JPH01224188A - レーザ加工装置のレーザビーム制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザ加工装置のレーザビーム制御方法に関し
、特に半導体ウェハを加工する場合に適用して好適な制
御方法である。

〔従来の技術〕

レーザ加工装置のレーザビーム制御方法として本願出願
人は既に以下に示すものを特願昭６１−１９４１９６に
て提案している。第５図は前記提案に於ける従来技術を
示す。

第５図において、レーザ加工装置１はＹ方向に移動する
Ｙステージ２上に、Ｘ方向に移動するＸステージ３を装
着してなるＸＹＸステージ４有し、Ｘステージ３上に載
置された半導体ウェハ５上にレーザビーム発生源６から
発生されたレーザビームＬＢがミラー７を介して照射さ
れる。

Ｘステージ３及びＹステージ２は、以下に述べる構成の
位置決め装置１０によって位置決め制御されることによ
り、切断すべきヒユーズをレーザビームＬＢの照射位置
に順次位置決めして行く。

位置決め装置１０は、製造された半導体ウェハのチップ
の良、不良をＩＣテスタを用いて検査するウエハプロー
バから予め得られた不良データＢＡＤを、コンピュータ
構成のデータ処理袋２１１に受ける。データ処理装置１
１は、修理すべき半導体ウェハ５の構成を表す種々のデ
ータでなる参照テーブルを記憶し、その参照テーブルを
参照しながら不良データを解析して半導体ウェハ５の切
断すべきヒユーズの座標データを発生する。

この切断ヒユーズ座標データＤＡＴＡは、Ｘ位置設定レ
ジスタ１２及びＹ位置設定レジスタ１３に設定されるの
に対して、Ｘステージ３及びＸステージ２の現在位置が
位置検出器１４及び１５によって検出されてＸ位置レジ
スタ１６及びＹ位置レジスタ１７に取り込まれると共に
、比較器１８及び１９においてＸ位置設定レジスタ１２
及びＹ位置設定レジスタ１３の設定データと比較される
。

その結果比較器１８及び１９にそれぞれ一致検出信号Ｃ
ＯＭＸ及びＣＯＭＹが得られたとき、Ｘステージ３及び
Ｘステージ２が切断ヒユーズ座標データＤＡＴＡの座標
位置に位置決めされたことが分かり、このときアンド回
路２０を介してレーザビーム発生ｓ６に対してトリガ信
号ＴＲＩを送出することによってレーザビームＬＢを発
生させ、かくして半導体ウェハ５上のヒユーズにレーザ
ビームＬＢを照射することによってこれを切断すこれと
同時にトリガ信号ＴＲＩはデータ処理装置１１に入力さ
れて、次のヒユーズについての切断ヒユーズ座標データ
ＤＡＴＡを送出するステップに移る。

この様な装置で上述の如き制御を行う場合は以下の如き
問題点があった。

第２図は半導体チップ上に形成されたヒユーズの構成及
び半導体チップ上のビームの照射予定点の移動経路を示
す路線図である。

第２図におけるＰ、〜Ｐ１３は第５図不良データＢＡＤ
を解析して得られた座標データＤＡＴＡで示されるビー
ムの照射予定点即ち加工点であるが、該加工点Ｐ、〜Ｐ
　＋５−ｔ−順次加工していく際、前述の従来技術では
Ｘステージ、Ｙステージを加速、減速、位置決めし、加
工する手順をくり返すことになる。

ここでＰ４〜ｐｕｓは微小距離、たとえば５〜２０μｍ
程度しか隔たっていないにもかかわらず、ステージを加
速、減速、位置決め（停止）する手順をくり返すためス
テージの移動に長大な時間が必要であった。

そこで前記提案はこれを改良し切断順序制御装置を付加
した第１図に示す様な構造を提案し、これにより、スル
ーブツトの向上が計られた。第１図において、レーザ加
工装置１は入力される不良データＢＡＤをコンピュータ
で構成された切断順序制御装置３１に受けて、順次続く
切断点間の距離が所定の切換限界値より小さいときには
切断点の処理順序を変更すると共に微速度でＸステージ
３又はＸステージ２を送る第１の送り制御モードとなる
ような切断点データＣＵＴをデータ処理装置１１に送り
込む。

これに対して不良データＢＡＤによって順次指定されて
いる切断点間の距離が、所定の切換限界値より長い場合
には不良データＢＡＤをそのまま切断点データＣＵＴと
してデータ処理装置１１へ入力することによって通常の
ステージ制御モード（高速移動）でステージを駆動する
。

上述の提案の場合、第２図に示すように切断点Ｐ、Ｐ□
間、Ｐｘ　Ｐａ間、ＰＳ　Ｐａ間（２点鎖線で示す）　
、Ｐ、、Ｐ、、間は（２点鎖線で示す）は通常のステー
ジ制御モード（高速移動）で制御しＰＡｐＨ間、ＰＩＳ
ＰＳ間は微速モード（低速移動）で制御Ｂすることにな
る。この場合Ｐ３ＰＪ間及びｐ＋＋ｐｔｓ間は微速モー
ドに比べ高速に移動し、さらに微速モードで駆動する軸
以外の軸も駆動することになるため、微速モードに入っ
た後もしばらく固定する軸方向の振動が残っていた０以
上の説明は一方の軸を固定して他方の軸方向にのみ駆動
する場合であったが、同様な現象はＸＹＸステージ同時
に駆動する場合でも起こる。

また、ステージは動かさずにレーザビームを走査する機
構をもった装置においても同様の振動が残る。

第２図に於いて実線及び２点鎖線は高速で移動するレー
ザビームの照射予定点の軌跡（移動経路）を表わす、即
ち実際には高速移動中にレーザビームは出射されないが
、出射したと仮定した場合の照射点の軌跡である。以下
簡単の為、照射したと仮定した場合のレーザビームも単
にレーザビームとして説明する。

点線は低速で移動するレーザビームの照射予定点の軌跡
を表わす。

Ｘ印は加工点を表わす。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上記の如き連続的にビームを相対移動（ビ
ーム及び又はステージの移動）させて加工する従来の技
術（オンザフライ：　ＯＮ　ＴＨＥ　ＦＬＹと称す）に
於いては、低速モードに入った後に、固定軸方向に振動
が残り、加工精度を落とすという欠点があった。そこで
本発明は場合によっては高速度でビームを間欠的に移動
し、場合によっては低速でビームを連続移動しつつ加工
する事によって加工精度を落とさず、スループットを向
上させることを目的とする。

〔課題を解決する為の手段〕

加工対象の任意の加工点にレーザビームの照射予定点を
相対移動してアライメントし、アライメント完了後レー
ザビームを出力して加工点の加工を行うレーザ加工装置
に於いて、 複数加工点が一定間隔以下で直線状に並んでいる場合、
レーザビームの照射予定点を前記直線の延長上に高速で
相対移動してアライメントし、その後低速で該直線上を
相対移動し、指定された加工点に到達した時に前記低速
での相対移動を止める事無くレーザビームを照射（オン
ザフライ）する如く制御する。

〔作　用〕

本発明では一直線上に並んだステージ上の加工点に対し
て仮想ビームを連続的に低速度で相対移動しながら指定
の箇所でビームを発射して順次加工（オンザフライ）す
る場合、任意の点から最初の加工点に仮想ビームを高速
度で相対移動させる際、先ず該−直線の延長線上に高速
度で移動した後低速度で最初の加工点に相対移動する区
間（助走区間）を設けたので、高速度でビームを移動し
た後低速度に変換或いは方向を変換する際に発生する振
動はビームが該助走区間を低速度で移動する間に減衰し
、最初の加工点にビームが到達した時には振動がおさま
っている。振動が無いから高精度の加工が可能であり、
ビームを連続的に相対移動するので高スループツトが実
現される。

〔実施例〕

第１図は本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図
である。第２図は半導体チップ上のヒユーズの構成及び
ビームの移動経路を示す、第１図においてレーザ加工装
置１は入力される不良データＢＡＤをコンピュータで構
成された切断順序制御装置３１に受けて順次続く切断点
間の距離が所定の値より小さいときは、切断点の処理順
序を変更すると共に、微速度でＸステージ３又はＹステ
ージ２を送る微速モードとなるような切断点データＣＵ
Ｔをデータ処理装置１１に送り込む。

ここで微速モードの開始点第２図の（Ｐ、　、Ｐｌ、）
へは２点鎖線で示す樺な直接到達する経路はとらず、そ
の前に助走区間（Ｐｌ、〜Ｐ、　、Ｐ、、〜Ｐ１．）を
設ける０例えば助走区間Ｐ　１４〜Ｐ４においては、Ｐ
、〜Ｐ　＋＋間の微速モード時にＰ、〜Ｐ１４間の高速
移動時におけるＹ軸方向の振動が残らないように、適当
な距離だけ離隔した点Ｐ　１４がデータ処理装置１１か
ら指示される。Ｐ４に至った時点ではステージはＹ軸方
向の振動は減衰しており、Ｘ軸方向に移動しているだけ
なので比較器１８からの一致検出信号ＣＯＭＸが送出さ
れたタイミングでレーザビーム発生源６にトリガ信号が
送出されることにより、レーザビーム発生ｓ６において
発生されたレーザビームＬＢが半導体ウェハ５上を照射
して切断点Ｐ、のヒユーズを切断する。勿論助走区間は
その後に切断する切断点を結ぶ直線の延長線上である。

次に第２の実施例について説明する。第３図の切断点Ｐ
１９〜Ｐ０の様な切断点の配置の場合、Ｘステージ及び
Ｙステージを各々微速一定速度で同時に移動しつつ、切
断を行うことになるが、２点鎖線で示す様に切断点ｐｕ
ｓからＰ＋ｑへ直線移動するのではなく、微速モードの
切断開始点ｐ＋ｑの前に助走区間Ｐ８４〜ｐ＋ｖを設け
、加工点ｐＨから高速で移動した際の振動の影響を除去
する。勿論前記助走は切断点ｐＨ〜Ｐｕ５（直線）の延
長線上を助走する様制御する。

第４図に本発明の第３の実施例を示す、第４図において
は加工点の位置を移動するためにＸスキャナ１０１、Ｙ
スキャナ１０２が用いられる。

スキャナの駆動方法は第１図における方法と同一なため
各要素の番号は”をつけて同一としである。

Ｘ位置レジスタ１６°及びＹ位置レジスタ１７゜が直接
スキャナに接続しであるが、スキャナ内に位置のカウン
タを持たない場合には、外部的に位置を読み取る手段（
例えばエンコーダ、ポテンシヨメータ、容量センサ等）
を設ける必要がある。

第４図において、レーザ加工装置１”は入力される不良
データＢＡＤをコンビエータで構成された切断順序制御
装置３１’　に受けて順次続く切断点間の距離が所定の
値より小さい時は、切断点の処理順序を変更すると共に
微速度でＸスキャナ１０１又はＹスキャナ１０２を送る
微速モードとなるような切断点データＣＩＪＴをデータ
処理装置１Ｆに送り込む、微速モードでの助走区間の設
定方法は第１の実施例と同一であるため省略する。

なお第１の実施例では、レーザビームの照射位置は一定
で被加工物が移動する構成となっているが、本実施例に
おいては、Ｘスキャナ１０１、Ｙスキャナ１０２により
レーザビームの被加工物上での位置が移動することにな
る。レーザビームの移動範囲は光学系によって変化する
が、一般には収差等を考慮するとウェハ全面に対して狭
い部分しか加工出来ないのでＸＹステージによりステッ
プアンドリピート動作を行うことになる。従って、スキ
ャナを連続動作させながらの加工とステージを連続移動
させながらの加工の一方もしくは両方を同時に行うこと
が出来る構成となる。また図には示されていないが第１
図においても第４図においてもＸＹステージには２方向
（光軸方向）とθ方向（ウェハの回転方向）に可動する
ＸＹＺθステージを採用出来る。

また、レーザビームを走査する手段としては光学系をリ
ニアモータ等でＸＹ力方向移動することも考えることが
出来、その場合も上記スキャナによる走査と同様の方法
で加工が行える。第６図は本発明によるレーザ加工装置
の制御手順の一実施例を示すフローチャートである。

上述の実施例ではステージを移動させてビームとステー
ジとの相対移動を行う場合と、ステージを固定してビー
ムを移動させる場合について述べたが両者を同時に移動
させても良いことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上の欅に本発明によればある間隔以下で直線上に並ん
だ複数加工点を、レーザビーム及び／又は加工対象を微
速度で相対移動させなからレーザ出力を制御して順次加
工（オンザフライ）する際、最初の加工点にレーザビー
ムを到達させる前に、レーザビームの照射予定点を該直
線の延長上の助走区間を微速モードで通って到達する様
な経路にしたので、該助走区間をレーザビームが微速モ
ードで移動する間に種々の原因によるレーザビームの固
定軸方向の振動が減衰され、加工精度を落とすことなく
連続加工してスループットを向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるレーザ加工装置の一実施例を示す
ブロック図、第２図は第１図の半導体チップ上に形成さ
れたヒユーズの構成及びビームの照射予定点の移動経路
を示す路線図、第３図はヒユーズの別の構成及びビーム
の照射予定点の移動経路を示す路線図、第４図は本発明
によるレーザ加工装置の別の実施例を示すブロック図、
第５図は従来のレーザ加工装置を示すブロック図、第６
図は本発明によるレーザ加工装置の制御手順の一実施例
を示すフローチャートである。 〔主要部分の符号の説明〕 １、ｌｏ・・・レーザ加工装置、　２・・・Ｙステージ
、３・・・Ｘステージ、　　４．４゛・・・ｘＹステー
ジ、５．５゛・・・半導体ウェハ、 ６．６°・・・レーザビーム発生源、 １１．１１’　・・・データ処理装置、１２．１２’、
１３．１３゛・・・ＸＹ位置設定レジスタ、 １６．１６°、１７．１７゛・・・ＸＹ位置レジスタ、
１８．１８°、１９．１９°・・・比較器、２１．２１
°、２２．２２°・・・デジタル／アナログ変換器、 ３１．３１°・・・切断順序制御装置、１０１．１０２
・・・ＸＹスキャナ。 出願人　　日本光学工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　加工対象とレーザビームとを相対移動して加工対象の
   任意の加工点にレーザビームを照射するレーザ加工装置
   に於いて、 複数の加工点が一定間隔以下で直線上に並んでいる場合
   、レーザビームの照射予定点を前記直線の延長線上に高
   速で相対移動した後前記直線上を低速で相対移動する様
   制御し、レーザビームの照射予定点が加工点に到達した
   時に低速での相対移動を停止させる事無くレーザビーム
   を発射する様制御するレーザ加工装置のレーザビーム制
   御方法。