JPH08309575A

JPH08309575A - レーザ加工装置

Info

Publication number: JPH08309575A
Application number: JP7113462A
Authority: JP
Inventors: Yasutoshi Kaneko; 泰俊金子
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-05-11
Filing date: 1995-05-11
Publication date: 1996-11-26

Abstract

(57)【要約】【目的】レーザ照射中にシャッタが閉じた場合に、被
加工物に照射されなかった光量を正確に検出することが
できるレーザ加工装置を提供する。【構成】本発明装置では、レーザ光源１０２から発生
された加工用レーザ光１０４ａの光路中に配置された開
閉自在のシャッタ機構１２０、１２２に、そのシャッタ
機構１２２の閉止時に加工用レーザ光１０４ａを反射す
る光反射手段１２６を設けている。従って、光反射手段
１２６により反射された反射光１０４ｃを光量検出器１
１２で受光することにより、シャッタ機構１２０が閉じ
たことにより、被加工物２０６に照射されなかった光量
を正確に検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザ加工装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造工程においては、回路内に予
備のセル（リダンダンシイ回路）を予め設けておき、プ
ローブ装置などによる回路検査の結果、一部のセルに不
良が発見された場合には、不良セルと予備のセルとを置
き換える、いわゆるリダンダンシイ処理を行うことによ
り、不良チップの発生を救済し、歩留まりの向上を図っ
ている。かかるリダンダンシイ処理は、いわゆるレーザ
加工装置により、チップ内に形成された特殊回路（フュ
ーズ回路）に高エネルギーのレーザスポット光を照射し
て切断したり、あるいは高抵抗の配線層にレーザスポッ
ト光を照射して低抵抗化することにより行われている。

【０００３】ところで、かかるレーザ加工装置は、加工
用レーザ光を発生する加工用レーザ発生部と、この加工
用レーザ発生部から出射されたレーザ光を走査し集光し
てステージ上に載置された被加工物に照射するレーザ加
工部とから主に構成されている。加工用レーザ発生部
は、ハウジング内に一体的に収容されており、必要に応
じてレーザ加工部にレーザ光を供給する。また、上記ハ
ウジングのレーザ出射口には、開閉自在のシャッタ機構
が設けられている。このシャッタ機構は、制御器からの
信号に応じて開閉駆動されるとともに、レーザ照射中で
あっても、装置に何らかの異常が発生した場合には、自
動的に閉止され、レーザ光の照射を遮断するように構成
されている。

【０００４】かかるシャッタの開閉状態を検出するため
に、従来のレーザ加工装置では、シャッタに開閉状態検
出器を取り付け、シャッタの開閉状態の検出を行ってい
た。なお、かかる開閉状態検出器は、例えば、シャッタ
に取り付けられたフィンと、このフィンの動作を光学的
に検出する検出器とを備えることにより、シャッタの開
閉状態を検出していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の装置
においては、レーザ照射中にシャッタが閉じたことを検
出するためには、シャッタに備えた開閉状態検出器を常
時モニタする機構を備えなければできないという問題点
があった。また、上記検出器は単にシャッタの開閉状態
を検知するものなので、照射中にシャッタが閉じたこと
により、被加工物への照射されなかった光量を検出する
ことができないという問題点があった。

【０００６】本発明は、上記のような従来のレーザ加工
装置が有する問題点に鑑みてなされたものであり、シャ
ッタの開閉状態検出器とそれを常時モニタする機構を備
えなくても、レーザ照射中にシャッタが閉じたことを検
出することが可能であり、シャッタが閉じたことによ
り、被加工物へ照射されなかった光量を求めることがで
きるレーザ加工装置を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、加工用レーザ光を発するレーザ光源（１
０２）とその加工用レーザ光を集光してスポット光を形
成し被加工物（２０６）上に照射する集光光学系（２０
４）とを備えたレーザ加工装置に、加工用レーザ光の光
路中に配置される開閉自在のシャッタ機構（１２０、１
２２）と、そのシャッタ機構（１２０、１２２）の閉止
時に加工用レーザ光を反射する光反射手段（１２６）
と、その光反射手段（１２６）により反射された加工用
レーザ光を受光する光量検出器（１１２）とを設けてい
る。

【０００８】そして、本発明によれば、シャッタ機構
（１２０、１２２）の閉止後に加工を再開する際に、光
量検出器（１１２）により検出された光量に応じて、シ
ャッタ機構（１２０、１２２）を再び開放した後の加工
用レーザ光の出力量が決定される。

【０００９】

【作用】上記の如き構成に於いては、レーザ照射中にシ
ャッタ機構（１２０、１２２）が閉じた場合には、加工
用レーザ光は光反射手段（１２６）により反射されて、
光量検出器（１１２）へ照射されるので、単に光量検出
器（１１２）の出力をモニタすることにより、従来のレ
ーザ加工装置に必要であったシャッタ開閉状態の検出器
などを使用せずに、レーザ照射中にシャッタ機構（１２
０、１２２）が閉じたことを検出できる。

【００１０】また、シャッタ機構（１２０、１２２）が
閉じたことにより被加工物に照射されなかった加工用レ
ーザ光の光量を光量検出器（１１２）により求めること
ができるので、加工再開時に、残余の加工に必要な光量
の加工用レーザ光を過不足無く被加工物（２０６）に照
射することが可能である。

【００１１】

【実施例】以下に添付図面を参照しながら、本発明にか
かるレーザ加工装置の好適な実施例について詳細に説明
する。なお、図１は、本発明にかかるレーザ加工装置の
概略構成を示す構成図であり、図２は、シャッタ機構１
２０を拡大して示す構成図である。

【００１２】図１に示すように、本発明にかかるレーザ
加工装置は、加工用レーザ光１０４ａを発生する加工用
レーザ発生部１００と、この加工用レーザ発生部１００
から出射された加工用レーザ光１０４ａを走査し集光し
てステージ２０８上に載置された被加工物２０６に照射
するレーザ加工部２００と、これらの加工用レーザ発生
部１００とレーザ加工部２００の動作を制御する制御部
３００とから主に構成されている。

【００１３】加工用レーザ発生部１００は、加工用レー
ザ光源１０２と、そのレーザ光源１０２から射出された
レーザビーム１０４をより大きな平行ビームに拡大する
ビームエクスパンダ１０６と、拡大されたレーザビーム
１０４を加工用のレーザ光１０４ａとモニタ用のレーザ
光１０４ｂに分離するビームスプリッタ１０８とを備え
ている。さらに、加工用レーザ発生部１００は、ビーム
スプリッタ１０８で分離されたモニタ用のレーザ光１０
４ｂを反射する半透過ミラー１１０と、半透過ミラー１
１０で反射されたモニタ用のレーザ光１０４ｂ（およ
び、後述するようにシャッタ機構１２０のミラー１２６
で反射された反射光１０４ｃ）を受光する光量検出器１
１２を備えている。また、加工用レーザ発生部１００
は、ビームスプリッタ１０８で分離された加工用レーザ
光１０４ａを反射するミラー１１４と、レーザ加工部２
００へ出射される加工用レーザ光１０４ａを遮蔽するこ
とができるシャッタ機構１２０を備えている。そして、
加工用レーザ発生部１００を構成する上記部材は、ハウ
ジング１３０内に一体的に収納されている。

【００１４】シャッタ機構１２０について、図２を参照
しながら説明する。図示のようにシャッタ機構１２０
は、ハウジング１３０の開口部１３２付近に設置されて
おり、その開口部１３２を開閉するシャッタ１２２と、
そのシャッタ１２２を駆動するシャッタ駆動装置１２４
を備えている。さらに上記シャッタ１２２のハウジング
側にはミラー１２６が貼設されており、図２に実線で示
すように、シャッタ１２２を閉止したときに、加工用レ
ーザ光１０４ａを反射して、半透過ミラー１１０を介し
て光量検出器１１２に送ることが可能である。なお、図
中点線は、シャッタ１２２を開放したときに、加工用レ
ーザ光１０４ａがレーザ加工部２００に出射する光路を
示すものである。

【００１５】再び、図１に戻り、レーザ加工装置のレー
ザ加工部２００について説明する。レーザ加工部２００
は、レーザ走査系２０２と、加工用レーザを集光する集
光光学系２０４と、ウェハなどの被加工物２０６が載置
されるステージ２０８とを備えている。ステージ２０８
は不図示の駆動機構により、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、
θ方向に駆動することができるもので、主制御器３０２
に予め格納されたウェハのエラーマップに基づいて、被
加工部２０６の加工位置（すなわち、加工用レーザ光の
照射位置）を最適に位置決めすることができる。

【００１６】さて、制御部３００は、主制御器３０２と
ＣＲＴやキーボードから構成されるインタフェース手段
３０４とから主に構成されている。主制御器３０２は、
シャッタ駆動機構１２０や光量検出器１１２からシャッ
タ駆動情報や光量情報を受けて、それらの情報に応じた
最適な制御指令をレーザ光源１０２、シャッタ駆動機構
１２０、レーザ走査系２０２、ステージ２０８などに出
力することにより、レーザ加工装置を最適に制御するこ
とができる。また主制御器３０２は、インタフェース手
段３０４のＣＲＴにレーザ加工装置の処理状態を出力
し、オペレータは必要な指令をインタフェース手段３０
４のキーボードから主制御器３０２に入力することがで
きる。

【００１７】次に、上記レーザ加工装置によりウェハに
対してリダンダンシィ処理を行う場合を例に挙げて、本
発明にかかるレーザ加工装置の動作について説明する。
なお、本発明装置の効果をより良く理解するために、リ
ダンダンシィ処理の途中に、例えばフェールセーフ機構
が働いてシャッタ１２２が閉じ、それにより加工用レー
ザ１０４ａの出射が遮断され、安全が確認された後に、
再びレーザ加工を再開するものとする。

【００１８】まず、主制御器３０２に予め格納された被
加工物２０６に関するエラーマップに基づいて、ステー
ジ２０８を駆動して、被加工物２０６を所定の加工位置
にアライメントする。次いで、シャッタ機構１２０に指
令を送り、シャッタ１２２を開放するとともに、レーザ
光源１０２を発振させる。レーザ光源１０２を出射した
レーザビーム１０４はビームエキスパンダ１０６を通し
てより大きな平行ビームに拡大され、ビームスプリッタ
１０８を透過することにより加工用レーザ光１０４ａと
モニタ用レーザ光１０４ｂとに分離される。

【００１９】モニタ用レーザ光１０４ｂはビームスプリ
ッタ１０８から半透過ミラー１１０で反射され光量検出
器１１２で受光される。光量検出器１１２は検出値を適
宜主制御器３０２に出力する。主制御器３０２は、その
検出値に基づいてレーザ加工部２００のステージ２０８
上に載置された被加工物２０６に照射される加工用レー
ザ光１０４ａの光量を求めることが可能である。

【００２０】他方、加工用レーザ光１０４ａはビームス
プリッタ１０８からミラー１１４で反射され、シャッタ
機構１２０に到達する。レーザ加工中は、シャッタ機構
１２０のシャッタ１２２は開放されているので、加工用
レーザ光１０４ａは、ハウジング１３０の開口部１３２
を通過して、レーザ加工部２００に出射される。レーザ
加工部２００において、加工用レーザ光１０４ａは、レ
ーザ走査系２０２により被加工物２０６の加工位置を正
確に照射するように走査された後、集光系２０４により
スポット光に集光され、被加工部２０６の加工位置を照
射することにより、所定のレーザ加工（例えば、フュー
ズ回路の切断など）が行われる。

【００２１】ここで、レーザ加工中に、例えば不図示の
安全機構が働き、シャッタ１２２が閉じた場合の動作に
ついて説明する。従来のレーザ加工装置では、レーザ照
射中にシャッタが閉じたことを検出するためには、シャ
ッタに開閉状態検出器を設け、その出力を常時モニタす
る必要があった。また、照射中にシャッタが閉じたこと
により被加工物に照射されたなかった加工用レーザ光の
光量を検出することはできなかった。

【００２２】この点、本発明にかかるレーザ加工装置で
は、シャッタ１２２が閉じた場合、加工用レーザ光１０
４ａはシャッタ１２２の内側に設けられたミラー１２６
により反射される。従って、加工用レーザ光１０４ａ
は、ハウジング１３０の外側には出射せず、その反射光
１０４ｃは半透過ミラー１１０を透過して、光量検出器
１１２で受光される。すでに説明したように、光量検出
器１１２の検出値は主制御器３０２に随時出力されてお
り、主制御器３０２は検出値の変化により、シャッタ１
２２が閉止されたことを検出することが可能である。

【００２３】このように、本発明によれば、シャッタ開
閉状態検出器を設けて、その出力をモニタせずとも、光
量検出器１１２の出力の変化から容易にシャッタ１２２
が閉じたことを知ることができる。また、上記光量検出
器１１２により光量の変化を直接検出することができる
ので、シャッタ１２２が閉じたことにより、被加工物２
０６に照射されなかった分の加工用レーザ光１０４ａの
光量を容易にかつ正確に求めることができる。以上のよ
うに、本発明によれば、中断した処理で不足した加工用
レーザ光１０４ａの光量を容易にかつ正確に求めること
ができるので、レーザ加工装置の安全が確認された後の
レーザ加工再開時に、不足分だけの加工用レーザ光１０
４ａを正確に被加工物２０６に照射することができる。
従って、レーザ加工処理が中断した場合であっても、加
工中の被加工物を不良品とせずに処理を完了することが
できるので、歩留まりを向上させることができる。な
お、これらの処理状態はインタフェース３０４のＣＲＴ
に適宜出力されるので、必要な場合にはオペレータが直
接レーザ加工装置を制御することも可能である。

【００２４】以上、本発明にかかるレーザ加工装置の好
適な実施例について、図面を参照しながら説明したが、
本発明はかかる実施例に限定されるものではなく、当業
者であれば特許請求の範囲に記載された技術的思想の範
疇において、さまざまな修正および変更が可能であり、
それらについても、本発明の技術的範囲に含まれること
は言うまでもない。

【００２５】例えば、上記実施例においては、ミラー１
２６により反射された反射光１０４ｃを、モニタ用レー
ザ光１０８を受光する光量検出器１１２と同一の検出器
で受光する構成を示したが、モニタ用レーザ光用の光量
検出器と反射光１０４ｃ用の光量検出器とを別体に構成
することも可能である。また、上記実施例においては、
リダンダンシィ処理用のレーザ加工装置を例に挙げて、
本発明について説明したが、本発明はかかる実施例に限
定されず、加工用レーザ光の光路中に開閉自在のシャッ
タ機構が配置されるあらゆる種類のレーザ加工装置に適
用することができることは言うまでもない。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、レーザ
照射中に加工用レーザ光の光路中に配置されたシャッタ
（１２２）が閉じたことを、光量検出器（１１２）によ
り容易かつ正確に検出することができるので、シャッタ
（１２２）が閉じたことにより被加工物（２０６）へ照
射されなかった分の加工用レーザ光の光量を正確に求め
ることができる。そのため、処理再開後に不足分のレー
ザ光を過不足なく被加工物（２０６）に照射することが
できるので、処理が中断した場合であっても、処理中の
被加工物（２０６）を不良品とすることなく処理を終了
させることが可能となり、歩留まりを向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるレーザ加工装置の概略構成を示
す構成図である。

【図２】図１に示すレーザ加工装置に適用されるシャッ
タ機構部分を拡大して示す説明図である。

【符号の説明】

１００加工用レーザ発生部１０２レーザ光源１０４レーザビーム１０４ａ加工用レーザ光１０４ｂモニタ用レーザ光１０４ｃ反射光１１２光量検出器１２０シャッタ機構１２２シャッタ１２４シャッタ駆動装置１２６ミラー２００レーザ加工部３００制御部３０２主制御器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加工用レーザ光を発するレーザ光源と、
その加工用レーザ光を集光してスポット光を形成し被加
工物上に照射する集光光学系とを備えたレーザ加工装置
において、前記加工用レーザ光の光路中に配置される開閉自在のシ
ャッタ機構と、そのシャッタ機構の閉止時に前記加工用
レーザ光を反射する光反射手段と、その光反射手段によ
り反射された前記加工用レーザ光を受光する光量検出器
とを備えたことを特徴とする、レーザ加工装置。
【請求項２】前記光量検出器により検出された光量に
応じて、前記シャッタ機構を再び開放した後の加工用レ
ーザ光の出力量を決定することを特徴とする、請求項１
に記載のレーザ加工装置。