JPH0745116B2 - レーザ加工装置 - Google Patents
レーザ加工装置Info
- Publication number
- JPH0745116B2 JPH0745116B2 JP63117090A JP11709088A JPH0745116B2 JP H0745116 B2 JPH0745116 B2 JP H0745116B2 JP 63117090 A JP63117090 A JP 63117090A JP 11709088 A JP11709088 A JP 11709088A JP H0745116 B2 JPH0745116 B2 JP H0745116B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stage
- laser
- light
- objective lens
- moving
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Laser Beam Processing (AREA)
- Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザ加工装置に関し，特に，レーザトリマ，
メモリリペア等の微細パターンのレーザ加工装置に関す
る。
メモリリペア等の微細パターンのレーザ加工装置に関す
る。
従来，この種のレーザ加工装置は，メモリリペアに見ら
れるように,2つの装置構成方法があった。
れるように,2つの装置構成方法があった。
すなわち，加工用レーザスポットを比較的高速，高精度
に動かせる小ストロークのレーザビームポジショナと，
基板をステップ送りするための低精度大ストロークXYス
テージから構成する方法と，加工用レーザスポットの位
置を固定し，基板全体をレーザスポットに対して高精度
で位置決めできる大ストロークのXYステージから構成す
る方法がある。前者の方法は従来のレーザトリマが採用
してきた方法であり，後者は露光装置が採用した方法で
ある。
に動かせる小ストロークのレーザビームポジショナと，
基板をステップ送りするための低精度大ストロークXYス
テージから構成する方法と，加工用レーザスポットの位
置を固定し，基板全体をレーザスポットに対して高精度
で位置決めできる大ストロークのXYステージから構成す
る方法がある。前者の方法は従来のレーザトリマが採用
してきた方法であり，後者は露光装置が採用した方法で
ある。
上述した従来の２つの構成方法のうち，前者の方法で
は，基板をチップ毎にステップ送りする精度が低いた
め，各チップ毎にレーザスポットとチップパターンの位
置合せを行なうアライメント動作が必要となり，チップ
内の加工は高速で行なえるが，アライメントに時間がか
かるという問題点がある。
は，基板をチップ毎にステップ送りする精度が低いた
め，各チップ毎にレーザスポットとチップパターンの位
置合せを行なうアライメント動作が必要となり，チップ
内の加工は高速で行なえるが，アライメントに時間がか
かるという問題点がある。
一方，後者の方法では，高精度であるが，大ストローク
のXYステージを使うため，ステージの移動速度が低いと
いう問題点がある。しかし，後者の方法では，基板全体
を一度にアライメントできることや，ステージを停止さ
せずに，加工ポイントが，加工用レーザスポット位置を
次々と通過するように制御する方法をとることによっ
て，スループットも向上し，また位置制御にはレーザ測
長器を用いていることから前者の方式に比較し本質的に
高精度の加工が実現できている。
のXYステージを使うため，ステージの移動速度が低いと
いう問題点がある。しかし，後者の方法では，基板全体
を一度にアライメントできることや，ステージを停止さ
せずに，加工ポイントが，加工用レーザスポット位置を
次々と通過するように制御する方法をとることによっ
て，スループットも向上し，また位置制御にはレーザ測
長器を用いていることから前者の方式に比較し本質的に
高精度の加工が実現できている。
このため，微細化するICウェーハパターンの加工におい
ては後者の方法はより注目される方法となっている。
ては後者の方法はより注目される方法となっている。
このように固定位置のレーザスポットと高精度大ストロ
ークのXYステージを使う方法は，微細パターンの加工に
対して優れているが，精密XYステージの製作が難しく，
高価格であるという問題点がある。
ークのXYステージを使う方法は，微細パターンの加工に
対して優れているが，精密XYステージの製作が難しく，
高価格であるという問題点がある。
高精度のXYステージの構成方法には，低精度で大移動を
行なうステージの上に高精度で，微小距離を移動する微
動ステージを載せた２段構成のものと,1台のステージで
高精度を実現する方法がある。どちらの方法も，位置測
定にはレーザ測長器を用いるのが一般的である。この２
つのXYステージの構成方法は，いずれも構造が複雑にな
ったり，製作が困難であったりして，高価なものとなっ
ている。
行なうステージの上に高精度で，微小距離を移動する微
動ステージを載せた２段構成のものと,1台のステージで
高精度を実現する方法がある。どちらの方法も，位置測
定にはレーザ測長器を用いるのが一般的である。この２
つのXYステージの構成方法は，いずれも構造が複雑にな
ったり，製作が困難であったりして，高価なものとなっ
ている。
本発明は従来のもののこのような問題点を解決しようと
するもので，低精度のXYステージを使用しても高精度，
高速位置決めが可能なレーザ加工装置を提供するもので
ある。
するもので，低精度のXYステージを使用しても高精度，
高速位置決めが可能なレーザ加工装置を提供するもので
ある。
本発明によれば、レーザ光を被加工物上に集光する集光
手段と、前記集光手段を２次元的に微小距離移動させる
移動手段と、前記被加工物を載せ２次元的に移動するス
テージと、２波長出力レーザを用いたレーザ測定器を用
いて前記ステージ及び前記集光手段の移動によるドップ
ラーシフトを受けた反射光との間のビートをそれぞれカ
ウントして前記ステージ及び前記集光手段の位置変化を
それぞれ検出することによって前記ステージと前記集光
手段の相対位置の変化を測定する測定手段とを備え、前
記測定された相対位置の変化に基づき前記移動手段を動
作させて前記集光手段を移動させるようにしたことを特
徴とするレーザ加工装置が得られる。
手段と、前記集光手段を２次元的に微小距離移動させる
移動手段と、前記被加工物を載せ２次元的に移動するス
テージと、２波長出力レーザを用いたレーザ測定器を用
いて前記ステージ及び前記集光手段の移動によるドップ
ラーシフトを受けた反射光との間のビートをそれぞれカ
ウントして前記ステージ及び前記集光手段の位置変化を
それぞれ検出することによって前記ステージと前記集光
手段の相対位置の変化を測定する測定手段とを備え、前
記測定された相対位置の変化に基づき前記移動手段を動
作させて前記集光手段を移動させるようにしたことを特
徴とするレーザ加工装置が得られる。
本発明では位置計測にレーザ測長器を用い,XYステージ
側に設けられたＬ型ミラーと，加工光学部側に設けられ
た参照光用ミラーとの相対位置を計測する方法をとる。
これは露光装置等において，固定された投影光学系と,X
Yステージの温度変化等による相対位置ズレを補正する
手段として一般的に用いられている方法であるが，本発
明では加工光学部を移動させることにより位置補正を行
なう。
側に設けられたＬ型ミラーと，加工光学部側に設けられ
た参照光用ミラーとの相対位置を計測する方法をとる。
これは露光装置等において，固定された投影光学系と,X
Yステージの温度変化等による相対位置ズレを補正する
手段として一般的に用いられている方法であるが，本発
明では加工光学部を移動させることにより位置補正を行
なう。
この方法の原理を第１図に従って説明する。
現在最も多く使用されているレーザ測長器では，レーザ
として偏向方向が直交し，波長のわずかに異なる２波長
出力レーザを用い，一方を参照光とし他の一方を，対象
物に設けられた反射体と固定された干渉ユニットの間に
構成された干渉計に入射し，対象物の移動によるドップ
ラーシフトを受けた反射光との間のビートをカウントし
て位置変化を読みとっている。
として偏向方向が直交し，波長のわずかに異なる２波長
出力レーザを用い，一方を参照光とし他の一方を，対象
物に設けられた反射体と固定された干渉ユニットの間に
構成された干渉計に入射し，対象物の移動によるドップ
ラーシフトを受けた反射光との間のビートをカウントし
て位置変化を読みとっている。
第１図において，f1f2の２波長出力のレーザ光９は干渉
計４内の偏向プリズムにより分離され，f1はXYステージ
８に取付けられたミラー６との間に構成された干渉計に
よりXYステージの移動を計測する。一方，f2は参照光と
して全反射ミラー３により，対物レンズ１に取付けられ
た全反射ミラー３の間に構成される干渉計４に入射す
る。この方法では対物レンズ部１が，温度変化等によ
り,XYステージ８に対して相対的にズレた場合でも，参
照光側で対物レンズの位置変化を検出でき，f1側とf2側
の位置変化の差をディテクタ５で読みとることから，対
物レンズ１とXYステージ８の相対位置は常に正確に計測
できることになる。
計４内の偏向プリズムにより分離され，f1はXYステージ
８に取付けられたミラー６との間に構成された干渉計に
よりXYステージの移動を計測する。一方，f2は参照光と
して全反射ミラー３により，対物レンズ１に取付けられ
た全反射ミラー３の間に構成される干渉計４に入射す
る。この方法では対物レンズ部１が，温度変化等によ
り,XYステージ８に対して相対的にズレた場合でも，参
照光側で対物レンズの位置変化を検出でき，f1側とf2側
の位置変化の差をディテクタ５で読みとることから，対
物レンズ１とXYステージ８の相対位置は常に正確に計測
できることになる。
本発明ではこの原理をそのまま採用し,XYステージとし
て安価で低精度のXYステージを用い，対物レンズとの相
対位置を高精度に決めるために対物レンズ部にXY移動機
構を設けている。従って，高速位置決め可能な低精度の
XYステージの移動とともに，参照光f2で位置変化が求め
られる可動対物レンズ部を軽量化し，高速移動可能とす
ることによって，低価格，低精度のステージを使いなが
ら，高速，高精度の位置決めを実現することが可能とな
る。
て安価で低精度のXYステージを用い，対物レンズとの相
対位置を高精度に決めるために対物レンズ部にXY移動機
構を設けている。従って，高速位置決め可能な低精度の
XYステージの移動とともに，参照光f2で位置変化が求め
られる可動対物レンズ部を軽量化し，高速移動可能とす
ることによって，低価格，低精度のステージを使いなが
ら，高速，高精度の位置決めを実現することが可能とな
る。
次に，本発明を実施例に従って説明する。
第２図は本発明の一実施例の構成図である。本実施例で
は，対物レンズの移動はXYステージの精度を補正するた
めに行なう。従って，対物レンズの移動距離は微小範囲
となる。一例として,XYステージ精度が全移動範囲で±1
0μｍなら，対物レンズ部の移動範囲は±20μｍ程度と
なる。
は，対物レンズの移動はXYステージの精度を補正するた
めに行なう。従って，対物レンズの移動距離は微小範囲
となる。一例として,XYステージ精度が全移動範囲で±1
0μｍなら，対物レンズ部の移動範囲は±20μｍ程度と
なる。
第２図において，測長用HeNeレーザ発生装置101を出た
レーザ光はＸ軸用とＹ軸用に分割される。Ｘ軸用のレー
ザ光は分割後全反射ミラー107に入り，干渉計109の内部
で２波長が分割される。１波長のレーザ光は,XYステー
ジ移動部に固定されたＬ型ミラー114の移動を計測する
ために使われ，他の１波長のレーザ光は全反射ミラー10
5で反射され，対物レンズ102に固定されたＸ座標参照ミ
ラー111の変位を計測するために使われる。XYステージ1
15が移動し，ステージの能力内の精度で停止した後，目
標とするXYステージと対物レンズの相対距離からの誤差
分を対物レンズ側駆動機構であるＸ軸ピエゾ素子103を
用いて移動させることにより除去する。
レーザ光はＸ軸用とＹ軸用に分割される。Ｘ軸用のレー
ザ光は分割後全反射ミラー107に入り，干渉計109の内部
で２波長が分割される。１波長のレーザ光は,XYステー
ジ移動部に固定されたＬ型ミラー114の移動を計測する
ために使われ，他の１波長のレーザ光は全反射ミラー10
5で反射され，対物レンズ102に固定されたＸ座標参照ミ
ラー111の変位を計測するために使われる。XYステージ1
15が移動し，ステージの能力内の精度で停止した後，目
標とするXYステージと対物レンズの相対距離からの誤差
分を対物レンズ側駆動機構であるＸ軸ピエゾ素子103を
用いて移動させることにより除去する。
Ｙ軸側も，同様に，分割されたレーザ光は全反射ミラー
108でＹ軸干渉計110に入り,2波長が分割され,1波長はＬ
型ミラー114との距離の計測に使われ，他の１波長は，
全反射ミラー106で反射されて，対物レンズ102に取付け
られたミラー112との間の変位を計測するために使われ
る。Ｙ軸方向のXYステージの持つ精度以上の位置補正は
Ｙ軸ピエゾ素子104で対物レンゾ102を動かすことにより
行なう。
108でＹ軸干渉計110に入り,2波長が分割され,1波長はＬ
型ミラー114との距離の計測に使われ，他の１波長は，
全反射ミラー106で反射されて，対物レンズ102に取付け
られたミラー112との間の変位を計測するために使われ
る。Ｙ軸方向のXYステージの持つ精度以上の位置補正は
Ｙ軸ピエゾ素子104で対物レンゾ102を動かすことにより
行なう。
以上の方法により,XYステージの精度は低いが，対物レ
ンズ側の移動補正により，総合位置決め精度を0.3μｍ
（２σ）程度まで上げることができる。また，ピエゾ素
子の応答速度は早いために，高速位置決めが可能とな
る。
ンズ側の移動補正により，総合位置決め精度を0.3μｍ
（２σ）程度まで上げることができる。また，ピエゾ素
子の応答速度は早いために，高速位置決めが可能とな
る。
第３図は本発明の第２の実施例の構成図である。紙面に
垂直方向より全反射ミラー202に入射した測長用レーザ
光は干渉計203により２波長が分離される。１波長のレ
ーザ光はXYステージ210の載物台ベース209に固定された
Ｌ型ミラー205の移動計測に用いられ，他の１波長は全
反射ミラー201で反射され，ビームポジショナ207の先端
の対物レンズ206に取付けられた参照光用ミラー204の移
動計測に用いられる。
垂直方向より全反射ミラー202に入射した測長用レーザ
光は干渉計203により２波長が分離される。１波長のレ
ーザ光はXYステージ210の載物台ベース209に固定された
Ｌ型ミラー205の移動計測に用いられ，他の１波長は全
反射ミラー201で反射され，ビームポジショナ207の先端
の対物レンズ206に取付けられた参照光用ミラー204の移
動計測に用いられる。
第３図ではXY位置計測系のＸ軸部分しか示していない
が,Y軸部分も同様の構成となる。
が,Y軸部分も同様の構成となる。
本例はビームポジショナを持つレーザトリマに本発明を
適用した場合を示している。XYステージ210はウェーハ2
08のチップ間のステップ送りを行なうのみである。従っ
て高速移動はするが，位置決め精度は±10μｍ程度の低
精度のステージを使っている。一方，チップ内の回路，
ヒューズ等の切断やトリミングはビームポジショナ207
側で行なう。ビームポジショナ207の可能範囲はチップ
サイズをカバーできる20×20mm程度であるが，駆動源と
してリニアモータを用い，可動部を軽量化することによ
り，高速且つ高精度の位置決めを可能としている。
適用した場合を示している。XYステージ210はウェーハ2
08のチップ間のステップ送りを行なうのみである。従っ
て高速移動はするが，位置決め精度は±10μｍ程度の低
精度のステージを使っている。一方，チップ内の回路，
ヒューズ等の切断やトリミングはビームポジショナ207
側で行なう。ビームポジショナ207の可能範囲はチップ
サイズをカバーできる20×20mm程度であるが，駆動源と
してリニアモータを用い，可動部を軽量化することによ
り，高速且つ高精度の位置決めを可能としている。
ウェーハ208がチップ毎にステップ送りされた時,XYステ
ージ単体としての位置精度は低いが，レーザ測長器によ
ってXYステージに対するビームポジショナ先端の対物レ
ンズの相対位置が正確にわかっている。またレーザビー
ムは常に対物レンズの光軸上に集光するから，ウェーハ
上パターンに対してレーザの集光スポットの位置決めを
高精度で行なうことができることになる。
ージ単体としての位置精度は低いが，レーザ測長器によ
ってXYステージに対するビームポジショナ先端の対物レ
ンズの相対位置が正確にわかっている。またレーザビー
ムは常に対物レンズの光軸上に集光するから，ウェーハ
上パターンに対してレーザの集光スポットの位置決めを
高精度で行なうことができることになる。
以上説明したように第３図の実施例では，第２図の例に
比べて同レベルの高精度を維持しながら，更に高スルー
プットのレーザ加工が実現できる。
比べて同レベルの高精度を維持しながら，更に高スルー
プットのレーザ加工が実現できる。
以上述べたように本発明は，レーザ測長器を装備したレ
ーザ加工装置において，レーザ測長器の参照光側に相当
する対物レンズ部を可動とすることにより，低精度大移
動をXYステージ側で行ない，高精度，小移動を対物レン
ズ（ビームポジショナ）側で行なうことができるため，
比較的安価なXYステージを使用しても高精度，高速位置
決めが可能なレーザ加工装置を実現できる効果がある。
ーザ加工装置において，レーザ測長器の参照光側に相当
する対物レンズ部を可動とすることにより，低精度大移
動をXYステージ側で行ない，高精度，小移動を対物レン
ズ（ビームポジショナ）側で行なうことができるため，
比較的安価なXYステージを使用しても高精度，高速位置
決めが可能なレーザ加工装置を実現できる効果がある。
第１図はレーザ測長器を使った距離計測の原理説明図，
第２図は本発明の第１の実施例の構成図，第３図は本発
明の第２の実施例の構成図である。 記号の説明:1は対物レンズ,2は対物レンズ用ミラー,3は
全反射ミラー,4は干渉計,5はディテクタ,6はXYステージ
用ミラー,7は基板,8はXYステージ,9はレーザ光,101はHe
Neレーザ,102は対物レンズ,103はＸ軸ピエゾ素子,104は
Ｙ軸ピエゾ素子,105〜108は全反射ミラー,109はＸ軸干
渉計,110はＹ軸干渉計,111は対物レンズＸ座標参照ミラ
ー,113は載物台,114はＬ型ミラー,115はXYステージをそ
れぞれあらわしている。
第２図は本発明の第１の実施例の構成図，第３図は本発
明の第２の実施例の構成図である。 記号の説明:1は対物レンズ,2は対物レンズ用ミラー,3は
全反射ミラー,4は干渉計,5はディテクタ,6はXYステージ
用ミラー,7は基板,8はXYステージ,9はレーザ光,101はHe
Neレーザ,102は対物レンズ,103はＸ軸ピエゾ素子,104は
Ｙ軸ピエゾ素子,105〜108は全反射ミラー,109はＸ軸干
渉計,110はＹ軸干渉計,111は対物レンズＸ座標参照ミラ
ー,113は載物台,114はＬ型ミラー,115はXYステージをそ
れぞれあらわしている。
Claims (1)
- 【請求項１】レーザ光を被加工物上に集光する集光手段
と、前記集光手段を２次元的に微小距離移動させる移動
手段と、前記被加工物を載せ２次元的に移動するステー
ジと、２波長出力レーザを用いたレーザ測定器を用いて
前記ステージ及び前記集光手段の移動によるドップラー
シフトを受けた反射光との間のビートをそれぞれカウン
トして前記ステージ及び前記集光手段の位置変化をそれ
ぞれ検出することによって前記ステージと前記集光手段
の相対位置の変化を測定する測定手段とを備え、前記測
定された相対位置の変化に基づき前記移動手段を動作さ
せて前記集光手段を移動させるようにしたことを特徴と
するレーザ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63117090A JPH0745116B2 (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | レーザ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63117090A JPH0745116B2 (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | レーザ加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01289592A JPH01289592A (ja) | 1989-11-21 |
| JPH0745116B2 true JPH0745116B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=14703147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63117090A Expired - Lifetime JPH0745116B2 (ja) | 1988-05-16 | 1988-05-16 | レーザ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0745116B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7245412B2 (en) | 2001-02-16 | 2007-07-17 | Electro Scientific Industries, Inc. | On-the-fly laser beam path error correction for specimen target location processing |
| US8497450B2 (en) | 2001-02-16 | 2013-07-30 | Electro Scientific Industries, Inc. | On-the fly laser beam path dithering for enhancing throughput |
| JP5165485B2 (ja) * | 2008-07-22 | 2013-03-21 | 日本車輌製造株式会社 | レーザ切断装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5885491U (ja) * | 1981-12-02 | 1983-06-09 | 株式会社日立製作所 | 光刻線加工装置 |
| JPS62144894A (ja) * | 1985-12-18 | 1987-06-29 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 横置曲線溶接棒 |
-
1988
- 1988-05-16 JP JP63117090A patent/JPH0745116B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01289592A (ja) | 1989-11-21 |
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