JPH0433786A - レーザ加工方法 - 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ｊ この発明はレーザビームの照射により切断、接続（溶接
）、焼入れ（アニール）などの加工を、加工すべき位置
に対する位置合わせをした後に行い、この位置合わせ、
加工を繰り返し連続的に行うレーザ加工方法に関する。

「従来の技術Ｊ 例えば半導体メモリにおいて、冗長セルを用意しておき
、不良セルが発見されると、これを冗長セルとおきかえ
ることが行われている。このおきかえはメモリが構成さ
れている半導体ウェハー上の配線（リンク）をレーザビ
ームで切断することにより行われる。このためのレーザ
加工装置はレーザリペア装置と呼ばれている。

レーザリペア装置は第６図に示すように構成されている
。レーザ発振器１１からのレーザビーム１２はミラー１
３で反射され、ビームスプリッタ１４を通過し、対物レ
ンズ１５で絞られて、加工台（ステージ）１６上の被加
工物としての半導体ウェハー１７上に照射される。ビー
ムスプリッタ１４にミラー１３から入射したレーザビー
ム１２中の一部は入射用受光素子１８で受光されて電気
信号に変換され、その電気信号は増幅器１９を通してＡ
Ｄ変換器２１へ供給されてデジタル信号に変換されて制
御部２２に供給される。またウニ／”を−１７からの反
射したレーザビームは、ビームスプリッタ１４で一部が
反射されて反射用受光素子２３で受光されて電気信号に
変換され、その電気信号は増幅器２４で増幅され、ＡＤ
変換器２５でデジタル信号に変換されて制御部２２へ供
給される。

制御部２２は第７図に示すようにＣＰＵ２６を有し、プ
ログラムを読み出し、解読実行することにより各種の制
御を行うが、その制御を機能的に　。

示すと、レーザ発振器１１をオン、オフ制御を行うレー
ザ部２７、連続的レーザビームでウエノ＼−１７上を走
査してその反射光から位置マークを検出し、位置合わせ
を行うアライメント部２８、加工台１６をχ、Ｙ方向に
移動制御するステージ部２９、各種表示を行う表示部３
１、ウェハーを加工台１６上にセットしたり、取り外し
たりするつＩバー搬送部３２、レーザビーム１２のパワ
ーを制御する光学系制御部３３とを有する。

従来においては、次のようにしてレーザ加工を行ってい
た。つまり、第８図に示すように、まずレーザリペアの
ための準備を行い（Ｓｌ）、次に一枚のウェハーについ
てその１つのチップ（１つのメモリ）内の切断個所を位
置合わせしくＳ２）、その位置合わせした個所にレーザ
ビームを照射して、リンク（配線）を切断しくＳ３）、
そのチップ内のすべての切断を終了したかをチエｙりし
くＳ、）、終了してない場合はステップＳ２に戻り、そ
のチップ内の次の切断個所を同様にして切断し、終了し
た場合はそのウェハー内のすべての切断を終了したかを
チエツクしくＳ、）、終了していない場合はステップＳ
２に戻り、そのウェハー内の次のチップについて切断個
所を同様に切断し、終了した場合は１０フト（例えば２
５枚）分を終了したかをチエツクしくＳ、）、終了して
いない場合は次のウェハーと交換し、そのウェハーにつ
いてステップＳ２に戻り、同様のことを行う。

１０、部分に対する位置合わせ、切断が終了すると、目
視テストに移り（Ｓ、）、切断終了した１０、部分のウ
ェハーからいくつかを抜き取り、またはすべてのウェハ
ーについて、顕微鏡で切断が正しく行われたか否かを目
視検査する。目視検査の結果、良好であれば（Ｓ８）、
次の行程に移り、不良であれば、そのロフトを棄却する
（Ｓ、）。

「発明が解決しようとする課題」 従来のレーザ加工方法においては１０ツト分の加工を終
了した後に始めて加工結果の検査をしているため、例え
ばレーザビームのパワーが不足していたため、加工不良
となった場合は、そのロフトすべてが加工不良となり、
無駄な加工を行っていたことになり、しかも１０ツトの
加工に長い時間を必要とし、１０ツトの加工の終了を待
って検査し、その結果、次のロフトに対する加工におけ
る改善をすることになり、その改善が大変遅れる欠点が
あった。特に全ウェハーについて目視検査をする場合は
、検査に非常に長時間か＼る問題もあった。

「課題を解決するための手段」 この発明によれば、被加工物が加工台に配された状態で
、その加工した状態の良、不良を監視できるモニタが設
けられ、連続的加工の途中で、所定加工、つまり所定加
工回数または所定範囲の加工ごとに、その加工された個
所を少なくとも１つモニタで監視し、その監視によりレ
ーザ加工の品質を維持しているか否かを判定し、維持し
ていると判定されると、次の加工へ移る。

「実施例Ｊ この発明の方法を用いるレーザ加工装置の構成は第６図
に示した一般的構成と同様なものであってよい。ただし
、その制御部２２には第１図に第７図と対応する部分に
同一符号を付けて示すように、モニタ３４が設けられる
。モニタ３４は被加工物を加工台１６に配置した状態で
その被加工物の加工した状態の良、不良を監視すること
ができるものである。つまり、被加工物に対し加工した
直後に、その状態でその加工が良好になされたか否かを
監視することができるものである。

このようなモニタ３４としては例えばレーザリペア装置
の場合、第２図に示すように、レーザ切断したリンク３
５上に弱いパワーの連続レーザビームを、切断に用いた
レーザ発振器から照射し、そのレーザビームの照射点３
６をリンク３５に沿って移動させ、反射光のパワーを測
定する。リンク３５上では第２図に示すように反射光の
パワーが大きく、例えば１ｍＷであるが、リンクが完全
に切断された部分３７では反射光のパワーが著しく小さ
く、例えば０．０１ｍＷとなり、レーザビームを移動さ
せた時の反射光のパワーの変化状態（その形状およびレ
ベル）から、良好に切断されたか否かを知ることができ
る。

モニタ３４としては加工された個所を撮影し、その画像
を処理するものを使用することもできる。

例えば第３図に示すようにレーザ発振器１１からのレー
ザビームはミラー３８−３９−４１を順次反射され、ビ
ームスプリッタ１１−４２を通過し、ミラー４３で反射
され、対物レンズ１５を通してウェハー１７に入射され
る。ビームスプリンタ１４に対する入射レーザビームの
反射光は集束レンズ４４を通しビームスプリンタ４５で
分割され、パルス入射用受光素子１８ｐと連続入射用受
光素子１８ｃとに分割受光される。またウェハー１７か
らの反射光はビームスプリンタ１４で反射されてビーム
スプリンタ４６を通過し、集束レンズ４７を通じビーム
スプリッタ４８によりパルス反射用受光素子２３ｐと連
続反射用受光素子２３ｃとに分割受光される。ビームス
プリンタ４６で反射された反射光は集束センサ４９へ入
射される。ビームスプリッタ１４とビームスプリッタ４
２との間に４分の１波長板５１が挿入され、さらに４分
の１波長板５１とビームスプリンタ４２との間にウェハ
ー１７側に連続光入射時の初期の強い光を遮断するシャ
ッタ５２が挿入される。光源（例えば赤外線発光ダイオ
ード）５３からの光がコンデンサレンズ５４、投光レン
ズ５５を順次通り、さらにビームスプリッタ５６を通り
、ビームスプリンタ４２よりミラー４３一対物レンズ１
５を通ってウェハー１７に入射される。その反射光は対
物レンズ１５、ミラー４３、ビームスプリンタ４２を経
てビームスプリッタ５６で反射され、フィールドレンズ
５７、リレーレンズ５８、ミラー５９を通じてビデオカ
メラ６１に入射される。つまりビデオカメラ６１でウェ
ハー１７上の加工した部分を撮影し、ビデオカメラ６１
から映像信号が得られる。この映像信号を画像処理し、
例えば第４図に示すようなリンク３５を切断した部分３
７の付近の理想的形状（良好に切断された時の形状）を
基準パターンとして予め記憶しておき、その基準パター
ンと、ビデオカメラ６１よりの撮影パターンとを比較し
、良好に切断されているかを画像処理により判定する。

この発明では、このようなモニタ３４を設け、レーザ加
工を次のように行う。すなわち、例えばレーザリペア装
置の場合、第５図に第８図と対応するステップに同一符
号を付けて示すように、この例ではステップＳ３でリン
クのレーザ切断を行うと、その直後に、モニタ３４を用
いて今、切断した部分を監視しくＳ３−１）、その監視
結果が良と判定された場合に（Ｓ　、２）、ステ、プＳ
４に移り、不良と判定されると誤り処理を行う（Ｓ　３
−３）。この誤り処理は例えば誤りを表示させ、切断（
レーザリペア）作業を停止させる。あるいは誤りを表示
させ、誤り（不良）の数を計数し、その計数値が所定値
以内ならステップＳ４に移り、切断作業を続行し、計数
値が所定値を越えると、切断作業を停止させる。

上述では一回切断するごとに、その切断個所を監視した
が、複数の切断の後に、その複数の切断個所を監視して
もよい。モニタ３４が画像処理による場合は、−回の処
理に比較的長い時間が掛かるため、例えば１チツプに対
する切断を終了した後に、そのチップについてすべての
切断個所の監視判定を行うことが考えられる。複数の切
断ごとに、または１チツプの切断ごとに監視を行う場合
に、不良の状態によっては１つの不良が発生すると、全
体を不良と判定し、その後の不良判定を停止したり、そ
のウェハーを不良と判定したり、あるいはそのロンドを
不良と判定することもある。

上述では、この発明をレーザリペア装置に適用したが、
プログラマブルアレイロジンクデバイスをレーザで切断
してプログラムする場合、液晶パネルにおける不良画素
をレーザで除去する場合、レーザによる溶接、レーザに
よる焼入れなど各種のレーザビームを用いた加工にこの
発明を適用することができる。

「発明の効果」 以上述べたように、この発明によれば次々とレーザ加工
が行われる場合に、その途中で加工した状態を監視し、
加工の良、不良を判定しているため、その不良原因が例
えばレーザのパワーが不足している場合は、次の加工か
らレーザパワーを上げて不良が生じないようにすること
ができ、従来はロットの終了後に良、不良を検査してい
たため、そのロフトの全体が不良となってしまった所を
、一部の不良で済ますことができる。また、不良原因が
例えばウェハー自体の製造上の問題の場合は、そのロフ
トはすべて不良となるが、従来はそのロットのすべてに
ついて無駄に加工を行っていたが、この発明はそのよう
な不良が検出された状態でそのロットに対する加工を停
止することができ、無駄な作業をしないで済む、また、
この発明ではモニタ３４は自動的に検査を行うことがで
き、目視による検査と比較して短時間で行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１回はこの発明の方法に用いる制御部の例を示すブロ
ック図、第２図はリンクおよびその切断部におけるレー
ザの各照射点とその反射パワーとの関係例を示す図、第
３図は切断個所を撮影する装置の構成例を示す図、第４
図はレーザ切断されたリンクのパターンの例を示す図、
第５図はこの発明の方法の実施例を示す流れ図、第６図
はレーザ加工装置の一般的構成を示す図、第７図はその
制御部を示すブロック図、第８図は従来のレーザ加工方
法を示す流れ図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被加工物の加工されるべき個所にレーザビームを
   位置合わせした後、その個所にレーザビームを照射して
   加工を行い、そのような加工を連続的に行うレーザ加工
   方法において、 上記被加工物が加工台に配された状態で、その加工した
   状態の良不良を監視できるモニタを設け、 上記連続的加工の途中で、所定加工ごとに、その加工さ
   れた個所を少なくとも一つ上記モニタで監視し、 その監視によりレーザ加工の品質を維持しているか否か
   を判定し、維持していると判定されると次の加工へ移る
   ことを特徴とするレーザ加工方法。