JPS62169443A - レ−ザ処理方法および装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、レーザ処理技術、特に、半導体装置の製造に
おいてウェハに形成された半導体素子の配線構造の一部
をレーザを照射して溶断する操作に適用して存効な技術
に関する。

［従来の技術］ 半導体メモリの製造における不良記憶セルの救済技術に
ついては、株式会社工業調査会、昭和５５年６月１日発
行「電子材料Ｊ　１９８０年６月号、Ｐ２７〜Ｐ３３に
記載されている。

その概要は、半導体素子内部に発生した不良記憶セルが
所定数以下の半導体素子を救済する方法として、予め所
定数の余分の記憶セル、すなわち冗長記憶セルを半導体
素子内に作り込んでおき、外部から、たとえばレーザを
照射して配線構造の一部を溶断し、開回路を形成して不
良記憶セルを冗長記憶セルに切り換えるものである。

この場合、前記のレーザによる配線構造の溶断処理、す
なわちビット救済処理において、たとえば半導体素子の
一部に形成され溶断ずべき配線構造に対して所定の位置
関係にある位置合わせマークを検出してレーザの照射位
置を制御する位置合わせ操作を、レーザまたは白色光の
みを用いた位置合わせ機構によって行うことが考えられ
る。

［発明が解決しようとする問題点コ しかしながら、レーザのみを用いた位置合わせ機構の場
合には、溶断を行うレーザと同一の光学系を用いること
ができるため、検出位置の精度が経時的に安定であると
いう利点はあるが、ウェハ表面に被着された半透明の保
護膜などにおける干渉によって、半透明の保護膜下に形
成されている位置合わせマークの検出率が比較的低いと
いう欠点があり、また、白色光のみを用いた位置合わせ
機構の場合には、半透明の保８！膜などにおける干渉が
なく、位置合わせマークなどの検出率は良好となるが、
通常、位置合わせを行う白色光の光路が溶断を行うレー
ザと異なる光学系を経てウェハ表面に照射されるため、
位置合わせ機構による検出位置と実際のレーザの照射位
置との間に経時的に誤差を生じ、位置合わせ精度が低下
されるという欠点がある。

このため、何れの場合においても位置合わせマークの高
い検出率と経時的に安定な位置合わせ精度とが同時に得
られず、救済歩留りが低下され、ビット救済処理におけ
る生産性が低下されるという問題点がある。

本発明の目的は、処理の生産性を向上させることが可能
なレーザ処理技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他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明らかになるであろう
。

［問題点を解決するための手段］ 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、つぎの通りである。

すなわち、被処理物の所定の部位にレーザを照射するこ
とによって所定の処理を施すレーザ処理で、位置合わせ
機構によって観察される、レーザ照射による処理によっ
て被処理物に形成される痕跡の位置に基づいて、随時該
位置合わせ機構の較正を行うものである。

また、本発明は、白色光を用いる位置合わせ機構と、レ
ーザを用いる位置合わせ機構とを備え、白色光を用いる
位置合わせ機構が、レーザを用いる位置合わせ機構によ
って随時較正されるようにしたものである。

［作　　用コ 上記した手段によれば、たとえば、白色光を用いる位置
合わせ機構のみによって、位置合わせを行う場合、白色
光を用いることによる経時的な位置合わせ精度の低下が
回避でき、位置合わせマークの比較的高い検出率と、経
時的に安定な位置合わせ精度とを同時に得ることができ
、処理の生産性が向上される。

また、上記した手段によれば、白色光を用いる位置検出
機構の比較的高い位置合わせマークの検出率と、レーザ
を用いる位置検出機構の高い位置合わせ精度とを同時に
得ることができ、処理の生産性が向上される。

［実施例１］ 第１図は、本発明の一実施例であるレーザ処理方法を実
施する装置の要部を示す説明図である。

本実施例においては、レーザ処理装置が半導体装置の製
造におけるウェハ処理工程で使用されるビット救済装置
として構成されている。

図の左右方向および紙面に垂直な方向に移動自在ｆｔｘ
ｙテーブル１の上には、ウェハ２（被処理物）が岩肌自
在に載置されている。

さらに、ＸＹテーブルｌの上方には、対物レンズ３およ
びハーフミラ−４が設けられ、レーザ源５から放射され
アパーチャ６を通過して得られる所定の波長のレーザ７
が、ＸＹテーブル１の上にｉ！！置されるウェハ２の所
定の部位に照射される構造とされている。

この場合、ＸＹテーブル１の上方には、白色光８を放射
する光源９ａ、該白色光８をハーフミラ−４および対物
レンズ３をへてウェハ２の表面に照射させるハーフミラ
−９ｂ、さらにはウェハ２の表面において反射された白
色光８を光センサ９Ｃに結像させる結像レンズ９ｄおよ
び、前記光センサ９Ｃからの電気的な信号に基づいてウ
ェハ２の所定の部位の像を検出する画像処理部９０など
からなる白色光位置合わせ機構９が設けられている。

そして、白色光位置合わせ機構９において検知された位
置合わせマーク（図示せず）などの位置は、制御部１０
に伝達され、該制御部ｌＯは、ＸＹテーブル駆り１部１
ａを介してウェハ２が載置されるＸＹテーブルｌを適宜
移動させることにより、２位置合わせマークと所定の位
置関係にある半導体素子の所定の部位にレーザ７が照射
されるように、対物レンズ３の光軸が位置決めされる位
置合わせ操作が行われるものである。

以下、本実施例の作用について説明する。

まず、光源９ａが点灯されるとともに、ＸＹテーブル１
が適宜移動され、該ＸＹテーブル１の上に載置されるウ
ェハ２に形成された複数の半導体素子（図示せず）の一
つが、対物レンズ３の直下に位置される。

次に、光源９ａから放射され、ハーフミラ−９ｂ、ハー
フミラ−４および対物レンズ３などをへてウェハ２に照
射される白色光８の反射光が結像レンズ９ｄによって光
センサ９Ｃに結像されることにより、画像処理部９Ｃに
おいて、半導体素子の所定の部位に形成された位置合わ
せマーク（図示せず）の位置が、たとえばウェハ２の表
面に被着された半透明の保護膜などに影響されることな
く明確に検出され、制御部ｌＯに伝達される。

そして、制御部１０は、前記位置合わせマークと所定の
位置関係にある目的の溶断ずべき配線構造（図示せず）
などに対物レンズ３の光軸が一致されるようにＸＹテー
ブル１を適宜移動させ、位置合わせが行われる。

その後、レーザみ５からは、所定の出力のレーザ７が放
射され、ハーフミラ−４および対物レンズ３を経て、目
的の配線構造などに正確に照射され、該配線構造が溶断
されて開回路が形成されることにより、不良記憶セルが
冗長記憶セルに切り換えられるビット救済処理が行われ
る。

ここで、本実施例では、たとえば上記の一連の操作を所
定の回数だけ操り返す毎に、随時レーザ７の照射による
配線構造の溶断処理の痕跡を白色光位置合わせ機！！９
によって観察することにより、レーザ７の実際の照射位
置と該白色光位置合わせａ横９による位置決め位置との
誤差が検知され。

制御部ｌＯによる以後のレーザ７の位置決め操作におい
ては、前記誤差だけ、白色光位置合わせ機構９による位
置決め位置が較正されるものである。

このため、本実施例によれば、次のような効果が得られ
る。

（１）、随時レーザ７の照射による配線構造の溶断処理
の痕跡を白色光位置合わせ機構９によって観察すること
により、レーザ７の実際の照射位置と該白色光位置合わ
せ機構９による位置決め位置との誤差が検知され、該誤
差だけ、白色光位置合わせ機構９による位置決め位置が
較正することにより、たとえば位置決め操作を行う白色
光８と実際の溶断処理を行うレーザ７が異なる光学系を
経てウェハ２に照射されることなどに起因して発生され
る、レーザ７の照射位置の経時的な誤差の発生などが防
止され、白色光８を用いる白色光位置合わせ機構９によ
る位置合わせマークの比較的高い検出率と、レーザ７の
照射位置の高い位置合わせ精度とを同時に得ることがで
きる。

（２）、前記（１）の結果、不良セルを冗長セルに切り
喚えるビット救済処理の歩留りが向上され、ビント救済
処理における生産性が向上されるという効果が得られる
。

〔実施例２〕 第２図は、本発明の他の実施例であるレーザ処理装置の
要部を示す説明図である。

本実施例においては、白色光位置合わせ機構９（第１の
位置合わせ機構）とともに、レーザを用いるレーザ位置
合わせ機構１１（第２の位置合わせ機構）が設けられて
いるところが前記実施例１の場合と異なる。

すなわち、レーザａ５の近傍には、レーザ７の光路に介
在されるハーフミラ−１１ａ、入射光検出センサＩｌｂ
、反射光検出センサｌｌｃさらには、該入射光検出セン
サｌｌｂおよび反射光検出センサｌｉｅに接続される画
像処理部ｌｉｄなどからなるレーザ位置合わせ機構１１
が設けられており、配線構造などの溶断処理を行うレー
ザ７と同一の光路をたどり、咳レーザ７よりも出力が低
減されてウェハ２に照射されるレーザ７の入射光量と反
射光量との比などに基づいて、該ウェハ２の所定の部位
に形成された位置合わせマーク（図示せず）などが検知
される構造とされている。

そして、白色光位置合わせ機構９によるレーザ７の照射
位置の位置決めと、レーザ７の照射による所定の配線構
造などの溶断処理が繰り返される作業の途中で、随時、
白色光位置合わせ機構９によって検出される位置合わせ
マークの位置とレーザ位置合わせ機構Ｉｆにおいて検出
される位置合わせマークの位置を比較することにより、
たとえば位置決め操作を行う白色光８と実際の溶断処理
を行うレーザ７が異なる光学系を経てウェハ２に照射さ
れることなどに起因して発生される、レーザ７の照射位
置の経時的に発生される誤差が較正されるものである。

このため、白色光８を用いる白色光位置合わせ機構９に
よる位置合わせマークの比較的高い検出率と、レーザ７
の照射位置の高い位置合わせ精度が両立され、不良セル
を冗長セルに切り換えるビット救済処理の歩留りが向上
され、ビット救済処理における生産性が向上される。

また、白色光位置合わせ機構９のレーザ位置合わせ機構
１１による較正は、ウェハ２に形成された位置合わせマ
ークを用いることに限らず、たとえば、第２図に示され
ように、ＸＹテーブルｌの一部に、白色光位置合わせ機
構９とレーザ位置合わせ機構１１の双方によって明瞭に
観察されるような基準マーク１２を設け、該基準マーク
１２の位置を白色光位置合わせ機構９とレーザ位置合わ
せ機構１１の双方で検出して得られる位置ずれを比較す
ることにより、白色光位置合わせ機構９の較正がより精
確に行われる。

このように、本実施例よれば、次のような効果が得られ
る。

（１）、白色光位置合わせ機構９とともにレーザ位置合
わせ機構１１を設けられているため、白色光位置合わせ
機構９によって検出される位置合わせマークの位置とレ
ーザ位置合わせ機構１１において検出される位置合わせ
マークの位置を随時比較することにより、たとえば位置
決め操作を行う白色光８と実際の溶断処理を行うレーザ
７が異なる光学系をへてウェハ２に照射されることなど
に起因して発生される、レーザ７の照射位置の経時的に
発生される誤差が較正され、白色光８を用いる白色光位
置合わせ機構９による位置合わせマークの比較的高い検
出率と、レーザ位置合わせ機構【ｌによるレーザ７の照
射位置の高い位置合わせ精度とを同時に得ることができ
る。

（２）、前記（１）の結果、不良セルを冗長セルに切り
換えるビット救済処理の歩留りが向上され、ビット救済
処理における生産性が向上される。

＋３１．ＸＹテーブルｌの一部に、たとえば白色光位置
合わせ機構９とレーザ位置合わせ機構１１の双方によっ
て明瞭に観察されるような基準マーク１２を設け、該基
準マーク１２の位置を白色光位置合わせ機構９とレーザ
位置合わせ機構１１の双方で検出して得られる位置ずれ
を比較することにより、白色光位置合わせ機構９の較正
がより精確に行われる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前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、レーザ照射に
よる処理としては、被処理物の所定の部位を溶断する処
理に限らず、レーザ照射によって化学反応などを促進さ
せる処理などであっても良い。

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ウェハ
処理工程におけるビット救済技術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、たとえ
ば、読み出し専用記憶素子の書き換え処理など、被処理
物の所定の位置に精確にレーザを照射することが必要と
される技術に広く通用できる。

［発明の効果］ 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。

すなわち、被処理物の所定の部位にレーザを照射するこ
とによって所定の処理を施すレーザ処理方法で、処理に
先立って前記レーザを前記被処理物の所定の位置に位１
？７決めする位置合わせ機構の較正を、該位置合わせ機
構によって観察される前記レーザによる処理の痕跡の位
置に基づいて行うため、たとえば白色光を用いる位置合
わせ機構のみによって、位置合ねせを行う場合、白色光
を用いることによる経時的な位置合わせ精度の低下が回
避でき、位置合わせマークの比較的高い検出率と、経時
的に安定な位置合わせ精度とを同時に得ることができ、
処理の生産性が向上される。

また、被処理物の所定の部位にレーザを照射することに
よって所定の処理を施すレーザ処理装万で、白色光を用
いる第１の位置合わせ機構と、レーザを用いる第２の位
置合わせ機構とを備え、前記第１の位置合わせ機構によ
る位置合わせ操作が、前記第２の位置合わせＮ構によっ
て随時較正されるため、白色光を用いる位置検出機構の
比較的高い位置合わせマークの検出率と、レーザを用い
る位置検出機構の高い位置合わセ゛精度とを同時にｉ：
することかでき、処理の生産性が向上される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例であるレーザ処理方法を実
施する装置の要部を示す説明図、第２図は、本発明の他
の実施例であるレーザ処理装置の要部を示す説明図であ
る。 ｌ・・・ＸＹテーブル、ｌａ・・・ＸＹテーブル駆動部
、２・・・ウェハ（被処理物）、３・・・対物レンズ、
４・・・ハーフミラ−１５・・・レーザ源、６・・・ア
パーチャ、７・・・レーザ、８・・・白色光、９・・・
白色光位置合わせ機構（第１の位置合わせａｔｉ＆）、
９　ａ・・・光源、９ｂ・・・ハーフミラ−１９Ｃ・・
・光センサ、９ｄ・・・結像レンズ、９ｅ・・・画像処
理部、ＩＯ・・・制御部、１１・・・レーザ位置合わせ
機構（第２の位Ｍ合わせ機構）、ｌｌａ・・・ハーフミ
ラ−１Ｉｌｂ・・・入射光検出センサ、１１Ｃ・・・反
射光検出センサ、ｌｉｄ・・・画像処代理人　弁理士　
　小　川　勝　男 ￥、１！ｉ！！Ｊ ／θ γ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被処理物の所定の部位にレーザを照射することによ
   って所定の処理を施すレーザ処理方法であって、処理に
   先立って前記レーザを前記被処理物の所定の位置に位置
   決めする位置合わせ機構の較正を、該位置合わせ機構に
   よって観察される前記レーザによる処理の痕跡の位置に
   基づいて行うことを特徴とするレーザ処理方法。 ２、前記位置合わせ機構が、白色光を用いる位置合わせ
   機構であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のレーザ処理方法。 ３、前記被処理物が、ウェハであり、前記レーザ処理方
   法が、半導体装置の製造に用いられる欠陥ビット救済方
   法であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   レーザ処理方法。 ４、被処理物の所定の部位にレーザを照射することによ
   って所定の処理を施すレーザ処理装置であって、白色光
   を用いる第１の位置合わせ機構と、レーザを用いる第２
   の位置合わせ機構とを備え、前記第１の位置合わせ機構
   による位置合わせ操作が、前記第２の位置合わせ機構に
   よって随時較正されることを特徴とするレーザ処理装置
   。 ５、前記被処理物の一部または、該被処理物が載置され
   る載置台の一部に設けられた基準マークに基づいて、前
   記第２の位置合わせ機構による前記第１の位置合わせ機
   構の較正が行われることを特徴とする特許請求の範囲第
   ４項記載のレーザ処理装置。 ６、前記被処理物が、ウェハであり、前記レーザ処理装
   置が、半導体装置の製造に用いられる欠陥ビット救済装
   置であることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の
   レーザ処理装置。