CN1317667C - 用于存储器连接处理的飞击射束路径误差校正 - Google Patents

Abstract

激光射束定位器(图12，340，236，260，262，302，304，310，312，316，318，320，322，324，326，328，330，336，342)使用一种操作镜，其执行激光射束的小角度反射，以补偿定位器平台的交叉轴的定位误差。由于定位器平台任一轴可以用于执行工作，因此一种两轴操作镜是优选的。在一个实施例中，操作镜仅用于误差校正，而不需要以定位器平台的位置命令来协调。在半导体连接处理(“SLP”)的应用中，一种使用弯曲机构以及压电驱动装置来倾倒以及倾斜该镜子的快速操作镜是优选的。本发明补偿交叉轴的定位时间，致使SLP系统的产量以及精度增加，同时由于该操作镜的校正会宽松化定位器平台的伺服驱动需求，因而简化了定位器平台的复杂度。

Description

用于存储器连接处理的飞击射束路径误差校正

相关申请书

本申请主张要求2001年2月16日申请的美国临时申请60/269646的优先权。

技术领域

本发明有关于电路连接的激光处理，具体地，有关于一种利用激光射束的激光系统与方法以及基片的定位系统，其定位系统合并一种操作镜，以补偿平台定位(stage positioning)的误差并且加强连接发分割产量。

发明背景

集成电路(“IC”)装置制造处理过程中的成品通常会招致因次表面层(subsurface layers)或图案(patterns)的对准偏差(alignment variations)或者微粒状污染物所造成的缺陷。图1、2A以及2B显示IC装置或工件12重复的电子电路10，其典型地以行与列来制作，以便包含冗余电路组件14的多重重复，诸如备用的存储器单元20的行16以及列18。参照图1、2A以及2B，电路10同样也设计用以包含电气接点24之间特定的激光可分割电路连接22，而能够将之移除，以将有缺陷的存储器单元20断开，并且用冗余单元26来替代，例如，在存储器中，如DRAM、SRAM、以及嵌入式存储器。相类似的技术同样也用来分割连接，以程序化逻辑产品、门阵行、或者ASIC。

连接22设计有一种大约2.5微米左右的传统连接宽度28、连接长度30、以及距相邻电路结构或组件大约8微米的组件34，例如连接结构36，的组件至组件间距(中心至中心的间隔)32。尽管最普及的连接材料为多晶硅以及相似的成分，然而存储器的制造商最近已经采取各种更具导电性的金属连接材料，其可以包含但并不受限于铝、铜、金、镍、钛、钨、铂、以及其它的金属，诸如镍铬的金属合金、诸如氮化钛或氮化钽的金属氮化物、诸如硅化钨的金属硅化物、或者其它类金属的材料等等。

测试电路10、电路组件14、或者单元20的故障。从装置测试数据来判断所要分割以便校正故障的连接，而这些连接的位置则会映射(mapped)至一数据库或程序。激光脉冲用来分割电路连接22已经超过20年了。图2A与2B显示一种光斑(spot)尺寸直径40的激光光斑38，其撞触了由位于硅基片42上以及位于钝化态层堆叠的组件层之间的连接22所组成的连接结构36，而其堆叠则包含上覆的钝态层44(显示于图2A，而不显示于图2B)以及下面的钝态层46(显示于图2B，而不显示于图2A)。图2C为由激光脉冲将连接22移除之后图2B的连接结构片断的剖视侧视图。

图3为一平面图，表示由传统连接处理定位系统所执行的射束定位器行进路径50。由于典型地以行16与列18(以虚线所显示的)来安排连接22，因此射束位置以及因此激光光斑38会在整个连接位置上沿着第一行进方向52的轴受到扫瞄、移动至不同行16或列18、并且之后在整个连接位置上沿着第二行进方向54的轴受到扫瞄。本领域的技术人员将会明白扫瞄动作可以包含移动工件12、移动激光光斑38、或者移动工件12以及激光光斑38。

传统的定位系统的特征在于X-Y转换表，其中的工件12固定于沿着第一轴移动的一上层平台上，并且由沿着垂直于第一轴的第二轴的一下层平台来支承。由于下层平台支承着其上支承有工件12的上层平台的惯性质量，因此这样的系统通常相对于一固定射束位置或激光光斑38移动工件，并且一般称为堆叠(stacked)平台定位系统。由于典型地沿着每一轴使用干涉仪，以判断每一平台的绝对位置，因此这些定位系统具有优良的定位精度。由于激光光斑尺寸40典型地只略微大于连接宽度28，所以即使激光光斑38的位置与连接22之间的微小差异会导致不完全的连接分割，因此该精度水平优先用于连接处理。此外，在半导体芯片上的部件的高密度会造成微小定位误差，会潜在地致使激光损坏近处结构。然而，由于平台惯性质量方向的起始、停止、以及改变方向会增加激光工具所需的时间，以便处理在工件12上所有指定的连接22，因此堆叠平台的定位系统相对缓慢。

在分轴定位系统中，上层平台并不由下平台所支承并且与之独立地移动，工件会承载于第一轴或平台上，而诸如固定反射镜以及聚焦透镜的工具承载于第二轴或平台上。随着工件12整体的尺寸以及重量增加，而利用较长因而更为厚重的平台的分轴定位系统便占有优势。

最近，已经使用了平面定位系统，其中的工件承载于单一平台上，该单一平台可由两个或更多个传动装置(actuator)移动的，而工具基本保持于固定的位置上。藉由调整驱动装置的效果，这些系统会在二维方向上平移。一些平面定位系统同样也能够转动工件。

由俄勒冈州的波特兰Electro Scientific Industries公司所制造的半导体连接处理(”SLP”)系统是利用飞击(“OTF”)连接处理来实现精度以及高产量。在OTF处理期间，激光射束会随着线性平台射束定位器通过在射束位置下所指定的连接12而脉动(pulsed)。该平台通常沿着单一轴同时移动，并且在每一连接位置上不会停止。在前进方向52的射束光斑38在行进轴位置不必准确地受控制；更确切的说，其位置会被准确地感测，以触发激光光斑38，以便准确地击中连接22。

作为对比并且再次参照于图3，随着射束定位器通过每一个连接22，则沿着交叉轴56或58的射束光斑38的位置被控制于特定的精度之内。由于平台的惯性质量，一种启动OTF运行的设定在交叉轴位置中产生了振铃(ringing)，而且在OTF运行中的第一连接22并不能够处理直到交叉轴已经适当地定位为止。定位动作的延迟或定位的距离60会降低处理的产量。在第一激光脉冲之前并无定位延迟被插入(或者，等效的，定位距离60的缓冲区)，则数个连接22便会以严重的交叉轴误差处理之。

尽管已经由在整个连接运行的间隙加速，来改善OTF的速度，然而该“间隙外形(gap profiling)”的效果上的限制因素仍然是交叉轴须在特定的精度之内定位。同时，部件的尺寸、诸如连接长度30以及连接间距32则持续地减少，致使尺度的精密度的需求增加。致力于进一步增加平台效能则会实质地增加定位系统的成本。

用以提供激光射束两轴反射的传统方法使用高速短移动的定位器(“快速定位器”)62，诸如一对显示于图4的检流计驱动镜64与66。图4为检流器驱动的X轴镜64以及检流器驱动的Y轴镜66简化的描述，其沿着固定镜72以及聚焦光学透镜78之间的光学路径70定位。每一检流器驱动镜会沿着单一轴将激光射束反射。Overbeck的美国专利4532402揭示一种使用此种快速定位器的堆叠平台射束定位系统，而Culter等人的美国专利5751585以及5847960则揭示分轴射束定位系统，其中上层平台载有至少一个的快速定位器。系统使用如此的快速定位器是用于非连接的烧断工艺(blowing processes)，例如通过打孔(drilling)，由于其现在并不能够传送如同“固定”激光头定位器一般准确的射束。

这样的定位器的分轴本质可能会引进循环的Abbe误差，而且检流器可能会引进额外的定位误差。此外，由于在两检流器控制镜之间必须要分隔，因此其镜并不能够两者皆置于靠近聚焦光学透镜进入光瞳。该分隔会导致射束的偏移，而降低所聚焦的光斑的品质。再者，两镜的配置会限制进入光瞳远离聚焦光学透镜，而致使聚焦光学透镜复杂度增加以及数字光圈(numerical aperture)受限制，因此限制了最小可实现的光斑尺寸。即使假设这样的定位器能够用于连接的分割，然而上述的光斑品质退化会导致低品质的连接分割或者不完全的连接分割，并且会导致跨于所分割的连接22上低的开路电阻值。

因此，在维持所聚焦的光斑品质的同时，仍然需要用来实现较高连接处理产量的系统与方法。

发明内容

因此，本发明的其中一个目的为提供一种系统和/或方法，以在维持所聚焦的光斑品质的同时，仍实现较高的连接分割处理的产量。

本发明提供了一种用来引导一激光射束朝向一工件上目标位置，以响应目标位置的坐标位置命令信息的设备，所述工件具有工件表面，所述设备包括：一定位器，其响应坐标位置命令信息，而让工件和激光射束彼此相对定位；位置传感器，其耦合到所述定位器，用以产生位置信号，指示所述定位器实际的坐标位置；处理电路，用于对坐标位置命令信息以及所述位置信号进行比较，以从所述比较中提供一个或两个误差信号，指示所述坐标位置命令信息与所述实际坐标位置之间的差异，该差异包括表示工件表面的激光束位置误差的瞬间信号分量；一操作镜控制器系统，用以产生位置校正信号以响应每个给出的误差信号；一两轴操作镜，其包括一枢轴点，并被定位在所述枢轴点处或者足够接近所述枢轴点以接收所述激光射束，以致该两轴操作镜响应位置校正信号使所述激光射束转动，该转动以一种足以补偿所述激光束位置误差的方式来偏转所述激光束；以及一聚焦透镜，其具有进入光瞳，并被定位以接收偏转激光束并且将其聚焦于工件的目标位置，该进入光瞳被安装在所述枢轴点处或者足够接近所述枢轴点，以提供基本不失真的偏转激光束。

本发明还提供了一种用来引导一激光射束朝向一工件上目标位置，以响应目标位置的坐标位置命令信息的方法，所述工件具有工件表面，所述方法包括：响应于所述坐标位置命令，相对彼此定位所述工件以及所述激光射束；相对于所述坐标位置命令信息，感测一所述工件实际的坐标位置；产生一个或两个误差信号，其指示所述坐标位置命令信息与所述实际的坐标位置之间的差异，该差异包括表示工件表面的激光束位置误差的瞬间信号分量；响应于所述的每个已产生的误差信号，产生一位置校正信号；定位一两轴操作镜，其包括一枢轴点，并被定位在所述枢轴点处或者足够接近所述枢轴点以接收所述激光射束，以致该两轴操作镜响应位置校正信号使所述激光射束转动，该转动以一种足以补偿所述激光束位置误差的方式来偏转所述激光束；以及提供一聚焦透镜，其具有进入光瞳，并被定位以接收所述偏转激光束并且将其聚焦于所述工件上的目标位置，该进入光瞳被安装在所述枢轴点处或者足够接近所述枢轴点，以便提供基本不失真的偏转激光束。

本发明的另一个目的为使用一种两轴操作镜，以校正线性平台的定位误差。

本发明的另一个目的为提供一种定位器系统，其为半导体连接处理应用采用协调移动。

本发明优选地使用一种两轴操作镜，其以枢轴的方式安装于聚焦透镜的进入光瞳上，以执行将激光射束反射的小角度移动而足够补偿数十微米量级上的交叉轴定位误差。尽管在两轴上皆会发生定位误差，然而本发明的一个实施例主要是将交叉轴的定位误差校正至线性平台传导的OTF方向。由于线性平台的任一轴可以用来充当OTF轴，因此一种两轴操作镜使用于这些校正中。射束操作镜仅优选地用于误差的校正，而并不需要协调或调整线性平台位置指令，虽然这样的协调是可能的。

至少三种技术能够用来一单一支点(pivot point)附近倾斜两轴中的镜子。这些技术包含使用弯曲的机构以及音圈(voice coil)驱动装置来倾斜镜子的快速操作镜(“FSMs”)、依靠压电材料的变形来倾斜镜子的压电驱动装置、以及使用压电或电致伸缩而使镜子表面变形的可变形的镜子。压电驱动装置则是优选的。

本发明的优点包含交叉轴定位时间的去除，使得特别是针对SLP系统而言增加了产量。由于操作镜能够校正线性平台的误差，因此起因于随意的伺服效能需求，本发明同样也促进了主定位平台的改善了的可制造性。

参照以下附图的优选实施例的详细说明，将会清楚地了解本发明其它的目的和优点。

附图简单说明

图1为DRAM一部分的示意图，其显示一般性的电路单元备用行中冗余的配线设计以及可程序化的连接。

图2A为现有大型半导体连接结构的片断剖面侧视图，该连接结构接收现有技术的脉冲参数所特征化的激光脉冲。

图2B为一片断俯视图，其表示图2A的连接结构和激光脉冲，以及邻接电路结构。

图2C为一片断剖面侧视图，表示在由现有技术的激光脉冲将连接移除之后，图2B中的连接架构。

图3为现有技术的射束行进路径的平面图。

图4为现有技术的快速定位器简化的侧视图，其使用一对检流器驱动镜，沿着不同的各个单一轴将激光射束反射。

图5示意性地表示一种用于本发明实施的，优选的两轴镜侧视剖面图。

图6示意性地表示一种用于本发明实施的，优选的两轴镜部分前视图。

图7表示在OTF运转期间中操作镜的效用。

图8表示示例性的多行交叉轴抖动(“MRCAD”)的工作路径。

图9为代表性的两轴操作镜的侧视剖面图。

图10为代表性的两轴操作镜简化的平面图。

图11为示例性的定位器控制系统简化的示意方框图，其用来调整平台的定位以及操作镜，以误差校正之用。

图12为示例性的定位器控制系统简化的示意方框图，其用来调整平台的定位以及操作镜，以为射束作用扫瞄(beam-to-work scans)以及校正误差之用。

优选实施例的详细说明

代表性的射束定位系统的一个实施例详细地说明于Overbeck的美国专利4532402，其受让于本申请案的让受人。优选的X-Y平台为一种可从加州Irvine的Newport股份有限公司购买的“Dynamix”模块。

射束定位系统优选地使用一种激光控制器，其控制着一堆叠、分轴、或者平面定位器系统，并且针对目标来调整反射器的位置以及将激光系统输出聚焦至IC装置或工件12上所需的激光连接22。射束定位系统允许在相同或者不同的工件12上的连接22之间的快速移动，以便基于所提供的测试或设计数据来实现唯一的连接分割的操作。射束定位系统可以交替地或者外加地使用改进或射束定位器或已协调的移动方法，其说明于Culter等人的美国专利5751585、5798927、以及5847960，其受让于本申请案的让受人。其它固定头或者线性马达驱动的现有定位系统同样也能够使用，以及使用于由俄勒冈州波特兰的ESI、本申请案的让受人所制造的9000、9800、以及1225模块系列的系统。

参照图5与6并且有关于本发明，固定头系统的最终转动镜或者可替代的快速定位器66(图4)优选地由一单一的高速、高精度的两轴操作镜系统100所取代，其包含能够以至少两个自由度促动的镜子102。镜子102具有中心定位支点104，其优选地与聚焦透镜108的进入光瞳106相一致。尽管可以用于射束的操作，然而由于线性平台的任一轴皆可以用来充当OTF轴，因此两轴操作镜系统100优选地使用于误差校正。

对SLP应用而言，由于要将射束聚焦于非常细微的光斑尺寸，因此引导镜子系统100的机构优选地沿着大约在支点104处附近至少两轴，将镜子102装上枢轴，支点位于或者靠近聚焦光学透镜或透镜108的进入光瞳。镜子102位置的微小角度扰动会反射其射束而足够用来校正在工作表面处的线性平台的定位误差，并且由于镜子102位于或者靠近于聚焦光学透镜108的进入光瞳，因此其射束得以偏移而不会使所聚焦的光斑扭曲，而达到传送精细的、高品质的光斑。

在一个实施例中，由镜子102来校正交叉轴方向110上的定位误差，同时在行进轴方向112上的移动则不会受到校正。此种单一轴校正允许线性平台的干涉仪反馈而成为激光脉冲触发的唯一来源。然而，以适当的协调，行进轴方向112操作镜102移动是可能的，尽管其复杂化其设计并且引进额外的误差源，如果该误差未被处理，则其能使轴方向112的精度恶化。

在镜子102每一轴上的移动会显现出尺度因素以及偏移误差、噪声、及交叉轴耦合。在该系统中，以由现有设计技术所控制的噪声以及温度的稳定度效果，这些误差源能够被很好地控制并且校准。

经由射束作用(“BTW”)对准的镜子系统100的校准能够校正在操作镜102中任何一种非线性以及对准误差。传统上，射束作用一词是用来充当用于往返扫瞄线性平台过程的学术用语，同时于低功率下在晶片或者工件12(图1)上将激光射束光斑对准于对准的目标。反射离开目标的光学测量是用来精确地判断目标并因而判断芯片的位置。由以BTW扫瞄来扫瞄数个目标，便能够确定相对于射束光斑的芯片的偏移以及转动。同样也可能映射出其它效应，诸如轴正交性以及位置的扭曲。

在镜子系统100附加至激光系统之后，现有的BTW形式的扫瞄便能够用来映射出操作镜子102响应中任何一种的不精确/非线性。这能够由以标称的零偏移(在任一轴上)的位置中的镜子102从事BTW扫瞄来实现。将镜子102倾斜，并且执行另一个BTW扫瞄来判断有多少激光射束光斑的横向偏移会因其倾斜而产生。由测量因U与V轴中多种镜子倾斜所导致的偏移，便能够将镜子系统100完全地特征化。

一旦判断镜子系统100的响应为充分地精密，则并非往返地移动线性平台，而可使用镜子系统100，以用于其后的BTW形式的对准扫瞄。

图7阐述在OTF运行期间中两轴操作镜系统100的校正效应。一种线性平台的振铃作用由振铃曲线120来表示。镜子102会以交叉轴方向110将激光射束反射，如同与振铃曲线120反相的校正曲线122所表示的。所产生的射束位置为线性平台的移动以及所反射的射束位置的总和，并且由所产生的射束路径曲线124来表示之，其无交叉轴的误差。

图8阐述在连接分割情况中交互(boustrophedon)或者光栅(raster)扫瞄期间内使用于MRCAD处理的操作镜子系统100，以进一步改善连接被熔断的速度。在一个优选的操作模式中，以交叉轴的方向110来从事MRCAD扫瞄，同时沿着连接132的一行130移动。MRCAD扫瞄利用操作镜子102(图5与6)，以在连接132以及邻接行138中的邻近连接136上导引激光射束沿着路径134，而不需要移动在交叉轴方向110上较为缓慢的线性移动平台。由于并不是每一行中的连接都需要熔断，因而这是可能的。由于并不需要每行扫瞄或跳跃到每一行，致使能够显著地减少连接行扫瞄的总数，因此使用MRCAD，连接处理变得更为有效率。随着集成度的增加以及连接的尺寸、光斑尺寸、与间距距离的减小，MRCAD扫瞄将成为一种更为重要的技术。

在另一种模式中，附加的行进轴抖动(“SOAD”)使用镜子102，以将行进轴方向112上的射束反射(图5-7)。在这种操作模式中，能够快速地将射束于行进轴方向112上导引在前，而分割连接，同时线性移动平台会赶上。平台SOAD在先扫瞄或者在后扫瞄的特性允许定位系统减少平台速度的变化或者允许分割数个连接于单一减慢的移动部分的期间。

至少有三种技术能够用来倾斜在支点104附近两轴上的镜子102。这些技术包含利用弯曲机构与音圈驱动装置的FSMs、依靠压电材料的变形的压电驱动装置、以及用来使镜子表面变形的压电或者电致伸缩驱动装置。适用的音圈促动的FSMs可从科罗拉多州的Broomfield的Aerospace股份有限公司、以及加州的Irvine的Newport股份有限公司购买得到。然而，优选的驱动装置乃是一种由德国Karlsruhe的Physik仪器(“PI”)股份有限公司所制造的机型S-330超快速压电倾倒/倾斜(Tip/Tilt)平台。

由于每一个传统的检流计仅在大约一个轴附近倾斜镜子，并且通常具有不充分的定位精度，因此该传统的检流计通常并不使用于该应用。再者，需要一对物理上间隔分开的检流计镜子，以用于两轴的促动。此一分隔与需求并不相容，该需求为促动大约发生在位于聚焦透镜108(图5与6)进入光瞳附近的一个支点左右，以保持在工件12表面上的高品质的激光光斑。不过，在本发明中可使用检流计反射镜，特别是如果用于单轴以及小反射应用中以维持精度与聚焦良好的激光光斑时。

由范例，图9与10显示一种FSM的两轴镜子系统200，其中四个电气至机械振动发生器或者换能器以九十度差的关系由一换能器支承平台220所支承着，使得一组换能器222、224、226、以及228位于相对于中心轴230的0、90、180与270度的位置上，并且因而彼此成90度。可移动的镜子支承部件232具有一中心部分或支承镜子的中心234或者以轴230为中心的反射表面236。镜子236具有大约30mm或者更小的直径，以减少其重量并且有助于所需的射束校正的高频响应。镜子236覆盖有常规的激光光学覆层，以便考虑激光波长或者设计参数。

四个轻质量的坚固支柱或者延长的部件242、244、246、以及248以放射线状从镜子支承部件232的中心234延伸出，并且具有各自的周边终端部分252、254、256、以及258，附加于各个换能器222、224、226、以及228，其是电气可移动的音圈。为了进一步地说明适用的传统音圈/扬声器的配置，观看Van Nostrand的科学百科全书第六版第1786页。使用这样的现有扬声器线圈于换能器来实现机械的促动便会降低其设备的制造成本。浮动的镜子支承232由轻质量的材料所制成是有益的，诸如金属(铝或铍)或者塑料，使对于输入至所要说明的音圈的电气输入信号能有快速的响应。

一倾倒控制发生器260连接到换能器224与228，致使其以一种彼此互补的“推拉”关系移动。相类似的是，一倾斜控制发生器262连接到换能器222与226，致使这些线圈同样以一种彼此互补的推拉关系移动。一激光射束270反射离开反射表面236，而所反射的射束272则由其发生器控制交叉轴而定位，该交叉轴垂直于行进的OTF方向，以补偿交叉轴的误差。由每一发生器所产生的信号对采用一种推挽关系，致使当换能器222将支承构件232的上方的终端部分252拉至图10的右边时，则下方的换能器226便会将终端部分256推至左边，以便倾斜反射表面236，而将所反射的射束272反射。该促动能够交替发生于OTF行进的起始处，例如，在适当的频率以及所抑制的振幅下移动反射表面236，以便补偿交叉轴方向110上的线性平台的振铃，而消除线性平台定位时间的负面效应并且产生相对笔直的射束路径。因此，能够精确地处理位于现有缓冲区域中的连接。

可以足够大的场域来实现配合本发明使用的镜子系统，以便由提供大约在50至100微米左右的范围内的射束反射来进行MRCAD扫瞄；然而，同样也能够仅由提供大约在10至50微米左右或者小至大约10至20微米左右的范围内的射束反射来实现这样的镜子系统。其镜子优选地位于聚焦透镜进入光瞳大约加或减1mm之内。这些范围仅为范例之用，并且能够修改，以便适合于系统的设计以及特定的连接处理的应用。

由PI所制造的优选机型S-330倾倒/倾斜平台使用压电驱动装置，以用于高速、二维空间镜子倾斜。应变计量传感器准确地判断镜子位置并且提供反馈信号至控制电子电路以及驱动电路。机型S-330倾倒/倾斜平台更为完整的说明可在PI网络位置www.physikinstrumente.com查到。

PI压电倾倒/倾斜平台主要的优点是其为商业上可买得到的装置，并且具有非常紧凑的尺寸，能充分地安装于ESI机型9820定位系统中。

PI压电倾倒/倾斜平台的缺点为即使其对误差校正应用的范围充分，然而其对用于射束作用扫瞄应用时的射束反射范围的不充分；而非线性移动、热驱动、磁滞、以及高压促动都是压电促动必须加以考虑的固有问题。

当然，还有其它的产品或者其它形式的镜子或驱动装置设计适于配合本发明的使用。

除了上述所有其它的优点之外，本发明可使用二次系统而允许线性马达的要求(急动时间、定位时间)的宽松化，以校正误差。这显著地减少线性马达的成本，并且同样也会降低系统产量对线性平台加速限制上的依赖度。

图11显示本发明的定位器控制系统300的实施例，其用于协调X-以及Y-轴移动平台302以及304的定位，并且同样也协调用于定位误差校正的两轴操作镜306的定位。当然，移动平台302与304可以组合成为具有X-以及Y-轴方向的定位控制的单一平面移动平台。在标准的操作模式中，两轴操作镜306则是用来校正由X-以及Y-轴移动平台302与304所引起的定位误差。

位置命令发生器308产生X-与Y-轴的位置命令信号，以便传送，其经由加总接合点310与312到X-以及Y-轴移动控制器314与316，再到各个X-以及Y-轴移动平台302与304。X-以及Y-轴移动平台302以及304的实际位置乃是由各个X-以及Y-轴位置传感器318与320来感测的，而且代表实际位置的信号会传达至加法器或加总接合点310与312，以产生X-以及Y-轴的位置误差信号。X-以及Y-轴移动控制器314与316会接收误差信号，并且用来将所命令的以及实际的位置之间的任何误差最小化。对高精度的应用而言，X-以及Y-轴位置传感器318与320优选地为干涉仪。

残留的误差信号，诸如由振铃所产生的，则经由致能门(enablinggates)322与324传达到坐标转换发生器326，其可以有所选择地依照移动平台302与304是否共享具有两轴操作镜306的共同的坐标系统而定。在任一事件中，残留误差信号会经由加法器或加总接合点328与330送至U-与V-轴操作镜控制器332与334，其以控制的量来倾倒和/或倾斜操作镜306，以将诸如激光射束270(图9)反射，以便校正X-以及Y-轴移动平台302与304的定位误差。两轴操作镜306实际的倾倒和/或倾斜位置是由各个倾倒以及倾斜传感器336与338所感测的，而表示实际倾倒以及倾斜位置的信号则是传达到加法器或加总接合点328与330，以产生倾倒以及倾斜位置的误差信号。U-与V-轴操作镜控制器332与334接收误差信号并且用以校正所命令以及实际的位置之间的任何误差。对高精度的应用而言，两轴操作镜306优选地为一种倾倒/倾斜平台，而位置传感器318与320优选为一应变计。可适用的替代传感器可以包含光学的、电容性的、以及电感性的感测技术。在该实施例中，本领域的技术人员将会了解到U-与V-轴操作镜控制器332与334应该可适用来提供零到100伏特的驱动信号给予反射两轴操作镜306的压电驱动装置。

致能门322与324实现一种规定事项，其中的位置命令发生器308能够选择地将用于不是X-便是Y-轴的位置误差校正除能(disable)，以将交叉轴的误差校正致能，同时不影响到行进轴，反之亦然。

图12显示一种定位器控制系统340的实施例，用以协调X-以及Y-轴移动平台302与304的定位，而在本实施例中，则是用于MRCAD扫瞄的FSM 236(图9与10)以及定位误差校正。在一种延伸的操作模式中，操作镜用于误差校正以及MRCAD扫瞄。在该操作模式中，位置命令发生器342会产生用于X-以及Y-轴移动平台302与304的X-以及Y-轴定位命令，以及用来将FSM 236反射的U-以及V-轴倾倒与倾斜命令。加总接合点328与330会产生用于FSM 236的定位命令，如同来自X-以及Y-轴移动平台302与304的误差信号之总和，并且在此实施例中，同样也会产生U-以及V-轴倾倒与倾斜命令。

以相同于标准误差校正模式的方式来产生误差信号。由位置命令发生器342来产生额外的U-以及V-轴倾倒与倾斜命令，以实现所需的射束作用扫瞄。由于射束作用以及MRCAD应用通常需要较为宽广范围的镜面反射，因此本发明的该实施例优选地利用音圈促动FSM两轴镜系统200。

在典型的操作中，用于MRCAD扫瞄的位置命令是用来产生激光射束的交叉轴的移动，而不需要命令移动平台的交叉轴的移动。然而，可看到其它的应用则从行进轴附加的抖动至交互扫瞄而受益。

描述于这些图式中的控制方法在于阐述本发明基本的实现以及操作。更为先进的控制方法，诸如那些利用馈进(feedforward)命令至移动平台以及操作镜，对本领域的技术人员而言将会是明显的。

本领域的技术人员将会察知本发明的两轴操作镜系统除了能够适用于连接分割外也适用于经由钻孔的蚀刻电路板、微机械加工、以及激光微调(laser trimming)应用。

本领域的技术人员都可充分了解到，在不违背本发明原理的前提下，可将本发明上述的实施例的细节做许多的改变。因而，本发明的范畴仅由权利要求的范围来界定。

Claims (22)

1.一种用来引导一激光射束朝向一工件上目标位置，以响应目标位置的坐标位置命令信息的设备，所述工件具有工件表面，所述设备包括：

一定位器，其响应坐标位置命令信息，而让工件和激光射束彼此相对定位；

位置传感器，其耦合到所述定位器，用以产生位置信号，指示所述定位器实际的坐标位置；

处理电路，用于对坐标位置命令信息以及所述位置信号进行比较，以从所述比较中提供一个或两个误差信号，指示所述坐标位置命令信息与所述实际坐标位置之间的差异，该差异包括表示工件表面的激光束位置误差的瞬间信号分量；

一操作镜控制器系统，用以产生位置校正信号以响应每个给出的误差信号；

一两轴操作镜，其包括一枢轴点，并被定位在所述枢轴点处或者足够接近所述枢轴点以接收所述激光射束，以致该两轴操作镜响应位置校正信号使所述激光射束转动，该转动以一种足以补偿所述激光束位置误差的方式来偏转所述激光束；以及

一聚焦透镜，其具有进入光瞳，并被定位以接收偏转激光束并且将其聚焦于工件的目标位置，该进入光瞳被安装在所述枢轴点处或者足够接近所述枢轴点，以提供基本不失真的偏转激光束。

2.如权利要求1所述的设备，其中位置校正信号包括第一和第二位置校正信号部分，操作镜控制器系统包括第一和第二操作镜控制器，并且一个或两个误差信号包括产生第一和第二位置校正信号的第一和第二误差信号，所述第一和第二位置校正信号由第一和第二操作镜控制器响应，所述第一和第二操作镜控制器产生相应的第一和第二位置校正信号部分，所述两轴操作镜作出与其响应以偏转所述激光射束。

3.如权利要求1所述的设备，其中，所述坐标位置命令信息包含用来将定位器定位于各个X-轴以及Y-轴正交的坐标位置的信息。

4.如权利要求2所述的设备，其中，所述第一与第二误差信号符合一第一坐标系统，且所述两轴操作镜的运动则是参照第二坐标系统表征的，并且其中所述设备进一步包含一个坐标转换发生器，用以将所述第一与第二误差信号中至少一个转换至所述第二坐标系统。

5.如权利要求1所述的设备，其中，所述操作镜控制器系统包含第一和第二操作镜控制器，并且其中所述目标位置的坐标位置命令信息包含镜子定位信息，所述第一与第二操作镜控制器响应所述镜子定位信息以及所述位置校正信号，定位所述两轴操作镜。

6.如权利要求1所述的设备，其中，所述两轴操作镜是由至少一个的压电驱动装置所定位的。

7.如权利要求1所述的设备，其中，所述两轴操作镜是由至少一个的音圈驱动装置所定位的。

8.如权利要求1所述的设备，其中，所述位置校正信号包括一系列位置校正信号分量，且其中所述定位器会响应于一系列的坐标位置命令信息，于一个第一轴方向上相对彼此扫瞄所述工件以及所述激光射束，同时所述两轴操作镜会响应所述的位置校正信号分量系列以接收所述激光射束，并且将所述激光射束偏转至所述工件上的一组目标位置。

9.如权利要求8所述的设备，其中，所述两轴操作镜在一个横向于所述第一轴方向的第二轴方向上偏转所述激光射束。

10.如权利要求1所述的设备，其中，所述工件包含一集成存储器电路，而且其中所述目标位置则包含一用来移除一有缺陷的存储器单元的可分割连接。

11.如权利要求1所述的设备，其中，所述工件包含一电子电路组件，其由所述激光射束将所述电子电路组件微调至一预定的性能特征。

12.如权利要求1所述的设备，其中，所述定位器包含以堆叠配置方式安排的平台。

13.如权利要求1所述的设备，其中，所述定位器包含以分轴配置方式安排的平台。

14.如权利要求1所述的设备，其中，所述定位器包含一平面定位平台。

15.如权利要求1所述的设备，其中，所述位置传感器包括第一位置传感器和第二位置传感器，用以产生所述位置信号，而且所述位置信号包括第一位置信号和第二位置信号。

16.一种用来引导一激光射束朝向一工件上目标位置，以响应目标位置的坐标位置命令信息的方法，所述工件具有工件表面，所述方法包括：

响应于所述坐标位置命令信息，相对彼此定位所述工件以及所述激光射束；

相对于所述坐标位置命令信息，感测一所述工件实际的坐标位置；

产生一个或两个误差信号，其指示所述坐标位置命令信息与所述实际的坐标位置之间的差异，该差异包括表示工件表面的激光束位置误差的瞬间信号分量；

响应于所述的每个已产生的误差信号，产生一位置校正信号；

定位一两轴操作镜，其包括一枢轴点，并被定位在所述枢轴点处或者足够接近所述枢轴点以接收所述激光射束，以致该两轴操作镜响应位置校正信号使所述激光射束转动，该转动以一种足以补偿所述激光束位置误差的方式来偏转所述激光束；以及

提供一聚焦透镜，其具有进入光瞳，并被定位以接收所述偏转激光束并且将其聚焦于所述工件上的目标位置，该进入光瞳被安装在所述枢轴点处或者足够接近所述枢轴点，以提供基本不失真的偏转激光束。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述的一个或两个误差信号包括第一与第二误差信号，所述的位置校正信号包括第一和第二位置校正信号，第一和第二位置校正信号是相应响应所述第一与第二误差信号以定位所述两轴操作镜而产生的。

18.如权利要求16所述的方法，其中，所述坐标位置命令信息包含X-轴以及Y-轴的正交坐标位置。

19.如权利要求16所述的方法，其中，所述一个或两个误差信号符合第一坐标系统，而且所述两轴操作镜的运动则是参照第二坐标系统表征的，并且其中所述方法进一步包含将所述误差信号中至少一个转换至所述第二坐标系统。

20.如权利要求16所述的方法，其中，所述目标位置的坐标位置命令信息包含镜子定位信息，而且所述方法进一步包含响应于所述镜子定位信息以及所述位置校正信号，定位所述两轴操作镜。

21.如权利要求16所述的方法，其中，所述位置校正信号包括一系列位置校正信号分量，且进一步包含；

响应一系列的坐标位置命令信息，以一个第一轴方向来相对彼此扫瞄所述工件以及所述激光射束；以及

响应所述的位置校正信号分量系列来移动所述两轴操作镜。

22.如权利要求21所述的方法，其中，所述两轴操作镜在一个横向于所述第一轴方向的第二轴方向上偏转所述激光射束。

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