JPH08238583A - Laser beam machine - Google Patents
Laser beam machineInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を用いて例え
ば半導体集積回路上の配線の修正を行うようなレーザ加
工装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus for correcting wiring on a semiconductor integrated circuit by using laser light.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体集積回路や液晶表示装置等の細密
な構成を有するデバイスにおいては、例えばマスク形成
時の誤差等から回路配線の修正が必要な場合、レーザ光
を用いたレーザ加工装置を使用している。2. Description of the Related Art In a device having a fine structure such as a semiconductor integrated circuit or a liquid crystal display device, a laser processing device using a laser beam is used when correction of circuit wiring is required due to an error in mask formation. are doing.
【０００３】一般に、回路配線の修正では、配線切断処
理、穴あけ処理、結線処理を順次行う必要がある。上記
レーザ加工装置では、異なる波長のレーザ光を発生する
２つのレーザを装備している。エキシマレーザで波長２
４８ｎｍの紫外線域のレーザ光を発生し上記配線切断及
び穴あけ処理を行い、アルゴンレーザで波長４８８ｎｍ
のレーザ光を発生し上記結線処理を行っている。エキシ
マレーザは、溶発又は熱的加工により、配線材料又は不
活性膜材料の除去加工を行っている。アルゴンレーザ
は、金属を含む有機塗布膜に連続的にレーザ光を発振
し、該レーザ光を走査させて金属を析出し配線形成処理
である結線処理を行っている。Generally, in the correction of circuit wiring, it is necessary to sequentially perform wiring cutting processing, hole drilling processing, and connection processing. The laser processing apparatus is equipped with two lasers that generate laser beams of different wavelengths. Excimer laser wavelength 2
A laser beam in the ultraviolet region of 48 nm is generated to perform the above wiring cutting and drilling processing, and the wavelength is 488 nm with an argon laser.
Laser beam is generated to perform the above connection processing. The excimer laser removes the wiring material or the inactive film material by ablation or thermal processing. The argon laser continuously oscillates a laser beam on an organic coating film containing a metal, scans the laser beam to deposit a metal, and performs a connection process which is a wiring forming process.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記レーザ
加工装置において、２つのレーザの存在は、小型化及び
低コスト化を妨げていた。特に、上記エキシマレーザは
装置自体が大型で、消費電力が大きい、このため、上記
レーザ加工装置の占有スペース、価格、ランニングコス
トを増大させていた。By the way, in the above laser processing apparatus, the presence of two lasers has hindered downsizing and cost reduction. In particular, the excimer laser has a large apparatus itself and consumes a large amount of power. Therefore, the occupying space, price, and running cost of the laser processing apparatus are increased.
【０００５】本発明は、上記実情に鑑みて成されたもの
であり、占有スペース、価格、ランニングコストの増大
を抑え、小型化及び低コスト化を実現できるレーザ加工
装置の提供を目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a laser processing apparatus capable of suppressing an increase in occupied space, price, and running cost, and realizing size reduction and cost reduction.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明に係るレーザ加工
装置は、上記課題を解決するため、励起光を出射する励
起用光源と、上記励起光の照射によりレーザ光を発生す
るレーザ光発生手段と、上記レーザ光を光学的に切り換
える光学的切換手段と、上記光学的切換手段で切り換え
られた上記レーザ光を用いて高次高調波光を発生する高
次高調波発生手段とを有して成る。In order to solve the above-mentioned problems, a laser processing apparatus according to the present invention has an excitation light source for emitting excitation light and a laser light generation means for generating laser light by irradiation of the excitation light. And optical switching means for optically switching the laser light, and high-order harmonic generation means for generating high-order harmonic light using the laser light switched by the optical switching means. .
【０００７】[0007]
【作用】レーザ光発生手段が励起光の照射により発生し
たレーザ光を光学的切換手段により切り換え、その一を
出力するか又は高次高調波発生手段に導き、高次高調波
光を出力するので、異なった波長のレーザ光を出力する
異なったレーザ発光部を不要とする。The laser light generation means switches the laser light generated by the irradiation of the excitation light by the optical switching means and outputs one of them or guides it to the higher harmonic generation means to output the higher harmonic light. There is no need for different laser emission units that output laser light of different wavelengths.
【０００８】[0008]
【実施例】以下、本発明に係るレーザ加工装置の実施例
について図面を参照しながら説明する。この実施例は、
半導体集積回路や液晶表示装置等の細密な構成を有する
デバイスの回路配線の修正を行うレーザ加工装置であ
る。このレーザ加工装置により、配線切断処理、穴あけ
処理、結線処理を順次行い回路配線の修正が行われる。Embodiments of the laser processing apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. This example is
The laser processing apparatus corrects circuit wiring of a device having a fine structure such as a semiconductor integrated circuit or a liquid crystal display device. With this laser processing apparatus, wiring cutting processing, hole drilling processing, and connection processing are sequentially performed to correct circuit wiring.
【０００９】図１に示すように、このレーザ加工装置３
０は、レーザ光源１０から出射される例えば波長５３２
ｎｍのレーザ光又は例えば波長２６６ｎｍのレーザ光を
集光光学系３１により、Ｘ−Ｙステージ３２上に載置さ
れたサンプル１上の修正箇所の表面にμｍオーダーのス
ポットとして集光する。集光光学系３１は、遠紫外線域
にある上記波長２６６ｎｍのレーザ光から、可視域にあ
る上記波長５３２ｎｍのレーザ光までの広い波長域に渡
り、色収差補正されたものであり、サンプル１の表面観
察用のカメラのＣＣＤ素子３３上にサンプル１の表面の
像を結ぶように調整されている。Ｘ−Ｙステージ３２
は、制御用コンピュータ３５により駆動され、サンプル
１の修正箇所を集光光学系３１の下に位置させる。この
ため、使用者はサンプル１の修正箇所をモニタ装置３４
で観察できる。As shown in FIG. 1, this laser processing apparatus 3
0 is, for example, the wavelength 532 emitted from the laser light source 10.
A laser beam having a wavelength of nm or a laser beam having a wavelength of 266 nm, for example, is focused as a spot of μm order on the surface of the corrected portion on the sample 1 mounted on the XY stage 32 by the focusing optical system 31. The condensing optical system 31 has been subjected to chromatic aberration correction over a wide wavelength range from the laser beam having a wavelength of 266 nm in the far ultraviolet region to the laser beam having a wavelength of 532 nm in the visible region, and has a surface of Sample 1. It is adjusted so as to form an image of the surface of the sample 1 on the CCD element 33 of the observation camera. XY stage 32
Is driven by the control computer 35 to position the corrected portion of the sample 1 below the condensing optical system 31. For this reason, the user can confirm the correction points of the sample 1 by the monitor device 34
Can be observed at.
【００１０】ここで、レーザ光源１０は、図２に示すよ
うに、例えば波長８０８ｎｍの励起光を出射する励起用
光源である励起用レーザダイオード（以下ＬＤとい
う。）１１と、上記励起光の照射を受けて上記波長５３
２ｎｍのレーザ光である第２高調波光を発生するレーザ
光発生手段である第２高調波発生ユニット１２と、上記
第２高調波光を光学的に切り換える光学的切換部１５
と、この光学的切換部１５で切り換えられた上記第２高
調波光を用いて上記波長２６６ｎｍのレーザ光である第
４高調波光を発生する高次高調波発生手段である第４高
調波発生ユニット２１とを有して成る。As shown in FIG. 2, the laser light source 10 is a laser diode for excitation (hereinafter referred to as LD) 11 which is an excitation light source for emitting excitation light having a wavelength of 808 nm, and the irradiation of the excitation light. In response to the above wavelength 53
A second harmonic generation unit 12 that is a laser light generating unit that generates a second harmonic light that is a 2 nm laser light, and an optical switching unit 15 that optically switches the second harmonic light.
And a fourth harmonic generation unit 21 which is a higher harmonic generation means for generating fourth harmonic light which is the laser light having the wavelength of 266 nm by using the second harmonic light switched by the optical switching section 15. And.
【００１１】第２高調波発生ユニット１２は、 固体レ
ーザ素子であるＹＡＧ１３と、非線形光学結晶素子であ
るＫＴｉＯＰＯ4（以下、ＫＴＰという。）１４からな
る。励起用ＬＤ１１から出射された波長８０８ｎｍ出力
１０Ｗ程度の励起光は、ＹＡＧ１３を励起する。ＹＡＧ
１３は、励起されると波長１０６４ｎｍの基本波光を発
生する。この基本波光は、ＫＴＰ１４に入射し、波長５
３２ｎｍの第２高調波光に変換される。こうして第２高
調波発生ユニット１２が発生した第２高調波光は光学的
切換部１５に入射する。The second harmonic generation unit 12 comprises a YAG 13 which is a solid-state laser element and KTiOPO 4 (hereinafter referred to as KTP) 14 which is a nonlinear optical crystal element. The excitation light having a wavelength of 808 nm and an output of about 10 W emitted from the excitation LD 11 excites the YAG 13. YAG
When excited, 13 generates a fundamental wave light having a wavelength of 1064 nm. This fundamental wave light enters the KTP 14 and has a wavelength of 5
It is converted to 32 nm second harmonic light. In this way, the second harmonic light generated by the second harmonic generation unit 12 enters the optical switching unit 15.
【００１２】光学的切換部１５は、１／２波長板１６
と、偏光ビームスプリッタ（以下、ＰＢＳという。）１
７からなる。ここで、１／２波長板１６は、図示しない
アクチュエータにより回転されて、上記第２高調波光の
偏光方向を変える。例えば、回転されない１／２波長板
１６は、第２高調波光をＰ偏光とする。また、回転され
た１／２波長板１６は、第２高調波光をＳ偏光とする。
Ｐ偏光とされた第２高調波光は、ＰＢＳ１７を透過す
る。一方、Ｓ偏光とされた第２高調波光は、ＰＢＳ１７
の反射面１７Ｒで反射され、ミラー１８，１９及び２０
を介して第４高調波発生ユニット２１に導かれる。The optical switching section 15 includes a half-wave plate 16
And a polarization beam splitter (hereinafter referred to as PBS) 1
It consists of 7. Here, the half-wave plate 16 is rotated by an actuator (not shown) to change the polarization direction of the second harmonic light. For example, the half-wave plate 16 that is not rotated makes the second harmonic light P-polarized. Further, the rotated half-wave plate 16 makes the second harmonic light S-polarized.
The P-polarized second harmonic light passes through the PBS 17. On the other hand, the S-polarized second harmonic light is
Of the mirrors 18, 19 and 20
Through the fourth harmonic generation unit 21.
【００１３】第４高調波発生ユニット２１は、非線形光
学結晶素子であるβ−ＢａＢＯ3（以下、ＢＢＯとい
う。）２２により波長５３２ｎｍの第２高調波光を波長
２６６ｎｍの第４高調波光に変換する。The fourth harmonic generation unit 21 converts the second harmonic light having a wavelength of 532 nm into a fourth harmonic light having a wavelength of 266 nm by using β-BaBO 3 (hereinafter referred to as BBO) 22 which is a nonlinear optical crystal element.
【００１４】このようにして、図２に示したレーザ光源
１０は、第２高調波発生ユニット１２からの上記第２高
調波レーザ光を１／２波長板１６とＰＢＳ１７からなる
光学的切換部１５によって切り換えて一方を出力すると
共に、他方を第４高調波発生ユニット２１に導き、第４
高調波光に変換して出力する。ここで、上記第４高調波
光は、回路配線修正プロセスの内の配線切断及び穴あけ
処理に使われる。また、上記第２高調波光は、結線処理
に使われる。In this way, the laser light source 10 shown in FIG. 2 outputs the second harmonic laser light from the second harmonic generation unit 12 to the optical switching section 15 including the half-wave plate 16 and the PBS 17. And outputs one of them and guides the other to the fourth harmonic generation unit 21,
Converts to harmonic light and outputs. Here, the fourth harmonic light is used for wiring cutting and drilling processing in the circuit wiring correction process. The second harmonic light is used for connection processing.
【００１５】図１のコーティングユニット３６とオーブ
ンユニット３７は、上記結線処理に用いられる有機金属
薄膜をサンプル１上に形成するためのモジュールであ
る。この有機金属薄膜は、例えばパラジウムアセテート
等の金属を含む有機化合物を有機溶剤に溶かした溶液を
サンプル１上に滴下した後、コーティングユニット３６
でのスピンコートにより均一な１μｍ前後の薄膜を塗布
してから、オーブンユニット３７でのベーキングにより
膜中の溶剤を蒸発させることによって形成される。この
ようにしてサンプル１上に有機金属薄膜を形成した後、
サンプル１はサンプル搬送ユニット３８によりＸ−Ｙス
テージ３２に送られて結線処理が行われる。The coating unit 36 and the oven unit 37 shown in FIG. 1 are modules for forming the organometallic thin film used for the above-mentioned connection processing on the sample 1. This organometallic thin film is coated with a coating unit 36 after a solution obtained by dissolving an organic compound containing a metal such as palladium acetate in an organic solvent is dropped onto the sample 1.
It is formed by applying a uniform thin film having a thickness of about 1 μm by spin coating in 1. and then evaporating the solvent in the film by baking in an oven unit 37. After forming the organometallic thin film on the sample 1 in this way,
The sample 1 is sent to the XY stage 32 by the sample carrying unit 38 and subjected to wire connection processing.
【００１６】次に、このレーザ加工装置３０により、サ
ンプル１の回路配線を修正するプロセス例について説明
する。この回路配線修正プロセスは、上述したように、
配線切断処理、穴あけ処理、結線処理からなる。Next, an example of a process for correcting the circuit wiring of Sample 1 by this laser processing apparatus 30 will be described. This circuit wiring correction process, as described above,
It consists of wiring cutting processing, hole drilling processing, and wiring processing.
【００１７】配線切断処理は、レーザ光源１０で切り換
え出射される波長２６６ｎｍの上記第４高調波光を用い
て行われる。初めに、サンプル１上の配線切断処理を施
す箇所に上記第４高調波光のスポットを集光するよう
に、モニタ部３４でサンプル１の表面を観察しながらＸ
−Ｙステージ３２を制御部３５で駆動した後、レーザ光
源１０から上記第４高調波光を出射する。一般に、集積
回路のようなサンプルでは、アルミニウムＡｌ等の配線
層の上部には、例えばプラズマＳｉＮ膜のような不活性
膜が被覆されている。このため、上記不活性膜を上記第
４高調波光により溶発により除去し、続いて配線金属層
を同様に溶発により切断する。The wiring cutting process is performed by using the fourth harmonic light having a wavelength of 266 nm which is switched and emitted by the laser light source 10. First, while observing the surface of the sample 1 with the monitor unit 34, the X-ray is observed while observing the surface of the sample 1 so that the spot of the fourth harmonic light is focused on the portion on the sample 1 where the wiring cutting process is performed.
After the Y stage 32 is driven by the controller 35, the laser light source 10 emits the fourth harmonic light. Generally, in a sample such as an integrated circuit, an inactive film such as a plasma SiN film is coated on the upper portion of a wiring layer such as aluminum Al. Therefore, the inactive film is removed by ablation by the fourth harmonic light, and subsequently, the wiring metal layer is similarly cut by ablation.
【００１８】例えば、コンタクトホールの穴あけ加工処
理も、レーザ光源１０で切り換え出射される波長２６６
ｎｍの上記第４高調波光を用いて行われる。実際の処理
は不活性膜を上記第４高調波光による溶発で選択的に除
去する。For example, in the processing of drilling the contact hole, the wavelength 266 of the laser light source 10 is switched and emitted.
nm of the fourth harmonic light is used. In the actual process, the inactive film is selectively removed by ablation by the fourth harmonic light.
【００１９】結線処理は、レーザ光源１０から出射され
る波長５３２ｎｍの上記第２高調波光を用いて行われ
る。この結線処理は、上記穴あけ加工処理と組み合わせ
て行われ、開口されたコンタクトホールの下にある配線
間を結ぶ配線を新たに形成する処理である。The connection processing is performed using the second harmonic light having a wavelength of 532 nm emitted from the laser light source 10. This connection processing is performed in combination with the above-described drilling processing, and is a processing for newly forming a wiring that connects the wirings under the opened contact hole.
【００２０】以下、この結線処理を具体的に説明する。The connection processing will be specifically described below.
【００２１】先ず、穴あけ加工処理が所定の箇所に施さ
れたサンプル１は、サンプル搬送ユニット３２により、
コーティングユニット３６に送られる。コーティングユ
ニット３６では、上述したように、例えばパラジウムア
セテート等の金属を含む有機化合物を有機溶剤に溶かし
た溶液をサンプル１上に滴下した後、スピンコートによ
り均一な１μｍ前後の薄膜が塗布される。次に、このサ
ンプル１は、オーブンユニット３７でベーキングされ、
その表面には均一な有機金属薄膜が形成される。次に、
再びサンプル搬送ユニット３８により有機金属薄膜が形
成されたサンプル１は、Ｘ−Ｙステージ３２に送られ
る。そして、Ｘ−Ｙステージ３２上では、サンプル１の
所定のコンタクトホールを結ぶ線上にレーザ光が走査さ
れる。すると、サンプル１に形成された有機金属薄膜で
は、レーザ光が走査された部分にのみ金属が析出するの
で金属配線が形成される。このようにして形成された配
線以外の部分は、有機溶剤等により除去可能である。First, the sample 1 which has been subjected to the drilling process at a predetermined position is processed by the sample transfer unit 32.
It is sent to the coating unit 36. In the coating unit 36, as described above, a solution in which an organic compound containing a metal such as palladium acetate is dissolved in an organic solvent is dropped on the sample 1, and then a uniform thin film of about 1 μm is applied by spin coating. Next, this sample 1 is baked in an oven unit 37,
A uniform organometallic thin film is formed on the surface. next,
The sample 1 on which the organometallic thin film is formed again by the sample transport unit 38 is sent to the XY stage 32. Then, on the XY stage 32, the laser beam is scanned on the line connecting the predetermined contact holes of the sample 1. Then, in the organometallic thin film formed on the sample 1, the metal is deposited only on the portion scanned by the laser beam, so that the metal wiring is formed. The portion other than the wiring thus formed can be removed by an organic solvent or the like.
【００２２】したがって、このレーザ加工装置３０によ
れば、サンプル１の回路配線修正プロセスに応じて、上
記第４高調波光と上記第２高調波光をレーザ光源１０内
で切り換えて出力できるので、従来のように、エキシマ
レーザとアルゴンレーザの異なった２つのレーザを用い
ることがなく、占有スペース、価格、ランニングコスト
の増大を抑えることができ、小型化及び低コスト化を実
現できる。Therefore, according to the laser processing apparatus 30, the fourth harmonic light and the second harmonic light can be switched and output in the laser light source 10 in accordance with the circuit wiring correction process of the sample 1. As described above, it is possible to suppress an increase in occupied space, price, and running cost without using two different lasers of an excimer laser and an argon laser, and it is possible to realize miniaturization and cost reduction.
【００２３】なお、本発明に係るレーザ加工装置は、上
記実施例にのみ限定されるものではなく、例えば、出射
するレーザ光と高次高調波光は、基本波光と第２高調波
光でもよい。また、固体レーザ素子や非線形光学結晶素
子は、ＹＡＧやＫＴＰに限定されないのはもちろんであ
る。さらに、上記光学的切換部としては、音響光学変調
器であるＡＯＭや電気光学変調器であるＥＯＭを用いて
もよい。The laser processing apparatus according to the present invention is not limited to the above embodiment, and for example, the emitted laser light and high-order harmonic light may be fundamental-wave light and second-harmonic light. Moreover, the solid-state laser device and the nonlinear optical crystal device are not limited to YAG and KTP, as a matter of course. Further, as the optical switching unit, an AOM which is an acousto-optic modulator or an EOM which is an electro-optic modulator may be used.
【００２４】[0024]
【発明の効果】本発明に係るレーザ加工装置は、レーザ
光発生手段が励起光の照射により発生したレーザ光を光
学的切換手段により切り換え、その一を出力するか又は
高次高調波発生手段に導き高次高調波光を出力するの
で、異なった波長のレーザ光を出力する異なったレーザ
発光部を不要とし、占有スペース、価格、ランニングコ
ストの増大を抑えることができ、小型化及び低コスト化
を実現できる。In the laser processing apparatus according to the present invention, the laser light generating means switches the laser light generated by the irradiation of the excitation light by the optical switching means, and outputs one of them, or the high-order harmonic generating means. Since it guides and outputs high-order harmonic light, different laser emission parts that output laser light of different wavelengths are unnecessary, and it is possible to suppress an increase in occupied space, price, and running cost, and reduce size and cost. realizable.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】本発明に係るレーザ加工装置の実施例の概略構
成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of a laser processing apparatus according to the present invention.
【図２】図１に示したレーザ加工装置に使われるレーザ
光源の概略構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a laser light source used in the laser processing apparatus shown in FIG.
１０ レーザ光源 １１ 励起用レーザダイオード １２ 第２高調波発生ユニット １５ 光学的切換部 ２１ 第４高調波発生ユニット ３０ レーザ加工装置 10 Laser Light Source 11 Laser Diode for Excitation 12 Second Harmonic Generation Unit 15 Optical Switching Section 21 Fourth Harmonic Generation Unit 30 Laser Processing Device
Claims (3)
生手段と、 上記レーザ光を光学的に切り換える光学的切換手段と、 上記光学的切換手段で切り換えられた上記レーザ光を用
いて高次高調波光を発生する高次高調波発生手段とを有
することを特徴とするレーザ加工装置。1. A pumping light source for emitting pumping light, a laser beam generating means for generating a laser beam by irradiation of the pumping light, an optical switching means for optically switching the laser beam, and the optical switching. And a high-order harmonic generating means for generating high-order harmonic light using the laser light switched by the means.
発生し、上記高次高調波発生手段は第４高調波光を発生
することを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。2. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the laser light generating means generates second harmonic light and the higher harmonic generating means generates fourth harmonic light.
スの内の配線切断及び穴あけ処理に使われ、上記第２高
調波光は結線処理に使われることを特徴とする請求項２
記載のレーザ加工装置。3. The fourth harmonic light is used for wiring cutting and drilling processing in the circuit wiring correction process, and the second harmonic light is used for connection processing.
The laser processing device described.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7040555A JPH08238583A (en) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | Laser beam machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7040555A JPH08238583A (en) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | Laser beam machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08238583A true JPH08238583A (en) | 1996-09-17 |
Family
ID=12583702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7040555A Withdrawn JPH08238583A (en) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | Laser beam machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08238583A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014202902A (en) * | 2013-04-04 | 2014-10-27 | 株式会社リコー | Holder, laser oscillation device, and laser beam machine |
-
1995
- 1995-02-28 JP JP7040555A patent/JPH08238583A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014202902A (en) * | 2013-04-04 | 2014-10-27 | 株式会社リコー | Holder, laser oscillation device, and laser beam machine |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020507 |