JPH066236B2 - レーザー照射処理装置 - Google Patents

レーザー照射処理装置

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JPH066236B2
JPH066236B2 JP1011432A JP1143289A JPH066236B2 JP H066236 B2 JPH066236 B2 JP H066236B2 JP 1011432 A JP1011432 A JP 1011432A JP 1143289 A JP1143289 A JP 1143289A JP H066236 B2 JPH066236 B2 JP H066236B2
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JP
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stage
semiconductor wafer
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laser
position deviation
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真一 荒谷
和規 千葉
明朗 永尾
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、例えば半導体ウエハにおけるチップ部品の導
電パターンをレーザー照射でトリミングするのに適用さ
れるなレーザー処理照射装置に関するものである。
従来の技術 一般に、ICやLSI等の半導体ウエハにおいては各種
の回路素子をホトエッチング等で形成することによりチ
ップ部品が設けられている。このチップ部品に対しては
抵抗値や静電容量を調整するべく、導電パターンや薄膜
抵抗等の一部を部分的に除去するトリミング処理を施す
ことが行なわれている。そのトリミング処理には、チッ
プ部品の極小部分を除去する必要から数百ナノメートル
の精度が要求されている。
従来、このトリミング処理を施すには反射鏡を用いてレ
ーザー光を移動することによるレーザー照射処理装置が
適用されている(特開昭60−40681号,特開昭6
1−67904号)。
そのうち、特開昭60−40681号のもの(以下、
「公知例1」という。)では予め入力された移動データ
に基づいてレーザー光を移動し、また、特開昭61−6
7904号のもの(以下、「公知例2」という。)では
チップ部品の導電パターンをチップ部品が代る毎にカメ
ラで読み取って導電パターンから求められる位置データ
に応じてレーザー光を移動することによるトリミング手
段が採られている。
然し、このレーザー光を移動することによるトリミング
手段では反射鏡を用いることからレーザー光の移動速度
を早くできるものの、移動精度を上げるためには反射鏡
等の光学部品を高精度なものにする必要があるため、装
置が複雑で高価なものになってメンテナンス作業も頻繁
に必要になる。
そのレーザー光の移動によるトリミング手段に代えて、
半導体ウエハを載置するXYステージをXYテーブル上
に載置される半導体ウエハの位置決めマークから光学的
処理手段で移動制御することが提案されている(特開昭
61−222696号)。
このXYステージの移動制御(以下、「引用例3」とい
う。)によるときにはレーザー光の照射位置を原点とす
ることから、半導体ウエハが載置されるXYステージの
予め定められた移動座標軸と半導体ウエハの導電パター
ンから求められるウエハ座標軸との間に位置ズレが生
じ、また、XYテーブルの移動に伴うウエハ座標軸とX
Yステージの移動によるずれが生ずるのを避けられな
い。その各位置ズレを引用例3ではグローバルアライメ
ントセンサーによる光学的処理手段で修正することによ
りXYステージ上の半導体ウエハの位置修正を極めて正
確にできても、このセンサーによるXYステージの制御
回路が極めて複雑なものになる。
発明が解決しようとする課題 本発明は、XYステージの移動による半導体ウエハのレ
ーザー光照射原点と、XYステージによる半導体ウエハ
の移動とを簡単機構で正確に定めて半導体ウエハの所定
位置をトリミングできるレーザー照射処理装置を提供す
ることを目的とする。
課題を解決するための手段 このレーザー照射処理装置では、レーザー光を所定位置
で照射することから半導体ウエハの初期設定位置を定め
るレーザー光照射手段と、そのレーザー光の照射位置を
原点として予め定められた移動座標軸に基づいて半導体
ウエハをXY方向に移動するXYステージと、当該半導
体ウエハの面上に予め設定されたウエハ座標軸とXYス
テージの移動座標軸とに応じて半導体ウエハのXYステ
ージ上における載置位置ズレ角度を求める半導体ウエハ
の載置位置ズレ検知手段とを備え、この半導体ウエハの
載置位置ズレ検知手段で求められる半導体ウエハの載置
位置ズレデータに応じてXYステージの移動座標軸を修
正するステージ移動補正手段と、その修正された移動座
標軸に基づいてXYステージを移動するXYステージの
移動量を測定するガラススケールと、このガラススケー
ルで測定されたXYステージの移動量を前記半導体ウエ
ハの載置位置ズレ検知手段で求められた半導体ウエハの
載置位置ズレデータにフィードバックさせて比較演算す
ることによるXYステージの移動調整手段とを具備する
ことにより構成されている。
作 用 このレーザー照射処理手段では、XYステージの移動座
標軸をステージ移動補正手段で修正すると共に、その修
正された移動座標軸に基づいてXYステージをガラスス
ケールで移動量測定すると共に、半導体ウエハの載置位
置ズレデータにフィードバックさせて比較演算すること
によりXYステージの移動量を調整できるから、XYス
テージを簡単な機構で移動制御できて半導体ウエハの所
定位置をレーザー照射処理することができる。
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。
このレーザー照射処理装置は、例えば半導体ウエハにお
けるチップ部品の導電パターンをレーザー照射でトリミ
ングするレーザーカッターとして適用することができ
る。そのレーザーカッターにおいては、第1図で概略的
に示す如く顕微鏡11とアダプター12で接続されたレ
ーザー光の照射ヘッド31を備え、このレーザー照射ヘ
ッド31によるレーザー照射位置を原点とする真下にC
PU(中央処理装置)3のプログラムに応じまたはマニ
ュアル操作でXY方向に移動するXYステージ23a,
23bを装備することにより構成されている。そのXY
ステージ23a,23bによるステージ上にはマニュア
ル操作で回転するθステージ23cが重ねて装備され、
これら各ステージ23a,23b,23cによるステー
ジ上に加工される半導体ウエハ1が載置されるようにな
っている。また、この半導体ウエハ1におけるチップ部
品の導電パターンは顕微鏡11に接続されたテレビカメ
ラ13からテレビモニター14で観察するよう構成され
ている。
XYステージ23a,23bには、XY軸スケールコン
トローラ24a,24bに接続されたガラススケール2
5a,25bが夫々備え付けられている。そのXY軸ス
ケールコントローラ24a,24bはファインステップ
ドライバー21a,21bとステップモーター22a,
22bによってXYステージ23a,23bを移動する
よう装備され、また、ガラススケール25a,25bは
移動されたステージ23a,23bの移動量を検出する
よう装備されている。そのXYステージ23a,23b
の移動量は後述する如くCPU3にフィードバックする
べく、ガラススケール25a,25bがCPU3に接続
されている。CPU3は入力用の操作パネル4、レーザ
ー電源32、XY軸スケールコントローラ24a,24
b、XY軸ファインステップドライバー21a,21b
に夫々接続することにより所定のプログラムに基づいて
各々を制御するよう装備されている。
このレーザーカッターでは、まず、半導体ウエハ1の切
断されるチップ部品の配列,サイズ,切断位置等のデー
タを操作パネル4からCPU3に入力し、その入力デー
タはCPU3に付設された出力手段で確認できるよう構
成されている。この入力されたデータに応じた半導体ウ
エハ1をX,Y,θステージ23a,23b,23cに
よるステージ上に載置し、顕微鏡11のピントを半導体
ウエハ1に合わせることにより半導体ウエハ1の画像を
テレビカメラ13からテレビモニター14に映し出す。
その映し出された半導体ウエハ1の画像に基づいてレー
ザー光の照射位置を原点とする所定の初期位置に当該半
導体ウエハ1を移動するべく、半導体ウエハ1のウエハ
座標軸となるチップ配列軸をXYステージ23a,23
bの移動座標軸に可能な限り一致させるよう各ステージ
23a,23b,23cをマニアル操作で移動する。
その後、顕微鏡11、アダプター12、テレビカメラ1
3、テレビモニター14から構成される角度ずれ検知手
段により、半導体ウエハ1のチップ配列軸とXYステー
ジ23a,23bの移動軸との角度ずれを検知し、この
結果を操作パネルよりCPU3に入力する。
続いて、ガラススケール25a,25bを含む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23
a,23b、X軸及びY軸スケールコントローラ24
a,24bで構成された比較移動手段により、補正され
た切断位置データとXY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、半導体ウエハ1を所定の位置に正確に移動
する。
その後に、レーザーヘッド31、レーザー電源32、Q
スイッチ(図示せず)で構成されたレーザー照射手段で
照射されるレーザー光によりトリミング処理をチップの
所定なパターン部分に施す。このトリミング作業は、C
PU3に入力されたデータに基づいて必要なだけ繰り返
し行なうことができる。
その作業のフローチャートは第2図に示す通りであり、
この実施例においてはフローチャート中の二重線で囲ま
れている工程がマニュアル操作で行うよう設定されてい
る。また、このフローチャートは半導体ウエハ上の2mm
×2mmチップで4×4個を1ブロックとしてトリミング
処理するのに適用することができる。
ステージ上に載置された半導体ウエハ1が初期位置にセ
ットされても、半導体ウエハのチップ配列軸とXYステ
ージ23a,23bの移動座標軸の角度ずれが生ずる。
その半導体ウエハ1のチップ配列軸を与えるウエハ座標
とXYステージの移動座標軸に基づくステージ座標の関
係は第3図に示す通り2つの座標の角度ズレθ1,θ2
で求められ各角度ズレθ1,θ2はウエハ軸上の点P
1,P2をステージ座標によって読み取ることにより定
められる。その関係から、ステージ座標の原点がウエハ
座標の原点と一致するようにテレビモニター14上に設
定し、点P1,P2のステージ座標での値を読み取れば
半導体ウエハ1の角度ずれを検知することができる。
その角度ズレを補正する補正手段はCPU3で構成さ
れ、操作パネル4からCPU3に入力される点P1,P
2のステージ座標での値(X1,Y1),(X2,Y
2)は次の変換式(1)に基づいて反時計方向を正とす
るズレ角θに変換できる。
変換式(1) X軸のズレ角 θ=tan-1(Y1/X1) Y軸のズレ角 θ=tan-1(X2/Y2) ズレ角 θ=(θ+θ)/2 このようにしてズレ角θが求められると、次の変換式
(2)に基づいてウエハ座標上のデーターである切断位
置データー(X,Y)をステージ座標での値
(X,Y)に変換できる。
変換式(2) X=X・Cosθ+Y・Sinθ Y=−X・Sinθ+Y・Cosθ その変換によって、半導体ウエハ1のズレ角θに基づい
た半導体ウエハ上の切断位置データを補正することがで
きる。
半導体ウエハ1の比較移動手段においては、上述した補
正手段によって切断位置データが補正されると、X軸,
Y軸ファインステップドライバー21a,21bが移動
量をCPU3から受け、その移動信号が各ファインステ
ップドライバー21a,21bからステップモーター2
2a,22bに送られることによりXYステージ23
a,23bが移動する。
本装置のファインステップドライバーとしては分解能
0.2μm/PLUSEを持つものを適用できるが、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の導電パターン配線を正確に位置決めする
ことは困難な場合がある。このため、高精度に作成する
ことが可能なガラススケース25a,25bをXYステ
ージ23a,23bに備え付け、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、この値をCPU3にフィードバックさせて比較する
ことによりステージ移動の精度を上げることから±0.
5μmの絶対位置決めを行えるようになる。なお、必要
な場合にはプログラム制御を解除し、ステージをマニュ
アルで動かすこともできる。また、この比較移動手段の
信号の流れは第4図で示す通りである。
レーザー照射手段では上述した移動機構による移動が終
了すると、CPU3からレーザー電源32に送られる信
号に応じてレーザーヘッド31よりレーザーを照射し、
レーザーの真下に移動した切断点を切断することができ
る。そのレーザーとしては、YAG(イットリウム・ア
ルミニウム・ガーネット)レーザーを用いることができ
る。そのレーザーで半導体ウエハ上のチップの周辺パタ
ーンを破壊せずに導電パターンを切断するためには半導
体ウエハ上でのレーザー加工径を5〜10μmにする必
要があるが、通常のレーザーでは加工径は最小20μm
が限度であるから、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まで絞ることが
行なわれている。このレーザーも必要な場合には、マニ
ュアルで作動させることができる。
なお、角度ズレ検知機構としては例えばパターン認識装
置等を用いることにより、全体の自動化を更に促進する
ようにできる。
発明の効果 以上の如く、本発明に関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半導体ウエハの角
度のズレを検知し、初期データの補正を行うと共にフィ
ードバックで移動値をチェックしながら半導体ウエハを
移動し、その半導体ウエハ上のチップをレーザ光でトリ
ミングするので、複雑な機構を用いずに高い位置決め精
度でトリミングすることができ、装置自体も簡略化する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係るレーザー処理装置用の概
要を示す説明図、第2図は同装置によるトリミング工程
を示すフローチャート、第3図は同装置におけるウエハ
座標とステージ座標の関係を示す説明図、第4図は同装
置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:半導体ウエハ、11,12,13,14:角度ズレ
検知手段、21a,21b、22a,22b,23a,
23b,24a,24b、25a,25b:比較移動手
段(23a,23b:X,Yステージ、25a,25
b:ガラススケール)、3:角度ずれ補正手段、31,
32:レーザー発生手段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レーザー光を所定位置で照射することから
    半導体ウエハの初期設定位置を定めるレーザー光照射手
    段と、そのレーザー光の照射位置を原点として予め定め
    られた移動座標軸に基づいて半導体ウエハをXY方向に
    移動するXYステージと、当該半導体ウエハの面上に予
    め設定されたウエハ座標軸とXYステージの移動座標軸
    とに応じて半導体ウエハのXYステージ上における載置
    位置ズレ角度を求める半導体ウエハの載置位置ズレ検知
    手段とを備え、この半導体ウエハの載置位置ズレ検知手
    段で求められる半導体ウエハの載置位置ズレデータに応
    じてXYステージの移動座標軸を修正するステージ移動
    補正手段と、その修正された移動座標軸に基づいてXY
    ステージを移動するXYステージの移動量を測定するガ
    ラススケールと、このガラススケールで測定されたXY
    ステージの移動量を前記半導体ウエハの載置位置ズレ検
    知手段で求められた半導体ウエハの載置位置ズレデータ
    にフィードバックさせて比較演算することによるXYス
    テージの移動調整手段とを具備してなることを特徴とす
    るレーザー照射処理装置。
JP1011432A 1989-01-20 1989-01-20 レーザー照射処理装置 Expired - Lifetime JPH066236B2 (ja)

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