DE69213281T2

DE69213281T2 - Laserbearbeitungsverfahren und Laserbearbeitungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69213281T2
Application number: DE69213281T
Authority: DE
Inventors: Mikio Hongo; Shigenobu Maruyama; Tateoki Miyauchi; Katsuro Mizukoshi; Haruhisa Sakamoto
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-03-18
Filing date: 1992-03-18
Publication date: 1997-02-06
Anticipated expiration: 2012-03-19
Also published as: DE69213281D1; EP0504850B1; JP2799080B2; EP0504850A1; JPH04288988A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstückes durch Bestrahlen mit einem Laserstrahl und ein Laserbearbeitungsgerät zum Bestrahlen eines Werkstückes mit einem Laserstrahl, um das Werkstück maschinell zu bearbeiten.
Ein konventionelles Verfahren zum Bearbeiten eines Metallfilms, der auf einem Substrat gebildet ist, ist beispielsweise aus der japanischen Zeitschrift Denshi Zairyo "Processing Technique For Correcting Photomask", März 1978, Seiten 49 bis 53 bekannt. Bei diesem konventionellen Verfahren wird der Laserstrahl über einen rechtwinkligen Spalt und eine Abbildungslinse auf einen defekten Abschnitt einer Fotomaske als ein zu bearbeitendes Werkstück übertragen, wobei er auf diesem defekten Abschnitt der Fotomaske fokusiert wird, so daß nur dieser defekte Abschnitt von der Fotomaske entfernt wird.
Außerdem wird bei einer anderen konventionellen Technik, die beispielsweise in der japanischen Patentanmeldung JP-A-53-136968 und JP-A-60-174671 beschrieben ist, anstelle des rechtwinkligen Spaltes ein Flüssigkristall angewendet. Im Falle der vorangehenden Patentanmeldung wird der Flüssigkristall als die Fotomaske verwendet und der Flüssigkristall kann als die Fotomaske durch Differieren der Transmittanz eines vorbestimmten Abschnittes in dem Flüssigkristall von der irgendeines Abschnittes davon, der ein anderer als der zuerst genannte Abschnitt ist, verwendet werden. Auf der anderen Seite offenbart die später genannte Patentanmeldung, daß der Flüssigkristall als eine stempelbildende Mustermaske verwendet wird, und daß eine Markieroperation durch den Laserstrahl ausgeführt wird.
In Übereinstimmung mit dem zuvor beschriebenen Stand der Technik "Processing Technique For Correcting Photomask" wird der dünne Metallfilm, der auf dem transparenten Substrat hergestellt ist, durch den Laserstrahl bearbeitet und entfernt. Es wird jedoch nicht beachtet, ob der Metallfilm, der als das zu bearbeitende Werkstück dient, auf einem Substrat gebildet ist, das einen Schwellwert für die maschinelle Bearbeitung mit einem Laser aufweist (nämlich einen minimalen Energiewert, der erforderlich ist, um solch eine Laserbearbeitung durchzuführen), der kleiner als oder gleich dem des Metallfilmes ist, und der Arbeitsschritt des Bearbeitens/Entfernens des Metallfilmes wird ausgeführt, ohne Schäden an dem Substrat als der Unterschicht zu verursachen, wenn die Filmdicke des Metallfilmes nicht gleichförmig ist. Dies bedeutet, daß, da der Laserstrahl, der eine gleichförmige Energiedichteverteilung aufweist, auf den Metallfilm projiziert wird, wenn der gesamte Metallfilm unter solch einer Bedingung für das Bearbeiten/Entfernen des Abschnittes bearbeitet/entfernt wird, der die dickere Filmdicke aufweist, irgendein Schaden in dem Substrat unter dem Metallfilmabschnitt auftritt, der die dünnere Filmdicke hat; und auf der anderen Seite, wenn der gesamte Metallfilm unter solch einer Bedingung für das Bearbeiten/Entfernen des Abschnittes, der die dünnere Filmdicke aufweist, bearbeitet/entfernt wird, daß ein unzureichender Bearbeitungs-/Entfernungs- Arbeitsschritt an dem Abschnitt ausgeführt wird, der die dickere Filmdicke aufweist, und daß daher der Metallfilm teilweise zurückbleiben kann. Um solche konventionellen Probleme zu vermeiden, kann solch ein Verfahren so entworfen sein, daß der gesamte Metallfilm nicht wesentlich bearbeitet und entfernt wird, und der Metallfilm wird basierend auf der Filmdicke zum Durchführen des Arbeitsschrittes des Bearbeitens/Entfernens unterteilt. Es gibt jedoch ein neues anderes Problem, das darin besteht, daß der Arbeitsschritt des Positionierens und der Arbeitsschritt des Einstellens der Laserausgabe bei jedem Schritt des Verfahrens zum Bearbeiten/Entfernen erforderlich sind. Insbesondere ist ein schwieriger Positionier-Arbeitsschritt für den überlappenden Teil erforderlich und es besteht auch eine Beschränkung bei der Anzahl der Film-Unterteilung.
Im Falle der oben beschriebenen Veröffentlichung JP-A-53-136968 werden die Flüssigkristallelemente nur als die Fotomasken bezüglich des Fotoresistenzbereich verwendet, der aus zwei Bereichen aufgebaut ist, deren eigene Belichtungsbedingungen unterschiedlich voneinander sind. Mit anderen Worten, da die Transmittanz eines vorbestimmten Abschnittes dieses Flüssigkristall elementes nur unterschiedlich von der Transmittanz von Abschnitten davon ist, die andere als der zuerst erwähnte Abschnitt sind, und da auch dieses Flüssigkristallelement als eine Maske angeordnet ist, die exklusiv für ein zu belichtendes Muster verwendet wird, wird nicht darauf geachtet, daß ein willkürliches Muster zu einem richtigen Zeitpunkt gebildet ist. Auf der anderen Seite, im Falle der später genannten Veröffentlichung JP-A-60- 174671 werden, obwohl ein willkürliches Muster entweder durch ein Flüssigkristallelement vom Segmenttyp oder ein Flüssigkristallelement vom Punkttyp gebildet ist und die Markieroperation durch den Laserstrahl ausgeführt wird, nur binär-kodierte Muster "1" und "0" einfach auf dem Flüssigkristallelement gebildet, nämlich das binär-kodierte Muster, das zeigt, ob der Laserstrahl hindurch verlaufen ist oder nicht, und auch solch ein schattenwerfendes Muster, das mehr als drei unterschiedliche Arten von Transmittanz hat, kann nicht gebildet werden.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, sowohl ein Verfahren zum Bearbeiten mit einem Laser als auch eine Laserbearbeitungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage sind, ein Werkstück vollständig anzupassen (zu entfernen), indem ein Laserstrahl auf dieses Werkstück zu einem Zeitpunkt projiziert wird, ohne irgendeine Beschädigung an einer Unterschicht dieses Werkstückes zu ergeben, während der Laserstrahl auf das Werkstück projiziert wird, das auf der Unterschicht gebildet ist, wobei deren Schwellwert für das maschinelle Bearbeiten mit einem Laser im wesentlichen gleich oder kleiner als der Schwellwert für das maschinelle Bearbeiten des Werkstückes mit einem Laser ist.
Um ein derartiges Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren, wie es in Anspruch 1 definiert ist, und eine Vorrichtung, die in Anspruch 4 definiert ist, bereit.
In Übereinstimmung mit diesem Verfahren wird, da die Laserstrahlen, die eine Energiedichteverteilung aufweisen, die für die jeweiligen Abschnitte des Werkstückes geeignet ist, auf das Werkstück projiziert werden, was unterschiedlich von dem oben beschriebenen konventionellen Verfahren zum Projizieren des Laserstrahles ist, der eine gleichförmige Energiedichteverteilung aufweist, kein Schaden in der Unterschicht für das Werkstück aufgrund der Tatsache erzeugt, daß der Laserstrahl mit der übermäßigen Energiedichte auf einen bestimmten Abschnitt des Werkstückes projiziert wird. Außerdem gibt es den anderen Vorteil, daß das bearbeitete Werkstück nicht aufgrund der Tatsache teilweise zurückbleibt, daß ein Laserstrahl, der eine unzureichende niedrige Energiedichte aufweist, auf einen bestimmten Abschnitt des Werkstückes projiziert wird, was im maschinellen Bearbeiten des Werkstückes unter besseren Bedingungen resultiert. Der Schritt zum Definieren der Energiedichteverteilung des Laserstrahles kann aufweisen: einen Unterschritt zum Erfassen einer Dickeverteilung des Werkstückes in dem bearbeiteten Bereich; und einen Unterschritt zum Definieren der Energiedichteverteilung des Laserstrahles basierend auf der erfaßten Dickeverteilung.
Außerdem kann der Schritt zum Definieren der Energiedichteverteilung des Laserstrahles aufweisen: einen Unterschritt zum Strahlen des Belichtungslichtes, das die gleiche Wellenlänge wie die des Laserstrahles aufweist, auf das Werkstück in dem bearbeiteten Bereich; einen Unterschritt zum Erfassen einer Intensitätsverteilung des Lichtes, das von dem Werkstück reflektiert wird; und einen Unterschritt zum Definieren der Energiedichteverteilung des Laserstrahles (2), basierend auf der erfaßten Intensitätsverteilung.
Die Einstelleinheit für die Energiedichteverteilung kann aufweisen: eine Einheit zum Erfassen einer Dickeverteilung des Werkstückes in dem bearbeiteten Bereich; und eine Einheit zum Bestimmen der Energiedichteverteilung des Laserstrahles basierend auf der erfaßten Dickeverteilung.
Dann kann die Einstelleinrichtung für die Energiedichteverteilung aufweisen: eine Einheit zum Projizieren von Beleuchtungslicht, das die gleiche Wellenlänge wie die des Laserstrahles aufweist, auf das Werkstück in dem bearbeiteten Bereich; eine Einheit zum Erfassen einer Intensitätsverteilung des Lichtes, das von dem Werkstück reflektiert wird; und eine Einheit zum Bestimmen der Energiedichteverteilung des Laserstrahles basierend auf der erfaßten Intensitätsverteilung.
Außerdem kann die Einheit zum Einstellen der bestrahlten Form aufweisen: ein Flüssigkristallelement vom Übertragungstyp, das in einem Pfad des Laserlichtes angeordnet ist; eine Antriebseinheit zum Steuern eines Antriebes des Flüssigkristalls vom Übertragungstyp; und einen polarisierenden Strahlaufteiler, der an einer hinteren Seite des Flüssigkristallelementes vom Transmissionstyp positioniert ist.
Außerdem kann die Einrichtung zum Einstellen der Energiedichteverteilung aufweisen: ein Flüssigkristallelement vom Transmissionstyp, das in einem Weg des Flüssigkristallelements angeordnet ist; und einen polarisierten Strahlaufteiler, der an einer hinteren Seite des Flüssigkristallelements vom Transmissionstyp positioniert ist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann ein Defekt des Leitermusters durch Projizieren eines Laserstrahles auf den Defekt korrigiert werden, der auf einem Leitermuster in einem Substrat für eine elektronische Schaltung gebildet ist, wodurch der Leitermuster-Defekt entfernt wird.
In Übereinstimmung mit einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann ein Schaltungsmuster durch Projizieren eines Laserstrahles auf ein Schaltungsmuster in einer Halbleitervorrichtung geschnitten werden, wodurch das Schaltungsmuster geschnitten wird.
Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm, um eine Anordnung eines Gerätes zum maschinellen Bearbeiten mit einem Laser gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zu zeigen;
Fig. 2 ist eine Veranschaulichung, um einen Betrieb eines Flüssigkristallelementes vom Transmissionstyp zu erklären, das in dem Gerät zum maschinellen Bearbeiten mit einem Laser von Fig. 1 verwendet wird;
Fig. 3 ist ein graphische Darstellung, um eine Beziehung zwischen einer Spannung, die an das Flüssigkristallelement vom Transmissionstyp angelegt ist, das in Fig. 2 gezeigt ist, und einer Laserstrahlausgabe zu zeigen, die von einem polarisierenden- Strahlaufteiler reflektiert wird;
Fig. 4 zeigt schematisch ein Beispiel eines Defektes, der in einem Verdrahtungs-(Leiter)-Muster auftritt, das auf einem Substrat für eine elektronische Schaltung gebildet ist, das durch Laserlicht bearbeitet werden soll;
Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht des Defektes, der in Fig. 4 gezeigt ist;
Fig. 6 stellt schematisch ein beobachtetes Bild des Verdrahtungsmusters dar, das auf dem Substrat für eine elektronische Schaltung gebildet ist, wie es auf einem Monitor angezeigt ist;
Fig. 7 stellt schematisch einen Bildunterschied zwischen dem Verdrahtungsmuster, das den Defekt aufweist, und dem normalen Verdrahtungsmuster dar, wie es auf einem Monitor angezeigt wird;
Fig. 8 ist ein schematisches Diagramm, um eine Anordnung eines Gerätes zum maschinellen Bearbeiten mit einem Laser gemäß einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zu zeigen;
Fig. 9 ist eine Draufsicht eines Verbindungsabschnittes und eines peripheren Abschnittes davon, die für die Redundanz eines Halbleiterspeichers verwendet werden;
Fig. 10 ist eine Schnittansicht des Verbindungsabschnittes und auch des peripheren Abschnittes davon;
Fig. 11 ist ein schematisches Diagramm, um eine Anordnung eines Gerätes zum maschinellen Bearbeiten mit einem Laser gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zu zeigen;
Fig. 12 ist ein schematisches Diagramm, um eine Anordnung eines Gerätes zum maschinellen Bearbeiten mit einem Laser gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darzustellen.
Bezugnehmend jetzt auf die begleitenden Zeichnungen wird eine Beschreibung eines Verfahrens zum maschinellen Bearbeiten mit einem Laser und eines Gerätes zum maschinellen Bearbeiten mit einem Laser gemäß der vorliegenden Erfindung, eines Verfahrens und eines Gerätes zum Reparieren von Defekten auf einem Leitungsmuster und eines Verfahrens und eines Gerätes zum Schneiden eines Leitungsmusters gemacht werden.
Zuerst wird jetzt ein Gerät zum maschinellen Bearbeiten mit einem Laser gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Fig. 1 stellt eine Anordnung dieser Vorrichtung zum maschinellen Bearbeiten mit einem Laser dar. Bei dieser Vorrichtung zum maschinellen Bearbeiten mit einem Laser ist sie so eingestellt, daß ein Substrat für eine elektronische Schaltung 13, das als ein Werkstück funktioniert, durch einen Laserstrahl 2 bearbeitet wird, der von einem Laseroszillator 1 unter solch einer Bedingung ausgesandt wird, daß das Substrat für eine elektronische Schaltung 13 auf einer XYZ-Plattform 14 montiert ist, die längs X-, Y- und Z-Richtungen verschiebbar ist. Aus Gründen der einfachen Erklärung sollte bemerkt werden, daß die X-Richtung den Links-/Rechts-Richtungen entspricht, wie in Fig. 1 dargestellt, die Y- Richtung einer vertikalen Richtung bezüglich einer Ebene der Fig. 1 entspricht und die Z-Richtung der Richtung nach oben/unten entspricht.
Wie in Fig. 1 gezeigt, fällt der Laserstrahl 2, der von dem Laseroszillator 1 ausgesandt wird, über ein Flüssigkristallelement 7 (vom Transmissions-Typ) auf einen polarisierenden Strahlaufteiler (Würfel-Typ) unter solch einem Zustand ein, daß ein Strahldurchmesser dieses Laserstrahles 2 durch eine Strahlverbreitungsvorrichtung 3 ausgeweitet wird. In diesem Falle werden das Flüssigkristallelement 7, eine Antriebsvorrichtung 20 für das Flüssigkristall und der polarisierende Strahlaufteiler 8 wechselweise betrieben, damit sie als eine Bestrahlungsform-Einstelleinheit zum Einstellen einer ausgestrahlten Form des Laserstrahles funktionieren und auch als eine Einstelleinheit für die Energiedichteverteilung zum Definieren einer Energiedichteverteilung des Laserstrahles. Der Laserstrahl 2 kann auf verschiedene Weisen polarisiert sein, abhängig von den Spannungen, die an eine große Menge von matrixförmigen Flüssigkristallzellen angelegt werden, die das Flüssigkristallelement 7 bilden. In Antwort auf die polarisierenden Zustände wird der Laserstrahl, der durch die jeweiligen Flüssigkristallzellen verläuft, direkt durch den polarisierenden Strahlaufteiler 8 übertragen, oder er wird durch den polarisierenden Strahlaufteiler längs einer Richtung zu der elektronischen Schaltungskarte 13 reflektiert. Beispielsweise, wenn die Spannung, die an das Flüssigkristallelement 7 angelegt wird, gleich 0 ist, wird eine polarisierte Komponente des Laserstrahles 2 von dem Laseroszillator 1, deren polarisierende Richtung um 90º gedreht worden ist, direkt durch den polarisierenden Strahlaufteiler 8 übertragen und dann durch einen absorbierenden Kegel 9 absorbiert. Andererseits, wenn eine spezifische Spannung an das Flüssigkristallelement 7 angelegt ist, wird eine polarisierte Komponente des Laserstrahles 2 von dem Laseroszillator 1, deren polarisierende Richtung identisch zu der polarisierenden Richtung an dem polarisierenden Strahlaufteiler 8 ist, durch den polarisierenden Strahlaufteiler 8 in Richtung des Substrats für eine elektronische Schaltung 13 reflektiert. Wie oben beschrieben, wird der Laserstrahl 2, der durch den polarisierenden Strahlaufteiler 8 reflektiert worden ist und dessen optischen Achse um 90º gedreht worden ist, über einen dichroitischen Spiegel 11 übertragen, der so angeordnet wird, daß er das beleuchtende Licht, das von einer Beobachtungs-Beleuchtungslichtquelle 10 abgeleitet ist, kombiniert. Danach wird der resultierende Laserstrahl auf das Substrat für eine elektronische Schaltung 13 unter solch einer Bedingung projiziert, daß der Laserstrahl 2 durch eine Objektivlinse 12 kondensiert worden ist. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Muster auf dem Flüssigkristallelement 7 auf das Substrat für eine elektronische Schaltung 13 mit einem Ausmaß oder einer Größe projiziert, das gleich einer umgekehrten Vergrößerungszahl der Objektivlinse 12 ist. Es sollte verstanden werden, daß, auch wenn die polarisierende Charakteristik des polarisierenden Strahlaufteilers an dem Flüssigkristallelement 7 entgegengesetzt zu dem oben beschriebenen Fall ist, die gleichen technischen Einrichtungen darauf angewandt werden können. In diesem Falle ist es natürlich erforderlich, solch einen polarisierenden Strahlaufteiler zu verwenden, der eine polarisierende Charakteristik hat, die entgegensetzt der des polarisierenden Strahlaufteilers 8 ist.
Vor der Projizierung des Laserstrahles 2 in Richtung des Substrats für eine elektronische Schaltung 13 wird auf der anderen Seite ein Beobachtungsbild einer Oberfläche der elektronischen Schaltungskarte 13 durch eine Fernsehkamera 16 über einen Laser-Abschneid-Filter 15 abgebildet oder fotografiert und ein Bildsignal, das von der TV-Fernseh-Kamera 16 abgeleitet ist, wird durch eine Bildverarbeitungsvorrichtung 17 verarbeitet und danach zu einer Steuervorrichtung 18 und einem Monitor 19 übertragen. In der Steuervorrichtung 18 ist eine Transmittanz-Verteilung berechnet worden, die zum Erhalten einer optimalen Laser-Energiedichteverteilung erforderlich ist, um Defekte (Metallfilm) zu verarbeiten und zu entfernen, die auf einem Leitungsmuster in dem Substrat für eine elektronische Schaltung 13 gebildet sind, basierend auf Überprüfungsergebnissen des Leitungsmusters (nämlich Daten auf einer Position, einer Form, einer Dickeverteilung eines Defekts in einem Leitungsmuster), die in ein Speichermedium, wie z.B. eine Floppy- Disk (nicht gezeigt) eingegeben worden sind. Basierend auf diesem Berechnungsergebnis werden notwendige Spannungen über die Flüssigkristall- Antriebsvorrichtung 20 an die jeweiligen Fliissigkristallzellen in dem Flüssigkristallelement 7 angelegt. Als Konsequenz wird, wenn der Laseroszillator 1 durch eine Laseroszillator-Energiequelle 21 unter der Steuerung der Steuervorrichtung 18 unter solchen Bedingungen unter Energie gesetzt ist, daß die Spannungen an das Flüssigkristallelement 7 angelegt sind und auch das Laser-Abschneid-Filter 7 in den optischen Pfad zu der TV-Kamera 16 eingefügt worden ist, um die TV-Kamera von dem ungünstigen Einfluß durch den Laserstrahl zu schützen, der Laserstrahl, der von dem Laseroszillator 1 ausgesandt wird, über den oben beschriebenen Pfad in Richtung des elektronischen Schaltungssubstrats 13 projiziert, wodurch der Defekt, der auf dem Leitungsrnuster gebildet ist, unter solchen besseren Zuständen bearbeitet und entfernt werden kann.
Es sollte bemerkt werden, daß, wie durch eine gepunktete Linie in Fig. 1 dargestellt, wenn ein dichroitischer Spiegel 25 in dem Pfad zu dem Laserstrahl 2 eingefügt ist und außerdem ein Interferenzfilter 26 und eine Referenzlichtquelle 27 um diesen dichroitischen Spiegel herum bereitgestellt sind, ein Anzeigemuster an dem Flüssigkristallelement 7 beobachtet werden kann. In diesem Falle hat dieser dichroitischer Spiegel 25 eine hohe Reflektivität bezüglich einer Wellenlänge des Laserstrahles, der durch das Interferenzfilter 26 verläuft, und auch eine hohe Transmittanz-Charakteristik bezüglich der Wellenlänge des Laserstrahles 2. Eine Dickeverteilung von Defekten, die auf einem Leitermuster gebildet sind, sollte zuvor erkannt werden, wenn die Spannungen an das Flüssigkristallelement 7 angelegt werden. Im Hinblick darauf sind verschiedene Verfahren zum Überprüfen der Dickeverteilung vorgeschlagen worden. Zum Beispiel kann die Dickeverteilung der Defekte, die auf dem Leitermuster gebildet sind, einfach mittels eines Verfahrens zum Benutzen eines Interferenz-Randbereiches und Licht, eines Verfahrens zum Benutzen eines Mikro-Moire-Randbereiches, eines Verfahrens zum Benutzen eines Rastertunnelmikroskop, eines Verfahrens zum optischen Erfassen eines Verschiebungsbetrages eines Fokuspunktes, eines Verfahrens zum Benutzen eines Atomkraftmikroskopes (AFM), eines Verfahrens zum Benutzen eines Lichtabschnittverfahrens (Triangulationsverfahren) und auch eines Verfahrens zum Benutzen eines kofokalen Mikroskopes überprüft werden. Ein Schritthöhen-Profiliergerät (Oberflächen-Profiliergerät) kann in einem spezifischen Fall verwendet werden.
Während sowohl die Anordnung als auch der Betrieb des Gerätes zum maschinellen Bearbeiten mit einem Laser gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist, wird jetzt das Flüssigkristallelement 7, das das signifikante Bauelement dieses Gerätes zum maschinellen Bearbeiten mit einem Laser bildet, jetzt in größerem Detail beschrieben werden. Das Flüssigkristallelement 7 ist per se aus einer großen Anzahl von Flüssigkristallzellen aufgebaut, die in einer Matrixform angeordnet sind. Beispielsweise ist dieses Flüssigkristallelement 7 in einer Matrixform von 100 x 100 Elementen angeordnet. Hier sind, wenn man zwei benachbarte Elemente, nämlich zwei benachbarte Flüssigkristallzellen, wie in Fig. 2 gezeigt, betrachtet, diese Flüssigkristallzellen so aufgebaut, daß transparente Elektroden 33, 34, 35 und 36 auf den Innenseiten von zwei Glassubstraten 31 und 32 einander gegenüber positioniert gebildet sind und außerdem ist eine Flüssigkristallschicht (z.B. eine verdrillte nematische Flüssigkristallschicht) 37 sandwichartig zwischen diese Glassubstrate 31 und 32 gelegt. Es sei jetzt angenommen, daß ein Laserstrahl 38, der extern zugeführt wird und nur eine polarisierende Komponente, wie durch eine gepunktete Linie von Fig. 2 dargestellt ist, aufweist, durch die Flüssigkristallzelle übertragen wird, die durch Enthalten der transparenten Elektroden 33 und 34 und ohne Anlegung einer Spannung daran aufgebaut ist, nachdem die polarisierende Richtung des Laserstrahles 38 um 90º durch die Flüssigkristallschicht 37 innerhalb dieser Flüssigkristallzelle gedreht worden ist, wobei dieser Laserstrahl direkt durch einen Strahlaufteiler 40 (8) als ein Laserstrahl 39 verlaufen gelassen wird und durch den absorbierenden Kegel 9 absorbiert wird. Auf der anderen Seite, wenn eine geeignete Spannung zwischen den transparenten Elektroden 35 und 36 angelegt ist und auch ein Laserstrahl 41, der die gleiche polarisierende Komponente wie die des Laserstrahles 38 aufweist, hierdurch verläuft, ist diese polarisierende Komponente nicht in der Flüssigkristallzelle gedreht, sondern wird an dem Strahlaufteiler 40 reflektiert, wobei er als ein Laserstrahl 42 ausgegeben wird. Als ein Ergebnis kann, wenn die Spannungen, die unter den transparenten Elektroden 33, 34, 35 und 36 angelegt werden, wie in Fig. 3 gezeigt, variiert werden, die Ausgabe des Laserstrahles 42, die an dem Strahlaufteiler 40 reflektiert wird, kontinuierlich von 0 % bis 100 % variiert werden. Auf der einen Seite kann der Laserstrahl 42, der an dem Strahlaufteiler 40 reflektiert wird, durch den absorbierenden Kegel 9 absorbiert werden, und der Laserstrahl 39, der durch den Strahlaufteiler 40 verlaufen ist, kann über die Objektivlinse 12 auf ein Werkstück projiziert werden. In dem Fall, wenn der Laserstrahl 39, der durch den Strahlaufteiler 40 verlaufen ist, beim maschinellen Bearbeiten mit einem Laser verwendet wird, kann, da eine Beziehung zwischen einer angelegten Spannung und einer Ausgabe des übertragenden Laserstrahles bezüglich der in Fig. 3 gezeigten Beziehung umgekehrt ist, die angelegte Spannung in Übereinstimmung mit dieser Beziehung eingestellt werden.
Als nächstes wird jetzt eine Beschreibung der elektronischen Schaltungskarte 13 gemacht werden, die als Werkstück funktioniert. Wie teilweise in Fig. 4 als eine perspektivische Ansicht dargestellt, ist in dem letzten elektronischen Schaltungssubstrat 13 ein Metall-Leitermuster 53 über eine isolierende Schicht 52, wie z.B. Polyimid auf einem keramischen Substrat 51, wie z.B. Aluminiumoxyd gebildet. Als Material des Metall-Leitermusters 53 werden Al, Cu, Mo, W, Cr, NiCr und Lötmittel und ähnliches verwendet. Derzeit ist, da die Breite des Metall-Leitermusters 53 sehr eng ist, die typische Breite des Leitermusters zwischen 20 bis 30 µm (Mikron) ausgewählt und die typische Dicke des Leitermusters ist zwischen 5 bis 50 µm (Mikron) ausgewählt. Normalerweise wird das Metall-Leitermuster 53 durch den Foto- Ätzprozeß hergestellt, währenddessen ein Defekt 54 in dem Leitermuster 53 auftreten kann, was im Verringern der Verfahrensausbeute, wie in Fig. 4 gezeigt, resultiert. Um die Herstellungsausbeute zu erhöhen, ist eine Berichtigung erforderlich, um den Defekt 54 zu entfernen, der auf dem Leitermuster 53 gebildet ist, und die Operation durch maschinelles Bearbeiten mit einem Laser ist die beste Art und Weise, diesen Defekt zu berichtigen. Es gibt jedoch ein praktisches Problem in dem Falle, daß die Dicke eines Defektes, der auf einem Leitermuster gebildet ist, nicht gleichförmig ist, auch wenn die Operation des maschinellen Bearbeitens durch einen Laser verwendet wird, um den Defekt zu korrigieren, der auf dem Leitermuster gebildet ist. Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht des Leitermusters der Fig. 4, genommen längs einer strichpunktierten Linie, die in Fig. 4 gezeigt ist. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, kann, da die Dicken des Defektes 54, der auf dem Leitermuster 53 gebildet ist, nicht gleichförmig über seine gesamte Oberfläche sind, wenn die Laserbestrahlung ausgeführt wird, deren Energiedichte gleichförmig unter solchen Bedingungen ist, daß der dickste Abschnitt des Defektes 54 bearbeitet wird, wie in dem zuvor beschriebenen Stand der Technik, ein Schaden in dem Polyimid-Film unter dem dünneren Abschnitt Defektes gebildet werden. Umgekehrt, wenn die Laserbestrahlung ausgeführt wird, deren Energiedichteverteilung gleichförmig unter solchen Bedingungen ist, daß der dünnere Abschnitt des Defektes bearbeitet wird, kann ein Abschnitt des Metalles, der an dem dickeren Abschnitt vorhanden ist, zurückbleiben. Zusätzlich zu diesen konventionellen Problemen wird, da ein Schwellwert des maschinellen Bearbeitens mit einem Laser für die isolierende Schicht 52 kleiner als der des Metall-Leitermusters 53 ist, im Falle, daß die Laserbestrahlung bezüglich der isolierenden Schicht 52 um den Defektenabschnitt 54 durchgeführt wird, diese isolierende Schicht leicht mit einem Laser bearbeitet.
Das Verfahren zum maschinellen Bearbeiten mit einem Laser gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeipsiel der vorliegenden Erfindung wird jetzt in größeren Detail mit Bezug auf solch ein Beispiel beschrieben werden, bei dem der Arbeitsschritt des maschinellen Bearbeitens mit einem Laser durch Anwenden des Gerätes zum maschinellen Bearbeiten mit einem Laser, wie in Fig. 1 gezeigt, ausgeführt wird.
Mit anderen Worten, wenn das Substrat für eine elektronische Schaltung 13 zuerst auf eine XYZ-Plattform 14 montiert ist und dann die Position der XYZ-Plattform 14 durch die Steuervorrichtung basierend auf einer Koordinate für eine Position des Defektes 54 gesteuert wird, die als Ergebnis der Überprüfung des Leitermusters 53 erhalten worden ist, wird die Position des Defektes auf dem Leitermuster in einem Feld der TV-Kamera 16 dargestellt und auch das Bild, das diesen Defekt auf dem Leitermuster enthält, wird auf einem Monitor 19 dargestellt. In Fig. 6 ist solch ein Beobachtungsbild gezeigt. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, können sowohl ein Metall-Leitermuster 61 als auch ein Defekt 62, der auf dem Leitermuster gebildet ist, von dem angezeigten Bild erkannt werden. Ein Bereich 63, der dazu geeignet ist, maschinell bearbeitet zu werden (nämlich ein Bereich, auf den ein Muster von dem Flüssigkristallelement 7 projiziert werden kann) ist durch eine gepunktete Linie auf diesem angezeigten Bild angezeigt und die XYZ- Plattform 14 wird in der Position auf eine derartige Weise gesteuert, daß der Defekt 62 des Leitermusters innerhalb des Bereiches 63 positioniert werden soll, der dazu geeignet ist, maschinell bearbeitet zu werden.
Dann wird, nachdem das Beobachtungsbild-Signal, das von der TV-Kamera 16 abgeleitet ist, in ein binär-kodiertes Bildmuster durch eine Bildverarbeitungsvorrichtung 17 verarbeitet worden ist, ein Differenzmuster zwischen diesem binär-kodierten Bildmuster und dem normalen binär-kodierten Bildmuster erhalten und daher wird dieses Differenzmuster als ein Beobachtungsbild zum Extrahieren des Defektes dargestellt, der auf dem Leitermuster auf dem Monitor 19 gebildet ist. Fig. 7 zeigt dieses Beobachtungsbild zum Extrahieren des Defektes, der auf dem Leitermuster gebildet ist. Aus dieser Darstellung kann geurteilt werden, daß das Teilbild 62 dem Bereich 62 des Defektes entspricht, der auf dem Leitermuster gebildet ist. Es sollte bemerkt werden, daß, wenn das Flüssigkristallelement 7 aus beispielsweise 100 x 100 Pixeln aufgebaut ist, der Bereich 63, der dazu geeignet ist, maschinell bearbeitet zu werden, demgemäß in 100 x 100 Pixeln unterteilt ist. In der Steuervorrichtung 18 wird basierend auf den Ergebnissen der Musterüberprüfung die Transmittanz des Flüssigkristallelementes berechnet, um eine Energiedichte zu erhalten, die zum Entfernen der Ergebnisse des Leitermusters erforderlich ist, aus der Dicke des defekten Films an den jeweiligen Koordinaten-(Pixel-)Systemen, um das Teilbild 62 zu bilden. In Antwort auf die Berechnungsergebnisse der Transmittanz für das Flüssigkristallelement kann eine vorbestimmte Spannung an die jeweiligen Flüssigkristallzellen angelegt werden, um das Flüssigkristallelement 7 von der Flüssigkristall Antriebsvorrichtung 20 aufzubauen. Nachdem die Einstelloperation der angelegten Spannung für alle Flüssigkristallzellen vervollständigt worden ist, während keine Spannung an jede der Flüssigkristallzellen angelegt ist, die den Abschnitten entsprechen, die anders als das Teilbild 62 sind, das in dem Bereich 63 positioniert ist, der dazu geeignet ist, bearbeitet zu werden, kann der Laseroszillator 1 durch die Laseroszillator-Energiequelle 21 unter Steuerung der Steuervorrichtung 18 unter Energie gesetzt werden. Hier wird jetzt der Laseroszillator 1 beschrieben werden. Ein gepulster YAG-Laser oder ein mit einer Blitzlampe gepumpter YAG-Laser (sowohl eine Grundwelle als auch eine höhere harmonische Welle), ein Glaslaser (sowohl eine Grundwelle als auch eine höhere harmonische Welle) und ein mit einem Nitrogen-Laser gepumpter Farbstofflaser oder ähnliches können als dieser Laseroszillator 1 verwendet werden und auch ein Bereich einer Oszillationswellenlänge ist aus 400 nm bis 1500 nm ausgewählt. Eine kürzere Wellenlänge der Laserwelle wird durch das Flüssigkristall absorbiert, während eine längere Wellenlänge davon durch das Glassubstrat absorbiert wird. Nachdem der Laserstrahl 2, der von dem Laseroszillator 1 emittiert worden ist, der geeignet ausgewählt worden ist, durch das Flüssigkristallelement 7 übertragen worden ist, wird dieser Laserstrahl 2 an dem polarisierenden Strahlaufteiler 8 reflektiert und danach wird er nur auf den Defekt 54 projiziert, der auf dem Leitermuster in der elektronischen Karte 13 gebildet ist, über die Objektivlinse 12 mit der optimalen Energiedichteverteilung. Als eine Konsequenz kann nur der Defekt 54, der auf dem Leitermuster gebildet ist, maschinell bearbeitet und unter besseren Bedingungen entfernt werden. Da der dickere Abschnitt des Metallfilmes durch den Laserstrahl mit der höheren Energiedichte maschinell bearbeitet und entfernt werden kann und der dünnere Abschnitt durch den Laserstrahl mit der niedrigen Energiedichte maschinell bearbeitet und entfernt werden kann, wird solch eine Laserbearbeitungsoperation nicht bis zu der isolisierenden Schicht 52 gerade unter dem Metallfilm ausgeführt.
Es sollte verstanden werden, daß das Teilbild 62, das in Fig. 7 gezeigt ist, aus dem Bild erzeugt ist, das durch die TV-Kamera 16 abgebildet ist, und da dieses Teilbild 62 auf das Substrat für eine elektronische Schaltung 13 über die Objektivlinse 12 projiziert wird, nachdem das Teilbild 62 übertragen worden ist und an dem polarisierenden Strahlaufteiler reflektiert worden ist, wenn die Ausrichtung zuvor derart durchgeführt worden ist, daß die abbildende Position durch die TV-Kamera 16 mit der Projektionsposition des Flüssigkristallelementes 7 zusammenfällt, ist der Positionierungsarbeitsschritt nach dieser Ausrichtung nicht länger erforderlich. Dies ist der Fall, da das Teilbild 62 immer von den Bildern erhalten wird, die durch die TV-Kamera 16 fotografiert worden sind, und die Spannung kann an die entsprechende Position des Teilbildes 62 des Flüssigkristallelementes 7 angelegt werden.
Auch wird eine Kantenpräzision eines Projektionsmusters basierend auf der Anzahl von Zellen bestimmt, die das Flüssigkristallelement 7 bilden, und die Kantenpräzision kann durch Anwenden eines derartigen Flüssigkristallelementes verbessert werden, das mehr große Pixel, z.B. 256 x 256 Pixel, als diejenigen des oben beschriebenen Flüssigkristallelementes 7 hat. Wenn jedoch ein Flüssigkristallelement, das durch 100 x 100 Pixel gebildet ist, als das oben beschriebene Flüssigkristallelement 7 verwendet wird, wenn eine Objektivlinse, die eine Vergrößerung von 40 aufweist, verwendet wird, und der Bereich 63, der dazu geeignet ist, maschinell bearbeitet zu werden, als 100 µm (Mikron) x 100 µm (Mikron) ausgewählt ist, wird das Ausmaß (Größe) eines Projektionsbereiches pro 1 Pixel ein Mikron und demgemäß kann der Laserstrahl, der aus dem Metallfilm hervorkommt, auf weniger als oder gleich 1 µm (Mikron) unterdrückt werden. Solch ein kleiner hervorkommender Strahl verursacht niemals ein Schaden an der Metallschicht um den Metallfilm herum und der Metallfilm kann auch durch den Laserstrahl unter besseren Bedingungen bearbeitet und entfernt werden.
Fig. 11 stellt eine Anordnung eines Gerätes zum maschinellen Bearbeiten mit einem Laser gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Die gleichen Bezugszeichen werden in Fig. 11 verwendet werden, wie diejenigen zur Bezeichnung der gleichen oder ähnlichen Bauelemente, die in Fig. 1 gezeigt sind, und ihre Erklärung wird weggelassen werden.
Ein unterschiedlicher Punkt dieses bevorzugten Ausführungsbeispieles verglichen mit dem der Fig. 1 ist der, daß eine Einheit zum Erfassen einer Dickeverteilung eines Defektes, der auf einem Leitermuster gebildet ist, zusätzlich angewandt wird. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist diese Erfassungseinheit aus Elementen aufgebaut, die durch die Bezugszeichen 81 bis 86 bezeichnet sind, die in Fig. 11 gezeigt sind, und sind auch durch Anwenden eines kofokalen Mikroskops angeordnet. Wie in Fig. 11 dargestellt, ist eine XYZ-Plattform 14' verglichen mit der oben beschriebenen ZYZ-Plattform 14, die in Fig. 1 gezeigt ist, voluminös. Ein Lichtstrahl, der von einer Lichtquelle 81 ausgesandt wird, wird als eine Punktlichtquelle mittels eines Nadelloches 82a verwendet, das auf einer Lichtabschirmungsplatte 82 gebildet ist. Dieser Lichtstrahl verläuft durch einen Halbspiegel 81 und wird auf einem Produkt (dem Substrat für eine elektronische Schaltung 13 in diesem Beispiel) gesammelt, um durch eine Objektivlinse 84 überprüft zu werden. Der Lichtstrahl, der von dem Defekt 54 reflektiert wird, der auf dem Leitermuster in dem Substrat für einen elektronische Schaltung 13 gebildet ist, wird durch die Objektivlinse 84 übertragen und dann an dem Halbspiegel 83 reflektiert und danach verläuft er durch das Nadelloch 85a, das auf der Lichtabschirmungsplatte 85 gebildet ist, und wird in einen Lichtdetektor 86 eingegeben. Zu diesem Zeitpunkt ist er so entworfen, daß ein Abstand von der Objektivlinse 84 zu einem Nadelloch 82a gleich dem anderen Abstand von der Objektivlinse 84 zu dem anderen Nadelloch 85a ist. Als Konsequenz wird, wenn die Punktlichtquelle auf eine Oberfläche eines zu überprüfenden Werkstückes projiziert wird, nämlich eine Position, auf der ein Fokuspunkt, der durch die Objektivlinse 84 gemacht ist, mit der Oberfläche des Werkstückes, das überprüft werden soll, zusammenfällt, die Lichtmenge, die auf den Lichtdetektor 86 einfällt, maximal. Unter solchen Umständen, wenn das Werkstück, das überprüft werden soll, durch die XYZ- Plattform 14' längs der XYZ-Richtung abgetastet wird, ist nur der Abschnitt dieses Werkstückes durch den Lichtdetektor 86 erfaßbar, der an dem Fokuspunkt positioniert ist. Dieser Arbeitsschritt wird wiederholt, während dieses Werkstück längs der Z-Richtung in einem schrittweisen Modus (z.B. ein µm pro Schritt) bewegt wird, so daß die Information über den zu überprüfenden Bereich, nämlich die Filmdickeverteilung erfaßt wird. Es sollte bemerkt werden, daß, obwohl der Betrieb der Steuervorrichtung 18' im Prinzip dergleiche wie derjenige der Steuervorrichtung 18 ist, die in Fig. 1 gezeigt ist, diese Steuervorrichtung 18' eine zusätzliche Funktion aufweist, die darin besteht, daß das Ausgangssignal, das von dem Lichtdetektor 86 abgeleitet wird, durch sie verarbeitet wird, um die Dickeverteilung des Defektes zu erhalten, der auf dem Leitermuster gebildet ist.
In Übereinstimmung mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, das in Fig. 11 gezeigt ist, können, da die oben erklärte Dickeverteilung auch erfaßt werden kann, sowohl der das Leitermuster überprüfende Arbeitsschritt als auch der Arbeitsschritt des Korrigierens der Defekte auf dem Leitermuster vollständig automatisiert werden. Es sollte bemerkt werden, daß die Information über die Positionen und Formen der Defekte, die auf dem Leitermuster gebildet sind, von der Bildverarbeitungsvorrichtung 17 erhalten wird.
Fig. 12 stellt eine Anordnung eines Gerätes zum maschinellen Bearbeiten mit einem Laser gemäß noch einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Es sollte bemerkt werden, daß die gleichen Bezugszeichen, die in Fig. 1 gezeigt sind, als diejenigen zum Bezeichnen der gleichen oder ähnlichen Bauelemente verwendet werden, und deren Erklärung wird weggelassen.
In Übereinstimmung mit diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine Einheit zum Erfassen der Dickeverteilung eines Defektes, der auf einem Leitermuster gebildet ist, zusätzlich ähnlich zu dem bevorzugten Ausführungsbeispiels, das in Fig. 11 gezeigt ist, angewendet und dann ist die prinzipielle Idee, solch eine Dickeverteilung der zuerst erwähnten Erfassungseinheit zu erfassen, ähnlich der, der ab zweites erwähnten Erfassungseinheit, die in Fig. 11 gezeigt ist. Es soll bemerkt werden, daß eine Lichtquelle 81' der Lichtquelle 81 entspricht, die in Fig. 11 gezeigt ist; eine Lichtabschirmplatte 82', die ein Nadelloch 82a' aufweist, der Lichtquelle 82 mit dem Nadelloch 82a entspricht, die in Fig. 11 gezeigt ist; ein Halbspiegel 83' dem Halbspiegel 83 der Fig. 11 entspricht; und auch eine Lichtabschirmplatte 85', die ein Nadelloch 85a' aufweist, der Lichtabschirmplatte 85 mit dem Nadelloch 85a entspricht, die in Fig. 11 dargestellt ist. Die Funktion der Objektivlinse 84, die in Fig. 11 gezeigt ist, wird durch eine Objektivlinse 12 erreicht, die in Fig. 12 gezeigt ist. Außerdem zeigt das Bezugszeichen 87 der Fig. 12 das Abbilden eines Bildes des Nadelloches 85a' auf die TV- Kamera 16. Die Funktion des Lichtdetektors 86, der in Fig. 12 gezeigt ist, wird durch die TV-Kamera 16 erreicht, die in Fig. 12 gezeigt ist. Die oben beschriebenen Lichtabschirmplatten 82' und 85' sind synchron mit einer Operation eines Mechanismus (nicht gezeigt) längs einer Pfeilrichtung von Fig. 12 beweglich. Die Lichtabschirmplatte 85' ist von dem optischen Pfad bewahrt oder ausgeschlossen, bis die Dickeverteilung der Defekte, die auf dem Leitermuster gemacht sind, erfaßt worden ist. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel, das in Fig. 12 gezeigt ist, wird die Lichtabschirmplatte 85' sukzessiv durch die Plattform 14 längs der Z-Richtung bewegt und das Nadelloch 82' ist mit dem Nadelloch 85a' synchronisiert, die in den XY- Richtungen abgetastet werden, so daß jedes Pixel des defekten Teiles als ein Helligkeitswert von der TV-Kamera 16 eingegeben werden kann. Das heißt, wenn die Nadellöcher 82a' und 85a' in den XY-Richtungen an einer bestimmten Z-Position abgetastet werden, werden nur Abschnitte, die mit dem Fokuspunkt der Objektivlinse zusammenfallen, mit höherer Intensität aufgrund der oben beschriebenen positionellen Beziehung beleuchtet und diese beleuchteten Abschnitte sind in der gleichen Höhe positioniert (nämlich Abschnitte, die die gleiche Filmdicke haben). Wenn der oben beschriebene Arbeitsschritt des XY-Abtastens des Nadelloches längs der Z-Richtung ausgeführt wird, können Höhen der jeweiligen abgetasteten Abschnitte erfaßt werden, die in die Luminanz-Verteilung in der Bildverarbeitungsvorrichtung 17 umgewandelt werden können, abhängig von der Position längs der Z- Richtung.
Auch in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, das in Fig. 12 gezeigt ist, können, da die Dickeverteilung erfaßt werden kann, sowohl der Arbeitsschritt des Überprüfens des Leitermusters als auch der Arbeitsschritts des Korrigierens der Defekte, die auf dem Leitermuster gemacht sind, vollständig automatisiert werden.
In Fig. 8 ist eine Konstruktion eines Gerätes zum maschinellen Bearbeiten mit einem Laser gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Es sollte bemerkt werden, daß die gleichen Bezugszeichen, die in Fig. 1 gezeigt sind, zum Bezeichnen der gleichen oder ähnlichen Bauelemente, die in Fig. 8 gezeigt sind, angewandt werden und daß Erklärungen davon weggelassen werden. Ein wesentlicher Unterschied zwischen der Anordnung des Gerätes zum maschinellen Bearbeiten mit einem Laser, das in Fig. 1 gezeigt ist, und dem der Fig. 8 liegt darin, daß ein Halbleiter-Wafer 30 durch ein Beleuchtungslicht beleuchtet wird, das die gleiche Wellenlänge hat, wie die des Laserstrahles 2, der von dem Laseroszillator 1 ausgesandt wird. Mit anderen Worten, nachdem nur das Beleuchtungslicht, das die gleiche Wellenlänge, wie die des Laserstrahles 2 hat, durch das Interferenzfilter 28 von dem Beleuchtungslicht abgeleitet worden ist, das von der Beobachtungs-Lichtquelle 10 ausgesandt wird, wird dieses abgeleitete Beleuchtungslicht durch den Halbspiegel 29 reflektiert, wodurch der Halbleiter-Wafer 30 als Werkstück beleuchtet wird. Unter einem solchen Beleuchtungszustand wird ein Bild dieses Halbleiter-Wafers 30 durch die TV-Kamera 16 abgebildet. Das Bildsignal, das von der TV-Kamera 16 abgeleitet ist, wird durch die Bildverarbeitungsvorrichtung 17 verarbeitet. In der Steuervorrichtung 18 werden ein relativer Absorbtionsfaktor und außerdem eine Energiedichte eines Laserstrahles, der beleuchtet werden soll, und auch die Transmittanz des Flüssigkristallelementes 7 aus der Helligkeit des Verbindungsabschnittes berechnet (der Verbindungsabschnitt als ein tatsächliches Werkstück wird später beschrieben werden). Basierend auf dem Berechnungsergebnis der Transmittanz für das Flüssigkristallelement, wird eine vorbestimmte Spannung an jede Zelle des Flüssigkristallelementes 7 von der Flüssigkristall-Antriebsvorrichtung 20 angelegt. Wenn der Laseroszillator 1 durch die Laseroszillator-Energiequelle 21 unter der Steuerung der Steuervorrichtung 18 unter solchen Bedingungen unter Energie gesetzt wird, daß die Spannungen an die jeweiligen Flüssigkristallzellen angelegt werden und daß außerdem ein Verschluß 5 verschlossen ist, um die TV-Kamera 16 vor dem Laserstrahl zu schützen, wird der Laserstrahl 2, der von dem Laseroszillator 1 ausgesandt wird, über den oben beschriebenen optischen Pfad zu dem Haibleiter-Wafer 30 projiziert und demgemäß kann der Verbindungsabschnitt maschinell bearbeitet werden und durch das Gerät zum maschinellen Bearbeiten mit einem Laser unter besseren Bedingungen entfernt werden.
Eine zusätzliche Erklärung eines Verfahrens zum Bearbeiten eines Verbindungsabschnittes als ein durch das Gerät zum maschinellen Bearbeiten mit einem Laser zu bearbeitendes Werkstück mit einem Laser, das in Fig. 8 gezeigt ist, wird jetzt gemacht werden. Fig. 9 veranschaulicht einen Verbindungsabschnitt für die Redundanz eines Halbleiters, der als ein zu bearbeitendes Werkstück funktioniert (nämlich einem Leiterabschnitt, der zum Ändern einer defekten Speicherzelle in eine freie Speicherzelle verwendet wird, indem sie durch einen Laserstrahl geschnitten wird), und auch eine Ebene um diesen Verbindungsabschnitt herum. Fig. 10 ist eine Querschnittsansicht dieses Verbindungsabschnittes und des peripheren Abschnittes davon. Wie in diesen Figuren dargestellt, ist außerdem eine Polysiliziumleitung (Verbindungsabschnitt 73) auf einem thermischen Oxidfilm (SiO&sub2;-Film) gebildet, der auf einem Si-Substrat 71 hergestellt ist, und die Polysiliziumleitung 73 ist durch einen isolierenden Film 74 geschützt, der davon gebildet ist. In diesem Falle ist der isolierende Film 74 aus einem zwischengelegten isolierenden Film und auch einem finalen Passivierungsfilm hergestellt. Normalerweise hat, obwohl dieser isolierende Film 74 entweder aus einem SiO&sub2;-Film und/oder SiN-Film hergestellt ist, der isolierende Film gerade über dem Verbindungsabschnitt 73 eine derartig dünnere Filmdicke, die leicht mit einem Laser bearbeitet werden kann. Im Falle jedoch, daß der Laserstrahl den Verbindungsabschnitt 73 beleuchtet, um die defekte Speicherzelle in eine freie Speicherzelle zu verändern, könnte der Laserstrahl eine Interferenz aufgrund der Filmdicke des isolierenden Filmes 74 hervorrufen, der auf dem Verbindungsabschnitt 73 gebildet ist, und daher wird die Energie des Laserstrahles, der den Verbindungsabschnittes erreichen kann, stark variiert. Als ein Ergebnis gibt es, auch wenn der Arbeitsschritt des Bearbeitens mit einem Laser unter den gleichen Bedingungen ausgeführt wird, derartige Probleme, daß der Verbindungsabschnitt 73 nicht geschnitten werden kann und daß Schäden in dem Si-Substrat 71 auftreten.
Demgemäß ist es, gemaß diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel, erforderlich, daß das Beobachtungsbild des Verbindungsabschnitts 73, der mit einem Laser bearbeitet werden soll, durch die TV-Kamera 16 unter solch einem Beleuchtungslicht mit der gleichen Wellenlänge ist, wie der des Laserstrahles 2, und dann durch die Bildverarbeitungsvorrichtung 17 verarbeitet wird. Danach wird ein Bild dieses Verbindungsabschnittes extrahiert und dann wird die Helligkeitsverteilung des Verbindungsabschnittes 73 bestimmt. Da der relative Absorbtionsfaktor und die optimale Energiedichte, die erforderlich sind, um den Arbeitsschritt des maschinellen Bearbeitens mit einem Laser auszuführen, aus der Intensitätsverteilung des Reflektionslichtes berechnet werden können, kann die Transmittanz der jeweiligen Flüssigkristallzellen zum Bilden des Flüssigkristallelementes 7 erhalten werden. Nachdem die Spannungen, die für die jeweiligen Flüssigkristallzellen erforderlich sind, an diese Zellen angelegt sind, die dem extrahierten Verbindungsbild entsprechen, basierend auf dieser Transmittanz, kann der Laseroszillator 1 unter Energie gesetzt werden. Als ein Ergebnis kann der Verbindungsabschnitt 73 unter besseren Bedingungen bearbeitet und entfernt werden. Beispielsweise ist die Länge des Verbindungsabschnittes 73, der bearbeitet und entfernt werden soll, gleich einem Wert festgelegt, der durch Multiplizieren der Breite dieses Verbindungsabschnittes mit 2 bis 5 erhalten wird. Normalerweise kann die Transmittanz für jede der Flüssigkristallzellen, die dem Verbindungsabschnitt 73 entspricht, so ausgewählt werden, daß sie zueinander identisch ist. Wenn erforderlich, kann die Transmittanz des zentralen Teiles des Verbindungsabschnittes 73 bezüglich der des peripheren Teiles davon variiert werden. Als eine Folge wird, auch wenn die Filmdicke des isolierenden Film 74 über dem Verbindungsabschnitt 73 nicht gleichförmig ist und auch die Reflektanz leicht aufgrund der Interferenz variiert ist, der Laserstrahl, der eine konstante Energiedichte aufweist, kontinuierlich durch den Verbindungsabschnitt 73 absorbiert, so daß weder ein Schaden an dem Si-Substrat erzeugt wird, noch der Verbindungsabschnitt 73 verbleibt, ohne daß er bearbeitet und abgeschnitten worden ist.
Wie zuvor im Detail erklärt, kann, im Falle, daß das Werkstück, das auf der Unterschicht gebildet ist, deren Schwellwert für das Bearbeiten mit einem Laser im wesentlichen gleich oder niedriger als der der Unterschicht ist, durch den Laserstrahl maschinell bearbeitet und entfernt wird, dieses Werkstück vollständig bearbeitet und entfernt werden, indem der Laserstrahl einmal darauf gestrahlt wird, ohne irgendein Schaden in der Unterschicht zu verursachen.

Claims

1 Verfahren zum maschinellen Bearbeiten eines Werkstückes (13) durch Bestrahlen mit einem Laserstrahl (2), das die Schritte aufweist: Definieren der Form eines Bereiches (62), der maschinell bearbeitet werden soll, in einem Gebiet (63) des Werkstückes (13) und Erlangen entsprechender Bildsignale;

Verwenden der Bildsignale, um den Bestrahlungsbereich (62) des Laserstrahles (2) gemäß der Form des Bereiches (62), der maschinell bearbeitet werden soll, zu formen, und

Steuern der Verteilung der Energiedichte in dem Bestrahlungsbereich des Laserstrahles, um vorbestimmte Mengen von Material (54) von dem maschinell bearbeiteten Werkstück zu entfernen.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Schritt des Steuerns der Verteilung der Energiedichte einen Unterschritt zum Erfassen einer Dickeverteilung des vorbestimmten Materials des maschinell zu bearbeitenden Bereiches und einen Unterschritt zum Definieren der Energiedichteverteilung des Laserstrahles gemäß der so erfaßten Dickeverteilung aufweist.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Schritt des Steuerns der Energiedichteverteilung einen Unterschritt zum Bestrahlen des Werkstücks mit einem Beleuchtungslicht, das die gleiche Wellenlänge wie die des Laserstrahles hat, einen Unterschritt zum Erfassen der Intensitätsverteilung des Beleuchtungslichtes, das auf dem Werkstück reflektiert wird, und einen Unterschritt zum Definieren der Energiedichteverteilung des Laserstrahles gemäß der so erfaßten Dickeverteilung aufweist.

4. Laserbearbeitungsgerät zum Bestrahlen eines Werkstückes (13) mit einem Laserstrahl (2), um das Werkstück (13) maschinell zu bearbeiten, das aufweist:

eine Einrichtung (16) zum Erhalten eines Bildes eines Gebietes (63), das einen Bereich (62) aufweist, der auf dem Werkstück (13) maschinell bearbeitet werden soll,

eine Einrichtung (17) zum Definieren der Form des Bereiches (62), der maschinell bearbeitet werden soll, aus dem Bild;

eine Einrichtung (18) zum Definleren der Form des Bestrahlungsbereiches des Laserstrahles gemäß der defmierten Form des Bereiches, der maschinell bearbeitet werden soll;

eine Einrichtung zum Steuern der Energiedichteverteilung des Laserstrahles (2), so daß sie adäquat ist, um ein vorbestimmtes Material (54) des Bereiches, der maschinell bearbeitet werden soll, von dem Werkstück (13) zu entfernen.

5. Laserbearbeitungsgerät gemäß Anspruch 4, wobei die Einrichtung zum Steuern der Energiedichteverteilung eine Einrichtung zum Erfassen der Dickeverteilung des vorbestimmten Materials des Bereiches, der maschinell bearbeitet werden soll, aufweist, und eine Einrichtung zum Definieren der Energiedichteverteilung des Laserstrahles gemäß der so erfaßten Dickeverteilung.

6. Laserbearbeitungsgerät gemäß Anspruch 4, wobei die Einrichtung zum Steuern der Energiedichteverteilung eine Einrichtung zum Bestrahlen des Werkstückes mit einem Beleuchtungslicht, das die gleiche Wellenlänge wie die des Laserstrahles hat, eine Einrichtung zum Erfassen der Intensitätsverteilung des Beleuchtungslichtes, das auf dem Werkstück reflektiert wird, und eine Einrichtung zum Definieren der Energiedichteverteilung des Laserstrahles gemäß der so erfaßten Dickeverteilung aufweist.

7. Laserbearbeitungsgerät gemäß Anspruch 4, wobei die Einrichtung zum Definieren der Form des Bestrahlungsbereiches des Laserstrahles ein Flüssigkristallelement (7) vom Transmissionstyp, das in dem Weg des Laserstrahles (2) angeordnet ist, eine Einrichtung (20) zum Antreiben des Flüssigkristallelementes (7) vom Transmissionstyp und einen polarisierenden Strahlaufteiler (8) aufweist, der an der hinteren Seite des Flüssigkristallelementes (7) vom Transmissionstyp positioniert ist.

8. Laserbearbeitungsgerät gemäß Anspruch 4, wobei die Einrichtung zum Steuern der Energiedichteverteilung ein Flüssigkristallelement (7) vom Transmissionstyp, das in dem Weg des Laserstrahles (2) angeordnet ist, eine Einrichtung (20) zum Antreiben des Flüssigkristallelementes (7) vom Transmissionstyp und einen polarisierenden Strahlaufteiler (8) aufweist, der an der hinteren Seite des Flüssigkristallelementes (7) vom Transmissionstyp positioniert ist.