靶连接体结构的基于激光的去除制造技术

提供了用于去除形成在基底上的电路的一个或多个靶连接体结构的基于激光的方法和系统，所述方法和系统包括以小于基底的吸收边的预定波长产生脉冲激光输出。激光输出包括至少一个具有在大约１０皮秒到小于１纳秒范围内的脉冲持续时间的脉冲，脉冲持续时间处于热激光处理范围内。所述方法还包括将激光输出传递并聚焦在靶连接体结构上。聚焦激光输出在靶连接体结构内的位置处具有充足的功率密度，以减小靶连接体结构的反射率并有效地将聚焦激光输出耦合到靶连接体结构，从而去除靶连接体结构而不损坏基底。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及激光处理方法和系统的领域，具体涉及用于去除形成在基 底上的一个或多个导电耙连4妻体结构(target link structure )的方法和系统。 本专利技术可特别地适用于，但不限于，冗余半导体存储器件的激光修复。2.
技术介绍
经济性和器件性能已经驱使DRAM和逻辑器件的大小达到非常小的 物理尺寸。近年来，不仅器件小了，而且互连和连接体厚度也急剧地减小。连接体的 一 些热激光处理依赖连接体上的氧化物和连接体本身之间 的热膨胀差异，如文献HANDBOOK OF LASER MATERIALS PROCESSING, Chapter 19, pp. 595-615， Laser Institute of America (2001)中 的"Link Cutting/Making (连接体切割/制造)"所述。不同的膨胀导致氧化 物所包含的熔融连接体具有内建高压。连接体上的氧化物必须包含连接体 处于熔融状态足够长的时间，以建立足够的压力来使氧化物破裂并极为迅 速地去除连接体材料。如果压力太低，连接体就不会被去除干净。可选的 激光波长和激光控制器力求增加激光"能量窗口"且不损坏基底和与连接 体相邻的材料。下述代表性的美国专利和公布的美国专利申请中可以找到关于连接 体熔断(linkblowing)方法和系统的进一步信息，包括材料处理、系统设 计和器件设计考虑美国专利号4,399,345; 4,532,402; 4,826,785; 4,935,801; 5,059,764; 5,208,437; 5,265,114; 5,473,624; 6,057,180; 6,172,325; 6,191,486; 6,239,406; 2002-0003130;和2002-0005396。它K表'I"生文献包4舌"Laser Adjustment of Linear Monolithic Circuits (线寸生 单片电路的激光调整)，"Litwin and Smart, ICAELO， (1983); "Computer Simulation of Target link Explosion In Laser Programmable Memory (激光可 编程存储器中的靶连接体爆裂的计算机仿真)，"Scarfone, Chlipala (1986); "Precision Laser Micromachining ( 4青确;敫光显樣吏才几才成力口工)，"Boogard, SPIE Vol. 611 (1986); "Laser Processing for Application Specific Integrated Circuits (ASICS)(用于专用集成电路应用的激光处理)，"SPIE Vol. 774, Smart (1987); "Xenon Laser Repairs Liquid Crystal Displays (氣;敫光4务复'液晶显示器)，" Waters, Laser and Optronics, (1988); "Laser Beam Processing and ^^^afer Scale Integration (激光束处理和晶圆规才莫集成)，"Cohen (1988); "Optimization of Memory Redundancy Link Processing(存^f诸器冗余连4妾体处J里的4尤4匕),"Sun, Harris, Swenson, Hutchens, Vol. SPIE 2636, (1995); "Analysis of Laser MetalCut Energy Process Window (激光金属切割能量处理窗口分析)，"Bernstein, Lee, Yang, Dahmas, IEEE Trans. On Semicond. Manufact., Vol. 13, No. 2. (2000); "Link Cutting/Making (连4妄体切割/制造)"in HANDBOOK OF LASER MATERIALS PROCESSING Chapter 19， pp. 595-615, Laser Institute of America (2001)。下一代动态随机存取存储器(DRAM)的需求包括连接体宽度小于0.5 微米且连接体间距(中心到中心的间隔)小于2微米(例如1.33孩么米)的 小间距连接体(fine pitch link)。目前的商用激光存储器连接体修复系统并 不很适合满足上述需求，所述激光存储器连接体修复系统使用调Q的、基 于钕的固体激光器，该激光器波长大约为1到1.3微米且脉沖宽度大约为 4到50纳秒(ns)。大光斑尺寸(波长受限)和热效应(脉沖宽度受限) 是两个限制因素。在INTERNATIONAL JOURNAL OF ADVANCED MANUFACTURING TECHNOLOGY (2001) 18:323-331中公开了铜激光处理的结果。使用三倍 频率的Nd:YAG激光器，所述激光器的脉沖持续时间为50纳秒(ns )。所 测量的热影响区(HAZ)对于6x 108 W/cm2的辐照度大约为1微米，而对 于大约为2.5 x 109 W/cn^的辐照度则大于3微米。为了解决所述问题，人们已经进行了一些尝试。可参考下述美国专利 和所公布的申请5,208,437; 5,656,186; 5,998,759; 6,057,180; 6,300,590; 6,574,250; WO 03/052890;以及欧洲专利EP 0902474。总而言之，传统的 调Q纳秒固体激光器由于其热处理本质，即使在短波长时候，也不能处理 小间距连接体。材料的相互作用在飞秒脉沖宽度时可能基本上是无热过 程，但是飞秒脉沖激光器的复杂性、高成本和可靠性可能限制其实际的实 现。支持激光修复的器件和材料修改是昂贵的，且仅仅如此可能是不能满 足需要的。需要用于小间距连接体处理的改进方法和系统来克服与热效应 相关的问题，以及在重复率下提供高有效的连接体去除，而没有与飞秒激 光器系统相关联的复杂性。下述参考文献-与本专利技术有关，其中的一些在这里引用 J. Lee, J. Ehrmann, D. Smart, J. Griffiths and J. Bernstein, "Analyzingthe process window for laser copper-link processing (分片斤用于5效光^同-连才妻体 处理的处理窗)，"Solid State Technology, pp. 63-66， December 2002. J. B. Bernstein, J. Lee, G. Yang and T. Dahmas, "Analysis of laser metal-cut energy process window (激光金属-切割能量处理窗的分析)，" IEEE Semiconduct. Manufact., Vol. 13, No. 2, pp. 228-234, 2000. J. Lee and J.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于激光的方法，其去除形成在基底上的电路的靶连接体结构，而不引起对所述基底、在所述靶连接体结构和所述基底之间的任何电介质层、或与所述靶连接体结构相邻的连接体结构的不希望的损坏，所述靶连接体结构位于一组连接体结构中，在所述一组连接体结构中的至少一些连接体结构可被小于２μｍ的间距所分隔开，所述方法包括：　使用具有第一预定波长的种子激光器、以大于大约１ＭＨｚ的重复率产生激光脉冲序列；　光学放大所述激光脉冲序列的至少一部分，以得到放大的输出脉冲序列；以及　在所述 基底的相对运动期间，将所述放大的输出脉冲序列的脉冲传递和聚焦在所述靶连接体结构上，实质上所述放大的输出脉冲序列的所有输出脉冲具有小于大约１００皮秒的脉冲持续时间、在所述靶连接体结构处的至少大约１０↑［９］Ｗ／ｃｍ↑［２］到小于大约１０↑［１２］Ｗ／ｃｍ↑［２］范围的对应脉冲功率密度、以及大约１．２微米或更短的波长，聚焦脉冲的功率密度低至足以避免所述不希望的损坏，所有的所述聚焦脉冲的总能量高至足以去除所述靶连接体结构，同时也避免对所述一组连接体结构中的其它连接体结构造成所述不希望的损坏，所述聚焦脉冲对大约１微米到大约２微米范围的连接体间距提供３０％或以上的相对能量处理窗口。...

【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：古博，唐纳德V斯马特，詹姆士J考丁雷，乔汉李，唐纳德J斯维特科夫，谢巴德D约翰逊，乔纳森S艾尔曼，
申请(专利权)人：通明国际科技有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]