圖樣為函數來選擇從該DLPS 2500輸出的時間脈衝輪廓，接著，該ECC 2312會發送命令至該雷射控制器2314。如圖25Α中所示’該DLPS 2500可能於某些實施例中包含該第二脈衝調變器2518以及該第二脈衝增益模組252〇，以便對從§亥D L P S 2 5 0 0輸出的時間脈衝輪廓提供額外或者更複雜的形狀設計。於其中一實施例中’從該DLPS 2500輸出的經轉換脈衝會被注入圖25B中所示的FPA 2510之中。該FPA 2510 包含功率放大器搞合器（Power Amplifier Coupler， PAC)2 524(圖中顯示兩個），其會將該DLPS的輸出以及來自功率放大器激昇雷射（Power Amplifier Pump Laser， PAPL)2 5 26(圖中顯示四個）的輸出注入至一功率放大器增益光纖（Power Amplifier Gain Fiber，PAGF)2528 之中。該雷射控制器2314會被連接至該等PAPL 2526，並且，舉例來 ⑤ 52 201244861 說，可以控制該等PAPL的電流（舉例來說，經由一二極體雷射或是一半導體雷射）、控制該等PAPL的溫度（舉例來說’經由一熱電式冷卻器）、及/或監視該等PAPL的功率（舉例來說，經由一光二極體）^該等PAC 2524可被放置在該光纖的任一端或是兩端。多個額外的PAC可以被疊接至該 PAGF 2528的長度之中。該PAGF 2528較佳的係一大模場面積（Large Mode Area，LMA )偏振維持光纖。該 PAGF 2528 可能包含多個頻率選擇結構。於其中一實施例中，該PAgf 2528係一波導裝置，其具有一摻雜稀土離子的矽質纖核以及具有由光學材料製成之一或多個同心纖鞘的纖殼。於另一實施例中，該PAGF 2528包含有多個區域摻雜著稀土離子的同心殼鞘。於又一實施例中，該PAGF 2528係一光子晶體光纖’其中，該殼鞘或該等殼鞘包含非常週期性分佈的多個氣孔。於另一實施例中，該PAGF 2528係一單模場偏振維持光纖。熟習本技術的人士便會瞭解，所使用的PAPL 2526的數量係由該pagF 2528的類型與長度以及來自該 FPA 2510所希望的光學脈衝輸出特徵來決定。來自該PAGf 2528的輸出可能會依照終端光學元件253〇的要求而被準直與偏振。於其中一實施例中，來自FPA 25 1 0的輸出脈衝會經由终端光學元件2530、諧波光學元件模組2532以及非必要的諧波終端光學元件2534被提供。該諧波光學元件模組2532 包含多個非線性晶體，用以經由眾所熟知的諧波轉換方法將入射輸出脈衝轉換成更高的諧波頻率。於一範例實施例 53 201244861 中，為將來自FPA 25 10的l〇64nm輪出諧波轉換至355nm，該諧波光學元件模組2532包含用於進行第二諸波產生 (Second Harmonic Generation，SHG)轉換的 j 型非臨界相位匹配三硼酸鋰（LBO)晶體，其後面接著一被削切成用於 1064nm加532nm變成35 5nm之諧波轉換的π型合頻產生 LBO晶體。於另一範例實施例中，為轉換成266nm，該THG LBO晶體可以由一臨界相位匹配貝塔硼酸鋇（bbo)晶體來取代。於又一範例實施例中，為進行第四諧波產生（F〇urth

Harmonic Generation，FHG)轉換成 266nm，可以使用硼酸鐘絶（CLB0)。熟習本技術的人士從本文中的揭示内容便會瞭解’該證波光學元件模組2532可能還包含多個聚焦透鏡元件。該諧波光學元件模組2532之中的該等元件可被放置在溫度受控底座之中，該底座的溫度會利用主動式及/或被動式回授迴路由該雷射控制器2314來設定與控制，以便精確地控制相位匹配溫度。 IV.脈衝形狀回授與控制如上面的討論’經修整的脈衝輪廓通常無法藉由尖峰功率、脈衝能量、以及脈衝寬度指標來充分描述。因此，下面詳細說明的特定實施例會提供脈衝形狀回授（舉例來說，感測）與控制。該等實施例包含特定類型的回授以及範例回授方法。下面也會說明脈衝形狀控制以及控制器演算法。 ' 當利用經修整的雷射脈衝來處理工作件時，其可能會 54 201244861 連結線處理系統的脈衝形狀再生至另-連結提供適Μ划以便隨者時間流逝仍能保持脈衝形狀，並且 k供適合與製程趨勢產回m 和脈衝形狀有關的統計性油“ 冑施例中，一雷射處理系統會在固通常使用到的典型尖參高度、脈衝能量以及脈衝寬 :解:=另外提供脈衝形狀回授。於其中-實施: 雷射處理系統包含-行内脈衝輪廊測量器，其會被以在運行時間中監視該脈衝形狀。被該脈衝輪廊 1 Η所&集到的f料會經由—組預設的演算法被處理，用：計算和脈衝形狀及/或標稱脈衝形狀偏差有關的指標。 :亥：及该專統計性結果可用來產.生與保持可再生的脈衝形狀並且對脈衝形狀進行統計性分析。該資料及該等統計性結果亦可用於脈衝形狀控制，如下面的說明。回授指標下面的範例指標可以用來規定並且分析時間脈衝輪廊。時間脈衝輪廓可被定義成對應於多項脈衝特徵圖樣(例如，尖部、平頂部以及斜率）的數個參數的組合。舉例來說， -座椅形狀的脈衝包含一初始尖峰或是尖部，其後面則是 -平頂部。技術人員從本文中的揭示内容便會瞭解，亦可以定義額外的特徵圖樣。態樣；但是，於特定的 ’用以產生經修整的脈 ’約有十二個參數可被雖然希望規定脈衝形狀的所有實施例中僅會控制一有限的參數組衝。舉例來說，於其中一實施例中 55 201244861 調整用以產生脈衝形狀，而且在規定較短的脈衝時可能不會使用到此等參數中的數者。受控參數的數量可能會相依於雷射回應該等參數的能量。於其中一實施例中，會藉由一般的參數（例如，上升時間以及脈衝持續長度）來定義時間脈衝輪廓。此等參數落在由下面所組成的兩種不同類目之中：總脈衝參數以及特徵圖樣定義參數。總脈衝參數係套用至整個脈衝形狀的指標，例如，上升時間、總脈衝持續長度以及總尖峰時間。特徵圖樣定義參數則係套用至該脈衝形狀之-部分的γ 標，例如’尖峰的時間、高度以及寬度，《是平頂部二點、終點以及高度。

IjJE脈衝11 下面的範例回授指標係套用至一總脈衝形狀。以1尖峰Μ衝功率圖以圖形圖解根據其中一實施例的正規雷射脈衝2600，其至少部分徵。脈徐犯仙π、丨刀係以一尖峰脈衝功率Ppk為朱 . 〃 ^以一尖峰脈衝功率為基準被正規化，用方便尖峰與平頂部的振 /被正規化’用1> 在该脈衝期間任何時間處的，士“ 半〜的疋義為以一公差爽描6 1率。垓尖峰脈衝功率可

差來規疋’以便利用知m U 脈衝。相同的正規化標度來分析多個 56 201244861 . ππ脈衝起始時μ 一般來說，回授指標雖然會被定義成使得它們可以被測量；然而，一被量測脈衝開始的確實時間有時候卻不是那麼的明確。因此，特定脈衝特徵圖樣的時序可能會以一不具有可精確確認時間數值的脈衝起始時間為基準來規定。為達測量與驗證的目的，脈衝起始時間τ_(其係用來定義脈衝特徵圖樣的時序）並沒有絕對的定義。當比較根據特定實施例的規定及被量測的形狀時，該起始時間可以提前或是延後，以便讓該等被量測的形狀特徵圖樣最能符合脈衝特徵圖樣規定。

Uii)脈衝上升時如圖26中所示’根據其中—實施例的脈衝上升時間r R係被定義成從該已正規化功率輪廓的下方位準與上方位準之間的差異的約1 〇%轉變成約9〇%的時間區間。於特定的實施财，該下方位準對應於零脈衝能量；而該上方：準貝情應於-包含該脈衝2_之最高功率位準㈣始尖部的尚度。 iix)io°/〇脈衝埤嬙+疮如圖％中所示，根據其令一實施例的1〇%脈衝持續長又r 10係被定義成達到該尖峰脈衝功率的ι/ι〇的第一點與最後時點之間的最大時間區間。此定義允許二降至該尖峰功率的1〇%以下，男疋我頸外的10。/〇脈衝 57 201244861 尖峰與平頂部通常包含異。技術人員從本文中持續長度區段。使用此定義係因為可能下降至10%以下的時間功率變的揭示内容便會瞭解，亦可士 w 了以相依於特殊的應用來使用其它百分比。 h)時間積分平續县疳 _單”歪仏I的脈衝可以利用一具有一合宜光偵測器的 7Γ波盗來測量用以描述所產生之功率相對於時間的曲線的中種方式疋利用尖峰高度數值以及fwhm數值。然而如上面所述，FWHM並不是一種用以比較具有明顯不同時間輪廓之脈衝（例如’由經修整的脈衝技術所產生的脈衝）的有效方法。確切地說，本發明需要一種以會在要被處理的材料中觀察到的最終效果為基準來描述一尖峰之脈衝寬度的方式。圆27A與27B圖解的係因為利用尖峰功率與fwhm來特徵化經修整的雷射脈衝所產生的問題。舉例來說，圖27八 ’、B刀別圖解根據特定實施例藉由一光纖雷射或是 MOFPA所產生的多個不同時間脈衝輪廓⑽中顯示四個時間脈衝輪靡，而圖27B中顯示三個時間脈衝輪廊y。、圖 27A中四個脈衝的尖峰高度以及fwhm數值雖然相同·不 ^當用來對導電連結線進行雷射處理時，此等四個脈衝形狀部會產生明顯不同的結果。圖27B提供具有不同長度「座椅」之經過形狀設叶的脈衝的另-範例。當座椅高度在半最大值以下時，一顯著 ⑤ 58 201244861 Λ • 數量的脈衝能量可以被加入該脈衝之中（舉例來說，該脈衝的「座椅」部分的長度可以無限地延伸），而不會對該FWHM 數值產生任何改變。脈衝寬度的另一項已接受之工業標準特徵為時間積分平方（T1S)法，其會克服FWHM方法的限制。因此，於特定的實施例中，用於經修整脈衝的回授指標包含決定一 As脈衝持續長度或是寬度，取代使用常用的FWHM方法。下面的公式定義T1S脈衝寬度：

τ咖J

,S=JW 其中’ I(t)為功率相對於時間中的脈衝曲線。 TIS法已經被使用在193nrn的微影系統中。用於i93nm 微影術的準分子雷射的脈衝形狀為振盪式並且可以被描述成在該雷射的操作條件中有不同相對強度的數個重疊尖峰。因為會對熔融矽砂造成破壞係丨93nm的—項問題，所以’已經有人在探尋該等193nm脈衝的特有形狀和對” 造成的預期破壞的關聯性。Tis已被證實可用於預測炼融石夕砂的緊實性（Compaction)並且係i 93nm微影術已被接受的標準。用中的-種 T丨s數值和其它脈衝參數有良好的關聯性，例士处旦密度、脈衝長度 '以及尖峰功率。Tls法相當實用：因捕捉该脈衝的相關特徵會遠優於F WHM， /、 ^ ^ ^ p ,φ· ^ ^ 兄許和熔融 y 已建立的破壞模型產生關聯。 59 201244861 圖28圖解的係四種簡化脈衝形狀（脈衝A至d)以及 FWHM脈衝寬度數值與Tis脈衝寬度數值之間的對應比較。脈衝A顯示出，在任何方形脈衝中，Tis數值都約略等於 FWHM數值。脈衝B顯示出，在更多的類高斯形狀中，Tis 會大於FWHM數值（於此案例中，FWHM數值為3 〇個單位，而所產生的Tls脈衝寬度則為5 4個單位）。脈衝c與D 顯示出座椅形狀之經修整的脈衝的簡化形式，它們的座椅咼度分別被調整在該半最大功率之上與之下。對尖峰c來說，該FWHM數值與該Tis數值兩者皆約為5 〇個單位。在尖峰D中降低該座椅功率的高度會提供2 〇個單位的fwhm 數值以及4.6個單位的TiS數值，這顯示出Tis係一種用以補极该脈衝之材料處理能力的更有效的方法。圖29圖解的係六種雷射脈衝形狀（曲線1至6)以及 FWHM脈衝寬度數值與Tis脈衝寬度數值之間的對應比較。曲線1係一種高斯形狀的脈衝，其FWHM數值（2.5ns)小於 Tis數值（3.5ns)。曲線2顯示出’在該脈衝後緣之中引入一小幅的不對稱性會讓Tis的數值（4 5ns)略大於Fwhm的數值（3.0ns)。曲線3至6為座椅形狀經修整的脈衝的範例並且闡述使用Tls方法優於F WHM方法的優點。當該座椅高度的功率下降至半最大值以下時，此項優點會非常明顯。比較曲線3與4會顯示出，FWHM數值從2.6ns變成7.6ns，而TIS方法則分別提供從7 3ns變成8 6ns的更合理的數值比較。在曲線5與6中會觀察到相同的傾向。比較曲線3、 4、5以及6還顯露出’該Tls脈衝寬度具有會遵循實際脈衝 60 201244861 區的更合理傾向並且與雷射材料抵 m ll u %玉07知果有更緊密的關係。因此，於其中一實施例中， ΛΑ / 口授心輮包含決定被產. 的脈衝形狀的Tis數值。 I生

於其中-實施例中，回授指標包含從一已儲存的脈衝形狀中決定該被產生的脈衝形狀的標準差。^ 時門施例中’回授指標包含從該標稱脈衝形狀的 :間導數中決定該被產生的脈衝形狀的時間導數的標準差。比較時間導數相當實用，平1 j术兒可用於分析該被测1的脈衝形狀是否具有 ,. ^ lL 叩i扪上开時間。可以使用的、计性指標包含’但是並不受限於，使用-絕對誤差的方均根⑽心咖-⑽…謂咐是積分。 2.特徵圖樣定義表章今下面的範例回授指標係套用至一脈徵圖樣。於其中—膏祐办丨士丨刀：¾付實&例中，脈衝會被定義成多個特徵化尖部、平頂部以及斜率的組合。 U)尖部特糌化圖30以圖形圖解根據其中一實施例的正規化經修整的雷射脈衝3000，盆且古 /、/、有一以尖峰高度PKh、尖峰寬度PKW、 61 201244861 以及尖峰時間PKtime為特徵 :含:該，…任何其它特== ㈣:“===，广峰苒声ΡΚ -Γ处1 所以，一特殊的尖 ==會不同於上面配合圖26所討論的總脈衝高度或疋尖峰脈衝功率Ppk。高二峰2PKW係被定義成從該尖部第-次達到該尖普二PKH與别面或後面的最高特徵圖樣(舉 PK；^ 幅：二中=面的最高特徵圓樣(舉例來說，平頂部)的振一士、♦二s的穴部寬度。尖峰時間PKtime係尖峰功率第人’到该尖部之最大數值的90%及平均值。因為最大功率的^尖峰時間PKtime未必出現在該尖部達到其圖31 M圖形圓解根據其中一實施例雷射脈衝3100,其且古 + 况亿迓修整的

ν 其具有一以起始時間PLS⑽、停止時間PL 以及和公差相 Lst〇' 部。起始時間PL η 1為特徵的平頂 ]PLstart與停止時間pL 分別枴中外τ 對於該脈衝起…… _刀別規疋该平頂部相與停止時間1 Γ 停止。該等起始時間pl- PL| . StCP參數可被規定成沒有公差。平頂部位準 …、員期的振幅。振幅會在該起始時間pLstart與該停止 62 201244861 •時間PLst°p之間保持在一方塊3110(圖中以虛線來顯示）裡面’該方塊3110落在該平頂部之規定公差+/·Δρι^、⑷裡面。率特微仆. 圖32以圖形圖解根據其中一實施例的正規化經修整的雷射脈衝3200,其具有一以起始時間SLsurt、停^時間 stop和A差△ SLstarL丨eve丨相關聯的起始位準^、以及和公差△ SLstopLeve|相關聯的停止位n〇pLeve|為特徵的斜面或傾斜平頂部。起始時間SLstart與停止時間SLst<)p規定該平頂部相對於 “脈衝起始時間的起始與停止。此等參數可被規定成沒有公差。▲起始位準SLstartLeve|+/_ △係預期的起始振幅而停止位畢 ςτ ι/Λητ _ StC)pLevel + /_ △ SLstQPLeVe丨係預期的最終振幅。振幅會在該起始時間SL_與該停止時間之間保持在一方塊321〇(圖中以虛線所示的梯形）裡面，該方咖具有由該等起始位準與結束位準以及公差來確認的末衝區段的止+ — f 於其中-實施例中，回授指標包含測量該被產生的脈衝形狀的各區段的尖塔；脈衝… （功率)。舉例來說，-座椅形狀、"卩」與「座部」的尖峰（舉例來說，最大功率位乂可以被分開測量並且和每―者的預設數值作比較。於另例中’ _多重尖部脈衝之令的每—個尖部的功率可以 63 201244861 被分開測量並且和每一者的預設數值作比較。 (V)逐個脈榭區段的能景於其中一實施例中’回授指標包含測量該被產生的脈衝形狀的各區段的能量。舉例來說，一座椅形狀脈衝的「背部J與「座部」的能力可以被分開測量並且和每一者的預設數值作比較。於另一範例中，一多重尖部脈衝之中的每一個尖部的能量可以被分開測量並且和每一者的預設數值作比較。藉由箱化形狀資訊來特徵化於其中一實施例中，回授指標包含決定箱化形狀資訊。舉例來說’該雷射系統可能會控制超過十二個時間箱體，母一個箱體寬約2.5 n s。於此等實施例中，回授包含對應於該等相同十二個箱體的形狀資訊（舉例來說，功率與能量）’用以方便調整。 3.範例脈衛形狀特徵化圖3 3 A、3 3 Β以及3 3 C以圖形圖解根據特定實施例的多個範例經修整的雷射脈衝331〇、3312、3314，它們具有由本文所述之參數為特徵的各種尖部、平頂部以及斜率。在圖33A中，尖部係被定義成落在由第一方塊3316所表示的一組參數/公差裡面，而平頂部係被定義成落在由第二方塊 3318所表示的一組參數/公差裡面。同樣地，在圖33B中， 64 201244861 .第一尖部係被定義成落在由第一方塊3 3 2 〇所表示的一組參數/公差裡面’一平頂部係被定義成落在由第二方塊3322所表示的一組參數/公差裡面，而第二尖部係被定義成落在由第二方塊3324所表示的—組參數/公差裡面。在圖33C中，第一尖部係被定義成落在由第一方塊 3^26所表示的一組參數/公差裡面，第一平頂部係被定義成洛在由第二方塊3328所表示的一組參數/公差裡面，第二平頂部係被定義成落在由第三方塊333〇所表示的一組參數/ 公差裡面，第二尖部係被定義成落在由第四方塊3332所表不的一組參數/公差裡面，而一斜面平頂部係被定義成落在由第五方塊（舉例來說，梯形）3334所表示的一組參數/公差裡面。技術人員從本文中揭示内容便會瞭解，圖33Α、33Β 以及33C中所示的脈衝僅係透過範例來提供，而且本文中所述之用於特徵化脈衝的方法可以套用至任何形狀的脈衝或者具有任何數量尖部、平頂部及/或斜率的脈衝。表2提供用以定義根據其中一實施例的座椅形狀脈衝的一組範例參數。技術人員從本文中揭示内容便會瞭解，表2中針對各種參數所列的數值僅係透過範例來提供，而没有限制意義。 65 201244861 規定數值公差（ + /·) ------ 單位尖峰時間 4 1 nsec 度 3.5 1 Π .Q A 〇 _尖峰高度 1 0.05 -—-~~-— 正規化功盘平頂部刼·^ 7 --—'—y 干 nsec 平頂部体1卜 W-1 ·—1 . nsec 平頂部高疳 0.6 0.05 正規化功娈上升時問 2 1 nsec 10%持續县庶 W-2 2 nsec 尖峰功率 1 0.05 正規化功率表2 在表2中，w為座椅寬度並且可以改變用以定義一組具有不同座椅寬度的脈衝形狀。舉例來說，圖34A以圖形圖解根據表2之規定的複數個經修整的雷射脈衝（圖中顯示八個）’它們具有個別的寬度w=12 5、15、17.5、2〇、22 5、 25、27.5以及30。表2中所示的數值與公差定義一落在第一方塊3410裡面的尖部以及一落在第二方塊3412裡面的平頂°卩（具有個別的長度w)等特徵值。圖34B與34C圖解由根據特疋實施例的雷射系統所產生的經修整的雷射脈衝的額外範例。 4.範例脈衛铪 ⑤ 66 201244861 ，圖3 5所示的係根據其中一實施例的一範例脈衝輪廓測量器3500的方塊圖，其會被配置成用以提供脈衝形狀的回授指標。該範例脈衝輪廓測量器35〇〇包含：一光學分歧器 3 5 1 〇、一功率感測器3 5 12、一高速類比至數位轉換器 (ADC)3514或是「觀測器（scope)」、一處理單元3516以及一記憶體裝置3518。於其中一實施例中，該處理單元3516 會與一主機裝置3520進行通訊。光學分歧器3510會被配置成用以在一雷射脈衝被傳遞至一工作表面之前先接收該雷射脈衝，並且用以將該雷射脈衝的一部分引導至該功率感測器35 12。該功率感測器 3512的類比輸出會被提供至該高速ADC 3514，用以被正確地調整與數位化。該功率感測器3512及/或該高速ADC 3514 可能包含用以在非常快速脈衝形狀（舉例來說，總時間寬度約50ns)上操控觸發的適當邏輯訊號，於某些實施例中，該訊號會在約100kHz的脈衝重複率處被接收。該高速ADC 3514會對應於該等個別脈衝來提供資料給該處理單元35 16<該處理單元3516會過濾該資料必且使用該已過濾的資料來計算上面所述之指標中的一或多者。该處理單元3516可能會發送該等已算出的指標給該主機裝 2〇用以達到製程監視以及（在某些實施例中）達到製程控制之目的。該記憶體裝置3518會被配置成用以記錄對於該等時間脈衝形狀的資料及/或該等對應之已算出的指標。於其中一實施例中，不同於該等脈衝形狀指標的運作時間監視（runtime _itoring)，對應於該等時間脈衝形狀的 67 201244861 資料會被裁入〜線榻取樣，用/Μ衝11 (圖中並未顯示）之中並且被離 » / 乂研究該等實際的脈衝形狀。该脈衝輪扇經由一自動程Γ 35GG可以週期性或是連續的方式，指標。該脈衝=是響應於—使用者命令來計算該等回授的雷射脈衝有Z測量器测可能會計算和每一個被產生大邱八# Μ 、回授指標、和該等被產生的雷射脈衝中大部分有關的回杈札私'或疋和該等被產生的雷射脈衝中二的回授指標。該脈衝輪廓測量器3500可能還會一外部指標（例如，固定與嘗試比例（fixed t〇_attempted Γ a11 〇二偏離標稱或預期數值時來計算該等回授指標。 J用上面所述的回授指標來分析脈衝形狀資料表示脈衝形狀並非最佳或者不在規定的公差裡面時，該系統便可肊會實施—或多個修正動作。舉例來說，肖系統可能 :顯不一警不’用以表示希望進行脈衝形狀校正。此外，或者’於另-實施例中，|亥系統可能會中斷處理、提示使者（舉例來說，維修工程師）調整脈衝形狀、以及重新開始處理〇於另中一實施例中，如下面的討論，該系統可以自動 δ十算一或多項雷射系統輸入參數，用以產生一經改善的脈衝形狀。該系統可能會自動施行此等重新配置的參數。此外，或者，於另一貫施例中，該系統可能會提示使用者（舉例來說，作業員或者維修工程師）施行該等已自動算出的系統輸入參數。 68 201244861 B.腧衛形狀控制如上面的討論，從脈衝形狀回授中所提供的資訊可以許多不同的方式用於脈衝形狀控制。當提供多部雷射處理系統給一特殊使用者時，在其中一部系統上所發展的製程可以被再生在其它系統上。因此，根據其中一實施例，每一部系統皆會被配置成用以再生相同的標稱脈衝形狀。由該等各部系統所提供的回授可以在必要時於一材料的雷射處理期間或是在被配置成用以提供此再生的脈衝形狀設定程序期間被用來調整該等個別的雷射。 —該資訊亦可以被用來隨著時間流逝以提供脈衝形狀穩定性。舉例來說’對以光纖雷射或M〇FpA為基礎的經修整的脈衝系統來說’脈衝形狀可能會發生以可從該雷射頭處 ::的雷射功率為函數的失真。或者，該失真可能係因為 =雷射系，統器件（例如，激昇二極體或是增益模組）變差所 =成°因& ’於特定的實施例中會使用運行時間回授來週 :性地調整該等脈衝形狀，以便隨著時間流逝以保持穩定性。於其中一實施例中，會使用一種反覆學習方法來進行波狀控制。在該反覆學習演算法中，—預期要重複的小怦▲ ％波形作比較並且對該等合宜的控制參數作 :。周整，直到所測量的形狀收斂至該標稱形狀為止。該特別=習演算法在非線性的環境中再生波形非常有效並且 k合調整經修整的脈衝形狀的控制參數。於特定的實施例中，反覆控制技術可以被用來產生具 69 201244861 有所希望的脈衝形狀的雷射脈衝。反覆控制/反覆前饋(ρ — Forward FF)控制會使用一適應性、進化式或是學習元件從可以改支以便提供不同脈衝時間輪靡的輸入訊號（舉例來說被施加至-聲光偏折器、—聲光調變器、一電光偏折器或疋電光5周變器的電壓）處產生一所希望的結果（舉例來說’脈衝形狀輸入參數還可以被控制用以程式化一被. 配置成用以在不同的二進制命令訊號中接收振幅命令的雷射功率供應器。即使輸人與輸出之間的關係為非線性，反覆控制仍可達到所希望的結果。於特定的實施例中，一使用者會被允許輸入一所希望的脈衝形狀覆控制技術會收斂在該等適當的輸入訊號上而達到此脈衝形狀，而且一雷射會合宜地被配置。此外，或者，於其它實施例中，經由套用反覆控制還可以減少或消弭系統至系統的變化性以及雷射至雷射的變化性。進一步言之，長期/中期暫態效應（例如，熱轉移或是解降效應）可以經由套用反覆控制技術而被調出（tuned 〇ut)。此種類型的調整技術可以套用至任何雷射，其令，輸出的振幅及/或時間的形狀會經過設計。該調整技術亦可套用至光纖雷射、MOFPA或是其它類型的雷射。該調整技術可以在系統操作期間於一非經常性的校正步驟中或是連續性地被套用。 y.範例「切片戎，脈衝雷射圖36所示的係可以被施行在根據特定實施例之雷射脈 201244861 ，衝「切片」系統之中的一電光調變$ 361〇，用以產生經修整的雷射脈衝輸出。該電光調變器361〇包含一電光晶體單 7G 3612，其係被定位在光偏振裝置（偏振器）3614 ' 36丨6之間，並且會接收由一脈衝式雷射源362〇所發出的一雷射脈衝射束36U。該電光晶體單元3612有多個電極3622，驅動益電路系統3624的驅動輸出訊號會被施加至該等電極 3622，用以設計入射雷射脈衝3618的形狀。該脈衝式雷射源3620可能係會發出脈衝寬度落在數奈秒至l〇〇ns之範圍裡面的雷射脈衝的任何脈衝式雷射。該電光晶體單元可能係由下面所製成：KDP、KD*P、ADP、AD*P、RTp、 RTA、BBO、LiNb〇3、或是其它電光材料。一合宜的電光晶體單元3612的其中一種範例為位於美國俄亥俄州海倫高地 (Highland Heights)的 Cleveland Crystals, lnc.所製造的 LightGate 4 BBO 波卡爾單元（Pockels cell )。該 LightGate 4單元能夠操作在ΙΟΟΚΗζ處，而且它的幾何形狀會在 355nm處將驅動電壓最小化至約υκν四分之一波延遲。該LightGate 4單元僅有4pf的電容，其有可能提供小於2ns 的上升光學響應時間與下降光學響應時間。合宜的驅動器電路系統3624的其肀一種範例係一可從位於德國穆爾諾市 (Murnau)的 Bergmann Messegeraete Entwicklung KG 購得的高電壓、快速切換時間的波卡爾單元驅動器。一種以BBO為基礎的電光調變器3610的操作如同—種響應於被施加至該電光晶體單元3612之電極3622 & 即四分之一波驅動電壓的四分之一波旋轉器。該脈衝式雷射射束 71 201244861 3618會通過偏振器3614,變成如圖所示的p偏振（p_p〇丨）。該雷射射束3618會前進通過該BB〇晶體單元3612 一次。當沒有任何驅動電壓被施加至該BB〇晶體單元3612的該等電極3622時’該等雷射脈衝會保持在p_pQiit t並且通過偏振β 3616。當該雷射波長處的四分之一波驅動電壓被施加至該ΒΒΟ晶體單元3612的該等電極3622時，該射束的偏振方向便會旋轉90度並且變成s偏振(s_p〇1)。當被施加至BBO晶體單兀3612之電極3622的驅動電壓介於。與四分之一波驅動電壓之間時，從該偏振器3616處透射出來的經偏振雷射射束3618的部分則約略可表示成： T=sin2[( π /2)(V/V1/2)] 其中’ T為來自該偏振器3616的f射射束的透射係數，v 為被施加至該電光晶體單元3612之電極3622的電壓，而 Vl/2為半波電壓。依據上面的表示式，該電光調變器361〇的可控制透射係數T便會提供一雷射脈衝形狀設計函數。理論上，該電光Μ體單元3612以及該等偏振器3614、3616的透射係數二能為約0%至100%。圖37顯示五種可能的雷射脈衝形狀缸例。圖37在行（a)顯示一種脈衝形狀設計的範例，其中，透射係數從0%變成1〇〇%，該雷射脈衝抵達其尖峰的上升時間小於2ns，並且從而提供該雷射脈衝的快速上升前緣。熟S的人士便會瞭解，在本技術中被稱為雙通（d〇uble_paM) 72 201244861 配置的一種替代排列中，雖然可以運用-四分之-波電壓來達到所希望的偏振旋轉程度；但是，要獲得此改善效率卻要付出更大光學對齊複雜性的代價。上升時間與下降時間和該電光單元的電壓與電容、驅動電路電B曰體的切換時間、重複率以及總電功率消耗有關。該電光單元的電壓與電容越低，其便會有快速的響應時間；所以，選擇該電光單元的正確材料很重要。熟習的士便會瞭解，BBO與RTp在用於施行電光調變器中會表見出實用的材料特徵。在K〇echner所著作的以咖 ngineering (Springer-Verlag states 出版社）提及過，縱向電光單元中，#中，電場係以平行於該晶體光軸二：加並且在和該入射光相同的方向中，在一長度為1的晶的相位差5和外加電壓的關係如下： δ /λ )n〇3r63Vz 其中’ = Ez卜於為達到半波延遲，一波卡爾單元會產生相位差占=冗。 :此情況中，對入射在該波卡爾單元上的線性偏振光來轉9輪出射束雖然同樣被線性偏振；但是，偏振平面已旋 90度。藉由併入本技術中眾所熟知的偏振光學元件，該 =卡爾單元便能夠充當-電廢受控式光學調變器。下面公式表達出此裝置的透射係數T相依性： 73 201244861 T=sin2[( π /2)(V/V1/2)] 其中，半波電壓為V1/2=又/2 ηΛ63。對橫向電光晶體單元來說，其中，電場係以垂直於該射束的方向被施加，半波電壓則如下： Vι/2= λ d/2 n〇3r63l 此類型的電光晶體單元的實用屬性係，該半波電壓相依於晶體厚度和長度的比例，而且，藉由正確選擇此等參數，電光晶體單元便可被設計成操作在低於被施加至縱向電光晶體單元的電壓處’以便達到一給定的相位差。熟習的人士便會瞭解，上面公式中.的r63項代表KDp 家族中的磷酸鹽電光係數。RTP晶體係此家族中的一重要成員’而且係針對配合1 〇64nm雷射輸入來使用所述之較佳實施例中的一種較佳的電光晶體材料。BBO晶體較佳的係配合355nm雷射輸入來使用。 RTP晶體在1 〇64nm雷射輸入中具有低電壓需求（在冗或半波延遲以及3_5mm孔徑中需要約1.6KV)並且能夠操作至10MHz重複率。RTP晶體在平均功率大體上大於丨〇 w時無法有妥善的效能；或者’因為透明性限制的關係，並不適用於UV應用中。在上面所提的後面應用中，以ββ〇為且。實際上’因為南電壓需求的關係（在半波延遲中需要約 6KV)’很難在l〇64nm雷射中於1 OOKHz處驅動BBO。所以， 74 201244861 . 對l〇64nm雷射來說，RTP電光晶體單元係目前較佳的選擇；而對355nm雷射來說’ BBP電光晶體單元則較佳（對一 LightGate 4 BBO波卡爾單元來說，在半波延遲中需要約 1.31^)。由於壓電（1^20_仙£^1^’四）共振的關係，其它的電光材料（例如，KDP、RTA、以及ADP)使用在高重複率及脈衝調變處都會有重大限制。較快速的上升時間與下降時間會導致比較高頻的成分，所以，此等頻率成分中的其中者會有較大的機會落入主要共振頻率中。這對一快速上升時間的經修整脈衝（其含有徹底延伸在基礎重複率以上的許多頻率成分）而言尤為正確。為產生經修整的脈衝形狀’前述實施例會利用一被設計成用以避免PE共振的「快速多重狀態（Fast Mum_State， FMS)」電光調變器來施行。對i〇64nm的雷射輸出來說，藉由使用由RTP晶體材料製成的電光單元以及不會產生明顯PE共振的短電氣脈衝便可達成此目的。奈秒等級的脈衝長度會造成比較低的PE共振。舉例來說，一 RTp電光晶體單元能夠在5%責任循環脈衝中達到1〇MHz的重複率。達成快速上升時間與下降時間的另一項重點係電光調變器驅動器的設計。電光晶體單元並沒有任何實際限制可防止其產生次奈秒（sub-nanosecond)或皮秒（picosec〇nd)切換時間；所以，快速切換時間主要係和該電驅動器有關。热習的人士便會瞭解有兩種主要類型的電切換器：雪崩式電晶體（avalanche transistor)以及MOSFET。該等電晶體操作在非常有限的電壓範圍裡面，以便達到最快速的切換時 75 201244861 間。一由7至1 0個電晶體組成的堆疊可以被用來操作在 1.6KV範圍之中。雪崩式電晶體雖然能夠達到2ns的切換時間丨但是，它們的重複率卻被限制在小於丨〇KHz ^為達更高的重複率’目前以MOSFET為宜，因為，一般來說，它們具有1 ns的響應時間以及最大1KV的操作電壓。一由2 至3個MOSFET組成的堆疊會被用來操作在} 6KV範圍之中。所以，MOSFET與電路設計的選擇和達成FMS脈衝調變有密切的關係。明確地說，驅動電路功率消耗非常重要，因為其會與尖峰操作電壓的平方成正比。舉例來說，為在一給定的重複率處達到相當的相位偏移，一操作在約6κν 處的ΒΒΟ電光單元所需要的功率消耗會比操作在約}. 處的RTP電光單元的功率消耗多了約3,614倍。熟習的人士便會瞭解，降低操作電壓會減少功率消耗。其可能會減 v MOSFET的數量，接著，經由審慎的選擇孔徑尺寸與最終驅動電麼便會提供較佳效果的测脈衝調變。於橫向電光凋變器的其中一實施例中，將RTp與bb〇電光晶體單元的孔徑縮減至約2_會在贿⑽處分別將RTp與卿電光晶體單元料波延遲電㈣料低至約2600V與4KVe 一 ™S電光調變器能夠進行多道可程式化的調變步驟’其中’每一道步驟的上升時間皆小於約—且下降皆小於約4ns，而且更明碹铋時F…执 < 月確地說’其中’每-道步驟的上升 s白μ ;約2ns且下降時間皆小於約施例的操作優點在 4已揭不貫匕們提供一種可被程式化成具有一個

(D 76 201244861 • 以上振幅數值之經修整的脈衝报此 „ 衝形狀6另一項操作優點係能夠讓可程式化之經修整的脈衝形狀具備不同的振幅成分與時間持續長度成分。此功能特別適用於產生具有圖3”的 ⑷所示之類型的脈衝形狀的經修整的脈衝輸出。此脈衝形狀以第-振幅最大值為基準的總下降時間實質上長過以第一振幅最大值為基準的上升時間。本發明的實施例可以利用用以接收會選擇性改變入射衝式雷射發射量之多個驅動訊號的一或多個電光調變器 =用以形成一經修整的脈衝輪出。觸發來自該脈衝 =射：射的驅動訊號會抑制和該系統中其它級相關聯的抖動訊號（jitter)並且實質上蒋” 移除和脈衝式雷射發射建立時間相關聯的抖動訊號。該等了修整的脈衝可以在諧波產生至較紐波長中進行功率縮減。熟習本技術的人士僮合的細節進行眾多改變，使、Ί ’可以對上面所述實施例，、並不會脫離本發明的基礎原理。所以’本發明的範峰庙 .【圖式簡單說明Γ 的申請專利範圍來決定。脈衝的r二1B所不的係由典型的固態雷射所產生的雷射脈衝的範例時間脈衝形狀。耵圖 2A 斑 91¾ I、； S3 , 狀時間脈衝輪廓β %圓解根據特定實施例的範例方形形脈衝輪廓Z圖形圖解根據其中-實施例的範例三角形時間。_形圖解根據其中-實施例的範例座椅形狀時 77 201244861 間脈衝輪廓。圓4B、4C、以及4D以圖形圖解根據特定實施例的時間脈衝輪廓的額外範例。圖5 A以圖形圖解根據其中一實施例具有多個最大值的範例時間脈衝輪廓形狀。圖5B以圖形圖解根據其中一實施例具有多個三角形狀最大值的範例時間脈衝輪廓。圖5C包含根據特定實施例的多個電子顯微照片，該等電子顯微照片所示的係利用多個單一紫外線雷射脈衝在一以二氧化矽鈍化後的鋁質探測墊令所吹燒的複數個孔洞，該等單一紫外線雷射脈衝的個別時間脈衝輪廓具有分離不同時間數額的雙尖峰或最大值。圖5D包含多個電子顯微照片，該等電子顯微照片所示的係利用多個單-紫外線雷射脈衝在—以二氧切純化後的銘質&測塾中所吹燒的多個孔洞，$等單—紫外線雷射脈衝的個別時間脈衝輪廓具有單―尖峰或最大值。圖 B 6C以及6D以圖形圖解根據特定實施例的各種四階段形狀時間脈衝輪廓。圖7A以及7B 形狀雷射脈衝串。以圖形表示根據特定實施例的範例單一圖8概略地圖解4 ^ 根據其中一貫施例利用複數個單一形狀雷射脈衝串來處理的王的工作件的俯視圖。圖 9A、9B、9C 顯示在圖8中的半導以及9D 體晶圓概略地圖解根據其中一實施例的側面透視圖。 ⑤ 78 201244861 所示的係根據特定實施利用複數個衝輪廓來切割的—丨“ m J的範例工作件的側視圖。衝串圖11以圖形表示根據其中—實施例的混合形狀雷射脈圖2以圖形表示根據其中一實施例被細分成一連串間通道的時間脈衝輪廓。一曰圖13概略地圖解根據其中一實施例在工作件上的—第射$粒與—第二晶粒之間的一切割道之中前後顫振一雷射徑装舍4概略地圖解根據其中一實施例的-雷射射束路往，其會在一工作件上轉f。圖U概略地圖解根據其中一實施例 -工作件的孔洞或穿孔的—雷射射束路徑。圖概略地圖解根據其中一實施例用一的-切割道中的不同目標材料。相交έή + U略地圖解根據其中—實施例用以#射處理多條相父的切割道。〜 y π 圖18概略地圆解棍撼 ^ 矣根據其中一霄施例相對於一目標工作表面的一射束聚焦位置。栉作圖19所示的係根據其十一化方塊目。 t冑細例的雷射處理系統的簡圖20A與20B所示的俜舻诚甘士 ^ 射脈衝整形器與功率放大二'其中一實施例由-動態雷範例時間脈衝形狀。。斤產生之經修整的雷射脈衝的 79 201244861 工作表面上具"有j、據其中—貫施例的半導體晶圓，在其结構。目標對齊特徵圖樣以及多個冑電連結線圖22所示的仫件之上或之中的^艮據其中—實施例用於雷射處理一工作的、、、。構的方法的流程圖。圖23所示的係不同時間脈衝輪廓之雷射-實施例用於產生與監視具有 < W射脈衝的範例雷射處理系統。圖24所示的係麻μ甘上 ^ ''根據其中一實施例的範例光偵測模組的万塊圖。圖 25Α 與 25R & - ^ ν 、所不的係根據其中一實施例顯示在圖23 之中的雷射源的方塊圖。圖26以_圖解根棣其中-實施例的正規化經修整的雷射脈衝’其至少部分係以一尖峰脈衝功率為特徵。圖27Α與27Β圖解的係因為利用尖峰功率與fwhm來特徵化經修整的雷射脈衝所產生的問題。圖2 8圖解的係根據其中一實施例的四種簡化脈衝形狀 (脈衝A至D)以及FWHM脈衝寬度數值與Tls脈衝寬度數值之間的對應比較。圖29圖解的係根據其中一實施例的六種雷射脈衝形狀 (曲線1至6)以及FWHM脈衝寬度數值與t1s脈衝寬度數值之間的對應比較。圖30以圖形圖解根據其中一實施例的正規化經修整的雷射脈衝，其具有一以尖峰高度、尖峰寬度、以及尖峰時間為特徵的尖部。 201244861 圖31以圖形圖解根據其雷射日ί你 *曰+ 貫施例的正規化經修整的雷射脈衝，其具有一以起始 m ^ ^ ^ ^ 予間、知止時間以及和.公差相關聯之位準為特徵的平頂部。圖32以圖形圖解根據其 Ύ 貫施例的正規化經修整的雷射脈衝，其具有一以起始巧。Β予間、停止時間、和第一公差相關聯的起始位準、以及和第_ ..弟一 A差相關聯的停止位準為特徵的斜面或傾斜平頂部。圖 33A、33B 以及 33Γ w Kir η * ,^ ^圖形圖解根據特定實施例的多個乾例經修整的雷射脈衝，匕們具有由本文所述之參數為特徵的各種尖峰、平頂部以及斜率。圖34A以圖形圖解根據其中一實施例如表2之規定的複數個經修整的雷射脈衝。圖4B /、34C圖解根據特定實施例的經修整的雷射脈衝的額外範例》。圖35所示的係根據其中一實施例的一範例脈衝輪廓測

量器的方塊圖，其會被配置成用以提供脈衝形狀的回授指標。 S 圖36所不的係根據其中一實施例的一電光調變器的簡化方塊圖’其操作如同一用於產生經修整的雷射脈衝輪出的雷射脈衝切片（slicing)裝置。 ’ 圖37在（a)行、（b)行、（c)行、（d)行以及（e)行中顯示由圖3 6的雷射脈衝切片裝置所產生的五種可能的雷射脈衝形狀構形範例。【主要元件符號說明】 201244861 700 710 720 722 800 810 812 814 816 818 910 912 914 916 918 920 922 1000 1002 1004 1006 1008 1010 第一單一形狀雷射脈衝串雷射脈衝第二單一形狀雷射脈衝串雷射脈衝工作件半導體晶圓切晶膠帶晶圓環半導體晶片切割道裝置層半導體晶圓晶粒附著膜（DAF) 雷射射束座椅形狀時間脈衝輪廓高斯形狀時間脈衝輪廓方形形狀時間脈衝輪廓工作件第一層第二層第三層第四層第五層第六層 82 1012 201244861 1014 1016 1 100 1110 1112 1 1 14 1116 1118 1310 13 12 13 14 1316 1318 1320 1322 1410 1412 1414 1416 1418 1510 1512 1514 1516 基板切割道混合形狀雷射脈衝串座椅形狀時間脈衝輪廓第一高斯形狀時間脈衝輪廓第二高斯形狀時間脈衝輪廓三角形狀時間脈衝輪廓方形形狀時間脈衝輪廓切割道第·一晶粒第·一晶粒射束路徑雷射脈衝雷射脈衝雷射脈衝雷射射束路徑工作件雷射脈衝雷射脈衝雷射脈衝雷射射束路徑第一時間脈衝輪廓形狀第二時間脈衝輪廓形狀第三時間脈衝輪廓形狀 83 201244861 1518 1610 1612 1614 1616 1618 1620 1622 1624 1626 1628 1630 1710 1712 1714 1716 1718 1720 1722 1724 1726 1728 1730 1732 第四時間脈衝輪廓形狀第一切割道第一晶粒第二晶粒第三晶粒第四晶粒第二切割道金屬特徵圖樣雷射射束路徑脈衝脈衝脈衝第一晶粒第二晶粒第三晶粒第四晶粒第五晶粒弟六晶粒第一切割道第二切割道第三切割道脈衝脈衝脈衝 84 ⑤ 201244861 1734 脈衝. 1736 雷射射車路徑 1738 脈衝 1740 脈衝 1742 脈衝 1810 射束聚焦位置 1812 目標工作表面 1814 透鏡 1816 雷射射束 1818 雷射脈衝 1820 特徵圖樣 1822 第一組雷射脈衝 1824 第二組雷射脈衝 1826 第三組雷射脈衝 1900 雷射處理系統 1910 記憶體裝置 1912 處理器 1914 雷射源 1916 光學元件 1918 使用者介面 1920 時間脈衝輪廓資料 1922 目標種類關聯資料 1924 雷射脈衝 1930 感測器 85 201244861 2100 半導體晶圓 2110 工作表面 2112 目標對齊特徵圖樣 2114 導電連結線結構 2200 方法 2205 開始 2210 儲存 2212 產生關聯 2214 選擇 2216 選擇 2218 產生 2220 處理 2222 詢問 2224 結束 2300 雷射處理系統 2310 系統控制電腦 2312 内建控制電腦（ECC) 23 14 雷射控制器 2316 射束位置控制器（BPC) 23 18 雷射源 2320 暫存器 2322 計時器 2324 調變器控制器（MC) 2326 系統光學元件 ⑤ 86 201244861 2328 2330 2334 2336 2338 2340 2342 2344 2346 2348 2350 2352 2410 2412 2414 2416 2418 2420 2500 25 10 25 12 2514 2516 2518 光偵測模組雷射執光學元件折疊面鏡 Z定位機構工作表面目標樣品 X-Y定位機構暫存器編碼器比較器模組聲光調變器（AOM) 諧波轉換模組光學射束分歧器光電換能器前置放大器可程式化增益級高速類比至數位轉換器（ADC) 緩衝器動態雷射脈衝形狀設計器（DLPS) 光纖功率放大器（FPA) 雷射注入源第一脈衝調變器第一脈衝增益模組第二脈衝調變器 87 201244861 2520 2522 2524 2526 2528 2530 2532 2534 2600 3000 3100 3110 3200 3210 3310 3312 3314 33 16 3318 3320 3322 3324 3326 3328 第二脈衝增益模組隔絕器功率放大器耦合器（PAC) 功率放大器激昇雷射（PAPL) 功率放大器增益光纖（PAGF) 終端光學元件諧波光學元件模組非必要的諧波終端光學元件正規化經修整的雷射脈衝正規化經修整的雷射脈衝正規化經修整的雷射脈衝方塊正規化經修整的雷射脈衝方塊經修整的脈衝經修整的脈衝經修整的脈衝第一方塊第二方塊第一方塊第二方塊第三方塊第一方塊第二方塊 ⑤ 88 201244861 3330 3332 3334 3410 3412 3500 3510 3512 35 14 3516 3518 3520 3610 3612 3614 3616 3618 3620 3622 ,3624 第三方塊第四方塊第五方塊第一方塊第二方塊脈衝輪廊測量器光學分歧器功率感測器高速類比至數位轉換器（ADC) 處理單元記憶體裝置主機裝置電光調變器電光晶體單元光偏振裝置光偏振裝置雷射脈衝射束脈衝式雷射源電極驅動器電路系統 89

Claims

201244861 七、申請專利範圍： 1 · ~種使用在行進中改變的複數個不同時間脈衝輪來雷射切晶-工作件的方法，該工作件包含被形成在導體基板上方的一或多個裳置層，該等一或多個裝置層包含一由多個彼此分隔的電子電路器件所組成的圖樣，該等電子電路器件會被—或多條切割道分開一雷射射束能夠沿著該等一或多條切割道形成一由多個側壁所定義的切口’該方法包括：選擇一第一時間脈衝輪廓形狀與一第二時間脈衝輪廓形狀；產生（使用單一雷射源）一第一雷射脈衝串與一第二雷射脈衝串，該第一雷射脈衝串包含根據該第一時間脈衝輪廓形狀來進行時間形狀設計的一雷射脈衝序列而該第二雷射脈衝串包含根據該第二時間脈衝輪廓形狀來進行時間形狀設計的一雷射脈衝序列；在該雷射射束沿著一切割道進行第一次推移中，將該第一雷射脈衝牟引導至該工作件，用以沿著該切割道來移除該等一或多個裝置層中的至少一第_部分；以及在該雷射射束沿著該切割道進行第二次推移中，將該第二雷射脈衝串引導至該工作件’用以沿著該切割道來切穿該半導體晶圓。 2_如申請專利範圍第丨項的方法，其中，該第一時間脈衝輪廓形狀包括一座椅形狀時間脈衝輪廊。 3.如申請專利範圍_ 2項的方法，其中，該第一時間脈 90 201244861 中二t形狀包括—落在約12奈秒與約14奈秒之間的範圍中的時間脈衝持續長度。申叫專利範圍第3項的方法，其中，該第二時間脈形狀係選擇自包括下面的群之中：高斯形狀時間脈廓：形形狀時間脈衝輪廓以及三角形狀時間脈衝輪衝幹廓形狀：專利範圍第5項的方法’其中，該第二時間脈的：門耽衝广落在約1奈秒與約3奈秒之間的範圍中的時間脈衝持續長度。 τ 6.如申請專利範圍第鑲#在Β 4 項的方法’其中，該工作件會被鑲敗；一晶粒附著臈_)之上，該方法進一步包括選擇一第三時間脈衝輪廓形狀；產生（使用該單一雷急+、、店、 ΜΨ Μ - e# ^ 原）—第三雷射脈衝串，豆包含根據》亥第二時間脈衝輪廓形狀甲，、匕3根脈衝序列；以及仃3，間形狀設計的一雷射在°亥雷射射束沿著該切割道進行第一第三雷射脈衝串引丁弟二-人推移中，將該穿該DA卜作件’心沿著該切割道來切 7.如申請專利範圍第6項的方法衝輪廓形狀包括—落在約4〇奈秒鱼么八中，該第三時間脈令的時間脈衝持續長與約400奈秒之間的範圍入上-丹中，兮一狀係選擇自包括下面的群之中：言Α二時間脈衝輪廓形及方形形狀時間脈衝輪廓。形狀時間脈衝輪廓以 8.如申請專利範圍第7項的方 °亥方法進一步包括·· 201244861 選擇一第四時間脈衝輪廓形狀；產生(使用該單一雷射源)-第四雷射脈衝串，其包含根據該第四時間脈衝輪廊形狀來進行時間形狀脈衝序列；以及由射在該雷射射束沿著該切割道進行第四次推移中，將該 :三雷射脈衝串引導至該工作件，用以沿著該切割道來退火-切口的側壁’以便提高晶粒破損強度。 9.如申請專利範圍第"的方法，其中，該衝輪廓形狀包括一落在约Μ太& ^ 脈洛在約50奈秒與約100奈秒之間的範圍中的時間脈衝持續長度，立狀係、且/、中，該第四時間脈衝輪廓形狀係選擇自包括下面的群 A 群之中.尚斯形狀時間脈衝輪廓以及方形形狀時間脈衝輪廓。 10:如申請專利範圍第1項的方法，其進一步包括：一對5亥第一雷射脈衝串與該第二雷射脈衝串中至少其中 -者之中的雷射脈衝序列進行空間形狀設計。 u ·如申β專利圍第1項的方法，其進-步包括：以該第—雷射脈衝串與該第二雷射脈衝串中至少其中的雷射脈衝序列中的-第二雷射脈衝為基準來改 .支一第一雷射脈衝的尖峰強度。 12.如申請專利範圍脈衝串包括一置一 · 其中’該第一雷射形狀雷射脈衝串，該方法進一步包括：選擇一第三時間脈衝輪廓形狀； :生(使用該單—雷射源)一第三雷射脈衝串，其包含根第三時間脈衝輪廓形狀來進行時間形狀設計的一雷射 92 201244861 Λ 脈衝序列；以及在該雷射射束沿著該切割道進行第三次推移中（該第二次推移係發生在該第一次推移與該第二次推移之間)：將：第三雷射脈衝串引導至該工作件， ^ ^ 用以沿者該切割道來移除該等一或多個裝置層中的至少一第二部分。 13.如申請專利刪Μ的方法，其中，該第—雷射脈衝串包括-混合形狀雷射脈衝串，該方法進一步包括：選擇一第三時間脈衝輪廓形狀射脈衝串進一步包括產生根據該第進行形狀設計的至少一雷射脈衝； ’其中’產生該第一雷二時間脈衝輪靡形狀來將該第一時間脈衝輪廓形狀與該等一或多個褒置層裡面之第一種類的結構產生關聯；將該第三時間脈衝輪廓形狀與該等一或多個裝置層裡面之第二種類的結構產生關聯；以及在該雷射射束沿著該切割道進行第一次推移中將根據該第三時間脈衝輪廓形狀來進行形狀設計的至少一雷射脈衝引導至和該第二種類的結構相關聯的該等一或多個裝置層之上或裡面的一結構。 14.如申請專利範圍第丨項的方法，其中，該第一雷射脈衝串包括一混合形狀雷射脈衝串，該方法進一步包括：選擇一第二時間脈衝輪廓形狀，其中，產生該第一雷射脈衝串進一步包括產生根據該第三時間脈衝輪廓形狀來進行形狀設計的複數個雷射脈衝；在該雷射射束沿著該切割道進行第一次推移中，在藉 93 201244861 由將該雷射射束施加至該等—或多個裝置層所形成的一切口的反向側壁之間前後顫振該雷射射束；當該雷射射束的一路徑在該顫振期間通過該等反向側』之間的中央位置時’將根據該第—時間脈衝輪廓形狀來進行形狀設計的該第-雷射脈衝串中的—《多個脈衝引導至該工作件；以及當該雷射射束的該路徑在該顫振期間靠近該等反向側壁中的每一者時，將根據該第三時間脈衝輪廓形狀來進行形狀設計的該第一雷射脈衝串中的一或多個脈衝引導至該工作件。 15·如申請專利範圍第i項的方法，其巾，該第一雷射脈衝$包括一混合形狀雷射脈衝串，該方法進一步包括：選擇一第三時間脈衝輪廓形狀，其中，產生該第一雷射脈衝串進一步包括產生根據該第三時間脈衝輪廓形狀來進行形狀設計的複數個雷射脈衝；在該雷射射束沿著該切割道進行第一次推移中，以該工作件為基準來改變該雷射射束的速度與加速度中的至少其中一者；在改變該速度與該加速度中的至少其中一者之前，將根據該第一時間脈衝輪廓形狀來進行形狀設計的該第一雷射脈衝串中的一或多個脈衝引導至該工作件；以及在改變該速度與該加速度中的至少其中一者期間，將根據該第三時間脈衝輪廓形狀來進行形狀設計的該第一雷射脈衝串中的一或多個脈衝引導至該工作件。 ⑤ 94 201244861 16·如申請專利範圍第1項的方法，其中，該第-雷射脈衝串包括-混合形狀雷射脈衝_，肖方法進一步包括：選擇-第三時間脈衝輪廓形狀，其中，產生該第一雷射脈衝串進一步包括產生根據該第日〆 m》弟二時間脈衝輪廓形狀來進行形狀設計的複數個雷射脈衝；其中，在該雷射射束沿著該切割道進行第一次推移期間，該雷射射束的一聚焦束腰會以該等—或多個裝置層的一表面為基準來改變深度；在以該等一或多個裝置層的該矣 1曰幻忑表面為基準的該聚焦束腰的第一深度處，將根據該第一時間 τ间脈衝輪廓形狀來進行形狀設計的該第一雷射脈衝串中的一 ^或多個脈衝引導至該工作件；以及在以該等一或多個裝置層的該两兩暴準的該聚隹走腰的第二深度處，將根據該第三時卞间脈衝輪廓形狀來進行形狀設計的該第一雷射脈衝串中的一戈多個脈衝引導至該工作件。 17·-種使用在行進中改變的複數個不同的時廓來雷射處理一工作件的方法，該方法包括：打輪產生(來自單一雷射源)一混合形狀雷射脈括： τ 再包進行時間形狀設進行時間形狀設根據一第一時間脈衝輪廓形狀來計的一或多個第一雷射脈衝，以及根據一第一時間脈衝輪廊形狀來計的一或多個第二雷射脈衝； 95 201244861 以該單一雷射源的脈衝重複頻率、該工作件之上或裡面的複數個目標位置以及一雷射射束相對於該等目標位置 ^運動輪廓為基礎將一由該等一或多個第一雷射脈衝與該等一或多個第二雷射脈衝所組成的序列排列在該混合形狀雷射脈衝串之中；以及在該雷射射束根據該運動輪廓沿著該工作件的一單次推移中，將該等一或多個第一雷射脈衝與該等一或多個第二雷射脈衝引導至該等個別的目標位置。 18. 如申請專利範圍第17項的方法，其中，該序列進一步會以下面為基礎：將根據該第一時間脈衝輪廓形狀來進行形狀設計的該等-或多個第-雷射脈衝引導至一第一目標位置處的第一種類的結構；以及 ^將根據該第二時間脈衝輪廓形狀來進行形狀設計的該等-或多個第二雷射脈衝引導至一第二目標位置處的第二種類的結構。 19. 如申請專利範圍第18項的方法，其中，該第一種類的結構包括一介電質，且JL tjj J.V. a* 負且具中，§亥第二種類的結構包括一金屬。 2〇·如申請專利範圍第18項的方法，其中，該第一種類的結構包括-對應於該卫作件之單—特徵圖樣的不相交區，且其中’㈣二種類的結構包括一對應於二或多個重疊特徵圓樣的相交區。 96 201244861 個重疊特徵圖樣包括兩條切割線的交點。一牛22·如申：專利範圍第口項的方法，其中，該序列會進处理:目標結構之上或裡面的—特殊部分為基礎。對，於在：：專利範圍第22項的方法’其中，該運動輪廓對應於在藉由將該雷射射束施加至該卫作件所形成的一切口的反向側壁之間前後顫振該雷射射束，且其中，該序列會經過選擇俾使得：射束的_路徑在該顫振期間通過該等反向側 =的中央位置時1等-或多個第-雷射脈衝會被引導至該工作件；以及當該雷射射束的該路徑在該顫振期間靠近該等反向側 :二母-者時，”一或多個第二雷射脈衝該工作件。 :如申請專利範圍第22項的方法’其中，該運動輪廊對應於在該工作件中形成-穿孔，且其中，該序列會經過選擇俾使得： W @ 合、=穿孔的第一深度處，該等—或多個第-雷射脈衝曰被引導至该工作件；以及在《亥穿孔的第二深度處，該等_或多個第二雷射脈衝會被引導至該工作件。 25·如申請專利範圍第17項的方法，其中，該運度輪廓。3以該工作件為基準來改變該雷射射束的速度與加速度中的至少其中—者，且其中’該序列會進-步以下面為基礎： 97 201244861 在改支3亥速度與該加速度令的至少其中一者之前，將該等一或多個第一雷射脈衝引導至該工作件；以及在改變该速度與該加速度中的至少其中一者期間，將該等一或多個第二雷射脈衝引導至該工作件。 26·如申請專利範圍帛17項的方*，其中，該雷射射束的-聚焦束腰會以該工作件的一表面為基準來改變深度，且其中’該序列會進一纟以下面為基礎：在以該工作件的該7- 表面為基準的該聚焦束腰的第一深度處’將該等一或多個第一雷番射脈衝引導至該工作件；以及在以該工作件的該矣表面為基準的該聚焦束腰的第二深度處，將該等一或多個笫_+6丄〆第—雷射脈衝引導至該工作件。 27.如申請專利範圍第 ^項的方法，其中，排列該庠列至少部分會以對應於以該及序夕J Μ隹東腰之深卢心該表面為基準所產生的 Μ焦束腰之^ 八、圖式· (如次頁） 98