[發(fā)明專利]使用多激光束的高效微機(jī)械加工設(shè)備和方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580046342.6
• 申請日: 2005-11-29
• 公開（公告）號: CN101099226A
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·R·卡特拉;B·W·伯德;R·S·哈瑞斯;D·M·海明威;H·羅;B·E·尼爾森;Y·尾峪;L·孫;Y·孫;M·A·安瑞斯
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科學(xué)工業(yè)公司
• 主分類號: H01L21/26
• 分類號: H01L21/26
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 趙蓉民

相關(guān)申請

【0001】本專利申請是下列美國專利申請的繼續(xù)：2004年11月29日提交的申請?zhí)柺?1/000,330的美國專利申請，以及于2004年11月29日提交的申請?zhí)柺?1/000,333的美國專利申請，后一申請是2003年6月30日提交的申請?zhí)柺?0/611,798的美國專利申請的繼續(xù)。

技術(shù)領(lǐng)域

【0002】本發(fā)明涉及激光器。更具體地說，涉及一種用于增加工件加工產(chǎn)量的方法和設(shè)備，通過在兩個(gè)或兩個(gè)以上光束路徑之間交替切換單個(gè)激光束，使得其中一個(gè)光束路徑被用于加工一個(gè)工件，同時(shí)另一個(gè)光束路徑被定位用于加工另一個(gè)工件。

背景技術(shù)

【0003】激光廣泛應(yīng)用于各種研究領(lǐng)域、開發(fā)領(lǐng)域以及包括監(jiān)測、加工和微機(jī)械加工各種電子材料和襯底的產(chǎn)業(yè)化作業(yè)中。例如，為了修補(bǔ)動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(“DRAM”)，使用激光脈沖來切斷導(dǎo)電鏈路以使有故障的存儲(chǔ)器單元從DRAM器件分離，然后激活冗余的存儲(chǔ)器單元以替代有故障的存儲(chǔ)器單元。因?yàn)樾枰コ溌返墓收洗鎯?chǔ)器單元的位置是隨機(jī)的，所以需要被切斷的鏈路的位置也是隨機(jī)的。因此，在激光鏈路修補(bǔ)過程中，激光脈沖是以隨機(jī)的脈沖間隔發(fā)出的。換而言之，激光脈沖是以變化范圍很大的脈沖重復(fù)率(PRF)運(yùn)行的，而不是以恒定的PRF運(yùn)行的。對于獲得更大產(chǎn)品產(chǎn)量的工業(yè)過程來說，激光脈沖是射向目標(biāo)鏈路的，而不用停止激光束掃描機(jī)構(gòu)。這種生產(chǎn)技術(shù)在工業(yè)上稱作“忙碌的”(on-the-fly，OTF)鏈路加工。其它普通激光應(yīng)用采用僅當(dāng)需要時(shí)在隨機(jī)的時(shí)刻射出的激光脈沖。

【0004】然而，雖然激光脈沖寬度隨PRF的增加而增大，但每脈沖的激光能量是典型地隨著PRF的增加而減小的，這些特征對Q開關(guān)固態(tài)激光器特別適用。雖然，許多激光應(yīng)用根據(jù)需要要求隨機(jī)時(shí)間位移的激光脈沖，但這些應(yīng)用還要求每脈沖的激光能量和脈沖寬度基本保持為恒定。對于存儲(chǔ)器或其它IC芯片上的鏈路加工，激光能量不足會(huì)導(dǎo)致鏈路切斷不充分，而太大的激光能量會(huì)對鈍化結(jié)構(gòu)或硅襯底產(chǎn)生不可接受的損害。激光脈沖能量的可接受范圍通常稱作“加工窗”。對于許多實(shí)際的IC器件，加工窗要求激光脈沖能量的變化量小于選定的脈沖能量值的5％。

【0005】為了保證操作在“加工窗口”內(nèi)，或者擴(kuò)大加工窗口，已經(jīng)實(shí)施了各種方法。例如，已經(jīng)轉(zhuǎn)讓給本專利申請的受讓人的題目為METHOD?AND?APPARATUS?FOR?GENERATING?AND?EMPLOYINGA?HIGH?DENSITY?OF?EXCITED?IONS?IN?A?LASANT的美國專利第5,590,141號描述了具有激射工作物質(zhì)的固態(tài)激光器，該激射工作物質(zhì)表現(xiàn)出作為增加的PRF的函數(shù)的減小的脈沖能量減少，由此表現(xiàn)出更高的可用PRF。因此，這種激光器在其最大的PRF下工作時(shí)，能夠產(chǎn)生更穩(wěn)定的脈沖能量等級。

【0006】也已經(jīng)轉(zhuǎn)讓給本專利申請的受讓人的題目為SYSTEM?ANDMETHOD?FOR?SELECTIVELY?LASER?PROCESSING?A?TARGETSTRUCTURE?OF?ONE?OR?MORE?MATERIALS?OF?AMULTIMATERIAL，MULTILAYER?DEVICE的美國專利第5,265,114號描述了使用諸如1320納米(nm)的更長的激光波長來擴(kuò)大鏈路加工窗口，以允許在處理過程中激光脈沖能量有更大的變化。

【0007】題目為LASER?PUMP?CONTROL?FOR?OUTPUT?POWERSTABILIZATION的美國專利第5,226,051號描述了通過控制泵浦二極管的電流來使激光脈沖能量相等的技術(shù)。該技術(shù)在采用低于約25KHz或30KHz的激光PRF的實(shí)際應(yīng)用中很適用。

【0008】以上描述的激光加工應(yīng)用通常采用具有1047nm-1324nm波長的紅外(“IR”)激光器，其在不超過約25至30KHz的PRF下運(yùn)行。然而，產(chǎn)品需求正要求有更高的產(chǎn)量，所以激光器應(yīng)該能夠在高于約25KHz(諸如50-60KHz或更高)的PRF下工作。此外，許多激光加工應(yīng)用是采用紫外(UV)能量波長(一般小于約400nm)改進(jìn)的。這種UV波長可以通過將IR激光器置于模擬IR激光器的二次、三次或四次諧波的諧波產(chǎn)生過程來生成。不幸的是，由于諧波產(chǎn)生的性質(zhì)，這種UV激光的脈沖到脈沖能量等級對PRF和激光脈沖間隔中的時(shí)間變化特別敏感。