[发明专利]使用三角形形状裁适的镭射脉冲于所选定靶材类型的镭射系统和方法

说明书

技术领域

本揭示是有关于镭射处理系统。尤其本揭示是有关于藉由具有经整形时间廓型的镭射脉冲而以供切断导电性链接及/或微加工半导体装置的镭射系统及方法。

背景技术

运用于处理动态随机存取记忆体(DRAM)和其他半导体装置的镭射处理系统通常是使用Q切换二极体浦汲固态镭射。例如，当处理记忆体装置时，通常会运用单一镭射脉冲以切断导电性链接结构。而在其他的工业应用项目方面，镭射刻划处理可在进行分割之前用以自半导体装置晶圆上移除金属及介电半导体材料。镭射也可用以例如裁修离散和嵌入式元件的电阻值。

有些镭射处理系统利用不同的操作模式以执行不同功能。例如，可自本专利申请案所有权人的美国奥瑞冈州波特兰市Electro Scientific Industries,Inc.获用的ESI Model 9830即利用一种按约50KHz的脉冲重复频率而操作的二极体浦汲Q切换钕掺质钒酸钇(Nd:YVO₄)镭射来进行半导体记忆体及相关装置的镭射处理。这种镭射系统可提供用以处理链接结构的脉冲化镭射输出以及用于扫描光束至作品靶材的连续波(CW)镭射输出。即如另一范例，亦可自Electro Scientific Industries,Inc.获用的ESI Model 9835是运用二极体浦汲Q切换、频率三倍Nd:YVO₄镭射以进行半导体记忆体和相关装置的镭射处理。这种镭射系统是利用按约50KHz的PRF的第一脉冲化镭射输出以处理链接结构，并且利用按约90KHz的PRF的第二脉冲化镭射输出以供扫描光束至作品靶材。在一些系统中亦可使用更高的PRF(即如近约100KHz)。一般说来，藉由此等镭射系统所产生的镭射脉冲的脉冲宽度在功能上是根据所选定的PRF而定，并且无法按照许多靶材结构或其他制程变数之间的差值独立地进行调整。

图1A及1B为由典型固态镭射所产生的镭射脉冲的范例时间性脉冲形状。图1A所示的脉冲可经由业界众知的光学构件加以整形使得产生方波脉冲。即如表1以及图1A和1B所示，典型的固态脉冲形状可按如其尖峰功率、脉冲能量(功率曲线的时间积分)以及在全宽度半最大(FWHM)数值处测得的脉冲宽度所良好描述。可利用来自一脉冲侦测器的回馈以决定脉冲能量及/或尖峰功率。用以回馈的脉冲侦测器可含有经耦接于一类比尖峰捕捉并固持电路的二极体以利进行尖峰功率感测。该脉冲侦测器亦可含有一类比积分电路以供进行脉冲能量测量。

许多记忆体装置和其他半导体侦测器都含有介电钝化材料，此材料覆盖该导电性链接结构。该迭覆钝化材料有助于含纳该金属链接材料，因此可予加热而高于一烧蚀门槛值。例如图2A、2B、2C及2D为一半导体装置200的截面区块图，该装置含有经钝化的导电性链接结构210、212、214。即如图2A所示，该半导体装置200可含有经构成于半导体基板218上的一或更多介电钝化材料层216。在本范例里，该半导体基板218含有硅质(Si)，该介电材料含有二氧化硅(SiO₂)，并且所述导电性链接结构210、212、214含有铝质(Al)。一般说来，所述导电性链接结构210、212、214是位在该介电钝化材料216之内。换言之，该介电材料邻接于所述导电性链接结构210、212、214的顶部及底部表面两者，使得所述导电性链接结构210、212、214不会直接地受曝于处理镭射光束220。相反地，该镭射光束220在与一所选定导电性链接结构212互动之前会先通过该介电钝化材料216的迭覆局部。

在图2A里，该镭射光束220与该所选定导电性链接结构212之间的互动会造成该导电性链接结构212加热。而加热会导致该导电性链接结构212内部的压力增高。该介电钝化材料216可陷捕该热能，并且防止该导电性链接结构212的经加热局部注入到邻接的导电性链接结构210、214上。换言之，该介电钝化材料216可避免该导电性链接结构212的液化局部“溅洒”于该固架200的其他局部上。为便于说明，图2B显示该介电钝化材料216中环绕于该导电性链接结构212的一局部的放大视图。即如图2B所示，连续加热可能造成自该导电性链接结构212的上方角落开启碎裂222。一旦该导电性链接结构212触抵一烧蚀门槛值，即如图2C所示者，该导电性链接结构212可能爆炸，而如此会造成迭覆的介电钝化材料216以及部份的导电性链接结构212被以蒸汽224的方式移除。即如图2D所示，然后该镭射光束220可透过沸腾、熔化及/或溅洒处理以清除该导电性链接结构212的剩余局部，若确存在。