JPH0316253A - レーザトリミング装置およびそれに用いる方法 - 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、集積回路、例えば厚膜ハイブリッドＩＣの厚
膜抵抗体の抵抗値調整のため、前記厚膜抵抗体にレーザ
ビームを走査させてトリミングするレーザトリミング装
置およびそれに用いる方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、厚膜ハイブリッドＩＣにおいては、その用途に応
じ、高密度化、多機能化、および高信頼性が要求されて
いる。また、このような厳しい要求に伴って、厚膜ハイ
ブリッドＩＣの構戒要素のひとつである厚膜抵抗体にも
厳しい要求が課せられている。抵抗体の高密度化への要
求に対しては、主に印刷の微細化が行われて、この印刷
の微細化のため、印刷精度の向上による厚膜抵抗体若し
くは厚ＩｐＪ導体のオーバーラップ縮小や厚膜抵抗体（
若しくは厚膜導体）パターンの幅、間隔の縮小などが行
われている。

厚膜抵抗体は焼或を終えた段階で所望抵抗値の±１０〜
２０％程度で製造することは可能であるが、それ以上の
抵抗値精度が要求される場合には、トリミングにより±
０．ｌ％程度まで調整することが必要で、従来種々のト
リミング処理が提案されている。

これらトリミング方法のひとつとして、実際の抵抗値を
リアルタイムで監視し測定し、所望の抵抗値と比較しな
がら、焼威した厚膜抵抗体を所定のパターンにレーザ等
の手段でトリミングする方法がある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記のように抵抗値を測定しながらトリ
藁ングする場合に、ｒ＄膜抵抗体の抵抗値が小さい（数
Ω程度）かまたは大きい（数ＭΩ程度）ときには、得ら
れる信号が小さいこと、または信号中にノイズが入るこ
とから測定の感度が悪くなり、得られる抵抗体の値の精
度が悪くなるという問題点がある。

また、トリミング走査の速度を早くするときには、トリ
ミング走査の速度に比べて測定値に対する応答が遅くな
るために、ターン点若しくは停止点を行き過ぎることに
なり、この結果として精度が悪くなるという問題点があ
る。

特に、厚膜抵抗体への幅方向のトリミング後ターン点か
ら９０’向きを変えて厚膜抵抗体の長手方向へトリミン
グを継続してＬカットを実施するときは、同じ抵抗値に
設定しても停止点の位置が抵抗体毎にバラックこととな
り、トリミング終了後のトリミング溝が高温状態での抵
抗値と冷却後の抵抗値との間に変化を示すショートタイ
ムドリフト量が厚膜抵抗体毎にバラックことになり、精
度が悪くなる問題が顕著であった。

この発明の目的は、上述した課題を解消して、いずれの
抵抗値であってもトリミングを精度良く行うことができ
るとともに、たとえトリミング速度を早くしても精度が
保たれ得るレーザトリミング装置およびそれに用いる方
法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明のレーザトリミング装置は、集積回路の厚膜抵抗
体の抵抗値調整のため、前記厚膜抵抗体にレーザビーム
を走査させてトリミングするレーザトリミング装置にお
いて、 （ａ）前記レーザビームを発するレーザ加工手段と、（
ｂ）調整される所望の抵抗値を入力するデータ入力手段
と、 （ｃ）前記厚膜抵抗体のトリミング開始前の初期抵抗値
を測定検出する抵抗値測定検出手段と、（ｄ）前記厚膜
抵抗体の幅方向における両端位置を少なくとも検出する
位置検出手段と、 （ｅ）前記入力された所望の抵抗値、測定した初期抵抗
値及び両端位置に基づき、前記厚膜抵抗体の幅方向に沿
って走査される前記レーザビームにおけるその幅方向か
らのターン点若しくは停止点を予じめ演算し、この演算
された結果を前記レーザ加工手段に与えて、前記レーザ
ビームの走査を制御する演算制御手段とを具えることを
特徴とするものである。

また、本発明のレーザトリミング方法は、集積回路の厚
膜抵抗体の抵抗値調整のため、前記厚膜抵抗体にレーザ
ビームを走査させてトリミングするレーザトリ泉ング方
法において、前記厚膜抵抗体のトリミング開始前の初期
抵抗値を測定検出し、前記厚膜抵抗体の幅方向における
両端位置をそれぞれ検出し、前記測定した初期抵抗値及
び両端位置と、予じめ入力された所望の抵抗値とに基づ
き、前記幅方向に沿って走査される前記レーザビームに
おけるその幅方向からのターン点若しくは停止点を演算
して求め、求めたターン点若しくは停止点までは抵抗値
を測定することなくレーザビームを走査させてトリミン
グすることを特徴とするものである． （作　用） 上述した構或において、本発明のレーザトリミング装置
および方法では、調整される所望の抵抗値、厚膜抵抗体
の初期抵抗値及び幅方向における両端位置に基づき、レ
ーザビームの幅方向からのターン点若しくは停止点を予
じめ演算し、リアルタイムで抵抗値を測定することなく
ターン点または停止点までレーザビームを走査してレー
ザトリミングを実施しているため、トリ旦ング精度を良
好にできるとともに、たとえトリミング速度が速くとも
精度が保たれ、さらにターン点のある例えばＬカットの
ときでもショートタイムドリフト量のバラツキをなくし
、精度をさらに良好にすることができる． （実施例） 第１図は本発明のレーザトリミング装置の一例の構或を
示す図である。第１図において、ｌ１はレーザビームを
発する例えばＹＡＧ　レーザ等を走査可能に構威したレ
ーザ加工装置、１２は調整される所望の抵抗値を入力す
るための入力手段、１３は厚欣抵抗体のトリミング開始
前の初期抵抗値を測定検出する抵抗値測定検出手段、１
４は厚膜抵抗体の幅方向における両端位置をそれぞれ検
出する位置検出手段、１５は入力手段１２により人力さ
れた所望の抵抗値、抵抗値測定検出手段１３により測定
された初期抵抗値及び位置検出千段１４により検出され
た幅方向の両端位置に基づき、ターン点若しくは停止点
を演算して求めるとともに、求めたターン点若しくは停
止点の位置情報に基きレーザビームの走査を制御する演
算制御手段である． 上述した構威の本発明のレーザトリミング装置により、
本発明のレーザトリミング方法を実施する場合について
以下に説明する． 第゛２図（ａ），　（ｂ）はそれぞれ本発明のレーザト
リミング方法の一例を説明するための図及びグラフであ
る。本例において、例えば第２図（ａ）に示すようなト
リよング形状の１種であるＬ字カットの場合に、ターン
前長Ｌ，（抵抗体の電流方向と直交するカット距＠）を
カットする場合と、ターン後長Ｌ．（抵抗体の電流方向
のカット距離）をカットする場合とでは、第２図（ｂ）
に実線で示すように抵異なってくる．このため初期抵抗
値が変化しても常に所望の抵抗調整値Ｒｔを得るために
は、第２図中）の点線で示すように初期抵抗値ＲＩＭが
ＲｉＮに変化するのに応じて、ター　ン前長Ｌ．をＬ，
にずらす必要がある。すなわち、この場合にショートタ
イムドリフト量のバラツキを少なくし、ショートタイム
ドリフト量をあらかじめ見込んで設定することにより、
トリミング後の抵抗値精度を良好に保つためには、ター
ン後長Ｌ２を一定に維持し、トリム終了点のＸ方向の位
置を揃える必要がある。このため上記のような抵抗変化
率に関係する係数を種々の寸法について予め求めておき
、一定の関係式に基づいて種々の抵抗体のトリミング寸
法を演算により求めることができるようにした。

このときの関係式とは、例えば第２図（ａ）に示すよう
に抵抗体の寸法位置が３点（Ｌ，　Ｙ＋），　（Ｘｚ，
Ｙｚ）（Ｌｌ．　Ｙ３）であるとすると、ターン位置の
Ｙ方向の値はＹは、 Ｙｓ　Ｙ＋十Ｋ・（１−Ｒ＋Ｎ／Ｒｒ　）　　・（’ｈ
−Ｙ＋）　　　　・・・（１）で求まる。ここで、係数
Ｋは、抵抗体の縦横寸法およびカットパターンにより決
まる定数である。

その一例を第１表に示す。

第１表 また好ましくは、レーザ加工装置が安定な発振を行って
レーザビームの出力が一定になった後に抵抗体のカット
が行われるように、トリミング開始点を抵抗体から適切
な距離だけ離間した所（Ｘ．，ｙｏ）におくのが良い。

さらに、走査されるレーザビームが厚膜抵抗体のトリミ
ング後の抵抗体の所望の残り幅が満足されるように、Ｘ
方向およびＹ方向の限界値を設定する必要がある。第２
図の例ではＹ方向の限界値は、トリ處ング後の所望の抵
抗体残り幅をｆｆｉｙとするとトリミング開始点から考
慮して（Ｙｚ−Ｙｏ−　１　ｙ）、Ｘ方向の限界値は同
じく（ｘｚ−ｘｏ）とし、もしカット中にその限界値を
越えるようであれば、そこでトリミングを中止してカッ
ト異常信号等を出す異常検知機能を持たせることができ
る。

次に第３図に示すフローチャートに従って上述した本発
明のトリミング方法の手順を説明する．まず、厚膜抵抗
体の縦横寸法を人力するとともに、抵抗体をレーザトリ
ミング装置の試料台に載置し、その位置データを位置検
出装置、例えばモニタ画面から読み取り、読み取った寸
法データを入力する（ステップ１０１）． 次いで、抵抗体にトリミングするトリミング形状を、チ
ャート表より選択する（ステップ１０２）。

この場合に、トリ泉ング形状選択時のデータとして、例
えばトリミング条件、レーザ出力に応じたトリミング速
度、トリ藁ング径、抵抗体のＮ横寸法に応じたトリミン
グ後の抵抗体幅、レーザの始端位置、種々の偏差に基づ
く定数Ｋの値等が予めチャート表に記載されている． この読み取った寸法データと、予め入力されたたチャー
ト表のデータから、トリξンング始端位置を決定する（
ステップ１０３）．この場合に、トリミング始端位置は
抵抗体より所定距離だけ外側の場所を選択する。この理
由はレーザが所望の出力を発生するまでにある程度の時
間を用するためであり、カット開始から抵抗体レーザが
照射されるまでに安定した出力が発生するようにし、切
り残しのないようにするためである。

さらに抵抗体の初期抵抗値から演算により、停止点およ
びターン点を決定する（ステップ１０４）。

この場合のターン点等は、上述した関係式（１）に基づ
いて求められる． 演算により求めた停止・点およびターン点の値とトリミ
ング後の所望の抵抗体残り幅１ｙとを比較し、演算値が
１ｙを越えるようであれば、トリミング異常信号を出力
する。（ステップ１０５）．上記のトリミングの始端位
置から、実際のトリミングを実行する（ステップ１０６
）．本発明のトリミングにあたっては、演算によって求
めたターン点まではリアルタイムの抵抗値測定を実施せ
ず高速でレーザトリミングを実施する。ターン後は必要
とする抵抗値の精度に応じて、リアルタイムの抵抗値測
定を実施しながら比較的低速でレーザトリミングを実施
する． その後、トリよングの停止点を画面又は他の手段により
読み取って入力する（ステップ１０７）．実際の停止点
ＥＰ　（Ｘ．Ｙｌ）と演算による停止点Ｅｏ　（ｘｏ，
Ｙｏ）とを比較し、その差が所定の偏差（ΔＸ，ΔＹ）
以上であればトリ藁ング異常信号を出力する（ステップ
１０８）。

最後に抵抗体の調整後の抵抗値Ｒ，を測定し、それが必
要とする範囲内（例えば所望の抵抗値の±０．１％）で
あるかを比較判断する（ステップ１０９）。

もし抵抗値が必要とする誤差範囲外である場合には、ト
リミング異常信号を発する。

以上のようにして、本発明のトリミング処理が実施され
る．Ｌ字カットの他のトリミングパターンへの適用につ
いても上述した処理と同様であるが、第４図（ａ）．　
（ｂ）を参照して以下に夫々の場合について説明する． （１）Ｌ字カット＋プランジカット（第４図（ａ）参照
）まず、初期抵抗値からＬ字カットパターンを決定する
。このとき演算により求めるべき抵抗値は、所望の抵抗
値から、プランジカットの抵抗値減少分を考慮した量で
ある。Ｌ字カットのターン点及び停止点は演算により求
めリアルタイムの抵抗値測定は実施せず、高速でトリミ
ングを行う．またプランジカットの停止点はＬ字カット
の停止点を限界値として、リアルタイムで抵抗値測定を
実施しながらトリ泉ング処理を行う． （２）ダブルカット（第４図（ロ）参照）このカットは
プランジカットを２本行った場合であり、夫々のカット
における演算の係数Ｋは異なってくるため、夫々の始端
を一定としておき、初期抵抗値の変動に応じて、夫々の
同一のＹ方向位置を維持させつつ停止点を演算するか、
または一方の停止点を固定し、他方の停止点を変動させ
るような、演算係数Ｋを定める。

以上のように、（１）式の演算係数Ｋが抵抗体の組或、
縦横寸法および要求される誤差精度等の諸元に応じて、
一義的に決まってくるため、本発明のレーザトリミング
装置は、種々のトリミングバタ一ン（形状）に広く応用
できるものである。

本発明は上述した実施例にのみ限定されるものではなく
、幾多の変形、変更が可能である．例えば、上述した実
施例では、ターン後のＸ方向の長さが一定になるよう制
御したが、他の方法でも厚膜抵抗体毎のトリミング終了
点の位置のバラツキがないよう制御できれば、シュート
タイムドリフト量のバラツキをなくすことができるため
使用することができることはいうまでもない。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明のレーザトリミ
ング装置およびそれに用いる方法によれば、調整される
所望の抵抗値、厚膜抵抗体の初期抵抗値及び幅方向にお
ける両端位置に基づき、ターン点若しくは停止点を演算
し、リアルタイムで抵抗値を測定することなくターン点
または停止点まで高速でレーザビームを走査してレーザ
トリａングを実施しているため、トリミング精度を良好
にできるとともに、たとえトリミング速度が早くても精
度が保たれ、さらにターン点のある例えばＬカットのと
きでもシュートタイムドリフト量のバラツキを小さくし
、精度をさらに良好にできる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のレーザトリミング装置の構威を示す概
略図、 第２図（ａ）．　（ｂ）はそれぞれ本発明の概念を説明
する説明図およびグラフ、 第３図は本発明のレーザトリミング処理を実施するフロ
ーチャート、 第４図（ａ）．　（ｂ）はそれぞれ種々のトリミングパ
ターンを示す線図である． １１・・・レーザ加工装置　　　１２・・・入力手段１
３・・・抵抗値測定検出手段 １４・・・位置検出手段　　　　１５・・・演算制御装
置Ｌ．・・・ターン前長　　　　Ｌｓ・・・ターン後長
Ｒ０・・・初期抵抗値 Ｒｒ・・・最終の抵抗値（所望の抵抗値）Ｒ２・・・タ
ーン点の抵抗値 第１図 第２図 （ａノ ’（Ｘｏ．Ｙｏ） （ｂノ 第４図 （ａ） （ｂ） 第３図 手 続 補 正 書 平成 ２年 ６月２７日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、集積回路の厚膜抵抗体の抵抗値調整のため、前記厚
   膜抵抗体にレーザビームを走査させてトリミングするレ
   ーザトリミング装置において、 （ａ）前記レーザビームを発するレーザ加工手段と、 （ｂ）調整される所望の抵抗値を入力するデータ入力手
   段と、 （ｃ）前記厚膜抵抗体のトリミング開始前の初期抵抗値
   を測定検出する抵抗値測定検出手段 と、 （ｄ）前記厚膜抵抗体の幅方向における両端位置を少な
   くとも検出する位置検出手段と、 （ｅ）前記入力された所望の抵抗値、測定した初期抵抗
   値および両端位置に基づき、前記厚 膜抵抗体の幅方向に沿って走査される前記 レーザビームにおけるその幅方向からのタ ーン点若しくは停止点を予じめ演算し、こ の演算された結果を前記レーザ加工手段に 与えて、前記レーザビームの走査を制御す る演算制御手段とを具えることを特徴とす るレーザトリミング装置。 ２、集積回路の厚膜抵抗体の抵抗値調整のため、前記厚
   膜抵抗体にレーザービームを走査させてトリミングする
   レーザトリミング方法において、 前記厚膜抵抗体のトリミング開始前の初期 抵抗値を測定検出し、前記厚膜抵抗体の幅方項における
   両端位置をそれぞれ検出し、前記測定した初期抵抗値及
   び両端位置と、予じ め入力された所望の抵抗値とに基づき、前記幅方向に沿
   って走査される前記レーザビームにおけるその幅方向か
   らのターン点若しくは停止点を演算して求め、求めたタ
   ーン点若しくは停止点までは抵抗値を測定することなく
   レーザービームを走査させてトリミングすることを特徴
   とするレーザトリミング方法。