JP2004306101A - Apparatus and method for laser beam machining - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser beam machining apparatus which can select two or more works at a time among many aligned works to be processed and selectively apply machining, which improves work efficiency on the workpieces and can shorten the processing time, while simplifying the apparatus, keeping a minimum spot diameter small even in the case of a pitch change in a number of aligned works and without deterioration of quality of the spot. <P>SOLUTION: The apparatus comprises a laser beam source 14, a stage 10 movably carrying the workpiece 1 on it, an optical system 9 to diverge the laser beam emitted from the laser beam source 14 into a plurality of beams, and then to converge them to irradiate the workpiece 1, a shutter 6 capable of opening and closing to each optical pass of a plurality of diverged laser beams 12, 13, and beam shifting means 7, 8 which can shift a plurality of diverged laser beams 12, 13 in a relatively independent manner and adjust the irradiation point of the laser beams 12, 13. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ加工装置及びレーザ加工方法に関し、より詳しくは、半導体基板上に形成されたヒューズをレーザビームにより切断する加工などを行うレーザ加工装置及びレーザ加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のレーザ加工装置は、レーザ光源からのレーザビームを集光して、被加工物に照射し、被加工物を加工する。複数の被加工物に対しては、一つのレーザ光源について複数の被加工物を載置したステージを移動させて複数の被加工物を一つずつ順次加工している。
【0003】
メモリデバイスの不良ビットの救済を例に挙げると、メモリデバイスでは、メモリセルの一部に不良が発生することが予め想定され、不良部分を正常な予備のメモリセルに切り換えるためのヒューズを備えている。従来の技術では、レーザ加工装置を用いてこれらのヒューズを選択的に、かつ一本ずつ切断していた。
【0004】
半導体デバイスで使用される、電圧調整のためのヒューズ、またロジックデバイスでのプログラミング用ヒューズについても同様である。
【0005】
ところで、デバイス内のヒューズの本数は、例えばメモリデバイスでは、記憶容量の増大につれて急速に増加しており、ヒューズを一本ずつ切断する従来の方法では、切断処理の時間が増加し、デバイスコストの増加に繋がっている。
【0006】
従って、最近では、処理能力を上げるため、複数のレーザ光源を用いた加工装置や、一つのレーザ光源から出射した一つのレーザビームを分岐し、2つのレーザビームを形成して用いる加工装置などが以下の特許文献1乃至4に記載されている。
【0007】
【特許文献1】
特開平4−67654号公報
【特許文献2】
特開平11−104863号公報
【特許文献3】
特開平11−245073号公報
【特許文献4】
特開平2−137682号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1乃至3に記載の加工装置では、複数のレーザ光源を有するため、装置が大型化する傾向があり、装置のコストもかかってしまう。
【0009】
これに比較して、特許文献4に記載の加工装置では、一つのレーザ光源のみを用いているものの、2つのレーザビームを同時照射する際にレーザビーム相互の間隔の調整が難しく、多数並ぶ被加工物のピッチの変化に対して迅速に対応することが難しい。
【0010】
また、ヒューズ数の増大に伴って、デバイス上に置かれるヒューズの間隔が狭められつつあるが、この際に、照射範囲を確保するためスポット径をある程度大きくしておく必要が有り、最小スポット径を小さく保つことが難しい。また、この場合、複数のレーザビーム間の間隔を小さくすることが難しいため、レーザビームのエネルギ分布がガウス分布からずれ易くなり、スポットの品質を落とす結果となる。
【0011】
本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて創作されたものであり、装置の簡略化を図りつつ、多数並ぶ被加工物のピッチの変化に対しても、最小スポット径を小さく保ち、かつスポットの品質を落とすことなく、多数並ぶ被加工物のうちから同時に2以上ずつ選び、選択的に加工することを可能とし、被加工物の加工効率を上げて加工時間を短縮することができるレーザ加工装置及びレーザ加工方法を提供するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、レーザ加工装置に係り、レーザ光源と、被加工物を載置して移動可能なステージと、前記レーザ光源から出射したレーザビームを複数に分岐した後、集光して前記被加工物に照射する光学系と、前記分岐された複数のレーザビームのそれぞれの光路に対して開閉が可能なシャッタと、前記分岐された複数のレーザビームを相互に独立に移動させ、前記レーザビームの照射位置を調整し得るビーム移動手段とを有することを特徴とし、
請求項2記載の発明は、請求項1記載のレーザ加工装置に係り、一方向に間隔を置いて複数配列された前記ステージ上の被加工物に対して、前記ステージが前記配列方向に沿って移動するように調整されており、前記被加工物の配列方向と間隔に合わせて前記複数のレーザビームの照射位置が調整されていることを特徴とし、
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載のレーザ加工装置に係り、前記複数のレーザビームの光路のうちすべてに又は一部に、偏光切換え素子を備えたことを特徴とし、
請求項4記載の発明は、請求項1乃至3の何れか一に記載のレーザ加工装置に係り、前記複数のレーザビームの照射間隔の調整範囲が50μm以下であることを特徴とし、
請求項5記載の発明は、レーザ加工方法に係り、レーザ光源と、被加工物を載置して移動可能なステージと、前記レーザ光源からのレーザビームを複数に分岐した後、集光して前記被加工物に照射する光学系と、前記分岐された複数のレーザビームのそれぞれの光路に対して開閉が可能なシャッタと、前記分岐された複数のレーザビームを相互に独立に移動させ、前記レーザビームの照射位置を調整し得るビーム移動手段とを有するレーザ加工装置を用いて、前記ステージ上の被加工物に対して、前記ビーム移動手段により前記レーザビームの照射位置を調整し、複数の被加工物のうちから同時に2以上選び、前記シャッタを開閉させることにより選択的に加工するとともに、前記ステージを移動させて前記複数の被加工物を順次加工することを特徴とし、
請求項6記載の発明は、請求項5記載のレーザ加工方法に係り、一方向に間隔を置いて複数配列された前記ステージ上の被加工物に対して、前記ステージを前記配列方向に沿って移動するように調整し、前記被加工物の配列方向と間隔に合わせて前記1つ以上のレーザビームの照射位置を調整することを特徴とし、
請求項7記載の発明は、請求項5又は6記載のレーザ加工方法に係り、前記複数のレーザビームの光路のうちすべてに又は一部に、偏光切換え素子を備え、前記偏光切換え素子によるレーザビームの偏光方向を前記被加工物に合わせて調整することを特徴とし、
請求項8記載の発明は、請求項5乃至7の何れか一に記載のレーザ加工方法に係り、前記被加工物が半導体デバイス上に形成されたヒューズであることを特徴としている。
【0013】
以下に、上記本発明の構成により奏される作用を説明する。
【0014】
本発明のレーザ加工装置では、レーザ光源からのレーザビームを複数に分岐した後、集光して被加工物に照射する光学系を有している。従って、一つのレーザ光源で複数のレーザビームを照射し得るため、装置の簡略化をはかりつつ、2以上の被加工物を同時に加工することが可能である。これにより、加工効率の向上を図ることができる。
【0015】
また、分岐された複数のレーザビームのうち、少なくとも1つのレーザビームの照射位置をそれぞれ独立に調整し得るビーム移動手段を有している。従って、多数並ぶ被加工物のピッチの変化に対しても、少なくとも1以上のレーザビームの照射位置を変えることにより、同時加工する被加工物相互への照射位置を正確に合わせることができるため、最小スポット径を小さく保ち、かつスポット品質を落とすことなく、複数の被加工物の配列方向と間隔に合わせて2以上の被加工物を同時に加工することが可能となる。
【0016】
さらに、分岐された複数のレーザビームのそれぞれの光路に対して開閉が可能なシャッタを備えているため、2以上の被加工物を同時に選び、かつ対象となる2以上の被加工物のうちから加工すべき被加工物を選択して加工することが可能となる。
【0017】
さらに、複数の被加工物を載置したステージを移動させることにより、ステージ上の全部の被加工物に対して、順次かつ迅速に加工を行うことができる。
【0018】
また、複数のレーザビームの光路のうちすべてに又は一部に偏光切り換え素子を有している。従って、被加工物が切断し易い方向に合わせて、例えば細長いヒューズの場合ヒューズの長手方向に対して切断しやすい方向に合わせてレーザビームの偏光方向を切り換えることにより、レーザビームのエネルギを集中させることができるため、切断を効率よく行うことができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【0020】
(第1の実施の形態)
(レーザ加工装置の構成)
まず、この発明の第1の実施の形態であるレーザ加工装置の構成について図面を参照して説明する。
【0021】
図1は、第1の実施の形態に係るレーザ加工装置の構成について示す模式図である。
【0022】
そのレーザ加工装置は、図1に示すように、一つのレーザ光源14と、一本のレーザビームを2本に分岐するハーフミラーからなるビームスプリッタ5と、2本のレーザビームのうち一つのレーザビーム(主レーザビームとなる。)とは独立に他のレーザビーム(副レーザビームとなる。)をX方向に走査するXガルバノミラー(ビーム移動手段)7と、同じく一つのレーザビームとは独立に他のレーザビームをY方向に走査するYガルバノミラー(ビーム移動手段)8と、各レーザビームの光路を開閉するシャッタ6と、2本のレーザビームを集光する集光レンズ9と、被加工物である、例えば複数のヒューズ1が形成された半導体基板2を載置して、X、Y方向に移動させるX−Yステージ10とを備えている。
【0023】
なお、図1中、他の符号4はレーザビームの光路中に設置された全反射ミラー、11は半導体基板2をX−Yステージ10に固定する基板チャック、12、13はそれぞれ、集光レンズ9から出射する主レーザビーム、及び副レーザビームである。
【0024】
このようなレーザ加工装置では、半導体基板2上に配列され、予めその位置がわかっているヒューズ1の配列に対して、X−Yステージ10を一定速度で移動させながら、電気的試験の結果得られた切断すべきヒューズ1のデータに従って、ステージの位置と切断すべきヒューズ1の位置が一致する箇所でレーザパルスを発振し、ヒューズ1を切断する。或いは、分岐した2つのレーザビームの光路をともに遮断し、何れのヒューズ1も加工しないようにすることもできる。
【0025】
この実施の形態では、主レーザビーム12と副レーザビーム13を切断すべきヒューズ1の配列の最小間隔に予め自動調整し、同時に2本のヒューズ1を切断可能としたものである。但し、隣り合うヒューズ1の片方のみ切断されるべくデータが与えられた箇所では、上記シャッタ6を閉じることにより、副レーザビーム13を遮り、主レーザビーム12だけを照射することができる。これにより、同時に2本のヒューズを選び、それらのうちから選択されたものだけを加工することができる。
【0026】
主レーザビーム12と副レーザビーム13との位置関係は、以下のようにして調整される。即ち、図1に示すように、一つのレーザビームをX、Y方向に走査し、半導体基板上のレーザビームの照射位置を調整し得る2つのX、Yガルバノミラー7、8により副レーザビーム13の位置を調整する。例えば、ヒューズ1の配列が、図3のように、X方向であれば、Xガルバノミラー7により副レーザビーム13の照射位置を調整して主レーザビーム12と副レーザビーム13とを、X方向で切断されるべきヒューズ1の最小距離に調整する。さらに、主レーザビーム12をヒューズ1の中心部に位置合わせした後、Yガルバノミラー8により副レーザビーム13をヒューズ1の中心部に位置合わせする。
【0027】
この実施の形態のレーザ加工装置においては、上記の、ガルバノミラー7、8の調整によるレーザビームの照射位置合わせ、レーザ光源14の発振のオン/オフ及びシャッタ6の開閉動作を含むレーザ照射の動作、及びX−Yステージ10の移動などをコンピュータ制御により行なわせることができる。
【0028】
レーザ加工装置の処理速度は、上記X−Yステージの移動速度に依存する。ところで、従来のように一つのレーザビームで加工する場合、その移動速度は式(1)で与えられる。

Figure 2004306101
一方、この実施の形態では、2本のレーザビーム12、13を用いて2本のヒューズ1を同時に加工し得るため、最小照射時間は従来(図4)の2倍となり、処理速度も2倍となる。例えば、レーザの発振周波数が10kHzであり、最小切断ヒューズ間隔が5μmのとき、従来の処理速度は50mm/秒となるが、この実施の形態では、100mm/秒となる。
【0029】
現在の半導体デバイスにおけるヒューズ1の間隔dは、2μmから10μmが一般的であり、上記2つのレーザビーム12、13の間隔は最大でもその数倍を見込めばよく、間隔の最大調整可能範囲は50μmで十分となる。この実施の形態では、微小な光軸調整しか必要としないため、ガルバノミラー7、8の角度変化も微小となる。また、レーザビームの照射位置を調整可能とすることにより、ヒューズ1に対する正確な位置合わせが可能となり、照射範囲を最大限絞っても確実にヒューズ1にレーザビームを照射することができるという側面もある。このため、小径の集光レンズ9が使用でき、また、テレセントリック光学系を使用した集光レンズ9において、最小スポット径を小さく保つことが可能となる。テレセントリック光学系とは、入射ビームが角度を持っていてもレンズから出る出射ビームは垂直となるような光学系をいう。
【0030】
以上のように、本発明の第1の実施の形態に係るレーザ加工装置では、レーザ光源からのレーザビームを複数に分岐した後、集光してヒューズ1に照射する光学系を有している。従って、一つのレーザ光源で2つの主及び副レーザビーム12、13を照射し得る。装置を簡略化できるとともに、2以上のヒューズ1を同時に加工することが可能である。これにより、加工効率の向上を図ることができる。
【0031】
また、分岐された2つの主及び副レーザビーム12、13のうち、少なくとも1つのレーザビーム12又は13の照射位置をそれぞれ独立に調整し得るビーム移動手段7、8を有している。従って、多数並ぶヒューズ1のピッチの変化に対しても、少なくとも1以上のレーザビーム12、13の照射位置を変えることにより、同時加工するヒューズ1相互への照射位置を正確に合わせることができる。このため、最小スポット径を小さく保ち、かつスポット品質を落とすことなく、複数のヒューズ1の配列方向と間隔に合わせて2以上のヒューズ1を同時に加工することが可能となる。
【0032】
さらに、分岐された2つの主及び副レーザビームのそれぞれの光路に対して開閉が可能なシャッタ6を備えているため、2以上のヒューズ1を同時に選び、かつ対象となる2以上のヒューズ1のうちから加工すべきヒューズ1を選択して加工することが可能となる。
【0033】
さらに、複数のヒューズ1を載置したX−Yステージ10を移動させることにより、X−Yステージ10上の全部のヒューズ1に対して、順次かつ迅速に加工を行うことができる。
【0034】
(レーザ加工方法)
次に、上記レーザ加工装置を用いたレーザ加工方法について説明する。
【0035】
まず、図2のような、半導体チップ3の上に複数のヒューズ(被加工物)1がX方向及びY方向にそれぞれ等間隔dで配列された半導体基板2をX−Yステージ10上の基板チャック11に固定する。
【0036】
次いで、シャッタ6によりレーザビームの光路を閉じた状態で、レーザ光源14からレーザビームを発生させる。半導体基板2上でのヒューズ1の位置情報に基づいて、X、Yガルバノミラー7、8の角度を調整する。この場合、まず、X方向に間隔dで配列された第1番目及び第2番目のヒューズ1に対して位置合わせする。
【0037】
次に、シャッタ6を開けて、2分岐したレーザビームを集光レンズ9により集光させて主レーザビーム12及び副レーザビーム13を形成し、それぞれX方向に配列された第1番目及び第2番目のヒューズ1に照射する。その結果、図3に示すように、レーザパルスによる瞬時のエネルギ付与で、X方向に配列された第1番目及び第2番目のヒューズ1が切断する。なお、位置合わせからヒューズの切断までを断続的な動きの中で行なうこともできるし、ヒューズの動きを適当なスピードに設定することにより位置合わせからヒューズの切断までを連続的な動きの中で行なうこともできる。
【0038】
次いで、シャッタ6を閉じた後、X−Yステージ10をX方向に距離2dだけ移動させて、第3番目及び第4番目のヒューズ1に対して位置合わせする。
【0039】
次に、予めセットされた加工情報に基づき、第4番目のヒューズ1へのレーザビームの照射が可能なシャッタ6を開けて、レーザビームを集光レンズ9により集光させて副レーザビーム13だけを形成し、X方向に配列された第4番目のヒューズ1に照射する。所定の時間の後、図3に示すように、第4番目のヒューズ1が切断する。
【0040】
このようにして、X−Yステージ10をX方向に距離2dずつ移動させてX方向に配列されたヒューズ1に対して、図3に示すように順次レーザ加工する。
【0041】
次に、Y方向に配列されたヒューズ1に対して加工を行なう。
【0042】
まず、シャッタ6によりレーザビームの光路を閉じた状態で、レーザ光源14からレーザビームを発生させる。半導体基板2上でのヒューズ1の位置情報に基づいて、X、Yガルバノミラー7、8の角度を調整する。この場合、Y方向に間隔dで配列された第1番目及び第2番目のヒューズ1に対して位置合わせする。
【0043】
次に、シャッタ6を開けて、2分岐したレーザビームを集光レンズ9により集光させて主レーザビーム12及び副レーザビーム13を形成し、それぞれY方向に配列された第1番目及び第2番目のヒューズ1に照射する。所定の時間の後、Y方向に配列された第1番目及び第2番目のヒューズ1が溶断する。
【0044】
以降、上記と同様にして、X−Yステージ10をY方向に隣接するヒューズの間隔dの2倍の距離2dずつ移動させてY方向に配列されたヒューズ1に対して順次レーザ加工を行う。
【0045】
以上のように、この発明の第1の実施の形態のレーザ加工方法によれば、レーザ光源14からのレーザビームを複数に分岐した後、分岐したレーザビームを集光して主レーザビーム12と副レーザビーム13を形成し、それぞれヒューズ1に照射している。従って、複数のヒューズ1の同時加工が可能である。これにより、加工効率の向上を図ることができる。
【0046】
また、分岐された2本の主及び副レーザビーム12、13のうち、副レーザビーム13の照射位置を調整し、主及び副レーザビーム12、13をそれぞれ隣接するヒューズ1の位置に位置合わせしている。従って、多数並ぶヒューズ1のピッチの変化に対しても、同時加工するヒューズ1相互への照射位置を正確に合わせることができる。このため、最小スポット径を小さく保ったまま、2つのヒューズ1に対して、同時に加工することが可能となる。
【0047】
さらに、分岐された2つのレーザビームのそれぞれの光路に対して開閉が可能なシャッタ6を備えているため、隣接する2つのヒューズ1を同時に選び、かつ対象となる2つのヒューズのうちから加工すべきヒューズを選択して加工し、或いはともに加工しないようにすることが可能となる。
【0048】
さらに、複数のヒューズ1が形成された半導体基板2を載置したステージ10を所定のインタバルdx又はdyずつ移動させることにより、半導体基板2上の全部のヒューズ1に対して、順次かつ迅速に行うことができる。
【0049】
(第2の実施の形態)
(レーザ加工装置)
図5は、第2の実施の形態に係るレーザ加工装置の構成を示す模式図である。
【0050】
そのレーザ加工装置は、図5に示すように、第1の実施の形態のレーザ加工装置に偏光切り換え素子16を追加したものである。レーザ光源14からの光を円偏光板15で、一旦、円偏光に変更したあと、2分岐したレーザビームの光路のそれぞれに挿入した偏光切換え素子16により、各レーザビームを自由な方向に偏光可能となっている。
【0051】
ヒューズ1の方向とレーザビームの偏光方向を平行にすることにより、レーザビームのエネルギを集中させて微細化するヒューズ1の切断をより確実に行うことができる場合がある。このような場合に、第2の実施の形態に係るレーザ加工装置は有用である。
【0052】
また、半導体デバイスによっては、偏光方向をヒューズ1に垂直又は斜めにした場合に良好な切断が可能となる場合もある。また、ヒューズ1の長手方向がX、Y両方向に配置されている場合、一方のレーザビームの偏光をX方向に、もう一方をY方向に合わせ、各レーザビームをヒューズ1の方向に合わせて選択して使用すれば、両方向のヒューズ1を効率良く切断することが可能となる。
【0053】
以上のように、この発明の第2の実施の形態のレーザ加工装置によれば、偏光切り換え素子16を備えているので、ヒューズ1が切断し易い方向に各レーザビームの偏光方向を合わせて照射することにより、レーザビームのエネルギを集中させて各方向のヒューズ1に対して効率良く切断を行なうことが可能となる。
【0054】
(レーザ加工方法)
次に、この発明の第2の実施の形態に係るレーザ加工装置を用いたレーザ加工方法について図5を参照して説明する。
【0055】
まず、図5に示すX−Yステージ10上の基板チャック11に半導体基板2を固定する。
【0056】
最初に、X方向に間隔dで配列されたヒューズ1に対して加工を行なう。この場合、シャッタ6によりレーザビームの光路を閉じた状態で、レーザ光源14からレーザビームを発生させる。半導体基板2上でのヒューズ1の位置情報に基づいて、X、Yガルバノミラー7、8の角度を調整する。この場合、まず、X方向に間隔dで配列された第1番目及び第2番目のヒューズ1に対して位置合わせする。
【0057】
次に、シャッタ6を開ける。この場合、レーザビームは円偏光素子15により円偏光されたのち、全反射ミラー4により反射されてビームスプリッタ5に入射する。2分岐したレーザビームのうち、一方は偏光切換え素子16及び集光レンズ9を順に透過し、主レーザビーム12を形成する。他方は、偏光切換え素子16を透過し、全反射ミラー4により反射されてX、Yガルバノミラー7、8に順次入射する。X、Yガルバノミラー7、8を透過したレーザビームは照射位置が調整されて集光レンズ9を透過し、副レーザビーム13を形成する。偏光切換え素子16により、例えば細長いヒューズ1の場合ヒューズ1の長手方向に対して切断しやすい方向に主及び副レーザビーム12、13の偏光方向を合わせる。この場合、加工すべきヒューズ1はすべてX方向に配列されているので、主及び副レーザビーム12、13について同じ偏光方向に設定する。
【0058】
このようにして形成した主及び副レーザビーム12、13をX方向に配列された第1番目及び第2番目のヒューズ1に照射する。所定の時間の後、X方向に配列された第1番目及び第2番目のヒューズ1が溶断する。
【0059】
次いで、シャッタ6を閉じた後、X−Yステージ10をX方向にヒューズの隣接間隔dの2倍の距離2dだけ移動させて、第3番目及び第4番目のヒューズ1に対して位置合わせし、第1の実施の形態と同様にしてレーザ加工を行なう。
【0060】
このようにして、X−Yステージ10をX方向に距離2dずつ移動させて、X方向に配列されたヒューズ1に対して順次、同時に2つずつ隣接ヒューズ1を選び、それらに対して選択的に加工する。
【0061】
次に、Y方向に間隔dで配列されたヒューズ1に対して加工を行なう。まず、X方向に配列されたヒューズ1に対して加工を行なった場合と同様にして、Y方向に間隔dで配列された第1番目及び第2番目のヒューズ1に対して位置合わせする。
【0062】
次に、X方向に配列されたヒューズ1に対して加工を行なった場合と同様にして、偏光切換え素子16により、ヒューズ1が切断し易い方向に合わせて主及び副レーザビーム12、13の偏光方向を設定する。この場合、加工すべきヒューズ1はすべてY方向に配列されているので、X方向に配列されたヒューズ1に対して加工を行なった場合に対して例えば直交する方向に主及び副レーザビーム12、13の偏光方向を設定する。かつ、ここで、加工対象とすべきヒューズ1はすべてY方向に配列されているので、主及び副レーザビーム12、13について同じ偏光方向に設定する。このようにして形成した主及び副レーザビーム12、13をY方向に配列された第1番目及び第2番目のヒューズ1に照射する。所定の時間の後、Y方向に配列された第1番目及び第2番目のヒューズ1が溶断する。
【0063】
以降、上記と同様にして、X−Yステージ10をY方向に距離2dずつ移動させて、Y方向に配列されたヒューズ1に対して順次、同時に2つずつ隣接ヒューズ1を選び、それらに対して選択的にレーザ加工を行う。
【0064】
以上のように、第2の実施の形態のレーザ加工方法によれば、ヒューズ1が切断し易い方向に合わせてレーザビーム12、13の偏光方向を切り換えている。このため、レーザビーム12、13のエネルギを集中させることができるので、ヒューズ1の切断を効率よく行うことができる。
【0065】
以上、実施の形態によりこの発明を詳細に説明したが、この発明の範囲は上記実施の形態に具体的に示した例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の上記実施の形態の変更はこの発明の範囲に含まれる。
【0066】
例えば、上記実施の形態では、レーザビーム12、13を2分岐としたが、一つのレーザビームをN分岐し、N本のレーザビームを用いてN本のヒューズを同時切断できるようにした場合、最大N倍の処理速度が実現できる。
【0067】
また、ビーム移動手段7、8としては、この実施の形態で示したミラーの回転によるガルバノミラーの他、ミラーを直線移動してビーム位置を調整する機構を採用することもできる。
【0068】
また、副レーザビーム13の光路において、2つのX、Yガルバノミラー7、8を設けているが、主レーザビーム12及び副レーザビーム13の少なくとも何れか一の光路に設ければよい。
【0069】
また、ガルバノミラー7、8によるレーザビームの照射位置の調整をレーザ加工を始める前に予め行なっているが、多数並んだ被加工物のピッチが不規則な場合、X−Yステージ10を移動させつつ、次の加工対象物に対して、ガルバノミラー7、8によるレーザビームの照射位置の調整を行なうことも可能である。
【0070】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、レーザ光源からのレーザビームを複数に分岐した後、集光して被加工物に照射する光学系を有している。従って、一つのレーザ光源で複数のレーザビームを形成することができるため、装置の簡略化を図りつつ、2以上の被加工物を同時に加工することが可能である。これにより、加工効率の向上を図ることができ、スポット品質も向上する。
【0071】
また、分岐された複数のレーザビームのうち、少なくとも1つのレーザビームの照射位置をそれぞれ独立に調整し得るビーム移動手段を有している。従って、多数並ぶ被加工物のピッチの変化に対しても、同時加工する被加工物相互への照射位置を正確に合わせることができるため、最小スポット径を小さく保ったまま、複数の被加工物の配列方向と間隔に合わせて2以上の被加工物を同時に加工することが可能となる。
【0072】
さらに、分岐された複数のレーザビームのそれぞれの光路に対して開閉が可能なシャッタを備えているため、2以上の被加工物を同時に選び、かつ対象となる2以上の被加工物のうちから加工すべき被加工物を選択して加工することが可能となる。
【0073】
さらに、複数の被加工物を載置したステージを移動させることにより、ステージ上の全部の被加工物に対して、順次かつ迅速に加工を行うことができる。
【0074】
また、複数のレーザビームの光路のうちすべてに又は一部に偏光切り換え素子を有している。従って、被加工物が切断し易い方向に合わせて、例えば細長いヒューズの場合ヒューズの長手方向に対して切断しやすい方向に合わせてレーザビームの偏光方向を切り換えることにより、レーザビームのエネルギを集中させることができるため、切断を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態であるレーザ加工装置の構成を示す模式図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態であるレーザ加工装置によるレーザ加工方法に用いられる、半導体装置に形成されたヒューズの配置を示す平面図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態であるレーザ加工装置によるレーザ加工方法を示す平面図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態に対する比較例であるレーザ加工方法を示す平面図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態であるレーザ加工装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
1 ヒューズパターン
2 ウエハ(半導体基板)
3 半導体チップ
4 全反射ミラー
5 ビームスプリッタ(ハーフミラー)
6 シャッタ
7 Xガルバノミラー(ビーム移動手段)
8 Yガルバノミラー(ビーム移動手段)
9 集光レンズ
10 X−Yステージ
11 基板チャック
12 主レーザビーム
13 副レーザビーム
14 レーザ光源
15 円偏光板
16 偏光子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser processing apparatus and a laser processing method, and more particularly to a laser processing apparatus and a laser processing method for performing a process of cutting a fuse formed on a semiconductor substrate with a laser beam.
[0002]
[Prior art]
A conventional laser processing apparatus collects a laser beam from a laser light source, irradiates the workpiece, and processes the workpiece. For a plurality of workpieces, a stage on which the plurality of workpieces are placed is moved with respect to one laser light source, and the plurality of workpieces are sequentially processed one by one.
[0003]
Taking relief of defective bits in a memory device as an example, a memory device is assumed to have a defect in a part of a memory cell in advance, and includes a fuse for switching the defective part to a normal spare memory cell. Yes. In the conventional technique, these fuses are selectively cut one by one using a laser processing apparatus.
[0004]
The same applies to a fuse for voltage adjustment used in a semiconductor device and a programming fuse in a logic device.
[0005]
By the way, the number of fuses in the device is rapidly increasing as the storage capacity is increased, for example, in a memory device. In the conventional method of cutting fuses one by one, the time for the cutting process is increased, and the device cost is reduced. This has led to an increase.
[0006]
Therefore, recently, in order to increase the processing capability, there are a processing apparatus using a plurality of laser light sources, a processing apparatus using one laser beam emitted from one laser light source and forming two laser beams. It is described in the following Patent Documents 1 to 4.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 4-67654
[Patent Document 2]
JP-A-11-104863
[Patent Document 3]
JP-A-11-245073
[Patent Document 4]
JP-A-2-137682
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the processing apparatuses described in Patent Documents 1 to 3 have a plurality of laser light sources, the apparatus tends to increase in size and the cost of the apparatus also increases.
[0009]
In contrast, the processing apparatus described in Patent Document 4 uses only one laser light source, but when simultaneously irradiating two laser beams, it is difficult to adjust the distance between the laser beams, and a large number of objects are aligned. It is difficult to respond quickly to changes in the pitch of the workpiece.
[0010]
Also, as the number of fuses increases, the interval between fuses placed on the device is becoming narrower. At this time, the spot diameter needs to be increased to some extent in order to secure the irradiation range, and the minimum spot diameter Is difficult to keep small. In this case, since it is difficult to reduce the interval between the plurality of laser beams, the energy distribution of the laser beam is likely to deviate from the Gaussian distribution, resulting in a decrease in spot quality.
[0011]
The present invention was created in view of the problems of the above-described conventional example, and while keeping the apparatus simple, the minimum spot diameter is kept small even with respect to a change in the pitch of a large number of workpieces lined up, In addition, two or more workpieces can be selected simultaneously from a large number of workpieces without degrading the spot quality, and can be selectively machined, increasing the workpiece machining efficiency and reducing the machining time. A laser processing apparatus and a laser processing method are provided.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, a first aspect of the present invention relates to a laser processing apparatus, and includes a laser light source, a stage on which a workpiece is placed and movable, and a plurality of laser beams emitted from the laser light source. An optical system for condensing and irradiating the workpiece after branching, a shutter that can be opened and closed with respect to each optical path of the plurality of branched laser beams, and the plurality of branched laser beams. Beam moving means capable of moving independently of each other and adjusting the irradiation position of the laser beam,
According to a second aspect of the present invention, there is provided the laser processing apparatus according to the first aspect, wherein the stage is arranged along the arrangement direction with respect to the workpieces on the stage which are arranged in a single direction at intervals. It is adjusted to move, the irradiation position of the plurality of laser beams is adjusted according to the arrangement direction and the interval of the workpieces,
The invention according to claim 3 relates to the laser processing apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that a polarization switching element is provided in all or part of the optical path of the plurality of laser beams,
Invention of Claim 4 is related with the laser processing apparatus as described in any one of Claim 1 thru | or 3, The adjustment range of the irradiation interval of these laser beams is 50 micrometers or less,
The invention according to claim 5 relates to a laser processing method, wherein a laser light source, a stage on which a workpiece is placed and movable, and a laser beam from the laser light source are branched into a plurality of light beams and then condensed. An optical system for irradiating the workpiece, a shutter that can be opened and closed with respect to each optical path of the plurality of branched laser beams, and the plurality of branched laser beams are moved independently of each other, A laser processing apparatus having a beam moving means capable of adjusting an irradiation position of the laser beam, the irradiation position of the laser beam is adjusted by the beam moving means on the workpiece on the stage, and Select two or more workpieces simultaneously, selectively open and close the shutter, and move the stage to sequentially process the plurality of workpieces. The features,
A sixth aspect of the present invention relates to the laser processing method according to the fifth aspect of the present invention, wherein the stage is moved along the arrangement direction with respect to the workpieces on the stage which are arranged in a single direction at intervals. Adjusting to move, adjusting the irradiation position of the one or more laser beams according to the arrangement direction and interval of the workpieces,
A seventh aspect of the present invention relates to the laser processing method according to the fifth or sixth aspect, wherein a polarization switching element is provided in all or a part of an optical path of the plurality of laser beams, and the laser beam by the polarization switching element is provided. Characterized by adjusting the polarization direction according to the workpiece,
An eighth aspect of the invention relates to the laser processing method according to any one of the fifth to seventh aspects, wherein the workpiece is a fuse formed on a semiconductor device.
[0013]
Below, the effect | action show | played by the structure of the said invention is demonstrated.
[0014]
The laser processing apparatus of the present invention has an optical system that divides a laser beam from a laser light source into a plurality of beams and then collects and irradiates the workpiece. Accordingly, since a plurality of laser beams can be irradiated with one laser light source, it is possible to simultaneously process two or more workpieces while simplifying the apparatus. Thereby, improvement of processing efficiency can be aimed at.
[0015]
Moreover, it has a beam moving means capable of independently adjusting the irradiation position of at least one laser beam among the plurality of branched laser beams. Therefore, even with respect to a change in the pitch of a large number of workpieces arranged, by changing the irradiation position of at least one laser beam, the irradiation positions on the workpieces to be simultaneously processed can be accurately adjusted. It is possible to process two or more workpieces at the same time in accordance with the arrangement direction and intervals of the plurality of workpieces while keeping the minimum spot diameter small and reducing the spot quality.
[0016]
Furthermore, since a shutter that can be opened and closed with respect to each of the optical paths of the plurality of branched laser beams is provided, two or more workpieces can be selected at the same time and the target two or more workpieces can be selected. It becomes possible to select and process a workpiece to be processed.
[0017]
Furthermore, by moving the stage on which a plurality of workpieces are placed, all the workpieces on the stage can be processed sequentially and quickly.
[0018]
In addition, polarization switching elements are provided in all or part of the optical paths of the plurality of laser beams. Therefore, the energy of the laser beam is concentrated by switching the polarization direction of the laser beam in accordance with the direction in which the workpiece is easily cut, for example, in the case of an elongated fuse, in accordance with the direction in which the workpiece is easily cut with respect to the longitudinal direction of the fuse. Therefore, cutting can be performed efficiently.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0020]
(First embodiment)
(Configuration of laser processing equipment)
First, the structure of the laser processing apparatus which is the 1st Embodiment of this invention is demonstrated with reference to drawings.
[0021]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the laser processing apparatus according to the first embodiment.
[0022]
As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus includes one laser light source 14, a beam splitter 5 composed of a half mirror that divides one laser beam into two, and one laser of the two laser beams. An X galvanometer mirror (beam moving means) 7 that scans another laser beam (sub laser beam) in the X direction independently of the beam (main laser beam) and the same laser beam. In addition, a Y galvanometer mirror (beam moving means) 8 that scans another laser beam in the Y direction, a shutter 6 that opens and closes the optical path of each laser beam, a condensing lens 9 that condenses the two laser beams, and a target For example, a semiconductor substrate 2 on which a plurality of fuses 1 are formed, which is a workpiece, is placed and moved in the X and Y directions.
[0023]
In FIG. 1, the other reference numeral 4 is a total reflection mirror installed in the optical path of the laser beam, 11 is a substrate chuck for fixing the semiconductor substrate 2 to the XY stage 10, and 12 and 13 are condenser lenses, respectively. 9 shows a main laser beam and a sub laser beam emitted from 9.
[0024]
In such a laser processing apparatus, the result of the electrical test is obtained while moving the XY stage 10 at a constant speed with respect to the array of fuses 1 which are arranged on the semiconductor substrate 2 and whose positions are known in advance. According to the data of the fuse 1 to be cut, a laser pulse is oscillated at a position where the position of the stage coincides with the position of the fuse 1 to be cut, and the fuse 1 is cut. Alternatively, the optical paths of the two branched laser beams can be blocked so that neither fuse 1 is processed.
[0025]
In this embodiment, the main laser beam 12 and the sub laser beam 13 are automatically adjusted in advance to the minimum interval of the fuse 1 array to be cut, and two fuses 1 can be cut simultaneously. However, at a location where data is given to cut only one of the adjacent fuses 1, the sub laser beam 13 can be blocked and only the main laser beam 12 can be irradiated by closing the shutter 6. As a result, two fuses can be selected at the same time and only one selected from them can be processed.
[0026]
The positional relationship between the main laser beam 12 and the sub laser beam 13 is adjusted as follows. That is, as shown in FIG. 1, the sub laser beam 13 is scanned by two X and Y galvanometer mirrors 7 and 8 which can scan one laser beam in the X and Y directions and adjust the irradiation position of the laser beam on the semiconductor substrate. Adjust the position. For example, if the arrangement of the fuses 1 is in the X direction as shown in FIG. 3, the irradiation position of the sub laser beam 13 is adjusted by the X galvanometer mirror 7 to change the main laser beam 12 and the sub laser beam 13 into the X direction. To adjust the minimum distance of the fuse 1 to be cut. Further, after the main laser beam 12 is aligned with the center portion of the fuse 1, the sub laser beam 13 is aligned with the center portion of the fuse 1 by the Y galvanometer mirror 8.
[0027]
In the laser processing apparatus of this embodiment, the laser irradiation operation including the laser beam irradiation position adjustment by adjusting the galvanometer mirrors 7 and 8, the oscillation on / off of the laser light source 14, and the shutter 6 opening / closing operation. , And movement of the XY stage 10 can be performed by computer control.
[0028]
The processing speed of the laser processing apparatus depends on the moving speed of the XY stage. By the way, when processing with a single laser beam as in the prior art, the moving speed is given by equation (1).
Figure 2004306101
On the other hand, in this embodiment, since the two fuses 1 can be simultaneously processed using the two laser beams 12 and 13, the minimum irradiation time is twice that of the conventional method (FIG. 4) and the processing speed is also twice. It becomes. For example, when the laser oscillation frequency is 10 kHz and the minimum cut fuse interval is 5 μm, the conventional processing speed is 50 mm / second, but in this embodiment, it is 100 mm / second.
[0029]
The distance d between the fuses 1 in a current semiconductor device is generally 2 μm to 10 μm. The distance between the two laser beams 12 and 13 should be several times at most, and the maximum adjustable range is 50 μm. Is enough. In this embodiment, since only a minute optical axis adjustment is required, the angle change of the galvanometer mirrors 7 and 8 is also minute. Further, by making it possible to adjust the irradiation position of the laser beam, accurate alignment with the fuse 1 is possible, and the laser beam can be reliably irradiated to the fuse 1 even if the irradiation range is reduced to the maximum. is there. For this reason, a small diameter condensing lens 9 can be used, and the minimum spot diameter can be kept small in the condensing lens 9 using a telecentric optical system. A telecentric optical system refers to an optical system in which an outgoing beam emitted from a lens is vertical even if an incident beam has an angle.
[0030]
As described above, the laser processing apparatus according to the first embodiment of the present invention has the optical system that divides the laser beam from the laser light source into a plurality of beams and then collects and irradiates the fuse 1. . Accordingly, the two main and sub laser beams 12 and 13 can be irradiated with one laser light source. The apparatus can be simplified and two or more fuses 1 can be processed simultaneously. Thereby, improvement of processing efficiency can be aimed at.
[0031]
Further, beam moving means 7 and 8 capable of independently adjusting the irradiation position of at least one laser beam 12 or 13 out of the two branched main and sub laser beams 12 and 13 are provided. Therefore, even with respect to a change in the pitch of the fuses 1 arranged in a large number, by changing the irradiation position of at least one or more laser beams 12 and 13, it is possible to accurately match the irradiation positions of the fuses 1 to be simultaneously processed. For this reason, two or more fuses 1 can be simultaneously processed in accordance with the arrangement direction and interval of the plurality of fuses 1 without keeping the minimum spot diameter small and degrading the spot quality.
[0032]
Furthermore, since the shutter 6 that can be opened and closed with respect to the respective optical paths of the two branched main and sub laser beams is provided, two or more fuses 1 are selected at the same time, and two or more fuses 1 to be targeted are selected. It becomes possible to select and process the fuse 1 to be processed.
[0033]
Further, by moving the XY stage 10 on which a plurality of fuses 1 are mounted, all the fuses 1 on the XY stage 10 can be processed sequentially and rapidly.
[0034]
(Laser processing method)
Next, a laser processing method using the laser processing apparatus will be described.
[0035]
First, as shown in FIG. 2, a semiconductor substrate 2 in which a plurality of fuses (workpieces) 1 are arranged on the semiconductor chip 3 at equal intervals d in the X direction and the Y direction is a substrate on the XY stage 10. Fix to the chuck 11.
[0036]
Next, a laser beam is generated from the laser light source 14 in a state where the optical path of the laser beam is closed by the shutter 6. The angles of the X and Y galvanometer mirrors 7 and 8 are adjusted based on the position information of the fuse 1 on the semiconductor substrate 2. In this case, first, alignment is performed with respect to the first and second fuses 1 arranged in the X direction at intervals d.
[0037]
Next, the shutter 6 is opened, and the two branched laser beams are condensed by the condensing lens 9 to form the main laser beam 12 and the sub laser beam 13, and the first and second lasers arranged in the X direction, respectively. The second fuse 1 is irradiated. As a result, as shown in FIG. 3, the first and second fuses 1 arranged in the X direction are cut by instantaneous energy application by the laser pulse. Note that the process from alignment to fuse cutting can be performed in an intermittent movement, or by setting the fuse movement to an appropriate speed, the process from alignment to fuse cutting can be performed in a continuous movement. It can also be done.
[0038]
Next, after closing the shutter 6, the XY stage 10 is moved by a distance 2d in the X direction to align with the third and fourth fuses 1.
[0039]
Next, based on processing information set in advance, the shutter 6 capable of irradiating the fourth fuse 1 with the laser beam is opened, and the laser beam is condensed by the condenser lens 9 so that only the sub laser beam 13 is collected. And irradiating the fourth fuses 1 arranged in the X direction. After a predetermined time, the fourth fuse 1 is cut as shown in FIG.
[0040]
In this manner, the XY stage 10 is moved by a distance 2d in the X direction, and the fuses 1 arranged in the X direction are sequentially laser processed as shown in FIG.
[0041]
Next, the fuses 1 arranged in the Y direction are processed.
[0042]
First, a laser beam is generated from the laser light source 14 in a state where the optical path of the laser beam is closed by the shutter 6. The angles of the X and Y galvanometer mirrors 7 and 8 are adjusted based on the position information of the fuse 1 on the semiconductor substrate 2. In this case, alignment is performed with respect to the first and second fuses 1 arranged in the Y direction at intervals d.
[0043]
Next, the shutter 6 is opened, and the two branched laser beams are condensed by the condenser lens 9 to form the main laser beam 12 and the sub laser beam 13, which are respectively arranged in the Y direction. The second fuse 1 is irradiated. After a predetermined time, the first and second fuses 1 arranged in the Y direction are blown.
[0044]
Thereafter, in the same manner as described above, the XY stage 10 is moved by a distance 2d that is twice the distance d between adjacent fuses in the Y direction, and laser processing is sequentially performed on the fuses 1 arranged in the Y direction.
[0045]
As described above, according to the laser processing method of the first embodiment of the present invention, after the laser beam from the laser light source 14 is branched into a plurality of beams, the branched laser beam is condensed and the main laser beam 12 and A sub laser beam 13 is formed and irradiated to each fuse 1. Therefore, simultaneous processing of a plurality of fuses 1 is possible. Thereby, improvement of processing efficiency can be aimed at.
[0046]
Further, the irradiation position of the sub laser beam 13 of the two branched main and sub laser beams 12 and 13 is adjusted, and the main and sub laser beams 12 and 13 are respectively aligned with the positions of the adjacent fuses 1. ing. Therefore, even when the pitches of the fuses 1 arranged in a large number are changed, the irradiation positions on the fuses 1 to be simultaneously processed can be accurately adjusted. For this reason, it is possible to process the two fuses 1 simultaneously while keeping the minimum spot diameter small.
[0047]
Further, since the shutter 6 that can be opened and closed with respect to the respective optical paths of the two branched laser beams is provided, two adjacent fuses 1 are simultaneously selected and processed from the two target fuses. It is possible to select a desired fuse and process it, or not to process it together.
[0048]
Further, the stage 10 on which the semiconductor substrate 2 on which the plurality of fuses 1 are formed is moved by a predetermined interval dx or dy, so that all the fuses 1 on the semiconductor substrate 2 are sequentially and quickly performed. be able to.
[0049]
(Second Embodiment)
(Laser processing equipment)
FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the laser processing apparatus according to the second embodiment.
[0050]
As shown in FIG. 5, the laser processing apparatus is obtained by adding a polarization switching element 16 to the laser processing apparatus of the first embodiment. After the light from the laser light source 14 is once changed into circularly polarized light by the circularly polarizing plate 15, each laser beam can be polarized in any direction by the polarization switching element 16 inserted in each of the optical paths of the two branched laser beams. It has become.
[0051]
By making the direction of the fuse 1 parallel to the polarization direction of the laser beam, it may be possible to more reliably cut the fuse 1 that is concentrated by concentrating the energy of the laser beam. In such a case, the laser processing apparatus according to the second embodiment is useful.
[0052]
Depending on the semiconductor device, when the polarization direction is perpendicular or oblique to the fuse 1, good cutting may be possible. When the longitudinal direction of the fuse 1 is arranged in both X and Y directions, the polarization of one laser beam is aligned in the X direction, the other is aligned in the Y direction, and each laser beam is selected in accordance with the direction of the fuse 1 If used, the fuse 1 in both directions can be efficiently cut.
[0053]
As described above, according to the laser processing apparatus of the second embodiment of the present invention, since the polarization switching element 16 is provided, the irradiation is performed by aligning the polarization direction of each laser beam in the direction in which the fuse 1 is easily cut. As a result, it is possible to efficiently cut the fuse 1 in each direction by concentrating the energy of the laser beam.
[0054]
(Laser processing method)
Next, a laser processing method using the laser processing apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0055]
First, the semiconductor substrate 2 is fixed to the substrate chuck 11 on the XY stage 10 shown in FIG.
[0056]
First, processing is performed on the fuses 1 arranged at intervals d in the X direction. In this case, a laser beam is generated from the laser light source 14 with the optical path of the laser beam closed by the shutter 6. The angles of the X and Y galvanometer mirrors 7 and 8 are adjusted based on the position information of the fuse 1 on the semiconductor substrate 2. In this case, first, alignment is performed with respect to the first and second fuses 1 arranged in the X direction at intervals d.
[0057]
Next, the shutter 6 is opened. In this case, the laser beam is circularly polarized by the circular polarization element 15, then reflected by the total reflection mirror 4 and incident on the beam splitter 5. One of the two branched laser beams sequentially passes through the polarization switching element 16 and the condenser lens 9 to form the main laser beam 12. The other is transmitted through the polarization switching element 16, reflected by the total reflection mirror 4, and sequentially incident on the X and Y galvanometer mirrors 7 and 8. The irradiation positions of the laser beams transmitted through the X and Y galvanometer mirrors 7 and 8 are adjusted and transmitted through the condenser lens 9 to form a secondary laser beam 13. For example, in the case of an elongated fuse 1, the polarization direction of the main and sub laser beams 12, 13 is adjusted by the polarization switching element 16 in a direction that can be easily cut with respect to the longitudinal direction of the fuse 1. In this case, since all the fuses 1 to be processed are arranged in the X direction, the same polarization direction is set for the main and sub laser beams 12 and 13.
[0058]
The main and sub laser beams 12 and 13 thus formed are irradiated to the first and second fuses 1 arranged in the X direction. After a predetermined time, the first and second fuses 1 arranged in the X direction are blown.
[0059]
Next, after the shutter 6 is closed, the XY stage 10 is moved in the X direction by a distance 2d that is twice the distance d adjacent to the fuse, and is aligned with the third and fourth fuses 1. The laser processing is performed in the same manner as in the first embodiment.
[0060]
In this way, the XY stage 10 is moved by the distance 2d in the X direction, and the adjacent fuses 1 are sequentially selected for the fuses 1 arranged in the X direction two by two at the same time. To process.
[0061]
Next, processing is performed on the fuses 1 arranged at intervals d in the Y direction. First, in the same manner as when processing is performed on the fuses 1 arranged in the X direction, the first and second fuses 1 arranged in the Y direction at intervals d are aligned.
[0062]
Next, in the same manner as when processing is performed on the fuses 1 arranged in the X direction, the polarization of the main and sub laser beams 12 and 13 is adjusted by the polarization switching element 16 in the direction in which the fuse 1 is easily cut. Set the direction. In this case, since all the fuses 1 to be processed are arranged in the Y direction, the main and sub laser beams 12 in a direction orthogonal to the case where the fuses 1 arranged in the X direction are processed, for example, 13 polarization directions are set. In addition, since all the fuses 1 to be processed are arranged in the Y direction, the main and sub laser beams 12 and 13 are set in the same polarization direction. The main and sub laser beams 12 and 13 thus formed are irradiated to the first and second fuses 1 arranged in the Y direction. After a predetermined time, the first and second fuses 1 arranged in the Y direction are blown.
[0063]
Thereafter, in the same manner as described above, the XY stage 10 is moved by a distance 2d in the Y direction, and the adjacent fuses 1 are sequentially selected two by two at the same time with respect to the fuses 1 arranged in the Y direction. To perform laser processing selectively.
[0064]
As described above, according to the laser processing method of the second embodiment, the polarization directions of the laser beams 12 and 13 are switched in accordance with the direction in which the fuse 1 can be easily cut. For this reason, since the energy of the laser beams 12 and 13 can be concentrated, the fuse 1 can be efficiently cut.
[0065]
Although the present invention has been described in detail with the embodiments, the scope of the present invention is not limited to the examples specifically shown in the above embodiments, and the above embodiments within the scope of the present invention are not deviated. Variations in form are within the scope of this invention.
[0066]
For example, in the above embodiment, the laser beams 12 and 13 are divided into two branches, but when one laser beam is divided into N branches and N laser beams are used to simultaneously cut N fuses, A processing speed of up to N times can be realized.
[0067]
Further, as the beam moving means 7 and 8, a mechanism for adjusting the beam position by linearly moving the mirror can be adopted in addition to the galvanometer mirror by the rotation of the mirror shown in this embodiment.
[0068]
In addition, although the two X and Y galvanometer mirrors 7 and 8 are provided in the optical path of the sub laser beam 13, they may be provided in at least one of the main laser beam 12 and the sub laser beam 13.
[0069]
Further, the adjustment of the irradiation position of the laser beam by the galvanometer mirrors 7 and 8 is performed in advance before the laser processing is started, but when the pitch of the workpieces arranged in a large number is irregular, the XY stage 10 is moved. However, it is also possible to adjust the irradiation position of the laser beam by the galvanometer mirrors 7 and 8 for the next workpiece.
[0070]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the laser beam from the laser light source is branched into a plurality of light beams, and then condensed to irradiate the workpiece. Accordingly, since a plurality of laser beams can be formed with one laser light source, it is possible to simultaneously process two or more workpieces while simplifying the apparatus. Thereby, improvement of processing efficiency can be aimed at and spot quality also improves.
[0071]
Moreover, it has a beam moving means capable of independently adjusting the irradiation position of at least one laser beam among the plurality of branched laser beams. Therefore, it is possible to accurately match the irradiation position of the workpieces to be processed simultaneously even when the pitch of the workpieces lined up is large, so that multiple workpieces can be maintained while keeping the minimum spot diameter small. It is possible to simultaneously process two or more workpieces in accordance with the arrangement direction and the interval.
[0072]
Furthermore, since a shutter that can be opened and closed with respect to each of the optical paths of the plurality of branched laser beams is provided, two or more workpieces can be selected at the same time and the target two or more workpieces can be selected. It becomes possible to select and process a workpiece to be processed.
[0073]
Furthermore, by moving the stage on which a plurality of workpieces are placed, all the workpieces on the stage can be processed sequentially and quickly.
[0074]
In addition, polarization switching elements are provided in all or part of the optical paths of the plurality of laser beams. Therefore, the energy of the laser beam is concentrated by switching the polarization direction of the laser beam in accordance with the direction in which the workpiece is easily cut, for example, in the case of an elongated fuse, in accordance with the direction in which the workpiece is easily cut with respect to the longitudinal direction of the fuse. Therefore, cutting can be performed efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a laser processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing the arrangement of fuses formed in the semiconductor device used in the laser processing method by the laser processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view showing a laser processing method by the laser processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view showing a laser processing method which is a comparative example with respect to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of a laser processing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Fuse pattern
2 Wafer (semiconductor substrate)
3 Semiconductor chip
4 Total reflection mirrors
5 Beam splitter (half mirror)
6 Shutter
7 X Galvano mirror (beam moving means)
8 Y Galvano mirror (beam moving means)
9 Condensing lens
10 XY stage
11 Substrate chuck
12 Main laser beam
13 Sub laser beam
14 Laser light source
15 circular polarizer
16 Polarizer

Claims (8)

レーザ光源と、
被加工物を載置して移動可能なステージと、
前記レーザ光源から出射したレーザビームを複数に分岐した後、集光して前記被加工物に照射する光学系と、
前記分岐された複数のレーザビームのそれぞれの光路に対して開閉可能なシャッタと、
前記分岐された複数のレーザビームを相互に独立に移動させ、前記レーザビームの照射位置を調整し得るビーム移動手段とを有することを特徴とするレーザ加工装置。
A laser light source;
A stage on which a workpiece can be placed and moved;
An optical system for condensing and irradiating the workpiece after dividing the laser beam emitted from the laser light source into a plurality;
A shutter that can be opened and closed with respect to each optical path of the plurality of branched laser beams;
A laser processing apparatus comprising: a beam moving unit capable of moving the plurality of branched laser beams independently of each other and adjusting an irradiation position of the laser beam.
一方向に間隔を置いて複数配列された被加工物に対して、前記ステージが前記配列方向に沿って移動するように調整されており、前記被加工物の配列方向と間隔に合わせて前記複数のレーザビームの照射位置が調整されていることを特徴とする請求項1記載のレーザ加工装置。The stage is adjusted so as to move along the arrangement direction with respect to the workpieces arranged at intervals in one direction, and the plurality of the workpieces are arranged in accordance with the arrangement direction and intervals of the workpieces. The laser processing apparatus according to claim 1, wherein an irradiation position of the laser beam is adjusted. 前記複数のレーザビームの光路のうちすべてに又は一部に、偏光切換え素子を備えたことを特徴とする請求項1又は2記載のレーザ加工装置。3. The laser processing apparatus according to claim 1, further comprising a polarization switching element in all or part of the optical paths of the plurality of laser beams. 前記複数のレーザビームの照射間隔の調整範囲が50μm以下であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一に記載のレーザ加工装置。The laser processing apparatus according to claim 1, wherein an adjustment range of irradiation intervals of the plurality of laser beams is 50 μm or less. レーザ光源と、被加工物を載置して移動可能なステージと、前記レーザ光源から出射したレーザビームを複数に分岐した後、集光して前記被加工物に照射する光学系と、前記分岐された複数のレーザビームのそれぞれの光路に対して開閉が可能なシャッタと、前記分岐された複数のレーザビームを相互に独立に移動させ、前記レーザビームの照射位置を調整し得るビーム移動手段とを有するレーザ加工装置を用いて、
前記ステージ上に複数の被加工物を載置し、前記複数の被加工物の位置に合わせて前記ビーム移動手段により前記レーザビームの照射位置を調整したうえで、前記複数の被加工物のうちから同時に2以上選び、前記シャッタを開閉させて選択的に加工するとともに、前記ステージを移動させて前記複数の被加工物を順次加工することを特徴とするレーザ加工方法。
A laser light source, a stage on which a workpiece is placed and movable, an optical system that divides a laser beam emitted from the laser light source into a plurality of beams, and then collects and irradiates the workpiece, and the branch A shutter that can be opened and closed with respect to the respective optical paths of the plurality of laser beams, and beam moving means that can move the plurality of branched laser beams independently of each other and adjust the irradiation position of the laser beams. Using a laser processing apparatus having
A plurality of workpieces are placed on the stage, and the irradiation position of the laser beam is adjusted by the beam moving means according to the positions of the plurality of workpieces. A laser processing method characterized in that two or more are simultaneously selected, the shutter is opened and closed to selectively process, and the stage is moved to sequentially process the plurality of workpieces.
一方向に間隔を置いて複数配列された前記被加工物に対して、前記ステージを前記配列方向に沿って移動するように調整し、前記被加工物の配列方向と間隔に合わせて前記レーザビームの照射位置を調整することを特徴とする請求項5記載のレーザ加工方法。The stage is adjusted to move along the arrangement direction with respect to the plurality of workpieces arranged at intervals in one direction, and the laser beam is adjusted in accordance with the arrangement direction and intervals of the workpieces. 6. The laser processing method according to claim 5, wherein the irradiation position is adjusted. 前記複数のレーザビームの光路のうちすべてに又は一部に、偏光切換え素子を備え、前記偏光切換え素子によるレーザビームの偏光方向を前記被加工物に合わせて調整することを特徴とする請求項5又は6記載のレーザ加工方法。6. A polarization switching element is provided in all or a part of the optical paths of the plurality of laser beams, and a polarization direction of the laser beam by the polarization switching element is adjusted in accordance with the workpiece. Or the laser processing method of 6. 前記被加工物が半導体デバイス上に形成されたヒューズであることを特徴とする請求項5乃至7の何れか一に記載のレーザ加工方法。The laser processing method according to claim 5, wherein the workpiece is a fuse formed on a semiconductor device.
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