[發明專利]高能量脈沖抑制方法

無效

• 申請號: 201110227632.8
• 申請日: 2005-04-13
• 公開（公告）號: CN102357733A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: K·格蘭特;S·斯通;B·尼爾森
• 申請（專利權）人: 電子科學工業公司
• 主分類號: B23K26/06
• 分類號: B23K26/06;B23K26/08;B23K26/40;H01S3/10;H01S3/117
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

本申請是2005年4月13日提交的名稱為“高能量脈沖抑制方法”的中國專利申請200580044852.X的分案申請。

技術領域

本發明涉及激光器，并且更具體地講，涉及一種用于根據需要提供高重復率、穩定能量的激光脈沖的方法和裝置，其具有負載受控的聲-光調制器(“AOM”)以最小化激光束的質量失真或位置/定位準確度(positional?accuracy)的失真。

背景技術

激光被廣泛應用在包括光譜和生物工藝學研究的各種研發(R&D)工作中，以及包括檢查、處理和微加工各種電子材料和襯底的工業性作業中。例如，為了修補動態隨機存取存儲器(“DRAM”)，使用激光脈沖來切斷導電鏈路以使有故障的存儲器單元從DRAM器件上分離，然后激活冗余的存儲器單元以替代有故障的存儲器單元。因為需要去除鏈路的故障存儲器的位置是隨機的，所以需要被切斷的鏈路的位置也是隨機的。因此，在激光鏈路修補過程中，激光脈沖是以隨機的脈沖間隔發出的。換言之，激光脈沖是以變化范圍很大的脈沖重復頻率(“PRF”)運行的，而不是以恒定的PRF運行的。對于獲得更大產品產量的工業工藝來說，激光脈沖是射向目標鏈路的，而不用停止激光束的掃描機構。這種生產技術在工業上稱作“忙碌的(on-the-fly)”(“OTF”)鏈路處理。其它普通激光應用采用的激光脈沖僅當需要時在隨機的時刻射出。

然而，雖然激光脈沖寬度隨PRF的增加而增大，但每個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開關固態激光器特別適用。雖然，根據需要，許多激光應用需要隨機時間位移的激光脈沖，但這些應用還需要每個脈沖的激光能量和脈沖寬度保持為基本恒定。對于存儲器或其它IC芯片上的鏈路處理，激光能量不足會導致鏈路切斷不充分，而太大的激光能量會對鈍化結構或硅襯底產生不可接受的損害。激光脈沖能量可接受的范圍通常稱作“加工窗(processwindow)”。對于許多實際的IC器件，加工窗需要激光脈沖能量變化量小于選定的脈沖能量值的5％。

有經驗的技術人員已經采用各種方法用于保證在加工窗范圍內操作，或者擴大加工窗。例如，已經轉讓給本發明申請的受讓人的題目為METHOD?AND?APPARATUS?FOR?GENERATING?ANDEMPLOYING?A?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的固態激光器，該激射工作物質表現出作為PRF函數的減小的脈沖能量減少，由此表現出更高的可用PRF。因此，這種激光器在其最大的PRF下操作時，能夠產生更穩定的脈沖能量等級。也已經轉讓給本發明中請的受讓人的題目為SYSTEM?AND?METHOD?FOR?SELECTIVELY?LASERPROCESSING?A?TARGET?STRUCTURE?OF?ONE?OR?MOREMATERIALS?OF?A?MULTIMATERIAL，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大鏈路處理窗口，以允許在處理過程中激光脈沖能量有更大的變化。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。該技術在采用低于約25KHz或30KHz的激光PRF的實際應用中很適用。

以上描述的激光加工應用通常采用具有1047nm-1342nm波長的紅外(“IR”)激光器，其在不超過約25或30KHz的PRF下運行。然而，產品需求正要求有更高的產量，所以激光器應該能夠在高于約25KHz(諸如50-60KHz或更高)的PRF下操作。此外，許多激光加工應用是通過采用紫外(“UV”)能量波長(一般會小于約400nm)改進的。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生過程來生成。不幸的是，由于諧波產生的性質，這種UV激光的脈沖-脈沖能量等級對于PRF和激光脈沖間隔中的時間變化特別敏感。