JPS61228626A - パタ−ン修正装置 - Google Patents

パタ−ン修正装置

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JPS61228626A
JPS61228626A JP60068535A JP6853585A JPS61228626A JP S61228626 A JPS61228626 A JP S61228626A JP 60068535 A JP60068535 A JP 60068535A JP 6853585 A JP6853585 A JP 6853585A JP S61228626 A JPS61228626 A JP S61228626A
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JP
Japan
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pattern
spot
wafer
distortion
corrected
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Application number
JP60068535A
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English (en)
Inventor
Keiichiro Sakado
坂戸 啓一郎
Joji Iwamoto
岩本 譲治
Shoichi Tanimoto
昭一 谷元
Hiroshi Shirasu
廣 白数
Kiyohisa Majima
真島 清久
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Nikon Corp
Original Assignee
Nippon Kogaku KK
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Publication date
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    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)

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、半導体ウェハ又はマスク(レチクル)上に形
成され九ICやVLS等の回路パターンを修正するパタ
ーン修正装置に関し、特にル−ザビームのスポットを回
路パターンの一部分に照射して配線の切断又はアニール
を行なうレーザ加工装置に関する。
〔発明の背景〕
近年、半導体装置の高集積化と微細化は著しく進み、半
導体メモ!J (RAM、R,OM等)においては数ミ
リ角内に1Mピッ)、4Mビット、さらには16Mビッ
トの記憶容量を持つものの量産技術が急速に開発されて
いる。一般に、半導体装置は円形の半導体ウェハ(以下
単にウェハとする)にリソグラフィ法によシ生成される
。従来までの半導体メモリやその他のあまシ集積度の高
くない素子においては、ウェハ上に半導体装置(以下チ
ップと呼ぶ)が生成されるとそのままウェハスクライバ
−により各チップ毎に切断し、パッケージングが行なわ
れてきた。ところが、メモリの容量が大きくなったシ、
回路中の線幅が1μmに及ぶ素子においては、ウェハ上
にチップが生成された後、ウエハプローパとテスターを
用いて、ウェハ上の各々のチェツブが電気的に正常な動
作をするか否かを検査する必要が高まってきた。このよ
うな検査をすれば、パッケージング後に不良と判定され
ることによる生産性の低下を防止できるわけである。
ところで、現在のように高集積度化したチップの製造技
術の1つに、リダンダンシイ(redundancy 
)処理と呼ばれるものがある。この処理は以下のような
処理を行なう。例えば半導体メモリ社本来゛1Mビット
なり、4Mピットなシの定められた記憶セルさえあれば
よいわけであるが、製造工稈中°でその内のある一部分
のセルのみが不良であった場合を考慮して予備のセル、
すなわち冗長なセル(リダンダンシイ回路)を同じチッ
プ内に予め用意しておく。そして、ウエハプローパによ
る検査の結果、不良な部分が見つかったときは、不良な
セルを予備のセルとつなぎかえることKよって、不良チ
ップを救済する。
このリダンダンシイ処理におけるつなぎかえは、チップ
内の特定な部分に設けられた特種′な配線(一般には7
ユース(FUSR)と呼ばれ、素材にはポリシリコンが
多い)にレーザ光の集光スポット(数μm)を照射して
切断したシ、あるい祉高抵抗の配線層にスポットを照射
して低抵抗の配線層に加工したシすることによって行な
われる。このように、レーザ光によって物品の加工を行
なう装置は、所謂レーザ加工装置と呼ばれるものであり
、従来から抵抗体の抵抗値を高精度に調整するためのレ
ーザートリミングとしても使われてきた。ところが、ウ
ェハ上のチップ内の配線を修正する場合は、ウェハ上の
どの位置にある配MK対しても正確にレーザ照射するこ
とが必要で、例えばα3μm程一度の精度が要求される
。このため、リダンダンシイ処理を行なうレーザ加工装
置は、スポットの位置決め(アライメント)を高精度に
行なうためのアライメント光学系を有するのが普通であ
る。
このように、レーザ加工装置のスポットがチップ内の所
定位置を正確に照射するように高精度に位置決めできた
としても、ウェハ上のチップ自体がリングラフィ工程で
歪を持つと、チップ内のスポット照射位置が本来の修正
すべき部分(配置1りからずれてしまうといった重大な
欠点が生じる。
このリングラフィ工程で起こり得る歪みは一般に転写歪
みと呼ばれ、多くはチップの露光工程で使われた露光装
置固有のディストーションである。
現在、実用に供されている露光装置は光学式、X線式及
び電子(荷電子)式の3つに大別でき、光の場合、マス
クやレチクル上の回路パターンの光像をウェハ上に露光
したときの光学的なディストーション、例えば投影光学
系の収差に起因した像の歪みや、投影倍率の誤差に起因
した伸IIwA差が多かれ少なかれ存在する。また、X
1s露光装置の場合は、現在のところ専らプロΦシミテ
゛イ方式であるため、マスクとウェハのギャップ設定の
精度f?つイIr+1W七り奔バ々−ンめ廿イズ禍Xマ
スク上のパターンに対して微小景異なるといった歪みが
生じる。
さらに、電子ビーム露光装置においても、電子ビームを
偏向する電子レンズの収差等によって設計上のパターン
に対して描画されたパターンが歪むことがある。
さて、転写歪みの他の要因は露光装置によるものではな
く、ウェハのプロセス工程で加えられる各種処理にある
。このプロセス工程ではウェハを加熱することがあり、
ウェハ全体の伸縮が生じる。
このウェハの伸縮によって、ウェハ上のチップ配列は設
計上の値から微妙にずれてくる。このずれはウェハ上の
周辺付近のチップでよシ顕著になシ、ウェハのサイズが
大口径になればなる程そのずれ量も多くなる。ウェハの
伸縮によるチップのずれは、設計上のチップ配列に対す
るX方向とy方向とのオフセットと考えられ、チップ自
体の形状を変形させるような歪みとはなりにくい。いず
れにしろ、露光装置やプロセス工程によって生じた転写
歪みがウェハ上のチップに含まれているため、その転写
歪み量がレーザ加工装置のスポットサイズに近づくと、
修正不良をおこすといった欠点があった。
また転写歪みによる誤差を防ぐ方法として各ヒユーズ毎
に加工用レーザ・ビームを減衰させて照射し、その回折
光もしくは散乱光を検出し、ヒユーズの正確な位置を予
備的に計測する方法もある。
しかしこの方法では各ヒユーズ毎にその位置を計測しな
ければならないので、スループットが大幅に低下すると
いう別の問題が生じる。更にこの方法では減衰されてい
るとはい見、加工用レーザ・ビームをチップ内の回路の
一部分に照射するので、例えばCMOS構造の回路パタ
ーンに重大な損傷を与える恐れがあった。
〔発明の目的〕
本発明は、上述の欠点を解決し、基板上のチップに転写
歪みが含まれていても高精度に修正加工することができ
るようにしたパターン修正装置を得ることを目的とする
〔発明の概要〕
本発明に係るパターン修正装置は、露光装置によって転
写された回路パターンを有する基板(半導体ウェハ、マ
スク、レチクル)にエネルギービームのスポットを照射
して前記回路パターン中の一部分を修正する装置におい
て;前記スポットの基板上での照射予定位置を相対的に
2次元移動させる移動手段〔11;符号は後述する実施
例の対応する構成部分を示す。〕と;前記回路パターン
中の修正すべき部分と前記照射予定位置とが整合したと
き、前記スポットを基板に照射するエネルギービーム発
生源〔15〕と;前記回路パターンの設計上のパターン
に対する転写歪みに応じた情報を入力して記憶する手段
〔57〕と;該転写歪み情報に基づいて前記修正すべき
部分の設計上の位置からのずれ量を検出し、その量だけ
前記照射予定位置を補正する補正手段(11,51,5
2,53,56)と;を備えている。従って、基板上の
回路パターンに転写歪みが含まれていても、補正手段に
よシスポットの基板上での照射位置が前記ずれ量に応じ
て補正され、所望位置での修正加工が表される。
〔実施例〕
次に1本発明の実施例を図面に基づいて説明する0第1
図は本発明の一実施例に係る装置の主要部を示す構成図
で、第2図は前記装置のうちレーザ加工装置の部分を抽
出した斜視図である。第2図の斜視図には本来第1図に
示した構成も含まれるべきであるが、説明の都合上図示
を省略しであるO 第2図のレーザ加工装置において、αυはX−Yステー
ジで、図示していないが、その上にはウェハ(13をチ
ャックして微小貴回転するθステージが設けられている
。a埠は加工用のパルスレーザ発゛振器で、Nd−YA
Gレーザ等を発振する。(14) 、 QSはミラー、
(IIは可変開口(16a)をもつアパーチャプレート
で、複数のブレードで可変開口(16a)のサイズを可
変できるように構成されている。αηは投影レンズで、
開口(16a)のレーザによる投影像(数μm角以下の
*きさ)(16b)をウエノ1αa上に結像する。aF
jFiアライメント用レーザ光レーザ光源9.(211
゜(22) 、  (24)はハーフミラ−である。(
21)はX方向のアライメント顕微鏡、(23)はθ方
向のアライメント顕微鏡、(25)はY方向のアライメ
ン)Ilfl鏡である。(26)はフイデュジヤルマー
クで、後述するウェハ(13上のアライメント・マーク
と同一形状のパターンで構成されている。(27)。
(28) 、 (29)は前記のアライメント顕微鏡(
21)。
(23) 、 (25)の光電検出部で、光電顕微鏡と
同等の構成から成っている。(30) 、 (31)は
X方向、X方向のステージ位置計測用のレーザ光波干渉
測長器である。
加工用レーザビームは、その発振器a3から出てミラー
04 、 (IGで度射し、アパーチャプレー)(11
1Gの可変開口(16a)を介して投影レンズαηで集
光され、ウェハQ3上に矩形状に結像して修正加工を行
なう。
X@Yステージαυは被加工物であるウェハα11置し
て、駆動装置(図示せず)により、X方向及びX方向に
移動するが、その位置はレーザ光波干渉測長II(30
) 、 (31)により計測されて制御される。
加工用ビームによる修正加工に当たっては、投影レンズ
a?)、アライメント顕微鏡(21) 、 (23)。
(25)及びX@Yステージ←υの相対位置を把握する
必要がある。
第6図はこれらの相対位置を示したもので、図において
XCはアライメント顕微鏡(21)の検出中心(スポッ
ト光)、YCはアライメン) 顕微鏡(25)の検出中
心(スポット光)、0Cはアライメント顕微鏡(26)
の検出中心(スポット光)である。Yc、θCはスポッ
ト光のY方向の微小振動中心となC1XCはスポット光
のX方向の微小振動中心となる。そして、それぞれの間
隔は図示のようKYd、Xd、LBである。
X・Yステージαυ上には7ユデユーシヤル(基準)マ
ーク(26)が設けられているが、これは第4図に示す
構成からなっている。すなわち、アユデューシャルマー
ク(26)はX方向及びY方向にそれぞれ距@Ax、L
yCLo)にわたってセグメントが直線上に配列された
回折格子からなるマーク(26x) 、 (26y)か
ら構成されている。この7ユデユーシヤルマーク(26
)は主として第3図に示したYd、Xdを計測するため
に使われる。つまり、アライメント用し−ザ発振na締
から出力されたレーザビームをハーフミラ−(11、(
21,(22) 、 (24)により3方向に分け、ア
ライメント顕微鏡(21)。
(23) 、 (25) K 、t !7、X Y x
 yr −シQυt−動カLテフユデューシャルマーク
C26) t−照射L、u−r−りから発生する回折光
を光電検出器(27) 、 (28)。
(29)で検出してそのアライメント顕微鏡の相対間隔
を知ることができる。なお、第4図において、SPxは
アライメント顕微鏡(21)のスポット(Xc)と7ユ
デユーシヤルマーク(26)との関係を図示している。
このマーク(26)は上記の他にスポット光OcとYc
のX軸との平行度計測にも用いられるO 次に、ウェハαりと各アライメント顕微鏡(21)。
(23) 、 (25)の相対位置も把握する必要があ
るが、それ線法のようKなされる。
ウェハall、X@Yステージa1)上に載置され、そ
れは第5v!JK示すような平面図となっている。すな
わち、ウニへ上のほぼ中央列の左右のチップCPL 、
 CPr KCl随したマークGMy 、 QMθが間
隔LBになっていて(アライメント顕微鏡(23) 。
(25)の間隔と同一)、アライメント顕微鏡(25)
(25) Kより同時に検出され、ウェハ(130回転
誤差を検出する。その後θステージで位置調整する。
この検出でウェハα邊のY方向の位置合せも行われる。
また、Y軸に近いチップCPx K付随したマークGM
xをアライメント顕微鏡(21)で検出して、ウェハa
2のX方向の位置合わせを行なう。すなわち、ウェハ(
13上の配列座欅とX@Yステ、−ジttaのX@Y移
動座標との対応付けがなされる。なお、とのウェハaり
はステップ&リピート方式の露光装置で転写されたため
、各チップ毎にマークMx。
M)l 、 Mθがある。
以上のようにして、投影レンズ鰭、アライメント顕微鏡
(21) 、 (23) 、 (25) 、X −Yス
テージα0及びウェハαりの相対位置が把握されるから
、修正加工すべきチップの座標に応じてX−Yステージ
引)を移動させることにより、投影レンズαηを加工す
べきチップ上に導くことができる。なお、投影レンズ顛
の位置は、例えば加工用レーザビームの強度を減衰器(
図示せず)を利用して小さくして7ユデユーシヤルマー
ク又はウェハ上のマークに照射し、その散乱光を検出す
るか、あるいはアパーチャプレートαeの可変開口(1
6a)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。
次に、転写歪み等による位置の誤差を補正する方法を第
1図の装置に戻って説明する。同図において、(50)
はハーフミラ−で、(51)は位置検出用のレーザ発振
器(例えばHe −Neレーザ)である。レーザ発振器
(51)からのレーザ光は、八−7ミラー(50)で反
射された後、加工用パルスレーザ発振器側からのレーザ
光と共に投影レンズ住ηに入射され、集光されてウェハ
a湯を照射する。
ウニへα邊上のパターン、例えば口凸の段差エツジに照
射されると光は散乱する。(52) 、 (52)はそ
の散乱光Da 、 Dbを検出する検出器である。(5
5)は増幅器、A/D変換器等で構成された検出回路で
、検出器(52) 、 (52)の光電信号が入力し、
前記エツジの位置の中央部を検出する。この検出原理は
、特開昭59−187208号公報に開示されたものと
同様である。(54)はトリガー回路で、加工用パルス
レーザ発振1M(13にトリガー信号を与えてレーザ光
を出力させる。(55)はX−Yステージaυを駆動す
る駆動回路である。(56)は計算機で、(57)はデ
スクである。デスク(57) Kは予めパターン転写装
置のデストーションQデータが格納されている。
次に1第1図の装置の動作を第6図のフローチャートに
基づいて説明する。
まず、ウェハαat−x@yステージaυ上に設けられ
九〇ステージ(図示せず)上に載置し、ウェハローデン
グを行なう(ステップ100)。そして、グローバル・
アライメントを行なう(ステップ101)。このアライ
メントは、アライメント顕微鏡(23) 、 (24)
 Kよルウエへ上のマークGMy 。
GMθ(第5図参照)を検出し、ウェハaりの回転誤差
を求め、それに基づいて0ステージを回転させて位置調
整を行なうと同時にマークGMyのy座標を計測する。
!また、アライメント顕微鏡(21) Kよりウェハ上
のマークGMxのXgl欅を検出して、これらの検出動
作によシX方向とY方向の各アライメントを行ない、そ
れに基づいて駆動回路(55)を作動させてX@Yステ
ージ(11)の位置調整を行なう。このとき、X@Yス
テージαυの位置はレーザ干渉測長器(30) 、 (
31)によって測定される。
次にウェハQ3の伸縮計測を行なう(ステップ102)
。この計測は、第5図に示すウェハ@上のX方向とY方
向とで、それぞれ適当な2ケ所のマークMx −Mx 
、 My −Myの間隔をアライメント顕微鏡(21)
 、 (23)によシ検出し、これを設計値と比較して
ウェハ全体の伸縮(rnn out  )を求める。こ
の値にはウェハ露光装置のスケ−りング誤差計測も含ま
れる。スケ−りング談差とはレーザ干渉計の測長誤差の
ことである。この後、チップの倍率を後述する方法で求
める(ステップ103)。
ところで、ステップ&リピート方式の露光装置例えば縮
小投影露光装置の1シ目ツトのイメージフィールド内に
おけるディストーションは第7図に示されるとおシで、
同図においては1シヨツト内をマトリックス状に分割し
、各交点での歪みぺ1 クトルを矢印で表わしである。
今、一番左上隅の領域に注目すると点P、 、 P、 
、 P3. P4における歪ミヘp )ルdVP、、 
VP2. VP、、 VP4とナル。
従って、設計上点P、にあるべき物点はvP、たけ誤差
をもって転写される。また、点P1〜P4の中心p C
KおけるベクトルはVP、〜vP4の平均として近似で
き、VPcとなる。すなわち、設計上点Pc近傍の物点
は点Pc’に転写される。このようなディストーション
情報は第1図のディスク(57)に予め記憶されている
。このようなレンズダイストーションと倍率の両誤差を
含んだ歪の一例を第8図に示す。第8図において、PP
は設計上のパターン形状で、PF5は実際のパターン形
状である。
また、マークMx 、 My 、 Myは設計上の位置
で、取′。
M)l’、Mo2は実際の位置である。更に、X軸及び
Y軸上にそれぞれマークXm 、 Xn及びYm 、 
Ynが転写されティ;Ez6 コo−r−りXm 、 
Xn 、 Ym 、 Yn Fi、Mx’。
My’ 、 My’ 、 Mo2により内側に転写され
ている。加工位置AFi股計上Xs 、 Yaの位置で
あるが、実際の転写位置A′はXa’ 、 Ya’の位
置となる。
このようなディストーションと倍率の誤差を含んだ歪に
よる位置補正の良めに一、壕ずsXm、Xn間及びYm
 、 Yn間の距離を測定する。仁の測2!は、レーザ
発振器(51)からのレーザ光が例えば第9図(a) 
K示すようなパターンのマークXm 、 Xn 、 Y
m。
Yn K照射すると、@9図(b)に示すような散乱光
波形が生じ、それを検出i (52) 、 (52)で
検出してその波形の中心を検出回路(53)でそれぞれ
求めた後、計算鳴(56)で前記のマーク間隔全計算す
る。なお、前記の測定に際しては散乱光ではなく、検出
パターンの正反射光波形(第9図(C))を検出しても
よい。
仁のようKしてマークXn1.Xn聞及びY+n 、 
Yn間の?l1ll′61値、並びK Xm 、 Xn
間及びYm、Yn間の理論値からチップの転写倍率誤差
が求められる。
この転写倍率誤差は別装置で計測し例えばキーポ−ド等
の入力装置等から入力するようにしてもよい。
次に不良チップ内の修正部分(Fuse )の補正され
た座S(アドレス)を計算機(56)によシ演算する(
ステップ104)。この演算に際してはまず不良チップ
内の修正部分(Fuse )の設定値(設計値)に対す
るずれ量をステップ103で求められた転写倍率誤差と
予め計算機に記憶されている転写歪データに基すいて演
算する。次に同様にしてグローバル・アライメント・マ
ークGMx。
GMyに関してこのマークを含むチップ中に於ける位置
の設定値に対するずれ曾を演算する。
次にチップの形状、配列に関するデータ、ステップ10
2で求めた伸縮に関するデータ、前記ずれ量を補正した
Fuseアドレス及びグローバル魯アライメント・マー
クeデータ、及び投影レンズQ7)の中心と、アライメ
ント顕微鏡(21) 、 (25)との中心との距@ 
Xd 、 Ydより加工箇所(Fuse)の絶対アドレ
ス(補正された照射予定位置)が演算される。
次のステップ(105)で上記結果に基ずいてXYステ
ージαυを移動し、正確に位置決めされる。ステージの
移動量はレーザを使った光波干渉測長機(30) 、 
(31)で計測される。ステージの位置決めが終了する
と、計算機(56)からの指令によシトリガー回路(5
4)が加工用レーザ光源α3を励起発振させ、加工個所
A′に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106)
そして計算機(56)は不良チップ中の修正データに従
って全てのFuseのレーザ加工処理が終了したか否か
を判断する(ステップ107)。未終了であれば次のF
useを処理する。終了すると同様にウェハの修正デー
タに従って全ての不良チップのレーザ加工処理が終了し
たか否かを判断する(ステップ108)。もし終了して
いなければ次の不良チップのレーザ加工処理を行う。
なお、上述の実施例では加工用レーザビームのスポット
とウェハaりとをX@YステージαDKよって相対移動
させているが、チップ単位の位置決めをX−Yステージ
a1)rtcよって行ない、チップ内のスポット位置決
めはビームをランダムス中ヤン、ラスタースキャン(偏
向)させて行なうようにしてもよい。その場合、チップ
配列の誤差の補正はX@YステージαDで行ない、チッ
プ自体の歪みによるスポット位置の補正は偏向角を高精
度にモニターするセンサーからの出力に基づいて加工用
パルスレーザ発振器a3の励起ダイミングを補正するこ
とによって行なわれる。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明に係る装置によ
れば、基板上の回路パターンの設計上のパターンに対す
る転写歪みに応じた情報に基づいて、修正すべき部分の
設計上の位置からのずれ量を検出して、その量だけエネ
ルギービームのスポットの照射予定位置を補正するよう
Kし九ので、高精度な加工個所の位置決めが可能となる
だけでなく、個々のチップの修正個所の確認を行なう必
要もなくなるので高速な修正加工ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る装置の主要部を示す構
成図、第2図は前記装置のうちレーザ加工装置の部分を
抽出した斜視図、第6図は加工用投影レンズとアライメ
ント顕微鏡の相対位置関係を示した平面説明図、第4図
は7ユデユーシヤル(基準マーク)とX方向のアライメ
ント顕微鏡のスポットとの関係を示した平面説明図、第
5図はウェハの拡大図、第6図は第1図及び第2図の装
置の動作を示したフローチャート、第7図はディスクに
記憶されたデストーション情報の説明図、第8図はディ
ストーションと倍率との両膜差を含んだ歪みの例を示し
た説明図、第9図はチップ上の位置検出をする検出器の
出力波形の説明図であるO αυ・・・X−Yステージ、αり・・・ウェハ、(13
・・・加工用パルスレーザ発振器、(56)・・・計算
機、(57)・・・ディスク。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 露光装置によつて転写された回路パターンを有する基板
    にエネルギービームのスポットを照射して、前記回路パ
    ターン中の一部分を修正する装置において、 前記スポットの基板上での照射予定位置を相対的に2次
    元移動させる移動手段と;前記回路パターン中の修正す
    べき部分と前記照射予定位置とが整合したとき、前記ス
    ポットを基板に照射するエネルギービーム発生源と;前
    記回路パターンの設計上のパターンに対する転写歪みに
    応じた情報を入力して記憶する手段と;該転写歪み情報
    に基づいて前記修正すべき部分の設計上の位置からのず
    れ量を検出し、その量だけ前記照射予定位置を補正する
    補正手段と; を備えたことを特徴とするパターン修正装置。
JP60068535A 1985-03-08 1985-04-02 パタ−ン修正装置 Pending JPS61228626A (ja)

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