KR100826633B1 - Method and system for high-speed, precise micromachining an array of devices - Google Patents

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KR100826633B1 KR1020047015434A KR20047015434A KR100826633B1 KR 100826633 B1 KR100826633 B1 KR 100826633B1 KR 1020047015434 A KR1020047015434 A KR 1020047015434A KR 20047015434 A KR20047015434 A KR 20047015434A KR 100826633 B1 KR100826633 B1 KR 100826633B1
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엘.코우치 브루스
에스.에르만 죠나단
피.츄 윤
브이.렌토 죠지프
디.존슨 쉐퍼드
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지에스아이 루모닉스 코포레이션
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01C17/24Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for trimming by removing or adding resistive material
    • H01C17/242Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors adapted for trimming by removing or adding resistive material by laser
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/351Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for trimming or tuning of electrical components

Abstract

소자 배열에 고속으로 정밀한 마이크로머시닝을하기위한 방법 및 시스템은 설명되어 졌으며 그것으로써, 레지스터 트리밍의 정확성과 같은 정확성 및 개선된 처리효율이 제공된다. 다수의 저항 측정값은 비측정 절단의 사용, 비 순서적 동일직선상의 절단의 사용, 스팟 팬-아웃 평행 절단의 사용, 동일직선상의 절단을 빠르게하기위해 역행하는 스캐닝 기술들의 사용에 의해 한정된다. 비 순서적 절단은 또한 열효과를 위해 사용되며 측정되어진 절단들은 정확성 개선을 위해 사용되어진다. 시험 전압은 레지스터 손상을 방지하기위해 제어된다. Methods and systems for high speed and precise micromachining of device arrays have been described, thereby providing accuracy and improved processing efficiency, such as the accuracy of register trimming. Many resistance measurements are defined by the use of unmeasured cuts, the use of non-sequential collinear cuts, the use of spot pan-out parallel cuts, and the use of retrospective scanning techniques to speed up the straight cuts. Out-of-order cutting is also used for the thermal effect and the measured cuts are used for improving accuracy. The test voltage is controlled to prevent resistor damage.

마이크로머시닝Micromachining

Description

소자배열의 고속, 정밀한 마이크로머시닝을 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR HIGH-SPEED, PRECISE MICROMACHINING AN ARRAY OF DEVICES}METHOD AND SYSTEM FOR HIGH-SPEED, PRECISE MICROMACHINING AN ARRAY OF DEVICES

본 출원은 "레이저 기반의 마이크로머시닝 방법 및 시스템, 그리고 칩 구성요소 및 그와 유사한 구성의 고속 레이저 트리밍에의 응용"이라는 명칭으로 2002년 3월 28일자로 출원된 미국 가출원 제60/368,421호의 이익을 주장하고 있다. 본 출원은 또한 "소자,방법 및 시스템의 모델링을 위한 이들의 처리방법 및 소자"란 명칭으로 2002년 3월 27일자로 출원된 미국출원 제10/108,101호의 일부계속출원이며, 이에 대한 우선권을 주장한다. 상기 출원은 현재 미국공개 제2002/0162973호로 공개되었다. "디더링(dithering)에 의한 레이저빔 강도 프로파일을 형상화시키는 방법 및 소자"라는 명칭의 미국특허 제6,341,029호의 공동발명자인 본 발명의 양수인에게 양도되었으며, 그 전 내용이 인용에 의해 여기에 원용되어 진다. 본 출원은 또한 본 발명자에게 양도된 미국특허 제6,339,604호 "레이저 시스템에서의 펄스 콘트롤"에 관련되어 있다. 본 출원은 또한 2002년 3월 27일자 제10/107,027호로써 출원되어 계류중이며, 미국공개 제2002/1070898호로 공개되어 있으며, 또한 본 발명자에게 양도된 "영역 내에서 하나 또는 그 이상의 목표 물질을 처리하기 위한 고속의, 레이저 기반의 방법 및 소자"에 관련되어 있다. This application claims the benefit of US Provisional Application No. 60 / 368,421, filed Mar. 28, 2002, entitled "Laser-Based Micromachining Methods and Systems and Application to High Speed Laser Trimming of Chip Components and Similar Configurations." Claiming. This application is also a partial continuing application of US application Ser. No. 10 / 108,101, filed Mar. 27, 2002 entitled "Their Processes and Devices for Modeling Devices, Methods and Systems," and claims priority to these. do. The application is currently published in US 2002/0162973. It is assigned to the assignee of the present invention, co-inventor of US Pat. No. 6,341,029, entitled "Method and Device for Shaping Laser Beam Intensity Profile by Dithering," the entire contents of which are incorporated herein by reference. This application also relates to US Pat. No. 6,339,604, "Pulse Control in Laser Systems," assigned to the inventor. This application is also pending and filed on March 27, 2002, issued 10 / 107,027, published in US 2002/1070898, and also treated by one or more target materials within the “area assigned to the inventor. High-speed, laser-based methods and devices ".

본 발명은 소자 배열(device array)의 고속,정밀한 마이크로머시닝을 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한 레지스터 트리밍 분야에 관한 것으로서, 특히 얇은 필름 블럭체 위의 사행(surpentine) 레지스터의 트리밍에 관한 것이다. 레이저 레지스터 트리밍은 도체 사이의 저항재료의 영역 내에서 레이저 처리 절단(laser-processing cuts)을 포함한다. The present invention relates to a method and system for high speed, precise micromachining of device arrays. The present invention also relates to the field of register trimming, and more particularly to the trimming of surpentine registers on thin film block bodies. Laser resistor trimming includes laser-processing cuts in the region of resistive material between conductors.

레지스터 트리밍(또한 기타 전자부품과 회로의 트리밍 및 마이크로머시닝)은 20년 이상 레이저 부분에서 발전하여 왔으며, 근래에는 두꺼운 필름이나 얇은 필름 기타 전자기술 분야에서 회로를 조정하는데 사용되고 있다. LIA HAND BOOK OF LASER MATERIALS PROCESSING의 2001년도 발행된 "트리밍"이란 책자의 17장 583-588 페이지에 레이저 트리밍의 몇몇 양상이 설명되어진 기고문이 포함되어있다. 본 출원의 도 1a-1c들은 그 간행물로 부터 가져온 것들이다. 도 1a는 트리밍되지 않은 레지스터의 전류 흐름선을 나타낸 것이며, 도 1b는 전류 흐름선 위의 레이저 트리밍 효과를 나타낸 것이다. 도 1c는 다양한 레지스터 기하학적 형상(geometry) 및 절단형태(type)에 따른 몇몇 결과(안정성, 속도, 공차)들을 요약하고 있다.Resistor trimming (also trimming and micromachining of other electronic components and circuits) has evolved in the laser sector for over 20 years and is now being used to tune circuits in thick film, thin film and other electronic technologies. LIA HAND BOOK OF LASER MATERIALS PROCESSING's 2001 “Trimming” book contains articles that describe some aspects of laser trimming in Chapter 17, pages 583-588. 1A-1C of this application are taken from their publication. FIG. 1A shows the current flow line of an untrimmed resistor, and FIG. 1B shows the laser trimming effect on the current flow line. FIG. 1C summarizes some results (stability, speed, tolerance) for various register geometries and truncation types.

다음의 예로든 미국특허 6,510,605, 6,322,711, 5,796,392, 4,901,052, 4,853,671, 4,647,899, 4,511,607, 및 4,429,298 들은 레이저 트리밍에 관한 것들이다. The following examples of US patents 6,510,605, 6,322,711, 5,796,392, 4,901,052, 4,853,671, 4,647,899, 4,511,607, and 4,429,298 are those relating to laser trimming.                 

미국특허 제 4,429,298호는 사행 트리밍의 많은 외형에 관한 것이다. 기본적으로, 사행 레지스터는 순차적인 플런지 절단으로 형성되며 최종적인 트림 절단(trim cut)은 최종 플런지로부터 레지스터 엣지에 수평으로 만들어진다. "점진적으로"란 표현은 일측 끝단으로부터 교대로 레지스터 표면에 플런지 절단을 만든다는 것이며, 플런지 절단길이의 최대 또는 최소를 결정하고, 트림 절단을 위해 플런지 절단의 저항의 한계점을 결정하고, 플런지 절단을 위해 보다 빠른 절단속도를 결정하고, 다양한 저항과 절단길이 시험을 통해 공정흐름을 결정하게 된다. U.S. Patent 4,429,298 relates to many aspects of meander trimming. Basically, the meander register is formed by a sequential plunge cut and the final trim cut is made horizontally from the final plunge to the register edge. The expression "gradually" refers to making plunge cuts on the register surface alternately from one end, determining the maximum or minimum plunge cut length, determining the threshold of resistance of the plunge cut for trim cutting, Faster cutting speeds are determined for lunge cutting, and the process flow is determined through various resistance and cutting length tests.

두꺼운 필름으로부터 웨이퍼 트리밍에 이르는 모든 범위에서의 정밀 트리밍과 같은 개선된 고속 마이크로머시닝에 대한 지속적인 요구가 존재한다.There is a continuing need for improved high speed micromachining such as precision trimming in all ranges from thick films to wafer trimming.

본 발명의 목적은 소자배열의 고속, 정밀한 마이크로머시닝을 위한 개선된 방법 및 시스템을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide an improved method and system for high speed, precise micromachining of device arrays.

본 발명의 위의 목적과 다른 목적을 수행하는데 있어서, 소자배열의 고속, 정밀한 마이크로머시닝을 위한 방법이 제공된다. 소자의 각각은 최소 하나 이상의 측정할수 있는 특성을 갖는다. 이 방법은 a)측정할 수 있는 특성값을 변화시키기 위해 배열 내의 소자를 선택적으로 마이크로머시닝 하는 단계; b)선택적으로 마이크로머시닝 하는 단계를 연기하는 단계; c)선택적으로 마이크로머시닝 하는 단계가 연기되는 동안, 측정할 수 있는 특성 값을 변화시키기 위해 배열 내의 최소 하나 이상의 다른 소자를 선택적으로 마이크로머시닝 하는 단계; d) 측정값이 바람직한 범위 내에 올 때까지 소자의 측정할 수 있는 특성을 변화시키 위해 선택적인 마이크로머시닝의 연기된 단계를 재개하는 단계를 포함하고 있다. In carrying out the above and other objects of the present invention, a method for high speed, precise micromachining of device arrays is provided. Each of the devices has at least one measurable characteristic. The method comprises the steps of: a) selectively micromachining a device in an array to change a measurable characteristic value; b) optionally deferring the step of micromachining; c) selectively micromachining at least one or more other elements in the array to change the measurable characteristic value while the selectively micromachining step is postponed; d) resuming the delayed step of selective micromachining to change the measurable characteristic of the device until the measured value is within the desired range.

소자는 레지스터 일수 있다.The device may be a resistor.

레지스터는 필름 레지스터 일수 있다.The register may be a film register.

선택적으로 마이크로머시닝 하는 단계는 소자를 절단하는 최소 하나 이상의 레이저 빔으로 수행되어 질 수 있다.Optionally micromachining may be performed with at least one laser beam that cuts the device.

본 방법은 측정값을 얻도록 최소 하나 이상 소자의 측정할 수 있는 하나의 특성을 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method may further comprise measuring at least one measurable characteristic of the at least one device to obtain a measurement.

본 방법은 비교값을 얻기 위해, 미리 설정된 한계값과 측정된 값을 비교하며, 비교값에 기초하여 최소 하나 이상의 다른 소자를 마이크로머시닝 하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method may further comprise comparing the measured threshold value with the measured value to obtain a comparison value, and micromachining at least one other device based on the comparison value.

본 방법은 측정된 값을 기반으로 최소 하나 이상의 다른 소자를 선택적으로 마이크로머시닝 하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method may further comprise selectively micromachining at least one or more other devices based on the measured values.

본 방법은 측정된 값을 기반으로 최소 하나 이상의 다른 소자의 측정가능한 특성을 측정하지 않는 것으로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method may further comprise determining not to measure the measurable characteristic of the at least one other device based on the measured value.

본 방법은 레지스터의 배열을 고속으로 정밀하게 레이저트리밍하는 것일 수 있으며, 측정할 수 있는 특성 중의 하나는 저항일수도 있다.The method may be laser trimming the array of resistors at high speed with precision, and one of the measurable characteristics may be a resistor.

선택적으로 마이크로머시닝하는 각각의 단계는 선택적으로 재료를 제거하는단계를 포함할 수 있다. Each step of selectively micromachining may optionally include removing material.                 

배열은 최소 하나 이상의 행과 최소 하나 이상의 열을 포함할수도 있다. An array may contain at least one row and at least one column.

선택적으로 마이크로머시닝하는 단계 중 최소 하나는 다수의 소자를 실질적으로 동시에 조사되도록 다수의 집속 레이저 펄스로 수행될 수 있다. Optionally, at least one of the micromachining steps may be performed with multiple focused laser pulses to irradiate multiple devices substantially simultaneously.

선택적으로 마이크로머시닝하는 단계 중 최소 하나는 다수의 집속 레이저 펄스로 수행될 수 있다. 본 방법은 집속 레이저 펄스를 분배시키는 것을 더 포함할 수 있다.Optionally, at least one of the micromachining steps may be performed with multiple focused laser pulses. The method may further comprise distributing the focused laser pulse.

분배시키는 단계는 다수의 레이저빔들로 분배 패턴을 만들고 레이저빔들을 집속시키는(focusing) 단계를 포함할 수 있다. Distributing may include creating a distribution pattern with a plurality of laser beams and focusing the laser beams.

레이저 트리밍은 레지스터 도체 사이의 저항성 재료의 영역 내에서 일련의 깍지껴진(interdigited) 절단들을 만들 수 있다. Laser trimming can make a series of interdigited cuts in the region of resistive material between the resistor conductors.

선택적으로 마이크로머시닝하는 단계 중 최소 하나는 마이크로머시닝될 소자들의 각각의 위치에 레이저빔을 위치시키며, 최소 하나 이상의 레이저 펄스로 마이크로머시닝될 각 소자들의 적어도 일부분을 선택적으로 조사하는 단계를 포함할 수 있다. Optionally, at least one of the micromachining steps may include positioning a laser beam at each location of the devices to be micromachined, and selectively irradiating at least a portion of each device to be micromachined with at least one or more laser pulses. .

선택적으로 마이크로머시닝하는 단계 중 최소 하나는 레이저 빔을 발생시켜서 배열의 필드(field) 내에서 제 1 방향으로 이동하도록 레이저빔을 상대적으로 위치시키며, 최소 하나 이상의 레이저 펄스로 필드 내에서 최소 하나 이상의 소자의 일부분을 선택적으로 조사하는 단계를 포함할 수 있다.At least one of the selectively micromachining steps generates a laser beam and relatively positions the laser beam to move in a first direction within a field of the array, and at least one or more devices in the field with at least one laser pulse. And optionally examining the portion of.

본 방법은 레이저 빔을 발생시켜서 필드 내에서 제 1 방향과 실질적으로 반대인 제 2 방향으로 이동하도록 레이저빔을 상대적으로 위치시키며, 최소 하나 이상의 레이저펄스로 필드 내에서 최소 하나 이상의 소자의 제 2 부분을 선택적으로 조사하는 것을 포함할 수 있다. The method generates a laser beam and positions the laser beam relative to move in a second direction substantially opposite to the first direction in the field, the second portion of the at least one device in the field with at least one laser pulse. May optionally include examining.

선택적으로 마이크로머시닝하는 단계의 최소 하나는 레이저 빔을 발생시켜서 소자를 가로지르는 제 1 스캐닝 패턴으로 이동하도록 레이저빔을 상대적으로 위치시키는 단계, 제 1 스캐닝 패턴에 제 2 스캐닝 패턴을 중첩시키는 단계, 및 하나 이상의 레이저펄스로 하나 이상의 소자를 조사하는 단계를 포함할 수 있다. At least one of selectively micromachining may include relatively positioning the laser beam to generate a laser beam and to move the first scanning pattern across the device, superimposing a second scanning pattern on the first scanning pattern, and And irradiating one or more devices with one or more laser pulses.

제 2 스캐닝 패턴은 역행 스캔(retrograde scan)일 수 있으며, 최소 하나 이상의 소자를 조사하는 최소 하나 이상의 레이저펄스 스캔 속도는 제 1 스캐닝의 대응하는 스캔 속도보다 낮다. 레이저 에너지는 단지 제 1 스캐닝 패턴과 연관된 시간의 주기보다 긴 시간주기 동안 최소 하나 이상의 소자에 집중될 수 있으며, 이에 의해 처리량이 개선되어 진다.The second scanning pattern may be a retrograde scan, wherein the at least one laser pulse scan rate irradiating at least one device is lower than the corresponding scan rate of the first scan. Laser energy may be concentrated on at least one or more devices for a time period longer than the period of time associated with only the first scanning pattern, thereby improving throughput.

제 2 스캐닝 패턴은 제 1 소자로부터 제 2 소자로 건너뜀(jump)을 포함할 수도 있다. The second scanning pattern may include a jump from the first element to the second element.

선택적인 마이크로스캐닝의 단계는 다수의 레이저 펄스로 수행될 수 있으며, 최소 하나 이상의 펄스는 0.1 마이크로주울 - 25 미리주울 범위의 에너지를 가질 수 있다.The step of selective microscanning can be performed with a number of laser pulses, and at least one or more pulses can have an energy in the range of 0.1 micro Joules-25 pre Joules.

측정된 값은 측정된 온도 값일 수 있다.The measured value may be a measured temperature value.

소자는 실질적으로 동일할 수 있다.The devices can be substantially the same.

더욱이, 본 발명의 목적과 또 다른 목적을 수행하는데 있어서, 소자 배열의 고속의, 레이저 기반의, 정밀한 마이크로머시닝을 위한 시스템이 제공된다. 각각의 소자는 하나 이상의 측정할 수 있는 특성을 갖는다. 시스템은 펄스 레이저 서브시스템을 갖는다. 광학 서브시스템은 레이저 펄스로 소자의 일부분을 선택적으로 조사하도록 펄스 레이저 시스템에 연결된다. 콘트롤러는 서브시스템을 제어하기 위해 서브시스템에 연결되어서: a)측정할 수 있는 특성값을 변화시키기 위해 배열 내의 소자를 선택적으로 마이크로머시닝하고, b)선택적인 마이크로머시닝을 연기하고, c)선택적인 마이크로머시닝이 연기되는 동안, 측정할 수 있는 특성값을 변화시키기 위해 배열 내의 하나 이상의 또 다른 소자를 선택적으로 마이크로머시닝하고, d)특성값이 바람직한 범위 내에 있을 때까지 소자의 측정할 수 있는 특성을 변화시키기 위해 선택적인 마이크로머시닝을 재개하도록 한다.Moreover, in carrying out the objects of the present invention and still other objects, a system for high speed, laser based, precise micromachining of device arrangements is provided. Each device has one or more measurable properties. The system has a pulsed laser subsystem. The optical subsystem is coupled to a pulsed laser system to selectively irradiate a portion of the device with a laser pulse. The controller is connected to the subsystem to control the subsystem: a) selectively micromachins the elements in the array to change the measurable characteristic values, b) defers optional micromachining, and c) While micromachining is postponed, selectively micromachine one or more other devices in the array to change the measurable characteristic values, and d) measure the measurable characteristics of the device until the characteristic values are within the desired range. Resume optional micromachining to make changes.

광학 시스템은 마이크로머시닝될 각각의 소자를 포함하는 제 1 스캐닝 패턴을 따라 레이저빔을 스캔하도록 빔 굴절기와 빔 굴절기 제어용 빔 굴절 제어기를 포함할 수 있다.The optical system can include a beam refractor and a beam refraction controller for controlling the beam refractor to scan the laser beam along a first scanning pattern that includes each element to be micromachined.

시스템은 최소 하나 이상의 소자의 측정가능한 특성들 중 하나를 측정하기 위한 측정 서브시스템을 더 포함할 수 있다.The system can further include a measurement subsystem for measuring one of the measurable characteristics of the at least one device.

마이크로머시닝은 레이저트리밍일수 있고 배열은 레지스터의 배열이며, 측정 서브시스템은 프로브(probe) 배열일 수 있다.Micromachining can be laser trimming, the arrangement is an array of registers, and the measurement subsystem can be a probe array.

광학시스템은 제 1 스캔 패턴 위로 고속의, 제 2 스캔 패턴을 중첩되게 하도록 제 2 빔 굴절기를 포함할 수 있으며, 이에 의해 시스템의 처리량이 향상되어 진다. The optical system may include a second beam refractor to superimpose a high speed, second scan pattern over the first scan pattern, thereby improving throughput of the system.

서브시스템이 마이크로머시닝하는 동안 소자의 온도를 감소시키는, 적어도 하나 이상의 소자에 대한 트리밍 순서를 발생시키도록 콘트롤러가 서브시스템에 연결될 수 있다.The controller may be coupled to the subsystem to generate a trimming order for at least one device that reduces the temperature of the device while the subsystem is micromachining.

본 발명의 상기의 목적과 다른 목적들, 특성, 잇점들은 수반되는 도면과 관련하여 본 발명을 수행하기 위한 최선의 모드로써 아래의 설명으로부터 명확해질 수 있다.The above and other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following description as the best mode for carrying out the invention in connection with the accompanying drawings.

도 1a-1b 는 각각 레이저 트리밍전과 후의 전류 흐름선을 나타낸 개략도이다;1A-1B are schematic diagrams showing current flow lines before and after laser trimming, respectively;

도 1c는 몇몇 트림 파라미터에서의 다양한 절단형태의 효과를 나타낸 차트이다;1C is a chart showing the effect of various cuts on some trim parameters;

도 2a는 행과 열로 정렬된 칩 레지스터 배열의 개략도로써 본 발명의 실시예에 따른 레이저 트리밍단계를 사용하는 결과를 나타내고 있다. 2A is a schematic diagram of a chip register arrangement arranged in rows and columns, illustrating the results of using a laser trimming step in accordance with an embodiment of the present invention.

도 2b는 도 2a에 상응하는 트리밍 단계를 나타내고 있는 블록다이어그램 플로우챠트이다.FIG. 2B is a block diagram flowchart showing a trimming step corresponding to FIG. 2A.

도 3은 본 발명의 시스템내에서 도 2a 와 2b의 트리밍 작동을 나타내고 있는 블록 다이어그램 플로우챠트이다.3 is a block diagram flowchart illustrating the trimming operation of FIGS. 2A and 2B in the system of the present invention.

도 4a는 행과 열로 정렬된 칩 레지스터 배열의 개략도로써 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 레이저 트리밍을 사용하는 결과를 나타내고 있다. 4A is a schematic of a chip register arrangement arranged in rows and columns, illustrating the results of using laser trimming according to another embodiment of the present invention.

도 4b는 도 4a에 대응하는 트리밍 단계를 나타내고 있는 블록다이어그램 플로우챠트이다. FIG. 4B is a block diagram flowchart showing a trimming step corresponding to FIG. 4A.

도 5는 본 발명의 시스템 내에서 도 4a와 4b의 트리밍 작동을 나타내는 블록 다이어그램 플로우챠트이다. 5 is a block diagram flow chart illustrating the trimming operation of FIGS. 4A and 4B in the system of the present invention.

도 6a는 본 발명의 적어도 일 실시예에서 사용될 수 있는 레이저 트리밍 시스템의 개략도이다.6A is a schematic diagram of a laser trimming system that may be used in at least one embodiment of the present invention.

도 6b는 도 6a의 시스템으로 얻어진 데이터를 사용하여, 측정될 형태적 특성, 상세하게는 변부를 갖는 레지스터의 개략도이다.FIG. 6B is a schematic diagram of a register having morphological characteristics, in particular edges, to be measured, using data obtained with the system of FIG. 6A.

도 7은 일 실시예에서 레지스터 배열의 스캐닝을 하는 동안 레이저빔 대 시간의 위치를 나타내는 그래프로서, 고상 굴절기에 의한 신속한 스캔이 증가된 속도에서 도2 또는 도4 중 어느 하나의 절단을 선택적으로 형성하도록 전자-기계적인 선형 스캔에 중첩된다.FIG. 7 is a graph showing the position of a laser beam versus time during scanning of a register array in one embodiment, where a rapid scan by a solid state refractor selectively forms a cut in either FIG. 2 or FIG. 4 at an increased speed. Superimposed on the electromechanical linear scan.

도 8은 다수의 집속 빔을 최소 하나 이상의 레지스터에 보내어 트리밍 속도를 증가시키도록 하는 시스템의 개략도이다.8 is a schematic diagram of a system for sending multiple focusing beams to at least one or more registers to increase the trimming speed.

도 9는 레이저 트리밍 시스템에서 최소 하나이상의 레지스터에 다수의 빔을 제공하는 시스템의 개략도이다.9 is a schematic diagram of a system for providing multiple beams to at least one register in a laser trimming system.

고속의 사행 트리밍 프로세스 Fast meander trimming process

레지스터 트리밍에 있어서, 절단들은 저항재료를 통하여 저항 경로를 따라서 전류를 흐르게 한다. 절단 사이즈 및 형태(shape)의 정밀한 제어 및 조정은 도 1a-1c에 나타낸 것처럼 저항을 원하는 값으로 변경시킨다. 전형적으로, 칩 레지스터들은 기판 위에 행과 열로 정렬된다. 도 2a는 레지스터 R1, R2,.....RN 의 열이 처리될 정렬을 보여준다. 프로브(200)을 가지며 도 2a에서 화살표로 나타낸 프로브 배열(array)은 레지스터 열의 도체에 접촉된다. 매트릭스 절환은 제 1의 한쌍의 도체에 대한 접점(202)(예를 들면, R1의 접점)을 어드레스하도록 하며, 도체 사이의 저항을 원하는 값으로 바꿔주도록 일련의 절단 및 측정이 수행되어 진다. 레지스터의 트리밍이 완료되었을 때, 매트릭스는 열의 다음 요소(예를 들면: R2)의 제 2 접점세트로 절환되며, 트리밍 처리가 반복된다. 레지스터들(R1....RN)의 열 전체의 트리밍이 완료되었을 때, 접점과 프로브 배열 사이의 접촉은 중단된다. 기판은 다음에 다른 열에 대하여 위치하게 되고, 프로브 배열이 접촉되고, 두번째 열은 앞의 열과 같은 방법으로 처리된다.In resistor trimming, the cuts cause a current to flow along the resistive path through the resistive material. Precise control and adjustment of the cut size and shape changes the resistance to the desired value as shown in FIGS. 1A-1C. Typically, chip resistors are arranged in rows and columns on a substrate. 2A shows the arrangement in which the columns of registers R1, R2, ..... RN are to be processed. The probe array with the probe 200 and indicated by the arrow in FIG. 2A is in contact with the conductor of the resistor row. Matrix switching allows addressing the contacts 202 (e.g., contacts of R1) to the first pair of conductors, and a series of cuts and measurements are performed to change the resistance between the conductors to a desired value. When the trimming of the register is completed, the matrix is switched to the second set of contacts of the next element of the column (e.g. R2), and the trimming process is repeated. When the trimming of the entire row of registers R1... RN is completed, the contact between the contacts and the probe array is stopped. The substrate is then positioned relative to other rows, the probe array is contacted, and the second row is processed in the same way as the previous row.

사행의 얇은 필름 레지스터의 트리밍은, 예를 들면 도 1c에 나타난 것처럼, 도체 사이의 저항성 재료영역 내에 깍지껴진 절단들을 만들기 위한 레이저 처리를 포함하게 된다. 깍지껴진 절단들은 절단 주위를 감싸는 사행 경로를 따라 저항성 재료를 통하여 전류를 흐르게 한다. 이러한 기하학적인 형상은 단일지역 필름/도체 레이아웃(layout)으로 넓은 범위의 저항을 만들 수 있게 한다. 전술한 방식은 하나의 레지스터 측정과 다음 레지스터로의 이동처럼 사행 절단들의 순서를 진행한다.Trimming of the meandering thin film resistor will include laser processing to make cuts in the region of resistive material between the conductors, for example as shown in FIG. 1C. Interposed cuts cause current to flow through the resistive material along a meandering path that wraps around the cut. This geometric shape allows for the creation of a wide range of resistors with a single area film / conductor layout. The method described above proceeds with the order of meandering cuts, such as measuring one register and moving to the next register.

도 2a를 참조하면, 어떠한 절단의 초기 레이저 위치는 참조번호(205)로 나타내며, 빔 포지셔너(beam positioner)는 빔의 방향이 레지스터 재료를 통한 선형 경로를 따르도록 한다. 본 발명에 의하면, 새로운 패러다임은 첫번째 레지스터의 레그(leg)(예를 들면 R1의 트림절단 204)를 트림하며 저항을 측정한다. 만약 저항이 미리 설정된 한계치 아래라면, 열 내의 다른 레지스터 R2...RN을 따라 유사한 동일직선상의 트림이 이루어진다. 열을 따른 동일직선상의 전체 트림은 도 2a에 참조번호(210)으로 나타내져 있으며, 상응하는 블럭(220)은 도 2b에 있다. 본 발명의 최소 하나의 실시예에 있어서, 레지스터의 서브세트(subset)가 기판을 따라 얇은 필름의 밀도(consistency)를 결정하기 위하여 측정될 수 있으나, 만약 얇은 필름의 밀도가 공지되어 있다면, 한번의 측정으로 충분할 수 있다. Referring to FIG. 2A, the initial laser position of any cut is indicated by reference numeral 205, and the beam positioner allows the direction of the beam to follow a linear path through the resistor material. According to the present invention, the new paradigm measures the resistance by trimming the leg of the first resistor (e.g. trimming 204 of R1). If the resistance is below the preset limit, a similar collinear trim is made along the other resistors R2 ... RN in the column. The entire trim along the row is indicated by reference numeral 210 in FIG. 2A and the corresponding block 220 is in FIG. 2B. In at least one embodiment of the present invention, a subset of the registers can be measured to determine the density of the thin film along the substrate, but if the density of the thin film is known, one The measurement may be sufficient.

다음 열의 레지스터를 따른 동일선상의 절단 그룹이 도 2a의 참조번호(211)과 도 2b의 블록(221)에서 보인 것처럼 동일방식으로 만들어지며, 레지스터 RN은 처음에 트리밍될 것이다. 공정은 도 2b의 블록(222-223)과 상응하도록 도 2a의 참조번호(212-213)로 나타낸 것처럼 반복된다. 어떤 측정값이 한계값을 넘는 것으로 나타나면, R1..RN 행의 트리밍은 다음 레지스터(블록 214와 참조번호 214)로 절환
하기 이전에 원하는 값으로 트리밍하도록 각 레지스터의 측정을 계속한다.
A collinear truncation group along the next row of registers is made in the same manner as shown by reference numeral 211 of FIG. 2A and block 221 of FIG. 2B, and register RN will be trimmed initially. The process is repeated as indicated by reference numerals 212-213 of FIG. 2A to correspond to blocks 222-223 of FIG. 2B. If a measurement appears to exceed the limit, trimming the R1..RN row is switched to the next register (block 214 and reference 214).
Continue measuring each register to trim to the desired value before doing so.

측정 회수의 제한과 동일직선상의 트림궤적의 유지 모두는 트림 속도를 증가시킨다. Both the limit of the number of measurements and the maintenance of the trim trace in the same line increase the trim speed.

도 3의 플로우챠트는 도 2a-2b에 상응하는 단계들과, 트리밍 시스템(예를 들면 인덱싱 및 로딩)에서 사용되는 추가적인 처리단계를 보여준다.  The flowchart of FIG. 3 shows the steps corresponding to FIGS. 2A-2B and additional processing steps used in the trimming system (eg indexing and loading).

최소 하나이상의 실시예에서, 절단 단계는 미리 결정된 정보를 기반으로 수행될 수 있다. 예로써, 몇몇 레지스터 형태에 있어서는, 일련의 제 1 요소들이 저항이 측정되기 이전에 잘릴 수 있으며, 순서는 레지스터의 미리 결정된 파라미터 (예를 들어 기하학적 형상) 또는 알려진 필름특성(예를 들어 시트 저항)에 기초한다. 유사하게, 다수의 비측정 절단들이 첫번째 레지스터에서 학습모드(learn mode)로 결정될 수 있다(예를 들면 하나 이상의 측정 또는 반복적인 측정을 포함함).하나의 학습모드에서 반복적인 측정들이 행해지며 비트림(non-trim) 절단의 수가 측정값과 재료특성을 기반으로 하여 결정된다. 최소 하나의 실시예에서 다수의 비측정 절단들이 계산될 수 있다. In at least one embodiment, the truncation step may be performed based on predetermined information. By way of example, in some types of resistors, a series of first elements may be truncated before the resistance is measured, and the order may be determined by a predetermined parameter of the resistor (e.g., geometry) or known film properties (e.g. sheet resistance). Based on. Similarly, multiple unmeasured truncations may be determined in a learn mode in the first register (including, for example, one or more measurements or repeated measurements). The number of non-trim cuts is determined based on measurements and material properties. In at least one embodiment multiple unmeasured truncations may be calculated.

예를들면, 네개의 절단들이 측정없이 만들어질 수 있다. 도 4a를 참조하면, 초기조건(410)이 나타나 있으며 프로브는 도 2a에서처럼 열의 접점(202)과 접촉된다. 도 4b를 참조하면 초기조건은 블록(420)에 규정되어 있다. 예로써, 도 4a-4b는 트리밍 공정의 실시예를 나타내고 있으며 초기의 네개의 절단(411)들이 어떠한 측정 없이 만들어진다. 도 4b에 도시된 것에 따르면, 블록(421)은 최소 하나 이상의 미리 트리밍된 값이나 조건을 기반으로 하여 측정 없이, 미리 결정된 다수의 절단(예를 들면 4개)을 규정하고 있다. 네개의 절단을 완료하기 위한 스캔 경로는 참조번호(405)로 나타내었다. 열 내의 첫번째 레지스터 R1은 참조번호(406)에서 트리밍되고 목표값에 이르렀는지 여부를 결정하기 위해서 측정된다. 만약 목표값에 이르지 않았다면, 나머지 레지스터들 R2...RN들은 참조번호(412)와 블록(422)에 규정된 것처럼 (예를 들면 측정없이) 잘려진다.For example, four cuts can be made without measurement. Referring to FIG. 4A, an initial condition 410 is shown and the probe is in contact with the contact 202 of the column as in FIG. 2A. Referring to FIG. 4B, an initial condition is defined in block 420. By way of example, FIGS. 4A-4B show an embodiment of a trimming process wherein the initial four cuts 411 are made without any measurement. As shown in FIG. 4B, block 421 defines a number of predetermined truncations (eg, four) without measurement based on at least one or more pre-trimmed values or conditions. The scan path to complete the four cuts is indicated by reference numeral 405. The first register R1 in the column is trimmed at reference numeral 406 and measured to determine whether a target value has been reached. If the target value has not been reached, the remaining registers R2 ... RNs are truncated (e.g. without measurement) as defined by reference 412 and block 422.

처리공정이 반복되어져서, 블록(423)에 의해 규정되고 참조번호 (413)으로 나타낸 것처럼, RN의 트리밍(407)이 시작되고,R1까지 R[N-1]의 절단된다. 따라서, R1 또는 RN이 트리밍되는 방향이 바뀌고, 목표값에 도달하지 않았다면 남아있는 각 레지스터들 R2,...RN 또는 R[N-1]...R1이 절단된다. R1 또는 RN이 목표값에 이른 이후에 최종단계가 실행된다. 참조번호(414)로 나타내고 블록(424)에 규정된 것처럼, 각각의 레지스터는 연결되고 순차적으로 트리밍된다.The processing is repeated so that trimming 407 of the RN begins, as defined by block 423 and indicated by reference numeral 413, and the cutting of R [N-1] up to R1. Thus, the direction in which R1 or RN is trimmed is reversed, and each remaining register R2, ... RN or R [N-1] ... R1 is truncated if the target value has not been reached. After R1 or RN reaches the target value, the final step is executed. As indicated by reference numeral 414 and defined in block 424, each register is concatenated and trimmed sequentially.

도5의 플로우챠트는 도 4a-4b에 상응하는 단계와 트리밍 시스템 내에서 추가적인 처리단계(예를 들면: 인덱싱과 로딩의 단계를 포함하는)가 규정되어 있다.The flowchart of Fig. 5 defines the steps corresponding to Figs. 4A-4B and further processing steps (e.g. including the steps of indexing and loading) within the trimming system.

일 실시예에 있어서, 미리결정된 정보는 반복적인 측정값의 사용으로 얻어지며, 사전-트림(pre-trim) 값들이 제공된다. 그 값들은 오퍼레이터, 공정에 의해 지정되거나 다른 방법으로 얻어질 수 있다. 소프트웨어는 사전-트림 목표값들을 사용 또는 지정할 수 있어서 인가된 시험전압 또는 전류가 제어되도록 한다. 이 특성은 사행 트리밍과 관련하여 광범위한 저항변화에 의한 부품손상을 입히기에 충분한 고전압을 방지하는데 유용하다. 본 발명의 일실시예에서 고속의 레지스터 측정 시스템을 사용하는 경우, 측정을 위해 레지스터에 인가된 전압은 초기의 낮은 저항절단을 위해 감소되어서 통하는 전류와 레지스터에 대한 손상 가능성이 감소된다. 후속절단이 행해지며, 저항이 증가할 때 측정전압은 상승한다.In one embodiment, the predetermined information is obtained by use of repetitive measurements, and pre-trim values are provided. The values may be specified by the operator, the process, or obtained in other ways. The software can use or specify pre-trim target values so that the applied test voltage or current is controlled. This property is useful to prevent high voltages sufficient to cause component damage due to extensive resistance changes associated with meander trimming. When using a high speed resistor measurement system in one embodiment of the present invention, the voltage applied to the resistor for the measurement is reduced for an initial low resistance cut, thereby reducing the potential for damage to the current and through resistors. Subsequent cuts are made and the measured voltage rises as the resistance increases.

도 2a와 도2b 도4a와 4b의 전형적인 트림과 절단 순서는 재료특성, 프로세스 파라미터 그리고 공차의 변동을 고려하여 수정될 수 있다. 2A and 2B The typical trimming and cutting sequence of FIGS. 4A and 4B can be modified to account for variations in material properties, process parameters and tolerances.

예를들면, 본 발명의 최소 하나의 실시예에 있어서, 추가적인 단계가 측정된 트림 절단이 목표값에 이르고, 길이가 최대허용 절단길이의 미리 결정된 한계 내에 있게될 때 사용될 수 있다. 한계 내에서, 재료 특성 내의 변동은 목표값에 미달한 몇개의 트림절단을 남기며 추가적인 절단을 요구한다.For example, in at least one embodiment of the present invention, an additional step may be used when the measured trim cut reaches a target value and the length is within a predetermined limit of the maximum allowable cut length. Within limits, variations in material properties require additional cuts, leaving some trim cuts below target values.

첫번째 모드에서는, 트림 절단은 요소들의 열 내에서 순차적으로 만들어지며 목표값에 이르지못한 요소의 위치는 기억된다. 그 다음의 트림 절단에 의해, 기억된 위치에서의 남겨진 요소들은 목표값으로 트림된다. In the first mode, the trim cuts are made sequentially in the row of elements and the position of the element that does not reach the target value is stored. By the next trim cut, the elements left in the memorized position are trimmed to the target value.

두번째 모드에서는, 트림된 첫번째 요소의 길이를 기반으로, 절단 길이는 목표값에 도달하는 것을 방지하도록 감소되며, 비측정 절단이 진행되어 열을 완성한다. 그 다음의 트림 절단은 열의 모든 요소를 목표값으로 가져온다.In the second mode, based on the length of the trimmed first element, the cut length is reduced to prevent reaching the target value, and unmeasured cuts are made to complete the row. Subsequent trim cuts bring all elements of the row to the target value.

세번째 모드에 있어서는, 1개의 요소에 대한 이전의 적어도 1회의 절단길이는 다음의 절단이 한계조건 내로 되는 것을 방지하도록 변형된다. In the third mode, the previous at least one cut length for one element is modified to prevent the next cut from falling within the limit conditions.

최소 하나 이상의 실시예에 있어서, 추가적인 단계는 측정된 트림 절단의 값이 목표값의 미리 설정된 한계 내에 있을 때 사용될 수 있다. 한계 내에서는, 재료 특성의 변동이 전부 비측정 절단을 이용하고 목표값을 초과하는 몇개의 요소를 남길 수 있다.In at least one embodiment, additional steps may be used when the value of the measured trim cut is within a preset limit of the target value. Within the limits, variations in material properties can all use unmeasured cuts and leave some elements exceeding target values.

첫번째 모드에 있어서는, 트림 절단은 요소의 열 내에서 순차적으로 만들어지며 목표값에 미치지 못한 요소의 위치는 기억된다. 그 다음의 트림 절단에 의해 기억된 위치에 있는 남겨진 요소들은 목표값으로 트림된다.In the first mode, the trim cuts are made sequentially in the rows of elements and the positions of the elements that fall short of the target value are stored. The remaining elements in the stored position by the next trim cut are trimmed to the target value.

두번째 모드에 있어서는, 첫번째 요소에서 측정된 값을 기반으로, 절단 길이는 목표값에 도달하는 것을 방지하도록 감소되며, 비측정 절단이 진행되어 열을 완성한다. 그 다음의 트림 절단은 열의 모든 요소를 목표값으로 가져온다.In the second mode, based on the value measured in the first element, the cut length is reduced to prevent reaching the target value, and a non-measured cut proceeds to complete the heat. Subsequent trim cuts bring all elements of the row to the target value.

세번째 모드에 있어서는, 1개의 요소에 대한 이전의 적어도 1회의 절단길이는 다음의 절단이 한계조건 내로 되는 것을 방지하도록 변형된다. In the third mode, the previous at least one cut length for one element is modified to prevent the next cut from falling within the limit conditions.

실험 데이터들은 열 내의 모든 레지스터를 도 2-4에 나타낸 것처럼 종래의 단일 레지스터 트림 기술에 대해 처리량이 개선된 것을 나타내고 있다. 예로써, 대략적인 결과들이 아래의 표에 나타나있다. Experimental data show that the throughput is improved over the conventional single register trim technique, as shown in Figures 2-4 for all registers in a column. By way of example, the approximate results are shown in the table below.

32 레지스터 열, 레지스터당 20 절단             32 register rows, 20 cuts per register 레이저 Q-속도(KHZ)  Laser Q-Speed (KHZ) 단일 레지스터 트림(초) Single Resistor Trim (sec) 열의 트림(초) Trim in seconds 5         5 39         39 28     28 10        10 27         27 16     16 20        20 20         20 10     10

열의 레지스터의 수 증가, 측정의 감소 및 최종(즉, 정밀) 트리밍을 위한 시간의 감소에 따라 전체적인 트림 속도는 증가한다.As the number of rows of resistors increases, the measurement decreases, and the time for final (i.e., precision) trimming increases, the overall trim rate increases.

더욱이, 각각의 레지스터는 레이저에서 발생되는 에너지로부터 회복하기위해 추가적인 시간을 갖는다. 절단의 순서는 요소 내에서 온도변화(예를 들며, 절단 중에 최대 요소온도의 감소)를 관리하도록 결정될 수 있다. 예를 들면, 도 4a를 참조하면, 순서(405)는 반대로 될수 있어, 1조의 절단이 요소의 중심 근방에서 시작되어 만들어지고 도체와 프로브에 근접하는 요소 끝단으로 진행한다. 다른 순서로, 적절한 순서가 사용될 수 있다.(예를 들면, 온도 관리를 위해 잇점을 갖는 비근접 절단의 임의 순서). 바람직하게는,제2의 요소가 추가적인 측정단계 이전에 절단될 수 있다. Moreover, each resistor has additional time to recover from the energy generated by the laser. The order of the cuts may be determined to manage temperature changes within the element (eg, reduction of the maximum urea temperature during cutting). For example, referring to FIG. 4A, the sequence 405 can be reversed, where a set of cuts are made starting near the center of the element and proceeding to the element ends proximate the conductor and the probe. In other order, an appropriate order may be used (for example, any order of non-contiguous cutting with advantages for temperature control). Preferably, the second element can be cut before further measuring steps.

사행절단에 대한 저항 변화의 범위는 약 10의 1승의 크기(예를 들면, X10), 전형적으로 10의 2승 크기(100 X), 그리고 현재 재료의 경우 약 500X 까지 변화한다.The range of resistance changes to meandering cuts varies from about 10 powers of magnitude (eg, X10), typically 10 powers of power (100X), and about 500X for current materials.

레이저 트리밍 시스템Laser trimming system

본 발명의 최소 하나의 실시예에 있어서 레이저 트리밍 시스템은 미국특허 제 4,818,284호의 "레이저 트리밍 소자의 교정방법"에 설명된 것과 같은 방법을 이용하여 먼저 교정될 수 있다. '284 특허는 레이저빔을 기판영역 위에 원하는 공칭(nominal) 레이저 위치로 이동시키도록 레이저빔 포지셔닝 소자를 제어하고, 실제적인 레이저 위치를 확립하도록 매체 위에 마크(예를 들면 선을 절단)를 각인하고, 실제적인 레이저 위치를 검출하기 위해 각인된 마크를 스캐닝하고, 바람직한 공칭 위치와 실제 레이저 위치를 비교함으로써 레이저 트리밍 소자를 교정하는 것을 기술하고 있다. 바람직하게는 레이저 빔은 하나의 파장에서 작동하고, 마크는 다른 파장에서 작동하는 검출소자로 스캐닝된다. 검출소자는 전체 기판영역 부분의 일부를 커버하는 필드를 검출하며, 필드 내 마크의 위치를 결정한다. '284 특허는 카메라 시야와 관련하여 빔 위치가 어디인지를 결정하는 것을 또한 기술하고 있다. In at least one embodiment of the present invention, the laser trimming system may first be calibrated using a method as described in US Patent No. 4,818,284, "Method of Calibrating a Laser Trimming Element." The '284 patent controls the laser beam positioning element to move the laser beam to the desired nominal laser position over the substrate area, and imprints a mark (e.g. cutting a line) on the medium to establish the actual laser position. It describes the calibration of a laser trimming element by scanning the imprinted mark to detect the actual laser position and comparing the desired nominal position with the actual laser position. Preferably the laser beam operates at one wavelength and the mark is scanned with a detection element operating at another wavelength. The detection element detects a field covering a part of the entire substrate region portion and determines the position of the mark in the field. The '284 patent also describes determining where the beam position is in relation to the camera field of view.

기타 측정기술이 단독 또는 '284 특허와 결합하여 사용될 수 있다. 예를 들면 미국특허 제 6,501,061호의 "레이저 교정소자 및 방법"에서는 집속 레이저빔을 정확히 위치시키기 위해 스캐너 좌표를 결정하는 방법을 기술하고 있다. 집속 레이저빔은 레이저 스캐너에 의해 작업표면 위의 관심 지역(예를 들어 틈새)을 스캐닝한다. 집속 레이점빔의 위치는 미리 결정된 시간 또는 공간의 간격 또는 작업표면에서의 틈새를 통해 집속 레이저 빔이 나타나는 때 광검출기에 의해 검출된다. 집속 레이저빔의 검출된 위치는 집속 레이저빔이 검출될 때의 레이저 스캐너의 위치를 기반으로 하는 빔 위치 데이터에 대한 스캐너위치를 발생시키도록 사용되어 진다. 스캐너 위치에 대한 빔 위치데이터는 틈새의 중심을 결정하거나 집속 레이저 빔의 원하는 위치에 상응하는 스캐너 위치 좌표를 결정하는데 사용될 수 있다.Other measurement techniques can be used alone or in combination with the '284 patent. For example, "Laser Correction Device and Method" in US Pat. No. 6,501,061 describes a method of determining scanner coordinates for accurately positioning a focused laser beam. The focused laser beam scans a region of interest (eg a gap) on the work surface by a laser scanner. The position of the focused ray beam is detected by the photodetector when the focused laser beam appears through a predetermined interval of time or space or a gap in the working surface. The detected position of the focused laser beam is used to generate the scanner position relative to the beam position data based on the position of the laser scanner when the focused laser beam is detected. Beam position data for the scanner position can be used to determine the center of the gap or scanner position coordinates corresponding to the desired position of the focused laser beam.

바람직하게는, 다른 다수의 시스템 구성요소의 교정을 포함하는, 시스템 교정에 뒤이어, 트리밍될 소자를 갖는 최소 하나 이상의 기판이 트리밍 스테이션(station)으로 장입된다(loaded). Preferably, following system calibration, including calibration of a number of other system components, at least one or more substrates having elements to be trimmed are loaded into the trimming station.

'284 특허로부터 부분적으로 인용된 도 6a를 참조하면, 개선된 레이저 트리밍 시스템은 적외선 레이저(602)일수 있으며, 전형적으로 대략 1.047-1.32 미크론의 파장범위를 가지며 광학 경로(604)를 따라 레이저빔 포지셔닝 소자(605)로 및 이를 통과하여 기판영역(606)으로 레이저빔(603)을 출력한다. 얇은 필름 배열의 트리밍에 적용하기 위하여, 공지된 기술이며 시판되고 있는 다양한 기술을 사용하여 IR 레이저의 출력 주파수를 2배로 함으로써 약 0.532 미크론의 바람직한 파장을 얻을 수 있다. Referring to FIG. 6A, partially cited from the '284 patent, the improved laser trimming system may be an infrared laser 602, typically having a wavelength range of approximately 1.047-1.32 microns and positioning the laser beam along the optical path 604. The laser beam 603 is output to and through the device 605 and to the substrate region 606. For application to the trimming of thin film arrays, the desired wavelength of about 0.532 microns can be obtained by doubling the output frequency of the IR laser using a variety of known and commercially available techniques.

레이저 빔 포지셔닝 소자(605)는 한쌍의 거울과 각각 부착된 갈바노미터(607)(608)(본 발명의 양수인으로부터 입수할 수 있음)를 포함한다. 빔 포지셔닝 소자(605)는 렌즈(609)(텔레센트릭 또는 비 텔레센트릭일수 있으며, 바람직하게는 두개의 파장에서 비색수차화된)를 통하여 필드 전체에 걸쳐 기판영역(606)으로 레이저 빔(603)을 향하게 한다. X-Y 갈바노미터 거울 시스템은, 충분한 정밀성이 유지되어 진다면, 전체 기판에 대한 각도상 유효범위(angular coverage)를 제공하게 된다. 다르게 말하면, 다양한 포지셔닝 소자는 기판과 레이저빔 사이의 상대적 운동을 제공하기 위해 사용될 수도 있다. 예를 들면, 참조번호 (617)로 개략적으로 나타낸 2축 정밀성 단계 및 트랜스레이터들은 갈바노메터(607)(608)의 필드 내에(예를 들면, X-Y 평면에) 기판을 위치시키는데 이용할 수 있다. 레이저 빔 포지셔닝 소자(605)는 두개의 수직축을 따라 레이저빔을 움직이게 하고 그에 의해 레이저빔(603)이 기판영역(606)을 가로지르며 2차원적으로 위치결정되는 것을 제공한다. 각각의 거울과 연관된 갈바노미터(607)(608)는 컴퓨터(610)의 제어하에 각각 x축 또는 y축을 따라 빔을 움직이게 한다. 할로겐 라이트 또는 LED와 같은 조명소자(611)가 기판영역(606)을 조명하기 위해 가시광선을 발생시킨다.The laser beam positioning element 605 includes a pair of mirrors and galvanometers 607 and 608, each of which is available from the assignee of the present invention. The beam positioning element 605 passes through the lens 609 (which may be telecentric or non-telecentric, preferably achromatic at two wavelengths) to the substrate region 606 throughout the field. 603). The X-Y galvanometer mirror system provides angular coverage for the entire substrate, provided sufficient precision is maintained. In other words, various positioning elements may be used to provide relative motion between the substrate and the laser beam. For example, biaxial precision steps and translators, outlined at 617, can be used to position the substrate in the field of galvanometer 607 (608) (eg, in the X-Y plane). The laser beam positioning element 605 moves the laser beam along two vertical axes, thereby providing that the laser beam 603 is positioned two-dimensionally across the substrate region 606. Galvanometers 607 and 608 associated with each mirror cause the beam to move along the x or y axis, respectively, under the control of the computer 610. An illumination element 611, such as a halogen light or LED, generates visible light to illuminate the substrate region 606.

빔 스플리터(612)(부분적으로 반사되는 미러)는 광학적 경로(604) 내에 위치되어 기판영역(606)으로부터 경로(604)를 따라 뒤쪽에서 반사되는 광 에너지를 검출소자(614)로 보낸다. 검출소자(614)는 디지털 CCD 카메라(예를 들면, 컬러 또는 흑백)일 수 있는 디지털카메라(615)와 프레임 그래버(616)(또는 카메라에 설치된 디지털 프레임 버퍼)를 포함하며, 프레임 그래버는 기판영역(606) 일부의 2차원적인 영상을 나타내는 픽셀데이터를 얻기 위해 텔레비젼 카메라(615)로부터 입력된 영상을 디지털화한다. 픽셀 데이터들은 프레임 그래버(616)의 메모리에 저장되거나, 예를 들어 고속링크에 프로세싱을 위해 컴퓨터(610)로 직접 전송된다. A beam splitter 612 (partially reflected mirror) is positioned within the optical path 604 to direct light energy reflected back from the substrate region 606 along the path 604 to the detection element 614. The detection element 614 includes a digital camera 615, which may be a digital CCD camera (e.g., color or monochrome), and a frame grabber 616 (or a digital frame buffer installed in the camera), the frame grabber being a substrate area. (606) Digitize the image input from the television camera 615 to obtain pixel data representing some two-dimensional image. The pixel data is stored in the memory of the frame grabber 616 or transmitted directly to the computer 610 for processing, for example on a high-speed link.

빔 포지션닝 시스템은 레이저 스팟(spot)을 조절 및/또는 기판의 한 위치에 레이저 스팟을 자동 집속시키는 컴퓨터 제어 광학시스템 같은 다른 광학적 요소를 포함할 수 있다.The beam positioning system may include other optical elements such as a computer controlled optical system that adjusts the laser spot and / or automatically focuses the laser spot at a location on the substrate.

레지스터 배열의 얇은 필름 트리밍에 본 발명을 적용하는데 있어서, 최소 하나 이상의 얇은 필름배열이 회로기판에 의하여 지지된다. 위에 언급했던 것과 같이 얻어진 교정데이터는 배열의 요소(예를 들면 레지스터 R1)를 위치시키고, 도 6b에서의 요소(620)의 적어도 하나의 기하학적 특성의 하나의 위치를 측정하기 위해 자동화된 머신 비젼 알고리즘과 결합하여 사용되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 그 특성은 이용가능한 다수의 엣지 검출 알고리즘 중 하나를 이용하여 메모리 내의 픽셀데이터 분석에 의하여 발견된 수직 엣지(622)(예를 들면, Y방향에 대하여 평행인 엣지)중의 또는 수평 엣지(621)(예를 들면, X방향에 대하여 평행한 엣지)중 하나일 수 있다. 엣지들은 하나의 레지스터의 전 주위를 따른 다수의 엣지 측정소자, 엣지의 샘플 또는 배열의 다수 레지스터로부터의 엣지를 포함할 수 있다. 다음에 레지스터의 폭이 결정되며, 이것은 일반적으로 폭의 사전 결정된 백분율로서, 절단길이를 규정하기 위해 사용될 수 있다. 바람직하게는, 엣지 정보가 자동적으로 얻어지며, 예를 들어 행 R1...RN 내의 각각의 절단길이를 제어하도록 교정데이터와 함께 사용된다. 다른 측정 알고리즘, 예를 들어 이미지 상관 알고리즘 또는 반점 검출방법(blob detection methods)같은 적절한 것이면 사용될 수 있다.In applying the invention to thin film trimming of a resistor array, at least one thin film array is supported by a circuit board. The calibration data obtained as mentioned above is an automated machine vision algorithm for locating the elements of the array (e.g., register R1) and measuring one position of at least one geometrical characteristic of the element 620 in FIG. 6B. It is preferably used in combination with. For example, the property may be a horizontal edge or a vertical edge 622 (eg, edge parallel to the Y direction) found by pixel data analysis in memory using one of a number of edge detection algorithms available. 621 (eg, edges parallel to the X direction). The edges may include multiple edge measuring elements along the entire perimeter of one register, edges from multiple registers of a sample or array of edges. The width of the register is then determined, which is generally a predetermined percentage of the width, which can be used to define the cut length. Preferably, the edge information is obtained automatically and used together with the calibration data to control the respective cut lengths in the rows R1 ... RN, for example. Other measurement algorithms, for example image correlation algorithms or blob detection methods, may be used if appropriate.

교정은 절단을 따라 하나 또는 그 이상의 포인트에서 적용될 수 있다. 최소 하나 이상의 실시예에서 최소 하나 이상의 절단 시작 포인트가 교정데이터로 보정될 것이다. Calibration can be applied at one or more points along the cut. In at least one embodiment at least one cut start point will be corrected with calibration data.

바람직하게는, 도 2 및 도4에서 다수 절단의 시작 포인트와 길이는 보정될 것이다.Preferably, the starting point and length of the multiple cuts in Figures 2 and 4 will be corrected.

가장 바람직하게는, 도 2a와 4a에서 모든 절단의 시작 포인트 길이는 보정될 것이다.Most preferably, the starting point length of all cuts in FIGS. 2A and 4A will be corrected.

일 실시예에 있어서, 제1 레지스터(예를 들면, R1 또는 RN)는 교정될 것이며, 상응하는 보정이 열에 있는 모든 레지스터(예를 들면, R1....RN)에 적용될 것이다. In one embodiment, the first register (eg R1 or RN) will be calibrated and the corresponding correction will be applied to all registers in the column (eg R1... RN).

완전 자동화가 바람직하다. 그러나, 오퍼레이터가 개입하는 반자동 알고리즘도 이용될 수 있으며, 예를 들어 배열 요소(620)가 필드 내에 있도록 갈바노미터가 위치되며, 다음에 빔이 요소를 따라 상호작용하도록 순차적으로 위치하며, 강도 프로파일(intensity profile)(또는 강도의 미분)이 오퍼레이터에 의해 디스플레이(630) 상에서 관측된다.Fully automated is preferred. However, a semi-automatic algorithm with operator intervention may also be used, for example a galvanometer is positioned such that the array element 620 is in the field, and then sequentially positioned so that the beams interact along the element, and the intensity profile intensity profile (or derivative of intensity) is observed on the display 630 by the operator.

배열영역 내에서 좌표 조절을 위한 교정 정보의 사용은 생산량의 악화없이 레이저 빔 포지셔닝의 정밀성을 개선시키는데 매우 중요하다. 레지스터 폭의 측정과 정렬 데이터는 절단의 길이를 조정하는 것 및 스캐너의 X,Y좌표계에 대한 배열의 선형성 및 비직교성으로부터 벗어남을 보정하는 것 양측 모두에 유용하다. 기하학적 형상 보정을 위해 교정 데이터를 사용하는 것은 특히, 하나 또는 그 이상의 선형 트랜스레이션 스테이지를 갖는 레이저 트리밍 시스템에서의 사용에 가장 적절하다.The use of calibration information for coordinate adjustment within the alignment area is very important for improving the precision of laser beam positioning without deteriorating yield. The measurement of register width and alignment data are useful both for adjusting the length of the cut and for correcting deviations from the linearity and non-orthogonality of the array with respect to the scanner's X, Y coordinate system. Using calibration data for geometry correction is particularly suitable for use in laser trimming systems having one or more linear translation stages.

기하학적인 형상 보정은 f-세타 렌즈선형성, 팬 빔 보상 등등을 포함하는 다른 유용한 시스템 디자인 특성을 반드시 대체하는 것은 아니다. 시스템의 공차 축적(tolerance stack-up)은 예측된 위치오류에 기반을 둔 절단 교정위치 간의 타협점(trade offs)을 결정하는데 사용될 수 있다. 빔을, 특히 많은 레지스터를 가로질러 큰 간격으로 부채꼴로 전개할 때(fanning out) 단지 하나가 교정되고 정렬된다. 예를 들면, 레지스터 사이의 간격이 비교적 클 때, 단일 절단이 교정되거나 정렬되어질 수 있다. 얻어지는 위치에서의 에러는 각 요소에서 예상되며, 시스템디자인, f-세타 선형성, 부채꼴 전개(fan spread) 보상에 의해 부분적으로 완화될 것이다. 횡방향 부채꼴의 조밀한 절단이 종방향 부채꼴에 비해 오차가 작아질 것으로 예상된다. Geometric shape correction does not necessarily replace other useful system design features, including f-theta lens linearity, fan beam compensation, and the like. The tolerance stack-up of the system can be used to determine trade offs between cutting calibration positions based on predicted position errors. Only one is calibrated and aligned when fanning out the beam, especially at large intervals across many registers. For example, when the spacing between registers is relatively large, a single cut may be corrected or aligned. The error in the position obtained is expected for each element and will be partially mitigated by system design, f-theta linearity, and fan spread compensation. Dense cutting of transverse sectors is expected to produce less error than longitudinal sectors.

더욱 개선된 처리량-광학 기술Better throughput-optical technology

본 발명의 최소 하나 이상의 실시예에 있어서 처리량은 아래의 하나 또는 그 이상의 기술을 이용하는 효과적인 스캔속도 향상에 의하여 더욱 개선되어 질 수 있다. In at least one embodiment of the present invention, throughput can be further improved by an effective scan rate improvement utilizing one or more of the following techniques.

동일직선상의 트림에 의한 처리속도의 또 다른 증가가 레지스터 행 사이의 트림 갭(gap)의 보다 빠른 점프에 의해 얻어질 수 있다. 그런 갭(216) 중 하나가 도 2a에 나타나 있다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 최소 하나 이상의 실시예에 있어서, 음향-광학 빔 굴절기(Acousto-Optic Beam Deflector)(AOBD)는 갈바노메터가 일정한 속도(702)로 행을 가로질러 스캔할 때 톱니형태의 스캔 패턴(701)을 중첩시킨다. 트리밍 동안 AOBD는 역행운동(703)으로 주사하며 트림들 간에서는 다음 절단으로 빠른 점프(704)를 제공한다. 이것은 갈바노미터가 일정한 속도로 스캔하도록 하며 전체적인 처리시간에서 점프의 기여를 최소화한다.Another increase in the processing speed by collinear trim can be obtained by a faster jump of the trim gap between the register rows. One such gap 216 is shown in FIG. 2A. Referring to FIG. 7, in at least one embodiment of the present invention, the Acousto-Optic Beam Deflector (AOBD) is a galvanometer that can scan across rows at a constant speed 702. When the sawtooth scan pattern 701 is superimposed. During trimming the AOBD scans with retrograde motion 703 and provides a quick jump 704 to the next cut between trims. This allows the galvanometer to scan at a constant speed and minimizes the contribution of the jump in the overall processing time.

속도 개선을 위해 갈바노미터와 조합한 음향-광학 굴절기의 사용은 해당 기술분야에 알려져 있다. 예를 들면, 미국특허 제 5,837,962호는 공작물의 가열, 용융, 증발, 절단을 위한 개선된 소자를 나타내고 있다. 2차원의 음향-광학 굴절기는 제조속도에 있어 대략 5배의 개선을 제공한다. The use of acoustic-optical refractors in combination with galvanometers for speed improvement is known in the art. For example, US Pat. No. 5,837,962 shows an improved device for heating, melting, evaporating, and cutting a workpiece. Two-dimensional acoustic-optical refractors provide an approximately five-fold improvement in manufacturing speed.

그 전 내용이 원용에 의해 여기에 포함되어 지는 미국특허 제 6,341,029호는 속도증가를 위해 역행모드로 본 발명을 실행할 때, 완전한 시스템에 사용될 수 있는 몇몇 구성요소를 가지는 실시예를 상기 인용문헌의 도5에서 보이고 있다. '029호 특허에 있어서, 관련 콘트롤러와 함께 음향-광학 굴절기와 갈바노미터들이 레이저 패턴화를 위해 CW빔을 디더링(dethering) 하도록 도시되어 있다. 또한 시스템구성에 관하여 추가적인 상세함을 위해 '029 특허의 세번째 컬럼의 47줄과 네번째 컬럼을 보기 바란다.US Pat. No. 6,341,029, which is hereby incorporated by reference in its entirety, discloses an embodiment having several components that can be used in a complete system when implementing the invention in retrograde mode for speed increase. Is showing in five. In the '029 patent, acoustic-optical refractors and galvanometers with associated controllers are shown to dither the CW beam for laser patterning. Also see lines 47 and 4 of the third column of the '029 patent for further details on the system configuration.

'029 특허의 구성이 본 발명에서의 역행 스캐닝을 실행하도록 광학구성요소 및 스캔 제어 프로파일의 변형을 제공하기 위한 유용한 기술들을 사용하여 즉시 적용될 수 있으며, 바람직하게는 추가적인 하드웨어 교정처리가 수반된다.The configuration of the '029 patent can be applied immediately using useful techniques for providing modification of the optical component and scan control profile to effect retrograde scanning in the present invention, preferably involving additional hardware calibration.

본 발명의 또다른 실시예에 있어서, 사행 레지스터 상에서 동일직선상의 트림이 행을 따른 다수의 스팟(spot)으로 병렬식으로 완성될 수 있다.부채꼴 전개 격자(fan-out grating) 또는 다른 멀티-빔 발생소자가 스팟 배열을 만들기 위해 사용되어 두개 또는 그 이상의 스팟들이 행을 따른 레지스터 피치에 상응하게 형성되며 정렬된다. 예를 들면, 미국특허 제 5,521,628호는 다수의 부분을 동시에 마크하도록 회절광학소자를 사용하는 것을 기술하고 있다. 다수의 빔은 보다 강력한 레이저 공급원으로부터 발생한 보다 저 전력 빔 또는 다수의 레이저 공급원으로부터 결합된 빔일 수 있다. 스캔 시스템은 다수의 빔을 스캔하고 다수의 레지스터를 가로질러 동시에 공통의 스캔 렌즈를 통과하는 스팟을 형성한다. 트림 공정은 비 측정 절단 단계를 수행하는 동안 두개 또는 그 이상의 절단을 병렬로 진행하는 단일 스팟 방법과 유사하다. 한계치에 이르렀을 때, 시스템은 단일 스팟 모드로 전환하여, 각각의 레지스터를 직렬로 트림한다. In another embodiment of the present invention, trimming in parallel on a meander register can be completed in parallel with multiple spots along the row. Fan-out grating or other multi-beams. A generator is used to make the spot array so that two or more spots are formed and aligned corresponding to the register pitch along the row. For example, US Pat. No. 5,521,628 describes the use of diffractive optical elements to mark multiple portions simultaneously. The multiple beams may be lower power beams from more powerful laser sources or beams combined from multiple laser sources. The scan system scans multiple beams and forms spots across a plurality of registers simultaneously through a common scan lens. The trim process is similar to the single spot method where two or more cuts proceed in parallel while performing a non-measured cut step. When the limit is reached, the system switches to single spot mode, trimming each register in series.

유사하게, 사행 레지스터 상에서 동일직선상의 트림이 병렬 절단을 만들기 위해 목표물 위에 형성된 다수의 스팟으로 병렬식으로 완성될 수 있다. 부채꼴 전개 격자 또는 다른 멀티-빔을 만드는 발생소자가 스팟 배열을 만들기 위해 이용되며 두개 또는 그 이상의 스팟들이 형성되며, 스팟은 절단들 사이의 미리 결정된 간격으로 요소에 대해 정렬된다. 만약 미리 결정된 갯수의 절단(예를 들어 도4a에 도시된 것처럼)이 실행되었다면, 일 실시예에서, 패스의 수를 50%까지(예를 들면, 각 방향d로의 1회 패스) 감소시킬 수 있다. 이 실시예는 레지스터 프로세스 변화와 공차가 충분히 확립되어 있는 경우 가장 유용할 수 있다. 격자가 광학적으로 절환된 경로 내에 있어서 다수의 스팟이나 단일 스팟을 선택적으로 형성할 수 있다.Similarly, a trim in tandem on a meander register can be completed in parallel with multiple spots formed on the target to make parallel cuts. A generator that creates a scalloped unfolding grating or other multi-beam is used to make the spot arrangement and two or more spots are formed, with the spots aligned with respect to the element at predetermined intervals between the cuts. If a predetermined number of cuts (eg as shown in Fig. 4A) has been performed, in one embodiment, the number of passes can be reduced by 50% (e.g. one pass in each direction d). . This embodiment may be most useful when register process variations and tolerances are well established. The grating can optionally form multiple spots or a single spot within the optically switched path.

공개된 미국특허출원 제 2002/0162973 호는 메모리 복구용 반도체 링크들을 처리하기 위하여 다수의 스팟을 발생시키는 방법 및 시스템에 관해 기술하고 있다. 렌즈 시스템과 굴절기 시스템에서의 다양한 변경이 본 발명에서의 사용을 위하여 다수의 스팟을 발생시키도록 이용될 수 있다. Published US Patent Application 2002/0162973 describes a method and system for generating multiple spots for processing semiconductor links for memory recovery. Various modifications to the lens system and the refractor system may be used to generate multiple spots for use in the present invention.

일 실시예에 있어서, 단일 레이저 펄스가 동시에 두개 까지(예를 들면, 없거나 하나 또는 두개의 절단)의 레지스터를 트림하기 위해 사용된다. 도 8을 참조하면, 두개의 집속된 스팟(801)(802)들이 단일 평행 레이저 빔(803)을 두개의 발산하는 평행 레이저 빔(804,805)으로 공간적으로 분할함으로써 두 절단 상에 형성된다. 차동 주파수(differential frequency)의 미세조절은 스팟의 분리를 제어한다. 재료 처리용도로 빔을 공간적으로 분할하기 위해 음향-광학소자를 사용하는 것은 해당 기술분야에 알려져 있다. 예를 들면 일본 특허 제 53152662호의 초록은 선택가능한 주파수 f1...fN를 갖는 멀티-주파수들을 갖는 멀티-주파수 굴절기를 사용하여 미세한 구멍을 천공하기 위한 하나의 소자를 보여주고 있다.In one embodiment, a single laser pulse is used to trim up to two registers at the same time (eg, one or two truncations). Referring to FIG. 8, two focused spots 801, 802 are formed on two cuts by spatially dividing a single parallel laser beam 803 into two diverging parallel laser beams 804, 805. Fine tuning of the differential frequency controls the separation of the spots. It is known in the art to use acoustic-optical devices to spatially divide a beam for material processing purposes. For example, the abstract of Japanese Patent No. 53152662 shows one device for drilling fine holes using a multi-frequency refractor having multi-frequency with a selectable frequency f1 ... fN.

도 8에서의 레이저(806)는 미리 결정된 반복도(repitition rate)로 펄스화 된다. 레이저 빔은 레이저 빔 웨이스트(laser beam wiast)의 중간 화상(image)을 형성하는 릴레이 광학소자(807)를 통해 음향 광학 모듈레이터(AOM) 개구로 진행한다. Bragg의 회절방정식에 따르는 AOM은, 바람직하게는 두개의 약간 발산하는 평행한 1차 회절 레이저빔을 제어가능하게 발생시키며 각 레이저의 에너지를 제어한다. AOM은 f1과 f2의 두 주파수에 의해 구동되며, 이때 f1 = f0 + df, f2 = f0 - df 이고, df는 원래의 RF 신호 주파수 f0의 소량의 백분율에 해당한다. 두 빔 사이의 각도는 f0 에 대한 Bragg 각도에 2(df/f0)를 곱한 것과 대략 일치한다. AOM은 RF신호(812)에서의 f1과 f2의 두 주파수 성분의 신호 진폭을 변조하고, 빔의 교차결합(beam cross-coupling)을 조절함으로써 각각의 레이저 빔의 에너지를 제어한다.The laser 806 in FIG. 8 is pulsed at a predetermined repetition rate. The laser beam travels to the acousto-optic modulator (AOM) opening through a relay optical element 807 that forms an intermediate image of the laser beam wiast. The AOM, according to Bragg's diffraction equation, preferably controllably generates two slightly divergent parallel first order diffraction laser beams and controls the energy of each laser. AOM is driven by two frequencies f1 and f2, where f1 = f0 + df, f2 = f0-df, and df is a small percentage of the original RF signal frequency f0. The angle between the two beams is roughly equivalent to the Bragg angle for f0 multiplied by 2 (df / f0). The AOM modulates the signal amplitudes of the two frequency components f1 and f2 in the RF signal 812 and controls the energy of each laser beam by adjusting beam cross-coupling.

AOM(808)을 빠져나간 이후에, 빔은 임의적인 빔 회전 콘트롤 모듈(809)를 통해 가게 되며, 빔을 X축이나 Y축 중의 어느 한 방향을 향하도록 90도 회전시킨다. 일 실시예에 있어서, 이 회전을 위해 프리즘이 사용되나, 관련 미국 특허공개공보 제 2002/0170898호에 의해 잘 알려진 많은 회전기술이 사용될 수 있다. After exiting the AOM 808, the beam goes through an optional beam rotation control module 809, which rotates the beam 90 degrees toward either the X or Y axis. In one embodiment, a prism is used for this rotation, but many rotation techniques, well known by the associated US Patent Publication No. 2002/0170898, can be used.

다음으로, 빔은 한 세트의 광학소자를 통과하여 빔 웨이스트를 위치결정하며 빔의 크기를 줌(zoom) 광학소자 및 대물렌즈(810)에 대해 적절하도록 설정한다. 줌 광학소자는 또한 두개의 빔 사이의 각도를 변경하며 따라서 AOM(808)을 나온 두 빔간의 각도는 초점면에서 원하는 스팟분리가 얻어지도록 줌을 설정함으로써 조절되어져야 한다. 다음으로, 레이저빔은 두개의 레지스터 상에 한쌍의 집속 스팟(801)(802)을 제공하는 대물렌즈(810)로 들어가게 된다. 두개의 스팟들은 두개의 빔사이의 각도에 렌즈(810)의 초점거리를 곱한 것과 거의 동일거리로 분리된다. 역행하는 방법과 병렬 방법은 사행 레지스터 상의 동일직선상의 트리밍을 위해 조합되어 질 수 있다. 예를 들면, 빔은 AOBD에 의해 스캔되고, 다음에 한쌍으로 분할되서 필드를 스캔한다. 두개의 인접한 레지스터들은 동시에 트리밍되며 점프는 레지스터 N 으로부터 다음 쌍의 레지스터인 N+2이다. The beam then passes through a set of optical elements to position the beam waist and sets the size of the beam to be appropriate for the zoom optical element and the objective lens 810. The zoom optics also change the angle between the two beams so that the angle between the two beams exiting the AOM 808 must be adjusted by setting the zoom to achieve the desired spot separation in the focal plane. Next, the laser beam enters the objective lens 810 providing a pair of focusing spots 801 and 802 on two registers. The two spots are separated by approximately the same distance as the angle between the two beams times the focal length of the lens 810. The retrograde and parallel methods can be combined for trimming in parallel on the meander register. For example, the beam is scanned by the AOBD and then split into pairs to scan the field. Two adjacent registers are trimmed at the same time and the jump is from register N to the next pair of registers, N + 2.

또 다르게, 또는 2차원 굴절기와 함께, 한쌍의 스팟이 사행 스캔 방향에 대하여 직교하는 방향으로 만들어질 수 있다. 예를 들면, 상대적으로 단순한 제어와 일차원 AOBD의 프로그래밍으로 굴절기는 도 4a에 나타낸 것처럼 4개의 절단을 만들기 위해 사용된 4개의 빔들 중 최소 두개를 동시에 만들도록 이용될 수 있다(출력 전력제어를 이용). 따라서, 절단을 위한 스캔 시간이 50% 감소할 수 있다. 프로그램가능한 편광(deflection)의 결과로써, AOBD는 부채꼴 전개 격자보다 바람직할 수 있다. 또한 복수의 스팟이 필요에 의해서 거칠거나 정밀한 트림을 하는 동안 만들어질 수 있다.Alternatively, or in conjunction with a two-dimensional refractor, a pair of spots can be made in a direction orthogonal to the meandering scan direction. For example, with relatively simple control and programming of one-dimensional AOBD, the refractor can be used to make at least two of the four beams used to make four cuts simultaneously, as shown in FIG. 4A (using output power control). . Thus, the scan time for cutting can be reduced by 50%. As a result of programmable deflection, AOBD may be preferable to scaffold developing gratings. Multiple spots can also be made during rough or precise trimming as needed.

도 9는 역행 스캐닝, 병렬 프로세싱, 또는 이들의 조합중 어느 하나를 위해 추가된 도 8의 모듈(901)을 갖는 개선된 트리밍 시스템의 예시적인 실시예를 개략적으로 나타내고 있다. 예를 들면, 컴퓨터(610)로부터의 신호(902)는 하나 이상의 축으로 AOBD 또는 다른 고상 굴절기(808)를 제어하며, 설치된다면, 빔 회전 모듈(809)을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 모듈(901)은 릴레이 광학소자(807)와 다른 빔 성형(shaping) 구성요소를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 최소 하나 이상의 AOBD가, 상당한 유연성과 사용 편의를 위해, 예를 들면 컴퓨터(610)로부터의 제어신호(812)를 제공하는 RF 발생기와 함께 사용될 수 있다.FIG. 9 schematically illustrates an exemplary embodiment of an improved trimming system with the module 901 of FIG. 8 added for either retrograde scanning, parallel processing, or a combination thereof. For example, the signal 902 from the computer 610 can be used to control the AOBD or other solid state refractor 808 in one or more axes and, if installed, to control the beam rotation module 809. Module 901 may include relay optics 87 and other beam shaping components. Preferably, at least one AOBD may be used with an RF generator that provides control signals 812 from the computer 610, for example, for greater flexibility and ease of use.

처리속도와 품질을 더욱 증대시키도록 본 발명에서 신장된(elongated) 또는 타원형 스팟을 형성하는 기술이 사용될 수 있다. 스팟의 성형과 관련한 트리밍 속도의 개선은 함께 계속중인 미국특허공개공보 제 2002/0170898호에 기술되어 있다. Techniques for forming elongated or elliptical spots may be used in the present invention to further increase throughput and quality. Improvements in trimming speeds associated with the shaping of spots are described together in ongoing US Patent Publication No. 2002/0170898.

시스템 성능을 강화하고 사용의 편의를 위하여 본 발명의 최소 하나 이상의 실시예에서 다른 다양한 대체 방안이 사용될 수 있다. 예를 들면, 대체 방안은 다음의 것들을 포함하며 여기에 한정되지 않는다.Various alternatives may be used in at least one or more embodiments of the present invention to enhance system performance and ease of use. For example, alternatives include, but are not limited to the following.

1. 본 시스템은 컴퓨터로 제어되는 스팟의 크기 및/또는 초점의 조정을 제공할 수 있다. 본 발명의 양수인에게 양도된 미국특허 제 6,438,071호는 양측의 레이저에 기반한 메모리 복구를 위한 스팟 크기 제어 및 동적 집속 양자를 제공하는 광학 서브시스템을 보여주고 있다.1. The system may provide adjustment of the size and / or focus of a computer controlled spot. U.S. Patent No. 6,438,071, assigned to the assignee of the present invention, shows an optical subsystem that provides both spot size control and dynamic focusing for laser-based memory recovery on both sides.

2. 또 다른 대체방안은 가변 빔 감쇠기로 빔 에너지를 제어하는 것이다. 감쇠기는 음향-광학 굴절기(또는 모듈레이터)일 수 있다. 뉴트럴 필터(neutral density filter) 또는 편광-기반의 감쇠기가 사용될 수 있으며, 수동 또는 자동으로 조정될 수 있다. 미국특허 제 6,518,540에, 회전 반위상차판(rotating half waveplate) 및 극성에 민감한 빔 분할소자를 갖는, 적절한 가변 감쇠기가 일례로 도시되어 있다. 2. Another alternative is to control the beam energy with a variable beam attenuator. The attenuator may be an acoustic-optical refractor (or modulator). Neutral density filters or polarization-based attenuators can be used and can be adjusted manually or automatically. In US Pat. No. 6,518,540, a suitable variable attenuator is shown by way of example, with a rotating half waveplate and polarity sensitive beam splitting elements.

3. 펄스의 폭은 이 분야에서 익숙한 사람들에게 알려진 방법을 이용하여 다양화될 수 있으며, q-스위치 레이저(q-switched laser)의 에너지 반복속도, 특히 고반복속도에서 변경될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 펄스 사이에서 측정이 이루어지는 동적 트리밍의 경우, 실질적으로 일정한 펄스 에너지를 유지하는 것이 바람직하다. 펄스 에너지 제어를 위한 방법이 6,339,604 특허에 기술되어 있으며, 이에 의하면, 저항값이 미리 설정된 목표값에 이르렀을 때의 정밀특정 기간에 대응하여,트리밍 속도가 감소될 때(예를 들면, 펄스의 보다 큰 시간 간격) 목표값에서의 에너지 변화를 감소시킨다. 3. It will be appreciated that the width of the pulse can be varied using methods known to those skilled in the art and can be varied at the energy repetition rate of the q-switched laser, especially at high repetition rates. For dynamic trimming where measurements are made between pulses, it is desirable to maintain a substantially constant pulse energy. A method for controlling pulse energy is described in the 6,339,604 patent, which corresponds to a precise specific time period when the resistance value reaches a preset target value, when the trimming speed is decreased (e.g. Large time intervals) to reduce energy changes at target values.

4. 최소 하나 이상의 실시예에 있어서, 다이오드 활성의 ,주파수 배증의(frequency-doubled) YAG 레이저가 레지스터 배열을 트림하기 위해 사용된다. 532nm 의 출력파장은, 다른 파장과 비교할 때, 저 드리프트(drift), 미소균열의 부재 및 무시할 수 있을 정도의 열 영향 구역을 얻게 된다. 약 25-45ns의 펄스 폭이 바람직하며, 30ns보다 작은 것이 전형적이다. 바람직한 최대 레이저 반복속도는 최소 10KHz 이다. 두꺼운 필름 시스템에 대해 일반적인 것보다 훨씬 작은 펄스 폭이 비교적 고 반복속도에서의 얇은 필름재료 제거를 제공한다. 바람직하게는, 감소 펄스 폭에서의 최대 이용가능 펄스 에너지와 고 반복속도는 복수의 스팟이 제공되도록 회절 광학소자(예를 들어 격자 또는 AOBD)와 관련한 손실을 고려하는 것으로 될 것이다.4. In at least one embodiment, a diode-activated, frequency-doubled YAG laser is used to trim the resistor array. The output wavelength of 532 nm results in low drift, absence of microcracks and negligible heat affected zones when compared to other wavelengths. Pulse widths of about 25-45 ns are preferred, typically less than 30 ns. The preferred maximum laser repetition rate is at least 10 KHz. Much smaller pulse widths than usual for thick film systems provide thin film material removal at relatively high repetition rates. Preferably, the maximum available pulse energy and the high repetition rate at the reduced pulse width will be taken into account the losses associated with the diffractive optics (eg grating or AOBD) such that a plurality of spots are provided.

5. 레이저는 근사적인,회절 제한된 스팟 크기로 집속될 수 있다. 스팟 크기는 전형적으로 30 미크론 이하이며, 바람직한 스팟 크기는 20 미크론 이하이며, 가장 바람직한 스팟 크기는 6-15 미크론 범위이고, 예를 들면 10-15 미크론 범위이다.5. The laser can be focused to an approximate, diffraction limited spot size. Spot sizes are typically no greater than 30 microns, preferred spot sizes are no greater than 20 microns, most preferred spot sizes are in the range of 6-15 microns, for example in the range of 10-15 microns.

6. 본 발명의 예시된 실시예에서, 사행 절단은 일련의 평행한 깍지껴진 절단으로 예시되어 있다. 그러나, 본 발명의 적용은 평행 절단으로 한정하는 것이 아니라는 것을 이해해야 한다. 측정수가 감소된 복수의 비교차 절단을 만들기 위한 트리밍 또는 마이크로머시닝은 본 발명의 범위 내에 있다고 생각된다. 6. In the illustrated embodiment of the present invention, the meandering cut is illustrated as a series of parallel cuts. However, it should be understood that the application of the present invention is not limited to parallel cutting. It is contemplated that trimming or micromachining to make a plurality of non-cross cuts with reduced number of measurements is within the scope of the invention.

7. 더욱이, 본 발명의 실시예는 얇은 필름 레지스터 측정에 한정되지 않으며, 물리특성이 측정가능한 다른 마이크로머시닝 용도에 적용가능하다. 측정은 전기적 측정소자로 한정되지 않으며, 온도 감지(예를 들어, 적외선센서를 사용), 응력, 진동 또는 다른 특성일 수 있다. 7. Moreover, embodiments of the present invention are not limited to thin film resistor measurements, but are applicable to other micromachining applications where physical properties are measurable. The measurement is not limited to electrical measuring elements, but may be temperature sensing (eg using an infrared sensor), stress, vibration or other characteristics.

본 발명의 실시예가 도면으로 나타내지고 설명되었지만, 본 발명에서 나타내고 설명된 모든 가능한 형태들을 설명하는 것을 의도하지 않는다. 명세서상에서 사용된 단어들은 한정되기 보다는, 본 발명의 정신과 범위를 벗어남이 없이 다양한 변경이 가능하다는 것을 이해하여야한다. Although the embodiments of the present invention have been shown and described in the drawings, they are not intended to describe all possible forms shown and described in the present invention. It is to be understood that the words used in the specification are not to be limited, and various changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims (30)

하나 이상의 소자가 기판위에 지지되어 있으며, 하나 이상의 측정가능한 특성을 지닌 하나 이상의 상기 전기소자를 레이저를 기반으로 하여 고속,정밀하게 트리밍하는 시스템에 있어서, A system in which at least one device is supported on a substrate and at least one of the above-described electrical devices having at least one measurable characteristic is trimmed on a laser basis for high speed and precision. 하나 이상의 레이저 펄스를 갖되, 각각의 레이저 펄스는 펄스 에너지, 가시 레이저 파장 및 펄스 기간을 갖는 펄스 레이저 출력을 일정한 반복속도(repetition rate)로 발생시키는 레이저 시스템,A laser system having one or more laser pulses, each laser pulse generating a pulsed laser output with a pulse energy, visible laser wavelength and pulse duration at a constant repetition rate, 펄스 레이저 출력을 수용하는 빔 전달 서브시스템 및A beam delivery subsystem that receives pulsed laser output and 상기 빔 전달 및 레이저 서브시스템에 연결되어 하나 이상의 상기 소자를 선택적으로 조사하도록 빔 전달 및 레이저 서브시스템을 제어함으로써 선택된 가시 레이저 파장,펄스 기간,펄스 에너지 및 스팟 반경을 가지는 상기 하나 이상의 레이저 출력 펄스가 하나 이상의 상기 소자의 마이크로크랙킹을 방지하면서 하나 이상의 상기 소자로부터 재료를 선택적으로 제거하여 하나 이상의 상기 소자를 레이저 트림하는 콘트롤러를 구비하되,The one or more laser output pulses having a selected visible laser wavelength, pulse duration, pulse energy and spot radius are connected by controlling the beam delivery and laser subsystem to selectively irradiate one or more of the devices in connection with the beam delivery and laser subsystem. A controller for laser trimming one or more of the devices by selectively removing material from the one or more devices while preventing microcracking of one or more of the devices, 상기 빔 전달 서브시스템은 The beam delivery subsystem 트리밍할 하나 이상의 상기 소자에 대해 하나 이상의 레이저 펄스를 위치시키는 하나 이상의 빔 편향기와,One or more beam deflectors for positioning one or more laser pulses relative to one or more of the devices to be trimmed; 가시 레이저 파장을 갖는 하나 이상의 레이저 펄스를 광학 서브시스템의 필드 내로 6마이크론에서 15마이크론의 작은 스팟 직경과 방향을 따라 비 균일한 강도 프로파일을 갖는 하나 이상의 스팟을 집속시키는 광학 서브시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.An optical subsystem for focusing one or more laser pulses having a visible laser wavelength into one or more spots with a non-uniform intensity profile along a small spot diameter and direction of 6 microns to 15 microns into the field of the optical subsystem. System. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 스팟은 회절이 제한되어 있음을 특징으로 하는 시스템. Spot is a system characterized by limited diffraction. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 레이저 서브시스템은 1.047미크론에서 1.32미크론의 범위의 기본 파장을 갖는 q-스위치의, 주파수 배증의 고상 레이저를 포함하고, 이 가시 출력 파장은 0.5미크론에서 0.7미크론의 가시 파장 범위의 주파수 배증 파장인 것을 특징으로 하는 시스템. The laser subsystem includes a q-switch, frequency doubling solid-state laser having a fundamental wavelength in the range of 1.047 microns to 1.32 microns, the visible output wavelength being a frequency doubling wavelength in the visible wavelength range of 0.5 microns to 0.7 microns. System characterized. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 스팟 직경은 6미크론에서 10미크론인 것을 특징으로 하는 시스템. The spot diameter is from 6 microns to 10 microns. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 광학서브시스템은 적어도 하나의 파장이 가시 파장인, 둘 이상의 파장에서 비색수차화된 렌즈인 것을 특징으로 하는 시스템.An optical subsystem is a system that is achromatic aberration at two or more wavelengths wherein at least one wavelength is a visible wavelength. 제 5항에 있어서, The method of claim 5, 하나이상의 조명 파장에서의 방사 에너지로 기판 영역을 조명하는 조명기와;An illuminator illuminating the substrate region with radiant energy at one or more illumination wavelengths; 조명 파장중 하나에서의 방사 에너지에 민감한 검출소자를 구비하고, 상기 두개 이상의 파장중 하나는 가시 레이저 파장이며 나머지는 조명 파장인 것을 특징으로 하는 시스템. And a detection element sensitive to radiant energy at one of the illumination wavelengths, wherein one of the at least two wavelengths is a visible laser wavelength and the other is an illumination wavelength. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 광학 서브시스템은 텔레센트릭 렌즈를 포함하는 텔레센트릭 광학 서브시스템인 것을 특징으로 하는 시스템. The optical subsystem is a telecentric optical subsystem comprising a telecentric lens. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 기판상에 지지된 하나 이상의 소자를 광서브시스템의 필드에 대해 그리고 필드 내에 위치시키어서 하나 이상의 레이저 펄스가 집속되며 6미크론에서 15미크론의 작은 직경을 갖는 스팟으로 하나 이상의 상기 소자를 조사하는 포지셔너를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템. Positioners for positioning one or more elements supported on the substrate relative to and within the field of the optical subsystem, focusing one or more laser pulses and irradiating the one or more such devices into spots having a small diameter of 6 microns to 15 microns. System comprising a. 제 8항에 있어서, The method of claim 8, 집속된 스팟 직경은 광학 서브시스템의 필드 내의 임의 위치에서 6미크론에서 10미크론인 것을 특징으로 하는 시스템. The focused spot diameter is from 6 microns to 10 microns at any location within the field of the optical subsystem. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 하나 이상의 상기 소자 내의 조사될 재료의 좌표를 조절하여 재료 제거의 범위의 칫수를 정밀하게 제어하는 교정 알고리즘을 더 포함하는 시스템. And a calibration algorithm for precisely controlling the dimensions of the extent of material removal by adjusting the coordinates of the material to be irradiated in one or more of the devices. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 하나 이상의 상기 소자의 하나 이상의 기하학적 특성을 위치시키며 측정하기 위한 비전 알고리즘을 포함하는 머신 비전 서브시스템을 더 구비하고, 비전 알고리즘은 에지 검출을 포함하며 하나 이상의 기하학적 특성은 하나 이상의 소자의 에지이며, 이 에지는 하나 이상의 소자의 폭을 결정하여 재료 제거를 위한 크기를 결성하는데 이용되는 것을 특징으로 하는 시스템. Further comprising a machine vision subsystem comprising a vision algorithm for locating and measuring one or more geometrical features of one or more of said devices, said vision algorithm including edge detection and said one or more geometrical features are edges of one or more devices, wherein The edge is used to determine the width of one or more devices to form a size for material removal. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 얇은 필름의 전기 소자의 배열이 시스템으로 트림되며,An array of electrical elements of thin film is trimmed into the system, 컨트롤러는 The controller 측정가능한 특성의 값을 변경시키기 위해 배열 소자를 선택적으로 마이크로머시닝하는 수단;Means for selectively micromachining the array element to change the value of the measurable characteristic; 선택적인 마이크로머시닝을 연기하기 위해 선택적인 마이크로머시닝을 연기시키는 수단과;Means for deferring selective micromachining to defer selective micromachining; 측정가능한 특성의 값을 변경시키기 위해 하나 이상의 다른 배열 소자를 선택적으로 마이크로머시닝하는 수단과;Means for selectively micromachining one or more other array elements to change the value of the measurable characteristic; 측정가능한 특성의 값이 바람직한 범위내에 있을 때 까지 배열 소자의 측정가능한 특성을 변경시키기 위해 선택적인 마이크로머시닝을 다시 시작하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 시스템.And means for resuming selective micromachining to change the measurable characteristic of the array element until the value of the measurable characteristic is within the desired range. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 유저 인터페이스와 인터페이스와 컨트롤러에 연결된 소프트웨어 프로그램을 더 포함하며, 상기 소프트웨어 프로그램은 하나 이상의 상기 소자에 대한 예비 트림 목표값을 수용하여 이 값을 토대로 하나 이상의 상기 소자에 인가된 전기 출력을 제한하는 것을 특징으로 하는 시스템. And further comprising a user program and a software program coupled to the interface and the controller, the software program accepts preliminary trim target values for one or more of the devices to limit the electrical output applied to the one or more devices based on these values. System. 하나 이상의 소자가 기판에 지지되어 있으며, 하나 이상의 측정가능한 특성을 갖는 하나 이상의 전기 소자를 레이저를 기반으로 하여 고속,정밀하게 레이저 트리밍을 하는 방법에 있어서, In the method of laser-based high-speed, precise laser trimming of one or more electrical elements supported on a substrate, and having one or more measurable characteristics, 하나 이상의 레이저 펄스를 갖되, 각각의 레이저 펄스는 펄스에너지, 가시 레이저 펄스 및 펄스기간을 갖는 펄스 레이저 출력을 일정한 반복속도로 발생시키는 단계와, Having at least one laser pulse, each laser pulse generating a pulse laser output having a pulse energy, a visible laser pulse, and a pulse duration at a constant repetition rate; 6미크론에서 15미크론의 작은 스팟 직경과 방향을 따라 비균일한 강도 프로파일을 갖는 하나 이상의 스팟으로 집속된 하나 이상의 레이저 펄스로 하나 이상의 상기 전기 소자를 선택적으로 조사하여서 파장, 에너지 및 스팟 직경을 갖는 하나 이상의 레이저 펄스로 하여금 하나 이상의 상기 소자로부터 재료를 선택적으로 제거하게 하여 하나 이상의 상기 소자 내의 마이크로크랙킹을 방지하면서 하나 이상의 상기 소자를 레이저 트림하는 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 방법. One having a wavelength, energy and spot diameter by selectively irradiating one or more of said electrical elements with one or more laser pulses focused at one or more spots having a non-uniform intensity profile along a small spot diameter and direction of 6 microns to 15 microns Laser trimming one or more of the devices while causing the at least one laser pulse to selectively remove material from the one or more of the devices, thereby preventing microcracking in the one or more of the devices. 제 14항에 있어서, The method of claim 14, 하나 이상의 상기 소자의 적어도 제 1부분으로부터 재료를 제거함으로써 얻어진 마이크로크랙킹은 그 범위를 넘는 하나 이상의 다른 파장을 이용하여 하나 이상의 소자 또는 제 2 소자의 일부분으로부터 물질을 제거할 때 얻어진 마이크로크랙킹과 비교할 때 무시할 수준인 것을 특징으로 하는 방법.The microcracking obtained by removing material from at least the first portion of one or more of the devices is comparable to the microcracking obtained when removing material from one or more devices or portions of the second device using one or more other wavelengths beyond that range. Characterized by negligible levels. 측정가능한 특성를 가진 하나 이상의 소자를 레이저 트리밍하는 방법에 있어서, A method of laser trimming one or more devices having measurable characteristics, 펄스 레이저 시스템, 비임 전달 시스템, 및 컨트롤러를 포함하는 레이저 트리머를 제공하는 단계와;Providing a laser trimmer comprising a pulsed laser system, a beam delivery system, and a controller; 실행시에, 컨트롤러로 하여금 시스템을 제어하게 하여 하나 이상의 상기 소자의 마이크로크랙킹을 방지하면서 펄스 레이저 출력의 하나 이상의 레이저 출력 펄스로 하여금 하나 이상의 상기 소자를 레이저 트리밍하도록 하는 제어 프로그램을 제공하는 단계를 구비하며,Providing a control program that, when executed, causes the controller to control the system to prevent microcracking of one or more of the devices while causing the one or more laser output pulses of the pulsed laser output to laser trim the one or more of the devices. , 펄스 레이저 출력은 10Khz 이상의 반복속도와 가시 레이저 파장을 가지며, 상기 비임 전달 시스템은 하나 이상의 레이저 출력 펄스로부터 6미크론에서 15미크론의 직경을 가지며 방향을 따라 비균일한 강도 프로파일을 갖는 집속된 스팟을 발생하는 광서브시스템을 갖는 것을 특징으로 하는 방법. The pulsed laser output has a repetition rate of more than 10Khz and a visible laser wavelength, and the beam delivery system generates a focused spot having a diameter of 6 microns to 15 microns from the one or more laser output pulses and a non-uniform intensity profile along the direction. And an optical subsystem. 하나 이상의 측정가능한 특성를 갖는 소자의 배열을 고속, 정밀 마이크로머시닝하는 방법에 있어서, A method of high speed, precision micromachining of an array of devices having one or more measurable properties, 측정가능한 특성의 값을 변경시키기 위해 배열의 소자를 선택적으로 마이크로머시닝하는 단계와; Selectively micromachining the elements of the array to change the value of the measurable characteristic; 선택적으로 마이크로머시닝하는 단계를 연기시키는 단계와; Optionally deferring the step of micromachining; 선택적으로 마이크로머시닝하는 단계를 연기하는 동안, 측정가능한 특성의 값을 변경시키기 위해 배열의 하나 이상의 다른 소자를 선택적으로 마이크로머시닝하는 단계와; Selectively micromachining one or more other elements of the array to alter the value of the measurable characteristic while deflecting the selectively micromachining; 특성값이 바람직한 범위에 있을 때까지 소자의 측정가능한 특성을 변경시키기 위해 선택적으로 마이크로머시닝을 연기시킨 단계를 다시 시작하는 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 방법. And resuming optionally deferring micromachining to change the measurable characteristic of the device until the characteristic value is within the desired range. 제 17항에 있어서,The method of claim 17, 측정된 값을 얻기 위해 하나 이상의 상기 소자의 하나의 측정가능한 특성을 측정하는 단계와 이 측정된 값을 소정의 한계치와 비교하여 비교치를 얻고 이 비교를 토대로 적어도 하나의 다른 소자를 마이크로머시닝하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Measuring one measurable characteristic of at least one of said devices to obtain a measured value and comparing said measured value with a predetermined threshold to obtain a comparison value and micromachining at least one other device based on said comparison It further comprises a method. 제 17항에 있어서,The method of claim 17, 선택적으로 마이크로머시닝하는 단계는 하나 이상의 다수의 집속된 레이저 펄스로 수행되어 다수의 소자를 동시에 조사하게 하는 것을 특징으로 하는 방법. Optionally micromachining is performed with one or more multiple focused laser pulses to irradiate multiple devices simultaneously. 제 17항에 있어서, The method of claim 17, 선택적으로 마이크로머시닝하는 단계의 하나 이상이 레이저 빔을 발생시켜서 배열의 필드 내 제 1방향으로 이동시키도록 위치결정하는 단계와 하나 이상의 레이저 펄스로 필드 내 하나 이상의 상기 소자의 적어도 일부분을 선택적으로 조사하는 단계를 포함하고, Optionally one or more of the micromachining steps generates and positions a laser beam to move in a first direction in the field of the array and selectively irradiates at least a portion of one or more of the devices in the field with one or more laser pulses. Including steps 마이트로머시닝 방법은 레이저 비임을 발생시켜서 필드 내 제 1 방향과 반대의 제 2 방향으로 이동시키도록 위치 결정하는 단계와 하나 이상의 레이저 펄스로 필드 내 하나 이상의 상기 소자의 적어도 제 2부분을 선택적으로 조사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. The mitromachining method generates a laser beam and positions it to move in a second direction opposite the first direction in the field and selectively irradiates at least a second portion of the one or more of the devices in the field with one or more laser pulses. The method further comprises the step of. 제 17항에 있어서,The method of claim 17, 선택적으로 마이크로머시닝하는 단계의 하나 이상이 레이저 빔을 발생시켜서 소자를 가로질러 제 1 스캔 패턴으로 이동시키도록 위치결정하는 단계와 제1 스캔 패턴에 제2 스캔 패턴을 중첩시키는 단계와, 하나 이상의 레이저 펄스로 하나 이상의 소자를 조사하는 단계를 포함하며,Optionally at least one of the micromachining steps generates a laser beam and positions it to move across the device in a first scan pattern, superimposing a second scan pattern on the first scan pattern, and at least one laser Illuminating the one or more devices with a pulse, 제2 스캔 패턴은 역행 스캔이며, 하나 이상의 상기 소자를 조사하는 하나 이상의 펄스의 스캔 속도는 제1 스캔 패턴의 대응하는 스캔 속도보다 낮아서 에너지가 제1 스캔 패턴만 관련된 기간보다 긴 기간 동안 하나 이상의 상기 소자에 집중됨으로써 처리량이 향상되는 것을 특징으로 하는 방법.The second scan pattern is a retrograde scan, wherein the scan rate of one or more pulses irradiating the one or more of the devices is lower than the corresponding scan rate of the first scan pattern such that the energy is longer than the period associated only with the first scan pattern. The throughput is improved by concentrating on the device. 적어도 하나의 측정가능한 특성을 갖는 소자의 배열을 레이저를 기반으로 하여 고속, 정밀하게 마이크로머시닝하는 시스템에 있어서,  A system for fast and precise micromachining of an array of devices having at least one measurable characteristic based on a laser, 펄스 레이저 서브시스템과;A pulsed laser subsystem; 상기 펄스 레이저 시스템에 연결되어 레이저 펄스로 소자의 일부분을 선택적으로 조사하는 광학적 서브시스템과;An optical subsystem coupled to the pulse laser system for selectively irradiating a portion of the device with a laser pulse; 상기 서브시스템에 연결되어 이들을 제어하는 컨트롤러로 구성되되,A controller connected to the subsystem and controlling them, 이 컨트롤러는 측정가능한 특성의 값을 변경시키도록 배열의 소자를 선택적으로 마이크로머시닝하며, 선택적인 마이크로머시닝을 연기하며, 선택된 마이크로머시닝이 연기되는 동안 측정가능한 특성값을 변경시키기 위해 배열의 적어도 하나의 다른 소자를 선택적으로 마이크로머시닝하고, 이 값이 소정의 범위 내에 있을 때까지 측정가능한 특성을 변경시키기 위해 선택적인 마이크로머시닝을 다시 시작하는 것을 특징으로 하는 시스템. The controller selectively micromachines the elements of the array to change the value of the measurable characteristic, defers selective micromachining, and changes the measurable characteristic value while the selected micromachining is deferred. Selectively micromachining another device and restarting selective micromachining to change the measurable characteristic until this value is within a predetermined range. 제 22항에 있어서, The method of claim 22, 광학 서브시스템은 비임 편향기와, 이 비임 편향기를 제어하여 마이크로머시닝될 각각의 소자를 포함하는 제 1 스캔 패턴을 따라 레이저 비임을 스캔하는 비임 편향기 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템. The optical subsystem includes a beam deflector and a beam deflector controller that controls the beam deflector to scan the laser beam along a first scan pattern that includes a respective element to be micromachined. 제 22항에 있어서,The method of claim 22, 적어도 하나의 상기 소자의 측정가능한 특성 중 하나를 측정하기 위해 측정 서브시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템. And a measurement subsystem for measuring one of the measurable characteristics of at least one of said devices. 제 24항에 있어서, The method of claim 24, 마이크로머시닝은 레이저 트리밍이고 배열은 저항의 배열이며, 측정 서브시스템은 프로브 배열인 것을 특징으로 하는 시스템. Micromachining is laser trimming, the array is an array of resistors, and the measurement subsystem is a probe array. 제 23항에 있어서, The method of claim 23, wherein 광학 서브시스템은 제2 비임 편향기를 포함하여 고속의 제 2 스캔 패턴을 제 1 스캔 패턴에 중첩시킴으로써 시스템의 처리량이 향상되는 것을 특징으로 하는 시스템.And the optical subsystem includes a second beam deflector to improve the throughput of the system by superimposing a high speed second scan pattern on the first scan pattern. 제 22항에 있어서, The method of claim 22, 컨트롤러는 서브시스템들에 연결되어서 이 서브시스템들이 마이크로머시닝 동안 소자 온도를 감소시키는 적어도 하나의 상기 소자에 대한 트리밍 순서를 발생하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 시스템.A controller coupled to the subsystems, the subsystems being controlled to generate a trimming order for at least one of the devices that reduces device temperature during micromachining. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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