[发明专利]调整参数来增加基于激光的晶片处理期间中的产量的系统和方法

说明书

技术领域

本发明总地涉及制造半导体集成电路。更特别地，涉及使用激光射束来处 理半导体集成电路之上或之内的结构。

背景技术

举例来说，通常会使用基于激光的处理系统来钻凿、车削、修整、切断、 刻画、标记、劈裂、制造、加热、修改、扩散、退火、及/或测量半导体基板 之上或之内的结构或材料。为了在集成电路(IC)的制造期间改良产量，通常 还会希望基于激光的处理系统精确且快速地处理该半导体基板之上或之内的 选定结构。不过，公知的基于激光的处理系统通常是配合一组不变的参数进行 调整与操作，来为希望由该系统处理的所有类型IC提供良好的精确性。此种 一体适用(one-size-fits-all)的方式通常会降低处理速度并且降低总产量。

举例来说，半导体连结线处理系统通常会在切断任何IC上的连结线时提 供相同的精确程度。在制造期间，IC通常会因为各种理由而造成缺陷。据此， IC装置经常会设计成包含冗余电路组件，例如半导体存储器装置(举例来说， DRAM(动态随机存取存储器)、SRAM(静态随机存取存储器)、或是内建式 存储器)中的备用内存单元列与行。这样的装置还会设计成在冗余电路组件的 电接点之间包含特殊的激光可切断的连结线。举例来说，可以移除这样的连结 线以中断连接有缺陷的内存单元并且替换冗余内存单元置换品。连结线还可以 被移除以进行辨识、配置、以及电压调整。相似的技术还会用来切断连结线， 用以程序化或配置逻辑产品，例如门阵列或ASIC(特定应用集成电路)。在一 个IC已经制造完成后，便会测试其电路组件是否有缺陷，并且可以将缺陷的 位置记录在数据库中。结合与该IC的布局有关的位置信息及其电路组件的位 置，基于激光的处理系统便可用来移除选定的连结线，以便让该IC可供使用

激光可切断连结线通常厚度约为0.5至1微米(μm)，宽度约为0.5至1μm， 而长度约为8μm。一个IC之中的电路组件通常会排列成规律的几何排列，且 该些组件之间的连结线因而会排列成规律的几何排列，例如排列在规律的列之 中。在一个典型的连结线列之中，介于相邻连结线之间的中心至中心间距约为 2至3μm。这些尺寸均仅为代表性尺寸，并且会随着技术演进而缩小，以便制 造具有更小特征图案的工件以及创造具有更大精确性及更小聚焦激光射束光 点的激光处理系统。虽然最普及的连结线材料为多晶硅及类似的合成物，不过， 存储器制造商近来已经采用各种导电性更强的金属连结线材料，其可能包含但 并不受限于：铝、铜、金、镍、钛、钨、铂、以及其它金属、金属合金、金属 氮化物(例如钛或钽的氮化物)、金属硅化物(例如钨的硅化物)、或是其它类 金属材料。

公知的基于激光的半导体连结线处理系统的重点在于每一条连结线处的 脉冲宽度约为4至30奈秒(ns)的单脉冲激光输出。该激光射束会入射到该 IC上，其涵盖范围或光点尺寸足以每次移除一条且仅有一条连结线。当激光 脉冲照射位于硅基板上方且位于钝化层堆栈(其包含厚度通常为2000至 10,000埃的上方钝化层以及下方钝化层)的成分层之间的多晶硅或金属 连结线时，该硅基板便会吸收比较小比例数量的红外光(IR)幅射，而这样的 钝化层(二氧化硅或是氮化硅)则比较能够让IR幅射穿透。IR以及可见激光 波长(举例来说，0.532μm、1.047μm、1.064μm、1.321μm、以及1.34μm)已 经用来移除电路连结线超过20年。

众所周知的半导体连结线处理系统会运用聚焦成小型光点的单激光脉冲 来进行连结线移除。要被移除的连结线组通常会排列在晶片上的一个横列之 中，图1中所示的就是其中的解释性范例。该列并未必为完全笔直，不过，其 通常会非常地笔直。该系统会在连结线航程(link run)120中来处理这样的连 结线，该航程亦称为飞行中(on-the-fly(OTF))航程。在连结线航程期间， 当平台定位器将该连结线列通过跨越该聚焦激光光点110的位置时，该激光射 束便会脉冲射出。该平台通常会每次沿着单一轴连结线来移动，并且不会停止 在每一个连结线位置处。因此，该连结线航程会在大体上为纵长的方向(举例 来说，水平跨越图中所示的页面)中向下通过一列连结线。再者，该连结线航 程120的纵长方向虽然通常会确切地垂直构成该列的个别连结线的纵长方向， 不过并不需要确切地垂直。