[发明专利]修正激光处理系统中的系统误差的方法

说明书

本申请是2007年9月18日提交的名称为：“修正激光处理系统中的系统误差的方法”的中国专利申请2006800088020的分案申请。

技术领域

本发明关于材料处置系统的校正，且特别是关于将诸如半导体晶片的工件定位以进行激光处理操作的材料处置系统的校正方法。本发明提供识别并修正系统误差的方法，系统误差可预先计算且施用于由该系统所处理的各后续工件。 

背景技术

激光微加工处理运用在各种关于半导体及电子制造的操作中。部分的激光处理应用包含：修复、组态设定(configuration)及标注半导体管芯，诸如动态随机存取存储器(DRAM)；无源组件的激光切割处理；基片内的打钻通孔；以及集成半导体装置的阻抗调谐。在DRAM修复的范例里，含DRAM集成电路(IC)的半导体晶片经测试，并且准备对于这些无法表现达到规格要求的存储单元的列表。然后，内存产出改良系统采用该列表并导引激光，通过将激光脉冲聚焦在可熔链路上以对这些失效单元进行处理，以按逻辑方式移除失效单元。接着，该系统导引该激光以处理与冗余存储单元关联的可熔链路，由此将这些增入该电路内，以取代在前一步骤中所移除的失效单元。通常，可熔链路的激光处理牵涉分割或分离该链路；然而在一些情况下，激光处理会在各电路元件间制作出电连接。在无源组件切割处理中，该系统将激光导引至电路的无源组件上(诸如薄膜电阻器)，修改其电性能，同时该电路受到该系统所监视。在此范例里，该激光经导引以从该电阻器移除掉材料，直到获得适当的电阻值为止。在通孔打钻处理中，该系统导引激光通过热效应或烧蚀(根据激光能量而定)而在该 基片内形成孔洞，以允许由绝缘材料所垂直间隔的各电路层之间制作出电连接。在阻抗调谐中，该系统导引激光至一半导体接合处以对其加热，并使该半导体接合内的掺杂物或掺杂剂重新分布以更改其电特性。 

而这些应用所具有的共同处在于希望能够准确地导引特定大小的激光脉冲在IC或基片处。还会希望在特定位置处传递包含即时的脉冲外形、时序、脉冲能量以及空间能量分布的特定性能的激光脉冲。有相当多的先前技术是关于此课题的。例如，美国专利第4,941,082号及6,172,325号(两者皆授让予本专利申请案受让人)描述了将激光脉冲准确地且快速地传递至工件上的方法及装置。这些系统共同地拥有的一个特点是在处理工件之前它们皆先执行调准(alignment)及校正(calibration)步骤。此步骤包含在工件上定位出参考标记，并且利用此信息以将该工件相对于该激光系统加以定位，使提供准确处理。 

众所公知，半导体及电子装置变得日趋密集，而持续激增的大量电路封装于愈来愈小的维度之内。随着半导体及电子组件的维度逐渐变小，会希望在激光束相对于该工件的定位方面达到更高的准确度。上述的美国专利第4,941,082号及6,172,325号描述了在大致与该激光束垂直且与该工件平行的坐标的X及Y坐标中，准确地且以高速方式传递激光脉冲的方法及装置。 

然而，还是众所公知，除X及Y轴以外，聚焦的激光束具有影响到在Z轴上的焦点特性的三维(3D)外形，此Z轴大致与该激光束平行。可将该激光束聚焦于距该聚焦光学组件的特定距离处而缩小至希望的光斑大小，然当在该Z轴上沿该射束而移动靠近或远离该名目焦距时，该光斑大小通常会增加。典型的激光束图可如图1示意显示。该激光束10以光轴12为中心。该射束腰部14为沿该光轴12的光束10达到其最小光斑尺寸的点处。该激光束10可将光斑大小维持为等于或小于一特定直径的范围称为聚焦深度或焦深(DOF)16。如本领域技术人员所公知的，随着该最小激光束光斑大小缩减(这通常是使用具较高数值孔径(NA)的透镜)，该DOF也会降低。在本专利申请所讨论的所有业界领域里，因该工件及将其握持的材料处置系统两者有合理的制造公差，故在工件位置与表面高度方面而常有偏差。当在 工件表面上的自然偏差具有与该DOF及所希望的激光束准确度相同的数量级时，即可运用各种方法以补偿这些偏差。一种在整个工件上维持所希望激光束准确度及光斑大小的方式，即当激光束行穿越过该工件时，对其进行X、Y及Z轴的修正。