JPH02192885A - レーザー照射処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はレーザー処理装置、例えば半導体用パターンの
レーザーカッターに関するものである。

従来の技術 一般に、ＩＣやＬＳＩ等の半導体ウェハにおいてはチッ
プの基板上にホトエツチング等の手段で各種の回路素子
が設置されている。これらのチップには回路の抵抗値や
静電容量を調整するため、配線パターンや膜抵抗体の一
部分を切断するトリミングが数百ナノメートルの精度で
行われている。

従来、このようにチップをトリミングする場合、反射鏡
を用いて移動するレーザー光を切断手段として用いたレ
ーザー処理装置が用いられている（特開昭６０−４０６
８１号（以下公知例１）、特開昭６１−６７９０４号（
以下公知例２）。公知例１では予め移動用のデータを入
力０し、そのデータを利用してレーザー光を穆勤し、公
知例２ではチップが替るたびにカメラでチップ上のパタ
ーンを読み込み、位置のデータを決めてレーザー光を移
動しトリミングを行っている。

発明が解決しようとする課題 レーザー処理装置でウェハ上のチップをトリミングする
場合、チップのパターンの切断部とレーザー光のスポッ
トの位置とを数百ナノメートルの精度で正確に合せるた
め、少なくともウェハもしくはレーザー光のスポットを
正確に移動する必要がある。そのためには移動方向及び
移動距離を正確に決め、且つそれに対応して正確に移動
する機構が必要となる。

然し、ステージ上にウェハを載置する際にステージに予
め設定される座標軸とチップのデータを決めるためにク
エへに設定された座標軸の間に角度ずれが生じることは
避けられない。そのため、公知例１では正確さが確保で
きず、逆に公知例２では正確ではあるが処理が複雑にな
るという欠点を持つ。

更に、いくら正確な移動のためのデータが得られたとし
ても、移動機構を構成する夫々の装置の精度を上げるだ
けでは数百ナノメートルの移動精度を得ることは困難で
ある。

また、公知例１．２のようにレーザー光を移動する方法
は反射鏡を用いているのでレーザー光の移動速度は早い
が、８動精度を上げるためには反射鏡等の光学部品の精
度をより上げる必要がある。更に、反射鏡を穆勅する場
合は、ステージを移動する場合に比べて倍以上の精度を
必要とするために、装置が複雑且つ高価になり、その上
、顕繁なメンテタンス作業が必要になる。

芸において、本発明は簡単にウェハの座標軸、例えばチ
ップ配列軸のステージの移動軸に対するずれを検知し、
そのずれに基づいてチップのトリミング位置データを補
正し、フィードバック方式を用いてステージを数百ナノ
メートルの精度で移動させることにより正確なチップの
トリミングを可能としたレーザー処理装置を提供するこ
とを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明に係るレーザー処理装置においては、Ｘ及びＹ方
向に制御移動可能なステージと、このステージ上に載置
する半導体ウェハの面上に予め設定された座標軸穆勤方
向に対する角度ずれを検知する検知機構と、その検知し
た角度ずれに基づいて半導体ウェハ上のトリミング位置
を修正する補正機構と、その補正されたトリミング位置
のデータに対応して半導体ウェハの位置を移動し同時に
ステージに取付けたガラススケールの値をフィードバッ
クさせて移動量と比較して移動量を調節する比較移動機
構と、レーザー光をトリミング位置に照射するレーザー
発生機構とから構成されている。

作用 このレーザー処理装置では、Ｘ、Ｙ方向に制御移動可能
なステージ上にクエへを載置し、そのウェハの初期位置
決めを行った後ウェハのチップ配列軸とステージの移動
軸との角度のずれを検知機構によって検知し、予め入力
されているトリミング位置データを検知した角度ずれに
基づいて補正機構によって補正し、その補正したトリミ
ング位置データに対応してＸ、Ｙステージにフィードバ
ックさせて移動量を調節する比較移動機構で正確に移動
し、その後にウェハのチップをレーザー発生機構が照射
するレーザー光でトリミングするので、ウェハのチップ
配列軸がステージの移動軸とずれてステージ上に置かれ
ても精度の高いトリミングを行うことができるようにな
る。

実施例 以下、添付図面を参照して説明すれば次の通りである。

このレーザー処理装置は例えば半導体用パターンのレー
ザーカッターとして適用でき、そのレーザーカッターは
概略的には第１図で示すように構成することができる。

このレーザーカッターはアダプター１２によって顕微鏡
１１と接続されたレーザーヘッド３１の真下に、ＣＰＵ
　（中央処理装置）３のプログラムによりまたはマニュ
アルにより移動するＸ及びＹステージ２３ａ、２３ｂと
、マニュアルにより回転するθステージ２３ｃが重ねて
置かれ、そのステージの上に加工される半導体ウェハ１
が載置されるようになる。そのクエハ１上のチップの状
態は顕微鏡１１に接続されたテレビカメラ１３を経てテ
レビモニター１４上で観察される。Ｘ、Ｙステージ２３
ａ、２３ｂには夫々ガラススケール２５ａ、２５ｂが取
付けてあり、スケールコントローラ２４ａ、２４ｂでガ
ラススケール２５ａ、２５ｂを読み取ることによりファ
インステップドライバー２１ａ、２１ｂとステップモー
ター２２ａ、２２ｂによって移動したステージ２３ａ、
２３ｂの移動量を検出し、その値をＣＰＵ３にフィード
バックしている。ＣＰＵ３は人力用の操作パネル４、レ
ーザー電源３２、Ｘ軸及びＹ軸スケールコントローラ２
４ａ、２４ｂ％Ｘ軸及びＹ軸ファインステップドライバ
ー２１ａ、２１ｂと夫々接続されており、夫々をプログ
ラムで制御するよう構成されている。

このレーザーカッターでは、まず、切断されるチップの
配列、サイズ、切断位置等のデータを操作パネル４から
ＣＰＵ３に入力する。そのデータはＣＰＵ３に付属する
出力手段により確認することができる。その入力された
データを持つチップが形成された半導体ウェハ１を、Ｘ
、Ｙ、　θステージ２３ａ、２３ｂ、２３ｃの上に載置
し、顕微鏡１１のピントをウェハ１に合わせて後各ステ
ージをマニュアルで移動し、ウェハ１をテレビカメラ１
３によってテレビモニター１４に移される画像を参照し
ながら所定の初期位置に、ウェハ１のチップ配列軸をＸ
、Ｙステージ２３ａ、２３ｂの移動軸に可能な限り合致
させて移動する。

その後、ＣＰＵ３、顕微鏡１１、アダプター１２、テレ
ビカメラ１３、テレビモニター１４から構成される角度
ずれ検知機構により、ウェハ１のチップ配列軸とＸ、Ｙ
ステージ２３ａ、２３ｂの移動軸との角度ずれを検知し
、その結果を操作パネル４よりＣＰＵ３に入力する。

次にＣＰＵ３から構成されるデータ補正機構により検知
された角度ずれに基づいて、先に入力されたウェハ１の
切断位置データを補正する。

続いて、その補正された切断位置データに対応してＣＰ
Ｕ３、Ｘ軸及びＹ軸ファインステップドライバー２１ａ
、２１ｂ、ステップモーター２２ａ、２２ｂ、Ｘ及びＹ
ステージ２３ａ、２３ｂ、Ｘ軸及びＹ軸スケールコント
ローラ２４ａ、２４ｂ、ガラススケール２５ａ、２５ｂ
より構成される比較移動機構により、補正された切断位
置データとＸ、Ｙステージの移動量とをガラススケール
２５ａ、２５ｂを用いたフィードバック方式で比較しな
がら、ウェハ１を所定の位置に正確に移動する。

そして、レーザーヘッド３１、レーザー電源３２、Ｑス
イッチ（図示せず）より構成されるレーザー発生機構よ
り照射されるレーザー光でチップの所定位置の配線を切
断することが行われる。

この切断作業はＣＰＵ３に入力されたデータに基づいて
必要なだけ繰り返される。

この作業のフローチャートを３４２図に示す。このフロ
ーチャートにおいて二重線で囲まれている工程が本実施
例ではマニュアル操作で行われる。

また、このフローチャートはウェハ上の２１０ＩＩＩＸ
２ｍｍチップ４Ｘ４個を１ブロツクとして処理する場合
のものである。

次に各機構について説明する。

ウェハ上に設定された座標軸１例えばチップ配列軸とス
テージの移動軸との角度ずれを検知する検知機構は、先
に述べたようにＣＰＵ３、顕微鏡１１、アダプター１２
、テレビカメラ１３、テレビモニター１４から構成され
る。ステージ上に載置されたウェハ１が初期位置にセッ
トされても、ウェハのチップ配列軸とＸ、Ｙステージの
移動軸の角度ずれθは必ず生じる。ウェハ１の軸を与え
るウニ八座標とＸ、Ｙ多ステージの移動軸に基づくステ
ージ座標の関係を第３図に示す。この２つの座標の角度
のすれθはウェハ軸上の点Ｐｉ、Ｐ２をステージ座標に
よって読み取ることにより検知できる。そこで、テレビ
モニター１４上にステージ座標をその原点がウニへ座欅
の原点と一致するように設定し、点Ｐｉ、Ｐ２のステー
ジ座標での値を読み取ることでウェハ１の角度ずれが検
知できる。

角度ずれを補正する補正機構はＣＰＵ３から構成され、
ＣＰＵ３に操作パネル４より入力された点Ｐｉ、Ｐ２の
ステージ座標での値（Ｘｌ。

ｙＢ、（Ｘ２．Ｙ２）は、以下の変換式によって反時計
方向を正とするずれ角θに変換される。

Ｘ軸のずれ角　θｘ　：ｔａｎ−’　　（Ｙ　１　／　
Ｘ　１　）Ｙ軸のずれ角　θｙ　＝−ｔａｎ−’　　（
Ｘ２／Ｙ２）ずれ角　　　　θ＝（θ、十〇Ｙ）／２こ
のようにしてずれ角θが求まると、以下の変換式によフ
てウニ八属標上のデータである切断位置データー（Ｘｗ
　、　Ｙｗ　）をステージ座標での値（Ｘｓ　、　Ｙｓ
　）に変換できる。

Ｘｓ　　＝Ｘｗ　　・　　Ｃｏｓθ　＋Ｙｗ　−５ｉｎ
　　θＹ　ｓ　”　−Ｘｗ　・Ｓｉｎθ＋Ｙｗ　・　Ｃ
ｏｓθこの変換によフてウェハ１のずれ角θに基づいて
ウェハ上の切断位置データを補正することができる。

ウェハ１を正確に移動する比較移動機構は、ＣＰＵ３．
Ｘ軸及びＹ軸ファインステップドライバー２１８，２１
ｂ、　ステップモーター２２ａ、２２ｂ、Ｘ及びＹステ
ージ２３ａ、２３ｂ、Ｘ軸及びＹ軸スケールコントロー
ラ２４ａ、２４ｂ、ガラススケール２５ａ、２５ｂより
構成される。補正機構によって切断位置データが補正さ
れると、ＣＰＵ３よりＸ軸、Ｙ軸ファインステップドラ
イバー２　ｆ　ａ、　　２　ｆ　ｂに穆勤量が指示され
、各ファインステップドライバーよりステップモーター
２２ａ、２２ｂに信号が送られＸ、Ｙステージ２３ａ、
２３ｂが移動する。本装置のファインステップドライバ
ーは分解能０．２μｍ／ＰＬＩＩＳＥを持つが、ステー
ジ精度、モーター精度により全体としての分解能が低下
し、幅２μｍのパターン配線を正確に位置決めすること
は困難である。

そこで、高精度に作成することが可能なガラススケール
２５ａ、２５ｂを夫々Ｘ、Ｙステージ２３ａ、２３ｂに
取り付け、そのスケールの値をＸ軸、Ｙ軸スケールコン
トローラ２４ａ、２４ｂで読み取りその値をＣＰＵ３に
フィードバックし、比較することによりステージ移動の
精度を上げ、±０．５μｍの絶対位置決めを可能として
いる。

なお、必要な場合にはプログラム制御を解除してマニュ
アルでステージを動かすこともできる。

第４図にはこの比較移動機構の信号の流れを示す。

レーザー発生機構はレーザーヘッド３１、レーザー電源
３２、Ｑスイッチ（図示せず）により構成される。移動
機構による穆勤が終了するとＣＰＵ３よりレーザー電源
３２に信号が送られ、レーザーヘッド３１よりレーザー
が照射されレーザーの真下に移動した切断点が切断され
る。

本実施例におけるレーザーはＹＡＧ　（イツトリウム・
アルミニウム・ガーネット）レーザーを用いている。ウ
ェハ上のチップのアルミ配線パターンを周辺パターンを
破壊せずに切断するためには、ウェハ上でのレーザー加
工径は５〜１０μｍの必要がある。しかし、通常のレー
ザーでは加工径は最小２０μｍが限度なので、本実施例
では、Ｑスイッチ方式を採用することによりレーザー加
工径を７μｍまで絞っている。

このレーザーも必要な場合マニュアルで作動させるごと
ができる。

以上、本発明を実施例に基づき具体的に説明したが、例
えば検知機構としてパターン認識装置等を用い、より全
体の自動化を促進する変更も可能である。

発明の効果 以上の如く、本発明に係るレーザー処理装置に依れば、
制御移動するステージ上に載置されたウェハの載置角度
のずれを検知し、初期データの補正を行い、フィードバ
ックで移動値をチックしながらウェハを移動し、ウェハ
上のチップをレーザー光でトリミングするので、複雑な
機構を用いずに高い位置決め精度を得ることができ、装
置自体も安価に製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である半導体用パターンレー
ザーカッターの概要を示すブロック図、第２図はこの装
置によるトリミングの工程のフローチャート、第３図は
クエへ座標とステージ座標の関係を示す関係図、第４図
は本発明における比較移動機構の信号の流れを示すブロ
ック図である。 １：半導体ウェハ、 ２３ａ、　　２３ｂ：Ｘ。 Ｙス テーク、２５ａ、２５ｂニガラス・スケール。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｘ及びＹ方向に制御移動可能なステージ（２３ａ、２３
   ｂ）と、このステージ（２３ａ、２３ｂ）上に載置する
   半導体ウェハ（１）の面上に予め設定された座標軸の移
   動方向に対する角度ずれを検知する検知機構と、その検
   知した角度ずれに基づいて半導体ウェハ（１）上のトリ
   ミング位置を修正する補正機構と、その補正されたトリ
   ミング位置のデータに対応して半導体ウェハ（１）の位
   置を移動し同時にステージ（２３ａ、２３ｂ）に取り付
   けたガラススケール（２５ａ、２５ｂ）の値をフィード
   バックさせて移動量と比較して移動量を調節する比較移
   動機構と、レーザー光をトリミング位置に照射するレー
   ザー発生機構を具備することを特徴とするレーザー処理
   装置。