JPH11245060A

JPH11245060A - レーザ加工装置

Info

Publication number: JPH11245060A
Application number: JP10066198A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Kamo; 裕康加茂
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1998-03-02
Filing date: 1998-03-02
Publication date: 1999-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】あるレーザビームの出力が低下したり、ある
いは停止した場合でも、加工を継続できるレーザ加工装
置を提供する。【解決手段】ステージ２４上に載置された「被加工
物」としての半導体デバイス２３に複数のレーザビーム
を照射して「被加工部位」としてのヒューズ２３ａの加
工を行うレーザ加工装置において、前記各レーザビーム
の出力が基準値より低下したことを検知する「検知手
段」である第１，第２受光部２１，２２と、該第１，第
２受光部２１，２２からの信号を受け、前記基準値より
低下したレーザビームにて加工される予定であったヒュ
ーズ２３ａを、他のレーザビームで加工するように、前
記半導体デバイス２３と前記他のレーザビームとの相対
移動を制御する「コントローラ」であるメインコントロ
ーラ１３とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ステージ上に載
置された被加工物に複数のレーザビームを照射して被加
工部位の加工を行うレーザ加工装置、特に、あるレーザ
ビームの出力が低下した場合でも加工を継続できるレー
ザ加工装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、この種のレーザ加工装置とし
て、例えば半導体デバイス中のヒューズを加工するもの
がある。

【０００３】半導体デバイスには、ヒューズと呼ばれる
レーザ光切断を予定した配線部分が設けられることがあ
る。例えばＤＲＡＭにおいては、設計・製造時に各メモ
リセル列にヒューズを付設しておくと共に予備のメモリ
セル列を配置しておき、検査時に不良が判明したメモリ
セル列のヒューズを切断することにより、当該セル列を
デバイス中で隔離すると共に、予備のメモリセル列を不
良列のアドレスに指定するためのヒューズを切断するこ
とにより予備列に代替させ、ＤＲＡＭの歩留まり向上を
図っている。また、ゲートアレイにおいては、プログラ
ムリンクと呼ばれる回路中のヒューズの一部を切断し、
一部を選択的に残すことにより、特定のプログラムをデ
バイス中に造り込むことが行われている。前者をレーザ
リペア、後者をレーザトリミングと呼ぶ。

【０００４】このような半導体デバイス中のヒューズ
は、一般的に、ポリシリコンやアルミニウムからなる細
い線（幅０．８〜１．５μｍ、厚０．３〜１．０μｍ、
切断部の長さ３〜１０μｍ）である。このヒューズにＹ
ＡＧレーザ等の加工レーザ光源からのレーザ光を集光さ
せて照射し、ヒューズを構成する物質を光エネルギによ
って昇温蒸発させて除去することによりヒューズを切断
する。なお、ヒューズは通常、透明なＳｉＯ₂膜（０．
２〜０．５μｍ）の下に形成されている。

【０００５】切断すべきヒューズの位置データについて
は、不良部分を検査する別装置であるテスターからのデ
ータが、オンライン通信やＦＤなどのメディアを介して
レーザリペア装置に入力される。レーザリペア装置で
は、半導体デバイスをＸーＹテーブル上に載置して位置
決めし、切断すべきヒューズの位置をレーザ光の集光点
に自動的に位置合わせしながらヒューズを順次切断す
る。

【０００６】ところで、近年メモリの高集積化に伴い、
メモリセル救済用のヒューズ本数が激増し、加工すべき
ヒューズ本数も膨大となると共に、高集積化のために救
済用ヒューズの占める面積を縮小する要請もあり、ヒュ
ーズピッチが狭まる傾向にある。

【０００７】しかし、加工に必要なエネルギを維持しな
がら加工レーザの発振周波数（約数ｋＨｚ）を上げるに
は限界があり、同周波数によって規定されるヒューズ間
の移動速度を現状以上に上げることが困難であるため、
レーザ加工装置の切断処理能力にも自ずと限界が生じ
る。

【０００８】そこで、２つのレーザビームを用いて加工
を行い、そのような問題を解決しようとするものが提案
されている。例えば、図３に示すように、半導体デバイ
スが載置されたステージが矢印方向（Ｘ軸方向）に移動
されるようになっていると共に、その半導体デバイス上
には、ある間隔を隔てて平行な２本の線Ｐ１，Ｐ２上に
複数のヒューズ１がそれぞれ配置されている。そして、
第１レーザビームで、図中「×」で示す加工点のヒュー
ズ１を切断（加工）し、又、第２レーザビームで、図中
「○」で示す加工点のヒューズ１を切断（加工）するよ
うにしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、２つの
レーザビームでそれぞれ割り当てられた異なるヒューズ
１を加工するようにしているため、一方のレーザビーム
が故障により出力が低下したり、あるいは停止した場合
には、正常な他方のレーザビームによる加工も停止させ
て、その一方のレーザビームの光源等の修理を行うよう
にしており、その間は加工を停止せざるを得ないことか
ら、加工に非常に手間取る、という問題があった。

【００１０】そこで、この発明は、あるレーザビームの
出力が低下したり、あるいは停止した場合でも、加工を
継続できるレーザ加工装置を提供することを課題として
いる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】かかる課題に着目し、請
求項１に記載された発明は、ステージ上に載置された被
加工物に複数のレーザビームを照射して被加工部位の加
工を行うレーザ加工装置において、前記各レーザビーム
の出力が基準値より低下したことを検知する検知手段
と、該検知手段からの信号を受け、前記基準値より低下
したレーザビームにて加工される予定であった被加工部
位を、他のレーザビームで加工するように、前記被加工
物と前記他のレーザビームとの相対移動を制御するコン
トローラとを有するレーザ加工装置としたことを特徴と
する。

【００１２】請求項２に記載された発明は、請求項１に
記載の構成に加え、前記被加工部位は、ある間隔を隔て
て平行な複数の線上に複数配置され、前記各レーザビー
ムは、前記複数の異なる線上を走査するように設定され
たことを特徴とする。

【００１３】請求項３に記載された発明は、請求項１又
は２に記載の構成に加え、前記被加工部位は、半導体デ
バイス上に配置されているヒューズであることを特徴と
する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて説明する。

【００１５】図１及び図２には、この発明の実施の形態
を示す。

【００１６】まず、構成について説明すると、この実施
の形態に係るレーザ加工装置は、図１に示すように、２
台のＹＡＧレーザ等の第１，第２レーザ光源１１，１２
を有し、これらレーザ光源１１，１２は、「コントロー
ラ」としてのメインコントローラ１３からステージコン
トローラ１４を介して発せられたトリガにより、それぞ
れ独立に任意のタイミングでレーザ発振されるようにな
っている。なお、レーザ光源１１，１２の電源は図示を
省略してある。

【００１７】各第１，第２レーザ光源１１，１２から射
出されたレーザ光は、それぞれ第１レーザ用光学系１５
及び第２レーザ用光学系１６を通過するようになってお
り、この第１，第２レーザ用光学系１５，１６は、レー
ザパワーコントローラ１７に接続され、このコントロー
ラ１７により、加工レーザのエネルギー値や加工レーザ
ビームのビームサイズが制御されるようになっている。

【００１８】その第１，第２レーザ用光学系１５，１６
を通過したレーザ光は、それぞれ第１，第２反射ミラー
１８，１９に入射し、このレーザ光の大部分は第１，第
２反射ミラー１８，１９よって下方に反射されて対物レ
ンズ２０に入射され、又、レーザ光の一部は第１，第２
反射ミラー１８，１９を透過して「検知手段」としての
第１，第２受光部２１，２２に入射されるようになって
おり、この受光部２１は、前記メインコントローラ１３
に接続されている。

【００１９】また、その第１，第２反射ミラー１８，１
９は、各レーザビームの光軸が平行になるように設定さ
れている。

【００２０】そして、対物レンズ２０に入射されたレー
ザビームは、この対物レンズ２０を通過して集光され、
スポットビームとなり、「被加工物」としての半導体デ
バイス２３の「被加工部位」であるヒューズ２３ａに照
射されるようになっている。なお、両スポットビームの
ビーム径は、５μｍ程度である。

【００２１】また、その半導体デバイス２３は、図示省
略のチャックを介してステージ２４上に載置されてお
り、このステージ２４は、ＸＹの２方向及び上下方向に
動き、更に上下方向を軸として回転するように構成さ
れ、ステージコントローラ１４からの指令により、ステ
ージ用アクチュエータ２６にて所定方向に駆動されるよ
うになっている。この際に、ステージ２４の位置は位置
モニタ２７により検出されるようになっている。

【００２２】さらに、加工用の前記第１，第２レーザ光
源１５，１６の他に、半導体デバイス２３の位置合わせ
を行うヘリウムーネオンレーザであるアライメントレー
ザ光源２８を別に備えている。このアライメントレーザ
光源２８から射出されたアライメント用レーザ光は、ア
ライメント用光学系２９を通過して前記対物レンズ２０
に入射して、半導体デバイス２３上に投射されるように
なっている。そのアライメント用光学系２９はアライメ
ントコントローラ３０を介してメインコントローラ１３
に接続されている。これにより、半導体デバイス２３内
のヒューズ２３ａ相互間の位置が計測され、アライメン
トレーザと加工レーザとのオフセット量が測定され、ア
ライメントレーザから得られた位置情報と前記オフセッ
ト量とを補正して加工が行われるようにしている。

【００２３】さらにまた、図示省略の保管ケースとステ
ージ２４との間で、半導体デバイスの搬送を行うローダ
コントローラ３１が設けられ、このローダコントローラ
３１もメインコントローラ１３に接続されて制御される
ようになっている。

【００２４】そして、このメインコントローラ１３で
は、前記第１，第２受光部２１，２２からの信号によ
り、前記各レーザビームの出力が基準値より低下したこ
とを検知し、一方のレーザビームが前記基準値より低下
している場合には、このレーザビームにて加工される予
定であったヒューズ２３ａを、他のレーザビームで加工
するように、ステージコントローラ１４やレーザパワー
コントローラ１７等を制御し、半導体デバイス２３と当
該他のレーザビームとを相対移動させるように構成され
ている。

【００２５】さらに、図２に示すように、この半導体デ
バイス２３が載置されたステージ２４の移動方向である
矢印方向（Ｘ軸方向）に沿って、その半導体デバイス２
３上には、ある間隔を隔てて平行な２本の線Ｐ１，Ｐ２
（仮想の線）上に複数のヒューズ２３ａが配置されてい
る。そして、２本の線Ｐ１，Ｐ２上を２本のレーザビー
ムが走査し、それら線Ｐ１，Ｐ２上に配置されたヒュー
ズ２３ａの任意の箇所が切断されるようになっている。

【００２６】次に、作用について説明する。

【００２７】第１，第２レーザ光源１１，１２から出射
された第１，第２レーザビームは、第１，第２レーザ用
光学系１５，１６にて所定の加工エネルギー値及びビー
ムサイズに制御される。そして、この第１，第２レーザ
用光学系１５，１６を通過したレーザビームは、第１，
第２反射ミラー１８，１９に入射し、このレーザ光の大
部分は第１，第２反射ミラー１８，１９よって下方に反
射されて対物レンズ２０に入射され、又、レーザ光の一
部は第１，第２反射ミラー１８，１９を透過して第１，
第２受光部２１，２２に入射される。

【００２８】そして、対物レンズ２０にて集光された各
レーザビームにより、任意のヒューズ２３ａが切断され
ることとなる。

【００２９】一方、第１，第２受光部２１，２２にその
レーザビームの一部が入射され、これら第１，第２受光
部２１，２２からの信号をメインコントローラ１３へ入
力されることにより、各レーザビームの出力が基準値よ
り低下したか否かが検知される。

【００３０】図２中、領域Ａでは、両レーザビームの出
力は共に基準値より低下しておらず、正常であり、第１
レーザ光源１１からの第１レーザビームで図中「×」で
示す加工点のヒューズ２３ａが、又、第２レーザ光源１
２からの第２レーザビームで図中「○」で示す加工点の
ヒューズ２３ａが正常に切断される。

【００３１】その後、同図中領域Ｂで、第２レーザビー
ムの出力が基準値より低下したことが第２受光部２２に
て検知されると、装置全体が停止されることなく、メイ
ンコントローラ１３により、ステージ２４の移動方向や
第１レーザビームの発振パルス等が制御されて、この
「他のレーザビーム」としての第１レーザビームで、上
の段の領域Ｃの図中「×」で示す加工点のヒューズ２３
ａが切断される。次いで、この第１レーザビームは、矢
印に示すように、ステージ２４をＹ方向（図中上方）に
移動させることにより、線Ｐ１の右端から線Ｐ２の右端
に移動させた後、ステージ２４をＸ方向（図中右方）に
移動させることにより、線Ｐ２を左方向に移動させて、
この線Ｐ２上で領域Ｃの図中「×」で示す加工点のヒュ
ーズ２３ａを切断する。この線Ｐ２上で領域Ｃの図中
「×」で示す加工点のヒューズ２３ａが、「基準値より
低下したレーザビームにて加工される予定であった被加
工部位」である。

【００３２】このように２つのレーザビームの出力を常
に監視し、一方のレーザ光源１１又は１２の故障等によ
り、当該一方のレーザビームによりヒューズ２３ａの加
工が不能となった場合には、自動的に他方のレーザビー
ムを制御することにより、本来、その一方のレーザビー
ムで加工される予定であったヒューズ２３ａが、その他
方のレーザビームで加工されることとなる。

【００３３】従って、この変更を自動的に行うために装
置が故障で止まっている時聞を最小限にすることが出来
る。

【００３４】また、この変更があった場合には、オペレ
ータに知らせるようにしている。しかも、その変更を自
動的に行うか否かの選択をすることが出来る。

【００３５】なお、上記実施の形態では、２つのレーザ
ビームで加工を行うようにしているが、３つ以上でも良
いことは勿論であると共に、「被加工部位」も半導体デ
バイスのヒューズに限定されるものでない。また、「検
知手段」として第１，第２受光部２１，２２を用いてい
るが、これに限らず、第１，第２レーザ用光学系１５，
１６に各レーザビームの出力を検知するセンサを設けて
も良い。

【００３６】

【発明の効果】以上説明してきたように、各請求項に記
載された発明によれば、複数のレーザビームの出力を常
に監視し、あるレーザ光源等の故障により、当該あるレ
ーザビームにより被加工部位の加工が不能となった場合
には、自動的に他方のレーザビームを制御することによ
り、本来、前記あるレーザビームで加工される予定であ
った被加工部位を、その他方のレーザビームで加工する
ことにより、装置が故障で止まっている時聞を最小にす
ることができ、加工性能を向上させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態に係るレーザ加工装置の
全体構成を模式的に示すブロック図である。

【図２】同実施の形態に係るレーザ加工装置を使用して
半導体デバイスのヒューズを切断する場合を示す説明図
である。

【図３】従来のレーザ加工装置を使用して半導体デバイ
スのヒューズを切断する場合を示す説明図である。

【符号の説明】

11 第１レーザ光源 12 第２レーザ光源 13 メインコントローラ（コントローラ） 15 第１レーザ用光学系 16 第２レーザ用光学系 20 対物レンズ 21 第１受光部（検知手段） 22 第２受光部（検知手段） 23 半導体デバイス（被加工物） 23a ヒューズ（被加工部位） 24 ステージ P1,P2 ある間隔を隔てて平行な複数の線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステージ上に載置された被加工物に複数
のレーザビームを照射して被加工部位の加工を行うレー
ザ加工装置において、前記各レーザビームの出力が基準値より低下したことを
検知する検知手段と、該検知手段からの信号を受け、前
記基準値より低下したレーザビームにて加工される予定
であった被加工部位を、他のレーザビームで加工するよ
うに、前記被加工物と前記他のレーザビームとの相対移
動を制御するコントローラとを有することを特徴とする
レーザ加工装置。
【請求項２】前記被加工部位は、ある間隔を隔てて平
行な複数の線上に複数配置され、前記各レーザビーム
は、前記複数の異なる線上を走査するように設定された
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置。
【請求項３】前記被加工部位は、半導体デバイス上に
配置されているヒューズであることを特徴とする請求項
１又は２に記載のレーザ加工装置。