JPH10296468A - レーザ加工装置 - Google Patents

レーザ加工装置

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JPH10296468A
JPH10296468A JP9120134A JP12013497A JPH10296468A JP H10296468 A JPH10296468 A JP H10296468A JP 9120134 A JP9120134 A JP 9120134A JP 12013497 A JP12013497 A JP 12013497A JP H10296468 A JPH10296468 A JP H10296468A
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JP
Japan
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laser
laser beam
workpiece
head
processing
Prior art date
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Pending
Application number
JP9120134A
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English (en)
Inventor
Ikuo Hikima
郁雄 引間
Mitsuru Hiura
充 樋浦
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 被加工物の材質、形状、又は加工形状などに
対応して、最適なレーザビームを選択することができる
レーザ加工装置を提供する。 【解決手段】 本発明のレーザ加工装置は、波長やパル
ス時間幅の異なる複数のレーザ光1′を出射することの
できる加工レーザ光源1、及び、レーザ光1′を被加工
物7に集光する照射光学系を有する。さらに、被加工物
の種類を入力する入力部22と、被加工物の種類に応じ
た最適のレーザ光波長等を予め記憶している記憶部21
を含む制御部9を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光を被加工
物に集光させて除去加工するレーザ加工装置に関する。
特には、半導体デバイスの製造プロセス等において被加
工物の特性に応じて最適な条件で微細加工を行うことの
できるレーザ加工装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体デバイスにおけるヒューズ加工を
例にとって説明する。半導体デバイスにおいては、ヒュ
ーズと呼ばれるレーザ光切断を予定した冗長回路が設け
られることがある。例えばDRAMにおいては、設計・
製造時に各メモリセルにヒューズを付設しておくととも
に予備のメモリセルを配置しておき、検査時に不良が判
明したメモリセルのヒューズを切断することによりデバ
イス中で隔離するとともに、予備のメモリセルのヒュー
ズを選択的に残すことにより不良メモリセルを代替さ
せ、DRAMの歩留り向上を図っている。また、ゲート
アレイにおいては、プログラムリンクと呼ばれる回路中
のヒューズを切断して一部を選択的に残すことにより、
特定のプログラムをデバイス中に造り込むことが行われ
ている。前者をレーザリペア、後者をレーザトリミング
と呼ぶ。
【0003】このような半導体デバイス中のヒューズ
は、一般的に、ポリシリコンやアルミニウムからなる細
い線(幅0.8〜1.5μm 、厚0.3〜1.0μm 、
切断部長さ3〜10μm )である。このヒューズにYA
Gレーザ等の加工レーザ光源からのレーザ光を集光させ
て照射し、ヒューズを構成する物質を光エネルギによっ
て昇温蒸発させて除去することによりヒューズを切断す
る。切断すべきヒューズの位置は、半導体デバイスある
いはデバイスを作り込んであるウェハ上で明確化されて
おり、その位置情報は、あらかじめレーザリペア装置に
入力される。レーザリペア装置では、ウェハをX−Yテ
ーブル上に載置して位置決めし、切断すべきヒューズの
位置を自動的に位置合わせしながらヒューズを順次切断
する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来この種の装置で
は、被加工物に照射される加工レーザの波長やパルス時
間幅は一定であった。そのため例えば、パルス時間幅の
長いレーザビームを放出するレーザ加工装置を用いて微
細な加工を行う場合、1パルスあたりの照射時間が長い
ため、熱的な拡散が広範囲に及び、加工部分周辺に影響
を与えてしまう。逆に、パルス時間幅の短いレーザビー
ムを放出するレーザ加工装置を用いて加工を行う場合に
は、ピークパワーが大きくなるため、照射時の衝撃が大
きく、加工部周辺に影響を与える場合がある。
【0005】このように、従来のレーザ加工装置におい
ては、被加工物の材質、形状、又は加工形状などによっ
ては、加工処理に最適なレーザビームを得ることができ
ないとの問題点があった。本発明は、このような問題点
に鑑みてなされたものであり、被加工物の材質、形状、
又は加工形状などに対応して、最適なレーザビームを選
択することができるレーザ加工装置を提供することを目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のレーザ加工装置は、レーザ光を被加工物に
照射して加工を行うレーザ加工装置であって; 波長及
び/又はパルス時間幅の異なる複数のレーザ光を出射す
ることのできる加工レーザ光源と、 加工レーザ光源か
ら出射されたレーザ光を被加工物に集光する照射光学系
と、 被加工物の種類を入力する入力部と、 被加工物
の種類に応じた最適のレーザ光波長及び/又はパルス時
間幅を予め記憶している記憶部を含み、被加工物の特性
に応じて最適なレーザ光波長及び/又はパルス時間幅を
選択して加工レーザ光源を制御する制御部と、 を具備
することを特徴とする。本発明においては加工レーザの
波長及びパルス時間幅を自動的に選択して使用できるた
め、様々な被加工物に対して適正な加工が自動的に行え
る。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ説明す
る。図1は、本発明の1実施例に係るレーザ加工装置の
構成を示すブロック図である。図1のレーザ加工装置
は、加工レーザ光源1、可変アパーチャ3、対物レンズ
6等からなる加工レーザ照射光学系と観察光源10、対
物レンズ6、CCDカメラ12等からなる観察光学系と
を有する。加工レーザ光源1は、YAGレーザ等のレー
ザ光源であり、後述する具体的構造により、波長又はパ
ルス時間幅を変えることができる。
【0008】加工レーザ光源1から出射されたレーザ光
1′は光量可変部2に入射する。光量可変部2には、透
過率の異なる複数のNDフィルタが装備されており、こ
れらのフィルタを選択的に光路に介在させることにより
レーザ光量が調整される。光量可変部2を出たレーザ光
は、可変アパーチャ3に入射し、同アパーチャ3で断面
形状を整形される。光量可変部2及び可変アパーチャ3
は、いずれも制御部9にコントロールされる。
【0009】可変アパーチャ3を出たレーザ光は、加工
光学系と観察光学系の光軸の交点に配置されているダイ
クロイックミラー4に当って大部分が下方に反射され
る。ダイクロイックミラー4から反射したレーザ光は、
対物レンズ6に入射し、同レンズ6によって被加工物
(ウェハ)7上の加工点に集光される。ダイクロイック
ミラー4を通過した一部のレーザ光は、光量モニタ5′
に入射する。光量モニタ5′は、所定の数のパルスの平
均ピーク値を用いて、被加工物8に照射されるレーザビ
ームのエネルギを、ダイクロイックミラー4を透過した
レーザビームから算出し、算出結果を制御部9に供給す
る。
【0010】被加工物であるウェハ7は、ステージ8上
に載置されている。ステージ8は、制御部9によって、
光軸方向(Z方向)及び光軸直角面内(X、Y、θ方
向)において走査される。
【0011】ステージ8の端部には光量モニタ5が置か
れている。照射エネルギの設定は以下のように行う。ま
ずステージ8上のエネルギメータ5でエネルギがモニタ
され、制御部9は記憶部21で記憶されている被加工物
7の所定のエネルギになるように光量可変部2を調整し
照射エネルギの設定が行われる。また、加工中のエネル
ギはエネルギメータ5′でモニタされ、制御部9でエネ
ルギ安定性等が測定される。
【0012】次に、図1のレーザ加工装置における観察
光学系について説明する。このレーザ加工装置は、ハロ
ゲンランプ等の観察光源10を備える。同光源10から
出射された観察光10′は、ハーフミラー11に当って
下方に反射され、前述のダイクロイックミラー4及び対
物レンズ6を通って被加工物7を照明する。被加工物7
から反射した観察光は、対物レンズ6、ダイクロイック
ミラー4、ハーフミラー11を通過してCCDカメラ1
2の光電変換面に被加工物表面の像を結像する。被加工
物表面の像はTVモニタ13に表示されるとともに、図
示せぬ画像処理装置で処理されてアライメント等の用に
供される。
【0013】制御部9は、図1のレーザ加工装置の各部
をコントロールする。制御部9中の記憶部21には、被
加工物(あるいは被加工部分)の種類・特性に応じたレ
ーザ加工条件が記憶されている。記憶されているレーザ
加工条件の一例を以下に挙げる。
【0014】条件例(1) ヒューズ材質:ポリシリコン ヒューズ寸法:幅1.0μm 、厚0.5μm レーザ条件:波長1,064nm、パルス時間幅ショート レーザビームサイズ:4.0μm レーザエネルギー:0.50μJ
【0015】条件例(2) ヒューズ材質:アルミニウム ヒューズ寸法:幅0.8μm 、厚0.3μm レーザ条件:波長532nm、パルス時間幅ショート レーザビームサイズ:3.5μm レーザエネルギー:0.70μJ
【0016】なお、ヒューズ切断用のレーザ加工装置の
場合、通常、ヒューズの材質・寸法は各半導体デバイス
によって1つに決まっているので、各半導体デバイスの
識別符号に対応させて加工レーザの条件が記憶される。
【0017】制御部9には入力部22が付設されてい
る。この入力部22は、キーボードや半導体デバイスの
識別符号の自動読み取り装置等である。後者の場合、入
力部22で読み込まれた半導体デバイスの種類に応じ
て、ヒューズの最適レーザ加工条件が記憶部から読み出
される。
【0018】図2は、加工レーザ光源の自動選択機構の
具体例を示すブロック図である。この加工レーザ光源1
は、1つの電源14と、この電源14に、レーザヘッド
切換え部15を介して接続された、パルス時間幅の異な
る2つのレーザヘッドA16及びレーザヘッドB17を
有する。また、ヘッドA及びヘッドBの出射軸上に配置
されている全反射ミラー18及び19を有する。
【0019】図2(A)の状態では、レーザヘッド切換
え部15に制御部からヘッドAを選択する信号が送られ
ており、ヘッドA16に励起電力が供給されている。レ
ーザヘッドA16から出射したレーザ光16′は、全反
射ミラー18で下方に反射し、ミラー19で右方に反射
して出射される。図2(B)の状態では、レーザヘッド
切換え部15に制御部からヘッドBを選択する信号が送
られており、ヘッドB17に励起電力が供給されてい
る。レーザヘッドB17から出射したレーザ光17′
は、そのまま右方向に出射される。この際、ミラー19
は、レーザ光17′の光路から外れた位置に移動してい
る。
【0020】一方、レーザ光波長の切り換えは、上記同
様の複数レーザヘッドを有する光源や高調波を発生させ
るための結晶素子ユニットの出し入れにより行うことが
できる。
【0021】図1の実施例のレーザ加工装置における加
工条件選択についてまとめて説明する。まず被加工物で
ある半導体デバイスの識別符号が入力部22から記憶部
21に入力される。制御部9は、この入力された識別符
号に対応する加工条件を記憶部21から読み出す。そし
て、レーザ光の波長、パルス時間幅については加工レー
ザ光源1を制御して最適の条件のレーザ光を選択する。
光量やビーム形状については、光量可変部2や可変アパ
ーチャ3を制御して最適の条件を選択する。これによ
り、各半導体デバイスのヒューズ材質・寸法に応じた最
適の加工条件を選択できる。
【0022】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、被加工物の材質、形状、又は加工形状などに
対応して最適な条件で微細加工を行うことのできるレー
ザ加工装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例に係るレーザ加工装置の構成
を示すブロック図である。
【図2】加工レーザ光源の自動選択機構の具体例を示す
ブロック図である。
【符号の説明】
1 波長又はパルス時間幅可変加工レーザ光源 1′ 加工レーザ光 2 光量可変部 3 可変アパーチャ 4 ダイクロイッ
クミラー 5、5′ 光量モニタ 6 対物レンズ 7 被加工物 8 ステージ 9 制御部 10 観察光源 10′ 観察光 11 反射ミラー 12 CCDカメ
ラ 13 TVモニタ 14 レーザ電源 15 レーザヘッド切換え部 16 レーザヘッ
ドA 16′ レーザ光A 17 レーザヘッ
ドB 17′ レーザ光B 18 全反射ミラ
ー 19 可動全反射ミラー

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ光を被加工物に照射して加工を行
    うレーザ加工装置であって;波長及び/又はパルス時間
    幅の異なる複数のレーザ光を出射することのできる加工
    レーザ光源と、 加工レーザ光源から出射されたレーザ光を被加工物に集
    光する照射光学系と、 被加工物の種類を入力する入力部と、 被加工物の種類に応じた最適のレーザ光波長及び/又は
    パルス時間幅を予め記憶している記憶部を含み、被加工
    物の特性に応じて最適なレーザ光波長及び/又はパルス
    時間幅を選択して加工レーザ光源を制御する制御部と、 を具備することを特徴とするレーザ加工装置。
  2. 【請求項2】 上記被加工物が半導体デバイスにおける
    ヒューズであり、 上記被加工物の種類が上記半導体デバイスの識別符号と
    して上記入力部に入力されることを特徴とする請求項1
    記載のレーザ加工装置。
JP9120134A 1997-04-24 1997-04-24 レーザ加工装置 Pending JPH10296468A (ja)

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