DE112006002263T5 - Verfahren und Systeme zur Positionierung eines Laserstrahlflecks relativ zu einer integrierten Halbleiterschaltung unter Verwendung eines Bearbeitungsziels als Messtechnikziel - Google Patents

Verfahren und Systeme zur Positionierung eines Laserstrahlflecks relativ zu einer integrierten Halbleiterschaltung unter Verwendung eines Bearbeitungsziels als Messtechnikziel Download PDF

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Abstract

System (100) zur Bearbeitung von Strukturen (410) auf oder in einem Halbleitersubstrat (130) unter Verwendung eines gepulsten Lasers, wobei das System (100) umfasst:
eine Laserquelle (110), die einen Messtechnik-Laserstrahl und einen gepulsten Bearbeitungslaserstrahl zum Auftreffen auf ausgewählte der Strukturen (410) erzeugt;
einen Messtechnik-Laserausbreitungsweg von der Laserquelle (110) zu einem Messtechnik-Laserstrahlfleck (535) auf oder in dem Halbleitersubstrat (130);
einen Bearbeitungslaserausbreitungsweg von der Laserquelle (110) zu einem Bearbeitungslaserstrahlfleck (135) auf oder in dem Halbleitersubstrat (130);
einen Bewegungstisch (170), der dazu ausgelegt ist, eine relative Bewegung zwischen dem Halbleitersubstrat (130) und sowohl dem Messtechnik-Laserstrahlfleck (535) als auch dem Bearbeitungslaserstrahlfleck (135) zu bewirken, so dass der Bearbeitungslaserstrahlfleck (135) die ausgewählten der Strukturen (410) schneidet, wobei die Bewegung in einer im Wesentlichen geraden Richtung liegt;
einen Sensor (198), der zum Erfassen eines Betrags des Messtechnik-Laserstrahlflecks (535) von einer oder mehreren der Strukturen (410) angeordnet ist, wenn sich der Messtechnik-Laserstrahlfleck...

Description

  • Verwandte Anmeldungen
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität zur Patentanmeldung Nr. 11/213 329 der Vereinigten Staaten mit dem Titel "Methods and Systems for Positioning a Laser Beam Spot Relative to a Semiconductor Integrated Circuit Using a Processing Target as an Alignment Target", eingereicht am 26. August 2005, und Patentanmeldung Nr. 11/365 468 der Vereinigten Staaten mit dem Titel "Methods and Systems for Positioning a Laser Beam Spot Relative to a Semiconductor Integrated Circuit Using a Processing Target as a Metrology Target", eingereicht am 28. Februar 2006, als Teilfortführung der vorangehenden Anmeldung. Beide der vorangehenden Anmeldungen werden durch den Hinweis in ihrer Gesamtheit hierin aufgenommen.
  • Technisches Gebiet
  • Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen die Verwendung eines Lasers zum Bearbeiten einer integrierten Halbleiterschaltung während ihrer Herstellung und insbesondere, aber nicht ausschließlich die Positionierung eines Laserstrahlflecks auf oder innerhalb einer integrierten Halbleiterschaltung.
  • Hintergrundinformationen
  • Während ihres Herstellungsprozesses ziehen sich ICs (integrierte Schaltungen) häufig aufgrund von unbedeutenden Unvollkommenheiten im Prozess oder im Halbleitermaterial Defekte zu. Aus diesem Grund werden ICs gewöhnlich so entworfen, dass sie redundante Schaltungselemente wie z. B. Ersatzzeilen und – spalten von Speicherzellen in Halbleiterspeicherbauelementen, z. B. einem DRAM (dynamischen Direktzugriffsspeicher), einem SRAM (statischen Direktzugriffsspeicher) oder einem eingebetteten Speicher, enthalten. Solche Bauelemente sind auch so ausgelegt, dass sie durch einen Laser durchtrennbare Verbindungen zwischen elektrischen Kontakten der redundanten Schaltungselemente umfassen. Solche Verbindungen können beispielsweise entfernt werden, um eine fehlerhafte Speicherzelle abzutrennen und gegen eine redundante Ersatzzelle zu ersetzen. Ähnliche Verfahren werden auch verwendet, um Verbindungen zu durchtrennen, um Logikprodukte wie z. B. Gattermatrizes oder ASICs (anwendungsspezifische integrierte Schaltungen) zu programmieren oder zu konfigurieren. Nachdem eine IC hergestellt wurde, werden ihre Schaltungselemente auf Defekte getestet und die Orte von Defekten können in einer Datei oder einer Fehlerkarte aufgezeichnet werden. Ein Verbindungsbearbeitungssystem auf Laserbasis kann verwendet werden, um ausgewählte Verbindungen zu entfernen, um die IC brauchbar zu machen, vorausgesetzt, dass Positionsinformationen hinsichtlich der Anordnung der IC und der Ort ihrer Schaltungselemente mit ausreichender Genauigkeit bekannt sind.
  • Zusammenfassung der Offenbarung
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel positioniert ein Verfahren einen Laserstrahlfleck relativ zu einem Halbleitersubstrat mit Strukturen auf oder innerhalb des Halbleitersubstrats so, dass es selektiv bearbeitet wird, indem ein Bearbeitungslaserstrahl zu einem Bearbeitungslaserstrahlfleck geliefert wird. Das Verfahren erzeugt einen Messtechnik-Laserstrahl und breitet den Messtechnik-Laserstrahl entlang eines Ausbreitungsweges zu einem Messtechnik-Laserstrahlfleck auf oder nahe einer selektiv zu bearbeitenden Struktur aus. Das Verfahren bewegt den Laserstrahlfleck relativ zum Halbleitersubstrat derart, dass eine Winkelgeschwindigkeit des Halbleitersubstrats um sein Zentrum geringer ist als ein Quotient der Geschwindigkeit des Laserstrahlflecks relativ zum Halbleitersubstrat, dividiert durch einen Abstand zwischen dem Zentrum des Halbleitersubstrats und dem Laserstrahlfleck. Das Verfahren erfasst eine Reflexion des Messtechnik-Laserstrahls von der Struktur, wodurch ein Reflexionssignal erzeugt wird, während die Bewegung stattfindet, und stellt auf der Basis des Reflexionssignals eine Position des Messtechnik-Laserstrahlflecks relativ zur Struktur fest.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel sendet ein Verfahren genau Laserstrahlimpulse von einem Bearbeitungslaser zu ausgewählten Bearbeitungszielstrukturen auf oder in einem Halbleitersubstrat. Mindestens eine Teilmenge der Bearbeitungszielstrukturen ist in einer im Wesentlichen geraden linearen Zeile angeordnet, die sich in einer Längsrichtung erstreckt. Das Verfahren erzeugt einen Messtechnik-Laserstrahl und breitet den Messtechnik-Laserstrahl entlang eines Ausbreitungsweges zu einem Messtechnik-Laserstrahlfleck auf oder in dem Halbleitersubstrat aus. Das Verfahren bewegt das Halbleitersubstrat relativ zum Messtechnik-Laserstrahlfleck vorwiegend in der Längsrichtung. Das Verfahren erfasst reflektierte Lichtenergie von den Bearbeitungszielstrukturen, wenn sich der Messtechnik-Laserstrahlfleck relativ zum Halbleitersubstrat bewegt, wodurch ein Reflexionssignal als Funktion des Abstandes in der Längsrichtung erzeugt wird. Das Verfahren erzeugt Bearbeitungsimpulse des Bearbeitungslaserstrahls und breite die Bearbeitungsimpulse entlang eines Ausbreitungsweges zu einem Bearbeitungslaserstrahlfleck auf oder in dem Halbleitersubstrat aus. Das Verfahren stellt auf der Basis des Reflexionssignals fest, wo der Bearbeitungslaserstrahlfleck relativ zum Halbleitersubstrat zu positionieren ist, um die Bearbeitungsimpulse auf ausgewählte Bearbeitungszielstrukturen zu richten.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel bearbeitet ein System Strukturen auf oder in einem Halbleitersubstrat unter Verwendung eines gepulsten Lasers. Das System umfasst eine Laserquelle, einen Messtechniklaser-Ausbreitungsweg, einen Bearbeitungslaser-Ausbreitungsweg, einen Bewegungstisch, einen Sensor und eine Steuereinheit, die mit dem Sensor und dem Bewegungstisch verbunden ist. Die Laserquelle erzeugt einen Messtechnik-Laserstrahl und einen gepulsten Bearbeitungslaserstrahl zum Auftreffen auf ausgewählte der Strukturen. Der Messtechniklaser-Ausbreitungsweg erstreckt sich von der Laserquelle zu einem Messtechnik-Laserstrahlfleck auf oder in dem Halbleitersubstrat. Der Bearbeitungslaser-Ausbreitungsweg erstreckt sich von der Laserquelle zu einem Bearbeitungslaserstrahlfleck auf oder in dem Halbleitersubstrat. Der Bewegungstisch ist dazu ausgelegt, eine relative Bewegung zwischen dem Halbleitersubstrat und sowohl dem Messtechnik-Laserstrahlfleck als auch dem Bearbeitungslaserstrahlfleck zu bewirken, so dass der Bearbeitungslaserstrahlfleck die ausgewählten der Strukturen schneidet. Die Bewegung liegt in einer im Wesentlichen geraden Richtung. Der Sensor ist zum Erfassen eines Betrags der Reflexion des Messtechnik-Laserstrahlflecks vom Halbleitersubstrat, wenn sich der Messtechnik-Laserstrahlfleck relativ zum Halbleitersubstrat bewegt, positioniert, wodurch ein Reflexionssignal erzeugt wird. Die Steuereinheit ist dazu ausgelegt, auf der Basis des Reflexionssignals zu bestimmen, wo oder wann ein Impuls des Bearbeitungslaserstrahls erzeugt werden soll, so dass er auf die ausgewählten der Strukturen einfällt.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel sammelt ein Verfahren Daten hinsichtlich Positionen von selektiv zu bearbeitenden Strukturen in einem ersten Teil einer im Wesentlichen linearen ersten Reihe von Strukturen auf oder in einem Halbleitersubstrat durch: Erzeugen eines Messtechnik-Laserstrahls und Ausbreiten des Messtechnik-Laserstrahls entlang eines Ausbreitungsweges, der das Substrat an einem Messtechnik-Laserstrahlfleck schneidet; Bewegen des Messtechnik-Laserstrahlflecks relativ zum Halbleitersubstrat entlang des ersten Teils; und Erfassen von Reflexionen des Messtechnik-Laserstrahls an den Strukturen in dem Teil, wenn sich der Messtechnik-Laserstrahlfleck relativ zum Halbleitersubstrat bewegt, wodurch ein Reflexionssignal erzeug wird. Auf der Basis der gesammelten Daten stellt das Verfahren fest, wo auf das Halbleitersubstrat Bearbeitungslaserimpulse gerichtet werden sollen, so dass sie auf ausgewählte Strukturen in einem zweiten Teil einer im Wesentlichen linearen zweiten Reihe von Strukturen auf oder in einem Halbleitersubstrat auftreffen, wobei die zweite Reihe zur ersten Reihe im Wesentlichen parallel ist.
  • Gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel positioniert ein Verfahren die Abgabe eines Laserstrahls auf eine Struktur auf oder in einem Halbleitersubstrat. Das Verfahren erzeugt einen Messtechnik-Laserstrahl mit einem Messtechnik-Laserstrahlfleck, der das Substrat schneidet, und breitet den Messtechnik- Laserstrahl entlang eines Ausbreitungsweges zum Messtechnik-Laserstrahlfleck auf oder nahe der selektiv zu bearbeitenden Struktur aus. Das Verfahren erfasst eine Richtung des Messtechnik-Laserstrahls von der Struktur, wodurch ein Reflexionssignal erzeugt wird, und erfasst, wenn das Reflexionssignal eine Schwelle kreuzt. In Reaktion auf den Erfassungsschritt erzeugt das Verfahren den Bearbeitungslaserstrahl und breitet den Bearbeitungslaserstrahl zur Struktur aus, wenn die Reflexion des Messtechnikstrahls erfasst wurde.
  • Wie hierin verwendet: bedeutet der Begriff "auf", wenn er eine physikalische Beziehung betrifft, nicht nur direkt auf, sondern auf, oberhalb, über oder abdeckend in irgendeiner Weise, teilweise oder vollständig; der Begriff "im Wesentlichen" ist ein verallgemeinernder Begriff, der etwa oder ungefähr bedeutet, aber keinen hohen Grad an Nähe impliziert; und der Begriff "benachbart" bedeutet neben oder neben in einer Reihe (z. B. ist der Buchstabe "F" benachbart zu "G", aber nicht "H" im Alphabet), ohne einen physikalischen Kontakt zu implizieren.
  • Details hinsichtlich der Konstruktion und Funktionsweise von speziellen Ausführungsbeispielen werden in den folgenden Abschnitten mit Bezug auf die nachstehend aufgelisteten Zeichnungen dargelegt.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein vereinfachtes Diagramm eines Verbindungsbearbeitungssystems.
  • 2 ist ein Blockdiagramm des Verbindungsbearbeitungssystems von 1.
  • 3 ist eine Draufsicht auf einen Halbleiterwafer.
  • 4 ist eine Seitenansicht des Halbleiterwafers von 3.
  • 5A und 5B sind Darstellungen von Ausrichtungsvorgängen unter Verwendung von zweckgebundenen Ausrichtungszielen.
  • 5C ist eine Darstellung eines schlecht ausgebildeten zweckgebundenen Ausrichtungsziels.
  • 6 ist eine Darstellung von Verbindungsdurchläufen über einen Halbleiterchip.
  • 7 ist eine Darstellung eines Segments eines Verbindungsdurchlaufs über eine Anzahl von Verbindungsgruppen mit einem Bearbeitungslaserstrahlfleck.
  • 8A ist eine Darstellung eines Segments eines Verbindungsdurchlaufs über eine Anzahl von Verbindungsgruppen mit einem Ausrichtungslaserstrahlfleck.
  • 8B ist eine Darstellung von mehreren seitlich beabstandeten Messtechnik-Verbindungsdurchläufen über ein Segment mit seitlich versetzten teilweisen verbindungsartigen Strukturen für die seitliche Messtechnik.
  • 8C ist eine Darstellung eines Messtechnik-Verbindungsdurchlaufs über ein Segment mit einem Reflexionsziel, das dazu ausgelegt ist, seitliche Messtechnik-Informationen zu übermitteln.
  • 9A ist eine Darstellung eines Segments eines Verbindungsdurchlaufs über eine Anzahl von Verbindungsgruppen mit sowohl einem Bearbeitungslaserstrahlfleck als auch einem Ausrichtungslaserstrahlfleck.
  • 9B ist eine Darstellung eines Segments eines Verbindungsdurchlaufs über eine Anzahl von Verbindungsgruppen mit mehreren Bearbeitungslaserstrahlflecken und einem Ausrichtungslaserstrahlfleck.
  • 9C und 9D sind Darstellungen eines Segments eines Verbindungsdurchlaufs über eine Anzahl von Verbindungsgruppen in einer Reihe von Verbindungen mit einem Bearbeitungslaserstrahlfleck und einem Segment eines parallelen Verbindungsdurchlaufs über eine Anzahl von Verbindungsgruppen in einer nahe liegenden Reihe von Verbindungen mit einem Ausrichtungslaserstrahlfleck.
  • 9E und 9F sind Darstellungen eines Segments eines Verbindungsdurchlaufs über eine Anzahl von Verbindungsgruppen in derselben Reihe von Verbindungen mit einem Bearbeitungslaserstrahlfleck und einem Ausrichtungslaserstrahlfleck.
  • 10 ist ein Graph von reflektierter Ausrichtungslaserenergie als Funktion der X-Position über die mittlere Verbindungsgruppe von 8 oder 9.
  • 11 ist ein Graph von reflektierter Ausrichtungslaserenergie als Funktion der X-Position über eine Verbindungsgruppe mit einem Synchronisationsmuster.
  • 12A und 12B sind Graphen von reflektierter Ausrichtungslaserenergie als Funktion der X-Position bzw. Z-Position über die mittlere Verbindungsgruppe von 8 oder 9.
  • 13 ist ein Graph von reflektierter Ausrichtungslaserenergie als Funktion der Verbindungsschrittweite.
  • 14 ist ein Ablaufplan eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • 15A ist ein Ablaufplan eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • 15B ist der Graph von 10 beschriftet, um eine Schwelle für die Verwendung bei dem Verfahren von 15A zu zeigen.
  • 16A–16C sind Ablaufpläne von Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen.
  • Die Zeichnungen sollen das Verständnis der hierin beschriebenen Prinzipien erleichtern. An sich sollen die Zeichnungen den Maßstab oder die relative Größe nicht genau darstellen.
  • Ausführliche Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • Mit Bezug auf die vorstehend aufgelisteten Zeichnungen beschreibt dieser Abschnitt spezielle Ausführungsbeispiele und ihre detaillierte Konstruktion und Funktionsweise. Die hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele werden nur zur Erläuterung dargelegt. Fachleute werden angesichts der Lehren hierin erkennen, dass Veränderungen an den hierin beschriebenen Ausführungsbeispielen vorgenommen werden können und dass andere Ausführungsbeispiele möglich sind. Kein Versuch wird unternommen, um alle möglichen Ausführungsbeispiele und alle möglichen Variationen der beschriebenen Ausführungsbeispiele erschöpfend zu katalogisieren.
  • Der Deutlichkeit und Kürze halber werden bestimmte Details von Komponenten oder Schritten von bestimmten Ausführungsbeispielen ohne übermäßiges Detail dargestellt, wo ein solches Detail für Fachleute angesichts der Lehren hierin ersichtlich wäre und/oder wo ein solches Detail ein Verständnis von einschlägigeren Aspekten der Ausführungsbeispiele trüben würde.
  • Wie ein Fachmann erkennen wird, können bestimmte Ausführungsbeispiele in der Lage sein, bestimmte Vorteile gegenüber dem bekannten Stand der Technik zu erreichen, einschließlich einiger oder aller der folgenden: (1) eine größere Positionsgenauigkeit beim Liefern von Laserstrahlung zu einer ausgewählten Struktur; (2) weniger Verlassen auf zweckgebundene Ausrichtungsziele; (3) robustere und weniger empfindliche Ausrichtung; (4) gleichzeitige Bestimmung sowohl der Tiefenschärfeausrichtung als auch der Ausrichtung auf der Achse; und (5) erhöhter Gesamtdurchsatz. Diese und weitere Vorteile von verschiedenen Ausführungsbeispielen sind beim Lesen des Folgenden ersichtlich.
  • 1 stellt ein typisches Verbindungsbearbeitungssystem 100 dar. Das System 100 umfasst einen Laser 110, der einen Laserstrahl 120 erzeugt. Der Laserstrahl 120 breitet sich entlang eines Ausbreitungsweges aus, bis er ein Werkstück 130, das typischerweise ein Halbleiterwafer ist, an einem Laserstrahlfleck 135 erreicht. Entlang des Ausbreitungsweges kann eine Anzahl von optischen Elementen angeordnet sein, einschließlich eines Spiegels 150 und einer Fokussierlinse 160. Die Position des Laserstrahlflecks 135 auf dem Werkstück 130 kann durch Bewegen des Werkstücks 130 in einer XY-Ebene (wobei der Laserstrahl 120 auf das Werkstück 130 in der Z-Richtung einfällt) unterhalb eines stationären Optiktischs 105, der den Laser 110, den Spiegel 150, die Fokussierlinse 160 und möglicherweise andere optische Hardware abstützt, verändert werden. Das Werkstück 130 kann darunter in der XY-Ebene bewegt werden, indem es an einer Aufspannvorrichtung (nicht dargestellt), die durch einen Bewegungstisch 170 getragen wird, angeordnet wird.
  • Der Bewegungstisch 170 kann durch X-Y-Translationstische gekennzeichnet sein, in denen das Werkstück 130 an einem oberen Tisch befestigt ist, der sich entlang einer ersten Achse bewegt und durch einen unteren Tisch abgestützt ist, der sich entlang einer zur ersten Achse senkrechten zweiten Achse bewegt. Solche Systeme bewegen das Werkstück 130 typischerweise relativ zu einer festen Strahlposition des Laserstrahlflecks 135 und können als Stapeltischpositionierungssysteme bezeichnet werden, da der untere Tisch die Trägheitsmasse des oberen Tischs trägt, der das Werkstück 130 trägt. Solche Positionierungssysteme können eine erwünschte Positionierungsgenauigkeit aufweisen, da Interferometer typischerweise entlang jeder Achse verwendet werden, um die absolute Position jedes Tischs zu bestimmen. Dieses Genauigkeitsniveau ist für die Verbindungsbearbeitung bevorzugt, da die Größe des Laserstrahlflecks 135 typischerweise nur ein wenig größer ist als die Breite einer Verbindung, so dass selbst eine kleine Diskrepanz zwischen der Position des Laserstrahlflecks 135 und der Zielverbindung zu einer unvollständigen Verbindungsdurchtrennung führen kann. Außerdem führt die hohe Dichte von Strukturen auf Halbleiterwafern zu kleinen Positionierungsfehlern, die potentiell eine Laserbeschädigung an nahe liegenden Strukturen verursachen. Alternativ ist in so genannten Teilachsen-Positionierungssystemen der obere Tisch nicht durch den unteren Tisch abgestützt und bewegt sich unabhängig von diesem und das Werkstück 130 wird auf einer ersten Achse oder einem ersten Tisch getragen, während optische Elemente wie z. B. der Spiegel 150 und die Fokussierlinse 160 auf der zweiten Achse oder dem zweiten Tisch getragen werden. Teilachsen-Positionierungssysteme werden vorteilhaft, wenn die gesamte Größe und das gesamte Gewicht von Werkstücken zunimmt, wobei längere und daher massivere Tisch verwendet werden. Als noch weitere Alternative kann der Bewegungstisch 170 ein planares Positionierungssystem sein, in dem das Werkstück 130 auf einem einzelnen Tisch getragen wird, der durch zwei oder mehr Stellglieder beweglich ist, während die Optik und der Laserstrahlfleck 130 in einer im Wesentlichen festen Position bleiben – oder umgekehrt. Solche System verschieben das Werkstück 130 parallel in zwei Dimensionen durch Koordinieren der Kräfte der Stellglieder. Einige planare Positionierungssysteme können auch zum Drehen des Werkstücks in der Lage sein, obwohl dies nicht notwendig oder erwünscht sein kann. Andere alternative Bewegungsschemen positionieren den Laserstrahlfleck 135 relativ zum Werkstück 130 durch Bewegen des Laserstrahlflecks 135 in einer oder mehreren Richtungen mit einer betätigten Optik, wie z. B. Galvanometern oder Bewegungslinsen und/oder durch Bewegen des Werkstücks 130 in einer oder mehreren Richtungen. Ungeachtet seiner Form bewegt sich der Bewegungstisch 170 typischerweise entlang einer einzelnen Achse wie z. B. einer Reihe von Verbindungen zu einer Zeit in einem im Wesentlichen geraden Weg.
  • 2 ist ein Blockdiagramm des Verbindungsbearbeitungssystems 100. Entlang des Ausbreitungsweges des Laserstrahls 120 zwischen dem Laser 110 und dem Werkstück 130 kann sich eine Anzahl von optischen Elementen befinden, einschließlich eines akustisch-optischen Modulators (AOM) 140, des Spiegels 150 und der Fokussierlinse 160. Der AOM 140 reagiert auf ein Hochfrequenz-(HF)Eingangssignal, das die Richtung ändert, in der der Laserstrahl 120 den AOM 140 verlässt. Durch selektives Ansteuern des AOM 140 mit einem HF-Signal mit einer geeigneten Amplitude und Frequenz kann der AOM 140 dazu ausgelegt sein, selektiv den Laserstrahl 120 zu blockieren oder zum Spiegel 150 durch die Linse 160 und auf das Werkstück 130 durchzulassen. Mit anderen Worten, der AOM 140 verhält sich wie ein Lichtschalter oder eine Verschlussblende im Laserstrahlausbreitungsweg. Zusätzlich ist es möglich, den AOM 140 in einem teilweise durchlässigen Zustand zu verwenden, indem der AOM 140 mit HF-Leistung mit verringerter Amplitude angesteuert wird. Diese Betriebsart ist zum Dämpfen, aber nicht vollständigen Blockieren der Laseremissionen, die sich entlang des Laserstrahlausbreitungsweges ausbreiten, nützlich.
  • Irgendeine Vorrichtung, die in der Lage ist, als Lichtschalter oder Verschlussblende zu fungieren, kann anstelle des AOM 140 verwendet werden. Ein elektrooptischer Modulator (EOM) und ein Flüssigkristallmodulator sind Beispiele von einigen solchen alternativen Vorrichtungen.
  • Ein Positionssensor 180 (der ein oder mehrere Interferometer, Codierer oder andere Einrichtungen zum Erfassen der Position sein kann) erfasst den Ort des Bewegungstischs 170 und meldet diese Positionsdaten an eine Steuereinheit 190 (die ein oder mehrere Computer, Prozessoren, Schaltungen usw. sein kann). Die Steuereinheit 190 verwendet Kalibrierungsdaten, um zu bestimmen, wo das Werkstück 130 relativ zum Laserstrahlfleck 135 liegt. Die Steuereinheit 190 greift auch auf eine Zielkarte 195 zu, die Daten enthält, die Zielpositionen auf dem Werkstück 130 angeben, die bestrahlt werden sollten (z. B. zum Durchtrennen einer Verbindung in dieser Position). Die Zielkarte 195 wird typischerweise beispielsweise aus einem Testprozess, der bestimmt, welche Schaltungselemente im Werkstück 130 fehlerhaft sind, einer Logik, die bestimmt, welche Verbindungen bearbeitet werden sollen, fehlerhafte Elemente zu trennen und in redundanten Elementen zu vertauschen und CAD-(computergestützte Konstruktion)Daten oder anderen Daten, die die nominalen oder erwarteten Positionen der zu bearbeitenden Verbindungen angeben, erzeugt. Die Steuereinheit 190 choreographiert typischerweise das Pulsen des Lasers 110, das Verschließen des AOM 140 und die Bewegung des Bewegungstischs 170, so dass der Laserstrahlfleck 135 über jedes Ziel verläuft und einen Laserimpuls emittiert, der das Werkstück 130 an den Zielen erreicht. Die Steuereinheit 190 steuert vorzugsweise das System 100 auf der Basis von Positionsdaten, da diese Methode eine sehr genaue Anordnung von Laserimpulsen bereitstellt. Das US-Patent Nr. 6 172 325 , das auf den Anmelder der vorliegenden Erfindung übertragen wurde und in seiner Gesamtheit durch den Hinweis hierin aufgenommen wird, beschreibt eine Technologie mit Laserimpuls auf Position.
  • Wie hierin verwendet, ist der Ausdruck "Laserstrahlfleck" tatsächlich ein Abkürzungsausdruck für den Fleck, an dem die Achse des Ausbreitungsweges des Laserstrahls das Werkstück 130 schneidet. Genau ist ein Laserstrahl manchmal eingeschaltet und manchmal ausgeschaltet. Der AOM 140 kann beispielsweise den Laserstrahl 120 selektiv vom Erreichen des Werkstücks 130 blockieren. Als weiteres Beispiel ist ein gepulster Laserstrahl periodisch eingeschaltet und ausgeschaltet. Selbst wenn der Laserstrahl ausgeschaltet ist, ist jedoch der Fleck, an dem die Achse des Ausbreitungsweges des Laserstrahls das Werkstück 130 schneidet, immer vorhanden und bewegt sich entlang der Oberfläche des Werkstücks 130, wen sich der Bewegungstisch 170 bewegt.
  • 2 stellt auch einen Strahlteiler 196 und einen Sensor 198 für reflektierte Energie dar, die während einer Ausrichtungsbetriebsart verwendet werden können, um reflektierte Energie vom Werkstück 130 zu sammeln und diese Energie zu messen. In einer typischen X- oder Y-Ausrichtungsabtastung (manchmal als Strahl-Werkstück-(BTW)Abtastungen bezeichnet) wird der Laserstrahlfleck 135 über ein Ausrichtungsmerkmal auf dem Werkstück 130 abgetastet. Der Sensor 198 für reflektierte Energie kann beispielsweise ein Photodetektor sein. Die Reflexion am Werkstück 130 tritt durch den Strahlteiler 196 zum Sensor 198 für reflektierte Energie durch, der seine Messwerte zur Steuereinheit 190 befördert. Die Messwerte der reflektierten Energie entsprechen zahlreichen Positionskoordinaten vom Positionssensor 180 oder von Positionsbefehlen, die zum Haupttisch 170 gesandt werden. Differenzen der empfangenen reflektierten Leistung, wenn der Laserfleck auf das Ausrichtungsmerkmal fällt, und des Bereichs, der das Ausrichtungsmerkmal umgibt, werden durch die Steuereinheit 190 zusammen mit den Positionskoordinaten interpretiert, um den Ort des Ausrichtungsmerkmals im Koordinatensystem des Positionssensors 180 oder des Bewegungstischs 170 abzuleiten. Typischerweise ist das Ausrichtungsmerkmal stärker reflektierend als der das Ausrichtungsmerkmal umgebende Bereich, was zu einer erhöhten optischen Leistung führt, die vom Sensor 198 für reflektierte Energie empfangen wird, wenn der Laserstrahlfleck 135 mit dem Ausrichtungsmerkmal überlappt. Der Vergleich des durch den Ausrichtungsabtastprozess bestimmten Merkmalsorts mit Bezugspositionsdaten, die den Zielort angeben (z. B. die Zielkarte 195 oder CAD-Daten) kann verwendet werden, um den Ort, den Maßstab, die Drehung, die Schiefe, die Neigung, die Verziehung, die Kissenverzeichnung und/oder andere planare Kalibrierungsterme oder solche höherer Ordnung (d. h. dreidimensional) hinsichtlich des Orts des Werkstücks 130 oder des Ziels im Koordinatensystem des Laserbearbeitungssystems 100 zu kalibrieren. Das Patent Nr. 4 941 082 der Vereinigten Staaten, das durch den Hinweis hierin aufgenommen wird, beschreibt einige Kalibrierungsverfahren höherer Ordnung. Wie hierin verwendet, umfasst der Begriff "Ausrichtung" die X- oder Y-Ausrichtung (oder beide), die Z-Tiefenfokussierung und alle anderen Arten von Positions- oder Raumorientierung oder -kalibrierung.
  • Man beachte, dass es unwesentlich ist, ob der Laser 110 und seine zugehörige Optik stationär sind und sich das Werkstück 130 bewegt oder umgekehrt, oder irgendeine Kombination von Bewegung durch beide Körper stattfindet. Alles, was erforderlich ist, ist, dass sich der Laserstrahlfleck 135 und das Werkstück 130 relativ zueinander bewegen. Als eine Alternative zu dem, was in 1 und 2 gezeigt ist, kann beispielsweise die Position des Laserstrahlflecks 135 über dem Werkstück 130 verändert werden, indem das Werkstück 130 still gehalten wird, während die Optikhardware auf dem Optiktisch 105 bewegt wird. In diesem Fall kann ein Bewegungstisch wie der Bewegungstisch 170 vorgesehen sein, um die zugehörige Optikhardware auf dem Optiktisch 105, typischerweise in im Wesentlichen geraden X-Y-Richtungen, zu bewegen. Als weitere Alternative können sowohl die Optikhardware als auch das Werkstück 130 bewegt werden, um eine relativ Bewegung zwischen dem Laserstrahlfleck 135 und dem Werkstück 130 vorzusehen. Als weitere Alternative können der Optiktisch 105 und das Werkstück 130 in Ruhe sein, während Lenkspiegel verwendet werden, um den Laserstrahlfleck 135 entlang des Werkstücks 130 zu bewegen. Als weitere Alternative kann ein Bewegungstisch verwendet werden, um die zugehörige Optik auf dem Optiktisch 105 in einer Richtung, wie z. B. der X-Richtung, zu bewegen, und der Bewegungstisch 170 kann das Werkstück 130 in einer anderen Richtung, wie z. B. der Y-Richtung, bewegen, um eine relative Bewegung zwischen dem Laserstrahlfleck 135 und dem Werkstück 130 vorzusehen.
  • Man beachte auch, dass der Zweck der Laserstrahlung irgendeiner sein könnet, nicht nur das Verbindungsdurchschmelzen. Der Zweck der Bestrahlung kann darin bestehen, eine Struktur oder ihr Material zu bohren, maschinell zu bearbeiten, zuzuschneiden, zu durchtrennen , zu ritzen, zu markieren, zu spalten, herzustellen, zu erhitzen, zu ändern, zu diffundieren, auszuheilen oder zu messen. Die Laserstrahlung kann beispielsweise eine Zustandsänderung in einem Material einer Struktur induzieren, die Wanderung von Dotierungsmaterialien verursachen oder die magnetischen Eigenschaften ändern – von denen beliebige verwendet werden könnten, um eine elektrische Schaltung oder andere Struktur zu verbinden, zu trennen, abzustimmen, zu modifizieren oder zu reparieren.
  • 3 ist eine Draufsicht auf einen Halbleiterwafer, der die typischste Form des Werkstücks 130 ist. Dieses Werkstück 130 enthält eine Anzahl von Chips 210, die im Allgemeinen in einer regelmäßigen geometrischen Anordnung angeordnet sind. Eine Gruppe von benachbarten Chips in einem typischerweise rechteckigen Muster bildet einen Ausrichtungsbereich 220, an oder nahe dessen Ecken sich zweckgebundene Ausrichtungsziele 230 befinden. Zusätzliche Ausrichtungsziele (nicht dargestellt) können sich an oder nahe jedem Chip befinden. Wie vorstehend erwähnt, können die Ausrichtungsziele 230 verwendet werden, um den Laserstrahlfleck 135 auf das Werkstück 130 auszurichten. Ausrichtungsdaten, die von den Ausrichtungszielen 230 in jeder Ecke eines Ausrichtungsbereichs 220 gesammelt werden, können verwendet werden, um die Positionen von zu bearbeitenden Verbindungen innerhalb jedes Chips im Ausrichtungsbereich zu berechnen. Oberflächenanpassungsalgorithmen können beispielsweise auf die bekannten Eckenausrichtungszieldaten angewendet werden, um ein Oberflächenmodell an den Ausrichtungsbereich anzupassen. Dieser Prozess wird üblicherweise als Positionsgeometriekorrektur (PGC) bezeichnet. Obwohl solche Verfahren nützlich sind, leiden sich auch unter den folgenden grundlegenden Begrenzungen: (1) die zweckgebundenen Ausrichtungsziele sind in der Anzahl begrenzt und (2) die Ausrichtungsziele sind bestenfalls indirekte Indikatoren der Positionen der Verbindungen im Inneren des Ausrichtungsbereichs 220. Ein Staubteilchen unterhalb des Ausrichtungsbereichs 220 kann beispielsweise verursachen, dass sich das Werkstück 130 in einer Weise durchbiegt, die die Z-Höhen von bestimmten inneren Strukturen ändert, aber die Z-Höhen der Ausrichtungsziele nicht ändert.
  • 4 ist eine Seitenansicht desselben Werkstücks 130. 4 stellt die Tatsache dar, dass die Ausrichtungsziele 230 auf einer anderen Schicht des Werkstücks 130 liegen können und tatsächlich typischerweise liegen, und daher in einer anderen Z-Höhe als die Verbindungen in den Chips 210 liegen. Dieser Z-Versatz kann die Ausrichtung in der Z-Dimension (d. h. Fokussierung) kompliziert machen. Entweder muss der Versatz berücksichtigt werden oder eine gewisse Fehlausrichtung in der Z-Richtung muss toleriert werden. In einigen Fällen, in denen die Schichten des Werkstücks 130 in der Z-Dicke als Funktion der seitlichen X-Y-Position variieren, kann es unmöglich sein, die Dickenschwankungen auf der Basis der Ausrichtung und Fokussierungsdaten von den zweckgebundenen Ausrichtungszielen 230 korrekt zu berücksichtigen.
  • Die 5A und 5B sind Darstellungen von Ausrichtungsoperationen unter Verwendung eines zweckgebundenen Ausrichtungsziels 230. In 5A läuft ein Ausrichtungslaserstrahlfleck 310 hin und her über das Ausrichtungsziel 230 in einem X-Ausrichtungsweg 320. Der Strahlfleck 310 durchläuft diesen Weg 320 in einer Anzahl von verschiedenen Fokussierungshöhen und die Fokussierungshöhe, die die schärfsten Kantenübergänge erzeugt wird, verwendet, um die Kantenpositionen des Ausrichtungsziels 320 zur Deckung zu bringen. In 5B wird derselbe Prozess in der Y-Richtung entlang eines Y-Ausrichtungsweges 330 wiederholt. Wenn das Ausrichtungsziel 320 schlecht ausgebildet ist, dann können jedoch, wie in übertriebener Form in 5C gezeigt, die durch die Abtastung des Ausrichtungsziels 220 erzeugten Positionsdaten fehlerhaft sein.
  • Obwohl die Ausrichtungswege 320 und 330 nicht vollkommen gerade sein können, sind sie vorzugsweise im Wesentlichen gerade, was sich aus einer im Wesentlichen geradlinigen Bewegung des Werkstücks 130 und/oder des Ausrichtungslaserstrahlflecks 310 ergibt. Irgendeine Dreh- oder Winkelbewegung des Werkstücks 130 um sein Zentrum oder ungefähres Zentrum während der Ausrichtungsvorgänge ist vorzugsweise vernachlässigbar und idealerweise Null. Obwohl eine relative geradlinige Bewegung des Werkstücks 130 und/oder des Ausrichtungslaserstrahlflecks 130 durch eine Kombination einer Drehung um das Zentrum des Werkstücks 130 und einer radialen Bewegung des Ausrichtungslaserstrahlflecks 310 durchgeführt werden können, ist dies vorzugsweise nicht die dominante Bewegungsbetriebsart. Irgendeine Drehgeschwindigkeit des Werkstücks 130 um sein Zentrum während eines Ausrichtungsvorgangs ist vorzugsweise geringer als die lokale absolute Geschwindigkeit des Ausrichtungslaserstrahlflecks 310 relativ zum Werkstück 130, dividiert durch den Abstand vom Zentrum des Werkstücks 130 zum Ausrichtungslaserstrahlfleck 310.
  • 6 ist eine Darstellung von Verbindungsdurchläufen über einen Halbleiterchip 210. Sowohl X-Richtungs-Verbindungsdurchläufe (entlang der X-Richtungsbahnen 370) als auch Y-Richtungs-Verbindungsdurchläufe (entlang der Y-Richtungsbahnen 380) sind gezeigt. Schaltungselemente innerhalb eines gegebenen Chips (die typischerweise auf einem gegebenen Wafer alle gleich sind) sind typischerweise in einer regelmäßigen geometrischen Anordnung angeordnet, ebenso wie die Verbindungen zwischen diesen Elementen. Die Verbindungen liegen gewöhnlich in regelmäßigen Reihen in Gruppen, die als "Verbindungsgruppen" bezeichnet werden, welche einen ungefähr gleichmäßigen Schrittweitenabstand von Mitte zu Mitte aufweisen und sich in senkrechten X- und Y-Richtungen erstrecken. Um ausgewählte Verbindungen in einer Verbindungsgruppe zu entfernen, geht der Strahlfleck 135 kontinuierlich entlang der Verbindungsgruppe mit einer ungefähr gleichmäßigen Geschwindigkeit weiter, während der Laser 110 Impulse emittiert, um Verbindungen selektiv zu entfernen. Der Laser 110 wird ausgelöst, um einen Impuls zu emittieren und dadurch eine Verbindung in einer ausgewählten Zielposition zu durchtrennen, wenn sich er Laserstrahlfleck auf der Zielposition befindet. Folglich werden einige der Verbindungen nicht bestrahlt und als unbearbeitete Verbindungen belassen, während andere bestrahlt werden, so dass sie durchtrennt oder anderweitig physikalisch verändert werden. Der Prozess des Fortschritts über einiges oder alles des Werkstücks 130 und der Bearbeitung von ausgewählten Verbindungen mit Laserstrahlung wird "Verbindungsdurchlauf", insbesondere "Bearbeitungsverbindungsdurchlauf" (oder einfach "Bearbeitungsdurchlauf") genannt, die typischerweise entweder in der X-Richtung oder der Y-Richtung liegen.
  • Wenn sich ein Laserstrahlfleck relativ zum Werkstück 130 bewegt, durchläuft der Laserstrahlfleck einen Laserstrahlfleck-Abtastweg auf oder in dem Werkstück 130. Dieser Abtastweg kann viele Formen annehmen. Wie in den 5A und 5B dargestellt, sind während Strahl-Werkstück-Ausrichtungsabtastungen die Abtastwerte kurze lineare Segmente hin und her über das zweckgebundene Ausrichtungsziel 230, typischerweise in variierenden Tiefen, die zusammen gemeinsam als einzelner Abtastweg betrachtet werden können. Wie in 6 dargestellt, sind Abtastwerte für Verbindungsdurchläufe typischerweise gerade Segmente in entweder der X- oder Y-Richtung über einen oder mehrere Chips 210, vielleicht sogar über den ganzen Durchmesser des Werkstücks 130. Wiederum kann jedes solche Segment als Abtastweg betrachtet werden oder einiges oder alles einer ganzen Sequenz solcher Segmente kann als einzelner Abtastweg betrachtet werden, in welchem Fall behauptet werden kann, dass das Geschwindigkeitsprofil des Abtastweges Anschläge umfasst. Unter gewöhnlichen Umständen weist jedoch ein Abtastwert eine Länge auf, die nicht länger ist als der Durchmesser des Werkstücks 130 zwischen Anschlägen oder anderen Wegänderungen. Man beachte auch, dass typische Abtastwerte, die durch lineare X-Y-Bewegungstische erzeugt werden, die Mitte des Werkstücks 130 nicht umgeben. Ein Abtastweg kann ebenso eine Z-Komponente umfassen.
  • Die Bewegungen, die erforderlich sind, um die Verbindungsdurchläufe durchzuführen, sind vorzugsweise gerade Translationsbewegungen in der X- oder Y-Richtung mit nicht mehr als einer vernachlässigbaren Drehkomponente. Irgendeine Drehung des Werkstücks 130 um sein Zentrum während eines Verbindungsdurchlaufs ist idealerweise null und zumindest vorzugsweise geringer als die lokale absolute X- oder Y-Verschiebung, dividiert durch den Abstand vom Zentrum des Werkstücks 130 zum Laserstrahlfleck.
  • 7 ist eine detailliertere Darstellung eines Segments eines Verbindungsdurchlaufs entlang einer Verbindungsdurchlaufbahn 370 über eine Anzahl von Verbindungsgruppen 420. Jede Verbindungsgruppe 420 besteht aus einer Anzahl von mehr oder weniger regelmäßig beabstandeten Verbindungen 410, die eine Länge aufweisen, die sich in einer Längsrichtung erstreckt. Die Verbindungsdurchlaufbahn 370 ist vorzugsweise zumindest ungefähr zur Längsrichtung der Verbindungen senkrecht und daher zur Verbindungsreihe parallel. Spalte 430 können zwischen den Verbindungsgruppen 420 existieren, wie gezeigt. Wenn sich der Laserstrahlfleck 135 entlang der Verbindungsreihe während des Verbindungsdurchlaufs bewegt, wird der Laserstrahl selektiv eingeschaltet, so dass er das Werkstück 130 erreicht und dadurch ausgewählte Verbindungen gemäß einem Bearbeitungsplan (z. B. Speicherdefekt-Reparaturplan zum Trennen von fehlerhaften Speicherzellen und Verbinden oder Belassen von redundanten an ihrer Stelle verbunden) zu durchtrennen oder anderweitig zu ändern. Wie in 7 gezeigt, wurden beispielsweise die zweiten und dritten Verbindungen in der Verbindungsgruppe 420B durchtrennt, während die ersten, vierten und fünften Verbindungen intakt gelassen wurden.
  • Der vom Laserstrahlfleck während eines Verbindungsdurchlaufs durchlaufene effizienteste Weg ist einer, der gerade und vollkommen parallel zur Richtung der Verbindungsreihe ist, wie durch die Verbindungsdurchlaufbahn 370 gezeigt. Andere Bahnen sind jedoch möglich. Eine abgewinkelte Verbindungsdurchlaufbahn 372 ist beispielsweise nicht vollkommen parallel zur Richtung der Reihe von Verbindungen, sondern ist um einen kleinen Winkel versetzt. Als weiteres Beispiel oszilliert eine gekrümmte Verbindungsdurchlaufbahn 374, zittert oder variiert anderweitig in der Y-Richtung während des Verlaufs des X-Richtungs-Verbindungsdurchlaufs. Als noch weiteres Beispiel ist eine bogenförmige Verbindungsdurchlaufbahn 376 möglich, wie es stattfinden könnte, wenn das Werkstück 130 einer kleinen Drehbewegung während des Verbindungsdurchlaufs unterzogen wird. In jedem Fall ist die Richtung der Verbindungsdurchlaufbahn vorwiegend entlang der Länge der Verbindungsreihe (oder anders ausgedrückt, senkrecht zur Längsrichtung der Verbindungen).
  • Die genaue Bearbeitung der Verbindungen 410 hängt von der genauen Positionierung des Laserstrahlflecks 135 auf den Verbindungen 410 zur geeigneten Zeit ab, wenn ein Laserimpuls durch den Laser 110 geliefert wird. Die Positions- und Fokussierungsgenauigkeit wird immer wichtiger, wenn die erforderlichen Toleranzen für die Fokussierung und Position an den Halbleitern aufgrund von kleineren fokussierten Fleckgrößen, kleineren Verbindungen und engeren Verbindungsschrittweiten weiterhin schrumpfen.
  • Der vorliegende Erfinder hat erkannt, dass die Positionierung unter Verwendung der Verbindungen 410 selbst als Messtechnikziele anstelle von oder zusätzlich zu den zweckgebundenen Ausrichtungszielen 230 verbessert werden kann. Eine Version dieser Methode ist in 8A dargestellt, die einen Messtechnik-Laserstrahlfleck 535 zeigt, der eine Verbindungsreihe entlang einer der Verbindungsdurchlaufbahnen 370, 372, 374 oder 376 durchläuft. Gemäß dieser Version kann die Verbindungsdurchlaufbahn irgendeine Bahn sein, die eine vorwiegende Komponente in der Richtung der Verbindungsreihe aufweist; der Deutlichkeit halber und nicht zur Begrenzung wird jedoch nur die Verbindungsdurchlaufbahn 370 nachstehend in diesem Dokument dargestellt und erörtert. Wenn sich der Ausrichtungslaserstrahlfleck 535 über und zwischen den Verbindungen 410 bewegt, wird das Reflexionsmuster gemessen und kann verwendet werden, um eine Ausrichtung zumindest in der X-Richtung des Verbindungsdurchlaufs und/oder in der Z-Richtung durchzuführen. Ein ähnlicher Vorgang kann entlang einer Y-Richtungs-Verbindungsdurchlaufbahn 380 durchgeführt werden, um eine Ausrichtung ebenso in dieser Richtung durchzuführen. Durch dieses Verfahren können die X-, Y- und Z-Positionen der Verbindungen 410 und/oder des Werkstücks 130 relativ zum Messtechnik- Laserstrahlfleck 135 bestimmt werden. Es kann auch nützlich sein, eine Ausrichtungsabtastung von Verbindungen in einer Reihe in einer Richtung durchzuführen, dann einen Ausrichtungsdurchlauf von einigen oder allen derselben Verbindungen in der entgegengesetzten Richtung durchzuführen. Entgegengesetzte Abtastungen können die Kalibrierung weiter verfeinern oder Richtungsabhängigkeiten in den zugrunde liegenden Messtechnikdaten oder in der Datensammelmethodologie identifizieren.
  • Eine Weise zur Verwendung der von den Verbindungen 410 gesammelten Messtechnikdaten besteht darin, sie zu verwenden, um mathematische Modelle zu aktualisieren, die für die Ausrichtung und Fokussierung verwendet werden. Daten, die von Ausrichtungsabtastungen gesammelt werden, können beispielsweise verwendet werden, um PGC-Modelle von Ausrichtungs- und Fokussierungsfeldern zu aktualisieren. Verschiedene mathematische Modelle sind auch möglich. Eine iterative oder rekursive Verfeinerung der Modelle auf der Basis von einigen neuen Daten und einigen älteren Daten sind auch nützliche Verfahren. Sobald Modelle erzeugt wurden, können Verbindungskoordinaten unter Verwendung der Modelle als Weise zum korrekten Verarbeiten von Verbindungskoordinaten abgebildet werden. Wenn Fokussier- und seitliche Kalibrierungsdaten außerhalb Verbindungsgruppen nahe den zu bearbeitenden Verbindungen abgetastet werden dann können alternativ mathematische Modelle unnötig sein, da man nur die XY-Versätze oder Z-Höhen der nähesten Abtastung verwenden kann. Dieses Verfahren kann durch Abtasten jeder Verbindung und Verbindungsgruppe für Kalibrierungsinformationen angewendet werden. Es kann auch durch Abtasten einiger Verbindungen und Verbindungsgruppen angewendet werden, so dass Daten nahe jeder Verbindung existieren, beispielsweise innerhalb 1–2 mm seitlich von jedem Verbindungsort.
  • Alternativ kann ein Messtechnikdurchlauf jedes Mal so oft, z. B. alle 30 Sekunden, durchgeführt werden. Der Zeitraum zwischen Messtechnikdurchläufen kann auf der Basis von solchen Systemparametern wie thermischen Drifteigenschaften gewählt werden. Verbindungsbearbeitungssysteme wie z. B. das Verbindungsbearbeitungssystem 100 (1 und 2) erfahren typischerweise geringfügige Positionsdriften über die Zeit, die gewöhnlich der Wärmeausdehnung und/oder Kontraktion von physikalischen Komponenten oder einer thermischen Drift einer Sensorreaktion zuzuschreiben sind. Durch periodisches Durchführen eines Messtechnikdurchlaufs kann das System seine Kalibrierung verfeinern, bevor die Positionsdriften so groß werden, dass sie sich auf die Genauigkeit der Bearbeitung auswirken.
  • Der Messtechnik-Laserstrahlfleck 535 kann derselbe wie der Bearbeitungslaserstrahlfleck 135 sein, da derselbe Laser für sowohl die Messtechnik als auch die Bearbeitung verwendet werden kann. Ein Verfahren, um dies durchzuführen, besteht darin, den Laser 110 in einer Dauerstrich-(CW)Betriebsart während eines Messtechnikdurchlaufs zu betreiben und den Laser 110 in einer Impulsbetriebsart während eines Bearbeitungsdurchlaufs zu betreiben. Gemäß diesem Verfahren können Messtechnikdurchläufe mit Bearbeitungsdurchläufen, wie erwünscht, verschachtelt werden, um Messtechnikdaten zu sammeln. Es kann sogar möglich sein, Laserbetriebsarten zwischen Messtechnik- und Bearbeitungsbetriebsarten während desselben Verbindungsdurchlaufs umzuschalten. Alternativ können zwei verschiedene Laserstrahlen dieselben oder im Wesentlichen überlappende Laserstrahlflecke aufweisen, von denen einer für die Messtechnik und der andere für die Bearbeitung verwendet werden kann.
  • Alternativ können einige Versionen des Lasers 110 (z. B. Faserlaser) dazu veranlasst werden, eine kleine Menge an CW-Energie für die Ausrichtung abzuleiten, während sie gleichzeitig in einer Impulsbetriebsart für die Bearbeitung arbeiten. Der CW-Strahl mit niedriger Energie kann eine oder mehrere optische Eigenschaften (z. B. Polarisation und Wellenlänge) aufweisen, um seine Reflexion von jener des gepulsten Bearbeitungslaserstrahls zu unterscheiden. Wenn die Messtechnik- und Bearbeitungslaserstrahlen verschiedene Wellenlängen aufweisen, kann ein geeignetes optisches Filter vor dem Sensor 198 für reflektierte Energie verwendet werden, um die Reflexion des Bearbeitungsstrahls zu dämpfen, während die Reflexion des Messtechnikstrahls durchgelassen wird. In anderen Fällen können die optischen Eigenschaften unverändert sein, wobei das System 100 gelegentliche fehlerhafte Ausrichtungslesevorgänge, die durch die Bearbeitung einer Verbindung verursacht werden, tolerieren lassen werden. Durch Mitteln über eine ausreichende Anzahl von Verbindungen werden diese gelegentlichen fehlerhaften Messtechniklesevorgänge unbedeutend. Alternativ können bekannte schlechte Messtechniklesevorgänge einfach ignoriert werden. Ein Messtechniklesevorgang kann als schlecht bekannt sein aufgrund von (1) einer Messung einer viel höheren als üblichen Reflexion (durch den Bearbeitungslaserstrahl, der an der Verbindung reflektiert wird, verursacht) oder (2) der Kenntnis, dass auf eine spezielle Verbindung zur Bearbeitung abgezielt wird. Da nur etwa 10 % der Verbindungen typischerweise an einem gegebenen Halbleiterwafer bearbeitet werden, bestehen in fast allen Fällen ausreichende unbearbeitete Verbindungen, um als zuverlässige Messtechnikziele gemäß den hierin beschriebenen Verfahren zu dienen.
  • Der im US-Patent Nr. 6 593 542 beschriebene Laser kann auch verwendet werden, um eine Bearbeitung und Messtechnik auf Verbindungsbasis, wie hierin beschrieben, durchzuführen. Dieser Laser ist in der Lage, sowohl einen UV-(Ultraviolett)Strahl zur Bearbeitung als auch einen grünen oder IR-(Infrarot)Strahl zur Messtechnik zu erzeugen. Die hierin beschriebenen Verfahren können mit irgendeiner Wellenlänge der Laserstrahlung verwendet werden, einschließlich beispielsweise IR-, sichtbaren und UV-Wellenlängenbereichen, insbesondere einschließlich etwa 1,34 μm (Mikrometer, Mikrometer oder 10–6 Meter), etwa 1,064 μm, etwa 1,047 μm, etwa 532 nm (Nanometer oder 10–9 Meter), etwa 355 nm und etwa 256 nm.
  • Noch ein weiteres Verfahren zur Erzeugung eines Ausrichtungslaserstrahls aus demselben Laser, der zur Verbindungsbearbeitung verwendet wird, ist das schnelle Impulsverfahren, das in der US-Patentanmeldung 460 beschrieben ist. Gemäß diesem Verfahren wird der Güteschalter eines gütegeschalteten Lasers abwechselnd mit einer schnellen Rate geöffnet und geschlossen, so dass der Laser schnellere, weniger energiereiche Impulse als im normalen Betrieb mit Impulsbetriebsart emittiert. Wenn die Impulsrate ausreichend hoch ist, erreicht weniger Laserenergie das Werkstück 130, so dass die Messtechnik ohne merkliche Beschädigung am Werkstück 130 stattfinden kann. Dem AOM 140 kann auch befohlen werden, die Amplitude der Laserenergie, die das Werkstück 130 erreicht, zu dämpfen. Die Impuls-BTW-Messtechnik beinhaltet typischerweise die Synchronisation von Lesevorgängen von Reflexionsvermögensdaten mit der Erzeugung der Impulse.
  • Wenn ein gepulster Laser für sowohl die Bearbeitung als auch Messtechnik verwendet wird, können der Laser 110 und der AOM 140 betrieben werden, um die Zustände von hoher Impulsenergie, die das Werkstück 130 zur Bearbeitung erreicht, und von niedrigerer Energie, die das Werkstück 130 für die Messtechnik erreicht, zu vermischen. Dies kann mit einem Verbindungsdurchlauf durch Verändern der Impulswiederholungsrate des Lasers 110 und der Dämpfungspegel des AOM 140 durchgeführt werden, wie vorstehend beschrieben.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel können der Messtechnik-Laserstrahlfleck 535 und der Bearbeitungslaserstrahlfleck 135 unterschiedlich und getrennt sein. Wenn der Versatz zwischen dem Messtechnik-Laserstrahlfleck 535 und dem Bearbeitungslaserstrahlfleck 135 (in 8A nicht gezeigt) bekannt ist, kann dieser Versatz berücksichtigt werden, wenn der Bearbeitungslaserstrahlfleck 135 zum Betrieb positioniert wird. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn die zwei Strahlen, obwohl sie vom gleichen Laser erzeugt werden, verschiedene oder divergente Ausbreitungswege vielleicht aufgrund von optischen Bearbeitungsdifferenzen (z. B. Polarisation oder Wellenlänge) aufweisen. Dies kann auch auftreten, wenn zwei oder mehr Laser verwendet werden, um einen oder mehrere Messtechnikstrahlen und einen oder mehrere Bearbeitungsstrahlen gleichzeitig zu erzeugen. Verfahren und Systeme zur Erzeugung von mehreren Laserstrahlen sind in den US-Patentanmeldungen Nm. 11/051 265, 11/051 262, 11/052 014, 11/051 500, 11/052 000, 11/051 263, 11/051 958 und 11/051 261 offenbart, die durch den Hinweis hierin aufgenommen werden. Diese Anmeldungen lehren Verfahren zur Verwendung von mehreren Laserstrahlflecken zur Bearbeitung von mehreren Verbindungen in verschiedenen parallelen Konfigurationen, einschließlich "auf der Achse" (wobei die Flecke in der Richtung des Verbindungsdurchlaufs verteilt sind), "Querachse" oder "seitlich" (wobei die Flecke in der zur Verbindungsdurchlaufbahn senkrechten Richtung verteilt sind) und Hybride. Dieselben Anordnungen von Strahlflecken können mit einem oder mehreren der Strahlflecke, die Messtechnikstrahlflecke sind, verwendet werden.
  • In einigen Fällen kann der Messtechnikstrahl Querachsen-Y-Daten sowie Achsen-X-Daten messen. 8B ist beispielsweise eine Darstellung von mehreren seitlich beabstandeten Messtechnik-Verbindungsdurchläufen entlang Bahnen 370A, 370B und 370C über ein Segment von Verbindungen mit seitlich versetzten teilweisen verbindungsartigen Strukturen 440. Die seitlich versetzten teilweisen verbindungsartigen Strukturen 440 können in einem Spalt 430 angeordnet sein, wie gezeigt. Die Abtastung von seitlich versetzten Messtechnikstrahlflecken 535A, 535B und 535C über die Strukturen 440 (entweder Abtastung mit demselben Strahl seriell mit einem fortschreitenden seitlichen Versatz für jede Abtastung oder Abtastung mit mehreren Strahlen parallel, wie gezeigt) stellt eine Querachsen-Messtechnik-Information bereit. Der mittlere Strahlfleck 535B erzeugt beispielsweise eine Reflexion an der mittlere Struktur 440, während der obere Strahlfleck 535A eine Reflexion an nur der ersten (am weitesten linken) Struktur 440 erzeugt, und der untere Strahlfleck 535C erzeugt eine vollständige Reflexion an nur der dritten (am weitesten rechten) Struktur 440. In Abhängigkeit von der Anordnung der Strukturen 440, übermitteln die Anzahl, die Reihenfolge und/oder die Zeitsteuerung der Reflexionen an den Strukturen 440 Informationen über die seitliche Position des Messtechnikstrahlflecks 535. Mehr oder weniger Strukturen 440 können verwendet werden; die Anzahl und Anordnung der Strukturen 440 in 8B stellt nur das Konzept dar. Wenn der Messtechnikstrahlfleck 535 in der V-(Querachsen)Richtung lenkbar ist, kann das Zittern der V-Position des Strahlflecks 535 während eines einzelnen Verbindungsdurchlaufs auch V-Messtechnik-Informationen erzeugen.
  • Andere Anordnungen von mehreren Messtechnik-Laserstrahlflecken sind möglich, wie beispielsweise mehrere Flecke auf der Achse, mehrere Querachsenflecke auf separaten im Allgemeinen parallelen Verbindungsdurchläufen, Querachsenversatz innerhalb desselben Verbindungsdurchlaufs, wie in einer erläuternden Form in 9B gezeigt, und Hybride von einigen oder allen der obigen. Solche anderen Anordnungen von mehreren Messtechnik-Laserstrahlflecken können für den Zweck des Sammelns von V-Positionsdaten, Sammelns von X-Positionsdaten für verschiedene Reihen von Verbindungen gleichzeitig oder andere Zwecke dienen.
  • 8C stellt einen Messtechnik-Verbindungsdurchlauf dar, der Daten von sowohl Zielverbindungen 410 als auch Ausrichtungsstrukturen 444 sammelt. Die Ausrichtungsstrukturen 444, die mit dem Messtechnik-Verbindungsdurchlauf vermischt sind, können irgendeine Form aufweisen, einschließlich herkömmlicher Ausrichtungsziele. Die speziellen Ausrichtungsstrukturen, die in 8C verwendet werden, ermöglichen eine alternative Weise zum Sammeln von Y-Messtechnik-Informationen während eines Verbindungsdurchlaufs in der X-Richtung. Der Spalt 430A zwischen den Verbindungsgruppen 420A und 420B enthält eine Ausrichtungsstruktur 444 mit zwei dreieckigen reflektierenden Abschnitten, die durch eine nicht reflektierende Unterbrechung voneinander getrennt sind, sie sich über die Struktur 444 in einem Winkel erstreckt, so dass die X-Position der Unterbrechung Informationen über die V-Position des Messtechnik-Laserstrahlflecks 535 übermittelt. Insbesondere wenn der Messtechnik-Laserstrahlfleck 370 über die Ausrichtungsstruktur 444 abtastet, besteht das Reflexionssignal aus einem ersten Reflexionssignal mit großem Betrag für eine erste Dauer, gefolgt von einem Reflexionssignal mit kleinem Betrag (idealerweise null) über die Unterbrechung, gefolgt von einem zweiten Reflexionssignal mit großem Betrag für eine zweite Dauer. Die erste Dauer und/oder die zweite Dauer übermitteln Informationen über die V-Position des Messtechnik-Laserstrahlflecks 535. Wahlweise kann die Ausrichtungsstruktur 444 aus nur einem einzelnen dreieckigen reflektierenden Abschnitt bestehen, da ein solcher Abschnitt allein die gewünschten V-Positionsinformationen bereitstellen kann; zwei solche Abschnitte in der in 8C gezeigten Anordnung nutzen jedoch den verfügbaren Raum in dem Spalt 430A besser und können zuverlässigere V-Positionsinformationen über Redundanz bereitstellen.
  • 9A zeigt eine erwünschte Anordnung auf der Achse, bei der der vordere Strahlfleck der Messtechnikstrahlfleck 535 ist und der hintere Strahlfleck der Bearbeitungsstrahlfleck 135 ist. Wenn diese Reihe von Verbindungen bearbeitet wird, werden Messtechnikmessungen vom Messtechnik-Laserstrahlfleck 535 gesammelt und die gemessenen Daten werden verarbeitet, um einen genauen Ort für den folgenden Bearbeitungslaserstrahlfleck 135 zu bestimmen, um diese Verbindung zu bearbeiten. Wahlweise können einer oder mehrere zusätzliche hintere Bearbeitungs- und/oder Messtechnik-Strahlflecke auch verwendet werden, wie in 9B gezeigt. Obwohl es bevorzugt ist, da der Messtechnik-Laserstrahlfleck 535 führt und der (die) Bearbeitungslaserstrahlfleck(e) 135 nachläuft (nachlaufen), wie in 9B gezeigt, ist es auch möglich, dass der (die) Bearbeitungslaserstrahlfleck(e) vorangeht (vorangehen) und der (die) Messtechnik-Laserstrahlfleck(e) nachläuft (nachlaufen).
  • 9C stellt eine Querachsenanordnung eines Messtechnikflecks 535 und eines Bearbeitungsflecks 135 dar. Der Messtechnikfleck 535 läuft entlang einer ersten Reihe von Verbindungen 550A und der Bearbeitungsfleck läuft entlang einer zweiten Reihe von Verbindungen 550B, die im Allgemeinen parallel zu und vorzugsweise nahe der ersten Reihe 550A (z. B. der nächsten naheliegendsten oder benachbarten Reihe) angeordnet ist. Aufgrund der typischen geradlinigen Regelmäßigkeit von Halbleiter-IC-Anordnungen korrelieren die Verbindungspositionen, die durch den Messtechnikfleck 535 in der Reihe 550A gemessen werden, eng mit den Positionen der Verbindungen, die durch den Bearbeitungsfleck 135 in der nahe liegenden Reihe 550B bearbeitet werden. Irgendwelche bekannten Versätze, die beispielsweise aus CAD und/oder anderen Ausrichtungsdaten bestimmt werden können, können in den Achsen-, Querachsen- und vertikalen Z-Richtungen berücksichtigt werden.
  • 9D stellt eine Querachsenanordnung eines Messtechnikflecks 535 und eines Bearbeitungsflecks 135 mit einem Versatz auf der Achse dar. Wie gezeigt, geht der Messtechnikfleck 535 in der ersten Reihe 550A dem Bearbeitungsfleck 135 in der zweiten Reihe 550B um ein gewisses Ausmaß in der Achsen- oder X-Richtung voran.
  • 9E stellt eine Querachsenanordnung eines Messtechnikflecks 535 und eines Bearbeitungsflecks 135 innerhalb derselben Reihe dar. Der Messtechnikfleck 535 und der Bearbeitungsfleck 135 sind um ein gewisses Ausmaß in der Y-Richtung voneinander getrennt, wenn sie in der X-Richtung entlang jeweiliger Bahnen 370A und 370B laufen.
  • 9F stellt eine Querachsenanordnung eines Messtechnikflecks 535 und eines Bearbeitungsflecks 135 mit einem Versatz auf der Achse innerhalb derselben Reihe dar. Der Messtechnikfleck 535 und der Bearbeitungsfleck 135 sind um ein gewisses Ausmaß in der Y-Richtung und ein gewisses Ausmaß in der X-Richtung voneinander getrennt, wenn sie in der X-Richtung entlang jeweiliger Bahnen 370A und 370B laufen. Ein Vorteil dieser Anordnung im Vergleich zur reinen Querachsenanordnung von 9E oder zur reinen Anordnung auf der Achse von 9A ist der vergrößerte räumliche Abstand zwischen dem Bearbeitungsfleck 135 und dem Messtechnikfleck 535. Ein Vorteil dieses vergrößerten räumlichen Abstandes kann die Verringerung der Störung beim Messtechnikprozess durch den Bearbeitungslaser sein.
  • Das Durchführen der Ausrichtung unter Verwendung der Verbindungen 410 kann aus mehreren Gründen genauer sein als die Verwendung der zweckgebundenen Ausrichtungsziele 230 allein, einschließlich (1) einer verringerten Empfindlichkeit gegen Fehler in den zweckgebundenen Ausrichtungszielen 230, (2) einer engeren räumlichen Korrelation zwischen den Ausrichtungszielen und den Bearbeitungszielen in der X-, Y- und/oder Z-Richtung und (3) der Fähigkeit, über eine große Anzahl von Ausrichtungsmessungen, die schnell gesammelt werden, zu mitteln. Die folgenden Absätze behandeln diese Vorteile ausführlich.
  • Zuallererst sind die zweckgebundenen Ausrichtungsziele 230 typischerweise ziemlich spärlich auf dem Werkstück 130. Ein typischer Halbleiter-DRAM-Chip weist eine Fläche von ungefähr 70 mm2 auf, enthält etwa 2000 bis etwa 20000 Verbindungen, enthält jedoch typischerweise nur 2–4 zweckgebundene Ausrichtungsziele 230. Wenn ein zweckgebundenes Ausrichtungsziel 230 fehlerhaft ist (wie in 5C gezeigt), muss man einen relativ langen Abstand durchlaufen, um ein alternatives zweckgebundenes Ausrichtungsziel zu finden, das zufrieden stellend sein kann. Es kann auch kein zweckgebundenes Ausrichtungsziel nahe allen der Verbindungen 410 vorliegen, die bearbeitet werden müssen, so dass eine Abschätzungsarbeit über die XY-Ausrichtung und Z-Fokussierungshöhe geschehen muss. Feine Strukturen, wie z. B. vertikale Verschiebungen, die aufgrund eines Teilchens unter dem Wafer auftreten, können auch übersehen werden. Diese und andere feine Strukturen können jedoch erfasst werden, indem mehr Messungen enger zusammen durchgeführt werden. Die hierin beschriebenen Verfahren führen Messungen an verschiedenen Punkten am Werkstück 130 durch, wobei die Dichte solcher Messpunkte vorzugsweise innerhalb mindestens einer oder zwei Größenordnungen der Dichte von Verbindungen an dem Werkstück 130 liegt. Tatsächlich kann die Ausrichtung auf Verbindungsbasis in einigen Fällen den Bedarf für zweckgebundene Ausrichtungsziele 230 vermeiden, wodurch wertvolle Nutzfläche auf dem Werkstück 130 befreit wird und die Komplexität des Werkstücks 130 und seiner Herstellungsprozesse wie z. B. Anordnung und Maskenerzeugung verringert wird. Überdies kann die Ausrichtung auf Verbindungsbasis die Bearbeitung von individuellen Chips 210, nachdem sie von einem Wafer geschnitten wurden, erleichtern.
  • Zweitens ist es grundsätzlich nicht so genau, an den Ecken eines Ausrichtungsbereichs 220 abzutasten und dann Schlussfolgerungen über das Innere des Bereichs 220 unter Verwendung von mathematischen Modellen zu ziehen. Das Durchführen von Messungen an oder nahe dem, wo die Bearbeitung stattfindet, ist genauer. Die Verbindungen 410 sind die engsten optischen Ziele an oder nahe dem Ort der zu bearbeitenden Verbindungen. In einer zugehörigen Anmerkung ist das Fokussieren auf die Verbindungen 410 auch genauer als das Abprallen eines Strahls an der Oberfläche des Werkstücks 130 oder der zweckgebundenen Ausrichtungsziele 230 für die Fokussierhöhenbestimmung aufgrund von Schwankungen in den Dicken der zwischenliegenden Schichten. Diese Dickenschwankungen können über den Wafer ungleichmäßig sein oder Koordinaten eine Ortsabhängigkeit aufweisen.
  • Drittens ermöglicht das Abtasten einer Reihe von vielen Verbindungen 410 eine schnelle Datenerfassung von mehreren Zielen, das Mitteln von vielen Zielstellen und eine Redundanz, die Probleme aufgrund von fehlerhaften Zielen beseitigt. Eine große Menge an Ausrichtungsdaten kann schnell von einer Reihe von aufeinander folgenden Verbindungen erfasst werden. Diese schnelle Datenerfassung ist möglich, da die Daten aufgezeichnet werden können, während sich der Bewegungstisch 170 kontinuierlich in einer Richtung, vorwiegend in einer der X- oder Y-Richtung, bewegt. In einigen Fällen kann es tatsächlich möglich sein, dass sich der Bewegungstisch 170 in regelmäßigen Bearbeitungsgeschwindigkeiten bewegt, während Messtechnikdaten von den Verbindungen 410 gesammelt werden. Mit anderen Worten, die Messtechnik kann "im Fluge" stattfinden, ohne sich irgendeinen signifikanten Durchatznachteil für die Ausrichtung zuzuziehen. In einigen Fällen kann sich der Bewegungstisch 170 um eine oder mehrere Größenordnungen schneller während eines Bearbeitungsdurchlaufs als beim Abtasten eines zweckgebundenen Ausrichtungsziels 230 bewegen. Derzeit liegen typische Geschwindigkeiten, mit denen sich ein Laserstrahlfleck relativ zum Werkstück 130 während eines Verbindungsdurchlaufs bewegt, im Bereich von etwa 40 mm/s bis etwa 200 mm/s im Vergleich zu typischen Geschwindigkeiten von etwa 5–20 mm/s, mit denen ein Laserstrahlfleck herkömmlich über das zweckgebundene Ausrichtungsziel 230 abgetastet wird.
  • Überdies ist es aufgrund der äußerst wertvollen Werkstückfläche, die sie belegen würden, unpraktisch, viele Ausrichtungsziele in einer Reihe im Inneren eines Chips anzuordnen, jedoch kann unter Verwendung der natürlich vorkommenden Reihen von Verbindungen als Ausrichtungsziele eine umfassende Datenerfassung ermöglicht werden und das Messen des Orts von vielen Verbindungen ermöglicht einem, den Ort von zig, hunderten oder sogar tausenden von Zielstellen zusammen zu mitteln, um zu einer Positionsabschätzung zu gelangen. Ferner werden die durch ein fehlerhaftes zweckgebundenes Ausrichtungsziel 230 verursachten Probleme unter Verwendung der Verbindungen 410 als Ausrichtungsziele gemildert. Ein fehlerhaftes zweckgebundenes Ausrichtungsziel 230 kann außerstande sein, ein genaues Bezugssignal bereitzustellen, ungeachtet dessen, wie viele Male es abgetastet wird. Wenn dagegen die Orte von vielen verschiedenen Verbindungen 410 festgestellt und gemittelt werden, ist die Auswirkung von einigen fehlerhaften Zielen minimal.
  • 10 ist ein Graph einer reflektierten Ausrichtungslaserenergie als Funktion der X-Position über die mittlere Verbindungsgruppe 420B von 8 oder 9. 10–13 wurden durch Simulation unter der Annahme, dass die Verbindungen 410 in dieser Gruppe 420B eine gleichmäßige Breite von 0,75 Mikrometer und eine gleichmäßige Schrittweite von 2 Mikrometer aufweisen und dass der Strahlfleck eine Gaußsche räumliche Verteilung mit einem 1/e2-Durchmesser von 1,5 Mikrometer aufweist, erzeugt. Diese Zahlenwerte wurden, obwohl sie derzeit repräsentativ sind, wegen der Erläuterung gewählt. Derzeit liegt die Verbindungsschrittweite typischerweise im Bereich von etwa 1,8 bis etwa 3 Mikrometer. Folglich führen die hierin beschriebenen Verfahren Messtechnikmessungen an verschiedenen Punkten am Werkstück 130 durch, die um einen Abstand getrennt sind, der derselbe wie oder zumindest in der gleichen Größenordnung wie die Verbindungsschrittweite ist. Wie bereits angegeben, wird erwartet, dass diese Werte in der Zukunft schrumpfen. Zum Zeitpunkt dieses Schriftstücks wird erwartet, dass eine UV-Laserbearbeitung mit kleinem Fleck eine Verringerung der Verbindungsschrittweite erleichtert, was eine größer Systemgenauigkeit erfordert. Die erforderlichen Genauigkeitsverbesserungen liegen hauptsächlich in der Achsen- und der Z-Höhenrichtung, die die leichtesten Richtungen sind, die durch Messtechnik-Verbindungsdurchläufe bewertet werden.
  • Ein einzelner Durchlauf des Ausrichtungslaserstrahlflecks 535 die Verbindungsgruppe 420B hinab kann schnell und effizient einen Satz von räumlich dichten Positions- und Reflexionsmessungen sammeln, die für die Ausrichtung verwendet werden können. Diese Reflexionsdaten können verwendet werden, um die Beziehung auf der Achse zwischen der Strahleinschnürung und den Zielverbindungen 410 zu bestimmen. 10 zeigt, dass 11 Maxima und 10 Minima im Reflexionssignal vorliegen. Die Maxima können verwendet werden, um Verbindungen aufzufinden; die Minima können verwendet werden, um die Mitte der Räume zwischen Verbindungen (mittlerer Ort von zwei benachbarten Verbindungen) aufzufinden. Folglich kann die Anwendung eines Spitzenauffindungsalgorithmus auf dieses Reflexionssignal und von CAD-Daten von Verbindungskoordinaten 21 Abschätzungen der Laser-Verbindungs-Ausrichtung erzeugen. Die Kurvenanpassung an ein Reflexionsvermögensmodell anstatt die Verwendung eines Spitzenauffindungsalgorithmus kann eine größere Genauigkeit bereitstellen.
  • Das Mitteln der Ergebnisse von mehreren aufgefundenen Spitzen kann die Fleck-Verbindungs-Ausrichtung mit besserer Auflösung als derzeitige Messungen von einem Ziel aus zwei Gründen bestimmen: erstens ermöglicht die schnelle Erfassung von serialisierten Reflexionsvermögenssignalen die Erfassung von viel mehr Reflexionsspitzen als herkömmliche wiederholte Abtastungen eines einzelnen Ziels in derselben Menge an Zeit. Zweitens kann die Auswirkung einer fehlerhaften Verbindung inmitten einer Reihe von vielen perfekten Verbindungen durch Mitteln verringert werden.
  • Diese Verfahren sind auf Gruppen von Verbindungen mit beliebiger Länge anwendbar. Die Verbindungen 410 können einen gleichmäßigen Abstand und eine gleichmäßige Breite aufweisen oder können einen ungleichmäßigen Abstand und/oder eine ungleichmäßige Breite aufweisen. Diese Verfahren können auf mehrere Gruppen von Verbindungen mit Spalten von gleichmäßigen oder veränderlichen Größen zwischen den Gruppen angewendet werden.
  • In einigen Fällen können zusätzliche Informationen erforderlich sein, um das durch ein Segment von Verbindungen erzeugte Reflexionssignal mit dem CAD-Ort für die korrekten Verbindungen zu korrelieren. Reflexionsdaten aus der Mitte einer sehr langen Kette von identischen Verbindungen mit identischem Abstand können beispielsweise nicht angeben, welche Verbindung welche Reflexion erzeugt hat. Folglich kann eine Kalibrierung durch ganzzahlige Vielfache des Verbindungsabstandes vorliegen. Synchronisations- oder Korrelationsverfahren können verwendet werden, um Reflexionsdaten und CAD-Modelle definitiv zu überlappen. Ein bekanntes Muster wie z. B. ein Barker-Code kann beispielsweise an einem Chip 210 oder zwischen Chips 210 bereitgestellt sein, um eine eindeutige und leicht identifizierte Strukturierung in den Verbindungen zu erzeugen. Dies kann eine bekannte Anzahl von Verbindungen mit einem bekannten Abstand, gefolgt von einer bekannten Anzahl von Verbindungen umfassen. Alternativ kann ein Muster in der Verbindungsschrittweite und/oder Verbindungsbreite zur Synchronisation verwendet werden. Als ein Beispiel zeigt 11 einen Graph der reflektierten Ausrichtungslaserenergie als Funktion der X-Position über eine Verbindungsgruppe mit einem Korrelationsmuster. In diesem Muster befindet sich eine breite Verbindung in einer Position von –2 Mikrometer und es fehlt eine Verbindung in einer Position von +4 Mikrometer und es besteht ein breiterer Verbindungsabstand in einer Position von +9 Mikrometern. Irgendwelche oder alle von diesen können verwendet werden, um sicherzustellen, dass die korrekte Verbindung 410 mit der korrekten Reflexionssignatur korreliert wird.
  • In einigen Fällen kann es erwünscht sein, anfänglich einige Ausrichtungsabtastungen an den zweckgebundenen Ausrichtungszielen 230 um den Chipumfang durchzuführen, um ein vorläufiges Modell eines Verbindungsorts zu bestimmen. Dies kann unter Verwendung von Maschinensichtverfahren durchgeführt werden, um Ausrichtungsziele anfänglich zu finden, möglicherweise gefolgt von BTW-Abtastungen von zweckgebundenen Ausrichtungszielen 230, um die Positionsabschätzung weiter zu verfeinern. Dieses vorläufige Modell des Verbindungsorts kann dann durch die hierin beschriebenen Verfahren verfeinert werde. Wenn das vorläufige Modell von Verbindungsorten ausreichend genau auf Toleranzen unterhalb einer Verbindungsschrittweite ist, dann kann der vorstehend beschriebene Synchronisationsschritt nicht erforderlich sein.
  • Das Schwenken der Z-Höhe, während eine Reihe von Verbindungen hinabgelaufen wird, kann eine gleichzeitige Achsenpositionsbestimmung und Fokussierhöhenbestimmung ermöglichen, wie in 12A und 12B gezeigt, die Graphen der reflektierten Ausrichtungslaserenergie als Funktion der X-Position bzw. Z-Position über die mittlere Verbindungsgruppe 420B von 8 oder 9 sind. Eine Weise zum Bewerten der Fokussierung besteht darin, die Z-Höhe zu ändern, während die Reihe von Verbindungen hinabgelaufen wird und Reflexionsvermögensdaten gesammelt werden. In 12 wird die Z-Höhe von –3 bis +3 Mikrometer bewegt, während X gleichzeitig von –15 zu +15 Mikrometer bewegt wird. Die Verbindungen und die Strahleinschnürung sind in einer Z-Höhe von –0,4 Mikrometer koplanar. 12B zeigt, dass die größte reflektierte Energie, die der engsten Fleckgröße entspricht, in einer Z-Position von –0,4 Mikrometer auftritt. Die Untersuchung von mehreren Spitzen nahe dem Brennpunkt kann die beste Fokussierungshöhe genauer bestimmen, insbesondere wenn die Fokussierungshöhe zwischen zwei Verbindungspositionen fällt. Interpolations-, Mittelungs-, Signalverarbeitungs-, Kurvenanpassungs- und Parameterabschätzverfahren können in diesem Fall verwendet werden. 12 demonstriert, dass es möglich ist, den Spitzenort gleichzeitig mit dem Brennpunkt zu ermitteln. Daher kann die Achsen- und Brennpunkkalibrierung gleichzeitig durchgeführt werden. Dies stellt eine schnelle Weise zum Kalibrieren von zwei Ausrichtungsvariablen bereit.
  • 13 ist ein Graph der reflektieren Ausrichtungslaserenergie als Funktion der Verbindungsschrittweite. Der Graph umfasst zwei Kurven – die die maximalen und minimalen reflektieren Energien über eine Gruppe von Verbindungen als Funktion der Verbindungsschrittweite zeigen. Wie die Graphen zeigen, kann, wenn die Verbindungsschrittweite im Vergleich zur Verbindungsbreite klein ist, ein unzureichender Kontrast zwischen der maximalen und minimalen reflektierten Energie bestehen. Ein guter Kontrast hilft beim Spitzenauffindungsprozess. Folglich wirken sich die Fleckgröße, die Verbindungsschrittweite und die Verbindungsbreite alle auf den Reflexionskontrast auf, ebenso wie die Wellenlänge des Messtechnik-Laserstrahls und die Materialien und die Schichtdicke, die für die Verbindungs- und Waferkonstruktion verwendet werden. Diese Parameter können optimiert werden, um Reflexionsdaten mit hoher Qualität für eine überlegene Kalibrierung zu erhalten.
  • 14 ist ein Ablaufplan eines Verfahrens 600 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 600 erzeugt (610) einen Messtechnik-Laserstrahl und breitet (620) diesen Laserstrahl in Richtung einer Verbindung 410 auf dem Werkstück 130 aus. Der Messtechnik-Laserstrahl schneidet das Werkstück 130 an einem Messtechnik-Laserstrahlfleck 535, der gelegentlich über die Verbindungen 410 läuft, wenn das Verfahren 600 den Laserstrahlfleck 535 relativ zum Werkstück 130 entlang eines Weges auf dem Werkstück 130 bewegt (625). Eine Reflexion des Messtechnik-Laserstrahls wird erfasst (630) und gemessen, was zu einem Signal der reflektierten Energie führt, wie beispielsweise den in 10 gezeigten. Auf der Basis dieses Reflexionssignals bestimmt (640) das Verfahren 600 die relative Position des Messtechnik-Laserstrahlflecks 535 relativ zu den speziellen Verbindungen 410, über die der Messtechnik-Laserstrahlfleck 535 verläuft. Der Bestimmungsschritt 640 kann unter Verwendung von irgendeinem der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt werden, einschließlich beispielsweise Spitzen-(die Minima oder Maxima sein können)Auffindungsalgorithmen, mathematischer Oberflächenanpassungsmodelle, Synchronisationsmustern, die durch die Verbindungen 410 gebildet werden, und/oder Vergleich mit nominalen Positionsdaten wie z. B. CAD-Daten. Das Verfahren 600 stellt (650) dann die Position des Bearbeitungslaserstrahlflecks 135 nach Bedarf ein, so dass der (die) Bearbeitungslaserstrahl(en) zu ausgewählten Verbindungen genauer in einer oder mehreren der X-, Y- und Z-Dimensionen zur Bearbeitung (660) dieser ausgewählten Verbindungen geliefert wird. Der (die) Bearbeitungslaserstrahlfleck(e) 135 und der Ausrichtungslaserstrahlfleck (535 können im Wesentlichen überlappen oder sie können um eine feste oder dynamisch einstellbare Verschiebung voneinander getrennt sein. Wie bereits angegeben, können die Schritte des Verfahrens 600 in Abhängigkeit davon, wie das Verfahren 600 in einer speziellen Situation implementiert wird, nacheinander oder gleichzeitig in einem gewissen Grad durchgeführt werden. Das Verfahren 600 kann unter Verwendung einer Vielzahl von verschiedenen Hardwarekonfigurationen, einschließlich der beispielsweise in 1 und 2 dargestellten, durchgeführt werden.
  • 15A ist ein Ablaufplan eines Verfahrens 700 mit "Impuls bei Reflexion" gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 700 erzeugt (610) einen Messtechnik-Laserstrahl und breitet (620) diesen Laserstrahl in Richtung einer abgeschätzten Position einer Verbindung 410 auf dem Werkstück 130 aus, wenn das Verfahren 700 den Laserstrahlfleck 535 relativ zum Werkstück 130 entlang eines Weges auf dem Werkstück 130 bewegt (625). Das Verfahren 700 wird vorzugsweise in einem Fall verwendet, wie in 9A dargestellt, in dem der Messtechnik-Laserstrahlfleck 535 dem Bearbeitungslaserstrahlfleck 135 während eines Verbindungsdurchlaufs vorangeht. Der von den Laserstrahlflecken 135 und 535 durchlaufene Weg ist vorzugsweise ein Weg, der die Mitten der Verbindungen kreuzt, wie vorher durch ein Modell oder vorläufige Kalibrierungsdaten festgelegt. Die Reflexion des Messtechnik-Laserstrahlflecks 535 an der Verbindung 410 erzeugt ein Reflexionssignal, das ein optisches Signal sein kann oder in eine elektrische Form umgewandelt werden kann. Das Verfahren 700 erfasst (730) ansteigende Kreuzungen des Reflexionssignals über die Schwelle T. Diese Kreuzung gibt die Position der Mitte der Verbindung abgesehen von einem kleinen Versatz Δd an. Das Verfahren 700 erzeugt (750) einen Bearbeitungslaserstrahl und breitet (760) diesen Laserstrahl zu der Position aus, die die Reflexion erzeugt hat, wie durch die Schwellenkreuzung erfasst – d. h. zur Verbindung.
  • Das Verfahren 700 kann an einigen oder allen Verbindungen in einer Reihe während eines Verbindungsdurchlaufs wiederholt werden. In diesem Fall umfasst das Reflexionssignal eine Reihe von Reflexionsmaxima und Nicht-Reflexions-Minima, wie in 10 gezeigt und in 15B als Funktion des X-Abstandes wiedergegeben, wenn sich der Messtechnik-Strahlfleck 535 entlang der Reihe von Verbindungen bewegt. Jedes Maximum in dem Reflexionssignal stellt die Mitte einer Verbindung dar und jedes Minimum stellt den Mittelpunkt zwischen zwei benachbarten Verbindungen dar. 15B zeigt auch die Schwelle T etwas unterhalb der Spitzen im Erfassungssignal und den entsprechenden Versatz Δd.
  • Das Verfahren 700 berücksichtigt vorzugsweise die am Erzeugen des Laserimpulses und Ausbreiten desselben zum Werkstück 130, nachdem ein Lasertriggerbefehl ausgegeben wird, beteiligte Verzögerung. Ein Verfahren zum Berücksichtigen der Verzögerung besteht darin, den Bearbeitungslaserstrahlfleck 135 so zu positionieren, dass er hinter dem Messtechnik-Laserstrahlfleck 535 nacheilt. Der Nacheilabstand Δd zwischen den zwei Flecken führt zu einer Zeitverzögerung zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Reflexion vom Messtechnik-Strahlfleck 535 die Schwelle T kreuzt, und dem Zeitpunkt, zu dem der Bearbeitungslaserstrahlfleck 135 korrekt über der Verbindung angeordnet ist. Idealerweise ist das Nettoergebnis irgendeiner Verzögerung, dass der Bearbeitungslaserstrahlfleck 135 sich um den korrekten Abstand entlang des Werkstücks 130 bewegt, um seinen Impuls genau auf der Zielverbindung oder innerhalb irgendeiner gewünschten Toleranz auf der Achse zu liefern. Alternativ kann eine Nullverzögerung zwischen dem Erfassungsschritt 730 und dem Erzeugungsschritt 750 hinzugefügt werden. In einigen Fällen kann der Bearbeitungslaserstrahlfleck 135 dem Messtechnik-Laserstrahlfleck 535 voreilen.
  • Die Auswahl einer geeigneten Schwelle T und Verzögerungszeit, falls vorhanden, hängt von Systemvariablen wie z. B. der Form und dem Betrag des Reflexionssignals (was wiederum von den optischen Eigenschaften des Messtechnik-Laserstrahls, des Werkstücks 130 und den Parametern des Sensors 198 für reflektierte Energie abhängt), der Geschwindigkeit, mit der die Verbindungsdurchläufe durchgeführt werden, und vom Abstand (falls vorhanden) zwischen dem Messtechnik-Laserstrahlfleck 535 und dem Bearbeitungslaserstrahlfleck 135 ab. Fachleute können geeignete Einstellungen für ein gegebenes Szenario angesichts der Lehren hierin auswählen.
  • Das Verfahren 700 bearbeitet Verbindungen, wo sie gefunden werden, und ist in einem großen Grad von irgendeinem Positionsmodell für das genaue Zielen auf die Verbindungen unabhängig. Diese Verfahren mit Impuls bei Reflexion bietet den Vorteil von Unmittelbarkeit in der Zeit zwischen der Messtechnikabtastung einer Zielposition und ihrer Bearbeitung. Diese Unmittelbarkeit kann die Bearbeitungsgenauigkeit weiter verbessern, da die Gelegenheit für eine Positionsabweichung zwischen den Zeiten der Messtechnik und der Bearbeitung verringert ist. Ein zusätzlicher Vorteil dieses Verfahrens mit Impuls bei Reflexion besteht darin, dass es restliche Fehler im Kalibrierungsmodell, Fehler in der CAD-Verbindungspositionsdatenbank oder Herstellungsfehler, die zu Verbindungen führen, die geringfügig falsch angeordnet sind, kompensieren kann. Noch ein weiterer Vorteil des Verfahrens mit Impuls bei Reflexion besteht darin, dass es für den Weg der Laserstrahlflecke auf dem Werkstück 130 weitgehend invariant ist. Das Verfahren kann mit geneigten, gekrümmten und Drehwegen beispielsweise gut arbeiten. Tatsächlich ist in einem Ausführungsbeispiel mit zwei Strahlen, wenn der Messtechnik-Laserstrahlfleck 535 und der Bearbeitungslaserstrahlfleck 135 in einem festen relativen Versatz verriegelt sind, dann der Weg dieser Flecke irrelevant.
  • 16A–16C sind Ablaufpläne anderer Verfahren gemäß verschiedener Ausführungsbeispiele. Während die Verfahren 600 und 700 vorstehend auf einer Basis pro Verbindung beschrieben wurden, werden die Verfahren der 16A–16C nachstehend auf einer Basis pro Durchlauf beschrieben. Insbesondere ist 16A ein Ablaufplan eines Verfahrens 800 zum periodischen oder gelegentlichen Durchführen Messtechnikdurchläufen, die mit Bearbeitungsdurchläufen vermischt sind. Das Verfahren 800 beginnt mit dem gelegentlichen Durchführen (810) von einem oder mehreren anfänglichen Ausrichtungsvorgängen, die Maschinensichtverfahren und/oder die Abtastung von zweckgebundenen Ausrichtungszielen 230 umfassen können. Die anfänglichen Ausrichtungsverfahren können auch Messtechnikdurchläufe auf Verbindungsbasis umfassen, die entlang einer oder mehrerer X-Richtungsbahnen 370 und/oder Y-Richtungsbahnen 380 durchgeführt werden. Messtechnikdurchläufe entlang einer kleinen Anzahl von ungefähr gleich beabstandeten Verbindungsreihen in der X-Richtung und einer kleinen Anzahl von gleich beabstandeten Verbindungsreihen in der Y-Richtung können beispielsweise einen ausreichend repräsentativen Abtastwert von Verbindungspositionen für den Zweck der anfänglichen Ausrichtung erzeugen. Als nächstes führt das Verfahren 800 einen oder mehrere Bearbeitungsdurchläufe entlang Verbindungsreihen durch (820) und testet (830) dann, ob eine erneute Ausrichtung erforderlich ist. Das Kriterium für die erneute Ausrichtung kann der Ablauf einer gegebenen Menge an Zeit, die Trennung im Abstand um einen gegebenen Abstand von einer Reihe, die Gegenstand eines vorherigen Messtechnikdurchlaufs war, irgendein anderes Kriterium oder irgendeine Kombination von einem oder mehreren Kriterien sein. Wenn keine erneute Ausrichtung erforderlich ist, fährt das Verfahren 800 zum Durchführen (820) eines Bearbeitungsdurchlaufs (von Bearbeitungsdurchläufen) fort. Wenn eine erneute Ausrichtung angefordert wird, führt das Verfahren 800 einen Messtechnikdurchlauf entlang einer Reihe durch (840), die vorzugsweise die nächste zu bearbeitende Reihe ist. Dabei sammelt das Verfahren 800 tatsächliche Positionsdaten für einige oder alle der Verbindungen in dieser Reihe. In Fällen, in denen das Verfahren 800 ein Positionsmodell des Werkstücks 130 zum Bestimmen der Positionen von Verbindungen 410 und anderer Strukturen verwendet, kann das Verfahren 800 die tatsächlichen Positionsdaten von dem Messtechnikdurchlauf verwenden, um dieses Modell zu aktualisieren (850). Details zum Durchführen des Aktualisierungsschritts 850 werden nachstehend beschrieben. In jedem Fall stellt das Verfahren 800 die Position des Bearbeitungslaserstrahlflecks 135 relativ zum Werkstück 130 ein (860) und nimmt dann die Durchführung (820) von Bearbeitungsdurchläufen wieder auf. Die Einstellung kann durch eine tatsächliche Hardwareumgebung (z. B. Bewegung des Bewegungstischs 170 oder Lenken eines optischen Strahllenkelements im Ausbreitungsweg des Bearbeitungslaserstrahls 135) oder eine Software oder Daten-"Bewegung" (d. h. Verarbeitung von Daten, die sich auf die Zeitsteuerung und/oder Positionierung von Bearbeitungslaserimpulsen auswirken) oder irgendeine Kombination beider durchgeführt werden. Wenn die Einstellung durch Bewegung des Bewegungstischs 170 durchgeführt wird, sollten die anschließenden Effekte dieser Bewegung auf den Messtechnik-Laserstrahlfleck 535 berücksichtigt werden.
  • Im einfachsten Fall beinhaltet ein Positionsmodell für Werkstückstrukturen ein mathematisches Modell für ein planares Objekt wie z. B. eine planare Scheibe, in der Punkte die Mitten von Verbindungen darstellen. Dieses Modell kann durch X- und/oder V-Translation aktualisiert werden, um es die modellierten Verbindungspositionen an die gemessenen Verbindungspositionen, wie durch eine oder mehrere Messtechnikmessungen ermittelt, optimal anzupassen. Fortschrittlichere Modelle können die Neigung des planaren Objekts oder die Form der Verbindungen berücksichtigen. Noch fortschrittlichere Modelle können nicht-planare Effekte in einer mathematischen Oberfläche berücksichtigen. Solche Effekte umfassen Verziehung oder Durchbiegung, die durch darunter liegende Staubteilchen verursacht wird. Alternativ kann anstelle eines Oberflächenmodells ein dreidimensionales Objektmodell ganz durch seine Art Tiefeneffekte in der Z-Dimension berücksichtigen. In Anbetracht eines mathematischen Modells ist es ungeachtet seiner Art oder Komplexität durch Parameter gekennzeichnet. Eine Version des Aktualisierungsschritts 850 passt diese Parameter an oder stellt sie ein, um zu bewirken, dass die Verbindungspositionen gemäß dem Modell den tatsächlichen gemessenen Verbindungspositionen besser entsprechen. Der Anpassungs- oder Einstellalgorithmus kann viele Formen annehmen, wie Fachleute angesichts der Lehren hierin erkennen können. Wenn beispielsweise das Werkstückmodell in seinen Parametern linear ist (was möglich ist, selbst wenn das Modell selbst nicht-linear oder nicht-planar ist), dann kann ein Algorithmus kleinster Quadrate implementiert werden, um die Summe der Quadrate der Differenzen zwischen jeder modellierten und tatsächlichen gemessenen Position zu minimieren. Dieser gut bekannte Algorithmus kann rekursiv implementiert werden, so dass jeder neue gemessene Datenpunkt das Modell etwas verfeinert. Vorteile dieses Algorithmus umfassen die Verdünnung von extremen oder fehlerhaften Messungen. Dieser Algorithmus kann auf einer Basis pro Messung iteriert werden, nachdem jede Verbindungspositionsmessung während eines Messtechnikdurchlaufs durchgeführt ist, oder weniger häufig, wie z. B. am Ende eines Messtechnikdurchlaufs, um mehrere Verbindungspositionsmessungen, die während des Durchlaufs gesammelt werden, gemeinsam zu berücksichtigen. Der Algorithmus kann in einer Form implementiert werden, um ihn am besten an solche Faktoren wie die Geschwindigkeit des Bewegungstischs 170 und die Bearbeitungsfähigkeiten der Steuereinheit 190, die vorzugsweise den Algorithmus durchführt, anzupassen.
  • Die Reihenfolge von Durchläufen gemäß dem Verfahren 800 kann alle X-Richtungs-Durchläufe, gefolgt von allen Y-Richtungs-Durchläufen oder umgekehrt sein. Alternativ kann das Verfahren 800 alternativ einige X-Richtungs-Durchläufe, dann einige Y-Richtungs-Durchläufe durchführen. Das Mischen von X-Richtungs-Durchläufen und Y-Richtungs-Durchläufen kann die aktuelle Kalibrierung sowohl in den X- als auch Y-Dimensionen durch periodische Aktualisierung in jeder Richtung aufrechterhalten.
  • 16B ist ein Ablaufplan eines Verfahrens 900, in dem die Messtechnik und Bearbeitung abwechselnd während desselben Verbindungsdurchlaufs durchgeführt werden. Das Verfahren 900 führt zuerst eine wahlweise anfängliche Ausrichtung durch (810), wie vorstehend in Verbindung mit dem Verfahren 800 beschrieben. Dann nimmt das Verfahren 900 für jede Reihe von Verbindungen, die eine Bearbeitung erfordern, an, dass die Reihe in Segmente, in denen die Bearbeitung erforderlich ist, und in Segmente, in denen keine Bearbeitung erforderlich ist, unterteilt ist. Die letzteren Segmente werden als "Nicht-Durchschmelz"-Segmente in 16B bezeichnet, aber es ist selbstverständlich, dass Dreheinrichtung Zweck der Bearbeitung nicht darin bestehen muss, die Verbindungen zu zerstören oder "durchzuschmelzen". Die Segmentierung kann durch beliebige Einrichtungen von Untersuchung des Bearbeitungsplans (z. B. Verbindungsdefektliste oder Zielkarte 195) durchgeführt werden. Am natürlichsten ist ein Nicht-Durchschmelz-Segment einfach ein zusammenhängendes Segment der Reihe, in dem keine Bearbeitung geplant ist. Da typischerweise nur etwa 10% der Verbindungen eine Bearbeitung erfordern, wird erwartet, dass signifikante Nicht-Durchschmelz-Segmente in den meisten Fällen bestehen. Ein Nicht-Durchschmelz-Segment kann Spezialausrichtungsstrukturen umfassen oder nicht, wie z. B. in 8B und 8C dargestellt. Ungeachtet dessen, wie die Nicht-Durchschmelz-Segmente identifiziert sind, testet (920) das Verfahren 900, ob es sich in einem Nicht-Durchschmelz-Segment befindet oder sich einem nähert. Wenn nicht, führt das Verfahren 900 einfach die Bearbeitung entlang dieses Segments durch (930). Wenn es sich um ein Nicht-Durchschmelz-Segment handelt, führt das Verfahren 900 eine Messtechnikabtastung entlang dieses Segments durch (940) (Umschalten von Laserbetriebsarten, falls erforderlich, von Bearbeitung zu Messtechnik), aktualisiert (850) wahlweise das Positionsmodell für das Werkstück 130 und stellt (860) die Position des Bearbeitungslaserstrahlflecks 135 relativ zum Werkstück 130 auf der Basis der Messtechnikabtastung ein. Das Verfahren 900 ist für ein System mit überlappenden oder identischen Messtechnik- und Bearbeitungslaserstrahlflecken geeignet, die durch denselben Laser zur gleichen oder zu verschiedenen Zeiten erzeugt werden können.
  • In Fällen, in denen die Wahl beim Formulieren des Bearbeitungsplans, in dessen Hinsicht welche der verschiedenen möglichen redundanten Elemente aktiviert oder intakt gelassen werden, um ein fehlerhaftes Element auszutauschen, durchgeführt werden soll, kann die Wahl dann so durchgeführt werden, dass die Größe und/oder Verteilung von Nicht-Durchschmelz-Segmenten über das Werkstück 130 maximiert wird oder andere erwünschte Verteilungen von Nicht-Durchschmelz-Segmenten und/oder bearbeiteten Verbindungen erzeugt werden. Es kann beispielsweise erwünscht sein, einige Verbindungsdurchläufe und Nicht-Durchschmelz-Segmente in sowohl den X- als auch Y-Bearbeitungsachsen so zu verteilen, dass Messtechnik-Verbindungsdurchläufe in beiden Richtungen ausgeführt werden können. Eine erwünschte Verteilung kann auch teilweise oder ganz formuliert werden, um die Zeit zu minimieren, die erforderlich ist, um das Werkstück auszurichten zugeordnet zu bearbeiten.
  • 16C ist ein Ablaufplan eines Verfahrens 1000, in dem die Messtechnik und Bearbeitung gleichzeitig während eines Verbindungsdurchlaufs durchgeführt werden. Das Verfahren 1000 führt zuerst eine wahlweise anfängliche Ausrichtung durch (810), wie vorstehend in Verbindung mit dem Verfahren 800 beschrieben. Dann führt das Verfahren 1000 eine Bearbeitung entlang der Reihe durch (1020), während gleichzeitig die Messtechnik entlang derselben oder einer anderen Reihe, durchgeführt (1030) wird, wobei das Positionsmodell dementsprechend (falls erforderlich) aktualisiert (850) wird und die Position des Bearbeitungslaserstrahlflecks 135 auf der Basis der Messtechnikergebnisse eingestellt (860) wird. Die Schritte 1020, 1030, 850 und 860, wie geeignet, werden für jede Reihe von Verbindungen wiederholt. Das Verfahren 1000 ist zur Verwendung bei den Laserstrahlfleck-Anordnungen, die beispielsweise in 9 gezeigt sind, geeignet.
  • Verschiedene hierin beschriebene Verfahren bestimmen die Positionen von Strukturen auf oder in einem Halbleitersubstrat relativ zu einem Laserstrahlfleck. Diese Verfahren erzeugen einen ersten Laserstrahl und breiten den ersten Laserstrahl zu einem Laserstrahlfleck auf oder in dem Halbleitersubstrat aus; erfassen eine Reflexion des ersten Laserstrahls an einer ersten Struktur an oder in dem Halbleitersubstrat, wodurch erste Reflexionsdaten erzeugt werden; erzeugen einen zweiten Laserstrahl und breiten den zweiten Laserstrahl zu einem Laserstrahlfleck auf oder in dem Halbleitersubstrat aus; erfassen eine Reflexion des zweiten Laserstrahls von einer zweiten Struktur innerhalb eines gewissen Abstandes von der ersten Struktur auf oder in dem Halbleitersubstrat, wodurch zweite Reflexionsdaten erzeugt werden; und verarbeiten die ersten Reflexionsdaten und die zweiten Reflexionsdaten, um eine Position von einer oder mehreren der ersten und zweiten Strukturen zu bestimmen. Der gewisse Abstand kann beispielsweise geringer als eine Seitenabmessung eines Chips 210 oder enger, wie z. B. etwa 1 mm, etwa 100 Mikrometer, etwa 10 Mikrometer, oder sogar derselbe wie der oder in der Größenordnung des Verbindungsschrittweitenabstandes sein.
  • Verschiedene hierin beschriebene Verfahren richten auch einen Laserstrahl in Bezug auf ein Halbleitersubstrat mit einer Anzahl von Strukturen auf oder in einem Halbleitersubstrat aus. Die Anzahl von Strukturen legt eine Dichte der Strukturen auf oder in dem Halbleitersubstrat fest. Diese Verfahren erzeugen einen oder mehrere Laserstrahlen; breiten den einen oder die mehreren Laserstrahlen auf oder in das Halbleitersubstrat aus; erfassen eine Anzahl von Laserstrahlreflexionen von einer Anzahl von jeweiligen Reflexionszielen innerhalb eines gegebenen Bereichs, wodurch Reflexionsdaten erzeugt werden; und verarbeiten die Reflexionsdaten, um einen Laserstrahl in Bezug auf das Halbleitersubstrat auszurichten. Ein Quotient der Anzahl von Laserstrahlreflexionen, dividiert durch den gegebenen Bereich, liegt in derselbe Größenordnung wie die Dichte der Strukturen auf oder in dem Halbleitersubstrat oder innerhalb einer, zwei oder drei Größenordnungen des Betrages der Dichte der Strukturen.
  • Verschiedene hierin beschriebenen Verfahren positionieren auch einen Laserstrahlfleck relativ zu einem Halbleitersubstrat mit Strukturen auf oder in dem Halbleitersubstrat, die selektiv bearbeitet werden sollen, indem ein Bearbeitungslaserstrahl zu einem Bearbeitungslaserstrahlfleck geliefert wird. Diese Verfahren erzeugen einen Messtechnik-Laserstrahl; breiten den Messtechnik-Laserstrahl entlang eines Ausbreitungsweges zu einem Messtechnik-Laserstrahlfleck an oder nahe einer selektiv zu bearbeitenden Struktur aus; Bewegen den Laserstrahlfleck relativ zum Halbleitersubstrat mit einer Geschwindigkeit; erfassen eine Reflexion des Messtechnik-Laserstrahls von der Struktur, wodurch ein Reflexionssignal erzeugt wird, während die Bewegung stattfindet; und bestimmen auf der Basis des Reflexionssignals eine Position des Messtechnik-Laserstrahlflecks relativ zur Struktur. Die Geschwindigkeit kann beispielsweise bei oder nahe einer Bearbeitungsgeschwindigkeit liegen, wie z. B. von etwa 40 mm/s bis etwa 200 mm/s und insbesondere schneller als etwa 100 mm/s, etwa 50 mm/s oder von etwa 25 mm/s bis etwa 30 mm/s, kann jedoch nicht schneller als etwa 3 mm/s sein.
  • Die Algorithmen zum Betreiben der Verfahren und Systeme, die hierin dargestellt und beschrieben sind, können in einer Vielzahl von Formen sowohl aktiv als auch inaktiv existieren. Sie können beispielsweise als ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme existieren, die aus Programmbefehlen im Quellencode, Objektcode, ausführbaren Code oder anderen Formaten bestehen. Beliebige der obigen können auf einem computerlesbaren Medium verkörpert sein, das Speichervorrichtungen und Signale in komprimierter oder unkomprimierter Form umfasst. Beispielhafte computerlesbare Speichervorrichtungen umfassen einen herkömmlichen Computersystem-RAM (Direktzugriffsspeicher), ROM (Festwertspeicher), EPROM (löschbarer, programmierbarer ROM), EEPROM (elektrisch löschbarer, programmierbarer ROM), Flash-Speicher und magnetische oder optische Platten oder Bänder. Beispielhafte computerlesbare Signale, ob unter Verwendung eines Trägers moduliert oder nicht, sind Signale, auf deren Zugriff ein Computersystem, das ein Computerprogramm beherbergt oder abarbeitet, konfiguriert sein kann, einschließlich Signalen, die über das Internet oder andere Netzwerke heruntergeladen werden. Konkrete Beispiele für die vorangehenden umfassen die Verteilung von Software auf einer CD-ROM oder über Internet-Download. In einer Hinsicht ist das Internet selbst als abstrakte Entität ein computerlesbares Medium. Dasselbe gilt für Computernetzwerke im Allgemeinen.
  • Die hierin verwendeten Begriffe und Beschreibungen sind nur zur Erläuterung dargelegt und sind nicht als Begrenzungen gedacht. Fachleute werden erkennen, dass viele Veränderungen an den Details der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele vorgenommen werden können, ohne von den zugrunde liegenden Prinzipien der Erfindung abzuweichen. Der Schutzbereich der Erfindung sollte daher nur durch die folgenden Ansprüche (und ihre Äquivalente) bestimmt werden, in denen alle Begriffe in ihrem breitesten vernünftigen Sinn zu verstehen sind, wenn nicht anders angegeben.
  • Zusammenfassung
  • Verschiedene Verfahren (600, 700) und Systeme (100) messen, bestimmen oder richten eine Position eines Laserstrahlflecks relativ zu einem Halbleitersubstrat (130) mit Strukturen (410) auf oder in dem Halbleitersubstrat (130) aus, die durch Liefern eines Bearbeitungslaserstrahls zu einem Bearbeitungslaserstrahlfleck (135) selektiv bearbeitet werden sollen. Die verschiedenen Verfahren (600, 700) und Systeme (100) verwenden diese Strukturen (410) selbst, um die Messung, Bestimmung oder Ausrichtung durchzuführen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 6172325 [0042]
    • - US 4941082 [0044]
    • - US 6593542 [0062]

Claims (31)

  1. System (100) zur Bearbeitung von Strukturen (410) auf oder in einem Halbleitersubstrat (130) unter Verwendung eines gepulsten Lasers, wobei das System (100) umfasst: eine Laserquelle (110), die einen Messtechnik-Laserstrahl und einen gepulsten Bearbeitungslaserstrahl zum Auftreffen auf ausgewählte der Strukturen (410) erzeugt; einen Messtechnik-Laserausbreitungsweg von der Laserquelle (110) zu einem Messtechnik-Laserstrahlfleck (535) auf oder in dem Halbleitersubstrat (130); einen Bearbeitungslaserausbreitungsweg von der Laserquelle (110) zu einem Bearbeitungslaserstrahlfleck (135) auf oder in dem Halbleitersubstrat (130); einen Bewegungstisch (170), der dazu ausgelegt ist, eine relative Bewegung zwischen dem Halbleitersubstrat (130) und sowohl dem Messtechnik-Laserstrahlfleck (535) als auch dem Bearbeitungslaserstrahlfleck (135) zu bewirken, so dass der Bearbeitungslaserstrahlfleck (135) die ausgewählten der Strukturen (410) schneidet, wobei die Bewegung in einer im Wesentlichen geraden Richtung liegt; einen Sensor (198), der zum Erfassen eines Betrags des Messtechnik-Laserstrahlflecks (535) von einer oder mehreren der Strukturen (410) angeordnet ist, wenn sich der Messtechnik-Laserstrahlfleck (535) relativ zum Halbleitersubstrat (130) bewegt, wodurch ein Reflexionssignal erzeugt wird; und eine Steuereinheit (190), die mit dem Sensor (198) verbunden ist und dazu ausgelegt ist, auf der Basis des Reflexionssignals zu bestimmen, wann oder wo ein Impuls des Bearbeitungslaserstrahls erzeugt werden soll, damit er auf die ausgewählten der Strukturen (410) einfällt.
  2. System (100) nach Anspruch 1, wobei die Laserquelle (110) umfasst: einen ersten Laser, der den Messtechnik-Laserstrahl erzeugt; und einen zweiten Laser, Dreheinrichtung den gepulsten Bearbeitungslaserstrahl erzeugt, wobei der erste Laser und der zweite Laser unterschiedlich sind.
  3. System (100) nach Anspruch 1, wobei die Laserquelle (110) einen einzelnen Laser umfasst, der sowohl den Messtechnik-Laserstrahl als auch den gepulsten Bearbeitungslaserstrahl erzeugt.
  4. System (100) nach Anspruch 1, wobei der Messtechnik-Laserstrahlfleck (535) und der Bearbeitungslaserstrahlfleck (135) im Wesentlichen auf oder in dem Halbleitersubstrat (130) zusammenfallen.
  5. System (100) nach Anspruch 1, wobei der Messtechnik-Laserstrahlfleck (535) vom Bearbeitungslaserstrahlfleck (135) in der geraden Richtung versetzt ist.
  6. System (100) nach Anspruch 1, wobei der Messtechnik-Laserstrahlfleck (535) vom Bearbeitungslaserstrahlfleck (135) in einer zur geraden Richtung senkrechten Richtung versetzt ist.
  7. System (100) nach Anspruch 1, wobei die Bewegung in einer zu einer Ebene des Halbleitersubstrats (130) senkrechten Richtung liegt.
  8. Verfahren (600) zum genauen Senden von Laserstrahlimpulsen von einem Bearbeitungslaser zu ausgewählten Bearbeitungszielstrukturen (410) auf oder in einem Halbleitersubstrat (130), wobei mindestens eine Teilmenge der Bearbeitungszielstrukturen (410) in einer im Wesentlichen geraden linearen Reihe angeordnet sind, die sich in einer Längsrichtung erstreckt, wobei das Verfahren umfasst: Erzeugen (610) eines Messtechnik-Laserstrahls und Ausbreiten (620) des Messtechnik-Laserstrahls entlang eines Ausbreitungsweges zu einem Messtechnik-Laserstrahlfleck (535) auf oder in dem Halbleitersubstrat (130); Bewegen (630) des Halbleitersubstrats (130) relativ zum Messtechnik-Laserstrahlfleck (535) vorwiegend in der Längsrichtung; Erfassen (640) von reflektierter Lichtenergie von der Teilmenge von Bearbeitungszielstrukturen (410), wenn sich der Messtechnik-Laserstrahlfleck (535) relativ zum Halbleitersubstrat (130) bewegt, wodurch ein Reflexionssignal als Funktion des Abstandes in der Längsrichtung erzeugt wird; Erzeugen (750) von Bearbeitungsimpulsen des Bearbeitungslaserstrahls und Ausbreiten (760) der Bearbeitungsimpulse entlang eines Ausbreitungsweges zu einem Bearbeitungslaserstrahlfleck (135) auf oder in dem Halbleitersubstrat (130); und Bestimmen (640) auf der Basis des Reflexionssignals, wo der Bearbeitungslaserstrahlfleck (135) relativ zum Halbleitersubstrat (130) angeordnet werden soll, um die Bearbeitungsimpulse auf ausgewählte Bearbeitungszielstrukturen (410) zu richten.
  9. Verfahren (600) nach Anspruch 8, welches ferner umfasst: gleichzeitig mit dem Bewegungsschritt Bewegen des Halbleitersubstrats (130) relativ zum Messtechnik-Laserstrahlfleck (535) in einer zur Längsrichtung senkrechten Richtung.
  10. Verfahren (600) nach Anspruch 8, wobei das Bestimmen, wo der Bearbeitungslaserstrahlfleck (135) angeordnet werden soll, das Modifizieren von einem oder mehreren Kalibrierungsparametern umfasst.
  11. Verfahren (600) nach Anspruch 8, wobei die Teilmenge eine Vielzahl von Bearbeitungszielstrukturen (410) umfasst und der Bestimmungsschritt das Mitteln von Positionsdaten, die individuellen der Bearbeitungszielstrukturen (410) zugeordnet sind, umfasst.
  12. Verfahren (600) nach Anspruch 8, wobei der Bestimmungsschritt (640) umfasst: Auffinden von Spitzen im Reflexionssignal.
  13. Verfahren (600) nach Anspruch 8, wobei der Bestimmungsschritt (640) umfasst: Anpassen eines mathematischen Oberflächenmodells an Strukturpositionsdaten, die vom Reflexionssignal abgeleitet sind.
  14. Verfahren (600) nach Anspruch 8, wobei der Bestimmungsschritt umfasst: Vergleichen von Daten, die vom Reflexionssignal abgeleitet sind, mit Daten, die nominale Positionen der Strukturen angeben.
  15. Verfahren (600) nach Anspruch 8, welches ferner umfasst: Bewegen des Messtechnik-Laserstrahlflecks (535) relativ zum Halbleitersubstrat (130) in einer zu der Richtung entgegengesetzten Richtung; und Wiederholen der Erzeugungs- (610), Ausbreitungs- (620) und Erfassungs- (630) Schritte, wenn sich der Messtechnik-Laserstrahlfleck (535) über Verbindungen (410) in der einen der Reihen in der entgegengesetzten Richtung bewegt.
  16. Verfahren (600) nach Anspruch 8, welches ferner umfasst: Einstellen der Brennweite des Messtechnik-Laserstrahls, wenn sich der Messtechnik-Laserstrahlfleck (535) bewegt; und wobei der Bestimmungsschritt (640) das Bestimmen einer Tiefe einer Struktur (410) im Halbleitersubstrat (130) umfasst.
  17. Computerlesbares Medium zur Verwendung bei einem System (100) zum Positionieren eines Laserstrahlflecks relativ zu einem Halbleitersubstrat (130), wobei das computerlesbare Medium Softwarebefehle umfasst, die das Verfahren (600) von entweder Anspruch 1 oder Anspruch 8 durchführen.
  18. Halbleitersubstrat (130), das gemäß dem Verfahren (600) von entweder Anspruch 1 oder Anspruch 8 bearbeitet wird.
  19. Halbleitersubstrat (130) nach Anspruch 22, wobei zumindest einige der Strukturen (410) in einem vorbestimmten Synchronisationsmuster angeordnet sind.
  20. Verfahren (600), umfassend: Sammeln von Daten hinsichtlich der Positionen von Strukturen (410), die selektiv bearbeitet werden sollen, in einem ersten Teil einer im Wesentlichen linearen ersten Reihe von Strukturen (410) auf oder in einem Halbleitersubstrat (130) durch: Erzeugen (610) eines Messtechnik-Laserstrahls und Ausbreiten (620) des Messtechnik-Laserstrahls entlang eines Ausbreitungsweges, der das Substrat (130) an einem Messtechnik-Laserstrahlfleck (535) schneidet; Bewegen (625) des Messtechnik-Laserstrahlflecks (535) relativ zum Halbleitersubstrat (130) entlang des ersten Teils; und Erfassen (630) von Reflexionen des Messtechnik-Laserstrahls an den Strukturen in dem Teil, wenn sich der Messtechnik-Laserstrahlfleck (535) relativ zum Halbleitersubstrat (130) bewegt, wodurch ein Reflexionssignal gesammelt wird; und auf der Basis der gesammelten Daten Bestimmen (640), wo Bearbeitungslaserimpulse auf das Halbleitersubstrat (130) gerichtet werden sollen, so dass sie auf ausgewählte Strukturen (410) in einem zweiten Teil einer im Wesentlichen linearen zweiten Reihe von Strukturen auf oder in einem Halbleitersubstrat (130) auftreffen, wobei die zweite Reihe zur ersten Reihe im Wesentlichen parallel ist.
  21. Verfahren (600) nach Anspruch 20, wobei der erste Teil und der zweite Teil derselbe sind.
  22. Verfahren (600) nach Anspruch 20, wobei die erste Reihe und die zweite Reihe dieselbe sind.
  23. Verfahren (600) nach Anspruch 20, welches ferner umfasst: Bearbeiten (600) der ausgewählten Strukturen im zweiten Teil der zweiten Reihe durch: Erzeugen der Bearbeitungslaserimpulse und Ausbreiten der Impulse entlang eines Ausbreitungsweges, der das Substrat (130) mit einem Bearbeitungslaserstrahlfleck (135) schneidet; und Bewegen des Bearbeitungslaserstrahlflecks (135) relativ zum Halbleitersubstrat (130) entlang der Reihe von Strukturen; wobei die Schritte des Erzeugens der Bearbeitungslaserimpulse und des Bewegens des Bearbeitungslaserstrahlflecks (135) gemäß dem Bestimmungsschritt (640) durchgeführt werden, um zu bewirken, dass die Bearbeitungslaserimpulse auf die ausgewählten Strukturen auftreffen.
  24. Verfahren (600) nach Anspruch 23, wobei die Sammel- und Bearbeitungs-(660)Schritte im Wesentlichen gleichzeitig durchgeführt werden.
  25. Verfahren (600) nach Anspruch 23, wobei die Sammel- und Bearbeitungs-(660, 760)Schritte abwechselnd durchgeführt werden.
  26. Verfahren (600) zum Positionieren eines Laserstrahlflecks relativ zu einem Halbleitersubstrat (130) mit Strukturen (410) auf oder in dem Halbleitersubstrat (130), die selektiv bearbeitet werden sollen, durch Liefern eines Bearbeitungslaserstrahls zu einem Bearbeitungslaserstrahlfleck (135), wobei das Verfahren umfasst: Erzeugen (610) eines Messtechnik-Laserstrahls; Ausbreiten (620) des Messtechnik-Laserstrahls entlang eines Ausbreitungsweges zu einem Messtechnik-Laserstrahlfleck (535) an oder nahe einer selektiv zu bearbeitenden Struktur (410); Bewegen (625) des Laserstrahlflecks relativ zum Halbleitersubstrat (130) derart, dass eine Winkelgeschwindigkeit des Halbleitersubstrats (130) um seine Mitte geringer ist als ein Quotient der Geschwindigkeit des Laserstrahlflecks (535) relativ zum Halbleitersubstrat (130), dividiert durch einen Abstand zwischen der Mitte des Halbleitersubstrats (130) und dem Laserstrahlfleck (535); Erfassen (630) eines Reflexionssignals des Messtechnik-Laserstrahls von der Struktur (410), wodurch ein Reflexionssignal erzeugt wird, während die Bewegung stattfindet; und Bestimmen (640) auf der Basis des Reflexionssignals einer Position des Messtechnik-Laserstrahlflecks (535) relativ zu der Struktur.
  27. Verfahren (600) nach Anspruch 26, wobei die Winkelgeschwindigkeit vernachlässigbar ist.
  28. Verfahren (700) zum Positionieren der Abgabe eines Laserstrahls an eine Struktur (410) auf oder in einem Halbleitersubstrat (130), wobei das Verfahren (700) umfasst: Erzeugen (610) eines Messtechnik-Laserstrahls mit einem Messtechnik-Laserstrahlfleck (535), der das Substrat (130) schneidet; Ausbreiten (620) des Messtechnik-Laserstrahls entlang eines Ausbreitungsweges zum Messtechnik-Laserstrahlfleck (535) an oder nahe der selektiv zu bearbeitenden Struktur (410); Erfassen (730) einer Reflexion des Messtechnik-Laserstrahls von der Struktur, wodurch ein Reflexionssignal erzeugt wird; und Erfassen (730), wenn das Reflexionssignal eine Schwelle kreuzt; und in Reaktion auf den Erfassungsschritt (730) Erzeugen (750) des Bearbeitungslaserstrahls und Ausbreiten (760) des Bearbeitungslaserstrahls zur Struktur (410), wo die Reflexion des Messtechnikstrahls (535) erfasst wurde.
  29. Verfahren (700) nach Anspruch 28, wobei die Strukturen (410) in einer Vielzahl von im Wesentlichen parallelen Reihen angeordnet sind, die sich in einer allgemeinen Längsrichtung erstrecken, und das Verfahren (700) umfasst: Bewegen (625) des Messtechnik-Laserstrahlflecks (535) relativ zum Halbleitersubstrat (130) in einer zur Längsrichtung der Reihen im Wesentlichen parallelen Richtung entlang einer der Reihen; Wiederholen der Erzeugungs- (610), Ausbreitungs- (620) und Erfassungs-(730)Schritte, wenn sich der Messtechnik-Laserstrahlfleck (535) über Verbindungen in der einen der Reihen bewegt, wobei das Reflexionssignal eine Funktion der Position in der Längsrichtung ist; und Bewegen des Bearbeitungslaserstrahlflecks (135) entlang im Wesentlichen desselben Weges, wie vom Messtechnik-Laserstrahlfleck (535) durchlaufen, hinter dem Messtechnik-Laserstrahlfleck (535).
  30. Verfahren (700) nach Anspruch 28, welches ferner umfasst: Verzögern der Erzeugung des Bearbeitungslaserstrahls, bis der Bearbeitungslaserstrahlfleck (135) in einer Position relativ zum Substrat liegt, so dass der Bearbeitungslaserstrahl auf die Struktur (410) auftrifft.
  31. Verfahren nach Anspruch 28, welches ferner umfasst: Ausbreiten des Bearbeitungslaserstrahls zur Struktur (410) nur dann, wenn die Struktur (410) als eine zu bearbeitende identifiziert wurde.
DE112006002263T 2005-08-26 2006-08-22 Verfahren und Systeme zur Positionierung eines Laserstrahlflecks relativ zu einer integrierten Halbleiterschaltung unter Verwendung eines Bearbeitungsziels als Messtechnikziel Withdrawn DE112006002263T5 (de)

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US11/213,329 2005-08-26
US11/213,329 US7315038B2 (en) 2005-08-26 2005-08-26 Methods and systems for positioning a laser beam spot relative to a semiconductor integrated circuit using a processing target as an alignment target
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