专利名称：产生定制的激光脉冲组的制作方法
技术领域：
0003本发明涉及在存储器芯片或其它集成电路(IC)芯片导电连线的激光处理，特别是涉及使用主振荡器功率放大器来产生至少两个激光脉冲的组的方法和系统，从而可在运行过程中或动态地(on-the-fly)以较佳的处理质量来切断连线或连接(link)。
背景技术：
0004IC器件制造过程中的产量减少通常是由于次表面(subsurface)层或图案的未对准或粒子污染造成的。图1、图2A和图2B示出了IC器件或工件12的重复性电子电路10，其通常以成行或成列的方式制造，从而包括冗余电路元件14的多重重复，例如存储器单元20的备用行16以及列18。参考图1、图2A和图2B，电路10被设计成在电接点24之间包括有激光可切断的导电连线22，例如导电连线22可被去除，从而断开有缺陷的存储器单元20，并在诸如DRAM、SRAM或嵌入式存储器之类的存储器件中取代一个替换的冗余单元26。类似技术也被用于切断连线22以修复CCD成像器件或者用于设计逻辑产品、门阵列或ASIC(专用集成电路)。
0005连线结构36中的连线22约为0.3微米(μm)-2μm厚，并且被设计为具有约0.4μm-2.5μm的传统连线宽度28、在相邻电接点24之间的连线长度30、以及距离相邻电路结构或元件34约2μm-8μm的元件到元件节距(pitch)(中心到中心的间距)32。虽然最常使用的连线材料为多晶硅、多晶硅-金属硅化物(polycide)以及类似合成物，但存储器制造商近年来已经采用了多种导电性更好的金属连线材料，其包括但不限于铝、铬化物、铜、金、镍、铬化镍、钛、钨、铂、以及其它金属、金属合金、金属氮化物(例如氮化钛或氮化钽)、金属硅化物(例如二硅化物、硅化钨)，或其它类金属材料。
0006对电子电路10、电路元件14、或存储器单元20进行测试来发现缺陷，并且可将缺陷的位置映射到数据库或程序中。传统的1.047μm或1.064μm的红外线(IR)激光波长已经使用超过20年，以便迅速地去除导电连线22。传统存储器器连线处理系统将脉冲持续时间约为4纳秒(ns)到30ns的单一激光输出脉冲37聚焦在选定的连线22上。图2A和图2B示出了一个具有光点尺寸(面积或直径)40的激光光点38，其冲击一个由多晶硅或金属连线22构成的连线结构36，该多晶硅或金属连线22位于硅衬底42上并处于钝化层叠层(passivation layer stack)的组件层之间，该钝化层叠层包括一个厚度通常为500-10,000的上覆(overlying)钝化层44(如图2A所示)，以及一个下垫(underlying)钝化层46。图2C示出了由中间钝化层48分开的两个相邻连线22。连线22中的每个连线具有分开一定距离的相反侧表面52，该距离定义了一个标称连线宽度28，激光光点38将其包围以切断连线22。硅衬底42吸收一个相对较小的成比例的IR激光辐射量，并且传统钝化层44、46和48(例如二氧化硅或氮化硅)对IR激光辐射相对较为透明。通常是“动态地”对连线22进行处理，以致当激光脉冲向一个选定的连线22射击时(其中每个选定的连线22由单一激光脉冲处理)，光束定位系统不必停止移动。这种动态处理有助于实现非常高的连线处理量，例如每秒处理数万个连线22。
0007图2D1和图2D2是图2B的连线结构在用现有技术激光脉冲去除了连线22之后的部分截面图。图2D2示出了一条不规则曲线76，其穿过了围绕着之前由被去除的连线22所占据的开口区域的钝化层44、46和48的若干部分。曲线76表示钝化层结构的典型损伤，特别是延伸一定量的特定损伤，例如，距离先前被连线占据区域约0.5μm，或在显微镜下明显可见的损伤。典型损伤也包括钝化层结构里的裂缝，这并未在附图中示出。
0008为了避免损伤衬底42，并同时保持足够的激光能量以处理一种金属或非金属连线22，Sun等在美国专利第5,265,114和第5,473,624号中描述了使用一种处于较长激光波长(例如1.3μm)的单一9ns-25ns激光脉冲，来处理硅晶片上的存储器连线22。处于1.3μm波长，连线材料22和硅衬底42之间的激光能量吸收差异比处于传统的1μm激光波长时要大得多。这种技术所给予的更宽的激光处理窗和更佳的处理质量，已经很成功地在工业中使用了约5年。
0009Sun等的美国专利第6,057,180号中描述一种使用紫外线(UV)激光输出来切断连线的方法。使用更短的激光波长得到更小的激光束光点，从而可适应不断缩小的连线尺寸和连线至连线的节距。这些较短的激光波长也使激光能量能够更好地耦合到连线目标材料中以便于处理。然而，通过这样的紫外线激光脉冲来去除连线本身，需要仔细考虑下层的钝化结构和材料，以保护下层的钝化和硅晶片不受到紫外线激光脉冲的损伤。
0010图3A是一个在该连线处理中使用的、处于1μm和1.3μm波长的传统激光脉冲的典型时域形状。为了更有效地使用激光能量，Smart等人在美国专利第6,281,471号和第6,340,806号建议使用主振荡器功率放大器(MOPA)来提供处理连线的激光脉冲37b，其中激光脉冲37b具有图3B所示的、基本为方形时域功率密度分布的时域形状。
0011MOPA激光器一般是CW泵激的、掺杂并形成格栅的光纤激射物质，其由注入式激光器以高的均匀重复频率激活，例如30kHz。MOPA构形的激光器由IMRA，America，Inc.，Fremont，CA制造，其提供具有5-20ns可调脉冲宽度的基本方形的脉冲37b。
0012根据Smart等人所建议的，激光脉冲的上升时间必须小于1ns，方波顶部的平坦度必须好于10％，而且下降时间必须足够短。已阐述的、使用具有如图3B所示时域形状激光脉冲的优点在于激光脉冲的急速上升时间会将热冲击(thermal shock)传送到上覆氧化物层，并藉此促进连线吹击处理。此外，连线在更高功率密度反射的激光能量将随着脉冲的快速上升以及更短的持续时间而降低。然而，如果借助于随激光脉冲的急速上升时间传送到上覆钝化层的热冲击波，来很快地损毁上覆钝化层，会真正有利于该处理，那么处理那些没有上覆钝化层的连线结构就不会存在技术难题。否则工业实践已经证明了。
0013由于连线结构36存在不可避免的变化(例如上覆钝化层44的厚度；连线22本身的厚度、宽度以及侧壁斜率；以及下垫钝化层46的厚度)，因此用于处理连线22的激光脉冲能量中需要一定的峰值储备(head room)。连线材料通常会在激光脉冲结束之前全部被去除。对于所用的典型激光脉冲，一般连线22的连线材料在时间t1之前被全部去除，如图3A所示。当连线22中有少量连线需要稍微较多的脉冲能量来实现完全切断时，希望在时间t1之后具有某种尾部来适应这种连线变化。类似地，图3B中的时间t1表示了典型连线材料被全部去除的时间。本领域技术人员将意识到，对于这两种情况在时间t1之后，由于没有剩下任何连线材料来保护衬底不暴露于激光能量下，因此存在激光脉冲能量对某些连线22的硅衬底42造成损伤的危险，特别是对于在时间t1之前已被完全处理好的那些连线。时间t1之后的激光脉冲能量也会对连线22的相邻结构34带来巨大的损伤危险。不幸地，对于传统的激光脉冲37a而言，无法控制时间t1之后的激光脉冲的时域形状。对于基本方形的时域激光脉冲37b而言，情况更糟，因为在时间t1之后右侧激光脉冲37b将保持在其波峰一段时间，这就存在对衬底42或相邻结构34造成损伤的更大的危险。
0014图4示出了相继的激光脉冲37之间的一个示例性的典型时间间隔80，这些激光脉冲37被用来切断各自空间分开的连线22。这种时间间隔通常与所用的激光无关，而且一般由光束定位系统的临界速度和准确度确定。尽管仍然需要更好方式来处理连线以改善质量和产量，但是所期望的改善应该同时考虑到由传统光束定位系统带来的限制。
发明内容
0015本发明的一个目的是要提供一种对去除制于衬底上的导电连线材料及上覆钝化结构材料的处理质量进行改进的方法及设备。
0016本发明的另一个目的是要利用一组低能量激光脉冲来处理这种连线。
0017本发明的一个进一步目的是使用这样的多组激光脉冲来动态地处理连线。
0018近来，连线制造的一个趋势是以金属材料制造相对较厚的连线(大于约1μm厚至约2μm厚或更厚)，但是这种连线使连线切断处理更加复杂。已经证明，在足够的产量下，利用传统激光器输出的单一脉冲来完全去除这种连线而不造成周围材料不可接受的损伤是特别困难的。一种解决方案是利用一个单一激光脉冲对每个待切断的连线进行第一遍处理，所述单一激光脉冲的能量并不足以造成不想要的损伤，然后，对每个连线以相同或较弱的功率脉冲进行第二遍处理，以清除所有矫作物(artifact)而不存在损伤周围材料的危险。不幸地，这种方式会在每个连线上造成较长的停顿时间，或者造成对每个选定的连线需要进行独立的多遍重复扫瞄，而这需要进行重新定位和重新发射(refire)，结果使产量以约二倍或更大的系数降低。
0019在Sun等的美国专利第6,574,250号种公开了用来协调激光输出脉冲的产生与光束定位器给出的相关运动的方法，以将一个具有两个或更多时移(time-displaced)激光输出脉冲的组在相同的时域窗口中传送到每个连线结构，其中传统的光束定位器就是使用相同的时域窗口来传送单一的传统激光脉冲。该组中的脉冲传送很快，以致每个激光输出脉冲的光点区域能够包围连线宽度，并且该方法在不存在损伤邻近钝化层或衬底的危险的情况下，提供了高产量、高质量的连线去除。
0020在Sun等的美国专利第6,574,250号和美国专利公开第2003/0151053号中，公开了多种在光束定位时间窗口中产生脉冲组的新方法。一个实施例是使用一种处于高激光脉冲重复频率的连续波(CW)模式锁定激光器，其后跟随有光闸和放大器，而另一个实施例使用一种Q开关和CW模式锁定激光器。另外的实施例使用一个步进控制声光(A-O)Q开关激光系统；一个具有光束分解器和光学延迟路径的激光系统；以及共享部分光路的两个或更多个同步但暂时偏移的激光器。这些实施例中的每一个都具有自身的优点，但是共同的缺点包括额外的成本、额外的空间、或额外的光学或对准组件。
0021在美国专利公开第2002/0167581号中，Cordingley等提出了一种处理方式，其类似于Sun等所公开的发明，但是Cordingley等将他们的工作集中于激光工件的热相互作用上，对于在Sun等描述的光束定位时间窗口中传送脉冲而言，这种热相互作用是固有的。
0022在美国专利第6,727,458号中，Smart建议使用两个相同的、很靠近地放置的方形或锯齿形的激光脉冲，它们来自一个种子激光二极管和光放大器。
0023本发明的一般性实施例使用一个主振荡器/功率放大器(MOPA)，其中从二极管激光器发射的激光器输出被注入到一个功率放大器。对二极管激光器的驱动器进行特别控制，从而为每个待处理的连线结构产生一个具有两个或更多脉冲的时域功率轮廓。功率放大器工作于一个不饱和状态，以提供放大的激光器输出，其基本上复制了注入式激光器输出的时域功率轮廓，以将一个具有两个或更多工作激光脉冲的组传送到待处理的每个连线，而不使用传统连线处理系统的单一激光脉冲。
0024因为该组的整个持续时间小于约1000ns，该组被传统连线切断激光定位系统视为一个单一“脉冲”。因此，这种实施方式在每个选定连线22上不会产生较长的停顿时间，也不会造成对每个选定的连线进行独立的多遍重复扫瞄，而进行这种独立的多遍重复扫瞄需要进行重新定位和重新发射(refire)，结果使产量以约二倍或更大的系数降低。
0025该组中每一工作激光脉冲具有一个能量或峰值功率，其小于支撑连线结构36的(硅)衬底42的损伤阈值。控制该组内工作激光脉冲的数量，使得激光脉冲清除掉连线22的底部，但却保持下垫钝化层46以及衬底42不受损伤且操作完好无缺。
0026在一些实施例中，该组中的至少一个工作激光脉冲的时域功率轮廓也分别被定制，以在脉冲持续时间中的任一时间提供尖峰，从而在处理特定连线方面具有优点。可以使用其它调制每个脉冲时域功率轮廓的技术，例如基于不同的连线结构使用多重尖峰顶峰或使峰值功率振幅振荡。在一个实施例中，至少一个在组内的激光脉冲具有时域功率轮廓，其与至少一个在组内的其它脉冲不同。例如，一个在组内的第一工作脉冲之后的工作脉冲具有降低的振幅和/或降低的脉冲持续时间。
0027根据下文参照附图对较佳实施方式进行的详细描述，本发明的其他目的和优点将更加明显。
0028图1是现有技术DRAM一部分的示意图，其示出了一般电路单元的备用行的冗余布局，以及处于其中的可编程连线。
0029图2A是一个传统的大半导体连线结构的部分截面图，其接收以现有技术的脉冲参数为特征的激光脉冲。
0030图2B是图2A中的连线结构和激光脉冲以及相邻电路结构的部分俯视图。
0031图2C是图2B中连线结构的部分截面端视图，其示出了两相邻连线以及与其相关的钝化层叠层的宽度尺寸。
0032图2D1以及图2D2是图2B中连线结构在应用了现有技术激光脉冲进行连线去除之后的部分截面图。
0033图3A以及图3B分别示出了传统的以及基本方形的激光脉冲时域功率轮廓。
0034图4是功率-时间图，其示出了用来切断空间分开的连线的相继的激光脉冲之间的一个示例性的典型时间间隔。
0035图5是具有4个不同脉冲持续时间的有用的MOPA脉冲的功率-时间图。
0036图6A是一个示例性激光系统实施例的部分示意简化图，该激光系统是利用一个MOPA激光器和一个工件定位器来实现的，所述MOPA激光器和工件定位器与激光处理控制系统集成在一起，以对连线进行处理。
0037图6B是一个示意性的简化视图，其示出了其后跟有一个放大器的注入式激光器如何在不饱和状态下进行工作，以将注入式激光脉冲放大到连线处理所需的能级而不产生失真。
0038图7A、图7B和图7C是功率-时间图，其示出了示例性的多组激光脉冲，这些激光脉冲被用来在处于相继的空间分开连线之间的典型定位系统时间间隔中切断连线。
0039图8A、图8B和图8C示出了一个示例性的特别定制的注入式激光器驱动电流轮廓、一个合成的注入式激光脉冲功率轮廓以及一个复制所述注入式激光脉冲轮廓的、放大的激光脉冲功率轮廓。
0040图8D-图8F示出了示例性组的功率-时间图，这些组包括图8C中特别定制的激光脉冲，以在一个典型定位系统时间间隔切断连线。
0041图9A示出了替代的放大激光脉冲功率轮廓。
0042图9B、图9C和图9D示出了示例性组的功率-时间图，其包括图9A的特别定制的激光脉冲，用来在一个典型定位系统时间间隔中切断连线。
0043图10A和图10B示出了替代的注入式激光器驱动电流轮廓以及放大激光脉冲功率轮廓。
0044图10C和图10D示出了示例性组的功率-时间图，其包括图10B的特别定制的激光脉冲，用来在一个典型定位系统时间间隔中切断连线。
0045图11是图2C的连线结构进行了连线去除以切断一个连线之后的部分截面图，其中所述连线去除是通过应用一个具有至少两个定制激光脉冲的组来实现的。
具体实施例方式
0046图6A是示例性激光系统300一个实施例的、简化的局部示意图，激光系统300是利用一个MOPA激光器200、一个光束传送和材料定位系统380(简称为定位系统380)来实现的，所述MOPA激光器200和定位系统380与激光处理控制系统集成在一起，以对连线22进行处理。参考图6A，MOPA激光器200包括一个注入式激光器202，其后跟有一个放大器204。注入式激光器202可以是一个二极管激光器，其具有快速响应时间，并以某种激光波长传送或释放(deliver)激光器输出210，其中该激光波长与放大器204的增益光谱相匹配。这样的二极管激光器可以是一个使用集成分布式反馈的单一频率激光器或一个分布式布拉格反射器(Bragg reflector)，或者可以利用外腔(extracavity)组件对这样的二极管激光器进行调整。这样的二极管激光器也可以是一个多模二极管激光器。
0047放大器204最好是一个光纤放大器(其包括传统的光纤激射材料)，并且最好是由传统的连续波(CW)泵激源220进行泵激。放大器204的一个较佳实施例是一个光纤激光放大器。掺镱(Ytterbium-doped)光纤激射材料是很普通的，并且可以在市场上买到。泵激源220最好也是一个二极管激光器，并且可以以不同于注入式激光器202的波长进行发射。
0048可以对光纤长度、产生激光的掺杂物类型、掺杂级以及泵激能级(pumping level)进行定制，以实现期望的放大增益。一个示例性的激光器200可以是IMRA，America，Inc.以及IPG Photonics Corp.，Oxford，MA.生产的光纤激光器的变型。IMRA以及IPG制造的激光组件包括一个快速激光二极管，其作用相当于注入式激光器后跟有一个光纤功率放大器。激光波长在1.06μm到1.1μm范围是可调的。
0049图5示出了可使用的MOPA脉冲37c1、37c2、37c3以及37c4，其具有从25ns到10ns的4个不同的可编程脉冲宽度，并且是从IPGMOPA激光器中以约20-30kHz的激光脉冲重复频率发出的，且具有0.1到10μJ(微焦耳)的激光能量。这些激光脉冲波形不是基本方形的，并且具有一个大致单调地或稳定地减少的形状(在噪声限度内)。通过对供应到快速二极管激光器中的驱动电流进行定制，可以按照此处所述的方式来定制激光脉冲功率轮廓。INO，Quebec，Canada制造的另一种示例性的光纤激光器采用了一种特殊的技术，以从光纤本身得到注入式激光脉冲，然后使用光纤来放大该注入式脉冲。它目前可用的版本工作于1.57μm的激光波长。依据INO，对他们而言，制造工作于1.06μm到1.1μm波长的类似激光器并不困难。
0050较佳的激光波长处于从约150nm至约2000nm的光谱范围内，并且包括但不限于1.54、1.3、1.1-1.06、1.05、1.047、1.03-0.75μm，以致放大器204在这些波长处或它们的第二、第三、第四或第五谐波处是可用的或成为可用的。示例性的谐波波长包括但不限于约0.75、0.65、0.532、0.5、0.43、0.355、以及0.266μm。本领域技术人员将意识到，可以采用这些谐波中具有足够功率的任一谐波、利用适当的公知谐波变换技术来处理某些类型的连线22和/或钝化层44。谐波变换处理被描述于V.G.Dmitriev，et.al.，Handbook of Nonlinear OpticalCrystals，138-141，Springer-Verlag，New York，1991 ISBN 3-540-53547-0。
0051图6B1和图6B2(总称为图6B)示出了如何从MOPA激光器200中产生一个具有两个或更多激光脉冲521和522的组50，从而在不使放大器204饱和的情况下对连线22进行处理，以使激光脉冲功率轮廓与传送到注入式激光器202的驱动电流轮廓一致。参考图6B1，一个示例性的注入式激光输出脉冲轮廓210a(例如最大的“平顶部”轮廓)可以被注入到激光功率放大器204中，以产生一个放大的激光输出脉冲212，其对应于注入轮廓210a，并不存在因饱和而引起轮廓失真的现象。
0052参考图6B2，当定位系统380连续地进行动态移动时、在定位系统380定址于连线22的时间间隔内，可以将两个或更多注入脉冲2101和2102注入到激光功率放大器204中。注入脉冲2101和2102最好是拟合在注入脉冲210a的包络线中，以使相应的激光输出脉冲521和522拟合在激光输出脉冲212的轮廓中，并且对应于脉冲2101和2102的形状而不存在因饱和而产生的失真，准确无误地再现了产生他们的驱动电流206的轮廓。
0053图7A、图7B和图7C(总称为图7)示出了激光脉冲52a1和52a2、52b1和52b2、及52c1和52c2(总称为激光脉冲52)的示例性组50a、50b、以及50c(总称为组50)的功率对应时间图，其用来依据本发明切断连线22。最好是组50的每一个切断单一连线22。较佳的组50包括2到50个脉冲52。每个组50的持续时间优选小于约1000ns，更优选地是小于500ns，并且最好是在约5ns到300ns的范围内。组50可被时移一段可编程的时间间隔，该时间间隔通常小于0.5毫秒、常常小于0.1毫秒、并且常处于25-50微秒范围内，而且可以是定位系统380的速度以及各个待处理的连线22之间的距离的函数。由于该组的整个持续时间小于1,000ns，因此该组被传统连线切断定位系统380视为单一“脉冲”。
0054组50中每个激光脉冲52的脉冲持续时间为约30ns至约100fs或更短的范围内。在一些实施例中，每个组50最好包括2-10个脉冲52，其最好是在约0.1ps至约30ns的范围内，更好的是从约25ps到30ns或在例如从约100ps至约10ns或从约5ns至约20ns的范围中。在一些较佳实施例里，介于第一脉冲下降沿和第二脉冲的前沿之间的时间间隔可以从约0至约500ns。可以调整脉冲之间的时间间隔，以优化脉冲和目标的相互作用，或者利用羽毛化(plumes)或碎屑化(debris)使相互作用最小。本领域技术人员将意识到，附图中并未按相同比例来绘制脉冲52之间的时间间隔、组50之间的时间间隔以及脉冲52的脉冲宽度。
0055聚焦后的激光光点直径在约0.5μm至约3μm之间的范围内，并且最好是比连线22的宽度大40％到100％，这取决于连线宽度28、连线节距32、连线材料以及其它的关于连线结构和处理所需考虑的因素。该组中每个工作脉冲的激光光点包围了连线宽度28，并且每个工作脉冲的激光光点38之间的位移小于典型定位系统380的定位准确度，其通常是+-0.05到0.2μm。因此，激光系统仍然能够动态地对连线22进行处理，也就是说，在每个选定的连线22处，定位系统380在激光系统发射一组工作激光脉冲时并不必停止移动。
0056在激光脉冲52的一个组50中，每个激光脉冲52所具有的热量、能量或峰值功率并不足以完全切断连线22或损伤下垫衬底42，而仅能去除连线22和/或任何上覆钝化层44的一部分，即使所用激光波长小于1.3μm、处于可见光范围内或处于紫外线范围内也是如此。在从约150nm至约2000nm的较佳波长之下，激光脉冲52的聚焦光点尺寸40的较佳切除参数包括在比约1Hz高并且最好是10KHz到50kHz或更高的频率，每个激光脉冲的激光能量在约0.005至约10μJ之间(且中间能量范围在0.01至约0.1μJ之间)，以及每组激光能量在0.01至约10μJ之间。
0057与传统的单一数纳秒激光脉冲的功率轮廓相比，激光脉冲52的每个组50的能量密度或功率轮廓能够被更好地控制，并且能够具有几乎任何预定形状。根据激光器输出波长和连线材料的特性，可以通过选择每个脉冲52的能量以及每个组50中激光脉冲52的数量来准确控制应用于连线22的脉冲52的切断深度，以清除任何给定连线22的底部，留下相对地完好无缺或操作上未损伤的下垫钝化层46并且衬底42相对地未被碰触或未被损伤。因此，即使是使用处于紫外线范围的激光波长，也能基本上消除对硅衬底42的操作性损伤的危险。
0058参考图7A，每个组50a中的脉冲52a1和52a2(总称为52a)的功率轮廓基本上是相同的。每个组50a中可选的后续脉冲52a(未示出)也可具有基本相同的功率轮廓或不同的功率轮廓。
0059参考图7B，与每个组50b中各自的脉冲52b1的功率轮廓相比，脉冲52b2的功率轮廓具有更短的振幅。每个组50b中可选的后续脉冲52b(未示出)的振幅最好比各自脉冲52b2的短。对于组50b，这样的能量密度轮廓有利于清除连线底部，并且不存在损伤特定敏感工件的危险。
0060参考图7C，与每个组50c中各自的脉冲52c1的功率轮廓相比，脉冲52c2的功率轮廓的振幅与其基本相同，但脉冲宽度较短。每个组50c中可选的后续脉冲52c(未示出)的脉冲宽度最好比各自脉冲52c2的短。不过，本领域技术人员将意识到，脉冲52c2及后续脉冲52c与立即先前的各自的脉冲相比，可以具有更短的振幅和更短的脉冲宽度。本领域技术人员也将意识到，虽然图7所示的每个脉冲52均具有逐渐减少的振幅，但是也可以使用其它的功率轮廓，例如某种“平顶部”或“铃形状”的功率轮廓。
0061图8A-图8F(总称为图8)说明了特别定制的工作激光脉冲52的形成，其可被实现为一个或多个组50d1-50d3(总称为组50d)中的一个或多个激光脉冲52d1。参考图6和图8，图8A示出了从驱动电子装置208中传送出的特别定制的驱动电流脉冲206，图8B示出了一个从注入式激光器202中传播出的注入式激光输出脉冲210，其依靠注入式激光器202的快速反应能力复制了驱动电流脉冲206的轮廓。将注入式激光输出脉冲210传送到激光功率放大器204，激光功率放大器204工作于不饱和状态，从而在不引入定制的激光脉冲功率轮廓明显失真的情况下放大注入式激光输出脉冲210，并传送出工作激光脉冲52d1，如图8C所示。工作激光脉冲52d1在功率尖峰出现之后以及在激光脉冲时域功率轮廓的下降沿之前是相对平坦的。本领域技术人员将意识到，驱动电流脉冲206的轮廓可被容易地编程为任何较佳轮廓。本领域技术人员也将意识到，放大器204的增益要求取决于可从注入式激光器202中获得的激光脉冲功率以及工作激光脉冲52d1的功率。
0062再次参考图8C，激光脉冲52d1的特别定制的激光脉冲功率轮廓，在该激光脉冲的开端会出现明显的尖峰62。该尖峰的峰值功率为Pmax，该激光脉冲的平均功率为Pmin。该尖峰的振幅被定义为Pmax-Pmin。该尖峰的宽度Δts被定义为处于Pmax和Pmin之间的中间功率点Ps处的整个持续时间。该尖峰的峰值功率Pmax最好是比该激光脉冲的平均功率Pmin大约10％至约50％。该尖峰的宽度Δts最好是该激光脉冲的持续时间的约10％至约50％。该尖峰的上升时间通常小于约5ns，并且最好是小于约2ns。功率尖峰的较佳定时处于一个时间间隔内，该时间间隔是从激光脉冲功率轮廓上升沿至激光脉冲功率持续时间的70％测量出的。为方便起见，术语“尖峰”在本申请的整个剩余部分用来表示激光功率的一个明显的瞬时性增加，而不管它在激光脉冲期间中何时出现。组50d中的一个、一些或全部脉冲52均可具有一个特别定制的激光脉冲轮廓。
0063图8D-图8F示出了示例性组50d的功率-时间图，其具有至少一个激光脉冲52d1，以在一个典型的定位系统时间间隔内切断连线22，而且激光脉冲52d1具有图8C所示的特别定制的激光脉冲功率轮廓。特别地，图8D描绘了示例性的基本相同的组50d1，每个组均使用更多基本相同的特别定制的脉冲中的两个脉冲52d1，从而在动态处理期间，在定位系统380处于连线22范围中的时间间隔内切断连线22。
0064图8E描绘替代的示例性的基本相同的组50d2，每个组均使用更多特别定制的脉冲中的两个脉冲52d1和52d2，从而在动态处理期间，在定位系统380处于连线22范围中的时间间隔内切断连线22。特别定制的脉冲52d2的激光脉冲功率轮廓与脉冲52d1的一致，但是在该轮廓的大部分上具有成比例的较小强度。
0065图8F描绘替代的示例性的基本相同的组50d3，每个组均使用更多特别定制的脉冲中的两个脉冲52d1和52d3，从而在动态处理期间，在定位系统380处于连线22范围中的时间间隔内切断连线22。特别定制的脉冲52d1之后跟随一个或多个的脉冲52d3，其所具有的激光脉冲功率轮廓基本上不存在尖峰。参考图8C-图8F，本领域技术人员将意识到，组50d1-50d3不必相同、不必具有各自相同的脉冲数量，而且其脉冲不必具有相同的各自的功率轮廓。
0066图9A示出了另一个实施例，其使用一个具有尖峰64的功率轮廓，其中尖峰64并不是出现在激光脉冲52e1的开端，而是出现在激光脉冲52e1的中间期间。该尖峰结束于时间t1之前的一个时间te，时间t1即是脉冲组50e中的最后一个脉冲的激光能量完全去除了具有平均特性的连线22的连线材料之时。
0067参考图9A，脉冲尖峰64之前和之后的功率级是相对平坦的；不过，激光脉冲功率轮廓在脉冲尖峰64之前和之后可以具有变化的功率级。以这种模式来定制激光脉冲功率轮廓提供了一个具有足够激光峰值功率和能量的中间脉冲尖峰，从而有利于充分地去除连线材料，并且当整个地去除了连线材料时，低很多的激光脉冲功率确保硅衬底和连线的邻近结构没有受到损伤的危险。因此，这些特别定制的激光功率轮廓提供了更好的处理结果和更宽的处理窗，并且降低了对硅衬底和邻近连线的结构造成损伤的危险。组50中的一个、一些或全部脉冲52均可具有这种特别定制的激光脉冲轮廓。
0068图9B-图9C示出了包括至少一个激光脉冲52e1的示例性组50e1和50e2(总称为组50e)的功率-时间图，激光脉冲52e1具有图9A所示的特别定制的激光脉冲轮廓，以在典型的定位系统时间间隔内切断连线22。
0069特别地，图9B描绘多个示例性的基本相同的组50e1，每个组均使用更多基本相同的特别定制脉冲中的两个脉冲52e1，从而在动态处理期间，在定位系统380处于连线22范围中的时间间隔内切断连线22。
0070图9C描绘替代的示例性的基本相同的组50e2，每个组均使用更多特别定制的脉冲中的两个脉冲52e1和52e2，从而在动态处理期间，在定位系统380处于连线22范围中的时间间隔内切断连线22。特别定制的脉冲52e2的激光脉冲功率轮廓与脉冲52d1的一致。图9D描绘替代的示例性的基本相同的组50e3，每个组均按照与图9C所示脉冲顺序相反的顺序来使用所述更多特别定制的脉冲中的两个脉冲52e1和52e2。
0071图10A和图10B分别示出了一个驱动电流轮廓214及其复制的激光脉冲52f的激光脉冲功率轮廓，脉冲52f是依据另一实施例的不同实现方式生成的。驱动电流轮廓214由一个具有三个时移电流尖峰218、220和222的脉冲构成，这三个时移电流尖峰218、220和222分别在时间ta、tb、tc处数值渐减。电流尖峰218、220和222会为激光脉冲功率轮廓216产生相应的功率尖峰224、226以及228。功率尖峰224出现在激光脉冲功率轮廓216的上升沿处，后续的功率尖峰226和228出现在激光脉冲52f期间，但在目标连线材料被组50f中最后一个脉冲52f完全去除之前。功率尖峰224、226和228一起形成一个复合功率尖峰，其形式为功率变化超过激光输出脉冲平均功率约10％的震荡波。驱动电流例如可包括一个振荡波，从而有利于这类尖峰中一些尖峰或所有尖峰的传播。例如，从约半个周期到三个周期的持续时间可以在激光脉冲功率轮廓的持续时间内传给注入式激光器。震荡周期的时长最好是在约5ns至约1ns或更短时间之间。组50f中的一个、一些或全部脉冲52f可以具有这种特别定制的激光脉冲轮廓。
0072图10C-图10D示出了包括激光脉冲52f的示例性组50f的功率-时间图，其中激光脉冲52f具有图10B所示的特别定制的激光脉冲轮廓，以在典型的定位系统时间间隔内切断连线22。特别地，图10C描绘示例性的基本相同的组50f1，每个组均使用更多基本相同的特别定制脉冲中的两个脉冲52f1，从而在动态处理期间，在定位系统380处于连线22范围中的时间间隔内切断连线22。
0073图10D描绘替代的示例性的基本相同的组50f2，每个组均使用更多特别定制的脉冲中的两个脉冲52f1和52f2，从而在动态处理期间，在定位系统380处于连线22范围中的时间间隔内切断连线22。特别定制的脉冲52f2的激光脉冲功率轮廓与脉冲52d1的一致。
0074图9D和图10C所示的脉冲组50对处理较厚的连线22和/或复合连线22尤为有用，例如具有氮化钛抗反射表面层、铝体、以及氮化钛及钛分路层的连线叠层。延迟的尖峰对处理包围铝的具有较高熔点的连线组件是有用的。可以对脉冲52的具体形状、特别是与尖峰有关的振幅和延迟进行调整，以适应任何给定连线22的具体材料及其厚度。
0075本领域技术人员将意识到，对于此处所公开的所有示例性实施例而言，相继的各个组50可以具有不同波峰功率和能量密度轮廓，特别是处理具有不同特性(不同材料和/或不同的尺寸)的连线22和/或钝化层44。本领域技术人员也将意识到，可以在彼此间不同的时间间隔产生相继的各个组50。
0076再次参考图6，激光系统300的激光器200沿着光路320传播激光脉冲52的组50的激光器输出334，该路径由多种可选的传统光学组件352和354连接。组件352和354可以包括，例如，一个光束扩展器或其它激光光学组件以对激光器输出350进行准直，从而产生具备有用传播特性的光束。任选地，可以使用一个或多个光束反射镜358、360、362和364，以保证仅有期望的激光波长可以到达连线结构36，其中这些光束反射镜在期望的激光波长处具有非常高的反射率，但是在未使用的波长处却具有非常高的穿透率。聚焦透镜366最好是使用一个单一组件或多组件透镜系统，其对一个准直的脉冲激光系统输出368进行聚焦，以产生一个聚焦的光点尺寸40(图2B)，该光点尺寸大于连线宽度28，因而可包围住连线宽度28，并且其直径最好小于2μm或更小，这取决于连线宽度28和激光波长。
0077在Overbeck的题为“Method and Apparatus for Positioning aFocused Beam on an Integrated Circuit”的美国专利第4,532,402号中详细描述了一种较佳的定位系统380。定位系统380可以替代地或额外地使用在Cutler等人的美国专利第5,751,585号、Cutler的美国专利第6,430,465B2号，和/或美国专利公开第2002-0117481A1号所描述的改进或光束定位器，这些专利已被转让给本申请的受让人。也可以使用其它的固定头系统、快速定位器头系统(例如检流式、压电式、或音圈式控制镜)、或者线性电机驱动传统定位系统，或用于由ElectroScientific Industries，Inc.(ESI)of Portland，Oregon生产的5300、9300、或9000型系列中的那些。
0078定位系统380最好是使用激光控制器382，该激光控制器382控制至少两个平台或级(堆叠的或轴分裂的)370，并且与光束反射镜358、360、362和364以及其它光学组件共同协作，以瞄准和聚焦激光系统输出368到一个IC器件或工件12上的选定导电连线22。定位系统380允许在工件12上的连线22之间快速移动，以基于所提供的测试或设计数据动态地进行独特的连线切断操作。
0079位置数据最好将聚焦的激光光点38(图2B)导引到工件12上，从而利用激光系统输出368的激光脉冲52的一个组50来瞄准连线结构36，以去除连线22。激光系统300最好是利用激光脉冲52的单一组50来动态地切断每个连线22，而不在任何连线22上使定位系统380停止，从而维持较高的产量。由于这些组50的整个持续时间小于约1000ns，因此每个组50会被定位系统380视为一个单一脉冲，这取决于定位系统380的扫描速度。例如，如果一个定位系统380的速度高达约200毫米每秒，那么在两个间隔时间为1,000ns的连续激光光点38之间的典型位移通常小于0.2μm，而在组50的300ns的较佳时间间隔中最好小于0.06μm，因此两个或更多的连续光点38将基本重迭，并且每个光点38都将完全覆盖连线宽度28。除了控制重复频率之外，组50中各个脉冲52的起始时间之间的时间偏移通常小于1,000ns，并且最好是在约5ns至500ns之间。
0080激光控制器382被提供有与适当处理选定连线有关的指示或指令。激光控制器382可受定时数据的影响，该定时数据用于对激光系统300的发射和平台的移动进行同步，其中所述平台例如被描述于Konecny的题为“Radiation Beam Position and Emission CoordinationSystem”的美国专利第5,453,594号中。
0081虽然可按照不同的彼此间的时间间隔来产生组50，但本领域技术人员将意识到，出于稳定性以及其它的激光因素考虑，无论脉冲52是否被用作冲击目标连线22的工作脉冲，都最好以基本固定的重复频率来产生组50。在这样的实施例中，在系统控制器382向可选的激光脉冲门控装置340发出一个“门控导通”的门控信号之前，系统控制器382命令定位系统380进行移动并将其准星或目标(aim)导向目标位置。当处理完目标位置的连线22时，扫描头继续移到下一个目标位置，同时系统控制器382向激光脉冲门控装置340发出一个“门控关闭”的门控信号。激光器200以期望的重复频率保持运行，因此在任何(一个或多个)波长变换器上不存在热负载变化，因此消除了热诱谐波脉冲能量漂移。
0082示例性的激光脉冲门控装置包括高速光电(E-O)器件或声光(A-O)器件，例如由NEOS Technologies，Melbourne，FL.制造的N30085-05型号或其改进版本。关于激光脉冲门控装置340的随即触发(on-demand triggering)的进一步细节可以在Baird等人的美国专利第6,172,325号以及Sun等的美国专利申请第10/611,798号中发现，在此将这些专利并入本文作为参考。
0083另外可以使用Sun等在美国专利申请第10/611,798号中描述的射频(RF)负载控制技术，以在A-O激光脉冲门控装置340上提供几乎固定的热负载，其具体实现是通过当定位系统380被导向于目标位置时(换句话说就是当要求工作激光机加工输出时)，与组50的脉冲52一致地向A-O门控装置340施加一个RF脉冲；当定位系统380被导向于一个中间位置时(换句话说，就是未要求工作激光机加工输出时)，向A-O的门控装置340施加具有相同RF能量的RF脉冲，但与组50的脉冲52不一致。本领域技术人员将意识到，由于A-O门控装置340上的这种基本固定的热负载，使得A-O门控装置340对工作激光机加工输出的质量和定位准确度的负作用减至最小。
0084鉴于上文所述，与传统的连线处理相比，利用激光脉冲52的组50的连线处理，在不牺牲产量的情况下提供了更宽的处理窗以及被切断连线的上佳质量。组50中脉冲52的通用性(versatility)允许更好地对具体的连线特性进行定制。因为激光脉冲组50中的每个激光脉冲52均具有较低的激光能量，所以对相邻钝化层和硅衬底42造成损伤的危险很小。尽管硅晶片在较短激光波长处的吸收力要高于在传统IR波长处的吸收力，但是除了传统连线吹击(blowing)IR激光波长之外，短于IR的激光波长也可被用于该处理，而且具有激光束光点尺寸更小的额外优点。因此，有利于处理更窄更厚的连线。这种更好的连线去除分辨率允许连线22的位置更加靠近，从而增加了电路密度。虽然连线结构36可能为传统尺寸，但连线宽度28可以例如少于或等于约0.5μm。
0085类似地，更好的对激光脉冲功率轮廓进行定制的通用性，在适应不同钝化特性方面提供了更好的灵活性。参考图2A-图2C，可用不同于传统材料的材料制造连线22之上的钝化层44或之下的钝化层46，或者如果欲使这些钝化层的高度不同于典型高度，也可以对其进行修改。可以使用新材料或尺寸，因为可以对组50以及它们中的激光脉冲52进行定制，从而降低对下面或相邻钝化结构的损伤危险。另外，由于可使用远短于约1.06μm的波长来产生小于约2μm的临界光点尺寸直径40，因此对于利用激光脉冲52的组50进行处理的连线22，它们之间的中心到中心节距32可基本小于由传统的单一IR激光束切断脉冲所吹击的连线22之间的节距32。例如，连线22与其它连线22或相邻电路结构34之间的距离可以在约2.0μm之内或更小。
0086上覆钝化层44可以包括任何传统的钝化材料，例如二氧化硅(SiO2)、氮氧化硅(SiON)以及氮化硅(Si3N4)。下垫钝化层46可以包括与上覆钝化层44相同或不同的钝化材料。特别地，目标结构36中的下垫钝化层46可以由脆性材料制成，其包括但不限于由低K材料组成的材料、低K介电材料、低K基于氧化物的介电材料、正硅酸盐玻璃(OSG)、氟硅酸盐玻璃、有机硅酸盐玻璃、基于正硅酸四乙酯的氧化物(基于TEOS的氧化物)、甲基三乙氧基正硅酸盐(MTEOS)、丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)、硅酸酯、氢基含硅倍半环氧乙烷(HSQ)、甲基含硅倍半环氧乙烷(MSQ)、聚芳香醚、苯并环丁烯(BCB)、SiCOH、或SiCOH衍生膜(例如由Applied Materials，Inc.出售的“Black Diamond(黑钻石)”)、或基于旋涂的低k介电聚合物(spin on-based low K dielectricpolymer，例如由Dow Chemical Company出售的“SiLK”)。对于由这些材料中的一些材料制成的下垫钝化层46，当利用传统的单一激光脉冲连线去除操作对其目标连线22进行吹击或切除时，它们更容易断裂。本领域技术人员将意识到，SiO2、SiON、Si3N4、低K材料、低K介电材料、低K基于氧化物的介电材料、OSG，氟硅酸盐玻璃、有机硅酸盐玻璃、HSQ、MSQ、BCB、SiLKTM及Black DiamondTM是实际的层材料，而TEOS、MTEOS和聚芳香醚是半导体凝结前体材料。
0087图11示出了在通过激光脉冲52的组50去除了连线22之后的钝化层的状况。上覆于连线22顶表面70的钝化层44具有开口72a，该开口以一个相对较小的量(例如约为上覆钝化层44的厚度)延伸超过连线22的宽度28。根据论证，位于连线22相邻侧表面52的中间钝化层48的材料、在连线22下表面74之下的钝化层46、以及衬底42仅会受到更近且更均匀的坑壁(crater wall)78可忽略的撞击，并且根本不存在任何操作损伤的危险。因此，其损伤远小于典型的延伸到钝化层结构的损伤，而且使钝化层结构中的典型断裂减少(如果没有完全消除的话)。这种基本上无危险的连线处理方法，例如对处理连线22、处理特别厚的或复合的连线22、处理在紫外线波长处过于脆弱的低K或其它材料，都是特别有用的。
0088对本领域技术人员而言明显的是，在不脱离本发明基本原则的情况下，可以对上述实施例的各种细节进行很多变化。因此，本发明的范围应该仅由所附权利要求来限定。
权利要求
1.一种控制激光光纤放大器的放大器输出的方法，所述激光光纤放大器在一个预定泵激能级下具有饱和功率特性，所述饱和功率特性限制了注入式激光器输出的量，其可被耦合于所述激光光纤放大器，而不使所述注入式激光器输出和所述放大器输出之间的轮廓相关性失真，所述方法包括提供光束定位数据至一个光束定位器，该数据代表选定的导电冗余存储器或具有关联连线结构的集成电路的一个或多个位置，每一连线具有一个连线宽度并且位于一个电路内关联的成对导电接点之间，该电路被制于一个衬底上或一个可选的下垫钝化层上，该下垫钝化层位于所述导电连线和所述衬底之间，与所述连线结构相关联的所述衬底以及任何可选的下垫钝化层的特征在于各自的激光损伤阈值，并且所述光束定位器对所述光束定位数据产生响应，给出激光光点位置相对于所述衬底的相对运动；在所述预定泵激能级以光学方式对所述光纤激光放大器进行泵激，以控制给予到所述注入式激光器输出的增益，所述注入式激光器输出是被注入到所述激光光纤放大器中的；提供一组分别具有第一及第二驱动电流轮廓的至少第一及第二驱动电流脉冲到一个注入式激光器，以产生一个具有至少各自的第一及第二注入式激光脉冲的注入式激光组，所述注入式激光脉冲分别具有与各自的驱动电流轮廓相关的第一及第二注入式激光器输出轮廓，所述第二驱动电流轮廓具有一个不同于所述第一驱动电流轮廓相应特性的特性；把所述第一注入式激光脉冲耦合至所述激光光纤放大器中，以提供一个具有第一放大器输出轮廓的第一放大器输出脉冲，所述第一放大器输出轮廓与所述第一电流驱动轮廓相关，其中所述第一驱动电流轮廓导致所述第一注入式激光脉冲的产生，所述第一注入式激光脉冲的功率特性小于所述激光光纤放大器的饱和功率特性，以使所述激光光纤放大器对耦合所述第二注入式激光脉冲到所述激光光纤放大器中产生响应，从而提供至少一个具有第二放大器输出轮廓的第二放大器输出脉冲，所述第二放大器输出轮廓与所述第二驱动电流脉冲的第二驱动电流轮廓相关；用光学方法把每个所述激光放大器输出脉冲转变成一个激光系统输出脉冲的激光系统输出组，所述激光系统输出脉冲的特征在于各个激光光点在其激光光点位置具有光点尺寸和能量特性，所述光点尺寸大于所述连线宽度，而且所述能量特性小于任何下垫钝化层和所述衬底各自的激光损伤阈值；以及对激光系统输出脉冲的产出以及由所述光束定位器给出的相对运动进行协调，以使所述激光系统输出组中的所述激光系统输出脉冲相继地撞击所述选定的连线结构时，所述相对运动基本上是连续的，以致所述激光系统输出组中的每个激光输出脉冲的光点包围所述连线宽度，而且所述激光系统输出组切断与其关联的成对导电接点之间的导电连线，从而降低对任何下垫钝化层和所述衬底引起操作性损伤的危险。
2.根据权利要求1所述的方法，其中至少一个所述激光输出脉冲的特征在于一个激光脉冲时域功率轮廓具有上升沿和下降沿、一个平均功率以及一个脉冲持续时间，并且其特征还在于功率尖峰，所述功率尖峰具有一个基本上小于所述脉冲持续时间的尖峰持续时间、一个大于所述激光输出脉冲的平均功率的最大功率、以及处于所述上升沿和下降沿之间的出现时间，而且所述最大功率、尖峰持续时间，以及所述功率尖峰的出现时间将共同协作，以为所述激光输出脉冲建立一个特别定制的激光脉冲功率轮廓，其有助于切断选定的连线结构而不对所述衬底或相邻的钝化结构材料造成操作性损伤。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述功率尖峰与所述激光脉冲时域功率轮廓的上升沿重合，并且具有超过所述激光输出脉冲的所述平均功率约10％以上的峰值功率。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述功率尖峰具有一个上升时间，并且所述上升时间小于约5ns。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述上升时间小于约2ns。
6.根据权利要求3所述的方法，其中所述尖峰持续时间为约1ns至所述激光脉冲时域功率轮廓的所述脉冲持续时间的约50％之间。
7.根据权利要求3所述的方法，其中在所述功率尖峰出现之后的所述激光脉冲时域功率轮廓被定制为在所述下降沿之前基本上线性地随时间下降。
8.根据权利要求7所述的方法，其中在所述功率尖峰出现之后的总功率下降大于所述激光输出脉冲的所述平均功率的约10％。
9.根据权利要求3所述的方法，其中在所述功率尖峰出现之后的所述激光脉冲时域功率轮廓在所述激光脉冲时域功率轮廓的所述下降沿之前是相对平坦的。
10.根据权利要求3所述的方法，其中所述激光脉冲时域功率轮廓包括一个第一功率尖峰，其与在所述第一功率尖峰之后出现的一个额外的功率尖峰的前沿重合。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述额外的功率尖峰的功率值大于所述平均功率的5％，且其尖峰持续时间为约1ns至所述激光脉冲时域功率轮廓的脉冲持续时间的约30％之间。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述功率尖峰的形式为振荡波，其功率变化为所述激光输出脉冲的所述平均功率的约10％以上。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述震荡波在所述激光脉冲时域功率轮廓的所述脉冲持续时间中从半个震荡周期持续到三个震荡周期，而且所述震荡周期的时长为约1ns至约15ns之间。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述功率尖峰出现在一个时间间隔中的一个时间处，该时间间隔是从所述上升沿至所述激光脉冲时域功率轮廓的所述脉冲持续时间的70％之间测量出的。
15.根据权利要求14所述的方法，其中处于所述功率尖峰之前和之后的所述激光脉冲时域功率轮廓是相对平坦的。
16.根据权利要求14所述的方法，其中处于所述功率尖峰之前和之后的所述激光脉冲时域功率轮廓不平坦。
17.根据权利要求14所述的方法，其中所述功率尖峰具有一个超过所述激光输出脉冲的所述平均功率10％的峰值功率值，而且具有一个介于1ns至所述激光脉冲时域功率轮廓50％之间的尖峰持续时间。
18.根据权利要求2所述的方法，其中所述相邻的钝化结构材料和/或下垫钝化层由以下材料中的一种或多种组成SiO2、Si3N4、SiON、低K材料、低K介电材料、低K基于氧化物的介电材料、正硅酸盐玻璃、氟硅酸盐玻璃、有机硅酸盐玻璃、基于正硅酸四乙酯的氧化物、甲基三乙氧基正硅酸盐、丙二醇甲醚醋酸酯、硅酸酯、氢基含硅倍半环氧乙烷、甲基含硅倍半环氧乙烷、聚芳香醚、苯并环丁烯、SICOH或SiCOH-衍生膜、或基于旋涂的低k介电聚合物。
19.根据权利要求1所述的方法，其中所述选定的导电连线结构包括铝、铬化物、铜、多晶硅、二硅化物、金、镍、铬化镍、铂、多晶硅-金属硅化物、氮化钽、钛、氮化钛、钨或硅化钨。
20.根据权利要求1所述的方法，其中每个激光输出脉冲的激光能量介于约0.001微焦耳至约10微焦耳之间。
21.根据权利要求1所述的方法，其中所述相邻的钝化结构材料和/或下垫钝化层由以下材料中的一种或多种组成SiO2、Si3N4、SiON、低K材料、低K介电材料、低K基于氧化物的介电材料、正硅酸盐玻璃、氟硅酸盐玻璃、有机硅酸盐玻璃、基于正硅酸四乙酯的氧化物、甲基三乙氧基正硅酸盐、丙二醇甲醚醋酸酯、硅酸酯、氢基含硅倍半环氧乙烷、甲基含硅倍半环氧乙烷、聚芳香醚、苯并环丁烯、SICOH或SiCOH-衍生膜、或基于旋涂的低k介电聚合物。
22.根据权利要求1所述的方法，其中为了去除与各自选定的导电连线结构的位置对准的目标材料，以大于约10KHz的重复频率产生至少两个激光输出脉冲。
23.根据权利要求1所述的方法，其中沿着从所述光纤激光放大器到所述衬底上的所述激光光点位置的光路设置一个激光脉冲门控装置，所述激光脉冲门控装置响应控制命令，从而提供一种输出传送状态，其允许激光输出脉冲的输出组朝着所述激光光点位置传播，并提供一种输出阻碍状态，其主要防止激光输出脉冲的输出组朝着所述激光光点位置传播，并进一步包括以基本固定的重复频率产生驱动脉冲的驱动组，其中所述驱动组中相互相邻的几个以大致均匀的驱动时间间隔彼此分离，以致以基本固定的放大器输出重复频率产生激光放大器输出脉冲的放大器组，其中所述放大器组中相互相邻的几个以大致均匀的放大器输出时间间隔彼此分离；并且选择性地对所述放大器组进行门控，从而提供一个输出传送状态，其只要所述激光光点位置定址于一个选定的接线结构，就允许将一个输出组传送到所述激光光点位置，所述激光脉冲门控装置提供一个相对的非传送状态，其只要所述激光光点位置并不定址于一个选定的接线结构，就会抑制所述输出组沿着所述光路传播。
23.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光系统输出脉冲的波长约为下列波长之一或处于下列一个波长范围之内1.54μm、1.3μm、1.1-1.06μm、1.05μm、1.047μm、1.03-0.75μm、0.65μm、0.53μm、0.5μm、0.43μm、0.35μm、或0.27μm。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述连线的厚度大于1μm。
25.根据权利要求1所述的方法，其中所述连线的厚度大于1μm。
26.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光系统输出脉冲包括一个波长，且其中所述相邻的钝化层结构材料、下垫钝化层和/或衬底对所述波长具有显著的吸收力。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述波长包括紫外线波长。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述连线的厚度大于1μm。
29.一种控制激光光纤放大器的放大器输出的方法，所述激光光纤放大器在一个预定泵激能级下具有饱和功率特性，所述饱和功率特性限制了注入式激光器输出的量，其可被耦合于所述激光光纤放大器，而不使所述注入式激光器输出和所述放大器输出之间的轮廓相关性失真，所述方法包括提供光束定位数据至一个光束定位器，该数据代表选定的导电冗余存储器或具有关联连线结构的集成电路的一个或多个位置，每一连线具有一个连线宽度并且位于一个电路内关联的成对导电接点之间，该电路被制于一个衬底上或一个可选的下垫钝化层上，该下垫钝化层位于所述导电连线和所述衬底之间，与所述连线结构相关联的所述衬底以及任何可选的下垫钝化层的特征在于各自的激光损伤阈值，并且所述光束定位器对所述光束定位数据产生响应，给出激光光点位置相对于所述衬底的相对运动；在所述预定泵激能级以光学方式对所述光纤激光放大器进行泵激，以控制给予到所述注入式激光器输出的增益，所述注入式激光器输出是被注入到所述激光光纤放大器中的；提供一组分别具有第一及第二驱动电流轮廓的至少第一及第二驱动电流脉冲到一个注入式激光器，以产生一个具有至少各自的第一及第二注入式激光脉冲的注入式激光组，所述注入式激光脉冲分别具有与各自的驱动电流轮廓相关的第一及第二注入式激光器输出轮廓，所述第一及第二驱动电流轮廓中的至少一个具有上升沿和下降沿、一个平均功率以及一个脉冲持续时间，并且其特征还在于功率尖峰，所述功率尖峰具有一个基本小于所述脉冲持续时间的尖峰持续时间、一个大于所述激光输出脉冲的平均功率的最大功率、以及在所述上升沿和所述下降沿之间的出现时间，以建立一个特别定制的驱动电流轮廓；把所述第一注入式激光脉冲耦合至所述激光光纤放大器中，以提供一个具有第一放大器输出轮廓的第一放大器输出脉冲，所述第一放大器输出轮廓与所述第一电流驱动轮廓相关，其中所述第一驱动电流轮廓导致产生所述第一注入式激光脉冲，所述第一注入式激光脉冲的功率特性小于所述激光光纤放大器的饱和功率特性，以使所述激光光纤放大器对耦合所述第二注入式激光脉冲到所述激光光纤放大器产生响应，从而提供至少一个具有第二放大器输出轮廓的第二放大器输出脉冲，所述第二放大器输出轮廓与所述第二驱动电流脉冲的第二驱动电流轮廓相关；用光学方法把每个所述激光放大器输出脉冲转变成一个激光系统输出脉冲的激光系统输出组，所述激光系统输出脉冲的特征在于各个激光光点在其激光光点位置具有光点尺寸和能量特性，所述光点尺寸大于所述连线宽度，而且所述能量特性小于任何下垫钝化层和所述衬底各自的激光损伤阈值，特别定制的驱动电流波形因此造成一个激光输出脉冲，所述激光输出脉冲具有一个相关的最大功率、尖峰持续时间、以及功率尖峰的出现时间，而且所述最大功率、尖峰持续时间，以及所述功率尖峰的出现时间将共同协作，以建立一个特别定制的激光脉冲功率轮廓，其有助于切断选定的连线结构而不对衬底或相邻的钝化结构材料造成操作性损伤；以及对激光系统输出脉冲的产生以及由所述光束定位器给出的相对运动进行协调，以使所述激光系统输出组中的所述激光系统输出脉冲相继地撞击所述选定的连线结构时，所述相对运动基本上是连续的，因此在所述激光系统输出组里的每个激光输出脉冲的光点包围连线宽度并且所述激光系统输出组切断导电连线，该连线在与其关联的导电接点之间，可以降低引起任何下垫钝化层以及衬底损伤的风险。
30.根据权利要求29所述的方法，其中所述功率尖峰与所述激光脉冲时域功率轮廓的所述上升沿重合，并且其峰值功率超过所述激光输出脉冲的所述平均功率值约10％以上。
31.根据权利要求30所述的方法，其中所述功率尖峰具有一个上升时间，并且所述上升时间小于约5ns。
32.根据权利要求31所述的方法，其中所述上升时间小于约2ns。
33.根据权利要求30所述的方法，其中所述尖峰持续时间介于约1ns至所述激光脉冲时域功率轮廓的所述脉冲持续时间的约50％之间。
34.根据权利要求30所述的方法，其中在所述功率尖峰出现之后的所述激光脉冲时域功率轮廓被定制为在所述下降沿之前基本上线性地随时间下降。
35.根据权利要求34所述的方法，其中在所述功率尖峰出现之后的总功率下降大于所述激光输出脉冲的所述平均功率的约10％。
36.根据权利要求30所述的方法，其中在所述功率尖峰出现之后的所述激光脉冲时域功率轮廓在所述激光脉冲时域功率轮廓的所述下降沿之前是相对平坦的。
37.根据权利要求30所述的方法，其中所述激光脉冲时域功率轮廓包括一个在所述功率尖峰之后出现的额外的功率尖峰，它的出现与所述前沿一致。
38.根据权利要求37所述的方法，其中所述额外的功率尖峰具有一个大于所述平均功率5％的功率值，以及一个介于约1ns至所述激光脉冲时域功率轮廓的脉冲持续时间约30％之间的尖峰持续时间。
39.根据权利要求29所述的方法，其中所述功率尖峰的形式为振荡波，其功率变化为所述激光输出脉冲的所述平均功率的约10％以上。
40.根据权利要求39所述的方法，其中所述震荡波在所述激光脉冲时域功率轮廓的所述脉冲持续时间中从半个震荡周期持续到三个震荡周期，而且所述震荡周期的时长为约1ns至约15ns之间。
41.根据权利要求29所述的方法，其中所述功率尖峰出现在一个时间间隔中的一个时间处，该时间间隔是从所述上升沿至所述激光脉冲时域功率轮廓的所述脉冲持续时间的70％之间测量出的。
42.根据权利要求41所述的方法，其中处于所述功率尖峰之前和之后的所述激光脉冲时域功率轮廓是相对平坦的。
43.根据权利要求41所述的方法，其中处于所述功率尖峰之前和之后的所述激光脉冲时域功率轮廓不平坦。
44.根据权利要求41所述的方法，其中所述功率尖峰具有一个超过所述激光输出脉冲的所述平均功率10％的峰值功率值，而且具有一个介于1ns至所述激光脉冲时域功率轮廓50％之间的尖峰持续时间。
45.根据权利要求29所述的方法，其中所述相邻的钝化结构材料和/或下垫钝化层由以下材料中的一种或多种组成SiO2、Si3N4、SiON、低K材料、低K介电材料、低K基于氧化物的介电材料、正硅酸盐玻璃、氟硅酸盐玻璃、有机硅酸盐玻璃、基于正硅酸四乙酯的氧化物、甲基三乙氧基正硅酸盐、丙二醇甲醚醋酸酯、硅酸酯、氢基含硅倍半环氧乙烷、甲基硅酸盐类、聚芳香醚、苯并环丁烯、SICOH或SiCOH-衍生膜、或基于旋涂的低k介电聚合物。
46.根据权利要求29所述的方法，其中所述选定的导电连线结构包括铝、铬化物、铜、多晶硅、二硅化物、金、镍、铬化镍、铂、多晶硅-金属硅化物、氮化钽、钛、氮化钛、钨或硅化钨。
47.根据权利要求29所述的方法，其中每个激光输出脉冲的激光能量介于约0.001微焦耳至约10微焦耳之间。
48.根据权利要求29所述的方法，其中为了去除与各自选定的导电连线结构的位置对准的目标材料，以大于约10KHz的重复频率产生至少两个激光输出脉冲。
49.根据权利要求29所述的方法，其中沿着从所述光纤激光放大器到所述衬底上的所述激光光点位置的光路设置一个激光脉冲门控装置，所述激光脉冲门控装置响应控制命令，从而提供一种输出传送状态，其允许激光输出脉冲的输出组朝着所述激光光点位置传播，并提供一种输出阻碍状态，其主要防止激光输出脉冲的输出组朝着所述激光光点位置传播，并进一步包括以基本固定的重复频率产生驱动脉冲的驱动组，其中所述驱动组中相互相邻的几个以大致均匀的驱动时间间隔彼此分离，以致以基本固定的放大器输出重复频率产生激光放大器输出脉冲的放大器组，其中所述放大器组中相互相邻的几个以大致均匀的放大器输出时间间隔彼此分离；并且选择性地对所述放大器组进行门控，从而提供一个输出传送状态，其只要所述激光光点位置定址于一个选定的接线结构，就允许将一个输出组传送到所述激光光点位置，所述激光脉冲门控装置提供一个相对的非传送状态，其只要所述激光光点位置并不定址于一个选定的接线结构，就会抑制所述输出组沿着所述光路传播。
50.根据权利要求29所述的方法，其中所述激光系统输出脉冲的波长约为下列波长之一或处于下列一个波长范围之内1.54μm、1.3μm、1.1-1.06μm、1.05μm、1.047μm、1.03-0.75μm、0.65μm、0.53μm、0.5μm、0.43μm、0.35μm、或0.27μm。
51.根据权利要求50所述的方法，其中所述连线的厚度大于1μm。
52.根据权利要求29所述的方法，其中所述连线的厚度大于1μm。
53.根据权利要求29所述的方法，其中所述激光系统输出脉冲包括一个波长，且其中所述相邻的钝化层结构材料、下垫钝化层和/或对所述波长具有显著的吸收力。
54.根据权利要求53所述的方法，其中所述波长包括紫外线波长。
55.根据权利要求54所述的方法，其中所述连线的厚度大于1μm。
全文摘要
在一个主振荡器功率放大器中，特别地控制一个二极管激光器(208)的驱动器(202)以产生一组两个或更多的注入式激光脉冲，其在一个不饱和状态中注入到一个功率放大器(204)以产生一组(50)激光脉冲(52)，其复制了注入式激光脉冲的时域功率轮廓，以去除存储器或其它IC片的导电连线(22)和/或其上覆钝化层(44)。每组(50)包括至少一个特别定制的脉冲(52)和/或两个或更多具有不同时域功率轮廓的脉冲(50)。组(50)的持续时间很短，从而被一个传统定位系统(380)视为单一“脉冲”，以进行动态连线去除而不停止。
文档编号B23K26/38GK1839576SQ200480023900
公开日2006年9月27日 申请日期2004年8月18日 优先权日2003年8月19日
发明者Y·孙, R·F·海恩瑟 申请人:电子科学工业公司