JPH089110B2 - レーザ加工装置のレーザビーム制御方法 - Google Patents

レーザ加工装置のレーザビーム制御方法

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JPH089110B2
JPH089110B2 JP63050294A JP5029488A JPH089110B2 JP H089110 B2 JPH089110 B2 JP H089110B2 JP 63050294 A JP63050294 A JP 63050294A JP 5029488 A JP5029488 A JP 5029488A JP H089110 B2 JPH089110 B2 JP H089110B2
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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のレーザビーム制御方法に関
し、特に半導体ウエハを加工する場合に適用して好適な
制御方法である。
〔従来の技術〕
レーザ加工装置のレーザビーム制御方法として本願出
願人は既に以下に示すものを特願昭61−194196にて提案
している。第5図は前記提案に於ける従来技術を示す。
第5図において、レーザ加工装置1はY方向に移動す
るYステージ2上に、X方向に移動するXステージ3を
装着してなるXYステージ4を有し、Xステージ3上に載
置された半導体ウエハ5上にレーザビーム発生源6から
発生されたレーザビームLBがミラー7を介して照射され
る。
Xステージ3及びYステージ2は、以下に述べる構成
の位置決め装置10によって位置決め制御されることによ
り、切断すべきヒューズをレーザビームLBの照射位置に
順次位置決めして行く。
位置決め装置10は、製造された半導体ウエハのチップ
の良、不良をICテスタを用いて検査するウエハプローバ
から予め得られた不良データBADを、コンピュータ構成
のデータ処理装置11に受ける。データ処理装置11は、修
理すべき半導体ウエハ5の構成を表す種々のデータでな
る参照テーブルを記憶し、その参照テーブルを参照しな
がら不良データを解析して半導体ウエハ5の切断すべき
ヒューズの座標データ発生する。
この切断ヒューズ座標データDATAは、X位置設定レジ
スタ12及びY位置設定レジスタ13に設定されるのに対し
て、Xステージ3及びYステージ2の現在位置が位置検
出器14及び15によって検出されてX位置レジスタ16及び
Y位置レジスタ17に取り込まれると共に、比較器18及び
19においてX位置設定レジスタ12及びY位置設定レジス
タ13の設定データと比較される。
その結果比較器18及び19にそれぞれ一致検出信号COMX
及びCOMYが得られたとき、Xステージ3及びYステージ
2が切断ヒューズ座標データDATAの座標位置に位置決め
されたことが分かり、このときアンド回路20を介してレ
ーザビーム発生源6に対してトリガ信号TRIを送出する
ことによってレーザビームLBを発生させ、かくして半導
体ウェハ5上のヒューズにレーザビームLBを照射するこ
とによってこれを切断する。
これと同時にトリガ信号TRIはデータ処理装置11に入
力されて、次のヒューズについての切断ヒューズ座標デ
ータDATAを送出するステップに移る。
この様な装置で上述の如き制御を行う場合は以下の如
き問題点があった。
第2図は半導体チップ上に形成されたヒューズの構成
及び半導体チップ上のビームの照射予定点の移動経路を
示す略線図である。
第2図におけるP1〜P13は第5図不良データBADを解析
して得られた座標データDATAで示されるビームの照射予
定点即ち加工点であるが、該加工点P1〜P13を順次加工
していく際、前述の従来技術ではXステージ、Yステー
ジを加速、減速、位置決めし、加工する手順をくり返す
ことになる。
ここでP4〜P13は微小距離、たとえば5〜20μm程度
しか隔たっていないにもかかわらず、ステージを加速、
減速、位置決め(停止)する手順をくり返すためステー
ジの移動に長大な時間が必要であった。
そこで前記提案はこれを改良し切断順序制御装置を付
加した第1図に示す様な構造を提案し、これにより、ス
ループットの向上が計られた。第1図において、レーザ
加工装置1は入力される不良データBADをコンピュータ
で構成された切断順序制御装置31に受けて、順次続く切
断点間の距離が所定の切換限界値より小さいときには切
断点の処理順序を変更すると共に微速度でXステージ3
又はYステージ2を送る第1の送り制御モードとなるよ
うな切断点データCUTをデータ処理装置11に送り込む。
これに対して不良データBADによって順次指定されて
いる切断点間の距離が、所定の切換限界値より長い場合
には不良データBADをそのまま切断点データCUTとしてデ
ータ処理装置11へ入力することによって通常のステージ
制御モード(高速移動)でステージを駆動する。
上述の提案の場合、第2図に示すように切断点P1P
2間、P2P3間、P3P4間(2点鎖線で示す)、P11P13間は
(2点鎖線で示す)は通常のステージ制御モード(高速
移動)で制御しP4P11間、P13P5間は微速モード(低速移
動)で制御することになる。この場合P3P4間及びP11P13
間は微速モードに比べ高速に移動し、さらに微速モード
で駆動する軸以外の軸も駆動することになるため、微速
モードに入った後もしばらく固定する軸方向の振動が残
っていた。以上の説明は一方の軸を固定して他方の軸方
向にのみ駆動する場合であったが、同様な現象はXYステ
ージを同時に駆動する場合でも起こる。
また、ステージは動かさずにレーザビームを走査する
機構をもった装置においても同様の振動が残る。
第2図に於いて実線及び2点鎖線は高速で移動するレ
ーザビームの照射予定点の軌跡(移動経路)を表わす。
即ち実際には高速移動中にレーザビームは出射されない
が、出射したと仮定した場合の照射点の軌跡である。以
下簡単の為、照射したと仮定した場合のレーザビームも
単にレーザビームとして説明する。
点線は低速で移動するレーザビームの照射予定点の軌
跡を表わす。
X印は加工点を表わす。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら上記の如き連続的にビームを相対移動
(ビーム及び又はステージの移動)させて加工する従来
の技術(オンザフライ:ON THE FLYと称す)に於いて
は、低速モードに入った後に、固定軸方向に振動が残
り、加工精度を落とすという欠点があった。そこで本発
明は場合によっては高速度でビームを間欠的に移動し、
場合によっては低速でビームを連続移動しつつ加工する
事によって加工精度を落とさず、スループットを向上さ
せることを目的とする。
〔問題を解決する為の手段〕
加工対象の任意の加工点にレーザビームの照射予定点
を相対移動してアライメントし、アライメント完了後レ
ーザビームを出力して加工点の加工を行うレーザ加工装
置に於いて、 複数加工点が一定間隔以下で直線状に並んでいる場
合、レーザビームの照射予定点を前記直線の延長上に高
速で相対移動してアライメントし、その後低速で該直線
上を相対移動し、指定された加工点に到達した時に前記
低速での相対移動を止める事無くレーザビームを照射
(オンザフライ)する如く制御する。
〔作 用〕
本発明では一直線上に並んだステージ上の加工点に対
して仮想ビームを連続的に低速で相対移動しながら指定
の個所でビームを発射して順次加工(オンザフライ)す
る場合、任意の点から最初の加工点に仮想ビームを高速
度で相対移動させる際、先ず該一直線の延長線上に高速
度で移動した後低速度で最初の加工点に相対移動する区
間(助走区間)を設けたので、高速度でビームを移動し
た後低速度に変換或いは方向を変換する際に発生する振
動はビームが該助走区間を低速度で移動する間に減衰
し、最初の加工点にビームが到達した時には振動がおさ
まっている。振動が無いから高精度の加工が可能であ
り、ビームを連続的に相対移動するので高スループット
が実現される。
〔実施例〕
第1図は本発明の第1の実施例の構成を示すブロック
図である。第2図は半導体チップ上のヒューズの構成及
びビームの移動経路を示す。第1図においてレーザ加工
装置1は入力される不良データBADをコンピュータで構
成された切断順序制御装置31に受けて順次続く切断点間
の距離が所定の値より小さいときは、切断点の処理順序
を変更すると共に、微速度でXステージ3又はYステー
ジ2を送る微速モードとなるような切断点データCUTを
データ処理装置11に送り込む。
ここで微速モードの開始点第2図の(P4,P13)へは2
点鎖線で示す様な直接到達する経路はとらず、その前に
助走区間(P14〜P4、P15〜P13)を設ける。例えば助走
区間P14〜P4においては、P4〜P11間の微速モード時にP3
〜P14間の高速移動時におけるY軸方向の振動が残らな
いように、適当な距離だけ離隔した点P14がデータ処理
装置11から指示される。P4に至った時点ではステージは
Y軸方向の振動は減衰しており、X軸方向に移動してい
るだけなので比較器18からの一致検出信号COMXが送出さ
れたタイミングでレーザビーム発生源6にトリガ信号が
送出されることにより、レーザビーム発生源6において
発生されたレーザビームLBが半導体ウエハ5上を照射し
て切断点P4のヒューズを切断する。勿論助走区間はその
後に切断する切断点を結ぶ直線の延長線上である。
次に第2の実施例について説明する。第3図の切断点
P19〜P23の様な切断点の配置の場合、Xステージ及びY
ステージを各々微速一定速度で同時に移動しつつ、切断
を行うことになるが、2点鎖線で示す様に切断点P18
らP19へ直線移動するのではなく、微速モードの切断開
始点P19の前に助走区間P24〜P19を設け、加工点P18から
高速で移動した際の振動の影響を除去する。勿論前記助
走は切断点P19〜P23(直線)の延長線上を助走する様制
御する。
第4図に本発明の第3の実施例を示す。第4図におい
ては加工点の位置を移動するためにXスキャナ101、Y
スキャナ102が用いられる。スキャナの駆動方法は第1
図における方法と同一なため各要素の番号は′をつけて
同一としてある。X位置レジスタ16′及びY位置レジス
タ17′が直接スキャナに接続してあるが、スキャナ内に
位置のカウンタを持たない場合には、外部的に位置を読
み取る手段(例えばエンコーダ、ポテンショメータ、容
量センサ等)を設ける必要がある。第4図において、レ
ーザ加工装置1′は入力される不良データBADをコンピ
ュータで構成された切断順序制御装置31′に受けて順次
続く切断点間の距離が所定の値より小さい時は、切断点
の処理順序を変更すると共に微速度でXスキャナ101又
はYスキャナ102を送る微速モードとなるような切断点
データCUTをデータ処理装置11′に送り込む。微速モー
ドでの助走区間の設定方法は第1の実施例と同一である
ため省略する。なお第1の実施例では、レーザビームの
照射位置は一定で被加工物が移動する構成となっている
が、本実施例においては、Xスキャナ101、Yスキャナ1
02によりレーザビームの被加工物上での位置が移動する
ことになる。レーザビームの移動範囲は光学系によって
変化するが、一般には収差等を考慮するとウェハ全面に
対して狭い部分しか加工出来ないのでXYステージにより
ステップアンドリピート動作を行うことになる。従っ
て、スキャナを連続動作させながらの加工とステージを
連続移動させながらの加工の一方もしくは両方を同時に
行うことが出来る構成となる。また図には示されていな
いが第1図においても第4図とおいてもXYステージには
Z方向(光軸方向)とθ方向(ウェハの回転方向)に可
動するXYZθステージを採用出来る。
また、レーザビームを走査する手段としては光学系を
リニアモータ等でXY方向に移動することも考えることが
出来、その場合も上記スキャナによる走査と同様の方法
で加工が行える。第6図は本発明によるレーザ加工装置
の制御手順の一実施例を示すフローチャートである。
上述の実施例ではステージを移動させてビームとステ
ージとの相対移動を行う場合と、ステージを固定してビ
ームを移動させる場合について述べたが両者を同時に移
動させても良いことは勿論である。
〔発明の効果〕
以上の様に本発明によればある間隔以下で直線上に並
んだ複数加工点を、レーザビーム及び/又は加工対象を
微速度で相対移動させながらレーザ出力を制御して順次
加工(オンザフライ)する際、最初の加工点にレーザビ
ームを到達させる前に、レーザビームの照射予定点を該
直線の延長上の助走区間を微速モードで通って到達する
様な経路にしたので、該助走区間をレーザビームが微速
モードで移動する間に種々の原因によるレーザビームの
固定軸方向の振動が減衰され、加工精度を落とすことな
く連続加工してスループットを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるレーザ加工装置の一実施例を示す
ブロック図、第2図は第1図の半導体ウェハ上に形成さ
れたヒューズの構成及びビームの照射予定点の移動経路
を示す略線図、第3図はヒューズの別の構成及びビーム
の照射予定点の移動経路を示す略線図、第4図は本発明
によるレーザ加工装置の別の実施例を示すブロック図、
第5図は従来のレーザ加工装置を示すブロック図、第6
図は本発明によるレーザ加工装置の制御手順の一実施例
を示すフローチャートである。 〔主要部分の符号の説明〕 1、1′……レーザ加工装置、2……Yステージ、 3……Xステージ、4、4′……XYステージ、 5、5′……半導体ウェハ、 6、6′……レーザビーム発生源、 11、11′……データ処理装置、 12、12′、13、13′……XY位置設定レジスタ、 16、16′、17、17′……XY位置レジスタ、 18、18′、19、19′……比較器、 21、21′、22、22′……デジタル/アナログ変換器、 31、31′……切断順序制御装置、 101、102……XYスキャナ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01S 3/101

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】加工対象とレーザビームとを相対移動して
    前記加工対象の任意の加工点に前記レーザビームを照射
    するレーザ加工装置において、 一定間隔以下で直線上に並んでいる複数の加工点を順次
    レーザ加工する場合、 前記レーザビームの照射予定点が、前記直線の延長線上
    で且つ前記複数の加工点のうちの最初の加工点から所定
    距離離れた位置に高速で相対移動した後、前記直線上を
    低速で相対移動する様制御し、 前記レーザビームの照射予定点が前記直線上の加工点に
    到達した時に前記低速での相対移動を停止させることな
    く前記レーザビームを発射する様制御することを特徴と
    するレーザ加工装置のレーザビーム制御方法。
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DE10296339T5 (de) * 2001-02-16 2004-04-15 Electro Scientific Industries, Inc., Portland Fliegende Strahlpfadfehlerkorrektur für eine Speicherverbindungsbearbeitung

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