JPS61212081A - 光学装置 - Google Patents

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】 〔技術分野〕 本発明は半導体装置における冗長回路等の欠陥救済に使
用されるビット救済装置に適用して好適な光学装置に関
するものである。

〔背景技術〕

一般にＳ−ＲＡＭ（スタティックＲＡＭ）やＤ−ＲＡＭ
　（ダイナミックＲＡＭ）等のメモリ装置やその他の半
導体装置では、形成された回路の欠陥を救済するために
冗長回路を設けておき、装置に形成したリンク（７ユー
ズ）を切断（焼き切る）することにより欠陥回路を冗長
回路に切換えて装置の救済を図っている。近年、このリ
ンクの切断にレーザ光を利用した救済装置が提案されて
おり、リンクにレーザ光を投射し七〇熱エネルギを用い
てこれを焼き切ることにより前述した回路の切換えを行
なっている。

ところで、このようなレーザ光を利用した救済装置では
、レーザ光の投射位置とリンクとを合致させるためのア
ライメント作用が必要とされ、このためには、まずリン
クまたは、所定の基準パターン（ターゲット、アライメ
ントマーク等）の位置を正確に検出しなければならない
。従来のビット救済装置では次のようにしてこの位置検
出な行なっている。

即ち、ガルバノミラ−やＸ−Ｙステージで光学系（の一
部）を移動させることにより、レーザスポットビームな
ウェーハ表面で移動させ、これからの反射光の光量をフ
ォトダイオード等により検出することにより、リンクま
たは基準パターンのアライメント作用を行なっている（
位置を検出する）Ｑ しかしながら、このような光学系を移動させて位置検出
を行なう方式では、純粋な位置検出精度に加えて、光学
系の移動に伴なう位置精度が加味されるため、実効的な
アライメント精度が低下されリンクに対するレーザ光の
投射位置精度が低下されて良好な欠陥救済を行なう上で
の障害となる。

また、アライメントを迅速に行なうためには、つ工−ハ
アライメントとチップアライメントとで夫夫倍率の異な
る光学系を利用することが好ましいが、これら両光学系
間においても移動を行なうことは前述の位置精度上の問
題が生じることになり、結局アライメントを迅速化する
という目的達成効果が低下される。

なお、欠陥救済については本出願人の先願である特願昭
５９−１４２３３０号があり、救済装置の一例としては
、ＥＳＩ社「モデル８０システムマニユアルＪ　１９８
１年２月発行に記載がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、光学系の移動を不要にして目的物への
位置検出及びアライメントを可能とし、これによりアラ
イメント精度を高めて欠陥救済の信頼性を向上すると共
に、あわせて欠陥救済作業の迅速化を図ることのできる
ビット救済装置に有効な光学装置を提供することにある
。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、アライメント用の光学系に高倍率の光学系と
低倍率の光学系とを設げるとともに、これらの間にシャ
ッタを設けてこれら両光学系を通る光を切り換え得るよ
うにし、かつ前記高倍率の光学系を通してレーザ光を投
射し得るように構成することにより、アライメントにお
ける光学系の移動を不要にし、欠陥救済の信頼性の向上
を図るとともに救済作業の迅速化を図ることができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例の全体構成図であり、図にお
いて、１は欠陥救済がなされるべくその表面に素子回路
と共に第２図に拡大図示するように多結晶シリコン等に
より形成したリンク２を形成した半導体ウェーハ、１０
はこのウェーハ１に対し℃レーザ光を投射してリンクを
切断し得る装置本体である。前記ウェーハ１はＸＹテー
プＮｌｌ上に載置され、ＸＹ駆動部１２によって平面Ｘ
Ｙ方向にその位置を移動される。第２図中、３はｎ配線
、４はガードリングである。

前記装置本体ｌＯは、所定の間隔ｔＶＣおいて並置され
た低倍率光学系（対物レンズ）１３と、高倍率光学系（
対物レンズ）１４とを有し、更に高倍率光学系１４０光
軸上方位置にはハーフミラ−１５，１６、結像（チュー
ブ）レンズ１７、シリンドリカルレンズ１ＢおよびＣＣ
Ｄ等の光学素子１９を配置し℃いる。前記ハーフミラ−
１６には照明用の白色光源２０を対向配置し、またハー
フミラ−１５にはリンク切断用のレニザ光源２１を対向
配置している。更に、このハーフミラ−１５０反対側に
は前記低倍率光学系１３０光軸上に設けたミラー２２を
対向配置し、低倍率光学系１３を通った光がミラー２２
．ハーフミラ−１５で反射して高倍率光学系１４の光軸
上を移動されるように構成している。そして、これらミ
ラー２２とハーフミラ−１５の間に低倍側シャッタ２３
を配設する一方、ハーフミラ−１５の下側、つまりハー
フミラ−１５と高倍率光学系１４との間に高倍側シャッ
タ２４を配設し、後述する制御部によってこれら両シャ
ッタ２３．２４を交互に開閉作動し得るように構成して
いる。

ここで、前記した低倍率光学系１３および高倍率光学系
１４には夫々無限遠補正型の対物レンズを使用している
。

一方、前記ＣＣＤ　（光学素子）１９には、アライメン
トマーク検出回路２６、演算回路２７、制御信号発生回
路２８等を備えた制御部２５を接続し、この制御部２５
によって前記両シャッタ２３゜２４はもとより、レーザ
光源２１、ＸＹ駆動部１２等を作動制御するように構成
している。

以上の構成によれば、ＸＹテーブル１１上にウェーハｌ
を載置した上で、先ず高倍側シャッタ２４を閉じる一方
で低倍側シャッタ２３を開く。

すると、白色光源２０の光はハーフミラ−１６゜１５で
反射されかつミラー２２で反射されて低倍率光学系１３
を通ってウェーハ１の表面を照射する。ウェーハ１表面
のパターンは、低倍率光学系１３が無限遠補正型である
ことから、低倍率光学系１３を通って平行光とされ、ミ
ラー２２で反射されかつハーフミラ−１５で反射されて
高倍率光学系１４の光軸上に到達され、そして、結像レ
ンズ１７およびシリンドリカルレンズ１８によってＣＣ
ＤＩ　Ｑ上に結像される。ＣＣＤ１９は結像パターンに
基づいて信号を出力し、制御部２５によってＸＹ駆動部
１２を制御し、ＸＹテーブル１１と共にウェーハｌをＸ
Ｙ駆動してアライメントマークが低倍率光学系１３の光
軸位置となるように設定する。このとき、光学系が低倍
率であることから光学系の視野範囲は広く、この作用を
容易に行なうことができる。

そして、ここで低倍率光学系１３と高倍率光学系１４と
の間の間隔寸法ｔをアライメントマークとリンクとの離
間相対寸法に等しく設定しておけば、この状態で既にリ
ンクは高倍率光学系１４０光軸位置に設定されることに
なる。このとき低倍率光学系１３による位置設定に若干
の誤差があってもリンクは高倍率光学系１４の視野内に
は入れられる。そして、今度は高倍側シャッタ２４を開
く一方で低倍側シャッタ２３を閉じれば、白色光源２０
の光はハーフミラ−１６で反射され、ハーフミラ−１５
、高倍率光学系１４を通してウェーハ１を照明する。一
方、ウエーノ・１上のリンク２は高倍率光学系１４によ
り平行光とされ、ノ・−フミラー１５と１６を通った後
に結像レンズ１７およびシリンドリカルレンズ１８によ
ってＣＣＤ１９に結像される。以下、前述の低倍率時と
同様にして制御部２５によってリンクを高倍率光学系１
４の光軸中心位置に設定できる。

しかる上で、レーザ光源２１からレーザ光を射出すれば
、レーザ光はハーフミラ−１５で反射されかつ高倍率光
学系１４を通ってウェーハ１のリンク上に集束投射され
、リンクを焼き切って欠陥の救済を行なうことになる。

したがって、このビット救済装置によれば、先に低倍率
光学系１３を用いて概略の位置を求め、次に高倍率光学
系１４により高集積度の位置決めを行なっているので、
目的とするリンクへの位置決めを容易にかつ迅速に行な
うことができる。また、低倍率による位置決めと、高倍
率の位置決めとの間の切換えに際しては、シャッタ２３
　、２４を開閉作動するだけでよく、両光学系１３．１
４を全く移動させる必要がなく、これの移動に伴なう位
置検出上の誤差を零にしてアライメント精度の向上、す
なわちリンクの位置設定精度の向上を図り、欠陥救済の
信頼性を向上することができる。

なお、本例では低倍率、高倍率の各光学系１３゜１４に
無限遠補正型のレンズを使用しているので、各レンズと
結像レンズ１７との間を平行光としてその距離の大小の
影響をなくすことができ、低倍率光学系１３と高倍率光
学系１４の夫々の光軸長の違いによる問題は大きく軽減
される。

〔効果〕

（１）低倍率と高倍率の光学系を夫々設けると共に、こ
れらの間に７ヤツタを設け℃各党学系を切換え得るよう
にし、かつ高倍率光学系に臨んでレーザ光を投射し得る
ように構成しているので、低倍率光学系と高倍率光学系
における位置合せ作用の切換は単にシャッタを切換える
だけでよく、光学系を移動させる必要は全くなく、移動
に伴なう位置検出誤差を零にしてアライメントの向上を
図りかつリンクに対するレーザ光投射位置精度を向上し
て欠陥救済の信頼性を向上できる。

（２）また光学系を移動することなく、瞬時に位置検出
信号を取り込めるので検出時間を短縮できる。

（３）低倍率光学系と高倍率光学系を設け、先に低倍率
光学系で位置設定し、次に高倍率光学系で位置設定し得
るように構成しているので、低倍率光学系で大略の位置
設定を容易に行なうことができ、かつこの結果を利用し
て高倍率光学系で高精度の位置設定を行なうので、高精
度のアライメントを迅速かつ容易に行なうことができ、
欠陥救済の作業の迅速化を達成できる。

（４）低倍率、高倍率の各光学系に無限遠補正型の対物
レンズを用いているので、両光字型の相対位置等に制約
を受けることがなく、装置の設計自由度を向上できる。

以上本発明者によりなされた発明を実施例により具体的
に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であ
ることはいうまでもない。

たとえば低倍側、高倍側のシャッタ、特に低倍側のシャ
ッタ位置は適宜に変更できる。また、白色光源やレーザ
光源の位置も適宜変更できる。またＣＣＤの代わりに他
の、−次元センサや二次元センサを用いることができる
。但し後者の場合には、１８をシリンドリカルレンズか
ら結像レンズに変更する必要がある。

更に、低倍率光学系でアライメントマークの位置検出を
行なった後に、この検出データに基づいてＸＹテーブル
を移動させてリンクを高倍率光学系に移動設定させても
よい。この方式によれば、両光学系の設置位置の設計自
由度を一層向上することができる。一方、リンクの切断
に際しては高倍率光学系で高精度の位置決めを行ない、
その上でレーザ光を投射するようにしているので、精度
上の問題が生じることはない。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体装置のビット
救済装置に適用した場合について説明したが、それに限
定されるものではなく自動寸法測定器等、アライメント
（位置検出）を必要とする装置の全てに適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体構成図、第２図はリン
クの平面図である。 １・・・ウェーハ、２・・・リンク、１０−・・装置本
体、１１・・・ＸＹテーブル、１３・・・低倍率光学系
、１４・・・高倍率光学系、１７・・・結像レンズ、１
８・・・シリンドリカルレンズ、１９・・・ＣＣＤ　（
光学素子）、２０・・・白色光源、２１・・・レーザ光
源、２３，２４・・・シャッタ、２５・・−制御部。 ７−・ 代理人　弁理士　　小　川　勝　男ｆ゛：＼、 ＋−− 第　　１　　図 第　　２　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アライメントを行なう構成の一部としての一の光学
   素子に対して低倍率光学系と、高倍率光学系とを並設す
   るとともに、これら両光学系を通過した光を選択して前
   記光学素子に到達させるシャッタを設け、かつ前記高倍
   率光学系に臨んでレーザ光源を配置して高倍率光学系に
   より設定された位置にレーザ光を投射し得るよう構成し
   たことを特徴とする光学装置。 ２、低倍率光学系と高倍率光学系の夫々の光軸上に夫々
   シャッタを設け、これらシャッタを交互に開閉作動し得
   るよう構成してなる特許請求の範囲第１項記載の光学装
   置。 ３、各光学系は無限遠補正型のレンズを用いてなる特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載の光学装置。