JPS61206584A - 基板加工装置 - Google Patents

基板加工装置

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JPS61206584A
JPS61206584A JP60044900A JP4490085A JPS61206584A JP S61206584 A JPS61206584 A JP S61206584A JP 60044900 A JP60044900 A JP 60044900A JP 4490085 A JP4490085 A JP 4490085A JP S61206584 A JPS61206584 A JP S61206584A
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energy beam
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Keiichiro Sakado
坂戸 啓一郎
Shoichi Tanimoto
昭一 谷元
Joji Iwamoto
岩本 譲治
Hiroshi Shirasu
廣 白数
Kiyoto Majima
清人 真島
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Nikon Corp
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Nippon Kogaku KK
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はウェ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
または接続のためエネルギービーム(例えばレーザビー
ム)を集束してウェ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!f(レーザ加工装
置)の−例を示す構成図で、(1)はステージ、(2)
はステージ(1)上にaltされた被加工物のウェハ、
(3)は加工用レーザ光源、(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)、 elG、 (13,04ハ” 
 7 ミy−1aυはX方向顕微鏡、α謙はθ方向顕微
鏡、aωはY゛方向顕微鏡、αe°は基準マーク、αη
、αl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渉計、(至)、an、(イ
)は前記顕微鏡αυ、α3.(1!9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、ウェハ(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
あるウェハ(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
渉計a7)、us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っては、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める。
そのため第6図に示すようにウェハ(2)上には集檀回
路パターン(以下チップと略称する)(至)がマトリッ
クス状に形成され、各チップ(ハ)の一部に予めアライ
メントマーク(30X)、(30Y)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
レーザビームを、ハーフミラ−+91.113により6
方向に分け、X方向顕微鏡uυ、Y方向顕ddt、 娩
tls +θ方向m ff& m +13)により上記
アライメントマーク(30X)、 (30Y)、 (3
09) tt照射1.、該マークより発生する回折光を
検出′a(至)tf2L圀で検出する。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(IF5が形成されているので、該基準マーク
αeをアライメント顕微鋳111) 、 (i3) 、
 (15)で夫々検出することにより、前記6つのアラ
イメント顕微鏡の相対間隔を知ることができべ。−万端
7図で示す上記アテイメント顕11υ、住り、 (19
と加工用投影レンズ(力との距離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(力の加工すべきチップ
四までの距離を求め、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(力は加工すべきチ
ップ(ハ)上に導かれることとなる。投影レンズ(力の
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
しその赦乱光を検出するか、あるいは開口(6)を別光
源で照明し、その反射光を検出するなどの方法で測定さ
れる。
なおウェハ(2)の各チッ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って配列され、Xアライメン) 
(30X)はウェハ(2)上のY軸に平行に、Y −θ
アライメン) (30Y)、 (30θ)はX軸に平行
に配列されている。また第8図は基準マーク住eの拡大
図である。
ところ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(力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くるのである。
すなわち第7図に示される投影レンズ(力と各アライメ
ント顕釦i1!Ql)、 03. us1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
ウェハ(2)の加工位置の検出を行なっているの゛であ
るが、上述のように部品の経時変化によって)(d、 
Ydの値も当初の値と異なってくる。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f4)
、+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(4115)の取付は角度は長期間の
使用中に変化し、該ビームが投影レンズ(力を通過する
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、長期間使用を重ねているう
ちに、上記いくつかの原因によるドリフトのため、顕微
vR(11) 、 (13) 、 u!19により検出
したウェハ(2)の加工位置に投影レンズ(力を導き、
加工用レーザビームを投射して加工を行なっても、レー
ザビームの加工中心がアライメントmenu、αJ。
u!9により検出した中心位置と一致せず、目的とする
位置と異なった位置を加工してしまうといった問題があ
った。
〔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、こ
の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(ウェハ)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(11,13,15,20゜21.22.53
 )  と、前記ウエノ1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数差を検出する誤差検出手段顛
とを設けること、すなわち、本来加工、修正に使われる
エネルギービームを、マーク検出手段によって検出可能
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図は本発明の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7Cx−チャートである。第6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
ブロック図である。尚、第1図において図中(ハ)はウ
ェハ(2)上のチップ、(ハ)はウェハストリート、(
30X)、 (30Y)はアライメントマーク、(31
M)、 (31Y)はダミーマーク、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6図において、(3)は加工レーザ光源、α力。
(1檜はステージtl)のX方向、Y方向の位置検出の
ための干渉計、+2IJr ’2])*(イ)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、
(41は制御装置、Qυは記憶装a、+43.+43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70−チャートに従って動作を説明する。
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11!置であるX
方向量g’tiun、 y方向顕微鏡uQθ方向m m
 m (13)を利用してウェハ(2)のグローバルア
ライメント(ステップ100)を行なった後、ウェハ(
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、  (30
Y)のy座標ywを求める。(ステップ101,102
)次にウェハ(2)のウェハストリート(有効なパター
ンの存在しない領域)(7)上に、加工用レーザビーム
を使用して第1図に示すようにダミーマーク(31X)
、 (31Y)を形成する。(ステップ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(3
0Y)とX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(力の構造的中心を
基準に、該中心と前記アライメント類11υ。
QcJの中心との距離Xd、Ydに基づいて、ステージ
(1)を干渉計αη(lυを用いて位置決めすることに
よって達成される。
結いて前記X方向、Y方向顕微鏡uυ、 (is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a’n usで検
出してXW′。
YW′とじて計測する(ステップ104,105)。
ダミーマーク(31X)とアライメントマーク(30X
)との距111dX、同じ< (31Y)と(30Y)
との距離dYは次の(1)式で示され、制御装置(4G
はその距離dX、dYを算出する(ステップ106)。
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(力
の構造的中心を基準に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)の構造的中心と投
影レンズ(力を通る加工用レーザビームの光軸の中心と
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(31X)、 (30X)との距離XT、YTは上記
d)(、d’1’とは当然異なってくる。すなわち次の
(2)式 で示されるΔX、ΔYが前記ドリフト要因にょる原着と
なる。そこで制御装vt(41は、その原着ΔX。
dYを算出する(ステップ107)。
従ってステージtl)を移動して投影レンズ(力をウェ
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!t4υは、ウェハ(2)上の修正すべ
きチップ内の加工位置に関するステージの位置決めデー
タ(e計上子め定まったアドレス)を読み込み(ステッ
プ108)、そのアドレスデータについて、先に求めた
誤肩ΔX、ΔY分だけ補正したアドレスデータを、位置
決め用のマツプとして作成する(ステップ109)。次
に制御装置t(41は誤差ΔX、ΔYだけ補正された修
正位置のマツプに従ってステージをアドレッシング(位
置決め)しくステップ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(ステップ111)。そして制御装置(
4111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くステップ112)、終了してい
ないときは再びステップ110から同様に繰り返し動作
を行ない、ウェハ(2)上の全ての1%S正部分を加工
する。
さて第4図は他の実施例で、ダイクロイックミラーを利
用するレーザ加工装置を示す構成図である。図中(2)
、f5)、(6)、(7)、は先の実施例の装置と同一
部品である。(ト)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)はダイクロイック
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)を介してウェハ(2)
上に照射し、ウェハ(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(56)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■とプローブ光(51)との光軸が図のよ
うにずれている場合、その加工位置はΔDだけずれ、ビ
ーム団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
ウェハ(2)上のマークを検出した後、前述した実施例
と同様に、例えばウェハストリート部分に加工ビーム■
で上記マークと所定距離隔ててダミーマーりを形成し、
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ωとプローブ光(51)との光軸の
ずれによるwA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レーザ加工装置において、加工用
レーザビームにより被加工物のウェ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
が可能となった。また加工に使用するレーザビームとは
異なるレーザ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図はフローケヤート図、第6図は回路ブロ
ック図、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図はウェハの拡大図、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)はウェハ、(3)は加工
用光源、(7)は投影レンズ、(8)はアライメント用
光源、aυハx方向wamtit、、+13 ハθ方向
mfjIkglSu51G;tY方向顕Wkw11(ハ
)はチップ、(ホ)はウェハストリート、(30X)、
 (30Y)はアライメントマーク、(31X)。 (31Y)はダミーマーク、dX、d7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m微鏡と投影レンズとの距離である。 代理人 弁理士  木 村 三 朗 第2図 区 寸 纜 第7図 Y M3図 イ χ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. エネルギービームを被加工物に集束して、被加工物を加
    工する装置において、所定の検出中心を有し、前記被加
    工物上に予め形成された位置合せ用のマークの前記検出
    中心との整合度を検出するためのマーク検出手段と、該
    マーク検出手段により検出可能なダミーマークを前記エ
    ネルギービームを用いて被加工物上の所定位置に形成す
    る制御手段と、前記マーク検出手段により前記ダミーマ
    ークを検出し前記エネルギービームの集束中心と前記マ
    ーク検出手段の検出中心との相対的な配置該差を検出す
    る誤差検出手段とを備えたことを特徴とするエネルギー
    ビームによる加工装置。
JP60044900A 1985-03-08 1985-03-08 基板加工装置 Granted JPS61206584A (ja)

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JP60044900A JPS61206584A (ja) 1985-03-08 1985-03-08 基板加工装置
US07/004,265 US4769523A (en) 1985-03-08 1987-01-09 Laser processing apparatus

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JPH0581357B2 JPH0581357B2 (ja) 1993-11-12

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