JPH10328873A - Laser beam machining device - Google Patents
Laser beam machining deviceInfo
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- JPH10328873A JPH10328873A JP9160634A JP16063497A JPH10328873A JP H10328873 A JPH10328873 A JP H10328873A JP 9160634 A JP9160634 A JP 9160634A JP 16063497 A JP16063497 A JP 16063497A JP H10328873 A JPH10328873 A JP H10328873A
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- processing
- interval
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- Laser Beam Processing (AREA)
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- Lasers (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光を被加工
物に当てて加工を行うレーザ加工装置に関する。特に
は、半導体デバイス中のヒューズを能率よく切断できる
よう改良を加えたレーザ加工装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus for performing processing by applying a laser beam to a workpiece. In particular, the present invention relates to a laser processing apparatus improved so as to efficiently cut a fuse in a semiconductor device.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体デバイスにおけるヒューズ加工を
例にとって説明する。半導体デバイスにおいては、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と
も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
り該セル列をデバイス中で隔離するとともに、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
歩留り向上を図っている(特開平1−224189号参
照)。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。2. Description of the Related Art An example of fuse processing in a semiconductor device will be described. In a semiconductor device, there is a case where a wiring portion called a fuse for cutting a laser beam is provided. For example, in DRAM,
A fuse is attached to each memory cell column at the time of manufacture, and a spare memory cell column is arranged. The fuse of the memory cell column that has been found defective during inspection is cut off to isolate the cell column in the device. At the same time, a spare memory cell column is replaced with a spare column by cutting a fuse for designating an address of a defective column, thereby improving the yield of DRAM (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-224189). In a gate array, a specific program is built into a device by cutting a part of a fuse in a circuit called a program link and selectively leaving a part of the fuse. Laser repair for the former,
The latter is called laser trimming.
【0003】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 、
切断部長さ3〜10μm )である。このヒューズにYA
G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。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、ウェハをX−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。[0003] A fuse in such a semiconductor device is generally formed of a thin line made of polysilicon or aluminum (a width of 0.8 to 1.5 μm, a thickness of 0.3 to 1.0 μm,
The cut length is 3 to 10 μm). YA to this fuse
A laser beam from a processing laser light source such as a G laser is condensed and irradiated, and the material constituting the fuse is heated and evaporated with light energy to remove the fuse. The fuse is usually made of a transparent SiO 2 film (0.
2 to 0.5 μm). As for the position data of the fuse to be blown, data from a tester, which is another device for inspecting a defective portion, is input to the laser repair device via a medium such as online communication or FD. In the laser repair device, the wafer is placed on an XY table and positioned, and the fuses are sequentially cut while automatically aligning the position of the fuse to be cut with the focal point of the laser beam.
【0004】図7は、従来のレーザ加工装置を用いて半
導体デバイス中のヒューズを切断する様子を模式的に示
す平面図である。図中において、縦に左右2列に、ヒュ
ーズ20の列が示されている。各ヒューズ20は、図の
横方向に線状に延びており、2本の縦の線23、23′
に沿って配列されている。両線23、23′は平行であ
る。図中でXがついているヒューズが切断されるべき
(又はされた)ものである。レーザビーム21は、切断
されるヒューズ20の中央部に集光照射される。なおレ
ーザビーム21の径は一例として3〜5μm である。ヒ
ューズ列の間隔Lは、一般に同一のデバイス中では一定
であり、数十〜数百μm である。FIG. 7 is a plan view schematically showing how a fuse in a semiconductor device is cut using a conventional laser processing apparatus. In the figure, rows of fuses 20 are shown vertically in two rows on the left and right. Each fuse 20 extends linearly in the horizontal direction of the figure, and has two vertical lines 23, 23 '.
Are arranged along. Both lines 23, 23 'are parallel. The fuse marked with X in the figure is to be blown (or blown). The laser beam 21 is focused and irradiated on the center of the fuse 20 to be cut. The diameter of the laser beam 21 is, for example, 3 to 5 μm. The interval L between the fuse rows is generally constant in the same device, and is several tens to several hundreds μm.
【0005】各レーザビーム20の中心線23をレーザ
ビームの集光点下に走らせるようにウエハステージを駆
動して、切断すべきヒューズ20がちょうど集光点に来
た時にレーザを発振させてそのヒューズ20を切断す
る。線23に沿ったヒューズ列を加工し終えたら、ステ
ージを間隔Lだけ送って次は線23′に沿ったヒューズ
列を加工する。この際の加工経路を白抜き矢印22で示
す。The wafer stage is driven so that the center line 23 of each laser beam 20 runs below the laser beam converging point, and the laser is oscillated when the fuse 20 to be cut has just come to the converging point. The fuse 20 is cut. When the processing of the fuse array along the line 23 is completed, the stage is advanced by the interval L, and the fuse array along the line 23 'is processed next. The machining path at this time is indicated by a white arrow 22.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】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は激増し、加
工すべきヒューズ本数も膨大となる。また、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である。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)を上げることには限界がある。したがって、
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、レーザリペア装
置の切断処理能力にも自ずと限界が出てくる。With the recent increase in memory integration, the number of fuses for memory cell rescue has increased dramatically, and the number of fuses to be processed has become enormous. There is also a demand for reducing the area occupied by the rescue fuses for high integration, and the fuse pitch tends to be narrowed. However, there is a limit to increasing the oscillation frequency (about several kHz) of the processing laser while maintaining the energy required for processing. Therefore,
Since it is difficult to increase the moving speed between the fuses defined by the same frequency more than the current level, the cutting processing capability of the laser repair device naturally has its limit.
【0007】一方、特開平3−297588号には、複
数のレーザ光源を有し、同時に複数の被加工部位に各々
レーザビームを当てて加工可能なレーザ加工装置が提案
されている。そして、複数のレーザビーム(光軸)の間
隔を調整するような提案もなされている。しかし、この
提案は漠としたものであって、具体的なビーム間隔調整
機構の開示はない。On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-297588 proposes a laser processing apparatus having a plurality of laser light sources and capable of simultaneously processing a plurality of processing portions by applying a laser beam to each of the plurality of processing portions. Then, a proposal has been made to adjust the interval between a plurality of laser beams (optical axes). However, this proposal is vague, and there is no disclosure of a specific beam interval adjusting mechanism.
【0008】本発明は、半導体デバイス中のヒューズを
能率よく切断できるよう改良を加えたレーザ加工装置で
あって、今後の半導体デバイスの一層の高集積化にも対
応できる高処理能力のレーザ加工装置を提供することを
目的とする。The present invention relates to a laser processing apparatus improved so that a fuse in a semiconductor device can be efficiently cut, and has a high processing capability capable of coping with further higher integration of a semiconductor device in the future. The purpose is to provide.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第1態様のレーザ加工装置は、 複数の加
工レーザ光源と、 該複数の加工レーザ光源を独立にか
つ任意のタイミングで発振しうる電源と、 これらの加
工レーザ光源から出射される各々のレーザ光を被加工物
に複数のスポットビームとして集光する集光光学系と、
被加工物と上記スポットビームとを相対的に走査する
走査機構と、 上記複数のスポットビームの相互の間隔
を調整するビーム間隔調整機構と、 を具備し; 上記
ビーム間隔調整機構が可動ミラーを含み、該ミラーが上
記加工レーザ光源から出射されるレーザ光のうちの少な
くとも一方を受けてこれを反射し、該ミラーを移動させ
ることにより上記複数のスポットビームの相互の間隔を
調整することを特徴とする。このように構成することに
より、確実かつ容易にビーム間隔を調整でき、複数のヒ
ューズ列を複数の加工レーザで一度に、かつ所望のヒュ
ーズを選択的に加工できるので、加工時におけるステー
ジ移動量が減少し、スループットを上げることができ
る。According to a first aspect of the present invention, there is provided a laser processing apparatus comprising: a plurality of processing laser light sources; and the plurality of processing laser light sources oscillating independently and at an arbitrary timing. And a condensing optical system that condenses each laser beam emitted from these processing laser light sources on the workpiece as a plurality of spot beams.
A scanning mechanism for relatively scanning the workpiece and the spot beam; and a beam interval adjusting mechanism for adjusting an interval between the plurality of spot beams. The beam interval adjusting mechanism includes a movable mirror. The mirror receives and reflects at least one of the laser beams emitted from the processing laser light source, and adjusts a mutual interval between the plurality of spot beams by moving the mirror. I do. With this configuration, the beam interval can be adjusted reliably and easily, and a plurality of fuse arrays can be processed at once by a plurality of processing lasers and a desired fuse can be selectively processed. Decrease and increase throughput.
【0010】また、本発明の第2態様のレーザ加工装置
は、 複数の加工レーザ光源と、該複数の加工レーザ光
源を独立にかつ任意のタイミングで発振しうる電源と、
これらの加工レーザ光源から出射される各々のレーザ光
を被加工物に複数のスポットビームとして集光する集光
光学系と、 被加工物と上記スポットビームとを相対的
に走査する走査機構と、 上記複数のスポットビームの
相互の間隔を調整するビーム間隔調整機構と、 を具備
し; 上記加工レーザ光源から被加工物に至るレーザ光
の光路長が、上記ビーム間隔調整機構の作動によっても
変化しないことを特徴とする。したがって、ビーム間隔
調整機構部におけるレーザ光が平行光でなくても、ビー
ム間隔変化時に結像関係は変化しない。そのため、ビー
ム間隔調整機構の配置に自由度ができレーザ加工装置の
設計・製作が楽になる。[0010] A laser processing apparatus according to a second aspect of the present invention comprises: a plurality of processing laser light sources; a power supply capable of oscillating the plurality of processing laser light sources independently and at an arbitrary timing;
A condensing optical system for condensing each laser beam emitted from these processing laser light sources as a plurality of spot beams on a workpiece, a scanning mechanism for relatively scanning the workpiece and the spot beam, And a beam interval adjusting mechanism for adjusting the interval between the plurality of spot beams. The optical path length of the laser beam from the processing laser light source to the workpiece does not change even when the beam interval adjusting mechanism operates. It is characterized by the following. Therefore, even if the laser light in the beam interval adjusting mechanism is not parallel light, the imaging relationship does not change when the beam interval changes. Therefore, the degree of freedom in the arrangement of the beam interval adjusting mechanism is increased, and the design and manufacture of the laser processing apparatus are facilitated.
【0011】さらに、本発明の第3態様のレーザ加工装
置は、 複数の加工レーザ光源と、該複数の加工レーザ
光源を独立にかつ任意のタイミングで発振しうる電源
と、これらの加工レーザ光源から出射される各々のレー
ザ光を被加工物に複数のスポットビームとして集光する
集光光学系と、 被加工物と上記スポットビームとを相
対的に走査する走査機構と、 上記複数のスポットビー
ムの相互の間隔を調整するビーム間隔調整機構と、 を
具備し; 上記ビーム間隔調整機構が、上記可動ミラー
に振れが生じた場合にも上記ビーム間隔調整機構に入射
するレーザ光主光線とビーム間隔調整機構から出射する
レーザ光主光線の相対的な角度が変化しない自動調芯機
能を有することを特徴とする。この場合、可動ミラーの
振れによってもレーザビームの位置はあまり変化せず精
度の良いビーム間隔調整を行うことができる。Further, a laser processing apparatus according to a third aspect of the present invention comprises: a plurality of processing laser light sources; a power source capable of oscillating the plurality of processing laser light sources independently and at an arbitrary timing; A focusing optical system for focusing each emitted laser beam on the workpiece as a plurality of spot beams; a scanning mechanism for relatively scanning the workpiece and the spot beam; A beam spacing adjusting mechanism for adjusting the mutual spacing; and wherein the beam spacing adjusting mechanism adjusts a laser beam chief ray incident on the beam spacing adjusting mechanism and a beam spacing even when the movable mirror is deflected. It has an automatic centering function in which the relative angle of the laser beam chief ray emitted from the mechanism does not change. In this case, the position of the laser beam does not change much due to the deflection of the movable mirror, and the beam interval can be adjusted with high accuracy.
【0012】また、本発明の第4態様のレーザ加工装置
は、 ある間隔(加工線間隔)を隔てて並行する複数の
線上に配置されている被加工部位にレーザ光を集光して
該被加工部位の加工を行うレーザ加工装置であって;
複数の加工レーザ光源と、該複数の加工レーザ光源を独
立にかつ任意のタイミングで発振しうる電源と、これら
の加工レーザ光源から出射される各々のレーザ光を被加
工物に複数のスポットビームとして集光する集光光学系
と、 被加工物と上記スポットビームとを相対的に走査
する走査機構と、 上記複数のスポットビームの相互の
間隔を調整するビーム間隔調整機構と、 を具備し;
ビーム間隔を自動的に認識する手段と、 上記ビーム間
隔を上記加工線間隔に合わせるように上記ビーム間隔調
整機構を駆動するビーム間隔制御部と、 を具備するこ
とを特徴とする。この場合、現実のビーム間隔を測定し
てビーム間隔をフィードバック制御できる。A laser processing apparatus according to a fourth aspect of the present invention is a laser processing apparatus, comprising: condensing a laser beam on a plurality of processing portions arranged on a plurality of parallel lines at a certain interval (processing line interval); A laser processing apparatus for processing a processing portion;
A plurality of processing laser light sources, a power supply capable of oscillating the plurality of processing laser light sources independently and at an arbitrary timing, and a laser beam emitted from each of these processing laser light sources as a plurality of spot beams on a workpiece. A focusing optical system for focusing, a scanning mechanism for relatively scanning the workpiece and the spot beam, and a beam interval adjusting mechanism for adjusting an interval between the plurality of spot beams;
Means for automatically recognizing a beam interval; and a beam interval control unit for driving the beam interval adjusting mechanism so that the beam interval matches the processing line interval. In this case, the actual beam interval can be measured and the beam interval can be feedback controlled.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ説明す
る。図1は、本発明の1実施例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。このレーザ
加工装置は、2台のYAGレーザ等のレーザ光源1A、
1Bを有する。これらのレーザ光源は、制御部11から
の指令により、それぞれ独立に任意のタイミングでレー
ザ発振される。なお、レーザの電源は図示を省略してあ
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram schematically showing an overall configuration of a laser processing apparatus according to one embodiment of the present invention. This laser processing apparatus includes two laser light sources 1A such as YAG lasers,
1B. These laser light sources are independently oscillated at arbitrary timings by a command from the control unit 11. The power source of the laser is not shown.
【0014】レーザ光源1Aから出射されたレーザ光2
Aは、全反射ミラー3Aに当って下方に全反射される。
レーザ光源1Bから出射されたレーザ光2Bは、ビーム
間隔調整機構12の可動ミラー3Bに当って下方に全反
射される。ここで、各レーザ光2A、2Bの光軸は平行
であり、両ミラー3A、3Bは平行に配置されている。
したがって、ミラー3A、3Bから反射された両レーザ
光の光軸も平行である。可動ミラー3Bは図の左右にそ
の位置を変えることができ、ミラー3Aと3Bにより下
方に反射されたレーザ光光軸の間隔L′は可変である。
ビーム間隔調整機構の具体的な構造例については後述す
る。Laser light 2 emitted from laser light source 1A
A is totally reflected downward on the total reflection mirror 3A.
The laser light 2B emitted from the laser light source 1B strikes the movable mirror 3B of the beam interval adjusting mechanism 12, and is totally reflected downward. Here, the optical axes of the laser beams 2A and 2B are parallel, and the mirrors 3A and 3B are arranged in parallel.
Therefore, the optical axes of both laser beams reflected from the mirrors 3A and 3B are also parallel. The position of the movable mirror 3B can be changed to the left and right in the figure, and the distance L 'between the optical axes of the laser light reflected downward by the mirrors 3A and 3B is variable.
A specific example of the structure of the beam interval adjusting mechanism will be described later.
【0015】ミラー3A、3Bによって反射されたレー
ザ光は、ミラーの下方に配置されている共通の(1台
の)対物レンズ4を通過して集光されスポットビーム5
A、5Bとなり、被加工物(ウエハ8)表面の被加工部
位に照射される。両スポットビーム5A、5Bの光軸間
隔Lは、対物レンズ前の光軸間隔L′の数十分の1であ
る。なお、両スポットビーム5A、5Bのビーム径は5
μm 程度である。The laser beams reflected by the mirrors 3A and 3B pass through a common (single) objective lens 4 disposed below the mirrors and are condensed to form a spot beam 5
A and 5B are emitted to the processed portion on the surface of the processed object (wafer 8). The optical axis interval L between the two spot beams 5A and 5B is several tenths of the optical axis interval L 'before the objective lens. The beam diameter of both spot beams 5A and 5B is 5
It is about μm.
【0016】ウエハ8は、図示せぬチャックを介してウ
エハステージ6上に載置されている。ウエハステージ6
は、光軸方向(Z方向)及び光軸垂直方向(X、Y、θ
方向等)において走査される。ステージの位置は、干渉
計10を中心として構成されている位置計測システムに
よって精確にモニターされる(分解能数十nm)。ステー
ジ6上にはビーム位置計測マーク7が配置されている。
このマーク7は、高反射率の物質の微細な線からなる。
ステージ6を走査して、マーク7にビーム5A、5Bが
当たると、レベルの高い反射光が出、これを対物レンズ
4の側方に配置されている検出器9で検出する。これに
より、各ビーム5A、5Bとステージ6との相対的な位
置関係を把握することができる。その結果、両ビーム5
Aと5Bの間隔Lを制御部11で算出して、ビーム間隔
を制御部11が認識する。制御部11は、予め与えられ
ているヒューズ列の間隔とビーム間隔とが一致するよう
ビーム間隔調整機構12を調整する。The wafer 8 is placed on the wafer stage 6 via a chuck (not shown). Wafer stage 6
Are the optical axis direction (Z direction) and the optical axis vertical direction (X, Y, θ).
Direction). The position of the stage is accurately monitored by a position measurement system configured around the interferometer 10 (resolution of several tens nm). A beam position measurement mark 7 is arranged on the stage 6.
This mark 7 is composed of fine lines of a substance having a high reflectivity.
When the stage 6 is scanned and the beams 5A and 5B hit the mark 7, high-level reflected light is emitted, and this is detected by a detector 9 arranged on the side of the objective lens 4. Thereby, the relative positional relationship between each of the beams 5A and 5B and the stage 6 can be grasped. As a result, both beams 5
The control unit 11 calculates an interval L between A and 5B, and the control unit 11 recognizes the beam interval. The control unit 11 adjusts the beam interval adjustment mechanism 12 so that the predetermined interval between the fuse arrays and the beam interval match.
【0017】図2は、ビーム間隔調整機構の機構の一例
を示す斜視図である。水平に対して45°に傾斜した全
反射ミラー3Bが、ガイド溝(図示されず)内を摺動自
在に配置されているとともに、可動ミラー3Bには、ア
クチュエータ12Xが連結されており、ミラーに入射す
るレーザ光2Bの光軸方向に可動となっている。このア
クチュエータ12Xとしては、ステッピングモータと送
りネジの組み合わせやピエゾアクチュエータを用いるこ
とができる。アクチュエータ12Xのストロークは5〜
10mm(スポットビーム間隔換算で250〜500μ
m)程度、位置決め精度は±1μm (スポットビーム間
隔換算で±0.05μm )程度が好ましい。FIG. 2 is a perspective view showing an example of a beam interval adjusting mechanism. A total reflection mirror 3B inclined at 45 ° to the horizontal is slidably arranged in a guide groove (not shown), and an actuator 12X is connected to the movable mirror 3B. It is movable in the optical axis direction of the incident laser beam 2B. As the actuator 12X, a combination of a stepping motor and a feed screw or a piezo actuator can be used. The stroke of the actuator 12X is 5
10mm (250-500μ in terms of spot beam spacing)
m) and the positioning accuracy is preferably about ± 1 μm (± 0.05 μm in terms of spot beam interval conversion).
【0018】このように駆動部12Xが駆動することに
よって、全反射ミラー3Bが点線で示す位置まで移動
し、加工レーザ光2Bの反射位置が変化し、対物レンズ
4への入射位置も対応して変化する。その結果として図
1での加工レーザ光5Bが点線のように移動し、加工レ
ーザ光5A、5Bの間隔Lを変更することができる。し
たがって、加工レーザ光5A、5Bの間隔Lは前記の位
置計測マークを用いた方法で測定できるので、所望のヒ
ューズ間隔Lになるように制御部11を介して、加工レ
ーザ光5A、5Bの間隔Lを調整することができる。By driving the drive unit 12X in this manner, the total reflection mirror 3B moves to the position shown by the dotted line, the reflection position of the processing laser beam 2B changes, and the incident position on the objective lens 4 also changes. Change. As a result, the processing laser beam 5B in FIG. 1 moves as indicated by the dotted line, and the interval L between the processing laser beams 5A and 5B can be changed. Therefore, the interval L between the processing laser beams 5A and 5B can be measured by the method using the position measurement mark. L can be adjusted.
【0019】図3は、ビーム間隔調整機構の他の例を示
す模式的側面図である。このビーム間隔調整機構12′
は、2つの反射面51Aと51Bが直角に交わる直角可
動ミラー51と、該2つの反射面の一方51Bと平行に
対向する反射面53Aを有する固定ミラー53を有す
る。すなわち、直角可動ミラー51は、直角に交わる反
射面51Aと51Bを有し、一方の面51Aは、水平方
向の入射光55に対して45°傾いており、この入射光
55を下方に反射する。面51Aで反射した光は、次
に、他方の面51Bに当って水平右向きに反射する(反
射光57)。反射光57は、次に、反射面51Bと平行
に配置されている固定ミラー53に当って下方に反射さ
れる。FIG. 3 is a schematic side view showing another example of the beam interval adjusting mechanism. This beam interval adjusting mechanism 12 '
Has a right-angle movable mirror 51 in which two reflecting surfaces 51A and 51B intersect at right angles, and a fixed mirror 53 having a reflecting surface 53A facing in parallel with one of the two reflecting surfaces 51B. That is, the right-angle movable mirror 51 has reflection surfaces 51A and 51B that intersect at right angles, and one surface 51A is inclined by 45 ° with respect to the horizontal incident light 55, and reflects the incident light 55 downward. . The light reflected on the surface 51A then strikes the other surface 51B and is reflected horizontally rightward (reflected light 57). The reflected light 57 is then reflected downward by the fixed mirror 53 arranged parallel to the reflection surface 51B.
【0020】ここで、直角可動ミラー51が、その姿勢
を保ったままで下方にSだけ移動した状態が、二点鎖線
で描いた状態である。入射光55は、Sだけ下がった反
射面51A′で下方に反射されるが、その反射位置は、
Sだけ右に行った点である。下方に反射された光は次に
面51B′で反射されて水平に右に向かう(反射光5
9)。この反射光59は、元の反射光57よりも2Sだ
け下に下がっている。そして、反射光59は固定ミラー
53に当って下方に反射されるが、その位置は、元の位
置から2Sだけ右に移動している。Here, the state where the right-angle movable mirror 51 is moved downward by S while maintaining its posture is a state drawn by a two-dot chain line. The incident light 55 is reflected downward by the reflection surface 51A 'lowered by S, and the reflection position is:
This is the point that went to the right by S. The light reflected downward is then reflected by the surface 51B 'and goes horizontally to the right (reflected light 5
9). This reflected light 59 is lower than the original reflected light 57 by 2S. The reflected light 59 strikes the fixed mirror 53 and is reflected downward, but its position has moved rightward by 2S from the original position.
【0021】ここで、可動ミラー51の移動前後におけ
るビーム間隔調整機構12′を通過するレーザ光の光路
長を検討する。図の上下方向では両光の光路長は変化し
ていないのは一目瞭然である。そこで、図の左右に見る
と、光が面51A又は51A′で反射する時点では二点
鎖線の反射光59の方がSだけ光路長が短いが、次に面
51B又は51B′から面53に至る光路長は、反射光
59の方がSだけ長い。したがって、ビーム間隔調整機
構12′を通過するレーザ光の光路長は可動ミラー51
の移動前後で変化していない。Here, the optical path length of the laser light passing through the beam interval adjusting mechanism 12 'before and after the movement of the movable mirror 51 will be examined. It is obvious that the optical path lengths of both lights do not change in the vertical direction in the figure. Therefore, when the light is reflected on the surface 51A or 51A ', the reflected light 59 of the two-dot chain line has a shorter optical path length by S at the time when the light is reflected from the surface 51A or 51A'. The path length of the reflected light 59 is longer than that of the reflected light 59 by S. Therefore, the optical path length of the laser beam passing through the beam interval adjusting mechanism 12 'is
Has not changed before and after the movement.
【0022】このため、ビーム間隔調整機構部における
レーザ光が平行光でなくても、ビーム間隔変化時に結像
関係は変化しないので、ビーム間隔調整機構の配置に自
由度ができレーザ加工装置の設計・製作が楽になる。な
お、図2のようなビーム間隔調整機構12では、レーザ
光源1Bとビーム間隔調整機構12間にコリメータレン
ズを入れて可動ミラー3Bに当るレーザ光を平行光とす
る必要がある。しかし、単純にコリメータレンズを入れ
て平行光にした場合、ヒューズの切断に必要なエネルギ
を確保しようとするとレーザのエネルギ密度が高くな
り、ミラーに損傷を与える可能性がある。本実施例では
光路長が変化しないので、レーザ光を広げて、エネルギ
密度をミラーが損傷しない程度まで下げるように容易に
設計することができる。For this reason, even if the laser beam in the beam interval adjusting mechanism is not parallel light, the imaging relationship does not change when the beam interval changes, so that the arrangement of the beam interval adjusting mechanism can be increased, and the design of the laser processing apparatus can be increased.・ Production becomes easy. In the beam interval adjusting mechanism 12 as shown in FIG. 2, it is necessary to insert a collimator lens between the laser light source 1B and the beam interval adjusting mechanism 12 so that the laser light impinging on the movable mirror 3B becomes parallel light. However, if a collimator lens is simply used to convert the light into parallel light, the energy density of the laser is increased to secure the energy required for cutting the fuse, which may damage the mirror. In the present embodiment, since the optical path length does not change, it is possible to easily design the laser beam so as to spread the laser beam and reduce the energy density to such a degree that the mirror is not damaged.
【0023】本例のビーム間隔調整機構は、図4に示す
ように、可動ミラー51に振れが生じた場合にも、ビー
ム間隔調整機構12′に入射するレーザ光主光線55と
ビーム間隔調整機構から出射するレーザ光主光線59の
相対的な角度が変化しない自動調芯機能を有するという
特性も持っている。図4は、図3のビーム間隔調整機構
で直角可動ミラーの姿勢が上下に振れた状態を示す側面
図である。図4で、直角可動ミラー51が、入射光55
の光軸に垂直でかつ水平な軸回りにθだけ下に向くよう
に振れて二点鎖線で示す51′のような姿勢になったと
する。この時、入射光55が面51A′に当る角度はθ
だけ浅くなる。そして面51A′で反射した光は、面5
1B′に当る角度はθだけ深くなる。ところが、面51
B′は、元の面51Bよりもθだけ下に回転しているの
で、反射光を受ける角度がθだけ浅くなっており、結局
面51B′からの反射光59は元の反射光57と平行と
なる。そのため、固定ミラー53から下方に反射される
光も平行である。As shown in FIG. 4, the beam interval adjusting mechanism of this embodiment is configured such that the laser beam chief ray 55 incident on the beam interval adjusting mechanism 12 'and the beam interval adjusting mechanism even when the movable mirror 51 shakes. It also has a characteristic that it has an automatic alignment function in which the relative angle of the laser beam chief ray 59 emitted from the laser beam does not change. FIG. 4 is a side view showing a state in which the attitude of the right-angle movable mirror is swung up and down by the beam interval adjusting mechanism of FIG. In FIG. 4, the right-angle movable mirror 51 is provided with an incident light 55.
It is assumed that the camera is swung so as to be directed downward by θ around an axis that is perpendicular and horizontal to the optical axis of FIG. At this time, the angle at which the incident light 55 strikes the surface 51A 'is θ
Only shallower. The light reflected by the surface 51A '
The angle corresponding to 1B 'becomes deeper by θ. However, the surface 51
Since B ′ is rotated by θ below the original surface 51B, the angle at which the reflected light is received is shallower by θ, and the reflected light 59 from the resultant surface 51B ′ is parallel to the original reflected light 57. Becomes Therefore, the light reflected downward from the fixed mirror 53 is also parallel.
【0024】つまり、上述の可動ミラー51の振れによ
って、ビーム間隔調整機構12′から下方に向かう光の
位置はズレるが、角度は変らない。位置がズレたとして
も2本のビーム間隔は測定することができ、その結果を
フィードバックすることで所望のビーム間隔にすること
ができるので大きな問題とはならない。一方角度が変わ
ると、テレセンが崩れ、特に厚いヒューズを加工した場
合加工形状が崩れてしまい好ましくない。したがって、
本実施例のように可動ミラー51が振れてもビーム間隔
調整機構から出射されるレーザ光の角度が変らないよう
な自動調芯機能を有する機構が望ましいこととなる。That is, the position of the light traveling downward from the beam interval adjusting mechanism 12 'is shifted by the above-mentioned deflection of the movable mirror 51, but the angle is not changed. Even if the position is displaced, the interval between the two beams can be measured, and the result can be fed back so that the desired beam interval can be obtained. On the other hand, if the angle is changed, telecentricity collapses, and particularly when a thick fuse is processed, the processed shape is undesirably collapsed. Therefore,
A mechanism having an automatic centering function such that the angle of the laser beam emitted from the beam interval adjusting mechanism does not change even when the movable mirror 51 swings as in the present embodiment is desirable.
【0025】なお、例えば、ウエハ上でのビーム5A、
5Bの設定分解能を0.05μmとし、光軸調整機構1
2までの倍率を数十倍とすると、可動する全反射ミラー
3Bに要求される分解能は1μm程度で済むことにな
り、エンコーダを用いれば容易に機構を設計することが
できる。Note that, for example, the beam 5A on the wafer,
The setting resolution of 5B is 0.05 μm, and the optical axis adjustment mechanism 1
If the magnification up to 2 is several tens of times, the resolution required for the movable total reflection mirror 3B is only about 1 μm, and the mechanism can be easily designed by using an encoder.
【0026】次に、図5を参照しつつ、本実施例のレー
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
する動作例を説明する。図5には、左右2本のヒューズ
30の列が示されている。各ヒューズ30は、図で横方
向に線状に延びており、2本の縦の線33、33′に沿
って配列されている。両線33、33′は平行である。
図中でXがついているヒューズは切断されるべき(又は
された)ものである。Next, with reference to FIG. 5, an operation example of cutting a fuse of a semiconductor device using the laser processing apparatus of the present embodiment will be described. FIG. 5 shows a row of two right and left fuses 30. Each fuse 30 extends linearly in the horizontal direction in the figure, and is arranged along two vertical lines 33 and 33 '. Both lines 33, 33 'are parallel.
The fuses marked with X in the figure are to be blown (or blown).
【0027】本実施例では左側のヒューズ列33と右側
のヒューズ列33′とを2本のレーザビームを使って一
度に加工する。すなわち、図1におけるスポットビーム
5A、5Bの間隔を、ヒューズ列33、33′との間隔
Lに合わせて、左側のヒューズ列33をスポットビーム
5Aの集光点下で送り、右側のヒューズ列33′をスポ
ットビーム5Bの集光点下で並列に送る。そして、切断
すべきヒューズ30(×印の付いているもの)が各集光
点の下に来たときに、制御部の指令によってレーザ光源
を発振させてヒューズ30にスポットビームを当てて順
次切断して行く。左右のスポットビームのON−OFF
は、前述のように独立であるので、左右に並んだヒュー
ズのうちのいずれか片方のみを切断することも当然でき
る。この際の加工経路を白抜き矢印32示す。In the present embodiment, the left fuse row 33 and the right fuse row 33 'are processed at once by using two laser beams. That is, the interval between the spot beams 5A and 5B in FIG. 1 is adjusted to the interval L between the fuse arrays 33 and 33 ', the left fuse array 33 is sent below the focal point of the spot beam 5A, and the right fuse array 33 is sent. 'Are sent in parallel under the focal point of the spot beam 5B. Then, when the fuses 30 to be cut (those marked with a cross) come below each of the condensing points, the laser light source is oscillated by a command from the control unit, and a spot beam is applied to the fuses 30 to cut sequentially. Go. ON / OFF of left and right spot beam
Are independent as described above, so it is naturally possible to cut only one of the fuses arranged on the left and right. The machining path at this time is indicated by a white arrow 32.
【0028】さて一枚のウエハ上に形成されたチップ内
のヒューズ間隔は同一であるので、ビーム間隔の調整
は、加工開始に先立ち1回調整すればよく、またデバイ
ス毎にヒューズ間隔は同一であるので同一デバイスを処
理する場合は再調整は不要である。このようにレーザ光
源を2台有する本実施例では、ステージ移動距離が従来
の半分で済むことになり処理能力が増加する。Since the fuse interval in a chip formed on one wafer is the same, the beam interval may be adjusted once before starting the processing, and the fuse interval is the same for each device. Therefore, readjustment is not required when processing the same device. As described above, in the present embodiment having two laser light sources, the stage movement distance can be reduced to half of the conventional case, and the processing capacity increases.
【0029】次に本発明の他の1実施例に係るレーザ加
工装置について説明する。図6は、本発明の他の1実施
例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。この実施例のレーザ加工装置では、加工
用レーザ光源1A、1Bの他に、アライメント用のヘリ
ウム−ネオンレーザ光源13A、13Bを別に備えてい
る。レーザ光源13A、13Bから出射されたアライメ
ント用レーザ光14A、14Bは、それぞれダイクロイ
ックミラー3A′、3B′において、基本的には各々加
工レーザ光2A、2Bと同軸に合波され、対物レンズ4
を通ってウエハ8上に投射される。Next, a laser processing apparatus according to another embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a block diagram schematically showing an overall configuration of a laser processing apparatus according to another embodiment of the present invention. In the laser processing apparatus of this embodiment, in addition to the processing laser light sources 1A and 1B, helium-neon laser light sources 13A and 13B for alignment are separately provided. The alignment laser beams 14A and 14B emitted from the laser light sources 13A and 13B are basically coaxially multiplexed with the processing laser beams 2A and 2B in the dichroic mirrors 3A 'and 3B', respectively.
And is projected onto the wafer 8.
【0030】前記実施例と同様の方法により、ビーム位
置計測マーク7を用いて、加工レーザ光5Aとアライメ
ントレーザ光15Aの誤差間隔DA 、及び、加工レーザ
光5Bとアライメントレーザ光15Bの誤差間隔DB を
求めておき、その後のヒューズ間隔Lの調整はアライメ
ントレーザ光15A、15Bの間隔からDA 、DB の間
隔を補正した値で光軸調整機構12にて行い、加工レー
ザ光5A、5Bの間隔がヒューズ間隔Lと等しくなるよ
うに調整すればよい。つまり、アライメントレーザはウ
エハ内のチップ相互間の位置を計測するもので、アライ
メントレーザと加工レーザのオフセットを測定し、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
を補正して加工を行うものである。その後のヒューズ加
工については前記実施例と同様である。[0030] By the same method as in Example, using a beam position measuring mark 7, the error distance D A of the processing laser light 5A and the alignment laser beam 15A, and the error interval of the processing laser beam 5B and the alignment laser beam 15B to previously obtain a D B, carried out by an optical axis adjusting mechanism 12 in the subsequent fuse spacing L adjustments alignment laser beam 15A, 15B apart from D a, the value obtained by correcting the distance D B, the working laser beam 5A, What is necessary is just to adjust the interval of 5B to be equal to the fuse interval L. In other words, the alignment laser measures the position between the chips in the wafer, measures the offset between the alignment laser and the processing laser, and performs processing by correcting the offset and the position information obtained from the alignment laser. is there. Subsequent fuse processing is the same as in the previous embodiment.
【0031】[0031]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、複数のヒューズ(非加工部位)の配列間隔に
あわせて複数の加工ビームを予め調整し、独立に加工ビ
ームを発振することで所望のヒューズ加工ができるの
で、ステージ移動量が減少し、加工装置の処理能力を上
げることができる。したがって、今後の半導体デバイス
の一層の高集積化にも対応できる高処理能力のレーザ加
工装置を提供することができる。As is apparent from the above description, according to the present invention, a plurality of processing beams are adjusted in advance in accordance with an arrangement interval of a plurality of fuses (non-processing portions), and the processing beams are oscillated independently. As a result, desired fuse processing can be performed, so that the amount of stage movement is reduced and the processing capability of the processing apparatus can be increased. Therefore, it is possible to provide a laser processing apparatus having a high processing capability capable of coping with further higher integration of semiconductor devices in the future.
【図1】本発明の1実施例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。FIG. 1 is a block diagram schematically showing an overall configuration of a laser processing apparatus according to one embodiment of the present invention.
【図2】ビーム間隔調整機構の一例を示す斜視図であ
る。FIG. 2 is a perspective view showing an example of a beam interval adjusting mechanism.
【図3】ビーム間隔調整機構の他の例を示す模式的側面
図である。FIG. 3 is a schematic side view showing another example of the beam interval adjusting mechanism.
【図4】図3のビーム間隔調整機構で直角可動ミラーの
姿勢が上下に振れた状態を示す側面図である。4 is a side view showing a state in which the attitude of a right-angle movable mirror is swung up and down by the beam interval adjusting mechanism of FIG. 3;
【図5】本実施例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動作例を説明する。FIG. 5 illustrates an operation example of cutting a fuse of a semiconductor device using the laser processing apparatus of the present embodiment.
【図6】本発明の他の1実施例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。FIG. 6 is a block diagram schematically showing an overall configuration of a laser processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
【図7】従来のレーザ加工装置を用いて半導体デバイス
中のヒューズを切断する様子を模式的に示す平面図であ
る。FIG. 7 is a plan view schematically showing how a fuse in a semiconductor device is cut using a conventional laser processing apparatus.
1 レーザ光源 2 レーザ光 3 ミラー 4 対物レンズ 5 スポットビーム 6 ステージ 7 位置計測マーク 8 ウエハ 9 検出器 10 干渉計 11 制御部 12 ビーム間隔
調整機構 13 アライメント用レーザ光源 14 レーザ 15 アライメントレーザ光 20、30 ヒュ
ーズ 21 レーザビーム 22 経路 23 中心線 51 直角可動ミ
ラー 53 固定ミラー 55 入射光 57、
59 反射光DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser light source 2 Laser light 3 Mirror 4 Objective lens 5 Spot beam 6 Stage 7 Position measurement mark 8 Wafer 9 Detector 10 Interferometer 11 Controller 12 Beam interval adjusting mechanism 13 Laser light source for alignment 14 Laser 15 Alignment laser light 20, 30 Fuse 21 laser beam 22 path 23 center line 51 right-angle movable mirror 53 fixed mirror 55 incident light 57,
59 Reflected light
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // H01L 21/82 H01L 21/82 F ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI // H01L 21/82 H01L 21/82 F
Claims (7)
レーザ光源を、独立にかつ任意のタイミングで発振しう
る電源と、 これらの加工レーザ光源から出射される各々のレーザ光
を被加工物に複数のスポットビームとして集光する集光
光学系と、 被加工物と上記スポットビームとを相対的に走査する走
査機構と、 上記複数のスポットビーム相互の間隔を調整するビーム
間隔調整機構と、 を具備し;上記ビーム間隔調整機構が可動ミラーを含
み、該ミラーが上記加工レーザ光源から出射されるレー
ザ光のうちの一方を受けてこれを反射し、該ミラーを移
動させることにより上記複数のスポットビーム相互の間
隔を調整することを特徴とするレーザ加工装置。1. A plurality of processing laser light sources, a power supply capable of oscillating the plurality of processing laser light sources independently and at an arbitrary timing, and a laser beam emitted from each of these processing laser light sources A focusing optical system that focuses as a plurality of spot beams, a scanning mechanism that relatively scans the workpiece and the spot beam, a beam interval adjustment mechanism that adjusts the interval between the plurality of spot beams, The beam interval adjusting mechanism includes a movable mirror, and the mirror receives one of the laser beams emitted from the processing laser light source, reflects the laser beam, and moves the mirror to move the mirror. A laser processing apparatus for adjusting an interval between spot beams.
グで発振しうる電源と、 これらの加工レーザ光源から出射される各々のレーザ光
を被加工物に複数のスポットビームとして集光する集光
光学系と、 被加工物と上記スポットビームとを相対的に走査する走
査機構と、 上記複数のスポットビーム相互の間隔を調整するビーム
間隔調整機構と、 を具備し;上記加工レーザ光源から被加工物に至るレー
ザ光の光路長が、上記ビーム間隔調整機構の作動によっ
ても変化しないことを特徴とするレーザ加工装置。2. A plurality of processing laser light sources, a power source capable of oscillating the plurality of processing laser light sources independently and at an arbitrary timing, and a laser beam emitted from each of these processing laser light sources. A focusing optical system that focuses as a plurality of spot beams, a scanning mechanism that relatively scans the workpiece and the spot beam, a beam interval adjustment mechanism that adjusts the interval between the plurality of spot beams, A laser processing apparatus wherein the optical path length of laser light from the processing laser light source to the workpiece does not change even when the beam interval adjusting mechanism is operated.
レーザ光の光路長が、上記ビーム間隔調整機構の作動に
よっても変化しないことを特徴とする請求項1記載のレ
ーザ加工装置。3. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the optical path length of the laser beam from the processing laser light source to the workpiece does not change even when the beam interval adjusting mechanism is operated.
ラーに振れが生じた場合にも、該機構に入射するレーザ
光主光線と該機構から出射するレーザ光主光線の相対的
な角度が変化しない自動調芯機能を有することを特徴と
する請求項1記載のレーザ加工装置。4. The beam interval adjusting mechanism changes the relative angle between a laser beam chief ray incident on the mechanism and a laser beam chief ray emitted from the mechanism even when the movable mirror shakes. 2. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the laser processing apparatus has an automatic centering function.
面が直角に交わる直角可動ミラーと、該2つの反射面の
一方と平行に対向する反射面を有する固定ミラーと、を
有する請求項1、2、3又は4記載のレーザ加工装置。5. The beam interval adjusting mechanism according to claim 1, further comprising a right-angle movable mirror having two reflecting surfaces intersecting at right angles, and a fixed mirror having a reflecting surface facing in parallel with one of the two reflecting surfaces. 5. The laser processing apparatus according to 2, 3, or 4.
る複数の線上に配列されている多数の被加工部位にレー
ザ光を集光して該被加工部位の加工を行うレーザ加工装
置であって;複数の加工レーザ光源と、 該複数の加工レーザ光源を、独立にかつ任意のタイミン
グで発振しうる電源と、 これらの加工レーザ光源から出射される各々のレーザ光
を被加工物に複数のスポットビームとして集光する集光
光学系と、 被加工物と上記スポットビームとを相対的に走査する走
査機構と、 上記複数のスポットビーム相互の間隔を調整するビーム
間隔調整機構と、 を具備し;ビーム間隔を自動的に認識する手段と、 上記ビーム間隔を上記加工線間隔に合わせるように上記
ビーム間隔調整機構を駆動するビーム間隔制御部と、 を具備することを特徴とするレーザ加工装置。6. A laser processing apparatus that processes laser light by condensing laser light on a large number of processing portions arranged on a plurality of lines parallel to each other at a certain interval (processing line interval). A plurality of processing laser light sources; a power supply capable of oscillating the plurality of processing laser light sources independently and at an arbitrary timing; and a plurality of laser light beams emitted from these processing laser light sources being applied to a workpiece. A focusing optical system for focusing as a spot beam, a scanning mechanism for relatively scanning the workpiece and the spot beam, and a beam interval adjusting mechanism for adjusting an interval between the plurality of spot beams. Means for automatically recognizing a beam interval; and a beam interval control unit for driving the beam interval adjusting mechanism so as to adjust the beam interval to the processing line interval. Laser processing equipment.
既知の配列で配置されているヒューズである請求項6記
載のレーザ加工装置。7. The laser processing apparatus according to claim 6, wherein the processed portion is a fuse arranged in a known arrangement on a semiconductor device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9160634A JPH10328873A (en) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | Laser beam machining device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP9160634A JPH10328873A (en) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | Laser beam machining device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10328873A true JPH10328873A (en) | 1998-12-15 |
Family
ID=15719177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9160634A Pending JPH10328873A (en) | 1997-06-04 | 1997-06-04 | Laser beam machining device |
Country Status (1)
Country | Link |
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