[发明专利]半导体器件的多波长激光微加工

权利要求书

1.一种激光微加工多层结构的方法，其除去深度方向上的部分靶层材料，而不引起所述多层结构的非靶层材料附近明显的损伤，该方法包括：

产生能量分布图由第一和第二能量分布图部分组成的激光脉冲，所述激光脉冲包括所述能量分布图第一部分中第一激光波长的第一激光能量特征，和所述能量分布图第二部分中第二激光波长的第二激光能量特征；

引导所述激光脉冲至所述靶层材料；

在所述能量分布图的第一部分中第一波长的所述第一激光能量特征在深度方向除去所述靶层材料的初始部分，从而形成部分部切断口容积区域而不损伤所述多层结构的非靶层材料；和

在所述能量分布图的第二部分中第二波长的所述第二激光能量特征在深度方向除去所述靶层材料的其余部分，从而完成所述部分切断口容积区域的形成而不损伤所述部分切断口容积区域下面或附近的非靶层材料。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述多层结构包括位于叠层中的上钝化层和下钝化层之间的导电链路；且其中所述靶层材料的初始部分包括所述上钝化层区域，所述靶层材料的所述其余部分包括所述导电链路的区域，而所述非靶层材料包括所述部分切断口容积区域下面附近中的所述下钝化层区域。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述上钝化层和所述导电性链路在边界界面处彼此接触，且其中被除去的所述靶层材料的初始部分进一步包括从所述边界界面处导电链路的区域除去的部分。

4.如权利要求2所述的方法，其中所述第一激光能量具有割裂上钝化层而不使邻近上钝化层结构破裂的量。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述第一波长在紫外波长范围内。

6.如权利要求2所述的方法，其中一个或更多所述上钝化层和下钝化层由低k材料制成。

7.如权利要求2所述的方法，其中所述导电链路包括铝、铜、金镍、钛、钨、铂、镍铬、氮化钛、氮化钽、硅化钨、或其他类金属材料。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述第一波长对应于限定所述部分切断口容积区域的表面尺寸的有效激光束斑尺寸。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述第一波长在可见光或红外光波长范围内，且其中在所述部分切断口容积区域下面附近的非靶层材料对所述第一波长是基本透明的，因而所述第一波长不会对其造成可察觉的损伤。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述第二波长在可见光或红外波长范围内，且其中所述部分切断口容积区域下面附近的非靶层材料对所述第二波长是基本透明的，因而所述第二波长不会对其造成可察觉的损伤。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述非靶层材料具有损伤阈值，所述第一波长在紫外波长范围内，且所述第一波长被所述非靶层材料吸收，但具有所述非靶层材料损伤阈值以下的第一激光能量的量。

12.如权利要求1所述的方法，其中：

所述激光脉冲具有主要为高斯型并带有中心区域的光束能量分布图，且该能量分布图最高能量量集中在所述中心区域；

所述多层结构包括位于导电链路和衬底之间的钝化层，该导电链路包括部分所述靶层材料并具有一定宽度；以及

所述非靶材料包括所述钝化层，且所述导电链路的宽度使其用作防止所述第一激光输出的最高能量损伤所述钝化层的护罩。

13.如权利要求1所述的方法，其中所述激光脉冲具有短于10ns的前沿上升时间和长于5ns的总持续时间。

14.如权利要求1所述的方法，其中所述第一激光能量特征持续1ps到50ns，所述第二激光能量特征持续1ps到50ns。

15.如权利要求1所述的方法，其中所述第一和第二能量特征包括各自第一和第二激光能量峰值，且其中所述第一激光能量峰值和第二激光能量峰值由0到300ns范围内的时间延迟分离。

16.如权利要求1所述的方法，其中所述第一和第二激光波长在红外到UV波长范围内，包括1.32μm、1.30μm、1.064μm、1.053μm、1.047μm以及它们的二次、三次、和四次谐波。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述第一和第二激光波长相同。