JPS63204682A - レ−ザパルス制御方式 - 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 本発明はレーザパルス制御方式に関し、特にＩＣ（集積
回路）ウェハ内の配線の切断を単発のレーザパルスによ
り行うレーザトリマ装置のレーザパルス制御方式に関す
る。

従来技術 従来、安定したレーザパルスを得るために、レーザ発振
器を構成する個々のユニットの動作安定化が計られてき
た。すなわち、励起ランプの安定放電のための電極形状
やガス圧などの最適化、または励起ランプに駆動電流を
供給する電源の安定化、あるいはレーザ共振器の構成の
最適化などが行われてきた。

これらの改善により一応の効果が上がってきており、レ
ーザ発振器を構成する個々のユニットの性能が向上する
ことにより、外部から入力したトリガパルスに対して、
すべて安定したレーザパルス出力が期待できるが、一方
、用途によっては１〜リガパルスに対して安定したレー
ザパルスが得られる条件が揃ったときだけレーザパルス
を出力する方式のレーザ発振器でも十分実用的な場合が
ある。

たとえば、レーデの１パルスでＩＣウェハ内の配線を切
断するレーザトリマなどの場合には、レーザ加工用対物
レンズの下に切断しようとする箇所が位置したときに安
定なレーザパルス条件が得られるまでトリガパルスを入
力すればよい。このときの複数パルスを入力するのに要
する時間は、レーザビーム位置決め時間に比べれば無視
することができる程度である。

このような従来のレーザパルス制御方式では、トリガパ
ルスに対して安定したレーザパルスが得られる条件が揃
ったときだけレーザパルスを出力する方式のレーザ発１
［でも十分実用的な場合にも、安定したレーザパルスを
得るためにレーザ発振器を構成する個々のユニットの性
能を向上させたちのを使用しているので、開発コスｌ〜
や製造コストが高いものとなってしまうという欠点があ
る。

発明の目的 本発明は上記のような従来のものの欠点を除去すべくな
されたもので、トリガパルスに対して安定したレーザパ
ルスが得られる条件が揃ったときだけレーザパルスを出
力させることができるレーザ発振器を安価に実現するこ
とができるレーザパルス制御方式の提供を目的とする。

発明の構成 本発明によるレーザパルス制御方式は、レーザロッドと
励起ランプとＱスイッチ素子とを有するレーザ発振器の
レーザパルス制御方式であって、前記励起ランプのアー
ク放電による前記レーザロッド内における集光像の強度
を検出する強度検出手段を設け、前記強度検出手段によ
り予め定められた所定の強度が検出されたとき、前記Ｑ
スイッチ素子を駆動してレーザパルスが出力されるよう
にしたことを特徴とする。

本発明による他のレーザパルス制御方式は、レーザロッ
ドと励起ランプとＱスイッチ素子とを有するレーザ発振
器のレーザパルス制御方式であって、前記励起ランプの
アーク放電による前記レーザロッド内における集光像の
強度を検出する強度検出手段と、前記集光像の集光位置
を検出する位置検出手段とを設け、前記強度検出手段に
より予め定められた所定の強度が検出され、前記位置検
出手段により前記集光像が予め定められた所定位置にあ
ることが検出されたとき、前記Ｑスイッチ素子を駆動し
てレーザパルスが出力されるようにしたことを特徴とす
る。

実施例 次に、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。図
において、本発明の一実施例によるレーザ発振器は、レ
ーザ共振器１と、１対の共撮鼎ミラー２と、ビームスプ
リッタ３と、フィルタ４と、集光レンズ５と、ディテク
タ６と、レーザパルス制御回路７と、Ｑスイッチ素子８
とから構成されている。また、レーザ共振器１にはレー
ザロッド１１と連続してアーク放電を行う励起ランプ１
２とを含んでいる。

レーデロッド１１内の集光像はビームスプリッタ３と、
励起光だけを通過させるフィルタ４とを介して、集光レ
ンズ５によりディテクタ６上に結像される。

トリガパルス１００がレーザパルス制御回路７に入力さ
れると、第３図に示す如き時間差を有する２つのパルス
（φ１及びφ２）に分割され、そのうちの先行するパル
ス（φ１）によってレーザロッド１１内の光示を検出す
るディデクタロから出力される検出信号１０１がホール
ドされる。この時のディテクタ６の出力レベルが所定の
条件を満足していれば、２番目のパルス（φ２）である
Ｑスイッチパルス１０２がトリガパルスとしてＱスイッ
チ素子８に出力される。このトリガパルスに応答して、
Ｑスイッチ素子８が駆動されてレーザパルス１０３がレ
ーザロッド１１と共振器ミラー２とを介して出力される
。

第２図は第１図のレーザパルス制御回路７の構成を示す
ブロック図である。図において、本発明の一実施例によ
るレーザパルス制御回路７は、コンパレータ２１，２２
と、アンドゲート２３，２６と、ラッチ回路２４と、パ
ルス発生器２５とから構成されている。

第３図は第２図のパルス発生器２５のタイムチャートで
ある。図において、パルス発生器２５によりトリガパル
ス１００が２つのパルス（φ１．φ２　）　１１４，１
１５に分割されたしのを示し、パルス（φ１　）　１１
４はパルス（φ２　）　１１５より先行して出力される
。

第１図〜第３図を用いて本発明の一実施例の動作につい
て説明する。

励起ランプ１２のアーク放電によるレーザロッド１１内
の先位はディテクタ６により検出され、このディテクタ
６から出力される検出信＠１０１は、ウィンドコンパレ
ータを構成するコンパレータ２１．２２に夫々入力され
る。コンパレータ２１゜２２はこの検出信号１０１と予
め設定された設定値ＨＡＸ　、　ＨＩＮとを夫々比較し
、コンパレータ２１は検出信号１０１が設定値ＨＡＸ以
下であれば論理「１」を比較信号１１１に出力し、コン
パレータ２２は検出信号１０１が設定値旧Ｎ以上であれ
ば論１’ｆ！ｒ１Ｊを比較信号１１２に出力する。

これらの比較信号１１１　、１１２はアンドゲート２３
で論理積演算が行われ、これらの比較信号１１１゜１１
２がともに論理「１」であれば、ウィンドコンパレータ
出力１１３に論理「１」が出力されてラッチ回路２４に
ラッチされる。すなわち、設定値ＨＡＸ≧検出信号１０
１≧設定値旧Ｎであればウィンドコンパレータ出力１１
３に論理「１」が出力され、これがラッチされる。

一方、外部から入力されたトリガパルス１００はパルス
発生器２５に入り、一定の時間差を有する２つのパルス
（φ１．φ２　）　１１４　、１１５に分割される。先
行するパルス（φ１　）　１１４はラッチ回路２４のク
ロック入力とされ、このパルス１１４のタイミングでウ
ィンドコンパレータ出力１１３がラッチ回路２４にラッ
チされる。そして、アンドゲート２６で２番目のパルス
（φ２　）　１１５とラッチ回路２４からのゲート信号
１１６との論理積演算がとられ、ゲート信号１１６が論
理「１」のとき、２番目のパルス１１５がアンドゲート
２６からＱスイッチパルス１０２として出力される。

すなわち、設定値ＨＡＸ≧検出信号１０１≧設定値ＨＩ
Ｍのとき、Ｑスイッチパルス１０２が出力されることに
なり、このＱスイッチパルス１０２はＱスイッチ素子８
を駆動して、レーザロッド１１と共振器ミラー２とを介
してレーザパルス１０３が出力される。

本発明の一実施例では、コンパレータ２１．２２におけ
る設定値ＭＡＸ　、　ＨＩＭの設定がボリュームＶＲに
より行われているが、コンピュータ制御などの装置にお
いてはＤ／Ａコンバータなどによりプログラム制御を行
うことができる。また、ゲート信号１１６をＱスイッチ
パルス１０２の出力後にチェックすることにより、Ｑス
イッチパルス１０２がミスショットかどうか調べること
ができ、確実にレーザパルス１０３を出力することがで
きる。したがって、励起ランプ１２からの励起光が一定
のときだけレーザパルス１０３が出力されることになる
ので、安定したレーザ出力を得ることができる。

第４図は本発明の他の実施例を第１図の構成により実施
したときのレーザパルス制御回路７の構成を示すブロッ
ク図である。図において、本発明の伯の実施例よるレー
ザパルス制御回路７は、アンプ３１と、ウィンドコンパ
レータ３２，３３と、アンドゲート３４．３６と、ラッ
チ回路３５と、パルス発生器２５とから構成され、ディ
テクタ６にはいわゆる４分割ディテクタが用いられてい
る。

本実施例においては、レーザパルス制御回路７以外は第
１図の実施例と同様の構成とする。以下、第１図と第４
図とを用いて本発明の他の実施例の動作について説明す
る。

本発明の他の実施例では、ディテクタ６に４分割ディテ
クタを用いているので、励起ランプ１２のアーク放電に
よるレーザロッド１１内の光量のほかに、レーザロッド
１１内の集光像の位置も検出することができ、アーク放
電の空間的ゆらぎを検出することができる。

ディテクタ６の検出信＠１０１は４分割された各ディテ
クタからの４つの検出信号Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄで構成され、
これらの検出信号Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄはアンプ３１に夫々出
力される。アンプ３１ではこれらの検出信号Ａ、Ｂ、Ｃ
，Ｄを位置検出信号（（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ））１２１
と光量検出信号（Ａ＋〇＋Ｃ＋Ｄ）　１２２との２種の
信号に変換し、これらの位置検出信号１２１と光量検出
信号１２２とは夫々ウィンドコンパレータ３２．３３に
出力される。

位置検出信号１２１は励起ランプ１２の集光像の位置を
示し、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ−）＝Ｏのときに４つのデ
ィテクタ６の中心に励起ランプ１２の集光像が位置した
ことになる。ディテクタ６の位置は予め励起ランプ１２
の集光像の最適位置と合せておく。

位置検出信号１２１と光量検出信号１２２とは、ウィン
ドコンパレータ３２，３３に夫々予め設定さｔ’Ｌりｌ
定値ＨＡＸ１．　ＨＩＮｌ、　ＨＡＸ２．　ＨＩＮ２と
夫々比較され、ウィンドコンパレータ３２，３３は設定
値Ｈ＾Ｘ１≧位置検出イΔ号１２１≧設定値ＨＩＮ１．
設定値ＨＡＸ２≧光最検出信＠１２２≧設定値旧Ｎ２と
なったときに比較信号１２３　、１２４に夫々論理「１
」を出力する。

これらの比較信号１２３　、１２４はアンドゲート３４
で論理積演算が行われ、これらの比較信号１２３゜１２
４がともに論理「１」であればウィンドコンパレータ出
力信号１２５に論理ＮＪが出力され、ラッチ回路３５に
ラッチされる。

一方、外部から入力されたトリガパルス１００は本発明
の一実施例と同様にパルス発生器２５で一定の時間差を
有する２つのパルス１１４　、１１５に分割される。パ
ルス１１４はラッチ回路３５でラッチを行うときのタイ
ミングとして用いられ、パルス１１５はアンドゲート３
６でラッチ回路３５からのゲート信号１２６との論理積
演算が行われ、ゲート信号１２６が論理「１」のときに
Ｑスイッチパルス１０２として出力される。

すなわち、ウィンドコンパレータ３２．３３からの比較
信号１２３　、１２４がともに設定値ＨＡＸ１≧位置検
出信号１２１≧設定値ＨＩＮ１．設定値ＨＡＸ２≧光最
検出信号１２２≧設定値旧Ｎ２どなったとき、Ｑスイッ
チパルス１０２が出力されることになり、このＱスイッ
チパルス１０２はＱスイッチ素子８を駆動して、レーザ
ロッド１１と共振器ミラー２とを介してレーザパルス１
０３が出力される。

ウィンドコンパレータ３２，３３における設定値ＭＡＸ
Ｉ、　ＨＩＮｌ、　ＨＡＸ２．旧Ｎ２の設定は本発明の
一実施例と同様にプログラム制御することができる。

また、ラッチ回路３５からのミスショット信号１２１を
Ｑスイッチパルス１０２出力後にチェックすることによ
り、Ｑスイッチパルス１０２がミスショットかどうか調
べることができ、確実にレーザパルス１０３を出力する
ことができる。

したがって、励起ランプ１２からの励起光の光量と集光
像の位置とが一定のときだけレーザパルス１０３が出力
されることになるので、励起ランプ１２の光量の変化や
アーク放電の位置のゆらぎによるレーザ出力の変化を除
くことができ、安定したレーザ出力を得ることができる
。

このように、励起ランプ１２のアーク放電によるレーザ
ロッド１１内における集光像の光量が予め定められた所
定の光１となったことが検出されたとき、Ｑスイッチ素
子８を駆動してレーザパルス１０３が出力されるように
することによって、トリガパルス１００に対して安定し
たレーザパルス１０３が得られる条件が揃ったときだけ
レーザパルス１０３を出力させることができるので、従
来のようにレーザ発成器を構成する個々のユニットの性
能を向上させて開発コストや製造コストが高いものを使
用することなく、また、特別に安定化を８１つたレーザ
電源を使わなくとも、安定したレーザ出力を得ることが
できるレーザ発成器を安価に実現することができる。

また、励起ランプ１２のアーク放電によるレーザロッド
１１内における集光像の光量と集光像の集光位置とが予
め定められた所定の光量と所定位置とになったことが検
出されたとき、Ｑスイッチ素子８を駆動してレーザパル
ス１０３が出力されるようにすることによって、励起ラ
ンプ１２の光量の変化やアーク放電の位置のゆらぎによ
るレーザ出力の変化を除くことができるので、従来の開
発コストや製造コストが高いものを使用しなくとも、安
定したレーザ出力を得ることができるレーザ発振器を安
価に実現することができる。

尚、本発明の一実施例および他の実施例では、励起ラン
プ１２が連続してアーク放電を行う場合について述べた
が、レーザパルス１０３を出力させるときにアーク放電
を行う励起ランプ１２でもよく、この場合はパルス発生
器２５からの先行するパルス１１４に応答してアーク放
電を行わせればよく、これに限定されない。

発明の詳細 な説明したように本発明によれば、励起ランプのアーク
放電によるレーザロッド内における集光像の強度が予め
定められた所定の強度となったことを検出したとき、Ｑ
スイッチ素子を駆動してレーザパルスが出力されるよう
にすることによって、トリがパルスに対して安定したレ
ーザパルスが得られる条件が揃ったときだけレーザパル
スを出力させることができるので、従来のような開発コ
ストや！Ｉ造ココスト高いレーザ発振器を使用すること
なく、安定したレーザ出力を得ることができるレーザ発
振器を安価に実現することができるという効果がある。

また、励起ランプのアーク放電によるレーザロッド内に
おける集光像の強度と集光像の集光位置とが予め定めら
れた所定の強度と所定位置とになったことを検出したと
き、Ｑスイッチ素子を駆動してレーザパルスが出力され
るようにすることによって、励起ランプの光量の変化や
アーク放電の位置のゆらぎによるレーザ出力の変化を除
くことができるので、従来の開発コストや製造コスｌ〜
が高いレーザ発振器を使用しなくとも、安定したレーザ
出力を得ることができるレーザ発振器を安価に実現する
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図に示す本発明の一実施例によるレーザパルス制御
回路の構成を示すブロック図、第３図は第２図のパルス
発生器のタイムチャート、第４図は第１図に示す本発明
の他の実施例によるレーザパルス制御回路の構成を示す
ブロック図である。 主要部分の符号の説明 １・・・・・・レーザ共振器 ６・・・・・・ディテクタ （または４分割ディテクタ） ７・・・・・・レーザパルス制御回路 ８・・・・・・Ｑスイッチ素子 １１・・・・・・レーザロッド １２・・・・・・励起ランプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザロッドと励起ランプとＱスイッチ素子とを
   有するレーザ発振器のレーザパルス制御方式であって、
   前記励起ランプのアーク放電による前記レーザロッド内
   における集光像の強度を検出する強度検出手段を設け、
   前記強度検出手段により予め定められた所定の強度が検
   出されたとき、前記Ｑスイッチ素子を駆動してレーザパ
   ルスが出力されるようにしたことを特徴とするレーザパ
   ルス制御方式。
2. （２）レーザロッドと励起ランプとＱスイッチ素子とを
   有するレーザ発振器のレーザパルス制御方式であって、
   前記励起ランプのアーク放電による前記レーザロッド内
   における集光像の強度を検出する強度検出手段と、前記
   集光像の集光位置を検出する位置検出手段とを設け、前
   記強度検出手段により予め定められた所定の強度が検出
   され、前記位置検出手段により前記集光像が予め定めら
   れた所定位置にあることが検出されたとき、前記Ｑスイ
   ッチ素子を駆動してレーザパルスが出力されるようにし
   たことを特徴とするレーザパルス制御方式。