CN100524627C - 使用多激光束光斑的半导体结构处理 - Google Patents
使用多激光束光斑的半导体结构处理 Download PDFInfo
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Abstract
使用多个激光束处理处于半导体基片(740)之上或之内的导电性链路的方法和***。例如,使用N个连续激光脉冲以获得吞吐量益处的方法,其中N≥2。所述链路被布置在多个大致平行的沿大体纵向延伸的行中。所述N个连续激光脉冲沿着各自的N个射束轴线传播,直至入射到选定链路。产生的激光光斑的图案可以位于N个不同行的链路上,或同一行的不同链路上,或在同一链路上,或者部分或者完全重叠。产生的激光光斑可以在行的纵向上彼此偏移,或在垂直于行的纵向的方向上彼此偏移,或在两个方向上都彼此偏移。
Description
相关申请
【0001】本申请主张2004年6月18日提交的发明名称为“Multiple-Beam Semiconductor Link Processing”的美国临时专利申请第60/580,917号的优先权,以及下列于2005年2月4日提交的美国专利申请的优先权:第11/051,265号,发明名称为“Semiconductor StructureProcessing Using Multiple Laterally Spaced Laser Beam Spots withOn-Axis Offset”;第11/051,262号,发明名称为“Semiconductor StructureProcessing Using Multiple Laterally Spaced Laser Beam Spots DeliveringMultiple Blows”;第11/052,014号,发明名称为“Semiconductor StructureProcessing Using Multiple Laterally Spaced Laser Beam Spots with JointVelocity Profiling”;第11/051,500号,发明名称为“SemiconductorStructure Processing Using Multiple Laser Beam Spots Spaced On-AxisDelivered Simultaneously”,第11/052,000号,发明名称为“SemiconductorStructure Processing Using Multiple Laser Beam Spots Spaced On-AxistoIncrease Single-Blow Throughput”;第11/051,263号,发明名称为“Semiconductor Structure Processing Using Multiple Laser Beam SpotsSpaced On-Axis on Non-Adjacent Structures”;第11/051,958号,发明名称为“Semiconductor Structure Processing Using Multiple Laser BeamSpots Spaced On-Axis with Cross-Axis Offset”,第11/051,261号,发明名称为“Semiconductor Structure Processing Using Multiple Laser BeamSpots Overlapping Lengthwise on a Structure”。所述所有申请的全部内容在此以引用方式并入本文。
技术领域
【0002】本公开一般涉及制造半导体集成电路,更具体地,涉及使用激光束来处理在半导体集成电路之上或之内的结构。
【0003】在集成电路(IC)的构造过程中,它们经常由于各种原因引起缺陷。因此,IC器件一般被设计成包含有冗余的电路元件,诸如半导体存储器件中的存储单元的空余行和列,所述半导体存储器件例如为动态随机存储器(DRAM),静态随机存储器(SRAM),或嵌入式存储器。这些器件也被设计成在冗余电路元件的电触点之间包含特定的激光可分离或切割链路。这样的链路可能被移除,例如,从而断开有缺陷的存储单元,并将其替换成替代的冗余单元。类似的技术也用来分离切断链路,以此来进行编程或配置逻辑产品,诸如门阵列或专用集成电路(ASIC)。在IC被制造出来后,它的电路元件被测试以检查缺陷,且缺陷的位置可能被记录在数据库中。联合关于IC的版图或布图和电路元件的位置的定位信息,可能应用基于激光的链路加工***来移除选定的链路,从而使得IC有用。
【0004】激光可分离链路一般约0.5-1微米(μm)厚,约0.5-1μm宽,和约8μm长。IC中的电路元件和这些元件之间的链路一般以规则几何排列来布置,例如以规则的行来布置。在典型的链路行中,相邻链路的中心到中心的间距约为2-3μm。这些尺寸是具有代表性的,随着技术进步尺寸变小,从而允许制造更小结构的工件以及形成具有更高准确度和更小聚焦激光束斑(beam spot)的激光处理***。虽然最普遍的链路材料曾经是多晶硅和类似的组合物(composition),但是最近存储器制造商越来越多地采用多种传导性更高的金属链路材料,这些材料包括但不限于铝、铜、金镍、钛、钨、铂,以及其他金属、合金、金属氮化物(例如氮化钛或氮化钽)、金属硅化物(例如硅化钨),或其他类金属材料。
【0005】传统的基于激光的半导体链路处理***将激光器输出的、脉冲宽度大约为4到30纳秒的单个脉冲聚焦到每个链路上。激光束入射到IC上,其占用面积或光斑直径足够大,使得每次有且只有一条链路被移除。当激光脉冲照射到位于硅基片之上和钝化层叠层之间的元件层之间的多晶硅或金属链路时,硅基片吸收相对较小比例的红外(IR)辐射量,而钝化层(二氧化硅或氮化硅)对IR辐射是相对透明的,其中的钝化层叠层包括典型为2000-10000埃厚的上钝化层,和下钝化层。应用IR激光波长(例如,0.522μm,1.047μm,1.064μm,1.321μm和1.34μm)来移除电路链路已超过20年。
【0006】现有的半导体链路处理***采用聚焦成小光斑的单个激光脉冲用于链路移除。将被移除的链路簇一般在晶片上排列成一直行,图1给出了示意图。所述行不需要是严格的笔直,虽然典型地是相当直的。链路在链路处理行程(run)120中被***处理,其也被称作运作中(on-the-fly,OTF)的处理行程。在一个链路处理行程中,当平台***(stage positioner)扫过横穿聚焦的激光光斑位置的链路行时,激光束被脉送或脉冲化。平台一般每次沿着单个轴线的方向移动,且不在每个链路位置处停留。因此链路处理行程是在大体纵向的方向上沿着一行链路(如图所示,水平地穿过纸页面)的一遍处理。此外,链路处理行程120的纵向不需要精确垂直于构成该行的单个链路的纵向,虽然典型地都是精确垂直的。照射在链路处理行程120的选定链路上的是传播路径沿着轴线的激光束。轴线与工件的相交位置沿着链路处理行程120继续向前,同时脉送激光以选择性移除链路。当晶片和光学元件处于某个相对位置以使脉冲能量照射到链路上时,激光器被激发以发射脉冲并切断链路。某些链路没有被辐照到,以未处理链路140留下来,其它的链路被辐照而成为被切断的链路150。
【0007】图2示出了典型的链路处理***,其通过在位于静止光学桌面(optics table)210下的XY平面内移动晶片240来调整光斑位置。光学桌面210支撑激光器220,反射镜225,聚焦透镜230和可能的其它光学硬件。通过将晶片240放在由运动平台260承载的卡盘250上,在下方的XY平面内移动晶片240。
【0008】图3描述了晶片240的处理过程。传统的串联链路熔断(blowing)处理要求为每一个链路处理行程沿着晶片240扫描一次XY运动平台260。重复性地在晶片240上来回扫描实现完整的晶片处理。在处理Y轴线链路处理行程280(如虚线所示)之前,一般机器来回扫描处理所有的X轴线链路处理行程270(如实线所示)。这个例子仅仅是示例性的。有可能有其它链路处理行程的配置和处理形式。例如,可能通过移动晶片、光学元件导轨(optics rail)或通过束偏转来处理链路。另外,链路簇(link bank)和链路处理行程或对链路处理一遍(linkrun)可以不是笔直行的且可以不用连续移动来处理。
【0009】在该例子中,影响在执行链路处理行程所花费的时间继而影响吞吐量的主要***参数是激光脉冲重复频率(pRF)和运动平台参数,如平台加速度,带宽,稳定时间和命令或控制的平台轨道(commandedstage trajectory)。控制的平台轨道包含加速段和减速段,链路簇恒速处理,以及在链路处理行程中将被处理的链路之间的大间隙上的“间隙铣或间隙成形(gap profiling)或加速。过去几年中对***吞吐量的提高主要集中在提高平台和激光器参数方面。对这些领域的提高将会继续。然而,与这些参数相关的实际限制使得很难达到大的吞吐量增加。
【0010】例如,提高峰值平台加速度仅能提供有限的吞吐量的提高。现有的运动平台能够以1到2G的加速度移动晶片大于300毫米(mm)的全场行程(full field travel),同时保持100纳米(nm)量级的位置准确度。提高平台加速度引入额外的振动并产生热量,两种情况都会降低***的准确度。显著增加平台加速度和带宽而不降低位置准确度或增加***占用面积,是一个困难且工程代价大的工作,而这方面努力带来的益处可能是有限的。
【0011】出于某些理由,提高激光PRF从而提高链路处理行程速度或链路处理行进速度也是不可取的。首先,增加PRF会导致激光脉冲的不利变化。对于给定激光腔,随着脉冲间周期降低,激光脉冲带宽会增大。这可能会降低某些链路结构上的处理效率。更高的激光PRF还可能伴随较低的能量稳定性,其也将降低处理效率。更高的激光PRF还可能导致较低的脉冲功率,虽然在处理使用小光斑尺寸来处理链路时一般不成问题。
【0012】高的激光PRF也不适合应用到大链路间距的半导体产品。高PRF和大链路间距的结合要求使用非常高的平台速度进行链路处理。高的平台速度要求更高的平台加速度和减速度,并且降低利用处理行程中未被处理链路间隙的机会。这些效应降低由高链路处理行程速度带来的吞吐量提高。高平台速度还要求在激发激光脉冲的产生时有更严格的计时容差以保持准确度。如果速度超过某些***规范,例如最大的平台或位置反馈传感器速度,以高平台速度进行处理也可能是不可能的。
【0013】半导体晶片结构尺寸的持续缩小将导致处理这些晶片时有更多链路和链路处理行程,进一步增加晶片处理时间,然而不大可能通过平台加速度性能或激光PRF的提高而使未来***的吞吐量大幅度提高。
发明内容
【0014】根据一个实施例,一种方法使用多个激光束来选择性地辐照半导体基片之上或之内的结构(例如,导电性链路)。所述结构被布置在多个大致平行的沿大体纵向延伸的行中,所述方法沿着具有第一轴线的第一传播路径传播第一激光束,所述第一传播路径具有在给定时间入射到所述半导体基片之上或之内的第一位置处的第一轴线。所述第一位置在第一行结构中的一结构之上,或者在所述第一行中的两个相邻结构之间。所述方法还沿着具有第二轴线的第二传播路径传播第二激光束,所述第二传播路径具有在给定时间入射到所述半导体基片之上或之内的第二位置处的第二轴线。所述第二位置在第二行结构中的一结构之上,或者在所述第二行中的两个相邻结构之间。所述第二行不同于所述第一行,并且所述第二位置在所述行的纵向上与所述第一位置偏离一定距离。所述方法相对于所述半导体基片,沿着所述行的纵向大致协同地移动所述第一和第二激光束轴线,从而分别使用所述第一和第二激光束来选择性地辐照所述第一行或第二行中的结构。
【0015】根据另一个实施例,一种***使用多个激光束来选择性地辐照半导体基片之上或之内的导电结构。所述结构被布置在多个大致平行的沿大体纵向延伸的行中。所述***包括激光源、第一激光束传播路径、第二激光束传播路径以及运动平台或工作台。所述激光源产生至少第一激光束和第二激光束。所述第一激光束传播路径具有在给定时间入射到所述半导体基片之上或之内第一位置处的第一光斑的第一轴线。所述第一位置在第一行结构的一结构之上,或者在所述第一行的两个相邻结构之间。所述第二激光束传播路径具有在给定时间入射到所述半导体基片之上或之内的第二位置处的第二光斑的第二轴线。所述第二位置在第二行结构中的一结构之上,或者在所述第二行中的两个相邻结构之间。所述第二行不同于所述第一行,并且所述第二位置在所述行的纵向上与所述第一位置偏离一定距离。所述运动平台相对所述半导体基片沿着所述行的纵向大致协同地移动所述第一和第二激光束轴线,从而分别使用所述第一和第二激光束来选择性地辐照所述第一行或第二行中的结构。
【0016】根据另一个实施例,一种方法用于处理具有被多个激光束选择性辐照的多个结构(例如,导电性链路)的半导体基片。所述链路被布置在多个大致平行的沿大体纵向延伸的行中。所述方法产生沿着与半导体基片之上或之内的第一目标位置相交的第一激光束轴线传播的第一激光束。所述方法还产生沿着与半导体基片之上或之内的第二目标位置相交的第二激光束轴线传播的第二激光束。所述第二目标位置在垂直于所述行的纵向上与所述第一目标位置偏移一定距离,由此,当所述第一目标位置是位于第一行结构上的结构时,所述第二目标位置是位于与所述第一行不同的第二行之上的结构或位于与所述第一行不同的第二行之上的两个相邻结构之间。所述方法在与所述结构行几乎平行的方向上,相对于所述第一和第二激光束轴线移动所述半导体基片,由此,沿着所述第一行扫掠所述第一目标位置以第一次辐照所述第一行中的选择的结构,且同时沿着所述第二行扫掠所述第二目标位置以第二次辐照某些结构,这些结构在沿着所述第二行的第一目标位置的前一遍扫掠中已被所述第一激光束辐照。
【0017】根据另一个实施例,一种***用于处理具有被多个激光束选择性地辐照的多个导电性结构的半导体基片。所述结构被布置在多个大致平行的沿大体纵向延伸的行中。所述***包括激光源、第一激光束传播路径、第二激光束传播路径,以及运动平台。所述激光源产生至少第一激光束和第二激光束。所述第一激光束传播路径从所述激光源出发到所述半导体基片,其具有与半导体基片之上或之内的第一目标位置相交的第一激光束轴线。所述第二激光束传播路径从所述激光源出发到所述半导体基片,其具有与半导体基片之上或之内的第二目标位置相交的第二激光束轴线。所述第二目标位置在垂直于行的纵向的方向上与第一目标位置偏移一定距离,由此,当所述第一目标位置是在第一行结构上的结构时,所述第二目标位置是在与第一行不同的第二行上的结构或位于与第一行不同的第二行上的两个相邻的结构之间。所述运动平台相对所述第一和第二激光束轴线沿着所述结构行的大致平行的方向移动所述半导体基片,由此,沿着第一行扫掠所述第一目标位置以第一次辐照所述第一行中的选择的结构,且同时沿着第二行扫略所述第二目标位置以第二次辐照在沿着所述第二行的第一目标位置的前一遍扫略中已被所述第一激光束轴线辐照的结构。
【0018】根据一个实施例,一种方法使用N个连续激光脉冲对半导体基片之上或之内的结构(例如,导电性链路)进行处理以获得吞吐量或处理量益处,其中N≥2。所述结构被布置在多个大致平行的沿大体纵向延伸的行中。所述N个系列激光脉冲沿着N个各自束轴线传播直至入射到N个各自不同的行上的选择的结构上。所述方法确定联合速度分布(joint velocity profile),联合速度分布用于同时相对所述半导体基片在纵向上大致协同地移动N个激光束轴线,从而分别用各自N个连续激光脉冲处理N行中的各结构,由此所述联合速度分布可能实现吞吐量益处,同时确保所述联合速度分布表示对于N个连续激光脉冲中每一个脉冲和被N个连续激光脉冲处理的各自的N行结构中的每一个结构都是可行的速度。
【0019】根据另一个实施例,半导体基片包括多个结构,所述结构被布置在多个沿大体纵向延伸的行中。所述结构的一个或多个性能可能通过辐照被改变。每一行有一个或更多被间隙间隔的结构簇。同一簇中的相邻结构被近似常数的间距间隔开。至少包含和布置N个这样的行(其中N≥2),以使所述N行有一组或多组对准簇(one or more sets ofaligned banks)或几乎等间距间隔开的具有相同间距的结构,它们被放置使得所述对准簇的结构沿所述N行基本上纵向对准。因此,所述半导体基片可能通过使用N个激光束,来进行增强吞吐量的辐射处理,所述N个激光束沿着N个各自激光束传播路径传播,N个各自激光束传播路径的N个各自传播轴线与所述半导体基片在N个各自光斑处相交。每个光斑同时入射到所述N行的对准簇的各自的结构上,使得随着所述簇的结构被选择性地辐照,N个激光光斑沿着所述N行的纵向近似协同地移动。
【0020】根据另一个实施例,一种方法使用多个激光束来选择性地辐照半导体基片之上或之内的结构(例如,导电性链路)。所述结构被布置在沿大体纵向延伸的行中。所述方法产生沿着与所述半导体基片相交的第一激光束轴线传播的第一激光束和沿着与所述半导体基片相交的第二激光束轴线传播的第二激光束。所述方法同时将所述第一和第二激光束导向在所述行中的不同的第一和第二结构上。所述方法相对于所述半导体基片,沿着与行的纵向大致平行的方向大致协同地移动所述第一和第二激光束轴线,由此同时使用一个或更多所述第一和第二激光束轴线来选择性地辐照所述行中的结构。
【0021】根据另一个实施例,一种***使用多个激光束来选择性辐照半导体基片之上或之内的结构。所述结构被布置在沿大体纵向延伸的行中。所述***包括激光源、第一激光束传播路径、第二激光束传播路径,以及运动平台。所述激光源产生至少第一激光束和第二激光束。所述第一激光束沿所述第一激光束传播路径向半导体基片传播。所述第一激光束传播路径具有与半导体基片相交于第一光斑的第一激光束轴线。所述第二激光束沿第二激光束传播路径向半导体基片传播。所述第二激光束传播路径具有与半导体基片相交于第二光斑处的第二激光束轴线。所述第一光斑和所述第二光斑同时照射或照射所述行中的不同的第一和第二结构。所述运动平台相对所述半导体基片沿着与所述行的纵向几乎平行的方向大致协同地移动所述第一和第二激光束轴线,以同时使用一个或更多所述第一和第二激光束来选择性辐照所述行中的结构。
【0022】根据另一个实施例,一种方法使用多个脉冲激光束来选择性地辐照半导体基片之上或之内的多个结构(例如,导电性链路)。所述结构被布置在沿大体纵向延伸的行中。所述方法产生沿着与所述半导体基片相交的第一激光束轴线传播的第一脉冲激光束和沿着与所述半导体基片相交的第二激光束轴线传播的第二脉冲激光束。所述方法将来自所述第一和第二脉冲激光束的各自第一和第二脉冲导向到所述行中的不同的第一和第二结构,以用每个结构单激光束的方式完成对所述各结构的辐照。所述方法在与所述行的纵向大致平行的方向上,相对所述半导体基片大致协同地移动所述第一和第二激光束轴线,以使用所述第一或第二激光束来选择性地辐照各结构。所述移动步骤导致:比只有单个激光束被用于辐照所述行中的各结构时更高的速度。
【0023】根据另一个实施例,一种***使用多个激光束来选择性辐照半导体基片之上或之内的结构。所述结构被布置在沿大体纵向延伸的行中。所述***包括:激光源、第一激光束传播路径、第二激光束传播路径,以及运动平台。所述激光源产生至少第一脉冲激光束和第二脉冲激光束。所述第一激光束沿着所述第一激光束传播路径传向半导体基片。所述第一激光束传播路径具有与半导体基片相交于第一光斑处的第一激光束轴线。所述第二激光束沿第二激光束传播路径传向半导体基片。所述第二激光束传播路径具有与半导体基片相交于第二光斑处的第二激光束轴线。所述第一光斑和所述第二光斑冲击或入射在所述行中的不同的第一和第二结构上。运动平台相对所述半导体基片,沿着与所述行的纵向大致平行的方向大致协同地移动所述第一和第二激光束轴线,以此使用所述第一和第二脉冲激光束中的一个来选择性辐照所述行中的结构,使得所述行中的任何结构被不多于一个激光束脉冲辐照。所述运动平台遍历所述行的长度的时间将少于如果只有单个激光束被用于辐照所述行中的结构所要求的时间。
【0024】根据另一个实施例,一种方法使用多个激光束来选择性地辐照半导体基片之上或之内的结构(例如,导电性链路)。所述结构被布置在沿大体纵向延伸的行中。所述方法产生沿着与半导体基片相交的第一激光束轴线传播的第一激光束和沿着与半导体基片相交的第二激光束轴线传播的第二激光束。所述方法将所述第一和第二激光束导向所述行中的非相邻的第一和第二结构上。所述方法沿着与所述行的纵向大致平行的方向,相对所述半导体基片大致协同地移动所述第一和第二激光束轴线。
【0025】根据另一个实施例,一种***使用多个激光束来选择性辐照半导体基片之上或之内的结构。所述结构被布置在沿大体纵向延伸的行中。所述***包括激光源、第一激光束传播路径、第二激光束传播路径,以及运动平台。所述激光源产生至少第一激光束和第二激光束。所述第一激光束沿所述第一激光束传播路径传向半导体基片。所述第一激光束传播路径具有与半导体基片相交于第一光斑处的第一激光束轴线。所述第二激光束沿所述第二激光束传播路径传向半导体基片。所述第二激光束传播路径具有与半导体基片相交于第二光斑处的第二激光束轴线。所述第一光斑和第二光斑入射在所述行中的不相邻的第一和第二结构上。所述运动平台相对所述半导体基片,沿着与所述行的纵向大致平行的方向大致协同地移动所述第一和第二激光束轴线。
【0026】根据另一个实施例,一种方法使用多个脉冲激光束来选择性地辐照半导体基片之上或之内的结构(例如,导电性链路)。所述结构被布置在沿大体纵向延伸的行中。所述方法产生沿着与半导体基片相交的第一激光束轴线传播的第一激光束和沿着与半导体基片相交的第二激光束轴线传播的第二激光束。所述方法将所述第一和第二激光束导向所述行中的不同的第一和第二结构上。第二光斑在垂直于所述行的纵向的方向上与第一光斑偏移一定距离。所述方法沿着大致与所述行的纵向平行的方向,相对所述半导体基片大致协同地移动所述第一和第二激光束轴线。
【0027】根据另一个实施例,一种***使用多个激光脉冲束来选择性地辐照半导体基片之上或之内的结构。所述结构被布置在沿大体纵向延伸的行中。所述***包括激光源、第一激光束传播路径、第二激光束传播路径,以及运动平台。所述激光源产生至少第一激光束和第二激光束。所述第一激光束沿所述第一激光束传播路径传向半导体基片。所述第一激光束传播路径具有与半导体基片相交于第一光斑处的第一激光束轴线。所述第二激光束沿所述第二激光束传播路径传向半导体基片。所述第二激光束传播路径具有与半导体基片相交于第二光斑处的第二激光束轴线。所述第一光斑和第二光斑入射在所述行中的不同的第一和第二结构上。所述第一和第二光斑在垂直于所述行的纵向方向上被间隔开一定的距离。所述运动平台相对所述半导体基片,沿着与所述行的纵向大致平行的方向大致协同地移动所述第一和第二激光束轴线
【0028】根据另一个实施例,一种方法使用激光脉冲来处理半导体基片之上或之内的选择的结构(例如,导电性链路)。所述结构具有表面、宽度和长度。所述激光脉冲沿着轴线传播,所述轴线沿扫描束路径相对于所述基片移动,同时所述激光脉冲辐照所述选择的结构。所述方法同时在所述选择的结构上产生第一和第二激光束脉冲,它们沿着各自的与所述选择的结构在不同的第一和第二位置相交的第一和第二激光束轴线传播。所述第一和第二激光束脉冲照射或照射所述选择的结构的各自的第一和第二束斑的表面。每个束斑围绕至少所述选择的结构的宽度。所述第一和第二束斑在沿着所述选择的结构的长度方向在空间上彼此偏移,以定义被所述第一和第二束斑均覆盖的重叠区域,和被所述第一和第二光斑之一或两者覆盖的大体区域。所述大体区域比所述第一束斑大,也比所述第二束斑大。所述方法设定所述第一和第二激光束脉冲的各自的第一和第二能量值,以引起对所述大体区域的至少一部分内的跨越所述选择的结构的宽度范围的完整深度处理。
【0029】根据又另一个实施例,一种***包括脉冲激光器和从所述脉冲激光器延伸向半导体基片上的不同的第一和第二位置的第一和第二激光束传播路径,所述半导体基片包含将被来自所述脉冲激光器的辐照所处理的结构。所述结构具有表面、宽度和长度。在一个脉冲期间,所述第一和第二束斑照射到所述结构的不同的第一和第二位置上,由此每个束斑围绕所述结构的至少所述宽度。所述第一和第二束斑沿着所述结构的所述长度方向在空间上彼此偏移,由此定义被所述第一和第二束斑均覆盖的重叠区域,和被所述第一和第二束斑之一或两者覆盖的大体区域。所述大体区域比所述第一束斑大,并且比所述第二束斑也大。所述脉冲用各自的能量辐照所述第一和第二束斑,以引起对所述大体区域的至少一部分跨越结构的宽度范围内的所选择的束斑的完整深度处理。
【0030】正如本文所用:术语“在...上”表示的不仅是位于某物正上方,还可能任何方式地、部分或全部地在...的顶上,在...上方,在...之上或覆盖于...上;术语“基本上”是加宽的术语,表示大致或近似地,但不意味着非常接近;以及术语“相邻”表示紧接着的或在序列中挨着(例如,字母表中,字母“F”与“G”相邻但不与“H”相邻),但不意味着物理上的接触。
【0031】参见下列附图,在后续节中将阐明关于具体实施例的构造和操作的额外的细节。
附图说明
【0032】图1是通过沿着簇纵向方向扫描的激光光斑选择性辐照的一行或一簇链路的示意图;
【0033】图2是链路处理***的示意图;
【0034】图3是半导体晶片上的链路处理行程(link run)的图解说明;
【0035】图4是单个链路处理行程的速度分布曲线;
【0036】图5是根据各种实施例的各两光斑排列的图解说明;
【0037】图6是相互有关的两个链路行的两种不同情况的图解说明;
【0038】图7是根据一个实施例来处理图6中两种情况的两个横向间隔开的激光光斑的图解说明;
【0039】图8是根据两个实施例的两光斑和三光斑的激光光斑同轴线排列的例子的图解说明;
【0040】图9是根据一个实施例的用于一遍处理一行的激光光斑的两光斑同轴线排列的图解说明;
【0041】图10是根据一个实施例的用于处理一行两遍的激光光斑的两光斑同轴线排列的图解说明;
【0042】图11和图12是根据一个实施例的具有横向相对偏转的两个横向间隔开的激光光斑的图解说明;
【0043】图13是根据一个实施例的具有同轴线和跨越轴线或轴线间(cross-axis)间距的四光斑排列的两种情况的图解说明;
【0044】图14是根据一个实施例的激光脉冲功率与时间关系的一组曲线图;
【0045】图15是根据一个实施例的多光斑激光处理***的方框图;
【0046】图16是根据一个实施例的两光斑激光处理***的方框图;
【0047】图17-24是根据各实施例的两光斑激光处理***的各种实施方式的示意图;
【0048】图25是根据一个实施例的、结合多个激光束***的示意图;
【0049】图26是根据一个实施例的用于产生多个激光束的***的示意图;
【0050】图27是根据一个实施例的多透镜激光处理***的示意图;
【0051】图28是根据一个实施例的具有纠错能力的两光斑激光处理***的示意图;
【0052】图29是根据一个实施例的具有独立束偏转的两光斑激光处理***的示意图;
【0053】图30是根据一个实施例的具有能量校准能力的两光斑激光处理***的示意图;
【0054】图31是根据一个实施例的具有位置校准能力的两光斑激光处理***的示意图;
【0055】图32是根据一个实施例的校准目标和两激光光斑的图解说明。
具体实施方式
【0056】参见以上附图,本节描述特定实施例和它们的详细构造和操作。下文所公开的原理、方法和***对使用激光辐射对半导体基片之上或之内的任何结构做任何目的的处理具有通用性。虽然上下文的示例和实施例是在这些结构是位于IC(例如,存储器器件、逻辑器件、包括LED在内的光学或光电子器件,以及微波或射频器件)之上或之内的激光可分离链路环境下描述的,但是除了激光可分离链路外的其它结构也可能以相同或类似的方式进行处理,本文所阐述的教导同样可能应用到其它类型结构的激光处理,诸如由于激光辐射而变得可导电的电结构、其它电结构、光学或电光结构,和机械或机电结构(例如,微机电结构(MEMS)或微光机电结构(MOEMS))。辐照的目的可能是切断、***开、制造、加热、改变、扩散、退火或测量结构或其材料。例如,激光辐射可能导致结构材料的状态变化,导致搀杂物的迁移或改变磁性,上述任何一种方式都可能用于连接、断开、调节、修改或修复电路或其它结构。
【0057】如本领域技术人员根据本公开将认识到的,某些实施例相比已知的现有技术具有某些优势,这些优势包括下列当中的某些或全部:(1)可能通过乘法因子,例如2,3,4等因子,增加吞吐量;(2)减少制造设施中的链路处理设备所占用的面积;(3)减少扫描对准目标和完成链路处理之间所花费的时间,因此(a)减少半导体处理***的元件和结构的热漂移时间,从而增强***准确度,(b)允许更大的晶片处理区域,导致更长的链路处理行程和额外的吞吐量提高,和(c)当监控到热漂移或距离前一次扫描的时间过长时,允许降低重扫描对准目标的频率,从而通过减少准确链路处理所需的操作次数来进一步增强吞吐量;(4)允许对某些现有***参数的有益放宽,例如XY平台或工作台加速度和激光脉冲重复频率,同时仍以与当前链路处理***等效或更高的速度来处理晶片。作为后一个优势的例子,降低对平台加速度的需求可减少释放到***环境中的热量,减少晶片处理过程中产生的热漂移;较低的加速度将通过降低***共振和振动的激烈度来提高准确度,从而带来了更平稳、更柔和以及更稳定的***操作;还可能选择造价更低、优化机械配置、更简单,且如果降低的加速度是可接受的,则不需要辅助冷却***的运动平台。作为另一个示例,处理可能使用较低PRF的激光源;较低PRF的激光器具有改进的脉冲特性,如更快的上升时间,增强的脉冲稳定性,增加的峰值脉冲功率,和更短的脉冲宽度;较低PRF的激光器还可能更便宜,且还可能用发热较小的较低功率电源来操作。阅读本节剩余部分后,各种实施例性的这些和其它优势过程将会更加明显。
I.对链路处理行程处理时间的分析
【0058】对典型DRAM晶片的修复的测量表明:执行链路处理行程的时间占晶片处理时间的大部分。整个处理时间的大约85%用于完成链路处理行程,剩余的15%用于执行常规的(overhead)任务,例如移动晶片使得切割激光从一个链路处理行程的末端移到下一个链路处理行程的起始端、对准、聚焦和计算开销。因为链路处理时间的主要部分典型地用于完成链路处理行程,因此,减少执行链路处理行程的时间可能使晶片处理时间显著减少。
【0059】图4示出了相应于链路处理行程420的处理的链路处理行程速度或链路处理行进速度(link run velocity)分布410。此处所用的术语“速度分布”表示在某段时间或某段距离上作为时间或距离函数的速度。链路处理行程执行包括若干不同的操作。当处理具有紧密间距(如同一簇中的相邻链路之间中心到中心的距离)的一簇链路430时,激光束轴线相对于晶片以接近恒定的速度440推进。注意,虽然图4示出的例子对于在链路处理行程420中的每个链路簇430的恒定速度440是相同的,但也可能不同链路簇430可能具有不同的恒定速度,例如当同一个链路处理行程中的簇与簇之间的间距不同时。当链路处理行程中相继的链路之间有大间隙450时,***加速以用更少的时间跨过间隙450,并在接近间隙末端处减速以再次达到标称速度。加速和减速产生链路速度分布410中的间隙分布460。在链路处理行程的起始端,***经历从静止位置开始的初始加速470,接着是稳定期480。在链路处理行程的末端,***经历减速490回到零速度。因此,在完成链路处理行程期间,***执行的典型操作包括:将平台提升到恒定速度,稳定,以恒定速度处理链路,加速(间隙分布)经过任何大间隙,并在处理行程末端回降至零速度。图4示出了这些操作对链路处理行程同轴线速度的影响。注意,虽然链路处理行程420被描述成穿过共线链路簇的直线,但是有可能链路簇不是成一条直线。则链路处理行程420也会包含横向位置要求。
【0060】从下面的简化的吞吐量预测模型中可能明显看到减少链路处理行程完成时间带来的***改进。该模型估计完成链路处理行程所需的时间。该模型对绝对时间预测不是准确的,因为它没有对全部***行为进行完全建模,例如移动仿形分析(move profiling);然而改变不同处理参数的相对影响是正确的。根据该模型,处理链路所需的时间如下:
TLR=NLR(DLR/VLR+Taccel+Tseiile+Tdccel-Tgapsavings) (1)
方程(1)中,TLR是完成链路处理行程的全部时间,而NLR是所有链路处理行程的数目。圆括号中的项可能划分为三个部分:(1)以恒定速度跨过所有链路处理行程所用的时间,(2)链路处理行程中加速、稳定和减速的时间,和(3)间隙仿形分析(gap profiling)所节省的时间。
【0061】以恒定速度在链路处理行程上所用的平均时间用平均链路处理行程距离DLR和平均链路处理行程速度(link run velocity)VLR来描述。一般该速度为VLR=PlinkFlaser,其中Plink是基本链路间距而Flaser是激光PRF。
【0062】对方程(1)中与恒定链路处理行程速度有关的项的重新整理显示:以恒定速度所用的全部时间是TVconst=NLRDLR/VLR=Dtotal/VLR。其可重新表述如下:以恒定速度处理链路处理行程所需的时间是全部链路处理行程距离Dtotal除以链路处理行程速度。
【0063】对于简化的吞吐量模型,加速到链路处理行程速度或从链路处理行程速度减速所需的时间是Taccel=Tdecel=VLR/Astage,其中,Astage是平台加速度,而在处理链路之前的加速阶段末期所需耗用的额外时间是稳定时间,记为Tsettle。在实际实现中,还使用更为复杂的加速和减速分布,例如半正弦或梯形分布(profiling)。
【0064】方程(1)中的最后一个项Tgapsavings是对通过间隙仿形分析在链路处理行程上所节省时间的一种度量。间隙仿形分析操作涉及加速、减速和稳定,以比恒定速度所需的时间更少的时间在两个链路之间通过。该项的大小依赖于链路之间大间隙的数量和间距,平台的加速能力,稳定时间和链路处理行程速度。对于链路处理行程中有许多大间隙和小的链路间距(因此链路处理行程速度较低)的产品,可能节省更多的时间。
【0065】这三项的相对大小使人进一步认识到不同***变化的重要性。链路处理行程起始端和末端的加速和减速所用的时间大约占花费在链路处理行程上的时间的1.5%。间隙仿形分析所节省的时间大约是以恒定速度遍历链路处理行程所需时间的50%。对于不同类型的晶片,这些数据大不相同。链路之间很少或无大间隙的工件将不会从间隙仿形分析中获益。另一方面,带有稀疏或随机的链路版图的产品从间隙仿形分析中获益较大。
II.一般并行
【0066】通过产生和可能独立控制在晶片表面的多个激光光斑的并行链路处理可能显著地提高***吞吐量。
【0067】在一个实施方式中,使用两个聚焦的激光光斑允许在透镜下一遍物理性通过晶片而实现对两行链路的处理。方程(1)显示出:当同时处理多个横向间隔开的链路处理行程时,链路处理行程完成时间除以光斑数。对于两光斑***,XY平台只需要遍历晶片NLR/2次。该平台必须遍历的整个链路处理行程的距离被2除,且每个链路处理行程起始端和末端的加速、减速和稳定事件也被2除。虽然间隙仿形分析所节省的时间可能被大约接近2的数除,这依赖于链路版图,但净结果是带有两个横向间隔开的光斑的激光***需要大约一半的链路处理行程完成时间。
【0068】由多光斑***带来的吞吐量提高远大于单光斑***中通过提高运动平台性能和激光PRF所能达到的提高。另外,这些吞吐量的提高是在没有任何强制激光和运动平台达到更高性能所带来的不良后果情况下达到的。
【0069】多光斑处理可能采用很多不同形式:激光脉冲可能以不同横向(跨越轴线)间距,不同的同轴线间距,不同同轴线和跨越轴线间距,或链路间距无差别的方式来传输到链路。这些不同配置中每一个都提供不同吞吐量和处理上的优势,并将在下文中参考图5对此进行更详细的解释。
【0070】图5描述了由具有某些可能间距的两激光光斑所处理的链路。图中两激光光斑记为“A”和“B”。在横向(跨越轴线)间隔排列中,光斑A在一个簇510的链路上,而光斑B偏移在不同的、典型地是并行的簇520的相应链路上。因为光斑A和B优选如图5中所描述的跨越通过链路处理行程510和520水平地协同推进,因此可能说这两个光斑在关于光斑运动方向的跨越轴线方向上相对彼此移位(displaced)。虽然我们说光斑A和B沿着他们各自的链路簇推进,但这是说法的简化。更精确地说,当激光束打开时,激光束产生光斑。在间歇性激光束的情况下,如脉冲激光束,随着激光束打开和关闭,在IC工件上产生的光斑变来变去。然而,激光束沿着传播轴线传播,无论光束打开或关闭,轴线都一直存在。因此,精确说来,激光束轴线沿着链路处理行程移动。在链路处理行程中的任意给定时间,轴线与IC工件相交,或者在链路上或在两个相邻链路之间。当激光束轴线与被选定要移除的链路相交时,激光束被赋能以切断该链路。当激光束轴线沿着一簇规则隔开的(间距近似一致)的链路移动时,可能以与轴线跨过链路相等和相位同步的速率周期性地发送激光束。激光束可能选择性地通过或被阻挡,从而切断给定链路或者保持其完整。
【0071】虽然光斑A和B在图5和其它图中以圆形示出,它们可能具有激光束可能产生出来的任何形状。
【0072】正如已经提及到的,横向间隔开的光斑的优势是可用较少的链路处理行程来完成晶片处理,导致在无需任何对激光或运动平台的增强的情况下得到高得多的吞吐量。因此,从提高吞吐量的角度出发,这是有价值的并行形态。然而,并行可能采用不同的形式,其可能提供不同的优势。
【0073】在同轴线排列中,光斑A和B在同一个链路簇530的不同链路上,且可能基本上沿着光斑运动的轴线方向对准。虽然在图5的图解说明中光斑A和B是被导向相邻的链路上,但不一定需要是这样的,例如,光斑A可能领先于光斑B两个或更多链路,反之亦然。同轴线间隔开的激光光斑的优势包括如下:(1)可能提高链路处理行程速度以提高吞吐量,因为光斑能以两倍于脉冲间距推进;(2)可能在处理进行过程中向链路传输多个激光脉冲,而不用重复链路处理行程;和(3)可能选择性地将不同特性的激光脉冲应用到链路上。
【0074】跨越轴线(cross-axis)和同轴线(on-axis)间隔混合分布也是可能的,如图5中两个示意例子所示。在一个排列中,光斑A和B可能沿着横向轴线偏移,但仍保持在同一链路行或簇540中。这种单行同轴线和跨越轴线混合排列的优势包括两光斑之间的区域中的能量被更好分散,因为相比没有任何跨越轴线偏移的情况,它们被稍微更大的距离分开。在另一种排列中,光斑A和B在不同簇550和560上,且在同轴线方向也有偏移。随着IC特征尺寸持续缩小,相邻行上的横向间隔开的光斑之间的同轴线偏移还可能引起在两个光斑附近更好的能量分散,尤其是当同时发送脉冲时。注意,在同轴线和跨越轴线配置中的处理是可能的,如图5中的同轴线和跨越轴线配置所示,临近链路簇是交错的,或如跨越轴线(横向)配置情况中的版图那样,临近链路簇被规则地布置。
【0075】此外,在重叠配置中,如图5中两次所示,光斑A和B可能在同一个链路簇570(完全重叠)或580(部分重叠)的同一链路上部分或基本上完全重叠。多个重叠激光光斑的优势是(1)具有不同光学性能的激光光斑可能被选择性地传输到链路,和(2)组合在略微不同时间到达的激光脉冲是对有效的组合脉冲轮廓(profile)进行瞬时整形的方法。
【0076】两个激光光斑A和B可能被同时或顺序地处理。例如,同时处理可能通过将单个激光束分成多个光斑或触发两个激光器同时发射而发生。同时传输表示是在基本上同一时间,因此处于链路处理行程速度VLR,脉冲A和脉冲B之间的时间延迟不会导致熔断位置漂移到这样的程度:即漂移占聚焦的束斑直径的主要部分。例如,在链路处理行程速度为200mm/sec并且预期光斑漂移小于2微米聚焦光斑尺寸10%的情况下,在1μs内到达的脉冲可被认为相互是同时的。光束路径长度的微小差别将导致脉冲之间的时间延迟远低于这个值,一般小于约10ns。
【0077】顺序光斑,无论是从被分离的单个激光脉冲产生的(且具有长光学延迟路径),或者是从在触发器之间有时延的多个激光脉冲产生的,都以更大的时间间隔照射在链路上。通过调整在目标半导体晶片上聚焦的激光光斑的相对位置,可能使用顺序光斑于多个射束路径,这样在脉冲产生被触发时,聚焦的光斑可能被正确地定位。
【0078】对于多光斑处理,触发激光器产生脉冲可能纯粹基于定时信号,或基于光斑、工件或工件相对于光斑的实际的,测量的,估计的或预定位置。还可能基于多光斑相对于多目标的平均位置或估计位置来触发产生脉冲。
【0079】下一节描述图5所示的各种形式并行的各种方面。
III.横向间隔开的光斑
【0080】生成照射到相邻的横向(跨越轴线)间隔的链路簇的两个或更多聚焦的激光光斑是提高***吞吐量的一种配置。通过同时处理两簇或更多簇链路,链路处理行程的有效数量和XY运动平台在晶片处理中必需移动的距离被横向聚焦的激光光斑的数量所降低。例如,之前使用单个光斑时需要1000个链路处理行程(link run)的晶片可能仅由500个双重链路处理行程处理,其中每个双重链路处理行程导致两个横向隔开的链路簇的处理。将链路处理行程(link run)的数量减半导致处理晶片所需时间的相应减少。更一般地,使用N个横向隔开的光斑导致吞吐量提高N倍。
【0081】横向隔开的光斑一般比其他光斑配置更能提高吞吐量。此外,吞吐量的提高对XY运动平台260或激光脉冲速率需求没有新要求,因为处于分离的行上的横向间隔开的光斑可能像单光斑***那样以同样的速度440同时处理这些分离的行。然而,当在一遍链路处理行程中处理多行时,以与所有被处理的行兼容的速度来执行该遍处理行程变得更重要。被联合处理的N个不同行的兼容速度分布是对所有N个并行处理都可行、可实用、适当的或合适的速度分布。速度兼容性问题一般表现为三种主要形式。第一,处理多个并行行的恒定速度440应与所有被处理的行兼容。这可通过将单个链路处理行程中的恒定速度440中的最小值作为联合恒定速度来获得保证。一般情况下,链路的每一行都有相同的间距,每遍处理行程的恒定速度都是一样;因此,不须付出性能代价就可保证联合恒定速度440是兼容的。第二,间隙分析应与所有被处理的行兼容。这可能通过只在所有被处理的行间隙对准的情况下应用间隙分析460来获得保证。第三,对于同一遍链路处理行程420中的不同链路簇430,恒定速度440可能各不相同的情况,将链路处理限制为恒定速度链路处理行程可能简化问题,而不是允许一个链路簇430的链路处理行程速度与其它链路簇不同。总之,同时处理多行的联合速度分布应从并行链路处理行程中的所有链路坐标中计算得到,还要考虑所有最小间距,间隙分析的适当面积,提升和回降的位置,具体单个链路处理行程速度分布。此外,当不同激光源有能影响可达速度的不同特性时,如PRF,这些因素也应当考虑在内。
【0082】根据一个实施例,计算联合速度分布首先计算处理行程内的构成行的单个速度分布,然后构造联合速度分布,其沿分布的每个点处都不超过任何单个分布中最小的最大速度值。例如,如果第一行在某个区间内必须以125mm/s或更低的速度作处理,而第二行在同一区间内必须以100mm/s或更低的速度作处理,则联合速度分布在该区间内应该是100mm/s或更低。
【0083】根据另一个实施例,通过计算单独一组主链路坐标的速度分布来决定联合速度分布。该组主链路坐标从被并行处理的N行中某些或全部链路坐标中产生。确定每个主链路坐标到被联合处理的N行中某些或全部链路中的坐标的偏移,以及确定关于N个脉冲中每个被阻挡或被传输到目标坐标的信息。主链路坐标到被处理的N行中的一行的偏移可能是零。一种处理并行链路处理行程的方法是使用从偏移坐标中获取的信息来支配束偏转机构的运动,使用从该组主链路坐标中获取的信息来促进激光脉冲的产生,使用关于N个脉冲中每一个的传输或阻挡的信息来指示传输或阻挡脉冲的开关。
【0084】可执行指令代码形式的软件是计算联合速度分布的优选方法。
【0085】为了最大化联合速度,构成的链路处理行程应该在空间上尽可能类似。也就是说,不同构成处理行程的相应簇内应该使用同样或类似的间距,并且,簇和间隙应尽可能对准。这样,IC上链路智能版图可能促进横向间隔开的多光斑链路处理,这种多光斑链路处理最大化这种链路处理所能提供的吞吐量优势。
【0086】涉及横向间隔开光斑的吞吐量或处理量提高不需要平台速度的提高,这与同轴线间隔开的光斑不同,后者例如,可能要求在单射束***中的平台速度加倍。为此,可能也包含同轴线偏移的横向间隔开的光斑是提高使用高PRF激光器(例如那些超过30kHz的)的***吞吐量的优选方法。作为例子,使用40kHz PRF激光器和3μm熔丝间距的基本链路处理行程速度是120mm/s。使用横向间隔开的光斑处理多个链路处理行程会使用同样的链路处理行程速度。然而,带有同轴线间隔开的光斑的两光斑***优选地使用240mm/s的链路处理行程速度,其超过了现有的半导体处理***的平台速度极限。
【0087】横向间隔开的光斑也是在很多现有半导体链路版图上使用的自然选择。许多半导体器件制造商制造包含由小于200μm距离间隔的并行链路簇的产品。10μm或更小的中心到中心间隔距离是常见的。现有这些类型的链路版图是因为半导体内轨迹宽度和间隔距离一般比激光可切断或分离半导体链路的宽度和间距小。偏移或交错熔丝设计(staggered fuse design)是由于试图将较大的半导体链路压缩进短的同轴线距离中,如图6所示。在这些设计的一些设计中,链路有完全的横向平移(如左边所示)。在其它设计中,还可能有同轴线偏移(如右边所示)。具有完全或纯同轴线间距的多光斑链路处理的好处也体现在具有同轴线和跨越轴线间距的处理中。
【0088】虽然目前很多半导体设计的版图与同时处理横向间隔开的链路簇兼容,但是设计师在尝试通过将熔丝放置在单行中来缩小激光可分离熔丝的尺寸,从而消除图6中的偏移和交错链路配置。这将增强现有单光斑***的吞吐量。
【0089】为更多地利用多射束链路处理的优势,IC设计师可能特意设计与多射束链路处理兼容的半导体链路版图。制造以多射束处理为目标的链路版图的产品,具体的说是使用横向间隔开的光斑的多射束处理,可导致在多射束***上处理时吞吐量的显著提高。使用横向间隔开的光斑的所需的链路版图包括具有邻近的中心到中心距离的链路簇,一般为10μm或更小,但可能为1mm或更大。放置大部分链路和链路簇,使其可能被横向间隔开的光斑处理,以此最大化***性能的作法也是所希望的。
【0090】在一个实施例中,单个激光脉冲被***,一半的能量被传输给光斑A,一半给光斑B。使用光学开关可能独立地选择是否将脉冲传递给A或B,允许期望的链路被恰当切断。
【0091】图7示出了双重链路处理行程如何进行。一对激光光斑A1和B1相应于被***并施加到两条链路上的第一激光脉冲。从激光器中发射的下一个脉冲可能照射到下两个链路,如聚焦光斑A2和B2。光学开关可能选择哪个脉冲到达它们的目标链路。在所描述的两个例子中,脉冲A3、A4、A6、A7、B2、B4和B8到达并移除它们的目标链路。其它脉冲被阻挡,所以它们不能到达或改变任何链路。
【0092】在某些情况下需要处理链路两次。可能使用多光斑链路处理***容易地实现沿着链路处理行程方向进行两遍或更多遍处理,从而两次或多次熔断链路。因为多光斑链路处理***固有的并行特性,这可能比单光斑链路处理***显著快得多地被完成。沿着给定链路簇的顺序轮次通过可能包括聚焦的激光光斑的横向偏移,使得跨越晶片的每一遍处理中,链路被不同激光光斑处理。例如,沿着链路处理行程的第一遍处理可能选择性地用光斑A击中链路,而当光斑A沿着新的链路处理行程推进时,沿着链路处理行程的第二遍处理可能用光斑B再次击中同样的光斑。
【0093】使用多个具有不同光学特性的横向间隔开的光斑来处理晶片也可能很有用。可能通过***额外的光学元件来改变偏振,光斑空间分布,光斑直径,波长,脉冲能量或其它光学特性来实现不同的光学特性。不同的光学特性还可能通过使用不同激光源来实现。
【0094】因为半导体晶片一般只包含一种链路设计,使用不同光学特性光斑最有可能用于双重熔断的情况。第一次熔断将部分移除链路而第二次熔断将清除被熔化的链路。或者,第一次熔断可能被通过或阻挡以及第二次熔断将被通过或阻挡,导致将一个或另一光斑应用到链路上。这在不同链路特性或方位使得优选使用不同激光光斑做处理的情形下是所希望的。例如,如果当偏振方向与链路的一个轴线相对应时,需要使用偏振光斑来处理链路,光斑A和B可能被配置成带有不同偏振特性,并被施加到工件上具有不同朝向的链路上。不同光学特性光斑的施加将在本文件的第VI小节中详述。
【0095】虽然有可能使用固定的光学器件来产生多个带有固定偏移的横向间隔开的光斑,但是优选能够重配置光斑的位置。因为大部分典型的半导体产品包含要求链路处理行程在X轴线和Y轴线两个方向上进行的链路版图,所以需要能够重配置光斑转换器,这样为每个链路处理行程方向生成横向光斑间距。也需要能够配置和调整光斑间距,以和不同链路版图匹配。
IV同轴线间隔开的光斑
【0096】沿着链路处理行程的轴线前后调整的具有同轴线间距分布开的多个光斑,提供了吞吐量和多次熔断的优势。在吞吐量方面,这种定向能有效提高激光器PRF和以光斑数量Nspot为倍数提高链路处理行程速度VLR=PlinkFlaserNspot。例如,在两个同轴线间隔开的光斑的情况中,链路处理行程速度加倍。然而,可能由于增加的基础链路处理行程速度导致通过间隙分析所节省的时间较少。
【0097】每个链路处理行程的速度分布在大多数情况下应该通过所有多次熔断坐标来计算,并将诸如最小间距、间隙分析的适当面积、提升和回降位置和具体链路簇的速度分布等考虑在内。链路处理行程速度分布的计算对本领域技术人员是公知的。
【0098】图8描述了由多个同轴线激光光斑的两光斑和三光斑实施方式处理的一簇链路。在一种实施方式中,光斑A和B—或光斑A,B和C—可能从单独一个激光脉冲中产生,并基本上同时到达工作面。被链路处理***所控制的光学开关允许某些脉冲到达表面并切断链路,而其它脉冲被阻挡。在图8所示的两光斑情况(上方)中,光斑A1和B1是几乎同时被处理的,接着A2和B2,接着A3和B3等等。在三光斑情况(下方)中,三个激光光斑沿着链路处理行程方向以三个三个地递增的方式一起推进(A1,B1和C1,接着A2,B2和C2,接着A3,B3和C3,等等)。
【0099】实现固定的位移或偏转机制来将激光光斑平移大于单个链路间距的距离,可能阻止相邻链路的同时处理。因为增加的脉冲能量必须被相邻链路之间区域中的工件所吸收,因此同时处理两个相邻链路是不可取的。增加的脉冲能量可能引起破坏,如果这两个相邻的链路没有被同时处理则不会发生这种破坏。换句话说,当光斑之间的距离是多个两倍或更高倍的间距,可能同时处理非相邻光斑,而使对工件产生破坏的可能性较小。
【00100】当光斑之间的间距是链路间距的奇数倍时(这样激光光斑落在,例如,链路1和4,链路1和6,或链路1和8上,等等),可能有优势地利用同轴线并行,因为一个光斑可能处理链路处理行程中的“偶数”链路,而另一个光斑处理“奇数”链路。这样的间距还可能描述为间隔光斑使得光斑之间的链路数量(不算端点)是偶数。在这种情况下,链路处理行程速度可能加倍,同时阻止可能来自相邻激光光斑的增加的能量。图9示出了带有三倍链路间距增量(光斑之间有两个链路)同轴线间距。这项技术可能推广到多于两光斑的情况,其中光斑的所有组合都有大于链路间距的同轴线间距。
【00101】第二种使用由多于一倍链路间距间隔开的同轴线光斑来处理晶片的方式是通过一簇链路两遍。图10示出了一个例子。例如,第一遍使用间隔为两倍最小间距的两个激光光斑来选择性地熔断隔条链路(every other link)。第二遍可能选择性地熔断被第一遍跳过的散布开的链路。因为链路处理行程速度是应用到单个光斑的同一种激光的速度的四倍,所以可能完成两遍并且还可能提高***吞吐量。图10中,第一遍中脉冲A1,A2和B2到达并移除链路结构。其它脉冲被阻挡,但还可能被施加到链路上。尽管图10中描述了不同的链路处理行程方向,但各遍可能在同一方向上完成链路处理行程。
【00102】具有同轴线间距的多光斑还可能用来有效地向链路传输多次熔断。例如,某些半导体制造商更喜欢提供一个脉冲来切断链路,接着第二个脉冲来清除那个区域和任何残余链路材料。具有同轴线间距的多光斑排列是一种有效的传输多个脉冲的方式,而不需像单光斑***中那样进行第二个链路处理行程。
【00103】向链路传输多次熔断的另一种方式是沿着每个链路处理行程做多遍处理。因为多光斑***中链路处理行程速度比单光斑***的大,所以多光斑***优选使用这类型操作。
【00104】这些技术和它们的混合组合可能用于向每个链路提供两次或多次熔断,且每次熔断可能有同样的脉冲特性或不同的脉冲特性。
【00105】通过***额外的光学元件来改变偏振,光斑空间分布,光斑尺寸,波长,脉冲能量,或其它光学特性,可能实现不同光学特性。不同光学特性,例如脉冲宽度,还可能通过使用不同的激光源来实现。这在向链路应用多次熔断时特别有用。一种情形是向链路应用第一脉冲,例如以较高能量水平来熔断链路,接着用较低能量的第二脉冲来清除任何剩余的材料。具有不同光学特性的光斑的应用在下文第VI小节中进一步详述。
V.横向和同轴线间距的组合
【00106】以同轴线和跨越轴线偏移间隔多个激光光斑的不同方法提供了不同的处理优势。图5中的链路簇550和560所示的双行配置提供与上述具有跨越轴线间距的光斑的相同的优势(例如,提高吞吐量)。这种同轴线和跨越轴线间隔技术不需要交错链路。这还可应用到图6中的第一个例子中的常规间隔的链路。使用带有同轴线和跨越轴线偏移的聚焦激光光斑(如图5的链路处理行程540所示)一次处理一单行降低两次链路熔断之间到达硅的激光影响。当用这种配置来做处理时,两光斑之间增加的距离将叠加的激光影响降到低于具有单纯同轴线间距将达到的水平。
【00107】多射束链路处理机器还可能在链路处理行程中调整激光光斑的相对间隔或间距以获得额外优势。这可能是出于校准或补偿的目的,例如,同时被处理的两个或多个链路的相对位置在整个链路处理行程中可能不是均匀的。链路的比例因子,旋转和位置排列在整个链路处理行程中可能有所变化。光斑调整还可能是为检测到的误差做出补偿。虽然处理链路簇的同时调整射束间距是可能的,但在链路处理行程中的链路簇之间的间隙中做射束间距的调整是最容易的。图11描述了当横穿过链路簇之间的间隙时在同轴线和跨越轴线方向上均移动光斑的若干例子。根据此处的教导,可能容易地想像无限数量的对射束间距有用的重配置。
【00108】从使用横向间隔开的光斑处理转到使用同轴线间隔开的光斑做处理,可能会联合链路处理行程速度的增加或变化,将导致在有交替并行的链路簇的晶片部分的吞吐量的提高,如图11的下面部分所示。图11还描述了从处理同轴线间隔开的光斑到处理跨越轴线间隔开的光斑的转换。容易地从任何多光斑处理模式转换到任何其它的多光斑处理模式是可行且可能是有优势的。可能计算与在这些不同处理模式中处理链路处理行程相适应的合适的联合速度分布。
【00109】图12描述了两光斑之间的相对间距可被调整以处理链路的另一种方式。图12中,光斑A和B是两个同时或几乎同时被处理的光斑,图中的线和箭头指示它们在整个链路处理行程中的相对定位和调整。快速激励器,例如声光调制器(AOM),可能偏转射束从而在链路处理行程之前或链路处理行程中相继的两个链路之间调整相对射束间距。
【00110】虽然所述讨论集中于两光斑激光链路处理***的产生,但其原理和思想可能扩展到使用三、四或更多聚焦的激光光斑的***。这些多光斑可能被配置成具有横向间距,同轴线间距,还可能是既具有同轴线间距又具有横向间距。
【00111】使用跨越轴线间隔开的和同轴线间隔开的脉冲来处理链路提供很多既同轴线间隔开的又跨越轴线间隔开的脉冲的优势。例如,链路处理行程的数量可能会下降,其显著地提高吞吐量,以及链路处理行程可能以非常高的速度被处理。在图13中,脉冲A,B,C和D都基本上同时到达链路。如下文图13(左边所示)的第一个例子中所示,光斑不一定要被布置成网格状。也可能施加与不同器件链路版图完美匹配的配置。
【00112】使用各种同轴线和/或跨越轴线聚焦光斑配置来并行处理众多链路可能需要考虑链路处理行程轨迹和速度分布的产生的更多信息。必须考虑到所有链路熔断坐标,光斑位置,和链路簇之间的大缝隙。这将增加链路处理行程速度、间隙分析分段和提升及回降的距离的计算复杂性。
VI.同一光斑或结构上的多个射束
【00113】当光斑都被导向在单个目标结构上重叠时,出现另一类的多激光光斑。使用叠加的光斑处理半导体链路结构的优势是(1)可能选择性地挑选不同光学特性的光斑用于链路处理,以及(2)瞬时脉冲整形或空间上光斑整形可使用短时间延迟。此外,在同一链路上使用仅仅部分重叠的光斑可能增强链路分离的可靠性而不以牺牲吞吐量为代价。
【00114】当以单个激光脉冲开始时,可能通过使用额外的光学元件来改变多个射束路径的特性,从而可能将具有不同光学特性的光斑施加于链路。或者,不同激光器头可能提供不同光学特性的激光光斑,其接着被组合以重叠。应该注意到,不需要可调整的偏转反射镜或射束偏转体来实现在工作面处光斑重叠。也可使用固定的光学元件。
【00115】当可能独立切换多个激光光斑使其到达或不能到达目标链路时,链路可能被任何或全部射束所处理。举例来说,有两条光学路径的***,其一条路径的偏振方向与X轴线对准而另一条路径的偏振方向与Y轴线对准。如果需要使用X轴线偏振来处理链路,则控制X轴线偏振射束的光学开关允许激光脉冲通过,而控制Y轴线射束传输的光学开关被设置为阻挡状态。或者,可能通过仅使Y轴线偏振光斑通过,使链路被Y轴线偏振光处理。而且,如果需要,两个光学开关可能都被打开使得两种偏振的光被施加到链路上。这可能被实现,从而将不具有优选偏振或具有更高脉冲能量的激光脉冲施加到某些链路。
【00116】如果希望仅用由于独立切换、关闭或阻挡的激光光束产生的多个光斑中的一个光斑来处理链路,则可能在无须重叠光斑的情况下做处理。在这种特殊情况下,不需要多个光斑照射到同一个光斑或链路上。不要求重叠是有优势的,因为可能放宽对激光束路径对准的精确性的要求。在多个光斑没有照射到同一光斑或链路上的情况下,通过使用定位装置来调整工件相对于聚焦激光光斑的位置,使得期望的光斑照射到目标链路上来处理链路。例如,可能需要使用多个光斑中的一光斑处理X轴线链路处理行程而使用多个光斑中的另一光斑处理Y轴线链路处理行程。经过执行确定如何将每个期望的光斑对准期望链路和链路处理行程的校准程序后,使用各自的光斑,可能成功地完成链路处理行程。
【00117】可能通过将额外的光学器件***到多射束***的射束路径中来改变很多不同的光学特性。***的光学器件可能是:(1)偏振改变元件,以产生或改变光学脉冲的偏振状态;(2)改变脉冲能量的衰减器;(3)射束整形光学器件(beam-shaping optics),其改变脉冲的空间分布(例如,椭圆状,高斯状,礼帽状,或环形(中心能量较小的光斑)异形光斑);(4)改变脉冲的波长的倍频光学器件(或提供不同波长的多个脉冲的不同激光源);(5)射束扩大器,其在链路上产生不同的聚焦光斑尺寸;和(6)透镜和延迟光学器件或中继光学器件。多个射束路径之间不同的其它光学特性对于所属技术领域的技术人员而言是显而易见的,如同那些产生这些光学特性的合适的光学器件一样。
【00118】多个光斑向一个链路传输能量的第二种用途是瞬时脉冲整形。瞬时脉冲整形可能通过取一个脉冲,将其***成包含时间延迟元件的多个射束,然后在一链路结构处将这些射束重新组合起来来实现。通过这项技术,具有快速上升时间但持续时间短的脉冲可能被有效地拉伸成为具有快速上升时间且持续时间长的脉冲。使用具有变化比例的分束器在修整脉冲振幅时提供额外的灵活性,可能衰减或生成延迟脉冲。
【00119】图14描述了通过组合延迟脉冲来进行脉冲整形的过程。最上方的图描述了单个激光脉冲610。第二幅图描述了同样的脉冲610叠加上具有较低振幅且被延迟约8ns的第二个脉冲620。上升时间快速,有效的脉冲持续时间变长。第三幅图描述了主脉冲610和第二脉冲620和第三脉冲630,每一个都具有更小的振幅以及增加的延迟。结果的加性波形产生了大约20ns的长脉冲宽度,且具有原始脉冲的快速上升时间。处理某些半导体链路结构需要这种脉冲形状。
【00120】可能通过在光学路径中引进额外的距离来添加延迟。每增加一英尺额外路径导致大约1ns延迟。例如,延迟可能由简单射束路径,在反射镜之间来回反射射束,或将射束放入一段光纤线缆中产生。
【00121】可能通过组合来自两个不同激光源的具有不同特性的激光脉冲来实现脉冲整形。例如,组合具有快速上升时间的短脉冲和具有缓慢上升时间的较长脉冲,可能产生快速上升,长持续时间的脉冲。
【00122】参见图5中的部分重叠的配置580,两个束斑A和B在同一链路上部分重叠。在一个优选实施例中,这两个光斑在链路的纵向方向偏移。这种配置可能产生更可靠的链路分离,尤其当光斑尺寸小时,因为单个小光斑可能不能可靠地分离链路。没有采用单个激光光斑照射两遍来二次熔断链路以保证分离,部分重叠的配置580可能达到相同的分离可靠性而无须承担50%吞吐量的代价。
【00123】如图5中所示,两个激光束沿着各自不同的射束轴线传播,这两个轴线沿着链路纵向在相互偏移的不同位置上与同一链路相交。此外,激光器在链路表面上对着各自的光斑A和B。光斑A和B是非同心的,并定义一个由两个光斑相交形成的重叠区域,以及由两个光斑的联合形成的大体区域。例如,重叠区域的面积可能是整体区域的面积的50%。优选两个激光束的能量级别被设置成确保在整体区域的至少某些部分(极有可能是重叠区域)跨越链路的整个宽度完成深度分离。两个射束的能量比例可能是1:1,但不是必须这样。虽然两束激光束可能在不同时间照射链路,但优选任何时间延迟都足够小(例如小于约300ns),从而在激光束轴线沿着链路簇扫描时允许运作中的链路分离。注意两个部分重叠的光斑的情况可能推广到沿着链路纵向的处于部分重叠模式的三个或更多光斑。
【00124】联合使用多光斑和传输给每个光斑的多射束也是一种有用的技术。例如,可能存在三个横向间隔开的聚焦光斑,且有两个不同射束路径传输到每个光斑。可能实现这种技术,从而将不重叠的多个光斑的吞吐量优势与聚焦在单个位置上的多个光斑的脉冲生成和选择优势结合。因此,这三个光斑中的每个可能使用多个射束来做瞬时脉冲整形,空间脉冲整形,或具有选择不同偏振状态的射束的能力。
VII.实现
【00125】可能使用经过单个聚焦透镜或多个聚焦透镜被传递到目标链路的分离的光学路径来实现并行化(parallelism)。分离的光学路径可能从单个激光器或多个激光器处出发。如图15的框图所示,并行化的一个实施方式来自一个激光器头和一个聚焦透镜。图15描述了具有一个激光器720和一个聚焦透镜730的N光斑链路处理***700的基本功能。激光器720输出的激光束被导向到分束器745,分束器745将激光束***为N个射束,标记为射束1到射束N。从分束器745出发的每个射束经过开关750,开关750选择性地放行通过或阻挡射束。开关745的输出去往射束偏转装置760,射束偏转装置760可能是固定的或是可调整的。射束偏转装置760将各个射束导向聚焦透镜730,聚焦透镜730将射束聚焦到被处理的半导体器件(没有示出)上的N个光斑。虽然射束偏转装置760优选是动态可调整的,但它们也可能是固定的。
【00126】当N=2时是N光斑***的特例。图16描述了两光斑激光处理***800的框图。两光斑***800类似N光斑***700,但可能包含额外的光学元件755,光学元件755是任选的。N光斑***700和两光斑***800的组件可能用例如厚膜光学器件(bulk optics)、集成光学器件或光纤来实现。框图中某些元件的顺序可能重排(例如,射束路径中,开关750可能放在额外的光学元件755后面)。
【00127】图17详细描述了两光斑激光处理***800的一种形式的主要组件。参见图17,两光斑***800操作如下:激光器720被触发发射光脉冲,其被传递到分束器745。分束器745将脉冲分成将被独立传输到工作面740的两个分离的脉冲。一个激光脉冲,如实线所示,通过第一固定光学路径传输到工作面740。第二个激光脉冲,如虚线所示,通过第二固定光学路径传输到工作面740。加入两个开关750,诸如AOM,以使任意脉冲可能被传到工作面740,或被阻挡。每个脉冲在反射镜762处反射离开并被导向射束组合器765。脉冲在射束组合器765中被重新组合,并在最终反射镜725处反射离开,并通过单个聚焦透镜730向下聚焦到工作面740,在此照射在半导体链路上。额外的光学元件755可能包含在射束路径内以改变脉冲的光学特性。
【00128】根据一个示意控制结构,图17还描述了***800中控制工件740和激光光斑的相对运动,激光器720的触发和开关750的控制的组件。具体地,工件740被布置在运动平台660上,其在XY平面上(激光束在Z方向上入射到工件上)移动工件740。一个或多个位置传感器680感测工件740相对于一个或两个激光束光斑处于哪里,并向控制器690报告位置数据。控制器690还访问目标地图695,其包含指示工件740上应该被辐照的目标位置(例如,在该位置处分离链路)的数据。例如,目标地图695一般由测试流程,版图数据和可能还有排列数据生成,该测试流程确定工件740上哪些电路元件是有缺陷的或相反需要辐照。控制器690编排激光器720的脉冲产生,开关750的关闭,以及运动平台660的运动,使得激光束光斑横过(traverse over)每个目标并发射到达工件740的目标处的激光脉冲。这种基本实施方式的两个光斑可能应用到工作面740,工作面740具有在XY运动平台660的运动限度范围内的任意的期望的相对XY间距。控制器690优选根据位置数据来控制***800,因为该方法提供非常准确的链路熔断定位。转让给本发明的受让人的美国专利第6,172,325号(以引用方式全文并入本文)描述了激光脉冲接通位置(pulse on position)技术。可选择地,控制器690根据定时数据来控制***800。虽然图17中为了完整性示出控制结构(例如,运动平台660,位置传感器680,控制器690和缺陷图695),但下面的多幅附图中控制结构被省略,从而不至于使所示的激光处理***的其它组件变得不明显。
【00129】可能有很多不同的配置,其中某些可能提供优于其它配置的优势。第一,一种配置可能提供XY平面上一束射束的可调的偏转,而另一射束是固定的,如图18所示,其中一个射束路径上的固定反射镜762被能在X和Y方向上偏转射束的动态可调的XY射束偏转装置764和中继透镜770所替代。这种情况下,如实线所示,一个激光脉冲经过固定光学路径运动到工作面740,而如虚线所示,第二激光脉冲在光学路径中包含一个可调的射束偏转装置764(例如快速偏转反射镜),使得聚焦的激光光斑在工件740的XY平面上平移到希望的位置。第二,一种配置可能提供XY平面内两个射束的独立偏转,如图19所示,其描述了位于两个光学路径上的XY射束偏转装置764。这潜在地提供较高的射束质量,因为每个射束的较小移位可能实现较大的偏移。例如,如果想要两个射束之间有40μm的距离,则每个射束可能在不同方向上仅偏移20μm。较小的偏移导致较轻的光学变形并提高聚焦光斑的质量。第三,一种配置可能在X方向偏转一个射束而在Y方向偏转另一个射束,如图20所示,其描述了在一条光学路径上的X射束偏转装置766和在另一条光学路径上的Y射束偏转装置768。优选激光束传播路径上的射束偏转装置(例如射束偏转装置764)被控制结构(如图17中所示的那个)所控制。
【00130】在应用射束偏转装置764、766或768的实施方式中,如图18-20中所示,中继透镜770是有用的。中继透镜770与射束偏转装置协同工作以调整激光束的轨迹,使得所有射束在同一光斑击中最终反射镜725。晶片740上的两个射束的不同光斑位置归因于射束入射到聚焦透镜730的不同角度。
【00131】这些配置中的每一个的物理实施方式可能以多种方式发生。例如,图21中描述的两光斑***是提供一个射束相对于另一个射束的XY偏转的一种可选择配置。使用两个而不是一个XY射束偏转装置764和中继光学器件770的那种实施方式导致与图18中所描述的***类似的***。
【00132】图22中示出了两光斑***800的另一种实施方式,其具体详尽地展示了优选实施例。在该实施例中,优选激光器720的输出射束是线性偏振的。该射束经过射束成形和准直光学器件722,其可能在射束到达半波片724和分束器745之前改变射束尺寸,更重要地是产生准直射束。优选分束器745是将射束***成两个独立且正交的线性偏振分量A和B的偏振器。根据半波片724的光学轴线的旋转方向,可能连续调整射束A和B的功率比例,同时全部功率(A+B)基本上保存。例如,当希望工作面上的两个聚焦光斑是一样的时,半波片724的光学轴线角度可能被调整,以使工作面上两光斑有同样的功率,而不管两个射束路径A和B的功率吞吐量之间有所不同。
【00133】分束器745的输出射束A接着经过开关750,其优选是例如AOM的快速开关器件。根据所需的开关速度或AOM的构造,射束成形光学器件(没有示出)可能紧接着AOM之前和之后被应用,以利于适当的射束尺寸和在AOM内部的发散。或者,可能应用例如光电调制器(Electro-optic modulator)的其它快速开关。显然,如果不需要对两个射束的独立控制,在这种情况下两个射束将被同时打开或关闭,则开关750可能被省略。
【00134】继续沿着光学路径A下行,可能应用射束尺寸控制光学器件752来改变射束尺寸,使得在工件740上产生所需的聚焦光斑尺寸。例如,可能实现可编程变焦射束扩大器(ZBE)来改变输出射束尺寸,从而改变处于工作表面的最终光斑尺寸。或者,可能根据所需光斑强度分布和尺寸来应用其它射束成形光学器件。
【00135】在这个实施例中,可能在准直光学器件722之前或之后应用适当的分束器754以作为功率监控之用。例如,在入射路径上,一部分入射射束可能被转向到入射监控器756上以监控激光脉冲的能量大小和波动。
【00136】从工件740的部件上反射离开的光学信号可能沿着***的光学路径向后传输。分束器754可能将反射的光学信号导进反射检测器758进行监控。例如,反射和入射光功率电平在校准聚焦光斑的位置中有用。在对准过程中,将该聚焦光斑扫过工作面上的对准标记。反射的功率电平和位置测量可用于校准光斑相对于工件740的位置。
【00137】在图22所描述的实施方式中,偏振光器件引起从工件740处反射离开的信号沿着相反路径反向传播。因此由入射射束A产生的反射光沿着实线射束路径B反向传播。类似地,由入射射束B产生的反射光沿着虚线射束路径A反向传播。这导致反射信号的交叉。在比较入射和反射信号时的一种优选操作模式是使用耦合到反向射束路径上的检测器。这样的比较对于校准和测量是有用的,例如在确定光斑的能量或特性,或在工件上执行对准扫描是有用的。
【00138】射束路径A中的第二个主要组件是射束扫描或偏转装置760,其控制工作面上的聚焦光斑的位置。虽然可能应用正交布置配置的两个扫描镜,每一个仅在一个方向上扫描,但优选这是能在工作面上X和Y方向两个方向上移动光斑的快速偏转反射镜。优选的方法是单反射镜方法,因为它可能在射束的两个轴线上产生角度变化,同时在反射镜中心或靠近的地方维持静止的旋转中心。或者,可能使用其它扫描器件,例如AOM,以获得相对小的扫描范围及高扫描速度。
【00139】在有多个扫描射束通过单个聚焦透镜730的配置中,需要在整个扫描范围内将所有射束放在聚焦透镜730的入瞳的中心处或靠近中心的地方,以获得最优的聚焦光斑质量。对于具有高数值孔径(NA)且其输入射束尺寸几乎填满了入瞳的聚焦透镜,如在光斑尺寸小于,譬如三倍的射束波长的链路处理***中经常会遇到的那样,这尤其正确。这些高NA透镜的共同特性是入瞳在靠近透镜处,这样即使不是不可能也会难以将所有射束扫描组件物理装配在一起。因此使用能为每个远程扫描装置向入瞳内重生扫描角度的中继透镜770是有利的。可能包括多个光学元件的中继透镜770被定位在偏转装置760和射束组合器765下游之间。中继透镜770的定位影响其性能,因为偏转反射镜的中心应该布置在中继透镜770的入瞳的中心处,同时中继透镜770的出射光瞳与聚焦透镜730的入瞳重合。在这种布置中,聚焦透镜730的入瞳的射束位置在扫描中保持基本上静止,从而维持整个扫描范围内聚焦光斑的最优射束质量。
【00140】中继透镜的另一个合乎需要的特性是保持射束通过透镜的准直状态。在优选实施例中,在中继透镜770的输入和输出之间,射束尺寸和射束相对于光轴线的射束孔径角的幅度维持不变。然而,对于不同的设计,中继透镜770的输出射束在维持期望的准直的同时会有不同的射束尺寸和相应不同的孔径角。例如,将中继透镜770的输出射束的尺寸加倍时,很可能会使输出射束孔径角小一半,当需要减小聚焦透镜770的扫描角度范围以增强工作面上光斑的位置敏感度时,这种安排在某些情况下可能是有用的。
【00141】在前述光学链或光学***中,中继透镜770可能用增加一个或多个扫描镜来替代。通过最少两个独立扫描镜并对扫描角的适当操控,可能产生在聚焦物镜的入瞳处静止但有可变的期望扫描角的扫描射束,如此在整个扫描范围内最优化光斑质量。这种布置的缺点是整个镜扫描角相比于中继透镜的情况要大;这可能是扫描范围受到限制的快速扫描且高分辨装置中的一个因素。
【00142】对于分束器745输出的第二射束路径B,如果需要独立开关和扫描时,在到射束组合器765之前的光学***(optical train)组件可能基本是类似的。任选地,必要时可能应用半波片724以产生期望的偏振特性。在优选的实施例中,正交偏振的两个光路A和B的输出射束在偏光器中被组合,组合的方式使得当调整扫描镜以将工作面上的光斑重叠时,两个输出射束在基本上同一个位置和方向上进入到聚焦物镜730的入瞳处。射束组合器765可能是,例如,立方偏光器或薄膜片偏光器,两者都是常用的光学元件。这种布置具有功率损耗最小的优势,虽然可能想见可能在这里应用其它射束组合器,例如衍射光学元件或非偏振光敏感分束器(non-polarization sensitive splitter)。此外,组合器765的输入射束可能是非线性偏振的。
【00143】当射束被射束组合器765组合后,反射镜725将射束导向聚焦透镜730处。反射镜725任选是扫描镜或FSM,***到光学***中以作额外扫描。也是为了优化聚焦,优选扫描中心放在聚焦透镜730的入瞳处。扫描镜可用于校正射束位置误差,该误差与运动平台或其它位置误差源有关。该扫描镜还可能用作射束A或B的射束偏转装置760之一的备选的射束定位设备。在这种布置中,譬如射束B的射束偏转装置760可能被去掉,而射束A的扫描装置760的运动和反射镜725的运动联合在工作面740上产生期望的光斑位置。
【00144】在大多数链路处理应用中,需要几乎一样尺寸和强度分布的聚焦光斑。通过测量每个光斑的尺寸和调整两个射束路径的射束尺寸控制光学器件752,可能产生几乎一样尺寸的光斑。可选择地,可能在开关后面使用偏光器重新组合两个射束,组合的射束被传送通过通用射束尺寸控制光学器件,接着被第二次分束。使用通用射束尺寸控制光学器件将保证工作面上基本上相同的聚焦光斑。
【00145】可能通过传递到光学开关750的驱动信号,或通过使用任选的额外的衰减光学器件来调整半波片724,从而控制强度分布。
【00146】在多射束***中,使所有射束同时且精确地在物镜730的焦平面处或附近的同一平面上聚焦(齐焦性)是有优势的。尽管光路上极大的类似性,但光学组件的正常容限(normal tolerance)可能阻止完全齐焦性。因此需要在每个光学分支内引入聚焦控制光学器件769,尽管如果该分支的聚焦光斑确定焦平面,则这些器件中一个可被省略。还可能将聚焦控制功能集成到射束尺寸控制光学器件752中。
【00147】如前面的例子所示,多光斑***可能有很多不同配置和实施方式。不同物理实施方式间存在差别,例如厚膜光学(bulk optic)或光纤实施方式,所使用的光学组件的类型(在本文件的另一部分详细讨论),光学组件的顺序,激光脉冲源的数量,和期望的配置。本领域技术人员将很容易理解多重光学配置可能导致两光斑和多光斑激光处理***。
【00148】可能使用多种光学组件来实现多光斑激光处理***。此处所描述的是可能用于构造这些***的许多厚膜光学组件的选择。其他选择对本领域技术人员是显然的。与本发明相关的主要组件是激光源,分束器,射束开关,转动发生器和射束变换光学器件(beam alteringoptics)。
【00149】在多射束激光处理中使用不同激光器和不同激光脉冲特性可能很好地改进半导体链路结构的处理。可能在多射束激光处理***中应用或组合很多种不同类型的激光源。这些激光源可能包括固态激光器,例如二极管抽运Q开关固态激光器,其包括含有诸如Nd:YVO4、Nd:YLF和Nd:YAG的掺稀土激射物和诸如紫翠玉、Cr:LiAF和Cr:LiCAF的电子振动激射物的激光器。这些激光器的基本输出波长可能通过已知的非线性谐波转换过程来转换成谐波波长。
【00150】这些激光源可能进一步包括二极管抽运锁模固态激光器,例如,能够产生脉冲皮秒激光输出的SESAM锁模Nd:YVO4激光器。锁模固态激光器可能包括振荡再生放大器和振荡器功率放大器配置。这些激光器的基本波长输出可能通过已知的非线性谐波转换过程来转换成谐波波长。这些激光源还可能包含线性调频的脉冲放大激光器***,用于产生飞秒(fs)量级的激光输出,或者还可能包括本领域技术人员所熟知的其它脉冲延伸或压缩光学器件以产生脉冲的飞秒激光输出。
【00151】这些激光源可能进一步包括掺稀土固态芯纤维脉冲激光器和掺稀土光子晶体光纤脉冲激光器。掺稀土光子晶体光纤脉冲激光器可以包括Q开关和振荡器—放大器配置。进一步,可能应用多种振荡器,包括大面积半导体激光器,单频半导体激光器,发光二极管,Q开关固态激光器和纤维激光器。这些激光器的基本输出波长可可能通过已知的非线性谐波转换过程来转换成谐波波长。
【00152】额外的激光源还可能进一步包括半导体激光器,气体激光器,包括二氧化碳和氩离子激光器,和受激准分子激光器。
【00153】多射束激光处理***中所包含的激光源能产生从约150nm到约11,000nm的大范围的波长。根据所用的激光源,脉冲宽度可能从10fs到大于1μs,并且PRF从按需发送脉冲到在写这篇文件时的大于100MHz。根据所用的激光源,脉冲形状,每个脉冲的能量或输出功率,脉冲宽度,偏振和/或波长可能是可调的或可选的。
【00154】多射束应用中需要有每个脉冲输出都有足够能量的激光源,其中来自一个激光源的输出被***并传输到多个工件位置。由于器件结构特征尺寸的可预见的缩小,链路处理***现在所使用的很多激光器可能为多射束实施方式的每个脉冲产生足够能量。
【00155】连续地传输多个脉冲以处理链路的超级快速激光器也可能应用到多射束激光处理中。在***中除了像其它激光源那样使用,在利用超级快速激光器的***中的脉冲产生和阻挡可能被调整以允许不同的脉冲序列沿着多条射束路径中的每一条进行传输。例如,可能允许更多或更少的脉冲沿着射束路径之一传递以传送到链路。脉冲还可能被猝发传送或沿着不同射束路径交替传送。还可能通过允许一组瞬时不同的激光脉冲到达目标链路,从而偏移或调整一个或多个射束路径上激光光斑相对于工件的位置。
【00156】分束器可能是厚膜光学器件,例如偏振分束立方体或部分反射镜。还可能配置和驱动AOM,EOM和可开关LCD偏光器来进行分束。或者,光纤耦合器可能在纤维光学实施方式中充当分束器。
【00157】用于切换射束以允许脉冲传播到工作面740或被阻挡的光学部件包括:AOM,EOM,普克尔斯盒(pockel cell),可开关LCD偏光器,机械快门,和高速射束偏转器,例如偏转反射镜。
【00158】射束偏转装置一般是旋转发生器。机械旋转仪包含有用压电,电磁,电致伸缩或其他激励器致动的偏转反射镜。检流计,倾斜楔,和微型机械镜阵列也属于机械射束偏转器的范畴。其它能偏转光束的光学元件包括AOM和EOM。
【00159】对于某些应用,可能使用固定射束偏转装置而不是对输入命令作响应的装置来实现多射束激光***。固定或手动可调的光学器件可能用于配置链路处理***,用于操作具有与特定工件740上的链路间距匹配的相对位置间距的聚焦光斑。这样的***将从具有用在X轴线链路处理行程的若干固定路径和用在Y轴线链路处理行程的其它固定路径中受益。
【00160】光路中可能包含很多种类的额外的改变射束的光学器件。不同光路中可能使用类似和/或不同的元件。这些额外的光学元件可能包括偏光器,偏振修改器,法拉第绝缘器,空间射束分布修改器,瞬时射束分布修改器,频率偏移器,倍频光学器件,衰减器,脉冲放大器,选膜光学器件,射束扩张器,透镜和中继透镜。额外的光学元件还可能包括有额外的光路距离的延迟线、折叠光路和光纤延迟线。
【00161】在完全重叠配置570和部分重叠配置580(图5)的情况下,实施方式可能简化。例如,图23和24分别是***900A和900B的框图,产生两个激光光斑的部分重合配置580。***900A包含激光器720,其产生具有传输经过X轴线AOM 761,Y轴线AOM 763和光学器件735,然后到达工件740的一连串脉冲的激光束。X轴线AOM761将入射到其输入端的激光束***为两个沿着X轴线的不同方向的射束;Y轴线AOM763沿Y轴线做同样的工作。虽然一般在给定时间AOM 761和763中只有一个是活跃的(图23示出了Y轴线AOM763是活跃的),但两者串联允许***900A可能无需重新定位工件740就可能操作具有在Y或X方向上的长度方向的链路。可能使用任何合适的射束分束装置来替代AOM 761和763。在AOM 761和763中,两个输出射束的特性依赖于射频(RF)控制信号(没有示出)的特性。更具体地说,两个输出射束之间的位移是RF信号的频率的函数,而两个输出射束的能量的比例是RF信号的功率的函数。优选能量的比例在0和1之间变化。作为任选,还可能包含延迟元件731,例如光纤环路,来使一个射束相对于另一个延迟。最后,光学元件735包含类似最终聚焦透镜的元件和任何其它所需的光学元件。
【00162】***900B是产生两部分重叠聚束光斑的可选择实施方式。***900B包含波片725和分束器745,其将一束激光束***为两束射束,后者将传输通过各自的衍射元件767和769。衍射元件767将其输入处的激光束***成沿着X轴线的不同方向的两个射束,而衍射元件769沿Y轴线做同样的工作。类似***900A中的X轴线AOM 761和Y轴线AOM 763,双折射元件767和769提供处理沿着X或Y方向的链路的灵活性。衍射元件的输出传输通过组合器765和光学器件735,然后到达工件740。
【00163】可能在多光斑激光***中使用多激光源以在激光链路处理中获得更高的灵活性和性能。不同的配置具有不同的优势。例如,图25示出了使用激光器720-1和720-2,第一反射镜722,射束组合器723和第二反射镜724的配置。在一种操作模式中,多激光器配置可能用于增加有效的激光重复率。通过将多个激光器头组合成单个输出射束,并顺序触发激光器头来产生脉冲,有效激光重复率就会增加。因为无需增加单个激光器的重复率而增加有效激光重复率,脉冲特性得以保留。脉冲形状、脉冲宽度、峰值脉冲高度和脉冲能量全部被保留。通过高速率地驱动单个激光器来提高激光重复率会增加脉冲宽度和降低可用的脉冲能量。作为这项技术的例子,可能使用两个40kHz的激光器来产生以80kHz操作的脉冲列而同时具有与40kHz激光器相同的光学特性。
【00164】还可能操作多激光器配置来同时启动激光器720-1和720-2中的某些或全部,并将它们的输出组合以增加可用的脉冲能量。
【00165】还可能操作多激光器配置来生成具有不同光学特性的光学脉冲,其可能同时被启动或具有较小的时间延迟以作瞬时脉冲整形。例如,来自具有快速上升时间的激光器的脉冲可能与来自具有长脉冲宽度的激光器的脉冲组合以产生具有快速上升时间和长脉冲宽度的组合脉冲。
【00166】还可能以类似的方式来组合不同波长的激光。本文件中先前描述的多射束脉冲整形技术可能用于这些激光器,以进一步将输入的脉冲列修整成多射束或单射束链路处理***。例如,一个配备了IR和UV波长激光器的***可能选择性使用来自任一个激光源的脉冲来处理链路。或者,不同的激光器头可能传送具有不同瞬时形状的脉冲。
【00167】在链路处理***中组合连续波和脉冲激光提供额外的优势。如果两个射束重叠或有已知的不同聚焦光斑位置,则可能使用连续波激光来定位和校准,而脉冲激光可用于链路处理。这样的安排可能利用连续波激光更适合定位和校准的优势,因为它一直运转且比一般的脉冲激光稳定。
【00168】还可能实现多个激光器头使得其中一个或多个激光器头被传送到聚焦光斑处。这样的配置可能在多光斑***中重复出现,以使每个激光聚焦光斑具有独立的一个或多个激光器来提供处理链路的脉冲。
【00169】所述概念可能推广到多光斑***和多个激光器头:被配置成使用M个激光器头产生N个射束路径和K个聚焦的激光光斑,对半导体链路处理***是有优势的,其中,M、N和K是大于或等于1的整数。
【00170】如上所述,多个激光器可能同时或不同时启动,以在脉冲之间组合或改变。这些激光器可能有相同或不同的光学特性。且激光脉冲列可能进一步被划分和同时或相继地被传送到多个链路结构中。
【00171】图26描述了组合来自M个输入激光器的脉冲列到N个输出光束的光学***。该光学***可能作为链路处理机器的功能单元来产生。
【00172】多个这种功能光学***组可能被组合到一个链路处理***。射束组合光学***的输入可能是激光器头或来自其它射束组合光学***的输出。类似地,来自这些光学子***的输出可能被传送到聚焦光学器件以处理半导体链路,或作为其它射束组合光学子***的输入。
【00173】在光学***中与多个目标链路相互连接的激光器头产生的网络具有(1)产生具有所需特性的光学脉冲和(2)通过降低处理一个产品所需链路处理行程的数量和提高链路处理行程的速度,从而提高***吞吐量的灵活性。
【00174】上面所介绍的实施方式细节描述了如何配置用于产生多光斑的***,其所有的聚焦射束通过单聚焦透镜730发射到工件740上。然而,还有可能利用多个聚焦透镜。这些多个聚焦透镜可能以同轴线间距,跨越轴线间距或两者都有进行布置。
【00175】可能用多个透镜的配置产生多个最终聚焦透镜***。该***可能包含两个或更多沿着链路处理行程的同轴线和/或链路处理行程的跨越轴线方向的透镜。透镜可能按常规布置,交错布置或随机布置来配置。还可能有以“+”加配置的透镜布置。多个聚焦透镜的子集可能用于X轴线的链路处理行程,而另一个子集的透镜可能用于Y轴线的链路处理行程。上述链路配置是示例配置的一个小子集。可能有很多其它的透镜布置,每种具有不同的优势。
【00176】实现具有跨越轴线间距的多个透镜允许同时处理多个链路处理行程。因此,晶片必须在聚焦透镜下方经过的次数就被透镜数目除。这可能导致显著的吞吐量提升。横向间隔的光斑的另外的优势在前面第III节中已经讨论过,并且也适用于多透镜***。
【00177】实现同轴线配置的两个或更多透镜还提供吞吐量和硬件的优势。同轴线间隔的光斑的优势在前面第IV节中已经讨论过,例如多熔断,也适用于多透镜***。
【00178】沿着链路处理行程的轴线方向隔开多个透镜还可能使得每个链路处理行程更短。例如,两个间隔150mm的透镜将允许处理300mm的晶片时链路处理行程最长为150mm。处理在晶片中心处的链路处理行程的相对运动举例要求是晶片直径除以透镜的数量。
【00179】使用这种处理方法,链路处理行程速度与单光斑情况下一样,然而由于链路处理行程较短,却有时间显著减少的结果。额外的好处是运动平台的运动范围可能减小。较小的平台将降低平台成本和占用面积,且有可能增加平台的加速度和带宽能力。
【00180】由于在通常的处理***中使用的每个聚焦透镜的尺寸和短焦距,有可能多透镜***的聚焦光斑在工件处有大的间隔距离(英寸量级)。然而,有可能生成一个产生重叠光斑的多聚焦透镜***。采用较小透镜(例如,直径为2-3英寸的UV透镜)的***还可能相比采用较大透镜(例如,直径3-5英寸的IR透镜)的***能容纳更多的透镜来实现小的光斑尺寸。例如,能够处理300mm晶片的UV***可能能够采用多达约6个的透镜。
【00181】图27示出了多透镜半导体链路处理***的一种实施方式。很多备选的配置也是可能的。这样的***可能放置在位于XY运动平台260(图27中没有示出)的工件740之上(如虚线所示)以执行链路处理行程。
【00182】图27的多透镜***包括单个激光源720,激光源720产生脉冲列,分束器745A-745D和反射镜775用于将光学脉冲传送到每个聚焦透镜730A-730E。每个聚焦透镜之前包括任选的偏转反射镜764A-764E或固定反射镜。使用独立的AOM 752A-752E或其他开关来阻挡那些不是用来处理链路的脉冲。优选每个透镜730A-730E还有聚焦装置和调整聚焦光斑射束中部位置的快速偏转反射镜。
【00183】在多透镜***中,有利的是在每个聚焦透镜之前使用XY射束偏转设备(例如FSM或偏转反射镜)来使得聚焦光斑的偏移较小,以将每个聚焦光斑精确定位到期望的目标链路处。使用偏转反射镜764A-764E可能校正对准过程中或放置每个射束路径和/或聚焦透镜时的微小不规则。还可能使用这些偏转反射镜来补偿(1)晶片相对于透镜布置的旋转,(2)版图偏移、旋转、几何不规则、校准因子、比例因子和/或可能在晶片范围内不同的偏移,和(3)可能对每个聚焦光斑具有不同影响的动态或其它误差。简而言之,偏转反射镜可以帮助任何多透镜处理***来将所有光斑在正确的时刻正确地定位在工件上的期望的位置,这可能需要独特的校准参数和/或对每个聚焦光斑位置的补偿。
【00184】使用多透镜的优势有时会被敛集损失所限制。因为不是每个透镜都一直在需要处理的工件740的区域上方,因此会发生敛集损失。例如,参见图27,当处理到接近工件740的边缘时,图中顶部和底部的透镜730A和730E可能会使它们的聚焦光斑落在工件740之外。因为这种情况下不是所有的聚焦光斑都是有用的,因此导致某种程度的低效率。
【00185】图27的多透镜***的非对称配置(沿着Y轴线对准)使得很自然在X和Y链路处理行程使用非对称的运动平台和不同的处理形式。晶片740随着有长的运动轴线和短的运动轴线的平面XY运动平台被移来移去。例如,需要在X方向运动300mm,但在Y方向只需要移动60mm。这与现有的在两个轴线都提供300mm的运动的单透镜***形成对比。降低Y轴线方向的运动需求将降低平台的运动量和占用面积。
【00186】使用具有与X和Y处理形式匹配的不同X和Y性能特性的运动平台是有必要的,且能提供额外的优势。一个这样的运动平台是多层XY平台,其内在特性很适合在与图27的***中使用。在多层运动平台的实施方式中,X轴线运动平台承载着Y轴线运动平台。在这样的配置中,X轴线运动平台一般有较小的加速度和带宽,因为它承载者Y轴线运动平台的质量,但它还可能有延伸的运动范围。较轻的Y轴线运动平台可能有较大的加速度和带宽。只要需要的是短的运动范围,则Y平台质量可能进一步减小。
【00187】此特性组合十分适合在图27的多透镜处理***中使用。优选的配置是将光学台与X轴线运动平台对准,如此,跨越轴线并行处理减少链路处理行程的数目。Y轴线运动平台与光学台对准,形成同轴线并行。Y轴线中很多较短的链路处理行程被较高性能的Y平台处理,而性能较低的X轴线被用于处理较少的链路处理行程。
【00188】因为典型的DRAM晶片在每个轴线上的链路处理行程数量和链路密度经常是不对称的,工件740相对多射束处理***可能存在某个优选的朝向。典型的DRAM晶片有一个处理轴线,其有更多链路处理行程和更高的链路密度。另一个轴线有较少的链路处理行程,更稀疏的链路,其有更多间隙分析机会。在这种情况下,所需的处理配置将晶片定向,使得有很多密集的链路处理行程的轴线被较慢的轴线以跨越轴线并行处理(所述的多层平台的X轴线)。这样减少了所需的链路处理行程数量。由于链路密度的原因,在那个方向上间隙分析的机会较少,在那个方向上适合较低性能运动平台。则较快的轴线被用于处理稀疏的链路处理行程,而可能利用同轴线并行来快速处理具有较多从间隙分析中获益的机会的许多链路处理行程。
【00189】使用图27中的多透镜处理***的另一种方式是在X轴线或Y轴线上处理所有的链路处理行程。这将利用在任何一种配置中多个透镜的同轴线或跨越轴线优势。为了将所有链路处理行程作为X或Y轴线链路处理行程来处理,有必要旋转晶片。这可能通过设计在卡盘中加入旋转装置,或通过从卡盘中移开晶片,并用旋转装置旋转它,之后将晶片重新装载到卡盘表面来实现。为了减少旋转晶片所需的时间,可以将能够从卡盘上移走晶片然后快速地将另一个晶片放在卡盘上的装置包含在***中。当一个晶片被处理时,另一个晶片可能被旋转。
【00190】在同一个方向处理所有的链路处理行程的一个优势是可能在该朝向上最优化运动平台来进行处理。例如,如果所有的链路处理行程都作为短的Y轴线处理行程处理,Y轴线可能被优化成具有高加速度和高带宽以及低质量。在这种情况下,然而,相对于现有***,X轴线的要求可能放松,因为它只需在链路处理行程之间横向行进,而X对准扫描只需要微小移动。X轴线可能仍要求高准确度,然而,高速度和加速度可能不那么重要。
【00191】半导体IC一般制作成设置在晶片上名义上一样的长方形芯片的规则网络。所有这些芯片包含同样排列的链路和链路簇,因此可能用类似的链路处理行程图案来处理。然而,每个芯片上要被分离的特定的熔丝是测试程序的结果,因此一般会不相同。晶片上一样的芯片的规则排列促进多透镜处理***的透镜的优选排列。自然也有必要来调整聚焦透镜,进而调整聚焦光斑的间距为芯片尺寸的整数倍数。当然,需要使用射束偏转装置来应用小纠错因子解决例如晶片的微小旋转的校准、测量和朝向的差异。以这种方式来间隔透镜和/或聚焦光斑允许每个光斑同时照射到不同芯片的相同的对应链路和链路簇。使用多射束***来同时处理两个以上芯片和同时处理在两个或更多芯片上的相同的对应链路是优选的操作模式。
【00192】例如,假设每个芯片有需要在X方向被处理的类型A、B、C和D的四个链路处理行程。通过调整聚焦光斑之间的相对间距使得所有透镜一次处理类型A的链路处理行程中的同一批链路,然后使用XY平台在跨越轴线方向简单调整晶片的位置,允许同时处理所有类型B的链路处理行程。这项技术的一个优势是可能为每个链路处理行程方向一次性地调整粗透镜和聚焦光斑位置。确保所有聚焦光斑将能够落入链路上的链路处理行程之间的调整是不必要的。这项技术的第二个优势是产生联合速度分布要容易得多,且有更多机会做间隙分析。因为可分析的间隙可能出现在每个芯片的某种类型的链路处理行程的同样的位置,所以会这样。触发具有纯跨越轴线间距的激光器也较为容易,因为激光聚焦光斑同时击中多个芯片的同一个对应的链路。
【00193】还可能需要令透镜间距是晶片掩模尺寸(聚焦掩模尺寸)的整数倍。这允许在一个图案化步骤中在晶片上图案化的芯片都被相同的透镜处理。在掩模步骤中发生的小阶跃和重复误差可能更容易地被校准消除。
【00194】同时处理多个不同芯片的多透镜***相比起单透镜***具有较小的间隙分析的机会。无论何时当没有必要处理芯片上的链路时,因为它们是不可修复或完美的,单透镜***有机会通过间隙分析来节省时间。因为多个不同芯片可能被多透镜***同时处理,则有机会跳过整个芯片。然后,通过使用多光斑节省的时间比由于较少的间隙分析导致的时间损失更多。使用较少间隙分析的快速***的一个优势是运动平台产生较少的热量。放松运动平台的规范,将导致较低成本、更易于制造的***,且更为紧凑的***。
【00195】在多透镜处理***中,需要包含能够调整透镜间距若干微米的装置。这允许透镜间距被调整成与不同客户产品的芯片尺寸的整数倍匹配。不要求聚焦透镜的完美布置,因为射束偏转反射镜,例如快速偏转反射镜(FSM)在透镜被机械调整后马上可能微调光斑位置。
【00196】多聚焦透镜***的最后一个方面是有可能产生从每个聚焦透镜处发射出的多个光斑。通过这么做,链路处理行程速度可能被进一步提高和/或所需的链路处理行程数目可能被进一步减少,因此***的吞吐量被进一步提高。前述的来自单个聚焦透镜的多光斑的优势可能被应用到来自多个聚焦透镜的多个光斑。同轴线和/或跨越轴线间隔的聚焦透镜也可能有这些组合的优势,它们各自将同轴线和/或跨越轴线聚焦光斑传送到工件上。
【00197】多光斑处理的其它重要方面是确定被并行处理的链路,联合速度分布和将链路处理行程数据传送到计算机或控制硬件的电路的软件方法。
【00198】对于光斑之间存在名义上固定的偏移的多光斑链路处理行程,没有必要将要被处理的所有链路的坐标传递给每个光斑。指定“主光斑”然后将其它光斑相对于主光斑的偏移从指定链路处理行程的***控制计算机传送到硬件控制计算机是足够的。接着将被主光斑处理的主链路坐标连同每个光斑的一个数据比特一起被传输,指定每个射束的开关750是应该传输还是阻挡对应于每个主链路的脉冲。这将显著减少需要被传输的数据量。只有一个比特信息需要为每个要被处理的额外的光斑进行传输,而不是链路坐标,链路坐标的每一个都是多字节数字。
VIII.纠错
【00199】美国专利第6,816,294号描述了使用FSM来移动聚焦激光光斑的位置以校正XY运动平台出现的相对位置误差。该专利所描述的技术与本文所描述的多激光束处理***完全兼容。如其中所描述的,激光束响应坐标位置命令,被导向工件上的目标位置。作为对该命令的响应,XY运动平台将激光束定位在工件上的坐标位置。***还检测工件相对于坐标位置的实际位置,然后产生表示位置差别的误差信号,如果存在误差的话。与XY运动平台有关的伺服控制***生成位置校正信号来补偿该差别,因此更精确地将激光束导向目标位置。类似的伺服控制***可能用于将多个激光束导向多个目标位置。例如,在两光斑***中,因为XY运动平台误差导致的相对定位误差将会同样影响两个光斑,最终XY射束偏转装置772的加入可能用于为多光斑的情况重导向和校正这些误差,如图28所示。由于XY平台旋转导致的误差将不会同样地影响两个光斑,然而,任何被检测到的旋转误差都可能通过使用旋转坐标变换和两射束偏转装置764以类似的方式来校正。
【00200】此外,在一个或多个射束路径上配置了偏转装置,并且配置了最终偏转反射镜的***为命令光斑移动和校正误差提供额外的灵活性。可能联合使用所有的XY射束偏转装置和任何最终FSM射束偏转装置来给予光斑所需的运动。例如,最终XY射束偏转装置可能在X方向上移动两个光斑+20μm,接着独立射束偏转装置可能在X方向上移动一个光斑+20μm,而在X方向上移动另一个光斑-20μm。因而产生的配置具有相对于初始位置不改变的光斑,而另一个光斑则移动了+40μm,而没有任何一个激励器给予多于20μm的运动。这样的配置的一个优势是任何射束偏转装置所施与的移动量可能被减少。此外,与产生光斑偏移相呼应,所有射束偏转装置还可能一起工作来补偿误差。
【00201】在激励器有不同的性能规格时,体现出上述配置的额外优势。例如,某些激励器可能具有较大的运动范围但带宽有限。其它的激励器可能有非常高的带宽但是运动范围有限。有选择地分配频率含量和所需要的射束偏转命令的范围以与不同的激励器匹配,可能导致具有大运动范围与纠错和命令偏移所必需的快速响应的***。把将给予较大的位置偏移的射束偏转装置放置在靠近聚焦透镜的入瞳处,而把给予较小的偏移的那些放在距离聚焦透镜较远的地方,还可能导致聚焦光斑的变形较小。
【00202】有了某些光学配置,校正XY平台误差可能不需要额外的FSM XY射束偏转装置。例如,如果两个射束都有偏转装置使得它们在X和Y两个方向都移动(例如,如图19所示),且如果这些偏转装置具有足够的带宽和范围来校正平台误差,则用于纠错的最终输出FSM是冗余的。用于将两个光斑相对彼此移动的偏转装置命令可能与纠错所必需的命令结合。结果产生的偏转反射镜的运动正确地定位晶片表面上光斑之间的相互位置,并且还校正了相对定位误差。
【00203】两个射束具有独立的偏转反射镜额外允许误差校正或校准和比例因子的校正,它们影响定位每个光斑以及所需目标位置的能力。例如,晶片制造误差可能导致晶片上不同芯片的略微不同的比例因子或旋转,而射束偏转可能校正这些不同。或者,光学台共振,光振动,光学元件的热漂移,或***中的其它变化可能引发工件740上每个聚焦光斑和目标链路结构之间的相对定位误差。耦合到检测位置误差的传感器的独立驱动偏转反射镜可能对不同射束路径作独立校正。这样的位置传感器可能是光编码器,干涉计,应变传感器,感应式位置传感器,容性位置传感器,线性变量位移变换器(LVDT),位置敏感检测器(PSD),监控射束运动的传感器或四通道光电探测器(quadphotodetector),或其它传感器。因此,相比单个偏转反射镜,使用两个偏转反射镜为纠错和校准提供更多灵活性和好处。
【00204】上述专利申请中没有提到的其它定位误差的来源也可能使用偏转反射镜来校正。例如,激光定点稳定性、AOM开关和激光干线中元件可以使用光学或机械传感器来检测,且由***的偏转反射镜进行纠错动作。
【00205】图29示出了使用独立的XY射束偏转装置764的例子:(1)使用相对偏移命令来产生一个聚焦光斑相对于其它聚焦光斑的位移;(2)校正XY平台伺服***784检测到的聚焦光斑相对于工件的定位误差;和(3)校正用其它位置传感器检测到的额外的相对定位误差。在该图中,PSD780被用于测量由于激光定点稳定性,AOM定点稳定性和安装光学器件产生的射束运动。每个射束路径中所测得的由于AOM定点稳定性和光学元件的运动产生的误差可能对于每个射束路径有所不同,因此,图中描述了独立的测量,信号处理以及被传输到XY射束偏转装置764的命令。
【00206】应该注意到,射束偏转装置优选在链路处理行程开始之前以及执行链路处理行程的过程中被调整,以产生和维持聚焦光斑位置和目标链路位置之间的所期望的关系。例如,这些调整可以补偿***误差,还可以补偿那些可以用在晶片周围的不同位置的链路的不同坐标***,校准参数,比例因子,和偏移。
【00207】多光斑处理***中光斑之间的分离距离还可能需要更准确的晶片定位。这种需要是由于阿贝偏移误差引起的,阿贝偏移误差是由于大的杆杠力臂上小角度偏移造成的平移定位误差。单光斑机器只要求在激光脉冲被触发时聚焦射束照射到工件上的正确点。这可能通过将工件相对于聚焦光斑做单纯的XY平移来实现,即使工件有小的旋转误差。多光斑机器要求所有光斑同时照射到工件上的正确位置。对于光斑的固定配置来说,小旋转误差将阻止所有光斑同时照射到正确的工件位置。这对于光斑间距较大的多透镜实施方式尤其突出,但对于单透镜实施方式也存在。在多于两个自由度上对工件相对于多个聚焦光斑的控制,具体地说是反馈控制,相比单光斑处理***来说,对多光斑处理***更加重要。这种控制与卡盘和晶片在X,Y和θ坐标的平面运动有关,以及与进一步包括Z坐标、间距和滚动的全三维控制有关。
【00208】多光斑***中检测装置对于控制和校正包括阿贝偏移误差的误差有用。例如,将干涉计或其它传感器与多透镜***的每个透镜排成一直线是一种有用的减少误差的技术,因为可能检测到靠近每个透镜处的定位误差。此外,可以采用中央处理器或FPGA来组合来自多个传感器的数据以确定不同***组件之间的几何关系,例如:聚焦光斑位置,偏转反射镜位置,射束路径位置,透镜,卡盘,链路等等。已经确定期望的和所测得的组件之间几何关系的误差后,就可能减少定位误差。这可能需要通过工件、卡盘、平台或其它***组件的多维控制。还可能通过使用一个或多于一个FSM来移动同轴线和跨越轴线方向的光斑来补偿误差。
【00209】组件之间的几何关系对于激光器触发也是有用的。如果一个激光器被用于产生多个光斑,通过一个透镜或者多个透镜,***可能根据位置估计或测量来触发激光器发射,使得一个或多于一个光斑将照射在工件的(多个)期望位置上。在(多个)估计的位置或时间触发激光器,其最小化多个聚焦光斑位置中的每一个和期望的熔断位置间的平均误差,是一种优选的脉冲触发方法。类似地,如果使用多个激光器来产生多个光斑,每个激光器可能在最小化聚焦光斑位置和目标工件位置之间的误差的(多个)时间或位置被触发。还可能实现其它脉冲触发方法。
IX.校准,对准和聚焦
【00210】使用多射束路径链路处理***可能要求每个激光束的射束能量参数和光斑位置参数的校准。一种实现能量校准的方式,如图30所示,是从每个射束中释放部分光学能量并使用独立脉冲检测器790来检测脉冲特性,例如脉冲能量,脉冲高度,脉冲宽度以及可能其它的特性。检测了(多个)光学参数后,可能使用射束路径中可配置的硬件或激光器进行调整。在一个实施方式中,来自脉冲检测器790的信息可能允许独立调整每个射束路径中可配置的衰减器792,以作能量控制。衰减器792可能是标准光学元件,AOM或其它衰减器。来自脉冲检测器790的反馈还可能被用于修正激光器中的脉冲的产生。当使用多个激光源时,这提供额外的优势。
【00211】执行多激光光斑的***位置校准与现有的单光斑校准类似。然而,每个聚焦束中部和每个目标链路之间的Z高度关系,以及聚焦光斑和目标链路之间的XY位置关系应该被确认。这两种关系可能通过扫描晶片上的对准目标来确定。这个扫描过程涉及传送连续波或光学能量脉冲到晶片的表面上,并横向扫描XY平台,这样光从晶片上具有已知坐标的对准目标处反射离开。监控从目标处和平台位置传感器处反射的能量的量允许精确确定激光光斑相对于对准目标的位置。这些被监控的信号还允许确定光斑依照透镜和对准结构之间的现有的Z高度间隔衡量的尺寸。图31中示出了用于这个目的的***,其中安排分束器794和反射光检测器798以检测反射信号。任选地,可以应用四分之一波片796来产生圆偏振光输出并传送到工作面740。
【00212】在多光斑***中,为了聚焦,目标在若干聚焦高度被扫描,在这些聚焦光斑高度处对反差或衬度或光斑尺寸的测量被用于预测和反复细调聚焦射束中部。因为涉及单个透镜的多光斑***一次只有一个透镜到链路结构或对准目标距离,所以有必要预先对准多光斑***中所有聚焦光斑,使得它们都具有基本上相同的聚焦高度。这么做的一种方法涉及将多个激光束导向在一个或多于一个焦深处的目标,对各个射束做焦深测量,基于这些焦深测量结果确定相对焦深差别,并优选响应减小相对焦深差别来调整激光束路径。这个过程被不断重复,或通过反馈控制***来达到相对聚焦预对准。其后,可能只使用激光聚焦光斑中的一个来实现在现场晶片处理环境中的聚焦。聚焦可以用聚焦场中的单个目标或多个目标完成,例如聚焦场中的三个或四个目标。接着从不同聚焦目标位置处的聚焦高度计算出聚焦场中的XY定位位置处的聚焦高度距离。
【00213】多光斑***的聚焦还可以通过以下方式增强:加入或移动聚焦控制光学器件769(图22),以从Z方向上的其它聚焦射束中部处偏移一个或更多个聚焦光斑射束中部。
【00214】除了是有用的独立聚焦装置,聚焦控制光学器件769可能给予聚焦射束中部相对于其它光斑的已知的Z聚焦偏移以增强聚焦方法。通过使用这些两个或更多Z-偏移光斑来扫描对准目标,就可以知道达到聚焦所必须运动的Z方向。三个或更多的Z-偏移光斑不单可能用于预设聚焦光斑方向,还可以预设到聚焦处的距离。
【00215】另一种聚焦技术包括聚焦调节器在每个透镜上的小运行范围,可能被对准到接近一个晶片厚度并原地锁定的单次Z粗调。这优选在具有基本上平整和水平的卡盘的***上实现,这样在处理链路处理行程时,透镜不需要被上下移动以校正晶片倾斜。这大大地减小了必须做的聚焦工作量。接着聚焦只需追踪由于晶片下的灰尘微粒或不平整的卡盘造成的小(一般小于约10μm)偏差。因为每个透镜可以聚焦在卡盘的不同部分,所以可能在每个透镜上实现压电式激励器以允许其被竖直地略微移动来调整聚焦。可能通过这些压电激励器来调整聚焦,从而聚焦射束中部追踪每个透镜下的局部晶片拓扑。当然,这种聚焦技术的其它实施方式也是可能的,例如使用音圈或其它激励器而不是压电式激励器。
【00216】多光斑***的一种对准程序涉及确定所有光斑相对于对准目标的位置和这种关系中的任何Z高度依赖。在最简单的实施方式中,XY对准目标首先由***中的所有光斑扫描和测量来确定这些光斑彼此之间的XY和可能Z偏移。接着,还可能在不同聚焦高度测量相对偏移。这个程序可以在晶片上的不同位置处或校准网格上的单个目标或多个聚焦目标上进行。在处理晶片的其它区域时,收集到的关于光斑在工件处理位置上的相对定位的信息可能被控制校准和校正光斑位置处的差别的机器的一个或多于一个计算机所处理。
【00217】描述了多个光斑相对彼此的特性之后,可能以类似单光斑***对准(同轴校直)的方式来实现不同对准场中的晶片XY对准。扫描一个目标或多于一个目标以确定聚焦光斑和目标链路结构之间的几何关系,然后可能应用光斑位置之间的已知映射来精确确定***的其它聚焦光斑的位置。接着可能向XY偏转装置和聚焦偏移***发送定位命令以将所有聚焦激光光斑精确定位在链路处理行程和链路处理行程分区的期望位置处。这优选通过创建定义了工件区域范围内的激光器到工件的三维参考表面来执行。可能从链路熔断位置的CAD数据、参考表面和任何其它额外的校准信息产生目标链路坐标和平台、射束偏转装置和聚焦偏移装置的轨迹命令。
【00218】某些XY和聚焦校准可能仅使用多个光斑中的一个一次性执行。然而,存在其他程序,在其中使用同时发送的多个光斑来扫描目标较为有利。例如,同时使用所有的光斑来扫描XY对准目标可以核实所有光斑都聚焦了以及通过校准程序用XY射束偏转装置已将光斑之间的相对偏移去除了。接着被扫描目标的反射信号将会显得具有严格聚焦的单个光斑的反射标记(reflection signature)。如果任何射束没有被正确地对准或是离焦的,则将观察到多个可能重叠的反射标记,或者可能观察到叠加在小光斑上的大光斑的反射标记。
【00219】使用同时发送到晶片上的多光斑的另一种校准程序使用平均技术来提高扫描测量的质量。图32示出了这种技术。如果光斑之间的偏移关系已知且可能被精确设置,则可能启动在轴线方向上具有较小的横向偏移(例如,两微米)的两个(或更多)光斑,对准目标810将沿着这个轴线被扫描。接着对对准目标的单次扫描,收集反射的传感器数据和平台位置数据,可能用于确定两个光斑的位置。这信息可能与指定的光斑偏移联合起来,通过平均两个光斑的位置来确定具有增强的准确度的目标位置。这项技术可能用于精化或改进扫描方向上光斑相对于彼此的准确度。例如,假设扫描方向上偏移距离是5μm。进一步假设光斑1扫描对准目标810,当X位置是10,005.020μm时产生最大的反射强度,而光斑2扫描对准目标810,当X位置是10,000.000μm时产生最大的反射强度。接着,考虑已知的偏移之后将两个位置测量值平均,则结果位置应为10,000.010μm。因为平均值是根据多于单次测量的数据,这是更可靠的结果。
【00220】在能够确定哪个反射光由哪个入射的聚焦光斑引起的***中,有可能用完全重叠的光斑来实施这个平均程序。时间分割和利用不同光斑特性例如偏振或波长是将反射光斑与入射光斑关联的一些技术。当光斑是部分重叠或完全重叠使相对偏移为零时,这些技术可能很有用。
【00221】在图32所描述的第二种情形中,两个被扫描的光斑都有同轴线和跨越轴线偏移。这提供了关于对准目标810的位置的两个估计值,其测量值是在沿着对准目标820的不同点处获得的。这多个测量值对确定晶片上的绝对定位有用,即使是在对准目标820不一致的时候。
【00222】接着,因为多光斑***的射束可能配备了XY射束偏转装置,这些装置,而不是XY平台,可以用于跨越对准目标810扫描聚焦光斑。接着校准程序将从对准目标810-820处反射的反射信号能量与检测到的XY偏转装置的位置关联起来,并将其与XY平台位置联合,以确定光斑定位。因为每个射束路径中放置了独立的XY射束偏转装置,因此可能使用不同聚焦光斑来独立扫描XY对准目标810-820。使用适当的用于确定哪个是X信号哪个是Y信号的方法,一个目标可能在X中被扫描,而另一个对准目标810-820在Y中被扫描。这可能通过使用AOM或其它衰减器在特定频率处脉动功率以改变能量,并且接着使用频率信息确定来自每个光斑的反射信号来实现。或者,可能使用以不同速度移动的光斑来扫描对准目标810-820来将反射信号的分量与特定光斑关联起来。光斑还可能被高速地时间分割或调制,使得一次只启用一个光斑。接着使用时间片(time slice)直接分离反射信号,以允许同时扫描多个目标或一个X和一个Y目标。基于光学特性例如偏振性或波长的分离对于某些实施方式也是适合的。
【00223】如果半导体链路处理***中使用多个激光源,正确的对准会导致最高质量的链路处理。用于对准多个激光器头的一种技术要求必须从激光器头中产生连续波或脉冲发射,测量射束相对彼此的传播,并且将射束调整到期望的重叠或相对位置。可能通过使用聚焦激光光斑扫描晶片上的对准目标810-820,或者将PSD或其它光学检测器放置到射束路径中不同位置,来相对彼此测量射束。一种可选的技术是将PSD对准工具替代最终聚集透镜放置到射束路径中。然后在使用Z平台来改变PSD的位置时可以测量射束位置,并可以调整光学元件,例如倾斜片或反射镜的位置来校正射束位置。对于所有激光器头分别发射或同时发射的情形都可以对射束或聚焦光斑位置作测量。
【00224】一种期望的射束对准是每个激光器头的发射都精确重叠。这样,产生的单射束***在同一个位置有聚焦的射束中部,而不管哪个激光器头产生了该脉冲。类似地,两射束***将产生两个聚焦光斑。
【00225】另一种期望的射束对准是引入由不同激光器头产生的聚焦光斑的有意的同轴线和/或跨越轴线相对偏移。可以实现这样的偏移以使来自一个激光器头的脉冲照射到链路中的一行,同时来自其它激光器头的脉冲则照射到链路中其它行。
【00226】激光束路径的对准或准直可以在机器安装时调整,然后不需要进一步的调整。然而,可能存在某些情形,例如为了校正聚焦光斑的热漂移,需要动态的或周期的射束调整。可以在***中放置用于射束调整的激励器,激励器和控制***可以放置就位,以根据来自对准目标810-820的扫描数据或对射束位置的PSD测量数据来配置这些激励器。
【00227】还可以在晶片处理过程中不时地使用激励器来重配置由不同激光器头产生的射束的对准。例如,可能需要在处理X和Y轴线链路处理行程中间,或者处理需要不同间距的链路处理行程分区中间,移动源自不同激光器头的聚焦光斑的位置。此外,当使用通过相同透镜的多个光斑进行处理时,可能需要在链路处理行程整个过程中对光斑的相对或绝对位置做小的调整。例如,可能聚焦光斑的XY位置对于Z高度有某些依赖关系。如果射束是倾斜的,由于倾斜卡盘或卡盘与晶片拓扑变化所导致的在不同高度的聚焦,可能导致光斑漂移。这样的误差可以通过使用多射束激励器和/或射束偏转装置来校正。
【00228】本文所示出的和所描述的方法和***(例如,联合速度分布的计算)可能以活动和非活动的各种方式存在。例如,它们可能作为一个或多个软件程序而存在,软件程序包括:源代码、目标代码、可执行代码或其它形式的程序指令。所述代码格式的任何一种(包括压缩或非压缩形式的存储设备和信号)可以在计算机可读介质上实现。示例性的计算机可读存储设备包括传统的计算机***RAM(随机存储器)、ROM(只读存储器)、可擦可编程只读存储器(EPROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、闪存和磁盘或光盘或磁带。示例性的计算机可读信号(无论是否使用载波进行调制)是这样的信号:其能被寄存有计算机程序或运行计算机程序的计算机***配置访问,包括从因特网或其它网络下载的信号。上文具体的例子包括CDROM或通过因特网下载的软件的分配。在某种意义上,因特网作为一个抽象实体,其本身也是计算机可读介质。对于通常的计算机网络也是这样的。
【00229】上文所用的术语和描述仅是示例性提出的,并不意味着限定。本领域技术人员将认识到,所述的实施例的细节是可能有很多变化的,而并不脱离本发明的基本原理。例如,可以使用多激光光斑来处理半导体基片上的导电链路结构之外的结构。作为另一个例子,不是所有的链路处理都是为了切断链路使其不再导电;有时激光辐照的目的是为了使否则非导电“链路”变成导电的,或者是改变链路的特性。因此本发明的保护范围应仅由所附权利要求以及其等同物来定义,除非另有说明,其中的所有术语应按照其最大范围的合理意义来理解。
Claims (165)
1.一种用于使用多个激光束来选择性地辐照半导体基片(740)之上或之内的结构的方法,所述结构被布置在多个平行的沿纵向延伸的行中,所述方法包括:
沿着具有第一轴线的第一传播路径传播第一激光束,所述第一轴线在给定时间入射到所述半导体基片(740)之上或之内的第一位置,所述第一位置在第一行结构中的一结构之上或者在所述第一行中的两个相邻结构之间;
沿着具有第二轴线的第二传播路径传播第二激光束,所述第二轴线在给定时间入射到所述半导体基片(740)之上或之内的第二位置,所述第二位置在第二行结构中的一结构之上或者在所述第二行中的两个相邻结构之间,所述第二行不同于所述第一行,其中所述第二位置在所述行的纵向上与所述第一位置偏离一定距离;和
相对于所述半导体基片(740),沿着所述行的纵向协同地移动所述第一和第二激光束轴线,从而分别使用所述第一和第二激光束来选择性地辐照所述第一行或第二行中的结构。
2.根据权利要求1所述的方法,其中在所述第一行中的结构在所述行的纵向方向与所述第二行中的结构偏移。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一行中的结构在所述行的纵向上与所述第二行中的结构对准,但所述第一位置和第二位置对应于各自的第一行和第二行中的结构,这些结构沿着所述行的纵向相互偏移。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一和第二激光束具有各自的第一和第二组光学特性,且其中所述第一和第二组光学特性彼此不同。
5.根据权利要求1所述的方法,进一步包括:
选择性地阻挡所述第一激光束到达所述第一位置;和
选择性地阻挡所述第二激光束到达所述第二位置。
6.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一和第二激光束同时到达所述工件。
7.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一激光束第一次辐照所述第一行中的选择的结构,以及所述第二激光束第二次辐照之前已经被所述第一激光束辐照过的所述第二行中的结构。
8.根据权利要求1所述的方法,进一步包括:
在移动步骤中,动态地调整所述第一和第二激光束轴线在所述半导体基片(740)上的入射位置之间的相对间距。
9.根据权利要求1所述的方法,其中所述结构包含导电性链路,并且对链路的辐照导致分离该链路。
10.根据权利要求1所述的方法,其中所述半导体基片(740)包含多个芯片,且所述第一激光束轴线入射到半导体基片(740)上的一个芯片上,而所述第二激光束轴线入射到所述半导体基片(740)上的分开的芯片上。
11.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一行和第二行相邻。
12.根据权利要求11所述的方法,其中所述第一和第二位置被足够的距离间隔以避免在所述第一和第二位置附近被所述半导体基片(740)吸收的能量的有害集中。
13.一用于使用多个激光束来选择性地辐照半导体基片(740)之上或之内的结构的***,所述结构被布置在多个平行的沿纵向延伸的行中,所述***包括:
产生至少第一激光束和第二激光束的激光源;
第一激光束传播路径,其具有在给定时间入射到所述半导体基片(740)之上或之内第一位置处的第一光斑的第一轴线,所述第一位置在第一行结构的一结构之上,或者在所述第一行的两个相邻结构之间;
第二激光束传播路径,其具有在给定时间入射到所述半导体基片(740)之上或之内第二位置处的第二光斑的第二轴线,所述第二位置在第二行结构中的一结构之上,或者在所述第二行的两个相邻结构之间,所述第二行不同于所述第一行,其中所述第二位置在所述行的纵向方向与所述第一位置偏离一定距离;和
运动平台(660),其相对所述半导体基片(740)沿着所述行的纵向协同地移动所述第一和第二激光束轴线,从而分别使用所述第一和第二激光束来选择性地辐照所述第一行或第二行中的结构。
14.根据权利要求13所述的***,其中所述激光源包括:
各自的第一和第二激光器(720-1,720-2,…)。
15.根据权利要求13所述的***,其中所述激光源包括:
激光器(720);和
分束器(745),其设置在位于所述激光器(720)和所述半导体基片(740)之间的所述第一和第二激光束传播路径中。
16.根据权利要求13所述的***,进一步包括:
设置在所述第一激光传播路径中的第一光学开关(750),所述第一光学开关(750)能够选择性地允许或阻挡所述第一激光束到达所述半导体基片(740);和
设置在所述第二激光传播路径中的第二光学开关(750),所述第二激光开关(750)能够选择性地允许或阻挡所述第二激光束到达所述半导体基片(740)。
17.根据权利要求16所述的***,其中所述第一和第二光学开关(750)是声光调制器AOM。
18.根据权利要求16所述的***,进一步包括:
连接到所述第一和第二光学开关(750)的控制器(690),所述控制器(690)设定所述第一和第二光学开关(750)的状态,使得只辐照选择的结构。
19.根据权利要求13所述的***,进一步包括:
设置在所述第一激光束传播路径中的射束偏转装置(760、764、766、768),由此可以调整所述第一位置。
20.根据权利要求13所述的***,进一步包括:
设置在所述第二激光束传播路径中的射束偏转装置(760、764、766、768),由此可以调整所述第二位置。
21.根据权利要求13所述的***,进一步包括:
设置在所述第一和第二激光束传播路径中的射束组合器(765);和
设置在所述第一和第二激光束传播路径中的、位于所述射束组合器(765)和所述半导体基片(740)之间的聚焦透镜(730)。
22.根据权利要求13所述的***,进一步包括:
设置在所述第一激光束传播路径中的第一聚焦透镜(730A);和
设置在所述第二激光束传播路径中的第二聚焦透镜(730B)。
23.一种用于处理具有被多个激光束选择性辐照的多个结构的半导体基片(740)的方法,所述结构被布置在多个平行的沿纵向延伸的行中,所述方法包括:
产生沿着与半导体基片(740)之上或之内的第一目标位置相交的第一激光束轴线传播的第一激光束;
产生沿着与半导体基片(740)之上或之内的第二目标位置相交的第二激光束轴线传播的第二激光束,所述第二目标位置在垂直于所述行的纵向上与所述第一目标位置偏移一定距离,由此,当所述第一目标位置是位于第一行结构上的一结构时,所述第二目标位置是在与所述第一行不同的第二行的一结构或位于两个相邻结构之间;和
在与所述行的结构平行的方向上,相对所述第一和第二激光束轴线移动所述半导体基片(740),由此,沿着所述第一行通过所述第一目标位置以第一次辐照所述第一行中的选择的结构,且同时沿着所述第二行,通过所述第二目标位置,以第二次辐照在沿着所述第二行的所述第一目标位置的前一遍通过中已被所述第一激光束辐照的结构。
24.根据权利要求23所述的方法,其中所述第一和第二激光束具有各自的第一和第二组光学特性,且其中所述第一组和第二组光学特性彼此不同。
25.根据权利要求23所述的方法,其中所述第一激光束轴线在与所述行的纵向平行的方向上与所述第二激光束轴线偏移一定距离。
26.根据权利要求23所述的方法,进一步包括:
选择性地阻挡所述第一激光束到达所述第一目标位置;和
选择性地阻挡所述第二激光束到达所述第二目标位置。
27.根据权利要求23所述的方法,其中所述第一和第二激光束同时到达所述半导体基片(740)。
28.根据权利要求23所述的方法,进一步包括:
在移动步骤中,动态地调整所述第一和第二激光束轴线在所述半导体基片(740)上的入射位置之间的相对间距。
29.根据权利要求23所述的方法,其中所述结构是导电性链路,并且对链路的辐照导致分离该链路。
30.根据权利要求23所述的方法,其中所述半导体基片(740)包含多个芯片,且所述第一激光束轴线入射到所述半导体基片(740)上的一个芯片上,而所述第二激光束轴线入射到所述半导体基片(740)上的分开的芯片上。
31.根据权利要求23所述的方法,其中所述第二激光束在给定结构上的入射位置在该结构的纵向上与所述第一激光束在所述给定结构上的入射位置偏移。
32.一种用于处理具有被多个激光束选择性地辐照的多个结构的半导体基片(740)的***,所述结构被布置在多个平行的沿纵向延伸的行中,所述***包括:
产生至少第一激光束和第二激光束的激光源;
从所述激光源出发到所述半导体基片(740)的第一激光束传播路径,其具有与所述半导体基片(740)之上或之内的第一目标位置相交的第一激光束轴线;
从所述激光源出发到所述半导体基片(740)的第二激光束传播路径,其具有与半导体基片(740)之上或之内的第二目标位置相交的第二激光束轴线,所述第二目标位置在垂直于行的纵向的方向上与第一目标位置偏移一定距离,由此,当所述第一目标位置是在第一行结构上的一结构时,所述第二目标位置是在与所述第一行不同的第二行上的一结构或位于两个相邻的结构之间;和
运动平台(660),其相对所述第一和第二激光束轴线沿着与所述行的结构平行的方向移动所述半导体基片(740),由此,沿着第一行通过所述第一目标位置以第一次辐照所述第一行中的选择的结构,且同时沿着所述第二行,通过所述第二目标位置,以第二次辐照在沿着所述第二行的所述第一目标位置的前一遍通过中已被所述第一激光束轴线辐照的结构。
33.根据权利要求32所述的***,其中所述激光源包括:
各自的第一和第二激光器(720-1,720-2,…)。
34.根据权利要求32所述的***,其中所述激光源包括:
激光器(720);和
分束器(745),其设置在位于所述激光器(720)和所述半导体基片(740)之间的所述第一和第二激光束传播路径中。
35.根据权利要求32所述的***,进一步包括:
设置在所述第一激光传播路径中的第一光学开关(750),所述第一光学开关(750)能够选择性地允许或阻挡所述第一激光束到达所述半导体基片(740);和
设置在所述第二激光传播路径中的第二光学开关(750),所述第二光学开关(750)能够选择性地允许或阻挡所述第二激光束到达所述半导体基片(740)。
36.根据权利要求35所述的***,其中所述第一和第二光学开关(750)是声光调制器AOM。
37.根据权利要求35所述的***,进一步包括:
连接到所述第一和第二光学开关(750)的控制器(690),所述控制器(690)设定所述第一和第二光学开关(750)的状态,使得只辐照被选择的结构。
38.根据权利要求32所述的***,进一步包括:
设置在所述第一激光束传播路径中的射束偏转装置(760,764,766,768),由此可以调整所述第一位置。
39.根据权利要求32所述的***,进一步包括:
设置在所述第二激光束传播路径中的射束偏转装置(760,764,766,768),由此可以调整所述第二位置。
40.根据权利要求32所述的***,进一步包括:
射束组合器(765),其设置在所述第一和第二激光束传播路径中;和
聚焦透镜(730),其设置在所述第一和第二激光束传播路径中,并位于所述射束组合器(765)和所述半导体基片(740)之间。
41.根据权利要求32所述的***,进一步包括:
设置在所述第一激光束传播路径中的第一聚焦透镜(730A);和
设置在所述第二激光束传播路径中的第二聚焦透镜(730B)。
42.一种用于使用N个连续激光脉冲对半导体基片(740)之上或之内的结构进行处理以获得吞吐量益处的方法,其中N≥2,所述结构被布置在多个平行的沿纵向延伸的行中,所述N个连续激光脉冲沿着各自的N个射束轴线传播直至入射到各自的N个不同的行上的选择的结构上,所述方法包括:
确定同时相对所述半导体基片(740)在纵向上致协同地移动N个激光束轴线的联合速度分布,使得用各自的N个连续激光脉冲处理N行中的结构,由此所述联合速度分布应实现吞吐量益处,同时确保所述联合速度分布表示的速度对于N个连续激光脉冲中每一个和被N个连续激光脉冲处理的N行各自结构中的每一个都是可行的。
43.根据权利要求42所述的方法,其中确定步骤包括:
为N行中每一行确定速度分布(410),其用于沿纵向相对所述半导体基片(740)移动各个激光束轴线,以使用各自连续激光脉冲处理结构,由此产生N个单独的速度分布(410);和
比较所述N个单独的速度分布(410)以确定所述联合速度分布。
44.根据权利要求43所述的方法,其中所述联合速度分布是在沿着分布的每个点处的N个单独的速度分布(410)的最小速度值。
45.根据权利要求43所述的方法,其中在使用激光脉冲处理结构时,所述联合速度分布没有超过N个单独的速度分布(410)的最小值。
46.根据权利要求43所述的方法,其中所述N个单独的速度分布(410)包含有各自恒定速度的对准区间(440),所述联合速度分布包含相应的具有恒定速度的区间,所述恒定速度是N个相应恒定速度中的最小值。
47.根据权利要求43所述的方法,其中N行中一行或多于一行包含没有要被辐照的结构的间隙(460),且如果所有N行都包含相互对准的间隙,则所述联合速度分布包含间隙分布。
48.根据权利要求42所述的方法,其中所述联合速度分布包含具有一个或多于一个恒定速度区间。
49.根据权利要求42所述的方法,进一步包括:
产生所述N连续激光脉冲;和
根据所述联合速度分布,相对所述半导体基片(740)沿着纵向协同地移动N个激光束轴线,以此使用所述各自的N个连续激光脉冲来选择性地辐照所述N行中的结构。
50.根据权利要求42所述的方法,其中确定步骤包括:
产生一主坐标组;
为将被激光辐照的N行中的每个结构确定其与主坐标的相对偏移坐标;和
基于所述主坐标组为所述N行确定联合速度分布。
51.根据权利要求42所述的方法,其中所述结构包括导电性链路,且对链路的辐照导致分离该链路。
52.根据权利要求42所述的方法,其中所述半导体基片(740)包括多个芯片,且所述N个激光束轴线的每一个轴线入射到所述半导体基片(740)上的分开的芯片上。
53.一种半导体基片(740),设置在其上的结构由比被单激光束更快的N个激光束所辐照,其中N≥2,且其中N个激光束被布置成在给定方位入射到所述半导体基片(740)上,所述半导体基片(740)包括:
沿着纵向延伸的以多行的形式布置的多个结构,其中所述结构的一个或多个特性可以通过辐照被改变,其中构成并设置至少N个这样的行,以使所述N行有一个或多个区间的结构被设置成与所述给定方位匹配,由此所述半导体基片(740)可能通过使用所述N个激光束被辐照处理而具有增大的吞吐量,其中,每个激光束光斑同时入射到N行的所述区间之一的各自的行中的一结构上。
54.根据权利要求53所述的半导体基片(740),其中所述结构被设置以最大化所述联合速度分布,其用于同时在行的纵向上移动N个激光束光斑。
55.根据权利要求53所述的半导体基片(740),其中所述N行包含对准间隙,其没有要被辐照处理的结构,且所述间隙被设置成沿着所述N行的纵向对准。
56.根据权利要求53所述的半导体基片(740),其中沿着所述N行的结构的设置在所述行的纵向上一致。
57.根据权利要求53所述的半导体基片(740),其中所述N行被设置成在垂直于所述行的纵向的方向上足够相互靠近,使得所述N个激光束可能使用单个透镜聚焦到所述的半导体基片(740)上。
58.根据权利要求53所述的半导体基片(740),其中所述区间包含具有以恒定的间距间隔开的相邻结构的行。
59.根据权利要求53所述的半导体基片(740),其中所述给定方位是与垂直于所述行的纵向的方向共线的。
60.根据权利要求53所述的半导体基片(740),其中基本所述半导体基片(740)的所有结构都被布置在沿着纵向对准的行中。
61.根据权利要求53所述的半导体基片(740),其中所述半导体基片(740)的行的总数量是N的整数倍。
62.根据权利要求53所述的半导体基片(740),其中所述结构是链路。
63.一种使用多个激光束来选择性地辐照半导体基片(740)之上或之内的结构的方法,所述结构被布置在沿纵向延伸的行中,所述方法包括:
产生第一激光束,其沿着与所述半导体基片(740)相交的第一激光束轴线传播;
产生第二激光束,其沿着与所述半导体基片(740)相交的第二激光束轴线传播;
同时将所述第一和第二激光束导向在所述行中的不同的第一和第二结构;和
相对于所述半导体基片(740)沿着与行的纵向平行的方向协同地移动所述第一和第二激光束轴线,由此同时使用所述第一和第二激光束中的一个或多于一个光束来选择性地辐照所述行中的结构。
64.根据权利要求63所述的方法,其中所述第一和第二结构不相邻。
65.根据权利要求64所述的方法,其中所述第一和第二结构被足够避免有害的能量集中的距离分隔开,所述能量在所述第一和第二结构附近被所述半导体基片(740)吸收。
66.根据权利要求64所述的方法,其中所述第一和第二结构之间存在多于一个的结构。
67.根据权利要求66所述的方法,其中所述第一和第二结构之间的结构的数量是偶数。
68.根据权利要求1所述的方法,进一步包括:
产生沿着与所述半导体基片(740)相交的第三激光束轴线传播的第三激光束;和
将所述第三激光束导向所述行中的一结构上。
69.根据权利要求63所述的方法,其中所述第一和第二激光束有各自的第一和第二组光学特性,且其中所述第一组和第二组光学特性彼此不同。
70.根据权利要求63所述的方法,进一步包括:
选择性地阻挡所述第一激光束到达所述半导体基片(740);和
选择性地阻挡所述第二激光束到达所述半导体基片(740)。
71.根据权利要求63所述的方法,进一步包括:
在移动步骤中,动态地调整所述第一和第二激光束轴线的入射位置之间的相对间距。
72.根据权利要求63所述的方法,其中所述结构包含导电性链路,而对链路的辐照导致分离该链路。
73.一种使用多个激光束来选择性辐照半导体基片(740)之上或之内的结构的***,所述结构被布置在沿纵向延伸的行中,所述***包括:
产生至少第一激光束和第二激光束的激光源;
第一激光束传播路径,所述第一激光束沿所述第一激光束传播路径传向所述半导体基片(740),所述第一激光束传播路径具有与所述半导体基片(740)相交于第一光斑的第一激光束轴线;
第二激光束传播路径,所述第二激光束沿所述第二激光束传播路径传向所述半导体基片(740),所述第二激光束传播路径具有与所述半导体基片(740)相交于第二光斑的第二激光束轴线,其中所述第一光斑和所述第二光斑同时照射到所述行中的不同的第一和第二结构;和
运动平台(660),其相对于所述半导体基片(740)沿着与所述行的纵向平行的方向移动所述第一和第二激光束轴线,以同时使用所述第一和第二激光束中的一个或多于一个光束来选择性辐照所述行中的结构。
74.根据权利要求73所述的***,其中所述激光源包括:
各自的第一和第二激光器(720-1,720-2,…)。
75.根据权利要求73所述的***,其中所述激光源包括:
激光器(720);和
分束器(745),其设置在位于所述激光器(720)和所述半导体基片(740)之间的所述第一和第二激光束传播路径中。
76 根据权利要求73所述的***,进一步包括:
设置在所述第一激光传播路径中的第一光学开关(750),所述第一光学开关(750)能够选择性地允许或阻挡所述第一激光束到达所述半导体基片(740);和
设置在所述第二激光传播路径中的第二光学开关(750),所述第二光学开关(750)能够选择性地允许或阻挡所述第二激光束到达所述半导体基片(740)。
77.根据权利要求76所述的***,其中所述第一和第二光学开关(750)是声光调制器AOM。
78.根据权利要求76所述的***,进一步包括:
连接到所述第一和第二光学开关(750)的控制器(690),所述控制器(690)设定所述第一和第二光学开关(750)的状态,使得只辐照被选择的结构。
79.根据权利要求73所述的***,进一步包括:
设置在所述第一激光束传播路径中的射束偏转装置(760,764,766,768),由此可以调整所述第一位置。
80.根据权利要求73所述的***,进一步包括:
设置在所述第二激光束传播路径中的射束偏转装置(760,764,766,768),由此可以调整所述第二位置。
81.根据权利要求73所述的***,进一步包括:
设置在所述第一和第二激光束传播路径中的射束组合器(765);和
设置在所述第一和第二激光束传播路径中的位于所述射束组合器(765)和所述半导体基片(740)之间的聚焦透镜(730)。
82.根据权利要求73所述的***,进一步包括:
设置在所述第一激光束传播路径中的第一聚焦透镜(730A);和
设置在所述第二激光束传播路径中的第二聚焦透镜(730B)。
83.一种用于使用多个脉冲激光束选择性地辐照半导体基片(740)之上或之内的各结构的方法,所述结构被布置在沿纵向延伸的行中,所述方法包括:
产生沿着与所述半导体基片(740)相交的第一激光束轴线传播的第一脉冲激光束;
产生沿着与所述半导体基片(740)相交的第二激光束轴线传播的第二脉冲激光束;
将来自所述第一和第二脉冲激光束的各自第一和第二脉冲导向到所述行中的不同的第一和第二结构,以通过对每个结构用单个激光脉冲来完成对所述结构的辐照;和
在与所述行的纵向平行的方向上,相对所述半导体基片(740)协同地移动所述第一和第二激光束轴线,以使用所述第一或第二激光束来选择性地辐照各结构,其中移动步骤导致比只有单个激光束被用于辐照所述行中的结构时更高的速度。
84.根据权利要求83所述的方法,其中所述第一和第二脉冲分别被同时传输到所述第一和第二结构处。
85.根据权利要求83所述的方法,其中所述结构包括导电性链路,而对链路的辐照导致分离该链路。
86.根据权利要求83所述的方法,其中所述结构包括潜在的导电性链路,而对所述链路的辐照导致在该链路中形成电连接。
87.根据权利要求83所述的方法,其中所述第一和第二结构不相邻。
88.根据权利要求87所述的方法,其中所述第一和第二结构被足够大的距离间隔开以避免有害的能量集中,所述能量在所述第一和第二结构附近被所述半导体基片(740)所吸收。
89.根据权利要求87所述的方法,其中所述第一和第二结构之间存在多于一个的结构。
90.根据权利要求89所述的方法,其中所述第一和第二结构之间的结构数量是偶数。
91.根据权利要求83所述的方法,其中所述第一和第二激光束轴线与所述半导体基片(740)在各自的第一和第二光斑处相交,且其中所述第一和第二光斑在垂直于所述行的纵向的方向上彼此偏移一定距离。
92.根据权利要求83所述的方法,进一步包括:
产生沿着与所述半导体基片(740)相交的第三激光束轴线的第三激光束;和
将所述第三激光束导向所述行中的结构上。
93.根据权利要求83所述的方法,其中所述第一和第二激光束具有各自的第一和第二组光学特性,且其中所述第一组和第二组光学特性彼此不同。
94.根据权利要求83所述的方法,进一步包括:
选择性地阻挡所述第一激光束到达所述半导体基片(740);和
选择性地阻挡所述第二激光束到达所述半导体基片(740)。
95.根据权利要求83所述的方法,进一步包括:
在移动步骤中,动态地调整所述第一和第二光斑之间的相对间距。
96.一种使用多个脉冲激光束来选择性辐照半导体基片(740)之上或之内的结构的***,所述结构被布置在沿纵向延伸的行中,所述***包括:
产生至少第一脉冲激光束和第二脉冲激光束的激光源;
第一激光束传播路径,所述第一激光束沿所述第一激光束传播路径传向所述半导体基片(740),所述第一激光束传播路径具有与所述半导体基片(740)相交于第一光斑处的第一激光束轴线;
第二激光束传播路径,所述第二激光束沿所述第二激光束传播路径传向所述半导体基片(740),所述第二激光束传播路径具有与所述半导体基片(740)相交于第二光斑处的第二激光束轴线,其中所述第一光斑和第二光斑入射在所述行中的不同的第一和第二结构上;和
运动平台(660),其相对所述半导体基片(740),沿着与所述行的纵向平行的方向,协同地移动所述第一和第二激光束轴线,以此使用所述第一和第二脉冲激光束之一来选择性辐照所述行中的结构,使得所述行中的任何结构都不会被多于一个激光束脉冲辐照,由此所述运动平台(660)遍历所述行的长度的时间将少于如果只有单个激光束被用于辐照所述行中的结构所要求的时间。
97.根据权利要求96所述的***,其中所述激光源包括:
各自的第一和第二激光器(720-1,720-2,…)。
98.根据权利要求96所述的***,其中所述激光源包括:
激光器(720);和
分束器(745),其设置在位于所述激光器(720)和所述半导体基片(740)之间的所述第一和第二激光束传播路径中。
99.根据权利要求96所述的***,进一步包括:
设置在所述第一激光束传播路径中的第一光学开关(750),所述第一光学开关(750)能够选择性地允许或阻挡所述第一激光束到达所述半导体基片(740);和
设置在所述第二激光束传播路径中的第二光学开关(750),所述第二光学开关(750)能够选择性地允许或阻挡所述第二激光束到达所述半导体基片(740)。
100.根据权利要求99所述的***,其中所述第一和第二光学开关(750)是声光调制器AOM。
101.根据权利要求99所述的***,进一步包括:
连接到所述第一和第二光学开关(750)的控制器(690),所述控制器(690)设定所述第一和第二光学开关(750)的状态,使得只辐照被选择的结构。
102.根据权利要求96所述的***,进一步包括:
设置在所述第一激光束传播路径中的射束偏转装置(760,764,766,768),由此可以调整所述第一位置。
103.根据权利要求96所述的***,进一步包括:
设置在所述第二激光束传播路径中的射束偏转装置(760,764,766,768),由此可以调整所述第二位置。
104.根据权利要求96所述的***,进一步包括:
设置在所述第一和第二激光束传播路径中的射束组合器(765);和
设置在所述第一和第二激光束传播路径中的位于所述射束组合器(765)和所述半导体基片(740)之间的聚焦透镜(730)。
105.根据权利要求96所述的***,进一步包括:
设置在所述第一激光束传播路径中的第一聚焦透镜(730A);和
设置在所述第二激光束传播路径中的第二聚焦透镜(730B)。
106.一种使用多个激光束来选择性地辐照半导体基片(740)之上或之内的结构的方法,所述结构被布置在沿纵向延伸的行中,所述方法包括:
产生沿着与所述半导体基片(740)相交的第一激光束轴线传播的第一激光束;
产生沿着与所述半导体基片(740)相交的第二激光束轴线传播的第二激光束;
将所述第一和第二激光束导向所述行中的非相邻的第一和第二结构上;和
沿着与所述行的纵向平行的方向,相对所述半导体基片(740)协同地移动所述第一和第二激光束轴线。
107.根据权利要求106所述的方法,进一步包括:
选择性地阻挡所述第一激光束到达所述半导体基片(740);和
选择性地阻挡所述第二激光束到达所述半导体基片(740)。
108.根据权利要求106所述的方法,其中所述第一激光束第一次辐照所述行中的给定结构,以及所述第二激光束第二次辐照所述给定结构。
109.根据权利要求106所述的方法,其中所述行中的选择的结构被所述第一激光束或第二激光束辐照,但不是被两个激光束都辐照,由此移动步骤相比只有单个激光束被用于辐照所述行中的结构时,可能以更高的速度进行。
110.根据权利要求106所述的方法,其中所述第一和第二结构被足够的距离间隔以避免有害的能量集中,所述能量在所述第一和第二结构附近被所述半导体基片(740)吸收。
111.根据权利要求110所述的方法,其中所述第一和第二结构之间存在多于一个的结构。
112.根据权利要求111所述的方法,其中所述第一和第二结构之间的结构的数量是偶数。
113.根据权利要求106所述的方法,其中所述第一和第二激光束轴线与所述半导体基片(740)相交于各自的第一和第二光斑,且其中所述第一和第二光斑在垂直于所述行的纵向的方向上彼此偏移一定距离。
114.根据权利要求113所述的方法,其中所述第一和第二光斑被足够的距离间隔以避免有害的能量集中,所述能量在所述第一和第二光斑之间被所述半导体基片(740)吸收。
115.根据权利要求106所述的方法,进一步包括:
产生沿着与所述半导体基片(740)相交的第三激光束轴线传播的第三激光束;和
将所述第三激光束导向所述行中的一结构上。
116.根据权利要求106所述的方法,其中所述第一和第二激光束具有各自的第一和第二组光学特性,且其中所述第一组和第二组光学特性彼此不同。
117.根据权利要求106所述的方法,进一步包括:
在移动步骤中,动态地调整所述第一和第二激光束轴线之间的相对间距。
118.根据权利要求106所述的方法,其中所述结构是导电性链路,而对链路的辐照导致分离该链路。
119.根据权利要求106所述的方法,其中所述第一和第二激光束是脉冲激光束。
120.根据权利要求119所述的方法,其中所述第一和第二激光束被同时分别发送到所述第一和第二结构上。
121.一种使用多个激光脉冲束来选择性辐照半导体基片(740)之上或之内的结构的***,所述结构被布置在沿纵向延伸的行中,所述***包括:
产生至少第一激光束和第二激光束的激光源;
第一激光束传播路径,所述第一激光束沿所述第一激光束传播路径传向所述半导体基片(740),所述第一激光束传播路径具有与所述半导体基片(740)相交于第一光斑处的第一激光束轴线;
第二激光束传播路径,所述第二激光束沿所述第二激光束传播路径传向所述半导体基片(740),所述第二激光束传播路径具有与所述半导体基片(740)相交于第二光斑处的第二激光束轴线,其中所述第一光斑和第二光斑入射在所述行中的不相邻的第一和第二结构上;和
运动平台(660),其相对所述半导体基片(740),沿着与所述行的纵向平行的方向协同地移动所述第一和第二激光束轴线。
122.根据权利要求121所述的***,其中所述激光源包括:
各自的第一和第二激光器(720-1,720-2,…)。
123.根据权利要求121所述的***,其中所述激光源包括:
激光器(720);和
分束器(745),其设置在位于所述激光器(720)和所述半导体基片(740)之间的所述第一和第二激光束传播路径中。
124 根据权利要求121所述的***,进一步包括:
设置在所述第一激光传播路径中的第一光学开关(750),所述第一光学开关(750)能够选择性地允许或阻挡所述第一激光束到达所述半导体基片(740);和
设置在所述第二激光传播路径中的第二光学开关(750),所述第二光学开关(750)能够选择性地允许或阻挡所述第二激光束到达所述半导体基片(740)。
125.根据权利要求124所述的***,其中所述第一和第二光学开关(750)是声光调制器AOM。
126.根据权利要求124所述的***,进一步包括:
连接到所述第一和第二光学开关(750)的控制器(690),所述控制器(690)设定所述第一和第二光学开关(750)的状态,使得只辐照被选择的结构。
127.根据权利要求121所述的***,进一步包括:
设置在所述第一激光束传播路径中的射束偏转装置(760,764,766,768),由此可以调整所述第一位置。
128.根据权利要求121所述的***,进一步包括:
设置在所述第一和第二激光束传播路径中的射束组合器(765);和
设置在所述第一和第二激光束传播路径中的位于所述射束组合器(765)和所述半导体基片(740)之间的聚焦透镜(730)。
129 根据权利要求121所述的***,进一步包括:
设置在所述第一激光束传播路径中的第一聚焦透镜(730A);和
设置在所述第二激光束传播路径中的第二聚焦透镜(730B)。
130.一种使用多个激光束来选择性地辐照半导体基片(740)之上或之内的结构的方法,所述结构被布置在沿纵向延伸的行中,所述方法包括:
产生沿着与所述半导体基片(740)相交的第一激光束轴线传播的第一激光束;
产生沿着与所述半导体基片(740)相交的第二激光束轴线传播的第二激光束;
将所述第一和第二激光束导向所述行中的各自不同的第一和第二结构的不同的第一和第二光斑上,所述第二光斑在垂直于所述行的纵向的方向上与所述第一光斑偏移一定距离;和
沿着与所述行的纵向平行的方向,相对所述半导体基片(740)协同地移动所述第一和第二激光束轴线。
131.根据权利要求130所述的方法,进一步包括:
选择性地阻挡所述第一激光束到达所述半导体基片(740);和
选择性地阻挡所述第二激光束到达所述半导体基片(740)。
132.根据权利要求130所述的方法,其中所述第一激光束第一次辐照所述行中的给定结构,且所述第二激光束第二次辐照所述给定结构。
133.根据权利要求130所述的方法,其中所述行中的被选择的结构被所述第一激光束或第二激光束辐照,但不是被两个激光束都辐照,由此移动步骤相比于只有单个激光束被用于辐照所述行中的结构,可能以更高的速度进行。
134.根据权利要求130所述的方法,其中所述第一和第二结构非相邻。
135.根据权利要求134所述的方法,其中所述第一和第二结构之间存在多于一个的结构。
136.根据权利要求135所述的方法,其中所述第一和第二结构之间的结构的数量是偶数。
137.根据权利要求130所述的方法,其中所述第一和第二光斑被足够的距离间隔以避免有害的能量集中,所述能量在所述第一和第二光斑之间被所述半导体基片(740)吸收。
138.根据权利要求130所述的方法,其中所述第一和第二激光束具有各自的第一和第二组光学特性,且其中所述第一组和第二组光学特性彼此不同。
139.根据权利要求130所述的方法,其中所述结构包括导电性链路,而对链路的辐照导致分离该链路。
140.一种使用多个激光脉冲束来选择性地辐照半导体基片(740)之上或之内的结构的***,所述结构被布置在沿纵向延伸的行中,所述***包括:
产生至少第一激光束和第二激光束的激光源;
第一激光束传播路径,所述第一激光束沿所述第一激光束传播路径传向所述半导体基片(740),所述第一激光束传播路径具有与所述半导体基片(740)相交于第一光斑处的第一激光束轴线;
第二激光束传播路径,所述第二激光束沿所述第二激光束传播路径传向所述半导体基片(740),所述第二激光束传播路径具有与所述半导体基片(740)相交于第二光斑处的第二激光束轴线,其中所述第一光斑和第二光斑入射在所述行中的不同的第一和第二结构上,且其中所述第一和第二光斑在垂直于所述行的纵向方向上被间隔开一定的距离;和
运动平台(660),其相对所述半导体基片(740),沿着与所述行的纵向平行的方向协同地移动所述第一和第二激光束轴线。
141.根据权利要求140所述的***,其中所述激光源包括:
各自的第一和第二激光器(720-1,720-2,…)。
142.根据权利要求140所述的***,其中所述激光源包括:
激光器(720);和
分束器(745),其设置在位于所述激光器(720)和所述半导体基片(740)之间的所述第一和第二激光束传播路径中。
143根据权利要求140所述的***,进一步包括:
设置在所述第一激光束传播路径中的第一光学开关(750),所述第一光学开关(750)能够选择性地允许或阻挡所述第一激光束到达所述半导体基片(740);和
设置在所述第二激光束传播路径中的第二光学开关(750),所述第二光学开关(750)能够选择性地允许或阻挡所述第二激光束到达所述半导体基片(740)。
144.根据权利要求143所述的***,其中所述第一和第二光学开关(750)是声光调制器AOM。
145.根据权利要求143所述的***,进一步包括:
连接到所述第一和第二光学开关(750)的控制器(690),所述控制器(690)设定所述第一和第二光学开关(750)的状态,使得只辐照被选择的结构。
146.根据权利要求140所述的***,进一步包括:
设置在所述第一激光束传播路径中的射束偏转装置(760,764,766,768),由此可以调整所述第一位置。
147.根据权利要求140所述的***,进一步包括:
设置在所述第二激光束传播路径中的射束偏转装置(760,764,766,768),由此可以调整所述第二位置。
148.根据权利要求140所述的***,进一步包括:
设置在所述第一和第二激光束传播路径中的射束组合器(765);和
设置在所述第一和第二激光束传播路径中的位于所述射束组合器(765)和所述半导体基片(740)之间的聚焦透镜(730)。
149.根据权利要求140所述的***,进一步包括:
设置在所述第一激光束传播路径中的第一聚焦透镜(730A);和
设置在所述第二激光束传播路径中的第二聚焦透镜(730B)。
150.一种使用激光脉冲来处理半导体基片(740)之上或之内的选择的结构的方法,所述结构具有表面、宽度和长度,所述激光脉冲沿着某个轴线传播,随着所述激光脉冲辐照所述选择的结构,所述轴线沿着扫描射束路径相对于所述基片移动,所述方法包括:
同时在所述选择的结构上产生第一和第二激光束脉冲,所述激光束脉冲沿着各自的与所述选择的结构在不同的第一和第二位置相交的第一和第二激光束轴线传播,所述第一和第二激光束脉冲照射到所述选择的结构的表面上的各自第一和第二束斑处,每个束斑包围至少所述选择的结构的宽度,所述第一个和第二束斑在沿着所述选择的结构的长度方向在空间上彼此偏移,以定义被所述第一和第二束斑均覆盖的重叠区域,和被所述第一和第二光斑之一或全部覆盖的整体区域,其中所述整体区域比所述第一束斑大,也比所述第二束斑大;和
设定所述第一和第二激光束脉冲的各自的第一和第二能量值,以引起对至少所述整体区域的一部分区域内的所述选择的结构在其宽度范围内所进行的完整深度处理。
151.根据权利要求150所述的方法,进一步包括:
在所述第一和第二激光束脉冲之间建立延时,以随着所述第一和第二激光束轴线沿着所述扫描射束路径移动,引起对所述运作中的所述选择的结构的完整深度处理。
152.根据权利要求151所述的方法,其中所述延时足够长以避免在所述选择的结构附近被吸收的能量的有害集中。
153.根据权利要求151所述的方法,其中所述第一和第二束斑在垂直于所述选择的结构的纵向方向上空间上彼此偏移。
154.根据权利要求150所述的方法,其中第一和第二激光能量束脉冲具有相等的能量。
155.根据权利要求150所述的方法,其中所述第一和第二束斑具有相等的激光束光斑尺寸。
156.根据权利要求155所述的方法,其中所述第一和第二束斑的空间偏移小于所述激光束光斑尺寸的约50%。
157.根据权利要求150所述的方法,其中所述第二激光束脉冲具有与所述第一激光束脉冲不同的至少一个光学特性。
158.根据权利要求150所述的方法,其中所述选择的结构是导电性链路,且处理的目的是分离所述链路。
159.根据权利要求158所述的方法,其中***步骤包括:
将所述单个激光束衍射成被预定的角度分开的两个射束,所述两个射束通过一个或多于一个光学组件以在所述选择的结构上沿其长度方向形成所述第一和第二束斑,以此实现所述第一和第二束斑的空间偏移。
160.一种***,其包括:
脉冲激光器;
从所述脉冲激光器延伸向半导体基片(740)上的不同的第一和第二位置的第一和第二激光束传播路径,所述半导体基片(740)包含将被来自所述脉冲激光器的辐照处理的结构,其中所述结构具有表面、宽度和长度,其中在一个脉冲期间,所述第一和第二束斑照射到所述结构上的不同的第一和第二位置,由此每个束斑围绕所述结构的至少所述宽度,并且所述第一个和第二束斑沿着所述结构的所述长度在空间上彼此偏移,由此定义被所述第一和第二束斑均覆盖的重叠区域和被所述第一和第二束斑之一或全部束斑覆盖的整体区域,其中所述整体区域比所述第一束斑大,并且比所述第二束斑也大,且其中所述脉冲用各自的能量辐照所述第一和第二束斑,以引起对所述整体区域的至少一部分区域的所述选择的结构在宽度范围内的完整深度处理。
161.根据权利要求160所述的***,进一步包括:
设置在所述第一和第二传播路径之内的分束器(745),所述分束器(745)将具有RF功率电平和RF频率的RF信号接收作为输入,其中所述分束器(745)将经过它的激光束衍射成由预定角度间隔的两个射束。
162.根据权利要求161所述的***,其中所述第一和第二束斑的空间偏移小于所述激光束光斑尺寸的约50%,其被供应到所述分束器(745)的所述RF信号的RF频率确定。
163.根据权利要求160所述的***,其中所述第一和第二传播路径具有不同的长度,其建立所述激光脉冲在所述第一和第二束斑处入射到所述结构之间的延时。
164.根据权利要求160所述的***,其中所述第一和第二传播路径包括预定长度的光纤。
165.根据权利要求160所述的***,其中所述第一和第二传播路径之一包括光学元件(735),其改变光学特性使得到达所述第一和第二束斑的脉冲具有不同的光学特性。
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