KR101346118B1 - 반도체 링크 가공용 레이저 빔(들)의 정렬 시스템 및 방법 - Google Patents

반도체 링크 가공용 레이저 빔(들)의 정렬 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

하나의 방법(400)이 레이저 빔을 이용해서 반도체 기판(240) 상에서 또는 내에서 전도성 링크를 선택적으로 조사하기 위한 기계(500, 700A, 700B, 700C, 800, 1000) 내에서 레이저 빔의 정적(static) 정렬에 대해 구별되는(discrete) 조정을 한다. 이 레이저 빔은 하나의 축(650)을 갖는 빔 경로(510, 640, 710)를 따라서 전파하는데, 이 축은 레이저로부터 반도체 기판(240) 상의 또는 내의 한 위치에 있는 레이저 빔 스폿(110, 610)까지 연장한다. 이 방법(400)은 레이저 빔의 적어도 하나의 측정된 특징을 기초로 해서, 적어도 하나의 신호를 생성해서(420) 레이저 빔 경로(510, 640, 710)를 초래하는 기계(500, 700A, 700B, 700C, 800, 1000)의 조정가능한 광 요소(555, 560, 720, 730, 744, 746, 836, 838, 840, 854, 860, 225)를 제어한다. 이 방법(400)은 또한 상기 적어도 하나의 신호를 조정가능한 광 요소(555, 560, 720, 730, 744, 746, 836, 838, 840, 854, 860, 225)로 보낸다(430). 이 방법(400)은 이후 상기 적어도 하나의 신호에 응답해서 조정가능한 광 요소(555, 560, 720, 730, 744, 746, 836, 838, 840, 854, 860, 225)를 조정해서(440) 레이저 빔 경로축(650)의 정적 정렬을 개선한다.

Description

반도체 링크 가공용 레이저 빔(들)의 정렬 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS FOR ALIGNMENT OF LASER BEAM(S) FOR SEMICONDUCTOR LINK PROCESSING}
본원은 2006년, 7월 5일 출원된 미국 특허 출원(제11/481,562호)에 대한 우선권을 주장하는데, 상기 미국 특허 출원(제11/481,562호)은 2005년 2월 4일 출원된 그리고 발명의 명칭이 "Semiconductor Structure Processing Using Multiple Laterally Spaced Laser Beam Spots With On-Axis Offset"인 미국 특허 출원(제11/051,265호)의 부분 계속 출원(CIP)이며, 상기 미국 특허 출원(제11/051,265호)은 2004년 6월 18일 출원된 그리고 발명의 명칭이 "Multiple-Beam Semiconductor Link Processing"인, 미국 가출원(제60/580,917호)에 대한 우선권을 주장한다. 앞의 출원 모두는 본 명세서에 참고문헌으로 병합된다.
2005년 2월 4일 출원된 다음의 그밖의 US 특허 출원 또한 본 명세서에 참고문헌으로 병합된다.
˙출원 번호 11/051,262, 발명의 명칭 "Semiconductor Structure Processing Using Multiple Laser Beam Spots Delivering Multiple Blows";
˙출원 번호 11/052,014, 발명의 명칭 "Semiconductor Structure Processing Using Multiple Laser Beam Spots With Joint Velocity Profiling";
˙출원 번호 11/051,500, 발명의 명칭 "Semiconductor Structure Processing Using Multiple Laser Beam Spots Spaced On-Axis Delivered Simultaneously";
˙출원 번호 11/052,000, 발명의 명칭 "Semiconductor Structure Processing Using Multiple Laser Beam Spots Spaced On-Axis to Increase Single-Blow Throughput";
˙출원 번호 11/051,263, 발명의 명칭 "Semiconductor Structure Processing Using Multiple Laser Beam Spots Spaced On-Axis on Non-Adjacent Structures";
˙출원 번호 11/051,958, 발명의 명칭 "Semiconductor Structure Processing Using Multiple Laser Beam Spots Spaced On-Axis with Cross-Axis Offset"; 및
˙출원 번호 11/051,261, 발명의 명칭 "Semiconductor Structure Processing Using Multiple Laser Beam Spots Overlapping Lengthwise on a Structure".
본 개시물은 일반적으로 반도체 집적 회로를 제조하는 것과 관계 있고 더 구체적으로는 반도체 집적 회로 상의 또는 그 안의 구조를 가공하기 위해 레이저 빔을 이용하는 것과 관계 있다.
이러한 회로 제작 프로세스 동안에, IC(집적 회로)는 종종 다양한 이유로 결함을 초래한다. 이러한 이유로, IC 디바이스는 종종 중복 회로 요소, 이를테면 여분의 메모리 셀 행 및 열을 반도체 메모리 디바이스, 이를테면 DRAM(동적 랜덤 액세스 메모리), SRAM(정적 랜덤 액세스 메모리), 또는 임베디드(embeded) 메모리 내에 포함하도록 설계된다. 이러한 디바이스는 또한 중복 회로 요소의 전기 접점 사이에 특별한 레이저-절단가능 링크를 포함하도록 설계된다. 이러한 링크는 예컨대, 결함있는 메모리 셀을 연결해제해서 대체 중복 셀로 대신하도록, 제거될 수 있다. 유사한 기술이 또한, 로직 제품, 이를테면 게이트 어레이 또는 ASIC(응용 특정 집적 회로)을 프로그래밍하거나 구성하기 위해, 링크를 절단하도록 이용된다. IC가 제작된 후에, 회로 요소가 결함에 대해 테스트되고, 결함 위치가 데이터베이스 내에 기록될 수 있다. IC의 배치 및 IC의 회로 요소의 위치에 대한 위치 정보와 조합해서, 레이저-기반 링크 가공 시스템이 선택된 링크를 절단해서 IC를 유용하게 만들도록 채용될 수 있다.
레이저-절단가능 링크는 통상적으로 약 0.5-1 미크론(㎛)의 두께, 약 0.5-1 ㎛의 폭, 및 약 8㎛의 길이이다. IC 내의 회로 요소, 따라서 이 요소들 사이의 링크는 통상적으로 규칙적인 기하학적 배열, 이를테면 규칙적인 행으로 배열된다. 통상적인 링크 행에서, 인접 링크 사이의 중심 대 중심 피치는 약 2-3㎛이다. 이러한 치수는 대표적이며, 기술적 진보가 더 작은 형상물(feature)의 작업물의 제조 및 더 큰 정확도와 더 작은 집속 레이저 빔 스폿을 갖는 레이저 가공 시스템의 생성을 허용함에 따라 작아지고 있다. 가장 보편적인 링크 물질은 폴리실리콘 및 유사한 조성물이나, 메모리 제조업자는 다양한 더 전도성있는 금속 링크 물질을 최근 채택하고 있는데, 이 물질은 알루미늄, 구리, 금, 니켈, 티타늄, 텅스텐, 백금뿐만 아니라 그밖의 금속, 금속 합금, 티타늄 또는 탄탄륨 질화물과 같은 금속 질화물, 텅스텐 규화물과 같은 금속 규화물, 또는 그밖의 금속-유사 물질을 포함할 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.
종래의 레이저-기반 반도체 링크 가공 시스템은 각 링크에서 약 4 내지 30나 노초(ns)의 펄스 폭을 갖는 단일 레이저 출력 펄스를 집속한다. 레이저 빔은 한번에 단지 하나의 링크를 제거하기에 충분한 풋프린트 또는 스폿 크기를 가지고 IC 상에 입사한다. 레이저 펄스가, 실리콘 기판 위에 위치된, 그리고 통상적으로 2000-10,000 옴스트롱(Å)의 두께인 위에 놓인 패시베이션 층을 포함하는 패시베이션 층 스택의 콤포넌트 층과 아래에 놓인 패시베이션 층 사이에 위치된, 폴리실리콘 또는 금속 링크와 충돌할 때, 실리콘 기판은 비교적 작은 비례하는 양의 적외선(IR)을 흡수하고 패시베이션 층(실리콘 이산화물 또는 실리콘 질화물)은 적외선에 비교적 투명하다. 적외선(IR) 및 가시 레이저 파장(예컨대, 0.522㎛, 1.047㎛, 1.064㎛, 1.321㎛, 및 1.34㎛)이 회로 링크를 제거하기 위해 20년 넘게 채용되어 왔다.
레이저 가공 시스템은 전통적으로 링크 제거를 위해 작은 스폿에 집속된 단일 레이저 펄스를 채용해 왔다. 제거될 링크 뱅크는 통상적으로 직선 행으로 웨이퍼 상에 배열되는데, 이것에 대한 하나의 예가 도 1에 도시되어 있다. 행이 완벽하게 직선일 필요는 없으나, 통상적으로 상당히 직선이다. 링크는 온-더-플라이("OTF") 런(run)으로도 언급되는 링크 런(120) 내에서 시스템에 의해 가공된다. 링크 런(120) 동안에, 레이저 빔은, 스테이지 포지셔너가 집속된 레이저 스폿 위치(110)를 가로질러 링크 행을 통과할 때 펄스발생된다. 이 단계는 통상적으로 한번에 단일 축을 따라서 이동하며 각 링크 위치에서 중지하지 않는다. 따라서 링크 런(120)은 일반적으로 길이 방향으로(도시된 바와 같이 수평으로 페이지를 가로질러) 링크 행 아래에 있는 가공 통로(processing pass)이다. 더욱이, 링크 런(120) 의 세로 방향은 정확히 직선이거나, 행을 이루는 개별 링크의 세로 방향에 정확히 수직일 필요는 없으나, 이것은 통상적으로는 대략 사실이다. 링크 런(120) 내의 선택된 링크 상에서 레이저 빔이 충돌하는데, 이 레이저 빔의 전파 경로는 축을 따른다. 해당 축이 작업물와 교차하는 위치가 링크 런(120)을 따라 연속적으로 나아가는 한편 링크를 선택적으로 제거하기 위해 레이저에 펄스를 발생시킨다. 펄스 에너지가 링크 상에서 충돌하도록 웨이퍼 및 광 콤포넌트가 상대적인 위치를 가질때(예컨대, 레이저 스폿(110)이 트리거 위치(130)와 일치할 때), 레이저가 펄스를 방출하고 링크를 절단하도록 트리거된다. 링크의 일부가 조명되지 않고 가공되지 않은 링크(140)로서 남아있으나, 나머지는 조명되어 절단 링크(150)가 된다. 레이저 빔 스폿(110)이 링크 행을 따라 나아간다고 하나, 이는 언어학상의 약식표현(shorthand)이다. 더 정확하게, 스폿은, 레이저 빔이 온일 때 레이저 빔으로부터 발생한다. 간헐적인 레이저 빔, 이를테면 펄스발생된 레이저 빔의 경우에, 레이저 빔이 턴 온 및 오프함에 따라 IC 작업물 상에 결과 스폿이 나타나고 사라진다(come and go). 그러나, 레이저 빔이 전파축을 갖는 전파 경로를 따라서 전파하고, 경로 및 축이 항상 존재하는데, 이는 빔이 온이든 아니든 그러하다. 따라서, 정확하게 하기 위해, 레이저 빔 경로 또는 축이 링크 런을 따라 이동한다. 링크 런 동안에 임의의 소정의 시간에, 축은 링크 상 또는 두 개의 인접 링크 사이 중 하나에서 IC 작업물와 교차한다. 레이저 빔 축이 제거를 위해 선택된 링크(150)와 교차할 때, 레이저 빔에 에너지가 공급되어 링크(150)를 절단한다. 레이저 축이 규칙적으로 이격된 링크(대략적으로 균일한 피치를 가짐) 뱅크를 따라서 움직이고 있을 때, 레이 저 빔에 링크의 축 교차와 등가의 속도로 그리고 이 교차와 동위상으로 동기화되어 주기적으로 펄스가 발생될 수 있다. 레이저 펄스는 선택적으로 통과 또는 차단되어 소저의 링크를 절단하거나 본래대로 남겨둘 수 있다. 스폿(110)이 도 1 및 그밖의 부분에서 원 모양을 갖는 것으로 도시되어 있으나, 레이저 빔이 생성될 수 있는 어떠한 임의의 모양을 가질 수 있다.
도 2는 통상적인 링크 가공 시스템을 도시하는데, 이 시스템은 고정 광 테이블(210) 아래의 XY 평면에서 웨이퍼(240)를 이동시킴으로써 스폿 위치를 조정한다. 광 테이블(210)이 레이저(220), 미러(225), 집속 렌즈(230), 및 아마도 그밖의 광 하드웨어를 지탱한다. 웨이퍼(240)가 척(chuck, 250) 상에 그것을 배치함으로써 XY 평면 내에서 이동되는데, 척은 움직임 스테이지(260)에 의해 이동된다. 대안적으로, 광 테이블(210) 위의 광 장비가 이동하는 동안 웨이퍼(240)가 여전히 유지될 수 있다. 또 하나의 대안으로서, 웨이퍼(240)와 광 테이블(210) 상의 광 장비 모두가 원하는 상대적인 움직임을 전하도록 이동할 수 있다.
도 3a는 다수의 다이(242)를 포함하는 웨이퍼(240)의 평면도이다. 다이(242)는 일반적으로 규칙적인 기하학적 배열로 배치된다. 통상적으로 직사각형 패턴의 연속 다이 그룹이 정렬 영역(244)을 구성하는데, 이 영역의 코너 또는 그 근처에 전용 정렬 타겟(246)이 있을 수 있다. 각 다이 위에 또는 그 근처에 부가적인 정렬 타겟(미도시)이 있을 수 있다. 정렬 타겟(246)은 레이저 빔 스폿(110)을 웨이퍼(240)에 대해 정렬하는데 이용될 수 있다. 정렬 영역(244)의 각 코너 내의 정렬 타겟(246)으로부터 수집된 정렬 데이터가 정렬 영역(244) 내의 각 다이 내에서 가 공될 링크 위치를 계산하는데 이용될 수 있다. 예컨대, 표면 맞춤(fitting) 알고리즘 이 알려진 코너 정렬 타겟 데이터에 적용되어 표면 모델을 정렬 영역에 맞출 수 있다. 이 프로세스는 때로는 위치 기하학 정정(PGC)으로서 언급된다.
도 3b는 반도체 다이(242)를 가로지르는 링크런의 예시이다. X방향 링크 런(X 방향 궤적(310)을 따름)과 Y방향 링크 런(Y방향 궤적(320)을 따름) 모두가 도시되어 있다. 소정의 다이 내의 회로 요소(통상적으로, 소정의 웨이퍼 상에서와 모두 동일함)는 통상적으로, 규칙적인 기하학적 배열로 배열되는데, 해당 요소 사이의 링크가 그와 같다. 링크는 보통 "링크 뱅크"로 불리는 그룹 내에서 규칙적인 행 내에 놓이는데, 직교 X 및 Y방향으로 이격 및 확장하는 대략적으로 균일한 중심 대 중심 피치 간격을 갖는다. 링크 뱅크 내의 선택된 링크를 제거하기 위해, 빔 스폿(110)이 대략적으로 균일 속도로 링크 뱅크를 따라서 연속적으로 나아가는 동안 레이터(110)가 펄스를 방출해서 링크를 선택적으로 제거한다. 레이저(110)가 트리거되어 펄스를 방출하고 이에 따라 링크를 선택된 타겟 위치에서 절단하는데, 이때 레이저 빔 스폿은 타겟 위치 위에 있다. 그 결과, 링크의 일부가 조명되지 않고 가공되지 않은 링크로서 남겨지는 한편, 나머지는 조명되어 절단되거나 다른 방식으로 물리적으로 변한다. 웨이퍼(240)의 일부 또는 전부를 가로질러 가공하는 그리고 선택된 링크를 레이저 광선를 가지고 가공하는 프로세스는 "링크 런", 더 구체적으로는 "가공 링크 런"(또는 간단히 "가공 런")이라고 불리는데, 이는 위에서 도 1에서 더 상세하게 설명된 바와 같다.
종래의 순차적 링크 블로잉(blowing) 프로세스는 각 링크 런에 대해 한번씩 웨이퍼(240)를 가로질러 XY 움직임 스테이지(260)를 스캐닝하는 것을 필요로 한다. 웨이퍼(240)를 가로질러 뒤로 그리고 앞으로 반복적으로 스캐닝하는 것이 완벽한 웨이퍼 가공을 야기한다. 하나의 기계가 통상적으로, Y-축 링크 런(320) 배치(batch)를 가공하기 전에 다수의 X-축 링크 런(310)을(또는 그 반대) 뒤로 그리고 앞으로의 가공을 스캐닝한다. 이 예는 단지 예시적이다. 링크 런의 그밖의 구성및 그밖의 가공 방식이 가능하다. 예컨대, 링크 뱅크 및 링크 런이 직선 행이 아닐 수 있으며 연속적으로 움직이면서 가공되지 않을 수 있다.
광 경로에서의 최소한의 변화, 예컨대 열 팽창 또는 수축에 의해 야기된 작은 치수 변화가 집속된 레이저 빔 스폿의 원하는 특성을 상당히 줄일 수 있다.
본 반도체 링크 가공 시스템에서, 레이저 빔은 초기에 정렬되고 이후 수동 프로세스에 의해 때때로 재정렬되는데, 이 프로세스는 시스템의 인클로우져(enclosure) 및 그밖의 덮개 또는 커버를 개방하는 것, 레이저 빔 또는 레이저 스폿 특성을 관찰하기 위해 진단 테스트를 실행하는 것, 적당한 조정(들)을 결정하는 것, 및 레이저 빔 경로 내의 조정가능한 광 요소에 대해 해당 조정을 수동으로 하는 것을 수반한다. 이 프로세스는 불완전하고, 시간이 걸리고, 숙련된 기술자를 필요로 한다. 예컨대, 시스템의 인클로우져, 덮개 및 커버가 조정을 위해 제거되기 때문에, 시스템은 통상적인 작동 조건과는 상이한 열 상태에 있다. 열 조건이 레이저 빔 정렬에 영향을 미칠 수 있기 때문에, 이 조정은 내재적으로 부정확할 수 있다.
높은 펄스 반복 주파수(PRF)를 갖는 레이저의 이용은 정렬 문제를 악화시킬 수 있다. 이러한 레이저가 증가된 가공 처리량을 야기할 수 있는 반면에, 이 레이저는 또한 시스템 환경에 더 많은 열을 끌어들일 수 있는데, 이는 더 많은 열 팽창을 그리고 이에따라 빔 정렬에 더 많은 이동을 유도한다. 또한, 높은 PRF 레이저의 내재적인 포인팅 안정성 및 펄스 안정성 특징이 항상 저위 PRF 레이저만큼 양호하지는 않다. 이러한 인자는 높은 PRF 시스템 내에서 더 도전해볼 만하고 더 중요한 빔 정렬을 만들기 위해 조합된다.
오정렬의 그밖의 이유는 기계적인 크리프(creep) 및 고장, 광 테이블의 움직임 및 진동으로 인한 콤포넌트 이동, 선적시에 발생하는 충격, 요소 마모, 베어링 표면 상에 안착하는 파편, 볼트-다운(bolted-down) 콤포넌트가 재위치지정하게 할 수 있는 응력을 야기하는 반복된 가열 및 냉각 사이클, 및 이용에 의해 야기된 레이저 및 광 콤포넌트의 장기 변화를 포함한다. 이러한 존재 중 어느것, 및 나열되지 않은 그밖의 것이 시스템 빔 정렬을 바람직하지 않게 열화시킬 수 있다.
반도체 링크 형상물이 계속해서 줄어들어, 가공 스폿 크기에서의 축소를 필요로 함에 따라, 정렬 오차 한계 또한 줄어들어, 레이저 빔 정렬을 더 도전해볼 만하게 한다.
일 실시예에 따르면, 하나의 방법이 레이저 빔을 이용해서 반도체 기판 상에서 또는 내에서 전도성 링크를 선택적으로 조사하기(irradiate) 위한 기계 내에서 레이저 빔의 정적(static) 정렬에 대해 구별되는(discrete) 조정을 한다. 이 레이저 빔은 하나의 축을 갖는 빔 경로를 따라서 전파하는데, 이 축은 레이저로부터 반도체 기판 상의 또는 그 안의 한 위치에 있는 레이저 빔 스폿까지 연장한다. 이 방법은 레이저 빔의 적어도 하나의 측정된 특징을 기초로 해서, 적어도 하나의 신호를 생성해서 레이저 빔 경로를 초래하는 기계의 조정가능한 광 요소를 제어한다. 이 방법은 또한 상기 적어도 하나의 신호를 조정가능한 광 요소로 보낸다. 이 방법은 이후 상기 적어도 하나의 신호에 응답해서 조정가능한 광 요소를 조정해서 레이저 빔 경로축의 정적 정렬을 개선한다.
또 하나의 실시예에 따르면, 하나의 기계가 레이저 빔을 이용해서 반도체 기판 상에서 또는 내에서 전도성 링크를 선택적으로 조사한다. 이 기계는 레이저 빔을 생성하는 레이저와, 빔 경로를 포함하는데, 이 빔 경로를 따라서 레이저 빔이 전파된다. 이 빔 경로는 레이저로부터 반도체 기판 상의 또는 내의 위치에 있는 레이저 빔 스폿까지 확장하는 축을 갖는데, 빔 경로는 하나 이상의 제어되지 않은 변형을 받는다. 이 기계는 또한 빔 경로의 축을 초래하는 조정가능한 광 요소, 및 조정가능한 광 요소에 전기적으로 연결된, 그리고, 레이저 빔의 적어도 하나의 측정된 특징을 기초로 해서, 적어도 하나의 전기 신호를 생성하도록 구성된, 프로세서를 포함해서, 조정가능한 광 요소를 조정해서 상기 하나 이상의 제어되지 않은 변형 중 적어도 하나를 보상하며 이에따라 빔 경로의 정적 정렬에 대해 구별되는(discrete) 개선을 만든다.
추가적인 또 하나의 실시예에 따르면, 하나의 시스템이 복수의 레이저 빔을 이용해서 반도체 기판 상의 또는 내의 구조체를 선택적으로 조사한다. 이 구조체는 일반적으로 길이 방향으로 연장하는 하나 이상의 행으로 배열되어 있다. 이 시스템은 레이저 소스, 제1 레이저 빔 전파 경로, 제1 액추에이터, 제2 레이저 빔 전파 경로, 제2 액추에이터, 및 제어 시스템을 포함한다. 레이저 소스는 적어도 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 생성한다. 제1 레이저 빔은 반도체 기판을 향해, 제1 레이저 빔 전파 경로를 따라 전파하는데, 이 경로는 제1 스폿에서 반도체 기판과 교차하는 제1 레이저 빔 축을 갖는다. 제1 액추에이터는 제1 레이저 빔 축을 조정하기 위해 구성된다. 제2 레이저 빔은 반도체 기판을 향해 제2 레이저 빔 전파 경로를 따라서 전파하는데, 이 경로는 제2 스폿에서 반도체 기판과 교차하는 제2 레이저 빔 축을 갖는다. 제2 액추에이터는 제2 레이저 빔 축을 조정하기 위해 구성된다. 제어 시스템은 제1 액추에이터와 제2 액추에이터 중 적어도 하나를 활성화시켜서 제1 레이저 빔 전파 경로와 제2 레이저 빔 전파 경로 중 적어도 하나를 조정해서 경로들 중 적어도 하나의 정렬을 개선하도록 구성된다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이 용어 "위"는 바로 위만을 의미하는 것이 아니라 정상, 위쪽, 위, 또는 임의의 방식으로, 부분적으로 또는 전체적으로 덮는 것을 의미하며; 용어 "실질적으로"는 약 또는 대략적으로를 의미하며 높은 정도의 근접을 의미하지는 않는다.
구체적인 실시예의 구성 및 작동에 대한 부가적인 세부설명는 아래 나열된 도면을 참조해서 다음 부분에 개시된다.
도 1은 레이저 스폿과 함께 선택적으로 조사되는 링크 행 또는 뱅크의 도면으로서, 레이저 스폿이 뱅크의 길이 방향을 따라서 스캔하는, 도면.
도 2는 링크 가공 시스템의 도면.
도 3a는 반도체 웨이퍼의 예시도.
도 3b는 도 3a의 반도체 기판 상의 다이 상의 링크 런의 예시도.
도 4는 일 실시예에 따른 방법의 흐름도.
도 5는 일 실시예에 따른 빔 정렬 능력을 구비한 단일-빔 링크 가공 시스템의 블록도.
도 6a는 빔 스폿의 X 위치를 측정하기 위해 이용된, 레이저 빔 스폿을 도시하는 정렬 타겟의 평면도.
도 6b는 빔 스폿의 Y 위치를 측정하기 위해 이용된, 레이저 빔 스폿을 도시하는 정렬 타겟의 평면도.
도 6c는 입사 빔 기울기를 측정하기 위해 이용된 정렬 타겟 상에 입사하는 레이저 빔의 측면도.
도 7a는 일 실시예에 따른 빔 정렬 능력을 구비한 단일-빔 링크 가공 시스템의 블록도.
도 7b는 또 하나의 실시예에 따른 빔 정렬 능력을 구비한 단일-빔 링크 가공 시스템의 블록도.
도 7c는 일 실시예에 따른 빔 정렬 능력을 구비한 단일-빔 링크 가공 시스템의 블록도.
도 8은 일 실시예에 따른 빔 정렬 능력을 구비한 이중-빔 링크 가공 광 시스템의 블록도.
도 9는 XY위치 및/또는 상대적인 오프셋을 측정하기 위해 이용된, 두 개의 레이저 빔 스폿을 도시하는 정렬 타겟의 평면도.
도 10은 일 실시예에 따른 빔 정렬 능력을 구비하난 N-빔 링크 가공 시스템의 블록도.
A. 개관
위에서 나열된 도면을 참조해서, 이 부분은 구체적인 실시예 및 이 실시예의 상세한 구성 및 동작을 설명한다. 본 명세서에서 설명된 실시예는 단지 예시로서 개시된다. 당업자는, 본 명세서에 설명된 실시예에 대해 변형이 이루어질 수 있으며 그밖의 실시예가 가능하다는 것을, 본 명세서 내의 교시에 비추어 인식할 것이다. 모든 가능한 실시예, 및 설명된 실시예의 모든 가능한 변형물을 망라해서 싣는 어떠한 시도도 이루어지지 않는다. 명확화 및 간결함을 위해, 일정 실시예의 콤포넌트 또는 단계의 일정 측면이 과도한 세부설명없이 제시되는데, 이러한 세부설명은 본 명세서 내의 교시에 비추어서 당업자에게 분명하고/하거나 이러한 세부설명은 실시예의 더 적절한 측면에 대한 이해를 어렵게 한다.
당업자가 이러한 개시물에 비추어서 인식하는 바와 같이, 일정 실시예가 공지기술 이상의 일정 이점을 달성할 수 있는데, 이 이점은, 다음 중 일부 또는 모두를 포함한다:(1) 우수한 정렬 및 결과적인 개선된 가공 정확도 및 개선된 레이저 스폿 품질; (2) 더 빠른 정렬; (3) 기계에 대한 더 적은 분열, 구체적으로 열 및 기압 분열; (4) 폐쇄되어 있고 따라서 더 안정적이며 더 근접해서 가공 환경과 닮 아있는, 열 및 기압 환경에서 발생하는 정렬;(5) 정렬 조정을 수동으로 할 숙련된 기술자에 대한 감소된 의존성; (6) 시스템 견고함, 진동, 및 열적 안정에 대한 완화된 요건; (7) 수동 콤포넌트 조정과 비교해서, 액추에이트형(actuated) 조정 자동화에 의한 빔 경로 정렬의 더 직관적인 제어; (8) 빔 정렬에 대해 상호의존적인 영향을 미치는 다수의 광 요소의 조화된 조정의 더 쉬운 최적화; 및 (9) 다수의-빔 링크 가공 시스템 및 그밖의 복잡한 광 배치에서의 정렬의 개선된 제어. 다양한 실시예의 이러한 이점 및 그밖의 이점은 이 부분의 나머지를 읽는 순간 분명할 것이다.
도 4는 일 실시예에 따른 방법(400)의 흐름도이다. 방법(400)은 레이점 빔의 하나 이상의 특징을 측정하고(410), 측정된 특징(들)을 기초로 해서 제어 신호를 생성하고(420) 레이저 빔 경로를 초래하는 조정가능한 광 요소에 제어 신호를 보낸다(430). 제어 신호에 응답해서, 방법(400)은 조정가능한 광 요소를 조정하고(440) 이에 따라 레이저 빔의 정렬에 대해 구별되는, 정적 개선을 한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 레이저 빔에 대해 용어 "정렬"은 레이저 빔의 전파 축을 초래하고, 정렬 조정은 레이저 빔을 이용할 목적으로 빔 경로를 개선하기 위해 레이저 빔 경로의 축에서 임의의 신중한 변화를 가리킨다. 정렬 조정의 예는 레이점 빔 축의 포인팅 방향/기울기에 대한 변화 및 새로운 병렬 위치로의 평행 이동(translation)을 포함한다.
측정 단계(410)는 방법(400)에 대해 선택적인데, 이는 이 측정이 방법(400)과 별도로 결정되거나 미리 알려져 있을 수 있기 때문이다. 측정된 빔 특징은 예컨 대, 레이저 빔의 터미널 말단(terminal end)에서 웨이퍼(240) 상의 스폿 위치, 레이저 빔 경로를 따라서 중간 포인트에서의 위치, 웨이퍼(240) 상에서 또는 중간 포인트에서 입사하는 빔 경로 기울기, 스폿 크기, 타원율(ellipticity), 스폿 모양, 비점수차, 빔 허리 모양, 초점 깊이, 스폿 크기 조정도, 스폿 크기 조정을 갖는 스폿 평행이동, 초점 조정을 갖는 스폿 평행이동, 빔 또는 스폿의 청결도(cleanliness), 팬텀(phantom) 스폿의 존재, 편광, 펄스 에너지, 펄스 전력, 감쇠, 빔 파면 왜곡, 및 기타를 포함할 수 있다. 이러한 빔 특징 및 그밖의 빔 특징을 측정하기 위한 시스템 진단 테스트 및 그밖의 방법 및 도구는 종래기술에 알려져 있다. 웨이퍼(240) 상에서 그리고 빔 경로 내의 중간 포인트에서 빔/스폿 위치 및 기울기를 측정하기 위한 구체적인 기술은 아래에서 상세하게 설명된다.
측정 단계(410)의 일 예는 웨이퍼(240) 상의 정렬 타겟, 이를테면 정렬 타겟(246)(도 3a에 도시된 바와 같음)을 가로질러 레이저 빔 스폿을 스캐닝하는 것이다. 상이한 초점 깊이에서 정렬 타겟을 반복적으로 스캐닝함으로써, 초점 및/또는 빔 기울기 정보가 측정될 수 있다. 전용 정렬 타겟(246)에 대해 대안적으로 또는 부가적으로, 정렬용 다이(242) 내의, 가공되지 않은 링크(140)와 같은, 링크를 이용하는 것이 가능한데, 이는 미국 특허 출원(제11/213,329호 및 제11/365,468호)에 개시된 바와 같으며, 이 출원 모두는 본 명세서에서 참고문헌으로 병합되어 있다. 측정 단계(410)의 또 하나의 예는 빔 분할기 및 위치 감지 검출기(PSD) 또는 사분면 광 검출기(때로는 간단히 "쿼드 검출기"로 불림)를 이용해서 경로를 따라서 중간 포인트에서 레이저 빔의 위치를 감지하는 것이다.
빔 전파 특성의 광 측정에 덧붙여서, 그밖의 유형의 감지기 이를테면 온도 또는 스트레인(strain) 게이지 감지기가 빔 경로에 영향을 주는 현상을 검출하는데 이용될 수 있다. 예컨대, 강한 상관이 빔 경로 이동과 컴포넌트 또는 시스템 환경의 온도 사이에서 발견되는 경우, 빔 이동 보상은 이러한 감지기 측정을 기초로 할 수 있다.
측정 단계(410)는 전체적으로 또는 부분적으로, 수동으로 또는 자동으로 수행될 수 있다.
생성 단계(420) 및 보내기 단계(430)는 레이저 빔 경로를 초래하는 하나 이상의 조정가능한 광 요소를 제어하기 위해 하나 이상의 신호를 생성하는 것 및 송신하는 것을 수반할 수 있다. 신호(들)는 전기 신호(들) 및/또는 또하나의 형태(예컨대, 공기(pneumatic), 광)일 수 있다.
제어 신호(들)에 응답해서, 방법(400)은 조정가능한 광 요소(들)를 조정해서(440) 레이저 빔 경로, 더 구체적으로는 경로의 축의 정렬을 개선한다. 이러한 조종가능한 광 요소의 예는 조작가능한 미러(예컨대, 고속 조종 미러(FSM), 조종가능 경사판, 음향광학 변조기(AOM), 음향광학 편향기(deflector)(AOD), 전기광학 변조기(EOM), 전기광학 편향기(EOD), 변형가능 미러, 및 기타를 포함한다. 조정가능한 광 요소는 액추에이터, 이를테면 기계 액추에이터를 포함할 수 있다. 많은 상업적으로 이용가능한 기성 액추에이터가 존재한다. 일부 액추에이터는 모터 구동 또는 스텝퍼 모터 구동 스크루, 압전 액추에이터, 갈바노미터 디바이스 또는 음성 코일 모터를 포함한다. 다수의 제조업자가 모터형(motorized) 평행 이동 스테이지, 광 마운트, 경사판, 회전 스테이지, 미러, 및 그밖의 콤포넌트를 판매하고 있다. 액추에이트형 광 마운트의 일 예는 캘리포니아, 산 호세 소재의, Bookham, Inc.로부터 이용가능한 New focusTM PicomotorTM 액추에이트형 광 마운트이다. 이러한 액추에이터는 상이한 구동기 인터페이스, 이를테면 이더넷, TTL(트랜지스터 트랜지스터 로직), 또는 아날로그 입력단을 갖는 개-루프 및 폐-루프 모두에서 이용될 수 있다. 캘리포니아, Irvine 소재의 Newport Corp.와 같은 그밖의 제조업자가 직접 압전 구동, 스텝퍼 모터 구동 등과 같은 그밖의 기술을 기초로 하는 유사한 제품을 제공한다. 대안적인 액추에이터는 또한 조종 미러, 이를테면 Newport 또는 독일, Karlsruhe 소재의, Polytech PI에 의해 제조된 조종 미러, 및 갈바노미터 디바이스를 포함한다. 선형 평행 이동 스테이지, 회전 스테이지, 및 경사 스테이지가 또한 광 경로 조정에 이용될 수 있다.
정렬 및/또는 이에 대한 개선이 미리결정된 기준에 따라 평가될 수 있다. 이러한 기준의 예는 임의의 기준 평면 내에서 빔 축의 위치 또는 그 평면에 대한 빔 축의 방향이다. 하나의 기준 평면은, 통상적으로 평면형 물체인 웨이퍼(240)의 평면이다.
방법(400)은 레이저 빔의 정적 정렬에 대한 때때로의, 구별되는, 1회의, 개방형 루프, 또는 오프라인 조정에 적합하다. 다시 말해서, 방법(400)은 바람직하게는, 레이저 빔의 평균, 베이스라인(baseline), 또는 DC 정렬에 대한 느린 또는 낮은 주파수 조정에 이용된다. 이러한 조정은 통상적으로, 짧은 시가 기간 내에, 그 리고 이후에 정렬에 대해 어떠한 계획적인 조정도 존재하지 않는 시간 기간 동안에 발생한다. 즉, 짧은 시간 동안의 다이내믹, 폐쇄형 루프, 또는 연속적인 조정 또는 일련의 다소 빠른 반복적인 조정은 더 큰 시간 규모 상에서 본 명세서에 사용된 용어로서는 "구별되고" "정적일" 수 있다. 방법(400)이 수행될 수 있는 몇 가지 예시적인 가능한 시간은 시스템 시동 또는 초기화 시인데; 이때 시스템 파라미터, 이를테면 스폿 크기가 변한다; 가공 구간 사이에서, 이를테면 웨이퍼 사이에서, X 링크 런과 Y 링크 런 사이에서, 개별적인 링크 런 사이에서, 또는 상이한 간격을 필요로 하는 링크 런 세그먼트 가공 사이에; 또는 주기적으로, 이를테면, 예컨대, 하루에 한 번, 시간당 한번, 또는 분당 한번보다 많지 않게. 일반적으로, 방법(400)의 작동에 의해 조정이 이루어지는 시간 규모는 바람직하게는, 오정렬을 야기할 수 있는 열 효과 또는 그밖의 시스템 교란의 시간 규모와 유사하다.
방법(400)은 통상적으로, 기계가 링크 가공을 수행하고 있지 않을 때 수행된다. 단계(440)에서 정적으로 또는 구별되게 조정되는 동일한 조정가능한 광 콤포넌트가 또한 가공 동안에 또는 그밖의 시간에 레이저 빔 경로에 대해 다이내믹 조정 또는 연속 조정을 하는데 이용될 수 있다. 예컨대, 참고문헌으로 본 명세서에 병합되는, 미국 특허(제6,816,294호) 및 미국 특허 출원(제10/985,840호)가 링크 런 동안에 웨이퍼(240)를 따라서 레이저 스폿(110)의 궤도의 온더플라이 정정을 이행할 고속 조정 미러(FSM)의 이용을 개시한다.
조정할 광 요소 및 조정의 크기 및 극성을 결정하는 것이 다수의 방식으로 행해질 수 있다. 이 문제는 측정가능한 특징의 개수 및 조정가능한 광 요소의 개 수(이는 자유도의 개수임)에 따라서, 단일-변수 또는 다변량의 문제일 수 있다. 측정가능한 특징 및 조정가능한 요소의 임의의 소정의 쌍에 대해, 이들의 관계는 수학적인 물리 모델 및 분석 방정식을 기초로 하는, 경험적으로 결정되거나 적응식 또는 그밖의 학습 시스템에 의해 학습될 수 있다. 수학적 물리 모델 또는 분석 방정식은 시스템 구성 정보 및 디바이스 데이터로부터 유도될 수 있는데, 이 데이터는 제조업자로부터 즉시 이용가능하거나 측정가능하다. 소정의 측정가능-특징-조정가능-요소쌍 관계 및 따라서 제어 또는 조정 규칙이 한 번 결정되고 이후 모든 유사한 시스템에 대해 동일하게 전제될 수 있거나, 기계 특정적일 수 있으며 따라서 구체적인 시스템의 각 예에 고유하거나, 심지어 작동 포인트에 의존적일 수 있다.
일반적으로, 임의의 조정 규칙에 대한 두 개의 측면이 존재한다. 하나의 측면은 소정의 조정가능 요소를 위한 제어 신호와 이 요소의 조정 사이의 관계이다. 이 관계는 보통, 요소 제조업자에 의해 규정되거나 테스트에 의해 특징지어질 수 있다. 나머지 측면은 요소에 대한 조정이 빔 경로에 영향을 미치는 방식이다. 이는 시스템의 수학적 분석에 의해 결정될 수 있다(예컨대, 분석은 조정가능한 미러에 대한 +α각 변환가 웨이퍼 상의 스폿 크기로 하여금 소정의 시스템 아키텍쳐를 위한 웨이퍼 상에서 X 방향에서 +β이동하게 한다는 것을 드러낼 수 있다). 대안적으로, 이 관계는 테스트에 의해 경험적으로 결정될 수 있다.
다수의 측정가능한 특징 또는 다수의 조정가능한 자유도 중 어느 하나 또는 둘 다를 갖는 다변량 시스템에서, 분석 또는 테스트는 어떠한 측정가능한 특징이 어떠한 자유도에 의해 영향을 받는지를 그리고 그러한 관계의 성질을 드러낼 수 있 다.
다변량 시스템에서, 특정가능한 특징과 조정가능한 자유도 사이의 관계가 다음과 같이 수학적으로 모델링될 수 있다: Δ P sys = TΔ A pos , 여기서 A pos 는 초기 상태
Figure 112009000065509-pct00001
(즉,
Figure 112009000065509-pct00002
)로부터의 측정가능한 특징에서의 변환이고, Δ A pos 는 초기 상태
Figure 112009000065509-pct00003
(즉,
Figure 112009000065509-pct00004
)로부터의 조정가능한 요소 상태에서의 변화이고, T는 변환 행렬이다. P sys 는 다음 형태의 벡터이다.
Figure 112009000065509-pct00005
여기서 이 벡터의 각 요소는 측정가능한 특징이다. A pos 는 다음 형태의 벡터이다.
Figure 112009000065509-pct00006
여기서 이 벡터의 각 요소는 제어가능한 파라미터 또는 조정가능한 광 요소로의 입력이다. 행렬(T)은 테스트 및/또는 분석에 의해 미리결정될 수 있는 N ×M 행렬이다.
전술한 수학적 모델은 초기 상태(
Figure 112009000065509-pct00007
및
Figure 112009000065509-pct00008
)에 대한 선형 관계를 전제로 한다. 더 정밀한 정확도는 각각 상이한 작동 포인트에 대한 것인, 다수의 이러한 선 형 모델을 이용함으로써 달성될 수 있다. 더 일반적으로, 비선형 모델이 이용될 수 있다.
위와 같은 수학적 모델이 제공되는 경우, 행해질 조정을 결정하는 것은 소정의 변환 행렬(T)에 대해 원하는 Δ P sys 을 산출하는 Δ A pos 에 대한 방정식을 해결하는 것으로 줄어든다. 종래 기술(이들 중 다수가 종래 기술에 알려져 있음.)이 이러한 방정식을 해결하기 위해 이용될 수 있다. 예컨대, 인버스(inverse) 또는 유사-인버스 T를 이용해서 해결책을 산출할 수 있다. 하나의 구체적인 해결 기술은 비용 함수를 최소화하는 해결책을 선택하는 것이다. 사용자가 벌칙적용하고자(penalize) 하는 것에 따라서 다양한 비용 함수가 가능하다. 비용 함수 기여기(contributor)가 예컨대 최종 수동 정렬에 의해 확립된 위치로부터의 액추에이터 오프셋, 허용가능한 또는 바람직한 시스템 한계로부터 이탈하는 조합, 이상적인 설정(이를테면 미러 또는 렌즈 입구 퓨필(pupil)의 중심을 가격하는 빔)으로부터의 이탈, 또는 임의의 그밖의 바람직하지 않은 시스템 특성에 벌칙적용할 수 있다. 각각의 개별적인 기여기를 위한 비용 함수를 공식화하는 것 및 전체 비용 함수를 위한 모든 그러한 비용 함수를 합산하는 것은 간단하다. 개별적인 비용 함수를 위한 하나의 가능한 공식은
Figure 112009000065509-pct00009
이다. 여기서 X0는 x의 공칭 또는 이상적인 (제로 비용) 값이고, R은 범위이고, c는 규모 인자이고, P는 멱(power)이다. 상이한 공식이 가능하다. 비용 함수가 제공되 는 경우, 해결책(Δ A pos )을 결정할 많은 잘 알려진 최적화 기술이 존재하는데, 이 해결책은 ΔP s ys = T Δ A pos 가 만족되는 제약을 받는 비용 함수를 최소화하거나 대략적으로 최소화한다.
조정 관계 또는 규칙이 일단 알려지면, 방법(400)이 수행될 때, 다양한 경우에 대해 미리계산된 조정 값의 계산 또는 테이블 검사를 포함하는, 다양한 기술에 의해 이행될 수 있다.
방법(400)의 하나의 혜택은 이 방법이 작동 가공 조건과 더 근접하는 열 조건 하에서 폐쇄형 시스템 내에서 편리하게 수행될 수 있다는 것이다. 폐쇄형 시스템을 유지함으로써, 방법(400)은 또한 대기 조건을 교란하지 않고 정렬을 조정할 수 있는데, 이에 따라 기계 내에서 밀봉된 인클로우져의 이용을 인에이블한다. 따라서, 링크 가공 기계, 또는 이 기계의 일부가 예컨대, 진공 또는 비활성 기체(예컨대, N2) 대기 내에서 밀봉될 수 있고 조정가능한 정렬을 여전히 가질 수 있다.
기술자에 의한 광 요소의 수동 이동보다 명령 신호에 의해 조정하는 것이 또한 더 빠르고, 더 편리하고, 더 신뢰할 만하다. 방법(400)은 또한 수동 조정과 결합될 수 있다. 예컨대, 초기 수동 정렬이 수행될 수 있고, 각 조정가능한 광 요소의 결과 위치가 마비상태 시스템 고장 이후에 리셋의 경우에 미래 참조를 위해 저장되어, 모든 요소가 동시에 양호하다고 알려진 상태로 복귀될 수 있도록 한다. 자동 조정이 이후 이루어질 수 있다.
방법(400)이 하나 이상의 다수의 레이저 빔을 채용하는 시스템에 적용가능하 다. 단일-빔 및 다수-빔 시스템 모두가 정렬을 필요로 할 수 있다. 어느 경우든, 레이저 빔 경로(들)의 정렬이 기계 시동 동안에 조정될 수 있으며 이후 추가 조정을 필요로 하지 않을 수 있다. 그러나, 이를테면 집속된 스폿의 열적 드리프트를 정정할, 상황이 존재할 수 있는데, 여기서 정적, 주기적 또는 그밖의 빔 조정(다수-빔 시스템에서의 다이내믹 빔 보정을 포함함)이 바람직하다. 액추에이터가 빔 조정 액추에이터용 시스템 내에 위치될 수 있으며 제어 시스템이 정렬 타겟으로부터의 스캔 데이터 또는 빔 위치의 PSD 측정에 기초해서 이러한 액추에이터를 구성하기 위해 적소에 놓일 수 있다. 다수-빔 링크 가공 시스템이 위에서 참조된 출원(제60/580,917호, 제11/051,265호, 제11/051,262호, 제11/052,014호, 제11/051,500호, 제11/052,000호, 제11/051,263호, 제11/051,958호, 및 제11/051,261호)에 더 충분히 설명되어 있다. 다수-빔 시스템의 정렬 요구가 더 벅찰 수 있는데, 그 이유는 정렬할 더 많은 빔이 존재하기 때문만이 아니라, 다수 빔 사이에서 원하는 관계를 유지하는 것이 정렬 문제를 더 도전해 볼 만하게 만들기 때문이다. 후속하는 것은 단일-빔 및 다수-빔 시스템에서 전술한 그리고 관련된 원칙의 몇 가지 실시예이다.
B. 단일-빔 시스템
도 5는 일 실시예에 따른, 빔 정렬 능력을 구비한 단일-빔 링크 가공 시스템(500)의 블록도이다. 이 시스템(500)은 웨이퍼(240) 상의 레이저 빔 경로(510)의 하나 이상의 스폿 위치 또는 입사 기울기를 측정하고 하나 이상의 조종 미러를 그에따라 제어해서 레이저 빔 경로(510)를 정렬한다. 더 구체적으로, 시스템(500)은 레이저(220)를 포함하는데, 이 레이저는 레이저 빔을 스위치(550)에 송신하고, 이 스위치는 임의의 광 셔터, 이를테면 AOM일 수 있어서, 선택적으로 레이저 빔을 차단하거나 제1 조종가능 미러(555)로 이후 제2 조종가능 미러(560)로 통과시킨다. 바람직하게는, 미러(555 및 560)는 두 개의 직교 축에서 조종가능하나, 이 미러는 그럴 필요는 없다. 레이저 빔이 미러(560)로부터 반사함에 따라, 이 빔은 최종 턴 미러(225)를 가격하기 전에 빔 분할기(565) 및 1/4파판(570)을 통과한다. 예시되지 않은 그밖의 광학기기가 또한 존재할 수 있다. 최종 턴 미러(225)로부터, 레이저 빔이 집속된 빔 스폿(110)에서 웨이퍼(240)를 가격하기 전에 최종 초점 렌즈(230)를 통과한다. 웨이퍼(240) 상의 정렬 타겟 또는 그밖의 반사 구조체로부터의 반사가 최종 초점 렌즈(230)를 통해, 최종 턴 미러(225)을 벗어나서, 1/4파판(570)을 통해, 그리고 빔 분할기(565)로 복귀하는데, 이 빔 분할기는 반사 신호를 예컨대 광검출기일 수 있는 반사 에너지 감지기(575)로 보내도록 구성된다.
빔 분할기(565) 및 반사 에너지 감지기(575)는 측정 모드 동안에 이용되어 웨이퍼(240)로부터 반사 에너지를 수집해서 해당 에너지를 측정할 수 있다. 통상적인 X 또는 Y 정렬 스캔(때로는 빔 대 작업(BTW) 스캔으로 언급됨)에서, 레이저 빔 스폿(110)은 웨이퍼(240) 상에서 정렬 형상물을 가로질러서 스캐닝된다. 웨이퍼(240)로부터의 반사가 반사 에너지 감지기(575)에 의해 감지되는데, 이 감지기는 판독값을 제어기(580)에 전달한다. 반사 에너지 판독값은 위치 감지기(미도시)로부터의 또는 움직임 스테이지(260)(도 5에 미도시)에 보내진 위치 명령으로부터의 다수의 위치 좌표에 대응한다. 레이저 스폿이 정렬 형상물, 및 정렬 형상물을 둘러싸는 영역 상에 덜어질 때의 수신 반사 전력에서의 차이가 위치 좌표와 함께 제어 기(580)에 의해 인터셉트되어, 움직임 스테이지(260)의 좌표계 내에서 레이저 빔 스폿(110)에 대한 정렬 피치의 위치를 추론한다. 통상적으로, 정렬 형상물은 정렬 형상물을 둘러싸는 영역보다 더 고도로 반사성이어서, 레이저 빔 스폿(110)이 정렬 형상물과 중첩할때 반사 에너지 감지기(575)에 의해 수신된 증가된 광 전력을 야기한다. 하나보다 더 많은 초점 높이에서 정렬 형상물을 스캐닝함으로써, 빔이 웨이퍼(240)와 교차할 때의 빔(510)의 기울기가 결정될 수 있다. 빔(510)이 비제로 기울기(제로는 웨이퍼(240)의 평면에 수직임)를 갖는 경우, 형상물은 초점 높이가 변함에 따라 시스템(500)의 좌표계 내에서 측면으로 이동할 것이다.
BTW 스캔에 의해 측정된 빔 기울기를 기초로 해서, 제어기(580)는 조종가능 미러(555 및 560)중 하나 또는 둘 모두에 대해 원하는 조정치를 계산해서 임의의 미리결정된 기준, 이를테면 원하는 기울기에 따른 정렬을 달성 또는 개선할 수 있다. 제어기(580)가 적당한 명령 신호를 조종가능 미러(555 및/또는 560)에 보내서 해당 조정을 수행한다. 대안적인 실시예에서, 하나 이상의 조정가능한 경사판이 빔 경로(510) 내에 통합되고 그 대신에 제어된다. 또 하나의 대안에서, 조종가능 미러 및 조종가능 경사판 둘 다가 이용 및 제어된다. 소정의 광 요소가 X 방향 및 Y 방향 둘 다에서 조정가능할 수 있거나, 두 개의 별도의 광 요소가- 하나는 X 방향에서만 조정가능하고 하나는 Y 방향에서만 조정가능함- 그러한 취지로 이용될 수 있다.
제어기(580)는 임의의 형태의 제어기 또는 프로세서일 수 있으며 바람직하게는 디지털 프로세서, 이를테면 범용 마이크로프로세서 또는 디지털 신호 프로세 서(DSP)이다. 제어기(580)는 소프트웨어에 의해 즉시 프로그래밍가능할 수 있거나; 이를테면 응용 특정 집적 회로(ASIC)와 같이 배선에 의할 수 있거나; 특수한 환경, 이를테면 프로그래머블 로직 어레이(PLA) 또는 필드 프로그래머블게이트 어레이(FPGA)하에서 프로그래밍가능할 수 있다. 제어기(580)를 위한 프로그램 메모리는 제어기(580) 내에 집적될 수 있거나, 외부 메모리(미도시)일 수 있거나, 둘 다일 수 있다. 제어기(580)는 하나 이상의 프로그램 또는 모듈을 실행해서 다양한 기능을 수행한다. 제어기(580)는 그밖의 프로그램 또는 모듈(미도시)을 포함 또는 실행해서, 이를테면 움직임 스테이지(260)(도 5에 미도시)를 제어하고, 레이저(220)의 발사를 제어하고, 스위치(550)의 상태를 제어하고, 데이터를 전송하고, (바람직하게는 적절한 데이터 구조체 내에서) 다양한 콤포넌트로부터의 데이터를 함께 결합시키고, 이 데이터를 이용해서 계산을 수행하고, 이 데이터를 다른방식으로 조작하고, 결과를 사용자 또는 또하나의 프로세서에 제시할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 정렬 타겟(246)을 이용해서, BTW 측정 스캔을 더 상세하게 예시한다. 도 6a에서, 정렬 레이저 빔 스폿(610)이 X 정렬 경로(620)에서 정렬 타겟(246)을 가로질러서 뒤로 그리고 앞으로 횡단한다. 빔 스폿(610)은 다수의 상이한 초점 높이에서 이 경로(620)를 뒤로 그리고 앞으로 횡단하며, 가장 예리한 에지 전이를 생성하는 초점 높이가 정렬 타겟(246)의 에지 위치를 등록하는데 이용된다. 도 6b에서, 동일한 프로세스가 Y 정렬 경로(630)을 따라서 Y 방향에서 반복된다. 정렬 레이저 빔 스폿(610)은 가공 레이저 빔 스폿(110)과 동일하거나 동일하지 않을 수 있다. 예컨대, 정렬 레이저 빔은 정렬 타겟(246) 또는 주변 물질을 손상시키 지 않도록, 가공 레이저 빔과 비교해서 감소된 전력을 가질 수 있다. 또 하나의 예로서, 정렬 레이저 빔은 펄스발생된 레이저 빔보다는 연속-파 레이저 빔일 수 있다.
도 6c는 도 6a의 측면도로서, 입사 빔 기울기를 측정하는 법을 도시하고 있다. 정렬 레이저 빔(640)이 입사 빔 경로축(650)을 따라서 정렬 빔 스폿(610)으로 전파하는데, 이 빔 스폿으로부터 반사 레이저 빔(660)이 정렬 타겟(246)에서 벗어나 생성된다. 입사 빔 경로축(650)은 법선(670)(웨이퍼(240)의 평면에 대해 수직임)으로부터 각도(θ)만큼 각도상 오프셋되어 있다. 정렬 빔 스폿이 소정의 초점 높이에서 정렬 타겟(246)을 가로질러서 스윕핑됨에(swept) 따라, 반사 빔(660)의 출현 및 사라짐이 정렬 타겟의 에지를 신호로 알린다. 스윕이 동일한 빔 기울기(θ)에서 상이한 초점 높이에서 반복될 때, 정렬 타겟의 에지가 상이한 X 위치에서 나타나고 사라질 것이다. 알려지지 않은 빔 기울기가 잘 알려진 삼각법 관계를 이용해서, 알려진 초점 높이 차이 및 X 위치 차이를 기초로 해서 계산될 수 있다.
빔 위치 및 빔 기울기는 다양한 광 요소에 의해 변할 수 있다. 미러가 빔 방향 및 빔 기울기에서 변화를 야기할 수 있다. 굴절 원리에 따라 작동하는 경사판이 이상적으로는 빔 위치를 바꾸나 방향을 바꾸지는 않는데, 이는 빔 경로축이 경사판만큼 평행 위치로 평행 이동된다는 점에서 그러하다. 집속 렌즈, 이를테면, 최종 초점 렌즈(230)가 유입 빔 기울기 차이를 빔 스폿 위치 차이로 변환하고, 역도 또한 같다. 시스템(500)이 이용되어 웨이퍼(240) 상에 입사하는 스폿 위치 또는 빔 기울기 중 하나 또는 둘 다에 대해 조정할 수 있으나, 통상적으로는 빔 기울기에 대해 조정하는 것이 더 유익할 수 있는데, 이는 BTW 스캔 및 PGC가 순수한 위치 빔 스폿 오정렬에 일반적으로 강하기 때문에 단일-빔 시스템, 이를테면 시스템(500)이 단일 평행이동 빔 스폿 오정렬에 덜 취약함에 따라 그러하다.
도 7a는 또 하나의 실시예에 따른, 빔 정렬 능력을 구비한 단일-빔 링크 가공 시스템(700A)의 블록도이다. 시스템(700A)은 자신의 레이저 빔 전파 경로를 따라서 두 개의 상이한 포인트에서 레이저 빔의 위치 특징을 측정한다. 위치 감지 검출기를 가지고 경로를 따라서 빔 위치를 측정함으로써, 빔 오정렬이 몇 가지 예에서의 진단 BTW 스캔을 이용하는 것보다 더 빨리 검출될 수 있다.
시스템(700A)은 레이저 빔을 생성하는 레이저(220)를 포함하는데, 이 레이저 빔은 빔 경로(710)를 한정하는 축을 갖는 레이저 빔 전파 경로(710)를 따라서 전파한다. 빔 경로(710)는 레이저(220)로부터 가변 빔 확장기("VBE")(715)로 이후 제1 모터형 미러(720) 및 제2 모터형 미러(730)까지 연장한다. 제1 및 제2 모터형 미러(720 및 730)는 이 미러의 경사각을 기초로 해서 빔 경로(710)(또는 이것의 축)을 바꾸도록 조정가능하다. 제2 턴형(turnalbe) 미러(730) 뒤에서, 빔 경로(710)가 제1 빔 분할기(750)로 진입하는데, 이 분할기는 레이저 빔의 에너지의 일부를, 레이저 빔의 위치를 해당 포인트에서 측정할 수 있는, 제1 쿼드 검출기(760)로 편향시킨다. 제1 빔 분할기(750)로부터, 레이저 빔 경로(710)가, 빔의 에너지의 일부를 제2 쿼드 검출기(780)로 편향시키는, 제2 빔 분할기(770)까지 연장한다. 제2 빔 분할기(770)로부터, 빔 경로(710)가 제1 턴 미러(225), 초점 렌즈(230) 까지, 그리고 집속 레이저 빔 스폿(110)에서의 웨이퍼(240) 위까지 연장한다.
제어기(790)가 쿼드 검출기(760 및 780)로부터 데이터를 획득하고 해당 데이터를 기초로 해서 모터형 미터(720 및 730)를 제어한다. 제어기(790)는 시스템(500) 내의 제어기(580)와 유사할 수 있다.
VBE(715)가 조정되어 빔 폭 및 따라서 웨이퍼(240) 상의 스폿 크기를 변화시킬 수 있다. VBE(715)는 모터형 망원경과 유사하다. 이상적인 VBE는 빔 폭에만 영향을 미치고 레이저 빔 경로(710)의 축에는 미치지 않는다. 그러나, 현실 세계의 불완전함으로 인해, VBE 조정은 빔의 축의 배향에 최소한의, 기생 효과를 미칠 수 있다. 이러한 효과는 VBE(715)가 조악하게 정렬되는 경우에 더 악화된다. 이상적으로는, 시스템(700A)은 빔이 VBE 조정치 전 범위에 걸쳐서 빗나가지(wander) 않도록 정렬되어야 한다. 이는 VBE(715)의 정교한 배치에 대한 엄격한 요건을 발생시킬 수 있다. 본 명세서에서 설명된 정렬 기술은 그러한 요건을 완화시킬 수 있다.
도 7b는 또 하나의 실시예에 따른 빔 정렬 능력을 구비한 단일-빔 링크 가공 시스템(700B)의 블록도이다. 시스템(700B)은 시스템(700)과 유사하나 제2 빔 분할기(770) 및 제2 쿼드 검출기(780)를 구비하지 않는다. 시스템(700B)은 빔 경로를 따라서 하나의 포인트에서 빔의 위치를 측정할 수 있는 반면에, 시스템(700A)은 2 개의 상이한 위치에서 빔 경로(710)의 위치를 측정할 수 있으며 이에따라 또한 빔 기울기 정보를 유도할 수 있다.
도 7c는 또 하나의 실시예에 따른 빔 정렬 능력을 구비한 단일-빔 링크 가공 시스템(700C)의 블록도이다. 시스템(700C)은 시스템(700B)와 다른데, 고정 미러(722 및 732)가 모터형 미러(720 및 730) 대신에 이용된다는 점에서, 그리고 모 터형 경사판(744 및 746)이 포함된다는 점에서 그러하다. 경사판(744 및 746)은 예컨대, 유리 또는 그밖의 투명 또는 반투명 물질로 이루어질 수 있다.
C. 다수-빔 시스템
도 8은 일 실시예에 따른 빔 정렬 능력을 구비한 이중-빔 링크 가공 광 시스템(800)의 블록도이다. 시스템(800)은 레이저(220)를 포함하는데, 이 레이저는 1/2파판(802)를 통해 빔 분할기(804)로 보내지는 레이저 빔을 생성한다. 빔 분할기(804)의 하나의 출력으로부터, 레이저 빔이 음향 광학 변조기("AOM")(806), 미러(808), 및 편광기(810)를 통해 빔 결합기(812)까지 통과한다. 빔 분할기(804)의 나머지 출력으로부터, 레이저 빔은 AOM(814), 미러(816), 및 편광기(818)를 통해 또는 그것들로부터 빔 결합기(812)까지 통과한다. 빔 결합기(812)로부터, 결합된 레이저 빔이 미러(820)로부터 , 이후 VBE(822) 및 빔 분할기(824)로 반사된다. 빔 분할기(824)로부터의 제1 빔이 1/2파판(826), 광 전력 검출기(830), 초점 조정기(834), 제1 텅형 미러(836), 제1 조정가능 경사판(838), 제2 턴형 미러(840), 메러(842)를 통해 빔 결합기(844)까지 통과한다. 빔 분할기(824)로부터의 제2 빔이 미러(846)를 가격하고 이후 광 전력 검출기(850), 제2 조정가능 경사판(854)을 통해 미러(856) 위까지, 1/2파판(858)을 통해 제3 턴형 미러(860)까지, 릴레이 렌즈(862)를 통해 빔 결합기(844)까지 통과한다. 빔 결합기(844)로부터, 결합 빔이 1/4파판(864)을 통해, 최종 미러(225)로부터, 최종 초점 렌즈(230)를 통해 웨이퍼(240) 위까지 통과한다.
시스템(800)은 분할-재결합-분할-재결합 아키텍처이다. 제1 빔 경로가 콤포 넌트(220, 802, 804, 806, 808, 810, 812, 820, 822, 824, 826, 830, 834, 836, 838, 840, 842, 844, 864, 225, 230 및 240)로부터 또는 이것을 통해 통과한다. 제2 빔 경로가 콤포넌트(220, 802, 804, 814, 816, 818, 812, 820, 822, 824, 846, 850, 854, 856, 858, 860, 862, 844, 864, 225, 230 및 240)을 통해 또는 이것으로부터 통과한다. 시스템(800)이 단일 레이저(220)를 이용하나, 대안적인 실시예가 두 개의 레이저를 이용할 수 있다.
광 전력 검출기(830 및 850)가 빔 분할기, 및 입사하는 (실선으로 도시된) 펄스 에너지 검출뿐만 아니라 반사된 연속-파(점선으로 도시된) 에너지 검출을 위한 광 검출기를 포함한다.
제1 빔 경로 내에서 턴형 미러(836 및 840)는, 바람직하게는 구별되는, 정적 조정을 수행하는데 이용된, 모터형의 2-축 턴 미러이다. 조정가능 경사판(838)은 모터형 2-축 경사판인데, 이 경사판 또한 제1 빔 경로에 대해 구별되는, 정적 조정을 수행하는데 이용될 수 있다. 이 요소는, 턴형 미러(860 및 225)가 자신의 제로 (예컨대, 중심) 위치에 있을 때 제1 빔 경로가 제2 빔 경로에 대해 원하는 정렬을 갖도록, 함께 조정될 수 있다. 예컨대, 턴형 미러(836 및 840) 및 조정가능 경사판(838)이 제2 레이저 빔 스폿에 대해 웨이퍼 상의 원하는 위치에서 그리고 웨이퍼(240)에 대해 원하는 입사 기울기를 가지고 제1 레이저 빔 스폿을 전달하도록 조정될 수 있다. 종종, 두 개의 스폿 사이의 원하는 공간 관계가 동일한 스폿에서 정확하게 중첩하며, 원하는 빔 기울기가 웨이퍼(240)의 평면에 대해 수직이다.
조정가능 경사판(854)는 예컨대, 웨이퍼(240) 상에 입사하는 제2 빔 경로의 기울기를 조정하기 위해 이용될 수 있다. 빔이 서로에 대해 조종가능한 다수-빔 시스템에서, 빔 기울기에서의 차이가 작업물 상에서 다수 빔 스폿의 원하는 공간 배열을 획득하는 것을, 불가능하지는 않더라도, 어렵게 만들 수 있다. 다수 빔의 위치 제어는 모든 빔이 작업물 상에 입사하는 수직 기울기를 가질 때 가장 편리하다. 그러한 이유로, 시스템(800)은 조정가능 경사판(854)을 포함해서 제2 빔 경로의 기울기를 독립적으로 조정한다. 경사판(854)은 제2 레이저 빔이 초점 렌즈(230)를 가격하는 경우에, 그리고 이에따라 웨이퍼(240) 상에 입사하는 빔 기울기에 영향을 미친다. 전술한 내용은 제1 빔 경로 내에서의 조정가능 경사판(838)에 대해서는 참이나, 턴형 미러(836 및 840)가 또한 제1 빔의 기울기에 영향을 미칠 수 있다. 각각의 빔 위치 및 기울기에서의 원하는 조정은 최종 집속 렌즈(230)의 입구 퓨필에서의 원하는 빔 기울기 및 위치와 관계있는데, 이는 이후 광학 및 기하학의 잘 알려진 원리를 통해서 필요한 미러 또는 경사판 조정과 관련될 수 있다.
턴형 미러(860)는 바람직하게는, FSM 또는 압전 XY 팁-경사 미러와 같은 모터형 2-축 턴 미러이다. 턴형 미러(860)는 제1 레이저 빔 스폿에 대해 원하는 오프셋을 제2 레이저 빔 스폿에 전하는데 이용될 수 있다. 턴형 미러(860)는 통상적으로는, X 방향 및 Y 방향 각각에서 ±10㎛와 같은 제한된 조정 범위를 갖는다. 본 발명자는 만족스런 정렬 기술의 부재시에, 정렬 드리프트가 두 개의 레이저 빔 스폿으로 하여금, 두 개의 빔 스폿이 턴형 미러(860)의 제한된 범위를 가지고 원하는 배열을 발생시킬 수 없는, 충분한 양만큼 분리되게 할 수 있다는 것을 관찰해왔다. 본 명세서에서 설명된 정렬 기술은 따라서 시스템(800)과 같은 다수-빔 시스템에서 특히 유익하다.
최종 턴 미러(225)는 바람직하게는, FSM 또는 압전 XY 팁-경사 미러와 같은 모터형 2-축 턴 미러로서, 턴형 미러(860)와 유사하나 아마도 더 작은 조정 범위를 갖는다. 최종 턴 미러(225)는 웨이퍼(240) 상에서 양(both) 레이저 빔 스폿을 조합해서 조종하는데 이용될 수 있다.
제어기(미도시)는 시스템(800)의 동작을 제어하는데, 이 동작은 레이저 빔 정렬에 대해 정적인, 구별되는 조정을 하기 위한 경사판(838 및 854)의 턴형 미러(836, 840)의 조정을 포함한다. 이 제어기는 또한 시스템(800)의 그밖의 측면을 제어할 수 있다.
시스템(800)으로부터의 변수가 수학식 (1) 및 수학식 (2)의 측면에서 기술될 수 있는데, 이 수학식들에서 시스템(800)을 위한 벡터(P sys 및 A pos )가 다음과 같이 정의될 수 있다.
Figure 112009000065509-pct00010
및
Figure 112009000065509-pct00011
그밖의 항(terms)이 P sys , 이를테면 스폿 특성, 및 하나 또는 양 스폿의 XY 위치에 더해질 수 있다. 대응하는 변환 행렬(T)이 결정될 수 있는데, 예컨대, 벡터(P sys )에서의 시스템 특성을 초기 위치에서의 벡터(A pos ) 내의 모든 액추에이터를 가지고 측정하고, 한번에 하나의 액추에이터를 이동시켜서 시스템 특성을 재측정하고, 각 액추에이터 위치의 충분히 작은 스텝에 대해 계속하고, 각 액추에이터에 대해 이 프로세스를 반복함으로써 결정될 수 있다. 수학적인 단순화로서, 독립적인 광 요소-측정 쌍이 연결해제되어 개별적으로 특징지어질 수 있는데, 이는 이전 단락에서 논의된 바와 같다.
시스템(800)은 바람직하게는, 정렬 체크를, 그리고 필요한 경우, 조정이 VBE(822)에 대해 이루어질 때마다의 정렬 조정을 수행하도록 구성된다. 시스템(800)은 또한 정렬 체크를, 그리고 필요한 경우, 매 x 시간마다 주기적으로 조정을 수행하도록 프로그래밍될 수 있는데, 여기서 x는 사용자가 선택한 파라미터이 다. 통상적인 값은 x = 12시간일 수 있다.
다수-스폿 또는 다수-빔 시스템, 이를테면 시스템(800)에서 집속하기 위해, 타겟이 몇 개의 초점 높이에서 스캐닝될 수 있고 이러한 초점 높이에서 스폿 크기 또는 콘트라스트의 측정치가 집속된 빔 허리를 예측하는데 그리고 반복적으로 개선하는데 이용된다. 단일 렌즈를 포함하는 다수-스폿 시스템이 한번에 단지 하나의 렌즈 대 링크 구조체 또는 정렬 타겟 분리를 갖기 때문에, 집속 스폿 모두가 실질적으로 동일한 초점 높이를 갖도록 다수-스폿 시스템의 집속 스폿 모두를 사전 정렬하는 것이 필요할 수 있다. 그렇게 하기 위한 한 가지 방법은 다수의 레이저 빔을 하나 이상의 초점 깊이에서 타겟 상으로 보내는 단계, 다양한 빔을 위한 초점 깊이 측정치를 취하는 단계, 그러한 초점 깊이 측정치를 기초로 해서 상대적인 초점 깊이 차이를 결정하는 단계, 및 바람직하게는 상대적인 초점 깊이 차이를 줄이기 위해, 레이저 빔의 경로를 응답해서 조정하는 단계를 포함한다. 이 프로세스는 반복적으로 또는 피드백 제어 시스템에 의해 반복되어 상대적인 집속 사전 정렬을 달성할 수 있다. 이후, 작동중인(live) 웨이퍼 가공 환경 내에서의 집속이 집속 레이저 스폿 중 단지 하나를 이용해서 성취될 수 있다. 집속은 초점 필드 내에서 단일 타겟을 가지고, 또는 초점 필드 내에서 다수 타겟, 이를테면 3개 또는 4개의 타겟을 가지고 성취될 수 있다. 초점 필드 내의 XY 위치 포지션에서 초점 높이 거리는 이후 상이한 초점 타겟 위치에서의 초점 높이로부터 계산된다.
다수-스폿 시스템, 이를테면 시스템(800) 내에서의 집속이 또한 초점 제어 광학기기, 이를테면 초점 조정기(834)의 이용에 의해 개선되어, 하나 이상의 집속 스폿 빔 허리를 Z 방향에서 그밖의 집속 빔 허리로부터 오프셋시킬 수 있다.
유익한 독립적인 집속 메커니즘인 것에 덧붙여서, 초점 제어 광학기기, 이를테면 초점 조정기(834)가 그밖의 스폿에 관련된 집속 빔 허리의 알려진 Z 초점 오프셋을 알려줘서 집속 방법을 개선할 수 있다. 정렬 타겟을 이러한 두개 이상의 Z-오프셋 스폿을 가지고 스캐닝함으로써, 집속을 달성하기 위해 이동되어야 하는 Z 방향이 알려진다. 3개 이상의 Z-오프셋 스폿이 집속 방향뿐만 아니라, 집속 거리를 예측하는데 이용될 수 있다.
다수의 최종 집속 렌즈를 구비하는 다수-빔 시스템에서, 또 하나의 집속 기술이 각 렌즈 상에서 이동 초점 조정기의 작은 범위 및 단일의 거친 Z 조정을 수반하는데, 이 조정은 대략적으로 하나의 웨이퍼 두께로 정렬되어 적소에 로킹될 수 있다. 이는 바람직하게는 실질적으로 평평한 그리고 평탄한 척(chuck)을 구비한 시스템 상에서 이행되어, 링크 런을 가공하는 동안 웨이퍼 경사를 위해 정정하도록 렌즈가 위 아래로 이동될 필요가 없다. 이는 행해져야 하는 집속 작업량을 상당히 줄인다. 집속은 이후 단지 작은(일반적으로는 약 10㎛ 미만) 편향을 추적해야 하는데, 이 편향은 웨이퍼 두께 변화, 척 토폴로지 변화, 웨이퍼와 척 사이의 입자 등으로 인해 발생한다. 각 렌즈가 척의 상이한 부분 상에서 집속할 수 있기 때문에, 압전 액추에이터가 초점을 조정할 작은 양만큼 수직으로 이동되게 하도록 각 렌즈 상에서 압전 액추에이터가 이행될 수 있다. 초점은 이러한 압전 액추에이터에 의해 조정될 수 있는데, 이는 집속 빔 허리가 각 렌즈 하에서 국부 웨이퍼 토폴로지를 추적하도록 하기 위해서이다. 물론, 이러한 집속 기술의 대안적인 이행예가 이를테 면 압전 액추에이터보다는 음성-코일 또는 그밖의 액추에이터를 이용해서 가능하다.
시스템(800)과 같은 다수-스폿 시스템을 위한 하나의 정렬 절차는 정렬 타겟에 관련된 모든 스폿의 위치 및 또한 이 관계의 임의의 Z 높이 의존도를 결정하는 단계를 수반한다. 가장 간단한 이행예에서, XY 정렬 타겟이 먼저 시스템 내의 모든 스폿에 의해 스캔 및 측정되어, 서로에 관련된 이러한 스폿의 XY 및 잠재적으로 Z 오프셋을 결정한다. 이후, 상대적인 오프셋이 또한 상이한 초점 높이에서 측정될 수 있다. 이 절차는 단일 타겟, 또는 웨이퍼 상의 상이한 위치에서 많은 초점 타겟 상에서, 또는 교정 격자(calibratioin grid) 상에서 수행될 수 있다. 작업물 가공 위치에서 스폿의 상대적인 위치에 대해 수집된 정보가, 웨이퍼의 상이한 영역을 가공할 때의 스폿 위치에서의 차이에 대해 교정 및 정정하기 위한 기계를 제어해서 하나 이상의 컴퓨터에 의해 처리될 수 있다.
서로에 관련된 다수의 스폿을 특징지으면, 상이한 정렬 필드 내에서의 웨이퍼 XY 정렬이 단일-스폿 시스템 정렬과 유사한 방식으로 이행될 수 있다. 타겟(들)이 스캔되어 집속 스폿과 타겟 링크 구조체 사이의 기하학적 관계를 결정할 수 있으며, 스폿 위치 사이의 알려진 맵핑이 이용되어 시스템의 집속 스폿의 나머지의 위치를 정확하게 결정할 수 있다. 이후 XY 빔 조종 메커니즘 및 집속 오프셋 메커니즘이 위치 지정 명령을 보내서 링크 런 및 링크 런 세그먼트를 위한 원하는 위치에서 집속 레이저 스폿 모두를 정확하게 위치지정할 수 있다. 이는 바람직하게는 3차원 기준 표면을 생성해서 수행되는데, 이 표면은 작업물 영역 내에서 레이저 대 작업물 교정을 정한다. 스테이지의 타겟 링크 좌표 및 궤도 명령, 빔 조종 메커니즘, 및 집속 오프셋 메커니즘은 링크 블로우 위치의 CAD 데이터, 기준 표면, 및 임의의 부가적인 교정 정보로부터 생성될 수 있다.
몇 가지 XY 및 초점 교정은 한번에 다수의 스폿 중 하나만을 가지고 수행될 수 있다. 그러나 그밖의 절차가 존재하는데, 여기서 동시에 전달되는 다수의 스폿을 가지고 타겟을 스캔하는 것이 유리하다. 예컨대, 동시에 스폿 모두를 이용해서 XY 정렬 타겟을 스캐닝하는 것은 모든 스폿이 집속된다는 것 및 스폿 사이의 상대적인 오프셋이 교정 절차를 통해 XY 빔 조종 메커니즘을 가지고 제거된다는 것을 증명할 수 있다. 스캐닝된 타겟으로부터의 반사 신호가 이후 타이트한 초점의 단일 스폿의 반사 시그니쳐(signature)를 갖는 것으로 나타난다. 빔들 중 임의의 빔이 적절하게 정렬되지 않거나 초점을 벗어나는 경우, 다수의 아마도 중첩하는 반사 시그니쳐가 관찰되거나, 작은 스폿과 겹치는 큰 스폿의 반사 시그니쳐가 관찰될 수 있다.
웨이퍼에 동시에 전달된 다수의 스폿을 이용하는 또 하나의 교정 절차는 평균화 기술을 이용해서 스캔 측정의 품질을 개선한다. 이 기술은 도 9에 예시되는데, 도 9는 BTW 스캔이 이중-빔 시스템, 이를테면 시스템(800), 및 "A"와 "B"로 표시되어 있는 이 시스템의 두 개의 레이저 빔 스폿을 이용해서 어떻게 수행될 수 있는지를 예시한다. 도 9는 X 위치 및/또는 상대적인 오프셋을 측정하는데 이용된, 두 개의 레이저 빔 스폿(A 및 B)을 도시하는 정렬 타겟(246)의 평면도이다. 두 개의 스폿 사이의 오프셋 관계가 알려지고 정확히 설정될 수 있는 경우에, 두개의 (또는 그보다 더 많은) 스폿이 설정되어 정렬 타겟(246)이 스캔될 축(도 9에 도시된 바와 같이 X 방향)을 따라서 작은 측면 오프셋(예컨대, 2 미크론)을 가질 수 있다. 이후 반사된 감지기 데이터 및 스테이지 위치 데이터를 수집해서, 정렬 타겟의 단일 스캔이 이용되어, 두 개의 스폿의 위치를 결정할 수 있다. 이 정보는 명령된 스폿 오프셋과 결합되어, 두 개의 스폿 위치를 평균화함으로써 개선된 정확도를 가지고 타겟 위치를 결정할 수 있다. 이 기술이 이용되어 스캔 방향에서 서로에 관련된 스폿의 정확도를 개선할 수 있다. 예컨대, 스캔 방향에서 오프셋 거리가 5㎛라고 전제하자. 추가적으로, X 위치가 10,005.020㎛일 때 정렬 타겟(810) 위에서 스폿(1)의 스캐닝이 최대 반사 세기를 생성하고, X 위치가 10,000.000㎛일 때 정렬 타겟(810) 위에서 스폿(2)의 스캐닝이 최대 반사 세기를 생성한다고 가정하자. 이후, 알려진 오프셋을 고려해서 이후 두 개의 위치 측정치를 평균화한 후에, 결과 위치는 10,000.010㎛이다. 이 평균은 단일 측정치보다 더 많은 데이터를 기초로 하기 때문에, 이것은 더 신뢰할만한 결과이다.
어떠한 입사 집속 스폿에 의해 어떠한 반사가 야기되었는지를 결정할 수 있는 시스템에서, 완전히 중첩하는 스폿을 가지고 이 평균구하기 절차를 실시하는 것이 가능하다. 상이한 스폿 특성 이를테면 편광 또는 파장을 시간 슬라이싱하고 이용하는 것은 반사된 스폿이 입사 스폿과 연관될 수 있는 임의의 기술이다. 이러한 기술은 상대적인 오프셋이 제로가 되도록 스폿이 부분적으로 중첩하거나 완전히 중첩하고 있을 때 유익할 수 있다.
도 9에 도시된 두번째 경우에, 두 개의 스캐닝된 스폿(A 및 B)이 동축(on- axis) 및 교차축(cross-axis) 오프셋 둘 다를 갖는다. 이것은 정렬 타겟(246)을 따라서 상이한 포인트에서 이루어진 측정을 가지고 정렬 타겟(246)의 위치의 두 개의 추정치를 제공한다. 이러한 다수의 측정은 정렬 타겟(246)이 균일하지 않거나 불완전할 때 조차도 웨이퍼 상에서 절대적인 위치를 결정하는데 유익하다.
그다음, 다수의 스폿 시스템의 빔에 실시간 XY 빔 조종 메커니즘, 이를테면 턴형 미러(860) 또는 최종 턴 미러(225)가 갖추어질 수 있기 때문에, XY 스테이지보다는 이러한 메커니즘이 정렬 타겟(246)을 가로질러서 집속 스폿을 스캔하기 위해 이용될 수 있다. 이후, 교정 루틴은 정렬 타겟(246)으로부터 반사된 신호 에너지를 감지된 XY 빔 조종 메커니즘 위치와 상관시키고 이것을 XY 스테이지 위치와 결합해서 스폿 위치를 결정한다. 독립적인 XY 빔 조종 메커니즘이 빔 경로들의 각각에 놓일 수 있기 때문에, 상이한 집속 스폿을 가지고 XY 정렬 타겟(246)을 독립적으로 스캔하는 것이 가능하다. 하나의 타겟이 X에서 스캔될 수 있는 한편 또 하나의 정렬 타겟(246)은 Y에서 스캔되는데, 어느 것이 X 신호이고 어느 것이 Y 신호인지를 결정하기 위한 적당한 방법을 가지고 스캔된다. 이는 특정 주파수에서 스폿 내의 전력을 디더링함(dither)으로써 행해질 수 있는데, 에너지를 변화시키기 위해 AOM 또는 그밖의 감쇠기를 이용해서, 그리고 이후 어떠한 반사된 신호가 각 스폿으로부터 나오는지를 결정할 주파수 정보를 이용해서 행해진다. 대안적으로, 상이한 속도로 이동하는 스폿을 가지고 정렬 타겟(246)을 스캐닝하는 것이 이용되어 반사 신호의 콤포넌트를 특정 스폿과 연관시킬 수 있다. 스폿은 또한 하나의 스폿만이 하나의 시간에 있도록 높은 속도로 시간슬라이싱되거나 변할 수 있다. 이후 반 사 신호는 시간 슬라이스를 이용해서 직접 분리되어 다수 타겟, 또는 X 및 Y 타겟을 동시에 스캐닝하는 것을 허용할 수 있다. 시간 슬라이싱은 두 개의 반사된 신호 검출기(각 빔에 대해 하나)를 가지고 또는 어느 한쪽의 스폿으로부터 반사된 에너지를 포착하는 단지 하나의 반사된 신호 검출기를 가지고 시스템이 타겟에 대해 정렬하게 할 수 있다. 편광 또는 파장과 같은 광 특성을 기초로 한 분리가 또한 일부 이행예에 적당할 수 있다.
다수의 레이저 소스가 반도체 링크 가공 시스템 상에서 이용되는 경우, 적절한 정렬이 최고 품질의 링크 가공을 야기할 것이다. 다수의 레이저 헤드의 정렬을 위한 하나의 기술은 레이저 헤드로부터 연속파 또는 펄스발생된 방출물을 생성하는 단계, 서로에 관련된 빔의 전파를 측정하는 단계, 및 원하는 중첩 또는 상대적인 위치에 대해 빔을 조정하는 단계를 수반한다. 서로에 관련된 빔을 측정하는 단계는 집속된 레이저 스폿을 이용해서 웨이퍼 상에서 정렬 타겟(246)을 스캐닝함으로써 행해질 수 있거나, PSD 또는 그밖의 광 검출기를 상이한 위치에서 빔 경로 내에 위치시키는 단계를 수반할 수 있다. 대안적인 기술은 PSD 정렬 도구를 최종 집속 렌즈(230) 대신에 빔 경로에 위치시키는 것이다. 이후, PSD의 위치를 변화시키기 위해 Z 스테이지를 이용하는 동안 빔 위치가 측정될 수 있고, 광 요소, 이를테면 경사판 및 미러가 조정되어 빔 위치를 정정할 수 있다. 빔 또는 집속 스폿 위치의 측정이 개별적으로 또는 동시에 방출하는 레이저 헤드들 모두를 가지고 발생할 수 있다.
하나의 바람직한 빔 정렬은 각 레이저 헤드로부터의 방출물이 정확히 중첩하 도록 하는 것이다. 따라서, 결과적인 단일-빔 시스템은 어떠한 레이저 헤드가 펄스를 생성했는지와 무관하게 동일한 위치에서 집속 빔 허리를 갖는다. 마찬가지로, 2-빔 시스템은 어떠한 레이저 헤드가 펄스를 생성했는지와 무관하게 동일한 위치에서 두 개의 집속 스폿을 생성한다.
또 하나의 바람직한 빔 정렬은 상이한 레이저 헤드에 의해 생성된 집속 스폿의 의도적인 온축 및/또는 교차축 관련 오프셋을 유도하는 것이다. 이러한 오프셋은 레이저 헤드로부터의 펄스가 하나의 링크 행 상에서 충돌하는 동안 그밖의 레이저 헤드로부터의 펄스가 그밖의 링크 행 상에서 충돌하도록 이행될 수 있다.
시스템(800)과 같은 다수-빔 시스템의 빔 경로 내에서 액추에이터는 또한 웨이퍼 가공 동안의 또는 그 사이의 시간에 상이한 레이저 헤드에 의해 생성된 빔의 정렬을 재구성하는데 이용될 수 있다. 예컨대, X 및 Y 축 링크 런의 가공 사이에, 또는 상이한 간격을 필요로 하는 링크 런 세그먼트의 가공 사이에 상이한 레이저 헤드로부터 나오는 집속 스폿의 위치를 이동시키는 것이 바람직할 수 있다. 더 나아가, 동일한 렌즈를 통해 다수의 스폿을 가지고 가공할 때, 링크 런 전체에 걸쳐서 스폿의 상대적인 또는 절대적인 위치에서 작은 조정을 하는 것이 바람직할 수 있다. 예컨대, Z 높이를 기초로 하는 집속 스폿 XY 위치에 대한 임의의 의존이 존재할 수 있다. 빔이 기울어지는 경우, 기울어진 척과, 척 및 웨이퍼 토폴로지에서의 변화로 인한 상이한 높이에서의 집속은 스폿으로 하여금 빗나가게 할 수 있다. 이러한 오류는 다수의 빔 액추에이터 및/또는 빔 조종 메커니즘, 이를테면 미러, 경사판, AOM, EOM 등을 이용해서 정정될 수 있다. 이러한 액추에이터는 기계적으 로, 전기적으로, 또는 그밖의 방식으로 활성화될 수 있다.
또 하나의 멀티-빔 시스템 아키텍처가 도 10에 예시되는데, 도 10은 일 실시예에 따른 빔 정렬 능력을 구비한 N-빔 링크 가공 시스템(1000)의 블록도이다. 이 시스템(1000)은 레이저 빔을 생성하는 레이저 소스(220); 레이저 빔을 N개의 상이한 빔으로 분할하는 N-방식 빔 분할기(1010); 및 N개의 빔을 각각 선택적으로 차단 또는 통과시키기 위해 광 셔터로서 기능하는 N개의 스위치(1020)를 포함한다. 또한 각 빔 경로 내에 정렬 메커니즘(1030)이 존재하는데, 이 메커니즘은 경사판, 미러 등일 수 있다. 정렬 메커니즘(1030)으로부터의 각 빔 출력이 빔 분할기(1040) 상에 입사하는데, 이 분할기는 레이저 빔의 일부를 초점 렌즈(230)로 통과시키고 레이저 빔의 일부를 각각의 빔 감지기(1050)로 보내는데, 이 감지기는 PSD, 쿼드 검출기 등일 수 있다. 빔 감지기(1050)에 의해 감지된 데이터가 정렬 제어 모듈(1060)에 의해 획득되는데, 이 모듈은 정렬 메커니즘(1030)을 그에맞게 명령한다. 단일 레이저 소스(220) 및 N-방식 빔 분할기(1010)에 대한 대안이 N개의 별개의 레이저 소스라는 것은 주지되어 있다.
시스템(1000)은 각 레이저 빔 경로를 따라서 각각의 중간 포인트에서 빔 정렬을 감지한다. 대안적으로, 시스템은 레이저 빔 스폿이 놓이는 웨이퍼 또는 그밖의 작업물로부터 반사를 감지함으로써 빔의 터미널 포인트에서 빔 정렬을 감지하도록 구성될 수 있으며, 이는 이전에 설명된 바와 같다.
본 명세서에서 예시되고 설명된 방법 및 시스템은 활성 및 비활성 둘 다인 다양한 형태로 존재할 수 있다. 예컨대, 이것들은 하나 이상의 소프트웨어, 펌웨 어, 또는 그밖의 프로그램으로 존재할 수 있는데, 소프트웨어 등은 소스 코드, 객체 코드, 실행 코드 또는 그밖의 포맷의 프로그램 지시어로 구성된다. 위 포맷 중 임의의 포맷이 컴퓨터-판독가능 매체 상에 구현될 수 있는데, 이 매체는 저장 디바이스 및 압축된 형태 또는 압축되지 않은 형태의 신호를 포함한다. 예시적인 컴퓨터-판독가능 저장 디바이스는 종래의 컴퓨터 시스템 RAM(랜덤 액세스 메모리), ROM(판독 전용 메모리), EPROM(삭제가능한, 프로그래머블 ROM), EEPROM(전기적으로 삭제가능한, 프로그래머블 ROM), 플래시 메모리 및 자기 또는 광학 디스크 또는 테이프를 포함한다. 반송파(carrier)를 이용해서 변조되거나 변조되지 않은, 예시적인 컴퓨터-판독가능 신호는 컴퓨터 프로그램을 호스팅(host)하거나 실행하는 컴퓨터 시스템이 액세스하도록 구성될 수 있는 신호로서, 인터넷 또는 그밖의 네트워크를 통해 다운로드되는 신호를 포함한다. 전술한 내용의 구체적인 예는 CD ROM 상의 또는 인터넷 다운로드를 통한 소프트웨어 배포를 포함한다. 어떤 의미에서는, 추상적 개체로서의 인터넷 자체가 컴퓨터-판독가능 매체이다. 상술한 내용은 일반적으로 컴퓨터 네트워크에 대해 참이다.
예컨대, 방법(400)이 프로세서 또는 제어기, 이를테면 제어기(580, 790, 또는 1060) 상에서 실행하는 소프트웨어에 의해 수행될 수 있다. 이 소프트웨어는 사용자 인터페이스를 조작자에게 제시할 수 있는데, 이 조작자는 조정 절차를 개시하거나 시간적(historical) 정렬 동작의 로그를 판독할 수 있다.
위에서 이용된 용어 및 설명은 예로서만 개시되며 제한으로서는 의도되지 않는다. 당업자는 많은 변형이 본 발명의 기본적인 원리로부터 벗어나지 않고 위에서 설명된 실시예의 세부사항에 대해 이루어질 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예컨대, 본 명세서에서 설명된 원리, 방법, 기계 및 시스템은 임의의 목적으로 레이저 광선를 이용해서 반도체 기판 상의 또는 그 안의 임의의 구조체를 가공하기 위한 일반적인 적응성을 갖는다. 후술하는 예 및 실시예가 그러한 구조체가 IC(예컨대, 메모리 디바이스와, 로직 디바이스와, LED를 포함하는 광학 또는 광전 디바이스와, 마이크로웨이브 또는 RF 디바이스) 위의 또는 그 안의 레이저-절단가능 링크라는 맥락에서 설명되나, 레이저-절단가능 링크 이외의 그밖의 구조체가 동일 또는 유사한 방식으로 가공될 수 있고, 본 명세서에 개시된 교시가 그밖의 유형의 구조체, 이를테면 레이저 광선의 결과로서 전도성이 되는 전기 구조체, 그밖의 전기 구조체, 광학 또는 광전 구조체, 및 기계적 또는 전자-기계적 구조체(예컨대, MEMS(마이크로 전자-기계 구조체) 또는 MOEMS(마이크로 광-전자-기계적 구조체)의 레이저 가공에 동일하게 적용할 수 있다. 또 하나의 예로서, 모든 링크 가공이 링크를 절단하는 목적이 아니며, 따라서 수행하지 않는다; 때때로 레이저 광선의 목적은 구조체 또는 그것의 재료를 절단하는 것, 쪼개는 것, 만드는 것, 가열하는 것, 바꾸는 것, 확산시키는 것, 어닐링하는 것, 드릴링하는 것, 다듬는 것(trim), 라우팅하는 것, 또는 측정하는 것이다. 예컨대, 레이저 광선는 구조체의 재료 내에서의 상태 변화를 유도하거나, 불순물의 이동을 야기하거나, 자기 특성을 바꿀 수 있는데, 자기 특성들 중 임의의 특성은 전기 회로 또는 그밖의 구조체를 연결, 연결해제, 튜닝, 변경, 또는 수리하기 위해 이용될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 후술하는 청구항 - 및 그것의 등가물 -에 의해서만 결정되어야 하는데, 청구항 내에서 모 든 용어는 다른방식으로 표시되지 않는 한 최광의의 합리적인 의미에서 이해되어야 한다.
본 발명은 일반적으로 반도체 집적 회로를 제조하는데 이용가능하고 더 구체적으로는 반도체 집적 회로 상의 또는 그 안의 구조체를 가공하는데 이용가능하다.

Claims (24)

  1. 복수의 레이저 빔을 이용해서 반도체 기판(240) 상의 또는 내의 구조체를 선택적으로 조사하기 위한 조사 시스템(500, 700A, 700B, 700C, 800, 1000)으로서, 구조체가 길이 방향으로 연장하는 하나 이상의 행으로 배열되어 있는, 조사 시스템(500, 700A, 700B, 700C, 800, 1000)에 있어서,
    적어도 제1 레이저 빔 및 제2 레이저 빔을 생성하는 레이저 소스(220);
    제1 레이저 빔이 반도체 기판(240)쪽으로 전파되는 제1 레이저 빔 전파 경로(210, 540, 710)로서, 제1 스폿에서 반도체 기판(240)과 교차하는 제1 레이저 빔 축(650)을 갖는, 제1 레이저 빔 전파 경로(210, 540, 710);
    제1 레이저 빔 축(650)을 조정하도록 구성된 제1 액추에이터;
    제2 레이저 빔이 반도체 기판(240)쪽으로 전파되는 제2 레이저 빔 전파 경로(210, 540, 710)로서, 제2 스폿에서 반도체 기판(240)과 교차하는 제2 레이저 빔 축을 갖는, 제2 레이저 빔 전파 경로(210, 540, 710);
    제2 레이저 빔 축을 조정하도록 구성된 제2 액추에이터;
    제1 액추에이터와 제2 액추에이터 중 적어도 하나를 활성화시켜서 제1 레이저 빔 전파 경로와 제2 레이저 빔 전파 경로 중 적어도 하나를 조정해서 경로들 중 적어도 하나의 정렬을 개선하도록 구성된, 제어 시스템
    을 포함하는, 반도체 기판 상의 또는 내의 구조체를 선택적으로 조사하기 위한 조사 시스템.
  2. 레이저 빔(510, 640, 710)을 이용해서 반도체 기판(240) 상에서 또는 내에서 전도성 링크를 선택적으로 조사하기 위한 조사 기계(500, 700A, 700B, 700C, 800, 1000) 내에서 레이저 빔의 정적(static) 정렬에 대해 구별되는(discrete) 조정을 하기 위한 레이저 빔 정렬 방법(400)으로서, 이 레이저 빔은 하나의 축(650)을 갖는 빔 경로(510, 640, 710)를 따라서 전파되는데, 이 축은 레이저(220)로부터 반도체 기판(240) 상의 또는 그 안의 한 위치에 있는 레이저 빔 스폿(110, 610)까지 연장하는, 레이저 빔 정렬 방법(400)에 있어서,
    레이저 빔의 적어도 하나의 측정된 특징을 기초로 해서, 적어도 하나의 신호를 생성해서(420), 레이저 빔 경로(510, 640, 710)를 초래하는 조사 기계(500, 700A, 700B, 700C, 800, 1000)의 조정가능한 광 요소(555, 560, 720, 730, 744, 746, 836, 838, 840, 854, 860, 225)를 제어하는, 신호 생성 단계(420);
    상기 적어도 하나의 신호를 조정가능한 광 요소(555, 560, 720, 730, 744, 746, 836, 838, 840, 854, 860, 225)로 보내는 단계(430); 및
    상기 적어도 하나의 신호에 응답해서 조정가능한 광 요소(555, 560, 720, 730, 744, 746, 836, 838, 840, 854, 860, 225)를 조정해서(440) 레이저 빔 경로(510, 640, 710) 축(650)을 변경하여 레이저 빔 경로(510, 640, 710)의 정적 정렬을 개선하는, 조정 단계(440)
    를 포함하는, 레이저 빔의 정적 정렬에 대해 구별되는 조정을 하기 위한 레이저 빔 정렬 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 측정된 특징은 반도체 기판(240) 상에서의 또는 내에서의 레이저 빔 스폿(110, 610)의 위치를 포함하고, 상기 레이저 빔 정렬 방법(400)은,
    반도체 기판(240) 상에서 또는 내에서 정렬 타겟(246)에 걸쳐서 레이저 빔 스폿(110, 610)을 스캐닝하는 단계; 및
    정렬 타겟(246)으로부터의 레이저 빔의 반사를 검출하는 단계
    를 더 포함하는, 레이저 빔의 정적 정렬에 대해 구별되는 조정을 하기 위한 레이저 빔 정렬 방법.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 측정된 특징은 레이저 빔이 반도체 기판(240) 상에 입사하는 기울기(θ)이고, 상기 레이저 빔 정렬 방법(400)은,
    반도체 기판(240) 상에서 또는 내에서 정렬 타겟(246)에 걸쳐서 제1 초점 높이에서 레이저 빔 스폿(110, 610)을 스캐닝하는 단계; 및
    제1 초점 높이에서 정렬 타겟(246)으로부터의 레이저 빔의 제1 반사 패턴을 검출하는 단계; 및
    반도체 기판(240) 상에서 또는 내에서 정렬 타겟(246)에 걸쳐서 제2 초점 높이에서 레이저 빔 스폿(110, 610)을 스캐닝하는 단계; 및
    제1 초점 높이에서 정렬 타겟(246)으로부터의 레이저 빔의 제2 반사 패턴을 검출하는 단계; 및
    기울기(θ)를 결정하기 위해 제1 및 제2 반사 패턴으로부터 유도된 데이터를 비교하는 단계
    를 더 포함하는, 레이저 빔의 정적 정렬에 대해 구별되는 조정을 하기 위한 레이저 빔 정렬 방법.
  5. 제2 항에 있어서,
    조사 기계(500, 700A, 700B, 700C, 800, 1000)는 빔 경로(510, 640, 710)의 적어도 일부를 덮는 커버를 포함하고, 조정 단계(440)는 커버를 제거하지 않고 수행되는, 레이저 빔의 정적 정렬에 대해 구별되는 조정을 하기 위한 레이저 빔 정렬 방법.
  6. 제2 항에 있어서,
    조사 기계(500, 700A, 700B, 700C, 800, 1000)는 레이저 빔을 이용해서 평면형 반도체 기판(240) 상에서 또는 내에서 구조체를 선택적으로 조사하기 위한 자신의 동작과 연관된 열적 상태에 의해 특징지어지고, 레이저 빔 정렬 방법(400)이 수행되는 동안 조사 기계(500, 700A, 700B, 700C, 800, 1000)는 상기 열적 상태 내에 있는, 레이저 빔의 정적 정렬에 대해 구별되는 조정을 하기 위한 레이저 빔 정렬 방법.
  7. 레이저 빔을 이용해서 반도체 기판(240) 상에서 또는 내에서 전도성 링크를 선택적으로 조사하기 위한 조사 기계(500, 700A, 700B, 700C, 800, 1000)로서,
    레이저 빔을 생성하는 레이저(220);
    레이저 빔이 전파되는 빔 경로(510, 640, 710)로서, 레이저로부터 반도체 기판(240) 상의 또는 내의 위치의 레이저 빔 스폿(110, 610)까지 연장하는 축(650)을 가지며, 하나 이상의 제어되지 않은 변형을 받는, 빔 경로(510, 640, 710); 및
    빔 경로(510, 640, 710)의 축(650)을 초래하는 조정가능한 광 요소(555, 560, 720, 730, 744, 746, 836, 838, 840, 854, 860, 225); 및
    프로세서(580, 790, 1060)로서, 조정가능한 광 요소(555, 560, 720, 730, 744, 746, 836, 838, 840, 854, 860, 225)에 전기적으로 연결되고, 레이저 빔의 적어도 하나의 측정된 특징을 기초로 해서, 적어도 하나의 전기 신호를 생성해서, 상기 하나 이상의 제어되지 않은 변형 중 적어도 하나를 보상하기 위해 조정가능한 광 요소를 조정해서, 이에따라 빔 경로(510, 640, 710)의 정적 정렬에 대해 구별되는(discrete) 개선을 만들도록 구성된, 프로세서(580, 790, 1060)
    를 포함하는, 레이저 빔을 이용해서 반도체 기판 상에서 또는 내에서 전도성 링크를 선택적으로 조사하기 위한 조사 기계.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제어되지 않은 변형은 빔 경로(510, 640, 710)에 영향을 미치는 열적 드리프트를 포함하는, 레이저 빔을 이용해서 반도체 기판 상에서 또는 내에서 전도성 링크를 선택적으로 조사하기 위한 조사 기계.
  9. 제7 항에 있어서,
    빔 경로의 적어도 일부를 덮는 커버를 더 포함하되, 조정은 커버를 제거하지 않고 발생하는, 레이저 빔을 이용해서 반도체 기판 상에서 또는 내에서 전도성 링크를 선택적으로 조사하기 위한 조사 기계.
  10. 제7 항에 있어서,
    프로세서(580, 790, 1060)는 측정된 특징을 조사 기계(500, 700A, 700B, 700C, 800, 1000)로 하여금 자동으로 측정하게 하도록 더 구성되는, 레이저 빔을 이용해서 반도체 기판 상에서 또는 내에서 전도성 링크를 선택적으로 조사하기 위한 조사 기계.
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