JPH02238606A - レーザトリミング装置 - 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〕 本発明はレーザトリミング装置に関し，特にレーザ光に
よυ基板上の抵抗膜などの一部を切シ欠いて所望値にな
るよう調整するレーザトリミング装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に，抵抗体のレーザトリミングを行う際には，抵抗
測定器を使用して被加工抵抗の抵抗値を測定しながら，
レーザショット位置を順次移動して抵抗に切り込みを入
れて行き，測定値がトリミング目標値を越えた時点でレ
ーザシヨットを停止する方法が用いられている。

この様な用途の抵抗測定器には，高速測定と高精度測定
の両面が要求されるだめ，一般に高安定の定電流源を使
用して被加工抵抗に一定電流を印加して置き，被加工抵
抗の両端に現れる電位差を検出することにより抵抗値を
求める形式の抵抗測定器が使用されている。まだ，この
種の抵抗測定器では比較機能が主体となっており，通常
，検出した電圧をトリミング目標値に相当する基準電圧
と比較して，検出電圧が基準電圧を越えた時点でトリミ
ングを停止する形式になっている。

〔発明の解決しようとする課題〕

しかし，この形式の抵抗測定器でも，種々の制約からそ
の時定数を十分に小さくすることはできなくて，測定の
応答が若干遅れる難点がある。この応答の遅れによシ，
トリミング終了時に測定された抵抗値と，安定化後の実
際の抵抗値とが異なることになる。この影響は高速トリ
ミングや高抵抗のトリミングを行おうとした際には顕著
になシ，加工抵抗精度の劣化原因になっている。なお，
もしこのトリミング後の変化量が一定であれば，その変
化分を見込んで早めにトリミングを終了する補正手段に
よシ，かなシの改善を期待できるが，変化量は一定では
なく，抵抗体の形状やカットの形状そして特に切り込み
の深さなどによって大きく変化するだめ，たとえ平均値
的な補正を行ったとしても，かなシの部分が抵抗値のば
らつきとして残るので十分な補正手段とはなり得ない。

また，前記の方法では単に測定値がトリミング目標値を
越えたかどうかだけでトリミングの終了の制御をしてい
るので，必然的にレーザのショットとショットの間にビ
ームが移動する距離（以下バイトサイズと言う）に相当
する分だけ抵抗値がばらつくことになる。このバイトサ
イズ当たシの抵抗値の変化量は切り込みの深さが深くな
ると急激に増加し，それに応じてばらつき量も急激に増
大するので，加工精度を劣化させる要因になっている。

更に，クラックの発生や熱的影響による抵抗値の変化，
すなわちドリフト現象が生じることもある。

以上の問題に対して，従来では，それらの点を改善する
適当な方法が知られていなかったため，−所要精度に応
じてトリミング速度を遅くすると共に，前記バイトサイ
ズを小さく設定するか，カット数を増加するかによって
トリミングを行っておシ，いずれの方法でも処理能力の
劣化を招いていた。その上，バイトサイズを小さく設定
すると，どうしてもショット回数が増加し，過剰なレー
ザパワーが抵抗に印加されることから熱的影響を受け易
くなり，加工精度を悪くする方向にあるので，バイトサ
イズを小さくしたほどには加工精度が改善されない課題
がある。

高速トリミングや高抵抗のトリミングを行う際には，上
記の様な課題が有るが，他方，需要面からは高精度で高
速度のトリミングの要求は年々強くなってきておシ，例
えば毎秒数十個を超える様な高速度での高精度のトリミ
ングの要求も有シ，従来の方法のレーデトリミング装置
では要求を満たせなくなっている。

本発明の目的は従来のもののこのような課題を解決しよ
うとするもので，トリミング処理能力を低下させること
なしに，従来のレーザトリミング装置では実現困難であ
った高精度のレーザトリミングが可能なレーザトリミン
グ装置を実現することにある。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明によれば，レーザ発振器と，該レーザ発振器の出
射光を被加工基板上に集光しかつ該集光位置を任意に走
査可能なスキャン光学系と，被加工抵抗の抵抗値を測定
する手段とを含み，前記被加工基板上に形成された抵抗
の一部を切シ欠くことにより，該抵抗の抵抗値を所要の
値に調整するレーザトリミング装置において，前記スキ
ャン光学系の走査方向が抵抗の形状・寸法に応じて予め
設定された軌跡に従った走査が可能で，かつ該走査軌跡
の制御が被加工抵抗の抵抗値の時間変化を一定になすご
とく設定したことを特徴とするレーザトリミング装置が
得られる。

〔実施例〕

次に，本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の一実施例のレーザトリミング装置の機
能構成を示すブロック図である。図において，レーザト
リミング装置ぱレーザ発振器１と，スキャン光学系２と
，抵抗測定器５と，コントロラ６とを含んで構成されて
いる。なお３は被加工基板，４は抵抗膜，４１と４２は
電極である。

レーザ発振器１は小型で高ピーク出力が得られるＮｄ：
ＹＡＧ（ネオジューム・イットリー−ム・アルミニー−
ム・ガーネット）結晶を使用した固体レーザで，コント
ローラ６からのパルス信号によりパルス状光ビームを出
射するものである。

スキャン光学系２は２軸方向のビームスキャナ２　１　
＋！：　ｔ　ｆθレンズ２２とを含んでおり，ビームス
キャナ２１はコントローラ６から送られてくる位置座標
信号１１に応じて，そのミラーを回転させて入射レーザ
ピームの方向を偏向し，ついでｆθレンズ２２において
は，入射ビームを被加工基板３上の前記偏向に対応した
位置に集光させるものである。

また，被加工基板３上の抵抗膜４の両端の電極４１と４
２には抵抗測定器５が接続されていて，抵抗値の測定が
行われる。抵抗測定器５においてはトリミングの進行に
伴って抵抗値が変化してトリミング目標値を越えた時点
で，トリミングの終了を示す終了信号１２をコントロー
ラ６に送出するようになっている。

この構成で，レーデ発振器１から出射されたレ一ザビー
ムは，スキャン光学系２に入射し，その中のビームスキ
ャナ２１およびｆθレンズ２２を経て被加工基板３上の
抵抗膜４の近辺に集光される。

実際に，レーザトリミングが行われる際には，抵抗測定
器５で被加工抵抗の抵抗値を測定してトリミング目標値
を越えたかどうか監視しながら，コントローラ６からの
位置座標信号１１でビーム位置を動かしてレーザショッ
トを行い抵抗膜４の外側から順に切シ込み７を入れて行
くことによシ行われる。そして被加工抵抗の抵抗値がト
リミング目標値を越えた時点でレーザ発振を停止するこ
とによシトリミングを終了する。

以上の動作は順序としては従来と同じであるが，本発明
の特徴は，以下に記述するように，トリミングを行う際
にビームの軌跡を適切に制御するようにしたものである
。第１図について言えば，７で示されるような曲がった
切シ込みを形成するようにしたものである。なお８は従
来に於ける切り込みを示したもので，直線と成っている
。

第２図は抵抗膜上のビームの軌跡の長さに対す？抵抗の
変化すなわ■ち切り込みの長さに対する抵抗の変化を示
す図であシ，実線Ａは本発明による抵抗変化を示し，点
線Ｂは従来の技術による抵抗変化を示している。第２図
から分かるように，切り込みが短い間は両者は大体同じ
であるが，より長くなると両者は全く相違してくる。す
なわち従来の場合はトリミング終了時点で抵抗値が急激
に上昇するのに対し，本発明の場合は抵抗値の変化が一
定にすなわち抵抗値の時間当たシ変化率が一定になるよ
うに設定してある。

以」二のような設定に成っているので，従来の場合は前
述のように加工精度のばらつきが大きくなってしまう欠
点が有るのに対し，本発明の場合は，抵抗測定器５の時
定数が遅くて測定応答に遅れがあるような場合でも，そ
の為に生じる抵抗値の差異は一定であることから，その
分だけトリミングを早く終了する補正方法により，抵抗
値の差異分をほぼ打ち消すことができ，高精度のレーザ
トリミングが可能となる。

苔だ，第２図で明らかな様に，本実施例の切り込みによ
ればトリミング終了時点でのバイトサイズ当たシの抵抗
値変化は直線トリミングに比べて大幅に小さくなるので
，バイトサイズ相当分の抵抗値ばらつきも大幅に小さく
なシ，この面からも高精度のトリミングが可能になる。

さらに，本実施例の軌跡によれば最終的な切込みの深さ
が浅くなるので，クラック等の発生によるドリフト等の
影響も小さくなる利点があり，この理由からも高精度ト
リミングが可能となる。

本発明の第２の実施例のレーザトリミング装置は，第１
図に示した前記実施例と同じ構成で，軌跡の制御方法が
異なるものである。

具体的には第１図に実線で示した切り込み７に関して，
第１の実施例ではすべて予め設定しておいだ軌跡に従っ
てトリミングするものであったが，この第２の実施例で
は直線から抵抗値変化を一定とするごとく軌跡を曲げ始
める時点を抵抗値の変化によシ決めるものであ９，測定
抵抗値がトリミング開始以前の抵抗値の一定倍率の値を
越えた時点で行うものである。この実施例によっても同
様に高精度のトリミングが可能な上に，さらに，印刷の
位置ずれなどの為に，若干抵抗膜の位置がずれているよ
うな場合でもよシ正確に抵抗値の時間変化率を制御でき
る利点がある。

以上述べた各実施例において，レーザ発振器１としてＮ
ｄ　：　ＹＡＧレーザを使用しているが，それ以外でも
同程度以上のピーク出力のものであれば使用可能である
。また，スキャン光学系２に関しても，２軸方向のビー
ムスキャナとｆθレンズの組合せ以外の形式でも良く，
たとえば２軸のりニアモー夕と普通の集光レンズの組合
せでも可能である。

コントローラ６はマイクロコンピュータを使用すれば，
ビームの位置制御や測定器の制御など，容易に必要な制
御機能を実現できる。またこの制御機能は電子回路の，
みて論理回路を組んで構成することも可能である。

以上説明したように，本発明のレーザトリミング装置で
は，切り込みの深さに関係無く単位時間あたシの抵抗値
変化率を一定にできるので，抵抗測定器の時定数による
応答の遅れは常に一定になシ，その分を見込んで早めに
トリミングを終了することにより正確な補正が可能とな
る。さらに，バイトサイズに相当する抵抗値の変化量が
一定で小さな値になることから，バイトサイズに起因す
るばらつきも小さくなシ，この点からも高精度のトリミ
ングが可能になる。

この方法では補正手段により高精度を得ているので，処
理能力を落とすことなしに高精度のトリミングが可能で
ある。

壕だ，この方法はトリミング処理能力を落とすことは無
いので，本発明の目的である，高速で高精度のトリミン
グを実現できたことになる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明のレーザトリミング装置によ
れば，スキャン光学系の走査軌跡を，予め抵抗の形状・
寸法に応じて設定された抵抗値の時間変化を一定とする
ごとき軌跡に従って走査制御し，レーザトリミングを行
うことによシ，抵抗測定器の応答の遅れ分を見込んで早
めにトリミングを終了する事によシ補正でき，かつ，バ
イトサイズ相当分の抵抗値ばらつきも小さくできる事な
どによシ，高精度のレーデトリミングが可能になる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のレーザトリミング装置の機
能構成を示したブロック図，第２図は切り込み長さと抵
抗値の変化の関係を示した図である。 記号の説明＝１・・・レーデ発振器，２・・・スキャン
光学系，３・・・被加工基板，４・・・抵抗膜，５・・
・抵抗測定器，６・・・コントローラ，７・・・切シ込
み。 切り退み長さ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　レーザ発振器と，該レーザ発振器の出射光を被加
   工基板上に集光しかつ該集光位置を任意に走査可能なス
   キャン光学系と，被加工抵抗の抵抗値を測定する手段と
   を含み，前記被加工基板上に形成された抵抗の一部を切
   り欠くことにより，該抵抗の抵抗値を所要の値に調整す
   るレーザトリミング装置において，前記スキャン光学系
   の走査方向が，抵抗の形状・寸法に応じて予め設定され
   た軌跡に従った走査が可能で，かつ該走査軌跡の制御が
   被加工抵抗の抵抗値の時間変化を一定になすごとく設定
   したことを特徴とするレーザトリミング装置。