JPH0361556B2 - - Google Patents

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JPH0361556B2
JPH0361556B2 JP60149392A JP14939285A JPH0361556B2 JP H0361556 B2 JPH0361556 B2 JP H0361556B2 JP 60149392 A JP60149392 A JP 60149392A JP 14939285 A JP14939285 A JP 14939285A JP H0361556 B2 JPH0361556 B2 JP H0361556B2
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JP
Japan
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laser beam
writing
writing laser
detector
scanning
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Application number
JP60149392A
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Japanese (ja)
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JPS6138790A (en
Inventor
Maiooru Jannmisheru
Shutetsufuen Yuruku
Uyutoritsuhi Peeteru
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RASAREI HOORUDEINGU AG
Original Assignee
RASAREI HOORUDEINGU AG
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Publication date
Application filed by RASAREI HOORUDEINGU AG filed Critical RASAREI HOORUDEINGU AG
Publication of JPS6138790A publication Critical patent/JPS6138790A/en
Publication of JPH0361556B2 publication Critical patent/JPH0361556B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、金属化処理を施した三次元集積回
路を有する加工品に書込レーザービームを用いて
直線を描く場合、機械的な動きを位置決めし、修
正するために使用する基準データを設定する方法
と、この方法を実行する装置に関する。上記の装
置を「レーザービーム発生器」と略記する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention provides a method for drawing straight lines using a writing laser beam on a workpiece having a three-dimensional integrated circuit that has been subjected to a metallization process. It relates to a method for setting reference data used for positioning and correction, and to an apparatus for carrying out this method. The above device will be abbreviated as a "laser beam generator".

〔従来の技術〕[Conventional technology]

上記方式の方法および装置は、ヨーロツパ特許
第0128993号明細書から公知である。この特許出
願には、書込レーザービームに加えて走査レーザ
ービームを使用する方法と装置が開示されてい
る。加工品を書込レーザービームで加工する場
合、走査レーザービームは加工品の表面から反射
し、ビーム検出器、例えば差動設置した光ダイオ
ードで受光されて評価される。次いで、評価した
測定値は書込レーザービームに対する加工品の相
対運動を自動的に検出あるいは制御するために利
用されている。
A method and a device of the above type are known from European Patent No. 0128993. This patent application discloses a method and apparatus that uses a scanning laser beam in addition to a writing laser beam. When processing a workpiece with a writing laser beam, the scanning laser beam is reflected from the surface of the workpiece and is received and evaluated by a beam detector, for example a differentially mounted photodiode. The evaluated measurements are then used to automatically detect or control the relative movement of the workpiece with respect to the writing laser beam.

ヨーロツパ特許第0088045号明細書には、モノ
リシツク集積半導体デバイス中に導電領域を作製
する方法とこの方法で作製される高密度の半導体
デバイスが記載されている。
European Patent No. 0 088 045 describes a method for producing conductive regions in monolithically integrated semiconductor devices and high density semiconductor devices produced by this method.

ユーザー固有の集積回路を作製する場合、Pと
N形導電性あるいはNとP導電性の組織を有する
市販のシリコンウエーハが使用され、使用目的に
応じて、このウエーハ上に前記組織を結合させる
特別な接触面を形成する必要がある。公知の技術
とは異なり、シリコンウエーハ上には、一定のメ
ツシユに従つて配列され、規格化された溝を有す
る導電領域を、例えばエツチング又は蒸着技術に
よつて形成する。目的とする回路構造に応じて、
これ等の間で電子ビームあるいは電磁波ビームに
より直接ないしは間接的にアルミニユーム製の導
電被膜を除去する。これには、簡単に位置決めと
制御が行えて、感光膜を露光するために使用され
るレーザービームが特に適している。更に、シリ
コンウエーハを所定のメツシユに沿つてレーザー
ビームに対して連続移動させ、所望の除去形状に
応じて変調器を用いてレーザー出力を断続的に導
入する。メツシユの間隔は1〜7μmの程度であ
り、除去する直線の幅は0.〜2μmで、加工速度は
10.1cmシリコンウエーハ当たり1〜2時間の程度
である。従つて、移動速度は30〜100cm/sで、
10.1cmの移動長さの場合、位置に対する許容誤差
は0.3〜2.5μmとなる。位置に対する許容誤差の
上記値は、機械的な送りユニツトで達成できな
い。孤立した導電領域を作製するには、結局、フ
オトエツチング技術で行われる。この方法により
高価で、特殊な応用に使用されるフオトマスクな
しで済ませることができる。こうして作製された
半導体デバイスにはその導電層上に、所定のメツ
シユに応じて配列された孤立導電領域の終点及
び/又は角点となる溝がある。
For the fabrication of user-specific integrated circuits, a commercially available silicon wafer with a structure of P and N type conductivity or N and P conductivity is used and, depending on the intended use, a special It is necessary to form a contact surface. In contrast to known techniques, conductive regions with standardized grooves arranged according to a certain mesh are formed on a silicon wafer, for example by etching or vapor deposition techniques. Depending on the intended circuit structure,
Between these, the aluminum conductive coating is removed directly or indirectly using an electron beam or an electromagnetic beam. Laser beams, which can be easily positioned and controlled and are used to expose photosensitive films, are particularly suitable for this. Further, the silicon wafer is continuously moved relative to the laser beam along a predetermined mesh, and the laser power is intermittently introduced using a modulator depending on the desired shape of removal. The spacing between the meshes is about 1 to 7 μm, the width of the straight line to be removed is 0. to 2 μm, and the processing speed is
It takes about 1 to 2 hours per 10.1 cm silicon wafer. Therefore, the moving speed is 30 to 100 cm/s,
For a travel length of 10.1 cm, the tolerance for position is 0.3-2.5 μm. The above values of positional tolerances cannot be achieved with mechanical feed units. The production of the isolated conductive regions is ultimately carried out using photoetching techniques. This method eliminates the need for expensive, specialized photomasks. The semiconductor device thus fabricated has grooves on its conductive layer that serve as end points and/or corner points of isolated conductive regions arranged according to a predetermined mesh.

〔発明の課題〕[Problem of invention]

この発明の課題は、三次元構造であつても、加
工品に対して書込レーザービームを正確に案内す
ることを保証し、位置の修正あるいは機械的な非
直線運動の修正のような、位置決めないしは同期
を可能にする冒頭に述べた種類に属する基準デー
タを設定する方法とその装置を提供することにあ
る。
The problem of the invention is to ensure precise guidance of the writing laser beam relative to the workpiece, even in three-dimensional structures, and to perform positioning, such as position correction or correction of mechanical non-linear movements. Another object of the invention is to provide a method and a device for setting reference data of the type mentioned at the outset, which makes synchronization possible.

上記の方法および上記の装置は、例えば300
mm/s以上の速度で2μmの幅の分離面、即ち直
線間の間隔を設定できる必要がある。
The above method and the above apparatus can be used for example 300
It is necessary to be able to set a separation plane of 2 μm width, ie, an interval between straight lines, at a speed of mm/s or more.

〔課題を解決する手段〕[Means to solve problems]

上記の課題は、この発明により、冒頭に述べた
種類に属する基準データを設定する方法の場合、
加工品Gの金属化処理を施したメツシユ58を直
線状の作業動作期間中に変調器3で変調させた書
込レーザービーム7,49又は同じ光軸に導入さ
れた走査レーザービーム9′,55で走査し、反
射レーザービーム51を少なくとも一個のビーム
検出器15,18′,53で受光して評価し、評
価した信号を加工品Gと書込レーザービーム7,
49の相対運動の位置決めと修正に使用すること
によつて解決されている。
The above problem can be solved by the method of setting reference data belonging to the type mentioned at the beginning according to the present invention.
The metallized mesh 58 of the workpiece G is exposed to the writing laser beam 7, 49 modulated by the modulator 3 during the linear working motion or the scanning laser beam 9', 55 introduced in the same optical axis. The reflected laser beam 51 is received and evaluated by at least one beam detector 15, 18', 53, and the evaluated signal is sent to the workpiece G and the writing laser beam 7,
49 relative motion positioning and correction.

更に、上記の課題は、この発明により、冒頭に
述べた種類に属する基準データを設定する装置の
場合、後続する変調器3を有する書込レーザー装
置1、拡大光学系5及び対物レンズ19が装備し
てあるレーザー書込装置と、反射光51のビー
ム・スプリツタ52が付属している検出器53及
び集積回路57に対する書込レーザービーム7,
49の正しい相対位置を与える制御装置とを備え
た評価装置を保有することによつて解決されてい
る。
Furthermore, the above-mentioned problem is solved according to the invention in the case of a device for setting reference data belonging to the type mentioned at the outset, which is equipped with a writing laser device 1 with a subsequent modulator 3, a magnifying optical system 5 and an objective lens 19. a writing laser beam 7 to a detector 53 and an integrated circuit 57 with a laser writing device 51 and a beam splitter 52 of the reflected light 51;
The solution is to have an evaluation device with a control device giving the correct relative position of 49.

更に、上記の課題は、この発明により、冒頭に
述べた種類に属する基準データを設定する装置の
場合、後続する変調器3を有する書込レーザー装
置1、拡大光学系5及び対物レンズ19が装備し
てあるレーザー書込装置と、反射光51のビー
ム・スプリツタ52が付属している検出器53及
び集積回路57に対する書込レーザービーム7,
49の正しい相対位置を与える制御装置とを備え
た評価装置を保有し、前記レーザー書込装置に
は、更に書込レーザー装置1の波長とは異なる波
長の走査レーザー装置9と、走査レーザービーム
55を書込レーザービーム49と同じ光軸上で重
畳させ、しかも走査レーザービーム55を後で検
出器53上で分離するための二色性ビーム・スプ
リツタ56が装備されていることによつて解決さ
れている。
Furthermore, the above-mentioned problem is solved according to the invention in the case of a device for setting reference data belonging to the type mentioned at the outset, which is equipped with a writing laser device 1 with a subsequent modulator 3, a magnifying optical system 5 and an objective lens 19. a writing laser beam 7 to a detector 53 and an integrated circuit 57 with a laser writing device 51 and a beam splitter 52 of the reflected light 51;
49, the laser writing device further includes a scanning laser device 9 with a wavelength different from that of the writing laser device 1, and a scanning laser beam 55. This is solved by having a dichroic beam splitter 56 superimposed on the same optical axis as the writing laser beam 49 and yet separating the scanning laser beam 55 later on the detector 53. ing.

この発明による他の有利な構成は、実施態様項
に記載されている。
Other advantageous developments according to the invention are described in the implementation section.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明の利点は、散乱光が発生し、基準デー
タの設定が乱れる可能性を有する三次元構造で
も、上記の方法および装置が加工品と書込レーザ
ービームの相互位置を正確に案内することがで
き、書込の場合でも、場合によつては、強度の弱
まつた状態でも、書込レーザービームを走査に利
用できる点にある。
An advantage of the invention is that the method and apparatus described above can accurately guide the mutual position of the workpiece and the writing laser beam, even in three-dimensional structures where scattered light may occur and the setting of the reference data may be disturbed. The point is that even in the case of writing, the writing laser beam can be used for scanning even in a weakened state depending on the case.

更に、二色性ビーム・スプリツタを使用する
と、波長の異なる二つのレーザービームを利用し
た場合、評価が簡単になる。
Additionally, the use of a dichroic beam splitter simplifies evaluation when two laser beams with different wavelengths are used.

〔実施態様の構成と効果〕[Configuration and effects of embodiment]

特許請求の範囲第2項の構成によれば、一つ又
はそれ以上のレーザービームを加工品の集積回路
の加工面に垂直又はそれから±10°のずれで入射
させている。指定された許容誤差の範囲では、書
込レーザービームあるいは走査レーザービームは
充分正確に動作する。
According to the structure of claim 2, one or more laser beams are made incident perpendicularly to the processing surface of the integrated circuit of the workpiece or at a deviation of ±10° therefrom. Within specified tolerances, the writing or scanning laser beam operates with sufficient accuracy.

特許請求の範囲第3〜6項によれば、直線から
ずれた加工品の動きを修正するには、制御可能な
ビーム偏向器、例えば対物レンズの前に設置した
制御可能な偏向ミラー、対物レンズの後に斜めに
配設した制御可能な平行平板、あるいは対物レン
ズの制御可能な移動の何れかによつて行われる。
上記の種々の処理過程により簡単に所望の修正が
行える。
According to claims 3 to 6, in order to correct the movement of the workpiece out of a straight line, a controllable beam deflector, for example a controllable deflection mirror placed in front of the objective lens, is provided. This is done either by a controllable parallel plate arranged obliquely after the truncation, or by a controllable movement of the objective lens.
Desired corrections can be easily made through the various processing steps described above.

特許請求の範囲第7項によれば、書込レーザー
ビームの変調信号が信号増幅器の増幅率を直接制
御するので、異なつたビーム出力の場合でも、同
じ出力信号が得られる。
According to claim 7, the modulation signal of the writing laser beam directly controls the amplification factor of the signal amplifier, so that the same output signal is obtained even with different beam powers.

特許請求の範囲第8項の構成によれば、偏光し
た書込レーザービームが電光変調器のビーム・ス
プリツタの偏光子である偏光ビーム・スプリツタ
を通過して加工品の加工表面上に入射し、ビーム
検出器は変調器とビーム開閉器の開と閉の状態で
同じ出力を検出する。
According to the structure of claim 8, the polarized writing laser beam passes through a polarizing beam splitter, which is a polarizer of a beam splitter of an electro-optical modulator, and is incident on the processing surface of the workpiece, The beam detector detects the same output when the modulator and beam switch are open and closed.

特許請求の範囲第9項の有利な構成によれば、
書込レーザービームに加えて、走査レーザービー
ムを使用する。このビームが二色性ビーム・スプ
リツタを用いて書込レーザービームと同じ光軸上
に導入され、同じ光通路を通過する。従つて、書
込レーザービームの波長に対して加工品の集積回
路の望ましくない表面状態が相殺され、走査レー
ザービームの波長を書込レーザービームの波長と
は異なるように選択できる。この構成は、処理す
る加工品の表面に対して著しく異なつた二つの波
長が必要な場合に必要である。
According to an advantageous development of claim 9,
In addition to the writing laser beam, a scanning laser beam is used. This beam is introduced using a dichroic beam splitter on the same optical axis as the writing laser beam and passes through the same optical path. Thus, undesirable surface conditions of the integrated circuit of the workpiece are offset against the wavelength of the writing laser beam, and the wavelength of the scanning laser beam can be selected to be different from the wavelength of the writing laser beam. This configuration is necessary when two significantly different wavelengths are required for the surface of the workpiece being treated.

特許請求の範囲第10項によれば、反射レーザ
ービームの信号の外に、散乱光を補助検出器で測
定し、両方の信号の比を形成して加工品の集積回
路の異なつた局部的な表面状態、例えば金属化処
理を施した表面とその下にある材料の反射特性と
散乱特性を相殺すると有利である。この方法によ
り、材料が異なつているため生じる誤差が排除さ
れる。
According to claim 10, in addition to the signal of the reflected laser beam, the scattered light is measured with an auxiliary detector and a ratio of both signals is formed to detect different local regions of the integrated circuit of the workpiece. It is advantageous to offset the reflective and scattering properties of the surface condition, for example the metallized surface and the underlying material. This method eliminates errors caused by different materials.

特許請求の範囲第11項によれば、書込レーザ
ービーム・スプリツタと走査レーザービーム・ミ
ラーを備えたレーザービーム集光器中の書込レー
ザービーム(青色光)と走査レーザービーム(赤
色光)を対物レンズヘツドに反射させ、書込レー
ザービームの一部を書込レーザービーム・スプリ
ツタで書込レーザービーム検出器に分岐させる
と、特に有利である。この構成の利点は、レーザ
ービーム集光器中で両方のレーザービームを正確
に指向させることができる。この指向方向付けは
書込レーザービームがこの書込レーザービーム検
出器を通過するとき、更に調整あるいは制御され
る。金属化処理を施した三次元集積回路に、書込
レーザービームで露光するフオトレジスト被膜が
被覆してあると効果的である。
According to claim 11, a writing laser beam (blue light) and a scanning laser beam (red light) in a laser beam concentrator with a writing laser beam splitter and a scanning laser beam mirror are provided. It is particularly advantageous if a portion of the writing laser beam is reflected onto the objective head and split by a writing laser beam splitter onto a writing laser beam detector. The advantage of this configuration is that both laser beams can be precisely directed in the laser beam concentrator. This pointing orientation is further adjusted or controlled as the writing laser beam passes through the writing laser beam detector. Advantageously, the metallized three-dimensional integrated circuit is coated with a photoresist coating that is exposed to the writing laser beam.

特許請求の範囲第12項によれば、書込レーザ
ービームと走査レーザービームとがレーザービー
ム集光器中で同じ光軸上で対物レンズヘツドの走
査レーザービーム・スプリツタに導入され、この
スプリツタから走査レーザービームと書込レーザ
ービームとが対物レンズを通過して加工品上に導
入される。反射走査レーザービームの一部は走査
レーザービーム・スプリツタを経由してレボルバ
ーヘツドに反射する。この構成の利点は、書込レ
ーザービームと走査レーザービームを一緒に案内
すると、動作の精度が更に向上する点にある。何
故なら、ビーム通路の少なくとも一定個所に両方
のレーザービームに対して同じ光学部材を使用で
きるからである。
According to claim 12, a writing laser beam and a scanning laser beam are introduced in a laser beam concentrator on the same optical axis into a scanning laser beam splitter of an objective head, from which a scanning laser beam is introduced. The beam and the writing laser beam are introduced onto the workpiece through an objective lens. A portion of the reflected scanning laser beam is reflected to the revolver head via a scanning laser beam splitter. The advantage of this configuration is that co-guiding the writing laser beam and the scanning laser beam further improves the precision of the operation. This is because the same optical elements can be used for both laser beams at least at certain points in the beam path.

特許請求の範囲第13〜15項によれば、検出
器中で又は対物レンズヘツドから又はレボルバー
ヘツドから確認されるレーザービーム信号を評価
し、これによつて動作位置を決めるか、あるいは
検出すると有利である。
According to claims 13 to 15, it is advantageous to evaluate the laser beam signal detected in the detector or from the objective head or from the revolver head and thereby determine or detect the operating position. be.

特許請求の範囲第17項の構成によれば、ビー
ム・スプリツタは電光変調器の偏光子として使用
される偏光ビーム・スプリツタである。
According to the structure of claim 17, the beam splitter is a polarizing beam splitter used as a polarizer of an electro-optical modulator.

特許請求の範囲第19項の装置の有利な構成に
よれば、集積回路とレーザービームを正しい相互
位置にする制御装置は、後続する高電圧増幅器を
備えた演算増幅器と、少なくとも一個の圧電素子
とから成る制御回路を保有している。この少なく
とも一個の圧電素子は、可動部品に非常に微細
に、しかも迅速に制御するのに特に適している。
According to an advantageous development of the device according to claim 19, the control device for correcting the correct mutual position of the integrated circuit and the laser beam comprises an operational amplifier with a subsequent high-voltage amplifier and at least one piezoelectric element. It has a control circuit consisting of. This at least one piezoelectric element is particularly suitable for very fine and rapid control of moving parts.

特許請求の範囲第20項の装置の他の有利な構
成によれば、レボルバーヘツドを有する対物レン
ズヘツドは一つの共通光学モジユールを形成し、
このモジユールの連結部は単に走査レーザービー
ム・スプリツタである。この構成は、対物レンズ
ヘツドとレボルバーヘツドとの間に、検出器の走
査面と速度に影響を与える偏向ミラーが配設され
ていないので、特に有利である。
According to another advantageous embodiment of the device according to claim 20, the objective head with the revolver head forms one common optical module;
The coupling part of this module is simply a scanning laser beam splitter. This configuration is particularly advantageous since no deflection mirrors are arranged between the objective head and the revolver head, which would influence the scanning plane and speed of the detector.

特許請求の範囲第21項によれば、レーザービ
ーム集光器が書込レーザービーム検出器を装備し
ていると有利である。この構造により、書込レー
ザービームの方向と幅を書込レーザー光源の直ぐ
後で修正し、場合によつては不正確さを検出する
ことができる。
According to claim 21, it is advantageous if the laser beam concentrator is equipped with a writing laser beam detector. This structure allows the direction and width of the writing laser beam to be corrected immediately after the writing laser source, and possible inaccuracies to be detected.

特許請求の範囲第22項の有利な構成によれ
ば、レボルバーヘツドに三個のユニツト、即ち走
査レーザービーム検出器、シヤーリング干渉計の
接眼レンズと十字線を有する顕微鏡の接眼レン
ズ、の少なくとも二個のユニツトが配設してあ
る。この配置によつて、対物レンズヘツドの直ぐ
近くに、装置の動作状態を調べるのに有効な少な
くとも二個の機器が配設されている。この動作部
分をレボルバーヘツドに連結すると、場所を非常
に節約し、対物レンズヘツドの一定の光学ユニツ
トを任意に選択できる。
According to an advantageous embodiment of patent claim 22, at least two of three units are provided in the revolver head: a scanning laser beam detector, an eyepiece of a shearing interferometer and an eyepiece of a microscope with a crosshair. units are installed. This arrangement places in the immediate vicinity of the objective head at least two instruments useful for checking the operating condition of the apparatus. Connecting this working part to the revolver head saves a lot of space and allows a certain optical unit of the objective head to be selected at will.

特許請求の範囲第23項の構成によれば、書込
レーザー光源と走査レーザー光源には、それぞれ
拡大光学系の内部で少なくとも一個の絞り板があ
る。この構成は、上記の新しい方法の場合、合理
的であるように充分な画像情報のないレーザービ
ームを保証する。この絞り板の絞り孔は「ピンホ
ール」と呼ばれる。
According to the structure of claim 23, the writing laser light source and the scanning laser light source each have at least one diaphragm plate inside the magnifying optical system. This configuration ensures a laser beam without enough image information to be reasonable in the case of the new method described above. This aperture hole in the aperture plate is called a "pinhole."

特許請求の範囲第24項によれば、対物レンズ
ヘツドの顕微鏡の接眼レンズに書込レーザービー
ム遮断フイルタが配設してあると有効である。こ
の構成によつて、人間の目をレーザービームの高
出力で傷めることが防止される。
According to claim 24, it is advantageous if a writing laser beam blocking filter is arranged in the eyepiece of the microscope in the objective head. This configuration prevents human eyes from being damaged by the high power of the laser beam.

特許請求の範囲第25項の構成によれば、同じ
光軸上に導入された書込レーザービームと走査レ
ーザービームの方向で走査レーザービームの後方
に、一個の検出器が配設してある。この別な検出
器は走査レーザービームと書込レーザービームの
共通のビーム通路の方向を調節する。
According to the structure of claim 25, one detector is arranged behind the scanning laser beam in the direction of the writing laser beam and the scanning laser beam introduced on the same optical axis. This separate detector orients the common beam path of the scanning laser beam and the writing laser beam.

特許請求の範囲第26項の構成によれば、少な
くとも一個の検出器が多数の検出視野で構成され
ていると、特に有利である。この構成により、所
望の方法からのずれだけでなく、このずれがどち
らの向きに生じているかが信号化される。
According to the embodiment of patent claim 26, it is particularly advantageous if at least one detector is constructed with a number of detection fields. With this configuration, not only the deviation from the desired method but also the direction in which this deviation occurs is signaled.

〔実施例〕〔Example〕

この発明を、添付した図面に基づき以下により
詳しく説明する。
The invention will be explained in more detail below with reference to the attached drawings.

第1aによれば、書込レーザー光源Aと走査レ
ーザー光源Bは光軸に平行な水平位置に配設して
ある。書込レーザー光源Aには、書込レーザービ
ーム装置1がある。この装置の後方には、この装
置を開けるとき、書込レーザービームを遮断する
レーザービーム開閉器2が配設してある。絞り板
2′は、書込レーザービーム装置1の拡大光学系
4中に配設してある。これ等の部材間の光軸内に
は、変調器3が配設してある。拡大光学系4のレ
ンズには参照符号4′が付けてあり、書込レーザ
ー光源A全体はケース5の中に収納されている。
変調器3と拡大光学系4には調節可能な固定部材
6と共に上記ケース5に保持されている。ケース
5全体にも、調節可能な固定部材6が装備してあ
り、この部材によつて書込レーザー光源Aの光軸
を正しく合わせることができる。書込レーザービ
ームには参照符号7が付けてある。走査レーザー
光源Bはケース8の中に収納されている。この光
源8には走査レーザー装置9があり、この装置か
ら走査レーザービーム9′が走査レーザー光源B
の拡大光学系10内に導入される。この拡大光学
系10にも、既に述べたレンズ4′に加えて、絞
り板11がある。走査レーザー光源Bには、書込
レーザー光源Aを説明するとき述べた他の部材も
装備されている。
According to item 1a, the writing laser light source A and the scanning laser light source B are arranged in a horizontal position parallel to the optical axis. In the writing laser light source A there is a writing laser beam device 1 . A laser beam switch 2 is arranged at the rear of the device, which interrupts the writing laser beam when the device is opened. The aperture plate 2' is arranged in the magnifying optical system 4 of the writing laser beam device 1. A modulator 3 is disposed within the optical axis between these members. The lens of the magnifying optical system 4 is designated by reference numeral 4', and the entire writing laser light source A is housed in a case 5.
The modulator 3 and the magnifying optical system 4 are held in the case 5 together with an adjustable fixing member 6. The entire case 5 is also equipped with an adjustable fixing element 6, by means of which the optical axis of the writing laser light source A can be correctly aligned. The writing laser beam is referenced 7. The scanning laser light source B is housed in a case 8. This light source 8 has a scanning laser device 9 from which a scanning laser beam 9' is emitted from a scanning laser source B.
is introduced into the magnifying optical system 10 of. This magnifying optical system 10 also includes a diaphragm plate 11 in addition to the already mentioned lens 4'. Scanning laser source B is also equipped with the other components mentioned when describing writing laser source A.

全ての図面には、同じ部品に同じ参照符号を付
ける。
Identical parts are given the same reference numerals in all drawings.

走査レーザー装置9から、走査レーザービーム
9′が拡大光学系10に導入される。走査レーザ
ー光源Bの構成部材は、ケース8に収納されてい
る。このケースは書込レーザー光源Aのケース5
と同じ様に調節可能な固定部材6で正規の位置に
設定できる。書込レーザービーム7と走査レーザ
ービーム9′の光軸の方向には、レーザービーム
集光器Cがある。この集光器のケース12には、
書込レーザービーム・スプリツタ13と走査レー
ザービーム・ミラー14が配設してある。両方の
部材は、第1a図の平面図に示してあるが、調節
部材16で調節できるように前記ケース12中に
収納されている。書込レーザービーム・スプリツ
タ13の左側には、書込レーザービーム7の正し
い出射位置を調べる書込レーザービーム検出器1
5が配設してある。反射した書込レーザービーム
7と反射した走査レーザービーム9′は同じ光軸
17上で重なり、次いで第1b図に示す機構に達
する。第1b図に示す機構には、垂直な光軸があ
る。共通の光通路17は、先ず走査レーザービー
ム・スプリツタ18に入射する。このスプリツタ
から、大部分のビームが対物レンズヘツドDの対
物レンズ19に、そして更に加工品Gに進む。同
じ光軸に導入された書込レーザービームと走査レ
ーザービームの方向17では、走査レーザービー
ム・スプリツタ18の後方に検出器18′が配設
してある。この検出器の役目は、正しい光通路1
7を監視することにある。対物レンズ19には、
調節部材20が装備してあり、これ等の若干の部
材には圧電駆動部21が配設されている。対物レ
ンズヘツドDの直ぐ上には、レボルバーヘツドE
が回転可能に配設されている。この場合、対物レ
ンズヘツドDとレボルバーヘツドEは一つの機能
ユニツト、つまり光学モジユールFを形成してい
る。対物レンズヘツドDはレボルバーホルダー2
2を保有していて、このホルダー22上に、この
実施例の場合、走査レーザービーム検出器23と
シヤーリング干渉計の接眼レンズ24と、十字線
を有する顕微鏡の接眼レンズ25とが回転可能に
装着してある。顕微鏡の接眼レンズ25には、安
全のため書込レーザービーム遮断フイルタ25′
が配設してある。
A scanning laser beam 9' is introduced from the scanning laser device 9 into the magnifying optical system 10. The components of the scanning laser light source B are housed in a case 8. This case is case 5 of writing laser light source A.
It can be set at the normal position using the adjustable fixing member 6 in the same way. In the direction of the optical axis of the writing laser beam 7 and the scanning laser beam 9' there is a laser beam concentrator C. In the case 12 of this condenser,
A writing laser beam splitter 13 and a scanning laser beam mirror 14 are provided. Both parts, shown in plan view in FIG. 1a, are accommodated in said case 12 so as to be adjustable by means of an adjustment member 16. On the left side of the write laser beam splitter 13 is a write laser beam detector 1 which checks the correct exit position of the write laser beam 7.
5 are arranged. The reflected writing laser beam 7 and the reflected scanning laser beam 9' overlap on the same optical axis 17 and then reach the arrangement shown in FIG. 1b. The mechanism shown in Figure 1b has a vertical optical axis. Common optical path 17 first enters scanning laser beam splitter 18 . From this splitter, the majority of the beam passes to the objective 19 of the objective head D and then to the workpiece G. In the direction 17 of the writing laser beam and the scanning laser beam introduced on the same optical axis, a detector 18' is arranged behind the scanning laser beam splitter 18. The role of this detector is to correct the optical path 1
It is to monitor 7. The objective lens 19 has
Adjustment elements 20 are provided, some of which are equipped with piezoelectric drives 21. Directly above the objective lens head D is the revolver head E.
is arranged rotatably. In this case, the objective head D and the revolver head E form a functional unit, ie an optical module F. Objective lens head D is revolver holder 2
2, and on this holder 22, in this embodiment, a scanning laser beam detector 23, an eyepiece 24 of a shearing interferometer, and an eyepiece 25 of a microscope having a crosshair are rotatably mounted. It has been done. The eyepiece lens 25 of the microscope is equipped with a writing laser beam blocking filter 25' for safety.
is arranged.

レーザービーム集光器C、対物レンズヘツドD
及び光学モジユールF(これは対物レンズヘツド
DとレボルバーヘツドEから成る)は、以下の図
面により詳しく示して詳細に説明する。第1b図
では、見通しを良くするため、レボルバーヘツド
Eを直線状に展開して示すが、正しいリング状の
形状は後で第6図により確認できる。
Laser beam condenser C, objective lens head D
and the optical module F, which consists of an objective head D and a revolver head E, are shown in more detail in the following figures and will be explained in more detail. In FIG. 1b, the revolver head E is shown unfolded in a straight line for better visibility, but the correct ring-like shape will be confirmed later in FIG.

第2図には、レーザービーム集光器Cの正面図
が示してある。ホルダー26には、既に述べた書
込レーザービーム・スプリツタ13がジンバル式
に吊るしてある。同様に、ホルダー27にも、既
に述べた走査レーザービーム・ミラー14が配設
してある。レーザービーム集光器Cの多数の支持
部材は、方法と装置の機能に対して重要ではない
が、当然これ等の部材を充分頑丈に作製すべきで
ある。このことは、ホルダー26,27の案内板
28′と連結体30にも当てはまる。調節ネジ2
9は、ホルダー26,27を調節するために使用
される。頑丈な連結体30は支持部材28を作業
台31に連結している。第2図の左には、既に説
明した書込レーザービーム検出器15も支持部材
28″に固定されている。
FIG. 2 shows a front view of the laser beam concentrator C. The write laser beam splitter 13 mentioned above is gimballed from the holder 26. Similarly, the scanning laser beam mirror 14 already mentioned is arranged on the holder 27 as well. Although the numerous supporting parts of the laser beam concentrator C are not critical to the functioning of the method and device, they should of course be made sufficiently sturdy. This also applies to the guide plates 28' of the holders 26, 27 and the coupling body 30. Adjustment screw 2
9 is used to adjust the holders 26, 27. A rigid link 30 connects the support member 28 to a workbench 31. On the left side of FIG. 2, the already described writing laser beam detector 15 is also fixed to a support member 28''.

第3図には、第2図の構造が平面図にして示し
てある。構造部品は既に説明した。第3図では、
更に調節ネジ29′と案内板28′が示してある。
調節ネジ29は調節ネジ29′と共に光学部材1
3,14を正しく調節させる。
FIG. 3 shows the structure of FIG. 2 in plan view. The structural parts have already been explained. In Figure 3,
Also shown are the adjusting screw 29' and the guide plate 28'.
The adjustment screw 29 is attached to the optical member 1 together with the adjustment screw 29'.
3 and 14 properly.

第4図には、下部を対物レンズヘツドDで、上
部をレボルバーヘツドEで形成した光学モジユー
ルFの部分縦断面が示してある。対物レンズヘツ
ドDの構成要素は、四本のロツド32で保持され
ている。これ等のロツド32は、対物レンズヘツ
ドD全体を貫通する光軸に平行に導入され、ロツ
ド・ホルダー33に装着されている。対物レンズ
ヘツドDの下部では、二つのロツド・ホルダー3
3の相互位置が二枚の板バネ34で固定されてい
る。走査レーザービーム・スプリツタ18はホル
ダー35に支承されている。
FIG. 4 shows a partial longitudinal section of an optical module F, which is formed by an objective head D in its lower part and a revolver head E in its upper part. The components of the objective lens head D are held by four rods 32. These rods 32 are introduced parallel to the optical axis passing through the entire objective head D and are mounted in rod holders 33. At the bottom of the objective head D there are two rod holders 3
3 are fixed relative to each other by two leaf springs 34. Scanning laser beam splitter 18 is supported in holder 35.

上記走査レーザービーム・スプリツタ18に
は、左側から同じ光軸上に導入される書込レーザ
ービームと走査レーザービーム(共通の光通路に
参照符号17を付ける)が入射する。対物レンズ
19を保持するには、特に対物レンズ保持リング
36が使用される。もちろん、対物レンズヘツド
Dの構成部品が四本のロツド32に沿つて移動で
きるので、光学部品の相対位置を最適に調節でき
る。このことは、当然、光軸方向の部品の位置に
しか当てはまらない。光軸に対して垂直に移動さ
せるため、圧電駆動部21が配設されている。ロ
ツド・ホルダー33と他の固定部材は、ネジ37
で一緒に保持されている。これ等のネジはこの発
明に係わるものでなく、ネジ連結法自体も公知で
あるから、若干のネジのみ図示した。対物レンズ
ヘツドDの上部には、レボルバーヘツド用の回転
台38が回転可能に連結している。このレボルバ
ーヘツド用の回転台38を充分固く、回転可能に
固定するためには、ホルダー43の固定ネジ44
に固定されているレボルバーホルダー22が使用
されている。レボルバーヘツドEには、この実施
例では、三個の独立した部材が配設されている。
殊に、水平な光軸を垂直な光軸に偏向させるプリ
ズム40が配設してある。シヤーリング干渉計に
は、つや消しガラス付き接眼レンズ24と平行平
板39がある。レボルバーヘツドEには、更に十
字線付き顕微鏡の接眼レンズ25と走査レーザー
ビーム検出器23がある。こら等の部材は、この
実施例の場合、三個の孔42(第6図参照)を有
するレボルバーヘツド回転台38に配設されてい
る。垂直な光軸には、プリズム40の下に書込レ
ーザービーム遮断フイルタ25′と円筒レンズ4
1が配設されている。
A writing laser beam and a scanning laser beam (the common optical path is designated by reference numeral 17) are introduced into the scanning laser beam splitter 18 from the left side on the same optical axis. In order to hold the objective lens 19, an objective lens retaining ring 36 is used in particular. Of course, since the components of the objective head D can be moved along the four rods 32, the relative positions of the optical components can be optimally adjusted. This naturally applies only to the position of the component in the direction of the optical axis. A piezoelectric drive unit 21 is provided for movement perpendicular to the optical axis. The rod holder 33 and other fixing members are secured by screws 37.
are held together. Since these screws are not related to this invention and the screw connection method itself is well known, only some of the screws are illustrated. A rotary table 38 for a revolver head is rotatably connected to the upper part of the objective lens head D. In order to fix the rotary table 38 for the revolver head sufficiently firmly and rotatably, the fixing screw 44 of the holder 43 must be
A revolver holder 22 fixed to is used. In this embodiment, the revolver head E is provided with three independent members.
In particular, a prism 40 is provided which deflects the horizontal optical axis into a vertical optical axis. The shearing interferometer includes an eyepiece 24 with a frosted glass and a parallel plate 39. The revolver head E also has a crosshair microscope eyepiece 25 and a scanning laser beam detector 23. These elements are arranged in a revolver head rotating base 38 which, in this embodiment, has three holes 42 (see FIG. 6). On the vertical optical axis, below the prism 40 there is a writing laser beam blocking filter 25' and a cylindrical lens 4.
1 is arranged.

第5図には、第4図の線分−で切つた断面
が示してある。即ち、対物レンズヘツドDの断面
で、この図から対物レンズヘツドDの固定状態も
良く理解できる。第5図の上部には、厚い板を有
し、レボルバーヘツドEの固定ネジ44を収納す
るために使用される多部品のホルダー43が示し
てある。
FIG. 5 shows a cross section taken along the line - in FIG. 4. That is, it is a cross section of the objective lens head D, and the fixed state of the objective lens head D can be well understood from this figure. In the upper part of FIG. 5 there is shown a multi-part holder 43, which has a thick plate and is used to accommodate the fixing screw 44 of the revolver head E.

第6図には、レボルバーヘツドEの単純化した
平面図が示してある。この図面には、固定ピン4
6を備えた走査レーザービーム検出器23、平面
ガラク39を備えたシヤーリング干渉計の接眼レ
ンズ24、及び顕微鏡の接眼レンズ25が示して
ある。こら等の三種の部品は何れもホルダー45
に回転可能に固定してあるので、所望の機器を対
物レンズヘツドDの光軸に自由に配設できる。こ
の図面には、レボルバーヘツドEを固定するため
に使用されるホルダー43も認めることができ
る。
FIG. 6 shows a simplified top view of the revolver head E. This drawing shows fixing pin 4.
A scanning laser beam detector 23 with 6, a shearing interferometer eyepiece 24 with a flat panel 39, and a microscope eyepiece 25 are shown. These three types of parts are all in holder 45.
Since it is rotatably fixed to the objective lens head D, desired equipment can be freely disposed on the optical axis of the objective lens head D. The holder 43 used for fixing the revolver head E can also be seen in this figure.

第7図は、検出器、この実施例の場合、多数の
検出視野47から構成されている走査レーザービ
ーム検出器23の一例が単純化して示してある。
動作が正常のとき、中央の検出視野が照射され、
この所望位置からずれたとき、一つ又はそれ以上
の近くの検出視野が補足される。これ等の検出視
野47を個々に評価できるので、このことが正し
い位置からのずれがどの方向に延びているかの情
報を与える。
FIG. 7 shows a simplified example of a detector, in this case a scanning laser beam detector 23, which consists of a number of detection fields 47.
When the operation is normal, the central detection field is illuminated,
Upon deviation from this desired position, one or more nearby detection fields of view are captured. Since these detection fields 47 can be evaluated individually, this gives information as to in which direction the deviation from the correct position extends.

この実施例では、書込レーザー装置1として自
然空冷ヘリユーム・カドミユーム・レーザーシス
テム(Marke Liconix、Sunnyvale CA 94086、
米国)が使用されている。このレーザー装置は、
時間プログラム部と点弧制御部を有する電流制御
された高電圧源、Liconix、モデル4200PSとレー
ザー装置、モデル4100Bとによつて構成されてい
る。書込レーザービーム装置1の主要性能は以下
の通りである。光の波長は442nm、光の出力は
10mw(連続光)で、強度はビームの直径にわた
つて一様に分布している。偏光方向は水平に±5
%で、ビーム径は1.1mmである。
In this embodiment, the writing laser device 1 is a naturally air-cooled helium-cadmium laser system (Marke Liconix, Sunnyvale CA 94086,
United States) is used. This laser device is
It consists of a current-controlled high voltage source, Liconix model 4200PS, with a time program section and a firing control section, and a laser device, model 4100B. The main performance of the writing laser beam device 1 is as follows. The wavelength of light is 442nm, and the output of light is
At 10 mW (continuous light), the intensity is uniformly distributed over the beam diameter. Polarization direction is horizontal ±5
%, and the beam diameter is 1.1 mm.

走査レーザー装置9は、自然空冷される
Melles Griot(装置の愛称、ILEE社、Schlieren、
スイス)のヘリユーム・ネオン・レーザーシステ
ムであつて、レーザー装置、モデル05−LHP−
111と電源装置、モデル05−LPN−340(1800V、
6.5mA)で構成されている。光の波長は633nm
で、光の出力は1mWである。冷却状態から立ち
上がつた後の光軸のずれは200μrad以下であり、
15分の運転後では30μradである。ビームの発散
角は1.3mrad以下であり、光の出力は制御誤差
は、±5%以内である。
The scanning laser device 9 is naturally air-cooled.
Melles Griot (nickname of the device, ILEE, Schlieren,
Helium Neon Laser System (Switzerland), a laser device, model 05-LHP-
111 and power supply, model 05−LPN−340 (1800V,
6.5mA). The wavelength of light is 633nm
The light output is 1 mW. The deviation of the optical axis after rising from the cooling state is less than 200μrad,
After 15 minutes of operation, it is 30μrad. The beam divergence angle is less than 1.3 mrad, and the control error for the light output is within ±5%.

変調器3は自然空冷で電気制御される制御装
置、可干渉性青色レーザー光遮断システム
(Coherqnt Associates、Danbury、Conn、
06810、米国)であつて、制御装置、モデル31及
び変調器モデル、3010で構成されている。変調器
の管の内部には、二つの制御電極と出力側に組み
込んだ光ダイオードを有し、同じ屈折率の液体中
に封入した壊れ易い燐酸二水素カリユーム結晶が
配設してある。この結晶は偏光フイルタとして動
作し、偏光方向は約600Vの電圧で90°以上回転す
る。
Modulator 3 is a natural air-cooled, electrically controlled controller, a coherent blue laser light blocking system (Coherqnt Associates, Danbury, Conn.).
06810, USA) and consists of a controller model 31 and a modulator model 3010. Inside the modulator tube is a fragile potassium dihydrogen phosphate crystal encapsulated in a liquid of the same refractive index, with two control electrodes and a photodiode integrated on the output side. This crystal acts as a polarizing filter, with the direction of polarization rotated by more than 90° at a voltage of about 600V.

拡大光学系4は、二個の集束レンズと、これ等
の集束レンズの共通焦点に直径10μmを有する
「ピンホール」とも呼ばれる絞り孔を有する絞り
板とで構成されている。この拡大光学系はレーザ
ービームの直径を拡大し、発散角の比、つまり両
方の集束レンズの焦点距離の比によつてレーザー
ビームの発散角を減少させ、絞り孔のビームスポ
ツトの像を出射ビームに伝える。即ち、例えば塵
によつて生じる入射ビームの暗い部分を除去し、
出射ビームの方向を入射ビームの方向に無関係に
する。
The magnifying optical system 4 is composed of two focusing lenses and an aperture plate having an aperture hole, also called a "pinhole", having a diameter of 10 μm at the common focus of these focusing lenses. This magnifying optical system enlarges the diameter of the laser beam and reduces the divergence angle of the laser beam by the ratio of the divergence angles, that is, the ratio of the focal lengths of both focusing lenses, so that the image of the beam spot in the aperture hole becomes the exit beam. tell. i.e. removing dark parts of the incident beam caused by, for example, dust;
Make the direction of the output beam independent of the direction of the input beam.

ビーム・スプリツタ13としては、片面に蒸着
した誘電性の金属被膜を有する平行なガラス板で
形成された二色性スプリツタが使用される。この
スプリツタは、透過方向に入射する一定波長、つ
まりある色の光を同じ方向に透過させ、その場
合、ガラスの厚みに応じて一定波長に対してガラ
スの屈折率によりビームの出射点を移動させる。
それ自体公知の圧電駆動部21は、この実施例の
場合、Burley、モデルPZ70、1000V電源装置と、
Burley、モデルPZ40、圧電変換器とで構成され
ている。圧電結晶積層体は印加電圧にほぼ比例し
て延びるので、対物レンズ19を水平に移動させ
る。
As beam splitter 13, a dichroic splitter is used, which is made of parallel glass plates with a dielectric metal coating deposited on one side. This splitter transmits light of a certain wavelength, that is, a certain color, incident in the transmission direction in the same direction, and in that case, the beam exit point is moved by the refractive index of the glass for a certain wavelength depending on the thickness of the glass. .
The piezoelectric drive 21, which is known per se, in this example includes a Burley model PZ70 1000V power supply.
Burley, model PZ40, consists of a piezoelectric transducer. Since the piezoelectric crystal stack extends approximately in proportion to the applied voltage, the objective lens 19 is moved horizontally.

顕微鏡は、対物レンズ19と顕微鏡の接眼レン
ズ25で構成されている。この対物レンズ19は
作業側に標準カバーガラス付き、あるいは付けな
い集束レンズ系を具備し、同心状に平行に入射す
る青色レーザービームと赤色レーザービームを作
業距離(ワーキング・デイスタンス)内でできる
限り小さなスポツトに集束させ、このスポツトに
対して同心の緑色に照らされた検出視野の拡大像
をもたらす。この検出視野は顕微鏡の接眼レンズ
25で観察できる。圧電駆動部21による機械的
なずれは、像および集束スポツトの中心点の移動
に変換される。
The microscope consists of an objective lens 19 and a microscope eyepiece 25. This objective lens 19 is equipped with a focusing lens system with or without a standard cover glass on the working side, and focuses the concentrically parallel incident blue laser beam and red laser beam as much as possible within the working distance. It focuses on a small spot and provides a magnified image of the green-lit detection field concentric to this spot. This detection field can be observed through the eyepiece 25 of the microscope. The mechanical displacement by the piezoelectric drive 21 is translated into a movement of the center point of the image and the focusing spot.

顕微鏡の接眼レンズ25は、ルーペの役目を備
えた集束レンズ系として形成してあり、対物レン
ズ19の虚像から拡大された可視像を形成する。
The eyepiece lens 25 of the microscope is formed as a focusing lens system having the role of a magnifying glass, and forms a visible image magnified from the virtual image of the objective lens 19.

シヤーリング干渉計は、ビーム通路で移動する
ミラーと、平行平板のガラス板39と、接眼レン
ズ24とで構成されていて、対物レンズ19の焦
点面から反射の生じるアルミニユーム面までの間
隔のずれを測定するシヤーリング干渉計を形成し
ている。
The shearing interferometer is composed of a mirror that moves in the beam path, a parallel flat glass plate 39, and an eyepiece 24, and measures the gap between the focal plane of the objective lens 19 and the aluminum surface where reflection occurs. It forms a shearing interferometer.

検出器15,18′と23は、それぞれ一個の
シリコン光ダイオードで、内部が非感光性で外部
が感光性である中心構造体であると効果的であ
る。これ等の検出器によつて、加工品から反射し
た、あるいは他の方法で得られたレーザービーム
から、その時のレーザービームが正しい位置であ
るか、あるいはこの位置から一定の方向にずれて
いるかの確認ができる。
Advantageously, the detectors 15, 18' and 23 are each a silicon photodiode, a central structure that is non-photosensitive on the inside and photosensitive on the outside. These detectors determine whether the laser beam is in the correct position or deviates from this position in a certain direction from the laser beam reflected from the workpiece or otherwise obtained. Can be confirmed.

第8〜13図には、この発明の装置の可能な二
三の実施例が模式図にして示してある。
A few possible embodiments of the device according to the invention are shown schematically in FIGS. 8-13.

第8図には、一個の書込レーザー装置1を有す
るこの発明による装置を単純化した動作が示して
ある。加工品Gはシリコンウエーハから成り、第
15図に示す金属メツシユを保有している。矢印
48は加工品Gの移動方向を示す。書込レーザー
ビームには、参照符号49が付けてある。このビ
ームは、書込レーザー装置1から拡大光学系4を
経由して偏向ミラー50に入射する。この書込レ
ーザービーム49は、書込レーザービーム7に相
当するが、見通しを良くするため、破線で示して
ある。書込レーザービーム49は、先ず対物レン
ズを有する対物レンズヘツドDを通過して、処理
すべき加工品G上に導入される。加工品Gから反
射した光51はビーム・スプリツタ52に入射す
る。このビーム・スプリツタから、一部の光が検
出器53に導入され、ビーム・スプリツタ52を
通過して一部の反射光が顕微鏡の接眼レンズ25
に達する。
FIG. 8 shows the simplified operation of a device according to the invention with one writing laser device 1. In FIG. Workpiece G is made of a silicon wafer and has a metal mesh shown in FIG. An arrow 48 indicates the direction of movement of the workpiece G. The writing laser beam is labeled 49. This beam enters the deflection mirror 50 from the writing laser device 1 via the enlarging optical system 4 . This writing laser beam 49 corresponds to the writing laser beam 7, but is shown in broken lines for better visibility. The writing laser beam 49 first passes through an objective head D with an objective lens and is introduced onto the workpiece G to be processed. Light 51 reflected from workpiece G enters beam splitter 52 . From this beam splitter, some light is introduced into the detector 53, passes through the beam splitter 52, and some reflected light is sent to the microscope eyepiece 25.
reach.

第9図は、第8図に大体似ているが、対物レン
ズヘツドDに反射された光の偏向方成分を検出器
53に導入する偏向ビーム・スプリツタ54が配
設されている点で異なる。
FIG. 9 is generally similar to FIG. 8, except that a polarized beam splitter 54 is provided which introduces the polarization component of the light reflected by the objective lens head D into a detector 53.

第10図には、更に走査レーザービーム55も
使用する実施例が示してある。この走査レーザー
ビーム55は第1図の走査レーザービーム9′に
相当するが、見通しを良くするため、点線で示し
てある。従つて、この走査レーザービームの役目
が図面から理解できる。この構成は、加工品Gの
表面の性質が二つの異なる波長を必要とする場合
に有効である。走査レーザービーム55は、走査
レーザー装置9中で発生し、更に拡大光学系10
を経由して偏向ミラー50に導入される。この偏
向ミラー50から、走査レーザービーム55は反
射し、二色性スプリツタ56と対物レンズヘツド
Dを通過し、書込レーザービーム49と共に加工
品Gの表面に達する。両方のレーザービームは、
同じ光軸上を進み、加工品Gに達する。そして、
同じ光軸上でビーム・スプリツタ52によつて反
射され、検出器53に達する。反射した書込レー
ザービーム51は顕微鏡と接眼レンズ25に入射
する。
FIG. 10 shows an embodiment in which a scanning laser beam 55 is also used. This scanning laser beam 55 corresponds to the scanning laser beam 9' in FIG. 1, but is shown in dotted lines for better visibility. Therefore, the role of this scanning laser beam can be understood from the drawing. This configuration is effective when the surface properties of the workpiece G require two different wavelengths. A scanning laser beam 55 is generated in a scanning laser device 9 and further passes through a magnifying optical system 10.
The light is introduced into the deflection mirror 50 via the. From this deflection mirror 50, the scanning laser beam 55 is reflected, passes through a dichroic splitter 56 and an objective head D, and reaches the surface of the workpiece G together with the writing laser beam 49. Both laser beams are
Proceeding along the same optical axis and reaching workpiece G. and,
It is reflected by beam splitter 52 on the same optical axis and reaches detector 53. The reflected writing laser beam 51 enters the microscope and the eyepiece 25.

第11図によれば、ビーム・スプリツタ52が
対物レンズヘツドDの前に配設してあり、書込レ
ーザービーム49の反射ビームは、他のビーム・
スプリツタ52により検出器53と顕微鏡の接眼
レンズ25に導入される。
According to FIG. 11, a beam splitter 52 is arranged in front of the objective lens head D, so that the reflected beam of the writing laser beam 49 is separated from the other beams.
The splitter 52 introduces the light into the detector 53 and into the eyepiece 25 of the microscope.

第12図の実施例では、偏光ビーム・スプリツ
タ54が対物レンズヘツドDに直接配設してあ
り、反射光51の偏光成分を検出器53に導く。
この場合、顕微鏡の接眼レンズ25は反射光をビ
ーム・スプリツタ52から直接受光する。
In the embodiment of FIG. 12, a polarizing beam splitter 54 is arranged directly on the objective head D and directs the polarized component of the reflected light 51 to a detector 53.
In this case, the microscope eyepiece 25 receives the reflected light directly from the beam splitter 52.

第13図によれば、書込レーザービーム49と
走査レーザービーム55が使用され、加工品Gに
垂直に導入される。これ等のレーザービームの共
通光通路には、ビーム・スプリツタ52が配設し
てあり、このスプリツタは第12図のように、一
部の光を検出器に、そして一部の光を顕微鏡の接
眼レンズ25に同時に導く。
According to FIG. 13, a writing laser beam 49 and a scanning laser beam 55 are used and are introduced perpendicularly into the workpiece G. A beam splitter 52 is disposed in the common optical path of these laser beams, and as shown in FIG. simultaneously to the eyepiece lens 25.

第14図は、反射光51も散乱光58を検出す
る一実施例態様を示す。反射光51を検出するに
は、検出器57が使用され、散乱光58を検出す
るには、検出器60が使用される。第14図から
良く理解できるように、散乱光58の検出器60
はレーザービーム49の周囲に配設してある。
FIG. 14 shows an embodiment in which reflected light 51 and scattered light 58 are detected. A detector 57 is used to detect reflected light 51, and a detector 60 is used to detect scattered light 58. As can be well understood from FIG. 14, a detector 60 for scattered light 58
are arranged around the laser beam 49.

第15図には、加工品Gの一部が非常に単純化
されて示してある。集積回路を保有する表面に参
照符号61が付けてあり、金属化処理を施したメ
ツシユ62が基準構造体として使用されている。
第一のレーザースポツト63aは直接金属化処理
を施したメツシユ62上に、第二のレーザースポ
ツト63bは一部を金属化処理を施したメツシユ
62に、そして第三のレーザースポツト63cは
直接集積回路61上にある。
In FIG. 15, a part of the workpiece G is shown in a highly simplified manner. The surface bearing the integrated circuit is referenced 61 and a metallized mesh 62 is used as a reference structure.
The first laser spot 63a is placed directly on the mesh 62 which has been subjected to a metallization process, the second laser spot 63b is placed directly on the mesh 62 which has been partially metallized, and the third laser spot 63c is placed directly on the mesh 62 which has been subjected to a metallization process. It's on 61.

これ等に対する反射強度分布を第16a図〜第
16cに示す。第16a図には、強度分布の理想
的な曲線が破線で示してあり、、実際の曲線は実
線64aで示してある。第16b図の曲線を似て
いる。ここでは、理想状態からのずれが曲線64
bで示してある。第16c図は、理想的な状態を
示し、強度分布64cの実際の曲線が理想的な曲
線と一致することを意味する。
Reflection intensity distributions for these are shown in FIGS. 16a to 16c. In FIG. 16a, the ideal curve of the intensity distribution is shown as a broken line, and the actual curve is shown as a solid line 64a. Similar to the curve in Figure 16b. Here, the deviation from the ideal state is curve 64
It is shown in b. Figure 16c shows an ideal situation, meaning that the actual curve of the intensity distribution 64c matches the ideal curve.

金属化処理を施したメツシユ62は、この発明
の装置の場合、基準構造として使用されている。
二つのメツシユの直線の間隔は、例えば7μmで、
直線の幅は5μmである(第15図)。書込レーザ
ービーム装置1は、最後の実施例の場合、例えば
波長が458nmで、出力が1〜5mWのアルゴン
イオンレーザー光源(例えばSpectra Physics、
Moutain View California、モデル162A.0.7;
AmericanLaser Corp.、Salt Lake City、
Utah、モデル60C)、あるいは波長が424nmで、
出力が7〜40mW、ないしは波長が325nmで、
出力が1〜10mWを有するHe−Cdレーザー光源
(例えば、Liconix、Sunnyvale、California、モ
デル4200N又はモデル4200NB)である。
A metallized mesh 62 is used as a reference structure in the device of the invention.
For example, the distance between two mesh lines is 7 μm,
The width of the straight line is 5 μm (Figure 15). In the last embodiment, the writing laser beam device 1 is an argon ion laser source (e.g. Spectra Physics,
Moutain View California, Model 162A.0.7;
AmericanLaser Corp., Salt Lake City;
Utah, model 60C) or at a wavelength of 424nm,
The output is 7-40mW or the wavelength is 325nm,
A He-Cd laser source (eg, Liconix, Sunnyvale, California, Model 4200N or Model 4200NB) with a power output of 1-10 mW.

連続レーザービームの出力の開閉も、電光変調
器、つまりビーム開閉器3(例えば、Coherent
Incorp.Plo Alt、California、Modulator Div.モ
デル3030)、又は音響光学変調器、つまりビーム
開閉器(例えば、Coherent Incorp.Plo Alt、
California、Modulator Div.モデル304D)を用
いて行われる。所要の開閉時間は、書込速度と空
間分解能によつて定まり、例えば2μsである。後
続するビーム拡大光学系4は、ビーム径を例えば
10倍に拡大する。水平書込レーザービーム49は
偏向ミラー50によつて垂直方向に偏向される。
対物レンズ19は、この実施例の場合、焦点距離
18mmと直径10mmを有する。得られたビームスポツ
トの大きさは、約2μmで、焦点深度は約13μmで
ある。偏向ミラー50は制御可能、あるいは調節
可能に配設してある。
The output of the continuous laser beam can also be switched on and off using an electro-optic modulator, i.e. beam switch 3 (e.g. Coherent
Incorp. Plo Alt, California, Modulator Div. Model 3030) or an acousto-optic modulator, or beam switch (e.g. Coherent Incorp. Plo Alt,
California, Modulator Div. Model 304D). The required opening/closing time is determined by the writing speed and spatial resolution, and is, for example, 2 μs. The subsequent beam expanding optical system 4 has a beam diameter of, for example,
Magnify 10x. Horizontal writing laser beam 49 is vertically deflected by deflection mirror 50.
In this embodiment, the objective lens 19 has a focal length of
It has a diameter of 18mm and a diameter of 10mm. The size of the obtained beam spot is approximately 2 μm, and the depth of focus is approximately 13 μm. The deflection mirror 50 is arranged in a controllable or adjustable manner.

走査レーザー装置9は、この実施例の場合、出
力1mWで、ビーム径0.65mmを有する。He−Ne
レーザー光源である。このレーザービームは、拡
大光学系10でビーム径を4倍に拡大され、調節
可能な偏向ミラー50で書込レーザービーム49
に重畳される。
In this embodiment, the scanning laser device 9 has an output of 1 mW and a beam diameter of 0.65 mm. He-Ne
It is a laser light source. This laser beam is expanded to four times its beam diameter by an expanding optical system 10, and a writing laser beam 49 is used by an adjustable deflection mirror 50.
superimposed on

この発明による装置の動作は、既に一部説明し
たが、多くの実施態様が可能である。第8図の実
施例では、走査および書込が同じレーザービーム
49で行われる。第9図では、書込レーザービー
ム49は偏光ビーム・スプリツタ54を通過して
加工品G表面に導入される。この実施例の場合、
ビーム・スプリツタ54は電光変調器3の偏光子
として使用される。即ち、検出器53はビーム開
閉器が開閉する場合、同じ出力を受け取る。第1
0図には、走査レーザービーム55と書込レーザ
ービーム49が別々に示してあるが、これ等のビ
ームは同じ光軸上に二色性ミラー56によつて導
入される。このミラーには、ある波長で、100%
透過し、別な波長で100%反射をすると言う利点
がある。従つて、両方のレーザービーム49,5
5を同じ対物レンズで集束させることができる。
第11図〜第13図の実施例は、特に起状の激し
い加工品に適している。
Although the operation of the device according to the invention has already been partially described, many embodiments are possible. In the embodiment of FIG. 8, scanning and writing are performed with the same laser beam 49. In FIG. 9, writing laser beam 49 passes through polarizing beam splitter 54 and is directed onto the workpiece G surface. In this example,
Beam splitter 54 is used as a polarizer for electro-optical modulator 3. That is, the detector 53 receives the same output when the beam switch opens and closes. 1st
Although the scanning laser beam 55 and the writing laser beam 49 are shown separately in FIG. 0, they are introduced on the same optical axis by a dichroic mirror 56. This mirror has 100%
It has the advantage of being transparent and 100% reflective at a different wavelength. Therefore both laser beams 49,5
5 can be focused with the same objective lens.
The embodiments shown in FIGS. 11 to 13 are particularly suitable for processed products with severe undulations.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1a図と第1b図、特に有利なこの発明によ
る装置の一実施例の模式図で、第1a図は装置の
左側部分の平面図、第1b図は装置の右側部分の
側面図。第2図、第1a図のレーザービーム集光
器の側面図。第3図、第2図のレーザービーム集
光器の平面図。第4図、対物レンズヘツドとレボ
ルバーヘツドから成る光学モジユールの部分断面
図。第5図、第4図の線分−に沿つた断面
図。第6図、第4図のレボルバーヘツドの平面
図。第7図、多数の検出視野を有する検出器の例
示形状の図面。第8図、同じレーザービームで走
査と書込が行われるこの発明による一実施例の図
面。第9図、偏光された書込レーザービームと偏
光ビーム・スプリツタを用いるこの発明による実
施例の図面。第10図、波長が異なる二個のレー
ザー光源を有するこの発明による装置の実施例の
図面。第11図、走査レーザービームが垂直に加
工品に入射し、二個のビーム・スプリツタが配設
してあるこの発明による装置の実施例の図面。第
12図、偏光ビーム・スプリツタを使用する第1
1図の構成を変更した実施例の図面。第13図、
二個の異なるレーザービーム用の二色性ビーム・
スプリツタを使用する他の実施例の図面。第14
図、反射レーザービームも散乱ビームも評価され
る光学ヘツドの模式断面図。第15図、金属化処
理を施したメツシユを有する加工品と例示的に配
置させたレーザービームスポツトの図面。第16
a図〜第16c図、第15図のレーザービームス
ポツトの位置に相当する三種の強度分布図面。 図中参照符号:A……書込レーザービーム光
源、B……走査レーザービーム光源、C……レー
ザービーム集光器、D……対物レンズヘツド、E
……レボルバーヘツド、F……光学モジユール、
G……加工品、1……書込レーザー装置、2……
書込レーザー装置1のレーザービーム開閉器、
2′……拡大光学系の絞り板、3……変調器、4
……書込レーザー装置1の拡大光学系、4′……
拡大光学系のレンズ、5……書込レーザービーム
光源Aのケース、6……調節可能な固定部材、7
……書込レーザービーム、8……走査レーザービ
ーム光源Bのケース、9……走査ビーム装置、
9′……走査レーザービーム、10……走査レー
ザービーム光源Bの拡大光学系、11……絞り
板、12……レーザービーム集光器Cのケース、
13……書込レーザービーム・スプリツタ、14
……走査レーザービーム・ミラー、15……書込
レーザービーム検出器、16……レーザービーム
集光器Cの調節部材、17……同じ光軸に導入さ
れた書込レーザービーム7と走査レーザービーム
9′、18……走査レーザービーム・スプリツタ、
18′……走査レーザービーム・スプリツタ18
の検出器、19……対物レンズヘツドDの対物レ
ンズ、20……対物レンズ19の調節部材、21
……圧電駆動部、22……レボルバーホルダー、
23……走査レーザービーム検出器、24……シ
ヤーリング干渉計の接眼レンズ、25……十字線
を有する顕微鏡の接眼レンズ、25′……書込レ
ーザー遮断フイルター、26……書込レーザービ
ーム・スプリツタ13のホルダー、27……走査
レーザービーム・ミラー14のホルダー、28…
…レーザービーム集光器Cの支持部材、28′…
…ホルダー26と27の案内板、28″……支持
部材、29……ホルダー26と27の調節ネジ、
30……連結体、31……作業台、32……ロツ
ド、33……ロツドホルダー、34……板バネ、
35……走査レーザービーム・スプリツタ18の
ホルダー、36……対物レンズの保持リング、3
7……ネジ、38……レボルバーヘツドの回転
台、39……平行平板、40……プリズム、41
……円筒レンズ、42……孔、43……保持体、
44……固定ネジ、45……ホルダー、47……
検出器の検出視野、48……加工品Gの移動方
向、49……書込レーザービーム(破線)、50
……レーザービームの偏向ミラー、51……反射
光、52……書込レーザービーム及び走査レーザ
ービームのビーム・スプリツタ、53……検出
器、54……偏光ビーム・スプリツタ、55……
走査レーザービーム(点線)、56……二色性ミ
ラー、ビーム・スプリツタ、57……反射光の検
出器、58……散乱光、59……集束レーザービ
ーム、60……散乱光58の検出器、61……集
積回路、62……金属化処理を施したメツシユ、
基準構造体、63a,b,c……加工品Gのレー
ザースポツト、64a,b,c……強度分布。
1a and 1b are schematic illustrations of a particularly advantageous embodiment of the device according to the invention, FIG. 1a being a plan view of the left-hand part of the device and FIG. 1b being a side view of the right-hand part of the device. FIG. 2 is a side view of the laser beam concentrator of FIG. 1a; FIG. 3 is a plan view of the laser beam concentrator of FIG. 2; FIG. 4 is a partial sectional view of the optical module consisting of the objective lens head and the revolver head. FIG. 5 is a sectional view taken along line segment - in FIG. 4; FIG. 6 is a plan view of the revolver head of FIGS. 6 and 4; FIG. 7 is a drawing of an exemplary shape of a detector with multiple detection fields of view. FIG. 8 is a diagram of an embodiment of the invention in which scanning and writing are performed with the same laser beam. FIG. 9 is a drawing of an embodiment according to the invention using a polarized writing laser beam and a polarizing beam splitter. FIG. 10: A drawing of an embodiment of the device according to the invention with two laser light sources of different wavelengths. FIG. 11 is a drawing of an embodiment of the apparatus according to the invention in which a scanning laser beam is incident perpendicularly on the workpiece and two beam splitters are arranged; Figure 12, 1st using polarizing beam splitter
1 is a drawing of an embodiment in which the configuration of FIG. 1 is changed. Figure 13,
Dichroic beam for two different laser beams
Drawing of another example using a splitter. 14th
Figure 1: Schematic cross-section of an optical head in which both reflected and scattered laser beams are evaluated. FIG. 15: Drawing of a workpiece with a metallized mesh and an exemplary arrangement of laser beam spots. 16th
Figures a to 16c and three types of intensity distribution diagrams corresponding to the positions of the laser beam spots in Figure 15; Reference numbers in the figure: A...Writing laser beam source, B...Scanning laser beam source, C...Laser beam condenser, D...Objective lens head, E
...Revolver head, F...Optical module,
G... Processed product, 1... Writing laser device, 2...
a laser beam switch of the writing laser device 1;
2'... Aperture plate of the magnifying optical system, 3... Modulator, 4
...Enlargement optical system of writing laser device 1, 4'...
Lens of magnifying optical system, 5... Case of writing laser beam light source A, 6... Adjustable fixing member, 7
...writing laser beam, 8...case of scanning laser beam light source B, 9...scanning beam device,
9'... Scanning laser beam, 10... Enlargement optical system for scanning laser beam light source B, 11... Diaphragm plate, 12... Case of laser beam condenser C,
13...Writing laser beam splitter, 14
... Scanning laser beam mirror, 15 ... Writing laser beam detector, 16 ... Adjustment member of laser beam concentrator C, 17 ... Writing laser beam 7 and scanning laser beam introduced on the same optical axis 9', 18...scanning laser beam splitter,
18'...Scanning laser beam splitter 18
Detector of 19...Objective lens of objective lens head D, 20...Adjustment member of objective lens 19, 21
... Piezoelectric drive unit, 22 ... Revolver holder,
23... Scanning laser beam detector, 24... Shearing interferometer eyepiece, 25... Microscope eyepiece with crosshairs, 25'... Writing laser blocking filter, 26... Writing laser beam splitter. Holder of 13, 27... Holder of scanning laser beam mirror 14, 28...
...Supporting member of laser beam concentrator C, 28'...
...Guide plates for holders 26 and 27, 28''...Support member, 29...Adjustment screws for holders 26 and 27,
30... Connecting body, 31... Workbench, 32... Rod, 33... Rod holder, 34... Leaf spring,
35...Holder of scanning laser beam splitter 18, 36...Retaining ring of objective lens, 3
7...screw, 38...rotating table of revolver head, 39...parallel plate, 40...prism, 41
... Cylindrical lens, 42 ... Hole, 43 ... Holder,
44...Fixing screw, 45...Holder, 47...
Detection field of view of detector, 48...Movement direction of workpiece G, 49...Writing laser beam (dashed line), 50
... Deflection mirror for laser beam, 51 ... Reflected light, 52 ... Beam splitter for writing laser beam and scanning laser beam, 53 ... Detector, 54 ... Polarization beam splitter, 55 ...
Scanning laser beam (dotted line), 56... Dichroic mirror, beam splitter, 57... Detector of reflected light, 58... Scattered light, 59... Focused laser beam, 60... Detector of scattered light 58 , 61... integrated circuit, 62... mesh subjected to metallization treatment,
Reference structure, 63a, b, c... Laser spot of processed product G, 64a, b, c... Intensity distribution.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 金属化処理を施した三次元集積回路を有する
加工品に書込レーザービームを用いて直線を描く
場合、機械的な動きを位置決めして修正するため
の基準データを設定する方法において、 加工品Gの金属化処理を施したメツシユ58を
直線状の作業動作期間中に変調器3で変調させた
書込レーザービーム7,49又は同じ光軸に導入
された走査レーザービーム9′,55で走査し、
反射レーザービーム51を少なくとも一個のビー
ム検出器15,18′,53で受光して評価し、
評価した信号を加工品Gと書込レーザービーム
7,49の相対運動の位置決めと修正に使用する
ことを特徴とする方法。 2 一つ又は複数のレーザービーム7,9′,4
9,55を加工品Gの集積回路61の加工面に対
して垂直に、又は垂直方向から±10°以下の傾き
で照射することを特徴とする特許請求の範囲第1
項に記載の方法。 3 直線からずれた加工品Gの運動の補正は、制
御可能なビーム偏向器で行われることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項又は第2項に記載の方
法。 4 前記の補正は対物レンズ19の前に設置され
た制御可能な偏向ミラー50で行われることを特
徴とする特許請求の範囲第3項に記載の方法。 5 前記の補正は対物レンズ19の後に斜めに設
置された制御可能な平行平板で行われることを特
徴とする特許請求の範囲第3項に記載の方法。 6 前記の補正は対物レンズ19の制御可能な移
動によつて行われることを特徴とする特許請求の
範囲第3項に記載の方法。 7 書込レーザービーム7,49の変調信号は信
号増幅器の増幅率を直接制御するので、異なつた
ビーム出力でも同じ出力信号が得られることを特
徴とする特許請求の範囲第1項に記載の方法。 8 偏光した書込レーザービーム49は電光変調
器3の偏光子としての偏光ビーム・スプリツタ5
4を経由して加工品Gの加工面に照射されるの
で、ビーム検出器53はビーム開閉器の開と閉の
状態で同じ出力を得ることを特徴とする特許請求
の範囲第1項に記載の方法。 9 書込レーザービーム7,49に加えて、二色
性ビーム・スプリツタで書込レーザービーム7,
49と同じ光軸に導入され、しかも同じ光通路1
7を通過する走査レーザービーム9′,55を使
用し、書込レーザービーム7,49の波長にとつ
て好ましくない加工品Gの集積回路の表面状態を
補償し、走査レーザービーム7,55の波長が書
込レーザービーム7,49の波長と異なるように
選択されていることを特徴とする特許請求の範囲
第1項に記載の方法。 10 反射レーザービーム49の信号の外に、散
乱光58を補助検出器60で検出し、両方の信号
の比を形成し、金属化処理を施した表面とその下
にある材料の反射特性や散乱特性のような、加工
品Gの集積回路の異なる局所表面状態を補償する
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
方法。 11 書込レーザービーム・スプリツタ13と走
査レーザービーム・ミラー14とを用いて、レー
ザービーム集光器C内の書込レーザービーム7と
走査レーザービーム9′を対物レンズヘツドDに
反射させ、書込レーザービーム7の一部を書込レ
ーザービーム・スプリツタ13によつて書込レー
ザービーム検出器15に分岐させることを特徴と
する特許請求の範囲第1項又は第9項に記載の方
法。 12 レーザービーム集光器C中の書込レーザー
ビーム7と走査レーザービーム9′とを同じ光軸
で対物レンズヘツドDの走査レーザービーム・ス
プリツタ18に導入し、このスプリツタから走査
レーザービーム9′と書込レーザービーム7とを
対物レンズ19を経由して加工品G上に導き、反
射走査レーザービーム9′の一部を走査レーザー
ビーム・スプリツタ18を経由してレボルバーヘ
ツドEに反射させることを特徴とする特許請求の
範囲第11項に記載の方法。 13 検出器15,18′,25中で確認された
レーザー光信号を評価し、正しい動作位置を決め
るか、あるいは検出することを特徴とする特許請
求の範囲第11項又は第12項に記載の方法。 14 対物レンズヘツドDで確認されたレーザー
光信号を評価し、正しい動作位置を決めるか、あ
るいは検出することを特徴とする特許請求の範囲
第11項又は第12項に記載の方法。 15 レボルバーヘツドEで確認されたレーザー
光信号を評価し、正しい動作位置を決めるか、あ
るいは検出することを特徴とする特許請求の範囲
第11項又は第12項に記載の方法。 16 金属化処理を施した三次元集積回路を有す
る加工品に書込レーザービームを用いて直線を描
く場合、機械的な動きを位置決めして修正するた
めの基準データを設定する装置において、 後続する変調器3を有する書込レーザー装置
1、拡大光学系5及び対物レンズ19が装備して
あるレーザー書込装置と、反射光51のビーム・
スプリツタ52が付属している検出器53及び集
積回路57に対する書込レーザービーム7,49
の正しい相対位置を与える制御装置とを備えた評
価装置を保有することを特徴とする装置。 17 ビーム・スプリツタは、電光変調器3の偏
光子として配設されている偏光ビーム・スプリツ
タであることを特徴とする特許請求の範囲第16
項に記載の装置。 18 金属化処理を施した三次元集積回路を有す
る加工品に書込レーザービームを用いて直線を描
く場合、機械的な動きを位置決めして修正するた
めの基準データを設定する装置において、 後続する変調器3を有する書込レーザー装置
1、拡大光学系5及び対物レンズ19が装備して
あるレーザー書込装置と、反射光51のビーム・
スプリツタ52が付属している検出器53及び集
積回路57に対する書込レーザービーム7,49
の正しい相対位置を与える制御装置とを備えた評
価装置を保有し、前記レーザー書込装置には、更
に書込レーザー装置1の波長とは異なる波長の走
査レーザー装置9と、走査レーザービーム55を
書込レーザービーム49と同じ光軸上で重畳さ
せ、しかも走査レーザービーム55を後で検出器
53上で分離するための二色性ビーム・スプリツ
タ56とが装備されていることを特徴とする装
置。 19 前記制御装置には、後続する高電圧増幅器
と少なくとも一個の圧電駆動部21とを保有する
演算増幅器から成る制御回路が装備してあること
を特徴とする特許請求の範囲第16項に記載の装
置。 20 書込レーザービーム・スプリツタ13と走
査レーザービーム・ミラー14とを用いて、レー
ザービーム集光器C内の書込レーザービーム7と
走査レーザービーム9′を対物レンズヘツドDに
反射させ、書込レーザービーム7の一部を書込レ
ーザービーム・スプリツタ13によつて書込レー
ザービーム検出器15に分岐させ、対物レンズヘ
ツドDがレボルバーヘツドEと共に共通の光学モ
ジユールを形成し、この光学モジユールの連結部
品は走査レーザービーム・スプリツタ18のみで
あることを特徴とする特許請求の範囲第18項に
記載の装置。 21 レーザービーム集光器Cは書込レーザービ
ーム検出器15を保有していることを特徴とする
特許請求の範囲第20項に記載の装置。 22 レボルバーヘツドEは三つのユニツト、即
ち走査レーザービーム検出器23、シヤーリング
干渉計の接眼レンズ24、十字線を有する顕微鏡
の接眼レンズ25の少なくとも二つを装備してい
ることを特徴とする特許請求の範囲第20項に記
載の装置。 23 書込レーザービーム光源Aと走査レーザー
ビーム光源Bは、それぞれ拡大光学系4,10に
一個の絞り板2′,11を装備していることを特
徴とする特許請求の範囲第20項に記載の装置。 24 対物レンズヘツドEの顕微鏡の接眼レンズ
25は書込レーザービーム遮断フイルタ25′を
装備していることを特徴とする特許請求の範囲第
22項に記載の装置。 25 同じ光軸に導入される書込レーザービーム
と走査レーザービーム17の方向には、走査レー
ザービーム・スプリツタ18の後方に検出器1
8′が配設してあることを特徴とする特許請求の
範囲第20項に記載の装置。 26 少なくとも一個の検出器15,18′,2
3,60は多数の検出視野47で構成されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第21項、第2
2項と第25項の何れか1項に記載の装置。
[Claims] 1. Setting reference data for positioning and correcting mechanical movements when drawing straight lines using a writing laser beam on a workpiece having a three-dimensional integrated circuit subjected to a metallization process. In the method of Scan at 9', 55,
receiving and evaluating the reflected laser beam 51 by at least one beam detector 15, 18', 53;
A method characterized in that the evaluated signal is used for positioning and correcting the relative movement of the workpiece G and the writing laser beam 7, 49. 2 one or more laser beams 7, 9', 4
9, 55 is irradiated perpendicularly to the processing surface of the integrated circuit 61 of the processed product G, or at an inclination of ±10° or less from the vertical direction.
The method described in section. 3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the correction of movements of the workpiece G deviating from a straight line is carried out with a controllable beam deflector. 4. Method according to claim 3, characterized in that said correction is carried out with a controllable deflection mirror 50 placed in front of the objective lens 19. 5. Method according to claim 3, characterized in that said correction is carried out with a controllable parallel plate placed obliquely after the objective lens 19. 6. Method according to claim 3, characterized in that said correction is carried out by a controllable movement of the objective lens (19). 7. Method according to claim 1, characterized in that the modulation signal of the writing laser beam 7, 49 directly controls the amplification factor of the signal amplifier, so that the same output signal is obtained with different beam powers. . 8 The polarized writing laser beam 49 is passed through the polarization beam splitter 5 as a polarizer of the electro-optic modulator 3.
4, the beam detector 53 obtains the same output when the beam switch is open and closed. the method of. 9 In addition to the writing laser beam 7, 49, the writing laser beam 7, 49 is also
49, and the same optical path 1.
7 is used to compensate for surface conditions of the integrated circuit of the workpiece G that are unfavorable for the wavelength of the writing laser beam 7, 49, and the wavelength of the scanning laser beam 7, 55 is 2. The method according to claim 1, wherein the wavelength of the writing laser beam is selected to be different from the wavelength of the writing laser beam. 10 In addition to the signal of the reflected laser beam 49, the scattered light 58 is detected by an auxiliary detector 60 and a ratio of both signals is formed to determine the reflection properties and scattering of the metallized surface and the underlying material. 2. A method according to claim 1, characterized in that different local surface conditions of the integrated circuit of the workpiece G, such as characteristics, are compensated for. 11 Using the writing laser beam splitter 13 and the scanning laser beam mirror 14, the writing laser beam 7 and the scanning laser beam 9' in the laser beam concentrator C are reflected to the objective lens head D, and the writing laser 10. Method according to claim 1, characterized in that a part of the beam 7 is split by a writing laser beam splitter 13 to a writing laser beam detector 15. 12 The writing laser beam 7 and the scanning laser beam 9' in the laser beam concentrator C are introduced with the same optical axis into the scanning laser beam splitter 18 of the objective head D, and from this splitter the writing laser beam 9' and the scanning laser beam 9' are introduced. The scanning laser beam 7 is guided onto the workpiece G via an objective lens 19, and a part of the reflected scanning laser beam 9' is reflected via a scanning laser beam splitter 18 to a revolver head E. 12. The method according to claim 11. 13. The method according to claim 11 or 12, characterized in that the laser light signal detected in the detectors 15, 18', 25 is evaluated and the correct operating position is determined or detected. Method. 14. Method according to claim 11 or 12, characterized in that the laser light signal detected at the objective lens head D is evaluated to determine or detect the correct operating position. 15. Method according to claim 11 or 12, characterized in that the laser light signal detected at the revolver head E is evaluated to determine or detect the correct operating position. 16. When drawing straight lines with a writing laser beam on workpieces with three-dimensional integrated circuits subjected to metallization, in devices for setting reference data for positioning and correcting mechanical movements, subsequent A laser writing device is equipped with a writing laser device 1 having a modulator 3, a magnifying optical system 5 and an objective lens 19, and a beam of reflected light 51.
Writing laser beam 7,49 to detector 53 and integrated circuit 57 with attached splitter 52
and a control device for giving the correct relative position of the device. 17. Claim 16, characterized in that the beam splitter is a polarizing beam splitter arranged as a polarizer of the electro-optical modulator 3.
The equipment described in section. 18. When drawing straight lines with a writing laser beam on workpieces with three-dimensional integrated circuits subjected to metallization, in devices for setting reference data for positioning and correcting mechanical movements, subsequent A laser writing device is equipped with a writing laser device 1 having a modulator 3, a magnifying optical system 5 and an objective lens 19, and a beam of reflected light 51.
Writing laser beam 7,49 to detector 53 and integrated circuit 57 with attached splitter 52
The laser writing device further includes a scanning laser device 9 having a wavelength different from that of the writing laser device 1 and a scanning laser beam 55. A device characterized in that it is equipped with a dichroic beam splitter 56 for superimposing the writing laser beam 49 on the same optical axis and for later separating the scanning laser beam 55 on the detector 53. . 19. The control device according to claim 16, characterized in that the control device is equipped with a control circuit consisting of an operational amplifier with a subsequent high-voltage amplifier and at least one piezoelectric drive 21. Device. 20 Using the writing laser beam splitter 13 and the scanning laser beam mirror 14, the writing laser beam 7 and the scanning laser beam 9' in the laser beam concentrator C are reflected to the objective lens head D, and the writing laser A portion of the beam 7 is split by a writing laser beam splitter 13 to a writing laser beam detector 15, the objective head D forming a common optical module with the revolver head E, the connecting parts of which are 19. Device according to claim 18, characterized in that it comprises only a scanning laser beam splitter (18). 21. Device according to claim 20, characterized in that the laser beam concentrator C carries a writing laser beam detector 15. 22. Claim characterized in that the revolver head E is equipped with at least two of three units: a scanning laser beam detector 23, a shearing interferometer eyepiece 24 and a microscope eyepiece 25 with crosshairs. The device according to item 20. 23. According to claim 20, the writing laser beam source A and the scanning laser beam source B are each equipped with a magnifying optical system 4, 10 and one aperture plate 2', 11. equipment. 24. Device according to claim 22, characterized in that the microscope eyepiece 25 of the objective head E is equipped with a writing laser beam blocking filter 25'. 25 In the direction of the writing laser beam and the scanning laser beam 17 introduced on the same optical axis, there is a detector 1 behind the scanning laser beam splitter 18.
21. Device according to claim 20, characterized in that 8' is provided. 26 At least one detector 15, 18', 2
3 and 60 are composed of a large number of detection fields of view 47, Claims 21 and 2
The device according to any one of Items 2 and 25.
JP14939285A 1984-07-10 1985-07-09 Method and device for positioning and correcting mechanical motion at time when work is machined by scribing-laser beam Granted JPS6138790A (en)

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CH3337/84-6 1984-07-10
CH2174/85-6 1985-05-22

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