DE69936646T2

DE69936646T2 - Verfahren zum abtrennen von elektrisch leitenden verbindungen mit ultraviolett-laserausgangsstrahlung

Info

Publication number: DE69936646T2
Application number: DE69936646T
Authority: DE
Inventors: Yunlong Beaverton Sun; Edward Portland SWENSON
Original assignee: Electro Scientific Industries Inc
Current assignee: Electro Scientific Industries Inc
Priority date: 1998-06-05
Filing date: 1999-06-04
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2019-06-05
Also published as: JP2002517902A; TW445684B; CN1198329C; WO1999063592A1; CA2330653A1; US6057180A; KR100696256B1; DE69936646D1; AU4417799A; EP1092237B1; CN1303519A; KR20010043254A; EP1092237A1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein laserbasiertes Verfahren zum Abtrennen elektrisch leitender Verbindungen in Geräten mit integrierter Schaltung, die auf einem Halbleiterwafer und insbesondere in einem solchen Verfahren hergestellt werden, das eine Ultraviolett-Laserausgangsstrahlung verwendet, die bei einer vorgegebenen Wellenlänge eine Leistungsdichte von ausreichender Größe aufweist, um eine Verbindung abzutrennen, die sich über einer Passivierungsschicht befindet, welche durch eine Höhe und Absorptionsempfindlichkeit gekennzeichnet ist, die ausreicht, um die Laserausgangsstrahlung vom Auftreffen auf das unterhalb befindliche Substrat abzuhalten.
Hintergrund der Erfindung
Traditionelle Laserwellenlängen von 1,047 μm oder 1,064 μm werden schon seit mehr als 20 Jahren verwendet, um laserabtrennbare Schaltungsverbindungen explosiv zu entfernen, um zum Beispiel eine defekte Speicherzelle zu trennen und eine redundante Ersatzzelle in einer Speichervorrichtung wie einem DRAM, einem SRAM oder einem eingebetteten Speicher auszuwechseln. Ähnliche Techniken werden auch zum Abtrennen von Verbindungen zum Programmieren einer UND-Verknüpfung, von Gate Arrays oder ASICs verwendet. 1A zeigt einen herkömmlichen infraroten (IR) gepulsten Laserstrahl 12 mit einem punktgroßen Durchmesser 14, der auf eine Verbindungsstruktur 16 auftrifft, die aus einem Polysilizium oder einer Metallverbindung 18 zusammengesetzt ist, positioniert über einem Siliziumsubstrat 20 und zwischen Komponentenschichten eines Passivierungsschichtstapels einschließlich einer Passivierungsschicht oberhalb 21 und einer Passivierungsschicht unterhalb 22. Das Siliziumsubstrat 20 absorbiert eine relativ geringe proportionale Menge von IR-Strahlung, und herkömmliche Passivierungsschichten 21 und 22 wie Siliziumdioxid oder Siliziumnitrid sind relativ transparent für IR-Strahlung.
Um Beschädigungen des Substrats 20 zu vermeiden, während ausreichende Energie zur Verarbeitung einer Metallverbindung 18 aufrechterhalten wird, schlugen Sun und Kollegen in US 5 265 114 die Verwendung längerer Laserwellenlängen wie 1,3 μm vor, um Verbindungen 18 auf Siliziumwafern zu verarbeiten. Bei der Laserwellenlänge von 1,3 μm ist der Absorptionskontrast zwischen dem Verbindungsmaterial und dem Siliziumsubstrat 20 viel größer als der bei den traditionellen Laserwellenlängen von 1 μm. Das viel breitere Laserverarbeitungsfenster und die bessere Verarbeitungsqualität, die diese Technik bietet, werden in der Branche seit ungefähr drei Jahren mit großem Erfolg verwendet.
Die IR-Laserwellenlängen haben jedoch Nachteile: Die Kupplungseffizienz eines in eine hochelektrische leitende Metallverbindung 18 gelangenden IR-Laserstrahls 12 ist relativ schlecht; und die praktische erreichbare Punktgröße 14 des IR-Laserstrahls 12 zum Abtrennen einer Verbindung ist relativ groß und begrenzt die kritischen Dimensionen der Verbindungsbreite 24, der Verbindungslänge 26 zwischen den Kontaktstellen 28 und des Verbindungsabstands 30. Die IR-Laserverbindungsverarbeitung beruht auf Erhitzen, Schmelzen in der Verbindung 18 und Erzeugen des Aufbaus einer mechanischen Spannung, um die Passivierungsschicht oberhalb 21 explosiv zu öffnen. Das Verhalten der Wärmespannungsexplosion ist ein wenig von der Breite der Verbindung 18 abhängig. Wenn die Verbindungsbreite schmaler als etwa 1 μm wird, wird das Explosionsmuster der Passivierungsschichten 21 unregelmäßig und führt zu einer inkonsistenten Verbindungsverarbeitungsqualität, die inakzeptabel ist.
Der praktische erreichbare untere Laserpunktgrößengrenzwert, der die Auswahl von optischen Elementen und ihre Beseitigung vom Substrat 20 bedingt, kann für einen verbindungsabtrennbaren Laserstrahl 12 zweckmäßig der doppelten Wellenlänge (2λ) angenähert werden. Für Laserwellenlängen von 1,32 μm, 1,06 μm und 1,04 μm sind demnach die praktischen Punktgrößegrenzwerte für die Verbindungsentfernung Durchschnitte von jeweils grob 2,6 μm, 2,1 μm und 2,0 μm. Da der untere Grenzwert des verwendbaren Verbindungsabstands 30 eine Funktion der Laserstrahlpunktgröße 14 und der Ausrichtungsgenauigkeit des Laserstrahls 12 mit dem Zielort der Verbindung 18 ist, wirkt sich der untere Punktgrößengrenzwert direkt auf die Dichte der Schaltungsintegration aus.
Die kleinste fokussierte, Material entfernende Laserpunktgröße 14, die momentan in der Branche zum Reparieren von 64-Megabit-DRAMs verwendet wird, hat einen Durchmesser von ungefähr 2 μm. Eine Punktgröße 14 von 2,1 μm ist erwartungsgemäß durch 256-Megabit- und einige 1-Gigabit-DRAM-Modelle nützlich. 2 ist ein Graph von Punktgröße gegenüber Jahr, der die Branchenerfordernisse kleinerer Punktgrößen demonstriert, wenn der Verbindungsabstand 30 und die Verbindungsbreite 24 abnehmen. Der Graph basiert auf einer einfachen Formel zur Annäherung von Punktgrößeerfordernissen: Punktgrößedurchmesser = 2 (Mindestverbindungsabstand) – 2 (Systemausrichtungsgenauigkeit) – (Verbindungsbreite). (Diese Parameter sind in 1B gezeigt.) Der Graph nimmt eine Genauigkeit von 0,5 μm während des Jahres 1997, eine Genauigkeit von 0,35 μm während des Jahres 1999 und eine Genauigkeit von 0,25 μm danach an. Dementsprechend prognostizieren Fachleute, dass Punktgrößen unter 2 μm bald zum Verarbeiten von Verbindungen 18 wünschenswert sein werden. Diese Punktgrößen sind jedoch mit herkömmlichen IR-verbindungsabtrennenden Laserwellenlängen praktisch nicht erreichbar.
Kürzere sichtbare Wellenlängen wie 0,532 μm würden eine Verringerung der Laserstrahlpunktgröße zulassen. Jedoch sind die Siliziumsubstrate 20 bei diesen Wellenlängen stark absorbierend, und der laserverbindungsabtrennende Prozess würde das Substrat 20 teilweise beschädigen. Eine Substratbeschädigung ist der Gewährleistung der Zuverlässigkeit der verarbeiteten Vorrichtung halber inakzeptabel.
US-A-5593606 offenbart einen kontinuierlich gepumpten, gütegeschalteten, Nd:YAG-Laser, der eine Ausgangsstrahlung hat, deren Frequenz umgewandelt wird, um ultraviolettes Licht zu schaffen. Das ultraviolette Licht wird verwendet, um Durchgangslöcher in mehrschichtigen Targets zu bilden.
Benötigt werden deshalb ein Verarbeitungsverfahren und ein Gerät zum Abtrennen elektrisch leitender Verbindungen, die auf einem Halbleiterwafer mit ausgewählten Laserwellenlängen hergestellt sind, welche die praktische Strahlenpunktgröße auf beträchtlich weniger als 2 μm verringern, doch das Halbleiterwafersubstrat nicht beschädigen, während sie die Verbindungen abtrennen.
Die vorliegende Erfindung soll ein verbessertes Verfahren bereitstellen, das eine elektrisch leitende Verbindung abtrennt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Abtrennung einer elektrisch leitenden Verbindung, hergestellt auf einem Halbleitersubstrat in der Verbindungsstruktur einer integrierten Schaltung, die eine obere Fläche und eine Passivierungsschicht enthält, vorgesehen, wobei die Verbindung eine Verbindungsbreite und die Passivierungsschicht eine Höhe und von der Wellenlänge abhängige Lichtabsorptionseigenschaften aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Passivierungsschicht zwischen der Verbindung und dem Substrat befindet und dass das Verfahren umfasst: das Erzeugen und Ausrichten auf die Verbindungsstruktur einer Ultraviolett-Laserausgangsstrahlung, die eine vorgegebene Wellenlängenenergie aufweist, gekennzeichnet durch eine Leistungsdichte, verteilt über einen Punktbereich an der oberen Fläche der Verbindungsstruktur; wobei der Punktbereich einen Durchmesser von weniger als 2,0 μm aufweist und die Verbindungsbreite und einen angrenzenden Teilbereich der Passivierungsschicht abdeckt, der nicht von der Verbindung überlagert wird, und wobei die Leistungsdichte von ausreichender Größe ist, um die Verbindung abzutrennen, und mit der vorgegebenen Wellenlänge zusammenwirkt, die mit der Passivierungsschicht interagiert, sodass deren von der Wellenlänge abhängige Lichtabsorptionseigenschaften und Höhe den angrenzenden Teilbereich der Passivierungsschicht, der nicht von der Verbindung überlagert wird, veranlassen, auf den angrenzenden Teilbereich einwirkende, nicht auf die Verbindung gerichtete Energie der Laserausgangsstrahlung während des Abtrennens der Verbindung abzuschwächen, um Beschädigungen des Substrats durch die Laserausgangsstrahlung während des Abtrennens der Verbindung zu verhindern.
In einer Ausführungsform ist die elektrisch leitende Verbindung eine erste elektrisch leitende Verbindung, hergestellt auf einem Halbleitersubstrat, wobei die erste, auf einem Halbleitersubstrat hergestellte Verbindung von einer zweiten elektrisch leitenden Verbindung durch Passivierungsmaterial getrennt ist, das zwischen den Verbindungen positioniert wird und von der Wellenlänge abhängige Lichtabsorptionseigenschaften aufweist, wobei die Ultraviolett-Laserausgangsstrahlung eine Energie aufweist, die durch eine Leistungsdichte von ausreichender Größe über dem Punktbereich gekennzeichnet ist, um die erste Verbindung abzutrennen, und im Zusammenwirken mit der vorgegebenen Wellenlänge so mit dem Passivierungsmaterial interagiert, dass sie durch die von der Wellenlänge abhängigen Lichtabsorptionseigenschaften des Passivierungsmaterials veranlasst wird, von der ersten Verbindung zur zweiten Verbindung reflektierte Energie der Laserausgangsstrahlung abzuschwächen, sodass Beschädigungen der zweiten Verbindung durch die Laserausgangsstrahlung verhindert werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird die elektrisch leitende Verbindung zwischen einem Paar elektrisch leitender Kontaktstellen positioniert, hergestellt auf dem Halbleitersubstrat, wobei die Ultraviolett-Laserausgangsstrahlung eine Energie, die durch eine Leistungsdichte von ausreichender Größe über dem Punktbereich gekennzeichnet ist, und eine vorgegebene Wellenlänge aufweist, die mit den von der Wellenlänge abhängigen Lichtabsorptionseigenschaften der Passivierungsschicht interagiert, sodass sich eine Vertiefung in der Passivierungsschicht unterhalb der Verbindung bildet, durch die ein hoher elektrischer offener Widerstand zwischen den Kontaktstellen entsteht, wobei die Höhe und die von der Wellenlänge abhängigen Lichtabsorptionseigenschaften der Passivierungsschicht so zusammenwirken, dass Beschädigungen des Substrats unterhalb der Verbindung durch die Laserausgangsstrahlung verhindert werden.
Bevorzugt ist die vorgegebene Wellenlänge der Laserausgangsstrahlung kürzer als 300 nm.
Zweckmäßig beträgt die vorgegebene Wellenlänge der Laserausgangsstrahlung etwa 266 nm, 262 nm, 212 nm oder 193 nm.
Vorteilhaft umfasst das Erzeugen einer Ultraviolett-Laserausgangsstrahlung darüber hinaus das Bilden einer gepulsten Ultraviolett-Laserausgangsstrahlung durch optisches Pumpen eines gütegeschalteten, ultraviolettes Licht emittierenden Festkörperlasers.
Bevorzugt beträgt die Leistungsdichte, über den Punktbereich verteilt, zwischen 0,01 μJ und 10 μJ.
Zweckmäßig beträgt die Höhe der Passivierungsschicht mindestens 0,5 μm.
Vorteilhaft ist die elektrisch leitende Verbindung eine von mehreren elektrisch leitenden Verbindungen, einschließlich einer ersten und zweiten Verbindung, hergestellt auf dem Substrat, die durch einen Mittenabstand von weniger als 2,5 um voneinander getrennt sind.
Bevorzugt ist die Verbindungsbreite kleiner oder gleich 1,0 μm.
Zweckmäßig hat der Punktbereich einen Durchmesser von weniger als 1 μm.
Vorteilhaft entfernt die Laserausgangsstrahlung einen Teilbereich der Passivierungsschicht, der sich unterhalb der Verbindung befindet und von dieser überlagert wird, um sicherzustellen, dass im Wesentlichen die gesamte Verbindung innerhalb des Punktbereichs entfernt wird und dass das Substrat, das sich unterhalb der Verbindung befindet und von dieser überlagert wird, nicht beschädigt wird.
Bevorzugt umfasst die Verbindungsstruktur darüber hinaus eine obere Passivierungsschicht, die so über der Verbindung positioniert ist, dass die obere Passivierungsschicht von der Ultraviolett-Laserausgangsstrahlung, die die Verbindung abtrennt, direkt abgelöst wird.
Zweckmäßig bildet die Verbindung einen Teil einer Speichervorrichtung oder eines ASIC.
Vorteilhaft ist die Passivierungsschicht dotiert, um dessen Absorption bei der vorgegebenen Wellenlänge zu erhöhen.
Bevorzugt beträgt die vorgegebene Wellenlänge der Laserausgangsstrahlung etwa 349 nm oder 355 nm.
Zweckmäßig schwächt die Passivierungsschicht, die sich unterhalb der Verbindung befindet und von dieser überlagert wird, die über die Erfordernisse des Abtrennens der Verbindung hinausgehende Energie der Laserausgangsstrahlung ab, um sicherzustellen, dass das Substrat, das sich unterhalb der Verbindung befindet und von dieser überlagert wird, nicht beschädigt wird.
Vorteilhaft enthält die vorgegebene Wellenlänge der Laserausgangsstrahlung eine dritte Harmonische einer Grundwellenlänge, die von einem Nd:YLF-Laser erzeugt wird.
Bevorzugt ist das Passivierungsmaterial zwischen der ersten und zweiten Verbindung mindestens 0,5 μm dick.
Zweckmäßig ist die Passivierungsschicht mit einem Element aus Gruppe III oder Gruppe V dotiert.
Vorteilhaft ist die Passivierungsschicht mit einem Element aus Gruppe III oder Gruppe V dotiert, und die vorgegebene Wellenlänge der Laserausgangsstrahlung beträgt etwa 349 nm oder 355 nm.
Bevorzugt enthält die Passivierungsschicht (54) SiO₂ oder SiN.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sollen ein laserbasiertes Verfahren bereitstellen, das eine Ultraviolett-/UV-Laserausgangsstrahlung verwendet, um eine elektrisch leitende Verbindung, hergestellt auf einem Halbleitersubstrat in einer Struktur einer integrierten Schaltung auf einem Halbleiterwafer, abzutrennen, ohne das Wafersubstrat unterhalb zu beschädigen.
Ausführungsformen dieser Erfindung sollen ein solches Verfahren bereitstellen, das mit ausgewählten Schichtausgangsstrahlungsparametern ausgeführt wird, um die von der Wellenlänge abhängigen Lichtabsorptionseigenschaften gewisser Verbindungsstrukturkomponentenmaterialien auszunutzen, damit die Kupplung der Laserausgangsstrahlungsenergie in das Substrat bei der Verbindungsabtrennung eingeschränkt wird.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sollen einen Strahl einer Laserausgangsstrahlung im UV-Wellenlängenbereich bereitstellen, um eine elektrisch leitende Verbindung in einer Struktur einer integrierten Schaltung abzutrennen. Dieser Wellenlängenbereich ist nicht herkömmlich für die Verbindungsverarbeitung, und die Erfindung nutzt die von der Wellenlänge abhängigen Lichtabsorptionseigenschaften der Passivierungsschicht aus, die sich zwischen der Verbindung und dem Substrat befindet. Da herkömmliche Passivierungsmaterialien wie Siliziumdioxid und Siliziumnitrid eine relativ hohe UV-Strahlungsabsorption aufweisen, können sie verwendet werden, um fremde UV-Laserausgangsstrahlungsenergie zu absorbieren und die Beschädigung des Substrats dadurch zu verhindern. Diese und andere Passivierungsmaterialien können weiter optimiert werden, um bevorzugte UV-Laserwellenlängen besser zu absorbieren.
Insbesondere absorbiert eine Schicht Passivierungsmaterial unterhalb der Verbindung die UV-Laserenergie, die die Struktur der integrierten Schaltung trifft, wobei die Energie über einen Strahlpunktgrößenbereich verteilt wird, der die Verbindungsbreite und einen angrenzenden Teilbereich der Passivierungsschicht abdeckt, der nicht von der Verbindung überlagert wird. Da sie UV-Licht absorbiert, schwächt die Passivierungsschicht unterhalb das UV-Licht ab und verhindert die Beschädigung des Wafersubstrats auf dem zur Abtrennung der Verbindung erforderlichen Energieniveau durch dieses. In Abwesenheit der Absorption von UV-Licht durch die Passivierungsschicht unterhalb würde die nicht auf die Verbindung gerichtete, auf den angrenzenden Teilbereich einwirkende Laserausgangsstrahlungsenergie eine Substratbeschädigung während des Verbindungsabtrennungsprozesses verursachen.
Des Weiteren ist der untere Teil der Verbindung ein Teilbereich, der schwierig ganz entfernt werden kann, und ein unvollständiges Entfernen dieses Teilbereichs führt zu einem geringen offenen Schaltungswiderstand nach der Verbindungsabtrennung. Um eine vollständige Abtrennung der Verbindung zu gewährleisten, veranlasst ein Laserstrahlregler den UV-Laser, teilweise in die Passivierungsschicht unterhalb zu schneiden und dabei eine Kerbe in der Passivierungsschicht unterhalb zu bilden, um die saubere in die Tiefe gerichtete Entfernung der gesamten Verbindung innerhalb des Punktbereichs zu ermöglichen. Der Regler bestimmt die Tiefe der Kerbe durch das Kontrollieren der Menge von zum Ausführen des verbindungsabtrennenden Prozesses verwendeter Laserenergie. Die Höhe des Passivierungsmaterials kann auch angepasst werden, damit sie ausreichend dick ist, um infolge der Verbindungsentfernung überschüssige Laserenergie zu absorbieren. Demnach besteht kein Risiko einer Beschädigung des umgebenden oder unterhalb befindlichen Substratmaterials.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung einer UV-Wellenlänge zur Verbindungsverarbeitung ist die kleinere Strahlenpunktgröße im Vergleich zu der, die bei IR-Wellenlängen produziert wird. Zum Beispiel ist eine Strahlenpunktgröße von 0,5 μm für eine Wellenlänge von 212 nm im Vergleich zu einer Strahlenpunktgröße von 2,5 μm für eine Wellenlänge von 1 μm leicht erreichbar. Die kleinere Verbindungsmerkmalgröße lässt die Herstellung von dichter bepackten IS-Geräten zu. Für Strukturen einer integrierten Schaltung, die eine Passivierungsschicht oberhalb der Verbindungen aufweisen, resultiert das Entfernen der Passivierungsschicht oberhalb nicht nur aus dem Aufbau thermischer induzierter Spannung in, sondern auch aus der teilweisen direkten Ablösung der Passivierungsschicht oberhalb durch die UV-Laserenergie. Dieses Phänomen macht die konsistent akkurate Öffnung der Passivierungsschicht oberhalb möglich und ist deswegen beim Schneiden sehr schmaler Verbindungsbreiten dienlich, welche andernfalls unter irregulären Bruchprofilen leiden, wenn die Verbindungserhitzung verursacht, dass die Passivierungsschicht oberhalb gemäß den herkömmlichen verbindungsabtrennenden Prozessen explodiert.
Ausführungsformen dieser Erfindung sehen eine hohe Absorption der UV-Laserenergie durch das Passivierungsschichtmaterial vor. Bei der herkömmlichen IR-Verbindungsverarbeitung werden benachbarte Verbindungen gewöhnlich durch seitwärts von der gerade verarbeiteten Verbindung reflektierte Laserenergie beschädigt. Dieses Problem wird immer häufiger, da der Abstand zwischen Verbindungen weiterhin abnimmt. Jedoch kann Licht, das seitwärts durch eine eine Abtrennung mit UV-Laserenergie erfahrende Verbindung reflektiert wird, durch das Passivierungsmaterial abgeschwächt werden, wodurch das Risiko einer Beschädigung benachbarter Verbindungen oder anderer Schaltungsstrukturen in hohem Maße eingeschränkt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1A ist eine fragmentarische Querschnittsseitenansicht einer herkömmlichen Halbleiterverbindungsstruktur, die einen durch vorbekannte Pulsparameter gekennzeichneten Laserpuls empfängt.
1B ist ein Diagramm, das die Wechselbeziehung von Verbindungsbreite, -abstand und Parametern der Laserstrahlpunktgröße, welche in Bezug auf 1A beschrieben sind, zusammen mit einer angrenzenden Schaltungsstruktur zeigt.
2 ist ein Graph von Punktgröße gegenüber Jahr, der die Laserpunktgrößen prognostiziert, die im Verlauf der Zeit zur Verbindungsverarbeitung benötigt werden.
3 zeigt graphische Darstellungen der Eigenschaften optischer Absorption vier verschiedener Metalle gegenüber der Wellenlänge.
4 zeigt graphische Darstellungen des Koeffizienten der optischen Absorption gegenüber der Laserphotonenenergie (Wellenlänge) für mehrere Arsenidkonzentrationen in Silizium.
5 zeigt graphische Darstellungen der Eigenschaften optischer Absorption gegenüber der Wellenlänge für verschiedene Halbleiter bei Zimmertemperatur.
6A und 6B zeigen graphische Darstellungen der Eigenschaften optischer Absorption gegenüber der Wellenlänge für gewöhnliche Passivierungsmaterialien, insbesondere Siliziumdioxid und Siliziumnitrid.
7A ist eine vergrößerte fragmentarische Draufsicht einer Halbleiterverbindungsstruktur einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, zusammen mit einer angrenzenden Schaltungsstruktur.
7B ist eine vergrößerte fragmentarische Querschnittsseitenansicht der Verbindungsstruktur von 7A, die einen durch Pulsparameter einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gekennzeichneten Laserpuls empfangt.
7C ist eine fragmentarische Querschnittsseitenansicht der Verbindungsstruktur von 7B, nachdem die Verbindung durch einen Laserpuls einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entfernt wird.
8 ist ein teilweise schematisches, vereinfachtes Diagramm einer Ausführungsform eines bevorzugten UV-Lasersystems einschließlich eines Waferpositionierers, der mit einem Laserverarbeitungssteuerungssystem zum Ausführen des Verfahrens von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zusammenwirkt.
9A zeigt eine graphische Darstellung der Energievariation pro Puls der herkömmlichen UV-Laserausgangsstrahlung als eine Funktion des Zeitintervalls zwischen den Pulsen.
9B zeigt eine graphische Darstellung eines Spannungskorrektursignals, das zur Stabilisierung der Energie pro Puls von in variierenden Zeitintervallen erzeugter UV-Laserausgangsstrahlung angewendet wird.
9C zeigt eine graphische Darstellung der Energie pro Puls der UV-Laserausgangsstrahlung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die auf Grund der mit einem variierenden Zeitintervall zwischen Pulsen assoziierten Instabilität korrigiert worden ist.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen für die Verbindungsentfernung die Verwendung kürzerer Wellenlängen wie Wellenlängen im UV-Bereich und lassen dabei eine Verringerung der Laserstrahlpunktgröße zu. Wellenlängen, die kürzer als oder gleich 400 μm sind, ermöglichen die Erzeugung von Laserstrahlpunktgrößen von weniger als 0,8 μm. Die von der Wellenlänge abhängigen Absorptionseigenschaften diverser gewöhnlicher Verbindungsmaterialien werden unten erörtert.
3 zeigt graphisch die Eigenschaften der optischen Absorbierung verschiedener Metalle wie Aluminium, Nickel, Wolfram und Platin, die als Verbindungen 18 verwendet werden können. 3 ist eine Zusammenstellung der jeweiligen Teilbereiche von Absorbierungsgraphen, die im „Handbook of Laser Science and Technology", Band IV Optical Materials: Teil 2 Von Marvin J. Weber (CRC Press, 1986) vorkommen. 3 zeigt, dass Metalle wie Aluminium, Nickel, Wolfram und Platin Laserenergie im Allgemeinen besser bei UV-Wellenlängen als bei IR-Wellenlängen absorbieren. Metallnitride (z. B. Titannitrid) und andere zur Bildung leitender Verbindungen 18 verwendete elektrisch leitende Materialien weisen allgemein ähnliche Eigenschaften der optischen Absorption auf. Jedoch sind die Absorptionskoeffizienten für solche Materialien nicht so leicht verfügbar wie die für Metalle.
Die hohe Absorption von Wellenlängen im UV-Wellenlängenbereich, und insbesondere von Wellenlängen, die kürzer als 300 nm sind, die diese Verbindungsmaterialien aufweisen, würde nahe legen, dass sie von der UV-Laserausgangsstrahlung einfach verarbeitet würden. Daher bietet die UV-Laserausgangsstrahlung neben dem Punktgrößenvorteil eine viel bessere Kupplungseffizienz für leitende Verbindungen, damit eine sauberere Verbindungsentfernung, eine bessere Qualität des offenen Widerstands in allen abgetrennten Verbindungen und höhere Verbindungsverarbeitungserträge erreicht werden.
Leider sind viele Halbleitersubstrate auch anfälliger für Beschädigungen von Laserausgangsstrahlungen, die Wellenlängen aufweisen, welche kürzer als 1 μm sind. Die Absorptionseigenschaften diverser gewöhnlicher Substratmaterialien werden unten beschrieben.
4 zeigt graphisch den Koeffizienten der optischen Absorption gegenüber der Laserphotonenenergie (Wellenlänge) für diverse Arsenidkonzentrationen in Silizium. 4 ist eine Nachbildung einer Abbildung von Jellison und Kollegen, Phys. Rev. Let., Band 46, 1981, 1414. 4 lässt erkennen, dass sowohl dotiertes als auch undotiertes Silizium eine starke Vergrößerung des Absorptionskoeffizienten bei Wellenlängen aufweist, welche kürzer als etwa 1 μm sind. Die detaillierte Physik dieses Verhaltens ist in „Pulsed Laser Processing of Semiconductors," Semiconductors and Semimetals, Band 23 (Academic Press, Inc., 1984) beschrieben.
Obwohl eine verlässliche Publikation der optischen Absorption gegenüber der Wellenlänge für dotiertes Polysilizium, Polyzid und Disilizid nicht einfach verfügbar ist, könnten Fachleute erwarten, dass die Absorptionskoeffizienten für diese dotierten Materialien auch beträchtlich bei Wellenlängen, die kürzer als 1 μm sind, zunähmen.
5 zeigt graphisch den Koeffizienten der optischen Absorption gegenüber der Wellenlänge für verschiedene Halbleiter, einschließlich Galliumarsenid und Silizium bei Zimmertemperatur. 5 ist eine Nachbildung von 156 aus dem „Handbook of Optics," Walter G. Driscoll Hrsg., Optical Society of America (McGraw-Hill Book Co., 1978). Der Graph lässt erkennen, dass die optische Absorption von Silizium, Galliumarsenid und anderen Halbleitermaterialien bei Zimmertemperatur dramatischer bei Wellenlängen im sichtbaren und UV-Bereich als im IR-Bereich zunimmt. In Bezug auf 4 und 5 legt die hohe Absorption von Wellenlängen im UV-Bereich durch diese Substrate nahe, dass sie Beschädigungen durch UV-Laserausgangsstrahlung unterliegen würden.
6A zeigt graphisch den Koeffizienten der optischen Absorption gegenüber der Wellenlänge für geschmolzenes Silica (Siliziumdioxid). 6A ist von C. M. Randall und R. Rawcliff, Appl. Opt. 7:213 (1968) adaptiert. Der Graph lässt erkennen, dass Siliziumdioxid gute Absorptionseigenschaften bei Wellenlängen aufweist, die kürzer als etwa 300 μm sind, und dass dessen Absorptionsverhalten bei Wellenlängen, die kürzer als 200 nm sind, dramatisch zunimmt. Fachleute werden erkennen, dass Siliziumdioxidpassivierungsschichten normalerweise dotiert sind, entweder absichtlich oder infolge der Diffusion von einem dotierten Wafer. Häufige Dotanten umfassen Elemente aus Gruppe III und Gruppe V wie Bor, Phosphor, Arsen und Antimon. Die Siliziumdioxidpassivierungsschicht weist normalerweise auch Defekte auf. Wegen der Dotierung und/oder Defekten wird die Siliziumdioxid- oder Siliziumnitridpassivierungsschicht bei längeren Wellenlängen wie etwa kürzer als oder gleich 400 nm relativ absorbierend. Fachleute werden erkennen, dass der jeweilige Dotant und dessen Konzentration angepasst werden können, um die Passivierungsschicht zu „stimmen", damit die gewünschte UV-Laserwellenlänge bessert absorbiert wird.
6B zeigt graphisch den Bereich der optischen Transmission gegenüber der Wellenlänge für diverse kristalline optische Materialien einschließlich Siliziumnitrid. 6B ist eine Nachbildung von 5.1 aus Kapitel 4 des Handbook of Infrared Optical Materials, herausgegeben von Paul Kocek^® Marcel Dekker, Inc., N.Y. 1991. 6B zeigt, dass die Transmissivität von Siliziumnitrid bei Wellenlängen, die kürzer als etwa 300 nm sind, abnimmt.
7A ist eine vergrößerte fragmentarische Draufsicht eines Wafers 38, der eine Halbleiterverbindungsstruktur 40 aufweist; 7B ist eine vergrößerte fragmentarische Querschnittsseitenansicht einer Verbindungsstruktur 40, die einen Punktbereich 43 eines durch Pulsparameter von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gekennzeichneten Laserpulses 44 empfängt; und 7C ist eine vergrößerte fragmentarische Querschnittsseitenansicht einer Verbindungsstruktur 40 von 7B, nachdem die Verbindung 42 durch den Laserpuls 44 entfernt worden ist. In Bezug auf 7A–7C enthält die Verbindungsstruktur 40 bevorzugt eine Metall- oder leitende Verbindung 42, die eine Verbindungslänge 46 zwischen Kontaktstellen 52 und eine Verbindungsbreite 47 aufweist. Die Verbindungsbreite 47 kann kleiner als die Breite 24 (etwa 2,5 μm) der durch den herkömmlichen IR-verbindungsabtrennenden Laserstrahl 12 abgetrennten Verbindung 18 gestaltet sein. Verbindungsmaterialien können Aluminium, Kupfer, Nickel, Wolfram, Platin und Gold sowie andere Metalle, Metalllegierungen wie Nickel-Chrom, Metallnitride (z. B. Titan oder Tantalnitrid), Metallsilizide wie Wolframsilizid und dotiertes Polysilizium und ähnliche Materialien umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Obwohl Verbindungsstrukturen 40 herkömmliche Größen haben können, kann die Verbindungsbreite 47 zum Beispiel weniger als oder gleich etwa 1,0 μm sein. Ähnlich kann der Abstand von Mitte zu Mitte 49 zwischen den Verbindungen 42 im Wesentlichen geringer als der Abstand 30 (etwa 8 μm) zwischen den vom Strahl 12 getrennten Verbindungen 18 sein. Die Verbindung 42 kann zum Beispiel innerhalb von 2,5 μm von anderen Verbindungen 42 oder angrenzenden Schaltungsstrukturen liegen. Wenn ein Strahl von 212 nm mit einer Punktgröße von weniger als oder gleich etwa 0,5 μm zur Abtrennung der Verbindung 42 verwendet wird, dann kann der Abstand 49 weniger als oder gleich etwa 1,0 μm betragen.
Verbindungsstrukturen 40 umfassen normalerweise eine UV-absorbierende Passivierungsschicht 48 oberhalb der Verbindungen 42. Fachleute werden jedoch erkennen, dass die Verbindungen 42 unabgedeckt sein können. Verbindungsstrukturen 40 umfassen auch eine UV-absorbierende Passivierungsschicht 54, die sich zwischen einem Substrat 50 und einer Verbindung 42 befindet.
Die Passivierungsschicht 54 weist bevorzugt eine Höhe 56 auf, die groß genug ist, um die zur Abtrennung einer Verbindung 42 verwendete UV-Laserenergie um eine ausreichende Menge so abzuschwächen, dass das Substrat 50 nicht beschädigt wird. Für eine Siliziumdioxid oder Siliziumnitrid umfassende Passivierungsschicht 54 beträgt die Höhe 56 bevorzugt mindestens etwa 0,5 μm und bevorzugter etwa 0,8 μm. Die Höhe 56 der Passivierungsschichten 48 und/oder 54 kann insbesondere so angepasst werden, dass ihre nicht auf die Verbindung gerichteten Teilbereiche 57 innerhalb des Punktbereichs 43 ausreichend Energie vom Puls 44 abschwächen, um den nicht auf die Verbindung gerichteten Teilbereich des Substrats 50 vor Beschädigungen zu schützen. Die Passivierungsschichten 48 und 54 können die gleichen oder verschiedene Materialien umfassen. Die Passivierungsschichten 48 und/oder 54 können auch dotiert sein, um das Absorptionsvermögen bei längeren UV-Wellenlängen wie zwischen 300 nm und 400 nm zu erhöhen.
Neben den oben erörterten Vorteilen der UV-Nutzung lässt die Passivierungsschicht 54 andere Verarbeitungsvorteile zu. In Bezug auf 7B kann die Höhe 56 angepasst werden, um eine absichtliche teilweise Ablösung der Passivierungsschicht 54 zuzulassen. Die teilweise Ablösung der Passivierungsschicht 54 ermöglicht die vollständige Entfernung unten an der Verbindung 42 ohne das Risiko einer Beschädigung des Substrats 50, damit ein hoher offener Widerstand auf den Kontaktstellen 52 erreicht wird.
8 zeigt ein vereinfachtes Lasersystem 120 zum Erzeugen von zum Erreichen der Abtrennung von UV-Verbindungen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wünschenswerten Laserpulsen. Der Einfachheit halber wird das Lasersystem 120 hierin rein beispielhaft für eine vierte Harmonische eines von einer Laserdiode 110 gepumpten Nd:YAG-Lasers dargestellt, dessen Emission 112 durch die Linsenkomponenten 114 in einen IR-Laserresonator 122 fokussiert wird. Der IR- Laserresonator 122 umfasst Lasermaterial 124, das sich zwischen einem Rückspiegel 126 und einem Ausgangsstrahlungsspiegel 128 entlang einer optischen Achse 130 befindet, und emittiert IR-gepulste Ausgangsstrahlung 123 bei einer Wellenlänge von 1064 nm mit charakteristischen Pulsbreiten von weniger als 10 ns Halbwertsbreite. Der Spiegel 126 ist bevorzugt 100 Prozent reflektierend für die Nd:YAG-Grundwellenlänge und hochtransmissiv für die Ausgangsstrahlung des Diodenlasers 110, und der Spiegel 128 ist bevorzugt 100 Prozent reflektierend für de Nd:YAG-Grundwellenlänge und hochtransmissiv für das zweite harmonische Licht, das sich entlang der optischen Achse 130 verbreitet. Ein Intraresonator-Frequenzdoppler 134 ist bevorzugt zwischen dem Lastermaterial 124 und dem Ausgangsstrahlungsspiegel 128 positioniert. Ein Vervierfacher 138 ist bevorzugt außerhalb des Resonators 122 platziert, um die Laserstrahlfrequenz weiter in die vierte Harmonische umzuwandeln.
Das Lasersystem kann auch zum Erzeugen der fünften Harmonischen (212 nm für Nd:YAG, 210 für Nd:YLF) konfiguriert werden, indem entweder ein weiterer nicht linearer Kristall verwendet wird, um die Fundamentale und die vierte Harmonische zu kombinieren oder die zweite Harmonische und die dritte Harmonische zu kombinieren. Die Prozesse der harmonischen Umwandlung sind auf den Seiten 138-141, V.G. Dmitriev und Kollegen, „Handbook of Nonlinear Optical Crystals", Springer-Verlag, New York, 1991 ISBN 3-540-53547-0 beschrieben.
Der IR-Laserresonator 122 kann alternativ ein Nd:YLF-Laser, der eine Grundwellenlänge von 1,047 μm aufweist, oder ein Nd:YVO₄-Laser, der eine Grundwellenlänge von 1,064 μm aufweist, sein. Fachleute werden auch erkennen, dass die dritten Harmonischen von Nd:YAG (355 nm) und Nd:YLF (349 nm) verwendet werden können, um von dotierten Passivierungsmaterialien umgebene Verbindungen 42 zu verarbeiten. Fachleute werden auch erkennen, dass andere geeignete Laser, die Wellenlängen emittieren, die kürzer als 300 nm sind, wirtschaftlich rentabel sind und verwendet werden könnten. Die Abwandlung eines Lasersystems wie zum Beispiel aus der Reihe Model 9300, hergestellt von Electro Scientific Industries, Inc., Portland, Oregon, wird von Fachleuten für die Adaption bevorzugt, um einen UV-Laser mit einer kürzeren Wellenlänge anzugleichen.
Die Lasersystemausgangsstrahlung 140 kann von verschiedenen herkömmlichen optischen Komponenten 142 und 144 manipuliert werden, die sich entlang einem Strahlengang 146 befinden. Die Komponenten 142 und 144 können einen Strahlaufweiter oder andere optische Laserkomponenten enthalten, damit die UV-Laserausgangsstrahlung 140 kollimiert wird, um einen Strahl mit nützlichen Propagationseigenschaften herzustellen. Die Strahlen reflektierenden Spiegel 172, 174, 176 und 178 sind bei der vierten Harmonischen der UV-Laserwellenlänge hochreflektierend, doch bei der zweiten Harmonischen von Nd:YAG hochtransmissiv, deshalb wird nur die vierte UV-Harmonische die Fläche 51 der Verbindungsstruktur 40 erreichen. Eine Fokussierungslinse 148 verwendet bevorzugt ein Linsensystem mit einer einzelnen F1-, F2- oder F3-Komponente oder vielen Komponenten, das die kollimierte gepulste UV-Ausgangsstrahlung 140 fokussiert, um eine fokussierte Punktgröße 58 herzustellen, die bedeutend weniger als 2 μm und bevorzugt weniger als 1 μm beträgt. Der fokussierte Laserpunkt 43 ist über dem Wafer 38 ausgerichtet, damit die Verbindungsstruktur 40 angezielt wird, um bevorzugt die Verbindung 42 mit einem einzelnen Puls 44 der UV-Laserausgangsstrahlung 140 zu entfernen. Die abtrennende Tiefe des auf die Verbindung 42 angewendeten Pulses 44 kann durch Auswahl der Energie von Puls 44 akkurat berechnet und gesteuert werden. Im Allgemeinen umfassen bevorzugte Ablösungsparameter von einer fokussierten Punktgröße 58 Pulsenergien zwischen 0,01 μJ und 10 μJ, von Pulsen 44, die eine Dauer von 1 ns bis 100 ns bei etwa 1 bis 5 kHz, bevorzugt 15 ns bei 5 kHz, haben.
Ein bevorzugtes Strahlenpositioniersystem 160 wird detailliert in US 4 532 402 von Overbeck beschrieben. Das Strahlenpositioniersystem 160 verwendet bevorzugt eine Lasersteuerung 170, die mindestens zwei Plattformen oder Ebenen und mehrere Reflektoren 172, 174, 176 und 178 steuert, um die Lasersystemausgangsstrahlung 140 auf eine gewünschte Laserverbindung 42 auf dem Wafer 38 zu lenken und zu fokussieren. Das Strahlenpositioniersystem 160 lässt eine schnelle Bewegung zwischen den Verbindungen 42 auf den gleichen oder verschiedenen Formen zu, um Abläufe einer einmaligen Verbindungsabtrennung auf der Grundlage bereitgestellter Test- oder Modelldaten zu bewirken. Die Positionsdaten richten bevorzugt jeweils einen Pulser der Lasersystemausgangsstrahlung 140 in Richtung jeder eigenständigen Verbindung 42 aus.
Bei einer Intrakavität-Laserstrahlabwandlung, die einen Güteschalter 180 wie in 8 gezeigt verwendet, kann die Lasersteuerung 170 durch die zeitliche Bestimmung von Daten beeinflusst werden, welche das Aussenden des Lasersystems 120 auf die Bewegung der Plattformen so wie in US 5 453 594 von Konecny für Radiation Beam Position and Emission Coordination System beschrieben synchronisieren. Alternativ werden Fachleute erkennen, dass die Lasersteuerung 170 für Extrakavitätsabwandlungen von Continuous-Wave-/CW-Laserenergie über eine Pockelszelle oder eine akustooptische Vorrichtung verwendet werden kann. Diese Alternative kann konstante Spitzenleistung unabhängig von der Taktwiederholgeschwindigkeit oder Ausgabestrahlungspulsdauer bereitstellen. Das Strahlenpositioniersystem 160 kann alternativ oder zusätzlich die in US 5 751 585 von Cutler und Kollegen, welches auf die Zessionarin dieser Anmeldung übertragen wird, beschriebenen Verbesserungen oder Strahlenpositionierer verwenden.
Bei gütegeschalteten gepulsten UV-Festkörperlasern, die eine nicht lineare Frequenzumwandlung nutzen, sind die Puls-zu-Puls-Leistungsstufen der UV-Ausgangsstrahlung besonders empfindlich für die Wiederholgeschwindigkeit oder die Intervallzeit zwischen aufeinander folgenden Pulsaussendungen. 9A ist ein Graph der UV-Laserenergie pro Puls gegenüber dem Zeitintervall zwischen Pulsen eines herkömmlichen UV-Lasersystems. In einem bevorzugten System kann ein optischer Modulator (OM) 181 zwischen dem Vervierfacher 138 und der optischen Komponente 142 eingefügt werden. Das System 120 prüft die UV-Energie pro Pulsvariation mit unterschiedlichen Intervallzeiten zwischen Pulsen im Voraus und bildet eine Energiekurve. Dann wird auf der Grundlage der Energiekurveninformationen ein „Korrektursignal" generiert und auf den OM 181 angewendet. 9B ist ein Graph, der das auf den OM 181 angewendete Korrektursignal zeigt, um für die jeweiligen Zeitintervalle einen Ausgleich zu schaffen. Immer wenn ein Laserpuls 44 ausgesendet wird, wird das Korrektursignal ausgelöst, deshalb ändert sich die Kontrollsignalspannung auf dem OM 181 je nach der nach der letzten Laserpulsaussendung verstrichenen Zeit. Immer wenn der nächste Laserpuls ausgesendet wird, gewährleistet das Korrektursignal auf dem OM 181, dass die dem Korrektursignal folgende Laserenergie unabhängig von der Intervallzeit zwischen zwei beliebigen aufeinander folgenden Laserpulsen 44 auf einem vorgegebenen konstanten Niveau bleibt. 9C ist der UV-Energiepuls nach der Korrektur mit dem OM 181. Fachleute werden erkennen, dass ohne Variation der UV-Laserenergie pro Puls trotz unterschiedlicher Zeitintervalle zwischen den Pulsen 44 mit dieser Vorgehensweise die höchste Systempositionierungsgeschwindigkeit implementiert werden kann.
Fachleute werden erkennen, dass unterschiedliche Implementierungen aus den oben beschriebenen Implementierungen für bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung bereitgestellt werden können. Zum Beispiel können ein Systemsteuerungscomputer 170, eine OM-Steuerung 171 und eine Strahlenpositioniersteuerung 160 in einem einzelnen Prozessor kombiniert werden oder können als irgendeine Kombination aus einer fest verdrahteten digitalen Logik, Programmen, die in einem Signalprozessor, einem Mikroprozessor, einer Zustandsmaschine ausführen, oder einer Analogschaltung implementiert werden.

Claims

Ein Verfahren zum Abtrennen einer elektrisch leitenden Verbindung (42), hergestellt auf einem Halbleitersubstrat (50) in der Verbindungsstruktur einer integrierten Schaltung (40), die eine obere Fläche und eine Passivierungsschicht (54) enthält, wobei die Verbindung (42) eine Verbindungsbreite (47) aufweist und die Passivierungsschicht (54) eine Höhe (56) und von der Wellenlänge abhängige Lichtabsorptionseigenschaften aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Passivierungsschicht (54) zwischen der Verbindung (42) und dem Substrat (50) befindet und dass das Verfahren umfasst: das Erzeugen und Ausrichten auf die Verbindungsstruktur (40) einer Ultraviolett-Laserausgangsstrahlung (140), die eine vorgegebene Wellenlängenenergie aufweist, gekennzeichnet durch eine Leistungsdichte, verteilt über einen Punktbereich (43) an der oberen Fläche der Verbindungsstruktur (40), wobei der Punktbereich (43) einen Durchmesser von weniger als 2,0 μm aufweist und die Verbindungsbreite (47) und einen angrenzenden Teilbereich (57) der Passivierungsschicht (54) abdeckt, der nicht von der Verbindung (42) überlagert wird, und wobei die Leistungsdichte von ausreichender Größe ist, um die Verbindung (42) abzutrennen, und mit der vorgegebenen Wellenlänge zusammenwirkt, die mit der Passivierungsschicht (54) interagiert, sodass deren von der Wellenlänge abhängige Lichtabsorptionseigenschaften und Höhe (56) den angrenzenden Teilbereich (57) der Passivierungsschicht (54), der nicht von der Verbindung (42) überlagert wird, veranlassen, auf den angrenzenden Teilbereich (57) einwirkende, nicht auf die Verbindung gerichtete Energie der Laserausgangsstrahlung (140) während des Abtrennens der Verbindung (42) abzuschwächen, um Beschädigungen des Substrats (50) durch die Laserausgangsstrahlung (140) während des Abtrennens der Verbindung (42) zu verhindern.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die elektrisch leitende Verbindung (42) eine erste elektrisch leitende Verbindung (42) ist, hergestellt auf einem Halbleitersubstrat (50), wobei die erste, auf einem Halbleitersubstrat (50) hergestellte Verbindung (42) von einer zweiten elektrisch leitenden Verbindung (42) durch Passivierungsmaterial getrennt ist, das zwischen den Verbindungen positioniert wird und von der Wellenlänge abhängige Lichtabsorptionseigenschaften aufweist, wobei die Ultraviolett-Laserausgangsstrahlung (140) eine Energie aufweist, die durch eine Leistungsdichte von ausreichender Größe über dem Punktbereich (43) gekennzeichnet ist, um die erste Verbindung (42) abzutrennen, und im Zusammenwirken mit der vorgegebenen Wellenlänge so mit dem Passivierungsmaterial interagiert, dass sie durch die von der Wellenlänge abhängigen Lichtabsorptionseigenschaften des Passivierungsmaterials veranlasst wird, von der ersten Verbindung (42) zur zweiten Verbindung (42) reflektierte Energie der Laserausgangsstrahlung (140) abzuschwächen, sodass Beschädigungen der zweiten Verbindung (42) durch die Laserausgangsstrahlung (140) verhindert werden.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die elektrisch leitende Verbindung (42) zwischen einem Paar elektrisch leitender Kontaktstellen (52) positioniert wird, hergestellt auf dem Halbleitersubstrat (50), wobei die Ultraviolett-Laserausgangsstrahlung (140) eine Energie, die durch eine Leistungsdichte von ausreichender Größe über dem Punktbereich (43) gekennzeichnet ist, und eine vorgegebene Wellenlänge aufweist, die mit den von der Wellenlänge abhängigen Lichtabsorptionseigenschaften der Passivierungsschicht (54) interagiert, sodass sich eine Vertiefung in der Passivierungsschicht (54) unterhalb der Verbindung (42) bildet, durch die ein hoher elektrischer offener Widerstand zwischen den Kontaktstellen (52) entsteht, wobei die Höhe (56) und die von der Wellenlänge abhängigen Lichtabsorptionseigenschaften der Passivierungsschicht (54) so zusammenwirken, dass Beschädigungen des Substrats (50) unterhalb der Verbindung (42) durch die Laserausgangsstrahlung (140) verhindert werden.
Das Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die vorgegebene Wellenlänge der Laserausgangsstrahlung (140) geringer als 300 nm ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 4, bei dem die vorgegebene Wellenlänge der Laserausgangsstrahlung (140) etwa 266 nm, 262 nm, 212 nm oder 193 nm beträgt.
Das Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Erzeugen der Ultraviolett-Laserausgangsstrahlung (140) darüber hinaus das Bilden einer gepulsten Ultraviolett-Laserausgangsstrahlung (140) durch optisches Pumpen eines gütegeschalteten, ultraviolettes Licht emittierenden Festkörperlasers (122) umfasst.
Das Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Leistungsdichte, über den Punktbereich (43) verteilt, zwischen 0,01 μJ und 10 μJ beträgt.
Das Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Höhe (56) der Passivierungsschicht (54) mindestens 0,5 μm beträgt.
Das Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die elektrisch leitende Verbindung (42) eine von mehreren elektrisch leitenden Verbindungen (42) ist, einschließlich einer ersten und zweiten Verbindung (42), hergestellt auf dem Substrat (50), die durch einen Mittenabstand (49) von weniger als 2,5 μm voneinander getrennt sind.
Das Verfahren gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Verbindungsbreite (47) kleiner oder gleich 1,0 μm ist.
Das Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Punktbereich (43) einen Durchmesser (58) von weniger als 1 μm aufweist.
Das Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Laserausgangsstrahlung (140) einen Teilbereich der Passivierungsschicht (54) entfernt, der sich unterhalb der Verbindung (42) befindet und von dieser überlagert wird, um sicherzustellen, dass im Wesentlichen die gesamte Verbindung (42) innerhalb des Punktbereichs (43) entfernt wird und dass das Substrat (50), das sich unterhalb der Verbindung. (42) befindet und von dieser überlagert wird, nicht beschädigt wird.
Das Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Verbindungsstruktur (40) darüber hinaus eine obere Passivierungsschicht (48) umfasst, die so über der Verbindung (42) positioniert ist, dass die obere Passivierungsschicht (48) von der Ultraviolett-Laserausgangsstrahlung (140), die die Verbindung (42) abtrennt, direkt abgelöst wird.
Das Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Verbindung (42) einen Teil einer Speichervorrichtung oder eines ASIC bildet.
Das Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Passivierungsschicht (48 oder 54) dotiert wird, um die Absorption bei der vorgegebenen Wellenlänge zu erhöhen.
Das Verfahren gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die vorgegebene Wellenlänge der Laserausgangsstrahlung (140) etwa 349 nm oder 355 nm beträgt.
Das Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Passivierungsschicht (54), die sich unterhalb der Verbindung (42) befindet und von dieser überlagert wird, überschüssige, nicht zum Abtrennen der Verbindung (42) benötigte Energie der Laserausgangsstrahlung (140) abschwächt, um sicherzustellen, dass das Substrat (50), das sich unterhalb der Verbindung (42) befindet und von dieser überlagert wird, nicht beschädigt wird.
Das Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die vorgegebene Wellenlänge der Laserausgangsstrahlung (140) eine dritte Harmonische einer Grundwellenlänge enthält, die von einem Nd:YLF-Laser (122) erzeugt wird.
Das Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Passivierungsmaterial zwischen der ersten und zweiten Verbindung (42) mindestens 0,5 μm dick ist.
Das Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Passivierungsschicht (54) mit einem Element aus Gruppe III oder Gruppe V dotiert wird.
Das Verfahren gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Passivierungsschicht (54) mit einem Element aus Gruppe III oder Gruppe V dotiert wird und die vorgegebene Wellenlänge der Laserausgangsstrahlung (140) etwa 349 nm oder 355 nm beträgt.
Das Verfahren gemäß jedem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Passivierungsschicht (54) SiO₂ oder SiN enthält.