控制激光偏振制造技术

激光偏振控制装置包括一个偏振修正装置（２４）如液晶可变延迟器，和一个控制器（１８）。偏振修正装置接收激光束（１２）并修正激光束的偏振状态。控制器调节对偏振修正装置的输入，从而根据由激光束加工的构件的排列来控制激光束偏振态的修正。偏振修正装置构造成组合到激光加工系统中，该激光加工系统产生偏振修正装置接收的激光束并把偏振修正装置修正的激光束聚焦到一个工件上，该工件包含一种由激光束加工的构件。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总的涉及对诸如半导体器件的工件的激光加工，并尤其涉及通过切断保险丝或线路而对DRAMs、存储器和可编程装置的加工。在DRAMs和可编程装置的制造中多年来使用激光系统。例如，在DRAM生产中，利用聚焦的激光束切断保险丝或线路而对冗余存储器编程，以便取代有缺陷的存储单元。编程可通过利用二极管泵浦的Q转换的YAG(或YLF)激光器产生的激光脉冲切断保险丝或线路来实现。近年的半导体器件具有一种典型宽度为1μm、长度5μm的线路形状。这些线路可以设置成一组水平对准的线路和垂直对准的线路。激光光斑大小为3-5μm的激光可以用于利用单激光脉冲切断线路。通过适当地选择激光能量、光斑尺寸、激光脉冲的宽度和激光束的波长，可以优化激光参数、从而实现最整齐且最可靠的线路断接。线路断接的质量可以通过检查断毁的线路来评估。衡量保险丝或线路断接实用性的是能量切断范围或“能量窗”，它是能够实现整齐可靠的线路切割的每个脉冲的能量范围。用于加工半导体器件的激光能量可以设置在预置能量窗的中心，由于过程的变化，如线路材料的厚度、位于线路顶部的氧化材料厚度、激光的不稳定、激光束定位中的误差和聚焦误差等，预置能量窗可以与实际的能量窗不同。用在激光加工系统中的许多二极管泵浦固态激光器是线性偏振的。有些激光加工系统采用圆偏振激光束而不采用线性偏振激光束。本专利技术特点的一个方面在于一种激光偏振控制装置，该装置包括一个偏振修正装置如液晶可变延迟器，和一个控制器。偏振修正装置接收激光束并修正激光束的偏振状态。连接到偏振修正装置的控制器调节对偏振修正装置的输入，从而根据由激光束加工的构件的排列来控制激光束偏振态的修正。例如，激光束的偏振可以旋转成与激光束切割的半导体器件中的线路排列对应。偏振修正装置构造成并入到激光加工系统中，该激光加工系统产生偏振修正装置接收的激光束并把偏振修正装置修正的激光束聚焦到一个工件上，该工件包含一种由激光束加工的构件。所以，根据本专利技术，线性或椭圆偏振激光束可以排列成与待切割的线路对齐。例如，当线路垂直排列时激光束的偏振可以垂直排列，当线路水平排列时激光束的偏振可以水平排列。已经发现，通过利用此项技术可以增大有效切割特定类型线路的可接收的切割能量的范围。此可接收的切割能量的范围就是能量窗。所以，通过依据线路取向变换激光束的偏振，可以获得关于加大能量窗的宽度的最佳效果。也可以有这样一种类型的线路，当线性偏振激光束垂直于线路或以一定的角度但不平行于线路对齐时能量窗最大。本专利技术的另一个特点在于一种检偏器工具，该检偏器接收由偏振修正装置修正的激光束。检偏器工具测定激光束偏振被偏振修正装置的修正。把多个输入施加到偏振修正装置以控制激光束偏振的修正，并且利用检偏器工具对偏振修正装置修正的激光束检偏，从而测定激光束偏振被偏振修正装置的修正。储存偏振控制装置的输入和激光束偏振的修正之间的关系。当激光系统用于加工一种构件时，偏振修正装置可以根据此储存的关系修正激光束的偏振。通过把多项输入施加到偏振修正装置并通过对偏振修正装置修正的激光束检偏，可以确定例如为获得垂直的线性偏振光或水平的线性偏振光所需的适当输入。然后可以储存这些输入为后面激光系统加工半导体器件上的线路时使用，使得可以把适当的输入加到偏振修正装置，从而确保当线路水平排列时激光束的偏振为垂直对齐，当线路为水平排列时激光束的偏振为水平对齐。在下面联系附图对本专利技术进行详细描述后，本专利技术的各种特点、目的和优点将变得更加清晰。附图说明图1是根据本专利技术的激光系统在安装液晶可变延迟器和偏振分束器之前的水平截面图；图2是图1所述的激光系统沿图1中2-2线截取时的垂直截面图；图3是图1的激光系统部分在安装液晶可变延迟器和偏振分束器之后的水平截面图；图4是图1所示激光系统的激光调和可旋转半波片的详细示图；图5是控制施加到图1所示激光系统的液晶可变延迟器的电压的系统组件框图；图6是图1所示激光系统的部分在安装了液晶可变延迟器和偏振分束检偏器工具之后的水平截面图，该组装的系统从实验上确定施加到液晶可变延迟器以提供圆偏振激光输出的适当电压；图7是图1所示激光系统的部分在安装了液晶可变延迟器和偏振分束检偏器工具之后的水平截面图，该组装的系统从实验上确定施加到液晶可变延迟器以提供垂直或水平偏振激光输出的适当电压。根据以下描述的偏振控制原理，线性或椭圆偏振激光束与待截取的线路对齐，以便增大激光加工系统的能量窗。因为本专利技术提供了一个能够很好地切割给定线路的能量的很宽的范围，所以提高了成功断接线路的可能性，尽管知道或未知一些易于影响线路加工并因而影响最佳切割能量的加工参数。这些加工参数例如包括线路材料上氧化层厚度的不确定度、由于定位误差而致的线路与激光束的轻微失准、激光脉冲或激光脉冲能量的不稳定性、聚焦误差和线路厚度的不确定性。例如，如果在具体的线路上有一个极薄的氧化层，则切割此氧化层将只需耗费极小量的能量。另一方面，如果在线路上有一个极厚的氧化层，则要切割此氧化层需大量的能量。对于特定半导体器件上的特定类型的线路，根据对于特定类型的线路的预定能量窗中心的能量窗实验测定设置用于切割线路的激光能量。例如，某种半导体芯片可能具有一个较厚的氧化层，而其它的可能只有较薄的氧化层或没有氧化层。消费者可以对不同类型的芯片进行实验上的能量研究，以便确定保芯片的预定能量窗和后芯片的预定能量窗，这些能量窗一般覆盖较高的能量范围。另外，在一个包含待加工的半导体器件的半导体芯片中，可以有需要不同光学切割能量的各种类型的线路。例如，在芯片的边缘可以有加工的考虑，与芯片的其它区域相比预定能量窗的中心应该不同。但是，不可能确定地知道每个给定线路的实际能量窗(与包括预选激光能量的预定能量窗相反)，因为可能存在的定位误差、聚焦问题、线路厚度的不确定性、氧化层厚度的不确定性、激光的不稳定性等因素。虽然如此，因为本专利技术提供了一个有效切割给定线路的很宽的能量范围，所以对于给定线路的预选激光能量很可能落入此宽范围内，因为实际能量窗极可能与预选的激光能量重叠。为此，本专利技术提供的大切割能量范围对于维持可靠的线路切割非常有用。因为本专利技术是利用线性或椭圆偏振激光束而不是圆偏振激光束，所以可以把激光束的偏振与线路对齐并由此优化实际能量窗。另一方面，如果用于切割特定线路的激光束是圆偏振光，则至少在特定的环境下实际能量窗比同样的激光束是线性或椭圆偏振光时的大，并且与线路垂直对齐。所以，如果用户不希望经历确保线性或椭圆偏振激光束与线路对齐的整个过程，则根据本专利技术的某种激光系统能够允许用户选择一个圆偏振激光束做为折中的选择。可以相信，最大的能量窗可以通过线性偏振光束与待切割线路对齐而实现。图1和图2表示根据本专利技术的激光系统10在安装液晶可变延迟器和偏振分束器之前的主要组件，其中安装液晶可变延迟器和偏振分束器是用于根据切割线路的排列调节线性偏振。二极管泵浦的Q转换激光头20产生一个由虚线表示的激光束12，该激光束穿过导致光束线性偏振的半波片22(详见图4)。激光束12穿过小的预扩束套叠组件14，该组件例如扩展激光束三倍，激光束12从后旋转反射镜16反射，旋转90度。激光束12从前旋转反射镜26反射并通过分束器28和套叠组件32向着扫描透镜30传播，扫描透本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光偏振控制装置，包括：一个偏振修正装置，构造成接收激光束并修正激光束的偏振状态；和一个控制器，连接到偏振修正装置，构造成调节对偏振修正装置的输入，从而根据由激光束加工的构件的排列来控制激光束偏振态的修正；偏振修正装置构造成 组合到激光加工系统中，该激光加工系统产生被偏振修正装置接收的激光束并把被偏振修正装置修正的激光束聚焦到一个工件上，该工件包含一种由激光束加工的构件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯J克丁雷，唐纳德V司马特，迈克尔普劳金，威廉劳尔，
申请(专利权)人：通用扫描公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]