JPH0581357B2 - - Google Patents

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JPH0581357B2
JPH0581357B2 JP60044900A JP4490085A JPH0581357B2 JP H0581357 B2 JPH0581357 B2 JP H0581357B2 JP 60044900 A JP60044900 A JP 60044900A JP 4490085 A JP4490085 A JP 4490085A JP H0581357 B2 JPH0581357 B2 JP H0581357B2
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processing
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JP60044900A
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Keiichiro Sakado
Shoichi Tanimoto
Joji Iwamoto
Hiroshi Shirasu
Kyoto Majima
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Nikon Corp
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Nippon Kogaku KK
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はウエハ上に形成されたパターンの一部
をエネルギービームを利用して加工する装置に関
するものである。
〔発明の背景〕
一般に半導体装置特に集積回路においては、配
線の切断または接続のためのエネルギービーム
(例えばレーザビーム)を集束してウエハ上に投
影する方法が行なわれている。
第5図はエネルギービーム加工装置(レーザ加
工装置)の一例を示す構成図で、1はステージ、
2はステージ1上に載置された被加工物のウエ
ハ、3は加工用レーザ光線、4,5はミラー、6
は開口、7は投影レンズ、8はアライメント用光
源、9,10,12,14はハーフミラー、11
はX方向顕微鏡、13はθ方向顕微鏡、15はY
方向顕微鏡、16は基準マーク、17,18はス
テージ1の夫々X方向、Y方向の位置検出のため
の干捗計、20,21,22は前記顕微鏡11,
13,15の光電検出器である。
加工用YAGレーザビームは、その光源3を出
てミラー4,5で反射し、開口6を経て投影レン
ズ7で集束され、ウエハ2上に矩形状に結像して
切断加工を行なう。ステージ1は被加工物である
ウエハ2を載置して、駆動装置(図示せず)によ
りX方向、Y方向に移動するが、その位置はレー
ザ干捗形17,18の測長手段により正確に計測
され制御される。
加工用ビームによる加工に当つては、先づアラ
イメント装置を利用して加工個所を正確に検出す
る必要がある。そのため第6図に示すようにウエ
ハ2上には集積回路パターン(以下チツプと略称
する)25はマトリツク状に形成され、各チツプ
25の一部に予めアライメントマーク30X,3
0Y及び30θを形成しておき、アライメント光
源8より出力されたレーザビールを、ハーフミラ
ー9,12により3方向に分け、X方向顕微鏡1
1、Y方向顕微鏡15、θ方向顕微鏡13により
上記アライメントマーク30X,30Y,30θ
を照射し、該マークより発生する回折光を検出器
20,21,22で検出する。またステージ1上
にはアライメントマークと同一パターンを持つ基
準マーク16が形成されているので、該基準マー
ク16をアライメント顕微鏡11,13,15で
夫々検出することにより、前記3つのアライメン
ト顕微鏡の相対間隔を知ることができる。一方第
7図で示す上記アライメント顕微鏡11,13,
15と加工用投影レンズ7との距離Xd、Ydは既
知であるから、アライメント顕微鏡により求めた
アライメントマークの位置とXd、Ydとより、加
工用投影レンズ7の加工すべきチツプ25までの
距離を求め、その距離だけステージ1を移動して
やれば、加工用の投影レンズ7は加工すべきチツ
プ25上に導かれることとなる。投影レンズ7の
位置は、例えば加工用レーザビームの強度を減衰
器(検出方法については図示せず)を利用して小
さくして照射しその散乱光を検出するか、あるい
は開口6を別光源で照射し、その反射光を検出す
るなどの方法で測定される。
なおウエハ2の各チツプに形成されたアライメ
ントマーク30X,30Y,30θは微少な矩形
セグメントを直線上に配列した回折格子で第6図
に示すように一組になつて配列され、Xアライメ
ント30Xはウエハ2上のY軸に平行に、Y−θ
アライメント30Y,30θはX軸に平行に配列
されている。また第8図は基準マーク16の拡大
図である。
とろこでこのレーザ加工装置は、長期間使用し
ているうちに装置の部品が経時変化を起し、以下
に述べるようにアライメント装置により検出した
加工位置と、投影レンズ7による実際の加工位置
とがずれてくるいわゆるドリフトと称される現象
を呈していくるのである。
すなわち第7図に示される投影レンズ7と各ア
ライメント顕微鏡11,13,15との相対間隔
Xd、Ydは、本来一定で変動のないものであり、
その前提でウエハ2の加工位置の検出を行なつて
いるのであるが、上述のように商品の経時変化に
よつてXd、Ydの値も当初の値と異なつてくる。
又レーザ光源3より出力された加工用レーザビー
ムは、ミラー4,5で反射し開口6を経て投影レ
ンズ7に達するが、ミラー4,5の取付け角度は
長期間の使用中に変化し、該ビームが投影レンズ
7を通過する際、該ビームの光軸が投影レンズ7
の構造的中心軸と一致しなくなる。さらに投影レ
ンズ7も経時変化でその取付位置が傾いてくるこ
ともある。
かくしてレーザ加工装置は、長期間使用は重ね
ているうちに、上記いくつかの原因によるドリフ
トのため、顕微鏡11,13,15により検出し
たウエハ2の加工位置に投影レンズ7を導き、加
工用レーザビームを投射して加工を行なつても、
レーザビームの加工中心がアライメント顕微鏡1
1,13,15により検出した中心位置と一致せ
ず、目的とする位置と異なつた位置を加工してし
まうといつた問題があつた。
〔発明の目的〕
本発明はエネルギービームによる加工装置にお
いて、ドリフト要因に伴なう加工位置のずれを解
消し、簡単に安定かつ高精度の加工位置を検出す
る装置を提供しようとするものである。
〔発明の概要〕
本発明はエネルギービームによる加工装置にお
いて、被加工物(ウエハ)上に予め形成された位
置合わせ用のアライメントマークを検出するため
のアライメントマーク検出手段11,13,1
5,20,21,22,53と、前記ウエハの所
定位置に上記アライメントマークから所定間隔を
あけて上記アライメントマークと同一形状のパタ
ーンを有するダミーマークを前記エネルギービー
ムにより形成する制御手段1,3,4,5,6,
7,40と、該ダミーマークの位置を検出して前
記エネルギービームの中心と前記マーク検出手段
の検出中心との相対的な配置誤差を検出する誤差
検出手段40とを設けること、すなわち、本来加
工、修正に使われるエネルギビームを、マーク検
出手段によつて検出可能なマークの形成手段とし
て兼用することを技術的要点としている。
〔発明の実施例〕
第1図は本発明を一実施例を示すダミーマーク
形成の拡大説明図、第2図はフローチヤートであ
る。第3図は第5図のレーザ加工装置を制御する
ための制御系の回路ブロツク図である。尚、第1
図において図中25はウエハ2上のチツプ、26
はウエハストリート、30X,30Yはアライメ
ントマーク、31X,31Yはタミーマーク、
dX,dYはアライメントマークとダミーマークと
の距離である。
また第3図において、3は加工レーザ光源、1
7,18はステージ1のX方向、Y方向の位置検
出のための干渉形、20,21,22はX方向、
Y方向、θ方向のアライメント顕微鏡の光電検出
器、40は制御装置、41は記憶装置、42,4
3は夫々X方向、Y方向のステージ駆動装置であ
る。
以下第2図のフローチヤートに従つて動作を説
明する。第5図に示すレーザ加工装置において、
レーザ加工に際しては、先づアライメントマーク
検出装置であるX方向顕微鏡11、Y方向顕微鏡
15、θ方向顕微鏡13を利用してウエハ2のグ
ローバルアライメント(ステツプ100)を行なつ
た後、ウエハ2上のアライメントマーク30X,
30Yの位置を検出し、30Xのx座標Xw、3
0Yのy座標Ywを求める。(ステツプ101、102) 次にウエハ2のウエハストリート(有効なパタ
ーンの存在しない領域)26上に、加工用レーザ
ビームを使用して第1図に示すようなダミーマー
ク31X,31Yを形成する。(ステツプ103)ダ
ミーマーク31X,31Yのパターンは前記アラ
イメントマーク30X,30Yと同一である。ま
たダミーマーク31Xの位置は、アライメントマ
ーク30Xとx方向にXT、31Yは30Yとy
方向にYTの距離をおいた位置とする。なおこの
位置は前述のように投影レンズ7の構造的中心を
基準に、該中心と前記アライメント顕微鏡11,
15の中心との距離Xd、Xdに基づいて、ステー
ジ1を干渉計17,18を用いて位置決めするこ
とによつて達成される。
続いて前記X方向、Y方向顕微鏡11,15に
より、上記ダミーマーク31X,31Yの位置を
検出し、そのx座標、y座標を干渉計17,18
で検出してXw′、Yw′として計測する(ステツプ
104、105)。ダミーマーク31Xとアライメント
マーク30Xとの距離dX、同じく31Yと30
Yとの距離dYは次の(1)式で示され、制御装置4
0はその距離dX、dYを算出する(ステツう
106)。
dX=Xw′−Xw dY=Yw′−Yw ……(1) ところでダミーマーク31X,31Yを形成す
る際、その位置の決定は前述のように投影レンズ
7の構造物中心を基準にXd,Ydを一定のものと
して求めたものであるから、前述のようにXd,
Ydが変化したり、投影レンズ7と構造的中心と
投影レンズ7を通る加工用レーザビームの光軸と
中心とがずれるなどのドリフトを生じている場合
は、上記ダミーマーク31X,31Yとアライメ
ントマーク30X,30Yとの距離XT,YTは上
記dX,dYとは当該異なつていくる。すなわち 次の(2)式 ΔX=dX−XT ΔY=dY−YT ……(2) で示されるΔX、ΔYが前記ドリフト要因による
該差となる。そこで制御装置40は、その誤差
ΔX、ΔYを算出する(ステツプ107)。
従つてステージ1を移動して投影レンズ7をウ
エハ上の加工位置へ移す際、ΔX、ΔYだけ移動
量を補正してやれば、投影レンズ7から射出した
加工用レーザビームの中心は正確に加工位置に位
置させることができる。
そこで制御装置40は、ウエハ2上の修正すべ
きチツプ内の加工位置に関するステージの位置決
めデータ(設計上予め定まつたアドレス)を読み
込み(ステツプ108)、そのアドレスデータについ
て、先に求めた誤差ΔX、ΔY分だけ補正したア
ドレスデータを、位置決め用マツプとして作成す
る(ステツプ109)。次に制御装置40は誤差
ΔX、ΔYだけ補正された修正装置のマツプに従
つてステージをアドレツシング(位置決め)し
(ステツプ110)、そこで加工用レーザビームを照
射して、配線パターンの切断、又はアニール等の
修正を行なう(ステツプ111)。そして制御装置4
0は修正位置のマツプに基づき、全ての加工が終
了したか否かを判断し(ステツプ112)、終了して
いないときは再びステツプ110から同様に繰り返
し動作を行ない、ウエハ2上の全ての修正部分を
加工する。
さて、第4図は他の実施例で、ダイクロイツク
ミラーを利用するレーザ加工装置を示す構成図で
ある。図中2,5,6,7、は先の実施例の装置
と同一部品である。50は加工用レーザビーム、
51はマーク検出用のプローブ光、52はダイク
ロイツクミラー、53はマーク検出手段としての
散乱光検出器である。
プローブ光51を開口6を介してウエハ2上に
照射し、ウエハ2上のマークやパターンエツジか
らの散乱光又は回折光を、散乱光検出器53で検
出することにより、被加工位置を検出するのであ
るが、加工用ビーム50ブロープ光51との光軸
が図のようにずれている場合、その加工装置は
ΔDだけずれ、ビーム50による加工位置はプロ
ーブ光51による検出位置よりΔDだけの誤差を
生ずることになる。
この場合プローブ光51と散乱光検出器53で
ウエハ2上のマークを検出した後、前述した実施
例と同様に、例えばウエハストリート部分に加工
ビーム50で上記マークと所定距離隔ててダミー
マークを形成し、プローブ光51を利用して該ダ
ミーマークの位置を検出し、前記ビーム50とプ
ローブ光51との光軸のずれによる誤差ΔDを求
め、この誤差だけ被加工位置の位置決めに際し補
償すれば、正確な加工位置を得ることとなる。
以上の実施例は、エネルギービームとして
YAGレーザビームを使用した例であるが、YAG
レーザビームの他にエキシマレーザ等のパルスレ
ーザあるいは電子ビーム、イオンビーム等を使用
した加工装置の場合にも、上記実施例と同様にし
て正確な加工位置の検出が可能である。
〔発明の効果〕
本発明は上述のようにエネルギービームによる
加工装置において、加工用エネルギービームによ
り被加工物のウエハ上にダミーマークを形成し、
該ダミーマークを利用してドリフトによる加工位
置の誤差を検出したので、高精度の加工位置の決
定が可能となつた。また加工に使用するエネルギ
ービームとは異なるエネルギービーム又はプロー
ブ光を利用して被加工物の位置検出を行なうの
で、被加工物のパターン部を損傷する恐れがな
い。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示すダミーマーク形
成の拡大説明図、第2図はフローチヤート図、第
3図は回路ブロツク図、第4図は他の実施例の構
成図、第5図はレーザ加工装置の構成図、第6図
はウエハの拡大図、第7図はアライメントマーク
検出の顕微鏡と投影レンズとの関係位置を示す平
面図、第8図は基準マークの拡大図である。 図中1はステージ、2はウエハ、3は加工用レ
ーザ光源、7は投影レンズ、8はアライメント用
光源、11はX方向顕微鏡、13はθ方向顕微
鏡、15はY方向顕微鏡、25はチツプ、25は
ウエハストリート、30X,30Yはアライメン
トマーク、31X,31Yはダミーマーク、dX、
dYはダミーマークとアライメントマークとの距
離、Xd,YdはX方向顕微鏡、Y方向顕微鏡と投
影レンズとの距離である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 所定の間隔をおいて複数配置された加工すべ
    きチツプ領域と該チツプ領域に対して所定の位置
    関係で配置されたアライメントマークとが形成さ
    れた基板を載置して、直交座標系上で二次元移動
    するステージと;前記直交座標系上の所定の位置
    に光軸が通るように配置され、前記チツプ領域内
    の一部を加工するための光ビームを投射する投射
    光学系と;前記直交座標系上の所定位置に検出中
    心を有し、前記基板上のアライメントマークの位
    置を検出するマーク検出手段とを備え、前記マー
    ク検出手段の検出結果に基づいて前記ステージを
    移動させて、前記基板上のチツプ領域内を前記投
    射光学系からの光ビームに対して位置合せする基
    板加工装置において、 前記ステージを移動して前記マーク検出手段の
    検出位置に前記基板上のアライメントマークを送
    り込み、前記マーク検出手段によつて前記検出中
    心を基準とした前記アライメントマークの位置に
    関する第1の値を検出し、該検出された第1の値
    に応じて前記ステージを位置決めし、前記チツプ
    領域と外側であつて、複数の前記チツプ領域の間
    の領域に前記マーク検出手段による検出が可能な
    形状を有するダミーマークを、前記投射光学系か
    らの光ビームによつて形成するダミーマーク形成
    手段と; 前記ステージの移動により前記マーク検出手段
    の検出位置に前記基板上のダミーマークを位置決
    めし、前記マーク検出手段によつて前記検出中心
    を基準とした前記ダミーマークの位置に関する第
    2の値を検出し、前記第1の値と第2の値との差
    に基づいて、前記投射光学系の光軸の変動に起因
    した誤差値を算出する誤差検出手段と; 前記誤差値に基づいて、前記チツプ領域内の一
    部と前記投射光学系からの光ビームとの位置合せ
    を補正する補正手段と; を備えたことを特徴とする基板加工装置。
JP60044900A 1985-03-08 1985-03-08 基板加工装置 Granted JPS61206584A (ja)

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JPS61206584A JPS61206584A (ja) 1986-09-12
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