專利名稱：用于在掃描窗中使用橫向分布的激光脈沖來(lái)處理半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及制造半導(dǎo)體集成電路。確切地說(shuō)，本發(fā)明涉及使用激光束來(lái)處理半導(dǎo)體集成電路上或半導(dǎo)體集成電路內(nèi)的結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：
IC(集成電路)在制造期間通常會(huì)因各種原因而發(fā)生缺陷。由于此原因，IC裝置通常被設(shè)計(jì)成包含冗余的電路元件，例如半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置(例如，DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、SRAM(靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)或嵌入式存儲(chǔ)器)中的備用行和列的存儲(chǔ)器單元。所述裝置還被設(shè)計(jì)成包含冗余電路元件的電觸點(diǎn)之間的特定激光可切斷的鏈(link)。所述鏈可被移除以例如使有缺陷的存儲(chǔ)器單元斷開(kāi)，并用替換冗余單元來(lái)更換。也可移除鏈以用于識(shí)別、配置和電壓調(diào)整。類似技術(shù)還用來(lái)切斷鏈以便對(duì)例如柵極陣列或ASIC(專用集成電路)等邏輯產(chǎn)品進(jìn)行編程或配置。在IC已被制造之后，對(duì)其電路元件進(jìn)行測(cè)試以尋找缺陷，且可在數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄缺陷的位置?；诩す獾逆溙幚硐到y(tǒng)結(jié)合關(guān)于IC布局及其電路元件位置的位置信息可用來(lái)移除選定鏈以便使IC可用。
激光可切斷的鏈通常約0.5到1微米(μm)厚、約0.5到1μm寬，且約8μm長(zhǎng)。IC中的電路元件且因此所述元件之間的鏈通常以有規(guī)律的幾何布置(例如有規(guī)律的行)來(lái)布置。在典型的鏈行中，鄰近鏈之間的中心到中心間距約為2到3μm。這些尺寸是代表性的，且隨著技術(shù)上的進(jìn)步允許制造具有較小特征的工件和生產(chǎn)具有較大準(zhǔn)確性和較小的聚焦激光束點(diǎn)的激光處理系統(tǒng)而在下降。雖然最流行的鏈材料是單晶硅和類似成份，但更近些時(shí)候存儲(chǔ)器制造商采用各種更導(dǎo)電的金屬鏈材料，其可包含但不限于鋁、銅、金鎳、鈦、鎢、鉑以及其它金屬、金屬合金、金屬氮化物(例如氮化鈦或氮化鉭)、金屬硅化物(例如硅化鎢)或其它金屬類材料。
常規(guī)的基于激光的半導(dǎo)體鏈處理系統(tǒng)在每一鏈處聚焦具有約4到30毫微秒(ns)的脈沖寬度的單個(gè)激光輸出脈沖。所述激光束入射在占據(jù)面積或點(diǎn)大小大到足以一次移除一個(gè)且僅一個(gè)鏈的IC上。當(dāng)激光脈沖撞擊位于硅襯底上方且在包含上覆鈍化層(其通常為2000到10,000埃

厚)和下伏鈍化層的鈍化層堆疊的組成層之間的多晶硅或金屬鏈時(shí)，硅襯底會(huì)吸收相對(duì)小比例量的紅外(IR)輻射，且鈍化層(二氧化硅或氮化硅)相對(duì)容易被IR輻射透過(guò)。20余年來(lái)IR和可見(jiàn)激光波長(zhǎng)(例如，0.532μm、1.047μm、1.064μm、1.321μm和1.34μm)被用來(lái)移除電路鏈。
許多常規(guī)的半導(dǎo)體鏈處理系統(tǒng)使用聚焦到小點(diǎn)上的單個(gè)激光脈沖來(lái)移除鏈。待移除的鏈排(bank)通常以筆直的行布置在晶片上，圖1中展示了其中說(shuō)明性的一行。所述行無(wú)需完全筆直，但通常其相當(dāng)筆直。系統(tǒng)在鏈行程120(其也稱為運(yùn)行中(OTF)行程)中處理鏈。在鏈行程期間，在級(jí)定位器跨聚焦的激光點(diǎn)110的位置經(jīng)過(guò)鏈行時(shí)，對(duì)激光束施加脈沖。級(jí)通常一次沿單個(gè)軸移動(dòng)，且并不在每一鏈位置停止。因此，鏈行程是在大體上長(zhǎng)度的方向上(例如，如圖所示，跨頁(yè)面水平地)沿鏈行的一個(gè)回合處理。此外，鏈行程120的縱向方向無(wú)需恰好垂直于組成行的各個(gè)鏈的縱向方向，但通常是這樣的情況。
在鏈行程120中的選定鏈上的撞擊是激光束，該激光束的傳播路徑是沿一軸。在對(duì)激光施加脈沖以選擇性地移除鏈的同時(shí)，軸與工件相交的位置沿鏈行程120連續(xù)前進(jìn)。當(dāng)晶片和光學(xué)組件具有使得脈沖能量撞擊在鏈上的相對(duì)位置(例如，觸發(fā)位置130)時(shí)，激光被觸發(fā)而發(fā)射脈沖并切斷鏈。有些鏈未被照射，且作為未經(jīng)處理的鏈140而留下，而其它的鏈經(jīng)照射而成為切斷的鏈150。
圖2說(shuō)明通過(guò)在固定光學(xué)器件臺(tái)210下方的XY平面中移動(dòng)晶片240而調(diào)整點(diǎn)110的位置的典型鏈處理系統(tǒng)。光學(xué)器件臺(tái)210支撐激光器220、鏡面225、聚焦透鏡230和可能的其它光學(xué)硬件。通過(guò)將晶片240放置在由運(yùn)動(dòng)級(jí)260承載的卡盤250上而在XY平面中在下方移動(dòng)晶片240。
圖3描繪對(duì)晶片240的處理。常規(guī)的連續(xù)鏈燒斷處理需要針對(duì)每一鏈行程而跨晶片240掃描XY運(yùn)動(dòng)級(jí)260一次?？缇?40重復(fù)地往復(fù)掃描會(huì)產(chǎn)生完整的晶片處理。機(jī)器通常在處理Y軸鏈行程320(以虛線展示)之前往復(fù)掃描處理所有X軸鏈行程310(以實(shí)線展示)。此實(shí)例只是說(shuō)明性的。其它鏈行程配置和處理模態(tài)是可能的。舉例來(lái)說(shuō)，可通過(guò)移動(dòng)晶片或光學(xué)器件軌道來(lái)處理鏈。此外，可不用連續(xù)運(yùn)動(dòng)來(lái)處理鏈排和鏈行程。
例如對(duì)于包括DRAM的晶片240，存儲(chǔ)器單元(未圖示)可位于X軸鏈行程310與Y軸鏈行程320之間的區(qū)域322中。出于說(shuō)明性目的，將晶片240的接近于X軸鏈行程310與Y軸鏈行程320的交叉點(diǎn)的部分放大以說(shuō)明以組或鏈排布置的多個(gè)鏈324。一般來(lái)說(shuō)，鏈排接近于裸片的中心，接近于解碼器電路，且不在存儲(chǔ)器單元的任何陣列的上方。鏈324覆蓋整個(gè)晶片240的相對(duì)小的區(qū)域。
對(duì)于此實(shí)例，影響執(zhí)行鏈行程所花費(fèi)的時(shí)間且因此影響處理量的主要系統(tǒng)參數(shù)是激光脈沖重復(fù)頻率(PRF)和運(yùn)動(dòng)級(jí)參數(shù)，例如級(jí)加速度、帶寬、穩(wěn)定時(shí)間和所命令的級(jí)軌跡。所命令的級(jí)軌跡包含加速和減速區(qū)段、鏈排的恒定速度處理和在鏈行程中待處理的鏈之間的大間隙上的“間隙仿形”或加速。
過(guò)去若干年來(lái)對(duì)于系統(tǒng)處理量的大多改進(jìn)主要集中于增強(qiáng)級(jí)和激光器的參數(shù)。這些方面的改進(jìn)將繼續(xù)。然而，與這些參數(shù)相關(guān)聯(lián)的實(shí)際限制使得這是一種實(shí)現(xiàn)大的處理量增進(jìn)的困難的方式。級(jí)的加速度和速度的增加速度沒(méi)有激光器PRF快。因此，可能難以最大程度上利用即將出現(xiàn)的高PRF激光器(例如，數(shù)百kHz或MHz范圍內(nèi)的PRF)。
增加峰值級(jí)加速度例如只提供有限的處理量改進(jìn)。目前的運(yùn)動(dòng)級(jí)能夠以1到2G的加速度用大于300mm(毫米)的完整場(chǎng)行程來(lái)移動(dòng)晶片，同時(shí)維持大約100nm(納米)的位置準(zhǔn)確度。增加級(jí)加速度會(huì)引入額外的振動(dòng)且產(chǎn)生熱量，這兩個(gè)方面均可能降低系統(tǒng)準(zhǔn)確度。顯著增加級(jí)加速度和帶寬而無(wú)損于位置準(zhǔn)確度或增加系統(tǒng)占用面積是一項(xiàng)富有挑戰(zhàn)且成本較高的設(shè)計(jì)嘗試，且所述努力的益處將只是有限的。
由于若干原因，增加激光器的PRF且因此增加鏈行程速度也是不合意的。首先，存在因增加PRF而導(dǎo)致的激光脈沖的不利的變化。對(duì)于給定的激光器腔，隨著脈沖間周期減小，激光脈沖寬度增加。這可能會(huì)降低一些鏈結(jié)構(gòu)上的處理效率。較高的激光器PRF還與較低的能量穩(wěn)定性相關(guān)聯(lián)，這也會(huì)降低處理效率。較高的激光器PRF還可導(dǎo)致較低的脈沖功率，但這在處理使用小的點(diǎn)大小的鏈時(shí)通常不成問(wèn)題。
較高的激光器PRF在應(yīng)用于具有大的鏈間距的半導(dǎo)體產(chǎn)品時(shí)也是不合意的。高PRF與大鏈間距的組合需要使用非常高的級(jí)速度來(lái)處理鏈。高的級(jí)速度需要更大的級(jí)加速度和減速度，且會(huì)降低利用行程中未經(jīng)處理的鏈的間隙的可能性。這些影響會(huì)削弱由較高鏈行程速度得到的一些處理量改進(jìn)。高級(jí)速度還在觸發(fā)激光脈沖的產(chǎn)生時(shí)需要較嚴(yán)格的時(shí)序容限，以便維持準(zhǔn)確度。如果這些速度超出一些系統(tǒng)規(guī)格(例如最大級(jí)或位置反饋傳感器速度)，則高的級(jí)速度下的處理可能也是不可能的。
已使用采用同時(shí)聚焦到晶片表面上的相應(yīng)點(diǎn)中的多個(gè)激光脈沖來(lái)進(jìn)行并行的鏈處理的半導(dǎo)體鏈處理系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)處理量的改進(jìn)。舉例來(lái)說(shuō)，聚焦在一個(gè)或一個(gè)以上鏈上的兩個(gè)激光點(diǎn)可在處理兩個(gè)鏈行時(shí)允許晶片的一個(gè)物理回合。所述系統(tǒng)可提供改進(jìn)的系統(tǒng)處理量。然而，多射束系統(tǒng)通常比單射束系統(tǒng)更大、更復(fù)雜且更昂貴，因?yàn)樘峁┝藘蓚€(gè)或兩個(gè)以上射束路徑。如果在多射束系統(tǒng)中使用偏振光學(xué)器件來(lái)分裂和組合激光束，則因能量損失也難以同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)以上點(diǎn)。此外，同時(shí)且在相同的一般位置處應(yīng)用的多射束系統(tǒng)的不同射束路徑中的脈沖可能會(huì)彼此干擾，從而導(dǎo)致不期望的能量波動(dòng)。
半導(dǎo)體晶片上的特征大小的不斷縮小將使得用以處理這些晶片的鏈和鏈行程的數(shù)目增加，從而進(jìn)一步增加晶片處理時(shí)間。然而，不太可能通過(guò)級(jí)加速度性能或激光器PRF的改進(jìn)產(chǎn)生顯著量的未來(lái)的系統(tǒng)處理量改進(jìn)。


發(fā)明內(nèi)容
本文中揭示的實(shí)施例提供用于處理半導(dǎo)體襯底上的多個(gè)結(jié)構(gòu)(例如激光可切斷鏈)的系統(tǒng)和方法。在一個(gè)實(shí)施例中，一種方法將一系列激光脈沖提供到第一偏轉(zhuǎn)器，所述第一偏轉(zhuǎn)器經(jīng)配置以在處理窗內(nèi)選擇性地將激光脈沖偏轉(zhuǎn)。所述方法還包含在半導(dǎo)體襯底上掃描處理窗，以便使得多個(gè)橫向間隔的行的結(jié)構(gòu)在掃描處理窗時(shí)同時(shí)穿過(guò)處理窗。所述方法還包含在處理窗內(nèi)在橫向間隔的行中選擇性地將所述系列激光脈沖偏轉(zhuǎn)。將第一激光脈沖偏轉(zhuǎn)到橫向間隔的行中的第一行，且將第二激光脈沖偏轉(zhuǎn)到橫向間隔的行中的第二行。在將第一激光脈沖偏轉(zhuǎn)到第一行之后的100μs內(nèi)將第二激光脈沖偏轉(zhuǎn)到第二行。在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還包含將來(lái)自第一偏轉(zhuǎn)器的偏轉(zhuǎn)的激光脈沖提供到第二偏轉(zhuǎn)器。第一偏轉(zhuǎn)器經(jīng)配置以在第一方向上將激光脈沖偏轉(zhuǎn)，且第二偏轉(zhuǎn)器經(jīng)配置以在第二方向上將激光脈沖偏轉(zhuǎn)。
在一個(gè)實(shí)施例中，一種用于處理半導(dǎo)體襯底上或半導(dǎo)體襯底內(nèi)的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)包含激光源，其經(jīng)配置以產(chǎn)生一系列激光脈沖；和偏轉(zhuǎn)器，其經(jīng)配置以接收所述系列激光脈沖，并在處理窗內(nèi)選擇性地將所述系列脈沖偏轉(zhuǎn)。所述系統(tǒng)還包含運(yùn)動(dòng)級(jí)，其經(jīng)配置以相對(duì)于所述半導(dǎo)體襯底來(lái)掃描所述處理窗。在掃描處理窗時(shí)，多個(gè)橫向間隔的行的結(jié)構(gòu)同時(shí)穿過(guò)所述處理窗。所述偏轉(zhuǎn)器包含大約100μs或更少的切換時(shí)間。所述偏轉(zhuǎn)器進(jìn)一步經(jīng)配置以在處理窗內(nèi)在橫向間隔的行中選擇性地將所述系列激光脈沖偏轉(zhuǎn)。
在一個(gè)實(shí)施例中，一種激光處理系統(tǒng)包含脈沖產(chǎn)生構(gòu)件，其用于產(chǎn)生一系列激光脈沖；運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，其用于相對(duì)于工件在第一方向上移動(dòng)處理窗；和偏轉(zhuǎn)構(gòu)件，其用于相對(duì)于所述工件在第二方向上選擇性地將所述系列激光脈沖偏轉(zhuǎn)。所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件經(jīng)配置以在處理窗內(nèi)將第一激光脈沖偏轉(zhuǎn)到工件上的第一結(jié)構(gòu)，且在處理窗內(nèi)將第二激光脈沖偏轉(zhuǎn)到工件上的第二結(jié)構(gòu)。所述偏轉(zhuǎn)構(gòu)件還經(jīng)配置以在將第一激光脈沖偏轉(zhuǎn)到第一結(jié)構(gòu)之后的100μs內(nèi)將第二激光脈沖偏轉(zhuǎn)到第二結(jié)構(gòu)。
通過(guò)以下對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述將容易明白額外的方面和優(yōu)點(diǎn)，所述詳細(xì)描述是參看附圖進(jìn)行的。



圖1是說(shuō)明用沿排的縱向方向掃描的激光點(diǎn)選擇性地照射的現(xiàn)有技術(shù)的鏈行或排的示意圖。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)鏈處理系統(tǒng)的示意圖。
圖3是包含多個(gè)鏈行程的現(xiàn)有技術(shù)半導(dǎo)體晶片的示意圖。
圖4是說(shuō)明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的對(duì)應(yīng)于對(duì)鏈行程的處理的鏈行程速度曲線的示意圖。
圖5A到5F是說(shuō)明根據(jù)特定實(shí)施例的激光處理系統(tǒng)可傳遞串行化的脈沖序列以處理兩個(gè)或兩個(gè)以上橫向間隔的鏈排的若干方式的示意圖。
圖6是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的包括聲光偏轉(zhuǎn)器(AOD)的激光處理系統(tǒng)的示意圖。
圖7A和7B是根據(jù)特定實(shí)施例的AOD的示意圖。
圖8A和8B是根據(jù)特定實(shí)施例的撞擊在AOD的表面上的激光束的示意圖。
圖9是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于使用優(yōu)化的偏轉(zhuǎn)器來(lái)處理以多個(gè)鏈排布置的激光可切斷的鏈的過(guò)程的流程圖。
圖10是說(shuō)明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的跨多個(gè)橫向間隔的鏈排掃描的處理窗的示意圖。
圖11是說(shuō)明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的跨沿X軸延伸的多個(gè)橫向間隔的鏈排和沿Y軸延伸的多個(gè)鏈排掃描的處理窗的示意圖。
圖12A到12C是說(shuō)明根據(jù)特定實(shí)施例的相對(duì)于相應(yīng)重新定位曲線的一系列激光脈沖的時(shí)序圖。
圖13是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的包括兩個(gè)偏轉(zhuǎn)裝置的激光處理系統(tǒng)的示意圖。
圖14是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的包含遠(yuǎn)心角檢測(cè)器的激光處理系統(tǒng)的示意圖。
圖15是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的雙射束路徑激光處理系統(tǒng)的示意圖。
圖16是根據(jù)另一實(shí)施例的雙路徑激光處理系統(tǒng)的示意圖。
圖17是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的光纖激光處理系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施例方式 參看以上列出的圖，本段落描述特定實(shí)施例及其詳細(xì)構(gòu)造和操作。下文揭示的原理、方法和系統(tǒng)一般應(yīng)用于為了任何目的而使用激光輻射來(lái)處理半導(dǎo)體襯底上或半導(dǎo)體襯底內(nèi)的任何結(jié)構(gòu)。雖然在所述結(jié)構(gòu)是IC(例如，存儲(chǔ)器裝置、邏輯裝置、光學(xué)或光電子裝置，包含LED和微波或RF裝置)上或IC內(nèi)的激光可切斷鏈的上下文中描述以下實(shí)例和實(shí)施例，但可用相同或類似方式來(lái)處理除激光可切斷鏈之外的其它結(jié)構(gòu)。因此，本文中闡述的教示同樣適用于對(duì)其它類型的結(jié)構(gòu)的激光處理，所述結(jié)構(gòu)例如是因激光輻射而變得導(dǎo)電的電結(jié)構(gòu)、其它電結(jié)構(gòu)、光學(xué)或電光結(jié)構(gòu)和機(jī)械或機(jī)電結(jié)構(gòu)(例如，MEMS(微機(jī)電結(jié)構(gòu))或MOEMS(微光機(jī)電結(jié)構(gòu)))。
照射的目的可為切斷、分裂、制作、加熱、更改、擴(kuò)散、退火或測(cè)量結(jié)構(gòu)或其材料。舉例來(lái)說(shuō)，激光輻射可引起結(jié)構(gòu)的材料的狀態(tài)變化、導(dǎo)致?lián)诫s劑的遷移或更改磁性屬性——其中的任何一個(gè)均可用來(lái)連接、斷開(kāi)、調(diào)諧、修改或修復(fù)電路或其它結(jié)構(gòu)。
所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本揭示將明白，特定實(shí)施例能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)于已知現(xiàn)有技術(shù)的特定優(yōu)點(diǎn)，其中包含以下一些或全部(1)可能以乘法因子(例如，2倍、3倍或更多倍)增加處理量；(2)減少在制造設(shè)施中鏈處理設(shè)備所需的占用空間；(3)減少掃描對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)與完成鏈處理之間逝去的時(shí)間；因此(a)允許半導(dǎo)體處理系統(tǒng)的組件和結(jié)構(gòu)的熱漂移的較少時(shí)間，從而產(chǎn)生增強(qiáng)的系統(tǒng)準(zhǔn)確度；(b)實(shí)現(xiàn)較大的晶片處理場(chǎng)，這產(chǎn)生較長(zhǎng)的鏈行程和額外的處理量改進(jìn)；和(c)當(dāng)檢測(cè)到熱移位或當(dāng)自從其前次掃描以來(lái)逝去的時(shí)間變得過(guò)大時(shí)準(zhǔn)許對(duì)對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)的較低頻率的重新掃描，因而通過(guò)減少準(zhǔn)確的鏈處理所必需的操作數(shù)目來(lái)進(jìn)一步增強(qiáng)處理量；和(4)允許一些目前系統(tǒng)參數(shù)(例如XY級(jí)加速度和激光脈沖重復(fù)頻率)的有益放松，同時(shí)仍以等效于或快于目前鏈處理系統(tǒng)的速率來(lái)處理晶片。
作為后一種優(yōu)點(diǎn)的實(shí)例，降低級(jí)加速度要求可減少釋放到系統(tǒng)環(huán)境中的熱能量，從而減少在晶片處理期間發(fā)生的熱移位。較低的加速度還會(huì)通過(guò)減少對(duì)系統(tǒng)共振和振動(dòng)的激發(fā)來(lái)改進(jìn)準(zhǔn)確度，從而產(chǎn)生較平滑、較平穩(wěn)、較穩(wěn)定的系統(tǒng)操作。還可選擇具有較低成本、優(yōu)選的機(jī)械配置、較大的簡(jiǎn)單度且在可接受減小的加速度的情況下無(wú)需輔助冷卻系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)級(jí)。
作為另一實(shí)例，可使用具有較低PRF的激光源來(lái)進(jìn)行處理。較低PRF的激光器可具有改進(jìn)的脈沖屬性，例如較快的上升時(shí)間、增強(qiáng)的脈沖穩(wěn)定性、增加的峰值脈沖功率和較短的脈沖寬度。較低PRF的激光器還可具有較低成本，且可用產(chǎn)生較少熱量的較小功率源操作。在閱讀了本發(fā)明后，將明白各種實(shí)施例的這些和其它優(yōu)點(diǎn)。
在本文中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“在......上”不但意味著直接在......上，而是意味著在上面、在上方、在之上或用任何方式部分地或完全覆蓋。同樣，術(shù)語(yǔ)“大體上”是廣泛化的術(shù)語(yǔ)，其意味著大約或大概，但并不暗示著較高程度的接近。
現(xiàn)在參看各圖，圖中相同附圖標(biāo)記指代相同元件。為了清晰起見(jiàn)，附圖標(biāo)記的第一個(gè)數(shù)字指示首次使用對(duì)應(yīng)元件的圖號(hào)。在以下描述中，為了透徹地理解本文中揭示的實(shí)施例而提供了各種具體細(xì)節(jié)。然而，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可在沒(méi)有所述具體細(xì)節(jié)中的一個(gè)或多個(gè)的情況下或用其它方法、組件或材料來(lái)實(shí)踐實(shí)施例。此外，在一些情況下，未具體展示或描述眾所周知的結(jié)構(gòu)、材料或操作，以免混淆實(shí)施例的各方面。此外，在一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)施例中，所描述的特征、結(jié)構(gòu)或特性可用任何合適方式組合。
I.對(duì)鏈行程處理時(shí)間的分析 一般來(lái)說(shuō)，鏈處理系統(tǒng)中對(duì)激光脈沖的當(dāng)前真實(shí)利用率相當(dāng)?shù)?。舉例來(lái)說(shuō)，可在大約600秒內(nèi)處理包含大約600,000個(gè)鏈的典型晶片。這代表1kHz的有效燒斷速率。如果此實(shí)例晶片處理系統(tǒng)使用具有70kHz脈沖重復(fù)頻率(PRF)的激光源，則每七十個(gè)可能的激光脈沖中只有大約一個(gè)到達(dá)晶片的表面。
來(lái)自對(duì)修復(fù)典型DRAM晶片的測(cè)量展示執(zhí)行鏈行程的時(shí)間占據(jù)了大部分晶片處理時(shí)間?？偺幚頃r(shí)間的大約80％可能花費(fèi)在執(zhí)行鏈行程上，且剩余的20％花費(fèi)在執(zhí)行額外開(kāi)銷任務(wù)上，例如移動(dòng)晶片以將切割激光從一個(gè)鏈行程的末尾移位到下一鏈行程的開(kāi)頭、對(duì)準(zhǔn)、聚焦和計(jì)算額外開(kāi)銷。因?yàn)殒溙幚頃r(shí)間的主要組成通常花費(fèi)在執(zhí)行鏈行程上，所以可因減少花費(fèi)在執(zhí)行鏈行程上的時(shí)間而使晶片處理時(shí)間顯著減少。
圖4說(shuō)明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的對(duì)應(yīng)于對(duì)鏈行程420的處理的鏈行程速度曲線410。在本文中使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“速度曲線”意指在一段時(shí)間或一距離區(qū)間上隨時(shí)間或距離而變的速度。鏈行程執(zhí)行包含若干不同操作。在處理具有緊湊的間距間隔(例如，相同排中的鄰近鏈之間的中心到中心的距離)的鏈排430時(shí)，激光束軸以幾乎恒定的速度440相對(duì)于晶片前進(jìn)。請(qǐng)注意，雖然圖4展示恒定速度440對(duì)于鏈行程420中的每一鏈排430都相同的實(shí)例，但可能不同的鏈排430可具有不同的恒定速度，例如當(dāng)在相同鏈行程中排與排之間的間距間隔不同時(shí)。
當(dāng)鏈行程中的后續(xù)鏈之間存在大間隙450時(shí)，系統(tǒng)加速以在較少時(shí)間內(nèi)跨越間隙450，且接著在間隙末尾附近減速以再次達(dá)到額定速度。加速和減速產(chǎn)生鏈速度曲線410中的間隙曲線460。在鏈行程開(kāi)頭，系統(tǒng)經(jīng)歷了從靜止位置的初始加速470，之后是穩(wěn)定周期480。在鏈行程末尾，系統(tǒng)經(jīng)歷了回到零速度的減速490。因此，系統(tǒng)在執(zhí)行鏈行程期間執(zhí)行的典型操作包含使級(jí)斜升到恒定速度、穩(wěn)定、以恒定速度處理鏈、在任何大間隙上加速(間隙仿形)和在行程末尾斜降回零速度。圖4說(shuō)明這些操作對(duì)鏈行程軸上速度(在鏈行程掃描方向上)的影響。請(qǐng)注意，雖然將鏈行程420描繪為穿過(guò)共線鏈排的直線，但所述鏈排可不成直線。鏈行程420于是將也包含橫向位置命令。
間隙仿形操作涉及加速、減速和在少于以恒定速度將需要的時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定以在兩個(gè)鏈之間行進(jìn)。通過(guò)間隙仿形提供的增加的處理量取決于鏈之間的大間隙的量和間隔、級(jí)的加速能力、穩(wěn)定時(shí)間和鏈行程速度。較大程度的時(shí)間節(jié)省會(huì)產(chǎn)生具有鏈行程中的許多大間隙和小鏈間距的產(chǎn)品。
一般來(lái)說(shuō)，在鏈行程開(kāi)頭和末尾加速和減速所花費(fèi)的時(shí)間大約為在鏈行程上花費(fèi)的時(shí)間的1.5％。通過(guò)間隙仿形節(jié)省的時(shí)間大約是在恒定速度下穿過(guò)鏈行程將需要的時(shí)間的50％。這些數(shù)字對(duì)于不同類型的晶片廣泛不同。在鏈之間具有很少的大間隙或不具有大間隙的工件可能從間隙仿形中得不到任何益處。另一方面，具有稀疏或隨機(jī)鏈布局的產(chǎn)品可從間隙仿形中得到較大的益處。
II.用偏轉(zhuǎn)的激光束處理多個(gè)鏈排 在一個(gè)實(shí)施例中，用偏轉(zhuǎn)的激光束處理處理窗內(nèi)的多個(gè)鏈排。由于激光器PRF比XY級(jí)的性能增加得快，所以無(wú)法獲得與高PRF激光器并駕齊驅(qū)的加速度和速度。因此，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，將激光束在時(shí)間上抽取為多個(gè)有效射束。所述多個(gè)有效射束可共享射束路徑中的相同光學(xué)器件。在另一實(shí)施例中，所述多個(gè)有效射束包含針對(duì)每一射束具有物理上分開(kāi)的光學(xué)器件的射束路徑。
射束偏轉(zhuǎn)器經(jīng)配置以執(zhí)行時(shí)間抽取。所述射束偏轉(zhuǎn)器可包含例如聲光偏轉(zhuǎn)器(AOD)、電光偏轉(zhuǎn)器(EOD)、快速轉(zhuǎn)向鏡面(FSM)、可變形鏡面、旋轉(zhuǎn)多邊形、激活的鏡面、傾斜板或此項(xiàng)技術(shù)中已知的任何其它射束轉(zhuǎn)向技術(shù)。下文更詳細(xì)地描述一實(shí)例優(yōu)化AOD實(shí)施例。然而，技術(shù)人員通過(guò)本文中的揭示將認(rèn)識(shí)到，在其它實(shí)施例中可使用其它高速射束轉(zhuǎn)向裝置。舉例來(lái)說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，使用高速電光射束掃描儀，例如日本東京的日本電報(bào)電話公司(Nippon Telegraph and Telephone Corp.of Tokyo，Japan)生產(chǎn)的KTN(KTal-xNbxO3，鉭鈮酸鉀(Potassium Tantalate Niobate))晶體。
在一個(gè)實(shí)施例中，除了激光束外或替代激光束可移動(dòng)工件，以便實(shí)施聚焦的點(diǎn)與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。此實(shí)施例在本文中也可視為射束“偏轉(zhuǎn)器”。
在多個(gè)鏈排中將激光束偏轉(zhuǎn)可采用許多不同形式，其中將激光脈沖傳遞到具有不同橫向(跨軸)間隔、不同軸上間隔、不同軸上和跨軸間隔或鏈間隔上無(wú)差別的鏈。舉例來(lái)說(shuō)，圖5A到5F是說(shuō)明根據(jù)特定實(shí)施例的激光處理系統(tǒng)可傳遞有效地處理兩個(gè)或兩個(gè)以上橫向間隔的鏈排的串行化的脈沖序列的若干方式的示意圖。
在圖5A中，使用偏轉(zhuǎn)的激光束將激光點(diǎn)序列(A、B、C、D、E、F)傳遞到第一鏈排510和第二鏈排512中的多個(gè)鏈324。在此實(shí)例中，鏈排510、512橫向間隔，大體上平行，且偏移(例如，第一鏈排510中的鏈324不與第二鏈排512中的鏈324直接對(duì)準(zhǔn))。在圖5B中，鏈排510、512不偏移。如圖所示，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，激光點(diǎn)可在水平方向、垂直方向或水平方向與垂直方向的組合中偏轉(zhuǎn)以撞擊在所述兩個(gè)鏈排510、512中的鏈324上。在圖5A和5B所示的實(shí)施例中，聚焦的點(diǎn)A、B、C、D在其在第一鏈行程510與第二鏈行程512之間在跨軸(橫向)方向上交替時(shí)跨鏈行程510、512水平地循序前進(jìn)。
雖然我們說(shuō)點(diǎn)A、B、C、D沿其相應(yīng)鏈排510、512前進(jìn)，但這是語(yǔ)言上的簡(jiǎn)略說(shuō)法。更精確地說(shuō)，當(dāng)激光束打開(kāi)時(shí)，從激光束得到點(diǎn)。在間歇激光束(例如，脈沖的激光束)的情況下，IC工件上的所得的點(diǎn)隨著激光束的開(kāi)關(guān)而出現(xiàn)和消失。然而，激光束沿傳播軸傳播，且所述軸無(wú)論射束是否打開(kāi)都始終存在。因此，確切地說(shuō)，激光束軸可沿鏈行程移動(dòng)。在鏈行程期間的任何給定時(shí)間，所述軸在一鏈上或在兩個(gè)鄰近鏈之間與IC工件相交。當(dāng)激光束軸與已被選定進(jìn)行移除的鏈相交時(shí)，激光束被供能以切斷鏈。當(dāng)激光軸正沿著規(guī)則間隔的鏈(具有大約均勻的間距)的排移動(dòng)時(shí)，激光束可在等效于軸跨鏈的速率下周期性地脈沖且與軸跨鏈同相地同步。所述激光脈沖可被選擇性地通過(guò)或阻止以切斷給定鏈或使其保持完整。
雖然在圖5A到5E中(且在其它圖中)將點(diǎn)(例如，A、B、C......)說(shuō)明為具有圓形形狀，但其可具有任何任意形狀。
如已經(jīng)提到的，在多個(gè)鏈排510、512之間將點(diǎn)A、B、C、D橫向偏轉(zhuǎn)的優(yōu)點(diǎn)在于，可用較少的鏈行程實(shí)現(xiàn)晶片處理，從而無(wú)需任何激光或運(yùn)動(dòng)級(jí)增強(qiáng)即可實(shí)現(xiàn)大得多的處理量。然而，技術(shù)人員通過(guò)本文中的揭示將認(rèn)識(shí)到，偏轉(zhuǎn)器可用各種不同模式在多個(gè)鏈排中選擇性地分布激光脈沖。舉例來(lái)說(shuō)，如圖5A和5B所示，可在大體上相同的位置(圖5A)或在略微偏移的位置(圖5B)中向相同鏈?zhǔn)┘觾蓚€(gè)連續(xù)的激光點(diǎn)E、F。在一個(gè)實(shí)施例中，射束偏轉(zhuǎn)器調(diào)整以用在工件與激光處理系統(tǒng)的XY運(yùn)動(dòng)級(jí)之間的連續(xù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)在鏈行程期間向相同鏈提供連續(xù)的激光點(diǎn)E、F。
在圖5C中，使用偏轉(zhuǎn)的激光束將激光點(diǎn)序列(A、B、C、D、E、F、G)傳遞到第一鏈排510、第二鏈排512和第三鏈排514中的多個(gè)鏈324。依據(jù)用來(lái)引導(dǎo)激光束的特定偏轉(zhuǎn)器的范圍，也可同時(shí)處理三個(gè)以上鏈排510、512、514。此外，雖然圖5C說(shuō)明正以重復(fù)模式被循序施加到第一鏈排510的激光點(diǎn)(例如，激光點(diǎn)A)，接著是施加到第二鏈排512的激光點(diǎn)(例如，激光點(diǎn)B)，之后是施加到第三鏈排的激光點(diǎn)(例如，激光點(diǎn)C)，但技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本揭示不限于此。實(shí)際上，在一個(gè)實(shí)施例中，可以任何次序?qū)⑺鳇c(diǎn)循序施加到鏈排510、512、514中的任一個(gè)中的鏈324中的任一個(gè)。
此外，技術(shù)人員通過(guò)本文中的揭示將認(rèn)識(shí)到，可通過(guò)激光點(diǎn)的偏轉(zhuǎn)的序列來(lái)處理任何模式的鏈或鏈排。舉例來(lái)說(shuō)，圖5D說(shuō)明以橫向配置和偏移配置兩者布置的多個(gè)鏈324。雖然未圖示，但可根據(jù)本文中揭示的系統(tǒng)和方法來(lái)處理許多不同的軸上間隔鏈排配置和/或跨軸配置與軸上配置的組合。在一個(gè)實(shí)施例中，可在對(duì)兩個(gè)后續(xù)鏈?zhǔn)┘蛹す恻c(diǎn)之間使用不同的處理模式。因此，可在對(duì)應(yīng)于偏轉(zhuǎn)器的偏轉(zhuǎn)角范圍的處理窗內(nèi)以任何序列來(lái)處理任何鏈配置。
技術(shù)人員通過(guò)本文中的揭示將了解，圖5A到5D中的鏈燒斷圖案和次序只是說(shuō)明性的?？捎萌魏未涡騺?lái)處理或不處理處理窗內(nèi)的任何期望的脈沖序列。舉例來(lái)說(shuō)，在圖5D中，可用例如(D、F、N、O、K、A、C、E、L)等不同次序來(lái)處理，其中處理與來(lái)自激光器的循序或不循序的脈沖一起發(fā)生。作為另一實(shí)例，圖5E說(shuō)明以如圖5D所示的圖案布置的多個(gè)鏈324。然而，在圖5E中，將隨機(jī)的激光點(diǎn)序列(A、B、C、D、E、F、G、H)傳遞到多個(gè)鏈324中的選定鏈。此外，技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，不必沿朝不需要處理的鏈的射束路徑引導(dǎo)激光脈沖并阻止激光脈沖撞擊不需要處理的鏈。而是，沿需要處理的射束路徑引導(dǎo)激光脈沖可能更有效率，以便使被阻止的脈沖的數(shù)目最小化。技術(shù)人員通過(guò)本文中的揭示還將了解，一個(gè)鏈行可僅包含單個(gè)鏈。舉例來(lái)說(shuō)，在圖5F中，鏈324被隨機(jī)組織，使得沒(méi)有兩個(gè)鏈處于相同行中(例如，在軸上方向上)。
III.AOD優(yōu)化 如上所述，在一個(gè)實(shí)施例中，可使用AOD在多個(gè)鏈排中將一系列激光脈沖偏轉(zhuǎn)。舉例來(lái)說(shuō)，圖6是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的包括AOD 610的激光處理系統(tǒng)600的示意圖。如下文詳細(xì)論述，在此實(shí)例實(shí)施例中，AOD 610包括極高速裝置，其經(jīng)配置以將由激光器614發(fā)射的脈沖的激光束612偏轉(zhuǎn)，以便可將兩個(gè)連續(xù)脈沖傳遞到兩個(gè)橫向間隔的鏈排中的兩個(gè)不同鏈。在一個(gè)實(shí)施例中，AOD610經(jīng)配置以在一個(gè)維度(例如，垂直于掃描方向)上將激光脈沖偏轉(zhuǎn)。在另一實(shí)施例中，AOD 610經(jīng)配置以在兩個(gè)維度(例如，垂直于掃描方向和平行于掃描方向)上將激光脈沖偏轉(zhuǎn)。在其它實(shí)施例中，使用兩個(gè)AOD(例如，見(jiàn)圖13和14中的AOD 610和1312)在兩個(gè)維度上提供偏轉(zhuǎn)。
在一個(gè)實(shí)施例中，激光處理系統(tǒng)600還包含切換器616，其經(jīng)配置以允許或阻止激光脈沖到達(dá)工件618(例如，包含多個(gè)鏈620的半導(dǎo)體晶片)。切換器616可包含AOD或聲光調(diào)制器(AOM)裝置。然而，在一個(gè)實(shí)施例中，切換器616和AOD 610包括單個(gè)裝置，其經(jīng)配置以選擇性地將脈沖的激光束612引導(dǎo)到束流收集器(未圖示)以阻止激光脈沖到達(dá)工件618。
還如圖6所示，激光處理系統(tǒng)600還可包含中繼透鏡622，以將用不同方式偏轉(zhuǎn)的射束路徑(作為實(shí)線和虛線說(shuō)明為從AOD 610退出)引導(dǎo)到鏡面624(或例如FSM等其它重新引導(dǎo)裝置)上的對(duì)應(yīng)于聚焦透鏡626的入射瞳的相同位置。在操作中，由AOD 610提供的不同偏轉(zhuǎn)角使得不同脈沖被引導(dǎo)到工件618上的不同位置(例如，鏈620)。雖然未圖示，但在一個(gè)實(shí)施例中，經(jīng)配置以執(zhí)行存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀媒體上的指令的控制器控制AOD 610以便將激光脈沖序列選擇性地偏轉(zhuǎn)到工件618上的期望位置。
技術(shù)人員通過(guò)本文中的揭示將認(rèn)識(shí)到，系統(tǒng)600是以實(shí)例的方式提供，且其它系統(tǒng)配置是可能的。實(shí)際上，下文提供各種其它實(shí)例系統(tǒng)實(shí)施例。
在一些實(shí)施例中，AOD 610的各種參數(shù)經(jīng)優(yōu)化以提供期望的AOD性能。AOD 610可經(jīng)優(yōu)化以例如實(shí)現(xiàn)期望的切換速度、期望的偏轉(zhuǎn)角范圍和分辨率和/或期望的光學(xué)透射效率。舉例來(lái)說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，AOD參數(shù)經(jīng)優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)少于大約100微秒的切換時(shí)間，使得AOD 610的切換速度比實(shí)例10kHz激光器快。舉例來(lái)說(shuō)，在另一實(shí)施例中，AOD參數(shù)經(jīng)優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)少于大約10微秒的切換時(shí)間，使得AOD 610的切換速度比實(shí)例100kHz激光器快。
在特定實(shí)施例中，AOD 610經(jīng)優(yōu)化而具有大約+/-4毫弧的偏轉(zhuǎn)角，以便在具有大約6.25mm的焦距的聚焦透鏡626的工件618處提供大約+/-25μm寬的處理窗。例如，假設(shè)0.5μm的點(diǎn)大小，這需要100個(gè)可分辨的點(diǎn)。因此，AOD 610可進(jìn)一步經(jīng)優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)所述分辨率。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，AOD 610還經(jīng)優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)具有小于大約0.8微弧的精確度的偏轉(zhuǎn)角以用于精確的目標(biāo)確定。此外，或在另一實(shí)施例中，AOD 610進(jìn)一步經(jīng)優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)大于大約50％的光學(xué)透射效率以減少激光脈沖能量的損失。
以下論述提供用于實(shí)現(xiàn)所述AOD優(yōu)化的具體實(shí)例。然而，技術(shù)人員通過(guò)本文中的揭示將認(rèn)識(shí)到，以下實(shí)例不是排他性的，且AOD 610可用此項(xiàng)技術(shù)中已知的任何方式優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)期望的切換速度、偏轉(zhuǎn)角范圍和分辨率和/或上文論述的光學(xué)透射效率。
眾所周知的是，在操作聲光裝置的布拉格方法中，通過(guò)以下等式以良好的逼近給定在一階衍射射束中產(chǎn)生的規(guī)范化的強(qiáng)度 其中 是布拉格單元的聲光交互效率。
在以上等式(1)和(2)中，L(見(jiàn)圖7A和7B)是聲場(chǎng)長(zhǎng)度(沿光波傳播方向)，H(見(jiàn)圖7A和7B)是聲場(chǎng)高度(橫切于光波和聲波傳播方向)，Δk1是布拉格角度(動(dòng)量)失配，λ是聲光媒介中的光學(xué)波長(zhǎng)，Pa是聲音功率，且M2是布拉格單元材料的聲光品質(zhì)因數(shù)。
為了實(shí)現(xiàn)良好的效率(較大的η)，期望的參數(shù)包含長(zhǎng)的聲音交互長(zhǎng)度L、小的聲場(chǎng)高度H和具有大的品質(zhì)因數(shù)M2的布拉格單元材料。在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)整這些參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)以將效率η維持在閾值以上。
當(dāng)將聲光裝置作為偏轉(zhuǎn)器操作時(shí)，通過(guò)改變AOD 610內(nèi)的聲波的驅(qū)動(dòng)頻率f來(lái)改變衍射射束的方向?？烧故境鲇上率浇o定AOD 610的分辨率(可分辨的角位置的數(shù)目)N N＝τΔf， (3) 其中τ是跨光束的聲音通行時(shí)間，且Δf是AOD 610操作的頻率范圍。因此，τ是AOD 610的速度(選取時(shí)間)的測(cè)量值。一旦指定了AOD 610的期望速度，唯一可用于使分辨率N最大化的參數(shù)便是偏轉(zhuǎn)器帶寬Δf。
以說(shuō)明方式，圖7A和7B是根據(jù)特定實(shí)施例的AOD 610的示意圖。AOD610包含長(zhǎng)度L和高度H。如圖7A所示，AOD可包含換能器710，其經(jīng)配置以將來(lái)自RF功率驅(qū)動(dòng)器的射頻(RF)信號(hào)轉(zhuǎn)換成在AOD 610內(nèi)設(shè)立的聲波714。當(dāng)聲波714穿過(guò)AOD 610時(shí)，聲波714使AOD 610內(nèi)的光學(xué)媒介716扭曲，從而使AOD 610中的折射系數(shù)增加和減小。因此，傳入的激光束718被聲波714衍射，且遵從衍射定律，從而引起軸上的零階射束720且在由與衍射過(guò)程有關(guān)的等式指定的角度處引起一個(gè)或一個(gè)以上一階(或更高階)射束722。
對(duì)于圖7A所示的具有長(zhǎng)度為L(zhǎng)的單個(gè)換能器710的AOD 610，布拉格角度失配項(xiàng)Δk1確定偏轉(zhuǎn)器帶寬Δf。一般來(lái)說(shuō)，AOD 610以中心頻率f0操作，在此頻率下滿足布拉格條件(Δk1＝0)。當(dāng)AOD 610以離中心頻率f0較遠(yuǎn)的頻率操作時(shí)，布拉格角度失配Δk1增加。因?yàn)槠涫谴_定相位匹配行為的乘積(Δk1)(L)(見(jiàn)，例如等式(1)右手側(cè)的第二項(xiàng))，所以具有較短長(zhǎng)度L的單個(gè)換能器裝置也具有較長(zhǎng)的掃描帶寬Δf。
可展示出 其中 是AOD 610處的特性長(zhǎng)度。在等式(5)中，n是布拉格單元的折射系數(shù)，且Ω0是中心頻率f0下的聲波長(zhǎng)。因此，為了增加AOD的帶寬Δf，AOD610經(jīng)配置而具有較短的聲場(chǎng)長(zhǎng)度L。然而，使用較短的聲場(chǎng)波長(zhǎng)L與對(duì)良好效率η的需要或要求沖突。
可通過(guò)用較短換能器726的線性陣列724替換圖7A所示的長(zhǎng)度為L(zhǎng)的單個(gè)換能器710來(lái)解決對(duì)良好效率(大的L)與高帶寬(小的L)的競(jìng)爭(zhēng)性的需求。在圖7B所示的實(shí)例實(shí)施例中，線性陣列724具有有效總長(zhǎng)度L。
在一個(gè)實(shí)施例中，線性陣列724中的換能器726的相對(duì)相位依據(jù)偏轉(zhuǎn)器頻率f而配置以使聲音射束714轉(zhuǎn)向，使得其使偏轉(zhuǎn)器帶寬Δf上的布拉格角度失配Δk1最小化。如圖7B所示，在一個(gè)實(shí)施例中，AOD 610包含多個(gè)固定延遲電路728(展示了三個(gè))以在鄰近換能器726之間引入時(shí)間延遲，使得全部在中心頻率f0下同相地驅(qū)動(dòng)換能器726。在不等于中心頻率f0的頻率f(f≠f0)下，跨陣列724的相移引起聲音傳播方向的凈轉(zhuǎn)向，其減輕原本將由于具有相同有效長(zhǎng)度L的單個(gè)換能器(例如，圖7A所示的換能器710)而引起的布拉格角度失配Δk1。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，線性陣列的相對(duì)相位是基于選定偏轉(zhuǎn)器頻率f。技術(shù)人員通過(guò)本文中的揭示將認(rèn)識(shí)到，可選擇性地控制陣列724中的換能器726的相對(duì)相位(例如，使用換能器726之間的可變延遲而非固定延遲)。此外，在另一實(shí)施例中，圖7A所示的換能器710可包括步進(jìn)換能器，其以幾何方式配置以跨其長(zhǎng)度L依據(jù)偏轉(zhuǎn)器頻率f更改相位以使聲音射束轉(zhuǎn)向，以便減少偏轉(zhuǎn)器帶寬Δf上的布拉格角度失配Δk1。
因?yàn)槔鏛iNbO3等聲音換能器材料的介電常數(shù)非常高，所以換能器710(或換能器726)在大于100MHz的頻率下呈現(xiàn)的阻抗較小(例如，大約數(shù)歐姆)。阻抗Z遵從以下縮放關(guān)系 等式(6)所示的關(guān)系驅(qū)使對(duì)小的換能器面積(HL)的需要或要求，以便提高換能器阻抗并促進(jìn)設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電子器件與換能器710(或換能器726)之間的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。使用定相陣列724會(huì)使換能器面積(HL)減小，因?yàn)榻M成陣列724的各個(gè)換能器726小于單個(gè)單片換能器(例如換能器710)。此外，或在其它實(shí)施例中，陣列724中的換能器726中的每一個(gè)可進(jìn)一步分段成多個(gè)串聯(lián)連接的換能器(未圖示)。此分段會(huì)進(jìn)一步減小換能器面積(HL)。
此外，或在另一實(shí)施例中，通過(guò)向AOD 610提供變形(非圓形)形狀的光束來(lái)改進(jìn)AOD 610的性能。換能器高度H出現(xiàn)在換能器阻抗Z和裝置效率η兩者的分母中。因此，需要換能器710(或換能器726)的此尺寸盡可能減小。然而，為了避免切掉激光束718的若干部分，AOD的高度H應(yīng)大于激光束718的高度。這對(duì)光束的分叉變得過(guò)高之前H可小到什么程度設(shè)置了實(shí)際限制。
舉例來(lái)說(shuō)，圖8A和8B是撞擊在包含與圖7A和7B相比減小的高度H的AOD 610的表面810上的激光束718的示意圖。表面810由寬度W和高度H界定。如圖8A所示，在一些實(shí)施例中，大體上圓形形狀的激光束可大于表面810。因此，在圖8B所示的實(shí)施例中，激光束718包括在寬度W方向上較長(zhǎng)且在高度H方向上較短的變形形狀，以便配合在由表面810界定的面積內(nèi)。
此外，在垂直于射束高度H的維度上，AOD 610的分辨率N與聲波714跨射束718的通行時(shí)間τ成比例(見(jiàn)等式(3))。因此，圖8B所示的變形形狀的射束718在寬度W的方向上維持較長(zhǎng)的尺寸。因此，在AOD內(nèi)使用變形形狀的光束718同時(shí)實(shí)現(xiàn)高分辨率N、良好的效率η和較高的換能器阻抗。
在一個(gè)實(shí)施例中，將RF驅(qū)動(dòng)功率(例如，由RF功率驅(qū)動(dòng)器712提供的RF信號(hào)的功率電平)保持在由AOD 610的熱特性強(qiáng)加的要求內(nèi)的恒定水平。因此，RF功率驅(qū)動(dòng)器712和AOD 610經(jīng)配置以維持點(diǎn)圖像質(zhì)量和準(zhǔn)確度。
此外，或在其它實(shí)施例中，系統(tǒng)600校準(zhǔn)出衍射效率和點(diǎn)在掃描場(chǎng)上的放置的變化。非線性效應(yīng)可導(dǎo)致衍射效率和聚焦的點(diǎn)的位置隨施加到AOD 610的RF功率的頻率或振幅而變的變化。在一個(gè)實(shí)施例中，衍射效率和/或點(diǎn)的放置可表征為RF功率和頻率的函數(shù)?？苫诖颂匦詣?chuàng)建查找表或數(shù)學(xué)公式，以改變施加到AOD 610的RF功率和頻率，以便實(shí)現(xiàn)期望的點(diǎn)的放置和脈沖能量。還可通過(guò)使用例如聲光調(diào)制器(AOM)等額外可配置衰減器來(lái)補(bǔ)償衍射效率的變化。
圖9是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于使用優(yōu)化的偏轉(zhuǎn)器來(lái)處理在半導(dǎo)體襯底上以多個(gè)鏈排布置的激光可切斷鏈的過(guò)程900的流程圖。過(guò)程900包含將一系列激光脈沖提供910到AOD。在一個(gè)實(shí)施例中，過(guò)程900還包含使提供到AOD的所述系列脈沖變形成形912。因此，如上所述，可減小AOD的高度以改進(jìn)分辨率、效率和換能器阻抗。
過(guò)程900進(jìn)一步包含改變914聲波的頻率以在偏轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)選擇性地將所述系列激光脈沖偏轉(zhuǎn)。過(guò)程900進(jìn)一步包含在AOD內(nèi)將聲波偏轉(zhuǎn)916，以減小在所述偏轉(zhuǎn)角范圍上聲波與所述系列激光脈沖之間的布拉格角度失配。舉例來(lái)說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，AOD包含換能器的定相陣列，其中相應(yīng)相位經(jīng)選擇以隨著聲波頻率改變而減少布拉格角度失配。舉例來(lái)說(shuō)，在另一實(shí)施例中，AOD包含步進(jìn)換能器，其以幾何方式配置以依據(jù)頻率使聲波轉(zhuǎn)向，以便減小布拉格角度失配。
過(guò)程900進(jìn)一步包含使用AOD將第一激光脈沖偏轉(zhuǎn)到第一鏈排中的第一鏈，且將第二激光脈沖偏轉(zhuǎn)到第二鏈排中的第二鏈。在一個(gè)實(shí)施例中，第二激光脈沖緊跟在所述系列激光脈沖中的第一激光脈沖之后。
因此，過(guò)程900允許在半導(dǎo)體襯底的單個(gè)回合中同時(shí)處理多個(gè)鏈行程。此外，在單個(gè)回合中處理多個(gè)鏈排允許使用從具有緩慢運(yùn)動(dòng)級(jí)的高PRF激光器產(chǎn)生的較高數(shù)目的激光脈沖，因而增加處理量。而且，與同時(shí)在工作表面上提供兩個(gè)或兩個(gè)以上射束點(diǎn)的多射束路徑系統(tǒng)相比，過(guò)程900在任何一個(gè)時(shí)間在工作表面上連續(xù)提供單個(gè)射束點(diǎn)，因而減小或消除經(jīng)引導(dǎo)而在工作表面處重疊的射束之間的相干串?dāng)_。過(guò)程900還允許與多射束路徑系統(tǒng)相比經(jīng)簡(jiǎn)化的光學(xué)器件布局。
IV.條帶處理 因?yàn)殒?、鏈排和鏈行程通常被約束至覆蓋晶片面積的較小百分比的窄帶(見(jiàn)圖3)，所以在掃描場(chǎng)越過(guò)晶片時(shí)可有效率地處理聚焦透鏡的掃描場(chǎng)內(nèi)的多個(gè)橫向間隔的鏈。
如下文詳細(xì)論述，可使用不同的系統(tǒng)配置在掃描場(chǎng)越過(guò)晶片時(shí)處理多個(gè)橫向間隔的鏈。為了論述的目的，我們?cè)俅螀⒖磮D6所示的系統(tǒng)600。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)600使用高速射束偏轉(zhuǎn)裝置610以“條帶”和“帶”同時(shí)處理多個(gè)鏈行程。
系統(tǒng)600可在聚焦透鏡626的掃描場(chǎng)內(nèi)包含大的處理窗。舉例來(lái)說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，處理窗為大約50μm寬乘以大約50μm長(zhǎng)(50μm×50μm)。當(dāng)然，本文中的揭示不限于此大小。舉例來(lái)說(shuō)，在其它實(shí)施例中，處理窗的大小在大約50μm×50μm與大約150μm×150μm之間的范圍內(nèi)。在另一實(shí)施例中，處理窗的大小為大約500μm×500μm。此外，處理窗無(wú)需是正方形的。舉例來(lái)說(shuō)，也可使用圓形或矩形的處理窗。
在選擇處理窗大小時(shí)可考慮的一個(gè)因素可為具有相對(duì)較大的掃描場(chǎng)的透鏡的成本。舉例來(lái)說(shuō)，具有大約50μm的有用掃描場(chǎng)的透鏡可花費(fèi)大約$20,000，而具有大約500μm的有用掃描場(chǎng)的透鏡可花費(fèi)大約$500,000。因此，分析一下增加的處理量對(duì)透鏡成本可識(shí)別出處理窗的最佳大小。
隨著處理窗跨工件618連續(xù)前進(jìn)或步進(jìn)，使用高速偏轉(zhuǎn)裝置610來(lái)有效率地將激光脈沖傳遞到穿過(guò)處理窗的各個(gè)鏈行程中的鏈。為了以期望的速度有效率地處理跨工件618掃描的大處理窗中的鏈，在特定實(shí)施例中可能有必要使用極高速技術(shù)將脈沖的激光束612從工件618上的一個(gè)處理點(diǎn)重新引導(dǎo)到工件618上的另一處理點(diǎn)。
在一個(gè)實(shí)施例中，高速偏轉(zhuǎn)裝置610的速度大約在激光脈沖周期的時(shí)間標(biāo)度上。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)使用具有100kHz PRF的激光器614時(shí)，高速偏轉(zhuǎn)裝置610具有大約10微秒級(jí)別的切換時(shí)間。例如壓電激活的鏡面或檢流計(jì)等許多機(jī)械促動(dòng)器可能沒(méi)有足夠的帶寬和/或響應(yīng)時(shí)間來(lái)作為有效的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行操作。因此，在特定實(shí)施例中，系統(tǒng)600使用AOD和/或EOD類型的射束轉(zhuǎn)向裝置在此時(shí)間標(biāo)度上將射束612重新引導(dǎo)到工件618上的不同位置。在一個(gè)實(shí)施例中，高速偏轉(zhuǎn)裝置610包括上文關(guān)于圖7A和7B論述的優(yōu)化AOD 610。
圖10是說(shuō)明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的跨多個(gè)橫向間隔的鏈排1010、1012、1014、1016、1018、1020掃描的處理窗1000。每一鏈排1010、1012、1014、1016、1018、1020包含多個(gè)未切斷的鏈1022和在處理窗1000掃描過(guò)所述多個(gè)鏈排1010、1012、1014、1016、1018、1020時(shí)被一系列激光脈沖切斷的多個(gè)鏈1024。
在一個(gè)實(shí)施例中，激光處理系統(tǒng)600經(jīng)配置以切斷移動(dòng)處理窗1000內(nèi)的任何鏈1022、1024。因此，系統(tǒng)600不是使用六個(gè)個(gè)別鏈行程以處理圖10所示的實(shí)例中包含的六個(gè)鏈排1010、1012、1014、1016、1018、1020，而是在單個(gè)回合中處理所有六個(gè)鏈排1010、1012、1014、1016、1018、1020，從而大幅地改進(jìn)系統(tǒng)處理量。舉例來(lái)說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施例中，包含在單個(gè)射束路徑上提供的100kHz激光器、50μm×50μm處理窗和低性能級(jí)(例如，每根軸1G的加速度和20ms的穩(wěn)定時(shí)間)的系統(tǒng)可具有增加的處理量，其是常規(guī)鏈處理系統(tǒng)的處理量的兩倍到三倍。此系統(tǒng)將與包含高PRF激光器(例如，300kHz)和高性能級(jí)(例如，1m/s的鏈行程、5G加速度和0.001秒穩(wěn)定時(shí)間)的雙射束系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)。建立具有較低性能級(jí)的系統(tǒng)可能顯著更容易且更便宜。此外，單射束系統(tǒng)建立起來(lái)可能比雙射束系統(tǒng)更容易且更便宜。
在一個(gè)實(shí)施例中，在切斷多個(gè)鏈1024時(shí)，處理窗1000在大體上連續(xù)的運(yùn)動(dòng)中掃描過(guò)多個(gè)鏈排1010、1012、1014、1016、1018、1020。在另一實(shí)施例中，處理窗1000在一系列離散移動(dòng)中步進(jìn)過(guò)多個(gè)鏈排1010、1012、1014、1016、1018、1020。在一個(gè)此實(shí)施例中，處理窗在每一步進(jìn)或跳躍之間包括兩個(gè)相互排他的組的鏈1022、1024。因此，在處理窗1000移動(dòng)到包含第二(且不同)組鏈的第二位置之前，系統(tǒng)600可在軸上和跨軸兩個(gè)方向中在第一位置處在處理窗1000內(nèi)處理第一組鏈1022、1024。在另一實(shí)施例中，處理窗1000在掃描方向上采用較小步進(jìn)，以便當(dāng)對(duì)應(yīng)于相應(yīng)鏈排1010、1012、1014、1016、1018、1020的一個(gè)組(例如，一列)鏈1022、1024在一步進(jìn)期間進(jìn)入掃描窗1000時(shí)，另一組的鏈1022、1024退出掃描窗1000。因此，系統(tǒng)600在每一步進(jìn)之間處理不同鏈排1010、1012、1014、1016、1018、1020中的橫向間隔的鏈1022、1024的一組或一列。
技術(shù)人員通過(guò)本文中的揭示將了解，依據(jù)處理窗1000和鏈排1010、1012、1014、1016、1018、1020的相對(duì)大小，系統(tǒng)600可在單個(gè)回合中處理六個(gè)以上鏈排。此外，系統(tǒng)600可在單個(gè)回合中處理不到六個(gè)鏈排，其中包含例如在單個(gè)回合中處理單個(gè)鏈排。
技術(shù)人員通過(guò)本文中的揭示還將了解，系統(tǒng)600不限于在處理窗1000內(nèi)處理大體上平行的、橫向間隔的鏈排1010、1012、1014、1016、1018、1020。實(shí)際上，穿過(guò)處理窗1000的鏈1022、1024可以任何圖案布置。切斷的鏈1024也可以任何序列切斷。此外，雖然圖10展示X方向上(水平)的統(tǒng)一的掃描方向，但掃描方向也可在Y方向上(垂直)、X方向與Y方向的組合上，和/或圍繞晶片的XY平面的隨機(jī)模式。在一個(gè)實(shí)施例中，掃描方向經(jīng)選擇以優(yōu)化處理量。
舉例來(lái)說(shuō)，圖11是說(shuō)明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的處理窗1000的示意圖，所述處理窗1000掃描過(guò)沿X軸延伸的多個(gè)橫向間隔的鏈排1010、1012、1014、1016、1018、1020和沿Y軸延伸的多個(gè)鏈排1110、1112。在處理窗1000處于沿X軸延伸的橫向間隔的鏈排1010、1012、1014、1016、1018、1020上的單個(gè)回合中，處理窗1000還經(jīng)過(guò)沿Y軸延伸的多個(gè)鏈排1110、1112中的鏈1022、1024的至少一部分。同樣，如圖11所示，系統(tǒng)600可選擇性地切斷穿過(guò)處理窗1000的鏈1022、1024中的任一個(gè)。
在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)600對(duì)處理窗1000內(nèi)的鏈燒斷的序列進(jìn)行挑選和排序，以便最大化或增加處理量。為了實(shí)現(xiàn)此最大化或增加的處理量，系統(tǒng)600還計(jì)算與處理窗1000的大小、處理窗1000內(nèi)待在任何給定時(shí)間燒斷的鏈1022、1024的數(shù)目和鏈燒斷序列兼容的級(jí)速度。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)600選擇級(jí)速度以便減少被阻止的脈沖的數(shù)目。級(jí)速度也可經(jīng)選擇以確保在處理窗1000的單個(gè)回合中燒斷想要燒斷的每個(gè)鏈。在一個(gè)實(shí)施例中，級(jí)速度可為恒定的。
在其它實(shí)施例中，級(jí)速度可基于當(dāng)前穿過(guò)處理窗1000的待燒斷的鏈1024的數(shù)目而改變。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)較少的待燒斷的鏈1024正在穿過(guò)處理窗1000時(shí)，系統(tǒng)600可增加級(jí)速度。當(dāng)較多的待燒斷的鏈1022、1024正在穿過(guò)處理窗1000時(shí)，系統(tǒng)600可降低級(jí)速度。
在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)找到處理窗1000內(nèi)在鏈行程的一組上的鏈的最大數(shù)目(NMAX)來(lái)確定最大級(jí)速度VSMAX。舉例來(lái)說(shuō)，可將最大級(jí)速度VSMAX設(shè)置成處理窗1000的寬度(AODwidth)乘以PRF除以NMAX。這提供對(duì)最大級(jí)速度VSMAX的良好估計(jì)。然而，在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)600考慮到鏈1022、1024在處理窗1000中的可能“列隊(duì)”，這在速度超過(guò)上限時(shí)為鏈行程的短區(qū)段上的未經(jīng)處理的鏈提供緩沖器。依據(jù)鏈行程的密度，此列隊(duì)可使級(jí)速度在大約50％與大約100％之間的范圍內(nèi)增加。此項(xiàng)改進(jìn)在一些實(shí)施例中可能會(huì)被加速/減速時(shí)間和額外開(kāi)銷削弱。在一個(gè)實(shí)施例中，使用列隊(duì)來(lái)確定最大級(jí)速度VSMAX是一迭代過(guò)程，其中在接近真實(shí)最大速度時(shí)“鏈隊(duì)列”的溢出變得非常非線性。在所述實(shí)施例中，可通過(guò)例如過(guò)濾鏈密度、計(jì)算給定速度的“鏈流”和在已知最大“處理流”(PRF乘以鏈間距)的情況下計(jì)算處理窗1000中的可允許的“累加”而引入更大的線性。
為了在移動(dòng)的處理窗1000內(nèi)切斷任何鏈1024，圖6所示的AOD 610的定位準(zhǔn)確度足夠小，以便在整個(gè)處理窗1000上維持系統(tǒng)準(zhǔn)確度。當(dāng)前的高數(shù)值孔徑透鏡具有大約50μm的掃描場(chǎng)。此外，可能需要具有比平均值加3∑＜0.18μm好的系統(tǒng)鏈燒斷準(zhǔn)確度。舉例來(lái)說(shuō)，如果AOD 610對(duì)于誤差預(yù)算貢獻(xiàn)大約20nm的系統(tǒng)誤差，那么根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，AOD 610具有2500/1的定位準(zhǔn)確度。
V.條帶處理模式 在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)600使用單個(gè)脈沖來(lái)處理處理窗1000中的各個(gè)鏈1024以燒斷每一鏈1024。在處理窗1000在掃描方向上行進(jìn)時(shí)，AOD 610快速地將聚焦的鏈脈沖的位置重新引導(dǎo)到位于兩個(gè)連續(xù)激光脈沖之間的處理窗1000內(nèi)的鏈1024。雖然常規(guī)鏈處理系統(tǒng)可阻止由極高PRF的激光器產(chǎn)生的脈沖中的大約二分之一到大約99％，但系統(tǒng)600可使用大部分或全部脈沖。因此，無(wú)需以較快速度移動(dòng)工件618便可大幅增加處理量。
此外，或在另一實(shí)施例中，系統(tǒng)600可在使用AOD 610將后續(xù)脈沖引導(dǎo)到工件618上的其它位置之前用兩個(gè)或兩個(gè)以上脈沖來(lái)處理工件618上的單個(gè)位置。系統(tǒng)600可在將激光束重新引導(dǎo)到工件618上的不同位置之前向鏈1024提供例如十個(gè)較低能量的脈沖。因此，系統(tǒng)600提供一種將在極高PRF下(例如，在大約1MHz與大約100MHz之間的范圍內(nèi))產(chǎn)生的脈沖引導(dǎo)到具有許多燒斷的目標(biāo)期望鏈1024的有效方式。
如果處理窗1000相對(duì)于工件618連續(xù)移動(dòng)，則根據(jù)一個(gè)實(shí)施例可使用AOD 610來(lái)跟蹤，以便在一個(gè)或一個(gè)以上脈沖被傳遞到鏈1024的同時(shí)在聚焦點(diǎn)位置與鏈位置之間維持固定關(guān)系。還可使用跟蹤來(lái)維持與多個(gè)橫向間隔的鏈的固定關(guān)系。
在一個(gè)實(shí)施例中，在工件618上的位置之間的切換時(shí)間小于一個(gè)激光脈沖周期。在另一實(shí)施例中，切換時(shí)間大約為激光脈沖周期。在其它實(shí)施例中，切換時(shí)間比切換脈沖周期長(zhǎng)。因此，如果例如系統(tǒng)600用十個(gè)激光脈沖來(lái)處理鏈1024且在三個(gè)或四個(gè)激光脈沖周期中從一個(gè)鏈切換到下一鏈，則有效地使用激光器614。
不是先將所有十個(gè)脈沖(在以上實(shí)例中)傳遞到單個(gè)鏈1022、1024然后才切換到新位置(例如，在處理窗1000在圖10和11所示的掃描方向上前進(jìn)時(shí))，而是可將脈沖中的兩個(gè)或兩個(gè)以上傳遞到兩個(gè)或兩個(gè)以上橫向間隔的鏈1022、1024(例如，垂直于掃描方向而間隔)。舉例來(lái)說(shuō)，可能需要將單個(gè)脈沖傳遞到六個(gè)橫向間隔的鏈1022(圖10所示的鏈排1010、1012、1014、1016、1018、1020中的每一個(gè)中的一個(gè)鏈)中的每一個(gè)。因此，AOD610可先將六個(gè)連續(xù)激光脈沖偏轉(zhuǎn)到六個(gè)橫向間隔的鏈1022，然后將處理窗1000移位到新位置。
圖12A到12C是根據(jù)特定實(shí)施例的說(shuō)明一系列激光脈沖1214相對(duì)于相應(yīng)重新定位曲線1216、1218、1220的時(shí)序圖1200、1210、1212。技術(shù)人員通過(guò)本文中的揭示將了解，圖12A到12C所示的時(shí)序圖1200、1210、1212只是以舉例方式提供，且可使用每鏈傳遞的脈沖與用來(lái)在鏈之間移位的脈沖周期的任何組合。在圖12A所示的實(shí)施例中，在燒斷周期期間將單個(gè)激光脈沖傳遞到鏈。接著例如在移位周期期間在每一脈沖之間移位或重新定位AOD或高速射束偏轉(zhuǎn)器(未圖示)。因此，在此實(shí)例中，將所述系列激光脈沖1214中的每一激光脈沖傳遞到不同鏈。
在圖12B所示的實(shí)施例中，與圖12A中的實(shí)例相比，AOD或高速射束偏轉(zhuǎn)器使用更多時(shí)間在每一燒斷周期之間移位。具體來(lái)說(shuō)，在第一脈沖被傳遞到第一鏈之后，AOD或高速射束偏轉(zhuǎn)器在三個(gè)脈沖周期期間移位，然后第二脈沖才被傳遞到第二鏈。如下所述，在移位周期期間可使用切換器(例如，額外AOD和射束收集器)來(lái)阻止未使用的激光脈沖到達(dá)工件的表面。
在圖12C所示的實(shí)施例中，在第一燒斷周期期間將第一多個(gè)脈沖(圖示了九個(gè))傳遞到第一鏈，在若干脈沖周期(圖示了大約三個(gè))期間AOD或高速射束偏轉(zhuǎn)器移位，且在第二燒斷周期期間第二多個(gè)脈沖被傳遞到第二鏈。然而，在一個(gè)實(shí)施例中，在第一(和/或第二)燒斷周期期間，第一(和/或第二)多個(gè)脈沖中的兩個(gè)或兩個(gè)以上可使用高速偏轉(zhuǎn)裝置(例如上述AOD 610)在多個(gè)橫向間隔的鏈中分布。因此，脈沖可有效地分布，以便利用所述系列激光脈沖1214中的盡可能多的脈沖。在一個(gè)實(shí)施例中，與常規(guī)鏈處理系統(tǒng)利用的脈沖相比，所使用的脈沖的數(shù)目增加不止大約1％。
相干串?dāng)_對(duì)于以下激光點(diǎn)可能成問(wèn)題被引導(dǎo)以處理工作表面上的完全或部分重疊的區(qū)域中的相同目標(biāo)的激光點(diǎn)；與工作表面上的分開(kāi)的目標(biāo)重疊從而使得射束的任何部分(例如，高斯拖尾)重疊的激光點(diǎn)；或在例如脈沖能量或反射脈沖能量檢測(cè)器等檢測(cè)器處重疊的激光點(diǎn)。例如當(dāng)不同激光點(diǎn)的高斯拖尾重疊時(shí)，兩個(gè)鄰近結(jié)構(gòu)(例如鏈)之間的區(qū)中的串?dāng)_和干擾可能會(huì)導(dǎo)致因不合意地高的光學(xué)能量水平引起的損害。因此，在上述實(shí)施例中，一次單個(gè)激光點(diǎn)入射在工件上的處理窗內(nèi)。經(jīng)配置以在工件上在空間上重疊的兩個(gè)連續(xù)激光點(diǎn)不會(huì)彼此干擾，因而減少或消除了相干串?dāng)_。然而，在其它實(shí)施例中，同時(shí)多個(gè)點(diǎn)可入射在工件上的處理窗內(nèi)。舉例來(lái)說(shuō)，可通過(guò)兩個(gè)或兩個(gè)以上射束路徑提供兩個(gè)或兩個(gè)以上激光束。
VI.誤差校正 在一個(gè)實(shí)施例中，圖6所示的用來(lái)選擇性地將激光脈沖提供到橫向間隔的鏈的AOD 610還用來(lái)移動(dòng)聚焦的激光點(diǎn)的位置，以校正在運(yùn)動(dòng)級(jí)中發(fā)生的相對(duì)位置誤差。舉例來(lái)說(shuō)，如果使用平坦的XY運(yùn)動(dòng)級(jí)在聚焦的激光點(diǎn)下定位晶片，那么可使用射束轉(zhuǎn)向來(lái)補(bǔ)償殘余的XY級(jí)跟蹤誤差(例如，期望的軌跡與實(shí)際軌跡之間的瞬時(shí)差異)。
此外，或在另一實(shí)施例中，AOD 610可用來(lái)校正其它類型的系統(tǒng)誤差或擾動(dòng)。舉例來(lái)說(shuō)，可感測(cè)聚焦透鏡626的運(yùn)動(dòng)，使得AOD 610可校正工件618處的點(diǎn)的任何對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)。作為另一實(shí)例，AOD 610可補(bǔ)償射束指向誤差，例如激光軌道的指向穩(wěn)定性的感測(cè)到的誤差。AOD 610還可補(bǔ)償熱漂移。
在一個(gè)實(shí)施例中，用閉環(huán)感測(cè)和反饋校正來(lái)驅(qū)動(dòng)AOD 610。在一個(gè)此實(shí)施例中，AOD 610將多余的或未使用的脈沖偏轉(zhuǎn)到射束收集器，所述射束收集器包含經(jīng)配置以測(cè)量未使用的脈沖的位置的位置敏感檢測(cè)器(PSD)或四元單元(quad cell)。此外，或在其它實(shí)施例中，可感測(cè)所有脈沖以獲得位置和/或能量反饋而不僅是收集到的脈沖。因此，可檢測(cè)并通過(guò)調(diào)整由AOD 610提供的偏轉(zhuǎn)量來(lái)校正AOD的校準(zhǔn)(例如，考慮到特定RF工作循環(huán)期間的熱漂移的校準(zhǔn))的熱漂移和/或變化。
在另一實(shí)施例中，可使一個(gè)或一個(gè)以上額外激光束穿過(guò)AOD 610以確定其如何偏轉(zhuǎn)。舉例來(lái)說(shuō)，除了用來(lái)切斷鏈的激光束以外，還可定位例如氦氖激光器等連續(xù)波(CW)激光器，使其射束穿過(guò)AOD 610。接著，所得的CW射束的至少一部分可被引導(dǎo)到PSD或四元單元，以用于檢測(cè)漂移和/或向AOD 610提供反饋。
VII.實(shí)例系統(tǒng)實(shí)施例 如上所述，圖6說(shuō)明激光處理系統(tǒng)600的一個(gè)實(shí)施例。然而，技術(shù)人員在閱讀了本文中的揭示后將想到其它系統(tǒng)配置和組件。舉例來(lái)說(shuō)，圖13到17提供以下論述的額外實(shí)例實(shí)施例。
在圖6和圖13到17中，可選擇多種多樣的激光器614和不同的激光脈沖屬性以有利地改進(jìn)對(duì)半導(dǎo)體鏈結(jié)構(gòu)的處理。這些激光源614可包含固態(tài)激光器，例如二極管泵浦q切換固態(tài)激光器，其中包含包括例如Nd:YVO4、Nd:YLF和Nd:YAG等摻雜稀土的激射物以及例如變色寶石、Cr:LiSAF和Cr:LiCAF等電子振動(dòng)激射物的激光器。這些激光器614的基本波長(zhǎng)輸出可通過(guò)眾所周知的非線性諧波轉(zhuǎn)換處理轉(zhuǎn)換成諧波波長(zhǎng)。
這些激光源614可進(jìn)一步包含二極管泵浦模式鎖定固態(tài)激光器，例如能夠產(chǎn)生脈沖的微微秒激光輸出的SESAM模式鎖定Nd:YVO4激光器。模式鎖定固態(tài)激光器可包含振蕩器再生放大器和振蕩器功率放大器配置。這些激光器的基本波長(zhǎng)輸出可通過(guò)眾所周知的非線性諧波轉(zhuǎn)換處理轉(zhuǎn)換成諧波波長(zhǎng)。激光源614還可包含線性調(diào)頻脈沖放大激光系統(tǒng)以用于產(chǎn)生毫微微秒(fs)激光輸出，或者可替代地包含此項(xiàng)技術(shù)中眾所周知的用于產(chǎn)生脈沖的毫微微秒激光輸出的其它脈沖拉伸和壓縮光學(xué)器件。
這些激光源614可進(jìn)一步包含脈沖的摻雜稀土的實(shí)心光纖激光器和脈沖的稀土摻雜光子晶體光纖激光器。脈沖的摻雜稀土的光纖激光器可包含q切換和振蕩器-放大器配置。此外，可采用多種多樣的振蕩器，其中包含廣域半導(dǎo)體激光器、單頻率半導(dǎo)體激光器、發(fā)光二極管、q切換固態(tài)激光器和光纖激光器。這些激光器的基本波長(zhǎng)輸出可通過(guò)眾所周知的非線性諧波轉(zhuǎn)換處理轉(zhuǎn)換成諧波波長(zhǎng)。
額外激光源614可進(jìn)一步包含半導(dǎo)體激光器、氣體激光器(其中包含CO2和氬離子激光器)和受激準(zhǔn)分子激光器。
激光源614可產(chǎn)生從約150nm到約11,000nm的廣泛的波長(zhǎng)。依據(jù)所采用的激光源614，可產(chǎn)生范圍在約10fs到大于約1μs的脈沖寬度和范圍在需求脈沖到大于約100MHz的PRF。依據(jù)所采用的激光源614，可調(diào)諧或可選擇每脈沖或輸出功率的能量、脈沖寬度、偏振和/或波長(zhǎng)。
也可使用快速連續(xù)傳遞許多脈沖以處理鏈的超速激光器。除了用于像任何其它激光源的系統(tǒng)中以外，在采用超速激光器的系統(tǒng)中對(duì)脈沖的產(chǎn)生和阻止可經(jīng)協(xié)調(diào)以允許沿多個(gè)射束路徑(見(jiàn)圖15到17)中的每一個(gè)傳遞不同的脈沖序列。舉例來(lái)說(shuō)，可準(zhǔn)許較多或較少脈沖沿所述射束路徑中的一個(gè)經(jīng)過(guò)以傳遞到鏈。脈沖還可以突發(fā)形式傳遞，或沿不同射束路徑交替地傳遞。還可通過(guò)允許時(shí)間上不同組的激光脈沖到達(dá)目標(biāo)鏈來(lái)產(chǎn)生激光點(diǎn)位置相對(duì)于所述多個(gè)射束路徑中的一個(gè)或多個(gè)中的工件的偏移或調(diào)整。
圖13是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的包括兩個(gè)偏轉(zhuǎn)裝置的激光處理系統(tǒng)1300的示意圖。系統(tǒng)1300包含相對(duì)于圖6論述的激光器614、切換器616、AOD 610、中繼透鏡622、鏡面624和聚焦透鏡626。然而，系統(tǒng)1300還包含另一AOD1312和位于射束路徑中的另一中繼透鏡1314。
在一個(gè)實(shí)施例中，AOD 610經(jīng)配置以將激光束在X方向上偏轉(zhuǎn)，且AOD1312經(jīng)配置以將激光束在Y方向上偏轉(zhuǎn)。中繼透鏡622將激光束從AOD610成像到AOD 1312。中繼透鏡1314將激光束從AOD 1312成像到鏡面624。因此，系統(tǒng)1300可在兩個(gè)方向上重新引導(dǎo)激光脈沖。然而，在一個(gè)實(shí)施例中，圖6所示的AOD 610包括單個(gè)能夠在兩個(gè)方向上將激光束偏轉(zhuǎn)的裝置。
圖14是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的包含遠(yuǎn)心角檢測(cè)器1414的激光處理系統(tǒng)1400的示意圖。在此實(shí)施例中，部分透明的鏡面1410將激光束的一部分引導(dǎo)到聚焦透鏡626，且穿過(guò)額外中繼透鏡1412將激光束的一部分引導(dǎo)到遠(yuǎn)心角檢測(cè)器1414。遠(yuǎn)心角檢測(cè)器1414可包含四元單元、PSD或相機(jī)檢測(cè)器，其經(jīng)配置以檢測(cè)射束角。如上所述，可使用遠(yuǎn)心角檢測(cè)器1414向AOD 610、1312中的一個(gè)或兩個(gè)提供反饋以進(jìn)行誤差校正和/或校準(zhǔn)。
雖然分別在圖6、13、14中圖示的系統(tǒng)600、1300、1400包含單射束路徑，但也可使用多射束路徑系統(tǒng)。舉例來(lái)說(shuō)，圖15是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的雙射束路徑激光處理系統(tǒng)1500的示意圖。在此實(shí)施例中，高速射束偏轉(zhuǎn)器1510將激光束引導(dǎo)到第一光學(xué)路徑，其包含第一XY射束轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1512、中繼透鏡1514和射束組合器1516。射束偏轉(zhuǎn)器1510還將激光束引導(dǎo)到第二光學(xué)路徑，其包含鏡面1518、第二XY射束轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1520、中繼透鏡1522和射束組合器1516。第一光學(xué)路徑和第二光學(xué)路徑產(chǎn)生可配置的鏈燒斷位置。所述配置可為靜態(tài)的，或隨射束偏轉(zhuǎn)技術(shù)(例如壓電快速轉(zhuǎn)向鏡面、多射束促動(dòng)器或其它快速射束促動(dòng)器)而變。所述配置還可隨緩慢移動(dòng)的可配置光學(xué)元件(例如裝有發(fā)動(dòng)機(jī)的鏡面和傾斜板)而變。
舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)可使用高速射束偏轉(zhuǎn)器1510來(lái)分離脈沖時(shí)，可能需要圖15所示的實(shí)施例，但不用于完整的射束轉(zhuǎn)向。舉例來(lái)說(shuō)，使用AOD的射束轉(zhuǎn)向可在單個(gè)方向(例如X軸)上提供轉(zhuǎn)向。通過(guò)具有兩個(gè)光學(xué)路徑，由AOD(其也可用于切換器616)提供的偏轉(zhuǎn)使所述系列脈沖在第一光學(xué)路徑與第二光學(xué)路徑之間分離。接著，每一路徑中的可配置的光學(xué)器件將脈沖引導(dǎo)到工件618上的期望的燒斷位置。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)1500連續(xù)提供所述脈沖，以便一次有一個(gè)且僅一個(gè)射束點(diǎn)在工件618上。在另一實(shí)施例中，系統(tǒng)1500同時(shí)在工件618上提供兩個(gè)射束點(diǎn)(例如，來(lái)自每一路徑的一個(gè)射束點(diǎn))。
圖16是根據(jù)另一實(shí)施例的雙路徑激光處理系統(tǒng)1600的示意圖。系統(tǒng)1600包含射束分裂器1610，其經(jīng)配置以沿第一光學(xué)路徑引導(dǎo)激光束的一部分，所述第一光學(xué)路徑包含第一切換器616、第一XY射束轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1512、第一中繼透鏡1514、額外的光學(xué)元件1612(如果存在的話)和射束組合器1516。射束分裂器1610還沿第二光學(xué)路徑引導(dǎo)激光束的一部分，所述第二光學(xué)路徑包含第二切換器616、第二XY射束轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)1520、第二中繼透鏡1522、額外光學(xué)元件1612(如果存在的話)和射束組合器1516。射束分裂器1610可包含塊狀光學(xué)器件，例如偏振射束分裂塊或部分反射的鏡面。AOD、EOD和可切換液晶顯示器(LCD)偏振器還可經(jīng)配置和驅(qū)動(dòng)以執(zhí)行射束分裂。或者，光纖耦合器在光纖實(shí)施方案中可充當(dāng)射束分裂器。
可包含每一路徑中的額外光學(xué)元件1612(其是任選的)以成形或改變射束的光學(xué)屬性，且可包含例如偏振器、偏振修改器、法拉第隔離器、空間射束剖面修改器、時(shí)間射束剖面修改器、頻率移位器、頻率倍增光學(xué)器件、衰減器、脈沖放大器、模式選擇光學(xué)器件、射束擴(kuò)展器、透鏡和中繼透鏡。額外光學(xué)元件還可包含延遲線，其包含額外光學(xué)路徑距離、折疊光學(xué)路徑和光纖延遲線。
在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)1600被操作以便每次在工件618上僅允許一個(gè)點(diǎn)。在另一實(shí)施例中，系統(tǒng)1600被操作以便同時(shí)在工件618上有兩個(gè)射束點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述兩個(gè)點(diǎn)并不重疊，從而避免多余或均勻的熱效應(yīng)。技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，系統(tǒng)1600可針對(duì)兩個(gè)以上射束路徑而一般化。
圖17是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的光纖激光處理系統(tǒng)1700的示意圖。在此實(shí)施例中，激光器614耦合到光纖電纜1710，其向光纖切換器1712提供一系列激光脈沖。切換器1712選擇性地沿光纖1710射束路徑引導(dǎo)激光脈沖。在此實(shí)例中，第一和第二射束路徑兩者均包含耦合到調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)向光學(xué)器件1716的促動(dòng)器1714和中繼透鏡1718。第三射束路徑可例如包含光學(xué)裝置1720，例如射束收集器或檢測(cè)器。
第一和第二射束路徑包含共享的射束組合器1720，且經(jīng)配置以將激光脈沖提供到工件618上的兩個(gè)不同的點(diǎn)位置。激活的射束調(diào)節(jié)光學(xué)器件1716經(jīng)配置以改變從光纖1710發(fā)射的經(jīng)調(diào)節(jié)的射束的位置和斜率，對(duì)其進(jìn)行組合，且將其傳遞到工件618。
技術(shù)人員通過(guò)本文中的揭示將認(rèn)識(shí)到激光系統(tǒng)的可用于在單個(gè)回合中對(duì)多個(gè)橫向間隔的鏈行程的單射束路徑和分裂射束路徑處理的許多其它實(shí)施例。舉例來(lái)說(shuō)，特定實(shí)施例可包含混合系統(tǒng)，其使用偏轉(zhuǎn)器元件以將兩路徑系統(tǒng)制造成有效的串行化的四點(diǎn)系統(tǒng)。至于其它雙射束系統(tǒng)，可實(shí)施或命令不同的相對(duì)點(diǎn)位置配置。點(diǎn)可完全或部分地重疊，具有軸上間隔，跨軸間隔，或軸上間隔與跨軸間隔兩者。
所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白，在不偏離本發(fā)明的基本原理的情況下可對(duì)上述實(shí)施例的細(xì)節(jié)進(jìn)行許多改變。本發(fā)明的范圍因此應(yīng)僅由所附權(quán)利要求書(shū)確定。
權(quán)利要求
1.一種用于處理半導(dǎo)體襯底上或半導(dǎo)體襯底內(nèi)的結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括
將一系列激光脈沖提供到第一偏轉(zhuǎn)器，所述第一偏轉(zhuǎn)器經(jīng)配置以在處理窗內(nèi)選擇性地將所述激光脈沖偏轉(zhuǎn)；
在所述半導(dǎo)體襯底上掃描所述處理窗，在掃描所述處理窗時(shí)，多個(gè)橫向間隔的行的結(jié)構(gòu)同時(shí)穿過(guò)所述處理窗；以及
在所述處理窗內(nèi)在所述多個(gè)橫向間隔的行中選擇性地將所述系列激光脈沖偏轉(zhuǎn)，
其中將第一激光脈沖偏轉(zhuǎn)到所述橫向間隔的行中的第一行，且將第二激光脈沖偏轉(zhuǎn)到所述橫向間隔的行中的第二行，且
其中在將所述第一激光脈沖偏轉(zhuǎn)到所述第一行之后的100μs內(nèi)將所述第二激光脈沖偏轉(zhuǎn)到所述第二行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一激光脈沖和所述第二激光脈沖是所述系列激光脈沖中的連續(xù)激光脈沖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述第一激光脈沖偏轉(zhuǎn)到所述第一行中的第一結(jié)構(gòu)，且將所述第二激光脈沖偏轉(zhuǎn)到所述第二行中的第二結(jié)構(gòu)，且其中將所述第一結(jié)構(gòu)和所述第二結(jié)構(gòu)橫向?qū)?zhǔn)，以使得直線穿過(guò)所述第一結(jié)構(gòu)和所述第二結(jié)構(gòu)兩者，所述直線垂直于所述處理窗的掃描方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一偏轉(zhuǎn)器經(jīng)配置以在第一方向和第二方向上將所述系列激光脈沖偏轉(zhuǎn)，其中所述第一方向大體上垂直于所述處理窗的掃描方向，且其中所述第二方向大體上平行于所述掃描方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一偏轉(zhuǎn)器選自包括聲光偏轉(zhuǎn)器和電光偏轉(zhuǎn)器的組。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中掃描所述處理窗包括相對(duì)于所述半導(dǎo)體襯底將所述處理窗從所述多個(gè)橫向間隔的行的第一端連續(xù)移動(dòng)到所述橫向間隔的行的第二端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中連續(xù)移動(dòng)所述處理窗包括相對(duì)于所述半導(dǎo)體襯底以恒定的速度移動(dòng)所述處理窗。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中連續(xù)移動(dòng)所述處理窗包括基于當(dāng)前穿過(guò)所述處理窗的所述橫向間隔的行中的結(jié)構(gòu)的變化的數(shù)目來(lái)改變掃描速度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中改變所述掃描速度包括在所述橫向間隔的行中的一個(gè)或多個(gè)包括連續(xù)結(jié)構(gòu)之間的相對(duì)間隙時(shí)將所述掃描速度加速。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中掃描所述處理窗包括在相對(duì)于所述半導(dǎo)體襯底的第一位置與相對(duì)于所述半導(dǎo)體襯底的第二位置之間步進(jìn)所述處理窗，所述第一位置對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)的第一子組，且所述第二位置對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)的第二子組。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中選擇性地將所述系列激光脈沖偏轉(zhuǎn)包括
當(dāng)所述處理窗處于所述第一位置時(shí)，在結(jié)構(gòu)的所述第一子組中選擇性地將所述系列激光脈沖偏轉(zhuǎn)；以及
當(dāng)所述處理窗處于所述第二位置時(shí)，在結(jié)構(gòu)的所述第二子組中選擇性地將所述系列激光脈沖偏轉(zhuǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括將來(lái)自所述第一偏轉(zhuǎn)器的所述偏轉(zhuǎn)的激光脈沖提供到第二偏轉(zhuǎn)器，所述第一偏轉(zhuǎn)器經(jīng)配置以在第一方向上將所述激光脈沖偏轉(zhuǎn)，且所述第二偏轉(zhuǎn)器經(jīng)配置以在第二方向上將所述激光脈沖偏轉(zhuǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第一方向大體上垂直于所述處理窗相對(duì)于所述半導(dǎo)體襯底移動(dòng)的掃描方向。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述第二方向大體上平行于所述掃描方向。
15.一種計(jì)算機(jī)可存取媒體，包括用于致使計(jì)算機(jī)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法的程序指令。
16.一種用于處理半導(dǎo)體襯底上或半導(dǎo)體襯底內(nèi)的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括
激光源，其經(jīng)配置以產(chǎn)生一系列激光脈沖；
第一偏轉(zhuǎn)器，其經(jīng)配置以接收所述系列激光脈沖，且在處理窗內(nèi)選擇性地將所述系列激光脈沖偏轉(zhuǎn)；以及
運(yùn)動(dòng)級(jí)，其經(jīng)配置以相對(duì)于所述半導(dǎo)體襯底掃描所述處理窗，在掃描所述處理窗時(shí)，多個(gè)橫向間隔的行的結(jié)構(gòu)同時(shí)穿過(guò)所述處理窗，
其中所述第一偏轉(zhuǎn)器包括100μs或更少的切換時(shí)間，且
其中所述第一偏轉(zhuǎn)器進(jìn)一步經(jīng)配置以在所述處理窗內(nèi)在所述橫向間隔的行中選擇性地將所述系列激光脈沖偏轉(zhuǎn)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述第一偏轉(zhuǎn)器進(jìn)一步經(jīng)配置以在第一方向和第二方向上將所述系列激光脈沖偏轉(zhuǎn)，其中所述第一方向大體上垂直于所述處理窗的掃描方向，且其中所述第二方向大體上平行于所述掃描方向。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述第一偏轉(zhuǎn)器包括聲光偏轉(zhuǎn)器，其經(jīng)配置以在+/-4毫弧的偏轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)將所述系列激光脈沖偏轉(zhuǎn)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述聲光偏轉(zhuǎn)器進(jìn)一步經(jīng)配置以在所述偏轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)選擇性地提供0.8微弧的精確度。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述第一偏轉(zhuǎn)器包括電光偏轉(zhuǎn)器。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括經(jīng)配置以將所述系列激光脈沖聚焦到所述半導(dǎo)體襯底上的透鏡。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述運(yùn)動(dòng)級(jí)進(jìn)一步經(jīng)配置以相對(duì)于所述半導(dǎo)體襯底將所述處理窗從所述多個(gè)橫向間隔的行的第一端連續(xù)移動(dòng)到所述橫向間隔的行的第二端。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述運(yùn)動(dòng)級(jí)進(jìn)一步經(jīng)配置以相對(duì)于所述半導(dǎo)體襯底以恒定的速度移動(dòng)所述處理窗。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述運(yùn)動(dòng)級(jí)進(jìn)一步經(jīng)配置以基于當(dāng)前穿過(guò)所述處理窗的所述橫向間隔的行中的結(jié)構(gòu)的變化的數(shù)目來(lái)改變掃描速度。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中所述運(yùn)動(dòng)級(jí)進(jìn)一步經(jīng)配置以在所述橫向間隔的行中的一個(gè)或多個(gè)包括連續(xù)結(jié)構(gòu)之間的相對(duì)間隙時(shí)將所述掃描速度加速。
26.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述運(yùn)動(dòng)級(jí)進(jìn)一步經(jīng)配置以在相對(duì)于所述半導(dǎo)體襯底的第一位置與相對(duì)于所述半導(dǎo)體襯底的第二位置之間步進(jìn)所述處理窗，所述第一位置對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)的第一子組，且所述第二位置對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)的第二子組。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其中所述第一偏轉(zhuǎn)器進(jìn)一步經(jīng)配置以
當(dāng)所述處理窗處于所述第一位置時(shí)，在結(jié)構(gòu)的所述第一子組中選擇性地將所述系列激光脈沖偏轉(zhuǎn)；以及
當(dāng)所述處理窗處于所述第二位置時(shí)，在結(jié)構(gòu)的所述第二子組中選擇性地將所述系列激光脈沖偏轉(zhuǎn)。
28.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述第一偏轉(zhuǎn)器進(jìn)一步經(jīng)配置以
將來(lái)自所述系列激光脈沖的第一激光脈沖偏轉(zhuǎn)到第一行中的第一結(jié)構(gòu)，所述第一結(jié)構(gòu)在所述處理窗內(nèi)；以及
將來(lái)自所述系列激光脈沖的第二激光脈沖偏轉(zhuǎn)到第二行中的第二結(jié)構(gòu)，所述第二激光脈沖緊接在所述系列激光脈沖中的所述第一激光脈沖之后。
29.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括第二偏轉(zhuǎn)器，所述第二偏轉(zhuǎn)器經(jīng)配置以
接收來(lái)自所述第一偏轉(zhuǎn)器的所述偏轉(zhuǎn)的激光脈沖，所述第一偏轉(zhuǎn)器經(jīng)配置以在第一方向上將所述激光脈沖偏轉(zhuǎn)；以及
在第二方向上將所述激光脈沖偏轉(zhuǎn)。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中所述第一方向大體上垂直于所述處理窗相對(duì)于所述半導(dǎo)體襯底移動(dòng)的掃描方向。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，其中所述第二方向大體上平行于所述掃描方向。
32.一種激光處理系統(tǒng)，其包括
激光源，其經(jīng)配置以產(chǎn)生一系列激光脈沖；
運(yùn)動(dòng)級(jí)，其經(jīng)配置以相對(duì)于工件移動(dòng)處理窗；以及
偏轉(zhuǎn)器，其經(jīng)配置以在所述處理窗內(nèi)將第一激光脈沖偏轉(zhuǎn)到所述工件上的第一結(jié)構(gòu)，并在所述處理窗內(nèi)將第二激光脈沖偏轉(zhuǎn)到所述工件上的第二結(jié)構(gòu)，且
其中所述偏轉(zhuǎn)器進(jìn)一步經(jīng)配置以在將所述第一激光脈沖偏轉(zhuǎn)到所述第一結(jié)構(gòu)之后的100μs內(nèi)將所述第二激光脈沖偏轉(zhuǎn)到所述第二結(jié)構(gòu)。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其中所述運(yùn)動(dòng)級(jí)進(jìn)一步經(jīng)配置以相對(duì)于所述工件在第一方向上移動(dòng)所述處理窗，且其中所述偏轉(zhuǎn)器進(jìn)一步經(jīng)配置以相對(duì)于所述工件在第二方向上將所述系列激光脈沖偏轉(zhuǎn)。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中所述偏轉(zhuǎn)器進(jìn)一步經(jīng)配置以在所述第一方向上將所述系列激光脈沖偏轉(zhuǎn)。
35.根據(jù)權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其中所述第一結(jié)構(gòu)不鄰近于所述第二結(jié)構(gòu)。
36.根據(jù)權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其中所述偏轉(zhuǎn)器選自包括聲光偏轉(zhuǎn)器和電光偏轉(zhuǎn)器的組。
37.一種用于處理半導(dǎo)體襯底上或半導(dǎo)體襯底內(nèi)的結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括
將一系列激光脈沖提供到偏轉(zhuǎn)器，所述偏轉(zhuǎn)器經(jīng)配置以在處理窗內(nèi)選擇性地將所述激光脈沖偏轉(zhuǎn)；
在所述半導(dǎo)體襯底上掃描所述處理窗，在掃描所述處理窗時(shí)，多個(gè)結(jié)構(gòu)同時(shí)穿過(guò)所述處理窗；以及
在所述處理窗內(nèi)選擇性地將第一激光脈沖偏轉(zhuǎn)到第一結(jié)構(gòu)，且將第二激光脈沖偏轉(zhuǎn)到第二結(jié)構(gòu)，
其中在將所述第一激光脈沖偏轉(zhuǎn)到所述第一結(jié)構(gòu)之后的100μs內(nèi)將所述第二激光脈沖偏轉(zhuǎn)到所述第二結(jié)構(gòu)。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中掃描包括相對(duì)于工件在第一方向上移動(dòng)所述處理窗，且其中選擇性地偏轉(zhuǎn)包括相對(duì)于所述工件在第二方向上將所述系列激光脈沖偏轉(zhuǎn)。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中選擇性地偏轉(zhuǎn)進(jìn)一步包括在所述第一方向上將所述系列激光脈沖偏轉(zhuǎn)。
40.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中所述第一結(jié)構(gòu)不鄰近于所述第二結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供使用一系列激光脈沖來(lái)處理半導(dǎo)體襯底上或半導(dǎo)體襯底內(nèi)的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)和方法。在一個(gè)實(shí)施例中，偏轉(zhuǎn)器經(jīng)配置以在處理窗內(nèi)選擇性地將所述激光脈沖偏轉(zhuǎn)。在所述半導(dǎo)體襯底上掃描所述處理窗，使得多個(gè)橫向間隔的行的結(jié)構(gòu)同時(shí)穿過(guò)所述處理窗。在掃描所述處理窗時(shí)，所述偏轉(zhuǎn)器在所述處理窗內(nèi)在所述橫向間隔的行中選擇性地將所述系列激光脈沖偏轉(zhuǎn)。因此，可在單次掃描中處理多個(gè)行的結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H01L21/324GK101743625SQ200880023699
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月1日
發(fā)明者凱利·J.·布魯蘭, 馬克·A.·昂瑞斯, 道格拉斯·E.·赫葛瑞 申請(qǐng)人:伊雷克托科學(xué)工業(yè)股份有限公司