KR20090094129A - 레이저에 의한 집적회로의 수정 방법 및 장치 - Google Patents

레이저에 의한 집적회로의 수정 방법 및 장치

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KR20090094129A
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스스무 츠지카와
마사나오 카마타
테츠미 스미요시
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사이버 레이저 가부시끼가이샤
(주)미래컴퍼니
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Abstract

<과제>
반도체 집적회로 내의 용장 회로의 도전성 링크를 절단하는 방법과 장치를 제공한다.
<해결 수단>
반도체 기판 상에 형성된 반도체 소자 내에 적어도 도전성 링크를 덮는 보호층으로 매립된 복수의 도전성 링크를 선택적으로 링크 절단하는 방법에 있어서, 목표로 하는 링크에 집광 빔을 위치 결정하고, 레이저의 파장이 400㎚ 이하의 단파장의 제1의 펄스 레이저와 파장이 400㎚보다 긴 파장의 제2의 펄스 레이저를 발생하고, 제1의 펄스 레이저와 제2의 펄스 레이저를 중첩하여 보호층의 위로부터 도전성 링크를 향해 조사한다. 제1의 펄스 레이저보다 제2의 펄스 레이저를 시간적으로 지연시켜 조사하면 더욱 좋다.

Description

레이저에 의한 집적회로의 수정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MODIFYING INTEGRATED CIRCUIT BY LASER}
본 발명은 반도체 기판 상에 형성되는 집적회로에 관한 것으로, 특히 집적회로가 DRAM, SRAM과 같은 논리 회로를 포함하고, 소자 내부에 포함되는 전기적인 도전성 링크를 주변의 구조 부분에 있어서의 손상 발생을 방지하고, 고집적 밀도로 도전성 링크 구조를 형성하고, 필요에 따라서 선택적으로 도전성 링크를 레이저 절단 가능하게 한 수정 방법과 장치를 제공한다.
전자 공업에 있어서 DRAM, SRAM 등의 미세화는 해마다 진전되고, 거기에 따라 내부의 회로의 고집적화가 도모되고 있다. 구조적으로 동종의 회로가 반복 형성되는 행렬적인 배치에 있어서 용장(冗長) 회로도 그 내에 조립된다. 이들의 용장 회로는 불량 회로와 도전성 링크의 절단 작업에서 반도체 집적회로의 기능 구제에 이용된다. 이 도전 링크의 절단에는 레이저 집광 빔이 이용되고, 링크 폭보다 큰 레이저 집광 스폿이 링크를 겨냥하여 조사되고 절단이 이루어진다. 이 경우, 집적회로의 내부 구조의 고밀도화에 의해 도전성 링크의 인접 링크와의 간격이 짧아져 레이저 스폿(spot) 크기는 링크 간격보다 작은 것이 요구된다.
종래는 반도체 기판인 실리콘에는 광 흡수율이 작고, 도전성 링크의 재료에는 흡수율이 높은 파장 1.2㎛~3㎛의 적외선(IR) 레이저가 기꺼이 이용되고, 기판에는 손상이 발생하지 않고, 링크만을 증발시킬 방법이 실시되고 있다. 그러나, IR 레이저는 집광 스폿이 그 파장에 의해 커지기 때문에, 새로운 미세화가 요구되는 현상에 반해, 도전성 링크의 크기만이 다른 구성 소자보다 크게 하지 않을 수 없다.
그래서, 파장이 짧은 레이저가 시도되고 있지만 문제가 있다. 자외선(UV) 레이저를 이용하는 경우는, 표면으로부터 가공이 진행되기 때문에, 링크 상에 보호층이 있으면, 이 보호층을 제거하고 나서 링크층을 제거하기 위해 복수 펄스의 UV 펄스 레이저 조사가 필요하다(특허 문헌 5). UV 레이저는 집광성이 우수하므로 링크 절단을 에칭법(etching method)으로 실시하는 공정에 앞서 레지스트층(resist layer)을 코팅(coating)하고, 선택된 링크층(link layer)의 바로 위에만 UV 집광 스폿으로 노광하고, 그 후 현상 공정에서 레지스터 제거를 하고, 그 후 에칭을 하여 링크를 절단하는 방법(특허 문헌 8) 등이 검토되어 있다. 또한, IR 레이저 대신에 파장이 반정도인 가시광(VIS) 레이저를 이용하는 것이 검토되어 있지만, 주변 구조에 손상을 일으키는 문제가 있다.
도 1에 있어서 종래의 하나의 실시예를 설명한다. 실리콘 등의 반도체 기판(1) 상에 불활성화층(2)이 퇴적되고, 그 위에 도전성 링크(3)가 전극(4)을 양측에 가지고 설치되고, 그 위에 보호용의 불활성층(5)이 놓여진다. 이것에 IR 펄스 레이저(6)를 조사하면, 도 2에 나타내듯이 레이저 빔이 조사된 장소의 불활성층(5)과 도전성 링크(3)의 부분은 증발 제거 가공이 실시되고, 도전성 링크가 절단되어 도전성 링크 절단 제거부(7)가 형성된다. 도 3은 평면도의 개요를 나타내고, 스폿 크기(10)의 IR 레이저를 조사함으로써 반도체 기판(1)에는 손상을 주지 않고 도전 링크(3)를 제거 가공하는 경우의 빔 위치와 링크의 위치 관계를 나타낸다.
파장이 1.2㎛~3㎛의 IR 레이저를 이용한 경우, 실리콘에 대한 투과율이 높기 때문에 실리콘 기판의 손상은 미소하다. 그렇지만, 레이저 집광 스폿 크기(10)를 크게 하지 않으면 안 되어, 도전성 링크의 배열 간격(11)으로서 8㎛~10㎛ 정도의 거리가 필요하게 된다. 이것이 고집적회로의 설계에 장해로 된다. 한편, VIS 펄스 레이저 빔(65)을 이용하여 스폿 크기를 IR 레이저의 반이하로 하면 도전성 링크를 절단한 후에, 절단부 주변에 크랙(8) 등의 손상이 발생하기 쉽다. 또, 도 2의 도전성 링크(3)와 반도체 기판 상의 불활성층(2)과의 사이의 박리(剝離)가 발생하는 일도 있다. 이들은 집적회로의 신뢰성에 불합리하다. 이 원인으로서는 도전성 링크 상에 형성되는 보호용 불활성층이 가시광 레이저에 대해서 투명한 곳에 도전성 링크가 폭발적 증발을 일으키므로 주변에 충격을 주고 크랙이나 박리 등의 손상을 주기 때문으로 추측된다.
  <특허 문헌 1> 미국 특허 제 5265114호 명세서
  <특허 문헌 2> 미국 특허 제 5473624호 명세서
  <특허 문헌 3> 미국 특허 제 5569398호 명세서
  <특허 문헌 4> 미국 특허 제 6025256호 명세서
  <특허 문헌 5> 미국 특허 제 6065180호 명세서
  <특허 문헌 6> 미국 특허 제 6297541호 명세서
  <특허 문헌 7> 미국 특허 제 6574250호 명세서
  <특허 문헌 8> 미국 특허 제 6593542호 명세서
  <특허 문헌 9> 미국 특허 제 6979798호 명세서
  <특허 문헌 10> 일본국 특허공표 2000-514249호 공보
도 1은 본 발명에 관한 종래예의 레이저 빔 조사에 의한 가공 방법의 설명도이다.
도 2는 도 1의 종래의 장치 구성의 설명용 도전성 링크 절단 후의 단면도이다.
도 3은 도 1의 종래의 도전성 링크의 평면도와 문제점의 설명도이다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 대한 구성도이다.
도 5는 본 발명에 의한 방법의 하나의 실시예에 대한 도전성 링크의 설명용 단면도이다.
도 6은 본 발명에 의한 방법의 하나의 실시예를 실시한 후의 도전성 링크의 설명용 단면도이다.
<발명이 해결하고자 하는 과제>
본 발명에 의해 해결하고자 하는 과제는, 반복 Q스위치 레이저 펄스의 출력을 이용하여 도전성 링크 절단을 실시하는 경우, 링크 절단 장소 주변에 손상이 발생하는 것을 방지한 도전성 링크의 레이저 절단 방법 및 그것을 실시하는 장치를 제공하는 것에 있다.
<과제를 해결하기 위한 수단>
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서, 반도체 기판 상에 형성된 반도체 집적회로 내에 적어도 도전성 링크를 덮는 보호층으로 매립된 복수의 도전성 링크를 선택적으로 레이저 조사함으로써 절단하는 레이저에 의한 집적회로의 수정 방법으로서, 목표로 하는 도전성 링크에 레이저를 위치 결정하는 스텝, 레이저의 파장이 400㎚ 이하의 자외선 빔인 제1의 펄스 레이저와 파장이 400㎚보다 긴 가시광 빔인 제2의 펄스 레이저를 발생하는 스텝, 제1의 펄스 레이저와 제2의 펄스 레이저를 중첩하는 스텝, 및 상기 보호층의 위로부터 중첩된 제1의 펄스 레이저와 제2의 펄스 레이저를 상기 도전성 링크를 향해 조사함으로써 절단하는 스텝을 가진다.
한편, 본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서, 반도체 기판 상에 형성된 반도체 집적회로 내에 적어도 도전성 링크를 덮는 보호층으로 매립된 복수의 도전성 링크를 선택적으로 레이저 조사함으로써 절단하는 레이저에 의한 집적회로의 수정 장치로서, 목표로 하는 도전성 링크에 레이저를 위치 결정하는 수단 레이저의 파장이 400㎚ 이하의 자외선 빔인 제1의 펄스 레이저와 파장이 400㎚보다 긴 가시광 빔인 제2의 펄스 레이저를 발생하는 수단 및 제1의 펄스 레이저와 제2의 펄스 레이저를 중첩하는 수단을 가진다.
<발명의 효과>
본 발명의 불활성층과 도전성 링크로 이루어지는 다층막의 절단 제거 가공에 IR 파장 대역의 Q스위치 레이저 발진기와 그 출력 펄스로부터 비선형 광학 결정을 이용하여 얻어지는 고조파 발생 기술을 이용한 UV 레이저 광과 VIS 레이저 광의 중첩 레이저 펄스를 도전성 링크에 집광하여 조사하는 다파장 펄스 레이저에 의한 조사를 실시함으로써, 광학적 및 열적인 물리적 특성이 다른 다층 구조를 레이저 빔 조사 영역에 있어서 증발 제거하고 도전성 링크를 절단한다. 이때에 종래 시도되고 있는 VIS 파장 대역의 펄스 레이저만의 조사시에 발생하는 일이 있는, 도전성 링크의 주변부의 크랙 발생이나 층간의 박리를 방지하는 것이 가능하게 된다.
또한, 레이저 빔의 파장은 UV 및 VIS 파장 대역을 이용하기 때문에 파장이 IR 레이저보다 짧고, 따라서 종래의 가공에 이용한 실리콘에 투과성을 가지는 파장 1.2㎛~3.0㎛의 적외선 레이저에 의한 집광 스폿의 크기를 반이하로 미소화 할 수 있고, 따라서 집적회로의 링크 배열의 폭, 인접하는 링크의 배치 간격을 종래의 간격보다 단축할수 있어 고집적화를 도모할 수 있다. 또한, UV와 VIS의 레이저를 중첩하여 조사함으로써 미세한 집광 스폿을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 조사하는 불활성층이나 도전성 링크를 형성하는 재료의 물리적 특성의 선택 범위를 확대할 수 있다. 이것은 고신뢰성, 고집적화된 메모리의 제조에 크게 기여한다.
이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 설명한다.
 <실시예 1>
도 4에 다파장 펄스 레이저를 발생하는 구성을 나타낸다. 실리콘 등, 반도체 집적회로가 작성된 반도체 기판(70)이 정밀 위치 결정 테이블(71)에 탑재된다. 레이저 빔을 집적회로의 도전성 링크(76) 상의 선택된 소정의 위치로 설정되고, 도전성 링크(76)에 집광 조사하기 위한 집광 렌즈(69)가 링크에 대응하는 위치에 설치된다. 집광 렌즈(69)에 UV 펄스 레이저 빔(66)과 VIS 펄스 레이저 빔(65)이 중첩된 다파장 레이저 빔(67)이 전반사 미러(mirror)(68)에 반사되고 인도되어 집광된다. 이 집광점이 도전성 링크의 중심으로 조사된다. 가공용 다파장 레이저 빔(67)의 발생은 이하와 같이 실시한다.
레이저 매체(54), 예를 들면 Nd:YAG 레이저 롯드(rod), 초음파 Q스위치(53), 비선형 광학 결정(55)을 레이저 공진기 미러(56, 52)의 사이에 배치한다. 여기용 파장에 적합한 반도체 레이저 다이오드(50)로부터의 발산성 발진광인 광여기 빔(80)을 집광 렌즈(51)로 수속성(收束性) 빔(81)으로서 수속(收束)하고, 미러(52)를 통해, 레이저 롯드인 레이저 매체(54)에 집광하여 인도한다. 미러(mirror)(52)는 레이저 발진 파장에 대해서 고반사 특성을 가지고, 광여기 빔(80)의 파장에 대해서는 투과율이 높은 것으로 한다. 롯드(rod) 축과 광여기 빔(80)을 동축에 배치하여 수속성 빔(81)으로 레이저 롯드(rod)를 광여기 한다. 이에 의해 레이저 매체 내에 분포하는 활성 이온이 여기되고 반전 분포에 의한 광증폭 작용을 가진다.
초음파 Q스위치(53)에 의한 레이저 공진기 미러(52-56) 내의 발진 광로(82)의 광학적 손실의 온(on), 오프(off) 제어에 의해, Q스위치 레이저 펄스를 발생한다. Q스위치(53)에서는 음향파를 발생시키는 트란스듀서(transducer)(도시하지 않음)에 인가하는 고주파(RF) 파워의 온, 오프에 의해, 이 음향파를 받은 초음파 프리즘(prism)(도시하지 않음) 매체 내에 발생하는 굴절률의 조밀(粗密) 파형성에 의한 투과광에의 회절 작용의 유무에 의해 광학적 손실의 대소가 일어난다.
Q스위치 레이저 펄스가 공진기 내의 발진 광로(82)에 발생하면, 활성 이온으로부터의 레이저 방사의 기본 파장 λ와 공진기 광로 내에 설치된 비선형 광학 결정(55)에 의한 제2 고조파의 파장 λ/2가 섞인 빔이 레이저 공진기 미러(56)로부터 공진기의 외부로 빔(83)으로서 방출된다. 이 레이저 공진기 미러(56)는 제2 고조파에는 투과율이 높고, 레이저 발진의 기본파 파장에는 반사율이 높은 특성을 가진다. 이에 의해 레이저 발진 기본파 성분의 파워(power)는 공진기 내에 높은 파워 밀도로 체류하고, 비선형 결정에 있어서 고조파로 효율적으로 변환되고, 변환된 고조파 성분은 레이저 공진기 미러(56)에서 반사되지 않고 공진기의 외부로 빔(83)으로서 출력된다.
Nd:YAG이면, 기본파의 발진 파장 λ이 1064㎚이고, 제2 고조파인 VIS 빔(beam)의 파장은λ/2인 532㎚, 제3 고조파에서는λ/3의 파장인 355㎚, 제4 고조파에서는λ/4의 파장인 266㎚로 된다. 본 발명에 있어서, VIS는 파장 400㎚를 넘고 700㎚ 이하인 것을 정의하고, UV는 파장 400㎚ 이하인 것으로 한다. 따라서, 제2 고조파는 VIS 빔, 제3 및 제4 고조파는 UV 빔으로 된다.
레이저 매체(54)로서 Nd:YAG 레이저 롯드(rod) 이외의 것을 이용하는 경우로, 레이저 발진의 기본파의 파장이 VIS에 속하고, 제2, 제3 등의 고조파가 UV에 속하는 경우는, 기본파의 파장을 VIS 펄스 레이저로서 이용하고, 그러한 고조파의 어느 것을 UV 펄스 레이저로서 이용하면 좋다.
공진기의 외부로 방출된 빔(83)은, 또한 단파장으로 되는 제2 고조파와 기본파와의 혼합파 성분인 제3 고조파(파장 λ/3), 또는 제2 고조파의 고조파로서 기본파의 제4 고조파(파장 λ/4)로 변환하기 위한 비선형 결정(58)에 인도된다. 비선형 광학 결정에 의한 새로운 고조파에의 변환 효율을 향상시키기 위해, 비선형 결정 내의 입사 빔의 파워 밀도를 증가시키기 위해 집광 렌즈(57)을 이용하여 집광하고, 그 집광점 근방에 비선형 광학 결정(58)을 설치하고, 파장 λ/3 또는 파장 λ/4의 UV 빔을 포함하는 중첩 빔(85)으로 변환한다.
VIS 빔과 UV 빔의 중첩 빔(85)을 재차 평행으로 콜리메이트(colimate)하기 위해서 렌즈(59, 60)를 설치하여 평행 빔(87)으로 빔 특성을 변환한다. 평행 빔(87)은 빔 분기 소자(61)로 VIS 펄스 레이저 빔(65)과 UV 펄스 레이저 빔(66)으로 분기한다. UV 펄스 레이저 빔(66)은 거리가 짧은 광로를 경유하여 빔 합성 소자(64)에 인도하고, VIS 펄스 레이저 빔(65)은 전반사 미러(62, 63)로 이루어지는 우회 광로를 경유시켜 시간 지연을 준다. 빔 합성 소자(64)에서, UV 펄스 레이저 빔(66)과 VIS 펄스 레이저 빔(65)을 동축 상에 재차 중첩시키고, 도전성 링크(76)를 절단하기 위한 가공용 다파장 레이저 빔(67)을 얻는다. 빔 분기 소자(61) 및 빔 합성 소자(64)는 VIS 펄스 레이저 빔(65)에 시간 지연을 줄 필요가 없는 경우는 생략할 수 있다. 가공용 다파장 레이저 빔(67)은 전반사 미러(68) 및 집광 렌즈(69)를 경유하여 도전성 링크(76)에 인도하고, 불활성층과 도전성 링크를 증발 제거한다.
VIS 펄스 레이저 빔(65)에 시간 지연을 주는 경우는, 우선 도 5의 도전성 링크의 단면도에 나타난 보호용의 불활성층(5)에 집광 렌즈(69)의 초점을 맞추어 UV 펄스 레이저 빔(66)을 조사하고, 지연 시간 중에 도전성 링크(3)에 집광 렌즈(69)의 초점을 맞추고서 VIS 펄스 레이저 빔(65)을 조사하는 것이 가능하다.
도 5에 나타나듯이, 이 2파장 성분의 VIS 펄스 레이저 빔(65)과 UV 펄스 레이저 빔(66)은 가공용 다파장 레이저 빔(67)으로서 실리콘 등의 반도체 기판(1) 상에 형성된 다층 구조의 도전성 링크(3)를 포함하는 표면의 불활성층(5)에 조사된다. 불활성층이 통상은 가시광선에 대해서는 투과성이 크고, UV 빔에는 불투명으로 흡수성이므로 불활성층에서는 주로 UV 빔이 흡수되고, 조사 부위를 가열 연화시키는 한편, UV 빔과 동시 또는 시간적으로 지연하여 동일 장소에 조사하는 VIS 빔은, 표면에 있어서의 광흡수 비율은 작고, 내부에 놓여진 도전성 링크(3)에 이르고 가열하여 증발시킨다. 여기서 도전성 링크(3)의 VIS 빔이 조사된 영역은 급격하게 높은 온도로 되어 폭발적으로 압력이 높아진다. 표면 상층에 놓여진 불활성층(5)이 UV 빔으로 용융 또는 연화를 일으키고, VIS 빔으로 도전성 링크(3) 내부에서 폭발적인 압력 증대를 일으키는 것에 의해 주위에 압력을 미치면, 연화를 일으키고 있는 상방의 UV 조사된 불활성층을 날려 버림으로써 압력의 배출을 일으킨다. 따라서, 내부의 도전 링크(3)의 고온화에 의한 주변에의 과도한 응력 충격은 경감되므로, 도전 링크(3)의 하층의 불활성층(2)이나 반도체 기판(1)에 있어서의 크랙, 그러한 구성 층간에서의 박리 등에 의한 링크 절단 주변 영역에서의 손상의 발생을 회피할 수 있다.
이와 같이, 상층에서 폭발적인 충격을 흡수하는 것에 의한 구멍 생성이 UV 빔 조사로 형성된 연화층에 의해 방지되고, 동시에 내부의 도전성 링크(3)의 증발 제거에 의해 절단이 실행되어 도 6에 나타내는 것 같은 가공부 단면(72)이 형성된다.
VIS 레이저 펄스를 UV 레이저 펄스보다 지연하여 조사하였을 경우에는, 먼저 조사된 UV 레이저 펄스에 의해 보호층이 가열되고 연화 또는 증발된다. 그 후, VIS 레이저 펄스에 의해 도전성 링크가 가열되고 증발된다. 이 때문에 도전성 링크가 증발할 때는 이미 보호층이 연화 또는 증발하고 있으므로, 주변에의 과도한 응력 충격이 한층 경감된다. 따라서, 주변부의 크랙이나 층간의 박리 등의 발생은 한층 더 방지된다.
또, UV 레이저 펄스를 보호층에 초점을 맞추어 조사하고, 또한 VIS 레이저 펄스를 도전성 링크에 초점을 맞추어 조사함으로써 이들의 효과가 한층 높아진다.
이상 본 발명의 실시예를 설명하였다. 특허 청구의 범위에 기재된 발명의 기술적 사상으로부터 일탈하는 일 없이 이들에 변경을 가할 수가 있는 것은 분명하다.
본 발명의 활용예로서 반도체 메모리의 실리콘 웨이퍼 용장성 회로의 도전성 링크의 회로 소자의 절단, 그 외, 다층 구조 전자 소자의 층의 내부에 있어서의 제거 절단에 유효하다. 표면 보호층으로서 불활성층이 표면에 형성된 콘덴서, 저항, 인덕턴스 등의 트리밍(trimming), LCD 표시 패널 수정 가공, PDP 표시 장치의 수정 가공, 회로 기판의 기능 트리밍, 그 외 반도체 기판의 레이저 정밀 가공에 적용할 수 있다. 고집적회로 제조에 있어서, 가공 폭의 미소화, 가공 제거물의 감소 등에 의해 제품 수율 향상에 의해 전자 부품의 제조비용의 저감이 가능하게 된다.

Claims (9)

  1. 반도체 기판 상에 형성된 반도체 집적회로 내에 적어도 도전성 링크를 덮는 보호층으로 매립된 복수의 도전성 링크를 선택적으로 레이저 조사함으로써 절단하는 레이저에 의한 집적회로의 수정 방법으로서,
    목표로 하는 도전성 링크에 레이저를 위치 결정하는 스텝,
    레이저의 파장이 400㎚ 이하의 자외선 빔인 제1의 펄스 레이저와 파장이 400㎚보다 긴 가시광 빔인 제2의 펄스 레이저를 발생하는 스텝,
    제1의 펄스 레이저와 제2의 펄스 레이저를 중첩하는 스텝, 및
    상기 보호층의 위로부터 중첩된 제1의 펄스 레이저와 제2의 펄스 레이저를 상기 도전성 링크를 향해 조사함으로써 절단하는 스텝을 가지는 것을 특징으로 하는 레이저에 의한 집적회로의 수정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절단하는 스텝에 있어서, 제1의 펄스 레이저보다 제2의 펄스 레이저를 시간적으로 지연시켜 상기 도전성 링크를 향해 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저에 의한 집적회로의 수정 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    또한 제1의 펄스 레이저를 상기 보호층에 초점을 맞추어 조사하고, 제2의 펄스 레이저를 상기 도전성 링크에 초점을 맞추어 조사하는 것을 특징으로 하는 레이저에 의한 집적회로의 수정 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1의 펄스 레이저와 제2의 펄스 레이저를 발생하는 스텝이,
    1개의 레이저 매체로부터 기본파를 발생시키는 스텝, 상기 기본파로부터 고조파를 생성하는 스텝, 및 제2의 펄스 레이저의 파장으로서 상기 기본파를, 제1의 펄스 레이저의 파장으로서 상기 고조파를 선택하는 스텝 또는 제2의 펄스 레이저의 파장으로서 상기 고조파를, 제1의 펄스 레이저의 파장으로서 보다 고차의 상기 고조파를 선택하는 스텝을 가지는 것을 특징으로 하는 레이저에 의한 집적회로의 수정 방법.
  5. 반도체 기판 상에 형성된 반도체 집적회로 내에 적어도 도전성 링크를 덮는 보호층으로 매립된 복수의 도전성 링크를 선택적으로 레이저 조사함으로써 절단하는 레이저에 의한 집적회로의 수정 장치로서,
    목표로 하는 도전성 링크에 레이저를 위치 결정하는 수단,
    레이저의 파장이 400㎚ 이하의 자외선 빔인 제1의 펄스 레이저와 파장이 400㎚보다 긴 가시광 빔인 제2의 펄스 레이저를 발생하는 수단, 및
    제1의 펄스 레이저와 제2의 펄스 레이저를 중첩하는 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 레이저에 의한 집적회로의 수정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    제2의 펄스 레이저를 상기 도전성 링크에 조사하는 시간을 제1의 펄스 레이저보다 지연시키는 수단을 더 가지는 것을 특징으로 하는 레이저에 의한 집적회로의 수정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 지연시키는 수단이 제1의 펄스 레이저보다 제2의 펄스 레이저의 광로 길이를 길게 하는 수단인 것을 특징으로 하는 레이저에 의한 집적회로의 수정 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    또한 제1의 펄스 레이저를 상기 보호층에 초점을 맞추어 조사한 후 제2의 펄스 레이저를 상기 도전성 링크에 초점을 맞추어 조사하는 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 레이저에 의한 집적회로의 수정 장치.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1의 펄스 레이저와 제2의 펄스 레이저를 발생하는 수단이,
    기본파를 발생시키는 1개의 레이저 매체, 상기 기본파로부터 고조파를 생성하는 수단, 및 제2의 펄스 레이저의 파장으로서 상기 기본파를, 제1의 펄스 레이저의 파장으로서 상기 고조파를 선택하는 수단 또는 제2의 펄스 레이저의 파장으로서 상기 고조파를, 제1의 펄스 레이저의 파장으로서 보다 고차의 상기 고조파를 선택하는 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저에 의한 집적회로의 수정 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101528347B1 (ko) * 2013-11-12 2015-06-11 한국기계연구원 레이저를 이용한 선택적 박리 장치 및 이를 이용한 박리 방법
KR101647991B1 (ko) * 2015-09-18 2016-08-18 주식회사 레이저앱스 수직 다중 빔 레이저 가공 장치

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8598490B2 (en) 2008-03-31 2013-12-03 Electro Scientific Industries, Inc. Methods and systems for laser processing a workpiece using a plurality of tailored laser pulse shapes
US8526473B2 (en) * 2008-03-31 2013-09-03 Electro Scientific Industries Methods and systems for dynamically generating tailored laser pulses
US8476552B2 (en) * 2008-03-31 2013-07-02 Electro Scientific Industries, Inc. Laser systems and methods using triangular-shaped tailored laser pulses for selected target classes
JP5505747B2 (ja) * 2010-03-16 2014-05-28 アイシン精機株式会社 パルスレーザ装置、透明部材溶接方法及び透明部材溶接装置
JP4948629B2 (ja) * 2010-07-20 2012-06-06 ウシオ電機株式会社 レーザリフトオフ方法
TWI587957B (zh) * 2011-08-18 2017-06-21 奧寶科技有限公司 用於電路之一檢測/維修/檢測系統之透鏡總成及用於電路之一檢測/維修/檢測系統之組合器總成
US8361828B1 (en) * 2011-08-31 2013-01-29 Alta Devices, Inc. Aligned frontside backside laser dicing of semiconductor films
US8399281B1 (en) * 2011-08-31 2013-03-19 Alta Devices, Inc. Two beam backside laser dicing of semiconductor films
US9627211B2 (en) * 2012-09-18 2017-04-18 Applied Materials, Inc. Tape assisted single step peel-off on sin layer above metal electrodes
CN105502277A (zh) * 2014-09-24 2016-04-20 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种mems麦克风及其制作方法和电子装置
WO2016193786A1 (en) * 2015-06-01 2016-12-08 Evana Technologies, Uab Method of laser scribing of semiconductor workpiece using divided laser beams
EP3321739A1 (en) * 2016-11-11 2018-05-16 ASML Netherlands B.V. Illumination source for an inspection apparatus, inspection apparatus and inspection method
JP6616368B2 (ja) * 2017-09-14 2019-12-04 ファナック株式会社 レーザ加工前に光学系の汚染レベルに応じて加工条件を補正するレーザ加工装置
CN111193489B (zh) * 2018-11-14 2024-01-26 天津大学 体声波谐振器、滤波器和电子设备
CN111710695B (zh) * 2020-06-03 2023-07-25 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 有机发光二级体显示面板之像素的修补方法
JP2022138027A (ja) * 2021-03-09 2022-09-22 株式会社ディスコ レーザ加工方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0821623B2 (ja) * 1985-09-20 1996-03-04 株式会社日立製作所 レ−ザ処理方法
JPH0654791B2 (ja) * 1986-11-27 1994-07-20 日本電気株式会社 レ−ザ−・トリミング装置
US5265114C1 (en) * 1992-09-10 2001-08-21 Electro Scient Ind Inc System and method for selectively laser processing a target structure of one or more materials of a multimaterial multilayer device
DE19533030A1 (de) * 1995-09-07 1997-03-13 Teves Gmbh Alfred Lösbare Wischarm-Wischblattverbindung an einem Fahrzeugscheibenwischer
US6025256A (en) * 1997-01-06 2000-02-15 Electro Scientific Industries, Inc. Laser based method and system for integrated circuit repair or reconfiguration
JPH11345880A (ja) * 1998-06-01 1999-12-14 Fujitsu Ltd 半導体装置及びその製造方法
JP2001134616A (ja) * 1999-10-25 2001-05-18 Nec Corp 特定の話題に関するウェブ情報の構成方法とその構成システム
WO2001051243A2 (en) * 2000-01-10 2001-07-19 Electro Scientific Industries, Inc. Laser system and method for processing a memory link with a burst of laser pulses having ultrashort pulsewidths
DE10196418B4 (de) * 2000-07-12 2010-07-22 Electro Scientific Industries, Inc., Portland Lasersystem zum Bearbeiten von Verbindungen eines IC-Bauelements, Verfahren zum Bearbeiten von Verbindungen eines IC-Bauelements und Verfahren zum Ausrichten eines Laserbearbeitungsstrahls auf eine Verbindung eines IC-Bauelements
JP2002134616A (ja) * 2000-10-24 2002-05-10 Fujitsu Ltd ヒューズの切断方法及びヒューズ切断装置
US6979798B2 (en) * 2003-03-07 2005-12-27 Gsi Lumonics Corporation Laser system and method for material processing with ultra fast lasers
JP2007266304A (ja) * 2006-03-28 2007-10-11 Fujitsu Ltd ヒューズの切断方法及びヒューズ回路装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101528347B1 (ko) * 2013-11-12 2015-06-11 한국기계연구원 레이저를 이용한 선택적 박리 장치 및 이를 이용한 박리 방법
KR101647991B1 (ko) * 2015-09-18 2016-08-18 주식회사 레이저앱스 수직 다중 빔 레이저 가공 장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN101611488A (zh) 2009-12-23
US20100009550A1 (en) 2010-01-14
TW200837811A (en) 2008-09-16
WO2008069307A1 (ja) 2008-06-12
JP2008147406A (ja) 2008-06-26

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