JPS6040681A - レ−ザ−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】 〔技術分野〕 本発明は、レーザー処理装置、たとえばトリミング装置
に関する。

〔背景技術〕

ＩＣ、ＬＳＩ技術に伴い、半導体ＩＣｖ搭載してコンパ
クトに構成したサブシステム回路としてのハイブリット
Ｉｃ化により電子機器の小型化が進められている。こう
したハイプリッ）ＩＣは、チップ抵抗搭載品も増つつあ
るが、一般には膜抵抗が基板上に形成されている。この
膜抵抗体の製造プロセスの一工程として、抵抗値を調整
するトリミング工程がある・トリミング方式には大別し
て抵抗値を測定しながらトリミングする素子トリミング
と、組み上げた後、回路定数を補正するための機能トリ
ミング（ファンクショナルトリミング）とがある。

膜抵抗体としては、アルミナ基板上に酸化ルテニウム系
のグレーズ抵抗ペーストをスクリーン印刷し、高温焼成
した厚膜抵抗体とアルミナ基板上に、タンタルなどを蒸
着またはスパッタし、エツチングしてパターン形成した
薄膜抵抗体とが主体となりでいる。

抵抗トリミングの必要性は、印刷、蒸着、メ、。

キなどの方法で抵抗体を形成した場合、そのままでは抵
抗値を所望の範囲内に入れることが極めて困難なことに
よる。

レーザートリミング法は、集光性のよいレーザー光源を
用いて、膜抵抗体をレーザービームでカッティングして
抵抗値を高める方向に調整しょうとするものである。従
来のレーザートリミング装置は、セミコンダクタ・ワー
ルド、１９８３年。

１月号、９０頁に記載されている。従来のレーザートリ
ミング装置では、コンピューターに大刀する初期値によ
りレーザーパワーが設定される。被処理物の物理的変化
たとえば膜抵抗体の膜厚変化や物質的変化に対して初期
値により設定固定されたレーザーパワーで処理するため
に不良が生じる。

たとえば、膜抵抗体の膜厚が部分的に厚く形成された場
合、設定されたレーザーパワーで厚くなっている部分の
膜は十分にカットできずカット不良となったり・また・
　カリト部分に焼き切れずに残った不揮性成分が吸湿し
たり、熱ストレスが加わると抵抗の変化を生じさせる。

一方、膜抵抗体の膜厚が薄く成形された場合、設定され
たレーザーパワーは膜なカットするには強力すぎカット
過剰の状態となる。そして・膜自体だけでなく基板をも
カットし、基板にも囲障を与える。また、レーザーパワ
ーが強力なため、膜抵抗体の切り口付近に与える熱スト
レスが大きく、膜抵抗体上にマイクロクラックが発生し
、経年変化あるいは、後工程時に加わる熱ストレスによ
ってマイクロクラックが拡がり所望の抵抗値が得られな
くなる。以上の結果、製品歩留の低下や製品特性の経時
変化による信頼度の低下が膜抵抗体の膜厚ばらつきとレ
ーザパワーの固定により発生するという問題点が生じる
ということが本出願人に、虹ってあきらがとされた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、電子部＃＋の高４６Ｓ度加工、高信頼
度加工を可能とするンーザ〜処理装置のＢｌ術を提供す
ることにある。

本発明の前記ならびにその雌かの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単釦説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、レーザー処理装置において％被処り物の所望
特性検査又は（外形検査）を行なう検査機構を設け、そ
の検査結果に基づいて、被処理物を加工処理するための
最適なレーザー照射条件を選定することにより、前記目
的を達成するものでおる。

〔実施例〕

第１図は、本発明のレーザー処理装置の概要を示すブロ
ック図、第２図は全体構成を示す概略図、第３図は処り
手Ｊ＠を示すフローチャートである。

この実施例のレーザー処理装置は大別して第２図に示す
ように、被処理物である膜抵抗体１の外形（膜厚）を検
査する検査機構２と、検査機構２の検査情報に基づいて
膜抵抗体１の被処理面にレーザー光３を照射するレーザ
ー機構４と、膜抵抗体１がレーザー処理されている間膜
抵抗体ｌが所望の電気特性を有するかを検査する検査機
構５と膜抵抗体ｌが形成された配線基板６を搬入搬出す
るパーツハンドラ７と、からなっている。

以下本発明のレーザー処理装置について第１図。

第２図を参照し詳しく説明する。第２図において点線で
示された領域紀被処匪物である膜抵抗体１の形成された
配線基板６がパーツハンドラ７によって搬入される。次
に、外形検査機構２は光学顕微鏡を用い光切断方式で、
配線基板６上にある膜抵抗体１の膜厚を測定する。配線
基板６上に形成された全ての膜抵抗体１の膜厚を測定し
終えるとその測定結果を信号のとじて制御用中央処理装
置９　（制御用ＣＰＵ）に送るととも例制御用ＣＰＵ９
は信号■をパーツハンドラ７１Ｃ送る。パーツハンドラ
７は信号■に基づき配線基板６をレーザー照射領域に移
動、固定する。制御用ＣＰＵ９は、測定結果信号■を演
算処理し、制御用ＣＰＵ９に前もってストアされている
膜厚とレーザー照射条件との最適関係と演算処理結果を
比較し、最適レーザー照射条件を決定する。レーザー照
射条件はレーザーパワー制御だけではなく、たとえば、
ビーム径制御、超音波Ｑスイッチ周波数制御、ビーム−
ポジショナの移動速度制御等よりなっている。

また、認識装置（図示されない）を具備させることによ
り、被処理物の物質変化に対しても制御用ＣＰＵ９に物
質とレーザー照射条件との関係をストアしておけば、最
適レーザー照射条件が得られる。そして制御用ＣＰＵ９
より、レーザーパワー調整装置１２．ビーム径調整装置
１３．超音波Ｑスイッチ周波数調整装置１４．ビームポ
ジシ目す移動速度調整装置１５にそれぞれ信号３ａ、３
ｂ。

３ｃ、３ｄが送られる。今度は、制御用ＣＰＵ９よりグ
ローブ１０に信号■が送られプローブ端子１０ａ−１０
ｂは膜抵抗体１０両側に設けられた電極１１ａ−１１ｂ
に接触するように配置される。このグローブ端子ｉｏａ
・１０ｂは、膜抵抗体１の抵抗値を測定するための端子
であり、検査機構５に接続されていて、検査機構５は前
記プローブ端子１０ａ争１０ｂ間の抵抗値を測定するこ
とになる。次に制御用ＣＰＵ９からレーザー照射命令信
号■とともにビームポジショナ１２には端末機８から初
期圧入力された信号■に基づいたカッティング情報信号
のが送られる。一方検査機構５には測定開始信号■が発
せられ、レーザー光３が膜抵抗体ＩＶｃ照射されるとと
もに・それに同期して検査機構５＆まプローブ１０ａ−
１０ｂ間の膜抵抗体１の抵抗値を測定する。そして、検
査機＠５から測定結果を信号■として、制御用ＣＰＵ９
に送る。この時、制御用ＣＰＵ９は測定結果信号■を処
理して抵抗値を算出し、該抵抗値と端末機８↓り入力さ
れている信号■に基づいた膜抵抗体１の所望の抵抗値と
を比較する。もし、測定結果信号■より算出される抵抗
値が膜抵抗体１の所望抵抗値より小さい場合は、レーザ
ー光３は照射されつづける。信号■より算出される抵抗
値と膜抵抗体ｌの所望抵抗値とが一到した場合、ただち
に制御用ＣＰＵ９よりレーザー機構４にレーザー照射停
止筒金が送られ、トリミング作業が終了する。そして、
制御用ＣＰＵ９から端末機８にトリミング結果情報信号
［株］が送ら端末機８に設けられたディスプレイ　（図
示されない）にトリミング結果が表示される。

次に各部について説明する。レーザー機構４は、レーザ
ー発生器１６とレーザー光３の位置決めのためのビーム
ポジショナ１７に設けられたミラー１８−１９と集光レ
ンズ２０とからなっている。

レーザー発生器１６として〜たとえば・　イツトリウム
・アルミニウム・ガーネット　（ＹｔｔｒｉｕｍＡｎｍ
ｉｎｕｍ　Ｇａｒｎｅｔ以下ＹＡＧと称す。）レーザー
を用いる。ＹＡＧレーザーは、ＹＡＧ結晶中にネオジウ
ム（Ｎｄ）　イオンをドープし、そのＮｄイオンをクリ
プトンランプで励爬してレーザー光３を発生させるもの
である。このレーザー光３？：超音波Ｑスイッチ１４に
より、尖頭出力＋数ＫＷのパルスｒｌ−＋の狭いパルス
発振を得る。該レーザー光３は、ビームポジショナ１６
のミラー１７．１８により被処理物上に位置決めされ、
そしてミラー１７゜１８の移動によりレーザー光３を被
処理物上で移動させる。ミラー１７．１８の移動方向は
、端末機８よりｆｌｔＵ御用ＣＰＵ９に入力する情報信
号■により決定される。そして、集光レンズ１９に達し
たレーザー光３は集光され、彼処ｎ物に照射されること
になる。

次に、配線基板６ｙ！′搬入搬出するパーツハンドラ７
は、第４図に示されるような構造となっている。すなわ
ち、搬送台面２１は水平部となり、搬送台面２１に設け
られたエアー噴出口２２より噴出されるエアー流２３に
よって、配線基板６が搬送さる。搬送台面２１上の膜厚
測定領域２４．および、レーザー照射領域（図示さｈな
い）上には抑圧板２５が設けられている。また、搬出側
に位置する抑圧板２５には下部にストッパ２６が設けら
れていて、配線基板６が搬送されてきた際、このストッ
パ２６によって配線基板６の搬送が止められる・そして
、押圧板２５が配線基板６を固定し、外形検査またはレ
ーザー照射が始贅る。

外形検査機構２は、光学顕微鏡を用いて、光切断方式で
測定される。光切断方法の原理は以下のようである。調
べようとする面に対して４５°の角度で細いスリットの
像を投影する二その結果表面をスリットと光軸とを含む
平面で切断したような断面が作られ、面の凸凹が測定さ
れるものである。

次に、第３図で示される処耶手順フローチャトを説明す
る。まず、被処理物である配線基板６が外形検査領域に
パーツハンドラ７によって搬入供給され、押圧板２５に
よりて該外形検査領域にセツティングされる。次に、外
形検査が行なわれる。

前記外形検査が終了し配線基板６が移動して、レーザー
照射領域に抑圧板２５によって固定されるとともに、制
御用ＣＰＵ９はレーザー照射条件を選定する。配線基板
６上の膜抵抗体ｌの抵抗値を測定するためにプローブｌ
Ｏがセツティングされ、測定が開始され、それとともに
レーザー照射が開始される。次に、測定された抵抗値と
所望の抵抗値とを比較判定し、−到しなければレーザー
照射はつづけられる。−到した場合、レーザー照射、抵
抗値測定は終了し、配線基板６はレーザー照射領域から
移動し次の工程に送られる。

第５図は、本実施例のレーザー処理装置によって加工さ
れた厚膜配線基板６を示す平面図である。

配線基板６上の膜抵抗体Ｒ，，Ｒ，，Ｒ，，Ｒ，。

Ｒ５の膜厚は、レイアウトの特性等によりばらついてお
り、個々にレーザー照射条件を最適条件として加工され
ている。

以上説明した如く本実施例のレーザー処理装置において
は、レーザー処り前に、被処理物の膜厚を測定し、その
測定結果より最適レーザー照射条件を選定して〜　レー
ザー処理することより従来のレーザー処理装置に見られ
たような、被処理物の膜厚ばらつきによる力・ソト不足
、あるいは力、シト過剰の発生などの初期不良としての
歩留低下、経時変化あるいは後工程での熱ストレスによ
る４゛コを性不良は無くなる。

〔効　果〕

（１）　本発明によれば、レーザー処理前に被処理物の
外形検査を行ないその外形検査の結果によって、レーザ
ー照射の最適条件を選定しレーザー処理するため一カッ
ト不足およびカット過剰が無くなり、高精度加工、高信
頼度加工が達成できるという効果が得られる。

（２）上記（１）より、抵抗トリミング工程において、
抵抗値不良がなくなり、歩留りの向上かはかｈるという
結果が得られる。

（３）　上記（１）より、後工程特に、熱ストレスが加
えられる工程において抵抗基板不良がなくなり１歩留り
の向上がはかれるという効果が得られる＠以上本発明者
によってなされた発明を実施例にもとづき具体的に説明
したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく
、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であること
はいうまでもない。たとえば、被処理物の外形検査ステ
ージと・レーザー照射ステージとを兼用踵検査終了後、
ウェハーを動かすことなく同じ場所でレーザー照射を行
ってト１１ミンクを行なってもよい。すた、外形検査機
構は、光切断方式を用いたが、偏光解析方式や繰り返し
反射干渉計あるいは、ノくターン認識装置を用いてもよ
い。また、本発明しま外形（膜厚等）だけでなく、目的
に応じ被処理物の温度、硬度などの所望特性を検査し、
そσ）特性検査結果に応じてレーザー処理を行うことも
できるＯ〔利用分野〕 以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるレーザートリミング
装置技術に適用した場合について説明し７たが、それに
限定されるものではなく、レーサースクライバ−、レー
ザーマカー、レーザーマスクリペア、レーザー溶接機等
し−ザーヲ利用した処理装置技術などに適用できる。本
発明は、少なくとも、被処理物を高精度に処理加工する
条件のものには適用することができる・

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例によるレーザー処理装置の
概要を示すブロック図である。 第２図は、同じく全体構成を示す概略図である。 第３図は、同じく処理手順を示すフローテヤトである。 第４図は、同じくパーツハンドラの要部を示す断面図で
ある。 第５図は、被処理物である膜抵抗体の形成された配線基
板の加工後の平面図である。 １・・、膜抵抗体、２・・・外形検査機構、３・・・レ
ーザー光、４・・レーザー機構、５・・・検査機構、６
・・・配線基板、７・・・パーツハンドラ、８・・・端
末機、９・・・制御用ＣＰＵ、１０・・・プローブ、ｉ
ｏａ・１０ｂ・・・プローブ端子、ｌｌａ・ｌｌｂ・・
・配線電極、１２・・・レーザー調整装置、１３・・・
ビーム径調整装置、１４・・・超音波Ｑスイッチ周波数
調整装置％　１５・・・ビームポジショナ移動速度調整
装置、１６・・・レーザー発生器、１７・・・ビームポ
ジショナ、１８◆１９・・・ミラー、２０・・・集光レ
ンズ、２１・・・搬送台、２２・・・エアー噴出口、２
３・・・エアー、２４・・・外形検査領　−域（レーザ
ー照射領域）、２５・・・抑圧板、２６・・・ストッパ
ー。 第　３　図 第　４　図 第　５　図 ／　／

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １６　被処理物の所望特性を検査する検査機構と、前記
   検査機構から発せられる所望特性の検査結果情報に応じ
   てレーザー処理機能を制御するレーザー制御ｔＩ機構と
   、該レーザー制御機構に制御されてレーザー光を被処理
   物の少なくとも一部に照射するレーザー発生機構とを具
   備することを特徴とするレーザー処理装置。