JPH02117788A - レーザ加工装置 - 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〕 本発明は高精度に位置合わせしてレーザ光を照射する装
置に関し、特に集積回路における配線状態を変更する装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の装置は第１５図に示す様な構造であった
。第１５図に於いてレーザｌを出たレーザビームはアパ
ーチャ９で成形された後、レンズ１２を用いてウェハＷ
上に結像されていた。そしてその照射位置を計測するた
めにアパーチャ照明光をファイバ７で導き、ミラー５を
光路上に挿入しアパーチャ９を照明して、レンズ１２で
結んだ像の反射光を受光器１７で受光して、その位置の
計測を行っていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら従来の技術は照射位置測定時には微小スポ
ット（例えば口５μｍ以下のスポット）を計測するため
、その送光系、受光系が複雑かつ高価なものとなるとい
う問題点があった。すなわち、送光系においては光量を
得るために坪度の高い光源、例えば水銀ランプ光源等が
必要であり、そのために冷却水が必要であったり、ラン
プの交換を定期的に行う必要があった。また加工光学系
と同じ光軸上をその光線が通る必要があったため、切り
換えミラー５の出し入れ機構が必要で、その位置再現性
が要求された。

受光系についても微小光量を検出するために光電子増倍
管等の増幅器が必要で、その駆動回路も複雑なものであ
った。

また、照射位置測定用の光の波長とレーザ加工時の光の
波長が異っていたため、レンズ１２の設計時に色収差を
除去することが必要であった。

マタ、加工に用いられるパルスのレーザビームを用いて
照射位置測定を行うことも考えられる。

その場合には測定するマークを保護するために加工時に
比ベエネルギーを減衰させる必要がある。

また、受光器で得られる検出光もパルス状となるため、
高速の処理回路が必要となるという問題点があった。

本発明はこの様な従来の問題点に鑑みてなされたもので
、照射位置測定を簡便な方法で行うことを目的とする。

（問題点を解決する為の手段） 上記問題点の解決の為に本発明ではファイバ７、レンズ
８、ミラー５を廃止し、レーザ１の発振状態を状況に応
じて変化させる制御回路を有する構成とした。制御回路
によりレーザ加工を行う際にはレーザをパルス的に出力
し、照射位置測定時にはレーザを連続的に出力させる。

〔作　用〕

本発明においては、レーザ加工用のレーザを照射位置測
定用光源として用いるので、新たに照射位置測定用の光
源およびビーム伝達用の光学系を設ける必要がなくなり
、光学系を簡単にすることが出来る。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例の斜視図である。同図において
ＹＡＧレーザ等の加工用レーザ光Ｂｌ、可変減衰器２、
集光レンズ３、ミラー４、開口９ａを有する開口板９、
ビームスプリンター１０、対物レンズ１２より加工用レ
ーザ照射系が構成されている。また加工用レーザ照射系
に付随して加工用レーザの照射位置を計測する加工用レ
ーザ照射位置計測系及びレーザ照射位置を観察する加工
用レーザ照射位置観察系がある。計測系は前述した開口
板９、ビームスプリッタ−１Ｏ１対物レンズ１２、並び
に集光レンズ１６、検知器１７より成り、観察系は照明
用光ファイバー１８、コンデンサーレンズ１９、ビーム
スプリッタ−２０、前述したグイクロイックミラー１１
、対物レンズ１２、並びに指標レチクル２１、リレーレ
ンズ２２、及び撮像管２３より成っている。さらにウェ
ハＷの位置合わせをする為のグローバルアライメントセ
ンサとしてＷＸＳＷＹＳＷθの各センサがある。

これら加工用レーザ照射系、計測系、観察系、及びグロ
ーバルアライメントセンサは、レーザ加工装置本体（不
図示）に一体に組み込まれている。

そしてセンサＷＸ、ＷＹ、、Ｗθと対物レンズ１２とは
ある特定の位置関係になるようにレーザ加工装置本体（
不図示）に固定されている。ＸＹステージＳＴ上にはグ
ローバルアライメントセンサＷｘ、ｗｙ、ｗθと加工用
レーザ照射位置計測系の相対位置計測に用いる為にフィ
デエーシ中ルマークＦＭが固定されている。ＸＹステー
ジＳＴの位置はＸ軸し−ザ干渉計２４とＹ軸し−ザ干渉
計２５によって計測される。

ｘｙステージＳＴはＸモータ３６とＹモータ３５によっ
て駆動されるものであり、これらのモータはステージ制
御部３４により制御されている。

さらにＸＹステージＳＴ上には不図示のＺステージが設
けられ、２ステージ上に不図示のθ回転ステージが設け
られており、ウェハＷはこのθ回転ステージ上に載置さ
れる。このθ回転ステージも不図示のモータにより駆動
される。そしてこの不図示のモータもステージ制御部３
４により制御される。２ステージは不図示のモータによ
り駆動される。このモータもステージ制御部３４により
制御されるものである。３３は中央制御部（以下、ＣＰ
Ｕと称す）であり、ステージ制御部３４への指令及びレ
ーザの出力、減衰の指令を行ない、又レーザ照射位置の
計測等も行なう、２８は加工レーザ用電源、２９は可変
減衰器２の制御部である。

３１はカメラコントロールユニット、３２はＩＴ■モニ
ターであり、対物レンズ１２による拡大像を観察するだ
けでなくグローバルアライメントセンサｗｘ、、ｗｙ、
ｗθを通した拡大像も切替式で観察できるようになって
いる。

図示はしていないが、ウェハＷの裏面が、開口９ａの縮
小投影像の像面と一致する如く焦点を合わせる為に、オ
ートフォーカス系と前述したＺステージが設けられてお
り、ステージ制御部３４により最適な結像状態、すなわ
ち開口９ａの像がウェハＷ上に結像する状態が保たれる
よう構成されている。

第２図は加工用レーザの照射位置とグローバルアライメ
ントセンサの関係を示す平面図であり、本出願人による
時開５６−１０２８２３に詳述されているのと同様の構
成を示している。

加工用レーザ照射系の対物レンズ１２の中心付近の加工
レーザ照射位置を原点Ｏとし、原点０にて直交するＸ軸
、Ｙ軸をとる。これらのＸ軸、Ｙ軸は第１図のレーザ干
渉計のミラー２６と２７で決まる座標軸と同じ方向を持
っている。ＸセンサＷＸはＸ軸上に、ＹセンサＷＹはＹ
軸上に位置し、アツベの誤差をなくした配置をとってい
る。θセンサＷθはＹセンサＷＹと同一のＹ座標を持ち
、ウェハＷの回転誤差をＹセンサＷＹと共に検出する。

ＸセンサＷＸはウェハＷのＸ方向の位置検出をするのに
用いられる。ＹセンサＷｙはウェハＷのＹ方向の位置検
出をするのに用いられる。また原点０とＹセンサＷＹと
の距離及び原点０とＸセンサＷＸとの距離はフィデュー
シャルマークＦＭ上のＸマークＸＬ及びＹマークＹＬを
、ＸＹステージＳＴを動かしてはＸセンサＷＸ、Ｙセン
サＷＹ及び加工用レーザ照射位置計測系により検出し、
これをレーザ干渉計２４．２５により測長することによ
り得られる。その詳細は後述する。

第３図は加工用レーザ照射系、加工用レーザ照射位置計
測系及び観察系を示したもので、第１図の装置を部分−
的に詳述したものである。加工用レーザ光源１から出た
レーザ光は可変減衰器２で強度を変えられ、レンズ３に
よりミラー４を経由して開口９上投影される。開口板９
の開口９ａは正方形または長方形であって、開口９の像
は対物レンズ１２によってウェハＷ上に縮小投影される
。

開口９ａの大きさを変更することによりウェハＷ上のレ
ーザ照射サイズを変えることもできる６以上がレーザ照
射系である。

第１図におけるＣＰＵ３３より加工レーザ用電源２８に
対し連続発振のための信号を送出することによりレーザ
が連続発振を開始し、加工用レーザ位置計測系が使用で
きる状態となる。連続発振したレーザビームは、コンデ
ンサレンズ８によって開口板９上を照明し、開口９ａの
像は対物レンズ１２によってウェハＷ上に縮小投影され
る。

連続発振をさせるためにはレーザ共振器内のＱスイッチ
素子の駆動状態を変化させればよい、Ｑスイッチ素子と
はレーザの共振器中に配置され、レーザ共振器のＱ（Ｊ
！を低くしておいて励起を続け、反転分布が十分に大き
くなったとき、急に共振器のＱ（ａを高くして上準位に
貯められていたエネルギーを短時間にレーザ出力として
取りだすものであり、こうして発生されるパルス出力の
尖頭値は非常に高いものとなる。上記Ｑスイッチ素子を
ＯＦＦの状態にすることで連続発振が起こる。ＯＦＦの
状態にする方法は、レーザ電源によって異なるが、例え
ばパルス出力のための外部信号入力端子のレベルを一定
にするものや、高周波を加えてＱスイッチのドライバ部
分の応答が追いつかなくなることを利用する方法などが
考えられる。

投影位置は加工用レーザ照射位置と同じである。

すなわち加工用レーザ照射位置計測系のステージＳＴ上
の検出中心と、加工用レーザ照射系によるステージＳＴ
上のレーザ照射位置中心とは一致する。レンズ１２によ
って投影された光像の、ウェハＷ又はその位置にある他
の反射体（例えばフィデューシャルマークＦＭ）の表面
による反射光は、ビームスプリッタ−１０で一部が反射
され、集光レンズ１６により集光されて検知器１７によ
り検出される。従って検知器１７より加工用レーザ照射
位置にあるパターンの検出信号（後述する第７図のよう
な信号）が得られる。ライトガイド１８は観察用の照明
光源であり、コンデンサーレンズ１９とビームスプリン
ター２０、グイクロイックミラー１１、対物レンズ１２
を経てウェハＷ上を照明し、対物レンズ１２の結像面に
置かれたレチクル２１上にウェハ上のパターン像を結像
する。

そしてこの像をリレーレンズ２２によって逼像管２３上
に形成する。

第４図は時開５７−１９７２６に記述されたグローバル
アライメントセンサｗｘ、ｗｙＳｗθの原理を示すもの
であり、アライメント誤差を検出する方向にη軸がある
ように描かれている。従ってＸセンサＷＸではη軸はＸ
軸に相当し、ＹセンサＷＹとθセンサＷθではη軸はＹ
軸の方向に相当する。レーザビーム４０は矢印４４のよ
うに振動回転する反射鏡４５により反射され、レンズ４
１によって集光されてη軸方向に集光走査される。

集光ビームの形状は、不図示のシリンドリカルレンズ系
の効果によりξ軸方向に長くなっている。

すなわち集光ビームはアライメントマークＡＭを構成す
るξ軸方向に並んだ複数のパターンを含むように構成さ
れている。集光ビームがη軸方向に格子状のアライメン
トマークＡＭ上を走査すると、回折光が生じ、それをξ
軸方向に並んだ検知器４２及び４３で受光して光電変換
し、反射鏡４５の振動回転に同期して同期検波すると、
アライメント誤差信号が得られる。前述したセンサＷＸ
ＳＷＹ、Ｗθはそれぞれ第４図の如く構成されているも
のである。そしてレーザビーム４０としてはＣＷレーザ
を用いている。第６図は反射！４５が振動回転している
状態でＸ、Ｙ、又はθセンサの下をウェハのアライメン
トマークＡＭが移動した場合のアライメント誤整信号Ｓ
１を示し、零点６０では、アライメントマークＡＭがＸ
、Ｙ、又はθセンサの検出中心に一致している。

第５図はＸＹステージ上に形成されたフィデューシャル
マークＦＭに形状を示し、Ｙ方向に伸びた線ＸＬ上に一
定間隔で長さの短い矩形５０ａ、５０ｂ・・・・・・が
並び、並びの中央付近にはこの矩形の一周期分が連らな
った長さの長い矩形５１がある。即ち長さの短い矩形５
０ａ、５０ｂ・・・・・・のβ方向の一辺の長さをＬ＋
、この短い矩形の間隔をＬ８とすると、長さの長い矩形
５１のβ方向の長さは（２ＬＩ　＋Ｌｇ　）となってい
る、同様にＸ方向に伸びた線Ｙｌ上に長さの短い矩形５
３ａ、５３ｂ、５３ｃ、・・・・・・及び長さの長い矩
形５２がＹ方向のマーク之同様な規則性を持って配置さ
れている。以下、ＸＬ上に形成された矩形の列をＸパタ
ーンと称し、Ｙｌ上に形成された矩形の列をＹＬＸパタ
ーン称す、ここで矩形５’Ｏａ、５０ｂ、５０　ｃ　、
−−−１５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、　・−−−−−及び
矩形５１．５２は、詳しくはクロムメツキされた円板５
５のメツキされた部分５５ａを部分的に削除することに
より構成されている。従ってこれらの矩形はまわりの部
分（クロムメツキされた部分）よりも反射率が低くでき
ている。第５図のマークＦＭはグローバルアライメント
センサＷＹ。

Ｗθ、ＷＸによっても検出可能であるし、又、第３図に
示した加工用レーザ照射位置計測系によっても検出可能
である。照射位置計測系によりＸＹステージＳＴ上に投
影された光像ＬＳの両辺の長さは、第５図に示す如くα
方向（Ｘと同一方向）及びβ方向（Ｙと同一方向）にお
いて（２Ｌ＋　＋Ｌｆ）よりも小さくなるよう構成され
ている。そしてフィデューシャルマークＦＭをグローバ
ルアライメントを行なう各センサｗｙＳｗθ、ＷＸで検
出した時の出力は、それぞれ第６図と同様になる。次に
マークＦＭを照射位置計測系により検出する場合につい
て述べる。マークＦＭがｘＹステージＳＴのＹ方向の移
動により対物レンズ１２の下を通過するよう走査された
場合、Ｙ方向の移動ｌｙと検知Ｈ１７の出力信号Ｓ２の
関係は第７図の信号７０のようになる。Ｙ方向の位置は
レーザ干渉計２５によって計測された値である。

１：５号７０　バ一定レベル（規準レベル）７Ｉと比較
され、これらが一致するＹの位ＮＹ１とＹ２を求め、Ｙ
ｌとＹ２の中点Ｙ０を求めれば光像ＬＳとパターン５２
の中心同志が一致するＹ方向の位置がわかる。従って第
２図においてフィデューシャルマークＦＭを移動させて
、センサＷＹとレーデ照射位置計測系とによりそれぞれ
光電検出を行えば計測系による光像ＬＳの原点ＯからＹ
センサＷＹの検出中心までの距ＭＬ□を計測できる。

また、原点０からＸセンサＷＸまでの距離、８も同様に
フィデューシャルマークＦＭのＸ方向のバターンを用い
て計測される。光像ＬＳの両辺の長さを矩形５１，５２
の長さ（２Ｌ、＋Ｌ□）より小さくした理由は、光像Ｌ
Ｓに対してパターン５１をα方向に、光像ＬＳに対して
パターン５２をβ方向にそれぞれ移動させる時に、光像
ＬＳがパターン５１あるいは５２の端部（長手方向の端
部）にかからないようにする為である。光像ＬＳがパタ
ーン５１．５２の上記端部にかかると検知器１７の出力
が乱れ、パターン５１．５２の検出が不正確になる。し
かしながら本実施例は上述の如く構成しであるので、パ
ターン５１．５２をα方向あるいはβ方向に移動し光像
ＬＳを横切るようにしても、光像ＬＳがパターン５１．
５２の上記端部にかかることはなく、検知器１７の出力
が乱れることはない、従って正確な検出ができる。

Ｌ＠ｖとＬｗｌｌはレーザ干渉計２５及び２４の出力よ
り得られＣＰＵ３３に記憶され、ウェハアライメントを
行なう場合に定数として使用される。センサＷＹとセン
サＷθとの距離はその装置固有の値であるから予め決ま
っており、ＣＰＵ３３に記憶されている。

ウェハＷのグローバルアライメントを行なう場合は、Ｘ
Ｙステージを移動して第８図に示したウェハＷ上のＹマ
ークＹＭ及びθマークθＭをそれぞれＹセンサＷＹとθ
センサＷθにより検出し、θ回転ステージを回転させて
ウェハＷの回転誤差を除（、そしてＹ方向のステージ位
置を干渉計２５の出力より得てＣＰＵ３３に記憶する。

尚この後θ回転ステージをＸＹステージに固定し、その
後ＹセンサＷＹによりθチエツクマークＹＣＭの中心位
置を検出してウェハＷのＸＹ座標系に対する残存回転誤
差εを求めてもよい。

次にＸＹステージを移動してＸセンサＷＸによりウェハ
Ｗ上のＸマークＸＭを検出し、Ｘ方向のステージ位置を
干渉計２４の出力より得てＣＰＵ３３に記憶する０以上
の動作により、ウェハＷ上のパターンのステージの座標
系ｘＹに対する位置関係がわかり、グローバルなアライ
メントがなされる。これらの動作の詳細は時開５６−１
０２８２３に開示されている０本実施例においては同公
開特許における手順も全く同様に使える。また上述の如
く残存回転誤差εを検出した場合には、チップパターン
露光時の回転アライメント誤差に比べて大きな回転誤差
が残っていても問題ない、この理由は加工レーザの照射
されるサイズはせいぜい数ミクロンであり、露光装置（
ステッパー）の露光サイズ１０ｍｍ〜２０−に比べると
格段に°小さいからである。ただしこの場合には加工レ
ーザの照射点の位置決めはサブミクロンの精度で行なう
必要があるので、ウェハの残された回転誤差εを計測し
て、位置決めの時にウェハ座標系の回転計算をして加工
レーザの照射位置の中心を目標位置に一致させる必要が
ある。

上記実施例においてＹセンサＷＹ、θセンサＷθ、Ｘセ
ンサＷｘでマークＦＭを検出する時、ＸＹステージＳＴ
は必ずしも停止させる必要はなく、各センサのマークＦ
Ｍ検出中心におけるステージ座標を計測し、記憶すれば
よい。

第１０図及び第１１図はＣＰＵ３３の動作を表すフロー
チャートである１次にこのフローチャートを用いて本実
施例の動作を詳述する。まずウェハＷがｘＹステージＳ
Ｔ上にローディングされる前の動作について述べる。Ｃ
ＰＵ３３は■最初に不図示の駆動部へ信号を送り、開口
９ａの大きさを適当な大きさに制御する０次にＣＰＵ３
３は■レーザ電源部２８に連続発振用の信号を送り、レ
ーザを連続発振させる０次にＣＰＵ３３は■ステージ制
御部３４へ信号を送り、この制御部３４により不図示の
モータを駆動してＸＹステージＳＴをＺ方向（上下方向
）に動かし、フォーカス合せを行なう、従って、レーザ
ｌによって照明された開口９ａの像がＸＹステージＳＴ
上に結像され、その像の反射光が検知器１７上に結像さ
れる１次にＣＰＵ３３は■ステージ制御部３４へ信号を
送り、この制御部３４によりモータ３５．３６を駆動し
てＸＹステージＳＴをＸ、Ｙ方向に移動しフィデューシ
ャルマークＦＭのＹＬパターンをＹセンサＷＹの下に位
置づけ、センサＷＹによりＹＬパターン、詳しくはＹＬ
パターンの中心ＹＬを検出する。検出は第４図〜第６図
を用いて説明したとおりである、第４図に示した検知器
４２．４３の信号はＣＰＵ３３内で処理される。そして
ＣＰＵ３３は第６図に示されたような信号よりＹセンサ
ＷＹの検出中心とＹＬパターンの中心ＹＬとが一致する
（第６図の６０を得る）ステージＳＴのＹ座標Ｙ工を記
憶する。ステージＳＴの位置は干渉計２５の出力を参照
することにより得られる。

次にＣＰＵ３３は■ステージ制御部３４へ信号を送り、
この制御部３４によりＸモータ３６を駆動してＹ座！ｌ
　Ｙ　、ｖを保ちつつＸＹステージＳＴを移動する。こ
の時θセンサＷθの下にＹＬパターンがきたとしてもθ
センサＷθの検出中心とＹＬパターンの中心ＹＬとが正
確に一致するとは限らない、従ってＣＰＵ３３は公知の
方法によりθセンサＷθの検出中心をずらし、これを正
確にＹＬパターンの中心ＹＬに一致させる０次にＣＰＵ
３３は■ステージ制御部３４へ信号を送り、この制御部
３４によりモータ３５．３６を駆動して加工用レーザ照
射位置計測系によりＹＬパターン、詳しくは矩形５２の
パターンを検出できる位置にＸＹステージＳＴを移動す
る。そして制御部３４を介してＸＹステージＳＴをＹ方
向に走査することによりファイバー７により照明された
ＹＬパターンからの反射光を検知器１７で受ける。そし
てＣＰＵ３３はこの検知器１７の出力を処理することに
よりＹＬパターンの中心ＹＬを検出する。検出は第５図
、第７図を用いて説明したとおりである。

そしてＣＰＵ３３は加工用レーザ照射位置計測系により
ＹＬパターンの中心ＹＬが位置するとしたｘＹステージ
ＳＴのＹ座標Ｙ、、、すなわち加工用レーザ照射位置計
測系の検出中心０とＹＬパターンの中心ＹＬとが一致す
るステージＳＴのＹ座標Ｙ□を記憶する。ステージＳＴ
の位置は干渉計２５の出力を参照することに゛より得ら
れる０次にＣＰＵ３３は■上述した座標の値Ｙ工から同
じく上述した座標の値Ｙ□を減算した値し□（第２図参
照）を求め、これを記憶する。

次にＣＰＵ３３は■ステージ制御部３４へ信号を送り、
この制御部によりモータ３５．３６を駆動して加工用レ
ーザ照射位置計測系によりＸＬパターン、詳しくは矩形
５１のパターンを検出できる位置にＸＹステージＳＴを
移動する。そしてレーザ１からの連続発振のレーザビー
ムによりステージＳＴ上のパターン５１を照明する。そ
してさらに制御部３４を介してステージＳＴをＸ方向に
走査することによりＸＬパターンからの反射光を検知器
１７で受ける。ＣＰＵ３３はこの検知器１７の出力を処
理することによりＸＬパターンの中心ＸＬを検出する。

検出は第５図、第７図を用いて説明したとおりである。

そしてＣＰＵ３３は加工用レーザ照射位置計測系により
ＸＬパターンの中心ＸＬが位置するとしたＸＹステージ
ＳＴのＸ座標Ｘ□、すなわち加工用レーザ照射位置計測
系の検出中心０とＸＬパターンの中心ＸＬとが一致する
ＸＹステージＳＴのＸ座標Ｘ、を記憶する。

ＸＹステージＳＴの位置は干渉計２４の出力を参照する
ことにより得られる０次にＣＰＵ３３は■ステージ制御
部３４へ信号を送り、この制御部３４によりモータ３５
．３６を駆動してＸＹステージＳＴをＸＳＹ方向に移動
し、ＸＬパターンをＸセンサＷＸの下に位置づけ、セン
サＷｘによるＸＬパターン、詳しくはＸＬパターンの中
心ＸＬを検出する。検出は第４図〜第６図を用いて説明
したとおりである。第４図に示した検知器４２．４３の
信号はＣＰＵ３３内で処理される。そしてＣＰＵ３３は
第６図に示されたような信号よりＸセンサＷＸの検出中
心と×Ｌパターンの中心ＸＬとが一致する（第６図の６
０を得る）ＸＹステージＳＴのＸ座標ＸＷＸを記憶する
。ＸＹステージＳＴの位置は干渉計２４の出力を参照す
ることにより得られる。ＣＰＵ３３は［相］上述した座
標の値ｘ０から同じく上述した座標の値Ｘ□を減算した
値Ｌ■（第２図参照）を求めこれを記憶する。そして、
レーザ電源部２８に信号を送りレーザｌの連続発振を停
止させる。このようにして加工用レーザ照射位置計測系
の検出中心０とＹセンサＷＹの検出中心との間の距離り
。１、並びに加工用レーザ照射位置計測系の検出中心Ｏ
とＸセンサＷｘとの間の距１１１ｗｍとが得られる。こ
の加工用レーザ照射位置計測系の検出中心０は加工用レ
ーザ照射系におけるＸＹステージＳＴ上のレーザ照射位
置の中心と一致するものである。従ってＬ□は加工用レ
ーザ照射系によるレーザ照射位置の中心とＹセンサＷＹ
の検出中心との間の距離を、又Ｌ□は加工用レーザ照射
系によるレーザ照射位置の中心とＸセンサＷＸの検出中
心との距離を示すことになる。

なお上記説明では省略したが、加工時のレーザパルスの
ウェハ面からの反射光が各受光系に戻ってくるため、そ
の対策が必要である。受光器１７の前にはシャッタを設
け、照射位置計測時のみシャッタを開けるようにすれば
よい、　ｔｉｌ像管２３に対しては、レーザ光をカット
する波長特性をもつフィルタを設けて照射位置計測時、
レーザ加工時ともレーザ光をカットする。

また、レーザｌの連続発振のレーザビームの出力が時間
的変動をする場合、受光器１７からの出力を読みとり、
可変減衰器２を駆動して透過光量変化させることで受光
器１７への入射光量を一定にすることが可能である。

次に第１１図のフローチャートを用いてその後のＣＰＵ
３３の動作を説明する。まずＣＰＵ３３は■第１図にお
いて図示されていないプリアライメント機構によりウェ
ハのプリアライメントを行なう、そして＠そのウェハを
、同じく図示されてないローディング機構により第１図
に図示したＸＹステージＳＴ上上口ローディングる。こ
のウェハはＸＹステージ上のθ回転ステージ（不図示）
に吸着される。第１図に示したウェハＷはこのようにし
てローティングされたウェハである。そして［相］不図
示のオートフォーカス検出系とＺステージとを作動して
ウェハＷ上に開口９ａの像が結像する如くフォーカス合
わせを行なう、ｘＹステージＳＴ上にローディングされ
たウェハＷはプリアライメントされた後にローディング
されているので、ｘｙステージＳＴに対し大体所定の位
置関係になっている。しかしそれは正確なものではない
ので以下の如くファインアライメントを行なう。

すなわちＣＰＵ３３は［相］制御部３４を介してモータ
３５．３６を駆動し、Ｙ、θの各センサＷＹ、Ｗθによ
りウェハＷ上の特定位置にあるアライメントマークＹＭ
、θＭ（第３図参照）を検出する。

そしてモータ３５．３６及び不図示のモータの駆動によ
りＸＹステージＳＴ及びθ回転ステージ（不図示）を移
動する。こうして公知の方法に従ってＸ軸と平行な線、
すなわちセンサＷＹの検出中心とＷθの検出中心を結ぶ
線の上にウェハＷのＹアライメントマークＹＭとθアラ
イメントマークθＭを位置づける。そしてこの状態を得
るＸＹステージのＹ座標を記憶する。マークＹＭのθＭ
の検出は第４図及び第６図を用いて説明したとおりであ
る。第４図に示した検知器４２．４３の信号はＣＰＵ３
３内で処理される。ｘＹステージＳＴの位置は干渉計２
５の出力を参照することにより得られる。その後θ回転
ステージもＸＹステージに吸着され、これに固定される
。この後、ＹセンサＷＹによりθチエツクマークＹＣＭ
を検出し、残存回転誤差を求めてもよい１次にＣＰＵ３
３は＠ステージ制御部３４介してモータ３５．３６を駆
動し、ＸＹステージを移動してＸセンサＷｘによりウェ
ハＷの特定位置にあるＸアライメントマーりＸＭを検出
する。そしてＸアライメントマークＸＭを検出するＸＹ
ステージのＸ座標を記憶する。マークＸＭの検出は第４
図、第６図を用いて説明したとおりである。第４図に示
した検知器４２．４３の信号はＣＰＵ３３内で処理され
る。ＸＹステージの位置は干渉計２４の出力より得られ
る。ＣＰＵ３３は以上のようにしてウェハＷのファイン
アライメントを行ない、かつウェハＷの特定位置にある
アライメントマークＹＭ、θＭ、　ＸＭを検出すること
によりＸＹステージＳＴ上におけるウェハＷの位置を記
憶する。この時点では、ＣＰＵ３３に、ウェハの大きさ
、チップの大きさ、チップの配列、各チップのどの部分
をレーザにて切断するか等の情報、並びに上述したグロ
ーバルアライメントセンサＷＸ％ＷＹと加工用レーザ照
射系によるレーザ照射位置の中心０との距離に関する情
報、並びにＸＹステージＳＴ上に固定されたウェハの位
置に関する情報が蓄積されている。

尚残存回転誤差εを求めた時にはこの誤差に関する情報
も蓄積されている。ＣＰＵ３３は次に［相］スデージ制
御部３４介してモータ３５．３６を駆動し、蓄積された
上記各情報に基づいてウェハＷ上の１つのチップをレン
ズ１２の下に位置づけ、かつ回路を切断すべきそのチッ
プ中の特定箇所（切断箇所）を加工用レーザ照射系によ
る照射位置の中心０に一致させる。そして０ＩＩＩＩｒ
Ｉｊ部２９を介して可変減衰器２を制御し、［相］電源
２８を介して加工用レーザ光源１を駆動し、レーザ発振
を行なわせる。従って光源ｌから発したレーザ光は可変
減衰器２、集光レンズ３、ミラー４、間口９、ビームス
プリフタｌＯ、グイクロイックミラー１１、対物レンズ
１２を介してチップ上に導かれ、チップ中の回路の特定
箇所を切断する０次にＣＰＵ３３は［相］ウェハー枚中
の各チップ切断を全て終了したか否か判別する。そして
まだウェハ中の各チップの切断を全て終了していなけれ
ば、［相］切断すべき他のチップの切断箇所を読み出す
、その後［相］読み出された情報に基づいてＸＹステー
ジＳＴを移動してその切断箇所を加工用レーザ照射系に
よる照射位置の中心Ｏに一致させ、＠［相］と同じ工程
を経てこの箇所を切断する。このようにしてウェハＷ上
における各チップの切断箇所を順次切断し、各チップの
切断を全て終了する。そして０このウェハを不図示のロ
ーディング機構によりＸＹステージ上から退避させこれ
を所定の収納位置に戻す。

以上のようにして一枚のウェハの処理が終了する。

本実施例においては加工用レーザ照射位置計測系により
光像ＬＳを投影し、同時に、観察光学系における照明を
行なってうエバパターンと光像ＬＳの位ｌを観察するこ
ともできる。この場合前述の措像管の前のフィルタをレ
ーザ加工時のみ挿入し、ＬＳ位置観察時には取り除くよ
うにすればよい、第９図はウェハＷに形成されたチップ
内の回路を切断する場合のレーザ光の光像ＬＳと切断回
路の観察像を示す図であり、第９図（ａ）は切断部９１
がＸ方向に伸びた場合、第９図（ｂ）は切断部９４がＹ
方向に伸びた場合を示している。上述した観察系を用い
れば、切断点の位置確認が行なえるだけでなく、光学系
の位置ドリフト、ウェハの伸縮等の原因により微小量の
アライメント誤差が残っている場合にも、観察系を見な
からＸＹステージＳＴを微動させてアライメントの誤差
にかかわらず正確に回路の切断を行なうことができる。

次に第１２図及び第１３図を用いて別の実施例を説明す
る０本実施例は第１図の検知器１７に相当する検知器を
、ＸＹステージＳＴに固定されたフィデューシャルマー
クＦＭの下、すなわちＸＹステージＳＴ内に設けた点で
前述した実施例と異なる。第１２図はフィデューシャル
マークＦＭ近傍を示す断面図である。第１２図において
、検知器１７’　は第１図の検知器１７に相当するもの
である。そして検知器１７゛はフィデューシャルマーク
ＦＭのＹＬパターンあるいはＸＬパターンを通過してき
た光を検知する。詳述すれば前述した実施例の如く照明
用ファイバー７の照明光によってＹＬパターンあるいは
ＸＬパターンが照明されると検知器１７°はパターンの
透”通光を受光し、検出出力を得る。この検知器１７’
の出力は、第１３図の如（である、同図において、検知
器１７゛の出力信号３．＋は信号７０’の如くである。

そしてこの信号７０″より前述した実施例と同様にＹＬ
パターン及びＸＬパターンの検出がなされる。その原理
は前述した実施例にて詳述した如くである。

また本実施例ではフィデューシャルマークＦＭと検知器
１７°の間に出し入れ可能なフィルタｌＯ１が設けられ
、これによりパルス発振のレーザ光を除去するようにし
ている。検知器１７″及びフィルタ１０１以外の構成及
びＣＰＵ３３による制御の仕方は前述した実施例と同様
である。本実施例では要素９．１２．１７″、１０１で
加工用レーザ照射位置計測系を構成している。

上述した２つの実施例においてレーザ光源ｌからのレー
ザ光をフィデューシャルマークＦＭに照射して、ＹＬ、
ＸＬの各パターンを照明するのではなく、ファイバー７
からＣＷレーザ（連続光）を導いてＹＬ、ＸＬの各パタ
ーンを照射し応答の遅い検知器１７．１７°にてＹＬ、
ＸＬの各パターンを検出すればＳ／Ｎの良い計測（検出
）を行なうことができるのはいうまでもない。

以上の詳述した２つの実施例においては回路を切断する
装置として説明したが、本装置は加工用レーザにてチッ
プ内の回路を部分的にアニールすることにより、回路の
導通状態を変えて集積回路の動作を変更するような用途
にも使用できる。

また、切断用レーザビームを減衰させてパターンの外観
上は損傷がないようにしてパターンの位置検出を行なう
装置において予備アライメントの精度が悪い場合にはＭ
ＯＳダイオードを破壊してしまう欠点があるが、上記実
施例の加工用レーザ照射位置計測系の如く小出力のＣＷ
レーザを用いればこのようなことはない。

第１４図に第３の実施例を示す０本実施例は時開６２−
３１６８２９に示された例を改良したものである。第１
４図においては、アライメント用レーザ２０１からのレ
ーザビームがレンズ２０４を通過後ミラー２０２で反射
され対物レンズ１２により結像される。フィデューシャ
ルマークＦＭ上のマークに対し、上記レーザスポットを
走査することで得られた反射光をミラー２０３、レンズ
２０５を介して受光器２０６上に導き、その強度変化か
らアライメント用ビームの位置を求めることが出来る。

第１４図においては省略しであるが、同アライメント用
ビームはＸ、Ｙ方向に直交する帯状スポットにより形成
されている。

第１４図の例では、アライメント用ビームの光軸と加工
用ビームの光軸を一致させることで光学系を油路化しで
あるが、本例においてもビーム間の相対位置は何らかの
理由で若干ずれる可能性があり、照射位置測定は必要で
ある。測定方法については第１の実施例と同一である。

（発明の効果） 以上の欅に本発明によれば、加工用レーザを照射位置計
測にも用いることにより、照射位置計測用の光源および
その光学系が不要となり光学系が簡略化出来る。

また、指向性の良いレーザ光を用いて照射位置計測を行
うため、反射光の強度も大きくなり、高感度の受光器を
用意する必要がなくなる。

また、加工時と照射位置計測時の波長が同一なため、対
物レンズの設計が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の斜視図、 第２図は加工用レーザ照射位置とグローバルアライメン
ト系の関係を示す平面図、 第３図は主要光学系の模式図、 第４図はグローバルアライメントセンサの模式第５図は
フィデューシャルマークのパターンの平面図、 第６図はグローバルアライメントセンサのマーク位置計
測時の信号を示す図、 第７図は加工用レーザ照射位置計測系によるフィデュー
シャルマーク計測時の信号を示す図、第８図はウェハＷ
上でのアライメントマークの配置を示す図、 第９図は切断すべき回路と加工用レーザ照射位置との関
係を示す図、 第１Ｏ図及び第１１図はＣＰＵ３３の動作を示すフロー
チャート、 第１２図は別実施例を示す部分的断面図、第１３図は検
知器１７’の出力信号を示す図、第１４図は第３の実施
例の光学系の模式図、第１５図は従来の実施例の光学系
の模式図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １〜４．９、！０．１２ ・・・・・・加工用レーザ照射系 ５．５ａ、７〜１０Ｓ　１２．１６．１７；５．５ａ、
７〜１０，１２．１７’、１０１・・・・・・加工用レ
ーザ照射位置計測系１１．１２．１８〜２３ ・・・・・・加工用レーザ照射位置観察系ｗｘ、ｗｙ、
ｗθ ・・・・・・グローバルアライメントセンサＷ　・・・
・・・ウェハ ＦＭ・・・・・・フィデューシャルマークＳＴ・・・・
・・ＸＹステージ ３３・・・・・・ＣＰｔＪ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 レーザをパルス発振させて加工対象物にレーザビームを
   パルス照射して熱加工するレーザ加工装置に於いて、加
   工対象物に設けたマークを検出するマーク検出光学系と
   、前記レーザビームを集束するビーム集束光学系と、該
   マーク検出光学系とビーム集束光学系との光軸位置関係
   を測定する手段とを備え、 該測定手段の動作時に前記レーザを連続発振させる事を
   特徴とするレーザ加工装置。