KR20080047369A - 계측 타깃으로서 프로세싱 타깃을 사용하여 반도체 집적회로에 대해 레이저 빔 스폿을 위치시키는 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

다양한 방법(600,700) 및 시스템(100)은 프로세싱 레이저 빔 스폿(135)으로 프로세싱 레이저 빔을 전달함으로써, 선별적으로 처리될 반도체 기판(130) 내에 또는 위에 있는 구조들(410)을 가지는 반도체 기판(130)에 대해 레이저 빔 스폿의 위치를 측정, 결정, 또는 정렬시킨다. 이 다양한 방법(600,700) 및 시스템(100)은 측정, 결정, 또는 정렬을 수행하기 위해 이들 구조들(410) 자체를 이용한다.
반도체, 레이저, 기판, 빔, 프로세싱

Description

계측 타깃으로서 프로세싱 타깃을 사용하여 반도체 집적 회로에 대해 레이저 빔 스폿을 위치시키는 방법 및 시스템{METHODS AND SYSTEMS FOR POSITIONING A LASER BEAM SPOT RELATIVE TO A SEMICONDUCTOR INTEGRATED CIRCUIT USING A PROCESSING TARGET AS A METROLOGY TARGET}
본 출원은 "Methods and Systems for Positioning a Laser Beam Spot Relative to a Semiconductor Integrated Circuit Using a Processing Target as an Alignment Target"으로 명칭된 미국특허 출원번호 제11/213,329호(2005년 8월 26일자로 출원됨)와 "Methods and Systems for Positioning a Laser Beam Spot Relative to a Semiconductor Integrated Circuit Using a Processing Target as a Metrology Target"으로 명칭된 미국특허 출원번호 제11/365,468호(이전 출원의 CIP(Continuation-In-Part)로서 2006년 2월 28일자로 출원됨)에 대한 우선권을 주장한다. 이들 이전 출원 둘 다는 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 병합된다.
본 발명은 일반적으로 제조 동안 반도체 집적 회로를 처리하기 위해 레이저의 사용에 대한 것이며, 더 상세하게는 그러나 비 배타적으로 반도체 집적 회로 상에 또는 그 안에 레이저 빔 스폿을 위치시키는 것과 관계 있다.
조립 공정 동안, IC(집적회로: integrated circuit)는 종종 공정상 또는 반도체 재료내의 마이너 불순물(minor imperfection)로 인해 결함을 입는다. 그 이유로, IC는 보통 반도체 메모리 디바이스, 예를 들면 DRAM(Dynamic Random Access Memory), SDRAM(Static Randmom Access Memory), 또는 내장 메모리 내의 여분의 행 및 열의 메모리 셀과 같은, 중복적인 회로 구성요소를 포함하도록 디자인된다. 이러한 디바이스는 중복적인 회로 구성요소의 전기적 접촉점 사이에 레이저로 절단가능한 링크를 포함하도록 또한 디자인된다. 예를 들면, 이러한 링크는 결함있는 메모리 셀의 연결을 해제하고 대체 중복 셀을 교체하도록 제거될 수 있다. 유사 테크닉이 또한 게이트 어레이 또는 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit)과 같은 로직 제품을 프로그래밍 또는 구성하도록 링크를 절단하기 위해 사용된다. IC가 조립된 이후, IC의 회로 구성요소는 결함을 위하여 테스트되고, 결함의 로케이션이 데이터 파일 또는 결함 맵으로 레코딩될 수 있다. 레이저 기반 링크 프로세싱 시스템은, 이 IC의 레이아웃에 관한 위치 정보 및 이 회로 구성요소의 로케이션이 충분하게 정확히 알려진다면, IC를 유용하게 만들기 위해 선택된 링크를 제거하도록 사용될 수 있다.
일실시예에 따라, 한 방법은 프로세싱 레이저 빔을 프로세싱 레이저 빔 스폿으로 전달함으로써, 선택적으로 처리될 반도체 기판 내 또는 위의 구조를 갖는 반도체 기판에 대해 레이저 빔 스폿을 위치시킨다. 이 방법은 계측 레이저 빔을 생성하고 선택적으로 처리될 구조 위에서 또는 그 근처에서 계측 레이저 빔 스폿에 대한 전파 경로(propagation path)를 따라 계측 레이저 빔을 전파시킨다. 이 방법은 반도체 기판에 대해 레이저 빔 스폿을 이동시켜 그 중심에 관한 반도체 기판의 각속도가 반도체 기판의 중심과 레이저 빔 스폿 사이의 거리에 의해 나누어진 반도체 기판에 관한 레이저 빔 스폿의 속도 몫보다 적게 한다. 이 방법은 이 구조로부터 계측 레이저 빔의 반사를 검출하고, 이에 의해 상기 이동이 발생하는 동안 반사 신호를 발생시키며, 이 반사 신호에 기초하여, 구조에 관한 계측 레이저 빔 스폿의 위치를 결정한다.
또 다른 실시예에 따르면, 한 방법은 프로세싱 레이저로부터 반도체 기판내 또는 위에 있는 선택된 프로세싱 타깃 구조에 레이저 빔 펄스를 정확하게 보낸다. 프로세싱 타깃 구조의 적어도 하나의 서브세트는 세로 방향으로 연장되는 실질적으로 직선 행으로 배열된다. 이 방법은 계측 레이저 빔을 생성하고 반도체 기판 내 또는 위에 있는 계측 레이저 빔 스폿에 대한 전파 경로를 따라 계측 레이저 빔을 전파한다. 이 방법은 세로 방향으로 눈에 띄게, 계측 레이저 빔 스폿에 대해 반도체 기판을 이동시킨다. 이 방법은 계측 레이저 빔 스폿이 반도체 기판에 대해 이동함에 따라 프로세싱 타깃 구조로부터 반사된 광 에너지를 검출하며, 이에 의해 세로 방향의 거리 함수로서 반사 신호를 생성한다. 이 방법은 프로세싱 레이저 빔의 프로세싱 펄스를 생성하고, 반도체 기판내 또는 위에 있는 프로세싱 레이저 빔 스폿에 대한 전파 경로를 따라 이 프로세싱 펄스를 전파시킨다. 이 방법은 반사 신호에 기초하여, 선택된 프로세싱 타깃 구조상에 이 프로세싱 펄스를 향하게 하도록 반도체 기판에 관한 프로세싱 레이저 빔 스폿을 위치시킬 곳을 결정한다.
또 다른 실시예에 따르면, 한 시스템은 펄스된 레이저를 사용하여 반도체 기판내 또는 위에 있는 구조를 처리한다. 이 시스템은 레이저 소스, 계측 레이저 전파 경로, 프로세싱 레이저 전파 경로, 모션 스테이지, 센서, 및 제어기를 포함하며, 이 제어기는 센서와 모션 스테이지에 연결된다. 이 레이저 소스는 상기 구조 중 선택된 하나에 충돌시키기 위한 계측 레이저 빔과 펄스된 프로세싱 레이저 빔을 생산한다. 이 계측 레이저 전파 경로는 레이저 소스로부터 반도체 기판 내 또는 위에 있는 계측 레이저 빔 스폿으로 확장한다. 이 프로세싱 레이저 전파 경로는 레이저 소스로부터 반도체 기판 내 또는 위에 있는 프로세싱 레이저 빔 스폿으로 확장한다. 이 모션 스테이지는 프로세싱 레이저 빔 스폿이 상기 구조들 중 상기 선택된 것들과 교차되도록 반도체 기판과 계측 레이저 빔 스폿 및 프로세싱 레이저 빔 스폿 사이에서 상대적인 모션을 야기하도록 구성된다. 이 모션은 실질적으로 직선방향에 있다. 센서는 계측 레이저 빔 스폿이 반도체 기판에 대해 이동되므로 반도체 기판으로부터 계측 레이저 빔 스폿의 반사 크기를 검출하도록 위치됨으로써, 이에 의해 반사 신호를 생성한다. 제어기는 반사 신호에 기초하여, 상기 구조들 중 상기 선택된 것들에 충돌시키기 위해 프로세싱 레이저 빔의 펄스를 생성하는 곳 또는 시기를 결정하기 위해 구성된다.
또 다른 실시예에 따르면, 한 방법은 다음 단계에 의해, 반도체 내 또는 위의 구조의 실질적으로 선형인 제 1 항의 제 1 부분 내에서 선택적으로 처리될 구조의 위치에 관한 데이터를 취합한다: 계측 레이저 빔을 생성하고 계측 레이저 빔 스폿에서 기판과 교차하는 전파 경로를 따라 계측 레이저 빔을 전파하는 단계; 제 1 부분을 따라 반도체 기판에 대해 계측 레이저 빔 스폿을 이동시키는 단계; 및 계측 레이저 빔 스폿이 반도체 기판에 대해 이동함에 따라 이 부분에서 구조로부터 벗어난 계측 레이저 빔의 반사를 검출함으로써, 이에 의해 반사신호를 생성하는 단계. 취합된 데이터에 기초하며, 이 방법은 반도체 기판 내 또는 위에 있는 구조의 실질적 선형인 제 2 행의 제 2 부분에 있는 선택된 구조에 충돌시키기 위해 반도체 기판으로 프로세싱 레이저 펄스를 향하게 하는 장소를 결정하며, 여기서 상기 제 2 행은 상기 제 1 행에 실질적으로 평행이다.
또 다른 실시예에 따르면, 한 방법은 반도체 기판 내 또는 위에 있는 구조에 대한 레이저 빔의 전달을 위치시킨다. 이 방법은 기판을 교차하고, 선택적으로 처리될 구조 위에 또는 근접하게 있는 계측 레이저 빔 스폿에 대한 전파 경로를 따라 계측 레이저 빔을 전파하는 계측 레이저 빔 스폿을 가지는 계측 레이저 빔을 생성한다. 이 방법은 이 구조로부터 계측 레이저 빔의 반사를 검출하고, 이에 의해 반사 신호를 생성하며, 반사 신호가 임계값을 넘는 시기를 검출한다. 상기 검출하는 단계에 응답하여, 이 방법은 프로세싱 레이저 빔을 생성하고 계측 빔의 반사가 검출되었던 구조에 이 프로세싱 레이저 빔을 전파한다.
여기에 사용된, "위에(on)"라는 용어는 이것이 물리적 관계에 관련된 것이지만, 이는 바로위 뿐만 아니라, 맨꼭대기(atop), 위쪽에(above), 훨씬 위쪽에(over) 또는 어느 쪽이든, 부분적 또는 전체적으로 커버링을 의미하며, "실질적으로"라는 용어는 약 또는 근사하게를 의미하는 확장 용어이지만, 그러나 아주 밀접한 정도를 암시하지 않으며, "근접하게"하는 용어는 물리적인 접촉을 암시하지 않고, 옆에 또는 시리즈 내의 그 다음(예를 들면, 알파벳에서 문자 "F"는 "G"에 근접하지만, "H"에는 근접하지 않다)을 의미한다.
특정 실시예에 대한 구성 및 동작에 관한 상세 설명이 아래 리스팅된 도면을 참조하여 다음 섹션에서 기술된다.
도 1은 링크 프로세싱 시스템의 간략도.
도 2는 도 1의 링크 프로세싱 시스템의 블럭도.
도 3은 반도체 웨이퍼의 평면도.
도 4는 도 3의 반도체 웨이퍼에 대한 측면도.
도 5a 및 도 5b는 전용 정렬 타깃을 이용하여 정렬 동작에 대한 예시도.
도 5c는 불량의 전용 정렬 타깃에 대한 예시도.
도 6은 반도체 다이 전역에 걸친 링크 런(link run)의 예시도.
도 7은 프로세싱 레이저 빔 스폿을 갖는 다수의 링크 뱅크 전역에 걸친 링크 런에 대한 세그먼트의 예시도.
도 8a는 정렬 레이저 빔 스폿으로 다수의 링크 뱅크 전역에 걸친 링크 런에 대한 세그먼트의 예시도.
도 8b는 측방향 계측을 위한 측방향적으로 오프셋된 부분 링크-유사 구조를 포함하는 세그먼트 전역에 걸친 다중의 측방향적으로 이격된 계측 링크 런의 예시도.
도 8c는 측방향 계측 정보를 전송하기 위해 디자인된 반사 타깃을 포함하는 세그먼트 전역에 걸친 계측 링크런의 예시도.
도 9a는 프로세싱 레이저 빔 스폿 및 정렬 레이저 빔 스폿 둘 다를 갖는 다수의 링크 뱅크 전역에 걸친 링크 런에 대한 세그먼트의 예시도.
도 9b는 다중 프로세싱 레이저 빔 스폿 및 정렬 레이저 빔을 갖는 다수의 링크 뱅크 전역에 걸친 링크 런에 대한 세그먼트의 예시도.
도 9c 및 9d는 프로세싱 레이저 빔 스폿을 갖는 링크의 한 행에 있는 다수의 링크 뱅크 전역에 걸친 링크 런에 대한 세그먼트와 정렬 레이저 빔 스폿을 갖는 링크의 근접 행에 있는 다수의 링크 뱅크 전역에 걸친 병렬 링크에 대한 세그먼트의 예시도.
도 9e 및 9f는 프로세싱 레이저 빔 스폿 및 정렬 레이저 빔 스폿을 갖는 링크의 동일한 행에 있는 다수의 링크 뱅크 전역에 걸친 링크 런에 대한 세그먼트의 예시도.
도 10은 도 8 또는 도 9의 미들 링크 뱅크 전역에 걸친 X 위치의 함수로서 반사된 정렬 레이저 에너지에 대한 그래프.
도 11은 동기화 패턴을 가지는 링크 뱅크 전역에 걸친 X위치의 함수로서 반사된 정렬 레이저 에너지에 대한 그래프.
도 12a 및 12b는 도 8 또는 도 9의 미들 링크 뱅크 전역에 걸친, 각기 X 위 치 및 Z 위치의 함수로서 반사된 정렬 레이저 에너지에 대한 그래프.
도 13은 링크 피치의 함수로서 반사된 정렬 레이저 에너지에 대한 그래프.
도 14는 일실시예에 따른 방법의 흐름도.
도 15a는 일실시예에 따른 방법의 흐름도.
도 15b는 도 15a의 방법과 함께 사용하기 위한 임계치를 보여주기 위해 라벨이 붙은 도 10의 그래프.
도 16a 내지 도 16c는 다양한 실시예에 따른 방법의 흐름도.
도면은 본 명세서에 기술된 원리의 이해를 돕기 위한 것이다. 그 자체로, 도면은 정확히, 축척 또는 상대적 크기를 기술하는 것을 의미하지 않는다.
위에 리스팅된 도면을 참조하여, 이 섹션은 특별한 실시예 및 이들의 상세한 구성 및 동작을 기술한다. 여기에 기술된 실시예는 단지 예시를 위하여 기술된다. 당업자라면 본 명세서의 교시에 비추어, 변형예가 여기에 기술된 실시예에 만들어질 수 있으며 다른 실시예가 가능함을 인식할 것이다. 기술된 실시예의 모든 가능한 다른 실시예 및 모든 가능한 변형예를 총망라하여 싣고자 하지는 않는다.
명확하고 간결하도록, 일부 실시예 중의 콤포넌트 또는 단계의 일부 설명은 과도한 세부 묘사없이 제공되며, 여기서 이러한 세부 묘사는 본 명세서의 요지에 비추어 당업자에게 명백하고/하거나 이러한 세부 묘사는 실시예의 더 적절한 측면에 대한 이해를 흐리게 할 수 있다.
당업자가 이해하는 바와 같이, 일부 실시예는 다음 중 모두 또는 일부를 포함하여, 종래 기술에 대한 일부 이점을 달성할 수 있다:(1) 레이저 방사를 선택된 구조에 전달하는 더 큰 위치 정확성, (2) 전용의 정렬 타깃에 관한 더 적은 신뢰성, (3) 더 견고하고 덜 민감한 정렬, (4) 포커스 깊이 정렬 및 축상(on-axis) 정렬, 및 (5) 증가된 총 처리량. 다양한 실시예의 이러한 및 그 밖의 이점은 다음을 읽는 경우 분명할 것이다.
도 1은 일반적인 링크 처리 시스템(100)을 예시한다. 이 시스템(100)은 레이저(110)를 포함하며, 이는 레이저 빔(120)을 생성한다. 이 레이저 빔(120)은 전파 경로를 따라 전파되어 레이저 빔 스폿(135)에서 작업물(130)에 도달하며, 이 작업물은 일반적으로 반도체 웨이퍼이다. 미러(150) 및 포커싱 렌즈(160)를 포함하는, 다수의 광학 구성요소는 이 전파 경로를 따라 배치될 수 있다. 이 작업물(130)상의 레이저 빔 스폿(135)의 위치는 고정 광학 테이블(105) 바로 밑 XY 평면(레이저 빔(120)은 Z 방향에 있는 작업물(130)에 입사됨)으로 작업물(130)을 이동시킴으로써 가변될 수 있으며, 이 테이블은 레이저(110), 미러(150), 포커싱 렌즈(160) 및 가능하게는 다른 광학 하드웨어를 지지한다. 이 작업물(130)은 모션 스테이지(170)에 의해 운반된 처크(chuck)(미도시) 상에 이를 위치시킴으로써 XY 평면의 바로 아래로 이동될 수 있다.
모션 스테이지(170)는 이 작업물(130)이 제 1 축을 따라 이동하는 상단 스테이지에 고착되고, 이 제 1 축에 수직인 제 2 축을 따라 이동하는 하단 스테이지에 의해 지지되는 X-Y 변환 테이블에 의해 특징화될 수 있다. 이러한 시스템은 일반적으로 레이저 빔 스폿(135)의 고정된 빔 위치에 대해 작업물(130)을 이동시키며, 적층된(stacked) 스테이지 포지셔닝 시스템으로 명칭될 수 있는데, 이는 하단 스테이지가 작업물(130)을 지지하는 상단 스테이지의 관성 질량을 지지하기 때문이다. 이러한 포지셔닝 시스템은 바람직한 포지셔닝 정확도를 가질 수 있는데, 이는 간섭계가 일반적으로 각 스테이지의 절대 위치를 결정하기 위해 각 축을 따라 사용되기 때문이다. 이러한 정확성의 레벨은 링크 프로세싱을 위해 선호되는데, 이는 레이저 빔 스폿(135)의 크기가 일반적으로 링크의 폭보다 쪼금 크기 때문이며, 따라서 레이저 빔 스폿(135)의 위치와 타깃 링크사이의 작은 불일치라도 결국 불완전한 링크 절단이 될 수 있다. 덧붙여, 반도체 웨이퍼상의 특색(features)의 고밀도는 결국 가까운 구조들에 레이저 손상을 잠재적으로 야기하는 작은 포지셔닝 에러가 된다. 대안적으로, 소위 분할-축 포지셔닝 시스템에 있어서, 이 상단 스테이지는 하단 스테이지에 의해 지지 되지 못하며 이 하단 스테이지로부터 독립적으로 이동하고, 작업물(130)은 제 1 축 또는 스테이지 상에 갖추어지고, 반면에 미러(150) 및 포커싱 렌즈(160)와 같은 광학 구성요소는 제 2 축 또는 스테이지 상에 갖추어진다. 분할-축 포지셔닝 시스템은 작업물의 총 크기 및 무게가 증가함에 따라 유리하게 되므로, 더 길고 따라서 더 무거운 스테이지를 이용할 수 있게 된다. 또 다른 대안으로서, 모션 스테이지(170)는 평면 포지셔닝 시스템일 수 있으며, 이 경우 작업물(130)은 2개 이상의 액추에이터에 의해 이동 가능한 단일 스테이지 상에 갖추어지고 반면에 광학계 및 레이저 빔 스폿(130)은 실질적으로 고정 위치에 남겨지거 나, 또는 그 역도 가능하다. 이 시스템은 액추에이터의 작용력을 조정함으로써 작업물(130)을 2차원으로 변환한다. 또한, 일부 평면 포지셔닝 시스템은, 비록 그것이 필수적 또는 바람직하지 않을 수 있을지라도, 작업물을 회전시킬 수 있다. 다른 대안적인 모션 방식은 검류계 또는 이동 렌즈와 같은 작동된 광학계를 가지고 하나 이상의 방향으로 레이저 빔 스폿(135)을 이동 및/또는 하나 이상의 방향으로 작업물(130)을 이동시킴으로써 작업물(130)에 대해 레이저 빔 스폿(135)을 위치시킨다. 이러한 형태와 관계없이, 모션 스테이지(170)는 일반적으로, 실질적으로 직선 경로에서 한 번에, 링크의 행과 같은 단일 축을 따라 이동된다.
도 2는 링크 프로세싱 시스템(100)의 블럭도이다. AOM(Acoustic-Optical Modulator: 음향-광 변조기)(140), 미러(150) 및 포커싱 렌즈(160)를 포함하여, 다수의 광학 구성요소는 레이저(110) 및 작업물(130) 사이의 레이저 빔(120)의 전파 경로를 따를 수 있다. 이 AOM(140)은 라디오 주파수(RF) 입력에 응답하며, 이는 레이저 빔(120)이 AOM(140)을 벗어나는 방향을 변화시킨다. 적합한 진폭 및 주파수를 가지는 RF 신호를 가지고 선별적으로 AOM(140)을 구동시킴으로써, AOM(140)은 선택적으로 레이저 빔(120)을 차단 또는 미러(150)까지 통과시켜 렌즈(160)을 통하여 작업물(130)에 이르도록 구성될 수 있다. 달리 말하면, AOM(140)은 레이저 빔 전파 경로에서 광 스위치 또는 셧터와 같이 행동한다. 부가적으로, 감소된 크기의 RF 파워를 가지고 AOM(140)을 구동시킴으로써 부분적 전송 상태로 이 AOM(140)을 사용하는 것이 가능하다. 이러한 모드는 감쇠하는 것에 유용하지만, 그러나 레이저 빔 전파 경로를 따라 전파하는 레이저 방출을 완전하게 차단하지 못한다.
광 스위치 또는 셧터로서 기능할 수 있는 어떤 디바이스라도 AOM(140)을 대신하여 사용될 수 있다. EOM(Electro-Optic-Modulator) 및 액정(liquid crystal) 변조기는 일부 이러한 대안적인 디바이스의 예이다.
위치 센서(180)(이는 하나 이상의 간섭계, 인코더, 또는 위치 센싱을 위한 다른 수단이 될 수 있음)는 모션 스테이지(170)의 로케이션을 센싱하고 그 위치 데이터를 제어기(190)(이는 하나 이상의 컴퓨터, 프로세서, 회로 등이 될 수 있음)에 통지한다. 이 제어기(190)는 작업물(130)이 레이저 빔 스폿(135)에 관련된 장소를 결정하기 위해 교정 데이터를 사용한다. 이 제어기(190)는 또한 타깃 맵(195)에 액세스하며, 이 타깃 맵은 조사(irradiated)되어야하는(예를 들면, 그 위치에서의 링크를 절단하기 위해) 작업물(130)에 관한 타깃 위치를 나타내는 데이터를 포함한다. 이 타깃 맵(195)은 일반적으로 작업물(130)에서 어떤 회로 구성요소가 결함이 있는지를 결정하는 테스트 프로세스, 결함이 있는 구성요소의 연결을 해제하고, 중복 구성요소내에서 스왑하기 위해 어떤 링크를 처리할지를 결정하는 로직, 및 처리될 링크의 공칭 또는 예상 위치를 나타내는 CAD(Computer-Aided Design) 데이터 또는 다른 데이터로부터, 생성된다. 이 제어기(190)는 일반적으로, 레이저 빔 스폿(135)이 각 타깃을 횡단하고 타깃에 있는 작업물(130)에 도달하는 레이저 펄스를 방출하도록 레이저(110)의 펄스 발생, AOM(140)의 셔터생성(shuttering), 및 모션 스테이지(170)의 이동하기를 담당한다. 이 제어기(190)는 바람직하게는, 그 접근 방식이 레이저 펄스의 매우 정확한 배치를 제공하므로, 위치 데이터에 기반된 시스템(100)을 제어한다. 본 발명의 양수인에게 양도되고 참조에 의해 본 명세서에 그 전체 내용이 병합된 미국 특허 번호 제6,172,325호는 레이저-펄스-온-포지션(laser-pulse-on-position) 테크놀리지를 기술한다.
여기에 사용된 바와 같이, "레이저 빔 스폿"이라는 구문은 사실상 레이저 빔의 전파 경로의 축이 작업물(130)을 교차하는 스폿에 대한 약칭 표현이다. 정확하게 말하면, 레이저 빔은 때때로 온되고 때때로 오프된다. 예를 들면, AOM(140)은 레이저 빔(120)이 작업물(130)에 도달하는 것을 차단할 수 있다. 다른 예로서, 펄스된 레이저 빔은 주기적으로 온 및 오프된다. 그러나, 이 레이저 빔이 오프되는 때 조차라도, 레이저 빔의 전파 경로의 축이 작업물(130)에 교차하는 스폿은 항상 존재하고 모션 스테이지(170)가 이동함에 따라 작업물(130)의 표면을 따라 이동한다.
또한, 도 2는 빔 분할기(196) 및 반사된 에너지 센서(198)를 묘사하며, 이는 작업물(130)로부터 반사된 에너지를 모으고 그 에너지를 측정하기 위해 정렬 모드(alignment mode) 동안 사용될 수 있다. 일반적인 X 또는 Y 정렬 스캔(때때로 BTW(Beam-To-Work) 스캔으로 명칭됨)에서, 레이저 빔 스폿(135)은 작업물(130) 상의 정렬 특징 전역에 걸쳐 스캔된다. 이 반사된 에너지 센서(198)는 예를 들면, 광검출기가 될 수 있다. 작업물(130)을 벗어난 반사는 빔 분할기(196)를 통과하여 반사된 에너지 센서(198)에 이르며, 이는 자신의 판독값을 제어기(190)로 전달한다. 이 반사된 에너지의 판독값은 위치 센서(180)로부터 또는 모션 스테이지(170)에 전송된 위치 명령어(command:커맨드)로부터 다수의 위치 좌표에 대응한다. 레이저 스폿이 정렬 특징(alignment feature)에 떨어지는 경우 수신 반사된 파워에서의 차이 및 이 정렬 특징을 둘러싼 영역은 위치 좌표와 함께 제어기(190)에 의해 해석되어, 위치 센서(1800 또는 모션 스테이지(170)의 좌표계에서 정렬 특징의 로케이션을 추출한다. 일반적으로, 정렬 특징은 이 정렬 특징을 둘러싼 영역 보다 더 매우 반사적이므로, 결국 이는 레이저 빔 스폿(135)가 정렬 특징과 오버랩되는 경우, 반사된 에너지 센서(198)에 의해 수신된 증가된 광학 파워가 된다. 타깃 로케이션을 나타내는 기준 위치 데이터(예를 들면, 타깃 맵(195) 또는 CAD 데이터)와 정렬 스캔 프로세스를 통하여 결정된 특징 로케이션의 비교는 로케이션, 스케일, 회전, 비틀림(skew), 기울기, 워페이지(warpage), 핀쿠션(pincushion) 왜곡, 및/또는 작업물(130) 또는 레이저 처리 시스템(100)의 좌표 시스템에서의 타깃의 로케이션에 관한 다른 평면 또는 고차(즉, 3차원) 교정항(calibration terms)을 교정하기 위해 사용될 수 있다. 참조에 의해 본 명세서에 병합된 미국 특허 번호 제4,941,082호는 일부 고차 교정 테크놀리지를 기술한다. 여기에 사용된 바와 같이, "정렬"이라는 용어는 X 또는 Y 정렬(또는 둘 다), Z 깊이 포커싱, 및 모든 다른 유형의 위치 또는 공간적 방향 또는 교정을 포함한다.
레이저(110) 및 이의 관련 광학계가 고정적인지, 작업물(130)이 이동하는 지, 또는 역인지, 또는 양쪽 바디(body)에 의해 이동의 일부 조합이 발생하는지는 중요하지 않는 것임을 주목하자. 요구되는 모든 것은 레이저 빔 스폿(135)과, 작업물(130)은 서로에 대해 이동한다는 것이다. 예를 들면, 도 1 및 도 2에 도시된 것에 대한 하나의 대안으로서, 레이저 빔 스폿(135)의 위치는 광학 테이블(105) 상의 광학 하드웨어를 이동시키면서, 여전히 작업물(130)을 지지함으로써 작업물(130)에 대하여 가변될 수 있다. 그 경우에 있어서, 모션 스테이지(170)와 같은 모션 스테이지는 광학 테이블(105) 상의 적합한 광학 하드웨어를 일반적으로 실질적 직선 X-Y 방향으로 이동시키기 위해 제공될 수 있다. 또 다른 대안으로서, 광학 하드웨어 및 작업물(130) 둘 다는 레이저 빔 스폿(135) 및 작업물(130) 사이의 상대적 모션을 제공하기 위해 이동될 수 있다. 또 다른 대안으로서, 광학 테이블(105) 및 작업물(130)은 정지 상태에 있을 수 있고, 반면에 조정 미러는 작업물(130)을 따라 레이저 빔 스폿(135)을 이동시키기 위해 사용된다. 또 다른 대안으로서, 모션 스테이지는 X-방향과 같은 일 방향으로 광학 테이블(105)상의 적합한 광학계를 이동시키기 위해 사용될 수 있고, 모션 스테이지(170)는 레이저 빔 스폿(135) 및 작업물(130) 사이의 상대적 모션을 제공하기 위해 Y 방향과 같은 또 다른 방향으로 작업물(130)을 이동시킬 수 있다.
또한 레이저 조사(laser irradiation)의 목적은 링크 블로잉(link blowing) 뿐만 아니라 어떤 것도 될 수 있음을 주목하자. 이 조사의 목적은 구조 또는 이 구조의 재료를 드릴링하기, 기계가공하기, 깍기(trim), 절단하기, 새기기, 표시하기, 쪼개기(cleave), 만들기(make), 가열하기, 변경하기(alter), 확산시키기(diffuse), 어닐링하기(anneal), 또는 측정하기 위한 것일 수 있다. 예를 들면, 레이저 조사는 구조의 재료에서 상태 변화를 유도할 수 있거나, 도펀트의 이동을 야기할 수 있거나, 또는 자성 특성을 변경할 수 있는데, 이들 중 하나는 전기 회로 또는 다른 구조를 연결, 연결해제, 튜닝, 개조(modify), 또는 복구하기 위해 사용될 수 있다.
도 3은 반도체 와이퍼의 평면도이며, 이 평면도는 작업물(130)의 가장 일반 적인 폼이다. 이 작업물(130)은 다수의 다이(210)를 포함하며, 이들은 일반적으로 통례의 기하학 배열로 배치된다. 일반적으로 직사각형 패턴에서 연속적인 다이 그룹은 정렬 영역(220)을 만들고, 이 영역의 모서리 또는 그 근처에는 전용 정렬 타깃(230)이 있다. 각 다이 위에 또는 근처에 추가적인 정렬 타깃(미도시)이 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 정렬 타깃(230)은 레이저 빔 스폿(135)을 작업물(130)에 정렬시키기 위해 사용될 수 있다. 정렬 영역(220)의 각 모서리에 있는 정렬 타깃(230)으로부터 취합된 정렬 데이터는 이 정렬 영역에서 각 다이 내에서 처리될 링크의 위치를 계산하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 표면에 맞추는 알고리즘(surface fitting algorithm)은 표면 모델을 정렬 영역에 맞추기 위해 잘 알려진 모서리 정렬 타깃 데이터에 적용될 수 있다. 이러한 프로세스는 보통 PGC(Position Geometry Correction)로 명칭된다. 이러한 테크닉이 유용할지라도, 이들 테크닉은 또한 다음의 기본 제한을 겪는다: (1) 전용 정렬 타깃은 개수에서 제한되고, (2) 이 정렬 타깃은 정렬 영역(220)의 내부에 있는 링크의 위치에 대한 기껏해야 간접 표시자이다. 예를 들면, 정렬 영역(220) 바로 밑의 먼지 입자는 작업물(130)이 일부 내부 구조의 Z 높이를 변경하거나 정렬 타깃의 Z 높이가 변경하지 않는 방식으로 편향을 하도록 야기할 수 있다.
도 4는 동일한 작업물(130)의 측면도이다. 도 4는 정렬 타깃(230)은 작업물(130)의 다른 층 위에 있을 수 있고, 사실 일반적으로는 위에 있으며, 따라서 다이(210)에 있는 링크로부터 다른 Z 높이에 있을 수 있음을 예시한다. 이러한 Z 오프셋은 Z 치수에서 정렬(즉, 포커싱)을 복잡하게 할 수 있다. 또한, 이 오프셋은 설명되어져야 하거나, 또는 Z 방향에서의 일부 부정렬(misalignment)이 허용되어야만 한다. 작업물(130)의 층들이 측면 X-Y 위치 함수로서 Z 두께에서 가변되는 일부 경우에서, 전용 정렬 타깃(230)으로부터 포커스 데이터 및 정렬에 기초하여 두께 편차를 적절하게 설명하는 것은 가능하지 않을 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 전용 정렬 타깃(230)을 이용하는 정렬 동작의 실시예이다. 도 5a에서, 정렬 레이저 빔 스폿(310)은 X 정렬 경로(320)에서 정렬 타깃(230) 전체를 앞뒤로 횡단한다. 이 빔 스폿(310)은 다수의 다른 포커싱 높이로 이 경로(320)을 횡단하며, 이 포커싱 높이는 가장 모난 가장 자리 천이를 생성하는 포커싱 높이는 정렬 타깃(320)의 가장 자리 위치를 등록하기 위해 사용된다. 도 5b에서, 동일한 프로세스가 Y 정렬 경로(330)를 따라 Y 방향으로 반복된다. 그러나, 이 정렬 타깃(320)이 불량인 경우, 도 5c에서 확대된 형태로 도시된 바와 같이, 정렬 타깃(220)을 스캐닝하는 것으로부터 생성된 위치 데이터는 흠이 갈 수 있다.
비록 정렬 경로(320 및 330)이 완벽하게 직선일 수 없을 지라도, 이들 경로는 바람직하게는 실질적으로 직선이며, 이 직선은 작업물(130) 및/또는 정렬 레이저 빔 스폿(310)의 직선 모션으로부터 발생한다. 정렬 동작 동안 중심 또는 근사 중심에 대한 작업물(130)의 임의 회전 또는 각운동은 바람직하게는 무시할 수 있고 이상적으로는 영이다. 비록 작업물(130) 및/또는 정렬 레이저 빔 스폿(310)의 상대적인 직선 모션이 작업물(130)의 중심에 대한 회전과 정렬 레이저 빔 스폿(310)의 방사상 운동(radial movement)의 조합에 의해 달성될 수 있을지라도, 이는 바람직하게는 우세한 운동 모드가 아니다. 정렬 동작 동안 그 중심에 대한 작업물(130)의 임의 회전 속도는 바람직하게는 작업물(130)의 중심으로부터 정렬 레이저 빔 스폿(310)까지의 거리에 의해 나누어진 작업물(130)에 관한 정렬 레이저 빔 스폿(310)의 로컬 절대 속도보다 작다.
도 6은 반도체 다이(210) 전역에 걸친 링크 런(run)의 예시이다. X 방향 링크 런(X 방향 궤적(370)을 따라) 및 Y 방향 링크 런(Y 방향 궤적(380)을 따라) 둘 다가 도시된다. 주어진 다이 내에 있는 회로 구성요소(일반적으로 주어진 웨이퍼 상에서 모두 동일함)는, 이들 구성요소 사이에 링크가 있는 바와 같이, 일반적으로 통례의 기하학 배열로서 배치된다. 이 링크는 보통 직교 X 및 Y 방향으로 간격되고 연장된 근사하게 균일한 중심간(center-to-center) 피치를 가지는 "링크 뱅크"로 명칭된 그룹에서 규칙적인 행에 놓여진다. 링크 뱅크에서 선택된 링크를 제거하기 위해, 빔 스폿(135)은 연속적으로 근사하게 균일한 속도로 링크 뱅크를 따라 진행하고 반면에 레이저(110)는 링크를 선별적으로 제거하기 위해 펄스를 방출한다. 이 레이저(110)는 펄스를 방출하기 위해 트리거되어, 이에 의해 레이저 빔 스폿이 타깃 위치상에 있을 때 선택된 타깃 위치에 있는 링크를 절단한다. 결과적으로, 링크 중 일부는 조사되지 않아 미처리된 링크로서 남게 되고, 반면에 다른 링크는 조사되어 절단되거나 또는 그렇지 않으면 물리적으로 변경된다. 작업물(130)의 일부 또는 모두 전역에 걸친 프로세싱 및 레이저 방사로 선택된 링크의 프로세싱에 대한 처리는 "링크 런"으로 명칭되며, 더 상세하게는 "프로세싱 링크 런"(또는 단순하게 "프로세싱 런")으로 명칭되며, 이는 일반적으로 X 방향 또는 Y 방향에 있다.
레이저 빔 스폿이 작업물(130)에 관해 이동함에 따라, 레이저 빔 스폿은 작 업물(130) 위에 또는 내의 레이저 빔 스폿 스캔 경로를 횡단한다. 이러한 스캔 경로는 많은 형태를 취할 수 있다. 도 5a 및 도 5b에 예시된 바와 같이, 빔-작업물간(beam-to-workpiece) 정렬 스캔 동안, 스캔 경로는 일반적으로 가변적인 깊이에서, 전용 정렬 타깃(230) 전역에 걸친 앞뒤의 단축 선형 세그먼트들이고, 이들 모두는 결합하여 단일 스캔 경로로 여겨질 수 있다. 도 6에 예시된 바와 같이, 링크 런을 위한 스캔 경로는 일반적으로 하나 이상의 다이(210), 아마도 심지어 작업물(130)의 전직경 전역에 걸친 X 또는 Y 방향에서의 직선 세그먼트이다. 다시, 이러한 각 세그먼트는 스캔 경로가 되는 것으로 여겨질 수 있으며, 또는 이러한 세그먼트의 전 시퀀스 중 일부 또는 모두는 단일 스캔 경로가 되는 것으로 여겨질 수 있으며, 이 경우 스캔 경로의 속도 프로파일은 스톱(stop)을 포함하는 것으로 표현될 수 있다. 그러나, 보통 상황에서, 스캔 경로는 스톱사이 또는 다른 경로 변경 사이에 있는 작업물(130)의 직경 이하의 길이를 갖는다. 또한, 선형 X-Y 모션 스테이지에 의해 생성된 일반적인 스캔 경로는 작업물(130)의 중심을 에워싸지 않는다. 또한, 스캔 경로는 Z 성분을 포함할 수 있다.
링크 런을 성취하기 위해 필수적인 운동은 바람직하게는 X 또는 Y 방향에서의 직선 병진 운동이며, 이는 무시할 수 있는 정도의 회전 성분만을 갖는다. 링크 런동안, 그 중심에서의 작업물(130)의 임의 회전은 이상적으로 영이고, 적어도 바람직하게는 작업물(130)의 중심으로부터 레이저 빔 스폿까지의 거리에 의해 나누어진 로컬 절대치 X 또는 Y 변위보다 작다.
도 7은 다수의 링크 뱅크(420) 전역에 걸친 링크 런 궤적(370)을 따라 링크 런의 세그먼트에 대한 더 상세한 예시이다. 각 링크 뱅크(420)는 다수의 다소 규칙적으로 이격된 링크(410)로 구성되며, 이 링크는 세로 방향으로 연장된 길이를 갖는다. 이 링크 런 궤적(370)은 바람직하게는 링크의 세로 방향에 적어도 근사적으로 직교이며, 따라서 링크 행과 평행이다. 갭(430)은 도시된 바와 같이, 링크 뱅크(420) 사이에 존재할 수 있다. 레이저 빔 스폿(135)이 링크 런 동안 링크 행을 따라 이동함으로써, 레이저 빔은 작업물(130)에 도달하기 위해 선별적으로 턴온되고 이에 의해 프로세싱 계획(예를 들면, 결함있는 메모리 셀의 연결을 해제 및 연결, 또는 연결된 중복 셀은 자신의 위치에 남겨두기 위한 메모리 결함 복구 계획)에 따라 선택된 링크를 절단 또는 그렇지 않으면 변경한다. 예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이, 링크 뱅크(420B)에서 제 2 및 제 3 링크는 절단되고, 반면에 제 1, 제 4, 및 제 5 링크는 원래대로 남겨 진다.
링크 런동안 레이저 빔 스폿에 의해 횡당된 가장 효율적인 경로는 하나의 직선이며, 바람직하게는 링크 런 궤적(370)에 의해 예시된 바와 같이, 링크 행의 방향과 평행이다. 그러나, 다른 궤적은 가능하다. 예를 들면, 각진 링크 런 궤적(370)은 링크의 행 방향에 완전하게 평행이 아니지만, 작은 각도에 의해 오프셋된다. 다른 예로서, 곡선의 링크 런 궤적(374)은 진동하고, 디더링되거나(dither), 또는 그렇지 않으면 X-방향 링크 런의 코스 동안 Y 방향으로 가변된다. 또 다른 예로서, 작업물(130)이 링크 런동안 작은 회전 운동을 겪는 경우 발생할 수 있는 바와 같이, 아치형 링크 런 궤적(376)도 가능하다. 여하튼, 링크 런 궤적의 방향은 링크 행의 길이를 따라 현저하다(또는, 링크의 세로 방향에 서로 다르게 수직으로 놓임).
링크(410)의 정확한 프로세싱은 레이저 펄스가 레이저(110)에 의해 전달되는 경우, 적당한 시간에 링크(410)상에 레이저 빔 스폿(135)의 정확한 포지셔닝에 의존한다. 위치 및 포커싱의 정확도는, 포커스 및 위치를 위해 요구되는 허용오차가 더 작은 포커싱된 스폿 크기, 더 작은 링크 및 더 촘촘한 링크 피치로 인해 반도체상에서 계속 수축되므로, 점차적으로 중요해지고 있다.
본 발명자는 전용 정렬 타깃(230)에 덧붙여, 또는 대신하여 계측 타깃으로서 링크(410) 그 자체를 사용함으로써 개선될 수 있음을 깨달았다. 이러한 접근 방식의 한 가지 버전이 도 8a에 도시되며, 이는 링크 런 궤적(370,372,374, 또는 376) 중 하나를 따라 링크 행을 횡단하는 계측 레이저 빔 스폿(535)을 보여준다. 이 버전에 따르면, 링크 런 궤적은 링크 행 방향에서 현저한 성분을 가지는 임의 궤적일 수 있으나, 그러나 제한으로서가 아니라 명확화를 위하여, 단지 링크 런 궤적(370)이 예시될 것이고, 본 명세서에서 이후 논의될 것이다. 정렬 레이저 빔 스폿(535)이 링크(410) 위 및 사이로 이동함에 따라, 반사 패턴이 측정되고 링크 런의 X 방향 및/또는 Z 방향으로 정렬을 수행하도록 사용될 수 있다. 또한, 유사한 동작이 그 방향으로 정렬을 수행하기 위해 Y 방향 링크 런 궤적(380)을 따라 수행될 수 있다. 이러한 방법에 의해, 계측 레이저 빔 스폿(135)에 관해 링크(410) 및/또는 작업물(130)의 X, Y, 및 Z가 결정될 수 있다. 또한, 일 방향의 행에 있는 링크의 정렬 스캔을 수행하는 것은 유용할 수 있으며, 따라서 반대 방향의 행에 있는 동일한 링크의 일부 또는 모두에 대한 정렬 런을 수행하는 것도 유용할 수 있다. 스캔을 반대로 하는 것은 교정을 추가로 개선하거나 또는 주요 계측 데이터 또는 계측치를 취합한 데이터에서 방향 불일치성을 식별할 수 있다.
링크(410)로부터 취합된 계측 데이터를 사용하기 위한 한 가지 방식은 이를 사용하여 정렬 및 포커스를 위해 이용된 수학적 모델을 갱신하는 것이다. 예를 들면, 정렬 스캔으로부터 취합된 데이터는 정렬 및 포커스 필드의 PGC 모델을 갱신하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 다양한 수학적 모델도 가능하다. 일부 새로운 데이터 및 일부 더 오래된 데이터에 기초하여 모델의 반복적 또는 회귀적 개선(refinement)은 또한 유용한 테크닉이다. 일단 모델이 생성된다면, 링크 좌표는 적절하게 링크 좌표를 처리하기 위한 한 방식으로서 모델을 사용하여 매핑된다. 대안적으로, 만일 포커스 및 측면 교정 데이터가 처리될 링크에 근접한 링크 뱅크로부터 벗어나 스캔된다면, 최근접한 스캔의 XY 오프셋 또는 Z 높이를 이용할 수 있으므로, 수학적 모델은 불필요할 수 있다. 이러한 테크닉은 교정 정보를 위하여 모든 링크 및 링크 뱅크를 스캔함으로써 적용될 수 있다. 또한 데이터가 모든 링크에 근접하게 존재하도록, 예를 들면 각 링크 로케이션의 측방향으로 1-2mm내에 존재하도록 하기 위해 일부 링크 및 링크 뱅크를 스캔함으로써 이러한 테크닉이 적용될 수 있다.
대안적으로, 계측 런은 매우 종종, 예를 들면 30초마다 수행될 수 있다. 계측 런 사이의 시간 간격은 열적 드리프트 특성과 같은 시스템 파라메타에 기초하여 선택될 수 있다. 링크 처리 시스템(100)(도 1 및 도 2)과 같은 링크 처리 시스템은 일반적으로 시간에 걸쳐 약간의 위치 드리프트를 겪으며, 이는 보통 물리적 성 분의 열적 팽창 및/또는 수축, 또는 센서 응답의 열적 드리프트에 기인한다. 계측 런을 주기적으로 수행함으로써, 시스템은 이들이 프로세싱의 정확도에 영향끼칠 정도로 위치 드리프트가 커지기 전에 이의 교정을 개선할 수 있다.
계측 레이저 빔 스폿(535)은 동일한 레이저가 계측 및 프로세싱 둘 다를 위해 사용될 수 있게 되므로, 프로세싱 레이저 빔 스폿(135)과 동일할 수 있다. 이렇게 하기 위한 한 가지 테크닉은 계측 런 동안 CW(Continuous Wave) 모드에서 레이저(110)을 동작시키고 프로세싱 런 동안 펄스된 모드에서 레이저(110)을 동작시키는 것이다. 이 테크닉에 따르면, 계측 런은 계측 데이터를 수집하기 위해 원하는 바와 같이, 프로세싱 런과 함께 산재될 수 있다. 동일한 링크 런 동안 계측 및 프로세싱 모드 사이에서 레이저 모드를 스위칭하는 것도 심지어 가능할 수 있다. 대안적으로, 2개의 개별 레이저 빔은 동일 또는 실질적으로 오버랩된 레이저 빔 스폿을 가질 수 있으며, 이 중 하나는 계측을 위해 다른 하나는 프로세싱을 위해 사용될 수 있다.
대안적으로, 레이저(110)의 일부 버전(예를 들면, 섬유 레이저)은, 프로세싱을 위한 펄스된 모드로 동시에 동작하면서도, 정렬을 위한 소량의 CW 에너지를 누설하도록 만들어질 수 있다. 저-에너지 CW 빔은 펄스된 프로세싱 레이저 빔의 반사와 자신의 반사를 구별하기 위해 하나 이상의 광학 특성(예를 들면, 편광 또는 파장)을 가질 수 있다. 만일 계측 및 프로세싱 레이저 빔이 다른 파장을 갖는다면, 반사된 에너지 센서(198)에 앞서 적합한 광학 필터가 계측 빔의 반사를 통과시키면서 프로세싱 빔의 반사를 감쇠시키도록 이용될 수 있다. 다른 경우에서, 광학 특성 은 변화되지 않을 수 있는데, 이는 시스템(100)이 링크의 프로세싱에 의해 야기된 종종의 에러있는 정렬 읽기를 허용한다. 링크의 충분한 개수를 평균함으로써, 이들 이따금씩의 에러있는 계측 읽기는 주요하지 않게 된다. 대안적으로, 잘 알려진 불량 계측 읽기는 단순히 무시될 수 있다. 계측 읽기는, (1) 보통 보다 훨씬 높은 반사(링크를 벗어나 반사하는 프로세싱 레이저 빔에 의해 야기됨)의 측정 또는 (2) 처리될 특정 링크가 타깃이 된 지식때문에 불량으로 알려질 수 있다. 왜냐하면, 링크의 단지 약 10%만이 일반적으로 주어진 반도체 웨이퍼 상에서 처리되기 때문에, 여기에 기술된 테크닉에 따른 신뢰성있는 계측 타깃으로서 만족시키기 작용하도록 거의 모든 경우에 있어서, 충분한 미처리된 링크가 있다.
미국 특허 번호 제6,593,542호에 기술된 레이저는 또한 여기에 기술된 프로세싱 및 링크 기반 계측을 수행하기 위해 사용될 수 있다. 이 레이저는 프로세싱을 위한 UV(UltraViolet) 빔 및 계측을 위한 녹색 또는 IR(InfRared) 빔 둘 다를 생성할 수 있다. 여기에 기술된 이 테크닉은, 예를 들면 IR, 가시 및 UV 파장 범위, 특별하게 약 1.34㎛(마이크로미터, 마이크론, 즉 10-6 미터), 약 1.064㎛ , 약 1.047㎛ , 약 532nm(나노미터, 즉 10-9), 약 355nm, 및 약 256nm를 포함하는 레이저 방사의 임의 파장과 함께 이용될 수 있다.
링크 프로세싱을 위해 사용된 동일한 레이저로부터의 정렬 레이저 빔을 생성하는 또 다른 테크닉은 미국 특허 출원 제10/931,460호에 기술된 급속 펄스생성(pulsing) 기술이다. 이 테크닉에 따르면, Q 스위칭된 레이저의 Q 스위치는 빠른 속도로 번갈아가며 오픈 및 클로즈됨으로써 레이저는 보통 펄스된 모드 동작 보다 더 신속한, 덜 활동적인 펄스를 방출한다. 만일 펄스율이 충분히 높으면, 더 적은 레이저 에너지가 작업물(130)에 도달하므로 계측은 이 작업물(130)에 상당한 손상없이 발생할 수 있다. 또한 AOM(140)은 작업물(130)에 도달하는 레이저 에너지의 크기를 감쇠시키도록 명령을 받을 수 있다. 펄스된 BTW 계측은 일반적으로 펄스의 생성과 반사성 데이터의 읽기를 동기화하는 과정을 수반한다.
프로세싱 및 계측 둘 다를 위한 펄스된 레이저를 사용하는 경우, 레이저(110) 및 AOM(140)은 프로세싱을 위한 작업물(130)에 도달하는 고 펄스 에너지 및 계측을 위한 작업물(130)에 도달하는 더 낮은 에너지의 상태를 혼합하기 위해 동작될 수 있다. 이는 위에 기술된 바와 같이, 레이저(110)의 펄스 반복률과 AOM(140)의 감쇠 레벨을 가변함으로써 링크 런과 함께 성취될 수 있다.
다른 실시예에서, 계측 레이저 빔 스폿(535) 및 프로세싱 레이저 빔 스폿(135)은 별개이고 다를 수 있다. 만일 계측 레이저 빔 스폿(535) 및 프로세싱 레이저 빔 스폿(135)(도 8a에 미도시) 사이의 오프셋이 알려진다면, 이 오프셋은 동작을 위한 프로세싱 레이저 빔 스폿(135)을 포지셔닝하는 경우 고려될 수 있다. 이는 예를 들면, 비록 동일한 레이저로부터 생성되었을 지라도 2개의 빔이 아마도 광학 프로세싱 차이(예를 들면, 편광 또는 파장)때문에, 다른 또는 발산성 전파 경로를 가지는 경우가 될 수 있다. 이는 또한 2개 이상의 레이저가 하나 이상의 계측 빔 및 프로세싱 빔을 동시에 생성하기 위해 사용되는 경우 발생할 수 있다. 다중 레이저 빔을 생성하는 방법 및 시스템이 미국 특허 출원 번호 제11/051,265, 11/051,262, 11/052,014, 11/051,500, 11/052,000, 11/051,263, 11//051,958 및 11/051,261에 공개되어 있으며, 이들은 참조에 의해 본 명세서에 병합된다. 이들 출원은, "축상(on-axis)"(이 경우, 이 스폿은 링크 런의 방향으로 분포된다), "교차축(cross-axis)" 또는 "측방향"(이 경우, 이 스폿은 링크 런 궤적에 수직인 방향으로 분포된다), 및 이들의 혼성을 포함하여, 다양한 병렬 구성에서 다중 링크를 처리하기 위해 다중 레이저 빔 스폿을 사용하기 위한 테크닉을 알려준다. 빔 스폿을 위한 동일한 배열은 계측 빔 스폿이 되는 하나 이상의 빔 스폿과 함께 이용될 수 있다.
일부 경우에서, 계측 빔은 축상의 X 데이터뿐만 아니라 교차축의 Y 데이터를 측정할 수 있다. 예를 들면, 도 8b는 측방향으로 오프셋된 부분적 링크-유사 구조들(440)을 포함하여 링크의 세그먼트 전역에 걸친 궤적(370A, 370B, 및 370C)을 따라 다중의 측방향으로 격간된 계측 링크 런의 예시이다. 이 측방향으로 오프셋된 부분적 링크-유사 구조(440)는 도시된 바와 같이 갭(430)에 놓일 수 있다. 구조들(440) 전역에 걸친 측방향으로 오프셋된 계측 빔 스폿(535A, 535B, 및 535C)의 스캐닝(각 스캔을 위한 순차적 측방향 오프셋과 연속적으로 동일 빔을 가지고 스캐닝 또는 도시된 바와 같이 동시에 복수 빔을 가지고 스캐닝)은 교차축 계측 정보를 제공한다. 예를 들면, 중간 빔 스폿(535B)은 중간 구조(440)로부터 벗어난 반사를 생성하고, 반면에 상단 빔 스폿(535A)은 제 1 (최좌측) 구조(440)만을 벗어나 반사를 생성하고, 하단 빔 스폿(535C)은 제 3 (최우측) 구조(440)만을 벗어난 완전한 반사를 생성한다. 구조들(440)의 배열에 의존하여, 이 구조들(440)을 벗어난 반사 의 개수, 순서, 및/또는 타이밍은 계측 빔 스폿(535)의 측방향 위치에 관한 정보를 전달한다. 더 많은 또는 더 적은 구조들(440)이 이용될 수 있으며, 도 8b에서 구조들(440)의 개수 및 배열은 단지 개념을 예시한다. 만일 계측 빔 스폿(535)이 Y(교차축) 방향으로 조종이 가능하다면, 단일 링크 런 동안 빔 스폿(535)의 Y 위치를 디더링하는 것은 또한 Y 계측 정보를 생성할 수 있다.
예를 들면, 복수의 축상(on-axis) 스폿, 별개의 일반적으로 평행인 링크 런상의 복수의 교차축 스폿, 도 9b에서의 하나의 예시적인 폼에 도시된 동일한 링크 런내에서의 교차축 오프셋, 및 위의 일부 또는 모두의 혼성과 같은 복수의 계측 레이저 빔 스폿의 다른 배열이 가능하다. 복수 계측 레이저 빔 스폿의 이러한 다른 배열은 동시에 링크의 다른 행을 위한 Y 위치 데이터 수집, X 위치 데이터 수집을 위한 목적 또는 다른 목적이 될 수 있다.
도 8c는 타깃 링크(410) 및 또한 정렬 구조들(444) 둘 다로부터 데이터를 수집하는 계측 링크 런을 묘사한다. 종래의 배열 타깃을 포함하는 계측 링크 런에서 섞인 이 정렬 구조들(444)는 임의 모양을 가질 수 있다. 도 8c에 사용된 특별한 배열 구조는 X 방향에서 링크 런 동안 Y 계측 정보를 수집하기 위한 대안적인 방식을 가능하게 한다. 링크 뱅크(420A 및 420B) 사이의 갭(430A)은 비반사성 브레이크(break)의 X 위치가 계측 레이저 빔 스폿(535)의 Y 위치에 관한 정보를 전달하도록 한 각도에서 구조(444) 전역에 걸쳐 연장하는 비-반사성 브레이크에 의해 서로 로부터 분리된 2개의 삼각형 반사성 섹션을 가지는 정렬 구조(444)를 포함한다. 특히, 계측 레이저 빔 스폿(370)이 이 정렬 구조(444) 전역에 걸쳐 스캔함에따라, 반 사 신호는 제 1 지속기간 동안 제 1 큰 크기 반사 신호, 후속하는 브레이크에 대한 작은 크기(이상적으로 영)반사 신호, 후속하는 제 2 지속기간 동안의 제 2 큰 크기 반사 신호로 구성될 것이다. 이 제 1 지속 기간 및/또는 제 2 지속 기간은 계측 레이저 빔 스폿(535)의 Y 위치에 관한 정보를 전달한다. 선택적으로, 이러한 하나의 섹션만이 원하는 Y 위치 정보를 제공할 수 있으므로, 이 정렬 구조(444)는 단지 단일 삼각형 반사 섹션으로 구성될 수 있지만, 그러나 도 8c에 도시된 배열에서의 2개의 이 섹션은 갭(430A)에서 이용가능한 공간을 더 잘 이용하며 중복성(redundancy)을 통하여 더 신뢰성있는 Y 위치 정보를 제공할 수 있다.
도 9a는 선도 빔 스폿이 계측 빔 스폿(535)이고 후미 빔 스폿은 프로세싱 빔 스폿(135)인 하나의 바람직한 축상 배열을 보여준다. 링크의 이 행이 처리됨에따라, 계측 측정값이 계측 레이저 빔 스폿(535)로부터 수집되고, 이 측정된 데이터는 처리되어 그 링크를 처리하기 위해 후속 프로세싱 레이저 빔 스폿(135)의 정확한 로케이션을 결정한다. 선택적으로, 하나 이상의 추가적인 후미 프로세싱 및/또는 계측 빔 스폿이 또한, 도 9b에 도시된 바와 같이, 사용될 수 있다. 비록 도 9b에 도시된 바와 같이, 계측 레이저 빔 스폿(535)이 선두에 있고 프로세싱 레이저 빔 스폿(들)(135)이 후미인 것이 바람직할지라도, 프로세싱 레이저 빔 스폿(들)이 선두이고 계측 레이저 빔 스폿(들)이 후미인 것도 또한 가능하다.
도 9c는 계측 스폿(535) 및 프로세싱 스폿(135)의 교차축 배열을 예시한다. 이 계측 스폿(535)은 링크의 제 1 행(550A)을 따라 횡단하고, 이 프로세싱 스폿은 링크의 제 2 행(550B)을 따라 횡단하며, 이 제 2 행은 일반적으로 제 1 행(550A)에 평행이고 바람직하게는 이에 근접하게(예를 들면, 다음의 최근접 또는 이웃 행) 배치된다. 반도체 IC 레이아웃의 일반적인 직진의 정규성으로 인해, 행(550A)에 있는 계측 스폿(535)에 의해 측정된 링크 위치는 가까운 행(550B)에 있는 프로세싱 스폿(135)에 의해 처리되는 링크의 위치에 근접하게 상관된다. 예를 들면, CAD 및/또는 다른 정렬 데이터로부터 결정될 수 있는 임의의 알려진 오프셋이 축상, 교차축, 수직 Z 방향에서 고려될 수 있다.
도 9d는 축상 오프셋을 갖는 프로세싱 스폿(135) 및 계측 스폿(535)의 교차축 배열을 예시한다. 도시된 바와 같이, 제 1 행(550A)에서의 이 계측 스폿(535)은 온축 또는 X 방향에서 일부 양 만큼 제 2 항(550B) 내의 처리 스폿(135)을 앞선다.
도 9e는 동일한 행 내에 있는 계측 스폿(535) 및 프로세싱 스폿(135)의 교차축 배열을 예시한다. 이 계측 스폿(535) 및 프로세싱 스폿(135)는, 이들이 각 궤적(370A 및 370B)을 따른 X 방향으로 이동하므로, Y 방향에서 일부 양만큼 서로로부터 분리된다.
도 9f는 동일한 행 내에 있는 축상 오프셋을 가지는 프로세싱 스폿(135) 및 계측 스폿(535)의 교차축 배열을 예시한다. 계측 스폿(535) 및 프로세싱 스폿(135)은 이들이 각 궤적(370A 및 370B)을 따라 X 방향으로 이동하므로, Y 방향에서 일부 양 및 X 방향에서 일부 양만큼 서로로부터 분리된다. 도 9e의 순 교차축 배열 또는 도 9a의 순 축상 배열에 비교되는 이들 배열의 한 가지 이점은 프로세싱 스폿(135) 및 계측 스폿(535) 사이의 증가된 공간적 분리이다. 이러한 증가된 공간적 분리에 대한 한 가지 이점은 계측 처리에 관한 프로세싱 레이저에 의한 간섭을 감소시킬 수 있다.
링크들(410)을 이용한 정렬의 수행은 몇 가지 이유로 전용 정렬 타깃(230)만을 이용하는 것보다 더 정확할 수 있으며, 이 이유는 (1) 전용 정렬 타깃(230)에서 흠에 대한 감소된 민감성, (2) X, Y 및/또는 Z 방향에서 정렬 타깃 및 프로세싱 타깃 사이의 더 근접한 공간적 상관, 및 (3) 신속하게 수집된 다수의 정렬 측정값에 대한 평균화 능력을 포함한다. 다음 단락은 이들 이점들을 상세히 설명한다.
무엇보다도, 전용 정렬 타깃(230)은 일반적으로 작업물(130)상에 매우 희박하다. 일반적인 반도체 DRAM 다이는 약 2,000 내지 약 20,000개의 링크를 포함하지만, 일반적으로 2-4의 전용 배열 타깃(230)만을 포함하는, 근사적으로 70mm2 면적을 갖는다. 만일 전용 정렬 타깃(230)이 결함이 있다면(도 5c에 도시된 바와 같이), 이 타깃은 만족할 수 있는 대안적인 전용 정렬 타깃을 발견하기 위해 비교적 긴 거리를 이동해야만 한다. 또한, 처리될 필요가 있는 링크들(410)의 모두에 가까운 전용 배열 타깃이 아닐 수 있으며, 따라서 XY 정렬 및 Z 포커스 높이에 관한 억측이 발생해야만 한다. 웨이퍼 하의 입자 때문에 발생하는 수직 변위와 같은 미세한 특징이 놓쳐질 수 있다. 그러나, 이들 및 다른 미세한 특징은 더 많은 측정값을 모두 더 근접하게 취함으로써 획득될 수 있다. 여기에 기술된 테크닉은 작업물(130)상에서 다양한 포인트의 측정값을 취하며, 여기서 이러한 측정 포인트의 밀도는 바람직하게는 작업물(130)상의 링크 밀도에 대한 적어도 10배 또는 100배 범위(one or two orders of magnitude) 내에 있다. 사실, 일부 예에서 링크-기반 정렬은 전용 정렬 타깃(230)을 위한 필요를 생략시킬 수 있으므로, 이에 의해 작업물(130) 상에 있는 유익한 실제 면적(real estate)을 자유롭게 하고 작업물(130)의 복잡성 및 레이아웃 및 마스크 생성과 같은 이의 조립 공정의 복잡성을 감소시킬 수 있다. 더욱이, 링크-기반 정렬은 이들이 웨이퍼로부터 절개된 이후 개별 다이(210)의 처리를 도울 수 있다.
두 번째로, 정렬 영역(220)의 모서리를 스캔하고 이후 수학적 모델을 이용하여 영역(220)의 내부에 관해 추론하는 것은 기본적으로 정확하지 못하다. 이 프로세싱이 발생할 곳에서 또는 그 근처에서 측정하는 것이 더 정확하다. 링크(410)은 처리될 링크의 로케이션에서 또는 근처에 최근접한 광학 타깃이다. 관련한 주목에 관해, 링크(410)상의 포커싱은 또한 개입층의 두께에서의 편차로 인해 포커스 높이 결정을 위한 전용 정렬 타깃(230) 또는 작업물(130)의 표면을 벗어난 빔을 튀게 하는 것보다 더 정확하다. 이들 두께 편차는 이 웨이퍼 전역에 걸쳐 균일할 수 있거나, 또는 로케이션 의존성을 가질 수 있다.
세 번째로, 많은 링크(410)의 행 스캔은 복수 타깃의 빠른 데이터 포획, 많은 타깃 로케이션의 평균화, 및 결함있는 타깃으로 인한 문제를 제거하는 중복성을 허용한다. 연속적인 링크의 행을 벗어난 다량의 정렬 데이터는 신속히 획득될 수 있다. 이러한 급속 데이터 획득은 모션 스테이지(170)가 한 방향, 현저하게 X 또는 Y 방향 중 하나로 연속적으로 이동하면서 데이터가 레코딩될 수 있기 때문에 가능하다. 사실, 일부 경우에서, 계측 데이터가 링크(410)로부터 수집되는 동안, 모션 스테이지(170)가 규칙적인 처리 속도로 이동하는 것이 가능할 수 있다. 즉, 계측은 정렬을 위한 임의의 중요한 처리량을 초래하는 것이 없이, "온 더 플라이(on the fly)"를 발생시킬 수 있다. 일부 경우에서, 모션 스테이지(170)는 전용 정렬 타깃(230)을 스캔하는 경우 보다는 프로세싱 동안 10배 이상(one or more orders of magnitude) 더 빠르게 이동할 수 있다. 현재, 레이저 빔 스폿이 종래 전용 정렬 타깃(230) 전역에 걸쳐 스캔되는 약 5 - 20mm/s의 일반적 속도와 비교하면, 레이저 빔 스폿이 링크 런 범위 동안, 작업물(130)에 대해 이동하는 일반적인 속도는 약 40mm/s 내지 200mm/s의 범위에 이른다.
더욱이, 작업물이 점유하는 대단히 유용한 작업물 영역때문에 다이의 내부내의 행에 많은 정렬 타깃을 놓는 것을 실제적이지 못하지만, 그러나 정렬 타깃으로서 링크의 자연적으로 발생한 행의 사용은 풍부한 데이터 획득을 가능하게 할 수 있으며, 많은 링크의 로케이션에 대한 측정은 위치 평가값을 얻기 위해 수십, 수백, 또는 심지어 수천의 타깃 로케이션들에 대한 로케이션을 함께 사용자가 평균하는 것을 허용한다. 더욱이, 결함있는 전용 정렬 타깃(230)에 의해 야기된 문제점은 정렬 타깃으로서 링크들(410)을 사용하면 완화된다. 결함있는 전용 정렬 타깃(230)은 이것이 얼마나 스캔되는 지와 관계없이, 정확한 기준 신호를 제공하는 것이 가능하지 않을 수 있다. 대조적으로, 만일 많은 다른 링크들(410)의 로케이션이 평가되고 평균화되면, 수개의 결함있는 타깃의 영향은 최소화된다.
도 10은 도 8 또는 도 9 중 어느 하나의 중간 링크 뱅크(420B) 전역에 걸친 X 위치의 함수로서 반사된 정렬 레이저 에너지의 그래프이다. 도 10 내지 도 13은 이러한 뱅크(420B)에 있는 링크들(410)가 0.75 마이크론의 균일한 폭과 2 마이크론 의 균일한 피치를 가지며, 빔 스폿은 1.5 마이크론의 1/e2 직경을 갖는 가우시안 공간 분포(Gaussian spatial distribution)을 갖는 것으로 가정하는 시뮬레이션에 의해 생성된다. 현재 나타날지라도, 이들 수치값은 예시를 위해 선택되었다. 현재, 링크 피치는 일반적으로 약 1.8 내지 약 3 마이크론의 범위를 갖는다. 따라서, 여기에 기술된 테크닉은 링크 피치와 동일한 또는 적어도 동일 차수(order)를 갖는 간격만큼 분리된 작업물(130)상의 별개 포인트에서 계측 측정값을 취한다. 이미 기술된 바와 같이, 이들 값은 장래에 축소되는 것으로 예상된다. 이러한 기술과 동시에, 소-스폿 UV 레이저 프로세싱은 링크 피치에서 감소를 돕는 것으로 예상되며, 이는 더 큰 시스템 정확성을 요구할 것이다. 이 요구되는 정확성 향상은 주로 축상 및 Z 높이 방향에 있으며, 이는 계측 링크 런을 통하여 확인되는 가장 용이한 방향이다.
링크 뱅크(420B) 아래의 정렬 레이저 빔 스폿(535)의 단일 스윕(swipe)은 공간적으로 밀집한 위치의 세트 및 정렬을 위하여 사용될 수 있는 반사 측정값을 신속하게 효율적으로 수집할 수 있다. 이러한 반사 데이터는 빔 허리와 타깃 링크들(410) 사이의 축상 관계를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 도 10은 반사 신호에서 11개의 최대 및 10개의 최소가 있음을 보여준다. 최대는 링크를 로케이팅하기 위해 사용될 수 있고, 최소는 링크들 사이의 간격의 중심(2개 인접한 링크의 평균 로케이션)을 로케이팅하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 링크 좌표의 CAD 데이터 및 이러한 반사 신호에 피크값 찾기 알고리즘(peak finding algorithm)의 적용은 레이저-링크 정렬의 21개 평가값을 생성할 수 있다. 피크값 찾기 알고리즘을 이용하는 것보다 오히려 반사도 모델에 맞추어진 곡선은 더 큰 정확성을 제공할 수 있다.
복수의 로케이팅된 피크값의 결과에 대한 평균화는 2개의 이유를 위하여 1개의 타깃의 현재 측정값 보다 더 좋은 해답으로 스폿-링크 정렬을 결정할 수 있으며, 이 2개 이유중 첫 번째로, 연속화된 반사성 신호의 빠른 포획은 동일한 시간량에서 단일 타깃의 종래 반복적인 스캔보다 더 많은 반사 피크값의 획득을 허용한다. 두 번째, 많은 완전한 링크의 행의 중간에 있는 결함있는 링크의 영향이 평균화를 통하여 감소될 수 있다.
이들 방법은 임의 길이의 링크들에 대한 뱅크에 적용가능하다. 이 링크들(410)은 균일한 간격(spacing) 및 폭을 가질 수 있거나, 또는 비-균일한 간격 두기 및/또는 비-균일한 폭을 가질 수 있다. 이들 방법은 뱅크들 사이의 고른 또는 변하는 크기의 갭(gaps of even)으로 복수의 링크 뱅크들에 적용될 수 있다.
일부 경우에서, 부가적인 정보가 정확한 링크를 위해 CAD 로케이션과 링크의 세그먼트에 의해 생성된 반사 신호를 상관시키기 위해 요구될 수 있다. 예를 들면, 동일한 간격을 갖는 동일한 링크의 매우 긴 스트링의 중심 밖에 있는 반사 데이터는 어떤 링크가 어떤 반사를 생성하는 지를 나타낼 수 없다. 따라서, 링크 간격 두기의 정수배에 의해 교정이 벗어날 수 있다. 동기화 또는 상관 테크닉은 결정적으로 반사 데이터 및 CAD 모델을 오버랩하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 베이커 코드(Barker code)와 같은 알려진 패턴이 다이(210) 위에 또는 다이(210) 사이 에 제공되어 링크에서 유일하고 쉽게 식별된 패턴을 생성하도록 제공될 수 있다. 이는 알려진 간격을 갖는 알려진 수의 링크, 후속하는 알려진 수의 링크를 포함할 수 있다. 대안적으로, 링크 피치 및/또는 링크 폭내의 패턴이 동기화를 위해 이용될 수 있다. 하나의 예로서, 도 11은 상관 패턴을 갖는 링크 뱅크 전역에 걸친 X 위치의 함수로서 반사된 정렬 레이저 에너지의 그래프를 보여준다. 이러한 패턴에서, 와이드 링크는 -2마이크론의 위치에 로케이팅되고, +4 마이크론의 위치에 결실 링크가 있고, +9 마이크론의 위치에 더 넓은 링크 간격 두기가 있다. 이들 중 어느 하나 또는 모두는 정확한 링크(410)가 정확한 반사 시그네처와 상관되는 것을 보장하기 위해 사용될 수 있다.
일부 경우에서, 링크 로케이션의 예비 모델을 결정하기 위해 다이 주변 주위에서 전용 정렬 타깃(230) 상에 일부 정렬 스캔을 초기에 수행하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 정렬 타깃을 초기에 발견하기 위해 머신 비젼 테크닉을 사용하여 이루어질 수 있으며, 가능하게는 위치 평가값을 추가로 개선하기 위해 전용 정렬 타깃(230)의 BTW 스캔이 후속적으로 이루어질 수 있다. 이후, 링크 로케이션의 이러한 예비 모델은 여기에 기술된 방법에 의해 개선될 수 있다. 만일 링크 로케이션의 예비 모델이 충분하게 서브-링크-피치 허용오차에 정밀하다면, 위에 기술된 동기화 단계는 필요하지 않을 수 있다.
링크의 행 아래로 이동하는 동안 Z 높이의 회전(slewing)은 도 12 a 및 도 12 b에 도시된 바와 같이, 동시의 축상 위치 결정 및 포커스 높이 결정을 허용하며, 도 12a 및 도 12b는 도 8 또는 도 9의 중간 링크 뱅크(420B) 전역에 걸쳐, 각 각 X 위치 및 Z 위치의 함수로서 반사된 정렬 레이저 에너지의 그래프이다. 포커스를 평가하기 위한 한 가지 방법은 링크의 행 아래로 이동하고 반사성 데이터를 획득하면서 Z 높이를 변화시키는 것이다. 도 12a 및 도 12b에서, Z 높이는 -3 마이크론으로부터 +3 마이크론으로 이동되며, 반면에 X는 동시에 -15 마이크론으로부터 +15 마이크론으로 이동된다. 링크 및 빔 허리는 -0.4 마이크론의 Z 높이에서의 동일평면이다. 도 12b는 가장 타이트한 스폿 크기에 대응하는 최대 반사된 에너지가 -0.4 마이크론의 Z 위치에서 발생하는 것을 보여준다. 포커스에 근접한 복수 피크의 검사는 특히 포커스 높이가 2개의 링크 위치 사이에 들어오는 경우, 더 정확하게 최상의 포커스 높이을 결정할 수 있다. 보간, 평균화, 신호 프로세싱, 곡선 피팅(curve fitting), 및 파라메타 평가 테크닉이 이 경우 사용될 수 있다. 도 12는 포커스와 동시에 피크 로케이션을 결정하는 것이 가능함을 예시한다. 그러므로, 축상 및 포커스 교정은 동시에 수행될 수 있다. 이는 2개의 정렬 변수를 교정하는 신속한 방법을 제공한다.
도 13은 링크 피치의 함수로서 반사된 정렬 레이저 에너지의 그래프이다. 이 그래프는 2개의 곡선을 포함하며, 이 2개의 곡선은 링크 피치의 함수로서, 링크 뱅크에 대하여 최대 및 최소 반사 에너지를 보여준다. 그래프가 보여주는 바와 같이, 만일 링크 피치가 링크 폭과 비교하여 작다면, 최대 및 최소 반사 에너지 사이의 불충분한 콘트라스트(contrast)가 될 수 있다. 양호한 콘트라스트는 피크 찾기 프로세스를 도울 수 있다. 따라서, 계측 레이저 빔의 파장 및 링크 및 웨이퍼 구성을 위해 사용된 재료와 층 두께가 영향을 미치는 것과 같이, 스폿 크기, 링크 피치 및 링크 폭 모두는 반사 콘트라스트에 영향을 미친다.
도 14는 일실시예에 따른 방법(600)의 흐름도이다. 이 방법(600)은 계측 레이저 빔을 생성하고(610), 레이저 빔이 작업물(130)상의 링크(410)을 향하도록 전파한다(620). 이 계측 레이저 빔은 계측 레이저 빔 스폿(535)에서 작업물(130)에 교차하며, 방법(600)이 작업물(130)상의 경로를 따라 작업물(130)에 대해 레이저 빔 스폿(535)을 이동시킴에 따라(625), 이는 때때로 링크들(410)를 통해 통과한다. 계측 레이저 빔의 반사가 검출되고 측정되어(630), 이는 결국 예를 들면 도 10에 도시된 신호와 같이, 반사된 에너지 신호가 된다. 이 반사 신호에 기초하여, 이 방법(600)은 계측 레이저 빔 스폿(535)이 넘겨준 특별한 링크(410)에 대해 계측 레이저 빔 스폿(535)의 비교상의 위치를 결정한다(640). 이 결정하는 단계(640)는 예를 들면, 피크(이는 최소 또는 최대값들이 될 수 있음) 찾기 알고리즘, 표면-적응(surface-fitting) 수학적 모델, 링크(410)에 의해 형성된 동기화 패턴, 및/또는 CAD 데이터와 같은 공칭 위치 데이터와의 비교를 포함하여, 여기에 기술된 테크닉중 어느 하나를 사용하여 수행될 수 있다. 이후, 본 방법(600)은 프로세싱 레이저 빔(들)이 이들 선택된 링크의 처리를 위하여(660) X, Y, 및 Z 차원 중 하나 이상에서 더 정확하게 선택된 링크에 전달되도록, 필요한 대로, 프로세싱 레이저 빔 스폿(135)의 위치를 조정한다(650). 이 프로세싱 레이저 빔 스폿(들)(135) 및 정렬 레이저 빔 스폿(535)은 실질적으로 오버랩될 수 있거나, 또는 이들은 고정 또는 동적으로 조정가능한 변위에 의해 서로로부터 분리될 수 있다. 이미 나타내진 바와 같이, 이 방법(600)의 단계들은 이 방법(600)이 특별한 상황에서 어떻게 구현되는 지에 의존하여, 어느 정도까지 순차적으로 또는 동시에 수행될 수 있다. 본 방법(600)은 예를 들면, 도 1 및 도 2에 예시된 구성을 포함하여, 다양한 다른 하드웨어 구성을 사용하여 수행될 수 있다.
도 15a는 다른 실시예에 따른 "반사상의 펄스(pulse-on-reflection)" 방법(700)의 흐름도이다. 이 방법(700)은 계측 레이저 빔을 생성하고(610), 본 방법(700)이 작업물(130)상의 경로를 따라 작업물(130)에 대해 레이저 빔 스폿(535)을 이동함에 따라(625), 작업물(130)상의 링크(410)의 평가된 위치로 레이저 빔이 향하도록 전파한다(620). 이 방법(700)은, 도 9a에 예시된 바와 같이, 계측 레이저 빔 스폿(535)가 링크 런동안 프로세싱 레이저 빔 스폿(135)을 인도하는 경우에 이용된다. 레이저 빔 스폿(135 및 535)에 의해 횡단된 경로는 바람직하게는 모델 또는 예비적인 교정 데이터에 의해 예비적으로 결정된 바와 같이, 링크의 중심을 건너는 경로이다. 링크(410)를 벗어난 계측 레이저 빔 스폿(535)의 반사는 반사 신호를 생성하며, 이 반사 신호는 광학 신호일 수 있거나 또는 전기 형태로 변환될 수 있다. 본 방법(700)은 임계치(T)를 초과하는 반사 신호의 증가하는 크로싱(crossing)을 검출한다(730). 이 크로싱은 작은 오프셋 △d를 제외한 링크의 중심 위치를 가리킨다. 이 방법(700)은 프로세싱 레이저 빔을 생성하고(750), 이 레이저 빔을 임계치 크로싱에 의해 검출된 바와 같이, 반사를 생성하는 위치, 즉, 이 링크로 전파한다(760).
본 방법(700)은 링크 런 동안 행에 있는 모든 또는 일부 링크에서 반복될 수 있다. 이 경우, 반사 신호는 도 10에 도시된 바와 같이, 그리고 계측 빔 스폿(535) 가 링크의 행을 따라 이동함으로써 X 거리의 함수로서 도 15b에 재생된 바와 같이, 일련의 반사 최대값들 및 비-반사 최소값들를 포함할 수 있다. 반사 신호에서 각 최대값은 링크의 중심을 나타내고, 각 최소값은 2개의 인접 링크 상이에서 중심 포인트를 나타낸다. 도 15b는 또한 검출 신호에서 피크값의 다소 아래에 있는 임계치(T) 및 대응하는 오프셋 △d을 보여준다.
바람직하게는, 본 방법(700)은 레이저 펄스를 생성하고 이를 레이저 트리거 명령이 발행된 이후 작업물(130)로 전파함에 있어, 수반된 지연을 설명한다. 이 지연을 설명하기 위한 한 가지 방법은 계측 레이저 빔 스폿(535) 뒤에 처진 프로세싱 레이저 빔 스폿(135)을 위치시키는 것이다. 2개의 스폿 사이의 지체 거리 △d는 결국, 계측 빔 스폿(535)으로부터의 반사가 임계치(T)를 넘는 시간과 프로세싱 레이저 빔 스폿(135)가 적당하게 링크에 대하여 위치되는 시간 사이의 시간 지연이 된다. 이상적으로는, 임의 지연의 순 결과치는 프로세싱 레이저 빔 스폿(135)가 작업물(130)을 따라 적정한 거리를 이동하여 타깃 링크에 중심을 맞추어서 또는 임의의 원한 축상 허용오차내에서 펄스를 정확하게 전달하는 것이다. 대안적으로, 제로 지연이 검출하는 단계(730)과 생성하는 단계(750) 사이에 추가될 수 있다. 일부 경우에서, 프로세싱 레이저 빔 스폿(135)은 계측 레이저 빔 스폿(535)에 앞설 수 있다.
만일 있다면, 적절한 임계치(T) 및 지연 시간의 선택은 반사 신호의 모양 및 크기(이는 순차로 계측 레이저 빔의 광학 성질, 작업물(130), 및 반사된 에너지 센서(198)의 파라메타에 의존함), 링크 런이 수행되는 속도, 계측 레이저 빔 스폿(535)와 프로세싱 레이저 빔 스폿(135) 사이의 간격 두기(만일 있다면)와 같은 시스템 변수에 의존한다. 당업자라면 여기의 요지에 비추어, 주어진 시나리오를 위한 적합한 세팅을 선택할 수 있다.
본 방법(700)은 링크들이 발견되는 경우 링크들을 처리하고 링크들의 정확한 타깃팅을 위한 임의의 정확한 모델과 상당한 정도로 독립적이다. 이러한 반사상의 펄스(pulse-on-reflection) 테크닉은 타깃의 위치와 이의 프로세싱의 계측 센싱 사이의 시간에서의 즉시성 이점을 제공한다. 이 즉시성은, 도량향 및 프로세싱의 시간사이에 위치적 드리프트를 위한 기회가 감소됨으로써, 프로세싱 정확성을 향상시킬 수 있다. 이러한 반사상의 펄스 기법에 대한 추가적 이점은 이것이 교정 모델에서 잉여 에러, CAD 링크 위치 데이터베이스에서의 에러, 또는 약간 잘못 로케이팅된 링크를 야기시키는 조립 에러를 보상할 수 있다는 점이다. 반사상 펄스 기법의 또 하나의 이점은 이 기법이 작업물(130) 상에서 레이저 빔 스폿의 경로에 대체로 불변한다는 것이다. 이 테크닉은 예를 들면, 경사지고, 곡선이며 회전적인 경로와 잘 작용할 수 있다. 사실, 2개 빔의 실시예에서, 만일 계측 레이저 빔 스폿(535) 및 프로세싱 레이저 빔 스폿(135)가 고정된 비교상의 오프셋으로 락(locked)된다면, 이들 스폿의 경로는 적절하지 않다.
도 16a 내지 도 16c은 다양한 실시예에 따른 다른 방법의 흐름도이다. 방법(600 및 700)이 링크 마다를 기초로 하여 위에 기술된 반면에, 도 16a 내지 16c의 방법은 런 마다를 기초로 하여 이하에서 기술된다. 특히, 도 16a는 프로세싱 런 속에 혼합된 계측 런을 때때로 또는 주기적으로 수행하기 위한 방법(800)의 흐름도이다. 이 방법(800)은 하나 이상의 초기 정렬 동작를 선택적으로 수행함으로 써(810), 시작되며, 이 동작은 머신 비전 테크닉 및/또는 스선용 정렬 타깃(230) 스캐닝을 포함할 수 있다. 이 초기 배열 테크닉은 또한 하나 이상의 X 방향 궤적(370) 및/또는 Y 방향 궤적(380)을 따라 수행된 링크-기반 계측 런을 포함할 수 있다. 예를 들면, X 방향에서 작은수의 대충 동등하게 간격된 링크 행 및 Y 방향에서 작은수의 동등하게 간격된 링크행을 따라 계측 런이 초기 정렬 목적으로 링크 위치의 충분하게 대표적인 샘플을 생성하는 것이 가능할 수 있다. 다음으로, 이 방법(800)은 링크 행을 따라 하나 이상의 프로세싱 런을 수행하며(820), 이후 재정렬이 요구되는 지를 테스트한다(830). 이 재정렬의 기준은 주어진 시간 양의 경과, 이전 계측 런의 주제였던 행으로부터 주어진 거리만큼 격간에서의 분리, 일부 다른 기준, 또는 하나 이상의 기준에 대한 일부 조합일 수 있다. 만일 재정렬이 요구되지 않으면, 이 방법(800)은 계속 프로세싱 런(들)을 수행한다(820). 만일 재정렬이 요청된다면, 이 방법(800)은 행을 따라 계측 런을 수행하며(840), 이는 바람직하게는 처리될 다음 행이다. 이렇게 함에 있어서, 이 방법(800)은 그 행에서의 링크의 일부 또는 모두를 위한 실제 위치 데이터를 수집한다. 이 방법(800)이 링크들(410)으 위치 및 다른 특징(feature)을 결정하기 위해 작업물(130)의 위치 모델을 이용하는 경우, 이 방법(800)은 그 모델을 갱신하기 위해(850), 계측 런으로부터 실제 위치 데이터를 이용할 수 있다. 개신 단계(850)를 수행하기 위한 세부사항은 아래에서 설명한다. 임의 경우에서, 이 방법(800)은 작업물(130)에 대해 프로세싱 레이저 빔 스폿(135)의 위치를 조정하며(860), 이후 프로세싱 런의 수행(820)을 재개한다. 이 조정은 실제적 하드웨어 운동(예를 들면, 모션 스테이지(170)의 운동 또는 프로세싱 레이저 빔(135)의 전파 경로에서의 빔-조정 광학 구성요소에 대한 조정), 또는 소프트웨어 또는 데이터"운동"(즉, 프로세싱 레이저 펄스의 타이밍 및/또는 포지셔닝에 영향을 끼치는 데이터의 조작), 또는 둘 다의 일부 조합에 의해 달성될 수 있다. 만일 이 조정이 모션 스테이지(170)의 운동에 의한 것이라면, 계측 레이저 빔 스폿(535) 상의 이 운동에 대한 후속 영향이 고려되어야 한다.
가장 단순한 경우에서, 작업물 특징을 위한 위치 모델은 포인트가 링크의 중심을 나타내는 평면 디스크와 같은 평면 물체을 위한 수학적 모델을 수반한다. 이 모델은 하나 이상의 계측 측정값에 의해 결정된 바와 같이, 측정된 링크 위치에 모델링된 링크 위치를 최적으로 맞추기 위해 X 및/또는 Y 평행 이동에 의해 갱신될 수 있다. 더 진보한 모델은 링크의 모양 또는 평면 객체의 기울기를 설명할 수 있다. 훨씬 더 진보한 모델은 수학적 표면에서 비-평면 효과를 설명할 수 있다. 이러한 효과는 주요한 먼지 입자에 의해 야기된 워페이지 또는 편향을 포함한다. 대안적으로, 표면 모델보다 오히려, 3-차원 객체 모델은 그 자체의 성질상 Z 차원에서 깊이 효과를 설명한다. 수학적 모델이 주어지면, 이 모델의 형태 또는 복잡성과 무관하게, 이는 파라메타에 의해 특징화된다. 갱신하는 단계(850)의 한 가지 버전은 이들 파라메타를 적응 또는 조정하여 실제 측정된 링크 위치를 더 좋게 매칭시키기 위해 모델에 따른 링크 위치를 야기한다. 이 적응 또는 조정 알고리즘은, 당업자가 여기의 요지에 비추어 이해하는 바와 같이, 많은 폼을 취할 수 있다. 예를 들면, 만일 작업물 모델이 자신의 파라메타에서 선형이었다면(이는 모델 그자체가 비선형 또는 비-평면일 지라도 가능), 최소 제곱 알고리즘이 각 모델링되고 실제로 측정된 위치 사이의 차이에 대한 제곱의 합을 최소화하기 위해 구현될 수 있다. 이러한 잘알려진 알고리즘은 모든 새로게 측정된 데이터 포인트가 이 모델을 훨씬 개선하도록 회귀적으로 구현될 수 있다. 이러한 알고리즘의 이점은 극대 또는 에러가 많은 측정값의 희석화를 포함한다. 이러한 알고리즘은 런동안 수집된 복수의 링크 위치 측정값을 결합하여 설명하기 위해 모든 링크 위치 측정이 계측 런 동안 취해진 이후, 또는 가끔은 계측 런의 종료시에, 측정 마다(per-measurement)를 기초로 반복될 수 있다. 이 알고리즘은 모션 스테이지(170)의 속도 및 바람직하게는, 이 알고리즘을 수행하는 제어기(190)의 프로세싱 능력와 같은 인자를 가장 적합시키기 위한 폼으로 구현될 수 있다.
본 방법(800)에 따른 런의 순서는 모든 X-방향 런, 후속하는 모든 Y-방향 런 또는 그 역일 수 있다. 대안적으로, 본 방법(800)은 교대로 일부 X 방향 런을 수행하고 이후 일부 Y 방향 런을 수행할 수 있다. X 방향 런과 Y 방향 런의 혼합은 주기적으로 각 방향으로 갱신함으로써, X 및 Y 차원에서 현재의 교정을 유지할 수 있다.
도 16b는 계측 및 프로세싱이 동일한 링크 런 동안 교대로 수행되는 방법(900)의 흐름도이다. 이 방법(900)은 먼저 방법(800)와 관련하여 위에 기술된 바와 같이, 선택적 초기 정렬을 수행한다(810). 이후, 프로세싱을 요구하는 링크의 각 행에 대하여, 본 방법(900)은 행이 프로세싱이 요구되는 세그먼트와 프로세싱이 요구되지 않는 세그먼트로 분할됨을 가정한다. 후자 세그먼트는 도 16b에서 "노-블로우(no-blow)" 세그먼트로 명칭되지만, 프로세싱의 목적은 링크를 파괴하거나, 또 는 "블로우"할 필요가 없음을 이행할 것이다. 세그멘트화는 프로세싱 계획의 검사로부터 임의 수단(예를 들면, 링크 검출 리스트 또는 타깃 맵(195))에 의해 성취될 수 있다. 가장 자연스럽게는, 노-블로우 세그먼트는 단순히 프로세싱이 계획되지 않은 행의 연속 세그먼트이다. 일반적으로 단지 링크의 약 10%만이 프로세싱을 요구하기 때문에, 대부분의 경우에서 중요한 노-블로우 세그먼트가 있음이 예상된다. 노-블로우 세그먼트는 도 8b 및 도 8c에서 예시된 바와 같은 특수 목적용 정렬 구조를 포함할 수도 포함하지 않을 수도 있다. 노-블로우 세그먼트가 어떻게 식별되는지와 관계없이, 이 방법(900)은 이것이 노-블로우 세그먼트 내에 있는지 또는 접근하는지를 테스트한다(920). 만일 아니라면, 이 방법(900)은 단순히 이 세그먼트를 따라 프로세싱을 수행한다(930). 만일 이것이 노-블로우 세그먼트라면, 이 방법(900)은 이 세그먼트를 따라 계측 스캔을 수행하고(940)(만일 필요하다면, 프로세싱으로부터 계측으로 레이저 모들 전환), 선택적으로 작업물(130)를 위한 위치 모델을 갱신하고(850), 계측 스캔에 기초하여 작업물(130)에 대해 프로세싱 레이저 빔 스폿(135)의 위치를 조정한다(860). 이 방법(900)은 오버랩핑 또는 동일한 계측 및 프로세싱 레이저 빔 스폿을 가지는 시스템에 적합하며, 이(빔 스폿은)는 동일 또는 다른 시간에 동일 레이저에 의해 발생한다.
다양한 가능한 여분의 구성요소 중 일부 구성요소들이 활성화되거나 또는 결함있는 구성요소를 대체하기 위해 본래대로 남겨짐에 의해 프로세싱 계획을 공식화하는데 있어서 이루어질 선택이 있는 경우, 이 선택은 작업물(130) 전역에 걸친 노-블로우 세그먼트의 크기 및/또는 분포를 최대화하기 위해, 또는 노-블로우 세그먼 트 및/또는 처리된 링크의 다른 바람직스러운 분포를 생성하기 위해 이루어질 수 있다. 예를 들면, X 및 Y 프로세싱 축 둘 모두에서 일부 링크 런 및 노-블로우 세그먼트를 분포하게 하여, 계측 링크 런들이 둘 다의 방향에서 실시될 수 있는 것이 바람직하다. 바람직한 분포는 또한 부분적으로 또는 전체적으로 공식화될 수 있어, 작업물(130)을 정렬 및/또는 처리하기 위해 요구되는 시간을 최소화할 수 있다.
도 16c는 계측 및 프로세싱이 링크 런 동안 동시에 수행되는 방법(1000)의 흐름도이다. 이 방법(1000)은 방법(800)과 관련하여 위에 기술된 바와 같이, 선택적인 초기 정렬을 수행한다(810). 이후, 이 방법(1000)은, 동일 또는 다른 행을 따라 계측을 동시에 수행하고(1030), (필요하다면) 이에 따라 위치 모델을 갱신하고(850), 이 계측 결과에 기초하여 프로세싱 레이저 빔 스폿(135)의 위치를 조정(860)하면서, 행을 따라 프로세싱을 수행한다(1020). 이 단계들(1020, 1030, 850, 및 860)은 적합하게는, 링크의 각행에 대하여 반복된다. 이 방법(1000)은 예를 들면, 도 9에 도시된 레이저 빔 스폿 배열과의 사용에 적합하다.
여기에 기술된 다양한 방법은 레이저 빔 스폿에 대해 반도체 기판 위에 또는 내에 있는 구조의 위치를 결정한다. 이들 방법은 제 1 레이저 빔을 생성하고, 이 제 1 레이저 빔을 반도체 기판 위에 또는 내에 있는 레이저 빔 스폿으로 전파하며; 반도체 기판 위에 또는 내에 있는 제 1 구조로부터의 제 1 레이저 빔의 반사를 검출하고 이에 의해 제 1 반사 데이터를 생성하며; 제 2 레이저 빔을 생성하고, 이 제 2 레이저 빔을 반도체 기판 위에 또는 내에 있는 레이저 빔 스폿으로 전파하고; 반도체 기판 위에 또는 내에 있는 제 1 구조의 일정 거리 내에 있는 제 2 구조로부 터의 제 2 레이저 빔의 반사를 검출하고, 이에 의해 제 2 반사 데이터를 생성하며, 제 1 및 제 2 구조들 중 하나 이상의 위치를 결정하기 위해 제 1 반사 데이터 및 제 2 반사 데이터를 처리한다. 이 일정한 거리는 예를 들면, 약 1mm, 약 100 마이크론, 약 10마이크론, 또는 링크 피치 간격(spacing)과 동일하거나 비슷한 다이의 측면 치수보다 작거나, 또는 더 근접할 수 있다.
여기에 기술된 다양한 방법은 또한 반도체 기판 위에 또는 내에 있는 다수의 구조를 가지는 반도체 기판에 대하여 레이저 빔을 정렬한다. 구조들의 개수는 반도체 기판 위에 또는 내에 있는 상기 구조의 밀도를 확립한다. 이들 방법은 하나 이상의 레이저 빔을 생성하고; 반도체 기판 위 또는 내로 이 하나 이상의 레이저 빔을 전파하며, 주어진 영역내에 있는 다수의 각 반사 타깃으로부터 다수의 레이저 빔 반사를 검출하고, 이에 의해 반사 데이터를 생성하며, 반도체 기판에 대하여 레이저 빔을 정렬하기 위해 반사 데이터를 처리한다. 주어진 영역에 의해 나누어진 레이저 빔 반사의 개수 몫은 반도체 기판 위에 또는 내에 있는 상기 구조들의 밀도와 동일한 크기 정도이거나 또는 상기 구조들의 밀도의 키기의 10배, 100배, 1000배 범위(one, two, or three orders of magnitude) 내이다.
여기에 기술된 다양한 방법은 프로세싱 레이저 빔 스폿에 프로세싱 레이저 빔을 전달함으로써, 선별적으로 처리될 반도체 기판 위에 또는 내에 있는 구조들을 가지는 반도체 기판에 관해 레이저 빔 스폿을 위치시킨다. 이들 방법은 계측 레이저 빔을 생성하고, 선별적으로 처리될 구조 위에 또는 근처에 있는 계측 레이저 빔 스폿으로 전파 경로를 따라 이 계측 레이저 빔을 전파하며, 일 속도로 반도체 기판 에 대해 레이저 빔 스폿을 이동하며, 이 구조로부터 계측 레이저 빔의 반사를 검출하고, 이에 의해 상기 이동이 발생하는 동안, 반사 신호를 생성하며, 이 구조에 대해 계측 레이저 빔 스폿의 위치를, 반사 신호에 기초하여 결정한다. 이 속도는, 예를 들면, 약 40mm/s 내지 약 200mm/s와 같은 프로세싱 속도 또는 이에 근접한 속도일 수 있거나, 특히 약 100mm/s, 약 50mm/s 보다 빠르거나, 약 25mm/s 내지 약 30mm/s 일 수 있으니, 약 3mm/s와 같이 느릴 수 있다.
여기에 예시 및 설명된 방법 및 시스템을 동작시키기 위한 알고리즘은 활성화 및 비활성화 둘 다의 다양한 형태로 존재할 수 있다. 예를 들면, 이들은 소스 코드, 객체 코드, 실행가능 코드 또는 다른 포맷에 있는 프로그램 명령어로 구성된 하나 이상의 소프트웨어 또는 펌웨어로서 존재할 수 있다. 위의 것 중 어느 하나는 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체에서 구현될 수 있으며, 이 매체는 저장 디바이스 및 압축된 또는 압축되지 않은 폼의 신호를 포함한다. 예시적인 컴퓨터로 읽을 수 있는 스토리지 디바이스는 종래의 컴퓨터 시스템용 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmmable ROM), 플래시 메모리 및 자성 또는 광 디스크 또는 테입을 포함한다. 캐리어를 사용하여 변조되든 되지않든, 예시적인 컴퓨터로 읽을 수 있는 신호는 컴퓨터 프로그램을 운영 또는 호스팅하는 컴퓨터 시스템이 액세스하도록 구성될 수 있는 신호이며, 이 신호는 인터넷 또는 다른 네트워크를 통하여 다운로딩되는 신호를 포함한다. 전술의 구체적 예는 CD ROM상의 소프트웨어의 배포 또는 인터넷 다운로드를 포함한다. 어떤 점에서, 추상적 엔티티로서, 인터넷 그 자체는 컴 퓨터로 읽을 수 있는 매체이다. 전술한 내용은 일반적으로 컴퓨터 네트워크에 사실이다.
여기에 기술된 용어 및 설명은 단지 예시를 목적 및 설명되었으며 제한으로 의미되지 않는다. 당업자라면 많은 변형예가 본 발명의 주요한 원리를 벗어나지 않으면서도 위에 기술된 실시예의 설명에 만들어질 수 있음을 인식할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 다음의 청구항(및 이들의 등가물)에 의해서만 결정되어야 하고, 이 경우 모든 용어는 다른 표시가 없으면 이들의 가장 넓고 합리적인 의미로 이해되어야 한다.
본 발명은 일반적으로 제조 동안 반도체 집적 회로를 처리하기 위해 레이저의 사용에 대한 것으로서, 레이저 빔 스폿의 포지셔닝 또는 반도체 집적 회로에 사용가능하다.

Claims (31)

  1. 펄스된 레이저를 사용하여 반도체 기판(130) 내 또는 위에 있는 구조(410)를 처리하는 시스템(100)으로서,
    상기 구조들(410) 중 선택된 하나에 충돌시키기 위한 계측 레이저 빔 및 펄스된 프로세싱 레이저 빔을 생성하는 레이저 소스(110);
    레이저 소스(110)로부터 반도체 기판(130) 내 또는 위에 있는 계측 레이저 빔 스폿(535)으로의 계측 레이저 전파 경로;
    레이저 소스(110)로부터 반도체 기판(130)내 또는 위에 있는 처리 레이저 빔 스폿(135)으로의 프로세싱 레이저 전파 경로;
    프로세싱 레이저 빔 스폿(135)이 상기 구조들(410) 중 상기 선택된 구조들을 교차하도록 반도체 기판(130)과 계측 레이저 빔 스폿(535) 및 프로세싱 레이저 빔 스폿(135) 둘 다의 사이에서 상대적인 모션을 야기하도록 구성된 모션 스테이지(170)로서, 상기 모션은 실질적으로 직선 방향에 있는, 모션 스테이지(170);
    계측 레이저 빔 스폿(535)이 반도체 기판(130)에 관련하여 이동함에 따라 상기 구조들(410) 중 하나 이상으로부터 계측 레이저 빔 스폿(535)의 반사 크기를 검출하여 반사 신호를 생성하기 위해 위치된 센서(198); 및
    센서(198)에 연결되어, 상기 구조들(410) 중 상기 선택된 구조들과 충돌시키기 위해 프로세싱 레이저 빔의 펄스를 생성하는 장소 또는 시기를 상기 반사 신호에 기초하여 결정하도록 구성된, 제어기(190)
    를 포함하는, 펄스된 레이저를 사용하여 반도체 기판 내 또는 위에 있는 구조를 처리하는 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    레이저 소스(110)는,
    계측 레이저 빔을 생성하는 제 1 레이저; 및
    상기 펄스된 프로세싱 레이저 빔을 생성하는 제 2 레이저를 포함하되, 상기 제 1 레이저 및 제 2 레이저는 각기 별개인, 펄스된 레이저를 사용하여 반도체 기판 내 또는 위에 있는 구조를 처리하는 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    레이저 소스(110)는 상기 계측 레이저 빔과 상기 펄스된 프로세싱 레이저 빔 둘 다를 생성하는 단일 레이저를 포함하는, 펄스된 레이저를 사용하여 반도체 기판 내 또는 위에 있는 구조를 처리하는 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    계측 레이저 빔 스폿(535) 및 프로세싱 레이저 빔 스폿(135)은 반도체 기판(130) 내 또는 위에서 실질적으로 부함하는, 펄스된 레이저를 사용하여 반도체 기판 내 또는 위에 있는 구조를 처리하는 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    계측 레이저 빔 스폿(535)은 상기 직선 방향으로 프로세싱 레이저 빔 스폿(135)로부터 오프셋되는, 펄스된 레이저를 사용하여 반도체 기판 내 또는 위에 있는 구조를 처리하는 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    계측 레이저 빔 스폿(535)은 상기 직선 방향에 수직 방향으로 프로세싱 레이저 빔 스폿(135)로부터 오프셋되는, 펄스된 레이저를 사용하여 반도체 기판 내 또는 위에 있는 구조를 처리하는 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 모션은 반도체 기판(130)의 평면에 직교 방향인, 펄스된 레이저를 사용하여 반도체 기판 내 또는 위에 있는 구조를 처리하는 시스템.
  8. 프로세싱 레이저로부터 반도체 기판(130) 내 또는 위에 있는 선택된 프로세싱 타깃 구조들(410)로 정확하게 레이저 빔 펄스를 전송하는 방법(600)이되, 프로세싱 타깃 구조들(410)의 적어도 서브세트는 세로 방향으로 연장한 실질적으로 직선 선형 행으로 배열되되,
    계측 레이저 빔을 생성하여(610), 반도체 기판(130) 내 또는 위에 있는 도량향 레이저 빔 스폿(535)으로 전파 경로를 따라 상기 계측 레이저 빔을 전파하는 단 계(620);
    상기 세로 방향으로 현저하게 계측 레이저 빔 스폿(535)에 대해 반도체 기판(130)을 이동시키는 단계(630);
    계측 레이저 빔 스폿(535)가 반도체 기판(130)에 대해 이동함에 따라, 프로세싱 타깃 구조(410)의 서브세트로부터 반사된 광 에너지를 검출하여 상기 세로 방향의 거리 함수로서 반사 신호를 생성하는 단계(640);
    상기 프로세싱 레이저 빔의 프로세싱 펄스를 생성하고(750), 반도체 기판(130) 내 또는 위에 있는 프로세싱 레이저 빔 스폿(135)으로 전파 경로를 따라 상기 프로세싱 펄스를 전파하는 단계(760); 및
    상기 반사 신호에 기초하여, 선택된 프로세싱 타깃 구조들(410)상에 상기 프로세싱 펄스를 향하도록 반도체 기판(130)에 대해 프로세싱 레이저 빔 스폿(135)을 위치시키는 장소를 결정하는 단계(640)
    를 포함하는, 프로세싱 레이저로부터 반도체 기판 내 또는 위에 있는 선택된 프로세싱 타깃 구조들로 정확하게 레이저 빔 펄스를 전송하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 이동시키는 단계와 동시에, 상기 세로 방향에 직교 방향으로 계측 레이저 빔 스폿(535)에 대해 반도체 기판(130)을 이동시키는 단계를 더 포함하는, 프로세싱 레이저로부터 반도체 기판 내 또는 위에 있는 선택된 프로세싱 타깃 구조들로 정확하게 레이저 빔 펄스를 전송하는 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    프로세싱 레이저 빔 스폿(135)을 위치시키는 장소를 결정하는 단계는 하나 이상의 교정 파라메타를 수정하는 단계를 포함하는, 프로세싱 레이저로부터 반도체 기판 내 또는 위에 있는 선택된 프로세싱 타깃 구조들로 정확하게 레이저 빔 펄스를 전송하는 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 서브세트는 복수의 프로세싱 타깃 구조(410)를 포함하고, 상기 결정하는 단계는 프로세싱 타깃 구조들(410) 중 개별 구조들과 결합된 위치 데이터를 평균화하는 단계를 포함하는, 프로세싱 레이저로부터 반도체 기판 내 또는 위에 있는 선택된 프로세싱 타깃 구조들로 정확하게 레이저 빔 펄스를 전송하는 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 결정하는 단계(640)는 상기 반사 신호에서 피크를 찾는 단계를 포함하는, 프로세싱 레이저로부터 반도체 기판 내 또는 위에 있는 선택된 프로세싱 타깃 구조들로 정확하게 레이저 빔 펄스를 전송하는 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 결정하는 단계(640)는 상기 반사 신호로부터 도출된 구조 위치 데이터 에 수학적 표면 모델(mathematical surface model)을 맞추는 단계를 포함하는, 프로세싱 레이저로부터 반도체 기판 내 또는 위에 있는 선택된 프로세싱 타깃 구조들로 정확하게 레이저 빔 펄스를 전송하는 방법.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는, 상기 반사 신호로부터 도출된 데이터를 상기 구조들의 명목상 위치를 가리키는 데이터와 비교하는 단계를 포함하는, 프로세싱 레이저로부터 반도체 기판 내 또는 위에 있는 선택된 프로세싱 타깃 구조들로 정확하게 레이저 빔 펄스를 전송하는 방법.
  15. 제 8 항에 있어서,
    상기 방향의 반대 방향으로 반도체 기판(130)에 대해 계측 레이저 빔 스폿(535)을 이동시키는 단계; 및
    계측 레이저 빔 스폿(535)이 상기 반대 방향에 있는 상기 행 중 하나 내의 링크(410)를 건너 이동함에 따라, 생성하는 단계(610), 전파하는 단계(620) 및 검출하는 단계(630)을 반복하는 단계를 더 포함하는, 프로세싱 레이저로부터 반도체 기판 내 또는 위에 있는 선택된 프로세싱 타깃 구조들로 정확하게 레이저 빔 펄스를 전송하는 방법.
  16. 제 8 항에 있어서,
    계측 레이저 빔 스폿(535)이 이동함에 따라 상기 계측 레이저 빔의 포커싱 깊이를 조정하는 단계를 더 포함하되,
    상기 결정하는 단계(640)는 반도체 기판(130)에서 구조(410)의 깊이를 결정하는 단계를 포함하는, 프로세싱 레이저로부터 반도체 기판 내 또는 위에 있는 선택된 프로세싱 타깃 구조들로 정확하게 레이저 빔 펄스를 전송하는 방법.
  17. 반도체 기판(130)에 대해 레이저 빔 스폿을 위치시키기 위한 시스템(100)과의 사용을 위한 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체로서,
    제 1 항 또는 제 8 항의 방법(600)을 수행하는 소프트웨어 명령어를 포함하는,
    컴퓨터로 읽을 수 있는 매체
  18. 반도체 기판(130)으로서,
    제 1 항 또는 제 8 항의 방법(600)에 따라 처리되는, 반도체 기판.
  19. 제 22 항에 있어서,
    상기 구조들(410) 중 적어도 일부는 사전 결정된 동기화 패턴으로 배열되는, 반도체 기판.
  20. 방법(600)으로서,
    반도체 기판(130) 내 또는 위에 있는 구조들(410)의 실질적으로 선형의 제 1 행의 제 1 부분에서 선별적으로 처리될 구조들(410)의 위치에 관한 데이터를, 취합하는 단계로서,
    계측 레이저 빔을 생성하고(610), 계측 레이저 빔 스폿(535)에서 기판(130)을 교차하는 전파 경로를 따라 상기 계측 레이저 빔을 전파하는 단계(620);
    상기 제 1 부분을 따라 반도체 기판(130)에 대해 계측 레이저 빔 스폿(535)을 이동시키는 단계(625); 및
    계측 레이저 빔 스폿(535)이 반도체 기판(130)에 대해 이동함에 따라, 상기 부분에 있는 구조들로부터 벗어난 계측 레이저 빔의 반사를 검출해서(630), 반사 신호를 생성하는 단계를 통해 이루어지는, 구조들(410)의 위치에 관한 데이터를 취합하는 단계; 및
    상기 취합된 데이터에 기초하여, 반도체 기판(130) 내 또는 위에 있는 구조들의 실질적으로 선형의 제 2 행의 제 2 부분에 있는 선택된 구조들(410)에 충돌시키기 위해 반도체 기판(130)으로 프로세싱 레이저 펄스를 향하게 하는 장소를 결정하는 단계를 포함하되, 상기 제 2 열은 실질적으로 상기 제 1 행에 평행한,
    방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 제 1 부분과 제 2 부분은 동일한, 방법.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 제 1 행 및 제 2 행은 동일한, 방법.
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 제 2 행의 제 2 부분에 있는 선택된 구조들을,
    프로세싱 레이저 펄스를 생성하고 프로세싱 레이저 빔 스폿(135)에서 가지는 기판(130)을 교차하는 전파 경로를 따라 상기 펄스를 전파하는 단계; 및
    상기 구조들의 행을 따라 반도체 기판(130)에 대해 프로세싱 레이저 빔 스폿(135)을 이동시키는 단계를 통해 처리하는 단계(660)를 더 포함하되,
    상기 프로세싱 레이저 펄스를 생성하는 단계 및 프로세싱 레이저 빔 스폿(135)을 이동시키는 단계는 선택된 구조들에 충돌시키기 위해 상기 프로세싱 레이저 펄스를 야기시키도록 결정하는 단계(640)에 따라 수행되는, 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    취합하는 단계 및 처리하는 단계(660)는 실질적으로 동시에 수행되는, 방법.
  25. 제 23 항에 있어서,
    취합하는 단계 및 처리하는 단계(660,760)는 교대로 수행되는, 방법.
  26. 프로세싱 레이저 빔 스폿(135)에 프로세싱 레이저 빔을 전달함으로써, 선별 적으로 처리될 반도체 기판(130) 내 또는 위에 있는 구조들(410)을 갖는 반도체 기판(130)에 대해 레이저 빔 스폿을 위치시키는 방법(600)으로서,
    계측 레이저 빔을 생성하는 단계(610);
    선별적으로 처리될 구조(410) 위에 또는 근접하게 있는 계측 레이저 빔 스폿(535)으로 전파 경로를 따라 상기 계측 레이저 빔을 전파하는 단계(620);
    중심에서의 반도체 기판(130)의 각속도가 반도체 기판(130)의 중심 및 레이저 빔 스폿(535) 사이의 거리에 의해 나누어진 반도체 기판(130)에 대한 레이저 빔 스폿(535)의 속도 몫보다 적도록 반도체 기판(130)에 대해 상기 레이저 빔 스폿을 이동시키는 단계(625);
    구조(410)로부터 계측 레이저 빔의 반사를 검출하여(630), 상기 이동이 발생하는 동안, 반사 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 반사 신호에 기초하여, 상기 구조에 대해 계측 레이저 빔 스폿(535)의 위치를 결정하는 단계(640)
    를 포함하는, 선별적으로 처리될 반도체 기판 내 또는 위에 있는 구조들을 갖는 반도 기판에 대해 레이저 빔 스폿을 위치시키는 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 각속도는 무시할 수 있는 정도인, 선별적으로 처리될 반도체 기판 내 또는 위에 있는 구조들을 갖는 반도 기판에 대해 레이저 빔 스폿을 위치시키는 방법.
  28. 반도체 기판(130) 내 또는 위에 있는 구조(410)로의 레이저 빔 전달을 위치시키는 방법(700)으로서,
    기판(130)을 교차하는 계측 레이저 빔 스폿(535)을 가지는 계측 레이저 빔을 생성하는 단계(610);
    선별적으로 처리될 구조(410) 위에 또는 근접하게 있는 계측 레이저 빔 스폿(535)으로 전파 경로를 따라 상기 계측 레이저 빔을 전파하는 단계(620);
    상기 구조로부터의 계측 레이저 빔의 반사를 검출하여(730), 반사 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 반사 신호가 임계치를 넘는 시기를 검출하는 단계(730); 및
    상기 검출하는 단계(730)에 응답하여, 상기 프로세싱 레이저 빔을 생성하고(730) 계측 빔(535)의 반사가 검출되는 구조(410)로 상기 레이저 빔을 전파하는 단계(760)
    를 포함하는, 반도체 기판 내 또는 위에 있는 구조로의 레이저 빔 전달을 위치시키는 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 구조(410)는 일반적으로 세로 방향으로 연장된 복수의 실질적으로 평행 행으로 배열되되, 상기 방법은,
    상기 행 중 하나를 따라, 세로 방향 행에 실질적으로 평행한 방향에 있는 반 도체 기판(130)에 대해 계측 레이저 빔 스폿(535)을 이동시키는 단계(625);
    계측 레이저 빔 스폿(535)이 상기 행 중 하나 내의 링크를 넘어 이동함에 따라 상기 생성하는 단계(610), 전파하는 단계(620) 및 검출하는 단계(730)를 반복하는 단계로서, 상기 반사 신호가 세로 방향의 위치 함수인 반복 단계; 및
    계측 레이저 빔 스폿(535)이 횡단한 것과 실질적으로 동일 경로를 따라 프로세싱 레이저 빔 스폿(135)을 계측 레이저 빔 스폿(535) 뒤쪽으로 이동시키는 단계
    를 포함하는, 반도체 기판 내 또는 위에 있는 구조로의 레이저 빔 전달을 위치시키는 방법.
  30. 제 28 항에 있어서,
    상기 프로세싱 레이저 빔이 구조(410)를 부딪히도록 상기 기판에 대해 임의의 위치에 프로세싱 레이저 빔 스폿(135)이 있을 때까지 상기 프로세싱 레이저 빔의 발생을 지연하는 단계를 더 포함하는, 반도체 기판 내 또는 위에 있는 구조로의 레이저 빔 전달을 위치시키는 방법.
  31. 제 28 항에 있어서,
    구조(410)가 처리될 것으로서 식별되는 경우에만, 구조(410)로 상기 프로세싱 레이저 빔을 전파하는 단계를 더 포함하는, 반도체 기판 내 또는 위에 있는 구조로의 레이저 빔 전달을 위치시키는 방법.
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